JP3853594B2 - 高酸性及びｖｌｍｉアイオノマーを含むゴルフボール組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
発明の分野
本発明は、少なくとも１のカバー層とコア層とを有するゴルフボールであって、それら層の少なくとも１が、アイオノマーブレンド及び標準的なゴルフボール添加剤を含んでなる組成物から形成されるゴルフボールであって；該アイオノマーブレンドが、約９７wt.％〜約２０wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマー樹脂、約３wt.％〜＜１５wt.％の少なくとも１の低モジュラスアイオノマー樹脂及び０wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー樹脂を含むことを特徴とするゴルフボールに関する。
【０００２】
発明の背景
最近２０年間で、アイオノマーとして知られる樹脂材料は、ゴルフボール用のカバー原材料として広範に使用されてきた。このようなカバーは、初速、スピン率及び感触のような許容できるプレイ中の特性を与えることがわかっている。
これら樹脂は、ゴルフボール技術の当業者には周知であり、SURLYN(登録商標)(DuPont)やIOTEK(登録商標)(Exxon)のような種々の商品名で市販されている。現在、金属カチオンのタイプと量、ベース樹脂の分子量と組成(例えば、エチレンと、メタクリル酸及び／又はアクリル酸基の相対含量)のような種々のパラメータによって変わる広範な特性を有する５０以上のグレードの商業的に入手可能なアイオノマーがある。
【０００３】
総体的に、市販のアイオノマーは、モノ−オレフィン、例えばアルケンと、３〜１２個の炭素原子を有する不飽和モノ−又はジ−カルボン酸及びそれらのエステルからなる群より選択される少なくとも１の他のタイプのコモノマーとのコポリマーから成り(該ポリマーは、１〜５０質量％の不飽和モノ−又はジ−カルボン酸及び／又はそれらのエステルを含む)、そのカルボン酸基の約１０％〜約９０％が金属イオンで中和されており、例えば米国特許第3,264,272号を参照せよ。さらに詳細には、このような酸含有エチレン共重合アイオノマーは、Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーを含み、式中、Ｅはエチレンであり、Ｘは、該ポリマーの０wt.％〜約５０wt.％の量で存在するアクリレート又はメタクリレートのような軟化コモノマーであって、その酸部分は、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛若しくはアルミニウムのようなカチオン、又はそのようなカチオンの組合せによって約１％〜約９０％中和されて、アイオノマーが形成されている。
【０００４】
ここで使用され、かつ本技術の当業者に公知の「高酸性アイオノマー」は、Ｙが、該ポリマー中に16.5wt.％〜約３５wt.％存在するアクリレート又はメタクリレート単位であるアイオノマー樹脂である。一般に、高酸性アイオノマーは、約340MPa〜約860MPa(約50,000psi〜約125,000psi)の曲げモジュラスを有する。ゴルフボール技術特有の言語では、高酸性アイオノマーは、「硬い」アイオノマーと言われることもある。
ここで使用され、かつ本技術の当業者に公知の「超低モジュラスアイオノマー」、又は「ＶＬＭＩ」は、さらに該ポリマー中に約１０wt.％〜約５０wt.％存在する軟化コモノマーＸ、通常(メタ)アクリレートエステルを含んでなるアイオノマー樹脂である。典型的な軟化コモノマーとしては、ｎ-ブチルアクリレート、イソ-ブチルアクリレート、ｎ-ブチルメタクリレート、メチルアクリレート及びメチルメタクリレートが挙げられる。一般に、ＶＬＭＩは、約１４MPa〜約７０MPa(約2,000psi〜約10,000psi)の曲げモジュラスを有する。ＶＬＭＩは、「軟らかい」アイオノマーと言われることもある。
【０００５】
ここで使用され、かつ本技術の当業者に公知の「標準的なアイオノマー」は、通常軟化コモノマーＸが無く、かつＹが、該ポリマー中に約１wt.％〜＜16.5wt.％存在するアクリル酸又はメタクリル酸であるアイオノマー樹脂である。一般に、標準的なアイオノマーは、約140MPa〜約550MPa(約20,000psi〜約80,000psi)の曲げモジュラスを有する。標準的なアイオノマーは、ＶＬＭＩと区別するために、技術的に「硬い」アイオノマーと言われることもある。
標準的なアイオノマーのブレンドから形成されたカバー組成物は、通常、ボールに許容できる弾性力と飛距離特性を与える。
【０００６】
多くの特許が、高酸性アイオノマーを含む改良されたアイオノマーブレンドに関係している。例えば、Statzらに対する米国特許第5,298,571号は、各アイオノマーが１６wt.％〜２５wt.％の酸基を含むアイオノマーのブレンドを開示している。このようなブレンドは、これらブレンドから形成されるカバーを含んでなるゴルフボールの反撥係数が0.7以上でなければならないという点で制限されている。反撥係数、又は「ＣＯＲ」は、ゴルフボール技術の当業者には周知のゴルフボールの弾性力の尺度である。その値は、ゴルフボールがより弾性になるにつれて、すなわち、鋼板との衝突によってゴルフボールが跳ね返るときのエネルギー損失が減少するにつれて増加する。さらに、当該参照文献で開示されているブレンドは、すべて所定の割合内で存在するリチウム、亜鉛、及び選択的にナトリウムのみによって中和されている。しかし、Statzらの文献は、高酸性アイオノマーとＶＬＭＩを含むブレンドについては何ら開示していない。
【０００７】
標準的なアイオノマー、高酸性アイオノマー、及び／又はそれらのブレンドを含んでなる上記のようなゴルフボールカバーは、ゴルフボールに高初速を与える。しかし、このようなカバーで形成されたゴルフボールは、熟練ゴルファーによって好ましくないとみなされる性質、低スピン率を有することが知られている。従って、他の特許及び特許公開公報は、ＶＬＭＩを含むアイオノマーブレンドからカバー組成物を形成することによって、スピン率、及びクリックや感触のような他の望ましいカバー特性を改良することに向けられている。例えば、Sullivanに対する米国特許第4,884,814号は、高曲げモジュラス(硬い)アイオノマーと、低曲げモジュラス(軟らかい)アイオノマーのブレンドを含んでなるゴルフボールカバーを開示している。硬いアイオノマーは、オレフィンと、ナトリウム又は亜鉛で中和された不飽和モノカルボン酸とのコポリマーであり、約200〜380MPa(約30,000〜55,000psi)の曲げモジュラス及び約６０〜６６のショアＤ硬度を有しており；SURLYN(登録商標)9910、8528、8940及び9650が例示されている。例示された硬いアイオノマーは、いずれも１５wt.％を超える酸含量は有しないようであり、従ってそれらは標準的なアイオノマーである。軟らかいアイオノマーは、オレフィン、不飽和モノカルボン酸、及びアクリレートエステルのターポリマー、すなわちＶＬＭＩである。これらターポリマーは、亜鉛又はナトリウムで中和され、約２１〜４８MPa(約3,000〜7,000psi)の曲げモジュラス及び約２５〜４０のショアＤ硬度を有しており；SURLYN(登録商標)AD-8269及びAD-8265が例示されている。その結果生成されるカバーは、硬いアイオノマーでカバーされたボールより軟らかく、熟練ゴルファーによってボールに十分なスピンを与えうるとして開示されている。しかし、この参照文献は、ＶＬＭＩと高酸性アイオノマーとのブレンドについては開示していない。
【０００８】
前述の参照文献に密接に関連するSullivanに対する米国特許第5,120,791号は、少なくとも１の硬いアイオノマー樹脂、好ましくはアクリル酸アイオノマーと、少なくとも１のアクリル酸ベースの軟らかいアイオノマーとのブレンドを含むゴルフボールカバー組成物を開示している。ナトリウム、亜鉛、マグネシウム又はリチウムで中和され、かつ５５〜６６のショアＤ硬度を有する硬いアイオノマーが開示されており；それぞれ約１５wt.％のメタクリル酸を含有するSURLYN(登録商標)8940及び9910、及びそれぞれ約１６wt.％及び１１wt.％のアクリル酸を含有するIOTEK(登録商標)4000及び8000が開示されている。開示されている軟らかいアイオノマーは、オレフィン、アクリル酸、及び不飽和アクリレートエステルモノマーのナトリウム又は亜鉛中和されたターポリマー、すなわちＶＬＭＩであり、約14〜70MPa(約2,000〜10,000psi)の曲げモジュラス及び約２０〜５０のショアＤ硬度を有しており；IOTEK(登録商標)7520、部分的に亜鉛で中和されたエチレン／メチルアクリレート／アクリル酸ターポリマーが例示されている。しかし、この参照文献は、ＶＬＭＩと高酸性アイオノマーとのブレンドについては開示していない。
【０００９】
英国特許出願GB2,278,609A号は、高曲げモジュラス(硬い)アイオノマーと、低曲げモジュラス(軟らかい)アイオノマーとのブレンドから形成されたカバー層を有するスリーピースゴルフボールを開示している。その硬いアイオノマーは、オレフィンと、ナトリウム、亜鉛、マグネシウム又はリチウムで中和された不飽和モノカルボン酸とのコポリマーで、約100〜480MPa(約15,000〜70,000psi)の曲げモジュラス及び少なくとも５０のショアＤ硬度を有すると開示されており；それぞれ約１５wt.％のメタクリル酸を含有するSURLYN(登録商標)8940及び9910、及びそれぞれ約１６及び１１wt.％のアクリル酸を含有するIOTEK(登録商標)4000及び8000が例示されている。従って、これら硬いアイオノマーは標準的なアイオノマーであり、高酸性アイオノマーではない。軟らかいアイオノマーは、オレフィン、不飽和モノカルボン酸、及びアクリレートエステルのターポリマー、すなわちＶＬＭＩであると開示されている。これらターポリマーは、亜鉛又はナトリウムで中和されており、かつ約７〜７０MPa(約1,000〜10,000psi)の曲げモジュラス及び約２５〜４０のショアＤ硬度を有しており；それぞれ部分的に亜鉛で中和されたエチレン／メチルアクリレート／アクリル酸ターポリマーから成るIOTEK(登録商標)7520及び7510が例示されている。しかし、この参照文献は、ＶＬＭＩと高酸性アイオノマーとのブレンドについは開示していない。
【００１０】
ＶＬＭＩを含む上述のカバーブレンドは、プレイ性能を改良、すなわちスピン率が高まり、またクリック及び感触が向上するが、他の望ましいゴルフボール特性、特に弾性力(例えば、ＣＯＲ)及び飛距離特性は、ＶＬＭＩを含むことによって負の効果である。
ＰＣＴ特許公開番号WO95/00212は、ＶＬＭＩと他のアイオノマーを含むアイオノマーカバーブレンド、すなわち、アクリル酸又はメタクリル酸とのエチレンコポリマーで、１４〜２２wt.％の酸度を有する高酸性アイオノマーを開示している。これらカバー組成物は、かなり多量、少なくとも１５wt.％、好ましくは少なくとも４５wt.％の、軟らかいとして特徴づけられる、すなわち７〜７０MPa(1,000〜10,000psi)の曲げモジュラスを有するＶＬＭＩ成分が、硬いとして特徴づけられる、すなわち340〜760MPa(50,000〜110,000psi)の曲げモジュラスを有する他のアイオノマー成分とブレンドされて含んでいなければならない。しかし、これら開示されたカバー組成物の耐久性は劣っている。
【００１１】
Cadornigaらに対する米国特許第5,415,937号は、高酸性アイオノマーとＶＬＭＩを含んでなるカバーフレンドを開示しており、ボールの感触とプレイ性能を改良しながら、ＶＬＭＩ成分を含まない従来のボールの飛距離と弾性力をも保持すると述べられている。詳細には、８０〜５０％の高剛性アイオノマーと、２０〜５０％のＶＬＭＩとのゴルフボールカバーブレンドが開示されている。この参照文献は、高剛性アイオノマーを、７５〜８０％のオレフィンと、２５〜２０％のα、βエチレン性不飽和カルボン酸とのコポリマーで、その酸基の１０〜９０％が、ナトリウム、リチウム、亜鉛、又はマグネシウムで中和されているコポリマーとして定義している。この高剛性アイオノマーは、好ましくは410〜820MPa(60,000〜120,000psi)の曲げモジュラス及び少なくとも７０のショアＤ硬度を有する。ＶＬＭＩは、６７〜７０wt.％のエチレン、２３〜２０wt.％のｎ-又はイソ-ブチル-アクリレート、及び１０wt.％のメタクリル酸から成り、その酸基の１０〜９０％がナトリウム、亜鉛、又はリチウムで中和されているターポリマーとして定義されている。そのＶＬＭＩは、好ましくは14〜56MPa(2,000〜8,000psi)の曲げモジュラスと、２０〜５０のショアＤ硬度を有する。この開示されたブレンドを取り入れたカバーを有するゴルフボールは、わずかに改良されたＣＯＲと、特定のブレンド及び試験に用いるクラブ、すなわちドライバー、５-アイアン又はピッチングウェッジによって決まる、従来技術のブレンドよりわずかに良いから非常に低いという範囲のスピン率を伴う初速を有する。しかし、それでもなお非常に多量のＶＬＭＩ、少なくとも２０％が、Cadornigaらのアイオノマーブレンドのすべてに存在している。
【００１２】
Cadornigaらの高酸性アイオノマーとＶＬＭＩのカバーブレンドのいくつかは、初速とプレイ性能の許容できる組合せを与えるが、このようなカバーから形成されたゴルフボールは、不十分な耐久性に煩わされ、特にその傾向によって示されるように少ない打数でカバーに亀裂が生じる。
従って、アイオノマーブレンドカバーを有するゴルフボールの上記利点にもかかわらず、高酸性／標準的なアイオノマー及び高酸性／ＶＬＭＩカバーフレンドを有する現存のゴルフボールに比し、カバーの耐久性が優れた高酸性アイオノマーを含むゴルフボールが要望されている。さらに、高酸性／ＶＬＭＩカバーフレンドを含む現存のゴルフボールと比べて初速及びＣＯＲを高めたゴルフボールが要望されている。
【００１３】
発明の概要
本発明の一実施形態は、コア層と、カバー層とを含んでなるゴルフボールであって、それら層の少なくとも１が、アイオノマー成分のブレンドであって、以下を含んでなるブレンドを含む組成物から形成されることを特徴とするゴルフボールに関する：
(ａ) 約９４wt.％〜約１５wt.％の、酸モノマー含量を有する少なくとも１の高酸性アイオノマー樹脂であって、存在する酸モノマーの量が、該高酸性アイオノマー樹脂の質量に対して16.5％〜約３５％である高酸性アイオノマー樹脂；
(ｂ) 約３wt.％〜＜１５wt.％の、軟化コモノマーを有する少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー樹脂であって、存在する軟化コモノマーの量が、該超低モジュラスアイオノマー樹脂の質量に対して約１５％〜約３５％である超低モジュラスアイオノマー樹脂；及び
(ｃ) 約３wt.％〜約７０wt.％の、第２の酸モノマー含量を有する少なくとも１の標準的なアイオノマー樹脂であって、存在する第２の酸モノマーの量が、該標準的なアイオノマー樹脂の質量に対して約５％〜＜16.5％である標準的なアイオノマー樹脂。
【００１４】
