剛性部と関節状部分とから成るプラスチック射出成形部品およびその用途
本発明は、少なくとも１つの剛性領域（１１）および少なくとも１つの可撓性弾性関節状領域（１２）を有するプラスチック射出成形部品（１０）に関する。前記射出成形部品は、剛性領域の近傍にある少なくとも１つの射出点（１）からコインジェクション成形される様々なプラスチック組成物から、１つのキャビティ内で生産され、一方の構成要素が剛性領域を過ぎて突出し、関節状領域を形成することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの剛性部と少なくとも１つの曲げ及び／又は捩り関節状部分可撓性弾性関節状部分があるプラスチック射出成形部品およびその用途に関する。
【０００２】
２つの剛性レバー及びそれを接続する可撓性区間があるプライア様工具が例として示され、レバーは剛性部分を形成し、可撓性区間は曲げ荷重を加えることができる関節状部分を形成する。
【０００３】
本発明の範囲内で、剛性部分という用語は、部品に必須の形状を有する射出成形部品の特定の限界決定可能な区域を指すものと理解されたい。確立された規則に従って射出成形部品を使用する場合、および予想される力が射出成形部品に作用する場合は、この形状が基本的に維持されていなければならず、これはこの部分の特定の剛性を前提条件とする。これに対して、射出成形部品の形状の変化は、確立された規則によると、関節状部分の形成を可能にしなければならない。本発明の範囲内で、この部分を射出成形部品の特定の限界決定可能区域に割り当てることも可能であり、射出成形部品の使用および予想有効寿命の規則に関して、これに必要な十分に多数の動作を可能にしなければならない。
【背景技術】
【０００４】
ハロゲン・ランプを外すためにプラスチック射出成形部品として一体部片で製造される前述のタイプのクランプが、ドイツ特許第４００１１３５Ａ１号で開示されている。フランス特許第２８１５２３８Ａ１号も、着脱式端部片で補われた台所用品として、２つの把持アームおよび関節状可撓性曲げ区間を有するクランプを開示している。原則として、米国特許第４，０９２，７７６Ａ１号で開示された切削工具は同様に設計され、２本の切削アームの自由端に金属刃を追加的に設けることができる。これらの設計全部で、射出成形部品は、一様な材料特性を有する１つのプラスチック材料で構成される。把持または切削アームに必要な相対的剛性は、これを接続する関節状曲げ部分に必要な相対的可撓性と比較すると、専ら個々の部分の断面を適切に成形することによって提供される。
【０００５】
幾つかの異なるプラスチック組成物から射出成形部品を製造できる射出成形プロセスも、先行技術である。
【０００６】
これに関して、第１プラスチック材料から第１段階で射出成形した部品を、第２段階で第２金型キャビティに挿入し、第２プラスチック材料を吹き付けるか、再吹き付けする２段階プロセスについて、言及しなければならない。この場合、大抵は２つの構成要素の接続部に加重することができない。手の中に快く入る軟質材料を部分的に再吹き付けした柄を有する歯ブラシを、この方法で製造した射出成形部品の例として言及することができる。
【０００７】
さらに、例えばドイツ特許第１９７２２５５１Ａ１号で開示されているように、少なくとも２つのプラスチック組成物を、１つのプロセスの異なる点または時間で、同じ射出成形用金型（キャビティ）に射出する複数構成要素の射出成形プロセスが知られている。
【０００８】
プラスチック組成物を異なる射出点から同じ金型キャビティに同時に射出する場合、これをバイインジェクションと呼ぶ。この場合は、キャビティ内で２つの溶融構成要素が合う接続継ぎ目が形成される。接続継ぎ目は、常に射出成形部品に特定の弱体化を引き起こし、これはF. Johannaber、W. Michaeliの「Handbuch Spritzgiessen」（Carl Hanser Verlag、ミュンヘン、２００２年、３６７ページ中央）から当業者には知られている。
【０００９】
したがって、射出成形の成形において、接続継ぎ目を射出成形部品の負荷を受けない区域に配置するように試みられる。
【００１０】
プラスチック組成物（装入材料）を同じ射出点から同じ金型中へと次々に射出する場合は、これをコインジェクションと呼ぶ。この場合は、最初に射出されたプラスチック組成物が、射出成形用金型の壁に最初に落ち着き、次に流れおよび冷却状態のせいで、射出成形部品の表面に落ち着き、したがって、芯および外部コーティングがある部品は通常、このプロセス中に形成される。
【特許文献１】ドイツ特許第４００１１３５Ａ１号
【特許文献２】フランス特許第２８１５２３８Ａ１号
【特許文献３】米国特許第４０９２７７６Ａ１号
【特許文献４】ドイツ特許第１９７２２５５１Ａ１号
【非特許文献１】F. Johannaber、W. Michaeliの論文「Handbuch Spritzgiessen」（Carl Hanser Verlag、ミュンヘン、２００２年、３６７ページ中央）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記で説明した最新技術を鑑みて、本発明の目的は、上記でまさに言及したタイプのプラスチック射出成形部品を示すことであり、製造プロセスによって決定される設計および材料により、使用する際に更なる利点を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、請求項１で示した特徴の結果として、少なくとも１つの剛性部分および少なくとも１つの可撓性弾性関節状部分があるプラスチック射出成形部品の場合で達成される。
【００１３】
したがって、本発明によるプラスチック射出成形部品は、１つのキャビティ中で剛性部分の領域にある少なくとも１つの射出成形点でコインジェクション成形される異なるプラスチック組成物から製造され、１つの構成要素のみが剛性部分から突出し、関節状部分を形成することを特徴とする。
【００１４】
最も単純なケースでは、プラスチック射出成形部品の製造中に、キャビティは変化しないままである。しかし、本発明の範囲内で、例えば２次キャビティで内部気圧法を適用するために、スライド付きの拡張可能なキャビティを使用することも可能である。
【００１５】
この射出成形の範囲内で、「コインジェクション成形した」、「コインジェクション成形」または「コインジェクション・プロセス」という用語は、例えばF. Johannaber、W. MichaeliのHandbuch Spritzgiessen（Carl Hanser Verlag、ミュンヘン、２００２年、４９０ページ図６．６４および５０５ページ最上部）で言及されているような比較的狭い意味の先行技術のコインジェクションのみではなく、ノズルまたは射出成形点を通して２つ以上のプラスチック組成物が連続的に射出成形される同様または同等の全てのプロセスも指すことが理解される。これに関しては、例えばドイツ特許第３９３２４１６Ａ１号で開示されているような単サンドイッチ・プロセスに言及しておかねばならない。
【００１６】
したがって、本発明の結果、上述したコインジェクション・プロセスは、剛性および関節状部分がある部品の製造に、新しい方法で使用される。使用するプラスチック組成物のうち１つのみで十分な量を射出して、射出成形用金型内で製造すべき部品の関節状部分の区域に実際に到達し、充填可能であることを保証する。
【００１７】
他方で、射出点が配置構成された剛性部分の区域に留まるように、少なくとも１つのさらなるプラスチック組成物を、量に関して必要な大きさにする。したがって、剛性部分の区域にはコア・シェル構造のみが形成され、関節状部分は、１つのプラスチック組成物のみで形成され、これが剛性部分の先まで流れている。適切な材料を選択すると、これは関節状部分の可撓性を改善し、剛性部分の剛性を向上させることが明白である。
【００１８】
個々のプラスチック組成物を関節状部分関節状部分の区域に駆動するか、および一様に同心のコア・シェル構造を形成するかの決定は、溶融状態の様々なプラスチック組成物の粘度の選択または調節によって影響され、制御される。外部コートを形成するためには、コアを形成する構成要素より溶融粘度が低いものを、プラスチック組成物に選択すると有利である。
【００１９】
好ましい設計によれば、関節状部分を形成するプラスチック組成物を最初に射出し、その後にのみ少なくとも１つの更なる構成要素を射出する。関節状部分を形成するプラスチック組成物は、剛性部分の外部コートを形成し、残りのプラスチック組成物は補強コアを形成する。この場合、プラスチック成形部品の全表面は、関節状部分に使用する材料で決定されるので、その表面特性を考慮せずに、使用する残りの構成要素を選択することができる。これによって、繊維強化または鉱物強化プラスチックを優先的に使用することができる。
【００２０】
この設計では、プロセスによって、仕上げた部品では補強コアの剛性部分の幅が減少する。関節状部分へと流れ出てしまうからである。これによって、曲げ剛性および応力に関して負荷を受けることが好ましい連続的遷移部を、剛性部分と関節状部分の間に形成することができる。したがって、臨界応力ピークが低下する。
