JP2016512986A - 熱可塑性ゴルフボール材料の作製方法、及び熱可塑性材料を有するゴルフボール - Google Patents

Abstract

熱可塑性ゴルフボール材料は、（ａ）約５重量パーセントから約１２重量パーセントの酸モノマーを有する、エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸の内の少なくとも一つとの未中和のコポリマーと；（ｂ）エチレン及びオクテンのメタロセン触媒コポリマーと；（ｃ）不飽和脂肪酸と；（ｄ）酸性基の約６５％から約９０％を中和するのに十分な量の金属カチオンと、を組み合わせて反応させて、アイオノマー熱可塑性材料を製造することによって作製される。アイオノマー熱可塑性材料は、ゴルフボールの、コア、カバー、又は、コアとカバーとの間の層において用いられ得る。

Description

本発明は、熱可塑性材料を作製するための方法、及び熱可塑性材料を含むゴルフボールに関する。

このセクションは、必ずしも従来技術ではない、本発明を理解するのに役立つ情報を提供する。

アイオノマー樹脂又はアイオノマーは、ゴルフボールにおいて使用されており、アイオノマーは一般的に、（エチレン等の）オレフィン、及び（アクリル酸、メタクリル酸又はマレイン酸等の）エチレン性不飽和カルボン酸の金属のイオン性コポリマーである。ナトリウム又は亜鉛等の金属カチオンは、コポリマーにおける酸性基のいくつかの部分を中和するために用いられ、ゴルフボールカバーに関する耐久性等の強化された特性を示す熱可塑性エラストマーをもたらす。利用可能なソフトアイオノマー材料は、ポリウレタンほど耐久性がなく、また、柔らかくもないが、いまだに高いスピン及びソフトな感触を生成する能力を有する。

アイオノマーは、ゴルフボールのコア、又は、コアとカバーとの間の他の層（例えば、アウターコア層若しくはマントル層）ための材料としても使用されている。より高い硬度のアイオノマーは、ゴルフボールのマントル層としてソフトカバーの下で活用される。ソフトオーバーハード構造は、ドライバーからウェッジへのスピン分離を、又は、ドライバーに低スピン及びウェッジに高スピンを可能にする。言い換えると、ハードアイオノマーのマントルは、打ったときにボールの大部分が圧縮される、ドライバーを用いてのティーオフで、より低いスピンを可能にする。ウェッジ等の、より高い角度のクラブでは、ゴルフボールはティーオフ程には圧縮されず、よりソフトなアウターカバーは、グリーン内へのショットのための高いスピンをもたらす。高い度合いの中和を有する修飾されたアイオノマーは、それらの高い弾力性に起因してゴルフボールのコア又はインナー層の一部として用いられ得る。高い反発係数（弾性）を有する材料からコア又は他のインナー層が作製されるゴルフボールは一般的に、より長い距離を提供する。大部分のプロゴルファー及び優れたアマチュアゴルファーは、ドライバーで打ったときの距離、完全な（ｆｕｌｌ）アイアンショットでのコントロール及びストップ能力、並びに、短い“タッチアンドフィール（ｔｏｕｃｈ ａｎｄ ｆｅｅｌ）ショットでの高いスピンを提供するゴルフボールを所望する。

このセクションは、本開示の一般的なまとめを提供するが、本開示の特徴の全て又はその完全な範疇を包括するものではないことがある。

開示されるのは、アイオノマー熱可塑性ゴルフボール材料を作製する方法であり、（ａ）約５重量パーセントから約１４重量パーセントの酸モノマーを有する、エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸の内の少なくとも一つとの未中和の（非アイオノマー）コポリマー；（ｂ）エチレン及びオクテンのメタロセン触媒コポリマー；（ｃ）不飽和脂肪酸；並びに（ｄ）組み合わせにおける酸性基の内の約６５％から約９０％を中和させるのに十分な量の金属カチオンを含む成分が、組み合わされて、反応して、熱可塑性の６５％から９０％中和されたアイオノマー材料を生成する、方法である。

様々な実施形態では、組み合わせは、ポリマーの酸性基と金属カチオンの反応を許可するのに十分な量の時間の間、約１５０℃から約２００℃で混合され、反応する。組み合わせは好ましくは、両方のコポリマーが液体である温度で、つまりそれらのガラス転移点又は融点より上で、混合される。

様々な実施形態では、不飽和脂肪酸のエチレン性不飽和基の内の少なくとも一部は、例えば、酸性基を有する金属カチオンの金属水酸化物ソースの凝縮に由来する水と、溶融混合の間に反応する。

ゴルフボールは、熱可塑性ゴルフボール材料から作製される。様々な実施形態では、熱可塑性ゴルフボール材料は、コアにおいて、アウターコア若しくはマントル層等の、ゴルフボールのコアとゴルフボールのカバーとの間の層において、又は、ゴルフボールのカバーにおいて、含まれる。

定義
“ドライバー”は、約４０°未満のロフトを有するクラブを指し、“ショートアイアン”は、約４０°より大きなロフトを有するクラブを指す。そのため、全てのウッドは、大部分のアイアンのように、“ドライバー”であると考えられる。

