JP2020099669A - ゴルフボール - Google Patents

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泰雄 内藤
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Kazuyoshi Shiga
一喜 志賀
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Abstract

【課題】アプローチショットのスピン性能に優れた新規なゴルフボールを提供する。【解決手段】本発明は、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、前記塗膜の最外層を構成する基材樹脂は、(A)ポリオール組成物と、(B)ポリイソシアネート組成物とを反応させてなるポリウレタンであり、前記ポリウレタンの動的粘弾性を測定して得られる−50℃での損失弾性率(E”)が、1.00×108Pa以上であることを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は、塗膜を有するゴルフボールに関する。
ゴルフボール本体表面には、塗膜が設けられている。塗膜を改良することにより、ゴルフボールの特性を改良することが提案されている。
特許文献1には、コアと、このコアの外側に位置するカバーと、このカバーの外側に位置するペイント層を備えており、上記カバーのショアD硬度が61以下であり、上記ペイント層のマルテンス硬度が2.0mgf/μm以下であるゴルフボールが開示されている。
特許文献2には、ゴルフボール本体と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って、前記塗膜は、マルテンス硬度が2.0mgf/μm以下であり、10%モジュラスに対する50%モジュラスの比(50%モジュラス/10%モジュラス)が1.6以上であることを特徴とするゴルフボールが開示されている。
特許文献3には、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って、前記塗膜は、動的粘弾性装置により特定の測定条件にて測定した120℃〜150℃の温度範囲における貯蔵弾性率(E’)が、1.00×10dyn/cm以上、1.00×10dyn/cm以下であり、且つ、10℃における損失正接(tanδ)が、0.050以上であることを特徴とするゴルフボールが開示されている。
特許文献4には、ゴルフボール本体と、前記ゴルフボール本体を被覆する塗膜とを有するゴルフボールであって、前記塗膜の動的粘弾性を測定して得られる損失正接tanδのピーク温度が、50℃以下であり、ピーク高さが0.8未満であることを特徴とするゴルフボールが開示されている。
特開2011−67595号公報 特開2011−217820号公報 特開2014−14383号公報 特開2017−209298号公報
従来技術では、塗膜を柔らかくすることによりアプローチショットのスピン性能を高めている。しかし、塗膜を柔らかくすることにも限界がある。アプローチショットのスピン性能を高めるために、塗膜を柔らかくしすぎると、塗膜の本来の機能が低下する。そのため、塗膜を柔らかくする以外の方法により、スピン性能を高める方法が求められている。本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、アプローチショットのスピン性能に優れた新規なゴルフボールを提供することを課題とする。
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、
前記塗膜の最外層を構成する基材樹脂は、(A)ポリオール組成物と、(B)ポリイソシアネート組成物とを反応させてなるポリウレタンであり、
前記ポリウレタンの動的粘弾性を下記条件で測定して得られる−50℃での損失弾性率(E”)が、1.00×10Pa以上であることを特徴とする。
<測定条件>
測定モード:正弦波引張
測定温度範囲:−120℃〜100℃
昇温速度:3℃/分
加振周波数:10Hz
測定歪み:0.05%
アプローチショット時の打撃速度が16m/sであり、ウェッジのフェースランド部分の凹凸が、数μmであるとすると、アプローチショット時にゴルフボールの塗膜が受ける振動は、10Hzとなる。この常温で10Hzの振動の塗膜の動的粘弾性は、時間温度換算測により換算すると、−50℃で、10Hzの周波数で測定する動的粘弾性に相当する。本発明者らは、−50℃で、10Hzの周波数で測定した損失弾性率を制御することにより、アプローチショットのスピン性能が向上することを見出し、本発明を完成した。
本発明によれば、アプローチショットのスピン性能に優れたゴルフボールが得られる。
本発明の一実施形態に係るゴルフボールが示された一部切り欠き断面図。
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、
前記塗膜の最外層を構成する基材樹脂は、(A)ポリオール組成物と、(B)ポリイソシアネート組成物とを反応させてなるポリウレタンであり、
前記ポリウレタンの動的粘弾性を下記条件で測定して得られる−50℃での損失弾性率(E”)が、1.00×10Pa以上であることを特徴とする。
<測定条件>
測定モード:正弦波引張
測定温度範囲:−120℃〜100℃
昇温速度:3℃/分
加振周波数:10Hz
測定歪み:0.05%
ゴルフボールの塗膜の最外層を構成するポリウレタンの−50℃の損失弾性率(E”)が、1.00×10Pa以上であれば、アプローチショットのスピン性能に優れるゴルフボールが得られる。
本発明のゴルフボールの塗膜の最外層を構成するポリウレタンは、動的粘弾性を下記条件で測定して得られる−50℃での損失弾性率(E”)が、1.00×10Pa以上である。
<測定条件>
測定モード:正弦波引張
測定温度範囲:−120℃〜100℃
昇温速度:3℃/分
加振周波数:10Hz
測定歪み:0.05%
