JP3556527B2 - スポーツ用品用のバランシングウエイト - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフクラブのヘッド、テニスラケットやバドミントンラケットのヘッド等に貼り付けられるバランシングウエイトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴルフクラブのヘッドには、板状のバランシングウエイト（バランスウエイト、バランサー、釣り合い錘等とも称される）が貼り付けられることがある。バランシングウエイトの貼り付けにより、ゴルフクラブの総重量や重量分布が調整される。具体的には、ヘッドのスイートスポットの位置が調整され、また、シャフトを含むゴルフクラブ全体のバランスが調整される。バランシングウエイトは、特にプロゴルファーやトップアマチュア等の、微妙なクラブセッティングを必要とするゴルファーに賞用されている。
【０００３】
このバランシングウエイトは、比重の大きなものである必要がある。比重の大きなバランシングウエイトにより重量調整の自由度が向上し、少ない体積（又は面積）のバランシングウエイトによって重量分布の大幅な変更がなされ得る。また、バランシングウエイトはゴルフクラブヘッド等の湾曲面に貼り付けられるものであるので、この湾曲面に沿いやすいように、柔軟で変形容易なものである必要がある。さらに、バランシングウエイトはゴルファーのコンディション等に応じて適時着脱されるものであるので、この着脱が容易なものである必要がある。
【０００４】
このような要求を満たすものとして、鉛又は鉛合金からなるバランシングウエイトが用いられている。鉛は比重が１１．３と実用金属中では比較的大きく、また、柔軟で変形が容易である。しかも腐食しにくいという長所も備えている。鉛又は鉛合金からなるバランシングウエイトは、通常両面テープでゴルフクラブヘッドに貼り付けられて用いられる。
【０００５】
しかし、鉛は有害性を有しており、自然界に放置された場合に環境へ悪影響を与えることがある。例えば、鉛製の魚釣り用錘、散弾銃の弾丸等によって鳥類の体が汚染された例が報告されている。これらの分野では、鉛から代替材料への転換が検討されている。ゴルフクラブのバランシングウエイトも、例えばスイング中の脱落等によって自然界に放置されるおそれがあるので、他の材料への代替、いわゆる鉛フリー化が必要である。
【０００６】
特開平２−１９１４７６号公報には、高比重金属粉が熱可塑性樹脂に配合された材料により構成された、ゴルフクラブヘッド用の芯体が開示されている。そして、高比重金属粉として、鉛と共に、亜鉛及びタングステンが開示されている。しかしながら、この芯体はゴルフクラブヘッドに埋設されるものであるので、ゴルファーが自らの意志により適時着脱できるものではない。また、仮にこの材料がバランシングウエイトに用いられたとしても、バインダーとなる熱可塑性樹脂がナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、硬質塩化ビニル等であるので、柔軟性に欠け、湾曲面には沿いにくい。また、無理に湾曲面に貼り付けられた場合、変形に伴う内部応力が残留するので、時間経過とともにバランシングウエイトが部分的に剥がれて浮き上がったり、衝撃を受けた際に脱落したりしてしまうという問題がある。
【０００７】
特開昭６０−２４４８８８号公報には、熱可塑性樹脂に重金属粉末が配合された自動巻腕時計用おもり組成物が開示されている。そして、重金属の例として、タングステンが開示されている。しかしながら、このおもり組成物は熱可塑性樹脂がナイロン等であるので、柔軟性に欠けるものである。従って、仮にこの組成物がゴルフクラブ等のバランシングウエイトに用いられたとしても、ヘッドの湾曲面には沿いにくい。また、無理に湾曲面に貼り付けられた場合、変形に伴う内部応力が残留するので、時間経過とともにバランシングウエイトが部分的に剥がれて浮き上がったり、衝撃を受けた際に脱落したりしてしまうという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、鉛が用いられておらず、高比重で、しかも柔軟性に富むスポーツ用品用バランシングウエイトの提供をその目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためになされた発明は、ハードセグメント及びソフトセグメントからなる熱可塑性エラストマーと、比重が１５以上２２．６以下の金属材料からなる金属粉末と、前記熱可塑性エラストマーと前記金属粉末以外の第三成分とからなり、この第三成分の配合量は５重量％以下であり、
上記熱可塑性エラストマーの含有量と金属粉末の含有量との重量比が２．５／９７．５以上６．５／９３．５以下であるスポーツ用品用のバランシングウエイトからなる。
【００１０】
