JP2011011523A - 多色成形方法、多色成形装置及び多色成形部品 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性がよく、形状の自由度が高い成形部品を製造することができる多色成形方法、多色成形装置及び製造された多色成形部品を提供すること。
【解決手段】分離された第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂの間に、インモールド層１３が形成された基材フィルム１４が配置される。これにより１次成形樹脂１５が射出される際の基材フィルム１４の変形を主に凹部３内に抑えることができ、基材フィルム１４の変形量を小さくすることができる。これにより、貫通孔２及び凹部３からなる１次キャビティ８の形状の設定範囲を大きくすることができ、形状の自由度の高い１次成形層１５’を成形することができる。また、インモールド層１３は、１次成形層１５’の接着面１７に転写されるので、インモールド層１３が露出しないように、２次成形層１８’を成形することが容易となる。これにより、耐久性のよい多色成形部品を成形することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、異なる樹脂材料を用いて一体の成形品を成形する多色成形方法、多色成形装置及び多色成形部品に関する。

従来から、以下のような２色成形法が知られている。まず絵柄層等が形成された基体シートを挟み込むように１次成形用キャビティ型とコア型とが型閉めされ、溶融した１次成形樹脂が射出されることで、表面に絵柄層が転写した１次成形樹脂部が成形される。そして１次成形樹脂部が装着されたコア型と２次成形用キャビティ型とが型閉めされ、２次成形樹脂が射出されることで、１次成形樹脂部の表面を覆うように２次成形樹脂部が成形される（例えば、特許文献１の図９等参照）。この２色成形法で製造された成形部品では、１次成形樹脂部に転写された絵柄層が２次成形樹脂部により保護されるという利点がある。

特許第３４７２４０３号公報

しかしながら、絵柄層が１次成形樹脂部と２次成形樹脂部との間に完全に挟み込まれておらず、１次成形樹脂部と２次成形樹脂部との間で露出している部分がある場合には、その部分から絵柄層が剥がれてしまう可能性がある。また、絵柄層が露出している部分から水蒸気等が成形部品の内部に侵入し、１次成形樹脂部と２次成形樹脂部とが分離してしまうことも考えられる。つまり、上記のような場合では、成形部品の耐久性が低くなってしまう。

また特許文献１に記載の２色成形法では、１次成形用キャビティ型の深さが大きいと、１次成形樹脂部が射出成形される際の、基体シートの変形量が大きくなる。基体シートが大きく変形すると、例えば基体シートにしわ等が発生してしまい、１次成形樹脂部へ絵柄層が適正に転写されない場合がある。従って特許文献２に記載の２色成形法では、深さの大きい形状の成形部品を製造することは困難であり、製造される成形部品の形状の自由度が低い。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、耐久性がよく、形状の自由度が高い成形部品を製造することができる多色成形方法、多色成形装置及び製造された多色成形部品を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る多色成形方法は、貫通孔を有する第１のキャビティ部材と前記貫通孔の一方の開口を塞ぐ第２のキャビティ部材との間に、インモールド層が形成された基材フィルムを、前記インモールド層が前記貫通孔と前記第２のキャビティ部材との間に位置するように挟み込むことを含む。
少なくとも前記貫通孔により形成される１次キャビティ内にコアが配置され、前記１次キャビティ内に第１の成形材料が射出されることで、表面に前記インモールド層が転写された１次成形層が成形される。
２次キャビティ内に、前記１次成形層が設けられている前記コアが配置され、前記２次キャビティ内に第２の成形材料が射出されることで、前記インモールド層を覆う２次成形層が成形される。

この多色成形方法では、基材フィルムが、第１及び第２のキャビティ部材の間に挟みこまれる。従って、１次成形層が成形される際の、基材フィルムの変形量を十分に小さくすることができる。また、インモールド層は１次成形層の表面の一部に転写されることになり、２次成形層によりインモールド層の全体を覆うことが容易となる。以上により、耐久性がよく、形状の自由度が高い成形部品を製造することができる。

