(57)【要約】本明細書にて開示される発明は、1つの実施態様にて、単一成形された構造を有するゴルフボールであり、ゴルフボールが、エチレン-ビニルアセテートコポリマー、熱可塑性エラストマーおよび発泡剤を含む組成物から発泡され、そのゴルフボールが、(i)  約1.6〜約2.4インチの範囲の径；(ii)  約10〜約28グラムの範囲の重量；および、(iii)  約0.30〜約0.45の範囲の回復値係数を有するゴルフボールに係る。もう1つの実施態様にて、本発明は、単一成形された構造を有するゴルフボールであり、そのゴルフボールは、大半重量のエチレン-ビニルアセテートコポリマー；少量重量の熱可塑性エラストマーを含む組成物から発泡され、熱可塑性エラストマー材料は、(i)  動的に加硫されたエラストマー-熱可塑性樹脂ブレンド基体の熱可塑性エラストマー、(ii)  スチレントリ-ブロックコポリマー熱可塑性エラストマーおよび(iii)  エチレン-α-オレフィンコポリマー熱可塑性エラストマーの1つ以上と発泡剤とである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一成形された構造を有するゴルフボールであり、ゴルフボール全体が、エチレン-ビニルアセテートコポリマー、熱可塑性エラストマーおよび発泡剤を含む組成物から発泡されるゴルフボール。
【請求項２】
ゴルフボールが、(i)  約1.6〜約2.4インチの範囲の径；(ii)  約10〜約28グラムの範囲の重量；および、(iii)  約0.30〜約0.45の範囲の回復値係数を有する、請求項1に記載のゴルフボール。
【請求項３】
エチレン-ビニルアセテートコポリマーが、組成物の約0〜約99重量%の範囲である、請求項1に記載のゴルフボール。
【請求項４】
熱可塑性エラストマーが、組成物の約0〜約99重量％の範囲である、請求項1に記載のゴルフボール。
【請求項５】
発泡剤が、組成物の約1〜約10重量％の範囲である、請求項1に記載のゴルフボール。
【請求項６】
エチレン-ビニルアセテートコポリマーが、重量で、約15％〜約18％の範囲のビニルアセテート含量を有する、請求項1に記載のゴルフボール。
【請求項７】
熱可塑性エラストマーが、約40〜約90の範囲のショア硬度を有する、請求項1に記載のゴルフボール。
【請求項８】
熱可塑性エラストマーが、(ｉ)  動的に加硫したエラストマー-熱可塑性樹脂ブレンドを基体とする熱可塑性エラストマー、(ii)  スチレントリ-ブロッ
クコポリマー熱可塑性エラストマーおよび(iii)  エチレン-α-オレフィンコポリマ
ー熱可塑性エラストマーのうちの1つ以上である、請求項1に記載のゴルフボール。
【請求項９】
熱可塑性エラストマーが、スチレントリ-ブロックコポリマー熱可塑性エラストマーである、請求項1に記載のゴルフボール。
【請求項１０】
スチレントリ-ブロックコポリマー熱可塑性エラストマーが、スチレン-ブタジエン-スチレンブロックコポリマー、スチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロックコポリマーまたはそれらの組み合わせである、請求項9に記載のゴルフボール。
【請求項１１】
スチレントリ-ブロックコポリマー熱可塑性エラストマーが、スチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロックコポリマーである、請求項9に記載のゴルフボール。
【請求項１２】
さらに、ポリプロピレンを含む、請求項1に記載のゴルフボール。
【請求項１３】
ポリプロピレンが、組成物の約1.5重量％〜約10重量％の範囲である、請求項12に記載のゴルフボール。
【請求項１４】
さらに、ポリエチレンを含む、請求項1に記載のゴルフボール。
【請求項１５】
ポリエチレンが、組成物の約1.5重量％〜約10重量％の範囲である、請求項14に記載のゴルフボール。
【請求項１６】
少なくとも以下の工程：
エチレン-ビニルアセテートコポリマーおよび熱可塑性エラストマーを含む成分から高分子組成物を配合し；
その高分子組成物を発泡剤と合わせて、供給原料を生成させ；
実質的に球形を有する金型にその原料を射出成形し；
金型を冷却して、ゴルフボールを形成する；
を含む単一成形された構造を有するゴルフボールを製造する方法。
【請求項１７】
攪拌水浴でゴルフボールをクエンチする工程をさらに含む、請求項16に記載のゴルフボールを製造する方法。
【請求項１８】
エチレン-ビニルアセテートコポリマーが、組成物の約0〜約99重量%の範囲である、請求項16に記載のゴルフボールを製造する方法。
【請求項１９】
熱可塑性エラストマーが、組成物の約0〜約99重量%の範囲である、請求項16に記載のゴルフボールを製造する方法。
【請求項２０】
請求項16の方法に従い製造される単一成形された構造を有するゴルフボール。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願に対するクロスリファレンス
本出願は、2003年1月21日に出願したU.S特許出願No．10/347,720の一部継続出願であり、その出願は、その全体を参考とすることによって本明細書に組み込む。
【０００２】
技術分野
本発明は、概して、ゴルフボールに関し、さらに詳しくは、短いコース(shorter)および“コース外の(off-course)”プレーに適する単一成形された構造を有するワンピースゴルフボール；および、それらに関する製造方法に関する。
【０００３】
発明の背景
ゴルフボールは、従来、3つの異なる群；つまり、(1)  単一成形された構造を有するワンピースゴルフボール、(2)  積層された(すなわち、2以上の同心円ピース)構造を有するマルチピースゴルフボールおよび(3)  積層された(すなわち弾性糸を巻きつけられた芯)構造を有する巻きつきられたゴルフボールに分類される。それらのプレー特性が異なるので、ゴルフボール構造のこれら3つの別個の群のうちの物理的および構造的差異は、非常に顕著である。
