インサート成形品及びインサート成形品の製造方法
【課題】インサート部材を圧着して成形されるインサート成形品及びその製造方法において、接着強度が弱くてもインサート部材の滑りを防止でき、外観形状に影響を与えることなく肉厚変化を防止することのできるインサート成形品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】予め成形されたインサート部材を、樹脂に金型で圧着して成形され、該インサート部材形状に外形形状が依存しないインサート成形品であって、前記インサート部材は、圧着される前記樹脂方向に凸に設けられる凸部と、前記凸部の周囲に少なくとも１つ以上の前記凸部により生じた肉逃げを補完する凹部と、を備える。
【解決手段】予め成形されたインサート部材を、樹脂に金型で圧着して成形され、該インサート部材形状に外形形状が依存しないインサート成形品であって、前記インサート部材は、圧着される前記樹脂方向に凸に設けられる凸部と、前記凸部の周囲に少なくとも１つ以上の前記凸部により生じた肉逃げを補完する凹部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサート部材を用いて外層部材に圧着して成形されるインサート成形品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロー成形にてボトルの首部を成形する場合には押し出したパリソンを膨らまして金型のキャビティに押し付けるので、金型に内接される外側の形状は精度良く成形することができる。一方、内側の形状はブローにより膨らませるため、パリソンを均一に伸ばすことは困難であり、溶融した熱可塑性樹脂からなるパリソンの押し出し量を調整してもボトル首部の肉厚を均一に調整することは難しく、内径を精度良く成形することは難しい。
【０００３】
ところで、エアホールシールが施される場合には、ボトルの首部などの内径を規制するのはジョイントした時に漏れなどがないように、直接接続する相手の形状に精度良く合わせなければならない。
【０００４】
そこで、ボトル首部の内径を規制するために、例えば射出成形などによりあらかじめキャビティ面に押しつける等して外径を精度良く成形したインサート部材（内部筒）を金型にセットした後にパリソンを押し出して型締めし、その後ブローして成形する方法がある。
【０００５】
例えば特許文献１に、金型内にあらかじめ筒状の口元補強体（インサート部材）を取り付け、パリソンをこの口元補強体内に延伸した後、金型で挟み込み、該パリソンをブローして膨らまして成形するプラスチック製輸液用バックの製造方法が開示されている。
【０００６】
また特許文献２には、ブロー前にあらかじめ金型へセットされ、成型品本体のブロー成形によって成形品本体に嵌合して接合される接合パイプ付きブロー成形品が開示されている。図９に示すように、この接合パイプはパイプ部４０にフランジ部４１を一体に成形して構成され、フランジ部４１はパイプ部４０の軸方向中途に位置して、フランジ部４１の外周には、環状の凹部４２が形成されている。そしてブロー成形によって、パリソン４３がキャビティ内にあるフランジ部４１及びパイプ部４０の内端を包み込み凹部４２内にパリソンが入り込み物理的に嵌合して接合されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２８９４９０２号公報
【特許文献２】実開平６−７５７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、一般的に同じ樹脂同士では接着性は良好であるが、異なる樹脂同士では接着性が悪い。
【０００９】
そのため、例えば異なる樹脂同士を用いてインサート法にてブロー成形した場合、特許文献１の方法では、溶着強度が弱いために筒状の口元補強体（インサート部材）が脱落する問題がある。
【００１０】
そこで、特許文献２に記載されるようにインサート部材に凹凸部を設けることで、凹凸部に樹脂を入り込ませ、物理的に嵌合させて脱落を抑止することが可能となる。しかしながら、凹凸部がある部分とない部分では、外層部材も同形状にしないと、肉厚が変わってくるために、その他の予期せぬ部位に凹凸部からの肉逃げによる肉厚変化が生じてしまい、成形上好ましくない。また、円周方向には引っかかるものがないために接着性が悪い場合はインサート部材が回転してしまうという問題がある。特にインサート部材の形状が真円に近い場合はなおさら回転する可能性が高くなる。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、インサート部材を圧着して成形されるインサート成形品及びその製造方法において、接着強度が弱くてもインサート部材の滑りを防止でき、外観形状に影響を与えることなく肉厚変化を防止することのできるインサート成形品及びその製造方法を見出すことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明におけるインサート成形品は、予め成形されたインサート部材を、樹脂に金型で圧着して成形され、該インサート部材形状に外形形状が依存しないインサート成形品であって、前記インサート部材は、圧着される前記樹脂方向に凸に設けられる凸部と、前記凸部の周囲に少なくとも１つ以上の前記凸部により生じた肉逃げを補完する凹部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
前記凸部の体積と、前記凹部の合計体積と、が等しいことを特徴とする。
【００１４】
前記凹部は、前記凸部を囲うように配置されることを特徴とする。
【００１５】
前記凸部は、少なくとも１つ以上の面が前記凹部に向かって傾斜していることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明におけるインサート成形品の製造方法は、予め成形されたインサート部材を、樹脂に金型で圧着して成形され、該インサート部材形状に外形形状が依存しないインサート成形品の製造方法であって、圧着される樹脂方向に凸に設けられる凸部と、前記凸部の周囲に少なくとも１つ以上の前記凸部により生じた肉逃げを補完する凹部と、を有するインサート部材を前記樹脂に隣接するように配置して、前記樹脂を押し出し後、金型で型締めして前記インサート部材と前記樹脂を圧着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、インサート部材と外層樹脂との接着強度が弱くてもインサート部材の滑りを防止でき、外観形状に影響を与えることなく肉厚変化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態におけるインサートブロー成形により成形したプラスチックボトルの概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるインサート部分の構成図である。
