JP2016123581A - ゴルフボール及びその製造方法。 - Google Patents

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Abstract

【課題】ディンプルの深さと塗装層の表面粗さとの相乗効果により飛行性能の優れたゴルフボールを提供する。
【解決手段】ゴルフボール10は、球状のコア1と、コアを覆う1つ以上のカバー部材3と、最外層を構成するカバー部材を被覆する塗装層4と、を備え、最外層を構成するカバー部材には複数のディンプル5が形成されており、塗装層には、最外層のカバー部材への塗装後、表面に粗さが形成されており、複数のディンプルにおける最大深さの平均値Fa(mm)と塗装層の表面における算術平均粗さRa(μm)とが、「−1.5×Fa+0.8≦Ra≦−1.5×Fa+1.8」という関係式を満たす。
【選択図】図1

Description

本発明は、ゴルフボール及びその製造方法に関する。
ゴルフボールは、その表面に多数のディンプルを備えている。ディンプルは、飛行時のゴルフボール周りの空気の流れを乱し、乱流剥離を起こさせる。この現象は、「乱流化」と称されており、この乱流化によって、ゴルフボールからの空気の剥離点が後方にシフトし、抗力(飛行方向に対して反発する方向に作用する力)が低減される。また、乱流化によってバックスピンに起因するゴルフボールの上側剥離点と下側剥離点とのズレが助長され、ゴルフボールに作用する揚力が高められる。したがって、優れたディンプルは、よりよく空気の流れを乱すとともに、大きな飛距離を生む。
また、近年、ディンプルの形状を工夫する他に、ゴルフボールの表面を研磨等することで、ゴルフボールの空力特性を高める技術も開発されている。例えば、特許文献1では、ゴルフボールが飛行する際の抗力の低減を図るため、塗装層の表面にブラスト処理を施す方法が提案されている。また、例えば、特許文献2では、ゴルフボールが飛行する際の抗力の低減及び揚力の向上を図るため、ディンプルの底面を粗面加工する方法が提案されている。また、例えば、特許文献3では、ゴルフボールの飛距離を伸ばすため、ブラスト処理によってディンプル径の1/2以下の径を有するミクロディンプルを形成する方法が提案されている。また、例えば、特許文献4では、ゴルフボールの空力性能に影響を及ぼすように、ゴルフボールの表面を研磨し、表面に粗さを持たせる方法が提案されている。
特開2004−147836号公報 特開2007−260317号公報 特開2002−369896号公報 特表2014−520654号公報
ドライバーショットでは飛距離が求められるが、ディンプルの影響で余分な揚力が発生すると、飛行中のゴルフボールがホップするような弾道となり、飛距離が短くなってしまう可能性がある。従来、ディンプルの設計において、このようなホップするような弾道とならないように、種々の検討が行われてきたが、依然としてこの問題は解決しておらず、ディンプルの設計に囚われないゴルフボールの空力性能の改善方法の開発が望まれている。
一方で、ゴルフボールの表面に粗さを形成することで、ゴルフボールの空力性能を高める技術も開発されてきている。しかしながら、ゴルフボールの表面に粗さを形成することとディンプルの設計とは別個独立に検討されてきた。すなわち、ゴルフボールの空力性能に影響を及ぼす要因には、ディンプル及び表面の粗さの2つの要因が挙げられるが、これら2つの要因の相互関係についてはこれまで検討されてこなかった。本発明の発明者は、この点を見出し、ディンプルと表面粗さとの相互関係によって、飛行中のゴルフボールにおける抗力の低減と揚力の低減とを実現し、ドライバーショットにおける打球の飛距離を向上させることのできる可能性に思い至った。
本発明は、一側面では、このような点を考慮してなされたものであり、その目的は、ディンプルの深さと塗装層の表面粗さとの相乗効果により飛行性能の優れたゴルフボールを提供することである。
本発明の一側面に係るゴルフボールは、球状のコアと、前記コアを覆う1つ以上のカバー部材と、最外層を構成する前記カバー部材を被覆する塗装層と、を備える。そして、前記最外層を構成するカバー部材には複数のディンプルが形成されており、前記塗装層には、前記最外層のカバー部材への塗装後、表面に粗さが形成されており、前記複数のディンプルにおける最大深さの平均値Fa(mm)と前記塗装層の表面における算術平均粗さRa(μm)とが、以下の数1で示される関係式を満たす。
なお、数1の関係式におけるFaの単位はmm(ミリメートル)であり、Raの単位はμm(マイクロメートル)である。数1では単位を考慮せず、Fa及びRaの値のみが代入される。
当該構成によれば、上記数1で示される関係式によって、ディンプルの深さと塗装層の表面粗さとの相互関係が規定される。後述する実施例により示されるとおり、本発明の発明者は、ディンプルの深さと塗装層の表面粗さとが上記数1で示される関係にある場合に、ドライバーショットの飛距離が向上することを見出した。すなわち、当該構成によれば、ディンプルの深さと塗装層の表面粗さとの相乗効果によりゴルフボールの飛行性能を高めることができる。
上記一側面に係るゴルフボールにおいて、上記塗装層の表面における算術平均粗さRaは0.4μm以上となるようにすることができる。
また、上記一側面に係るゴルフボールにおいて、上記塗装層の表面の粗さは、当該表面に微細粒子を噴霧する表面処理によって得られるようにすることができる。
また、本発明の一側面に係るゴルフボールの製造方法は、球状のコアを形成するステップと、前記コアを1つ以上のカバー部材で覆い、最外層を構成する前記カバー部材に複数のディンプルを形成するステップと、前記最外層を構成するカバー部材を塗装層で被覆するステップと、前記塗装層の表面に粗さを形成するステップと、を備え、形成される前記複数のディンプルにおける最大深さの平均値Fa(mm)と前記塗装層の表面における算術平均粗さRa(μm)とが、上記数1で示される関係式を満たす。
