(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な機構により、キャビティ内に中空形状の部品を設置したインサート成形を、当該部品の変形がないように行い、二つの層の間にＩＣタグなどの情報記録媒体を封入した、２層構造を有する中空形状の成形体と、その成形方法を提供する。【解決手段】開口部を有する中空形状の部品４の外側に、情報記録媒体３を取り付けた後、前記部品４を金型のキャビティ２内に設置して、前記部品４の中空部に液体を封入し、前記開口部を密封した状態で、前記部品４外壁とキャビティ２内壁の間の空隙に、溶融した材料を充填する。具体的には溶融した材料の充填を、射出成形法で行うが、前記の液体封入により中空部の変形を防止できる。【選択図】図１
2011084054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２層構造を有し、開口部を有する中空形状の成形体において、第一の層と第二の層の間に、データキャリアが封入されてなる成形体。
【請求項２】
前記データキャリアは、ＩＣタグまたは二次元バーコードの少なくともいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の成形体。
【請求項３】
開口部を有する中空形状の部品の外側に、データキャリアを取り付けた後、前記部品を金型のキャビティ内に設置して、前記部品の中空部に液体を封入し、前記開口部を密封した状態で、前記部品外壁とキャビティ内壁の間の空隙に、溶融した材料を充填することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の成形体の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、２層構造で中空形状を有する射出成形体に関わり、特に２層を構成する第一の層と第二の層との間に、ＩＣタグまたは二次元バーコードを具備する射出成形体と、当該別部品の射出成形による成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  射出成形は、主に熱可塑性の高分子材料を成形する方法として、様々な分野に広く用いられている。この成形方法は、開閉可能な固定側及び可動側の二つの部材からなる金型の、当接面の一方または両方に、キャビティと称される、製品形状が転写された凹みが彫り込まれ、当接面を圧接した状態で、スプルー、ランナー、ゲートと称される流路を介して、溶融した高分子材料を高圧で充填して成形品を得るものである。【０００３】  一方で、商品の管理やトレーサビリティの確保に資するために。商品に関する情報を記録したＩＣタグや二次元バーコードなどの薄型のデータキャリアを、当該商品に取り付けることが行われている。具体的には、データキャリアを、ストラップを用いて商品に取り付けたり、粘着剤を用いて商品の表面に直接貼り付けたりして運用されている。【０００４】  これを射出成形によって製作される商品に適用しようとすると、接着剤を用いて商品にタグを直接貼り付けるか、包装の外側に貼り付けることになる。しかしながら、一般に射出成形に用いられる高分子材料は、接着剤による接合が困難である。【０００５】  この問題に対処するには、成形体を２層構造として、二つの層の間にデータキャリアを封入するという手段があり、射出成形においては、一次成形体を金型の所定の位置に挿入し、一次成形体とキャビティとの空隙に成形材料を充填して、一次成形体と一体化した二次成形体を得る方法、即ち、インサート成形が一般的に行われている。このような例としては、シャフトが金属で本体部分がプラスチック製の歯車などが挙げられる。【０００６】  このような成形方法を、中空形状の成形体、つまり、容器に適用できれば、ＩＣタグや二次元バーコードのようなデータキャリアの用途拡大に寄与し得ることが考えられる。ところが、キャビティ内部に設置する部品が中空形状であると、キャビティに溶融した材料を充填する際に、充填圧力により中空部品が押し潰されてしまい、所要の形状が得るのが困難である。この現象は、当該中空部品が別途に成形されたプラスチックの成形体である場合、特に顕著である。【０００７】  このような問題に対処する手段として、特許文献１には、金型を閉じる工程と、溶融した材料をキャビティ内に圧入する工程を並行して行うことにより、キャビティ内に設置する中空部品の変形を防止する技術が開示されている。