JP2004194860A - テニスボール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】性能を維持しつつ、コア及びハーフシェルを成形型から取り出しやすくして生産性を高めたテニスボール及びその製造方法の提供。
【解決手段】加圧型テニスボール１は、コア２と、２枚のフェルト部３と、シーム部４とを備えている。コア２は中空であり、コア２を構成するゴム組成物は、ゴム基材１００質量部と、モミ殻１質量部以上４０質量部以下及び軟化剤１質量部以上５質量部以下が含まれる。このゴム組成物を混練りして作成したプラグを第一の成形型に投入して椀型ハーフシェルを得る。このハーフシェル２個を貼り合わせて第二の成形型により成形加硫することによりコア２を得た後、このコア２にフェルト３を貼り付けてテニスボール１を得る。この製造工程中、金型に離型剤を用いなくてもコア２及びハーフシェル５の離型性がよい。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬式テニスに用いられる加圧型テニスボールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
テニスボールには、ゴム製で中空球体であるコアに加圧気体を含んだ加圧型テニスボールと、コアのゴム弾性に頼り内部は無加圧の無加圧型テニスボールとがある。前者は打球感がよくプレー性能が好まれるが、加圧状態を維持するために余分の管理が必要である。また後者は空気が抜ける心配がないので、保管管理の煩わしさが無いのはよい。しかし、無加圧型テニスボールは打球感が軟らか過ぎるという欠点がある。そこで、無加圧型テニスボールのコアを硬くすることにより打球感の改善を図ることを目的として、コア用のゴム組成物に細かく粉砕したモミ殻が配合されたものが提案されている（特公平６−３４８４０号公報）。
【０００３】
加圧型テニスボールは、良好な打球感を維持するため、軟らかさのあるゴム組成物が必要である。加圧型テニスボール用のよい打球感を保つために工夫されたゴム組成物は製造工程中、成形型から取り出しにくいという、いわゆる離型性の問題がある。コアの材料である椀型のハーフシェルを成形架橋する工程及びコアを製造する工程で金型から取り出すときに金型から離れにくいため、製造能率が低下する。
【０００４】
上記の離型性をよくするために通常、離型剤が使用される。離型剤は金型に塗布し又は焼き付けコーティングして用いられるが、この塗布や焼き付けには手間がかかり、また材料コストも嵩む割には効果の持続性がない。そのため、加圧型テニスボール用は生産性の向上が阻まれている。
【０００５】
【特許文献１】
特公平６−３４８４０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は良好なプレー性能を保ち、しかも製造工程における離型性がよいため作業性がよく、したがって生産性のよい、加圧型テニスボール及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るテニスボールは、中空のコアと、このコアを被覆する２枚のフェルト部と、このフェルト部同士の間隙に位置するシーム部とを備えている。このコアは、ゴム組成物が架橋されることによって形成されている。このゴム組成物は、１００質量部の基材ゴムと、１質量部以上４０質量部以下のモミ殻と、１質量部以上５質量部以下の軟化剤とを含んでいる。このテニスボールの打球感は良好で、しかも製造工程で金型からの離型性がよいので生産性が向上する。
【０００９】
このゴム組成物に含まれるモミ殻の量は、５質量部以上２０質量部以下がより好ましい。上記軟化剤が芳香族系プロセスオイルであり、その量が１質量部以上５質量部以下である方がより好ましく、さらには、１．５質量部以上３質量部以下である方が好ましい。
【００１０】
この加圧型テニスボールの製造方法は、１００質量部の基材ゴムと１質量部以上４０質量部以下のモミ殻と１質量部以上５質量部以下の軟化剤とを含むゴム組成物が第一の成形型に投入され、椀状のハーフシェルが成形される工程と、この第一の成形型からハーフシェルが取り出される工程と、この２個のハーフシェルが貼り合わされて第二の成形型に投入され、加熱されてコアが成形される工程と、この第二の成形型からコアが取り出される工程とを含む。
【００１１】
この製造方法では、モミ殻が金型とゴム組成物の密着状態を物理的に減少させる。しかも、この製造方法では、テニスボールの打球感、耐久性等のプレー性能を保ちながら、製造能率を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１３】
