JP6219162B2 - 加飾合成樹脂成形品 - Google Patents

Description

本発明は、透明の合成樹脂材の内部に有色材が閉じ込められるような外観を呈することができる加飾合成樹脂成形品に関する。

例えば化粧料等を収容する容器においては、パッケージに種々の加飾を施すことで、高級感を持たせるとともに他の商品との差別化を図っている。このような加飾方法の一つとして、特許文献１には、透明な合成樹脂材の裏面側に、模様を施したインサートラベルを設けた成形品が示されている。また、特許文献２には、オンデマンド印刷機能を有する印刷機によって透明な合成樹脂材の裏面側に印刷塗膜を形成した成形品が示されている。

特開２０１３−４９２５０号公報 特開２００９−１７２９９８号公報

このように、これまでも様々な加飾合成樹脂成形品が検討されているものの、市場では新たな加飾成形品が求められている。その一つとして、高い装飾性を持たせるべく、花びらの如き形状（湾曲した薄肉形状）となる有色材が透明の合成樹脂材の内部に閉じ込められるような外観を呈することができる容器のキャップが検討されている。しかし、特許文献１、２の成形品は何れも、透明な合成樹脂材の裏面側に装飾を施すものである上、厚みも比較的薄いものであり、また、装飾部分も比較的平面に近いものであることから、このようなキャップを形成するに当たって特許文献１、２の技術をそのまま転用することは困難であった。

本発明は、このような従来の問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、例えば容器のキャップのように、筒状部の一端を壁部で閉塞した形状をなす合成樹脂成形品に対し、花びらの如き形状となる有色材が透明の合成樹脂材の内部に閉じ込められるような外観を呈することができる、新たな加飾合成樹脂成形品を提案するところにある。

本発明は、筒状部の一端を壁部で閉塞した形状をなすとともに、透明の合成樹脂材とこの透明の合成樹脂材の内部に全体が閉じ込められるように設けられる有色材とで形成される加飾合成樹脂成形品であって、
前記有色材は、全体が前記壁部に収まっているとともに湾曲した薄肉形状をなす有色の合成樹脂材であって、
前記透明の合成樹脂材は、前記有色の合成樹脂材で形成される中間層を挟む、外側層と内側層の少なくとも２層からなり、
前記外側層、中間層、及び内側層は何れも、射出成形によって形成され、
前記外側層および前記内側層の肉厚は、少なくとも前記壁部において前記中間層の湾曲形状に応じて変化しており、
前記外側層は、外側に位置する１次層と、該１次層の内側に設けられる２次層を有し、
前記内側層は、外側に位置する４次層と、該４次層の内側に設けられる５次層とを有する加飾合成樹脂成形品である。

前記壁部は、湾曲する前記有色材に対して非相似形となる外面を有し、
前記外側層、中間層、及び内側層を形成するためのゲートは何れも、前記筒状部に取り囲まれる前記壁部の内面において開口することが好ましい。

前記外側層、中間層、及び内側層は何れも、ゲートが開口する部位での肉厚が４ｍｍ以下であることが好ましい。

前記外側層、中間層、及び内側層を形成するためのゲートはそれぞれ、前記壁部の延在方向に対して互いに異なる位置に設けられることが好ましい。

前記外側層、及び内側層を形成する合成樹脂材として、ポリエステル系コポリマーを用いることが好ましい。

前記中間層を形成する合成樹脂材は、前記内側層を形成する合成樹脂材よりも高いガラス転移点を有することが好ましい。

有色材として合成樹脂材を用いるとともに、透明の合成樹脂材を、この有色材を中間層として間に挟む外側層と内側層の少なくとも２層で構成し、更に、外側層、中間層、及び内側層を射出成形によって形成するようにしたことで、透明の合成樹脂材の内部に花びらの如き形状の有色材を閉じ込めるようにすることができるので、キャップのように筒状部の一端を壁部で閉塞した形状をなす合成樹脂成形品に対して、高い装飾性を与えることができる。

外側層、中間層、及び内側層を形成するためのゲートが何れも、筒状部に取り囲まれる壁部の内面において開口する場合は、ゲート跡が成形品の内面側に形成されることになるため、外観に影響を及ぼすことがない。

