JP2017225682A - ゴルフボールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 本発明は、コアと該コアを被覆する少なくとも１層からなるカバーとを具備するゴルフボールの製造方法において、（Ａ）基材ゴム、（Ｂ）α，β−不飽和カルボン酸及び／又はその金属塩、及び（Ｃ）有機過酸化物を含むゴム組成物を加硫成形してコアを製造する工程と、上記コアを、１７５〜３００℃、１〜２４時間で加熱処理する工程を具備することを特徴とするゴルフボールの製造方法を提供する。【効果】 本発明のゴルフボールの製造方法によれば、エネルギーロスが少なく、高い初速を有するゴルフボールを得ることができる。【選択図】 なし

Description

本発明は、コアと該コアを被覆する少なくとも１層からなるカバーとを具備するゴルフボールの製造方法に関する。

ゴルフボールの初速は飛距離増大の原動力となることから、ゴルフボール規則によるボールの初速制限のぎりぎりまで速くすることが望ましい。ゴルフボールは高分子物質からなり、現在のゴルフボールの大半が、ポリブダジエンゴム等の基材ゴムに架橋剤や有機酸化物、金属酸化物等を配合したゴム組成物を加熱成形して得られるコアを含むソリッドゴルフボールである。ゴルフボールの構成する高分子物質には、水、各種添加物やその分解物、触媒の分解物、残存溶媒等の低分子量化合物である揮発性物質を含んでいる。この揮発性物質を一定量以上に除去することにより従来のゴルフボールよりも初速が高く飛距離を伸ばすことができる技術が特公昭５６−２６４２２号公報には提案されている。

即ち、上記技術は、ゴルフボールの全部または一部に所定の熱処理を施し、揮発性物質を除去し、その除去率が１．０％以上とすることにより、反発係数及び初速を向上させるものである。上記技術については、所定処理（熱処理）を施した際に揮発する揮発性物質の合計重量と所定処理（熱処理）の対象物質の重量によって揮発性物質の除去率を算出している。

しかしながら、上記提案の技術は、ゴルフボールに残存する揮発性物質の成分に着目するものではない。実際に重要なのは、どれだけ揮発性物質が揮発したのかだけではなく、ゴルフボールがゴルフクラブヘッドからエネルギーを与えられた場合、そのエネルギーをできるだけ損することなく、初速に変換できるかである。よって、エネルギーのロスを少なくする技術が長年求められてきた。

特公昭５６−２６４２２号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、エネルギーロスをできる限り少なくし、初速を向上させることができるゴルフボールを得るためのゴルフボールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ゴム組成物を加硫成形してコアを作製した後、所定範囲の温度及び時間で該コアに加熱処理を行うことにより、上記ゴム組成物の配合成分に由来する揮発性物質の含有量を低減化させ、ボールの初速度が高くなることを知見し、本発明をなすに至ったものである。

即ち、コアと該コアを被覆する少なくとも１層からなるカバーとを具備するゴルフボールの製造方法において、
（Ａ）基材ゴム、（Ｂ）α，β−不飽和カルボン酸及び／又はその金属塩、及び（Ｃ）有機過酸化物を含むゴム組成物を加硫成形してコアを製造する工程と、
上記コアを、１７５〜３００℃、１〜２４時間で加熱処理する工程と
を具備することでコア中に残存していた揮発性物質量を適切に減少させることにより、エネルギーロスが少なく、初速を向上させ、飛距離性能の優れたゴルフボールを提供することができるものである。

