JP2001207716A - 一体成形ヒンジの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率よく安価に製造できるのに加えて、熱可
塑性樹脂をシート状に形成させた加工素材の樹脂組成を
不均一にすることなくヒンジ部分を形成させることがで
き、見た目もきれいな一体成形ヒンジの製造方法を提供
すること。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなる加工素材のヒンジ
形成部を、成形可能な状態まで加熱して軟化させる予熱
工程と、前記予熱工程において軟化させたヒンジ形成部
の内側に折り曲げられる側の面に、前記予熱工程で加熱
された樹脂温度と略同じ温度まで加熱したヒンジ成形用
金型を押し付け、前記面のみを凹ませて溝状薄肉のヒン
ジを形成するヒンジ加工工程とを備えた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一体成形ヒンジの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂成形品のヒンジ構造として一体成形
ヒンジが知られている。一体成形ヒンジは、ヒンジと成
形品本体とを一体に成形することができるため、成形品
を製造するときの作業数を減らすことができ、成形品の
製造を効率よく安価に行うことができる。このような一
体成形ヒンジは、一般的に熱可塑性樹脂のシート体の少
なくとも片面に、ヒンジ回動部分となる溝状のヒンジ部
分を形成させることにより製造される。

【０００３】従来、一体成形ヒンジは、一般的に、図５
に示したように、熱可塑性樹脂をシート状に形成してな
る加工素材を予熱することにより軟化させた軟化加工素
材１００に、加熱をしていない金型２００を押し付けて
プレス圧縮し、溝状のヒンジ部分１０１を形成させる製
造方法によって製造されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような製
造方法によって製造された一体成形ヒンジ１Ａは、強度
的に問題があり、耐久性に劣るという弊害がある。すな
わち、軟化加工素材１００に、加熱をしていない金型２
００を押し付けてプレス圧縮し、ヒンジ部分１０１を形
成させて一体成形ヒンジを製造する方法では、せっかく
予熱することにより軟化させた軟化加工素材１００が、
押し付けられた金型２００によって冷やされてしまい、
ヒンジ部分１０１が形成される部分の樹脂組成が破壊さ
れた状態となってしまう。したがって、製造された一体
成形ヒンジは、開閉操作を繰り返すと、不均一に応力が
働き、亀裂(クラック)が生じたりするおそれがある。ま
た、一体成形ヒンジ１Ａは、折り曲げたとき、ヒンジ部
分１０１の外側に来る部分１０２が膨らんでしまい、見
た目も悪くなってしまうという弊害もある。

【０００５】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れ、効率良く安価に製造することができるのに加えて、
この熱可塑性樹脂をシート状に形成させた加工素材の樹
脂組成を不均一にすることなくヒンジ部分を形成させる
ことができ、見た目もきれいな一体成形ヒンジの製造方
法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる一体成形ヒンジの製造方法は、熱可
塑性樹脂からなる加工素材のヒンジ形成部を、成形可能
な状態まで加熱して軟化させる予熱工程と、前記予熱工
程において軟化させたヒンジ形成部の内側に折り曲げら
れる側の面に、前記予熱工程で加熱された樹脂温度と略
同じ温度まで加熱したヒンジ成形用金型を押し付け、前
記面のみを凹ませて溝状薄肉のヒンジを形成するヒンジ
加工工程とを備えた構成とした。

【０００７】上記構成において、加工素材は、熱可塑性
樹脂からなっていれば、特に限定されないが、たとえ
ば、使用済みのポリエチレンテレフタレート樹脂（以
下、「ＰＥＴ樹脂」と記す。）製の容器の再生品などを
原料として用いると、廃棄するＰＥＴ樹脂製の容器の再
利用を促進し、資源の有効利用が図られるようになるた
め好ましい。

【０００８】勿論、加工素材は、最も一体成形ヒンジと
して一般的に用いられているポリプロピレン樹脂であっ
ても構わないし、たとえば、ポリエチレン、ポリスチレ
ン、ポリカーボネート、ＰＥＴ樹脂以外のポリエステ
ル、ポリアクリル、アクリロニトリルブタジエンスチレ
ン（ＡＢＳ）樹脂などの樹脂、あるいはこれらの樹脂の
組み合わせであっても構わない。