しかしながら、この方法では、金型の構造が複雑になり、製品の製造コストを押し上げる要因となる他、成形条件の設定の難易度が増加するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２６８４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  従って、本発明の課題は、簡単な機構により、キャビティ内に中空形状の部品を設置したインサート成形を、当該部品の変形がないように行い、二つの層の間にＩＣタグなどのデータキャリアを封入した、２層構造を有する中空形状の成形体と、その成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  一般に液体は、圧力が加わった場合の圧縮率が、気体に比較すると無視し得る程度に小さい。また、例えば瓶のような中空形状の製品は当然のことながら開口部を有し、液体の注入排出が極めて容易である。よって、このような部品の中空部に液体を充填密封した状態で金型に設置し、インサート成形を行えば、当該中空形状の部品は、溶融材料の充填圧力による変形が小さくなると考えられる。【００１１】  本発明は、このような知見に基づいて、金型内部に設置する中空形状の部品の開口部を密封する方法と、それに適した金型の構造を検討した結果なされたものである。【００１２】  即ち、本発明は、２層構造を有し、開口部を有する中空形状の成形体において、第一の層と第二の層の間に、データキャリアが封入されてなる成形体である。【００１３】  また、本発明は、データキャリアが、ＩＣタグまたは二次元バーコードの少なくともいずれかであることを特徴とする、前記の成形体である。【００１４】  また、本発明は、開口部を有する中空形状の部品の外側に、データキャリアを取り付けた後、前記部品を金型のキャビティ内に設置して、前記部品の中空部に液体を封入し、前記開口部を密封した状態で、前記部品外壁とキャビティ内壁の間の空隙に、溶融した材料を充填することを特徴とする、前記の成形体の成形方法である。
【発明の効果】
【００１５】  本発明によれば、ＩＣタグや二次元バーコードなどのデータキャリアを封入した容器を、射出成形という大量生産が可能な方法で提供可能となる。これによって、飲料、化粧品、洗剤などの液体で供される商品の管理や流通コスト低減に寄与できる。【００１６】  二次元バーコードを封入する場合においては、透明な材料を用いる必要があるが、材質の選定や成形条件により、成形体を構成する２層の界面で、光の反射や屈折が起こるので、従来製法の成形体では得られない視覚的な効果が得られる。これによって、成形体に高級感を付与することができ、付加価値を高める要因となる。【００１７】  なお、紙などの薄い媒体の二次元バーコードを用いる場合は、ラミネートなどで補強することが望ましい。また、ＩＣタグの場合、使用する電波の周波数により、到達距離や周囲の部材の影響を受け方が違ったりするが、本発明においては、どの周波数でも適用可能であるため、実際に使用する条件に適合させて周波数を選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】射出成形工程における、本発明に係る成形体の一例の状態を示す断面図。
【図２】本発明に係る成形方法により成形した容器の例を示す図。
【図３】ＨＦ帯域のＩＣタグの電気回路を示す図。
【発明を実施するための形態】
図１は、射出成形工程における、本発明に係る成形体の一例の状態を示す断面図で、情報記録媒体として、ＩＣタグを用いた例である。図１において、１は可動側金型、２はキャビティ、３はＩＣタグ、４は中空形状部品、５はＲ形状部、６はスライドコア、７はＯリング、８は開口部密閉用部材、９は固定側金型である。
【００１９】  この例においては、中空形状部品４として、熱可塑性高分子材料をブロー成形や射出成形により調製し、外側にＩＣタグ３を接着剤などで仮付けした後、開口部密閉部材８を、中空形状部品４の開口部に取り付けて、Ｏリング７により開口部を密閉し、固定側金型９の所定の位置に嵌合する。
【００２０】  ここで中空形状部品４の内部に充填する液体としては、各種のオイルや水を用いることができる。成形に用いる材料の流動性によっては、２００℃以上の温度で充填する場合があり、金型温度もそれに対応させて高く設定する場合がある。この場合は、シリコンオイルなどの沸点の高い液体を用いる必要がある。しかし、液体としては、水が最も取り扱いが容易なので、成形に用いる材料としては、可能な限り流動性の高いものを選択するのが望ましい。
【００２１】  次にスライドコア６と可動側金型１を作動させることにより、図１に示した状態とし、キャビティ２に成形機のシリンダ（図示せず）で可塑化した溶融高分子材料を充填する。その後、可動側金型１とスライドコア６を開き、成形体を取り出す。
