(57)【要約】【課題】筆記具用キャップ部材等の表面に生ずる皺あるいは曇り等の外観不良の発生を効果的に防止させることができる成形方法を提供すること。【解決手段】第１金型部材により成形された１次側成形品と、第２金型部材２０との間に形成された第２キャビティ２１内に２次側樹脂材料を注入する二色成形を行うに際し、第２金型部材２０に形成された樹脂注入用ゲート２３の径ｄと、前記ゲート直下の成形品の肉厚ｔとの寸法関係が特定な範囲に選定される。これにより、成形品の表面状態を良好にし、製品価値を向上させることができる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部材と金型部材との間に形成されたキャビティ内に樹脂材料を注入することで、筆記具外装体を得る成形方法であって、
前記金型部材に形成され、前記キャビティ内に向かって開口される樹脂注入用ゲートの径ｄを、０．７〜１．２ｍｍの範囲とし、且つ前記ゲートとコア部材との間の距離ｔを、０．３〜０．８ｍｍの範囲に選定したことを特徴とする筆記具外装体の成形方法。
【請求項２】
コア部材と第１金型部材との間に形成された第１キャビティ内に１次側樹脂材料を注入し、前記１次側樹脂材料により成形された１次側成形品と第２金型部材との間に形成された第２キャビティ内に２次側樹脂材料を注入することにより、筆記具外装体を得る成形方法であって、
前記第２金型部材のゲート位置に対向する前記１次側成形品には、第２金型部材の前記ゲートに向かって突出する突部が形成されたことを特徴とする筆記具外装体の成形方法。
【請求項３】
コア部材と第１金型部材との間に形成された第１キャビティ内に１次側樹脂材料を注入し、前記１次側樹脂材料により成形された１次側成形品と第２金型部材との間に形成された第２キャビティ内に２次側樹脂材料を注入することにより、筆記具外装体を得る成形方法であって、
前記第２金型部材に形成され、前記第２キャビティ内に向かって開口される樹脂注入用ゲートの径ｄを、０．７〜１．２ｍｍの範囲とし、且つ前記ゲートと前記１次側成形品との間の距離ｔを、０．３〜０．８ｍｍの範囲に選定したことを特徴とする筆記具外装体の成形方法。
【請求項４】
前記第２金型部材のゲート位置に対向する前記１次側成形品には、第２金型部材の前記ゲートに向かって突出する突部が予め成形され、前記ゲートと突部との間における距離ｔが、前記範囲内に選定されることを特徴とする請求項３に記載の筆記具外装体の成形方法。
【請求項５】
前記第１金型部材におけるゲート位置が、前記２次側樹脂材料により覆われる位置に設定されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の筆記具外装体の成形方法。
【請求項６】
前記筆記具外装体が、筆記具本体に着脱可能に装着されるキャップ部材であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の筆記具外装体の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、樹脂材料を用いた筆記具外装体の成形方法、例えば筆記具本体に着脱可能に装着されるキャップ部材の成形方法に関し、特に樹脂成形時において製品表面に生ずる皺あるいは曇り（製品表面の艶が消失する状態）等の外観不良の発生を防止することができる成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばボールペン、サインペン、筆ペンなどの筆記具においては、これを構成する筆記具外装体、すなわち軸筒或いはキャップ部材は、そのほとんどが樹脂を射出成形することにより製造されている。そして、現状において供給されているこれら筆記具の価格は様々であるが、一般的に販売個数の多い主力商品は、比較的低価格帯の製品である。
【０００３】
一方、この種の低価格帯の筆記具においては、その機能上においては格別な差別化を図ることは難しく、その外観が如何に見栄えよく仕上げられているかが、ユーザが店頭等において製品を選択する上での大きなウエイトを占めることになる。そこで、ボールペン等の外装体を構成する軸筒或いはキャップ部材においては、射出成形において使用される金型のゲート位置を、製品外観上において目立ち易い箇所を避けるように設定するなどの工夫がなされている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２３６０６６号公報（段落０００４、および図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の筆記具外装体においては、前記したように成形用金型のゲート位置を適切に選定することで、製品の見栄えを向上させるなどの工夫がなされているが、前記ゲートを介して金型のキャビティ内に樹脂が流れ込む際に、皺あるいは曇り等が製品表面上に残されることも経験上知られている。そして、前記した皺あるいは曇り等は、前記したゲート位置に残されるゲート跡よりも目立つ場合もあり、これが製品価値を下げる大きな要因になる。