【図３】本発明の実施形態のプラスチックボトルを成形する工程を説明する図である。
【図４】図３に示す態様から分割金型を閉じ、インサート成形品を成形する工程を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるインサート部分の構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態におけるインサート部分の構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態におけるインサート部材の凸部と凹部の体積について説明する図である。
【図８】本発明の第４の実施形態におけるインサート部分の構成図である。
【図９】フランジ部を有する接合パイプの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態におけるインサート成形品について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態におけるインサートブロー成形により成形したプラスチックボトルの概略図である。プラスチックボトル１は、ボトル首部の内径を規制するために、あらかじめ内径を精度良く成形したインサート部材（内部筒）２に樹脂３をコンプレッション（圧縮）して溶着すると共に樹脂３（パリソン）をブロー成形したものである。本実施形態ではボトル首部を例に説明するが、一般的にはインサート部材（内部筒）を用いたものに適用されるものである。インサート部材２は、目的に応じて、樹脂、あるいは金属などで精度良く成形される。樹脂３は、単層で示しているが、これに限定されることはなく、多層構成によるものであっても良い。なお、適用可能な樹脂としては、熱可塑性の樹脂であれば特に限定されることはなく、公知のものを使用することができ、同時に各種添加剤などを使用しても良い。なお、インサート部材２と樹脂３とは、同じ材料であっても良いし、異なる材料であっても良い。
【００２１】
図１に示すインサート部材２は外周面に対して環状の凹凸凹部を備えた例である。インサート部材２に凸部を設けることで、樹脂３に凸部が食い込み、溶着強度に依存することなく、物理的にインサート部材２の落下を防止できる。また、このとき樹脂３の外形形状が凸部と同様に外側に突出していないと、その部分だけ厚みが薄くなり、その分の肉逃げが発生することになる。凹部は、この肉逃げを補完するために設けられるものであり、凸部と同様の体積で構成される。例えば、本実施形態においては、凸部の体積と、その上下に設けられた凹部との体積が同等になるように構成されている。なお、本構成に限定されることなく、外形形状が異なれば、肉逃げ量も異なってくるので、それに合わせて凹部の体積を変化させることが好ましい。また、複雑な形状の凸部とそれに対応する凹部を複数設けることで、落下及び回転をさらに防止することができる。
【００２２】
図２は、本発明の第１の実施形態におけるインサート部分の構成図である。図２（ａ）はインサート部分を横から見た断面図であり、図２（ｂ）はＡ−Ａ断面図であり、図２（ｃ）は凹凸凹部を説明する概略図である。
【００２３】
インサート部材２は、あらかじめ成形されたものである。インサート部材２は外周面に対して環状の凹部５と凸部４と凹部６を備える。なお凸部４に対して凹部５は下側に、凹部６は上側に位置する。この際、図２（ｃ）で示すように、凸部４と上下の凹部５、凹部６の体積は同じであることが好ましい（体積Ａ１＝体積Ｂ１＋Ｂ１）。なお、ここでは、凹部５，６を同じ体積として説明したが、凸部４の形状や成形条件によっては、上下への肉逃げ量が変わってくるために、それに合わせて凹部５，６のそれぞれの体積を変化させても良い。このように凸部４と、凹部５，６との合計の体積を等しくすることで、樹脂３をインサート部材２にコンプレッションした時に凸部４での樹脂３の肉逃げが上下の凹部５、凹部６に回り込んで充当することができる。
【００２４】
なお上記の説明では凸部及び凹部を隣接して設けた例を示したが、必ずしも隣接している必要はない。
【００２５】
本実施形態によれば、樹脂３をコンプレッションする時にインサート部材２の凸部４を包み込み凹部５、凹部６内に凸部４により押し出された樹脂３が入り込み物理的に嵌合して接合される。従って、凸部４による肉逃げを制御することが可能となる。
【００２６】
次に図３及び図４を参照しながら、本実施形態のインサート成形品の成形方法例について説明する。なお、ここでは口部の内径をインサート部材により規制したブロー成形ボトルの成形方法を例にして説明する。
【００２７】
図３に示すように、本実施形態に係るプラスチックボトル１を形成する製造装置１００は、押出ヘッド１０１を有する図示しない押出器と、分割金型１０２と、ブローピン１０３と、を有して構成される。
【００２８】
ブローピン１０３は、インサート部材１０５を装着する小径部１０６と、ブロー成形時に空気などの気体を吹き出すガス吹き出し口１０７と、を有する。また、ブローピン１０３は、図示しない流体圧シリンダなどからなる直線駆動手段により図３に示す矢印Ａの方向に上下動をするように構成されている。
【００２９】
例えば、小径部１０６にインサート部材１０５を装着するときには、ブローピン１０３を下げた状態にすると良い。このようにすることにより、分割金型１０２と離れた位置で、小径部１０６にインサート部材１０５を装着することができ、この装着作業がしやくなる。
【００３０】
分割金型１０２は、図３に示すように、２分割された金型である。分割金型１０２は、第１のピンチオフ部１０８と、キャビティ１０９と、溶着部１１０と、第２のピンチオフ部１１１と、を有する。第１のピンチオフ部１０８は、分割金型１０２を型締めしたときに、パリソン１０４を押しつぶし、局部的に薄肉部を形成して余分なパリソンを切断する箇所を形成する。キャビティ１０９は、プラスチックボトルを構成する外部の中空成形体の外形形状をしている。
