JP2011084054A - Molded body and method of molding the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2層構造で中空形状を有する射出成形体に関わり、特に2層を構成する第一の層と第二の層との間に、ICタグまたは二次元バーコードを具備する射出成形体と、当該別部品の射出成形による成形方法に関するものである。 The present invention relates to an injection molded body having a hollow shape with a two-layer structure, and in particular, an injection molding including an IC tag or a two-dimensional barcode between a first layer and a second layer constituting two layers. The present invention relates to a molding method by injection molding of a body and the separate part.
射出成形は、主に熱可塑性の高分子材料を成形する方法として、様々な分野に広く用いられている。この成形方法は、開閉可能な固定側及び可動側の二つの部材からなる金型の、当接面の一方または両方に、キャビティと称される、製品形状が転写された凹みが彫り込まれ、当接面を圧接した状態で、スプルー、ランナー、ゲートと称される流路を介して、溶融した高分子材料を高圧で充填して成形品を得るものである。 Injection molding is widely used in various fields as a method of mainly molding thermoplastic polymer materials. In this molding method, one or both of the abutment surfaces of a mold composed of two members, a fixed side and a movable side that can be opened and closed, are engraved with a recess called a cavity, to which the product shape is transferred. A molten polymer material is filled at a high pressure through a flow path called a sprue, a runner, and a gate in a state where the contact surface is in pressure contact, and a molded product is obtained.
一方で、商品の管理やトレーサビリティの確保に資するために。商品に関する情報を記録したICタグや二次元バーコードなどの薄型のデータキャリアを、当該商品に取り付けることが行われている。具体的には、データキャリアを、ストラップを用いて商品に取り付けたり、粘着剤を用いて商品の表面に直接貼り付けたりして運用されている。 On the other hand, to help ensure product management and traceability. A thin data carrier such as an IC tag or a two-dimensional barcode that records information about a product is attached to the product. Specifically, the data carrier is operated by attaching it to a product using a strap or directly attaching it to the surface of the product using an adhesive.
これを射出成形によって製作される商品に適用しようとすると、接着剤を用いて商品にタグを直接貼り付けるか、包装の外側に貼り付けることになる。しかしながら、一般に射出成形に用いられる高分子材料は、接着剤による接合が困難である。 When this is applied to a product manufactured by injection molding, a tag is directly attached to the product using an adhesive or is attached to the outside of the package. However, polymer materials generally used for injection molding are difficult to join with an adhesive.
この問題に対処するには、成形体を2層構造として、二つの層の間にデータキャリアを封入するという手段があり、射出成形においては、一次成形体を金型の所定の位置に挿入し、一次成形体とキャビティとの空隙に成形材料を充填して、一次成形体と一体化した二次成形体を得る方法、即ち、インサート成形が一般的に行われている。このような例としては、シャフトが金属で本体部分がプラスチック製の歯車などが挙げられる。 In order to cope with this problem, there is a means of forming the molded body into a two-layer structure and enclosing the data carrier between the two layers. In injection molding, the primary molded body is inserted into a predetermined position of the mold. In general, a method of filling a gap between the primary molded body and the cavity with a molding material to obtain a secondary molded body integrated with the primary molded body, that is, insert molding is generally performed. An example of such a gear is a gear having a metal shaft and a plastic body.
このような成形方法を、中空形状の成形体、つまり、容器に適用できれば、ICタグや二次元バーコードのようなデータキャリアの用途拡大に寄与し得ることが考えられる。ところが、キャビティ内部に設置する部品が中空形状であると、キャビティに溶融した材料を充填する際に、充填圧力により中空部品が押し潰されてしまい、所要の形状が得るのが困難である。この現象は、当該中空部品が別途に成形されたプラスチックの成形体である場合、特に顕著である。 If such a molding method can be applied to a hollow molded body, that is, a container, it can be considered that it can contribute to the expansion of the use of data carriers such as IC tags and two-dimensional barcodes. However, if the part installed inside the cavity has a hollow shape, when the molten material is filled in the cavity, the hollow part is crushed by the filling pressure, and it is difficult to obtain a required shape. This phenomenon is particularly prominent when the hollow part is a separately molded plastic body.
