JP2012240318A - 成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インサート成形でシートの周縁に外周枠を配設して成形品とした場合に、シートにしわや外観不良がなく、製品価値及び美観等も良好な成形品の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係る成形品の製造方法によれば、インサート成形でシートの周縁に外周枠を配設して成形品を成形するにあたり、外周枠におけるシートの周縁と直接繋がる部分について、水平方向に対して角度αが１〜６０°となるように、かかる成形品を成形する金型２について、外周枠を配設するための第１外周枠形成部２３が、水平方向に対して角度αが１〜６０°となるように形成されている。これにより、シートを断面視円弧状（アーチ状）に膨らませてシートのひずみ等を開放させて逃し、シートにしわ等が発生することを防止することができるため、製品価値や美観に優れた成形品を提供することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、成形品の製造方法に関する。さらに詳しくは、樹脂シート等のシートの周縁に、射出成形された合成樹脂により外周枠を形成することによりなる成形品の製造方法に関する。

所定の部材と合成樹脂を一体化する手段としては、インサート成形法が知られている。かかるインサート成形法は、合成樹脂と一体化する対象となる部材を射出成形金型の内部にセットし、型締めした後、金型内に合成樹脂を射出・充填し、冷却・固化するものである。また、かかるインサート成形法は、樹脂シートの周縁に合成樹脂からなるフランジ等の外周枠を形成する手段としても用いられている（例えば、特許文献１や特許文献２を参照。）。

特開２０００−１６７８６８号公報 特開２００２−１０３３７２号広報

しかしながら、従来の製法では、インサート成形でシートの周縁にフランジ等の外周枠を形成するにあたっては、シートが比較的薄い場合にはシートにしわや外観不良（以下、しわ等とする場合もある。）が形成されてしまい、成形品の製品価値を低下させるとともに、美観を損ねることになっていた。特に、シートに印刷が施されている場合には、製品価値や美観の低下は顕著であった。

本発明の目的は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、インサート成形でシートの周縁にフランジ等の外周枠を配設して成形品とした場合に、シートにしわや外観不良がなく、製品価値及び美観等も良好な成形品の製造方法を提供することにある。

前記の課題を解決するために、本発明に係る成形品の製造方法は、シートを射出成形金型の内部に配置し、前記射出成形金型を閉じ、前記シートの周縁に、射出成形された合成樹脂により外周枠を配設することによりなる成形品の製造方法であって、前記外周枠における前記シートの周縁と直接繋がる部分を、水平方向に対して角度αが１〜６０°となるように形成することを特徴とする。

本発明に係る成形品の製造方法は、前記した本発明において、前記外周枠が、前記シートの周縁と直接繋がる第１外周枠と、前記第１外周枠と連接され、下方に延びるように形成される第２外周枠を含むことを特徴とする。

本発明に係る成形品の製造方法は、前記した本発明において、前記角度αが５〜４５°であることを特徴とする。

本発明に係る成形品の製造方法は、前記した本発明において、前記シートが樹脂シートであり、前記樹脂シートを構成する合成樹脂と、前記外周枠を構成する前記合成樹脂が共通することを特徴とする。

本発明に係る成形品の製造方法は、前記した本発明において、前記シートに印刷処理が施されていることを特徴とする。

本発明に係る成形品の製造方法は、インサート成形でシートの周縁に外周枠を配設した場合であっても、シートの周縁と直接繋がる部分について水平方向に対して所定の角度を付けることで、射出成形される外周枠が固化する際の熱収縮に対して、断面視円弧状（アーチ状）に膨らませてシートのひずみ等を開放させて逃すことにより、シートにしわや外観不良が発生することを防止し、製品価値及び美観等も良好な製造方法となり、また、成形品の表面に綺麗な印刷面を現すことができるため、装飾性にも優れた成形品を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る製造方法で得られた容器の蓋体の一態様を示した斜視図である。 図１のII−II断面図である。 図２の部分拡大図である。 蓋体を容器に取り付けた状態を示した斜視図である。 本実施形態に係る容器の蓋体を製造する射出成形金型を示した図であり、金型を閉じた状態の部分拡大図である。 本実施形態に係る蓋体を製造する射出成形金型を示した図であり、金型を開いた状態を示した図である。 本実施形態に係る蓋体を製造する射出成形金型を示した図であり、金型を閉じた状態（シートを固定）を示した図である。 本発明に係る製造方法で得られた成形品の他の態様を示した斜視図である。 図９は図８のIX−IX断面図である。 図９の部分拡大図である。 成形品を製造する射出成形金型を示した図であり、金型を閉じた状態の部分拡大図である。 成形品を製造する射出成形金型を示した図であり、金型を閉じた状態（シートを固定）を示した図である。