高酸性アイオノマーは、好ましくは、エチレンと、16.5質量％〜約２５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、その酸部分が少なくとも１のカチオンで約１％〜約９０％中和されている。標準的なアイオノマーは、好ましくは、エチレンと、約９質量％〜約１５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、その酸部分が少なくとも１のカチオンで約１％〜約９０％中和されている。超低モジュラスアイオノマーは、好ましくは、エチレンと、約１８質量％〜約２７質量％の軟化コモノマーと、約９質量％〜約１５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、その酸部分が少なくとも１のカチオンで約１％〜約９０％中和されている。超低モジュラスアイオノマーの軟化コモノマーは、好ましくは、ｎ-ブチル(メタ)アクリレート、イソ-ブチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート及びそれらの混合物から選択される。これらすべてのアイオノマーにおいて、カチオンは、好ましくは、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛、アルミニウム及びそれらの混合物から選択される。
【００１５】
ゴルフボールは、さらにカバー層とコア層との間に挿入される少なくとも１の中間層を含んでよく、少なくとも１の層は、本発明の組成物から形成される。好ましくは、ゴルフボールの少なくとも１の中間層及び／又はカバー層が本組成物から形成される。
該カバー組成物は、さらに約１wt.％〜約１０wt.％のカラーコンセントレート及び約９０wt.％〜約９９wt.％の該ブレンドを含む。好ましくは、該カラーコンセントレートは、約２０wt.％〜約６０wt.％の、ＴｉＯ2を含みうる少なくとも１の着色剤、及び約８０wt.％〜約４０wt.％の少なくとも１のキャリヤアイオノマー樹脂を含む。
【００１６】
他の実施形態では、本発明は、コア層と、カバー層と、該カバー層と該コア層の間に挿入される少なくとも１の中間層とを含んでなるゴルフボールであって、それら層の少なくとも１が、アイオノマー成分のブレンドであって、以下を含んでなるブレンドを含む組成物から形成されたゴルフボールに関する：
(ａ) 約９４wt.％〜約１５wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマー；
(ｂ) 約３wt.％〜＜約１５wt.％の少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー；及び
(ｃ) 約３wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー。
【００１７】
さらなる実施形態では、本発明は、コア層とカバー層とを含んでなるゴルフボールであって、それら層の少なくとも１が、アイオノマー成分のブレンドであって、以下を含んでなるブレンドを含む組成物から形成されたゴルフボールに関する：
(ａ) 約９７wt.％〜約２０wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマー、すなわち、該高酸性アイオノマーの質量に対して約16.5質量％〜約３５質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂；及び
(ｂ) 約３wt.％〜＜約１５wt.％の少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー、すなわち、該超低モジュラスアイオノマーの質量に対して約１５質量％〜約３５質量％の軟化コモノマーが存在するアイオノマー樹脂。
アイオノマー成分のブレンドは、さらに以下を含むことができる：
(ｃ) 約３wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー、すなわち、該標準的なアイオノマーの質量に対して約５質量％〜＜16.5質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂。
【００１８】
任意に、該ブレンドは、約９７wt.％〜約８５wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマーを含むことができる。該高酸性アイオノマーは、エチレンと、16.5質量％〜約２５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、その酸部分が、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛及びアルミニウムから選択される少なくとも１のカチオンによって、約１％〜約９０％中和されているコポリマーを包含する。
【００１９】
ブレンドの超低モジュラスアイオノマーは、エチレンと、約１８質量％〜約２７質量％の軟化コモノマーと、約９質量％〜約１５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択され少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、その酸部分が、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛及びアルミニウムから選択される少なくとも１のカチオンによって、約１％〜約９０％中和されているコポリマーを包含する。超低モジュラスアイオノマーの好ましい軟化コモノマーとしては、ｎ-ブチル(メタ)アクリレート、イソ-ブチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート及びそれらの混合物が挙げられる。
【００２０】
ブレンドの標準的なアイオノマーは、エチレンと、約９質量％〜約１５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、その酸部分が、少なくとも１のカチオンによって、約１％〜約９０％中和されているコポリマーを包含する。
好ましくは、本ゴルフボールのカバー層は、本組成物から形成される。この例では、カバー組成物は、さらに約１wt.％〜約１０wt.％のカラーコンセントレート及び約９０wt.％〜約９９wt.％のブレンドを含むことができる。好ましくは、カラーコンセントレートは、約２０wt.％〜約６０wt.％の、ＴｉＯ2を含みうる少なくとも１の着色剤と、約８０wt.％〜約４０wt.％の少なくとも１のキャリヤアイオノマー樹脂を含む。
【００２１】
本発明のさらなる実施形態は、カバーとコアを含んでなるゴルフボールであって、該カバーが、アイオノマー成分のブレンドであって、以下を含んでなるブレンドを含むカバー組成物から形成されることを特徴とするゴルフボールである：
(ａ) 約７０wt.％〜約１７wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマー、すなわち、該高酸性アイオノマーの質量に対して16.5質量％〜約２５質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂；
(ｂ) 約５wt.％〜約１４wt.％の少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー、すなわち、該超低モジュラスアイオノマーの質量に対して約１８質量％〜約２７質量％の軟化コモノマーが存在するアイオノマー樹脂；及び
(ｃ) 約２５wt.％〜約６８wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー、すなわち、該標準的なアイオノマーの質量に対して約９質量％〜１５質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂。
【００２２】
本発明の代替的な実施形態は、ゴルフボールの製造方法であって、コア層を形成する工程と、該コア層の上にカバー層を形成する工程を含み、それら層の少なくとも１が、以下を含んでなる組成物から形成されることを特徴とする方法に関する：
(ａ) 約９７wt.％〜約２０wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマー、すなわち、該高酸性アイオノマーの質量に対して16.5質量％〜約３５質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂；及び
(ｂ) 約３wt.％〜＜１５wt.％の少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー、すなわち、該超低モジュラスアイオノマーの質量に対して約１５質量％〜約３５質量％の軟化コモノマーが存在するアイオノマー樹脂。
アイオノマー成分のブレンドは、さらに以下を含むことができる：
(ｃ) 約３wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー、すなわち、該標準的なアイオノマーの質量に対して約５質量％〜＜16.5質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂。
好ましくは、ゴルフボールのカバー層は、本組成物を含む。
【００２３】
本発明のさらなる代替的な実施形態は、ゴルフボールの製造方法であって、コア層を形成する工程と、該コア層の周囲に少なくとも１の中間層を形成する工程と、その少なくとも１の中間層の上にカバー層を形成する工程とを含み、それら層の少なくとも１が、以下を含んでなる組成物から形成されることを特徴とする方法に関する：
(ａ) 約９７wt.％〜約２０wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマー、すなわち、該高酸性アイオノマーの質量に対して16.5質量％〜約３５質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂；及び
(ｂ) 約３wt.％〜＜１５wt.％の少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー、すなわち、該超低モジュラスアイオノマーの質量に対して約１５質量％〜約３５質量％の軟化コモノマーが存在するアイオノマー樹脂。
アイオノマー成分のブレンドは、さらに以下を含むことができる：
(ｃ) 約３wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー、すなわち、該標準的なアイオノマーの質量に対して約５質量％〜＜16.5質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂。
好ましくは、ゴルフボールの少なくとも１の中間層及び／又はカバー層は、本組成物を含む。
【００２４】
発明の詳細な説明
すべてのゴルフボールカバーは、それらがアイオノマー又はバラタから形成されていようが、通常、クラブで繰返し打たれた後にゴルフボールのカバーの外側面に現れる切断、亀裂又は他の破壊を示す。破損は、カバーのどこにも現れることがあり、カバーの欠点の結果又はゴルフボールカバーの耐用寿命の終了の現れである。アイオノマー樹脂のゴルフボールカバーの耐久性は、カバーブレンドの特定の組成によって変わるが、アイオノマー樹脂カバーを有する従来のゴルフボール(６５〜７０ショアＤの典型的なカバー硬度を備えている)は、一般に、単一の破損が生じる前にゴルフクラブで少なくとも２５０打、かつゴルフボールの５０％が破損してしまう前に少なくとも約３００打の耐用寿命があることを期待される。
【００２５】
本発明は、少なくとも１のカバー層とコア層とを含んでなるゴルフボールであって、それら層の少なくとも１が、アイオノマーブレンド及び種々の標準的なゴルフボール添加剤を含む組成物から形成されるゴルフボールに関し；ここで、該アイオノマーブレンドが、約９７wt.％〜約２０wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマーと、約３wt.％〜＜１５wt.％の少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー(ＶＬＭＩ)と、０wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマーとを含む。好ましくは、約３wt.％〜約１４wt.％の少なくとも１のＶＬＭＩが存在する。
任意の標準的なアイオノマーがアイオノマーブレンドに存在する場合、該ブレンドは、好ましくは約９４wt.％〜約１５wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマーと、約３wt.％〜＜１５wt.％の少なくとも１のＶＬＭＩと、約３wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー樹脂とを含み、かつ、さらに好ましくは約７０wt.％〜約１７wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマーと、約５wt.％〜約１４wt.％の少なくとも１のＶＬＭＩと、約２５wt.％〜約６８wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー樹脂とを含む。
【００２６】
本発明は、ゴルフボール、特にゴルフボールカバーの製造方法及び製造用の組成物に関する。しかし、該組成物は、所望によりコア及び中間層の形成にも使用できる。ここで、「中間層」は、カバーとコアの間の独立的な層である。このような中間層は、層を構成する材料がいくらか異なることによって、カバー又はコアとは区別されうる。例えば、中間層は、隣接するカバー又はコア層を構成する成分の対応する性状と比べて、別の組成、異なる成分比、異なる分子量の成分、異なる分子量分布の成分、又は異なる硬化度若しくは架橋度を有する。任意に、中間層は糸巻き層でよく、すなわちゴルフボール技術の当業者には公知のように、弾性巻線で巻きつけられた液体若しくは固体中心のような糸巻きゴルフボールの巻線を構成する。さらに、ここで使用する用語「カバー」又は「コア」は、単一層又は複数層を包含する。所望により、中間層は二重若しくは多層カバー又は二重若しくは多層コアと共に、又は多層カバーと多層コアの両方と共に使用できる。従って、中間層は、技術的に内側カバー層、外側コア層又はマントル層と言われることもある。
【００２７】
本発明のアイオノマーブレンドは、いずれの層にも存在しうるが、それらは、好ましくはカバー層と中間層とから選択される少なくとも１の層に存在する。さらに好ましくは本発明のアイオノマーブレンドは、カバー層に存在する。
本発明のアイオノマーは、通常、モノ-オレフィン、例えばアルケンと、３〜１２個の炭素原子を有する不飽和モノ-又はジ-カルボン酸及びそれらのエステルからなる群より選択される少なくとも１の他のタイプのコモノマーとのコポリマー(該ポリマーは、約１質量％〜約５０質量％の不飽和モノ-又はジ-カルボン酸及びそれらのエステルを含む)からなり、そのカルボン酸基の約１０％〜９０％がカチオンで中和されている。
【００２８】
ここで、「コポリマー」は、少なくとも２種のモノマー単位を含むポリマーとして定義される。従って、３種のモノマーから調製されるポリマー鎖(ターポリマーとしても知られる)は、３種以上のモノマー単位を含有するポリマー鎖と同様に用語「コポリマー」に包含される。コポリマーは、本技術の当業者に公知の多くの方法、例えば、２種以上のモノマーを重合することによって、存在するポリマー鎖がさらに異なるモノマーと反応するグラフト共重合又はブロック共重合によって、また後重合反応、例えば、ポリマーのエステル側鎖の部分加水分解によって生成されうる。
