オーバーモールド成形カトラリー製品

本発明は、食事道具および卓上食器類などの使い捨て式成形製品と、家庭用、レストラン用、ケータリング用、商業用、および業務用の消耗式食事道具および卓上食器類の製造とに関する。より詳細には、本発明は、外観が向上し、コストがより安価であり、安全性が改善され、構造的完全性が高い消耗式カトラリーおよび卓上食器類に関する。

時として使い捨て式カトラリーと呼ばれる使い捨て式プラスチック食事道具は、単回使用後の廃棄を可能にするように適度な低コストで利便性を実現するため、レストラン、家庭、施設、航空機内などの商業的環境、およびケータリングイベントにおいて広く使用される。現行では、かろうじて機能性を有する安価な軽量プラスチックカトラリー形式から、比較的高価であるが高品質およびより魅力的なカトラリー形式のものまで、多数のタイプの使い捨て式プラスチックカトラリーが存在する。

使い捨て式カトラリー製品は、上等な贈呈品には適さない、第一級には満たない外観を有するものと一般的に見なされており、一方で耐久性カトラリーすなわち金属カトラリーは、より上等で高級なイメージを有するものと一般的に見なされるが、実際問題としては単回使用後の使い捨て用としては高価すぎる。認識におけるこの差異は、耐久性カトラリーの優れた強度だけに起因するわけではない。実際に、ステンレス鋼カトラリーまたは耐久性カトラリーは、使い捨て式プラスチックカトラリーよりも強度が高いが、重量プラスチックカトラリーは、殆どの状況に対して機能的に十分であり、洗浄後にも再利用し得る。したがって、この重量プラスチックカトラリーは、非耐久性ではあるが、単回使用後の使い捨て式ではなくむしろ限定的な時間または限定的な洗浄回数にわたり再利用可能であるという点で消耗式であると見なされるように、依然として十分に低コストのものである。したがって、上等な場面における使い捨て式プラスチックカトラリーの使用の主な障害は、使い捨て式プラスチックカトラリーの実際の性能ではなく、これに付随する認識およびイメージである。

使い捨て式プラスチックカトラリーの外観を向上させる1つのアプローチは、これに金属被覆を施すことである。金属被覆されたカトラリーが、米国特許第6,983,542号明細書、米国特許出願公開第2006/0191145号明細書、および米国特許出願公開第2010/0192388号明細書に記載されている。これらの特許公開は、本物のステンレス鋼カトラリーの外観を再現した金属被覆プラスチックカトラリーについて記載している。

使い捨て式プラスチックアイテムの外観を向上させるもう1つの方法は、種々の色または種々のテクスチャを有する製品を成形することである。複数の他の参考文献が、製品を作るための種々のプラスチックまたはエラストマー材料のオーバーモールド成形の利用を含む、使い捨て式カトラリー製品または他の製品について開示している。米国特許第6,634,877号明細書および米国特許出願公開第2002/0014720号明細書は、製品を射出オーバーモールド成形するための装置および方法を開示しており、これらの文献の全内容は、本明細書で開示される修正と共に本発明で使用可能なタイプの設備および方法の例として、参照により本明細書に明確に組み込まれる。

成形製品の複数の具体例を以下に示す。

米国特許第7,234,939号明細書は、異なる特性を有する、すなわち一方は剛性であり一方は弾性であるポリマーを用いた2ショットオーバーモールド成形により作られる歯科器具を開示している。第1のポリマーの表面は、第2のポリマーとのインターロックを形成するために粗面化され得る。歯科器具基材は、金属である。識別文字(図6Bの618’)が、第1のポリマーから成形され、次いで異なる色の第2のポリマーにより囲まれ得る。

米国特許第6,821,468号明細書は、ハンドルを形成するための2つの材料の成形を開示している。レタリングが、これらの材料の一方により他方の材料から離れて設けられ得る。

米国特許第6,368,536号明細書は、2つの異なる材料で射出成形された器具ハンドルを開示している。ハンドル11は、2ショット射出成形プロセスで形成され、内方本体20が、第1のショットで形成され、外方グリップ本体35が、第2のショットで形成される。外方本体は、内方本体を完全に囲む。

米国特許第6,276,020号明細書は、強度のために第1の材料を成形し、美観用の第2の材料を受けるための一対の凹部を設けることによって作られた歯ブラシを開示している。これらの凹部内の第2の材料は、第1の材料により隔てられる。

米国特許第5,956,799号明細書は、第2の成形材料の隆起リブを有する第1の成形材料で作られたパティナイフを開示している。

米国特許第5,920,943号明細書は、外方軟質層および硬質材料の内方構造体を有する共射出成形ペイントブラシに関する。

米国特許第5,615,445号明細書は、第2の軟質材料でオーバーモールド成形された第1の成形硬質材料で作られたパティナイフを開示している。

米国特許第5,290,063号明細書は、スキーポール用の2色成形ハンドグリップを開示している。このグリップは、文字を囲む軟質エラストマー材料とは異なる色の文字を備える。

米国特許第4,535,014号明細書は、歯ブラシなどの製品のハンドル内に種々の色彩のポリマーを与えるための多色2(またはそれ以上の)ショットプロセスを開示している。

米国特許第4,422,995号明細書は、中央芯の周囲に細長中空加工物を射出成形するための方法を開示している。第1の量のプラスチックが、芯の一部が延在する第1の型穴内に射出されて、芯の周囲にスペーサ要素を形成する。スペーサ要素が硬化された後に、芯およびスペーサは、第2の型穴に移転され、そこで別のプラスチックがこの第2の型穴内に射出されることにより工作物が完成する。

米国特許第2,335,872号明細書は、2ピース型内に刃/成形ハンドルアセンブリを配置することにより形成される成形カトラリーアイテムを開示している。一方の部材は、40で示され(図4)、型はゲート42およびベント43を有する。この型は、好ましくは鋼または他の適切な金属からなる。次いで、中子およびハンドルを一体化するための金属が、ゲート42を通して鋳込まれる。この金属は、好ましくは55〜60%のスズ、40〜45%の鉛、および少量のアンチモンを含む合金であり、約400~450°Fを超過しない鋳込温度を有する。この金属は、図4に示すように刃およびハンドルの周囲を流れ、ボルスタからハンドルのボア内へと流れ込み、中子の周囲のボアを満たし、開口部28を通してボアから流出してリベット20を形成する。

米国特許出願公開第2011/0219631号明細書は、共に接合された第1のパーツおよび第2のパーツからなるプラスチックカトラリーを開示している。第1のパーツは、第1の食品用樹脂の食品接触パーツであり、金属被覆され得る。第2のパーツは、着色され得る非食品用樹脂の食品非接触パーツである。第1のパーツは、抗菌性外方層と共に共有押出成形される第1の樹脂からなり得る。食品接触パーツは、非食品接触パーツ内に挿入される。

米国特許出願公開第2009/0144991号明細書は、道具ヘッドが開き位置と折畳み位置との間で関節運動するように、シャフトに枢動連結された道具ヘッドを開示している。

米国特許出願公開第2009/0119860号明細書は、リベット接合部を有する製品を開示しており、共に接合される構成要素は、リベットに対して垂直な面内で相互に対して可動である。

米国特許出願公開第2007/0079685号明細書は、閉ボアまたは貫通ボアであることが可能な空部45(例えば図7に示すような)を有する本体40を備えるギターピックを開示している。本体30は、図5に示すものなどのように本体30から突出し空部35内に対合的に係合される、例えば図5および図6に示すような文字または他の印を形成し得るボス36を有することが可能である。空部45およびボス36は、対応する形状または異なる形状を有することが可能である。ボスは、成形材料により囲まれる。

これらの開示にもかかわらず、効率的および効果的に製造され得るカトラリーなどのさらにより魅力的でさらに衛生的な使い捨て式製品に対する需要が依然として高まりつつあり、これらは、遂に本発明によって提供される。

ここで、本発明は、作用端部と、作用端部から離れるように延在する長手方向支持芯とを備える第1の成形構造体を備える成形製品の形態の当技術に関する改良を提供する。芯は、おもて面および裏面と、芯の長さに少なくとも沿って配置された対向する側壁部とを備える。有利には、第1の成形構造体上への第2の成形構造体の成形を容易にするために、側壁部は、芯のおもて面の上方に延在する高さを有するか、または芯は、露出表面および1つまたは複数の側部を有する1つまたは複数のアイランドをさらに備える。

