KR100254670B1 - 골프공 커버용 고레질리언스 이오노머 조성물 - Google Patents

Abstract

리튬, 아연 및 나트륨으로 중화된 다량의 산을 함유한 에틸렌/메타크릴 산 또는 에틸렌/아크릴산 공중합체에서 유도된 이오노머를 정의된 양으로 블렌딩하여 매우 탄성이 높은 조성물을 제조한다. 상기 조성물은 골프공 커버로 사용하기에 매우 적합하다.

Description

[발명의 명칭]

골프공 커버용 고레질리언스 이오노머 조성물

[발명의 배경]

[발명의 분야]

본 발명은 탄성이 큰 이오노머 조성물, 보다 구체적으로는 리튬, 아연 및 임의로 나트륨 이온으로 중화시킨 다량의 산을 가진 에틸렌/메타클리산 또는 아크릴산계 공중합체로 제조한 고레질리언스 이오노머 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 특히 골프공 커버에 유용하다.

[관련 기술의 방법]

에틸렌/메타크릴산 또는 아크릴산을 기재로 하는 이오노머로 제조한 골프공 커버는 선행 기술에 잘 알려져 있으며, 오랫동안 상업적으로 사용하여 왔다.

커버 재료에는 필수적인 특성이 여럿 있다. 커버 재료는 일정 범위의 온도에서 적절한 인성을 지녀야 하며 내구성이 있어야 한다. 상기 필수조건이외에, 커버 재료의 특정한 다른 특성들이 필요하다. 3조각 공의 중심 및 굴곡 부분들과 2조각 공의 코어 모두 골프공의 경기 특성에 있어서 중요한 결정요소이지만, 커버도 상당한 역할을 한다. 보다 좋은 커버 재료를 얻는 길잡이로서 오랫동안 인지되어 왔던 중요한 특성은 그 재료의 레질리언스이다. 레질리언스는 대개 복원 계수(COR)를 측정하여 평가한다.

골프공 커버로서 사용하기에 적절한 인성 및 내구성이 있고 또한 COR이 가능한한 가장 큰 재료를 구하고자 하는 노력이 계속되어 왔다. 그러나 아래의 참고문헌으로부터 알 수 있는 바와 같이 상기 연구는 어떤 산이 바람직한지, 그의 양은 얼마인지, 단일 금속 이오노머를 블렌딩해야 하는지 아니면 2,3개 또는 그이상의 금속 이오노머의 블렌드를 블렌딩해야 하는지, 각각의 양이 얼마가 바람직한지에 대하여 서로 다른, 심지어는 서로 모순되거나 또는 단지 광범위한 일반적 원칙만을 드러냈다.

미국 특허 제3,819,769호 (몰리터)에는 동일한 코어를 가진 골프공을 나트륨 및 아연 이오노머의 블렌드 또는 나트륨 이오노머 단독 또는 아연 이오노머 단독으로 커버링하는 경우에 블렌드를 사용한 것이 이오노머를 단독으로 사용한 것보다 COR이 더 높은 공이 얻어진다는 것이 개시되어 있다. 달리 말하면 아연 및 나트륨을 함께 사용할 때 상승 효과가 있음을 알 수 있다.

1986년 11월자로 켄니쓰 마손 퍼블리케이션 리미티드에 의해 발표되고 이.아이 듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니에 의해 공개된 문헌 [Research Disclosure Journal Article #27103]에는 나트륨 또는 아연 이오노머로 제조한 쉘(커버)보다 리튬 이오노머를 사용하여 제조한 골프공 쉘(커버)이 복원 계수 등의 특성이 우수한 것으로 개시되어 있다. 또한 리튬 이오노머를 다른 이오노머와의 블렌드로 사용하면 상기 다른 재료보다 우수한 절단 저항성을 부여할 수 있음을 개시하고 있다.

미국 특허 제5,000,459호(이삭)는 리튬 이오노머를 사용하면 다른 이오노머수지의 특성을 향상시킬 수 있지만, 리튬 이오노머 수지는 단독으로 사용하는 경우 가장 좋은 특성을 나타낸다는 뜻으로 상기 듀퐁의 개시내용을 설명하고 있다. 상기 특허는 골프공 커버로서 사용하는 경우 리튬 및 나트륨 이오노머의 블렌드를 골프공 커버로 사용하면 리튬 이오노머만을 사용한 것과 거의 유사한 특성을 가진 골프공이 제조됨을 계속 개시하고 있다. 따라서 블렌딩한 경우 상승 작용이 전혀 없는 것으로 밝히고 있으나(상기 논의된 나트륨/아연 이오노머 블렌드를 사용한 경우), 리튬 이오노머를 나트륨 이오노머로 희석시켜도 아무런 악영향이 없다. 그런데도 블렌딩을 하는 이유는 리튬 이오노머가 나트륨 이오노머보다 훨씬 더 비싸기 때문이다.