前記第２のキャビティ部材は、前記貫通孔の前記開口を塞ぐ凹部を有してもよい。
この場合、前記基材フィルムを挟み込む工程は、前記第１のキャビティ部材と第２のキャビティ部材との間に、前記基材フィルムを、前記インモールド層が前記貫通孔と前記凹部との間に位置するように挟み込んでもよい。
また、前記１次成形層を成形する工程は、前記貫通孔及び前記凹部により形成される１次キャビティ内にコアを配置し、前記１次キャビティ内に第１の成形材料を射出することで、表面に前記インモールド層が転写された１次成形層を成形してもよい。

この多色成形方法では、貫通孔及び凹部により１次キャビティが形成され、基材フィルムが第１及び第２のキャビティ部材の間に挟み込まれる。従って、１次成形層が成形される際の基材フィルムの変形は、１次キャビティ内の主に凹部内で発生する。これにより、基材フィルムの変形量を小さくすることができる。また、凹部の形状を適宜設定することで、形状の自由度が高い１次成形層を製造することができる。

前記インモールド層の少なくとも一部は、前記貫通孔の縁と前記凹部の縁とが当接する部分で、前記第１のキャビティ部材と前記第２のキャビティ部材とにより挟まれてもよい。
この場合、前記１次成形層を成形する工程は、前記貫通孔の縁と前記凹部の縁とが当接する部分で前記インモールド層が切断されるように、前記１次成形層を前記１次キャビティから取り出してもよい。

１次成形層が射出成形される際に、仮に基材フィルムが切断されてしまうと１次成形層に対するインモールド層の位置合わせが困難となる。しかしながら、本形態の多色成形方法では、基材フィルムの変形量が小さいので、貫通孔の縁と凹部の縁とが当接する部分においてインモールド層のみが切断されるような貫通孔及び凹部の形状を採用することができる。これにより、形状の自由度が高い１次成形層を成形することができる。

前記貫通孔は、前記貫通孔の内面から突出する突出孔を有してもよい。この場合、前記１次成形層を成形する工程は、前記突出孔に対応した突出部を有する前記１次成形層を成形してもよい。

従来では、一般的な１次キャビティの形状として、基材フィルムが切断されないようなものが求められており、このため成形される１次成形層の形状が制限されていた。しかしながら、本形態の多色成形方法では、基材フィルムが貫通孔の内面には配置されないので、貫通孔の内面に突出孔を形成し、突出部を有する１次成形層を成形することができる。

前記第１のキャビティ部材は、前記貫通孔と接続されたゲートを有してもよい。この場合、前記１次成形層を成形する工程は、前記ゲートを介して、前記第１の成形材料を前記１次キャビティ内に射出してもよい。

基材フィルムが第１及び第２のキャビティ部材の間に挟み込まれているので、第２のキャビティ部材の所望の位置にゲートを設けることができ、コア型にゲートを設ける必要がない。これにより、ゲートを簡単な構造にすることができる。

前記第１のキャビティ部材は、前記突出孔に接続されたゲートを有してもよい。この場合、前記１次成形層を成形する工程は、前記ゲートを介して、前記第１の成形材料を前記１次キャビティ内に射出してもよい。

基材フィルムが第１及び第２のキャビティ部材の間に挟み込まれているので、第２のキャビティ部材の所望の位置にゲートを設けることができる。本形態の多色成形方法のように突出孔に接続されるゲートを形成すれば、突出孔に十分に第１の成形材料を射出することができ、突出部を有する１次成形層を確実に成形することができる。

