JP6608690B2

JP6608690B2 - ２色成形品

Info

Publication number: JP6608690B2
Application number: JP2015240521A
Authority: JP
Inventors: 興二大軒; 繁彦小久保
Original assignee: Rohto Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Rohto Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2019-11-20
Anticipated expiration: 2035-12-09
Also published as: JP2017105067A

Description

この発明は、２色成形品に関する。

従来、色や材質等の異なる２種類の溶融した成形樹脂を順次射出成形して、異なる２種類の成形樹脂部が接合した２色成形品を製造する、いわゆる２色成形法がある（特許文献１）。また、絵付けされた２色成形品を得る方法として、基体シートに印刷絵柄等が形成された絵付けシートを型閉めして挟み込み、溶融した成形樹脂を射出成形すると同時に射出成形品に絵付けシートを接着させる、いわゆる２色成形同時絵付け法がある。

前者では、２色成形品に加飾する方法としてシルクスクリーン印刷で直接印刷する方法や、絵柄が印刷された基体シートを２色成形品の立体形状に沿うように真空成形やプレス成形などでプレ成形し、粘着剤や両面テープで２色成形品に貼り付ける方法があるが、印刷工程やプレ成形工程、貼り付け工程など余分な工程が多く、コスト的にも問題があった。さらにシートを粘着により貼り付けるため粘着剤のむらによって絵付けシートが凹凸となったり、粘着力が不十分なために基体シートのエッジ部のはがれ等が問題になっている。

後者では、具体的には次の方法が考えられる。第１キャビティ型の上部に取り付けられた絵付けシート送り出し装置と、第１キャビティ型の下部に取り付けられた絵付けシート巻き取り装置とで、基体シート上に絵柄層と接着層が積層された絵付けシートを、第１キャビティ型とコア型との間の所定位置に配置する。次に、小さい凹部を有する第１キャビティ型とコア型とを型閉めして１次成形空間を形成し、１次成形空間に１次成形樹脂射出ノズルから１次成形樹脂を射出して、射出圧力によって第１キャビティ型のキャビティ面に密着させるとともに、１次成形樹脂部を成形し、１次成形樹脂部に絵付けシートを接着させる。次に、絵付けシートが接着した１次成形樹脂部がコア型側に残留するように第１キャビティ型とコア型とを型開きし、第１キャビティ型と第２キャビティ型とを回転盤を回転させて入れ替える。次に、大きい凹部を有する第２キャビティ型と、１次成形樹脂部が残留したコア型とを型閉めして２次成形空間を形成し、２次成形空間に２次成形樹脂射出ノズルから２次成形樹脂を射出して２次成形樹脂部を成形する方法である。この方法では、絵付けシートに覆われた１次成形樹脂部に、絵付けシートを介して２次成形樹脂部が接合した２色成形同時絵付け品が得られる。前記、絵付けシート送り出し装置と巻き取り装置は回転盤に固定されているが、数百メートルもの長さの絵付けシートをロール状に巻き取ったロール状物を少なくとも２個と、ロール状物を回転駆動させる金属製のモータ駆動装置、絵付けシートの送り動作をスムーズにさせるための複数の金属製のターンロール等を最低限必要とするため、絵付けシート送り込み装置と巻き取り装置は、大型でかつ大重量となることが考えられる。

特開２０１２−１２６０７９号公報

しかし、従来は、２次成形時において、絵付けシートが供給されない第２キャビティ型を使用している。このため、２色成形品のうち１次成形樹脂部の表面には絵付けシートを接着できるが、２次成形樹脂部の表面には絵付けシートを接着できない。２次成形樹脂部の表面にも絵柄を形成するには、２色成形工程の後の別工程で、２色成形同時絵付け品の２次成形樹脂部の表面にスクリーン印刷等を施すしかない。スクリーン印刷による絵柄は、絵付けシートの絵柄に比べ、色数の多さも模様の精密さも格段に劣る。また、成形樹脂部の表面に既に接着されている絵付けシートの絵柄に、正確に位置合わせしてスクリーン印刷するのは極めて困難である。したがって、２色成形の工程の他に別工程を必要とする分、生産効率が悪かった。さらに、２色成形同時絵付け品の表面には、絵付けシートの絵柄とスクリーン印刷による絵柄とが並存することになり、絵柄の色数や精密さにムラのある見栄えの悪い２色成形同時絵付け品しか生産できない。しかも、１次成形樹脂部表面の絵柄と２次成形樹脂表面の絵柄との位置合わせが正確でない見栄えの悪い２色成形同時絵付け品しか生産できない。