【００２１】
代替設計では、関節状部分を形成するプラスチック組成物は、少なくとも１つのさらなるプラスチック組成物が射出されるまで射出されず、その結果、剛性部分の内側に落ち着き、例えば剛性部分のさらなるコアを形成する。最初に射出されるプラスチック組成物は、ここでは剛性部分のさらに剛性の外部コートを形成する。この設計を達成するために、その後に射出されるプラスチック組成物は、関節状部分に貫入するために、以前に射出したプラスチック組成物を通り抜けねばならない。
【００２２】
本発明のさらなる設計では、規則に従って射出成形部品を使用する場合に、剛性部分を変形せずに力を加えることができるレバーとして、剛性部分を設計することができる。
【００２３】
関節状部分を形成するプラスチック組成物には、熱可塑性エラストマ、ポリアミド、ポリエーテルアミド、ポリエステルアミド、ポリカーボネート、ポリウレタンおよびイオノマーが適切である。本明細書では、ホモポリアミド、コポリアミドおよびホモおよび／またはコポリアミドの混合物の一般的用語として、ポリアミドを提示する。
【００２４】
好ましいポリアミドはポリアミド（１１）、ポリアミド（１２）、ポリアミド（６）、ポリアミド６６、部分芳香族ポリアミド、およびポリアミドＰＡＣＭ１２およびポリアミドＭＡＣＭ１２のような脂環式モノマ成分があるポリアミド、さらにこれらのプラスチックの混合体である。名称については、S. Schaafの「Polyamide, Werkstoffe fur die High-Technologie und das moderne Leben（ポリアミド、ハイテクおよび現代生活の材料）」（Verlag Moderne Industrie、Landsberg、１９７７）を参照されたい。
【００２５】
特に好ましいのは、ポリアミドＭＡＣＭ１２という透明なポリアミドで、GrilamidX TR 90という名前でEMS-CHEMIE AG（CH-7013Domat/Ems）から入手可能である。
【００２６】
ポリブチレンテレフタレートは、一般的にはこれもポリアミドであり、剛性部分のプラスチック組成物と見なすことができる。３つの繊維または鉱物で補強されたプラスチックが好ましい。特に好ましいのは、ポリアミド６６とポリアミド６１／６Ｔのガラス繊維で強化した混合物の材料Grivory E GVで、EMS-CHEMIE AG（CH-7013Domat/Ems）から入手可能である。
【００２７】
上述したポリアミドは据えて、通常の補助材料、充填剤および添加剤、例えば染料、安定剤、切り欠き棒靱性変性剤、接着性変性剤、可塑剤、顔料などを含むことは明白である。
【００２８】
最新技術に属するものとして言及したばかりの部品は、剛性部分を関節状部分の両側に設け、両方の剛性部分を可動状態で関節状部分によって相互に接続するクランプなどである。
【００２９】
このような射出成形部品は、本発明によると、上述したバイインジェクション・プロセスの性質に応じて、少なくとも１つの射出点から両方の剛性部分の区域に同時に射出することによって製造することができる。しかし、この場合は射出点の少なくとも１つでコインジェクションを実行することができる。
【００３０】
しかし、この場合は、各射出点で異なるプラスチック組成物をコインジェクション成形することが好ましく、従って、例えばクランプの場合は、両方の把持アームに補強コアを設ける。
【００３１】
幾つかの射出点から同時に射出するので、既に説明したように接続継ぎ目が必然的に形成される。しかし、驚くべきことに、適切な材料、特に既に言及したポリアミドＭＡＣＭ１２を選択すると、関節状部分の接続継ぎ目を、この部分を大幅に弱体化させることなく容易に装入できることが判明し、これは対称形部品の製造では非常に有利である。
【００３２】
本発明の範囲内で、関節状部分を形成するプラスチック組成物が、残りのプラスチック組成物のうち少なくとも１つより可撓性であることが好ましく、４０００ＭＰａ未満、好ましくは２５００ＭＰａ未満、特に約１６００ＭＰａの引っ張り弾性率を有することが好ましい。後者は、ポリアミドＭＡＣＭ１２の材料に当てはまる。しかし、残りのプラスチック組成物のうち少なくとも１つは、４０００ＭＰａを超える、好ましくは８８０００ＭＰａを超える引っ張り弾性率を有するか、繊維及び／又は鉱物で補強する、あるいはその両方でなければならない。これは、例えば剛性部分について言及したプラスチック組成物にも当てはまる。いずれの場合も、剛性部分の材料は、可撓性部分の材料より高い引っ張り弾性率を有する。
【００３３】
既に言及したように、関節状部分を形成するプラスチック組成物は、射出成形部品の所期の用途に鑑みて、十分な交互屈曲強さを有していなければならない。既に言及したポリアミドＭＡＣＭ１２の材料は、他の全てのアミドと比較した場合に、非常に優れた交互屈曲強さを有する。
【００３４】
本発明の目的は、請求項１７および１８に示す用途も含む。
本発明について、図面に関連して実施形態に関して以下でさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１に示す射出成形部品は、例えば剛性部分として取っ手１１を有するドア取っ手１０であり、その一方端では可撓性関節状部分１２に、これに接続された係留部品１３を設ける。係留部品１３により、ドア取っ手１０をドア（図示せず）にしっかり接続することができる。可撓性関節状部分１２があるので、ある種のレバーとして働く取っ手１１が、係留部分１３に対して動作することができ、したがって例えばドア、およびドア・ロックのロックを、他方端に形成したフック１４で解放することができる。自転車のブレーキ・レバーの場合は、フック１４が省略されるのは明白である。他方で、ブレーキ・レバーの係留部品１３は、この場合では、ハンドル・バーとして直接設計することができ、さらなる変形では、コインジェクション成形した警笛（警笛ハンドル・バー）でもよい。ドア取っ手１０は、矢印で指示した射出点１から２つの異なるプラスチック組成物１５および１６をコインジェクション成形することによって製造され、図１では明るい部分で指示したプラスチック組成物１５を最初に金型に射出し、図１では影で表したプラスチック組成物１６を、２番目に金型に射出する。この場合、両方のプラスチック組成物は、一方が他方の内側に落ち着き、最初に射出したプラスチック組成物１５が外側になり、その後に射出したプラスチック組成物１６が内側になる。図１ｂ）を理解するために、例えば外部のプラスチック組成物１５が透明であり、プラスチック組成物１６が不透明であるか、少なくとも外部構成要素１５とは異なる色であると仮定することができ、したがって内部プラスチック組成物１６を外部構成要素１５の中で識別することができる。実際には、言うまでもなくこのような必要はなく、例えば好ましいポリアミドＭＡＣＭ１２のような透明プラスチックを外部プラスチック組成物１５として使用する場合は、特に真珠層の光沢顔料または金属顔料などの効果顔料を使用すると、外部プラスチック組成物１５で３次元の深さ効果がある装飾的な特殊効果を達成することができる。このような顔料は、プラスチック組成物に直接送られる液体分散染料として、射出成形用押出機の入口に直接投与することが最も簡単である。以下で説明する例にも同じことが当てはまり、この状況にはさらには言及しない。
【００３６】
以上を鑑みて、プラスチック組成物１５は、射出点とは別のドア取っ手１０（または自転車のハンドル・バー、または他のレバー）の全表面を覆う。しかし、２つのプラスチック組成物の射出条件および量の比率、さらに粘度は、最初に射出したプラスチック組成物１５のみが、ドア取っ手１１の区域を越えて可撓性関節状部分１２の区域および係留部品１３の区域へと射出成形用金型内に貫入できるように選択された。
【００３７】
他方で、プラスチック組成物１６は、射出後に取っ手の区域を越えて貫入することができず、可撓性関節状部分１２の方向に流れ続け、断面が収縮する。したがって、両方のプラスチック組成物によって取っ手１１のみが形成される。図１のドア取っ手の製造方法および所期の使用法に鑑みて、プラスチック組成物１５には、溶融状態で射出した場合に、可撓性関節状部分１２によって、十分に高い交互屈曲強さが設けられた構成要素１６より低い粘度であることを特徴とし、ドア取っ手１０の表面コーティングとして、把持するのに都合が良い滑らかな表面を生成するものを選択することが好ましい。既に言及した製品ポリアミドＭＡＣＭ１２は、この目的にとって理想的である。他方で、プラスチック組成物１６の場合は、取っ手１１の十分に高い剛性および強度により、溶融状態で比較的高い粘度を有し、固化した状態では高い曲げ剛性および強度を有するような構成要素を優先的に選択する。プラスチック組成物１６は、特に繊維強化した塊でよく、必要に応じてリサイクル材料で構成してもよい。既に言及した製品Grivory Q3 GV、つまりポリアミド６６とポリアミド６１／６Ｔのガラス繊維で強化した混合物が、この目的にとって理想的である。言及した製品も、上述した射出成形部品に使用することができる。
【００３８】
プラスチック組成物１６は、コア材料として形成することもできる。
【００３９】