【００２９】
本発明の高酸性共重合アイオノマーはエチレン性であり、すなわちＥ／Ｘ／Ｙコポリマーで、式中、Ｅはエチレン、Ｘは、該ポリマー中に０wt.％〜約５０wt.％存在するアクリレート又はメタクリレートのような軟化コモノマーであり、かつ、Ｙは、該ポリマーの16.5wt.％〜約３５wt.％で存在するアクリル酸又はメタクリル酸であるコポリマーを含み、その酸部分が少なくとも１のカチオンで約１％〜約９０％中和されてアイオノマーが形成されている。
好ましくは、アクリル酸又はメタクリル酸(Ｙ)は、該高酸性共重合アイオノマーの16.5wt.％〜約３０wt.％、さらに好ましくは16.5wt.％〜約２５wt.％を構成する。
好ましくは、軟化コモノマー(Ｘ)は、該高酸性共重合アイオノマーの０wt.％〜約２５wt.％、さらに好ましくは約０wt.％〜２０wt.％を構成する。
【００３０】
特定のエチレン性高酸性コポリマーとしては、限定するものではないが、エチレン／アクリル酸、エチレン／メタクリル酸、エチレン／アクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／エチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／エチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／イソ−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／イソ−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／ｎ−ブチルメタクリレート、エチレン／メタクリル酸／ｎ−ブチルメタクリレート、エチレン／アクリル酸／メチルメタクリレート、及びエチレン／メタクリル酸／メチルメタクリレートが挙げられる。好ましいエチレン性高酸性コポリマーは、エチレン／アクリル酸、エチレン／メタクリル酸、エチレン／(メタ)アクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／(メタ)アクリル酸／エチルアクリレート及びエチレン／(メタ)アクリル酸／メチルアクリレーコポリマーである。最も好ましいエチレン性高酸性コポリマーは、エチレン／アクリル酸及びエチレン／メタクリル酸である。
【００３１】
好ましくは、高酸性アイオノマーは、少なくとも約２０％、さらに好ましくは少なくとも約３０％、金属カチオンで中和されてアイオノマーが形成されている。好ましくは、カチオンは、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛若しくはアルミニウム、又はそのようなカチオンの組合せである。さらに好ましくは、カチオンは、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、亜鉛又はそのようなカチオンの組合せである。
【００３２】
本発明のＶＬＭＩ共重合アイオノマーは、エチレン性であり、すなわち、Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーで、式中、Ｅはエチレン、Ｘは、該コポリマー中に約５０wt.％まで存在する軟化コモノマーであり、かつ、Ｙは、該ポリマーの約５wt.％〜約３５wt.％で存在するアクリル酸又はメタクリル酸であるコポリマーを含み、その酸部分は、少なくとも１のカチオンで約１％〜約９０％中和されてアイオノマーが形成されている。
好ましくは、アクリル酸又はメタクリル酸(Ｙ)は、ＶＬＭＩの約７wt.％〜約２５wt.％、さらに好ましくは約９wt.％〜約１５wt.％を構成する。
好ましくは、軟化コモノマー(Ｘ)は、ＶＬＭＩの約１５wt.％〜約３５wt.％、さらに好ましくは約１８wt.％〜約２７wt.％を構成する。
【００３３】
典型的には、軟化コモノマーはアルキル(アルキル)アクリレート、すなわちアルキルアルキルアクリレート又はアルキルアクリレートであって、そのアルキル基は、独立的に約６個までの炭素原子のいずれの直鎖又は分岐鎖アルキル基でもよい。ここで、フレーズ「約６個までの炭素原子の直鎖又は分岐鎖アルキル基」は、いずれの置換又は無置換非環式炭素含有化合物をも意味し、アルカン、アルケン及びアルキンを包含する。アルキル基の例としては、限定するものではないが、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、tert−ブチル、ペンチル及びヘキシル；アルキレン、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、ブタジエン、ペンテン、ヘキセン等；及びアルキンが挙げられる。当業者は、このような多くの直鎖及び分岐鎖アルキル基に精通しており、そのすべてが本発明の範囲内である。
【００３４】
さらに、このようなアルキル基は、１個以上の水素原子が官能基で置換された種々の置換基を含むこともできる。官能基としては、限定するものではないが、ヒドロキシル、アミノ、エポキシ、カルボキシル、スルホン酸アミド、エステル、エーテル、ホスフェート、チオール、ニトロ、シラン及びハロゲン(フッ素、塩素、臭素及びヨウ素)等が挙げられる。
好ましくは、軟化コモノマーは、アルキル(メタ)アクリレートである。好ましい軟化コモノマーとしては、ｎ−ブチル(メタ)アクリレート、イソ−ブチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート及びそれらの混合物が挙げられる。
【００３５】
特定のエチレン性ＶＬＭＩコポリマーとしては、限定するものではないが、エチレン／アクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／エチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／エチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／イソ−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／イソ−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／ｎ−ブチルメタクリレート、エチレン／メタクリル酸／ｎ−ブチルメタクリレート、エチレン／アクリル酸／メチルメタクリレート、及びエチレン／メタクリル酸／メチルメタクリレートが挙げられる。好ましいエチレン性ＶＬＭＩコポリマーは、エチレン／(メタ)アクリル酸／ｎ−ブチル(メタ)アクリレート、エチレン／(メタ)アクリル酸／イソ−ブチル(メタ)アクリレート、エチレン／(メタ)アクリル酸／エチル(メタ)アクリレート、及びエチレン／(メタ)アクリル酸／メチル(メタ)アクリレートコポリマーである。
【００３６】
好ましくは、ＶＬＭＩは、少なくとも約２０％、さらに好ましくは少なくとも約３０％、金属カチオンで中和されてアイオノマーが形成されている。好ましくは、カチオンは、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛若しくはアルミニウム、又はそのようなカチオンの組合せである。さらに好ましくは、カチオンは、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、亜鉛又はそのようなカチオンの組合せである。。
【００３７】
本発明の標準的な共重合アイオノマーはエチレン性であり、すなわち、Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーで、式中、Ｅはエチレン、Ｘは、該コポリマー中に約５０wt.％まで存在する軟化コモノマーであり、かつ、Ｙは、該ポリマーの約５wt.％〜＜16.5wt.％で存在するアクリル酸又はメタクリル酸であるコポリマーを含み、その酸部分は、少なくとも１のカチオンで約１％〜約９０％中和されてアイオノマーが形成されている。
好ましくは、アクリル酸又はメタクリル酸(Ｙ)は、標準的な共重合アイオノマーの約７wt.％〜＜16.5wt.％、さらに好ましくは約９wt.％〜約１５wt.％を構成する。
好ましくは、軟化コモノマー(Ｘ)は、標準的な共重合アイオノマーの約０wt.％〜約２５wt.％、さらに好ましくは０wt.％〜約２０wt.％を構成する。
【００３８】
特定のエチレン性の標準的なコポリマーとしては、限定するものではないが、エチレン／アクリル酸、エチレン／メタクリル酸、エチレン／アクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／エチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／エチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／イソ−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／イソ−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／ｎ−ブチルメタクリレート、エチレン／メタクリル酸／ｎ−ブチルメタクリレート、エチレン／アクリル酸／メチルメタクリレート、及びエチレン／メタクリル酸／メチルメタクリレートが挙げられる。好ましいエチレン性の標準的なコポリマーは、エチレン／アクリル酸、エチレン／メタクリル酸、エチレン／(メタ)アクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／(メタ)アクリル酸／エチルアクリレート、及びエチレン／(メタ)アクリル酸／メチルアクリレーコポリマーである。最も好ましいエチレン性の標準的なコポリマーは、エチレン／アクリル酸及びエチレン／メタクリル酸である。
【００３９】
好ましくは、高酸性アイオノマーは、少なくとも約２０％、さらに好ましくは少なくとも約３０％、金属カチオンで中和されてアイオノマーが形成されている。好ましくは、カチオンは、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛若しくはアルミニウム、又はそのようなカチオンの組合せである。さらに好ましくは、カチオンは、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、亜鉛又はそのようなカチオンの組合せである。
【００４０】
所望により、アイオノマーブレンドは、約９７wt.％〜約８５wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマーと、約３wt.％〜＜１５wt.％の少なくとも１のＶＬＭＩを含むことができる。代わりに、アイオノマーブレンドは、約９５wt.％〜約８７wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマーと、約５wt.％〜約１３wt.％の少なくとも１のＶＬＭＩを含むことができる。
【００４１】
アイオノマーは、通常無色の化合物である。従って、例えば、ブレンドがカバーに使用される場合には、着色剤(白色化剤としても知られる)のような材料を添加して、アイオノマーブレンドから生成されるゴルフボール組成物に適切な色を与えることが望ましいことがある。好適な着色剤としては、酸化チタン(ＴｉＯ2)、酸化亜鉛(ＺｎＯ)、酸化カルシウム(ＣａＯ)及び硫酸バリウム(ＢａＳＯ4)のような色素が挙げられ、ＴｉＯ2が一般的に好ましい材料である。
均一な色を達成するために、着色剤を完全に混合し、かつ組成物全体によく分散させることが重要である。しかし、このような分散は、着色剤、特にＴｉＯ2のような比較的小さい粒径を有する着色剤は、アイオノマーの大規模バッチ全体に分散しにくいので、容易には達成されない。
【００４２】
組成物全体に着色剤を許容できるように分散させる１つの従来法は、着色剤を含有するカラーコンセントレートを調製し、そのカラーコンセントレートをアイオノマーブレンドと混合することである。カラーコンセントレートは、着色剤をキャリヤアイオノマー樹脂と混ぜることによって調製される。キャリヤアイオノマー樹脂は、高酸性アイオノマー、標準的なアイオノマー、ＶＬＭＩ、又はこれらアイオノマータイプのいずれの組合せも含むことができる。好ましくは、キャリヤ樹脂は、高酸性アイオノマー及び／又は標準的なアイオノマーを含む。
いずれの従来の混合方法を使用してカラーコンセントレートを形成してもよい。好ましい方法は、着色剤とキャリヤアイオノマー樹脂を二軸スクリュー押出機中で混合し、その押出生成物をペレット化して、カラーコンセントレート組成物のペレットを調製する。
【００４３】
カラーコンセントレートは、約２０wt.％〜約６０wt.％の着色剤と、約８０wt.％〜約４０wt.％の少なくとも１のキャリヤアイオノマー樹脂；好ましくは約３０wt.％〜約５０wt.％の着色剤と、約７０wt.％〜約５０wt.％の少なくとも１のキャリヤアイオノマー樹脂、さらに好ましくは約４０wt.％〜約４５wt.％の着色剤と、約６０wt.％〜約５５wt.％の少なくとも１のキャリヤアイオノマー樹脂を含む。好ましくは、着色剤はＴｉＯ2を含む。
典型的には、カラーコンセントレートペレットは、引き続きアイオノマーブレンドを含むアイオノマー樹脂のペレットと混合されて、ゴルフボール層形成用組成物が生成される。コンセントレートが存在する場合、組成物は、約９９wt.％〜約９０wt.％のアイオノマーブレンドと、約１wt.％〜約１０wt.％のカラーコンセントレート、好ましくは約９８wt.％〜約９３wt.％のアイオノマーブレンドと、約２wt.％〜約７wt.％のカラーコンセントレート、最も好ましくは約９６wt.％〜約９４wt.％のアイオノマーブレンドと、約４wt.％〜約６wt.％のカラーコンセントレートを含む。特に言及しない場合、本明細書で用いる「wt.％」は、組成物の総質量に対する百分率である。
【００４４】
ゴルフボール組成物に慣習的に含まれる添加材を本発明の組成物に加えて、カバーを含むゴルフボール層の形成を向上させることができる。これら添加材としては、限定するものではないが、紫外線安定剤及び／又は吸収剤、染料、色素、蛍光色素、蛍光増白剤、加工助剤、金属片、金属粉末及びそれらの混合物のような金属粒子、及び他の慣習的な添加剤が挙げられる。酸化防止剤、安定剤、軟化剤、内部及び外部可塑剤を含む可塑剤、インパクト剤、靱性強化剤、気泡剤、フィラー、強化材料及び融和剤も、本発明のいずれの組成物にも添加することができる。これら材料はすべて技術的に周知であり、それらの使用目的によって典型的な量で添加される。このような添加成分の総量は、通常約１wt.％〜約１０wt.％、好ましくは約２wt.％〜約８wt.％である。
【００４５】
本発明のブレンドされたアイオノマー組成物は、当業者に知られるように、広範なフィラー、例えば、ガラスファイバー、無機粒子及び金属粒子と共にブレンドすることによって強化されうる。
好ましくは、本発明のゴルフボールカバーの製造に用いるカバー原料は、上述した量のアイオノマー樹脂のブレンドである。アイオノマー樹脂のブレンディングは、ポリマーブレンディング技術の当業者に公知の方法、例えば、ツーロールミル、バンバリーミキサー又は一軸若しくは二軸スクリュー押出機で、ポリマー成分を混ぜることによって行われる。一軸スクリュー押出機は、任意に溝付バレル壁を有し、バリアスクリューを含み、又は短軸スクリューデザインでもよい。二軸スクリュー押出機は、逆回転式非噛合い、共回転式非噛合い、逆回転式完全噛合い又は共回転式完全噛合い型でよい。
