樹脂製機枠部材及びその製造方法
【課題】高発泡層の形成により軽量化を図ることができると共に、全表面へのスキン層の形成及び低発泡層の形成により、機械的強度を向上させることができる樹脂製機枠部材及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】樹脂製機枠部材６は、熱可塑性樹脂を発泡成形してなると共に、四角枠形状の樹脂製機枠７を構成する上枠部６Ａ、下枠部６Ｂ又は左右の側枠部６Ｃとして用いるものである。樹脂製機枠部材６は、その全表面に、未発泡の熱可塑性樹脂からなるスキン層６１を有している。樹脂製機枠部材６において、スキン層６１に対する内側部分には、熱可塑性樹脂を発泡させた高発泡層６２１と、高発泡層６２１よりも発泡率が低く、互いに対向するスキン層６１の部分同士を繋ぐ低発泡層６２２とが形成されている。
【解決手段】樹脂製機枠部材６は、熱可塑性樹脂を発泡成形してなると共に、四角枠形状の樹脂製機枠７を構成する上枠部６Ａ、下枠部６Ｂ又は左右の側枠部６Ｃとして用いるものである。樹脂製機枠部材６は、その全表面に、未発泡の熱可塑性樹脂からなるスキン層６１を有している。樹脂製機枠部材６において、スキン層６１に対する内側部分には、熱可塑性樹脂を発泡させた高発泡層６２１と、高発泡層６２１よりも発泡率が低く、互いに対向するスキン層６１の部分同士を繋ぐ低発泡層６２２とが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂を発泡成形してなる四角枠形状の樹脂製機枠の各枠部を構成する樹脂製機枠部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パチンコ遊技機等の遊技機の枠体を構成する機枠としては、木製のものが多いが、製造工程の簡略化、自然保護に対応した樹脂への転換、軽量化、リサイクル性等を考慮して、樹脂発泡成形体を用いて構成することが行われている。例えば、特許文献１の遊技機の枠体においては、遊技機の機体を構成する合成樹脂製の枠体を、枠体の表面層を形成する表面スキン層と、その内部の発泡層とを有する状態で形成している。そして、表面スキン層の内部に、良好な発泡層が形成された複雑な形状の枠体を形成している。
【０００３】
また、固定型と可動型との間に設けたキャビティ内に溶融樹脂を充填し、固定型に対して可動型を後退させることによって、所定の発泡倍率の樹脂発泡成形体を成形することが行われている。例えば、特許文献２の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法においては、キャビティ容積を可変する可動コアを有する金型内に、予め不活性ガスを注入する工程と、化学発泡剤を混練した溶融樹脂に超臨界流体を浸透させてこの溶融樹脂を金型内に充填する工程と、溶融樹脂の金型内充填時に可動コアをキャビティ容積が増大する方向に後退させる工程とを行って、熱可塑性樹脂発泡成形体を成形している。これにより、成形体の表面外観品質に優れ、均一性の高い発泡セル径を安定的に得ることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５２３１号公報
【特許文献２】特許第２９３９０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては、表面スキン層と発泡層とのみで枠体を形成しているため、表面スキン層以外に枠体の機械的強度（剛性）を向上させるためには、更なる工夫が必要とされる。
また、特許文献２においては、キャビティ内へ溶融樹脂を充填しているときに、可動コアをキャビティが増大する方向に後退させている。これにより、成形する熱可塑性樹脂発泡成形体の全表面、特に可動コアの可動方向に直交する方向の側面に、溶融樹脂を半硬化させた未発泡のスキン層を形成することが困難である。そのため、成形する熱可塑性樹脂発泡成形体の機械的強度（剛性）を向上させるためには十分ではない。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、高発泡層の形成により軽量化を図ることができると共に、全表面へのスキン層の形成及び低発泡層の形成により、機械的強度を向上させることができる樹脂製機枠部材及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、熱可塑性樹脂を発泡成形してなると共に、四角枠形状の樹脂製機枠を構成する上枠部、下枠部又は左右の側枠部のいずれかとして用いる樹脂製機枠部材であって、
該樹脂製機枠部材は、その全表面に、未発泡の熱可塑性樹脂からなるスキン層を有しており、
該スキン層に対する内側部分には、熱可塑性樹脂を発泡させた高発泡層と、該高発泡層よりも発泡率が低く、互いに対向する上記スキン層の部分同士を繋ぐ低発泡層とが形成されていることを特徴とする樹脂製機枠部材にある（請求項１）。
【０００８】
本発明の樹脂製機枠部材は、機枠の上枠部、下枠部又は左右の側枠部のいずれかを構成するものであり、その機械的強度（剛性）を向上させる工夫を行っている。
具体的には、樹脂製機枠部材の全表面には、未発泡の熱可塑性樹脂からなるスキン層が形成されている。また、スキン層に対する内側部分には、熱可塑性樹脂を発泡させた高発泡層と、高発泡層よりも発泡率が低い低発泡層とが形成されている。そして、低発泡層は、互いに対向するスキン層の部分同士を繋ぐ状態で形成されている。
【０００９】
それ故、本発明の樹脂製機枠部材によれば、高発泡層の形成により軽量化を図ることができると共に、全表面へのスキン層の形成及び低発泡層の形成により、その機械的強度を向上させることができる。
【００１０】
第２の発明は、上記樹脂製機枠部材を、第１型部と、該第１型部に対して相対的に可動する第２型部とを用い、該第２型部と上記第１型部との間に形成したキャビティ内に、化学発泡剤を熱可塑性樹脂に混練してなる溶融樹脂を充填し、上記第１型部と上記第２型部とを上記キャビティの容積が拡大する離隔方向に相対的に可動させて製造する方法であって、
上記第２型部には、上記第１型部に設けたキャビティ形成凹部内に配置するキャビティ形成凸部を設け、
上記キャビティ形成凹部の底面と上記キャビティ形成凸部の先端面との少なくとも一方には、成形する上記樹脂製機枠部材の長手方向に直交する断面の中央部分に、上記長手方向に沿って長尺状突起を形成し、
上記キャビティ形成凹部において上記第１型部と上記第２型部との可動方向に平行に形成した内側面と、上記キャビティ形成凸部において上記可動方向に平行に形成した外側面との間には、上記溶融樹脂を充填するための充填用隙間を上記キャビティと連通して形成しておき、
上記キャビティ内及び上記充填用隙間に充填した上記溶融樹脂を半硬化させて未発泡のスキン層を形成し、
次いで、上記第１型部と上記第２型部とを上記離隔方向に相対的に可動させて、上記スキン層に対する内側部分に、溶融樹脂を発泡させた高発泡層と、該高発泡層よりも発泡率が低く、上記スキン層の部分同士を繋ぐ低発泡層とを形成し、該低発泡層は、上記長尺状突起に対応する部分に形成すると共に、上記高発泡層は、他の部分に形成することを特徴とする樹脂製機枠部材の製造方法にある（請求項６）。
【００１１】
本発明の樹脂製機枠部材の製造方法は、上記軽量化を図ることができると共に機械的強度（剛性）を向上させることができる樹脂製機枠部材を発泡成形するのに適した方法である。
具体的には、第１型部のキャビティ形成凹部における内側面と、第２型部のキャビティ形成凸部における外側面との間に、溶融樹脂を充填するための充填用隙間をキャビティと連通して形成しておく。また、キャビティ形成凹部の底面とキャビティ形成凸部の先端面との少なくとも一方には、成形する樹脂製機枠部材の長手方向に直交する断面の中央部分に、長手方向に沿って長尺状突起を形成しておく。
【００１２】
本発明の製造方法において、樹脂製機枠部材を発泡成形するに当たっては、溶融樹脂をキャビティ内に充填すると共に充填用隙間に充填する。このとき、第１型部におけるキャビティ形成凹部の底面及び内側面と、第２型部におけるキャビティ形成凸部の先端面及び外側面とに接触する溶融樹脂は、通常３０〜１００℃に温度調整されている金型（第１型部、第２型部）に接しているため、キャビティの中心部分（内側部分）における溶融樹脂よりも先に硬化を始める。そして、キャビティにおける接触表面だけでなく、充填用隙間における接触表面にも、溶融樹脂が半硬化して未発泡のスキン層が形成される。
