JP2000345204A - 金属粉末またはセラミック粉末の射出成形品およびその製法と、ゴルフクラブヘッドおよびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寒天と水とからなる成形用バインダーと、金
属粉末、セラミック粉末およびこれらの混合粉末から選
ばれた一種の粉末とを含有する成形用組成物を射出成形
して得られるグリーン体の乾燥工程においてグリーン体
に反りや歪みが生じるのを防止する。 【解決手段】 高比重の材料からなる中芯部（第一部
材）と、中芯部をなす材料より低比重の材料からなり、
包み込み部材とを別個の成形し、これら中芯部と包み込
み部材の組み合わせ物を金型のキャビティ内に配置し、
寒天と水とからなる成形用バインダーと、中芯部で用い
た高比重の材料より低比重の金属粉末、セラミック粉末
およびこれらの混合粉末から選ばれた一種の粉末とを含
有する成形用組成物を金型のキャビティ内に射出成形し
て中実のグリーン体４５とし、グリーン体４５の一部ま
たは全部を反り矯正治具４０の凹部４１に嵌合させた状
態で少なくとも水を除去したのち焼結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属粉末または
セラミック粉末の射出成形法を用いた射出成形品および
その製法と、ゴルフクラブヘッドおよびその製法に関
し、寒天と水とからなる成形用バインダーと、金属粉
末、セラミック粉末およびこれらの混合粉末から選ばれ
た一種の粉末とを含有する成形用組成物を射出成形して
グリーン体を形成し、さらに該グリーン体を乾燥して射
出成形品を製造するに際して、グリーン体の乾燥工程に
おいてグリーン体に反りや歪みが生じるのを防止するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】金属粉末またはセラミックス粉末の射出
成形法は、金属粉末、セラミック粉末、またはこれらの
混合粉末と、寒天などの天然多糖類の水溶液を用いた成
形用バインダーとを混練し、この混練物を射出成形機に
よって射出成形し、所望の立体形状を有するグリーン体
とする。ついで、このグリーン体を加熱し、バインダー
の一部を分解、除去して脱脂を行い、ついでこれを高温
で加熱し、焼結して金属部品、セラミック部品あるいは
金属とセラミックの複合体を得るものである。上記多糖
類を用いた成形用バインダーは、約８０％以上の水分が
含まれているものであり、また、寒天としては、平均分
子量が２０万から３０万程度と比較的大きい寒天が用い
られていた。従来、このような金属粉末またはセラミッ
ク粉末の射出成形において、グリーン体を脱バインダー
する（グリーン体の乾燥工程）方法としては、得られた
グリーン体を風乾等の自然乾燥法により乾燥させて水分
を除去する方法や、グリーン体を真空加熱炉に入れて加
熱し、水分を除去した後、さらに寒天の一部を熱分解し
て除去する方法が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の技
術においては、グリーン体の乾燥工程で上記グリーン体
に大きな反りや歪みが発生してしまうため、最終的に得
られる金属部品、セラミック部品あるいは金属とセラミ
ックの複合体にも大きな反りや歪みが残ってしまうとい
う問題があった。特に、金属粉末またはセラミックス粉
末の射出成形法をゴルフクラブヘッドの製造に適用する
場合、以下に述べるような問題があった。図８（ａ）
は、従来の技術により乾燥したグリーン体５０をソール
面となる面５３側から視た図であり、（ｂ）はホーゼル
部となる部分６０の反対側から視た図である。従来の技
術によりグリーン体を乾燥した場合、フェース面５２に
０．２ｍｍを超える反りが生じてしまう。なお、図中符
号５１はバックフェース部となる部分、Ｘ，Ｙは、フェ
ース面となる面５２の反り幅である。グリーン体のフェ
ース面となる面に２ｍｍを超える反りがあると、最終的
に得られるゴルフクラブヘッドのフェース面にも同じ程
度の反りが残ってしまう。ゴルフクラブヘッドのフェー
ス面は、打球面となるため反りや歪みがあると、打球の
方向がぶれ易い、方向性が安定しないという操作性上の
問題が生じてしまう。

【０００４】よって本発明における課題は、寒天と水と
からなる成形用バインダーと、金属粉末、セラミック粉
末およびこれらの混合粉末から選ばれた一種の粉末とを
含有する成形用組成物を射出成形して得られるグリーン
体の乾燥工程においてグリーン体に反りや歪みが生じる
のを防止できる金属粉末またはセラミック粉末の射出成
形品の製法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、寒天と水
とからなる成形用バインダーと、金属粉末、セラミック
粉末およびこれらの混合粉末から選ばれた一種の粉末と
を含有する成形用組成物を射出成形してグリーン体と
し、上記グリーン体の一部または全部を嵌合させて該グ
リーン体を保持するための凹部が形成された反り矯正用
治具の上記凹部に上記グリーン体の一部または全部を嵌
合させた状態で少なくとも水を除去する乾燥を行った
後、焼結することを特徴とする金属粉末またはセラミッ
ク粉末の射出成形品の製法によって解決できる。

