JP5000319B2 - 再生材料を使用した二色成形コンテナの製造方法 - Google Patents

再生材料を使用した二色成形コンテナの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、合成樹脂を材料としたコンテナ及びその製造方法に関し、特に、このコンテナが再生材料を使用した二色成形によって製造されるものに関するものである。
合成樹脂によって成形される運搬用容器、運搬と店頭での陳列を行う所謂「クレート」とも呼ばれる樹脂製容器、その他の各種コンテナは、均一で衛生的であり、しかも必要な剛性や美しさを備えた便利なものとして、近年ではあらゆる場所で大量に使用されているものである。
ところが、この種のコンテナは、あくまでも合成樹脂を材料として形成されているため、長年に亘って使用すれば、所謂経年変化による劣化や、破損が発生する。そして、最終的には「ゴミ」となるものである。さらには、近年では、所謂「リサイクル法」が制定されて、合成樹脂製品を製造するメーカーや流通企業に対して、使用済みの合成樹脂製品の再生が義務付けられてきている。
使用済み合成樹脂製品の再生は、一般的には、これに粉砕等の処理を施して「再生材料」とし、この「再生材料」を所謂「バージン材料」の中に混ぜて使用することにより行われている。「バージン材料」を常に使用するのは、「再生材料」は合成樹脂製品自体に必要な「耐衝撃性」、「曲げ強度」あるいは「耐紫外線性」が劣るからである。勿論、「再生材料」は劣化しているものであるから、成形時に必要な「流動性」にも劣るものでもある。
しかしながら、使用済み合成樹脂製品の再生は、上記の所謂「リサイクル法」が制定されたことをみても、社会から要求されている「急務」であるから、困難ではあっても再生に尽力しなければならない状況にあることは当然である。そこで、本発明者は、合成樹脂の再生についての技術を精査してみた結果、特許文献1及び特許文献2の技術を発見した。
特開2002−46743号公報、要約 特許第3824050号掲載公報
特許文献1には、「従来のリサイクル樹脂材を利用した容器が有する問題を解決する」ために開発された「運搬用容器」が提案されている。この「運搬用容器」は、「相対する側壁に略平行な垂直仕切面を境に、一方の側が、リサイクル樹脂材により成形され、もう一方の側が、バージン樹脂材により成形されているもの」、あるいは、「バージン樹脂材により成形されている容器部分が、所望の色に着色されているとともに、リサイクル樹脂材により成形されている容器部分が、黒に着色されていること」といった構成を有するものである。
しかしながら、この特許文献1の「運搬用容器」は、「一方の側が、リサイクル樹脂材により成形され、もう一方の側が、バージン樹脂材により成形されているもの」であるから、言わば「リサイクル樹脂部分」と「バージン樹脂部分」とが接着されたような状態にあるため、両者の境界部分においての「接合強度」が劣るものと考えられる。
一方、特許文献2にも、「色の異なる複数のパレットを粉砕、混合した再生プラスチックを使用しながらも、各社のイメージカラーを有するパレットの製造を可能とする再生プラスチックの利用方法と再生プラスチックを使用したパレットの製造方法を提供すること」を目的としてなされた「再生プラスチックの利用方法と再生プラスチックを使用したパレットの製造方法」が提案されている。
しかしながら、この特許文献2の技術も、例えば、請求項1の記載からすると、「全体を一色の材料で形成したパレットを複数種類粉砕してなる粉砕混合物から1回目の再生プラスチックを得、この1回目の再生プラスチックを上部成形部材と下部成形部材とを突き合わせて溶着してなる上下溶着型パレットの上部成形部材又は下部成形部材のいずれか一方に使用し、他方の上部成形部材又は下部成形部材には粉砕前の複数種類のうちの一種類の色と同じ色のプラスチックを使用することを特徴とする再生プラスチックの利用方法」であり、「上部成形部材と下部成形部材とを突き合わせて溶着してなる上下溶着型パレット」に関するものであるから、上述した特許文献1の場合と同様に、言わば「上部成形部材」と「下部成形部材」とが接着されてたような状態にあるため、両者の境界部分においての「接合強度」が劣るものと考えられる。