アプローチショットのスピン性能を高めるという観点から、前記損失弾性率(E”)は、1.00×10Pa以上であることが好ましく、1.20×10Pa以上であることがより好ましく、1.00×10Pa以下であることが好ましく、8.00×10Pa以下であることがより好ましく、6.00×10Pa以下であることがさらに好ましい。
本発明のゴルフボールの塗膜の最外層を構成するポリウレタンは、動的粘弾性を前記条件で測定して得られる0℃での貯蔵弾性率(E’)は、0.5×10Pa〜15×10Paであることが好ましい。アプローチショット時のゴルフボールとウェッジのフェースの接触時間は、約500μ秒である。これは、1秒に約2000回(=2000Hz)、塗膜がウェッジのスコアラインへ食い込むことに相当する。常温で2000Hzの振動の塗膜の動的粘弾性は、時間温度換算測により換算すると、0℃で、10Hzの周波数で測定する動的粘弾性に相当する。そこで、本発明者らは、0℃で、10Hzの周波数で測定する貯蔵弾性率(E’)に着目した。前記貯蔵弾性率(E’)が前記範囲内であるポリウレタンを用いることにより、ウェッジのスコアラインへの塗膜の食い込みが良くなる。その結果、スピン性能が高くなる。
アプローチショットのスピン性能を高めるという観点から、前記貯蔵弾性率(E’)は、1.0×10Pa以上であることがより好ましく、2.0×10Pa以上であることがさらに好ましく、13×10Pa以下であることがより好ましく、9.0×10Pa以下であることがさらに好ましい。
本発明のゴルフボール本体を被覆する塗膜の10%モジュラスは、130kgf/cm(12.7MPa)以下が好ましく、120kgf/cm(11.8MPa)以下がより好ましく、110kgf/cm(10.8MPa)以下が更に好ましい。塗膜の10%モジュラスが、130kgf/cm(12.7MPa)以下であれば、塗膜が軟質であり、アプローチショットのスピン量が高くなる。塗膜の10%モジュラスの下限は、特に限定されないが、2kgf/cm(0.2MPa)が好ましく、4kgf/cm(0.4MPa)がより好ましい。10%モジュラスが小さすぎると、柔らかくなりすぎて、タック感が残り、フィーリングが悪くなるからである。
前記塗膜の最外層を構成する基材樹脂は、ポリオール組成物と、ポリイソシアネート組成物とを反応させてなるポリウレタンである。まず、前記ポリオール組成物、ポリイソシアネート組成物について説明する。
前記ポリオール組成物は、ヒドロキシ基を少なくとも2個以上有するポリオールを含有する。前記ポリオールとしては、分子量が500未満の低分子量ポリオールや平均分子量が500以上の高分子量ポリオールを挙げることができる。前記低分子量ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオールなどのジオール;グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールなどのトリオールが挙げられる。前記高分子量のポリオールとしては、ポリオキシエチレングリコール(PEG)、ポリオキシプロピレングリコール(PPG)、ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)などのポリエーテルポリオール;ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポリヘキサメチレンアジペート(PHMA)などの縮合系ポリエステルポリオール;ポリ−ε−カプロラクトン(PCL)などのラクトン系ポリエステルポリオール;ポリヘキサメチレンカーボネートなどのポリカーボネートポリオール;および、ウレタンポリオール、アクリルポリオールなどが挙げられる。前記ポリオールは、単独で、あるいは、2種以上を混合して使用しても良い。
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ことが好ましい。前記ポリオール組成物が含有するポリオール中の前記ウレタンポリオールの含有率は、60質量%以上が好ましく、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上である。前記ポリオール組成物は、ポリオールとして、前記ウレタンポリオールのみを含有することも好ましい。
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、ポリオールとポリイソシアネートとを、ポリオールのヒドロキシ基がポリイソシアネート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。前記ウレタンポリオールは、ポリオール成分として、数平均分子量が800〜3000のポリエーテルジオールを含有することが好ましい。このようなポリオール成分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のポリオール成分としては、分子量が500未満の低分子量ポリオール成分、平均分子量が500以上の高分子量ポリオール成分を挙げることができる。前記低分子量ポリオール成分としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオールなどのジオール;グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールなどのトリオールが挙げられる。前記高分子量ポリオール成分としては、例えば、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオールなどが挙げられる。前記ポリオール成分は、単独で、あるいは、2種以上を混合して使用しても良い。
前記ウレタンポリオールを構成し得るポリエーテルジオールとしては、例えば、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコールなどが挙げられ、これらの中でもポリオキシテトラメチレングリコールが好ましい。