（Ａ）第１実施形態：
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。

（Ｉ）容器の蓋体１の構成：
図１ないし図４を用いて、本発明に係る成形品１の製造方法（以下、単に「製造方法」とする場合もある。）で得られる成形品１の一例である容器の蓋体１の構成を説明する。図１は本発明に係る製造方法で得られた容器の蓋体１の一態様を示した斜視図、図２は図１のII−II断面図、図３は図２の部分拡大図、図４は蓋体１を容器Ｘに取り付けた状態を示した斜視図、をそれぞれ示す。ここで、１は蓋体（成形品）、１１は蓋面、１２は外周枠、１３は第１外周枠、１４は第２外周枠、Ｓはシート、Ｘは容器、をそれぞれ示す。

図１ないし図４に示すように、本発明の製造方法で得られる成形品１である容器の蓋体１（以下、単に「蓋体１」とする場合もある。）は、容器Ｘの開口部を上方から覆うように取り付けられ、平面視略楕円形のシートＳが蓋面１１を構成し、また、蓋面１１の周縁には、合成樹脂が射出成形されて形成される外周枠１２が配設されている。

蓋面１１の周縁に配設される外周枠１２は、本実施形態にあっては、蓋面１１の周縁の下面（容器の蓋体１としたときに容器Ｘの内部に現れる面のこと。以下同じ。）に、第１外周枠１３が連接されることにより直接繋がり、かかる第１外周枠１３と連接され、下方に延びるように第２外周枠１４が、第１外周枠１３と第２外周枠１４とが一体化されて配設されている。また、図２及び図３に示すように、蓋面１１の周縁と直接繋がる第１外周枠１３（第１外周枠１３における容器Ｘの内部に現れる面（内面））は、水平方向（図２及び図３の矢印方向）に対して、角度αが１〜６０°となるように形成されており、図２に示すように、蓋面１１（シートＳ）は断面視円弧状（アーチ状）に膨らんだ状態で成形されている。

図１ないし図４に示す蓋体１は、シートＳからなる蓋面１１の周縁に外周枠１２（第１外周枠１３及び第２外周枠１４）が射出成形により形成され、一体化されているが、シートＳからなる蓋面１１及び射出成形により成形される外周枠１２を構成する材料として使用できる合成樹脂としては、熱加工性が良好であり、シート化及び射出成形可能な従来公知の熱可塑性樹脂の中から適宜選択して決定すればよい。なお、本発明において、「シート」は、比較的薄手の「フィルム」も含む概念であり、例えば、０．０５〜５．０ｍｍのものを使用することができ、０．１〜１．０ｍｍのものが好ましく、０．１〜０．５ｍｍのものが特に好ましい。

使用できる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリエステル等のポリエステル系樹脂や、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン等のポリオレフィンや、スチレン系樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。

また、これらの樹脂の他に、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、変性ＰＰＥ、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、変性ＰＳＵ、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）等が挙げられる。

これらの熱可塑性樹脂は、１種類を単独で使用してもよく、また、２種類以上を組み合
わせて使用してもよい。また、複数の熱可塑性樹脂により構成されたいわゆるブレンドポ
リマーとしてもよい。また、熱可塑性樹脂は、前記した樹脂の共重合体や変性体を用いる
ようにしてもよい。

これらの熱可塑性樹脂については、コスト、成形性及び軽量性の観点から、ポリオレフィン系樹脂やポリエステル系樹脂が好ましく、例えば、ポリプロピレン樹脂やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が挙げられる。また、成形品の強度および耐衝撃性の観点から、ポリアミド（ＰＡ）とポリエステルが好ましく用いられる。また、耐熱性および耐薬品性の観点から、ポリアリーレンスルフィド、中でもポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）が好ましく用いられる。成形品外観及び寸法安定性の観点から、ポリカーボネート（ＰＣ）やスチレン系樹脂が特に好ましく用いられる。

