JP7212692B2 - 軟性カバーを有するゴルフボールのためのグラフェンコア - Google Patents

軟性カバーを有するゴルフボールのためのグラフェンコア Download PDF

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Description

本発明は、概略として、ゴルフボールの層におけるグラフェンの使用、より具体的には、グラフェンコア及び軟性カバーを有するゴルフボールに関する。
剥離グラファイト（剥離グラファイトの個々のシートはグラフェン又はグラフェンナノプレートレットとしても知られている）を合成する通常のプロセスは、硝酸及び／又は硫酸などの酸とグラファイトを反応させることに続いて、熱処理及び化学的還元を含む。剥離グラファイトは、ＳＰ２－混成軌道カーボン製の二次元平面状シートである。グラフェンのシート（還元された剥離グラファイトの個々のシート）は、通常、数ナノメートルの厚さ及び数ミクロンの幅（＞１０００のアスペクト比）である。それらの高い引張強度（ポリマーに対するＭＰａと比較してＧＰａにおける引張強度）で結合されたグラフェンのこの高いアスペクト比は、非常に高い張力及び屈曲の特性を有するポリマー複合材料をもたらし得る。グラフェンの異常に高い熱伝導率（通常の熱可塑性ポリマーに対する＜１Ｗ／ｍｋと比べて～３０００Ｗ／ｍｋ）は、熱伝導性複合材料の作製に利用可能である。熱硬化型エラストマー製品に対して、この高い熱伝導率は、より高い生産量をもたらし得る、より短くより均一な硬化周期を意味し得る。
剥離グラファイト（グラフェンとも呼ばれる）ベースの複合体の種々の例が、文献で分かるはずである。Ｗａｎｇ他は、電磁放射線障害（ＥＭＩ）遮蔽用途のための膨張グラファイトポリエチレン複合体を説明している。
米国特許第４９４６８９２号では、高熱（２００Ｃ）及び圧力（８０ｋＰａ）下でグラファイトをポリイミド樹脂とともに圧縮成形することによる剥離グラフェンベースの複合体の合成を説明している。
塩山氏は、剥離グラファイト存在下のスチレン及びイソプレンのその場重合によるポリイソプレン及びポリスチレンベースの複合材料の合成を説明している。
米国特許第５７７６３７２号では、膨張グラファイトと、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン及びフェノール樹脂などの種々のポリマーとで作製される導電性ナノ複合体を説明している。Ｐａｎ他は、膨張グラファイト存在下のε－カプロラクタムの重合によるナイロン－６膨張グラファイトナノ複合体の合成を説明している。
Ｃｈｅｎ他は、導電性ナノ複合体を取得する、膨張グラファイト存在下のメタクリル酸メチルの原位置での重合を説明している。
Ｘｉａｏ他は、剥離グラフェン存在下のスチレンのその場重合による熱安定性が向上した剥離グラファイト複合体の作製について説明している。
従来技術では、この課題の認識すらできていない。
本発明の主目的は、ボールのインパクト強度を向上させ、軟性カバーを有するように、コアにおけるグラフェンの組込みによってゴルフボールのコアの耐久性を向上させることである。この利点は、シングルピースコア、又は内側コアよりも堅固な外側コアを有する二重コアのいずれかのボールに見られ得る。グラフェンを使用することによるコアの向上した耐久性により、高速試験装置の繰返しインパクトに対して又は通常のプレーにおけるゴルフクラブによって故障するまでの平均時間（ＭＴＴＦ）がより長くなり得る。
他の目的は、経時的に圧縮値及びＣＯＲのより良好な保持のために、コアにおけるグラフェンの組込みによって劣化特性を改善させることである。
本発明の一態様は、内側コアと、外側コアと、カバー層とを備えるゴルフボールである。カバー層は外側コアの上に配置され、カバー層は、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。内側コア及び外側コアを備えるコアは、４０～５５の範囲の圧縮値（compression）を有する。ゴルフボールは、少なくとも１．６８インチの直径、４５．９３グラム未満の質量及び少なくとも０．７９０のＣＯＲを有する。
より好ましい実施形態では、外側コアは、外側コアの０．４～２．５重量パーセントの範囲のグラフェン材料を含む。さらにより好ましい実施形態では、グラフェン材料は、外側コアの０．６～１．５重量パーセントの範囲で含まれている。
本発明の他の態様は、内側コアと、外側コアと、カバー層とを備えるゴルフボールである。内側コアは、ポリブタジエン材料を含む。外側コアは外側コアの０．１～５．０重量パーセントの範囲の量でポリブタジエン材料及びグラフェン材料を含み、外側コアは８０ＭＰａ～９５ＭＰａの範囲の曲げ弾性率を有する。カバー層は、外側コアの上に配置される。カバー層は、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチを含む。二重コアは内側コア及び外側コアを備え、４０～５５の範囲の圧縮値を有する。ゴルフボールは、少なくとも１．６８インチの直径、４５．９３グラム未満の質量及び少なくとも０．７９０のＣＯＲを有する。
本発明のさらに他の態様は、内側コア及び外側コアで構成される二重コアと、カバー層とを備えるゴルフボールである。内側コアは、内側コアの０．１～５．０重量パーセントの範囲の量でポリブタジエン及びグラフェン材料を含む。外側コアは、外側コアの０．１～５．０重量パーセントの範囲の量でポリブタジエン及びグラフェン材料を含む。外側コアは、８０ＭＰａ～９５ＭＰａの範囲の曲げ弾性率を有する。カバー層は、外側コアの上に配置される。カバー層は、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチを含む。カバー層は、０．０２５インチ～０．０５５インチの範囲の厚さを有する。二重コアは、４０～５５の範囲の圧縮値を有する。
本発明のさらに他の態様は、内側コア及び外側コアで構成される二重コアと、マントル層と、カバー層とを備えるゴルフボールである。内側コアは、内側コアの０．１～５．０重量パーセントの範囲の量でポリブタジエン及びグラフェン材料を含む。外側コアは、外側コアの０．１～５．０重量パーセントの範囲の量でポリブタジエン及びグラフェン材料を含む。外側コアは、８０ＭＰａ～９５ＭＰａの範囲の曲げ弾性率を有する。カバー層は、マントル層の上に配置される。カバー層は、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチを含む。カバー層は、０．０２５インチ～０．０５５インチの範囲の厚さを有する。カバー層は、３５～６０の範囲のショアＤ硬度を有する。二重コアは、４０～５５の範囲の圧縮値を有する。
