JP2011020418A - ボールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性および品質が向上したボールの製造方法を提供する。
【解決手段】下型７０の凹状成形面７２にキャビティ６２の中心となる方向へ突出した支持ピン９０に、電子識別媒体ＩＣを収容した芯材３０を取外し可能に取付ける。下型７０の凹状成形面７２および上型８０の凹状成形面８２にインモールドコート剤を塗布する。ウレタン原料を注入して下型７０および上型８０を型閉めした後、両型７０,８０の境界部に形成されたガス抜き部６６がキャビティ６２の最上部に位置するよう成形型を姿勢変位する。キャビティ６２内で、ウレタン原料の発泡、硬化により発泡層４０を成形すると共に、インモールドコート剤の硬化によりコーティング層５０を成形する。
【選択図】図６

Description

本発明は、内部に電子識別媒体が埋め込まれると共に、外表面にコーティング層が形成されたボールの製造方法に関するものである。

固有の識別符号が設定された電子識別媒体を内部に埋め込んだ電子識別ボール(以降単に「ボール」という)が、ゲーム装置等の遊技媒体として実施されている。例えば前記ゲーム装置は、複数の前記ボールを収容する攪拌容器と、前記各ボールを前記攪拌容器内で攪拌する攪拌手段(フロア、回転コンベア、攪拌バネ等)と、前記攪拌容器内で攪拌されている前記ボールの少なくとも１個を受取る受取り手段と、前記識別符号を識別する識別手段を備えたものである。従って前記ゲーム装置は、攪拌容器内で攪拌している各ボールのうちの少なくとも１個を受取り手段でランダムに受取り、受取ったボールの識別符号を前記識別手段で識別して所定のゲームを遂行する。このようなボールを使用したゲーム装置は、特許文献１に開示されている。

次に、前記ボールを製造する従来の製造方法を、図９を引用して概略的に説明する。先ず、ポリウレタン(ＰＵ)のスラブ品を所要寸法に切り出したウレタンブロック１０を準備して、該ウレタンブロック１０から切削加工等によりボールＢ１の直径に合わせた球状部材１２を製作する。そして、前記球状部材１２を半割りして、２つの半球部材(第１半球部材１４、第２半球部材１６)に分割する。

次に、第１半球部材１４における平坦状の切断面１４Ａの中央部に切り込み１８を形成して、別途準備した電子識別媒体(ＩＣチップ等)ＩＣを該切り込み１８に挿入する。そして、電子識別媒体ＩＣの埋め込みが完了したら、第１半球部材１４と第２半球部材１６とを、各々の切断面１４Ａ,１６Ａで接着剤により貼り合わせて、再び単一の球状部材１２とする。

次いで、水槽状の容器２２内に貯留したコーティング剤(ウレタン系やアクリル系等)２４内に、前記球状部材１２を浸漬(ディッピング)させた後に取り出し、該球状部材１２の外表面全体に付着した該コーティング剤２４を、加熱架橋処理により硬化させてコーティング層２０を形成する。更に、表面硬度を高める必要がある場合には、塩化ビニルのパウダースラッシュにより球状部材１２の外表面全体を再コーティングすることで、前記ボールＢ１が製造される。
特開平１０−８０５１５号公報

前述した従来のボールの製造方法では、第１半球部材１４と第２半球部材１６との切断面１４Ａ,１６Ａでの接着が不充分であると、ゲーム装置内での使用中に切断面１４Ａ,１６Ａで剥離が起こり、内部に埋め込まれた電子識別媒体ＩＣが剥離部分から外部へ飛び出す不都合が発生してしまう。すなわち、耐久性が高いボールＢ１を成形できない課題がある。また、ウレタンブロック１０からの球状部材１２の成形精度不良や、第１半球部材１４と第２半球部材１６との接着位置決め不良や、コーティング剤２４の液垂れ現象等により、球状部材１２の外表面に凹凸や段差が形成されたり、形状、サイズにバラツキが生じ易く、高品質のボールＢ１を安定的に製造できない問題もある。更に、球状部材１２をコーティング剤２４に浸漬して該球状部材１２の外表面に該コーティング剤２４を付着させるため、該コーティング剤２４の付着厚さが不均一になり易く、よってコーティング層２０が一定の厚さに形成されないから、特にコーティング層２０の薄い部分では、摩耗が早くて球状部材１２が外部へ露出する不都合がある。なお、第１半球部材１４と第２半球部材１６との切断面１４Ａ,１６Ａでの接着が不充分な場合には、コーティング剤２４が両半球部材１４,１６間に染み込み、場合によっては該コーティング剤２４が電子識別媒体ＩＣまで到達して、該電子識別媒体ＩＣが故障するおそれもある。

