JP7257802B2 - プラスチック製品の成形方法 - Google Patents

Description

本発明はプラスチック製品、それもアッセンブリ、特に全体もしくは一部にプラスチックを用いた係止ピン材やファスナー部材、ファスナーロック部材、結束バンドの成形方法に関する。

従来より、延伸加工されたプラスチック製ファイバーの両端に抜け防止用部（横棒部）を一体に備えた係止ピン材や、糸や延伸加工されたプラスチック製ファイバーの一端に係止孔を形成した雌部を、他端に、その係止孔に挿入されて糸やファイバー部をリング状とするファスナー部材やファスナーロック部材、結束バンドが知られ、いずれも金型を使用した射出成形により製造される。

しかしながら、近年、廃プラスチック、特にマイクロプラスチックが環境に多大な悪影響を与えることが提唱されており、既にプラスチックストローは紙や木製等の自然に還る材料に代替され始めている。かかる点を鑑みて、出願人は使用後に廃棄されることの多い係止ピン材やファスナー部材に関して環境に悪影響がなく、しかも生産性の良く、品質も優れたものとすることができる材料の選定を研究し、対策を図った。

前記した係止ピン材やファスナー部材、ファスナーロック部材、結束バンドは、その生産性の効率から金型を使用してのプラスチックでの射出成形が基本となり、従来使用されているプラスチックは廃棄された後にマイクロ化してしまうことの多いものであり、生分解性プラスチックを使用することが観点となる。

出願人は、本願発明について、先行技術文献を調査したが、係止ピン材やファスナー部材の生産、成形方法に関して、格別に本願発明と関連し、類似していると思われる文献は発見できなかった。

本願発明が解決しようとする問題点は、従来既知となっている係止ピン材やファスナー部材、ファスナーロック部材、結束バンドは、その全体もしくは一部に使用されるプラスチックが廃棄後の環境への悪影響について考慮がされていなかったという点である。

また、本発明に係るプラスチックを用いたファスナー部材のアッセンブリの成形方法は、平行な二本のランナーバー間に径を０．３～０．８ｍｍとした連結部を介して連結され、所定の間隔ピッチで列設されて初期的なアッセンブリとされ、一端に係止孔を形成した雌部を、他端に前記係止孔の挿入され係合締結する雄部を備えた糸または延伸されたプラスチックで成形されたファイバー部を有し、その雄部と雌部の係合締結によってファイバー部がリング状とされるファスナー部材であって、前記した連結部（ゲート）を専用の装着具のカッターで切断して、装着具の搬送機構で雌部の係止孔と雄部の先端を対向させ装着具のピストンで雄部を雌部の係止孔へ押し入れるファスナー部材のアッセンブリの射出成形する方法において、前記したランナーバー、連結部、雌部、雄部及び延伸されたプラスチックは溶融粘度（ＭＦＲ）を１５～３５ｇ／１０分、曲げ弾性率（ＭＰａ）を４００～１０００、延伸性を１００～５００％、衝撃強度を３～１０ＫＪ／ｍ ² の特性を有するポリプチレンサクシネート（ＰＢＳ）を使用することを特徴としている。

さらに、本発明に係るプラスチックを用いたファスナー部材のアッセンブリの成形方法は、前記した糸として綿、麻、毛糸の天然繊維を使用することを特徴とし、前記した延伸されたプラスチックは金型原形長さの１．５～５倍に延伸され、その径は０．２～０．８ｍｍであることを特徴としている。

そして、ファスナーロック部材の成形方法は、延伸加工されたプラスチック、あるいは天然繊維を使用したファイバー部の一端には係合部を一体に備えプラスチック製の挿し込み部（雄部）を、他端にはその挿し込み部を受け、前記係合部と係合してファイバー部をリング状としてロックするプラスチック製の受部（雌部）を備えたファスナーロック部材を射出成形する方法において、前記したプラスチック部分は、溶融粘度（ＭＦＲ）を１５～３５ｇ／１０分、曲げ弾性率（ＭＰａ）を４００～１０００、延伸性を１００～５００％、衝撃強度を３～１０ＫＪ／ｍ²の特性を有する生分解性プラスチックであるポリプチレンサクシネート（ＰＢＳ）を使用することを特徴としている。