【００３１】
例えば、本実施形態に係るプラスチックボトル１を製造するとき、キャビティ１０９は、プラスチックボトル１の外形形状をしており、ブロー成形などで、パリソン１０４をこのキャビティ１０９に押し付けることにより、パリソン１０４は、プラスチックボトル１の形状に成形される。
【００３２】
溶着部１１０は、パリソン１０４とインサート部材１０５とをブローピン１０３の小径部１０６との間に挟み込むことで、コンプレッションし、パリソン１０４とインサート部材１０５とを溶着する。インサート部材１０５のうち、この溶着した部分は、本実施形態に係るプラスチックボトル１のボトル首部を成形し、溶着した部分以外の部分は、内部筒部を形成する。第２のピンチオフ部１１１は、パリソン１０４をブローピン１０３の小径部１０６との間に挟み込むことにより、パリソン１０４を押しつぶし、パリソン１０４に切り取り線を形成する。切り取り線の外側のパリソンは余分な部分であり、いわゆるバリを形成する。このようにパリソン１０４に切り取り線を形成することにより、余分な部分であるバリを容易に切り取ることができるようになる。なお本実施形態では２分割された金型の例を示したが、３分割以上の金型を用いても良い。
【００３３】
ブローピン１０３の先端には、あらかじめ内径が精度良く成形されたインサート部材１０５が備えられている。押出器の押出ヘッド１０１から溶融状態の熱可塑性樹脂からなるパリソン１０４を押し出す。パリソン１０４は、インサート部材１０５を内側に内包するように押し出される。ピンチオフ部１１１より十分に押し出した後、分割金型１０２でパリソン１０４を型締めすることにより、パリソン１０４とインサート部材１０５とは、溶着部１１０と、ブローピンと、でコンプレッションされることにより溶着される。型締めした状態でブローピン１０３からパリソン１０４内部にエアを吹き込むことで、パリソン１０４がキャビティ１０９に押し付けられ、キャビティに沿った形状に成形される。
【００３４】
次に図３及び図４を参照しながら、本実施形態に係るプラスチックボトル１の形成工程について詳しく説明する。
【００３５】
図３に示すように、インサート部材１０５をブローピン１０３の小径部１０６に装着する。また、ブローピン１０３を下げた状態でインサート部材１０５をブローピン１０３の小径部１０６に装着した後にブローピンを上昇させ、パリソン１０４の内側にプローピン１０３に装着されたインサート部材１０５を挿入しても良い。そして、ブローピン１０３は、小径部１０６の下端が第２のピンチオフ部１１１に対向する位置にくるまで上昇して停止する。
【００３６】
そして、型開きした分割金型１０２，１０２の間に、溶融した熱可塑性樹脂からなるパリソン１０４を押出器の押出ヘッド１０１から押し出し、パリソン１０４をその開放端１１３が第２のピンチオフ部１１１より下方に位置するように配置する。パリソン１０４の押出方法は、特に限定されることなく公知の方法を用いればよい。
【００３７】
次に、図４に示すように、分割金型１０２，１０２を閉じ、型締めし、第１のピンチオフ部１０８と、第２のピンチオフ部１１１と、でパリソン１０４を押しつぶし、パリソン１０４に切り取り線を形成する。切り取り線の外側のパリソンは余分な部分であり、いわゆるバリを形成する。このようにパリソン１０４に切り取り線を形成することにより、余分な部分であるバリを容易に切り取ることができるようになる。また、同時に、接着部１１０とブローピン１０３の小径部１０６との間に、パリソン１０４とインサート部材１０５とを挟み込み、コンプレッションする。これにより、パリソン１０４とインサート部材１０５は、熱融着する。このようにすることにより、パリソン１０４とインサート部材１０５とが溶着する。
【００３８】
次に、パリソン１０４の内部にブローピン１０３のガス吹き込み口から空気などの気体を吹き込み、パリソン１０４をキャビティ１０９に沿って膨張させて、パリソン１０４をキャビティ１０９の形状に成形する。次に、分割金型１０２，１０２の内部で成形されたプラスチックボトル１を冷却する。そして、分割金型１０２，１０２を型開きし、プラスチックボトル１を取り出す。その後、取り出されたプラスチックボトル１から不要なバリを切除し、図１に示すプラスチックボトル１を得ることになる。
【００３９】
なお、本実施形態においてはブロー成形を用いたプラスチックボトル１で説明を行ったが、ブロー成形に限ることなく、例えば真空成形など金型を用いた成形方法にも適用可能である。また外層側がインサート部材形状に外形形状が依存しない成形品であればパリソンに限ることはなく、例えばシート成形などシート状の物でも良い。
【００４０】
図５は、本発明の第２の実施形態におけるインサート部分の構成図である。図５（ａ）はインサート部分を横から見た断面図であり、図５（ｂ）はＡ−Ａ断面であり、図５（ｃ）は凸凹部を説明する概略図である。
【００４１】
インサート部材１０はあらかじめ成形されたものである。インサート部材１０は外周面に対して凸な凸部１１と、水平方向に隣接して備えられる外周面に対して凹んだ凹部１２とを備える。凸部１１と、凹部１２と、は連続して、インサート部材の円周方向に沿って環状に配置されている。なお、凸部１１と凹部１２は必ずしも連続して繋がるように設ける必要はない。このインサート部材の外側にはブロー成形される樹脂３がコンプレッションにより溶着されている。
【００４２】
備えられている凸部１１の全ての合計体積と、凹部１２の全ての合計体積と、は、同じであることが好ましい（体積Ａ１合計＝体積Ｂ１合計）。このように凸部１１と凹部１２を左右にして円周方向に環状に配置することで、樹脂３をインサート部材１０にコンプレッションした時に凸部１１での樹脂の肉逃げが左右の凹部１２、凹部１２のどちらかに確実に回り込んで充当することができる。
【００４３】
なお本実施形態では一対の凸凹部のセットをインサート部材の円周方向に環状に凸凹部を隣接して配置した例を示したが、これに限定されることはなく、２列以上を環状に配置しても良いし、凹部及び凸部を離して設けても良い。なお、２列以上に配置する時は上列と下列の凸部を互い違いに配置するようにすることで、さらに接合強度の向上を図ることが可能である。
【００４４】