外側層、中間層、及び内側層の肉厚をゲートが開口する部位で厚くすると、ゲートに対向する金型面までの間隔が広がるため、ゲートから射出される溶融樹脂のファウンテンフローが顕著になって、ゲートに対向する成形品の外面にウエルドマークやフローマークが出現することがある。一方、外側層、中間層、及び内側層の肉厚が、ゲートが開口する部位で４ｍｍ以下とする場合は、このようなウエルドマークやフローマークを抑制することができる。

上述したように、ゲートが開口する部位の肉厚は所定寸法内に収めることが好ましいが、壁部が、湾曲する有色材に対して非相似形となる外面を有する場合は、各層のゲートを壁部の延在方向に対して同一位置に設けるようにすると、この位置での製品肉厚が不足することになる。一方、ゲートを設ける部分の肉厚に合わせて各層の肉厚を全域に亘ってほぼ同一にすると、所望の製品肉厚を得るには層の数を増やさなければならず、成形に手間を要することになる。このため、ゲート以外の部分の肉厚を厚くするとともに、外側層、中間層、及び内側層を形成するためのゲートをそれぞれ、壁部の延在方向に対して互いに異なる位置に設けることで、必要最小限の層の数で所望の製品肉厚を得ることができる。

外側層、及び内側層を形成する合成樹脂材として、ポリエステル系コポリマーを用いる場合は、優れた透明性が得られるので見栄えを高めることができる。

中間層を形成する合成樹脂材として、内側層を形成する合成樹脂材よりも高いガラス転移点を有するものを用いる場合は、一旦硬化した中間層に対して内側層を形成する溶融樹脂から高い温度が加わっても、その花びらの如き形状を保つことができる。

本発明に従う加飾合成樹脂成形品の一実施形態であるキャップの斜視図である。 （ａ）は図１のＡ−Ａに沿う断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂに沿う断面図である。 図１に示す加飾合成樹脂成形品の金型に溶融樹脂を射出した状態を示す図であり、（ａ）は外側層のうち最も外側に位置する１次層を形成する状態を示す図であり、（ｂ）は外側層のうち１次層の内側に位置する２次層を形成する状態を示す図であり、（ｃ）は中間層（３次層）を形成する状態を示す図である。 図３（ｃ）に引き続いて溶融樹脂を射出した状態を示す図であり、（ａ）は内側層のうち最も外側に位置する４次層を形成する状態を示す図であり、（ｂ）は内側層のうち４次層の内側に位置する５次層を形成する状態を示す図であり、（ｃ）は内側層の更に内側に形成される最内層（６次層）を形成する状態を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明をより具体的に説明する。
図１において、符号１は、本発明に従う加飾合成樹脂成形品の一実施形態である、容器のキャップを示す。キャップ１は、筒状部１ａの一端を壁部１ｂで閉塞した形状をなすものである。本実施形態において筒状部１ａの外周面は円筒状をなしている。また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように壁部１ｂの外面は、一方向（図１のＡ−Ａ方向）では水平に延在するとともに、これに直交する方向（図１のＢ−Ｂ方向）では中心に向かって高さが高くなるように湾曲する形状をなしている。

キャップ１は、その全体が透明の合成樹脂材２で形成され、透明の合成樹脂材２の内部には、有色（例えば薄い赤色）の合成樹脂材３が設けられている。有色の合成樹脂材３は、薄肉状に形成されるとともに、図１のＡ−Ａ方向にもＢ−Ｂ方向にも湾曲して壁部１ｂの外面とは非相似形となっていて、花びらの如き形状を呈している。また有色の合成樹脂材３は、少なくともその一部が壁部１ｂに位置するものである（本実施形態では、全て壁部１ｂ内に収まっている）。

透明の合成樹脂材２は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、外側層４と内側層５の少なくとも２層で形成されるものであり、有色の合成樹脂材３で形成される中間層６を、外側層４と内側層５とで挟むようにしている。本実施形態では、壁部１ｂの外面が湾曲した形状となる上、中間層６も湾曲した形状となるため、外側層４と内側層５の肉厚は、特に壁部１ｂにおいて不均一になってしまう。このため、本実施形態では成形性を考慮して、外側層４と内側層５のそれぞれを、更に２層に分けて形成している。具体的には、外側層４を、外側に位置する１次層４ａと、この１次層４ａの内側に設けられる２次層４ｂで構成し、内側層５を、外側に位置する４次層５ａと、この４次層５ａの内側に設けられる５次層５ｂで形成している。