前記第１のキャビティ部材は複数の前記貫通孔を有してもよい。
この場合、前記基材フィルムを挟み込む工程は、前記第１のキャビティ部材と前記複数の貫通孔の一方の各開口を塞ぐ前記第２のキャビティ部材との間に、前記基材フィルムを、前記インモールド層が前記複数の貫通孔と前記第２のキャビティ部材との間に位置するように挟み込んでもよい。
また、前記１次成形層を成形する工程は、少なくとも前記各貫通孔により形成される複数の前記１次キャビティ内に、複数の前記コアをそれぞれ配置し、前記複数の１次キャビティ内に前記第１の成形材料を射出することで、表面に前記インモールド層が転写された複数の前記１次成形層をそれぞれ成形してもよい。
さらに、前記２次成形層を成形する工程は、複数の前記２次キャビティ内に、前記１次成形層が設けられた前記各コアを配置し、前記複数の２次キャビティ内に前記第２の成形材料を射出することで、前記インモールド層を覆う複数の２次成形層を成形してもよい。

従来では、複数の１次成形層が共に成形される場合には、複数の１次キャビティ内で基材フィルムが変形されるので、基材フィルムの変形量が大きくなる。しかしながら、本形態の多色成形方法は、基材フィルムの変形量を小さくすることができるので、複数の１次成形層を共に成形するのに有効である。

本発明の一形態に係る多色成形装置は、１次成形用キャビティ型と、コア型と、２次成形用キャビティ型とを具備する。
前記１次成形用キャビティ型は、１次キャビティの一部となる貫通孔を有する第１のキャビティ部材と、前記貫通孔の一方の開口を塞ぐ第２のキャビティ部材とを有し、前記第１のキャビティ部材と前記第２のキャビティ部材とを分割することが可能である。
前記コア型は、前記１次キャビティ内に配置されるコアを有し、１次成形層の射出成形のために前記１次成形用キャビティ型とクランプされる。
前記２次成形用キャビティ型は、前記１次成形層が設けられている前記コアが配置される２次キャビティを有し、前記１次成形層を覆う２次成形層の成形のために、前記コア型とクランプされる。

前記第２のキャビティ部材は、前記１次キャビティの一部となり前記貫通孔の前記開口を塞ぐ凹部を有してもよい。

前記貫通孔は、突出部を有する前記１次成形層が射出成形されるように、前記貫通孔の内面から突出する突出孔を有してもよい。

前記第１のキャビティ部材は、前記貫通孔と接続されたゲートを有してもよい。また、前記第１のキャビティ部材は、前記突出孔に接続されたゲートを有してもよい。

本発明の一形態に係る多色成形部品は、１次成形層と、インモールド層と、２次成形層とを具備する。
前記インモールド層は、前記１次成形層の表面の一部に転写される。
前記２次成形層は、前記１次成形層の表面に形成され、前記インモールド層が露出することがないように、前記インモールド層の全体を覆う。

以上のように、本発明によれば、耐久性がよく、形状の自由度が高い成形部品を製造することができる。

第１の実施形態に係る多色成形装置の要部を示した模式的な断面図である。 第１の実施形態に係る多色成形装置の要部を示した模式的な断面図である。 第１の実施形態に係る１次成形層の成形工程を順に示す模式的な断面図である。 各実施形態に係る基材フィルムを示す模式的な断面図である。 第１の実施形態に係る１次成形層を覆う２次成形層の成形工程を順に示す模式的な断面図である。 第１の実施形態に係る多色成形方法により成形された多色成形部品を示す模式的な斜視図である。 第２の実施形態に係る多色成形部品を示した模式的な斜視図である。 第２の実施形態に係る多色成形部品の成形工程の一部を示す模式的な断面図である。 第３の実施形態に係る多色成形部品を示す模式的な斜視図である。 第４の実施形態に係る多色成形方法により成形された１次及び２次成形層を示す模式的な斜視図である。 第４の実施形態に係る多色性部品を示す模式的な斜視図である。 第５の実施形態に係る多色成形部品の成形工程を示す模式的な断面図である。 第１の実施形態に係る多色成形方法、多色成形装置、及び多色成形部品の変形例である。 第１の実施形態に係る多色成形方法、多色成形装置、及び多色成形部品の変形例である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
＜第１の実施形態＞
本発明に係る第１の実施形態に係る多色成形方法、この方法に用いられる多色成形装置及び製造された多色成形部品について説明する。

