JP2008541995A - ガラス粒子を含むゴルフボールカバー及びマントル - Google Patents

Abstract

ガラス粒子を含む組成物により形成されたマントル（２４）及び／又はカバー層（２６）を持つゴルフボール（２０）が開示されている。より特定的には、ゴルフボール（２０）はガラス粒子とアイオノマー成分又は非アイオノマー成分の組み合わせを含むマントル（２４）及び／又はカバー層（２６）を有している。

Description

本発明は、ガラス粒子を含むゴルフボールカバー及びマントルに関し、好ましくは、ガラス粒子は表面処理が施されたガラス粒子である。

現代のゴルフボールは、典型的には、カバー材料としてアイオノマー樹脂又はポリウレタンを使用している。アイオノマー樹脂は、その強靱さ、耐久性、広範囲の硬度を有する結果、従来のゴムに勝るゴルフボールカバーの材料として選択されている。アイオノマー樹脂は、一般的に、α-オレフィン及び金属イオンにより所望の範囲に中和されたα,β-エチレン系不飽和 モノ又はジカルボキシル酸を含むものである。アイオノマー樹脂を製造するために使用されるオレフィンには、エチレン、プロピレン、ブタン-1、等が含まれる。アイオノマー樹脂を製造するために使用される不飽和カルボン酸には、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、0-クロラクリル酸、マレイン酸、フメール酸、イタコン酸等が含まれる。アイオノマー樹脂はエチレンと、Exxon Corporationから”TOTEK”の商標で販売されている、また、E.I. DuPont Nemours & Company から”SURLYN”の商標で販売されているようなアクリル酸の共重合体を含む。場合によっては、アクリルエステルのような柔軟化剤コモノマーを含み、アイオノマー共重合体がアイオノマーターポリマーとされる。種々のプレー特性を持つゴルフボールを提供するために種々の組成物が採用されてきたが、良好なプレー特性と耐久性を示すゴルフボールを提供するための組成物及びカバーに対する要請は続いている。

表面処理されたガラス粒子を含むことで一般的に知られている商業的に入手できるゴルフボールは存在していない。ガラス粒子は、ゴルフボールのカバー層及び/又はマントル層を強化するためにゴルフボールのカバー又はカバー層、マントルあるいはその両方に使用することができる。米国特許第6,193,617号（特許文献１）は、ダイアモンドのような硬い粒子を含み、所定数の硬い粒子が外側カバーの表面から突出している外側カバーを持つゴルフボールを開示している。しかしながら、この特許には、表面処理が施されたガラス粒子がゴルフボールのカバー又はマントル層に使用できるということについての記載はない。

ガラス及びガラス粒子の強度と耐久性については知られていることからすると、ゴルフボールの製造にガラス粒子を使用することは望ましいと考えられる。特に、表面処理されたガラス粒子をゴルフボールのカバー及び/又はマントル層に使用することは望ましい。特に、改良されたゴルフボールのカバー及びマントルに対する要請、特に、高いコンプレッションと反発係数を持つゴルフボールと同時に同様あるいはより高い反発係数を持ち、改良された耐久性を持つゴルフボールに対する要請が存在している。
米国特許第6,193,617号

本発明の概要
本発明の目的は、耐久性が高度に増したゴルフボールを提供することにある。本発明の他の目的は、表面処理されたガラス粒子を含むカバー又はマントル層を持つゴルフボールを提供することにある。

本発明の更なる目的は、反発係数及びコンプレッションが維持されるか、或いは高められたゴルフボールを提供することにある。

本発明の他の目的は、以下により部分的により詳細に明らかになる、或いは示されるであろう。

好ましい実施例はコアと前記コアの周りに配置された少なくとも一つのカバー層を持つゴルフボールである。このカバー層は表面処理されたガラス粒子を含んでいる。

他の好ましい実施例は、カバーとカバー内に同心的に配置されたコアを持つゴルフボールである。このカバーは、少なくとも第１要素と第２要素の組み合わせを含む。第１要素は表面処理されたガラス粒子を含む。第２要素はアイオノマー又はアイオノマーブレンド、非アイオノマー又は非アイオノマーブレンド、又はアイオノマーと非アイオノマーのブレンドを含む。好ましくは、ゴルフボールは少なくとも0.770の反発係数を持つ。

本発明の好ましい形態は、少なくとも一つのカバー層を持つゴルフボールであり、そのカバー層は表面処理が施されたガラス粒子とアイオノマー又は非アイオノマー成分の組合せからなり、ガラス粒子の含有量は樹脂成分の約０．５から４０重量％、好ましくは１から１５重量％、より好ましくは２から１０重量％であり、ゴルフボールは少なくとも０．７７０の反発係数を持つ。ガラス粒子は、例えば、ビニルシラン、アクリルシラン、アミノシラン、エポキシシラン、又はそれらの混合材料のようなシランにより表面処理されるが、当技術分野で知られた他の処理が用いられてもよい。ガラス粒子はフレーク、ファイバー又はミクロ粒子とすることができる。これらの粒子は、また、例えば、真空蒸着又はスパッタリングにより析出された金属塗膜により被覆することができる。ガラスフレークは、好ましくは約５±２ミクロンの厚さと１０から４０００ミクロンの幅であり、ガラスファイバーは好ましくは約１３ミクロン以下の直径と約３５から７０ミクロンの長さを持つ。必要に応じて、１ミクロン以下のナノ粒子のような他のガラス粒子が上述の粒子に加えて使用することができる。

本発明のゴルフボールの他の形態としてコア、マントル層及びその上の少なくとも一つのカバー層を有するゴルフボールがあり、ここではマントル層がガラス粒子を含んでいる。カバー層もまた、ガラス粒子を含むことができる。

本発明のアイオノマー成分は好ましくは２から８の炭素原子を持つアルファ−オレフィンとα、β−エチレン系不飽和モノ又はジカルボキシル酸の群から選択され、亜鉛、リチウム、ナトリウム、マンガン、カルシウム、クロミウム、ニッケル、アルミニウム、カリウム、バリウム、及びマグネシウム、及びこれらの混合材料の群から選択された少なくとも一つの材料を含むカチオンによって中和された酸との共重合体である。
好ましいカチオンは亜鉛、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、及びそれらの混合材料である。一つの好ましい実施例においては、共重合体は、さらに３から１１の炭素原子を持つアクリルエステルクラスの不飽和モノマーから形成することができる。

