JP6336511B2 - 非酸ポリマーを含有する可塑化熱可塑性組成物から製造されたカバーを具備するゴルフボール - Google Patents
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Description
種々の構造を具備するゴルフボールがこの発明に従って製造されて良い。例えば、スリーピース、フォーピース、ファイブピース、またはより多くのピースの構造でゴルフボールが製造されて良い。ここで、用語「ピース」はゴルフボール構造の任意のコア、カバー、または中間層を指す。そのようなゴルフボール構造の代表的な図が以下にさらに示され検討される。用語「層」は、ここで使用されるように、一般的には、ゴルフボールの任意の球状部分を意味する。より具体的には、1つのバーションにおいて、ワンピースボールが、いずれのペイントまたはコーティングおよび印が塗布されていない完成体のゴルフボールとして、この発明の組成物を利用して製造される。第2のバージョンとして、シングルコアおよびシングルカバー層を有するツーピースボールが製造される。第3のバージョンとして、二重層コアおよび単一層カバーを含むスリーピースボールが製造される。デュアルコアは、内側コア(センタ)と包囲外側コア層とを含む。他のバージョンにおいて、シングルコア層および2つのカバー層を含むスリーピースボールが製造される。さらに他のバージョンにおいて、デュアルコアおよびデュアルカバー(内側カバーおよび外側カバー)を有するフォーピースゴルフボールが製造される。さらに他の構造においては、デュアルコア;1つの中間層、1つの内側カバー層、および1つの外側カバー層を含むフォーピースまたはファイブピースのゴルフボールボールが製造される。さらに他の構造において、最も内側のコア層(またはセンタ)、中間コア層、外側コア層、内側カバー層、および外側カバー層を含むファイブピースボールが製造される。種々の層の直径および厚さは、その特性、例えば硬度および圧縮と同様に、構造、およびゴルフボールの所望の競技性能特性に応じて変化して良い。上述のワンピース、ツーピース、スリーピース、フォーピースまたはファイブピース、またはそれ以上のピース(層)のボールのいずれにおいても任意の1つまたは複数の層は上述の可塑化熱可塑性組成物を有して良い。すなわち、内側(センタ)コアおよび/または外側コア層、および/または内側、中間、または外側カバー層のうちの任意のものがこの発明の可塑化組成物を有して良い。
非酸ポリマー(NAP)はこの発明によって可塑化され、この発明のゴルフボール構造中の任意の層を形成するのに使用されて良い。用語「非酸ポリマー」は、ここで使用されるように、「酸ポリマー」でないポリマーを意味し、一般的には、「酸ポリマー」は、遊離カルボン酸含有モノマーから形成された、遊離カルボン酸基を含有するポリマーを意味する。用語「ポリマー」は、ここでは一般的に、典型的には共有結合によって結合された繰り返し構造単位を具備する大きな分子(マクロ分子)を指し、これに限定されないが、オリゴマー、ホモポリマー、コポリマー、およびこれらの組合せを含む。用語「コポリマー」は、ここで使用されるように、2、3、またはそれ以上の異なるタイプのモノマーから形成されたポリマーを含む。この発明の非酸ポリマー組成物は、2またはそれ以上の非酸ポリマーのブレンドを含んで良いことを理解されたい。
(a)ポリエステル。とくに本出願人の出願に係る米国特許出願第14/532,141号に開示されたような、可塑化ポリエステル組成物。この出願の内容は参照してここに組み入れる。
(b)ポリアミド。とくに本出願人の出願に係る米国特許出願第14/309,066号(米国特許出願公開号2014/0302947号)、同第14/330,189号(米国特許出願公開号2014/0323243号)、および米国特許出願第14/563,646号に開示されたような、可塑化ポリアミド組成物。これら出願の内容は参照してここに組み入れる。
