JP7268294B2 - ゴルフボール - Google Patents

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Description

本発明は、ゴルフボール用樹脂組成物及びこれを用いたゴルフボールに関し、特に、コアに単層又は複数層のカバーが被覆されるゴルフボールのカバー材料として好適に用いられるゴルフボール用樹脂組成物及びこれを用いたゴルフボールに関する。
ゴルフボールの要求特性は、主に飛距離の増大であるが、そのほかには、アプローチショット時にはボールが良く止まる性能や耐傷付き性(耐擦過傷性)などがある。即ち、今までは、ドライバー打撃時はよく飛び、アプローチショット時にはバックスピンが好適にかかるゴルフボールが多く開発されている。更に、ゴルフボールのカバー材料として、高反発であり且つ耐傷付き性の良いものが開発されてきた。
このようなカバー材料としては、特にプロや上級者向きとして、アイオノマー樹脂材料に代わるものとしてウレタン樹脂材料を採用するものが多くなっている。しかしながら、プロや上級者からはアプローチ時に更にコントロールし易いゴルフボールを要望しており、ウレタン樹脂材料をベース樹脂とするカバー材料であっても更なる改良が求められている。特開2017-113220号公報(特許文献1)には、グリーン周りにおけるサンドウエッジ(SW)等のショートアイアンでの操作性に優れ、ドライバーショット時のボールの飛距離を伸ばすことができるカバー材として、特定のスチレン系熱可塑性エラストマー及び分子中にスチレンモノマー単位及びジエンモノマー単位のいずれか一方を有する熱可塑性樹脂を含有したゴルフボール用樹脂材料が提案されている。また、特開2016-119946号公報(特許文献2)には、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体を主材とし、グリーン周りにおけるサンドウエッジ(SW)等のショートアイアンでの操作性に優れるゴルフボール用樹脂材料が提案されている。
しかしながら、このようなゴルフボール用樹脂材料は、アイオノマー樹脂やウレタン樹脂に代わる全く異なる樹脂材料であって、本来ウレタン樹脂が有する耐傷付き性(耐擦過傷性)が十分に得られない場合がある。
特開2017-113220号公報 特開2016-119946号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、アプローチショット時に飛びすぎず、グリーン周りでより繊細なコントロールがし易いものであり、且つドライバーショット時の飛距離を落とすことなく、耐擦過傷性を良好に維持できるゴルフボール用樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、従来よりゴルフボールの構成部材、特に、カバー層に使用されるポリウレタン又はポリウレアを主成分とするゴルフボール用樹脂組成物の諸物性を更に改良すべく、フーリエ変換赤外分光光度計(以下、FT-IRと省略)の全反射法(以下、ATR法:Attenuated total reflectionと省略)で測定される波数697cm-1付近の吸光度ピーク高さをP1、波数1512cm-1付近の吸光度ピーク高さをP2と定義したとき、P1/P2の値が0.03~2.10であるように樹脂組成物を調製することにより、該樹脂組成物にて形成される構成部材を有するゴルフボールは、特にプロや上級者のゴルファーにとってアプローチ時が更にコントロールし易いものとなり、ドライバーショット時の飛距離を犠牲することもない競技上優位なものであることを見出し、本発明をなすに至った。
即ち、FT-IRのATR法で測定される波数697cm-1付近の吸光度ピーク高さP1は、スチレン成分由来の1置換ベンゼンC-H面外変角振動を示し、また、波数1512cm-1付近の吸光度ピーク高さP2は、ウレタン結合又はウレア結合由来のアミド基(NHCO基)を示すものであり、P1/P2の値は、ポリウレタン又はポリウレアの樹脂主成分とスチレン成分との量的なバランスを図ることにより、上記の所望のゴルフボール特性を実現させたものである。
従って、本発明は下記のゴルフボールを提供する。
1.コアに単層又は複数層のカバーが被覆されるゴルフボールであって、該カバーのうち少なくとも1層が、ポリウレタンを50質量%以上含有する樹脂組成物により形成されるものであり、上記樹脂組成物は、GPPS(汎用ポリスチレン樹脂)及びHIPS(耐衝撃性ポリスチレン樹脂)の群から選ばれるスチレン系樹脂を含有すると共に、FT-IRのATR法で測定される赤外吸収スペクトルを吸光度表示したときの波数697±20cm-1の吸光度ピーク高さをP1、波数1512±20cm-1の吸光度ピーク高さをP2と定義したとき、P1/P2の値が0.11~0.93である樹脂組成物であることを特徴とするゴルフボール。
2.上記FT-IRのATR法で測定される波数2853±20cm-1の吸光度ピーク高さをP3と定義したとき、P2/P3の値が2.0以下である上記1記載のゴルフボール。
3.上記FT-IRのATR法で測定される波数1180±20cm-1の吸光度ピーク高さをP4と定義したとき、P4/P2の値が0.53以下である上記1又は2記載のゴルフボール。
4.上記ポリウレタンが、エーテル系熱可塑性ポリウレタンである上記1~3のいずれかに記載のゴルフボール。
5.上記ポリウレタンのポリオール成分が、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)を含むものである上記1~4のいずれかに記載のゴルフボール。
6.上記ポリウレタンのイソシアネート成分が、下記の群から選ばれる1種又は2種以上からなる上記1~5のいずれかに記載のゴルフボール。
〈イソシアネート化合物の選択群〉
トリレン-2,6-ジイソシアネート、トリレン-2,4-ジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、1,5-ジイソシアナトナフタレン、イソホロンジイソシアネート(異性体混合物を含む)、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、ヘキサメチレン-1,6-ジイソシアネート、m-キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、及びこれらの誘導体、並びに上記イソシアネート化合物から形成されるプレポリマーからなる群
