JP6472243B2 - ゴルフボール用樹脂組成物およびゴルフボール - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
前記(a1)オレフィンと炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸との二元共重合体の金属イオン中和物(以下、「(a1)二元系アイオノマー樹脂」と称する場合がある。)、および/または、(a2)オレフィンと炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸とα,β−不飽和カルボン酸エステルとの三元共重合体の金属イオン中和物(以下、「(a2)三元系アイオノマー樹脂」と称する場合がある。)は、共重合体が有するカルボキシ基を金属イオンにより中和したアイオノマー樹脂である。
アイオノマー樹脂の中和度(モル%)=100×共重合体中の中和されているカルボキシル基のモル数/共重合体中のカルボキシル基の総モル数
前記(B)炭素質フィラーの材料としては、天然グラファイト、人工グラファイト、炭素繊維、カーボンブラックなどが挙げられる。これらの中でも、グラファイトが好ましく、特にグラフェン、グラファイト薄片が好ましい。なお、グラフェンとは、グラファイトの一原子層からなるシートである。
前記ゴルフボール用樹脂組成物は、上記(A)成分と(B)成分に加えて、(C)両性界面活性剤を含有してもよい。(C)両性界面活性剤は、(a1)二元系アイオノマー樹脂および/または(a2)三元系アイオノマー樹脂のイオン会合体に取り込まれ、イオン会合体を微分散化してエチレン鎖の結晶化を阻害したり、イオン会合体による主鎖の拘束を弱めたりすると考えられる。これらの作用により、本発明のゴルフボール用樹脂組成物は、分子鎖の運動性が高くなり、柔軟性を維持したまま反発性が高くなる。
前記ゴルフボール用樹脂組成物は、さらに(D)脂肪酸を含有してもよい。(D)脂肪酸を含有することにより、ゴルフボール用樹脂組成物の流動性が向上し、薄い層の形成が容易となる。前記(D)脂肪酸としては、特に限定されず、飽和脂肪酸、あるいは、不飽和脂肪酸のいずれも使用できる。また、前記(D)脂肪酸は、直鎖脂肪酸、分岐鎖を有する脂肪酸のいずれであってもよい。前記(D)脂肪酸は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ゴルフボール用樹脂組成物は、さらに(E)金属化合物を含有してもよい。(E)金属化合物を含有することにより、(a1)二元系アイオノマー樹脂、(a2)三元系アイオノマー樹脂の中和度を一層高めることができ、ゴルフボール用樹脂組成物の反発性がより向上する。
前記ゴルフボール用樹脂組成物は、曲げ角度3°〜12°の曲げ剛性(M3−12)が、500kgf/cm2(49.0MPa)以上が好ましく、より好ましくは600kgf/cm2(58.8MPa)以上、さらに好ましくは800kgf/cm2(78.5MPa)以上であり、10,000kgf/cm2(980.7MPa)以下が好ましく、より好ましくは8,000kgf/cm2(784.5MPa)以下、さらに好ましくは6,000kgf/cm2(588.4MPa)以下である。前記M3−12が、500kgf/cm2以上であれば、打撃時のボール変形が小さくなり、打撃のエネルギーを効率よくボールの加速に変換できるため、ゴルフボールが高反発となる。また、前記M3−12が、10,000kgf/cm2以下であれば、柔軟性が良好となり、打撃時の衝撃を抑制でき、打球感が良好なゴルフボールが得られる。
本発明のゴルフボール用樹脂組成物は、例えば、(A)熱可塑性樹脂、(B)炭素質フィラー、および必要に応じて(C)両性界面活性剤、(D)脂肪酸、(E)金属化合物並びにその他の添加剤などを、溶融混合することにより得られる。溶融混合は、ニーダー、押出機(一軸押出機、二軸押出機、二軸一軸押出機など)を使用することができる。
本発明のゴルフボールは、前記ゴルフボール用樹脂組成物から形成された構成部材を有する。ゴルフボールの構造は、特に限定されず、例えば、単層コアと、前記コアを被覆するカバーとを有するツーピースゴルフボール;コアと前記コアを被覆する一以上の中間層と、前記中間層を被覆するカバーを有するマルチピースゴルフボール(スリーピースゴルフボール、フォーピースゴルフボール、ファイブピースゴルフボールなど)などが挙げられる。
(1)スラブ硬度(ショアD硬度)
ゴルフボール用樹脂組成物を用いて、熱プレス成形により、厚み約2mmのシートを作製し、23℃で2週間保存した。このシートを、測定基板などの影響が出ないように3枚以上重ねた状態で、ASTM−D2240に規定するスプリング式硬度計ショアD型を備えた高分子計器社製自動ゴム硬度計P1型を用いて測定した。
フィラーの個数平均短径、個数平均長径、個数平均厚さは、走査型電子顕微鏡(フィリップス社製、XL30ESEM)を用いて、50個以上の粒子について短径、長径、厚さを測定し、これらの平均値を求めた。
ゴルフボール用樹脂組成物を用いて、熱プレス成形(190℃、10分間)により、厚み約2mm、幅20mm、長さ100mmのテストピースを作製した。このテストピースを、温度23±2℃、相対湿度50±5%で、14日間保存した。作製したテストピースについて、オルゼン剛性度試験機(東洋精機製作所製)を用いて所定の曲げ角度における荷重目盛を測定し、横軸に曲げ角度(°)、縦軸に荷重目盛の読みをプロットし、その一次近似曲線の傾きを求めた。測定条件は、温度23±2℃、相対湿度50±5%、曲げ速度60°/min、支点間距離50mmとした。曲げ剛性は、前記傾きの値に8.7078を乗じ、試験片の厚み(cm)の三乗で除することで算出した。
