JP6747056B2 - ゴルフボール用樹脂組成物およびゴルフボール - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
前記(a−1)成分は、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であって、そのカルボキシル基が中和されていない非イオン性のものである。また、前記(a−2)成分としては、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アイオノマー樹脂を挙げることができる。
アイオノマー樹脂の中和度(モル%)=100×アイオノマー樹脂中の中和されているカルボキシル基のモル数/アイオノマー樹脂中のカルボキシル基の総モル数
前記(B)飽和脂肪酸は、炭化水素部分に不飽和結合を有さない脂肪族モノカルボン酸である。(B)飽和脂肪酸は、基材樹脂である(A)樹脂成分のポリオレフィン鎖部位と構造が類似するため、ポリオレフィン鎖部位との親和性が高い。そのため、(B)飽和脂肪酸は、主に(A)樹脂成分のマトリックス中に分散し、樹脂の曲げ剛性を向上するものと考えられる。飽和脂肪酸は、直鎖飽和脂肪酸、分岐飽和脂肪酸のいずれであってもよいが、基材樹脂である(A)樹脂成分のポリオレフィン鎖部位との親和性を高くするために、直鎖飽和脂肪酸が好ましい。
前記(C)不飽和脂肪酸は、炭化水素鎖に不飽和結合を少なくとも一つ有する脂肪族モノカルボン酸である。(C)不飽和脂肪酸は、炭化水素鎖部位の不飽和結合で、分子鎖が屈曲し、例えば、「V」字状に折れ曲がった形をとる。そのため、(A)樹脂成分のポリオレフィン鎖部位との親和性が(B)飽和脂肪酸よりも小さい。(C)不飽和脂肪酸は、主に(A)樹脂成分のイオン会合体に取り込まれ、樹脂の反発弾性を向上するものと考えられる。前記不飽和結合としては、炭素炭素二重結合および炭素炭素三重結合が挙げられるが、分子鎖が屈曲しやすいという観点から、炭素炭素二重結合が好ましい。また、炭素炭素二重結合としては、シス−二重結合と、トランス二重結合が挙げられ、シス−二重結合がより好ましい。
前記(D)不飽和脂肪族ポリカルボン酸は、炭化水素鎖に不飽和結合を少なくとも一つ有し、カルボキシル基を2つ以上有する脂肪族ポリカルボン酸である。(D)不飽和脂肪族ポリカルボン酸は、(C)不飽和脂肪酸と類似の構造であるため、(C)不飽和脂肪酸と同様の効果により(A)樹脂成分の反発弾性を向上させる。さらに、(D)不飽和脂肪族ポリカルボン酸はカルボキシル基を複数有しているので、隣り合ったイオン会合体と結合し、(A)樹脂成分の破断応力および破断ひずみが大きくなり、伸びに強い樹脂となる。
前記ゴルフボール用樹脂組成物は、さらに(E)両性界面活性剤を含有してもよい。(E)両性界面活性剤は、アイオノマー樹脂のイオン会合体に取り込まれて、イオン会合体を微分散化してエチレン鎖の結晶化を阻害したり、イオン会合体による主鎖の拘束を弱めたりすると考えられる。これらの作用により、本発明のゴルフボール用樹脂組成物は、分子鎖の運動性が高くなり、柔軟性を維持したまま反発性が高くなる。
前記ゴルフボール用樹脂組成物は、さらに(F)金属化合物を含有してもよい。(F)金属化合物は、ゴルフボール用樹脂組成物の未中和のカルボキシル基を中和するために必要に応じて添加される。前記(F)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。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。
本発明のゴルフボール用樹脂組成物は、前記樹脂組成物の中和度が80モル%超である。前記中和度は、85モル%以上が好ましく、より好ましくは90モル%以上であり、160モル%以下が好ましく、より好ましくは150モル%以下、さらに好ましくは140モル%以下である。前記中和度が80モル%超であれば、イオン会合体の量が多くなり、ゴルフボール用樹脂組成物の反発性がより向上し、160モル%以下であれば、ゴルフボール用樹脂組成物の流動性がより良好となる。なお、前記ゴルフボール用樹脂組成物の中和度は、下記式で定義される。
Σ(陰イオン成分のモル数×陰イオン成分の価数)は、(A)成分のカルボキシル基のモル数、(B)成分のカルボキシル基のモル数、(C)成分のカルボキシル基のモル数、および(D)成分のカルボキシル基のモル数の合計である。なお、ゴルフボール用樹脂組成物が(E)成分を含有する場合、(E)成分が、有する陰イオン形成基のモル数と陰イオン形成基の価数との積が加算される。]