非アイオノマー樹脂は以下に記載するような当技術分野で良く知られている非アイオノマー樹脂とすることができる。

本発明は、コアとその上に形成された一、二又はそれ以上のカバー層を持つゴルフボールのマントル層又は一又は複数のカバー層の組成にガラス粒子を含む構造を採用したゴルフボールに関する。本発明による限定されない組成物の例は以下のとおりである。
（１） ガラス粒子とアイオノマー樹脂の混合材料
（２） ガラス粒子とターポリマーの混合材料
（３） ガラス粒子と少なくとも一つの非アイオノマー樹脂の混合材料
（４） ガラス粒子と少なくとも一つの非アイオノマー樹脂と少なくとも一つのアイオノマー樹脂の混合材料
（５） ガラス粒子と熱可塑性又は熱硬化性ポリウレタンの混合材料
（６） ガラス粒子と反応注入成形ポリウレタン、ポリウレタン／ポリウレア、又はポリウレアの混合材料
本発明のゴルフボールは、好ましくは少なくとも０．７７０の反発係数と少なくとも６０，好ましくは８０のＰＧＡコンプレッションを持つ。

ここで使用される「アイオノマー重合体」の用語は、α-オレフィンと少なくとも３％のカルボン酸基が金属イオンで中和されたα,β-エチレン系不飽和モノ-又はジカルボン酸の共重合体である。α-オレフィンは好ましくは２から８の炭素原子を持ち、カルボン酸は好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、マレイ酸等であり、金属イオンは、少なくとも、亜鉛、マグネシウム、リチウム、バリウム、カリウム、カルシウム、マンガン、ニッケル、クロム、錫、アルミニウム、ナトリウム、銅等のイオンからなる群から選択される少なくとも一つのカチオンである。好ましくは、このカチオンは、亜鉛、ナトリウム、リチウム、又はマグネシウム、又これらの組み合わせである。ここでの「共重合体」の用語は、（１）互いに重合した二種類のモノマーを持つ共重合体、（２）ターポリマー（３種類のモノマーの重合により形成されたもの）、及び（３）３種類より多いモノマーの重合により形成された共重合体、を含む。

ここで使用される「アイオノマー成分」は、ガラス粒子を含まない、ガラス粒子と混合又はブレンドすることができるアイオノマー共重合体である。

ここで使用される「ポリウレタン」は、熱可塑性ポリウレタン、鋳造ポリウレタン、反応注入成形ポリウレタン等のようなあらゆる種類のポリウレタン及び／又はポリウレタン／ポリウレア材料である。

第１の実施例においては、好ましくは、本発明のゴルフボールは、マントル層及び／又はカバー層として、ガラス粒子とアイオノマー樹脂又はアイオノマー樹脂のブレンドの混合材料である組成物を採用する。ガラス粒子は、好ましくは、シラン結合剤により表面処理される。ガラス粒子は、好ましくは、混合材料の約０．５から４０重量％を含み、アイオノマー共重合体は、混合材料の約６０から９９．５重量％を含む。

ガラスフレークのようなガラス粒子は、形状の安定性、インパクト強度、耐化学的変化、耐摩耗性、表面仕上げ、そり及び水／流体の吸収の減少などの特性を改良するために種々の材料に使用されている。商業的に入手できるガラス粒子の例としては、カナダのNippon Glass Co. Ltd.から入手できるMicroglas（登録商標）Glass Flake 及びMicroglas Flake登録商標）及びジョージア、ミッドウエイのElan Technology から入手できる粉砕された粉末Corning ガラスがある。

ゴルフボールのマントル及び／又はカバー層に使用されるときの他のあり得る利益としては、これに限定されないが、耐久性、より高い或いはより硬いコンプレッションの改善、改良された障壁特性、水分の浸透性の抑制、あるいはより高い強靱性などがある。

混合材料に使用されるアイオノマー共重合体は、化学式ＲＣＨ＝ＣＫＨ_２で、ここではＲはＨ又は炭素原子を１から８個持つアルキル基、及び炭素原子を３から８個持つα、β-エチレン系不飽和カルボン酸である。アイオノマー共重合体は、金属カチオン、好ましくは亜鉛、ナトリウム、リチウム、マグネシウム等により中和されたＣＯＯＨ基を少なくとも１０重量％持つ。

使用されるオレフィン／カルボン酸共重合体アイオノマーは、共重合体アイオノマーのカルボン酸基が、これには限定されないが、リチウム、ナトリウム、亜鉛及びマグネシウム、好ましくは亜鉛とナトリウムみより部分的に（例えば、略５から８０％）中和されたアイオノマーを含む。イオン性共重合体は、亜鉛中和エチレン／メタクリル酸アイオノマー共重合体、ナトリウム中和エチレン／メタクリル酸アイオノマー共重合体、及びそれらの混合物である。

亜鉛中和エチレン／メタクリル酸アイオノマー共重合体は、１５から２０重量％のアクリル酸と約３７から約１００のメルトインデックスを持つエチレン／アクリル酸共重合体の亜鉛による中和反応物である。これらの共重合体は、通常、大きい分子量（例えば、０．１から１０００ｇ／１０分、平均分子量５,０００から１,０００,０００まで）を持つ。有用な共重合体アイオノマーには、例えば、Exxon Chemical CO.から、IOTEK（登録商標）7030、IOTEK（登録商標）7020、IOTEK（登録商標）7010、IOTEK（登録商標）8030、IOTEK（登録商標）8020、IOTEK（登録商標）8000のような”IOTEK（登録商標）”エチレン／アクリル酸共重合体が含まれる。本発明にとって好ましいIOTEK（登録商標）共重合体アイオノマーの非限定的な例としては、IOTEK（登録商標）7010、IOTEK（登録商標）7030、IOTEK（登録商標）8000がある。