前記ウレタンポリオールを構成し得るポリエーテルジオールの数平均分子量は、800以上が好ましく、より好ましくは900以上、さらに好ましくは1000以上であり、3000以下が好ましく、より好ましくは2000以下、さらに好ましくは1500以下である。ポリエーテルジオールの数平均分子量が800以上であれば、塗膜における架橋点間の距離が長くなり、塗膜が柔らかくなるため、スピン性能が向上する。前記数平均分子量が3000以下であれば、塗膜における架橋点間の距離が長くなりすぎず、塗膜の耐汚染性が良好となる。なお、ポリオール成分の数平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により、標準物質としてポリスチレン、溶離液としてテトラヒドロフラン、カラムとして有機溶媒系GPC用カラム(例えば、昭和電工社製「Shodex(登録商標) KFシリーズ」など)を用いて測定すればよい。
前記ウレタンポリオールは、ポリオール成分として、トリオール成分とジオール成分とを含有するものが好ましい。前記トリオール成分としては、トリメチロールプロパンが好ましい。前記トリオール成分とジオール成分の混合比率(トリオール成分/ジオール成分)は、OH基のモル比で、1.0以上が好ましく、1.2以上がより好ましく、2.6以下が好ましく、2.4以下がより好ましい。
前記ウレタンポリオールを構成し得るポリイソシアネート成分としては、イソシアネート基を2以上有するものであれば特に限定されず、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(HXDI)、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が挙げられる。これらのポリイソシアネートは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ウレタンポリオールは、前記数平均分子量が800〜3000のポリエーテルジオールの含有率が、55質量%以上が好ましく、より好ましくは58質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上である。前記数平均分子量が800〜3000のポリエーテルジオールは、塗膜においてソフトセグメントを形成する。よって、前記ポリエーテルジオールの含有率が、55質量%以上であれば、得られるゴルフボールのスピン性能がより向上する。
前記ウレタンポリオールは、数平均分子量が、5000以上が好ましく、より好ましくは5300以上、さらに好ましくは5500以上であり、20000以下が好ましく、より好ましくは18000以下、さらに好ましくは16000以下である。ウレタンポリオールの数平均分子量が5000以上であれば、塗膜における架橋点間の距離が長くなり、塗膜が柔らかくなるため、スピン性能が向上する。前記数平均分子量が20000以下であれば、塗膜における架橋点間の距離が長くなりすぎず、塗膜の耐汚染性が良好となる。
前記ウレタンポリオールの水酸基価は、10mgKOH/g以上が好ましく、より好ましくは15mgKOH/g以上、さらに好ましくは20mgKOH/g以上であり、200mgKOH/g以下が好ましく、より好ましくは190mgKOH/g以下、さらに好ましくは180mgKOH/g以下である。
前記ポリオール組成物が含有するポリオールの水酸基価は、10mgKOH/g以上が好ましく、より好ましくは15mgKOH/g以上、さらに好ましくは20mgKOH/g以上であり、400mgKOH/g以下が好ましく、好ましくは300mgKOH/g以下、より好ましくは200mgKOH/g以下、さらに好ましくは170mgKOH/g以下であり、特に好ましくは160mgKOH/g以下である。ポリオール成分の水酸基価が上記範囲内であれば、ゴルフボール本体への塗膜の密着性が向上するからである。なお、本発明において、水酸基価は、JIS K 1557−1に準じて、例えば、アセチル化法によって測定することができる。
前記ポリオールの具体例としては、例えば、和薬ペイント社製121B、日本ポリウレタン工業社製ニッポラン800、ニッポラン1100、DIC社製バーノックD6−627、バーノックD8−436、バーノックD8−973、バーノック11−408、住化バイエルウレタン社製デモスフェン650MPA、デモスフェン670、デモスフェン1150、デモスフェンA160X、ハリマ化成社製ハリアクロン2000、ハリアクロン8500Hなどを挙げることができる。
次に、ポリイソシアネート組成物について説明する。前記ポリイソシアネート組成物は、1種または2種以上のポリイソシアネートを含有する。前記ポリイソシアネートとしては、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)などの芳香族ジイソシアネート;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(HXDI)、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)などの脂環式ジイソシアネートまたは脂肪族ジイソシアネート;およびこれらのジイソシアネートのアロハネート体、ビュレット体、イソシアヌレート体、アダクト体などのトリイソシアネート;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、1種のみのポリイソシアネートを使用することが好ましいが、2種以上のポリイソシアネートを使用してもよい。1種のみのポリイソシアネートを使用する場合、HDIのイソシアヌレート体、HDIのアダクト体、HDIのビゥレット体が好ましく、HDIのイソシアヌレート体が最も好ましい。得られるポリウレタンのー50℃における損失弾性率が大きくなるからである。
前記アロハネート体とは、例えば、ジイソシアネートと低分子量ジオールとを反応させて形成されるウレタン結合にさらにジイソシアネートが反応して得られるトリイソシアネートである。アダクト体とは、ジイソシアネートとトリメチロールプロパンあるいはグリセリンなどの低分子量トリオールとを反応させて得られるトリイソシアネートである。前記ビュレット体とは、例えば、下記式(1)で表わされるビュレット結合を有するトリイソシアネートである。ジイソシアネートのイソシアヌレート体とは、例えば、下記式(2)で表わされるトリイソシアネートである。