ここで、半硬化とは、溶融樹脂が、もはや発泡層を形成することはできないが、第１型部に対する第２型部の相対的な可動に伴って流動することができる程度に硬化していることをいう。
【００１３】
次いで、キャビティ及び充填用隙間にスキン層を形成した後、第１型部と第２型部とを離隔方向に相対的に可動させる。このとき、充填用隙間に形成されたスキン層に対してキャビティ形成凸部の外側面がスライドし、充填用隙間に形成されたスキン層の内側部分に溶融樹脂が流動する。
そして、第１型部と第２型部とを所定位置まで相対的に可動させ、樹脂製機枠部材を成形したときには、樹脂製機枠部材の全表面には、溶融樹脂がほとんど未発泡で硬化したスキン層を形成することができる。また、樹脂製機枠部材の内部（内側部分）においては、キャビティ形成凹部の底面とキャビティ形成凸部の先端面との少なくとも一方に形成した長尺状突起に対応する部分には、互いに対向するスキン層の部分同士を繋ぐ状態で発泡倍率が低い低発泡層が形成され、その他の部分には、低発泡層よりも発泡倍率が高くなった高発泡層が形成される。
【００１４】
それ故、本発明の樹脂製機枠部材の製造方法によれば、高発泡層の形成により軽量化を図ることができると共に、全表面へのスキン層の形成及び低発泡層の形成により、機械的強度を向上させることができる樹脂製機枠部材を容易に製造することができる。
なお、低発泡層が形成される理由は、キャビティ形成凹部の底面とキャビティ形成凸部の先端面との少なくとも一方において、長尺状突起を形成した部分において溶融樹脂の冷却が早く進んで溶融樹脂の粘度が高くなり、溶融樹脂が発泡し難い状態が形成されるためであると考える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上述した第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記低発泡層は、上記高発泡層を２つに仕切る状態で上記樹脂製機枠部材の長手方向に平行に連続して形成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、低発泡層によって互いに対向するスキン層の部分同士を、長手方向に連続して繋ぐことができ、樹脂製機枠部材の機械的強度をより確実に向上させることができる。
【００１６】
また、上記低発泡層は、上記四角枠形状の内周側に位置する上記スキン層の部分と、上記四角枠形状の外周側に位置する上記スキン層の部分とを繋ぐ状態で形成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、枠体の機械的強度を効果的に向上させることができる。
【００１７】
また、上記樹脂製機枠部材は、上記四角枠形状の内外周方向における厚み寸法が、上記四角枠形状の奥行き方向における奥行き寸法よりも小さく形成してあると共に、該奥行き方向における中間部には、上記内外周方向に厚みが縮小した厚み縮小部を当該樹脂製機枠部材の長手方向に沿って形成してなり、上記低発泡層は、互いに対向する上記スキン層の部分同士を上記厚み縮小部において繋ぐ状態で形成されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、樹脂製機枠部材を発泡成形する際に、厚み縮小部において、互いに対向するスキン層の部分同士を繋ぐ低発泡層を容易に形成することができる。
【００１８】
また、上記樹脂製機枠部材における上記高発泡層及び上記低発泡層の発泡倍率は、１．１〜２．０倍であることが好ましい（請求項５）。
この場合には、発泡倍率が適切であり、発泡によるセル径が均一で外観に優れ、さらに機械的強度にも優れる枠体を得ることができる。
なお、樹脂製機枠部材の発泡倍率が１．１倍未満である場合には、発泡による軽量化等の効果があまり得られない。一方、樹脂製機枠部材の発泡倍率が２．０倍を超える場合には、樹脂製機枠部材を発泡成形する際に、表面に波打ちが生じるおそれがある。
また、樹脂製機枠部材の発泡倍率は、より好ましくは１．２〜１．６倍とすることができる。
【００１９】
第２の発明において、上記キャビティ内に上記溶融樹脂を注入するための樹脂注入口は、上記長尺状突起の形成位置において、該長尺状突起の形成方向に沿って複数個が形成してあることが好ましい（請求項７）。
この場合には、樹脂注入口を形成した部分の周辺の圧力が、他の部分に比べて高いことにより、樹脂注入口を形成した部分の周辺に、溶融樹脂が発泡し難い状態を形成して、長尺状突起の形成位置に低発泡層をより形成し易くすることができる。
【００２０】
また、上記第２型部は、上記第１型部に対して上記離隔方向に相対的に可動させるときには、樹脂製機枠部材を発泡成形するキャビティの全体に対応する部分を可動させて、キャビティ全体の容積を拡大させることができる。
これ以外にも、第２型部は、キャビティの一部に対応する部分のみを、第１型部に対して相対的に可動させて、スキン層及び発泡層を含む部分と、スキン層（未発泡層）のみからなる部分とが結合された樹脂製機枠部材を成形することもできる。
【００２１】
化学発泡剤の含有量は、所望の発泡倍率が得られるように、用いる化学発泡剤や樹脂の種類に応じて適宜選択されるものであるが、熱可塑性樹脂１００質量部に対して化学発泡剤０．０５〜５質量部であり、好ましくは０．１〜４質量部、更に好ましくは０．３〜３質量部である。化学発泡剤の含有量が０．０５質量部未満である場合には、化学発泡剤の含有量が少なくて、発泡の各セル径を均一にすることが困難になる。一方、化学発泡剤の含有量が５質量部を超える場合には、化学発泡剤の含有量が多くて、化学発泡剤の残渣による金型汚染が生じ、外観に優れた発泡成形体を得ることが困難になる。
溶融状態可塑性樹脂への化学発泡剤の配合方法としては、熱可塑性樹脂組成物のペレットと発泡剤マスターバッチペレットをドライブレンドした後、成形機に供給し、成形機内で樹脂を可塑化させ、金型内で発泡させる方法が好ましく用いられる。また、物理発泡剤を併用してもよい。物理発泡剤としては、具体的には、プロパン、ブタン、水、炭酸ガス等が挙げられる。
【００２２】
上記熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂等のゴム強化ビニル系樹脂、ＡＳ樹脂、ＭＡＳ樹脂等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂（ＰＡ）、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、エチレン系共重合体等が挙げられる。これらは一種を単独で用いることができ、二種以上を組み合わせて用いることもできる。この中でも、ポリカーボネート樹脂とゴム強化ビニル系樹脂とを混合してなるものを用いることが好ましい。
【００２３】
上記樹脂製機枠部材の成形温度は、熱可塑性樹脂の配合等によって適宜選択されるが、本発明においては通常２２０〜２６０℃である。
本発明の樹脂製機枠部材は、パチンコ遊技機等の遊技機の機枠として用いることができる他、文房具、家具、間仕切り、玩具等の日用雑貨用品、建築関連資材その他の機枠部材として用いることができる。
【実施例】
【００２４】
以下に、本発明の樹脂製機枠部材及びその製造方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の樹脂製機枠部材６は、図６、図７に示すごとく、熱可塑性樹脂を発泡成形してなると共に、四角枠形状の樹脂製機枠７を構成する上枠部６Ａ、下枠部６Ｂ又は左右の側枠部６Ｃのいずれかとして用いるものである。樹脂製機枠部材６は、その全表面に、未発泡の熱可塑性樹脂からなるスキン層６１を有している。
そして、図５に示すごとく、樹脂製機枠部材６において、スキン層６１に対する内側部分には、熱可塑性樹脂を発泡させた高発泡層６２１と、高発泡層６２１よりも発泡率が低く、互いに対向するスキン層６１の部分同士を繋ぐ低発泡層６２２とが形成されている。
