積層射出成形用金型及び積層射出成形方法
【課題】成形材料の利用効率が高く、製品形状に制約が少なく、二層状態の肉厚が立ち面で安定し、また、基材層となる第一層の外縁を第二層で覆い製品の外観性を向上させた成形品を安価に得る積層射出成形用金型及び積層射出成形方法を提供すること。
【解決手段】一つの製品コア型と、製品形状の異なる複数の製品キャビ型とで構成され、該製品キャビ型は回転手段を備えて前記製品コア型との組み合わせを変更できるように配されるとともに、前記製品コア型には異なる溶融樹脂を射出する複数の射出ユニットと、前記製品コア型と製品キャビ型とによって形成されるキャビティとを連通する複数の樹脂流路が設けられ、一次成形後の二次成形により一次成形体の全面あるいは所定の部分に二次成形体を積層して成形品を得る成形層射出成形に用いる積層射出成形用成形金型において、二次成形を行うときに、一次成形体の外縁を二次成形体で巻き込むことができる構造とした。
【解決手段】一つの製品コア型と、製品形状の異なる複数の製品キャビ型とで構成され、該製品キャビ型は回転手段を備えて前記製品コア型との組み合わせを変更できるように配されるとともに、前記製品コア型には異なる溶融樹脂を射出する複数の射出ユニットと、前記製品コア型と製品キャビ型とによって形成されるキャビティとを連通する複数の樹脂流路が設けられ、一次成形後の二次成形により一次成形体の全面あるいは所定の部分に二次成形体を積層して成形品を得る成形層射出成形に用いる積層射出成形用成形金型において、二次成形を行うときに、一次成形体の外縁を二次成形体で巻き込むことができる構造とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次成形用のキャビティと二次成形用のキャビティが形成され、一次成形と二次成形とによって樹脂を積層状態に射出成形して積層成形品を得る積層射出成形用金型及び積層射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インパネ、ドアトリム、コンソール類等の自動車用内装品は、多数の成形品の組み立てによって形成されている。そして、これらの部品は手触り感覚や見栄えのために別材質で表面加飾した積層成形品を用いることが多い。自動車内装部品等は、成形品の組立て方法によって成形品の末端面が搭乗者から見えることがあるため外観上好ましくない。特に、表面加飾した積層成形品では表面加飾層を製品裏面側へ巻き込み、成形品の末端面が表面に表れないようにする処理を行う。
【０００３】
特許文献１には、熱可塑性樹脂発泡シートからなる基材層の片面に意匠面となる表皮層を貼着した複合シートを用い、熱成形により所定形状に賦形して自動車内装部品等を得る成形方法が開示されている。この成形方法では、成形後に不要部を切断除去し、次いで切断面を見えなくするために製品の非意匠面側に折り曲げ融着などの手段により固定する。このような処理により、成形品に切断面が残り外観が悪くなることを防いでいる。
しかし、この熱可塑性樹脂成形品の成形方法では、予め基材層と表皮層を貼着し、熱成形等により賦形しその後不要部を切断、次いで切断面を折り曲げるという工程を要し、工数が多くなり、その製品コストも高くなるという問題があった。
【０００４】
特許文献２には、工程を省略してコストダウンを可能とするプレスモールド法により自動車内装部品等の二層成形品を得る射出成形方法が開示されている。この射出成形方法によれば、第一層を基材層、第二層を表皮層とし、成形条件を調整して二層状態を成形品の外縁まで保持する。さらに、成形条件を調整することにより表皮層が成形品の外縁で基材層側に回り込ませるので、基材層が成形品の末端面に表れることがない。
しかし、この成形方法では、二層状態が成形品の立ち面（型開き方向と交差する方向）を含め末端まで保持でき、且つ、第二層で基材層の外縁まで回りこませるための成形条件は調整が困難であり、また、良品を安定的に得るには製品の形状が制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０３６２２号公報
【特許文献２】特開平９−８５７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した従来の成形層成形品の問題点に鑑みてなされたもので、成形材料の利用効率が高く、製品形状に制約が少なく、二層状態の肉厚が立ち面（型開き方向と交差する方向）で安定し、また、基材層となる第一層の外縁を第二層で覆い製品の外観性を向上させた成形品を安価に得る積層射出成形用金型及び積層射出成形方法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】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の積層射出成形用成形金型は、一つの製品コア型と、製品形状の異なる複数の製品キャビ型とで構成され、該製品キャビ型は回転又はスライドする移動手段を備えて前記製品コア型との組み合わせを変更できるように配されるとともに、前記製品コア型には異なる溶融樹脂を射出する複数の射出ユニットと、前記製品コア型と製品キャビ型とによって形成されるキャビティとを連通する複数の樹脂流路が設けられ、一次成形後の二次成形により一次成形体の全面あるいは所定の部分に二次成形体を積層して成形品を得る成形層射出成形に用いる積層射出成形用成形金型において、二次成形を行うときに、一次成形体の外縁を二次成形体で巻き込むことができる構造であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の積層射出成形用成形金型は請求項１に記載の発明において、前記製品コア型の一次成形体外縁部に、スライド移動可能なブロックと該ブロックの移動手段を設けた。
本発明の請求項３に記載の積層射出成形用成形金型は請求項１又は請求項２に記載の発明において、一次成形を行うときに、二次成形体用樹脂流路のゲートを閉止することができる構造とした。
本発明の請求項４に記載の積層射出成形用成形金型は請求項３に記載の発明において、前記二次成形体用樹脂流路のゲートの閉止は、前記製品コア型キャビ面の前記ゲートの対向部に設けた突設物により行う。
【０００９】
本発明の請求項５に記載の積層射出成形方法は、一つの製品コア型と、製品形状の異なる複数の製品キャビ型とで構成され、該製品キャビ型は回転又はスライドする移動手段を備えて前記製品コア型との組み合わせを変更できるように配されるとともに、前記製品コア型には異なる溶融樹脂を射出する複数の射出ユニットと、前記製品コア型と製品キャビ型とによって形成されるキャビティとを連通する複数の樹脂流路が設けられた金型を用い、一次成形後の二次成形により一次成形体の全面あるいは所定の部分に二次成形体を積層して成形品を得る成形層射出成形方法において、前記二次成形体を成形するときに一次成形体の外縁部のキャビティを拡大し、該拡大したキャビティに溶融樹脂を充填することで一次成形体の外縁を二次成形体で巻き込こむことを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の積層射出成形方法は請求項５に記載の発明において、前記複数の射出ユニットのいずれか一方に発泡性溶融樹脂を用い、該発泡性溶融樹脂を金型キャビティ内に射出充填の後に金型を所定の寸法型開きさせ、前記充填した発泡性溶融樹脂を発泡膨張させる。
【発明の効果】
【００１０】
一次成形と二次成形で形状の異なるキャビ型を用いるので、製品形状に制約が少なく、二層状態の肉厚が立ち面（型開き方向と交差する方向）で安定した成形品を得ることができる。また、一工程の成形加工で第一層を第二層で巻き込んで覆うようにしたので工程の短縮が図れるとともに、成形材料の利用効率が高く、成形品の外観が向上する。
一次成形を行うときに、二次ゲートを遮断する構成としたので、一次成形用の溶融樹脂と二次成形用の溶融樹脂が混ざり合うことがない。そして、二次ゲートの遮断部により二次成形の溶融樹脂流路が一次成形体に形成されるので、二次成形体の意匠面にゲートの痕跡を残すことなく積層成形品を成形することができる。