図１は、本発明に係るテニスボール１が示された一部切り欠き正面図である。このテニスボール１は、コア２と、２枚のフェルト部３と、シーム部４とを備えている。コア２は中空の球体であり、コア２の架橋ゴム厚みは通常３ｍｍから４ｍｍ程度である。コア２には、８０ＫＰａ程度の内圧（対大気圧）がかけられている。高い内圧によって、テニスボール１に反発性能が付与される。
【００１４】
フェルト部３は、コア２の表面を被覆している。フェルト部３は、接着剤（ゴム糊）等によってコア２の表面に貼り付けられている。個々のフェルト部３の形状は、ダンベル状である。
【００１５】
図２は、図１のテニスボール１の一部が示された拡大断面図である。シーム部４はフェルト部３同士の間隙に位置している。シーム部４は、フェルト部３の外周面から陥没している。シーム部４の幅は３．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。
【００１６】
図３に、コア２の断面図が示されている。コア２は通常、椀型のハーフシェル５を貼り合わせて製造される。このハーフシェル５の縁部５Ａにより、コア２の赤道部が形成されている。
【００１７】
このハーフシェル５が図４に示されている。このハーフシェル５は、成形、半架橋された２個を一組としてコア成形架橋用の成形型に投入される。このハーフシェル５の中に発泡剤を封入してハーフシェル５を架橋することにより、加圧型テニスボール用のコアが製造される。その他に、加圧雰囲気中でハーフシェル５を貼り合わせるとともにコア２を成形、架橋する方法及び架橋したコア２に加圧空気を針等を用いて注入する方法もある。
【００１８】
コア２用ゴム組成物の基材ゴムは特に限定されないが、内圧と相まって、打撃時のテニスボール１の圧縮変形に対する反発性がよく、繰り返し打撃に対して耐久性を備える、また、空気不透過性もよい等の理由から、天然ゴム又はポリイソプレン、ブタジエンゴム等が好ましい。天然ゴム又はポリイソプレンと他のゴムとが併用されてもよいが、この場合でも、天然ゴム及びポリイソプレンが基材ゴムの主成分（５０質量％以上、特には７５質量％以上）とされるのが好ましい。
【００１９】
上記コア２用のゴム組成物には、反発性能、比重、耐久性及び打球感の観点から、基材ゴム１００質量部に対して５質量部以上４０質量部以下の充填剤が配合される。充填剤は、炭酸マグネシユム、シリカ、亜鉛華等が用いられる。充填剤の配合量は１０質量部以上１００質量部以下が上記と同様の観点から、より好ましい。
【００２０】
コア用のゴム組成物にはモミ殻が配合されている。後に詳述されるように、モミ殻の配合により離型性が向上する。モミ殻はセルロース、リグニン、シリカを主成分としている。モミ殻はゴム組成物に対して相溶性がなく、不均質構造となるためにコアの表面で金型とコアの接触面積を減らすことになる。モミ殻は稲科植物の種子の殻から得られ、特に種類を選ばない。モミ殻はゴム組成物中で異物として構造的欠陥とならず、また、離型効果を発揮できるような粒径のものが好ましい。モミ殻材料の大きさは特に限定はないが、混練り工程の分散性、加工性に悪影響がなく、架橋ゴムからなるコア中で上記の適度の粒径となるものであればよい。この意味から、モミ殻はコア中に分散された状態で平均粒径が０．０５ｍｍ以上かつ、０．８ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
モミ殻の量は基材ゴム１００質量部に対して１質量部以上４０質量部以下であることが必要である。１質量部未満では離型効果が不足である。モミ殻が４０質量部より多いと硬度が上昇し、耐久性が低下するため、良好な物性を維持しつつ軟化剤でバランスをとることが困難になる。モミ殻の量は、打球感及び離型性の観点から５質量部以上２０質量部以下がより好ましく、さらには１０質量部以上２０質量部以下が好ましい。
【００２２】
上記ゴム組成物にモミ殻粉末を配合するとその配合の量に応じて、ゴムの硬度が高くなる。モミ殻により硬度が高くなるゴムに軟化剤を加え、両者の量を一定の範囲内にすることにより打球感を良好にし、耐久性その他の性能を保つことが可能であることを見出した。軟化剤を用いることにより、混練り時にモミ殻粉末の飛散を防止するとともに、ゴム中に均一に分散させやすくし、ゴム組成物の比重の安定化及びテニスボールコアの物性の安定化を図ることもできる。
【００２３】
軟化剤はプロセスオイルが好ましい。中でも、混練り加工性がよいことから芳香族系オイル、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル等が好ましく、さらには、芳香族系オイルが好ましい。
【００２４】
