(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアおよびカバー、または糸巻きのセンターおよびカバーを有するゴルフボールにおいて、前記コアまたはセンターは；
（ｉ）  ａ）エチレン、  ｂ）５から２５重量パーセントの（メタ）アクリル酸、  ｃ）０から４０重量パーセントのアルキルの炭素数が１から８のアルキルアクリレート、を含有し、該酸基が亜鉛、ナトリウム、リチウム、カルシウム、マグネシウムイオンおよびこれらのいずれかの混合物で１０から９０パーセントまで中和されたアイオノマー性ポリマーと、
（ｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）に基づいて５から４５重量パーセントのステアリン酸金属塩、但し、該金属は、カルシウム、ナトリウム、亜鉛、リチウム、マグネシウムおよびバリウムから成る群から選択されるもの、または前記ステアリン酸金属塩の混合物と、
を具えたことを特徴とするゴルフボール。
【請求項２】
ワンピースゴルフボールにおいて、
（ｉ）  ａ）エチレン、  ｂ）５から２５重量パーセントの（メタ）アクリル酸、  ｃ）０から４０重量パーセントのアルキルの炭素数が１から８のアルキルアクリレート、を含有する酸コポリマーから誘導されるアイオノマー性ポリマーであり、リチウム、カルシウム、ナトリウム、亜鉛およびマグネシウム並びにこれらのいずれかの混合物から成る群から選択される金属イオンを用いた前記酸コポリマーの部分中和により形成され、中和濃度が１０から９０パーセントであるアイオノマー性ポリマーと、
（ｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）に基づいて５から４５重量パーセントのステアリン酸金属塩、但し、金属は、カルシウム、ナトリウム、亜鉛、リチウム、バリウム、およびマグネシウムから成る群から選択されるもの、または前記ステアリン酸金属塩の混合物と、
を具えたことを特徴とするワンピースゴルフボール。
【発明の詳細な説明】
本出願は、１９９７年４月１５日出願の米国仮出願（Provisional Application）第60/043,552号の利益を主張する。
発明の背景
発明の分野
本発明は、比較的低濃度のステアリン酸成分、特にステアリン酸金属塩、さらに詳しくはステアリン酸カルシウムで変性されているアイオノマーに関する。ステアリン酸変性アイオノマーは、アイオノマーが、ゴルフボールのコア、センター、ワンピースボール、軟質ゴルフボールカバー、マントルとして、または多層ボールのセンターとカバーとの間の中間層においてあるいは中間層として使用されるために配合されるときに、特に有用である。
従来技術
ステアリン酸およびステアリン酸金属塩は、多くのポリマー用添加剤として長く知られている。代表的には、それらは、プロセス助剤として使用され、潤滑剤、分散剤、剥離剤または可塑剤と称される。それらは一般的に少量で用いられる。それらの作用は、それらが、例えば、ナイロン、ＡＢＳ、ポリエステルおよびポリスチレンとともに低濃度で使用され、金属剥離を促進するというように、外部的であることもできる。内部的には、それらはポリマーにおいて添加剤の分散を促進するか、またはポリマー自体に対して‘潤滑剤’あるいは‘可塑剤’として作用することもできる。用語‘潤滑剤’および‘可塑剤’、特に後者は、剛性のような固体状態特性、および／またはメルトフローのような溶融特性に及ぼす効果を記述するために、多様な状況に対応できるようにつくられたものとして使用される傾向があるため、特定の定義を必要とする。これらの用語は、特にステアリン酸およびステアリン酸塩を記述するために使用されるときに、首尾一貫して使用されていないので、これらの添加剤に関連するいかなる従来技術も、かかる添加剤によりどのような特定の変化が引き起こされるかについて注意深く検討されなければならない。
代表的には、０．０１から５pphの濃度のステアリン酸またはステアリン酸塩が、ラバーおよびプラスチック配合において使用される。１９６０年代以降、成形プロセスにおいてアイオノマー樹脂のフローを促進するために、アイオノマー中０．０１から約１．０pphのステアリン酸亜鉛が利用されている。米国特許第3,847,854号および同第3,870,841号は、イオン結合を緩和することにより、イオン性炭化水素ポリマーの溶融物を可塑化する能力を開示する。非揮発性可塑剤は本質的に不活性フィラーとして残留し、揮発性可塑剤はそれらがプロセス助剤機能を発揮した後に放出されるので、これらの可塑剤は溶融物に影響を及ぼし、そして通常の使用温度において特性に影響することは開示されていない。