【０００６】上記の構成の金属粉末またはセラミック粉
末の射出成形品の製法においては、上記反り矯正用治具
の上記凹部に一部を嵌合させたグリーン体上に吸水材を
介して重りを配置したのち少なくとも水を除去する乾燥
を行うことが好ましい。また、上記グリーン体上の上記
吸水材と上記重りの間に平板を介在することが好まし
い。また、上記成形用バインダーに含まれる寒天として
は、平均分子量が３０，０００〜１５０，０００で、４
％の寒天濃度でゲル強度が２００〜４８０g/cm²のもの
を用いることが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図７を用いて詳しく説明する。以下に述べる実施形
態では、本発明の金属粉末またはセラミック粉末の射出
成形品の製法をゴルフクラブヘッドの製法に適用した場
合について説明する。本発明に用いられる成形用組成物
は、寒天と水とからなる成形用バインダー（以下、バイ
ンダー）と、金属粉末、セラミック粉末およびこれらの
混合粉末から選ばれた一種の粉末（以下、金属・セラミ
ック粉末ということもある。）とからなるものである。
上記バインダーに含まれる寒天としては、平均分子量が
３０，０００〜１５０，０００で、４％の寒天濃度でゲ
ル強度が２００〜４８０g/cm²のものを用いるのが好ま
しい。

【０００８】寒天は、一般に「寒天」と称されている海
草からの抽出物質であるが、主成分はアガロースであ
り、その他の不純物は総称してアガロペクチンと呼ばれ
ている。寒天は温水に可溶で、その水溶液は９０〜９６
℃でゾル状の粘性液体となり、３５〜４５℃以下に冷却
するとゲル化して体積を収縮しながら弾性のある固定化
物質となる。このゲル化点およびゾル化点は寒天の濃度
にあまり影響されない。寒天は、海草の種類やその組み
合わせ、あるいは抽出方法等により、寒天粉末を水に溶
解させたときのゲル強度は変化する。上記バインダーに
含まれる寒天の平均分子量が３０，０００より小さいと
得られるグリーン体の強度が低く、保形性が悪くなり、
焼結体の寸法安定性が悪くなる。また１５０，０００よ
り大きいと分解性が悪くなり、焼結密度が上がらず機械
的強度も低下してしまう。また寒天のゲル強度が２００
g/cm²より小さいと得られるグリーン体の強度が低く、
保形性が悪くなり、焼結体の寸法安定性が悪くなる。ま
た４８０g/cm²より大きいと分解性が悪くなり、焼結密
度が上がらず機械的強度も低下してしまう。

【０００９】本発明に用いられるバインダーは、寒天を
水に溶解させて得られるもので、具体的には、水１００
部（重量部、以下同様）に対して寒天を１５〜３５部、
好ましくは２０〜３０部を溶解したものである。寒天の
含有量が１５部未満では金属粉末を結合する効果が得ら
れず、３５部を越えるとゾル状態での粘度が高くなりす
ぎて、混練が困難となる。また、上記バインダーには、
さらにアルコール類が添加されていてもよい。このアル
コール類としては、エタノール、メタノール、イソプロ
ピルアルコール、２，３−ジブロムプロパノールなどの
１種または２種以上を混合して用いられる。このアルコ
ール類は、寒天のゲル状態におけるゲル強度を高めるも
のである。アルコール類を添加する場合には、水１００
部に対してアルコール類５〜３０部を用いるのが好まし
い。アルコール類が５部未満ではゲルの強度を高める効
果が不十分であり、３０部を越えるとゲルの強度が低下
し始める。

【００１０】あるいは、寒天と水とからなるバインダ
ー、または寒天と水とアルコール類とからなるバインダ
ーに水溶性高分子を添加してもよい。この水溶性高分子
としては、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコ
ール、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる
が、なかでもポリエチレングリコールが好適である。こ
の水溶性高分子は、バインダーのゲルに粘性を付与し、
射出成形時における射出原料の流動性を向上させ、バイ
ンダーと金属粉末の分離を改善する。水溶性高分子を添
加する場合には、水１００部に対して水溶性高分子５〜
１０部を用いるのが好ましい。水溶性高分子が５部未満
では添加効果が得られず、１０部を越えるとゾルの粘度
が高くなり、不都合となる。