本発明のゴルフボールは、(A)(a−1)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、(a−2)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の金属イオン中和物からなるアイオノマー樹脂、(a−3)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、および(a−4)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金属イオン中和物からなるアイオノマー樹脂より成る群から選択される少なくとも一種の樹脂成分と、(B)飽和脂肪酸と、(C)不飽和脂肪酸と、(D)不飽和脂肪族ポリカルボン酸とを含有し、前記(B)飽和脂肪酸と前記(C)不飽和脂肪酸と前記(D)不飽和脂肪族ポリカルボン酸の合計含有量が、前記(A)樹脂成分100質量部に対して80質量部〜200質量部であり、前記樹脂組成物の中和度が80モル%超であることを特徴とするゴルフボール用樹脂組成物から形成されている構成部材を有することを特徴とする。
(1)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。
コアの表面部において測定した硬度をコア表面硬度とした。また、コアを半球状に切断し、切断面の中心において測定した硬度をコア中心硬度とした。硬度は、自動硬度計(H.バーレイス社製、デジテストII)を用いて測定した。検出器は、「Shore D」を用いた。
樹脂組成物を用いて、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、自動硬度計(H.バーレイス社製、デジテストII)を用いて硬度を測定した。検出器は、「Shore D」を用いた。
中間層用樹脂組成物を用いて、熱プレス成形(190℃、10分間)により、厚み約2mm、幅20mm、長さ100mmのテストピースを作製した。このテストピースを、温度23±2℃、相対湿度50±5%で、14日間保存した。作製したテストピースについて、オルゼン形剛性度試験機(東洋精機製作所製)を用いて曲げ角度3°、6°、9°および12°における荷重目盛を測定し、横軸に曲げ角度(°)、縦軸に荷重目盛の読みをプロットし、その一次近似曲線の傾きを求めた。測定条件は、温度23±2℃、相対湿度50±5%、曲げ速度60°/min、支点間距離50mmとした。曲げ剛性は、前記傾きの値に8.7078を乗じ、試験片の厚み(cm)の三乗で除することで算出した。
反発弾性試験は、JIS K6255(2013)に準じて行った。中間層用樹脂組成物を用いて、熱プレス成形(170℃、10分間)により、厚み約2mmのシートを作製し、当該シートから直径28mmの円形状に打抜いたものを6枚重ねることにより、厚さ約12mm、直径28mmの円柱状試験片を作製した。この試験片を、温度23±2℃、相対湿度50±5%で、12時間保存した。作製した試験片について、リュプケ式反発弾性試験測定装置(株式会社上島製作所製)を用いて、反発弾性率を測定した。上記重ね合わせた試験片の平面部分を機械的固定法で支持し、測定条件は、温度23℃、相対湿度50%、打撃端直径12.50±0.05mm、打撃質量0.35±0.01kg、打撃速度1.4±0.01m/sとした。
中間層用樹脂組成物を用いて、熱プレス成形(170℃、10分間)により、厚み約2mmのダンベル状(全長100mm、両端の幅15mm、平行部の長さ20mm、平行部の幅5mm、肩部の半径40mm、標線間距離20mm(JIS K 6251:2004の引張4号形ダンベル状試験片))の試験片を作製した。この試験片を、温度23±1℃、相対湿度50±5%で、12時間保存した。作製した試験片について引張圧縮試験機(島津製作所社製)を用いて引張試験を行い、破断応力(試験片破壊時の引張応力)および破断ひずみ(破断応力に対応する引張ひずみ)を測定した。測定条件は、温度23±1℃、相対湿度50±5%、引張速度500mm/minとした。
各ゴルフボールに198.4gの金属製円筒物を40m/秒の速度で衝突させ、衝突前後の円筒物およびゴルフボールの速度を測定し、それぞれの速度および重量から各ゴルフボールの反発係数を算出した。測定は各ゴルフボールについて12個ずつ行って、その平均値を各ゴルフボールの反発係数とした。
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(ダンロップスポーツ社製、XXIO S ロフト11°)を取り付け、ヘッドスピード40m/秒でゴルフボールを打撃し、飛距離(発射始点から静止地点までの距離)を測定し、下記基準で飛距離を評価した。なお、測定は、各ゴルフボールについて12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、各ゴルフボールの飛距離は、ゴルフボールNo.13の飛距離との差(飛距離の差=各ゴルフボールの飛距離−ゴルフボールゴルフボールNo.13の飛距離)を算出し、下記基準で評価した。
評価基準
優:飛距離の差が3.0ヤード以上である。
良:飛距離の差が0ヤード以上、3.0ヤード未満である。
劣:飛距離の差が0未満である。