好ましくは、成形製品は、側壁部間の第1のショット成形構造体の芯の少なくともおもて面上に存在して、支持芯と共に製品用のハンドルを形成する第2の成形構造体を備える。また、好ましくは、側壁部は、芯の裏面の下方に延在する高さを有し、第2の成形構造体は、側壁部間の芯の裏面上にも存在する。

支持芯は、比較的厚い中央長手方向部分から側壁部に連結された比較的薄い側部部分にかけて概してテーパ状をなし、第1の成形構造体の複数のアイランドが、好ましくは側壁部に対して離間関係においておもて面および裏面の両方の上に芯の中心長手方向部分に沿って配置され、おもて面上のアイランドは、裏面上のアイランドと垂直配列に位置決めされる。好ましくは、第1の成形構造体は、作用端部の対向側にテーパ状端部を有し、第2の成形構造体は、芯のおもて面から裏面まで延在してテーパ状端部を覆い、テーパ状端部に隣接する側壁部は、角度づけされた端部部分を備える。

他の成形製品では、側壁部の代わりにまたは側壁部に加えて、第1の成形構造体は、露出表面および1つまたは複数の側部を有する1つまたは複数のアイランドを備えてもよく、アイランドは、側壁部に対して所定の配列で位置決めされ、第2の成形構造体は、アイランドの側部を覆うが露出表面は覆わない。また、第1の成形構造体のおもて面および裏面は、側壁部に対して所定の配列で位置決めされた1つまたは複数のアイランドを備え、第2の成形構造体は、アイランドの側部を覆うが露出表面を覆わない。好ましくは、第1の成形構造体は、第1の成形構造体上への第2の成形構造体の成形を容易にするために、側壁部およびアイランドの両方を備える。

アイランドの露出表面は、円形、楕円形、多角形、またはダイヤモンド形の外周部を有してもよく、側部は、露出表面と同一の外周部または異なる外周部を有し、任意選択でアイランドは、パターンまたは文書を集合的に形成する。好ましくは、第1の成形構造体および第2の成形構造体は、アイランドの露出表面の色彩が第2の成形構造体の色彩と対照的になるように異なる色からなる。これらの色彩効果は、アイランドが角度づけされた側部を備える場合に、特に第2のショット材料が透明である場合に強まる。また、アイランドは、製品の外観を向上させるためにリベットとしての外観を呈するように構成され得る。また、アイランドは、第2の成形構造体が形成されつつある場合に、第1の成形構造体に対して追加的な安定性および支持を与える。

第1の成形構造体は、作用端部と芯との間に位置し、作用端部および芯に連結された移行構造体をさらに備えてもよく、移行構造体は、1つまたは複数の開口を備え、第2の成形構造体は、1つまたは複数の開口内に延在し、1つまたは複数の開口を充填する。この構造は、製品に対して視覚的に魅力のある設計を与えると共に、作用端部と芯との間の強力な連結にも寄与する。好ましくは、第1の成形構造体の成形側壁部は、移行構造体から延在し、製品のハンドルの外周部を形成し、穴が、芯にまたは芯と側壁部との間に設けられて、第2の成形構造体の形成を容易にする。典型的には、作用端部は、スプーン、フォーク、ナイフ、歯ブラシ、ペイントブラシ、および剃刀から構成される群より選択される器具を備え、第1の成形構造体および第2の成形構造体は、対照的な色彩からなる。

また、本発明は、対照的な色彩の第1の成形構造体および第2の成形構造体を有するオーバーモールド成形製品を形成するための第1のショット成形構造体の使用に関する。また、かかる対照的な色彩の第1の成形構造体および第2の成形構造体を有する本明細書において説明されるようなオーバーモールド成形製品を作る方法が開示される。

本発明の別の実施形態は、本明細書に開示されるような第1の成形構造体を画成するように構成された型空間を有する第1の型を形成するための型パーツを用意することと、第1の成形構造体を実現するために第1の型穴内に第1の成形材料を射出することと、本明細書において定義されるような第2の成形構造体を画定するように構成された型空間を有する第2の型を形成するための追加の型パーツを用意することと、製品を形成するために第1の成形構造体の少なくとも一部分の上にオーバーモールド成形された第2の成形構造体を形成するために、第2の型穴内に第2の成形材料を射出することとによって、第2の構成要素の少なくとも一部分を覆って第1の構成要素をオーバーモールド成形することにより成形製品を作るための方法に関する。次いで、製品は、型パーツから回収される。

典型的には、第1の型空間は、作用端部を形成するための単体の型または割り型を備える型パーツから、および支持芯を形成するための第1の上方型パーツおよび第1の下方型パーツから形成される。その後、第2の型空間は、第1の上方型バーツおよび第1の下方型パーツを第2の上方型パーツおよび第2の下方型パーツと交換してオーバーモールド成形を可能にすることによって形成される。

製品が側壁部を有する場合には、方法は、第1の成形構造体の側部上への第2の材料のブリージングを防止するのに十分な高さを有する第1の成形構造体の側壁部を構成することを含む。第2の型空間は、第2の成形構造体が、作用端部の対向側の第1の構造体の端部をやはり覆うように構成され得る。さらに、第1の型穴は、作用端部の対向側にテーパ状端部を有する第1の成形構造体を形成するように構成され、テーパ状端部に隣接する側壁部は、テーパ状端部に隣接する第1の成形構造体の側壁部上への第2の材料のブリージングを防止するために角度づけされた端部部分を備え得る。

第1の成形構造体が、1つまたは複数のアイランドを備える場合には、第1の型空間は、芯のおもて面もしくは裏面の上にまたは両表面上に1つまたは複数のアイランドを画成するように構成されてもよく、好ましくは、第2の型空間は、成形製品にアイランドの露出表面を形成するように構成される。また、第2の型穴は、製品に所望の視覚的効果を与えるために、均一の厚さまたは可変厚さの第2の成形構造体を形成するように構成され得る。

方法は、円形、楕円形、多角形、またはダイヤモンド形の外周部と、露出表面と同一の外周部かまたは異なる外周部を有する1つまたは複数の直線状側部または有角側部とを有するアイランドを形成するように、ならびに任意選択でパターンもしくは文書を集合的に形成するようにアイランドを形成するように、第1の型穴を構成することを含んでもよい。また、異なって着色された成形材料の射出は、第1の成形構造体および第2の成形構造体が異なる色彩からなり、アイランドの露出表面の色彩が第2の成形構造体の色彩と対照的になるように利用され得る。これらの色彩効果は、アイランドが角度づけされた側部を備える場合に強まる。

方法は、作用端部と芯との間に位置し、作用端部および芯に連結された移行構造体を第1の成形構造体に与えるように第1の型穴を構成することであって、移行構造体が1つまたは複数の開口を備える、構成することと、第2の成形構造体が1つまたは複数の開口内に延在し、1つまたは複数の開口を充填し、成形製品の作用端部とハンドルとの間に装飾移行部を形成するように第2の型穴を構成することとを含んでもよい。また、第1の型穴は、スプーン、フォーク、ナイフ、歯ブラシ、ペイントブラシ、および剃刀から構成される群より選択される器具の形態で作用端部を形成するように構成され得る。

以下、本発明の好ましい特徴が、添付の図面と関連して説明される。

本発明の好ましい実施形態として示されたオーバーモールド成形プラスチックフォークの斜視図である。当然ながら、本明細書で開示されるような他のカトラリーまたは手持ち型器具が可能であるように、スプーンまたはナイフも同様に形成され得ることが容易に予見される。

(図1A)図1のオーバーモールド成形プラスチックフォーク用の第1の成形構造体のおもて面の前方斜視図である。(図1B)図1のオーバーモールド成形プラスチックフォーク用の第1の成形構造体のおもて面の後方斜視図である。

