JP3663580B2

JP3663580B2 - ゴルフボールの芯材の製法

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Publication number: JP3663580B2
Application number: JP2000317889A
Authority: JP
Inventors: 聡明田中; 義之大城戸; 英起佐野
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2017-08-28
Also published as: JP2001137387A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフボールの芯材の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多層構造のゴルフボールの製造方法としては、偏心を避けるため、次のような手法がとられていた。
▲１▼ ある層を設けるときは、それよりも内側の部分、即ち、内核を別に加硫成形してから外層金型内の所定の位置に可動ホールドピンなどで固定し、外層を形成する材料を射出成形機またはトランスファー金型により射出すると共に適当なタイミングでホールドピンを引き抜いて、そのまま加硫成形する方法。
▲２▼ 外層を、半球状凹型と半球状凸型で半球殻状に半加硫し、又は、未加硫の状態でシュリンクしない程度に一定時間熱を加えて半球殻状に成形し、半球状凸型を除去後、半球殻状外層を半球状凹型につけたまま、別に加硫成形していた内核をセットし、加硫プレス成形する方法（いわゆる中子方式）。
▲３▼ ▲２▼の方法に於て、外層を半球殻状とせずにシート状のまま用いる方法。
以上の方法は、例えば、特開昭63−105774号、特開平２−228978号、特開平６−218077号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来のゴルフボールの製造方法では、内核（内層）の偏心を減らすために作業性を犠牲にしていた。例えば、前記従来技術▲１▼においては、射出成形機又はトランスファー金型内にて内核を可動ホールドピンで保持し、次いで外層材料注入とともにピン引き抜きを行うために金型の構造が非常に複雑となり、コスト増を招くと共に注入時の圧力の限界により１回のプレスでの取り数が少なくなって大量生産には不向きであった。さらに、可動ピンと金型のクリアランス調整及び管理が煩雑で、狭ければ摺動不良、広ければゴムはみ出しなどの問題も生じていた。
【０００４】
また、前記従来技術▲２▼では、▲３▼の欠点の１回のプレスでの取り数の少なさや金型の問題は克服されてはいるものの、外層を一旦半球殻状に成形したときには、その半球殻状外層は外層形成用の半球状凹型に付着している必要があるにもかかわらず、半球状凸型の方に大部分付着し、半球状凹型の方に移す作業が必要で、やはり大量生産には採用できなかった。また、従来技術▲３▼では、▲２▼の半球殻状外層成形の仕込みをシート状に変更しただけで依然同じ問題は残っている。このように▲１▼〜▲３▼の従来技術は大量生産に致命的な欠点を有していた。また、▲１▼〜▲３▼の従来技術以外にも、特開昭61− 25579号により、内核の表面に外層厚みと同じ長さの突起を一体成形により設け、準球殻構造で外層を被覆する方法が公知であった。その方法では、理論上の偏心を０にできるものの突起を一体成形で設けるときは金型からの離型性が問題となる。そこで外層径で成形した後削り出して突起をつくることも考えられるが、非常に手間がかかり現実的ではない。
【０００５】