また、上記いずれの特許文献にも提案されている製品は、再生材料を使用するとしているが、再生材料の「熱履歴」を全く考慮していないことに問題がある。一般に、合成樹脂による成形を行う場合、これを「溶融」して型内に流さなければならないから、この際の加熱によって、合成樹脂やこれに加えられる種々な補助材に劣化を生ずる。そのため、熱履歴が何回も存在する再生材料を使用した場合には、予測できない物性の製品ができ、設計者が意図しない不良が発生することが考えられるからである。
換言すれば、一度製品として利用した合成樹脂を再利用(リサイクル)するにあたっては、当然熱履歴がどれだけあったかを知る必要があるが、合成樹脂を構成している各分子一つ一つに名前がある訳ではないから、その再生材料が何回の熱履歴を有するものであるかは、検証不可能ではある。
さらには、再生材料を使用して製品化するにあたっては、「製品の着色」も重要な問題となってくる可能性がある。つまり、バージン材料に最初から「濃い色」を着色してしまえば、これを再生材料としたときに、次に着色できる色は、最初の濃い色よりもさらに濃い色に限定されてしまう。合成樹脂製品に採用される着色料は顔料であるから、「絵の具の混合原則」が働いて、着色を繰り返すことによってどんどん「濃い色」にしかならないからである。
そして、「クレート」のように、毎日は勿論、1日に複数回も販売商品の製造箇所から販売箇所まで運搬されるコンテナ等の容器は、精々1年程度で次の新しいもの、つまり次世代製品にする必要があるが、この場合、その切り替え時がクレートの色を見ただけで判断できるとよい。そのようにできれば、各世代のクレートの使用期間をある決められた範囲にすることができて、世代交代を一定期間、例えば1年毎に確実に行うことができ、ある期間内に多数世代のクレートが混在することを防止できると予想される。
以上のような実情、熱履歴の問題、及び絵の具の混合原則の中で、本発明者等は、製品の物性の低下を招く「熱履歴」をうまくコントロールしながら、再生材料を使用していくにはどうしたらよいか、について種々検討を重ねてきた結果、異なる材料を同時に使用して成形を行う「二色成形法」を採用することによって問題解決ができることを見出して、本発明を完成したのである。
すなわち、本発明の目的とするところは、再生材料の利用を図ることができて、熱履歴をコントロールして設計通りの物性のものとすることができる二色成形コンテナ10を確実に製造することのできる方法を提供することにあり、請求項2に係る発明の目的とするところは、請求項1と同様な目的を達成できて、再生材料の繰り返し使用を容易に行える二色成形コンテナ10の製造方法を提供することにある。
以上の課題を解決するために、まず、請求項1に係る発明の採った手段は、後述する最良形態の説明中で使用する符号を付して説明すると、
成形による熱履歴が最高2回までの合成樹脂が、常に全体の75重量%以上を占める、再生材料を使用した二色成形コンテナ10を、次の工程を経て製造する方法。
(1)合成樹脂の再生材料70〜90重量%と残部のバージン材料とを使用して形成した主再生材部11半分と、残り半分を合成樹脂の再生材料10〜30重量%と残部のバージン材料を使用して形成した主バージン材部12とを、二色成形することにより第1世代の二色成形コンテナ10を製造する工程;
(2)第1世代の二色成形コンテナ10を再生した材料70〜90重量%と残部のバージン材料とを使用して形成した主再生材部11半分と、残り半分を第1世代の二色成形コンテナ10の再生材料10〜30重量%と残部のバージン材料を使用して形成した主バージン材部12とを、二色成形することにより第2世代の二色成形コンテナ10を製造する工程;
(3)上記工程(2)を繰り返すことにより、順次繰り下がる次世代の二色成形コンテナ10を製造する工程
である。
ここで、本発明の対象となっている二色成形コンテナ10から説明すると、この二色成形コンテナ10は、主再生材部11及び主バージン材部12を形成するための再生材料を、一般の樹脂成形品または前世代の二色成形コンテナ10を再生したものとすることにより、何世代にも亘って、再生材料を使用、つまりリサイクルしていくものであり、この再生材料を使用するにあたって、成形による熱履歴が最高2回までの合成樹脂が、常に全体の75重量%以上を占めるようにしたものである。
なお、ここで述べている「合成樹脂」は、最初に成形される、つまり第1世代の二色成形コンテナ10では、他の樹脂成形品から再生された再生材料であっても、勿論バージン材料であってもよいことを意味するものであり、主再生材部11及び主バージン材部12を形成するための前記再生材料を、当該二色成形コンテナ10を再生したものとするということは、第2世代の二色成形コンテナ10からは、前世代の二色成形コンテナ10から作られた再生材料を使用していくことを意味している。