なお、本実施形態のインサート成形品の形成方法は、第１の実施形態と同様であるので省略する。また本実施形態のインサート成形品を形成する材料としての熱可塑性樹脂も第１の実施形態と同様であるので省略する。
【００４５】
図６は、本発明の第３の実施形態におけるインサート部分の構成図である。図６（ａ）はインサート部分を横から見た断面図であり、図６（ｂ）は凸部を正面から見た図であり、図６（ｃ）はＡ−Ａ断面である。
【００４６】
インサート部材２０はあらかじめ成形されたものである。インサート部材２０は中央に外周面に対して凸部２１とその周囲を囲むように外周面に対して凹部２２とを備える。インサート部材の外側には樹脂３がコンプレッションにより溶着されている。
【００４７】
図６（ｂ）で示すが、凸部２１と凹部２２の体積は等しくなるように設計してある。なお本実施形態では一対の凸凹部を左右に２カ所設けた例を示したが、これに限定されることはなく、少なくとも１つ、好ましくは２つ以上の一対の凸凹部を備えていれば良い。なお、左右上下にばらばらに、例えば４カ所や円周方向に対して環状に連続しないように凸凹部設けることにより、さらに接合強度の向上を図ることが可能である。
【００４８】
図７は、凸部２１と凹部２２の体積について説明する図である。図７（ａ）は凸凹部を横から見た図であり、図７（ｂ）は凸凹部を正面から見た図である。
【００４９】
次に凸部２１と凹部２２の体積が等しいことを説明する。ここでは単純化するために凸部２１の高さ３ｈ（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）は、凹部２２の深さｈの３倍とする。また図７（ｂ）に示すように凹部２２と凸部２１は正方形であり、凹部２２の一辺の長さ（２Ｘ）は凸部２１の一辺の長さ（Ｘ）の２倍であるとする。このとき、Ａ１で示す４個の正方形の体積分を凹部２２の四隅のＢ１の位置に充当する。次にＡ２とＡ３で示す８個の正方形の体積分を凹部２２の上下左右のＢ２とＢ３の位置に充当する。これで、凸部２１の体積は凹部２２の体積と等しいことになる（（４×Ａ１＋４×Ａ２＋４×Ａ３）＝（４×Ｂ１＋４×Ｂ２＋４×Ｂ３）、ここで、体積Ａ１＝体積Ｂ１、体積Ａ２＝体積Ｂ２、体積Ａ３＝体積Ｂ３の関係が成り立つとする）。なお凸部２１と凹部２２の体積が等しい関係であれば、上述した形状、サイズに限定されることはなく、種々の変形が可能である。
【００５０】
このように凸部２１と凹部２２の体積を等しくすることで、樹脂３をインサート部材２０にコンプレッションした時に凸部２１での樹脂の肉逃げが周囲の凹部２２に回り込んで充当することができる。なお凸部２１に隣接して凹部２２を設けた例を示したがこれに限定されることはなく、凹部２２を隣接しないように凸部２１の周囲に設けても良い。
【００５１】
なお、本実施形態のインサート成形品の形成方法は、第１の実施形態と同様であるので省略する。また本実施形態のインサート成形品を形成する材料としての熱可塑性樹脂も第１の実施形態と同様であるので省略する。
【００５２】
図８は、本発明の第４の実施形態におけるインサート部分の構成図である。図８（ａ）はインサート部分を横から見た断面図であり、図８（ｂ）はＡ−Ａ断面であり、図８（ｃ）は凸凹部を説明する概略図である。
【００５３】
インサート部材３０はあらかじめ成形されたものである。インサート部材３０は外周面に対して環状の凸部３１と凹部３２を備える。なお凸部３１に対して凹部３２は凸部３１の下側に位置し、凸部３１の形状は凹部３２に向けて傾斜した面を有する。インサート部材３０の外側にはブロー成形される樹脂３がコンプレッションにより溶着されている。なお、凸部３１と凹部３２の体積は同じであることが好ましい。このように凸部３１と凹部３２の体積を等しくし、凸部３１を凹部３２に向けて傾斜した面とすることで、樹脂３をインサート部材３０にコンプレッションした時に凸部３１での樹脂３の肉逃げ方向を制御することができ、凹部３２に回り込みやすくなる。
【００５４】
なお、本実施形態のインサート成形品の形成方法は、第１の実施形態と同様であるので省略する。また本実施形態のインサート成形品を形成する材料としての熱可塑性樹脂も第１の実施形態と同様であるので省略する。
【００５５】
なお、上述した本発明に係る実施形態において、インサート部材が筒形状に限定されることはなく、インサート部材を用いた成形品に幅広く適用することが可能である。
【００５６】
なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１ プラスチックボトル
２、１０、２０、３０ インサート部材
３ 樹脂
４、１１、２１、３１ 凸部
５、６、１２、２２、３２ 凹部
４０ 接合パイプ
４１ フランジ部
４２ 環状凹部
４３ 主パイプ部
１００ 製造装置
１０１ 押出ヘッド
１０２ 分割金型
１０３ ブローピン
１０４ パリソン
１０５ インサート部材
１０６ 小径部
１０７ ガス吹き出し口
１０８ 第１のピンチオフ部
１０９ キャビティ
１１０ 溶着部
１１１ 第２のピンチオフ部
１１３ 開放端
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサート部材を用いて外層部材に圧着して成形されるインサート成形品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロー成形にてボトルの首部を成形する場合には押し出したパリソンを膨らまして金型のキャビティに押し付けるので、金型に内接される外側の形状は精度良く成形することができる。一方、内側の形状はブローにより膨らませるため、パリソンを均一に伸ばすことは困難であり、溶融した熱可塑性樹脂からなるパリソンの押し出し量を調整してもボトル首部の肉厚を均一に調整することは難しく、内径を精度良く成形することは難しい。
【０００３】
ところで、エアホールシールが施される場合には、ボトルの首部などの内径を規制するのはジョイントした時に漏れなどがないように、直接接続する相手の形状に精度良く合わせなければならない。
【０００４】
そこで、ボトル首部の内径を規制するために、例えば射出成形などによりあらかじめキャビティ面に押しつける等して外径を精度良く成形したインサート部材（内部筒）を金型にセットした後にパリソンを押し出して型締めし、その後ブローして成形する方法がある。
【０００５】