第１層目又は第２層目の溶融樹脂に発泡剤を溶融して射出充填し、充填完了後にキャビティを拡大して発泡させることとしたので、いずれかの層が発泡した積層成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態を示すもので、第一層目を成形するときの金型の断面図である。
【図２】図１の金型により、第二層目を成形するときの断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示すもので、第一層目を成形するときの金型の断面図である。
【図４】図３の金型により、第二層目を成形するときの断面図である。
【図５】本発明の発泡層を得る実施の形態を示すもので、第一層目を成形するときの金型の断面図である。
【図６】図５の金型により、第二層目を成形するときの断面図である。
【図７】図５の金型により、充填後に第二層目を発泡させるときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１及び図２は本発明の実施の形態を示し、積層射出成形用金型１０は図示しない成形装置の型締め機構の固定盤に取り付けられた製品コア型１１と、同じく図示しない可動盤に係動して摺動自在に、且つ、成形装置の軸線を水平面、又は垂直面として回転自在に配された中間盤１２に取り付けられた製品意匠面の異なる複数の製品キャビ型、一次成形用製品キャビ型１３及び二次成形用製品キャビ型１４とにより基本構成される。
図１は、製品コア型１１と一次成形用製品キャビ型１３とを型閉じした状態を示し、製品コア型１１には、一次成形体１５となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路１６と、二次成形体１７に溶融樹脂となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路１８が設けられている。符号２０は、型開の状態で回転する中間盤１２の回転中心であり、中間盤１２は図示しない中間盤の支持手段により軸支された構成となっている。
【００１３】
製品コア型１１の樹脂流路１６、１８の製品キャビ型面側には、それぞれ一次射出ゲート２１と二次射出ゲート２２とが配されている。二次射出ゲート２２の開口部は、一次成形用製品キャビ型１３と製品コア型１１が型閉じした状態で、一次成形用製品キャビ型１３に設けた円錐形の突設物２３と接し、突設物２３が二次射出ゲート２２を塞ぎ、一次成形体１５を成形するときに溶融樹脂が二次射出ゲート２２側に漏れ出すことを防止している。
実施の形態において樹脂流路１６、１８はホットランナにより構成されることが好ましく、また、一次射出ゲート２１及び二次射出ゲート２２はホットチップ又はバルブゲート等を用いることが好ましい。そして、二次射出ゲート２２は、型閉じした際に円錐形の突設物２３とは干渉しない構成としている。
【００１４】
図１に示すように、製品コア型１１には移動してキャビティを形成するスライドブロック２５、２６と、スライドブロックの移動手段２７、２８とを備えている。一次成形体１５を成形するときに、スライドブロック２５、２６は一次成形用製品キャビ型１３の分割面に押圧され、一次成形体１５の外縁の成形面を構成する。スライドブロックの移動手段２７、２８には流体圧シリンダが好適に用いられる。
【００１５】
一次成形品用製品キャビ型１３にはキャビ面１３ａが、二次成形用製品キャビ型１４にはキャビ面１４ａが、それぞれ製品意匠形状を異にして形成されている。
そして、一次成形体１５の成形に用いられる一次成形用射出ユニット３１と二次成形体１７の成形に用いられる二次成形用射出ユニット３２とが配設され、いずれの射出ユニットも、スクリュ３３、３４が回転駆動することでバレル３５、３６内の樹脂成形材料を所定量加熱溶融し、所定量の溶融樹脂はノズル３７、３８を介して積層射出成形用金型１０のキャビティ内に射出充填される。
【００１６】
図１は、製品コア型１１と一次成形用製品キャビ型１３とが型閉じされ、一次成形用射出ユニット３１のスクリュ３３が前進移動してキャビティ内に溶融樹脂が充填され、一次成形体１５が成形された状態を示している。前述したように、一次成形体１５を成形するときに二次射出ゲート２２の開口部は円錐形の突設物２３により塞がれているので、射出充填された溶融樹脂が二次射出ユニット３２側に逆流することがない。
【００１７】
図２は、一次成形体１５を製品コア型１１に残した状態で一旦型開きして二次成形用製品キャビ型１４と交換し、次いで型閉され、二次成形用射出ユニット３２のスクリュ３４が前進移動して一次成形体１５と二次成形用製品キャビ型１４及び移動したスライドブロック２５、２６により形成される二次成形体１７用のキャビティに溶融樹脂を充填、一次成形体１５に二次成形体１７を積層した成形品が成形され、一次成形体１５の外縁部が二次成形体１７により覆われた状態を示している。
突設物２３により一次成形体１５の二次射出ゲート部には二次射出する時の溶融樹脂の通路孔が形成されるので、この孔を介して二次射出が行われる。このように、一次成形体１５の裏面側から二次成形体１７の溶融樹脂を射出充填する構成としたので、意匠面側にゲートの痕跡を生じさせることがない。
【００１８】
図３及び４は本発明の他の実施の形態を示し、積層射出成形用金型５０は図示しない成形装置の型締め機構の固定盤に取り付けられた製品コア型５１と、一次成形用製品キャビティと二次成形用製品キャビティの二つのキャビ面５２ａ、５２ｂとを有するスライド型５２とにより基本構成される。スライド型５２は、図示しない成形装置の可動盤に設けたスライド型５２のスライド手段を有する中間盤５３に取り付けられ、製品コア型５１に対して接離自在となっている。
図３は、製品コア型５１とスライド型５２の一次成形用製品キャビティが型閉じした状態を示し、製品コア型５１には、一次成形体５５となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路５６と、二次成形体５７となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路５８が設けられている。
【００１９】
図３に示すように、製品コア型５１には移動してキャビティを形成するスライドブロック６５、６６と、スライドブロックの移動手段６７、６８とを備えている。一次成形体５５を成形するときに、スライドブロック６５、６６はスライド型５２の分割面に押圧され、一次成形体５５の外縁の成形面を構成する。スライドブロックの移動手段６７、６８には流体圧シリンダが好適に用いられる。
スライド型５２は一次成形用キャビティと二次成形用キャビティを一体的に形成した構成としたが、それぞれを独立した金型とし、金型を連結して一体とする構成であっても良い。
【００２０】
製品コア型５１の樹脂流路５６、５８の製品キャビ型面側には、一次射出ゲート６１と二次射出ゲート６２とが配されている。二次射出ゲート６２の開口部は、スライド型５２と製品コア型５１が型閉じした状態で、スライド型５２に設けた円錐形の突設物６３と接し、突設物６３が二次射出ゲート６２を塞ぎ、一次成形体５５を成形するときに溶融樹脂が二次射出ゲート６２側に漏れ出すことを防止している。
実施の形態において樹脂流路５６、５８はホットランナにより構成されることが好ましく、また、一次射出ゲート６１及び二次射出ゲート６２はホットチップ又はバルブゲート等を用いることが好ましい。そして、二次射出ゲート６２は、型閉じした際に円錐形の突設物６３とは干渉しない構成とした。
【００２１】
スライド型５２には一次成形用のキャビ面５２ａが、二次成形用のキャビ面５２ｂがそれぞれ製品意匠面形状を異にして形成されている。
そして、一次成形体５５の成形に用いられる一次成形用射出ユニット３１と二次成形体５７の成形に用いられる二次成形用射出ユニット３２とが配され、いずれの射出ユニットも、スクリュ３３、３４が回転駆動することでバレル３５、３６内の樹脂成形材料を所定量加熱溶融し、所定量の溶融樹脂はノズル３７、３８を介して積層射出成形用金型５０のキャビティ内に射出充填される。
【００２２】
図３は、製品コア型５１とスライド型５２の一次成形用のキャビ面５２ａとが型閉じされ、一次成形用射出ユニット３１のスクリュ３３が前進移動してキャビティ内に溶融樹脂を充填、一次成形体５５が成形された状態を示している。前述したように、一次成形体５５を成形するときに二次射出ゲート６２は円錐形の突設物６３により塞がれているので、射出充填された溶融樹脂が二次射出ユニット３２側に逆流することがない。
