JP4057035B2

JP4057035B2 - ゴルフボールの製造方法

Info

Publication number: JP4057035B2
Application number: JP2005364559A
Authority: JP
Inventors: 寛増谷; 敬介井原; 浩貴下坂; 道夫井上; 厚紀笠嶋
Original assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2016-04-17
Also published as: JP2006087950A

Description

本発明は、表面部に塗膜（塗装による皮膜）を有するゴルフボールの製造方法に関する。

ツーピースゴルフボール、スリーピースゴルフボール等のマルチピースゴルフボールや、糸巻きゴルフボールは、通常、圧縮成形または射出成形によってソリッドコアや糸巻きコアにカバー材を被覆してディンプルを形成した後、カバー材表面に塗装を行い、さらに転写印刷法によるマークスタンプを行ってからボール最外層の塗装を施すことにより製造されている。また、マークスタンプの前にカバー材表面への塗装を行うことなく、カバー材表面に直接マークスタンプを行ってからボール最外層の塗装を施すこともある。ワンピースゴルフボールは、圧縮成形または射出成形によってディンプル付きのソリッドコアを成形した後、このソリッドコアにマークスタンプ、ボール最外層の塗装を順次施すことにより製造されている。

この場合、従来のゴルフボールにおいて、前述したカバー材表面の塗膜やボール最外層の塗膜は、厚さが１５〜３５μｍ程度であり、非常に薄く形成されている。このようにゴルフボール表面部の塗膜を薄くしているのは、主に下記の理由からである。
（ａ）カバー材表面への塗装やボール最外層の塗装は、汚れや傷付きからのゴルフボールの保護およびゴルフボールの美観向上を目的として行われるものであり、かかる目的のためには１５〜３５μｍ程度の厚さの塗膜で足りる。
（ｂ）ディンプル成形後に塗装を行う場合、ディンプル上に塗膜が形成されるので、塗膜を厚くするとディンプルが浅くなったり、ディンプルエッジがシャープにならなかったりして、ディンプルの精度が設計値に対して低下する。したがって、塗膜によってディンプル精度が低下することを防止するために塗膜は極力薄くする必要がある。

しかし、表面部の塗膜を厚さ１５〜３５μｍ程度に薄く形成した従来のゴルフボールには、次のような問題があった。すなわち、表面部の塗膜が薄いため、塗膜はボールの特性にほとんど影響を与えない。そのため、ゴルフボールの表面硬度はカバーの硬度によって決定され、ゴルフボールの表面硬度と相関を有するゴルフボール表面の摩擦係数もカバー表面の摩擦係数によって決定される。その結果、カバーの硬度が高いとゴルフボールの表面摩擦係数は小さくなり、カバーの硬度が低いとゴルフボールの表面摩擦係数は大きくなる。

一方、ゴルフボールのカバーは、ソリッドコアや糸巻きコアの周囲に直接射出成形を行って形成するか、予め射出成形により製造した半球状のカバー材（ハーフカップ）をソリッドコアや糸巻きコアに被せて圧縮成形することにより形成しており、その厚さはいくら薄くしても１．２〜１．３ｍｍ程度が限界であり、圧縮成形や射出成形によってそれ以上薄いカバーを設けることは困難である。

そのため、硬度が低く表面摩擦係数が大きいカバー（例えばショアＤ硬度５５程度）を設けた高スピンタイプのゴルフボールでは、柔らかく厚みのあるカバーによってゴルフボール自体の反発性が低下することを防止するためにコアを硬くする必要があり、その結果打撃時のフィーリングが硬いフィーリングになっていた。また、硬度の低いコアを有するソフトタイプのゴルフボールでは、コアの柔らかさによってゴルフボール自体の反発性が低下することを防止するためにカバーを硬くする（例えばショアＤ硬度６５程度）必要があり、その結果ゴルフボールの表面摩擦係数が小さくなるため、低スピン特性にしかなり得なかった。

