JP2010274568A - 合成樹脂製厚肉成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ＰＣＴＧ樹脂とＰＣＴＡ樹脂による三重壁以上の多重壁を有する透明な厚肉射出成形品において、成形品内部での白化や、金型面における樹脂の流動挙動に起因するフローマークの発生のない、成形品全体として表面性状および透明性を高品位に現出可能な多重壁に係る構成を創出することを技術的課題とするものである。
【解決手段】 複数回の射出成形により、内側層と少なくとも一つの中間層と外側層からなる多重壁構造を有し、有底筒状で、底部底面の中央部に対向して配設されるピンゲートから溶融樹脂を射出して成形される厚肉射出成形品において、第１次の射出成形により成形される内側層はＰＣＴＡ樹脂製、第２次以降の射出成形により成形される中間層と外側層はＰＣＴＧ樹脂製若しくはＰＣＴＧ樹脂とＰＣＴＡ樹脂のブレンド樹脂製とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の射出成形による多重壁を有する合成樹脂製厚肉成形品に関するものである。

化粧料用向けの製品分野では、パッケージングにより高級感や差別化したアイキャッチ効果を付与するための加飾方法が求められているが、
このような加飾方法の一つとして、容器を透明性の合成樹脂を使用して射出成形で厚肉に成形したものがある。このような容器はガラスのような外観や質感、さらにはクリスタル様の光学作用により高級感を演出することができる。
ただ、合成樹脂の場合、厚肉に成形すると成形収縮に伴い内部に気泡ができる、表面にひけが発生する、表面光沢が損なわれる等の問題がある。

この点、上記した厚肉部分を有する成形品の射出成形方法に関し、たとえば特許文献１には薄肉部分と厚肉部分を有する成形品について、溶融樹脂の射出を２回に分けて実施する、所謂、２色成形に係る方法が記載されており、厚肉部分の寸法精度、および外観が改良されるとしている。

一方、透明樹脂として、最近では、成形性、機械的な強度、耐薬品性に優れている点から飽和ポリエステル系の樹脂製のものが注目されているが、飽和ポリエステル系樹脂の代表的な樹脂である、テレフタル酸（ＴＡ）を主成分とするジカルボン酸成分と、エチレングリコール（ＥＧ）を主成分とするジオール成分をエステル化したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂の場合、熱結晶化に起因する白化により透明性が損なわれてしまう。

そこで、ジカルボン酸成分の主成分をＴＡ＋イソフタル酸（ＩＰＡ）としたり、ジオール成分の主成分を１、４シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）として熱結晶化が抑制された樹脂が開発されている。
具体的には、ジオール成分をＥＧ＋ＣＨＤＭとしたＰＣＴＧ樹脂、ジカルボン酸成分をＴＡ＋ＩＰＡとしジオール成分をＣＨＤＭとしたＰＣＴＡ樹脂、あるいはＰＣＴＧ樹脂とＰＣＴＡ樹脂のブレンド樹脂が透明な厚肉の成形品に適している。

特開２００３−２５３７７号号公報

ここで、成形品の肉厚が８ｍｍ以上にもなると、外観の良好な成形品を得るためには二重壁では不十分で三重壁以上にする必要があるが、このような場合、１種類の樹脂を使用するだけでは、熱結晶化に起因する成形品内部での白化や、樹脂の流動挙動に起因するフローマークの発生等があり、成形品全体として表面性状および透明性を高品位に現出できないと云う問題がある。

そこで、本発明はＰＣＴＧ樹脂とＰＣＴＡ樹脂による三重壁以上の多重壁を有する透明な厚肉射出成形品において、成形品内部での白化や、樹脂の流動挙動に起因するフローマークの発生のない、成形品全体として表面性状および透明性を高品位に現出可能な多重壁に係る構成を創出することを技術的課題とするものである。

上記課題を解決するための手段のうち、本発明の主たる構成は、
複数回の射出成形により、内側層と少なくとも一つの中間層と外側層からなる多重壁構造を有し、有底筒状で、底部底面の中央部に対向して配設されるピンゲートから溶融樹脂を射出して成形される厚肉射出成形品において、
第１次の射出成形により成形される内側層はＰＣＴＡ樹脂製、第２次以降の射出成形により成形される中間層と外側層はＰＣＴＧ樹脂製若しくはＰＣＴＧ樹脂とＰＣＴＡ樹脂のブレンド樹脂製とする、
と云うものである。