ボールは、それが全米ゴルフ協会（ＵＳＧＡ）、Ｒ＆Ａ、日本ゴルフ協会等のプロのトーナメントの試合を支配する一以上の組織のルールに準拠する場合、“準拠している（ｃｏｎｆｏｒｍｉｎｇ）”；そうでなければ、ボールは“準拠していない（ｎｏｎｃｏｎｆｏｒｍｉｎｇ）”。

“ａ”、“ａｎ”、“ｔｈｅ”、“少なくとも一つ”及び“一つ以上”は、少なくとも一つの項目が存在すること；文脈が明確にそうでない場合を示さない限り、複数のこのような項目が存在し得ることを示すために交互に用いられる。本明細書における（例えば、量又は条件の）パラメーターの全ての数値は、添付の特許請求の範囲を含み、“約”が数値の前に実際に現れるかどうかに関わらず、“約”との用語によって全ての実例において変更されるとして理解されるべきである。“約”は、記載された数値が、（値における正確さへのいくつかのアプローチによる；およそ又はかなり値に近い；ほとんど）多少の不正確さを許容することを示す。“約”によって提供される不正確さが、この通常の意味によって従来技術において他に理解されない場合、そのとき、本明細書で用いられるような“約”は少なくとも、通常の方法の測定、及びこのようなパラメーターの使用から生じ得る変動を示す。加えて、範囲の開示は、全ての値の開示、及び、全範囲内でのさらに分割された範囲を含む。範囲内の各値、及び範囲の端点は、個別の実施形態として本明細書で全て開示されている。本発明のこの記載において、便宜上、“ポリマー”及び“樹脂”は、樹脂、オリゴマー及びポリマーを包含するために交互に用いられる。“バインダー”は、コーティング組成物のフィルム形成成分を指す。“含む”、“含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）”、“含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）”及び“有する”との用語は、記載された項目の存在を含んだものであり、従って特定するものであるが、他の項目の存在を除外するものではない。本明細書で用いられるように、“又は”との用語は、一以上の挙げられた項目の内の任意の及び全ての組み合わせを含む。様々な項目を互いに区別するために第一の、第二の、第三の等の用語が用いられるとき、これらの指定は単に便宜のためだけであり、項目を制限するものではない。

適用可能性のさらなる領域は、以下に続く説明から明確になるであろう。説明、及び特定の実施例は例示のみの目的を意図したものであり、特許請求の範囲の範疇を制限する意図はされないものと理解されるべきである。

図は、開示される技術のいくつかの態様を示す。

図のパーツは、必ずしも縮尺通りではない。

コア、アウターコア又はマントル層、及びカバーを示す切り欠き部を含む本発明のゴルフボールの斜視図を示す。 コア及びカバーを示す切り欠き部を含む本発明のゴルフボールの斜視図を示す。

例示的な、非限定的な実施例の詳細な説明が以下に続く。

図１に示されるように、スリーピースの固体ゴルフボール１０は、コア１２、アウターコア又はマントル層１４、及びカバー１６を含む。図２に示されるように、ツーピースのゴルフボール１０は、コア１２及びカバー１６を含む。ゴルフボール１０のコア１２、アウターコア又はマントル層１４、及びカバー１６の内の少なくとも一つは、開示された熱可塑性ゴルフボール材料を含む。

熱可塑性ゴルフボール材料は、（ａ）約５重量パーセントから約１４重量パーセントの酸モノマーを有する、エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸の内の少なくとも一つとの未中和の（非アイオノマー）コポリマー；（ｂ）エチレン及びオクテンのメタロセン触媒コポリマー；（ｃ）不飽和脂肪酸；並びに（ｄ）組み合わせにおける酸性基の内の約６５％から９０％を中和させるのに十分な量の金属カチオンを含む組み合わせを混合して反応させることによって調整されて、中和されたアイオノマー材料を生成する。成分は好ましくは、両方のコポリマーのガラス転移点又は融点より上の温度で混合される。

エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸の内の少なくとも一つとの未中和の（非アイオノマー）コポリマーは、約５重量パーセントから約１４重量パーセントの酸モノマーを有する。様々な好ましい実施形態では、このコポリマーは、約６重量パーセントから又は約７重量パーセントから又は約８重量パーセントから又は約９重量パーセントから、約１０重量パーセントまでの又は約１１重量パーセントまでの又は約１２重量パーセントまでの又は約１４重量パーセントまでの酸コモノマーを有する。言及され得る特に好ましい実施形態は、約６重量パーセントから約１１重量パーセントのアクリル酸モノマー、又は約７重量パーセントから約１１重量パーセントのアクリル酸モノマー、又は約８重量パーセントから約１０．５重量パーセントのアクリル酸モノマーを有するエチレンとアクリル酸とのコポリマー、及び、約８重量パーセントから約１４重量パーセントのメタクリル酸モノマー、又は約９重量パーセントから約１４重量パーセントのメタクリル酸モノマーを有するエチレンとメタクリル酸とのコポリマーである。特定の好ましい実施形態では、エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸の内の少なくとも一つとのコポリマーは、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に従って測定される、約７ｇ／１０分から約２５ｇ／１０分（２．１６ｋｇ＠１９０℃）のメルトインデックスを有する。