［多色成形装置の構成］
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態に係る多色成形装置の要部を示した模式的な断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る多色成形装置１００は、１次成形用キャビティ型１０と、１次成形用キャビティ型１０と対向するように配置され、１次成形用キャビティ型１０とクランプされるコア型２０とを有する。コア型２０は、コア１を有している。

１次成形用キャビティ型１０は、貫通孔２が形成された第１のキャビティ部材１０ａと、凹部３が形成された第２のキャビティ部材１０ｂとを有する。第１のキャビティ部材１０ａは、コア型２０と対向して配置され、第１のキャビティ部材１０ａの、コア型２０が位置する側と反対側に第２のキャビティ部材１０ｂが配置される。第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂは、第１のキャビティ部材１０ａの貫通孔２と、第２のキャビティ部材１０ｂの凹部３とが対向するように配置される。また、第１のキャビティ部材１０ａの貫通孔２のコア型２０に対向する開口４の縁には、フランジ部形成用のフランジ領域６が形成されている。

第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂは、図示しないガイド機構により相対的に離接移動するように構成されている。第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂが連結された際には、貫通孔２の開口４の反対側の開口７が凹部３に覆われる。この貫通孔２と凹部３とにより、コア型２０のコア１を収容する１次キャビティ８が形成される。また、第１のキャビティ部材１０ａには、貫通孔２のフランジ領域６と接続されたゲート９が形成されている。また、コア型２０及び１次成形用キャビティ型１０（及び後述する２次成形用キャビティ型３０）も、図示しないガイド機構により相対的に離接移動するように構成されている。このコア型２０及び１次成形用キャビティ型１０が相対移動するときに、上記の第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂがそれに連動して相対移動するようになっている。

後に説明する基材フィルムを第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂの間に配置するために、以上説明したように第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂは分割可能な構造となっている。

図２に示すように、多色成形装置１００は、コア型２０とクランプされる２次成形用キャビティ型３０を有している。２次成形用キャビティ型３０は、後に説明する１次成形層が設けられたコア１を収容する２次キャビティ１１を有している。また、２次成形用キャビティ型３０には、２次キャビティ１１に接続されたゲート１２が形成されている。

第１のキャビティ部材１０ａ、第２のキャビティ部材１０ｂ、コア型２０、及び２次成形用キャビティ型３０の材料としては、例えばステンレス、鉄、又はアルミニウム等の金属や、プラスチック材料等が用いられる。

本実施形態の多色成形装置１００では、コア型２０を、１次成形用キャビティ型１０に対向する位置と２次成形用キャビティ型３０に対向する位置との間で移動させることが可能な構造を有している。このような構造としては、例えば、図示しない回転可能な回転テーブルの上にコア型２０が設置され、この回転テーブルが回転することにより、コア型２０が移動するロータリー方式の構造が挙げられる。しかしながら、この構造に限られず、コア型２０を、１次成形用キャビティ型１０と２次成形用キャビティ型３０との間でスライドさせる、スライド方式の構造でもよい。

また、本実施形態の多色成形装置は、横型の成形装置として用いられているが、縦型の成形装置として用いられてもよい。

［多色成形方法］
上記の構成でなる多色成形装置１００が用いられた多色成形方法を説明する。図３は、１次成形層の成形工程を順に示す模式的な断面図である。

図３（Ａ）に示すように、分離された第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂの間に、インモールド層１３が形成された基材フィルム１４が配置される。基材フィルム１４は、インモールド層１３が第１のキャビティ部材１０ａの貫通孔２と対向するように配置される。また、本実施形態では、貫通孔２の開口７と第２のキャビティ部材１０ｂの凹部３との間に、インモールド層１３が位置するように、基材フィルム１４が配置される。基材フィルム１４は、例えばロール・ツー・ロール方式によって、図示しない巻き取り装置及び送り出し装置により、多色成形装置１００の外部から供給される。

