JP5258263B2 - ゴルフボール - Google Patents

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Description

本発明は、ゴルフボールに関するものであり、より詳細には、ウレタンカバーを有するゴルフボールの耐擦過傷性および耐久性の向上、並びに高飛距離化を図る技術に関するものである。
従来、ゴルフボールのカバーを構成する樹脂成分としては、アイオノマー樹脂やポリウレタンが使用されている。アイオノマー樹脂を使用したカバーは、反発性や耐久性、加工性などに優れることから、広く使用されているが、高い剛性と硬度を有するために打球感が悪く、また、スピン性能も十分なものが得られずコントロール性が劣るなどの問題が指摘されている。一方、アイオノマー樹脂に比べて打球感やスピン性能が向上することから、カバーを構成する基材樹脂として、ポリウレタンが使用されている。例えば、特許文献1には、熱可塑性ポリウレタンをカバーに使用したツーピースソリッドゴルフボールが開示されている。しかし、熱可塑性ポリウレタンをカバーに使用したゴルフボールは、耐擦過傷性や耐久性などが十分でない。
熱可塑性ポリウレタンを使用したカバーの耐擦過傷性や耐久性を改良する技術として、例えば、特許文献2および特許文献3がある。これらの特許文献2および3には、熱可塑性ポリウレタン材料と、1分子中に官能基として2つ以上のイソシアネート基を持つイソシアネート化合物を、イソシアネートと実質的に反応しない熱可塑性樹脂中に分散させたイソシアネート混合物とを含有する組成物により形成されたカバーを有するゴルフボールが開示されている。
特開平9−215778号公報 特開2003−764号公報 特開2003−70936号公報
しかしながら、カバー硬度が高い場合、特許文献2または3に開示されているような低分子量のポリイソシアネートを用いると、架橋によって得られるカバーが硬くなりすぎてしまい、耐擦過傷性や耐久性の向上効果が却って小さくなるという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、硬度の高いウレタンカバーを有するゴルフボールであって、カバーの耐擦過傷性および耐久性に優れ、且つ飛び性能に優れるゴルフボールを提供することを目的とする。
上記課題を解決することのできたゴルフボールは、コアと、前記コアを被覆するカバーとを有するゴルフボールであって、前記カバーは、樹脂成分として、熱可塑性ポリウレタン(A)と、少なくともイソシアネート基を2個以上有するウレタンプレポリマー(b−1)を、イソシアネート基と実質的に反応しない熱可塑性樹脂(b−2)中に分散させたポリイソシアネート混合物(B)とを含有するカバー用組成物により形成されており、前記カバー用組成物のスラブ硬度は、ショアD硬度で、60超75以下であり、前記カバーの厚みは、2.5mm以下であることを特徴とする。
すなわち、本発明では、低分子量のポリイソシアネート化合物に比べて、分子量の大きなウレタンプレポリマー(b−1)を、イソシアネート基と実質的に反応しない熱可塑性樹脂(b−2)中に分散させたポリイソシアネート混合物(B)を用いて熱可塑性ポリウレタン(A)を架橋するので、得られるカバーが硬くなり過ぎることがなく、耐擦過傷性と耐久性の改善効果が大きい。また、カバー用組成物のスラブ硬度を、ショアD硬度で60超75以下と高硬度にすることにより、ゴルフボールの反発性を高めることができるとともに、ショット時の過剰なスピンを抑制することができるため、高飛距離を達成することができる。さらに、カバーの厚みを2.5mm以下とすることによって、コアを大径化させることができゴルフボールの反発性を高めることができ、高飛距離を達成することができる。
前記ポリイソシアネート混合物(B)のイソシアネート基量(NCO%)は、0.1質量%以上、10.0質量%以下であることが好ましく、また、前記ウレタンプレポリマー(b−1)のイソシアネート基量(NCO%)は、0.5質量%以上、15.0質量%以下であることが好ましい。
前記ウレタンプレポリマー(b−1)としては、例えば、下記式(1)で表される2官能のイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを好適に使用することができる。
ポリイソシアネート−(ポリオール−ポリイソシアネート)n (1)
式(1)中、連結数nは、1以上10以下の整数である。
前記ウレタンプレポリマー(b−1)を構成するポリオール成分の数平均分子量は650以上であることが好ましい。ポリオール成分の数平均分子量を650以上とすることにより、架橋反応時の架橋点間距離が長くなって、得られるポリウレタンカバーが硬くなりすぎることなく、耐擦過傷性および耐久性をさらに向上させることができる。
前記イソシアネート基と実質的に反応しない熱可塑性樹脂(b−2)は、ポリエステルエラストマー、アクリルエラストマー、スチレンエラストマー、オレフィンエラストマー、塩化ビニルエラストマーよりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
前記カバー用組成物は、熱可塑性ポリウレタン(A)100質量部に対して、ポリイソシアネート混合物(B)を1質量部〜50質量部含有することが望ましい。前記ポリイソシアネート混合物(B)の含有量が前記範囲外の場合には、十分な架橋構造が得られなかったり、架橋密度が高くなりすぎたりして、耐久性が損なわれるおそれがある。
前記ポリイソシアネート混合物(B)中のウレタンプレポリマー(b−1)と熱可塑性樹脂(b−2)の配合比率(合計100質量%)は、ウレタンプレポリマー(b−1)/熱可塑性樹脂(b−2)=5質量%〜50質量%/50質量%〜95質量%であることが望ましい。ウレタンプレポリマー(b−1)と熱可塑性樹脂(b−2)の配合比率が、前記範囲外の場合には、所望の架橋構造が得られなかったり、架橋密度が高くなりすぎたりして、耐久性が損なわれるおそれがある。
本発明によれば、カバーの耐擦過傷性および耐久性に優れ、且つ飛び性能に優れるゴルフボールを提供することができる。
本発明のゴルフボールは、コアと、前記コアを被覆するカバーとを有するゴルフボールであって、前記カバーは、樹脂成分として、熱可塑性ポリウレタン(A)と、少なくともイソシアネート基を2個以上有するウレタンプレポリマー(b−1)を、イソシアネート基と実質的に反応しない熱可塑性樹脂(b−2)中に分散させたポリイソシアネート混合物(B)とを含有するカバー用組成物により形成されており、前記カバー用組成物のスラブ硬度は、ショアD硬度で、60超75以下であり、前記カバーの厚みは、2.5mm以下であることを特徴とする。以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のゴルフボールのカバーについて説明する。本発明のゴルフボールのカバーは、樹脂成分として、熱可塑性ポリウレタン(A)と、少なくともイソシアネート基を2個以上有するウレタンプレポリマー(b−1)を、イソシアネート基と実質的に反応しない熱可塑性樹脂(b−2)中に分散させたポリイソシアネート混合物(B)とを含有するカバー用組成物により形成されており、前記カバー用組成物のスラブ硬度は、ショアD硬度で、60超75以下であることを特徴とするものである。
まず、熱可塑性ポリウレタン(A)について説明する。本発明で使用する熱可塑性ポリウレタン(A)は、分子内にウレタン結合を複数有し熱可塑性を示すものであれば、特に限定されず、例えば、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させることによって、ウレタン結合が分子内に形成された生成物であり、必要に応じて、さらに低分子量のポリオールやポリアミンなどにより鎖長延長反応させることにより得られるものである。
前記熱可塑性ポリウレタン(A)を構成す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(H6XDI)、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などのうちの1種、または、2種以上の混合物などである。
耐擦過傷性を向上するという観点からは、熱可塑性ポリウレタン(A)のポリイソシアネート成分として、芳香族ポリイソシアネートを使用することが好ましい。芳香族ポリイソシアネートを使用することにより、得られるポリウレタンの機械的特性が向上し、耐擦過傷性に優れるカバーが得られる。また、耐候性を向上するという観点からは、熱可塑性ポリウレタン(A)のポリイソシアネート成分として、非黄変性のポリイソシアネート(TMXDI、XDI、HDI、H6XDI、IPDI、H12MDI、NBDIなど)を使用することが好ましく、さらに好ましくは4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)を使用する。4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)は剛直な構造を有しており、得られるポリウレタンの機械的特性が向上し、耐擦過傷性に優れるカバーが得られるからである。
