JP6061500B2 - ゴルフボール - Google Patents

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Description

本発明は、ゴルフボールに関し、特に、飛距離が大きく、アプローチ性能および耐久性に優れたゴルフボールに関する。
ドライバーショットのゴルフボールの飛距離を伸ばす方法として、例えば、反発性の高いコアを用いる方法と、コアの中心から表面に向かって、硬度が高くなる硬度分布を有するコアを用いる方法がある。前者は、ゴルフボールの初速を高める効果があり、後者は、打出角を高くして、低スピンにする効果がある。高打出角および低スピンのゴルフボールは、飛距離が大きくなる。
コアの反発性を高める技術として、例えば、特許文献1〜6がある。特許文献1、2には、ゴム100重量部に対して、共架橋剤としてアクリル酸亜鉛と、共架橋助剤としてパルミチン酸、ステアリン酸またはミリスチン酸と、共架橋助剤として酸化亜鉛と、反応速度遅延剤とを配合した内核を有するソリッドゴルフボールが開示されている。
特許文献3には、基材ゴム100重量部に対して、α,β−不飽和カルボン酸15〜35重量部、該α,β−不飽和カルボン酸と反応して塩を形成する金属化合物7〜60重量部および高級脂肪酸金属塩1〜10重量部を含有するゴム組成物より得られるソリッドゴルフボールが開示されている。
特許文献4には、基材ゴムに、充填材、有機過酸化物、α,β−不飽和カルボン酸及び/又はその金属塩を必須成分とし、これに飽和又は不飽和脂肪酸の銅塩が配合されてなるゴム組成物の架橋成型物を構成要素とすることを特徴とするゴルフボールが開示されている。
特許文献5には、ポリブタジエン及び他のエラストマーとのポリブタジエンの混合物からなる群より選択されたベースエラストマー、不飽和のモノカルボン酸の少なくとも一つの金属の塩、フリーラジカル開始剤、並びに、非共役ジエンの単量体を含む組成物から成形された、ゴルフボール、又はそれの構成成分が開示されている。
特許文献6には、ゴム材料に不飽和カルボン酸及び/又はその金属塩を混合した不飽和カルボン酸及び/又はその金属塩のマスターバッチを予め作成し、このマスターバッチを使用して上記ゴム材料を含むゴム組成物を作成し、このゴム組成物の加熱成形物をゴルフボールの構成要素とするゴルフボールの製造方法であって、上記不飽和カルボン酸及び/又はその金属塩のマスターバッチが、下記(A)〜(C)を含有することを特徴とするゴルフボールの製造方法が開示されている。
(A)ビニル含量0〜2%及びシス1,4−結合含量80%以上有し、かつ活性末端を有するポリブタジエンであって、その活性末端が少なくとも1種のアルコキシシラン化合物で変性される変性ポリブタジエン 20〜100質量%
(B)上記(A)ゴム成分以外のジエン系ゴム 80〜0質量%
[上記数字は、(A)と(B)との合計量を100とした場合の質量%を示す。]
(C)不飽和カルボン酸及び/又はその金属塩
例えば、特許文献7〜10は、硬度分布を有するコアを開示する。特許文献7には、基材ゴム、共架橋剤および有機過酸化物を含有するゴム組成物から形成されたコアと、カバーとからなるツーピースゴルフボールにおいて、該コアがJIS−C型硬度計による表示において、中心硬度1:58〜73、中心から5〜10mmでの硬度2:65〜75、中心から15mmでの硬度3:74〜82、表面硬度4:76〜84の硬度分布を有し、硬度2が硬度範囲内でほぼ一定で、かつ、その他が1<2<3≦4なる関係を満足するツーピースゴルフボールが開示されている。
特許文献8には、ソリッドコアと、これを被覆するカバー層とを具備するソリッドゴルフボールにおいて、上記ソリッドコアが、シス−1,4−結合を60%以上含有し、希土類元素系触媒を用いて合成されたポリブタジエンゴムを60〜100質量%含むゴム基材100質量部に対して、有機硫黄化合物0.1〜5質量部、不飽和カルボン酸又はその金属塩、無機充填剤及び老化防止剤を含むゴム組成物から形成されると共に、ソリッドコアの初期荷重10kgfから終荷重130kgfまで負荷したときの変形量が2.0〜4.0mmであり、かつソリッドコアが下記表の硬度分布を有するゴルフボールが開示されている。
Figure 0006061500
特許文献9には、ソリッドコアと、これを被覆するカバー層とを具備するソリッドゴルフボールにおいて、上記ソリッドコアが、シス−1,4−結合を60%以上含有し、希土類元素系触媒を用いて合成されたポリブタジエンゴムを60〜100質量部含むゴム基材100質量部に対して、有機硫黄化合物0.1〜5質量部、不飽和カルボン酸又はその金属塩、無機充填剤を含むゴム組成物から形成されると共に、ソリッドコアの初期荷重10kgfから終荷重130kgfまで負荷したときの変形量が2.0〜4.0mmであり、かつソリッドコアが下記表の硬度分布を有するソリッドゴルフボールが開示されている。
Figure 0006061500
特許文献10には、コアと、これを被覆する包囲層と、これを被覆する該中間層と、これを被覆し、表面に多数のディンプルが形成されたカバーとを備えたマルチピースソリッドゴルフボールにおいて、上記コアがゴム材を主材として形成され、コアの中心からコア表面まで硬度が漸次増加し、コア中心とコア表面との硬度差がJIS−C硬度で15以上であり、かつコア中心から約15mm離れた位置とコア中心との断面硬度の平均値を(I)、コア中心から約7.5mm離れた位置の断面硬度を(II)とした場合、両硬度差(I)−(II)がJIS−C硬度で±2以内であると共に、上記の包囲層,中間層及びカバーの硬度が、カバー硬度>中間層硬度>包囲層硬度の条件を満たすことを特徴とするマルチピースソリッドゴルフボールが開示されている。
特開昭61−37178号公報 特開昭61−113475号公報 特開昭61−253079号公報 特開2008−212681号公報 特表2008−523952号公報 特開2009−119256号公報 特開平6−154357号公報 特開2008−194471号公報 特開2008−194473号公報 特開2010−253268号公報
ゴルファーにとって、ドライバーショットの飛距離が大きいゴルフボールが好まれる。しかし、スコアメイクには、ドライバーショットの飛距離だけではなく、アプローチショットの精度も重要であることは言うまでもない。カバー材料として、比較的軟質な熱可塑性ポリウレタンを採用したゴルフボールは、40ヤード〜100ヤードの距離のアプローチショットに対するコントロール性に優れる。しかし、40ヤード未満、特に10ヤード〜20ヤード程度のグリーン周りからのアプローチショットに対するコントロール性については、ほとんど検討されていない。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、ドライバーショットの飛距離が大きく、40ヤード〜100ヤード程度のアプローチショット及びグリーン周りからのアプローチショットに対するコントロール性が高く、耐久性に優れたゴルフボールを提供することを目的とする。
本発明のゴルフボールは、少なくとも一層の球状コアと、前記球状コアの外側に配設された中間層と、前記中間層の外側に配設されたカバーとを有するゴルフボール本体と、
前記ゴルフボール本体表面に設けられた塗膜とを有するゴルフボールであって、
前記ゴルフボールは、接触力試験機を用いて算出した摩擦係数が、0.35以上、0.60以下であり、
前記ゴルフボールは、表面に多数のディンプルを備えており、下記数式(I)を満足し、
Y ≦ 3.8 ・ X − 2.894 (I)
(数式(I)において、Xは、その仮想球の表面積に対する全てのディンプルの面積の合計の比を表し、Yは全てのディンプルの直径の標準偏差(mm)を表す)
前記球状コアの少なくとも一層は、ゴム組成物から形成されたゴム層であり、
前記ゴム層の厚みを球状コアの半径方向に12.5%間隔で等分した9点で測定したJIS−C硬度を、前記ゴム層の最内点からの距離(%)に対してプロットしたときに、最小二乗法によって求めた線形近似曲線のRが0.95以上であり、
前記ゴム層の最外点の硬度が、最内点の硬度よりも大きく、
前記中間層のスラブ硬度(Hm)が前記カバーのスラブ硬度(Hc)よりも大きいことを特徴とする。
本発明のゴルフボールは、接触力試験機を用いて算出した摩擦係数が、0.35以上、0.60以下であり、グリーン周りからのアプローチショットに対するコントロール性が良好である。また、前記数式(I)を満足するディンプルを有するゴルフボールは、ドライバーショットのスピン量を低下させ、大きな飛距離を与える。硬度がコア中心側からコア表面側に向かって直線的に増加するゴム層を有する球状コアは、ドライバーショットのスピン量を低下させ、大きな飛距離を与える。また、前記球状コアは、ゴルフボールが打撃されたときに、局所的に歪むことがなく、ゴルフボールの耐久性を向上させる。カバーのスラブ硬度(Hc)が、中間層のスラブ硬度(Hm)よりも小さいゴルフボールは、反発性を低下させることなく、40ヤード〜100ヤードのアプローチショットに対するコントロール性に優れる。
本発明によれば、ドライバーショットの飛距離が大きく、40ヤード〜100ヤード程度のアプローチショット及びグリーン周りからのアプローチショットに対するコントロール性が高く、耐久性に優れたゴルフボールが得られる。
図1は、本発明の一実施形態に係るゴルフボールが示された断面図である。 図2は、ディンプルパターンD2のゴルフボールが示された平面図である。 図3は、図2のゴルフボールが示された底面図である。 図4は、図2のゴルフボールが示された右側面図である。 図5は、図2のゴルフボールが示された正面図である。 図6は、図2のゴルフボールが示された左側面図である。 図7は、図2のゴルフボールが示された背面図である。 図8は、占有率Xと標準偏差Yとの関係が示されたグラフである。 図9は、図1のゴルフボールの一部が示された拡大断面図である。 図10は、本発明で使用する接触力試験機の一例の概略図である。 図11は、接触力試験機の衝突板の拡大部分断面図である。 図12は、Ft(t)、Fn(t)、及び、M(t)の一例を示すグラフである。 図13は、接触力試験機の表層材の溝形状の断面図である。 図14は、Ft(t)、Fn(t)、及び、M(t)の一例を示すグラフである。 図15は、エアーガンを用いた塗装形態の一例を示す模式図である。 図16は、ディンプルパターンD1のゴルフボールが示された平面図である。 図17は、図16のゴルフボールが示された底面図である。 図18は、図16のゴルフボールが示された右側面図である。 図19は、図16のゴルフボールが示された正面図である。 図20は、図16のゴルフボールが示された左側面図である。 図21は、図16のゴルフボールが示された背面図である。 図22は、ディンプルパターンD3のゴルフボールが示された平面図である。 図23は、図22のゴルフボールが示された底面図である。 図24は、図22のゴルフボールが示された右側面図である。 図25は、図22のゴルフボールが示された正面図である。 図26は、図22のゴルフボールが示された左側面図である。 図27は、図22のゴルフボールが示された背面図である。 図28は、ディンプルパターンD4のゴルフボールが示された平面図である。 図29は、図28のゴルフボールが示された底面図である。 図30は、図28のゴルフボールが示された右側面図である。 図31は、図28のゴルフボールが示された正面図である。 図32は、図28のゴルフボールが示された左側面図である。 図33は、図28のゴルフボールが示された背面図である。 図34は、ディンプルパターンD5のゴルフボールが示された平面図である。 図35は、図34のゴルフボールが示された底面図である。 図36は、図34のゴルフボールが示された右側面図である。 図37は、図34のゴルフボールが示された正面図である。 図38は、図34のゴルフボールが示された左側面図である。 図39は、図34のゴルフボールが示された背面図である。 図40は、ディンプルパターンD6のゴルフボールが示された平面図である。 図41は、図40のゴルフボールが示された底面図である。 図42は、図40のゴルフボールが示された右側面図である。 図43は、図40のゴルフボールが示された正面図である。 図44は、図40のゴルフボールが示された左側面図である。 図45は、図40のゴルフボールが示された背面図である。 図46は、ディンプルパターンD7のゴルフボールが示された平面図である。 図47は、図46のゴルフボールが示された底面図である。 図48は、図46のゴルフボールが示された右側面図である。 図49は、図46のゴルフボールが示された正面図である。 図50は、図46のゴルフボールが示された左側面図である。 図51は、図46のゴルフボールが示された背面図である。
本発明のゴルフボールは、少なくとも一層の球状コアと、前記球状コアの外側に配設された中間層と、前記中間層の外側に配設されたカバーとを有するゴルフボール本体と、
前記ゴルフボール本体表面に設けられた塗膜とを有するゴルフボールであって、
前記ゴルフボールは、接触力試験機を用いて算出した摩擦係数が、0.35以上、0.60以下であり、
前記ゴルフボールは、表面に多数のディンプルを備えており、下記数式(I)を満足し、
Y ≦ 3.8 ・ X − 2.894 (I)
(数式(I)において、Xは、その仮想球の表面積に対する全てのディンプルの面積の合計の比を表し、Yは全てのディンプルの直径の標準偏差(mm)を表す)
前記球状コアの少なくとも一層は、ゴム組成物から形成されたゴム層であり、
前記ゴム層の厚みを球状コアの半径方向に12.5%間隔で等分した9点で測定したJIS−C硬度を、前記ゴム層の最内点からの距離(%)に対してプロットしたときに、最小二乗法によって求めた線形近似曲線のRが0.95以上であり、
前記ゴム層の最外点の硬度が、最内点の硬度よりも大きく、
前記中間層のスラブ硬度(Hm)が前記カバーのスラブ硬度(Hc)よりも大きいことを特徴とする。
(1)ゴルフボールの構造について
本発明のゴルフボールは、少なくとも一層の球状コアと、前記球状コアの外側に配設された中間層と、前記中間層の外側に配設されたカバーとを有するゴルフボール本体と、前記ゴルフボール本体表面に設けられた塗膜とを有するゴルフボールであれば、特に限定されない。
本発明のゴルフボールとしては、例えば、単層の球状コアと、前記単層の球状コアの外側に配設された中間層と、前記中間層の外側に配設されたカバーとを有するスリーピースゴルフボール;球状内層コアと前記球状内層コアを被覆する外層コアとからなる球状コアと、前記球状コアの外側に配設された中間層と、前記中間層の外側に配設されたカバーとを有するフォピースゴルフボール;あるいは、球状内層コアと前記球状コアを被覆する外層コアとからなる球状コアと、前記球状コアの外側に配設された二層以上の中間層と、前記中間層の外側に配設されたカバーとを有するマルチピースゴルフボール(ファイブピース以上)などが挙げられる。
以下、適宜図面を参照し、好ましい実施形態に基づいて本発明のゴルフボールを説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るゴルフボール2が示された一部切欠き断面図である。ゴルフボール2の球状コア107は、球状内層コア104と前記球状内層コア104の外側に配設された外層コア106とからなる。ゴルフボール2は、前記球状コア107と、前記球状コア107の外側に配設された中間層108と、前記中間層108の外側に配設されたカバー112とを有する。中間層108とカバー112との間には、中間層108とカバー112との密着性を向上させるための補強層110が設けられていても良い。カバー112の表面には、多数のディンプル114が形成されている。ゴルフボール2の表面のうちディンプル114以外の部分は、ランド116である。このゴルフボール2は、カバーの外側にペイント層及びマーク層を備えているが、これらの層の図示は省略されている。
本発明のゴルフボールは、少なくとも一層の球状コアを有する。前記球状コアの少なくとも一層は、ゴム組成物から形成されたゴム層であり、前記ゴム層の厚みを球状コアの半径方向に12.5%間隔で等分した9点で測定したJIS−C硬度を、前記ゴム層の最内点からの距離(%)に対してプロットしたときに、最小二乗法によって求めた線形近似曲線のRが0.95以上である。
前記ゴム層の硬度は、球状コア半径方向のゴム層の厚みを12.5%間隔で等分した9点でJIS−C硬度を測定する。すなわち、ゴム層の最内点を距離0%とし、ゴム層の最外点を距離100%とし、ゴム層の最内点からの距離が0%、12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%、75%、87.5%、100%(ゴム層の最外点)の9点において、JIS−C硬度を測定する。ゴム層の最内点とは、ゴム層内に存在する点であって、球状コアの半径方向で、球状コア中心に最も近い点である。ゴム層の最外点とは、ゴム層内に存在する点であって、球状コアの半径方向で、球状コア中心から最も遠い点である。ゴム層の最内点と最外点は、球状コアの同一半径上に存在し、最内点と最外点との距離が、ゴム層の厚みになる。次に、前記のように測定されたJIS−C硬度を縦軸とし、最内点からの距離(%)を横軸として、測定結果をプロットしてグラフを作成する。本発明では、このプロットから最小二乗法により求めた線形近似曲線のRが、0.95以上である。最小二乗法によって求めた線形近似曲線のRは、得られたプロットの直線性を指標するものである。本発明において、Rが0.95以上であれば、前記ゴム層の硬度分布が略直線であることを意味する。硬度分布が略直線状であるゴム層を有する球状コアは、ドライバーショットのスピン量が低下させ、大きな飛距離を与える。また、硬度分布が略直線状であるゴム層を有する球状コアは、ゴルフボールが打撃で歪んだ時にも局所的な負荷がかからない。そのため、得られるゴルフボールの耐久性が向上する。この観点から、前記線形近似曲線のRは、0.96以上が好ましく、0.97以上がより好ましい。直線性が高まることによって、耐久性がより大きくなる。以下、本発明の説明において、前記硬度分布を有するゴム層を「直線硬度分布を有するゴム層」と称する場合がある。