【０００６】
それ故、この発明は前記した皺あるいは曇り等が製品表面に残される問題点に着目してなされたものであり、これら皺あるいは曇り等の発生度合いを低減させることができる筆記具外装体の成形方法を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる筆記具外装体の成形方法は、コア部材と金型部材との間に形成されたキャビティ内に樹脂材料を注入することで、筆記具外装体を得る成形方法であって、前記金型部材に形成され、前記キャビティ内に向かって開口される樹脂注入用ゲートの径ｄを、０．７〜１．２ｍｍの範囲とし、且つ前記ゲートとコア部材との間の距離ｔを、０．３〜０．８ｍｍの範囲に選定した点に特徴を有する。
【０００８】
また、この発明にかかる成形方法は、コア部材と第１金型部材との間に形成された第１キャビティ内に１次側樹脂材料を注入し、前記１次側樹脂材料により成形された１次側成形品と第２金型部材との間に形成された第２キャビティ内に２次側樹脂材料を注入することにより、筆記具外装体を得る成形方法、すなわち二色成形法に好適に採用することができる。この場合好ましくは、第２金型部材のゲート位置に対向する１次側成形品には、第２金型部材の前記ゲートに向かって突出する突部が形成されていることが望ましい。
【０００９】
さらに好ましくは、前記第２金型部材に形成され、前記第２キャビティ内に向かって開口される樹脂注入用ゲートの径ｄを、０．７〜１．２ｍｍの範囲とし、前記ゲートと１次側樹脂材料との間における距離ｔが、０．３〜０．８ｍｍの範囲に選定される。
【００１０】
そして、前記した二色成形法を採用するにあたっては、第２金型部材のゲート位置に対向する前記１次側成形品に、第２金型部材の前記ゲートに向かって突出する突部を予め成形しておくことが望ましく、前記ゲートと突部との間における距離ｔが、前記した０．３〜０．８ｍｍの範囲に選定されるようになされる。
【００１１】
これに加えて、この発明にかかる成形方法においては、二色成形法を採用するにあたり第１金型部材におけるゲート位置が、２次側樹脂材料により覆われる位置に設定されることが望ましい。そして、この発明にかかる前記した成形方法は、筆記具本体に装着されるキャップ部材の成形に好適に採用することができる。
【００１２】
この発明にかかる成形方法においては、射出成形がなされる金型部材に形成される樹脂注入用ゲートの径ｄは前記したように、０．７〜１．２ｍｍの範囲に、より好ましくは、０．８５〜１．０ｍｍの範囲に設定される。前記ゲート径ｄを、０．７ｍｍ以上、好ましくは０．８５ｍｍ以上に設定することで、後述する試作実験結果から明らかなように、ゲート跡の周辺における皺の発生度合いを大幅に低減させることができる。
【００１３】
一方、前記ゲート径ｄは、１．２ｍｍ以下、好ましくは１．０ｍｍ以下となるように設定することが望まれる。その理由は、前記数値を超える設定とした場合にはゲート跡、ゲート残り等で外観を損ねることや、樹脂の充填にあたって、これ以上のゲート径が必要となることが少ないためである。
【００１４】
さらに、前記ゲートとコア部材との間の距離、すなわちゲート直下の製品肉厚ｔは前記したように、０．３〜０．８ｍｍの範囲に、好ましくは０．４〜０．６ｍｍの範囲に設定される。前記のようにゲート直下の製品肉厚ｔを、０．８ｍｍ以下、好ましくは０．６ｍｍ以下に設定することで、後述する試作実験結果から明らかなように、ゲート跡の周辺における曇りの発生度合いを大幅に低減させることができる。
【００１５】
一方、前記したゲート直下の製品肉厚ｔは、０．３ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍとなるように設定することが望まれる。その理由は、前記した数値以下に設定した場合には樹脂の流動の妨げになり、キャビディへの樹脂の充填を困難にするためである。
【００１６】
また、この発明は二色成形法に好適に採用することができ、２次側樹脂材料を成形する第２金型部材のゲート径ｄを、前記と同一の範囲に設定することで、同様に第２金型部材のゲート周辺に残される皺の発生度合いを低減させることができる。また、前記ゲート直下における２次側樹脂材料による製品肉厚ｔを、前記と同一の範囲に設定することで、同様に第２金型部材のゲート周辺に残される曇りの発生度合いを低減させることができる。
【００１７】
そして、二色成形法を採用した場合によると、第２金型部材のゲート位置に対応する１次側成形品に、前記ゲートに向かって突出する突部を予め成形することが可能である。したがって、前記突部の成形高さを適宜選定することにより、２次側樹脂材料によるゲート直下における好ましい範囲の製品肉厚ｔを容易に得ることができる。