例えば特許文献１に、金型内にあらかじめ筒状の口元補強体（インサート部材）を取り付け、パリソンをこの口元補強体内に延伸した後、金型で挟み込み、該パリソンをブローして膨らまして成形するプラスチック製輸液用バックの製造方法が開示されている。
【０００６】
また特許文献２には、ブロー前にあらかじめ金型へセットされ、成型品本体のブロー成形によって成形品本体に嵌合して接合される接合パイプ付きブロー成形品が開示されている。図９に示すように、この接合パイプはパイプ部４０にフランジ部４１を一体に成形して構成され、フランジ部４１はパイプ部４０の軸方向中途に位置して、フランジ部４１の外周には、環状の凹部４２が形成されている。そしてブロー成形によって、パリソン４３がキャビティ内にあるフランジ部４１及びパイプ部４０の内端を包み込み凹部４２内にパリソンが入り込み物理的に嵌合して接合されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２８９４９０２号公報
【特許文献２】実開平６−７５７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、一般的に同じ樹脂同士では接着性は良好であるが、異なる樹脂同士では接着性が悪い。
【０００９】
そのため、例えば異なる樹脂同士を用いてインサート法にてブロー成形した場合、特許文献１の方法では、溶着強度が弱いために筒状の口元補強体（インサート部材）が脱落する問題がある。
【００１０】
そこで、特許文献２に記載されるようにインサート部材に凹凸部を設けることで、凹凸部に樹脂を入り込ませ、物理的に嵌合させて脱落を抑止することが可能となる。しかしながら、凹凸部がある部分とない部分では、外層部材も同形状にしないと、肉厚が変わってくるために、その他の予期せぬ部位に凹凸部からの肉逃げによる肉厚変化が生じてしまい、成形上好ましくない。また、円周方向には引っかかるものがないために接着性が悪い場合はインサート部材が回転してしまうという問題がある。特にインサート部材の形状が真円に近い場合はなおさら回転する可能性が高くなる。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、インサート部材を圧着して成形されるインサート成形品及びその製造方法において、接着強度が弱くてもインサート部材の滑りを防止でき、外観形状に影響を与えることなく肉厚変化を防止することのできるインサート成形品及びその製造方法を見出すことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明におけるインサート成形品は、予め成形されたインサート部材を、樹脂に金型で圧着して成形され、該インサート部材形状に外形形状が依存しないインサート成形品であって、前記インサート部材は、圧着される前記樹脂方向に凸に設けられる凸部と、前記凸部の周囲に少なくとも１つ以上の前記凸部により生じた肉逃げを補完する凹部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
前記凸部の体積と、前記凹部の合計体積と、が等しいことを特徴とする。
【００１４】
前記凹部は、前記凸部を囲うように配置されることを特徴とする。
【００１５】
前記凸部は、少なくとも１つ以上の面が前記凹部に向かって傾斜していることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明におけるインサート成形品の製造方法は、予め成形されたインサート部材を、樹脂に金型で圧着して成形され、該インサート部材形状に外形形状が依存しないインサート成形品の製造方法であって、圧着される樹脂方向に凸に設けられる凸部と、前記凸部の周囲に少なくとも１つ以上の前記凸部により生じた肉逃げを補完する凹部と、を有するインサート部材を前記樹脂に隣接するように配置して、前記樹脂を押し出し後、金型で型締めして前記インサート部材と前記樹脂を圧着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、インサート部材と外層樹脂との接着強度が弱くてもインサート部材の滑りを防止でき、外観形状に影響を与えることなく肉厚変化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態におけるインサートブロー成形により成形したプラスチックボトルの概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるインサート部分の構成図である。
【図３】本発明の実施形態のプラスチックボトルを成形する工程を説明する図である。
【図４】図３に示す態様から分割金型を閉じ、インサート成形品を成形する工程を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるインサート部分の構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態におけるインサート部分の構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態におけるインサート部材の凸部と凹部の体積について説明する図である。
【図８】本発明の第４の実施形態におけるインサート部分の構成図である。
【図９】フランジ部を有する接合パイプの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態におけるインサート成形品について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態におけるインサートブロー成形により成形したプラスチックボトルの概略図である。プラスチックボトル１は、ボトル首部の内径を規制するために、あらかじめ内径を精度良く成形したインサート部材（内部筒）２に樹脂３をコンプレッション（圧縮）して溶着すると共に樹脂３（パリソン）をブロー成形したものである。本実施形態ではボトル首部を例に説明するが、一般的にはインサート部材（内部筒）を用いたものに適用されるものである。インサート部材２は、目的に応じて、樹脂、あるいは金属などで精度良く成形される。樹脂３は、単層で示しているが、これに限定されることはなく、多層構成によるものであっても良い。なお、適用可能な樹脂としては、熱可塑性の樹脂であれば特に限定されることはなく、公知のものを使用することができ、同時に各種添加剤などを使用しても良い。なお、インサート部材２と樹脂３とは、同じ材料であっても良いし、異なる材料であっても良い。
