JP2017000509A - ゴルフボール用樹脂組成物およびゴルフボール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のゴルフボール用樹脂組成物は、曲げ角度が21°〜30°の曲げ剛性(M21−30)が600kgf/cm2〜5,000kgf/cm2、反発弾性率(R)が50%以上、スラブ硬度(ショアD)が40〜65、メルトフローレイト(190℃、2.16kg)が1.0g/10min以上であり、反発指標値((M21−30)0.5×(R/100)3)が8.5以上であることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
(M21−30)0.5×(R/100)3 ≧ 8.5
前記ゴルフボール用樹脂組成物は、前記曲げ剛性、反発弾性率、スラブ硬度、MFRが上記要件を満たすものであれば特に限定されず、従来公知の材料を用いることができる。
ゴルフボール用樹脂組成物は、樹脂成分として熱可塑性樹脂を含有する。前記熱可塑性樹脂としては、例えば、アイオノマー樹脂、熱可塑性オレフィン共重合体、熱可塑性ポリアミド、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性スチレン系樹脂、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性アクリル樹脂、熱可塑性ポリオレフィン、熱可塑性ポリジエン、熱可塑性ポリエーテルなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂の中でも、ゴム弾性を有する熱可塑性エラストマーが好ましい。前記熱可塑性エラストマーとしては、例えば、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性ポリアミドエラストマー、熱可塑性スチレン系エラストマー、熱可塑性ポリエステルエラストマー、熱可塑性アクリル系エラストマーが挙げられる。
前記ゴルフボール用樹脂組成物は、さらに(B)脂肪酸および/または脂肪酸金属塩を含有することが好ましい。(B)脂肪酸および/または脂肪酸金属塩を含有することにより、ゴルフボール用樹脂組成物の流動性が向上し、構成部材を射出成型法によって作製できる。前記(B)脂肪酸および/または脂肪酸金属塩は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
前記ゴルフボール用樹脂組成物は、さらに(C)金属化合物を含有してもよい。(C)金属化合物は、ゴルフボール用樹脂組成物の未中和のカルボキシル基を中和するために必要に応じて添加される。(C)前記金属化合物としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化銅などの金属水酸化物;酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化銅などの金属酸化物;炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウムなどの金属炭酸化物が挙げられる。これらの(C)金属化合物は単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
前記ゴルフボール用樹脂組成物は、さらに(D)両性界面活性剤を含有してもよい。(D)両性界面活性剤は、アイオノマー樹脂のイオン会合体に取り込まれて、イオン会合体を微分散化してエチレン鎖の結晶化を阻害したり、イオン会合体による主鎖の拘束を弱めたりすると考えられる。これらの作用により、本発明のゴルフボール用樹脂組成物は、分子鎖の運動性が高くなり、柔軟性を維持したまま反発性が高くなる。
式中、Σ(樹脂組成物が有する陰イオン成分のモル数×陰イオン成分の価数)は、(A)成分のカルボキシル基のモル数、および、(B)成分のカルボキシル基のモル数の合計である。なお、ゴルフボール用樹脂組成物が(D)成分を含有する場合、これらの成分が有する陰イオン形成基のモル数とその陰イオン形成基の価数との積が加算される。]
前記ゴルフボール用樹脂組成物は、さらに(E)フィラーを含有してもよい。前記(E)フィラーとしては、従来公知のフィラーを使用できる。前記(E)フィラーとしては、(e−1)表面が重合体で被覆された金属フィラー、(e−2)表面に極性官能基を有する炭素質フィラーが好ましい。
本発明のゴルフボールは、例えば、コアと前記コアを被覆するように配設された単層の中間層と、前記中間層を被覆するように配設されたカバーとを有するスリーピースゴルフボール;または、コアと前記コアを被覆するように配設された一以上の中間層と、前記中間層を被覆するように配設されたカバーを有するマルチピースゴルフボール(前記スリーピースゴルフボールを含む)を構成するいずれかの構成部材が前記ゴルフボール用樹脂組成物から成形されているゴルフボールを挙げることができる。これらの中でも、中間層が、本発明のゴルフボール用樹脂組成物から成形されているゴルフボールが好ましい。
(1)コア硬度(ショアD硬度)
コアの表面部において測定した硬度をコア表面硬度とした。また、コアを半球状に切断し、切断面の中心において測定した硬度をコア中心硬度とした。硬度は、自動硬度計(H.バーレイス社製、デジテストII)を用いて測定した。検出器は、「Shore D」を用いた。