すなわち、従来のゴルフボールでは、塗膜が薄いために該塗膜がボールの特性にほとんど影響を与えず、ゴルフボールの表面硬度、表面摩擦係数はカバーの表面硬度、表面摩擦係数によって支配されていた。そのため、ゴルフボールの表面硬度、表面摩擦係数の設計においては、前記高スピンタイプゴルフボールやソフトタイプゴルフボールの例のように、ゴルフボール全体の構造やコア硬度とカバー硬度との関係を考慮して設計を行わなければならず、ゴルフボールの設計の自由度、特に表面硬度、表面摩擦係数の設計の自由度が小さかった。その結果、高スピンタイプのゴルフボールで打撃時に硬いフィーリングを与えたり、ソフトタイプのゴルフボールで低スピン特性にしかなり得なかったりすることを改善できないものであった。

また、前述したように、ディンプル成形後に塗装を行う場合は、ディンプル上に塗膜が形成されるので、ディンプルが浅くなったり、ディンプルエッジがシャープにならなかったりして、ディンプルの精度が設計値に対して低下するものであった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、塗膜によるディンプルの精度低下を生じさせることなく、高精度な形状およびシャープなエッジを有するディンプルを設けることができ、ボールの飛行性能の向上を図ることができるとともに、ゴルフボール全体の構造やコア硬度とカバー硬度との関係を考慮することなく、ゴルフボールに所望の表面硬度、表面摩擦係数を付与することができ、したがってゴルフボールの設計の自由度、とりわけ表面硬度、表面摩擦係数の設計の自由度を大きくすることができるゴルフボールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、下記（１）〜（７）に示すゴルフボールの製造方法を提供する。
（１）ソリッドコアに単層構造のカバー材を被覆してディンプル加工が施されていないゴルフボール主体を作製し、前記ゴルフボール主体の表面に厚さ５０〜７００μｍの塗膜を形成し、さらに前記塗膜表面に厚さ５０〜７００μｍの塗膜を形成した後、前記塗膜上から圧縮成形によりディンプル加工を行うことを特徴とするゴルフボールの製造方法。
（２）ソリッドコアに単層構造のカバー材を被覆してディンプル加工が施されていないゴルフボール主体を作製し、前記ゴルフボール主体の表面に厚さ５０〜７００μｍの塗膜を形成し、さらに前記塗膜上から圧縮成形によりディンプル加工を行った後、前記塗膜表面に厚さ１５〜３５μｍの塗膜を形成することを特徴とするゴルフボールの製造方法。
（３）ソリッドコアに単層構造のカバー材を被覆してディンプル加工が施されていないゴルフボール主体を作製し、前記ゴルフボール主体の表面に厚さ１５〜３５μｍの塗膜を形成し、さらに前記塗膜表面に厚さ５０〜７００μｍの塗膜を形成した後、前記塗膜上から圧縮成形によりディンプル加工を行うことを特徴とするゴルフボールの製造方法。
（４）前記塗膜の形成に用いる塗料が熱可塑性樹脂を主体とするものであることを特徴とする（１）〜（３）のゴルフボールの製造方法。
（５）前記塗膜の形成に用いる塗料が熱硬化性樹脂を主体とするものであることを特徴とする（１）〜（３）のゴルフボールの製造方法。
（６）前記塗料が、熱可塑性ウレタン樹脂を主体としたものであることを特徴とする（４）のゴルフボールの製造方法。
（７）前記塗料が、熱硬化性ウレタン樹脂を主体としたものであることを特徴とする（５）に記載のゴルフボールの製造方法。

本発明において、ゴルフボール主体とは、ツーピースゴルフボール、スリーピースゴルフボール等のマルチピースゴルフボールの場合にはソリッドコアにカバーを被覆したものを意味する。

本発明のゴルフボールの製造方法は、ゴルフボール主体の表面に塗膜を形成した後、この塗膜上からディンプル加工を行うので、塗膜によるディンプルの精度低下を生じさせることなく、高精度な形状およびシャープなエッジを有するディンプルを設けることができ、ボールの飛行性能の向上を図ることができる。

また、本発明により得られるゴルフボールは、表面部の塗膜の厚さを少なくとも５０〜７００μｍと厚くしたので、該塗膜がボールの特性に大きく影響を与え、その結果、ゴルフボールの表面硬度、表面摩擦係数を塗膜の選択によって設定することが可能となる。したがって、ゴルフボール全体の構造やコア硬度とカバー硬度との関係を考慮することなく、塗膜の特性を適宜選択することによってゴルフボールの表面硬度、表面摩擦係数を選択することができるため、ゴルフボールの設計の自由度、とりわけ表面硬度、表面摩擦係数の設計の自由度が大きくなる。