なお、蓋面１１となるシートＳとしては、前記した合成樹脂のほか、パルプ、紙、不織
布、金属薄板等を使用することができる。一方、図１ないし図３に示す蓋体１に代表される本発明の製造方法により得られる成形品１として、シートを合成樹脂とする場合にあっては、シートＳと外周枠１２の構成材料は、共通するものを使用することが好ましい。シートＳと外周枠１２の構成材料として共通する合成樹脂を用いることにより、シートＳと外周枠１２のなじみがよくなり、接合強度等が良好なものとなる。

また、蓋面１１となるシートＳには、あらかじめ、絵柄や模様等の印刷処理を施すことができる。本発明の製造方法にあっては、シートＳにあらかじめ印刷処理を施した状態であっても、シートＳにしわ等が発生することを防止することができるので、成形品１（本実施形態にあっては蓋体１）に絵柄や模様等が明確かつ鮮明に現れ、また、シートＳの全面に印刷処理を施すことが可能となる。さらに、シートＳとして、いわゆる３Ｄシートを使用するようにしてもよい。３Ｄシートを使用することにより、シートＳが断面視円弧状（アーチ状）となることと併せ、視覚効果に優れた成形品１を提供することができる。

なお、これらの熱可塑性樹脂には、本発明の目的、効果を損なわない範囲内において、
添加剤を適宜添加するようにしてもよい。使用できる添加剤としては、例えば、分散剤、
安定化剤、粘度調整剤等が挙げられる。

（II）容器の蓋体１（成形品１）の製造方法：
次に、本実施形態に係る成形品１である容器の蓋体１の製造方法について説明する。前記した図１ないし図４に示した成形品１である容器の蓋体１を得るには、射出成形金型２の内部にシートＳを配置し、金型２を閉じて蓋面１１となるシートＳを固定した状態で、溶融状態の合成樹脂を射出して流し込み、シートＳ（蓋面１１）の外周枠１２を形成するように充填し、合成樹脂を冷却固化させるようにすればよい。

図５ないし図７は、本実施形態に係る容器の蓋体１を製造する射出成形金型２（以下、単に「金型２」とする場合もある。）を示した図であり、図５は金型を閉めた状態の部分拡大図、図６は金型２を開いた状態、図７は金型２を閉じた状態（シートＳを固定）、を示した図である。ここで、金型２において、２１は固定金型、２２は移動金型、をそれぞれ示す。

図５に示すように、固定金型２１と移動金型２２には、蓋面１１となるシートＳを金型２の内部で載置固定するための空間（シート固定部２５）と、シートＳの周縁に外周枠１２（第１外周枠１３、第２外周枠１４）を配設するための空間（第１外周枠形成部２３及び第２外周枠形成部２４）が形成されている。

第１外周枠形成部２３は、成形時に蓋面１１となるシートＳを金型２の内部に載置固定した際に、シートＳの周縁が入り込み（図６及び図７参照）、合成樹脂を充填することにより、シートＳの周縁の下面に連接されて第１外周枠１３が配設されて、シートＳの周縁と外周枠１２（第１外周枠１３）が直接繋がり、シートＳと外周枠１２が一体化されることになる。

シート固定部２５と直接繋がり、第１外周枠１３を配設するための第１外周枠形成部２３は、水平方向（例えば、図５ないし図７に示す金型２における固定金型２１と移動金型２２の合わせ面（接する面）に水平な方向。以下図１１、図１２について同じ。）に対して、角度αが１〜６０°となるように、水平方向に対して傾きが付けられて形成されている。溶融した合成樹脂を導入し、冷却固化して外周枠１２を形成するにあたって、蓋面１１を構成するシートＳも収縮してしわ等が生じることになるが、シート固定部２５と直接繋がり、第１外周枠１３を配設するための第１外周枠形成部２３を、水平方向に対して角度αが１〜６０°としている。インサート成形でシートＳの周縁に外周枠１２を配設した場合におけるシートＳのしわや外観不良の原因は、射出成形される外周枠１２が固化する際の熱収縮が原因と考えられるが、シートＳの周縁と直接繋がる第１外周枠１３を形成する第１外周枠形成部２３について水平方向に対して所定の角度を付けることで、射出成形される外周枠１２が固化する際の熱収縮に対して、シートＳが載置されるシート固定部２５は平坦（フラット）である一方、断面視円弧状（アーチ状）に膨らませてシートＳのひずみ等を開放させて逃し、シートＳ（蓋面１１）にしわ等が発生することを防止することができる。なお、シートＳが断面視円弧状（アーチ状）と膨らむことについては、角度αを小さくするに従って緩やかな円弧状となるが、シートＳをしわがなく、断面視円弧状（アーチ状）に膨らませるようにするためには、かかる角度αは５〜５０°とすることが好ましく、５〜４５°とすることがより好ましく、２０〜４５°とすることがさらに好ましく、３０〜４５°が特に好ましい。

