(57)【要約】  【課題】  強度や耐久性に優れて品質の安定化した筆記具用成形品を提供する。  【解決手段】  筒状体１の軸方向へずらした位置に複数のゲート跡２ｂを残すことで、各ゲートからの溶融樹脂の流入時におけるゲート付近の残留応力が分散され、溶融樹脂の密度バランスに偏りがなくなる。  【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲートからの溶融樹脂の充填により筒状に成形される筆記具用成形品において、
前記筒状体（１）の軸方向へずらした位置に複数のゲート跡（２ｂ）を残したことを特徴とする筆記具用成形品。
【請求項２】
上記筒状体（１）の軸心を挟んで対称となる表面（１ａ）に２つのゲート跡（２ｂ）を配置したことを特徴とする請求項１記載の筆記具用成形品。
【請求項３】
上記筒状体（１）が軸筒であることを特徴とする請求項１又は２記載の筆記具用成形品。
【請求項４】
複数のゲート（２ａ）から溶融樹脂（Ｒ）を筒状キャビティ（Ｂ１）に充填して筒状体（１）を成形する筆記具用成形品の製造方法において、
前記筒状キャビティ（Ｂ１）の軸方向へずらした位置に複数のゲート（２ａ）を設けて、これらのゲート（２ａ）から溶融樹脂（Ｒ）を充填したことを特徴とする筆記具用成形品の製造方法。
【請求項５】
上記溶融樹脂（Ｒ）を筒状キャビティ（Ｂ１）の軸方向に対して斜めに注入することを特徴とする請求項４記載の筆記具用成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形によって成形される例えば軸筒、キャップ、先口、リフィールなどの薄肉な筆記具用成形品及びその製造方法に関する。
詳しくは、複数のゲートからの溶融樹脂の充填により筒状に成形される筆記具用成形品、及び複数のゲートから溶融樹脂を筒状キャビティに充填して筒状体を成形する筆記具用成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の筆記具用成形品及びその製造方法として、軸筒の軸方向と垂直な同一平面上でしかもその軸心を挟んで対称となる面に２つのゲートが夫々軸心へ向け開設され、これら両ゲートから溶融した合成樹脂を同時に高速高圧で充填することにより、流入した樹脂が先ず成形用コアピンに突き合って左右方向へ分散し、そのまま回り込み周方向中間位置で互い接合すると共に、そこから合成樹脂が軸方向全体へ行き渡ることで射出成形が完了し、その結果、軸筒の側面の対向した２箇所の位置に２つのゲート跡が残るものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし乍ら、このような従来の筆記具用成形品及びその製造方法によれば、軸方向同一断面上の各ゲートから高速高圧で流入した溶融樹脂は、周方向中間位置で互い接合するが、これら接合箇所からゲートまで距離が接近しているため、溶融樹脂同士の接合により方向転換した溶融樹脂の一部がゲートまで逆流して直接影響し、それにより各ゲート付近は溶融樹脂の圧力が更に高くなると共に、乱流状態が著しく発生することが解った。
その結果、各ゲート付近における溶融樹脂の残留応力が大きくなり、溶融樹脂の密度バランスに大きな偏りができて、成形物にクラックや割れが発生し、成形物の強度や耐久性が低下して、品質が安定し難いことも解った。
特に、筆記具用成形品として軸筒などは、筆記姿勢によって繰り返し曲げ力を受けるため、長期に亘って使用されると、疲労などによって、ゲート跡の近傍からひび割れや破壊などが発生し易いという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−１７９７５３号公報（第２−３頁、図５、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来事情に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、強度や耐久性に優れて品質の安定化した筆記具用成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、第一の発明では、ゲートからの溶融樹脂の充填により筒状に成形される筆記具用成形品において、前記筒状体の軸方向へずらした位置に複数のゲート跡を残したことを特徴とする。