本発明によれば、ディンプルの深さと塗装層の表面粗さとの相乗効果により飛行性能の優れたゴルフボールを提供することができる。
図1は、実施の形態に係るゴルフボールを模式的に例示する一部切欠き断面図である。 図2は、実施の形態に係るゴルフボールを模式的に例示する一部拡大断面図である。 図3は、実施の形態に係るゴルフボールの正面図を示す。 図4は、実施の形態に係るゴルフボールの平面図を示す。 図5は、エアガンを用いた粗さ形成方法を模式的に例示する。 図6は、実施例及び比較例に係るゴルフボールのディンプルの平均最大高さFaと塗装層の算術平均粗さRaとの関係を示すグラフである。
以下、本発明の一側面に係る実施の形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形が行われてもよい。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。なお、以下の説明では、説明の便宜のため、図面内の向きを基準として説明を行う。
§1 構成例
[ゴルフボール]
図1及び図2を用いて、本実施形態に係るゴルフボール10について説明する。図1は、本実施形態に係るゴルフボール10を模式的に例示する一部切欠き断面図である。また、図2は、本実施形態に係るゴルフボール10を模式的に例示する一部拡大断面図である。
図1に例示するように、本実施形態に係るゴルフボール10は、球状のコア1と、このコア1を覆う中間層2と、この中間層2を覆うカバー3と、このカバー3の表面に形成された複数のディンプル5と、カバー3の表面に被覆した塗装層4と、を備えている。以下、これらの各構成要素について説明する。
なお、このゴルフボール10の直径は、適宜設定可能であるが、40〜45mmが好ましく、米国ゴルフ協会(USGA)の規格を満たす観点から、直径を42.67mm以上とすることがさらに好ましい。また、空気抵抗抑制の観点からは、ゴルフボール10の直径を44mm以下とすることが好ましく、42.80mm以下とすることがさらに好ましい。また、このゴルフボール10の質量は、40g以上、50g以下が好ましい。特に、大きな慣性が得られるとの観点からは、ゴルフボール10の質量は44g以上が好ましく、45.00g以上がさらに好ましい。また、USGAの規格が満たす観点からは、ゴルフボール10の質量は45.93g以下であることが好ましい。
<コア>
まず、コア1について説明する。コア1は、ゴム組成物を架橋することによって形成されている。コア1の材料は適宜選択可能であるが、コア1のゴム組成物の基材ゴムとしては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレンーブタジエン共重合体、エチレンープロピレンージエン共重合体及び天然ゴムが例示される。コア1の材料には2種以上のゴムが併用されてもよい。また、反発性能の観点から、コア1の材料は、ポリブタジエンが好ましく、特にハイシスポリブタジエンが好ましい。
コア1のゴム組成物は、共架橋剤を含んでいる。反発性能の観点から好ましい共架橋剤は、アクリル酸亜鉛、アクリル酸マグネシウム、メタクリル酸亜鉛及びメタクリル酸マグネシウムである。ゴム組成物が、共架橋剤と共に有機過酸化物を含むことが好ましい。好ましい有機過酸化物として、ジクミルパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチルー2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン及びジーt−ブチルパーオキサイドが挙げられる。
また、コア1のゴム組成物は、充填剤、硫黄、加硫促進剤、硫黄化合物、老化防止剤、着色剤、可塑剤、分散剤、カルボン酸、カルボン酸塩等の添加剤を含んでもよい。更に、コア1のゴム組成物は、合成樹脂粉末又は架橋されたゴム粉末を含んでもよい。
コア1の直径は、適宜設定可能であるが、30.0mm以上が好ましく、38.0mm以上が特に好ましい。一方、コア1の直径は42.0mm以下が好ましく、41.5mm以下が特に好ましい。コア1が、2以上の層を有してもよい。コア1の形状は全体として球状であれば、特には限定されないが、その表面にリブを有してもよい。また、本実施形態に係るコア1は中実であるが、コア1は中空であってもよい。
なお、コア1の圧縮変形量は適宜設定されてよい。ただし、コア1の圧縮変形量が小さすぎる場合には、非常に硬い打球感になってしまう恐れがある。そのため、この観点から、コア1の圧縮変形量は、2mm以上が好ましく、2.5mm以上が特に好ましい。一方、コア1の圧縮変形量が大きすぎる場合には、反発性能の観点から、打撃時のボール速度の低下を招き、飛行性能が劣る可能性がある。そのため、この観点から、コア1の圧縮変形量は、6mm以下が好ましく、5.5mm以下が特に好ましい。ここで、圧縮変形量の測定は次のようにして行うことができる。
<中間層>
次に、中間層2について説明する。中間層2は、樹脂組成物により形成される。中間層2の材料は適宜選択可能であるが、この中間層2の樹脂組成物の好ましい基材ポリマーは、アイオノマー樹脂である。好ましいアイオノマー樹脂として、α−オレフインと炭素数が3以上8以下のα,β−不飽和カルボン酸との二元共重合体が挙げられる。好ましい他のアイオノマー樹脂として、α−オレフインと炭素数が3以上8以下のα,β−不飽和カルボン酸と炭素数が2以上22以下のα,β−不飽和カルボン酸エステルとの三元共重合体が挙げられる。この二元共重合体及び三元共重合体において、好ましいα−オレフインはエチレン及びプロピレンであり、好ましいα,β−不飽和カルボン酸はアクリル酸及びメタクリル酸である。この二元共重合体及び三元共重合体において、カルボキシル基の一部は金属イオンで中和されている。中和のための金属イオンとして、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、亜鉛イオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン及びネオジムイオンが例示される。