前記熱可塑性ポリウレタン(A)を構成するポリオール成分としては、水酸基を複数有するものであれば特に限定されず、例えば、低分子量のポリオールや高分子量のポリオールなどを挙げることができる。低分子量の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、プロパンジオール(例:1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオールなど)、ジプロピレングリコール、ブタンジオール(例:1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオールなど)、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、1,6−シクロへキサンジメチロール、アニリン系ジオール、ビスフェノールA系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;ペンタエリスリトール、ソルビトールなどのテトラオールまたはヘキサオールなどが挙げられる。高分子量のポリオールとしては、例えば、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;及びアクリルポリオールなどが挙げられ、上述したポリオールの少なくとも2種以上の混合物であってもよい。
高分子量のポリオールの数平均分子量は、特に限定されるものではないが、例えば、400以上であることが好ましく、より好ましくは1,000以上である。高分子量ポリオールの数平均分子量が小さくなりすぎると、得られるポリウレタンが硬くなり、ゴルフボールの打球感が低下するからである。高分子量ポリオールの数平均分子量の上限は、特に限定されるものではないが、10,000以下、より好ましくは8,000以下である。
また、必要に応じて前記熱可塑性ポリウレタンを構成するポリアミン成分は、少なくとも2以上のアミノ基を有するものであれば特に限定されない。前記ポリアミンとしては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族系ポリアミン、イソホロンジアミン、ピペラジンなどの脂環式系ポリアミン、および、芳香族ポリアミンなどが挙げられる。
前記芳香族ポリアミンは、少なくとも2以上のアミノ基が芳香環に直接または間接的に結合しているものであれば、特に限定されない。ここで、間接的に結合しているとは、アミノ基が、例えば低級アルキレン基を介して芳香環に結合していることをいう。前記芳香族ポリアミンとしては、例えば、1つの芳香環に2以上のアミノ基が結合している単環式芳香族ポリアミンでもよいし、少なくとも1つのアミノ基が1つの芳香環に結合しているアミノフェニル基を2個以上含む多環式芳香族ポリアミンでもよい。
前記単環式芳香族ポリアミンとしては、例えば、フェニレンジアミン、トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミンなどのアミノ基が芳香環に直接結合しているタイプ;キシリレンジアミンのようなアミノ基が低級アルキレン基を介して芳香環に結合しているタイプなどが挙げられる。また、前記多環式芳香族ポリアミンとしては、少なくとも2つのアミノフェニル基が直接結合しているポリ(アミノベンゼン)でもよいし、少なくとも2つのアミノフェニル基が低級アルキレン基やアルキレンオキシド基を介在して結合していてもよい。これらのうち、低級アルキレン基を介して2つのアミノフェニル基が結合しているジアミノジフェニルアルカンが好ましく、4,4’−ジアミノジフェニルメタン及びその誘導体が特に好ましい。
前記熱可塑性ポリウレタン(A)の構成態様としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリイソシアネート成分と高分子量ポリオール成分によって構成されている態様;ポリイソシアネート成分と高分子量ポリオール成分と低分子量ポリオール成分によって構成されている態様;ポリイソシアネート成分と高分子量ポリオール成分と低分子量ポリオール成分とポリアミン成分とによって構成されている態様;ポリイソシアネート成分と高分子量ポリオール成分とポリアミン成分とによって構成されている態様などを挙げることができる。
前記熱可塑性ポリウレタン(A)のスラブ硬度は、ショアD硬度で55以上が好ましく、60以上が更に好ましく、75以下が好ましく、70以下が更に好ましい。熱可塑性ポリウレタン(A)の硬度が低すぎると、得られるカバーの反発性が低くなり、飛距離が低下する場合がある。また、熱可塑性ポリウレタン(A)の硬度が高すぎると、得られるカバーが硬くなりすぎて、耐擦過傷性および耐久性が却って低下する場合がある。前記熱可塑性ポリウレタン(A)の具体例としては、BASFジャパン株式会社製の「エラストラン(登録商標)ET858D、ET864D、1174D、HM76D」などを挙げることができる。
次に、少なくともイソシアネート基を2個以上有するウレタンプレポリマー(b−1)を、イソシアネート基と実質的に反応しない熱可塑性樹脂(b−2)中に分散させたポリイソシアネート混合物(B)について説明する。
前記ウレタンプレポリマー(b−1)としては、分子内にウレタン結合を複数有するとともに、イソシアネート基を2つ以上有する化合物であって、前記熱可塑性ポリウレタン(A)に比べて分子量が低いものであれば特に限定されず、例えば、ポリイソシアネート成分とポリオール成分とを、ポリイソシアネート成分が過剰な条件で反応させることによって、ウレタン結合が分子内に形成されたイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを挙げることができる。なお、ポリイソシアネート成分とポリオール成分の配合比は、ポリオール成分の水酸基(OH)に対するポリイソシアネート成分のイソシアネート基(NCO)のモル比率(NCO/OH)を、1.1以上とすることが好ましく、より好ましくは1.2以上、さらに好ましくは1.3以上であり、3.0以下とすることが好ましく、より好ましくは2.5以下、さらに好ましくは2.0以下である。
前記ウレタンプレポリマー(b−1)の原料として用いられ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、前記熱可塑性ポリウレタン(A)を構成するポリイソシアネート成分として例示したものを挙げることができる。前記ウレタンプレポリマー(b−1)の原料として用いられるポリオール成分としては、水酸基を複数有するものであれば特に限定されず、例えば、前記熱可塑性ポリウレタン(A)を構成するポリオール成分として例示した低分子量のポリオールや高分子量のポリオールなどを挙げることができる。
前記ウレタンプレポリマー(b−1)として用いられるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーとしては、TDI系ウレタンプレポリマー;MDI系ウレタンプレポリマー;H12MDI系ウレタンプレポリマーなどを挙げることができ、MDI系ウレタンプレポリマー;H12MDI系ウレタンプレポリマーが好ましく用いられる。ここで、前記TDI系ウレタンプレポリマーとは、TDIまたはこれを主成分とするポリイソシアネート化合物とポリオール(好ましくはPTMG)とを反応することにより得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーのことをいい、前記MDI系ウレタンプレポリマーとは、MDIまたはこれを主成分とするポリイソシアネート化合物とポリオール(好ましくはPTMG)とを反応することにより得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーのことをいい、H12MDI系ウレタンプレポリマーとは、H12MDIまたはこれを主成分とするポリイソシアネート化合物とポリオール(好ましくはPTMG)とを反応することにより得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーのことをいう。