そして、この二色成形コンテナ10では、図1の(1)及び(2)に示すように、再生材料が多い主再生材部11と、バージン材料が多い主バージン材部12とをそれぞれ半分宛になるように、二色成形したものである。具体的には、合成樹脂の再生材料70〜90重量%と残部のバージン材料とを使用して形成した主再生材部11半分と、残り半分を合成樹脂の再生材料10〜30重量%と残部のバージン材料を使用して形成した主バージン材部12とにより構成したものである。
まず、主再生材部11については、合成樹脂の再生材料70〜90重量%と残部のバージン材料とを使用して形成する必要がある。その理由は、合成樹脂の再生材料が70重量%以下であると、再生材料の十分なリサイクルが行えないからであり、合成樹脂の再生材料が90重量%以上であると、その分バージン材料の使用量が減り、二色成形した主再生材部11と主バージン材部12との境界部における接合強度が十分ではなくなるからである。
また、二色成形コンテナ10の残り半分を占める主バージン材部12については、合成樹脂の再生材料10〜30重量%と残部のバージン材料を使用して形成する必要がある。その理由は、この主バージン材部12について、合成樹脂の再生材料が10重量%以下であると、再生材料の十分なリサイクルが行えないからであり、合成樹脂の再生材料が30重量%以上であると、その分バージン材料の使用量が減り、二色成形した主再生材部11と主バージン材部12との境界部における接合強度が十分ではなくなるからだけでなく、世代交代を繰り返すことによって、成形による熱履歴が2回以上の合成樹脂が二色成形コンテナ10全体の25重量%以上を占めることになるからである。
の二色成形コンテナ10が以上のような構成を有することによって、後述する最良形態の実施例1及び実施例2を例示する図2及び図3に示すように、世代交代を順に繰り返していっても、二色成形コンテナ10全体に占めるバージン材料の割合が常に50重量%を越えることになり、かつ熱履歴の多いものが順に少なくなっていくから、実施例1の場合を示す図4に示すように、成形による熱履歴が最高2回までの合成樹脂が、常に全体の75重量%以上を占めることになるのである。
ここで、第1世代の二色成形コンテナ10については、再生材料として当該二色成形コンテナ10を再生したものを使用しなくてもよいことを述べたが、そうすると、この再生材料中に熱履歴が2回以上のものが含まれている可能性があるが、通常はそのようなことはない。何故なら、現在流通している樹脂製品は、その必要とされる物性を確保するために、バージン材料100重量%か、特許文献1や2でみられるように、再生材料を使用したとしても、せいぜい50重量%であるからである。そして、重要なことは、本発明におけるように再生材料を何世代にも亘って使用していこうとする思想は、従来には全くなかったのであるから、第1世代の二色成形コンテナ10について使用する再生材料として、当該二色成形コンテナ10を再生したものを使用しない場合でも、この再生材料中に熱履歴が2回以上のものが含まれている可能性はないのである。結果として、図4に示した表中の、第1世代の二色成形コンテナ10における、熱履歴が1回の再生材料は、多くて二色成形コンテナ10全体の半分の半分、つまり25重量%となるのである。
熱履歴が最高2回までの再生材料を75重量%以上使用していけば、二色成形コンテナ10を二色成形していく上で、溶融樹脂の流動性が確保できるだけでなく、完成された二色成形コンテナ10についてみれば、大きく劣化した材料がないことから、設計通りの物性、つまり、十分な「耐衝撃性」、「曲げ強度」及び「耐紫外線性」を有するものとなる。
従って、このような二色成形コンテナ10は、再生材料の利用を図ることができるものとなっているだけでなく、世代交代を繰り返しても熱履歴をコントロールすることができて、設計通りの物性のものとなっているのである。
以上のような二色成形コンテナ10は、次のように製造することができる。
の製造方法の基本思想は、前世代の二色成形コンテナ10をリサイクルした再生材料を材料の一部として次の世代の二色成形コンテナ10を製造するものである。換言すれば、この製造方法は、二色成形コンテナ10の世代交代を繰り返しながら、その中で二色成形コンテナ10からの再生材料を有効に使用していくものである。