中間層2の樹脂組成物は、アイオノマー樹脂に代えて、他のポリマーを含んでもよい。他のポリマーとして、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフイン及びポリウレタンが例示される。中間層2の樹脂組成物は、2種以上のポリマーを含んでもよい。
また、中間層2の樹脂組成物は、二酸化チタンのような着色剤、硫酸バリウムのような充填剤、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、蛍光剤、蛍光増白剤等を含んでもよい。更に、中間層2の樹脂組成物は、比重調整の目的で、タングステン、モリブデン等の高比重金属の粉末を含んでもよい。
中間層2の厚みは、適宜設定可能であるが、0.2mm以上が好ましく、0.3mm以上が特に好ましい。一方、中間層2の厚みは2.5mm以下が好ましく、2.2mm以下が特に好ましい。中間層2の比重は0.90以上が好ましく、0.95以上が特に好ましい。中間層2の比重は1.10以下が好ましく、1.05以下が特に好ましい。中間層2は、2以上の層を有してもよい。例えば、中間層2の外側に補強層を配置することもできる。
中間層2の硬度は適宜設定可能である。ただし、中間層2が柔らかすぎる場合には、ボール構造の外剛内柔の観点から、ドライバーやミドルアイアンでの打撃時に発生するスピン量が適正化されない可能性がある。そのため、この観点からは、中間層2の硬度は、ショアD硬度で、30以上が好ましく、35以上が特に好ましい。一方、中間層2が硬すぎる場合には、非常に硬い打球感になってしまう可能性がある。この観点から、中間層2のショアD硬度は、75以下が好ましく、70以下が特に好ましい。なお、ショアD硬度は、例えば、次のような方法で測定することができる。中間層2等を構成する樹脂組成物を用いて、射出成形により、厚み約2mmのシートを作製し、23℃で2週間保存する。このシートを、測定基板などの影響が出ないように、3枚以上重ねた状態で、ASTM−D2240に規定するスプリング式硬度計ショアD型を備えた高分子計器社製自動ゴム硬度計P1型によって測定する。これによって、中間層2等のショアD硬度を測定することができる。
<カバー>
次に、カバー3について説明する。カバー3は、樹脂組成物により形成される。カバー3の材料は適宜選択可能であるが、カバー3の樹脂組成物の好ましい基材ポリマーは、ポリウレタンである。カバー3の樹脂組成物は、熱可塑性ポリウレタンを含んでもよく、熱硬化性ポリウレタンを含んでもよい。カバー3の樹脂組成物は、生産性の観点から、熱可塑性ポリウレタンが好ましい。熱可塑性ポリウレタンは、ハードセグメントとしてのポリウレタン成分と、ソフトセグメントとしてのポリエステル成分又はポリエーテル成分とを含む。
ポリウレタン成分の硬化剤として、脂環式ジイソシアネー卜、芳香族ジイソシアネー卜及び脂肪族ジイソシアネー卜が例示される。特に、脂環式ジイソシアネートが好ましい。脂環式ジイソシアネートは主鎖に二重結合を有さないので、カバー3の黄変が抑制される。脂環式ジイソシアネートとして、4,4,−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(H6XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)及びトランス−1,4−シクロヘキサンジイソシアネート(CHDI)が例示される。汎用性及び加工性の観点から、H12MDIが好ましい。
カバー3の樹脂組成物は、ポリウレタンに代えて、他のポリマーを含んでもよい。他のポリマーとして、アイオノマー樹脂、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル及びポリオレフインが例示される。また、カバー3の樹脂組成物は、2種以上のポリマーを含んでもよい。更に、カバー3の樹脂組成物は、二酸化チタンのような着色剤、硫酸バリウムのような充填剤、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、蛍光剤、蛍光増白剤等を含んでもよい。
カバー3の厚みは、適宜設定可能であるが、0.2mm以上が好ましく、0.3mm以上がさらに好ましい。カバー3の厚みは2.5mm以下が好ましく、2.2mm以下が特に好ましい。カバー3の比重は0.90以上が好ましく、0.95以上が特に好ましい。カバー3の比重は1.10以下が好ましく、1.05以下が特に好ましい。なお、カバー3が、2以上の層を有してもよい。
また、カバー3の硬さは、特に限定されず、実施の形態に応じて適宜設定可能である。ただし、カバー3の硬さは、ドライバーショット及びアプローチショットにおけるスピン量の適正化の観点から、ショアD硬度が30以上になるように構成されるのが好ましい。更に、カバー3のショアD硬度は、32以上が好ましく、34以上が更に好ましい。一方、カバー3のショアD硬度は、プレイヤの打球感の観点から、70以下がよい。カバー3の硬度がこれ以上大きい場合には、ゴルフボール10がフェースに乗っている感じがしない、引っ掛かる感じがしない、くっつく感じがしない、スピンがきく感じがしない等、プレイヤの打球感を悪化させる可能性がある。カバー3のショアD硬度は、好ましくは69以下、更に好ましくは68以下がよい。カバー3のショアD硬度は、中間層2と同様の方法で測定することができる。
なお、上記中間層2及びこのカバー3はそれぞれ、本発明の「カバー部材」に相当する。そして、このカバー3は、本発明の「最外層を構成するカバー部材」に相当する。
<ディンプル>
次に、図3及び図4を更に参照して、ディンプル5について説明する。図3は、ゴルフボール10の正面図を示す。また、図4は、実施の形態に係るゴルフボールの平面図を示す。図1〜図4に例示されるように、このカバー3の表面には、複数のディンプル5が形成される。図2に例示されるように、ディンプル5は仮想球の表面から凹陥した部分であり、ディンプル5の断面形状は円弧状である。