【００４６】
ゴルフボールの製造に用いる通常の装置を使用して、当業者に周知の方法で本発明のゴルフボールを製造することができる。本発明の組成物を含んでなるゴルフボールカバーの製造において良い結果は、固体状のアイオノマー樹脂を混合し、ペレットを形成してからその混合物を、射出成形機の加熱バレルに供給するのに使用されるホッパーに入れることによって得られた。加熱された射出成形機バレル内でスクリューによってさらに混合した。射出成形機を使用して、プレフォームハーフシェルを作り、次いでコア上に、例えばボール金型内で圧縮成形するか、又は直接コア周囲に、例えば引込ピン金型内でカバーを成形する。このような金型及び機械は従来通りである。
成形後、バフ仕上げ、塗装及びスタンピングによって、本発明の組成物を含んでなるゴルフボールを完成することができる。
【００４７】
本発明のゴルフボールの硬度、モジュラス、コア径、中間層の厚さ及びカバー層の厚さのような特性は、本ゴルフボールの耐久性、スピン、初速及び感触のようなプレイ特性に影響することがわかった。
特に、本発明のコアの直径は、約25.4mm〜約41.40mm(約1.000インチ〜約1.630インチ)である。好ましくは、コアの直径は、約33.02mm〜約40.64mm(約1.300インチ〜約1.600インチ)である。さらに好ましくは、コアの直径は、約35.31mm〜約40.13mm(約1.390インチ〜約1.580インチ)である。中間層がある場合、本発明の中間層の厚さは、約0.508mm〜約2.54mm(約0.020インチ〜約0.100インチ)である。好ましくは、中間層の厚さは、約0.508mm〜約2.286mm(約0.020インチ〜約0.090インチ)である。さらに好ましくは、中間層の厚さは、約0.762mm〜約2.286mm(約0.030インチ〜約0.090インチ)である。最も好ましくは、中間層の厚さは、約0.762mm〜約2.032mm(約0.030インチ〜約0.080インチ)である。さらに、本発明のカバー層の厚さは、約0.762mm〜約3.048mm(約0.030インチ〜約0.120インチ)である。好ましくは、カバー層の厚さは、約1.016mm〜約2.54mm(約0.040インチ〜約0.100インチ)である。最も好ましくは、カバー層の厚さは、約1.27mm〜約2.286mm(約0.050インチ〜約0.090インチ)である。好ましくは、コアとすべての中間層との全径は、完成ボールの全径の約８０％〜約９８％であり、好ましくは約42.67mm〜約45.21mm(約1.680インチ〜約1.780インチ)である。
【００４８】
本発明のアイオノマーブレンドから形成されるカバーを含んでなる本ゴルフボールは、いずれのサイズの全径をも有することができる。全米ゴルフ協会(以後「ＵＳＧＡ」)の「ゴルフの規則」は、競技用ゴルフボールの最小サイズを直径42.67mm(1.680インチ)に限定しているが、最大径については特定していない。さらに、趣味的なプレイでは、いずれのサイズのゴルフボールも使用できる。本ゴルフボールの好ましい直径は、約42.67mm〜約45.72mm(約1.680インチ〜約1.800インチ)である。さらに好ましい直径は、約42.67mm〜約44.70mm(約1.680インチ〜約1.760インチ)である。最も好ましい直径は、約42.67mm〜約44.20mm(約1.680インチ〜約1.740インチ)である。
【００４９】
本発明のゴルフボールのいろいろな層の硬度及びモジュラスのようないくつかの物理的性質は、そのようなゴルフボールのプレイ特性に影響すると考えられる。例えば、中間層の曲げモジュラス及び／又は引張りモジュラスは、本発明のゴルフボールの「感触」に影響すると考えられる。従って、本発明のゴルフボールが中間層を有する場合、この層の曲げモジュラスは、約3.45MPa〜約3,450MPa(約500psi〜約500,000psi)であることが好ましい。さらに好ましくは、中間層の曲げモジュラスは、約6.90MPa〜約1,720MPa(約1,000psi〜約250,000psi)である。最も好ましくは、中間層の曲げモジュラスは、約13.8MPa〜約1,380MPa(約2,000psi〜約200,000psi)である。
同様に、本発明のゴルフボールは、曲げモジュラスが約690MPa〜約1,030MPa(約10,000psi〜約150,000psi)のカバー層を有することが好ましい。さらに好ましくは、カバー層の曲げモジュラスは、約100MPa〜約830MPa(約15,000psi〜約120,000psi)である。最も好ましくは、カバー層の曲げモジュラスは、約120MPa〜約760MPa(約18,000psi〜約110,000psi)である。
【００５０】
本発明のゴルフボール組成物は、約５０ショアＡ〜約９０ショアＤのコア硬度を有する。好ましくは、コアは、約３０〜約６５のショアＤ硬度を有する。さらに好ましくは、コアは、約３５〜約６０のショアＤ硬度を有する。本発明のゴルフボールにあるいずれの中間層も、好ましくは約６０ショアＡ〜約８５ショアＤの硬度を有する。さらに好ましくは、中間層の硬度は、約６５ショアＡ〜約８０ショアＤである。本発明のゴルフボールのカバー層は、約４０〜約９０のショアＤ硬度を有する。さらに好ましくは、カバー層のショアＤ硬度は、約４５〜約８５である。最も好ましくは、カバー層は、約５０〜約８０のショアＤ硬度を有する。
【００５１】
高酸性アイオノマーと、ＶＬＭＩと、任意に標準的なアイオノマーとからアイオノマーブレンドを調製すると、ブレンドの引張りモジュラスと曲げモジュラス及びショア硬度を含む機械的性質をコントロールする能力が劇的に向上する。
本発明の組成物は、アイオノマーカバーのツーピースゴルフボールの飛距離と弾性力、及び優れた耐久性を有するバラタカバーのスリーピースボールの感触、クリック及びコントロールを有するゴルフボールを提供する。
本発明に従って調製されたカバー層を有するゴルフボールについての以下の実施例は、本発明を例証するために与えられている。しかし、実施例は例示目的だけのためであり、どんな様式でも本発明は、本明細書の特定の開示に限定されないことを理解すべきである。
【００５２】
実施例
４組のスリーピースゴルフボールの１ダースバッチを、通常の製造方法によって調製した。これらゴルフボールは、35.31mm(1.390インチ)径のＣａＯで充填された架橋ポリブタジエンコアと、後述するように配合されたカバーブレンドから作られた2.159mm(0.085インチ)厚のカバーと、該カバーと該コアとの間に挿入される1.524mm(0.06インチ)厚の中間層とから形成した。中間層は、２０wt.％のＺｎＯで充填されたHYTREL(登録商標)3078から形成した。
以下のアイオノマーをカバーに使用した：
SURLYN(登録商標)8140： エチレンと、１７〜約２２％のメタクリル酸とから成り、その酸基の約３０〜約６０％がナトリウムで中和され、かつ約７０のショアＤ硬度を有すると考えられる高酸性コポリマー；
SURLYN(登録商標)8320： エチレンと、約８〜約１１％のメタクリル酸と、ｎ−ブチルアクリレートとから成り、その酸基の約４０〜約６０％がナトリウムで中和され、かつ約３５のショアＤ硬度を有すると考えられるＶＬＭＩ；
SURLYN(登録商標)7940： エチレンと、約１３〜約15.5％のメタクリル酸とから成り、その酸基の約３０〜約６０％がリチウムで中和され、かつ約６８のショアＤ硬度を有すると考えられる標準的なコポリマー；及び
SURLYN(登録商標)8528： エチレンと、約８〜約１１％のメタクリル酸とから成り、その酸基の約４０〜約６０％がナトリウムで中和され、かつ約６０のショアＤ硬度を有すると考えられる標準的なコポリマー。
【００５３】
本発明のアイオノマーカバーブレンド(実施例番号１及び２)は、１０wt.％のSURLYN(登録商標)8320(ＶＬＭＩ)と、SURLYN(登録商標)8140(高酸性アイオノマー)及びSURLYN(登録商標)7940(標準的なアイオノマー成分)の質量比５０／５０ブレンドとから成る８５wt.％のベースアイオノマー樹脂を含む。さらに、約４０wt.％のＴｉＯ2と、約６０wt.％の、後述するキャリヤアイオノマー樹脂の１つを含んでなる５wt.％のカラーコンセントレートを使用した。
対照のアイオノマーカバーフレンド(番号１Ｃ及び２Ｃ)は、ＶＬＭＩ無しで調製し、９５wt.％の質量比５０／５０のSURLYN(登録商標)8140／SURLYN(登録商標)7940と、５wt.％のカラーコンセントレートとを含む。
【００５４】
ゴルフボールの２つのバッチ、ＶＬＭＩを含むもの(番号１)と、含まないもの(番号１Ｃ)は、カラーコンセントレートＡのためのキャリヤアイオノマー樹脂としてSURLYN(登録商標)8140(高酸性アイオノマー)を用いて調製した。他の２つのバッチ、ＶＬＭＩを含むもの(番号２)と、含まないもの(番号２Ｃ)は、カラーコンセントレートＢのためのキャリヤアイオノマー樹脂としてSURLYN(登録商標)8528(標準的なアイオノマー)を用いて調製した。
ペレット化されたベースアイオノマーと、カラーコンセントレートペレットをブレンディングトート内でブレンドした。そして、ペレットブレンドを射出成形機の加熱バレルに供給するのに使用されるホッパーに入れた。射出成形機のバレル内でスクリューによってさらに混合した。射出成形機を使用して、プレフォームハーフシェルを作り、次いで、その２つをボール金型内の(中間層＋コア)アセンブリ上に圧縮成形してそれぞれゴルフボールを形成した。
【００５５】
各ダースのゴルフボールバッチを、Titleist製の回転式振子試験機で耐久性について試験した。1100rpmで回転する試験機は、駆動モータから34.3cm(13.5インチ)、約１３°の角度で置かれた溝付金属面プレートでゴルフボールを繰返し打つように配置された。ボールは、５０打毎に調べて、ボールに何らかの破損が見られるかを決定した。試験サイクルは、ボールが少なくとも５０％破損するまで続けた。２００打以前に破損したボールはなかった。耐久性の試験結果は、表Ｉに示されている。
ａ．４０wt.％ＴｉＯ2／６０wt.％アイオノマー
ｂ．破損した数(すべての実施例において２００打以下で破損したものはない)
ｃ．打数の最高数
ｄ．ナトリウムで部分的に中和されている高酸性アイオノマー
ｅ．リチウムで部分的に中和されている標準的なアイオノマー
ｆ．ナトリウムで部分的に中和さているＶＬＭＩ
ｇ．アイオノマー＝SURLYN(登録商標)8140
ｈ．アイオノマー＝SURLYN(登録商標)8528(標準的な、ナトリウムで部分的に中和されている)
【００５６】
表Ｉに示されるように、少しもＶＬＭＩを含まずに、すなわち、高酸性アイオノマー／標準的なアイオノマーブレンドと、高酸性アイオノマーキャリヤ樹脂カラーコンセントレートＡとから形成されたカバーで作られた実施例番号１Ｃのゴルフボールは、２００打程度で破損を示した。また、少しもＶＬＭＩを含まない実施例番号１Ｃは、たった２５０打後にトータルで４個が破損した。対照的に、同一のカラーコンセントレートＡを有するＶＬＭＩ／高酸性アイオノマー／標準的なアイオノマーブレンドから形成されたカバーを有する実施例番号１のゴルフボールは、２５０打までは全くいかなる破損も示さなかった。ＶＬＭＩを含む実施例番号１は、２５０打でトータル２個しか破損を示さず、同一の打数での実施例１Ｃの破損の半数であった。
【００５７】
さらに、ＶＬＭＩを有して、すなわち、ＶＬＭＩ／高酸性アイオノマー／標準的なアイオノマーブレンドと、カラーコンセントレートＢ用の標準的なアイオノマーキャリヤ樹脂とから形成されたカバーブレンドで製造された実施例番号２のゴルフボールは、３００打まで全く破損を示さなかった。対照的に、少しもＶＬＭＩを含まない実施例番号２Ｃは、２００打程度で１個の破損があり、３００打ではトータル２個が破損を示した。
さらに、３５０打では、少しもＶＬＭＩを含まない実施例番号２Ｃは、トータルで９個、すなわち試験したゴルフボールの７５％が破損してしまった。しかし、カバーブレンドにＶＬＭＩを含む実施例番号２は、３５０打後に破損したボールはたった６個(５０％)であった。
【００５８】
ここに開示された本発明の例示的実施形態が上述の目的を満たすことは明かであるが、当業者によって多くの変形及び他の実施形態が工夫されうることがわかるだろう。従って、特許請求の範囲は、本発明の精神及び範囲内にあるすべてのそのような変形及び実施形態を包含するものであると理解されるだろう。
本明細書に挙げたすべての特許の内容は、参照によってそれら全体が取り込まれている。
発明の分野
本発明は、少なくとも１のカバー層とコア層とを有するゴルフボールであって、それら層の少なくとも１が、アイオノマーブレンド及び標準的なゴルフボール添加剤を含んでなる組成物から形成されるゴルフボールであって；該アイオノマーブレンドが、約９７wt.％〜約２０wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマー樹脂、約３wt.％〜＜１５wt.％の少なくとも１の低モジュラスアイオノマー樹脂及び０wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー樹脂を含むことを特徴とするゴルフボールに関する。
【０００２】
発明の背景
最近２０年間で、アイオノマーとして知られる樹脂材料は、ゴルフボール用のカバー原材料として広範に使用されてきた。このようなカバーは、初速、スピン率及び感触のような許容できるプレイ中の特性を与えることがわかっている。
これら樹脂は、ゴルフボール技術の当業者には周知であり、SURLYN(登録商標)(DuPont)やIOTEK(登録商標)(Exxon)のような種々の商品名で市販されている。現在、金属カチオンのタイプと量、ベース樹脂の分子量と組成(例えば、エチレンと、メタクリル酸及び／又はアクリル酸基の相対含量)のような種々のパラメータによって変わる広範な特性を有する５０以上のグレードの商業的に入手可能なアイオノマーがある。
【０００３】
総体的に、市販のアイオノマーは、モノ−オレフィン、例えばアルケンと、３〜１２個の炭素原子を有する不飽和モノ−又はジ−カルボン酸及びそれらのエステルからなる群より選択される少なくとも１の他のタイプのコモノマーとのコポリマーから成り(該ポリマーは、１〜５０質量％の不飽和モノ−又はジ−カルボン酸及び／又はそれらのエステルを含む)、そのカルボン酸基の約１０％〜約９０％が金属イオンで中和されており、例えば米国特許第3,264,272号を参照せよ。さらに詳細には、このような酸含有エチレン共重合アイオノマーは、Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーを含み、式中、Ｅはエチレンであり、Ｘは、該ポリマーの０wt.％〜約５０wt.％の量で存在するアクリレート又はメタクリレートのような軟化コモノマーであって、その酸部分は、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛若しくはアルミニウムのようなカチオン、又はそのようなカチオンの組合せによって約１％〜約９０％中和されて、アイオノマーが形成されている。
【０００４】