図２は、ドア取っ手２０、剛性部分としての取っ手２１、および一体の取っ手プレート２４に関して、複雑な設計の部品でも本発明を利用できることを示す。取っ手２１を取っ手プレート２４に接続する可撓性関節状部分を、２２で示す。
【００４０】
図３は、（ａ）として、剛性部分としてのある種のカバー３１、その上に成形された可撓性関節状部分３２、および係留部品３３を有する密封フラップ３０の形態で、本発明によるさらなる射出成形部品を斜視図で示す。カバー３１は２つのプラスチック組成物３５および３６で構築され、外部プラスチック組成物３５が、可撓性関節状部分３２および係留部品３３も形成するカバー３１内になる。この基本的構造のために、フラップを単純なレバーと見なすと、図１のドア取っ手に対応する。図３は、（ｂ）として、パイプ・システム３７に設置された密封フラップ３０を示し、係留部品３３がパイプ壁に係留され、カバーが一方向弁または逆止め弁の方法でパイプ開口を密封する。
【００４１】
図４（ａ）は、本発明による完全に異なる射出成形部品として眼鏡のフレーム４０を示し、２つの可撓性関節状部分が設けられている。眼鏡フレーム４０では、両方の眼鏡つる４１および４２がコインジェクション成形され、それぞれ本発明による可撓性関節状部分４３および４４によって、剛性部分としてグラスを保持する前部フレーム区間４５に接続され、したがって眼鏡つるの連結に使用する通常の機械的蝶番がなくて済む。眼鏡を着用すると、つるが快いほど小さい圧力で頭部に載る。眼鏡フレーム４０は、２つの異なるプラスチック組成物４７および４８を射出点１から矢印で指示する鼻橋へとコインジェクション成形され、明るい色で示したプラスチック組成物４７を最初に金型に射出し、暗い色で示したプラスチック組成物４８を２番目に射出する。プラスチック組成物４７は、フレーム部品４５の外部エンベロープ、２つの眼鏡つる４１および４２、および両方の可撓性関節状部分４３および４４を形成する。他方で、プラスチック組成物４８は、補剛芯４５のみを形成する。グラスは、付随的に従来の方法で好ましくはクリップ方法でフレーム部品４５に挿入する。あるいは、透明プラスチックのグラスまたはレンズをフレーム部品４５に直接射出することも可能である。
【００４２】
既に言及したポリアミドＭＡＣＭ１２は、この目的にとっても理想的である。この材料は、光学用途でもEMS-Chemie AG（CH-7012 Domat-Ems）から商品名CrilamideS TR90で販売されている。
【００４３】
中実の眼鏡フレームのさらに開発した変形が図４（ｂ）に図示されている。ここでは、２つのつる４１および４２が、端部にある２つの追加的射出口１からコインジェクション成形することによって、端部から補強されている。
【００４４】
図５（ａ）は、本発明による射出成形部品の基本的実施形態をプライア様工具５０ａの形態で示し、これが関節状部分の両側に設けられ、その部分によって相互に可動状態で接続される。プライア様工具５０ａは手工具として設計され、剛性部分に寸法が安定した２つの作動用柄５１および５２を有し、これは可撓性の弾性可撓性関節状部分５３によって相互に接続される。
【００４５】
プライア様工具５０ａは、各作動用柄５１および５２の自由端にある射出点から同時射出によって製造され、２つの異なるプラスチック組成物５５および５６が、上述した例と同様にこれら２つの射出点１それぞれでコインジェクション成形される。製造プロセスは、相応して２つのプロセス、つまりバイインジェクションとコインジェクションの組み合わせを特徴とする。
【００４６】
プライア様工具５０ａおよび可撓性関節状部分５３の表面を形成するプラスチック組成物５５は、常に最初に射出される。常に次に射出されるプラスチック組成物５６は、両方の作動用柄５１および５２の剛化芯を形成する。
【００４７】
２つの射出点１からの同時射出は、必然的にプライア様工具５０ａに接続継ぎ目を生じさせ、ここで２つの射出点を介して射出された装入材料が金型キャビティ内で合流する。対称性の理由で、５７で示すこの接続継ぎ目は、プライア様工具５０ａ内の関節状部分５３に落ち着く。既に述べたように、接続継ぎ目は常に射出成形部品の弱点を構成するが、驚くことに、プラスチック組成物５５に関して既に数回言及したポリアミドＭＡＣＭ１２の製品を最初に射出すると、この場合は接続継ぎ目の領域に認識できるほどの弱化が生じず、機械的欠点もない状態で、高い引っ張りおよび曲げ負荷を受ける曲げ加熱状部分の中心に挿入することができる。
【００４８】
図５（ａ）で概略的に示すプライア式工具５０ａは、多種多様な異なる手工具を表す。例えば、ピンセット、連結箸（通常の箸より保持し易い）、台所用サラダ・サーバ、ニンニク潰し、ねじ式缶蓋のオープナ、切断および締め付け用機械工具（様々なクランプ）、またはフィットネス装置（例えばハンド・スプリング）である。ピンセット様手工具の場合、２つの脚部の内側は、相互に押しつけると、２つの作動用柄が可撓性部分付近では接触せず、端部のみで接触するように、図５（ａ）で示すより細い設計にしなければならないことが明白である。
【００４９】
本発明によるプライアの特殊設計の変形が、クルミ割り５０ｂである。このような装置は、人間工学的設計を考慮して、図５（ｂ）の外部輪郭で図示され、それと同時に優雅な美学によっても強化されている。クルミ割りではよくあるように、作動用柄５１および５２には、関節状部分に接続する区域にクルミを保持して割るための窪み５４が設けられる。両方の作動用柄が高い剛性および強度も有することが論理的である。
【００５０】
図５（ｃ）は、細長い二重レバー５０ｃを概略的に示す。対応する関節状部分５８は、可撓性接合部および捩り接合部の両方を組み込んでよい。このような部品には、（インプラントまたは人工装具として）医療分野の用途も想定される。
【００５１】
図６は、本発明による細長い二重レバーについて、歯ブラシ６０の形態のボディ・ケアの分野からの例を示し、ここでは剛性部分が関節状部分の両側に設けられ、この部分によって相互に可動状態で接続される。剛性部分の一方は柄６１で、他方は歯ブラシの頭部６２で形成される。これは可撓性首部分６３によって接続される。この射出成形部品は、２つの異なるプラスチック組成物６５および６６のバイインジェクションおよびコインジェクションによって製造され、プラスチック組成物６５は歯ブラシ６０の外部外被を形成し、可撓性首部分およびプラスチック組成物６６がそれぞれ、柄６１および頭部６２の剛化芯を形成する。
【００５２】
図７は、剛性部分および関節状部分がまだ射出成形用金型キャビティ内にある射出成形部品７０を示し、関節状部分６２を形成するプラスチック組成物７５が部分７１の内側に配置構成され、さらなるプラスチック組成物７６が剛性部分６１の硬質外部コーティングを形成する。
【００５３】
これは、製造中に最初にプラスチック組成物７６を金型キャビティ内に射出し、プラスチック組成物７５がそれに続くことによって達成される。その後に射出されるプラスチック組成物７５は、この場合は関節状部分７２に貫入するために、先に射出したプラスチック組成物７６を通り抜けねばならない。
【００５４】
図８は、剛性部分８１および関節状部分８２がまだ射出成形用金型内にある射出成形部品８０の更なる設計を示し、剛性部分８１が３つのプラスチック組成物８３、８６および８７で形成され、これは８６、８５および８７の順番で射出されている。これは、剛性部分８１内に追加の剛化芯がある図７による構造を生成する。
【００５５】
上記の例は、本発明の多数の異なる物体に使用できることを示す。これは、剛性部分が、レバーなどのように高い曲げおよび／または捩り負荷を受けることができ、規則に従って力を加えることができる部品であることも示す。しかし、本発明による設計には、スナップ・ホックおよび（例えばボールペンの）クリップのような中位に負荷がかかる部品にも有用な利点がある。最後に、これらの例は、関節状部分が、交互曲げおよび捩りに抵抗力があり、少なくとも他の機能的部分からは基本的に独立して、規則に従って限界を決定できるように設計され、別の機能的部分のランダムな突出部又はこのような部分の一帯部品を形成するばかりでなく、複数の機械的接合部又は別個の再調節ばねがある蝶番によって実行されるような機械的関節ばね機能も実行する射出成形部品の部分であることを示す。
【００５６】
従来通りの機械的解決法と比較すると、本発明は以下の利点を有する。つまり、アクセスできない隅部がある蝶番がなく、潤滑剤がなく、付着物がなく、効果的な洗浄が可能であることである（衛生分野の要求も満たす）。
【００５７】
さらに、その有効寿命を通して摩耗せず、保守不要であり、一様な精度を維持する。ＵＶ安定剤を含むプラスチックは、（外部コーティング用に）屋外での用途にも使用することができる。好ましいポリアミドＭＡＣＭ１２（Grilamide TR90）は、耐化学物質性であり、（ＵＶ安定剤があるので）劣悪な天候条件でも安定している。洗濯機にも耐え、食品用途にも認可されている。
【００５８】
本発明による射出成形部品の有利な用途は、特に台所、家庭用電化製品、オフィス、産業、自動車、自転車、機械的および電化製品エンジニアリング、スポーツ、レジャー、食品加工、ボディ・ケアおよび医学の分野で可能である。
