JP2004130111A - ゴルフボールの製造方法及びゴルフボール - Google Patents

Abstract

【課題】　耐摩耗性に優れ、ＵＶ硬化塗料の硬化塗膜とゴルフボールのカバー表面との接着力に優れるゴルフボールの製造方法、及び、該製造方法を用いて得られるゴルフボールを提供する。
【解決手段】　ゴルフボールのカバー表面に、ＵＶ硬化型官能基を骨格中に持つ水性樹脂と架橋剤とを含むプライマー組成物の層を形成した後、その上にＵＶ硬化塗料を塗装し、次いでＵＶ照射することを特徴とするゴルフボールの製造方法。
【選択図】　なし

Description

　本発明は、ゴルフボール表面の塗装面の耐摩耗性に優れたゴルフボールを製造する方法、及び該製造方法を用いて得られるゴルフボールに関する。

　従来のＵＶ硬化塗料は、ゴルフボールのカバーに使用されるアイオノマー樹脂やウレタン樹脂などとは密着性に劣り、このＵＶ硬化塗料の硬化塗膜の塗装面は、これらアイオノマー樹脂やウレタン樹脂に対する接着力に問題があった。
　ＵＶ硬化塗料に対して密着性改良剤としてカルボジイミドを添加する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）が、なお塗料とゴルフボール塗装面との密着性には改良の余地が認められる。
　また、ＵＶ硬化塗料のゴルフボールへの密着力を向上すべく、イソシアネート系材料等、密着性改良が見込まれる材料とのブレンドも検討されているが、実用に耐えうる密着性が得られていないのが現状である。
　これらの方法は、従来一般的にゴルフボールに使用されてきた２液硬化型のウレタン塗料の密着性向上に効果があった技術の応用であり、全く反応形態の異なるＵＶ硬化塗料の密着性改善には有効でなかった。

米国特許第６１６５５６４号明細書

　本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、耐摩耗性に優れ、ＵＶ硬化塗料の硬化塗膜とゴルフボールのカバー表面との接着力に優れるゴルフボールの製造方法、及び、該製造方法を用いて得られるゴルフボールを提供することを目的とする。

　本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討の結果、ＵＶ硬化型の官能基を骨格中に持つ水性樹脂と架橋剤を含むプライマー組成物を用いてゴルフボール表面にプライマー層を形成し、その後ＵＶ硬化塗料をトップコート層として塗装した後にＵＶ照射を行うことによって、実用十分な塗料の接着性を有し表面の耐摩耗性に優れるゴルフボールが得られることを知見し、本発明をなすに至った。

　すなわち、本発明は、下記のゴルフボールの製造方法、及びゴルフボールを提供するものである。
請求項１：
　ゴルフボールのカバー表面に、ＵＶ硬化型官能基を骨格中に持つ水性樹脂と架橋剤とを含むプライマー組成物の層を形成した後、その上にＵＶ硬化塗料を塗装し、次いでＵＶ照射することを特徴とするゴルフボールの製造方法。
請求項２：
　請求項１記載の製造方法によって得られたゴルフボール。

　本発明のゴルフボールの製造方法によれば、従来公知のＵＶ硬化塗料を用いることができ、しかもＵＶ硬化塗料をゴルフボールに十分な密着性をもって塗布することが可能であり、ＵＶ硬化塗料の硬化塗膜とゴルフボール表面との接着力に優れるゴルフボールの製造方法が提供される。
　該ゴルフボールの製造方法を用いて得られるゴルフボールは、塗膜の磨耗耐久性に優れるゴルフボールである。

　以下、本発明につき更に詳しく説明する。
　本発明のゴルフボールの製造方法は、ゴルフボールのカバー表面にプライマー組成物の層をまず形成し、次いでその上にＵＶ硬化塗料を塗装した後、ＵＶ照射を行って上記プライマー層及びＵＶ硬化塗料の塗膜を硬化するものである。この場合、上記プライマー組成物としては、ＵＶ硬化型官能基を骨格中にもつ水性樹脂と架橋剤とを含有する。
　本発明におけるＵＶ硬化型官能基としては、ＵＶを照射することにより架橋反応を誘発する官能基であれば特に制限はなく、ＵＶの照射により反応を開始する基であっても良いし、ＵＶ開始剤から発生する反応活性点と反応し得る官能基であってもよい。
　このようなＵＶ硬化型官能基として具体的には、例えば（メタ）アクリル基、シンナモイル基、アジド基等が挙げられるが、樹脂設計面での汎用性等の観点から、中でも（メタ）アクリル基が好適に用いられる。これらは１種を単独で、或いは２種以上を併用しても良い。