(c)ポリウレタン、ポリ尿素、およびポリウレタン−ポリ尿素ハイブリッド。とくにとくに本出願人の出願に係る米国特許出願第14/672,485号に開示されたような、可塑化ポリウレタン組成物。この出願の内容は参照してここに組み入れる。
先に検討した様に、この発明の非酸ポリマー組成物は、可塑剤を含む。可塑剤を添加すると、組成物のガラス転移点温度(Tg)を減少させるのに役立つ。ポリマーのガラス転移は、それより下では、ポリマーが比較的脆く、それより上ではゴム状である範囲である。Tgを減少させるのに加えて、可塑剤は、Tgより上の温度範囲でtanδも減少させることができる。ポリマーのTgは、示差走査熱量計(Differential Scanning Calorimeter)または動的機械分析計(Dynamic Mechanical Analyzer。DMA)によって測定され、DMAはtanδを測定するのに使用される。可塑剤は、また、非可塑化条件に較べた場合に組成物の硬度および圧縮を減少させることができる。可塑剤を非酸ポリマーに添加することによる、Tg、曲げ弾性率、硬度、および他の物理特性に与える効果についてさらに以下で検討する。
先に指摘したように、ゴルフボール組立体は、一般的には、防護カバー層で包まれるコアを有する。ボールは1またはそれ以上のカバー層を含んで良い。例えば、単一層カバーを具備するゴルフボールが製造されて良い。他のバージョンにおいて、内側および外側カバー層を含む二重層カバーを具備するゴルフボールが製造されて良い。さらに他のバージョンでは、内側、中間、および外側カバー層を含む三重層カバーが製造されて良い。この発明のカバー層は、ゴルフボールに、種々の有益な機械的および競技上の性能特性を付与し、これは以下にさらに検討する。一般的には、種々のカバー層の硬度および厚さは要求されるボール構造に応じて変化して良い。さらに、先に検討したように、中間層がコアおよびカバー層の間に配されて良い。カバー層は好ましくは良好な衝撃耐久性、堅牢性、および摩耗抵抗性を有する。この発明の非酸ポリマー/可塑剤の組成物はカバー層の少なくとも1つを形成するのに使用される。
上述のカバー層はコア部分組立体の回りに配されて完成ゴルフボールを形成する。単一層または多層コアを製造して良い。例えば、内側コア(センタ)および包囲外側コア層を具備するに層コアがこの発明に従って製造されて良い。他の例において、内側コアおよび外側コア層を具備し、これら内側および外側コア層の間に中間コア層が配される3層コアが製造されて良い。可塑化熱可塑性組成物は、カバー層を製造するのに適するものとして説明したものであるけれども、コア層を形成するのにも適している。熱硬化性ゴム組成物および非可塑化熱可塑性組成物もこの発明に従ってコア層を製造するのに適している。先に説明した酸ポリマーを有する熱可塑性組成物も内側および/または外側コア層を形成するのに使用でしる。
コア組立体(内側コアおよび外側コア層)の硬度は重要な特性である。一般的に、大きな硬度値を伴うコアは、大きな圧縮を有し、良好な耐久性および弾力性を伴う傾向がある。しかしながら、いくつかの高圧縮ボールは堅固であり、これによって、ショットコントロールおよび位置精度(placement)に弱点があることが多い。そのため、コア組立体において硬度の最適バランスを実現する必要がある。
例えば、内側コアの外側表面の硬度値が内側コアの幾何中心の硬度値より大きい(すなわち内側コアはその中心より大きな表面硬度を伴う)場合には、硬度勾配は「正」とみなされる(大きな数から小さな数を引くと正の数と等しくなる)。例えば、内側コアの外側表面が67ショアCの硬度を伴い、内側コアの中心が60ショアCの硬度を伴うと、内側コアは7の正の硬度勾配を有する。同様に、外側コア層の外側表面が外側コア層の内側表面より大きな硬度値を有する場合には、所与の外側コア層は正の硬度勾配を有すると考えられる。