また、第二の発明では、上記第一の発明の構成に加えて、上記筒状体の軸心を挟んで対称となる表面に２つのゲート跡を配置したことを特徴とする。
また、第三の発明では、上記第一又は第二の発明の構成に加えて、上記筒状体が軸筒であることを特徴とする。
また、第四の発明では、複数のゲートから溶融樹脂を筒状キャビティに充填して筒状体を成形する筆記具用成形品の製造方法において、前記筒状キャビティの軸方向へずらした位置に複数のゲートを設けて、これらのゲートから溶融樹脂を充填したことを特徴とする。
また、第五の発明では、上記四の発明の構成に加えて、上記溶融樹脂を筒状キャビティの軸方向に対して斜めに注入することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、上記構成により下記の作用効果を奏する。
第一の発明によれば、筒状体の軸方向へずらした位置に複数のゲート跡を残すことで、各ゲートからの溶融樹脂の流入時におけるゲート付近の残留応力が分散され、溶融樹脂の密度バランスに偏りがなくなる。
従って、強度や耐久性に優れて品質の安定化した筆記具用成形品を提供することができる。
よって、筒状体の軸方向と垂直な同一平面上に２つののゲート跡が配置された従来技術と比べ、繰り返し曲げ力を受けまま長期使用しても疲労破壊し難く、品質の向上が図れる。
【０００７】
第二の発明によれば、筒状体の軸心を挟んで対称となる表面に２つのゲート跡を配置したため、各ゲートからの溶融樹脂の流入に伴って左右対称に行き渡る。
従って、成形バランスの良い筆記具用成形品を提供ことができる。
【０００８】
第三の発明によれば、軸筒は使用状態で常に曲げ力を受ける部品だから、ゲート付近の残留応力が分散することによる作用効果が顕著に現れる。
従って、長期使用しても疲労破壊し難い軸筒を提供することができる。
【０００９】
第四の発明によれば、筒状キャビティの軸方向へずらした位置に複数のゲートを設けて、これらのゲートから溶融樹脂を充填したため、各ゲートから溶融樹脂が流入される時に、ゲート位置から溶融樹脂が左右方向へ回り込み接合する箇所までが長く確保され、それに伴い溶融樹脂がスムーズな流れとなってゲート付近の残留応力が分散され、溶融樹脂の密度バランスに偏りがなくなる。
従って、強度や耐久性に優れて品質の安定化した筆記具用成形品を提供することができる。
よって、軸方向同一断面上の各ゲートから高速高圧で流入した溶融樹脂が、周方向中間位置で互い接合してゲート付近は溶融樹脂の圧力が更に高くなると共に乱流状態が著しく発生する従来技術と比べ、繰り返し曲げ力を受けまま長期使用しても疲労破壊し難く、品質の向上が図れる。
【００１０】
第五の発明によれば、溶融樹脂を筒状キャビティの軸方向に対して斜めに注入することにより、溶融樹脂の残留応力が更に低減する。
従って、強度や耐久性が更に優れた筆記具用成形品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例は、図１に示す如く、本発明の筆記具用成形品Ａの筒状体１として、ボールペンの軸筒（その肉厚寸法が０．５〜２ｍｍ程度）を射出成形するために、この軸筒１の軸方向へずらした位置でしかもその軸心を挟んで対称となる表面１ａ，１ａに２つのゲート跡２ｂ，２ｂが夫々残された場合を示すものである。
【００１２】
前記軸筒１は、図示例の場合、ボールペンの略全長に亘って円筒形に一体成形される分離不能なタイプを示したが、それ以外に断面多角形の角筒形に成形したり、分離可能な前軸と後軸を螺着などの接合で連結したタイプであっても、各成形品毎に２つのゲート跡２ｂ，２ｂを残すことは同じである。
【００１３】
前記ゲート跡２ｂ，２ｂは、図示例の場合、凸状に突出させることで、上記軸筒１の外周に嵌挿された弾性変形可能なグリップ３との廻り止め効果を図っているが、後述する製造方法によって成形された後に、上記軸筒１の表面１ａ，１ａと面一状か、又は凹状に加工することも可能である。
【００１４】
そして、前記筆記具用成形品Ａの一般的な製造方法は、図２（ａ）（ｂ）に示す如く、複数個の筒状体（軸筒）１を同時に成形するため、金型Ｂに複数の筒状キャビティＢ１を並列状に配設し、これら筒状キャビティＢ１の中心にコアピンＢ２を夫々移動不能に挿着した状態で、ランナー通路Ｂ３からゲート２ａを介して各筒状キャビティＢ１へ例えばポリカーボネートやアクリルなどの溶融樹脂Ｒを高速高圧で充填（射出）する。
