Brevet FR2544619A1 — publié le 19841026

L'invention part drune lal IE de golf massive ou pleine composée de deux parties Une telle balle d* golf a été mise au point pour améliorer la durabilité des balles de golf "roulées" et elle est fabriquée en recouvrant un noyau massif moulé en une seule pièce d'une enveloppe possédant une excellente résistance à l'entaille (par exemple d'une enveloppe faite principalement d'une résine ionomère produite en combinant des ions métalliques à des copolymêres d'éthylène). Les balles connues de ce type ne possèdent 1 O pas une caractéristique de rebondissement entièrement satisfai- sante Or, la caractéristique de rebondissement a une grande influence sur la vitesse initiale de la balle et constitue une propriété importante dans la détermination de la distance par- courue par la balle, de sorte qu'il serait souhaitable d'améliorer cette caractéristique. Pour améliorer la caractéristique ou le coefficient de rebondissement d'une balle de golf composée de deux parties, on pourrait envisager d'améliorer la caractéristique de rebondissement du noyau massif ou plein, d'augmenter le moment d'inertie de la balle et des moyens analogues Cependant, comme la caractéristique de rebondissement du noyau est presque entiè- rement déterminée par la réticulation complémentaire (les liaisons transversales complémentaires), il est très difficile de l'amé- liorer De même, pour augmenter le moment d'inertie de la balle, des expérimentations sont en cours pour changer la distribution de dureté et la distribution de poids à l'intérieur de la balle, mais des résultats satisfaisants n'ont pas été obtenus jusqu'à présent en raison de l'apparition d'inconvénients tels que la diminution de la durabilité. L'invention procure une balle de golf composée de trois parties, qui possède un excellent coefficient de rebon- dissement, sans que sa durabilité soit réduite, en ajustant les diamètres, les masses volumiques et les duretés de la partie centrale ou couche interne et de la couche externe du noyau. ^ 5 La balle de golf en trois parties selon l'invention est en fait un perfectionnement d'une balle de golf composée de deux parties. La demanderesse a découvert que la caracté- ristique de rebondissement peut être améliorée, sans réduire la durabilité de la balle, en partageant le noyau en une partie centrale ou couche interne et une couche externe et en ajustant la distribution de dureté et la masse volumique des couches du noyau selon certains critères. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui O 10 va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est une coupe d'une baile de golf typique, composée de trois parties, selon l'invention. La balle représernte est produite en recouvrant un noye-u rmassif ou plein en deux parties, composé d'une couche interne 1 et d'une couche externe 2, avec une enveloppe 3. Selon l'invention, une telle balle de golf est caracterisée en ce que la partie centrale ou couche interne l du noyau possède un diamètre de 20 à 32 mm, une masse vol-milque de 1,03 1 25, une dureté (Shore D) au centre de 57 à 83, et une duret (Shore D) de la zone située entre 5 et 10 mm du centre supérieure; la dureté du centre mais ne dépassant pas 83, et en ce que la couche externe 2 du noyau possède ua iamtre de 36 ; 40 5 une mnsse volumique de 1,3 à 2,5 et une dureté (Shore D) de 70 83. Généralement, les compositions de la couche interne 1 et de la couche externe 2 du noyau de la balle en trois parties selon llinvention seront les mêmes, mais il est pessibie, si désire, de prévoir des compositions dirféfents pour ces deux couches sans sortir du cadre de l'inventiono La composition du noyau comporte, par e nPl, des caoutchoucs de base, des agents rêticulants, des agents réiti- culants complémentaires, des