ここで使用され、かつ本技術の当業者に公知の「高酸性アイオノマー」は、Ｙが、該ポリマー中に16.5wt.％〜約３５wt.％存在するアクリレート又はメタクリレート単位であるアイオノマー樹脂である。一般に、高酸性アイオノマーは、約340MPa〜約860MPa(約50,000psi〜約125,000psi)の曲げモジュラスを有する。ゴルフボール技術特有の言語では、高酸性アイオノマーは、「硬い」アイオノマーと言われることもある。
ここで使用され、かつ本技術の当業者に公知の「超低モジュラスアイオノマー」、又は「ＶＬＭＩ」は、さらに該ポリマー中に約１０wt.％〜約５０wt.％存在する軟化コモノマーＸ、通常(メタ)アクリレートエステルを含んでなるアイオノマー樹脂である。典型的な軟化コモノマーとしては、ｎ-ブチルアクリレート、イソ-ブチルアクリレート、ｎ-ブチルメタクリレート、メチルアクリレート及びメチルメタクリレートが挙げられる。一般に、ＶＬＭＩは、約１４MPa〜約７０MPa(約2,000psi〜約10,000psi)の曲げモジュラスを有する。ＶＬＭＩは、「軟らかい」アイオノマーと言われることもある。
【０００５】
ここで使用され、かつ本技術の当業者に公知の「標準的なアイオノマー」は、通常軟化コモノマーＸが無く、かつＹが、該ポリマー中に約１wt.％〜＜16.5wt.％存在するアクリル酸又はメタクリル酸であるアイオノマー樹脂である。一般に、標準的なアイオノマーは、約140MPa〜約550MPa(約20,000psi〜約80,000psi)の曲げモジュラスを有する。標準的なアイオノマーは、ＶＬＭＩと区別するために、技術的に「硬い」アイオノマーと言われることもある。
標準的なアイオノマーのブレンドから形成されたカバー組成物は、通常、ボールに許容できる弾性力と飛距離特性を与える。
【０００６】
多くの特許が、高酸性アイオノマーを含む改良されたアイオノマーブレンドに関係している。例えば、Statzらに対する米国特許第5,298,571号は、各アイオノマーが１６wt.％〜２５wt.％の酸基を含むアイオノマーのブレンドを開示している。このようなブレンドは、これらブレンドから形成されるカバーを含んでなるゴルフボールの反撥係数が0.7以上でなければならないという点で制限されている。反撥係数、又は「ＣＯＲ」は、ゴルフボール技術の当業者には周知のゴルフボールの弾性力の尺度である。その値は、ゴルフボールがより弾性になるにつれて、すなわち、鋼板との衝突によってゴルフボールが跳ね返るときのエネルギー損失が減少するにつれて増加する。さらに、当該参照文献で開示されているブレンドは、すべて所定の割合内で存在するリチウム、亜鉛、及び選択的にナトリウムのみによって中和されている。しかし、Statzらの文献は、高酸性アイオノマーとＶＬＭＩを含むブレンドについては何ら開示していない。
【０００７】
標準的なアイオノマー、高酸性アイオノマー、及び／又はそれらのブレンドを含んでなる上記のようなゴルフボールカバーは、ゴルフボールに高初速を与える。しかし、このようなカバーで形成されたゴルフボールは、熟練ゴルファーによって好ましくないとみなされる性質、低スピン率を有することが知られている。従って、他の特許及び特許公開公報は、ＶＬＭＩを含むアイオノマーブレンドからカバー組成物を形成することによって、スピン率、及びクリックや感触のような他の望ましいカバー特性を改良することに向けられている。例えば、Sullivanに対する米国特許第4,884,814号は、高曲げモジュラス(硬い)アイオノマーと、低曲げモジュラス(軟らかい)アイオノマーのブレンドを含んでなるゴルフボールカバーを開示している。硬いアイオノマーは、オレフィンと、ナトリウム又は亜鉛で中和された不飽和モノカルボン酸とのコポリマーであり、約200〜380MPa(約30,000〜55,000psi)の曲げモジュラス及び約６０〜６６のショアＤ硬度を有しており；SURLYN(登録商標)9910、8528、8940及び9650が例示されている。例示された硬いアイオノマーは、いずれも１５wt.％を超える酸含量は有しないようであり、従ってそれらは標準的なアイオノマーである。軟らかいアイオノマーは、オレフィン、不飽和モノカルボン酸、及びアクリレートエステルのターポリマー、すなわちＶＬＭＩである。これらターポリマーは、亜鉛又はナトリウムで中和され、約２１〜４８MPa(約3,000〜7,000psi)の曲げモジュラス及び約２５〜４０のショアＤ硬度を有しており；SURLYN(登録商標)AD-8269及びAD-8265が例示されている。その結果生成されるカバーは、硬いアイオノマーでカバーされたボールより軟らかく、熟練ゴルファーによってボールに十分なスピンを与えうるとして開示されている。しかし、この参照文献は、ＶＬＭＩと高酸性アイオノマーとのブレンドについては開示していない。
【０００８】
前述の参照文献に密接に関連するSullivanに対する米国特許第5,120,791号は、少なくとも１の硬いアイオノマー樹脂、好ましくはアクリル酸アイオノマーと、少なくとも１のアクリル酸ベースの軟らかいアイオノマーとのブレンドを含むゴルフボールカバー組成物を開示している。ナトリウム、亜鉛、マグネシウム又はリチウムで中和され、かつ５５〜６６のショアＤ硬度を有する硬いアイオノマーが開示されており；それぞれ約１５wt.％のメタクリル酸を含有するSURLYN(登録商標)8940及び9910、及びそれぞれ約１６wt.％及び１１wt.％のアクリル酸を含有するIOTEK(登録商標)4000及び8000が開示されている。開示されている軟らかいアイオノマーは、オレフィン、アクリル酸、及び不飽和アクリレートエステルモノマーのナトリウム又は亜鉛中和されたターポリマー、すなわちＶＬＭＩであり、約14〜70MPa(約2,000〜10,000psi)の曲げモジュラス及び約２０〜５０のショアＤ硬度を有しており；IOTEK(登録商標)7520、部分的に亜鉛で中和されたエチレン／メチルアクリレート／アクリル酸ターポリマーが例示されている。しかし、この参照文献は、ＶＬＭＩと高酸性アイオノマーとのブレンドについては開示していない。
【０００９】
英国特許出願GB2,278,609A号は、高曲げモジュラス(硬い)アイオノマーと、低曲げモジュラス(軟らかい)アイオノマーとのブレンドから形成されたカバー層を有するスリーピースゴルフボールを開示している。その硬いアイオノマーは、オレフィンと、ナトリウム、亜鉛、マグネシウム又はリチウムで中和された不飽和モノカルボン酸とのコポリマーで、約100〜480MPa(約15,000〜70,000psi)の曲げモジュラス及び少なくとも５０のショアＤ硬度を有すると開示されており；それぞれ約１５wt.％のメタクリル酸を含有するSURLYN(登録商標)8940及び9910、及びそれぞれ約１６及び１１wt.％のアクリル酸を含有するIOTEK(登録商標)4000及び8000が例示されている。従って、これら硬いアイオノマーは標準的なアイオノマーであり、高酸性アイオノマーではない。軟らかいアイオノマーは、オレフィン、不飽和モノカルボン酸、及びアクリレートエステルのターポリマー、すなわちＶＬＭＩであると開示されている。これらターポリマーは、亜鉛又はナトリウムで中和されており、かつ約７〜７０MPa(約1,000〜10,000psi)の曲げモジュラス及び約２５〜４０のショアＤ硬度を有しており；それぞれ部分的に亜鉛で中和されたエチレン／メチルアクリレート／アクリル酸ターポリマーから成るIOTEK(登録商標)7520及び7510が例示されている。しかし、この参照文献は、ＶＬＭＩと高酸性アイオノマーとのブレンドについは開示していない。
【００１０】
ＶＬＭＩを含む上述のカバーブレンドは、プレイ性能を改良、すなわちスピン率が高まり、またクリック及び感触が向上するが、他の望ましいゴルフボール特性、特に弾性力(例えば、ＣＯＲ)及び飛距離特性は、ＶＬＭＩを含むことによって負の効果である。
ＰＣＴ特許公開番号WO95/00212は、ＶＬＭＩと他のアイオノマーを含むアイオノマーカバーブレンド、すなわち、アクリル酸又はメタクリル酸とのエチレンコポリマーで、１４〜２２wt.％の酸度を有する高酸性アイオノマーを開示している。これらカバー組成物は、かなり多量、少なくとも１５wt.％、好ましくは少なくとも４５wt.％の、軟らかいとして特徴づけられる、すなわち７〜７０MPa(1,000〜10,000psi)の曲げモジュラスを有するＶＬＭＩ成分が、硬いとして特徴づけられる、すなわち340〜760MPa(50,000〜110,000psi)の曲げモジュラスを有する他のアイオノマー成分とブレンドされて含んでいなければならない。しかし、これら開示されたカバー組成物の耐久性は劣っている。
【００１１】
Cadornigaらに対する米国特許第5,415,937号は、高酸性アイオノマーとＶＬＭＩを含んでなるカバーフレンドを開示しており、ボールの感触とプレイ性能を改良しながら、ＶＬＭＩ成分を含まない従来のボールの飛距離と弾性力をも保持すると述べられている。詳細には、８０〜５０％の高剛性アイオノマーと、２０〜５０％のＶＬＭＩとのゴルフボールカバーブレンドが開示されている。この参照文献は、高剛性アイオノマーを、７５〜８０％のオレフィンと、２５〜２０％のα、βエチレン性不飽和カルボン酸とのコポリマーで、その酸基の１０〜９０％が、ナトリウム、リチウム、亜鉛、又はマグネシウムで中和されているコポリマーとして定義している。この高剛性アイオノマーは、好ましくは410〜820MPa(60,000〜120,000psi)の曲げモジュラス及び少なくとも７０のショアＤ硬度を有する。ＶＬＭＩは、６７〜７０wt.％のエチレン、２３〜２０wt.％のｎ-又はイソ-ブチル-アクリレート、及び１０wt.％のメタクリル酸から成り、その酸基の１０〜９０％がナトリウム、亜鉛、又はリチウムで中和されているターポリマーとして定義されている。そのＶＬＭＩは、好ましくは14〜56MPa(2,000〜8,000psi)の曲げモジュラスと、２０〜５０のショアＤ硬度を有する。この開示されたブレンドを取り入れたカバーを有するゴルフボールは、わずかに改良されたＣＯＲと、特定のブレンド及び試験に用いるクラブ、すなわちドライバー、５-アイアン又はピッチングウェッジによって決まる、従来技術のブレンドよりわずかに良いから非常に低いという範囲のスピン率を伴う初速を有する。しかし、それでもなお非常に多量のＶＬＭＩ、少なくとも２０％が、Cadornigaらのアイオノマーブレンドのすべてに存在している。
【００１２】
Cadornigaらの高酸性アイオノマーとＶＬＭＩのカバーブレンドのいくつかは、初速とプレイ性能の許容できる組合せを与えるが、このようなカバーから形成されたゴルフボールは、不十分な耐久性に煩わされ、特にその傾向によって示されるように少ない打数でカバーに亀裂が生じる。
従って、アイオノマーブレンドカバーを有するゴルフボールの上記利点にもかかわらず、高酸性／標準的なアイオノマー及び高酸性／ＶＬＭＩカバーフレンドを有する現存のゴルフボールに比し、カバーの耐久性が優れた高酸性アイオノマーを含むゴルフボールが要望されている。さらに、高酸性／ＶＬＭＩカバーフレンドを含む現存のゴルフボールと比べて初速及びＣＯＲを高めたゴルフボールが要望されている。
【００１３】
発明の概要
本発明の一実施形態は、コア層と、カバー層とを含んでなるゴルフボールであって、それら層の少なくとも１が、アイオノマー成分のブレンドであって、以下を含んでなるブレンドを含む組成物から形成されることを特徴とするゴルフボールに関する：
(ａ) 約９４wt.％〜約１５wt.％の、酸モノマー含量を有する少なくとも１の高酸性アイオノマー樹脂であって、存在する酸モノマーの量が、該高酸性アイオノマー樹脂の質量に対して16.5％〜約３５％である高酸性アイオノマー樹脂；
(ｂ) 約３wt.％〜＜１５wt.％の、軟化コモノマーを有する少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー樹脂であって、存在する軟化コモノマーの量が、該超低モジュラスアイオノマー樹脂の質量に対して約１５％〜約３５％である超低モジュラスアイオノマー樹脂；及び
(ｃ) 約３wt.％〜約７０wt.％の、第２の酸モノマー含量を有する少なくとも１の標準的なアイオノマー樹脂であって、存在する第２の酸モノマーの量が、該標準的なアイオノマー樹脂の質量に対して約５％〜＜16.5％である標準的なアイオノマー樹脂。
【００１４】
高酸性アイオノマーは、好ましくは、エチレンと、16.5質量％〜約２５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、その酸部分が少なくとも１のカチオンで約１％〜約９０％中和されている。標準的なアイオノマーは、好ましくは、エチレンと、約９質量％〜約１５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、その酸部分が少なくとも１のカチオンで約１％〜約９０％中和されている。超低モジュラスアイオノマーは、好ましくは、エチレンと、約１８質量％〜約２７質量％の軟化コモノマーと、約９質量％〜約１５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、その酸部分が少なくとも１のカチオンで約１％〜約９０％中和されている。超低モジュラスアイオノマーの軟化コモノマーは、好ましくは、ｎ-ブチル(メタ)アクリレート、イソ-ブチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート及びそれらの混合物から選択される。これらすべてのアイオノマーにおいて、カチオンは、好ましくは、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛、アルミニウム及びそれらの混合物から選択される。
【００１５】
ゴルフボールは、さらにカバー層とコア層との間に挿入される少なくとも１の中間層を含んでよく、少なくとも１の層は、本発明の組成物から形成される。好ましくは、ゴルフボールの少なくとも１の中間層及び／又はカバー層が本組成物から形成される。
該カバー組成物は、さらに約１wt.％〜約１０wt.％のカラーコンセントレート及び約９０wt.％〜約９９wt.％の該ブレンドを含む。好ましくは、該カラーコンセントレートは、約２０wt.％〜約６０wt.％の、ＴｉＯ2を含みうる少なくとも１の着色剤、及び約８０wt.％〜約４０wt.％の少なくとも１のキャリヤアイオノマー樹脂を含む。
【００１６】
他の実施形態では、本発明は、コア層と、カバー層と、該カバー層と該コア層の間に挿入される少なくとも１の中間層とを含んでなるゴルフボールであって、それら層の少なくとも１が、アイオノマー成分のブレンドであって、以下を含んでなるブレンドを含む組成物から形成されたゴルフボールに関する：
(ａ) 約９４wt.％〜約１５wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマー；
(ｂ) 約３wt.％〜＜約１５wt.％の少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー；及び
(ｃ) 約３wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー。
【００１７】
さらなる実施形態では、本発明は、コア層とカバー層とを含んでなるゴルフボールであって、それら層の少なくとも１が、アイオノマー成分のブレンドであって、以下を含んでなるブレンドを含む組成物から形成されたゴルフボールに関する：
