JP3519131B2 - 耐衝撃性に優れた樹脂組成物及びゴルフボール表皮材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴルフボール表皮材と
して有用なアイオノマー樹脂組成物に関する。さらに詳
しくは、高反発弾性でかつなお耐衝撃性に優れたゴルフ
ボール表皮材用の特定のアイオノマー樹脂組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】従来のツーピースゴルフ
ボールや一部の糸巻きゴルフボールの表皮材にはアイオ
ノマー樹脂が多用されている。これは、アイオノマー樹
脂が反発弾性、耐カット性、耐衝撃性に優れ、かつ加工
しやすいという理由によるものである。特に、金属イオ
ンとしてナトリウムイオンを用いた反発弾性に優れるナ
トリウムアイオノマーと、亜鉛イオンを用いた耐衝撃性
及び耐カット性に優れる亜鉛アイオノマーを適当な割合
で溶融混合することにより、ナトリウムアイオノマーそ
のものよりも反発弾性が向上することが知られており、
この様なアイオノマー樹脂の混合物を表皮材として用い
たゴルフボールが提案され、広範に使用されている（米
国特許第３８１９７６８号明細書）。

【０００３】一般にゴルフボールに要求される性能とし
ては、飛距離、コントロール性能、耐久性、打撃時の感
触等であるが、その中でも特に飛距離を伸ばしたいとい
うゴルファーの要求は非常に強い。ゴルフボールの飛距
離を伸ばすための一つの手法として、反発弾性の高い材
料を表皮材として用いることが有効であることが知られ
ており、これまでにも高反発弾性のアイオノマー樹脂及
びその混合物に関する多数の特許が提案されている。

【０００４】特開平２−２９７３８３号公報には、反発
弾性に優れるゴルフボール用表皮材として、ナトリウム
アイオノマーよりも反発弾性に優れるリチウムイオンの
アイオノマーを主成分として、二価または三価の金属イ
オンのアイオノマーとの混合物が提案されている。さら
に、特開平２−１４９２７７号公報、特公平４−５０８
３３号公報には、リチウムアイオノマーを一成分とした
反発弾性に優れるゴルフボール用表皮材が提案されてい
る。

【０００５】また特開平３−２０７３８２号公報には、
反発弾性に優れるゴルフボール用表皮材として、エチレ
ン−アクリル酸共重合体をベースとした曲げ剛性率が３
０００ｋｇ／ｃｍ² （２９４ＭＰａ）以上のアルカリ金
属イオン中和アイオノマーと、曲げ剛性率１５００ｋｇ
／ｃｍ² （１４７ＭＰａ）以上の二価金属中和アイオノ
マーの混合物が提案されており、アルカリ金属イオン中
和アイオノマーの曲げ剛性率が３０００ｋｇ／ｃｍ² 未
満では反発弾性が不足するので適さないとしている。さ
らに特公平４−４９４２６号公報、特開平２−２６８７
７９号公報には、エチレン−アクリル酸共重合体のアイ
オノマーを少なくとも一成分として用いた反発弾性に優
れるゴルフボール用表皮材が提案されている。

【０００６】さらにまた特開平４−９６７７１号公報に
は、不飽和カルボン酸含有量が１６〜３０重量％と高い
エチレン−不飽和カルボン酸共重合体を一価または二価
の金属イオンで中和したアイオノマー樹脂を表皮材中２
０重量％以上配合する反発弾性に優れるゴルフボールが
提案されている。さらに特開平６−１１４１２４号公報
には、不飽和カルボン酸含有量が１８．５〜２１．５重
量％と高いエチレン−不飽和カルボン酸共重合体の二つ
以上のアイオノマーの混合物を用いた、高反発係数のゴ
ルフボール用表皮材が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしアイオノマー樹
脂は、反発弾性が高くなる程硬度及び剛性が高くなる傾
向にあるが、一方で硬度及び剛性が高くなる程耐衝撃性
が低下することが知られている。

【０００８】従って上記従来技術は、ゴルフボールの反
発弾性を向上させる有効な手法と認められるが、同時に
表皮材の硬度及び剛性が高くなるため、この様な表皮材
を用いたゴルフボールは、飛距離を伸ばしたいというゴ
ルファーの要求は満たすものの、耐久性、耐衝撃性が悪
くなるという欠点も有していた。高反発弾性でかつ高剛
性のアイオノマー樹脂が、ゴルフボールの表皮材として
実用に供された例が少ないのは、耐衝撃性が劣っている
ことによると推定される。

