(57)【要約】【課題】  部材の形状を複雑にすることなく、容易に組み立て可能で、透明な外側部材を使用しても外観を損なうことない、外側部材と内側部材との溶着接合方法の創出を課題とし、もって高機能の、そして高い装飾性を有した２重壁を有するプラスチック成形品を提供することを目的とする。【解決手段】  透明性を有する外側部材に内側部材が嵌入組み付きして２重壁を形成するプラスチック成形品において、内側部材の嵌入限界で、両部材に嵌入方向に対し傾斜してそれぞれ形成された傾斜面が当接して両部材の位置決めがなされる構成とし、当接状態で外側部材側からのレーザーの光照射により、両傾斜面を溶着接合する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明性を有する外側部材(1)に内側部材(2)が嵌入組み付きして２重壁を形成する合成樹脂製の成形品であって、前記内側部材(2)の嵌入限界で、両部材(1、2)に嵌入方向に対し傾斜してそれぞれ形成された傾斜面(3a、3b)が当接して両部材(1、2)の位置決めがなされる構成とし、前記当接状態で外側部材(1)側からのレーザー光(L)の照射により、当接する両傾斜面(3a、3b)を溶着接合したことを特徴とするプラスチック成形品。
【請求項２】
両傾斜面(3a、3b)を、外側部材(1)の内側周面と内側部材(2)の外側周面に周設した請求項１記載のプラスチック成形品。
【請求項３】
外側部材(1)をレーザー光(L)に係る透過樹脂製とし、内側部材(2)を非透過樹脂製とした請求項１または２記載のプラスチック成形品。
【請求項４】
当接面にレーザー光(L)の焦点を形成させて溶着接合した請求項１、２または３記載のプラスチック成形品。
【請求項５】
成形品を、筒状の２重容器(11)とした請求項１、２、３または４記載のプラスチック成形品。
【請求項６】
成形品を、天板(22)が２重壁状である蓋体(21)とした請求項１、２、３または４記載のプラスチック成形品。
【請求項７】
プラスチック製の外側部材(1)にプラスチック製の内側部材(2)を嵌入組み付きして形成した２重壁を溶着接合する方法であって、
前記内側部材(2)の嵌入限界で、両部材(1、2)に嵌入方向に対し傾斜してそれぞれ形成された傾斜面(3a、3b)が当接して両部材(1、2)の位置決めがなされる構成とし、両傾斜面(3a、3b)が当接した状態で、両部材(1、2)を相互に嵌入方向沿って押圧し、前記両傾斜面(3a、3b)間に押圧力を作用させた状態で、外側部材(1)側からレーザー光(L)を照射して、両傾斜面(3a、3b)を溶着接合する２重壁の溶着接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー溶着法により外壁と内壁を溶着接合した２重壁を有するプラスチック成形品、および２重壁の溶着接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、特許文献１には内容物の保護のために不透明とした内側容器に、透明な外側容器を外嵌組付けして２重壁を形成した化粧料容器に係る発明が記載されている。このように容器を２重壁状とすることにより、遮蔽効果を有する内側容器で化粧料の品質の低下を抑制しながら、透明な外側容器との組み合わせで容器全体に変化に富んだかつ深みのある、優れた装飾効果を現出させることができる。
【特許文献１】特開平１０−５９３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
２重壁を有する容器において外側部材と内側部材を組付き固定する方法として、特許文献１には内側容器の上端部に係合片を設け、外側容器には係合切欠きを設けてこの係合片を係合切欠きに嵌合して組付ける方法、さらには３つめの部材である組付きリングで両者を組み付け固定する方法が記載されているが、この方法では成形品の形状が複雑な形状になる、あるいは部品点数が増えてしまう等の問題がある。
【０００４】