従って本発明では、耐久性および品質が向上したボールの製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、
発泡層の内部に電子識別媒体が埋め込まれると共に、前記発泡層の外表面にコーティング層が形成されたボールを製造する方法であって、
型閉め時に前記ボールに合わせたキャビティを形成する第１成形型および第２成形型を型開きして、第１成形型の前記キャビティを形成する凹状成形面または第２成形型の前記キャビティを形成する凹状成形面の何れかに、該キャビティの中心となる方向へ突出した姿勢で取付けた支持体に、前記電子識別媒体を取外し可能に取付けると共に、
前記電子識別媒体の支持体への取付け前または取付け後に、前記第１成形型および第２成形型の各凹状成形面にインモールドコート剤を塗布し、
型閉めした前記第１成形型および第２成形型内の前記キャビティで、発泡原料の発泡、硬化により前記発泡層を成形すると共に、前記インモールドコート剤の硬化により前記コーティング層を成形し、
成形された前記ボールから前記支持体を取外すことを特徴とする。

従って、請求項１に係る発明によれば、第１成形型および第２成形型により成形された発泡層が単体として成形されて接着面を有さないので、実施途中の衝突や圧縮変形等により発泡層の剥離が発生せず、耐久性が向上したボールを成形し得る。そして、内部に埋め込まれた電子識別媒体が外部へ飛び出すことを防止して、該電子識別媒体の故障や破損を防止し得るボールを成形し得る。また、外形形状がキャビティで規定されるので、成形されたボールに形状やサイズのバラツキが生じず、高品質のボールを安定的に製造し得る。更に、第１成形型および第２成形型の各凹状成形面に対してインモールドコート剤を予め塗布するので、コーティング層の薄い部分が形成され難くなり、耐久性を高めたボールＢを製造し得る。また更に、発泡層が単体で接着面を有さないので、インモールドコート剤が発泡層内へ浸透せず、インモールドコート剤の接触による電子識別媒体の故障を防止し得る。

請求項２に記載の発明は、
前記第１成形型または第２成形型の上方に開口する凹状成形面に前記発泡原料を注入し、
前記第１成形型と第２成形型とを上下方向で型閉めして、両成形型の境界部に形成されたガス排出部が前記キャビティの最上部に位置するよう該成形型を姿勢変位することを要旨とする。
従って、請求項２に係る発明によれば、キャビティ内で発泡層が上方へ膨張しながら成形される際に、該キャビティ内の空気およびガスを両成形型における境界部のガス抜き部から型外へ排出させ得るので、キャビティ内に空気やガスが閉じ込められることによる発泡層内での空隙の形成や発泡層の外面に凹みが形成されることを等を防止し得る。

請求項３に記載の発明は、
前記電子識別媒体を収容可能な芯材を予め成形して、該電子識別媒体を前記芯材に収容し、
前記電子識別媒体の前記芯材への収容前または収容後に該芯材を前記支持体に支持させ、前記芯材を介して前記電子識別媒体を前記支持体に取付けることを要旨とする。
従って、請求項３に係る発明によれば、電子識別媒体を支持部に対して確実かつ安定的に取付けることができる。発泡原料が電子識別媒体に直接接触することを防止でき、発泡原料の接触によって該電子識別媒体の故障が発生することを防止し得る。また、凹状成形面が加熱されてキャビティ内の温度が上昇していても、芯材により断熱されて電子識別媒体が高温に晒されず、熱による該電子識別媒体の故障も防止し得る。