商業的に利用可能である、適切な非イオンの（未中和の）エチレン／アクリル酸、又はエチレン／メタクリル酸コポリマーの例は、両方ともＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｍｉｄｌａｎｄ， Ｍｉｃｈｉｇａｎから入手可能な、Ｐｒｉｍａｃｏｒ ３４４０［９．７重量％のアクリル酸コモノマーを有するエチレン／アクリル酸コポリマー、１０ｇ／１０分のメルトインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に従って２．１６ｋｇ＠１９０℃）、０．９３２ｇ／ｃｍ^３の密度、９８℃でのＤＳＣ融解ピーク、及び８１℃のビカット軟化点（ＡＳＴＭ Ｄ １５２５）］、並びにＰｒｉｍａｃｏｒ ３４６０と；ＤｕＰｏｎｔから入手可能なＮｕｃｒｅｌの商標名のエチレンメタクリル酸材料と；ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌから入手可能なＥｓｃｏｒの商標名のエチレンアクリル酸コポリマー固形物とを含む。

エチレン及びオクテンのメタロセン触媒コポリマー（ｂ）は、メタロセンシングルサイト触媒反応を用いて調整される。好ましいコポリマーは、約１０重量％から約５０重量％のオクテンモノマーユニットを含む。本発明の熱可塑性材料に含まれるエチレン及びオクテンのコポリマーは、欧州特許第００２９３５８号明細書、米国特許第４，７５２，５９７号明細書、米国特許第４，８０８，５６１号明細書、米国特許第４，９３７，２９９号明細書に開示されるようなシングルサイトメタロセン触媒反応によって形成され得、その教示は参照によって本明細書に組み込まれる。このようなコポリマーは、例えば、シクロペンタジエニル−遷移金属化合物、及びアルモキサンを含む触媒システムの存在下で高圧重合プロセスによって生成され得る。これらのコポリマーは、米国特許第５，２７２，２３６号明細書に開示されるようにも生成され得、その教示は参照によって本明細書に組み込まれる。特定の好ましい実施形態では、エチレン及びオクテンのコポリマーは、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に従って測定される約０．５ｇ／１０分から約３０ｇ／１０分のメルトインデックス（２．１６ｋｇ＠１９０℃）を有する。

エチレン及び１−オクテンの適切な市販のコポリマーの非限定的な例は、商標名Ｅｘａｃｔ（商標）でＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌによって、並びに、商標名Ｅｎｇａｇｅ（商標）８２００、Ｅｎｇａｇｅ（商標）８２０７、Ｅｎｇａｇｅ（商標）８１３０、及びＥｎｇａｇｅ（商標）８１３７でＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙによって販売されるものを含む。このようなコポリマーは、ＡＳＴＭ Ｄ−７９２に従って測定される約０．８６ｇ／ｃｃから約０．８７ｇ／ｃｃの密度、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に従って測定される約０．５ｇ／１０分から約３０ｇ／１０分のメルトインデックス（ＭＩ）（２．１６ｋｇ＠１９０℃）を有する実質的に線形のポリマーであり、好ましくは７０と５４との間のショアＤ硬度を有する。

未中和の又は非イオンの、エチレン／アクリル酸、又はエチレン／メタクリル酸は、未中和の又は非イオンのエチレン／アクリル酸、又はエチレン／メタクリル酸（ａ）、並びにエチレン及びオクテンのメタロセン触媒コポリマーの合計重量の約１０重量パーセントから約９０重量パーセントであり得る。様々な好ましい実施形態では、未中和の又は非イオンの、エチレン／アクリル酸、又はエチレン／メタクリル酸は、未中和の又は非イオンのエチレン／アクリル酸、又はエチレン／メタクリル酸（ａ）、並びにエチレン及びオクテンのメタロセン触媒コポリマーの合計重量の約２５重量パーセントから約７５重量パーセントであり得る。

熱可塑性ゴルフボール材料を作製するために用いられる組み合わせは、少なくとも一つの不飽和脂肪酸をさらに含む。適切な不飽和脂肪酸の非限定的な例は、トウハク酸（９−デセン酸），カプロレイン酸（４−デセン酸），ラウロレイン酸（９−ドデセン酸），４−ドデセン酸，ミリストレイン酸（９−テトラデセン酸），４−テトラデセン酸，５−テトラデセン酸，パルミトレイン酸（９−ヘキサデセン酸），オレイン酸（９−オクタデセン酸），ペトロセレリック酸（ｐｅｔｒｏｓｅｌｅｒｉｃ ａｃｉｄ）（６−オクタデセン酸），エライジン酸（トランス−９−オクタデセン酸），バクセン酸（トランス−１１−オクタデセン酸），ガドレイン酸（９−エイコセン酸），リシノール酸（１２−オクタデカ−９−エン酸），及びエルカ酸（１３−ドコセン酸）等のモノエチレン性不飽和脂肪酸；及び、リノール酸（９，１２−オクタデカジエン酸），９，１２−ドコサジエン酸，ヒラゴニン酸（６，１０，１４−ヘキサデカトリエン酸），リノレン酸（９，１２，１５−オクタデカトリエン酸），エレオステアリン酸（ｅｌａｅｏステアリン酸）（９，１１，１３−オクタデカトリエン酸），パリナリン酸（９，１１，１３，１５−オクタデカテトラエン酸），モロクチン酸（４，８，１２，１５−オクタデカテトラエン酸），アラキドン酸（５，８，１１，１４−エイコサテトラエン酸），及びクルパナドン酸（ドカサペンタン酸（ｄｏｃａｓａｐｅｎｔａｅｎｏｉｃ ａｃｉｄ））等のポリエチレン性不飽和脂肪酸である。中でも、ミリストレイン酸，オレイン酸，リノール酸，リノレン酸，リシノール酸，アラキドン酸、及びこれらの組み合わせを含むものが、好ましい実施形態である。特定の好ましい実施形態は、少なくとも一つのポリエチレン性不飽和脂肪酸を含む。他の好ましい実施形態は、少なくとも一つのモノエチレン性不飽和脂肪酸、及び少なくとも一つのポリエチレン性不飽和脂肪酸を含む。様々な実施形態では、脂肪酸は、他の１８個の炭素の脂肪酸を有する約７５重量％のオレイン酸を含む混合物、特に、約７５重量％のオレイン酸、約１４重量％のリノール酸、及び約１１重量％のステアリン酸の混合物等の、オレイン酸及びリノール酸の混合物である。