図１は、ゴルフボールの分解部分破断図である。 図２は、ゴルフボールの分解部分図である。 図３は、ゴルフボールの分解部分破断図である。図４は、ゴルフボールの上斜視図である。 図５は、ゴルフボールのコア構成要素の断面図である。図６は、ゴルフボールのコア構成要素及びマントル構成要素の断面図である。図７は、ゴルフボールの内側コア層、外側コア層、内側マントル層、外側マントル層及びカバー層の断面図である。 図７Ａは、ゴルフボールの内側コア層、中間コア層、外側コア層、マントル層及びカバー層の断面図である。 図８は、負荷１００キログラム下の内側コア層の断面図である。図９は、負荷１００キログラム下のコアの断面図である。 図１０は、ゴルフボールのコア構成要素及びマントル構成要素の断面図である。 図１１は、ゴルフボールのコア構成要素、マントル構成要素及びカバー層の断面図である。 図１２は、４ピースゴルフボールの分解部分破断図である。 図１３は、３ピースゴルフボールの分解部分破断図である。 図１４は、２ピースゴルフボールの分解部分破断図である。 図１５は、２ピースゴルフボールの断面図である。 図１６は、３ピースゴルフボールの断面図である。図１７は、３ピースゴルフボールの分解部分破断図である。 図１８は、二重コア及びカバーによる３ピースゴルフボールの断面図である。図１９は、コア、マントル及びカバーによる３ピースゴルフボールの断面図である。 図２０は、二重コア、マントル層及びカバーによる４ピースゴルフボールの断面図である。図２１は、コア、二重マントル層及びカバーによる４ピースゴルフボールの断面図である。 図２２は、ＰＴＭを１７５ｆｐｓで使用する外側コアの耐久性試験のグラフである。 図２３は、ＰＴＭを１７５ｆｐｓで使用する二重コアの耐久性試験のグラフである。 図２４は、ＰＴＭを１７５ｆｐｓで使用する二重コアの耐久性試験のグラフである。 図２５は、ＰＴＭを１７５ｆｐｓで使用する二重コアの耐久性試験のグラフである。 図２６は、グラフェンの表示である。 図２７は、ＰＴＭを１７５ｆｐｓで使用する二重コアの耐久性試験のグラフである。 図２８は、グラフェンの耐久性プロット（ＭＴＴＦ）対平均表面積である。 図２９は、硬化時間の関数としての、二重コアの外側コアの温度のフラフである。
本発明を実施するためのベストモード
本発明の目的の１つは、コアのいずれかにおけるグラフェンの組込みによってゴルフボールコアの耐久性と、ボールのインパクト強度とを向上させることである。この利点は、低圧縮シングルピースコアを有するように設計されたボール又は内側コアよりも堅固な外側コアを有する二重コアを有するように設計されたボールのいずれかに見られる。グラフェンを使用することによるコア又はマントル組成物の向上した耐久性により、高速試験装置の繰返しインパクトに対して又は通常のプレーにおけるゴルフクラブによって故障するまでの平均時間（ＭＴＴＦ）がより長くなり得る。
本発明の他の目的は、経時的に圧縮値及びＣＯＲのより良好な保持のために、コア又はマントル層のいずれかにおけるグラフェンの組込みにより劣化特性を改善させることである。
好ましい実施形態では、ゴルフボールは、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成されるカバー層を有するコアを備える。代替的実施形態では、カバー層１６は、３０～４０重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、３５～４５重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～３０重量％の第１のアイオノマー、１０～３０重量％の第２のアイオノマー、１０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～９０重量％の第１のアイオノマー、０～３０重量％の第２のアイオノマー、０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。
好ましいＨＮＰは、ＤｕＰｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌで入手可能なＨＰＦ２０００である。他の好ましいＨＮＰは、これもＤｕＰｏｎｔで入手可能なＨＰＦ１０００である。さらに他の代替的ＨＮＰは、これもＤｕＰｏｎｔで入手可能なＡＤ１０３５である。さらに他の代替的ＨＮＰは、これもＤｕＰｏｎｔで入手可能なＡＤ１１７２である。
好ましいアイオノマー材料は、ＤｕＰｏｎｔで入手可能なＳＵＲＬＹＮ（登録商標）９１５０である。ＳＵＲＬＹＮ９１５０は、亜鉛イオンによる酸性基の部分中和を有するエチレン／メタクリル酸コポリマーである。他の好ましいアイオノマー材料は、これもＤｕＰｏｎｔで入手可能なＳＵＲＬＹＮ（登録商標）８１５０である。ＳＵＲＬＹＮ８１５０は、ナトリウムイオンによる酸性基の部分中和を有するエチレン／メタクリル酸コポリマーである。さらに他の好ましいアイオノマー材料は、これもＤｕＰｏｎｔで入手可能なＳＵＲＬＹＮ（登録商標）ＡＤ１０２２である。
代替的なアイオノマー材料は、ＤｕＰｏｎｔで入手可能なＳＵＲＬＹＮ（登録商標）９９４５である。代替的なアイオノマー材料は、ＤｕＰｏｎｔで入手可能なＳＵＲＬＹＮ（登録商標）８９４５である。
衝撃改良剤は、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレンポリマー（ＡＢＳ）、メチルメタクリレート－ブタジエン－スチレンポリマー（ＭＢＳ）のポリ（塩化ビニル）に対する衝撃特性改良剤、及びポリカーボネートに対するアクリル／メタクリルコア－シェル改良剤のうちの少なくとも１つである。
ポリブタジエンベースのコアは、以下の材料を使用して作製された。（重量％による）対応するレベルを各材料の隣に言及しており、６０％より多くの１，４－シス体によるポリブタジエン（４０～９０％）と、ポリイソプレン（１～３０％）と、亜鉛ジアクリレート（１０～５０％）と、亜鉛酸化物（１～３０％）と、亜鉛ステアレート（１～２０％）と、過酸化物開始剤（０．１～１０％）と、亜鉛ペンタクロロチオフェノール（０～１０％）と、カラー（０～１０％）と、バリウムサルフェート（０～２０％）と、Ｃｈｅａｐ Ｔｕｂｅｓ Ｉｎｃ．、Ａｄ－Ｎａｎｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ、ＭＫｎａｎｏ、ＸＧ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｉｎｃ．、Ａｎｇｓｔｒｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．などの各社供給元で入手可能なグラフェンＡ（０．０１～６％）（グラフェンＡは１５～５０ｍ２／ｇの平均表面積を有し得る）と、Ｃｈｅａｐ Ｔｕｂｅｓ Ｉｎｃ．、Ａｄ－Ｎａｎｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ、ＭＫｎａｎｏ、ＸＧ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｉｎｃ．、Ａｎｇｓｔｒｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．などの各社供給元で入手可能なグラフェンＢ（０．