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、見栄えのよい絵柄が形成された２色成形品を提供することにある。

本発明は、結晶性プラスチック材料の内側部と、非結晶性プラスチック材料の外側部とからなる２色成形品である。
高分子鎖の集まりであるプラスチックの中でも熱可塑性樹脂は、高分子鎖の集合状態によって、高分子鎖が規則正しく配列している、いわゆる結晶性プラスチックと、高分子が絡まったり不規則に存在している、いわゆる非結晶性プラスチックに大別することができる。

なお、結晶性プラスチックといっても、すべての部分が結晶状態であるというわけではなく、結晶部分と非結晶部分とが混在している。この結晶部分の割合を結晶化度といい、この結晶化度が比較的高いものが結晶性プラスチックである。結晶性プラスチックには、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチンレテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレンなどがある。また、非結晶性プラスチックには、例えば、ポリスチレン、アクリロニトリルスチレン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミドなどがある。

次に、結晶性プラスチックと非結晶性プラスチックの特性について述べる。
（１）結晶性プラスチックの特性
ガラス転移温度および融点が存在する。透明になりにくい。結晶化に伴う容積変化が生じる（成形時の収縮が大きい）。寸法精度が出しにくい。耐疲労性に優れる。機械的強度に優れる。耐薬品性に優れる。摺動性に優れる。添加物による補強効果が高い。機械的特性に優れる。機能的部品に適する。剛性、バネ性に優れる。
（２）非結晶性プラスチックの特性
ガラス転移温度のみ存在する。透明性を有する。冷却固化時の容積変化が少ない（成形時の収縮が小さい）。寸法精度が出しやすい。吸水性が少ない。クリープ性に優れる。耐候性に優れる。耐薬品性に劣る。塗装、接着、印刷性に優れる。耐疲労性に劣る。摺動性に劣る。反り、ヒケが少ない構造部品に適する。耐衝撃性に優れる。

本発明は、上記した結晶性プラスチックと非結晶性プラスチックの特性の中で、樹脂が冷却されるときの収縮現象に着目したのである。樹脂は液体から固体に変化する際に体積が減少し、収縮する。この収縮する比率のことを収縮率という。すなわち、収縮率＝〔（収縮前の長さ）−（収縮後の長さ）〕／（収縮前の長さ）で定義される数値である。以下の表１には、代表的な結晶性プラスチックの収縮率の数値を示し、表２には代表的な非結晶性プラスチックの収縮率の数値を示す。

内側部は結晶性プラスチックの高収縮材料とし、外側部は非結晶性プラスチックの低収縮材料とすることで、冷却時に、内側部の結晶性プラスチックは外側部の非結晶性プラスチックに比べてより大きく収縮する。その結果、内側部の材料と外側部の材料のあいだに僅かな隙間ができるので、内側部の材料に装飾絵柄を施せば、内側部の材料と外側部の材料の屈折率差に起因して、内側部の材料の装飾絵柄を外側から明確に認めることができる。そこで、内側部の結晶性プラスチックとしては、表１の中で、収縮率が大きいポリプロピレン、高密度ポリエチレン、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレートを、特に好ましく用いることができる。外側部の非結晶性プラスチックとしては、これら結晶性プラスチックより収縮率の小さいものであれば使用することができる。なお、結晶性プラスチックと非結晶性プラスチックの収縮率の差（結晶性プラスチックの収縮率から非結晶性プラスチックの収縮率を差し引いた値）は、３／１０００以上であることが好ましい。この収縮率差が３／１０００未満であると、内側部の材料に装飾絵柄を施した場合に、内側部の材料と外側部の材料の屈折率差が小さいので、内側部の材料の装飾絵柄を明確に認めることができないからである。内側部の材料の装飾絵柄をより明確に認めることができるという点で、結晶性プラスチックと非結晶性プラスチックの収縮率の差は大きい方が好ましいが、現実に入手可能な材料から判断すると、結晶性プラスチックと非結晶性プラスチックの収縮率の差の上限は５０／１０００程度である。

本発明によれば、内側部は結晶性プラスチックの高収縮材料とし、外側部は非結晶性プラスチックの低収縮材料とすることで、冷却時に、内側部の結晶性プラスチックは外側部の非結晶性プラスチックに比べてより大きく収縮する。その結果、内側部の材料と外側部の材料のあいだに僅かな隙間ができるので、内側部の材料に装飾絵柄を施せば、内側部の材料と外側部の材料の屈折率差に起因して、内側部の材料の装飾絵柄を明確に認めることができる。

