JP2000254249A - ゴルフボールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密着性を損なうことなくプライマー処理を省
略でき、従って生産性に優れるゴルフボールの製造方法
を提供すること。 【解決手段】 二液性ウレタン塗料の、ポリオールを含
む主剤とポリイソシアネートを含む硬化剤とを混合す
る。混合直後に、この塗料をゴルフボール本体表面に塗
装する。ゴルフボール本体表面には、塗装に先立つプラ
イマー処理を施さない。主剤と硬化剤との混合から塗装
までの経過時間を、２０分以内とする。主剤として、ウ
レタンポリオールを含むものを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴルフボールの製
造方法に関し、特にゴルフボール本体の表面に二液性ウ
レタン塗料を塗装する工程を含むゴルフボールの製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ゴルフボールには、その本体の保護、美
観の向上等の目的で、本体表面に塗装が施されて塗膜が
形成されている。ゴルフボールはゴルフクラブによって
繰り返し打撃されるが、この打撃時の衝撃によって本体
は最大で約３０％も変形する。塗膜も本体に追従して変
形するが、塗膜と本体との密着が不十分であったり、塗
膜が硬すぎて弾性が不足していると、塗膜が本体の変形
に追従できず、本体表面から剥離してしまう。また、ゴ
ルフクラブヘッドはロフトを有するので、打撃時にヘッ
ドとフェースとが擦れ合う。この際、塗膜が脆弱であっ
たり、軟弱であると、塗膜に擦り傷が生じてしまう。

【０００３】打撃によっても塗膜が剥離しにくい性質
（密着性）及び擦り傷が生じにくい性質（耐擦傷性）を
満足するゴルフボール用の塗料として、ポリオールを含
む主剤とポリイソシアネートを含む硬化剤とからなる、
二液性ウレタン塗料が用いられている。この塗料では、
主剤と硬化剤とが混合され、ゴルフボール本体の表面に
塗装される。すると、ポリオールとポリイソシアネート
とが反応してウレタン結合が生じ、塗膜が硬化する。硬
化反応を促進するには、塗装後のゴルフボールをある程
度の高温環境下に保管する必要がある。

【０００４】ところで、ゴルフボールには、カバー材料
としてアイオノマー樹脂等の合成樹脂が用いられること
が多く、またコア材料としてゴム（糸ゴム、ソリッドゴ
ム等）が用いられることが多い。塗膜硬化を促進する目
的で保管温度をあまりに高くしすぎると、合成樹脂やゴ
ムが劣化し、耐久性が低下したり、反発係数低下による
ゴルフボールの飛距離低下が生じてしまう。このため、
保管温度をあまり高温とすることができず、必然的に硬
化反応に要する時間（以下、「乾燥時間」ともいう）が
長時間となってしまう。例えば、一般的なゴルフボール
工場では、３０℃から４０℃程度の温度下で、２０時間
以上もの時間をかけて、塗膜を硬化させている。長い乾
燥時間は、ゴルフボールの生産性の低下を招くこととな
る。

【０００５】ゴルフボールの生産性を高める二液性ウレ
タン塗料として、主剤にウレタンポリオールを含むもの
が提案されている（例えば、特開平９−５９５６６号公
報等参照）。このウレタンポリオールは、ポリオール中
の水酸基の一部があらかじめイソシアネート基と反応し
てウレタン化しているものである。この二液性ウレタン
塗料では、主剤と硬化剤とが混合される前の段階で、主
剤中に既にある程度ウレタン結合が存在しており、混合
後のウレタン化反応が少なくて済むので、乾燥時間が短
くなる。

【０００６】しかしながら、ウレタンポリオールを用い
た二液性ウレタン塗料では、主剤中のフリーの水酸基及
び硬化剤中のフリーのイソシアネート基が通常の塗料に
比べて少ないので、ゴルフボール本体表面との反応性が
不十分である。このため、塗膜とゴルフボール本体表面
との密着性が劣る問題がある。