本実施形態に係る成形品１である蓋体１を製造する手順の一例を説明する。まず、図６に示すように、固定金型２１の内部において、蓋面１１となる楕円形のシートＳをシート固定部２５に載置する。固定金型２１に対するシートＳ（蓋面１１）の固定は、真空吸着等の手段により固定配置するようにすればよい。

この状態で、図７に示すようにして移動金型２２を図６の矢印の方向に移動して金型２を閉じて型締めする。図７のように金型２が閉じることにより、蓋面１１となるシートＳは、固定金型２１と移動金型２２の間に形成される空間（シート固定部２５）で固定される。また、シートＳの周縁における外周枠１２（第１外周枠１３、第２外周枠１４）が形成される部分に空間（第１外周枠形成部２３及び第２外周枠形成部２４）が形成されることになり、前記した図５に示すように、第１外周枠形成部２３は、水平方向に対して、角度αが１〜６０°となるように、傾きが付けられている。

図示しないシリンダーから金型２の内部に溶融状態の合成樹脂を射出して流し込むと、射出された溶融状態の合成樹脂は、あらかじめ加工された固定金型２１及び移動金型２２の形状に沿って、蓋面１１となるシートＳの周縁における外周枠１２が形成されるように充填される。充填された合成樹脂は、どれか１つが分断されることなく、一体に繋がって、一体化された第１外周枠１３及び第２外周枠１４となる。合成樹脂は、充填後、冷却、固化され、固化された合成樹脂により、外周枠１２が蓋面１１となるシートＳの周縁に一体的に形成され、図１ないし図３に示す構成の容器の蓋体１を形成することになる。

（III）本発明の効果：
以上説明した本実施形態に係る成形品１の製造方法によれば、インサート成形でシートＳの周縁に外周枠１２を配設して成形品１となる容器の蓋体１を成形するにあたり、外周枠１２におけるシートＳ（蓋面１１）の周縁と直接繋がる部分となる第１外周枠１３を、水平方向に対して角度αが１〜６０°となるように形成されている。また、かかる蓋体１（成形品１）を成形する金型２について、シート固定部２５と直接繋がる、第１外周枠１３を配設するための第１外周枠形成部２３は、水平方向に対して角度αが１〜６０°となるように傾きが付けられて形成されているので、断面視円弧状（アーチ状）に膨らませてシートＳのひずみ等を開放させて逃して、シートＳ（蓋面１１）にしわ等が発生することを防止することができ、しわや外観不良の発生がない成形品１を提供することができる。

そして、得られる蓋体１（成形品１）も、シートＳにしわ等がなく、断面視円弧状（アーチ状）に膨らんだ、製品価値及び美観等も良好な製造方法となる。また、成形品の表面に綺麗な印刷面を現すことができるため、装飾性にも優れ、図１ないし図４に示した容器の蓋体１に加えて、音響用のスピーカー等の成形品１を提供することができる。

（Ｂ）実施形態の変形：
なお、以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記し
た実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる
範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。ま
た、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達
成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は前記した各実
施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本
発明に含まれるものである。

