JP2015512685A - 大きくかつ軟質のポリマーコアを備えたゴルフボール - Google Patents

大きくかつ軟質のポリマーコアを備えたゴルフボール Download PDF

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Abstract

ゴルフボールが、比較的大きいポリマーコアを含み、ソフトなボール圧縮を有する。このポリマーは、例示される実施形態において、高度に中和された酸ポリマーである。ゴルフボールは、任意に、熱硬化性ポリブタジエンゴムなどの異なる材料で作製される外側コアを含み得る。ゴルフボールは、任意に、アイオノマー材料で作製されるマントル層を含み得る。24mm〜40mm、設計によっては、28mm〜32mmの直径を有する内側コアは、ドライバー性能を維持しながら、上昇したアイアン初期速度およびより低いアイアンスピンをもたらす。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に援用される、“Golf Ball with a Large and Soft Polymer Core”という発明の名称で、2012年3月5日に出願された米国仮特許出願第61/606,856号の優先権を米国特許法第119条(e)の下で主張するものである。
本発明は、一般に、大きくかつ軟質のポリマーコアによる改良されたアイアンの初速度およびスピン特性を有するゴルフボールに関する。
ゴルフは、アマチュアおよびプロのレベルの両方で人気が高まっているスポーツである。ゴルフボールの製造および設計に関連する様々な技術が、当該技術分野において公知である。このような技術により、様々なプレー特性および耐久性を有するゴルフボールが得られた。例えば、あるゴルフボールは、初速度、スピン、および総距離に関して、他のゴルフボールより良好な飛行性能を有する。
近年、高性能樹脂、特に、高度に中和されたポリマー材料を含むゴルフボールが、市場に投入された。高度に中和されたポリマー材料は、高い弾力性および耐久性を有する一方、コストが高くなることがあり、より従来的な材料で作製されたボールに慣れているゴルファーに硬い感触を与えることがある。
したがって、ゴルフボールにおける高度に中和されたポリマーの使用の改良が、当該技術分野において必要とされている。
ゴルフボールが、比較的大きいポリマーコアを含み、ソフトなボール圧縮を有する。このポリマーは、例示される実施形態において、高度に中和された酸ポリマーである。ゴルフボールは、任意に、熱硬化性ポリブタジエンゴムなどの異なる材料で作製される外側コアを含み得る。ゴルフボールは、任意に、アイオノマー材料で作製されるマントル層を含み得る。24mm〜40mm、ある実施形態において、28mm〜32mmの直径を有する内側コアは、ドライバー性能を維持しながら、上昇したアイアンの初速度およびより低いアイアンスピンをもたらす。
一態様において、本発明は、ゴルフボールの中心を覆う内側コア層を含むゴルフボールを提供する。このボールは、内側コア層の外側に放射状に位置決めされ、かつ内側コア層を実質的に囲むカバー層を含む。内側コア層は、高度に中和されたポリマーを含む。内側コア層は、28mm〜40mmの内側コア直径を有する。
別の態様において、本発明は、ゴルフボールの中心を覆う内側コア層を含むゴルフボールを提供する。カバー層が、内側コア層の外側に放射状に位置決めされ、かつ内側コア層を実質的に囲む。内側コア層は、高度に中和されたポリマー、添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤の単一の配合物から本質的になる。内側コア層は、約66のJIS Cの硬度を有する。内側コア層は、24mm〜40mmの内側コア直径を有する。
本発明の他のシステム、方法、特徴および利点が、以下の図および詳細な説明の検討により、当業者に明らかであるか、または明らかになるであろう。この説明およびこの概要内に含まれる全てのこのようなさらなるシステム、方法、特徴および利点が、本発明の範囲内にあり、以下の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。
本発明は、以下の図面および説明を参照してよりよく理解され得る。図中の構成要素は、必ずしも縮尺どおりであるとは限らず、本発明の原理を示すことを主眼としている。さらに、図中、類似の参照符号は、各図をとおして対応する部分を示す。
2ピース構造のものである、本開示に係る第1の代表的なゴルフボールを示す。 コア、マントル層、および外側カバー層を有する3ピース構造のものである、本開示に係る第2の代表的なゴルフボールを示す。 内側コア層、外側コア層、および外側カバー層を有する3ピース構造のものである、本開示に係る第3の代表的なゴルフボールを示す。 内側コア層、外側コア層、マントル層、および外側カバー層を有する3ピース構造のものである、本開示に係る第4の代表的なゴルフボールを示す。 様々な4ピースボールの構造および材料特性を示す表である。 図5に示される様々な4ピースボールおよび人気のあるゴムコアボールの試験される性能特性を示す表である。 図5からの選択されるボールの試験される耐久性を示す表である。
本開示は、概して、比較的大きくかつ軟質のポリマーコアを含むゴルフボールに関する。このポリマーは、例示される実施形態において、高度に中和されたポリマー(HNP)である。このポリマーは、ある実施形態において、単一のHNP配合物、すなわち、HPF AD1035のみならびに添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤を有する配合物であり得る。内側コアは、65〜72のJIS Cの硬度を有し、軟質であることが意図される。ゴルフボールは、選択的に、熱硬化性ポリブタジエンゴムなどの異なる材料で作製される外側コアを含み得る。ゴルフボールは、選択的に、ある実施形態において、アイオノマー材料で作製されるマントル層を含み得る。24mm〜40mm、ある実施形態において、28mm〜32mmおよび28〜40mmの直径を有する内側コアは、ドライバー性能を維持しながら、上昇したアイアンの初速度およびより低いアイアンスピンをもたらす。ボール圧縮は、一般に、ソフトであり、2.65〜2.72である。
本明細書において使用される際、特に記載しない限り、特定の材料特性およびゴルフボール特性が、以下のように定義される。
本明細書において使用される際の「硬度」という用語は、一般に、ASTM D−2240およびJIS K 6253に準拠して測定される。材料の硬度は、スラブ硬度として取られる一方、ゴルフボール構成要素の硬度は、成形されたゴルフボール構成要素の曲面において測定される。硬度の測定が、ディンプルのあるカバーにおいてなされる場合、硬度は、ディンプルのあるカバーのランド領域において測定される。硬度の単位は、一般に、示されるように、ショアD、ショアC、およびJIS Cで与えられる。