第1の成形構造体および第2の成形構造体のさらなる細部を示すためのフォークハンドルの断面図である。

第1の成形構造体および第2の成形構造体のさらなる細部を示すためのフォークハンドルの断面図である。

(図4A)図1のフォークのハンドルのおもて面および側部の斜視部分断面図である。(図4B)図4Aに示すハンドルの角の端部の拡大図である。

(図5A)第1の成形構造体および第2の成形構造体が作用端部とハンドルとの間の移行構造体にてどのように交わるかを示すための、背面斜視配向で見た、移行構造体の中心線に沿った本発明によるオーバーモールド成形ナイフの断面図である。(図5B)第1の成形構造体および第2の成形構造体が作用端部とハンドルとの間の移行構造体にてどのように交わるかを示すための、前面斜視配向で見た、移行構造体の中心線に沿った本発明によるオーバーモールド成形ナイフの断面図である。

(図6A)オーバーモールド成形フォークの前方斜視図である。(図6B)図6Aのフォークの後方斜視図である。

(図7A)本発明のオーバーモールド成形フォーク用の第1の成形構造体の代替的な実施形態の前面斜視図である。(図7B)図7Aの第1の成形構造体の背面斜視図である。

(図7C)図7Aおよび図7Bの第1の成形構造体を備える、第1の成形構造体および第2の成形構造体を組み合わせることにより作られた最終成形フォークの前面斜視図である。(図7D)図7Cの最終成形フォークの背面斜視図である。

第1のショットのおもて側および背側に沿ったならびに作用端部とハンドルとの間の移行構造体内への第2のショットの流れ詳細を示すための、ハンドルの代替的な実施形態の断面図である。

第1の成形製品をオーバーモールド成形するために射出される場合の第2のショットのさらなる流れ詳細を示すためのハンドルの断面図である。

第1のショットの前面から背へと流れるように射出される場合の第2のショットを可能にする開口を示すための、ハンドルの端部のおもての図である。

第1のショットの背側に沿っておよび移行構造体内に移動する場合の第2のショットのさらなる流れ詳細を示すための、移行構造体およびハンドルの断面図である。

図7Cおよび図7Dのオーバーモールド成形フォークの前面のハンドルおよび移行構造体のおもての斜視図である。

図7Cおよび図7Dのオーバーモールド成形フォークの背のハンドルおよび移行構造体の裏の斜視図である。

本発明は、プラスチックカトラリーおよび卓上食器類などの様々なハンドツールの成形製品と、この成形製品を作る方法とに関する。本発明のカトラリーの独自の設計は、高い構造的完全性および構成と、好ましく魅力的な視覚的効果との二重機能を実現する。

本明細書において、「プラスチック」という用語は、成形によって所望の形状に固定され得る材料を意味する。プラスチックは、樹脂および特に石油化学製品またはセルロース、大豆、もしくは農業副産物などの他の生物学的材料のいずれかに基づく合成樹脂であってもよく、これらはいずれもしばしば冷却により重合され、したがって樹脂粒子または樹脂ビードの射出成形を利用することにより所望の形状に形成され得る。成形されたプラスチックは、カトラリーおよび卓上食器類として使用するために十分な剛性を有さなければならず、本質的に、または成形される構成により増強される場合に、すなわち中空エリアを補剛するためのリブおよびビードを有する場合または強化用繊維の使用によって強度を得ることができる。また、プラスチックは、様々な色による着色およびテクスチャ加工が可能でなければならず、無毒性であり、添加物を含むことが可能でなければならない。また、プラスチックは、理想的には安価であり、大量の入手が容易に可能である。また、プラスチックは、射出成形され得るエラストマー特性を有する材料を含む。

本発明の一例としては、3つの道具すなわちナイフ、フォーク、およびスプーンを含むカトラリーセットにおいて、このセットのカトラリーの各道具は、食品に接触する作用パーツ、すなわちナイフの刃、フォークの歯、またはスプーンのくぼみ部と、食品に一般的には接触しないハンドルとを有する。これらのパーツは、共に固定的に成形されて使用向けの完全な道具を形成する。いくつかの実施形態では、この製品は、補強および美観上の目的のために移行構造体を備える。

また、本発明は、カトラリーではなく、ハンドルを操作することにより操作され典型的には有限回数の使用後に使い捨てとなる歯ブラシおよび剃刀ヘッド、パティナイフ、ペイントブラシベース、フロントガラススクレーパ、スクィージー、または他の器具などの他の作用パーツも含む。成形作用端部は、ブラシ毛、付属物、または器具の操作に必要な実装物を後に備えられ得る。

好ましくは、本発明は、プラスチックカトラリーと、かかるカトラリーを作るための成形方法とに関する。本明細書において、「カトラリー」という用語は、ナイフ、スプーン、フォーク、サラダフォーク、スープスプーン、バターナイフ、ステーキナイフ、カクテルフォーク、サーブ用フォークおよびスプーン、トング、箸、ケーキカッター、ヘラ、柄杓、つまようじ、およびキッチン道具等の食事道具を指すために使用され、これらはいずれも、ハンドルと、器具を形成するためにハンドルに接合される作用パーツとを特徴とする。ハンドルは、ユーザにより把持されるパーツである。「作用パーツ」という用語は、このカトラリーの文脈においては、カトラリーのハンドルの対向側のおよびそのハンドルに接合されるパーツであり、食品を保持する、切断する、取り扱う、給仕する、飲食する、または運ぶプロセスで使用されるように構成され、処理中の食品と接触状態になるおよび/またはユーザの口と接触状態になる。

以下、本発明の成形プラスチック製品がカトラリーとして示される。

プラスチックカトラリー製品は、典型的にはポリスチレン樹脂および/またはポリプロピレン樹脂の射出成形物である。代わりに、材料は、硬化された場合に意図される目的に対して十分な剛性および強度を有し、無毒性であり、使用安全性を有し、安全かつ合法的な処分の両方が可能である、射出成形可能な熱硬化性樹脂であってもよい。この材料は、各種の色彩で射出成形されるか、または透明であってもよい。一方のパーツが、透明であるまたは単色を有する材料から成形され、他方のパーツが、異なる色彩を有する材料から作られてもよく、またはその逆であってもよい。第2のパーツは、第1のパーツの上にオーバーモールド成形される。

本発明で有効な樹脂としては、ポリスチレン、ポリプロピレン、ならびにポリ塩化ビニルのホモポリマーおよびコポリマーが含まれる。具体的な塩化ビニルのコポリマーとしては、アクリル酸塩の重合されたモノマー、具体的にはメタクリレート、アクリロニトリル、スチレン、酸化フェニレン、アクリル酸、無水マレイン酸、ビニルアルコール、および酢酸ビニルが含まれる。所望に応じて、植物ベース樹脂または他の堆肥化可能樹脂もしくは生物分解性樹脂を使用することが可能である。プラスチックカトラリー用ポリスチレンが、比較的低コストで必要な強度を実現するために一般的に好ましい。

本カトラリーおよび卓上食器類で使用するための可塑剤が使用されてもよく、この可塑剤としては、低揮発性を有し、ポリマー樹脂粒子を分散させる能力を有する化合物が含まれる。可塑剤は、繊維を強化するためにポリマー樹脂の接着を促進し得る。典型的な可塑剤としては、エステル、ポリエステル、および油が含まれる。

本明細書において、「補強」という用語は、ガラス、金属、セラミック、炭素、または天然有機繊維もしくは合成有機繊維を含む強化用樹脂を指す。

プラスチックの硬化は、使用されるプラスチックのタイプに応じて、熱硬化、光活性化硬化、および電子ビーム硬化または他の放射タイプ硬化を含む、当技術において既知の様々な技術により達成され得る。他の熱可塑性材料は、冷却中に単に硬化して最終製品を形成する。

典型的には、使い捨て式カトラリーは、食品接触用途での使用について安全と見なされる、本明細書では食品用プラスチックとも呼ばれるポリスチレンおよび/またはポリプロピレンのいわゆる食品用樹脂から作られる。典型的には、食品用樹脂は、厳格なプロセス制御下で製造され、バージン材料として樹脂製造業者により供給されるポリマー樹脂である。

本発明は、製品を形成するために一方のポリマーを別のポリマーの上にオーバーモールド成形するための方法を提供する。この方法は、第1のポリマーを所望の構造へと形成し、次いで第1のポリマーの構造体の一部分を覆って第2のポリマーをオーバーモールド成形することを伴う。

第1のポリマーは、製品に支持および強度を与える剛性ポリマー材料を含み得る。本明細書において、「剛性の」は、曲げまたは構成形状の外部からの付勢に対する抵抗力を指す。