Figure 2020099669
[式(1)、(2)中、Rは、ジイソシアネートからイソシアネート基を除いた残基を表わす。]
前記ポリイソシアネート組成物は、トリイソシアネートを含有することが好ましい。前記ポリイソシアネート組成物が含有するポリイソシアネート中のトリイソシアネートの含有率は、50質量%以上が好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。前記ポリイソシアネート組成物は、ポリイソシアネートとしてトリイソシアネートのみを含有することが最も好ましい。
前記ポリイソシアネート組成物が含有するポリイソシアネートのイソシアネート基量(NCO%)は、0.5質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましく、2質量%以上がさらに好ましく、45質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、35質量%以下がさらに好ましい。なお、ポリイソシアネートのイソシアネート基量(NCO%)は、100×[ポリイソシアネート中のイソシアネート基のモル数×42(NCOの分子量)]/ポリイソシアネートの総質量(g)で表わすことができる。
前記ポリイソシアネートの具体例としては、DIC社製バーノックD−800、バーノックDN−950、バーノックDN−955、住化バイエルウレタン社製デスモジュールN75MPA/X、デスモジュールN3300、デスモジュールL75(C)、スミジュールE21−1、日本ポリウレタン工業社製コロネートHX、コロネートHK、旭化成ケミカルズ社製デュラネート24A−100、デュラネート21S−75E、デュラネートTPA−100、デュラネートTKA−100、デグサ社製VESTANAT T1890などを挙げることができる。
本発明のゴルフボールの塗膜の最外層を構成する基材樹脂は、前記ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物とを反応させて得られるポリウレタンを含有する。前記ポリオール組成物と前記ポリイソシアネート組成物との反応において、ポリオール組成物が有するヒドロキシ基(OH基)に対するポリイソシアネート組成物が有するイソシアネート基(NCO基)のモル比(NCO基/OH基)は、0.7以上であることが好ましく、1.0以上であることがより好ましく、1.3以上であることがさらに好ましい。前記モル比(NCO基/OH基)が、0.7以上であれば、架橋密度が高くなり、得られる塗膜の耐汚染性より良好となる。また、前記モル比(NCO基/OH基)が大きくなりすぎると、イソシアネート基量が過剰となり、得られる塗膜が硬く脆くなる上に、外観も悪くなる。そのため、前記モル比(NCO基/OH基)は、3.5以下が好ましく、3.0以下であることがより好ましく、2.5以下であることがさらに好ましい。なお、塗料中のイソシアネート基量が過剰になると得られる塗膜の外観が悪くなる理由は、イソシアネート基量が過剰になると、空気中の水分とイソシアネート基との反応が多くなり、炭酸ガスが多量に発生するためと考えられる。
本発明のゴルフボールの塗膜は、ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物とを含有する塗料から形成されることが好ましい。前記塗料としては、ポリオール組成物を含有する第一剤と、ポリイソシアネート組成物を含有する第二剤とからなる、いわゆる二液硬化型塗料が例示できる。前記塗料としては、水を主たる分散媒とする水系塗料、有機溶剤を分散媒とする溶剤系塗料のいずれであってもよい。溶剤系塗料の場合、好ましい溶剤としては、トルエン、イソプロピルアルコール、キシレン、メチルエチルケトン、メチルエチルイソブチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチルベンゼン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イソブチルアルコール、酢酸エチルなどが挙げられる。
前記二液硬化型塗料は、第一剤および第二剤の合計の固形分含有率が、30質量%以上が好ましく、より好ましくは31質量%以上、さらに好ましくは32質量%以上であり、45質量%以下が好ましく、より好ましくは44質量%以下、さらに好ましくは43質量%以下である。固形分含有率が30質量%以上であれば、塗料を均一に塗布しやすくなり、塗膜の厚さの均一性がより向上し、45質量%以下であれば塗料のレベリング性が良く、塗膜表面の凹凸が低減され、ゴルフボールの外観がより良好となる。
前記塗料は、さらに必要に応じて、フィラー、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、ブロッキング防止剤、レベリング剤、スリップ剤、粘度調整剤などの、一般にゴルフボール用塗料に含有され得る添加剤を含有してもよい。
次に、本発明の硬化型塗料の塗布方法について説明する。硬化型塗料の塗布方法は、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。
エアー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、エアー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良いし、複数回重ね塗りをしても良い。
ゴルフボール本体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膜を形成することができる。
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少なくとも一層の塗膜とを有し、前記塗膜の最外層を構成する基材樹脂は、(A)ポリオール組成物と、(B)ポリイソシアネート組成物とを反応させてなるポリウレタンであれば、特に限定されない。