他方、内側コアの外側表面の硬度値が内側コアの幾何中心の硬度値より小さい(すなわち内側コアはその中心より柔らかい表面を伴う)場合には、硬度勾配は「負」とみなされる。例えば、内側コアの外側表面が68ショアCの硬度を伴い、内側コアの中心が70ショアCの硬度を伴うと、内側コアは2の負の硬度勾配を有する。同様に、外側コア層の外側表面が外側コア層の内側表面より小さい硬度値を有する場合には、所与の外側コア層は負の硬度勾配を有すると考えられる。
他の例において、内側コアの外側表面の硬度が内側コアの幾何中心の硬度値と実質的に同一である(すなわち内側コアの表面硬度がその中心とほぼ同じである)場合には、硬度勾配は「ゼロ」とみなされる。例えば、内側コアの外側表面および内側コアの中心が各々65ショアCの硬度を伴うと、内側コアはゼロの硬度勾配を有する。同様に、外側コア層の外側表面が外側コア層の内側表面とほぼ同じ硬度値を有する場合には、外側コア層はゼロの硬度勾配を有すると考えられる。
内側コアは、圧縮または射出成型のような任意の適切な慣用的な手法を用いて製造されて良い。外側コアは内側コアを包囲し、これは、組成物を内側コアの上に成型することにより形成される。圧縮または射出成型手法が利用されて良い。そして、カバー層がコア組立体の上に塗布される。このステップに先立って、コア構造を表面処理してその外側表面と、コアの上に塗布される次の層との間の接着性を改善させて良い。そのような表面処理はコアの外側表面を機械的にまたは化学的に摩耗させる処理を含む。例えば、コアはコロナ放電、プラズマ処理、シラン浸漬、または当業者に知られている他の処理方法で処理されて良い。
先に説明したゴルフボール構造は説名目的のみのものであり、制約的な意味でないことを理解されたい。他のボール構造はこの発明に従って製造できる。
硬度
コアの中心硬度は以下の手順に従って得られる。コアは、コアの直径より近似的に若干小さな内部直径の半球ホルダーに静かに押し込まれる、この際、コアは半球ホルダー中に配置され、同時にコアの幾何中心面が露出されるようにする。コアは摩擦でホルダー内に固着され、切断および削り取りステップにおいて移動しないようにし、それでいて、摩擦は、コアの自然な形状が乱されないよう過剰なものでない。コアは、コアの分離線がホルダーの頂部とおおよそ平行になるように取り付けられる。コアの直径は、取り付けに先立って、この方位と80度の角度で測定される。さらに、ホルダーの底からコアの頂部までの測定もなされ、これは将来の計算の基準点を実現する。また、ホルダーの底からコアの頂部までの距離を測定して将来の較正のための基準点を得る。コアの露出された幾何中心の若干上で、コアがこのステップ中にホルダー内で動かないようにしながら、帯ノコまたは他の適切な切断ツールを用いて、大まかに切断する。ホルダー内に依然として保持されているコアの残りの部分が表面研磨機のベース板に固定される。露出されている「粗い」コア表面が平滑で平坦な表面に研磨され、コアの幾何中心が現れるようにし、この幾何中心はホルダーの底からコアの露出表面までの高さを測定して検証できる。これによりコアのオリジナルの高さのちょうど半分が、+−0.004インチの範囲内で除去されたことを確実にする。コアをホルダー内に保持して、コアの中心を芯出し定規で見いだし、注意して印付けし、この中心印で硬度をASTM−D2240に従って測定する。コアの中心から任意の距離での硬度測定を、中心マークから径方向外側に伸びる線を引き、中心から典型的には2mmの増分の距離位置で硬度を測定することにより行う。中心からの具体的な距離における硬度は、180°または90°それぞれ離れる、少なくとも2つ、好ましくは4つ半径の線分に知って測定すべきであり、その後平均がとられる。幾何中心を通る面の上ですべての硬度測定が実行されても、コアは依然としてホルダーの中にあり、その配位が乱されないようにし、測定面がホルダーの底に常に平行になるようにし、また、それゆえに、デュロメータの足に正確に整合するようにする。