charges inactives et des ccmpossants semblables. Comme caoutchouc de base, on utilise habituel lemant plusieurs caoutchoucs naturels et/ou synthatiquaes pour la fabrication de balles de golf massives et on peut employer les mêmes matériaux de base pour la mise en oeuvre de l'invention, mais les caoutchoucsde 1,4- polybutadiène ayant une structure cis dans une proportion qui n'est pas inférieure à 40 % sont parti- culièrement préférés Cependant, si désiré, on peut mélanger convenablement des caoutchoucs naturels, des caoutchoucs de polyisoprène, des caoutchoucs styrène/butadiène ou des matériaux - semblables avec le caoutchouc de polybutadiène. Comme agent réticulant, on peut utiliser, par exemple, des peroxydes organiques (tels que le peroxyde de dicumyle, le peroxyde de t-butyl), des composés azoiques (tels que l'azobisisobutyronitrile) et des matériaux semblables De tous ces matériaux, le peroxyde de dicumyle est particulièrement préféré. La quantité d'agent réticulant dans le mélange représentera généralement 0,5 à 3 parties en poids, de préférence 1 à 2,5 parties en poids pour 100 parties en poids du caoutchouc de base. Il n'y a pas de limitations particulières en ce qui concerne l'agent réticulant complémentaire Comme exemples, on peut utiliser les sels métalliques d'acides gras non saturés, en particulier le sel de zinc ou de magnésium d'acides gras non saturés ayant 3 à 8 atomes de carbone (tels que l'acide acrylique, l'acide méthacrylique) Cependant; l'acry- late de zinc (sel normal) est particulièrement préféré La quantité de cet agent dans le mélange est de 30 à 38, de préférence de 32 à 36 parties en poids pour 100 parties en poids du caoutchouc de base. Comme charge inactive, on peut utiliser, par exemple, l'oxyde de zinc, le sulfate de barium, la silice, le carbonate de calcium, le carbonate de zinc et des substances semblables, l'oxyde de zinc étant employé habituellement -La quantité de charge dans le mélange dépend de la masse volumique des couches interne et externe, du poids standardisé de la balle et d'autres facteurs encore, mais elle n'est pas limitée spécia- lement Cependant, cette quantité sera généralement comprise entre 3 et 150 parties en poids pour 100 parties en poids du caoutchouc de base. Une composition pour la couche interne du noyau, obtenue en mélangeant les composants décrits ci-dessus, est pétrie dans un pétrisseur ou un malaxeur courant, par exemple dans un mélangeur-malaxeur de type Banbury, par des rouleaux et ainsi de suite, puis introduite par force dans un moule pour la produc- tion de la couche interne du noyau par moulage par compression ou injection Le produit moulé est ensuite vulcanisé ou traité à chaud à une température suffisante pour que les agents de réti- culation et de réticulation complémentaire agissent (par exemple à environ 150-170 C lorsque l'agent réticulant est le peroxyde de dicumyle et l'autre agent est l'acrylate de zinc), en vue de l'obtention d'une couche de noyau interne d'un diamètre de à 32 mm et d'une masse volumique de 1,03 à 1,25. Il est important de bien régler les conditions de traitement thermique, telles que la courbe d'élévation de la température et la température et le temps de chauffage, de manière que la couche interne du noyau acquiert une distribution de dure- té (Shore D) telle que-la dureté au centre est de 57 à 83 et que la zone située entre 5 et 10 mm du centre présente une dureté qui est supérieure à celle du centre mais que ne dépasse 83. Compte tenu des ingrédients du mélange, il est pratiquement impossible de rendre la masse volumique de la couche interne du noyau inférieure à 1,03; lorsque la masse volumique de la couche interne dépasse 1,25, elle est trop proche de la masse volumique de la couche externe du noyau ou risque même de la