ポリイソシアネート成分とポリオール成分とを反応させる際には、ウレタン反応で使用される従来公知の触媒を用いることができる。前記触媒としては、トリエチルアミン、N,N−ジメチルシクロへキシルアミンなどのモノアミン類;N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミンなどのポリアミン類;1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン(DBU)、トリエチレンジアミンなどの環状ジアミン類;ジブチルチンジラウリレート、ジブチルチンジアセテートなどの錫系触媒;アゼライン酸、オレイン酸、アジピン酸などの有機カルボン酸類などが挙げられる。
前記ウレタンプレポリマー(b−1)のイソシアネート基量(NCO%)は、0.5質量%以上が好ましく、より好ましくは0.75質量%以上、さらに好ましくは1.0質量%以上であり、15.0質量%以下が好ましく、より好ましくは12.0質量%以下、さらに好ましくは9.0質量%以下、特に好ましくは6.0質量%以下である。ウレタンプレポリマー(b−1)のイソシアネート基量(NCO%)が、低すぎると架橋効果が少なく、耐擦過傷性が悪くなるおそれがあり、高すぎるとカバー用組成物の粘度が過剰に上昇し成形性が悪くなるおそれがある。なお、ウレタンプレポリマー(b−1)のイソシアネート基量(NCO%)は、100×(ウレタンプレポリマー(b−1)中のイソシアネート基のモル数×42(NCOの分子量))/ウレタンプレポリマー(b−1)の総質量(g)で表わすことができる。
前記ウレタンプレポリマー(b−1)の数平均分子量としては、例えば、1000以上が好ましく、1500以上がより好ましく、2000以上が更に好ましく、30000以下が好ましく、20000以下がより好ましく、10000以下がさらに好ましい。数平均分子量を1000以上とすることによって、架橋反応時の架橋点間距離が長くなって、得られるポリウレタンカバーが、硬くなり過ぎず耐久性が向上する。一方、数平均分子量が30000を超えると、架橋点密度が低くなって、得られるカバーの耐擦過傷性が低下する場合がある。
前記ウレタンプレポリマーを構成するポリイソシアネート成分およびポリオール成分としては、熱可塑性ポリウレタン(A)を構成する成分として上記したものの中から適宜選択して使用することができる。
前記ウレタンプレポリマーを構成するポリオール成分の数平均分子量としては、650以上が好ましく、700以上がより好ましく、800以上がさらに好まく、10000以下が好ましく、5000以下がより好ましく、3000以下がさらに好ましい。数平均分子量を650以上とすることによって、架橋反応時の架橋点間距離が長くなって、得られるポリウレタンカバーが、硬くなり過ぎず耐久性が向上する。一方、数平均分子量が10000を超えると、架橋点密度が低くなって、得られるカバーの耐擦過傷性が低下する場合がある。前記ウレタンプレポリマー(b−1)や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ー(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TSK−GEL SUPERH2500(東ソー株式会社製)2本を用いて測定すればよい。
本発明で使用するウレタンプレポリマー(b−1)のイソシアネート基の官能基数は、2以上であれば特に限定されず、例えば、3官能あるいは4官能であっても良い。3官能以上の多官能のウレタンプレポリマーは、ウレタンプレポリマーを構成するポリオールまたはポリイソシアネートとして3官能以上のものを使用することによって得ることができる。
3官能以上のポリイソシアネートとしては、例えば、ポリメリックMDI、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェート、リジンエステルトリイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネートなどの3官能イソシアネート;ジイソシアネートのイソシアヌレート体;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アダクト体(好ましくは、遊離ジイソシアネートを除去されている);アロハネート変性体;ビュレット変性体などを挙げることができる。前記アロハネート変性体とは、例えば、ジイソシアネートと低分子量ジオールとの反応によっ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3官能ポリイソシアネートであり、前記ビュレット変性体とは、例えば、ジイソシアネートと低分子量ジアミンとの反応によって形成されるウレア結合にさらにジイソシアネートが反応して得られる3官能ポリイソシアネートである。
これらの中でも、本発明では、下記式(1)で示される2官能のイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを用いることが好ましい態様である。
ポリイソシアネート−(ポリオール−ポリイソシアネート)n (1)
式(1)中、連結数nは、1以上10以下が好ましく、より好ましくは5以下であり、さらに好ましくは4以下であり、さらに好ましくは3以下である。連結数nを1以上とすることによって、架橋反応時の架橋点間距離が長くなって、得られるポリウレタンカバーが、硬くなり過ぎず耐久性が向上する。一方、連結数nが10を超えると、架橋点密度が低くなって、得られるカバーの耐擦過傷性が低下する場合がある。
前記イソシアネート基と実質的に反応しない熱可塑性樹脂(b−2)としては、イソシアネート基に対して、実質的に不活性なもの(イソシアネート基に対する活性水素を実質的に有していないもの)であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ABS樹脂、エステルゴム、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂(好ましくはポリエチレンテレフタレート)、ポリオレフィン、ポリアセタール、二フッ化樹脂、四フッ化樹脂、アイオノマー樹脂などが挙げられる。これらの中でも、前記熱可塑性樹脂(b−2)として、ゴム弾性を有する熱可塑性エラストマーが好ましく、例えば、ポリエステルエラストマー、アクリルエラストマー、スチレンエラストマー、オレフィンエラストマー、塩化ビニルエラストマーよりなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。前記ポリエステルエラストマーとしては、例えば、東レ・デュポン(株)の「ハイトレル(登録商標)(例えば、「ハイトレル3046」、「ハイトレル3548」、「ハイトレル4047」など)」を挙げることができ、前記スチレンエラストマーとしては、三菱化学(株)の「ラバロン(登録商標)」を挙げることができる。
前記ポリイソシアネート混合物(B)中のウレタンプレポリマー(b−1)と熱可塑性樹脂(b−2)との配合比率(合計100質量%)は、ウレタンプレポリマー(b−1)/熱可塑性樹脂(b−2)=5質量%〜50質量%/50質量%〜95質量%が好ましく、より好ましくは10質量%〜50質量%/50質量%〜90質量%であり、さらに好ましくは20質量%〜45質量%/55質量%〜80質量%である。配合比率が上記範囲外の場合には、所望の架橋構造が得られなかったり、架橋密度が高くなりすぎたりして、耐久性が損なわれる場合がある。
前記ポリイソシアネート混合物(B)のイソシアネート基量(NCO%)は、100×(ポリイソシアネート混合物(B)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混合物(B)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混合物(B)のイソシアネート基量(NCO%)は、0.1質量%以上が好ましく、より好ましくは0.2質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上であり、10.0質量%以下が好ましく、より好ましくは7.0質量%以下、さらに好ましくは5.0質量%以下、特に好ましくは3.0質量%以下である。
前記ポリイソシアネート混合物(B)のイソシアネート基量(NCO%)が、低すぎると架橋が少なくなり、耐擦過傷性に効果がなくなるおそれがあり、高すぎるとカバー用組成物の粘度が高くなり成形性が悪くなるおそれがある。
本発明で使用するカバー用組成物中のポリイソシアネート混合物(B)の含有量は、熱可塑性ポリウレタン(A)100質量部に対して1質量部以上とすることが好ましく、より好ましくは3質量部以上、さらに好ましくは5質量部以上であり、50質量部以下が好ましく、より好ましくは30質量部以下、さらに好ましくは20質量部以下である。前記ポリイソシアネート混合物(B)の含有量が上記範囲外の場合には、十分な架橋構造が得られなかったり、架橋密度が高くなりすぎたりして、耐久性が損なわれる場合がある。