【０００９】本発明者らは、比較的メルトフローレート
の高いエチレン−メタクリル酸共重合体を二価の金属イ
オンで所定割合中和した特定のアイオノマーと、エチレ
ン−メタクリル酸共重合体を一価の金属イオンで中和し
た高反発弾性でかつ高剛性の特定のアイオノマーとを、
所定の割合で配合することにより、高い反発弾性を有し
ながら耐衝撃性が著しく改善されることを見いだした。

【００１０】すなわち、本発明の目的は、高反発弾性で
なおかつ耐衝撃性に優れたゴルフボール表皮材として有
用なアイオノマー樹脂組成物を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、二価の
金属イオンで中和されたエチレン−メタクリル酸共重合
体と一価の金属イオンで中和されたエチレン−メタクリ
ル酸共重合体とから成る樹脂組成物において、メタクリ
ル酸含有量が５〜１０モル％、メルトフローレートが１
１０〜５００ｇ／１０分のエチレン−メタクリル酸共重
合体のカルボキシル基の７２〜８０モル％を二価の金属
イオンで中和してなり、そのメルトフローレートが０．
１〜５．０ｇ／１０分のアイオノマー樹脂（Ａ）の少な
くとも２５重量％以上と、メタクリル酸含有量が５〜１
０モル％のエチレン−メタクリル酸共重合体のカルボキ
シル基の少なくとも２０モル％以上を一価の金属イオン
で中和した曲げ剛性率２９０ＭＰａ以上を有するアイオ
ノマー樹脂（Ｂ）とを配合してなる反発弾性及び耐衝撃
性に優れた樹脂組成物が提供される。

【００１２】本発明によればまた、上記アイオノマー樹
脂組成物から成るゴルフボール表皮材が提供される。

【００１３】

【作用】本発明では、特定の二価金属イオン中和アイオ
ノマー、すなわちメタクリル酸含有量が５〜１０モル
％、メルトフローレートが１１０〜５００ｇ／１０分の
エチレン−メタクリル酸共重合体のカルボキシル基の７
２〜８０モル％を二価の金属イオン、特に亜鉛イオン、
マグネシウムイオンで中和してなり、そのメルトフロー
レートが０．１〜５．０ｇ／１０分のアイオノマー樹脂
（Ａ）と、高剛性の特定の一価金属イオン中和アイオノ
マー、すなわちメタクリル酸含有量が５〜１０モル％の
エチレン−メタクリル酸共重合体のカルボキシル基の少
なくとも２０モル％以上を一価の金属イオン、特にアル
カリ金属イオンで中和した曲げ剛性率２９０ＭＰａ以上
を有するアイオノマー樹脂（Ｂ）とを選択し、これら
を、少なくとも２５重量％以上のアイオノマー樹脂
（Ａ）を配合して組み合わせることにより、高い反発弾
性を有しながら著しく改善された耐衝撃性を有するゴル
フボール表皮材用樹脂組成物が得られる。

【００１４】アイオノマー組成物から成るゴルフボール
表皮材として、高反発弾性のものを使用することは、ゴ
ルファーの求めるボールの飛距離を伸ばす上では重要で
あるが、一方で高反発弾性のアイオノマー組成物は一般
に硬度及び剛性が高くなる傾向があり、このような表皮
材は耐衝撃性が劣るという欠点を有していた。

【００１５】本発明では、上記の特定のエチレン−メタ
クリル酸共重合体の二価金属イオン中和アイオノマー
（Ａ）を選択し、これを特定の高反発弾性でかつ高剛性
のエチレン−メタクリル酸共重合体の一価金属イオン中
和アイオノマーと組み合わせることによって、高い反発
弾性を有しながら著しく耐衝撃性を改善することに成功
したものである。上記の選択及び組み合わせが重要であ
ることは、後述する例の表１及び表２を参照することに
より明白となろう。

【００１６】この組成物をゴルフボール表皮材として使
用することにより、高反発弾性でなおかつ耐衝撃性に優
れたゴルフボールを提供できる。

【００１７】

【発明の好適態様】本発明に用いるエチレン−不飽和カ
ルボン酸重合体としては、エチレンとメタクリル酸との
二元共重合体、あるいはエチレン、メタクリル酸及びメ
タクリル酸エステルの三元共重合体が使用される。

【００１８】

【００１９】この共重合体には、メタクリル酸エステル
が共重合成分として含有されていてもよく、この共重合
成分として、例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸
エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブ
チルのようなメタクリル酸エステル等が挙げられる。

