JP6379860B2 - ゴルフボール - Google Patents
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Description
[1]コアと1層または複数層のカバーを有するゴルフボールにおいて、前記コアが下記(A)〜(C)成分
(A)基材ゴム
(B)有機過酸化物
(C)水及び/又はモノカルボン酸金属塩
を配合するゴム組成物の加熱成形物により形成されるものであり、
トルエン膨潤試験に基づいて計測されるコア表面とコア中心との架橋密度の差P(mol/m3)と、初期荷重98N(10kgf)を負荷した状態から終荷重1275N(130kgf)に負荷した時までのコアのたわみ量E(mm)の積(P×E)が28×102mol/m3・mm以上であることを特徴とするゴルフボール。
[2]加硫前のゴム組成物における水分含有率が1000ppm以上である[1]記載のゴルフボール。
[3]加硫後のコアにおいて、コア中心はコア表面より水分含有率が高くなる[1]又は[2]記載のゴルフボール。
[4]トルエン膨潤試験に基づいて計測される架橋密度であって、コア表面の架橋密度とコア中心の架橋密度の差が9×102mol/m3以上である[1]、[2]又は[3]記載のゴルフボール。
[5]上記ゴム組成物において、基材ゴム100質量部に対して有機硫黄化合物を0.1〜5質量部配合してなる[1]〜[4]のいずれか1項記載のゴルフボール。
[6]成形後のゴルフボールにおいて、カバーを剥がした後に測定したコアの初速度V0が、77.0m/s以上78.5m/s以下である[1]〜[5]のいずれか1項記載のゴルフボール。
[7]成形後のゴルフボールにおいて、カバーを剥がした後に測定したコア初速をV0とし、該V0の測定から60日後に測定したコア初速をV60とするとき、V0−V60<0.7が成立する[1]〜[6]のいずれか1項記載のゴルフボール。
[8]測定温度−12℃、周波数15Hzの条件でコア中心部の損失正接を測定したとき、動歪み1%での損失正接をtan δ1、動歪み10%での損失正接をtan δ10としたとき、これらのtan δの傾き:[(tan δ10−tan δ1)/(10%−1%)]の値が0.003以下である[1]〜[7]のいずれか1項記載のゴルフボール。
[9]コア表面硬度からコア中心硬度を引いたJIS−C硬度差の値が20以上40以下である[1]〜[8]のいずれか1項記載のゴルフボール。
本発明のゴルフボールは、コアと1層または複数層のカバーを有するものであり、コアは1層のみならず、必要により、2層以上に構成することもできる。前記コアは、下記(A)〜(C)成分
(A)基材ゴム
(B)有機過酸化物
(C)水及び/又はモノカルボン酸金属塩
を必須成分として配合するゴム組成物の加熱成形物により形成される。
(i)スチームや超音波によりミスト状の水をゴム組成物(配合材料)の全部または一部にあてる方法
(ii)ゴム組成物の全部または一部を水に浸漬させる方法
(iii)ゴム組成物の全部または一部を恒湿槽等の湿度管理可能な場所において高湿度環境下に一定時間放置する方法
なお、高湿度環境とはゴム組成物等を湿らせることができる環境であれば特に制限されるものではないが湿度40〜100%であることが好ましい。
上記ゴム組成物において、有機硫黄化合物を配合することができる。この有機硫黄化合物としては、特に制限はないが、例えばチオフェノール類、チオナフトール類、ハロゲン化チオフェノール類、又はそれらの金属塩等を挙げることができる。具体的には、ペンタクロロチオフェノール、ペンタフルオロチオフェノール、ペンタブロモチオフェノール、パラクロロチオフェノール等の亜鉛塩、硫黄数が2〜4のジフェニルポリスルフィド、ジベンジルポリスルフィド、ジベンゾイルポリスルフィド、ジベンゾチアゾイルポリスルフィド、ジチオベンゾイルポリスルフィド等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。中でも、ペンタクロロチオフェノールの亜鉛塩、及び/又はジフェニルジスルフィドを好適に用いることができる。
