JP5272970B2 - ゴルフボール用材料、ゴルフボール及びゴルフボール用材料の製造方法 - Google Patents
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Description
下記(i)〜(iv)
(i)特定のUV/EB硬化型材料から選ばれる1種以上の化合物、
(ii)特定の非アイオノマー熱可塑性樹脂、及び
(iii)特定のアイオノマー樹脂
(iv)過酸化物
から構成されるアイオノマー樹脂組成物を含有するゴルフボール用材料。
(i)特定のUV/EB硬化型材料から選ばれる1種以上の化合物、(ii)特定の非アイオノマー熱可塑性樹脂、(iii)特定のアイオノマー樹脂のベースの酸含有ポリマー、及び(iv)過酸化物を配合し、予め過酸化物が分解しない温度で溶融混練し、その後、酸素含有無機金属化合物の金属イオン種を配合して上記過酸化物が分解する温度以上で溶融混練することにより、上記(i)UV/EB硬化型材料から選ばれる1種以上の化合物のグラフト化反応を起こさせると共に上記(iii)アイオノマー樹脂のベースである酸含有ポリマー中の酸を中和させて相互貫入網目構造を有するアイオノマー樹脂組成物を得ることとするゴルフボール用材料の製造方法。
上記ゴルフボール用材料の成形物を構成要素として用いることとするゴルフボール、特には、上記ゴルフボール用材料を、コアと該コアを被覆するカバーとからなるツーピースソリッドゴルフボール、又は、1層以上のコアと該コアを被覆する1層以上の中間層と該中間層を被覆する1層以上のカバーとからなるマルチピースソリッドゴルフボールにおけるカバー材又は中間層材として用いることとするゴルフボール。
アイオノマー樹脂組成物
上記アイオノマー樹脂組成物のベースである酸含有ポリマーを用い、過酸化物の分解温度以下で加熱溶融混練した酸含有ポリマー組成物を、酸素含有無機化合物の金属イオン種でその酸を中和反応し得られるアイオノマー樹脂組成物
本発明のゴルフボール用材料は、(i)特定のUV/EB硬化型材料から選ばれる1種以上の化合物と、(ii)特定の非アイオノマー熱可塑性樹脂と、(iii)特定のアイオノマー樹脂と、(iv)過酸化物とから構成されるアイオノマー樹脂組成物を含有するゴルフボール用材料である。そして、このゴルフボール用材料の製造方法として、上記(i)特定のUV/EB硬化型材料から選ばれる1種以上の化合物、上記(ii)特定の非アイオノマー熱可塑性樹脂、上記(iii)成分の酸含有ポリマー及び(iv)過酸化物を配合し、過酸化物の分解温度以下で溶融混合した後、酸素含有無機金属化合物の金属イオン種を配合し、上記過酸化物が分解する温度以上で加熱溶融混練を行う製造方法を提供するものである。
主鎖骨格の一部がポリエステル、ポリエーテル、ウレタン、アクリレート、カーボネート及びロジン系の構造から選ばれ、更にエチレン系不飽和結合の官能基を1分子中に少なくとも2個以上有し、そのエチレン系不飽和結合の官能基が、アクリル基〔CH2=CHCO−〕、メタクリル基〔CH2=C(CH3)CO−〕、アリル基〔CH2=CHCH−〕、ビニル基〔CH2=CH−〕などの群から選択される1種類以上の重合性官能基を有する材料である。
表1に記載の配合組成で、予め、水酸化マグネシウムマスターバッチ“MgMB”を除いたウレタン骨格のUV/EB硬化型材料“UV/EB−4”(液体フィーダーで注入)を含む各配合成分を二軸押出機で過酸化物“PO−3”が分解しない溶融温度(170℃)で混練し、酸含有ポリマー組成物を得た。次いで、その酸含有ポリマー組成物に表1に示した“MgMB”の所定量を配合し、210℃設定の反応用二軸押出機で、含まれる酸含有ベース樹脂に対し中和度50mol%の中和反応と“PO−3”の分解を行い、均一なアイオノマー樹脂組成物を得た。得られたアイオノマー樹脂組成物のMFR及び硬度を表1に示した。適度な低硬度と射出成形可能なMFRを示していた。そのアイオノマー樹脂組成物をツーピースゴルフボールのカバー材に使用し、コアにBR架橋体(外径38.9mmφ、重量36.0g、圧縮歪3.35mm)を用い、射出成形機で射出成形を行い、ツーピースゴルフボール(直径42.7mmφ、重量45.5g)を作製した。これらのゴルフボール評価を行い、その結果を表1に記載した。射出成形後のゴルフボール表面研磨(トリミング)でササクレなし(表面スムース)、良好な耐摩耗性、耐擦過傷性、ボール耐久性、初速度とC.O.Rを有したゴルフボールであった。