dépasser, ce qui rend l'obtention des effets recherchés par l'invention impossible. Pour obtenir les résultats voulus, la distri- bution de dureté de la couche interne du noyau doit correspondre à ce qui a été indiqué dans ce qui précède. On obtient un noyau pour une balle de golf selon l'invention en appliquant une couche externe sur la couche interne produite comme il vient d'être décrit, A cet effet, une composition pour la couche de noyau externe, obtenue par mélange et malaxage des composants indiqués dans ce qui précède, est introduite par force dans un moule à compression ou à injection, la composition étant répartie concentriquement sur la couche interne à l'intérieur du moule Le produit moulé à deux couches ainsi obtenu est ensuite soumis à une vulcanisation ou un traitement à chaud à une température suffisante pour que les agents de réticulation et de réticulation complémentaire contenus dans le mélange de la couche externe agissent, en vue de l'obtention d'un noyau plein ou massif composé de deux parties et possédant un diamètre de 36 à 40 mm. Généralement, la masse volumique de la couche externe du noyau sera de 1, 3 à 2,5 et sa dureté (Shore D) sera de 70 à 83, de préférence de 72 à 75. Le noyau ainsi obtenu est ensuite recouvert d'une enveloppe épaisse de 1, 4 à 2,7 mm Pour les enveloppes, on utilise habituellement, et on peut en faire de même pour la mise en oeuvre de l'invention, des matériaux composés principa- lement d'une résine ionomère et contenant si nécessaire une charge inorganique (dioxyde de titane ou sulfate de zinc par exemple) à des fins de coloration ou autres. Une résine ionomère préférée est une résine thermoplastique obtenue en conférant une liaison métallique transversale à des polymères d'une monooléfine avec au moins un composé du groupe comprenant les acides monoou di-carboxyliques non saturés ayant 3 à 8 atomes de carbone et leurs esters (ledit polymère contient 4 à 30 % en poids de l'acide mono ou di-car- boxylique non saturé et/ou son ester) Des exemples de résines ionomères de ce genre sont constitués par différentes variétés de "Surlyn" qui est un produit commercialisé par Du Pont (par exemple Surlyn 1601, 1701, 1605 et ainsi de suite ou leurs combinaisons). Le procédé pour recouvrir le noyau de l'enve loppe n'est pas soumis à des règles particulières Généralement, le noyau est entouré d'une enveloppe en deux parties sous forme de deux coquilles hémisphériques, l'ensemble étant ensuite soumis à une opération de moulage avec application de chaleur et de pression Il est toutefois possible aussi de recouvrir le noyau d'une enveloppe par un moulage par injection de la composition de l'enveloppe autour du noyau. La balle de golf composée de trois parties obtenue commfe décrit cidessus est une balle pleine ou massive dont la durabilité est égale à celle de la balle de golf massive conventionnelle en deux parties mais qui possède une meilleure caractéristique de rebondissement. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. Exemple i 1 O On prépare une composition pour couche de noyau interne avec les ingrédients et les quantités indiquées dans le tableau 1 ci-après On pétrit cette composition à l'aide d'un rouleau pétrisseur puis on la moule sous pression à 160 G pendant 20 min pour produire une couche interne d'un diamètre de 28 mm. On prepare une composition pour couche de noyau externe, selon les indications de mélange du tableau 1, on la pétrit et on l'applique concentriquement sur la couche de noyau interne par moulage par injection On soumet le produit moulé à deux couches ainsi obtenu à un traitement thermique à C pendant 25 min pour obtenir un noyau massif ou plein. On recouvre ce noyau d'une enveloppe consti= tuée de deux coquilles hémisphériques (d'une épaisseur d'environ 