(57)【要約】【課題】  キャリーケース用フレームを軽量化するとともに、該フレームが堅牢なアルミニウムの外観を呈するようにする。さらには、キャリーケース用フレームの耐摩耗性と耐衝撃性を改善することを目的とする。【解決手段】  キャリーケース１の支持構造体となるキャリーケース用フレーム３を製造する方法であって、ポリプロピレンを主成分とするプラスチック材料をキャーケース用フレームの形状となるように成形するステップと、成形されたプラスチック材料の表面に、アルミニウムの粉末ないしフレークを含有する塗料を塗布するステップと、を含む、キャリーケース用フレームを製造する方法を提示する。一実施例においては、ポリプロピレンが、エチレン−プロピレンゴムを含有するブロックコポリマーの型式のポリプロピレンであることを特徴とする。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリーケースの支持構造体となるキャリーケース用フレームを製造する方法であって、
ポリプロピレンを主成分とするプラスチック材料をキャーケース用フレームの形状となるように成形するステップと、
成形された上記プラスチック材料の表面に、アルミニウムの粉末ないしフレークを含有する塗料を塗布するステップと、
を含む、キャリーケース用フレームを製造する方法。
【請求項２】
上記ポリプロピレンが、エチレン−プロピレンゴムを含有するブロックコポリマーの型式のポリプロピレンであることを特徴とする請求項１に記載のキャリーケース用フレームを製造する方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の方法によって製造されたキャリーケース用フレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリーケースの支持構造体であるキャリーケース用フレームに関し、詳しくは、アルミニウム製のフレームの外観を呈するように塗装された、ポリプロピレン（ＰＰ）を主成分とするプラスチック材料から形成されたキャリーケース用フレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
キャリーケースは、硬いフレームを有するハードフレームケースと、柔軟なフレームを有するソフトフレームケースとの２つの型式に分類することができる。ハードフレームの材料としては、アルミニウムやチタンなどの金属材料がある。金属材料からなるハードフレームは、金属光沢のある外観を呈し、重厚感や硬質感とともに堅牢で丈夫な印象を与える。しかし、金属材料がキャリーケース用フレームに用いられると、ソフトフレームケースと比較してキャリーケースが重くなってしまう。アルミニウム製のフレームは金属としては軽いが、複雑な曲げ加工をすることが難しい。また、アルミニウム製のフレームは、充分な厚さがなければ衝撃を受けた際に凹みや傷が生じ易いという欠点がある。
【０００３】
特許文献１は、ハードフレームケースのフレームとして、プラスチック製のフレームを提案している。特許文献２は、可撓性のスーツケースのフレームに関し、良好な機械的特性と適当な重さと充分な成形性を兼ね備えた合成樹脂材料から単一圧力成形でプラスチック製のフレームをつくることを教示している。さらに、キャリーケースのフレームを製造するのに適切なプラスチック材料として、ポリアミド、ポリプロピレン及びポリエステルを挙げている。
【０００４】
従来のポリカーボネートやポリアミド等のプラスチックからなるキャリーケース用フレームは軽いという利点があるが、プラスチック製のフレームであることが外見から明らかであり、硬質感に欠ける。スーツケースは他人に預ける機会が多く、ともすれば、キャリーケースのフレームが鋭利な刃物等で切り裂かれて該キャリーケース内の物が盗難の被害に遭う心配がある。そこで、プラスチック製のキャリーケース用フレームであっても、堅牢で硬質感のある金属（アルミニウム）製のフレームに見せる方法があることが望ましい。
【０００５】
また、ポリプロピレンは、屋外で長時間に亘って使用されると、紫外線（ＵＶ）による分子鎖の切断に起因する劣化を避けることができない。ＵＶによる劣化を避けるためには、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、カーボンブラックなどのＵＶ吸収剤を添加する必要がある。ポリプロピレンを主成分とするプラスチック材料から形成されたキャリーケース用フレームがＵＶにより劣化しないように、該フレームの表面が塗装されているとよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭５０−１２６６０４号公報