【０００７】二液性ウレタン塗料による塗膜とゴルフボ
ール本体表面との密着性を高める手段として、プライマ
ー処理が提案されている。例えば、特開平１０−１６５
８８６号公報には、特定のシランカップリング剤を主成
分とする表面処理剤（プライマー溶液）を用いてゴルフ
ボール本体をプライマー処理する方法が開示されてい
る。プライマー処理は、通常ゴルフボール本体をプライ
マー溶液中に浸漬することによって行われている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】プライマー溶液は、周
辺雰囲気から水分を吸収する性質を有しており、また、
プライマー溶媒が蒸発し、気化熱によっても水分を吸収
する。従って、プライマー処理を繰り返すうちにプライ
マー溶液が水分を含むようになる。例えば、一般的なゴ
ルフボール工場で約１時間かけて５００ダースのゴルフ
ボールをプライマー処理すると、プライマー溶液には約
１重量％の水分が含まれるようになる。水分の量は、１
０００ダースのゴルフボールを処理した後では、約３重
量％にも達する。プライマー溶液に水分が含まれると、
プライマー処理後に塗装された塗膜とゴルフボール本体
表面との密着性が、水分の影響で低下する。密着性を低
下させないようにするには頻繁にプライマー溶液を交換
しなければならず、プライマー溶液の調製、交換、廃棄
等の作業量が増大してゴルフボールの生産性が低下して
しまうという問題がある。また、プライマー溶液の交換
により、多量の廃液が発生してしまうという問題があ
る。

【０００９】プライマー処理をしなければ生産性低下等
の問題は生じないが、プライマー処理なしでは前述のよ
うに塗膜の密着性が不十分となるので、やむなく頻繁に
プライマー溶液を交換しつつ、プライマー処理が行われ
ているのが実状である。

【００１０】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、密着性を損なうことなくプライマー処理を
省略でき、従って生産性に優れるゴルフボールの製造方
法を提供することを課題とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、ゴルフボール本体表面にプライマー処理を施さ
なくても、混合後の二液性ウレタン塗料の使用時間に制
限を設けることにより、意外にも密着性を維持できるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。よって、本発
明は、ポリオールを含む主剤とポリイソシアネートを含
む硬化剤とからなる二液性ウレタン塗料をゴルフボール
本体の表面に塗装する塗装工程を含むゴルフボールの製
造方法であって、この塗装工程において、ゴルフボール
本体の表面にプライマー処理を施すことなく、この表面
に主剤と硬化剤とを混合した直後の二液性ウレタン塗料
を塗装することを特徴とするゴルフボールの製造方法を
提供するものである。

【００１２】この製造方法では、ゴルフボール本体表面
にプライマー処理を施さないので、プライマー溶液の交
換による生産性の低下及び多量の廃液の発生の問題が生
じない。しかも、ゴルフボール本体表面に主剤と硬化剤
とを混合した直後の二液性ウレタン塗料を塗装するの
で、ゴルフボール本体表面と塗膜との密着性を損なうこ
とがない。この製造方法によって密着性が損なわれない
理由は詳細には不明であるが、混合直後に塗装すること
によって、ゴルフボール本体表面の例えばカルボキシル
基等の反応基と二液性ウレタン塗料中の水酸基及びイソ
シアネート基との反応が、ウレタン化反応と同時に、又
はウレタン化反応に先駆けて起こるためと推測される。

【００１３】本発明において、二液性ウレタン塗料の具
体的な使用時間は、主剤と硬化剤との混合後２０分以下
とされる。使用時間は、特に、１０分以下が好ましく、
３分以下がより好ましい。使用時間が上記範囲を超える
と、塗装前にウレタン化反応が進行し、フリーの水酸基
又はイソシアネート基が不足して、密着性が低下してし
まうことがある。この製造方法では、主剤と硬化剤との
混合後なるべく速く塗装するのが好ましいので、使用時
間の下限を設ける必要はない。

【００１４】本発明が好適に適用される二液性ウレタン
塗料として、主剤のポリオールがウレタンポリオールを
含む二液性ウレタン塗料が挙げられる。この二液性ウレ
タン塗料では、主剤と硬化剤とが混合される前の段階
で、主剤中に既にある程度ウレタン結合が存在してお
り、混合後のウレタン化反応が少なくて済むので、乾燥
時間が短くなる。この二液性ウレタン塗料では、混合段
階でのフリーの水酸基及びイソシアネート基は少ない
が、混合直後に塗装することによってゴルフボール本体
表面との反応を十分起こさせることができるので、塗膜
とゴルフボール本体表面との密着性は維持される。従っ
て、高い生産性と優れた密着性とを両立させることがで
きる。