【００１１】また、防腐剤としての安息香酸、安息香酸
ナトリウム、ギ酸等、射出成形時の滑剤としてのステア
リン酸、エルカ酸、高級脂肪酸の金属石ケン分散剤、界
面活性剤などを必要に応じて添加することができる。さ
らに寒天水溶液におけるゾルの粘性やゲルの強度を大き
くするホウ酸ナトリウムを添加してもよい。

【００１２】本発明で用いられるバインダーは、例えば
９０〜９６℃に加温した温水に寒天、および必要に応じ
てアルコール類、水溶性高分子、その他の添加物を加
え、好ましくは温度１００〜１２０℃、蒸気圧１．０〜
２．０atmの加圧下でよく攪拌、混合して 溶解すること
によって調製することができる。

【００１３】本発明において、原料として用いられる金
属粉末は、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、高圧水
アトマイズ法などによって得られた鉄、ステンレス鋼な
どの鋼、ニッケル、タングステン銅合金、タングステン
などの平均粒径１〜２００μｍ、好ましくは１００μｍ
以下、さらに好ましくは２０μｍ以下の球状、真球状の
微粉末で、後述のカップリング剤によって表面処理され
たものが好ましい。また、後述する中芯部（第一部材）
を成形するための成形用組成物を調製する場合には、金
属粉末としては、タングステン銅合金、タングステン、
タングステンニッケルなどの比重が１４〜１９の範囲の
高比重の金属粉末が用いられ、特にタングステン粉末が
好適に用いられる。

【００１４】また、上記中芯部を包み込むための包み込
み部材を成形するための成形用組成物（包み込み部材の
成形用組成物）や、上記中芯部と包み込み部材以外の部
分（ホーゼル部とフェース部）を成形するための成形用
組成物（第三の成形用組成物）を調製する場合には、金
属粉末としては、チタン、チタン合金、鉄、ステンレス
鋼などの鋼、アルミニウム合金などのうちから選択され
る材料で、かつ上記中芯部に用いた高比重の金属粉末よ
り低比重の金属粉末が用いられ、上記中芯部をなす材料
としてタングステンを用いた場合には、チタンが好適に
用いられる。平均粒径が１μｍより小さい金属粉末は製
造が難しく、製造コストも高いので好ましくない。一
方、平均粒径が２００μｍより大きくなると、射出成形
時のせん断力によりバインダーと金属粉末とが分離し
て、成形ができないおそれが生じる。包み込み部材の成
形用組成物と第三の成形用組成物に用いる低比重の粉末
は、同じ種類のものであっても、異なる種類のものであ
ってもよく、目的とするゴルフクラブヘッドの特性によ
って適宜選択して用いられる。

【００１５】カップリング剤は加水分解して水酸基を生
成し、上記の金属粉末と相互作用し得る基と、バインダ
ー中の多糖類と相互作用し得る有機官能基の両方を有す
るもので、具体的には、有機官能基側の側鎖にアミノ基
（−ＮＨ₂）、スルホ基（−ＳＯ₃Ｈ）、アミド基（−Ｎ
ＨＣＯ−）、水酸基（−ＯＨ）の少なくとも１種を有す
るチタネート系カップリング剤やシランカップリング剤
が好適に用いられる。チタネート系カップリング剤とし
ては、例えば、下記化学式（１）に示すイソプロピル−
トリアントラニルチタネート、下記化学式（２）に示す
イソプロピル−トリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチ
ル）チタネート、下記化学式（３）に示すテトライソプ
ロピル−ジ（ジラウリルホスファイト）チタネート、下
記化学式（４）に示す４−アミノベンゼンスルホニル−
ドデシルベンゼンスルホニル−オキシアセテートチタネ
ートなどが挙げられる。またシランカップリング剤とし
ては、例えば、下記化学式（５）に示すγ−（２−アミ
ノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙
げられる。

【００１６】

【化１】

【００１７】

【化２】

【００１８】カップリング剤の添加量は、金属粉末の単
位体積当たり０．５〜３％が好ましい。カップリング剤
の添加量がこれより少ないと添加効果が得られず、これ
より多くても添加効果は変わらず、また多すぎると焼結
後の特性に悪影響を及ぼすので好ましくない。