【００２３】
図４は、一次成形体５５を製品コア型５１に残した状態で一旦型開きし、スライド型５２を移動させてキャビ面５２ａと５２ｂとを交換、次いで型閉じされ、二次成形用射出ユニット３２のスクリュ３４が前進移動して一次成形体５５とスライド型５２の二次成形用キャビ面５２ｂ及び移動したスライドブロック６５、６６により形成される二次成形体５７用のキャビティに溶融樹脂を充填、一次成形体５５に二次成形体５７を積層した成形品が成形され、一次成形体５５の外縁部は二次成形体５７により覆われた状態を示している。
円錐形の突設物６３により一次成形体５５の二次射出ゲート部には二次射出する時の溶融樹脂の通路孔が形成されるので、この通路孔を介して二次射出が行われる。このように、一次成形体５５の裏面側から二次成形体５７の溶融樹脂を射出充填する構成としたので、意匠面側にゲートの痕跡を生じさせることがない。
【００２４】
図５〜７は、いずれかの層を発泡させる本発明の実施の形態を示す。実施の形態の積層射出成形用金型は嵌め合い構造を有しない金型であり、キャビティ内に溶融樹脂を充填後にスキン層の形成を待って所定の量の金型を開くことにより溶融樹脂が漏れ出すことはない。なお、嵌め合い構造を有する押し込み金型を用いることも可能である。
積層射出成形用金型７０は図示しない成形装置の型締め機構の固定盤に取り付けられた製品コア型７１と、同じく図示しない可動盤に係動して摺動自在に、且つ、成形装置の軸線を水平面、又は垂直面として回転自在に配された中間盤１２に取り付けられた製品意匠面の異なる複数の製品キャビ型、一次成形用製品キャビ型７３及び二次成形用製品キャビ型７４とにより基本構成される。
【００２５】
図５は、製品コア型７１と一次成形用製品キャビ型７３とを型閉じした状態を示し、製品コア型７１には、一次成形体７５となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路７６と、二次成形体に溶融樹脂となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路７８が設けられている。符号２０は、型開の状態で回転する中間盤１２の回転中心であり、中間盤１２は図示しない中間盤の支持手段により軸支された構成となっている。
【００２６】
製品コア型７１の樹脂流路７６、７８の製品キャビ型面側には、一次射出ゲート８１と二次射出ゲート８２とが配されている。二次射出ゲート８２の開口部は、一次成形用製品キャビ型７３と製品コア型７１が型閉じした状態で、一次成形用製品キャビ型７３に設けた円錐形の突設物８３と接し、突設物８３が二次射出ゲート８２の開口部を塞ぎ、一次成形体７５を成形するときに溶融樹脂が二次射出ゲート８２側に漏れ出すことを防止している。
実施の形態において樹脂流路７６、７８はホットランナにより構成されることが好ましく、また、一次射出ゲート８１及び二次射出ゲート８２はホットチップ又はバルブゲート等を用いることが好ましい。そして、二次射出ゲート８２は、型閉じした際に突設物８３とは干渉しない構成とした。
【００２７】
図５に示すように、製品コア型７１には移動してキャビティを形成するスライドブロック８５、８６と、スライドブロックの移動手段８７、８８を備えている。一次成形体７５を成形するときに、スライドブロック８５、８６は一次成形用製品キャビ型７３の分割面に押圧され、一次成形体７５の外縁の成形面を構成する。スライドブロックの移動手段８７、８８には流体圧シリンダが好適に用いられる。
【００２８】
一次成形品用キャビ型７３にはキャビ面７３ａが、二次成形用製品キャビ型７４にはキャビ面７４ａ、それぞれ製品意匠面形状を異にして形成されている。
そして、一次成形体７５の成形に用いられる一次成形用射出ユニット３１と二次成形体１７の成形に用いられる二次成形用射出ユニット３２とが配され、いずれの射出ユニットも、スクリュ３３、３４が回転駆動することでバレル３５、３６内の樹脂成形材料を所定量加熱溶融し、所定量の溶融樹脂はノズル３７、３８を介して積層射出成形用金型７０キャビティ内に射出充填される。
【００２９】
図５は、製品コア型７１と一次成形用製品キャビ型７３とが型閉じされ、一次成形用射出ユニット３１のスクリュ３３が前進移動してキャビティ内に溶融樹脂が充填され、一次成形体７５が成形された状態を示している。前述したように、一次成形体７５を成形するときに二次射出ゲート８２の開口部は円錐形の突設物８３により塞がれているので、射出充填された溶融樹脂が二次射出ユニット３２側に逆流することがない。
【００３０】
図６は、一次成形体７５を製品コア型７１に残した状態で一旦型開きして二次成形用製品キャビ型７４と交換し、次いで型閉され、二次成形用射出ユニット３２のスクリュ３４が前進移動して一次成形体７５と二次成形用製品キャビ型７４及び移動したスライドブロック８５、８６により形成される二次成形体８７用のキャビティに発泡剤を含む溶融樹脂を充填、一次成形体７５に二次成形体７７を積層した成形品が成形され、一次成形体７５の外縁部は二次成形体７７により覆われた状態を示している。
突設物８３により一次成形体７５の二次射出ゲート部には二次射出する時の溶融樹脂の通路孔が形成されるので、この孔を介して二次射出が行われる。このように、一次成形体７５の裏面側から二次成形体７７の溶融樹脂を射出充填する構成としたので、意匠面にゲートの痕跡を生じさせることがない。
【００３１】
図７は、二次成形体７７を成形した後の所定時間経過後に中間盤１２を後退させ製品コア型７１と二次成形用製品キャビ型７４を所定の寸法離間させた位置を保持している状態を示している。
所定時間経過させることで、二次成形体７７の表面にスキン層が形成され、金型を開いても発泡剤を含む溶融樹脂が漏れ出すことがなく、また、所定の製品形状を保持することができる。
【００３２】
次に、本発明の積層射出成形方法について図１及び２に示す金型により説明する。成形装置の可動盤が後退した型開位置で中間盤１２を回転駆動して一次成形用製品キャビ型１３と製品コア型１１とを対向させ、中間盤１２を前進移動させ型締を行う。この状態で製品コア型１１に設けた二次成形射出ゲート２２の開口部は一次成形用製品キャビ型１３のキャビ面１３ａに配した突設物２３により塞がれる。スライドブロックの移動手段２７、２８を駆動させて、スライドブロック２５、２６は一次成形用製品キャビ型１３の分割面に押圧されて、一次成形体１５の外縁の成形面を構成する。一次成形体射出ユニット３１には、予め所定の充填量に設定された溶融樹脂が貯留されており、スクリュ３３を前進移動させ型閉じにより形成された一次成形用のキャビティに溶融樹脂を樹脂流路１６と一次射出ゲート２１とを介して充填、一次成形体１５を成形する。このとき二次成形射出ゲート２２の開口部は円錐形の突設物２３により塞がれているので、ゲート側に溶融樹脂が漏れ出すことはない。所定の冷却時間の経過後に製品コア型１１に一次成形体１５を残したまま型開き動作を行い、一次成形用製品キャビ型１３を所定の型開位置に後退移動させる。そして、一次成形体１５の二次射出ゲート２２部には突設物２３により樹脂流路が形成される。
【００３３】
次いで、中間盤１２を回転駆動して二次成形用製品キャビ型１４が製品コア型１１と対向する位置へ移動させ、再び中間盤１２を前進移動させ型締を行う。これにより、一次成形体１５と二次成形用製品キャビ型１４とにより二次成形体１７のキャビティが形成される。同時に、スライドブロック２５、２６を後退させて、一次成形体１５の外延に空間部を形成し、一次成形体１５と二次成形用製品キャビ型１４及び移動したスライドブロック２５、２６により二次成形体１７のキャビティ空間部が形成される。二次成形体射出ユニット３２には、予め所定の充填量に設定された溶融樹脂が貯留されており、スクリュ３４を前進移動させ型閉じにより形成された二次成形用のキャビティに溶融樹脂を樹脂流路１８と二次成形射出ゲート２２とを介して充填、一次成形体１５と二次成形体１７が一体となった積層成形品を得る。所定の冷却時間の経過後に型開動作を行い、積層成形品を金型から取り出すことによって成形は完了する。前述した動作を繰り返すことで、連続して積層成形品を得ることができる。