このような問題に対処する手段として、特許文献1には、金型を閉じる工程と、溶融した材料をキャビティ内に圧入する工程を並行して行うことにより、キャビティ内に設置する中空部品の変形を防止する技術が開示されている。しかしながら、この方法では、金型の構造が複雑になり、製品の製造コストを押し上げる要因となる他、成形条件の設定の難易度が増加するという問題がある。 As a means for coping with such a problem,
従って、本発明の課題は、簡単な機構により、キャビティ内に中空形状の部品を設置したインサート成形を、当該部品の変形がないように行い、二つの層の間にICタグなどのデータキャリアを封入した、2層構造を有する中空形状の成形体と、その成形方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to perform insert molding in which a hollow part is installed in a cavity by a simple mechanism so that the part is not deformed, and a data carrier such as an IC tag is placed between two layers. An object of the present invention is to provide a sealed hollow molded body having a two-layer structure and a molding method thereof.
一般に液体は、圧力が加わった場合の圧縮率が、気体に比較すると無視し得る程度に小さい。また、例えば瓶のような中空形状の製品は当然のことながら開口部を有し、液体の注入排出が極めて容易である。よって、このような部品の中空部に液体を充填密封した状態で金型に設置し、インサート成形を行えば、当該中空形状の部品は、溶融材料の充填圧力による変形が小さくなると考えられる。 In general, the compressibility of a liquid when a pressure is applied is small enough to be ignored when compared with a gas. Further, for example, a hollow product such as a bottle has an opening as a matter of course, and it is very easy to inject and discharge liquid. Therefore, if the hollow part of such a part is placed in a mold in a state where the liquid is filled and sealed and insert molding is performed, it is considered that the hollow part is less deformed by the filling pressure of the molten material.
本発明は、このような知見に基づいて、金型内部に設置する中空形状の部品の開口部を密封する方法と、それに適した金型の構造を検討した結果なされたものである。 Based on such knowledge, the present invention has been made as a result of studying a method for sealing an opening of a hollow-shaped component installed inside a mold and a mold structure suitable for the method.
即ち、本発明は、2層構造を有し、開口部を有する中空形状の成形体において、第一の層と第二の層の間に、データキャリアが封入されてなる成形体である。 In other words, the present invention is a hollow molded body having a two-layer structure and having an opening, in which a data carrier is enclosed between a first layer and a second layer.
また、本発明は、データキャリアが、ICタグまたは二次元バーコードの少なくともいずれかであることを特徴とする、前記の成形体である。 Further, the present invention is the above-mentioned molded product, wherein the data carrier is at least one of an IC tag and a two-dimensional barcode.
また、本発明は、開口部を有する中空形状の部品の外側に、データキャリアを取り付けた後、前記部品を金型のキャビティ内に設置して、前記部品の中空部に液体を封入し、前記開口部を密封した状態で、前記部品外壁とキャビティ内壁の間の空隙に、溶融した材料を充填することを特徴とする、前記の成形体の成形方法である。 Further, the present invention provides a method in which after mounting the data carrier on the outside of a hollow part having an opening, the part is placed in a cavity of a mold, and a liquid is sealed in the hollow part of the part. In the molding method of the molded body, the gap between the outer wall of the component and the inner wall of the cavity is filled with a molten material in a state where the opening is sealed.
本発明によれば、ICタグや二次元バーコードなどのデータキャリアを封入した容器を、射出成形という大量生産が可能な方法で提供可能となる。これによって、飲料、化粧品、洗剤などの液体で供される商品の管理や流通コスト低減に寄与できる。 According to the present invention, a container enclosing a data carrier such as an IC tag or a two-dimensional barcode can be provided by a method capable of mass production called injection molding. As a result, it is possible to contribute to the management of merchandise provided in liquids such as beverages, cosmetics, and detergents, and reduction of distribution costs.