なお、曲げ角度3°〜12°の曲げ剛性は曲げ角度3°、6°、9°および12°における荷重目盛、曲げ角度24°〜30°の曲げ剛性は曲げ角度24°、27°および30℃における荷重目盛を測定した。
ゴルフボールに初期荷重98Nを負荷した状態から終荷重1275Nを負荷したときまでの圧縮方向の変形量(圧縮方向にゴルフボールが縮む量)を測定した。
ゴルフボールに198.4gの金属製円筒物を40m/秒の速度で衝突させ、衝突前後の前記円筒物およびゴルフボールの速度を測定し、それぞれの速度および質量から各ゴルフボールの反発係数を算出した。測定は各ゴルフボールについて12個ずつ行って、その平均値をそのゴルフボールの反発係数とした。
アマチュアゴルファー(上級者)10人により、ドライバーを用いた実打テストを行って、各人の打撃時のフィーリングを下記基準で評価させた。10人の評価のうち、最も多い評価をそのゴルフボールの打球感とした。
評価基準
優:衝撃が少なくてフィーリングが良い。
良:普通。
劣:衝撃が大きくてフィーリングが悪い。
(1)球状コアの作製
表1に示す配合のコア用ゴム組成物を混練ロールにより混練し、半球状キャビティを有する上下金型内で170℃、20分間加熱プレスすることにより、直径39.8mmの球状コアを得た。
アクリル酸亜鉛:シグマアルドリッチ社製
ジクミルパーオキサイド:東京化成工業社製
チオナフトール:東京化成工業社製
表2、3に示した配合となるように、(A)成分、(C)成分、(D)成分および(E)成分をニーダーに入れて、220℃、15分間混練した。その後、(B)成分またはその他のフィラー成分を投入し、さらに180℃、10分間混練してゴルフボール用樹脂組成物を調製し、押出機を用いてペレット化した。得られたゴルフボール用樹脂組成物のペレットをハーフシェル成形用金型の下型の凹部ごとに1つずつ投入し、加圧してハーフシェルを成形した。前記球状コアを、得られた2枚のハーフシェルで同心円状に被覆して、圧縮成形により、厚み1mmの中間層を成形した。圧縮成形は、成形温度170℃、成形時間15分の条件で行った。
二元共重合体1:エチレン−メタクリル酸共重合体(メタクリル酸の含有率:15質量%、MFR(190℃×2.16kg荷重):60g/10min、曲げ剛性:81MPa)
二元共重合体2:エチレン−メタクリル酸共重合体(メタクリル酸の含有率:20質量%、MFR(190℃×2.16kg荷重):60g/10min)
三元共重合体1:エチレン−メタクリル酸−メタクリル酸ブチル共重合体(メタクリル酸含有率:8質量%)
Rap dGO:ニシナマテリアル社製、酸化グラフェン(平均短径:2μm、平均長径:20μm、平均アスペクト比:10、平均厚さ:5nm、官能基種類:カルボキシ基、ヒドロキシ基、官能基量:1.2mmol/g)
iGurafen(登録商標)−Σ:アイテック社製、表面処理グラフェン(平均短径:10μm、平均長径:100μm、平均アスペクト比:10、平均厚さ:10nm、官能基種類:3−(2−アミノエチルアミノ)プロピル基、官能基量:0.1mmol/g)
カルボキシ基含有グラフェン:East High Tech Limited社製(平均短径:20μm、平均長径:200μm、平均アスペクト比:10、平均厚さ:1nm、官能基種類:カルボキシ基、官能基量:1.1mmol/g)
ヒドロキシ基含有グラフェン:East High Tech Limited社製(平均短径:1μm、平均長径:5μm、平均アスペクト比:5、平均厚さ:1nm、官能基種類:ヒドロキシ基、官能基量:2.3mmol/g)
アミノ基含有グラフェン:East High Tech Limited社製(平均短径:1μm、平均長径:5μm、平均アスペクト比:5、平均厚さ:1nm、官能基種類:アミノ基、官能基量:2.4mmol/g)
iGurafen:アイテック社製、グラフェン(平均短径:10μm、平均長径:100μm、平均アスペクト比:10、平均厚さ:10nm)
アルミニウム粉末:シグマアルドリッチジャパン社製(平均粒径110μm)
中性アルミナ粉末:和光純薬工業社製(粒径32〜63μm)
シリカ粉末:日産化学工業社製、スノーテックOXS(粒径4〜6nm)
スルホン酸修飾フラーレン:公知の方法に従って製造(フラーレン1分子当り、スルホン基4〜5個で修飾したもの)
グラファイト粉末:伊藤黒鉛工業社製、SG−BH8(平均短径8μm、平均長径15μm、平均アスペクト比1.9)
オレイルベタイン:ルーブリゾール社製、「Chembetaine OL」(オレイルジメチルアミノ酢酸ベタイン)の精製品(水分と塩分を除去)
オレイン酸:東京化成工業社製
水酸化マグネシウム:和光純薬工業社製
水酸化ナトリウム:和光純薬工業製
酸化亜鉛:シグマアルドリッチ社製
水酸化カルシウム:東京化成工業社製
熱可塑性ポリウレタンエラストマー(BASFジャパン社製、エラストラン(登録商標) XNY85A)100質量部に、酸化チタン(石原産業社製、A220)4質量部を加えて、二軸混練型押出機によりミキシングして、ペレット状のカバー用組成物をそれぞれ調製した。カバー用組成物の押出条件は、スクリュー径45mm、スクリュー回転数200rpm、スクリューL/D=35であり、配合物は、押出機のダイの位置で160〜230℃に加熱された。
Claims (14)