一方、２つの部材を溶着接合により組付き固定する方法として、超音波、高周波、スピン等による方法もあるが、溶着面部分において樹脂を溶融させる範囲や、溶融量を十分制御することが難しく、余分な樹脂が溶着面から流出して外観が損なわれてしまう場合がある。また、超音波による溶着方法は溶着面を振動させながら溶融するのでどうしても接合部分で皺が発生したり、樹脂によっては熱で白化したりして、特に外側部材が透明状である場合には外観を損なうし、また傾斜面等の接合が基本的にはできないという問題がある。
【０００５】
本発明は、部材の形状を複雑にすることなく、容易に組み立て可能で、透明な外側部材を使用しても外観を損なうことない、外側部材と内側部材との溶着接合方法の創出を課題とし、もって高機能の、そして高い装飾性を有した２重壁を有するプラスチック成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記技術的課題を解決する本発明のうち、請求項１記載の発明の手段は、
透明性を有する外側部材に内側部材が嵌入組み付きして２重壁を形成するプラスチック成形品において、
内側部材の嵌入限界で、両部材に嵌入方向に対し傾斜してそれぞれ形成された傾斜面が当接して両部材の位置決めがなされる構成とすること、
当接状態で外側部材側からのレーザー光の照射により、両傾斜面を溶着接合したこと、
にある。
【０００７】
請求項１記載の上記構成により、内側部材の嵌入限界で、両部材に嵌入方向に対し傾斜してそれぞれ形成された傾斜面が当接して両部材の位置決めがなされる構成とすることにより、内側部材の嵌入組み付け操作を両傾斜面に沿ってスムーズに実施することができる。また、両傾斜面が当接した状態で、嵌入方向に押圧力を作用させることにより両傾斜を密着させ、溶着接合を確実に達成することができる。
【０００８】
そして、レーザー光の照射による方法は、超音波やスピンによる方法のように当接面での動的な変位を印加するものではないので、押圧力が当接面に斜めに作用した状態であっても、溶着接合をスムーズに、かつ確実に実施することができる。
【０００９】
また、レーザー光は直進性に優れおり、光束が拡散することがないので、当接面の所定箇所を限定的に照射することができ、すなわち樹脂の溶融範囲を高精度に制御することができ、当接面の幅がミリ単位であっても樹脂を余分に溶融することがなく、当接面から余分な溶融樹脂が流れ出すことを防ぐことができる。また、当接面近傍における樹脂の溶融が極く静的に進行するので、溶融した樹脂が冷却固化部分で、皺が発生したり、白化したりすることがないので、外側部材が透明性であっても、溶着接合部分により外観が損なわれることもない。
なお、本発明において「透明性を有する」とは半透明性、何らかの可視光の透過性を有することを含む。
【００１０】
請求項２記載の発明の手段は、請求項１記載の発明において、両傾斜面を、外側部材の内側周面と内側部材の外側周面に周設すること、にある。
【００１１】
請求項２記載の上記構成により、両傾斜面をそれぞれ周設することにより、外側部材と内側部材の位置決めを容易に、かつ安定して実施することができる。
なお、レーザー光の照射による両傾斜面の溶着接合は必ずしも全周に亘って溶着する必要はなく、使用目的に応じて、たとえば、等中心角度に複数の位置に溶着部分を形成することもできる。
【００１２】
請求項３記載の発明の手段は、請求項１または２記載の発明において、外側部材をレーザー光に係る透過樹脂製とし、内側部材を非透過樹脂製とすることにある。
【００１３】
請求項３記載の上記構成は、両傾斜面の当接面近傍で樹脂を溶融するための具体的な方法に関するものであり、この構成は一般的にＬＴＷ(Laser Transmission Welding)法と称される方法であり、レーザー光を透過させるプラスチック部品（透過性樹脂部品）とレーザー光を吸収させるプラスチック部品（非透過（光吸収）性樹脂部品）を重ねて、適度の圧力で押し付けながらレーザー光を透過性樹脂部品側から照射させる方法であり、レーザー光は透過性樹脂部品を透過し、境界面付近で非透過性樹脂部品を加熱して溶融して両部品を溶着接合するものである。
【００１４】
そして、このＬＴＷ法により両傾斜面の当接面近傍の限定された範囲を限定的に溶融して溶着接合を高精度に達成することができる。
【００１５】