【００２５】
以下に、本例の樹脂製機枠部材６の製造方法につき、図１〜図７を参照して詳説する。
図６、図７に示すごとく、本例の樹脂製機枠７は、パチンコ遊技機において最外形を形成する外枠を構成する機枠として用いる。本例の樹脂製機枠７は、樹脂製機枠部材６によって、上枠部６Ａ、下枠部６Ｂ及び左右の側枠部６Ｃのすべてを形成してなる。上枠部６Ａ、下枠部６Ｂ又は左右の側枠部６Ｃをそれぞれ構成する樹脂製機枠部材６は、４つの内側の角部に配置した金具６５によって、四角枠形状を形成する状態に組み付けてある。
【００２６】
図５に示すごとく、樹脂製機枠部材６は、四角枠形状の内外周方向Ｃにおける厚み寸法が、四角枠形状の奥行き方向Ｄにおける奥行き寸法よりも小さく形成してある。奥行き方向Ｄにおける中間部（本例では中心部分）には、内外周方向Ｃに厚みが縮小した厚み縮小部６３が樹脂製機枠部材６の長手方向Ｌに沿って形成してある。本例の厚み縮小部６３は、樹脂製機枠部材６の内周方向及び外周方向のいずれにも形成されている。
そして、低発泡層６２２は、互いに対向するスキン層６１の部分同士を厚み縮小部６３において繋ぐ状態で形成されている。
【００２７】
樹脂製機枠部材６において、低発泡層６２２は、厚み縮小部６３に対応する位置において、高発泡層６２１を２つに仕切る状態で樹脂製機枠部材６の長手方向Ｌに平行に連続して形成されている。また、樹脂製機枠部材６において、低発泡層６２２は、四角枠形状の内周側に位置するスキン層６１の部分と、四角枠形状の外周側に位置するスキン層６１の部分とを繋ぐ状態で形成されている。
【００２８】
本例の製造方法においては、図１〜図４に示すごとく、第１型部２と、第１型部２に対して相対的に可動する第２型部３とを備えた製造装置１を用いて、樹脂製機枠部材６の発泡成形を行う。
図１に示すごとく、第２型部３は、第１型部２に設けたキャビティ形成凹部２１内に配置するキャビティ形成凸部３１を設けてなる。第１型部２及び第２型部３においては、キャビティ形成凹部２１において第１型部２と第２型部３との可動方向Ｄに平行に形成した内側面２１１と、キャビティ形成凸部３１において可動方向Ｄに平行に形成した外側面３１１との間には、溶融樹脂６０を充填するための充填用隙間４２がキャビティ４１Ａと連通して形成されている。
【００２９】
また、キャビティ形成凹部２１の底面２１２とキャビティ形成凸部３１の先端面３１２との両方には、成形する樹脂製機枠部材６の長手方向Ｌに直交する断面の中央部分に、長手方向Ｌに沿って長尺状突起２４が形成されている。また、樹脂製機枠部材６における厚み縮小部６３は、長尺状突起２４に対応する位置に形成される。また、本例の樹脂注入口２２は、長尺状突起２４の形成位置において長尺状突起２４の形成方向に沿って複数個が形成してある。
本例の製造装置１は、化学発泡剤を熱可塑性樹脂に混練してなる溶融樹脂６０をキャビティ４１Ａ内に充填すると共に充填用隙間４２に充填した後、第２型部３を第１型部２に対して離隔方向Ｒに可動させるよう構成してある。
【００３０】
本例の製造装置１を用いた樹脂製機枠部材６の製造方法は、溶融樹脂６０を充填したキャビティ４１Ａの容積を拡大させて、溶融樹脂６０を発泡させる方法であり、発泡成形する樹脂製機枠部材６の全表面に、溶融樹脂６０がほとんど発泡せずに硬化したスキン層６１を効果的に形成することができるものである。
図１、図４に示すごとく、本例の第１型部２は、キャビティ４１内に溶融樹脂６０を充填するための樹脂注入口２２を設けた固定型部である。また、本例の第２型部３は、第１型部２に対して離隔方向Ｒに可動する可動型部である。
【００３１】
また、本例の第２型部３は、第１型部２との間に形成するキャビティ４１の容積を１．１〜２．０倍に拡大させるように、第１型部２に対して離隔方向Ｒへ後退するよう構成してある。そして、本例において発泡成形する樹脂製機枠部材６の発泡倍率は、１．１〜２．０倍である。
図２、図３に示すごとく、本例の製造装置１は、第１型部２に設けた樹脂注入口２２に接続して、上記キャビティ４１Ａ内に溶融樹脂６０を注入するための注入ノズル２５を有している。本例の第２型部３は、油圧、空気圧、電力等によって動作する駆動源によって、第１型部２に対して進退する（可動方向Ｄに移動する）よう構成してある。
【００３２】
本例においては、第１型部２及び第２型部３を用いて、略直方体形状であって、四角形状断面を有し、一方向（長手方向Ｌ）に長い板形状の樹脂製機枠部材６を発泡成形する。
図４に示すごとく、本例の第２型部３は、キャビティ形成凸部３１の先端面３１２が充填用隙間４２の可動方向Ｄの端部まで移動するまで第１型部２に対して離隔方向Ｒに可動するよう構成してある。
第２型部３が第１型部２に対する原位置３０１にあるときには、キャビティ４１に連通して、溶融樹脂６０を充填するための充填用隙間４２が形成される。そして、図１、図２に示すごとく、第２型部３が離隔方向Ｒに可動する前の原位置３０１にあるときには、第２型部３と第１型部２との間には、容積が縮小したキャビティ４１Ａ及び充填用隙間４２が形成されると共に、図４に示すごとく、第２型部３が離隔方向Ｒに可動した可動位置３０２にあるときには、第２型部３と第１型部２との間には、容積が拡大したキャビティ４１Ｂが形成される。
【００３３】
図１に示すごとく、本例の第１型部２は、キャビティ４１における樹脂注入側の表面２１２（樹脂製機枠部材６の固定側表面を成形するキャビティ形成凹部２１の底面）、及び樹脂注入側の表面に直交する全周の側面２１１（内側面２１１、樹脂製機枠部材６の全側面を成形する面）を形成するためのキャビティ形成凹部２１を有している。本例の第２型部３は、キャビティ４１における樹脂受け側の表面３１２（樹脂製機枠部材６の可動側表面を成形するキャビティ形成凸部３１の先端面）、及び樹脂注入側の表面に直交する全周の側面３１１（外側面３１１）を形成するためのキャビティ形成凸部３１を有している。
第１型部２のキャビティ形成凹部２１における内側面２１１、及び第２型部３のキャビティ形成凸部３１における外側面３１１は、可動方向Ｄに平行に形成してある。
【００３４】
また、同図に示すごとく、本例の第１型部２においてキャビティ形成凹部２１を形成する型壁部の開口先端部２３の全周には、開口先端部２３と第２型部３における外側面３１１との間を閉塞する閉塞型部５が設けてある。
そして、製造装置１は、第１型部２に対して第２型部３を離隔方向Ｒに可動させるときには、第２型部３における外側面３１１が閉塞型部５における内周面５１と摺動することにより、充填用隙間４２を形成した状態を維持して、キャビティ４１Ａの容積を拡大させるよう構成してある。
【００３５】
また、図４に示すごとく、製造装置１は、第１型部２に対して第２型部３を離隔方向Ｒに相対的に可動させたときには、第２型部３における先端面３１２と閉塞型部５における内側端面５２とが一致するよう構成してある。そして、上記可動工程において、第１型部２に対して第２型部３を離隔方向Ｒに可動させたときには、樹脂製機枠部材６の全周の表面にスキン層６１を形成すると共に、スキン層６１の内側部分に発泡層６２を形成することができる。
【００３６】
なお、成形する樹脂製機枠部材６の形状によっては、第２型部３における先端面３１２と閉塞型部５における内側端面５２とが一致するまでは第２型部３を離隔方向Ｒに可動させずに、樹脂製機枠部材６からスキン層６１による突出部が突出した形状を形成することもできる。
また、本例の充填用隙間４２の幅は適宜変更することができ、充填用隙間４２に形成するスキン層６１の厚みを適宜変更することができる。
【００３７】
次に、上記製造装置１を用いて、樹脂製機枠部材６を製造する方法を詳説する。
本例においては、まず、充填工程として、図２、図３に示すごとく、注入ノズル２５に保持する溶融樹脂６０を、第１型部２における樹脂注入口２２から縮小した状態のキャビティ４１Ａ内に注入する。このとき、溶融樹脂６０は、キャビティ４１Ａから充填用隙間４２へと流入し、縮小した状態のキャビティ４１Ａ及び充填用隙間４２の全体に溶融樹脂６０が充填される。そして、第１型部２のキャビティ形成凹部２１の底面２１２及び内側面２１１と、第２型部３のキャビティ形成凸部３１の先端面３１２及び外側面３１１に接触する溶融樹脂６０の部分は、他の溶融樹脂６０の部分（キャビティ４１の内部（内側部分）における溶融樹脂６０の部分）よりも早く冷却硬化して半硬化状態のスキン層６１が形成される。そのため、キャビティ４１における接触表面だけでなく、充填用隙間４２における接触表面にも、溶融樹脂６０が半硬化して未発泡のスキン層６１が形成される。
