JP2020069309A - ゴルフボール - Google Patents
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Abstract
Description
<測定条件>
測定モード:引張り
測定温度:−100℃〜150℃
昇温速度:4℃/分
加振周波数:10Hz
測定歪み:0.1%
前記塗膜は、単層構造でもよいし、多層構造でもよい。前記塗膜は、ゴルフボールの最外層に位置する最外層塗膜が、基材樹脂として、(A)ポリイソシアネート組成物と(B)ポリオール組成物とを構成成分として有するポリウレタンを含有する。前記塗膜が単層構造である場合は、この単層の塗膜が、基材樹脂として、前記ポリウレタンを含有する。前記塗膜が多層構造である場合、少なくとも最外層塗膜が、基材樹脂として、前記ポリウレタンを含有する。
前記最外層塗膜が含有するポリウレタンについて説明する。前記ポリウレタンは、(A)ポリイソシアネート組成物と(B)ポリオール組成物とを反応させることで得られる。前記(A)ポリイソシアネート組成物のポリイソシアネート成分や(B)ポリオール組成物のポリオール成分の種類や配合を変更することで、塗膜の物性を調製できる。
前記(A)ポリイソシアネート組成物のポリイソシアネート成分としては、例えば、イソシアネート基を少なくとも2つ有する化合物を挙げることができる。前記ポリイソシアネートとしては、例えば、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシアネートと2,6−トルエンジイソシアネートの混合物(TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフチレンジイソシアネート(NDI)、3,3’−ビトリレン−4,4’−ジイソシアネート(TODI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、パラフェニレンジイソシアネート(PPDI)などの芳香族ポリイソシアネート;4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)、水素添加キシリレンジイソシアネート(H6XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ノルボルネンジイソシアネート(NBDI)などの脂環式ポリイソシアネートまたは脂肪族ポリイソシアネート;およびこれらのポリイソシアネートの誘導体が挙げられる。本発明では、前記ポリイソシアネートとして、2種以上のポリイソシアネートを使用してもよい。
前記ポリオール組成物は、ウレタンポリオールを含有する。ウレタンポリオールを使用することで、得られる塗膜が柔らかくなり、スピン性能が向上する。前記ウレタンポリオールとは、分子内にウレタン結合を複数有し、一分子中にヒドロキシ基を2以上有する化合物である。ウレタンポリオールとしては、例えば、第1ポリオール成分と第1ポリイソシアネート成分とを、第1ポリオール成分のヒドロキシ基が第1ポリイソシアネート成分のイソシアネート基に対して過剰になるような条件で反応させて得られるウレタンプレポリマーを挙げることができる。
前記最外層塗膜の損失正接(tanδ)のピーク温度は、−40℃以上が好ましく、より好ましくは−30℃以上、さらに好ましくは−20℃以上であり、40℃以下が好ましく、より好ましくは30℃以下、さらに好ましくは20℃以下である。損失正接(tanδ)のピーク温度が、−40℃以上であれば塗膜の粘着性が低く、汚れにくくなり、40℃以下であれば塗膜の動摩擦係数が大きくなり、芝を噛んだ条件でのアプローチショットのスピン量が増加する。
前記塗膜は、ゴルフボール本体表面に塗料を塗布することで形成できる。塗料の塗布方法は、特に限定されず、公知の方法を採用することができ、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。
本発明のゴルフボールは、ゴルフボール本体と、前記ゴルフボール本体表面に設けられた塗膜とを有するゴルフボールであれば、特に限定されない。ゴルフボール本体の構造は、特に限定されず、ワンピースゴルフボール、ツーピースゴルフボール、スリーピースゴルフボール、フォーピースゴルフボール、ファイブピースゴルフボール以上のマルチピースゴルフボール、あるいは、糸巻きゴルフボールであってもよい。いずれの場合であっても、本発明を好適に適用できる。
前記ワンピースゴルフボール本体、ならびに、糸巻きゴルフボール、ツーピースゴルフボールおよびマルチピースゴルフボールに用いられるコアについて説明する。
前記ゴルフボール本体は、コアと前記コアを被覆するカバーとを有するものが好ましい。この場合、前記カバーの硬度は、ショアD硬度で、60以下が好ましく、55以下がより好ましく、50以下がさらに好ましく、45以下が特に好ましい。カバーの硬度がショアD硬度で60以下であれば、スピン量が一層高くなるからである。前記カバー硬度の下限は、特に限定されないが、ショアD硬度で、10が好ましく、15がより好ましく、20がさらに好ましい。カバー硬度は、カバーを形成するカバー用組成物をシート状に成形して測定したスラブ硬度である。