【００１８】
さらに、この発明を二色成形法に採用した場合においては、第１金型部材におけるゲート位置を、２次側樹脂材料により覆われる位置に設定させることが可能であり、１次側成形品の表面に生ずる前記した皺あるいは曇りなどを、２次側樹脂材料により効果的に隠蔽することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる筆記具外装体の成形方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。まず図１はこの発明にかかる成形方法を採用することによって得られる筆記具外装体、例えば筆記具本体に着脱可能に装着されるキャップ部材の外観構成例を示したものである。なお、図１における（Ａ）および（Ｂ）は、キャップ部材を正面から見た状態および周方向にほぼ９０度回転させた状態で示している。また、図２は図１（Ａ）におけるａ−ａ線より矢印方向に見た状態のキャップ部材の断面図を示している。なお、図２に示す断面図は、図１に示す構成に対して若干拡大した状態で示している。
【００２０】
図１および図２に示された筆記具外装体としてのキャップ部材１は、後で説明するように二色成形法を利用して成形されている。すなわち、このキャップ部材１は、１次側樹脂材料により成形されたキャップ部２と、２次側樹脂材料により成形されたクリップ部３より構成されている。前記キャップ部２を構成する１次側樹脂材料としては、その仕上げが例えば透明状態になされるＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）が用いられ、内部が中空状にしてその外形形状は砲弾状に形成されている。一方、前記クリップ部３を構成する２次側樹脂材料としては、その仕上げが例えば黒色になされるＰＣ（ポリカーボネート）が使用されている。
【００２１】
なお、キャップ部２を構成する１次側樹脂材料としては、前記したＰＥＴ以外に、ＡＳ（アクリルニトリル・スチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン），ＰＥ（ポリエチレン）、ＡＢＳ（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン），ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチル・メタクリレート）等を用いることができる。また、クリップ部３を構成する２次側樹脂材料としては、前記したＰＣ以外に、ＰＰ、ＡＢＳ、ＰＭＭＡ、ＰＥＴ、ＴＰＥ（サーモプラスチック・エラストマー）等を用いることができる。
【００２２】
一方、図２に示されたように、１次側樹脂材料により成形されたキャップ部２には半球状になされた突部２ａが形成されている。これは、後述する二色成形法を採用した場合において、第２金型部材のゲートと１次側樹脂材料との間における距離、すなわち、前記ゲートの直下における２次側樹脂材料による製品肉厚ｔを適性な範囲に調整するために予め形成したものである。なお、この実施の形態においては、キャップ部２に半球状になされた突部２ａを形成しているが、これは、半球状に限られるものではなく、ゲート直下における２次側樹脂材料による製品肉厚ｔを適性な範囲に調整することができるものであるならば、その突部の形状は適宜他の形状を選択することができる。
【００２３】
図３および図４は、図１および図２に示した構成のキャップ部材を二色成形するために用いられる主に金型部材の構成を示したものであり、さらに図５は図４におけるｂ部分を拡大した状態で示している。図３に示すように可動金型１１には円筒状のスリーブ１２が装着され、このスリーブ１２内にコア部材１３が装着されている。前記スリーブ１２は、可動金型１１内において軸方向に移動可能になされており、このスリーブ１２内に装着された前記コア部材１３を同様に軸方向に移動できるように支持している。
【００２４】
一方、図３に示す符号１５は第１金型部材を示しており、この第１金型部材１５には、前記したコア部材１３との間で第１キャビティ１６を形成する空間部が構成されている。さらに、第１金型部材１５には、前記第１キャビティ１６内に１次側樹脂材料を圧入するためのランナ１７、およびこのランナ１７に続いて第１キャビティ１６に向かって開口されたゲート１８が形成されている。なお、前記第１金型部材１５の一部には、前記した半球状の突部２ａを形成するための凹部１６ａが形成されている。
【００２５】