このバランシングウエイトは、ハードセグメント及びソフトセグメントからなる熱可塑性エラストマーが用いられているので、柔軟である。従って、特に加熱等行わなくとも、室温で、例えばゴルフクラブヘッドのような湾曲面や凹凸面に容易に貼り付けられる。また、このバランシングウエイトは、貼り付けられた後の時間経過や衝撃によっても、容易には剥がれない。
【００１１】
また、このバランシングウエイトでは比重が１５以上の金属材料からなる金属粉末が用いられており、しかもこの金属粉末が多量に配合されているので、バランシングウエイト自体の比重が大きい。従って、スポーツ用品の重量調整の自由度が高い。比重が１５以上の好適な金属材料としては、タングステン又はタングステンを含む合金が挙げられる。バランシングウエイトの比重としては、８．０以上１３．０以下が好ましい。
【００１２】
本発明において、金属粉末はカップリング剤で表面処理されるのが好ましい。カップリング剤で表面処理された金属粉末は熱可塑性エラストマーとの接合が堅固である。このため、バランシングウエイトが折り曲げられた場合でも割れが発生しにくく、また、バランシングウエイトの耐擦傷性も向上する。
【００１３】
本発明において、熱可塑性エラストマーは、ソフトセグメント主鎖の二重結合に水素原子が付加された水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーであるのが好ましい。水素原子の付加によってソフトセグメント主鎖の二重結合が消滅し、これによって熱可塑性エラストマーの反応性が低下するので、バランシングウエイトの耐候性及び耐熱性が高められる。水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーのスチレン含有量は、１３重量％以上３０重量％以下が好ましい。これにより、バランシングウエイトの製造容易性が維持されつつ、柔軟性がより向上する。好適な水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、ポリスチレン−ポリイソプレンブロック共重合体の水素添加物、ポリスチレン−ポリブタジエンブロック共重合体の水素添加物、ポリスチレン−ポリイソプレンブロック共重合体のイソプレン部にブタジエンユニットが含まれるものの水素添加物等が挙げられ、これらが単独で又は２種以上が混合されて用いられる。
【００１４】
本発明にかかるバランシングウエイトのＪＩＳ−Ｋ−７２１５に規定されるデュロメータータイプＤで測定される硬度は、５５以下が好ましい。これにより、バランシングウエイトの湾曲面や凹凸面への貼り付けが容易となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳説する。
図１は、本発明の一実施形態にかかるバランシングウエイト１が示された断面図である。このバランシングウエイト１は、金属粉末２とバインダー３とから構成されている。
【００１６】
金属粉末２を構成する金属材料は、金属元素のみからなるものには限られず、金属元素と他の元素との化合物や、金属元素を含むセラミクスも含まれる。金属粉末２の比重は、１５以上である。これにより、バランシングウエイト１が高比重となり、スポーツ用品の重量調整の自由度が高められる。比重が１５以上の金属としては、タングステン（比重：１９．３）、金（比重：１９．３）、白金（比重：２１．５）、オスミウム（比重：２２．６）、イリジウム（比重：２２．６）、タンタル（比重：１６．７）等が挙げられる。これらの金属の中でも、常温で比較的安定で酸化が起こりにくく、安全で、かつ高融点金属として多量に使用されているので低価格であるタングステンが好ましい。また、タングステンを９０重量％以上含有するタングステン合金も、好適に用いられる。タングステン合金の具体例としては、タングステン−鉄−ニッケル合金、タングステン−ニッケル−銅合金等が挙げられる。なお、バランシングウエイト１には、その高比重が維持される範囲で、比重が１５以上の金属粉末２に加えて比重が１５未満の金属粉末が配合されても良い。
【００１７】
金属粉末２の平均粒子直径は、２μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、３μｍ以上３０μｍ以下が特に好ましい。平均粒子直径が上記範囲未満であると、金属粉末２の表面積が大きくなってしまい、バインダー３が金属粉末２の全表面を覆うためにはバインダー３に対する金属粉末２の配合比が小さく設定される必要が生じ、結果としてバランシングウエイト１の比重が小さくなってしまうことがある。平均粒子直径が上記範囲を超えると、バランシングウエイト１の成形性が低下してしまうことがある。なお、平均粒子直径は、無作為に抽出された１００個の金属粉末２の粒子直径の平均が算出されることによって求められる。また、金属粉末２が球形でない場合は、金属粉末２が内接する球の直径が粒子直径とされる。
【００１８】