本発明に係るプラスチック製品の成形方法は、上記したように構成されている。そのため、ランナーバーをはじめプラスチックによって射出成形するパートには生分解性プラスチック、それもポリプチレンサクシネート（ＰＢＳ）を使用しており、金型を使用する際の流動性もよく、ファイバー部を成形する際の延伸性に優れ、製品として特に抜け防止用部や雌部と雄部との結合時に必要な柔軟性（弾発性）も全てクリアしており、廃棄されたとしても生分解されてしまうので環境に悪影響を与えてしまう虞はなくなる。

成形された係止ピン材のアッセンブリを示す正面図である。 同側面図である。 糸をファイバー部として用いたファスナー部材のアッセンブリを示す正面図である。 同図３中Ａ－Ａ線断面図である。 ファスナーロック部材を示す正面図である。 ファイバー部に糸を用いたファスナーロック部材を示す正面図である。 ロック状態を示す正面図である。 結束バンドを示す正面図である。 側面図である。 挿通孔の拡大平面図である。

図面として示し、実施例で説明したように構成したことで実現した。

まず、図１、図２を参照して係止ピン材のアッセンブリの成形方法について説明する。図中１は成形された係止ピン材２、２‥のアッセンブリ１を示しており、このアッセンブリ１は生分解性プラスチック、それも化学合成系のポリプチレンサクシネート（ＰＢＳ）を使用して、金型によって射出成形されたものである。

このアッセンブリ１はランナーバー３を有しており、そのランナーバー３の一方側に所定の間隔を隔てて、係止ピン材２、２‥が連結部４、４‥を介して平行に列設されている。係止ピン材２のファイバー部５は金型原形長さの１．５～５倍に延伸された強靭なものとなっており、連結部４側の端部に、装着具のピストンで押され、続く中空針内を押し送られるため円棒状とした第一の抜け防止用部（係止部）７がファイバー部５の軸芯方向及びランナーバー３の長さ方向と直交して一体に備えられている。尚、前記した中空針には、ファイバー部５がスルーできるスリットが形成されている。第一の抜け防止用部７は中空針内を通って対象物を通過し、その弾性力で復元して対象物の向こう側を抑止する。

また、ファイバー部５の他端には、実施例では断面を矩形とした第二の抜け防止用部（抑止部）６が前記した第一の抜け防止用部（係止部）７と同一方向で平行に一体にファイバー部５の軸芯方向を直交して一体に備えられている。第二の抜け防止用部（抑止部）６も断面を円形もしくは楕円形とすることができるのは勿論である。

係止ピン材２は、このアッセンブリ１から専用の装着具を用いることによって、連結部４から第一の抜け防止用部７の外面に沿って係止ピン材２が切り離されて、単体として使用される。この係止ピン材２の要求される特性は、まず、射出成形を行なう際の金型内での流動性の良さであり、ファイバー部５の延伸性の良さであり、加えて、第一の抜け防止用部７の装着時に必要となる柔軟性、弾性である。この特性を本実施例で使用するＰＢＳと他の代表的な生分解性プラスチックであるＰＬＡ及びＰＨＢＨとを表１において比較して示す。

表１には３種の生分解性プラスチックの溶融粘度（ＭＦＲ，射出成形性）、引張伸び％（延伸性）、柔軟性（曲げ弾性率ＭＰａ、及び衝撃度ＫＪ／ｍ²）を比較しているものである。この表１にあって、ＰＬＡは化学合成系の生分解性プラスチックであるポリ乳酸を、ＰＨＢＨは微生物産生系生分解性プラスチックであるポリ（ヒドロキシプチレート／ヒドロキシヘキサノエート）を示している。