本発明で使用するカバー用組成物を構成する樹脂成分中の前記熱可塑性ポリウレタン(A)と前記ポリイソシアネート混合物(B)の含有率は、これら前記熱可塑性ポリウレタン(A)と前記ポリイソシアネート混合物(B)とを合わせて50質量%以上とすることが好ましく、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。また、本発明で使用するカバー用組成物が、樹脂成分として、熱可塑性ポリウレタン(A)とポリイソシアネート混合物(B)のみを含有することも好ましい態様である。
本発明においてカバー用組成物は、樹脂成分として、本発明の効果を損なわない範囲で前記熱可塑性ポリウレタン(A)と前記ポリイソシアネート混合物(B)に加えて、他の樹脂成分を含有することができる。他の樹脂成分としては、例えば、アイオノマー樹脂や熱可塑性エラストマーなどを挙げることができる。前記アイオノマー樹脂としては、例えば、エチレンと炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸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、エチレンと炭素数3〜8個の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、または、これらの混合物を挙げることができる。前記アイオノマー樹脂の具体例としては、例えば、三井デュポンポリケミカル(株)から市販されている「ハイミラン(登録商標)」、さらにデュポン社から市販されている「サーリン(登録商標)」、エクソンモービル化学(株)から市販されている「アイオテック(登録商標)」などを挙げることができる。前記熱可塑性エラストマーの具体例としては、例えばアルケマ(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、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ポリスチレンエラストマーなどが挙げられる。
本発明で使用するカバー用組成物は、上述した樹脂成分などの他、酸化チタンや青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、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。
前記白色顔料(酸化チタン)の含有量は、カバーを構成する熱可塑性ポリウレタン(A)樹脂成分100質量部に対して、0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であって、10質量部以下、より好ましくは8質量部以下であることが望ましい。白色顔料の含有量を0.5質量部以上とすることによって、カバーに隠蔽性を付与することができる。また、白色顔料の含有量が10質量部超になると、得られるカバーの耐久性が低下する場合があるからである。
本発明のカバー用組成物のスラブ硬度は、ショアD硬度で60超であり、より好ましくは62以上であり、さらに好ましくは63以上であって、75以下であって、より好ましくは72以下であり、さらに好ましくは70以下であることが望ましい。カバーのスラブ硬度が60以下では、ゴルフボールの反発性(飛距離)が低下する場合がある。一方、スラブ硬度が75を超えると、形成されるカバーの耐擦過傷性および耐久性が低下する場合がある。ここで、カバーのスラブ硬度とは、カバー用組成物をシート状に成形して測定した硬度であり、後述する測定方法により測定する。
本発明のゴルフボールの製造方法では、熱可塑性ポリウレタン(A)と、ウレタンプレポリマー(b−1)をイソシアネート基と実質的に反応しない熱可塑性樹脂(b−2)中に分散させたポリイソシアネート混合物(B)とを配合してカバー用組成物を得る。カバー用組成物の配合は、例えば、ペレット状の原料を配合できる混合機を用いるのが好ましく、より好ましくはタンブラー型混合機を用いる。カバー用組成物を配合する態様としては、例えば、熱可塑性ポリウレタン(A)に、酸化チタンなどのカバー用添加剤を混合し、押出して、予め白ペレットを調製し、前記白ペレットとポリイソシアネート混合物(B)のペレットとをドライブレンドする態様;熱可塑性ポリウレタン(A)とポリイソシアネート混合物(B)と、酸化チタンなどのカバー用添加剤とを混合し、押出して、予め白ペレットを調製する態様;ポリイソシアネート混合物(B)と、酸化チタンなどのカバー用添加剤とを混合し、押出して、予め白ペレットを調製し、前記白ペレットと、熱可塑性ポリウレタン(A)のペレットとをドライブレンドする態様などを挙げることができる。
本発明のゴルフボールのカバーは、上述したカバー用組成物を用いて成形することにより作製される。カバーを成形する方法としては、例えば、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方法(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)、カバー用組成物をコア上に直接射出成形する方法を挙げることができる。
ハーフシェルの成形は、圧縮成形法または射出成形法のいずれの方法によっても行うことができるが、圧縮成形法が好適である。カバー用組成物を圧縮成形してハーフシェルに成形する条件としては、例えば、1MPa以上、20MPa以下の圧力で、カバー用組成物の流動開始温度に対して、−20℃以上、70℃以下の成形温度を挙げることができる。前記成形条件とすることによって、均一な厚みをもつハーフシェルを成形できる。ハーフシェルを用いてカバーを成形する方法としては、例えば、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。ハーフシェルを圧縮成形してカバーに成形する条件としては、例えば、0.5MPa以上、25MPa以下の成形圧力で、カバー用組成物の流動開始温度に対して、−20℃以上、70℃以下の成形温度を挙げることができる。上記成形条件とすることによって、均一なカバー厚みを有するゴルフボールカバーを成形できる。
本発明では、カバー用組成物をコア上に直接射出成形してカバーを成形することもできる。この場合、カバー成形用上下金型としては、半球状キャビティを有し、ピンプル付きで、ピンプルの一部が進退可能なホールドピンを兼ねているものを使用することが好ましい。射出成形によるカバーの成形は、上記ホールドピンを突き出し、コアを投入してホールドさせた後、カバー用組成物を注入して、冷却することによりカバーを成形することができ、例えば、9MPa〜15MPaの圧力で型締めした金型内に、150℃〜250℃に加熱したカバー用組成物を0.5秒〜5秒で注入し、10秒〜60秒間冷却して型開きすることにより行う。また、カバーが成形されたゴルフボールを、40℃以上で4時間〜96時間ポストキュアすることにより、さらに架橋促進させることもできる。
ここで、本発明のゴルフボールは、前記熱可塑性ポリウレタン(A)とポリイソシアネート混合物(B)とを用いることによって、カバー成形時には架橋反応を抑制しつつ、カバー成形後に架橋反応を進めることによって、ゴルフボールの生産性を低下させることなく、カバーの耐擦過傷性を向上させるものであるが、カバー成形後に架橋されているかどうかは、例えば、以下のようにして確認することができる。
ポリイソシアネート混合物(B)によって架橋された熱可塑性ポリウレタン(A)は、直鎖状の熱可塑性ポリウレタン(A)を溶解する溶媒に不溶性を示す。直鎖状の熱可塑性ポリウレタン(A)を溶解する溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、テトラヒドロフラン(THF)などを挙げることができる。すなわち、架橋されていない熱可塑性ポリウレタン(A)は前記溶媒に溶解するが、ポリイソシアネート混合物(B)によって架橋されると前記溶媒に対して不溶となるため、これにより架橋の有無を確認することができる。
また、ポリイソシアネート混合物(B)によって架橋された熱可塑性ポリウレタン(A)には、アロハネート結合またはビュレット結合が形成されているが、これらの結合は、熱可塑性ポリウレタンの主鎖を構成するウレタン結合やウレア結合に比べて弱い。そのため、例えば、n−ブチルアミンのDMF溶液で処理したり、あるいは、熱処理によって、架橋構造を形成するアロハネート結合およびビュレット結合を切断することができる。
前記n−ブチルアミンのDMF溶液の濃度としては、0.01mol/l〜0.25mol/lが好ましく、0.05mol/lのDMF溶液がより好ましい。前記熱処理としては、例えば、130℃〜150℃で2時間〜4時間程度熱処理することが好ましい。
なお、熱可塑性ポリウレタンがどのようなポリイソシアネート混合物によって架橋されているかは、n−ブチルアミンのDMF溶液または熱処理した被処理物を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)、核磁気共鳴装置(NMR)などにより分析することにより確認することができる。