剛性ポリマー材料は、必要な強度および耐久性を与え、これは、例えばナイフによる切断時など、製品の把持および使用に伴う応力および力を被る製品の部分にとって重要となる。

第2のポリマーは、第1のポリマーと同一の材料から一般的になるが、典型的には異なる色彩を有する。いくつかの実施形態では、第2のポリマーは、製品に対して外観上または機能上の改良を与えるために、より軟質またはより低剛性のプラスチックであってもよい。この実施形態では、第2のポリマーは、ハンドルの複数部分に高い快適性および把持性を与えるエラストマー材料であってもよい。

成形製品のハンドルは、所望の形状を有し得る。以下に示すように、側壁部がハンドルに設けられると、ハンドルのおもて面および裏面は、ハンドルの長手方向中心線に沿って先端で合流する緩く傾斜した壁部を有し得る。おもてハンドル表面および裏ハンドル表面は、代わりに平坦または若干丸みを帯びていてもよい。代替的には、ハンドルは、実質的に円形の断面、実質的に正方形の断面、もしくは実質的に矩形の断面、またはそれらの組合せを有するものなどの別の形状を有してもよい。

本明細書において、「実質的に」は、本質的に、相当に、または大幅にと同一の意味を有する。

第1のポリマーの一部分は、製品の外観を向上させるためにアイランドとして成形され得る。これらのアイランドは、円、多角形、ダイヤモンド形、または任意の他の形状の形態の外周部を有するおもて面と、おもて面に対して傾斜するまたは角度をなす1つまたは複数の側壁部とを有し得る。側壁部は、おもて面および裏面と同一の外周部を有し得るか、または異なる視覚的効果を与えるために異なってもよい。アイランドの側壁部は、コアバック技術などの特定の製造プロセスについて型の後退を容易にするために直線状または垂直状の側壁部を有し得る。代替的には、側壁部は、垂直側壁部を有するアイランドに比べてアイランドの周囲および脇により容易にポリマーを流し得るようにすることによって第2のポリマーのオーバーモールド成形を容易にするように角度づけおよび傾斜づけされ得る。

アイランドは、識別特徴(例えば数字、文字、もしくはその組合せ)として、または特定の設計の彫刻もしくは浮き彫りとして構成されてもよい。典型的には、アイランドは、色彩の違いにより第1のポリマーから形成されたアイランドと周囲のまたは隣接する第2のポリマーとの視覚的コントラストを強化するように、第2の成形構造体とは異なる色彩の材料から作られる。

本発明のこれらのおよび他の利益、利点、および特徴が、概して図面を参照としてより詳細に論じられる以下の種々の本発明の実施形態からより十分に明らかになろう。本開示の実施形態は、様々な複数の形態で具現化され得る本開示を専ら例示するためのものである点を理解されたい。また、本明細書に開示される具体的な構造的および機能的詳細は、決して限定的なものとして解釈されるべきではなく、本発明の属する技術の当業者に本開示の実施形態をどのように使用するかを教示するための単なる代表的な原則として解釈されるべきである。

本発明の一実施形態が、本明細書で説明されるようなおよび概して図1に示されるようなフォーク1により示される。フォークの第1の成形構造体が、図1Aおよび図1Bに示され、第1の成形構造体および第2の成形構造体を備える最終成形製品が、図6Aおよび図6Bに示される。フォークは、歯3を備える作用端部2と、作用端部2から長手方向に離れるように延在し、長手方向長さに沿って延在する対向する側壁部6を備えるハンドル5とを備える。側壁部6は、図1Aおよび図1BではI字型ビームの外観を呈し、これらは、本明細書で説明されるように製品に追加の機能を与えるために設けられる。作用端部2は、移行構造体8を介してハンドル5に作動的に連結され、この移行構造体8は、美観と、作用端部2とハンドル5との間のさらなる機械的連結とを特にもたらす。

この製品の視覚的効果を向上させるために、アイランド10が設けられる。これらのアイランド10は、ハンドル5上のリベットの外観を形成する。また、側壁部6は、本発明では異なる色彩の第2の成形構造体である着色オーバーレイを有する金属ハンドルを模倣することによって、製品の装飾的外観に寄与する。また、第2の成形構造体の異なる色彩は、移行構造体で明らかであり、開口9のいくつかが第2の成形構造体の色彩からなる(より暗色の陰影で図示)一方で、周囲の移行構造体は、第1の構造体の一部を形成し、したがって第1の構造体と同一の色彩である(白色として図示)。また、第1の成形構造体の一部であるアイランド10は、その構造体と同一の色彩を有し、好ましくは第2の成形構造体の色彩とは異なる色彩を有する。色彩的美観のかかる相違は、第1のポリマーから形成されるアイランドと周囲のまたは隣接する第2のポリマー成形物との間の視覚的コントラストを強化する。

所望に応じて、第1の構造体は、アイランドまたは浮き彫り、陰刻、テクスチャ、もしくは彫刻等の外観を呈する同様の構造物を備えてもよい。また、これらのアイランドおよび構造物は、第2の成形構造体を成形するためのものである第2の樹脂を受けるための型内に配置された場合に第1の成形構造体に剛直性または追加的な強度および剛性を与えることによって、第2の構造体の成形を支援する。さらに、アイランドに垂直側壁部ではなく角度づけまたは傾斜づけされた側壁部を設けることにより、オーバーモールド成形される第2の構造体の厚さに応じた異なる視覚的効果が与えられる点で、第2の構造体のオーバーモールド成形が容易になる。アイランドの側部が角度づけされる場合には、視覚的効果は、側部を覆う第2の構造体の厚さの変化に応じて変化する。

好ましくは、第1の成形構造体は、作用端部から対向側端部までハンドルの長さに少なくとも沿って延在する、ならびに芯のおもて面上に、芯の裏面下に、または芯のこれらの表面の上および下の両方に延びる高さを有する側壁部を備える。追加の視覚的効果は、第2の成形構造体の実現される厚さによってハンドル5上に与えられ得る。第1の成形構造体上に与えられる部分については、均一な厚さの第2の構造体を設けることにより、その構造体の同一の色および視覚的外観が結果として得られる。また、視覚的効果の向上は、第2の構造体の厚さを変化させて色彩の違いを生み出すことにより得ることができる。例えば、第1の成形構造体が白色であり、第2の成形構造体が別の色彩(青色、赤色、緑色等)である場合に、第2の成形構造体のより厚い層は、結果としてより暗色またはより深色の色彩を一般的にもたらす一方で、より薄い層は、より明るい色彩となる。したがって、当業者は、本発明の成形製品について多数の異なるタイプの設計および色彩の組合せを生み出すことが可能となる。

本明細書で述べるように、本発明の製品は、製品を作るために異なるプラスチック材料の第1のショットを覆ってプラスチック材料の第2のショットをオーバーモールド成形することによって従来的に作られる。様々なタイプのオーバーモールド成形技術が当業者には一般的に知られているため、全ての詳細を本明細書において述べる必要はない。特に、構造的構成要素の形状は、所望の成形製品をどのように実現するかにおいて大きな役割を果たす一方で、射出成形プロセス技術またはオーバーモールド成形プロセス技術は、一般的に知られており、成形製品の全体的な形状および構成に基づき選択される。本発明は、一般的には、かかる成形製品の作製を求める当技術者の所望に応じた、直接技術またはコアバック技術による2ショット連続オーバーモールド成形に関する。型パーツは、型割線および望ましくない第1の成形構造体上への第2の材料のブリージングを完全にまたはほぼ完全に回避した、ならびに材料流および未充填エリアまたは空気空部を中に生じさせることのない型穴の全開口の完全な充填を助長する設計を有する所望の構造体を作製するように、設計および構成される。