図１（ａ）は、本発明の２色成形品の内側部の縦断面図、図１（ｂ）は本発明の２色成形品の外側部の縦断面図、図１（ｃ）は本発明の２色成形品の縦断面図である。図２（ａ）は本発明の２色成形品の斜視図、図２（ｂ）は比較例の２色成形品の斜視図である。

以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は例示であり、本発明は実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において、様々な変更や修正が可能である。

本発明の２色成形品は、第１および第２の固定側金型と可動側金型を用いて射出成形により得ることができる。図１（ａ）は、第１の固定側金型と可動側金型により規定される第１のキャビティで結晶性プラスチックを用いて１次射出成形を行って得た、内側部１の縦断面を示す図である。そして、１次射出成形部を可動側金型とともに移動し、第２の固定側金型と可動側金型により規定される第２のキャビティで非結晶性プラスチックを用いて２次射出成形を行い、図１（ｃ）に示すように、外側部２と内側部１が一体となった２色成形品３を得ることができる。

内側部１と外側部２の材料は異なるので、内側部１と外側部２は融着すること（境界部の材料が溶け合うこと）はない。しかし、図１（ａ）に示すように、内側部１の下端部には径方向に突出したアンダーカット部４が形成されているので、図１（ｃ）に示すように、外側部２は内側部１のアンダーカット部４に保持され、良好な嵌合状態を維持することができる。

次に、上記した射出成形により得た本発明の実施例と比較例の２色成形品について説明する。図２（ａ）は本発明の実施例として、内側部１にポリプロピレンを用い、外側部２にポリスチレンを用い、内側部１のポリプロピレンにはピンク色の顔料を添加するとともに、内側部１の外側には所定の装飾絵柄が施された２色成形品の斜視図である。図２（ａ）において、薄い灰色で示したものは内側部１のピンク色を示し、黒い太い線は内側部１の外側に施された所定の装飾絵柄を示す。図２（ａ）に示すように、外側部２のポリスチレンは透明であるから、内側部１の所定の装飾絵柄を明確に認めることができる。なお、内側部１のプラスチック材料に添加する顔料の種類としては、様々なものを採用し得ることは言うまでもない。

図２（ｂ）は比較例として、内側部１にポリプロピレンを用い、外側部２にポリプロピレンを用い、内側部１のポリプロピレンにはピンク色の顔料を添加するとともに、内側部１の外側には所定の装飾絵柄が施された２色成形品の斜視図である。図２（ｂ）に示すように、内側部１の外側に施された所定の装飾絵柄を認めることはできず、全体として薄い灰色（内側部１のピンク色に相当するもの）しか認めることができない。

なお、別の比較例として、内側部１にポリスチレンを用い、外側部２にポリプロピレンを用い、内側部１のポリスチレンにはピンク色の顔料を添加するとともに、内側部１の外側には所定の装飾絵柄が施された２色成形品も、上記したような射出成形で作製した。この別の比較例の２色成形品においても、薄い灰色（内側部１のピンク色に相当するもの）が目立ち、内側部１の外側に施された所定の装飾絵柄を明確に認めることはできなかった。

以上、説明したように、本発明の２色成形品は、化粧品や医薬品や食料品や様々な収容物を収容する容器や容器の一部（例えば、蓋部）として有用である。

１内側部
２外側部
３２色成形品
４アンダーカット部

Claims

結晶性プラスチック材料を射出成形することにより得た１次射出成形品を覆うように非結晶性プラスチック材料を射出成形することにより得られる、結晶性プラスチック材料からなる１次射出成形品の内側部と、非結晶性プラスチック材料からなる２次射出成形品の外側部とからなる２色成形品において、内側部の材料の外側には装飾絵柄が施され、外側部の材料は透明であり、結晶性プラスチックの収縮率は非結晶性プラスチックの収縮率より大きく、結晶性プラスチックと非結晶性プラスチックの収縮率の差は３／１０００以上であることを特徴とする２色成形品。
結晶性プラスチックがポリプロピレン、高密度ポリエチレン、ポリアセタール又はポリブチレンテレフタレートであり、非結晶性プラスチックがアクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリスチレン、アクリロニトリルスチレン、ポリカーボネート、塩化ビニル又はメタクリル酸メチルエステルである請求項１に記載の２色成形品。