他の実施例において、本発明のゴルフボールは、カバーとして、酸化ポリフェニレンとポリプロピレンとターポリマーの混合材料を含む組成物を使用している。使用されるターポリマーには、オレフィン／アルキル、アクリレート／カルボン酸、又はオレフィン／アルキル（メタ）アクリレート／カルボン酸ターポリマーが含まれる。典型的には、ターポリマーアイオノマーのカルボン酸基は、部分的に（例えば、５から８０重量％）、リチウム、ナトリウム、亜鉛、マグネシウム、ニッケル、バリウム、錫、カルシウム、マグネシウム、銅等、好ましくは亜鉛、ナトリウム、リチウム、又はマグネシウム、それらの組み合わせ、最も好ましくは亜鉛又はリチウム、又はそれらの組み合わせのような金属イオンにより中和される。これらのターポリマーアイオノマーは通常は比較的高い分子量、例えば、０．１から１０００ｇ／１０分のメルトインデックス、５，０００から１，０００，０００の平均分子量を持つ。これらのターポリマーは、典型的には、約５０から９８重量％のオレフィンと、約１から３０重量％のアクリル酸アルキル、及び約１から２０重量％のカルボン酸を有する。オレフィンは、エチレン、プロピレン、ブテン-１、ヘキセン-１等のいずれでもよく、好ましくはエチレンである。（メタ）アクリル酸アルキルは、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、ブチルビニルエーテル、メチルビニルエーテル、などのいずれでもよく、好ましくはアクリル酸メチルである。カルボン酸は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フメール酸、等のいずれでもよい。マレイン酸水酸化メチル、フメール酸水酸化メチル、フメール酸水酸化エチル、及びカルボン酸とみなされている無水マレイン酸等の二酸のモノエステルも、また、使用できる。好ましくは、カルボン酸はアクリル酸である。有用なエチレン／アクリル酸メチル／アクリル酸ターポリマーは、約５０から９８重量％、好ましくは約６５から８５重量％、最も好ましくは約７６重量％のエチレンと、約１から３０重量％、好ましくは約１５から２０重量％、最も好ましくは約１８重量％のアクリル酸メチルと、約１から２０重量％、より好ましくは約４から１０重量％、最も好ましくは約６重量％のアクリル酸を含む。

本発明において採用される組成物に好ましく使用されるオレフィン／（メタ）アクリル酸アルキル／カルボン酸ターポリマーは、Exxon Chemical Co. からESCOR（登録商標）の名で市販されているような、エチレン／アクリル酸メチル／アクリル酸ターポリマーである。これらのターポリマーは、ESCOR（登録商標）ATX 320及びESCOR（登録商標）ATX 325を含む。

本発明において採用される組成物に好ましく使用される他のオレフィン／（メタ）アクリル酸アルキル／カルボン酸ターポリマーは、これらに限定されないが、エチレン／アクリル酸n-ブチル／アクリル酸、エチレン／アクリル酸n-ブチル／メタクリル酸、エチレン／アクリル酸2-エトキシエチル／アクリル酸、エチレン／アクリル酸2-エトキシエチル／メタクリル酸、エチレン／アクリル酸n-オクチル／アクリル酸、エチレン／アクリル酸2-エチルヘキシル／アクリル酸、エチレン／アクリル酸n-プロピル／アクリル酸、エチレン／アクリル酸n-プロピル／メタクリル酸、エチレン／アクリル酸n-ヘプチル／アクリル酸、エチレン／アクリ酸2-メソキシルエチル／アクリル酸、エチレン／アクリ酸3-メソキシプロピル／アクリル酸、エチレン／アクリ酸3-エソキシプロピル／アクリル酸、及びエチレン／アクリル酸／アクリル酸が含まれる。本発明の実施例によるゴルフボールを提供するために使用される組成物は、約０．５から約２５重量％のガラス粒子と約７５から９５重量％のターポリマー又はターポリマーのブレンドを含む。

他の有用なターポリマーアイオノマーは、例えば、Exxon Chemical Co.から”IOTEK”の名称で販売されているエチレン／アクリル酸メチル／アクリル酸ターポリマーアイオノマーを含む。本発明に使用される好ましいターポリマーは、IOTEK（登録商標）7520及びIOTEK（登録商標）7510を含む。

本発明の実施例で使用される組成物において使用することができる他のターポリマーは、ここでその全体が参照として組み入れられる米国特許第4,690,981号に開示され、DuPont Corp.から入手できるSURLYN（登録商標）の名で入手できるようなターポリマーを含む。

他の実施例においては、本発明のゴルフボールは、好ましくはマントル又はカバー層として、ガラス粒子と少なくとも一つの非アイオノマー樹脂の混合材料を含む組成物を使用している。本発明での使用に適した非アイオノマー樹脂は、熱可塑性又は熱硬化性非アイオノマー材料を含み、これらには、非限定的であるが、EXXONから入手できるEXACT（登録商標）のようなメタロセン触媒によるポリプロピレン、Dow Chem. Co.から入手できるENGAGE（登録商標）、Bayer Co.からのTEXIN（登録商標）熱可塑性ポリウレタン、米国特許第4,986,545号、5,098,105号に開示されているようなアイオノマー／ゴムのブレンド、例えば、DuPont からHYTREL（登録商標）の商標で市販されているポリエステルエラストマーの熱可塑性ブロックポリエステル、Elf Atochem S.A.からPEBAX（登録商標）の名で市販されているようなポリエーテルアミドのような熱可塑性ブロックポリアミド、DuPontからELVALOY（登録商標）ACの商標で市販されているようなアクリル酸共重合体、Allied Signal Plaasticsにより商標CAPRON（登録商標）で市販されているような、ポリアミド（ナイロンとアイオノマーのブレンド）、DuPontから商標ZYTEL（登録商標）408で市販されているようなアイオノマーを含有する改質成形化合物のNylon 66、General Electric からLEXAN（登録商標）の商標で市販されているようなポリ炭酸塩、機能化されたスチレン-ブタジエン-スチレン ブロック共重合体を含むスチレン-ブタジエン-スチレン ブロック共重合体、機能化されたSEBSブロック共重合体を含む、Shell Chem. Co.からのKRATIN（登録商標）のようなスチレン-エチレン-ブタジエン-スチレン（SEBS）ブロック共重合体、又は２又はそれ以上の非アイオノマー熱可塑性又は熱硬化性材料が含まれる。この組成物には、非アイオノマー樹脂に加えて、アイオノマー樹脂又はターポリマーを含むことができる。