Jeff Dalton's Compression by Any Other Name、Science and Golf IV、Proceeding of World Science Congress of Golf(Eric Thain ed.,Routledge、2002)(「J.Dalton」)に開示されるように、いくつかの異なる手法が圧縮を測定するのに用いられ、その中に、Atti圧縮、Riehle圧縮、種々の固定荷重およびオフセットでの荷重/偏向測定、種々の固定荷重およびオフセットでの荷重/偏向の測定、および実効弾性係数が含まれる。この発明の目的に関しては、「圧縮」はソフトセンタ偏向指数(Soft Center Deflection Index、「SCDI」)を指す。SCDIは、コアの直径の10%を偏向させるのに必要なポンドを決定することを可能にする動的圧縮機械(Dynamic Compression Machine、「DCM」)に対するプログラム変更である。DCMは、コアまたはボールに荷重を印加して測定荷重においてコアまたはボールが変更したインチ数を測定する装置である。Atti圧縮を表示する数値をもたらすAtti圧縮スケールに合致する、未処理の荷重/変更の曲線が生成される。DCMは、これを荷重セルにより実行し、この荷重セルは静止状態のコアに向けて固定速度(典型的には1.0ft/s)で空気圧でトリガーされる油圧シリンダの底部に取り付けられる。シリンダにはLVDTが取り付けられ、これは、シリンダが試験時間枠の間に進行した距離を測定する。ソフトウェアベースの対数アルゴリズムによって、確実に、試験の初期段階では、少なくとも荷重が連続して5だけ増分するのが検出されるまで、測定が行われないようにする。
CORは既知の手順で決定され、ここで、ゴルフボールまたはゴルフボール部分組立体(例えば、ゴルフボールコア)を空気砲から2つの所定の速度で打ち出し、125ft/sの速度でのCORを計算することにより決定される。複数の弾道光スクリーンがボール速度を測定するために固定距離で空気砲およびスチール板の間に配置される。ボールがスチール板へ移動するときに、各光スクリーンが活性化され、各光スクリーンにおける時間を測定する。これにより、ボールの入射速度に反比例した入射移行時間が得られる。ボールはスチール板と衝突して複数の光スクリーンを通り抜けてリバウンドし、これが光スクリーン間を移行するのに要する時間間隔を測定する。これにより、ボールの飛び出し速度に反比例した飛び出し移行時間が得られる。CORは飛び出し移行時間間隔の入射移行時間間隔に対する比、COR=Vout/Vin=Tin/Toutとして計算される。
以下、ここで説明した技術的特徴を列挙する。
[技術的特徴1]
i)少なくとも1つの層を具備するコアと、
ii)熱可塑性材料を有する内側カバー層であって、上記コアの回りに配され、約15から約60の範囲のショアD中間点硬度を有し、上記熱可塑性材料が、
a)熱可塑性非酸ポリマーと、
b)可塑剤とを有する上記内側カバー層と、
iii)上記内側カバー層の回りに配され、約45から約75の範囲のショアD表面硬度を有する外側カバー層とを有し、上記外側カバー層の上記硬度が上記内側カバー層の上記硬度より大きいことを特徴とするゴルフボール。
[技術的特徴2]
上記内側カバー層は約25から約58の範囲のショアD中間点硬度を有し、上記外側カバー層は約48から約71の範囲のショアD表面硬度を有し、上記外側カバー層の上記硬度が上記内側カバー層の上記硬度より大きい技術的特徴1記載のゴルフボール。
[技術的特徴3]
上記非酸ポリマーは、フルオロポリマー、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリビニルクロライド、ポリビニルアセテート、ポリイミド、エチレンポロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブロックコポリマーゴム、アルキルアクリレートゴム、およびこれらの混合物からなるグループから選択される技術的特徴1記載のゴルフボール。
[技術的特徴4]