従って、本発明は、下記のゴルフボールの製造方法を提供する。
［１］コアと該コアを被覆する少なくとも１層からなるカバーとを具備するゴルフボールの製造方法において、
（Ａ）基材ゴム、（Ｂ）α，β−不飽和カルボン酸及び／又はその金属塩、及び（Ｃ）有機過酸化物を含むゴム組成物を加硫成形してコアを製造する工程と、
上記コアを、１７５〜３００℃、１〜２４時間で加熱処理する工程
を具備することを特徴とするゴルフボールの製造方法。
［２］上記加熱処理工程において、加熱温度をＫ（℃）、加熱時間をＴ（ｈ）で表したとき、Ｘ＝Ｋ×（２＋ＬｏｇＴ）により算出される積算温度Ｘの値が３５０以上〔但し、加熱温度Ｋが１７５℃以上、加熱時間Ｔが１〜２４時間（ｈ）の範囲〕である［１］記載のゴルフボールの製造方法。
［３］上記加熱温度Ｋが２５０℃以下である［２］記載のゴルフボールの製造方法。
［４］上記積算温度Ｘの値が８５０以下である［２］記載のゴルフボールの製造方法。
［５］上記加熱処理時の圧力が大気圧以下である［１］〜［４］のいずれか１項記載のゴルフボールの製造方法。
［６］上記加熱処理工程において、空気、水素、酸素、窒素、希ガス類、二酸化炭素及びこれらの混合ガスの群から選ばれる雰囲気の下で上記コアの加熱処理を行う［１］〜［５］のいずれか１項記載のゴルフボールの製造方法。

本発明のゴルフボールの製造方法によれば、エネルギーロスが少なく、高い初速を有するゴルフボールを得ることができる。

以下、本発明につき、更に詳しく説明する。
本発明のゴルフボールの製造方法は、コアと該コアを被覆する少なくとも１層からなるカバーとを具備するゴルフボールの製造方法であり、下記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含むゴム組成物を加硫成形することによりコアを製造する工程を含む。
（Ａ）基材ゴム
（Ｂ）α，β−不飽和カルボン酸及び／又はその金属塩
（Ｃ）有機過酸化物

上記（Ａ）基材ゴムとしては、ポリブタジエンを使用したものが好ましい。このポリブタジエンとしては、そのポリマー鎖中に、シス−１，４−結合を好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは９５質量％以上有するものを好適に使用することができる。分子中の結合に占めるシス−１，４−結合が少なすぎると、反発性が低下する場合がある。また、上記ポリブタジエンに含まれる１，２−ビニル結合の含有量は、そのポリマー鎖中に好ましくは２質量％以下、より好ましくは１．７質量％以下、更に好ましくは１．５質量％以下である。１，２−ビニル結合の含有量が多すぎると、反発性が低下する場合がある。

上記ポリブタジエンとしては、良好な反発性を有するゴム組成物の加硫成形物を得る観点から、希土類元素系触媒又はＶＩＩＩ族金属化合物触媒で合成されたものを配合することが好ましく、中でも特に希土類元素系触媒で合成されたものであることが好ましい。

なお、上記のゴム組成物には、上記ポリブタジエン以外にも他のゴム成分を本発明の効果を損なわない範囲で配合し得る。上記ポリブタジエン以外のゴム成分としては、上記ポリブタジエン以外のポリブタジエン、その他のジエンゴム、例えばスチレンブタジエンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム等を挙げることができる。

（Ｂ）α，β−不飽和カルボン酸及び／又はその金属塩として具体的には、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸等を挙げることができ、特にアクリル酸、メタクリル酸が好適に用いられる。不飽和カルボン酸の金属塩としては、特に限定されるものではないが、例えば上記不飽和カルボン酸を所望の金属イオンで中和したものが挙げられる。具体的にはメタクリル酸、アクリル酸等の亜鉛塩やマグネシウム塩等が挙げられ、特にアクリル酸亜鉛が好適に用いられる。

（Ｂ）上記不飽和カルボン酸及び／又はその金属塩は、上記基材ゴム１００質量部に対し、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、更に好ましくは１５質量部以上とすることができ、配合量の上限は好ましくは６０質量部以下、より好ましくは５０質量部以下、更に好ましくは４５質量部以下とすることができる。配合量が多すぎると、硬くなりすぎて耐え難い打感になる場合があり、配合量が少なすぎると、反発性が低下してしまう場合がある。

上記有機過酸化物（Ｃ）としては、具体的には、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、１，１ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−イソプロピル）ベンゼンなどを挙げることができる。有機過酸化物の具体的な市販品としては、例えば、商品名「パークミルＤ」、「パーヘキサ３Ｍ」、「パーヘキサＣ」、「ナイパーＢＷ」、「パーロイルＬ」等（いずれも日油社製）、または、Luperco 231XL（アトケム社製）などを例示することができる。