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、ペイント層やマークを形成することもできる。
本発明において、ゴルフボールのカバーの厚みは、2.5mm以下が好ましく、2.0mm以下がより好ましく、1.5mm以下がさらに好ましい。カバーの厚みを2.5mm以下とすることによって、コアを大径化させることができゴルフボールの反発性が高くなり、トータルの飛距離が長くなるからである。また、カバーの厚みの下限は、特に限定されるものではないが、0.3mmが好ましく、0.5mmがより好ましく、1.0mmがさらに好ましい。カバーの厚みが0.3mm未満では、ゴルフボールの耐久性が低下するおそれがある。
また、カバーを成形する際には、通常、表面にディンプルと呼ばれるくぼみが形成される。図1はゴルフボール2の一部が示された拡大断面図である。この図には、ディンプル10の最深箇所Deおよびゴルフボール2の中心を通過する断面が示されている。図1における上下方向は、ディンプル10の深さ方向である。深さ方向は、ディンプル10の面積重心からゴルフボール2の中心へ向かう方向である。図1において二点鎖線14は、仮想球を示している。仮想球14の表面は、ディンプル10が存在しないと仮定されたときのゴルフボール2の表面である。ディンプル10は、仮想球14から凹陥している。ランド12は、仮想球14と一致している。
図1において両矢印Diは、ディンプル10の直径を示している。この直径Diは、ディンプル10の両側に共通の接線Tが画かれたときの、一方の接点Edと他方の接点Edとの距離である。接点Edは、ディンプル10のエッジでもある。エッジEdは、ディンプル10の輪郭を画定する。直径Diは、2.0mm以上6.0mm以下が好ましい。直径Diが上記範囲未満であると、ディンプル効果が得られにくく、また、直径Diが6.0mmを超えると、実質的に球であるというゴルフボール2の本来的特徴が損なわれる。
ディンプル10の面積sは、無限遠からゴルフボール2の中心を見た場合の、エッジラインに囲まれた領域の面積(すなわち平面形状の面積)である。面積sは、s=(Di/2)2×πによって算出される。全てのディンプル10の面積sの合計が仮想球14の表面積に占める比率は、占有率と称される。十分なディンプル効果が得られるとの観点から、占有率は75%以上が好ましい。
ディンプルの容積は、ディンプル10の輪郭を含む曲面と仮想球14とに囲まれた部分の容積を意味する。ディンプル10の総容積は、250mm3以上400mm3以下が好ましい。総容積が250mm3未満であると、ホップする弾道となることがある。また、総容積が400mm3を超えると、ドロップする弾道となるおそれがある。
また、図1において、接線Tと最深箇所Deとの距離は、ディンプル10の深さである。深さは、0.05mm以上0.60mm以下が好ましい。深さが0.05mm未満であると、ホップする弾道となることがある。また、深さが0.60mmを超えると、ドロップする弾道となることがある。そして、ディンプル10の総数は、200個以上500個以下が好ましい。総数が200個未満であると、ディンプル効果が得られにくい。また、総数が500個を超えると、個々のディンプル10のサイズが小さいことに起因してディンプル効果が得られにくい。
次に、本発明のゴルフボールのコアについて説明する。
本発明のゴルフボールのコアの構造としては、例えば、単層のコア;センターと前記センターを被覆する単層の中間層とからなるコア;センターと前記センターを被覆する複数もしくは複層の中間層とからなるコアなどを挙げることができる。また、コアの形状としては、球状であることが好ましい。コアの形状が球状でない場合には、カバーの厚みが不均一になる。その結果、部分的にカバー性能が低下する箇所が生じるからである。一方、センターの形状としては、球状が一般的であるが、球状センターの表面を分割するように突条が設けられていても良く、例えば、球状センターの表面を均等に分割するように突条が設けられていても良い。前記突条を設ける態様としては、例えば、球状センターの表面にセンターと一体的に突条を設ける態様、あるいは、球状センターの表面に突条の中間層を設ける態様などを挙げることができる。
前記突条は、例えば、球状センターを地球とみなした場合に、赤道と球状センター表面を均等に分割する任意の子午線とに沿って設けられることが好ましい。例えば、球状センター表面を8分割する場合には、赤道と、任意の子午線(経度0度)、および、斯かる経度0度の子午線を基準として、東経90度、西経90度、東経(西経)180度の子午線に沿って設けるようにすれば良い。突条を設ける場合には、突条によって仕切られる凹部を、複数の中間層、あるいは、それぞれの凹部を被覆するような単層の中間層によって充填するようにして、コアの形状を球形とするようにすることが好ましい。前記突条の断面形状は、特に限定されることなく、例えば、円弧状、あるいは、略円弧状(例えば、互いに交差あるいは直交する部分において切欠部を設けた形状)などを挙げることができる。
本発明のゴルフボールのコアまたはセンターには、従来より公知のゴム組成物(以下、単に「コア用ゴム組成物」という場合がある)を採用することができ、例えば、基材ゴム、架橋開始剤、共架橋剤および充填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、天然ゴムおよび/または合成ゴムを使用することができ、例えば、ポリブタジエンゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレンポリブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)などを使用できる。これらの中でも、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。
前記架橋開始剤は、基材ゴム成分を架橋するために配合されるものである。前記架橋開始剤としては、有機過酸化物が好適である。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)−3,5−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。0.2質量部未満では、コアが柔らかくなりすぎて、反発性が低下する傾向があり、3質量部を超えると、適切な硬さにするために、共架橋剤の使用量を増加する必要があり、反発性が不足気味になる。
前記共架橋剤としては、基材ゴム分子鎖にグラフト重合することによって、ゴム分子を架橋する作用を有するものであれば特に限定されず、例えば、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を使用することができ、好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸またはこれらの金属塩を挙げることができる。前記金属塩を構成する金属としては、例えば、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、ナトリウムなどを挙げることができ、反発性が高くなるということから、亜鉛を使用することが好ましい。
前記共架橋剤の使用量は、基材ゴム100質量部に対して、10質量部以上、より好ましくは20質量部以上であって、50質量部以下、より好ましくは40質量部以下であることが望ましい。共架橋剤の使用量が10質量部未満では、適当な硬さとするために架橋開始剤の量を増加しなければならず、反発性が低下する傾向がある。一方、共架橋剤の使用量が50質量部を超えると、コアが硬くなりすぎて、打球感が低下するおそれがある。
コア用ゴム組成物に含有される充填剤としては、主として最終製品として得られるゴルフボールの比重を1.0〜1.5の範囲に調整するための比重調整剤として配合されるものであり、必要に応じて配合すれば良い。前記充填剤としては、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、タングステン粉末、モリブデン粉末などの無機充填剤を挙げることができる。前記充填剤の配合量は、基材ゴム100質量部に対して、2質量部以上、より好ましくは3質量部以上であって、50質量部以下、より好ましくは35質量部以下であることが望ましい。充填剤の配合量が2質量部未満では、重量調整が難しくなり、50質量部を超えるとゴム成分の重量分率が小さくなり反発性が低下する傾向があるからである。
前記コア用ゴム組成物には、基材ゴム、架橋開始剤、共架橋剤および充填剤に加えて、さらに、有機硫黄化合物、老化防止剤、しゃく解剤などを適宜配合することができる。