特に、第1の成形構造体は、従来の成形技術により形成することが可能であり、第1の成形構造体は、第1の型穴内への射出プラスチック材料の第1のショットによって得られる。第1の成形構造体は、図1Aおよび図1Bに示され、最終成形製品は、図6Aおよび図6Bに示される。第1の成形構造体は、作用端部2と、アイランド10および側壁部または側部部分6を備える支持芯とを備え、移行構造体8が存在する場合にはこれがこれら2つを連結する。第1の成形構造体は、典型的には白色として示される単色で作られ、一方で第2の成形構造体は、典型的には本明細書ではいくつかの図面でより暗色の陰影で示される、青色、緑色、赤色、または第1の成形構造体の色彩と対照的になる別の色彩であり得る異なる色彩で作られる。当然ながら、第1の成形構造体がより暗色の色彩を有し、第2の成形構造体が白色またはより明るい色彩である、逆もまた可能である。さらに、1つのショットが、色彩を有するまたは有さない半透明または透明である一方で、他方のショットが、色彩を有することが可能である。好ましくはないが、各ショットが、透明、半透明、または着色されることが可能である。

典型的には、第1の型空間は、作用端部を形成するための単体の型または割り型を備える型パーツから、および支持芯を形成するための第1の上方型パーツおよび第1の下方型パーツから形成される。その後、第2の型空間は、第1の上方型バーツおよび第1の下方型パーツを第2の上方型パーツおよび第2の下方型パーツと交換して、この移行デュアルショットプロセスによるオーバーモールド成形を可能にすることによって形成される。

特に、第1の成形構造体を調製するために、型パーツは、第1の成形構造体全体を画成するように構成された型空間を有する第1の型を形成するように用意される。例えばフォークおよび歯などの作用端部は、移行構造体8のおもて面および裏面とアイランド10および側壁部6を有する支持芯とのそれぞれを形成する上方型パーツおよび下方型パーツと動作的に関連付けられた1ピースまたは2ピースの型で構成され得る。次に、第1の成形材料が、第1の成形構造体を得るために第1の型穴内に射出される。次いで、フォークおよび歯を保持している型パーツは、上方型パーツおよび下方型パーツが、除去され、第1の成形構造体との組合せにより第2の成形構造体を結果的にもたらす空きエリアを形成する型空間を形成するように構成された2つの異なる上方型パーツおよび下方型パーツと交換される際に、定位置に留まる。次いで、一般的に異なる色彩を有する第2の成形材料が、射出されて、オーバーモールド成形により第1の成形構造体と接触状態にあり結合された第2の成形構造体を形成し、その結果として成形製品が形成され、次いでこれは型から回収される。単一パーツの成形として説明したが、型パーツは、複数の第1の成形構造体を成形し、その後複数の第2の成形構造体を成形するように設計され得ることが、当業者には理解されよう。

図2は、第1の成形パーツ4と第2の成形パーツ12との関係を示す。本明細書の本開示において、「第1のショット」は、第1のポリマー材料樹脂を用いた第1の型穴の射出成形により作られた第1の成形パーツを指し、「第2のショット」は、第2のポリマー材料樹脂を用いた第2の型穴の射出成形により作られた第2の成形パーツを指す。また、図2は、移行構造体からハンドルの端部まで製品の側部の長さに沿って少なくとも延在する側壁部6を示す。「I字型ビーム」状の全体構成の支持芯と共に形成することにより製品に強度を与えることに加えて、側壁部は、第2の樹脂のおもて面および裏面のためのストッパを与える。また、側壁部6の上方表面および下方表面は、型パーツのための接触表面を形成することによって、側壁部6のそれらの表面上への第2の樹脂の鋳張りまたはブリージングを防止する遮断部を形成する。

また、図2は、ダイヤモンド状リベットの外観を呈するアイランド10を示す。アイランドは、好ましくはおよび有利には、図1および図3に示すようにハンドル5のおもて面の長手方向軸16に沿って一列に配置される。アイランド10は、製品の強度およびその外観に寄与する。また、アイランドは、第2のショットを成形するための樹脂を受けるための型内に配置された場合の第1のショット構造体の安定化に寄与する。型は、アイランドの表面頂部と形状合致し、アイランドは、それらのおもて面が第2のショットの表面の上方に突出する場合には、樹脂が型内に射出され型空間内に流れて第2のショットを形成する際に、アイランドが射出された樹脂の力を受けた場合に移動しないように、側方移動アンカーとしての役割を果たす。また、アイランドは、第1のショット構造体が最終ハンドル内の正確な中心位置から変位するのを防止するために、垂直方向安定性を与える。これにより、支持芯上における第2のショットの正確な厚さが確保され、第1のショットによる第2のショット材料の流れの阻止または妨げが回避される。

有利には、アイランドの角度づけされた側壁部11は、支持芯4の中心を通過する水平面に対して約30度の角度に一致し、この選択された角度は、所望に応じて好ましくは約5〜50度の間の範囲に及ぶ。角度づけされた側壁部は、側壁部の始点からアイランドの露出表面におけるその終点にかけてより暗色からより明色への遷移をもたらす。また、角度づけされた側壁部は、垂直側壁部が設けられた場合に存在することとなる鋭角の角を回避することによって、射出された材料の流れを支援する。また、角度づけされた側壁部は、剛性ポリマーから作られる場合には、芯4に側方剛直性を与えるのを支援する。

また、図2は、第1の成形構造体により形成されるアイランドの構成の詳細を示す。これらのアイランドの1つの目的は、ハンドルに独特なおよび特殊な好ましい視覚的効果を与えることである。アイランド自体が単に備えられることにより、それが第2の成形構造体とは異なる色彩で作られたか否かにかかわらず、従来の食卓用食器類上に木材ハンドルまたは金属ハンドルを共に保持する際に使用されるリベットの模倣的代替となる。アイランドに関して異なる色彩を使用することにより、この効果は強化される。

アイランド10は、異なる形状および輪郭を用いた複数の様式で構成され得るおもて面を有する。図に示すように、アイランドのおもて面は、ダイヤモンド形状(または偏心矩形のダイヤモンド形状)を有する。好ましい実施形態におけるように、第2の成形構造体のおもて面は、傾斜壁部を備え、アイランドのおもて面は、この傾斜壁部および先端を備え、これらはハンドルの長手方向軸16に沿って合流する。当然ながら、おもて面は、その輪郭を必要とせず、代わりに平坦または丸みを有することが可能である。アイランドは、所望に応じておもて面から突出することが可能である。また、アイランドは、ハンドルのおもて面が同様の様式で構成される場合には、単一の傾斜づけされた表面であることが可能である。設計者は、アイランドのおもて面が第2の成形構造体またはハンドルのおもて面と一致するまたは異なることが可能であるため、多数の代替案を与えられる。

また、ダイヤモンド形外周部が図示されるが、アイランドは、円形、楕円形、多角形、またはそれらの組合せである任意の所望の外周部を有することが可能である。このことは、アイランドの角度づけされた側壁部11の外周部にもあてはまる。なぜならば、アイランドは、アイランドのおもて面に形成されるものと合致する外周部にて終端することが可能であり、またはアイランドおもて面と対照的となり得るからである。例えば、アイランドのおもて面のダイヤモンド形外周部から下がる傾斜壁部は、それらの壁部の基部のための楕円形外周部へと徐々に移行し得る。この移行は、代わりに段階状であることが可能であり、アイランド側壁部の上方部分がダイヤモンド形状であり、下方部分が段状移行点を有する楕円形であることが可能である。第1のショット型を設計する場合に特に関心対象となる鋭角の角を回避することによって型の設計を容易にするために、平滑かつ漸進的な移行が好ましい。

また、アイランドは、第1の成形構造体の中心に位置決めされるか、または所望に応じてオフセットされ得る。アイランドのおもて露出面は、平坦、ハンドルの表面と同一平面をなす、もしくはハンドルの表面よりも上に隆起することが可能であり、または露出表面上で中心に位置決めされたもしくはオフセットされた種々の形状もしくは構成を有することが可能である。したがって、設計者は、アイランド同士を組み合わせることによりハンドルの第2の成形構造体に彫刻されたような外観を呈する文字、スクリプト、または様々なパターンを形成することを含む、製品の美観効果を向上させるための多数の設計オプションを与えられる。既述のように、アイランドの側部は、垂直もしくは直線状であることが可能であり、または第2の成形構造体を形成する樹脂の射出を容易にするのを支援するように角度づけされ得る。

好ましくは、アイランド10は、連結されたまたはハンドルを貫通したような外観を呈するように、ハンドルのおもて面および裏面の同一の垂直位置に配置され得る。これは、リベットの外観を模倣しようと試みる場合に特に有用である。当然ながら、いくつかの状況では、アイランドは、特定の美観効果のために所望に応じて不規則に配向することが可能である。

