JP7354760B2 - ゴルフボール - Google Patents
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Description
まず、本発明のゴルフボールの最外層塗膜が含有する多孔質フィラーについて説明する。前記多孔質フィラーは、多数の細孔を有する。前記多孔質フィラーが有する細孔の形状は特に限定されない。前記多孔質フィラーが有する細孔の孔径は特に限定されないが、0.1nm~500nmが好ましい。前記多孔質フィラーは、その種類によって細孔の孔径が異なるが、例えば、ゼオライト系は0.1nm~2nm、珪藻土は約300nmである。
本発明のゴルフボールの最外層塗膜の基材樹脂は、ポリイソシアネート組成物とポリオール組成物とを反応させてなるポリウレタンを含有する。前記最外層塗膜は、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、ポリオール組成物を主剤とし、ポリイソシアネート組成物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。
本発明で使用するポリイソシアネート組成物のポリイソシアネート成分としては、例えば、イソシアネート基を少なくとも2つ有する化合物を挙げることができる。前記ポリイソシアネートとしては、例えば、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、2,4-トルエンジイソシアネートと2,6-トルエンジイソシアネートの混合物(TDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5-ナフチレンジイソシアネート(NDI)、3,3’-ビトリレン-4,4’-ジイソシアネート(TODI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、パラフェニレンジイソシアネート(PPDI)などの芳香族ポリイソシアネート;4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)、水素添加キシリレンジイソシアネート(H6XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ノルボルネンジイソシアネート(NBDI)などの脂環式ポリイソシアネートまたは脂肪族ポリイソシアネート;およびこれらのポリイソシアネートの誘導体が挙げられる。本発明では、前記ポリイソシアネートとして、2種以上のポリイソシアネートを使用してもよい。
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少なくとも一層の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、スピン速度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。
本発明のゴルフボールの塗膜は、ゴルフボール本体表面に塗料を塗布することで形成できる。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。
(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3、4を参照して説明する。図3はゴルフボールの断面の模式図である。図3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。
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、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。
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)
塗膜の貯蔵弾性率E’(Pa)、損失弾性率E” (Pa)および損失正接(tan δ)を以下の条件で測定した。
装置:動的粘弾性測定装置(ユービーエム社製、Rheogel-E4000)
測定サンプル:ポリイソシアネート組成物およびポリオール組成物を配合した塗料を40℃で4時間乾燥及び硬化をさせて、厚み0.11-0.14mmの塗膜フィルムを作製した。この塗膜フィルムから、幅4mm、クランプ間距離20mmになるように試料片を切り出した。
測定モード:引張
測定温度:-100℃~150℃
昇温速度:4℃/分
測定データ取り込み間隔:4℃
加振周波数:10Hz
測定歪み:0.1%
塗膜の引張特性は、JIS K7161(2014)に準じて測定した。具体的には、ポリイソシアネート組成物およびポリオール組成物を配合した塗料を40℃で4時間乾燥及び硬化をさせて塗膜(厚さ0.05mm)を作製した。この塗膜を、JIS K7127(1999)で規定された試験片タイプ2(平行部の幅10mm、標線間距離50mm)に打ち抜いて試験片を作製した。この試験片について、精密万能試験機(島津製作所製、オートグラフ(登録商標))を用いて引張試験を行った。試験条件は、つかみ具間距離100mm、引張速度50mm/min、試験温度23℃とした。そして、10%ひずみ時の引張応力(10%モジュラス)を記録した。
ゴルフボールの動摩擦係数を以下の条件で測定した。なお、下記の条件では、荷重が小さく、かつ、移動速度も遅いため、最外層塗膜の動摩擦係数が測定できる。
・試験機;トライボマスター TL201TS(トライボリティー社製)
・測定サンプル;ゴルフボール
・フェース板;ステンレス鋼(日新製鋼社製、HT1770(寸法:50mm×150mm×厚さ2mm))でフェース面の算術平均粗さRa:2.9μm、最大高さの平均値Ry:21.7μmのものを用いた。
・フェース板の作製方法:前記ステンレス鋼に対して、エアーブラスト処理して得た。研削材として、アルミナ粉末(#60)とSTEEL BALL(Ervin industries社製、ES300)とを1:1で混合させたものを使用し、ブラスト条件は、フェース板とノズルとの距離10cm、ノズル直前の圧力4~6kg/cm2とした。
・RaおよびRyの測定方法:表面粗さ測定機(ミツトヨ社製、SJ-301)を用いて、JIS B 0601-1994に準拠した方法で測定した。Ra、Ryはそれぞれ測定点6点の平均値である。またカットオフ値λcは2.5mmであった。
・温度;23℃
・ボール移動速度;2mm/s
・荷重;1.96N(200gf)
・測定方法;ボールをチャックで固定し、200gfの荷重をかけた状態で平板上を一定の速度で移動し動摩擦力を測定した。
・測定項目;動摩擦(2-10mm区間の平均値)
ゴルフラボラトリー社のスイングマシンに、サンドウェッジ(クリーブランドゴルフ社製、商品名「CG15フォージドウェッジ」、ロフト角58°)を取り付け、ヘッドスピード16m/sでゴルフボールを打撃し、打撃されたゴルフボールを連続写真撮影することによってスピン速度(rpm)を測定した。測定は、各ゴルフボールについて10回ずつ行い、その平均値をスピン速度とした。ウェット条件では、クラブフェースとゴルフボールを水で濡らした状態で試験を行った時のスピン速度である。なお、各ゴルフボールのスピン性能は、ゴルフボールNo.10のスピン速度を100として、指数化した値で示した。