7.上記スチレン系樹脂のショアD硬度が90以下である上記1~6のいずれかに記載のゴルフボール。
8.上記スチレン系樹脂の反発弾性率が、JIS-K 6255規格の測定で20%以上60%以下である上記1~7のいずれかに記載のゴルフボール。
9.上記スチレン系樹脂の曲げ弾性率が、JIS-K 7171規格の測定で1800MPa以上3500MPa以下である上記1~8のいずれかに記載のゴルフボール。
10.コアに被覆されるカバーが中間層及び最外層の2層からなり、最外層が上記樹脂組成物により形成される上記1~9のいずれかに記載のゴルフボール。
11.上記中間層がエチレン-不飽和カルボン酸共重合体の金属中和物により形成される上記10記載のゴルフボール。
本発明のゴルフボール用樹脂組成物は、アプローチショット時においてボール初速が落ちることで、打撃時にボールとクラブフェースとの接触時間が増え、アプローチショット時に飛びすぎず、グリーン周りでより繊細なコントロールがし易いものであり、且つドライバーショット時の飛距離を落とすことなく、耐擦過傷性及び耐久性を良好に維持することができる樹脂組成物であり、特に、ゴルフボールのカバー材として有用である。
本発明のゴルフボール用樹脂組成物において、FT-IRのATR法で測定される赤外吸収スペクトルチャート(吸光度表示)の一例を示すデータ図である。 波数697cm-1付近の吸光度ピーク高さP1を説明するための赤外吸収スペクトルチャートの部分拡大図である。 波数1512cm-1付近の吸光度ピーク高さP2を説明するための赤外吸収スペクトルチャートの部分拡大図である。 波数2853cm-1付近の吸光度ピーク高さP3を説明するための赤外吸収スペクトルチャートの部分拡大図である。 波数1180cm-1付近の吸光度ピーク高さP4を説明するための赤外吸収スペクトルチャートの部分拡大図である。
以下、本発明につき、更に詳しく説明する。
本発明のゴルフボール用樹脂組成物は、主成分として、ポリウレタンまたはポリウレアを含有するものである。ポリウレタンまたはポリウレアの詳細は以下のとおりである。
ポリウレタン
ポリウレタンの構造は、長鎖ポリオールである高分子ポリオール(ポリメリックグリコール)からなるソフトセグメントと、ハードセグメントを構成する鎖延長剤及びポリイソシアネートからなる。ここで、原料となる高分子ポリオールとしては、従来からポリウレタン材料に関する技術において使用されるものはいずれも使用でき、特に制限されるものではない。例えば、ポリエステル系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、共役ジエン重合体系ポリオール、ひまし油系ポリオール、シリコーン系ポリオール、ビニル重合体系ポリオールなどを挙げることができる。ポリエステル系ポリオールとしては、具体的には、ポリエチレンアジペートグリコール、ポリプロピレンアジペートグリコール、ポリブタジエンアジペートグリコール、ポリヘキサメチレンアジペートグリコール等のアジペート系ポリオールやポリカプロラクトンポリオール等のラクトン系ポリオールを採用することができる。ポリエーテルポリオールとしては、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(プロピレングリコール)及びポリ(テトラメチレングリコール)、ポリ(メチルテトラメチレングリコール)等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記のポリオール成分としては、特に、ポリエーテル系ポリオールを使用することが好適である。特に、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)を含むポリオールを用いることが好適である。
上記の長鎖ポリオールの数平均分子量は、1,000~5,000の範囲内であることが好ましい。かかる数平均分子量を有する長鎖ポリオールを使用することにより、上記した反発性や生産性などの種々の特性に優れたポリウレタン組成物からなるゴルフボールを確実に得ることができる。長鎖ポリオールの数平均分子量は、1,500~4,000の範囲内であることがより好ましく、1,700~3,500の範囲内であることが更に好ましい。
なお、上記の数平均分子量とは、JIS-K1557に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した数平均分子量である(以下、同様。)。
鎖延長剤としては、従来のポリウレタンに関する技術において使用されるものを好適に用いることができ、特に制限されるものではない。本発明では、イソシアネート基と反応し得る活性水素原子を分子中に2個以上有し、かつ分子量が1,000未満である低分子化合物を用いることができ、その中でも炭素数2~12の脂肪族ジオールを好適に用いることができる。具体的には、1,4-ブチレングリコール、1,2-エチレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール等を挙げることができ、その中でも特に1,4-ブチレングリコールを好適に使用することができる。また、上記鎖延長剤の好ましい数平均分子量は800未満であり、より好ましくは600未満である。
ポリイソシアネートとしては、従来のポリウレタンに関する技術において使用されるものを好適に用いることができ、特に制限はない。具体的には、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレン1,5-ジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ダイマー酸ジイソシアネートからなる群から選択された1種又は2種以上を用いることができる。ただし、イソシアネート種によっては射出成形中の架橋反応をコントロールすることが困難なものがある。