図3及び図4に示されるとおり、本実施形態に係るディンプル5は、平面視で円形状に形成されている。この円形状に形成されたディンプル5の直径Dmは、図2に示されるように、ディンプル5に沿って直線Tgを描いた場合に、当該直線Tgと接するディンプル5の両端部間の距離で示すことができる。ディンプル5の直径Dmは、適宜設定可能であるが、2.0mm以上6.0mm以下の範囲で設定されるのが好ましい。直径Dmが2.0mm以上であるディンプル5はゴルフボール10の乱流化に寄与する。この観点から、ディンプル5の直径Dmは、2.2mm以上がより好ましく、2.4mm以上が特に好ましい。一方、ディンプル5の直径Dmが6.0mmを超えると、球状であるゴルフボール10の外観が損なわれてしまう。この観点から、ディンプル5の直径Dmは、5.8mm以下がより好ましく、5.6mm以下が特に好ましい。
また、図2における曲線11(一点鎖線)は、ディンプル5が存在しないと仮定した場合のゴルフボール10(以下、「仮想球」と称する)の表面を示している。そのため、このディンプル5の最大深さDpは、図2に例示されるように、仮想球の表面(曲線11)とディンプル5の最深部との間の距離で示すことができる。このようなディンプル5の最大深さDpは、適宜設定可能であるが、ゴルフボール10が飛行中にホップしてしまうのを抑制する観点から、0.10mm以上が好ましく、0.13mm以上がより好ましく、0.15mm以上が特に好ましい。一方、ゴルフボール10が飛行中にドロップしてしまうのを抑制する観点から、ディンプル5の最大深さDpは、0.65mm以下が好ましく、0.55mm以下がより好ましく、0.40mm以下が特に好ましい。
なお、全てのディンプル5の最大深さDpの合計をディンプル5の数で割ることによって、上記ディンプル5の最大深さの平均値Fa(mm)を算出することができる。この平均値Fa(mm)は、各ディンプル5の形状を表す指標として利用することができる。平均値Fa(mm)は、上記数1の示す関係式を満たすように適宜設定可能である。ただし、この平均値Fa(mm)が小さすぎる場合には、ホップしたような球筋になり、飛距離を損なってしまう可能性が高くなってしまう。また、平均値Fa(mm)が大きすぎる場合には、低い球筋になり、飛距離を損なってしまう可能性が高くなってしまう。このような観点から、このディンプル5の最大深さの平均値Fa(mm)は、0.18mm〜0.33mmの範囲で設定されるのが好ましく、0.20mm〜0.32mmの範囲で設定されるのがより好ましく、0.22mm〜0.31mmの範囲で設定されるのが特に好ましい。
ここで、仮想球の表面(曲線11)とディンプル5の表面とに囲まれた部分をディンプル5の容積として捉えることができる。ディンプル5の総容積は、全てのディンプル5の容積を加算することで算出することができる。このディンプル5の総容積は、適宜設定可能であるが、ゴルフボール10が飛行中にホップしてしまうのを抑制する観点から、450mm3以上が好ましく、480mm3以上がより好ましく、500mm3以上が特に好ましい。一方、ゴルフボール10が飛行中にドロップしてしまうのを抑制する観点から、ディンプル5の総容積は、750mm3以下が好ましく、730mm3以下がより好ましく、710mm3以下が特に好ましい。
また、ディンプル5の輪郭線に囲まれた領域からディンプル5の面積を求めることができる。すなわち、ディンプル5の面積は、無限遠からゴルフボールの中心を見た場合の、エッジラインに囲まれた領域の面積(すなわち平面形状の面積)で定義することができる。ディンプル5の総面積は、全てのディンプル5の面積を加算することで算出することができる。このディンプル5の総面積が仮想球の表面積に占める比率は、表面積占有率と称される。
このディンプル5の表面積占有率は、適宜設定可能であるが、70%以上95%以下の範囲で設定されるのが好ましい。ディンプル5の表面積占有率が70%未満である場合には、飛行中のゴルフボール10の揚力が不足する恐れがある。この観点から、ディンプル5の表面積占有率は、72%以上がより好ましく、75%以上が特に好ましい。一方、ディンプル5の表面積占有率が95%を超えると、ゴルフボール10が飛行中にホップしてしまう可能性が高まる。この観点から、ディンプル5の表面積占有率は、93%以下がより好ましく、91%以下が特に好ましい。
また、ディンプル5の総数は、適宜設定可能であるが、200個以上500個以下の範囲で設定されるのが好ましい。ディンプル5の総数が200個未満であると、上記のような表面積占有率を達成することが難しくなってしまい、ディンプル5によるゴルフボール10の飛行特性の改善効果を得られにくくなってしまう可能性がある。この観点から、ディンプル5の総数は、230個以上がより好ましく、260個以上が特に好ましい。一方、ディンプル5の総数が500個を超えると、個々のディンプル5の面積が小さくなってしまい、各ディンプル5が乱流化に寄与しにくくなってしまう可能性がある。この観点から、ディンプル5の総数は、470個以下がより好ましく、440個以下が特に好ましい。
なお、図3及び図4では、各ディンプル5は、平面視で円形に形成されている。しかしながら、ディンプル5の形状は、円形でなくてもよく、実施の形態に応じて適宜形成されてもよい。また、全てのディンプル5が同じ形状であってもよいし、他のディンプル5と異なる形状のディンプル5が存在してもよい。例えば、図3及び図4で例示されるように、直径Dmの大きさの異なる複数種類のディンプル5が混在してもよい。また、例えば、異なる形状のディンプル5が混在してもよい。更に、各ディンプル5の配置は、実施形態に応じて適宜決定されてよい。
<塗装層>
次に、塗装層4について説明する。図1及び図2に例示されるように、塗装層4は、塗料をカバー3の表面に塗布することで形成され、カバー3を被覆するように構成される。塗装層4を形成するための塗料は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、このような塗料として、二液硬化型のポリウレタンを基材とするクリア塗料を用いることができる。