1989년 1월자로 발표되고 이. 아이. 듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니에 의해 개시된 문헌 [Research Disclosure Journal Article #29703]에는 산 함량이 15중량%보다 큰 에틸렌/아크릴산 또는 메타크릴산의 중합체로 제조한 이오노머가 이보다 산 함량이 더 작은 이오노머에 비해 더 강하고 단단하다고 개시되어 있다. 상기 재료는 이러한 특성이 필요한 제품, 예를 들면 골프공을 개선하는데 유용하다.

1988년 9월 22일자로 공개된 일본 특허 공개 공보 제J63-229077A호에는 2개의 상이한 금속 이오노머의 블렌드 또는 2개의 상이한 금속 이온으로 중화시킨 단일 이오노머가 개시되어 있다. 제1 금속 이온은 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘 중 어느하나인 알칼리 금속 이온일 수 있고 제2 금속 이온은 아연 또는 마그네슘일 수 있다. 또한 단일 이오노머를 사용하는 경우에는, 에틸렌/아크릴산(메타크릴산은 안됨)을 기재로 해야 하는 반면에, 2개의 이오노머의 블렌드를 사용하는 경우에는 알칼리 금속 이오노머는 또한 아크릴산 공중합체를 기재로 해야 한다.

미국 특허 제4,911,451호(술리반등)에는 아크릴산 함량이 약 11중량%인 에틸렌 공중합체를 기재로 하는 나트륨 이오노머와 아크릴산 함량이 11 내지 16중량%인 에틸렌 공중합체를 기재로 하는 아연 이오노머와의 블렌드를 사용하여 골프공 커버를 제조하면 레질리언스가 개선된다고 개시되어 있다. 실시예에서는 산 함량의 평균치가 16중량%보다 훨씬 아래이다. 상기 산은 분명 아크릴산이며, 메타크릴산 유도 이오노머는 더 열악한 특성을 나타낸다. 리튬, 마그네슘 및 기타 금속 이온이 그 발명의 범위에 속하는 것으로 기재되어 있다.

일본 특허 공개 공보 제J61-82768 호에는 리튬, 칼륨, 세슘 또는 루비듐 이오노머와 나트륨 이오노머 또는 나트륨 및 아연 이오노머와의 혼합물인 커버 재료를 사용한 고레질리언스 골프공이 개시되어 있다.

미국 특허 제5,068,151호에는 산 함량이 10 내지 20 중량%인 에틸렌/알파, 베타-불포화 카르복실산 공중합체를 기재로 하는 리튬 이오노머를 주성분으로 함유하는, 레질리언스가 개선된 커버가 개시되어 있다. 산 함량이 20중량%보다 크면 취약한 수지가 제조되는 것으로 기재되어 있다. 커버는 또한 리튬 이오노머외에, 2가 또는 3가 금속, 예를 들면 마그네슘, 칼슘, 아연, 알루미늄, 바륨 및 구리, 바람직하게는 마그네슘 및 아연의 이오노머를 더 함유할 수 있다. 나트륨 이오노머는 언급하고 있지 않다.

미국 특허 제4,526,375호(나까데)에는 나트륨과 아연, 나트륨과 마그네슘 또는 바람직하게는 나트륨, 아연 및 마그네슘의 혼합 이오노머로 된 커버가 저온 인성이 우수함이 개시되어 있다.

메타크릴산 함량이 15%이하인 에틸렌-산 공중합체를 기재로 하는 리튬 및 아연이오노머의 블렌드를 커버로 하는 골프공도 또한 알려져 있다.

복원 계수에 의해 측정된 레릴리언스가 종래의 것보다 더 우수한 골프공 커버 재료에 대한 요구는 계속 남아있다.

[발명의 개요]

본 발명의 본질은 다량의 산을 함유한 에틸렌/산 공중합체로 제조한 리튬 및 아연 이오노머를 함유하는 블렌드를 사용하기만하면 높은 레질리언스가 얻어진다는 인식에 따른 것이다. 나트륨 이오노머는 레질리언스에는 어떠한 주요한 영향도 주지 않으면서 반발강성(%) 등의 나머지 다른 특성을 추가로 제공하기 위해 존재할 수 있다.