上記構成で、ＰＣＴＧ樹脂はテレフタル酸（ＴＡ）を主成分とするジカルボン酸成分と、５０〜８０モル％の１、４シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）と２０〜５０モル％のエチレングリコール（ＥＧ）を主成分とするジオール成分からなる樹脂とする。
また、ＰＣＴＡ樹脂は、テレフタル酸（ＴＡ）とイソフタル酸（ＩＰＡ）を主成分とするジカルボン酸成分と、１、４シクロヘキサンジメタノールジオール（ＣＨＤＭ）を主成分とするジオール成分から成る樹脂とする。

また、多重壁に射出成形する方法としては、前の層まで積層した中間射出成形品をインサート材として次の層を成形するインサート成形法と、前の層を射出成形後、キャビティ金型とコア金型をスライドさせてキャビティを形成して引き続いて次の層を射出成形する多色成形法を、成形品の形状や成形性を考慮して選択することができるし、第２次の成形はインサート成形、第３次の成形は多色成形というように両方法を組み合わせて成形することもできる。

ここで、本願の発明者らは、ＰＣＴＧ樹脂、ＰＣＴＡ樹脂、さらにこれらのブレンド樹脂を使用して化粧料容器に使用する有底筒状の厚肉の多重壁状の容器本体の射出成形性について、容器本体の底部底面の中央部に対向してピンゲートを配設したキャビティ金型とコア金型から構成される金型を用いて検討し、次の１）〜６）に記載したような特徴を見出した。
１）ＰＣＴＧ樹脂は８ｍｍ程度の厚肉に成形しても熱結晶化による白化を十分に抑制することができる。
２）内側層部分の底面のピンゲート近傍に位置する底壁の肉厚を厚くすると、対向するコア金型の金型面に向って、ピンゲートから吐出した溶融樹脂のファウンテンフロー状の流動が進展し、このファウンテンフロー状の流動挙動に起因して、成形品の内表面のピンゲート痕に対向する位置近傍にウエルドマークやフローマークが出現し、表面性状が損なわれてしまうので、当該部分での底壁の厚さは比較的薄肉にする必要がある。
３）ＰＣＴＧ樹脂は比較的流動性が低いので、上記２）の理由により、内側層部分の底面のピンゲート近傍に位置する底壁を薄肉化すると、ピンゲートから吐出した流動性の低い溶融樹脂の流動挙動に起因するフローマークが出現し、表面性状が損なわれてしまう。
４）一方、ＰＣＴＡ樹脂はＰＣＴＧ樹脂に比較して流動性が良好であり、内側層部分の底面のピンゲート近傍に位置する底壁を薄肉化しても、フローマークの出現は抑制される。
５）ＰＣＴＡ樹脂を特に中間層に使用すると、この中間層の、次の層の射出成形時にピンゲートから吐出した溶融樹脂が衝突した部分で白化が顕著に発生し、外観を毀損する場合があるが、ＰＣＴＧ樹脂やＰＣＴＡ樹脂とＰＣＴＧ樹脂のブレンド樹脂ではこの種の白化は十分抑制される。

そして、本発明の主たる構成は、上記した検討結果に基づいたものであり、その特徴は、
第１次の射出成形で成形される内側層にはＰＣＴＡ樹脂を使用してピンゲート近傍における流動挙動に起因するフローマークの発生をなくし、
中間層や外層にはＰＣＴＧ樹脂若しくはＰＣＴＧ樹脂とＰＣＴＡ樹脂のブレンド樹脂を使用して、成形品全体として、成形品内部での白化や、表面でのフローマークの出現を無くして表面性状および透明性を高品位に実現する点にある。

本発明の他の構成は、上記主たる構成において、ピンゲート近傍に位置する底面において、内側層の壁厚を、中間層及び外側層の壁厚をより薄肉とする、と云うものである。

所定の肉厚の厚肉成形品を成形する中で、上記構成により、中間層と外側層に比較して内側層の壁厚を薄肉にして内側層部分の射出成形におけるファウンテンフロー状の流動の進展を抑制できると共に、中間層及び外側層を厚肉にして、流動性の低いＰＣＴＧ樹脂の流動挙動に起因するフローマークの出現を効果的に抑制することが可能となる。