ポリウレタンも、また、マントル及び／又はカバー組成にガラスフレークと共に使用することができる。ポリウレタンは広範囲の製品に使用できるポリマーである。それらは、一般的に、二つの主成分を反応中に混合することにより形成される。最も一般的に使用されるポリウレタンでは、二つの主成分は、ポリイソシアネート（例えば、ジフェニル メタン ジイソシアネート モノマー（”MDI”）、ヘキサメチレン ジイソシアネート(“HDI”)及びトルエン ジイソシアネート”TDI”）及びそれらの誘導体及びポリオール（例えば、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオール）である。他の適当なポリウレタン材料が要求される特性に応じて使用される。

ポリイソシアネートとポリオールの広範囲の組み合わせが、他の成分と同様に使用可能である。更に、ポリウレタンのエンドユース特性は使用されるポリウレタンの種類、例えば、材料が熱硬化性（架橋分子構造）か、熱可塑性（リニア分子構造）か等により調整できる。

架橋はイソシアネート基（-NCO）とポリオールの水酸末端基(-OH)との間で起きる。更に、ポリウレタンのエンドユース特性は異なる反応剤と処理パラメータによって調節することができる。例えば、重合割合を調節するために触媒が使用される。処理方法によって、反応速度を非常に速くすることができる（反応注入成形法（”RIM”）のような場合又は数時間或いはそれ以上（数回の塗布システム）のような場合）。したがって、ポリウレタンの非常に多くの種類が異なるエンドユースに利用することができる。限定されないポリウレタンの例として、Noveon, Inc.から入手できるESTANE(登録商標)がある。

熱可塑性ポリウレタンの物理的特性は実質的には架橋の程度によって調節することができる。架橋の量を低くすることにより、フレキシブルで弾力性をある材料とすることができる。熱可塑性ポリウレタンはある程度の架橋を持つが、純粋には物理的な手段によるものである。架橋結合は、成形あるいは押出の場合に起きるように温度を上げることにより可逆的に破壊することができ、この点に関し、熱可塑性ポリウレタンは注入成形ができ、またシートやブローフィルムのように引き延ばしたりすることができる。これらは、約３５０°Ｆまで上げることができ、また広範囲の硬度で利用できる。

本発明に好適のポリウレタン材料は、ポリイソシアネート、ポリオール、及び選択的に一又は複数の連鎖成長ジオールの反応により形成される。ポリイソシアネートはジフェニル メタン ジイソシアネート（”MDI”）；トルエン ジイソシアネート（”TDI”）； キシレン ジイソシアネート（”XDI”）；メチレン bis-(4-シクロヘキシル イソシアネート)（”HMDI”）；ヘキサメチレン ジイソシアネート（”HDI”）；及びナフタレン-1-5,-ジイソシアネート（”NDI”）を含む群から選択することができる。

本発明で使用できる一つのポリウレタン成分にはTMXDI(“META”)脂肪族イソシアネート（Cytec Industries, West Paterson, NJ）が含まれる。メタ-テトラメチルキシレン ジイソシアネートに基づくポリウレタンは紫外線安定性、対熱安定性及び対水分安定性の保持力を改善することを可能とする。さらに、TMXDI脂肪族イソシアネートは好ましい耐毒性を示す。更に、低い粘性を持つため、広範囲のジオール（ポリウレタンに対し）とジアミン（ポリウレアに対し）と共に使用することができる。もし、TMXDIが使用されれば、必ずしも必要ではないが、その一部或いは全部を供給者の指示により他の脂肪族イソシアネートと置き換えることができる。TMXDIの遅い反応性のため、実際的な成形取出時間とするために触媒を使用することが有用あるいは必要である。硬度、引っ張り強度及び引き延ばしは供給者の指示により更なる材料を添加することにより調節することができる。

好適なポリウレタンの更なる例には、反応注入成形（”RIM”）により形成されたポリウレタンシステムが含まれ、ゴルフボールの種々の層を形成するためのRIM処理法はここに参照として組み入れる米国特許第6,290,614号に開示されている。

本発明に使用される好適なRIMシステムの限定されない例として、Bayer Corporation (Pittsburg, NJ)からの、BAYFLEX(登録商標)エラストマーポリウレタンRIMシステム、BAYDUR (登録商標)GSソリッドポリウレタンRIMシステム、PRISM(登録商標)ソリッドポリウレタンRIMシステム、Dow Chemical USA(Midland, MI)のSPECTRIM (登録商標)MM373-A(イソシアネート)及び373-B(ポリオール)を含むSPECTRIM(登録商標)反応成形可能ポリウレタン及びポリウレア、BASF(登録商標)（Parsippany, NJ）からのELASTOLIT(登録商標)SRシステム、及びUniroyal CorporationからのVIBRARIM(登録商標)システムがある。更に好ましい例には、リサイクルポリウレタン及びポリオールのための処理により形成されたポリオール、ポリアミン、及びイソシアネートがある。過酸化MEK及び過酸化ジクミルのような過酸化物を使用することができる。更に、例えばコバルトオクタアイト6%のような触媒又は活性剤を使用することができる。

更に、他の替わり実施例においては、マントル又はカバー組成は、また、Noveon,Inc.から商業的に入手できるESTANE(登録商標)ポリエステルポリウレタンのような柔らかい低い弾性率の非アイオノマー熱可塑性エラストマーを含むことができる。

所望の特性に応じて、ガラス粒子と混合する前に２又はそれ以上のアイオノマーを予めブレンドするか、それらを一緒にブレンドして本発明に使用する組成を得ることができる。このように、硬いアイオノマー共重合体と柔らかい共重合体とを予備混合し、また同様に高カルボン酸共重合体アイオノマーと低カルボン酸アイオノマーの予備混合を本発明に使用する組成を提供するために利用することができる。このような予備混合の例として、IOTEK(登録商標)8000とIOTEC(登録商標)7010の混合がある。

本発明に使用する組成物を提供するために、PPO／PP共重合体のいずれかとブレンドする前に２又はそれ以上のターポリマーをブレンドすることができる。したがって、硬いターポリマーと柔らかいターポリマーの予備混合を、高カルボン酸ターポリマーと低カルボン酸ターポリマーの予備混合と同様にブレンドして本発明に使用する組成物を提供することができる。