【００２０】このようなメタクリル酸エステルの共重合
割合としては、０〜１０モル％、特に０〜８モル％が好
ましい。またこの共重合体には、本発明の目的を損なわ
ない範囲で少量のスチレンあるいは酢酸ビニルなどの他
の単量体が共重合されていてもよい。かかる共重合体
は、高温、高圧下、各重合成分をランダム共重合するこ
とによって得ることができる。

【００２１】アイオノマー化の方法は、すでに知られて
いるように、前記エチレン−メタクリル酸共重合体を、
金属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、酢酸塩、
アルコキシド等によって、溶融状態または水等の媒体に
溶解または懸濁した状態で、部分的または完全に中和す
る方法等がある。

【００２２】本発明の好適な態様では、エチレン−メタ
クリル酸共重合体の二価金属イオン中和アイオノマー
（Ａ）として、メタクリル酸含有量が５〜１０モル％、
好ましくは５．４〜８．５モル％、メルトフローレート
が１１０〜５００ｇ／１０分、好ましくは１５０〜３５
０ｇ／１０分のエチレン−メタクリル酸共重合体のカル
ボキシル基の７２〜８０モル％を、二価の金属イオン、
好ましくは亜鉛及びマグネシウムからなる群より選択さ
れた少なくとも一種の二価金属のイオン、特に好ましく
は亜鉛イオンで中和してなり、そのメルトフローレート
が０．１〜５．０ｇ／１０分、好ましくは０．４〜４．
５ｇ／１０分のアイオノマーを使用するのがよい。

【００２３】メタクリル酸含有量が上記範囲より少ない
共重合体を用いると、反発弾性の高い組成物が得られ
ず、またメタクリル酸含有量が１０モル％より多い共重
合体を用いると、吸湿性が大きく、また耐衝撃性が低下
するので好ましくない。

【００２４】エチレン−メタクリル酸共重合体の１９０
℃、２１６０荷重におけるメルトフローレートが１１０
ｇ／１０分よりも小さいと、金属イオンで中和したアイ
オノマーの溶融状態での流動性が低くなり過ぎて成形加
工性を阻害し、またエチレン−メタクリル酸共重合体の
メルトフローレートが５００ｇ／１０分よりも大きい
と、耐衝撃性が劣るために好ましくない。

【００２５】上記エチレン−メタクリル酸共重合体の二
価金属イオンによる中和度が７２モル％より低いと、組
成物の耐衝撃性の改善度合いが低く、また中和度が８０
モル％よりも大きいと、アイオノマーの溶融状態での流
動性が低くなり過ぎて成形加工性を阻害するために好ま
しくない。

【００２６】アイオノマーの１９０℃、２１６０ｇ荷重
におけるメルトフローレートが０．１ｇ／１０分より小
さいと、溶融状態での流動性が低くなり過ぎて成形加工
性を阻害し、またメルトフローレートが５．０ｇ／１０
分より大きいと、耐衝撃性の改善効果が劣るために好ま
しくない。

【００２７】本発明の好適な態様では、エチレン−メタ
クリル酸共重合体の一価金属イオン中和アイオノマー
（Ｂ）として、メタクリル酸含有量が５〜１０モル％、
好ましくは５．４〜８．５モル％のエチレン−メタクリ
ル酸共重合体のカルボキシル基の少なくとも２０モル％
以上、好ましくは２５〜６０モル％を一価の金属イオ
ン、好ましくはリチウム、ナトリウム、カリウムのアル
カリ金属からなる群より選択された少なくとも一種の金
属のイオンで中和した曲げ剛性率２９０ＭＰａ以上、好
ましくは３００ＭＰａ以上を有するアイオノマーを使用
するのがよい。

【００２８】メタクリル酸含有量が５モル％より少ない
共重合体を用いると、反発弾性の高い組成物が得られ
ず、またメタクリル酸含有量が１０モル％より多い共重
合体を用いると、吸湿性が大きく、また耐衝撃性が低下
するので好ましくない。

【００２９】中和度及び曲げ剛性が上記範囲より低い
と、反発弾性の高い組成物が得られないので好ましくな
い。

【００３０】一価金属イオン中和アイオノマー（Ｂ）と
しては、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフロ
ーレートが０．１〜３０ｇ／１０分、特に０．５〜１５
ｇ／１０分のものが好ましい。

【００３１】本発明のエチレン−メタクリル酸共重合体
の二価金属イオン中和アイオノマー（Ａ）とエチレン−
メタクリル酸共重合体の一価金属イオン中和アイオノマ
ー（Ｂ）との組成物は、合計の重量を１００重量％とし
た時に、少なくともアイオノマー（Ａ）が２５重量％以
上配合されることが好ましい。