さらに、本発明で採用した少なくとも厚さ５０〜７００μｍの厚い塗膜によれば、ゴルフボール体積中における塗膜体積の割合を大きくして塗膜の特性がゴルフボールの飛行性能やスピン、フィーリングに影響を及ぼすようにすることができる。したがって、本発明により得られるゴルフボールでは、塗膜の種類および塗膜の厚さを選択し、塗膜の特性を選択することにより、該塗膜にゴルフボールの飛行性能やスピン、フィーリングに寄与する機能を付与することが可能となる。

以下、本発明をさらに詳しく説明する。本発明では、ディンプル加工が施されていないゴルフボール主体に厚さが５０〜７００μｍの塗膜を１層または２層設ける。上記塗膜の厚さが５０μｍより薄いと、塗膜がボールの特性に影響を与えにくくなり、塗膜の特性によってゴルフボールの表面硬度、表面摩擦係数を設定することが困難になって、ゴルフボールの設計の自由度が低下する。また、上記塗膜の厚さが７００μｍより厚いと、ひび割れ、液だれ等によって安定した塗膜が得られないため、ゴルフボールの性能が低下する。上記塗膜の厚さのより好ましい範囲は１００〜４００μｍ、特に１５０〜２５０μｍである。

塗膜の形成方法に限定はなく、任意の塗装方法を採用することができるが、好ましい塗装方法としては、例えば、ディップ塗装法、粉体塗装法、ディスパージョン塗装法、ホットメルトディスペンサー（ホットメルトスプレーガン）による塗装法などが挙げられる。粉体塗装法は、無溶剤型塗料の一種である粉末状の粉体塗料を被塗装面に付着させ、これを加熱融合させたり、さらに架橋反応を生じさせたりすることによって塗膜を形成する方法である。ディスパージョン塗装法は、樹脂粉末を適当な添加剤とともに水または有機溶剤に分散させ、これを吹き付け法や浸漬法で素材表面に塗布し、乾燥後一定温度に加熱して皮膜を形成する方法である。ホットメルトディスペンサーによる塗装法は、ホトメルトディスペンサーから熱可塑性樹脂を線状、らせん状、噴霧状、シート状等に吐出させ、この熱可塑性樹脂を被塗装面に付着させる方法である。

本発明において、塗膜の形成に用いる塗料の種類に限定はないが、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を主体とするものを用いることが適当であり、例えば酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル共重合樹脂、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、アクリル酸エステル（共）重合樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂等を主体としたものを使用することができる。これらの中で特に好ましいのはエポキシ樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、アクリル酸エステル（共）重合樹脂であり、中でも熱可塑性ウレタン樹脂がディンプル加工時の成形性と塗膜耐久性に優れている点で好適である。

塗料として熱可塑性樹脂を主体とするものを用いた場合、該塗膜は加熱加圧により容易に変形するので、塗膜を形成した後に加熱加圧によるディンプル加工を行うことによって、高精度な形状のディンプルを得ることができるという利点が得られる。すなわち、従来の塗装は主に２液硬化性塗料を用いて行われているが、この塗料による塗膜は加熱加圧により容易に変形しないので、塗膜形成後にディンプル加工を行うことは困難であり、そのため塗装はディンプル加工の後に行っていた。したがって、ディンプル上に塗膜が形成されるため、塗膜によってディンプル形状の精度が低下することがあった。これに対し、塗膜を熱可塑性樹脂により形成した場合には、塗膜形成後にディンプル加工を行うことができるため、塗膜によるディンプル形状の精度低下を生じさせることなく高精度のディンプルを得ることができる。

また、塗料として熱硬化性樹脂を主体とするものを用いた場合、塗料塗布による塗膜形成後に加熱圧縮成形を行うことにより、塗膜を通してカバー材にディンプルを加工すると同時に塗膜を硬化させることによって高精度のディンプルを得ることができるという利点がある。