(1)圧縮変形量(mm)
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(圧縮方向にコアが縮む量)を測定した。
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 C」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。
ゴルフボールを半球状に切断し、半球上の塗膜断面をマイクロスコープ(キーエンス社製、VHX−1000)を用いて観察し、塗膜の膜厚を求めた。
塗膜の貯蔵弾性率E’(Pa)、損失弾性率E”(Pa)および損失正接(tan δ)を以下の条件で測定した。
装置:動的粘弾性測定装置(ユービーエム社製、Rheogel−E4000)
測定サンプル:ポリイソシアネート組成物およびポリオール組成物を配合した塗料を40℃で4時間乾燥及び硬化をさせて、厚み0.11−0.14mmの塗膜フィルムを作製した。この塗膜フィルムから、幅4mm、クランプ間距離20mmになるように試料片を切り出した。
測定モード:引張
測定温度:−100℃〜150℃
昇温速度:4℃/分
測定データ取り込み間隔:4℃
加振周波数:10Hz
測定歪み:0.1%
塗膜の引張特性は、JIS K7161(2014)に準じて測定した。具体的には、ポリイソシアネート組成物およびポリオール組成物を配合した塗料を40℃で4時間乾燥及び硬化をさせて塗膜(厚さ0.05mm)を作製した。この塗膜を、JIS K7127(1999)で規定された試験片タイプ2(平行部の幅10mm、標線間距離50mm)に打ち抜いて試験片を作製した。この試験片について、精密万能試験機(島津製作所製、オートグラフ(登録商標))を用いて引張試験を行った。試験条件は、つかみ具間距離100mm、引張速度50mm/min、試験温度23℃とした。そして、10%ひずみ時の引張応力(10%モジュラス)を記録した。
ゴルフラボラトリー社のスイングマシンに、サンドウェッジ(クリーブランドゴルフ社製、商品名「CG15フォージドウェッジ」、ロフト角:52°)を取り付け、ヘッドスピード16m/sで、ゴルフボールを打撃し、打撃されたゴルフボールを連続写真撮影することによってスピン速度(rpm)を測定した。測定は、各ゴルフボールについて10回ずつ行い、その平均値をスピン速度とした。
ゴルフラボラトリー社のスイングマシンに、サンドウェッジ(クリーブランドゴルフ社製、商品名「CG15フォードウェッジ」、ロフト角:52°)を取り付け、ヘッドスピード16m/sで、ゴルフボールを打撃し、打撃されたゴルフボールを連続写真撮影することによってスピン速度(rpm)を測定した。なお、測定対象となるゴルフボールには、野芝の葉(長さ約3cm)を2枚貼付け、打撃時にクラブフェースとゴルフボールとの間に野芝が位置するように打撃した。測定は、各ゴルフボールについて10回ずつ行い、その平均値をスピン速度とした。
ゴルフボールの動摩擦係数を以下の条件で測定した。なお、下記の条件では、荷重が小さく、かつ、移動速度も遅いため、最外層塗膜の動摩擦係数が測定できる。
・試験機;トライボマスター TL201TS(トライボリティー社製)
・測定サンプル;ゴルフボール
・フェース板;ステンレス鋼(日新製鋼社製、HT1770(寸法:50mm×150mm×厚さ2mm))でフェース面の算術平均粗さRa:2.9μm、最大高さの平均値Ry:21.7μmのものを用いた。
・フェース板の作製方法:前記ステンレス鋼に対して、エアーブラスト処理して得た。研削材として、アルミナ粉末(#60)とSTEEL BALL(Ervin industries社製、ES300)とを1:1で混合させたものを使用し、ブラスト条件は、フェース板とノズルとの距離10cm、ノズル直前の圧力4〜6kg/cm2とした。
・RaおよびRyの測定方法:表面粗さ測定機(ミツトヨ社製、SJ−301)を用いて、JIS B 0601−1994に準拠した方法で測定した。Ra、Ryはそれぞれ測定点6点の平均値である。またカットオフ値λcは2.5mmであった。
・温度;23℃
・ボール移動速度;2mm/s
・荷重;1.96N(200gf)
・測定方法;ボールをチャックで固定し、200gfの荷重をかけた状態で平板上を一定の速度で移動し動摩擦力を測定した。
・測定項目;動摩擦(2−10mm区間の平均値)
1.球状コアの作製
表1に示す配合の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150℃、19分間加熱プレスすることにより直径39.7mmの球状コアを得た。なお、ボール質量が45.6gとなるように、硫酸バリウムの量を調整した。
アクリル酸亜鉛:日本蒸溜工業社製、「ZN−DA90S」
酸化亜鉛:東邦亜鉛社製、「銀嶺R」
硫酸バリウム:堺化学社製、「硫酸バリウムBD」
ビス(ペンタブロモフェニル)ジスルフィド:川口化学工業社製
ジクミルパーオキサイド:日油社製、「パークミル(登録商標)D」
安息香酸:Emerald Kalama Chemical 社製