米国特許第3,847,854号は、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛およびステアリン酸を含む非揮発性可塑剤について使用される量が、６〜７重量パーセント以下、好ましくは４重量パーセントより少量であるべきであって、そのため主鎖可塑化（backbone plasticization）ではなく溶融可塑化が所望されることを開示する。主鎖可塑化は、たぶん、より軟らかいポリマーを生ずるであろう。列挙されたアイオノマーは、これらに関連する基本特許である米国特許第3,264,272号において代表的なアイオノマーを記述するものとして列挙されている中和されたエチレン／（メタ）アクリル酸ポリマーを含む。しかしながら、開示は、主にスルホン化アイオノマー性ポリマーに関する。米国特許第3,870,841号の開示は、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛およびステアリン酸に関して本質的に類似している。
米国特許第4,591,611号（Jenkinsら）は、特許の参照によりエチレン／メタクリル酸コポリマーを含むアイオノマー性ポリマーを開示し、そしてそれはある特性を改良するギルソナイトをポリマー１００部当たり約５から１２５部含有する。アイオノマー性ポリマーは、好ましくはスルホン化ＥＰＤＭターポリマーである。組成物は、随意に、５から４０部の溶融可塑剤、好ましくはステアリン酸亜鉛を含有することもできる。
米国特許第5,312,857号は、亜鉛、カルシウム、バリウム、マグネシウム、ナトリウムおよびアルミニウムを含む１０から１００部、好ましくは２５から１００部のステアリン酸金属塩を含有するエチレン／カルボン酸アイオノマーを開示する。組成物は、ゴルフボールカバーに有用であるとして開示されており、そのようなカバーは、高濃度の廉価なステアリン酸塩の結果として、より安価であり、かつ特性に損失がなく、そして‘類似または改良された’回復係数（（coefficient of restitution）ＣＯＲ）および‘類似または改良された（減少した）’硬度を示すことさえできる。しかしながら、ＣＯＲにおける変化および硬度における減少は、たとえこのような変化が起こったとしても、最小である。本質的な目的は、同じ特性を本質的に維持しながら、多量の廉価なフィラーを添加することであるようである。特性に重大な影響を及ぼすという開示、およびゴルフボールのカバー以外の部分に有用である組成物の開示はない。本特許において提供された実施例は、ステアリン酸金属塩が他のすべての点で知られているアイオノマーの特性に否定的な影響を与えないことを示す。
随意に‘軟化’アルキルアクリレートターモノマー（‘軟質’アイオノマー）を含有するエチレン／（メタ）アクリル酸‘硬質’アイオノマー、およびこれらの配合物は、ゴルフボールカバー材としての使用が周知である。このようなアイオノマーは、E. I. du Pont de Nemours and Companyにより商品名SURLYN（登録商標）の下で販売されている。現存するアイオノマーは、たいていの部分に対して、２つの鍵となるゴルフボール材特性である弾性と軟度との間に一定の関係を示す。一般的に、弾性が増加すると硬度も増加する。ゴルフボールカバー材の改良されたアイオノマーに対する探求において重要な動因は、ＣＯＲにより測定される改良された弾性を有し、（例えばより低いＰＧＡコンプレッションにより測定される）より高い軟度、またはＣＯＲに応じたスピンを依然として有するアイオノマーを見出すことである。硬度／軟度は、アイオノマー組成を変えることによりたやすく変えられることができるが、比較的一定のＣＯＲ／ＰＧＡコンプレッション線からの偏差は達成困難である。この相関関係からの正の偏差を達成できるいかなる組成物も非常に所望され、特にゴルフボールコア、センターにおいての、およびゴルフボールカバーに対しての使用が非常に所望される。
発明の要旨
本発明の鍵は、ステアリン酸金属塩、特にステアリン酸カルシウムの中間量が、高濃度のステアリン酸に生じるとして開示されているいかなる効果よりも十分優れた、ＣＯＲ／ＰＧＡコンプレッション相関関係における劇的な改良をもたらすという発見である。添加剤が軟質アイオノマーに組み込まれたときに効果は最強である。硬質および軟質アイオノマーに対する樹脂自体における効果は明白であり、したがって、このようなアイオノマーは、樹脂自体が、ゴルフボールコア、センター、およびさらにワンピースゴルフボールの球体のような固体の塊（block）として存在する使用に理想的に適している。より高濃度のステアリン酸塩をコア、センターおよびワンピースボールにおいて使用することもできる。カバー材としては、軟質アイオノマーまたは軟質アイオノマーを含有する配合物が、ボール自体で測定されるＣＯＲ／ＰＧＡ相関関係における改良を保持するために必要とされる。
特に、本発明は；