そのために、まず工程(1)では、合成樹脂の再生材料70〜90重量%と残部のバージン材料とを使用して形成した主再生材部11半分と、残り半分を合成樹脂の再生材料10〜30重量%と残部のバージン材料を使用して形成した主バージン材部12とを、二色成形することにより第1世代の二色成形コンテナ10を製造するものである。
ここで述べている「合成樹脂」は、最初に成形される、つまり第1世代の二色成形コンテナ10では、他の樹脂成形品から再生された再生材料であっても、勿論バージン材料であってもよいことを意味するものであることは、前述した請求項1の二色成形コンテナ10の場合と同様である。
勿論、二色成形とは、主再生材部11となる材料と、主バージン材部12となる材料とを同時かつ同量に溶融させて成形していくもので、両溶融材料が突き当たる部分で主再生材部11と主バージン材部12との境界部分が形作られるものである。
また、工程(2)では、第1世代の二色成形コンテナ10を再生した材料70〜90重量%と残部のバージン材料とを使用して形成した主再生材部11半分と、残り半分を第1世代の二色成形コンテナ10の再生材料10〜30重量%と残部のバージン材料を使用して形成した主バージン材部12とを、二色成形することにより第2世代の二色成形コンテナ10を製造するのである。
この工程(2)で重要なことは、工程(1)で製造した第1世代の二色成形コンテナ10を再生した材料を使用するということである。これにより、第1世代の二色成形コンテナ10を有効に利用する、つまりリサイクルするということができるのである。
そして、工程(3)では、上記工程(2)を繰り返すことにより、順次繰り下がる次世代の二色成形コンテナ10を製造するのである。ここで、主再生材部11及び主バージン材部12を形成するための再生材料を、当該二色成形コンテナ10を再生したものとするということは、第2世代の二色成形コンテナ10からは、前世代の二色成形コンテナ10から作られた再生材料を使用していくことを意味している。これにより、前世代の二色成形コンテナ10を有効に利用して次世代の二色成形コンテナ10を製造する、つまり本発明によって製造された二色成形コンテナ10を世代交代を繰り返しながらリサイクルすることができるのである。
従って、この製造方法によれば、二色成形コンテナ10を製造することができて、本発明によって製造された二色成形コンテナ10を世代交代を繰り返しながらリサイクルすることができるのである。
そして、上記課題を解決するために、請求項2に係る発明の採った手段は、上記請求項1に係る製造方法について、
「前記各工程において、主バージン材部12に各世代毎に決められた着色を施すとともに、主再生材部11の着色を全世代に亘って共通する灰色によって行って、当該二色成形コンテナ10がどの世代のものであるかが視認できるようにしたこと」
である。
すなわち、この請求項2に係る製造方法では、請求項1の製造方法によって製造された二色成形コンテナ10がどの世代のものであるかを簡単に視認することができるようにするものであり、そのために、主バージン材部12に各世代毎に決められた着色を施すとともに、主再生材部11の着色を全世代に亘って共通する灰色によって行うのである。
まず、主バージン材部12に各世代毎に決められた着色を施すのであるが、それには、上述した「絵の具の混合原則」を考慮して、世代の新しいものについては薄い色を選択し、世代が繰り下がるにしたがって濃い色を選択していくものである。後述する最良形態では、第1世代を「黄色」、第2世代を「緑色」、第3世代を「青色」、そして第4世代を「赤色」としている。
また、主再生材部11の着色については、全世代に亘って共通する灰色によって行うのである。もし、主再生材部11の色が世代によって異なった色であると、主バージン材部12について施された各世代毎に決められた着色と区別が付きにくくなってしまうため、主再生材部11の着色については、全世代に亘って共通する灰色を使用することにしたのである。
そして、この二色成形コンテナ10においては、その主バージン材部12に各世代毎に決められた着色が施してあるから、「クレート」のように、毎日は勿論、1日に複数回も販売商品の製造箇所から販売箇所まで運搬されるものである場合に、その切り替え時が主バージン材部12の色を見ただけで判断できる。逆に言えば、各世代の二色成形コンテナ10の使用期間を主バージン材部12に着色された色によって判断することができ、世代交代を一定期間に、例えば1年毎に確実に行うことができ、ある期間内に多数世代の二色成形コンテナ10が混在することを防止できる。