実施例1の配合組成中、過酸化物“PO−3”を除いた表1の配合組成で、ウレタン骨格のUV/EB硬化型材料“UV/EB−4”(液体フィーダーで注入)を含む各配合成分を二軸押出機により、溶融温度170℃で混練し、酸含有ポリマー組成物を得た。次いで、その酸含有ポリマー組成物に表1に示した“MgMB”の所定量を配合し、210℃設定の反応用二軸押出機で、含まれる酸含有ベース樹脂に対し中和度50mol%の中和反応を行い、均一なアイオノマー樹脂組成物を得た。180℃設定のホットプレス機で、そのアイオノマー樹脂組成物のシート(厚み2mm×縦100mm×横100mm)を作製した。また、得られたアイオノマー樹脂組成物を、実施例1の操作を繰り返し、射出成形機で射出成形を行い、ツーピースゴルフボールを作製した。作製したシートとゴルフボールを23±5℃、25日間、相対湿度45〜55%のエージング条件で静置した後、諸物性を評価し表に示した。実施例1とほぼ同等の物性を示していた。
表1に記載の配合組成で、ナノ酸化亜鉛を除いたブタジエン骨格のUV/EB硬化型材料“UV/EB−3”を含む各配合成分を5リットル加圧ニーダーで過酸化物“PO−2”が分解しない温度(110℃)で混練後、そのブタジエン配合酸含有ポリマー組成物に表1に示した所定量のナノ酸化亜鉛を配合し、温度170℃で、含まれる酸含有ベース樹脂に対し中和度35mol%の中和反応と“PO−2”の分解を行い、均一なアイオノマー樹脂組成物を得た。得られたアイオノマー樹脂組成物のMFR及び硬度を表1に示した。適度な低硬度と射出成形可能なMFRを示していた。そのアイオノマー樹脂組成物を使用し、実施例1のゴルフボール射出成形の操作を繰り返し、ツーピースゴルフボールを作製した。射出成形後のゴルフボール表面研磨(トリミング)でササクレなし(表面スムース)、良好な耐摩耗性、耐擦過傷性、ボール耐久性、初速度とC.O.Rを有したゴルフボールであった。
表1に記載の配合組成で、ナノ酸化亜鉛を除いた、ポリエーテル骨格のUV/EB硬化型材料“UV/EB−2”(液体フィーダー使用)を含む各配合成分を二軸押出機で過酸化物“PO−1”が分解しない溶融温度(170℃)で混練し、酸含有ポリマー組成物を得た。次いで、その酸含有ポリマー組成物に表1に示したナノ酸化亜鉛の所定量を配合し、210℃設定の反応用二軸押出機で、含まれる酸含有ベース樹脂に対し中和度60mol%の中和反応と“PO−1”の分解を行い、均一なアイオノマー樹脂組成物を得た。得られたアイオノマー樹脂組成物のMFR及び硬度を表1に示した。適度な高硬度と射出成形可能なMFRを示していた。そのアイオノマー樹脂組成物を使用し、実施例1のゴルフボール射出成形の操作を繰り返し、ツーピースゴルフボールを作製した。射出成形後のゴルフボール表面研磨(トリミング)でササクレなし(表面スムース)、良好な耐摩耗性、耐擦過傷性、ボール耐久性、高い初速度とC.O.Rを有したゴルフボールであった。
表1に記載の配合組成で、ナノ酸化亜鉛を除いた、ポリエステル骨格のUV/EB硬化型材料“UV/EB−1”(液体フィーダー使用)を含む各配合成分を二軸押出機で過酸化物“PO−3”が分解しない溶融温度(180℃)で混練し、酸含有ポリマー組成物を得た。次いで、その酸含有ポリマー組成物に表1に示したナノ酸化亜鉛の所定量を配合し、210℃設定の反応用二軸押出機で、含まれる酸含有ベース樹脂に対し中和度45mol%の中和反応と“PO−1”の分解を行い、均一なアイオノマー樹脂組成物を得た。得られたアイオノマー樹脂組成物のMFR及び硬度を表に示した。適度な中硬度と射出成形可能なMFRを示していた。そのアイオノマー樹脂組成物を使用し、実施例1のゴルフボール射出成形の操作を繰り返し、ツーピースゴルフボールを作製した。射出成形後のゴルフボール表面研磨(トリミング)でササクレなし(表面スムース)、良好な耐摩耗性、耐擦過傷性、ボール耐久性、高い初速度とC.O.Rを有したゴルフボールであった。
