JP5401878B2 - 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
〔1〕下記(a)及び(b)成分から構成され、これらの成分中の酸基の少なくとも一部を下記(c)成分で中和したアイオノマー配合組成物を含有することを特徴とするゴルフボール用材料。
(a)成分
少なくとも1種類のE/Xで表される二元共重合体(コポリマー)、及び/又は、E/X/Yで表される三元共重合体(ターポリマー)であり、Eはα−オレフィン、XはC3〜C8の不飽和モノカルボン酸または不飽和ジカルボン酸(酸無水物含む)、Yはアルキル基が1〜8個の炭素原子を有する不飽和カルボン酸または不飽和ジカルボン酸のアルキルエステルであり、XがE/XコポリマーまたはE/X/Yターポリマーの全質量に対して1〜30質量%の量で存在し、YがE/X/Yコポリマーの全質量に対して2〜30質量%の量で存在すると共に、GPC(ゲルパーミェションクロマトグラフ)におけるポリスチレン換算の重量平均分子量Mwが100,000以上であり、且つ、上記二元共重合体及び三元共重合体は、金属イオンにより部分中和されたもの、完全中和されたもの及び未中和物の群から選ばれる1種単独又は2種以上の混合物を含む
(b)成分
多カルボン酸の炭素数を含めた炭素数が8以上100未満のアルケニル及びアルキル誘導体からなり、分子量200以上1,500未満の二官能性以上のカルボン酸基を有する高級脂肪酸の酸無水物
(c)成分
金属酸化物,金属炭酸塩及び金属水酸化物の群から選ばれる酸素含有無機金属化合物
〔2〕(b)成分の高級脂肪酸が、ヘキセニルコハク酸,オクテニルコハク酸,デセニルコハク酸,テトラプロペニルコハク酸,ドデセニルコハク酸,ヘキサデセニルコハク酸,オクタデセニルコハク酸,エイコデセニルコハク酸,マレイン化ポリブテン,マレイン化ポリイソブテン,ヘキサニルコハク酸,オクタニルコハク酸,デカニルコハク酸,ドデカニルコハク酸,ヘキサデカニルコハク酸,オクタデカニルコハク酸,エイコデカニルコハク酸並びに、これらのリチウム,ナトリウム,亜鉛,マグネシウム,カルシウム及びカリウムの金属塩の群から選ばれる化合物の少なくとも1種類である〔1〕記載のゴルフボール用材料。
〔3〕(b)成分が(a)及び(b)成分の合計質量に対し、1〜70質量%含まれる〔1〕又は〔2〕記載のゴルフボール用材料。
〔4〕(c)成分の金属カチオン種として、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,炭酸カルシウム,酸化マグネシウム,酸化亜鉛,酸化カルシウム,水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウムの群から選ばれる〔1〕、〔2〕又は〔3〕記載のゴルフボール用材料。
〔5〕(c)成分がマスターバッチの形で用いられると共に、その(c)成分が(a)及び(b)成分の合計質量に対し、0.1〜20質量%含まれる〔1〕〜〔4〕のいずれか1項記載のゴルフボール用材料。
〔6〕上記アイオノマー配合組成物のJIS−K 7210に準じたMFRが、少なくとも1.0g/10min以上である〔1〕〜〔5〕のいずれか1項記載のゴルフボール用材料。
〔7〕上記アイオノマー配合組成物に、更に下記の(d)成分及び/又は(e)成分の熱可塑性成分を含む〔1〕〜〔6〕のいずれか1項記載のゴルフボール用材料。
(d)成分
少なくとも1種類のE/Xで表される共重合体(コポリマー)、及び/又は、E/X/Yで表される三元共重合体(ターポリマー)であり、かつXがE/XまたはE/X/Yの全質量に対して1〜30質量%で存在し、YがE/X/Yコポリマーの全質量に対して2〜30質量%の量で存在し、その重量平均分子量Mwが、GPCにおけるポリスチレン換算重量平均分子量Mwで1,500〜95,000を有すること
(e)成分
(e)が、ポリオレフィン系エラストマー(エチレン系アイオノマー,ポリオレフィン,メタロセンポリオレフィン含む)、ポリスチレン系エラストマー、ジエン系ポリマー、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、ポリアセタールの群から選択される少なくとも1種類のポリマー材料
