JP2014110940A - 金属含有内側コアを伴う多層コアを具備するゴルフボール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多層コア構造を含有するマルチピースゴルフボールが提供される。コア構造は、比較的大きな比重を伴い、小さく、重い内側コア(センタ)14aと、中間コア層14bと、包囲する外側コア層14cとを含む。コア構造の各層は異なる硬度勾配をもって良い。内側コア(センタ)14aは、銅、スチール、真鍮、タングステン、チタン、アルミニウム、およびこれらの合金のような金属材料を有する。中間コア層14bおよび外側コア層14cは熱硬化性および/または熱可塑性組成物から形成されて良い。中間コア層14bは、好ましくは、ポリブタジエンゴムのような第1の熱硬化性組成物から形成され、外側コア層14cは、好ましくは、第2の熱硬化性組成物から形成される。
【選択図】図1
Description
種々の構造を具備するゴルフボールがこの発明に従って製造されて良い。例えば、フォーピース、ファイブピースおよびシックスピース構造で単一または多層カバーを伴うゴルフボールが製造されて良い。用語「層」は、ここで使用されるように、一般的には、ゴルフボールの任意の球状部分を意味する。より具体的には、1つのバーションにおいて、多層コアおよび1つのカバーを具備するスリーピースゴルフボールが製造される。多層コアは、内側コア(センタ)と包囲する中間および外側コア層とを含む。他のバージョンにおいて、多層コアと、デュアルカバー(内側カバーおよび外側カバー層)を有するファイブピースゴルフボールが製造される。さらに他の構造においては、多層コア;1つのケーシング層;およびカバー層(1または複数)を具備するシックスピースのゴルフボールが製造されて良い。ここで使用されるように、用語「ケーシング層」は多層コア組立体とカバーとの間に配されるボール層を意味する。ケーシング層はマントルまたは中間層とも呼ばれて良い。種々の層の直径および厚さは、その特性、例えば硬度および圧縮と同様に、構造、およびゴルフボールの所望の競技性能特性に応じて変化して良い。
先に検討したように、コアは好ましくは内側コア、中間コア層、および外側コア層を有する多層構造を具備する。中間コア層は内側コアの回りに配され、外側コア層は中間コア層を包囲する。コア組立体(内側コア、中間コア層、および外側コア層)の硬度は重要な特性である。一般的には、比較的大きな硬度値のコアは大きな圧縮を伴い、良好な耐久性および弾力性を有する傾向がある。しかしながら、いくつかの高圧縮ボールは堅固であり、これによりショット制御に不利益な効果を与える。例えば、これらのより硬いボールのいくつかは、低スピンレートをもたらし、ボールの制御をより困難にする。この点は、グリーの近くでのアプローチショットを行うときにとくに問題になりがちである。このため、コア組立体における最適なバランスを実現することが必要とされる。
例えば、内側コアの外側表面の硬度値が内側コアの幾何中心の硬度値より大きい(すなわち内側コアはその中心より大きな表面硬度を伴う)場合には、硬度勾配は「正」とみなされる(大きな数から小さな数を引くと正の数と等しくなる)。例えば、内側コアの外側表面が67ショアCの硬度を伴い、内側コアの中心が60ショアCの硬度を伴うと、内側コアは7の正の硬度勾配を有する。同様に、中間(または外側)コア層の外側表面が中間(または外側)コア層の内側表面よりそれぞれ大きな硬度値を有する場合には、所与の中間(および/または外側)コア層は正の硬度勾配を有すると考えられる。
他方、内側コアの外側表面の硬度値が内側コアの幾何中心の硬度値より小さい(すなわち内側コアはその中心より柔らかい表面を伴う)場合には、硬度勾配は「負」とみなされる。例えば、内側コアの外側表面が68ショアCの硬度を伴い、内側コアの中心が70ショアCの硬度を伴うと、内側コアは2の負の硬度勾配を有する。同様に、中間(または外側)コア層の外側表面が中間(または外側)コア層の内側表面より小さい硬度値を有する場合には、所与の中間(および/または外側)コア層は負の硬度勾配を有すると考えられる。