【００３４】
前述した金型では所定の型開位置で一次成形用製品キャビ型１３と二次成形用製品キャビ型１４とを中間盤１２の回転駆動により交換する構成としたが、図３及び４に示す金型を用いた成形方法では、所定の型開位置で中間盤５３に設けたスライド機構により一次成形のキャビ面５２ａと二次成形のキャビ面５２ｂとを交換することによって行ない、他の動作工程は同一である。
【００３５】
次に、本発明の発泡剤を含む溶融樹脂を射出充填し、その後金型を所定の量開いてキャビティを拡大して発泡成形層を有する積層射出成形方法について図５〜７を参照して説明する。この成形方法では、一次成形体７５を成形後に積層する二次成形体７７を発泡させる構成とした。
【００３６】
図５に示すように、成形装置の可動盤が後退した型開位置で中間盤１２を回転駆動して一次成形用製品キャビ型７３と製品コア型７１とを対向させ、中間盤１２を前進移動させ型締を行う。この状態で製品コア型７１に設けた二次成形射出ゲート８２の開口部は一次成形用製品キャビ型７３のキャビ面７３ａに配した突設物８３により塞がれる。スライドブロックの移動手段８７、８８を駆動させて、スライドブロック８５、８６は一次成形用製品キャビ型７３の分割面に押圧されて、一次成形体７５の外縁の成形面を構成する。一次成形体射出ユニット３１には、予め所定の充填量に設定された溶融樹脂が貯留されており、スクリュ３３を前進移動させ型閉じにより形成された一次成形用のキャビティに溶融樹脂を樹脂流路７６と一次射出ゲート８１とを介して充填、一次成形体７５を成形する。このとき二次成形射出ゲート８２の開口部は円錐形の突設物８３により塞がれているので、ゲート側に溶融樹脂が漏れ出すことはない。所定の冷却時間の経過後に製品コア型７１に一次成形体７５を残したまま型開き動作を行い、一時成形用製品キャビ型７３を所定の型開位置に後退移動させる。そして、一次成形体７５の二次射出ゲート８２部の開口部には円錐形の突設物８３により樹脂流路が形成される。
【００３７】
次いで図６に示すように、中間盤１２を回転駆動して二次成形用製品キャビ型７４を製品コア型７１と対向する位置へ移動させ、再び中間盤１２を前進移動させ型締を行う。これにより、一次成形体７５と二次成形用製品キャビ型７４とにより二次成形体７７のキャビティが形成される。同時に、スライドブロック８５、８６を後退させて、一次成形体１５の外延に空間部を形成し、一次成形体７５と二次成形用製品キャビ型７４及び移動したスライドブロック８５、８６により二次成形体７７のキャビティ空間部が形成される。二次成形体射出ユニット３２には、予め所定の充填量に設定された発泡剤を含む溶融樹脂が貯留されており、スクリュ３４を前進移動させ型閉じにより形成された二次成形用のキャビティに発泡剤を含む溶融樹脂を樹脂流路７８と二次成形射出ゲート８２とを介して充填、一次成形体７５と二次成形体７７が一体となった積層成形品を得る。
【００３８】
図７で示すように、所定のスキン層が形成される時間を計時後に中間盤１２を後退させ所定の隙間を製品コア型７１と二次成形用製品キャビ型７４との間に形成し二次成形体７７を発泡させて発泡層を形成させる。所定の冷却時間の経過後に型開動作を行い、積層成形品を金型から取り出すことによって発泡層を有する積層成形品の成形を完了する。前述した動作を繰り返すことで、連続して積層成形品を得ることができる。
本発明の積層射出成形用金型及び積層射出成形方法を用いて得られる積層成形品は、一次成形体の裏面側から二次成形体を成形するとともに、二次成形体が一次成形体の外縁を巻き込んで成形する構成としたので、二次成形体の意匠面にゲート跡が残ることなく、又、製品外観が向上する。そして、一次成形体を成形するキャビ型と二次成形体を成形するキャビ型を交換して積層成形する構成としたので、成形品の立ち面（型開き方向と交差する方向）の製品肉厚や、型開方向の製品肉厚を自在に設定することができる。
【００３９】
一組の金型を型開方向に移動してキャビティを拡大して二層目を成形する従来の積層成形用の金型を用い、基材に剛性を有し、意匠面である表層に例えばエラストマー系の軟質樹脂を発泡させて、ソフト感有する積層成形品の意匠面にゲート跡を残さない用に成形するには、先に（一次成形）表層側を成形しその後基材側を成形することとなり、この場合、表層に二次成形の樹脂圧力の作用により発泡層の潰れや製品の変形等の成形不良が発生し、所望する積層成形品を得ることが難しい。
【００４０】
しかしながら、本発明の積層成形用金型では、基材を一次成形しその後表層を二次成形するので、所望するソフト感を有し、且つ、表層にゲート跡のない積層成形品を得ることができる。また、本発明の積層成形用金型では、成形品の型開方向と交差方向（成形品のたち面）の肉厚を自在に設定することができ、さらに、一次成形体と二次成形体の形状の組み合わせの自由度が高いので、積層成形品の形状の制約を小さくすることができる。
発泡層を形成する成形方法において、二次成形体を発泡させる実施の形態としたが、一次成形体に発泡剤を含む溶融樹脂を用いて発泡成形をおこない、その後二次成形体を成形する構成であってもよい。また、一次成形体及び二次成形体の両方を発泡成形させても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１０、５０、７０ 積層射出成形用金型
１１、５１、７１ 製品コア型
１２、５３ 中間盤
１３、７３ 一次成形用製品キャビ型
１３ａ、１４ａ、５２ａ、５２ｂ、７３ａ、７４ａ 成形キャビ面
１４、７４ 二次成形用製品キャビ型
１５、５５、７５ 一次成形体
１６、１８、５６、５８、７６、７８ 樹脂流路
１７、５７、７７ 二次成形体
２１、６１、８１ 一次射出ゲート
２２、６２、８２ 二次射出ゲート
２３、６３、８３ 突設物
２５、２６、６５、６６、８５、８６ スライドブロック
２７、２８、６７、６８、８７、８８ スライドブロックの駆動手段
３１ 一次成形用射出ユニット
３２ 二次成形用射出ユニット
５２ スライド型
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次成形用のキャビティと二次成形用のキャビティが形成され、一次成形と二次成形とによって樹脂を積層状態に射出成形して積層成形品を得る積層射出成形用金型及び積層射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インパネ、ドアトリム、コンソール類等の自動車用内装品は、多数の成形品の組み立てによって形成されている。そして、これらの部品は手触り感覚や見栄えのために別材質で表面加飾した積層成形品を用いることが多い。自動車内装部品等は、成形品の組立て方法によって成形品の末端面が搭乗者から見えることがあるため外観上好ましくない。特に、表面加飾した積層成形品では表面加飾層を製品裏面側へ巻き込み、成形品の末端面が表面に表れないようにする処理を行う。
【０００３】
特許文献１には、熱可塑性樹脂発泡シートからなる基材層の片面に意匠面となる表皮層を貼着した複合シートを用い、熱成形により所定形状に賦形して自動車内装部品等を得る成形方法が開示されている。この成形方法では、成形後に不要部を切断除去し、次いで切断面を見えなくするために製品の非意匠面側に折り曲げ融着などの手段により固定する。このような処理により、成形品に切断面が残り外観が悪くなることを防いでいる。
しかし、この熱可塑性樹脂成形品の成形方法では、予め基材層と表皮層を貼着し、熱成形等により賦形しその後不要部を切断、次いで切断面を折り曲げるという工程を要し、工数が多くなり、その製品コストも高くなるという問題があった。
【０００４】
特許文献２には、工程を省略してコストダウンを可能とするプレスモールド法により自動車内装部品等の二層成形品を得る射出成形方法が開示されている。この射出成形方法によれば、第一層を基材層、第二層を表皮層とし、成形条件を調整して二層状態を成形品の外縁まで保持する。さらに、成形条件を調整することにより表皮層が成形品の外縁で基材層側に回り込ませるので、基材層が成形品の末端面に表れることがない。