　ここで、水性樹脂とは水中に溶解あるいは分散可能な樹脂を意味する。水性樹脂は、水中での樹脂の安定化状態によって、水溶性樹脂と水分散樹脂とに分類されるが、本発明におけるＵＶ硬化型官能基を骨格中に持つ水性樹脂としては、水分散樹脂が好適に用いられる。
　水分散樹脂は、その粒径によって、コロイダルディスパージョン型（粒径０．００５〜０．０５μｍ程度）、エマルジョン型（粒径０．０５〜０．５μｍ程度）に分類され、又、水への溶解機構の違いによって、アニオン型、カチオン型、ノニオン型に分類されるが、本発明において水分散樹脂を用いる場合には、これらの分類には特に制限されず、所望の水分散樹脂を用いることができる。

　本発明における上記ＵＶ硬化型官能基を骨格中に有する水性樹脂のベースとなる樹脂としては、例えばウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられるが、本発明においては下地との密着性の観点から、ウレタン樹脂が好適に用いられる。

　水性樹脂は、種々のベース樹脂に水可溶性基を導入することによって得ることができる。ベース樹脂に導入される水可溶性基としては、例えばカルボキシル基やスルホン酸基等の酸性基、或いは、例えばアミノ基等の塩基性基が挙げられる。これらの水可溶性基は、塩形成能を有する他の基（原子を含む）と共に塩を形成することにより、水中で安定化する。
　本発明における水性樹脂に導入される水可溶性基としては、ゴルフボールのカバーに使用されるアイオノマー樹脂やウレタン樹脂等との親和力、或いは塗膜の密着力の観点から、カルボキシル基が好適に用いられる。また、カルボキシル基に対して塩形成能を有する基としては、特に制限されるものではないが、乾燥硬化時の揮散性の観点からアンモニアが好適に用いられる。

　本発明における上記ＵＶ硬化型官能基を骨格中に持つ水性樹脂としては市販品を用いることができ、例えばＮｅｏＲａｄ　ＮＲ−４４０（楠本化成（株）製）等が挙げられる。

　本発明における上記プライマー組成物に用いる架橋剤としては、例えばカルボジイミド系架橋剤、エチレンイミン系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、エポキシ系架橋剤等が挙げられるが、中でもカルボジイミド系架橋剤、又はエチレンイミン系架橋剤が好適に用いられる。
　カルボジイミド系架橋剤としては、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド等が挙げられる。
　エチレンイミン系架橋剤としては、例えば２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス（３−（１−アジリジニル）プロピオネート）、ジフェニルメタン−ビス−４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジエチレンウレア等が挙げられ、中でも２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス（３−（１−アジリジニル）プロピオネート）が本発明において好適に用いられる。
　これら上記の架橋剤は、１種を単独で、或いは２種以上を併用してもよい。

　本発明に用いる架橋剤としては市販品を用いることができ、例えば、カルボジライト　Ｖ−０２−Ｌ２（日清紡（株）製）、ケミタイト　ＰＺ−３３（（株）日本触媒製）、ケミタイト　ＤＺ−２２Ｆ（（株）日本触媒製）等が挙げられるが、中でもカルボジライト　Ｖ−０２−Ｌ２、ケミタイト　ＰＺ−３３が好適に用いられる。

　ＵＶ硬化型官能基を骨格中にもつ樹脂と架橋剤を含むプライマー組成物において、架橋剤の含有量は、ＵＶ硬化型官能基を骨格中にもつ樹脂（２種以上を使用する場合にはその総量）１００質量部に対し、通常０．５質量部以上、上限として通常３０質量部以下、好ましくは２０質量部以下である。架橋剤の含有量が多すぎると、表面に粘着性が残る場合があり、架橋剤の含有量が少なすぎると、密着力が不十分となる場合がある。

　本発明におけるプライマー組成物には、上記の架橋剤に加え、光開始剤、希釈剤、レベリング剤、消泡剤、チキソトロピー付与剤、表面改質剤、着色剤、紫外線防止剤、光安定剤、蛍光材料、蛍光増白剤を、本発明の目的を損なわない範囲で含んでいてもよい。