【００３２】アイオノマー（Ａ）の配合割合が上記範囲
よりも少ないと、耐衝撃性の改善効果が低く好ましくな
い。

【００３３】本発明の上記組成物は、前記アイオノマー
（Ａ）と前記アイオノマー（Ｂ）とを、プラスチック用
の単軸または二軸押出機、あるいはプラストミル、バン
バリーミキサー等のインテンシブミキサーを用いて、１
００〜２８０℃の温度下で溶融混練することによって得
られる。

【００３４】本発明の樹脂組成物には、本発明の目的を
損なわない範囲で少量の他の重合体を配合してもよい。
またゴルフボール表皮材に通常配合されているような種
々の添加剤を配合してもよいことは勿論である。このよ
うな添加剤として各種着色剤、無機充填剤、酸化防止
剤、耐候安定剤、分散剤などを例示することができる。
例えば酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、硫黄亜鉛
などの顔料や各種染料、色素などが代表的な添加剤であ
る。

【００３５】本発明の樹脂組成物による表皮は、公知の
ソリッドゴルフボール用コア及び糸巻きゴルフボール用
コアのいずれの被覆にも使用することができる。上記ソ
リッドコアとは、ゴムを主体とするゴム組成物を加熱
（架橋）して一体成形したものであり、糸巻きコアと
は、芯体上に糸ゴムを巻き付けたものである。

【００３６】コアに表皮材を被覆する方法は特に限定さ
れるものではなく、通常の方法で行われる。例えば、本
発明によるアイオノマー樹脂組成物、あるいはそれに必
要に応じて他の成分を配合した表皮材用組成物を、あら
かじめハーフシェルと呼ばれる半球殻状に成形し、それ
を二枚用いてコアを包み、１３０〜１７０℃で１〜５分
間加圧成形するか、あるいは表皮材用組成物を直接射出
成形してコアを包み込む方法が採用される。表皮の厚さ
は通常１．０〜３．０ｍｍ程度である。そして表皮の成
形時に、必要に応じてボール表面にディンブルの形成が
行われ、また得られたボールは必要に応じてペイント仕
上げ、スタンプなどが施される。

【００３７】

【実施例】次に例を上げて本発明をさらに詳細に説明す
る。なお本発明の組成物を調製するために使用したアイ
オノマー樹脂は表１の通りである。

【００３８】

【表１】

【００３９】また組成物及び原料の物性を測定した試験
方法は以下の通りである。 （１）メルトフローレート（ＭＦＲ）： ＪＩＳ−Ｋ６７６０準拠 温度１９０℃、荷重２１６０ｇ （２）引張強度及び伸び ＪＩＳ−Ｋ６７６０準拠 １８０℃で熱プレス成形した２ｍｍ厚みのシートを打ち
抜いて測定試片とし、２３℃、相対湿度５０％下で１４
日間放置後に測定を行った。 （３）曲げ剛性率：ＪＩＳ−Ｋ７１０６準拠 １８０℃で熱プレス成形した３ｍｍ厚みのシートを打ち
抜いて測定試片とし、２３℃、相対湿度５０％下で１４
日間放置後に測定を行った。 （４）硬度（ショアＤ硬度）：ＪＩＳ−Ｋ７２１５準拠 １８０℃で熱プレス成形した３ｍｍ厚みのシートを打ち
抜いて測定試片とし、２３℃、相対湿度５０％下で１４
日間放置後にこれを重ね合わせて測定を行った。 （５）反発弾性率：ＪＩＳ−Ｋ６３０１準拠 １８０℃で熱プレス成形した１２．７ｍｍ、直径２９．
０ｍｍの直円柱形試片とし、２３℃、相対湿度５０％下
で１４日間放置後に測定を行った。 （６）衝撃エネルギー：樹脂温度２４０℃、金型温度２
０℃にて射出成形した２ｍｍ厚み、１２０×１２０ｍｍ
の角板を作成し、２３℃、相対湿度５０％下で１４日間
放置後に測定を行った。測定は高速衝撃試験機（レオメ
トリックス社製）を用い、先端半球状（５／８インチ
径）の打撃芯にて、−２０℃雰囲気下で１２時間調整し
た試験片の中央部を１２ｍ／秒の速度で打ち抜き、破壊
に要する衝撃エネルギーを測定した。

【００４０】参考例１、実施例２〜５、比較例１〜４ 表２に示す配合の組成物を、４０ｍｍφ単軸押出機（ナ
カタニ機械（株）製）を用いて樹脂温度１８５〜１９０
℃、スクリュー回転数４０ｒｐｍでメルトブレンドし、
得られた組成物の物性を評価した。その結果を表２に示
した。