本発明のゴルフボールでは、前記ゴム層の最外点の硬度は、最内点の硬度よりも大きい。最外点の硬度が、最内点の硬度よりも大きいゴム層を有する球状コアは、外剛内柔構造を有する。外剛内柔構造を有する球状コアは、ドライバーショットのスピン量を低下させ、大きな飛距離を与える。この観点から、前記ゴム層の最外点の硬度と最内点の硬度との硬度差は、15以上が好ましく、20以上がより好ましく、26以上がさらに好ましい。
本発明のゴルフボールの球状コアは、少なくとも一層からなるものであれば、特に限定されず、単層構造を有する球状コア、多層構造を有する球状コアが挙げられる。本発明のゴルフボールの球状コアが、単層構造である場合、前記球状コアが、ゴム組成物から形成され、球状コアの任意の半径を12.5%間隔で等分した9点でJIS−C硬度を測定し、得られたJIS−C硬度を球状コアの中心からの距離(%)に対してプロットしたときに、最小二乗法によって求めた線形近似曲線のRが0.95以上であることが好ましい。
本発明のゴルフボールの球状コアが多層構造を有する場合、球状コアとしては、球状内層コアと、前記球状内層コアを被覆する外層コアとを有する二層構造を有する球状コアが好ましい。外層コアの形態としては、前記内層コアの全体を被覆するように形成されていることが好ましい。この場合、直線硬度分布を有するゴム層の態様としては、以下の態様を挙げることができる。
(1)球状内層コアが、直線硬度分布を有するゴム層である。すなわち、球状内層コアの任意の半径を12.5%間隔で等分した9点でJIS−C硬度を測定し、得られたJIS−C硬度を球状内層コアの中心からの距離(%)に対してプロットしたときに、最小二乗法によって求めた線形近似曲線のRが0.95以上である態様。
(2)外層コアが、直線硬度分布を有するゴム層である。すなわち、前記外層コアの厚みを球状コアの半径方向に12.5%間隔で等分した9点でJIS−C硬度を測定し、得られたJIS−C硬度を、外層コアの最内点(内層コアと外層コアの境界点)からの距離(%)に対してプロットしたときに、最小二乗法によって求めた線形近似曲線のRが0.95以上である態様;および、
(3)球状内層コアと外層コアの両方が、直線硬度分布を有するゴム層である。すなわち、球状内層コアの任意の半径を12.5%間隔で等分した9点でJIS−C硬度を測定し、得られたJIS−C硬度を球状内層コアの中心からの距離(%)に対してプロットしたときに、最小二乗法によって求めた線形近似曲線のRが0.95以上であり、前記外層コアの厚みを球状コアの半径方向に12.5%間隔で等分した9点でJIS−C硬度を測定し、得られたJIS−C硬度を、外層コアの最内点(内層コアと外層コアの境界点)からの距離(%)に対してプロットしたときに、最小二乗法によって求めた線形近似曲線のRが0.95以上である態様
球状内層コアが、直線硬度分布を有するゴム層の場合、球状内層コアの任意の半径を12.5%間隔で等分した9点でJIS−C硬度を測定する。すなわち、球状内層コアの中心からの距離が0%(内層コア中心)、12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%、75%、87.5%、100%(内層コア表面)の9点において、JIS−C硬度を測定する。次に、上記のように測定されたJIS−C硬度を縦軸とし、内層コア中心からの距離(%)を横軸として、測定結果をプロットしてグラフを作成する。本発明の好ましい態様では、このプロットから最小二乗法により求めた線形近似曲線のRが、0.95以上であることが好ましい。最小二乗法によって求めた線形近似曲線のRは、得られたプロットの直線性を指標するものである。本発明において、Rが0.95以上であれば、内層コアの硬度分布が略直線であることを意味する。硬度分布が略直線状である内層コアを用いたゴルフボールは、ドライバーショットのスピン量が低下する。その結果、ドライバーショットの飛距離が大きくなる。前記線形近似曲線のRは、0.96以上がより好ましい。直線性が高まることによって、ドライバーショットの飛距離がより大きくなる。
外層コアが、直線硬度分布を有するゴム層の場合、前記外層コアの厚みを球状コアの半径方向に12.5%間隔で等分した9点でJIS−C硬度を測定する。すなわち、前記外層コアの最内点(内層コアと外層コアとの境界点)からの距離が0%(境界点)、12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%、75%、87.5%、100%(外層コアの最外点)の9点において、JIS−C硬度を測定する。次に、上記のように測定されたJIS−C硬度を縦軸とし、最内点からの距離(%)を横軸として、測定結果をプロットしてグラフを作成する。本発明では、このプロットから最小二乗法により求めた線形近似曲線のRが、0.95以上である。最小二乗法によって求めた線形近似曲線のRは、得られたプロットの直線性を指標するものである。本発明において、Rが0.95以上であれば、外層コアの硬度分布が略直線であることを意味する。硬度分布が略直線状である外層コアを有するゴルフボールは、耐久性に優れる。この観点から、前記線形近似曲線のRは、0.96以上が好ましく、0.97以上がより好ましい。直線性が高まることによって、ゴルフボールの耐久性が一層高くなる。
本発明で使用する少なくとも一層の球状コアの中心硬度は、JIS−C硬度で、40以上が好ましく、45以上がより好ましく、50以上がさらに好ましい。中心硬度が、JIS−C硬度で40以上であれば、反発性が向上する。また、ドライバーショットのスピン抑制の観点から、中心硬度はJIS−C硬度で70以下が好ましく、68以下がより好ましく、65以下がさらに好ましい。
前記球状コアの表面硬度は、JIS−C硬度で、78以上が好ましく、80以上がより好ましく、82以上がさらに好ましい。表面硬度がJIS−C硬度で78以上であれば、球状コアが外剛内柔構造を有する。外剛内柔構造を有する球状コアは、ドライバーショットのスピン量を低減させる。また、耐久性の観点から、球状コアの表面硬度はJIS−C硬度で96以下が好ましく、94以下がより好ましく、92以下がさらに好ましい。
本発明のゴルフボールの球状コアの表面硬度(Hs)と中心硬度(Ho)との硬度差(Hs−Ho)は、JIS−C硬度で15以上が好ましく、20以上がより好ましく、26以上がさらに好ましく、45以下が好ましく、42以下がより好ましく、40以下がさらに好ましい。球状コア表面硬度と中心硬度の硬度差が上記範囲内であれば、高打出角および低スピンの飛距離が大きいゴルフボールが得られる。
前記球状コアの直径は38.0mm以上が好ましく、39.0mm以上がより好ましく、39.5mm以上がさらに好ましい。球状コアの直径が38.0mm以上であれば、例えば、内層コアの直径を大きくすることができ、ゴルフボールの反発性能がより向上する。また、前記球状コアの直径は、41.2mm以下が好ましく、40.8mm以下がより好ましく、40.4mm以下がさらに好ましい。球状コアの直径が、41.2mm以下であれば、耐久性能を損ねることがない。
前記球状コアは、直径38.0mm〜41.2mm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(圧縮方向にコアが縮む量)が、2.2mm以上が好ましく、より好ましくは2.5mm以上、4.0mm以下が好ましく、より好ましくは3.5mm以下である。前記圧縮変形量が、2.2mm以上であれば打球感がより良好となり、4.0mm以下であれば、反発性がより良好となる。
本発明の球状コアが、球状内層コアと前記球状内層コアを被覆する外層コアとからなる場合、前記内層コアの中心硬度(Ho)は、JIS−C硬度で、40以上が好ましく、50以上がより好ましく、60以上がさらに好ましい。中心硬度が、JIS−C硬度で40以上であれば、反発性が向上する。また、ドライバーショットのスピン抑制の観点から、中心硬度はJIS−C硬度で80以下が好ましく、76以下がより好ましく、72以下がさらに好ましい。
前記内層コアの表面硬度(Hs1)は、JIS−C硬度で、80以上が好ましく、82以上がより好ましく、84以上がさらに好ましい。表面硬度がJIS−C硬度で80以上であれば、ドライバーショットでのスピン量が低下し、飛距離が向上する。また、耐久性の観点から、表面硬度はJIS−C硬度で96以下が好ましく、94以下がより好ましく、92以下がさらに好ましい。
前記内層コアの中心硬度(Ho)と表面硬度(Hs1)との硬度差(Hs1−Ho)は、JIS−C硬度で1以上が好ましく、2以上がより好ましく、3以上がさらに好ましく、30以下が好ましく、25以下がより好ましく、20以下がさらに好ましい。外剛内柔構造を有する内層コアは、ドライバーショットのスピン量を低下させて、大きな飛距離を与える。
前記内層コアの直径は10.0mm以上が好ましく、12.0mm以上がより好ましく、14.0mm以上がさらに好ましい。内層コアの直径が10.0mm以上であれば、ドライバーショットのスピン量がより低減できる。また、前記内層コアの直径は、25.0mm以下が好ましく、22.0mm以下がより好ましく、19.0mm以下がさらに好ましい。内層コアの直径が25.0mm以下であれば、ゴルフボールの反発性能がより向上する。
前記外層コアの最外点の硬度(Hs2)は、JIS−C硬度で、80以上が好ましく、82以上がより好ましく、84以上がさらに好ましい。外層コアの最外点での硬度(Hs2)が,JIS−C硬度で80以上であれば、ドライバーショットのスピン量が一層低下する。また、耐久性の観点から、外層コアの最外点の硬度は、JIS−C硬度で96以下が好ましく、94以下がより好ましく、92以下がさらに好ましい。なお、外層コアの最外点の硬度(Hs2)は、外層コアの断面で測定した硬度ではなく、外層コアの表面で測定した硬度である。
前記外層コアの最内点(外層コアと内層コアとの境界点)での硬度(Hb)は、JIS−C硬度で、45以上が好ましく、50以上がより好ましく、55以上がさらに好ましい。外層コアの最内点での硬度がJIS−C硬度で45以上であれば、ボール速度が向上する。また、低スピン化の観点から、外層コアの最内点での硬度(Hb)は、JIS−C硬度で80以下が好ましく、75以下がより好ましく、70以下がさらに好ましい。
前記外層コアと前記内層コアとの境界点での硬度(Hb)と、外層コアの表面硬度(Hs2)との硬度差(Hs2−Hb)は、JIS−C硬度で20以上が好ましく、より好ましくは23以上、さらに好ましくは26以上であり、45以下が好ましく、より好ましくは40以下、さらに好ましくは35以下である。前記硬度差(Hs2−Hb)がJIS−C硬度で20以上であれば低スピン化可能となり、45以下であれば耐久性を損ねることがなくなる。
前記外層コアの厚みは、6mm以上が好ましく、より好ましくは8mm以上、さらに好ましくは11mm以上であり、16mm以下が好ましく、より好ましくは15mm以下、さらに好ましくは13mm以下である。前記厚さが6mm以上であれば、ボール速度の低下を抑制可能となり、16mm以下であれば低スピン効果が発現可能となる。
本発明のゴルフボールは、さらに前記球状コアの外側に配設された中間層と、この中間層の外側に配設されたカバーとを有する。前記中間層は、球状コアとカバーとの間に形成されるものであり、少なくとも一層有していればよく、二層以上有していてもよい。前記カバーは、ゴルフボール本体の最外層に形成される。
前記中間層のスラブ硬度(Hm)は前記カバーのスラブ硬度(Hc)よりも大きい。このような構成とすることで、高飛距離化とアプローチ性能を両立できる。前記中間層のスラブ硬度(Hm)とカバーのスラブ硬度(Hc)との硬度差(Hm−Hc)は、ショアD硬度で30以上が好ましく、31以上がより好ましく、32以上がさらに好ましく、40以下が好ましく、39以下がより好ましく、38以下がさらに好ましい。前記硬度差(Hm−Hc)が上記範囲内であれば、ドライバーショットにおける低スピン化、および、アプローチショットにおける高スピン化が図れる。なお、中間層を二層以上有する場合には、カバーと、カバーに隣接する中間層との硬度差を上記範囲に調整すればよい。
前記中間層のスラブ硬度(Hm)は、ショアD硬度で55以上が好ましく、より好ましくは60以上、さらに好ましくは63以上であり、70以下が好ましく、より好ましくは68以下、さらに好ましくは67以下である。中間層のスラブ硬度が、ショアD硬度で、55以上であれば、ゴルフボール(カバーを除く)の外剛内柔度合が高くなり、ドライバーショットにおいて一層低スピン化が図れる。また、中間層のスラブ硬度が、ショアD硬度で、70以下であれば、アプローチ性能がより良好となる。
前記中間層の厚みは、0.5mm以上が好ましく、より好ましくは0.7mm以上、さらに好ましくは0.8mm以上である。中間層の厚みが、0.5mm以上であれば、耐久性が良好となる。中間層の厚みは、1.6mm以下が好ましく、より好ましく1.3mm以下、さらに好ましくは1.1mm以下である。中間層の厚みが、1.6mm以下であれば、相対的に球状コアの直径を大きくすることができ、ゴルフボールの反発性がより向上する。
前記カバーのスラブ硬度(Hc)は、48以下が好ましく、より好ましくは40以下、さらに好ましくは32以下である。カバーのスラブ硬度が、ショアD硬度で、48以下であれば、アプローチショットのスピン量が増加して、コントロール性が向上する。カバーのスラブ硬度は、ショアD硬度で20以上が好ましく、より好ましくは22以上、さらに好ましくは24以上である。ショアD硬度で20以上であれば、カバーの耐擦過傷性が向上する。
カバーの厚みは、0.8mm以下が好ましく、より好ましくは0.6mm以下である。カバーの厚みが0.8mm以下であれば、ドライバーショットにおいて一層低スピン化が図れる。カバーの厚みは、0.1mm以上が好ましく、より好ましくは0.2mm以上、さらに好ましくは0.3mm以上である。カバーが薄すぎると、カバーの成形が難しくなる傾向がある。
本発明のゴルフボールは、中間層とカバーとの間に補強層を備えてもよい。補強層は、中間層と堅固に密着し、カバーとも堅固に密着する。補強層により、中間層からカバーの剥離が抑制される。特に、薄いカバーを有するゴルフボールが、クラブフェースのエッジで打撃されると、シワが生じやすい。補強層により、シワが抑制される。
シワの抑制の観点から、補強層の厚みは、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましい。補強層が容易に形成されるとの観点から、厚みは15μm以下が好ましく、12μm以下がより好ましく、10μm以下がさらに好ましい。厚みは、ゴルフボールの断面がマイクロスコープで観察されることで測定される。粗面処理により中間層の表面が凹凸を備える場合は、凸部の直上で厚みが測定される。
シワの抑制の観点から、補強層の鉛筆硬度は4B以上が好ましく、B以上がより好ましい。ゴルフボールが打撃されたときの、カバーから中間層までの力の伝達ロスが小さいとの観点から、補強層の鉛筆硬度は3H以下が好ましい。鉛筆硬度は、JIS K5400規格に準拠して測定される。
本発明のゴルフボールは、表面に多数のディンプルを備える。図2から7に示されるように、ディンプルの輪郭は円である。その輪郭が円であるディンプルは、空力的対称性に優れる。このゴルフボール2は、直径が4.50mmであるディンプルAと、直径が4.40mmであるディンプルBと、直径が4.30mmであるディンプルCと、直径が4.15mmであるディンプルDを備えている。ディンプルの種類数は、4である。
ディンプルAの数は28個であり、ディンプルBの数は122個であり、ディンプルCの数は100個であり、ディンプルDの数は74個である。ディンプルの総数Nは、324個である。全てのディンプルの直径の平均値は、4.321mmである。
ディンプルの面積sは、無限遠からゴルフボール2の中心が見られたときの、輪郭線に囲まれた領域の面積である。円形ディンプルの場合、面積sは下記数式によって算出される。
s = (Dm / 2) ・ π
この数式において、Dmはディンプルの直径を表す。図2から7に示されたゴルフボール2では、ディンプルAの面積は15.90mmであり、ディンプルBの面積は15.21mmであり、ディンプルCの面積は14.52mmであり、ディンプルDの面積は13.53mmである。
全てのディンプルの面積sの合計の、仮想球の表面積に対する比は、占有率Xと称される。乱流化の観点から、占有率Xは0.78以上が好ましく、0.79以上がより好ましく、0.80以上が特に好ましい。占有率Xは、0.95以下が好ましい。図2から7に示されたゴルフボール2では、ディンプルの合計面積は4753.5mmである。このゴルフボール2の仮想球の表面積は5728.0mmなので、占有率Xは0.830である。
全てのディンプルの直径の標準偏差Yは、0.30以下が好ましい。標準偏差Yが0.30以下であるゴルフボール2では、乱流化が促進される。この観点から、標準偏差Yは0.29以下がより好ましく、0.28以下が特に好ましい。標準偏差Yは、ゼロでもよい。図2から7に示されたゴルフボール2の標準偏差Yは下記数式によって算出される。