【００１５】
前記複数の筒状キャビティＢ１には、夫々の軸方向へずらした位置でしかもその軸心を挟んで対称となる内面にゲート２ａが２つずつ開設され、これらゲート２ａの向きを図示例の如く、軸方向のどちらか一方へ向けて斜めに配置する。
或いはゲート２ａの向きを各筒状キャビティＢ１の軸方向と垂直に配置することも可能である。
【００１６】
更に、これら複数の筒状キャビティＢ１が並列状に配置された金型Ｂにおいて、各筒状キャビティＢ１に対する２つのゲート２ａ，２ａの位置関係を全て同じすることが好ましい。
図示例では図２（ａ）（ｂ）に示す如く、各筒状キャビティＢ１において図中左側のゲート２ａを下方に配置し、右側のゲート２ａを上方に配置して統一させている。
【００１７】
また、これに対して、上述した特許文献１（特開２００１−１７９７５３号公報）に開示されるような軸筒の軸方向と垂直な同一平面上に配置した２つゲートから溶融樹脂を高速高圧で充填する従来の製造方法において、複数個の筒状体（軸筒）を同時に成形する場合には、同様に図３（ａ）（ｂ）に示す如く、金型Ｂ′に複数の筒状キャビティＢ１′が並列状に配設され、これら筒状キャビティＢ１′の軸方向と垂直な位置でしかもその軸心を挟んで対称となる内面にゲート２ａ′を２つずつ開設すると共に、これらゲート２ａ′の向きを各筒状キャビティＢ１の軸方向と垂直に配置している。
【００１８】
次に、斯かる筆記具用成形品Ａ及びその製造方法を、従来の製造方法と比較しながら、その作用効果について説明する。
先ず、上述した本発明の筆記具用成形品Ａの製造方法によって、軸方向へずらした位置に２つのゲート跡２ｂ，２ｂが配置された筒状体（軸筒）１を成形する。
一方、これに対する比較のため、従来の製造方法で、軸方向と垂直な同一平面上に２つゲート跡２ｂ′，２ｂ′が配置された筒状体（軸筒）１′を成形する。
【００１９】
そして、これら本発明の方法で成形した筒状体（軸筒）１と、従来方法で成形した筒状体（軸筒）１′を、夫々のゲート跡の箇所で径方向へ切断し、これら切断面を同じ条件で例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などを用いて撮影した写真を、図４（ａ）と図４（ｂ）に夫々示す。
なお、両電子顕微鏡写真とも実物の１００倍に拡大したものである。
【００２０】
図４（ａ）に示す本発明の方法で成形した筒状体（軸筒）１では、図中下側のゲートから径方向へ流入した溶融樹脂のほとんどが逆流することなくコアピンの外周に沿って左右方向へスムーズに分散し、そのまま周方向へ回り込む様子が明らかに写っている。
【００２１】
この溶融樹脂のスムーズな流れは、図２（ｂ）に示す如く、各ゲート２ａから筒状キャビティＢ１へ流入した溶融樹脂Ｒが、コアピンＢ２の外周に沿って左右方向へ分散し、それらが夫々周方向へ半周回り込み、該ゲート２ａと反対側まで至って接合するため、その影響を各ゲート２ａ付近まで与えることなく、筒状キャビティＢ１の軸方向へ流れる。
それにより、各ゲート２ａ付近における溶融樹脂Ｒの残留応力が分散して、溶融樹脂Ｒの密度バランスに偏りがなくなることが解った。
【００２２】
これに対し、図４（ｂ）に示す従来方法で成形した筒状体（軸筒）１′では、ゲートから径方向へ流入した溶融樹脂の一部がコアピンに突き当たってＵターン（逆流）している様子が明らかに写っている。
【００２３】
この溶融樹脂のＵターンは、図３（ｂ）に示す如く、対向する２つのゲート２ａ′，２ａ′から筒状キャビティＢ１′へ流入した溶融樹脂Ｒ′，Ｒ′が、コアピンＢ２の外周に沿って左右方向へ分散し、夫々が周方向へ１／４周したところで互いに接合するため、その影響が両ゲート２ａ′，２ａ′付近まで与えられる。
それにより、両ゲート２ａ′，２ａ′付近における溶融樹脂Ｒ′，Ｒ′の圧力が高く、乱流状態が著しいため、溶融樹脂Ｒ′，Ｒ′の残留応力が大きくなって、溶融樹脂Ｒ′，Ｒ′の密度バランスに大きな偏りが発生することが解った。
【００２４】
更に、本発明の方法で成形した筒状体（軸筒）１と、従来方法で成形した筒状体（軸筒）１′を、図５（ａ）に示すような破壊試験装置Ｃによって両者の強度評価をした結果を図５（ｂ）に示す。