【００２２】  図２は、本発明に係る成形方法により成形した容器の例を示す図である。図２において、１０は成形の際に固定側金型９にセットした中空形状部品、即ち、一次成形体、１１はＩＣタグ、１２はキャビティ２に充填して成形した部分、即ち、二次成形体である。
【００２３】  図３は、ＩＣタグを用いる場合の一例として、例えば１３．５６ＭＨｚの、ＨＦ帯域のＩＣタグの電気回路を示す図である。図３において、１３はコイル、１４はコンデンサ（キャパシタ）である。コイル１３のインダクタンスＬと、コンデンサ１４の静電容量Ｃを、これらの並列共振回路の共振周波数ｆ０が無線タグの使用周波数に等しくなるように、次式に従って、回路設計を行う。    １／｛２π（ＬＣ）１／２｝＝ｆ０
【００２４】  １５は後述するリーダーライターからの読み書き電波に、共振電圧が発生する信号ラインである。１６は１３．５６ＭＨｚの共振交流電圧を整流し、直流の電源電圧に変換するための整流・平滑回路の一例である。この平滑・整流回路１６は、公知の回路を用いて容易に形成できるため、詳細の説明は省略する。この整流・平滑回路を介して、タグの他の回路で使用する直流電源電圧が、電源ライン１７に供給される。
【００２５】  １８はインターフェース回路であり、例えば、共振交流信号に重畳されて来るダグの情報を、変調波から、通常の論理回路が認識できるパルス波に変換（検波または復調）する。また、論理回路からのメモリーを読み出した結果を示すパルス信号を、タグの使用する高周波で変調し、１５の信号ラインに重畳出力する機能も受け持つ。
【００２６】  １９は、リーダーライターを経由して送られてくるホストからのコマンドを解釈したり、後述するメモリーを読み書きしたりする論理回路である。２０は、ＩＣタグのＩＤその他を記憶しておくためのメモリーであり、目的により読み出し専用メモリー（ＲＯＭ）、または不揮発性読み書き両用メモリー（ＲＡＭ）、またはその両方を搭載させる。近年、１５〜２０の機能をワンチップのマイクロコントローラに集約したものが開発されており、それらが主流になりつつある。
【００２７】  以上がＩＣタグの回路の構成であり、以下にその機能を説明する。後述するリーダーライターからの高周波電磁場の磁力線が、ＩＣタグのコイル１３と鎖交すると、ファラデーの電磁誘導の法則により、コイル１３の両端には、高周波の電圧が発生する。この高周波の電圧信号が、コイル１３とコンデンサ１４の共振作用により大振幅化する。大振幅化した信号が信号ライン１５に供給される。
【００２８】  信号ライン１５に発生した高周波交流電圧信号を、整流平滑回路１６によって、後段の回路が使用する直流電圧（電源）信号１７に変換する。インターフェース回路１８は、信号ラインに重畳された、リーダーライター経由のコマンド信号を、次段の論理回路１９が認識できるパルス信号に変換する。
【００２９】  論理回路１９は、ホストからのコマンドを解釈し、例えばホストからのコマンドが、タグのＩＤ情報の要求であれば、次段のメモリー２０のＩＤ信号記録部の情報を読み出して、パルス信号としてインターフェース回路１８に戻す。すると、インターフェース回路１８は、このパルス信号をＩＣタグで使用する高周波で変調して、高周波信号線１５に重畳する。
【００３０】  すると、コイル１３に流れる電流が、ＩＤ情報のパルス信号で変調されるため、コイル１３と鎖交する磁束が、ＩＤ情報のパルス信号で変調される。この信号が、後述するリーダーライターによって検知され、ホストに伝えられる。
【００３１】  次に、図４と図５を参照しながら、無線タグシステムの構成と動作を説明する。図４は、無線タグシステムのブロック図であり、図５は、ＩＣタグの動作を示すフロー図である。
【００３２】  図５において、同図において、２１は、図３に回路を示したＩＣタグである。２２は、リーダーライターであり、後述するホストからのコマンドを高周波の電磁場信号としてＩＣタグに送り、また無線タグから応答してきた電磁場信号を受信する機能を有する。２３は、ホストであり、汎用のパーソナルコンピュータに、その機能を容易に付与できる。
【００３３】  簡易なシステムでは、リーダーライター２２に、マイクロコントローラや表示素子を搭載し、ホスト２３の機能まで持たせることも可能である。既に複数の企業から、上述のシステムが発売されており、内部の詳細な構成の説明までは省略する。
【００３４】  次に図５を参照しながら、無線タグの動作について説明する。ステップ２４の開始で、ホスト２３に電源が投入され、関連する制御ソフトウェアが起動されると、その初期化とともに、リーダーライター２２も動作可能状態にされる。
【００３５】  次にステップ２５のコマンド操作において、ホスト２３は操作者が、例えばＩＣタグのＩＤ情報を要求するための部材を操作したか検出し、その操作が行われた場合（Ｙｅｓ）、ステップ２６のコマンド送信に進んで、リーダーライター２２からＩＣタグ２１に対して、ＩＤ要求のコマンド信号を送出する。ここで操作が行われなかった場合（Ｎｏ）、自己のステップ２５のコマンド操作に戻り、ループをまわりながら操作を待機する。