Y = (((4.500 - 4.321) ・ 28 + (4.400 - 4.321) ・ 122 +
(4.300 - 4.321) ・ 100 + (4.150 -4.321) ・ 74) / 324)1/2
このゴルフボール2の標準偏差Yは、0.109である。
図8のグラフにおいて、横軸は占有率を表し、縦軸は標準偏差Yを表す。図8において符号L1で示された直線は、下記数式によって表される。
Y = 3.8 ・ X − 2.894
その座標(X,Y)が直線L1の上又はこの直線L1よりも下方であるゴルフボール2は、飛行性能に優れる。換言すれば、下記数式(I)を満たすゴルフボール2は、ドライバーショットのスピン量が低下し、飛距離が大きくなる。その理由は、乱流化が促進されるからと推測される。
Y ≦ 3.8 ・ X − 2.894 (I)
図8のグラフにおいて符号L2で示された直線は、下記数式によって表される。
Y = 3.8 ・ X − 2.944
その座標(X,Y)が直線L2の上又はこの直線L2よりも下方であるゴルフボール2は、飛行性能により優れる。換言すれば、下記数式(II)を満たすゴルフボール2は、ドライバーショットのスピン量がより低下し、飛距離がより大きくなる。その理由は、乱流化がより促進されるからと推測される。
Y ≦ 3.8 ・ X − 2.944 (II)
図8のグラフにおいて符号L3で示された直線は、下記数式によって表される。
Y = 3.8 ・ X − 2.994
その座標(X,Y)が直線L3の上又はこの直線L3よりも下方であるゴルフボール2は、飛行性能に特に優れる。換言すれば、下記数式(III)を満たすゴルフボール2は、ドライバーショットのスピン量がさらに低下し、飛距離がさらに大きくなる。その理由は、乱流化がさらに促進されるからと推測される。
Y ≦ 3.8 ・ X − 2.994 (III)
ディンプルを配置する際、設計者は、まず基本となるディンプル10の配置を設計し、次に、さらに占有率を上げるべく、複数のディンプルに囲まれた狭いゾーンに小さなディンプルを配置させる手段をとることが多い。しかし、この小さなディンプルは、占有率を上げる効果には寄与するが、標準偏差を小さくする効果を阻害する。小さなディンプルの配置は、本発明の趣旨と合致しない。本実施形態に係るディンプルパターンの設計では、設計者は、基本となるディンプルを設計する段階から、隣接するディンプルの中心間の距離に着目している。設計者は、隣接するディンプルの中心間の距離がなるべく小さくなるよう、配慮しつつパターンの設計を行っている。従って、小さなディンプルが配置されなくても、占有率が高められうる。
図9には、ディンプル114の中心及びゴルフボール2の中心を通過する平面に沿った断面が示されている。図9における上下方向は、ディンプル114の深さ方向である。図9において二点鎖線14で示されているのは、仮想球である。仮想球の表面は、ディンプル114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114は、仮想球の表面から凹陥している。ランド116は、仮想球の表面と一致している。本実施形態では、ディンプル114の断面形状は、実質的には円弧である。
図9において両矢印Dmで示されているのは、ディンプル114の直径である。この直径Dmは、ディンプル114の両側に共通の接線Tg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114のエッジでもある。エッジEdは、ディンプル114の輪郭を画定する。図9において両矢印Dpで示されているのは、ディンプル114の深さである。この深さDpは、ディンプル114の最深部と接線Tgとの距離である。
それぞれのディンプルの直径Dmは、2.0mm以上6.0mm以下が好ましい。直径Dmが2.0mm以上であるディンプルは、乱流化に寄与する。この観点から、直径Dmは2.2mm以上がより好ましく、2.4mm以上が特に好ましい。直径Dmが6.0mm以下であるディンプルは、実質的に球であるというゴルフボール2の本質を損なわない。この観点から、直径Dmは5.8mm以下がより好ましく、5.6mm以下が特に好ましい。
図9において矢印CRで示されているのは、ディンプル114の曲率半径である。曲率半径CRは、下記数式(1)によって算出される。
CR = (Dp+Dm/4) / (2 *Dp) (1)
その断面形状が円弧でないディンプル114の場合でも、上記数式(1)に基づいて、近似的に曲率半径CRが算出される。
十分な占有率Xが達成されるとの観点から、ディンプルの総数Nは300個以上が好ましく、310個以上がより好ましく、320個以上が特に好ましい。個々のディンプルが乱流化に寄与しうるとの観点から、総数Nは400個以下が好ましく、390個以下がより好ましく、380個以下が特に好ましい。
本発明において「ディンプルの容積」とは、ディンプルの輪郭を含む平面とディンプルの表面とに囲まれた部分の容積を意味する。ゴルフボール2のホップが抑制されるとの観点から、ディンプルの総容積は250mm以上が好ましく、260mm以上がより好ましく、270mm以上が特に好ましい。ゴルフボール2のドロップが抑制されるとの観点から、総容積は400mm以下が好ましく、390mm以下がより好ましく、380mm以下が特に好ましい。
ゴルフボール2のホップが抑制されるとの観点から、ディンプル114の深さDpは0.05mm以上が好ましく、0.08mm以上がより好ましく、0.10mm以上が特に好ましい。ゴルフボール2のドロップが抑制されるとの観点から、深さDpは0.60mm以下が好ましく、0.45mm以下がより好ましく、0.40mm以下が特に好ましい。
本発明のゴルフボールは、直径40mm〜45mmの場合、初期荷重98Nを負荷した状態から終荷重1275Nを負荷したときの圧縮変形量(圧縮方向に縮む量)は、1.8mm以上であることが好ましく、より好ましくは2.0mm以上であり、さらに好ましくは2.3mm以上であり、最も好ましくは2.4mm以上であり、3.6mm以下であることが好ましく、より好ましくは3.3mm以下である。前記圧縮変形量が1.8mm以上のゴルフボールは、硬くなり過ぎず、打球感が良い。一方、圧縮変形量を3.6mm以下にすることにより、反発性が高くなる。
(2)ゴルフボールの材料について
本発明のゴルフボールは、直線硬度分布を有するゴム層が、(a)基材ゴム、(b)共架橋剤、(c)架橋開始剤、および、(d)酸および/またはその塩を含有し、前記(b)共架橋剤として、(b1)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/または(b2)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の金属塩を含有するゴム組成物から形成されていることが好ましい。前記ゴム組成物から形成されるゴム層は、硬度分布が、コア中心側から表面側に向かってほぼ直線的に増加しやすい。
前記ゴム層の硬度が、コア中心側からコア表面側に向かって直線的に増加する理由は、以下のように考えられる。ゴム組成物に配合される(b)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の金属塩は、ゴム層内部でイオンクラスターを形成してゴム分子鎖を金属架橋すると考えられている。このゴム組成物に、(d)酸および/またはその塩を配合することにより、(d)前記酸および/またはその塩が、(b)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の金属塩が形成するイオンクラスターとカチオンを交換し、炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の金属塩による金属架橋を切断する。このカチオンの交換反応は、ゴム層の内部温度が高いコア中心側において起こりやすく、コア表面側にむかって起こりにくくなる。ゴム組成物の硬化反応の反応熱は、コア中心側で溜まりやすく、コアを成形する際のゴム層の内部温度は、コア中心側で高く、コア表面側に向かって低下するからである。すなわち、(d)カルボン酸および/またはその塩による金属架橋の切断は、コア中心側において起こりやすく、コア表面側に向かって起こりにくくなる。その結果、ゴム層内部の架橋密度が、コア中心側からコア表面側に向かって高くなるので、硬度が、コア中心側からコア表面側に向かって直線的に増加するものと考えられる。
以下、ゴム組成物の詳細について説明する。前記(a)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。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、特に、反発に有利なシス−1,4−結合を、40質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上有するハイシスポリブタジエンが好適である。
前記ハイシスポリブタジエンは、1,2−ビニル結合の含有量が2質量%以下であることが好ましく、より好ましくは1.7質量%以下、さらに好ましくは1.5質量%以下である。1,2−ビニル結合の含有量が多すぎると反発性が低下する場合がある。
前記ハイシスポリブタジエンは、希土類元素系触媒で合成されたものが好適であり、特に、ランタン系列希土類元素化合物であるネオジム化合物を用いたネオジム系触媒の使用が、1,4−シス結合が高含量、1,2−ビニル結合が低含量のポリブタジエンゴムを優れた重合活性で得られるので好ましい。
前記ハイシスポリブタジエンは、ムーニー粘度(ML1+4(100℃))が、30以上であることが好ましく、より好ましくは32以上、さらに好ましくは35以上であり、140以下が好ましく、より好ましくは120以下、さらに好ましくは100以下、最も好ましくは80以下である。なお、本発明でいうムーニー粘度(ML1+4(100℃))とは、JIS K6300に準じて、Lローターを使用し、予備加熱時間1分間、ローターの回転時間4分間、100℃の条件下にて測定した値である。
前記ハイシスポリブタジエンとしては、分子量分布Mw/Mn(Mw:重量平均分子量、Mn:数平均分子量)が、2.0以上であることが好ましく、より好ましくは2.2以上、さらに好ましくは2.4以上、最も好ましくは2.6以上であり、6.0以下であることが好ましく、より好ましくは5.0以下、さらに好ましくは4.0以下、最も好ましくは3.4以下である。ハイシスポリブタジエンの分子量分布(Mw/Mn)が小さすぎると作業性が低下し、大きすぎると反発性が低下するおそれがある。なお、分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(東ソー社製、「HLC−8120GPC」)により、検知器として示差屈折計を用いて、カラム:GMHHXL(東ソー社製)、カラム温度:40℃、移動相:テトラヒドロフランの条件で測定し、標準ポリスチレン換算値として算出した値である。
次に、(b)共架橋剤について説明する。前記ゴム組成物は、(b)共架橋剤として、(b1)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/または(b2)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の金属塩を含有する。以下、(b1)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/または(b2)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の金属塩を、「(b)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/またはその金属塩」と称する場合がある。
(b)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/またはその金属塩は、共架橋剤として、ゴム組成物に配合されるものであり、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。本発明で使用するゴム組成物が、(b1)共架橋剤として炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸のみを含有する場合、ゴム組成物は、後述する(f)金属化合物を含有することが好ましい。ゴム組成物中で炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸を(f)金属化合物で中和することにより、共架橋剤として炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の金属塩を使用する場合と実質的に同様の効果が得られるからである。また、共架橋剤として、(b2)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸とその金属塩とを併用する場合においても、(f)金属化合物を用いてもよい。
(b1)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、クロトン酸等を挙げることができる。
(b2)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の金属塩を構成する金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウムなどの一価の金属イオン;マグネシウム、カルシウム、亜鉛、バリウム、カドミウムなどの二価の金属イオン;アルミニウムなどの三価の金属イオン;錫、ジルコニウムなどのその他のイオンが挙げられる。前記金属成分は、単独または2種以上の混合物として使用することもできる。これらの中でも、前記金属成分としては、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、バリウム、カドミウムなどの二価の金属が好ましい。炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の二価の金属塩を用いることにより、ゴム分子間に金属架橋が生じやすくなるからである。特に、二価の金属塩としては、得られるゴルフボールの反発性が高くなるということから、アクリル酸亜鉛が好適である。なお、(b)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/またはその金属塩は、単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用しても良い。
(b)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/またはその金属塩の含有量は、(a)基材ゴム100質量部に対して、15質量部以上が好ましく、20質量部以上がより好ましく、50質量部以下が好ましく、45質量部以下がより好ましく、40質量部以下がさらに好ましい。(b)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/またはその金属塩の含有量が15質量部未満では、ゴム組成物から形成される部材を適当な硬さとするために、後述する(c)架橋開始剤の量を増加しなければならず、ゴルフボールの反発性が低下する傾向がある。一方、(b)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/またはその金属塩の含有量が50質量部を超えると、ゴム組成物から形成される部材が硬くなりすぎて、ゴルフボールの打球感が低下するおそれがある。
(c)架橋開始剤は、(a)基材ゴム成分を架橋するために配合されるものである。(c)架橋開始剤としては、有機過酸化物が好適である。前記有機過酸化物は、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)−3,3,5−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る。これらの有機過酸化物は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でもジクミルパーオキサイドが好ましく用いられる。
(c)架橋開始剤の含有量は、(a)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0.5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2.5質量部以下である。0.2質量部未満では、ゴム組成物から形成される部材が柔らかくなりすぎて、ゴルフボールの反発性が低下する傾向があり、5.0質量部を超えると、ゴム組成物から形成される部材を適切な硬さにするために、前述した(b)共架橋剤の使用量を減量する必要があり、ゴルフボールの反発性が不足したり、耐久性が悪くなるおそれがある。
次に、(d)酸および/またはその塩について説明する。(d)酸および/またはその塩は、直線硬度分布を有するゴム層の成形時に、ゴム層の内部において(b)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の金属塩による金属架橋を切断する作用を有するものと考えられる。