「反発係数」または「COR」は、一般に、以下の手順にしたがって測定される。試験対象物が、40m/秒の初速度でエアキャノンによって発砲され、速度監視デバイスが、キャノンから0.6〜0.9メートルの距離にわたって配置される。試験対象物は、エアキャノンから約1.2メートル離れて配置された鋼板に当たった後、速度監視デバイスを通過するように跳ね返る。跳ね返り速度を初速度で除した値がCORである。
「曲げ弾性率」は、一般に、ASTM D−790に準拠して測定される。
「ビカット軟化温度」は、一般に、ASTM D−1525に準拠して測定される。
本明細書における「圧縮変形」は、力を受けたボールの変形量を示し、具体的には、力が、10kgから130kgになるまで増大される場合、130kgの力を受けたボールの変形量から、10kgの力を受けたボールの変形量を差し引いた値が、ボールの圧縮変形値になる。本明細書における試験は全て、米国イリノイ州のAutomated Design Corp.(ADC)から入手可能な圧縮試験機を用いて行われる。ADC圧縮試験機は、第1の負荷をかけて、第1の変形量を得て、次に、所定の期間の後、一般に、より高い第2の負荷をかけて、第2の変形量を決定するように設定され得る。ここで、本明細書における第1の負荷は10kgであり、本明細書における第2の負荷は130kgであり、圧縮変形は、第2の変形と第1の変形との差である。本明細書において、この距離は、ミリメートルの単位で報告される。圧縮は、距離として、またはAtti圧縮などの他の変形測定技術と同等のものとして報告され得る。上記のADC圧縮試験機は、これらの圧縮試験を行うようにプログラムすることができるが、これらのタイプの圧縮試験は、EKTRON TEK Co.,LTD.から入手可能な試験機;モデル名:EKTRON−2000GBMD−CSにおいて行うこともできる。
本明細書に特に後述される場合を除いて、本明細書に記載されるいずれのゴルフボールも、一般に、当該技術分野において公知の任意のタイプのゴルフボールであり得る。すなわち、本開示に矛盾する記載がない限り、ゴルフボールは、一般に、標準的な構造または非標準的な構造などの、ゴルフボールに従来から使用される任意の構造のものであり得る。標準的なゴルフボールは、全米ゴルフ協会(USGA)によって承認されるゴルフ規則を満たすゴルフボールである。本明細書に記載されるゴルフボールはまた、特に示される場合を除き、ゴルフボール製造に使用されることが知られている様々な材料のいずれかで作製され得る。
さらに、本明細書に開示される任意の特徴(図および様々な化学式または混合に示される様々な実施形態を含むがこれらに限定されない)が、所望され得る場合、本明細書に開示される任意の他の特徴と、任意の組合せ、部分的組合せ、または配置で組み合わされ得ることが理解される。
最後に、本明細書において使用される際、「約」および「実質的に」という用語は、工学および製造上の公差を説明することが意図される。
本開示にしたがって作製されるゴルフボールは、一般に、最内コアが本明細書に記載される大きいコアを含む限り、種々の中実のゴルフボール構造を有し得る。ゴルフボールの他の層の材料は、当該技術分野において公知の任意の材料であり得る。図1は、本開示に係る態様を有する第1のゴルフボール100を示す。ゴルフボール100は、2ピースゴルフボールである。具体的には、ゴルフボール100は、第1のコア120を実質的に取り囲む第1の外側カバー層110を含む。
図2は、本開示に係る態様を有する第2のゴルフボール200を示す。ゴルフボール200は、第2のコア230と、第2のコア230を実質的に取り囲む第2のマントル層220と、第2のマントル層220を実質的に取り囲む第2の外側カバー層210とを含む。
図3は、本開示に係る態様を有する第3のゴルフボール300を示す。ゴルフボール300は、第3の内側コア330と、第3の内側コア330を実質的に取り囲む第3の外側コア320と、第3の外側コア層320を実質的に取り囲む第3の外側カバー層310とを含む。
一般に、マルチピース構造では、本明細書において使用される際の「コア」という用語は、ゴルフボールの最内構成要素の少なくとも1つを指す。コアという用語は、例えば、(1)第3の内側コア330のみ、(2)まとめて第3の内側コア330および第3の外側コア320の両方、または(3)第3の外側コア320のみを指し得る。コアという用語は、例えば、さらなる構造層が、第3の内側コア330と第3の外側コア320との間に存在するかまたは第3の外側コア320を覆っている場合、3層以上の層も包含し得る。
図4は、本開示に係る態様を有する第4のゴルフボール400を示す。第4のゴルフボール400は、4ピースゴルフボールである。第4のゴルフボール400は、第4の内側コア層440と、第4の内側コア層440を実質的に取り囲む第4の外側コア層430と、第4の外側コア層430を実質的に取り囲む第4のマントル層420と、第4のマントル層420を実質的に取り囲む第4の外側カバー層410とを含む。
図示されていないさらなる実施形態においては、より多い層またはピースを有し得る。例えば、さらなるコア層および/またはさらなるカバー層が、5ピース、6ピース、7ピース、またはさらに多くのピースのボールを形成するように存在してもよい。
様々な実施形態に係るゴルフボールの様々な層が、任意の公知のゴルフボール材料から作製され得る。しかしながら、第1のコア120、第2のコア220、第3の内側コア層330、および第4の内側コア層440などの、最内コア層が、ポリマー材料で作製される。ある実施形態において、ポリマー材料はアイオノマーである。
アイオノマーは、一般に、イオン化官能基を中に含む任意のポリマー材料として理解される。アイオノマー樹脂は、オレフィンと不飽和カルボン酸の塩とのイオン性コポリマーであることが多い。オレフィンは、約2〜約8個の炭素原子を有してもよく、α−オレフィンであり得る。酸は、約3〜約8個の炭素原子を有する不飽和モノカルボン酸であってもよく、α,β−不飽和カルボン酸であり得る。一般に、アイオノマーは、エチレンと、アクリル酸またはメタクリル酸のいずれかとのコポリマーである。さらなるコモノマー(アクリレートエステル、すなわち、アクリル酸イソ−ブチルまたはアクリル酸n−ブチルなど)がまた、ターポリマーを生成するために含まれる場合もある。広範なアイオノマーが、ゴルフボール製造の技術分野の当業者に公知である。