【００３６】  ステップ２６のコマンド送信で、リーダーライター２２から、コマンド信号を送出した後、ホスト２３はリーダーライター２２経由で、ステップ２７のＩＣタグ２１からの応答の有無の検出作業を行う。応答がなければ（Ｎｏ）、自己のステップ２７のＩＣタグ応答の有無の検出作業に戻り、ループをまわりながら応答を待機する。ここで応答があった場合（Ｙｅｓ）、制御ソフトウェアで、ステップ２８の判断のプロシージャに進む。
【００３７】  ステップ２８の判断のプロシージャにおいて、ＩＣタグ２１からの応答信号が規格を満足する場合（ＯＫ）、ホスト２３のディスプレイまたは何らかの表示機にて、ステップ２９の正常表示を実行し、しかる後にステップ２５のコマンド操作に戻って、次の操作を待機する。ステップ２８の判断のプロシージャにおいて、ＩＣタグ２１からの応答信号が規格を満足しない場合（ＮＧ）、ホスト２３のディスプレイまたは何らかの表示機にて、ステップ３０の異常警告表示を実行すし、しかる後にステップ２５のコマンド操作に戻って、次の操作を待機する。
【００３８】  以上が、無線タグの動作であり、ここに示した例では、コマンドとして、ＩＣタグ２１に埋め込まれた（不変の）ＩＤ要求の説明を行ったが、他の機能も同様の動作で容易に実現できる。例えば、このタグを商品に埋め込む場合、支払済みかどうかの情報をあらかじめ「未払い」と記録しておき、レジで支払いが済んだときに、情報を「支払済み」などに変更書換するなども容易に実現できる。
【００３９】  以上に説明したように、ＩＣタグ２１を、２層構造の成形体の層間に埋め込んだ場合、ＩＣタグ２１を外したり、付け替えたりすることはきわめて困難であり、セキュリティが極めて高いシステムが構築できるメリットがある。また、商品に支払い済みかの情報を記録しておけば、店の出口にリーダーライターを設置しておけば、万引きしたものが持ち出されるのを検出して警告する事が可能である。それ以外にも、無線タグの持つ全ての機能を使用することが可能であり、商品管理や物流の信頼性向上やコスト低減に寄与するところは極めて大きい。
【００４０】  なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本技術分野における通常の知識を有する者が想到し得る変形、修正など、例えば、一次成形体として、各種の熱硬化性高分子を用いた場合も、本発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００４１】  １        可動側金型  ２        キャビティ  ３，１１  ＩＣタグ  ４        中空形状部品  ５        Ｒ形状部  ６        スライドコア  ７        Ｏリング  ８        開口部密閉用部材  ９        固定側金型１０        一次成形体１２        二次成形体１３        コイル１４        コンデンサ１５        信号ライン１６        整流・平滑回路１７        電源ライン１８        インターフェース回路１９        論理回路２０        メモリー２１        ＩＣタグ２２        リーダーライター２３        ホスト２４        ステップ２４；開始２５        ステップ２５；コマンド操作２６        ステップ２６；コマンド送信２７        ステップ２７；ＩＣタグ応答の有無の検出作業２８        ステップ２８；判断のプロシージャ２９        ステップ２９；正常表示３０        ステップ３０；異常警告表示
【図１】
2011084054.tif 000003
【図２】
2011084054.tif 000004
【図３】
2011084054.tif 000005
【図４】
2011084054.tif 000006
【図５】
2011084054.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月5日(2010.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【図１】射出成形工程における、本発明に係る成形体の一例の状態を示す断面図。
【図２】本発明に係る成形方法により成形した容器の例を示す図。
【図３】ＨＦ帯域のＩＣタグの電気回路を示す図。
【図４】無線タグシステムのブロック図。
【図５】ＩＣタグの動作を示すフロー図。