コアおよびカバー、または糸巻きのセンターおよびカバーを有するゴルフボールを具え、このコアまたはセンターは；
（ｉ）ａ）エチレン、
ｂ）５から２５重量パーセントの（メタ）アクリル酸、
ｃ）０から４０重量パーセントの１から８Ｃ−アルキル、アルキルアクリレート
を含有する酸コポリマーから誘導されるアイオノマー性ポリマーであって、リチウム、ナトリウム、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、およびこれらのいずれかの混合物から成る群から選択される金属イオンを用いた酸コポリマーの部分中和により形成され、中和濃度が１０から９０パーセントであるアイオノマー性ポリマーと、
（ii）（ｉ）と（ii）に基づいて５から４５重量パーセントのステアリン酸金属塩、但し、金属は、カルシウム、ナトリウム、亜鉛、リチウム、バリウム、およびマグネシウムから成る群から選択されるもの、または前記ステアリン酸金属塩の混合物と
を具える。
本発明の他の形態は、ワンピースゴルフボールとしての上記組成物の使用である。
本発明のさらに他の形態は、ｃ）が０から４０重量パーセントのアルキルアクリレートであり、そしてステアリン酸塩の濃度が５から２０重量パーセントである、ゴルフボール用カバー材としての上記組成物の使用である。
ステアリン酸塩として特に好ましいのは、ステアリン酸カルシウムである。ステアリン酸マグネシウムも好ましい。
本発明のさらに他の形態は、多層ゴルフボールのセンターとカバーとの間のマントルまたは中間層への本発明の組成物の使用である。かかる組成物を含有するこのような多層ボールも本発明に含まれる。本発明のさらなる他の形態は、コアおよびカバーを有するゴルフボールであって、カバー組成物は、
（ｉ）ａ）エチレン、
ｂ）５から２５重量パーセントの（メタ）アクリル酸
ｃ）０から４０重量パーセントの１から８Ｃ−アルキル、アルキルアクリレート
を含有する酸コポリマーから誘導されるアイオノマー性ポリマーであって、リチウム、ナトリウム、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、およびこれらのいずれかの混合物から成る群から選択される金属イオンを用いた酸コポリマーの部分中和により形成され、中和濃度が１０から９０パーセントであるアイオノマー性ポリマーと、
（ii）（ｉ）と（ii）に基づいて１０から１８重量パーセントのステアリン酸金属塩、但し、金属は、カルシウム、ナトリウム、亜鉛、リチウム、バリウム、およびマグネシウムから成る群から選択されたもの、または前記ステアリン酸金属塩の混合物とを具える。
発明の詳細な説明
本発明の開示において、用語コポリマーは、２種または３種以上のモノマーを含有するポリマーを称するために使用される。用語ビポリマーまたはターポリマーは、それぞれ２種または３種のモノマーだけを含有するポリマーを称する。句（種々のモノマー）‘のコポリマー’は、単位が種々のモノマーから誘導されるコポリマーを意味する。
本発明のアイオノマーは、‘直接’酸コポリマー、すなわち、しばしば引き続いて起こる重合反応により、モノマーあるいは他の単位が、存在するポリマーにグラフトされるグラフトコポリマーとは異なり、すべてのモノマーが同時に反応することにより重合されるコポリマーから調製される。アイオノマーを調製する方法は周知であり、そしてここに参照することにより本明細書の一部となる米国特許第3,264,272号（Rees）に記載されている。アイオノマーの基になる酸コポリマーを調製する方法は、米国特許第4,351,931号に記述され、そしてここに参照することにより本明細書の一部をなす。
ステアリン酸塩添加剤を用いた変性に適当なアイオノマーは、５から２５重量パーセントの濃度でメタクリル酸および／またはアクリル酸を備える部分的に中和されたエチレンのコポリマーである。これらの酸のいずれかまたは両方の使用は、便宜的に、（メタ）アクリル酸と称されるであろう。２５重量パーセントより高いと、アイオノマー用酸コポリマー前駆体の調製は困難となる。５パーセントより低いと、不充分なアイオノマー特性が中和において発生する。随意にそして好ましくは、第３の‘軟化’モノマーが存在し、それは、０から４０重量パーセントの濃度で存在する１から８個の炭素のアルキル、アルキルアクリレートである。しかしながら、全コモノマー含量は、５０重量パーセントを超えるべきではない。アイオノマーは、ナトリウム、亜鉛、リチウム、マグネシウムまたはカルシウムで中和されることもできる。アイオノマーが調製される酸コポリマーは、便宜的に、前駆体ポリマーと称される。前駆体ポリマーは、約１０から３００グラム／１０分（ｇ／１０分）、好ましくは３０から２５０ｇ／１０分、もっとも好ましくは３０から１００ｇ／１０分のメルトインデックスを有する。前駆体酸コポリマーの中和の後に得られるアイオノマーは、０．１から４０ｇ／１０分のＭＩを有する。アイオノマーの中和の濃度は、約１０から９０％、好ましくは２５から７０％である。