【００５９】
本発明の範囲内で、必要に応じて本発明による射出成形部品を再機械加工することも可能であることに留意されたい。再機械加工とは、例えば同じ（しかし広げた）キャビティまたは別のキャビティ内に再射出または射出することによって、他のプラスチックに片手接続するという意味に理解される。しかし、再機械加工は、研磨、ラッカ塗りおよびめっきなどの全ての表面仕上げも含むことは明白である。他の材料との組み合わせも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】例えばドアの取っ手または自転車のブレーキ・レバーとして使用することができる可撓性接合部が一方側に接続されたレバーの形態である本発明による射出成形部品を、ａ）射出成形用金型中の断面図及びｂ）一方のみの側面図として２つの図で示す。
【図２】一体の取っ手プレートがあるドアの取っ手として設計され、特に自動車のドアとして使用できるが、部屋または家のドアにも使用可能である本発明による射出成形部品の更なる設計を示す図。
【図３】（ａ）一方側に可撓性接合部を設けたフラップの形態、および（ｂ）パイプ・システムの密封フラップとして設置された本発明による射出成形部品を斜視図。
【図４】（ａ）および（ｂ）として、本発明による射出成形部品を形成するフレームを有し、両方のつるが本発明による可撓性関節状部分によって射出成形され、寸法的に安定した前部フレーム区間に着脱式に接続され、前部フレーム区間のみが補強された眼鏡、およびｂ）つるも端部から補強されている変形を示す斜視図。
【図５ａ】可撓性弾性関節状部分によって相互に接続された２つの剛性部分を有する二重レバーの形態の本発明による射出成形部品を示し、寸法が安定した２つの作動用柄を有し、原則的にプライアおよびピンセットの両方であるプライア様工具５０ａを示す図。
【図５ｂ】本発明によるクルミ割り５０ｂの外部輪郭を示す図。
【図５ｃ】可撓性及び／又は捩り接合部がある細長い二重レバー５０ｃを示す図。
【図６】寸法が安定した頭部、寸法が安定した柄、及びこれら部品の両方を接続する可撓性首部分がある歯ブラシの形態の本発明による射出成形部品を示す。
【図７】剛性および関節状部分を有し、まだ射出成形用金型の中にあり、関節状部分を形成するプラスチック組成物が剛性部分の内側に配置構成され、更なるプラスチック組成物が剛性部分の硬質外部コーティングを形成する射出成形部品を示す断面図。
【図８】剛性および関節状部分を有し、まだ射出成形用金型の中にあり、剛性部分が３つのプラスチック組成物によって形成された射出成形部品を示す断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１ 射出点
１０ ドア取っ手
１１ 取っ手
１２ 可撓性関節状部分
１３ 係留部品
１４ フック
１５ プラスチック組成物
１６ プラスチック組成物
２０ ドア取っ手
２１ 取っ手
２２ 可撓性関節状部分
２４ 取っ手プレート
３０ 密封フラップ
３１ 蓋
３２ 可撓性関節状部分
３３ 係留部品
３５ プラスチック組成物
３６ プラスチック組成物
３７ パイプ・システム
４０ 眼鏡フレーム
４１ 眼鏡つる
５２ 眼鏡つる
４３ 可撓性関節状部分
４４ 可撓性関節状部分
４５ フレーム部品
４７ プラスチック組成物
４８ プラスチック組成物
５０ａ プライア様工具
５０ｂ クルミ割り
５０ｃ 細長い二重レバー
５１ 作動用柄
５２ 作動用柄
５３ 可撓性関節状部分
５４ クルミを割る窪み
５５ プラスチック組成物
５６ プラスチック組成物
５７ 接続継ぎ目
５８ 可撓性および／または捩り関節状部分
６０ 歯ブラシ
６１ 柄
６２ 頭部
６３ 可撓性首部分
６５ プラスチック組成物
６６ プラスチック組成物
７０ 射出成形部品
７１ 剛性部分
７２ 関節状部分
７５ プラスチック組成物
７６ プラスチック組成物
８０ 射出成形部品
８１ 剛性部分
８２ 関節状部分
８５ プラスチック組成物
８６ プラスチック組成物
８７ プラスチック組成物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの剛性部と少なくとも１つの曲げ及び／又は捩り関節状部分可撓性弾性関節状部分があるプラスチック射出成形部品およびその用途に関する。
【０００２】
２つの剛性レバー及びそれを接続する可撓性区間があるプライア様工具が例として示され、レバーは剛性部分を形成し、可撓性区間は曲げ荷重を加えることができる関節状部分を形成する。
【０００３】
本発明の範囲内で、剛性部分という用語は、部品に必須の形状を有する射出成形部品の特定の限界決定可能な区域を指すものと理解されたい。確立された規則に従って射出成形部品を使用する場合、および予想される力が射出成形部品に作用する場合は、この形状が基本的に維持されていなければならず、これはこの部分の特定の剛性を前提条件とする。これに対して、射出成形部品の形状の変化は、確立された規則によると、関節状部分の形成を可能にしなければならない。本発明の範囲内で、この部分を射出成形部品の特定の限界決定可能区域に割り当てることも可能であり、射出成形部品の使用および予想有効寿命の規則に関して、これに必要な十分に多数の動作を可能にしなければならない。
【背景技術】
【０００４】
ハロゲン・ランプを外すためにプラスチック射出成形部品として一体部片で製造される前述のタイプのクランプが、ドイツ特許第４００１１３５Ａ１号で開示されている。フランス特許第２８１５２３８Ａ１号も、着脱式端部片で補われた台所用品として、２つの把持アームおよび関節状可撓性曲げ区間を有するクランプを開示している。原則として、米国特許第４，０９２，７７６Ａ１号で開示された切削工具は同様に設計され、２本の切削アームの自由端に金属刃を追加的に設けることができる。これらの設計全部で、射出成形部品は、一様な材料特性を有する１つのプラスチック材料で構成される。把持または切削アームに必要な相対的剛性は、これを接続する関節状曲げ部分に必要な相対的可撓性と比較すると、専ら個々の部分の断面を適切に成形することによって提供される。
【０００５】
幾つかの異なるプラスチック組成物から射出成形部品を製造できる射出成形プロセスも、先行技術である。
【０００６】
これに関して、第１プラスチック材料から第１段階で射出成形した部品を、第２段階で第２金型キャビティに挿入し、第２プラスチック材料を吹き付けるか、再吹き付けする２段階プロセスについて、言及しなければならない。この場合、大抵は２つの構成要素の接続部に加重することができない。手の中に快く入る軟質材料を部分的に再吹き付けした柄を有する歯ブラシを、この方法で製造した射出成形部品の例として言及することができる。
【０００７】
さらに、例えばドイツ特許第１９７２２５５１Ａ１号で開示されているように、少なくとも２つのプラスチック組成物を、１つのプロセスの異なる点または時間で、同じ射出成形用金型（キャビティ）に射出する複数構成要素の射出成形プロセスが知られている。
【０００８】
プラスチック組成物を異なる射出点から同じ金型キャビティに同時に射出する場合、これをバイインジェクションと呼ぶ。この場合は、キャビティ内で２つの溶融構成要素が合う接続継ぎ目が形成される。接続継ぎ目は、常に射出成形部品に特定の弱体化を引き起こし、これはF. Johannaber、W. Michaeliの「Handbuch Spritzgiessen」（Carl Hanser Verlag、ミュンヘン、２００２年、３６７ページ中央）から当業者には知られている。
【０００９】
したがって、射出成形の成形において、接続継ぎ目を射出成形部品の負荷を受けない区域に配置するように試みられる。
【００１０】
プラスチック組成物（装入材料）を同じ射出点から同じ金型中へと次々に射出する場合は、これをコインジェクションと呼ぶ。この場合は、最初に射出されたプラスチック組成物が、射出成形用金型の壁に最初に落ち着き、次に流れおよび冷却状態のせいで、射出成形部品の表面に落ち着き、したがって、芯および外部コーティングがある部品は通常、このプロセス中に形成される。
【特許文献１】ドイツ特許第４００１１３５Ａ１号
【特許文献２】フランス特許第２８１５２３８Ａ１号
【特許文献３】米国特許第４０９２７７６Ａ１号
【特許文献４】ドイツ特許第１９７２２５５１Ａ１号
【非特許文献１】F. Johannaber、W. Michaeliの論文「Handbuch Spritzgiessen」（Carl Hanser Verlag、ミュンヘン、２００２年、３６７ページ中央）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記で説明した最新技術を鑑みて、本発明の目的は、上記でまさに言及したタイプのプラスチック射出成形部品を示すことであり、製造プロセスによって決定される設計および材料により、使用する際に更なる利点を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、請求項１で示した特徴の結果として、少なくとも１つの剛性部分および少なくとも１つの可撓性弾性関節状部分があるプラスチック射出成形部品の場合で達成される。