【０００９】また、加工素材は、特に限定されないが、
まず、シート状に加工した後にヒンジ加工するようにす
ると、より容易にヒンジを成形することができるととも
に、成形品本体と一体に成形することも容易に行えるよ
うになるため好ましい。加工素材をシート状に加工する
ときの厚みは、その樹脂材料により最適な厚みが異なる
ため特に限定されないが、たとえば、原料の熱可塑性樹
脂がＰＥＴ樹脂製のＣＤケースにおけるヒンジを加工す
る場合、このヒンジ加工部分が０．６ｍｍ〜０．７ｍｍ
の厚みとなるように形成されていると、最もバランスの
よいＣＤケースおよび一体成形ヒンジを加工することが
できるため好ましい。

【００１０】また、予熱工程における加熱温度は、加工
素材の樹脂が変性しない範囲で軟化する温度であれば、
特に限定されないが、たとえば、熱可塑性樹脂がＰＥＴ
樹脂の場合、１４０℃〜１８０℃程度にすることが好ま
しい。すなわち、１４０℃よりも加熱温度が低いと、加
工素材が十分に軟化せず、１８０℃よりも加熱温度が高
いと、加工素材が焼け焦げてしまい黄ばみなどが生じて
しまうという弊害が生じる。

【００１１】また、一体成形ヒンジを形成する溝状薄肉
のヒンジの厚みは、熱可塑性樹脂の種類や加工素材の厚
みなどによって変化するため、特に限定されないが、た
とえば、樹脂材料としてＰＥＴ樹脂が用いられたとき
は、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲にあることが好まし
い。

【００１２】すなわち、ヒンジの厚みが、上述した範囲
内にあると、強度的に優れ、ヒンジとしての円滑な回動
性も十分に確保することができ、しかも内側に折り曲げ
られる面の反対側に膨らみが生じることもない。加え
て、ヒンジとなる溝状薄肉部分は、所定の間隔で２本平
行に設けるようにすると、たとえば雄雌形状をした嵌合
体と被嵌合体とを、このヒンジで連結させたとき、前記
嵌合体と被嵌合体とを常に安定した状態で嵌合させるこ
とができるため好ましい。

【００１３】このような一体成形ヒンジは、開口部を備
えた容器本体と、前記開口部を開閉させる開閉体とを備
えた容器と一体成形するようにしても良いし、予め製造
した容器本体および開閉体を連結させるように形成して
も良いし、特に限定されないが、容器と一体成形するよ
うにすると、作業の簡便化を図ることができるため好ま
しい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を参照しつつ詳しく説明する。図１は、本発明にお
ける一体成形ヒンジの製造方法の一実施形態を示すコン
パクトディスク（ＣＤ）容器製造装置の概略図である。
図２は、図１における一体成形ヒンジ部分の製造工程を
示した概略図である。

【００１５】図１に示したように、装置１は、熱可塑性
樹脂としてＰＥＴ容器の廃棄物を利用してなる加工素材
１０ａから容器３０を連続的に製造するようになってお
り、予熱工程Ａを行う予熱部１１と、真空成形工程Ｂお
よびヒンジ加工工程Ｃを行う加工部１２と、冷却工程Ｄ
を行う冷却部１３と、カッティング加工工程Ｅを行うカ
ッティング部１４とを備えている。

【００１６】加工素材１０ａは、図示していないが、清
涼飲料水などに用いられているＰＥＴ樹脂製の容器をフ
レーク状に粉砕した後、押出成形機にかけて押出成形を
行いシート状に成形したものである。このときの、押出
成形における条件としては、加熱温度が２６０℃〜３０
０℃、得られるシート成形体の厚みが０.６ｍｍ〜０．
７ｍｍとなるようにする。このようにして得られた加工
素材１０ａは、図１に示したようにロール状態で装置１
の一端部側に設置され、ここから予熱部１１、加工部１
２、冷却部１３、およびカッティング部１４へと送られ
て、連続的に容器３０へと製造される。