この塗装層4の厚みは、適宜設定可能であるが、5.0μm以上であることが好ましく、5.5μm以上であることがさらに好ましく、6.0μm以上であることが特に好ましい。これは、塗装層4の厚みが5.0μm未満であると、後述する粗さを形成する過程において塗装層4がカバー3から剥離してしまう可能性があるからである。一方、塗装層4の厚みの上限は特に制限されないが、塗装層4の厚みが大きくなると、塗布する塗料の量が増加し、ゴルフボール10全体の塗装層4の厚みを均一にするのが難しくなる。この観点から、塗装層4の厚みは、30μm以下であるのが好ましい。
また、この塗装層4の硬さは適宜設定可能であるが、この塗装層4の10%モジュラスが160kgf/cm2以下となるように構成されるのが好ましい。塗装層4の10%モジュラスが大きい場合には、アプローチショットにおいてゴルフボール10のスピン量が少なくなってしまう可能性がある。この観点から、塗装層4の10%モジュラスは、150kgf/cm2以下がより好ましく、140kgf/cm2以下がより好ましい。一方、塗装層4の10%モジュラスの下限は特に制限されないが、塗装層4の10%モジュラスが小さすぎる場合には、塗装層4が柔らかすぎて、ゴルフボール10の表面にタック感が残ってしまい、ゴルフボール10の打球感が悪化してしまう可能性がある。この観点から、塗装層4の10%モジュラスは、5kgf/cm2以上が好ましく、10kgf/cm2以上がより好ましい。なお、モジュラスは、部材に一定のひずみを与えたときの応力のことであり、10%モジュラスは、10%のひずみを与えたときの応力のことである。10%モジュラスは、JIS−K7161の規定に準拠して測定することができる。
この塗装層4の表面には、後述する工程によって粗さが形成される。例えば、図2に例示されるように、この塗装層4にカバー3には到達しない凸凹が形成される。この塗装層4の表面の粗さは種々の方法によって定義することが可能であるが、本発明の発明者は、算術平均粗さRa(μm)を用いてこの粗さを定義した。また、本発明の発明者は、上記最大深さの平均値Fa(mm)を用いてディンプル5の状態を定義した。
そして、本発明の発明者は、後述する実施例で示されるとおり、塗装層4の算術平均粗さRa(μm)とディンプル5の最大深さの平均値Fa(mm)とが上記数1の関係式を満たす場合に、ゴルフボール10の飛距離が増加することを見出した。すなわち、本実施形態では、上記数1の関係式を満たすようにディンプル5及び塗装層4の表面の粗さを形成することで、ディンプル5と塗装層4の表面に形成した粗さとの相乗効果によりゴルフボール10の飛行性能を高めることができる。
なお、この塗装層4の算術平均粗さRaは、上記数1の示す関係式を満たすように適宜設定可能であるが、塗装層4の表面に形成する粗さが小さすぎる場合には、この粗さの効果が十分に現れない可能性がある。そのため、塗装層4の算術平均粗さRaは、0.4μm以上であることが好ましく、0.45μm以上がより好ましく、0.50μm以上が特に好ましい。一方、算術平均粗さRaの上限については特に限定されないが、塗装層4の粗さが大きすぎると、ゴルフボール10の見栄えが悪くなり、かつ、塗装層4のカバー3に対する密着不良、剥離等が生じ、塗装層4の耐久性が悪化する可能性がある。この観点から、塗装層4の算術平均粗さRaは、1.50μm以下であることが好ましい。なお、この塗装層4の算術平均粗さRaは、JIS B0601の規定に準拠して測定することができる。
§2 製造方法
次に、このゴルフボール10の製造方法について説明する。具体的には、このゴルフボール10の製造方法は、ゴルフボール10の製造工程と、製造したゴルフボール10の塗装層4の表面に上記の粗さを形成する工程とに分けることができる。以下、各工程について説明する。
[ゴルフボールの製造工程]
まず、このゴルフボール10の製造工程について説明する。このゴルフボール10は公知の方法によって製造することができる。例えば、このゴルフボール10の製造は、次のようにして行われる。
まず、金型等を用いて、球状のコア1を成形し、このコア1の周りに中間層2及びカバー3をこの順で成形する。カバー3の成形の際には、カバー3の成形と同時にディンプル5も成形される。すなわち、カバー3を成形する金型のキャビティには、ディンプル5を成形するための複数の凸部が形成されている。
これに続いて、カバー3の表面に塗料が塗布される。この塗料を乾燥させることで、塗装層4が形成される。硬化型塗料を用いる場合の塗装方法は、特に限定されず、公知の方法を採用することができる。この塗装方法の一例として、例えば、スプレー塗装、静電塗装などを挙げることができる。
エアガンを用いたスプレー塗装の場合には、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とをそれぞれのポンプで供給して、エアガン直前に配置されたラインミキサーで連続的に混合し、得られた混合物をスプレー塗装してもよいし、混合比制御機構を備えたエアースプレーシステムを用いて、ポリオールとポリイソシアネートとを別々にスプレー塗装してもよい。塗装は、1回でスプレー塗布してもよいし、複数回重ね塗りをしてもよい。
ゴルフボール10に塗布された硬化型塗料は、例えば、30℃〜70℃の温度で1時間〜24時間乾燥することにより塗装層4(塗膜)を形成することができる。
[塗装層の粗さの形成工程]
次に、製造したゴルフボール10の塗装層4の表面に粗さを形成する工程について説明する。塗装層4の表面に粗さを形成する方法には種々の方法があり、実施の形態に応じて適宜選択可能である。例えば、以下で説明する2つの方法がある。
<微細粒子の噴霧による粗さ形成>
