JP4529339B2

JP4529339B2 - ゴルフボール製造方法

Info

Publication number: JP4529339B2
Application number: JP2001320409A
Authority: JP
Inventors: 和重杉本
Original assignee: Ｓｒｉスポーツ株式会社
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2021-10-18
Also published as: JP2003117932A; US20030083152A1; US6838036B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はゴルフボール製造方法に関し、詳細には、ゴルフボール又はこのゴルフボールの一部をなす球体の圧縮成形法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ソリッドゴルフボールには、種々の層構造のものが存在する。例えば、単一の層からなるワンピースゴルフボール、カバーと単一層構造のコアとからなるツーピーシーズゴルフボール、カバーと２層構造のコアとからなるマルチピーシーズゴルフボール等が存在する。２層構造のコアは、センターと、このセンターを被覆する中間層とからなる。ワンピースゴルフボール、ツーピーシーズゴルフボールのコア並びにマルチピーシーズゴルフボールのセンター及びコアはいずれも球体であり、通常はゴム組成物から成形されている。
【０００３】
ツーピーシーズゴルフボールのコアが成形される場合、共に半球状のキャビティを有する上型及び下型からなる成形型が準備される。そして、ゴム組成物からなる予備成形体（「プラグ」と称されている）がキャビティに投入される。この予備成形体の体積は、コアの体積（換言すれば、キャビティの容積）よりも大きい。成形型が徐々に締められるに従い、余剰のゴム組成物がキャビティから流出する。ゴム組成物の流出に伴って、キャビティ内に存在するエアーも排出される。成形型が完全に締められてかつ所定温度に加熱され、所定時間保持される。これにより、ゴムが架橋反応を起こしてゴム組成物が硬化し、コアが形成される。その後成形型が開かれ、キャビティからコアが取り出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
型締めの際にキャビティ内のエアーの一部が排出されずに残存すると、得られるコアの表面に、凹陥部（「ベア」と称されている）や変色箇所（「焼け」と称されている）が発生することがある。特に、円柱状の予備成形体が投入される場合は、予備成形体の端部とキャビティ面とによって囲まれた閉鎖空間が形成され易く、ここに溜まったエアーが抜けにくい。
【０００５】
予備成形体の体積を大きくして型締めの際に多量のゴム組成物を流出させることにより、エアーを金型から排出させる手段も考えられる。これによって不良の発生を抑えることはある程度可能であるが、十分ではない。しかも、流出したゴム組成物は廃棄されるので、ゴム組成物の歩留まりが低下してゴルフボールの製造コストが上昇するという問題もある。
【０００６】
同様の問題は、ワンピースゴルフボール並びにマルチピーシーズゴルフボールのセンター及びコアの圧縮成形の際にも生じている。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、圧縮成形工程におけるゴム組成物の流出量が抑制された場合でもエアーが残留しにくく、従って不良率が低減されたゴルフボール製造方法の提供をその目的とするものである。
【０００８】
本発明に係るゴルフボール製造方法は、
（Ａ）ゴム組成物からなり、略円柱状であり、その一端に凹状部を備えた予備成形体を成形する予備成形工程、
（Ｂ）共に半球状のキャビティを有する上型及び下型を備えた成形型のキャビティに、この成形型が開かれた状態で、この成形型の移動方向にその軸方向が一致した状態で予備成形体を投入する投入工程、
（Ｃ）上型に対して下型を相対的に近づけ、上型と下型とを当接させる型締め工程、
（Ｄ）この型締め工程において上型と下型とが当接してから１５秒以上２７０秒以下経過した後、上型に対して下型を相対的に遠ざけて上型と下型との間隔を３ｍｍ以上８ｍｍ以下とする開放工程、
（Ｅ）上型に対して下型を相対的に近づけ、上型と下型とを再度当接させた状態でゴムに架橋反応を起こさせる架橋工程
及び
（Ｆ）成形型を開き、キャビティで成形された球体を取り出す取り出し工程
を含む。
【０００９】
