JP7124524B2 - ゴルフボール - Google Patents
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Description
前記ゴルフボールの塗膜表面の水接触角A1は70°以上が好ましく、より好ましくは75°以上、さらに好ましくは80°以上である。前記水接触角A1が70°以上であれば雨天時飛行中の排水効果が高くなる。前記水接触角A1の上限は特に限定されないが、通常90°程度である。接触角とは、静止液体の自由表面が、固体壁に接する場所で、液体と固体面とのなす角(液の内部にある角)である。
前記ゴルフボールの塗膜表面の物性は、ゴルフボール本体表面を構成する組成物とゴルフボール塗料とから作製したシートを用いて評価することもできる。つまり、ゴルフボール本体表面を構成する組成物から形成されたスラブと、前記スラブ上に塗膜を構成する塗料を塗布することで形成された塗工膜とからなるシートを作製し、このシートを用いて評価することができる。
前記塗膜のナノインデンターを用いて測定した押し込み深さは、300nm以上が好ましく、より好ましくは400nm以上、さらに好ましくは500nm以上であり、4000nm以下が好ましく、より好ましくは3900nm以下、さらに好ましくは3800nm以下である。ナノインデンターを用いて測定した押し込み深さは、ゴルフボール本体に設けられた塗膜の物性を直接指標する。ナノインデンターを用いて測定した塗膜の押し込み深さが、300nm以上であればアプローチショットでのスピン量が増加し、4000nm以下であれば耐汚染性が良好となる。
前記塗膜を構成する基材樹脂としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられ、これらの中でもウレタン樹脂が好ましい。塗膜を構成する基材樹脂がウレタン樹脂の場合、塗膜の物性は、ポリオール組成物やポリイソシアネート組成物の配合や、これらの混合比によって調整できる。なお、前記塗膜が多層構造の場合は、各層が異なる樹脂から構成されていてもよいが、全ての層を構成する基材樹脂がウレタン樹脂であることが好ましい。
前記塗膜は、ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物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、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ウレタン塗料を例示することができる。
前記ポリオール組成物は、ポリオール化合物を含有する。前記ポリオール化合物としては、分子中にヒドロキシ基を2つ以上有する化合物が挙げられる。前記ポリオール化合物としては、分子の末端にヒドロキシ基を有する化合物、分子の末端以外にヒドロキシ基を有する化合物が挙げられる。前記ポリオール化合物は、単独で、あるいは、2種以上を混合して使用しても良い。
次に、ポリイソシアネート組成物について説明する。前記ポリイソシアネート組成物は、ポリイソシアネート化合物を含有する。前記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、イソシアネート基を2つ以上有する化合物が挙げられる。
前記塗膜はケイ素含有フィラーを含有することが好ましい。前記ケイ素含有フィラーを配合することで、水滑落角を制御しやすくなる。塗膜が多層構造の場合は、ケイ素含有フィラーを配合する層は特に限定されないが、少なくとも最も外側に位置する塗膜に前記ケイ素含有フィラーを配合することが好ましい。前記ケイ素含有フィラーは、粒子の全体が塗膜内部に存在していてもよいし、粒子の一部が塗膜表面に露出していてもよい。なお、ケイ素含有フィラーは、粒子の全体が塗膜内部に存在する、すなわち、塗膜表面に露出していないことが好ましい。
次に、塗料の塗布方法について説明する。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。
本発明のゴルフボールは、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。ゴルフボール本体の構造は、特に限定されず、ワンピースゴルフボール、ツーピースゴルフボール、スリーピースゴルフボール、フォーピースゴルフボール、ファイブピースゴルフボール以上のマルチピースゴルフボール、あるいは、糸巻きゴルフボールであってもよい。いずれの場合であっても、本発明を好適に適用できる。
前記ワンピースゴルフボール本体、ならびに、糸巻きゴルフボール、ツーピースゴルフボールおよびマルチピースゴルフボールに用いられるコアについて説明する。
