(57)【要約】【課題】表面に虹色光を発する最外カバー層を形成する場合に、その膜厚を可能な限り薄くできるようにしたゴルフボールなどの球状体の形成方法などを提供する。【解決手段】二酸化ケイ素に電子ビームを照射させて、レール３上に載置されたゴルフボール７の下表面に低屈折率の第一被膜を形成する。そして、このゴルフボール７を当接部材６まで移動させて自転させ、再び異なる面に電子ビームを照射させて、全面に第一被膜を形成する。次に、二酸化チタンを入れた坩堝５２に電子ビームを照射させ、同様に、下表面に高屈折率の第二被膜を形成する。そして、このゴルフボール７を当接部材６まで移動させて自転させ、再び異なる面に電子ビームを照射させて、全面に第二被膜を形成する。【選択図】図１
2014018257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一蒸発材料に電子ビームを照射させて球状体の表面に低屈折率を有する第一被膜を形成する工程と、
第二蒸発材料に電子ビームを照射させて、前記第一被膜の外側表面に前記第一被膜よりも高屈折率の第二被膜を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする球状体の被膜形成方法。
【請求項２】
球状体を静止させた状態で載置部材に載置させる工程と、
当該載置部材に載置させた球状体について、第一蒸発材料に電子ビームを照射させるとともに、当該球状体の向きを変えて再び静止状態で載置部材に載置させ、第一蒸発材料に電子ビームを照射させることによって全面に低屈折率の第一被膜を形成する工程と、
当該第一被膜を形成した球状体を静止状態で前記載置部材に載置させ、第二蒸発材料に電子ビームを照射させるとともに、当該球状体の向きを変えて再び静止状態で載置部材に載置させ、第二蒸発材料に電子ビームを照射させることによって全面に前記第一被膜よりも高屈折率の第二被膜を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする球状体の被膜形成方法。
【請求項３】
前記球状体の向きを変える工程が、前記電子ビームによる蒸発流の照射方向とは異なる球状体の面側に当接部材を当接させることによって球状体の向きを変えるようにしたものである請求項２に記載の球状体の被膜形成方法。
【請求項４】
前記載置部材が、球状体を回転可能に載置させるレールで構成されるものであり、球状体をレール上に載置させた状態で公転させるようにしたものである請求項１から３いずれか１項に記載の球状体の被膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフボールなどの球状体の表面に虹色光を発する被膜を形成できるようにした被膜形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ゴルフボールの表面に虹色光を持たせてファッション性を高めるようにした技術が各種提案されている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、ゴルフボールのカバー層の外側に虹色光を発する最外カバー層を形成したものであって、その最外カバー層として、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、銀などの金属を鏡面加工して反射性能を良くした粉末や、ポリエステル樹脂などの透明な樹脂フィルムに細かい溝を付けて金属蒸着した虹色光を発する粉末、あるいは、虹彩色の多重層樹脂フィルムなどの粉末を配した光輝性添加剤を混練させ、これを射出成型器でゴルフボールの表面に被覆させて最外カバー層を形成するようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−８７４２３号公報（第１２段落など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような方法で最外カバー層を形成して虹色光を発するようにした場合、次のような問題を生ずる。
【０００６】
すなわち、このように射出成型器で最外カバー層を形成すると、内側のカバー層とが独立しているため、その厚みを厚くしなければ最外カバー層が剥がれてしまう。そのため、特許文献１では、その厚みとして０．５〜３．０ｍｍと設定しているが、市販されているボールにこのような加工を施すと、外形寸法が規格範囲内に収まらなくなってしまう。