따라서, 중화된 에틸렌-산 공중합체, 에틸렌-산 공중합체의 중화된 블렌드 또는 중화된 에틸렌-산 공중합체의 블렌드를 포함하는 조성물을 제공하고 이때, 상기 산은 메타크릴산 또는 아크릴산이며, 중화시키기 전 조성물중 기본 산 공중합체의 산의 평균 중량%는 16 내지 25중량%이고, 조성물중 산 기의 30%이상은 금속 이온으로 중화된 것이며, 이때 금속이온은 존재하는 이온의 전체 당량 수를 기준으로,

(A) 20 내지 90% 당량의 리튬 이온,

(B) 5 내지 50% 당량의 아연 이온 및

(C) 0 내지 55% 당량의 나트륨 이온으로 이루어지되, (A)+(B)+(C)는 100 당량수이고, 단 복원 계수는 0.700보다 크다.

상기 블렌드로 제조한 골프공 커버를 또한 제공한다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 4가지 이오노머 즉, 리튬, 나트륨, 아연 및 마그네슘 이오노머의 블렌드의 COR을 나타내는 3원 다이아그램 또는 플로트이다. 리튬 함량은 0.25의 중량 분율로 일정하다. 아이아그램은 각각의 다른 3가지 이오노머(마그네슘, 나트륨 및 아연)의 중량 분율이 0 내지 0.75로 변함에 따른 COR의 변화를 나타낸 것이다.

제2도는 위와 동일한 4가지 이오노머의 블렌드의 COR을 나타내는 유사한 3차원 플로트이다. 이 경우에, 아연 이오노머의 함량은 0.25의 중량 백분율로 일정 하고 상기 플로트는 각각의 다른 3가지 이오노머(마그네슘, 리튬 및 나트륨)의 중량분율이 0 내지 0.75로 변함에 따른 COR의 변화를 나타낸 것이다.

제3도는 상기와 마찬가지이나, 이 경우에는 나트륨이 0.25 중량%로 일정하며, 플로트는 나머지 3가지 이오노머 (마그네슘, 아연 및 리튬)에 대한 COR의 변화를 나타낸 것이다.

제4도는 각각 중량 분율이 0 내지 1로 변하는 3가지 이오노머, 즉 나트륨, 아연 및 리튬만의 블렌드에 대한 COR을 나타낸 것이다.

제5도는 각각 중량 분율이 0 내지 1로 변하는 3가지 이오노머, 즉 나트륨, 아연 및 리튬만의 블렌드에 대한 반발강성(%)을 나타낸 것이다.

제6도는 상기와 동일한 3가지 이오노머만의 블렌드에 대한 PGA 압축을 나타낸 것이다.

[발명의 상세한 설명]

하기 개시내용에서, "직접 공중합체"란 용어는 단량체들을 중합함으로써 제조된 공중합체를 뜻하며 동시에 단량체가 이미 존재하는 중합체 쇄상에 중합되는 그라프트 중합체와 구별된다.

본 발명의 조성물은 에틸렌 및 메타크릴산 또는 아크릴산(또는 이 둘다)의 직접 공중합체를 금속 이온으로 중화시켜 유도해낸 이오노머의 블렌드이다. 이러한 이오노머를 제조하는 방법은 잘 알려져 있으며 본 원에서 참고로 인용한 미국 특허 제3,264,272호에 기재되어 있다. 본원에서 참고로 인용한 미국 특허 제4,351,931호에는 이오노머의 기재가 되는 이들 직접 산 공중합체의 제조 방법이 개시되어 있다. 다량의 산을 함유한 산 공중합체는 단량체-중합체 상 분리 때문에 연속 중합기에서 제조하기 어렵다. 또한 본원에서 참고로 인용한 미국 특허 제5,028,674호에 기재된 바와 같이 "보조용매 기술"을 이용하거나 또는 소량의 산을 함유한 공중합체를 제조할 수 있는 압력보다 다소 높은 압력을 이용하여 상기 문제점을 없앨 수 있다.

복원 계수(COR)는 레질리언스의 척도이다. 복원계수는 여러 방법으로 측정할 수 있으나, 이런 방법이 항상 동등한 것은 아니다. 예를 들어 특별한 관심의 대상이 되는 재료가 골프공의 커버재료인 경우에는 간혹 완성된 골프공에 대해 측정하기도 한다. 이 경우에 측정한 COR은 골프공 자체의 COR이다. 이와 달리 COR이 그 재료만의 특징인 경우에는 고려 대상인 재료의 고체구에 대해 측정할 수 있다. 어느 경우이든지, 이를 측정하기 위해 한 세트이상의 시험 조건을 사용할 수 있다.