【００４１】比較例〜は、従来の技術に基づくゴル
フボール表皮材用のアイオノマー樹脂組成物である。反
発弾性を高くするために、メタクリル酸含有量の高いエ
チレン−メタクリル酸共重合体をベースとした一価金属
中和アイオノマーと二価金属中和アイオノマーとを組み
合わせた組成物となっている。これらの組成物では、反
発弾性が高くなるのに伴って剛性が高くなり、一方で明
かな耐衝撃性の低下が認められる。従来の技術では、反
発弾性を高くしようとすると付随的に耐衝撃性が低下
し、ゴルフボールの表皮材として好ましくないことが判
る。なお比較例は、ゴルフボール表皮材として従来使
用されている組成物（特開平６−７９０１７号公報）で
ある。

【００４２】実施例２〜３は、従来技術に基づく組成物
の中で最も反発弾性の高い比較例とほとんど同等の反発
弾性を有しながら、著しく良好な耐衝撃性を示してい
る。これらの組成物には、一価金属中和アイオノマーと
して、極めて高反発弾性でかつ高剛性のアイオノマーａ
が共通して用いられているが、一方二価金属イオン中和
アイオノマーとしてはアイオノマーｄ、ｅ、ｆがそれぞ
れ使われている。比較例に比べて、本発明に基づく一価
金属イオン中和アイオノマーと二価金属イオン中和アイ
オノマーとの組成物は、高い反発弾性を有しながら、著
しく改善された耐衝撃性を示すことが判る。

【００４３】同様の傾向が実施例と比較例を比べた
場合、さらに実施例と比較例を比べた場合に認めら
れ、本発明に基づく組成物は高い反発弾性を有しながら
著しく改善された耐衝撃性を示すことが判る。

【００４４】また比較例は、二価金属イオン中和アイ
オノマーとして中和度がやや低アイオノマーが使用され
ており、反発弾性は高いものの耐衝撃性の改善度合いが
不足している。

【００４５】

【表２】

【００４６】

【発明の効果】本発明によって、高反発弾性でなおかつ
耐衝撃性に優れたアイオノマー樹脂組成物が提供でき
た。かかる組成物をゴルフボールの表皮として使用する
ことによって、飛距離と打撃時の耐久性に優れたボール
を提供できる。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二価の金属イオンで中和されたエチレン
   −メタクリル酸共重合体と一価の金属イオンで中和され
   たエチレン−メタクリル酸共重合体とから成る樹脂組成
   物において、メタクリル酸含有量が５〜１０モル％、メ
   ルトフローレートが１１０〜５００ｇ／１０分のエチレ
   ン−メタクリル酸共重合体のカルボキシル基の７２〜８
   ０モル％を二価の金属イオンで中和してなり、そのメル
   トフローレートが０．１〜５．０ｇ／１０分のアイオノ
   マー樹脂（Ａ）の少なくとも２５重量％以上と、メタク
   リル酸含有量が５〜１０モル％のエチレン−メタクリル
   酸共重合体のカルボキシル基の少なくとも２０モル％以
   上を一価の金属イオンで中和した曲げ剛性率２９０ＭＰ
   ａ以上を有するアイオノマー樹脂（Ｂ）とを配合してな
   る耐衝撃性に優れた樹脂組成物。
2. 【請求項２】 前記アイオノマー樹脂（Ａ）の二価金属
   が、亜鉛及びマグネシウムからなる群より選択された少
   なくとも一種の二価金属である請求項１記載の樹脂組成
   物。
3. 【請求項３】 前記アイオノマー樹脂（Ｂ）の一価金属
   が、リチウム、ナトリウム及びカリウムのアルカリ金属
   からなる群より選択された少なくとも一種の一価金属で
   ある請求項１記載の樹脂組成物。
4. 【請求項４】 メタクリル酸含有量が５〜１０モル％、
   メルトフローレートが１１０〜５００ｇ／１０分のエチ
   レン−メタクリル酸共重合体のカルボキシル基の７２〜
   ８０モル％を二価の金属イオンで中和してなり、そのメ
   ルトフローレートが０．１〜５．０ｇ／１０分のアイオ
   ノマー樹脂（Ａ）の少なくとも２５重量％以上と、メタ
   クリル酸含有量が５〜１０モル％のエチレン−メタクリ
   ル酸共重合体のカルボキシル基の少なくとも２０モル％
   以上を一価の金属イオンで中和した曲げ剛性率２９０Ｍ
   Ｐａ以上を有するアイオノマー樹脂（Ｂ）とを混合して
   なる耐衝撃性に優れたゴルフボール表皮材。