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(ダンロップスポーツ社製、XXIO S ロフト11°)を取り付け、ヘッドスピード45m/秒でゴルフボールを繰り返し打撃し、割れが生じるまでの打撃回数を測定した。なお、測定は各ゴルフボールについて12個ずつ行って、その平均値をそのゴルフボールの該打撃回数とした。そして耐久性について、ゴルフボールNo.13の該打撃回数を100として、各ゴルフボールの該打撃回数を指数化した値で示した。
アマチュアゴルファー(上級者)10人により、ドライバーを用いた実打テストを行って、各人の打撃時のフィーリングを下記基準で評価させた。10人の評価のうち、最も多い評価をそのゴルフボールの打球感とした。
評価基準
優:衝撃が少なくてフィーリングが良い。
良:普通。
劣:衝撃が大きくてフィーリングが悪い。
(1)コアの作製
表1に示す配合のコア用ゴム組成物を混練し、半球状キャビティを有する上下金型内で170℃、20分間加熱プレスすることにより球状のコアを得た。なお、硫酸バリウムは、得られるゴルフボールの質量が、45.4gとなるように適量加えた。
アクリル酸亜鉛:シグマ・アルドリッチ社製
硫酸バリウム:堺化学社製、「硫酸バリウムBD」
ジクミルパーオキサイド:東京化成工業社製
2−チオナフトール:東京化成工業社製
表2〜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。
二元共重合体1:三井・デュポン・ポリケミカル社製、エチレン−メタクリル酸共重合体(メタクリル酸の含有率:15質量%)
二元共重合体2:三井・デュポン・ポリケミカル社製、エチレン−メタクリル酸共重合体(メタクリル酸の含有率:20質量%)
二元共重合体3:三井・デュポン・ポリケミカル社製、エチレン−メタクリル酸共重合体(メタクリル酸の含有率:11質量%)
二元共重合体4:三井・デュポン・ポリケミカル社製、エチレン−メタクリル酸共重合体(メタクリル酸の含有率:9質量%)
三元共重合体1:三井・デュポン・ポリケミカル社製、エチレン−メタクリル酸−メタクリル酸ブチル共重合体(メタクリル酸の含有率:8質量%)
ベヘン酸:東京化成工業社製
オレイン酸:東京化成工業社製
ツノダイム395:築野食品社製、ツノダイム(登録商標)395(炭素数18の直鎖不飽和脂肪酸(オレイン酸を含有する)の単量体、二量体および三量体を含有する脂肪酸組成物;二量体および三量体の合計含有率90質量%以上、酸価195mgKOH/g)
ハリダイマー250:ハリマ化成社製、ハリダイマー250(炭素数18の直鎖不飽和脂肪酸(オレイン酸を含有する)の単量体、二量体および三量体の合計含有率90質量%以上、酸価192mgKOH/g)
ツノダイム346:築野食品社製、ツノダイム(登録商標)346(炭素数18の直鎖不飽和脂肪酸(オレイン酸を含有する)の単量体、二量体および三量体を含有する脂肪酸組成物;二量体および三量体の合計含有率90質量%以上、酸価181mgKOH/g)
オレイルベタイン:ルーブリゾール社製の「Chembetaine OL」から水分と塩分を除去したもの
水酸化マグネシウム:和光純薬工業社製
水酸化ナトリウム:和光純薬工業社製
エラストラン:BASFジャパン社製の熱可塑性ポリウレタンエラストマー
酸化チタン:石原産業社製A220
ゴルフボールNo.1〜15、21〜25、27〜33
球状コア上に前記中間層用組成物を射出成形することにより、コアを被覆する中間層(厚さ1mm)を形成した。中間層用組成物は、射出装置のシリンダー部分で200℃〜260℃に加熱され、15MPaの圧力で型締めした金型に射出され、30秒間冷却して型開きして中間層が形成された球体を取り出した。なお、ゴルフボールNo.16〜20、26では、中間層用組成物の流動性が低いため、射出成型法によって中間層を作製することができなかった。
ペレット化した前記中間層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。前記球状コアを、得られた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、厚さ1.0mmの中間層を成形した。圧縮成形は、成形温度170℃、成形時間15分の条件で行った。
カバー用組成物の押出条件は、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。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。
Claims (14)