(d)酸および/またはその塩は、炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の金属塩とカチオン成分を交換できるものであれば、脂肪族酸および/またはその塩、あるいは、芳香族酸および/またはその塩のいずれであってもよい。(d)酸および/またはその塩としては、例えば、プロトン酸および/またはその塩が好ましい。前記プロトン酸としては、カルボン酸、スルホン酸、リン酸などのオキソ酸;塩酸、フッ化水素酸などの水素酸;などが挙げられる。これらの中でも、オキソ酸が好ましく、カルボン酸がより好ましい。すなわち、(d)酸および/またはその塩としては、カルボン酸および/またはその塩が好適である。
(d)カルボン酸および/またはその塩は、脂肪族カルボン酸(本発明において、単に「脂肪酸」と称する場合がある)および/またはその塩、あるいは、芳香族カルボン酸および/またはその塩のいずれであってもよいが、脂肪族カルボン酸および/またはその塩が好ましい。前記カルボン酸および/またはその塩としては、炭素数が1〜30のカルボン酸および/またはその塩が好ましく、より好ましくは炭素数が4〜30のカルボン酸および/またはその塩、さらに好ましくは炭素数が5〜25のカルボン酸および/またはその塩である。なお、(d)カルボン酸および/またはその塩には、共架橋剤として使用する(b)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/またはその金属塩は含まれないものとする。
前記脂肪酸は、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸のいずれであっても良いが、飽和脂肪酸であることが好ましい。前記飽和脂肪酸の具体例(IUPAC名)としては、メタン酸(C1)、エタン酸(C2)、プロパン酸(C3)、ブタン酸(C4)、ペンタン酸(C5)、ヘキサン酸(C6)、ヘプタン酸(C7)、オクタン酸(C8)、ノナン酸(C9)、デカン酸(C10)、ウンデカン酸(C11)、ドデカン酸(C12)、トリデカン酸(C13)、テトラデカン酸(C14)、ペンタデカン酸(C15)、ヘキサデカン酸(C16)、ヘプタデカン酸(C17)、オクタデカン酸(C18)、ノナデカン酸(C19)、イコサン酸(C20)、ヘンイコサン酸(C21)、ドコサン酸(C22)、トリコサン酸(C23)、テトラコサン酸(C24)、ペンタコサン酸(C25)、ヘキサコサン酸(C26)、ヘプタコサン酸(C27)、オクタコサン酸(C28)、ノナコサン酸(C29)、トリアコンタン酸(C30)などを挙げることができる。
不飽和脂肪酸の具合例(IUPAC名)としては、エテン酸(C2)、プロペン酸(C3)、ブテン酸(C4)、ペンテン酸(C5)、ヘキセン酸(C6)、ヘプテン酸(C7)、オクテン酸(C8)、ノネン酸(C9)、デセン酸(C10)、ウンデセン酸(C11)、ドデセン酸(C12)、トリデセン酸(C13)、テトラデセン酸(C14)、ペンタデセン酸(C15)、ヘキサデセン酸(C16)、ヘプタデセン酸(C17)、オクタデセン酸(C18)、ノナデセン酸(C19)、イコセン酸(C20)、ヘンイコセン酸(C21)、ドコセン酸(C22)、トリコセン酸(C23)、テトラコセン酸(C24)、ペンタコセン酸(C25)、ヘキサコセン酸(C26)、ヘプタコセン酸(C27)、オクタコセン酸(C28)、ノナコセン酸(C29)、トリアコンテン酸(C30)などを挙げることができる。
前記脂肪酸の具体例(慣用名)としては、例えば、ギ酸(C1)、酢酸(C2)、プロピオン酸(C3)、酪酸(C4)、吉草酸(C5)、カプロン酸(C6)、エナント酸(C7)、カプリル酸(C8)、ペラルゴン酸(C9)、カプリン酸(C10)、ラウリン酸(C12)、ミリスチン酸(C14)、ミリストレイン酸(C14)、ペンタデシル酸(C15)、パルミチン酸(C16)、パルミトレイン酸(C16)、マルガリン酸(C17)、ステアリン酸(C18)、エライジン酸(C18)、バクセン酸(C18)、オレイン酸(C18)、リノール酸(C18)、リノレン酸(C18)、12−ヒドロキシステアリン酸(C18)、アラキジン酸(C20)、ガドレイン酸(C20)、アラキドン酸(C20)、エイコセン酸(C20)、ベヘニン酸(C22)、エルカ酸(C22)、リグノセリン酸(C24)、ネルボン酸(C24)、セロチン酸(C26)、モンタン酸(C28)、メリシン酸(C30)などを挙げることができる。前記脂肪酸は、単独または2種以上の混合物として使用することもできる。これらの中でも、前記脂肪酸として好ましいのは、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、または、オレイン酸である。
芳香族カルボン酸は、芳香環とカルボキシル基とを有する化合物であれば特に限定されない。芳香族カルボン酸の具体例としては、例えば、安息香酸(C7)、フタル酸(C8)、イソフタル酸(C8)、テレフタル酸(C8)、ヘメミリット酸(ベンゼン−1,2,3−トリカルボン酸)(C9)、トリメリット酸(ベンゼン−1,2,4−トリカルボン酸)(C9)、トリメシン酸(ベンゼン−1,3,5−トリカルボン酸)(C9)、メロファン酸(ベンゼン−1,2,3,4−テトラカルボン酸)(C10)、プレーニト酸(ベンゼン−1,2,3,5−テトラカルボン酸)(C10)、ピロメリット酸(ベンゼン−1,2,4,5−テトラカルボン酸)(C10)、メリット酸(ベンゼンヘキサカルボン酸)(C12)、ジフェン酸(ビフェニル−2,2’−ジカルボン酸)(C12)、トルイル酸(メチル安息香酸)(C8)、キシリル酸(C9)、プレーニチル酸(2,3,4−トリメチル安息香酸)(C10)、γ−イソジュリル酸(2,3,5−トリメチル安息香酸)(C10)、ジュリル酸(2,4,5−トリメチル安息香酸)(C10)、β−イソジュリル酸(2,4,6−トリメチル安息香酸)(C10)、α−イソジュリル酸(3,4,5−トリメチル安息香酸)(C10)、クミン酸(4−イソプロピル安息香酸)(C10)、ウビト酸(5−メチルイソフタル酸)(C9)、α−トルイル酸(フェニル酢酸)(C8)、ヒドロアトロパ酸(2−フェニルプロパン酸)(C9)、ヒドロケイ皮酸(3−フェニルプロパン酸)(C9)などを挙げることができる。
また、ヒドロキシル基、アルコキシ基、またはオキソ基で置換された芳香族カルボン酸としては、例えば、サリチル酸(2−ヒドロキシ安息香酸)(C7)、アニス酸(メトキシ安息香酸)(C8)、クレソチン酸(ヒドロキシ(メチル)安息香酸)(C8)、o−ホモサリチル酸(2−ヒドロキシ−3−メチル安息香酸)(C8)、m−ホモサリチル酸(2−ヒドロキシ−4−メチル安息香酸)(C8)、p−ホモサリチル酸(2−ヒドロキシ−5−メチル安息香酸)(C8)、o−ピロカテク酸(2,3−ジヒドロキシ安息香酸)(C7)、β−レソルシル酸(2,4−ジヒドロキシ安息香酸)(C7)、γ−レソルシル酸(2,6−ジヒドロキシ安息香酸)(C7)、プロトカテク酸(3,4−ジヒドロキシ安息香酸)(C7)、α−レソルシル酸(3,5−ジヒドロキシ安息香酸)(C7)、バニリン酸(4−ヒドロキシ−3−メトキシ安息香酸)(C8)、イソバニリン酸(3−ヒドロキシ−4−メトキシ安息香酸)(C8)、ベラトルム酸(3,4−ジメトキシ安息香酸)(C9)、o−ベラトルム酸(2,3−ジメトキシ安息香酸)(C9)、オルセリン酸(2,4−ジヒドロキシ−6−メチル安息香酸)(C8)、m−ヘミピン酸(4,5−ジメトキシフタル酸)(C10)、没食子酸(3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸)(C7)、シリング酸(4−ヒドロキシ−3,5−ジメトキシ安息香酸)(C9)、アサロン酸(2,4,5−トリメトキシ安息香酸)(C10)、マンデル酸(ヒドロキシ(フェニル)酢酸)(C8)、バニルマンデル酸(ヒドロキシ(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)酢酸)(C9)、ホモアニス酸((4−メトキシフェニル)酢酸)(C9)、ホモゲンチジン酸((2,5−ジヒドロキシフェニル)酢酸)(C8)、ホモプロトカテク酸((3,4−ジヒドロキシフェニル)酢酸)(C8)、ホモバニリン酸((4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)酢酸)(C9)、ホモイソバニリン酸((3−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)酢酸)(C9)、ホモベラトルム酸((3,4−ジメトキシフェニル)酢酸)(C10)、o−ホモベラトルム酸((2,3−ジメトキシフェニル)酢酸)(C10)、ホモフタル酸(2−(カルボキシメチル)安息香酸)(C9)、ホモイソフタル酸(3−(カルボキシメチル)安息香酸)(C9)、ホモテレフタル酸(4−(カルボキシメチル)安息香酸)(C9)、フタロン酸(2−(カルボキシカルボニル)安息香酸)(C9)、イソフタロン酸(3−(カルボキシカルボニル)安息香酸)(C9)、テレフタロン酸(4−(カルボキシカルボニル)安息香酸)(C9)、ベンジル酸(ヒドロキシジフェニル酢酸)(C14)、アトロラクチン酸(2−ヒドロキシ−2−フェニルプロパン酸)(C9)、トロパ酸(3−ヒドロキシ−2−フェニルプロパン酸)(C9)、メリロット酸(3−(2−ヒドロキシフェニル)プロパン酸)(C9)、フロレト酸(3−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン酸)(C9)、ヒドロカフェ−酸(3−(3,4−ジヒドロキシフェニル)プロパン酸)(C9)、ヒドロフェルラ酸(3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)プロパン酸)(C10)、ヒドロイソフェルラ酸(3−(3−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)プロパン酸)(C10)、p−クマル酸(3−(4−ヒドロキシフェニル)アクリル酸)(C9)、ウンベル酸(3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)アクリル酸)(C9)、カフェー酸(3−(3,4−ジヒドロキシフェニル)アクリル酸)(C9)、フェルラ酸(3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)アクリル酸)(C10)、イソフェルラ酸(3−(3−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)アクリル酸)(C10)、シナピン酸(3−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメトキシフェニル)アクリル酸)(C11)などを挙げることができる。
(d)酸の塩のカチオン成分としては、金属イオン、アンモニウムイオン、および、有機陽イオンのいずれであってもよい。金属イオンとしては、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム、銀などの一価の金属イオン;マグネシウム、カルシウム、亜鉛、バリウム、カドミウム、銅、コバルト、ニッケル、マンガンなどの二価の金属イオン;アルミニウム、鉄などの三価の金属イオン;錫、ジルコニウム、チタンなどのその他のイオンが挙げられる。前記カルボン酸塩のカチオン成分としては、亜鉛イオンが好ましい。前記カチオン成分は、単独または2種以上の混合物であってもよい。
前記有機陽イオンとは、炭素鎖を有する陽イオンである。前記有機陽イオンとしては、特に限定されず、例えば、有機アンモニウムイオンが挙げられる。前記有機アンモニウムイオンとしては、例えば、ステアリルアンモニウムイオン、ヘキシルアンモニウムイオン、オクチルアンモニウムイオン、2−エチルヘキシルアンモニウムイオンなどの1級アンモニウムイオン、ドデシル(ラウリル)アンモニウムイオン、オクタデシル(ステアリル)アンモニウムイオンなどの2級アンモニウムイオン;トリオクチルアンモニウムイオンなどの3級アンモニウムイオン;ジオクチルジメチルアンモニウムイオン、ジステアリルジメチルアンモニウムイオンなどの4級アンモニウムイオンなどが挙げられる。これらの有機陽イオンは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
(d)酸および/またはその塩の含有量は、(a)基材ゴム100質量部に対して、1.0質量部以上が好ましく、より好ましくは1.5質量部以上、さらに好ましくは2.0質量部以上であって、40質量部未満が好ましく、より好ましくは30質量部以下であり、さらに好ましくは20質量部以下である。含有量が少なすぎると、(d)酸および/またはその塩を添加した効果が十分ではなく、ゴム層の硬度差が小さくなるおそれがある。また、含有量が多すぎると、得られるゴム層の硬度が全体的に低下して、反発性が低下するおそれがある。
なお、共架橋剤として使用されるアクリル酸亜鉛の表面は、ゴムへの分散性を向上するために(d)酸および/またはその塩で処理されている場合がある。(d)酸および/またはその塩で表面処理されたアクリル酸亜鉛を使用する場合、本発明では、表面処理剤である(d)酸および/またはその塩の量は、(d)成分の含有量に含まれないものとする。このような、アクリル酸亜鉛の表面処理に用いられている(d)酸および/またはその塩は、(b)共架橋剤とのカチオン交換反応にほとんど寄与しないと考えられる。
(d)酸および/またはその塩の含有量は、使用する酸および/またはその塩の種類およびその組合せによって、適宜設定することが好ましい。特に、(d)酸および/またはその塩の含有量は、酸および/またはその塩の炭素数およびその組合せに応じて適宜設定されることが好ましい。(d)酸および/またはその塩が、金属架橋を切断する作用は、添加する酸および/またはその塩のモル数に影響されると考えられる。同時に、酸および/またはその塩は、コア層の可塑剤として作用する。添加する(d)酸および/またはその塩の配合量(質量)が増加すると、コア層全体が軟化する。この可塑効果は、添加する酸および/またはその塩の配合量(質量)の影響を受ける。これらの作用を考慮すると、例えば、炭素数が小さい(分子量が小さい)酸および/またはその塩を使用すれば、炭素数が大きい(分子量が大きい)酸および/またはその塩を使用する場合に比べて、同じ配合量(質量)で、添加するモル数を大きくすることができる。すなわち、低炭素数の酸および/またはその塩は、可塑効果によりコア層全体が軟化するのを抑制しつつ、金属架橋を切断する作用効果を高めることができる。
例えば、(d)酸および/またはその塩として、炭素数が1〜14のカルボン酸および/またはその塩を使用する場合は、(a)基材ゴム100質量部に対して、1.0質量部以上が好ましく、より好ましくは1.5質量部以上、さらに好ましくは2.0質量部以上であって、20質量部以下が好ましく、より好ましくは18質量部以下であり、さらに好ましくは16質量部以下である。なお、炭素数が1〜14のカルボン酸塩の炭素数は、カルボン酸成分の炭素数であり、有機陽イオン中の炭素数は含まれない。
例えば、(d)酸および/またはその塩として、炭素数が15〜30のカルボン酸および/またはその塩を使用する場合は、(a)基材ゴム100質量部に対して、5質量部以上が好ましく、より好ましくは6質量部以上、さらに好ましくは7質量部以上であって、40質量部未満が好ましく、より好ましくは35質量部以下であり、さらに好ましくは30質量部以下である。なお、炭素数が15〜30のカルボン酸塩の炭素数は、カルボン酸成分の炭素数であり、有機陽イオン中の炭素数は含まれない。
また、(d)酸および/またはその塩として、炭素数が15〜30のカルボン酸および/またはその塩を使用する場合は、(b)前記炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/またはその金属塩100質量部に対して、10質量部以上が好ましく、より好ましくは15質量部以上、さらに好ましくは20質量部以上であり、70質量部以下が好ましく、より好ましくは60質量部以下、さらに好ましくは50質量部以下である。
本発明に用いられるゴム組成物は、さらに(e)有機硫黄化合物を含有することが好ましい。前記用ゴム組成物が(d)酸および/またはその塩に加えて、(e)有機硫黄化合物を併用することにより、ゴム層の硬度分布の略直線性を維持しつつ、硬度差を制御することができる。
(e)有機硫黄化合物としては、分子内に硫黄原子を有する有機化合物であれば、特に限定されず、例えば、チオール基(−SH)、または、硫黄数が2〜4のポリスルフィド結合(−S−S−、−S−S−S−、または、−S−S−S−S−)を有する有機化合物、あるいはこれらの金属塩(−SM、−S−M−S−、−S−M−S−S−,−S−S−M−S−S−,−S−M−S−S−S−など、Mは金属原子)を挙げることができる。また、(e)前記有機硫黄化合物は、脂肪族化合物(脂肪族チオール、脂肪族チオカルボン酸、脂肪族ジチオカルボン酸、脂肪族ポリスルフィドなど)、複素環式化合物、脂環式化合物(脂環式チオール、脂環式チオカルボン酸、脂環式ジチオカルボン酸、脂環式ポリスルフィドなど)、および、芳香族化合物のいずれであってもよい。
(e)有機硫黄化合物としては、例えば、チオフェノール類、チオナフトール類、ポリスルフィド類、チオカルボン酸類、ジチオカルボン酸類、スルフェンアミド類、チウラム類、ジチオカルバミン酸塩類、チアゾール類などを挙げることができる。球状コアの硬度分布が大きくなるという観点から、(e)有機硫黄化合物としては、チオール基(−SH)を有する有機硫黄化合物、または、その金属塩が好ましく、チオフェノール類、チオナフトール類、または、これらの金属塩が好ましい。金属塩としては、例えば、ナトリウム、リチウム、カリウム、銅(I)、銀(I)などの一価の金属塩、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン(II)、マンガン(II)、鉄(II)、コバルト(II)、ニッケル(II)、ジルコニウム(II)、スズ(II)等の二価の金属塩が挙げられる。