また、上記ポリウレタン形成反応における活性水素原子:イソシアネート基の配合比は適宜好ましい範囲にて調整することができる。具体的には、上記の長鎖ポリオール、ポリイソシアネート化合物及び鎖延長剤を反応させてポリウレタンを製造するに当たり、長鎖ポリオールと鎖延長剤とが有する活性水素原子1モルに対して、ポリイソシアネート化合物に含まれるイソシアネート基が0.95~1.05モルとなる割合で各成分を使用することが好ましい。
ポリウレタンの製造方法は特に限定されず、長鎖ポリオール、鎖延長剤及びポリイソシアネート化合物を使用して、公知のウレタン化反応を利用して、プレポリマー法、ワンショット法のいずれで製造してもよい。そのうちでも、実質的に溶剤の不存在下に溶融重合することが好ましく、特に多軸スクリュー型押出機を用いて連続溶融重合により製造することが好ましい。
上述したポリウレタンとしては、熱可塑性ポリウレタン材料が挙げられ、特に、反発性や屋外で使用されることを想定した耐久性の観点から、エーテル系熱可塑性ポリウレタン材料を用いることが好ましい。熱可塑性ポリウレタン材料としては、市販品を好適に用いることができ、例えば、ディーアイシーコベストロポリマー社製の商品名「パンデックス」や、大日精化工業社製の商品名「レザミン」などを挙げることができる。
ポリウレア
ポリウレアは、(i)イソシアネートと(ii)アミン末端化合物との反応により生成するウレア結合を主体にした樹脂組成物である。この樹脂組成物について以下に詳述する。
(i)イソシアネート
イソシアネートは、従来のポリウレタンに関する技術において使用されるものを好適に用いることができ、特に制限はなく、上記ポリウレタン材料で説明したものと同様のものを用いることができる。
(ii)アミン末端化合物
アミン末端化合物は、分子鎖の末端にアミノ基を有する化合物であり、本発明では、以下に示す長鎖ポリアミン及び/又はアミン系硬化剤を用いることができる。
長鎖ポリアミンは、イソシアネート基と反応し得るアミノ基を分子中に2個以上有し、かつ数平均分子量が1,000~5,000であるアミン化合物である。本発明では、より好ましい数平均分子量は1,500~4,000であり、更に好ましくは1,900~3,000である。上記長鎖ポリアミンの具体例としては、アミン末端を持つ炭化水素、アミン末端を持つポリエーテル、アミン末端を持つポリエステル、アミン末端を持つポリカーボネート、アミン末端を持つポリカプロラクトン、及びこれらの混合物を挙げることができるが、これらに限定されない。これらの長鎖ポリアミンは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
一方、アミン系硬化剤は、イソシアネート基と反応し得るアミノ基を分子中に2個以上有し、かつ数平均分子量が1,000未満であるアミン化合物である。本発明では、より好ましい数平均分子量は800未満であり、更に好ましくは600未満である。上記アミン系硬化剤の具体例としては、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1-メチル-2,6-シクロヘキシルジアミン、テトラヒドロキシプロピレンエチレンジアミン、2,2,4-及び2,4,4-トリメチル-1,6-ヘキサンジアミン、4,4’-ビス-(sec-ブチルアミノ)-ジシクロヘキシルメタン、1,4-ビス-(sec-ブチルアミノ)-シクロヘキサン、1,2-ビス-(sec-ブチルアミノ)-シクロヘキサン、4,4’-ビス-(sec-ブチルアミノ)-ジシクロヘキシルメタンの誘導体、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジアミン、1,4-シクロヘキサン-ビス-(メチルアミン)、1,3-シクロヘキサン-ビス-(メチルアミン)、ジエチレングリコールジ-(アミノプロピル)エーテル、2-メチルペンタメチレンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、プロピレンジアミン、1,3-ジアミノプロパン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジプロピレントリアミン、イミド-ビス-プロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、イソホロンジアミン、4,4’-メチレンビス-(2-クロロアニリン)、3,5-ジメチルチオ-2,4-トルエンジアミン、3,5-ジメチルチオ-2,6-トルエンジアミン、3,5-ジエチルチオ-2,4-トルエンジアミン、3,5-ジエチルチオ-2,6-トルエンジアミン、4,4’-ビス-(sec-ブチルアミノ)-ジフェニルメタン及びその誘導体、1,4-ビス-(sec-ブチルアミノ)-ベンゼン、1,2-ビス-(sec-ブチルアミノ)-ベンゼン、N,N’-ジアルキルアミノ-ジフェニルメタン、N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、トリメチレングリコール-ジ-p-アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシド-ジ-p-アミノベンゾエート、4,4’-メチレンビス-(3-クロロ-2,6-ジエチレンアニリン)、4,4’-メチレンビス-(2,6-ジエチルアニリン)、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、及びこれらの混合物を挙げることができるが、これらに限定されない。これらのアミン系硬化剤は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(iii)ポリオール
ポリウレアには、必須成分ではないが、上述した(i)成分及び(ii)成分に加えて更にポリオールを配合することができる。このポリオールとして、従来のポリウレタンに関する技術において使用されるものを好適に用いることができ、特に制限はないが、具体例として、以下に示す長鎖ポリオール及び/又はポリオール系硬化剤を例示することができる。