ここで、図１を参照すると、コア１２及びガラス粒子を含むカバー１４を含むゴルフボール１０が示されている。

図２はコア２２，中間層（又はマントル層）２４、及びカバー２６を持ち、少なくとも一つのマントル又はカバー層がガラス粒子を含むゴルフボール２０を示している。

本発明に採用される組成物がソリッドコア、ワンピースボール及びカバーを含むゴルフボールの形成に使用することができるが、それらの組成物はマントル及び／カバー層として使用されることが好ましい。ゴルフボールのマントルとカバー層は、注入成形、反応注入成形、又は加圧成形等、当技術分野でよく知られているいずれかの方法によって、ここで採用されるガラス粒子を含む組成物を糸巻き又はソリッドコア又は液体コアの周りに成形し、直径が約1.680インチ以上、重量が約１．６２０オンスのゴルフボールを製造することができる。多層カバーを持つゴルフボールにおいては、マントル及び／又はカバー層はここで採用される組成物を含むガラス粒子を含むことができる。

コアそのものは、均一の組成でもよく、また、２又はそれ以上の層を持つこともできる。ゴルフボールの直径と重量の基準は米国ゴルフ協会（U.S.G.A）によって制定されている。本発明で使用される組成物はソリッドコア、ツーピース及び糸巻きボールにおいて使用できるが、低コストとプレー特性のためにはソリッド及びツーピースボールが糸巻きボールよりも好ましい。

ここで使用される「ソリッドコア」の用語はワンピースコアだけでなく多層コアをも意味する。

本発明のゴルフボールのコアは、典型的には、約０．７７０以上の反発係数と約６０以上、好ましくは８０以上のPGAコンプレッションを持つ。本発明のゴルフボールで使用されるコアは好ましくはソリッドである。コアは概略２５から４０グラムの重量、好ましくは３０から４０グラムの重量を持つが、他のサイズが必要に応じて使用できる。本発明のゴルフボールがソリッドコアを持つとき、このコアは、高シス含有ポリブタジエン及び亜鉛モノ-又はジアクリレート又はメタクリレートのようなα、βエチレン系不飽和カルボン酸を含む未硬化又は軽く硬化したエラストマー組成物のスラグを圧縮成形することにより成形することができる。当技術分野で知られているいずれかのエラストマー組成物が使用できる。高い反発係数及び／又は硬度を高めたコアを達成するため、製造業者においては、少量の酸化亜鉛のような酸化金属を含ませることができる。更に、反発係数を高めるために必要とされる量よりも多量の酸化金属を含有させてコアの重量を増加させ、最終製品のゴルフボールがU.S.G.A.の上限値の1.620オンスに近づけることができる。適合するゴム又はアイオノマーを含むコア組成物に使用できる限定されない他の例として、ステアリン酸のような低分子量脂肪酸がある。一又は複数の過酸化物のような自由ラジカル開始剤をコア組成に混合し、加熱及び加圧した際、硬化又は架橋反応を起こすようにすることができる。コアに添加する更なる材料としては、これに限定されないが、有機又は無機硫化加工物があり、ペプタイザー（ペンタクロロチオフェノール又はペンタクロロチオフェノール亜鉛のような）；有効で重い充填剤（タングステン、亜鉛、ビスマス、等）が含まれる。

糸巻きコアは液体、ソリッド、ゲル又は多層の芯を持つことができる。糸巻きコアは典型的には天然又は人工ゴム又はポリウレタン、ポリエステル又はポリウレア等のような熱可塑性又は熱硬化性のエラストマーの糸をソリッド、液体、ゲル又はガスが充填された芯の上に巻き付けてゴム層を形成したものであり、次に一又は複数のマントル又はカバー層で覆われる。更に、カバー層を施す前に、糸巻きコアは、さらに接着剤層、保護層或いはカバー層を施す間に糸巻きコアがほどけるのを防ぎ、最終的なゴルフボールが得ることができるような他の材料で被覆される。コア材料は本発明の一部となるものではないため、本発明のカバー組成物と共に使用されることのできる特定の種類のコア材料に関する更なる詳細な議論はここでは特に記載しない。コア材料は本発明の一部となるものではないため、本発明のカバー組成物と共に使用することのできる特定のコア材料に関する詳細な異論はここでは特に記載しない。

本発明のゴルフボールは、通常の成形方法により、コアの周りに本発明の組成物を含むカバーを形成することにより製造することができる。カバー材料は、厳密な混合手順、好ましくはツインスクリュー押出機等を使用して約２００°Cから３００°Cの押出温度で混合される。カバー組成物はコアの周りに直接注入成形することができ、ゴルフボール成形型内の中心に置かれ、約３５０°Fから約５００°Fで成形される。加圧成形においては、カバー組成物は最初に約３８０°Fから約４５０°Fの温度で注入成形して滑らかな半球シェルの表面が与えられる。それらのシェルは、次に、ディンプルのついたゴルフボール成形型内にあるコアの周りに配置され、約２３０°Fから３００°Fの温度で約２分から１０分、成形型を閉じて十分な圧力を保持して加圧成形される。その後、成形型は５０°Fから約７０°Fの温度で２分から１０分間冷却され、単一のボールを形成するためにシェルを一体に溶融する。成形後は、出来上がったボールは更に、バッフィング、塗装、印字など種々のプロセスステップに移される。

本発明は、以下の非限定的な例によって更に明らかにされる。実例のデータを含む表３において、直径1.508”のソリッドコアの周りに約５００°Fで組成物が注入成形されて約1.59”の中間ゴルフボールが形成される。次いでカバー層が中間ボールの上に形成される。この例に示されたボールの特性は以下の手順に従って測定される。

ゴルフボールお弾性率又は反発係数（C.O.R.）は弾性球体のインパクト前の速度に対するインパクト後の相対速度である定数”e”である。その結果C.O.R(“e”)は０から１の範囲で変化し、１は完全弾性衝突で０は完全非弾性衝突に対応する。

C.O.R.は、クラブのヘッドスピード、クラブヘッド質量、ボール重量、ボールサイズ及び密度、スピン速度、弾道角度、及び表面形状（例えば、ディンプルパターンとディンプル占有面積）、また周囲環境（例えば、温度、湿度、大気圧、風等）のような追加的ファクターと共に打撃したボールの距離を決定する。この線に沿えば、ゴルフボールが制御された条件のもとで飛ぶ距離はクラブヘッドの速度と質量、ゴルフボールの密度と弾性率（COR）及び他のファクターの関数である。クラブの初期速度、クラブの質量、及びボールが離れるときの角度は、ゴルファーの打撃時に必然的に決まる。このようなクラブヘッド、クラブヘッド質量、弾道角度及び環境条件は、ゴルフボール供給者によっては制御して決定することはできず、また、ボールサイズと重量はU.S.G.A.によって決められており、これらはゴルフボール製造業者の間で関わることのできない要素である。距離の改善に関しての関心の要素又は決定事項は、一般的にはボールの反発係数（COR）と表面形状（ディンプルパターン、ランド面積とディンプル面積の割合等）である。