この表１に示されているように、本実施例で使用するＰＢＳは溶融粘度（ＭＦＲ）が１５～３５ｇ／１０分と、他のＰＬＡの５ｇ／１０分、ＰＨＢＨの１２ｇ／１０分と比べはるかに流動性が良く、密閉された金型内でキャビティ中の隅々まで行き亘る。また、延伸性も１００～５００％（延伸倍率１．５～５倍）と他の二つと比べてはるかに延伸倍率が高く、その分細く強靭なファイバー部５となり、その径も０．２～０．８ｍｍとすることができる。また、連結部（ゲート）４の径も０．３～０．８ｍｍと設定でき、カッターでの切断にも負担はない。尚、表１にあってＰＢＳの引張伸び％で１００は負荷が０の場合で延伸力を加えていない状態を示し、その負荷の変化によって最大５００％まで可能であることを示している。

また、柔軟性についても、曲げ弾性率（ＭＰａ）を４００～１０００と弾性を保有して、他の二つのような硬度はない。硬度が強いと折損してしまうこととなり、衝撃度についても３～１０ＫＪ／ｍ²と優れた数値を示している。この曲げ弾性率と衝撃度によって、第一の抜け防止用部７の復元性が非常に良好となり、破損の虞もない。

さらに、本実施例における第二の抜け防止用部（抑止部）６は必要に応じて広い面積を有するパドル状とすることも可能である。

続いて、図３、図４を参照してファスナー部材の成形方法について説明する。図中１０は本発明の実施により成形されたファスナー部材１１、１１‥のアッセンブリを示している。このアッセンブリ１０は一対の平行で直線状のランナーバー１５、１６を有している。ランナーバー１５には、連結部１５ｂ及び切断部１５ｃを介して挿し込み部（雄部）１３が複数個、所定のピッチをもって一体に連接されており、ランナーバー１６には、やはり連結部１６ｂ及び切断部１６ｃを介して受部（雌部）１４が複数個、所定のピッチをもって一体に連接されている。

前記したファスナー部材１１、１１‥は前記した挿し込み部１３と受部１４が、糸、それも綿、麻、毛糸等の天然繊維を撚って作成されたファイバー部１２としての糸の両端に一体的に設けられた構成となっているもので、アッセンブリ１０の成形時に、予め切断されているファイバー部１２の両端は挿し込み部１３及び受部１４のキャビティ内にセットされ一体化される。

そして、このアッセンブリ１０のランナーバー１５、１６、連結部１５ｂ、１６ｂ、切断部１５ｃ、１６ｃ及び挿し込み部１３、受部１４は生分解性プラスチック、それも化学合成系のポリプチレンサクシネート（ＰＢＳ）を使用して、金型によって射出成形されたものである。このＰＢＳの特性については前述したように表１に示されている。

ＰＢＳは溶融粘度（ＭＦＲ）が１５～３５ｇ／１０分と流動性がよいので、密閉された金型内でキャビティの隅々まで行き亘り、曲げ弾性率（ＭＰａ）を４００～１０００とし、衝撃強度を３～１０ＫＪ／ｍ^２としてあるので、挿し込み部１３と受部１４の構成に非常に適している。特に、受部１４には挿し込み孔４１の内壁に挿し込み部１３の先端を通過させ、その係合段部を係止する係合爪が形成されるので、この結合部分パートの成形に効を奏し、その弾性、復元性により良好な嵌合を得られ、ファイバー部１２をリング状にすることができる。