そこで、本発明は、上述の問題を解決して、芯材の外層に対する内層の偏心量の著しい減少と大量生産とを実現できると共に優れた耐久性と飛行性能を有するゴルフボールを製造する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るゴルフボールの芯材の製法は、未加硫材料を半加硫乃至加硫して半球殻状の外層半割体を形成した後、未加硫の内層形成材を一対の上記外層半割体にて挾んで加硫プレス成形して外層と内層から成る芯材を形成すると同時に、該外層半割体の間に該内層形成材を流し込ませ該外層のシーム部の少なくとも一部に上記内層が貫通又は食い込んだ侵出部分を形成し、上記貫通又は食い込んだ侵出部分の体積を、上記外層が完全な球殻であると仮想した場合の体積の１／300 〜１／５とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳説する。
【０００８】
図１は、外層２と内層３から成る２層構造のゴルフボールの芯材１を示す。ゴルフボールは、その内部にこのような芯材１を有し、その芯材１の外面に、図示省略のカバー材が積層された３層構造のいわゆる３ピースゴルフボール乃至４層以上の多層構造とされる。しかして、外層２のシーム部４に内層３が貫通しており、その内層３の外層２への侵出部分５の体積を、外層２が完全な球殻であると仮想した場合の体積の１／300 〜１／５とする。ここで、シーム部４とは、外層２を成す一対の半球殻状の外層半割体の対向端縁部乃至その近傍の部分のことを言うものと定義する。
【０００９】
また、図２は、後述の外層半割体を成形するための金型６を示し、この金型６は、半球状凹部７を有する凹型８と半球状凸部９を有する凸型10とから成る。具体的には、凹型８の半球状凹部７を半球よりも浅く形成すると共に、凸型10の半球状凸部９を半球よりも低く突出形成する。かつ、半球状凹部７・凸部９のオフセンター値Ａ，Ｂを夫々0.01〜0.70mmに設定する。さらに好ましくは、オフセンター値Ａ，Ｂを0.05〜0.70mmに設定する。
【００１０】
ここで、オフセンター値Ａとは、半球状凹部７の半球の中心点としての点Ｐがその半球状凹部７よりも外方に位置し半球状凹部７の開口端縁を含む平面から点Ｐまでの距離のことをいうと定義する。また、オフセンター値Ｂとは、半球状凸部９の半球の中心点としての点Ｑがその半球状凸部９の円形端面よりも外方に位置しその円形端面から点Ｑまでの距離のことをいうと定義する。つまり、半球状凹部７は、点Ｐを中心とする半径Ｒ₁ の凹面から成り、その凹面の深さ寸法は半径Ｒ₁ よりもオフセンター値Ａだけ小さく設定されている。また、半球状凸部９は、点Ｑを中心とする半径Ｒ₂ の凸面を有し、その突出寸法は半径Ｒ₂ よりもオフセンター値Ｂだけ小さく設定されている。また、凹型８と凸型10を合わせたときに空隙部（キャビティ）が生じるように、半球状凹部７の半径Ｒ₁ を半球状凸部９の半径Ｒ₂ よりも所定寸法だけ大きく設定する。
【００１１】
また、図３の拡大断面図に示すように、半球状凸部９を、転写性のない離型剤11にて被覆する。その離型剤11としては、例えば、フッ素樹脂があげられる。さらに具体的な例としては、旭硝子株式会社製：商品名「サイトップＣＴＬ−１０９Ｓ」等の溶剤可溶性フッ素樹脂が好ましい。なお、一般的なフッ素樹脂コーティングを用いてもよい。
【００１２】
しかして、本発明に係るゴルフボールの芯材の製法を説明する。まず、図４の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、未加硫材料12を半加硫して半球殻状の外層半割体13を形成する。具体的には、（ａ）の如く未加硫材料12を金型６の凹型８の半球状凹部７に挿入する。なお、未加硫材料12を凹型８に挿入する前又は挿入後に半球状凸部９に転写性のない離型剤11を塗布する。その後、（ｂ）に示すように凹型８と凸型10を合わせて半加硫プレス成形する。その後、（ｃ）の如く凹型８と凸型10を離間させて外層半割体13（ハーフシェル）を取り出す。このとき、半球状凸部９が転写性のない離型剤11にて被覆されているので、外層半割体13を簡単に外すことができると共に、その半割体13の内面に離型剤11が転写されることがない。こうして形成した外層半割体13は、図５に示すように、完全な半球殻よりも小さく、その凹面14と凸面15の中心点Ｃは、端面16よりも所定寸法Ｅだけ外方に位置する。