本発明により得られるゴルフボールでは、塗膜の特性を選択することにより、該塗膜に飛行性能やスピン、フィーリングに寄与する様々な機能を付与することができる。例えば、ツーピースゴルフボール、スリーピースゴルフボール等のマルチピースゴルフボールにおいては、ボール最外層の塗膜を厚さ５０〜７００μｍの塗膜にするとともに、この塗膜の硬度をカバーの硬度より低くすることにより、該塗膜にゴルフボールのスピン特性に寄与するという機能を持たせることができる。

本発明によれば、ゴルフボール主体の表面に塗膜を形成した後、この塗膜上からディンプル加工を行うので、塗膜によるディンプルの精度低下を生じさせることなく、高精度な形状およびシャープなエッジを有するディンプルを設けることができ、ボールの飛行性能の向上を図ることができる。また、本発明によれば、ゴルフボール全体の構造やコア硬度とカバー硬度との関係を考慮することなく、塗膜の特性を選択することによりゴルフボールに所望の表面硬度、表面摩擦係数を付与することができ、ゴルフボールの設計の自由度、とりわけスピン特性に優れたゴルフボールを得るための表面硬度、表面摩擦係数の設計の自由度が大きくなる。また、本発明により得られるゴルフボールは、塗膜にゴルフボールの飛行性能やスピン、フィーリングに寄与する機能を付与することが可能である。

図１〜図３はそれぞれ本発明により得られるゴルフボールの一例を模式的に示す一部拡大断面図である。図１〜図３はツーピースゴルフボールの例である。なお、図１〜図３においてマークスタンプによるマークおよびディンプルは図示を省略した。

図１のツーピースゴルフボールは、ソリッドコア２に単層構造のカバー材４を被覆し、カバー材４表面に厚さ５０〜７００μｍの熱可塑性樹脂の白色塗膜６を形成した後、塗膜６上にマークスタンプを行ってからボール最外層に厚さ５０〜７００μｍの熱硬化性樹脂の透明塗膜８を形成し、さらに塗膜８上から圧縮成形によりディンプル加工を行ったものである。なお、図１のツーピースゴルフボールでは、塗膜６を熱硬化性樹脂、塗膜８を熱可塑性樹脂で形成したり、塗膜６、８をいずれも熱可塑性樹脂で形成したり、塗膜６、８をいずれも熱硬化性樹脂で形成したりしてもよい。

図２のツーピースゴルフボールは、ソリッドコア２に単層構造のカバー材４を被覆し、カバー材４表面に厚さ５０〜７００μｍの熱可塑性樹脂の白色塗膜６を形成し、さらに塗膜６上から圧縮成形によりディンプル加工を行った後、塗膜６上にマークスタンプを行ってからボール最外層に従来と同様の厚さ１５〜３５μｍ程度のクリア塗膜１０を形成したものである。

図３のツーピースゴルフボールは、ソリッドコア２に単層構造のカバー材４を被覆し、カバー材４表面に従来と同様の厚さ１５〜３５μｍ程度の２液硬化性塗料による白色塗膜１２を形成した後、塗膜１２上にマークスタンプを行ってからボール最外層に厚さ５０〜７００μｍの熱可塑性樹脂の透明塗膜８を形成し、さらに塗膜８上から圧縮成形によりディンプル加工を行ったものである。

［実験例］
図４に示したスリーピースゴルフボール（ゴルフボールＡ）を製造した。図４のスリーピースゴルフボールは、内層カバー４ａと外層カバー４ｂとからなる２層構造のカバー材４をソリッドコア２に被覆し、カバー材４表面にマークスタンプを行った後、ボール最外層に厚さ５０〜７００μｍの熱可塑性樹脂の透明塗膜８を形成し、さらに塗膜８上から圧縮成形によりディンプル加工を行ったものである。このゴルフボールＡと、２層構造のカバー材を有する従来のソフトタイプのスリーピースゴルフボール（ゴルフボールＢ）とを比較した。従来のゴルフボールＢは、内層カバー（ショアＤ硬度４０）とそれより硬い外層カバー（ショアＤ硬度６１）とからなる２層構造のカバー材を硬度の低いソリッドコア（ショアＤ硬度４８）に被覆すると同時にディンプルを形成した後、ボール最外層に２液硬化性ウレタン塗料により厚さ２０μｍの塗膜を形成したものである。本発明のゴルフボールＡは、ゴルフボールＢに用いたのと同じ２層構造のカバー材をゴルフボールＢに用いたのと同じソリッドコアに被覆した後、熱可塑性水系ウレタン樹脂粉末を用いたディスパージョン塗装法によってボール最外層に厚さ２００μｍの塗膜（ショアＤ硬度３８）を形成し、さらに上記塗膜上から圧縮成形によりディンプル加工を行ったものである。ゴルフボールＡでは、コアにカバー材を被覆してディンプルを形成した段階の従来の未塗装ディンプルと同等の高精度な形状、シャープなエッジを有するディンプルが得られた。なお、ゴルフボールＡの製造においては、カバー形成後にカバー表面を研磨することにより、ゴルフボールＡの外径がゴルフボールＢの外径と等しくなるようにした。