本発明のさらに他の構成は、上記主たる構成において、内側層のピンゲート近傍に位置する底面の壁厚を４ｍｍ以下とする、と云うものである。

上記構成により底面の壁厚を４ｍｍ以下とすることにより、内側層部分の射出成形におけるファウンテンフロー状の流動の進展を抑制できる。

本発明のさらに他の構成は、上記主たる構成において、
三重壁構造を有すものとし、内側層を射出成形して第１次中間成形品とし、この第１次中間成形品をインサート材として中間層を射出成形して第２次中間成形品とし、この第２次中間成形品をインサート材として外側層を射出成形する、と云うものである。

本発明のさらに他の構成は、上記主たる構成において、
三重壁構造を有すものとし、内側層を射出成形して中間成形品とし、この中間成形品をインサート材として中間層と外側層を多色成形により順次射出成形する、と云うものである。

上記２つの構成は、層構成および各層の射出成形法に係る具体的な例を示すものである。

本発明のさらに他の構成は、上記２つの構成において、中間層及び外側層をＰＣＴＧ樹脂製とする、と云うものであり、中間層と外側層が相当厚肉となった成形品でも、熱結晶化に起因する白化を確実に抑制することができる。

本発明の合成樹脂製厚肉成形品は上記説明した構成であり、以下に示す効果を奏する。
すなわち、本発明の主たる構成を有するものにあっては、第１次の射出成形で成形される内側層には比較的流動性の良好なＰＣＴＡ樹脂を使用して、溶融樹脂の流動挙動に起因するフローマークの発生をなくし、中間層と外側層にはＰＣＴＧ樹脂若しくはＰＣＴＧ樹脂とＰＣＴＡ樹脂のブレンド樹脂を使用して、成形品内部での白化や、表面でのフローマークの発生のない、成形品全体として表面性状および透明性を高品位に実現した厚肉成形品を提供することができる。

本発明の成形品の一実施例を示す縦断正面図である。 図１の成形品の平面図である。 図１の成形品において第一次の射出成形で内側層部分を成形するための金型を縦断して示す概略説明図である。

以下本発明の実施の形態を実施例に沿って図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の合成樹脂製厚肉成形品の一実施例を示す縦断正面図である。
この成形品は、クリーム状の化粧料を収納する容器の容器本体で、肉厚が８ｍｍ以上に達する透明な厚肉成形品で、全体として有底筒状で、筒状の胴部４の上端に、肩部３を介して外周面に螺条を付設した口筒部２を起立設したものである。

この、容器本体１は内側層１１、中間層１３、外側層１５の三重壁構造を有し、内側層１１はＰＣＴＡ樹脂（イーストマンケミカル社製のＥａｓｔａｒＡＮ０１４）製、中間層１３と外側層１５はＰＣＴＧ樹脂（イーストマンケミカル社製のＥａｓｔａｒＤＮ０１１）製である。

また、この容器本体１の成形は次のような第１次から第３次に及ぶ射出成形で実施されたものである。
（１）第１次の射出成形； 図３の概略説明図に示される、キャビティ金型３２とコア金型３５からなる金型３１を用いて内側層１１部分を射出成形して第１次中間成形品とする。
なお、射出成形の際には、キャビティ金型３２の、容器本体１の底面６の中央部に対向する位置に配設したピンゲート３３から対向するコア金型３５面に向かって溶融樹脂が吐出流動する。（図３中の矢印参照）
（２）第２次の射出成形； 上記第１次中間成形品をインサート材として使用し、中間層１３部分を射出成形し第２次中間成形品とする。
（３）第３次の射出成形； 上記第２次中間成形品をインサート材として使用して外側層１５を射出成形する。

そして、この容器本体１の内側層１１、中間層１３、外側層１５の底部５の底面６の中央部の壁厚はそれぞれ３ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍで、トータルの肉厚は１２ｍｍにも及ぶものであるが、熱結晶化による白化は見られず、また表面光沢も良好な成形品であり、ガラスのような外観や質感により高級感を演出することができるものである。