【００１３】
次に、図６に示すように、未加硫の内層形成材17を一対の外層半割体13, 13にて挾んで、さらに、図７に示すように、完全な半球とされた半球凹部18, 18を有する２つの芯材形成用凹型19, 19にて、加硫プレス成形する。このとき、外層半割体13, 13は半球よりも小さいため、外層半割体13, 13の間に僅かな隙間が生じて、その隙間に内層形成材17が流れ込む。その流れ込んだ部分により、内層形成材17を外層半割体13, 13の中央に保持することができる。そして、その流れ込んだ部分が内層３の侵出部分５となり、その後、図８に示すように、凹型19, 19を離間させれば、芯材１を取り出すことができる。このように、未加硫の内層形成材17を一対の外層半割体13, 13にて挾んで加硫プレス成形して外層２と内層３から成る２層構造の芯材１を形成する。
【００１４】
ところで、上述の図４の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した外層半割体13の成形に於て、外層半割体13の半加硫の程度を、次のように調整する。まず、図９は、未加硫材料（生ゴム）を完全に加硫させた場合のキュラストメータ（日本合成ゴム株式会社製：商品名「ＪＳＲキュラストメータIII Ｄ型」）のトルクと時間の関係を示すグラフ図であり、トルクが大きくなるほど加硫が進んで材料が硬くなっていることを示す。なお、測定条件は温度 160℃（ 150〜 170℃で可能）、振幅３°であり、その他はＪＩＳ規格Ｋ6300に従った。また、加硫開始直後の時間ｔ₁ にてトルクの最小値Ｆが現れた後、トルクは次第に増加し、その後、加硫が完了する時間ｔ₄ にてトルクの最大値Ｇが現れる。
【００１５】
しかして、外層半割体13の半加硫の程度を、キュラストメータのトルクの最小値Ｆと最大値Ｇとの差Ｈの５〜80％となるように設定する。つまり、時間ｔ₂ に於けるトルクＩが上記差Ｈの５％に相当し、時間ｔ₃ に於けるトルクＪが上記差Ｈの80％に相当する。そして、その時間ｔ₂ から時間ｔ₃ の間で、加硫を中断する。例えば、未加硫材料12のゴム配合が、ＢＲ０１を100 重量部、アクリル酸亜鉛を24.5重量部、亜鉛華を19.8重量部、老化防止剤を0.5 重量部、ジクミルパーオキサイドを1.0 重量部とした場合に、 150℃にて時間ｔ₂ を３分、時間ｔ₃ を14分とする。つまり、加硫開始からの経過時間が３分から14分までの間にて、加硫を中断させる。
【００１６】
半加硫の程度を上記のように設定する理由は、トルクの最小値Ｆと最大値Ｇとの差Ｈが５％未満であると、外層半割体13の弾性が不足して形が維持できなくなり、内層３が大きく偏心する虞れがあり、差Ｈが80％を越えると内層３と外層２との密着性が低下して剥離が生じ易くなるからである。また、好ましくは、外層半割体13の半加硫の程度を、キュラストメータのトルクが加硫開始直後の最小値Ｆと加硫を完了させた場合の最大値Ｇとの差Ｈの15〜70％となるように設定する。なお、外層半割体13全体を半加硫させるのが好ましいが、それ以外にも、凸型10を冷却しつつ凹型８を加熱して、外層半割体13の凹面14のみ不完全に加硫───即ち半加硫───させてもよい。その場合、外層半割体13の凹面14の硬度を、上述の如く半加硫した場合の硬度と同一となるようにする。
【００１７】