ゴルフボールＡおよびゴルフボールＢのスピン特性を調べた。この場合、打撃試験機を用いて表１に示すクラブ、ヘッドスピードで打撃試験を行い、そのときのスピン量を調べた。結果を表１および図５に示す。

従来のソフトタイプのゴルフボールであるゴルフボールＢでは、硬い外層カバーによってゴルフボールの表面摩擦係数が支配され、そのためあらゆるクラブで低スピン特性になるものであった。これに対し、表面に厚さ２００μｍの低硬度の塗膜を形成したゴルフボールＡでは、この塗膜の特性がゴルフボールの表面摩擦係数に影響を及ぼし、ショートアイアンでの打撃時にスピン量が増すという特性が得られていた。したがって、本実験により、本発明により得られるゴルフボールでは、塗膜がボールの特性に大きく影響を与え、ゴルフボールの表面硬度、表面摩擦係数を塗膜の特性によって設定することができ、ゴルフボールの設計の自由度、とりわけ表面硬度、表面摩擦係数の設計の自由度が大きくなることが認められた。

本発明により得られるゴルフボールの一例を模式的に示す一部拡大断面図である。本発明により得られるゴルフボールの一例を模式的に示す一部拡大断面図である。本発明により得られるゴルフボールの一例を模式的に示す一部拡大断面図である。実験例に用いたゴルフボールを模式的に示す一部拡大断面図である。厚さ５０〜７００μｍの塗膜を形成したゴルフボールおよび従来のゴルフボールの打撃試験における打撃条件とスピン量との関係を示すグラフである。

符号の説明

２ソリッドコア
４カバー材
６厚さ５０〜７００μｍの塗膜
８厚さ５０〜７００μｍの塗膜

Claims

ソリッドコアに単層構造のカバー材を被覆してディンプル加工が施されていないゴルフボール主体を作製し、前記ゴルフボール主体の表面に厚さ５０〜７００μｍの塗膜を形成し、さらに前記塗膜表面に厚さ５０〜７００μｍの塗膜を形成した後、前記塗膜上から圧縮成形によりディンプル加工を行うことを特徴とするゴルフボールの製造方法。
ソリッドコアに単層構造のカバー材を被覆してディンプル加工が施されていないゴルフボール主体を作製し、前記ゴルフボール主体の表面に厚さ５０〜７００μｍの塗膜を形成し、さらに前記塗膜上から圧縮成形によりディンプル加工を行った後、前記塗膜表面に厚さ１５〜３５μｍの塗膜を形成することを特徴とするゴルフボールの製造方法。
ソリッドコアに単層構造のカバー材を被覆してディンプル加工が施されていないゴルフボール主体を作製し、前記ゴルフボール主体の表面に厚さ１５〜３５μｍの塗膜を形成し、さらに前記塗膜表面に厚さ５０〜７００μｍの塗膜を形成した後、前記塗膜上から圧縮成形によりディンプル加工を行うことを特徴とするゴルフボールの製造方法。
前記塗膜の形成に用いる塗料が熱可塑性樹脂を主体とするものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴルフボールの製造方法。
前記塗膜の形成に用いる塗料が熱硬化性樹脂を主体とするものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴルフボールの製造方法。
前記塗料が、熱可塑性ウレタン樹脂を主体としたものであることを特徴とする請求項４に記載のゴルフボールの製造方法。
前記塗料が、熱硬化性ウレタン樹脂を主体としたものであることを特徴とする請求項５に記載のゴルフボールの製造方法。