０１～６％）（グラフェンＢは３００～４００ｍ２／ｇの平均表面積を有し得る）と、Ｃｈｅａｐ Ｔｕｂｅｓ Ｉｎｃ．、Ａｄ－Ｎａｎｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ、ＭＫｎａｎｏ、ＸＧ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｉｎｃ．、Ａｎｇｓｔｒｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．などの各社供給元で入手可能なグラフェンＣ（０．０１～６％）（グラフェンＣはグラフェンＡ又はグラフェンＢのいずれかよりも高い表面平均値を有し、グラフェンＣは４００～８００ｍ２／ｇの平均表面積を有し得る）と、グラフェンマスターバッチ（０．１～５０％）（９０～９９％のポリブタジエン又はポリイソプレンのマスターバッチ及び１～１０％のグラフェン）とにおいて、Ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ Ｃｏｒｐ、Ｄｙｎａ－Ｍｉｘ、Ａｌｔｔｒａｎ、Ｃａｌｌａｗａｙなどの各社供給元によりカスタム合成（社内合成）が行われ得る。
４つの異なるシングルコア（配合１～４）は、表１のレシピで示すように作製された。コントロール群（配合１）にはグラフェンはなかった。
表１．固体コア（グラフェン）のレシピ
Figure 0007212692000001
圧縮値は、コアに２００ポンドの負荷を印加し、その偏差をインチで測定することによって測定される。圧縮値＝１８０－（偏差＊１０００）。
固体コアの耐久性試験
コアは、空気圧試験機（ＰＴＭ）において１５０ｆｐｓでショットされた。
表１に示す各配合に対して、１２個のコアを試験した。各コアがその後破裂したショット数を各コアに対して記録し、破裂したコアを残りの試験から除去した。データはワイブルプロットを使用して報告され、故障するまでの平均時間は図２２で示すように報告された。図２２において分かるように、グラフェン変性コアは、グラフェンなしのコアと比較して故障するまでにより多くのショットに耐えた。これはこの設計のシングルピースコアを有するゴルフボールの耐久性が、このコアの向上に基づく破裂耐久性の劇的な増加も経験することになると仮定するのが妥当である。
この研究では、グラフェンＡを二重コア構造体の外側コアに導入した。二重コアは、約０．９４０”の直径を有する成形済みの内側コア周囲の外側コア２分割部を圧縮成形し、２００ｌｂの負荷による偏差の約０．２００インチの軽圧縮によって作製された。内側及び外側コアの硬化を１～３０分間の範囲の時間にわたって１５０～４００°Ｆの範囲の温度で行った。成形後、二重コアを、試験前に約１．５５４”まで球状に粉砕した。
表２及び３は、内側及び外側コアのレシピの詳細を与える。これらのレシピによる成分を内部ミキサにおいて混合した。選択的に、追加的混合を２本ロールミルを用いて行った。
外側コアの圧縮値は、まず完全サイズのコアを個別に作製し、その圧縮値を測定してから、二重コアを完成させるように内側コアの周囲に２分割部を成形することによって測定される。
圧縮差分は、（独立的に成形されるような）外側コアの圧縮値と内側コアの圧縮値との間の差を説明する。より高い圧縮差分は、インパクトによる破裂の耐久性に影響をより受けやすい。
表２．内側コアレシピ
Figure 0007212692000002
表３．二重コアの外側コアレシピ
Figure 0007212692000003
圧縮値は、コアに２００ポンドの負荷を印加し、その偏差をインチで測定することによって測定される。圧縮値＝１８０－（偏差＊１０００）。
二重コアの耐久性試験
コアは、空気圧試験機（ＰＴＭ）において１７５ｆｐｓでショットされた。
表３に示す各配合に対して、１２個のコアを試験した。各コアがその後破裂したショット数を各コアに対して記録し、破裂したコアを残りの試験から除去した。データはワイブルプロットを使用して報告され、故障するまでの平均時間は図２３で示すように報告された。図２３において分かるように、グラフェン変性コアは、グラフェンなしのコアと比較して故障するまでにより多くのショットに耐えた。これはこの設計の二重コアを有するゴルフボールの耐久性が、この二重コアの向上に基づく破裂耐久性の劇的な増加も経験することになると仮定するのが妥当である。
外側コアにのみグラフェンＣを有する二重コア
この研究では、グラフェンＣ（０．０１～６％、Ｃｈｅａｐ Ｔｕｂｅｓ Ｉｎｃ．、Ａｄ－Ｎａｎｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ、ＭＫｎａｎｏ、ＸＧ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｉｎｃ．、Ａｎｇｓｔｒｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．などの各社供給元で入手可能であり、４００～８００ｍ２／ｇの平均表面積を有する）を二重コア構造体の外側コアに導入した。二重コアは、約０．９４０”の直径を有する成形済みの内側コア周囲の外側コア２分割部を圧縮成形し、２００ｌｂの負荷による偏差の約０．２００インチの軽圧縮によって作製された。内側及び外側コアの硬化を１～３０分間の範囲の時間にわたって１５０～４００Ｆの範囲の温度で行った。成形後、二重コアを、試験前に約１．５５４”まで球状に粉砕した。
表４及び５は、内側及び外側コアのレシピの詳細を与える。これらのレシピによる成分を内部ミキサにおいて混合した。選択的に、追加的混合を２本ロールミルを用いて行った。
外側コアの圧縮値は、まず完全サイズのコアを個別に作製し、その圧縮値を測定してから、二重コアを完成させるように内側コアの周囲に２分割部を成形することによって測定された。圧縮差分は、（独立的に成形されるような）外側コアの圧縮値と内側コアの圧縮値との間の差を説明する。より高い圧縮差分は、インパクトによる破裂の耐久性に影響をより受けやすい。
表４．内側コアのレシピ
Figure 0007212692000004
表５．二重コアの外側レシピ
Figure 0007212692000005
圧縮値は、コアに２００ポンドの負荷を印加し、その偏差をインチで測定することによって測定される。圧縮値＝１８０－（偏差＊１０００）。
コアは、空気圧試験機（ＰＴＭ）において１７５ｆｐｓでショットされた。
表５に示す各配合に対して、１２個のコアを試験した。各コアがその後破裂したショット数を各コアに対して記録し、破裂したコアを残りの試験から除去した。データはワイブルプロットを使用して報告され、故障するまでの平均時間は図２４で示すように報告された。試験を１００回のショット後に停止した。図２４に示すように、グラフェン変性コアは、グラフェンなしのコアと比較して故障するまでにより多くのショットに耐えた。これはこの設計の二重コアを有するゴルフボールの耐久性が、この二重コアの向上に基づく破裂耐久性の劇的な増加も経験することになると仮定するのが妥当である。内側コアにおけるグラフェンの添加がゴルフボール全体に耐久性の増強をもたらし得ると仮定するのは妥当であるが、この研究は外側コアにのみ注目した。