- (A)熱可塑性樹脂と、(B)炭素質フィラーとを混合してなるゴルフボール用樹脂組成物であって、
前記(A)熱可塑性樹脂が、(a1)オレフィンと炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸との二元共重合体の金属イオン中和物、および/または、(a2)オレフィンと炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸とα,β−不飽和カルボン酸エステルとの三元共重合体の金属イオン中和物を含有し、
前記(B)炭素質フィラーが、グラフェンおよび/またはグラファイト薄片であり、
前記(B)炭素質フィラーが、表面に極性官能基を有し、平均短径0.1μm〜100μm、平均長径0.2μm〜300μm、平均アスペクト比2.0〜1000、平均厚さが0.3nm〜50nmであることを特徴とするゴルフボール用樹脂組成物。 - 前記(B)炭素質フィラーの単位質量当たりの極性官能基量は、0.3mmol/g〜5.0mmol/gである請求項1に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(B)炭素質フィラーがその表面に有する極性官能基が、カルボキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、チオール基、スルホン基、および、ホスホン基よりなる群から選択される少なくとも1種である請求項1または2に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(B)炭素質フィラーの添加量が、前記(A)熱可塑性樹脂100質量部に対して、1質量部〜30質量部である請求項1〜3のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(A)熱可塑性樹脂と前記(B)炭素質フィラーとを、材料温度200℃未満で混練したものである請求項1〜4のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(a1)二元共重合体の金属イオン中和物、および、(a2)三元共重合体の金属イオン中和物が、Na+、Mg2+、Ca2+、および、Zn2+よりなる群から選択される少なくとも1種の金属イオンにより中和されている請求項1〜5のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(a1)二元共重合体の金属イオン中和物を構成する二元共重合体、および、(a2)三元共重合体の金属イオン中和物を構成する三元共重合体は、共重合体中の炭素数3〜8個のα,β−不飽和カルボン酸成分の含有率が、4質量%〜50質量%である請求項1〜6のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(a1)二元共重合体の金属イオン中和物、および、(a2)三元共重合体の金属イオン中和物の中和度が、15%〜100%である請求項1〜7のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- スラブ硬度が、ショアD硬度で40〜75であり、
曲げ角度3°〜12°における曲げ剛性(M3−12)が500kgf/cm2〜10,000kgf/cm2、
曲げ角度3°〜12°における曲げ剛性(M3−12)と曲げ角度24°〜30°における曲げ剛性(M24−30)との比(M3−12/M24−30)が0.80〜2.0である請求項1〜8のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。 - 前記ゴルフボール用樹脂組成物は、前記(A)熱可塑性樹脂および前記(B)炭素質フィラーに加えて、(C)両性界面活性剤および/または(D)脂肪酸を混合してなるものである請求項1〜9のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(C)両性界面活性剤が、ベタイン型両性界面活性剤、アミドアミノ酸型両性界面活性剤、アルキルアミノ脂肪酸塩型両性界面活性剤、アルキルアミンオキシド型両性界面活性剤、β−アラニン型両性界面活性剤、グリシン型両性界面活性剤、スルホベタイン型両性界面活性剤、および、ホスホベタイン型両性界面活性剤よりなる群から選択される少なくとも1種である請求項10に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 前記(D)脂肪酸が、ヘプタン酸、オクタン酸、ドデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、イコサン酸、ドコサン酸、オクタコサン酸、オクタデセン酸、オクタデカジエン酸、および、イコサン酸よりなる群から選択される少なくとも1種である請求項9または10に記載のゴルフボール用樹脂組成物。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物から形成された構成部材を有することを特徴とするゴルフボール。
- コアと、前記コアを被覆する少なくとも一層の中間層と、前記中間層を被覆するカバーとを有するゴルフボールであって、
前記中間層の少なくとも一層が、請求項1〜12のいずれか一項に記載のゴルフボール用樹脂組成物から形成されていることを特徴とするゴルフボール。
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