(ａ) 約９７wt.％〜約２０wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマー、すなわち、該高酸性アイオノマーの質量に対して約16.5質量％〜約３５質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂；及び
(ｂ) 約３wt.％〜＜約１５wt.％の少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー、すなわち、該超低モジュラスアイオノマーの質量に対して約１５質量％〜約３５質量％の軟化コモノマーが存在するアイオノマー樹脂。
アイオノマー成分のブレンドは、さらに以下を含むことができる：
(ｃ) 約３wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー、すなわち、該標準的なアイオノマーの質量に対して約５質量％〜＜16.5質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂。
【００１８】
任意に、該ブレンドは、約９７wt.％〜約８５wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマーを含むことができる。該高酸性アイオノマーは、エチレンと、16.5質量％〜約２５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、その酸部分が、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛及びアルミニウムから選択される少なくとも１のカチオンによって、約１％〜約９０％中和されているコポリマーを包含する。
【００１９】
ブレンドの超低モジュラスアイオノマーは、エチレンと、約１８質量％〜約２７質量％の軟化コモノマーと、約９質量％〜約１５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択され少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、その酸部分が、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛及びアルミニウムから選択される少なくとも１のカチオンによって、約１％〜約９０％中和されているコポリマーを包含する。超低モジュラスアイオノマーの好ましい軟化コモノマーとしては、ｎ-ブチル(メタ)アクリレート、イソ-ブチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート及びそれらの混合物が挙げられる。
【００２０】
ブレンドの標準的なアイオノマーは、エチレンと、約９質量％〜約１５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、その酸部分が、少なくとも１のカチオンによって、約１％〜約９０％中和されているコポリマーを包含する。
好ましくは、本ゴルフボールのカバー層は、本組成物から形成される。この例では、カバー組成物は、さらに約１wt.％〜約１０wt.％のカラーコンセントレート及び約９０wt.％〜約９９wt.％のブレンドを含むことができる。好ましくは、カラーコンセントレートは、約２０wt.％〜約６０wt.％の、ＴｉＯ2を含みうる少なくとも１の着色剤と、約８０wt.％〜約４０wt.％の少なくとも１のキャリヤアイオノマー樹脂を含む。
【００２１】
本発明のさらなる実施形態は、カバーとコアを含んでなるゴルフボールであって、該カバーが、アイオノマー成分のブレンドであって、以下を含んでなるブレンドを含むカバー組成物から形成されることを特徴とするゴルフボールである：
(ａ) 約７０wt.％〜約１７wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマー、すなわち、該高酸性アイオノマーの質量に対して16.5質量％〜約２５質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂；
(ｂ) 約５wt.％〜約１４wt.％の少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー、すなわち、該超低モジュラスアイオノマーの質量に対して約１８質量％〜約２７質量％の軟化コモノマーが存在するアイオノマー樹脂；及び
(ｃ) 約２５wt.％〜約６８wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー、すなわち、該標準的なアイオノマーの質量に対して約９質量％〜１５質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂。
【００２２】
本発明の代替的な実施形態は、ゴルフボールの製造方法であって、コア層を形成する工程と、該コア層の上にカバー層を形成する工程を含み、それら層の少なくとも１が、以下を含んでなる組成物から形成されることを特徴とする方法に関する：
(ａ) 約９７wt.％〜約２０wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマー、すなわち、該高酸性アイオノマーの質量に対して16.5質量％〜約３５質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂；及び
(ｂ) 約３wt.％〜＜１５wt.％の少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー、すなわち、該超低モジュラスアイオノマーの質量に対して約１５質量％〜約３５質量％の軟化コモノマーが存在するアイオノマー樹脂。
アイオノマー成分のブレンドは、さらに以下を含むことができる：
(ｃ) 約３wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー、すなわち、該標準的なアイオノマーの質量に対して約５質量％〜＜16.5質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂。
好ましくは、ゴルフボールのカバー層は、本組成物を含む。
【００２３】
本発明のさらなる代替的な実施形態は、ゴルフボールの製造方法であって、コア層を形成する工程と、該コア層の周囲に少なくとも１の中間層を形成する工程と、その少なくとも１の中間層の上にカバー層を形成する工程とを含み、それら層の少なくとも１が、以下を含んでなる組成物から形成されることを特徴とする方法に関する：
(ａ) 約９７wt.％〜約２０wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマー、すなわち、該高酸性アイオノマーの質量に対して16.5質量％〜約３５質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂；及び
(ｂ) 約３wt.％〜＜１５wt.％の少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー、すなわち、該超低モジュラスアイオノマーの質量に対して約１５質量％〜約３５質量％の軟化コモノマーが存在するアイオノマー樹脂。
アイオノマー成分のブレンドは、さらに以下を含むことができる：
(ｃ) 約３wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー、すなわち、該標準的なアイオノマーの質量に対して約５質量％〜＜16.5質量％の酸モノマーが存在するアイオノマー樹脂。
好ましくは、ゴルフボールの少なくとも１の中間層及び／又はカバー層は、本組成物を含む。
【００２４】
発明の詳細な説明
すべてのゴルフボールカバーは、それらがアイオノマー又はバラタから形成されていようが、通常、クラブで繰返し打たれた後にゴルフボールのカバーの外側面に現れる切断、亀裂又は他の破壊を示す。破損は、カバーのどこにも現れることがあり、カバーの欠点の結果又はゴルフボールカバーの耐用寿命の終了の現れである。アイオノマー樹脂のゴルフボールカバーの耐久性は、カバーブレンドの特定の組成によって変わるが、アイオノマー樹脂カバーを有する従来のゴルフボール(６５〜７０ショアＤの典型的なカバー硬度を備えている)は、一般に、単一の破損が生じる前にゴルフクラブで少なくとも２５０打、かつゴルフボールの５０％が破損してしまう前に少なくとも約３００打の耐用寿命があることを期待される。
【００２５】
本発明は、少なくとも１のカバー層とコア層とを含んでなるゴルフボールであって、それら層の少なくとも１が、アイオノマーブレンド及び種々の標準的なゴルフボール添加剤を含む組成物から形成されるゴルフボールに関し；ここで、該アイオノマーブレンドが、約９７wt.％〜約２０wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマーと、約３wt.％〜＜１５wt.％の少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー(ＶＬＭＩ)と、０wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマーとを含む。好ましくは、約３wt.％〜約１４wt.％の少なくとも１のＶＬＭＩが存在する。
任意の標準的なアイオノマーがアイオノマーブレンドに存在する場合、該ブレンドは、好ましくは約９４wt.％〜約１５wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマーと、約３wt.％〜＜１５wt.％の少なくとも１のＶＬＭＩと、約３wt.％〜約７０wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー樹脂とを含み、かつ、さらに好ましくは約７０wt.％〜約１７wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマーと、約５wt.％〜約１４wt.％の少なくとも１のＶＬＭＩと、約２５wt.％〜約６８wt.％の少なくとも１の標準的なアイオノマー樹脂とを含む。
【００２６】
本発明は、ゴルフボール、特にゴルフボールカバーの製造方法及び製造用の組成物に関する。しかし、該組成物は、所望によりコア及び中間層の形成にも使用できる。ここで、「中間層」は、カバーとコアの間の独立的な層である。このような中間層は、層を構成する材料がいくらか異なることによって、カバー又はコアとは区別されうる。例えば、中間層は、隣接するカバー又はコア層を構成する成分の対応する性状と比べて、別の組成、異なる成分比、異なる分子量の成分、異なる分子量分布の成分、又は異なる硬化度若しくは架橋度を有する。任意に、中間層は糸巻き層でよく、すなわちゴルフボール技術の当業者には公知のように、弾性巻線で巻きつけられた液体若しくは固体中心のような糸巻きゴルフボールの巻線を構成する。さらに、ここで使用する用語「カバー」又は「コア」は、単一層又は複数層を包含する。所望により、中間層は二重若しくは多層カバー又は二重若しくは多層コアと共に、又は多層カバーと多層コアの両方と共に使用できる。従って、中間層は、技術的に内側カバー層、外側コア層又はマントル層と言われることもある。
【００２７】
本発明のアイオノマーブレンドは、いずれの層にも存在しうるが、それらは、好ましくはカバー層と中間層とから選択される少なくとも１の層に存在する。さらに好ましくは本発明のアイオノマーブレンドは、カバー層に存在する。
本発明のアイオノマーは、通常、モノ-オレフィン、例えばアルケンと、３〜１２個の炭素原子を有する不飽和モノ-又はジ-カルボン酸及びそれらのエステルからなる群より選択される少なくとも１の他のタイプのコモノマーとのコポリマー(該ポリマーは、約１質量％〜約５０質量％の不飽和モノ-又はジ-カルボン酸及びそれらのエステルを含む)からなり、そのカルボン酸基の約１０％〜９０％がカチオンで中和されている。
【００２８】
ここで、「コポリマー」は、少なくとも２種のモノマー単位を含むポリマーとして定義される。従って、３種のモノマーから調製されるポリマー鎖(ターポリマーとしても知られる)は、３種以上のモノマー単位を含有するポリマー鎖と同様に用語「コポリマー」に包含される。コポリマーは、本技術の当業者に公知の多くの方法、例えば、２種以上のモノマーを重合することによって、存在するポリマー鎖がさらに異なるモノマーと反応するグラフト共重合又はブロック共重合によって、また後重合反応、例えば、ポリマーのエステル側鎖の部分加水分解によって生成されうる。
【００２９】
本発明の高酸性共重合アイオノマーはエチレン性であり、すなわちＥ／Ｘ／Ｙコポリマーで、式中、Ｅはエチレン、Ｘは、該ポリマー中に０wt.％〜約５０wt.％存在するアクリレート又はメタクリレートのような軟化コモノマーであり、かつ、Ｙは、該ポリマーの16.5wt.％〜約３５wt.％で存在するアクリル酸又はメタクリル酸であるコポリマーを含み、その酸部分が少なくとも１のカチオンで約１％〜約９０％中和されてアイオノマーが形成されている。
好ましくは、アクリル酸又はメタクリル酸(Ｙ)は、該高酸性共重合アイオノマーの16.5wt.％〜約３０wt.％、さらに好ましくは16.5wt.％〜約２５wt.％を構成する。
好ましくは、軟化コモノマー(Ｘ)は、該高酸性共重合アイオノマーの０wt.％〜約２５wt.％、さらに好ましくは約０wt.％〜２０wt.％を構成する。
【００３０】
特定のエチレン性高酸性コポリマーとしては、限定するものではないが、エチレン／アクリル酸、エチレン／メタクリル酸、エチレン／アクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／エチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／エチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／イソ−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／イソ−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／ｎ−ブチルメタクリレート、エチレン／メタクリル酸／ｎ−ブチルメタクリレート、エチレン／アクリル酸／メチルメタクリレート、及びエチレン／メタクリル酸／メチルメタクリレートが挙げられる。好ましいエチレン性高酸性コポリマーは、エチレン／アクリル酸、エチレン／メタクリル酸、エチレン／(メタ)アクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／(メタ)アクリル酸／エチルアクリレート及びエチレン／(メタ)アクリル酸／メチルアクリレーコポリマーである。最も好ましいエチレン性高酸性コポリマーは、エチレン／アクリル酸及びエチレン／メタクリル酸である。
【００３１】
好ましくは、高酸性アイオノマーは、少なくとも約２０％、さらに好ましくは少なくとも約３０％、金属カチオンで中和されてアイオノマーが形成されている。好ましくは、カチオンは、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛若しくはアルミニウム、又はそのようなカチオンの組合せである。さらに好ましくは、カチオンは、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、亜鉛又はそのようなカチオンの組合せである。
【００３２】