【００１３】
したがって、本発明によるプラスチック射出成形部品は、１つのキャビティ中で剛性部分の領域にある少なくとも１つの射出成形点でコインジェクション成形される異なるプラスチック組成物から製造され、１つの構成要素のみが剛性部分から突出し、関節状部分を形成することを特徴とする。
【００１４】
最も単純なケースでは、プラスチック射出成形部品の製造中に、キャビティは変化しないままである。しかし、本発明の範囲内で、例えば２次キャビティで内部気圧法を適用するために、スライド付きの拡張可能なキャビティを使用することも可能である。
【００１５】
この射出成形の範囲内で、「コインジェクション成形した」、「コインジェクション成形」または「コインジェクション・プロセス」という用語は、例えばF. Johannaber、W. MichaeliのHandbuch Spritzgiessen（Carl Hanser Verlag、ミュンヘン、２００２年、４９０ページ図６．６４および５０５ページ最上部）で言及されているような比較的狭い意味の先行技術のコインジェクションのみではなく、ノズルまたは射出成形点を通して２つ以上のプラスチック組成物が連続的に射出成形される同様または同等の全てのプロセスも指すことが理解される。これに関しては、例えばドイツ特許第３９３２４１６Ａ１号で開示されているような単サンドイッチ・プロセスに言及しておかねばならない。
【００１６】
したがって、本発明の結果、上述したコインジェクション・プロセスは、剛性および関節状部分がある部品の製造に、新しい方法で使用される。使用するプラスチック組成物のうち１つのみで十分な量を射出して、射出成形用金型内で製造すべき部品の関節状部分の区域に実際に到達し、充填可能であることを保証する。
【００１７】
他方で、射出点が配置構成された剛性部分の区域に留まるように、少なくとも１つのさらなるプラスチック組成物を、量に関して必要な大きさにする。したがって、剛性部分の区域にはコア・シェル構造のみが形成され、関節状部分は、１つのプラスチック組成物のみで形成され、これが剛性部分の先まで流れている。適切な材料を選択すると、これは関節状部分の可撓性を改善し、剛性部分の剛性を向上させることが明白である。
【００１８】
個々のプラスチック組成物を関節状部分関節状部分の区域に駆動するか、および一様に同心のコア・シェル構造を形成するかの決定は、溶融状態の様々なプラスチック組成物の粘度の選択または調節によって影響され、制御される。外部コートを形成するためには、コアを形成する構成要素より溶融粘度が低いものを、プラスチック組成物に選択すると有利である。
【００１９】
好ましい設計によれば、関節状部分を形成するプラスチック組成物を最初に射出し、その後にのみ少なくとも１つの更なる構成要素を射出する。関節状部分を形成するプラスチック組成物は、剛性部分の外部コートを形成し、残りのプラスチック組成物は補強コアを形成する。この場合、プラスチック成形部品の全表面は、関節状部分に使用する材料で決定されるので、その表面特性を考慮せずに、使用する残りの構成要素を選択することができる。これによって、繊維強化または鉱物強化プラスチックを優先的に使用することができる。
【００２０】
この設計では、プロセスによって、仕上げた部品では補強コアの剛性部分の幅が減少する。関節状部分へと流れ出てしまうからである。これによって、曲げ剛性および応力に関して負荷を受けることが好ましい連続的遷移部を、剛性部分と関節状部分の間に形成することができる。したがって、臨界応力ピークが低下する。
【００２１】
代替設計では、関節状部分を形成するプラスチック組成物は、少なくとも１つのさらなるプラスチック組成物が射出されるまで射出されず、その結果、剛性部分の内側に落ち着き、例えば剛性部分のさらなるコアを形成する。最初に射出されるプラスチック組成物は、ここでは剛性部分のさらに剛性の外部コートを形成する。この設計を達成するために、その後に射出されるプラスチック組成物は、関節状部分に貫入するために、以前に射出したプラスチック組成物を通り抜けねばならない。
【００２２】
本発明のさらなる設計では、規則に従って射出成形部品を使用する場合に、剛性部分を変形せずに力を加えることができるレバーとして、剛性部分を設計することができる。
【００２３】
関節状部分を形成するプラスチック組成物には、熱可塑性エラストマ、ポリアミド、ポリエーテルアミド、ポリエステルアミド、ポリカーボネート、ポリウレタンおよびイオノマーが適切である。本明細書では、ホモポリアミド、コポリアミドおよびホモおよび／またはコポリアミドの混合物の一般的用語として、ポリアミドを提示する。
【００２４】
好ましいポリアミドはポリアミド（１１）、ポリアミド（１２）、ポリアミド（６）、ポリアミド６６、部分芳香族ポリアミド、およびポリアミドＰＡＣＭ１２およびポリアミドＭＡＣＭ１２のような脂環式モノマ成分があるポリアミド、さらにこれらのプラスチックの混合体である。名称については、S. Schaafの「Polyamide, Werkstoffe fur die High-Technologie und das moderne Leben（ポリアミド、ハイテクおよび現代生活の材料）」（Verlag Moderne Industrie、Landsberg、１９７７）を参照されたい。
【００２５】
特に好ましいのは、ポリアミドＭＡＣＭ１２という透明なポリアミドで、GrilamidX TR 90という名前でEMS-CHEMIE AG（CH-7013Domat/Ems）から入手可能である。
【００２６】
ポリブチレンテレフタレートは、一般的にはこれもポリアミドであり、剛性部分のプラスチック組成物と見なすことができる。３つの繊維または鉱物で補強されたプラスチックが好ましい。特に好ましいのは、ポリアミド６６とポリアミド６１／６Ｔのガラス繊維で強化した混合物の材料Grivory E GVで、EMS-CHEMIE AG（CH-7013Domat/Ems）から入手可能である。
【００２７】
上述したポリアミドは据えて、通常の補助材料、充填剤および添加剤、例えば染料、安定剤、切り欠き棒靱性変性剤、接着性変性剤、可塑剤、顔料などを含むことは明白である。
【００２８】
最新技術に属するものとして言及したばかりの部品は、剛性部分を関節状部分の両側に設け、両方の剛性部分を可動状態で関節状部分によって相互に接続するクランプなどである。
【００２９】
このような射出成形部品は、本発明によると、上述したバイインジェクション・プロセスの性質に応じて、少なくとも１つの射出点から両方の剛性部分の区域に同時に射出することによって製造することができる。しかし、この場合は射出点の少なくとも１つでコインジェクションを実行することができる。
【００３０】
しかし、この場合は、各射出点で異なるプラスチック組成物をコインジェクション成形することが好ましく、従って、例えばクランプの場合は、両方の把持アームに補強コアを設ける。
【００３１】
幾つかの射出点から同時に射出するので、既に説明したように接続継ぎ目が必然的に形成される。しかし、驚くべきことに、適切な材料、特に既に言及したポリアミドＭＡＣＭ１２を選択すると、関節状部分の接続継ぎ目を、この部分を大幅に弱体化させることなく容易に装入できることが判明し、これは対称形部品の製造では非常に有利である。
【００３２】
本発明の範囲内で、関節状部分を形成するプラスチック組成物が、残りのプラスチック組成物のうち少なくとも１つより可撓性であることが好ましく、４０００ＭＰａ未満、好ましくは２５００ＭＰａ未満、特に約１６００ＭＰａの引っ張り弾性率を有することが好ましい。後者は、ポリアミドＭＡＣＭ１２の材料に当てはまる。しかし、残りのプラスチック組成物のうち少なくとも１つは、４０００ＭＰａを超える、好ましくは８８０００ＭＰａを超える引っ張り弾性率を有するか、繊維及び／又は鉱物で補強する、あるいはその両方でなければならない。これは、例えば剛性部分について言及したプラスチック組成物にも当てはまる。いずれの場合も、剛性部分の材料は、可撓性部分の材料より高い引っ張り弾性率を有する。
【００３３】
既に言及したように、関節状部分を形成するプラスチック組成物は、射出成形部品の所期の用途に鑑みて、十分な交互屈曲強さを有していなければならない。既に言及したポリアミドＭＡＣＭ１２の材料は、他の全てのアミドと比較した場合に、非常に優れた交互屈曲強さを有する。
【００３４】
本発明の目的は、請求項１７および１８に示す用途も含む。