また、本実施形態において内側層５の更に内側には、最内層７が設けられている。最内層７は、有色の合成樹脂材３とは異なる色（例えば黒色）の合成樹脂材８で形成されている。最内層７は、中央部の外面（５次層５ｂと接する面）が全周に亘って均等になるドーム状をなすものであり、また周囲部の外面が水平に延在するフランジ状をなすものである。更に最内層７の内面には、後述するゲートが連結する凸部７ａが設けられている。なお図示は省略するが、最内層７の内側には、容器本体に装着するための装着部を設けた下オーバーキャップが設けられ、この下オーバーキャップを含めてキャップ１を構成している。

本実施形態において透明の合成樹脂材２は、ポリエステル系コポリマー、特にはポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）である。ポリエステル系コポリマーは白化しにくく透明性に優れるため、見栄えを高めることができる。なお、透明の合成樹脂材２としては、非晶性ポリアミドを用いることも可能である。また、有色の合成樹脂材３は、合成樹脂材２よりもガラス転移点（Ｔｇ）が高いＰＣＴを使用した。ＰＣＴはテレフタル酸（ＴＡ）やイソフタル酸（ＩＰＡ）等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（ＣＨＤＭ）やエチレングリコール（ＥＧ）等からなるジオール成分から成り、その重合割合や分子鎖にその他の共重合成分を添加することによってガラス転移点（Ｔｇ）を変えることができる。なお、有色の合成樹脂材３としては、ポリアミド、特には合成樹脂材２よりもガラス転移点（Ｔｇ）が高いポリアミドを用いることも可能である。

このような構成となるキャップ１は、射出成形によって形成することができる。この点につき、図３、図４を参照して説明する。キャップ１はまず、図３（ａ）に示すように、１次層４ａから形成する。ここで図３（ａ）に示す符号１１は、１次層４ａを形成する金型を示す。金型１１は、１次層４ａの外面を形成するキャビティ金型１１ａと、１次層４ａの内面を形成するコア金型１１ｂとで構成されている。また、キャビティ金型１１ａとコア金型１１ｂとの間に形成される、１次層４ａを形作るためのキャビティ１１ｃに対し、溶融樹脂を射出するためのゲート（ピンゲート）１１ｄは、壁部１ｂの内面（コア金型１１ｂ側の面）で開口している。そして溶融樹脂をゲート１１ｄから射出した後、金型１１を冷却することで、１次層４ａを形成する。なお、ゲート１１ｄは、筒状部１ａの内周面で開口するようにしてもよいが、本実施形態では成形性（例えばショートショットの防止）を考慮して、壁部１ｂの内面で開口するようにしている。

１次層４ａは、ゲート１１ｄが開口する部位での肉厚ｔが厚くなると、ゲート１１ｄに対向する壁部１ｂの外面にウエルドマークやフローマークが出現することがあるが、本発明者が検討を重ねたところ、ここでの肉厚を４ｍｍ以下にする場合は、このような不具合を抑制できることが見出された。特に、ゲート１１ｄが開口する部位における肉厚が１．５〜２．５ｍｍの場合は結果が良好であった。なおこの結果は、以下に説明するゲート１２ｄ〜ゲート１６ｄでも同様であった。

次いで金型１１から１次層４ａを取出し、１次層４ａをインサート材として図３（ｂ）に示す金型１２にセットする。金型１２は、キャビティ金型１１ａと同形状となるキャビティ金型１２ａと、２次層４ｂの内面を形成するコア金型１２ｂとで構成されている。また、１次層４ａとコア金型１２ｂとの間に形成される、２次層４ｂを形作るためのキャビティ１２ｃに対し、溶融樹脂を射出するためのゲート（ピンゲート）１２ｄは、壁部１ｂの内面で開口している。また、ゲート１２ｄは、壁部１ｂの延在方向に対して、金型１１のゲート１１ｄからずれた位置（本実施形態ではゲート１１ｄよりもやや中央寄り）に設けられている。そして溶融樹脂をゲート１２ｄから射出した後、金型１２を冷却することで、１次層４ａの内側に２次層４ｂを固着させる。