アイオノマーにおける酸基の大部分が、カチオンによって中和される場合、アイオノマー材料は、高度に中和された酸ポリマーであるものとみなされ得る。一般に、酸基の少なくとも70%が、カチオンによって中和される場合、このようなポリマーは、高度に中和されているものとみなされる。様々な実施形態において、高度に中和された酸ポリマーは、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、少なくとも99%、または実質的に100%まで中和され得る。
高度に中和されたポリマーを含むアイオノマーの酸含量は、ポリマーの総重量に対する重量を基準にした不飽和カルボン酸のパーセンテージ(百分率)として定義される。一般に、酸含量は、1%〜50%の範囲であり得る。一般に、酸含量が15%を超えない場合、酸含量は「低い」とみなされる。酸含量が、約15%を超え、約18%未満である場合、酸含量は「中程度」とみなされる。酸含量が18%以上である場合、酸含量は「高い」とみなされる。ある実施形態において、酸含量は、18%〜50%または18%〜40%である場合、高いとみなされる。一般に、より高い酸濃度が、より高い密度を可能にし得るが、より高い酸濃度は、溶融加工性ならびに伸びおよび靭性などの関連する特性を低下させることもある。すなわち、高い酸濃度は、本来ポリマーにある結晶性を低下させ得る。
例示される実施形態において、第1のコア110、第2のコア220、第3の内側コア層330、および第4の内側コア層440などの、ゴルフボールの中心を覆う最内コア層は、高度に中和された酸ポリマーまたは高度に中和された酸ポリマー組成物と呼ばれることもある高度に中和されたポリマー組成物、および充填剤から作製される。ある実施形態において、高度に中和されたポリマーの1つのみのタイプまたは配合物が使用される一方、他の実施形態において、様々なパーセンテージの高度に中和されたポリマーの異なるタイプまたは配合物のブレンドが使用される。最内コア層は、射出成形などの当該技術分野において公知の種々の技術を用いて作製され得るが、これらの方法に限定されない。
ある実施形態において、最内コア層は、一般に、添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤とともに、1つまたは2つの高度に中和されたポリマー組成物を含む。ある実施形態において、最内コア層は、E.I.DuPont de Nemours and Companyによって製造される、HPF2000およびHPF AD1035などのHPF樹脂を含む。ある実施形態において、最内コア層は、100重量%のHPF AD1035を含む。ある実施形態において、最内コア層は、80重量%のHPF AD1035ならびに20重量%の添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤を含む。ある実施形態において、最内コア層は、70重量%のHPF AD1035および30重量%のHPF2000を含む。ある実施形態において、最内コア層は、60重量%のHPF AD1035、20重量%のHPF2000、ならびに20重量%の添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤を含む。ある実施形態において、HPF AD1035、HPF2000、ならびに添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤の相対的割合は、組成物の0重量%〜100重量%の範囲のHPF2000、組成物の0重量%〜100重量%の範囲のHPF AD1035、および/または組成物の0重量%〜約25重量%の範囲の添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤とともに変化し得る。
ある実施形態において、最内コア層は、感触およびより低いクラブヘッド速度のためのドライバー距離を向上させるために軟質であることが意図される。ある実施形態において、最内コア層のJIS C硬度は、65〜75である。40%のHPF2000、40%のHPF AD1035、ならびに20%の添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤のブレンドを含むある実施形態において、JIS C硬度は約72である。20%のHPF2000、60%のHPF AD1035、ならびに20%の添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤のブレンドを含むある実施形態において、JIS C硬度は約69である。80%のHPF AD1035ならびに20%の添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤を含むある実施形態において、JIS C硬度は約66である。ある実施形態において、最内コア層が実質的に均一である際、硬度は、最内コア層全体にわたって同じである。HPF AD1035のパーセンテージが増加すると、硬度は、一般に低下する。HPF AD1035のパーセンテージに対する硬度の関係は、一般に線形である。ある実施形態において、Hが硬度であり、Pが、内側コア層組成物中のHPF AD1035のパーセンテージである場合、HとPとの関係は、標準的な工学/製造上の公差の範囲内で、下式、式1によって示される。
H=78−0.12P (式1)
好適な添加剤および充填剤としては、例えば、膨張剤および発泡剤、光学的光沢剤、着色剤、蛍光剤、白色化剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、加工助剤、マイカ(雲母)、タルク(滑石)、ナノ充填剤、酸化防止剤、安定剤、軟化剤、香料成分、可塑剤、耐衝撃性改良剤、酸コポリマーワックス、界面活性剤が挙げられる。好適な充填剤としては、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化スズ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、マイカ(雲母)、タルク(滑石)、粘土、シリカ、ケイ酸鉛などの無機充填剤も挙げられる。好適な充填剤としては、タングステン粉末およびモリブデン粉末などの高比重金属粉末充填剤も挙げられる。好適なメルトフロー調節剤としては、例えば、脂肪酸およびその塩、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリ尿素、多価アルコール、およびこれらの組合せが挙げられる。