上記実施例に係る比較として、第１次の射出成形でＰＣＴＡ樹脂の替わりにＰＣＴＧ樹脂を使用すると、内側層１１部分による中間成形品の底面のコア金型３５と接する内表面の、ピンゲート３３近傍（図２中、クロスハッチングで示した領域Ｆ参照）にフローマークが出現した。

さらに比較として、ＰＣＴＧ樹脂の替わりにＰＣＴＡ樹脂を中間層に使用すると熱結晶化に起因する白化が、この中間層の底面６のピンゲート位置の近傍で顕著に見られた。
そして、その他の成形試験も含めて、成形品全体として表面性状および透明性を高品位に現出するためには、内側層１１にＰＣＴＡ樹脂を使用し、中間層と外側層にはＰＣＴＧ樹脂若しくはＰＣＴＡ樹脂とＰＣＴＧ樹脂のブレンド樹脂を使用することが必要条件であることが確認された。

以上、本発明の合成樹脂製厚肉成形品に係る実施の形態について、実施例に沿って説明したが、本発明の実施の形態は上記実施例に限定されるものではない。
たとえば上記実施例では三重壁を有する成形品についての例を説明したが、要求される肉厚と成形品におけるひけ等の不良現象を考慮してさらに四重、五重等の多重壁とすることもできる。
また、上記実施例ではインサート成形を繰り返す方法を説明したが、前の層を射出成形後、キャビティ金型とコア金型をスライドさせてキャビティを形成して引き続いて次の層を射出成形する多色成形法を採用することもできるし、第２次の成形はインサート成形、第３次の成形は多色成形というように両方法を組み合わせて成形することもできる。

以上説明したように本発明の合成樹脂製厚肉成形品は、射出成形による多重壁構造により、各層でＰＣＴＧ樹脂とＰＣＴＡ樹脂を使い分けて、透明で、かつ８ｍｍ以上にも及ぶ厚肉の高品位な成形品を提供するものであり、化粧料容器等の分野での幅広い展開が期待される。

１ ；容器本体
２ ；口筒部
３ ；肩部
４ ；胴部
５ ；底部
６ ；底面
１１ ；内側層
１３ ；中間層
１５ ；外側層
３１；金型
３２；キャビティ金型
３３；ピンゲート
３５；コア金型
Ｆ ；領域

Claims (6)

1. 複数回の射出成形により、内側層(11)と少なくとも一つの中間層(13)と外側層(15)からなる多重壁構造を有し、有底筒状で、底部底面の中央部に対向して配設されるピンゲートから溶融樹脂を射出して成形される厚肉射出成形品であって、第１次の射出成形により成形される前記内側層(11)はＰＣＴＡ樹脂製、第２次以降の射出成形により成形される前記中間層(13)と外側層(15)はＰＣＴＧ樹脂製若しくはＰＣＴＧ樹脂とＰＣＴＡ樹脂のブレンド樹脂製としたことを特徴とする合成樹脂製厚肉成形品。
2. ピンゲート近傍に位置する底面(6)において、内側層(11)の壁厚を、中間層(13)及び外側層(15)の壁厚をより薄肉とした請求項１記載の合成樹脂製厚肉成形品。
3. 内側層(11)のピンゲート近傍に位置する底面(6)の壁厚を４ｍｍ以下とした請求項１または２記載の合成樹脂製厚肉成形品。
4. 三重壁構造を有すものとし、内側層(11)を射出成形して第１次中間成形品とし、該第１次中間成形品をインサート材として中間層(13)を射出成形して第２次中間成形品とし、該第２次中間成形品をインサート材として外側層(15)を射出成形した請求項１、２または３記載の合成樹脂製厚肉成形品。
5. 三重壁構造を有すものとし、内側層(11)を射出成形して中間成形品とし、該中間成形品をインサート材として中間層(13)と外側層(15)を多色成形により順次射出成形した請求項１、２または３記載の合成樹脂製厚肉成形品。
6. 中間層(13)及び外側層(15)をＰＣＴＧ樹脂製とした請求項４または５記載の合成樹脂製厚肉成形品。

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