골프공 커버 재료를 비교할 때, 2가지 방법이 있다. 한 방법은 특정 골프공 코어를 취하여 시험할 재료로 된 커버를 입힌 후, 골프공에 대해 COR을 측정하는 것이다. 다른 방법은 구형의 재료 자체에 대해 COR을 측정하는 것이다. 이 방법이 본 명세서에서 사용된 시험 방법이다. 측정 방법은 "시험 기준"이란 제목의 하기 단락에 더 기재되어 있다. 일반적으로 재료 자체에 대해 측정한 COR이 클수록 이 재료의 커버를 사용한 골프공에 대한 COR도 더 클 것이다. 본원에 정의된 방법에 의해 측정한 바와 같이 COR이 0.700 이상인 재료가 본 발명에서 중요하다. 이런 수준의 레질리언스는 골프공 커버 재료에 있어서 매우 높은 레질리언스를 나타낸다. 더 우수한 성능을 위해서는 0.715이상의 COR이 바람직하다.

본 발명의 재료는 3가지 중요한 조성상 특징이 있다. 이들은 블렌드에서 기본 에틸렌-산 공중합체(즉, 이오노머가 유래된 에틸렌 산 공중합체)중 산의 평균량, 상기 평균 중화도, 및 재료의 중화에 사용된 금속 이온의 종류 및 상대적인 양이다.

기본 산 공중합체중 산의 평균량은 16 내지 25 중량%범위이어야 한다. 산의 함량이 이와 같은 블렌드는 블렌딩되는 공중합체 하나 또는 둘 모두가 산 함량이 위의 범위에서 벗어난 것일 때 수득할 수 있다. 이러한 블렌드는 최종 이오노머 블렌드의 COR이 0.700보다 큰 본 발명의 블렌드에 속한다. 바람직하게는 이오노머 성분을 제조하는 각각의 산 공중합체중 산의 양은 16 내지 25 중량% 범위에 근접해야 하고 가장 바람직하게는 상기 범위이내어야 한다.

기본 에틸렌-산 공중합체중 산 기의 평균 중화도는 30%보다 커야 한다. 바람직하게는 평균 중화도는 45 내지 70%이다. 상업적으로 제조한 이오노머는 그들의 기본 산 기가 약 29 내지 75%범위로 중화될 수 있다. 미국 특허 제3,264,272호에 정의된 바와 같이 이오노머의 통상적인 정의는 광범위하다. 상기 정의에서, 이오노머는 산 기가 10 내지 90%중화된 산 공중합체이다. 블렌드를 제조하는데 사용된 개별 이오노머는 30%미만으로 중화될 수 있지만, 더 높은 수준으로 중화된 이오노머와 블렌딩시 목적하는 평균 중화도에 이를 수 있음을 알 것이다. 추가의 비중화된 산 공중합체를 혼입할 수 있고 본 발명의 정의 범위이내에 있을 수 있다. 융용물내에서 이오노머중 상기 이온은 상당히 불안정한 것으로 생각된다. 결과적으로, 금속 이온은 분산되어 존재하는 모든 중합체 쇄의 산 기와 결합된다. 따라서, 중화도가 낮은 이오노머로부터 유래된 중합체 쇄는 평균 중화도가 그 보다 더 높다면, 중화도가 낮게 유지되지 않을 것이다.

제3의 조성 요건은 블렌드중의 특정한 금속 이온 및 그의 상대적인 양에 관한 것이다. 용융물내에서는 이온이 불안정하기 때문에 정해진 상대 양의 상이한 금속 이온을 함유한 조성물은 여러 방법으로 수득할 수 있다. 가장 간단한 방법은 원하는 이온 종류의 비율을 얻기에 충분한 정도의 각 금속 이온을 포함하는 상이한 금속 이오노머를 블렌딩하는 것이다. 그러나 1종 이상의 이온을 가진 이오노머 또는 소량의 정해진 이온을 갖는 이오노머와 함께 그 이온을 다량 포함하는 이오노머 및 심지어 비중화된 산 공중합체와 블렌딩해도 상이한 금속 이온의 최종 상대량이 만족스러운 소정의 블렌드를 제조할 수 있다.