従って、この請求項2の製造方法によれば、上記請求項1と同様な効果を発揮することができることは勿論、製造された二色成形コンテナ10がどの世代のものであるかを簡単に視認できるものとすることができ、世代交代を効率的に行えることになる。
以上、説明した通り、本発明においては、
「成形による熱履歴が最高2回までの合成樹脂が、常に全体の75重量%以上を占める、再生材料を使用した二色成形コンテナ10を、次の工程を経て製造する方法。
(1)合成樹脂の再生材料70〜90重量%と残部のバージン材料とを使用して形成した主再生材部11半分と、残り半分を合成樹脂の再生材料10〜30重量%と残部のバージン材料を使用して形成した主バージン材部12とを、二色成形することにより第1世代の二色成形コンテナ10を製造する工程;
(2)第1世代の二色成形コンテナ10を再生した材料70〜90重量%と残部のバージン材料とを使用して形成した主再生材部11半分と、残り半分を第1世代の二色成形コンテナ10の再生材料10〜30重量%と残部のバージン材料を使用して形成した主バージン材部12とを、二色成形することにより第2世代の二色成形コンテナ10を製造する工程;
(3)上記工程(2)を繰り返すことにより、順次繰り下がる次世代の二色成形コンテナ10を製造する工程」
にその構成上の特徴があり、これにより、二色成形コンテナ10を確実に製造することのできる方法を提供することができるのである。
次に、上記のように構成した各請求項に係る発明を、図面に示した最良の形態である二色成形コンテナ10について、その製造方法を交えながら説明する。
まず、図1の(1)には本発明に係る二色成形コンテナ10の斜視図が、図1の(2)には同二色成形コンテナ10の平面図が示してあるが、この二色成形コンテナ10では、図示左半分を主再生材部11とし、右半分を主バージン材部12としたものである。そして、この二色成形コンテナ10は、その一部を、主再生材部11や主バージン材部12のための再生材料としながら、例えば第1世代〜第4世代と、世代を順次繰り返しながら製造したものである。
図2には、各世代の二色成形コンテナ10における、主再生材部11及び主バージン材部12に使用される、再生材料及びバージン材料の割合(重量%)を示す第1実施例の場合が表にして示してある。また、図3には、各世代の二色成形コンテナ10における、主再生材部11及び主バージン材部12に使用される、再生材料及びバージン材料の割合(重量%)を示す第2実施例の場合が表にして示してある。
図2に示した表において、各世代における主再生材部11は、再生材料が80重量%で、バージン材料が20重量%であり、文字通り、再生材料を主にしたものである。一方、主バージン材部12は、再生材料が20重量%で、バージン材料が80重量%であり、文字通り、バージン材料を主にしたものである。そして、割合こそ異なるが、主再生材部11においても、主バージン材部12においても、再生材料を使用しているのである。
また、この図2に示した表において、各世代におけるバージン材料の総量は、全て50重量%となっており、このような二色成形コンテナ10を次世代の材料の再生材料とすることによって、成形による熱履歴の回数と、その回数の熱履歴を有する再生材料及びバージン材料の、全コンテナ中における割合(重量%)が図4に示す通りのものとなるのである。
この図4に示した表中に表現されていることは、熱履歴が1回のものと、2回のものとの合計が、どの世代をとってみても、二色成形コンテナ10全体の75重量%以上を占めていることである。換言すれば、本最良形態に係る二色成形コンテナ10は、成形による熱履歴が最高2回までの合成樹脂が二色成形コンテナ10全体の75重量%以上を占めていて、熱履歴による劣化は殆どないものとなっているのである。
また、図3に示した表において、各世代における主再生材部11は、文字通り、再生材料を主にしたものであり、同主バージン材部12は、文字通り、バージン材料を主にしたものであって、割合こそ異なるが、主再生材部11においても、主バージン材部12においても、バージン材料を使用しているのである。そして、このバージン材料の総量は、各世代において50重量%以上であるから、図4に示した表中の、熱履歴が1回のものと、2回のものとの合計が、どの世代をとってみても、二色成形コンテナ10全体の75重量%以上を占めることになる。