例えば、前記した第１実施形態では、シートＳからなる蓋面１１の周縁に配設される外周枠１２が、シートＳの周縁と直接繋がる第１外周枠１３と、第１外周枠１３と連接され、下方に延びるように形成される第２外周枠１４から構成され、かかる外周枠１２を形成するための金型２として、第１外周枠形成部２３及び第２外周枠形成部２４が形成された金型２を示して説明した。一方、シートＳの周縁に配設される外周枠１２は、前記した構成に限定されず、シートＳの周縁に直接繋がれて配設される外周枠１２が、前記した範囲の角度αで形成されればよいので、例えば、図８ないし図１０に示すような、シートＳ（蓋面１１）の周縁と直接繋がる第１外周枠１３のみとする構成を採用しても問題はない。
なお、以下の説明においては、前記した第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。

図８は、本発明に係る製造方法で得られた成形品１の他の態様を示した斜視図、図９は図８のIX−IX断面図、図１０は図９の部分拡大図、をそれぞれ示す。図８ないし図１０に示した成形品１は、シートＳの周縁と直接繋がる外周枠１２（第１外周枠１３）が配設され、かかる外周枠１２（外周枠１２における成形品１の内側に現れる面（内面））は、前記した第１実施形態に示した成形品１（容器の蓋体１）と同様、水平方向に対して角度αが１〜６０°となるように形成されている。

また、図１１及び図１２は、成形品１を製造する射出成形金型２を示した図であり、図１１は、金型２を閉じた状態の部分拡大図であり、図１２は、金型を閉じた状態（シートＳを固定）を示した図、を示す。図１１に示すように、固定金型２１と移動金型２２には、シートＳを金型２の内部で載置固定するための空間（シート固定部２５）と、シートＳの周縁に外周枠１２（第１外周枠１３）を配設するための空間（第１外周枠形成部２３）が形成されている。第１外周枠形成部２３は、成形時にシートＳを金型２の内部に載置固定した際に、シートＳの周縁が入り込み、合成樹脂を充填することにより、シートＳの周縁の下面に連接されて第１外周枠１３が配設されて、シートＳの周縁と外周枠１２（第１外周枠１３）が直接繋がることになる。そして、移動金型２２における第１外周枠形成部２３は、第１実施形態と同様に、水平方向に対して、角度αが１〜６０°となるように、傾きが付けられて形成されている。

なお、本実施形態に係る成形品１を製造する手順としては、前記した第１実施形態において、成形品１における第２外周枠１４及び金型２における第２外周枠形成部２４を除いた以外は共通するので、説明を省略する。

また、前記した実施形態では、シートＳを単層とした態様を例に挙げて示したが、シートＳを２枚以上の複数の層としても問題はない。また、シートＳを複数の層とした場合にあっては、シートＳの間に装飾フィルムや紙（所定の模様や絵柄、色等が印刷されたものを含む。）を挟み込むようにしてもよい。このように装飾性の高いフィルムや紙等を挟み込むことにより、成形品１の装飾性が向上する。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範
囲で他の構造等としてもよい。

本発明は、樹脂シート等のシートの周縁に合成樹脂からなる外周枠を配設してなる成形品を製造する手段として、例えば、包装部材、音響部材、自動車部材、家電部材、建築部材等で使用される成型品を提供する手段として有利に使用することができる。

１ …… 容器の蓋体（成形品）
１１ …… 蓋面
１２ …… 外周枠
１３ …… 第１外周枠
１４ …… 第２外周枠
２ …… 射出成形金型
２１ …… 固定金型
２２ …… 移動金型
２３ …… 第１外周枠形成部
２４ …… 第２外周枠形成部
２５ …… シート固定部
Ｓ …… シート
Ｘ …… 容器

Claims (5)

1. シートを射出成形金型の内部に配置し、前記射出成形金型を閉じ、前記シートの周縁に、射出成形された合成樹脂により外周枠を配設することによりなる成形品の製造方法であって、
   前記外周枠における前記シートの周縁と直接繋がる部分を、水平方向に対して角度αが
   １〜６０°となるように形成することを特徴とする成形品の製造方法。
2. 前記外周枠が、前記シートの周縁と直接繋がる第１外周枠と、前記第１外周枠と連接され、下方に延びるように形成される第２外周枠を含むことを特徴とする成形品の製造方法。
3. 前記角度αが５〜４５°であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の成形品の製造方法。
4. 前記シートが樹脂シートであり、前記樹脂シートを構成する合成樹脂と、前記外周枠を構成する前記合成樹脂が共通することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の成形品の製造方法。
5. 前記シートに印刷処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の成形品の製造方法。

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