【０００４】
巻きつけられたゴルフボール(スリーピースゴルフボールと称されることもしばしばある)は、例えば、概して、固体または半固体中心の周りに張力下巻かれた加硫ゴム糸から製造されて巻きつけられた芯を形成する。巻きつけられた芯は、ついで、1つ以上の弾力性のある保護材料の一層または多層カバー内に包まれる。同様に、マルチピースゴルフボールは、概して、その上に一または多カバー層を有する中実の弾性芯から製造される。積層させたゴルフボールの両方のタイプにて、内部層の材料は、著しく変動しやすく、他方、最外殻のカバーの材料は、最も一般的には、バラタ(balata)またはSURLYN(E.I. duPont de Nemours and Company，United States)のいずれかである。これに関しては、SURLYNは、より強力で、より耐久性のカバーを提供し、他方、バラタは、わずかなさらなるスピンコントロールを生ずるソフトカバーを提供すると考えられる。カバー層の材料にかかわらず、積層された構造を有するゴルフボールは、とりわけ、より良好な飛行および飛距離特性を達成するために長年にわたって著しく発展してきた(新しい合成ポリマーとその他の特殊化学品の開発により、一部、革新が可能となった)。事実、U.S.特許商標庁によって保有されているサーチ可能なデータベースは、かくして、数千のU.S.特許が積層された構造を有するゴルフボールに関する発明について発行されていることを現す。
【０００５】
対照的に、単一成形された構造を有するワンピースゴルフボールは、典型的には、均質な質量の成形可能な合成材料から形成される。このように、このタイプの構造を有するゴルフボールは、概して、均質な組成を有し(すなわち、各ボールの内部と外部との間で、組成は、実質的に均一である)；概して、別個の外部保護カバーが存在しない。単一成形された構造を有するワンピースゴルフボールは、当分野で公知であり、長年にわたって、特許文献に記載されている。この件に関する例としては、U.S.特許No．3,238,156；U.S.特許No．3,239,228；U.S.特許No．3,241,834；U.S.特許No．3,313,545；U.S.特許No．3,373,123；U.S.特許No．3,384,612；U.S.特許No．3,421,766；U.S.特許No．3,438,933；U.S.特許No．3,452,986；U.S.特許No．3,992,014；U.S.特許No．4,165,877；U.S.特許No．4,266,772；U.S.特許No．4,836,552；U.S.特許No．4,839,116；U.S.特許No．5,082,285；U.S.特許No．5,330,837；および、U.S.特許No．6,227,924が挙げられる。概して、これら特許に記載されている単一のゴルフボールは、練習用についてのみ適合し、競技用プレーには適合しない。しかし、さらに重要なことには、これらの特許は、ワンピースゴルフボールに関しては、特に新しく開発された合成ポリマーおよびその他の特殊化学品の使用に関して、長年にわたって、比較的少ない技術的な工夫しかなされていないことを現す。
【０００６】
特に、多数の試みが単一成形された構造を有するワンピースゴルフボールを製造するためになされてきたが、比較的に軽量で、かつ、積層構造のゴルフボールのそれのようにクラブフェースをはねる（ポップオフする（pop off））ワンピースゴルフボールは、未だ、開発されていない。また、大きな弾性および弾み特性を有し、短いコースかまたはコース外のプレーに適したワンピースゴルフボールは、いまだなお、開発されていない。したがって、当分野にて、単一成形された構造を有する新規ゴルフボールに対する要求およびそれらに関する製造方法に対する要求がなお存在する。本発明は、これらの要求を満たし、さらに関連する利点を提供する。
【０００７】
発明の概要
つまり、本発明は、概して、ゴルフボールに関し、さらに詳しくは、短いコース(例えば、パー3コース)および“コース外の(off-course)”プレーに適合した単一成形された構造を有するワンピースゴルフボールおよびそれに関連する製造方法に関する。1つの実施態様にて、本発明は、単一成形された構造を有するゴルフボールであり、ゴルフボール全体が、エチレン-ビニルアセテートコポリマー、熱可塑性エラストマーおよび発泡剤を含む組成物から発泡されるゴルフボールに係る。この実施態様におけるゴルフボールは、(i)  約1.6〜約2.4インチの範囲の径；(ii)  約10〜約28グラムの範囲の重量；および/または、(iii)  約0.30〜約0.45、さらに好ましくは、約0.33〜約0.42の範囲の回復値係数を有する。エチレン-ビニルアセテートコポリマー成分は、概して、合計組成物の約0〜約99重量%の範囲であり、好ましくは、合計組成物の約40〜約90重量%の範囲であり、さらに好ましくは、合計組成物の約60%〜約70重量%の範囲である。同様に、熱可塑性エラストマー成分も、また、概して、合計組成物の約0〜約99重量%の範囲であり、好ましくは、合計組成物の約5〜約60重量%の範囲であり、さらに好ましくは、合計組成物の約10〜約25重量%の範囲である。また、発泡剤成分は、概して、合計組成物の約1〜約13重量%の範囲であり、好ましくは、合計組成物の約5〜約9重量%の範囲である。本発明のゴルフボールを製造するために使用される組成物は、さらに、当業者であれば理解されるだろうが、1つ以上の加工添加剤および/または着色剤を含んでもよい。例えば、少量のポリプロピレン添加剤は、ある種の表面欠陥、例えば、望ましくない分岐または渦状の“脳様(brain-like)表面表示を低下させる傾向があるので、組成物に少量のポリプロピレンを添加させるのがよい。添加されるポリプロピレンの量は、合計組成物の約0〜約10重量%の範囲であり、好ましくは、合計組成物の約1.5〜約6.5重量%の範囲であり、さらに好ましくは、合計組成物の約5〜約6重量%の範囲である。