ここで、レーザー光に係る透過樹脂としては、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ＰＭＭＡ（メタクリル酸樹脂）等の非晶性で透明な樹脂、ポリエチレンテレフタレート、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド樹脂等の結晶性の透明、あるいは半透明性の合成樹脂等、ほとんどの一般的な合成樹脂を使用することができる。
また、非透過樹脂としてはレーザー光を吸収する顔料、染料の光吸収性着色剤を分散させた合成樹脂が使用される。
【００１６】
請求項４記載の発明の手段は、請求項１、２または３記載の発明において、当接面にレーザー光の焦点を形成させて溶着接合したこと、にある。
【００１７】
請求項４記載の上記構成も、両傾斜面の当接面近傍で樹脂を溶融するための具体的な方法に関するものであり、請求項４記載の上記構成は、特にポイント状に溶融させて両傾斜面を接合するのに向いた方法である。ここで、前述した透過樹脂製であってもレーザー光をある程度は吸収して発熱するので、光束を絞って当接面に焦点を形成させることにより、光吸収性着色剤が分散していない状態でもポイント状に溶融させて両者面を接合することが可能である。
【００１８】
請求項５記載の発明の手段は、請求項１、２、３または４記載の発明において、成形品を筒状の２重容器としたこと、にある。
【００１９】
請求項５記載の上記構成は、具体的な応用例に関するものであり、２重壁により、化粧料用等の用途の容器に、変化に富んだかつ深みのある、優れた装飾効果を現出させることができる。
【００２０】
請求項６記載の発明の手段は、請求項１、２、３または４記載の発明において、成形品を、天板が２重壁状である蓋体としたこと、にある。
【００２１】
請求項６記載の上記構成も、具体的な応用例に関するものであり、請求項６記載の上記構成により、天板を２重壁とすることにより、コンパクト容器等の用途の蓋体に、変化に富んだかつ深みのある、優れた装飾効果を現出させることができる。
【００２２】
請求項７はプラスチック製の外側部材にプラスチック製の内側部材を嵌入組み付きして形成した２重壁を溶着接合する方法に係るものであり、
その方法は、
内側部材の嵌入限界で、両部材に嵌入方向に対し傾斜してそれぞれ形成された両傾斜面が当接して両部材の位置決めがなされる構成とし、
両傾斜面が当接した状態で両部材を相互に嵌入方向に沿って押圧し、この両傾斜面間に押圧力を作用させた状態で、
外側部材側からレーザー光を照射して、両傾斜面を溶着接合すること、にある。
【００２３】
請求項７記載の上記方法により、両傾斜面が当接した状態から両部材を相互に嵌入方向に押圧して、両傾斜面間に押圧力を作用させるので、組付き状態が安定して保持され、両傾斜面が密着、押圧された状態でレーザー光を照射することができ、傾斜面の所定範囲において高精度にかつスムーズに樹脂の溶融とその圧着を進行させることができ、外観を損なうことなく、容易に２重壁の溶着接合を達成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は上記した構成であり、以下に示す効果を奏する。
請求項１記載の発明にあっては、内側部材の嵌入組み付け操作をスムーズに実施することができ、両傾斜面が当接した状態で、嵌入方向に押圧力を作用させることにより両傾斜を密着させ、溶着接合をスムーズに達成することができる。
【００２５】
また、レーザー光により当接面近傍の樹脂の溶融範囲を高精度に制御することができ、必要以上の樹脂の溶融を防ぐことができると共に、樹脂の溶融が極く静的に進行するので、溶融した樹脂が冷却固化部分に皺が発生したり、白化したりすることがなく、外側樹脂が透明性であっても、溶着接合部分により外観が損なわれることもない。
【００２６】
請求項２記載の発明にあっては、両傾斜面をそれぞれ周設することにより、外側部材と内側部材の組み付きを容易に、かつ安定して実施することができる。
【００２７】
請求項３記載の発明にあっては、ＬＴＷ法により両傾斜面の当接面近傍の限定された範囲を溶融して溶着接合を高精度に達成することができる。
【００２８】