ソリッドコアボールのCORは成形コアとカバーの組成の関数である。成形コア及び／又はカバーは多層ボールのように複数の層を備えることができる。糸巻きコアを有するボール（即ち、液体又はソリッド芯と弾性巻き糸及びカバーからなるボール）においては、反発係数は芯とカバーの組成だけでなく、弾性巻き糸の組成と張力の関数である。ソリッドコアボールのように、芯と糸巻きコアのカバーも、また、一又は複数の層を備えている。

反発係数は入射速度に対する出射速度の比である。この適用の例として、ゴルフボールの反発係数は、ボールを水平に毎秒１２５．５フィート（fps）の速度で発射し、１２５ｆｐｓに補正して略垂直に平坦なスチールプレートに対して当て、そこで入射速度と出射速度を電子的に測定することにより測定された。速度は、P.O. Box 9135, Austin, TXのOehler Research から入手できる一対のOehler Mark 55 衝撃スクリーンによって測定され、このスクリーンは物体がそこを通過するときにタイミングパルスを生成するものである。スクリーンは３６”離れて置かれ、反射壁から25.25” と61.25”の位置に置かれる。ボールの速度は、反射壁に向かうボールがスクリーン１からスクリーン２を通るタイミングを測定し（３６個以上のボールの平均値）、次に、出射する速度をスクリーン２からスクリーン１を通る同じ距離のタイミングから測定する。反射するボールは垂直面から約２°傾斜しており、ボールを僅かに下向きに反射するようにして、発射するキャノンに当たらないようにしている。反射壁は固体スチールで２．５インチの厚さで２４平方インチの面積を持つ。

上述のように、入射速度は１２５．５fpsであるが、１２５fpsに補正される。ＣＯＲと前進即ち入射速度との相関は研究され、この補正は.5fpsの範囲でなされ、これによりゴルフボールが正確に１２５fpsの速度で入射するようになることが報告されている。

もしゴルフボールが米国ゴルフ協会（U.S.G.A.）による規制の範囲にあるようにするのであれば、反発係数は注意深く制御される必要がある。ある程度は既に述べたが、U.S.G.A.基準は規制されたボールは７５°Ｆ、大気圧でU.S.G.A.の機械でテストされたとき、毎秒２５５フィートの初期速度を超えてはならない。ボールの反発係数はボールの初期速度に関係するため、初期速度についてのU.S.G.A.の制限値に近づけるように反発係数を十分に高くしたボールが望ましく、また、それと同時に十分な柔らかさ（即ち、硬度）を持つことがプレー特性（即ち、スピン等）をよくするために必要である。

ゴルフボールの取引で「コンプレッション」の用語はゴルフボールがある圧縮負荷を受けたときの全体の歪み量として定義される。例えば、PGAコンプレッションは打撃したときのゴルフボールの形状の変化量を示す。ツーピースボールにおけるソリッドコア技術の進歩により、糸巻きボールに較べてコンプレッションをより正確に制御することが可能となった。これは、ソリッドコアボールの製造において、歪み又は変形の量が、コアを造るのに使用される化学組成を正確に制御することが可能となったことによる。この点はコンプレッションが弾性糸を巻くことにより部分的に調整される糸巻きスリーピースとは異なる。したがって、ツーピース及び多層ソリッドコアボールは、糸巻きスリーピースボールのような糸巻きコアを持つボールよりはるかに一定したコンプレッションを示す。

過去においては、PGAコンプレッションはゴルフボールに対して０から２００の値が与えられていた。低い値のPGAコンプレッションは、ボールの打撃の際の柔らかい感触を示す。実際、トーナメント品質のボールは７０から１１０，好ましくは８０から１００の値である。

０から２００の数値を使用してPGAコンプレッションを決定する場合、標準の力がゴルフボールの表面に加えられる。変形がない（変形量0.0in）は２００であり、10分の２インチ（0.2in）の変形が０として割り当てられる。0.001インチ毎に１ポイントずつ下げられる。従って、0.1インチ（１００×０．００１）変形するボールはPGAコンプレッションが１００であり（２００−１００）、変形量が０．１１０インチ（１１０×０．００１）のボールはPGAコンプレッションが９０（２００−１１０）となる。

コンプレッションを決定することを容易とするため、いくつかの装置が企業で採用されている。例えば、PGAコンプレッションは上下のアンビルを持つ小さいプレスの形態をした装置によって決定される。上部アンビルは２００ポンドダイスプリングに対して静止しており、下部アンビルはクランク機構により０．３００インチだけ可動とされている。開かれた状態ではギャップは１．７８０インチであり、ボールを挿入したとき、０．１００インチの間隙があるようにされている。クランクにより下部アンビルが持ち上げられると、それは上部アンビルに対してボールを押しつけ、下部アンビルの最後の０．２００インチのストロークの間にボールの圧縮が生じ、次に、そのボールは上部アンブルを押しつけ、スプリングに対して荷重を加える。アンビルがボールの変形により０．１００インチ以上変位すると（０．１００インチ以下はコンプレッション０とみなされる）、上部アンビルの釣り合った点がダイアルマイクロメータで測定され、マイクロメータダイアルの読みがコンプレッションに対応付けられる。実際、トーナメント品質のボールは略８０から１００の値となり、これは上部アンビルが全体で０．１２０から０．１００インチの範囲で変位することを意味する。