【０００８】
もう1つの実施態様にて、本発明は、単一成形された構造を有するゴルフボールであり、そのゴルフボールが、(i)  大半重量のエチレン-ビニルアセテートコポリマー；(ii)  少量重量の熱可塑性エラストマー材料；および、(iii)  発泡剤を含む組成物から発泡されるゴルフボールに係る。本明細書に開示する幾つかの実施態様に伴う熱可塑性エラストマーは、(i)  動的加硫したエラストマー熱可塑性樹脂ブレンド；(ii)  スチレントリ-ブロックコポリマー熱可塑性エラストマー；および、(iii)  エチレン-α-オレフィンコポリマー熱可塑性エラストマーのうちの1つ以上であってもよい。
【０００９】
なおもう1つの実施態様にて、本発明は、単一成形された構造を有するゴルフボールの製造方法に係る。この実施態様にて、その方法は、少なくとも以下の工程：エチレン-ビニルアセテートコポリマーおよび熱可塑性エラストマーを含む成分から高分子組成物を配合し；その高分子組成物を発泡剤と合わせて、供給原料を生成させ；実質的に球形を有する金型にその供給原料を射出成形し；金型を冷却して、ゴルフボールを形成する方法を含む。その方法は、また、さらに、攪拌水浴でゴルフボールをクエンチする工程を含む。本発明は、また、これらの方法に従い製造されるゴルフボールに係る。
【００１０】
本明細書で開示する本発明のこれらおよびその他の態様は、以下の詳細な説明を参考とすると、さらに明瞭となろう。
発明の詳細な説明
上記したように、本発明は、概して、ゴルフボールに関し、さらに詳しくは、短いコースおよび“コース外の(off-course)”プレーに適合した単一成形された構造を有するワンピースゴルフボールおよびそれに関連する製造方法に関する。幾つかの実施態様にて、本発明のゴルフボールは、エチレン-ビニルアセテートコポリマーと混和された熱可塑性エラストマー材料を含む。さらに詳しくは、(i)  1つ以上の熱可塑性エラストマー材料；(ii)  エチレン-ビニルアセテートコポリマー；および、(iii)  短いコース、“コース外の”プレーに対して非常に望ましくする高度に望ましい性質および特性を有するその他任意の充填剤および/または加工添加剤を含む組成物から単一のゴルフボールを製造しうることが発見された。例えば、驚くべきことに、とりわけ、このような新規な組成物から製造されるゴルフボールは、それらが高度に弾性であり(かくして、クラブフェースをヒットオフする時に良好な“スプリング”感覚を有する)、耐久性があり、積層された構造を有する慣用的なゴルフボールよりも約1/3〜約1/2程度しか飛ばないので、“コース外の”プレーに非常に適している。また、本発明の単一ゴルフボールは、概して、多くのその他のタイプの練習またはコースを外れるゴルフボールよりも比較的安価に製造することができる。
【００１１】
実施態様の幾つかの例にて、本発明のゴルフボールは、標準サイズ(すなわち、約1.68インチの径を有するゴルフボール)の形状に成形した発泡させた熱可塑性エラストマー/エチレン-ビニルアセテートコポリマーの混合物製である。しかし、非標準サイズの単一ゴルフボール(例えば、約1.6インチ以下〜約2.4インチ以上の範囲の径を有するゴルフボール)も、同様に、製造しうることが理解されよう。このような混合物の熱可塑性エラストマー成分は、好ましくは、スチレントリ-ブロックコポリマー熱可塑性エラストマーであり、エチレン-ビニルアセテートコポリマーは、好ましくは、約15%〜約18%の範囲のビニルアセテート含量を有する。ゴルフボールのこのような例の各々の重量は、概して、約10〜約28グラムの範囲であり(好ましくは、約12〜約16グラム)；“回復係数(coefficient of restitution)"(COR)は、概して、約0.33〜約0.42の範囲である(好ましくは、約0.36〜約0.39)。当業者であれば理解されるように、“回復係数”は、直接インパクト直前直後の弾性球の相対速度の比の尺度である。“回復係数”は、0から1まで変動させることができ、1は、完全に弾性の衝突に等価であり、0は、完全に非弾性の衝突に等価である。
【００１２】
本発明の多くの実施態様が、特に、例えば、熱可塑性エラストマー材料およびエチレン-ビニルアセテートコポリマーのような成分に関して、広範な範囲の可能なポリマー組成物を包含するので、該当する開示は、以下に関連して挙げる：(i)  ポリマー命名法および理論の概説；(2)  適当な熱可塑性エラストマー材料；(3)  適当なエチレン-ビニルアセテートコポリマー；(4)  適当な添加物；(5)  配合技術の例；および、(6)  例としての単一ゴルフボール製造方法。また、幾つかの示した実施例は、また、本発明の単一ゴルフボールに付随する幾つかの新規特性および特徴を立証する助けとして挙げる。最後に、本発明のある種の実施態様の多くの具体的な詳細は、以下に記載するが、本発明は、さらなる実施態様を有してもよく、本発明は、本明細書に記載する幾つかの詳細がなくとも実施しうることが理解されるであろう。
【００１３】
理解しやすくするために、本発明の理解を助けるためのポリマー命名法の簡単な総説を提供する。概して、ポリマーは、モノマー単位の重合により合成的に誘導される巨大分子(すなわち、長鎖分子鎖)であるか、または、巨大分子(しかし、それは、なお、モノマー単位の重合により誘導される)として、天然に存在する。分子鎖のリンクは、モノマー単位である。例えば、ポリプロピレンは、モノマープロピレン(CH2CHCH3)から誘導されるポリマーである。さらに詳しくは、ポリプロピレンは、“ホモポリマー”であり、すなわち、1つの繰返し単位、つまり、モノマープロピレン(CH2CHCH3)からなるポリマーである。