また、図10の（ａ）に示す外層半割体13の内径Ｋと、外層半割体13を自由状態にて加硫して形成した図10の（ｂ）に示す仮想外層20の内径Ｌの差が、図10の（ａ）に示す外層半割体13の内径Ｋと図11の（ｂ）に示す加硫プレス成形完了後の内層３の外径Ｍの差に対して、0.5 〜3.0 倍となるように、加硫プレス時の成分配合を設定する。これを言い換えると、図10の（ａ）に示す外層半割体13の内径Ｋと、その外層半割体13を自由状態にて加硫して形成した図10の（ｂ）に示す仮想外層20の内径Ｌの差が、図11の（ａ）に示す加硫プレス開始直後の内層形成材17の外径Ｎと図11の（ｂ）に示す加硫プレス成形完了後の内層３の外径Ｍの差に対して、0.5 〜3.0 倍となるように、加硫プレス時の成分配合を設定する。
【００１８】
ところで、ゴム組成物は、一般に、ゴム分が多いほど縮みが大きくなる。このため、例えば、外層２と内層３が、ＢＲ０１、アクリル酸亜、亜鉛華、老化防止剤、及び、ジクミルパーオキサイドにて形成される場合、外層２に於て、硬度が変化しない程度まで亜鉛華を減じて（最低５重量部は必要）縮みを増し、かつ、外層２の重量が減る分、加硫に影響のない亜鉛華、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等で内層３を重くして、芯材１全体の重量を調整しつつ同時に内層の縮みを小さくする。
【００１９】
これにより、外層２が内層３よりも大きく収縮するので、外層２と内層３の密着性が良くなる。なお、外層半割体13の内径Ｋと、その外層半割体13を自由状態にて加硫して形成した仮想外層20の内径Ｌの差が、外層半割体13の内径Ｋと加硫プレス成形完了後の内層３の外径Ｍの差に対して、0.5 倍未満であると、外層２と内層３の密着性が悪くなり、剥離が生じる虞れがある。また、3.0 倍を越えると、外層２に周方向の大きな張力が作用するため耐久性が悪くなる。
【００２０】
しかして、このゴルフボールの芯材の製法によれば、シンプルな構造の金型にて、偏心量が著しく小さく、かつ、外層２と内層３の密着が良好な芯材１を容易に製造することができる。そして、作業性が高く、かつ、工数を低減することができ、大量生産に好適である。また、飛行性能に悪影響を及ぼすことが無く、かつ、十分大きな耐久性が得られる。
【００２１】
なお、半球状凹部７・凸部９のオフセンター値Ａ，Ｂを夫々0.01〜0.70mmに設定した理由は、オフセンター値Ａ，Ｂが0.01mm未満であると、芯材１の内層３の外層２への侵出部分５の形状や体積にばらつきが生じ易くなって内層３の偏心量が増加する虞れがあるからであり、0.70mmを越えると、侵出部分５の体積が大きくなり過ぎて───即ち侵出部分５の体積が外層２が完全な球殻であると仮想した場合の体積の１／５を越えて───飛行性能に悪影響を及ぼすからである。
【００２２】
また、本発明のゴルフボールに於て、芯材１の内層３の外層２への侵出部分５の体積を、外層２が完全な球殻であると仮想した場合の体積の１／300 〜１／５とした理由は、１／300 未満であると、内層３の偏心量が大きくなって飛距離等の飛行性能が低下するからであり、１／５を越えた場合も飛行性能が低下するからである。
【００２３】
次に、図12は、厚み寸法Ｔが0.1 〜1.5 mmかつ幅寸法Ｗが0.5 〜15.0mmの外鍔部21を、外層半割体13の開口端部に、一体に形成する場合を示す。外層半割体13の凹面14は完全な半球よりも浅く、その凹面14の上端縁に厚み寸法Ｔと同一寸法のストレート部22が連続状に形成される。また、半球の中心点Ｃは、凹面14の上端縁よりも所定寸法Ｅだけ外方に位置し、その所定寸法Ｅは、厚み寸法Ｔの１／２に設定されている。このようにすれば、加硫プレス成形の際に、芯材形成用凹型19の半球凹部18に嵌め込まれる外層半割体13の姿勢（座り）が安定するため、内層３の外層２への侵出部分５の形状や体積のばらつきが少なくなり、侵出部分５の体積を外層２が完全な球殻であると仮想した場合の体積の１／300 〜１／５の範囲とし易くなって、内層３の偏心量を確実に小さくし得る。