この製造方法では、型締め工程（Ｃ）によってキャビティ内に閉じこめられたエアーが、開放工程（Ｄ）においてキャビティから排出される。従って、残留エアーに起因するベア及び焼けが生じにくい。
【００１０】
好ましくは、予備成形工程において、その体積が球状キャビティの容積の８５％以上１２０％以下であり、その直径が球状キャビティの内周直径の６０％以上９０％以下であり、その長さが球状キャビティの１１０％以上１８０％以下である予備成形体が得られる。好ましくは、開放工程において上型と下型とが離れてから架橋工程において上型と下型とが当接するまでの時間は、０．５秒以上５．０秒以下である。好ましくは、開放工程において上型と下型とが離れてから架橋工程において上型と下型とが当接するまでの時間は、１．５秒以上５．０秒以下である。この製造方法では、エアーの排出が確実に達成され、しかもエアーの再流入が抑制される。
【００１１】
この製造方法は、取り出し工程で取り出される球体の直径が２０ｍｍ以上４５ｍｍ以下である場合に、特に適している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態にかかる製造方法によって得られたゴルフボール１が示された一部切り欠き断面図である。このゴルフボール１は、コア２とカバー３とを備えている。カバー３の表面には、多数のディンプル４が形成されている。このゴルフボール１は、カバー３の外側にペイント層及びマーク層を備えているが、これらの図示は省略されている。このゴルフボール１の直径は４０ｍｍから４５ｍｍ、特には４２ｍｍから４４ｍｍとされている。米国ゴルフ協会（ＵＳＧＡ）の規格を満たす範囲で空気抵抗を低減するという観点から、直径は４２．６７ｍｍ以上４２．８０ｍｍ以下とされるのが好ましい。また、このゴルフボール１の質量は４４ｇから４６ｇ、特には４５．００ｇ以上４５．９３ｇ以下とされている。
【００１４】
図２は、図１のゴルフボール１の製造に用いられる成形型５の一部が示された断面図である。成形型５は、上型６及び下型７からなる。上型６及び下型７のそれぞれは多数のキャビティ面８を備えており、このキャビティ面８によって半球状のキャビティが形成されている。上型６と下型７とが当接すると、球状のキャビティが形成される。
【００１５】
図３は、図１のゴルフボール１の製造方法の一例が示されたフローチャートである。この製造方法では、まず基材ゴム、架橋剤、添加剤等が混練され（ＳＴＰ１）、ゴム組成物が得られる。次に、このゴム組成物が押出機のシリンダーに投入され、押し出される（ＳＴＰ２）。押出機のヘッドには円形の孔を備えた口金が装着されており、ゴム組成物は断面円形に押し出される。
【００１６】
口金の前方には、カッターが設置されている。このカッターは刃物の一端が軸着された構造（いわゆるロータリーカッター）であり、刃物の回転によってゴム組成物が所定長さに裁断される（ＳＴＰ３）。こうして、図２に示された予備成形体９が得られる。予備成形体９は、略円柱状である。押出時のゴム組成物の流動速度分布や予備成形体のシュリンクの影響により、図２に示されるように、予備成形体９の一端が凸状部１０となり、他端が凹状部１１となることもある。
【００１７】
次に、図２において矢印で示されるように、予備成形体９が成形型５に投入される（ＳＴＰ４）。この工程（ＳＴＰ４）は、投入工程と称される。予備成形体９は、通常は下型７のキャビティに投入される。予備成形体９は、その軸方向が上下方向となるように、キャビティに投入される。
【００１８】
次に、下型７が徐々に上昇して上型６と下型７とが当接する（ＳＴＰ５）。この工程（ＳＴＰ５）は、型締め工程と称される。下型７の上昇に伴い、予備成形体９が加圧される。通常は型締めに先立って成形型５が昇温され、この成形型５からの熱伝導によって予備成形体９が加熱される。加圧と加熱とにより予備成形体９を構成するゴム組成物が流動し、余剰のゴム組成物がキャビティから徐々に流出する。これに伴って、キャビティ内に存在するエアーがキャビティ面８に沿って移動し、キャビティから排出される。上型６と下型７とが当接した段階で、一部のエアーがキャビティ内に残留することがある。特に、凹状部１１を備えた予備成形体９が用いられる場合は、この凹状部１１とキャビティ面８とに囲まれた空間に存在するエアーが残留しやすい。
【００１９】
型締め工程（ＳＴＰ５）において上型６と下型７とが当接してから１５秒以上経過した後、下型７が下降し始める。下降は、上型６と下型７との距離が３ｍｍ以上８ｍｍ以下となる時点まで継続される。下降により、キャビティの内圧が開放される。この工程は、開放工程（ＳＴＰ６）と称される。型締め工程（ＳＴＰ５）で加熱されて膨張した残留エアーは、開放工程（ＳＴＰ６）にて排出される。これにより、ゴルフボール１の不良率が低減される。