【００１４】
対照的に、“コポリマー”は、2つ(またはそれ以上)の異なるモノマー単位を含有するポリマーである。コポリマーは、概して、幾つかの方式で合成することができる。例えば、コポリマーは、2つ(またはそれ以上)の異なるモノマーの共重合によって製造することができる。このような方法は、2つ(またはそれ以上)のモノマーがポリマー鎖中に完全にランダムに分散されたコポリマーを生成する。これらのコポリマーは、“ランダムコポリマー”として公知である。あるいは、コポリマーは、2つのホモポリマーの共有結合カップリングまたは結合によって製造することができる。例えば、1つのホモポリマーの第2の異なるホモポリマーの末端への共有結合カップリングは、“ブロックコポリマー”を生ずる。ホモポリマーAとホモポリマーBとを含有するブロックコポリマーは、概して、以下の式：(A)x(B)y  (式中、(A)xは、Aのｘモノマーからなるホモポリマーであり、(B)yは、Bのyモノマーからなるホモポリマーからなり、2つのホモポリマーは、適当な共有結合またはリンキングスペーサー基によって結合されている。)により表すことができる。上記式は、2つのブロック成分(すなわち、“ジ-ブロックコポリマー“)を有するブロックコポリマーを示すが、ブロックコポリマーは、また3つ以上のブロック成分(例えば、式(A)x(B)y(A)xまたは単にA-B-Aにより概略的に示される“トリブロックコポリマー”)を有してもよく、および、概略的に、式(A-B)n）により表される“マルチブロックコポリマー”)を有してもよい。
【００１５】
上記示したように、本発明の熱可塑性エラストマー材料(すなわち、TPEs)としては、以下のいずれか1つまたは組み合わせ：熱可塑性ポリウレタンエラストマー(すなわち、TPUs)、ポリオレフィン基体の熱可塑性エラストマー(すなわち、TPOs)、動的加硫したエラストマー-熱可塑性ブレンドを基体とした熱可塑性エラストマー(すなわち、TPVs)、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマー、ハロゲン含有ポリオレフィン類を基体とした熱可塑性エラストマー、ポリアミドを基体とした熱可塑性エラストマー、スチレン基体の熱可塑性エラストマーおよびエチレン-α-オレフィンコポリマー熱可塑性エラストマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。当業者であれば理解されるように、これら材料の多くは、(慣用的な単相熱可塑性材料とは異なり)、大半量比のソフトセグメントおよび少量比のハードセグメントを含み、2相構造を有する組成物を生ずる1つ以上のコポリマーを有すると特徴づけることができる。
【００１６】
必ずしも特定の科学的理論に帰結させようとする意図はないが、本発明にて使用される熱可塑性エラストマーの多くは、それらが低いTg(<<室温)を有するソフトセグメントと交互する高いガラス転移温度(Tg)または溶融温度(Tm)を有するハードセグメントからなるので、ユニークな熱および機械的特性を有すると考えられる。これらの制限以外に、ハードおよびソフトセグメントは、概して、混合の自由エネルギーが正となるように選択される。このように、セグメントの相互不適合性が、固体状態にて微細な相分離を誘発する：ハードセグメントは、凝集しやすくて、連続ソフトセグメントマトリックスに相互分散されたガラス状または半結晶質のハードドメインを形成する(したがって、2相構造)。これら2相間の境界は、2つのタイプのセグメントの各々に付随する比較的に短い平均鎖長(すなわち、概して、4,000より下の原子質量単位の)分子量分布により幾分かの強制適合性が存在するので、十分に定義されない。
【００１７】
前述以外でかつ当業者であれば理解されると思うが、ソフトセグメントは、熱可塑性エラストマーの柔軟性および伸張性に寄与するものの、ハードセグメントのガラス状または半結晶質ドメインは、鎖の滑りおよび粘性流動を妨げる物理的な架橋として役割を果たす。ハードセグメントに伴う架橋は、(加硫されたゴムにて見られるような化学的結合と対照的に)事実上物理的であるので、それらは、熱的に可逆性である。このように、ハードセグメントの軟化点または融点よりも上の加熱は、概して、ハードドメインを分離して流体となりやすい。ハードセグメントタイポイント(tie points)がない場合、熱可塑性エラストマーは、流動しやすく、したがって、慣用的な熱可塑性加工装置、例えば、慣用的な射出成形装置内で溶融加工することができる。
【００１８】
さらに、ソフトおよびハードセグメントに付随するポリマー鎖は、いずれかの数のモノマー単位で、短鎖から長鎖まで合成することができ、ソフトおよびハードセグメント鎖長は、大部分、熱可塑性エラストマーの物理的特性を画定することを理解するべきである。本明細書に開示するソフトおよびハードセグメントの長さ、にもかかわらず、いずれの熱可塑性エラストマー材料(およびそれらの種々の組み合わせ)は、本発明のゴルフボールを製造するために使用することができる。さらに理解しやすくするために、上記特定した熱可塑性エラストマー材料の幾つかの異なる分類は、さらに十分に特定することができ、以下に記載する。
【００１９】