内側コア及び外側コアにグラフェンＡを有する二重コア
この研究では、グラフェンＡを二重コア構造体の内側及び外側コアに導入した。表６は、これらの二重コアの内側及び外側コアのレシピの詳細を与える。これらのレシピによる成分を内部ミキサにおいて混合した。選択的に、追加的混合を２本ロールミルを用いて行った。二重コアは、約０．９４０”の直径を有する成形済みの内側コア周囲の外側コア２分割部を圧縮成形し、２００ｌｂの負荷による偏差の約０．２００インチの軽圧縮によって作製された。内側及び外側コアの硬化を１～３０分間の範囲の時間にわたって１５０～４００Ｆの範囲の温度で行った。成形後、二重コアを、試験前に約１．５５４”まで球状に粉砕した。
外側コアの圧縮値は、まず完全サイズのコアを個別に作製し、その圧縮値を測定してから、二重コアを完成させるように内側コアの周囲に２分割部を成形することによって測定された。
表６．内側コア及び外側コアにグラフェンＡを有する二重コアのレシピ
Figure 0007212692000006
圧縮値は、コアに２００ポンドの負荷を印加し、その偏差をインチで測定することによって測定される。圧縮値＝１８０－（偏差＊１０００）。
表６に示す各配合に対して、１２個のコアを試験した。各コアがその後破裂したショット数を各コアに対して記録し、破裂したコアを残りの試験から除去した。データはワイブルプロットを使用して報告され、故障するまでの平均時間は図２５で示すように報告された。図２５において分かるように、グラフェン変性コアは、グラフェンなしのコアと比較して故障するまでにより多くのショットに耐えた。最良の耐久性は、内側及び外側コアにグラフェンを有するボールに見られた。これはこの設計の二重コアを有するゴルフボールの耐久性が、この二重コアへの向上に基づく破裂耐久性の劇的な増加も経験することになると仮定するのが妥当である。内側コアにおけるグラフェンの添加がゴルフボール全体に耐久性の増強をもたらし得ると仮定するのは妥当であるが、この研究は外側コアにのみ注目した。
外側コアにのみグラフェンＢを有する二重コア
この研究では、グラフェンＢを二重コア構造体の外側コアに導入した。二重コアは、約０．９４０”の直径を有する成形済みの内側コア周囲の外側コア２分割部を圧縮成形し、２００ｌｂの負荷による偏差の約０．２００インチの軽圧縮によって作製された。内側及び外側コアの硬化を１～３０分間の範囲の時間にわたって１５０～４００Ｆの範囲の温度で行った。成形後、二重コアを、試験前に約１．５５４”まで球状に粉砕した。
表７及び８は、内側及び外側コアのレシピの詳細を与える。これらのレシピによる成分を内部ミキサにおいて混合した。選択的に、追加的混合を２本ロールミルを用いて行った。
外側コアの圧縮値は、まず完全サイズのコアを個別に作製し、その圧縮値を測定してから、二重コアを完成させるように内側コアの周囲に２分割部を成形することによって測定された。圧縮差分は、（独立的に成形されるような）外側コアの圧縮値と内側コアの圧縮値との間の差を示す。より高い圧縮差分は、インパクトによる破裂耐久性に影響をより受けやすい。
表７．内側コアのレシピ
Figure 0007212692000007
表８．二重コアの外側コアのレシピ
Figure 0007212692000008
配合１７の圧縮値は６４．３であり、配合１８の圧縮値は６８．０であり、配合１９の圧縮値は６７．１である。内側コア及び外側コアから構築された二重コアの圧縮値は、配合１７に対して４２．１、配合１８に対して４５．８及び配合１９に対して４８．７である。圧縮値は、コアに２００ポンドの負荷を印加し、その偏差をインチで測定することによって測定される。圧縮値＝１８０－（偏差＊１０００）。
コアは、空気圧試験機（ＰＴＭ）において１７５ｆｐｓでショットされた。表８に示す各配合に対して、１２個のコアを試験した。各コアがその後破裂したショット数を各コアに対して記録し、破裂したコアを残りの試験から除去した。データはワイブルプロットを使用して報告され、故障するまでの平均時間は図２７で示すように報告された。試験を１００回のショット後に停止した。図２７において分かるように、グラフェン変性コアは、グラフェンなしのコアと比較して故障するまでにより多くのショットに耐えた。これはこの設計の二重コアを有するゴルフボールの耐久性が、この二重コアの向上に基づく破裂耐久性の劇的な増加も経験することになると仮定するのが妥当である。内側コアにおけるグラフェンの添加がゴルフボール全体に耐久性の増強をもたらし得ると仮定するのは妥当であるが、この研究は外側コアにのみ注目した。
図２８において分かるように、グラフェンナノプレートレットの平均表面積が増加するにつれて、故障するまでの平均時間（ＭＴＴＦ）又は耐久性が増加する。同じ濃度のグラフェンに対して、より高い平均表面積を有するナノプレートレットは、通常の耐久性試験においてより長く持ちこたえる。
グラフェンが所与のラバーコアを硬化するのに要する時間の短縮に役立つかを試験するために、温度／時間実験を行った。制御コアがグラフェンを有していないのに対して、変性コアは外側コアにグラフェンを１．６％含んでいた。内側コアは、グラフェンを有していなかった。二重コアの外側コアに熱電対を取り付けた。外側コアの温度を、二重コアを硬化しつつ記録した。二重コアの外側コア内部の温度を、図２９に示すように時間の関数として記録した。図２９において分かるように、グラフェンを含むコアは、グラフェンを含んでいないコアよりも早急に最大温度に到達する。これは、グラフェンを有していないコアよりも高速に外側コアをより高い温度に到達させるグラフェンのより高い熱伝導率に起因し得る。
この処理の新規性は以下のとおりである。高い圧縮差分を有する二重コアの耐久性が、内側及び外側コアにおけるグラフェンの組込みによって大幅に増強される。内側及び外側コアへのグラフェンの補強は、高速でクラブが打撃された場合にコアが体験する高い応力への抵抗に役立つ。コアのレシピへのグラフェンの添加は、非常に簡便であり、２本ロールミルによる処理中のポリブタジエン混合物に分散可能である。グラフェンの高い熱伝導率に起因して、コアの全体の熱伝導率が、グラフェンの組込みによって増加され得る。グラフェンのより高い熱伝導率がコアを補強することで、硬化周期はより短縮化可能である。より短縮した硬化周期によって、生産の高い出力がもたらされ得る。選択的に、グラフェンは、ポリブタジエン又はポリイソプレンにおけるマスターバッチとして導入されて、ポリブタジエンゴムへのその分散をより一層容易にし、かつ無塵にすることが可能である。
我々の実験が示したように、内側及び外側コアのレシピへのグラフェンの組込みは、外側コアの強度を補強し、外側コアが軟性の内側コアよりも一層堅固である場合には、破裂耐久性の故障に影響をより受けやすい二重コアゴルフボールの設計においてより優れた破裂耐久性の保護をもたらす。
一般的に、これは、内側コアが外側コアよりも軟性である場合に適用可能である。より具体的には、内側コアが２００ｌｂの負荷による０．２００”よりも大きな偏差を有する場合には、二重コアの圧縮値は４０以上である。