前記ゴルフボール本体は、コアと前記コアを被覆するカバーとを有するものが好ましい。この場合、前記カバーの硬度は、ショアD硬度で、60以下が好ましく、55以下がより好ましく、50以下がさらに好ましく、45以下が特に好ましい。カバーの硬度がショアD硬度で60以下であれば、スピン量が一層高くなるからである。前記カバー硬度の下限は、特に限定されないが、ショアD硬度で、10が好ましく、15がより好ましく、20がさらに好ましい。カバー硬度は、カバーを形成するカバー用組成物をシート状に成形して測定したスラブ硬度である。
(1)コア硬度(ショアC硬度)
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 C」を用いた。
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、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。
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。
ゴルフボールを半球状に切断し、半球上の塗膜断面をマイクロスコープ(キーエンス社製、VHX-1000)を用いて観察し、塗膜の膜厚を求めた。
膜厚の測定箇所について図2、3を参照して説明する。図2はゴルフボールの断面の模式図である。図2に示すように、ゴルフボール断面において、ボール中心といずれかのディンプルの底とを通る直線A、この直線Aと直交する直線B、直線Aとのなす角が45°である直線Cを作成し、これらの直線と塗膜表面との交点をそれぞれポールP、赤道部E、肩部Sとする。
図3はディンプル31の底Deおよびゴルフボール1の中心を通過する断面の模式図である。ディンプルの底Deとは、ディンプル31の最も深い箇所である。エッジEdは、ディンプル31の両側に共通の接線Tが画かれたときの、ディンプル31と接線Tとの接点である。斜面における測定箇所Yは、ディンプルの底DeとエッジEdとを結ぶ直線の中点から、ディンプル31に向けて垂線を下ろした際、該垂線とディンプルの斜面とが交わる点である。ランドにおける測定箇所Xは、隣接するディンプルのエッジ間の中点である。なお、隣接ディンプル同士が接している等ランド部が存在しないものや、ランド部が極めて狭く膜厚を測定することが困難な場合は、ディンプルの底、エッジ、斜面を測定点とする。
測定では、まず6個のボールについて、ポールPの存在するディンプルと、赤道部Eおよび肩部Sの近傍のディンプルの3カ所から試験片を作製する。次に、各試験片(ディンプル)において、ディンプルの底De、エッジEd、斜面Y、ランドXにおける塗膜の厚みを測定する。最後に、ボール6個についての測定値から平均値を求め、その平均値を塗膜の膜厚とした。
ゴルフボール表面、および、塗膜を形成したシートについて、接触角、滑落角を測定した。
測定試料用のシートは、カバー用組成物から形成したスラブ上に、塗膜を形成して作製した。具体的には、カバー用組成物のペレットを、厚さ2mmの金型内へ十分に充填し、170℃、5分間圧縮成型し、冷却後金型からスラブを取り出した。このスラブ表面をサンドブラストによる表面処理を行なった。その後、エアーガン方式によるスプレー塗装にて、乾燥後の塗膜が所望の厚さになる様に塗料を塗布した。
接触角は、接触角計(協和界面科学社製、DropMaster DM501、解析ソフトウェア(FAMAS))を用いて測定した。液滴するガラス製注射筒として、協和界面科学社製の注射筒セット22Gを用いた。
測定では、まずソフトウェアを起動し、注射筒を接触角計にセットした。続いて、モニタ上で水を滴下する部分が、水平になるように測定試料をサンプル台にセットした。そして、注射筒から水を2μL滴下し、滴下後、30秒後の接触角を測定した。なお、接触角は、θ/2法を用いて計測した。ゴルフボールの測定では、最も直径が大きいディンプルの中心に水を滴下した。
滑落角は、滑落接触角計(協和界面科学社製、DMo-501SA)を用いて測定した。測定条件は下記の通りとした。ゴルフボールの測定では、最も直径が大きいディンプルの中心に水を滴下した。
測定方法 : 滑落法
解析方法 : 真円フィッティング法(区間60dot)
視野 : WIDE1
水液量 : 19±1μL(使用針 ステンレス製針15G)
滑落条件 : 0~90°(毎秒2.0°連続傾斜)
滑落、移動判定距離 : 3dot以上移動した時の傾斜角度
また、下記式を用いて、ゴルフボールの測定値から付着エネルギー(mJ/m2)を算出した。なお、rは接触半径、wは液滴質量、gは重力加速度、αは滑落角である。
付着エネルギー=(w×g×sinα)/(2×π×r)
押し込み深さの測定では、ゴルフボールを切断して、半球が得られる。この半球には、ゴルフボールの中心を通過する断面が露出する。この断面は、塗膜の断面を含んでいる。クライオミクロトームにより、この半球の断面が水平とされる。この塗膜断面に、ナノインデンターの圧子が当てられ、断面に対して垂直な方向に押圧される。押圧により、圧子は進行する。圧子の荷重と進行距離とが計測される。測定時の条件は、以下の通りである。