本発明の熱可塑性ポリウレタンエラストマー(すなわち、TPUs)は、概して、平均分子量60〜4,000を有する長鎖ポリオール、分子量61〜400を有する鎖延長剤およびポリイソシアネートから製造することができる。TPUsの部類のうち、ソフトフレキシブルセグメントは、概して、ヒドロキシル末端ポリエステルまたはヒドロキシル末端ポリエーテルを含むのに対し、ハードセグメントは、概して、4,1'-ジフェニルメタンジイソシアネートを含む。しかし、ハードセグメントは、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4''-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、3,3'-ジメチル-4,4'-ビフェニルジイソシアネート、1,4-ベンゼンジイソシアネート、trans-シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネートおよび1,5-ナフタレンジイソシアネートを含むことができる。当業者であれば理解できるように、ハードセグメントの特性および大部分TPUsの物理的特性は、概して、ポリイソシアネートとその関連する鎖延長剤の選択により決まる。本発明のコンテキスト内にて、上記特定したTPUsに対する最も重要な鎖延長剤は、直鎖ジオール、例えば、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオールおよびヒドロキノンビス(2-ヒドロキシエチル)エーテルである。市販入手可能なTPU熱可塑性エラストマーの例としては、DuPont(I．E． Du Pont de Nemours and Company，United States)から商標名HYLENEの下に入手可能なものおよびMorton(Morton International Specialty Chemicals)から商標名IROGRANの下に入手可能なものが挙げられる。
【００２０】
本発明のポリオレフィン基体の熱可塑性エラストマー(すなわち、TPOs)としては、概して、ランダムブロックコポリマー(例えば、エチレンα-オレフィンコポリマー)、ブロックコポリマー(例えば、水素化したブタジエン-イソプレン-ブタジエンブロックコポリマー)、ステレオブロックポリマー(例えば、ステレオブロックポリプロピレン)、グラフトコポリマー(例えば、ポリイソブチレン-g-ポリスチレンおよびEPDM-g-ピバロラクトン)およびブレンド(例えば、エチレン-プロピレンランダムコポリマーのアイソタクチックポリプロピレンとのブレンドおよびEPDMの結晶質ポリオレフィンとの動的加硫ブレンド)が挙げられる。当業者であれば理解されるように、これら熱可塑性エラストマーは、全て、概して、ポリマー鎖の結晶化により弾性構造を生ずる。例えば、(TPOランダムブロックコポリマー(これは、構造的に、TPUランダムブロックコポリマーに類似している)非晶質弾性鎖セグメントについての物理的架橋として作用する使用温度で結晶化するのに十分な長さのエチレン鎖を有する。TPOステレオブロックコポリマーにて、鎖内タクチシティ(すなわち、交互する立体規則性)における変動は、交互する結晶質および非晶質連鎖を生ずる。さらに、当業者であれば、多くのTPO熱可塑性エラストマーは、上記したような2つ以上の熱可塑性エラストマー分類を包含することが理解されるであろう。
【００２１】
本発明のハロゲン-含有ポリオレフィン基体の熱可塑性エラストマーとしては、ポリマー骨格に結合したハロゲン原子を有する熱可塑性エラストマー；および、架橋されるかまたは弾性のポリマーとのポリ(ビニルクロライド)(PVC)の幾つかのブレンドが挙げられる。これに関する例としては、溶融加工可能な(melt-processable)ゴム(MBR)；PVCのアクリロニトリル-ブタジエンエラストマーとのブレンド(NBR)、コポリエステル(CPO)および幾つかの熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPUs)が挙げられる。
【００２２】
本発明の動的加硫したエラストマー-熱可塑性ブレンドを基体とする熱可塑性エラストマーは、概して、“動的加硫(dynamic vulcanization)”と称される比較的新しい加工技術を通して製造される。この権利として所有する加工技術は、さらに従来のスチレン系トリ-ブロックコポリマーの特性と同等の良好または品質、あるいは、幾つかの態様にて、それらに優る多くの特性を有する幾つかの新規熱可塑性エラストマー材料(本明細書にて“熱可塑性加硫物(thermoplastic vulcanizates)”と称する)を提供してきた。これに関する例としては、例えば、Shell and Advanced Elastomer System(Shell Chemical Company，United States；Advanced Elastomer Systems，L.P.，United States)により商標名SANTOPRENEの下に販売されているもののようなオレフィンゴムのポリオレフィン樹脂とのブレンドの動的加硫によって製造される権利を所有する製品がある。その他の熱可塑性加硫物としては、さて、概して、TPVsと称するが、エチレン-プロピレン-ジエンターポリマー(EPDM)エラストマーのポリプロピレンおよび/またはポリエチレンとの種々のブレンド；および、ポリオレフィンのジエンゴム、例えば、ブチルゴム、天然ゴム、アクリロニトリル-ブタジエンコポリマー(NBR)およびスチレン-ブタジエンコポリマー(SBR)とのブレンドが挙げられる。
【００２３】