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を好適に使用することができる。前記ジフェニルジスルフィド類としては、例えば、ジフェニルジスルフィド;ビス(4−クロロフェニル)ジスルフィド、ビス(3−クロロフェニル)ジスルフィド、ビス(4−ブロモフェニル)ジスルフィド、ビス(3−ブロモフェニル)ジスルフィド、ビス(4−フルオロフェニル)ジスルフィド、ビス(4−ヨードフェニル)ジスルフィド,ビス(4−シアノフェニル)ジスルフィドなどのモノ置換体;ビス(2,5−ジクロロフェニル)ジスルフィド、ビス(3,5−ジクロロフェニル)ジスルフィド、ビス(2,6−ジクロロフェニル)ジスルフィド、ビス(2,5−ジブロモフェニル)ジスルフィド、ビス(3,5−ジブロモフェニル)ジスルフィド、ビス(2−クロロ−5−ブロモフェニル)ジスルフィド、ビス(2−シアノ−5−ブロモフェニル)ジスルフィドなどのジ置換体;ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)ジスルフィド、ビス(2−シアノ−4−クロロ−6−ブロモフェニル)ジスルフィドなどのトリ置換体;ビス(2,3,5,6−テトラクロロフェニル)ジスルフィドなどのテトラ置換体;ビス(2,3,4,5,6−ペンタクロロフェニル)ジスルフィド、ビス(2,3,4,5,6−ペンタブロモフェニル)ジスルフィドなどのペンタ置換体などが挙げられる。これらのジフェニルジスルフィド類はゴム加硫体の加硫状態に何らかの影響を与えて、反発性を高めることができる。これらの中でも、特に高反発性のゴルフボールが得られるという点から、ジフェニルジスルフィド、ビス(ペンタブロモフェニル)ジスルフィドを用いることが好ましい。前記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。
前記老化防止剤の配合量は、基材ゴム100質量部に対して、0.1質量部以上、1質量部以下であることが好ましい。また、しゃく解剤の配合量は、基材ゴム100質量部に対して、0.1質量部以上、5質量部以下であることが好ましい。
前記コア用ゴム組成物の加熱プレス成形条件は、ゴム組成に応じて適宜設定すればよいが、通常、130〜200℃で10〜60分間加熱するか、あるいは130〜150℃で20〜40分間加熱した後、160〜180℃で5〜15分間の2段階で加熱することが好ましい。なお、後述するようにコアの表面硬度Hsと中心硬度Hoとに硬度差を持たせる場合には、130〜200℃で10〜60分間加熱することが好ましい。
本発明のゴルフボールのコアの直径は、36.7mm以上であることが好ましく、より好ましくは37.7mm以上、さらに好ましくは38.7mm以上である。コアの直径が36.7mm未満では、カバーが厚くなり過ぎて反発性が低下するからである。また、コアの直径の上限は、特に限定されないが、42.1mmであることが好ましく、より好ましくは41.7mmであり、さらに好ましくは40.7mmである。コアの直径が42.1mmを超えると相対的にカバーが薄くなり過ぎて、カバーによる保護効果が十分に得られないからである。
本発明のゴルフボールのコアとして、表面硬度Hsが中心硬度Hoより大きいコアを使用することも好ましい態様である。コアの表面硬度Hsと中心硬度Hoとの硬度差(Hs−Ho)は、ショアD硬度で20以上であることが好ましく、さらに好ましくは25以上である。コアの表面硬度Hsを中心硬度Hoより大きくすることによって、打出角が高くなり、スピン量が低くなって、飛距離が向上する。また、コアの表面硬度Hsと中心硬度HoとのショアD硬度差の上限は、特に限定されないが、40であることが好ましく、より好ましくは35である。硬度差が大きくなりすぎると、耐久性が低下するおそれがあるからである。
前記コアの中心硬度Hoは、ショアD硬度で30以上であることが好ましく、より好ましくは32以上であり、さらに好ましくは35以上である。コアの中心硬度HoがショアD硬度で30未満であると、柔らかくなりすぎて反発性が低下する場合がある。また、コアの中心硬度Hoは、ショアD硬度で50以下であることが好ましく、より好ましくは48以下であり、さらに好ましくは45以下である。前記中心硬度HoがショアD硬度で50を超えると、硬くなり過ぎて、打球感が低下する傾向があるからである。本発明において、コアの中心硬度Hoとは、コアを2等分に切断して、その切断面の中心点についてスプリング式硬度計ショアD型で測定した硬度を意味する。
前記コアの表面硬度Hsは、ショアD硬度で45以上であることが好ましく、より好ましくは50以上であり、さらに好ましくは55以上である。前記表面硬度Hsが45より小さいと、柔らかくなり過ぎて、反発性が低下する場合がある。また、コアの表面硬度Hsは、ショアD硬度で65以下であることが好ましく、より好ましくは62以下であり、さらに好ましくは60以下である。前記表面硬度HsがショアD硬度で65超であると、コアが硬くなりすぎて、打球感が低下する場合があるからである。
本発明のゴルフボールのコアの構造が、センターと前記センターを被覆する単層の中間層とからなるコアまたはセンターと前記センターを被覆する複数もしくは複層の中間層とからなるコアの場合、前記センターの直径は、10mm以上が好ましく、より好ましくは15mm以上であって、41mm以下が好ましく、より好ましくは35mm以下である。前記センターの直径が10mmよりも小さいと、中間層またはカバー層を所望の厚さより厚くする必要があり、その結果反発性が低下する場合がある。一方、センターの直径が41mmを超える場合は、中間層またはカバー層を所望の厚さより薄くする必要があり、中間層またはカバー層の機能が十分発揮されない。
前記センターは、直径10mm〜41mmの場合、初期荷重98Nを負荷した状態から終荷重1275Nを負荷したときまでの圧縮変形量(圧縮方向にセンターが縮む量)が、2.0mm以上が好ましく、より好ましくは2.5mm以上であって、7.0mm以下が好ましく、より好ましくは6.0mm以下である。前記圧縮変形量が、2.0mm未満では打球感が硬くて悪くなり、7.0mmを超えると、反発性が低下する場合がある。
前記センターの中心硬度Ho1は、ショアD硬度で、好ましくは25以上、より好ましくは27以上、さらに好ましくは30以上であって、好ましくは45以下、より好ましくは43以下、さらに好ましくは40以下である。前記センター中心硬度Ho1が25より小さいと、柔らかくなり過ぎて耐久性が低下するおそれがある。前記センター中心硬度Ho1が45より大きいと、硬くなり過ぎて打球感が悪くなる場合がある。
前記センターの表面硬度Hs1は、ショアD硬度で、好ましくは40以上、より好ましくは45以上、さらに好ましくは50以上であって、好ましくは65以下、より好ましくは62以下、さらに好ましくは60以下、特に好ましくは58以下である。センターの表面硬度Hs1がショアD硬度で40より小さいと、柔らかくなり過ぎて反発性が低下し、飛距離が低下する。一方、センターの表面硬度Hs1がショアD硬度で65より大きいと、硬くなり過ぎて打球感が悪くなる場合がある。
前記センターとして、その中心と表面で硬度差を有するものを使用することも好ましい態様であり、ショアD硬度による表面硬度Hs1と中心硬度Ho1との硬度差(Hs1−Ho1)は、8以上が好ましく、10以上がより好ましく、25以下が好ましく、23以下がより好ましい。前記硬度差が25より大きいと、耐久性が低下し、前記硬度差が8より小さいと、打球感が硬くて衝撃が大きくなる場合がある。前記センターの硬度差は、センターの加熱成形条件を適宜選択することによって設けることができる。
また、前記中間層としては、例えば、ゴム組成物の硬化物、従来公知のアイオノマー樹脂の他、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ジャパン社から商品名「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ポリスチレンエラストマーなどが挙げられる。前記アイオノマー樹脂としては、特にエチレンと炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸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アイオノマー樹脂、エチレンと炭素数3〜8個の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、またはこれらの混合物を挙げることができる。
前記アイオノマー樹脂の具体例を商品名で例示すると、三井デュポンポリケミカル(株)から市販されている「ハイミラン(Himilan)(登録商標)(例えば、ハイミラン1555(Na)、ハイミラン1557(Zn)、ハイミラン1605(Na)、ハイミラン1706(Zn)、ハイミラン1707(Na)、ハイミランAM7311(Mg)などが挙げられ、三元共重合体アイオノマー樹脂としては、ハイミラン1856(Na)、ハイミラン1855(Zn)など)」が挙げられる。