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週間保存した。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、自動硬度計(H.バーレイス社製、デジテストII)を用いて硬度を測定した。検出器は、「Shore D」を用いた。
コアまたはゴルフボールに初期荷重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(圧縮方向にコアまたはゴルフボールが縮む量)を測定した。
ゴルフボール用樹脂組成物を用いて、熱プレス成形(190℃、10分間)により、厚み約2mm、幅20mm、長さ100mmの試験片を作製した。この試験片を、温度23±2℃、相対湿度50±5%で、14日間保存した。作製した試験片について、オルゼン剛性度試験機(東洋精機製作所製)を用いて所定の曲げ角度における荷重目盛を測定し、横軸に曲げ角度(°)、縦軸に荷重目盛の読みをプロットし、その一次近似曲線の傾きを求めた。測定条件は、温度23±2℃、相対湿度50±5%、曲げ速度60°/min、支点間距離50mmとした。曲げ剛性は、前記傾きの値に8.7078を乗じ、試験片の厚み(cm)の三乗で除することで算出した。なお、曲げ角度3°〜12°の曲げ剛性は曲げ角度3°、6°、9°および12°における荷重目盛、曲げ角度21°〜30°の曲げ剛性は曲げ角度21°、24°、27°および30°における荷重目盛を測定した。
反発弾性試験は、JIS K6255(2013)に準じて行った。ゴルフボール用樹脂組成物を用いて、熱プレス成形(170℃、10分間)により、厚み約2mmのシートを作製し、当該シートから直径28mmの円形状に打抜いたものを6枚重ねることにより、厚さ約12mm、直径28mmの円柱状試験片を作製した。この試験片を、温度23±2℃、相対湿度50±5%で、12時間保存した。作製した試験片について、リュプケ式反発弾性試験測定装置(株式会社上島製作所製)を用いて、反発弾性率を測定した。上記重ね合わせた試験片の平面部分を機械的固定法で支持し、測定条件は、温度23℃、相対湿度50%、打撃端直径12.50±0.05mm、打撃質量0.35±0.01kg、打撃速度1.4±0.01m/sとした。
フローテスター(島津製作所社製、島津フローテスターCFT−100C)を用いて、JIS K7210に準じて、ゴルフボール用樹脂組成物のメルトフローレイト(MFR)(g/10min)を測定した。なお、測定は、測定温度190℃、荷重2.16kgの条件で行った。
各ゴルフボールに198.4gの金属製円筒物を40m/秒の速度で衝突させ、衝突前後の円筒物およびゴルフボールの速度を測定し、それぞれの速度および重量から各ゴルフボールの反発係数を算出した。測定は各ゴルフボールについて12個ずつ行って、その平均値を各ゴルフボールの反発係数とした。
ゴルフラボラトリ−社製のスイングロボットM/Cに、メタルヘッド製W#1ドライバー(ダンロップスポーツ社製、XXIO S ロフト11°)を取り付け、ヘッドスピ−ド40m/秒でゴルフボールを打撃し、飛距離(発射始点から静止地点までの距離)を測定し、下記基準で飛距離を評価した。なお、測定は、各ゴルフボールについて12回ずつ行って、その平均値をそのゴルフボールの測定値とした。なお、各ゴルフボールの飛距離は、ゴルフボールNo.12の飛距離との差(飛距離の差=各ゴルフボールの飛距離−ゴルフボールNo.12の飛距離)を算出し、下記基準で評価した。
評価基準
優:飛距離の差が3.0ヤ−ド以上である。
良:飛距離の差が0ヤ−ド以上、3.0ヤ−ド未満である。
劣:飛距離の差が0未満である。
アマチュアゴルファー(上級者)10人により、ドライバーを用いた実打テストを行って、各人の打撃時のフィーリングを下記基準で評価させた。10人の評価のうち、最も多い評価をそのゴルフボールの打球感とした。
評価基準
優:衝撃が少なくてフィーリングが良い。
良:普通。
劣:衝撃が大きくてフィーリングが悪い。
(1)コアの作製
表1に示す配合のコア用ゴム組成物を混練し、半球状キャビティを有する上下金型内で170℃、20分間加熱プレスすることにより球状コアを得た。なお、硫酸バリウムは、得られるゴルフボールの質量が、45.4gとなるように適量加えた。
アクリル酸亜鉛:日本蒸留社製、「ZNDA−90S」
ジクミルパーオキサイド:日油株式会社製、「パークミルD」
2−チオナフトール:東京化成工業社製
硫酸バリウム:堺化学社製、「硫酸バリウムBD」
表2〜5に示した配合となるように、(A)成分、(B)成分、(C)成分および(D)成分をニーダーに入れて、220℃、20分間混練してゴルフボール用樹脂組成物を調製し、押出機を用いてペレット化した。
表6に示した配合となるように、(A)成分、(B)成分、(C)成分および(D)成分をニーダーに入れて、220℃、20分間混練した。その後、(E)成分を投入し、さらに10分間混練してゴルフボール用樹脂組成物を調製し、押出機を用いてペレット化した。なお、(E)成分を投入する際の材料温度、投入後の混練温度は、PCF7670またはエスベンNO12を用いる場合は200℃、Rap dGOを用いる場合は180℃とした。