また、角度づけされた側壁部は、アイランド10の側部における第2の成形構造体の厚さの違いにより第2の成形構造体の異なる色彩の外観を変化させるために使用することも可能である。第2のショット樹脂または成形材料12は、第1のショット成形材料14の隆起アイランドの周囲に形成されて、有利にはハンドルにリベット状構造部を与える。さらに図2に示すように、ダイヤモンド形状アイランド10は、アイランド10の周囲を流れる第2の成形材料の上方に延在するまたは少なくとも同一高さに位置する第1の成形材料によって形成される。

図2に示すように、第2のショット成形材料12は、ハンドルが均一な色彩外観を有するように、おもて面および裏面上に均一の厚さを有する。他の美観的に独特かつ最適な光学的色彩効果は、支持芯4の水平面の中央部にわたり第2のショット12の差厚変化を与えることによって実現され得る。いずれの場合でも、カトラリーのハンドル5は、第1の成形構造体の比較的厚い中央部分により剛直性が改善されるというもう1つの利点を与えられる。また、側壁部に向かって先細りをなすこのより厚い中央部分は、材料使用およびコストを削減し、設計の美観を増加させる。ゲートが、構造体のこの部分に関して流れチャネルに沿ったポリマーの進入を可能にするが、このゲートは、ハンドルの裏の射出箇所22から中央開口内におよび次いで作用端部までおよび外方へと側壁部までの第1の成形材料の容易なアクセスを可能にするために、ハンドルの最厚部分に位置する。これは、第1のショット材料がハンドルの中心に沿って射出部位から対向側の作用端部2まで流れなければならないため、特にあてはまる。第2のショット12に厚さの変化を生じさせることは、図2に示された正にそのものに限定されるものとして単に解釈されるべきではなく、支持芯4の端部に形成される当業者には容易に明らかになる他の構造体を作ることによっても同様に得ることが可能である。

第2の成形構造体のおもて12および裏部分は、厚さが均一となるように図示されるが、これによりハンドル5の色彩の幾分か均一な視覚的効果が得られる。代替的には、第1のショットは、可変厚さから作られ得る一方で、ハンドルの全体厚さは、維持される。この結果として、異なって着色された第2の成形構造体の色彩外観の可変性が得られる。支持芯4の概して中央部分から水平方向におよび二方向に外方に各側壁部6に向かって広がる厚さの変化を実現することによりハンドルに色彩変化を与えるために、第2のスロット12の他の構成が可能である。これは、所望に応じて均一または不規則な構成でなされ得る。

また、本明細書で既述のように、他の第2のショット構造体が、一方の側壁部6から他方の対向側の側壁部6まで延在する完全に平坦または直線状の線として同様に形成されてもよい。同様に、これらは、支持芯4の中心で相互に合流して連結時に角度を形成する2つの別個の直線として、または一方の側壁部6から対向側の側壁部眞6まで上方もしくは下方に延在する湾曲楕円状構造体として形成され得る。

オーバーモールド成形時に、第2のショット材料は、同一の射出箇所22でやはり導入されるが、第1の成形構造体の上方部分および下方部分に沿って作用端部2の付近の移行構造体まで流れ、そこでコントラストをなす外観を与えるために移行構造体内に流れることが可能であることが必要となる。これは、移行構造体8のダイヤモンド部9として図1において最も良く示される。

ハンドルの全体外観は、所望に応じて変更され得る。例えば、おもて面および裏面は、対称であることが可能であり、または異なることが可能である。把持および意図する目的のための使用を可能にするように設計される限りは、ハンドルのあらゆる特定の構成が適したものとなる。したがって、ハンドルの外方表面は、平坦状、湾曲状、有角度、波状、もしくは周期振動形状、またはそれらの任意の組合せであってもよい。これは、側壁部6についてもあてはまる。好ましい外観は、側部レールとしての側壁部を有するが、これらは、直線状、湾曲状、または角度をつけられた外方プロファイルをそなえることが可能である。

次に再度図2を参照として、第2のショットオーバーモールド成形技術が説明される。この成形技術は、1つの樹脂またはポリマーをもう1つの樹脂またはポリマーの上にオーバーモールド成形することにより製品を形成するための方法をその本質に包含する。そのため、この方法は、第1のポリマーを所望の構造体へと成形し、次いで第1のポリマーの構造体の一部分を覆って第2のポリマーをオーバーモールド成形することを伴う。図2に示すように、第1のショットは、ハンドルの内方部分および作用端部を形成する第1の成形構造体を成形するが、第2のショットは、対照的な色彩を与えるために移行構造体8内に射出される部分を有するハンドルの外方部分を成形する。当然ながら、移行構造体は、主に製品に追加的な美観効果を与えるために使用されるため、オプションの構成要素である。本発明は、移行構造体が含まれる場合に、この移行構造体の対照的な設計および部分を容易に付加する方法を示す。

図3は、第1のショット14を覆う第2のショット12の射出成形を示す。第2のショット成形技術の本質的な特徴は、側壁部6が、ハンドルの長さに沿って長手方向に延在し、支持芯4の対向する側壁部上に延在することを伴う。これらの側壁部6は、射出される第2のポリマーのための遮断部として機能し、有利には所望の位置に第2のポリマーを維持して、第2のポリマーが第1の成形構造体の側壁部上にブリージングするのを、またはハンドルの側壁部上に流れるのを防止する。

さらに、第2の成形構造体の側壁部6は、前述の第2の材料のスキニングおよびブリージングを防止するために計画した第2の成形構造体の高さと合致するのに十分な高さを有して構成される。この特徴は、側壁部6がおもておよび裏において平坦となるように作製されることによってさらに与えられるが、側壁部6は、側部とおもてまたは裏との間の角において湾曲状または丸みを有することが可能である。対照的に、側壁部6が、完全に湾曲状のまたは丸みを有したおもておよび裏で製造されている場合には、第1のショットにわたる望ましくないスキニングまたはブリージングが生じる可能性がある。ハンドルの側部に沿って突き出した平坦状おもて面を有する側壁部を有することにより、器具開閉方向に対して直交する遮断部が形成されるが、平坦状おもて面が突き出さず、パーツのエッジに向かって薄いままに留まる場合には、第2のショットによるブリージングまたはスキニングは、第1のショットのエッジの周囲にのみ予期される。

第2のショットの最中に、既述のように、第2の成形材料は、射出部位22からハンドルの前面および背を充填することが可能である。射出部位22は、ハンドルの最後端部15の中央部分に位置する。この樹脂流は、矢印により示される。

図3、図4A、および図4Bは、第2の成形材料がハンドルの最後端部15の中央部分を覆い、したがって第2の成形構造体のおもて面と裏面との間に連続性を実現するのを示す。また、これにより、ポリマー材料はハンドルの最後端部にて射出されることが可能となる。そのエリアにて側壁部6を連続させることが可能であるが、その場合には、第2の成形材料のための射出箇所が他の場所に配置されることが必要となる。代わりに、ハンドルの最後端部15をオーバーモールド成形することにより、射出箇所22は、成形製品のより目につきにくい位置に位置することが可能となる。当然ながら、ハンドルの周囲に完全に連続する側壁部6を有する製品の場合には、第2のショットのための射出箇所は、第2のポリマーが型穴に流入して第2の成形構造体を形成することが可能となるように、異なる位置に位置することになる。当業者は、第1の成形構造体および第2の成形構造体を形成するための特定の第1のポリマーまたは樹脂の射出および第2のポリマーまたは樹脂の射出にとって最も望ましい射出箇所を選択することが可能である。

図4Bは、側壁部6の最後端部が第2の成形材料の遮断部としてどのように機能し、それによりその位置において側壁部6上へのハンドル5の最後端部におけるスキニングまたはブリージングが特に防止されるかをより具体的に示す。側壁部6の最後端部20は、テーパ状をなすように、および製品の中心型割線18にて合流するように設計される。テーパ状表面は、10〜30度の間の、および好ましくは約13度の角度を形成することにより、第1の成形構造体の側壁部6の角の上への第2のショットのスキニングまたはブリージングを防止する。また、これにより、それらの角におけるブローバイまたは角の上へのブリージングが防止される。側壁部の端部の十分なテーパ状化または有角化にもかかわらず、状況が許し、遮断部が本発明により求められるようには十分でないことが判明した場合には、追加の有角化またはクラッシュリブが用いられてもよい。これらの追加の構造部は、説明および図示するように端部がテーパ状をなすまたは角度づけされる場合には、望ましくはなく、典型的には不要となる。