上記有機過酸化物は、上記基材ゴム１００質量部に対し、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．３質量部以上、更に好ましくは０．５質量部以上、最も好ましくは０．７質量部以上とすることができ、配合量の上限は好ましくは５質量部以下、より好ましくは４質量部以下、更に好ましくは３質量部以下、最も好ましくは２質量部以下とすることができる。配合量が多すぎたり、少なすぎたりすると好適な打感、耐久性及び反発性を得ることができない場合がある。

なお、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の不活性充填剤を上記ゴム組成物に配合することができる。これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

また、本発明では、必要に応じて老化防止剤を配合することができ、例えば、市販品としてはノクラックＮＳ−６、同ＮＳ−３０、同２００（大内新興化学工業社製）、ヨシノックス４２５（三菱化学社製）等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

上記ゴム組成物によりコアを形成する際には、上記各成分を公知の混練方法、例えばバンバリーミキサーやロール等の混練機を用いて混練し、コア用金型を用いて成形することができる。

上記コアは、上記ゴム組成物を１４５〜１８０℃で１０〜２５分間の加硫処理を加えて得られたものであることが好ましい。この加硫温度としては、通常１４５℃以上、好ましくは１５０℃以上、更に好ましくは１５５℃以上、上限として通常１８０℃以下、好ましくは１７０℃以下、更に好ましくは１６０℃以下である。加硫温度が高すぎると、耐久性が低下し、加硫温度が低すぎると、反発性及び硬度が低下する。上記コアの加硫時間としては、通常１０分以上、好ましくは１３分以上、上限として通常２５分以下、好ましくは２０分以下である。加硫時間が長すぎると、生産性が低下し、加硫時間が短すぎると、硬度が不安定となる。

本発明では、加硫直後のコアを一定条件の下で加熱処理を行うことにより、最終的には、コア（加硫成形物）に含まれる揮発性物質を低減させるものである。加硫直後のコアは、通常冷却され、その後、コア表面を研磨するものである。本発明では、コアの研磨後に、下記の加熱処理を行うことが望ましい。

コアを加熱する際の条件としては、好ましくは１７５〜３００℃、より好ましくは２１０〜２５０℃の温度である。この加熱温度が低すぎると、ボール初速の効果で十分に出ない場合がある。逆に、加熱温度が高すぎると、ボールの耐久性が悪くなる場合がある。
また、加熱時間は、好ましくは１〜２４時間、好ましくは４〜１２時間により加熱処理を行う。加熱時間が短すぎると、ボール初速の効果で十分に出ない場合がある。逆に、加熱時間が長すぎると、ボールの耐久性が悪くなる場合がある。

上記加熱処理工程においては、加熱温度をＫ（℃）、加熱時間をＴ（ｈ）で表したとき、Ｘ＝Ｋ×（２＋ＬｏｇＴ）により算出される積算温度Ｘの値が３５０以上であることが好適である。この積算温度Ｘが３５０以上であれば、高いボール初速が得られ、本発明の所望の効果が得ることができる。また、積算温度Ｘの好ましい上限値は８５０以下である。

加熱処理の際の圧力については、大気圧以下が好ましく、より好ましくは１００００Ｐａ以下である。また、上記加熱処理は、空気、水素、酸素、窒素、希ガス類、二酸化炭素及びこれらの混合ガスの群から選ばれる雰囲気の下で行うことが好適である。

また、上記加熱処理により、揮発性物質の低減や水分の蒸発に伴い、加硫直後のコアと上記加熱処理後とのコアとの間に重量減少が生じる。このうち、水分に関しては、上記加熱処置後に冷却及び保管することによって、コア表面付近は空気中の水分を再び吸湿することが確認されている。ただし、コア表面と比較すると、コア中心付近は吸湿し難いため、コア中心付近は上記加熱処理後の状態をほぼ保ったままであると言える。それゆえ、コア中心とコア表面との熱重量測定での減量率に差を見ることで、上記加熱処理の有無や処理の程度を検出することができる。