斯くして、図３に示す状態において第１金型部材１５におけるランナ１７およびゲート１８を介して、１次側樹脂材料を第１キャビティ１６内に注入することで、図１および図２に示したキャップ部２が、１次成形品として成形される。そして、１次成形品をコア部材１３に装着した状態で、第１金型部材１５より離型し、続いて図４に示すように第２金型部材２０に装着される。
【００２６】
第２金型部材２０には、図４に示すように１次成形品であるキャップ部２をいわばコア部材として第２キャビティ２１を形成する空間部が構成されている。そして、第２金型部材２０にも、前記第２キャビティ２１内に２次側樹脂材料を圧入するためのランナ２２、およびこのランナ２２に続いて第２キャビティ２１に向かって開口されたゲート２３が形成されている。
【００２７】
図５は、図４に示すゲート２３をほぼ中央にした拡大図で示されており、１次側成形品であるキャップ部２に成形された突部２ａが、第２金型部材２０に形成されたゲート２３に対向するようになされる。ここで、第２金型部材２０に形成されたゲート２３の径をｄで示しており、また、前記ゲート２３と１次側成形品であるキャップ部２に成形された突部２ａとの距離、すなわち、２次側成形品のゲート直下の肉厚をｔで示している。
【００２８】
前記した構成において、第２金型部材２０におけるランナ２２およびゲート２３を介して、２次側樹脂材料を第２キャビティ２１内に注入することで、図１および図２に示した２次成形品としてのクリップ部３が、キャップ部２を取り巻くようにして成形される。そして、第２金型部材２０を離型した後、前記可動金型１１内に配置されたスリーブ１２を若干押し出す操作を行うことで、コア部材１３より製品（キャップ部材１）が外され、成形プロセスは終了する。
【００２９】
ここで、本件発明者は図５に示したゲート２３の径ｄと、前記ゲート２３と１次側成形品であるキャップ部２に成形された突部２ａとの距離、すなわち、２次側成形品のゲート直下の肉厚ｔとの関係をそれぞれ考察した。その結果、ゲート径ｄの寸法は、主に２次側成形品のゲート跡周辺に発生する皺の程度に影響を与え、２次側成形品のゲート直下の肉厚ｔは、主に２次側成形品のゲート跡周辺に発生する曇りの程度に影響を与えることをつきとめた。
【００３０】
図７〜図１０は、前記ゲート径ｄと、成形品のゲート直下の肉厚ｔとの組み合わせを種々変更し、２次側成形品のゲート跡周辺に発生する皺および曇りの度合いを比較検討した結果を示しており、ゲート跡をほぼ中央にして撮影した光学写真で示している。
【００３１】
図７はゲート径ｄを０．６ｍｍ、ゲート直下の肉厚ｔを０．９＋αｍｍ（α＝０．２ｍｍ）とした場合の結果を示している。なお、前記α＝０．２ｍｍとした構成は、具体的にはゲート直下を中央にして、その一方向の肉厚ｔを０．９ｍｍとし、他方向の肉厚ｔを、０．９＋０．２＝１．１ｍｍとした構成であり、要するにゲート直下における１次側成型品（キャップ部２）に、０．２ｍｍの段を付けた構成とした場合の結果を示している。これによると、ゲート跡の周辺に程度の比較的大きな曇りが発生すると共に、ゲート跡を中心にして非常に目立つ皺が幾重にも形成されていることが判る。
【００３２】
次に、図８はゲート径ｄを０．７ｍｍに拡大し、ゲート直下の肉厚ｔを０．９ｍｍとした場合の結果を示している。これによると、ゲート跡の周辺に発生する曇りの程度は若干改善され、ゲート跡の周辺に発生する皺の程度も若干少なくなることが確認できる。
【００３３】
図９はゲート径ｄをさらに０．８５ｍｍに拡大し、ゲート直下の肉厚ｔを０．７ｍｍとした場合の結果を示している。これによると、ゲート跡の周辺に発生する曇りの程度は相当に改善され、ゲート跡の周辺に発生する皺はほとんど見出すことができない程度に改善される。
【００３４】
さらに、図１０はゲート径ｄを同じく０．８５ｍｍとし、ゲート直下の肉厚ｔをさらに薄い０．５ｍｍとした場合の結果を示している。これによると、ゲート跡の周辺に発生する曇りはほとんどなくなり、表面の光沢により外来光が反射している様子が認められる。そして、図９に示された例と同様にゲート跡の周辺に発生する皺もほとんど見出すことができない程度に改善されている。
【００３５】
図１１は、前記した図７〜図１０に示した試作実験の結果をまとめたものであり、縦軸方向に前記したゲート径ｄを、横軸方向に前記したゲート直下の肉厚ｔを示し、それぞれを組み合わせた場合における評価を示している。なお、図１１に示した評価においては、曇りを「クモリ」と表示し、皺を「シワ」と表示している。そして、多数個取りの金型を採用し、これにより成形された全ての製品が合格、すなわち合格率が１００％であると判定される場合には「○」を、幾つかにわずかに難があるもが発生するが、合格率で示すと５０％は確保できると判定される場合に「☆」を、その殆どに外観を損なう曇りまたは皺が残される場合には「×」を表示している。
【００３６】