実施例1の比較例として、ウレタン骨格のUV/EB硬化型材料“UV/EB−4”を除き、表1に示した配合組成で、実施例1の操作を繰り返し、アイオノマー樹脂組成物を得、ツーピースゴルフボールを作製した。射出成形後のゴルフボール表面研磨(トリミング)でササクレなし(表面スムース)で耐摩耗性も良好であったが、ウレタン骨格のUV/EB硬化型材料“UV/EB−4”を配合した実施例1に比較すると、耐擦過傷性、ボール耐久性、初速度及びC.O.Rとも劣る傾向であり、UV/EB硬化型材料配合の重要性を示していた。
実施例3の比較例として、ブタジエン骨格のUV/EB硬化型材料“UV/EB−3”を除き、表1に示した配合量で、反応用二軸押出機(設定温度210℃)を使用し、予めベース樹脂(ベース樹脂−2)をナノ酸化亜鉛で中和し、中和度35mol%の亜鉛アイオノマーを調製した。次に、“PO−2”の分解温度(170℃)に設定した5リットル加圧ニーダーを使用し、表1に示した配合量で、その亜鉛アイオノマー、BR及び過酸化物“PO−2”を溶融混練し、アイオノマー樹脂組成物を得た。そのアイオノマー樹脂組成物を使用し、実施例1のゴルフボール射出成形の操作を繰り返し、ツーピースゴルフボールを作製した。射出成形後のゴルフボール表面研磨(トリミング)でササクレがあり(表面粗い)、実施例3と比較して、ボール耐久性はかなり低下、初速度及びC.O.Rとも劣っていた。実施例3と比較すると、本比較例は、アイオノマーとBRのメルトブレンド系であり、実施例3の操作によるIPN構造を形成し難く、また、UV/EB硬化型材料を配合していないため、ゴルフボール物性は劣っていた。
実施例4の比較例として、ポリエーテル骨格のUV/EB硬化型材料“UV/EB−2”及び過酸化物“PO−1”を除き、表1に示した配合組成で、実施例4の操作を繰り返し、アイオノマー樹脂組成物を得、ツーピースゴルフボールを作製した。射出成形後のゴルフボール表面研磨(トリミング)でササクレなし(表面スムース)で耐摩耗性も良好であったが、ポリエーテル骨格のUV/EB硬化型材料“UV/EB−2”及び過酸化物“PO−1”を配合した実施例4と比較すると、耐擦過傷性、ボール耐久性、初速度及びC.O.Rとも劣る傾向であり、UV/EB硬化型材料及び過酸化物配合の重要性を示していた。
a.UV/EB−1
Aronix M6250(ポリエステル系アクリレート、2官能基、約500mPa・sec/25℃、数平均分子量約1,000)東亜合成社製
b.UB/EB−2
TEGVE(ポリエーテル系ビニル、2官能基、約3.4mPa・sec/25℃、数平均分子量約202)日本カーバイド工業社製
c.UV/EB−3
BAC−45(ブタジエン系アクリレート、2官能基、約4,500mPa・sec/25℃、数平均分子量約3,000)大阪有機化学工業社製
d.UV/EB−4
SHIKOH UV−7510B(ウレタン系アクリレート、3官能基、約2,000mPa・sec/50℃、数平均分子量約3,500)日本合成化学社製
ジ−t−ブチルパーオキサイド(1分半減期温度185℃)日油社製
f.PO−2
ジクミルパーオキサイド(1分半減期温度175℃)日油社製
g.PO−3
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3(1分半減期温度194℃)日油社製
Hytrel 4047(ポリエステルポリエーテル、Shore D 40)DuPont社製
i.POM
AMILUS S731(ポリアセタール、MFR9.0g/10min、M.p.166℃)東レ社製
j.BR
無水マレイン酸変性BR01(ポリブタジエン、シス−1,4−結合含有量96%、ニッケル系重合触媒、JSR社製)
k.TPU
5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸変性脂肪族系ポリウレタン(HMDI−PCL、DIC・Bayer社製)
S8527(ナトリウムアイオノマー、Shore D 56)DuPont社製
m.アイオノマー−2