しかし、この成形方法では、二層状態が成形品の立ち面（型開き方向と交差する方向）を含め末端まで保持でき、且つ、第二層で基材層の外縁まで回りこませるための成形条件は調整が困難であり、また、良品を安定的に得るには製品の形状が制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０３６２２号公報
【特許文献２】特開平９−８５７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した従来の成形層成形品の問題点に鑑みてなされたもので、成形材料の利用効率が高く、製品形状に制約が少なく、二層状態の肉厚が立ち面（型開き方向と交差する方向）で安定し、また、基材層となる第一層の外縁を第二層で覆い製品の外観性を向上させた成形品を安価に得る積層射出成形用金型及び積層射出成形方法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】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の積層射出成形用成形金型は、一つの製品コア型と、製品形状の異なる複数の製品キャビ型とで構成され、該製品キャビ型は回転又はスライドする移動手段を備えて前記製品コア型との組み合わせを変更できるように配されるとともに、前記製品コア型には異なる溶融樹脂を射出する複数の射出ユニットと、前記製品コア型と製品キャビ型とによって形成されるキャビティとを連通する複数の樹脂流路が設けられ、一次成形後の二次成形により一次成形体の全面あるいは所定の部分に二次成形体を積層して成形品を得る成形層射出成形に用いる積層射出成形用成形金型において、二次成形を行うときに、一次成形体の外縁を二次成形体で巻き込むことができる構造であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の積層射出成形用成形金型は請求項１に記載の発明において、前記製品コア型の一次成形体外縁部に、スライド移動可能なブロックと該ブロックの移動手段を設けた。
本発明の請求項３に記載の積層射出成形用成形金型は請求項１又は請求項２に記載の発明において、一次成形を行うときに、二次成形体用樹脂流路のゲートを閉止することができる構造とした。
本発明の請求項４に記載の積層射出成形用成形金型は請求項３に記載の発明において、前記二次成形体用樹脂流路のゲートの閉止は、前記製品コア型キャビ面の前記ゲートの対向部に設けた突設物により行う。
【０００９】
本発明の請求項５に記載の積層射出成形方法は、一つの製品コア型と、製品形状の異なる複数の製品キャビ型とで構成され、該製品キャビ型は回転又はスライドする移動手段を備えて前記製品コア型との組み合わせを変更できるように配されるとともに、前記製品コア型には異なる溶融樹脂を射出する複数の射出ユニットと、前記製品コア型と製品キャビ型とによって形成されるキャビティとを連通する複数の樹脂流路が設けられた金型を用い、一次成形後の二次成形により一次成形体の全面あるいは所定の部分に二次成形体を積層して成形品を得る成形層射出成形方法において、前記二次成形体を成形するときに一次成形体の外縁部のキャビティを拡大し、該拡大したキャビティに溶融樹脂を充填することで一次成形体の外縁を二次成形体で巻き込こむことを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の積層射出成形方法は請求項５に記載の発明において、前記複数の射出ユニットのいずれか一方に発泡性溶融樹脂を用い、該発泡性溶融樹脂を金型キャビティ内に射出充填の後に金型を所定の寸法型開きさせ、前記充填した発泡性溶融樹脂を発泡膨張させる。
【発明の効果】
【００１０】
一次成形と二次成形で形状の異なるキャビ型を用いるので、製品形状に制約が少なく、二層状態の肉厚が立ち面（型開き方向と交差する方向）で安定した成形品を得ることができる。また、一工程の成形加工で第一層を第二層で巻き込んで覆うようにしたので工程の短縮が図れるとともに、成形材料の利用効率が高く、成形品の外観が向上する。
一次成形を行うときに、二次ゲートを遮断する構成としたので、一次成形用の溶融樹脂と二次成形用の溶融樹脂が混ざり合うことがない。そして、二次ゲートの遮断部により二次成形の溶融樹脂流路が一次成形体に形成されるので、二次成形体の意匠面にゲートの痕跡を残すことなく積層成形品を成形することができる。
第１層目又は第２層目の溶融樹脂に発泡剤を溶融して射出充填し、充填完了後にキャビティを拡大して発泡させることとしたので、いずれかの層が発泡した積層成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態を示すもので、第一層目を成形するときの金型の断面図である。
【図２】図１の金型により、第二層目を成形するときの断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示すもので、第一層目を成形するときの金型の断面図である。
【図４】図３の金型により、第二層目を成形するときの断面図である。
【図５】本発明の発泡層を得る実施の形態を示すもので、第一層目を成形するときの金型の断面図である。
【図６】図５の金型により、第二層目を成形するときの断面図である。
【図７】図５の金型により、充填後に第二層目を発泡させるときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１及び図２は本発明の実施の形態を示し、積層射出成形用金型１０は図示しない成形装置の型締め機構の固定盤に取り付けられた製品コア型１１と、同じく図示しない可動盤に係動して摺動自在に、且つ、成形装置の軸線を水平面、又は垂直面として回転自在に配された中間盤１２に取り付けられた製品意匠面の異なる複数の製品キャビ型、一次成形用製品キャビ型１３及び二次成形用製品キャビ型１４とにより基本構成される。
図１は、製品コア型１１と一次成形用製品キャビ型１３とを型閉じした状態を示し、製品コア型１１には、一次成形体１５となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路１６と、二次成形体１７に溶融樹脂となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路１８が設けられている。符号２０は、型開の状態で回転する中間盤１２の回転中心であり、中間盤１２は図示しない中間盤の支持手段により軸支された構成となっている。
【００１３】
製品コア型１１の樹脂流路１６、１８の製品キャビ型面側には、それぞれ一次射出ゲート２１と二次射出ゲート２２とが配されている。二次射出ゲート２２の開口部は、一次成形用製品キャビ型１３と製品コア型１１が型閉じした状態で、一次成形用製品キャビ型１３に設けた円錐形の突設物２３と接し、突設物２３が二次射出ゲート２２を塞ぎ、一次成形体１５を成形するときに溶融樹脂が二次射出ゲート２２側に漏れ出すことを防止している。
実施の形態において樹脂流路１６、１８はホットランナにより構成されることが好ましく、また、一次射出ゲート２１及び二次射出ゲート２２はホットチップ又はバルブゲート等を用いることが好ましい。そして、二次射出ゲート２２は、型閉じした際に円錐形の突設物２３とは干渉しない構成としている。
【００１４】
図１に示すように、製品コア型１１には移動してキャビティを形成するスライドブロック２５、２６と、スライドブロックの移動手段２７、２８とを備えている。一次成形体１５を成形するときに、スライドブロック２５、２６は一次成形用製品キャビ型１３の分割面に押圧され、一次成形体１５の外縁の成形面を構成する。スライドブロックの移動手段２７、２８には流体圧シリンダが好適に用いられる。
【００１５】
一次成形品用製品キャビ型１３にはキャビ面１３ａが、二次成形用製品キャビ型１４にはキャビ面１４ａが、それぞれ製品意匠形状を異にして形成されている。
そして、一次成形体１５の成形に用いられる一次成形用射出ユニット３１と二次成形体１７の成形に用いられる二次成形用射出ユニット３２とが配設され、いずれの射出ユニットも、スクリュ３３、３４が回転駆動することでバレル３５、３６内の樹脂成形材料を所定量加熱溶融し、所定量の溶融樹脂はノズル３７、３８を介して積層射出成形用金型１０のキャビティ内に射出充填される。