以上の本最良形態に係る二色成形コンテナ10、つまり、成形による熱履歴が最高2回までの合成樹脂が、常に全体の75重量%以上を占める、再生材料を使用した二色成形コンテナ10は、次の工程(1)〜(3)を経て製造される。
まず、工程(1)では、合成樹脂の再生材料70〜90重量%と残部のバージン材料とを使用して形成した主再生材部11半分と、残り半分を合成樹脂の再生材料10〜30重量%と残部のバージン材料を使用して形成した主バージン材部12とを、二色成形することにより第1世代の二色成形コンテナ10を製造するのである。
また、工程(2)では、第1世代の二色成形コンテナ10を再生した材料70〜90重量%と残部のバージン材料とを使用して形成した主再生材部11半分と、残り半分を第1世代の二色成形コンテナ10の再生材料10〜30重量%と残部のバージン材料を使用して形成した主バージン材部12とを、二色成形することにより第2世代の二色成形コンテナ10を製造するのである。
そして、工程(3)では、上記工程(2)を繰り返すことにより、順次繰り下がる次世代の二色成形コンテナ10を製造するのである。
また、本最良形態の二色成形コンテナ10は、上記各工程において、主バージン材部12に各世代毎に決められた着色を施すとともに、主再生材部11の着色を全世代に亘って共通する灰色によって行って製造している。このようにしたのは、上記の製造方法によって製造された二色成形コンテナ10がどの世代のものであるかを簡単に視認することができるようにするためである。
本最良形態の二色成形コンテナ10では、主バージン材部12に各世代毎に決められた着色を施すのであるが、それには、上述した「絵の具の混合原則」を考慮して、第1世代を「黄色」、第2世代を「緑色」、第3世代を「青色」、そして第4世代を「赤色」としている。そして、主再生材部11の着色については、全世代に亘って共通させた灰色によって行うのである。もし、主再生材部11の色が世代によって異なった色であると、主バージン材部12について施された各世代毎に決められた着色と区別が付きにくくなってしまうため、主再生材部11の着色については、全世代に亘って共通する色を使用することにしたのである。
本発明によって製造される二色成形コンテナを示すもので、(1)はその斜視図、(2)は同二色成形コンテナの平面図である。 第1実施例の各世代の二色成形コンテナにおける、主再生材部及び主バージン材部に使用される、再生材料及びバージン材料の割合(重量%)を示した表である。 第2実施例の各世代の二色成形コンテナにおける、主再生材部及び主バージン材部に使用される、再生材料及びバージン材料の割合(重量%)を示した表である。 成形による熱履歴の回数と、その回数の熱履歴を有する再生材料及びバージン材料の、全コンテナ中における割合(重量%)を示した表である。
10 二色成形コンテナ
11 主再生材部
12 主バージン材部

Claims (2)

  1. 成形による熱履歴が最高2回までの合成樹脂が、常に全体の75重量%以上を占める、再生材料を使用した二色成形コンテナを、次の工程を経て製造する方法。
    (1)合成樹脂の再生材料70〜90重量%と残部のバージン材料とを使用して形成した主再生材部半分と、残り半分を合成樹脂の再生材料10〜30重量%と残部のバージン材料を使用して形成した主バージン材部とを、二色成形することにより第1世代の二色成形コンテナを製造する工程;
    (2)前記第1世代の二色成形コンテナを再生した材料70〜90重量%と残部のバージン材料とを使用して形成した主再生材部半分と、残り半分を前記第1世代の二色成形コンテナの再生材料10〜30重量%と残部のバージン材料を使用して形成した主バージン材部とを、二色成形することにより第2世代の二色成形コンテナを製造する工程;
    (3)上記工程(2)を繰り返すことにより、順次繰り下がる次世代の二色成形コンテナを製造する工程。
  2. 前記各工程において、前記主バージン材部に各世代毎に決められた着色を施すとともに、前記主再生材部の着色を全世代に亘って共通する灰色によって行って、当該二色成形コンテナがどの世代のものであるかが視認できるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の、再生材料を使用した二色成形コンテナの製造方法。
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