これまで、二成分HNPブレンドとしていくらかのパーセンテージのHPF 2000を含まずにHPF AD1035から作製されたゴルフボールの最内コアを有することは、ゴルフボールコア材料として使用するのに十分な耐久性を欠くと考えられていた。しかしながら、HPF AD1035および任意の所望の添加剤、充填剤、並びにメルトフロー調節剤のみを含有する最内コア組成物を有することは、ゴルフボールコアに使用するのに適切であることが、本発明者らによって現在理解されている。この理解は、後述される図5に詳細に示されるように、本開示にしたがって作製される様々なボールの試験によって裏付けられる。HPF AD1035のみの使用は、HPF 2000コアまたはHPF AD1035およびHPF 2000の両方を含有するブレンドを有するコアよりソフトな圧縮を実現することができるため、有利である。
実施形態のいくつかにおいて、第3の内側コア層330および第4の内側コア層440の直径などの、最内コア直径は、20mm〜28mmであり、この範囲は、高度に中和されたポリマーを含有する最内コアの通常の範囲であると本発明者らによってみなされる。これまで、内側コアが、高度に中和されたポリマーで作製され、内側コア直径が、約28mmより大きかった場合、感触が硬過ぎることがあり、ボールがスピンし過ぎることがあり、それによって、ドライバー距離が減少すると考えられていた。しかしながら、28mm〜40mmの内側コア直径を有することは、ドライバー距離に悪影響を及ぼさずに、耐久性の点で有利であり得ることが、本発明者らによって現在理解されている。HPF AD1035のみのコアが耐久性に欠けているとこれまで考えられていたため、これらの利点は、最内コアの組成物が、HPF AD1035および添加剤、充填剤、並びにメルトフロー調節剤のみを含む(すなわち、内側コア組成物中にHPF2000がない)場合、特に明らかであり得る。以下の実施例の試験データにより、この新規な予想外の理解が実証される。
図3に示される第3の外側コア320、および図4に示される第4の外側コア430などの外側コア層が設けられる場合、図3に示される第3の内側コア330、および図4に示される第4の内側コア440などの内側コア層を概ね取り囲み、包み込む。外側コア層は、ある実施形態において、少なくとも4.8mmの厚さを有する。内側コア層が、添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤とともに単一の高度に中和されたポリマーで作製され、20mm〜28mmの範囲の直径を有する実施形態において、外側コア層の厚さが、約4.8mm未満である場合、ゴルフボールの感触が、硬過ぎることがあり、多過ぎるスピンを生じさせることがあると本発明者らによって考えられている。外側コア層の厚さが、5.0mm〜8mmの範囲であるとき、有益な性能および美的特性が最大になると本発明者らによって考えられている。ある実施形態において、コアの直径は(内側コア層および外側コア層を合わせて)、約34mm〜約40mmの範囲である。内側コア層が、28mm超から40mm未満の範囲の直径を有し、高度に中和されたポリマー組成物で作製される実施形態において、外側コア層の厚さは、34mm〜40mmの全体コア直径を維持するように選択され得る。本明細書に記載される実施形態のいずれかにおいて、外側コア層の厚さは、標準的なゴルフボールをもたらすように選択され、その場合、ゴルフボールの全直径は、1.68インチ未満である。
外側コア層は、種々の材料を用いて作製され得るが、ある実施形態において、熱硬化性ポリブタジエンゴムで作製される。ある実施形態において、外側コア層は、一般に、開示内容全体が参照により本明細書に援用される米国特許出願公開第2012/0004052号明細書に記載されるように、ポリブタジエンゴム組成物を架橋することによって形成される。化合物を形成するために、ベースゴムに様々な添加剤が加えられ得る。添加剤は、架橋剤および充填剤を含み得る。ある実施形態において、架橋剤は、ジアクリル酸亜鉛、アクリル酸マグネシウム、メタクリル酸亜鉛、またはメタクリル酸マグネシウムであり得る。ある実施形態において、ジアクリル酸亜鉛は、有利な弾力特性を提供し得る。充填剤は、材料の密度を変化させるために使用され得る。充填剤は、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、または炭酸マグネシウムを含み得る。ある実施形態において、酸化亜鉛は、その有利な特性のために選択され得る。所望の密度を得るために、タングステンなどの金属粉末が、充填剤として代わりに使用されてもよい。ある実施形態において、外側コア層の密度は、約1.05g/cm〜約1.45g/cmであり得る。ある実施形態において、外側コア層の密度は、約1.05g/cm〜約1.35g/cmであり得る。
ある実施形態において、希土類元素触媒を用いて合成されるポリブタジエンが、外側コア層を形成するのに使用され得る。このようなポリブタジエンは、ゴルフボールの優れた弾力性能を提供し得る。希土類元素触媒の例としては、ランタン系列希土類元素化合物、有機アルミニウム化合物、およびアルモキサンおよびハロゲン含有化合物が挙げられる。ランタン系列希土類ベースの触媒を用いて得られるポリブタジエンは、通常、ネオジム化合物などのランタン系列希土類(原子番号57〜71)化合物の組合せを用いる。
ある実施形態において、少なくとも約0.5重量部〜約5重量部のハロゲン化有機硫黄化合物を有するポリブタジエンゴム組成物が、外側コア層を形成するのに使用され得る。ある実施形態において、ポリブタジエンゴム組成物は、少なくとも約1重量部〜約4重量部のハロゲン化有機硫黄化合物を含み得る。ハロゲン化有機硫黄化合物は、ペンタクロロチオフェノール;2−クロロチオフェノール;3−クロロチオフェノール;4−クロロチオフェノール;2,3−クロロチオフェノール;2,4−クロロチオフェノール;3,4−クロロチオフェノール;3,5−クロロチオフェノール;2,3,4−クロロチオフェノール;3,4,5−クロロチオフェノール;2,3,4,5−テトラクロロチオフェノール;2,3,5,6−テトラクロロチオフェノール;ペンタフルオロチオフェノール;2−フルオロチオフェノール;3−フルオロチオフェノール;4−フルオロチオフェノール;2,3−フルオロチオフェノール;2,4−フルオロチオフェノール;3,4−フルオロチオフェノール;3,5−フルオロチオフェノール2,3,4−フルオロチオフェノール;3,4,5−フルオロチオフェノール;2,3,4,5−テトラフルオロチオフェノール;2,3,5,6−テトラフルオロチオフェノール;4−クロロテトラフルオロチオフェノール;ペンタヨードチオフェノール;2−ヨードチオフェノール;3−ヨードチオフェノール;4−ヨードチオフェノール;2,3−ヨードチオフェノール;2,4−ヨードチオフェノール;3,4−ヨードチオフェノール;3,5−ヨードチオフェノール;2,3,4−ヨードチオフェノール;3,4,5−ヨードチオフェノール;2,3,4,5−テトラヨードチオフェノール;2,3,5,6−テトラヨードチオフェノール;ペンタブロモチオフェノール;2−ブロモチオフェノール;3−ブロモチオフェノール4−ブロモチオフェノール;2,3−ブロモチオフェノール;2,4−ブロモチオフェノール;3,4−ブロモチオフェノール;3,5−ブロモチオフェノール;2,3,4−ブロモチオフェノール;3,4,5−ブロモチオフェノール;2,3,4,5−テトラブロモチオフェノール;2,3,5,6−テトラブロモチオフェノール;およびこれらの亜鉛塩などの金属塩ならびにこれらの混合物からなる群から選択され得る。