これは、ボールが厚さ０．０５０”未満の、又はより具体的には０．０４０”未満、この研究では０．０３６”をターゲットとした単一のマントル層を有する４ピース構造体である場合に特に重要である。
図３～７は、内側コア１２ａと、外側コア１２ｂと、内側マントル１４ａと、外側マントル１４ｂと、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成されたカバー層１６とを備える５ピースゴルフボール１０を示す。代替的実施形態では、カバー層１６は、３０～４０重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、３５～４５重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～３０重量％の第１のアイオノマー、１０～３０重量％の第２のアイオノマー、１０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～９０重量％の第１のアイオノマー、０～３０重量％の第２のアイオノマー、０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。内側コア１２ａは、０．４～２．５重量パーセントのグラフェンを含有するポリブタジエン混合物を含む。
図７Ａは、内側コア１２ａと、中間コア１２ｂと、外側コア１２ｃと、マントル１４と、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成されたカバー層１６とを備える５ピースゴルフボール１０を示す。代替的実施形態では、カバー層１６は、３０～４０重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、３５～４５重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～３０重量％の第１のアイオノマー、１０～３０重量％の第２のアイオノマー、１０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～９０重量％の第１のアイオノマー、０～３０重量％の第２のアイオノマー、０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。中間コア１２ｂは、０．４～２．５重量パーセントのグラフェンを含有するポリブタジエン混合物を含む。
図１０及び１１は、内側コア１２ａと、中間コア１２ｂと、外側コア１２ｃと、内側マントル１４ａと、外側マントル１４ｂと、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成されたカバー層１６とを備える６ピースゴルフボール１０を示す。代替的実施形態では、カバー層１６は、３０～４０重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、３５～４５重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～３０重量％の第１のアイオノマー、１０～３０重量％の第２のアイオノマー、１０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～９０重量％の第１のアイオノマー、０～３０重量％の第２のアイオノマー、０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。内側コア１２ａは、０．４～２．５重量パーセントのグラフェンを含有するポリブタジエン混合物を含む。
図１２は、二重コアと、境界層と、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成されたカバー層とを備える４ピースゴルフボールを示す。代替的実施形態では、カバー層は、３０～４０重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、３５～４５重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～３０重量％の第１のアイオノマー、１０～３０重量％の第２のアイオノマー、１０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～９０重量％の第１のアイオノマー、０～３０重量％の第２のアイオノマー、０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。外側コアは、０．４～２．５重量パーセントのグラフェンを含有するポリブタジエン混合物を含む。
図１３は、コアと、境界層と、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成されたカバー層とを備える３ピースゴルフボールを示す。代替的実施形態では、カバー層は、３０～４０重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、３５～４５重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～３０重量％の第１のアイオノマー、１０～３０重量％の第２のアイオノマー、１０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～９０重量％の第１のアイオノマー、０～３０重量％の第２のアイオノマー、０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。コアは、０．４～２．５重量パーセントのグラフェンを含有するポリブタジエン混合物を含む。
図１４及び１５は、コア２５と、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成されたカバー層３０とを備える２ピースゴルフボール２０を示す。代替的実施形態では、カバー層３０は、３０～４０重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、３５～４５重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～３０重量％の第１のアイオノマー、１０～３０重量％の第２のアイオノマー、１０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～９０重量％の第１のアイオノマー、０～３０重量％の第２のアイオノマー、０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。コアは、０．４～２．５重量パーセントのグラフェンを含有するポリブタジエン混合物を含む。