【００１９】金属粉末の表面処理法には湿式処理法と、
乾式処理法の２つがある。湿式処理法は、カップリング
剤を大量の水に分散させたものに、未処理の金属粉末を
添加して攪拌する。そして常温で１０〜３０分程度放置
した後、１０５℃程度の温度で１０時間以上加熱乾燥さ
せて、表面処理済み金属粉末を得る方法である。乾式処
理法は、未処理の金属粉末をヘンシェルミキサー（商標
名）等の高速ミキサーにより高速攪拌しながら、カップ
リング剤を徐々に添加し、さらに、６０〜８０℃に加温
した状態で１０００〜１５００ｒｐｍ程度の高速で２〜
１０分間位攪拌して、表面処理済み金属粉末を得る方法
である。この方法は、特に原料の金属粉末の平均粒径が
１０〜２００μｍ程度と比較的大きい場合に好ましく用
いることができる。

【００２０】金属粉末に上記のようなカップリング剤に
よる表面処理が施されていると、カップリング剤を介し
て金属粉末とバインダーとの親和性が向上するので、金
属粉末とバインダーとのぬれ性、接着性が著しく向上す
る。特に金属粉末の粒径が１０μｍ以上と大きい場合に
は、金属粉末とバインダーとの接着性を向上させる効果
が大きく、粒径２００μｍ程度の大粒金属粉末を用いて
の金属射出成形も可能となる。また、金属粉末とバイン
ダーとの親和性が増すので、成形用組成物におけるバイ
ンダーの配合割合を減らし、金属粉末の配合量を増やす
ことが可能である。したがって、これによっても得られ
る成形体の焼結密度を高くすることができ、また焼結後
の精度も向上させることができる。

【００２１】本発明において、原料として用いられるセ
ラミック粉末は、各種の金属、非金属またはそれらの混
合物の酸化物、ホウ化物、窒化物、ケイ化物、および炭
化物、およびそれらの混合物などが用いられる。また、
中芯部（第一部材）を成形するための成形用組成物（中
芯部の成形用組成物）を調製する場合には、上記のセラ
ミック粉末のなかでも比重が２．４以上の高比重のセラ
ミック粉末が用いられる。また、上記中芯部を包み込む
ための包み込み部材を成形するための成形用組成物（包
み込み部材の成形用組成物）や、上記中芯部と包み込み
部材以外の部分を成形するための成形用組成物（第三の
成形用組成物）を調製する場合には、上記中芯部に用い
た高比重のセラミック粉末より低比重のセラミック粉末
が用いられる。

【００２２】成形を行うには、まず、金属粉末、セラミ
ック粉末およびこれらの混合粉末から選ばれた一種の粉
末を上記バインダーに加えて混練して成形用組成物を得
るが、この成形用組成物を用いてＭＩＭ法によりフェー
ス部とホーゼル部を成形するが、該成形用組成物を金型
のキャビティ内に射出される前に、予め上記粉末を上記
バインダーに加えて混練後、造粒してペレット状にした
ものが用いられる。また、中芯部や包み込み部材もＭＩ
Ｍ法により成形できるが、その場合には、中芯部の成形
用組成物や包み込み部材の成形用組成物を中芯部成形用
金型や包み込み部材成形用金型に射出する前に、予め上
記粉末を上記バインダーに加えて混練後、造粒してペレ
ット状にしたものが用いられる。

【００２３】ここでの混練の際には、混練装置を用い
て、温度１００〜１２０℃で、蒸気圧１．０〜２．０at
mに加圧した状態で混練を行うことにより、混練性を向
上させることができる。混練時の温度が１００℃より低
いと混練性を向上させる効果が得られず、１２０℃より
高いと寒天が徐々に分解しゲル化能力を失うので好まし
くない。また混練時の圧力が蒸気圧１．０atmより低い
と混練性を向上させる効果が得られず、 蒸気圧２．０a
tmより高いと寒天が徐々に分解しゲル化能力を失うので
好ましく ない。このように金属・セラミック粉末とバ
インダーとの混練を高温で、かつ加圧した状態で行うこ
とにより、混練性を向上させることができ、バインダー
に対する金属・セラミック粉末の配合割合を増やすこと
ができるので、これによってもゴルフクラブヘッドの焼
結密度を高め、機械的強度を向上させることができる。

【００２４】上記の金属・セラミック粉末とバインダー
との配合割合は、成形用組成物における金属・セラミッ
ク粉末の割合が３５〜７０容量％、好ましくは４０〜６
０容量％、より好ましくは５５容量％とされる。また混
練の際、金属・セラミック粉末を数回に分けて加えるこ
とが好ましい。金属・セラミック粉末の割合が３５容量
％より小さいと焼結後に得られるゴルフクラブヘッドの
焼結密度が低くなるので好ましくなく、ゴルフクラブヘ
ッドの良好な焼結密度および機械的強度を得るには４０
容量％以上がより好ましい。また金属・セラミック粉末
の割合が７０容量％を超えると均一に混練するのが難し
くなり、良好な混練状態を得るには６５容量％以下がよ
り好ましい。