ゴルフラボラトリー社のスイングマシンに、サンドウェッジ(クリーブランドゴルフ社製、商品名「CG15フォードウェッジ」、ロフト角:58°)を取り付け、ヘッドスピード16m/sで、ゴルフボールを打撃し、打撃されたゴルフボールを連続写真撮影することによってスピン速度(rpm)を測定した。なお、測定対象となるゴルフボールには、野芝の葉(長さ約3cm)を2枚貼付け、打撃時にクラブフェースとゴルフボールとの間に野芝が位置するように打撃した。測定は、各ゴルフボールについて10回ずつ行い、その平均値をスピン速度とした。なお、各ゴルフボールのスピン性能は、ゴルフボールNo.10のスピン速度を100として、指数化した値で示した。
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。
ポリオール組成物No.1~3(ポリロタキサン組成物)の調製
表4、表5に示すように、樹脂成分として、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)」)、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)、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)とを計量した。この樹脂成分100質量部に対して、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.1~3を調製した。フィラーを配合する場合には、前記ポリオール組成物に添加した。配合量は、塗膜を構成する基材樹脂100質量部に対して100質量部とした。
第1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)、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。ここに、触媒としてジブチル錫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1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。滴下後は、イソシアネートがなくなるまで撹拌を続け、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。得られたウレタンポリオールの組成等を表6に示した。フィラーを配合する場合には、前記ポリオール組成物に添加した。配合量は、塗膜を構成する基材樹脂100質量部に対して100質量部とした。
ポリイソシアネートとしては、以下のものを用いて、表4、表5に示すように配合してポリイソシアネート組成物No.1~No.7を調製した。
HDIアダクト変性体:ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト変性体(旭化成ケミカルズ社製、デュラネート(登録商標)E402-80B(NCO含有率:7.3%))
HDIビュレット変性体: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(登録商標)21S-75E(NCO含有率:15.5%))
HDIイソシアヌレート変性体: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TKA-100(NCO含有率:21.7%))
IPDIイソシアヌレート変性体: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(デグサ社製、VESTANAT(登録商標) T1890(NCO含有率:12.0%))
表4、表5に示した配合比でポリオール組成物とポリイソシアネート組成物を混合して、塗料組成物を調製した。前記で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、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。
珪藻土:昭和化学社製、「ラヂオライトF」(体積平均粒子径:7μm、嵩密度:0.40g/cm3)
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)
Claims (10)
- 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少なくとも一層の塗膜とを有するゴルフボールであって、
前記塗膜は、ゴルフボールの最外層に位置する最外層塗膜が、基材樹脂と多孔質フィラーとを含有し、
前記基材樹脂は、ポリイソシアネート組成物とポリオール組成物とを反応させてなるポリウレタンを含有し、前記多孔質フィラーは、構成成分としてSiO2を50質量%以上含有するものであり、
前記ポリイソシアネート組成物が、ポリイソシアネート成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト変性体を含有し、ポリイソシアネート成分中のヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト変性体の含有率が30質量%以上であることを特徴とするゴルフボール。 - 前記ポリオール組成物が、ポリオール成分として、シクロデキストリンと前記シクロデキストリンの環状構造を串刺し状にする直鎖状分子と、この直鎖状分子の両末端に配置され、前記シクロデキストリンの脱離を防止する封鎖基とを有し、前記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ているポリロタキサンを含有し、前記ポリオール成分中の前記ポリロタキサンの含有率が、30質量%以上である請求項1に記載のゴルフボール。
- 前記ポリイソシアネート組成物が、ポリイソシアネート成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト変性体と、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とを含有する請求項1または2に記載のゴルフボール。
- 前記ポリイソシアネート組成物が、ポリイソシアネート成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト変性体と、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とを含有する請求項1または2に記載のゴルフボール。
- 前記多孔質フィラーの含有量が、前記基材樹脂100質量部に対して、3質量部以上である請求項1~4のいずれか一項に記載のゴルフボール。
- 前記多孔質フィラーが、構成成分としてSiO2を60質量%以上含有するものである請求項1~5のいずれか一項に記載のゴルフボール。
- 前記最外層塗膜表面の水滑落角が50°未満である請求項1~6のいずれか一項に記載のゴルフボール。
- 前記最外層塗膜表面の付着エネルギーが10mJ/m2未満である請求項1~7のいずれか一項に記載のゴルフボール。
- 前記最外層塗膜の動摩擦測定機により下記条件で測定した動摩擦係数が、0.65~1.3である請求項1~8のいずれか一項に記載のゴルフボール。
<測定条件>
移動速度:2mm/s
荷重:1.96N
測定項目:移動距離2mm~10mmにおける動摩擦の平均値 - 前記最外層塗膜の動摩擦係数が、0.68~1.2である請求項9に記載のゴルフボール。
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