【００３８】
次いで、可動工程として、図４に示すごとく、第１型部２に対して第２型部３を離隔方向Ｒに可動させる。このとき、充填用隙間４２内に充填されて硬化した溶融樹脂６０によるスキン層６１に対して、第２型部３のキャビティ形成凸部３１における外側面３１１が摺動し、このスキン層６１の内側部分に溶融樹脂６０が流入して発泡する。また、第１型部２のキャビティ形成凹部２１における樹脂注入側の表面２１２、及び第２型部３のキャビティ形成凸部３１における樹脂受け側の表面３１２に形成されたスキン層６１の内側部分にも溶融樹脂６０が流入して発泡する。
【００３９】
こうして、樹脂製機枠部材６の内部（内側部分）に溶融樹脂６０が発泡した発泡層６２を形成すると共に、樹脂製機枠部材６の全表面にスキン層６１を形成することができる。そのため、全表面に安定してスキン層６１を形成することができ、発泡成形した樹脂製機枠部材６の機械的強度を効果的に向上させることができる。
また、樹脂製機枠部材６の内部（内側部分）においては、キャビティ形成凹部２１の底面２１２とキャビティ形成凸部３１の先端面３１２とに形成した長尺状突起２４に対応する部分には、互いに対向するスキン層６１の部分同士を繋ぐ状態で発泡倍率が低い低発泡層６２２が形成され、その他の部分には、低発泡層６２２よりも発泡倍率が高くなった高発泡層６２１が形成される。
【００４０】
成形した樹脂製機枠部材６においては、低発泡層６２２がスキン層６１の部分同士を支えることができ、低発泡層６２２の形成により、樹脂製機枠部材６の機械的強度を向上させることができる。
なお、低発泡層６２２が形成される理由は、キャビティ形成凹部２１の底面２１２とキャビティ形成凸部３１の先端面３１２とにおいて、長尺状突起２４を形成した部分のキャビティ４１の可動方向Ｄの幅（厚み方向の幅）が狭くなって、溶融樹脂６０の冷却が早く進み、溶融樹脂６０の粘度が高くなるため、溶融樹脂６０が発泡し難い状態が形成されるためであると考える。
また、複数個の樹脂注入口２２を長尺状突起２４の形成方向に沿って形成したことにより、複数個の樹脂注入口２２を形成した部分の周辺は、他の部分に比べて圧力が高く、溶融樹脂６０が発泡し難いため、長尺状突起２４の形成部位に低発泡層６２２をより形成し易くできると考える。
【００４１】
それ故、本例の樹脂製機枠部材６の製造方法によれば、高発泡層６２１の形成により軽量化を図ることができると共に、全表面へのスキン層６１の形成及び低発泡層６２２の形成により、機械的強度を向上させることができる樹脂製機枠部材６を容易に製造することができる。
【００４２】
本例の熱可塑性樹脂としては、芳香族ポリカーボネート樹脂とゴム強化スチレン系樹脂とを混合してなるものを用いた。
そして、本例においては、樹脂成形を行う所定の温度において、粘度が高い芳香族ポリカーボネート樹脂の存在により、発泡によるセル径をできるだけ均一にすることができ、樹脂製機枠部材６の外観を向上させることができる。また、樹脂成形を行う所定の温度において、芳香族ポリカーボネート樹脂よりも粘度が低いゴム強化スチレン系樹脂の存在により、樹脂製機枠部材６の表面に安定してスキン層６１を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例における、第１型部及び第２型部を有する製造装置を示す断面説明図。
【図２】実施例における、充填工程において、キャビティ及び充填用隙間内に溶融樹脂を充填した状態を示す断面説明図。
【図３】実施例における、充填工程において、キャビティ及び充填用隙間内に溶融樹脂を充填した状態を、図２と直交する方向から見た状態で示す断面説明図。
【図４】実施例における、可動工程において、第１型部に対して第２型部を可動させて、キャビティ内に樹脂製機枠部材を成形した状態を示す断面説明図。
【図５】実施例における、樹脂製機枠部材を示す断面説明図。
【図６】実施例における、樹脂製機枠を正面から見た状態で示す説明図。
【図７】実施例における、樹脂製機枠部材を示す斜視説明図。
【符号の説明】
【００４４】
１ 製造装置
２ 第１型部
２１ キャビティ形成凹部
２１１ 内側面
２１２ 底面
２２ 樹脂注入口
２４ 長尺状突起
３ 第２型部
３１ キャビティ形成凸部
３１１ 外側面
３１２ 先端面
４１Ａ、Ｂ キャビティ
４２ 充填用隙間
６ 樹脂製機枠部材
６０ 溶融樹脂
６１ スキン層
６２ 発泡層
６２１ 高発泡層
６２２ 低発泡層
７ 樹脂製機枠
Ｌ 長手方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂を発泡成形してなる四角枠形状の樹脂製機枠の各枠部を構成する樹脂製機枠部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パチンコ遊技機等の遊技機の枠体を構成する機枠としては、木製のものが多いが、製造工程の簡略化、自然保護に対応した樹脂への転換、軽量化、リサイクル性等を考慮して、樹脂発泡成形体を用いて構成することが行われている。例えば、特許文献１の遊技機の枠体においては、遊技機の機体を構成する合成樹脂製の枠体を、枠体の表面層を形成する表面スキン層と、その内部の発泡層とを有する状態で形成している。そして、表面スキン層の内部に、良好な発泡層が形成された複雑な形状の枠体を形成している。
【０００３】
また、固定型と可動型との間に設けたキャビティ内に溶融樹脂を充填し、固定型に対して可動型を後退させることによって、所定の発泡倍率の樹脂発泡成形体を成形することが行われている。例えば、特許文献２の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法においては、キャビティ容積を可変する可動コアを有する金型内に、予め不活性ガスを注入する工程と、化学発泡剤を混練した溶融樹脂に超臨界流体を浸透させてこの溶融樹脂を金型内に充填する工程と、溶融樹脂の金型内充填時に可動コアをキャビティ容積が増大する方向に後退させる工程とを行って、熱可塑性樹脂発泡成形体を成形している。これにより、成形体の表面外観品質に優れ、均一性の高い発泡セル径を安定的に得ることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５２３１号公報
【特許文献２】特許第２９３９０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては、表面スキン層と発泡層とのみで枠体を形成しているため、表面スキン層以外に枠体の機械的強度（剛性）を向上させるためには、更なる工夫が必要とされる。
また、特許文献２においては、キャビティ内へ溶融樹脂を充填しているときに、可動コアをキャビティが増大する方向に後退させている。これにより、成形する熱可塑性樹脂発泡成形体の全表面、特に可動コアの可動方向に直交する方向の側面に、溶融樹脂を半硬化させた未発泡のスキン層を形成することが困難である。そのため、成形する熱可塑性樹脂発泡成形体の機械的強度（剛性）を向上させるためには十分ではない。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、高発泡層の形成により軽量化を図ることができると共に、全表面へのスキン層の形成及び低発泡層の形成により、機械的強度を向上させることができる樹脂製機枠部材及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、熱可塑性樹脂を発泡成形してなると共に、四角枠形状の樹脂製機枠を構成する上枠部、下枠部又は左右の側枠部のいずれかとして用いる樹脂製機枠部材であって、
該樹脂製機枠部材は、その全表面に、未発泡の熱可塑性樹脂からなるスキン層を有しており、