【００１５】本発明において、ＪＩＳ−Ｋ−５４００に
準拠して測定される落下時間が、主剤と硬化剤とが混合
された直後よりも１秒長くなるまでの混合直後からの経
過時間が、１２分以上３７分以下、特に３０分以上３５
分以下である二液性ウレタン塗料を用いるのが好まし
い。この時間が上記範囲未満であると、硬化速度が速す
ぎることになり、混合装置ないでの硬化が発生すること
がある。逆に、この時間が上記範囲を超えると、硬化速
度が遅すぎることになり、本発明の効果が発揮されない
ことがある。

【００１６】本発明にかかる製造方法では種々のゴルフ
ボールを製造することができるが、特にアイオノマー樹
脂を主成分とするカバーを備えたゴルフボールの製造に
好適である。アイオノマー樹脂にはカルボキシル基が存
在しており、本発明を適用することによって、このカル
ボキシル基と水酸基及びイソシアネート基との反応を促
すことができ、密着性をより高めることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の製造方法によって製造さ
れるゴルフボールは、その本体がソリッドゴム単体から
なるワンピースゴルフボール、糸ゴムが巻かれたコアに
カバーが被覆された糸巻きゴルフボール、ソリッドコア
にカバーが被覆されたツーピースゴルフボール、２以上
の層のソッリドコアにカバーが被覆されたマルチピース
ゴルフボール等である。これらのゴルフボールの本体
は、塗装工程前に表面研磨、ショットブラスト処理、フ
レーミング処理、溶剤による洗浄等の前処理が施され
る。そして、プライマー処理が施されることなく、二液
性ウレタン塗料が塗装される。塗装には、エアースプレ
ーガン方式、静電塗装方式等の既知の手段が採用可能で
ある。塗膜乾燥後、必要に応じてマーキング、クリアー
ペイントが施され、ゴルフボールが完成する。

【００１８】塗装工程で用いられる二液性ウレタン塗料
は、ポリオールを含む主剤とポリイソシアネートを含む
硬化剤とからなる。主剤の水酸基に対する硬化剤のイソ
シアネート基の当量比（ＮＣＯ／ＯＨ）は、通常０．５
から２．０程度である。

【００１９】主剤に用いられるポリオールとしては、水
酸基を複数有するもので有れば種類の如何は問われない
が、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、ブチレングリコール、
１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ネ
オペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール等の
ジオール類；グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘ
キサントリオール等のトリオール類；活性水素原を持つ
開始剤とアルキレンオキサイドとの反応によって得られ
るポリエーテルポリオール（例えばポリエチレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレン
グリコール等）；アジピン酸等の二塩基酸とグリコール
又はトリオールとの脱水縮合によって得られる縮合系ポ
リエステルポリオール（例えばポリエチレンアジペート
等）；ε−カプロラクタム等のラクタムの開環重合によ
って得られるラクトン系ポリエステルポリオール（例え
ばポリ−ε−カプロラクトン等）；環状ジオールを用い
て合成されるポリカーボネートジオール；アクリル系共
重合体に水酸基が導入されたアクリルポリオール等のポ
リマーポリオール等が挙げられる。これらのポリオール
は、単独で、又は２種以上が混合されて用いられる。

【００２０】硬化剤に用いられるポリイソシアネートと
しては、イソシアネート基を複数有するもので有れば種
類の如何は問われないが、例えばヘキサメチレンジイソ
シアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリ
レンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、
テトラメチルキシリレンジイソシアネート、水添ジフェ
ニルメタンジイソシアネート等の、脂肪族、脂環族、芳
香族及び芳香脂肪族ジイソシアネート化合物が挙げられ
る。これらのポリイソシアネートは、単独で、又は２種
以上が混合されて用いられる。

【００２１】本発明の二液性ウレタン塗料の主剤には、
乾燥時間が短くなるという点で、ウレタンポリオールが
好適に用いられる。ウレタンポリオールは、ポリオール
とポリイソシアネートとが反応してウレタン結合を形成
しており、両末端に水酸基を有するものである。ウレタ
ンポリオールを形成するポリオールとしては、前述の各
種ポリオールが挙げられる。また、ウレタンポリオール
を形成するポリイソシアネートとしては、前述の各種ポ
リイソシアネートが挙げられる。

【００２２】ウレタンポリオール中のウレタン結合の比
率は、ウレタンポリオール１ｇに対して０．１ミリモル
以上５ミリモル以下が好ましい。この比率が上記範囲未
満であると、塗膜の耐擦傷性が劣ってしまうことがあ
る。逆に、この比率が上記範囲未満であると、塗膜の密
着性が劣ってしまうことがある。