【００１７】予熱部１１は、送られてくる加工素材１０
ａを上方から予熱する予熱用ヒーター１１ａを備えてい
る。加工部１２は、予熱部１１により加工素材１０ａを
軟化させた軟化加工素材１０ｂを容器３０の容器本体部
分と開閉体部分とを真空成形により形成させる真空成形
用金型１２ａと、ヒンジ部分を形成させるヒンジ成形用
金型１２ｂとを備えている。

【００１８】ヒンジ成形用金型１２ｂは、図示していな
いがヒーターが内蔵されており、この金型自身が発熱す
るようになっているとともに、図３に示したように内部
に熱電対１２１が取り付けられるようになっている。ま
た、ヒンジ成形用金型１２ｂは、図２および図３に示し
たように先端部分１２２が側面からみて二つの樹脂押し
付け部分を備えており、軟化加工素材１０ｂに２本のヒ
ンジ部分を形成させるようになっている。この加工部１
２にて、軟化加工素材１０ｂは、略容器３０の形状に加
工された加工物１０ｃとなる。

【００１９】冷却部１３は、加工部１２で加工された加
工物１０ｃを冷却して連続した容器形成体１０ｄとする
冷却装置１３ａを備えている。カッティング部１４は、
容器成形体をカッティングして容器３０を得るカッティ
ング刃１４ａを備えている。

【００２０】次に、装置１が行うそれぞれの工程を説明
する。まず、予熱工程Ａでは、図１に示したように予熱
用ヒーター１１ａにより加工素材１０ａを上方から１７
０〜１８０℃で加熱し、この加工素材１０ａを、成形可
能な状態まで軟化させた軟化加工素材１０ｂに変性させ
る。真空成形工程Ｂでは、真空成形用金型に送られてき
た軟化加工素材１０ｂを１２０℃前後の温度下で真空成
形し、製造される容器３０の容器本体および開閉体とな
る部分を成形させる。

【００２１】ヒンジ加工工程Ｃでは、図１および図２に
示したようなヒンジ成形用金型１２ｂを、１４０℃前後
まで加熱させた状態で軟化加工素材１０ｂに押し付け、
ヒンジ回動部分である折目となる溝状のヒンジ部分を２
本平行に形成させる。このとき、溝状のヒンジ部分の溝
幅が０．５〜１．０ｍｍ程度、溝の厚みが０.１〜０．
３ｍｍ程度、それぞれの溝の間隔が０．５〜１．０ｍｍ
程度となるように先端部分１２２の形状およびヒンジ成
形用金型１２ｂの押し付け圧力を調整する。真空成形工
程Ｂおよびヒンジ加工工程Ｃは、加工部１２において略
同時に行われ、軟化加工素材１０ｂから略容器３０の形
状をした加工物１０ｃが形成される。

【００２２】冷却工程Ｄでは、まだ軟化状態にある加工
物１０ｃを冷却し、軟化樹脂を固化させることで、加工
物１０ｃから容器形成体１０ｄを得る。カッティング工
程Ｅでは、容器形成体１０ｄを一体の容器３０ごとに切
断していき、容器３０を完成させる。因みに、図４は、
出来上がった状態の容器３０としてのＣＤケースを示し
た斜視図である。

【００２３】以上のような容器の製造方法を行うと、一
体成形ヒンジの回動部分となるヒンジ部分を形成させる
ヒンジ加工工程で、軟化状態にある軟化加工素材１０ｂ
を冷却させることがないため、このヒンジ部分における
樹脂組成が破壊されることがない。

【００２４】したがって、たとえばＰＥＴ樹脂などを原
料の熱可塑性樹脂として用いたときであっても、クラッ
クなどが生じない強度に優れた一体成形ヒンジとするこ
とができる。また、ヒンジ形成部の折り曲げられる側の
面と反対側の面をフラットな状態に保つことができ、見
た目に優れ、手触りの良い一体成形ヒンジを製造するこ
とができる。