チオフェノール類としては、例えば、チオフェノール;4−フルオロチオフェノール、2,5−ジフルオロチオフェノール、2,4,5−トリフルオロチオフェノール、2,4,5,6−テトラフルオロチオフェノール、ペンタフルオロチオフェノールなどのフルオロ基で置換されたチオフェノール類;2−クロロチオフェノール、4−クロロチオフェノール、2,4−ジクロロチオフェノール、2,5−ジクロロチオフェノール、2,6−ジクロロチオフェノール、2,4,5−トリクロロチオフェノール、2,4,5,6−テトラクロロチオフェノール、ペンタクロロチオフェノールなどのクロロ基で置換されたチオフェノール類;4−ブロモチオフェノール、2,5−ジブロモチオフェノール、2,4,5−トリブロモチオフェノール、2,4,5,6−テトラブロモチオフェノール、ペンタブロモチオフェノールなどのブロモ基で置換されたチオフェノール類;4−ヨードチオフェノール、2,5−ジヨードチオフェノール、2,4,5−トリヨードチオフェノール、2,4,5,6−テトラヨードチオフェノール、ペンタヨードチオフェノールなどのヨード基で置換されたチオフェノール類;または、これらの金属塩が挙げられる。金属塩としては、亜鉛塩が好ましい。
チオナフトール類としては、例えば、2−チオナフトール、1−チオナフトール、2−クロロ−1−チオナフトール、2−ブロモ−1−チオナフトール、2−フルオロ−1−チオナフトール、2−シアノ−1−チオナフトール、2−アセチル−1−チオナフトール、1−クロロ−2−チオナフトール、1−ブロモ−2−チオナフトール、1−フルオロ−2−チオナフトール、1−シアノ−2−チオナフトール、1−アセチル−2−チオナフトール、またはこれらの金属塩を挙げることができ、1−チオナフトール、2−チオナフトール、または、これらの亜鉛塩が好ましい。
スルフェンアミド系有機硫黄化合物としては、例えば、N−シクロへキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミドが挙げられる。チウラム系有機硫黄化合物としては、例えば、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィドが挙げられる。ジチオカルバミン酸塩類としては、例えば、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸銅(II)、ジメチルジチオカルバミン酸鉄(III)、ジエチルジチオカルバミン酸セレン、ジエチルジチオカルバミン酸テルルなどを挙げることができる。チアゾール系有機硫黄化合物としては、例えば、2−メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)、2−メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、亜鉛塩、銅塩、または、シクロヘキシルアミン塩、2−(2,4−ジニトロフェニル)メルカプトベンゾチアゾール、2−(2,6−ジエチル−4−モリホリノチオ)ベンゾチアゾールなどを挙げることができる。(e)前記有機硫黄化合物は、単独もしくは二種以上を混合して使用することができる。
(e)有機硫黄化合物の含有量は、(a)基材ゴム100質量部に対して、0.05質量部以上が好ましく、より好ましくは0.1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2.0質量部以下である。0.05質量部未満では、(e)有機硫黄化合物を添加した効果が得られず、ゴルフボールの反発性が向上しないおそれがある。また、5.0質量部を超えると、得られるゴルフボールの圧縮変形量が大きくなって、反発性が低下するおそれがある。
本発明に用いられるゴム組成物は、必要に応じて、顔料、重量調整などのための充填剤、老化防止剤、しゃく解剤、軟化剤などの添加剤を含有してもよい。また上述したように、本発明で使用するゴム組成物が、共架橋剤として(b1)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸のみを含有する場合、ゴム組成物は、(f)金属化合物をさらに含有することが好ましい。
(f)前記金属化合物としては、ゴム組成物中において(b1)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸を中和することができるものであれば、特に限定されない。(f)前記金属化合物としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化銅などの金属水酸化物;酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化銅などの金属酸化物;炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウムなどの金属炭酸化物が挙げられる。(f)前記金属化合物として好ましいのは、二価金属化合物であり、より好ましくは亜鉛化合物である。二価金属化合物は、(b1)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸と反応して、金属架橋を形成するからである。また、亜鉛化合物を用いることにより、反発性の高いゴルフボールが得られる。これらの(f)金属化合物は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。(f)金属化合物の含有量は、所望とする(b)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の中和度に応じて、適宜調整すればよい。
ゴム組成物に配合される顔料としては、例えば、白色顔料、青色顔料、紫色顔料などを挙げることができる。前記白色顔料としては、酸化チタンを使用することが好ましい。酸化チタンの種類は、特に限定されないが、隠蔽性が良好であるという理由から、ルチル型を用いることが好ましい。また、酸化チタンの含有量は、(a)基材ゴム100質量部に対して、0.5質量部以上が好ましく、より好ましくは2質量部以上であって、8質量部以下が好ましく、より好ましくは5質量部以下である。
ゴム組成物が白色顔料と青色顔料とを含有することも好ましい態様である。青色顔料は、白色を鮮やかに見せるために配合され、例えば、群青、コバルト青、フタロシアニンブルーなどを挙げることができる。また、前記紫色顔料としては、例えば、アントラキノンバイオレット、ジオキサジンバイオレット、メチルバイオレットなどを挙げることができる。
前記青色顔料の含有量は、(a)基材ゴム100質量部に対して、0.001質量部以上が好ましく、より好ましくは0.05質量部以上であって、0.2質量部以下が好ましく、より好ましくは0.1質量部以下である。0.001質量部未満では、青みが不十分で、黄色味がかった色に見え、0.2質量部を超えると、青くなりすぎて、鮮やかな白色外観ではなくなる。
ゴム組成物に用いる充填剤としては、主として最終製品として得られるゴルフボールの重量を調整するための重量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。前記充填剤として特に好ましいのは、酸化亜鉛である。酸化亜鉛は、加硫助剤として機能して、球状コア全体の硬度を高めると考えられている。前記充填剤の含有量は、基材ゴム100質量部に対して、0.5質量部以上が好ましく、より好ましくは1質量部以上であって、30質量部以下が好ましく、25質量部以下がより好ましく、20質量部以下がさらに好ましい。充填剤の含有量が0.5質量部未満では、重量調整が難しくなり、30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。
前記老化防止剤の含有量は、(a)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、しゃく解剤の含有量は、(a)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。
本発明の球状コアにおいて、直線硬度分布を有するゴム層以外の層は、従来公知のコア用組成物から形成されればよい。従来公知のコア用組成物としては、ゴム組成物、あるいは、樹脂組成物を挙げることができる。前記ゴム組成物には、例えば、直線硬度分布を有するゴム層に使用される(a)基材ゴム、(b)共架橋剤、(c)架橋開始剤、(f)有機硫黄化合物、(e)金属化合物、充填剤、老化防止剤、しゃく解剤などの材料を用いることができる。前記樹脂組成物としては、後述する中間層、カバーに使用し得る材料を用いることができる。
本発明のゴルフボールの中間層には、樹脂成分を含有する中間層用組成物が好適に用いられる。前記樹脂成分としては、アイオノマー樹脂、スチレンブロック含有熱可塑性エラストマー、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性ポリアミドエラストマー、熱可塑性ポリエステルエラストマー、熱可塑性ポリオレフィンエラストマー、および熱可塑性スチレンエラストマーが例示される。これらの中でも、樹脂成分としては、アイオノマー樹脂が好ましい。アイオノマー樹脂は高弾性である。
アイオノマー樹脂と他の樹脂とが併用されてもよい。併用される場合は、反発性能の観点からアイオノマー樹脂が樹脂成分の主成分とされる。樹脂成分中のアイオノマー樹脂の含有率は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、85質量%以上がさらに好ましい。
前記アイオノマー樹脂としては、例えば、オレフィンと炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸との二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、オレフィンと炭素数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、あるいは、これらの混合物を挙げることができる。前記オレフィンとしては、炭素数が2〜8個のオレフィンが好ましく、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン等を挙げることができ、特にエチレンが好ましい。前記炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、クロトン酸等が挙げられ、特にアクリル酸またはメタクリル酸が好ましい。また、α,β−不飽和カルボン酸エステルとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸等のメチル、エチル、プロピル、n−ブチル、イソブチルエステル等が用いられ、特にアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルが好ましい。これらのなかでも、前記アイオノマー樹脂としては、エチレン−(メタ)アクリル酸二元共重合体の金属イオン中和物、エチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル三元共重合体の金属イオン中和物が好ましい。
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AM3711(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)、HPF1000(Mg)、HPF2000(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。前記アイオノマー樹脂は、単独で若しくは2種以上を混合して使用しても良い。
前記熱可塑性スチレンエラストマーとしては、例えば、三菱化学(株)から市販されている「ラバロン(登録商標)」が挙げられる。
前記中間層用組成物は、上述した樹脂成分のほか、白色顔料(例えば、酸化チタン)、青色顔料、赤色顔料などの顔料成分、酸化亜鉛、炭酸カルシウムや硫酸バリウムなどの重量調整剤、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。
本発明のゴルフボールは、中間層とカバーとの間に補強層を備えてもよい。特に、中間層が基材樹脂を含有する中間層用組成物から形成され、カバーが基材樹脂を含有するカバー用組成物から形成されており、前記中間層用組成物に含有される基材樹脂と前記カバー用組成物に含有される基材樹脂とが異なる場合(例えば、中間層用組成物が基材樹脂としてアイオノマー樹脂を含有し、カバー用組成物が基材樹脂として熱可塑性ポリウレタンを含有する場合)、前記中間層とカバーとの間に配設された補強層を配設することが好ましい。
補強層は、樹脂成分を含有する補強層用組成物から形成される。前記樹脂成分としては、二液硬化型熱硬化性樹脂が好適に用いられる。二液硬化型熱硬化性樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル系樹脂及びセルロース系樹脂が挙げられる。補強層の強度及び耐久性の観点から、二液硬化型エポキシ樹脂及び二液硬化型ウレタン樹脂が好ましい。
補強層用組成物は、着色材(例えば、二酸化チタン)、リン酸系安定剤、酸化防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、ブロッキング防止剤等の添加剤を含んでもよい。添加剤は、二液硬化型熱硬化性樹脂の主剤に添加されてもよく、硬化剤に添加されてもよい。
本発明のゴルフボールのカバーは、樹脂成分を含有するカバー用組成物から形成される。前記樹脂成分としては、例えば、アイオノマー樹脂、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ジャパンから商品名「エラストラン(登録商標)」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スチレンエラストマーなどが挙げられる。これらの樹脂成分は単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。
本発明のゴルフボールのカバーを構成するカバー用組成物は、樹脂成分として、熱可塑性ポリウレタンを含有することが好ましい。カバー用組成物の樹脂成分中の熱可塑性ポリウレタンの含有率は、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましい。
前記カバー用組成物は、上述した樹脂成分のほか、白色顔料(例えば、酸化チタン)、青色顔料、赤色顔料などの顔料成分、酸化亜鉛、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(例えば、酸化チタン)の含有量は、カバーを構成する樹脂成分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。
(3)ゴルフボールの製造方法
本発明で使用するゴム組成物は、(a)基材ゴム、(b)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/またはその金属塩、(c)架橋開始剤、(d)酸および/またはその塩、および、必要に応じてその他の添加剤などを混合して、混練することにより得られる。混練の方法は、特に限定されず、例えば、混練ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどの公知の混練機を用いて行えばよい。
本発明のゴルフボールの球状コアをゴム組成物から形成する場合、球状コアは、混練後のゴム組成物を金型内で加熱成形することにより得ることができる。球状コアに成形する温度は、120℃以上が好ましく、150℃以上がより好ましく、160℃以上がさらに好ましく、170℃以下が好ましい。成形温度が170℃を超えると、コア表面硬度が低下する傾向がある。また、成形時の圧力は、2.9MPa〜11.8MPaが好ましい。成形時間は、10分間〜60分間が好ましい。内層コアも同様にして形成することができる。
外層コアの成形方法としては、例えば、外層コア用のゴム組成物から中空殻状のシェルを成形し、内層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、ゴム組成物から中空殻状のハーフシェルを成形し、内層コアを2枚のハーフシェルで被覆して圧縮成形する方法)が挙げられる。ゴム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、100MPa以下の圧力で、10℃以上、60℃以下の成形温度を挙げることができる。ハーフシェルを用いて外層コアを成形する方法としては、例えば、内層コアを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外層コアに成形する条件としては、例えば、1MPa以上、100MPa以下の成形圧力で、140℃以上、180℃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、均一な厚みを有する外層コアを成形できる。