請求項４記載の発明にあっては、光束を絞って接合面上に焦点を位置させることにより、光吸収性着色剤が分散していない状態でもポイント状に溶融させて接合することが可能となる。
【００２９】
請求項５記載の発明にあっては、２重壁により、化粧料用等の用途の容器に、変化に富んだかつ深みのある、優れた装飾効果を現出させることができる。
【００３０】
請求項６記載の発明にあっては、天板を２重壁とすることにより、コンパクト容器等の用途の蓋体に、変化に富んだかつ深みのある、優れた装飾効果を現出させることができる。
【００３１】
請求項７記載の発明にあっては、組付き状態が安定して保持され、両傾斜面が密着、押圧された状態でレーザー光を照射することができ、傾斜面の所定範囲において高精度にかつスムーズに樹脂の溶融とその圧着を進行させることができ、外観を損なうことなく、容易に２重壁の溶着接合を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は本願発明の第１実施例である胴部を２重壁とした２重容器の半縦断正面図である。
外側部材１は透明性を有するポリプロピレン樹脂製の有底円筒状の射出成形品であり、内側部材２は光吸収性の着色剤を分散させたポリプロピレン樹脂製であり、有底円筒状の胴部に口筒部１２を起立設した壜体状のブロー成形品である。
また、外側部材１の上端内周面には傾斜面３ａが周設され、内側部材２の胴部上端外周面には傾斜面３ｂが周設されている（図２（ａ）も参照）。
【００３３】
図２は、図１中の円で囲われた部分近傍の形状を拡大して示したものであり、２重容器１１の外側部材１と内側部材２の溶着接合方法を示す概略説明図である。図２（ａ）は外側部材１への内側部材２の組み付け方法を示すものであり、内側部材２の胴部を外側部材１の胴部に挿入し、最終的には内側部材２の傾斜面３ｂが外側部材１の傾斜面３ａの上方から、図中白抜き矢印で示す嵌入方向Ｄｉに沿って嵌入、そして両傾斜面３ａ、３ｂが当接し、嵌入限界となり両部材１、２の位置決めがされる。
【００３４】
図２（ｂ）はレーザー光Ｌによる溶着接合工程を説明するものであり、上記のように両傾斜面３ａ、３ｂが当接して位置決めされた状態で、嵌入方向Ｄｉ沿って両部材１、２を相互に押圧し、両傾斜面３ａ、３ｂ間に押圧力を作用させて、この両傾斜面３ａ、３ｂを密着させた状態で、外側部材１側から照射装置Ｍによりレーザー光Ｌを当接面５に照射して、両傾斜面３ａ、３ｂを溶着接合する。
【００３５】
本実施例の溶着方法はＬＴＷ(Laser Transmission Welding)法と称される方法であり、レーザー光Ｌを透過させる透過樹脂製の外側部材１とレーザー光Ｌを吸収させる非透過樹脂製の内側部材２を重ねて、適度の圧力で当接面５を押し付けながらレーザー光Ｌを外側部材１から照射させる。そしてレーザー光Ｌは外側部材１を透過し、当接面５近傍で内側部材２の樹脂を加熱して溶融し、さらにこの熱が外側部材１に伝導して外側部材１も溶融し、両部材１、２の溶融樹脂が押圧力により圧着して、両傾斜面３ａ、３ｂを溶着接合する。
【００３６】
ここで、内側部材２の嵌入限界で、両傾斜面３ａ、３ｂが当接して両部材１、２の位置決めがなされる構成であるので、両傾斜面３ａ、３ｂに沿って内側部材２の嵌入組み付け操作をスムーズに実施することができ、両傾斜面３ａ、３ｂが当接した状態で、嵌入方向Ｄｉに押圧力を作用させることにより両傾斜面３ａ、３ｂを密着させ、押圧した状態で溶着接合を確実に達成することができる。
【００３７】
また、レーザー光Ｌにより当接面５の所定箇所を限定的に照射制御することができるので、冷却固化した部分で、皺の発生や、白化することも無く外側部材１が透明性であっても、接合部分により外観が損なわれることもない。
【００３８】
なお、両傾斜面３ａ、３ｂの溶着接合は、全周に亘って溶着することもできるし、たとえば、等中心角度の複数箇所でポイント状に溶着することもでき、組付き強度、外観等を考慮しながら選択することができる。