本発明の熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーは、概して、エステル結合により結合された長鎖または短鎖オキシアルキレングリコールの交互ランダム長鎖を有するマルチブロックコポリエーテルエステルである。これらの材料は、それらもまた結晶化しうる繰返し高融点ブロック(ハードセグメント)および比較的低いガラス転移温度を有する非晶質ブロック(ソフトセグメント)を含有する点でポリウレタンおよびポリアミド熱可塑性エラストマーに構造的に関連づけられる。典型的には、ハードセグメントは、短鎖環式エステル単位、例えば、テトラメチレンテレフタレートによって構成されるのに対して、ソフトセグメントは、概して、脂肪族ポリエーテルグリコールから誘導される。熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーの例としては、DuPont(DuPont Engineering Polymers)によって商標名HYTRELの下に販売されているポリエーテル-エステルブロックコポリマーがある。
【００２４】
本発明のポリアミドを基体とする熱可塑性エラストマーは、概して、ポリアミドハードセグメントおよび脂肪族ポリエステル、脂肪族ポリエーテル、および/または、脂肪族ポリカーボネートソフトセグメントを有するとして特徴づけられる。ポリアミド基体の熱可塑性エラストマー、例えば、TPVsは、熱可塑性エラストマーの族に対して比較的新規参入するものである。
【００２５】
本発明のスチレン系熱可塑性エラストマーは、概して、ポリスチレン-ポリジエンブロックコポリマーであり、各ポリジエン鎖の両端がポリスチレンセグメントを末端とすることを特徴とする。このタイプの熱可塑性エラストマーでは、堅固なポリスチレンドメインが多官能性結合点として作用して、慣用的な加硫したゴムのそれについての幾つかの態様におけると同様な架橋されたエラストマーネットワークを生ずる。ポリスチレンセグメントとしては、置換されたポリスチレン、例えば、ポリ(α-メチルスチレン)、α-メチルスチレンのコポリマーおよびポリ(ｐ-t-ブチル-スチレン)が挙げられるが、これらのタイプのポリスチレンセグメントは、概して、さらに好ましくない。また、ポリジエンセグメントとしては、例えば、ポリイソプレン、ポリブタジエン、エチレン-プロピレンコポリマーおよびエチレン-ブチレンコポリマーが挙げられる。スチレン系熱可塑性エラストマーの例としては、Shell(Shell Chemical Company，United States)により商標名KRATONの下に販売されているものおよびGLS(GLS Corporation，Thermoplastic Elastomers Division，United States)により販売されているものがある。これに関して、本発明の熱可塑性エラストマー材料は、1つ以上のスチレン系ブロックコポリマーを含むのがよい。好ましくは、このようなスチレン系ブロックコポリマーとしては、1つ以上のスチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロックコポリマー(SEBS)、スチレン-エチレン/プロピレン-スチレンブロックコポリマー(SEPS)、スチレン-ブタジエン-スチレンブロックコポリマー(SBS)およびスチレン-イソプレン-スチレンブロックコポリマー(SIS)(例えば、KRATON 熱可塑性エラストマー配合物，Shell Chemical Company.，United States)が挙げられる。1つの実施態様にて、本発明の熱可塑性エラストマーは、スチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロックコポリマー(例えば、Tuftec，Asahi Chemicals，Japan)を含む。当業者であれば理解されるように、SBSおよびSISは、不飽和エラストマー中心セグメントを有するA-B-Aタイプのブロックコポリマーであるのに対して、SEBSおよびSEPSは、飽和エラストマー中心セグメントを有するA-B-Aタイプのブロックコポリマーである。したがって、それらの構造ゆえに、SBSおよびSISは、SEBSおよびSEPSよりも酸化に対してさらに鋭敏であり、したがって、さらに好ましくない。
【００２６】
本発明のエチレン-α-オレフィンコポリマーは、概して、メタロセン触媒エチレン-α-オレフィンコポリマーを含み、さらに好ましくは、1つ以上のエチレン-ブテンコポリマー、エチレン-ヘキサンコポリマーおよびエチレン-オクテンコポリマー(これらのいずれかの1つもまた熱可塑性エラストマーとして分類することができる)から選択されるメタロセン触媒エチレン-α-オレフィンコポリマーを含む。概して、エチレン-α-オレフィンコポリマーのα-オレフィン成分は、コポリマーの2重量%〜30重量%の範囲である。さらに、メタロセン触媒エチレン-α-オレフィンコポリマーは、密度(gm/cc)、概して、0.86〜0.95の範囲、メルトインデックス(ASTM 1238)、概して、0.2〜30の範囲、融点(DSCにより℃)、概して、50〜120の範囲を有する。1つの実施態様にて、メタロセン触媒エチレン-α-オレフィンコポリマーは、エチレン-オクテンコポリマー(例えば、Engage，Dupont Dow Elastomer，United States)を含む。当業者であれば理解されるように、メタロセン基体触媒技術を使用して製造されるポリマーは、約1990年代早期から唯一商業的に入手可能である。しかし、さらに重要なことには、メタロセン重合技術は、現在では、従来のC3〜C8オレフィンを上回り、正確に、ほとんどいずれのモノマーの重合同様、非常に特異なタクチシティ(例えば、アイソタクチックおよびシンジオタクチックポリマー)を有する比較的高分子量のコポリマーも製造が可能である。(当業者であれば理解されるであろうに、メタロセンは、2つの負に帯電したシクロペンタジエニルアニオンの間に1つの正に帯電した金属イオンがサンドイッチされていることに注目すべきである)。