図４は、基材フィルム１４を示す模式的な断面図である。基材フィルム１４は、ベースフィルム１４１、第１の接着層１４２、インモールド層１３、及び第２の接着層１４４の積層構造となっている。ベースフィルムの材料としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やアクリル等が用いられる。インモールド層１３は、第１の接着層１４２によりベースフィルム１４１に接着されている。

インモールド層１３は、例えば図柄や文字等を、１次成形層の表面に転写するための印刷層である。この他、インモールド層１３として、各種配線層、情報記録層、太陽電池セル等の電気素子や光学素子が用いられてもよい。インモールド層１３の表面に形成された第２の接着層１４４は、例えば感熱性又は感圧性の樹脂等でなる。

図３（Ｂ）に示すように、コア型２０と１次成形用キャビティ型１０とがクランプされ、また、第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂが連結される。貫通孔２及び凹部３により１次キャビティ８が形成され、この１次キャビティ８内にコア１が配置される。基材フィルム１４は、１次キャビティ８内に配置されることになる。

第２のキャビティ部材１０ｂに形成されたゲート９を介して、図示しないスプルーやランナーから高温で溶かされた１次成形樹脂１５が、コア１が配置された１次キャビティ８内に射出される。１次成形樹脂１５としては、例えばＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂等の汎用樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＡＢＳとＰＣの混合樹脂等のエンジニアリングプラスチックが用いられる。また、１次成形樹脂１５の色は特に限定されず、非透明であってもよいし、透明又は半透明であってもよい。

１次成形樹脂１５は、１次キャビティ８の内面、つまり、貫通孔２の内面５及び凹部３の内面１６を押圧するように、１次キャビティ８内に射出される。この際、１次キャビティ８内に設けられた基材フィルム１４も１次成形樹脂１５により押圧され、主に凹部３の内面１６に押し付けられるように変形する。１次成形樹脂１５の熱によりインモールド層１３の表面に設けられた第２の接着層１４４が溶かされ、これにより、凹部３を押圧する１次成形樹脂１５の表面にインモールド層１３が接着する。

このように、本実施形態の多色成形方法では、基材フィルム１４が第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂの間に挟み込まれているので、１次成形樹脂１５が射出される際の基材フィルム１４の変形は、主に凹部３内で発生する。すなわち、基材フィルム１４が、貫通孔２の内面５に押し付けられるように変形することはない。これにより、基材フィルム１４の絞り量が小さくなるので、基材フィルム１４の変形量を小さくすることができる。

また、例えばコア型２０及び１次成形用キャビティ型１０がクランプされる方向での、第１のキャビティ部材１０ａの厚みを大きくして、貫通孔２の内面５の長さ（深さ）を長くしても、基材フィルム１４の変形量はほとんど変わらない。従って、１次キャビティ８の深さを大きくすることも可能となり、これにより形状の自由度が高い成形部品を製造することができる。

スプルーやランナーの構成は特に限定されないが、本実施形態の多色成形方法及び多色成形装置１００では、基材フィルム１４が第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂの間に挟み込まれているので、第２のキャビティ部材１０ｂの所望の位置にゲート９を設けることができる。従って、コア型２０にゲートを設ける必要がないので、ゲート９や、ゲート９に接続される上記ランナー及びスプルー等を簡単な構造にすることができる。

１次成形用キャビティ型１０及びコア型２０は冷却され、図３（Ｃ）に示すように、クランプが解除される。１次キャビティ８から取り出されたコア１には、１次成形樹脂１５が固まってできた１次成形層１５’が設けられる。この際、第１のキャビティ部材１０ａの貫通孔２の開口７と、第２のキャビティ部材１０ｂの凹部３に挟み込まれたインモールド層１３ｂが切断される。そして、１次成形層１５’の表面の一部であり、第２のキャビティ部材１０ｂの凹部３の形状となる面１７（以後、この面を接着面１７という）に、基材フィルム１４から剥がれたインモールド層１３ａが転写される。基材フィルム１４は切断されない。