本発明のＶＬＭＩ共重合アイオノマーは、エチレン性であり、すなわち、Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーで、式中、Ｅはエチレン、Ｘは、該コポリマー中に約５０wt.％まで存在する軟化コモノマーであり、かつ、Ｙは、該ポリマーの約５wt.％〜約３５wt.％で存在するアクリル酸又はメタクリル酸であるコポリマーを含み、その酸部分は、少なくとも１のカチオンで約１％〜約９０％中和されてアイオノマーが形成されている。
好ましくは、アクリル酸又はメタクリル酸(Ｙ)は、ＶＬＭＩの約７wt.％〜約２５wt.％、さらに好ましくは約９wt.％〜約１５wt.％を構成する。
好ましくは、軟化コモノマー(Ｘ)は、ＶＬＭＩの約１５wt.％〜約３５wt.％、さらに好ましくは約１８wt.％〜約２７wt.％を構成する。
【００３３】
典型的には、軟化コモノマーはアルキル(アルキル)アクリレート、すなわちアルキルアルキルアクリレート又はアルキルアクリレートであって、そのアルキル基は、独立的に約６個までの炭素原子のいずれの直鎖又は分岐鎖アルキル基でもよい。ここで、フレーズ「約６個までの炭素原子の直鎖又は分岐鎖アルキル基」は、いずれの置換又は無置換非環式炭素含有化合物をも意味し、アルカン、アルケン及びアルキンを包含する。アルキル基の例としては、限定するものではないが、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、tert−ブチル、ペンチル及びヘキシル；アルキレン、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、ブタジエン、ペンテン、ヘキセン等；及びアルキンが挙げられる。当業者は、このような多くの直鎖及び分岐鎖アルキル基に精通しており、そのすべてが本発明の範囲内である。
【００３４】
さらに、このようなアルキル基は、１個以上の水素原子が官能基で置換された種々の置換基を含むこともできる。官能基としては、限定するものではないが、ヒドロキシル、アミノ、エポキシ、カルボキシル、スルホン酸アミド、エステル、エーテル、ホスフェート、チオール、ニトロ、シラン及びハロゲン(フッ素、塩素、臭素及びヨウ素)等が挙げられる。
好ましくは、軟化コモノマーは、アルキル(メタ)アクリレートである。好ましい軟化コモノマーとしては、ｎ−ブチル(メタ)アクリレート、イソ−ブチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート及びそれらの混合物が挙げられる。
【００３５】
特定のエチレン性ＶＬＭＩコポリマーとしては、限定するものではないが、エチレン／アクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／エチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／エチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／イソ−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／イソ−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／ｎ−ブチルメタクリレート、エチレン／メタクリル酸／ｎ−ブチルメタクリレート、エチレン／アクリル酸／メチルメタクリレート、及びエチレン／メタクリル酸／メチルメタクリレートが挙げられる。好ましいエチレン性ＶＬＭＩコポリマーは、エチレン／(メタ)アクリル酸／ｎ−ブチル(メタ)アクリレート、エチレン／(メタ)アクリル酸／イソ−ブチル(メタ)アクリレート、エチレン／(メタ)アクリル酸／エチル(メタ)アクリレート、及びエチレン／(メタ)アクリル酸／メチル(メタ)アクリレートコポリマーである。
【００３６】
好ましくは、ＶＬＭＩは、少なくとも約２０％、さらに好ましくは少なくとも約３０％、金属カチオンで中和されてアイオノマーが形成されている。好ましくは、カチオンは、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛若しくはアルミニウム、又はそのようなカチオンの組合せである。さらに好ましくは、カチオンは、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、亜鉛又はそのようなカチオンの組合せである。。
【００３７】
本発明の標準的な共重合アイオノマーはエチレン性であり、すなわち、Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーで、式中、Ｅはエチレン、Ｘは、該コポリマー中に約５０wt.％まで存在する軟化コモノマーであり、かつ、Ｙは、該ポリマーの約５wt.％〜＜16.5wt.％で存在するアクリル酸又はメタクリル酸であるコポリマーを含み、その酸部分は、少なくとも１のカチオンで約１％〜約９０％中和されてアイオノマーが形成されている。
好ましくは、アクリル酸又はメタクリル酸(Ｙ)は、標準的な共重合アイオノマーの約７wt.％〜＜16.5wt.％、さらに好ましくは約９wt.％〜約１５wt.％を構成する。
好ましくは、軟化コモノマー(Ｘ)は、標準的な共重合アイオノマーの約０wt.％〜約２５wt.％、さらに好ましくは０wt.％〜約２０wt.％を構成する。
【００３８】
特定のエチレン性の標準的なコポリマーとしては、限定するものではないが、エチレン／アクリル酸、エチレン／メタクリル酸、エチレン／アクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／エチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／エチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／イソ−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／イソ−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／ｎ−ブチルメタクリレート、エチレン／メタクリル酸／ｎ−ブチルメタクリレート、エチレン／アクリル酸／メチルメタクリレート、及びエチレン／メタクリル酸／メチルメタクリレートが挙げられる。好ましいエチレン性の標準的なコポリマーは、エチレン／アクリル酸、エチレン／メタクリル酸、エチレン／(メタ)アクリル酸／ｎ−ブチルアクリレート、エチレン／(メタ)アクリル酸／エチルアクリレート、及びエチレン／(メタ)アクリル酸／メチルアクリレーコポリマーである。最も好ましいエチレン性の標準的なコポリマーは、エチレン／アクリル酸及びエチレン／メタクリル酸である。
【００３９】
好ましくは、高酸性アイオノマーは、少なくとも約２０％、さらに好ましくは少なくとも約３０％、金属カチオンで中和されてアイオノマーが形成されている。好ましくは、カチオンは、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛若しくはアルミニウム、又はそのようなカチオンの組合せである。さらに好ましくは、カチオンは、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、亜鉛又はそのようなカチオンの組合せである。
【００４０】
所望により、アイオノマーブレンドは、約９７wt.％〜約８５wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマーと、約３wt.％〜＜１５wt.％の少なくとも１のＶＬＭＩを含むことができる。代わりに、アイオノマーブレンドは、約９５wt.％〜約８７wt.％の少なくとも１の高酸性アイオノマーと、約５wt.％〜約１３wt.％の少なくとも１のＶＬＭＩを含むことができる。
【００４１】
アイオノマーは、通常無色の化合物である。従って、例えば、ブレンドがカバーに使用される場合には、着色剤(白色化剤としても知られる)のような材料を添加して、アイオノマーブレンドから生成されるゴルフボール組成物に適切な色を与えることが望ましいことがある。好適な着色剤としては、酸化チタン(ＴｉＯ2)、酸化亜鉛(ＺｎＯ)、酸化カルシウム(ＣａＯ)及び硫酸バリウム(ＢａＳＯ4)のような色素が挙げられ、ＴｉＯ2が一般的に好ましい材料である。
均一な色を達成するために、着色剤を完全に混合し、かつ組成物全体によく分散させることが重要である。しかし、このような分散は、着色剤、特にＴｉＯ2のような比較的小さい粒径を有する着色剤は、アイオノマーの大規模バッチ全体に分散しにくいので、容易には達成されない。
【００４２】
組成物全体に着色剤を許容できるように分散させる１つの従来法は、着色剤を含有するカラーコンセントレートを調製し、そのカラーコンセントレートをアイオノマーブレンドと混合することである。カラーコンセントレートは、着色剤をキャリヤアイオノマー樹脂と混ぜることによって調製される。キャリヤアイオノマー樹脂は、高酸性アイオノマー、標準的なアイオノマー、ＶＬＭＩ、又はこれらアイオノマータイプのいずれの組合せも含むことができる。好ましくは、キャリヤ樹脂は、高酸性アイオノマー及び／又は標準的なアイオノマーを含む。
いずれの従来の混合方法を使用してカラーコンセントレートを形成してもよい。好ましい方法は、着色剤とキャリヤアイオノマー樹脂を二軸スクリュー押出機中で混合し、その押出生成物をペレット化して、カラーコンセントレート組成物のペレットを調製する。
【００４３】
カラーコンセントレートは、約２０wt.％〜約６０wt.％の着色剤と、約８０wt.％〜約４０wt.％の少なくとも１のキャリヤアイオノマー樹脂；好ましくは約３０wt.％〜約５０wt.％の着色剤と、約７０wt.％〜約５０wt.％の少なくとも１のキャリヤアイオノマー樹脂、さらに好ましくは約４０wt.％〜約４５wt.％の着色剤と、約６０wt.％〜約５５wt.％の少なくとも１のキャリヤアイオノマー樹脂を含む。好ましくは、着色剤はＴｉＯ2を含む。
典型的には、カラーコンセントレートペレットは、引き続きアイオノマーブレンドを含むアイオノマー樹脂のペレットと混合されて、ゴルフボール層形成用組成物が生成される。コンセントレートが存在する場合、組成物は、約９９wt.％〜約９０wt.％のアイオノマーブレンドと、約１wt.％〜約１０wt.％のカラーコンセントレート、好ましくは約９８wt.％〜約９３wt.％のアイオノマーブレンドと、約２wt.％〜約７wt.％のカラーコンセントレート、最も好ましくは約９６wt.％〜約９４wt.％のアイオノマーブレンドと、約４wt.％〜約６wt.％のカラーコンセントレートを含む。特に言及しない場合、本明細書で用いる「wt.％」は、組成物の総質量に対する百分率である。
【００４４】
ゴルフボール組成物に慣習的に含まれる添加材を本発明の組成物に加えて、カバーを含むゴルフボール層の形成を向上させることができる。これら添加材としては、限定するものではないが、紫外線安定剤及び／又は吸収剤、染料、色素、蛍光色素、蛍光増白剤、加工助剤、金属片、金属粉末及びそれらの混合物のような金属粒子、及び他の慣習的な添加剤が挙げられる。酸化防止剤、安定剤、軟化剤、内部及び外部可塑剤を含む可塑剤、インパクト剤、靱性強化剤、気泡剤、フィラー、強化材料及び融和剤も、本発明のいずれの組成物にも添加することができる。これら材料はすべて技術的に周知であり、それらの使用目的によって典型的な量で添加される。このような添加成分の総量は、通常約１wt.％〜約１０wt.％、好ましくは約２wt.％〜約８wt.％である。
【００４５】
本発明のブレンドされたアイオノマー組成物は、当業者に知られるように、広範なフィラー、例えば、ガラスファイバー、無機粒子及び金属粒子と共にブレンドすることによって強化されうる。
好ましくは、本発明のゴルフボールカバーの製造に用いるカバー原料は、上述した量のアイオノマー樹脂のブレンドである。アイオノマー樹脂のブレンディングは、ポリマーブレンディング技術の当業者に公知の方法、例えば、ツーロールミル、バンバリーミキサー又は一軸若しくは二軸スクリュー押出機で、ポリマー成分を混ぜることによって行われる。一軸スクリュー押出機は、任意に溝付バレル壁を有し、バリアスクリューを含み、又は短軸スクリューデザインでもよい。二軸スクリュー押出機は、逆回転式非噛合い、共回転式非噛合い、逆回転式完全噛合い又は共回転式完全噛合い型でよい。
【００４６】
ゴルフボールの製造に用いる通常の装置を使用して、当業者に周知の方法で本発明のゴルフボールを製造することができる。本発明の組成物を含んでなるゴルフボールカバーの製造において良い結果は、固体状のアイオノマー樹脂を混合し、ペレットを形成してからその混合物を、射出成形機の加熱バレルに供給するのに使用されるホッパーに入れることによって得られた。加熱された射出成形機バレル内でスクリューによってさらに混合した。射出成形機を使用して、プレフォームハーフシェルを作り、次いでコア上に、例えばボール金型内で圧縮成形するか、又は直接コア周囲に、例えば引込ピン金型内でカバーを成形する。このような金型及び機械は従来通りである。
成形後、バフ仕上げ、塗装及びスタンピングによって、本発明の組成物を含んでなるゴルフボールを完成することができる。
【００４７】
本発明のゴルフボールの硬度、モジュラス、コア径、中間層の厚さ及びカバー層の厚さのような特性は、本ゴルフボールの耐久性、スピン、初速及び感触のようなプレイ特性に影響することがわかった。
特に、本発明のコアの直径は、約25.4mm〜約41.40mm(約1.000インチ〜約1.630インチ)である。好ましくは、コアの直径は、約33.02mm〜約40.64mm(約1.300インチ〜約1.600インチ)である。さらに好ましくは、コアの直径は、約35.31mm〜約40.13mm(約1.390インチ〜約1.580インチ)である。中間層がある場合、本発明の中間層の厚さは、約0.508mm〜約2.54mm(約0.020インチ〜約0.100インチ)である。好ましくは、中間層の厚さは、約0.508mm〜約2.286mm(約0.020インチ〜約0.090インチ)である。さらに好ましくは、中間層の厚さは、約0.762mm〜約2.286mm(約0.030インチ〜約0.090インチ)である。最も好ましくは、中間層の厚さは、約0.762mm〜約2.032mm(約0.030インチ〜約0.080インチ)である。さらに、本発明のカバー層の厚さは、約0.762mm〜約3.048mm(約0.030インチ〜約0.120インチ)である。好ましくは、カバー層の厚さは、約1.016mm〜約2.54mm(約0.040インチ〜約0.100インチ)である。最も好ましくは、カバー層の厚さは、約1.27mm〜約2.286mm(約0.050インチ〜約0.090インチ)である。好ましくは、コアとすべての中間層との全径は、完成ボールの全径の約８０％〜約９８％であり、好ましくは約42.67mm〜約45.21mm(約1.680インチ〜約1.780インチ)である。
【００４８】
本発明のアイオノマーブレンドから形成されるカバーを含んでなる本ゴルフボールは、いずれのサイズの全径をも有することができる。全米ゴルフ協会(以後「ＵＳＧＡ」)の「ゴルフの規則」は、競技用ゴルフボールの最小サイズを直径42.67mm(1.680インチ)に限定しているが、最大径については特定していない。さらに、趣味的なプレイでは、いずれのサイズのゴルフボールも使用できる。本ゴルフボールの好ましい直径は、約42.67mm〜約45.72mm(約1.680インチ〜約1.800インチ)である。さらに好ましい直径は、約42.67mm〜約44.70mm(約1.680インチ〜約1.760インチ)である。最も好ましい直径は、約42.67mm〜約44.20mm(約1.680インチ〜約1.740インチ)である。