外側コア層は、任意の好適なプロセスによって作製され得る。例えば、ある実施形態において、外側コア層は、圧縮成形プロセスによって作製され得る。外側コア層を作製するプロセスは、様々な要因に基づいて選択され得る。例えば、外側コア層を作製するプロセスは、外側コア層を作製するのに使用される材料のタイプおよび/または他の層を作製するのに使用されるプロセスに基づいて選択され得る。
ある実施形態において、外側コア層は、130℃〜190℃の範囲の加硫温度および5〜20分間の加硫時間を含む圧縮成形プロセスによって作製され得る。ある実施形態において、加硫工程は、2段階に分けることができる。(1)外側コア層材料が、外側コア層を成形する金型に入れられ、一対の半加硫半球状カップを製造するように最初の加硫にかけられ、(2)予め作製された内側コア層が、半球状カップの一方に入れられ、他方の半球状カップによって覆われ、加硫が完了され得る。ある実施形態において、半球状カップに入れられる内側コア層の表面は、内側コア層と外側コア層との間の接着性を高めるために、入れる前に粗面化され得る。ある実施形態において、ゴルフボールの耐久性を高め、高い反発を可能にするために、内側コア層を半球状カップに入れる前に、内側コア表面は、接着剤で予めコーティングされ得る。
ある実施形態において、外側コア層は、50〜60の表面ショアD硬度または80〜87のJIS C硬度を有してもよく、これは、内側コア層の表面硬度より高くなり得る。ある実施形態において、外側コア層は、少なくとも85.5の表面JIS C硬度を有し得る。ある実施形態において、外側コア層は、45〜55の表面ショアD硬度を有し得る。ある実施形態において、外側コア層は、少なくとも55のショアD硬度を有する。
図2および図4に示される実施形態などのある実施形態において、第2のマントル層220および第4のマントル層420などのマントル層が設けられ得る。マントル層は、一般に、第2のコア220および第4の外側コア層430などの最外コア層を取り囲み、包み込む。ある実施形態において、マントル層は、以下にさらに説明される熱可塑性材料で作製される。ある実施形態において、マントル層は、曲面において測定した際に、約50〜約70の範囲、ある実施形態において、約55〜64の範囲のショアD硬度を有する。ある実施形態において、マントル層は、曲面において測定した際に、約80〜90、ある実施形態において、約83〜約89の範囲のJIS C硬度を有する。
ある実施形態において、マントル層は、ゴルフボールの任意の層の最も高い比重を有する。ある実施形態において、マントル層は、約1.10〜約1.17の範囲の比重を有する。マントル層の高い比重は、ゴルフボールの質量を、ゴルフボールの最外面へ移行することによって、市販の高性能ゴルフボールより慣性モーメントを向上させる。
ある実施形態において、マントル層は、アイオノマー樹脂、高度に中和されたポリマー組成物、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、およびポリウレタン樹脂のうちの少なくとも1つを含む熱可塑性材料から作製される。ある実施形態において、マントル層はSurlyn(登録商標)である。ある実施形態において、マントル層に使用されるSurlynは、約15重量%未満の酸含量を有する正酸(normal acid)である。ある実施形態において、マントル層に使用されるSurlynは、約15%を超えるが約18%未満である中程度の酸(medium acid)である。ある実施形態において、マントル層に使用されるSurlynは、18%〜50重量%の酸含量を有する高酸(high acid)である。ある実施形態において、マントルの高酸Surlynは、約20重量%の酸含量を有する。
マントル層は、任意の所望の厚さを有し得る。ある実施形態において、マントル厚さは、ゴルフボールが標準的なゴルフボールであるように選択され得る。ある実施形態において、マントル厚さは、0.5〜1.3mmである。ある実施形態において、マントル厚さは、約0.95mm〜約1.2mmである。ある実施形態において、マントル厚さは、約0.5mm〜0.95mmである。ある実施形態において、マントル厚さは、約0.6mmである。ある実施形態において、マントル厚さは、約0.95mmである。ある実施形態において、マントル厚さは、約1.2mmである。
マントル層の酸濃度と厚さとの組合せは、性能に影響を与え得る。ある実施形態において、マントル材料は、正酸であり、約0.95mmの厚さを有する。ある実施形態において、マントル材料は、高酸であり、約0.95mmの厚さを有する。ある実施形態において、マントル材料は、高酸であり、約1.2mmの厚さを有する。ある実施形態において、マントル材料は、正酸であり、約1.2mmの厚さを有する。ある実施形態において、マントル材料は、正酸であり、約0.6mmの厚さを有する。ある実施形態において、マントル材料は、高酸であり、約0.6mmの厚さを有する。
図1の第1のカバー層110、図2の第2のカバー層210、図3の第3の外側カバー層310、および図4の第4の外側カバー層などの外側カバー層は、Surlyn(登録商標)などのアイオノマー、ウレタン、熱可塑性ポリウレタン、バラタ、およびこれらの材料の組合せを含む、ゴルフボールの技術分野で公知の種々の材料で作製され得るが、これらに限定されない。ある実施形態において、外側カバー層材料は、様々な重量パーセンテージにおけるPTMEG、BG、TMPME、DCP、およびMDIのブレンドである。「PTMEG」は、2,000の数平均分子量を有するポリテトラメチレンエーテルグリコールであり、Terathane(登録商標)2000の商標でInvistaから市販されている。「BG」は、BASFおよび他の供給業者から市販されている1,4−ブタンジオールである。「TMPME」は、Perstorp Specialty Chemicals ABから市販されているトリメチロールプロパンモノアリルエーテルである。「DCP」は、LaPorte Chemicals Ltd.から市販されている過酸化ジクミルである。「MDI」は、Suprasec(登録商標)1100の商標でHuntsmanから市販されているジフェニルメタンジイソシアネートである。具体的には、約70℃の温度から開始して、1分間、高撹拌の撹拌機で成分を混合した後、約100℃の温度における10時間の後硬化プロセスによって、これらの材料を調製し得る。後硬化されたポリウレタンエラストマーを粉砕して、小さいチップにし得る。