・ナノインデンター:株式会社エリオニクスの「ENT-2100」
・温度:30℃
・圧子:バーコビッチ圧子(65.03° As(h)=26.43h2)
・分割数:500ステップ ステップインターバル:20msec(100mgf)
圧子の荷重は、50mgfに到達するまで、徐々に高められる。荷重が30mgfであるときの圧子の進行距離(nm)が、押し込み深さとして計測される。
ゴルフラボラトリー社のスイングマシンに、ドライバー(住友ゴム工業社製、商品名「スリクソン Z765 Ltd」、シャフト硬度:X、ロフト角:8.5°)を装着した。ヘッド速度が50m/secである条件でゴルフボールを打撃して、スピン速度、ボール速度、発射地点から静止地点までの飛距離を測定した。また、測定は、晴天時および雨天時に行った。各ゴルフボールについて、12回測定し、平均値を求めた。
表1に示す配合の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150℃、19分間加熱プレスすることにより直径39.7mmの球状コアを得た。なお、ボール質量が45.6gとなるように、硫酸バリウムの量を調整した。
アクリル酸亜鉛:日本蒸溜工業社製、「ZN-DA90S」
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」
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」
安息香酸:Emerald Kalama Chemical 社製
表2、表3に示した配合の材料を、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およびカバー用組成物を調製した。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。
ハイミラン1555:三井・デュポン・ポリケミカル社製、ナトリウムイオン中和エチレン-メタクリル酸共重合体アイオノマー樹脂
上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直接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(厚さ:1.0mm)を形成した。
二液硬化型エポキシ樹脂を基材樹脂とする補強層用組成物(神東塗料社製、商品名「ポリン(登録商標)750LE」)を調製した。主剤は、ビスフェノールA型固形エポキシ樹脂を30質量部と、溶剤を70質量部含有する。硬化剤は、変性ポリアミドアミンを40質量部、二酸化チタンを5質量部、溶剤を55質量部含有する。主剤と硬化剤との質量比は、1/1とした。この補強層用組成物を中間層の表面にエアガンで塗布し、23℃雰囲気下で12時間保持して、補強層を形成した。補強層の厚みは、7μmであった。
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。補強層を形成した球体を2枚のハーフシェルで同心円状に被覆した。この球体およびハーフシェルを、キャビティ面に多数のピンプルを備えたファイナル金型に投入した。圧縮成形によりカバー(厚さ:0.5mm)を成形し、ゴルフボール本体を得た。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。
6-1.ポリオール組成物No.1(ポリロタキサン組成物)
ポリロタキサン(アドバンスト・ソフトマテリアル社製、「セルム(登録商標)スーパーポリマー SH3400P(シクロデキストリンの水酸基の少なくとも一部が、-O-C3H6-O-基を介して、カプロラクトン鎖によって変性されたポリロタキサン、直鎖状分子:ポリエチレングリコール、封鎖基:アダマンチル基、直鎖状分子の分子量:35,000、水酸基価:72mgKOH/g、全体分子量:重量平均分子量700,000)」)50質量部、ポリカプロラクトンポリオール(ダイセル社製、「Placcel(登録商標) 308」、水酸基価:190~200mgKOH/g)28質量部、塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体(日信化学工業社製、「ソルバイン(登録商標)AL」、水酸基価:63.4mgKOH/g)22質量部、変性シリコーン(Gelest社製、DBL-C31)0.1質量部、ジブチル錫ジラウレート0.01質量部、溶剤(キシレン/メチルエチルケトン=70/30(質量比)の混合溶剤)100質量部を混合し、ポリオール組成物No.1を調製した。