本発明は、軟質アイオノマーと同様に、硬質、剛質アイオノマー、すなわち軟化モノマーを有しないアイオノマーと、硬質アイオノマーと軟質アイオノマーの配合物との両方に適用する。以下のデータが示すように、剛質アイオノマーについては、ニートの球（neat-spheres）において測定される通り、ステアリン酸塩の添加はＣＯＲ／ＰＧＡコンプレッション相関関係を改良することが見出された。しかし、アイオノマー／ステアリン酸塩配合物がゴルフボールカバー材として使用されるときには、ＣＯＲ／ＰＧＡ相関関係（すなわち、カバーとしてアイオノマーステアリン酸塩配合物を備えるボールにおいて測定されたもの）の改良はほとんど見られない。しかしながら、軟質アイオノマーについては、そして硬質アイオノマー／軟質アイオノマー配合物についてはより少ない程度ではあるが、ニートの球の試験において見られた改良によればカバー材として使用することも可能である。改良は、ニートの球において測定されたように、すべてのアイオノマーに対して見られたので、本発明の改良によれば、ステアリン酸塩で変性されたすべてのアイオノマーは、コア、センターおよびワンピースボールにおいて有用である。カバーに対しては、軟質および硬質アイオノマーの配合物はいくらかの優位性を示すけれども、軟質アイオノマーはよりすばらしい優位性を示すことができる。
本発明の組成物は、他の目的にも有用であるが、特にゴルフボールにおいて使用される材料として有用である。本発明の開示は、その最終用途において関心のある特別な特性を強調し、このように発見された優れた特性は、これらのアイオノマー組成物の独自性を示している。他のアイオノマー組成物から測定された特定の特性における大きな相違という観点において、他の特定の最終用途に関連する他の特徴または特性も独特であり、したがって、多くの場合、本組成物は他の最終用途に対して優位になると信じられている。
異なるレベルのプレー技術およびプレー条件に適当な異なるタイプのゴルフボールがある。より高い弾性はより優れた飛距離に対応するので、ひとつのゴールは弾性をきわだたせることである。より高い弾性は、より硬いボールと関連する。より軟らかいボールは、一般的に、より高いプレー能力またはスピンを有する。聖杯は常に、高弾性および高スピンという両方の世界の最良を有するはずである。したがって、より軟らかいボールが従来よりも高い弾性を有して作られることができるならば、それは非常に所望されるであろう。しかしながら、特に軟化モノマーの量を変えることによって、しかしまた、酸濃度、中和濃度および中和金属における変更によっても、アイオノマーの、例えば、ＰＧＡコンプレッションにより測定された硬度を変えることは比較的容易である。しかしながら、いかなる供与されたレベルの硬度において、またはさらに詳しくはＰＧＡコンプレッションにおいて、ＣＯＲは、ＰＧＡコンプレッションへの一定の関係により決定される傾向にある。すなわち、上記４つの組成変数を用いていかなる供与のＰＧＡコンプレッションレベルに対してもＣＯＲを増加することは困難である。代わりに、供与のＣＯＲレベルに対してＰＧＡコンプレッションを減少することも困難である。本発明は、特にゴルフボールコアおよびセンターに有用な組成物に向けられ、およびいかなる供与の硬度レベルまたはより低い硬度における高い弾性、特に供与のＣＯＲレベルにおける低いＰＧＡコンプレッションを備えるワンピースボールにさえも有用な組成物に向けられる。
ゴルフボール工業における弾性の慣用の測定は、ボールの回復係数（ＣＯＲ）である。しかしながら、材料の‘ニートの球’のＣＯＲは、ゴルフボール用途、特にボールのコアやセンター用、およびワンピースボール用材料の有用性への便利な指針になることができる。
ＣＯＲの測定は、混乱させる多様な条件下で実行されているため、多くの特許または他の公知のデータとの比較は困難である。しかしながら、いかなる特定の方法に対しても、種々の材料の比較は、樹脂の‘ニートの球’における測定を用いて意義深くなされることができる。本開示における句であるニートの球は、フィラーや添加剤なしで、樹脂だけから成形された球を意味する。ＣＯＲおよびＰＧＡコンプレッションに対して本研究において使用された方法は、以下に提供される。
ボールの‘プレー能力’または‘スピン’の良好な相関関係は、標準工業試験である‘ＰＧＡコンプレッション’と称される試験を用いて作成されることもできる。それは、ニートの球で実行されることもでき、そしてそのような測定は、ＣＯＲのような、材料自体の性質の最良の特徴となるであろう。たぶん混乱するであろうが、ＰＧＡコンプレッションと称される高い値の数字が高い硬度および剛性、またはより低い圧縮率に対応する。ＰＧＡ試験に関連する用語‘コンプレッション’および一般名称‘圧縮率’の使用は、それらが反対に関係するので、混同されるべきではない。