〔8〕(d)成分が、得られるアイオノマー配合組成物の全質量に対して、5〜45質量%の量で存在する〔7〕記載のゴルフボール用材料。
〔9〕(e)成分が、得られるアイオノマー配合組成物の全質量に対して、5〜95質量%の量で存在する〔7〕記載のゴルフボール用材料。
〔10〕上記〔1〕〜〔9〕のいずれか1項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を特徴とするゴルフボール。
〔11〕上記〔1〕〜〔9〕のいずれか1項記載のアイオノマー配合組成物が二軸押出機を用いて製造されるゴルフボール材料の製造方法。
〔12〕(C)成分がマスターバッチであり、水注入を行いながら二軸押出機で製造される〔11〕記載のゴルフボール材料の製造方法。
〔13〕スクリュー全体のL/Dが25以上、ニーディングディスクゾーンL/Dが全体L/Dの20〜80%の範囲にある二軸押出機を使用してアイオノマー配合組成物中の中和反応を行う〔11〕記載のゴルフボール材料の製造方法。
本発明は、少なくとも下記の2成分(a)及び(b)から構成され、それらを金属カチオン(c)で中和したアイオノマー配合組成物からなる。
少なくとも1種類のE/Xで表される二元共重合体(コポリマー)、及び/又は、E/X/Yで表される三元共重合体(ターポリマー)であり、Eはα−オレフィン、XはC3〜C8の不飽和モノカルボン酸または不飽和ジカルボン酸(酸無水物含む)であり、Yはアルキル基が1〜8個の炭素原子を有する不飽和カルボン酸または不飽和ジカルボン酸のアルキルエステルであり、XがE/XコポリマーまたはE/X/Yターポリマーの全質量に対して1〜30質量%の量で存在し、YがE/X/Yターポリマーの全質量に対して2〜30質量%の量で存在する。また、GPC(ゲルパーミエションクロマトグラフ)におけるポリスチレン換算重量平均分子量Mwにおいて、重量平均分子量が100,000以上であり、且つ上記二元共重合体及び三元共重合体としては、未中和物の他に、金属イオンにより部分中和されたもの、完全中和されたものを含み、また、未中和物,部分中和物及び完全中和物から選ばれる2種以上の混合物を含む。
多カルボン酸の炭素数を含めた炭素数が8以上100未満のアルケニル及びアルキル誘導体からなり、分子量200以上1,500未満の二官能性以上のカルボン酸基を有する高級脂肪酸の酸無水物であり、これはアイオノマー配合組成物に対する可塑化効果をもたらすものであり、好ましくは二官能性の高級脂肪酸である。(b)成分が(a)及び(b)成分の全質量に対して、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上、上限として、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは35質量%以下の量で存在する。また、その分子量が200以上、上限として1,500未満で、その炭素数が8以上100未満である。
表1に記載の配合組成において、(a)成分として、Terpolymer−2及び(c)成分としてMgMBを予めドライブレンドし、210℃設定の反応用ニ軸押出機のホッパーに投入した。(b)成分として二官能性高級脂肪酸のComponent−2を使用し、定量フィーダでホッパー下部からペレットフィードと同時に滴下しながら、真空ベント下、二軸押出機の途中から水を圧注入し(注入量2質量% vs.樹脂押出量)、中和反応を行い、均一なアイオノマー配合組成物1を得た(スクリュー回転数135rpm、押出量5.0kg/hr)。得られたアイオノマー配合組成物のMFR、硬度、引張特性を表1に示した。そのアイオノマー配合組成物1をスリーピースゴルフボールの中間層に使用し、コアにBR架橋体(外径37.3mmΦ、重さ32.8g、圧縮歪4.10mm)を用い、射出成形機(設定温度ホッパー:160℃、C1〜ヘッド:180〜220℃)を使用し、射出圧力6.0MPa、保持圧力5.0MPa、射出・保持時間8秒、冷却時間25秒の条件下、射出成形を行い、厚み1.35mmの中間層を作成し、一日ボールを放置後、カバー層にアイオノマーブレンド樹脂(Surlyn8940/Surlyn9910/TiO2配合系)を、同様に射出成形しスリーピースゴルフボール(直径42.7mmΦ、重さ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。