本発明のゴルフボールの中間層、カバーを成形する方法としては、例えば、中間層用組成物またはカバー用組成物から中空殻状のシェルを成形し、球状コアまたは中間層が形成された球状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、中間層用組成物また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、球状コアまたは中間層が形成された球状コアを2枚のハーフシェルで被覆して圧縮成形する方法)、あるいは、中間層用組成物またはカバー用組成物を球状コアまたは中間層が形成された球状コア上に直接射出成形する方法を挙げることができる。
圧縮成形法により中間層またはカバーを成形する場合、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。中間層用組成物または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、中間層用組成物または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。ハーフシェルを圧縮成形して中間層または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、中間層用組成物または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、均一なカバー厚みを有するゴルフボールカバーを成形できる。
中間層用組成物またはカバー用組成物を射出成形して中間層またはカバーを成形する場合、押出して得られたペレット状の中間層用組成物またはカバー用組成物を用いて射出成形しても良いし、あるいは、基材樹脂成分や顔料などの材料をドライブレンドして直接射出成形してもよい。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。射出成形による中間層またはカバーの成形は、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、中間層用組成物またはカバー用組成物を注入して、冷却することにより中間層または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、200℃〜250℃に加熱した中間層用組成物またはカバー用組成物を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。
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、塗膜やマークを形成することもできる。
(4)ゴルフボールの摩擦係数について
本発明のゴルフボールは、ゴルフボール本体とゴルフボール本体表面に設けられた塗膜とを有するゴルフボールであって、接触力試験機を用いて算出した摩擦係数が、0.35以上、0.60以下である。接触力試験機を用いて算出した摩擦係数が、0.35以上、0.60以下であるゴルフボールは、グリーン周りからのアプローチショットに対するコントロール性能が高い。
本発明において、接触力試験機を用いて算出する摩擦係数は、ゴルフボールの飛行方向に対して、所定の角度で傾斜して設置された衝突板に、ゴルフボールを衝突させたときのゴルフボールと衝突板の摩擦係数である。接触力試験機により、衝突板に垂直な方向の接触力の時間関数Fn(t)および衝突板に平行な方向の接触力の時間関数Ft(t)を同時に求め、次の式で定義される両者の比の時間関数M(t)の最大値を、摩擦係数して求める。
M(t)=Ft(t)/Fn(t)
本発明における摩擦係数の算出方法を、図10〜図12に基づいて説明する。図10は、摩擦係数およびスピン量を測定するための接触力試験機である。図11は、ゴルフボールを衝突させる衝突板4の拡大断面図である。
前記接触力試験機1は、ゴルフボールをクラブフェースで打撃する状態を擬似的に作り出してそのときの各種の力を測定することができる。接触力試験機1は、例えば垂直上向きにゴルフボール2を発射しうる発射装置5と、発射されたゴルフボール2の上部に位置することにより、前記ゴルフボール2と衝突する打撃面3を有する衝突板4とを含んでいる。
発射装置5と打撃面3との距離が比較的小さいので、ゴルフボール2の初速度は、前記衝突速度に相当する。また、この衝突速度は、実際のゴルフスイングにおいて、クラブヘッドのヘッドスピードに対応している。このような点に鑑み、ゴルフボール2と打撃面3との衝突速度は、例えば約10m/s〜50m/s程度の範囲の中から設定しうる。本発明では、アプローチショットのヘッドスピードを考慮して、初速度を19m/秒とした。
前記ゴルフボール2の初速度は、コントローラ6のボリューム等によって目標値が設定される。また、発射装置5に設けられた第1センサS1と第2センサS2との間の距離と、このセンサを遮断する時間差とを用いて、コントローラ6はゴルフボール2の初速度の実測値を計算し、かつ、コンピュータ装置PC等に出力できる。
図11には、衝突板4の拡大部分断面図が示される。前記衝突板4は、ゴルフボール2の発射方向(飛行方向)に対して任意の角度αで打撃面3を傾けることができる。本発明では、90度からこの角度αを差し引いた角度θを衝突角度とする。この衝突角度θは、実際のスイングにおいてクラブフェース(図示せず)のロフト角に対応している。また、上記衝突角度θは、例えば10°〜90°の範囲の中からゴルフクラブのロフト角を考慮して複数の値(例えば、15゜、20゜、35゜等)が設定され、それぞれで後述の接触力の測定を行うことができる。本発明では、アプローチショットのスピン量を再現するために、衝突角度θを55°とした。
前記衝突板4は、例えば金属製の板材からなるベース板4aと、前記打撃面3を構成する表層板4cと、これらの間に挟まれた圧力センサ4bとを具え、これらは互いにボルト4dで一体に固着される。
前記ベース板4aは所定強度と剛性を有するものであればよく、その材質は、特に制限されないが、好ましくはスチールが用いられる。ベース板4aの厚みは、5.0mm〜20.0mmであることが好ましい。また、JIS規格による主ボルト4dの型番は、例えばM10である。
前記圧力センサ4bは、例えば、3成分力センサが好適に使用される。このようなセンサは、少なくとも、打撃面3と垂直な方向の垂直力Fnと、打撃面3に平行な方向(クラブフェースではソール側からクラウン側の方向)のせん断力Ftとを時系列データとして測定できる。また、力の測定は、圧力センサ4bにチャージアンプ等を接続して行われる。
圧力センサ4bには、各種製品が使用できるが、例えば、キスラー社の3成分力センサ(型式9067)が使用される。このセンサは、平行な方向、Y方向及び垂直な方向の力の成分を測定できる。圧力の測定は、図示されていないが、圧力センサ4bにチャージアンプ(キスラー社の型式5011B)を接続して行われる。圧力センサ4bの中心には貫通孔が形成され、この貫通孔に主ボルト4dを挿入して圧力センサ4bはベース板4aに固着一体化させている。
前記表層板4cは、本体4c1と、その外側に配されることにより打撃面3に表れかつゴルフボール2と衝突するのに十分な面積を持った表層材4c2とから構成される。これらは、図示しないボルト等を用いて脱着自在に固着されている。従って、表層材4c2の材料、表面形状及び/又は表面構造を任意に変更することにより、各種のクラブフェースの近似的モデルを作成してその接触力を測定できる。
本体4c1の材料は限定されないが、一般的にはステンレススチール(SUS−630)が使用される。本体4c1の厚みは、通常10mm〜20mmである。また、本体4c1の平面形状は圧力センサ4bの平面形状と実質的に同一とすることができ、例えば、一辺が40mm〜60mmの正方形である。本体4c1には主ボルト4dの先端が螺入されている。これによってベース板4aと本体4c1との間に圧力センサ4bが挟まれその位置が固定される。
衝突板4の打撃面3をなす表層材4c2は、各種材料、表面形状及び表面構造が採用できるが、解析対象として予め設定されたゴルフクラブヘッドのフェース(図示省略)と同一の材料で形成されるのが良い。本発明では、アプローチショットのモデルを評価する観点から、前記表層材4c2は、例えば、クリーブランドゴルフ社のCG−15のヘッド材料と同一の材料であるSUS−431ステンレスを使用した。表層材4c2の厚みは、任意に変更できるが、例えば、1.0mm〜5.0mmである。また、表層材4c2の平面形状は前記本体4c1の平面形状と実質的に同一寸法とし、例えば、一辺が40mm〜60mmの正方形とすることができる。
さらに、接触力試験機1は、打撃面3とゴルフボール2との衝突及び衝突して跳ね返るゴルフボール2を撮影しうるストロボ装置7及びハイスピード型のカメラ装置8を含んでいる。前記ストロボ装置7は、ストロボ電源9に接続される。また、カメラ装置8は、コンデンサボックスを介してカメラ電源10に接続されている。そして、撮像されたデータは、前記コンピュータ装置PC等に記憶される。これらの機器を含ませることにより、後述するゴルフボール2と打撃面3との衝突時のすべり速度や、接触面積、ゴルフボールの打ち出し速度、打ち出し角度及びバックスピン量などを測定することができる。
図12には、上記接触力試験機1で測定された一条件のゴルフボール2と打撃面3との衝突時に打撃面3が受けた垂直力Fnとせん断力Ftとの時刻歴が示される。
図12は、図10及び図11の測定装置で測定されるFn(t)及びFt(t)の一例が示されたグラフである。図12において、点P0は圧力センサ4bが力を感知し始める点であり、打撃面3とゴルフボール2との衝突開始時にほぼ相当する。そして垂直な方向の接触力であるFn(t)は点P0から徐々に増加し、点P4で最高値となり、ここから減少して点P3でゼロとなる。この点P3は、圧力センサ4bが力を感知しなくなった点であり、打撃面3からゴルフボール2が離れた時点にほぼ相当する。
一方、衝突板に平行な方向の接触力(すなわちせん断力)であるFt(t)の値は時間経過と共に点P0から増加し点P1で最高値となり、それから減少して点P2でゼロとなり、それ以降は負の値となる。点P3でゴルフボールが圧力センサ4bから離れるので、圧力センサ4bで感知されるFt(t)のカーブは点P3でゼロとなる。Ft(t)のカーブと時間軸とで囲まれた領域のうちFt(t)が正の値をとる領域の面積S1は、せん断力が正である力積を表す。一方、Ft(t)のカーブと時間軸とで囲まれた領域のうちFt(t)が負の値をとる領域の面積S2は、せん断力が負である力積を表す。力積S1はバックスピンを促進する方向に作用し、力積S2はバックスピンを抑制する方向に作用する。ここで、力積S1は力積S2よりも大きい値をとり、力積S1から力積S2を減じた値が、ゴルフボールのバックスピンに寄与する。
そして摩擦係数として求めるには、Ft(t)/Fn(t)で得られるM(t)の最大値を算出することで得ることができる。
本発明では、前記のようにして求めた摩擦係数が、0.35以上が好ましく、0.37以上がより好ましく、0.39以上がさらに好ましく、0.60以下が好ましく、0.56以下がより好ましく、0.54以下がさらに好ましい。摩擦係数が、前記範囲内であれば、アプローチショットのスピン量が良好になる。
本発明のゴルフボールは、ゴルフボール本体とゴルフボール本体表面に設けられた塗膜とを有する。接触力試験機を用いて算出した摩擦係数が、0.35以上、0.60以下のゴルフボールを得るという観点から、前記塗膜を構成する基材樹脂は、ポリオールと、2種以上のポリイソシアネートとを反応させてなるポリウレタンであることが好ましい。前記摩擦係数は、例えば、ポリオールとポリイソシアネートの種類、配合比率などを適宜選択することにより設定することができる。
前記ポリオールとしては、分子量が500未満の低分子量ポリオールや平均分子量が500以上の高分子量ポリオールを挙げることができる。前記低分子量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、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサン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が挙げられる。前記高分子量のポリオールとしては、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;ウレタンポリオール;および、アクリルポリオールなどが挙げられる。前記ポリオール成分は、単独で、あるいは、2種以上を混合して使用しても良い。
本発明では、ポリオール成分として、ウレタンポリオールを使用することが好ましい。前記ウレタンポリオールとは、分子内にウレタン結合を複数有し、一分子中に水酸基を2以上有する化合物である。ウレタンポリオールとしては、例えば、ポリオールとポリイソシアネートとを、ポリオールの水酸基がポリイソシアネートのイソシアネート基に対して過剰になるような条件で反応させて得られるウレタンプレポリマーを挙げることができる。
前記ウレタンポリオールを構成し得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(HXDI)、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が挙げられる。これらのポリイソシアネートは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ウレタンポリオールを構成し得るポリオール成分としては、前記ポリオールとして例示したものを用いることができる。本発明では、ウレタンポリオールを構成するポリオール成分として、トリオール成分とジオール成分とを含有するものが好ましい。前記トリオール成分としては、トリメチロールプロパンが好ましい。前記ジオール成分としては、ポリオキシテトラメチレングリコールが好ましい。前記トリオール成分とジオール成分の混合比率(トリオール成分/ジオール成分)は、質量比で、0.2以上が好ましく、0.5以上がより好ましく、6.0以下が好ましく、5.0以下がより好ましい。
アクリルポリオールは、分子内に複数のヒドロキシル基を有するアクリル樹脂またはアクリルポリマーであり、例えば、水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体と水酸基を有さない(メタ)アクリル系単量体とを共重合して得られる。
前記水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、アルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートなどの水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。これらの水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記水酸基を有さない(メタ)アクリル系単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸などの(メタ)アクリル系不飽和カルボン酸;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロへキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸デシルなどの(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミドなどのその他(メタ)アクリル系単量体;などが挙げられる。これらの水酸基を有さない(メタ)アクリル系単量体は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。なお、本発明において(メタ)アクリルとは、アクリルおよび/またはメタクリルを示す。
また、アクリルポリオールは、(メタ)アクリル系単量体以外の水酸基を有する他の単量体成分および/または水酸基を有さない他の単量体成分を含有してもよい。前記水酸基を有する他の単量体成分としては、例えば、3−メチル−3−ブテン−1−オール、3−メチル−2−ブテン−1−オール、2−メチル−3−ブテン−2−オール、2−メチル−2−ブテン−1−オール、2−メチル−3−ブテン−1−オール、アリルアルコールなどの不飽和アルコールが挙げられる。前記水酸基を有さない他の単量体成分としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物;マレイン酸、イタコン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸;などが挙げられる。これらの他の単量体成分は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記ポリオールの水酸基価は、10mgKOH/g以上が好ましく、より好ましくは15mgKOH/g以上、さらに好ましくは20mgKOH/g以上であり、400mgKOH/g以下が好ましく、好ましくは300mgKOH/g以下、より好ましくは200mgKOH/g以下、さらに好ましくは170mgKOH/g以下であり、特に好ましくは160mgKOH/g以下である。ポリオール成分の水酸基価が上記範囲内であれば、ゴルフボール本体への塗膜の密着性が向上するからである。なお、本発明において、水酸基価は、JIS K 1557−1に準じて、例えば、アセチル化法によって測定することができる。