本発明に係るボールの製造方法によれば、耐久性および品質が向上したボールを製造し得る。

実施例の製造方法により製造されたボールの内部構造を、一部破断して示す説明図である。 実施例のボールの製造方法を示す説明図であって、型開きした第１成形型に支持ピンを取付けると共に、第１成形型および第２成形型の各凹状成形面にインモールドコート剤を塗布する状態を示している。 電子識別媒体を芯材に収容し、該芯材を第１成形型に取付けた支持ピンに取付ける状態を示す説明図である。 第１成形型にウレタン原料を注入する状態を示す説明図である。 第１成形型と第２成形型とを型閉めした後に回転させて、両成形型の当接面がキャビティの最上部に位置させることを示す説明図である。 キャビティ内で発泡層を発泡成形する状態を示す説明図であって、キャビティ内の空気やガスが型外へ排出されることを示している。 発泡層の成形完了後に成形型を元の状態に回転させることを示す説明図である。 第１成形型と第２成形型とを型開きして成形されたボールを脱型すると共に、該ボールから支持ピンを取外すことを示す説明図である。 従来のボールの製造方法を概略的に示す説明図である。

次に、本発明に係るボールの製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。

図１は、実施例の製造方法により製造されたボール(電子識別媒体を埋め込んだボール)Ｂの内部構造を、一部破断して示した概略図である。実施例のボールＢは、該ボールＢの中心に位置して電子識別媒体ＩＣが埋め込まれた芯材３０と、芯材３０の外側に形成された発泡層４０と、発泡層４０の外表面全体を被覆するコーティング層５０とを備えている。発泡層４０は適度の弾力性を有しており、ボールＢは外力により変形が可能となっている。

芯材３０は、図示省略した成形型により、ポリスチレン(ＰＳ)から発泡成形された球状部材であり、適度の断熱性を有している。芯材３０内には、該芯材３０の外周面に開口した収容部３２が形成されており、前記電子識別媒体ＩＣを挿入して収容し得るようになっている。また、芯材３０の外周面には、後述する支持ピン９０が差し込まれて螺合可能となっている。なお芯材３０は、適度の剛性を有しているので、収容部３２内に収容した電子識別媒体ＩＣを外力から保護し得る。

発泡層４０は、図２等に示す発泡成形型６０により、２液混合タイプのウレタン原料(発泡原料)Ｕから発泡成形された半硬質ウレタンフォームであり、前記芯材３０よりは軟らかくなっている。なお実施例では、ポリエーテルポリオール ７０重量部、ポリマーポリオール ３０重量部、エチレングリコール ５.０重量部、３３ＬＶ(トリエチレンジアミン３３％、ジプロピレングリコール溶液) ０.８重量部、水 ０.１重量部、ＨＦＣ−２４５ｆａ ８.０重量部からなるＡ液と、ウレタン変性ＭＤＩ(ジフェニルメタンジイソシアネート)からなるＢ液とを、１００：３５の割合で混合させたウレタン原料Ｕを使用して発泡層４０を成形した。

コーティング層５０は、図２に示す発泡成形型６０の凹状成形面７２,８２に塗布したインモールドコート剤ＭＣから形成され、発泡層４０の外表面全体を被覆した状態で硬化したものである。このインモールドコート剤ＭＣとしては、アクリル樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料、アクリル変性ウレタン塗料等が使用可能である。前記インモールドコート剤ＭＣから形成されたコーティング層５０は、光沢があると共に柔軟性を有しており、前記発泡層４０の弾性変形に追従して変形する。またコーティング層５０は、耐摩耗性にも優れている。

(製造方法)
次に、前記ボールＢを製造する方法を、図２〜図８に基づいて説明する。実施例の製造方法では、図２に示すように、互いに型閉め可能な下型(第１成形型)７０および上型(第２成形型)８０からなるオープン注入方式の発泡成形型６０を使用する。下型７０および上型８０には、型閉め時に互いに対向する側に半球面状の凹状成形面７２,８２が夫々形成されており、両型７０,８０を型閉めすることで両凹状成形面７２,８２が整合して、型内に球状のキャビティ６２が形成される。下型７０の凹状成形面７２には、ピン状の支持ピン(支持体)９０が固定するための支持孔７４が形成されている。そして、下型７０と上型８０とを型閉め時に当接した境界部６４には、キャビティ６２と型外とを連通するガス抜き部６６が形成されている。