該スキン層に対する内側部分には、熱可塑性樹脂を発泡させた高発泡層と、該高発泡層よりも発泡率が低く、互いに対向する上記スキン層の部分同士を繋ぐ低発泡層とが形成されていることを特徴とする樹脂製機枠部材にある（請求項１）。
【０００８】
本発明の樹脂製機枠部材は、機枠の上枠部、下枠部又は左右の側枠部のいずれかを構成するものであり、その機械的強度（剛性）を向上させる工夫を行っている。
具体的には、樹脂製機枠部材の全表面には、未発泡の熱可塑性樹脂からなるスキン層が形成されている。また、スキン層に対する内側部分には、熱可塑性樹脂を発泡させた高発泡層と、高発泡層よりも発泡率が低い低発泡層とが形成されている。そして、低発泡層は、互いに対向するスキン層の部分同士を繋ぐ状態で形成されている。
【０００９】
それ故、本発明の樹脂製機枠部材によれば、高発泡層の形成により軽量化を図ることができると共に、全表面へのスキン層の形成及び低発泡層の形成により、その機械的強度を向上させることができる。
【００１０】
第２の発明は、上記樹脂製機枠部材を、第１型部と、該第１型部に対して相対的に可動する第２型部とを用い、該第２型部と上記第１型部との間に形成したキャビティ内に、化学発泡剤を熱可塑性樹脂に混練してなる溶融樹脂を充填し、上記第１型部と上記第２型部とを上記キャビティの容積が拡大する離隔方向に相対的に可動させて製造する方法であって、
上記第２型部には、上記第１型部に設けたキャビティ形成凹部内に配置するキャビティ形成凸部を設け、
上記キャビティ形成凹部の底面と上記キャビティ形成凸部の先端面との少なくとも一方には、成形する上記樹脂製機枠部材の長手方向に直交する断面の中央部分に、上記長手方向に沿って長尺状突起を形成し、
上記キャビティ形成凹部において上記第１型部と上記第２型部との可動方向に平行に形成した内側面と、上記キャビティ形成凸部において上記可動方向に平行に形成した外側面との間には、上記溶融樹脂を充填するための充填用隙間を上記キャビティと連通して形成しておき、
上記キャビティ内及び上記充填用隙間に充填した上記溶融樹脂を半硬化させて未発泡のスキン層を形成し、
次いで、上記第１型部と上記第２型部とを上記離隔方向に相対的に可動させて、上記スキン層に対する内側部分に、溶融樹脂を発泡させた高発泡層と、該高発泡層よりも発泡率が低く、上記スキン層の部分同士を繋ぐ低発泡層とを形成し、該低発泡層は、上記長尺状突起に対応する部分に形成すると共に、上記高発泡層は、他の部分に形成することを特徴とする樹脂製機枠部材の製造方法にある（請求項６）。
【００１１】
本発明の樹脂製機枠部材の製造方法は、上記軽量化を図ることができると共に機械的強度（剛性）を向上させることができる樹脂製機枠部材を発泡成形するのに適した方法である。
具体的には、第１型部のキャビティ形成凹部における内側面と、第２型部のキャビティ形成凸部における外側面との間に、溶融樹脂を充填するための充填用隙間をキャビティと連通して形成しておく。また、キャビティ形成凹部の底面とキャビティ形成凸部の先端面との少なくとも一方には、成形する樹脂製機枠部材の長手方向に直交する断面の中央部分に、長手方向に沿って長尺状突起を形成しておく。
【００１２】
本発明の製造方法において、樹脂製機枠部材を発泡成形するに当たっては、溶融樹脂をキャビティ内に充填すると共に充填用隙間に充填する。このとき、第１型部におけるキャビティ形成凹部の底面及び内側面と、第２型部におけるキャビティ形成凸部の先端面及び外側面とに接触する溶融樹脂は、通常３０〜１００℃に温度調整されている金型（第１型部、第２型部）に接しているため、キャビティの中心部分（内側部分）における溶融樹脂よりも先に硬化を始める。そして、キャビティにおける接触表面だけでなく、充填用隙間における接触表面にも、溶融樹脂が半硬化して未発泡のスキン層が形成される。
ここで、半硬化とは、溶融樹脂が、もはや発泡層を形成することはできないが、第１型部に対する第２型部の相対的な可動に伴って流動することができる程度に硬化していることをいう。
【００１３】
次いで、キャビティ及び充填用隙間にスキン層を形成した後、第１型部と第２型部とを離隔方向に相対的に可動させる。このとき、充填用隙間に形成されたスキン層に対してキャビティ形成凸部の外側面がスライドし、充填用隙間に形成されたスキン層の内側部分に溶融樹脂が流動する。
そして、第１型部と第２型部とを所定位置まで相対的に可動させ、樹脂製機枠部材を成形したときには、樹脂製機枠部材の全表面には、溶融樹脂がほとんど未発泡で硬化したスキン層を形成することができる。また、樹脂製機枠部材の内部（内側部分）においては、キャビティ形成凹部の底面とキャビティ形成凸部の先端面との少なくとも一方に形成した長尺状突起に対応する部分には、互いに対向するスキン層の部分同士を繋ぐ状態で発泡倍率が低い低発泡層が形成され、その他の部分には、低発泡層よりも発泡倍率が高くなった高発泡層が形成される。
【００１４】
それ故、本発明の樹脂製機枠部材の製造方法によれば、高発泡層の形成により軽量化を図ることができると共に、全表面へのスキン層の形成及び低発泡層の形成により、機械的強度を向上させることができる樹脂製機枠部材を容易に製造することができる。
なお、低発泡層が形成される理由は、キャビティ形成凹部の底面とキャビティ形成凸部の先端面との少なくとも一方において、長尺状突起を形成した部分において溶融樹脂の冷却が早く進んで溶融樹脂の粘度が高くなり、溶融樹脂が発泡し難い状態が形成されるためであると考える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上述した第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記低発泡層は、上記高発泡層を２つに仕切る状態で上記樹脂製機枠部材の長手方向に平行に連続して形成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、低発泡層によって互いに対向するスキン層の部分同士を、長手方向に連続して繋ぐことができ、樹脂製機枠部材の機械的強度をより確実に向上させることができる。
【００１６】
また、上記低発泡層は、上記四角枠形状の内周側に位置する上記スキン層の部分と、上記四角枠形状の外周側に位置する上記スキン層の部分とを繋ぐ状態で形成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、枠体の機械的強度を効果的に向上させることができる。
【００１７】
また、上記樹脂製機枠部材は、上記四角枠形状の内外周方向における厚み寸法が、上記四角枠形状の奥行き方向における奥行き寸法よりも小さく形成してあると共に、該奥行き方向における中間部には、上記内外周方向に厚みが縮小した厚み縮小部を当該樹脂製機枠部材の長手方向に沿って形成してなり、上記低発泡層は、互いに対向する上記スキン層の部分同士を上記厚み縮小部において繋ぐ状態で形成されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、樹脂製機枠部材を発泡成形する際に、厚み縮小部において、互いに対向するスキン層の部分同士を繋ぐ低発泡層を容易に形成することができる。
【００１８】
また、上記樹脂製機枠部材における上記高発泡層及び上記低発泡層の発泡倍率は、１．１〜２．０倍であることが好ましい（請求項５）。
この場合には、発泡倍率が適切であり、発泡によるセル径が均一で外観に優れ、さらに機械的強度にも優れる枠体を得ることができる。
なお、樹脂製機枠部材の発泡倍率が１．１倍未満である場合には、発泡による軽量化等の効果があまり得られない。一方、樹脂製機枠部材の発泡倍率が２．０倍を超える場合には、樹脂製機枠部材を発泡成形する際に、表面に波打ちが生じるおそれがある。
また、樹脂製機枠部材の発泡倍率は、より好ましくは１．２〜１．６倍とすることができる。
【００１９】
第２の発明において、上記キャビティ内に上記溶融樹脂を注入するための樹脂注入口は、上記長尺状突起の形成位置において、該長尺状突起の形成方向に沿って複数個が形成してあることが好ましい（請求項７）。
この場合には、樹脂注入口を形成した部分の周辺の圧力が、他の部分に比べて高いことにより、樹脂注入口を形成した部分の周辺に、溶融樹脂が発泡し難い状態を形成して、長尺状突起の形成位置に低発泡層をより形成し易くすることができる。