不飽和脂肪酸は、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーの１００重量部を基準に、５０重量部から１７５重量部、好ましくは８０重量部から１５０重量部、より好ましくは９０重量部から１４０重量部の量で用いられ得る。“（メタ）アクリル”は、メタクリル酸、アクリル酸、又は両方を示すために用いられる。

飽和脂肪酸もまた含まれ得る。適切な飽和脂肪酸の非限定的な例は、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、及びセロチン酸（ｃｅｏｔｉｃ ａｃｉｄ）を含む。これらの組み合わせが用いられ得る。一般的に、飽和脂肪酸は、エチレン（メタ）酸コポリマーの１００重量部を基準に、５０重量部から１７５重量部の量で用いられ得る。

不飽和脂肪酸それら自身は、脂肪酸の塩ではなく、熱可塑性ゴルフボール材料を作製する方法において用いられる。

組み合わせは、金属カチオンをさらに含む。用いられ得る金属カチオンのための適切なソースの非限定的な例は、酢酸塩、酸化物、並びに、リチウム、カルシウム、亜鉛、ナトリウム、カリウム、ニッケル、マグネシウム、アルミニウム、ジルコニウム及びマンガンの水酸化物を含む。適切な金属カチオンソースのいくつかの特定の非限定的な例は、水酸化リチウム一水和物、水酸化リチウム、酸化リチウム、酢酸リチウム、水酸化カルシウム、酢酸カルシウム、酸化カルシウム、酢酸亜鉛二水和物、酢酸亜鉛、又は、酸化亜鉛と酢酸とのブレンド、水酸化ナトリウム、酢酸ナトリウム、水酸化カリウム、酢酸カリウム、酢酸ニッケル、酸化ニッケル、水酸化ニッケル、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酢酸マグネシウム、酢酸マンガン、及び酸化マンガンである。これらは任意の組合せにおいて用いられ得る。

様々な好ましい実施形態では、金属カチオンソースは、酢酸亜鉛二水和物、酢酸亜鉛、又は、酸化亜鉛と酢酸とのブレンド、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酢酸マグネシウム、及びこれらの組み合わせから選択される。

金属カチオンは、組み合わせにおける酸性基の内の約６５％から約９０％を中和させるのに十分な量で含まれており、中和されたアイオノマー材料を生成する。様々な好ましい実施形態では、金属カチオンは、組み合わせの酸性基の内の約６５％又は約７５％から約８５％又は約９０％を中和させるのに十分な量で含まれ、好ましくは、コポリマー（ａ）及び（ｂ）の酸性基の、より好ましくは熱可塑性材料における全ての酸性基の、約７５％から約８５％を中和させるのに十分な量で含まれる。

アイオノマー熱可塑性ゴルフボール材料は、従来の溶融ブレンド手順に従って生成され得る。好ましい実施形態では、コポリマー、不飽和脂肪酸及び金属カチオンソースは、Ｂａｎｂｕｒｙ（商標）タイプのミキサー、二本ロール機、又は押出機、例えば２軸押出機においてブレンドされる。融液では、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマー及び脂肪酸の両方の酸性基の水素が、金属カチオンによる縮合反応を受ける。コポリマー、不飽和脂肪酸及び金属カチオンの組み合わせは、両方のコポリマーが溶融する温度で混合され得る。いくつかの好ましい実施形態では、コポリマー、不飽和脂肪酸及び金属カチオンの組み合わせは、所望の割合の酸性基の中和が完了するまで、約１５０℃から約２００℃の温度で共に混合される。ブレンドされ、反応したアイオノマー熱可塑性材料はその後冷却され、スラブ、ペレット又は他の慣用の形状若しくは小片に形成され、成形が所望されるまでこのような状態で維持される。

アイオノマー熱可塑性ゴルフボール材料の作製において用いられる材料は、好ましくは、無水マレイン酸又はマレイン酸修飾物を含まず、好ましくは、相溶化剤である任意のさらなる材料を含まない。