金属粉末２は、平均粒度のことなる複数種類のものが用いられるのが好ましい。これにより、バランシングウエイトを構成する組成物の流動性が良好となり、例えば射出成形等の成形法によってバランシングウエイトが成形される際の成形性が向上する。
【００１９】
金属粉末２は、カップリング剤による表面処理が施されている。用いられるカップリング剤としては、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のシラン系カップリング剤や、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート等のチタネート系カップリング剤が挙げられる。これらのカップリング剤のなかでも、バインダー３である熱可塑性エラストマーとの親和性に優れるシラン系カップリング剤が好ましい。
【００２０】
バインダー３は、熱可塑性エラストマーから構成されている。熱可塑性エラストマーはハードセグメントを備えているので強度が高く、しかもソフトセグメントを備えているので常温でゴム状となり、柔軟性に優れる。従って、湾曲面や凹凸面に貼り付けられるバランシングウエイト１のバインダー３として好適である。また、熱可塑性エラストマーは高温ではハードセグメントが可塑化するので射出成形等の成形が容易であり、常温では前述の通りゴム状となるので架橋工程が不要である。
【００２１】
好適な熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系熱可塑性エラストマーが挙げられる。スチレン系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとしてのポリスチレン末端ブロックとソフトセグメントとしてのエラストマー中間ブロックとからなるブロック共重合体を主成分としているものである。スチレン系熱可塑性エラストマーは常温における物性が架橋ゴムに近く、柔軟である。このため、湾曲面や凹凸面に貼り付けられるバランシングウエイト１のバインダー３として、特に好適である。
【００２２】
スチレン系熱可塑性エラストマーのなかでも、中間ブロックであるソフトセグメントの主鎖の二重結合に水素原子が付加した水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが、バインダー３として特に好ましい。水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは、水素原子の付加によって二重結合が消滅しているので、反応性が抑えられている。このため、耐候性及び耐熱性に優れており、屋外で使用されて直射日光に曝されることの多いスポーツ用品用のバランシングウエイト１に好適である。
【００２３】
水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーのスチレン含有量は、１３重量％以上３０重量％以下が好ましく、１３重量％以上２０重量％以下が特に好ましい。スチレン含有量が上記範囲未満であると、バランシングウエイト１の熱可塑成形が困難となってしまうことがある。逆に、スチレン含有量が上記範囲を越えると、バランシングウエイト１の柔軟性が損なわれてしまうことがある。
【００２４】
好適な水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、ポリスチレン−ポリイソプレンブロック共重合体の水素添加物、ポリスチレン−ポリブタジエンブロック共重合体の水素添加物、ポリスチレン−ポリイソプレンブロック共重合体のイソプレン部にブタジエンユニットが含まれるものの水素添加物等が挙げられる。これらの水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは、単独で用いられてもよく、また、２種以上が混合されて用いられてもよい。また、これらの水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーと他の熱可塑性エラストマーとが混合されて用いられてもよい。
【００２５】
バインダー３である熱可塑性エラストマーの含有量と金属粉末２の含有量との重量比は、２．５／９７．５以上６．５／９３．５以下である。重量比が上記範囲未満であると、混練や成形が困難となってしまうことがある。逆に、重量比が上記範囲を超えると、バランシングウエイト１の比重が小さくなって、重量調整の自由度が低下してしまうことがある。これらの観点より、重量比は、３．０／９７．０以上５．０／９５．０以下が好ましく、３．０／９７．０以上４．５／９５．５以下が特に好ましい。
【００２６】