前記支持ピン９０は、図２に示すように、直径が１ｍｍ程度の部材であり、基端(一方の端部)９２が前記支持孔７４に差し込まれ、先端(他方の端部)９４には、前記芯材３０にねじ込むことができる雄ねじ９６が形成されている。従って支持ピン９０は、図３および図４に示すように、基端９２を前記支持孔７４に差し込むことでキャビティ６２の中心に向けて立設すると共に、先端９４を前記芯材３０の外面にねじ込むことで、該前記芯材３０をキャビティ６２の中心に保持させ得る。

前記発泡成形型６０および支持ピン９０を使用した実施例の製造方法では、先ず図２に示すように、発泡成形型６０を型開きしたもとで、下型７０の支持孔７４に支持ピン９０を差し込む。下型７０に対して支持ピン９０のセットが完了したら、該下型７０の凹状成形面７２、支持ピン９０の外周、上型８０の凹状成形面８２に離型剤を夫々塗布する(図示省略)。そして、離型剤の乾燥後に、インモールドコート剤ＭＣを、噴射ノズル(塗布装置)Ｎにより下型７０および上型８０の各凹状成形面７２,８２に吹付け塗布する。なお、吹付け厚さは０.０１〜０.２ｍｍ程度である。

次に、図３に示すように、予め球状に成形された芯材３０の収容部３２に前記電子識別媒体ＩＣを挿入し、芯材３０に電子識別媒体ＩＣを収容する。そして、電子識別媒体ＩＣを収容した芯材３０を、下型７０に立設した前記支持ピン９０の先端９４に取外し可能に装着する。これにより芯材３０は、キャビティ６２の中心となる位置に支持され、この芯材３０を介して電子識別媒体ＩＣが支持ピン９０の先端９４に取付けられる。

支持ピン９０を介して下型７０に対して芯材３０の装着が完了したら、図４に示すように、該下型７０の凹状成形面７２へ所定量の前記ウレタン原料Ｕを注入する。そして、ウレタン原料Ｕの注入が完了したら、下型７０と上型８０とを型閉めして型内にキャビティ６２を画成する。なお、下型７０および上型８０の各凹状成形面７２,８２を、図示省略して加熱手段により５０〜６０℃に加熱しておく。

型閉めが完了した発泡成形型６０は、図５に示すように、約９０度回転するよう姿勢変位させる。これにより、下型７０と上型８０との境界部６４に設けたガス抜き部６６が、キャビティ６２の最上部に位置するようになる。従って、図６に示すように、ウレタン原料Ｕが発泡しながらキャビティ６２内で上方へ膨張する際に、該キャビティ６２内に残存している空気や、ウレタン原料Ｕの発泡反応によりキャビティ６２内で発生したガスが、前記ガス抜き部６６を介して型外に押し出される。これにより、キャビティ６２内において成形される発泡層４０内にボイド(空隙)が形成されたり、発泡層４０の外面に凹部が形成されるのを防止し得ると共に、全体が均質の発泡層４０が成形される。

前記ウレタン原料Ｕのキュアタイムが経過したら、発泡成形型６０を元の状態に回転させ(図７)、下型７０と上型８０とを型開きする(図８)。そして、成形されたボールＢを、前記支持ピン９０の軸周りに回転させて、支持ピン９０と芯材３０との係合を解除した後、該支持ピン９０を発泡層４０から引抜くことで、当該ボールＢを発泡成形型６０(下型７０)から脱型する。これにより、電子識別媒体ＩＣが埋め込まれたボールＢの成形工程が完了する。

なお、支持ピン９０が細いため、該支持ピン９０を抜いた後のボールＢの外表面には、該支持ピン９０が挿通していた孔が殆ど視認されない。また、インモールドコート剤ＭＣが、下型７０および上型８０の境界部６４に僅かに流れ込むことが原因で、ボールＢの外表面にバリが形成された場合には、後工程において該バリを除去すればよい。