【００２５】成形用組成物を用意したならば、図１に示
すように中実メタルヘッドの高比重の材料からなる中芯
部（第一部材）１と、この中芯部１より低比重の材料か
らなり、中芯部１を包み込む包み込み部材２とを別個に
成形する。この包み込み部材２の形状は、概略、ゴルフ
クラブヘッドのホーゼル部とフェース部を除いた部分の
形状であり、また、フェース部となる側の面には、中芯
部１を収納するための収納用凹部２ａが形成されてお
り、また、バックフェース部となる側の面にはキャビテ
ィと呼ばれる凹部となる凹部（図示略）が形成されてい
る。この包み込み部材２は、収納用凹部２ａの開口部か
ら中芯部１を嵌め入れたとき、該開口部から中芯部１が
露出するものである。

【００２６】ここでの中芯部１の成形方法としては、上
記の中芯部の成形用組成物を中芯部成形用金型（図示
略）のキャビティー内に射出成形する。ここでの射出温
度は、バインダーがゾル状態を保つ３５〜９５゜Ｃとさ
れる。ついで、上記金型内の中芯部１を常温まで冷や
し、バインダーがゲル状態となって、その形状が保持さ
れる。この後、離型すると中芯部１が得られる。一方、
包み込み部材２の成形方法としては、上記の包み込み部
材の成形用組成物を包み込み部材成形用金型（図示略）
のキャビティー内に射出成形する。ここでの射出温度
は、バインダーがゾル状態を保つ３５〜９５゜Ｃとされ
る。ついで、上記金型内の包み込み部材２を常温まで冷
やし、バインダーがゲル状態となって、その形状が保持
される。この後、離型すると包み込み部材２が得られ
る。なお、中芯部１や包み込み部材２は、上述のような
寒天と水とからなる成形用バインダーと、金属粉末、セ
ラミック粉末およびこれらの混合粉末から選ばれた一種
の粉末とを含有する成形用組成物を用いる射出成形法以
外の方法で形成されたものであってもよい。

【００２７】次いで、図２乃至図３に示すように包み込
み部材２の収納用凹部２ａに中芯部１をはめ込んで合わ
せた状態のもの（組み合わせ物）４を金型５内に配置す
る。ここで用いる金型５には、予めその内部にゴルフク
ラブヘッドの外形の形状をくり抜いたキャビティ６が形
成されている。このキャビティ６の内部に、組み合わせ
物４が配置され、このときこの組み合わせ物４とキャビ
ティ６の間には隙間７があいている。すなわち、キャビ
ティ６内に配置された組み合わせ物４の周囲に隙間７が
あいた状態となっている。なお、中芯部１、包み込み部
材２、キャビティ６、隙間７の大きさは、出来上がりの
クラブヘッドの大きさ、第一部材の部分の大きさ、厚さ
等を考慮して適宜定められる。

【００２８】次いで、上記第三の成形用組成物１０をキ
ャビティ６内の隙間７にインジェクション装置等を用い
て射出成形し、該成形用組成物１０により包み込み部材
２の中芯部１が露出する開口部を覆うとともにフェース
部とホーゼル部となる部分を形成して中実のグリーン体
を得る。ここでの射出成形時の金型５は、第三の成形用
組成物１０のバインダーがゾル状態を保つように３５〜
５０℃程度に加熱されている。ここで成形用組成物１０
をキャビティ６内に射出する際は、ゴルフクラブヘッド
のソール部となる部分側に形成されたゲート９から射出
することが好ましく、より好ましくはソール部となる部
分側で、かつフェース部となる部分側に近い位置から射
出することが好ましい。

【００２９】次いで、金型５を３０゜Ｃ以下の温度まで
冷やすことにより、第三の成形用組成物１０のバインダ
ーがゲル状となって、グリーン体の形状が保持される。
図４は、ここで第三の成形用組成物１０を射出してゴル
フクラブヘッドのホーゼル部とフェース部となる部分を
形成したときの射出流線１０ａを示す図である。なお、
図４に示したゴルフクラブヘッドのホーゼル部とフェー
ス部となる部分を形成したときの射出流線１０ａの軌跡
は一例であり、射出成形条件によって流線の位置は異な
る。この後、グリーン体を金型５から取り出した後、こ
のグリーン体を脱バインダーし、バインダー由来の水、
アルコール類および寒天、水溶性高分子の一部を除去す
る。この除去の際、水のみを除去して焼結へ移行するこ
ともできる。