【００２３】ウレタンポリオールの重量平均分子量は、
４０００以上１００００以下が好ましく、４５００以上
９０００以下が特に好ましい。分子量が上記範囲未満で
あると、乾燥時間が長くなってゴルフボールの生産性が
低下してしまうことがある。逆に、分子量が上記範囲を
超えると、相対的にウレタンポリオールの水酸基価が小
さくなり、塗装後の反応量が少なくなって塗膜とゴルフ
ボール本体表面との密着性が低下してしまうことがあ
る。

【００２４】ウレタンポリオールの水酸基価は、１５ｍ
ｇＫＯＨ／ｇ以上１３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好まし
く、７３ｍｇＫＯＨ／ｇ以上１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下
が特に好ましい。水酸基価が上記範囲未満であると、硬
化剤との反応量が少なくなって塗膜とゴルフボール本体
表面との密着性が低下してしまうことがある。逆に、水
酸基価が上記範囲を超えると、乾燥時間が長くなってゴ
ルフボールの生産性が低下してしまうとともに、塗膜に
割れが発生しやすくなってしまうことがある。

【００２５】ウレタンポリオールは、原料となるポリオ
ールを溶剤で希釈し、例えばジブチル錫ラウレート等の
反応触媒の存在下に、イソシアネート化合物を徐々に添
加しながら攪拌し、ウレタン結合を形成させることによ
り合成される。ウレタン結合の比率は、ポリオールとポ
リイソシアネートとの配合比率の調整等によって行われ
る。

【００２６】主剤のポリオールは、前述のごとくウレタ
ンポリオールが好ましいが、主剤にウレタンポリオール
と他のポリオールとが混合されて用いられてもよい。混
合される場合、乾燥時間短縮の点から、主剤に占めるウ
レタンポリオールの比率を５０重量％以上、特には８０
重量％以上とするのが好ましい。

【００２７】本発明の最大の特徴は、塗装工程におい
て、主剤と硬化剤とを混合した直後の二液性ウレタン塗
料をゴルフボール本体表面に塗装することにある。混合
した直後に塗装するには、主剤と硬化剤とを少量ずつ混
合して間欠的に使用する手段も考えられるが、生産性の
観点から、エアースプレーガン方式にて、二液定比率ポ
ンプを使ってエアースプレーガン直前の塗料輸送経路内
でラインミキサー（例えばスタティックミキサー）によ
って連続的に二液を混合するのが好ましい。こうすれ
ば、混合から例えば２〜３分で塗料を使い切ることがで
きる。同様の方法として、混合比制御機構を備えたエア
ースプレーシステムが挙げられる。

【００２８】

【実施例】以下、実施例によって本発明の効果を明らか
にするが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的
に解釈されるべきものではないことはもちろんである。

【００２９】［二液性ウレタン塗料の調製］２官能ポリ
オールとしてＢＡＳＦ社製の「ＰＴＭＧ６５０」と、３
官能ポリオールとしてトリメチロールプロパン（広栄化
学社製）とを下記の表１に示される配合比で配合し、ポ
リオールが固形分で３０％となるように溶剤としてのト
ルエンで希釈し、触媒としてジブチル錫ラウリレートを
０．０２％添加して主剤を作製する。一方、住友バイエ
ル社製のヘキサメチレンジイソシアネート「Ｎ３５０
０」を固形分で６０％となるようにトルエンで希釈して
硬化剤を作製した。こうして、主剤にウレタンポリオー
ルを含み、硬化剤にヘキサメチレンジイソシアネートを
含む二液性ウレタン塗料を得た。

【００３０】

【表１】

【００３１】この二液性ウレタン塗料の混合直後の落下
速度を、ＪＩＳ−Ｋ−５４００（フォードカップはＳＵ
Ｓ３０４を使用）に準拠して測定したところ、１０．５
秒であった。また、この落下速度が１秒遅くなるまでの
主剤と硬化剤との混合直後からの経過時間は、２８分で
あった。