PGAコンプレッションを決定するための例は、N.J., NewarkのAtti Engineering Corporation により製造されるゴルフボールコンプレッションテスターの使用により示すことができる。このテスターによって得られる値は、装置の二つのダイアルインジケータの二つの回転により示されるようにして２００の値が測定できるが、０から１００の範囲の値の数によって表される任意の値に関連付けられるようにされている。得られた値はゴルフボールが圧縮力が加えられたときに生じる変形を決定する。このAttiテスト装置は低い可動の台と上部の可動のスプリングで付勢されたアンビルとからなる。ダイアルインジケータはスプリング付勢されたアンビルの上方向への移動を測定するように設けられている。テストされるゴルフボールは、下部の台に置かれ、ついで、所定の距離だけ持ち上げられる。ゴルフボールの上部はスプリング付勢された上部アンビルに接触し、圧力を加える。圧縮されたゴルフボールの距離に応じて上部アンビルはスプリングに対して上方に押しつけられる。

コンプレッションを決定するためのいくつかの他の装置が使用されてきた。例えば、本出願人もコンプレッションをテストするため、INSTRON(登録商標)5544 (Instron Corporation Canton, M.A.による)を使用している。INSTRON(登録商標)テスターを使用して、コンプレッションは、２００ポンドの荷重を１５kips(毎秒1000ポンドの力)で引き起こされる変形を決定することにより測定される。

更なるコンプレッション装置が、PGAコンプレッションとの相関が知られている限り、ゴルフボールのコンプレッションをモニターするのに用いることができる。これらの装置は、Whitney テスターのように、PGAコンプレッションとの対応を一組の関係式で相関させるように設計されている。本出願人によって過去に使用されていた他のコンプレッション装置として、もともとRiehle Brosによって造られた改良Riehle コンプレッションマシンがある。フィラディルフィア、ペンシルバニアのTesting Machine Company はゴルフボールの種々の要素（即ち、コア、マントルでカバーされたボール、等）のコンプレッションを評価した。Riehleコンプレッション装置は、Atti又はPGAコンプレッションテスターの２００ポンドバネ常数を模擬するように設計された負荷の下で１０００分の１インチの変形を決定する。このような装置を使用するとき、Riehleコンプレッションの６１は０．０６１インチの負荷での変形に対応する。

更に、RiehleコンプレッションとPGAコンプレッションとの間の概略の関係が同じサイズのボールについて存在する。本出願人により、Riehleコンプレッションは、PGAコンプレッション＝１６０−Riehleコンプレッションという関係でPGAコンプレッションに相関している。従って、８０Riehleコンプレッションは８０PGAコンプレッションに対応し、７０Riehleコンプレッションは９０PGAコンプレッションに対応し、６０Riehleコンプレッションは１００PGAコンプレッションに対応する。報告として、本出願人のコンプレッションの値はRiehleコンプレッションとして測定し、これをPGAコンプレッションに変換したものである。

耐久性を測定するために、最終ゴルフボールは１５５フィート／秒で厚さ２インチのスチール板に向けて発射される。耐久性の仕様は２０回以下の発射では破損は無しである。

実施例
アイオノマーのブレンドとガラス粒子を使用して種々のマントル組成物が製造された。マントル組成物は表１に示されている。この組成物はコアの周りに注入成形されて直径が略1．59インチの中間ボールを造り出す。この例で使用されるコアは約４０から４５のPGAコンプレッションと約０．７６から０．７７のCORを持つ標準コアである。

次に、カバーが前述のように中間ボールの上に成形される。ガラス粒子のない同じアイオノマーブレンドのマントル層を持つ対照のゴルフボールもまた製造された。これらのボールは種々の特性を調べるためにテストされた。この結果が表３に示されている。

表１の実施例２と３はガラス粒子を含む組成のマントル層が形成されたゴルフボールを示す。例１はガラス粒子を含まない同じアイオノマーブレンドを使用した対照サンプルである。

１−Microglas REV-4はファイバーの直径が約13ミクロンでファイバーの長さが約70ミクロンの粉砕されたガラスファイバーであり、REV-4は処理されていない。

２−アミノシランREF-015Aはアミノシランで処理されたマイクロガラスフレークである。他のガラスフレークと特性は表２に示される。

表３の結果に示されるように、ゴルフボールのマントル層へのガラス粒子の添加はマントル層にガラス粒子を含まないゴルフボールによりもより耐久性に優れている結果となっている。表面処理されたガラス粒子を含むマントル層を持つゴルフボールは最も耐久性のあるゴルフボールを造りだした。

本発明で採用されるいずれの組成物においても、所望の特性を得るためにそれらの組成物に追加的材料を添加することができる。これらの材料には、例えば染料（例えば、South Plainfield ,NJのWittaker, Clark and Daniels により販売されているULTRAMARINE BLUE （商標））、顔料、即ち、酸化チタン（例えば、UNITANE (商標)0-110）、酸化亜鉛及び硫化亜鉛などのような白色顔料や蛍光顔料などの顔料が含まれる。米国特許第4,884,814号にて述べたように、重合カバー組成と共に使用される顔料及び／又は染料の量は使用される特定の基本樹脂混合材と使用される顔料及び／又は染料に依存する。重合材カバー組成物における顔料の濃度はベース樹脂混合物の重量に対して約１％から約１０％である。最も好ましい範囲は、ベース樹脂混合物の重量に対して約１％から約３％である。本発明に使用される最も好ましい顔料は酸化チタンである。

更に、種々の白色、即ち、ブルーホワイト、イエローホワイト、等が存在するため、微量の青色顔料をカバーの主成分に添加して青白色の外観を付与するようにしてもよい。しかしながら、異なる種類の白色が望まれるのであれば、所望の色がでるように必要量だけカバー組成物に添加してもよい。

更に、本発明の組成の新規な基本的特性に影響を与えないような適合性のある材料を本発明のカバー組成物に添加することは本発明の範囲である。そのような材料には、酸化防止剤（US Rubber のNaugtuck Division によって”Octamine Antioxidant”として販売されているSUNTONOX(登録商標), 4,4-ジ(1,1,3,3-テトラメチルブチル)ジフェニルアミンのような）がある。また、Sandoz Colors& Chemicals Co.によって”SANDOSTAB P-EPQ”の名で販売されている過酸化水素分解剤の劣化防止剤であるテトラキス（2,4-ジターブチルフェニル）-4,4’-ビフェニレンジホソホナイト）、耐静電気剤、安定剤、処理促進剤なども有用である。本発明のカバー組成物は、また、本発明のゴルフボールカバーによって生じる所望の特性が失われない限り、可塑剤等のような柔軟化剤及びガラスファイバーや無機充填剤などの強化材料も、また、含むことができる。