その後、２次層４ｂを固着させた成形品を金型１２から取出し、これをインサート材として図３（ｃ）に示す金型１３にセットする。金型１３は、キャビティ金型１１ａと同形状のキャビティ金型１３ａと、中間層（３次層）６の内面を形成するコア金型１３ｂとで構成されていて、２次層４ｂとコア金型１３ｂとの間に形成される、中間層６を形作るためのキャビティ１３ｃに対し、溶融樹脂を射出するためのゲート（ピンゲート）１３ｄは、壁部１ｂの内面で開口している。また、ゲート１３ｄは、壁部１ｂの延在方向に対して、ゲート１１ｄ及びゲート１２ｄのそれぞれからずれた位置（本実施形態では壁部１ｂのほぼ中央）に設けられている。そして溶融樹脂をゲート１３ｄから射出した後、金型１３を冷却することで、２次層４ｂの内側に中間層６を固着させる。

しかる後は、上述の如く、中間層６を固着させた成形品を金型１３から取出し、図４（ａ）に示す金型１４（キャビティ金型１４ａ、コア金型１４ｂ、キャビティ１４ｃ、ゲート１４ｄを有する）を用いて、中間層６の内側に４次層５ａを固着させる。ここで、中間層６を形成する合成樹脂材として、色の違いを除けば４次層５ａと同様になるＰＣＴを用いる場合は、ゲート１４ｄから射出される溶融樹脂が高温であるため、一旦硬化した中間層６が再度溶融して２次層４ｂに流れ込む（花びらの如き形状が歪んでしまう）現象が生じていたが、ＰＣＴよりも高いガラス転移点を有する合成樹脂材を用いる場合は、このような不具合を抑制することができる。中間層６の合成樹脂材としてポリエステル系コポリマーを用いる場合は、結果が特に良好であった。なお、ゲート１４ｄは、壁部１ｂの延在方向に対して、図３（ｃ）に示すゲート１３ｄとほぼ同じ位置に設けられているが、これは中間層６の形状安定性を重視したものである。本実施形態において内側層５として不足する肉厚は、後述するゲート１５ｄの位置をゲート１１ｄ、ゲート１２ｄ、及びゲート１３ｄに対してずらした上で、５次層５ｂによって確保するようにしている。

その後は、４次層５ａを固着させた成形品を金型１４から取出し、図４（ｂ）に示す金型１５（キャビティ金型１５ａ、コア金型１５ｂ、キャビティ１５ｃ、ゲート１５ｄを有する）を用いて、４次層５ａの内側に５次層５ｂを固着させる。

次いで、５次層５ｂを固着させた成形品を金型１５から取出し、図４（ｃ）に示す金型１６（キャビティ金型１６ａ、コア金型１６ｂ、キャビティ１６ｃ、ゲート１６ｄを有し、ゲート１６ｄは凸部７ａを形成する部位に設けられている）を用いて、５次層５ｂの内側に最内層７を固着させる。なお、凸部７ａを設けずに、ドーム状となる最内層７の中央部にゲート１６ｄを直接設けた場合には、ゲート１６ｄから射出される溶融樹脂の熱によって、ゲート１６ｄに対向する５次層５ｂの中央部分が４次層５ａ側に流れ込み、最内層７が均等なドーム状にならないという現象が生じていたところ、凸部７ａを設けるとともにこの凸部７ａにゲート１６ｄを設けることで、このような不具合を抑制できることが見出された。

その後は、最内層７を固着させた成形品を金型１６から取出し、図示を省略した下オーバーキャップを形成する金型にこの成形品をインサート材としてセットして、下オーバーキャップと固着させる。これにより、表側から見た際に、背景が黒色であって、全体の厚みが１４ｍｍと肉厚であることで、透明の合成樹脂材の内部に花びらの如き形状の有色材を閉じ込めたキャップ１を形成することができる。