이오노머의 광범위한 정의의 결과는 가장 광범위하게는, 단지 각각의 특정 금속 이오노머의 중량 백분율에 대해서 본 발명을 정의하는데 특히 편리하거나 또는 한정적이지 않다는 것이다. 이미 지적된 바와같이 핵심적인 특징은 이온의 비가 특정 범위이내에 있어야 한다는 것이다. 정해진 백분율의 한 이오노머 및 정해진 백분율의 또다른 이오노머의 블렌드는 각각의 이오노머의 중화도가 크게 상이한 경우, 아주 가까이 일치하는 이온 백분율 (또는 다가 이온의 경우, 당량)을 갖지 않을 것이 분명하다. 주어진 이오노머의 백분율만을 기준으로 하는 조성 정의는 각각의 이오노머의 중화도가 좁은 범위로 한정되지 않는 한 가능한 매우 광범위한 조성물을 포함한다. 이러한 블렌드를 정의하는 보다 정확한 방식은, 기본 산 공중합체 조성, 존재하는 이온의 비 및 종류, 및 평균 중화도에 관련해서 본 발명에서 정의한 바와 같다.

실험적으로, 단일 금속 이오노머의 블렌드를 제조하였다. 사용한 각각의 이오노머의 평균 중화도는 서로 유사하며, 40 내지 57% 범위이었다. 상기 조성물을 설명하는 편리한 방법은 각 이오노머를 백분율로 나타내는 것이 편리하다. 각각의 이오노머에 대한 중화도가 유사하기 때문에, 각각 이온 종류의 당량비는 당연히 이오노머의 중량비에 아주 가깝게 일치한다. 실례로서, 산 함량이 20중량%인 에틸렌/메타크릴산 공중합체로부터 제조하고 50% 중화시킨 각각의 이오노머를 33.3중량% 함유한 리튬, 나트륨 및 아연 이오노머의 블렌드는 리튬 이온, 아연 이온 및 나트륨 이온의 당량수를 총당량수의 35%, 33.8% 및 31.1% 당량으로 포함할 것이다. 또다른 실례로서, 리튬 아연 및 나트륨 이온을 사용하여 30%까지 중화시킨 20중량% 산공중합체에서 유도된 25중량%, 25중량% 및 50중량% 이오노머 함유 이오노머 블렌드는 상기 이온들을 각각 26.0%, 25.5% 및 48.5%의 당량으로 함유할 것이다. 아연 이오노머 백분율에 비례하는 아연 이온의 백분율이 적을수록 당량이 커지는 함수일 뿐이다.

도면에서는 상이한 이온의 백분율보다는 이오노머의 중량 백분율(중량 분율로 나타냄)을 사용하는 것이 편리하다.

종래 기술에 따르면, 산 함량이 큰 산 공중합체 이오노머를 사용할 때 가장 높은 복원 계수가 얻어지며, 리튬 이오노머가 나트륨 또는 아연 이오노머보다 우수하다. 이오노머 블렌드의 경우, 나트륨과 아연 사이에 상승작용이 존재함이 알려져 있고 나트륨과 리튬의 블렌드가 리튬 단독일 때만큼 우수할 수 있지만, 아연 및 리튬 이오노머의 특정 조합이 최적의 조합을 제공한다는 것은 제안되어 있지 않다. 본 발명자들은 본 발명이 바로 이 경우임을 알아냈다. 또한, 많은 기타 금속 이오노머가 제안되어 있지만, 다른 금속 이오노머, 예를 들면, 마그네슘 이오노머가 존재하기 때문에 복원 계수에 부정적인 영향을 준다.

또한, 나트륨 이오노머만을 사용하는 것은 아연 이오노머만을 사용한 것보다 상당히 높은 COR 값이 얻어진다는 사실에도 불구하고, 놀랍게도 나트륨 및 리튬 이오노머 블렌드는 아연 및 리튬 블렌드만큼 높은 COR값을 제공하지는 못한다.

골프공 관련 기술분야에 공개된 여러 상이한 금속 이오노머의 많은 가능한 조합 중 COR가 가장 큰 조성물을 밝히기는 어려우며, 사실상 불가능한 일일 것이다. 최상의 조성물은 단일 금속 이오노머이거나 또는 2, 3 또는 심지어 4가지의 이오노머(즉, 4가지 금속 이온)를 함유하는 블렌드일 수 있다. 본 발명의 경우에는 가장 일반적이고 쉽게 구할 수 있는 4가지 이오노머 종류, 즉 리튬, 나트륨, 마그네슘 및 아연의 이오노머 사이에서 수득할 수 있는, COR가 가장 큰 조성물을 특수한 실험 방법을 써서 결정하였다. 이는 주기율 표의 3가지 족에 걸친 다양한 금속 종류를 대표한다. 에칩 인코포레이트가 저작권자인 제품 ECHIP로서 알려진 "실험 설계" 프로그램을 이용하여 시험할 2성분 블렌드 또는 3성분 블렌드를 위의 4가지 이오노머로부터 선택하였다. 상기 프로그램은 최소 개수의 조성물로부터 얻은 데이터를 사용해서 모든 가능한 조성물에 관한 소정의 성질 지도를 유도해 낸다. 제1도에 나타낸 데이터를 사용하여 제1, 2, 3, 4. 5 및 6도에 나타낸 삼각형의 조성물 플로트가 만들어졌다.