【００１６】
図１は、製品コア型１１と一次成形用製品キャビ型１３とが型閉じされ、一次成形用射出ユニット３１のスクリュ３３が前進移動してキャビティ内に溶融樹脂が充填され、一次成形体１５が成形された状態を示している。前述したように、一次成形体１５を成形するときに二次射出ゲート２２の開口部は円錐形の突設物２３により塞がれているので、射出充填された溶融樹脂が二次射出ユニット３２側に逆流することがない。
【００１７】
図２は、一次成形体１５を製品コア型１１に残した状態で一旦型開きして二次成形用製品キャビ型１４と交換し、次いで型閉され、二次成形用射出ユニット３２のスクリュ３４が前進移動して一次成形体１５と二次成形用製品キャビ型１４及び移動したスライドブロック２５、２６により形成される二次成形体１７用のキャビティに溶融樹脂を充填、一次成形体１５に二次成形体１７を積層した成形品が成形され、一次成形体１５の外縁部が二次成形体１７により覆われた状態を示している。
突設物２３により一次成形体１５の二次射出ゲート部には二次射出する時の溶融樹脂の通路孔が形成されるので、この孔を介して二次射出が行われる。このように、一次成形体１５の裏面側から二次成形体１７の溶融樹脂を射出充填する構成としたので、意匠面側にゲートの痕跡を生じさせることがない。
【００１８】
図３及び４は本発明の他の実施の形態を示し、積層射出成形用金型５０は図示しない成形装置の型締め機構の固定盤に取り付けられた製品コア型５１と、一次成形用製品キャビティと二次成形用製品キャビティの二つのキャビ面５２ａ、５２ｂとを有するスライド型５２とにより基本構成される。スライド型５２は、図示しない成形装置の可動盤に設けたスライド型５２のスライド手段を有する中間盤５３に取り付けられ、製品コア型５１に対して接離自在となっている。
図３は、製品コア型５１とスライド型５２の一次成形用製品キャビティが型閉じした状態を示し、製品コア型５１には、一次成形体５５となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路５６と、二次成形体５７となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路５８が設けられている。
【００１９】
図３に示すように、製品コア型５１には移動してキャビティを形成するスライドブロック６５、６６と、スライドブロックの移動手段６７、６８とを備えている。一次成形体５５を成形するときに、スライドブロック６５、６６はスライド型５２の分割面に押圧され、一次成形体５５の外縁の成形面を構成する。スライドブロックの移動手段６７、６８には流体圧シリンダが好適に用いられる。
スライド型５２は一次成形用キャビティと二次成形用キャビティを一体的に形成した構成としたが、それぞれを独立した金型とし、金型を連結して一体とする構成であっても良い。
【００２０】
製品コア型５１の樹脂流路５６、５８の製品キャビ型面側には、一次射出ゲート６１と二次射出ゲート６２とが配されている。二次射出ゲート６２の開口部は、スライド型５２と製品コア型５１が型閉じした状態で、スライド型５２に設けた円錐形の突設物６３と接し、突設物６３が二次射出ゲート６２を塞ぎ、一次成形体５５を成形するときに溶融樹脂が二次射出ゲート６２側に漏れ出すことを防止している。
実施の形態において樹脂流路５６、５８はホットランナにより構成されることが好ましく、また、一次射出ゲート６１及び二次射出ゲート６２はホットチップ又はバルブゲート等を用いることが好ましい。そして、二次射出ゲート６２は、型閉じした際に円錐形の突設物６３とは干渉しない構成とした。
【００２１】
スライド型５２には一次成形用のキャビ面５２ａが、二次成形用のキャビ面５２ｂがそれぞれ製品意匠面形状を異にして形成されている。
そして、一次成形体５５の成形に用いられる一次成形用射出ユニット３１と二次成形体５７の成形に用いられる二次成形用射出ユニット３２とが配され、いずれの射出ユニットも、スクリュ３３、３４が回転駆動することでバレル３５、３６内の樹脂成形材料を所定量加熱溶融し、所定量の溶融樹脂はノズル３７、３８を介して積層射出成形用金型５０のキャビティ内に射出充填される。
【００２２】
図３は、製品コア型５１とスライド型５２の一次成形用のキャビ面５２ａとが型閉じされ、一次成形用射出ユニット３１のスクリュ３３が前進移動してキャビティ内に溶融樹脂を充填、一次成形体５５が成形された状態を示している。前述したように、一次成形体５５を成形するときに二次射出ゲート６２は円錐形の突設物６３により塞がれているので、射出充填された溶融樹脂が二次射出ユニット３２側に逆流することがない。
【００２３】
図４は、一次成形体５５を製品コア型５１に残した状態で一旦型開きし、スライド型５２を移動させてキャビ面５２ａと５２ｂとを交換、次いで型閉じされ、二次成形用射出ユニット３２のスクリュ３４が前進移動して一次成形体５５とスライド型５２の二次成形用キャビ面５２ｂ及び移動したスライドブロック６５、６６により形成される二次成形体５７用のキャビティに溶融樹脂を充填、一次成形体５５に二次成形体５７を積層した成形品が成形され、一次成形体５５の外縁部は二次成形体５７により覆われた状態を示している。
円錐形の突設物６３により一次成形体５５の二次射出ゲート部には二次射出する時の溶融樹脂の通路孔が形成されるので、この通路孔を介して二次射出が行われる。このように、一次成形体５５の裏面側から二次成形体５７の溶融樹脂を射出充填する構成としたので、意匠面側にゲートの痕跡を生じさせることがない。
【００２４】
図５〜７は、いずれかの層を発泡させる本発明の実施の形態を示す。実施の形態の積層射出成形用金型は嵌め合い構造を有しない金型であり、キャビティ内に溶融樹脂を充填後にスキン層の形成を待って所定の量の金型を開くことにより溶融樹脂が漏れ出すことはない。なお、嵌め合い構造を有する押し込み金型を用いることも可能である。
積層射出成形用金型７０は図示しない成形装置の型締め機構の固定盤に取り付けられた製品コア型７１と、同じく図示しない可動盤に係動して摺動自在に、且つ、成形装置の軸線を水平面、又は垂直面として回転自在に配された中間盤１２に取り付けられた製品意匠面の異なる複数の製品キャビ型、一次成形用製品キャビ型７３及び二次成形用製品キャビ型７４とにより基本構成される。
【００２５】
図５は、製品コア型７１と一次成形用製品キャビ型７３とを型閉じした状態を示し、製品コア型７１には、一次成形体７５となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路７６と、二次成形体に溶融樹脂となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路７８が設けられている。符号２０は、型開の状態で回転する中間盤１２の回転中心であり、中間盤１２は図示しない中間盤の支持手段により軸支された構成となっている。
【００２６】
製品コア型７１の樹脂流路７６、７８の製品キャビ型面側には、一次射出ゲート８１と二次射出ゲート８２とが配されている。二次射出ゲート８２の開口部は、一次成形用製品キャビ型７３と製品コア型７１が型閉じした状態で、一次成形用製品キャビ型７３に設けた円錐形の突設物８３と接し、突設物８３が二次射出ゲート８２の開口部を塞ぎ、一次成形体７５を成形するときに溶融樹脂が二次射出ゲート８２側に漏れ出すことを防止している。
実施の形態において樹脂流路７６、７８はホットランナにより構成されることが好ましく、また、一次射出ゲート８１及び二次射出ゲート８２はホットチップ又はバルブゲート等を用いることが好ましい。そして、二次射出ゲート８２は、型閉じした際に突設物８３とは干渉しない構成とした。
【００２７】
図５に示すように、製品コア型７１には移動してキャビティを形成するスライドブロック８５、８６と、スライドブロックの移動手段８７、８８を備えている。一次成形体７５を成形するときに、スライドブロック８５、８６は一次成形用製品キャビ型７３の分割面に押圧され、一次成形体７５の外縁の成形面を構成する。スライドブロックの移動手段８７、８８には流体圧シリンダが好適に用いられる。
【００２８】