共架橋剤は、炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸の金属塩であって、本発明においては、上記の脱水反応を有さない材料をいう。α,β−不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸等が挙げられ、高い反発性を付与することからアクリル酸が好ましい。金属塩の金属としては、亜鉛、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム等が挙げられ、特に亜鉛が好ましい。従って、共架橋剤としては、アクリル酸亜鉛が好適である。
不活性充填剤としては、例えば、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機充填剤を挙げることができる。その配合量としては、基材ゴム100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、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、上限としては、好ましくは100質量部以下、より好ましくは60質量部以下、さらに好ましくは45質量部以下、最も好ましくは40質量部以下である。
また、本発明では、老化防止剤を必要に応じてゴム組成物に配合することができ、例えば、ノクラックNS−6、同NS−30、同200(大内新興化学工業社製)等の市販品を採用することができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。老化防止剤の配合量については、特に制限はないが、基材ゴム100質量部に対し、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.15質量部以上とすることができる。また、その上限は、好ましくは5.0質量部以下、より好ましくは4.0質量部以下、更に好ましくは3.0質量部以下とすることができる。老化防止剤の配合量が多すぎたり、少なすぎたりすると、適正なコア硬度傾斜が得られずに好適な反発性、耐久性及びフルショット時の低スピン効果を得ることができない場合がある。
コアの中心硬度については、特に制限はないが、JIS−C規格で、好ましくは45以上、より好ましくは50以上、さらに好ましくは52以上であり、上限値としては、好ましくは70以下、より好ましくは65以下、さらに好ましくは60以下である。コアの中心硬度が上記範囲を逸脱すると、打感が悪くなり、または耐久性が低下してしまうことがあり、低スピン効果を得ることができない場合がある。
V0−V60<0.7
が成立することが好適であり、より好適には、
V0−V60<0.6
であり、さらに好適には、
V0−V60<0.5
を満足することである。本発明においては、コアに水分がバランスよく配合されている場合、コアが大気に直接に触れていても湿度による影響を受けにくく、コア初速の変化を抑制することができる。
本発明においては、コア中心の架橋密度が、好ましくは6.0×102mol/m3以上、より好ましくは7.0×102mol/m3以上、さらに好ましくは8.0×102mol/m3以上であり、上限値としては、好ましくは15.0×102mol/m3以下、より好ましくは14.0×102mol/m3以下、さらに好ましくは13.0×102mol/m3以下である。一方、コア表面の架橋密度については、好ましくは13.0×102mol/m3以上、より好ましくは14.0×102mol/m3以上、さらに好ましくは15.0×102mol/m3以上であり、上限値としては、好ましくは30.0×102mol/m3以下、より好ましくは28.0×102mol/m3以下、さらに好ましくは26.0×102mol/m3以下である。なお、コア中心とコア表面との架橋密度の差[(コア表面の架橋密度)−(コア中心の架橋密度)の値]が、好ましくは9.0×102mol/m3以上であり、上限値としては、好ましくは30.0×102mol/m3以下である。上記のコア中心またはコア表面の架橋密度が上記範囲を逸脱すると、加硫時にゴム組成物中の水が有機過酸化物の分解に十分に寄与していない可能性があり、その結果、ボールの十分な低スピン効果を得られない場合がある。