S8940(ナトリウムアイオノマー、Shore D 63)DuPont社製
n.アイオノマー−3
S9945(亜鉛アイオノマー、Shore D 61)DuPont社製
o.ベース樹脂−1
Nucrel 960(メタクリル酸15質量%、MFR60g/10min)DuPont社製
p.ベース樹脂−2
Nucrel 2050H(メタクリル酸20質量%、MFR500g/10min)DuPont社製
q.ベース樹脂−3
Nucrel 599(メタクリル酸10質量%、MFR500g/10min)DuPont社製
r.ベース樹脂−4
AC5120H(アクリル酸15.6質量%、MFR>500g/10min)トーメン社製
s.ベース樹脂−5
AN4319(メタクリル酸8.0質量%、MFR50g/10min)DuPont社製
t.ベース樹脂−6
Escor 5200(アクリル酸15.0質量%、MFR36g/10min)ExxonMobil Chemical社製
酸化亜鉛NANOFINE−50(平均粒径20nm、粒度分布1〜100nm、粒径0.05μm以下の成分割合約60%)堺化学工業社製
v.MgMB
水酸マグネシウム/エチレン−メタクリル酸−アクリル酸イソブチル三元共重合体=50/50質量%
w.二酸化チタン
タイペークPF737、石原産業社製
x.青色顔料
Pigment Blue 29、東洋インキ社製
JIS−K7210に準拠し、試験温度190℃、試験荷重21.18N(2.16kgf)条件下での測定値。
ショアD硬度
ASTM D−2240に準じて測定したショアD硬度。
23±1℃の温度で、ゴルフボールを鋼板の上に置き、初期荷重98N(10kgf)から終荷重1275N(130kgf)に負荷したときのゴルフボールのたわみ量(mm)。
初速はR&Aの承認する装置であるUSGAのドラム回転式の初速計と同方式の初速測定器を用いて測定した。ボールは23±1℃の温度で3時間以上温調し、同温度で測定した。
250ポンド(113.4kg)のヘッド(ストライキングマスク)を使って打撃速度143.8ft/s(43.83m/s)にてボールを打撃した。10個のボールを各々2回打撃して6.28ft(1.91m)の間を通過する時間を計測し、初速を計算した。15分間でこのサイクルを行った。
空気砲弾によりボールをスチール板に向けて43m/sで発射させたとき、その跳ね返り速度を計測した。反発係数(C.O.R)は、ボール初速と跳ね返り速度との比率である。
米国Automated Design Corporation製のADC Ball COR Durability Testerにより、ボールの耐久性を評価した。ボールを空気圧で発射させた後、平行に設置した2枚の金属板に連続的に衝突させ、ボールが割れるまでに要した発射回数の平均値を耐久性とした。この場合、平均値とは、同種のボールを4個用意し、それぞれのボールを発射させて4個のボールがそれぞれ割れるまでに要した発射回数を平均化した値である。試験機のタイプは横型CORであり、金属板への入射速度は43m/sであった。
ボールを23±1℃の温度に保温し、ピッチングウエッジをスイングロボットマシンに取り付け、ヘッドスピード33m/sにて打撃し、打撃傷を目視で判断し、下記の点数の基準で評価を行った。
最良 1点
より良い 2点
良い又は普通 3点
悪い 4点
より悪い 5点
最悪 6点
内容量5リットルの筒状物に15個のゴルフボールと1.7リットルの砂を入れて、50rpm、2時間ミキシングした。その後にボールを取り出し、磨耗による表面の傷つきの度合い、光沢減少の度合いを目視により、最良、より良い、良い又は普通、悪い、より悪い、最悪、の基準で評価した。
射出成形後のゴルフボールを#500のホイールで3.5秒の条件で表面研磨し、表面スムース、表面やや粗い、表面粗い、の基準で評価した。
Claims (7)
- 下記(i)〜(iv)
(i)UV/EB硬化型材料から選ばれる1種以上の化合物、
(ii)非アイオノマー熱可塑性樹脂、
(iii)アイオノマー樹脂、及び
(iv)過酸化物