【０００７】
また、このような射出成型器でゴルフボールに最外カバー層を形成する場合、射出成形器における金型内に浮いた状態でゴルフボールを配置しなければならないが、そのような位置にゴルフボールを配置させるのは非常に難しく、また、仮に金型内にゴルフボールを配置させたとしても中心位置がずれてしまうと、最外カバー層の厚みが変わってしまうといった問題も生ずる。
【０００８】
さらには、射出成形で最外カバー層を形成する場合、その材料として射出成形で使用できるような材料しか用いることができず、材料の選択の幅が極めて狭くなってしまうという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、表面に虹色光を発する最外カバー層を形成する場合に、その膜厚を可能な限り薄くできるようにしたゴルフボールなどの球状体の形成方法などを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、第一蒸発材料に電子ビームを照射させて球状体の表面に低屈折率を有する第一被膜を形成する工程と、当該第一被膜を形成した後に、第二蒸発材料に電子ビームを照射させて、前記第一被膜の外側表面に前記第一被膜よりも高屈折率の第二被膜を形成する工程とを備えて球状体の表面に被膜を形成するようにしたものである。
【００１１】
このようにすれば、電子ビームによって第一被膜や第二被膜を非常に薄く形成することができ、市販の球状体の規格寸法に近い状態で虹色光を有する被膜を形成することができる。しかも、電子ビームによる高温加熱蒸着で被膜を形成するため、高融点金属、酸化物、化合物、昇華性物質など様々な材料で被膜を形成することができるようになる。そして、このように虹色光を発する被膜を形成することによって、増反射による輝度を向上させて視認性を良くすることができるとともに、第二被膜として金属材料を用いた場合は、摩擦係数を高めることができるようになる。
【００１２】
また、このような発明において、球状体を静止状態で載置部材上に載置させ、その状態で第一蒸発材料に電子ビームを照射させるとともに、順次球状体の向きを変えて再び静止状態で第一蒸発材料に電子ビームを照射させて全面に低屈折率の第一被膜を形成する。そして、同様に、第二蒸発材料に電子ビームを照射させるとともに、順次球状体の向きを変えて再び静止状態で第二蒸発材料に電子ビームを照射させて全面に高屈折率の第二被膜を形成する。
【００１３】
このようにすれば、載置部材に静止状態で載置させたまま電子ビームを照射させるので、その照射方向に対向する面側に確実に被膜を形成することができる。
【００１４】
さらには、球状体の向きを変える場合、電子ビームの照射によって形成された被膜とは異なる球状体の面側に当接部材を当接させ、これによって球状体に被膜を形成するための向きを変更できるようにする。
【００１５】
このようにすれば、被膜を形成した直後の面とは異なる面側に当接部材を当接させて面の向きを変えるようにするので、形成された直後の被膜を傷つけることなく、簡単な構成で球状体の面の向きを変えることができる。
【００１６】
加えて、載置部材として、球状体を回転可能に載置させるレールで構成し、球状体をレール上に載置させた状態で公転させるようにする。
【００１７】
このようにすれば、レールに複数の球状体を載置させて公転させている途中で被膜を形成することができ、しかも、レール上で球状体を転がすことによって面の向きを変えることができるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第一蒸発材料に電子ビームを照射させて球状体の表面に低屈折率を有する第一被膜を形成する工程と、当該第一被膜を形成した後に、第二蒸発材料に電子ビームを照射させて、前記第一被膜の外側表面に前記第一被膜よりも高屈折率の第二被膜を形成する工程とを備えて球状体の表面に被膜を形成ようにしたので、電子ビームによって第一被膜や第二被膜を非常に薄く形成することができ、市販の球状体の規格寸法に近い状態で虹色光を有する被膜を形成することができる。しかも、電子ビームによる高温加熱蒸着で被膜を形成するため、高融点金属、酸化物、化合物、昇華性物質など様々な材料で被膜を形成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態における被膜形成装置を示す図