【００２１】
図１に示すインサート部材２は外周面に対して環状の凹凸凹部を備えた例である。インサート部材２に凸部を設けることで、樹脂３に凸部が食い込み、溶着強度に依存することなく、物理的にインサート部材２の落下を防止できる。また、このとき樹脂３の外形形状が凸部と同様に外側に突出していないと、その部分だけ厚みが薄くなり、その分の肉逃げが発生することになる。凹部は、この肉逃げを補完するために設けられるものであり、凸部と同様の体積で構成される。例えば、本実施形態においては、凸部の体積と、その上下に設けられた凹部との体積が同等になるように構成されている。なお、本構成に限定されることなく、外形形状が異なれば、肉逃げ量も異なってくるので、それに合わせて凹部の体積を変化させることが好ましい。また、複雑な形状の凸部とそれに対応する凹部を複数設けることで、落下及び回転をさらに防止することができる。
【００２２】
図２は、本発明の第１の実施形態におけるインサート部分の構成図である。図２（ａ）はインサート部分を横から見た断面図であり、図２（ｂ）はＡ−Ａ断面図であり、図２（ｃ）は凹凸凹部を説明する概略図である。
【００２３】
インサート部材２は、あらかじめ成形されたものである。インサート部材２は外周面に対して環状の凹部５と凸部４と凹部６を備える。なお凸部４に対して凹部５は下側に、凹部６は上側に位置する。この際、図２（ｃ）で示すように、凸部４と上下の凹部５、凹部６の体積は同じであることが好ましい（体積Ａ１＝体積Ｂ１＋Ｂ１）。なお、ここでは、凹部５，６を同じ体積として説明したが、凸部４の形状や成形条件によっては、上下への肉逃げ量が変わってくるために、それに合わせて凹部５，６のそれぞれの体積を変化させても良い。このように凸部４と、凹部５，６との合計の体積を等しくすることで、樹脂３をインサート部材２にコンプレッションした時に凸部４での樹脂３の肉逃げが上下の凹部５、凹部６に回り込んで充当することができる。
【００２４】
なお上記の説明では凸部及び凹部を隣接して設けた例を示したが、必ずしも隣接している必要はない。
【００２５】
本実施形態によれば、樹脂３をコンプレッションする時にインサート部材２の凸部４を包み込み凹部５、凹部６内に凸部４により押し出された樹脂３が入り込み物理的に嵌合して接合される。従って、凸部４による肉逃げを制御することが可能となる。
【００２６】
次に図３及び図４を参照しながら、本実施形態のインサート成形品の成形方法例について説明する。なお、ここでは口部の内径をインサート部材により規制したブロー成形ボトルの成形方法を例にして説明する。
【００２７】
図３に示すように、本実施形態に係るプラスチックボトル１を形成する製造装置１００は、押出ヘッド１０１を有する図示しない押出器と、分割金型１０２と、ブローピン１０３と、を有して構成される。
【００２８】
ブローピン１０３は、インサート部材１０５を装着する小径部１０６と、ブロー成形時に空気などの気体を吹き出すガス吹き出し口１０７と、を有する。また、ブローピン１０３は、図示しない流体圧シリンダなどからなる直線駆動手段により図３に示す矢印Ａの方向に上下動をするように構成されている。
【００２９】
例えば、小径部１０６にインサート部材１０５を装着するときには、ブローピン１０３を下げた状態にすると良い。このようにすることにより、分割金型１０２と離れた位置で、小径部１０６にインサート部材１０５を装着することができ、この装着作業がしやくなる。
【００３０】
分割金型１０２は、図３に示すように、２分割された金型である。分割金型１０２は、第１のピンチオフ部１０８と、キャビティ１０９と、溶着部１１０と、第２のピンチオフ部１１１と、を有する。第１のピンチオフ部１０８は、分割金型１０２を型締めしたときに、パリソン１０４を押しつぶし、局部的に薄肉部を形成して余分なパリソンを切断する箇所を形成する。キャビティ１０９は、プラスチックボトルを構成する外部の中空成形体の外形形状をしている。
【００３１】
例えば、本実施形態に係るプラスチックボトル１を製造するとき、キャビティ１０９は、プラスチックボトル１の外形形状をしており、ブロー成形などで、パリソン１０４をこのキャビティ１０９に押し付けることにより、パリソン１０４は、プラスチックボトル１の形状に成形される。
【００３２】
溶着部１１０は、パリソン１０４とインサート部材１０５とをブローピン１０３の小径部１０６との間に挟み込むことで、コンプレッションし、パリソン１０４とインサート部材１０５とを溶着する。インサート部材１０５のうち、この溶着した部分は、本実施形態に係るプラスチックボトル１のボトル首部を成形し、溶着した部分以外の部分は、内部筒部を形成する。第２のピンチオフ部１１１は、パリソン１０４をブローピン１０３の小径部１０６との間に挟み込むことにより、パリソン１０４を押しつぶし、パリソン１０４に切り取り線を形成する。切り取り線の外側のパリソンは余分な部分であり、いわゆるバリを形成する。このようにパリソン１０４に切り取り線を形成することにより、余分な部分であるバリを容易に切り取ることができるようになる。なお本実施形態では２分割された金型の例を示したが、３分割以上の金型を用いても良い。
【００３３】
ブローピン１０３の先端には、あらかじめ内径が精度良く成形されたインサート部材１０５が備えられている。押出器の押出ヘッド１０１から溶融状態の熱可塑性樹脂からなるパリソン１０４を押し出す。パリソン１０４は、インサート部材１０５を内側に内包するように押し出される。ピンチオフ部１１１より十分に押し出した後、分割金型１０２でパリソン１０４を型締めすることにより、パリソン１０４とインサート部材１０５とは、溶着部１１０と、ブローピンと、でコンプレッションされることにより溶着される。型締めした状態でブローピン１０３からパリソン１０４内部にエアを吹き込むことで、パリソン１０４がキャビティ１０９に押し付けられ、キャビティに沿った形状に成形される。
【００３４】
次に図３及び図４を参照しながら、本実施形態に係るプラスチックボトル１の形成工程について詳しく説明する。
【００３５】
図３に示すように、インサート部材１０５をブローピン１０３の小径部１０６に装着する。また、ブローピン１０３を下げた状態でインサート部材１０５をブローピン１０３の小径部１０６に装着した後にブローピンを上昇させ、パリソン１０４の内側にプローピン１０３に装着されたインサート部材１０５を挿入しても良い。そして、ブローピン１０３は、小径部１０６の下端が第２のピンチオフ部１１１に対向する位置にくるまで上昇して停止する。