さらにデュポン社から市販されているアイオノマー樹脂としては、「サーリン(Surlyn)(登録商標)(例えば、サーリン8945(Na)、サーリン9945(Zn)、サーリン8140(Na)、サーリン8150(Na)、サーリン9120(Zn)、サーリン9150(Zn)、サーリン6910(Mg)、サーリン6120(Mg)、サーリン7930(Li)、サーリン7940(Li)、サーリンAD8546(Li)などが挙げられ、三元共重合体アイオノマー樹脂としては、サーリン8120(Na)、サーリン8320(Na)、サーリン9320(Zn)、サーリン6320(Mg)など)」が挙げられる。
またエクソンモービル化学(株)から市販されているアイオノマー樹脂としては、「アイオテック(Iotek)(登録商標)(例えば、アイオテック8000(Na)、アイオテック8030(Na)、アイオテック7010(Zn)、アイオテック7030(Zn)などが挙げられ、三元共重合体アイオノマー樹脂としては、アイオテック7510(Zn)、アイオテック7520(Zn)など)」が挙げられる。
なお、前記アイオノマー樹脂の商品名の後の括弧内に記載したNa、Zn、Li、Mgなどは、これらの中和金属イオンの金属種を示している。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。
前記中間層を形成する方法としては、例えば、前記センターを中間層用組成物で被覆して中間層を成形する。中間層を成形する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、中間層用組成物を予め半球殻状のハーフシェルに成形し、それを2枚用いてセンターを包み、130〜170℃で1〜5分間加圧成形するか、または中間層用組成物を直接センター上に射出成形してセンターを包み込む方法などが用いられる。
本発明のゴルフボールの中間層のスラブ硬度は、ショアD硬度で45以上であり、より好ましくは47以上であり、さらに好ましくは50以上であって、70以下、より好ましくは68以下であり、さらに好ましくは65以下であることが望ましい。中間層のスラブ硬度を45以上とすることによって、コアの外剛内柔度合いを大きくすることに寄与するため、高打出角、低スピンとなり高飛距離化が達成される。一方、中間層のスラブ硬度を70以下とすることによって優れた打球感が得られると共に、スピン性能を向上させ、コントロール性を向上させることができる。ここで、中間層のスラブ硬度とは、中間層用組成物をシート状に成形して測定した硬度であり、後述する測定方法により測定する。また、前記中間層のスラブ硬度は、上述した樹脂成分またはゴム組成物の組合せ、添加剤の含有量などを適宜選択することによって、調整することができる。
本発明のゴルフボールの構造としては、コアと、前記コアを被覆するカバーとを有するツーピースゴルフボール;センターと前記センターを被覆する単層の中間層とからなるコアと、前記コアを被覆するカバーとを有するスリーピースゴルフボール;センターと前記センターを被覆する複数もしくは複層の中間層とからなるコアと、前記コアを被覆するカバーを有するマルチピースゴルフボールを挙げることができる。これらの中でも本発明は、コアと、前記コアを被覆するカバーとを有するツーピースゴルフボールまたはセンターと前記センターを被覆する単層の中間層とからなるコアと、前記コアを被覆するカバーを有するスリーピースゴルフボールに好適に適用できる。
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)スラブ硬度(ショアD硬度)
カバー用組成物または中間層用組成物を用いて、熱プレス成形により、厚み約2mmのシートを作製し、23℃で2週間保存した。このシートを、測定基板などの影響が出ないように、3枚以上重ねた状態で、ASTM−D2240に規定するスプリング式硬度計ショアD型を備えた高分子計器社製自動ゴム硬度計P1型を用いて測定した。
(2)センター、コア硬度(ショアD硬度)
ASTM−D2240に規定するスプリング式硬度計ショアD型を備えた高分子計器社製自動ゴム硬度計P1型を用いて、センターまたはコアの表面部において測定したショアD硬度をセンター表面硬度Hs1、コア表面硬度Hsとした。また、センターまたはコアを半球状に切断し、切断面の中心において測定したショアD硬度をセンター中心硬度Ho1、コア中心硬度Hoとした。
(3)ドライバーでのショット
ゴルフラボラトリー社製のスイングロボットM/Cに、メタルヘッド製W#1ドライバー(SRIスポーツ社製XXIO S 11度)を取り付け、ヘッドスピード45m/秒でゴルフボールを打撃し、打撃直後のゴルフボールの速度(m/s)およびスピン速度(rpm)並びに飛距離(発射始点から静止地点までの距離(m))を測定した。測定は、各ゴルフボールについて10回ずつ行って、その平均値をそのゴルフボールの飛距離とした。なお、打撃直後のゴルフボールの速度およびスピン速度は、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速度およびボール初速度を測定した。
(4)耐擦過傷性
ゴルフラボラトリー社製スイングロボットM/Cに市販のサンドウエッジ(シャフトS)を取り付け、ヘッドスピード36m/秒でボールの2箇所を各1回打撃し、打撃部を観察して、4段階で評価した。
耐擦過傷性の評価基準
◎:ゴルフボール表面に傷がない。
○:ゴルフボール表面に傷がわずかに残るがほとんど気にならない。
△:ゴルフボール表面に傷がくっきり残り若干毛羽立ちが見られる。
×:ゴルフボール表面がかなり削れ、毛羽立ちが目立つ。
(5)耐久性
ゴルフラボラトリー社製のスイングロボットM/Cに、メタルヘッド製W#1ドライバー(SRIスポーツ社製XXIO S 11度)を取り付け、各ゴルフボールをヘッドスピード45m/秒で打撃して衝突板に衝突させた。これを繰り返して、ゴルフボールが壊れるまでの打撃回数を測定した。各ゴルフボールの耐久性は、No.10のゴルフボールの打撃回数を100として、各ゴルフボールについての打撃回数を指数化した値で示した。指数化された値が大きいほど、ゴルフボールが耐久性に優れていることを示す。
[ポリイソシアネート混合物(B)の作製]
表1に示したポリイソシアネートとポリオールとを所定量用いて、80℃、2時間、乾燥窒素雰囲気下で反応させて、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(b−1)を得た。
Figure 0005258263
MDI:東京化成社製4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
12MDI:東京化成社製4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
PTMG1000:三菱化学社製ポリオキシテトラメチレングリコール、数平均分子量1000
PTMG2000:三菱化学社製ポリオキシテトラメチレングリコール、数平均分子量2000
次に、イソシアネート基と実質的に反応しない熱可塑性樹脂として、熱可塑性ポリエステルエラストマー(東レ・デュポン社製、「ハイトレル(登録商標)3046」)を予め乾燥して水分を除去したもの(b−2)を用意した。上記で得たイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(b−1)と熱可塑性ポリエステルエラストマー(b−2)とを質量比で1:2となるように配合して、ミキシングロールにて、120℃〜180℃で5〜10分間混練した。得られた混練物を取り出し、粉砕してポリイソシアネート混合物(B)のペレットを得た。
[ゴルフボールの作製]
(1)コアの作製
表2に示す配合のセンター用組成物を混練し、半球状キャビティを有する上下金型内で、160℃で13分間加熱プレスすることにより球状センターを得た。ツーピースゴルフボールを作製する場合には、球状センターをそのままコアとした。
Figure 0005258263
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:日本蒸留製、「ZNDA−90S」
酸化亜鉛:東邦亜鉛製、「銀嶺R」
硫酸バリウム:堺化学製、「硫酸バリウムBD」
ジフェニルジスルフィド:住友精化製
ジクミルパーオキサイド:日本油脂製、「パークミル(登録商標)D」