アイオノマー熱可塑性材料は、ゴルフボール構成要素の形に形成される。説明されたように調整された熱可塑性ゴルフボール材料は、コアの作製において、又は、アウターコア層若しくはマントル層を含む、又はカバーとしての、ゴルフボールの任意の層において用いられ得る。

ゴルフボール及びその構成要素は、当該技術分野において周知であるものを含むがそれらの限定されない成形プロセスによって製造され得る。例えば、ゴルフボール構成要素は、ゴルフボールのコア、アウターコア層若しくはマントル等の中間層、又はカバー層として、アイオノマー熱可塑性材料を射出成形、反応射出成形、液状射出成形、及び／又は圧縮成形することによって製造され得る。アイオノマー熱可塑性材料は、ゴルフボールの層又は一より多い構成要素において用いられ得る。

一実施形態では、アイオノマー熱可塑性物質の、顆粒、ペレット又は他の小片は、成形の前又は間に、一以上の慣用の添加剤と、混合される又は乾式混合される又は配合される。様々な実施形態ではこのような混合物又は乾式混合されたアイオノマー熱可塑性材料は、モールド内への射出の前にシリンダーの混合セクションにおいて均質化が生じる射出成形機内へ供給される。様々な追加の材料は、このような材料がゴルフボールの競技に適した特性を実質的に減少させない限り、ゴルフボールの作製における本発明のアイオノマー熱可塑性材料へ加えられ得る。用いられる追加の材料は、一般的に、どのボール構成要素−コア、カバー又は中間層−が熱可塑性材料から作製されるかに依存するであろう。

様々な充填剤が、ゴルフボール構成要素層を形成するために用いられる組成へ加えられ得、製造コストを低減する、重量を増加させる若しくは低下させる、熱可塑性材料を強化する、ボール層密度若しくは曲げ弾性率（ｆｌｅｘ ｍｏｄｕｌｕｓ）を調節する、ボールの離型に役立つ及び／又はアイオノマー熱可塑性材料のメルトフローインデックス及び同類のものを調節する。適切な充填剤の非限定的な例は、クレイ、タルク、アスベスト、グラファイト、ガラス、マイカ、メタケイ酸カルシウム、硫酸バリウム、硫化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸塩、珪藻土、（炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム及び同類のもの等の）炭酸塩、（チタン、タングステン、アルミニウム、ビスマス、ニッケル、モリブデン、鉄、銅、真鍮、ホウ素、青銅、コバルト、ベリリウム及びそれらの合金等の）金属、（酸化亜鉛、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム及び同類のもの）金属酸化物、（高分子量ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンアイオノマー樹脂及び同類のもの等の）微粒子の合成プラスチック、（カーボンブラック、天然瀝青及び同類のもの等の）微粒子の炭素質材料、並びに、コットンフロック、セルロースフロック及び／又は革の繊維を含む。重い重量の充填剤の非限定的な例は、チタン、タングステン、アルミニウム、ビスマス、ニッケル、モリブデン、鉄、鋼、鉛、銅、真鍮、ホウ素、炭化ホウ素ウィスカ、青銅、コバルト、ベリリウム、亜鉛、スズ、（酸化亜鉛、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等の）金属酸化物、並びに、（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸リチウム及びステアリン酸マグネシウム等の）ステアリン酸金属塩を含む。他の好ましい充填剤は、石灰石（重質炭酸カルシウム又は炭酸マグネシウム）、及び地盤フラッシュ（ｇｒｏｕｎｄ ｆｌａｓｈ）充填剤を含む。（一般的にアウターカバー層以外の）ゴルフボールの層において用いられ得る充填剤は典型的には、例えば（一般的に細長いファイバー及びフロックを除いて）一般的に約２０米国標準メッシュ未満の、好ましくは約１００米国標準メッシュ未満の粒子サイズ等の微細に分割された形態である。フロック及びファイバーサイズは、加工を促進するために十分に小さくあるべきである。充填剤粒子サイズは、所望の効果、コスト、追加の容易さ、及び散布の考慮に依存するであろう。ゴルフボール層に関する充填剤は好ましくは、ケイ酸（ｈｙｄｒａｔｅｄ ｓｉｌｉｃａ）、クレイ、タルク、アスベスト、ガラスファイバー、アラミドファイバー、マイカ、メタケイ酸カルシウム、硫酸バリウム、硫化亜鉛、リトポン、ケイ酸塩、炭化珪素、珪藻土、ポリ塩化ビニル、炭酸塩、金属、金属合金、炭化タングステン、金属酸化物、ステアリン酸金属塩、微粒子の炭素質材料、マイクロバルーン及びそれらの組み合わせから成る群から選択される。

充填剤は、ゴルフボールの任意の又は全ての層へ加えられ得る。このような充填剤は、ゴルフボール層の特性を調節するために、層を強化するために、又は任意の他の目的に関して用いられ得る。本発明の熱可塑性材料ブレンドにおいて、充填剤を強化することは、ゴルフボール層における材料の反発係数（ＣＯＲ）を損なうことなく、又は大幅に減少させること無く用いられ得る。採用される充填剤の量は主に、熱可塑性材料が用いられるゴルフボールの層、所望の機械特性、及びゴルフボール上の重量制限に応じる。例えば、重量は、ゴルフボールのコアとカバーを含むアウター層との間に分布し得、ゴルフボールの慣性モーメントを制御し、それによってその性能を潜在的に変化させる。