本発明の変性剤であるステアリン酸金属塩、特にステアリン酸カルシウム、およびステアリン酸は、分散している慣用のフィラーに対する従来技術において知られているプロセスのいずれかにより、アイオノマーと配合されることもできる。これらの方法は、ドライブレンド、ロール練り（milling）、混練、バンバリー（Banbury）ミキシング、可塑化押出（plasticating extrusion）などを含む。可塑化押出が特に好ましい。
本発明において使用される組成物を形成するアイオノマーと配合されるステアリン酸金属塩またはステアリン酸の量は、コア、センターおよびワンピースボールについては５から４５重量パーセント、好ましくは７から３５重量パーセント、さらに好ましくは８から２０重量パーセントである。カバーについては、５から２０重量パーセントが適当である。
ステアリン酸カルシウムおよびステアリン酸マグネシウムが好ましく、そしてＣＯＲおよびＰＧＡコンプレッションを試験される組成物はこのステアリン酸塩を使用して作られた。他のステアリン酸塩およびステアリン酸は、ＣＯＲ／ＰＧＡコンプレッション相関関係にいくらかの影響を及ぼすであろう。動的機械測定（ＤＭＡ）を用いて、tan d値が種々の組成物に対するＣＯＲを比較するために使用されている。ステアリン酸カルシウムで変性された組成物を用いた実験は、より低いtan d、より高いＣＯＲおよびより良好なＣＯＲ／ＰＧＡ相関関係を示した。tan d値が、異なるステアリン酸金属塩の効果を示すために使用できると仮定すると、１５重量パーセントのメタクリル酸を含有するナトリウムアイオノマーにおける１５重量パーセントのステアリン酸塩濃度において、ステアリン酸カルシウムは、摂氏２５度、２０ヘルツで、Ｌｉ、Ｍｇ、ＺｎまたはＢａステアリン酸塩に対するよりもtan dを下げ、Ｍｇ、ＺｎおよびＢａはカルシウムに近似していた。亜鉛アイオノマーについては、ステアリン酸カルシウムはもっとも有効であったが、わずかにより少ない効果のステアリン酸リチウム、マグネシウムおよびバリウムとステアリン酸ナトリウムとの併用によって等しくなった。両方の一連の実験において、減少したtan dへの例外は、ナトリウムアイオノマーにおけるステアリン酸ナトリウムおよび亜鉛アイオノマーにおけるステアリン酸亜鉛についてであった。これは、一般的にステアリン酸塩成分による改良に加えて、重要な効果は混合されたイオン効果であることを示す。すなわち、２種または３種以上の異なるイオンが存在するとき、効果はより大きい。他のものの中で亜鉛／ナトリウム、および亜鉛／リチウムのような混合されたイオンの使用は、通常、種々の特性を改良するために使用されるが、混合イオンはゴルフボールカバー用途に対するアイオノマーにおける使用が周知である。いかなる理論にもゆだねるものではないが、ステアリン酸塩の添加は、混合されたイオンについてもっとも有効である。異なる金属を使用しているアイオノマーについていかなるステアリン酸塩も混合イオンを有する組成物を生成するであろう。ステアリン酸カルシウムが上記ＤＭＡ実験において最良であるようだが、カルシウムアイオノマーにおけるステアリン酸カルシウムは、ナトリウムおよび亜鉛アイオノマーに対して見出されると同様のすばらしい改良をもたらしはしない。２種の金属のひとつがカルシウムである混合された２種の金属アイオノマー配合物だけであり（すなわち、ステアリン酸塩成分を含まないもの）、かつその２種の金属のうちの１つがカルシウムである場合、２種の異なる金属のアイオノマー配合物が、ステアリン酸カルシウムがもたらすＰＧＡコンプレッション／ＣＯＲにおける劇的な改良をもたらさないことを示した。言い換えると、亜鉛およびナトリウムアイオノマーにおけるステアリン酸カルシウムについて観察された改良は、金属アイオノマーの混合だけによって単に説明されることはできず、そしてステアリン酸塩成分が存在しなければならない。
最終組成物における混合イオンに対する必要性への推論として、他のひとつの金属アイオノマーについてのステアリン酸塩の金属からか、またはアイオノマー金属イオンのひとつがステアリン酸塩の金属と同じである混合された金属アイオノマー配合物におけるステアリン酸塩からのいずれかが、最終組成物における少なくとも２種の金属イオンであることが好ましい。
