JPS5836987B2 - 野球ボ−ルならびにソフトボ−ルとそれらボ−ル心材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 こノ発明は、野球ボールならびにソフトボールとそれら
ボール心材を形戒する方法に、さらに特定的に言えば熱
可塑性材質のボール心材に、かかるものである。

アメリカ合衆国のプロ・リーグとかリトル・リーグとか
で使われているような野球ボールは、コルクやゴムの心
材に毛糸や綿糸を巻きつげ、２枚の皮革片を縫い合わせ
たものでフ・かったものである。

場合によっては、特にリトル・リーグなどのように競技
ボールの寿命第一に考えられるところでは、そうした釦
公いをビニルとかゴムとかで作ることもある。

このように作られるものであるから、野球ボールの密度
とかそれに付随するｂろいろな特性とか、は構或素材と
、毛糸がどれほどかたく巻かれているかということと、
で決筐ることとなる。

このようなため、野球ボール製作には、規格制御管理が
満足にゆかぬことがあり、野球ボール製造者は、製品の
品質均等化を満足させるような構成素材を見出すべく努
めてきていたものである。

ソフトボールは、緩投・連投いずれのソフトボール・リ
ーグで使われるものも含めると、寸法もいろいろであり
、いろいろな物理特性も非常に広い範囲にわたるものが
作られてｂる。

ごく一般的な例としては、コルクとかカポツクとかの心
材を使い、合或材の毛糸とか糸とかを巻きつげ、そのソ
フトボール表面には野球ボールの場合と同じように作ら
れたｉ− ．％−いをかぶせている。

ソフトボール・リーグ構或員の声として、競技の不均等
を避けるべく、どのボールをとってもいろいろな特性が
均等一定であるようなソフトボール、の要望が高かった
ものである。

１た、心材への巻きつげにはかなりの労賃とか巻きつけ
機設備資金とかを要し、野球ボールにしろソフトボール
にしろいずれを作るにも、その費用が大きな問題要因と
なっていた。

ばらつきのない製品の要望と、労賃や設備費増大と、の
問題に対面して、ボール製造者は、それら両問題を解決
すべく、プラスチック材でボール； 心材を構或する試
みをかさねできた。

そうした試みの例をあげると、アメリカ合衆国特許第３
９７６２９５号やカナダ特許第６３２２２０号に示され
たものがある。

しかし、どのスポーツでも言えることであるが、競技者
も用具供給者も、）在来品を切替えることにはなかなか
気乗りしないものであり、在来の野球ボールに取って替
わるものとして考えられたボールも、いまなぁーごくわ
ずかな使用実績しかない実状である。

アメリカ合衆国特許第３２６８６３６号や３ ３ １．
３ ５ ４ ５号を例とするように、いろいろなスポ
ーツ分野でプラスチック用具がすでにある程度の或功を
示してはいるが、野球やソフトボールの分野で或功例を
見”Ｑｈｆｒ３ｙ＞原因として、在来ボールと、代替用
として考えられた新規ボールと、のいろいろな競技特性
の差、といったようなことがある。

そうしたボールをバットで打ったときの音、も、そうし
た特性のうちの重要なひとつである。

このような見地から、この発明で提供される野球ボール
とかソフトボールとかは、打球音をも含めて、いろいろ
な物理特性が実質的に在来ボールと同じもの、である。

さらに、それらボールは、どれをとっても特性が均等で
あり、な卦また、経済的に製作することのできるもので
ある。

この発明によれば、熱可塑性プラスチックと膨化剤との
、流動性均質材が、その膨化剤を活性化させるに十分な
温度・圧力の条件下で、成形型材の球形中空部内へ射出
される。

その材の外面部に外皮が作りあげられるよう、その型材
は３２〜６５下（約Ｏ〜１８℃）に冷却される。

その外皮が、その型材中空部からその材を取出したのち
にも、その材に含１れている膨化剤によって破裂を生じ
るようなことのないような適切な強さのものとなる、に
十分な時間、にわたって、その材がその型材中空部内に
とどめ釦かれる。

その材が外気温度３２〜６５Ｔ（約Ｏ〜１８°Ｃ）で冷
却される。

そして、その流動性均質材が、膨化剤と、エチレンと酢
酸ビニルとの共重合物で酢酸ビニル分１２〜３０重量係
のものと、で作りあげられている。

その均質材はその膨化剤を活性化させるに十分な温度・
圧力の条件下で、成形型材の球形中空部内へ射出され、
その型材の温度はその共重合物の融点よりはっきりと低
くて、その材の外面部に非多孔性の外皮が作りあげられ
るべくされる。