本発明に従う加飾合成樹脂成形品は、本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に従う範囲で種々の変更が可能である。例えば、ゲート１３ｄとゲート１４ｄは、壁部１ｂの延在方向に対してほぼ同じ位置に設けられているが、中間層６の形状によっては相互にずらして設けることもできる。また、外側層４と内側層５を形成する透明の合成樹脂材は、ともにＰＣＴを用いたが、互いに異なる合成樹脂材を用いることもできる。更に外側層４及び内側層５は、それぞれ１層のみで形成しても、また、３層以上で形成してもよい。また、本実施形態ではキャップとして形成したが、例えば容器本体として形成してもよい。そして、中間層６の色や形状を変更することで、例えば葉をイメージさせるようなものを透明の合成樹脂材の内部に形成することができる。なお、射出成形で形成する成形品は、上述の例ではキャビティ金型から取り外して別のキャビティ金型にセットするようにしたが、キャビティ金型内に成形品を残したまま、コア金型のみを取り換えて順次射出成形するようにしてもよい。

本発明によれば、透明の合成樹脂材の内部に有色の合成樹脂材を閉じ込めるように設けることができるので、高い装飾性が発揮される新規の加飾合成樹脂成形品を提供することができる。

１ キャップ
１ａ 筒状部
１ｂ 壁部
２ 透明の合成樹脂材
３ 有色の合成樹脂材
４ 外側層
４ａ １次層
４ｂ ２次層
５ 内側層
５ａ ４次層
５ｂ ５次層
６ 中間層（３次層）
７ 最内層（６次層）
７ａ 凸部
８ 有色の合成樹脂材
１１ 金型
１１ａ キャビティ金型
１１ｂ コア金型
１１ｃ キャビティ
１１ｄ ゲート
１２ 金型
１２ａ キャビティ金型
１２ｂ コア金型
１２ｃ キャビティ
１２ｄ ゲート
１３ 金型
１３ａ キャビティ金型
１３ｂ コア金型
１３ｃ キャビティ
１３ｄ ゲート
１４ 金型
１４ａ キャビティ金型
１４ｂ コア金型
１４ｃ キャビティ
１４ｄ ゲート
１５ 金型
１５ａ キャビティ金型
１５ｂ コア金型
１５ｃ キャビティ
１５ｄ ゲート
１６ 金型
１６ａ キャビティ金型
１６ｂ コア金型
１６ｃ キャビティ
１６ｄ ゲート

Claims (6)

1. 筒状部の一端を壁部で閉塞した形状をなすとともに、透明の合成樹脂材とこの透明の合成樹脂材の内部に全体が閉じ込められるように設けられる有色材とで形成される加飾合成樹脂成形品であって、
   前記有色材は、全体が前記壁部に収まっているとともに湾曲した薄肉形状をなす有色の合成樹脂材であって、
   前記透明の合成樹脂材は、前記有色の合成樹脂材で形成される中間層を挟む、外側層と内側層の少なくとも２層からなり、
   前記外側層、中間層、及び内側層は何れも、射出成形によって形成され、
   前記外側層および前記内側層の肉厚は、少なくとも前記壁部において前記中間層の湾曲形状に応じて変化しており、
   前記外側層は、外側に位置する１次層と、該１次層の内側に設けられる２次層を有し、
   前記内側層は、外側に位置する４次層と、該４次層の内側に設けられる５次層とを有する加飾合成樹脂成形品。
2. 前記外側層、中間層、及び内側層を形成するためのゲートは何れも、前記筒状部に取り囲まれる前記壁部の内面において開口する請求項１に記載の加飾合成樹脂成形品。
3. 前記外側層、中間層、及び内側層は何れも、ゲートが開口する部位での肉厚が４ｍｍ以下である請求項２に記載の加飾合成樹脂成形品。
4. 前記壁部は、湾曲する前記有色材に対して非相似形となる外面を有し、
   前記外側層、中間層、及び内側層を形成するためのゲートはそれぞれ、前記壁部の延在方向に対して互いに異なる位置に設けられる請求項２又は３に記載の加飾合成樹脂成形品。
5. 前記外側層、及び内側層を形成する合成樹脂材として、ポリエステル系コポリマーを用いた請求項１〜４の何れか一項に記載の加飾合成樹脂成形品
6. 前記中間層を形成する合成樹脂材は、前記内側層を形成する合成樹脂材よりも高いガラス転移点を有する請求項１〜５の何れか一項に記載の加飾合成樹脂成形品。

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