カバーは、黄色又は白色顔料等の顔料を、特に二酸化チタン又は酸化亜鉛等の白色顔料を配合し得る。一般的に二酸化チタンは例えば、樹脂又はポリマーの１００重量部に渡される約０．５重量部又は１重量部から約８重量部又は１０重量部の量の白色顔料として用いられる。様々な実施形態では、白色のカバーは、少量の青色顔料又は光沢剤によって着色され得る。

カバー又は他の層は、分散剤等の一以上の慣用の添加剤、ピペリジン及びオキサニリド（ｏｘａｎａｌｉｄｅｓ）等のヒンダードアミン光安定剤、ベンゾトリアゾール、トリアジン及びヒンダードフェノール等の紫外線光吸収剤、フェノール類、亜リン酸塩及びヒドラジド等の酸化防止剤、消泡剤、加工助剤、界面活性剤、蛍光材料及び蛍光増白剤、安定剤、加工助剤等も含み得る。

他の例示的なカバー材料は、青色色素等の色素、二酸化チタン及び酸化亜鉛等の顔料、並びに帯電防止剤を含む。

コアが形成され、その後、カバーによって覆われる。ゴルフボールは、特定の構成要素に関して用いられる材料に応じて、圧縮成形、熱成形、格納ピン射出成形、反応射出成形（ＲＩＭ）、及び液体射出成形（ＬＩＭ）を含む射出成形、鋳造、真空成型、粉体塗装、流し塗り、スピンコーティング、浸漬、噴霧等の種々の技術を用いて形成され得る。例えば、鋳造、ＲＩＭ又はＬＩＭは、材料が熱硬化性であるときに好ましいことがあるのに対して、圧縮成形又は射出成形は、液体組成物又は熱可塑性前駆体に関して好ましいことがある。これらの方法は、例えば射出成形、圧縮成形、鋳造、真空成型、粉体塗装、射出成形等によって形成されるディンプルカバー層によってその後覆われ得る、（単一の又はアウター層を有する）コアを用意することにおいて用いられ得る。

ゴルフボールが成形された後、それは、米国特許第４，９１１，４５１号明細書において開示されるような、バフ研磨、塗装及びマーキング等の様々なさらなる加工段階を受け得る。

全体で、ゴルフボールのコア１２（及びあらゆる任意のコア層）並びにそのコア層１６又は層１４は好ましくは、組み合わさって、１．６８０インチ以上の直径、ＵＳＧＡのルールによって許可される最小の直径、を有し、規則に従ったゴルフボールのために１．６２オンス以下の重量のボールを形成する。オーバーサイズのゴルフボールも、必要に応じて、熱可塑性材料を用いて製造され得る。

本発明の他の一つの実施形態では、ゴルフボールは、本発明のブレンドを含む、ワンピースの又は単一の構造のゴルフボールであり得る。記載されたような熱可塑性材料は、非常に耐久性のあるゴルフボールを提供する。このようなゴルフボールは、塗装され得る、又は透明な被覆を、若しくは必要であれば他のマーキングを有し得る。

本発明の特に好ましい実施形態では、ゴルフボールは、被覆率が表面の６５％以上であるディンプルパターンを有する。ゴルフボールは典型的には、耐久性のある、耐摩耗性の、且つ比較的無黄変の上塗りによって被覆される。

カバーは、射出成形、圧縮成形、鋳造、真空成型、粉体塗装、射出成形等によって、（単一の又はアウター層を有する）コア上で形成される。例えば、カバーが射出成形によって形成されるとき、事前に製造されたコアは、モールド内部にセットされ得、カバー材料がモールド内に射出され得る。カバーは典型的には、射出成形又は圧縮成形によってコア上に成形される。反応射出成形は、熱硬化性カバーを提供するために用いられ得る。代わりに、用いられ得る他の一つの方法は、ダイカスト又は他の一つの成形法によってカバー材料からの半分のカバーのペアを予備成形する段階と、半分のカバーにおいてコアを囲む段階と、例えば１分から５分の期間の間に１２０℃と１７０℃との間で圧縮成形して、コアの周りにカバーの半分を取り付ける段階を含む。他の一つの方法では、カバー組成物は、コアの周りに鋳造され得る。鋳造されたカバーは好ましくは閉じられたモールドにおいて硬化される。鋳造プロセスは、窒素下で実施され得る。カバーの第１の半分は、コアの上にモールドにおいて形成され得、その後カバーの第２の半分が第一の半分へ組み立てられ、硬化されて、完成したカバーを形成する。コアとカバーとの間の接着を向上させるために、コアは、その上のカバーが形成される前に表面処理され得る。適切な表面調整の非限定的な例は、機械的又は化学的摩耗、コロナ放電、プラズマ処理、又はシラン等の接着促進剤の適用を含む。カバーは典型的には、ゴルフボールへ所望の空気力学的特性を提供するために、ディンプルパターン及びプロファイルを有する。