その型材中空部からその材を取出したのちにも、その材
に含１れている膨化剤によって破裂を生じるようなこと
のないような適切な強さ、の非多孔性外皮が作りあげら
れるに十分な時間、にわたって、その材はその型材中空
部内にとどめふ−かれる。

その材が冷却されて、その型材中空部と実質的に同寸の
、競技ボール心材、が作りあげられる。

この発明によって形づくられたボールは、球形心材とカ
バー材とからなる。

その心材は、単一の、部分的膨化の施された熱町塑性材
質のものである。

七の心材は、発泡粒径が径方向外方へゆくほどだんだん
小径となって外皮部はその共重合物の自己密度に実質的
に等しい密度であるようにされた心材中心部膨化発泡、
を持つことが特徴である。

この発明を実施するに有用な熱可塑性プラスチックは、
総じて、不飽和オレフイン化合物やその誘導体、の重合
物とか共重合物とかで、たとえば、エチレン・酢酸ビニ
ル共重合物、ポリエチレン、ポＩＪ ７”ロピレン、ポ
リスチレン、ビニル樹脂、ナイロン、ポリカーボネイト
、熱可塑性ポリウレタン、ポリヒドロキシエーテル、熱
可塑性フエノル樹脂、などである。

好適例としては、エチレン・酢酸ビニル共重合物ことり
わけポリ酢酸ビニル分が１２〜３０％、そのなかでも特
に好渣し〈は１１８〜２５悌、のエチレン・酢酸ビニル
共重合物、がもっとも有用であると判明している。

重合鎖状分子内で酢酸ビニル分力″−１２係より低いと
、仕あがりボール心材は硬すぎて、野球ボールやソフト
ボール業界で満足とされる弾性や反撥力に欠けるものと
なる。

重合鎖状分子内でポリ酢酸ビニルが３０％を上まわると
、逆にやわらかすぎるボール心材を作り出してし１つて
、やはり野球ボールやソフトボールの心材として使えな
くなる。

このようなエチレン・酢酸ビニル共重合物の（ＡＳＴＭ
１２３８−７３規定による）メルト・フロー・インデッ
クスの好適範囲は０．５〜４．５であり、とりわけ３〜
４が好プしい。

ポリ酢酸ビニル分がそうした好適範囲外のものと好適範
囲内のものと、のエチレン・酢酸ビニル共重合物各種の
混合物を、好適範囲のポリ酢酸ビニル分含有量が得られ
るように１ぜ合わせて使うこともできる。

この発明を実施するに使われる膨化剤は、熱分解性化合
物とか、気体とか、戒形条件下で揮発する液体とか、と
することができる。

熱分解性膨化剤の例としては、アゾ・Ｎ・ニトロソ・カ
ーボネイトとかスルフオニル・ヒドラジドとかアゾジカ
ーボナミドとかがある。

こうした化合物は分解すると二酸化炭素とか窒素とかの
気体を出す。

また、膨化剤として使うことのできる気体の典型例は、
塩化メチルとかプロピレンとかブチレンとか気体状ぶつ
化炭素とかである。

さらに、当業者に周知の液体膨化剤、たとえば水とか液
状ふつ化炭素とか、も重合物発泡用に使うことができる
。

この発明を実施するには熱分解性膨化剤が好１し〈、そ
の用量範囲は０．０６〜１重量係、好１し〈は０．１２
〜０．６重量係、である。

典型例について云えば、ソフトボールは野球ボールより
もかさ密度が低く、したがって、より高い膨化剤準位で
作られる。

すなわち、野球ボール用としては熱可塑性材質全重量に
対して０．１２〜０．２４重量宏が望筐しい。

１た、ソフトボール用としては熱可塑性材質全重量に対
して０．４８〜０．７２重量係が望筐しい。

膨化剤選択にあたって考えるべき要因のひとつは、使っ
ている重合物のレオロジカルな特性値に対応して適切な
、分解、すなわち活性化、の温度、を持つものとするこ
とである。

すなわち、たとえば９５〜１０５℃で活性化・分解され
るものとしてはジアゾアミノベンゼンを使うことができ
、もつと高い１６０〜２００゜Ｃといった活性化・分解
の温度範囲のものとしては、アゾジカーボナミドを使う
ことができる。

いろいろな膨化剤は工法的にかなり温度に気をつげて活
性化されるものであるが、活性化温度を低下させる活性
化剤を加えることによって、ずっと広い活性化範囲が得
られることとなる。