【００３０】この脱バインダーには、種々の方法がある
が、いずれの場合も図５に示すような反り矯正用治具４
０が用いられる。この反り矯正用治具４０は、上記のよ
うにして得られたグリーン体４５の一部または全部を嵌
合（図５は一部を嵌合させる場合）させてグリーン体４
５を保持するための凹部４１が形成されている。凹部４
１の形状は、グリーン体４５の一部を嵌合させる場合、
ゴルフクラブヘッドのバックフェース部側の外形の形状
をくりぬいたような形状であり、グリーン体４５の全部
を嵌合させる場合は、反り矯正用治具として二つ割れ構
造のものを用い、グリーン体４５を嵌合させる凹部の形
状としては、ゴルフクラブヘッドの外形の形状をくり抜
いたような形状のものが用いられる。

【００３１】反り矯正用治具の凹部にグリーン体の全部
を嵌合させる場合、反り矯正用治具には通気孔が形成さ
れていることが好ましい。反り矯正治具４０を構成する
材料としては、グリーン体４５が直接触れても、グリー
ン体４５に傷や凹み等の損傷ができないようなゴム硬度
（硬さＪＩＳ−Ａ）が２５〜８５の範囲の材質であるこ
とが好ましく、例えば、シリコーンゴム、バイトン（商
品名；ｄｕ Ｐｏｎｔ社製）等のフッ素系エラストマー
等が好適に用いられる。

【００３２】上記のような反り矯正治具４０を用意した
ならば、図５に示すようにグリーン体４５のバックフェ
ース部となる側を反り矯正用治具４０の凹部４１に嵌合
させる。反り矯正治具４０の凹部４１に嵌合したグリー
ン体４５のフェース部となる側には、キムワイプ等の吸
水性シートなどの吸水材４６、ガラス板等の平板４７を
順に配置し、さらに平板４７上に重り４８が配置される
ことが、水分の除去効率が向上する点、グリーン体に均
等に荷重をかけて、フェース部となる面の変形の防止効
果が優れる点で好ましい。

【００３３】ついで、グリーン体４５を反り矯正治具４
０の凹部４１に嵌合させた状態で、加熱し、常温より徐
々に高めて１００〜１５０℃で水、アルコール類を除去
し、さらに２００〜４００℃に加熱して、寒天、水溶性
高分子の一部を熱分解して除去する方法や、グリーン体
４５を反り矯正治具４０の凹部４１に嵌合させた状態で
凍結乾燥もしくは真空乾燥し、バインダーがゲル状態を
保ったまま、大部分の水、アルコール類を除去し、つい
で加熱して寒天、水溶性高分子の一部を除去する方法な
どが好ましく、特に後者の方法によれば、グリーン体の
割れ、クラックを防止できる点で望ましい。ここでグリ
ーン体４５を加熱して乾燥させる際には、真空加熱炉の
ようなグリーン体４５をバランス良く乾燥できる装置を
用いることが好ましい。また、この脱バインダーを真空
または不活性ガス雰囲気下で行い、金属粉末の酸化を防
止することが望ましい。この脱バインダーによって、グ
リーン体の含水率は０．０１〜０．１重量％となる。

【００３４】図６（ａ）は、本実施形態のゴルフクラブ
ヘッドの製法により乾燥させたグリーン体４５をソール
部となる部分２３ａ側から視た図であり、（ｂ）はホー
ゼル部となる部分２０ａの反対側から視た図である。本
実施形態の製法によりグリーン体を乾燥した場合、目的
とするゴルフクラブヘッドの形状にもよるが、フェース
面となる面２２ａの反りを０．２ｍｍ以下に抑えること
ができる。なお、図中符号Ｘ₁，Ｙ₂は、フェース面とな
る面２２ａの反り幅である。グリーン体を脱バインダー
して得られるブラウン体には、バリ等を取り除くための
研削等の加工を容易に施すことができる。