【特許文献２】特開昭５９−１７７００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ポリプロピレンを主成分とするプラスチック材料等からキャリーケース用フレームを形成することにより、従来のキャリーケース用フレームよりも大幅に軽量化するとともに、アルミニウム粉末を含有する塗料を塗布することにより該フレームが堅牢なアルミニウムの外観を呈するようにして、キャリーケースに収容された内容物の盗難防止を図る。さらには、キャリーケース用フレームの耐摩耗性と耐衝撃性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ポリプロピレンを主成分とするプラスチック材料からキャリーケース用フレームの形状となるように成形する。特には、耐摩耗性と耐衝撃性の高いブロックコポリマーを主成分とするプラスチック材料からキャリーケース用フレームの形状に成形するとよい。さらには、成形されたキャリーケース用フレームに、アルミニウム粉末を含有する塗料を塗布することにより、キャリーケース用フレームの外観が金属感ないし硬質感を呈するようにし、ひいては、該キャリーケース内の収納物がハッキング等の被害に遭う可能性を低減させる。
【０００９】
本発明の一実施例においては、キャリーケースの支持構造体となるキャリーケース用フレームを製造する方法であって、ポリプロピレンを主成分とするプラスチック材料をキャリーケース用フレームの形状となるように成形するステップと、成形されたプラスチック材料の表面に、アルミニウムの粉末ないしフレークを含有する塗料を塗布するステップと、を含む、キャリーケース用フレームを製造する方法を提示する。
【００１０】
本発明の一実施例においては、ポリプロピレンが、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）を含有するブロックコポリマーの型式のポリプロピレンであることを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の実施例においては、キャリーケースの支持構造体となるキャリーケース用フレームを製造する方法であって、セルロースナノファイバを主成分とする材料をキャリーケース用フレームの形状となるように成形するステップと、成形された材料の表面に、アルミニウムの粉末ないしフレークを含有する塗料を塗布するステップと、を含む、キャリーケース用フレームを製造する方法を提示する。
【００１２】
上述したいずれかの方法によってキャリーケース用フレームを製造するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のキャリーケース用フレームを備えたキャリーケースの斜視図。
【図２】本発明のキャリーケース用フレームを備えたキャリーケースの正面図。
【図３】本発明のキャリーケース用フレームを備えたキャリーケースの左側面図。
【図４】本発明のキャリーケース用フレームを備えたキャリーケースの右側面図。
【図５】本発明のキャリーケース用フレームを備えたキャリーケースの平面図。
【図６】本発明のキャリーケース用フレームを備えたキャリーケースの底面図。
【図７】本発明のキャリーケース用フレームを備えたキャリーケースの背面図。
【図８】中央のハンドルを９０°だけ回転させた状態を示すキャリーケースの正面図。
【図９】正面図中のＡ−Ａ線に沿って切り出された端面図。
【図１０】キャリーバーを伸長させた状態を示す背面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に、支持構造体としてのキャリーケース用フレーム３を備えたキャリーケース１の一実施例を示す。キャリーケース用フレーム３を製造する方法と、該方法によって製造されたキャリーケース用フレーム３とについて、添付の図を参照しつつ以下に説明する。なお、本願の特許請求の範囲及び明細書において、「主成分」とは、全体の重量に対して５０重量％よりも多く含有されている成分のことをいう。また、「ポリプロピレン製のフレーム」とは、「ポリプロピレンを主成分とするキャリーケース用フレーム」のこととする。
【００１５】
ポリプロピレンは、酸、アルカリ、沸騰水、鉱物油などの多くの薬品に対する耐薬品性に優れる。また、アルミニウムの密度が約２．７ｇ／ｃｍ３であるのに対して、ポリプロピレンの密度は約０．９ｇ／ｃｍ３しかない。ポリカーボネートの密度１．２ｇ／ｃｍ３と比較しても、ポリプロピレンの密度の方が小さい。従って、従来のアルミニウム製のフレームの代わりにポリプロピレン製のフレームを使用することにより、キャリーケース用フレームの重量が約１／３に低減するので、キャリーケース全体の重さも極めて軽くなる。
【００１６】
重合
ポリプロピレンは、概して、プロピレンを単独重合してなるホモポリマーと、少量（例えば、４．５重量％以下）のエチレンを共重合してなるランダムコポリマーと、ゴム成分（エチレンプロピレンゴム）がホモ・ランダムコポリマーに均一微細に分散してなるブロックコポリマーと、の３種類に大別される。