제1 내지 3도는 4가지 이오노머의 블렌드에 대한 COR값을 나타낸 것이다. 상기 도면은 3가지 이오노머의 이오노머 함량 변수가 그 플로트의 기초를 이루고 존재하는 제4 이오노머는 전체 블렌드의 0.25 중량 분율로 일정하게 유지한 경우의 COR을 플로트한 것이다. 축 하나는 항상 마그네슘을 나타낸다. 다른 2개의 나머지는 3가지 이오노머의 상이한 조합(제1도의 경우 아연 및 나트륨, 제2도의 경우 리튬 및 나트륨, 제3도의 경우 아연 및 리튬)이다. 축은 도면에 나타낸 3가지 이오노머 중 하나의 가능한 중량 분율, 즉 0 내지 0.75를 나타낸다. 매 경우마다 가장 높은 COR은 마그네슘이 0% 때임을 알 수 있다(각각의 삼각형 플로트상에서 기준선).따라서, 마그네슘은 리튬, 아연 및 나트륨의 임의의 조합에 가할 때 COR에 해로운 영향을 준다. 그러므로 리튬, 아연 및 나트륨만의 조합이 가장 우수하며, 적어도 4번째 이오노머가 마그네슘인 경우, 4가지 이오노머 조합은 바람직하지 않다. 물론 이는 상기 4가지 이외의 다른 금속 이오노머가 유용한 2, 3 또는 4 성분 블렌드의 일부가 될 수 없다는 뜻은 아니다. 다만 가장 쉽게 구할 수 있는 4가지 이오노머 가운데 최적의 조합을 제공할 뿐이다. 동일한 방법을 덜 일반적인 이오노머에 적용할 수 있음이 인식되어야 할 것이다.

제4도는 아연, 나트륨 및 리튬 이오노머만의 3성분 블렌드에 대한 것이다. 상기 플로트에서, 등심선의 최대 COR의 초점이 있는 위치를 나타낸다. 상기 블렌드는 약 75 중량%의 리튬 및 25 중량%의 아연 이오노머를 함유한다. 상기 지점에서 COR값은 약 0.731이다. 상기 조성물은 X라 나타낸다. 55 중량%의 리튬 이오노머 대신 나트륨 이오노머를 사용한 경우 즉, 20/55/25 Li/Nz/Zn 이오노머 블렌드인 경우, 0.75 등심선 이내에서 여전히 매우 양호한 값을 얻는다(Y점). 빗금친 부분은 20 내지 90 중량%의 리튬, 5 내지 50 중량%의 아연 및 0 내지 55 중량%의 나트륨 이오노머를 함유한 이오노머 조성물의 범위를 나타낸 것이고 약 0.723의 등심선에 대해 대략 직각으로 만든다. 양호한 반발 강성과 함께 가장 높은 COR을 얻기 위해, 이오노머의 양은 바람직하게는 30 내지 90중량%의 리튬 이오노머, 15 내지 40 중량%이 아연 이오노머 및 0 내지 45 중량%의 나트륨 이오노머이고, 가장 바람직하게는 40 내지 80 중량%의 리튬 이오노머, 20 내지 40 중량%의 아연 이오노머 및 0 내지 40 중량%의 나트륨 이오노머이다. 가장 광범위한 이오노머 성분의 조성물, 특히는 소량의 리튬 이오노머 및(또는) 다량의 아연 및 나트륨 이오노머의 경우, 기본 산 공중합체에서 산의 평균량은 보다 높으며 바람직하게는 약 18 중량% 이상이 바람직하다.

일련의 유사한 플로트를 이오노머의 제조에 사용되는 비중화된 공중합체의 여러 평균 산 함량(16 내지 25%) 및 각각의 평균 중화도(30 내지 90%, 수치 90%는 미국 특허 제3,264,272호에 정의된 바와 같이 이오노머의 최대 중화도이다)에 대해 만들 수 있다. 산 함량이 낮은 경우, COR 등심선은 보다 낮아지며 산 함량이 높은 경우에는 상기 값이 높아질 것이다. 16 중량% 산 조성물의 경우에는 X점의 값은 약 0.70일 것으로 예상되며 이에 따라 모든 등심선은 더 낮아질 것이다. 25 중량% 산의 경우, X점은 약 0.75의 값을 갖는다고 예상된다. 20 중량% 산 및 75%의 중화도의 경우, X점은 약 0.74 내지 0.76의 값을 갖는다고 예상된다.