他の例において、内側コアの外側表面の硬度が内側コアの幾何中心の硬度値と実質的に同一である(すなわち内側コアの表面硬度がその中心とほぼ同じである)場合には、硬度勾配は「ゼロ」とみなされる。例えば、内側コアの外側表面および内側コアの中心が各々65ショアCの硬度を伴うと、内側コアは7のゼロの硬度勾配を有する。同様に、外側コア層の外側表面がコア層の内側表面とほぼ同じ硬度値を有する場合には、外側コア層はゼロの硬度勾配を有すると考えられる。また、中間コア層の外側表面が中間コア層の内側表面とほぼ同じ硬度値を有する場合には、中間コア層はゼロの硬度勾配を有すると考えられる。
好ましくは、内側コア組成物は、例えば、銅、スチール、真鍮、タングステン、チタン、アルミニウム、マンガン、モリブデン、コバルト、ニッケル、鉄、鉛、錫、亜鉛、バリウム、ビスマス、青銅、銀、金、およびプラチナ、ならびにこれらの合金および組み合わせのような金属材料を有する。金属材料はポリマーマトリックス中、好ましくは熱硬化性ゴム材料中に分散されて良い。金属材料はポリマーマトリックス中に均一に分散されて実質的に一様な組成物を実現する。金属材料はパリマーマトリックス中に充分にブレンドされて塊や凝集体が形成されないようにする。形成された金属含有組成物を用いて内側コア構造を形成す、これは比較的大きな比重を有し、そのため、以下にさらに検討するように小さな慣性モーメントのボールを実現する。
コア構造(内側コア、中間コアおよび外側コア層)の全体の比重は、好ましくは、少なくとも1.8g/cc、より好ましくは2.00g/cc、最も好ましくは少なくとも2.50g/ccである。一般的に、内側コアの比重は少なくとも1.00g/ccで全体としては約1.00から約20.00の範囲内である。好ましくは、内側コアの比重の下限は、約1.10、または1.20、または2.00、または2.50、または3.50、または4.00、または5.00、または6.00、または7.00、または8.00g/ccであり、その上限は、約9.00、または9.50、または40.00、または10.50、または11.00、または12.00、または13.00、または14.00、または15.00、または16.00、または17.00、または18.00、または19.00、または19.50g/ccである。好ましい実施例において、内側コアの比重は約1.60から約6.25g/cc、より好ましくは約1.75から約5.25g/ccである。
先に検討したように、内側コアは金属充填の熱硬化性または熱可塑性材料から形成されて良く、好ましくは金属充填熱硬化性ゴムから形成される。同様に、中間および外側コア層は熱硬化性または熱可塑性材料から形成されて良い。好ましくは、中間および外側コア層の各々は、熱硬化性ゴム組成物から形成される。すなわち、内側コアは第1の熱硬化性ゴム組成物から形成されて良く;中間コア層は第2の熱硬化性ゴム組成物から形成されて良く;また、外側コア層は第3の熱硬化性ゴム組成物から形成されて良い。他の実施例において、内側コアは熱硬化性組成物から形成され;中間コア層が熱硬化性組成物から形成され;外側コア層が熱可塑性材料から形成される。第3の実施例において、内側コアは熱硬化性組成物から形成され;中間が熱可塑性材料から形成され;外側コア層が熱硬化性材料から形成される。最後に、第4の実施例において、内側コアは熱硬化性組成物から形成され;中間が第1の熱可塑性材料から形成され;外側コア層が第2の熱可塑性材料から形成される。
この発明のゴム組成物は、慣用的な硬化プロセスを用いて硬化して良い。適切な硬化プロセスは、例えば、過酸化物硬化剤、硫黄硬化剤、高エネルギー照射、およびこれらの組み合わせを含む。好ましくは、ゴム組成物は、有機過酸化物、遊離基を生成できる高エネルギー照射ソース、およびこれらの組み合わせから選択された遊離基開始剤を含む。1つの好ましいバージョンでは、ゴム組成物は過酸化物硬化処理される。