図5を用いて、微細粒子の噴霧による粗さ形成の方法について説明する。図5は、微細粒子の噴霧による粗さ形成の方法を模式的に例示する。図5に例示されるように、塗装層4の表面に微細粒子を噴霧することで、塗装層4の表面に粗さを形成することができる。
具体的には、図5で例示される装置は、台座となる回転体21と、回転体21に連結し、ゴルフボール10を支持する複数の支持体22と、支持されたゴルフボール10に微細粒子を噴霧するエアガン23と、を備える。上記製造工程の後、塗装層4の表面に粗さ(凹凸)の形成されていないゴルフボール10は、支持体22の上に載置される。この状態で、回転体21が回転し、かつ、エアガン23が、適宜移動しながらゴルフボール10に微細粒子を吹き付ける。これによって、塗装層4の表面全体にわたって微細粒子を噴霧することができる。
ここで、微細粒子を噴霧する際の圧力が低すぎる場合には、塗装層4の表面で所望の粗さが得られない可能性がある。また、微細粒子を噴霧する際の圧力が高すぎると、微細粒子が塗装層4を突き抜けて、カバー3に損傷を与えてしまう可能性がある。この観点から、微細粒子を噴霧する際の圧力は、1〜10barであることが好ましい。
また、この方法で用いる微細粒子は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、塗装層4に噴霧する微細粒子として、天然鉱石、合成樹脂、セラミック系粒子等を用いることができる。天然鉱石としては、例えば、SiC、SiO2、AL23、MgO、Na2O又はこれらの混合物を用いることができる。合成樹脂としては、例えば、メラミン系樹脂等を主成分とした、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂、若しくはそれらの混合物を用いることができる。セラミック系粒子としては、例えば、ジルコニア等の金属酸化物を用いることができる。
ただし、塗装層4の表面において所望の粗さを得るためには、噴霧する微細粒子の平均粒径は50μm以上であることが好ましい。噴霧する微細粒子の平均粒径が50μm未満である場合には、塗装層4の表面において所望の粗さを得られず、ゴルフボール10に所望の空力効果を付与できない可能性がある。一方、微細粒子の平均粒径の上限は特に限定されないが、粒径が大きくなると微細粒子を噴霧しにくくなる可能性がある。そのため、微細粒子の平均粒径は500μm以下であることが好ましい。
なお、塗装層4に微細粒子を噴霧する装置は、このような例に限られなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択可能である。このように微細粒子を噴霧することによって塗装層4の表面に粗さを形成する場合、塗装層4の厚みが小さすぎると、微細粒子の噴霧の際に塗装層4が剥離する可能性がある。この観点から、上述したとおり、塗装層4の厚みは、5.0μm以上であることが好ましい。本方法によれば、微細粒子の平均粒径、噴霧する際の圧力、噴霧する時間等を適宜調節することで、塗装層4の表面に所望の粗さを形成することができる。
<加圧処理による粗さ形成>
また、微細粒子の噴霧に依らず、加圧処理することで塗装層4の表面に粗さを形成することができる。例えば、上記製造工程で塗装層4の形成後に、キャビティの内壁面に粗さを形成した金型にゴルフボール10を入れて加圧処理を行う。キャビティの内壁面には、所望の粗さを形成するための凸部等が形成されており、これによって、塗装層4の表面に所望の粗さを形成することができる。
この処理で用いる金型は、粗さが形成されている限り、特に限定されないが、例えば、ディンプル5の成形に用いた金型と同様の金型を用いることができる。そして、キャビティの内壁面には、上述の方法と同様に、微細粒子を噴霧することで、粗さを形成することができる。
なお、この方法で粗さを形成する場合、塗装層4の厚みが小さすぎると、塗装層4の表面で所望の粗さが得られない可能性がある。この観点から、上述したとおり、塗装層4の厚みは、5.0μm以上であることが好ましい。
§3 変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、上述したように、コア1、中間層2、カバー3の層数は特には限定されず、少なくとも最外層のカバー部材の表面に塗装層が被覆されていればよい。なお、一例を挙げると、上記実施形態では、コア1、中間層2及びカバー3の3ピース構造でゴルフボール10を構成したが、コアとカバーの2ピース構造でゴルフボールを構成してもよい。
以下、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されない。
[ゴルフボールの作製]
以下の表1で示されるように、実施例1〜18及び比較例1〜14の32種類のゴルフボールを作製した。各実施例及び各比較例に係るゴルフボールは、上記実施形態のゴルフボール10とほぼ同様の構成を有する。以下、詳細に説明する。
(1)コアの作製
各実施例及び各比較例について、100質量部のハイシスポリブタジエン(JSR社製、商品名:BR−730)、35質量部のアクリル酸亜鉛、5質量部の酸化亜鉛、5質量部の硫酸バリウム、0.5質量部のジフェニルジスルフィド、0.9質量部のジクミルパーオキサイド及び2.0質量部のオクタン酸亜鉛を混練し、コア用のゴム組成物を得た。このゴム組成物を共に半球状キャビティを備えた上型及び下型から構成される金型に投入し、170℃で18分間加熱して、直径が39.7mmのコアを得た。
(2)中間層の成形
続いて、各実施例及び各比較例について、50質量部のアイオノマー樹脂(デュポン社製、商品名:サーリン8945)、50質量部の他のアイオノマー樹脂(三井デュポンポリケミカル社製、商品名:ハイミランAM7329)、4質量部の二酸化チタン及び0.04質量部のウルトラマリンブルーを二軸混練押出機で混練し、中間層用の樹脂組成物を得た。そして、各実施例及び各比較例について、この樹脂組成物を射出成形法により各コアの周りに被覆し、中間層を形成した。この中間層の厚みは、1.0mmであった。
(3)補強層の成形