１次成形層１５’が射出成形される際に、仮に基材フィルム１４が切断されてしまうと、例えば基材フィルム１４の送り出し等ができなくなり、次に成形される１次成形層に対するインモールド層１３の位置合わせが困難となる。従って、従来では、基材フィルムが押し付けられる１次キャビティの内面の形状に、例えばＲ（曲率半径）の小さい部分を設けることができなかった。しかしながら、本実施形態の多色成形方法では、基材フィルム１４の変形量が小さいので、貫通孔２の縁と凹部３の縁とが当接する部分においてインモールド層１３のみが切断されるような範囲で、貫通孔２及び凹部３の形状を適宜設定することができる。例えば貫通孔２及び凹部３の形状を適宜設定し、貫通孔２の縁と凹部３の縁とが当接する部分のＲ（曲率半径）を小さくすることができる。これにより、形状の自由度が高い１次成形層１５’を成形することができる。

また、図３（Ｃ）に示すように、第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂが分離され、基材フィルム１４が送り出される。従来のように、基材フィルム１４が、１次キャビティ８の内面全体を押し付けるように変形したとする。この場合、１次キャビティ８の深さが大きいと、基材フィルム１４を１次キャビティ８から取り出すのが困難となり、基材フィルム１４を送り出すことができなくなってしまう。しかしながら、本実施形態では、基材フィルム１４は、第２のキャビティ部材１０ｂの凹部３内で変形し、その変形量は小さい。従って、凹部３から基材フィルム１４を取り出すことは容易であり、従来のような問題は起こらない。

図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）において、第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂの連結及び分離のタイミング、及び分離された際の距離は適宜設定されてよい。例えば、１次成形用キャビティ型１０及びコア型２０のクランプが完了する前に、第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂが連結されてもよい。また、１次成形層１５’が設けられたコア１が１次キャビティ８から取り出された後に、第１及び第２のキャビティ部材１０ａ及び１０ｂが分離されてもよい。

図５は、１次成形層１５’を覆う２次成形層の成形工程を順に示す模式的な断面図である。図５（Ａ）に示すように、１次成形層１５’が設けられたコア１が、２次成形用キャビティ型３０と対向する位置に移動され、コア型２０及び２次成形用キャビティ型３０がクランプされる。本実施形態では、１次成形層１５’全体を収容する２次キャビティ１１が設けられている。

２次キャビティ１１と接続するゲート１２を介して、２次成形樹脂１８が２次キャビティ１１内に射出される。２次成形樹脂１８としては、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル（アクリル））、ＰＣ、ＰＳ（ポリスチレン）等の光透過性の樹脂が用いられる。

２次成形用キャビティ型３０及びコア型２０は冷却され、図５（Ｂ）に示すように、クランプが解除される。２次キャビティ１１から取り出されたコア１には、１次成形層１５’全体を覆う２次成形層１８’が形成されている。２次成形層１８’は、インモールド層１３ａが露出することがないように、インモールド層１３ａ全体を覆っている。

本実施形態では、２次成形層１８’が１次成形層１５’全体を覆っているがこれに限られず、種々の形状の２次成形層１８’が成形されてもよい。上記したようにインモールド層１３ａは１次成形層１５’の表面の一部である接着面１７に設けられているので、インモールド層１３ａ全体を覆う２次成形層１８’を成形することが容易である。

［多色成形部品］
図６は、上記の多色成形方法により成形された多色成形部品を示す模式的な斜視図である。図５（Ｂ）に示す工程において、１次成形層１５’のゲート９の形状に成形された部分と、２次成形層１８’のゲート１２の形状に成形された部分とを切り取ることで、図６に示す多色成形部品１５０が製造される。

上記で説明したように、本実施形態の多色成形方法では、深さの大きい１次キャビティ８により成形部品を成形することができる。従って、所望の高さ（図６に示すＺ方向での大きさ）の多色成形部品１５０が得られる。多色成形部品１５０を所望の高さに成形することができるので、例えば家庭用ゲームのコントローラに搭載されたボタン等の、ユーザの押圧操作に応じてコントローラ内部のタクトスイッチを押す部材として有効に用いられる。