【００２４】
ここで、厚み寸法Ｔを0.1 〜1.5 mmとした理由は、0.1 mm未満では、加硫プレス成形時に外層半割体13自身を支える力が弱すぎるからであり、1.5 mmを越えると加硫プレス成形時に外層半割体13の一部が内側に入り込み過ぎて飛行性能が低下するからである。また、幅寸法Ｗを0.5 〜15.0mmとした理由は、0.5 mm未満では、加硫プレス成形時に外層半割体13自身を支える力が弱すぎるからであり、15.0mmを越えると材料が無駄となるからである。
【００２５】
なお、図１は、外層２のシーム部４の略全体に内層３が貫通して侵出部分５が円環状に形成されている場合を示したが、それ以外にも、図13に示すように、外層２のシーム部４全体に内層３が食い込んで、侵出部分５の形状は外径方向に次第に肉薄に形成されたものであってもよい。また、図14の（ａ）（ｂ）に示すように、外層２のシーム部４の一部に内層３が貫通して（又は食い込んで）、侵出部分５がシーム部４上に複数形成されたものであってもよい。
【００２６】
また、半球状凹部７・凸部９のオフセンター値Ａ，Ｂを０mmに設定した金型６にて、外層半割体13を形成してもよい。その場合、外層半割体13を半加硫するのが好ましい。また、外層半割体13を形成するときに、未加硫材料12を（完全に）加硫してもよい場合がある。その場合は、内層３の外層２への侵出部分５を確実に形成するために、金型６の半球状凹部７・凸部９のオフセンター値Ａ，Ｂを夫々0.01〜0.70mmに設定するのが望ましい。
【００２７】
なお、外層２は、１層のみならず、２層、３層とするも好ましい。つまり、芯材１全体として最大４層構造とすることができる。例えば、外層２を３層構造とする場合、図15の（ａ）に示すように、外層半割体13, 13を、外から第１層31、第２層32、第３層33の３層構造として、内層形成材17を挾んで加硫プレス成形すればよい。これにより、（ｂ）に示すように、第１層34、第２層35、第３層36の３層から成る外層２と、その外層２に食い込んだ侵出部分５を有する内層３と、から成る４層構造の芯材１を形成できる。
【００２８】
【実施例】
次に、実施例を示す。
２層構造の芯材１を有するゴルフボールを作成した。具体的には、外層２が完全な球殻であると仮想した場合の体積に対する内層３の外層２への侵出部分５の体積の比（以下はみ出し割合と呼ぶことがある）、凸型10の半球状凸部９のオフセンター値Ｂ、凹型８の半球状凹部７のオフセンター値Ａ、半加硫の程度、外層半割体13の内径Ｋと加硫プレス成形完了後の内層３の外径Ｍの差に対する外層半割体13の内径Ｋと外層半割体13を自由状態にて加硫して形成した仮想外層20の内径Ｌの差の比（以下縮みの比と呼ぶことがある）を、変えた芯材１を有するゴルフボールを実際に作製した。そして、夫々のボールについて、スウィングロボットに１番ウッド（ドライバー）を取付けて45ｍ／ｓのヘッドスピードにて打撃し、キャリーを測定した。その際、各ボールについて、内層３の外層２への侵出部分５側の部分の打撃と、侵出部分５から最も離れた点（侵出部分５が形成されたシーム部４に対して90°の中心角をなす点）の打撃との、２通りの打撃を、50打ずつ行ってその平均値をとった。また、外層２と内層３の密着の良否と、外層２に対する内層３の偏心量を、測定した。その詳細を次の表１に示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
上記表１より、実施例１〜７は、外層２と内層３の密着が良好であり、かつ、偏心量は0.08〜0.13mmと著しく小さい。そして、打撃部分の違いによるキャリーの差は無く、かつ、キャリーの値が十分に大きい───即ちよく飛ぶボールである───。