前記塗膜が単層の場合は、単層の塗膜の基材樹脂が、(A)ポリオール組成物と、(B)ポリイソシアネート組成物とを反応させてなるポリウレタンであればよい。
前記塗膜が、二層以上の多層構造を有する場合、最外層の塗膜を構成する基材樹脂が、(A)ポリオール組成物と、(B)ポリイソシアネート組成物とを反応させてなるポリウレタンであればよい。最外層以外の層を構成する基材樹脂としては、特に限定されず、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などを挙げることができる。
本発明のより好ましい態様では、ゴルフボールは、ゴルフボール本体と、ゴルフボール本体表面に設けられた二層の塗膜を有し、外層の塗膜を構成する基材樹脂が、(A)ポリオール組成物と、(B)ポリイソシアネート組成物とを反応させてなるポリウレタンである。
本発明のゴルフボールの塗膜の膜厚は、特に限定されないが、5μm以上が好ましく、6μm以上がより好ましく、10μm以上がさらに好ましく、15μm以上が特に好ましい。膜厚が5μm未満では、継続的な使用により塗膜が摩耗消失しやすくなる傾向がある。また、膜厚を厚くすることによりアプローチショットのスピン量が増大するからである。また、塗膜の膜厚は、50μm以下が好ましく、45μm以下がより好ましく、40μm以下がさらに好ましい。膜厚が50μmよりも大きいとディンプルの効果が低下してゴルフボールの飛行性能が低下するおそれがある。塗膜の膜厚は、例えば、ゴルフボールの断面をマイクロスコープ(キーエンス社製VHX−1000)を用いて測定することができる。なお、塗料が多層構造の場合は、形成された塗膜全体の厚みが上記範囲であることが好ましい。
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少なくとも一層の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からである。
図1は、本発明の一実施形態に係るゴルフボールが示された一部切り欠き断面図である。ゴルフボール1は、球状コア2と、球状コア2を被覆するカバー3と、このカバー3の表面に設けられた塗膜4を有する。前記カバー3の表面には、多数のディンプル31が形成されている。このカバー3の表面のうち、ディンプル31以外の部分は、ランド32である。
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。前記カバー用組成物のスラブ硬度は、所望のゴルフボールの性能に応じて適宜設定することが好ましい。例えば、飛距離を重視するディスタンス系のゴルフボールの場合、カバー用組成物のスラブ硬度は、ショアD硬度で50以上が好ましく、55以上がより好ましく、80以下が好ましく、70以下がより好ましい。カバー用組成物のスラブ硬度を50以上にすることにより、ドライバーショットおよびアイアンショットにおいて、高打出角で低スピンのゴルフボールが得られ、飛距離が大きくなる。また、カバー用組成物のスラブ硬度を80以下とすることにより、耐久性に優れたゴルフボールが得られる。また、コントロール性を重視するスピン系のゴルフボールの場合、カバー用組成物のスラブ硬度は、ショアD硬度で、50未満が好ましく、20以上が好ましく、25以上がより好ましい。カバー用組成物のスラブ硬度が、ショアD硬度で50未満であれば、アプローチショットのスピン量が高くなる。また、スラブ硬度を20以上とすることにより、耐擦過傷性が向上する。
前記カバーを構成するカバー材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、アイオノマー樹脂、ポリエステル樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂若しくは二液硬化型ウレタン樹脂などのウレタン樹脂、ポリアミド樹脂などの各種樹脂、アルケマ(株)から商品名「ペバックス(登録商標)(例えば、「ペバックス2533」)」で市販されている熱可塑性ポリアミドエラストマー、東レ・デュポン(株)から商品名「ハイトレル(登録商標)(例えば、「ハイトレル3548」、「ハイトレル4047」)」で市販されている熱可塑性ポリエステルエラストマー、BASFジャパン(株)から商品名「エラストラン(登録商標)(例えば、「エラストランXNY97A」)」で市販されている熱可塑性ポリウレタンエラストマー、三菱化学(株)から商品名「ラバロン(登録商標)」で市販されている熱可塑性スチレンエラストマーまたは商品名「プリマロイ」で市販されている熱可塑性ポリエステル系エラストマーなどを挙げることができる。前記カバー材料は、単独であるいは2種以上を混合して使用してもよい。
前記カバーは、上述した樹脂成分のほか、白色顔料(例えば、酸化チタン)、青色顔料、赤色顔料などの顔料成分、炭酸カルシウムや硫酸バリウムなどの比重調整剤、分散剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤(例えば、セバシン酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル))、蛍光材料または蛍光増白剤などを、カバーの性能を損なわない範囲で含有してもよい。
カバー用組成物を用いてカバーを成形する態様は、特に限定されないが、カバー用組成物をコア上に直接射出成形する態様、あるいは、カバー用組成物から中空殻状のシェルを成形し、コアを複数のシェルで被覆して圧縮成形する態様(好ましくは、カバー用組成物から中空殻状のハーフシェルを成形し、コアを2枚のハーフシェルで被覆して圧縮成形する方法)を挙げることができる。カバーが成形されたゴルフボール本体は、金型から取り出し、必要に応じて、バリ取り、洗浄、サンドブラストなどの表面処理を行うことが好ましい。また、所望により、マークを形成することもできる。