適切な有機過酸化物は、これに限定されないが、ジクミルペルオキシド;n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルペルオキシ)バレレート;1,1−ジ(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン;2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン;ジ−t−ブチルペルオキシド;ジ−t−アミルペルオキシド;t−ブチルペルオキシド;t−ブチルクミルペルオキシド;2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3;ジ(2−t−ブチル−ペルオキシイソプロピル)ベンゼン;ジラウリルペルオキシド;ジベンゾイルペルオキシド;t−ブチルヒドロペルオキシド;およびそれらの組み合わせを含む。好ましい実施例においては、遊離基開始剤はジクミルペルオキシドであり、これは、非限定的には、Akzo Nobel社から商業的に入手可能なPerkadox(商標)BCである。過酸化物遊離基開始剤は、一般的には、ゴム組成物注に、ゴム全体の重量で100部に対して少なくとも0.05部の量だけ存在し、または、下限がゴム全体の重量で100部に対して0.05部、または0.1部、または1部、または1.25部、または1.5部、または2.5部、または5部で、上限がゴム全体の重量で100部に対して2.5部、または3部、または5部、または6部、または10部、または15部の範囲の量だけ存在する。濃度は、とくに断らない限り、パーツパーハンドレッド(100部に対する部、phr)である。ここで使用されるように、用語「パーツパーハンドレッド」は、ポリマー成分の重量100部に対する、混合物中に存在する特定の成分の重量部の数として定義される。数学的には、ポリマーの総重量で成分の重量を割って、100のファクタを掛けたものとして表される。
この発明のゴルフボールコアは1または複数のカバー層で包囲されて良い。1バージョンにおいて、ゴルフボールは内側および外側カバー層を有する多層カバーを含む。内側カバー層は好ましくは1つのアイオノマー、または2以上のアイオノマーのブレンドを有する組成物から形成され、これはボールの堅さを付与するのに役立つ。1つの具体的な実施例において、内側カバー層は高酸アイオノマーを有する組成物から形成される。とくに適切な高酸アイオノマーはSurlyn8150(商標、Dupont)である。Surlyn8150(商標)は、エチレンおよびメタクリル酸のコポリマーであり、19重量%の酸成分を伴い、その45%がナトリウムで中和されているものである。他の実施例において、内側カバー層は、高酸アイオノマーおよびマレイン酸無水物グラフト化非アイオノマー性ポリマーを有する組成物から形成される。とくに適切なマレイン酸無水物グラフト化ポリマーは、Fusabond 525D(DuPont)であり、これは約0.9重量%のマレイン酸無水物をコポリマーにドラフト化させたマレイン酸無水物ドラフト化、メタローセン触媒のエチレン−ブテンコポリマーである。高酸アイオノマーおよびマレイン酸無水物グラフト化ポリマーのとくに好ましいブレンドは、Surlyn8150(商標)およびFusabond525Dの84重量%/16重量%のブレンドである。高酸アイオノマーのマレイン酸無水物グラフト化ポリマーとのブレンドはさらには例えば米国特許第6,992,135号および同第6,677,401号に開示されており、その内容は参照してここに組み入れる。
この発明のゴルフボールのソリッドコアは任意の適切な慣用的な手法、例えば、圧縮または射出成型を用いて製造できる。典型的には、内側コアは、未硬化、または若干硬化させたポリブタジエンゴム材料のスラグを球形構造に圧縮成型することにより形成される。中間および外側コア層は、内側コアを包囲し、内側コア上に組成物を成型して形成される。圧縮または射出成型手法が用いられて良い。そして、中間および/またはカバー層が塗布される。このステップに先立って、コア構造を表面処理してその外側表面と、コアの上に塗布される次の層との間の接着性を改善させて良い。そのような表面処理はコアの外側表面を機械的にまたは科学的に摩耗させる処理を含む。例えば、コアはコロナ放電、プラズマ処理、シラン浸漬、または当業者に知られている他の処理方法を含む。
硬度