상기 블렌드 이오노머 및 상기 이오노머 블레드의 제조에 사용되는 성분 에틸렌-산 공중합체의 용융 지수는 COR에 일정한 영향을 줄 것이다. 그러나 상기 플로트이 본질적 성질은 변하지 않고 동심선의 값만 변할 것이다. 본 발명의 이오노머 블렌드의 용융 지수는 바람직하게는 10 이하 및 바람직하게는 6 이하이다.

제5도는 동일한 3가지 이오노머에 대한 반발 강성(%)의 삼각형 플로트이다. 제6도는 동일한 3가지 이오노머에 대한 PGA 압축의 삼각형 플로트이다. 제5도에는 아연의 양이 많아지면 반발 강성 수준이 보다 낮아짐이 나타나 있다. 제6도는 나트륨의 양이 많아지면 PGA 압축이 보다 높아지는 것을 보여준다. 일반적으로 반발 강성이 높아지고 PGA 압축이 낮아지는 것이 바람직하다. 이미 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조성 범위는 상기 요구를 둘다 만족시킨다.

본 발명의 2 또는 3 성분 블렌드의 본질적 성질에 별다른 영향을 주지 않으며 COR을 0.700 이하로 감소시키지 않는 소량의 다른 이오노머가 허용된다.

선형 기술에서는 에틸렌/아크릴산 이오노머가 에틸렌/메타크릴산을 기재로한 이오노머보다 산 함량이 높을 때, 특히 리튬 이오노머가 있을 때 COR는 크지만 뻣뻣함이 증가한다. 이로 인해 인성 및 내구성이 점차 떨어질 수 있다. 산의 함량이 정해져 있는 경우, 에틸렌/아크릴산계 이오노모가 에틸렌/메타크릴산계 이오노머보다 취성이 클 것으로 생각된다. 이를 모두 종합해 보면 본 발명의 조성물 내에 산 함량이 높을 때 각 산은 특정 종류의 공에 대해 자신의 이점을 살릴 수 있다. 따라서, 어떤 산도 특별히 바람직한 것은 아니다.

본 발명의 골프공에 대한 커버 재료는 또한 고유의 신규한 특성을 손상시키지 않는 재료를 포함할 수 있다. 이러한 재료는 안료, 형광 증백제, 안정화제, 산화방지제 등과 같은 선행 기술에서 인정된 성분을 포함할 수 있다. 대개 유효량을 가함으로써 목적하는 특성이 얻어진다. 예를 들면, 3 중량% 이하의 백색 안료를 가하여 목적하는 표백을 할 수 있다.

이오노머 또는 산 공중합체와 임의의 첨가제의 블렌드는 통상적인 압출 블렌딩하여 제조할 수 있다. 175 내지 220℃의 용융 온도가 적당하다. 높은 전단력이 필요치는 않다.

직경이 약 3.848cm(약 1.515인치)의 시험용 구는 사출 성형에 의해 제조하였다. 175 내지 220℃의 용융 온도가 적당하다. 특별한 조건이 필요하지는 않으며 특정한 조성물에 적합하게 표준적으로 조절할 수 있다.

상기 재료의 골프공 커버는 이러한 커버에 대한 통상적인 방법에 의해 제조할 수 있다. 전형적인 방법은 본원에서 참고로 인용한 미국 특허 제5,000,459호에 기재되어 있다.

[시험 기준]

하기에 기재된 실시예에서, 본 발명의 이오노머 블렌드를 평가하는데 복원계수 또는 COR, 반발 강성(%) 및 PGA 압축력 등 여러 시험을 사용했다. 에어 캐넌으로부터 91.44 내지 182.88cm(3 내지 6 피이트) 떨어진 거리상에서 속도 검사 장치를 사용하여 측정한 바와 같이 54.86 m/sec(180 ft/sec)의 초기 속도로 상기 캐넌으로부터 이오노머의 구형을 발포함으로써 COR을 측정하였다. 상기 볼은 캐넌으로 부터 2.74 m(9피이트) 떨어져 위치한 강철 판을 치고 속도 검사 장치로 튀어나온다. 반사되는 속도를 초기 속도로 나눈 것이 COR이다.

PGA 압축은 골프공의 변형에 대한 저항력을 뜻하며, 이는 표준 산업 ATTI 기계를 사용하여 측정한다.

반발강성은 100인치의 높이에서 구형을 떨어뜨려 두꺼운 강철판 또는 돌 블록과 같은 단단하고 경질의 표면에서 되돌아온 거리를 측정함으로써 결정된다.