前述したウレタン原料Ｕを使用して、実施例の製造方法により製造したボールＢは、次のような物性を有することが確認された。
・見掛け全体密度(ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５) ３５０.０ｋｇ／ｍ^３ (３００.０〜７００.０ｋｇ／ｍ^３)
・硬さ(ＪＩＳ Ｋ７３１２：１９９６ タイプＣ) ＨｓＣ４１(ＨｓＣ３０〜７０)
・引張強さ(ＪＩＳ Ｋ６４００−５：２００４ ダンベル２号形) １１００.０ｋＰａ(７００.０ｋＰａ以上)
・伸び(ＪＩＳ Ｋ６４００−５：２００４ ダンベル２号形) ２１０％(１５０％以上)
・引裂強度(ＪＩＳ Ｋ６４００−５：２００４ ４号形) ４８.０Ｎ／ｃｍ(３３.０Ｎ／ｃｍ以上)
なお、各項目の( )内の数字は、成形条件(ウレタン原料Ｕの組成物の配合割合や注入量等)を変更することで、実施例の製造方法において成形可能なボールＢの物性値である。

実施例の電子識別媒体を埋め込んだボールの製造方法によれば、次のような作用効果を奏する。
(１) 下型７０および上型８０を型閉めして形成されたキャビティ６２内で成形された発泡層４０が単体として硬化して接着面を有さないので、実施途中の衝突や圧縮変形等により発泡層４０の剥離が発生せず、耐久性が向上したボールＢを成形し得る。
(２) 発泡層４０が剥離しないので、該発泡層４０の内部に埋め込まれた電子識別媒体ＩＣが外部へ飛び出すことが防止され、該電子識別媒体ＩＣの故障や破損を防止し得るボールＢを成形し得る。
(３) 外形形状がキャビティ６２で規定されるので、成形されたボールＢの形状、サイズにバラツキが生じず、高品質のボールＢを安定的に製造し得る。
(４) インモールドコート剤ＭＣが下型７０および上型８０の各凹状成形面７２,８２に密着した状態で硬化するので、成形されたコーティング層５０の外表面全体が光沢があって滑らかになり、高品質のボールＢを製造し得る。
(５) 下型７０および上型８０の各凹状成形面７２,８２に対して、噴射ノズルＮによりインモールドコート剤ＭＣを予め一定の厚さで塗布するので、該インモールドコート剤ＭＣの液垂れの発生が抑えられ、コーティング層５０の薄い部分が形成され難くなって耐久性を高めたボールＢを製造し得る。
(６) キャビティ６２内で発泡層４０を成形する際に、発泡成形型６０を回転させて下型７０と上型８０との境界部６４におけるガス抜き部６６をキャビティ６２の最上部に位置するようにしたので、該キャビティ６２内に空気およびガスが境界部６４から型外へ排出されてキャビティ６２内に閉じ込められない。従って、ウレタン原料Ｕがキャビティ６２全体に膨張可能となり、成形された発泡層４０内に空隙が形成されたり、該発泡層４０の外面に凹みができること等を防止し得ると共に、該発泡層４０の全体が均一となったボールＢを成形し得る。
(７) 電子識別媒体ＩＣを収容した芯材３０を、支持ピン９０の先端９４に固定するようにしたので、該電子識別媒体ＩＣをキャビティ６２の中心に確実かつ安定的に取付けることができる。
(８) 電子識別媒体ＩＣを芯材３０に収容した状態でウレタン原料Ｕを発泡させて発泡層４０を成形するので、ウレタン原料Ｕが電子識別媒体ＩＣと直接接触することを防止でき、ウレタン原料Ｕの接触による該電子識別媒体ＩＣの故障を防止し得る。また、下型７０および上型８０の各凹状成形面７２,８２が加熱されてキャビティ６２内の温度が上昇していても、芯材３０により断熱されて電子識別媒体ＩＣが高温に晒されず、熱による該電子識別媒体ＩＣの故障も防止し得る。
(９) 発泡層４０が単体として成形されて接着面を有さないので、インモールドコート剤ＭＣが発泡層４０内に浸透して該発泡層４０内に埋め込まれた電子識別媒体ＩＣまで到達せず、インモールドコート剤ＭＣの接触による該電子識別媒体ＩＣの故障を防止し得る。