更に、ここに参照として組み入れられる米国特許第4,679,795号に開示されているような光学的光沢剤を本発明のカバー組成に含ませることができる。本発明により使用できる光学光沢剤の例として、N.Y., ArdsleyのChiba-Geigy Chemical Compnyによって販売されているUVITEX(登録商標)OBがある。UVITEX(登録商標)OBは2,5-bis(5-tert-ブチル-2-ベンゾオキサゾール)チオフェンとみなされている。本発明に好適にしようできる光学的光沢剤の他の例として、N.J., East HanoverのSandozから販売されているLEUCOPURE(登録商標)EGMがある。LEUCOPURE(登録商標)EGMは7-(2n-ナフトール（1,2-d）トリアゾル 2yl)-3フェニル-クマリンと考えられている。P.O.Box 385, Union Metro Park, Union, N.J.のMobay Chemical Corporation からPHORWHITE(登録商標)K-20G2が販売されており、ピラゾライン誘導体と考えられており、Eastman Chemical Products, Inc. Kingsport, Tenn.から販売されているEASTBRITE(登録商標) OB-1は、4,4-bis(ベンゾオキサゾール)スチルベンと考えられている。上述のUVITEX(登録商標)及び EASTOBRITE (登録商標)OB-1は本発明の使用に好ましい光学光沢剤である。

更に、多くの光学的光沢剤は着色されているため、使用される光学的光沢剤の割合は、苦学的光沢剤が顔料又は染料としての機能を持たないように過度にならないようにして使用しなければならない。

本発明で使用される組成物は実質的に均一な成分を持つように通常のいかなる方法によっても準備することができる。好ましくは乾燥及び溶融ブレンド法と装置が使用される。例えば、一又は複数のターポリマー及び／又はターポリマーアイオノマーと共に使用されるガラス粒子を使用した組成物を製造する場合に、ターポリマー及び／又はターポリマーアイオノマーは、典型的には室温でガラス粒子と乾燥混合され、その混合物は通常の混合装置で２００から２５０°Ｃの温度で溶融混合される。ガラス粒子と共重合体、ターポリマー、ターポリマーアイオノマー、及び／又は共重合体アイオノマーは、好ましくは溶融混合の前に（共に或いは個別に）乾燥される。乾燥はその温度で乾燥した空気で適当な時間行われ、水分を低くして続いて使用される組成物又は最終製品の特性に悪影響を与えないようにする。すでに述べたような添加物がそれ以前にガラス粒子及びそれぞれの要素の製造の間における共重合体又は共重合体アイオノマーのいずれにも添加されていない場合は、添加物はそれらの成分の溶融混合の間に添加することができる。溶融混合処理によって得られる混合物は次に切断、ペレット化又粉砕され、続く工程、例えばゴルフボールを形成するための注入成形、のために砂粒、ペレット、チップ、フレーク又は粉末などにされる。

本発明は好ましい実施例を参照して説明されてきた。これまでの説明を読み、また理解することにより改変や変更は可能である。このような変更や改変はクレームの範囲とその」均等物として含まれるものとして本発明は理解されるべきである。

表面処理されたガラス粒子を含むカバーを備えるゴルフボールの断面を示す図である。 表面処理されたガラス粒子を含むカバーを備える多層ゴルフボールの断面を示す図である。

Claims (20)

1. コアと；
   前記コア上に配置されるマントルと；、
   マントルの上に配置された少なくとも一つのカバー層であって、前記マントルとカバーの少なくとも一つはガラス粒子とアイオノマー又は非アイオノマー材料の混合物を有する組成物を含むカバー層を備えた、
   耐久性が改善されたゴルフボール。
2. 前記組成物は約０．５から４０％のガラス粒子を含む請求項１に記載のゴルフボール。
3. 前記ガラス粒子は表面処理が施された請求項１に記載のゴルフボール。
4. 前記表面処理はアミノシランによる表面処理を含む請求項３に記載のゴルフボール。
5. 前記ガラス粒子はガラスフレークを含む請求項１に記載のゴルフボール。
6. 前記ガラス粒子はグラスファイバーを含む請求項１に記載のゴルフボール。
7. 前記ガラス粒子は金属被覆が施されている請求項１に記載のゴルフボール。
8. コアと；
   アイオノマー材料を含むマントルと；
   ポリウレタン材料と組成物の０．５から約４０重量％のガラス粒子を含む組成物からなるカバー
   を備えるゴルフボール。
9. 前記ポリウレタン材料は反応注入成形されたポリウレタンである請求項８に記載のゴルフボール。
10. 前記ポリウレタン材料はキャスト成形されたポリウレタンである請求項８に記載のゴルフボール。
11. 前記ポリウレタン材料は注入成形された熱可塑性ポリウレタンである請求項８に記載のゴルフボール。
12. 前記マントル層は複数のガラス粒子を含む請求項８に記載のゴルフボール。
13. 前記カバーは０．０２０インチ（0.25mm）から０．１００インチ(1.01mm)の範囲の厚さを持つ請求項８に記載のゴルフボール。
14. 前記マントル層は０．０２０インチ(0.51mm)から０．１００インチ(1.01mm)の範囲の厚さを持つ請求項８に記載のゴルフボール。
15. 直径が１．３５インチ(3.42cm)から１．６５インチ(4.19cm)のコアと；
    アイオノマー材料と組成物の０．５から約４０重量％の複数のガラス粒子を含む組成物からなり、厚さが０．０２５インチ(0.63mm)から０．０９０インチ(2.29mm)のカバー
    を備えるゴルフボール。
16. 前記複数のガラス粒子は組成物の２から１０重量％の量で存在する請求項１５に記載のゴルフボール。
17. 各ガラス粒子はガラスフレークである請求項１５に記載のゴルフボール。
18. 各ガラス粒子は、長さが５０から９０ミクロンの範囲で、直径が７から２０ミクロンのファイバーである請求項１５に記載のゴルフボール。
19. 各ガラス粒子は、比重が２．０から３．０の範囲で、粒径分布が４５ミクロンから１７００ミクロンの範囲で、厚さが２ミクロンから７ミクロンの範囲であるガラスフレークである請求項１５に記載のゴルフボール。
20. ゴルフボールは０．８０より大きいCORと８０より大きいPGAコンプレッションを持つ請求項１５に記載のゴルフボール。

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