また、前記したファイバー部１２は天然繊維を撚った糸に代えて、延伸加工したプラスチック、それもランナーバー１５、１６等を成形するのと同じ化学合成系の生分解性プラスチックであるポリプチレンサクシネート（ＰＢＳ）によって他のプラスチック成形部と一体化して成形することもでき、この場合のファイバー部１２は金型の原形長さの１．５～５倍に延伸された細くて強靭なものとすることができる。このファイバー部１２の成形にもＰＢＳを使用することで、その特性の一つである延伸性と前記した挿し込み部１３及び受部１４と併せて、成形性に優れ操作し易い製品を得ることができる。

また、図５乃至図７を用いてファスナーロック部材の成形方法について説明する。図中１９はファスナーロック部材を示しており、このファスナーロック部材１９は延伸加工されたファイバー部２０を有しており、このファイバー部２０は一本の長尺物を中間で屈曲しても、二本物をその端部でＵ字形の連結支持部材（カバー）２１でつないでもよく、また一本物の屈曲部にこの連結支持部材２１で補強してもよい。このファスナーロック部材１９は前記した特性を有する生分解性プラスチックであるポリプチレンサクシネート（ＰＢＳ）で一体に射出成形で成形される。尚、この射出成形は、ランナーバーは一本となり、このファスナーロック部材の使用時は装着具は使用せず、単品として切離された状態となる。

前記したファイバー部２０の一端には係合部２２ａを備えた挿し込み部（雄部）２２が一体に備えられている。２２ｂは挿し込み部２２のストッパである。ファイバー部２０の他端には、前記した挿し込み部２２が挿し込まれる貫通孔２３ａが設けられた受部（雌部）２３が一体に備えられており、この貫通孔２３ａの内周面にはリング状に挿し込み部２２の係合部２２ａが係合してロック状態とする係止部２３ｂが一体に形成されている。

図６、図７として示すファスナーロック部材４０は、ループを成形するファイバー部４３として天然繊維の糸を使用して、そのファイバー部４３の一端に挿し込み部４１１を、他端にその挿し込み部４１１が挿し込まれる受部４２を固着してある。そして、前記した挿し込み部４１１と受部４２は前記した特性を有する生分解性プラスチックのポリプチレンサクシネート（ＰＢＳ）により射出成形されている。この実施例は、実施例２の場合と、挿し込み部４１１と受部４２の操作方向性が異なり、この実施例の場合はファイバー部４３の長手方向（軸方向）と同一方向とされ、実施例２のように直交する方向ではない。このファスナーロック部材４０も使用時に単体としてランナーバーから切離された状態となる。また、ファイバー部４３を糸に代えて延伸加工されたプラスチックを使用することも勿論可能である。

挿し込み部４１１は先端部分に係合部４１ａとして段部が形成されており、挿し込み部４１１の先端は受部４２への挿し込み作業が行ない易いように球面状とされている。受部４２は端面が開口されて挿し込み部４１１が挿し込めるようになっている。この開口の内方には前記した係合部４１ａが係合する係止部４２ａとして一対の爪体が形成されている。４２ｂは受部４２に形成された窓孔であり、ロック状態を目視でき、また、係止部４２ａとしての爪体の拡開作用を容易とする。かかる構成とすることで、特に係止部４２ａとしての爪体の柔軟性、弾発性を確保できる。

次に、図８乃至図１０を用いて、プラスチック製の結束バンドの成形方法について説明する。結束バンド２４は前記したと同様の特性を有する生分解性プラスチックである。ポリプチレンサクシネート（ＰＢＳ）によって射出成形され、使用時にはランナーバーから切離された単体とされる。

この結束バンド２４は所定の幅を有するバンド部２５の一方端部に、他端を挿通する挿通孔２６を形成し、その挿通孔２６には係合爪２７が設けられている。また、バンド部２５の一方の面、即ち、前記した係合爪２７と接する側の面にはラチェット爪２８、２８‥が所定のピッチで形成されている。さらに、このラチェット爪２８、２８‥が形成されている面の側縁にはガイドレール２９、２９が形成されており、係合爪２７の両側には、このガイドレール２９、２９が通過するスリット３０、３０が形成されている。尚、３１はバンド部２５の絞り込みの限度となるストッパである。結束バンド２４をこのように構成することで係合爪２７やラチェット爪２８の柔軟性、弾発性が得られ、バンド部２５の絞り込みの時の柔軟性が確保できる。