エチレン／カルボン酸アイオノマーにおいて、金属イオンは不安定であり、そしてひとつの特定の酸基と必ずしも結合しないことは、従来技術において周知である。イオンクラスターは固体状態において架橋剤としての作用を起こすことができるが、しかし、イオンは十分に不安定であり、熱可塑性プラスチックのプロセス性を与える。ステアリン酸塩よりむしろステアリン酸がアイオノマーに添加されるなら、アイオノマーの酸基とステアリン酸塩中の酸基との間でアイオノマーの金属イオンの配布になるであろう。したがって、結果においてステアリン酸金属塩が存在するであろう。アイオノマーまたは混合（金属）アイオノマーに添加されるステアリン酸は、したがって、結果においてステアリン酸塩を含有するが、しかし、イオンのいくらかはステアリン酸成分と結合するであろうから、アイオノマー自体の中和の濃度（すなわち、ポリマーと結合するイオン）は低下するであろう。アイオノマーが高濃度の中和を有するならば、結果において、ステアリン酸金属塩を備えるポリマーが、いくらかより低い濃度のアイオノマーの中和をともなって得られるので、ステアリン酸塩よりむしろステアリン酸を添加することにより本発明の材料を調製することが可能である。
本発明のアイオノマーまたはアイオノマー配合物がワンピースボール用、またはボールのコアもしくはセンター用に使用されるはずであるとき、密度を達成するために金属酸化物または他の不活性無機フィラーを添加することが必要とされ、そのためボール重量がゴルフボールに対する標準重量範囲内になる。いかなる不活性無機フィラーをも使用することができるが、酸化亜鉛および硫酸バリウムのようなフィラーが適当である。ボールの最終密度は、1.115から1.135g/ccの範囲内であるべきである。ワンピースボールに対しては、したがって、フィラーの量は、材料においてほぼこの密度を生み出すべきである。コアおよびセンターはボールの部分だけを形成する。センターは直径において相当に変化してもよく、そしてコアでさえ（異なる厚さのカバーに対応して）直径において変化しうる。完成したボールに重量または密度の制約があるので、コアおよびセンター用フィラーの量は、それらのサイズ、およびボールの残りに使用される材料によって変化するであろう。コアまたはセンターのサイズおよび他の部分の厚さと密度を知り、所望のボール密度を得るためにコアまたはセンターにおいて必要とされる供与の無機フィラーの量を決定することは当業者の技術の枠内である。その理由は、この量は簡単な計算により得ることができるからである。
カバー、またはワンピースボールとして使用されるときなど、本発明のステアリン酸塩／アイオノマー配合物がゴルフボールの表面にあるいかなる使用に対しても（コアまたはセンターにおいてなど表面の部分にない場合から明らかなように）、アイオノマーは、顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、増白剤、およびその他の慣用の添加剤を含有することもできる。
試験方法および基準
回復係数であるＣＯＲが、ニートの球と、試験下の材料のカバーを有する完成したボールとの両方で測定された。それは、カバーとしてアイオノマー組成物を有する被覆されたボール、またはアイオノマー組成物のニートの球のいずれかを、キャノンからの距離が３から６フィート向こうの速度モニター装置により測定された当初速度１８０フィート/秒にて、エアーキャノンから投げつけることにより測定される。ボールは、キャノンから９フィート離れて配置されたスチールプレートを打ち、そして速度モニター装置を通りすぎて跳ね返える。当初速度により割られた戻り速度がＣＯＲである。
本発明のニートの球のＣＯＲは、０．５０と０．７５の間のいずれかになることができる。しかしながら、本発明の有用な被覆されたボールにおける代表的な範囲は、約０．６７と０．７５の間である。
ＰＧＡコンプレッションはゴルフボールの変形抵抗として定義され、標準工業ＡＴＴＩ機を使用して測定される。それは、樹脂のニートの球および樹脂のカバーを有するボールで測定された。ボールの正確なスピンに対して、アイオノマーがカバー材として使用されるときには、ニートの球で測定されたＰＧＡコンプレッションは約１５５より小さくなるべきである。
カバーとして樹脂を使用しているボールのＰＧＡコンプレッションは、もちろん、ボールのコアに依存する。一般的に、完成したボールのＰＧＡコンプレッションは、１５５よりはるかに小さく、そして代表的には８０から１００の範囲内である。したがって、カバーとして材料を備える完成したボールにおいて、ＣＯＲおよびＰＧＡコンプレッションの値は、材料のニートの球に対する値の範囲より異なる範囲となる。ボール自体の所望のＰＧＡコンプレッションは、代表的には８０から１００の範囲にある。ボールに対するＰＧＡコンプレッション／ＣＯＲ相関関係は、完成したボールに対して右への線のかなりのずれによって示されるように、ニートの球に対するよりはるかに魅力的である。しかしながら、この範囲は、慣用のコア、および約１１０から１５５の範囲にあるニートの球のＰＧＡコンプレッションの値を有するカバー材を使用して達成することができる。