スリーピースゴルフボールを作製する場合には、表3に示した配合となるように、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を調製した。押出は、スクリュー径45mm、スクリュー回転数200rpm、スクリューL/D=35で行った。配合物は、押出機のダイの位置で150〜230℃に加熱された。得られた中間層用組成物を上述のようにして得られたセンター上に射出成形して、センターと前記センターを被覆する中間層(厚み1.3mm)とを有するコアを作製した。
Figure 0005258263
ハイミラン1605:三井デュポンポリケミカル社製のナトリ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1705:三井デュポンポリケミカル社製の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
ラバロンT3339C:三菱化学社製の熱可塑性ポリスチレンエラストマー
(2)カバー用組成物の調製およびゴルフボール本体の作製
表5および表6に示した(A)熱可塑性ポリウレタン(BASF社製、エラストラン(登録商標)ET858D、ET864D、1174D、HM76D)のペレットと(B)ポリイソシアネート混合物のペレット、および、カバー用充填剤(酸化チタン)を、タンブラー型混合機を用いてドライブレンドしてカバー用組成物を調製した。なお、(A)熱可塑性ポリウレタンに対する(B)ポリイソシアネート混合物の配合比率は、(A)熱可塑性ポリウレタン100質量部に対するイソシアネート基量が略同一となるようにした。
(2−1)射出成形の場合
得られたカバー用組成物をコア上に直接射出成形することにより、カバーを成形した。カバー成形用上下金型は、半球状キャビティを有し、ピンプル付きで、ピンプルの一部が進退可能なホールドピンを兼ねている。上記ホールドピンを突き出し、コア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210℃に加熱した樹脂を0.3秒で注入し、30秒間冷却して型開きしてゴルフボール本体を取り出した。
(2−2)圧縮成形の場合
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分間、および、成形圧力2.94MPaで行った。上記で得られたコアを2枚のハーフシェルで同心円状に被覆して、圧縮成形によりカバー(厚み0.5mm)を成形した。圧縮成形は、成形温度150℃、成形時間2分、成形圧力9.8MPaで行い、ゴルフボール本体を得た。
(3)得られ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、クリアーペイントを塗布し、40℃のオーブンで4時間加熱して塗料を乾燥させ、直径42.7mm、質量45.4gのゴルフボールを得た。
なお、ゴルフボールの表面には、表4および図2、図3に示したディンプルパターンを形成した。このゴルフボールの北半球Nおよび南半球Sは、120°回転対称のユニットUを備えている。北半球Nおよび南半球Sのそれぞれにおいて、ユニットUの数は3である。図3においては、1つのユニットについてのみ、符号A〜Hによってディンプルの種類を示した。
Figure 0005258263
得られたゴルフボールについて、ドライバーでのショットにおけるボール初速度、スピン速度および飛距離、耐擦過傷性、耐久性などについて評価した結果を表5および表6に示した。
Figure 0005258263
Figure 0005258263
ゴルフボールNo.1〜8,12〜15は、カバーが熱可塑性ポリウレタン(A)と、少なくともイソシアネート基を2個以上有するウレタンプレポリマー(b−1)を、イソシアネート基と実質的に反応しない熱可塑性樹脂(b−2)中に分散させたポリイソシアネート混合物(B)とを含有するカバー用組成物により形成されており、カバー用組成物のスラブ硬度が、ショアD硬度で、60超75以下の範囲にあり、カバーの厚みが2.5mm以下である場合である。これらのゴルフボールでは、ドライバーでのショットでは、ショット直後のスピン量が小さく、且つ、ボール速度が高く、高飛距離化が達成されている。また、耐擦過傷性および耐久性にも優れていることが分かる。なお、これらの中でゴルフボールNo.15については、カバーが比較的厚く形成されているため、飛距離が若干低くなる傾向があった。
ゴルフボールNo.9およびNo.10は、カバーが、熱可塑性ポリウレタン(A)を低分子ポリイソシアネートによって後架橋した場合であり、また、ゴルフボールNo.11は、カバー材料として、未架橋の熱可塑性ポリウレタン(A)を使用した場合である。いずれもゴルフボールNo.1〜8,12〜15に比べて、耐擦過傷性が劣ることが分かる。特に、未架橋の熱可塑性ポリウレタン(A)を使用したゴルフボールNo.11では耐久性も非常に劣ることが分かる。ゴルフボールNo.16は、カバーの厚みが2.5mm超のため、ゴルフボールの反発性能が劣り飛距離が低下していることが分かる。ゴルフボールNo.17,18は、カバー用組成物のスラブ硬度が、ショアD硬度で60以下または75超の範囲にある場合であるが、ゴルフボールNo.17では、スラブ硬度が60以下であるため、ゴルフボールの反発性能が劣り飛距離が低下し、ゴルフボールNo.18では、スラブ硬度が75を超えているため、耐擦過傷性が低下していることが分かる。
本発明は、ゴルフボールに適用することができ、より詳細には、ウレタンカバーを有するゴルフボールの耐擦過傷性および耐久性の向上、並びに高飛距離化に好適である。
ゴルフボール表面に形成したディンプルの拡大断面図である。 ゴルフボール表面に形成したディンプルパターンの正面図である。 ゴルフボール表面に形成したディンプルパターンの平面図である。
符号の説明
2:ゴルフボール、10:ディンプル、12:ランド、14:仮想球、A,B,C,D,E,F,G,H:ディンプル、De:ディンプルの最深箇所、Di:ディンプルの直径、Ed:エッジ、N:北半球、P:極点、S:南半球、T:接線、U:ユニット

Claims (6)

  1. コアと、前記コアを被覆するカバーとを有するゴルフボールであって、
    前記カバーは、樹脂成分として、熱可塑性ポリウレタン(A)と、
    少なくともイソシアネート基を2個以上有するウレタンプレポリマー(b−1)を、イソシアネート基と実質的に反応しない熱可塑性樹脂(b−2)中に分散させたポリイソシアネート混合物(B)とを含有するカバー用組成物により形成されており、
    前記カバー用組成物を構成する樹脂成分中の前記熱可塑性ポリウレタン(A)と前記ポリイソシアネート混合物(B)の含有率は、前記熱可塑性ポリウレタン(A)と前記ポリイソシアネート混合物(B)とを合わせて70質量%以上であり、
    前記ウレタンプレポリマー(b−1)を構成するポリオール成分の数平均分子量は650以上であり、
    前記ウレタンプレポリマー(b−1)のイソシアネート基量(NCO%)は、0.5質量%以上、15.0質量%以下であり、
    前記カバー用組成物のスラブ硬度は、ショアD硬度で、60超75以下であり、
    前記カバーの厚みは、2.5mm以下であることを特徴とするゴルフボール。
  2. 前記ポリイソシアネート混合物(B)のイソシアネート基量(NCO%)は、0.1質量%以上、10.0質量%以下である請求項1に記載のゴルフボール。
  3. 前記ウレタンプレポリマー(b−1)は、下記式(1)で表される2官能のイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーである請求項1または2に記載のゴルフボール。
    ポリイソシアネート−(ポリオール−ポリイソシアネート)n (1)
    式(1)中、連結数nは、1以上10以下の整数である。
  4. 前記イソシアネート基と実質的に反応しない熱可塑性樹脂(b−2)は、ポリエステルエラストマー、アクリルエラストマー、スチレンエラストマー、オレフィンエラストマー、塩化ビニルエラストマーよりなる群から選択される少なくとも1種である請求項1〜のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  5. 前記カバー用組成物は、
    熱可塑性ポリウレタン(A)100質量部に対して、
    ポリイソシアネート混合物(B)を1質量部〜50質量部含有するものである請求項1〜のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  6. 前記ポリイソシアネート混合物(B)中のウレタンプレポリマー(b−1)と熱可塑性樹脂(b−2)の配合比率(合計100質量%)は、ウレタンプレポリマー(b−1)/熱可塑性樹脂(b−2)=5質量%〜50質量%/50質量%〜95質量%である請求項1〜のいずれか一項に記載のゴルフボール。
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