軟化剤の量は基材ゴム１００質量部に対して１質量部以上５質量部以下であることが必要である。１質量部未満ではモミ殻を配合したことによる硬度の上昇を抑制する効果が不足である。軟化剤が５質量部以上では軟化効果が大きすぎ物性のバランスが悪くなる。その量が１．５質量部以上３質量部以下であることがより好ましい。
【００２５】
上記ゴム組成物の架橋形態に制限はないが、通常は硫黄架橋が採用される。硫黄の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して１．０質量部以上５．０質量部以下が好ましい。硫黄の配合量が上記範囲未満であると、コア２の強度が不十分となる恐れがある。この観点から、硫黄の配合量は２．０質量部以上がより好ましい。配合量が上記範囲を超えると、コア２の硬度が高くなりすぎ、打球感及び、耐久性が劣る。この観点から、配合量は４．０質量部以下がより好ましい。
【００２６】
硫黄を用いる場合、加硫促進剤が併用される。加硫促進剤の種類には制限がなく、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤等の中から、１種又は２種以上が選択される。ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤及びチアゾール系加硫促進剤が好ましく、これらが併用されるのが特に好ましい。加硫促進剤の合計配合量は、基材ゴム１００質量部に対して０．３質量部以上５．０質量部以下が好ましい。配合量が上記範囲未満であると、コア２の強度が不十分となる恐れがある。配合量が上記範囲を超えると、コア２の柔軟性が乏しくなる。
【００２７】
ゴム組成物には、必要に応じ、酸化亜鉛、ステアリン酸等の架橋助剤、老化防止剤、その他の添加剤等が配合される。
【００２８】
テニスボール１の製造方法は、まずコア用ゴム組成物が配合、混練りされ、プラグが準備される。このプラグが第一の成形型に投入される。ハーフシェル５は上記のプラグを成形型で加熱とともに、加圧して半加硫して取り出される。このとき、別途離型処置がなされていないと、ハーフシェル５が金型に貼り付いて取り出すのに手間がかる。本発明のゴム組成物を用いたハーフシェル５は表面にモミ殻粉末が存在するので、離型剤を用いなくても取り出しやすくなっている。
【００２９】
このハーフシェル５は、その円形縁部５Ａを研磨され、研磨粉が除去された後に、接着剤が円形縁部５Ａに塗布される。ハーフシェル５は、２個一組として、第二の成形型で架橋されてコア２となる。このコア２もモミ殻を含んでいるので、成形型から取り出しやすい。
【００３０】
本発明のテニスボール及びその製造方法は、離型剤又は焼き付けコーテイングを必要としないが、これを排除するものではない。例えば、本発明と離型剤又はコーテイングの併用により、さらなる生産性の向上及びコーテイング寿命の延長等の相乗効果が得られる場合があるからである。
【００３１】
一方では、織りフェルトがダンベル状に裁断されて、フェルト部４が形成される。次に、着色剤によって所定の色に調整されたゴム組成物がナフサ等の有機溶剤に溶解され、シーム糊が得られる。このシーム糊に、多数枚が重ね合わされたフェルト部４が浸漬される。浸漬により、フェルト部４の裁断面（側面）にシーム糊が付着する。このフェルト部４が、接着剤によりコア２に貼り付けられ、加圧・加熱される。するとシーム糊の基材ゴムが架橋反応を起こし、シーム部４が形成されてテニスボール１が完成する。裁断面にシーム糊が付着していないフェルト部４がコア２に貼り付けられた後、フェルト部４同士の間隙にゴム組成物が充填され、このゴム組成物が架橋されることによってシーム部４が形成されてもよい。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００３３】
［実施例１］
表１に示すように、ハーフシェル用のゴム組成物には、天然ゴム１００質量部、酸化亜鉛（三井金属鉱業株式会社の商品名「亜鉛華１号」）３２質量部、シリカ(日本シリカ工業株式会社の商品名「ニプシルＶＮ３」)１０質量部、炭酸マグネシウム（福島化学工業株式会社の「２ツ星」）４０質量部、ステアリン酸１質量部、加硫促進剤としてのジエチルジチオカルバミン酸亜鉛（大内新興化学工業株式会社の商品名「ノクセラーＥＺ」）２質量部、硫黄３質量部、粉末状モミ殻（大曹商事株式会社の商品名「ニューナチュラルパウダー」）１質量部及び軟化剤として芳香族系プロセスオイル（株式会社出光興産の商品名「ダイアナプロセスオイルＡＣ−１２」）１質量部を用いた。
【００３４】