このバランシングウエイト１は、バインダー３としての熱可塑性エラストマーと金属粉末２とから構成されているが、バランシングウエイト１には、これら以外の第三成分が配合されてもよい。例えば、バランシングウエイト１を構成する組成物に成形時の離型性改善を目的としてステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸金属塩が配合されても良く、また、着色のための顔料が配合されても良い。但し、柔軟性、高比重、成形性、耐候性等が維持されるには、第三成分の配合量は５重量％以下、特には２重量％以下とされるのが好ましい。
【００２７】
バランシングウエイト１の比重は８．０以上が好ましく、９．５以上が特に好ましく、１１．０以上がさらに特に好ましい。比重がこの範囲とされることにより、スポーツ用品の重量調整の自由度が高められ、鉛製のバランシングウエイト１との代替が可能となる。重量調整の自由度向上の観点からはバランシングウエイト１の比重は大きいほど好ましいが、通常の可塑性エラストマーと金属粉末２との組み合わせから得られるバランシングウエイト１の比重は、１３．０以下程度である。
【００２８】
バランシングウエイト１のＪＩＳ−Ｋ−７２１５に規定されるデュロメータータイプＤで測定される硬度は５５以下が好ましく、３０以下が特に好ましい。硬度が上記範囲を超えると、バランシングウエイト１の柔軟性が不十分となって、湾曲面や凹凸面への貼り付けが困難となってしまうことがある。柔軟性の観点からは硬度は小さいほど好ましいが、高比重が維持されつつ得られるバランシングウエイト１の硬度は、通常は１５以上である。
【００２９】
このバランシングウエイト１を作製するには、まず熱可塑性エラストマーと金属粉末２とを押出機で溶融・混練し、ペレットを得る。このペレットを用いて射出成形にてバランシングウエイト１を得る。バランシングウエイト１は通常は板状であり、所定間隔で切り込みが形成されている。プレーヤーは切り込みから必要量のバランシングウエイト１を引きちぎって、両面テープ等でゴルフクラブヘッドに貼り付ける。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。
【００３１】
［実施例１］
バインダーとして、比重が０．８９であってスチレン含有量が１３重量％である、水素添加されたポリスチレン−ポリイソプレンブロック共重合体（クラレ社の商品名「セプトン２０６３」）を用意した。これに、あらかじめγ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン（東レ ダウコーニング・シリコーン社の商品名「ＳＨ６０２０」）で表面処理した、比重が１９．３で平均粒子直径が１３μｍであるタングステン粉末を、両者の重量比が４．５／９５．５となるように配合した。そして、これらを高速攪拌翼付きの混合槽で予備混合し、さらに押出機で溶融・混練して、ペレットを得た。次に、このペレットを加熱・乾燥し、射出温度２４０℃、金型温度６０℃の条件で射出成形を行って、実施例１のバランシングウエイトを得た。このバランシングウエイトの寸法は長さが１００ｍｍであり、幅が２５ｍｍであり、厚みが２．０ｍｍであった。
【００３２】
［実施例２］
バインダーとタングステン粉末との混合比を３．０／９７．０とした他は実施例１と同様にして、実施例２のバランシングウエイトを得た。
【００３３】
［比較例１］
バインダーとタングステン粉末との混合比を２．０／９８．０とした他は実施例１と同様にして押出機で溶融・混練を行ったが、押出機への負荷が過大であったため、ペレット化できなかった。
【００３４】
［実施例３］
タングステン粉末に表面処理を行わなかった他は実施例１と同様にして、実施例３のバランシングウエイトを得た。
【００３５】
［実施例４］
バインダーとして、比重が０．９２であってスチレン含有量が３０重量％である、水素添加されたポリスチレン−ポリイソプレンブロック共重合体（クラレ社の商品名「セプトン４０３３」）を用いた他は実施例１と同様にして、実施例４のバランシングウエイトを得た。なお、このポリスチレン−ポリイソプレンブロック共重合体のイソプレン部には、ブタジエンユニットが若干含まれている。
【００３６】
［比較例２及び比較例３］
バインダーとして比重が１．１３であるポリアミド樹脂（ナイロン６）を用いた他は実施例１と同様にして、比較例２のバランシングウエイトを得た。また、バインダーとして比重が１．１３であるポリアミド樹脂（ナイロン６）を用い、バインダーとタングステン粉末との混合比を５．７／９４．３とした他は実施例１と同様にして、比較例３のバランシングウエイトを得た。
【００３７】
［比重測定］
各実施例及び各比較例のバランシングウエイトの比重を測定した。この結果が、下記の表１に示されている。最終的にバランシングウエイトが得られなかった比較例２を除き、いずれのバランシングウエイトも比重が１０．０以上であり、鉛製のバランシングウエイト（比重１１．３）に匹敵するものであった。
【００３８】
［硬度の測定］
各バランシングウエイトの硬度を測定した。測定は、ＪＩＳ−Ｋ−７２１５の規定に準拠し、デュロメータータイプＤを用いて行った。この結果が、下記の表１に示されている。