【００２７】
また、当業者であれば、エチレン-α-オレフィンコポリマーとしては、メタロセン基体の触媒技術から誘導され、例えば、ポリオレフィン“プラストマー”またはPOPs(Exxon's EXACT製造物ラインに与えられた名称であり、所有権を有するEXXPOL触媒技術，Exxon Chemical，United Statesで製造される)およびポリオレフィン“エラストマー”またはPOEs(DuPont Dow Elastomer's ENGAGE製造物ラインに与えられた名称であり、その所有権を有するINSITE触媒技術，Dupon Dow Elastomers LLC，United Statesで製造される)が挙げられることが認識されるであろう。これらの新しいポリオレフィンプラストマー(POPs)およびエラストマー(POEs)は、メタロセン基体の触媒技術の結果として可能となった低分子量、直鎖低密度エチレン-α-オレフィンコポリマーであると認識される。さらに、上記特定したエチレン-α-オレフィンコポリマーのいずれの1つまたはそれらの組み合わせも、本発明の種々の組成物にて使用することができる。
【００２８】
前述の熱可塑性エラストマーの1つ以上を有する以外に、本発明の例としての単一ゴルフボールの幾つかは、また、エチレン-ビニルアセテートコポリマー成分を含む。当業者であれば理解されるように、エチレン-ビニルアセテートコポリマーは、鎖を通してランダムに分散したアセテート基を有する長鎖のエチレン炭化水素である。エチレンは、概して、ビニルアセテートと共重合して、エチレンビニルアセテートコポリマーを生成する。市販入手可能なエチレン-ビニルアセテートコポリマーの例としては、DuPont(I.E Du Pont de Nemours and Company，United States)により商標名ELVAXとして入手可能なものが挙げられる。
【００２９】
加工性を最適化するために、上記した熱可塑性エラストマー材料および/またはエチレン-ビニルアセテートコポリマーの多くは、大部分、その他のポリマー(例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等)と(任意にであろうが)配合することができ、また、種々のオイル、可塑剤、充填剤および鎖延長剤およびその他の特異な添加剤(集合的に、加工添加剤と称す)と配合することもできる。事実かつポリマー配合分野の当業者であれば、いかなる数の種々の加工添加剤も、本明細書に開示する単一ゴルフボールの1つ以上の物理的特性および性質を高めるために添加することができる。このような加工添加剤の例としては、Gachter R．，Muller H.，The Plastic Additives Handbook，4th ed.，Hanser Publishers，Munich，Germany(1996)にて特定することができるものである(その全体を参考とすることによって本明細書に組み込む)。かくして、幾つかの実施態様にて、本発明の熱可塑性エラストマー材料および/またはエチレン-ビニルアセテートコポリマーは、“増量オイル”および/または“充填剤”、例えば、炭酸カルシウムと任意に配合させることができる。このような加工添加剤は、基材組成物の全体としての加工特性を改善し、それから製造される単一ゴルフボールのある種の性能特性を高める。
【００３０】
当業者であれば理解されるように、上記特定した成分の1つ以上の選択量(これは、本発明のある種の実施態様に全て付随する)は、以下の例におけるように一緒に配合することができる。第1に、選択される熱可塑性エラストマーの所望される重量パーセンテージ(例えば、ショア硬度約45〜75の範囲を有する10〜25%のSEBSブロックコポリマー)およびエチレン-ビニルアセテートコポリマー(例えば、65〜75%のエチレン-ビニルアセテートコポリマーであり、ビニルアセテート含量が約15〜18%である)ならびに所望される量の加工添加剤およびその他の特性化学物質(例えば、着色剤および安定剤)は、一緒に、適当なサイズの第1のミキサーに加えることができる。この乾燥ブレンドは、ついで、混合し、適当なサイズの第2の連続ミキサーに供給する前に80°Fの温度に到達させる。第2の連続ミキサーのブレードは、ついで、(例えば、175rpm)で回転させることができ、乾燥ブレンドを高温(例えば、340°F)で均質な溶融物に溶融させうる。溶融された組成物は、ついで、(例えば、窒素のジャケットつき移動ラインにより)一軸スクリューペレット製造押出機に移動させ、押出機のダイ(例えば、マルチホールダイ)を通って押し出され、水浴で冷却され、カッターを通してストランドに切断される。生ずるペレットは、ついで、本発明の例である単一ゴルフボールを製造するのに容易である。
【００３１】
当業者であれば理解されるように、本発明の配合される成分(例えば、ペレット)は、例えば、射出成形(例えば、ホットランナーシステムと結合させてゲートを付けた製造金型の使用)により、単一ゴルフボールに形成することができる。(例えば、射出バレルの圧縮比、スクリューのねじ山のクリアランス、サイズ、老化等により)射出成形に伴う加工パラメータが成形機ごとに実質的に変動しやすいので、個々の機械に伴う好ましい加工パラメータ(例えば、バレル内および金型に射出後の両方における組成物混合物の射出速度、圧力、温度等)を、当業者であれば理解されるように、確定および最適化する必要がある。かくして、例えば、ゲートを付けたホットランナー射出成形法に関しては、供給原料成分は、(例えば、射出成形機上に直接取り付けられた自動計量および混合装置を使用し)適当な発泡剤と合わせ、適当な温度まで加熱し、1つ以上の金型に射出される。
【００３２】