【図２】同形態におけるレールと支持部材を示す斜視図
【図３】同形態における自転手段でゴルフボールを回転させた状態を示す図
【図４】同形態におけるＥＢ照射手段を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
この実施の形態における球状体の被膜形成方法は、ゴルフボール７の表面に低屈折率を有する第一被膜と、高屈折率を有する第二被膜を形成できるようにしたものであって、それぞれの被膜を電子ビームによる蒸着によって形成できるようにしたものである。そして、このように形成された被膜によって、第二被膜の表面で反射された光と、第一被膜と第二被膜の境界面で反射された光との干渉によって虹色光を発せられるようにしたものである。以下に、このようなゴルフボール７を製造するための製造装置につい説明する。
【００２２】
このゴルフボール７の製造装置は、図１に示すように、筒状に構成された真空チャンバー２の内部に、ゴルフボール７を載置するためのレール３と、このレール３を公転させる公転手段４と、このレール３上に載置されたゴルフボール７を自転させる自転手段（当接部材６）とを備えて構成されている。そして、ＥＢ照射手段５を構成する坩堝５２の上方にゴルフボール７を位置させ、電子銃５１から照射された電子ビームによって坩堝５２内の蒸発材料を蒸発させ、その蒸発流によってゴルフボール７の下面側に蒸着による被膜を形成できるようにしたものである。そして、ゴルフボール７を載置したレール３を公転させる途中に当接部材６にゴルフボール７を当接させ、その向きを変更させて、順次ゴルフボール７の全面に被膜を形成するようにしたものである。
【００２３】
この製造装置に用いられるレール３は、図１や図２に示すように、支持部材３１に支持される一対のリング状の部材によって構成されるものであって、そのリング状の部材の間にゴルフボール７を載置させるようにしたものである。このレール３は、その外側下方に設けられた支持部材３１によって支持されており、真空チャンバー２の内壁面に設けられたガイド部材３２に支持部材３１を保持させてスライドさせることによって、回転させられるようになっている。このように構成されたレール３には、任意の位置にゴルフボール７を配置できるようになっており、しかも、そのゴルフボール７の表面に形成されたディンプルによってレール３に静止させるようになっている。
【００２４】
このレール３を回転させる公転手段４は、支持部材３１を回転させることによって、その支持部材３１に支持されたレール３を回転させ、これによってゴルフボール７を公転させるようにしている。具体的には、この公転手段４は、図１に示すように、真空チャンバー２の頂部外側に設けられたモーター４１から回転軸４２を貫通させるとともに、そこからアーム４３を半径方向に延出させ、その先端部分から支持部材３１に向けて連結棒４４を連結させて回転させることで、アーム４３や連結棒４４を介して支持部材３１を回転させるようにしている。
【００２５】
一方、自転手段は、このレール３上に載置されたゴルフボール７を転がすことで後述するＥＢ照射手段５へ対向する面の向きを変えられるようにしたものであって、この実施の形態では、レール３に載置されたゴルフボール７に当接する当接部材６で構成している。この当接部材６は、ゴルフボールの上面側に接触する比較的柔らかな素材、あるいは、可撓性部材などで構成されており、図３に示すように、これによって下面側を蒸着した状態で公転してきたゴルフボール７に接触して、レール３上で自転させるようにしている。このように当接部材６によってゴルフボール７を自転させた場合であっても、その表面に形成されたディンプルによって直ぐにゴルフボール７は停止した状態となる。
【００２６】