そして本実施例のように中心軸回りに回転対称性を有する成形品では、全周に亘って溶着する際には、照射装置Ｍの位置は固定して、２重容器１１を回転治具に固定し、中心軸回りに回転させながらレーザー光Ｌを照射する方法を適用することができる。また、等中心角度でたとえば４箇所で溶着させる場合には、照射装置Ｍを対向する４箇所に配置して溶着する方法を適用する方法を適用できる。
【００３９】
また、本実施例において内側部材２について着色により遮光性をもたせることにより、化粧料等の内容物の品質の低下を防ぐことができる。また、外側部材１、内側部材２に関して、加飾目的に応じて、たとえば印刷、蒸着、ホットスタンプ等のさまざまな態様の加飾を付加することもできる。また、外側部材１も透明性、あるいは半透明性を保持できる範囲で着色することもできるし、さらにフィラー等を適宜に分散させて外側部材１を乳白色状にすることによりさらに高級感を付加することもできる。
【００４０】
図３と図４は本発明の第２実施例であるコンパクト容器の蓋体２１を説明するものである。この蓋体２１の平面形状は円形であり、薄皿状のコンパクト容器本体と蝶番によりみ合わされて使用される。図３はこの蓋体２１の縦断正面図で、外側部材１と内側部材２の２つの部材を組み付けて天板を２重壁にしたものである。ここで、外側部材１は乳白色の半透明性のＡＢＳ樹脂製であり、内側部材２は光吸収性の着色剤を分散させたＡＢＳ樹脂製である。
【００４１】
図４は、図３中の円で囲われた部分近傍の形状を拡大して示したものであり、
天板を２重壁とした蓋体２１の外側部材１と内側部材２の溶着接合方法を示す概略説明図である。
図４（ａ）は外側部材１への内側部材２の組み付け方法を示すものであり、組み立ては内側部材２のフランジ部２２を外側部材１の下端周縁に挿入し、最終的には両傾斜面３ａ、３ｂが当接する嵌入限界となり、両部材１、２の位置決めがされる。
【００４２】
図４（ｂ）はレーザー光Ｌによる溶着接合工程を説明するものであり、第１実施例で記載したのと同様に、両傾斜面３ａ、３ｂが当接して位置決めされた状態で、嵌入方向Ｄｉに沿って両部材１、２を相互に押圧し、両傾斜面３ａ、３ｂ間に押圧力を作用させて、この両傾斜面３ａ、３ｂを密着させた状態で、外側部材１側から照射装置Ｍによりレーザー光Ｌを当接面５に照射して、両傾斜面３ａ、３ｂを溶着接合する。
【００４３】
このようにレーザー光Ｌの照射により両傾斜面３ａ、３ｂを溶着接合することにより、外側部材１と内側部材２が強固に組付き固定して、天板を２重壁とすることができ、乳白色で半透明の外側部材１と、着色された内側部材２の組み合わせで蓋体２１に変化に富んだ、かつ深みのある、優れた装飾効果を現出させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上説明したように本発明の２重壁を有するプラスチック成形品は、部材の形状を複雑にすることなく、容易に組み立て可能で、透明な外側部材を使用しても外観を損なうことがないものであり、２重壁により変化に富んだかつ深みのある、優れた装飾効果を現出させることができ、化粧料用容器等の分野で幅広く使用展開されることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の成形品の第１実施例である２重容器を示す半縦断正面図である。
【図２】図１の容器の外側部材と内側部材の溶着接合における（ａ）は組付け工程、（ｂ）は溶着工程を示す概略説明図である。
【図３】本発明の成形品の第２実施例である蓋体を示す縦断正面図である。
【図４】図３の容器の外側部材と内側部材の溶着接合における（ａ）は組付け工程、（ｂ）は溶着工程を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  ；外側部材
２  ；内側部材
３ａ；（外側部材）傾斜面
３ｂ；（内側部材）傾斜面
５  ；当接面（接合面）
１１；２重容器
１２；口筒部
２１；蓋体
２２；フランジ部
Ｍ  ；照射装置
Ｌ  ；レーザー光
Ｄｉ；嵌入方向
【図１】
2007144909.tif 000003
【図２】
2007144909.tif 000004
【図３】
2007144909.tif 000005
【図４】
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