二次元バーコードを封入する場合においては、透明な材料を用いる必要があるが、材質の選定や成形条件により、成形体を構成する2層の界面で、光の反射や屈折が起こるので、従来製法の成形体では得られない視覚的な効果が得られる。これによって、成形体に高級感を付与することができ、付加価値を高める要因となる。 When encapsulating a two-dimensional barcode, it is necessary to use a transparent material, but light reflection and refraction occur at the interface between the two layers that make up the molded body, depending on the choice of material and molding conditions. A visual effect that cannot be obtained with a molded product of the manufacturing method can be obtained. As a result, a sense of quality can be imparted to the molded body, which increases the added value.
なお、紙などの薄い媒体の二次元バーコードを用いる場合は、ラミネートなどで補強することが望ましい。また、ICタグの場合、使用する電波の周波数により、到達距離や周囲の部材の影響を受け方が違ったりするが、本発明においては、どの周波数でも適用可能であるため、実際に使用する条件に適合させて周波数を選択すればよい。 In addition, when using a two-dimensional barcode of a thin medium such as paper, it is desirable to reinforce with a laminate or the like. In the case of an IC tag, depending on the frequency of radio waves to be used, the influence of the reach distance and surrounding members may be different. However, in the present invention, any frequency can be applied. The frequency may be selected by adapting.
図1は、射出成形工程における、本発明に係る成形体の一例の状態を示す断面図で、情報記録媒体として、ICタグを用いた例である。図1において、1は可動側金型、2はキャビティ、3はICタグ、4は中空形状部品、5はR形状部、6はスライドコア、7はOリング、8は開口部密閉用部材、9は固定側金型である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a molded body according to the present invention in an injection molding process, and is an example using an IC tag as an information recording medium. In FIG. 1, 1 is a movable side mold, 2 is a cavity, 3 is an IC tag, 4 is a hollow part, 5 is an R-shaped part, 6 is a slide core, 7 is an O-ring, 8 is an opening sealing member,
この例においては、中空形状部品4として、熱可塑性高分子材料をブロー成形や射出成形により調製し、外側にICタグ3を接着剤などで仮付けした後、開口部密閉部材8を、中空形状部品4の開口部に取り付けて、Oリング7により開口部を密閉し、固定側金型9の所定の位置に嵌合する。 In this example, a thermoplastic polymer material is prepared as a hollow shaped
ここで中空形状部品4の内部に充填する液体としては、各種のオイルや水を用いることができる。成形に用いる材料の流動性によっては、200℃以上の温度で充填する場合があり、金型温度もそれに対応させて高く設定する場合がある。この場合は、シリコンオイルなどの沸点の高い液体を用いる必要がある。しかし、液体としては、水が最も取り扱いが容易なので、成形に用いる材料としては、可能な限り流動性の高いものを選択するのが望ましい。 Here, various oils and water can be used as the liquid filled in the
次にスライドコア6と可動側金型1を作動させることにより、図1に示した状態とし、キャビティ2に成形機のシリンダ(図示せず)で可塑化した溶融高分子材料を充填する。その後、可動側金型1とスライドコア6を開き、成形体を取り出す。 Next, the