本発明について、図面に関連して実施形態に関して以下でさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１に示す射出成形部品は、例えば剛性部分として取っ手１１を有するドア取っ手１０であり、その一方端では可撓性関節状部分１２に、これに接続された係留部品１３を設ける。係留部品１３により、ドア取っ手１０をドア（図示せず）にしっかり接続することができる。可撓性関節状部分１２があるので、ある種のレバーとして働く取っ手１１が、係留部分１３に対して動作することができ、したがって例えばドア、およびドア・ロックのロックを、他方端に形成したフック１４で解放することができる。自転車のブレーキ・レバーの場合は、フック１４が省略されるのは明白である。他方で、ブレーキ・レバーの係留部品１３は、この場合では、ハンドル・バーとして直接設計することができ、さらなる変形では、コインジェクション成形した警笛（警笛ハンドル・バー）でもよい。ドア取っ手１０は、矢印で指示した射出点１から２つの異なるプラスチック組成物１５および１６をコインジェクション成形することによって製造され、図１では明るい部分で指示したプラスチック組成物１５を最初に金型に射出し、図１では影で表したプラスチック組成物１６を、２番目に金型に射出する。この場合、両方のプラスチック組成物は、一方が他方の内側に落ち着き、最初に射出したプラスチック組成物１５が外側になり、その後に射出したプラスチック組成物１６が内側になる。図１ｂ）を理解するために、例えば外部のプラスチック組成物１５が透明であり、プラスチック組成物１６が不透明であるか、少なくとも外部構成要素１５とは異なる色であると仮定することができ、したがって内部プラスチック組成物１６を外部構成要素１５の中で識別することができる。実際には、言うまでもなくこのような必要はなく、例えば好ましいポリアミドＭＡＣＭ１２のような透明プラスチックを外部プラスチック組成物１５として使用する場合は、特に真珠層の光沢顔料または金属顔料などの効果顔料を使用すると、外部プラスチック組成物１５で３次元の深さ効果がある装飾的な特殊効果を達成することができる。このような顔料は、プラスチック組成物に直接送られる液体分散染料として、射出成形用押出機の入口に直接投与することが最も簡単である。以下で説明する例にも同じことが当てはまり、この状況にはさらには言及しない。
【００３６】
以上を鑑みて、プラスチック組成物１５は、射出点とは別のドア取っ手１０（または自転車のハンドル・バー、または他のレバー）の全表面を覆う。しかし、２つのプラスチック組成物の射出条件および量の比率、さらに粘度は、最初に射出したプラスチック組成物１５のみが、ドア取っ手１１の区域を越えて可撓性関節状部分１２の区域および係留部品１３の区域へと射出成形用金型内に貫入できるように選択された。
【００３７】
他方で、プラスチック組成物１６は、射出後に取っ手の区域を越えて貫入することができず、可撓性関節状部分１２の方向に流れ続け、断面が収縮する。したがって、両方のプラスチック組成物によって取っ手１１のみが形成される。図１のドア取っ手の製造方法および所期の使用法に鑑みて、プラスチック組成物１５には、溶融状態で射出した場合に、可撓性関節状部分１２によって、十分に高い交互屈曲強さが設けられた構成要素１６より低い粘度であることを特徴とし、ドア取っ手１０の表面コーティングとして、把持するのに都合が良い滑らかな表面を生成するものを選択することが好ましい。既に言及した製品ポリアミドＭＡＣＭ１２は、この目的にとって理想的である。他方で、プラスチック組成物１６の場合は、取っ手１１の十分に高い剛性および強度により、溶融状態で比較的高い粘度を有し、固化した状態では高い曲げ剛性および強度を有するような構成要素を優先的に選択する。プラスチック組成物１６は、特に繊維強化した塊でよく、必要に応じてリサイクル材料で構成してもよい。既に言及した製品Grivory Q3 GV、つまりポリアミド６６とポリアミド６１／６Ｔのガラス繊維で強化した混合物が、この目的にとって理想的である。言及した製品も、上述した射出成形部品に使用することができる。
【００３８】
プラスチック組成物１６は、コア材料として形成することもできる。
【００３９】
図２は、ドア取っ手２０、剛性部分としての取っ手２１、および一体の取っ手プレート２４に関して、複雑な設計の部品でも本発明を利用できることを示す。取っ手２１を取っ手プレート２４に接続する可撓性関節状部分を、２２で示す。
【００４０】
図３は、（ａ）として、剛性部分としてのある種のカバー３１、その上に成形された可撓性関節状部分３２、および係留部品３３を有する密封フラップ３０の形態で、本発明によるさらなる射出成形部品を斜視図で示す。カバー３１は２つのプラスチック組成物３５および３６で構築され、外部プラスチック組成物３５が、可撓性関節状部分３２および係留部品３３も形成するカバー３１内になる。この基本的構造のために、フラップを単純なレバーと見なすと、図１のドア取っ手に対応する。図３は、（ｂ）として、パイプ・システム３７に設置された密封フラップ３０を示し、係留部品３３がパイプ壁に係留され、カバーが一方向弁または逆止め弁の方法でパイプ開口を密封する。
【００４１】
図４（ａ）は、本発明による完全に異なる射出成形部品として眼鏡のフレーム４０を示し、２つの可撓性関節状部分が設けられている。眼鏡フレーム４０では、両方の眼鏡つる４１および４２がコインジェクション成形され、それぞれ本発明による可撓性関節状部分４３および４４によって、剛性部分としてグラスを保持する前部フレーム区間４５に接続され、したがって眼鏡つるの連結に使用する通常の機械的蝶番がなくて済む。眼鏡を着用すると、つるが快いほど小さい圧力で頭部に載る。眼鏡フレーム４０は、２つの異なるプラスチック組成物４７および４８を射出点１から矢印で指示する鼻橋へとコインジェクション成形され、明るい色で示したプラスチック組成物４７を最初に金型に射出し、暗い色で示したプラスチック組成物４８を２番目に射出する。プラスチック組成物４７は、フレーム部品４５の外部エンベロープ、２つの眼鏡つる４１および４２、および両方の可撓性関節状部分４３および４４を形成する。他方で、プラスチック組成物４８は、補剛芯４５のみを形成する。グラスは、付随的に従来の方法で好ましくはクリップ方法でフレーム部品４５に挿入する。あるいは、透明プラスチックのグラスまたはレンズをフレーム部品４５に直接射出することも可能である。
【００４２】
既に言及したポリアミドＭＡＣＭ１２は、この目的にとっても理想的である。この材料は、光学用途でもEMS-Chemie AG（CH-7012 Domat-Ems）から商品名CrilamideS TR90で販売されている。
【００４３】
中実の眼鏡フレームのさらに開発した変形が図４（ｂ）に図示されている。ここでは、２つのつる４１および４２が、端部にある２つの追加的射出口１からコインジェクション成形することによって、端部から補強されている。
【００４４】
図５（ａ）は、本発明による射出成形部品の基本的実施形態をプライア様工具５０ａの形態で示し、これが関節状部分の両側に設けられ、その部分によって相互に可動状態で接続される。プライア様工具５０ａは手工具として設計され、剛性部分に寸法が安定した２つの作動用柄５１および５２を有し、これは可撓性の弾性可撓性関節状部分５３によって相互に接続される。
【００４５】
プライア様工具５０ａは、各作動用柄５１および５２の自由端にある射出点から同時射出によって製造され、２つの異なるプラスチック組成物５５および５６が、上述した例と同様にこれら２つの射出点１それぞれでコインジェクション成形される。製造プロセスは、相応して２つのプロセス、つまりバイインジェクションとコインジェクションの組み合わせを特徴とする。
【００４６】
プライア様工具５０ａおよび可撓性関節状部分５３の表面を形成するプラスチック組成物５５は、常に最初に射出される。常に次に射出されるプラスチック組成物５６は、両方の作動用柄５１および５２の剛化芯を形成する。
【００４７】
２つの射出点１からの同時射出は、必然的にプライア様工具５０ａに接続継ぎ目を生じさせ、ここで２つの射出点を介して射出された装入材料が金型キャビティ内で合流する。対称性の理由で、５７で示すこの接続継ぎ目は、プライア様工具５０ａ内の関節状部分５３に落ち着く。既に述べたように、接続継ぎ目は常に射出成形部品の弱点を構成するが、驚くことに、プラスチック組成物５５に関して既に数回言及したポリアミドＭＡＣＭ１２の製品を最初に射出すると、この場合は接続継ぎ目の領域に認識できるほどの弱化が生じず、機械的欠点もない状態で、高い引っ張りおよび曲げ負荷を受ける曲げ加熱状部分の中心に挿入することができる。
【００４８】
図５（ａ）で概略的に示すプライア式工具５０ａは、多種多様な異なる手工具を表す。例えば、ピンセット、連結箸（通常の箸より保持し易い）、台所用サラダ・サーバ、ニンニク潰し、ねじ式缶蓋のオープナ、切断および締め付け用機械工具（様々なクランプ）、またはフィットネス装置（例えばハンド・スプリング）である。ピンセット様手工具の場合、２つの脚部の内側は、相互に押しつけると、２つの作動用柄が可撓性部分付近では接触せず、端部のみで接触するように、図５（ａ）で示すより細い設計にしなければならないことが明白である。
【００４９】
本発明によるプライアの特殊設計の変形が、クルミ割り５０ｂである。このような装置は、人間工学的設計を考慮して、図５（ｂ）の外部輪郭で図示され、それと同時に優雅な美学によっても強化されている。クルミ割りではよくあるように、作動用柄５１および５２には、関節状部分に接続する区域にクルミを保持して割るための窪み５４が設けられる。両方の作動用柄が高い剛性および強度も有することが論理的である。
【００５０】