この図１１に示す結果からも明らかなように、この種の筆記具外装体を成形する場合には、前記ゲート径ｄを０．７ｍｍ以上、望ましくは０．８５ｍｍ以上とすることで、ゲート跡の周辺に皺を発生させる問題を解決することができる。なお、前記ゲート径ｄの上限値は、前記したようにゲート跡、ゲート残り等で外観を損ねることや、樹脂の充填にあたって、これ以上のゲート径が必要となることが少ないとの理由で、最大径は１．２ｍｍ程度になされることが望ましい。
【００３７】
また、図１１に示す結果からも明らかなように、この種の筆記具外装体を成形する場合には、前記したゲート直下の製品肉厚ｔを０．８ｍｍ以下、望ましくは０．６ｍｍ以下とすることで、ゲート跡の周辺に曇りを発生させる問題を解決することができる。なお、前記ゲート直下の製品肉厚ｔの下限値は、前記したように樹脂の流動の妨げになること、キャビディへの樹脂の充填が困難になる等の理由で、０．３ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００３８】
図６は前記したような筆記具用キャップ部材を二色成形する場合において、好適に採用される第１金型部材の他の例を示したものである。なお、図６においては図３に示した各部に相当する部分を同一符号で示しており、したがって、その詳細な説明は割愛する。この図６に示された第１金型部材１５においては、そのゲート１８の位置が第２金型部材によって成形される２次側樹脂材料により覆われる位置に設定されている。
【００３９】
前記のように第１金型部材を構成することにより、たとえ１次成形品において前記したような皺あるいは曇り等が残されていても、当該部分を２次成形によって隠蔽することができる。このために、１次成形における射出成形の条件を比較的自由に設定することができる。
【００４０】
以上の説明は、この発明を二色成形法に採用した場合を例にしているが、この発明は前記したような二色成形法に採用されるだけでなく、一組の金型部材により、一度で成形される通常の射出成形にも応用することができる。この場合においても、ゲートの径ｄ、およびゲートとコア部材の距離、すなわちゲート直下の成形品の肉厚ｔは、前記と同様の範囲にすることが望ましい。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、金型部材に形成されたキャビティ内に向かって開口される樹脂注入用ゲートの径ｄと、前記ゲート直下の成形品の肉厚ｔとの寸法関係を、前記した範囲に設定することにより、製品表面に生ずる皺あるいは曇り等の外観不良の発生を効果的に防止できることが実証されている。したがって、この発明を利用することで、この種の筆記具外装体の製品価値を向上させることに寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる成形方法を採用することによって得られたキャップ部材の外観図である。
【図２】図１（Ａ）におけるａ−ａ線より矢印方向に見た状態のキャップ部材の拡大断面図である。
【図３】図１および図２に示した構成のキャップ部材を二色成形するために用いられる第１金型部材の構成を示した断面図である。
【図４】同じく第２金型部材の構成を示した断面図である。
【図５】図４におけるｂ部分の拡大断面図である。
【図６】図１および図２に示した構成のキャップ部材を二色成形するために用いられる第１金型部材の他の構成例を示した断面図である。
【図７】この発明にかかる成形方法を検証するためになされた試作実験結果を示した写真である。
【図８】同じく条件を変えた他の試作実験結果を示した写真である。
【図９】同じく条件を変えた他の試作実験結果を示した写真である。
【図１０】同じくさらに条件を変えた他の試作実験結果を示した写真である。
【図１１】図７〜図１０に示した試作実験の結果をまとめた評価図である。
【符号の説明】
１      キャップ部材（筆記具外装体）
２      キャップ部
２ａ    突部
３      クリップ部
１１    可動金型
１３    コア部材
１５    第１金型部材
１６    第１キャビティ
１６ａ  凹部
１７    ランナ
１８    ゲート
２０    第２金型部材
２１    第２キャビティ
２２    ランナ
２３    ゲート
【図１】
2004291365.tif 000003
【図２】
2004291365.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004291365.tif 000009
【図８】
2004291365.tif 000010
【図９】
2004291365.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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