本実施例におけるプラスチック製品の成形方法は上記のように構成されている。ここで射出成形する際の充填ピーク圧力や速度は従来のポリエチレン等を素材として使用する場合と同等で済む。プラスチック成形部として生分解性プラスチック、それもＰＢＳを使用することで、成形性もよく、使用勝手に優れた製品を得ることができ、しかも不要となった場合廃棄処分しても、従来のように環境に悪影響を与えることがないものとなっている。

本実施例に係るプラスチック製品の成形方法は上記のように構成されている。この各実施例で述べた各製品の他にも、射出成形される種々のプラスチック製品、例えば袋口クリップ等の日用品や各種の事務用品、チェーン、スプリング等の装飾品や機械要素にも、本発明を応用実施することができる。

１、１０ アッセンブリ
２ 係止ピン材
３、１５、１６ ランナーバー
４、１５ｂ、１６ｂ 連結部
５、１２、２０、４３ ファイバー部
６、７ 抜け防止用部
１３、２２、４１１ 挿し込み部
１４、２３ 受部
１９、４０ ファスナーロック部材
２４ 結束バンド
２５ バンド部
２７ 係合爪
２８ ラチェット爪
２９ ガイドレール
３０ スリット
４１ 係合孔

Claims (4)

1. 平行な二本のランナーバー間に径を０．３～０．８ｍｍとした連結部を介して連結され、所定の間隔ピッチで列設されて初期的なアッセンブリとされ、一端に係止孔を形成した雌部を、他端に前記係止孔の挿入され係合締結する雄部を備えた糸または延伸されたプラスチックで成形されたファイバー部を有し、その雄部と雌部の係合締結によってファイバー部がリング状とされるファスナー部材であって、前記した連結部（ゲート）を専用の装着具のカッターで切断して、装着具の搬送機構で雌部の係止孔と雄部の先端を対向させ装着具のピストンで雄部を雌部の係止孔へ押し入れるファスナー部材のアッセンブリの射出成形する方法において、前記したランナーバー、連結部、雌部、雄部及び延伸されたプラスチックは溶融粘度（ＭＦＲ）を１５～３５ｇ／１０分、曲げ弾性率（ＭＰａ）を４００～１０００、延伸性を１００～５００％、衝撃強度を３～１０ＫＪ／ｍ ² の特性を有するポリプチレンサクシネート（ＰＢＳ）を使用することを特徴とするプラスチックを用いたファスナー部材のアッセンブリの成形方法。
2. 前記した糸として綿、麻、毛糸の天然繊維を使用することを特徴とする請求項１に記載のプラスチックを用いたファスナー部材のアッセンブリの成形方法。
3. 前記した延伸されたプラスチックは金型原形長さの１．５～５倍に延伸され、その径は０．２～０．８ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックを用いたファスナー部材のアッセンブリの成形方法。
4. 延伸加工されたプラスチック、あるいは天然繊維を使用したファイバー部の一端には係合部を一体に備えプラスチック製の挿し込み部（雄部）を、他端にはその挿し込み部を受け、前記係合部と係合してファイバー部をリング状としてロックするプラスチック製の受部（雌部）を備えたファスナーロック部材を射出成形する方法において、前記したプラスチック部分は、溶融粘度（ＭＦＲ）を１５～３５ｇ／１０分、曲げ弾性率（ＭＰａ）を４００～１０００、延伸性を１００～５００％、衝撃強度を３～１０ＫＪ／ｍ ² の特性を有する生分解性プラスチックであるポリプチレンサクシネート（ＰＢＳ）を使用することを特徴とするプラスチックを用いたファスナーロック部材の成形方法。

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