コアをその幾何学的中心を通るように厚さ2mmの円状平板に切り出す。そして、上記の円状平板において、コア中心及びコア表面に相当する各部位から内側に4mm以内となる測定箇所を打ち抜き器でφ3mmに打ち抜いてサンプルとし、小数点2桁の単位(mg)で測定可能な電子天秤でサンプル重量を測定する。10mlのバイアル瓶に上記サンプルとトルエン8mlを加え、栓をして密閉のうえ、72時間以上静置し、その後、溶液を廃棄し、浸漬後のサンプル重量を測定する。膨潤前後のサンプル重量からFlory-Rehnerの式を用いて、ゴム組成物の架橋密度を計算する。
ν= −(ln(1−vr) + vr + χvr 2)/VS(vr 1/3−vr/2)
[ν:架橋密度、vr:膨潤中のゴム容積分率、χ:相互作用定数、VS:トルエンのモル容積]
vr= VBR/(VBR + VT)
VBR= (wf − wfvf)/ρ
VT= (ws − wf)/ρT
[VBR:ゴム組成物中のBRの体積、VT:膨潤したトルエンの体積、vf:ゴム組成物中の充填剤の重量分率、ρ:ゴム組成物の密度、wf:浸漬前のサンプル重量、ws:浸漬後のサンプル重量、ρT:トルエンの密度]
なお、Vsは0.1063×10-3 m3/mol、ρTは0.8669、χは文献(Macromolecules 2007, 40, 3669-3675)をもとに0.47にて計算を行う。
一般的には、ゴム材料の粘弾性は、ゴム製品の性能に大きな影響を与えることが知られており、また、損失正接tan δが貯蔵するエネルギーに対する損失するエネルギーの比を表すものであり、tan δが小さいほどゴムは弾性成分の寄与が大きく、tan δが大きいほど粘性成分の寄与が大きくなることが知られている。本発明において、コア中心における加硫ゴムの動的粘弾性試験において、測定温度−12℃、周波数15Hzの条件で、動歪み1%での損失正接をtan δ1、動歪み10%での損失正接をtan δ10としたとき、これらのtan δの傾き:[(tan δ10−tan δ1)/(10%−1%)]の値が0.003以下であることが好ましく、より好ましくは0.002以下である。上記tan δの値が大きくなると、コアのエネルギーロスが大きくなりすぎてしまい、十分な反発性と低スピン効果を得ることが難しくなることがある。コアの動的粘弾性特性の計測には種々の方法を採用することができる。例えば、カバーを被覆したコアをその幾何学的中心を通るように厚さ2mmの円状平板に切り出し、これをサンプルとし、更に測定箇所を打ち抜き器でφ3mmに打ち抜く。そして、動的粘弾性装置(例えば、GABO社、製品名「EPLEXOR500N」)を使用し、圧縮試験用ホルダーを用いて、初期歪35%、測定温度−12℃、周波数15Hzの条件により、動歪み0.01〜10%歪時のtan δを測定し、その測定結果に基づいて傾きを求めることができる。
カバー材料については、特に制限はないが、ゴルフボールに用いられている各種のアイオノマー樹脂、ウレタンエラストマー等の公知の材料を使用することができる。
(a−1)オレフィン−不飽和カルボン酸2元ランダム共重合体及び/又はオレフィン−不飽和カルボン酸2元ランダム共重合体の金属イオン中和物と、
(a−2)オレフィン−不飽和カルボン酸−不飽和カルボン酸エステル3元ランダム共重合体及び/又はオレフィン−不飽和カルボン酸−不飽和カルボン酸エステル3元ランダム共重合体の金属イオン中和物とを質量比で100:0〜0:100になるように配合した(a)ベース樹脂と、(b)非アイオノマー熱可塑性エラストマーとを質量比で100:0〜50:50になるように配合した樹脂成分100質量部に対して、
(c)分子量が228〜1500の脂肪酸及び/又はその誘導体 5〜80質量部と、