【００２０】
また、上記第２型部は、上記第１型部に対して上記離隔方向に相対的に可動させるときには、樹脂製機枠部材を発泡成形するキャビティの全体に対応する部分を可動させて、キャビティ全体の容積を拡大させることができる。
これ以外にも、第２型部は、キャビティの一部に対応する部分のみを、第１型部に対して相対的に可動させて、スキン層及び発泡層を含む部分と、スキン層（未発泡層）のみからなる部分とが結合された樹脂製機枠部材を成形することもできる。
【００２１】
化学発泡剤の含有量は、所望の発泡倍率が得られるように、用いる化学発泡剤や樹脂の種類に応じて適宜選択されるものであるが、熱可塑性樹脂１００質量部に対して化学発泡剤０．０５〜５質量部であり、好ましくは０．１〜４質量部、更に好ましくは０．３〜３質量部である。化学発泡剤の含有量が０．０５質量部未満である場合には、化学発泡剤の含有量が少なくて、発泡の各セル径を均一にすることが困難になる。一方、化学発泡剤の含有量が５質量部を超える場合には、化学発泡剤の含有量が多くて、化学発泡剤の残渣による金型汚染が生じ、外観に優れた発泡成形体を得ることが困難になる。
溶融状態可塑性樹脂への化学発泡剤の配合方法としては、熱可塑性樹脂組成物のペレットと発泡剤マスターバッチペレットをドライブレンドした後、成形機に供給し、成形機内で樹脂を可塑化させ、金型内で発泡させる方法が好ましく用いられる。また、物理発泡剤を併用してもよい。物理発泡剤としては、具体的には、プロパン、ブタン、水、炭酸ガス等が挙げられる。
【００２２】
上記熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂等のゴム強化ビニル系樹脂、ＡＳ樹脂、ＭＡＳ樹脂等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂（ＰＡ）、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、エチレン系共重合体等が挙げられる。これらは一種を単独で用いることができ、二種以上を組み合わせて用いることもできる。この中でも、ポリカーボネート樹脂とゴム強化ビニル系樹脂とを混合してなるものを用いることが好ましい。
【００２３】
上記樹脂製機枠部材の成形温度は、熱可塑性樹脂の配合等によって適宜選択されるが、本発明においては通常２２０〜２６０℃である。
本発明の樹脂製機枠部材は、パチンコ遊技機等の遊技機の機枠として用いることができる他、文房具、家具、間仕切り、玩具等の日用雑貨用品、建築関連資材その他の機枠部材として用いることができる。
【実施例】
【００２４】
以下に、本発明の樹脂製機枠部材及びその製造方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の樹脂製機枠部材６は、図６、図７に示すごとく、熱可塑性樹脂を発泡成形してなると共に、四角枠形状の樹脂製機枠７を構成する上枠部６Ａ、下枠部６Ｂ又は左右の側枠部６Ｃのいずれかとして用いるものである。樹脂製機枠部材６は、その全表面に、未発泡の熱可塑性樹脂からなるスキン層６１を有している。
そして、図５に示すごとく、樹脂製機枠部材６において、スキン層６１に対する内側部分には、熱可塑性樹脂を発泡させた高発泡層６２１と、高発泡層６２１よりも発泡率が低く、互いに対向するスキン層６１の部分同士を繋ぐ低発泡層６２２とが形成されている。
【００２５】
以下に、本例の樹脂製機枠部材６の製造方法につき、図１〜図７を参照して詳説する。
図６、図７に示すごとく、本例の樹脂製機枠７は、パチンコ遊技機において最外形を形成する外枠を構成する機枠として用いる。本例の樹脂製機枠７は、樹脂製機枠部材６によって、上枠部６Ａ、下枠部６Ｂ及び左右の側枠部６Ｃのすべてを形成してなる。上枠部６Ａ、下枠部６Ｂ又は左右の側枠部６Ｃをそれぞれ構成する樹脂製機枠部材６は、４つの内側の角部に配置した金具６５によって、四角枠形状を形成する状態に組み付けてある。
【００２６】
図５に示すごとく、樹脂製機枠部材６は、四角枠形状の内外周方向Ｃにおける厚み寸法が、四角枠形状の奥行き方向Ｄにおける奥行き寸法よりも小さく形成してある。奥行き方向Ｄにおける中間部（本例では中心部分）には、内外周方向Ｃに厚みが縮小した厚み縮小部６３が樹脂製機枠部材６の長手方向Ｌに沿って形成してある。本例の厚み縮小部６３は、樹脂製機枠部材６の内周方向及び外周方向のいずれにも形成されている。
そして、低発泡層６２２は、互いに対向するスキン層６１の部分同士を厚み縮小部６３において繋ぐ状態で形成されている。
【００２７】
樹脂製機枠部材６において、低発泡層６２２は、厚み縮小部６３に対応する位置において、高発泡層６２１を２つに仕切る状態で樹脂製機枠部材６の長手方向Ｌに平行に連続して形成されている。また、樹脂製機枠部材６において、低発泡層６２２は、四角枠形状の内周側に位置するスキン層６１の部分と、四角枠形状の外周側に位置するスキン層６１の部分とを繋ぐ状態で形成されている。
【００２８】
本例の製造方法においては、図１〜図４に示すごとく、第１型部２と、第１型部２に対して相対的に可動する第２型部３とを備えた製造装置１を用いて、樹脂製機枠部材６の発泡成形を行う。
図１に示すごとく、第２型部３は、第１型部２に設けたキャビティ形成凹部２１内に配置するキャビティ形成凸部３１を設けてなる。第１型部２及び第２型部３においては、キャビティ形成凹部２１において第１型部２と第２型部３との可動方向Ｄに平行に形成した内側面２１１と、キャビティ形成凸部３１において可動方向Ｄに平行に形成した外側面３１１との間には、溶融樹脂６０を充填するための充填用隙間４２がキャビティ４１Ａと連通して形成されている。
【００２９】
また、キャビティ形成凹部２１の底面２１２とキャビティ形成凸部３１の先端面３１２との両方には、成形する樹脂製機枠部材６の長手方向Ｌに直交する断面の中央部分に、長手方向Ｌに沿って長尺状突起２４が形成されている。また、樹脂製機枠部材６における厚み縮小部６３は、長尺状突起２４に対応する位置に形成される。また、本例の樹脂注入口２２は、長尺状突起２４の形成位置において長尺状突起２４の形成方向に沿って複数個が形成してある。
本例の製造装置１は、化学発泡剤を熱可塑性樹脂に混練してなる溶融樹脂６０をキャビティ４１Ａ内に充填すると共に充填用隙間４２に充填した後、第２型部３を第１型部２に対して離隔方向Ｒに可動させるよう構成してある。
【００３０】
本例の製造装置１を用いた樹脂製機枠部材６の製造方法は、溶融樹脂６０を充填したキャビティ４１Ａの容積を拡大させて、溶融樹脂６０を発泡させる方法であり、発泡成形する樹脂製機枠部材６の全表面に、溶融樹脂６０がほとんど発泡せずに硬化したスキン層６１を効果的に形成することができるものである。
図１、図４に示すごとく、本例の第１型部２は、キャビティ４１内に溶融樹脂６０を充填するための樹脂注入口２２を設けた固定型部である。また、本例の第２型部３は、第１型部２に対して離隔方向Ｒに可動する可動型部である。
【００３１】
また、本例の第２型部３は、第１型部２との間に形成するキャビティ４１の容積を１．１〜２．０倍に拡大させるように、第１型部２に対して離隔方向Ｒへ後退するよう構成してある。そして、本例において発泡成形する樹脂製機枠部材６の発泡倍率は、１．１〜２．０倍である。
図２、図３に示すごとく、本例の製造装置１は、第１型部２に設けた樹脂注入口２２に接続して、上記キャビティ４１Ａ内に溶融樹脂６０を注入するための注入ノズル２５を有している。本例の第２型部３は、油圧、空気圧、電力等によって動作する駆動源によって、第１型部２に対して進退する（可動方向Ｄに移動する）よう構成してある。
【００３２】
本例においては、第１型部２及び第２型部３を用いて、略直方体形状であって、四角形状断面を有し、一方向（長手方向Ｌ）に長い板形状の樹脂製機枠部材６を発泡成形する。
図４に示すごとく、本例の第２型部３は、キャビティ形成凸部３１の先端面３１２が充填用隙間４２の可動方向Ｄの端部まで移動するまで第１型部２に対して離隔方向Ｒに可動するよう構成してある。