典型的な活性化剤のひとつは酸化亜鉛で、それは膨化剤
に対して０．１〜０．２％＜らいの見当で使うことがで
きる。

なか、熱分解性でない膨化剤について活性化ということ
ばを使うときは、その膨化剤が気体を作り出す温度・圧
力条件を意味することとする。

実用方法としては、膨化剤が、室温の１１タンブル混合
方式で、特定の粉粒状熱町塑性プラスチックと均質混合
される。

つぎにその粉粒混合物を均質化し、そのプラスチック材
質中の膨化剤を分散なり溶解なりさせる、に適切な温度
・圧力条件下で、その混合物にさらに混合処理を施す。

そうした分散物なり溶解物なりは、押出し加工され、ペ
レット状に切出したり、粉状比粉砕したり、される。

その押出し材はマスターバッチと呼ばれることも多い。

最終製品ボール用材質として使われるプラスチック中へ
との膨化剤を入れ込むことは、粉粒状のそうした熱可塑
性プラスチックと、いま述べたマスターバッチと、をタ
ンブル混合して行う。

典型的には、グラムあたり、準標温度・圧力で３０〜５
０ｍｌ１好適例としては３５〜４５ｍｌ、の気体、を生
じるマスターバッチが望１しい。

したがって、そうしたマスターバッチ使用量は全プラス
チック重量に対して１〜６重量係の範囲、さらに云えば
、野球ボール用好適例としては１〜５東より好渣しくは
１〜２係、１た、ソフトボール用好適例としては４〜６
係、より好渣しくは４．５〜５．５係、である。

この発明の工程は在来式の射出成形機で実施される。

粉粒状熱可塑性プラスチック材がマスターバッチとタン
ブル混合方式で均質になる１で処理される。

その混合物は射出戒形機のホッパへ供給され、その機械
内でプラスチックが熱と圧力のもとて溶融されて流動性
熱可塑材に形を変えられる。

エチレン・酢酸ビニル共重合物を使う場合の好適例とし
ては、供給温度が２００〜２２０℃くらい押出しバレル
温度が２３０〜２５００Ｃ、ノズル温度が２４０〜２６
０°Ｃ、である。

この射出戊形機のノズルは型材へ流体連通してフ・リ、
その型材の中空部は最終製品小村と実質的に同寸のもの
である。

その型材は３２〜６５下約Ｏ〜１８°Ｃ）、好１し〈は
３５〜４５下（約２〜７８Ｃ）、に水冷されているもの
であるが、それは、その型材内へ射出された熱可塑材の
表面に外皮を形づくるために必要とされるものである。

その型材中空部内へ所要量の熱可塑材を射出し次第、そ
の型材は連続水冷されて、その型材中空部表面がそうし
た低温に保たれる。

その熱可塑材はその型材内に４〜６分間、より好１し〈
は４１／２〜５分間、とどめ釦かれて、その熱町塑材が
、その型材からその材を取出したのちにも、その材に含
されている膨化剤によってその外皮の破裂が生じるよう
なことのなしような適切な強さ、の外皮、を作りあげる
べくされる。

もし七〇熱可塑材がそうした所定時間にわたってその型
材内にとど１ることとなる前に取出されると、膨化剤が
外皮を破裂させて、溶融プラスチックが球内部からこぼ
れ出てし−ｊ５。

その熱可塑材はその型材内にいくら長い時間とどめ卦い
てもよいのであるが、その型材内保留時間の実用的上限
は経済性の問題となる。

生産の早さが望捷れ、型材くり返し再使用が望１れるの
で、経済的に定１る保留期間がその上限を規定する。

その材をその型材から取出すところで、スプルは、球形
表面上に収縮しろを少し残して切取られ、その或形ボー
ル心材は３２〜６５下（約Ｏ〜１８°Ｃ）より好１しく
は３５〜４５下（約２〜７℃）、の水浴内へひたし入れ
られる。

その当初、そうしたボール心材は、膨化剤の内部圧力の
ために膨張して、野球ボールの場合ならば周囲８ １３
／１６〜９インチ（約２２〜２３ｃｍ）になったのち、
この水浴中でもとの寸法に１で縮み戻る。

この水浴中での冷やし時間最小限度は約１５分間である
。

この球カーこの水浴中で十分に冷やされないと、縮１な
いために太きすぎろ製品寸法のものとなってし１う。

この水浴から取出したのち、それら球は受け台に収めら
れて室温に放置される。

スプルはサンデイングなどの工法で取除き、在来ども・
りのボール・カバー材が縫いかぶせられろ。

これ１で述べた方法で作られたボール心材は実質的に型
材中空部と同じ寸法のもので、こうした心材は周辺誤差
が±０．１係、目方が±０．６％、の許容誤差範囲内で
作ることができる。