용융 지수는 2160g을 사용하여 190℃에서 ASTM D-1238 조건으로 측정한다.

[실시예 및 비교용 실시예]

표 1에 정의된 바와 같은, 산 함량이 20 중량%인 산을 함유한 에틸렌/메타크릴 산 공중합체를 기재로 하는 리튬, 아연, 마그네슘 및 나트륨 이오노머의 각종 블렌드는 압출 블렌딩에 의해 제조할 수 있다. 상기 블렌드를 구형으로 성형하고 상기 기재된 시험 기준에 따라 특성을 측정하였다. 표 1에 또한 나타낸, 얻어진 특성 데이터를 사용하여 제 1 내지 6도에 플로트하였다.

본 발명에 벗어난 조성물에 대해 즉 산 함량이 겨우 15 중량%인 이오노머의 데이터 일부가 표 2에 나타나 있다.

표 1의 하단에 나타낸 20%산 공중합체계 이오노머 자체에 대해서 주목해야 될 것은, 리튬 이오노머의 COR이 나트륨 이오노머의 COR보다 높고, 나트륨 이오노머의 COR은 아연 이오노머의 COR 보다 훨씬 크다는 점이다. 그러나, 마그네슘 이오노머도 또한 아연 보다 COR가 훨씬 큼을 주목해야 한다. 반발 강성의 경우에도 정확히 동일한 경향을 보인다. 블렌드에서 아연이 함유된 조성물은 가장 높은 COR 또는 반발 강성을 갖지만 마그네슘은 아니다.

표 2에 나타낸 값은 15 중량% 산 공중합체에서 유도된 이오노머 및 하나의 이오노머 블렌드에 대해 상당히 낮은 COR값을 나타낸다. COR 및 반발강성(%)에 대한 경향은 20 중량% 산 조성물에 대한 것과 유사하다.

모든 블렌드는 동일한 4가지 이오노머로 제조한다.

용융 지수는 리튬 이오노머가 1.0, 아연 이오노머가 1.0, 나트륨 이오노머가 1.0, 마그네슘 이오노머가 1.5이다.

모든 이오노머의 제조에 사용되는 직접 에틸렌/메타크릴산 공중합체는 메타크릴산 함량이 20 중량%이며 용융 지수가 65이다.

경도는 ASTM D-2240을 사용하여 측정하였다.

Claims (9)

1. 중화된 에틸렌-산 공중합체, 에틸렌-산 공중합체의 중화된 블렌드 또는 중화된 에틸렌-산 공중합체의 블렌드를 포함하며 복원 계수가 0.700 보다 큰 조성물로서, 상기 산이 메타크릴산 또는 아크릴산이고, 중화시키기 전 상기 조성물중에 존재하는 기본 산 공중합체의 산 함량이 평균 18 내지 25중량%이고, 상기 조성물중에 존재하는 산 기의 적어도 30%가 금속 이온으로 중화된 것이며 여기서 금속 이온은 존재하는 금속 이온의 전체 당량 수를 기준으로,

   (A) 20 내지 90% 당량의 리튬 이온,

   (B) 5 내지 40% 당량의 아연 이온 및

   (C) 0 내지 55% 당량의 나트륨 이온으로 이루어진 것이되 (A)+(B)+(C)의 총당량수는 100인 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   (A) 20 내지 90 중량%의 리튬 이오노머,

   (B) 5 내지 50 중량%의 아연 이오노머 및

   (C) 0 내지 55 중량%의 나트륨 이오노머로 이루어진 이오노머 블렌드를 포함하는 조성물.
3. 제2항에 있어서,

   (A) 30 내지 90 중량%의 리튬 이오노머,

   (B) 15 내지 40 중량%의 아연 이오노머 및

   (C) 0 내지 45 중량%의 나트륨 이오노머로 이루어진 이오노머 블렌드를 포함하는 조성물.
4. 제2항에 있어서,

   (A) 40 내지 80 중량%의 리튬 이오노머,

   (B) 20 내지 40 중량%의 아연 이오노머 및

   (C) 0 내지 40 중량%의 나트륨 이오노머로 이루어진 이오노머 블렌드를 포함하는 조성물.
5. 제3항에 있어서, 블렌드의 용융 지수가 10 미만인 조성물.
6. 제1항에 있어서, 복원 계수가 0.715 보다 큰 조성물.
7. 제2항에 있어서, 산 기의 45 내지 70%가 중화된 조성물.
8. 제1항 또는 제2항의 조성물을 포함하는 골프공 커버.
9. 코어, 및 제1항 또는 제2항의 조성물을 포함하는 재료의 커버로 이루어진 골프공.