第２型部３が第１型部２に対する原位置３０１にあるときには、キャビティ４１に連通して、溶融樹脂６０を充填するための充填用隙間４２が形成される。そして、図１、図２に示すごとく、第２型部３が離隔方向Ｒに可動する前の原位置３０１にあるときには、第２型部３と第１型部２との間には、容積が縮小したキャビティ４１Ａ及び充填用隙間４２が形成されると共に、図４に示すごとく、第２型部３が離隔方向Ｒに可動した可動位置３０２にあるときには、第２型部３と第１型部２との間には、容積が拡大したキャビティ４１Ｂが形成される。
【００３３】
図１に示すごとく、本例の第１型部２は、キャビティ４１における樹脂注入側の表面２１２（樹脂製機枠部材６の固定側表面を成形するキャビティ形成凹部２１の底面）、及び樹脂注入側の表面に直交する全周の側面２１１（内側面２１１、樹脂製機枠部材６の全側面を成形する面）を形成するためのキャビティ形成凹部２１を有している。本例の第２型部３は、キャビティ４１における樹脂受け側の表面３１２（樹脂製機枠部材６の可動側表面を成形するキャビティ形成凸部３１の先端面）、及び樹脂注入側の表面に直交する全周の側面３１１（外側面３１１）を形成するためのキャビティ形成凸部３１を有している。
第１型部２のキャビティ形成凹部２１における内側面２１１、及び第２型部３のキャビティ形成凸部３１における外側面３１１は、可動方向Ｄに平行に形成してある。
【００３４】
また、同図に示すごとく、本例の第１型部２においてキャビティ形成凹部２１を形成する型壁部の開口先端部２３の全周には、開口先端部２３と第２型部３における外側面３１１との間を閉塞する閉塞型部５が設けてある。
そして、製造装置１は、第１型部２に対して第２型部３を離隔方向Ｒに可動させるときには、第２型部３における外側面３１１が閉塞型部５における内周面５１と摺動することにより、充填用隙間４２を形成した状態を維持して、キャビティ４１Ａの容積を拡大させるよう構成してある。
【００３５】
また、図４に示すごとく、製造装置１は、第１型部２に対して第２型部３を離隔方向Ｒに相対的に可動させたときには、第２型部３における先端面３１２と閉塞型部５における内側端面５２とが一致するよう構成してある。そして、上記可動工程において、第１型部２に対して第２型部３を離隔方向Ｒに可動させたときには、樹脂製機枠部材６の全周の表面にスキン層６１を形成すると共に、スキン層６１の内側部分に発泡層６２を形成することができる。
【００３６】
なお、成形する樹脂製機枠部材６の形状によっては、第２型部３における先端面３１２と閉塞型部５における内側端面５２とが一致するまでは第２型部３を離隔方向Ｒに可動させずに、樹脂製機枠部材６からスキン層６１による突出部が突出した形状を形成することもできる。
また、本例の充填用隙間４２の幅は適宜変更することができ、充填用隙間４２に形成するスキン層６１の厚みを適宜変更することができる。
【００３７】
次に、上記製造装置１を用いて、樹脂製機枠部材６を製造する方法を詳説する。
本例においては、まず、充填工程として、図２、図３に示すごとく、注入ノズル２５に保持する溶融樹脂６０を、第１型部２における樹脂注入口２２から縮小した状態のキャビティ４１Ａ内に注入する。このとき、溶融樹脂６０は、キャビティ４１Ａから充填用隙間４２へと流入し、縮小した状態のキャビティ４１Ａ及び充填用隙間４２の全体に溶融樹脂６０が充填される。そして、第１型部２のキャビティ形成凹部２１の底面２１２及び内側面２１１と、第２型部３のキャビティ形成凸部３１の先端面３１２及び外側面３１１に接触する溶融樹脂６０の部分は、他の溶融樹脂６０の部分（キャビティ４１の内部（内側部分）における溶融樹脂６０の部分）よりも早く冷却硬化して半硬化状態のスキン層６１が形成される。そのため、キャビティ４１における接触表面だけでなく、充填用隙間４２における接触表面にも、溶融樹脂６０が半硬化して未発泡のスキン層６１が形成される。
【００３８】
次いで、可動工程として、図４に示すごとく、第１型部２に対して第２型部３を離隔方向Ｒに可動させる。このとき、充填用隙間４２内に充填されて硬化した溶融樹脂６０によるスキン層６１に対して、第２型部３のキャビティ形成凸部３１における外側面３１１が摺動し、このスキン層６１の内側部分に溶融樹脂６０が流入して発泡する。また、第１型部２のキャビティ形成凹部２１における樹脂注入側の表面２１２、及び第２型部３のキャビティ形成凸部３１における樹脂受け側の表面３１２に形成されたスキン層６１の内側部分にも溶融樹脂６０が流入して発泡する。
【００３９】
こうして、樹脂製機枠部材６の内部（内側部分）に溶融樹脂６０が発泡した発泡層６２を形成すると共に、樹脂製機枠部材６の全表面にスキン層６１を形成することができる。そのため、全表面に安定してスキン層６１を形成することができ、発泡成形した樹脂製機枠部材６の機械的強度を効果的に向上させることができる。
また、樹脂製機枠部材６の内部（内側部分）においては、キャビティ形成凹部２１の底面２１２とキャビティ形成凸部３１の先端面３１２とに形成した長尺状突起２４に対応する部分には、互いに対向するスキン層６１の部分同士を繋ぐ状態で発泡倍率が低い低発泡層６２２が形成され、その他の部分には、低発泡層６２２よりも発泡倍率が高くなった高発泡層６２１が形成される。
【００４０】
成形した樹脂製機枠部材６においては、低発泡層６２２がスキン層６１の部分同士を支えることができ、低発泡層６２２の形成により、樹脂製機枠部材６の機械的強度を向上させることができる。
なお、低発泡層６２２が形成される理由は、キャビティ形成凹部２１の底面２１２とキャビティ形成凸部３１の先端面３１２とにおいて、長尺状突起２４を形成した部分のキャビティ４１の可動方向Ｄの幅（厚み方向の幅）が狭くなって、溶融樹脂６０の冷却が早く進み、溶融樹脂６０の粘度が高くなるため、溶融樹脂６０が発泡し難い状態が形成されるためであると考える。
また、複数個の樹脂注入口２２を長尺状突起２４の形成方向に沿って形成したことにより、複数個の樹脂注入口２２を形成した部分の周辺は、他の部分に比べて圧力が高く、溶融樹脂６０が発泡し難いため、長尺状突起２４の形成部位に低発泡層６２２をより形成し易くできると考える。
【００４１】
それ故、本例の樹脂製機枠部材６の製造方法によれば、高発泡層６２１の形成により軽量化を図ることができると共に、全表面へのスキン層６１の形成及び低発泡層６２２の形成により、機械的強度を向上させることができる樹脂製機枠部材６を容易に製造することができる。
【００４２】
本例の熱可塑性樹脂としては、芳香族ポリカーボネート樹脂とゴム強化スチレン系樹脂とを混合してなるものを用いた。
そして、本例においては、樹脂成形を行う所定の温度において、粘度が高い芳香族ポリカーボネート樹脂の存在により、発泡によるセル径をできるだけ均一にすることができ、樹脂製機枠部材６の外観を向上させることができる。また、樹脂成形を行う所定の温度において、芳香族ポリカーボネート樹脂よりも粘度が低いゴム強化スチレン系樹脂の存在により、樹脂製機枠部材６の表面に安定してスキン層６１を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例における、第１型部及び第２型部を有する製造装置を示す断面説明図。
【図２】実施例における、充填工程において、キャビティ及び充填用隙間内に溶融樹脂を充填した状態を示す断面説明図。
【図３】実施例における、充填工程において、キャビティ及び充填用隙間内に溶融樹脂を充填した状態を、図２と直交する方向から見た状態で示す断面説明図。
【図４】実施例における、可動工程において、第１型部に対して第２型部を可動させて、キャビティ内に樹脂製機枠部材を成形した状態を示す断面説明図。
【図５】実施例における、樹脂製機枠部材を示す断面説明図。
【図６】実施例における、樹脂製機枠を正面から見た状態で示す説明図。
【図７】実施例における、樹脂製機枠部材を示す斜視説明図。
【符号の説明】
【００４４】
１ 製造装置
２ 第１型部
２１ キャビティ形成凹部
２１１ 内側面
２１２ 底面
２２ 樹脂注入口
２４ 長尺状突起
３ 第２型部
３１ キャビティ形成凸部
３１１ 外側面
３１２ 先端面
４１Ａ、Ｂ キャビティ