カバーに形成されるディンプルの総数は、200個以上500個以下が好ましい。ディンプルの総数が200個未満では、ディンプルの効果が得られにくい。また、ディンプルの総数が500個を超えると、個々のディンプルのサイズが小さくなり、ディンプルの効果が得られにくい。形成されるディンプルの形状(平面視形状)は、特に限定されるものではなく、円形;略三角形、略四角形、略五角形、略六角形などの多角形;その他不定形状;を単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて使用してもよい。
本発明において、全てのディンプルの面積の合計の仮想球の表面積に対する比率は、占有率と称される。仮想球とは、ディンプルが存在しないとしたときのゴルフボール(球体)である。本発明のゴルフボールにおいて、ディンプルの占有率は、60%以上が好ましく、63%以上がより好ましく、66%以上がさらに好ましく、90%以下が好ましく、87%以下がより好ましく、84%以下がさらに好ましい。占有率が高くなりすぎると、摩擦係数に対する塗膜の寄与が小さくなる。また、占有率が小さすぎると、飛行性能が低下する。
なお、ディンプルの面積は、無限遠からゴルフボールの中心を見た場合の、輪郭線に囲まれた領域の面積である。円形ディンプルの場合、面積Sは下記数式によって算出される。
S=(Di/2)・π (Di:ディンプルの直径)
ゴルフボールの直径は、40mm〜45mmが好ましい。米国ゴルフ協会(USGA)の規格が満たされるとの観点から、直径は、42.67mm以上が好ましい。空気抵抗の観点から、直径は44mm以下が好ましく、42.80mm以下がより好ましい。ゴルフボールの質量は、40g以上50g以下が好ましい。大きな慣性が得られるとの観点から、質量は44g以上が好ましく、45.00g以上がより好ましい。USGAの規格が満たされるとの観点から、質量は45.93g以下が好ましい。
次に、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センター、コア、ならびに、ワンピースゴルフボール本体について説明する。
前記センター、コアおよびワンピースゴルフボール本体には、公知のゴム組成物(以下、単に「コア用ゴム組成物」という場合がある)を用いることができ、例えば、基材ゴム、共架橋剤および架橋開始剤を含むゴム組成物を加熱プレスして成形することができる。
前記基材ゴムとしては、特に、反発に有利なシス結合が40質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上のハイシスポリブタジエンを用いることが好ましい。前記共架橋剤としては、炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸またはその金属塩が好ましく、アクリル酸の金属塩またはメタクリル酸の金属塩がより好ましい。金属塩の金属としては、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、ナトリウムが好ましく、より好ましくは亜鉛である。共架橋剤の使用量は、基材ゴム100質量部に対して20質量部以上50質量部以下が好ましい。架橋開始剤としては、有機過酸化物が好ましく用いられる。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、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t―ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイドなどの有機過酸化物が挙げられ、これらのうちジクミルパーオキサイドが好ましく用いられる。架橋開始剤の配合量は、基材ゴム100質量部に対して、0.2質量部以上が好ましく、より好ましくは0.3質量部以上であって、3質量部以下が好ましく、より好ましくは2質量部以下である。
また、前記コア用ゴム組成物は、さらに、有機硫黄化合物を含有してもよい。前記有機硫黄化合物としては、ジフェニルジスルフィド類、チオフェノール類、チオナフトール類を好適に使用することができる。有機硫黄化合物の配合量は、基材ゴム100質量部に対して、0.1質量部以上が好ましく、より好ましくは0.3質量部以上であって、5.0質量部以下が好ましく、より好ましくは3.0質量部以下である。前記コア用ゴム組成物は、さらにカルボン酸および/またはその塩を含有してもよい。カルボン酸および/またはその塩としては、炭素数が1〜30のカルボン酸および/またはその塩が好ましい。カルボン酸および/またはその塩の配合量は、基材ゴム100質量部に対して、1質量部以上、40質量部以下である。
前記コア用ゴム組成物には、基材ゴム、共架橋剤、架橋開始剤、有機硫黄化合物に加えて、さらに、酸化亜鉛や硫酸バリウムなどの重量調整剤、老化防止剤、色粉などを適宜配合することができる。前記コア用ゴム組成物の加熱プレス成型条件は、ゴム組成に応じて適宜設定すればよいが、通常、130℃〜200℃で10分間〜60分間加熱するか、あるいは130℃〜150℃で20分間〜40分間加熱した後、160℃〜180℃で5分間〜15分間と2段階加熱することが好ましい。
本発明のゴルフボールが、スリーピース、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である場合には、センターまたはコアと最外層カバーとの間に設ける中間層としては、例えば、ポリウレタン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂;スチレンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマーなどの熱可塑性エラストマー;ゴム組成物の硬化物などが挙げられる。ここで、アイオノマー樹脂としては、例えば、エチレンとα,β−不飽和カルボン酸との共重合体中のカルボキシル基の少なくとも一部を金属イオンで中和したもの、またはエチレンと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中のカルボキシル基の少なくとも一部を金属イオンで中和したものが挙げられる。前記中間層には、さらに、硫酸バリウム、タングステンなどの比重調整剤、老化防止剤、顔料などが配合されていてもよい。なお、中間層は、ゴルフボールの構成に応じて、内側カバー層や、外層コアと称される場合がある。コアは、単層であってもよいし、多層であってもよい。