ＥＢ照射手段５は、ゴルフボール７に対して蒸発流を照射させてゴルフボール７の下面側に被膜を形成できるようにしたものであって、図１や図４に示すように、電子銃５１およびそれに隣接して設けられた複数の坩堝５２などによって構成される。この坩堝５２は、レール３の隙間下方に設けられており、これによって、レール３で挟まれたゴルフボール７の下面側に被膜を形成できるようにしている。ここでは、蒸発材料として、二種類の材料を用い、例えば、第一の蒸発材料として、比較的低屈折率の被膜を形成するための二酸化ケイ素を用いる。また、第二の蒸発材料として、これよりも高屈折率を有する二酸化二酸化チタンを用いる。これらの蒸発材料は、独立した坩堝５２内に入れられており、それぞれの坩堝５２を回転させることによって電子ビームを照射する材料を選択できるようになっている。すなわち、第一の蒸発材料を用いて第一被膜を形成する場合は、電子ビームの照射位置に第一の蒸発材料を入れた坩堝５２を位置させ、一方、第二被膜を形成する場合は、坩堝５２を回転させて電子ビームの照射位置に第二の蒸発材料を入れた坩堝５２を位置させる。このように、坩堝５２を入れ替えることによって、真空チャンバー２を閉じたまま、また、ゴルフボール７をレール３に載置させたまま、二種類の被膜を形成できるようにしている。
【００２７】
次に、このように構成された被膜形成装置１を用いてゴルフボール７の表面に虹色光を発する被膜を形成する方法を説明する。
【００２８】
まず、ゴルフボール７の表面に虹色光を発する被膜を形成する場合、その加工対象となるゴルフボール７をレール３上に一定間隔おきに載せる。このとき、それぞれの間隔としては、当接部材６によってゴルフボール７を自転させた場合に、隣接するゴルフボール７と接触しないような距離をおく。そして、このような位置に複数のゴルフボール７を配置するとともに、各坩堝５２内に第一の蒸発材料（二酸化ケイ素）と第二の蒸発材料（二酸化チタン）をそれぞれ入れる。そして、電子ビームの照射位置に第一の蒸発材料の入った坩堝５２を位置させておく。
【００２９】
そして、このようにゴルフボール７の載置や蒸発材料を入れた後、真空チャンバー２の扉を閉めて真空ポンプで空気を抜いていく。そして、高真空（4×10-5TORRが望ましい）となった状態で電子銃５１から電子ビームを第一の蒸発材料に向けて照射させていく。すると、第一の蒸発材料はその電子ビームによって高温で蒸発し、そこから上方に向けて蒸発流として放出され、レール３に載置されたゴルフボール７の下面側に被膜を形成する。このとき、レール３を公転手段４で回転させておき、その回転速度によって被膜の厚みを設定できるようにしておく。そして、ゴルフボール７の下面側に被膜を形成した後、レール３を回転させ（ゴルフボール７を公転させ）、そのゴルフボール７の蒸着されていない上面側に当接部材６に当接させる。すると、ゴルフボール７はレール３上で自転し、先に蒸着された面とは異なる面が下面となって、再び坩堝５２上まで公転していく。そして、以下同様に、新たな下面側を蒸着し、これを繰り返すことによって全面に第一被膜を形成していく。なお、このとき、レール３に接触している部分は蒸着されないが、そのレール３から少し離れた上方部分については、レール３から回り込んだ蒸着流によって蒸着させることができ、公転と自転を繰り返すことによって全面に被膜を形成することができる。なお、このとき、真空チャンバー２内をイオン化させてRF電源での高活性粒子化させ、密着周り込みを良くするようにしてもよい。しかし、この場合、電子銃の電源もRF電源となるので異常放電を起こす可能性があり、電子銃付近にシールドやシャッターなどで遮断するようにするとよい。
【００３０】
今度は、このように第一被膜を形成した後、真空チャンバー２を真空にした状態で、坩堝５２を回転させ、第二の蒸発材料を電子ビームの照射位置に位置させる。
【００３１】
すると、同様に、電子ビームの照射によって高温となった第二の蒸発材料が、蒸発流として放出され、レール３に載置されたゴルフボール７の下面側に被膜が形成される。このときも、レール３を公転手段４で回転させておき、その回転速度によって被膜の厚みを設定できるようにしておく。そして、ゴルフボール７の下面側に被膜を形成した後、レール３を回転させ（ゴルフボール７を公転させ）、そのゴルフボール７の蒸着されていない上面側に当接部材６を当接させる。すると、ゴルフボール７はレール３上で自転し、異なる面が下面となって静止し、再び坩堝５２上まで公転して蒸着される。以下同様の作業を繰り返すことによって、全面に第二被膜を形成していく。このとき、好ましくは、第一被膜として２００〜６００オングストロームの厚みとしておき、第二被膜として６００〜１０００オングストロームの厚みとしておく。このように、第二被膜を薄膜とすることにより、ゴルフクラブで衝撃が加わった場合に剥がれにくくする。
【００３２】