一次成形品用キャビ型７３にはキャビ面７３ａが、二次成形用製品キャビ型７４にはキャビ面７４ａ、それぞれ製品意匠面形状を異にして形成されている。
そして、一次成形体７５の成形に用いられる一次成形用射出ユニット３１と二次成形体１７の成形に用いられる二次成形用射出ユニット３２とが配され、いずれの射出ユニットも、スクリュ３３、３４が回転駆動することでバレル３５、３６内の樹脂成形材料を所定量加熱溶融し、所定量の溶融樹脂はノズル３７、３８を介して積層射出成形用金型７０キャビティ内に射出充填される。
【００２９】
図５は、製品コア型７１と一次成形用製品キャビ型７３とが型閉じされ、一次成形用射出ユニット３１のスクリュ３３が前進移動してキャビティ内に溶融樹脂が充填され、一次成形体７５が成形された状態を示している。前述したように、一次成形体７５を成形するときに二次射出ゲート８２の開口部は円錐形の突設物８３により塞がれているので、射出充填された溶融樹脂が二次射出ユニット３２側に逆流することがない。
【００３０】
図６は、一次成形体７５を製品コア型７１に残した状態で一旦型開きして二次成形用製品キャビ型７４と交換し、次いで型閉され、二次成形用射出ユニット３２のスクリュ３４が前進移動して一次成形体７５と二次成形用製品キャビ型７４及び移動したスライドブロック８５、８６により形成される二次成形体８７用のキャビティに発泡剤を含む溶融樹脂を充填、一次成形体７５に二次成形体７７を積層した成形品が成形され、一次成形体７５の外縁部は二次成形体７７により覆われた状態を示している。
突設物８３により一次成形体７５の二次射出ゲート部には二次射出する時の溶融樹脂の通路孔が形成されるので、この孔を介して二次射出が行われる。このように、一次成形体７５の裏面側から二次成形体７７の溶融樹脂を射出充填する構成としたので、意匠面にゲートの痕跡を生じさせることがない。
【００３１】
図７は、二次成形体７７を成形した後の所定時間経過後に中間盤１２を後退させ製品コア型７１と二次成形用製品キャビ型７４を所定の寸法離間させた位置を保持している状態を示している。
所定時間経過させることで、二次成形体７７の表面にスキン層が形成され、金型を開いても発泡剤を含む溶融樹脂が漏れ出すことがなく、また、所定の製品形状を保持することができる。
【００３２】
次に、本発明の積層射出成形方法について図１及び２に示す金型により説明する。成形装置の可動盤が後退した型開位置で中間盤１２を回転駆動して一次成形用製品キャビ型１３と製品コア型１１とを対向させ、中間盤１２を前進移動させ型締を行う。この状態で製品コア型１１に設けた二次成形射出ゲート２２の開口部は一次成形用製品キャビ型１３のキャビ面１３ａに配した突設物２３により塞がれる。スライドブロックの移動手段２７、２８を駆動させて、スライドブロック２５、２６は一次成形用製品キャビ型１３の分割面に押圧されて、一次成形体１５の外縁の成形面を構成する。一次成形体射出ユニット３１には、予め所定の充填量に設定された溶融樹脂が貯留されており、スクリュ３３を前進移動させ型閉じにより形成された一次成形用のキャビティに溶融樹脂を樹脂流路１６と一次射出ゲート２１とを介して充填、一次成形体１５を成形する。このとき二次成形射出ゲート２２の開口部は円錐形の突設物２３により塞がれているので、ゲート側に溶融樹脂が漏れ出すことはない。所定の冷却時間の経過後に製品コア型１１に一次成形体１５を残したまま型開き動作を行い、一次成形用製品キャビ型１３を所定の型開位置に後退移動させる。そして、一次成形体１５の二次射出ゲート２２部には突設物２３により樹脂流路が形成される。
【００３３】
次いで、中間盤１２を回転駆動して二次成形用製品キャビ型１４が製品コア型１１と対向する位置へ移動させ、再び中間盤１２を前進移動させ型締を行う。これにより、一次成形体１５と二次成形用製品キャビ型１４とにより二次成形体１７のキャビティが形成される。同時に、スライドブロック２５、２６を後退させて、一次成形体１５の外延に空間部を形成し、一次成形体１５と二次成形用製品キャビ型１４及び移動したスライドブロック２５、２６により二次成形体１７のキャビティ空間部が形成される。二次成形体射出ユニット３２には、予め所定の充填量に設定された溶融樹脂が貯留されており、スクリュ３４を前進移動させ型閉じにより形成された二次成形用のキャビティに溶融樹脂を樹脂流路１８と二次成形射出ゲート２２とを介して充填、一次成形体１５と二次成形体１７が一体となった積層成形品を得る。所定の冷却時間の経過後に型開動作を行い、積層成形品を金型から取り出すことによって成形は完了する。前述した動作を繰り返すことで、連続して積層成形品を得ることができる。
【００３４】
前述した金型では所定の型開位置で一次成形用製品キャビ型１３と二次成形用製品キャビ型１４とを中間盤１２の回転駆動により交換する構成としたが、図３及び４に示す金型を用いた成形方法では、所定の型開位置で中間盤５３に設けたスライド機構により一次成形のキャビ面５２ａと二次成形のキャビ面５２ｂとを交換することによって行ない、他の動作工程は同一である。
【００３５】
次に、本発明の発泡剤を含む溶融樹脂を射出充填し、その後金型を所定の量開いてキャビティを拡大して発泡成形層を有する積層射出成形方法について図５〜７を参照して説明する。この成形方法では、一次成形体７５を成形後に積層する二次成形体７７を発泡させる構成とした。
【００３６】
図５に示すように、成形装置の可動盤が後退した型開位置で中間盤１２を回転駆動して一次成形用製品キャビ型７３と製品コア型７１とを対向させ、中間盤１２を前進移動させ型締を行う。この状態で製品コア型７１に設けた二次成形射出ゲート８２の開口部は一次成形用製品キャビ型７３のキャビ面７３ａに配した突設物８３により塞がれる。スライドブロックの移動手段８７、８８を駆動させて、スライドブロック８５、８６は一次成形用製品キャビ型７３の分割面に押圧されて、一次成形体７５の外縁の成形面を構成する。一次成形体射出ユニット３１には、予め所定の充填量に設定された溶融樹脂が貯留されており、スクリュ３３を前進移動させ型閉じにより形成された一次成形用のキャビティに溶融樹脂を樹脂流路７６と一次射出ゲート８１とを介して充填、一次成形体７５を成形する。このとき二次成形射出ゲート８２の開口部は円錐形の突設物８３により塞がれているので、ゲート側に溶融樹脂が漏れ出すことはない。所定の冷却時間の経過後に製品コア型７１に一次成形体７５を残したまま型開き動作を行い、一時成形用製品キャビ型７３を所定の型開位置に後退移動させる。そして、一次成形体７５の二次射出ゲート８２部の開口部には円錐形の突設物８３により樹脂流路が形成される。
【００３７】
次いで図６に示すように、中間盤１２を回転駆動して二次成形用製品キャビ型７４を製品コア型７１と対向する位置へ移動させ、再び中間盤１２を前進移動させ型締を行う。これにより、一次成形体７５と二次成形用製品キャビ型７４とにより二次成形体７７のキャビティが形成される。同時に、スライドブロック８５、８６を後退させて、一次成形体１５の外延に空間部を形成し、一次成形体７５と二次成形用製品キャビ型７４及び移動したスライドブロック８５、８６により二次成形体７７のキャビティ空間部が形成される。二次成形体射出ユニット３２には、予め所定の充填量に設定された発泡剤を含む溶融樹脂が貯留されており、スクリュ３４を前進移動させ型閉じにより形成された二次成形用のキャビティに発泡剤を含む溶融樹脂を樹脂流路７８と二次成形射出ゲート８２とを介して充填、一次成形体７５と二次成形体７７が一体となった積層成形品を得る。
【００３８】
図７で示すように、所定のスキン層が形成される時間を計時後に中間盤１２を後退させ所定の隙間を製品コア型７１と二次成形用製品キャビ型７４との間に形成し二次成形体７７を発泡させて発泡層を形成させる。所定の冷却時間の経過後に型開動作を行い、積層成形品を金型から取り出すことによって発泡層を有する積層成形品の成形を完了する。前述した動作を繰り返すことで、連続して積層成形品を得ることができる。
本発明の積層射出成形用金型及び積層射出成形方法を用いて得られる積層成形品は、一次成形体の裏面側から二次成形体を成形するとともに、二次成形体が一次成形体の外縁を巻き込んで成形する構成としたので、二次成形体の意匠面にゲート跡が残ることなく、又、製品外観が向上する。そして、一次成形体を成形するキャビ型と二次成形体を成形するキャビ型を交換して積層成形する構成としたので、成形品の立ち面（型開き方向と交差する方向）の製品肉厚や、型開方向の製品肉厚を自在に設定することができる。