例えば、標準サイズのゴルフボールは、本明細書に開示するような適当な高分子組成物のほぼ13.5グラムをゴルフボール形状の金型に射出することによって製造することができる。これに関して、概して、射出速度が速いほど、より良好な完成品が得られることが発見された。さらに詳しくは、0.2秒より速い射出速度は、極めて低い不合格率を有するゴルフボールを生成しやすいが、0.45秒ほどの遅い速度も許容可能であることが見出された。さらに、射出速度が遅すぎる場合、発泡させたゴルフボールのうちで表面の品質を低下させやすく、また、発泡させたゴルフボールのうちで内部セル構造の変動を増加させやすい望ましくない予備発泡が生じやすいこともまた見出された。
【００３３】
概して、化学的な発泡剤(blowing or foaming agents)は、化学反応によりN2またはCO2のようなガスを発生して、高分子マトリックス内に発泡させた内部セルを生ずる特異な添加剤である。幾つかの実施態様にて、発泡剤は、アゾジカーボンアミド(または改質されたアゾカーボンアミド)、炭酸水素ナトリウムまたはそれらの混合物である(例えば、Spectratech FM1150H，Quantum Chemical Corp．，United States)。発泡剤は、概して、温度鋭敏性であり、合計供給原料の約1重量%より大を占め、典型的には、合計供給原料の約6重量%〜約8重量%を占める。概して、供給原料成分および発泡剤は、大部分、ゲートの小さな開口を迅速に通過する剪断摩擦により(それによって、発泡剤の発泡を開始する)射出時点で(好ましくは、約310〜約410°Fの範囲、さらに好ましくは、約350〜約365°Fの範囲であるが、概して、選択される発泡剤の“キックオフ”温度より下に)加熱される。全体の組成物が金型内で有効に硬化されるのに十分な時間後(好ましくは、約50〜約60°Fの範囲の温度まで金型を補助的に冷却し)、金型を開き、形成された単一ゴルフボールを取り出す。
【００３４】
よりよい均一性を達成するために、取り出したばかりのゴルフボールを冷水浴に約5〜約7分間浸漬することにより冷却するのがまた概して望ましい。重要なことに、冷水浴は、好ましくは、その中に浸漬したゴルフボールが回転し、それによって、水浴が攪拌されない場合よりもそれらがより均一に確実に冷却されるように、水を迅速に混合および渦運動させることによって完全に攪拌することが好ましいことが発見された。簡単には、水浴が十分に攪拌されない場合、その中に置かれたいずれのゴルフボールも一方の側で浮きやすく(つまり、それらの軽い側を上に向け)、その結果、均一に冷却されない。かくして、淀んだ水浴は、不均一な冷却を促進し、かくして、一方の側が他方よりも幾分密度の高いゴルフボールを形成しやすい。
【００３５】
以下の実施例は、例示するために、本発明の種々の態様をさらに詳細に開示するが、これは、本発明を限定するためではない。
実施例
本発明の単一ゴルフボールの物理的特性の幾つかを立証するために、(重量分布約11グラム〜約14グラムを有する)幾つかのゴルフボールを製造し、以下のように、平均COR値について試験した：
【００３６】
【表１】
2006515781.tif 000002
【００３７】
ここで、Santoprene 8211は、ショア硬度約35を有し；Dynaflex G 7736は、ショア硬度約36を有し；Dynaflex 2771は、ショア硬度約45を有し；Kraton 2701は、ショア硬度約39を有し；Kraton RP6653は、ショア硬度約32を有し；Kraton 2104は、ショア硬度約70を有し；DuPont Engageは、ショア硬度約60を有する。
【００３８】
その他の実施例にて、(重量分布約11グラム〜約14グラムを有する)幾つかのその他のゴルフボールは、約25相対重量%EVAと約75相対重量%TPE(発泡剤および着色剤重量パーセンテージを除外する)を含む高分子混合物から製造し、以下のように平均COR値について試験した：
【００３９】
【化１】
2006515781.tif 000003
【００４０】
【化２】
2006515781.tif 000004
【００４１】
なおもう1つの実施例にて、(重量分布約11グラム〜約14グラムを有する)幾つかのその他のゴルフボールを、約50相対重量%EVAと約50相対重量%TPE(発泡剤および着色剤重量パーセンテージを除外する)を含む高分子混合物から製造し、以下のように平均COR値について試験した：
【００４２】
【化３】
2006515781.tif 000005
【００４３】
【化４】
2006515781.tif 000006
【００４４】
なおまたもう1つの実施例にて、(重量分布約11グラム〜約14グラムを有する)幾つかのその他のゴルフボールを、約68重量%EVA、約16.5重量%ポリプロピレン、約5.7重量%TPE、約8重量%発泡剤および約1.8重量%黄色着色剤を含む高分子混合物から製造し、以下のように平均COR値について試験した：
【００４５】
【化５】
2006515781.tif 000007
【００４６】
【化６】
2006515781.tif 000008
【００４７】
【化７】
2006515781.tif 000009
【００４８】
本発明を本明細書に示しかつ説明した実施態様のコンテキストにて説明したが、本発明は、本発明の精神または本質的な特徴から逸脱することなく、その他の特異な様式またはその他の特異な形に具現化することができる。したがって、記載した実施態様は、あらゆる点で例として示すものであり、限定すると考えるべきではない。したがって、本発明の範囲は、明細書の記載によるよりも特許請求の範囲の請求項によって示されるものであり、請求項の等価性の意味および範囲に入る全ての変更は、本発明の範囲内に含まれる。
【国際調査報告】
2006515781.tif 000010