　本発明におけるプライマー組成物を、ゴルフボール表面に形成する方法について特に制限はないが、作業性或いは均質な塗装、均一な塗装厚みを実現する観点から、ＵＶ硬化型官能基を骨格中にもつ水性樹脂を溶媒に溶解させた状態として、或いは、溶媒に分散させた状態としてゴルフボールに塗装し、比較的低温にて熱硬化させるのが望ましい。
　ここでいう溶媒としては、水を使用することが最も好ましいが、本発明の目的を損なわない範囲で他の溶媒成分、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコールを含んでいても良い。

　本発明におけるプライマー組成物を、ゴルフボールに塗装する際の粘度としては通常１０ｃｐｓ以上、好ましくは２０ｃｐｓ以上、上限として通常５０ｃｐｓ以下、好ましくは４０ｃｐｓ以下である。粘度が大きすぎると、塗装時の微粒化が悪くなる場合があり、粘度が小さすぎると、塗装後に液ダレし易くなる場合がある。本発明のＵＶ硬化型官能基を骨格中にもつ樹脂を溶媒に溶解、或いは分散させる際の樹脂濃度は、粘度が上記範囲となる様、適宜調製される。また、塗装時にはエアガン塗装法や静電塗装法等、所望の方法を用いることができる。尚、塗装する際の粘度としては、Ｆｏｒｄ　Ｃｕｐ＃４にて５〜２２秒、好ましくは１０〜１８秒となるように調整しても良い。

　本発明におけるプライマー組成物を塗装するゴルフボールの表面層の素材に特に制限はなく、例えばアイオノマー樹脂やウレタン樹脂、硬質ゴム等を主成分とするカバー層の何れにも良好に適用し得るが、特にアイオノマー樹脂を主成分とするカバー層が塗装面となる場合に優れた密着性改善効果を示すため好適である。

　本発明におけるプライマー組成物は、塗装前にゴルフボール表面の表面処理を行わなくても実用レベルの塗装性を有するが、ゴルフボール表面の表面処理を特に制限するものではない。ゴルフボール表面の表面処理を行う際には公知の方法を用いることができ、例えば酸化、塩素化等による表面活性化やコロナ放電処理、サンドブラスト法等による表面の粗面化を行っても良い。

　本発明は、このようにプライマー層を形成し、次いで乾燥したプライマー層上にＵＶ硬化塗料を塗装する。プライマー層の乾燥は熱乾燥がよく、熱乾燥温度としては通常４０℃以上、好ましくは５０℃以上、上限として通常７０℃以下、好ましくは６０℃以下である。また、熱乾燥時間としては通常１５分以上、好ましくは２５分以上、上限として通常１８０分以下、好ましくは６０分以下である。熱乾燥温度が低かったり、時間が短かったりすると、乾燥不良で密着不良となる場合がある。また、温度が高すぎると外観が悪くなる場合がある。時間が長すぎると、生産上無駄となる。

　本発明におけるＵＶ硬化塗料としては、従来公知のものを使用することができ、ＵＶ照射により硬化する塗料であれば特に制限されるものではない。
　該ＵＶ硬化塗料としては市販品を用いることもでき、例えばダプコビームＮＯ．９００クリアー（大信ペイント（株）製）等が挙げられる。

　本発明のゴルフボールの製造方法は、上記プライマー組成物によるプライマー層をゴルフボールカバー表面に塗布後、ＵＶ硬化塗料を塗装し、次いでＵＶ照射する。これにより、上記プライマー層及びＵＶ硬化塗料の塗膜を同時に硬化させるものである。
　尚、プライマー層の厚みとしては通常３〜１５μｍ、特に５〜１２μｍとなることが好ましい。プライマー層の厚みが大きすぎると、ディンプル形状がくずれる場合があり、プライマー層の厚みが小さすぎると、望まれる密着性が得られず、耐久性が劣る場合がある。
　また、ＵＶ硬化塗料の塗膜厚みは、通常５〜３０μｍ、特に１０〜２０μｍとなることが好ましい。ＵＶ硬化塗料の塗膜厚みが大きすぎると、乾燥不良の原因となる場合や、ディンプル形状がくずれやすくなる場合があり、ＵＶ硬化塗料の塗膜厚みが小さすぎると、望まれる耐久性を得ることができない場合がある。
　更に、プライマー層の厚みとＵＶ硬化塗料の塗膜厚みとの合計厚みは、通常８〜４５μｍ、特に１５〜３２μｍとなることが好ましい。両者の合計厚みが大きすぎると、ディンプル形状が保てない場合があり、両者の合計厚みが小さすぎると、耐久性が劣る場合がある。