このように上記実施の形態によれば、二酸化ケイ素に電子ビームを照射させてゴルフボール７の下表面に低屈折率の第一被膜を形成する工程と、二酸化チタンに電子ビームを照射させて、第一被膜の外側表面に第一被膜よりも高屈折率の第二被膜を形成する工程とを備えてゴルフボール７の被膜を形成するようにしたので、第一被膜や第二被膜を非常に薄く形成することができ、市販のゴルフボール７の規格寸法に近い状態で虹色光を有する被膜を形成することができるようになる。すなわち、低屈折率の被膜と高屈折率の被膜によって、それぞれの反射光を干渉させることができ、ゴルフボール７に虹色光を持たせることができるようになる。しかも、電子ビームによる高温加熱蒸着で被膜を形成するため、二酸化ケイ素や二酸化チタンなどの材料を用いて極めて薄い被膜を形成することができるようになる。
【００３３】
また、レール３上のゴルフボール７を静止させた状態で公転させ、坩堝５２上を通過する途中で第一被膜と第二被膜を形成するようにしたので、その公転速度を変化させることによって被膜の厚みを自由に変えることができるようになる。
【００３４】
さらには、ゴルフボール７の蒸着面の向きを変える場合、直前に蒸発流を照射させた方向とは異なる面側に当接部材６を当接させ、これによってゴルフボール７の向きを変えるようにしたので、形成された直後の被膜を傷つけることなく、簡単な構成でゴルフボール７の面の向きを変えることができる。
【００３５】
加えて、レール３上にゴルフボール７を載置させた状態で、第一蒸発材料や第二蒸発材料を収容する坩堝５２を入れ替えるようにしたので、真空チャンバー２を真空にしたまま、異なる屈折率を有する被膜を形成することができるようになる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【００３７】
例えば、上記実施の形態では、載置部材としてリング状のレール３を用いて説明したが、リング状のものに限定されるものではない。また、レール３以外の載置部材としては、複数の針状部材を起立させて、その上にゴルフボール７を載置させるようにしてもよい。なお、レール３を用いた場合は、さらに内側か外側にもう一本のレール３を追加することによってゴルフボール７を載置できる量を増やせるようにすることができるというメリットがある。
【００３８】
また、上記実施の形態では、ゴルフボール７を公転および自転させて、異なる面側に被膜を形成するようにしたが、レール３やＥＢ照射手段５を相対的に直線方向に移動させ、その後、蒸着させる面を変えて全面に被膜を形成させるようにしてもよい。
【００３９】
さらに、上記実施の形態では、第一被膜と第二被膜を形成するようにしたが、これに追加した被膜を形成するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施の形態では、ゴルフボールを例に挙げて説明したが、卓球用のボールやゲートボールなどに適用することもできる。
【実施例１】
【００４１】
ＰＣ板にアイオノマーコートを２０μ塗布したサンプルＡと、ＰＣ板に酸化膜を３０００オングストローム〜３５００オングストローム薄膜したサンプルＢとについて、ステン針を用いて同じ条件で摩擦係数を計測したところ、以下のような結果を得ることができた。
【００４２】
サンプルＡ  ０．２５Ｎ  Ｒ９ｍｍ（ステン）：摩擦計測最大値＝０．０５９μｍ
【００４３】
サンプルＢ  ０．２５Ｎ  Ｒ９ｍｍ（ステン）：摩擦計測最大値＝０．３６２μｍ
【００４４】
このことから、サンプルＢの方が約６倍摩擦が強いと判断することができ、ゴルフボールにスピンがかかりやすいという結果を得ることができた。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・被膜形成装置
２・・・真空チャンバー
３・・・レール（載置部材）
３１・・・支持部材
３２・・・ガイド部材
４・・・公転手段
４１・・・モーター
４２・・・回転軸
４３・・・アーム
４４・・・連結棒
５・・・ＥＢ照射手段
５１・・・電子銃
５２・・・坩堝
６・・・当接部材（自転手段）
７・・・ゴルフボール
【図１】
2014018257.tif 000003
【図２】
2014018257.tif 000004
【図３】
2014018257.tif 000005
【図４】
2014018257.tif 000006