【００２０】
次に、下型７が上昇して上型６と下型７とが再度当接する。この状態で成形型５が昇温され、ゴムが架橋反応を起こしてゴム組成物が硬化する（ＳＴＰ７）。この工程（ＳＴＰ７）は、架橋工程と称される。一般的な架橋工程（ＳＴＰ７）における成形型５の温度は、１４０℃以上１８０℃以下とされる。架橋時間は、１０分以上４０分以下とされる。
【００２１】
架橋工程（ＳＴＰ７）の終了後に成形型５が開かれ、球状のコア２が取り出される（ＳＴＰ８）。この工程（ＳＴＰ８）は、取り出し工程と称される。取り出されたコア２の周りに既知の手段（例えば射出成形法）によってカバー３が成形され（ＳＴＰ９）、ゴルフボール１が得られる。
【００２２】
上型６に対して下型７を相対的に近づけるには、下型７を上昇させてもよく、上型６を下降させてもよく、下型７の上昇と上型６の下降との両方が同時に行われてもよい。移動は、通常はプレス機によって達成される。
【００２３】
型締め工程（ＳＴＰ５）において上型６と下型７とが当接してから、開放工程（ＳＴＰ６）において上型６と下型７とが離間し始めるまでの時間（以下、「シャット時間」と称される）は、前述のように１５秒以上とされている。シャット時間が１５秒未満であると、キャビティ内の残留エアーの加熱・膨張が不十分となり、エアーが排出されにくい。この観点から、シャット時間は２０秒以上がより好ましく、４５秒以上が特に好ましい。シャット時間が長すぎるとゴルフボール１の生産性が低下するので、シャット時間は３００秒以下が好ましく、２７０秒以下が特に好ましい。
【００２４】
開放工程（ＳＴＰ６）において上型６と下型７とが最も離れた段階での上型６と下型７との距離（以下「開放距離」と称される）は、前述のように３ｍｍ以上８ｍｍ以下とされる。開放距離が上記範囲未満であると、エアーが排出されにくい。この観点から、開放距離は４ｍｍ以上が特に好ましい。開放距離が上記範囲を超えると、逆にキャビティ内にエアーが流入するおそれがある。この観点から、開放距離は６ｍｍ以下が特に好ましい。
【００２５】
開放工程（ＳＴＰ６）において上型６と下型７とが離れてから架橋工程（ＳＴＰ７）において上型６と下型７とが当接するまでの時間（以下「開放時間」と称される）は、０．５秒以上５．０秒以下が好ましい。開放時間が上記範囲未満であると、エアーが排出されにくい。この観点から、開放時間は１．０秒以上がより好ましく、１．５秒以上が特に好ましい。開放時間が上記範囲を超えると、逆にキャビティ内にエアーが流入するおそれがある。この観点から、開放時間は４．０秒以下がより好ましく、３．５秒以下が特に好ましい。
【００２６】
開放工程（ＳＴＰ６）における成形型５の温度は、１００℃以上１４０℃以下が好ましい。温度が上記範囲未満であると、キャビティに残留するエアーの膨張が不十分となってエアーが排出されにくい。この観点から、温度は１１０℃以上が特に好ましい。温度が上記範囲を超えると、型締め工程（ＳＴＰ５）又は開放工程（ＳＴＰ６）の段階で架橋反応が進行することがある。この観点から、温度は１３０℃以下が特に好ましい。
【００２７】
開放工程（ＳＴＰ６）の後に成形型５が締められ、再度開かれてエアーが排出されてもよい。換言すれば、２回以上の開放工程が設けられてもよい。
【００２８】
球状キャビティの容積に対する予備成形体９の体積の比率は８５％以上１２０％以下が好ましい。比率が上記範囲未満であると、エアーの排出が不十分となることがある。この観点から、比率は９０％以上が特に好ましい。比率が上記範囲を超えると、多量のゴム組成物が流出して廃棄されるので、ゴルフボール１の材料コストが高くなる。この観点から、比率は１１０％以下が特に好ましい。
【００２９】
キャビティの内周直径に対する予備成形体９の直径（図２において両矢印Ｄで示されている）の比率は、６０％以上９０％以下が好ましい。比率が上記範囲未満であると、型締め工程（ＳＴＰ５）において予備成形体９が倒れやすい。この観点から、比率は６５％以上がより好ましく、７０％以上が特に好ましい。比率が上記範囲を超えると、エアーが排出されにくい。この観点から、比率は８５％以下がより好ましく、８０％以下が特に好ましい。
【００３０】
キャビティの内周直径に対する予備成形体９の長さ（図２において両矢印Ｌで示されている）の比率は、１１０％以上１８０％以下が好ましい。比率が上記範囲未満であると、エアーが排出されにくい。この観点から、比率は１１５％以上がより好ましく、１２０％以上が特に好ましい。比率が上記範囲を超えると、型締め工程（ＳＴＰ５）において予備成形体９が倒れやすい。この観点から、比率は１７５％以下がより好ましく、１７０％以下が特に好ましい。