【００１７】
３種類のポリプロピレンのうち、ホモポリマーは、剛性が高く、耐熱性と耐薬品性に優れるという特徴がある。
【００１８】
ランダムコポリマーは、ホモポリマーよりも結晶性においては低いが、透明性においては高く（耐白化性が高く）、光沢に優れる。ポリプロピレンが少量のエチレンコモノマーを含むことにより、微細で規則正しい構造が形成され、その結果、耐突刺性と耐引裂性のバランスが向上する。従って、本発明のキャリーケース用フレームの材料として、ランダムコポリマーが使用される場合もある。
【００１９】
ブロックコポリマー（異相共重合体）のゴムの組成は、ホモポリマーやランダムコポリマーとはかなり異なる。ブロックコポリマーは、ホモポリマーやランダムコポリマーよりも透明性に劣るが、耐熱剛性、耐衝撃性についてはランダムポリマーよりも優れている。よって、キャリーケース用フレームの材料として、ブロックコポリマーを主成分とするプラスチック材料を使用することにより、耐衝撃性に優れたキャリーケース用フレームを実現することができる。
【００２０】
一実施例においては、キャリーケース用フレームに成形されるべきブロックコポリマーは、約１０重量％〜約４９重量％のエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）を含むとよい。他の実施例においては、ブロックコポリマーが約４０重量％のエチレンプロピレンゴムを含むとよい。
【００２１】
ポリプロピレンの耐衝撃性を改良するためには、３０重量％〜６０重量％のエチレン含量のエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）を用いるとよい。ゴムはリアクターで重合されるか或いはコンパウンドにより導入され得る。
【００２２】
ブロックコポリマーについては、高い透明性を有しかつ剛性／耐衝撃性バランスに優れたリアクターＴＰＯ（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｏｌｅｆｉｎ）も使用され得る。ゴム的な要素の導入は衝撃強度を向上させ得るが、製品の弾性率の減少、降伏応力の減少を招く場合もあるため、弾性率と衝撃強度とを両立させるには、ゴム相の分散因子が重要となる。２相間の粘度比を制御することによって、製品の物性バランスが最適化され得る。
【００２３】
重合された後に何も添加されていないポリプロピレンは、空気中の酸素に触れると容易に酸化される。例えば、三級炭素ラジカルが生成され、これが酸素と反応してヒドロペルオキシドを生成するなど連鎖的に劣化反応が生じる。酸素による劣化を防ぐために、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、チオ化合物などの抗酸化剤がポリプロピレンに添加され得る。
【００２４】
射出成形
射出成形の技術を用いることにより、三次元形状を有するポリプロピレン製のフレームを大量に成形することができる。ポリプロピレンは成形加工されるときに、約２００℃〜約３１５℃に加熱溶融される。このときポリプロピレンはある程度、熱分解反応と酸化反応を生じる。熱分解物としては、二酸化炭素、一酸化炭素、アルデヒド類、ケトン類等がある。プラスチック材料は一般に、フィラー、顔料、難燃剤や安定化剤など必要に応じて多数の様々な添加剤を含む。最終的なゴムのモルフォロジーは溶融成形工程の間のせん断や変形による影響を大きく受けるので、推奨される成形加工パラメータ（温度や滞留時間）に従うことが重要となる。なお、ポリプロピレン製のフレームを形成するために、射出成形だけでなく、押出成形、圧縮成形、真空成形が用いられる場合もある。
【００２５】
塗装
一実施例においては、アルミニウムの粉末ないしフレークを含有する塗料が、ローラー塗り、吹付け塗装（噴霧）、転動、浸漬、焼付け塗装などの種々の塗装方法によりキャリーケース用フレームの表面に塗布される。他の実施例においては、スパッタリング法を用いてキャリーケース用フレームに塗料が塗布される。スパッタリング法では、耐食性の良いチタンをアルミニウムに混ぜることにより、Ａｌ−Ｔｉ合金を成膜することもできる。
【００２６】
ポリプロピレンを主成分とするプラスチック材料から形成されたキャリーケース用フレームの表面に、アルミニウムの粉末ないしフレークが添加された塗料が塗布されると、該フレームの表面が金属光沢のあるアルミニウムの外観を呈する。アルミニウムの粉末は、空気を遮断することで該キャリーケース用フレームの品質劣化を防ぐように機能する。プラスチック着色用アルミニウム顔料としては、例えば、東洋アルミニウム株式会社が製造・販売しているＭＥＴＡＸ（登録商標）シリーズやＭＥＴＡＸ  ＣＨＲＯＭＡ（登録商標）シリーズがある。或いは、日本ペイント株式会社が製造販売している種々の塗料がある。