【００３６】
そして、型開きした分割金型１０２，１０２の間に、溶融した熱可塑性樹脂からなるパリソン１０４を押出器の押出ヘッド１０１から押し出し、パリソン１０４をその開放端１１３が第２のピンチオフ部１１１より下方に位置するように配置する。パリソン１０４の押出方法は、特に限定されることなく公知の方法を用いればよい。
【００３７】
次に、図４に示すように、分割金型１０２，１０２を閉じ、型締めし、第１のピンチオフ部１０８と、第２のピンチオフ部１１１と、でパリソン１０４を押しつぶし、パリソン１０４に切り取り線を形成する。切り取り線の外側のパリソンは余分な部分であり、いわゆるバリを形成する。このようにパリソン１０４に切り取り線を形成することにより、余分な部分であるバリを容易に切り取ることができるようになる。また、同時に、接着部１１０とブローピン１０３の小径部１０６との間に、パリソン１０４とインサート部材１０５とを挟み込み、コンプレッションする。これにより、パリソン１０４とインサート部材１０５は、熱融着する。このようにすることにより、パリソン１０４とインサート部材１０５とが溶着する。
【００３８】
次に、パリソン１０４の内部にブローピン１０３のガス吹き込み口から空気などの気体を吹き込み、パリソン１０４をキャビティ１０９に沿って膨張させて、パリソン１０４をキャビティ１０９の形状に成形する。次に、分割金型１０２，１０２の内部で成形されたプラスチックボトル１を冷却する。そして、分割金型１０２，１０２を型開きし、プラスチックボトル１を取り出す。その後、取り出されたプラスチックボトル１から不要なバリを切除し、図１に示すプラスチックボトル１を得ることになる。
【００３９】
なお、本実施形態においてはブロー成形を用いたプラスチックボトル１で説明を行ったが、ブロー成形に限ることなく、例えば真空成形など金型を用いた成形方法にも適用可能である。また外層側がインサート部材形状に外形形状が依存しない成形品であればパリソンに限ることはなく、例えばシート成形などシート状の物でも良い。
【００４０】
図５は、本発明の第２の実施形態におけるインサート部分の構成図である。図５（ａ）はインサート部分を横から見た断面図であり、図５（ｂ）はＡ−Ａ断面であり、図５（ｃ）は凸凹部を説明する概略図である。
【００４１】
インサート部材１０はあらかじめ成形されたものである。インサート部材１０は外周面に対して凸な凸部１１と、水平方向に隣接して備えられる外周面に対して凹んだ凹部１２とを備える。凸部１１と、凹部１２と、は連続して、インサート部材の円周方向に沿って環状に配置されている。なお、凸部１１と凹部１２は必ずしも連続して繋がるように設ける必要はない。このインサート部材の外側にはブロー成形される樹脂３がコンプレッションにより溶着されている。
【００４２】
備えられている凸部１１の全ての合計体積と、凹部１２の全ての合計体積と、は、同じであることが好ましい（体積Ａ１合計＝体積Ｂ１合計）。このように凸部１１と凹部１２を左右にして円周方向に環状に配置することで、樹脂３をインサート部材１０にコンプレッションした時に凸部１１での樹脂の肉逃げが左右の凹部１２、凹部１２のどちらかに確実に回り込んで充当することができる。
【００４３】
なお本実施形態では一対の凸凹部のセットをインサート部材の円周方向に環状に凸凹部を隣接して配置した例を示したが、これに限定されることはなく、２列以上を環状に配置しても良いし、凹部及び凸部を離して設けても良い。なお、２列以上に配置する時は上列と下列の凸部を互い違いに配置するようにすることで、さらに接合強度の向上を図ることが可能である。
【００４４】
なお、本実施形態のインサート成形品の形成方法は、第１の実施形態と同様であるので省略する。また本実施形態のインサート成形品を形成する材料としての熱可塑性樹脂も第１の実施形態と同様であるので省略する。
【００４５】
図６は、本発明の第３の実施形態におけるインサート部分の構成図である。図６（ａ）はインサート部分を横から見た断面図であり、図６（ｂ）は凸部を正面から見た図であり、図６（ｃ）はＡ−Ａ断面である。
【００４６】
インサート部材２０はあらかじめ成形されたものである。インサート部材２０は中央に外周面に対して凸部２１とその周囲を囲むように外周面に対して凹部２２とを備える。インサート部材の外側には樹脂３がコンプレッションにより溶着されている。
【００４７】
図６（ｂ）で示すが、凸部２１と凹部２２の体積は等しくなるように設計してある。なお本実施形態では一対の凸凹部を左右に２カ所設けた例を示したが、これに限定されることはなく、少なくとも１つ、好ましくは２つ以上の一対の凸凹部を備えていれば良い。なお、左右上下にばらばらに、例えば４カ所や円周方向に対して環状に連続しないように凸凹部設けることにより、さらに接合強度の向上を図ることが可能である。
【００４８】
図７は、凸部２１と凹部２２の体積について説明する図である。図７（ａ）は凸凹部を横から見た図であり、図７（ｂ）は凸凹部を正面から見た図である。
【００４９】
次に凸部２１と凹部２２の体積が等しいことを説明する。ここでは単純化するために凸部２１の高さ３ｈ（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）は、凹部２２の深さｈの３倍とする。また図７（ｂ）に示すように凹部２２と凸部２１は正方形であり、凹部２２の一辺の長さ（２Ｘ）は凸部２１の一辺の長さ（Ｘ）の２倍であるとする。このとき、Ａ１で示す４個の正方形の体積分を凹部２２の四隅のＢ１の位置に充当する。次にＡ２とＡ３で示す８個の正方形の体積分を凹部２２の上下左右のＢ２とＢ３の位置に充当する。これで、凸部２１の体積は凹部２２の体積と等しいことになる（（４×Ａ１＋４×Ａ２＋４×Ａ３）＝（４×Ｂ１＋４×Ｂ２＋４×Ｂ３）、ここで、体積Ａ１＝体積Ｂ１、体積Ａ２＝体積Ｂ２、体積Ａ３＝体積Ｂ３の関係が成り立つとする）。なお凸部２１と凹部２２の体積が等しい関係であれば、上述した形状、サイズに限定されることはなく、種々の変形が可能である。
【００５０】
このように凸部２１と凹部２２の体積を等しくすることで、樹脂３をインサート部材２０にコンプレッションした時に凸部２１での樹脂の肉逃げが周囲の凹部２２に回り込んで充当することができる。なお凸部２１に隣接して凹部２２を設けた例を示したがこれに限定されることはなく、凹部２２を隣接しないように凸部２１の周囲に設けても良い。