【００３２】［プライマー処理を行わないゴルフボール
の製造方法］まず、１，４−シスポリブタジエン（日本
合成ゴム社の商品名「ＢＲ０１」）１００重量部、酸化
亜鉛２２重量部、アクリル酸亜鉛２５重量部及びジクミ
ルパーオキサイド１重量部からなるゴム組成物を、加硫
温度１５０℃、加硫時間１５分の条件で成形・加硫し
て、直径３８．３ｍｍ、重量３４．９ｇのソリッドコア
を得た。次に、アイオノマー樹脂（三井・デュポンポリ
ケミカル社の商品名「ハイミラン１６０５」）１００重
量部及び酸化チタン２重量部からなる樹脂組成物を用
い、射出成形法によって上記ソリッドコアの周りに厚み
２．３ｍｍのカバーを射出成形した。こうして得られた
ゴルフボール本体は、直径４２．７ｍｍ、重量４５．３
ｇであった。このゴルフボール本体表面にショットブラ
スト等の表面処理を施した後、エアースプレーガンに
て、上記の二液性ウレタン塗料を塗装した。そして、４
０℃で１時間かけて、塗膜を乾燥させた。なお、二液性
ウレタン塗料の混合から塗装までの時間を、下記の表２
に示されるように変化させた。

【００３３】［プライマー処理を行うゴルフボールの製
造方法］二液性ウレタン塗料の塗装前に、ゴルフボール
本体表面にプライマー処理を施した他は前述の製造方法
と同様にした。プライマー処理は、エポキシアミノシラ
ン処理剤（信越化学工業社の商品名「ＫＢＰ−４３」）
を用意し、これをエポキシアミノシランの含有率が０．
１５重量％となるようにイソプロピルアルコールで希釈
したプライマー溶液（液温２０℃）を用いて行った。プ
ライマー溶液への浸漬時間は１分とし、浸漬後の乾燥は
３８℃で１時間かけて行った。プライマー溶液のゴルフ
ボール本体表面への付着量は、固形分の膜厚み換算で約
１５ナノメーターであった。

【００３４】［密着性試験］上記２種類の製造方法にて
製造したゴルフボールを、常温で２４時間水に浸漬し
た。そして、これを４５ｍ／秒の速度で金属板に衝突さ
せた。連続して１００回衝突させた後の、ゴルフボール
表面の状態を目視で観察した。塗膜の剥離が見られない
ものを「○」とし、剥離がやや見られるものを「△」と
し、激しい剥離が見られるものを「×」とした。この評
価結果が、下記の表２に示されている。

【００３５】

【表２】

【００３６】表２において、主剤と硬化剤との混合から
２５分以上経過した場合、プライマー処理を行わなかっ
たゴルフボールは、プライマー処理を行ったゴルフボー
ルに比べて密着性が劣っている。しかし、混合から２０
分以内の場合、プライマー処理を行わなかったゴルフボ
ールの密着性は、プライマー処理を行ったゴルフボール
に比べて遜色ない。このことより、主剤と硬化剤とを混
合した直後の二液性ウレタン塗料をゴルフボール本体表
面に塗装すれば、プライマー処理を施さなくとも、ゴル
フボール本体表面と塗膜との密着性を維持できることが
確認できた。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明に
よれば、プライマー処理を省くことができるので、密着
性を維持しつつ、ゴルフボールの生産性を高めることが
できる。また、プライマー処理を省くことにより、プラ
イマー溶液に起因する経時的黄変を防ぐこともできる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオールを含む主剤とポリイソシアネ
   ートを含む硬化剤とからなる二液性ウレタン塗料をゴル
   フボール本体の表面に塗装する塗装工程を含むゴルフボ
   ールの製造方法であって、 この塗装工程において、ゴルフボール本体の表面にプラ
   イマー処理を施すことなく、この表面に主剤と硬化剤と
   を混合した直後の二液性ウレタン塗料を塗装することを
   特徴とするゴルフボールの製造方法。
2. 【請求項２】 上記主剤と硬化剤とを混合した後、これ
   をゴルフボール本体の表面に塗装するまでの時間が２０
   分以下である請求項１に記載のゴルフボールの製造方
   法。
3. 【請求項３】 上記ポリオールがウレタンポリオールを
   含む請求項１又は請求項２に記載のゴルフボールの製造
   方法。
4. 【請求項４】 上記主剤と硬化剤とが混合された二液性
   ウレタン塗料の落下時間（ＪＩＳ−Ｋ−５４００）が混
   合直後よりも１秒長くなるまでの混合直後からの経過時
   間が、１２分以上３７分以下である請求項１から請求項
   ３のいずれか１項に記載のゴルフボールの製造方法。
5. 【請求項５】 上記ゴルフボール本体が、アイオノマー
   樹脂を主成分とするカバーを備えている請求項１から請
   求項４のいずれか１項に記載のゴルフボールの製造方
   法。