他の好適な外側カバー層組成物は、それぞれ全体が本明細書に援用される以下の特許文献に開示されている。
米国特許出願公開第2012/0004050号明細書;
“Ionomer/Polyamide Alloy for Golf Balls”の発明の名称で、2011年12月30日に出願された、Thomas J.Kennedy IIIへの米国特許出願公開第____号、現在の米国特許出願第13/341,544号明細書;および
“Over−Indexed Thermoplastic Polyurethane Elastomer,Method of Making,and Articles Comprising the Elastomer”の発明の名称で、2012年1月3日に出願された、Yasushi Ichikawaらへの米国特許出願公開第 号、現在の米国特許出願第13/342,551号明細書。
外側カバー層は、射出成形、RIM、および圧縮成形などの種々の公知の技術を用いて製造され得るが、これらに限定されない。
ある実施形態において、外側カバー層は、曲面において測定した際に、約50〜約70の範囲のショアD硬度を有し得る。ある実施形態において、外側カバー層は、曲面において測定した際に、約58〜約64の範囲のショアD硬度を有し得る。ある実施形態において、外側カバー層は、曲面において測定した際に、約85〜約95の範囲のJIS C硬度を有し得る。ある実施形態において、外側カバー層は、曲面において測定した際に、約89〜約92の範囲のJIS C硬度を有する。
ドライバーショットの低いスピン性能および良好な打球の感触を得るために、マントル層は、外側カバー層より高い曲げ弾性率を有し得る。ある実施形態において、マントル層は、50,000psi〜100,000psi、または60,000psi〜100,000psiの範囲の曲げ弾性率を有していてもよく、外側カバー層140は、200psi〜3,000psi、または300psi〜2,000psiの範囲の曲げ弾性率を有し得る。ある実施形態において、マントル層は、第1の曲げ弾性率を有していてもよく、外側カバー層は、第2の曲げ弾性率を有していてもよく、第1の曲げ弾性率対第2の曲げ弾性率の比率(第1の曲げ弾性率/第2の曲げ弾性率)は、10〜30の範囲であり得る。ある実施形態において、第1の曲げ弾性率対第2の曲げ弾性率の比率(第1の曲げ弾性率/第2の曲げ弾性率)は、25〜100の範囲であり得る。ある実施形態において、第1の曲げ弾性率対第2の曲げ弾性率の比率(第1の曲げ弾性率/第2の曲げ弾性率)は、95〜250の範囲であり得る。ある実施形態において、内側コア層は、第3の曲げ弾性率を有し得る。ある実施形態において、第1の曲げ弾性率対第3の曲げ弾性率の比率(第3の曲げ弾性率/第2の曲げ弾性率)は、5〜10の範囲であり得る。マントル層および/または内側コア層より低い曲げ弾性率を有する外側カバーは、短距離ショットおよびパッティングショットの際の良好な感触をゴルフボールに与え得る。
外側カバー層の厚さは、任意の所望の厚さであり得る。ある実施形態において、外側カバー層の厚さは、ゴルフボールが標準的なゴルフボールであることを可能にするように選択される。ある実施形態において、外側カバー層の厚さは、ゴルフボールの感触を向上させるように選択される。ある実施形態において、外側カバー層の厚さは、約0.5mm〜約1.5mmである。ある実施形態において、外側カバー層の厚さは、約1.1mmである。
本開示に係るゴルフボールには、ゴルフボールの空力学的特性を向上させるために、外側カバー層にディンプルが設けられる。任意の形状および深さを有し、当該技術分野において公知の任意の模様の任意の数のディンプルが、外側カバー層に設けられ得る。ある実施形態において、200〜500個の半球状ディンプルが設けられ得る。ある実施形態において、300〜400個のディンプルが設けられ得る。ある実施形態において、320〜350個のディンプルが設けられ得る。
ある実施形態において、1つ以上のコーティング層が、外側カバー層に適用され得る。コーティング層は、外側カバー層の硬度の変更、ゴルフボールの空気動力学特性の変更、ゴルフボールの視覚性の向上、および美的目的のためなどの、種々の理由のために設けられ得る。コーティングは、限定はされないが、塗料、インク、透明塗料、ウレタンコーティング、光沢コーティングなどを含む、当該技術分野において公知の任意のタイプのコーティングであり得る。コーティングは、噴霧、スタンピング、パッド印刷、はけ塗り、これらの技術の組合せなどを含む、当該技術分野において公知の種々の方法を用いて適用され得るが、これらの方法に限定されない。
本開示に係るゴルフボールは、組み立てられると、その構造に基づいて様々な特性を示すであろう。これらの特性のいくつかとしては、ボールのCOR、ボール重量、およびボール圧縮が挙げられる。ある実施形態において、ボールのCORは、約0.78〜約0.79の範囲である。ある実施形態において、ボールのCORは、約0.7838〜約0.7892の範囲である。
ある実施形態において、ボール圧縮値は、コア材料としてHNPを使用する他のゴルフボールと比較してより軟らかい感触のためにソフトであることが意図される。よりソフトな圧縮は、より低いクラブヘッド速度で、ゴルファーのより長いドライバー距離も可能にし得る。ある実施形態において、ボール圧縮値は、約2.4〜約2.75の範囲であり得る。ある実施形態において、ボール圧縮値は、約2.43〜約2.69の範囲であり得る。
図5は、異なる構造を有するが、本開示の教示にしたがってそれぞれ作製された4ピースボールの表を示す。図5のボールは、一般に、内側コア層、外側コア層、マントル層、および外側カバー層を備えて、図4にしたがって構成される。その際、これらのボールのそれぞれは、本開示の特定の実施形態であるものとみなされ得、これは、既存のゴルフボールと比較していくつかの性能の差を有するものと考えられる。これらのゴルフボールのそれぞれを、内側コア層を射出成形し、内側コア層の周りに外側コア層を圧縮成形して、コアを形成し、コア上にマントル層を射出成形し、次に、マントル層上に外側カバー層を射出成形することを含む周知の技術を用いて製造した。