次に、各実施例及び各比較例について、二液硬化型エポキシ樹脂を基材ポリマーとする塗料組成物(神東塗料社製、商品名:ポリン750LE)を調製した。この塗料組成物の主剤液は、30質量部のビスフェノールA型固形エポキシ樹脂と70質量部の溶剤とからなる。この塗料組成物の硬化剤液は、40質量部の変性ポリアミドアミンと、55質量部の溶剤と、5質量部の酸化チタンと、からなる。主剤液と硬化剤液との質量比は1/1である。この塗料組成物を中間層の表面にスプレーガンで塗布し、23℃の雰囲気下で6時間保持して、補強層を得た。この補強層の厚みは10μmであった。
(4)カバーの成形
次に、各実施例及び各比較例について、100質量部の熱可塑性ポリウレタンエラストマー(BASFジャパン社製、商品名:エラストランXNY85A)及び4質量部の二酸化チタンを二軸混練押出機で混練し、カバー用の樹脂組成物を得た。そして、各実施例及び各比較例について、これらの樹脂組成物から、圧縮成型法によって、ハーフシェルを得た。なお、ハーフシェルの圧縮成形は、成形温度170℃、成形時間5分、成形圧力2.94MPaの条件で行った。
また、このハーフシェル2枚で、コア、中間層及び補強層からなる球体を被覆した。更に、2枚のハーフシェル及び球体を、共に半球状キャビティを備え、キャビティ面に多数のピンプルを有する上型及び下型から構成されるファイナル金型に投入し、圧縮成型法によって、複数のディンプルを有するカバーを得た。なお、カバーの圧縮成形は、成形温度145℃、成形時間2分、成形圧力9.8MPaの条件で行った。各実施例及び各比較例のカバーの厚みは0.5mmであった。
ここで、各実施例及び各比較例では、図3及び図4で示されるディンプルを形成した。ただし、以下のように、各実施例及び各比較例において、各ディンプルの最大深さDpを調節することで、最大深さの平均値Fa(mm)を調節した。具体的には、実施例10及び17並びに比較例1及び6については、以下の表2の示すタイプD1のディンプルを形成した。そのため、このタイプD1のディンプルを有するゴルフボールでは、ディンプルにおける最大深さの平均値Fa(mm)は、0.218mmとなった。
また、実施例3、9及び14並びに比較例2、7及び9については、以下の表2の示すタイプD2のディンプルを形成した。そのため、このタイプD2のディンプルを有するゴルフボールでは、ディンプルにおける最大深さの平均値Fa(mm)は、0.228mmとなった。
また、実施例4、7、12及び15並びに比較例3、8及び10については、以下の表2の示すタイプD3のディンプルを形成した。そのため、このタイプD3のディンプルを有するゴルフボールでは、ディンプルにおける最大深さの平均値Fa(mm)は、0.238mmとなった。
また、実施例1、6、13及び16並びに比較例4及び11については、以下の表2の示すタイプD4のディンプルを形成した。そのため、このタイプD4のディンプルを有するゴルフボールでは、ディンプルにおける最大深さの平均値Fa(mm)は、0.248mmとなった。
また、実施例2、8及び18並びに比較例5及び12については、以下の表2の示すタイプD5のディンプルを形成した。そのため、このタイプD5のディンプルを有するゴルフボールでは、ディンプルにおける最大深さの平均値Fa(mm)は、0.258mmとなった。
また、実施例5及び11並びに比較例13及び14については、以下の表2の示すタイプD6のディンプルを形成した。そのため、このタイプD6のディンプルを有するゴルフボールでは、ディンプルにおける最大深さの平均値Fa(mm)は、0.268mmとなった。
なお、図6は、各実施例及び各比較例に係るゴルフボールのディンプルの平均最大高さFaと塗装層の算術平均粗さRaとの関係を示すグラフである。ここで、図6では、実施例1〜18をそれぞれE1〜18と表記し、比較例1〜14をそれぞれC1〜14と表記した。
(5)塗装層の形成
次に、各実施例及び各比較例について、以下の表3に示したポリオールとポリイソシアネートとを配合して塗料を調製した。なお、主剤は、MEK(メチルエチルケトン)、トルエンの混合溶媒を用いて、ポリオール成分の濃度が30質量%になるように調整した。硬化剤は、溶媒として、MEK、酢酸n−ブチル、トルエンの混合溶媒を用いて、ポリイソシアネート成分の濃度が60質量%になるように調整した。
※1)硬化剤配合:質量比
なお、上記配合の原料には、以下の製品を利用した。
(主剤)
神東塗料株式会社製ポリン#950:水酸基価128mgKOH/g、ポリオール成分(トリメチロールプロパン、ポリオキシテトラメチレングリコール)、及びポリイソシアネート成分(イソホロンジイソシアネート)とから構成されるウレタンポリオール
(硬化剤)
(i)ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体:旭化成ケミカルズ社製デュラネートTKA−100(NCO含有率:21.7%)
(ii)ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット変性体:旭化成ケミカルズ社製デュラネート21S−75E(NCO含有率:15.5%)
(iii)イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体:デグサ社製VESTANAT T1890(NCO含有率:12.0%)
そして、各実施例及び各比較例について、カバーの周りに各配合の塗料を塗布することで、塗装層を形成した。具体的には、回転体に各ゴルフボールを載置し、回転体を300rpmで回転させ、各ゴルフボールからエアガンを吹付距離(7cm)だけ離間させて上下方向に移動させながら各塗料の塗布を行った。重ね塗りの各回のインターバルを1.0秒とした。エアガンの吹付条件は、吹付エア圧が0.15MPa、圧送タンクエア圧が0.10MPa、1回の塗布時間が1秒、雰囲気温度が20℃〜27℃の範囲内、雰囲気湿度が65%以下の条件であった。その後、40℃のオーブンで24時間塗料を乾燥させた。これにより、各実施例及び各比較例について、20μmの厚みを有する塗装層を形成した。その結果、各実施例及び各比較例について、直径が約42.7mmであり質量が約45.6gであるゴルフボールを得た。