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。
[評価方法]
(1)動的粘弾性の測定
塗膜の貯蔵弾性率E’および損失弾性率E”を以下の条件で測定した。
装置:ユービーエム社製動的粘弾性測定装置Rheogel−E4000
測定サンプル: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、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:正弦波引張
測定温度:−120℃〜100℃
昇温速度:3℃/分
測定データ取り込み間隔:3℃
加振周波数:10Hz
測定歪み:0.05%
(2)塗膜の10%モジュラス
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を作製した。JIS−K7161に準じて、この塗膜をダンベル形状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膜の物性を測定し、10%伸長時のモジュラスを算出した。
試験片の膜厚:0.11−0.14mm
引張速度:50mm/分
(3)アプローチショットのドライスピン量Sd(rpm)
ゴルフラボラトリー社製スイングマシンに、サンドウェッジ(クリーブランドゴルフ社製RTX−3(58°))を取り付け、ヘッドスピード16m/秒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量(rpm)を測定した。測定は、各ゴルフボールについて8回ずつ行い、その平均値をスピン量とした。
(4)ラフからのアプローチショットのラフスピン量Sr(rpm)
ゴルフラボラトリー社製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RTX−3(58°))を装着した。その表面に野芝を2本貼り付けたゴルフボールを使用し、サンドウェッジのフェースとゴルフボールとの間に野芝が介在する状態で、ヘッド速度16m/sでゴルフボールを打撃して、スピン量(rpm)を測定した。スピン量の測定は、打撃されたゴルフボールの連続写真を撮影することによって行った。サンドウェッジのフェースとゴルフボールが接触した際に、野芝とフェースの溝が垂直になるように、野芝をセロハンテープでゴルフボールに取付けた。各ゴルフボールについて 、各8回測定して得られたデータの平均値をそれぞれ算出した。
[ゴルフボールの作製]
1.センターの作製
表1に示す配合のセンター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直径39.7mmの球状センターを得た。なお、硫酸バリウムの配合量は、ゴルフボールの質量が45.3gとなるように調整した。
Figure 2020099669
ポリブタジエンゴム:JSR(株)製、「BR730(ハイシスポリブタジエン)」
アクリル酸亜鉛:日触テクノファインケミカル社製、「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」
ジフェニルジスルフィド:住友精化社製
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」
2.中間層用組成物およびカバー用組成物の調製
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200〜260℃に加熱された。
Figure 2020099669
サーリン(登録商標)8945:デュポン社製、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
ハイミラン(登録商標)AM7329:三井・デュポン・ポリケミカル社製、亜鉛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
Figure 2020099669
エラストラン(登録商標)XNY82A:BASFジャパン社製、熱可塑性ポリウレタンエラストマー
チヌビン(登録商標)770:BASFジャパン社製、セバシン酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)
3.球状コアの作製
上記で得た中間層用組成物を、前記球状センター上に直接射出成形することにより、前記センターを被覆する厚さ1.0mmの中間層を形成して、球状コアを作製した。成形用上下型は、半球状キャビティと、球状センターを支持する進退可能なホールドピンとを有している。中間層成形時には、上記ホールドピンを突き出し、センターを投入後ホールドさせ、80トンの圧力で型締めした金型に260℃に加熱した中間層用組成物を0.3秒で注入し、30秒間冷却して型開きして球状コアを取り出した。
4.ハーフシェルの成形
ハーフシェルの圧縮成形は、得られ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。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。
5.カバーの成形
上記で得た球状コアを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0.5mmのカバーを成形した。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。
6.塗料の調製
第一剤(ポリオール組成物)の調製