図１６及び１７は、コア１０と、マントル層１４と、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成され、ディンプル１８を有するカバー層１６とを備える３ピースゴルフボール５を示し、コアは０．４～２．５重量パーセントのグラフェンを含む。代替的実施形態では、カバー層１６は、３０～４０重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、３５～４５重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～３０重量％の第１のアイオノマー、１０～３０重量％の第２のアイオノマー、１０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～９０重量％の第１のアイオノマー、０～３０重量％の第２のアイオノマー、０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。
図１８は、内側コア３０と、外側コア３２と、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成されたカバー層３４とを備える二重コアの３ピースゴルフボール３５を示し、コアは０．４～２．５重量パーセントのグラフェンを含む。代替的実施形態では、カバー層３４は、３０～４０重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、３５～４５重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～３０重量％の第１のアイオノマー、１０～３０重量％の第２のアイオノマー、１０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～９０重量％の第１のアイオノマー、０～３０重量％の第２のアイオノマー、０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。
図１９は、コア４０と、マントル層４２と、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成されたカバー層４４とを備える３ピースゴルフボール４５を示し、コアは０．４～２．５重量パーセントのグラフェンを含む。代替的実施形態では、カバー層４４は、３０～４０重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、３５～４５重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～３０重量％の第１のアイオノマー、１０～３０重量％の第２のアイオノマー、１０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～９０重量％の第１のアイオノマー、０～３０重量％の第２のアイオノマー、０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。
図２０は、内側コア５０と、外側コア５２と、マントル層５４と、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成されたカバー層５６とを備える二重コアの４ピースゴルフボール５５を示し、コアは０．４～２．５重量パーセントのグラフェンを含む。代替的実施形態では、カバー層５６は、３０～４０重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、３５～４５重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～３０重量％の第１のアイオノマー、１０～３０重量％の第２のアイオノマー、１０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～９０重量％の第１のアイオノマー、０～３０重量％の第２のアイオノマー、０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。
図２１は、コア６０と、内側コア６２と、外側マントル６４と、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成されたカバー層６６とを備える４ピースゴルフボール６５を示し、コアは０．４～２．５重量パーセントのグラフェンを含む。代替的実施形態では、カバー層６６は、３０～４０重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、３５～４５重量％の高中和ポリマー（「ＨＮＰ」）、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び５～１５重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～３０重量％の第１のアイオノマー、１０～３０重量％の第２のアイオノマー、１０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。さらに他の代替的実施形態では、カバー層は、１０～３０重量％の高中和ポリマー、１０～９０重量％の第１のアイオノマー、０～３０重量％の第２のアイオノマー、０～３０重量％の第３のアイオノマー、１５～３０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成される。
任意選択的なマントル構成要素は、好ましくは、内側マントル層及び外側マントル層で構成される。マントル構成要素は、好ましくは、０．０５インチ～０．１５インチ、より好ましくは０．０６インチ～０．０８インチの範囲の厚さを有する。外側マントル層は、好ましくは、アイオノマー材料のブレンドで構成される。好ましい一実施形態は、ＳＵＲＬＹＮ９１５０材料、ＳＵＲＬＹＮ８９４０材料、ＳＵＲＬＹＮ ＡＤ１０２２材料及びマスターバッチを含む。ＳＵＲＬＹＮ９１５０材料は、好ましくは、カバーの２０～４５重量パーセント、より好ましくは３０～４０重量パーセントの範囲の量で存在する。ＳＵＲＬＹＮ８９４５は、好ましくは、カバーの１５～３５重量パーセント、より好ましくは２０～３０重量パーセントの範囲に及び、最も好ましくは２６重量パーセントの量で存在する。ＳＵＲＬＹＮ９９４５は、好ましくは、カバーの３０～５０重量パーセント、より好ましくは３５～４５重量パーセントの範囲に及び、最も好ましくは４１重量パーセントの量で存在する。ＳＵＲＬＹＮ８９４０は、好ましくは、カバーの５～１５重量パーセント、より好ましくは７～１２重量パーセントの範囲に及び、最も好ましくは１０重量パーセントの量で存在する。
ＤｕＰｏｎｔによるＳＵＲＬＹＮ８３２０は、ナトリウムイオンによる酸性基の部分中和を有する超低弾性率のエチレン／メタクリル酸コポリマーである。これもＤｕＰｏｎｔによるＳＵＲＬＹＮ８９４５は、ナトリウムイオンによる酸性基の部分中和を有する高酸性のエチレン／メタクリル酸コポリマーである。これもＤｕＰｏｎｔによるＳＵＲＬＹＮ９９４５は、亜鉛イオンによる酸性基の部分中和を有する高酸性のエチレン／メタクリル酸コポリマーである。これもＤｕＰｏｎｔによるＳＵＲＬＹＮ８９４０は、ナトリウムイオンによる酸性基の部分中和を有するエチレン／メタクリル酸コポリマーである。