コア配合
1,4−シス−ポリブタヂエンゴム 100質量部
アクリル酸亜鉛 21質量部
酸化亜鉛 5質量部
硫酸バリウム 26質量部
ジクミルパ−オキサイド 0.8質量部
表1の実施例2において、(d)成分として、Component−3を追加する以外は、実施例2に示した配合割合で、実施例1の操作を繰り返し、アイオノマー配合組成物2を得、更にその材料を中間層に使用したゴルフボールを調製した。比較例2の(a)(b)(c)及び(d)成分から得られるアイオノマー配合組成物と比較し、そのアイオノマー配合組成物2は、少ない配合量の二官能性高級脂肪酸の(b)成分及びカチオン源の(c)成分であるにもかかわらず、そのアイオノマー配合組成物を材料に用いたゴルフボールの物性は、初速度及び反発弾性を損なうことなく、耐久性も優れていた。
表1の実施例3において、(a)成分として、Terpolymer−2の代わりにTerpolymer−1を用いる以外は、実施例3に示した配合割合で、実施例1の操作を繰り返し、アイオノマー配合組成物3を得、更にその材料を中間層に使用したゴルフボールを調製した。実施例2と同様に、比較例2の(a)(b)(c)及び(d)成分から得られるアイオノマー配合組成物と比較すると、そのアイオノマー配合組成物3は、少ない配合量の二官能性高級脂肪酸の(b)成分及びカチオン源の(c)成分であるにもかかわらず、そのアイオノマー配合組成物を材料に用いたゴルフボールの物性は、初速度及び反発弾性を損なうことなく、耐久性も優れていた。
表1の実施例4において、二官能性高級脂肪酸の(b)成分、即ち、Component−2の配合量を増量する以外は、実施例4に示した配合割合で、実施例1の操作を繰り返し、アイオノマー配合組成物4を得、更にその材料を中間層に使用したゴルフボールを調製した。比較例3のアイオノマー配合組成物、即ち、一官能性高級脂肪酸の(b)成分であるComponent−1の配合量を20質量%まで減らしたアイオノマー配合組成物と比較すると、そのアイオノマー配合組成物4は、適度なMFRで、射出成形が容易であり、そのアイオノマー配合組成物を材料に用いたゴルフボールは、初速度及び反発弾性を損なうことなく、耐久性は優れていた。
表1の実施例5において、(a)成分として、Terpolymer−1、(b)成分としてComponent−2、(c)成分としてMgMB、及び(d)成分としてComponent−3を用い、実施例5に示した配合割合で、実施例3の操作を繰り返して得られるアイオノマー配合組成物以外に、(e)成分としてComponent−4を用い、実施例5に示した配合割合で、混練配合してアイオノマー配合組成物5を得、更にその材料を中間層に使用したゴルフボールを調製した。(a)(b)(c)(d)に更に(e)成分を配合したアイオノマー配合組成物5を使用したゴルフボールは、どの比較例と比べても、初速度及び反発弾性を損なうことなく、耐久性も優れていた。
実施例1の比較として、(a)成分として、Terpolymer−2、一官能性高級脂肪酸の(b)成分としてComponent−1、及び(c)成分としてMgMBを用いる以外は、表1に示した配合割合で、実施例1の操作を繰り返し、(a)(b)(c)三成分系アイオノマー配合組成物を得、またその材料を中間層に使用したスリーピースボールを調製した。実施例1の材料と比較し、一官能性高級脂肪酸の(b)成分Component−1を使用しているため、カチオン源である(c)成分MgMBと共に、配合量が多く、その分、中和反応もスムーズに進行せず、そのアイオノマー配合組成物は低MFR(1.0g/10min未満)であり、重要項目であるゴルフボールの初速度、COR反発弾性はやや劣り、耐久性も劣っていた。