また本実施形態は、インモールド層１３ａが露出していないので、外部からの衝撃や、他の部品との引っかかり等で、インモールド層１３ａが剥がれてしまうことがない。また、多色成形部品１５０の内部に水蒸気等が入り込み、１次成形層１５’及び２次成形層１８’が分離されることもない。さらに、１次成形層１５’の接着面１７以外の面にはインモールド層１３ａが転写されていないので、１次成形層１５’と２次成形層１８’とが、直接、溶着されている。以上のことから、耐久性のよい多色成形部品１５０が製造される。このことは、多色成形部品１５０が上記の例で示したボタン等のユーザの使用頻度が高い部材として用いられる際に有効である。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係る多色成形方法、多色成形装置及び多色成形部品について説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した多色成形方法、多色成形装置１００及び多色成形部品１５０における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。

図７は、本実施形態に係る多色成形部品を示した模式的な斜視図である。多色成形部品２５０は略立方体の外観形状を有しており、上面２２１、下面２２２、側面２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃ及び２２３ｄを有する１次成形層２１５’を含む。上面２２１には、インモールド層２１３が転写されており、すなわち、この上面２２１が上記の実施形態で説明した接着面となる。

側面２２３ａには、突出部２９０が形成されている。この突出部２９０は、例えば多色成形部品２５０が他の図示しない装置等に取り付けられる際の係合部として機能するものである。突出部２９０は、側面２２３ａの下面２２２側の縁２４０に設けられており、縁２４０から上面２２１側に向けて（図７に示すＺ方向）に斜めに延びる傾斜下面２９１を有している。また、突出部２９０は、傾斜下面２９１とつながるように、側面２２３ａから上面２２１側に向けて斜めに延びる傾斜上面２９２を有する。傾斜下面２９１と傾斜上面２９２とがつながる部分は、Ｒの小さい尖ったエッジ状の形状となっている。

また多色成形部品は、１次成形層２１５’を覆う２次成形層２１８’を有している。２次成形層２１８’は、図７に示すように、上面２２１の全体、側面２２３ｂ、２２３ｃ及び２２３ｄの全体を覆い、また、側面２２３ａの突出部２９０以外の部分を覆っている。２次成形層２１８’により、インモールド層２１３全体が覆われる。

図８は、多色成形部品２５０の成形工程の一部を示す模式的な断面図である。図８では、図７に示す多色成形部品２５０の、Ａ−Ａ線断面図に相当する部分が図示されている。

図８（Ａ）は多色成形部品２５０の１次成形層２１５’が射出成形される工程を示した図である。本実施形態に係る多色成形装置２００は、貫通孔２０２の開口２０４の縁の一部に形成された突出孔２０６を有する第１のキャビティ部材２１０ａを含む。突出孔２０６は、貫通孔２０２の内面２０５から突出するように形成されている。この突出孔２０６に１次成形樹脂２１５が射出されることで、１次成形層２１５’の突出部２９０が形成される。図８（Ａ）に示す、第１の突出孔面２６１が突出部２９０の傾斜下面２９１に対応し、第２の突出孔面２６２が突出部２９０の傾斜上面２９２に対応する。

第１のキャビティ部材２１０ａには、突出孔２０６と接続されたゲート２０９が形成されている。このゲート２０９を介して、１次キャビティ２０８内に１次成形樹脂２１５が射出される。ゲート２０９が突出孔２０６に接続するように設けられているので、第１の突出孔面２６１及び第２の突出孔面２６２がつながっているエッジ状の部分の端部まで、十分に１次成形樹脂２１５を射出することができる。これにより、突出部２９０を有する１次成形層２１５’を確実に成形することができる。

上記の実施形態で説明したように、従来では１次キャビティの形状として基材フィルム２１４が切断されないようなものが求められており、このため成形される１次成形層２１５’の形状が制限されていた。しかしながら、本実施形態の多色成形方法では、１次成形用キャビティ型２１０が、第１のキャビティ部材２１０ａと第２のキャビティ部材２１０ｂとに分割され、それらの間に基材フィルム２１４が挟み込まれる。したがって、基材フィルム２１４が貫通孔２０２の内面２０５には配置されないので、貫通孔２０２の内面２０５に突出孔２０６を形成し、突出部２９０を有する１次成形層２１５’を成形することができる。