【００３１】
予備成形体９の長さＬと直径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）は、１．３０以上２．２０以下が好ましい。比（Ｌ／Ｄ）が上記範囲未満であると、エアーが排出されにくい。この観点から、比（Ｌ／Ｄ）は１．３５以上がより好ましく、１．４０以上が特に好ましい。比（Ｌ／Ｄ）が上記範囲を超えると、型締め工程（ＳＴＰ５）において予備成形体９が倒れやすい。この観点から、比（Ｌ／Ｄ）は２．１５以下がより好ましく、２．１０以下が特に好ましい。
【００３２】
本発明の製造方法は、直径が２０ｍｍ以上４５ｍｍ以下の球体の成形に適している。具体的には、ワンピースゴルフボール、ツーピーシーズゴルフボールのコア２並びにマルチピーシーズゴルフボールのセンター及びコアの成形に適している。ワンピースゴルフボールの直径は、通常は４２．６７ｍｍ以上４５ｍｍ以下である。ツーピーシーズゴルフボールのコア２及びマルチピーシーズゴルフボールのコアの直径は、通常は３０ｍｍ以上４１ｍｍ以下である。マルチピーシーズゴルフボールのセンターの直径は、通常は２０ｍｍ以上３８ｍｍ以下である。
【００３３】
予備成形体９の基材ゴムには、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、天然ゴム等が好適である。これらのゴムの２種以上が併用されてもよい。ゴルフボール１の反発性能の観点からは、ポリブタジエンが好ましい。ポリブタジエンと他のゴムとが併用される場合でも、ポリブタジエンが主成分とされるのが好ましい。具体的には、全基材ゴムに占めるポリブタジエンの比率が５０質量％以上、特には８０質量％以上とされるのが好ましい。ポリブタジエンのなかでも、シス−１，４結合の比率が４０％以上、特には８０％以上であるハイシスポリブタジエンが好ましい。
【００３４】
球体の架橋形態は特には制限されないが、反発性能の観点からは、炭素数が３から８であるα，β−不飽和カルボン酸の、１価又は２価の金属塩が共架橋剤として用いられるのが好ましい。好ましい共架橋剤の具体例としては、アクリル酸亜鉛、アクリル酸マグネシウム、メタクリル酸亜鉛及びメタクリル酸マグネシウムが挙げられる。特に、高い反発性能が得られるアクリル酸亜鉛が好ましい。炭素数が３から８であるα，β−不飽和カルボン酸と金属酸化物とが共架橋剤として用いられてもよい。
【００３５】
共架橋剤の配合量は、基材ゴム１００部に対して１０部以上４０部以下が好ましい。配合量が上記範囲未満であると、ゴルフボール１の反発性能が不十分となることがある。この観点から、配合量は１５部以上がより好ましく、２０部以上が特に好ましい。配合量が上記範囲を超えると、ゴルフボール１の打球感がソフトでなくなることがある。この観点から、配合量は３５部以下がより好ましく、３０部以下が特に好ましい。本明細書において用いられる「部」という用語は、質量比(パーツバイウェイト)を意味する。
【００３６】
予備成形体９に用いられるゴム組成物には、有機過酸化物が配合されるのが好ましい。有機過酸化物は、前述のα，β−不飽和カルボン酸金属塩とともに架橋剤として機能し、また、硬化剤として機能する。有機過酸化物の配合により、ゴルフボール１の反発性能が高められうる。好適な有機過酸化物としては、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）ヘキサン及びジ−ｔ−ブチルパーオキサイドが挙げられる。特に汎用性の高い有機過酸化物は、ジクミルパーオキサイドである。
【００３７】
有機過酸化物の配合量は、基材ゴム１００部に対して０．１部以上３．０部以下が好ましい。配合量が上記範囲未満であると、ゴルフボール１の反発性能が不十分となることがある。この観点から、配合量は０．２部以上がより好ましく、０．５部以上が特に好ましい。配合量が上記範囲を超えると、ゴルフボール１の打球感がソフトでなくなることがある。この観点から、配合量は２．８部以下がより好ましく、２．５部以下が特に好ましい。
【００３８】
ゴム組成物には、比重調整等の目的で充填剤が配合されてもよい。好適な充填剤としては、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機塩、及びタングステン、モリブデン等の高比重金属からなる粉末が挙げられる。単なる比重調整のみならず架橋助剤としても機能するという理由から、好ましい充填剤は酸化亜鉛である。
【００３９】