【００３５】ついで、この脱バインダー後のブラウン体
を加熱炉にて加熱して焼結し、所望形状の中実のゴルフ
クラブヘッドとする。加熱は、真空または不活性ガス雰
囲気下で温度１１００〜１５００℃程度にまで昇温して
行われる。次いで、ゴルフクラブヘッドを徐冷し、離型
すると、図７に示すように金属、セラミックおよびこれ
らの混合物から選ばれた一種の高比重の材料からなる中
芯部１と、該中芯部１をなす材料より低比重の金属、セ
ラミックおよびこれらの混合物から選ばれた一種の材料
からなる第二部材１５とを有する中実のゴルフクラブヘ
ッドが得られる。第二部材１５は、上記中芯部１以外の
部分であり、上記包み込み部材２と、上記第三の成形用
組成物１０を用いて形成された部分（ホーゼル部とフェ
ース部）である。図７中、符号２０はホーゼル部、２１
はバックフェース部、２２はフェース部、２３はソール
部、２４はバックフェース部２１に形成されたキャビテ
ィと呼ばれる凹部２４である。上述のようにして得られ
たゴルフクラブヘッドは、包み込み部材２の開口部が上
記第三の成形用組成物１０に含まれていた低比重の金
属、セラミックおよびこれらの混合物から選ばれた一種
の材料で覆われているので、中芯部１は露出していな
い。上述のようにして得られたゴルフクラブヘッドのホ
ーゼル部２０とフェース部２２は、図４に示した包み込
み部材２の開口部を閉じるための射出による第三の成形
用組成物１０の流れ方向に沿った流線１０ａの軌跡の一
部が残っている。ホーゼル部２０の流線１０ａの軌跡
は、渦巻き状の筋状のものであり、フェース部２２のコ
ーナ部の流線１０ａの軌跡は、短い筋状のものである。
なお、ホーゼル部２０とフェース部２２が有する流線１
０ａの軌跡は一例であり、射出成形条件によって流線の
軌跡が残される位置は異なる。

【００３６】実施形態のゴルフクラブヘッドの製法にあ
っては、別個に成形した中芯部１と包み込み部材２の組
み合わせ物４を金型５のキャビティ６内に配置し、第三
の成形用組成物１０を金型５のキャビティ６内に射出成
形して中実のグリーン体４５とし、このグリーン体４５
の一部または全部を反り矯正治具４０の凹部４１に嵌合
させた状態で少なくとも水を除去することにより、グリ
ーン体の乾燥工程でグリーン体に反りや歪みが生じるの
が抑制される。そして、このように反りや歪みのないグ
リーン体を焼結すると、反りや歪みが改善された中実の
ゴルフクラブヘッドが得られ、特に、フェース面の反り
や歪みが改善されたものが得られ、打球の方向がぶれに
くく、方向性が安定し、操作性が良好なゴルフクラブヘ
ッドが得られる。さらに、本実施形態で得られるゴルフ
クラブヘッドは、中芯部１は第二部材１５により取り囲
まれているので、外側に露出しておらず、外観も良好で
ある。

【００３７】また、成形用組成物に含まれるバインダー
として、低ゲル強度、低分子量の寒天と、水とからなる
ものを用いているので、このバインダーの熱分解性が良
く、したがって、焼結後の残留炭素、残留酸素が従来よ
り少なく、得られるゴルフクラブヘッドの機械的強度が
向上する。またバインダーの分解性が良いので高い焼結
密度を得ることができる。従って、本実施形態のゴルフ
クラブヘッドの製法によれば、グリーン体の乾燥工程に
おいてグリーン体に反りや歪みが生じるのを防止でき、
外観が良好で、機械的強度が優れ、操作性が良好な中実
のゴルフクラブヘッドを製造できる。

【００３８】本実施形態のゴルフクラブヘッドの製法に
より得られたゴルフクラブヘッドは、中芯部が露出して
おらず、外観が良好なものであり、しかも機械的強度が
優れ、フェース面の歪みや反りが改善され、操作性が良
好である。また、中芯部１としてタングステンからなる
ものを用い、包み込み部材２としてチタンからなるもの
を用い、第三の成形用組成物１０の低比重の粉末として
チタンを用いることにより、タングステンからなる中芯
部１と、チタンからなる第二部材１５（バックフェース
部２１とフェース部２２とホーゼル部２０）とからなる
ゴルフクラブヘッドが得られる。このゴルフクラブヘッ
ドは、重心がより低くなっており、使用者がボールをヒ
ットする際にフェースの下端をボールに下部に潜り込ま
せ易く、打ち易さがいっそう向上する利点がある。