コアの中心硬度は以下の手順に従って得られる。コアは、コアの直径より近似的に若干小さな内部直径の半球ホルダーに静かに押し込まれる、この際、コアは半球ホルダー中に配置され、同時にコアの幾何中心面が露出されるようにする。コアは摩擦でホルダー内に固着され、切断および削り取りステップにおいて移動しないようにし、それでいて、摩擦は、コアの自然な形状が乱されないよう過剰なものでない。コアは、コアの分離線がホルダーの頂部とおおよそ平行になるように取り付けられる。コアの直径は、取り付けに先立って、この方位と80度の角度で測定される。さらに、ホルダーの底からコアの頂部までの測定もなされ、これは将来の計算の基準点を実現する。また、ホルダーの底からコアの頂部までの距離を測定して将来の較正のための基準点を得る。コアの露出された幾何中心の若干上で、コアがこのステップ中にホルダー内で動かないようにしながら、帯ノコまたは他の適切な切断ツールを用いて、大まかに切断する。ホルダー内に依然として保持されているコアの残りの部分が表面研磨機のベース板に固定される。露出されている「粗い」コア表面が平滑で平坦な表面に研磨され、コアの幾何中心が現れるようにし、この幾何中心はホルダーの底からコアの露出表面までの高さを測定して検証できる。これによりコアのオリジナルの高さのちょうど半分が、+−0.004インチの範囲内で除去されたことを確実にする。コアをホルダー内に保持して、コアの中心を芯出し定規で見いだし、注意して印付けし、この中心印で硬度をASTM−D2240に従って測定する。コアの中心から任意の距離での硬度測定を、中心マークから径方向外側に伸びる線を引き、中心から典型的には2mmの増分の距離位置で硬度を測定することにより行う。中心からの具体的な距離における硬度は、180°または90°それぞれ離れる、少なくとも2つ、好ましくは4つ半径の線分に知って測定すべきであり、その後平均がとられる。幾何中心を通る面の上ですべての硬度測定が実行されても、コアは依然としてホルダーの中にあり、その配位が乱されないようにし、測定面がホルダーの底に常に平行になるようにし、また、それゆえに、デュロメータの足に正確に整合するようにする。
Jeff Dalton's Compression by Any Other Name、Science and Golf IV、Proceeding of World Science Congress of Golf(Eric Thain ed.,Routledge、2002)(「J.Dalton」)に開示されるように、いくつかの異なる手法が圧縮を測定するのに用いられ、その中に、Atti圧縮、Riehle圧縮、種々の固定荷重およびオフセットでの荷重/偏向の測定、および実効弾性係数が含まれる。この発明の目的に関しては、「圧縮」はAtti圧縮を指し、Atti圧縮試験装置を用いて既知の手順で測定される。ピストンの移動を固定して、スプリングの偏位を測定する。スプリングの偏位の測定はボールと接触しても始まらない。そうでなくて、スプリングの偏居の最初のほぼ1.25mm(0.05インチ)がオフセットである。非常に剛性が小さなコアはスプリングを1.25mmより多く撓まさず、ゼロのAtti圧縮が測定される。Atti圧縮テスタは42.7mm(1.68インチ)の径の物体を測定するように設計されているので、コアの圧縮をこれらテスタで測定するためには、コアは隙間を埋めて42.7mm(1.68インチ)の高さとなるようにしなければならない。Atti圧縮を、Riehle(コア)、Riehle(ボール)、100kg偏向、130−10kg偏向または実効弾性係数に変換するには「J.Dalton」に示された式を用いて行うことができる。圧縮は米国特許第7,777,871号(McNamara、その他)に説明されるように測定して良く、その内容は参照してここに組み入れる。
CORは既知の手順で決定され、ここで、ゴルフボールまたはゴルフボールサブアッセンブリ(例えば、ゴルフボールコア)を空気砲から2つの所定の速度で打ち出し、125ft/sの速度でのCORを計算することにより決定される。複数の弾道光スクリーンがボール速度を測定するために固定距離で空気砲およびスチール板の間に配置される。ボールがスチール板へ移動するときに、各光スクリーンが活性化され、各光スクリーンにおける時間を測定する。これにより、ボールの入射速度に反比例した入射移行時間が得られる。ボールはスチール板と衝突して複数の光スクリーンを通り抜けてリバウンドし、これが光スクリーン間を移行するのに要する時間間隔を測定する。これにより、ボールの飛び出し速度に反比例した飛び出し移行時間が得られる。CORは飛び出し移行時間間隔の入射移行時間間隔に対する比、COR=Vout/Vin=Tin/Toutとして計算される。