なお、各実施例及び各比較例について、ゴルフボールの圧縮変形量を測定した。各実施例及び各比較例の圧縮変形量は、荷重を98N〜1274Nに設定した場合に、各実施例及び各比較例の圧縮変形量は、約2.45mmであった。
(6)塗装層表面における粗さの形成
最後に、比較例1〜5及び13を除き、各実施例及び各比較例に係るゴルフボールに対し、次の方法で塗装層に粗さを形成した。すなわち、塗装層の形成後に、ノズル径が8mmのエアガンにより、微細粒子を噴霧した。微細粒子には、ジルコニアを主成分とし、粒径が75μm〜250μmのセラミック系粒子を用いた。このとき、各ゴルフボールを20個ずつ所定の処理設備に投入し、設備を回転させながら、圧力、時間及び微細粒子の粒径を適宜調節し、各ゴルフボールの塗装層に所望の粗さを形成した。比較例1〜5及び13については、この工程を省略した。各ゴルフボールの塗装層の粗さは、表1に示すとおりである。
なお、算術平均粗さRa(μm)の測定には、表面粗さ・輪郭形状測定機(東京精密社製、製品名:Surfcom130A)を用いた。各実施例及び各比較例について6球ずつゴルフボールを準備し、各ゴルフボールの任意のディンプル内の6点において粗さを計測し、その平均値をそのゴルフボールの算術平均粗さRa(μm)とした。
[測定方法]
(1)コアの圧縮変形量
コアの圧縮変形量は、コアに初期荷重98Nを負荷した状態から終荷重1275Nを負荷したときまでの圧縮方向の変形量(圧縮方向にゴルフボールまたはコアが縮む量)を測定した。
(2)塗装層の10%モジュラス
塗装層の主剤および硬化剤を配合した塗料を40℃で4時間乾燥及び硬化をさせて塗膜を作製した。JIS−K7161に準じて、この塗膜をダンベル形状(標線間距離:20mm、平行部の幅:10mm)に打ち抜いて試験片を作製し、島津製作所製引張試験測定装置を用いて塗装層の物性を測定し、10%伸長時のモジュラス(引張弾性率)を算出した。
試験片の膜厚:0.05mm
引張速度:50mm/分
測定温度:23℃
[飛距離テスト]
上記のように作製した各実施例及び各比較例のゴルフボールに対し、次のような飛距離テストを行った。まず、ゴルフラボラトリー社のスイングマシンに、チタン合金製のヘッドを備えたドライバークラブ(ダンロップスポーツ社製、商品名:SRIXON Z−TX、シャフト硬度:X、ロフト角:8.5度)を装着した。次に、ヘッド速度が50m/s、打出角度が約10度、スピン量が約2500rpmとなるようにスイングマシンを調整した。そして、このスイングマシンにより実施例及び比較例の各ゴルフボールを20球ずつ打撃して、発射地点から静止地点までの距離を測定し、その平均値を調べた。なお、テスト時の風向きはほぼ無風であった。この飛距離テストの結果を以下の表4に示す。
なお、表4の「飛距離差(m)」は、比較例3との飛距離の差を示す。
[評価]
表4に示されるとおり、各実施例では、各比較例よりも飛距離が伸びていた。特に、比較例3を比較すると、各実施例では、1ヤード以上も飛距離が伸びていた。ここで、実施例17と比較例9〜12とを比較すると、ディンプルの最大深さの平均値Fa(mm)が増加するに従って、飛距離が低下していた。一方、実施例1〜2と比較例6〜8とを比較すると、ディンプルの最大深さの平均値Fa(mm)の増加により、基本的には飛距離が伸びていた。また、例えば、実施例(4、7、12及び15)及び比較例(3、8及び10)など、同じタイプのディンプルを有する実施例及び比較例同士を比較すると、塗装層の表面の粗さを粗くすれば単純に飛距離が伸びるのではないことが分かった。すなわち、塗装層の表面の粗さを粗くするのに従って、当初は飛距離が伸びる傾向にあり、その後、飛距離は低下する傾向にあることが分かった。これにより、ゴルフボールの飛行性能を高めることができる、ディンプルの深さと塗装層の表面粗さとの相互関係は、上記数1の関係式によって規定することができることが推測された。
1…コア、
2…中間層、
3…カバー、
4…塗装層、
5…ディンプル、
10…ゴルフボール

Claims (4)

  1. 球状のコアと、
    前記コアを覆う1つ以上のカバー部材と、
    最外層を構成する前記カバー部材を被覆する塗装層と、
    を備え、
    前記最外層を構成するカバー部材には複数のディンプルが形成されており、
    前記塗装層には、前記最外層のカバー部材への塗装後、表面に粗さが形成されており、
    前記複数のディンプルにおける最大深さの平均値Fa(mm)と前記塗装層の表面における算術平均粗さRa(μm)とが、
    −1.5×Fa+0.8 ≦ Ra ≦ −1.5×Fa+1.8
    という関係式を満たす、
    ゴルフボール。
  2. 前記塗装層の表面における算術平均粗さRaは0.4μm以上である、
    請求項1に記載のゴルフボール。
  3. 前記塗装層の表面の粗さは、当該表面に微細粒子を噴霧する表面処理によって得られる、
    請求項1又は2に記載のゴルフボール。
  4. 球状のコアを形成するステップと、
    前記コアを1つ以上のカバー部材で覆い、最外層を構成する前記カバー部材に複数のディンプルを形成するステップと、
    前記最外層を構成するカバー部材を塗装層で被覆するステップと、
    前記塗装層の表面に粗さを形成するステップと、
    を備え、
    形成される前記複数のディンプルにおける最大深さの平均値Fa(mm)と前記塗装層の表面における算術平均粗さRa(μm)とが、
    −1.5×Fa+0.8 ≦ Ra ≦ −1.5×Fa+1.8
    という関係式を満たす、
    ゴルフボールの製造方法。
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