(d)上記(a)成分及び(c)成分中の未中和の酸基を中和できる塩基性無機金属化合物 0.1〜17質量部
とを配合する混合材料。特に、上記(a)〜(d)成分の混合材料を用いる場合には、酸基が70%以上中和されているものを採用することが好ましい。
下記表1に示すポリブタジエンを主成分とするコア材料を用いて、実施例1〜8,比較例1〜6のコアを作成した。
・ポリブタジエンゴム:商品名「BR51」(JSR社製)
Nd系触媒により重合
・ポリブタジエンゴム:商品名「BR01」(JSR社製)
Ni系触媒により重合
・酸化亜鉛:商品名「三種酸化亜鉛」(堺化学社製)
・硫酸バリウム:商品名「バリコ#100」(ハクスイテック社製)
・老化防止剤:商品名「ノクラックNS−6」(大内新興化学工業社製)
・ペンタクロロチオフェノール亜鉛塩:和光純薬工業社製
・アクリル酸亜鉛:日本触媒社製
・蒸留水:和光純薬工業社製
・モノアクリル酸亜鉛:日本触媒社製
・有機過酸化物:ジクミルパーオキサイド 商品名「パークミルD」(日油社製)
コアに対して初期荷重98N(10kgf)を負荷した状態から終荷重1275N(130kgf)を負荷した時までの変形量を測定した値である。30個の平均値として表3,4に記載した。
コアの表面は球面であるが、その球面に硬度計の針をほぼ垂直になるようにセットし、JIS K 6301−1975規格に従ってJIS−C硬度でコア表面硬度を計測した。
コアの中心硬度については、コアをファインカッターにより中心を通るように半分にカットし、その断面の中心をJIS−C硬度で計測した。
平沼微量水分測定装置AQ-2100および水分気化装置EV-2000(ともに平沼産業株式会社製)を使用し、測定温度130℃、余熱時間3分、バックグラウンド計測時間30秒にて水分含有率の測定を行った。なお、INTERVAL TIMEは99秒、CURRENTはFASTに設定した。このとき、コア中心より半径5mm以内の測定結果をコア中心部水分含有率、コア表面より5mm以内の測定結果をコア外側部水分含有率とした。
コアをその幾何学的中心を通るように厚さ2mmの円状平板に切り出す。そして、上記の円状平板において、測定箇所を打ち抜き器でφ3mmに打ち抜いてサンプルとし、小数点2桁の単位(mg)で測定可能な電子天秤でサンプル重量を測定した。10mlのバイアル瓶を用意し、サンプルとトルエン8mlを加え、栓をして密閉した。静置して72時間経過後、内溶液を廃棄し、浸漬後のサンプル重量を測定した。膨潤前後のサンプル重量からFlory-Rehnerの式を用いて、ゴム組成物の架橋密度を計算した。Flory-Rehnerの式は、段落[0051]の記載に基づく。
コアをその幾何学的中心を通るように厚さ2mmの円状平板に切り出し、これをサンプルとし、更に、測定箇所を打ち抜き器により、φ3mmで打ち抜いた。動的粘弾性装置(GABO社、製品名「EPLEXOR500N」)を使用し、圧縮試験用ホルダーを用いて、初期歪35%、測定温度−12℃、周波数15Hzで動歪み0.01〜10%歪時の損失正接tan δを測定した。
ゴルフボールのカバーを剥き取り、コアを用意した。カバーを剥き取った日に計測したコア初速を0日目とし、そこから30日及び60日経過後にコア初速を30日目および60日目とした。なお、コアの放置は室温24℃、湿度40%に管理された部屋にて行った。初速は、R&Aの承認する装置であるUSGAのドラム回転式の初速計と同方式の初速測定器を用いて測定した。コアは23±1℃の温度で3時間以上温度調節し、室温23±2℃の部屋でテストされた。20個のボールを各々2回打撃して、6.28ft(1.91m)の間を通過する時間を計測し、初速を計算した。約15分間でこのサイクルを行った。
*2:三井デュポンポリケミカル社製「ハイミラン1605」「同1706」及び「同1557」の3種使用のアイオノマーコンパウンド
*3:Dupont社製「HPF1000」
ボールのたわみ量(mm)
ゴルフボールに対して初期荷重98N(10kgf)を負荷した状態から終荷重1275N(130kgf)を負荷した時までの変形量(mm)を測定した。