実施例2及び実施例3の比較として、(a)成分として、Terpolymer−2、一官能性高級脂肪酸の(b)成分としてComponent−1、(c)成分としてMgMB、及び(d)成分としてComponent−3を用いる以外は、表1に示した配合割合で、実施例1の操作を繰り返し、(a)(b)(c)及び(d)四成分系アイオノマー配合組成物を得、またその材料を中間層に使用したスリーピースボールを調製した。実施例2及び実施例3の材料と比較し、一官能性高級脂肪酸の(b)成分Component−1を使用しているため、カチオン源である(c)成分MgMBと共に、配合量が多く、その分、中和反応もスムーズに進行しなかった。また、(d)成分配合の影響もあり、MFRは適度であったが、ゴルフボール物性はやや劣っていた。特に、重要項目の一つである耐久性は劣っていた。
実施例4の比較として、一官能性高級脂肪酸の(b)成分であるComponent−1配合量を20質量%にし、(c)成分としてMgMBを用い、表1の配合割合で配合する以外は、上記の比較例1の操作を繰り返し、(a)(b)(c)三成分系アイオノマー配合組成物を得、またその材料を中間層に使用したスリーピースボールを調製した。実施例4の材料と比較して、一官能性高級脂肪酸の(b)成分Component−1を使用しているため、(a)(b)(c)三成分系アイオノマー配合組成物は低MFR(<1.0g/10min)であり、成形加工性が劣ると共に、重要項目の一つであるゴルフボールの耐久性も劣っていた。尚、初速度とCOR反発弾性は同等であった。
Terpolymer−2の酸基をマグネシウムイオンで80mol%中和したもの
Terpolymer−2
エチレン−メタアクリル酸−アクリル酸n−ブチル三元共重合体、MFR50g/10min、Mw160,000、DuPont社製
Component−1
オレイン酸、NOF社製
Component−2
ドデセニルコハク酸無水物/ヘキサデセニルコハク酸無水物/オクタデセニルコハク酸無水物=50/48/2(質量比)、酸価380mg KOH/g、DIXIE Chemical社製
Component−3
エチレン−アクリル酸共重合体、Mw5,000、Allied Signal社製
Component−4
エチレン−メタアクリル酸共重合体Naアイオノマー、MFR5.6g/10min、DuPont社製
MgMB
水酸化マグネシウム/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%。
JIS−K7210に準拠し、試験温度190℃、試験荷重21.18N(2.16kgf)条件下での測定値である。
ショアD硬度
ASTM D−2240に準じて測定したショアD硬度をいう。
UTE(破断点伸び%)、UTS(破断点強度MPa)
JIS−K7161に準じた測定値である。
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)である。
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(Durability)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。
Claims (13)
- 下記(a)及び(b)成分から構成され、これらの成分中の酸基の少なくとも一部を下記(c)成分で中和したアイオノマー配合組成物を含有することを特徴とするゴルフボール用材料。
(a)成分
少なくとも1種類のE/Xで表される二元共重合体(コポリマー)、及び/又は、E/X/Yで表される三元共重合体(ターポリマー)であり、Eはα−オレフィン、XはC3〜C8の不飽和モノカルボン酸または不飽和ジカルボン酸(酸無水物含む)、Yはアルキル基が1〜8個の炭素原子を有する不飽和カルボン酸または不飽和ジカルボン酸のアルキルエステルであり、XがE/XコポリマーまたはE/X/Yターポリマーの全質量に対して1〜30質量%の量で存在し、YがE/X/Yコポリマーの全質量に対して2〜30質量%の量で存在すると共に、GPC(ゲルパーミェションクロマトグラフ)におけるポリスチレン換算の重量平均分子量Mwが100,000以上であり、且つ、上記二元共重合体及び三元共重合体は、金属イオンにより部分中和されたもの、完全中和されたもの及び未中和物の群から選ばれる1種単独又は2種以上の混合物を含む