二元共重合体1:エチレン−メタクリル酸共重合体(メタクリル酸の含有率:15質量%、MFR(190℃、2.16kg荷重):60g/10min、曲げ剛性率:81MPa)
二元共重合体2:エチレン−メタクリル酸共重合体(メタクリル酸の含有率:20質量%、MFR(190℃、2.16kg荷重):60g/10min)
三元共重合体1:エチレン/メタクリル酸共重合体(メタクリル酸の含有率:8質量%)
二元共重合体3:エチレン/メタクリル酸共重合体(メタクリル酸の含有率:9質量%、MFR(190℃、2.16kg荷重):8g/10min)
二元共重合体4:エチレン/メタクリル酸共重合体(メタクリル酸の含有率:11質量%、MFR(190℃、2.16kg荷重):8g/10min)
ベヘン酸:東京化成工業社製
ステアリン酸:東京化成工業社製
オレイン酸:東京化成工業社製
リノール酸:東京化成工業社製
オレイルベタイン:ルーブリゾール社製の「Chembetaine OL」から水分と塩分を除去したもの
水酸化マグネシウム:和光純薬工業社製
水酸化ナトリウム:和光純薬工業社製
PCF7620A:東洋アルミニウム社製、表面が重合体で被覆されたアルミニウム粉末(短手方向の平均径:0.3μm、長手方向の平均径:18μm、平均アスペクト比:60、コート剤:(メタ)アクリル酸および/または(メタ)アクリル酸誘導体からなる重合体、表面官能基量:40μg/g〜150μg/g)
Rap dGO:ニシナマテリアル製、酸化グラフェン(極性官能基が炭素フィラーに直接結合している炭素質フィラー、平均短径:2μm、平均長径:20μm、平均アスペクト比:10、平均厚さ:5nm、官能基種類:カルボキシ基、ヒドロキシ基、官能基量:1.2mmol/g)
エスベンNO12:有機ホージュン社製、有機化モンモリナイト
ゴルフボールNo.1〜11、13、14、16〜34
球状コア上に前記樹脂組成物を射出成形することにより、コアを被覆する中間層(厚さ1mm)を形成した。樹脂組成物は、射出装置のシリンダー部分で200℃〜260℃に加熱され、15MPaの圧力で型締めした金型に射出され、30秒間冷却して型開きして中間層が形成された球体を取り出した。なお、ゴルフボールNo.12、15では、樹脂組成物の流動性が低いため、射出成型法によって中間層を作製することができなかった。
ペレット化した前記樹脂組成物をハーフシェル成形用金型の下型の凹部ごとに1つずつ投入し、加圧してハーフシェルを成形した。前記球状コアを、得られた2枚のハーフシェルで同心円状に被覆して、圧縮成形により、厚さ1.0mmの中間層を成形した。圧縮成形は、成形温度170℃、成形時間15分の条件で行った。
表7に示した配合材料を用いて、二軸混練型押出機によりミキシングして、ペレット状のカバー用組成物を調製した。カバー用組成物の押出条件は、スクリュー径45mm、スクリュー回転数200rpm、スクリューL/D=35であり、配合物は、押出機のダイの位置で160〜230℃に加熱された。得られたゴルフボール本体の表面をサンドブラスト処理して、マーキングを施した後、クリアーペイントを塗布し、40℃のオーブンで塗料を乾燥させ、直径42.7mm、質量45.4gのゴルフボールを得た。
Claims (18)
- 曲げ角度が21°〜30°の曲げ剛性(M21−30)が600kgf/cm2〜5,000kgf/cm2、反発弾性率(R)が50%以上、スラブ硬度(ショアD)が40〜65、メルトフローレイト(190℃、2.16kg)が1.0g/10min以上であり、下記式を満足することを特徴とするゴルフボール用樹脂組成物。
(M21−30)0.5×(R/100)3 ≧ 8.5 - 前記ゴルフボール用樹脂組成物が、(A)樹脂成分として、(a−1)オレフィンと、炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸との二元共重合体、(a−2)オレフィンと、炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸との二元共重合体の金属イオン中和物からなるアイオノマー樹脂、(a−3)オレフィンと炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸とα,β−不飽和カルボン酸エステルとの三元共重合体、および(a−4)オレフィンと炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸とα,β−不飽和カルボン酸エステルとの三元共重合体の金属イオン中和物からなるアイオノマー樹脂より成る群から選択される少なくとも一種を含有する請求項1に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記ゴルフボール用樹脂組成物が、さらに(B)脂肪酸および/または脂肪酸金属塩を含有し、
前記(B)成分の含有量が、前記(A)成分100質量部に対して80質量部〜200質量部である請求項2に記載のゴルフボール用樹脂組成物。 - 前記ゴルフボール用樹脂組成物中の中和度が、80モル%超である請求項3に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(B)成分が、(b−1)飽和脂肪酸および/またはその金属塩と(b−2)不飽和脂肪酸および/またはその金属塩とを含有する請求項3または4に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(b−1)飽和脂肪酸および/またはその金属塩が、パルチミン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、モンタン酸、およびこれらの金属塩よりなる群から選択される少なくとも一種であり、