前記ポリオールの重量平均分子量は、500以上が好ましく、より好ましくは550以上、さらに好ましくは600以上であり、150,000以下が好ましく、より好ましくは140,000以下、さらに好ましくは130,000以下である。ポリオール成分の重量平均分子量が上記範囲内であれば、塗膜の耐水性、耐衝撃性を向上させることができる。なお、ポリオール成分の重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(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、カラムとして有機溶媒系GPC用カラム(例えば、昭和電工社製「Shodex(登録商標) KFシリーズ」など)を用いて測定すればよい。
前記ポリオール成分の具体例としては、例えば、和薬ペイント社製121B、日本ポリウレタン工業社製ニッポラン800、ニッポラン1100、DIC社製バーノックD6−627、バーノックD8−436、バーノックD8−973、バーノック11−408、住化バイエルウレタン社製デモスフェン650MPA、デモスフェン670、デモスフェン1150、デモスフェンA160X、ハリマ化成社製ハリアクロン2000、ハリアクロン8500H,神東塗料社製ポリン#950などを挙げることができる。
次に、2種以上のポリイソシアネートについて説明する。前記ポリイソシアネートとしては、例えば、イソシアネート基を少なくとも2つ有する化合物を挙げることができる。
前記ポリイソシアネートとしては、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(HXDI)、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;およびこれらのポリイソシアネートの誘導体が挙げられる。
前記ポリイソシアネートの誘導体としては、例えば、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;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、遊離ジイソシアネートが除去されているものがより好ましい。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を反応させ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る。前記ビュレット変性体とは、例えば、下記式(1)で表わされるビュレット結合を有する3官能ポリイソシアネートである。ジイソシアネートのイソシアヌレート体とは、例えば、下記式(2)で表わされる3官能ポリイソシアネートである。
なお、式(1)、(2)中、Rは、ジイソシアネートからイソシアネート基を除いた残基を表わす。
Figure 0006061500
Figure 0006061500
本発明では、ポリイソシアネートとして、ヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体と、イソホロンジイソシアネートの誘導体とを使用することが好ましい。ヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体として、ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット変性体とイソシアヌレート変性体とを使用することが好ましい。イソホロンジイソシアネートの誘導体としては、イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体を使用することが好ましい。
ヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体と、イソホロンジイソシアネートの誘導体との混合比率(HDI誘導体/IPDI誘導体)は、質量比で、80/20〜50/50が好ましく、65/35〜55/45がより好ましい。ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット変性体とイソシアヌレート変性体との混合比率(ビュレット変性体/イソシアヌレート変性体)は、質量比で、20/40〜40/20が好ましく、25/35〜35/25がより好ましい。
前記ポリイソシアネートのイソシアネート基量(NCO%)は、0.5質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましく、2質量%以上がさらに好ましく、45質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、35質量%以下がさらに好ましい。なお、ポリイソシアネートのイソシアネート基量(NCO%)は、100×[ポリイソシアネート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の具体例としては、DIC社製バーノックD−800、バーノックDN−950、バーノックDN−955、住化バイエルウレタン社製デスモジュールN75MPA/X、デスモジュールN3300、デスモジュールL75(C)、スミジュールE21−1、日本ポリウレタン工業社製コロネートHX、コロネートHK、旭化成ケミカルズ社製デュラネート24A−100、デュラネート21S−75E、デュラネートTPA−100、デュラネートTKA−100、デグサ社製VESTANAT T1890などを挙げることができる。
ポリオールと2種以上のポリイソシアネートとの反応において、ポリオールが有する水酸基(OH基)とポリイソシアネートが有するイソシアネート基(NCO基)のモル比(NCO基/OH基)は、0.1以上が好ましく、0.2以上がより好ましい。前記モル比(NCO基/OH基)が、0.1未満では、硬化反応が不十分となる。また、前記モル比(NCO基/OH基)が大きくなりすぎると、イソシアネート基量が過剰となり、得られる塗膜が硬く脆くなる上に、外観も悪くなる。そのため、前記モル比(NCO基/OH基)は、1.0以下が好ましく、0.9以下がより好ましい。なお、塗料中のイソシアネート基量が過剰になると得られる塗膜の外観が悪くなる理由は、イソシアネート基量が過剰になると、空気中の水分とイソシアネート基との反応が多くなり、炭酸ガスが多量に発生するためと考えられる。
本発明のゴルフボールの塗膜は、ポリオールと2種以上のポリイソシアネートとを含有する塗料から形成されることが好ましい。前記塗料としては、ポリオールを主剤とし、2種以上のポリイソシアネートを硬化剤とするいわゆる二液硬化型塗料を例示することができる。前記塗料としては、水を主たる分散媒とする水系塗料、有機溶剤を分散媒とする溶剤系塗料のいずれであってもよい。溶剤系塗料の場合、好ましい溶剤としては、トルエン、イソプロピルアルコール、キシレン、メチルエチルケトン、メチルエチルイソブチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチルベンゼン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イソブチルアルコール、酢酸エチルなどを挙げることができる。
前記塗料は、さらに必要に応じて、フィラー、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、ブロッキング防止剤、レベリング剤、スリップ剤、粘度調整剤などの、一般にゴルフボール用塗料に含有され得る添加剤を含有してもよい。
次に、本発明の硬化型塗料の塗布方法について説明する。硬化型塗料の塗布方法は、特に限定されず、公知の方法を採用することができ、例えば、スプレー塗装、静電塗装などを挙げることができる。
エアーガンを用いたスプレー塗装の場合には、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とをそれぞれのポンプで供給して、エアーガン直前に配置されたラインミキサーで連続的に混合し、得られた混合物をスプレー塗装してもよいし、混合比制御機構を備えたエアースプレーシステムを用いて、ポリオールとポリイソシアネートとを別々にスプレー塗装してもよい。塗装は、1回でスプレー塗布しても良いし、複数回重ね塗りをしても良い。
ゴルフボール本体に塗布された硬化型塗料は、例えば、30℃〜70℃の温度で1時間〜24時間乾燥することにより塗膜を形成することができる。
乾燥後の塗膜の膜厚は、特に限定されないが、5μm以上が好ましく、6μm以上がより好ましく、10μm以上がさらに好ましく、15μm以上が特に好ましい。膜厚が5μm未満では、継続的な使用により塗膜が摩耗消失しやすくなる傾向がある。また、膜厚を厚くすることによりウエット条件でのアプローチショットのスピン量が増大するからである。また、塗膜の膜厚は、30μm未満が好ましく、28μm未満がより好ましく、25μm未満がさらに好ましい。膜厚が30μm以上であるとディンプルの効果が低下してゴルフボールの飛行性能が低下するおそれがある。塗膜の膜厚は、例えば、ゴルフボールの断面をマイクロスコープ(キーエンス社製VHX−1000)を用いて測定することができる。なお、塗料を複数回重ね塗りした場合は、形成された塗膜全体の厚みが上記範囲であることが好ましい。
本発明のゴルフボール本体表面に設けられる塗膜のマルテンス硬度は、4.0mgf/μm以下が好ましく、3.5mgf/μm以下がより好ましく、3.0mgf/μm以下がさらに好ましい。マルテンス硬度は、後述する方法により測定することができ、微小領域での硬度の測定に適している。マルテンス硬度が4.0mgf/μm以下であれば、塗膜が柔らかくなり、ウエット条件のスピン量が高くなるからである。前記マルテンス硬度の下限は、特に限定されないが、0.01mgf/μmが好ましい。マルテンス硬度が低くなりすぎると、柔らかくなりすぎて、タック感が残ってしまうからである。
前記塗膜の100%モジュラスは、240kgf/cm以下が好ましく、210kgf/cm以下がより好ましい。100%モジュラスが、240kgf/cm以下であれば、塗膜が軟質であり、ウエット条件でのアプローチショットのスピン量が高くなる。塗膜の100%モジュラスの下限は、特に限定されないが、15kgf/cmが好ましく、20kgf/cmがより好ましい。100%モジュラスが小さすぎると、柔らかくなりすぎて、タック感が残り、フィーリングが悪くなるからである。
前記塗膜の50%モジュラスは、10kgf/cm以上が好ましく、14kgf/cm以上がより好ましい。塗膜の50%モジュラスを10kgf/cm以上とすることにより、ラフ条件でのアプローチショットのスピン量が高くなる。塗膜の50%モジュラスの上限は、特に限定されないが、180kgf/cmが好ましく、150kgf/cmがより好ましい。50%モジュラスが大きくなりすぎると、硬くなりすぎて、ラフ条件のスピン量が低くなるからである。
前記塗膜の10%モジュラスは、160kgf/cm以下が好ましく、130kgf/cm以下がより好ましい。10%モジュラスが、160kgf/cm以下であれば、塗膜が軟質であり、ウエット条件でのアプローチショットのスピン量が高くなる。塗膜の10%モジュラスの下限は、特に限定されないが、5kgf/cmが好ましく、10kgf/cmがより好ましい。10%モジュラスが小さすぎると、柔らかくなりすぎて、タック感が残り、フィーリングが悪くなるからである。
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)
中間層用組成物、カバー用組成物を用いて、射出成形により、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)コア硬度分布(JIS−C硬度)
下記の方法により、コア硬度を測定した。なお、コア硬度は、4点で硬度を測定して、これらを平均することにより算出した。
・球状コア表面硬度(Hs)、外層コア表面硬度(Hs2)
スプリング式硬度計JIS−C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、球状コアまたは外層コアの表面部において測定したJIS−C硬度を球状コア表面硬度(Hs)または外層コア表面硬度(Hs2)とした。
・内層コア表面硬度(Hs1)
球状コアを半球状に切断し、内層コアと外層コアとの境界で形成される第一の円と、この第一の円と同心であって、かつ、半径が第一の円の半径よりも10%小さな第二の円とに囲まれた領域において測定したJIS−C硬度を内層コア表面硬度とした。各円の半径は以下の通りである。
第一の円の半径:r1=内層コアの半径
第二の円の半径:r2=r1×0.9
・外層コア最内点硬度(Hb)
球状コアを半球状に切断し、内層コアと外層コアとの境界で形成される第一の円と、この第一の円と同心であって、かつ、半径が第一の円の半径よりも外層コアの厚さの10%分大きな第三の円とに囲まれた領域において測定したJIS−C硬度を外層コア最内点硬度とした。各円の半径は以下の通りである。
第一の円の半径:r1=内層コアの半径
第三の円の半径:r3=r1+(外層コアの厚さ×0.1)
・内層コア中心硬度(Ho)、外層コア12.5%〜87.5%地点の硬度
球状コアを半球状に切断し、内層コアの中心点で測定したJIS−C硬度を内層コア中心硬度とした。また、内層コアと外層コアとの境界点から所定の距離において硬度を測定した。
(3)圧縮変形量(mm)
コアまたはゴルフボールに初期荷重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方向の変形量(圧縮方向にコアまたはゴルフボールが縮む量)を測定した。
(4)ドライバーショットの飛距離(m)およびスピン量(rpm)
ツルーテンパー社製のスイングロボットM/Cに、チタンヘッドを備えたドライバー(ダンロップスポーツ社製、XXIO S ロフト10.0°)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スピン速度、ならびに飛距離(発射始点から静止地点までの距離)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測定値とした。なお、打撃直後のゴルフボールのスピン速度は、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測定した。
(5)アプローチショットのスピン量
ツルーテンパー社製スイングロボットM/Cに、サンドウエッジ(クリーブランドゴルフ社製CG15フォージドウエッジ(52°))を取り付け、ヘッドスピード21m/秒でゴルフボールを打撃し、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量(rpm)を測定した。測定は、各ゴルフボールについて10回ずつ行い、その平均値をスピン量とした。
(6)耐久性
ツルーテンパー社製のスイングロボットM/Cに、チタンヘッドを備えたドライバー(ダンロップスポーツ社製、商品名「XXIO」、シャフト硬度:S、ロフト角:10.0°)を取り付け、ヘッドスピードを45m/秒に設定した。各ゴルフボールを、恒温器にて23℃で12時間保管した。各ゴルフボールを恒温器から取り出した後、すみやかに打撃して、ゴルフボールが壊れるまでの繰返し打撃回数を測定した。測定は、各ゴルフボールについて12個ずつ行った。各ゴルフボールの耐久性は、ゴルフボールNo.1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。
(7)摩擦係数の測定
図10に示す接触力試験機を用いて、ゴルフボールの摩擦係数を測定した。
1.測定装置の仕様
(A) 発射装置: エアガン方式
(B) 衝突板 :
ベース板4a
スチール
厚さ:5.35mm
表層板4c
本体4c1
サイズ :56mm×56mm×15mm
ステンレススチール(SUS−630)
表層材4c2
サイズ :56mm×56mm×2.5mm
金属組成:SUS−431
溝形状:図13参照
傾斜角度(α)
35度(ゴルフボールの飛行方向に対して)
(C) 圧力センサ4b
キスラー社の3成分力センサ(型式9067)
チャージアンプ
キスラー社の型式5011B
(D) 接触力のPCへの取り込み
パルスカウンタボード PCI−6101(株式会社 インターフェイス社製)を用いた。16ビット4チャンネルを持つPCIパルスカウンタボードで、4種類のカウンタモードで用途に合った計測が実現できる。最大入力周波数は 1MHz。
図13に示したように、衝突板4の打撃面3には、クリーブランド社製サンドウエッジCG−15の溝構造を再現している。図13(a)に示すように、打撃面3には、大きな溝(ジップグルーブ)と、大きな溝(ジップグルーブ)間の表面に、小さな溝が複数設けられている。図13(b)は、ジップグルーブの断面構造の拡大図である。ジップグルーブの寸法は、下記の通りである。
ジップグルーブ(溝)幅W:0.70mm
ジップグルーブ(溝)深さh:0.50mm
ジップグルーブ(溝)ピッチ:3.56mm
ジップグルーブ(溝)角度α:10°
ジップグルーブ肩R:0.25
ジップグルーブ間の複数の小さな溝は、ジップグルーブ間の表面部分が、表面粗さRa=2.40±0.8μm、Rmax=14.0±8μmになるように、レーザーミーリングにより形成されている。なお、表面粗さRa、Rmaxは、ミツトヨ製SJ−301を用いて、測定長さ=2.5mm、カットオフ値=2.5mmの測定条件で測定する。
2.測定手順
摩擦係数の測定は次の方法で行った。
(a)衝突板の角度(α)をゴルフボールの飛行方向(垂直方向)に対して、35度に設定した。
(b)発射装置5のエア圧を調整する。
(c)発射装置からゴルフボールを発射する。
(d)予め設定したセンサS1とセンサS2の距離とこの間のゴルフボールの遮蔽時間差からゴルフボール初速度を測定する。