長鎖ポリオールとしては、従来からポリウレタンに関する技術において使用されるものはいずれも使用でき、特に制限されるものではないが、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、共役ジエン重合体系ポリオール、ひまし油系ポリオール、シリコーン系ポリオール、ビニル重合体系ポリオールなどを挙げることができる。これらの長鎖ポリオールは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記長鎖ポリオールの数平均分子量は、1,000~5,000であることが好ましく、より好ましくは1,700~3,500である。この数平均分子量の範囲であれば、反発性及び生産性等がより一層優れるものとなる。
ポリオール系硬化剤としては、従来のポリウレタンに関する技術において使用されるものを好適に用いることができ、特に制限されるものではない。本発明では、イソシアネート基と反応し得る活性水素原子を分子中に2個以上有し、かつ分子量が1000未満である低分子化合物を用いることができ、その中でも炭素数2~12の脂肪族ジオールを好適に用いることができる。具体的には、1,4-ブチレングリコール、1,2-エチレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール等を挙げることができ、その中でも特に1,4-ブチレングリコールを好適に使用することができる。また、上記ポリオール系硬化剤の、好ましい数平均分子量は800未満であり、より好ましくは600未満である。
上記ポリウレアの製造方法については、公知の方法を採用し得、プレポリマー法、ワンショット法等の公知の方法を適宜選択すればよい。
上記のポリウレタンまたはポリウレアの樹脂自体の材料硬度については、ゴルフボールとして得られるスピン特性や耐擦過傷性の点から、ショアD硬度で65以下であることが好ましく、より好ましくはショアD硬度で60以下、更に好ましくは55以下である。また、その下限値としては、成型性の点からショアD硬度で25以上が好ましく、より好ましくはショアD硬度で30以上である。
上記のポリウレタンまたはポリウレアの樹脂は樹脂組成物の主材であり、ポリウレタン樹脂又はポリウレア樹脂が有する耐擦過傷性を十分に付与する点から、樹脂組成物の50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、最も好ましくは90質量%以上である。
本発明の樹脂組成物は、FT-IRのATR法で測定される赤外吸収スペクトルを吸光度表示したときの波数697cm-1付近の吸光度ピーク高さをP1、波数1512cm-1付近の吸光度ピーク高さをP2と定義したとき、P1/P2の値が0.03~2.10であることを特徴とする。ここで、上記の吸光度ピーク高さP1は、赤外吸収スペクトルの波数688cm-1から714cm-1までをベースラインの基準とした時の、吸光度ピーク高さを意味し、上記の吸光度ピーク高さP2は、赤外吸収スペクトルの波数1494cm-1から1572cm-1までをベースラインの基準とした時の、吸光度ピーク高さを意味するものである。P1/P2の値としては、好ましくは0.08~2.00であり、より好ましくは0.10~1.50である。
ここで、FT-IRのATR法で測定される赤外吸収スペクトルを吸光度表示したチャートの例を図1に示す。また、図2は、赤外吸収スペクトルの部分拡大チャートであり、上記の吸光度ピーク高さP1は、波数688cm-1から714cm-1までをベースラインを基準とした時の高さであることを示す。また、図3は、上記の吸光度ピーク高さP2は、波数1494cm-1から1572cm-1までをベースラインの基準とした時の高さであることを示す。吸光度ピーク高さを、ベースラインを基準として算出する理由は、測定する度に吸光度測定値のバラツキが生じるため是正する必要があるからである。また、測定データの精度を高めるには、測定回数(N回)を増やして測定を行い、相対標準偏差(%)(以下、「RSD」とも言う。)が3.0%以下になるように吸光度ピーク高さを求める。なお、相対標準偏差(%)は、下記の数式により表される。
相対標準偏差(%)=(標準偏差/平均値)×100
上記のFT-IRのATR法の測定方法については、JIS K0117(2000)に準じて行うことができる。
上記の吸光度ピーク高さP1,P2は、赤外線吸収スペクトルのピーク強度を意味し、波数697cm-1付近の吸光度ピーク高さP1は、スチレン成分由来の1置換ベンゼンC-H面外変角振動を示し、また、波数1512cm-1付近の吸光度ピーク高さP2は、ウレタン結合由来のアミド基(NHCO基)を示すものであり、P1/P2の数値が大きいと、樹脂成分に含まれるスチレン成分含有量が多くなることを意味し、ゴルフボールの特性としては、アプローチ時でのボール初速の低下が大きくなる。これは、ゴルフボール用樹脂組成物をカバー層として用いた場合、アプローチ時のような低ヘッドスピードでの打撃条件ではカバー層の影響が大きくなるからである。また、P1/P2の数値がある程度大きくてもドライバーでのボール初速の低下がほとんど無い。これは、ドライバー打撃条件ではボール構造全体の影響が大きくなり、カバー層の樹脂特性のみに依るものではないからである。但し、P1/P2の値があまり大きすぎると、ドライバー打撃時の初速が下がる場合がある。
また、本発明では、上記FT-IRのATR法で測定される波数2853cm-1付近の吸光度ピーク高さをP3と定義したとき、P2/P3の値が2.0以下であることが好適である。波数2853cm-1付近の吸光度ピーク高さP3は、C-Hの伸縮振動を示す。即ち、P2/P3の値は、C-H伸縮に対するアミド基のピーク強度比を意味するものであり、この値が大きいほどハードセグメントが多い、即ち、樹脂が硬くなる傾向、または長鎖ポリオールの分子量が低くなる傾向にある。上記P2/P3のより好ましい値は、1.5以下であり、さらに好ましい値は1.3以下である。
さらに、本発明では、上記FT-IRのATR法で測定される波数1180cm-1付近の吸光度ピーク高さをP4と定義したとき、P4/P2の値が0.53以下であることが好適である。波数1180cm-1付近の吸光度ピーク高さP4は、エステル由来のC-Oの伸縮振動を示す。即ち、P4/P2の値の意味は、アミド基に対するエステルのC-Oの伸縮のピーク強度比を意味するものであり、この値が大きいほどエステル系含有量が多い傾向にある。上記P4/P2のより好ましい値は0.4以下である。