上記非酸ポリマーは、ポリアミド6;ポリアミド6,6;ポリアミド6,12;ポリアミド11;ポリアミド12;ポリアミド6,9;ポリアミド4,6;およびこれらのコポリマーおよびブレンドからなるグループから選択される技術的特徴1記載のゴルフボール。
[技術的特徴5]
上記非酸ポリマーは、ポリエーテル−アミドブロックコポリマーおよびポリエーテル−ポリエーテルブロックコポリマー、およびこれらの混合物からなるグループから選択される技術的特徴1記載のゴルフボール。
[技術的特徴6]
上記熱可塑性材料は、重量で約3から約50%の可塑剤を有する技術的特徴1記載のゴルフボール。
[技術的特徴7]
上記可塑剤は脂肪酸エステルである技術的特徴6記載のゴルフボール。
[技術的特徴8]
上記可塑剤は、メチルオレエート、エチルオレエート、プロピルオレエート、ブチルオレエート、およびオクチルオレエート、ならびにこれらの混合物からなるグループから選択されるアルキルオレエートである技術的特徴6記載のゴルフボール。
[技術的特徴9]
上記ボールは約25から約55の範囲の圧縮を有する技術的特徴1記載のゴルフボール。
[技術的特徴10]
i)少なくとも1つの層を具備するコアと、
ii)熱可塑性材料を有する内側カバー層であって、上記コアの回りに配され、約55から約75の範囲のショアD中間点硬度を有し、上記熱可塑性材料が、
a)熱可塑性非酸ポリマーと、
b)可塑剤とを有する上記内側カバー層と、
iii)上記内側カバー層の回りに配され、約45から約75の範囲のショアD表面硬度を有する外側カバー層とを有し、上記外側カバー層の上記硬度が上記内側カバー層の上記硬度より大きいことを特徴とするゴルフボール。
[技術的特徴11]
上記熱可塑性材料は、重量で約3から約50%の可塑剤を有する技術的特徴10記載のゴルフボール。
[技術的特徴12]
上記可塑剤は脂肪酸エステルである技術的特徴11記載のゴルフボール。
[技術的特徴13]
上記可塑剤は、メチルオレエート、エチルオレエート、プロピルオレエート、ブチルオレエート、およびオクチルオレエート、ならびにこれらの混合物からなるグループから選択されるアルキルオレエートである技術的特徴12記載のゴルフボール。
[技術的特徴14]
上記ボールは約25から約55の範囲の圧縮を有する技術的特徴10記載のゴルフボール。
6、11、20、22、32a、33、38 コア
8、14、16、24、26、32b、32c、40 カバー
Claims (3)
- i)少なくとも1つの層を具備するコアと、
ii)熱可塑性材料を有する内側カバー層であって、上記コアの回りに配され、15から60の範囲のショアD中間点硬度を有し、上記熱可塑性材料が、
a)熱可塑性非酸ポリマーと、
b)メチルオレエート、エチルオレエート、プロピルオレエート、ブチルオレエート、およびオクチルオレエート、ならびにこれらの混合物からなるグループから選択されるアルキルオレエートである可塑剤とを有する上記内側カバー層と、
iii)上記内側カバー層の回りに配され、45から75の範囲のショアD表面硬度を有する外側カバー層とを有し、上記外側カバー層の上記硬度が上記内側カバー層の上記硬度より大きいことを特徴とするゴルフボール。 - i)少なくとも1つの層を具備するコアと、
ii)熱可塑性材料を有する内側カバー層であって、上記コアの回りに配され、55から75の範囲のショアD中間点硬度を有し、上記熱可塑性材料が、
a)熱可塑性非酸ポリマーと、
b)メチルオレエート、エチルオレエート、プロピルオレエート、ブチルオレエート、およびオクチルオレエート、ならびにこれらの混合物からなるグループから選択されるアルキルオレエートである可塑剤とを有する上記内側カバー層と、
iii)上記内側カバー層の回りに配され、45から75の範囲のショアD表面硬度を有する外側カバー層とを有し、上記外側カバー層の上記硬度が上記内側カバー層の上記硬度より大きいことを特徴とするゴルフボール。 - 上記熱可塑性材料は、重量で3から50%の可塑剤を有する請求項1または2記載のゴルフボール。
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