14 多層コア
14a 内側コア(センタ)
14b 中間コア層
14c 外側コア層
16 単一層カバー
Claims (5)
- 多層コアであって、
i)金属材料を有する内側コアであって、直径、比重(SGinner)、外側表面硬度(Hcenter surface)、およびセンタ硬度(Hcenter material)を伴い、その直径が約0.100から約1.100インチであり、Hcenter surfaceがHcenter materialより大きく正の硬度勾配をなす、上記内側コア;
ii)熱硬化性材料を有する中間コア層であって、上記内側コアの回りに配され、厚さ、外側表面硬度(Houter surface of IC)、および内側表面硬度(Hinner surface of IC)を伴い、上記厚さが約0.050から約0.400インチの範囲であり、Houter surface of ICがおよびHinner surface of ICより大きく正の硬度勾配をなす、上記中間コア層;および、
iii)熱硬化性材料を有する外側コア層であって、上記中間コア層の回りに配され、厚さ、比重(SGouter)、外側表面硬度(Houter surface of OC)、および内側表面硬度(Hinner surface of OC)を伴い、上記厚さが約0.200から約0.750インチの範囲であり、Houter surface of OCは40から85ショアCであり、Hinner surface of OCは42から87ショアCであり、Houter surface of OCはHinner surface of OCと同一またはこれより小さくゼロまたは負の硬度勾配をなし、SGinnerはSGouterより大きく、上記外側コア層の体積が上記内側コアおよび中間コア層のそれぞれの体積より大きい、上記外側コア層を含む、上記多層コアと、
上記多層コアの回りに配された少なくとも1つの層を具備するカバーとを有することを特徴とするゴルフボール。 - 多層コアであって、
i)金属材料を有する内側コアであって、直径、比重(SGinner)、外側表面硬度(Hcenter surface)、およびセンタ硬度(Hcenter material)を伴い、その直径が約0.100から約1.100インチであり、Hcenter surfaceがHcenter materialより大きく正の硬度勾配をなす、上記内側コア;
ii)熱硬化性材料を有する中間コア層であって、上記内側コアの回りに配され、厚さ、外側表面硬度(Houter surface of IC)、および内側表面硬度(Hinner surface of IC)を伴い、上記厚さが約0.050から約0.400インチの範囲であり、Houter surface of ICがおよびHinner surface of ICより大きく正の硬度勾配をなす、上記中間コア層;および、
iii)熱可塑性材料を有する外側コア層であって、上記中間コア層の回りに配され、厚さ、比重(SGouter)、外側表面硬度(Houter surface of OC)、および内側表面硬度(Hinner surface of OC)を伴い、上記厚さが約0.200から約0.750インチの範囲であり、Houter surface of OCは40から85ショアCであり、Hinner surface of OCは42から87ショアCであり、Houter surface of OCはHinner surface of OCと同一またはこれより小さくゼロまたは負の硬度勾配をなし、SGinnerはSGouterより大きく、上記外側コア層の体積が上記内側コアおよび中間コア層のそれぞれの体積より大きい、上記外側コア層を含む、上記多層コアと、
上記多層コアの回りに配された少なくとも1つの層を具備するカバーとを有することを特徴とするゴルフボール。 - 多層コアであって、