前記(b−2)不飽和脂肪酸および/またはその金属塩が、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸、およびこれらの金属塩よりなる群から選択される少なくとも一種である請求項5に記載のゴルフボール用樹脂組成物。 - 前記ゴルフボール用樹脂組成物が、さらに、(D)両性界面活性剤を含有する請求項2〜6のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(D)両性界面活性剤が、ベタイン型両性界面活性剤、アミドアミノ酸型両性界面活性剤、アルキルアミノ脂肪酸塩、アルキルアミンオキシド、β−アラニン型両性界面活性剤、グリシン型両性界面活性剤、スルホベタイン型両性界面活性剤、およびホスホベタイン型両性界面活性剤よりなる群から選択される少なくとも一種である請求項7に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記ゴルフボール用樹脂組成物が、さらに、(E)フィラーを含有する請求項2〜8のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(E)フィラーが、(e−1)表面が重合体で被覆された金属フィラーであり、
前記金属フィラーの材質が、アルミ、チタン、亜鉛、クロム、鉄、ニッケル、スズ、および銅よりなる群から選択される少なくとも一種であり、
前記重合体が、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸−n−プロピルエステル、(メタ)アクリル酸−i−プロピルエステル、(メタ)アクリル酸−1−メチルプロピルエステル、(メタ)アクリル酸−2−メチルプロピルエステル、(メタ)アクリル酸−n−ブチルエステル、(メタ)アクリル酸−tブチルエステル、(メタ)アクリル酸クロリド、(メタ)アクリル酸ブロミド、および(メタ)アクリル酸イミダゾールよりなる群から選択される少なくとも一種である請求項9に記載のゴルフボール用樹脂組成物。 - 前記(e−1)表面が重合体で被覆された金属フィラーは、短手方向の平均径が0.1μm〜200μm、長手方向の平均径が0.5μm〜300μm、平均アスペクト比1.5〜3000である請求項10に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(E)フィラーが、(e−2)表面に極性官能基を有する炭素質フィラーであり、
前記極性官能基がカルボキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、チオ−ル基、スルホン基、ホスホン基の少なくとも一種である請求項9に記載のゴルフボール用樹脂組成物。 - 前記(e−2)表面に極性官能基を有する炭素質フィラーが、短手方向の平均径が0.1〜100μm、長手方向の平均径0.2〜300μm、アスペクト比2.0〜1000であり、厚みが0.3nm〜50nmのである請求項12に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記ゴルフボール用樹脂組成物が、さらに、(C)金属化合物を含有する請求項2〜13のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(A)樹脂成分が、(a−2)オレフィンと、炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸との二元共重合体の金属イオン中和物からなるアイオノマー樹脂、および/または、(a−4)オレフィンと炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸とα,β−不飽和カルボン酸エステルとの三元共重合体の金属イオン中和物からなるアイオノマー樹脂を含有し、
前記(a−2)アイオノマー樹脂および/または(a−4)アイオノマー樹脂が、カルボキシ基を中和する金属イオンとして、マグネシウム、亜鉛、または、ナトリウムを含有する請求項2〜14に記載のゴルフボール用樹脂組成物。 - 前記(B)脂肪酸および/または脂肪酸が、脂肪酸の金属塩を含有し、
前記脂肪酸の金属塩の金属成分が、マグネシウム、カルシウム、または、バリウムである請求項3〜15に記載のゴルフボール用樹脂組成物。 - 球状コアと、前記球状コアを被覆する少なくとも1層の中間層と、前記中間層を被覆するカバーとを有するゴルフボールであって、
前記中間層の少なくとも1層が、請求項1〜16のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物から形成されていることを特徴とするゴルフボール。 - 前記中間層の厚みが、0.5mm以上、2.5mm未満である請求項17に記載のゴルフボール。
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