2 mm) préparées avec les ingrédients et selon les quantités indiquées dans le tableau 1; on soumet ensuite l'ensemble à un moulage sous pression à 155 C pendant 15 min pour obtenir une balle de golf massive d'un diamètre de 41,3 mm Les propriétés physiques de la balle ainsi obtenue sont égatement indiquies dans le tableau I. Exemple 2 On prépare une balle de golf en trois parties comme indiqué dans l'exemple 1, mais avec des compositions modifiées pour les deux couches du noyau Les propriétés physiques de la balle ainsi obtenue figurent également dans le tableau 1 o Exemple témoin 1 On prépare une balle de golf en deui parties, de la manière indiquée dans l'exemple 1, sauf que le noyau est à une seule couche Les propriétés de cette balle figurent dans le tableau I. Exemple témoin 2 et 3 On prépare de nouveau des balles en trois parties comme indiqué dans l'exemple 1 Les propriétés physiques des balles obtenues figurent dans le tableau 1. Tableau 1 composition die la couche'in- terne (par- ties en poids) Compos it ion de la couche externe 1 (parties en poids) cis 1,4-polybutadiène ( 1) acrylate de zinc méthacrylate de zinc oxyde de zinc peroxyde de dicumyle cis 1,4-polybutadiène acrylate de zinc méthacrylate dei zinc oxyde de zinc peroxyde de dicumyle antioxvdant Exemple I. Exemple témoin 3 j 2 J 2 f 2 3 3,4 4,5 1,0 i n 3,4 83,0 1:0 1.4 3 e 4 32,8 3,4 59, 1 1.% O 1.3 3,4 , 1 3,4 63, 6 1,0 3 Y 4 36,2 1,0 1.2 3 4 96, 8 1., o 1 h 3,4 ,0 1.0 (oparities N résine ionomère ( 2) 100 100 100 100 100 ienve poids) dioxyde de titane 3 3 ___ 3 _ 3 3 loppe épaiisseur (mmi) 2,15 2,15 2,15 2, 15 2,15 duret 4 (Shore D) 68 68 68 68 68 _ Co, ru %O ( 1.) JSR B 3 ROI ( 2) niflange de Surlyn 1601 et Surlyn 1701 noyau massif t- Tableau 1 (suite) Distribution dureté ( 3) couche interne centre à 5 mm du centre à 10 mm du centre couche externe E emp le Exemple témoin 1 i 2 1 j 213 59,5 69,8 76,6 ,4 73,5 77,7 78,4 ,3 71,8 ,3 79,4 76,0 79,5 , 0 779,0 78,0 79,5 81,0 78,0 Diamètre couche interne 28,0 28,0 37,0 28,0 28,0 (mm) couche externe 37,0 37,0 37,0 37,0 M a S S ecoucheinter ne 1,0 841,247 11,340 1,411 1,574 volumique couche externe volumasse couche externe 1:508 1,338 O 1,2661 1:54 poids (g) dureté (Shore D) coefficient de rebondissement ,5 48,8 + 0,013 ,6 48,7 -1-0, 006 ,6 48,8 +O O 000 ,7 48,9 -0,007 ,7 48,8 -0, 022 Proprié distance coup de départ (vitesse vol (carry 205,0 202,5 201,0 200, 0 198,0 réri phy parcourue de la tête: 45,2 m/s) totale tés phy pacuu oae 236,7 234,1 2 L 3,5 _ 2, (m) coup avec fer n 5 (vi vol (carry) 170,2 168, 5 167,9 167,0 166,1 siques J tesse de la tête 37,2 m/s) totale 184,0 183, 0 182,2 181,8 181,5 de la balle coefficient de rebondissement + 0,020 + 0, 006 +O O 000-0,007 -0,021 indice de durabilité ( 4) 100 100 100 100 100 ( 3) dureté Shore D ( 4) valeur de mesure obtenue par martelage continu, sur en deux parties. 0 % la base de 100 pour une balle massive Proprié- tés' physiques I R E V E N D I C A T I O N S 1 Balle de golf massive ou pleine composée de trois parties, produite par le recouvrement d'un noyau massif ou plein en deux parties, constitué d'une partie centraleou couche interne ( 1) et d'une couche externe ( 2), avec une enveloppe ( 3), caractérisée en ce que la couche interne ( 1) possède un diamètre de 20 à 32 mai, une masse volumique de 1,03 à 1,25, une dureté (Shore D) au centre de 57 à 83 et une dureté (Shore D) dans la zone de 5 à 10 mn du centre, qui est plus grande que celle du centre mais qui ne dépasse pas 83, et que la couche externe ( 2) du noyau possède un diamètre de 36 à 40 mm, une masse volunique de 1,3 à 2,5 et une dureté (Shore D) de 70 à 83. 2 Balle de golf selon la revendication 1, dont l'enveloppe ( 3) possède une épaisseur de 1,4 à 2,7 mm et est faite principalement d'une résine ionomère.