内側マントルを有する実施形態は、好ましくは、ターポリマーと、ナトリウム、亜鉛、マグネシウム又は他の金属イオンで中和された少なくとも２つの高酸性（１８重量パーセントより多くの）アイオノマーとを含む好ましくはアイオノマーのブレンドで構成される内側マントル層を有する。内側マントル層のための材料は、好ましくは、３５～７７、より好ましくは３６～４４の範囲に及び、最も好ましくは約４０のショアＤプラーク硬度を有する。外側マントル層の厚さは、好ましくは、０．０２５インチ～０．０５０インチの範囲に及び、より好ましくは約０．０３７インチである。二重コア及び内側マントル層を含むインサートの質量は、３２グラム～４０グラム、より好ましくは３４～３８グラムの範囲に及び、最も好ましくは約３６グラムである。内側マントル層は、代替的に、ＤｕＰｏｎｔで入手可能なＨＰＦ材料で構成される。
外側マントルを有する実施形態は、好ましくは、ナトリウム、亜鉛又は他の金属イオンで中和された少なくとも２つの高酸性（１８重量パーセントより多くの）アイオノマーを含む好ましくはアイオノマーのブレンドで構成される外側マントル層を有する。アイオノマーのブレンドはまた、好ましくは、マスターバッチも含む。外側マントル層の材料は、好ましくは、５５～７５、より好ましくは６５～７１の範囲に及び、最も好ましくは約６７のショアＤプラーク硬度を有する。外側マントル層の厚さは、好ましくは、０．０２５インチ～０．０４０インチの範囲に及び、より好ましくは約０．０３０インチである。コア、内側マントル層及び外側マントル層を含むインサート全体の質量は、３８グラム～４３グラム、より好ましくは３９～４１グラムの範囲に及び、最も好ましくは約４１グラムである。
代替的実施形態では、内側マントル層は、好ましくは、ナトリウム、亜鉛又は他の金属イオンで中和された少なくとも２つの高酸性（１８重量パーセントより多くの）アイオノマーを含む好ましくはアイオノマーのブレンドで構成される。アイオノマーのブレンドはまた、好ましくは、マスターバッチも含む。この実施形態では、内側マントル層の材料は、好ましくは、５５～７５、より好ましくは６５～７１の範囲に及び、最も好ましくは約６７のショアＤプラーク硬度を有する。外側マントル層の厚さは、０．０２５インチ～０．０４０インチの範囲に及び、より好ましくは約０．０３０インチである。この実施形態においても、外側マントル層１４ｂは、好ましくは、ターポリマーと、ナトリウム、亜鉛、マグネシウム又は他の金属イオンで中和された少なくとも２つの高酸性（１８重量パーセントより多くの）アイオノマーとを含むアイオノマーのブレンドで構成される。この実施形態では、外側マントル層１４ｂのための材料は、好ましくは、３５～７７、より好ましくは３６～４４の範囲に及び、最も好ましくは約４０のショアＤプラーク硬度を有する。外側マントル層の厚さは、好ましくは、０．０２５インチ～０．１００インチの範囲に、及びより好ましくは０．０７０インチ～０．０９０インチの範囲にある。
さらに他の実施形態では、内側マントル層は外側マントル層よりも厚く、外側マントル層は内側マントル層よりも硬く、内側マントル層は、好ましくは、ターポリマーと、ナトリウム、亜鉛、マグネシウム又は他の金属イオンで中和された少なくとも２つの高酸性（１８重量パーセントより多くの）アイオノマーとを含むアイオノマーのブレンドで構成される。この実施形態では、内側マントル層のための材料は、好ましくは、３０～７７、より好ましくは３０～５０の範囲に及び、最も好ましくは約４０のショアＤプラーク硬度を有する。この実施形態では、外側マントル層のための材料は、好ましくは、４０～７７、より好ましくは５０～７１の範囲に及び、最も好ましくは約６７のショアＤプラーク硬度を有する。この実施形態では、内側マントル層の厚さは、好ましくは、０．０３０インチ～０．０９０インチの範囲に及び、外側マントル層の厚さは０．０２５インチ～０．０７０インチの範囲にある。
好ましくは、内側コアは、０．７５インチ～１．２０インチ、より好ましくは０．８５インチ～１．０５インチの範囲に及び、最も好ましくは約０．９５インチの直径を有する。好ましくは、内側コア１２ａは、２０～５０、より好ましくは２５～４０の範囲に及び、最も好ましくは約３５のショアＤ硬度を有する。好ましくは、内側コアは、５グラム～１５グラム、７グラム～１０グラムの範囲に及び、最も好ましくは約８グラムの質量を有する。
好ましくは、外側コアは、１．２５インチ～１．５５インチ、より好ましくは１．４０インチ～１．５インチの範囲に及び、最も好ましくは約１．５インチの直径を有する。好ましくは、外側コアは、４０～６５、より好ましくは５０～６０の範囲に及び、最も好ましくは約５６のショアＤ表面硬度を有する。好ましくは、外側コアは、ポリブタジエンと、亜鉛ジアクリレートと、亜鉛酸化物と、亜鉛ステアレートと、ペプタイザーと、過酸化物とで形成される。好ましくは、結合された内側コア及び外側コアは、２５グラム～３５グラム、３０グラム～３４グラムの範囲に及び、最も好ましくは約３２グラムの質量を有する。
好ましくは、内側コアは２２０ポンドの負荷により少なくとも０．２３０インチの偏差を有し、コアは２００ポンドの負荷により少なくとも０．０８０インチの偏差を有する。図８及び９に示すように、内側コア及びコアの上に質量部５０が載荷される。図８及び９に示すように、質量部は、１００キログラム、約２２０ポンドである。１００キログラムの負荷により、内側コアは、好ましくは、０．２３０インチ～０．３００インチの偏差を有する。１００キログラムの負荷により、好ましくは、コアは０．０８インチ～０．１５０インチの偏差を有する。代替的に、負荷は２００ポンド（約９０キログラム）であり、コア１２の偏差は少なくとも０．０８０インチである。さらに、内側コアに対する開始負荷１０キログラムから終了負荷１３０キログラムの圧縮変形は、４ミリメートル～７ミリメートル、より好ましくは５ミリメートル～６．５ミリメートルの範囲にある。二重コアの偏差の差分は、より遠距離をもたらすようにティーの低いスピンオフ、及びアプローチショットに対する高いスピンを可能とする。
図７Ａに示すゴルフボールの代替的実施形態では、ゴルフボール１０は、内側コア１２ａと、中間コア１２ｂと、外側コア１２ｂと、マントル１４と、カバー１６とを備える。ゴルフボール１０は、好ましくは、少なくとも１．６８インチの直径と、４５グラム～４７グラムに範囲の質量と、少なくとも０．７９のＣＯＲと、１００キログラムの負荷による少なくとも０．０７ｍｍの変形とを有する。