その球は表面がなめらかなことを特徴とし、表面ショア
硬度は７０〜９０、より好１し〈は７５〜８５、であっ
て、在来の野球ボールとかソフトボールとかに特徴的な
反撥性訃よび打球音を持つものとなる。

球の内部を調べるべく切断面を作り出して認められた特
徴点は、この心材中心部の膨化発泡が、径方向外方へゆ
くほど粒径をだんだん小さくしていて、外皮部はその共
重合物の自己密度に実質的に等しい密度であるものとな
っている、ことである。

その外皮部は、心材半径の３〜１５係、より好１し〈は
８〜１２係、を占める。

つぎにこの発明の具体例ふたつを示すが、これらはなん
ら限定的な意味のものではない。

実例 Ｉ ＩＣＩ社から市販のＥｖａｔａｎｅ ２ ４ ０ ３、
すなわち粉粒状エチレン・酢酸ビニル共重合物でポリ酢
酸ヒニル分が２４重量係でメルト・フロー・インデック
スが３のもの、５０部と、ＩＣＩ社から市販のＥｖａｔ
ａｎｅ ６ ４ ５ ５、すなわち粉粒状エチレン酢酸
ビニル共重合物でポリ酢酸ビニル分が１２．５重量係で
メルト・フロー・インデックスが４のもの、５０部と、
をＩＣＩ社から市販のマスターバッチ４１＝０２６１，
すなわち膨化剤で活性化温度が１７０゜Ｃでグラムあた
り標準温度・圧力で４０ｍｅの気体を生じるもの、１．
３７部とともに、タンブル混合した。

そのようにタンブル混合された混合物をスクリューふ−
よびラム併用式射出戒形機に供給したのであるが、その
供給温度は２ ２ ０ ０Ｃ、バレル温度は２５０℃、
ノズル温度は２６０℃とした。

押出し時間は約４〜６秒間で、滞留全時間は約１０秒で
あった。

そのノズルから型材中空部内へ樹脂状溶融材１９オンス
（４４（ｌ強）を射出したが、その型材は循環水冷却方
式で４４下（７℃弱）に冷やされ、その型材中空部は、
その型材外部へ連通している溝でつなげられたそれぞれ
約８ １３／１６ インチ（２２ｃｆｎ強）の周囲寸法
の個別の球形部４つを持っている。

い１述べた溝は、その樹脂状材射出のあいだ、この射出
成形機のノズルと液流連通ずるべ〈されている。

そのように熱可塑性流動材が型材中空部内へ射出され次
第、発生気体が膨張しその熱可塑性流動材を発泡させて
その型材中空部に充満させる。

その熱町塑性流動材をその型材内に５分間とどめ卦いて
から取出した。

取出された或形プラスチックは、すでに述べた溝内に形
づくられたスプルでつなぎ合わされた４つの球体心材と
いう形態であった。

そのスプルは球上に少し余分を残すように切り去った。

そのようにしてばらばらにされた各心材を、４２〜４６
下（約６〜８°Ｃ）とされた水浴内へ１５分間ひたした
。

冷却中に、そうした心材は周囲寸法約９インチ（約２３
ｃｍ）に膨張したのち８ １３／１６ インチ（２２ｃ
ｍ強）に収縮した。

それら心材をその水浴から取出し、室温で２４時間放置
した。

それら心材の表面ショア硬度は８０、外皮の厚さは約１
／８ インチ（３１ｎ７１Ｌ強）であった。

スプルを研摩輪でみがき落とし、２枚革カバー材をそれ
ら心材に縫いかぶせた。

そのように作った野球ボールは周囲が８．９２インチ（
２２．７ｃｍ弱）で重さが５．３５オンス（１５２？弱
）であり、心材は周囲が８ １３／１６ インチ（２２
．４講弱）で重さが４一オンス（１３１Ｌ？強）であっ
た。

それらボールをテストした結果、反撥度は３２．４％で
あり、競技用特性は在来ボールと似通ったものであった
。

実例 ２ ソフ１・ボールを作るべく、実例１と同じ方法をくり返
し、ただ、変更点としては膨化剤４．５部を使い、型材
は周囲１ １ ”／’１６インチ（２９．４ｃｍ弱）と
した。