図2は、本発明に係る成形方法により成形した容器の例を示す図である。図2において、10は成形の際に固定側金型9にセットした中空形状部品、即ち、一次成形体、11はICタグ、12はキャビティ2に充填して成形した部分、即ち、二次成形体である。 FIG. 2 is a view showing an example of a container formed by the forming method according to the present invention. In FIG. 2, 10 is a hollow-shaped part set in the fixed
図3は、ICタグを用いる場合の一例として、例えば13.56MHzの、HF帯域のICタグの電気回路を示す図である。図3において、13はコイル、14はコンデンサ(キャパシタ)である。コイル13のインダクタンスLと、コンデンサ14の静電容量Cを、これらの並列共振回路の共振周波数f0が無線タグの使用周波数に等しくなるように、次式に従って、回路設計を行う。
1/{2π(LC)1/2}=f0 FIG. 3 is a diagram showing an electric circuit of an IC tag in an HF band of 13.56 MHz, for example, as an example in the case of using an IC tag. In FIG. 3, 13 is a coil, and 14 is a capacitor. The inductance L of the
1 / {2π (LC) 1/2 } = f 0
15は後述するリーダーライターからの読み書き電波に、共振電圧が発生する信号ラインである。16は13.56MHzの共振交流電圧を整流し、直流の電源電圧に変換するための整流・平滑回路の一例である。この平滑・整流回路16は、公知の回路を用いて容易に形成できるため、詳細の説明は省略する。この整流・平滑回路を介して、タグの他の回路で使用する直流電源電圧が、電源ライン17に供給される。
18はインターフェース回路であり、例えば、共振交流信号に重畳されて来るダグの情報を、変調波から、通常の論理回路が認識できるパルス波に変換(検波または復調)する。また、論理回路からのメモリーを読み出した結果を示すパルス信号を、タグの使用する高周波で変調し、15の信号ラインに重畳出力する機能も受け持つ。
19は、リーダーライターを経由して送られてくるホストからのコマンドを解釈したり、後述するメモリーを読み書きしたりする論理回路である。20は、ICタグのIDその他を記憶しておくためのメモリーであり、目的により読み出し専用メモリー(ROM)、または不揮発性読み書き両用メモリー(RAM)、またはその両方を搭載させる。近年、15〜20の機能をワンチップのマイクロコントローラに集約したものが開発されており、それらが主流になりつつある。 A
以上がICタグの回路の構成であり、以下にその機能を説明する。後述するリーダーライターからの高周波電磁場の磁力線が、ICタグのコイル13と鎖交すると、ファラデーの電磁誘導の法則により、コイル13の両端には、高周波の電圧が発生する。この高周波の電圧信号が、コイル13とコンデンサ14の共振作用により大振幅化する。大振幅化した信号が信号ライン15に供給される。 The above is the circuit configuration of the IC tag, and its function will be described below. When magnetic field lines of a high-frequency electromagnetic field from a reader / writer described later are linked to the
信号ライン15に発生した高周波交流電圧信号を、整流平滑回路16によって、後段の回路が使用する直流電圧(電源)信号17に変換する。インターフェース回路18は、信号ラインに重畳された、リーダーライター経由のコマンド信号を、次段の論理回路19が認識できるパルス信号に変換する。 A high-frequency AC voltage signal generated in the
論理回路19は、ホストからのコマンドを解釈し、例えばホストからのコマンドが、タグのID情報の要求であれば、次段のメモリー20のID信号記録部の情報を読み出して、パルス信号としてインターフェース回路18に戻す。すると、インターフェース回路18は、このパルス信号をICタグで使用する高周波で変調して、高周波信号線15に重畳する。 The
すると、コイル13に流れる電流が、ID情報のパルス信号で変調されるため、コイル13と鎖交する磁束が、ID情報のパルス信号で変調される。この信号が、後述するリーダーライターによって検知され、ホストに伝えられる。 Then, since the current flowing through the
次に、図4と図5を参照しながら、無線タグシステムの構成と動作を説明する。図4は、無線タグシステムのブロック図であり、図5は、ICタグの動作を示すフロー図である。 Next, the configuration and operation of the wireless tag system will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a block diagram of the wireless tag system, and FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the IC tag.