【００３９】なお、上記実施形態においては、アイアン
のヘッドを製造する場合について説明したが、パターの
ヘッド等の重量部材が埋め込まれた低重心のゴルフクラ
ブヘッドにも適用可能である。また、上記実施形態にお
いては、本発明をゴルフクラブヘッドの製法に適用した
場合について説明したが、ゴルフクラブヘッド以外の射
出成形品を製造する場合にも適用可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の金属粉末ま
たはセラミック粉末の射出成形品の製法にあっては、寒
天と水とからなる成形用バインダーと、金属粉末、セラ
ミック粉末およびこれらの混合粉末から選ばれた一種の
粉末とを含有する成形用組成物を射出成形してグリーン
体とし、上記グリーン体の一部または全部を嵌合させて
該グリーン体を保持するための凹部が形成された反り矯
正用治具の上記凹部に上記グリーン体の一部または全部
を嵌合させた状態で少なくとも水を除去する乾燥を行っ
た後、焼結する方法であるので、グリーン体の乾燥工程
においてグリーン体に反りや歪みが生じるのを防止で
き、反りや歪みが改善された良好な射出成形品を製造で
きる。また、上記反り矯正用治具の上記凹部に一部を嵌
合させたグリーン体上に吸水材を介して重りを配置した
のち少なくとも水を除去する乾燥を行うようにすること
により、水分の除去効率が向上する。また、上記グリー
ン体上の上記吸水材と上記重りの間に平板を介在するこ
とにより、グリーン体に均等に荷重をかけることがで
き、グリーン体の変形の防止効果が優れる。また、上記
成形用組成物に含まれるバインダーとして、平均分子量
が３０，０００〜１５０，０００で、４％の寒天濃度で
ゲル強度が２００〜４８０g/cm²の寒天と、水とからな
るものを用いることにより、このバインダーの熱分解性
が良く、したがって、焼結後の残留炭素、残留酸素が従
来より少なく、得られる射出成形品の機械的強度が向上
する。またバインダーの分解性が良いので高い焼結密度
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態のゴルフクラブヘッドの製
法に用いられる中芯部（第一部材）と包み込み部材の一
例を示した斜視図である。

【図２】 本発明の実施形態の製法の一工程の説明図で
あり、中芯部と包み込み部材を合わせて金型のキャビテ
ィ内に配置した図である。

【図３】 図２のIII−III線断面図である。

【図４】 本発明の実施形態において成形用組成物を射
出してゴルフクラブヘッドのホーゼル部とフェース部に
なる部分を形成したときの射出流線を示す図である。

【図５】 反り矯正用治具を用いてグリーン体を乾燥さ
せる工程の説明図である。

【図６】 本実施形態のゴルフクラブヘッドの製法によ
り乾燥させたグリーン体を示す図であり、（ａ）ソール
部となる部分側から視た図であり、（ｂ）はホーゼル部
となる部分の反対側から視た図である。

【図７】 本発明の製法の実施形態で得られたゴルフク
ラブヘッドを示す斜視図である。

【図８】 従来の技術により乾燥させたグリーン体を示
す図であり、（ａ）ソール面側から視た図、（ｂ）ホー
ゼル部の反対側から視た図である。

【符号の説明】

１０・・・成形用組成物、４０・・・反矯正用治具、４１・・・
凹部、４５・・・グリーン体、４６・・・吸水材、４７・・・平
板、４８・・・重り。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 寒天と水とからなる成形用バインダー
   と、金属粉末、セラミック粉末およびこれらの混合粉末
   から選ばれた一種の粉末とを含有する成形用組成物を射
   出成形してグリーン体とし、前記グリーン体の一部また
   は全部を嵌合させて該グリーン体を保持するための凹部
   が形成された反り矯正用治具の前記凹部に前記グリーン
   体の一部または全部を嵌合させた状態で少なくとも水を
   除去する乾燥を行った後、焼結することを特徴とする金
   属粉末またはセラミック粉末の射出成形品の製法。
2. 【請求項２】 前記反り矯正用治具の前記凹部に一部を
   嵌合させたグリーン体上に吸水材を介して重りを配置し
   たのち少なくとも水を除去する乾燥を行うことを特徴と
   する請求項１に記載の金属粉末またはセラミック粉末の
   射出成形品の製法。
3. 【請求項３】 前記グリーン体上の前記吸水材と前記重
   りの間に平板を介在することを特徴とする請求項２に記
   載の金属粉末またはセラミック粉末の射出成形品の製
   法。
4. 【請求項４】 前記成形用バインダーに含まれる寒天と
   して、平均分子量が３０，０００〜１５０，０００で、
   ４％の寒天濃度でゲル強度が２００〜４８０g/cm²のも
   のを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   に記載の金属粉末またはセラミック粉末の射出成形品の
   製法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の金属
   粉末またはセラミック粉末の射出成形品の製法によって
   製造されたことを特徴とする射出成形品。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の金属
   粉末またはセラミック粉末の射出成形品の製法によって
   ゴルフクラブヘッドを製造することを特徴とするゴルフ
   クラブヘッドの製法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のゴルフクラブヘッドの
   製法によって製造されたことを特徴とするゴルフクラブ
   ヘッド。