具体的には、上記コアの熱重量測定において、コア中心の減量率（ａ）、コア表面の減量率（ｂ）とするとき、（ａ）値は１．３１質量％以下であることが好ましく、（ｂ）値は１．３７質量％以下であることが好ましい。また、上記（ａ）を（ｂ）で除した値である（ａ）／（ｂ）の値は、０．９６以下であることが好ましい。（ａ）／（ｂ）の値が０．９６以下であれば十分加熱処理がなされていると言うことができ、高初速のゴルフボール用コアを得ることができる。

なお、上記製造方法により得られたコアは、その特性を有効に発揮させる点から、直径を３０ｍｍ以上、特に３４ｍｍ以上で、４２ｍｍ以下、特に４０ｍｍ以下とすることが好ましい。

上記コアを用いてゴルフボールを製造する場合は、公知の方法により上記コアの周囲に１層又は２層以上のカバーを被覆させることにより得ることができる。カバー材料としては、例えばアイオノマー樹脂やポリウレタン樹脂等が挙げられるが、これに限定されるものではない。

上記カバーを被覆する方法としては、例えば、各種のカバー用組成物を予め半球殻状のハーフシェルに成形し、それを２枚用いてコアを包み、１３０〜２３０℃で１〜１５分間加圧成形するか、または上記カバー用組成物を直接コア上に射出成形してコアを包み込む方法を挙げることができる。

本発明のゴルフボールの表面には多数のディンプルを形成し、或いは必要に応じて、マーキング、塗装、表面処理を施すことができる。また、このソリッドゴルフボールは、競技用としてゴルフ規則に従うものとすることができ、その直径は４２．６７ｍｍ以上、質量は４５．９３ｇ以下に形成することができる。

以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。

〔実施例１〜１８、比較例１〜７〕
コアの形成
表１に示した２種類のゴム組成物を調製した後、１５７℃，１５分間の加硫条件により加硫成形することによりコアを作製した。このコアの直径は、全ての実施例及び比較例に共通し、３７．７０ｍｍである。

表１に記載したゴム組成物の詳細は下記の通りである。
・ポリブタジエンゴム：商品名「ＢＲ０１」（ＪＳＲ社製）
・酸化亜鉛：商品名「三種酸化亜鉛」（堺化学工業社製）
・硫酸バリウム：商品名「バリコ＃１００」（ハクスイテック社製）
・老化防止剤：商品名「ノクラックＮＳ−６」（大内新興化学工業社製）
・ペンタクロロチオフェノール亜鉛塩：和光純薬工業社製
・アクリル酸亜鉛：和光純薬工業社製
・ステアリン酸亜鉛：和光純薬工業社製
・有機過酸化物Ａ：商品名「パークミルＤ」（日油社製のジクミルパーオキサイド）、
・有機過酸化物Ｂ：商品名「パーヘキサＣ」（日油社製の１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン）

下記表２，３に示す温度、時間、雰囲気及び圧力の条件により上記コアに対して加熱処理を行い、加熱処理後のコア中心およびコア表面の重量減少を同表に併記した。上記の加熱処理方法は、ヤマト科学社製の角型真空定温乾燥器「ＤＰ３００」とアルバック機工社製の小型油回転真空ポンプ「ＧＬＤ−１３６Ｃ」を使用し、上記コア３０個を乾燥機内に並べて置き、加熱処理を行った。窒素置換を行う場合はグレード３のものを用い、十分に脱気を行った後、置換した上で試験を行った。所定の時間で加熱処理したコアを取り出し、室温２４℃にて十分冷却した後に、下記の質量減少測定を行った。

重量減少測定（ＴＧＡ）
リガク社製の差動型示差熱天秤ＴＧ−ＤＴＡ「ＴＧ８１２０」を使用し、昇温温度１０℃／ｍｉｎ、２１０℃での保持時間１８時間で減少量の測定を行った。なお、上記測定は、窒素雰囲気、標準試料Ａｌ₂Ｏ₃、測定量１０ｍｇで行った。測定サンプルは、コア中心部及びコア表面から切り出して使用した。