なお、図4は、波数2853cm-1付近の吸光度ピーク高さP3は、波数2816cm-1から2893cm-1までをベースラインを基準とした時の高さであることを示す。また、図5は、波数1180cm-1付近の吸光度ピーク高さP4は、波数1153cm-1から1290cm-1までをベースラインの基準とした時の高さであることを示す。
このように本発明では、ポリウレタンまたはポリウレアが樹脂組成物の主材であるとともに、FT-IRのATR法で測定される赤外吸収スペクトルを吸光度表示したとき、波数1512cm-1付近の吸光度ピーク高さP2に対する波数697cm-1付近の吸光度ピーク高さP1の比(P1/P2)の値が0.03~2.10となるようにスチレン成分を含む樹脂を適宜配合することにより、アプローチショット時においてボール初速が落ちることで、打撃時にボールとクラブフェースとの接触時間が増え、飛びすぎず、強く打つことが可能となることから所望のスピン性能にコントロールしやすくなり、グリーン周りでより繊細なコントロールが可能となり、且つ、ドライバーショット時の反発性も損なわず、耐擦過傷性及び耐久性を良好に維持し得るものである。
上記のスチレン成分を含む樹脂材料(以下、「スチレン系樹脂材料」という。)としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、i-プロピルスチレン、t-ブチルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン、クロロスチレン等のスチレン系単量体の単独重合体や、スチレン系共重合体、ゴム強化スチレン共重合体が挙げられる。スチレン系共重合体としては、ビニル系単量体の1種または2種以上を重合した重合体や、ビニル系単量体の1種又は2種以上とそれと共重合可能な単量体の1種または2種以上を共重合した共重合体が挙げられる。また、ゴム強化スチレン共重合体としては、スチレン単量体を含有する共重合体がゴム質重合体にグラフトした構造のものや、スチレン単量体を含有する共重合体がゴム質重合体に非グラフトした構造などが挙げられる。なお、このゴム質重合体としては、ポリブタジエン、スチレン-ブタジエンのランダム又はブロック共重合体、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、スチレン-イソプレンのランダム、ブロック又はグラフト共重合体、エチレン-プロピレンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム等の共役ジエン系ゴム重合体が挙げられる。
スチレン系樹脂材料としては、PS(ポリスチレン)等のスチレン系重合体、GPPS(汎用ポリスチレン樹脂)、HIPS(耐衝撃性ポリスチレン樹脂)等のゴム強化スチレン系重合体、AS(アクリロニトリル/スチレン共重合体)等のスチレン系共重合体、AES(アクリロニトリル/エチレン・プロピレン・非共役ジエンゴム/スチレン共重合体)、ABS(アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体)、MBS(メタクリル酸メチル/ブタジエン/スチレン共重合体)、ASA(アクリロニトリル/スチレン/アクリルゴム共重合体)などのゴム強化(共)重合体等が挙げられる。中でも、HIPS(耐衝撃性ポリスチレン樹脂)又は、GPPS(汎用ポリスチレン樹脂)を採用することが好適であり、特に、成形時の流動性を向上させつつアプローチショット時の低反発化効果を発揮し得る点から、HIPSが最も好適である。なお、耐衝撃性ポリスチレン樹脂(HIPS)は、スチレン系単量体など以外にブタジエン等のゴム成分を含有するものであり、例えば、ゴム成分がスチレン系単量体と共重合しているコポリマーや、該コポリマーと他のホモポリマーあるいはコポリマーとのブレンド樹脂などが挙げられる。汎用ポリスチレン樹脂(GPPS)は、添加剤等を除いた樹脂成分が実質上スチレンモノマーのみで構成されたものである。
また、スチレン系樹脂材料として、スチレン系熱可塑性エラストマーも含まれる。スチレン系熱可塑性エラストマーは、分子中のハードセグメントとしてポリスチレンを用いるとともにソフトセグメントとしてポリブタジエンまたはポリイソプレン等のポリジエンを用いたブロックポリマーである。スチレン系熱可塑性エラストマーとしては例えば、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体(SIS)、それらの水素添加により得られるスチレン-エチレン/ブタジエン-スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン-エチレン/プロピレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-エチレン/イソプレン-スチレンブロック共重合体(SEPS)や、そのほか、ランダムSBRの水素添加ポリマー(HSBR)及びポリプロピレンとの混合物などが挙げられる。
上記のスチレン系樹脂材料としては市販品を用いることができ、例えば、市販品としては、DIC社の「ディックスチレンGPPS」及び「ディックスチレンHIPS」や、JSR社製の「RB840」や、東洋スチレン社製の「トーヨースチロールGP」及び「トーヨースチロールHI」や、PSジャパン社製の「PSJポリスチレンGPPS」及び「PSJポリスチレンHIPS」や、クラレプラスチックス社製の「EARNESTON」や、旭化成社製の「タフテック」及び「タフプレン」等を挙げることができる。
上記スチレン系樹脂材料のショアD硬度は90以下であることが好ましく、より好ましくは85以下、更に好ましくは80以下である。