実施例1は、大きい最内コア層を備えた、実施形態にしたがって作製されたボールである。具体的には、実施例1は、28.1mmの最内コアサイズを有する。実施例1および実施例2は、HPF2000なしで、実施形態にしたがって作製されたボールである。具体的には、実施例1および実施例2は、80重量%のHPF AD1035ならびに20重量%の添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤を用いて作製される。実施例1および実施例2は、層の残りと同じ内側コア配合物および同じ構造を有する。実施例1と実施例2との唯一の相違は、内側コア直径である。すなわち、実施例1は、28.1mmの大きい内側コア直径を有する一方、実施例2は、24.5mmの「通常の(normal)」HNPコア直径を有する。
ボールの残り、比較例1、比較例2、比較例3、比較例4、比較例5、比較例6、比較例7、および比較例8は、示される構造に変化を加えた類似の構成のボールであるが、24.5mm未満の最内コアサイズを有する。図5のボールの全てが、高度に中和されたポリマーで形成されるポリマーコアを有する。具体的には、図5のゴルフボールの全てが、HPF化合物、特に、HPF2000およびHPF AD1035を含む。図5のゴルフボールの大部分は、HPF2000とHPF AD1035とのブレンドを含む一方、ボールのうちの2つである、実施例1および実施例2は、HPF2000を含まない。実施例1および実施例2は両方とも、HPF AD1035のみならびに添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤を有する。
図5のボールの全ては、ポリブタジエンゴムの外側コアを含む。図5のボールの全ては、Surlyn(登録商標)のマントル層を含む。しかしながら、図5のボールの中には、正酸Surlyn(比較例6、比較例7、および比較例8)で作製されるものがある一方、高酸Surlyn(実施例1、実施例2、比較例1、比較例2、比較例3、比較例4、および比較例5)で作製されるものもある。
試験
図6は、図5のボールについての試験結果を示す。図5に示されるゴルフボール構造に加えて、人気のある高性能の市販の4ピース二重ゴムコアボールを試験し、図6においてゴムコアとして表示した。
ゴルフボールの全てを、スイングロボットを用いて試験した。バッグの中の様々なクラブ:6番アイアン、9番アイアン、ドライバー、3番アイアン、およびウェッジを試験した。試験に使用される6番アイアンは、Nike Golf(Nike,Inc.)(Beaverton,OR)から市販されている、16.7度のロフト角を有するVR Pro 5iブレードである。6番アイアン試験のクラブヘッド速度は、約96mph(約155km/h)である。試験に使用される9番アイアンは、Nike Golfから市販されているVR Pro 8iブレードである。9番アイアン試験のクラブヘッド速度は、約91mph(約146km/h)である。試験に使用されるドライバーは、120mph(約193km/h)に設定されたロボットスイング速度を用いた、Fu Sheng Industrial Co.,Ltd.から入手可能なModel TI−360 USGAである。試験に使用される3番アイアンは、Nike Golfから市販されているVR Pro 3iブレードである。70ヤードピッチ試験用のウェッジは、VR Pro x3xであり、60度のロフト角を有していた。アイアン試験では、フェースの位置の中心が、底部から数えて、左から右へと、5番目から6番目の溝に配置される。
以下のパラメータを測定した。初速度(IV)(マイル毎時)、発射角(LA)(度)、バックスピン(BS)(毎分回転数)、および(ドライバーの)総距離(ヤード)。これらの測定値を、標準的な発射監視および距離測定技術を用いて得た。この試験では、Foresight Sports(San Diego,CA)から市販されているGC2 Smart Camera Systemを使用した。
試験データは、他の結果の中でも特に、実施例1が、HNPコアを有する他のボールと比較して、上昇したアイアン初速度および減少したアイアンバックスピンを提供することを示す。例えば、6番アイアンで打った場合、実施例1は、比較例5より約2mph(約3.2km/h)速い初速度を有する。比較例5は、24.5mmの、混合されたHPF2000およびHPF AD1035の内側コアおよび0.6mmの薄い高酸マントル層を有する。実施例1は、28.1mmの、HPF AD1035のみならびに添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤を含む内側コアと、1.2mmのより厚い高酸マントル層を有する。さらに、実施例1のバックスピンは、比較例5のバックスピンより570rpm少ない。
同様に、6番アイアンで打った場合、実施例1は、実施例2よりも約1mph(約1.6km/h)速い初速度を有する。実施例1と実施例2との唯一の構造の相違は、内側コアサイズであり、ここで、実施例1は、実施例2より大きい内側コアを有する。上昇した初速度が、これらの2つのボールでアイアンの全てについて見られる。したがって、本発明者らは、内側コア層に存在する唯一のHNPがHPF AD1035である場合、より大きい内側コア層が、アイアンの初速度を上昇させると結論付けた。さらに、実施例1のバックスピンは、6番アイアンで打った場合、実施例2のバックスピンより681rpm少ない。バックスピンの減少は、これらの2つのボールでアイアンの全てについて見られる。したがって、本発明者らは、内側コア層中に存在する唯一のHNPがHPF AD1035である場合、より大きい内側コア層が、アイアンのバックスピン、特に、ミッドアイアンのバックスピンを減少させると結論付けた。
実施例2および比較例1は、同様に構成されるが、主な相違は、実施例2の内側コア層が、HPF AD1035および添加剤、充填剤、並びにメルトフロー調節剤をのみを含む一方、比較例1は、HPF2000とHPF AD1035とのブレンドを含む内側コア層を有することである。6番アイアンで打った場合、実施例2の初速度は、比較例1の初速度よりもわずかに速い。しかし、実施例2と同じ内側コア層材料を有するが、より大きい直径の内側コアを有する実施例1の初速度は、比較例1の初速度に1mph(約1.6km/h)を加えた速度よりも速い。したがって、本発明者らは、内側コア層材料を、ブレンドからHPF AD1035のみに単に移行するのに対し、HPF AD1035のみ、添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤を有するより大きい内側コア層の組合せが、HPF 2000とHPF AD1035とのブレンドから作製されるより小さい内側コア層より、初速度の上昇を最大化すると結論付けた。