ゴム組成物には、老化防止剤、着色剤、可塑剤、分散剤等の各種添加剤が、必要に応じて適量配合されてもよい。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００４１】
［実施例１］
ポリブタジエン（ジェイエスアール社の商品名「ＢＲ０１」）１００部、アクリル酸亜鉛３４部、酸化亜鉛１６．３部及びジクミルパーオキサイド１．０部を密閉式混練機で混練し、ゴム組成物を得た。このゴム組成物を押出機のシリンダーに投入し、口金から押し出しつつロータリーカッターで裁断して予備成形体を得た。この予備成形体は略円柱状であり、その直径Ｄは約３０ｍｍであり、その長さＬは約５５ｍｍである。次に、内周直径が４０．０ｍｍである球状キャビティを備えた成形型に予備成形体を投入し、下型を上昇させて型締めを行った。このときの成形型の温度は、１２０℃であった。上型と下型とが当接してから２０秒経過した後、開放距離が５．０ｍｍとなるまで下型を下降させ、直ちに上昇させて上型と下型とを再度当接させた。開放時間は、３．０秒であった。その後、成形型の温度を１７０℃に上昇させ、２０分間保持してゴムに架橋反応を起こさせた。そして、成形型を開き、直径が３９．０ｍｍであるコアを得た。
【００４２】
［実施例２〜８及び比較例１から３］
シャット時間、開放距離及び開放時間を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、コアを得た。
【００４３】
［比較例４］
型締めを行った後、開放工程を設けることなく成形型を昇温して架橋反応を起こさせた他は実施例１と同様にして、コアを得た。
【００４４】
［目視評価］
得られたコアの表面を目視で評価した。そして、ベア又は焼けが発生しているコアを不良とした。１００ダースのゴルフボールを評価した場合の不良率が、下記の表１に示されている。
【００４５】
【表１】

【００４６】
表１に示されているように、比較例の製造方法に比べて実施例の製造方法では不良率が低い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明の製造方法によれば、キャビティ内にエアーが残留することが抑制される。従って、残留エアーに起因する不良が生じにくい。この製造方法は、ゴルフボールの生産性及び品質の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる製造方法によって得られたゴルフボールが示された一部切り欠き断面図である。
【図２】図２は、図１のゴルフボールの製造に用いられる成形型の一部が示された断面図である。
【図３】図３は、図１のゴルフボールの製造方法の一例が示されたフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・ゴルフボール
２・・・コア
３・・・カバー
４・・・ディンプル
５・・・成形型
６・・・上型
７・・・下型
８・・・キャビティ面
９・・・予備成形体
１０・・・凸状部
１１・・・凹状部

Claims

ゴム組成物からなり、円柱状であり、軸方向の一端に凸状部を備え他端に凹状部を備えた予備成形体を成形する予備成形工程と、
共に半球状のキャビティを有する上型及び下型を備えた成形型のキャビティに、この成形型が開かれた状態で、この成形型の移動方向にその軸方向が一致した状態で予備成形体を投入する投入工程と、
上型に対して下型を相対的に近づけ、上型と下型とを当接させる型締め工程と、
この型締め工程において上型と下型とが当接してから１５秒以上２７０秒以下経過した後、上型に対して下型を相対的に遠ざけて上型と下型との間隔を３ｍｍ以上８ｍｍ以下とする開放工程と、
上型に対して下型を相対的に近づけ、上型と下型とを再度当接させた状態でゴムに架橋反応を起こさせる架橋工程と、
成形型を開き、キャビティで成形された球体を取り出す取り出し工程と
を含んでおり、
上記予備成形工程において、その体積が球状キャビティの容積の９０％以上１２０％以下であり、その直径が球状キャビティの内周直径の６０％以上９０％以下であり、その長さが球状キャビティの１１０％以上１８０％以下である予備成形体が得られ、
上記開放工程において上型と下型とが離れてから架橋工程において上型と下型とが当接するまでの時間が、０．５秒以上５．０秒以下であるゴルフボール製造方法。
上記開放工程において上型と下型とが離れてから架橋工程において上型と下型とが当接するまでの時間が１．５秒以上５．０秒以下である請求項１に記載の製造方法。
上記取り出し工程で取り出される球体の直径が２０ｍｍ以上４５ｍｍ以下である請求項１又は２に記載の製造方法。