上記スチレン系樹脂材料の反発弾性率は、JIS-K 6255規格の測定で60%以下であることが好ましくは、好ましくは55%以下、更に好ましくは50%以下、最も好ましくは45%以下である。このように反発弾性率を低く抑えることにより、少ない添加量でゴルフボール物性に悪影響を及ぼすことなく、アプローチショット時のボール初速低下が実現できる。但し、その反発弾性率の下限値は、ドライバーショット時の反発低下及び飛距離の低減をできるだけ抑制するためを20%以上であることが好適である。
上記スチレン系樹脂材料の曲げ弾性率は、JIS-K 7171規格の測定で3500MPa以下であることが好ましく、より好ましくは3400MPa以下、更に好ましくは3000MPa以下、最も好ましくは2600MPa以下である。このように曲げ弾性率を低く抑えることにより、ゴルフボール物性に悪影響を及ぼすことなく、アプローチショット時のボール初速低下が実現できる。但し、その曲げ弾性率の下限値は、1800MPa以上であることが好適である。
上記スチレン系樹脂材料の配合量は、主成分であるポリウレタンまたはポリウレア100質量部に対して0.5~60質量部であることが好適であり、より好ましくは1~25質量部であり、更に好ましくは2~15質量部である。この配合量が少ないと、アプローチショット時のボール初速低下効果も少なくなり、また、この樹脂組成物は主材であるウレタン樹脂が有する耐擦過傷性を十分に担っていることから、上記スチレン系樹脂材料の配合量が過剰になると、耐擦過傷性が損なわれる場合がある。
また、本発明のゴルフボール樹脂組成物には、上述した樹脂成分以外には、他の樹脂材料を配合してもよい。その目的は、ゴルフボール用樹脂組成物の更なる流動性の向上や反発性、耐擦過傷性等の諸物性を高めるなどの点からである。
他の樹脂材料としては、具体的には、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、アイオノマー樹脂、エチレン-エチレン・ブチレン-エチレンブロック共重合体又はその変性物、ポリアセタール、ポリエチレン、ナイロン樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド及びポリアミドイミドから選ばれ、その1種又は2種以上を用いることができる。
また、本発明の樹脂組成物には、更に、活性のあるイソシアネート化合物を含むことができる。この活性イソシアネート化合物は、主成分であるポリウレタン又はポリウレアと反応して、樹脂組成物全体の耐擦過傷性を更に向上させることができるほか、イソシアネートの可塑化効果により流動性を向上させて成型性を向上させることができる。
上記のイソシアネート化合物としては、通常のポリウレタンに使用されているイソシアネート化合物であれば特に制限なく用いることができ、例えば芳香族イソシアネート化合物としては、2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート又はこれら両者の混合物、4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ビフェニルジイソシアネートなどが挙げられ、これら芳香族イソシアネート化合物の水添物、例えばジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどを用いることもできる。また、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、オクタメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、キシレンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネートなどが挙げられる。更に、末端に2個以上のイソシアネート基を有する化合物のイソシアネート基と活性水素を有する化合物とを反応させたブロックイソシアネート化合物や、イソシアネートの二量化によるウレチジオン体などが挙げられる。
上記のイソシアネート化合物の配合量は、主材であるポリウレタンまたはポリウレア樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、また、上限値としては、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。この配合量が少なすぎると、十分な架橋反応が得られず、物性の向上が認められない場合がある。一方、この配合量が多すぎると、経時、熱や紫外線による変色が大きくなり、あるいは、熱可塑性を失ってしまったり、反発の低下等の問題が生じる場合がある。
更に、本発明のゴルフボール用樹脂組成物には、任意の添加剤を用途に応じて適宜配合することができる。例えば、本発明のゴルフボール用材料をカバー材として用いる場合、上記成分に、充填剤(無機フィラー)、有機短繊維、補強剤、架橋剤、顔料,分散剤,老化防止剤,紫外線吸収剤,光安定剤などの各種添加剤を加えることができる。これら添加剤を配合する場合、その配合量としては、基材樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、上限として、好ましくは10質量部以下、より好ましくは4質量部以下である。
本発明のゴルフボール用樹脂組成物の各成分の調製方法については、例えば、混練型(単軸又は)二軸押出機,バンバリー,ニーダー,ラボプラストミル等の各種の混練機を用いて混合することができ、或いは、樹脂組成物の射出成形時にドライブレンドにより各成分を混合しても良い。更に、上記の活性イソシアネート化合物を用いる場合には、各種混練機を用いて樹脂混合時に含有させてもよく、または、予め活性イソシアネート化合物やその他の成分を含有したマスターバッチを別途用意し、樹脂組成物の射出成形時にドライブレンドすることにより、各成分を混合しても良い。
本発明のゴルフボール用樹脂組成物は、ゴルフボールの各部材の樹脂材料として用いられるものであり、例えば、ワンピースゴルフボールそれ自体の材料として使用されるほか、コアと該コアを被覆するカバーとからなるツーピースソリッドゴルフボール、又は、1層以上のコアと該コアを被覆する多層のカバーとからなるマルチピースソリッドゴルフボールにおけるカバー材として好適に用いることができる。