(b)成分
多カルボン酸の炭素数を含めた炭素数が8以上100未満のアルケニル及びアルキル誘導体からなり、分子量200以上1,500未満の二官能性以上のカルボン酸基を有する高級脂肪酸の酸無水物
(c)成分
金属酸化物,金属炭酸塩及び金属水酸化物の群から選ばれる酸素含有無機金属化合物 - (b)成分の高級脂肪酸が、ヘキセニルコハク酸,オクテニルコハク酸,デセニルコハク酸,テトラプロペニルコハク酸,ドデセニルコハク酸,ヘキサデセニルコハク酸,オクタデセニルコハク酸,エイコデセニルコハク酸,マレイン化ポリブテン,マレイン化ポリイソブテン,ヘキサニルコハク酸,オクタニルコハク酸,デカニルコハク酸,ドデカニルコハク酸,ヘキサデカニルコハク酸,オクタデカニルコハク酸,エイコデカニルコハク酸並びに、これらのリチウム,ナトリウム,亜鉛,マグネシウム,カルシウム及びカリウムの金属塩の群から選ばれる化合物の少なくとも1種類である請求項1記載のゴルフボール用材料。
- (b)成分が(a)及び(b)成分の合計質量に対し、1〜70質量%含まれる請求項1又は2記載のゴルフボール用材料。
- (c)成分の金属カチオン種として、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,炭酸カルシウム,酸化マグネシウム,酸化亜鉛,酸化カルシウム,水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウムの群から選ばれる請求項1、2又は3記載のゴルフボール用材料。
- (c)成分がマスターバッチの形で用いられると共に、その(c)成分が(a)及び(b)成分の合計質量に対し、0.1〜20質量%含まれる請求項1〜4のいずれか1項記載のゴルフボール用材料。
- 上記アイオノマー配合組成物のJIS−K 7210に準じたMFRが、少なくとも1.0g/10min以上である請求項1〜5のいずれか1項記載のゴルフボール用材料。
- 上記アイオノマー配合組成物に、更に下記の(d)成分及び/又は(e)成分の熱可塑性成分を含む請求項1〜6のいずれか1項記載のゴルフボール用材料。
(d)成分
少なくとも1種類のE/Xで表される共重合体(コポリマー)、及び/又は、E/X/Yで表される三元共重合体(ターポリマー)であり、かつXがE/XまたはE/X/Yの全質量に対して1〜30質量%で存在し、YがE/X/Yコポリマーの全質量に対して2〜30質量%の量で存在し、その重量平均分子量Mwが、GPCにおけるポリスチレン換算重量平均分子量Mwで1,500〜95,000を有すること
(e)成分
(e)が、ポリオレフィン系エラストマー(エチレン系アイオノマー,ポリオレフィン,メタロセンポリオレフィン含む)、ポリスチレン系エラストマー、ジエン系ポリマー、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、ポリアセタールの群から選択される少なくとも1種類のポリマー材料 - (d)成分が、得られるアイオノマー配合組成物の全質量に対して、5〜45質量%の量で存在する請求項7記載のゴルフボール用材料。
- (e)成分が、得られるアイオノマー配合組成物の全質量に対して、5〜95質量%の量で存在する請求項7記載のゴルフボール用材料。
- 請求項1〜9のいずれか1項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を特徴とするゴルフボール。
- 請求項1〜9のいずれか1項記載のアイオノマー配合組成物が二軸押出機を用いて製造されるゴルフボール材料の製造方法。
- (C)成分がマスターバッチであり、水注入を行いながら二軸押出機で製造される請求項11記載のゴルフボール材料の製造方法。
- スクリュー全体のL/Dが25以上、ニーディングディスクゾーンL/Dが全体L/Dの20〜80%の範囲にある二軸押出機を使用してアイオノマー配合組成物中の中和反応を行う請求項11記載のゴルフボール材料の製造方法。
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