(変更例)
(１) 前記実施例では、支持ピン９０を下型７０の凹状成形面７２に固定的に立設した形態を例示したが、支持ピン９０は着脱可能に立設する形態であってもよい。そして、支持ピン９０を着脱可能な形態とした場合には、該支持ピン９０を下型７０の凹状成形面７２に立設させた後に、該支持ピン９０の先端９４に芯材３０を螺合させて取付けたり、支持ピン９０を先に芯材３０に取付け、芯材３０を取付けた支持ピン９０を下型７０の凹状成形面７２に取付けるようにし得る。
(２) 上型８０の凹状成形面８２に支持孔７４を設けて、支持ピン９０を該上型８０に取外し可能に取付けるようにしてもよい。
(３) 実施例では、芯材３０に電子認識媒体ＩＣを収容した後に、該芯材３０に支持ピン９０を取付けるようにしたが、芯材３０に支持ピン９０を取付けた後に、該芯材３０に電子認識媒体ＩＣを収容するようにしてもよい。
(４) 前記電子識別媒体ＩＣに、前記支持ピン９０の先端９４が螺合可能な孔を形成可能な場合は、該支持ピン９０を該電子識別媒体ＩＣに直接係合してもよい。この場合には、前記芯材３０を不要とすることが可能である。
(５) 支持ピン９０の先端に柔軟性を有するジョイント部を接着剤等で固定して、該ジョイント部と電子識別媒体ＩＣとを接着してもよい。この場合も、前記芯材３０を不要とし得る。
(６) 支持ピン９０の先端と電子識別媒体ＩＣとを、柔軟性のある接着剤で接着するようにしてもよい。この場合も、芯材３０を不要とし得る。
(７) 支持ピン９０の先端を尖端形状として、該支持ピン９０を芯材３０に差し込むように構成してもよい。
(８) 発泡層４０の成形後における発泡成形型６０の型開きは、該発泡成形型６０を元の状態に回転させずに行なってもよい。
(９) 実施例では、オープン注入方式の発泡成形型６０を例示したが、本願のボールの製造方法は、クローズド注入方式の発泡成形型でも実施可能である。クローズド注入方式の発泡成形型の場合は、下型７０と上型８０とを型閉めした後に、注入口を介してキャビティ内にウレタン原料Ｕを注入する。

３０ 芯材，４０ 発泡層，５０ コーティング層，６２ キャビティ，６４ 境界部
６６ ガス抜き部，７０ 下型(第１成形型)，７２ 凹状成形面，８０ 上型(第２成形型)
８２ 凹状成形面，９０ 支持ピン(支持体)，Ｂ ボール，ＩＣ 電子識別媒体
ＭＣ インモールドコート剤，Ｎ 噴射ノズル(塗布装置)，Ｕ ウレタン原料(発泡原料)

Claims (3)

1. 発泡層の内部に電子識別媒体が埋め込まれると共に、前記発泡層の外表面にコーティング層が形成されたボールを製造する方法であって、
   型閉め時に前記ボールに合わせたキャビティを形成する第１成形型および第２成形型を型開きして、第１成形型の前記キャビティを形成する凹状成形面または第２成形型の前記キャビティを形成する凹状成形面の何れかに、該キャビティの中心となる方向へ突出した姿勢で取付けた支持体に、前記電子識別媒体を取外し可能に取付けると共に、
   前記電子識別媒体の支持体への取付け前または取付け後に、前記第１成形型および第２成形型の各凹状成形面にインモールドコート剤を塗布し、
   型閉めした前記第１成形型および第２成形型内の前記キャビティで、発泡原料の発泡、硬化により前記発泡層を成形すると共に、前記インモールドコート剤の硬化により前記コーティング層を成形し、
   成形された前記ボールから前記支持体を取外す
   ことを特徴とするボールの製造方法。
2. 前記第１成形型または第２成形型の上方に開口する凹状成形面に前記発泡原料を注入し、
   前記第１成形型と第２成形型とを上下方向で型閉めして、両成形型の境界部に形成されたガス排出部が前記キャビティの最上部に位置するよう該成形型を姿勢変位する請求項１記載のボールの製造方法。
3. 前記電子識別媒体を収容可能な芯材を予め成形して、該電子識別媒体を前記芯材に収容し、
   前記電子識別媒体の前記芯材への収容前または収容後に該芯材を前記支持体に支持させ、前記芯材を介して前記電子識別媒体を前記支持体に取付ける請求項１または２記載のボールの製造方法。

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