【００４９】
本発明のゴルフボールのいろいろな層の硬度及びモジュラスのようないくつかの物理的性質は、そのようなゴルフボールのプレイ特性に影響すると考えられる。例えば、中間層の曲げモジュラス及び／又は引張りモジュラスは、本発明のゴルフボールの「感触」に影響すると考えられる。従って、本発明のゴルフボールが中間層を有する場合、この層の曲げモジュラスは、約3.45MPa〜約3,450MPa(約500psi〜約500,000psi)であることが好ましい。さらに好ましくは、中間層の曲げモジュラスは、約6.90MPa〜約1,720MPa(約1,000psi〜約250,000psi)である。最も好ましくは、中間層の曲げモジュラスは、約13.8MPa〜約1,380MPa(約2,000psi〜約200,000psi)である。
同様に、本発明のゴルフボールは、曲げモジュラスが約690MPa〜約1,030MPa(約10,000psi〜約150,000psi)のカバー層を有することが好ましい。さらに好ましくは、カバー層の曲げモジュラスは、約100MPa〜約830MPa(約15,000psi〜約120,000psi)である。最も好ましくは、カバー層の曲げモジュラスは、約120MPa〜約760MPa(約18,000psi〜約110,000psi)である。
【００５０】
本発明のゴルフボール組成物は、約５０ショアＡ〜約９０ショアＤのコア硬度を有する。好ましくは、コアは、約３０〜約６５のショアＤ硬度を有する。さらに好ましくは、コアは、約３５〜約６０のショアＤ硬度を有する。本発明のゴルフボールにあるいずれの中間層も、好ましくは約６０ショアＡ〜約８５ショアＤの硬度を有する。さらに好ましくは、中間層の硬度は、約６５ショアＡ〜約８０ショアＤである。本発明のゴルフボールのカバー層は、約４０〜約９０のショアＤ硬度を有する。さらに好ましくは、カバー層のショアＤ硬度は、約４５〜約８５である。最も好ましくは、カバー層は、約５０〜約８０のショアＤ硬度を有する。
【００５１】
高酸性アイオノマーと、ＶＬＭＩと、任意に標準的なアイオノマーとからアイオノマーブレンドを調製すると、ブレンドの引張りモジュラスと曲げモジュラス及びショア硬度を含む機械的性質をコントロールする能力が劇的に向上する。
本発明の組成物は、アイオノマーカバーのツーピースゴルフボールの飛距離と弾性力、及び優れた耐久性を有するバラタカバーのスリーピースボールの感触、クリック及びコントロールを有するゴルフボールを提供する。
本発明に従って調製されたカバー層を有するゴルフボールについての以下の実施例は、本発明を例証するために与えられている。しかし、実施例は例示目的だけのためであり、どんな様式でも本発明は、本明細書の特定の開示に限定されないことを理解すべきである。
【００５２】
実施例
４組のスリーピースゴルフボールの１ダースバッチを、通常の製造方法によって調製した。これらゴルフボールは、35.31mm(1.390インチ)径のＣａＯで充填された架橋ポリブタジエンコアと、後述するように配合されたカバーブレンドから作られた2.159mm(0.085インチ)厚のカバーと、該カバーと該コアとの間に挿入される1.524mm(0.06インチ)厚の中間層とから形成した。中間層は、２０wt.％のＺｎＯで充填されたHYTREL(登録商標)3078から形成した。
以下のアイオノマーをカバーに使用した：
SURLYN(登録商標)8140： エチレンと、１７〜約２２％のメタクリル酸とから成り、その酸基の約３０〜約６０％がナトリウムで中和され、かつ約７０のショアＤ硬度を有すると考えられる高酸性コポリマー；
SURLYN(登録商標)8320： エチレンと、約８〜約１１％のメタクリル酸と、ｎ−ブチルアクリレートとから成り、その酸基の約４０〜約６０％がナトリウムで中和され、かつ約３５のショアＤ硬度を有すると考えられるＶＬＭＩ；
SURLYN(登録商標)7940： エチレンと、約１３〜約15.5％のメタクリル酸とから成り、その酸基の約３０〜約６０％がリチウムで中和され、かつ約６８のショアＤ硬度を有すると考えられる標準的なコポリマー；及び
SURLYN(登録商標)8528： エチレンと、約８〜約１１％のメタクリル酸とから成り、その酸基の約４０〜約６０％がナトリウムで中和され、かつ約６０のショアＤ硬度を有すると考えられる標準的なコポリマー。
【００５３】
本発明のアイオノマーカバーブレンド(実施例番号１及び２)は、１０wt.％のSURLYN(登録商標)8320(ＶＬＭＩ)と、SURLYN(登録商標)8140(高酸性アイオノマー)及びSURLYN(登録商標)7940(標準的なアイオノマー成分)の質量比５０／５０ブレンドとから成る８５wt.％のベースアイオノマー樹脂を含む。さらに、約４０wt.％のＴｉＯ2と、約６０wt.％の、後述するキャリヤアイオノマー樹脂の１つを含んでなる５wt.％のカラーコンセントレートを使用した。
対照のアイオノマーカバーフレンド(番号１Ｃ及び２Ｃ)は、ＶＬＭＩ無しで調製し、９５wt.％の質量比５０／５０のSURLYN(登録商標)8140／SURLYN(登録商標)7940と、５wt.％のカラーコンセントレートとを含む。
【００５４】
ゴルフボールの２つのバッチ、ＶＬＭＩを含むもの(番号１)と、含まないもの(番号１Ｃ)は、カラーコンセントレートＡのためのキャリヤアイオノマー樹脂としてSURLYN(登録商標)8140(高酸性アイオノマー)を用いて調製した。他の２つのバッチ、ＶＬＭＩを含むもの(番号２)と、含まないもの(番号２Ｃ)は、カラーコンセントレートＢのためのキャリヤアイオノマー樹脂としてSURLYN(登録商標)8528(標準的なアイオノマー)を用いて調製した。
ペレット化されたベースアイオノマーと、カラーコンセントレートペレットをブレンディングトート内でブレンドした。そして、ペレットブレンドを射出成形機の加熱バレルに供給するのに使用されるホッパーに入れた。射出成形機のバレル内でスクリューによってさらに混合した。射出成形機を使用して、プレフォームハーフシェルを作り、次いで、その２つをボール金型内の(中間層＋コア)アセンブリ上に圧縮成形してそれぞれゴルフボールを形成した。
【００５５】
各ダースのゴルフボールバッチを、Titleist製の回転式振子試験機で耐久性について試験した。1100rpmで回転する試験機は、駆動モータから34.3cm(13.5インチ)、約１３°の角度で置かれた溝付金属面プレートでゴルフボールを繰返し打つように配置された。ボールは、５０打毎に調べて、ボールに何らかの破損が見られるかを決定した。試験サイクルは、ボールが少なくとも５０％破損するまで続けた。２００打以前に破損したボールはなかった。耐久性の試験結果は、表Ｉに示されている。
ｂ．破損した数(すべての実施例において２００打以下で破損したものはない)
ｃ．打数の最高数
ｄ．ナトリウムで部分的に中和されている高酸性アイオノマー
ｅ．リチウムで部分的に中和されている標準的なアイオノマー
ｆ．ナトリウムで部分的に中和さているＶＬＭＩ
ｇ．アイオノマー＝SURLYN(登録商標)8140
ｈ．アイオノマー＝SURLYN(登録商標)8528(標準的な、ナトリウムで部分的に中和されている)
【００５６】
表Ｉに示されるように、少しもＶＬＭＩを含まずに、すなわち、高酸性アイオノマー／標準的なアイオノマーブレンドと、高酸性アイオノマーキャリヤ樹脂カラーコンセントレートＡとから形成されたカバーで作られた実施例番号１Ｃのゴルフボールは、２００打程度で破損を示した。また、少しもＶＬＭＩを含まない実施例番号１Ｃは、たった２５０打後にトータルで４個が破損した。対照的に、同一のカラーコンセントレートＡを有するＶＬＭＩ／高酸性アイオノマー／標準的なアイオノマーブレンドから形成されたカバーを有する実施例番号１のゴルフボールは、２５０打までは全くいかなる破損も示さなかった。ＶＬＭＩを含む実施例番号１は、２５０打でトータル２個しか破損を示さず、同一の打数での実施例１Ｃの破損の半数であった。
【００５７】
さらに、ＶＬＭＩを有して、すなわち、ＶＬＭＩ／高酸性アイオノマー／標準的なアイオノマーブレンドと、カラーコンセントレートＢ用の標準的なアイオノマーキャリヤ樹脂とから形成されたカバーブレンドで製造された実施例番号２のゴルフボールは、３００打まで全く破損を示さなかった。対照的に、少しもＶＬＭＩを含まない実施例番号２Ｃは、２００打程度で１個の破損があり、３００打ではトータル２個が破損を示した。
さらに、３５０打では、少しもＶＬＭＩを含まない実施例番号２Ｃは、トータルで９個、すなわち試験したゴルフボールの７５％が破損してしまった。しかし、カバーブレンドにＶＬＭＩを含む実施例番号２は、３５０打後に破損したボールはたった６個(５０％)であった。
【００５８】
ここに開示された本発明の例示的実施形態が上述の目的を満たすことは明かであるが、当業者によって多くの変形及び他の実施形態が工夫されうることがわかるだろう。従って、特許請求の範囲は、本発明の精神及び範囲内にあるすべてのそのような変形及び実施形態を包含するものであると理解されるだろう。
本明細書に挙げたすべての特許の内容は、参照によってそれら全体が取り込まれている。
Claims (11)
- コア層、カバー層及び前記コア層と前記カバー層の間に配置された中間層を含むゴルフボールであって、前記中間層が、アイオノマー成分のブレンドを含む組成物から形成され、前記ブレンドが以下の成分を含むことを特徴とするゴルフボール：
(ａ) ９４wt.％〜１５wt.％の、酸モノマー含量を有する少なくとも１の高酸性アイオノマー樹脂であって、存在する酸モノマーの量が、該高酸性アイオノマー樹脂の質量に対して16.5％〜３５％である高酸性アイオノマー樹脂；
(ｂ) ３wt.％〜１５wt.％未満の、軟化コモノマーを有する少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー樹脂であって、存在する軟化コモノマーの量が、該超低モジュラスアイオノマー樹脂の質量に対して１５％〜３５％である超低モジュラスアイオノマー樹脂；及び
(ｃ) ３wt.％〜７０wt.％の、第２の酸モノマー含量を有する少なくとも１の標準的なアイオノマー樹脂であって、存在する前記第２の酸モノマーの量が、該標準的なアイオノマー樹脂の質量に対して５％〜16.5％未満である標準的なアイオノマー樹脂。 - 前記高酸性アイオノマー樹脂が、エチレンと、16.5質量％〜２５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、かつその酸部分が、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛及びアルミニウムからなる群より選択される少なくとも１のカチオンで１％〜９０％中和されている、請求項１に記載のゴルフボール。
- 前記超低モジュラスアイオノマー樹脂が、エチレンと、１８質量％〜２７質量％の軟化コモノマーと、９質量％〜１５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、かつその酸部分が、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛及びアルミニウムからなる群より選択される少なくとも１のカチオンで１％〜９０％中和されている、請求項１に記載のゴルフボール。
- 前記超低モジュラスアイオノマー樹脂の前記軟化コモノマーが、ｎ-ブチル(メタ)アクリレート、イソ-ブチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート及びそれらの混合物からなる群より選択される、請求項３に記載のゴルフボール。
- 前記標準的なアイオノマー樹脂が、エチレンと、９質量％〜１５質量％の、アクリル酸及びメタクリル酸から選択される少なくとも１のコモノマーとのコポリマーであり、かつその酸部分が、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、スズ、亜鉛及びアルミニウムからなる群より選択される少なくとも１のカチオンで１％〜９０％中和されている、請求項１に記載のゴルフボール。
- 前記組成物が、さらに１wt.％〜１０wt.％のカラーコンセントレートを含み、かつ前記ブレンドが、９０wt.％〜９９wt.％の量で存在する、請求項１に記載のゴルフボール。
- 前記カラーコンセントレートが、２０wt.％〜６０wt.％の少なくとも１の着色剤と、８０wt.％〜４０wt.％の少なくとも１のキャリヤアイオノマー樹脂とを含む、請求項６に記載のゴルフボール。
- 前記着色剤が、ＴｉＯ2を含む請求項７に記載のゴルフボール。
- 前記ブレンドが、９４wt.％〜８５wt.％の前記少なくとも１の高酸性アイオノマー樹脂を含む、請求項１に記載のゴルフボール。
- ゴルフボールの製造方法であって、以下の工程：
コア層を形成する工程と、前記コア層の上に中間層を形成する工程と、前記中間層の上にカバー層を形成する工程とを含み、前記中間層が、以下の成分を含んでなる組成物から形成されることを特徴とする方法：
(ａ) ９４wt.％〜１５wt.％の、第１の酸モノマー含量を有する少なくとも１の高酸性アイオノマー樹脂であって、存在する前記第１の酸モノマーの量が、該高酸性アイオノマー樹脂の質量に対して16.5％〜３５％である高酸性アイオノマー樹脂、
(ｂ) ３wt.％〜１５wt.％未満の、軟化コモノマーを有する少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー樹脂であって、存在する前記軟化コモノマーの量が、該超低モジュラスアイオノマー樹脂の質量に対して１５％〜３５％である超低モジュラスアイオノマー樹脂、及び
(ｃ) ３wt.％〜７０wt.％の、第２の酸モノマー含量を有する少なくとも１の標準的なアイオノマー樹脂であって、存在する前記第２の酸モノマーの量が、該標準的なアイオノマー樹脂の質量に対して５％〜16.5％未満である標準的なアイオノマー樹脂。 - ゴルフボールの製造方法であって、以下の工程：
コア層を形成する工程と、前記コア層の周囲に少なくとも１の中間層を形成する工程と、前記少なくとも１の中間層の上にカバー層を形成する工程とを含み、前記コア層又は前記中間層の少なくとも１が、以下の成分を含む組成物から形成されることを特徴とする方法：
(ａ) ９４wt.％〜１５wt.％の、第１の酸モノマー含量を有する少なくとも１の高酸性アイオノマー樹脂であって、存在する前記第１の酸モノマーの量が、該高酸性アイオノマー樹脂の質量に対して16.5％〜３５％である高酸性アイオノマー樹脂、
(ｂ) ３wt.％〜１５wt.％未満の、軟化コモノマーを有する少なくとも１の超低モジュラスアイオノマー樹脂であって、存在する前記軟化コモノマーの量が、該超低モジュラスアイオノマー樹脂の質量に対して１５％〜３５％である超低モジュラスアイオノマー樹脂、及び
(ｃ) ３wt.％〜７０wt.％の、第２の酸モノマー含量を有する少なくとも１の標準的なアイオノマー樹脂であって、存在する前記第２の酸モノマーの量が、該標準的なアイオノマー樹脂の質量に対して５％〜16.5％未満である標準的なアイオノマー樹脂。
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