なお、これら両筒状体（軸筒）１，１′は、共にポリカーボネート製であり、分子配列を変えたものを試作材料として１１個ずつ用意した。
【００２５】
この破壊試験装置Ｃとしては、島津製作所製のEZTest500Nを使用し、所定間隔（４６ｍｍ）をあけて配置された脚部Ｃ１，Ｃ１により筒状体１を支持した状態で、ゲート跡２ｂ，２ｂ′に向けて所定の荷重（５００Ｎ：４５０ｍｍ／ｍｉｎ）Ｃ２を負荷して破壊させ、その破壊に耐え得る強度（単位：Ｎ）を計測した。
【００２６】
その結果は、図５（ｂ）に示す如く、本発明の方法で成形した筒状体（軸筒）１の方が、従来方法で成形した筒状体（軸筒）１′に比べ、平均値で約１２Ｎだけ強度がアップすることが解った。
【００２７】
また、図２（ａ）に示した各筒状キャビティＢ１の軸方向に対して各ゲート２ａを斜めに配置した方が、各筒状キャビティＢ１の軸方向と垂直に各ゲート２ａを配置したものに比べて、溶融樹脂Ｒの残留応力が更に低減して、筒状体（軸筒）１の強度及び耐久性を向上させることも解った。
【００２８】
また更に、図２（ａ）（ｂ）に示した如く、複数の筒状キャビティＢ１が並列状に配置された金型Ｂにおいて、各筒状キャビティＢ１に対する２つのゲート２ａ，２ａの位置関係を全て同じにした場合には、成形後のランナー４からの成形品分離工程において、これら成形された複数の筒状体（軸筒）１をランナー４に対して全て同じ方向へ折り曲げる（傾斜させる）だけで、全ての筒状体（軸筒）１が夫々のゲート２ａ，２ａ位置より切り離されてランナー４から確実に取り外し可能となるという利点がある。
【００２９】
尚、上記筆記具用成形品Ａの筒状体１がボールペンの軸筒である場合を示したが、本発明はこれに限定されず、ボールペンだけでなく例えばシャープペンシルやサインペンの軸筒であっても良く、更にこれら軸筒に代えて例えばキャップ、先口、リフィールなどであっても、上述した製造方法で成形でき、それにより同様な作用効果が得られる。
【００３０】
また、上記筒状体１の軸方向へずらした位置でしかもその軸心を挟んで対称となる表面１ａ，１ａに２つのゲート跡２ｂ，２ｂを残したが、本発明はこれに限定されず、筒状体１の軸方向へずらした位置に３つ以上のゲート跡を残したり、更に筒状体１の軸心を通る仮想平面上において３つ以上のゲート跡を残しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施例を示す筆記具用成形品の縦断正面図で要部を部分拡大して示している。
【図２】本発明の一実施例を示す筆記具用成形品の製造方法を示す説明図であり、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）がゲート位置における横断平面図である。
【図３】従来の筆記具用成形品の製造方法の一例を示す説明図であり、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）がゲート位置における横断平面図である。
【図４】電子顕微鏡写真であり、（ａ）が本発明の製造方法による筆記具用成形品の拡大横断写真であり、（ｂ）が従来の製造方法による筆記具用成形品の拡大横断写真である。
【図５】（ａ）が破壊試験装置の概略図であり、（ｂ）が破壊試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ  筆記具用成形品                    Ｂ，Ｂ′  金型
Ｂ１，Ｂ１′  筒状キャビティ          Ｂ２，Ｂ２′  コアピン
Ｂ３，Ｂ３′  ランナー通路            Ｃ  破壊試験装置
Ｃ１  脚部                            Ｃ２  荷重
Ｒ，Ｒ′  溶融樹脂                    １，１′  筒状体（軸筒）
１ａ  表面                              ２ａ，２ａ′  ゲート
２ｂ，２ｂ′  ゲート跡                ３  グリップ
４  ランナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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