【００２５】また、加工素材から容器まで連続して製造
することができるため、非常に作業効率がよく、安価に
容器を製造することが出来る。このような製造方法は、
押出成形を行った後、真空成形を行うため、射出成形を
行うときと比べて、成形機にかかる費用を安く抑えるこ
とができるのに加えて、射出成形のように原料をペレッ
ト状に加工した後さらに結晶化させることなく、フレー
ク状に破砕するだけで使用することができ、しかも連続
的に成形物を得ることが出来るため、製造コストを安く
抑えることが出来る。

【００２６】さらに、原料となる加工素材１０ａを押出
成形により成形するため、樹脂が溶解した後、所定の厚
みのシート形状に成形されるのと同時に冷却され、射出
成形のように、樹脂を金型内で長時間高温状態におくこ
とがなく、劣化の激しいＰＥＴ樹脂の再生品を樹脂材料
として用いた場合であっても黄ばみを生じさせにくい。
加えて、真空成形は、シート成形体を溶解させる温度ま
で加熱する必要がなく、低い温度で成形することが出来
るため(ＰＥＴ樹脂の場合１２０℃前後)ため、成形時に
黄ばみを生じさせることがない。

【００２７】なお、本発明の一体成形ヒンジの製造方法
は、上記実施の形態に限定されない。たとえば、上記実
施の形態では、予熱工程Ａで、図１に示したように加工
素材１０ａを上方から１７０〜１８０℃で加熱し、この
加工素材１０ａを、成形可能な状態まで軟化させること
により軟化加工素材１０ｂに変性させていたが、下方か
ら加熱しても良いし、上下両方から加熱して良い。ま
た、高周波加熱により加工素材１０ａを軟化させるよう
にしても良い。

【００２８】また、上記実施の形態では、軟化加工素材
１０ｂの片側から金型を押し付けて、ヒンジ回動部分で
ある折目となる溝状のヒンジ部分２０を形成させていた
が、軟化加工素材１０ｂの両側から挟み込むように金型
を押し付けてヒンジ部分を形成させても構わない。ま
た、上記実施の形態では、加工素材１０ａをロール状に
設置して連続的に容器３０を製造していたが、予め加工
素材を完成する容器の大きさに切断しておいても構わな
い。

【００２９】

【発明の効果】以上のことより、本発明の一体成形ヒン
ジの製造方法を行うと、一体成形ヒンジを効率良く安価
に製造することができるのに加えて、この熱可塑性樹脂
をシート状に形成させた加工素材の樹脂組成を不均一に
することなくヒンジ部分を形成させることができ、折り
曲げられる方向の反対側に膨らみが生じてしまうことな
く見た目もきれいな一体成形ヒンジを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一体成形ヒンジの製造方法の一
実施形態を示す容器製造装置の概略図である。

【図２】図１における一体成形ヒンジ部分の製造工程を
示した概略図である。

【図３】ヒンジ成形用金型の側面図である。

【図４】一体成形ヒンジを備えたＣＤ容器の斜視図であ
る。

【図５】従来の一体成形ヒンジの製造方法を説明するた
めの概略図である。

【符号の説明】

１ 装置 １０ａ 加工素材 １２ａ 真空成形用金型 １２ｂ ヒンジ成形用金型 ２０ ヒンジ部分 Ａ 予熱工程 Ｃ ヒンジ加工工程

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂からなる加工素材のヒンジ形
   成部を、成形可能な状態まで加熱して軟化させる予熱工
   程と、前記予熱工程において軟化させたヒンジ形成部の
   内側に折り曲げられる側の面に、前記予熱工程で加熱さ
   れた樹脂温度と略同じ温度まで加熱したヒンジ成形用金
   型を押し付け、前記面のみを凹ませて溝状薄肉のヒンジ
   を形成するヒンジ加工工程とを備えた一体成形ヒンジの
   製造方法。