上記カバーを成形する方法としては、例えば、射出成形機に上述の樹脂組成物を供給し、コアの周囲に溶融した樹脂組成物を射出することによりカバーを成形することができる。この場合、成形温度としてはポリウレタン又はポリウレア等の種類によって異なるが、通常150~270℃の範囲である。
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
〔実施例1~25、比較例1~11〕
表1に示す配合により、全ての例に共通するコア用のゴム組成物を調製・加硫成形することにより直径38.6mmのコアを作製した。
Figure 0007268294000001
上記コア材料の詳細は下記のとおりである。
・「cis-1,4-ポリブタジエン」JSR社製、商品名「BR01」
・「アクリル酸亜鉛」日本触媒社製
・「酸化亜鉛」堺化学工業社製
・「硫酸バリウム」堺化学工業社製
・「老化防止剤」商品名「ノクラックNS6」(大内新興化学工業社製)
・「有機過酸化物(1)」ジクミルパーオキサイド、商品名「パークミルD」(日油社製)
・「有機過酸化物(2)」1,1-ジ(tert-ブチルパーオキシ)シクロヘキサンとシリカの混合物、商品名「パーヘキサC-40」(日油社製)
・「ステアリン酸亜鉛」日油社製
次に、全ての例に共通する中間層樹脂材料を配合した。この中間層樹脂材料は、酸含量18質量%のエチレン-不飽和カルボン酸共重合体のナトリウム中和物50質量部と、酸含量15質量%のエチレン-不飽和カルボン酸共重合体の亜鉛中和物50質量部との合計100質量部とするブレンド物である。この樹脂材料を、上記で得た直径38.6mmのコアの周囲に射出成形し、厚さ1.25mmの中間層を有する中間層被覆球体を製造した。
次に、上記の中間層被覆球体の周囲に、下記表2に示すカバー材料を用い、同表に示す配合量で射出成形し、厚さ0.8mmのカバー層(最外層)を有する直径42.7mmのスリーピースゴルフボールを作製した。この際、各実施例、比較例のカバー表面には、特に図示してはいないが、共通するディンプルが形成された。
カバー樹脂組成物の調製
樹脂組成物については、主成分として下記表2に示す「TPU1」~「TPU7」の7種類のポリウレタン樹脂を用い、これに含有成分として下記表4~7に示すスチレン系樹脂材料を配合させた。但し、比較例3は、「PEs」ポリエステルエラストマーを用いた。また、下記表4~7中の「含有成分の配合量」の数字は、「TPU1」~「TPU7」の各ポリウレタン樹脂成分100質量部に対する質量部である。
Figure 0007268294000002
表2中に記載したウレタン樹脂「TPU1」~「TPU7」は以下の通りである。
・「TPU1」~「TPU6」:ディーアイシーコベストロポリマー社製の商品名「パンデックス」、エーテルタイプの熱可塑性ポリウレタン
なお、上記「TPU1」~「TPU5」は、それぞれ“ポリオール(PTMG2000)/イソシアネート(MDI)/鎖延長剤/各種添加剤からなり、ポリオール(PTMG2000)/イソシアネート(MDI)/鎖延長剤の比率で硬度を調整したものである。
・「TPU7」:ディーアイシーコベストロポリマー社製のエステルタイプの熱可塑性ポリウレタン
・「MDI」:4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(イソシアネート化合物)
また、下記表4~7中の「含有成分」の記号の詳細は、以下の通りである。
・「HIPS」・・・ 耐衝撃性ポリスチレン樹脂、DIC社製のHIPS、商品名「ディックスチレン」MH-6800-1
・「GPPS」・・・ 汎用ポリスチレン樹脂、DIC社製のGPPS、商品名「ディックスチレン」CR-2500
・「SEBS」・・・ クラレ社製スチレン系ブロックコポリマー
・「PEs」・・・ ポリエステルエラストマー、東レデュポン社製の商品名「ハイトレル4001」
FT-IR吸光度
得られた実施例及び比較例の各ゴルフボールについて、成型後1週間以上経過したゴルフボールからカバーの断面を切り出して、該カバー内部の、FT-IRのATR法で測定される赤外吸収スペクトルチャート(吸光度表示)を測定した。なお、測定データの精度を高めるために、相対標準偏差(%)(以下、RSD%)が3.0%以下になるように測定回数をN回行い、各吸光度ピーク高さを求めた。
また、FT-IRの分析機器は、フーリエ変換赤外分光光度計「Spectrum100 システムB」(Perkin Elmer社製)を使用し、下記条件に従って試料を測定した。
・測定方法 :全反射法(ATR法:Attenuated total reflection)
・検出器 :FR-DTGS
・分解能 :4cm-1
・積算回数 :16回
・測定波数範囲:4000cm-1~650cm-1
・測定箇所 :カバー断面からカバー内部の任意箇所を測定した。
なお、下記表3に示すように、P1~P4の吸光度を補正して求める際、図2~図5に示すように各ピークの面積/高さを拡大し、ベースラインをそれぞれ指定して、補正後のピーク高さP1~P4を読み取った。
Figure 0007268294000003
また、得られた実施例及び比較例の各ゴルフボールについて、ドライバーショット時の初速及びアプローチショット時の初速を計測し、また、成型性、耐擦過傷性、耐久性、飛距離性能及びアプローチショット時の官能評価を下記のとおり評価した。これらの結果を表4~7に示す。
ドライバーショット時の初速差、飛距離性能、及びアプローチショット時の初速差は、実施例1~10及び比較例2~3は比較例1を基準としてその変化量を調べ表4に記載し、実施例11~16及び比較例5は比較例4との変化量を調べ表5に記載し、実施例17~22及び比較例7は比較例6との変化量を調べ表6に記載し、実施例23は比較例8との変化量を、実施例24は比較例9との変化量を、実施例25は比較例10との変化量を、比較例11は比較例1との変化量を、それぞれ調べて表7に記載した。
また、カバー材料を射出成型する際の成型温度について、実施例1~10及び比較例2,3は比較例1を基準としてその成型温度差を調べ表4に記載し、実施例11~16及び比較例5は比較例4を基準として成型温度差を調べ表5に記載し、実施例17~22及び比較例7は比較例6を基準として成型温度差を調べ表6に記載した。また、実施例23は比較例8との成型温度差を、実施例24は比較例9との成型温度差を、実施例25は比較例10との成型温度を、比較例11は比較例1との成型温度差を、それぞれ調べて表7に記載した。