【００３９】
一組の金型を型開方向に移動してキャビティを拡大して二層目を成形する従来の積層成形用の金型を用い、基材に剛性を有し、意匠面である表層に例えばエラストマー系の軟質樹脂を発泡させて、ソフト感有する積層成形品の意匠面にゲート跡を残さない用に成形するには、先に（一次成形）表層側を成形しその後基材側を成形することとなり、この場合、表層に二次成形の樹脂圧力の作用により発泡層の潰れや製品の変形等の成形不良が発生し、所望する積層成形品を得ることが難しい。
【００４０】
しかしながら、本発明の積層成形用金型では、基材を一次成形しその後表層を二次成形するので、所望するソフト感を有し、且つ、表層にゲート跡のない積層成形品を得ることができる。また、本発明の積層成形用金型では、成形品の型開方向と交差方向（成形品のたち面）の肉厚を自在に設定することができ、さらに、一次成形体と二次成形体の形状の組み合わせの自由度が高いので、積層成形品の形状の制約を小さくすることができる。
発泡層を形成する成形方法において、二次成形体を発泡させる実施の形態としたが、一次成形体に発泡剤を含む溶融樹脂を用いて発泡成形をおこない、その後二次成形体を成形する構成であってもよい。また、一次成形体及び二次成形体の両方を発泡成形させても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１０、５０、７０ 積層射出成形用金型
１１、５１、７１ 製品コア型
１２、５３ 中間盤
１３、７３ 一次成形用製品キャビ型
１３ａ、１４ａ、５２ａ、５２ｂ、７３ａ、７４ａ 成形キャビ面
１４、７４ 二次成形用製品キャビ型
１５、５５、７５ 一次成形体
１６、１８、５６、５８、７６、７８ 樹脂流路
１７、５７、７７ 二次成形体
２１、６１、８１ 一次射出ゲート
２２、６２、８２ 二次射出ゲート
２３、６３、８３ 突設物
２５、２６、６５、６６、８５、８６ スライドブロック
２７、２８、６７、６８、８７、８８ スライドブロックの駆動手段
３１ 一次成形用射出ユニット
３２ 二次成形用射出ユニット
５２ スライド型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの製品コア型と、製品形状の異なる複数の製品キャビ型とで構成され、該製品キャビ型は回転又はスライドする移動手段を備えて前記製品コア型との組み合わせを変更できるように配されるとともに、前記製品コア型には異なる溶融樹脂を射出する複数の射出ユニットと、前記製品コア型と製品キャビ型とによって形成されるキャビティとを連通する複数の樹脂流路が設けられ、一次成形後の二次成形により一次成形体の全面あるいは所定の部分に二次成形体を積層して成形品を得る成形層射出成形に用いる積層射出成形用成形金型において、
二次成形を行うときに、一次成形体の外縁を二次成形体で巻き込むことができる構造であることを特徴とする積層射出成形用成形金型。
【請求項２】
前記製品コア型の一次成形体外縁部に、スライド移動可能なブロックと該ブロックの移動手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の積層射出成形用成形金型。
【請求項３】
一次成形を行うときに、二次成形体用樹脂流路のゲートを閉止することができる構造であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層射出成形用成形金型。
【請求項４】
前記二次成形体用樹脂流路のゲートの閉止は、前記製品コア型キャビ面の前記ゲートの対向部に設けた突設物により行うことを特徴とする請求項３に記載の積層射出成形用成形金型。
【請求項５】
一つの製品コア型と、製品形状の異なる複数の製品キャビ型とで構成され、該製品キャビ型は回転又はスライドする移動手段を備えて前記製品コア型との組み合わせを変更できるように配されるとともに、前記製品コア型には異なる溶融樹脂を射出する複数の射出ユニットと、前記製品コア型と製品キャビ型とによって形成されるキャビティに連通する複数の樹脂流路が設けられた金型を用い、一次成形後の二次成形により一次成形体の全面あるいは所定の部分に二次成形体を積層して成形品を得る成形層射出成形方法において、
前記二次成形体を成形するときに一次成形体の外縁部のキャビティを拡大し、該拡大したキャビティに溶融樹脂を充填することで一次成形体の外縁を二次成形体で巻き込こむことを特徴とする積層射出成形方法。
【請求項６】
前記複数の射出ユニットのいずれか一方に発泡性溶融樹脂を用い、該発泡性溶融樹脂を金型キャビティ内に射出充填の後に金型を所定の寸法型開きさせ、前記充填した発泡性溶融樹脂を発泡膨張させることを特徴とする請求項５に記載の積層射出成形方法。
【請求項１】
一つの製品コア型と、製品形状の異なる複数の製品キャビ型とで構成され、該製品キャビ型は回転又はスライドする移動手段を備えて前記製品コア型との組み合わせを変更できるように配されるとともに、前記製品コア型には異なる溶融樹脂を射出する複数の射出ユニットと、前記製品コア型と製品キャビ型とによって形成されるキャビティとを連通する複数の樹脂流路が設けられ、一次成形後の二次成形により一次成形体の全面あるいは所定の部分に二次成形体を積層して成形品を得る成形層射出成形に用いる積層射出成形用成形金型において、
二次成形を行うときに、一次成形体の外縁を二次成形体で巻き込むことができる構造であることを特徴とする積層射出成形用成形金型。
【請求項２】
前記製品コア型の一次成形体外縁部に、スライド移動可能なブロックと該ブロックの移動手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の積層射出成形用成形金型。
【請求項３】
一次成形を行うときに、二次成形体用樹脂流路のゲートを閉止することができる構造であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層射出成形用成形金型。
【請求項４】
前記二次成形体用樹脂流路のゲートの閉止は、前記製品コア型キャビ面の前記ゲートの対向部に設けた突設物により行うことを特徴とする請求項３に記載の積層射出成形用成形金型。
【請求項５】
一つの製品コア型と、製品形状の異なる複数の製品キャビ型とで構成され、該製品キャビ型は回転又はスライドする移動手段を備えて前記製品コア型との組み合わせを変更できるように配されるとともに、前記製品コア型には異なる溶融樹脂を射出する複数の射出ユニットと、前記製品コア型と製品キャビ型とによって形成されるキャビティに連通する複数の樹脂流路が設けられた金型を用い、一次成形後の二次成形により一次成形体の全面あるいは所定の部分に二次成形体を積層して成形品を得る成形層射出成形方法において、
前記二次成形体を成形するときに一次成形体の外縁部のキャビティを拡大し、該拡大したキャビティに溶融樹脂を充填することで一次成形体の外縁を二次成形体で巻き込こむことを特徴とする積層射出成形方法。
【請求項６】
前記複数の射出ユニットのいずれか一方に発泡性溶融樹脂を用い、該発泡性溶融樹脂を金型キャビティ内に射出充填の後に金型を所定の寸法型開きさせ、前記充填した発泡性溶融樹脂を発泡膨張させることを特徴とする請求項５に記載の積層射出成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−８４０１６（Ｐ２０１１−８４０１６Ａ）
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３９９３５（Ｐ２００９−２３９９３５）
【出願日】平成２１年１０月１９日（２００９．１０．１９）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１９日（２００９．１０．１９）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
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