第一ポリオール成分として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG、数平均分子量650)、トリメチロールプロパン(TMP)を溶剤(トルエン、メチルエチルケトン)に溶解した。なお、モル比(PTMG:TMP)は1.8:1.0とした。ここに、触媒としてジブチル錫ジラウレートを主剤全体に対して0.1質量%となるように添加した。このポリオール溶液を80℃に保持しながら第一ポリイソシアネート成分としてのイソホロンジイソシアネート(IPDI)を滴下混合した。なお、ポリイソシアネート成分のNCO基とポリオール成分のOH基のモル比(NCO/OH)は0.6とした。滴下後は、イソシアネートがなくなるまで攪拌を続け、その後常温で冷却し、ウレタンポリオール(固形分:30質量%)を調製した。得られたポリオール組成物No.2のPTMG含有率は67質量%、固形分の水酸基価は67.4mgKOH/g、ウレタンポリオールの重量平均分子量は4867であった。
7-1.ポリイソシアネート組成物No.1
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質量%))100質量部と、メチルエチルケトン100質量部を混合した。
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(登録商標)TKA-100(NCO含有率:21.7質量%))30質量部、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質量%))30質量部、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(BAYER社製、デスモジュール(登録商標) Z 4470(NCO含有率:11.9質量%))40質量部を混合した。ここに、溶媒として、メチルエチルケトン、酢酸n-ブチル、トルエンの混合溶媒を追加し、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。
塗料の配合を表4に示した。なお、ポリオール組成物を主剤、ポリイソシアネート組成物を硬化剤とした。
ゼオライト:ユニオン昭和社製、「モレキュラーシーブ 13X POWDER」(体積中位径:8.7μm、嵩密度:0.5g/cm3)
タルク:日本タルク社製、「P8」(体積平均粒子径:3.3μm、嵩密度:0.12g/cm3)
上記で得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。塗装は、プロングを備え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、重ね塗り;2回、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。なお、塗膜を多層構造とする場合は、ゴルフボール本体に吹き付けた内層用塗料が完全に乾燥した後、外層用塗料の吹き付けを行った。得られたゴルフボールの評価結果を表5に示した。
ゴルフボールNo.4~7は、水滑落角B1が50°超の場合である。これらのゴルフボールNo.4~7は、雨天時のボール速度ロスが大きく、飛距離ロスが大きい。
Claims (8)
- ゴルフボール本体と、前記ゴルフボール本体を被覆する塗膜とを有し、
前記塗膜が、基材樹脂とケイ素含有フィラーとを含有し、
前記基材樹脂が、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、または、ポリエステル樹脂であり、
前記塗膜の表面の水接触角A1が70°以上、水滑落角B1が50°未満であることを特徴とするゴルフボール。 - 前記水接触角A1が75°以上である請求項1に記載のゴルフボール。
- 前記水滑落角B1が45°以下である請求項1または2に記載のゴルフボール。
- ゴルフボール本体と、前記ゴルフボール本体を被覆する塗膜とを有し、
前記塗膜が、基材樹脂とケイ素含有フィラーとを含有し、
前記基材樹脂が、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、または、ポリエステル樹脂であり、
前記ゴルフボール本体の表面を構成する組成物から形成されたスラブと、前記スラブ上に前記塗膜を構成する塗料を塗布することで形成された塗工膜とからなるシートを作製した場合、
前記シートの塗工膜表面の水接触角A2が90°以上、水滑落角B2が52°未満であることを特徴とするゴルフボール。 - 前記水接触角A2が95°以上である請求項4に記載のゴルフボール。
- 前記水滑落角B2が45°以下である請求項4または5に記載のゴルフボール。
- 前記塗膜が30mgfの力で押されたときの押込み深さが、300nm以上4,000nm以下である請求項1~6のいずれか一項に記載のゴルフボール。
- 前記ケイ素含有フィラーが、多孔質フィラーであり、嵩密度が0.2g/cm 3 ~1.0g/cm 3 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。
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