ドライバーショット時のボール評価
クラブを打撃ロボットに装着し、ヘッドスピード(HS)45m/sで打撃した直後の、ボールの初速を初期条件計測装置により測定した。また、その飛距離を測定した。また、下記のように飛び性能(飛距離)の評価を行った。
○ ・・・ 飛距離低下が無い。
△ ・・・ 5m未満の飛距離低下がある。
× ・・・ 5m以上の飛距離低下がある。
アプローチショット時のボール評価
ゴルフ打撃ロボットにサンドウェッジ(SW)を装着し、ヘッドスピード(HS)20m/sで打撃した直後のボールの初速を初期条件計測装置により測定した。また、下記のようにアプローチ官能評価を行った。
○ ・・・ 操作性に非常に優れる。
△ ・・・ 操作性に優れる。
× ・・・ 操作性がやや劣る。
成型性(脱型性)の評価
カバー射出成形後の金型からの脱型性を以下の基準で評価した。
○ ・・・ 脱型時ランナー切れやピン付き等の外傷が生じない。
△ ・・・ 脱型時ランナー切れやピン付き等の外傷が生じるが、成型には問題ない。
× ・・・ 脱型時ランナー切れやピン付き等の外傷が生じ、成型できない。
耐擦過傷性の評価
ボールを23℃に保温するとともに、スウィングロボットマシンを用い、クラブはピンチングウェッジを使用して、ヘッドスピード33m/sで各ボールを各5球ずつ打撃し、打撃傷を以下の基準で目視にて評価した。
○ ・・・ やや傷がついているか、ほとんど傷が目立たない。
△ ・・・ 表面がやや毛羽立っているか、ディンプルがやや欠けている。
× ・・・ ディンプルが完全に削り取られている。
耐久性の評価
ボールの耐久性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枚の金属板に入射速度は43m/sで連続的に衝突させ、ゴルフボールが割れるまでに要した発射回数を測定し、ゴルフボール10個の測定値の平均値を算出し、以下の基準で評価した。
○ ・・・ 100回以上
× ・・・ 100回未満
Figure 0007268294000004
Figure 0007268294000005
Figure 0007268294000006
Figure 0007268294000007
表4~7の結果から、本実施例1~25のゴルフボールは、ドライバーショット時の反発(初速)を損なわず、即ち、飛距離性能を落とさずにアプローチショット時の反発(初速)を抑えることができ、ドライバーショット時の飛距離を維持し、アプローチショット時の操作性を向上することができ、また、耐擦過傷性及び耐久性も損なわれないことが分かる。

Claims (11)

  1. コアに単層又は複数層のカバーが被覆されるゴルフボールであって、該カバーのうち少なくとも1層が、ポリウレタンを50質量%以上含有する樹脂組成物により形成されるものであり、上記樹脂組成物は、GPPS(汎用ポリスチレン樹脂)及びHIPS(耐衝撃性ポリスチレン樹脂)の群から選ばれるスチレン系樹脂を含有すると共に、FT-IRのATR法で測定される赤外吸収スペクトルを吸光度表示したときの波数697±20cm-1の吸光度ピーク高さをP1、波数1512±20cm-1の吸光度ピーク高さをP2と定義したとき、P1/P2の値が0.11~0.93である樹脂組成物であることを特徴とするゴルフボール。
  2. 上記FT-IRのATR法で測定される波数2853±20cm-1の吸光度ピーク高さをP3と定義したとき、P2/P3の値が2.0以下である請求項1記載のゴルフボール。
  3. 上記FT-IRのATR法で測定される波数1180±20cm-1の吸光度ピーク高さをP4と定義したとき、P4/P2の値が0.53以下である請求項1又は2記載のゴルフボール。
  4. 上記ポリウレタンが、エーテル系熱可塑性ポリウレタンである請求項1~3のいずれか1項記載のゴルフボール。
  5. 上記ポリウレタンのポリオール成分が、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)を含むものである請求項1~4のいずれか1項記載のゴルフボール。
  6. 上記ポリウレタンのイソシアネート成分が、下記の群から選ばれる1種又は2種以上からなる請求項1~5のいずれか1項記載のゴルフボール。
    〈イソシアネート化合物の選択群〉
    トリレン-2,6-ジイソシアネート、トリレン-2,4-ジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、1,5-ジイソシアナトナフタレン、イソホロンジイソシアネート(異性体混合物を含む)、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、ヘキサメチレン-1,6-ジイソシアネート、m-キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、及びこれらの誘導体、並びに上記イソシアネート化合物から形成されるプレポリマーからなる群
  7. 上記スチレン系樹脂のショアD硬度が90以下である請求項1~6のいずれか1項記載のゴルフボール。
  8. 上記スチレン系樹脂の反発弾性率が、JIS-K 6255規格の測定で20%以上60%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。
  9. 上記スチレン系樹脂の曲げ弾性率が、JIS-K 7171規格の測定で1800MPa以上3500MPa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。
  10. コアに被覆されるカバーが中間層及び最外層の2層からなり、最外層が上記樹脂組成物により形成される請求項1~9のいずれか1項記載のゴルフボール。
  11. 上記中間層がエチレン-不飽和カルボン酸共重合体の金属中和物により形成される請求項10記載のゴルフボール。
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