図5Aおよび図5Bは、第1の成形パーツおよび第2の成形パーツが移行構造体8のエリアでどのように交わるかを示すために背面斜視配向および前面斜視配向にて見た場合の移行構造体8の中心線に沿った断面図である。また、これらの図は、第2の成形材料が製品の移行構造体8内にどのように流れ込むかを示す。移行構造体8は、長手方向芯4に作用端部2を装着する構造構成要素を有する。第2の構造構成要素をオーバーモールド成形するために、射出された第2のポリマーは、矢印により示される流線に沿って移行構造体8に向かって移動する。移行構造体8に到達すると、第2のポリマーは、第1の成形構造体の奥にウェルを形成し、次いで移行構造体8内に移動して開口9内を充填する。これにより、充填された穴9の形態の不連続色彩中断部が移行構造体8に実現される。この効果は、スライドまたはリフタを必要とすることなく実現されるため、したがって型設計が単純になる。穴内での適切な成形の実現において最善の成果を得るために、穴のサイズは、射出されるポリマーのウェルのサイズに対して比較的小さくあるべきである。あらゆる種々の形状およびサイズが可能であるが、極度に狭い角は避けるべきであり、穴は、矩形、正方形、もしくはダイヤモンド形状であるか、または円形もしくは楕円形などの丸い構成を有するべきである。

図6Aおよび図6Bは、フォークの形態の最終成形製品を示す。陰影は、製品中の第2のショットの異なる色彩を示す。本明細書で述べたように、作用端部は、スプーンまたはナイフであることが可能であるが、ハンドルについては同様の外観を呈し、本明細書で開示されるように実現された作用端部の特定のタイプによって作用端部のみが異なる。また、アイランドがダイヤモンド形として図示されるが、これらは本明細書で開示されるものとは異なる形状で形成することが可能である。

図7から図13は、やはりフォークの形態である本発明の別の実施形態を示す。第1のショット105は、図7Aおよび図7Bに示され、歯120、移行構造体130、およびハンドル140を備える作用端部110を呈する。ハンドル140の第1のショットは、側壁部145と、アイランド150と、穴155として図示された開口と備える。好ましくは、アイランドは、本明細書でさらに説明されるように製品の製造を容易にするために直線状または垂直状の側壁部を有する。

図7Cおよび図7Dは、第1の成形構造体および第2の成形構造体を備える最終成形フォーク100を示す。図7Aおよび図7Bに示すものに加えて、図7Cおよび図7Dは、ハンドルの上方部分および下方部分と、第2のショットで充填された穴155とを示す。

好ましくは、図7から図13の製品は、一般的に知られるコアバック射出成形プロセスを利用して製造される(例えば米国特許第5,049,343号明細書を参照。その全内容が参照により本明細書に明確に組み込まれる)。述べたように、本製品は、第2の成形構造体の作製を容易化および向上させる特徴部を第1の成形構造体に有するように設計される。コアバックプロセス技術の利用により、他の成形技術よりもはるかに高いスループットで所望の個数の製品を作製することが容易になる。

特に、コアバック技術と共に利用するために、2ショット回転スピン式スタックモールド成形型が使用される。このために、型の回転パーツ内の型空間の各側部は、突き出しおよび後退を行うコアを有する。第1のショット条件では、これらのコアは突き出され、第2のショット条件のための回転の後に、コアは後退される。作製を容易にするために、両材料が、同時にしかし各型により形成された異なる型空間内に発射され、最終商品は、第2のショットの後に回収され得る。

図7A、図7B、および図8に示す第1のショットの設計は、第2の成形構造体および完成製品を形成するために、型と第1の成形構造体との間の全ての空きエリア内への溶融した第2の材料の良好な樹脂流を実現するように選択される。射出箇所A(図9の160を参照)は、第1の成形構造体のおもて面と裏面との間の開口155に近いハンドルの端部付近に位置する。したがって、第2の材料は、穴に向かって一方向に、アイランド150の周囲を、および製品の前面に向かって逆方向に流れる。第2の材料流方向は、矢印により示される。第1のショットの上方表面は、側壁部のおもてよりも奥まって位置して、第2のショットのための空きエリア215を形成する。第2のショット材料は、製品の作用端部または移行構造体のいずれかにおいてアイランド245を過ぎた直後で終端するまで、第1のショット成形構造体の芯のおもておよび裏に沿って流れる。

図8では、第2の成形構造体の裏部が、均一の厚さを有するのが示される。コアバック機構は、均一の厚さであることを必要とするため、コアバック側の第1の成形構造体は、裏のコアバック側に均一の厚さの第2のショット材料を受けるように設計される必要がある。実際に、均一な樹脂流を促進するための第2のショット厚さのいかなる変更も、非コアバック側で行われなければならない。

この実施形態は、コアバックオーバーモールド成形を容易にするために複数の有用な特徴部を形成し、これらの特徴部としては、(i)第2のショットの生計を容易にするための第1のショット構造体のハンドル部分の流通穴と、(ii)移行構造体またはネック装飾の位置の第1のショット構造体の第2の流通穴(第2のショット材料がネック装飾の背側まで流れ、前側で設計要素として現れることを可能にするための)と、(iii)やはりネック装飾エリアの第2のショット材料用の流れチャネルとが含まれる。これらの特徴部は、図9〜図13に関連して説明される。

図9は、第1の成形構造体上への第2のショット材料の射出を示す。第2のショット材料160は、下方向を向く矢印Aにより示される位置である第1の成形構造体のハンドル140の下方おもて部分上に射出される。次いで、この材料は、矢印Bにより示される方向に歯に向かっておよび矢印Cにより示されるようにハンドルの端部に向かって、第1の成形構造体のおもて面に沿って流れる。

一般的に、第2の成形構造体のための型空間は、穴155が設けられた端部に向かってハンドル140の上方表面上に開いている。ハンドルの端部では、第2の材料が、矢印Dに沿って穴155を通り流れて、ハンドルの第1の成形構造体の下方部分または背側へのアクセスを得る。この箇所で、材料は、ハンドルの背部に沿って流れて、ハンドルの下方側の第2のショットジオメトリの全ての空きエリア内を充填する。これにより、追加のゲートの必要性と、ハンドルの下方側に第2のショット材料を供給するためのツールの複雑性とが解消される。

第2のショット材料は、ハンドル140の上方表面および下方表面の両方に設けられたアイランド150を流れ過ぎる。特に、この構成は、第1の成形構造体上への2側面オーバーモールド成形の容易さに重点を置きつつ、ほぼ細長の製品の上方表面および下方表面へのオーバーモールド成形に有利である。ハンドルの端部付近に穴155を配置することは、好ましいが必須ではない。穴は、第2のショット材料が射出される位置の付近の第1のショット上の任意の位置に配置され得る。

第1の成形構造体のおもて面は、任意選択で側壁部に対して所定の配列で位置決めされた1つまたは複数のアイランド150を備えてもよく、第2のショット材料は、アイランドの側部を覆うが露出表面は覆わない。また、第1の成形構造体の裏面は、側壁部に対して所定の配置で位置決めされた1つまたは複数のアイランド150をさらに備えてもよく、やはり第2のショット材料は、アイランドの側部を覆うが露出表面は覆わない。また、この実施形態では、アイランドの側部は、第1の成形構造体の成形後の型の除去を容易にするために垂直状または直線状である。

アイランド150の露出表面は、円形、楕円形、多角形、またはダイヤモンド形の外周部を有してもよく、アイランドの露出表面と同一の外周部を有する垂直またはほぼ垂直の側部を有する。代替的には、アイランドは、アイランドがパターンまたは文書を集合的に形成する状態で、英数字またはテキストとして構成することが可能である。好ましくは、第1のショットおよび第2のショットは、アイランドの露出表面の色彩が第2のショットの色彩と対照的となるように、異なる色彩からなる。また、アイランドは、道具または他の成形製品の外観を向上させるためにリベットとしての外観を呈するように構成され得る。