４２ 充填用隙間
６ 樹脂製機枠部材
６０ 溶融樹脂
６１ スキン層
６２ 発泡層
６２１ 高発泡層
６２２ 低発泡層
７ 樹脂製機枠
Ｌ 長手方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を発泡成形してなると共に、四角枠形状の樹脂製機枠を構成する上枠部、下枠部又は左右の側枠部のいずれかとして用いる樹脂製機枠部材であって、
該樹脂製機枠部材は、その全表面に、未発泡の熱可塑性樹脂からなるスキン層を有しており、
該スキン層に対する内側部分には、熱可塑性樹脂を発泡させた高発泡層と、該高発泡層よりも発泡率が低く、互いに対向する上記スキン層の部分同士を繋ぐ低発泡層とが形成されていることを特徴とする樹脂製機枠部材。
【請求項２】
請求項１において、上記低発泡層は、上記高発泡層を２つに仕切る状態で上記樹脂製機枠部材の長手方向に平行に連続して形成されていることを特徴とする樹脂製機枠部材。
【請求項３】
請求項２において、上記低発泡層は、上記四角枠形状の内周側に位置する上記スキン層の部分と、上記四角枠形状の外周側に位置する上記スキン層の部分とを繋ぐ状態で形成されていることを特徴とする樹脂製機枠部材。
【請求項４】
請求項３において、上記樹脂製機枠部材は、上記四角枠形状の内外周方向における厚み寸法が、上記四角枠形状の奥行き方向における奥行き寸法よりも小さく形成してあると共に、該奥行き方向における中間部には、上記内外周方向に厚みが縮小した厚み縮小部を当該樹脂製機枠部材の長手方向に沿って形成してなり、
上記低発泡層は、互いに対向する上記スキン層の部分同士を上記厚み縮小部において繋ぐ状態で形成されていることを特徴とする樹脂製機枠部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記各枠体における上記高発泡層及び上記低発泡層の発泡倍率は、１．１〜２．０倍であることを特徴とする樹脂製機枠部材。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の樹脂製機枠部材を、第１型部と、該第１型部に対して相対的に可動する第２型部とを用い、該第２型部と上記第１型部との間に形成したキャビティ内に、化学発泡剤を熱可塑性樹脂に混練してなる溶融樹脂を充填し、上記第１型部と上記第２型部とを上記キャビティの容積が拡大する離隔方向に相対的に可動させて製造する方法であって、
上記第２型部には、上記第１型部に設けたキャビティ形成凹部内に配置するキャビティ形成凸部を設け、
上記キャビティ形成凹部の底面と上記キャビティ形成凸部の先端面との少なくとも一方には、成形する上記樹脂製機枠部材の長手方向に直交する断面の中央部分に、上記長手方向に沿って長尺状突起を形成し、
上記キャビティ形成凹部において上記第１型部と上記第２型部との可動方向に平行に形成した内側面と、上記キャビティ形成凸部において上記可動方向に平行に形成した外側面との間には、上記溶融樹脂を充填するための充填用隙間を上記キャビティと連通して形成しておき、
上記キャビティ内及び上記充填用隙間に充填した上記溶融樹脂を半硬化させて未発泡のスキン層を形成し、
次いで、上記第１型部と上記第２型部とを上記離隔方向に相対的に可動させて、上記スキン層に対する内側部分に、溶融樹脂を発泡させた高発泡層と、該高発泡層よりも発泡率が低く、上記スキン層の部分同士を繋ぐ低発泡層とを形成し、該低発泡層は、上記長尺状突起に対応する部分に形成すると共に、上記高発泡層は、他の部分に形成することを特徴とする樹脂製機枠部材の製造方法。
【請求項７】
請求項６において、上記キャビティ内に上記溶融樹脂を注入するための樹脂注入口は、上記長尺状突起の形成位置において、該長尺状突起の形成方向に沿って複数個が形成してあることを特徴とする樹脂製機枠部材の製造方法。
【請求項１】
熱可塑性樹脂を発泡成形してなると共に、四角枠形状の樹脂製機枠を構成する上枠部、下枠部又は左右の側枠部のいずれかとして用いる樹脂製機枠部材であって、
該樹脂製機枠部材は、その全表面に、未発泡の熱可塑性樹脂からなるスキン層を有しており、
該スキン層に対する内側部分には、熱可塑性樹脂を発泡させた高発泡層と、該高発泡層よりも発泡率が低く、互いに対向する上記スキン層の部分同士を繋ぐ低発泡層とが形成されていることを特徴とする樹脂製機枠部材。
【請求項２】
請求項１において、上記低発泡層は、上記高発泡層を２つに仕切る状態で上記樹脂製機枠部材の長手方向に平行に連続して形成されていることを特徴とする樹脂製機枠部材。
【請求項３】
請求項２において、上記低発泡層は、上記四角枠形状の内周側に位置する上記スキン層の部分と、上記四角枠形状の外周側に位置する上記スキン層の部分とを繋ぐ状態で形成されていることを特徴とする樹脂製機枠部材。
【請求項４】
請求項３において、上記樹脂製機枠部材は、上記四角枠形状の内外周方向における厚み寸法が、上記四角枠形状の奥行き方向における奥行き寸法よりも小さく形成してあると共に、該奥行き方向における中間部には、上記内外周方向に厚みが縮小した厚み縮小部を当該樹脂製機枠部材の長手方向に沿って形成してなり、
上記低発泡層は、互いに対向する上記スキン層の部分同士を上記厚み縮小部において繋ぐ状態で形成されていることを特徴とする樹脂製機枠部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記各枠体における上記高発泡層及び上記低発泡層の発泡倍率は、１．１〜２．０倍であることを特徴とする樹脂製機枠部材。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の樹脂製機枠部材を、第１型部と、該第１型部に対して相対的に可動する第２型部とを用い、該第２型部と上記第１型部との間に形成したキャビティ内に、化学発泡剤を熱可塑性樹脂に混練してなる溶融樹脂を充填し、上記第１型部と上記第２型部とを上記キャビティの容積が拡大する離隔方向に相対的に可動させて製造する方法であって、
上記第２型部には、上記第１型部に設けたキャビティ形成凹部内に配置するキャビティ形成凸部を設け、
上記キャビティ形成凹部の底面と上記キャビティ形成凸部の先端面との少なくとも一方には、成形する上記樹脂製機枠部材の長手方向に直交する断面の中央部分に、上記長手方向に沿って長尺状突起を形成し、
上記キャビティ形成凹部において上記第１型部と上記第２型部との可動方向に平行に形成した内側面と、上記キャビティ形成凸部において上記可動方向に平行に形成した外側面との間には、上記溶融樹脂を充填するための充填用隙間を上記キャビティと連通して形成しておき、
上記キャビティ内及び上記充填用隙間に充填した上記溶融樹脂を半硬化させて未発泡のスキン層を形成し、
次いで、上記第１型部と上記第２型部とを上記離隔方向に相対的に可動させて、上記スキン層に対する内側部分に、溶融樹脂を発泡させた高発泡層と、該高発泡層よりも発泡率が低く、上記スキン層の部分同士を繋ぐ低発泡層とを形成し、該低発泡層は、上記長尺状突起に対応する部分に形成すると共に、上記高発泡層は、他の部分に形成することを特徴とする樹脂製機枠部材の製造方法。
【請求項７】
請求項６において、上記キャビティ内に上記溶融樹脂を注入するための樹脂注入口は、上記長尺状突起の形成位置において、該長尺状突起の形成方向に沿って複数個が形成してあることを特徴とする樹脂製機枠部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−３５９０３（Ｐ２０１０−３５９０３Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０３９６１（Ｐ２００８−２０３９６１）
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（３９６０２１５７５）テクノポリマー株式会社 (278)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（３９６０２１５７５）テクノポリマー株式会社 (278)
【Ｆターム（参考）】
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