【００３９】
［貼り付け易さの評価］
ステンレス鋼（ＳＵＳ６３０）からなるアイアンゴルフクラブヘッド裏面の、曲率が約４００ｍｍである湾曲面に、両面テープを用いて手作業でバランシングウエイトを貼り付けた。そして、この際の貼り付け易さを評価した。柔軟性があって容易かつ良好に貼り付けることができたものを「◎」とし、多少曲げづらいが貼り付けができたものを「○」とし、貼り付けは容易であったが表面に微小クラックが発生したものを「△」とし、柔軟性がないため貼り付けが困難であったものを「×」とした。この結果が、下記の表１に示されている。
【００４０】
【表１】

【００４１】
表１において、バインダーとしてナイロン６が用いられた比較例２及び比較例３のバランシングウエイトは、硬すぎて貼り付けが困難であるという評価結果となっている。これに対し、バインダーとして熱可塑性エラストマーが用いられた各実施例のバランシングウエイトは、貼り付けができている。このことより、バランシングウエイトのバインダーとして熱可塑性エラストマーが好ましいことが解る。また、バインダーの配合量が少ない比較例１では、バランシングウエイトが得られていない。このことより、熱可塑性エラストマーの含有量と金属粉末の含有量との重量比が２．５／９７．５以上である必要があることが解る。また、実施例１のバランシングウエイトと実施例３のバランシングウエイトとの比較より、金属粉末がカップリング剤で表面処理されるのが好ましいことが解る。以上の評価結果より、本発明の優位性が確認された。
【００４２】
以上、ゴルフクラブヘッドに貼り付けられる場合を例として本発明のバランシングウエイトが説明されたが、湾曲面や凹凸面への貼り付けが容易な本発明のバランシングウエイトは、ゴルフクラブヘッド以外にも、例えばゴルフクラブのグリップエンド、テニスラケットやバドミントンラケットのグリップエンド、釣り竿等の、種々のスポーツ用品に用いられ得る。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のバランシングウエイトは高比重で、しかも柔軟性に富むものである。このバランシングウエイトがスポーツ用品に用いられることにより、鉛による環境破壊が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかるバランシングウエイトが示された断面図である。
【符号の説明】
１ バランシングウエイト
２ 金属粉末
３ バインダー

Claims (8)

1. ハードセグメント及びソフトセグメントからなる熱可塑性エラストマーと、比重が１５以上２２．６以下の金属材料からなる金属粉末と、前記熱可塑性エラストマーと前記金属粉末以外の第三成分とからなり、この第三成分の配合量は５重量％以下であり、
   上記熱可塑性エラストマーの含有量と金属粉末の含有量との重量比が２．５／９７．５以上６．５／９３．５以下であるスポーツ用品用のバランシングウエイト。
2. その比重が８．０以上１３．０以下である請求項１に記載のスポーツ用品用のバランシングウエイト。
3. 上記金属粉末がタングステン又はタングステンを含む合金である請求項１又は請求項２に記載のスポーツ用品用のバランシングウエイト。
4. 上記金属粉末がカップリング剤で表面処理されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスポーツ用品用のバランシングウエイト。
5. 上記熱可塑性エラストマーが、ソフトセグメント主鎖の二重結合に水素原子が付加された水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーである請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスポーツ用品用のバランシングウエイト。
6. 上記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーのスチレン含有量が１３重量％以上３０重量％以下である請求項５に記載のスポーツ用品用のバランシングウエイト。
7. 上記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが、ポリスチレン−ポリイソプレンブロック共重合体の水素添加物、ポリスチレン−ポリブタジエンブロック共重合体の水素添加物、ポリスチレン−ポリイソプレンブロック共重合体のイソプレン部にブタジエンユニットが含まれるものの水素添加物又はこれらの混合物である請求項５又は請求項６に記載のスポーツ用品用のバランシングウエイト。
8. ＪＩＳ−Ｋ−７２１５に規定されるデュロメータータイプＤで測定される硬度が２１〜５５である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のスポーツ用品用のバランシングウエイト。

Images