このゴム組成物を公知の混練方法により混練し、押出機で押出し、所定の重量に形成したプラグを作成した。このプラグを半球状凹型と半球状凸型とからなる金型を備えたプレス式加硫機（前述の第一の成形型に相当）で、１６０℃で２分間加硫してハーフシェル５を成形した。次いで前述のハーフシェル５の縁部５Ａを公知の方法で研磨し、接着剤を塗布、乾燥後、内圧付与用薬剤(塩化アンモニウム錠剤、亜硝酸ナトリウム錠剤及び水)をハーフシェル内に投入してハーフシェル同士を縁部で貼り合わせたコア２をコア加硫機（第二の成形型に相当）で、１５０℃、８分間、加硫して取り出した。上記の加硫機の金型はいずれも離型剤を用いない状態で加硫が行われた。
離型剤を用いるとはフッ素系離型剤、シリコーン系離型剤及びフッ素樹脂コーテイング等の皮膜を金型に施すことである。
【００３５】
前述のダンベル状フェルト部を数十枚重ね合わせ、浸漬により、フェルト部の側面にシーム糊を付着させた。このシーム糊が乾燥した後、接着剤でコア２に２枚のフェルト部を貼り付け、金型内での加熱によりシーム糊及び接着剤に架橋反応を起こさせて、実施例１のテニスボールを得た。
【００３６】
［比較例１から比較例７及び実施例２から実施例５］
モミ殻及び軟化剤の両配合量を下記表１及び表２に示されるようにした他は実施例１と同様にして比較例１から比較例７及び実施例２から実施例５のテニスボールを得た。
【００３７】
［離型性の評価］
前述のハーフシェル５を加硫機の金型から加硫後に取り出すときの離型性を評価して表１の離型性１に示した。コアをコア加硫機の金型から取り出すときの離型性を離型性２に示した。手で簡単に取れるときをＡ、やや抵抗があるが手で取れるときをＢ、取りにくいときをＣとした。
【００３８】
［耐久性の評価］
耐久性はテニスボールを２５ｍ／秒の速度で鉄板に繰り返し衝突させ割れるまでの回数をテストした。１０００回まで衝突させて割れなかったものは１０００とした。回数が大きい方が優れている。
【００３９】
［ＦＤ硬度の評価］
テニスボールの硬度はＩＴＦ規格のＦＤ（フォワードデフォーメーション：連続して３回直角３方向に予備圧縮後、１インチずつ圧縮する操作を３回反復した後、２時間以内にスチーブンス測定機によって測定する。）硬度によった。この値は打球感に対して大きな相関関係を有する。硬度の値は５．６ｍｍ以上７．２ｍｍ以下であればよいが、６．０ｍｍ以上７．０以下が好ましい。特に好ましいのは６．１ｍｍ以上６．３ｍｍ以下である。
【００４０】
【表１】

【００４１】
【表２】

【００４２】
表１及び表２に示されるように、実施例１から実施例５のテニスボールは、比較例１から比較例３のテニスボールに比べて離型性が優れており、比較例４から比較例７のテニスボールに比べて、ボールの硬度及び耐久性に優れており、プレー性能も良好であることが分かる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のテニスボールは、製造工程での取り出しにくさを改善したので生産性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかるテニスボールが示された一部切り欠き正面図である。
【図２】図２は、図１のテニスボールの一部が示された拡大断面図である。
【図３】図３は、図１のテニスボールのコアが示された拡大断面図である。
【図４】図４は、図３のコアの作成に用いられるハーフシェルが示された断面図である。
【符号の説明】
１・・・テニスボール
２・・・コア
３・・・フェルト部
４・・・シーム部
５・・・ハーフシェル

Claims (5)

1. 中空のコアと、このコアを被覆する２枚のフェルト部と、このフェルト部同士の間隙に位置するシーム部とを備えており、
   このコアが、ゴム組成物が架橋されることによって形成されており、このゴム組成物が、１００質量部の基材ゴムと、１質量部以上４０質量部以下のモミ殻と、１質量部以上５質量部以下の軟化剤とを含んでいる加圧型テニスボール。
2. 上記ゴム組成物に含まれるモミ殻の量が基材ゴム１００質量部に対して５質量部以上２０質量部以下である請求項１に記載の加圧型テニスボール。
3. 上記軟化剤が芳香族系プロセスオイルで、その量が１質量部以上５質量部以下である請求項１又は２に記載の加圧型テニスボール。
4. 上記芳香族系プロセスオイルの量が基材ゴム１００質量部に対して１．５質量部以上３質量部以下である請求項３に記載の加圧型テニスボール。
5. １００質量部の基材ゴムと１質量部以上４０質量部以下のモミ殻と１質量部以上５質量部以下の軟化剤とを含むゴム組成物が第一の成形型に投入され、椀状のハーフシェルが成形される工程と、この第一の成形型からハーフシェルが取り出される工程と、この２個のハーフシェルが貼り合わされて第二の成形型に投入され、加熱されてコアが成形される工程と、この第二の成形型からコアが取り出される工程とを含む加圧型テニスボールの製造方法。

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