図５（ｃ）は、細長い二重レバー５０ｃを概略的に示す。対応する関節状部分５８は、可撓性接合部および捩り接合部の両方を組み込んでよい。このような部品には、（インプラントまたは人工装具として）医療分野の用途も想定される。
【００５１】
図６は、本発明による細長い二重レバーについて、歯ブラシ６０の形態のボディ・ケアの分野からの例を示し、ここでは剛性部分が関節状部分の両側に設けられ、この部分によって相互に可動状態で接続される。剛性部分の一方は柄６１で、他方は歯ブラシの頭部６２で形成される。これは可撓性首部分６３によって接続される。この射出成形部品は、２つの異なるプラスチック組成物６５および６６のバイインジェクションおよびコインジェクションによって製造され、プラスチック組成物６５は歯ブラシ６０の外部外被を形成し、可撓性首部分およびプラスチック組成物６６がそれぞれ、柄６１および頭部６２の剛化芯を形成する。
【００５２】
図７は、剛性部分および関節状部分がまだ射出成形用金型キャビティ内にある射出成形部品７０を示し、関節状部分６２を形成するプラスチック組成物７５が部分７１の内側に配置構成され、さらなるプラスチック組成物７６が剛性部分６１の硬質外部コーティングを形成する。
【００５３】
これは、製造中に最初にプラスチック組成物７６を金型キャビティ内に射出し、プラスチック組成物７５がそれに続くことによって達成される。その後に射出されるプラスチック組成物７５は、この場合は関節状部分７２に貫入するために、先に射出したプラスチック組成物７６を通り抜けねばならない。
【００５４】
図８は、剛性部分８１および関節状部分８２がまだ射出成形用金型内にある射出成形部品８０の更なる設計を示し、剛性部分８１が３つのプラスチック組成物８３、８６および８７で形成され、これは８６、８５および８７の順番で射出されている。これは、剛性部分８１内に追加の剛化芯がある図７による構造を生成する。
【００５５】
上記の例は、本発明の多数の異なる物体に使用できることを示す。これは、剛性部分が、レバーなどのように高い曲げおよび／または捩り負荷を受けることができ、規則に従って力を加えることができる部品であることも示す。しかし、本発明による設計には、スナップ・ホックおよび（例えばボールペンの）クリップのような中位に負荷がかかる部品にも有用な利点がある。最後に、これらの例は、関節状部分が、交互曲げおよび捩りに抵抗力があり、少なくとも他の機能的部分からは基本的に独立して、規則に従って限界を決定できるように設計され、別の機能的部分のランダムな突出部又はこのような部分の一帯部品を形成するばかりでなく、複数の機械的接合部又は別個の再調節ばねがある蝶番によって実行されるような機械的関節ばね機能も実行する射出成形部品の部分であることを示す。
【００５６】
従来通りの機械的解決法と比較すると、本発明は以下の利点を有する。つまり、アクセスできない隅部がある蝶番がなく、潤滑剤がなく、付着物がなく、効果的な洗浄が可能であることである（衛生分野の要求も満たす）。
【００５７】
さらに、その有効寿命を通して摩耗せず、保守不要であり、一様な精度を維持する。ＵＶ安定剤を含むプラスチックは、（外部コーティング用に）屋外での用途にも使用することができる。好ましいポリアミドＭＡＣＭ１２（Grilamide TR90）は、耐化学物質性であり、（ＵＶ安定剤があるので）劣悪な天候条件でも安定している。洗濯機にも耐え、食品用途にも認可されている。
【００５８】
本発明による射出成形部品の有利な用途は、特に台所、家庭用電化製品、オフィス、産業、自動車、自転車、機械的および電化製品エンジニアリング、スポーツ、レジャー、食品加工、ボディ・ケアおよび医学の分野で可能である。
【００５９】
本発明の範囲内で、必要に応じて本発明による射出成形部品を再機械加工することも可能であることに留意されたい。再機械加工とは、例えば同じ（しかし広げた）キャビティまたは別のキャビティ内に再射出または射出することによって、他のプラスチックに片手接続するという意味に理解される。しかし、再機械加工は、研磨、ラッカ塗りおよびめっきなどの全ての表面仕上げも含むことは明白である。他の材料との組み合わせも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】例えばドアの取っ手または自転車のブレーキ・レバーとして使用することができる可撓性接合部が一方側に接続されたレバーの形態である本発明による射出成形部品を、ａ）射出成形用金型中の断面図及びｂ）一方のみの側面図として２つの図で示す。
【図２】一体の取っ手プレートがあるドアの取っ手として設計され、特に自動車のドアとして使用できるが、部屋または家のドアにも使用可能である本発明による射出成形部品の更なる設計を示す図。
【図３】（ａ）一方側に可撓性接合部を設けたフラップの形態、および（ｂ）パイプ・システムの密封フラップとして設置された本発明による射出成形部品を斜視図。
【図４】（ａ）および（ｂ）として、本発明による射出成形部品を形成するフレームを有し、両方のつるが本発明による可撓性関節状部分によって射出成形され、寸法的に安定した前部フレーム区間に着脱式に接続され、前部フレーム区間のみが補強された眼鏡、およびｂ）つるも端部から補強されている変形を示す斜視図。
【図５ａ】可撓性弾性関節状部分によって相互に接続された２つの剛性部分を有する二重レバーの形態の本発明による射出成形部品を示し、寸法が安定した２つの作動用柄を有し、原則的にプライアおよびピンセットの両方であるプライア様工具５０ａを示す図。
【図５ｂ】本発明によるクルミ割り５０ｂの外部輪郭を示す図。
【図５ｃ】可撓性及び／又は捩り接合部がある細長い二重レバー５０ｃを示す図。
【図６】寸法が安定した頭部、寸法が安定した柄、及びこれら部品の両方を接続する可撓性首部分がある歯ブラシの形態の本発明による射出成形部品を示す。
【図７】剛性および関節状部分を有し、まだ射出成形用金型の中にあり、関節状部分を形成するプラスチック組成物が剛性部分の内側に配置構成され、更なるプラスチック組成物が剛性部分の硬質外部コーティングを形成する射出成形部品を示す断面図。
【図８】剛性および関節状部分を有し、まだ射出成形用金型の中にあり、剛性部分が３つのプラスチック組成物によって形成された射出成形部品を示す断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１ 射出点
１０ ドア取っ手
１１ 取っ手
１２ 可撓性関節状部分
１３ 係留部品
１４ フック
１５ プラスチック組成物
１６ プラスチック組成物
２０ ドア取っ手
２１ 取っ手
２２ 可撓性関節状部分
２４ 取っ手プレート
３０ 密封フラップ
３１ 蓋
３２ 可撓性関節状部分
３３ 係留部品
３５ プラスチック組成物
３６ プラスチック組成物
３７ パイプ・システム
４０ 眼鏡フレーム
４１ 眼鏡つる
５２ 眼鏡つる
４３ 可撓性関節状部分
４４ 可撓性関節状部分
４５ フレーム部品
４７ プラスチック組成物
４８ プラスチック組成物
５０ａ プライア様工具
５０ｂ クルミ割り
５０ｃ 細長い二重レバー
５１ 作動用柄
５２ 作動用柄
５３ 可撓性関節状部分
５４ クルミを割る窪み
５５ プラスチック組成物
５６ プラスチック組成物
５７ 接続継ぎ目
５８ 可撓性および／または捩り関節状部分
６０ 歯ブラシ
６１ 柄
６２ 頭部
６３ 可撓性首部分
６５ プラスチック組成物
６６ プラスチック組成物
７０ 射出成形部品
７１ 剛性部分
７２ 関節状部分
７５ プラスチック組成物
７６ プラスチック組成物
８０ 射出成形部品
８１ 剛性部分
８２ 関節状部分
８５ プラスチック組成物
８６ プラスチック組成物
８７ プラスチック組成物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの剛性部分と少なくとも１つの可撓性弾性関節状部分を有するプラスチック射出成形部品であって、単一のキャビティ内で剛性部分の領域にある少なくとも１つの射出点にて共に射出成形される異なるプラスチック組成物から製造され、一方の組成物のみが剛性部分から突出し、関節状部分を形成することを特徴とする射出成形部品。
【請求項２】
関節状部分を形成するプラスチック組成物が、剛性部分を包む外被を形成し、剛性部分の同一射出点から共に射出成形され他方のプラスチック組成物が、剛性部分の剛化芯を形成する、請求項１に記載の射出成形部品。
【請求項３】
剛化芯が剛性部分内で収縮して、関節状部分に向かって流れることを特徴とする請求項２に記載の射出成形部品。
【請求項４】
関節状部分を形成するプラスチック組成物が、剛性部分の内側に配置され、剛性部分の同一射出点で共に射出成形される別のプラスチック組成物の少なくとも１つが、剛性部分のさらに剛性な外被を形成することを特徴とする、請求項１に記載の射出成形部品。
【請求項５】
剛性部分がレバーとして形成されることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の射出成形部品。
【請求項６】
関節状部分の両側に、その部分によって相互に可動状態で接続された剛性部分を有することを特徴とする、請求項１から４いずれか１つに記載の射出成形部品。