第1のショット上への第2のショットのオーバーモールド成形を容易にするために、好ましくは、第1のショットと第2のショットとの間のカトラリーの背側(またはコアバック)の界面は、0度の抜き勾配または可能な限り0度に近い抜き勾配を有する。一般的には、これらの界面についての抜き勾配は、1/2度未満となる。これは、第1の型により形成され、典型的には1/2度超および約2〜3度程度である通常の抜け勾配を有する前側壁部とは対照的である。この目的は、第1の成形構造体のコアバック構造部のために完全に垂直な壁部または側部を有することである。これらの界面は、下方ハンドル表面上のアイランドの側部と、ハンドル内部に面した下方表面上の壁部145の側部とを含む。0度の抜け勾配をこれらの表面に与えることにより、第2のショット充填の最中の良好な遮断と、型内に射出される望ましくない材料の鋳張りまたは他の付着の軽減とが確保される。また、これらの0度の抜け勾配は、第2のショットが射出される前の第1の型の再構成を容易にし、第1のショット型空間の除去と共に型の再構成の最中のコア内におけるパーツ保持を最大化する。

次に図11〜図13を参照すると、第2のショットを形成するために射出される材料は、矢印Bおよび矢印Eによりそれぞれ示されるように、ハンドルの第1のショットの上方表面上および下方表面上をアイランド150を過ぎて流れ続ける。任意選択で、下方表面上では、材料は、矢印Fにより示されるようにハンドルの上方方面に戻るように延在する型空間を形成する穴内へと流れ続ける。ここで、射出される第2のショット材料は、戻り穴を通り流れて、パーツの上方表面上に別個の第2のショットジオメトリを形成する。第2のショット材料は、型空間を充填し、第2のショットジオメトリは、製品の上方側の移行構造体130に装飾特徴部165を形成する。移行構造体の設計に応じて、この第2の穴は、型パーツに追加のゲートまたは複雑性を伴うことなく成形製品の上方表面上に第2のショット流を生じさせるのを助ける。装飾特徴部は、第2のショット射出材料により形成されるような好ましくは対照色のダイヤモンド部165であってもよく、この特徴部は、移行構造体130の上方表面180上に位置決めされる。また、ダイヤモンド部が図示されるが、装飾特徴部は、円形、楕円形、または多角形の外周部を有してもよい。この設計のサイズおよび位置によっては、第2の穴が必要ではない場合がある。

これらの前面から背への穴と壁部およびアイランドの0抜け勾配との組合せにより、多数個取り金型機械の実現に応じた製品の効率的な製造が容易になる。また、これは、第1のショット型開口から第2のショット型開口への変更のための再構成時に第1の型のコアが内外に移動するのを可能にするために最適な設計でもある。これにより、型に対して必要なメンテナンスが軽減される。

図13は、やはりダイヤモンド形状であるが円形、楕円形、または多角形の外周部もまた可能である装飾特徴部185を移行構造体に備える成形製品の下側を示す。この特徴部は、図1および図6の実施形態のものとは異なる。装飾特徴部185は、ハンドルの下側上の第2のショットまで延在するチャネル188を備える。なぜならば、これは、第2のショット材料が装飾特徴部165、185を形成するために上を流れることとなる経路であるからである。

また、装飾特徴部185は、ハンドルの下方表面の上に隆起した下方表面190に設けられる。また、隆起下方表面190は、上方表面180と同一形状のおもて境界および裏境界を有するように構成される。これらの調整された構造により、複数の製品が、上に位置決めされた隣接する製品の隆起下方表面190を囲む一方の製品の隆起境界170、175と嵌り合うことが可能となる。また、隆起境界170、175のこれらの構成は必須ではないが、嵌り合いを容易にする考慮要件は、対応する構成を有する隆起下方表面を形成することである。図示するように、V字形状境界170、175は、隆起表面190のV字形状端部に合致する。

好ましくは、射出されることとなる第1の材料および第2の材料は、プラスチック樹脂、ポリマー、エラストマー、またはポリウレタン材料であり、第1のショットおよび第2のショットを形成するために使用される。既述のように、一方の材料は、色彩、テクスチャ、硬度、または別の物理的特性により他方の材料と対照的である。また、かかる材料の射出は、第1のショットの一方の側部から他方の側部までおよび次いで第1の側部に再び戻るように射出材料を送る2つの貫通穴を設けることにより射出ポートの個数が削減されることによって改善される。

既述のように、0度抜け勾配という用語は、0度または可能な限り0度に近い角度を含み、これらの角度は、2度未満であり、好ましくは1/2〜1度未満である。

型は、型と第1の成形構造体の表面との間の空き体積内で第2の成形構造体を形成するように構成された種々の型空間を形成し、第2の成形構造体は、第1の成形構造体の全表面を覆っては延在しない。したがって、第2の材料の射出により、第1の成形構造体の表面の一部分のみであって全てではない部分を覆う第2の成形構造体が形成される。第2の材料は、同一のまたは異なるプラスチックもしくはポリマー、エラストマー、またはポリウレタン材料であることが可能である。有利には、第2の材料は、色彩、材料タイプ、テクスチャ、硬度、または他の物理特性の中の1つにおいて第1の材料と異なる。

図7Cおよび図7Dは、最終成形フォーク100を示す。当然ながら、他のカトラリーまたは歯ブラシおよび剃刀等の同様のサイズの使い捨て製品が形成可能であるように、スプーンまたはナイフが同様に形成され得ることは容易に予期される。本質的には、前述は、専ら本発明の原理の例示としてのみ見なされる点を理解されたい。さらに、多数の代替および修正および変形が、容易に明らかとなり、当業者により実施されるため、本開示において実証されるような厳密な構造に本発明を限定するようには望まれない。例えば、特定の成形製品について、第1の成形構造体および第2の成形構造体は、個別に作られ、次いで接着剤によりまたはスナップロック式に共に接合され得るが、これは、オーバーモールド成形製品と比べると追加的な製造時間がかかる。したがって、全ての望ましい固有の技術的特徴および特性が失われない限り、全ての適切な修正および均等物が、本発明の範囲内に含まれるように用いられ得る。

他の修正では、成形製品は、本明細書で具体的に説明されるもの以外の任意の他の寸法を有することが可能である。例示のハンドルは、平坦状または若干丸みを帯びた断面形状を有し得るが、実質的に円形の断面、実質的に正方形もしくは矩形の断面、または上記の組合せなどの他の形状が、同様に使用され得る。さらに、アイランドは、任意の適切な形状または輪郭を備えるおもて面を有し得る。

フォークが一例として示されるが、本発明は、本発明の範囲により包含される任意の他のハンドツールにも同様に関する。そのため、本発明は、ナイフ、スプーン、フォーク、サラダフォーク、スープスプーン、バターナイフ、ステーキナイフ、カクテルフォーク、サーブ用フォークおよびスプーン、トング、箸、ケーキカッター、ヘラ、柄杓、つまようじ、およびキッチン道具等の、しかしこれらに限定されないハンドツールを同様に包含する。

別様に定義されない限りは、本明細書において使用される全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する当業者により一般的に理解されるものと同一の意味を有する。本明細書において、および添付の特許請求の範囲において、単数形「1つの(a、an)」および「その(the)」は、文脈が別様のことを明確に示さない限り複数の意味を含む。本明細書において使用される全ての技術用語および科学用語は、同一の意味を有する。したがって、本発明の実施形態の範囲は、図面によってではなく添付の特許請求の範囲およびそれらの法的均等物によって決定されるべきである。

1 フォーク 2 作用端部 3 歯 4 第1の成形パーツ 5 ハンドル 6 側壁部 8 移行構造体 9 開口 10 アイランド 11 側壁部 12 第2の成形パーツ 14 第1のショット成形材料 15 最後端部 16 長手方向軸 18 中心型割線 20 最後端部 22 射出点 24 アイランド 100 最終成形フォーク 105 第1のショット 110 作用端部 120 歯 130 移行構造体 140 ハンドル 145 側壁部 150 アイランド 155 穴 160 第2のショット材料 165 装飾特徴部 170 隆起境界 175 隆起境界 180 上方表面 185 装飾特徴部 188 チャネル 190 下方表面 215 空きエリア 245 アイランド