【００５１】
なお、本実施形態のインサート成形品の形成方法は、第１の実施形態と同様であるので省略する。また本実施形態のインサート成形品を形成する材料としての熱可塑性樹脂も第１の実施形態と同様であるので省略する。
【００５２】
図８は、本発明の第４の実施形態におけるインサート部分の構成図である。図８（ａ）はインサート部分を横から見た断面図であり、図８（ｂ）はＡ−Ａ断面であり、図８（ｃ）は凸凹部を説明する概略図である。
【００５３】
インサート部材３０はあらかじめ成形されたものである。インサート部材３０は外周面に対して環状の凸部３１と凹部３２を備える。なお凸部３１に対して凹部３２は凸部３１の下側に位置し、凸部３１の形状は凹部３２に向けて傾斜した面を有する。インサート部材３０の外側にはブロー成形される樹脂３がコンプレッションにより溶着されている。なお、凸部３１と凹部３２の体積は同じであることが好ましい。このように凸部３１と凹部３２の体積を等しくし、凸部３１を凹部３２に向けて傾斜した面とすることで、樹脂３をインサート部材３０にコンプレッションした時に凸部３１での樹脂３の肉逃げ方向を制御することができ、凹部３２に回り込みやすくなる。
【００５４】
なお、本実施形態のインサート成形品の形成方法は、第１の実施形態と同様であるので省略する。また本実施形態のインサート成形品を形成する材料としての熱可塑性樹脂も第１の実施形態と同様であるので省略する。
【００５５】
なお、上述した本発明に係る実施形態において、インサート部材が筒形状に限定されることはなく、インサート部材を用いた成形品に幅広く適用することが可能である。
【００５６】
なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１ プラスチックボトル
２、１０、２０、３０ インサート部材
３ 樹脂
４、１１、２１、３１ 凸部
５、６、１２、２２、３２ 凹部
４０ 接合パイプ
４１ フランジ部
４２ 環状凹部
４３ 主パイプ部
１００ 製造装置
１０１ 押出ヘッド
１０２ 分割金型
１０３ ブローピン
１０４ パリソン
１０５ インサート部材
１０６ 小径部
１０７ ガス吹き出し口
１０８ 第１のピンチオフ部
１０９ キャビティ
１１０ 溶着部
１１１ 第２のピンチオフ部
１１３ 開放端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め成形されたインサート部材を、樹脂に金型で圧着して成形され、該インサート部材形状に外形形状が依存しないインサート成形品であって、
前記インサート部材は、圧着される前記樹脂方向に凸に設けられる凸部と、前記凸部の周囲に少なくとも１つ以上の前記凸部により生じた肉逃げを補完する凹部と、を備えることを特徴とするインサート成形品。
【請求項２】
前記凸部の体積と、前記凹部の合計体積と、が等しいことを特徴とする請求項１に記載のインサート成形品。
【請求項３】
前記凹部は、前記凸部を囲うように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のインサート成形品。
【請求項４】
前記凸部は、少なくとも１つ以上の面が前記凹部に向かって傾斜していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインサート成形品。
【請求項５】
予め成形されたインサート部材を、樹脂に金型で圧着して成形され、該インサート部材形状に外形形状が依存しないインサート成形品の製造方法であって、
圧着される樹脂方向に凸に設けられる凸部と、前記凸部の周囲に少なくとも１つ以上の前記凸部により生じた肉逃げを補完する凹部と、を有するインサート部材を前記樹脂に隣接するように配置して、
前記樹脂を押し出し後、
金型で型締めして前記インサート部材と前記樹脂を圧着することを特徴とするインサート成形品の製造方法。
【請求項１】
予め成形されたインサート部材を、樹脂に金型で圧着して成形され、該インサート部材形状に外形形状が依存しないインサート成形品であって、
前記インサート部材は、圧着される前記樹脂方向に凸に設けられる凸部と、前記凸部の周囲に少なくとも１つ以上の前記凸部により生じた肉逃げを補完する凹部と、を備えることを特徴とするインサート成形品。
【請求項２】
前記凸部の体積と、前記凹部の合計体積と、が等しいことを特徴とする請求項１に記載のインサート成形品。
【請求項３】
前記凹部は、前記凸部を囲うように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のインサート成形品。
【請求項４】
前記凸部は、少なくとも１つ以上の面が前記凹部に向かって傾斜していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインサート成形品。
【請求項５】
予め成形されたインサート部材を、樹脂に金型で圧着して成形され、該インサート部材形状に外形形状が依存しないインサート成形品の製造方法であって、
圧着される樹脂方向に凸に設けられる凸部と、前記凸部の周囲に少なくとも１つ以上の前記凸部により生じた肉逃げを補完する凹部と、を有するインサート部材を前記樹脂に隣接するように配置して、
前記樹脂を押し出し後、
金型で型締めして前記インサート部材と前記樹脂を圧着することを特徴とするインサート成形品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２１２９９５（Ｐ２０１１−２１２９９５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８４０９９（Ｐ２０１０−８４０９９）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００１０４６７４）キョーラク株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００１０４６７４）キョーラク株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
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