【００３１】
これに対し、比較例１は、侵出部のはみ出し割合が１／４と大きい。そして、偏心量は0.13mmと小さいが、外層と内層の剥離が起こり、かつ、侵出部分５の打撃によるキャリーよりも侵出部分５から離れた位置での打撃によるキャリーの方が６ヤードも小さかった。また、比較例２は、侵出部のはみ出し割合が１／４と大きく、外層と内層の密着は良好であるが、偏心量が0.35mmと大きく、かつ、侵出部分５の打撃によるキャリーよりも侵出部分５から離れた位置での打撃によるキャリーの方が６ヤードも小さかった。また、比較例３は、侵出部のはみ出し割合が１／600 と小さく、偏心量が0.40mmと大きく、かつ、外層と内層の剥離が起こり、さらに、侵出部分５の打撃によるキャリーよりも侵出部分５から離れた位置での打撃によるキャリーの方が７ヤードも小さかった。
【００３２】
以上の結果から、本発明のゴルフボールの芯材の製法によれば、芯材１の外層２に対する内層３の偏心量の著しい減少と、外層２と内層３の密着性の向上を実現でき、かつ、ゴルフボールとしての優れた飛距離性能が得られると言える。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されているので、次に記載する効果を奏する。
【００３４】
本発明に係る製法にて得られた芯材を用いたゴルフボールは、外層２に対する内層３の偏心量が著しく減少でき、かつ、外層２と内層３の密着性が向上できて、飛距離等の飛行性能に優れ、かつ、打撃による大きな衝撃に十分に耐える優れた耐久性を発揮できる。特に、外層２と内層３の密着性が大きいため、打撃によって外層２と内層３が剥離せず、耐久性に優れたゴルフボールが得られる。かつ、侵出部分５の体積割合が適切なため、ゴルフボール打撃箇所が侵出部分５に近いか、離れているかによって、キャリーに差異を生じないという利点がある。
【００３５】
また、本発明に係るゴルフボールの芯材の製法は、作業性が高く、工数を低減することができ、大量生産に好適である。また、金型の構造を簡単なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製法によって得られるゴルフボールの芯材の一例を示す断面図である。
【図２】外層半割体形成用の金型の断面図である。
【図３】凸型の要部拡大断面図である。
【図４】芯材の製造方法説明図である。
【図５】外層半割体の断面図である。
【図６】芯材の製造方法説明図である。
【図７】芯材の製造方法説明図である。
【図８】金型から芯材を取り出した状態の説明図である。
【図９】キュラストメータのトルクと加硫時間の関係を示すグラフ図である。
【図１０】加硫による収縮の説明図である。
【図１１】加硫による収縮の説明図である。
【図１２】他の外層半割体の断面図である。
【図１３】他の芯材の断面図である。
【図１４】別の芯材の断面図である。
【図１５】外層を３層構造とする場合の製法の説明図である。
【符号の説明】
１芯材
２外層
３内層
４シーム部
５侵出部分
６金型
７半球状凹部
８凹型
９半球状凸部
10 凸型
12 未加硫材料
13 外層半割体
17 内層形成材
20 仮想外層
21 外鍔部
Ａオフセンター値
Ｂオフセンター値

Claims

未加硫材料12を半加硫乃至加硫して半球殻状の外層半割体13, 13を形成した後、未加硫の内層形成材17を一対の上記外層半割体13, 13にて挾んで加硫プレス成形して外層２と内層３から成る芯材１を形成すると同時に、該外層半割体 13 ， 13 の間に該内層形成材 17 を流し込ませ該外層２のシーム部４の少なくとも一部に上記内層３が貫通又は食い込んだ侵出部分５を形成し、上記貫通又は食い込んだ侵出部分５の体積を、上記外層２が完全な球殻であると仮想した場合の体積の１／300 〜１／５とすることを特徴とするゴルフボールの芯材の製法。