i)金属材料を有する内側コアであって、直径、比重(SGinner)、外側表面硬度(Hcenter surface)、およびセンタ硬度(Hcenter material)を伴い、その直径が約0.100から約1.100インチであり、Hcenter surfaceがHcenter materialより大きく正の硬度勾配をなす、上記内側コア;
ii)熱可塑性材料を有する中間コア層であって、上記内側コアの回りに配され、厚さ、外側表面硬度(Houter surface of IC)、および内側表面硬度(Hinner surface of IC)を伴い、上記厚さが約0.050から約0.400インチの範囲であり、Houter surface of ICがおよびHinner surface of ICより大きく正の硬度勾配をなす、上記中間コア層;および、
iii)熱硬化性材料を有する外側コア層であって、上記中間コア層の回りに配され、厚さ、比重(SGouter)、外側表面硬度(Houter surface of OC)、および内側表面硬度(Hinner surface of OC)を伴い、上記厚さが約0.200から約0.750インチの範囲であり、Houter surface of OCは40から85ショアCであり、Hinner surface of OCは42から87ショアCであり、Houter surface of OCはHinner surface of OCと同一またはこれより小さくゼロまたは負の硬度勾配をなし、SGinnerはSGouterより大きく、上記外側コア層の体積が上記内側コアおよび中間コア層のそれぞれの体積より大きい、上記外側コア層を含む、上記多層コアと、
上記多層コアの回りに配された少なくとも1つの層を具備するカバーとを有することを特徴とするゴルフボール。 - 多層コアであって、
i)金属材料を有する内側コアであって、直径、比重(SGinner)、外側表面硬度(Hcenter surface)、およびセンタ硬度(Hcenter material)を伴い、その直径が約0.100から約1.100インチであり、Hcenter surfaceがHcenter materialより大きく正の硬度勾配をなす、上記内側コア;
ii)第1の熱可塑性材料を有する中間コア層であって、上記内側コアの回りに配され、厚さ、外側表面硬度(Houter surface of IC)、および内側表面硬度(Hinner surface of IC)を伴い、上記厚さが約0.050から約0.400インチの範囲であり、Houter surface of ICがおよびHinner surface of ICより大きく正の硬度勾配をなす、上記中間コア層;および、
iii)第2の熱可塑性材料を有する外側コア層であって、上記中間コア層の回りに配され、厚さ、比重(SGouter)、外側表面硬度(Houter surface of OC)、および内側表面硬度(Hinner surface of OC)を伴い、上記厚さが約0.200から約0.750インチの範囲であり、Houter surface of OCは40から85ショアCであり、Hinner surface of OCは42から87ショアCであり、Houter surface of OCはHinner surface of OCと同一またはこれより小さくゼロまたは負の硬度勾配をなし、SGinnerはSGouterより大きく、上記外側コア層の体積が上記内側コアおよび中間コア層のそれぞれの体積より大きい、上記外側コア層を含む、上記多層コアと、
上記多層コアの回りに配された少なくとも1つの層を具備するカバーとを有することを特徴とするゴルフボール。 - 上記内側コアの上記金属材料は、銅、スチール、真鍮、タングステン、チタン、アルミニウム、マンガン、モリブデン、コバルト、ニッケル、鉄、錫、亜鉛、バリウム、ビスマス、青銅、銀、金、およびプラチナ、ならびにこれらの合金および組み合わせからなるグループから選択された金属である請求項1〜4のいずれかに記載のゴルフボール。
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