から構成されるアイオノマー樹脂組成物が含有するゴルフボール用材料であって、上記(i)UV/EB硬化型材料から選ばれる1種以上の化合物は、その主鎖骨格の一部がポリエステル、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアクリレート、カーボネート及びロジン系の構造の群から選ばれ、更にエチレン系不飽和結合の官能基を1分子中に少なくとも2個以上有し、そのエチレン系不飽和結合の官能基が、アクリル基、メタクリル基、アリル基及びビニル基の群から選ばれる1種類以上の重合性官能基であり、上記(i)成分の数平均分子量Mnが150〜1,000,000、温度50℃における粘度が10〜300,000mPa・secの範囲であり、上記(i)成分の配合量が、上記(ii)及び(iii)の合計量100質量部に対し、0.05〜20質量部であると共に、上記(ii)非アイオノマー熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリアクリレート系ポリマー、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリエーテル系エラストマー及びポリアセタールの群から選ばれる1種又は2種以上であり、その質量配合比が(ii)/(iii)で1/99〜99/1であり、且つ、上記(iii)成分は、オレフィン−不飽和カルボン酸2元共重合体、オレフィン−不飽和カルボン酸−不飽和カルボン酸エステル3元共重合体、不飽和カルボン酸無水物含有ポリマー、不飽和ジカルボン酸含有ポリマー及び不飽和ジカルボン酸ハーフエステル含有ポリマーよりなる群から選択された1種又は2種以上からなる酸含量0.5〜30質量%を有するポリマーを、周期率表第IA,IB,IIA,IIB,IIIA,IIIB,IVA,IVB,VA,VB,VIA,VIB,VIIB及びVIIIBから選択される1種又は2種以上の金属カチオンで中和した樹脂組成物であることを特徴とするゴルフボール用材料。 - 上記(iv)成分が、1分半減期の分解温度が140〜250℃の範囲である過酸化物であり、その配合量が、樹脂成分の合計100質量部に対して0.05〜15質量部である請求項1記載のゴルフボール用材料。
- 請求項1記載のゴルフボール用材料を製造する方法において、(i)UV/EB硬化型材料から選ばれる1種以上の化合物、(ii)非アイオノマー熱可塑性樹脂、(iii)アイオノマー樹脂のベースの酸含有ポリマー、及び(iv)過酸化物を配合し、予め過酸化物が分解しない温度で溶融混練し、その後、酸素含有無機金属化合物の金属イオン種を配合して上記過酸化物が分解する温度以上で溶融混練することにより、上記(i)UV/EB硬化型材料から選ばれる1種以上の化合物のグラフト化反応を起こさせると共に上記(iii)アイオノマー樹脂のベースである酸含有ポリマー中の酸を中和させて相互貫入網目構造を有するアイオノマー樹脂組成物を得ることを特徴とするゴルフボール用材料の製造方法。
- 上記酸素含有無機金属化合物の金属イオン種が、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム及び酸化亜鉛の群から選ばれる1種又は2種以上が使用され、かつ上記酸素含有無機金属化合物がナノ微粒子またはマスターバッチの形で使用される請求項3記載のゴルフボール用材料の製造方法。
- 上記酸素含有無機金属化合物の金属イオン種による酸含有ポリマー組成物の酸中和反応を、ニーディングディスクゾーンを有するスクリューセグメント配置のベント付二軸押出機を使用して行う請求項3又は4記載のゴルフボール用材料の製造方法。
- 請求項1記載のゴルフボール用材料の成形物を構成要素として用いることとするゴルフボール。
- 請求項1記載のゴルフボール用材料を、コアと該コアを被覆するカバーとからなるツーピースソリッドゴルフボール、又は、1層以上のコアと該コアを被覆する1層以上の中間層と該中間層を被覆する1層以上のカバーとからなるマルチピースソリッドゴルフボールにおけるカバー材又は中間層材として用いることとするゴルフボール。
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