明らかに、樹脂とフィラーと少量の代表的な添加剤から成形された球であるワンピースボールは、一般的には、コアおよびカバーから製造されたボールと同様の良好なＰＧＡコンプレッション／ＣＯＲ関係を有しないであろう。このようなワンピースボールはニートの球と同じＰＧＡコンプレッション／ＣＯＲ関係を有しないであろうが、フィラーの効果により、それらはコアを備えるボールに対するよりニートの球により類似する相関関係を有するであろう。‘レンジ’ボールとして有用であるが、このようなワンピースボールはツーまたはスリーピースボールの優れた特性を有しないであろう。それにもかかわらず、本発明の材料は‘レンジ’ボールカテゴリーの性能要求を超える特性を有する優れたボールを作るであろう。本発明のすべての材料は、ワンピースボールに適当であるだろう。
メルトインデックス（ＭＩ）はASTM D-1238、条件Ｅを使用して、摂氏１９０度で、２１６０ｇ重量を用いて測定された。ＭＩの値はグラム／１０分内である。
耐久性は、カバーとして本発明の材料を用いた完成したボール、Wilson Ultra（登録商標）コンベンショナルソリッドコアにおいて繰り返し衝撃試験を用いて測定された。このようなコアは、過酸化物および（メタ）アクリル酸亜鉛のようなヘテロ架橋剤を用いて架橋された１，４−シスポリブタジエンから作られると信じられている。ＣＯＲに対するものと同じ機械を使用して耐久性は測定されるが、１７５フィート／秒の当初速度を使用する。耐久性の値は破壊までの当たりの数である。低温での耐久性は特に所望され、そしてこの理由のために華氏−２０度で耐久性試験が実行された。室温でのみの良好な耐久性はいくつかの地方で使用されるゴルフボールとしては十分であるが、これらの条件下で試験されたときに、低温耐久性の値が、好ましくは少なくとも１０より大きい値が寒冷気候使用には好ましい。室温での耐久性は華氏−２０度での耐久性よりたいていいつも良好であるので、低温耐久性は予想される最悪の性能への指針である。材料がカバーとして使用される試験に基づく材料の良好な耐久性は、ワンピースボールにおける材料としての使用に対して良好な耐久性を示すこともできる。
多層ボールにおけるこのような組成物のマントルや中間層も前記組成物から調製される。
さらに、１５wt.％のステアリン酸カルシウムを充填したアイオノマー性カバー組成物を含有する、列挙した組成物の離型性は、圧縮および射出成形において、ステアリン酸カルシウムなしの同一の組成物を越えた予期しないそして高められた離型性を提供する。シムとしてAlまたはKaptonシートを使用してSURLYN（登録商標）AD8542および１５wt.％のステアリン酸カルシウムを備えるこの同一のイオン性組成物を用いた圧縮成形品は、ステアリン酸カルシウム配合についての離型において顕著な改良を示した。さらに、カバー材としてSURLYN AD8542とSURLYN 8172の５０：５０配合物に対して、コア（ツーピースボール）を覆うカバー材として１５wt.％ステアリン酸カルシウム充填の同一の配合物を使用した射出成形条件下で、非充填カバーを超えた改良された離型性を具体的に明らかにした。ボールのディモールディングはスムースだった。
実施例
シリーズ１：
これらの実施例において、１５重量パーセントのステアリン酸カルシウムは、ナトリウム、亜鉛、リチウムまたはマグネシウムの剛質アイオノマーまたはこれらの剛質アイオノマーのある配合物と配合された。アイオノマー自体は、１５または１９重量パーセントの酸を含有するエチレン／メタクリル酸コポリマーに基づいた。アイオノマーにおいて、およびステアリン酸塩成分の存在において、カルシウムイオンだけの効果を比較するために、ステアリン酸塩組成物のいくつかも、同一のアイオノマーと１５％の酸カルシウムアイオノマーとの配合物と比較された。測定は組成物のニートの球でなされた。したがって、結果は、ゴルフボールまたはコア、センター、あるいはワンピースボールのような部分に対するバルク状の材料の使用に特に関連する。
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所望の結果は、ＰＧＡコンプレッションが低下し、かつＣＯＲが増加することである。上記データからＮａとＣａの混合アイオノマーは、Ｎａアイオノマーだけを超えてわずかな向上を示すことがわかった。Ｚｎ／Ｃａ混合アイオノマーについて、亜鉛アイオノマーだけを超えてＣＯＲにおいてわずかな改良がある。それにもかからわず、１５％のステアリン酸カルシウムがナトリウムまたは亜鉛アイオノマーに添加されると、ＰＧＡコンプレッションにおける減少およびＣＯＲにおける増加が非常に顕著である。これは、混合イオンだけでは、ステアリン酸カルシウムがいずれかのアイオノマーに添加されるときに観察される改良と同程度までなどとはとてもいえたものではなく、ＰＧＡ／ＣＯＲ相関関係の改良において顕著ではないことを具体的に示すのに好都合である。