(e) 接触力Fn(t)、接触力Ft(t)を測定し、Ft(t)/Fn(t)の最大値を算出する。
(f)ストロボ装置およびカメラ装置でゴルフボールのスピン量を測定する。
3.測定結果
前記試験装置、測定手順で測定された結果の一例を図14に示す。図14からM(t)の値は、Ft(t)/Fn(t)として算出され、その最大値は0.58となる。なおFt、Fnは接触力の立ち上がる初期と終期においてノイズが発生しやすいので、初期の前段階、終期の後段階をトリムしてM(t)の最大値を算出する。
(8)塗膜のマルテンス硬度
エリオニクス社製のナノインデンター「ENT−2100」を用いて測定した。
測定条件は、以下の通りである。
荷重F:20mgf
バーコビッチ圧子の角度α:65.03°
バーコビッチ圧子の材質:SiO2
押し込み深さhと圧子の角度αとに基づいて、下記数式によって面積As(h)が算出される。
As(h)=3×31/2×tanα/cosα×h2
荷重Fと面積As(h)に基づいて、下記数式によってマルテンス硬度が算出される。
マルテンス硬度=F/As(h)
測定サンプル:主剤および硬化剤を配合した塗料を40℃で4時間乾燥及び硬化をさせて、厚みが100μmの塗膜シートを作製して、測定に用いた。
(9)塗膜の機械的物性
主剤および硬化剤を配合した塗料を40℃で4時間乾燥及び硬化をさせて塗膜を作製した。JIS−K7161に準じて、この塗膜をダンベル形状に打ち抜いて試験片を作製し、島津製作所製引張試験測定装置を用いて塗膜の物性を測定し、10%、50%、及び、100%伸長時のモジュラスを算出した。
試験片の膜厚:0.05mm
引張速度:50mm/分
(10)グリーン周りからのアプローチショットの評価
ツルーテンパー社製スイングロボットM/Cに、サンドウエッジ(クリーブランドゴルフ社製CG15フォージドウエッジ(52°))を取り付け、ヘッドスピード10m/秒でゴルフボールを打撃し、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量(rpm)を測定した。測定は、各ゴルフボールについて10回ずつ行い、その平均値をスピン量とした。
[ゴルフボールの作製]
(1)単層構造を有する球状コアの作製
表3に示す配合のゴム組成物を混練ロールにより混練し、半球状キャビティを有する上下金型内で加熱プレスすることにより球状の単層構造を有する球状コアを得た。加熱プレスは170℃、25分間、圧力10MPaの条件で行った。
(2)多層構造を有する球状コアの作製
ゴルフボール37,38については、内層コアと前記内層コアを被覆する外層コアとを有する球状コアを作製した。内層コアは、単層構造を有する球状コアの作製方法と同様の方法により作製した。外層コア層は、ゴム組成物を混練し、このゴム組成物からハーフシェルを成形した。ハーフシェルの成形は、ゴム組成物をハーフシェル成形用金型の下型の凹部ごとに一つずつ投入し、加圧した。圧縮成形は、成形温度30℃、成形時間1分、成形圧力10MPaの条件で行った。前記で得た内層コアを2枚のハーフシェルで被覆した。この内層コアおよびハーフシェルを、共に半球状キャビティを備えた上型および下型からなる金型に投入し、加熱プレスして、内層コアと内層コアを被覆する外層コアとからなる球状コアを得た。加熱プレスは、170℃、25分間、圧力10MPaの条件で行った。なお、硫酸バリウムの配合量は、最終的に得られるゴルフボールの質量が45.6gとなるように調整した。
Figure 0006061500
表3で使用した原料は、以下の通りである。
BR−730:JSR社製、ハイシスポリブタジエン(シス−1,4−結合含有量=96質量%、1,2−ビニル結合含有量=1.3質量%、ムーニー粘度(ML1+4(100℃))=55、分子量分布(Mw/Mn)=3)
サンセラーSR:三新化学工業社製、アクリル酸亜鉛(10質量%ステアリン酸コーティング品)
ZN−DA90S:日本蒸溜工業社製、アクリル酸亜鉛(10質量%ステアリン酸亜鉛コーティング品)
酸化亜鉛:東邦亜鉛社製「銀嶺R」
硫酸バリウム:堺化学社製「硫酸バリウムBD」、最終的に得られるゴルフボールの質量が45.6gとなるように調整した。
2−チオナフトール:東京化成工業社製
ビスペンタブロモフェニルジスルフィド:川口化学工業社製
ジクミルパーオキサイド:日油社製、「パークミル(登録商標)D」
オクタン酸亜鉛:三津和化学薬品社製
ステアリン酸亜鉛:和光純薬工業社製
ミリスチン酸亜鉛:和光純薬工業社製
(3)中間層用組成物、カバー用組成物の調製
表4、表5に示した配合材料を用いて、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およびカバー用組成物をそれぞれ調製した。押出条件は、スクリュー径45mm、スクリュー回転数200rpm、スクリューL/D=35であり、配合物は、押出機のダイの位置で160〜230℃に加熱された。
Figure 0006061500
Figure 0006061500
表4、表5で使用した原料は、以下の通りである。
サーリン8945:デュポン社製、ナトリウムイオン中和エチレン−メタクリル酸共重合体系アイオノマー樹脂
ハイミランAM7329:三井・デュポンポリケミカル社製、亜鉛イオン中和エチレン−メタクリル酸共重合体系アイオノマー樹脂
ラバロンT3221C:三菱化学社製、スチレン系エラストマー
エラストランNY82A:BASFジャパン社製、ポリウレタンエラストマー
エラストランNY85A:BASFジャパン社製、ポリウレタンエラストマー
エラストランNY90A:BASFジャパン社製、ポリウレタンエラストマー
エラストランNY97A:BASFジャパン社製、ポリウレタンエラストマー
二酸化チタン:石原産業社製A220
チヌビン770:BASFジャパン社製、ヒンダードアミン系安定剤
(4)ゴルフボール本体の作製
前記で得た中間層用組成物を、前述のようにして得た球状コア上に射出成形することにより、前記球状コアを被覆する中間層を形成した。中間層成形時には、ホールドピンを突き出し、球状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260℃に加熱した中間層用組成物を0.3秒で注入し、30秒間冷却して型開きして中間層被覆球体を取り出した。
成形した中間層に二液硬化型熱硬化性樹脂を塗布して、補強層を形成した。二液硬化型樹脂としては、二液硬化型エポキシ樹脂を基材ポリマーとする塗料組成物を用いた。この塗料組成物の主剤液は、30質量部のビスフェノールA型固形エポキシ樹脂と、70質量部の溶剤とからなる。この塗料組成物の硬化剤液は、40質量部の変性ポリアミドアミンと、5質量部の酸化チタンと、55質量部の溶剤とからなる。主剤液と硬化剤液との質量比は、1/1である。この塗料組成物を中間層の表面にスプレーガンで塗布し、23℃の雰囲気下で12時間保持して、補強層を得た。この補強層の厚みは6μmであった。
ハーフシェルの圧縮成形は、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一つずつ投入し、加圧した。圧縮成形は成形温度160℃、成形時間2分、成形圧力11MPaの条件で行った。補強層を形成した中間層被覆球体を、2枚のハーフシェルで同心円状に被覆して、キャビティ―面に多数のピンプルを備えた金型に投入して、圧縮成形によりカバーを成形した。圧縮成形は成形温度150℃、成形時間3分、成形圧力13MPaの条件で行った。成形後のカバーには、ピンプルの形状が反転した形状のディンプルが多数形成された。ディンプルパターンは、表6〜表8、及び、表9〜表11に示した。
Figure 0006061500
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(5)塗料の調製
表12に示したポリオールとポリイソシアネートとを配合して塗料を調製した。なお、主剤は、MEK、トルエンの混合溶媒を用いて、ポリオール成分の濃度が30質量%になるように調整した。硬化剤は、溶媒として、MEK、酢酸n−ブチル、トルエンの混合溶媒を用いて、ポリイソシアネート成分の濃度が60質量%になるように調整した。
Figure 0006061500
表12で用いた原料は、以下の通りである。
主剤
神東塗料製ポリン#950:水酸基価128mgKOH/g、ポリオール成分(トリメチロールプロパン、ポリオキシテトラメチレングリコール)と、ポリイソシアネート成分(イソホロンジイソシアネート)とからなるウレタンポリオール
硬化剤
ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体:旭化成ケミカルズ社製デュラネートTKA−100(NCO含有率:21.7%)
ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット変性体:旭化成ケミカルズ社製デュラネート21S−75E(NCO含有率:15.5%)
イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体:デグサ社製VESTANAT T1890(NCO含有率:12.0%)
(6)塗膜の形成
(5)で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、スプレーガンで塗料を塗布し、40℃のオーブンで24時間塗料を乾燥させ、直径42.7mm、質量45.6gのゴルフボールを得た。塗膜の厚さは、20μmとした。塗装は、図15に示した回転体にゴルフボール本体を載置し、回転体を300rpmで回転させ、ゴルフボール本体からエアーガンを吹き付け距離(7cm)だけ離間させて上下方向に移動させながら行った。重ね塗りの各回のインターバルを1.0秒とした。エアーガンの吹付条件は、吹付エアー圧;0.15MPa、圧送タンクエアー圧;0.10MPa、1回の塗布時間;1秒、雰囲気温度;20℃〜27℃、雰囲気湿度;65%以下の条件で塗装とした。
本発明のゴルフボールの性状および評価結果を表13〜19にまとめた。
Figure 0006061500
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表13〜表19の結果から明らかなように、本発明は、ドライバーショットの飛距離が大きく、40ヤード〜100ヤード程度のアプローチショット及びグリーン周りからのアプローチショットに対するコントロール性能が高く、耐久性に優れる。
本発明のゴルフボールは、飛距離が大きく、アプローチ性能および耐久性に優れている。
1:接触力試験機、2:ゴルフボール、3:打撃面、4:衝突板、5:発射装置、6:コントローラ、7:ストロボ装置、8:ハイスピード型カメラ装置、9:ストロボ電源、10:カメラ電源、Fn:打撃面と垂直な方向の垂直力、Ft:打撃面と平行な方向の剪断力、21:回転体、23a〜23c:プロング、25:エアーガン、104:内層コア、106:外層コア、107:球状コア、108:中間層、110:補強層、112:カバー、114:ディンプル、116:ランド

Claims (18)

  1. 少なくとも一層の球状コアと、前記球状コアの外側に配設された中間層と、前記中間層の外側に配設されたカバーとを有するゴルフボール本体と、
    前記ゴルフボール本体表面に設けられた塗膜とを有するゴルフボールであって、
    前記塗膜を構成する基材樹脂が、ポリオールと、2種以上のポリイソシアネートとを、ポリオールが有する水酸基(OH基)とポリイソシアネートが有するイソシアネート基(NCO基)のモル比(NCO/OH)が、0.1以上、0.9以下となるように反応させてなるポリウレタンであって、前記ポリイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体と、イソホロンジイソシアネートの誘導体とを含有し、ヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体とイソホロンジイソシアネートの誘導体との混合比率(HDI誘導体/IPDI誘導体)が、質量比で、80/20〜50/50であり、
    前記ゴルフボールは、接触力試験機を用いて算出した摩擦係数が、0.35以上、0.60以下であり、
    前記ゴルフボールは、表面に多数のディンプルを備えており、下記数式(I)を満足し、
    Y ≦ 3.8 ・ X − 2.894 (I)
    (数式(I)において、Xは、その仮想球の表面積に対する全てのディンプルの面積の合計の比を表し、Yは全てのディンプルの直径の標準偏差(mm)を表す)
    前記球状コアの少なくとも一層は、ゴム組成物から形成されたゴム層であり、
    前記ゴム層の厚みを球状コアの半径方向に12.5%間隔で等分した9点で測定したJIS−C硬度を、前記ゴム層の最内点からの距離(%)に対してプロットしたときに、最小二乗法によって求めた線形近似曲線のRが0.95以上であり、
    前記ゴム層の最外点の硬度が、最内点の硬度よりも大きく、
    前記中間層のスラブ硬度(Hm)が前記カバーのスラブ硬度(Hc)よりも大きいことを特徴とするゴルフボール。
  2. 前記球状コアの中心硬度(Ho)は、JIS−C硬度で40以上、70以下であり、前記球状コアの表面硬度(Hs)は、JIS−C硬度で76以上96以下である請求項1に記載のゴルフボール。
  3. 前記球状コアの中心硬度(Ho)と前記表面硬度(Hs)との硬度差(Hs−Ho)が、JIS−C硬度で15以上である請求項1又は2に記載のゴルフボール。
  4. 前記中間層のスラブ硬度(Hm)と前記カバーのスラブ硬度(Hc)との硬度差(Hm−Hc)が、ショアD硬度で30以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  5. 前記中間層の厚みが、0.5mm以上1.6mm以下であり、前記カバーの厚みが、0.8mm以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  6. 前記ゴム層が、(a)基材ゴム、(b)共架橋剤、(c)架橋開始剤、および、(d)カルボン酸および/またはその塩(炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/またはその金属塩を除く)を含有し、(b)前記共架橋剤として、(b1)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸および/または(b2)炭素数が3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の金属塩を含有するゴム組成物から形成されている請求項1〜5のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  7. (d)前記カルボン酸および/またはその塩が、脂肪酸および/またはその塩である請求項6に記載のゴルフボール。
  8. (d)前記脂肪酸および/またはその塩の脂肪酸成分の炭素数が、1以上30以下である請求項7に記載のゴルフボール。
  9. 前記ゴム組成物が、(a)基材ゴム100質量部に対して、(d)カルボン酸および/またはその塩を1質量部以上、40質量部未満含有する請求項6〜8のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  10. 前記ヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体は、ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット変性体とイソシアヌレート変性体とを含有するものである請求項1〜9のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  11. ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット変性体とイソシアヌレート変性体との混合比率(ビュレット変性体/イソシアヌレート変性体)は、質量比で、20/40〜40/20である請求項10に記載のゴルフボール。
  12. 前記イソホロンジイソシアネートの誘導体は、イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体を含有するものである請求項1〜11のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  13. 前記比Xが、0.78以上である請求項1〜12のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  14. 前記ディンプル直径の標準偏差Yは、0.30mm以下である請求項1〜13のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  15. 前記ディンプルの総数が、300個以上、400個以下である請求項1〜14のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  16. それぞれのディンプルの輪郭が円である請求項1〜15のいずれか一項に記載のゴルフボール。
  17. 下記数式(II)を満たす請求項1〜16のいずれか一項に記載のゴルフボール。
    Y ≦ 3.8 ・ X − 2.944 (II)
  18. 下記数式(III)を満たす請求項1〜17のいずれか一項に記載のゴルフボール。
    Y ≦ 3.8 ・ X − 2.994 (III)
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