好ましい実施形態では、ゴルフボールは、二重コアと、５～４５重量％の高中和ポリマー、５～４５重量％の第１のアイオノマー、５～４５重量％の第２のアイオノマー、５～４５重量％の第３のアイオノマー、１５～４０重量％の衝撃改良剤を含有する５～３０重量％のマスターバッチ及び１～１０重量％のカラーマスターバッチで構成されたカバー層とを備える。カバーは、好ましくは、３０～６０のショアＤ、より好ましくは４５～５５のショアＤの範囲の硬度を有する。内側コアは、好ましくは、１．１～１．５インチの範囲に及び、最も好ましくは１．２５インチの直径を有する。二重コア（内側コア及び外側コアを含む）は、好ましくは、１．５５インチ～１．６５インチ、最も好ましくは１．５９インチ～１．６インチの直径を有する。ゴルフボールは、好ましくは、少なくとも１．６８インチの直径を有する。ゴルフボールは、好ましくは、４５．９３グラム未満、好ましくは４５．０～４５．９３グラムの範囲の質量を有する。ゴルフボールは、好ましくは、少なくとも０．７９０のＣＯＲを有する。ゴルフボールは、好ましくは、０．１０～０．１３インチの範囲のＩＮＳＴＲＯＮ圧縮を有する。
ここで使用されるように、ゴルフボール層の「ショアＤ硬度」は、プラークではなく、ゴルフボール構成要素の曲面に対して測定が行われ得ることを除き、一般的には、ＡＳＴＭ Ｄ－２２４０タイプＤに従って測定される。ボールに対して測定されると、その測定値は、測定がボールに対して行われたことを示すことになる。ゴルフボール層の材料の硬度を参照する際に、測定は、ＡＳＴＭ Ｄ－２２４０に従ってプラークに対して行われることになる。またさらに、カバーのショアＤ硬度は、カバーがマントル及びコア上においてそのままの状態で測定される。ゴルフボールに対して硬度測定が行われた場合には、ショアＤ硬度は、好ましくは、カバーのランドエリアにおいて測定される。
ここで使用されるように、カバーの「ショアＡ硬度」は、プラークではなく、ゴルフボール構成要素の曲面に対して測定が行われ得ることを除き、一般的には、ＡＳＴＭ Ｄ－２２４０タイプＡに従って測定される。ボールに対して測定されると、その測定値は、測定がボールに対して行われたことを示すことになる。ゴルフボール層の材料の硬度を参照する際に、測定は、ＡＳＴＭ Ｄ－２２４０に従ってプラークに対して行われることになる。またさらに、カバーのショアＡ硬度は、カバーがマントル及びコア上においてそのままの状態で測定される。ゴルフボールに対して硬度測定が行われた場合には、ショアＡ硬度は、好ましくは、カバーのランドエリアにおいて測定される。
ゴルフボールの弾力性又は反発係数（ＣＯＲ）は定数「ｅ」であり、それはインパクト前のものに対する直接インパクト後の弾性球の相対速度の割合である。その結果、ＣＯＲ（「ｅ」）は０～１で変動可能であり、１は完全又は完璧な弾性衝突に相当し、０は完全又は完璧な非弾性衝突に相当する。
ＣＯＲは、クラブヘッド速度、クラブヘッド質量、ボール重量、ボールのサイズと密度、スピン速度、軌道角度及び表面構成、並びに環境条件（例えば、温度、湿度、大気圧、風など）などの追加的要因とともに、一般的には、ボールが打ち込まれた場合の飛距離を決定する。これに沿って、制御された環境条件下でのゴルフボールの飛距離は、クラブの速度及び質量と、ボールのサイズ、密度及び弾力性（ＣＯＲ）と、他の要因との関数である。クラブの初期速度、クラブの質量及びボールの出発角度は、本質的にはゴルファーが打撃することによってもたらされる。クラブヘッド速度、クラブヘッド質量、軌道角度及び環境条件はゴルフボール生産者による制御可能な決定因子ではなく、ボールのサイズ及び重量はＵ．Ｓ．Ｇ．Ａによって設定されるので、これらはゴルフボール製造者の間の関心事となる要因ではない。距離の向上に関して対象となる要因又は決定因子は、一般的に、ボールのＣＯＲ及び表面構成である。
反発係数は、内向速度に対する外向速度の割合である。本出願の例では、ゴルフボールの反発係数は、１２５＋／－５フィート毎秒（ｆｐｓ）の速度で、一般的に垂直で硬質な平坦ステンレスプレートに対して１２５ｆｐｓに補正されてボールを水平に前進させ、ボールの内向及び外向速度を電子的に測定することによって測定された。速度は１対の弾道スクリーンにより測定され、それは物体がそれを通過する場合のタイミングパルスを与える。スクリーンは、３６インチ離され、反跳壁から２５．２５インチ及び６１．２５インチに位置する。ボール速度は、反跳壁に向かうスクリーン１からスクリーン２のパルスを（３６インチにわたるボールの平均速度として）時間測定することによって測定され、その後出射速度が同じ距離にわたってスクリーン２からスクリーン１で時間測定された。反跳壁は、ボールがそれを発射した砲身部の縁から逸れるようにするためにわずかに下向きに跳ね返り可能となるように、垂直面から２°傾斜された。反跳壁は、固体鋼鉄である。
上述したように、内向速度は、１２５±５ｆｐｓであるが１２５ｆｐｓに補正されるべきである。ＣＯＲと前方すなわち内向速度との相関性が研究され、ボールが正確に１２５．０ｆｐｓの内向速度であるかのようにＣＯＲが報告されるように、±５ｆｐｓの範囲にわたって補正が行われた。
偏差、圧縮、硬度などについての測定は、好ましくは、製造中の各層に対して測定を実行するのとは逆に、仕上げられたゴルフボールに対して実行される。
好ましくは、内側コアと、外側コアと、内側マントル層と、外側マントル層と、カバーとを備える５層のゴルフボールでは、層の硬度／圧縮が、最大偏差（最小硬度）の内側コア、内側コアよりも偏差の少ない（内側コアと結合された）外側コア、外側コアと内側コアが結合した硬度よりも低い硬度の内側マントル層、ゴルフボールの硬質層を有する外側マントル層、及び外側マントル層の硬度よりも低い硬度のカバーを伴う。これらの測定は、好ましくは、測定のために解体された仕上げられたゴルフボールに対して行われる。

Claims (3)

  1. ポリブタジエン材料を含む内側コアと、
    外側コアであって、前記外側コアは、前記外側コアの０．８～１．６重量パーセントの範囲の量のグラフェン材料と、ポリブタジエン材料とを含み、８０ＭＰａ～９５ＭＰａの範囲の曲げ弾性率を有し、前記グラフェン材料は、３００ｍ２／ｇ～４００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する、前記外側コアと、
    前記外側コアの上に配置されたカバー層であって、３０～４０重量％の高中和ポリマー、１０～２０重量％の第１のアイオノマー、１０～２０重量％の第２のアイオノマー、２０～５０重量％の衝撃改良剤を含有する１５～２５重量％のマスターバッチ、及び５～１５重量％のカラーマスターバッチを含む前記カバー層と
    を備えたゴルフボールであって、
    前記内側コア及び前記外側コアを有する二重コアが、４５．８～４８．７の範囲の圧縮値を有する、ゴルフボール。
  2. 前記衝撃改良剤が、ポリ塩化ビニルに対するメチルメタクリレート－ブタジエン－スチレンポリマー（ＭＢＳ）衝撃特性改良剤、及びポリカーボネートに対するアクリル／メタクリルコア－シェル改良剤のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のゴルフボール。
  3. 前記カバー層が、３５～６０の範囲のショアＤ硬度を有する、請求項１又は２に記載のゴルフボール。
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