ＰＧＡ／ＣＯＲ相関関係における改良は、リチウムおよびマグネシウム剛質アイオノマーについて、および試験された剛質アイオノマーのそれらの配合物においても見られ、それらはナトリウム／亜鉛アイオノマー配合物であった。
シリーズ２：
ステアリン酸カルシウムを有する、あるいは有さない、軟質アイオノマーおよび軟質アイオノマー配合物に基づく組成物が表２に示される。軟質アイオノマーの場合には、ＰＧＡ／ＣＯＲ相関関係における改良は劇的であり、そして上述の剛質アイオノマーおよび剛質アイオノマー配合物についてよりもはるかに優れている。したがって、軟質アイオノマーに基づく組成物が好ましい。軟質／硬質アイオノマー配合物に基づく組成物は、期待される改良、したがってそれらの利用性に関して中間の位置にある。
シリーズ３
シリーズ３試験におけるこれらの測定は、シリーズ１および２の組成物においてなされたが、材料がゴルフボールのカバーとして使用されるときに測定され、そして組成物のニートの球においてよりむしろゴルフボール自体で測定された。データ（表３）は、ステアリン酸カルシウムが単一の剛質アイオノマーと混合されるとき、ニートの球において見られるＰＧＡコンプレッション／ＣＯＲ相関関係における改良は、カバーとして材料を使用しているゴルフボールに対してある程度は持ち越すことを示すが、ＣＯＲとＰＧＡはコアまたはセンターにより影響され、そしてカバー材だけの機能ではないので、優位性はニートの球に対するほどすばらしくはない。ゴルフボールカバーに対するいつも通りの、混合された金属アイオノマーが使用されるとき、ニートの球において見られる優位性はたいへん減少するか、または改良が見られない。軟質／硬質アイオノマー配合物について、いくつかの優位性は、ニートの球からゴルフボールへと持ち越される。異なる金属のアイオノマー配合物はたいていいつもカバー用材料において使用されるので、硬質アイオノマーカバーに対するステアリン酸カルシウム組成物の使用における限定された優位性、軟質アイオノマーカバーに対していくつかの、および軟質／硬質混合金属アイオノマーカバーに対してわずかに優位性をもつ。
ステアリン酸カルシウムを有する、あるいは有しない硬質配合物において、硬度の測定は、ニートの球において、または材料がカバーとして使用されたときのいずれかで、わずかな変化、または多くの場合にはわずかな減少を示した。軟質アイオノマーが試験されたとき、上記のデータが示すように、ＣＯＲは劇的に増加した。ＰＧＡコンプレッションおよび硬度も同様であった。しかしながら、ＣＯＲ／ＰＧＡ相関関係は、ステアリン酸カルシウムで変性した軟質アイオノマーに対して、依然として非常にはるかに良好である。
ワンピースボール、コア、センターまたは多層ゴルフボールの内層用のミネラル充填アイオノマー化合物におけるステアリン酸カルシウムの効果
表４における以下のデータは、ステアリン酸カルシウムが、ワンピースボール用の充填熱可塑性アイオノマー化合物において弾性を増加することを具体的に明らかにする。特に、１５pphにおいてステアリン酸カルシウムは、特に開示された熱可塑性アイオノマー化合物の跳ね返り弾性および回復係数を上げる。
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データは以下に、表５においても示され、ステアリン酸カルシウムを含有する充填熱可塑性アイオノマーから成形されたコアを覆うアイオノマー性ポリマーのカバーが、例えば、ステアリン酸カルシウム含有材料から作られたワンピースボールより優れた弾性を有するボールを製造することが具体的に明らかにされる。アイオノマーに対するステアリン酸カルシウムの相対重量パーセントは、材料の最終用途、例えば、ワンピースボール、コア、センター、または多層ボール構造における内層あるいはマントルに応じて変化することができる。以下の表において、SURLYN（登録商標）8542は、１．１のＭＩを有する約５０％Ｍｇで中和されたエチレン／２３．５％ｎ−ブチルアクリレート／９％メタクリル酸；SURLYN（登録商標）8512は、４．５のＭＩを有する約５１％Ｎａで中和されたエチレン／１５％メタクリル酸；SURLYN（登録商標）8140は、１．０のＭＩを有する約４９％ナトリウムで中和されたエチレン／１９％メタクリル酸およびSURLYN（登録商標）9120は、１．０のＭＩを有する約３６％亜鉛で中和されたエチレン／１９％メタクリル酸である。
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表６に示される以下のデータは、ニートレジンの球およびツーピースボール用に、１５重量パーセントのステアリン酸カルシウムで変性した後のカバー配合物における弾性の改良を具体的に明らかにする。
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