- (A)(a−1)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、(a−2)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の金属イオン中和物からなるアイオノマー樹脂、(a−3)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、および(a−4)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金属イオン中和物からなるアイオノマー樹脂より成る群から選択される少なくとも一種の樹脂成分と、(B)飽和脂肪酸と、(C)不飽和脂肪酸と、(D)不飽和脂肪族ポリカルボン酸とを含有し、
前記(B)飽和脂肪酸と前記(C)不飽和脂肪酸と前記(D)不飽和脂肪族ポリカルボン酸の合計含有量が、前記(A)樹脂成分100質量部に対して80質量部〜200質量部であり、
前記(B)飽和脂肪酸と、前記(C)不飽和脂肪酸と前記(D)不飽和脂肪族ポリカルボン酸の和との質量比率[(B)/{(C)+(D)}]が、10/90〜90/10であり、
樹脂組成物の中和度が80モル%超であることを特徴とするゴルフボール用樹脂組成物。 - 前記(B)飽和脂肪酸が、炭素数が4〜30の直鎖飽和脂肪酸である請求項1に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(B)飽和脂肪酸が、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸およびモンタン酸よりなる群から選択される少なくとも一種である請求項1または2のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(C)不飽和脂肪酸が、炭素数が4〜30の直鎖不飽和脂肪酸である請求項1〜3のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(C)不飽和脂肪酸が、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸およびアラキドン酸よりなる群から選択される少なくとも一種である請求項1〜4のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(D)不飽和脂肪族ポリカルボン酸が、直鎖不飽和脂肪酸の二量体および/または三量体であり、該直鎖不飽和脂肪酸の炭素数が4〜30である請求項1〜5のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(D)不飽和脂肪族ポリカルボン酸が、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸およびアラキドン酸よりなる群から選択される少なくとも一種の二量体および/または三量体である請求項1〜6のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(B)飽和脂肪酸の含有量が、(A)樹脂成分100質量部に対して、10質量部〜150質量部であり、
前記(C)不飽和脂肪酸の含有量が、(A)樹脂成分100質量部に対して、30質量部〜150質量部であり、
前記(D)不飽和脂肪族ポリカルボン酸の含有量が、(A)樹脂成分100質量部に対して、2質量部〜100質量部である請求項1〜7のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。 - さらに、(E)両性界面活性剤を含有する請求項1〜8のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(E)両性界面活性剤が、ベタイン型両性界面活性剤、アミドアミノ酸型両性界面活性剤、アルキルアミノ脂肪酸塩型両性界面活性剤、アルキルアミンオキシド型両性界面活性剤、β−アラニン型両性界面活性剤、グリシン型両性界面活性剤、スルホベタイン型両性界面活性剤およびホスホベタイン型両性界面活性剤からなる群より選択される少なくとも一種である請求項9に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(E)両性界面活性剤の含有量が、前記(A)樹脂成分100質量部に対して、1質量部〜20質量部である請求項9または10に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- (F)金属化合物を含有する請求項1〜11のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- スラブ硬度が、ショアD硬度で20〜80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用樹脂組成物。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物から形成されている構成部材を有することを特徴とするゴルフボール。
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