そのようにこの発明によって作られたソフトボールは、
すぐれた競技用特性を示した。

特定の材質を使い、特定の条件でこの発明を実施した場
合について説明しただけであるが、この発明は特許請求
の範囲の記載だけによって規定されるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ つぎの特質（ア・イ・ウ）をすべて満たすべく改良
   したことを特徴とする、球形心材とカバー材とからなる
   、野球ボール。 ア）その心材は、実質的に単一の、部分的膨化の施され
   た、エチレンと酢酸ビニルとの共重合物でポリ酢酸ビニ
   ル分が１２〜３０重量係である熱可塑性プラスチック球
   形材からなる。 イ）−ｆ：の心材の膨化発泡は中心部にあり、それらの
   粒径は径方向外方へゆくほどだんだんに小径となって、
   外皮部ではそのプラスチックの自己密度に実質的に等し
   い密度であるようにされている。 ウ）この野球ボールの競技用特性が在来の野球ボールと
   実質的に同等であるように構或されている。 ２ 特許請求の範囲１記載の発明に釦いて、その外皮部
   と呼んだ部分が心材球半径の３〜１５％のものであるこ
   とを特徴とする野球ボール。 ３ 特許請求の範囲２記載の発明に訃いて、そのエチレ
   ン・酢酸ビニル共重合物がポリ酢酸ビニル分１８〜２５
   重量係のものであることを特徴とする野球ボール。 ４ つぎの特質（ア・イ・ウ）をすべて満たすべく改良
   したことを特徴とする、球形心材とカハー材とからなる
   、ソフトボール。 ア）その心材は、実質的に単一の、部分的膨化の施され
   た、エチレンと酢酸ビニルとの共重合物でポリ酢酸ビニ
   ル分が１２〜３０重量係である熱可塑性プラスチック球
   形材からなる。 イ）その材の膨化発泡は中心部にあり、それらの粒径は
   径方向外方へゆくほどだんだんに小径となって、外皮部
   はそのプラスチックの自己密度に実質的に等しい密度で
   あるようにされている。 ウ）このソフトボールの競技用特性が在来のソフトボー
   ルと実質的に同等であるように構或されている。 ５ 特許請求の範囲４記載の発明にかいて、そのエチレ
   ン・酢酸ビニル共重合物がポリ酢酸ビニル分１８〜２５
   重量係のものであることを特徴とするソフトボール。 ６ つき゛の各工程（ア・イ・ウ・工）を順次実施する
   ことからなる、競技ボール心材製造方法。 ア）射出戒形機内で、熱可塑性プラスチックと膨化剤と
   に、熱と圧力とを加えて、流動性均質材を作りあげる工
   程。 イ）その材を３２〜６５下（約Ｏ〜１８°Ｃ）に冷却し
   た戒形型材の球形中空部内へ射出して、その材を発泡さ
   せその型材中空部を満たさせる工程。 ウ）その材の外面部に非多孔性の外皮が作りあげられて
   、その外皮が、その型材中空部からその材を取出したの
   ちにも、その材に含１れている膨化剤によってその外皮
   の破裂が生じるようなことのないような適切な強さのも
   のとなる、に十分な時間、ではあるがその材を寸法安定
   化してし１うに必要とされるところ１ではな釦到らない
   時間、にわたって、その材をその型材中空部内にとどめ
   公き、そこでその材をその型材から取出す工程。 工）その材を外部温度３２〜６５゜Ｆ（約Ｏ〜１８℃）
   で冷却して、型材中空部と実質的に同寸の、競技ボール
   心材、を作りあげる工程。 ７ 特許請求の範囲６記載の発明にｂいて、その熱可塑
   性プラスチックがエチレンと酢酸ビニルとの共重合物で
   ポリ酢酸ビニル分が１２〜３０重量係のものであること
   を特徴とする方法。 ８ 特許請求の範囲６記載の発明に釦いて、その型材が
   ３５〜４５下（約２〜７°Ｃ）に冷却されたものである
   ことを特徴とする方法。 ９ 特許請求の範囲６記載の発明に釦いて、その型材内
   での材とどめかき時間が４分間以上であることを特徴と
   する方法。 １０特許請求の範囲６記載の発明にふ・いて、その冷却
   工程が、３２〜６５下（約Ｏ〜１８°Ｃ）の温度の冷却
   浴内へその材をひたし入れることによっていることを特
   徴とする方法。 １１特許請求の範囲６記載の発明に釦いて、その材の冷
   却外部温度が３５〜４５Ｔ（約２〜７°Ｃ）であること
   を特徴とする方法。 １２特許請求の範囲７記載の発明に卦いて、そのエチレ
   ン・酢酸ビニル共重合物がポリ酢酸ビニル分１８〜２５
   重量係のものであることを特徴とする方法。 １３特許請求の範囲１０記載の発明に釦いて、その冷却
   浴が３５〜４５下（約２〜７８Ｃ）の温度ののものであ
   ることを特徴とする方法。 １４特許請求の範囲１０記載の発明に釦いて、その材ひ
   たし入れ時間が１５分間以上であることを特徴とする方
   法。