ゴルフ打撃ロボットにドライバー(W#1)、ブリヂストンスポーツ社製、「TourStage ViQ(2012モデル)」(ロフト角:11.5°)を装着し、ヘッドスピード(HS)45m/sで打撃した時、および同社製6番アイアン(I#6)「TourStage ViQ(2012モデル)」を装着しヘッドスピード(HS)38m/sで打撃した時、その直後のボールを初期条件計測装置により測定した。
米国Automated Design Corporation製のADC Ball COR Durability Testerにより、ゴルフボールの耐久性を評価した。この試験機は、ゴルフボールを空気圧で発射させた後、平行に設置した2枚の金属板に連続的に衝突させる機能を有する。金属板への入射速度は43m/sとした。ゴルフボールが割れるまでに要した発射回数を測定し、測定個数5個のゴルフボールの平均値を求めた。
○:100回以上
△:50〜99回
×:49回以下
ゴルフクラブ(W#1)を使用し、ヘッドスピードが35〜40m/sのアマチュアゴルファー10人により下記の基準により官能評価を行った。
○:10人中7人以上が良い打感
△:5、6人が良い打感
×:良い打感と感じた人が10人中4人以下
これに対して、比較例1〜6については、加硫前のゴム組成物における水分含有率が少ないため、カバー成形後にカバーを取り除いたコアの初速低下が大きいことが分かる。また、比較例1は、コア中心部の粘弾性におけるtan δが大きすぎるため、スピンが掛かりすぎる。比較例2〜6は、コア表面とコア中心との架橋密度の差が小さすぎること、及びtan δが大きすぎるため、いずれも打感を維持することが困難であり、また、低スピン化することができないことが分かる。
Claims (9)
- コアと1層または複数層のカバーを有するゴルフボールにおいて、前記コアが下記(A)〜(C)成分
(A)基材ゴム
(B)有機過酸化物
(C)水及び/又はモノカルボン酸金属塩
を配合するゴム組成物の加熱成形物により形成されるものであり、
トルエン膨潤試験に基づいて計測されるコア表面とコア中心との架橋密度の差P(mol/m3)と、初期荷重98N(10kgf)を負荷した状態から終荷重1275N(130kgf)に負荷した時までのコアのたわみ量E(mm)の積(P×E)が28×102mol/m3・mm以上であることを特徴とするゴルフボール。 - 加硫前のゴム組成物における水分含有率が1000ppm以上である請求項1記載のゴルフボール。
- 加硫後のコアにおいて、コア中心はコア表面より水分含有率が高くなる請求項1又は2記載のゴルフボール。
- トルエン膨潤試験に基づいて計測される架橋密度であって、コア表面の架橋密度とコア中心の架橋密度の差が9×102mol/m3以上である請求項1、2又は3記載のゴルフボール。
- 上記ゴム組成物において、基材ゴム100質量部に対して有機硫黄化合物を0.1〜5質量部配合してなる請求項1〜4のいずれか1項記載のゴルフボール。
- 成形後のゴルフボールにおいて、カバーを剥がした後に測定したコアの初速度V0が、77.0m/s以上78.5m/s以下である請求項1〜5のいずれか1項記載のゴルフボール。
- 成形後のゴルフボールにおいて、カバーを剥がした後に測定したコア初速をV0とし、該V0の測定から60日後に測定したコア初速をV60とするとき、V0−V60<0.7が成立する請求項1〜6のいずれか1項記載のゴルフボール。
- 測定温度−12℃、周波数15Hzの条件でコア中心部の損失正接を測定したとき、動歪み1%での損失正接をtan δ1、動歪み10%での損失正接をtan δ10としたとき、これらのtan δの傾き:[(tan δ10−tan δ1)/(10%−1%)]の値が0.003以下である請求項1〜7のいずれか1項記載のゴルフボール。
- コア表面硬度からコア中心硬度を引いたJIS−C硬度差の値が20以上40以下である請求項1〜8のいずれか1項記載のゴルフボール。
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