図5において、同図において、21は、図3に回路を示したICタグである。22は、リーダーライターであり、後述するホストからのコマンドを高周波の電磁場信号としてICタグに送り、また無線タグから応答してきた電磁場信号を受信する機能を有する。23は、ホストであり、汎用のパーソナルコンピュータに、その機能を容易に付与できる。 In FIG. 5,
簡易なシステムでは、リーダーライター22に、マイクロコントローラや表示素子を搭載し、ホスト23の機能まで持たせることも可能である。既に複数の企業から、上述のシステムが発売されており、内部の詳細な構成の説明までは省略する。 In a simple system, the reader /
次に図5を参照しながら、無線タグの動作について説明する。ステップ24の開始で、ホスト23に電源が投入され、関連する制御ソフトウェアが起動されると、その初期化とともに、リーダーライター22も動作可能状態にされる。 Next, the operation of the wireless tag will be described with reference to FIG. At the start of
次にステップ25のコマンド操作において、ホスト23は操作者が、例えばICタグのID情報を要求するための部材を操作したか検出し、その操作が行われた場合(Yes)、ステップ26のコマンド送信に進んで、リーダーライター22からICタグ21に対して、ID要求のコマンド信号を送出する。ここで操作が行われなかった場合(No)、自己のステップ25のコマンド操作に戻り、ループをまわりながら操作を待機する。 Next, in the command operation in
ステップ26のコマンド送信で、リーダーライター22から、コマンド信号を送出した後、ホスト23はリーダーライター22経由で、ステップ27のICタグ21からの応答の有無の検出作業を行う。応答がなければ(No)、自己のステップ27のICタグ応答の有無の検出作業に戻り、ループをまわりながら応答を待機する。ここで応答があった場合(Yes)、制御ソフトウェアで、ステップ28の判断のプロシージャに進む。 After sending the command signal from the reader /
ステップ28の判断のプロシージャにおいて、ICタグ21からの応答信号が規格を満足する場合(OK)、ホスト23のディスプレイまたは何らかの表示機にて、ステップ29の正常表示を実行し、しかる後にステップ25のコマンド操作に戻って、次の操作を待機する。ステップ28の判断のプロシージャにおいて、ICタグ21からの応答信号が規格を満足しない場合(NG)、ホスト23のディスプレイまたは何らかの表示機にて、ステップ30の異常警告表示を実行すし、しかる後にステップ25のコマンド操作に戻って、次の操作を待機する。 When the response signal from the
以上が、無線タグの動作であり、ここに示した例では、コマンドとして、ICタグ21に埋め込まれた(不変の)ID要求の説明を行ったが、他の機能も同様の動作で容易に実現できる。例えば、このタグを商品に埋め込む場合、支払済みかどうかの情報をあらかじめ「未払い」と記録しておき、レジで支払いが済んだときに、情報を「支払済み」などに変更書換するなども容易に実現できる。 The above is the operation of the wireless tag. In the example shown here, the ID request embedded in the
以上に説明したように、ICタグ21を、2層構造の成形体の層間に埋め込んだ場合、ICタグ21を外したり、付け替えたりすることはきわめて困難であり、セキュリティが極めて高いシステムが構築できるメリットがある。また、商品に支払い済みかの情報を記録しておけば、店の出口にリーダーライターを設置しておけば、万引きしたものが持ち出されるのを検出して警告する事が可能である。それ以外にも、無線タグの持つ全ての機能を使用することが可能であり、商品管理や物流の信頼性向上やコスト低減に寄与するところは極めて大きい。 As described above, when the
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本技術分野における通常の知識を有する者が想到し得る変形、修正など、例えば、一次成形体として、各種の熱硬化性高分子を用いた場合も、本発明に含まれることは勿論である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various thermosetting polymers as a primary molded body, such as deformation and correction that can be conceived by those having ordinary knowledge in the technical field. Needless to say, the present invention is also included in the present invention.
1 可動側金型
2 キャビティ
3,11 ICタグ
4 中空形状部品
5 R形状部
6 スライドコア
7 Oリング
8 開口部密閉用部材
9 固定側金型
10 一次成形体
12 二次成形体
13 コイル
14 コンデンサ
15 信号ライン
16 整流・平滑回路
17 電源ライン
18 インターフェース回路
19 論理回路
20 メモリー
21 ICタグ
22 リーダーライター
23 ホスト
24 ステップ24;開始
25 ステップ25;コマンド操作
26 ステップ26;コマンド送信
27 ステップ27;ICタグ応答の有無の検出作業
28 ステップ28;判断のプロシージャ
29 ステップ29;正常表示
30 ステップ30;異常警告表示DESCRIPTION OF
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KR20170066385A (en) * | 2014-10-10 | 2017-06-14 | 아르부르그 게엠베하 엔 코 카게 | Method for the further processing of a prefabricated product, and associated prefabricated product |
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