アイアン初速度、アイアンバックスピン、ならびにドライバー初速度、バックスピン、および総距離が、ゴムコアボールの同じパラメータと類似していることに留意すべきである。
上記のパラメータに加えて、耐久性を試験した。ボールが破損するかまたは150回のショットに達するまで、できる限り多くのショットに同じボールを用いて、COR試験を繰返し行うことによって、耐久性を試験した。例えば、材料層が、隣接する層との層間剥離、材料の座屈、材料の破砕または亀裂など、何らかの形で破損する場合、ボールは、「機能を失う」であろう。ボールのこうした機能喪失は、様々な方法で検出可能であるが、この試験のためには、CORを監視することによって測定された。ボールが機能を失った場合、CORは、著しくかつ急に低下する。
図7は、ボールの機能喪失の前に行われたショットの数を示し、または1回目のショットにおけるCORと150回目のショットにおけるCORとの差を測定している、図5からの選択されたボールの耐久性結果を示す。実施例1と実施例2との耐久性の差が特に興味深い。本発明者らによって推測されるように、HPF AD1035のみならびに添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤の組成物で作製された最内コアを有する実施例2は、150回のショットについて試験されるのに十分な耐久性を欠いていた。実施例2は、24.5の内側コア直径を有し、これは、この研究の前に標準とみなされる範囲に入る。実施例2は、118回のショットの後に破損した。しかしながら、実施例2と同じ最内コア組成を有するが、28.1mmのより大きいコアを有する実施例1は、全150回以上のショットについて試験されるのに十分な耐久性を有する。したがって、より大きいコア直径は、(図6に示される試験データに反映されるように)ドライバー性能を犠牲にせずに、向上した耐久性という予想外の結果をもたらす。この高い耐久性により、耐久性の問題のために望ましくない配合であるとこれまで考えられていた、HPF AD1035および種々の所望の添加剤、充填剤、並びにメルトフロー調節剤のみを含有するコア配合が可能になる。しかしながら、28mmを超え、40mm以下であると本発明者らによって考えられる増加したコアサイズにより、HPF AD1035のみならびに任意の所望の添加剤、充填剤、およびメルトフロー調節剤を含有するコア配合でこれまで生じていた耐久性の問題が軽減された。
本発明の様々な実施形態が説明されてきたが、説明は、限定的ではなく、例示的であることが意図され、本発明の範囲内にある多くのさらなる実施形態および実装例が可能であることが、当業者に明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびその均等物を考慮することを除いて限定されるものではない。また、様々な変更および変形が、添付の特許請求の範囲内で行われ得る。

Claims (20)

  1. ゴルフボールの中心を覆う内側コア層と、
    前記内側コア層の半径方向外側に位置決めされ、前記内側コア層を実質的に囲むカバー層と、
    を備えるゴルフボールであって、
    前記内側コア層は、高度に中和されたポリマーを含み、
    前記内側コア層は、28mm〜40mmの内側コア直径を有し、
    前記内側コア層は、約65〜約75のJIS C硬度を有することを特徴とするゴルフボール。
  2. 第1の中間層をさらに含み、この中間層は、前記内側コア層の半径方向外側に位置決めされ、前記内側コア層を実質的に囲む、請求項1に記載のゴルフボール。
  3. 前記第1の中間層は、ゴム組成物を含む、請求項2に記載のゴルフボール。
  4. 第2の中間層をさらに含み、この第2の中間層は、前記第1の中間層の外側に放射状に位置決めされ、かつ前記第1の中間層を実質的に囲む、請求項3に記載のゴルフボール。
  5. 前記第2の中間層は、アイオノマーを含む、請求項4に記載のゴルフボール。
  6. 前記アイオノマーは、高酸アイオノマーである、請求項5に記載のゴルフボール。
  7. 第2の中間層は、約1.2mmである、請求項6に記載のゴルフボール。
  8. 前記中間層は、アイオノマーを含む、請求項2に記載のゴルフボール。
  9. ボール圧縮値が、約2.65〜約2.72である、請求項1に記載のゴルフボール。
  10. 前記内側コア直径は、約28.1mmである、請求項1に記載のゴルフボール。
  11. 前記内側コア層は、高度に中和されたポリマーおよび添加剤、充填剤、並びにメルトフロー調節剤の単一の配合物からなり、前記添加剤、充填剤、並びにメルトフロー調節剤の重量パーセンテージが、20%未満である、請求項1に記載のゴルフボール。
  12. 前記内側コア直径は、28mmよりも大きく40mm未満である、請求項11に記載のゴルフボール。
  13. 前記内側コア直径は、約28.1mmである、請求項11に記載のゴルフボール。
  14. 前記内側コア層は、約66のJIS C硬度を有する、請求項1に記載のゴルフボール。
  15. ゴルフボールの中心を覆う内側コア層と、
    前記内側コア層の半径方向外側に位置決めされ、前記内側コア層を実質的に囲むカバー層と、
    を備えるゴルフボールであって、
    前記内側コア層は、高度に中和されたポリマー、添加剤、充填剤、並びにメルトフロー調節剤の単一の配合物から本質的になり、
    前記内側コア層は、約65〜約75のJIS C硬度を有し、
    前記内側コア層は、約24mm〜約40mmの内側コア直径を有することを特徴とするゴルフボール。
  16. 前記添加剤、充填剤、並びにメルトフロー調節剤の重量パーセンテージが、20%未満である、請求項15に記載のゴルフボール。
  17. ボール圧縮値が、約2.65〜約2.72である、請求項16に記載のゴルフボール。
  18. ゴルフボールの中心を覆う内側コア層と、
    前記内側コア層の半径方向外側に位置決めされ、前記内側コア層を実質的に囲むカバー層と、
    を備えるゴルフボールであって、
    前記内側コア層は、高度に中和されたポリマー、添加剤、充填剤、並びにメルトフロー調節剤の単一の配合物から本質的になり、
    前記内側コア層は、約66のJIS C硬度を有し、
    前記内側コア層は、約24mm〜約40mmの内側コア直径を有することを特徴とするゴルフボール。
  19. 前記添加剤、充填剤、並びにメルトフロー調節剤の重量パーセンテージが、20%未満である、請求項18に記載のゴルフボール。
  20. ボール圧縮値が、約2.65〜約2.72である、請求項18に記載のゴルフボール。
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