表2、表3に示した配合の材料を、二軸混練型押出機によりミキシングして、ペレット状の中間層用組成物およびカバー用組成物を調製した。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。
ハイミラン1555:三井・デュポン・ポリケミカル社製、ナトリウムイオン中和エチレン−メタクリル酸共重合体アイオノマー樹脂
上記で得た中間層用組成物を、前述のようにして得た球状コア上に直接射出成形することにより、前記球状コアを被覆する中間層(厚さ:1.0mm)を形成した。
二液硬化型エポキシ樹脂を基材樹脂とする補強層用組成物(神東塗料社製、商品名「ポリン(登録商標)750LE」)を調製した。主剤は、ビスフェノールA型固形エポキシ樹脂を30質量部と、溶剤を70質量部含有する。硬化剤は、変性ポリアミドアミンを40質量部、二酸化チタンを5質量部、溶剤を55質量部含有する。主剤と硬化剤との質量比は、1/1とした。この補強層用組成物を中間層の表面にエアガンで塗布し、23℃雰囲気下で12時間保持して、補強層を形成した。補強層の厚みは、7μmであった。
ペレット状のカバー用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。補強層を形成した球体を2枚のハーフシェルで同心円状に被覆した。この球体およびハーフシェルを、キャビティ面に多数のピンプルを備えたファイナル金型に投入した。圧縮成形によりカバー(厚さ:0.5mm)を成形し、ゴルフボール本体を得た。カバーには、ピンプルの形状が反転した形状のディンプルが多数形成された。
第1ポリオール成分として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)、トリメチロールプロパン(TMP)を溶剤(トルエン、メチルエチルケトン)に溶解した。ここに、触媒としてジブチル錫ラウレートを主剤全体に対して0.1質量%となるように添加した。このポリオール溶液を80℃に保持しながら第1ポリイソシアネート成分としてのイソホロンジイソシアネート(IPDI)を滴下混合した。滴下後は、イソシアネートがなくなるまで撹拌を続け、その後常温で冷却し、ウレタンポリオール(固形分:30質量%)を調製した。得られたウレタンポリオールの組成等を表4に示した。
表5に示した材料を配合して、塗料組成物No.1〜No.8を調製した。前記で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、スプレーガンで塗料を塗布し、40℃のオーブンで24時間塗料を乾燥させ、直径42.7mm、質量45.6gのゴルフボールを得た。
ポリオール組成物
液状ポリブタジエン:出光興産社製、Poly bd(登録商標) R−45HT(水酸基末端液状ポリブタジエン)
ポリイソシアネート組成物
HDIアダクト変性体:ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト変性体(旭化成ケミカルズ社製、デュラネート(登録商標)E402−80B(NCO含有率:7.3%))
HDIビュレット変性体: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(登録商標)21S−75E(NCO含有率:15.5%))
HDIイソシアヌレート変性体: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%))
IPDIイソシアヌレート変性体: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(登録商標) T1890(NCO含有率:12.0%))
Claims (5)
- ゴルフボール本体と前記ゴルフボール本体表面に設けられた少なくとも一層の塗膜とを有するゴルフボールであって、
前記塗膜は、ゴルフボールの最外層に位置する最外層塗膜が、基材樹脂として、(A)ポリイソシアネート組成物と、(B)ポリオール組成物とを反応させてなるポリウレタンを含有し、
前記(B)ポリオール組成物が、ポリオール成分として、ウレタンポリオールを含有し、
前記最外層塗膜は、動的粘弾性装置により下記条件にて測定した損失正接(tanδ)のピーク温度が、−40℃〜40℃であることを特徴とするゴルフボール。
<測定条件>
測定モード:引張り
測定温度:−100℃〜150℃
昇温速度:4℃/分
加振周波数:10Hz
測定歪み:0.1% - 前記(A)ポリイソシアネート組成物が、ポリイソシアネート成分として、ジイソシアネートのアダクト変性体および/またはジイソシアネートのイソシアヌレート変性体を含有する請求項1に記載のゴルフボール。
- 前記最外層塗膜の損失正接(tanδ)のピーク温度が、−20℃〜20℃である請求項1または2に記載のゴルフボール。
- 前記ウレタンポリオールの重量平均分子量が、5000〜20000である請求項1〜3のいずれか一項に記載のゴルフボール。
- 前記ウレタンポリオールが、ポリエーテルジオールを構成成分として含有するものである請求項1〜4のいずれか一項に記載のゴルフボール。
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