【請求項７】
両方の剛性部分の領域にある少なくとも１つの射出点から同時に射出して製造されることを特徴とする、請求項６に記載の射出成形部品。
【請求項８】
異なるプラスチック組成物が、これらの射出点それぞれで共に射出成形されていることを特徴とする、請求項７に記載の射出成形部品。
【請求項９】
関節状部分に接合継ぎ目を設けることを特徴とする、請求項１から８いずれかに記載の射出成形部品。
【請求項１０】
関節状部分を形成するプラスチック組成物が、他のプラスチック組成物の少なくとも１つより曲げおよび／または捩り軟度が高く、好ましくは２０％、さらに好ましくは５０％も軟らかく、これらプラスチック組成物の引っ張り弾性率が絶対値で好ましくは４０００ＭＰａ未満、さらに好ましくは約１６００ＭＰａであることを特徴とする、請求項１から９いずかに記載の射出成形部品。
【請求項１１】
他のプラスチック組成物のうちの少なくとも１つが、４０００ＭＰａを超える、好ましくは８０００ＭＰａさえも超える引っ張り弾性率を有するか、繊維および／または鉱物で強化することを特徴とする、請求項１０に記載の射出成形部品。
【請求項１２】
関節状部分を形成するプラスチック組成物が熱可塑性エラストマであるか、ポリアミド、ポリエーテルアミド、ポリエステルアミド、ポリカーボネート、ポリウレタンおよびイオノマーのグループから選択される、あるいはその両方であることを特徴とする請求項１から１１いずれかに記載の射出成形部品。
【請求項１３】
関節状部分を形成するプラスチック組成物がポリアミドであり、ポリアミド（１１）、ポリアミド（１２）、ポリアミド（６）、ポリアミド（６６）、部分的芳香族ポリアミド、脂環式モノマ成分があるポリアミド、およびこれらのプラスチックの混合体が好ましいことを特徴とする請求項１２に記載の射出成形部品。
【請求項１４】
循環式モノマ成分があるポリアミドがポリアミドＰＡＣＭ１２、ポリアミドＭＡＣＭ１２またはコポリアミドまたはこれらのプラスチックの混合物であり、ポリアミドＭＡＣＭ１２が好ましいことを特徴とする、請求項１３に記載の射出成形部品。
【請求項１５】
関節状部分を形成するために使用するさらなるプラスチック組成物が、ポリブチレンテレフタレートまたはポリアミドであり、このプラスチック組成物を繊維および／または鉱物で強化することが好ましいことを特徴とする、請求項１から１４いずれかに記載の射出成形部品。
【請求項１６】
繊維強化ポリアミドが、ポリアミド６６およびポリアミド６１／６Ｔのガラス強化混合体であることを特徴とする請求項１５に記載の射出成形部品。
【請求項１７】
台所、家庭用電化製品、オフィス、産業、自動車、自転車、機械的および電化製品エンジニアリング、スポーツ、レジャー、食品加工、ボディ・ケアおよび医学の分野において使用する請求項１から１６いずれかによる射出成形部品。
【請求項１８】
ドア取っ手、自転車のブレーキ・レバー、スナップ・ホック、クリップ、密封フラップ、眼鏡フレーム、歯ブラシ、プライア、ピンセット、機械工具、箸、サラダ・サーバ、ニンニク潰し、缶オープナ、クランプ、クルミ割り、フィットネス器具、インプラントまたは人工装具として使用する請求項１から１６いずれかによる射出成形部品。
【請求項１】
少なくとも１つの剛性部分と少なくとも１つの可撓性弾性関節状部分を有するプラスチック射出成形部品であって、単一のキャビティ内で剛性部分の領域にある少なくとも１つの射出点にて共に射出成形される異なるプラスチック組成物から製造され、一方の組成物のみが剛性部分から突出し、関節状部分を形成することを特徴とする射出成形部品。
【請求項２】
関節状部分を形成するプラスチック組成物が、剛性部分を包む外被を形成し、剛性部分の同一射出点から共に射出成形され他方のプラスチック組成物が、剛性部分の剛化芯を形成する、請求項１に記載の射出成形部品。
【請求項３】
剛化芯が剛性部分内で収縮して、関節状部分に向かって流れることを特徴とする請求項２に記載の射出成形部品。
【請求項４】
関節状部分を形成するプラスチック組成物が、剛性部分の内側に配置され、剛性部分の同一射出点で共に射出成形される別のプラスチック組成物の少なくとも１つが、剛性部分のさらに剛性な外被を形成することを特徴とする、請求項１に記載の射出成形部品。
【請求項５】
剛性部分がレバーとして形成されることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の射出成形部品。
【請求項６】
関節状部分の両側に、その部分によって相互に可動状態で接続された剛性部分を有することを特徴とする、請求項１から４いずれか１つに記載の射出成形部品。
【請求項７】
両方の剛性部分の領域にある少なくとも１つの射出点から同時に射出して製造されることを特徴とする、請求項６に記載の射出成形部品。
【請求項８】
異なるプラスチック組成物が、これらの射出点それぞれで共に射出成形されていることを特徴とする、請求項７に記載の射出成形部品。
【請求項９】
関節状部分に接合継ぎ目を設けることを特徴とする、請求項１から８いずれかに記載の射出成形部品。
【請求項１０】
関節状部分を形成するプラスチック組成物が、他のプラスチック組成物の少なくとも１つより曲げおよび／または捩り軟度が高く、好ましくは２０％、さらに好ましくは５０％も軟らかく、これらプラスチック組成物の引っ張り弾性率が絶対値で好ましくは４０００ＭＰａ未満、さらに好ましくは約１６００ＭＰａであることを特徴とする、請求項１から９いずかに記載の射出成形部品。
【請求項１１】
他のプラスチック組成物のうちの少なくとも１つが、４０００ＭＰａを超える、好ましくは８０００ＭＰａさえも超える引っ張り弾性率を有するか、繊維および／または鉱物で強化することを特徴とする、請求項１０に記載の射出成形部品。
【請求項１２】
関節状部分を形成するプラスチック組成物が熱可塑性エラストマであるか、ポリアミド、ポリエーテルアミド、ポリエステルアミド、ポリカーボネート、ポリウレタンおよびイオノマーのグループから選択される、あるいはその両方であることを特徴とする請求項１から１１いずれかに記載の射出成形部品。
【請求項１３】
関節状部分を形成するプラスチック組成物がポリアミドであり、ポリアミド（１１）、ポリアミド（１２）、ポリアミド（６）、ポリアミド（６６）、部分的芳香族ポリアミド、脂環式モノマ成分があるポリアミド、およびこれらのプラスチックの混合体が好ましいことを特徴とする請求項１２に記載の射出成形部品。
【請求項１４】
循環式モノマ成分があるポリアミドがポリアミドＰＡＣＭ１２、ポリアミドＭＡＣＭ１２またはコポリアミドまたはこれらのプラスチックの混合物であり、ポリアミドＭＡＣＭ１２が好ましいことを特徴とする、請求項１３に記載の射出成形部品。
【請求項１５】
関節状部分を形成するために使用するさらなるプラスチック組成物が、ポリブチレンテレフタレートまたはポリアミドであり、このプラスチック組成物を繊維および／または鉱物で強化することが好ましいことを特徴とする、請求項１から１４いずれかに記載の射出成形部品。
【請求項１６】
繊維強化ポリアミドが、ポリアミド６６およびポリアミド６１／６Ｔのガラス強化混合体であることを特徴とする請求項１５に記載の射出成形部品。
【請求項１７】
台所、家庭用電化製品、オフィス、産業、自動車、自転車、機械的および電化製品エンジニアリング、スポーツ、レジャー、食品加工、ボディ・ケアおよび医学の分野において使用する請求項１から１６いずれかによる射出成形部品。
【請求項１８】
ドア取っ手、自転車のブレーキ・レバー、スナップ・ホック、クリップ、密封フラップ、眼鏡フレーム、歯ブラシ、プライア、ピンセット、機械工具、箸、サラダ・サーバ、ニンニク潰し、缶オープナ、クランプ、クルミ割り、フィットネス器具、インプラントまたは人工装具として使用する請求項１から１６いずれかによる射出成形部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２００７−５０６５７０（Ｐ２００７−５０６５７０Ａ）
【公表日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５１５６２７（Ｐ２００６−５１５６２７）
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＨ２００４／０００４１２
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００２８２６
【国際公開日】平成１７年１月１３日（２００５．１．１３）
【出願人】（５０５４７７３８３）エムス−ヒエミーアーゲー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＨ２００４／０００４１２
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００２８２６
【国際公開日】平成１７年１月１３日（２００５．１．１３）
【出願人】（５０５４７７３８３）エムス−ヒエミーアーゲー (1)
【Ｆターム（参考）】
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