典型的には、カバーは、約０．５ｍｍから約３ｍｍの厚さを有し得る。

ゴルフボールは、カバーの上にコーティングを有し得る。コーティングは、熱可塑性又は熱硬化性ポリウレタンコーティング、好ましくは熱硬化性ポリウレタンコーティングであり得る。特定の好ましい実施形態では、コーティングは、（ａ）少なくとも一つのポリイソシアネートと、（ｂ）少なくとも一つの高分子ポリオールと、（ｃ）必要に応じて、二つ以上のイソシアネート反応基（又は“増量剤”）を有する少なくとも一つのさらなる反応物質と、（ｄ）必要に応じて、イソシアネート、ヒドロキシル基と反応する、又は、ポリウレタンを形成する反応物質の内の一つにおいて存在する他の一つの官能基と反応する、少なくとも一つの官能基を有する、ポリシロキサン又はフルオロポリマーと、の反応生成物であるポリウレタンを含む。ポリイソシアネート、高分子ジオール及び増量剤は、ポリウレタンを含むコーティングが、必要とされる硬度を有するように、すでに言及されたものから選択され得、分配され得る。

カバーの組成に応じて、カバーは、その表面へのプライマ―若しくは接着促進剤の適用によって、又は、プラズマ前処理、コロナ前処理、ＵＶ照射処理、及び電子ビーム照射処理又は火炎前処理によりその表面を処理することによって、サンディングによって、若しくは、そうでなければカバーの表面を機械的に研磨することによって、コーティング層を受け入れるように有用に容易され得る。図２は、透明なプライマ―又は接着促進剤層１０８がコーティング１０６の前にカバー１０４の表面へ適用されるゴルフボールを示す。

コーティング組成物は、噴霧、ブラッシング、浸漬、圧延、ローラー塗り、流し塗り、積層、又は射出バックモールディングによって等の、様々な方法によってゴルフボールカバーへ適用され得る。特定の適用法は、コーティング分野においてよく知られるように、コーティングの配合に依存するであろう。コーティング組成物が（有機物又は水であろうとなかろうと）溶媒を含む場合、溶媒は、ゴルフボール上にコーティング層を形成する段階において蒸発する。適用されたコーティングは、例えば華氏約１５０°から華氏約２００°（約６５．６℃から約９３．３℃）の温度で加熱され得、溶媒の蒸発を促進する、又は、熱硬化性コーティングの場合、バインダーを硬化させもする。

典型的には、コーティング層は、約５μｍから約１００μｍの厚さを有する。様々な実施形態では、コーティング層は、約５μｍ又は約１０μｍ又は約１５μｍから約１００μｍ又は約７５μｍ又は約５０μｍ又は約２５μｍ又は約２０μｍの厚さであり得る。

ＵＳＧＡは競技において用いられるゴルフボールが少なくとも１．６８インチの直径、及び１．６２オンス以下の重量を有することを要求するが、アイオノマー熱可塑性ゴルフボール材料によって作製されるゴルフボールは、任意のサイズであり得る。ＵＳＧＡの競技会の外部のプレイに関して、ゴルフボールはより小さな直径を有し得、より重いことがある。

以下の実施例は、本方法の範疇、並びに、説明される及び特許請求の範囲で特定されるような組成を示すが、それらをいかようにも限定するものではない。全てのパーツは、特に明記されない限り、重量部（ｐａｒｔｓ ｂｙ ｗｅｉｇｈｔ）である。

実施例
実施例は、表１に示されるような材料によって調整された。

熱可塑性ゴルフボール材料の調製 実施例１−４
熱可塑性ゴルフボール材料は、１５０ｒｐｍで回転する共回転スクリューを有するＷｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒの３０ｍｍの２軸押出機を用いて以下のように各実施例に関して調整された。二つのポリマー（Ｐｒｉｍａｃｏｒ（商標）３４４０及びＥｎｇａｇｅ（商標）８１３０、又は、Ｐｒｉｍａｃｏｒ３４４０及びＥｎｇａｇｅ８２００）は、予混合され、押出機のメインの供給ホッパー内に充填される。これらは、作製されている実施例に関する処方に従って決定される速度で供給される、水酸化マグネシウム及び脂肪酸と共に押出機内へ供給される。これらの材料の組み合わせは、１００℃で第１のゾーンを、１５０℃で第２のゾーンを、その後、１８０℃で３つの連続したゾーンを通り抜け、その間に材料は溶融混合され、一緒に反応される。生成物の熱可塑性ゴルフボール材料は、押し出され、ペレットに切断される。

ゴルフボールの調製
実施例１−８の熱可塑性ゴルフボール材料が、実施例のゴルフボールを調製するために用いられた。調製されていた熱可塑性材料が、ゴルフボールのコアに成形された。そして、これらのコアは、射出成形機を、その後インサート成形プロセスを利用して、５０−５０重量の、Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）９９１０／８９４０のブレンドによってオーバーモールドされた。熱いＳｕｒｌｙｎ（登録商標）材料ブレンドが周りに射出される間、機械的に作動するピンは、モールドキャビティの中心においてコアを保持した。ボールは、モールドから取り出され、ゲート跡が除去され、ボールは冷却された。

比較のボールが同様の方法で作製されたが、コア材料としてＥ．Ｉ． ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｉｎｃから得られる、ＨＰＦ２０００を用いた。