　本発明はこのように、ゴルフボールのカバー表面を塗装するものであるが、この場合、ゴルフボールは、ワンピースゴルフボールでも、ツーピース又はスリーピース以上のソリッドゴルフボールでも、糸巻きゴルフボールでもよく、これらは上記塗装法以外は公知の構成とし、公知の製造法によって得ることができる。

　以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。

　［製造例１〜１１］
　表１に示す配合（成分の配合量は全て質量部）にてゴルフボール用プライマー組成物を作成した。

　ＮｅｏＲａｄ　ＮＲ−４４０
　水性ＵＶ／ＥＢ硬化型脂肪族ウレタンディスパージョン。固形分４０％、粘度９０〜１２０ｃｐｓ（２５℃）、ウレタンアクリルオリゴマー。楠本化成（株）製。
ボンコート　ＣＧ５０３０
　水性アクリル・ウレタンエマルジョン。固形分５０％。大日本インキ化学工業（株）製。
カルボジライト　Ｖ−０２−Ｌ２
　ポリカルボジイミド架橋剤。固形分４０％、カルボジイミド当量　６０１（樹脂分対比）。日清紡（株）製。
ケミタイト　ＰＺ−３３
　エチレンイミン系架橋剤。固形分９９％以上。（株）日本触媒製。
エポクロス　ＷＳ−５００
　オキサゾリン系架橋剤。固形分４０％。（株）日本触媒製。
Ｉｒｇａｃｕｒｅ　１８４
　光開始剤。チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製

　［実施例１〜９、比較例１〜５］
　表２に示す組合せにて、製造例１〜１１で得たゴルフボール用プライマー組成物をツーピースソリッドゴルフボールのカバー層表面に８μｍの厚みで塗布後、各々の条件にて熱乾燥、又はＵＶ照射を行った。その後、ＵＶ硬化塗料であるダプコビームＮＯ．９００クリアー（ＵＶ硬化型クリヤー塗料。大信ペイント（株）製）を１５μｍの厚みで塗布した後、ＵＶ照射を行ってトップコート層を形成した。ＵＶ照射については、８０Ｗ／ｃｍ、照射距離１０ｃｍ、コンベアースピード６ｍ／ｍｉｎにてボールを回転させながら全面照射を行った。
　得られたゴルフボール表面塗装面の、磨耗試験の結果を表２に併記した。

ゴルフボールカバー層
　Ａ：ハイミラン１６０５／ハイミラン１７０６＝５０／５０（三井・デュポンポリケミカル社製、アイオノマー樹脂）。Ｂ：パンデックスＴ−Ｒ３０８０（ディーアイシーバイエルポリマー社製、ウレタン樹脂）
熱乾燥条件
　ａ：５５℃×５分間。ｂ：５５℃×３０分間。

砂磨耗試験
　内容量４Ｌの磁製ボールミルに、塗装ゴルフボール１５個と、研削材（昭和電工（株）製、ショーレルナゲットＳＮ、サイズ５Ｓ）を１．５Ｌ入れ、６０ｒｐｍで２時間ミキシングし、磨耗による表面状態を目視により評価した。
　◎：剥離なし、○：ディンプルの土手部にわずかに剥離、△：ディンプルの土手部に剥離が多い、×：全面的に剥離。
砂水磨耗試験
　上記した砂磨耗試験において、研削材に、さらに水を１．５Ｌ加えた以外は同様にしてミキシングを行い、同様に評価した。
　◎：剥離なし、○：ディンプルの土手部にわずかに剥離、×：全面的に剥離。

Claims (2)

1. 　ゴルフボールのカバー表面に、ＵＶ硬化型官能基を骨格中に持つ水性樹脂と架橋剤とを含むプライマー組成物の層を形成した後、その上にＵＶ硬化塗料を塗装し、次いでＵＶ照射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１記載の製造方法によって得られたゴルフボール。