【００２７】
表面処理
キャリーケース用フレームの表面に施された塗装は、空港等で他人のキャリーケースと頻繁に衝突することで剥げてしまう。よって、ポリプロピレン製のフレームの表面の塗装が剥げにくくなるように表面処理が施され得る。具体的には、塗布される塗料の接着性を高めるための、粗面化機械加工、プラズマ処理、コロナ電荷処理及び化学処理のうちの１つ又は複数の面処理が行われ得る。加えて、噴霧、転動、浸漬などにより、ポリプロピレンを主成分とするプラスチック材料の表面に接着剤ないし結合剤が塗布され得る。使用され得る接着剤や結合剤の例としては、エチレンと酢酸ビニルのコポリマーなどのポリマー系接着剤、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂及びセルロース樹脂などの２成分の接着剤、架橋剤（例えば、ポリエポキシ樹脂用のポリアミン酸又はポリカルボキシル酸の架橋剤、ポリアルコール機能性樹脂用のポリイソシアネート架橋剤など）、或いはシランカップリング剤ないしシラン系接着剤がある。粗面化機械加工、プラズマ処理、コロナ電荷処理又は化学処理などの表面処理を伴って或いは伴うことなく、接着剤ないし結合剤が使用される場合もある。
【００２８】
フィラー
本発明の一実施例においては、キャリーケース用フレームの材料のポリプロピレンにフィラーがコンパウンドされる。フィラーがコンパウンドされたポリプロピレンは、様々な物性を提供し得る。ポリプロピレン（ＰＰ）ベース材料に顕著な量で使用され得るフィラーとしては、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、ウォラストナイト、マイカがある。特には、ポリプロピレン（ＰＰ）ナノフィラーとして、軽量なナノセルロース（セルロースナノファイバやセルロースナノクリスタル）が使用されるとよい。
【００２９】
いくつかの実施例においては、ナノセルロースは、高強度及び広範囲の表面の仕上がりを提供する。このような材料は、射出成形や押出成形を用いて製品化される。温度に極端に敏感なフィラーの熱劣化を最小限に抑えるために、ナノセルロース／ＰＰコンポジットを製造する際には、約２００℃〜約２１０℃で行うとよい。一実施例においては、フィラーサイズは約２０μｍ〜約１００μｍであり、約５重量％〜約８重量％の水分を含むナノセルロースが使用される。特定の実施例においては、耐衝撃性を高めるために、フィラーサイズを約１μｍにするとよい。
【００３０】
ポリプロピレン（ＰＰ）マトリックスとポリマー衝撃改良材、又はフィラー／補強材の界面の接着性は、強力で効果的な物性となるように高められている必要がある。様々な相と相溶するグラフト共重合体又はブロック共重合体が界面接着剤として使用され得る。
【００３１】
延伸工程
結晶性高分子であるポリプロピレンを延伸加工することにより、強度と剛性が高まる。ポリマーを延伸させると、分子が無秩序な状態ではなく、ある一軸方向や面内に分子を強制的に並ばせる結果、延伸方向で強度や剛性やその他の物性を向上させることができる。延伸による著しい効果として、ポリプロピレンの耐衝撃性が向上する。
【００３２】
一実施例においては、射出成形、冷却、再加熱、延伸工程を経てつくられたキャリーケース用フレームは、約３３０℃の引火温度を有する。
【００３３】
本発明の他の実施例においては、上述したポリプロピレンの代わりに、セルロースナノファイバ（ＣＮＦ）又はセルロースナノクリスタル（ＣＮＣ）が使用され得る。鉄の約５分の１の重さでありながら鉄よりも頑丈であるという利点のあるＣＮＦ又はＣＮＣを主成分とする材料から形成されたフレームに、アルミニウムの粉末ないしフレークを含有する塗料が塗布され得る。一実施例においては、スパッタリング法を用いて、空隙のあるセルロースナノファイバ（ＣＮＦ）又はセルロースナノクリスタル（ＣＮＣ）製のフレームに、Ａｌ−Ｔｉ合金を成膜することにより、上述した種々の表面処理をしなくても、表面処理をしたのと同程度に塗装を剥げにくくすることができる。また、この実施例においては、セルロースを主成分とする材料からキャリーケース用フレームからつくられるので、該フレームを廃棄する際に環境への負荷が小さいという利点もある。
【符号の説明】
【００３４】
１…キャリーケース
２…底足
３…（キャリーケース用）フレーム
４…シェル
５…固定ハンドル
６…キャスタ
７…メカロック
８…回転ハンドル
９…キャリーバー  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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