ゴルフボールの試験
実施例１−８を用いて調整されたゴルフボールの各々の圧縮変形及び反発係数が以下のように測定された。

“反発係数”（ＣＯＲ）は以下のように測定された。ゴルフボールは、４０ｍ／秒の初期速度で、エアキャノンから約１．２メートル離れた位置の壁又はスチールプレートに対して、空気砲によって発射される。速度モニタ装置は、キャノンから０．６から０．９メートルの距離に位置する。プレートに当たった後、ゴルフボールは速度モニタ装置を通って跳ね返る。初期速度によって割られた戻り速度がＣＯＲである。

圧縮変形：圧縮変形は、力が１０ｋｇから１３０ｋｇへ増加するときの、ボールの変形量として測定される。圧縮変形は、１０ｋｇの力の下でのボールの変形量と１３０ｋｇの力の下でのボールの変形量との間の差として報告される。例えば、１０ｋｇの力の下で０．５ｍｍ、１３０ｋｇの力の下で５．０ｍｍ変形するゴルフボールは、４．５ｍｍの圧縮変形を有する。

Ｎｉｋｅ， Ｉｎｃから得られる、Ｏｎｅ ＲＺＮ及びＯｎｅ ＲＺＮ Ｘの商標名で売られる市販のゴルフボールもまた試験された。結果は表２に示される。

試験の結果は、完全に中和されてはいないＥ／Ｘ及びメタロセンブレンドを用いて製造された実験的熱可塑性物質が、市販のＨＰＦ２０００生成物のものに非常に近い特性を有することを明らかにする。

実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的のために提供されてきた。それは、本発明を網羅する又は限定する意図はされていない。特定の実施形態の個別の要素又は特徴は一般的にその特定の実施形態に限定されず、たとえ具体的に示されていなくても又は説明されていなくても、該当する場合は、交換可能であり、且つ選択された実施形態において用いられ得る。また、同じように、多くの方法で変更され得る。このような変更は、本発明からの発展としてではないものであり、全てのこのような修正は、本発明の範疇内に含まれると意図される。

Claims (20)

1. （ａ）約５重量パーセントから約１４重量パーセントの酸モノマーを有する、エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸の内の少なくとも一つと、の未中和のコポリマーと；（ｂ）エチレン及びオクテンのメタロセン触媒コポリマーと；（ｃ）不飽和脂肪酸と；（ｄ）約６５％から約９０％の酸性基を中和するのに十分な量の金属カチオンと、を組み合わせて反応させて、アイオノマー熱可塑性材料を製造する段階を含む、熱可塑性ゴルフボール材料の作製方法。
2. 組み合わせて反応させる段階が、約１５０℃から約２００℃の温度で実行される、請求項１に記載の方法。
3. 不飽和脂肪酸のエチレン性不飽和基の少なくとも一部が反応する、請求項１又は２に記載の方法。
4. 未中和のコポリマー（ａ）が、エチレン及びアクリル酸のコポリマーである、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
5. コポリマー（ａ）が、約８重量パーセントから約１０．５重量パーセントのアクリル酸モノマーユニットを含む、請求項４に記載の方法。
6. 未中和のコポリマー（ａ）が、エチレン及びメタクリル酸のコポリマーである、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
7. コポリマー（ａ）が、約９重量パーセントから約１２重量パーセントのメタクリル酸モノマーユニットを含む、請求項６に記載の方法。
8. 未中和のコポリマー（ａ）が、未中和のコポリマー（ａ）と、エチレン及びオクテンのコポリマー（ｂ）の合計重量の約５５重量パーセントから約９５重量パーセントである、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
9. 不飽和脂肪酸が、モノエチレン性不飽和脂肪酸を含む、請求項１から８の何れか一項に記載の方法。
10. 不飽和脂肪酸が、ポリエチレン性不飽和脂肪酸を含む、請求項１から９の何れか一項に記載の方法。
11. 不飽和脂肪酸が、ミリストレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノール酸、アラキドン酸、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される要素を含む、請求項１から８の何れか一項に記載の方法。
12. 不飽和脂肪酸が、オレイン酸及びリノール酸を含む、請求項１から８の何れか一項に記載の方法。
13. 金属カチオンが、酢酸亜鉛二水和物、酢酸亜鉛、酸化亜鉛と酢酸とのブレンド、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酢酸マグネシウム、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される要素を含むソースによって提供される、請求項１から１２の何れか一項に記載の方法。
14. 金属カチオンが、酸性基の約７５％から約８５％を中和するのに十分な量で含まれる、請求項１から１３の何れか一項に記載の方法。
15. 組み合わせて反応させる段階が、押出機において実行される、請求項１から１４の何れか一項に記載の方法。
16. アイオノマー熱可塑性材料が、無水マレイン酸、又はマレイン酸修飾物を含まない、請求項１から１４の何れか一項に記載の方法。
17. 請求項１から１６のいずれか一項に従って調製されたアイオノマー熱可塑性材料を含むゴルフボール。
18. ゴルフボールのコアが、アイオノマー熱可塑性材料を含む、請求項１７に記載のゴルフボール。
19. ゴルフボールのコアと、ゴルフボールのカバーとの間の層が、アイオノマー熱可塑性材料を含む、請求項１７に記載のゴルフボール。
20. ゴルフボールのカバーが、アイオノマー熱可塑性材料を含む、請求項１７に記載のゴルフボール。

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