ポリオール成分として、ポリオキシテトラメチレングリコール(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=1/2、質量比)を用いて50質量%となるように溶解した。ここに、触媒としてジブチル錫ラウレートをポリオール成分の固形分に対して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攪拌を続け、その後常温で冷却し、溶剤(トルエン/メチルエチルケトン=1/2、質量比)を加えて、ウレタンポリオール(固形分:30質量%)を調製した。各ウレタンポリオールの組成等を表4に示した。
Figure 2020099669
第二剤(ポリイソシアネート組成物)の調製
ポリイソシアネート組成物No.1:ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(住化コベストロウレタン社製、スミジュールN3300)
ポリイソシアネート組成物No.2:ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット変性体(住化コベストロウレタン社製、デスモジュールN3200A)
ポリイソシアネート組成物No.3:ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト体
(住化コベストロウレタン社製、スミジュールHT)
ポリイソシアネート組成物No.4:イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート(住化コベストロウレタン社製、デスモジュールZ4470)
ポリイソシアネート組成物No.5
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(登録商標)TKA−100(NCO含有率:21.7質量%))30質量部、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質量%))30質量部、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(BAYER社製、デスモジュール(登録商標) Z 4470(NCO含有率:11.9質量%))40質量部を混合した。
No.1〜5に、溶媒として、メチルエチルケトン、酢酸n−ブチル、トルエンの混合溶媒を追加し、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。
塗料の調製
上記で調製した第一剤(ウレタンポリオール)に対して、表5、6に示したNCO/OH比となるように第二剤を配合して塗料を調製した。
7.塗膜の形成
上記で得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45.3gのゴルフボールを得た。塗膜の厚さは、20μmとした。塗装は、3本のプロングを備えた回転体にゴルフボール本体を載置し、回転体を300rpmで回転させ、ゴルフボール本体からエアーガンを吹き付け距離(7cm)だけ離間させて上下方向に移動させながら行った。重ね塗りの各回のインターバルを1.0秒とした。エアーガンの吹付条件は、重ね塗り;2回、吹付エアー圧;0.15MPa、圧送タンクエアー圧;0.10MPa、1回の塗布時間;1秒、雰囲気温度;20℃〜27℃、雰囲気湿度;65%以下の条件で塗装とした。得られたゴルフボールの評価結果を表5、6に示した。
Figure 2020099669
Figure 2020099669
ゴルフボールNo.1〜No.15、19、20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、前記塗膜の最外層を構成する基材樹脂は、(A)ポリオール組成物と、(B)ポリイソシアネート組成物とを反応させてなるポリウレタンであり、前記塗膜の動的粘弾性を測定して得られる−50℃での損失弾性率(E”)が、1.00×10Pa以上である。ゴルフボールNo.1〜No.15、19、20は、優れたスピン性能を有している。
本発明は、塗装ゴルフボールに好適に適用できる。
1:ゴルフボール、2:球状コア、3:カバー、4:塗膜、31:ディンプル、32:ランド

Claims (6)

  1. 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、
    前記塗膜の最外層を構成する基材樹脂は、(A)ポリオール組成物と、(B)ポリイソシアネート組成物とを反応させてなるポリウレタンであり、
    前記ポリウレタンの動的粘弾性を下記条件で測定して得られる−50℃での損失弾性率(E”)が、1.00×10Pa以上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:正弦波引張
    測定温度範囲:−120℃〜100℃
    昇温速度:3℃/分
    加振周波数:10Hz
    測定歪み:0.05%
  2. 前記塗膜損失弾性率(E”)が、1.20×10Pa以上である請求項1に記載のゴルフボール。
  3. (B)前記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イソシアヌレート体を含有することを特徴とする請求項1または2に記載のゴルフボール。
  4. 前記ジイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネートである請求項3に記載のゴルフボール。
  5. 前記ポリオール組成物が、数平均分子量が800〜3000のポリエーテルジオールを構成成分として含有するウレタンポリオールを含有する請求項1〜4のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  6. 前記ポリウレタンの動的粘弾性を下記条件で測定して得られる0℃での貯蔵弾性率(E’)が、0.5×10Pa〜15×10Paである請求項1〜5のいずれか一項に記載のゴルフボール。
    <測定条件>
    測定モード:正弦波引張
    測定温度範囲:−120℃〜100℃
    昇温速度:3℃/分
    加振周波数:10Hz
    測定歪み:0.05%
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