カバー（中間層及び最外層）の形成
次に、上記で得たコアの周囲に、中間層材料として、アイオノマー樹脂材料（三井デュポンポリケミカル社製のハイミラン「１６０５」，「１７０６」及び「１５５７」のアイオノマーコンパウンドを使用、樹脂材料のショアＤ硬度「６３」）を射出成形法により被覆して、中間層厚さ１．６８ｍｍを有する中間球体物を得た。そして、別の射出成形用金型に上記中間球体物をセットし、最外層材料として、ポリウレタン樹脂材料（ＤＩＣバイエルポリマー社製のパンデックス「Ｔ８２８３」，「Ｔ８２９０」及び「Ｔ８２９５」のウレタンコンパウンドを使用、樹脂材料のショアＤ硬度「４７」）を射出成形法により被覆して、最外層厚さ０．８ｍｍを有するスリーピースソリッドゴルフボールを作製した。この射出成形の際、カバー表面には、所定のディンプルが形成される。

得られた各例のゴルフボールにつき、ボールのたわみ量及び初速を下記の方法で評価した。その結果を表２及び表３に併記する。

ゴルフボールのたわみ量
ゴルフボールを硬板の上に置き、初期荷重９８Ｎ（１０ｋｇｆ）を負荷した状態から終荷重１２７５Ｎ（１３０ｋｇｆ）に負荷したときまでのたわみ量を計測した。なお、上記のたわみ量は２３．９℃に温度調整した後の測定値である。

ゴルフボールの初速
ゴルフボールの初速は、Ｒ＆Ａの承認する装置であるＵＳＧＡのドラム回転式の初速計と同方式の初速測定器を用いて測定した。測定するゴルフボールは、２３±１℃の温度で３時間以上温度調節し、測定は室温２３±２℃の部屋で行った。２０個のゴルフボールを各々２回打撃して、６．２８ｆｔ（１．９１ｍ）の間を通過する時間を計測し、初速を算出した。

なお、表２及び表３中の「積算温度」は、Ｋを加熱温度（℃）、Ｔを加熱時間（ｈ）で表したとき、Ｋ×（２＋ＬｏｇＴ）により算出される値である。

表２，３に示されるように、本実施例の加熱処理により得られたゴルフボールは、比較例の加熱処理により得られたゴルフボールと比べると、エネルギーロスが少なく、使用コアがＩとＩＩの両方とも、高い初速を得ることができることが分かる。

Claims (6)

1. コアと該コアを被覆する少なくとも１層からなるカバーとを具備するゴルフボールの製造方法において、
   （Ａ）基材ゴム、（Ｂ）α，β−不飽和カルボン酸及び／又はその金属塩、及び（Ｃ）有機過酸化物を含むゴム組成物を加硫成形してコアを製造する工程と、
   上記コアを、１７５〜３００℃、１〜２４時間で加熱処理する工程
   を具備することを特徴とするゴルフボールの製造方法。
2. 上記加熱処理工程において、加熱温度をＫ（℃）、加熱時間をＴ（ｈ）で表したとき、Ｘ＝Ｋ×（２＋ＬｏｇＴ）により算出される積算温度Ｘの値が３５０以上〔但し、加熱温度Ｋが１７５℃以上、加熱時間Ｔが１〜２４時間（ｈ）の範囲〕である請求項１記載のゴルフボールの製造方法。
3. 上記加熱温度Ｋが２５０℃以下である請求項２記載のゴルフボールの製造方法。
4. 上記積算温度Ｘの値が８５０以下である請求項２記載のゴルフボールの製造方法。
5. 上記加熱処理時の圧力が大気圧以下である請求項１〜４のいずれか１項記載のゴルフボールの製造方法。
6. 上記加熱処理工程において、空気、水素、酸素、窒素、希ガス類、二酸化炭素及びこれらの混合ガスの群から選ばれる雰囲気の下で上記コアの加熱処理を行う請求項１〜５のいずれか１項記載のゴルフボールの製造方法。