なお、１次成形用キャビティ型２１０及びコア型２２０のクランプが解除された際に、１次成形層２１５’が設けられたコア２０１が１次キャビティ２０８から取り出されるように、突出孔２０６の形状、突出孔２０６の形成位置、又は、１次成形用キャビティ型２１０の構造等が適宜設定される。

図８（Ｂ）に示すように、２次キャビティ２１１には、１次成形層２１５’の突出部２９０に対応した切り欠き２９５が形成されている。１次成形層２１５’が設けられたコア２０１が２次キャビティ２１１に配置され、１次成形層２１５’の表面を覆う２次成形層２１８’が成形される。

＜第３の実施形態＞
図９は、本発明の第３の実施形態に係る多色成形部品を示す模式的な斜視図である。本実施形態の多色成形部品３５０は、フランジ部３８０と三角柱部３８５とからなる１次成形層３１５’を有している。三角柱部３８５の上面３２１が本実施形態の接着面となり、この上面３２１にインモールド層３１３が転写されている。この１次成形層３１５’全体を覆うように２次成形層３１８’が成形されており、インモールド層３１３全体が２次成形層３１８’に覆われている。

本実施形態では、１次成形用キャビティ型及びコア型がクランプされる方向から見た、貫通孔の断面形状を略三角状に設定することで、１次成形層３１５’の三角柱部３８５が成形される。このように、貫通孔の断面形状を適宜設定することで、種々の形状の１次成形層３１５’を成形することができる。

本実施形態の変形例として、例えば、貫通孔のコア型に対向する側から、第２のキャビティ部材に対向する側に向けて、貫通孔の開口面積が徐々に小さくなるように、貫通孔が形成されてもよい。そうすると、接着面よりも、接着面の反対側の面の面積が大きい１次成形層が成形され、１次成形層の側面は傾斜するように成形される。

以上のように、本実施形態では、貫通孔全体の形状を適宜設定し、形状の自由度が高い１次成形層を成形することができる。なお、貫通孔全体の形状は、１次成形層３１５’が成形された後、２次成形層３１８’が成形される前に、１次成形層が設けられたコアが１次キャビティ内から取り出すことが可能な範囲で設定される。本実施形態では、基材フィルムが貫通孔の内面には配置されないこと、及び第１のキャビティ部材でのゲートの形成位置の自由度が高いことにより、貫通孔全体の形状の設定範囲は大きい。

また、２次成形層の形状も適宜設定することができ、その形状は１次成形層の形状と関係なく設定することができる。つまり、本実施形態では、１次成形層及び２次成形層の形状を組み合わせることにより、意匠性の高い多色成形部品が成形される。同様に、１次成形層及び２次成形層の色の組み合わせも適宜設定できる。例えば、図９に示す多色成形部品３５０において、１次成形層３１５’及び２次成形層３１８’の色を共に透明にすることで、インモールド層３１３が多色成形部品３５０の内部で浮いているように見える。つまり、本実施形態では、１次成形層３１５’及び２次成形層３１８’の形状、色、材料等を適宜設定し、多色成形部品３５０の視覚効果を高めることができる。

＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態に係る多色成形方法、多色成形装置及び多色成形部品について説明する。図１０は、本実施形態に係る多色成形方法により成形された１次及び２次成形層を示す模式的な斜視図である。図１１は、本実施形態に係る多色性部品を示す模式的な斜視図である。

本実施形態に係る多色成形方法では、４つのコアが設けられたコア型と４つの１次キャビティが設けられた１次成形用キャビティ型とが用いられ、図１０に示すように、４つの１次成形層４１５’ａ〜４１５’ｄが共に成形される。各１次成形層４１５’ａ〜４１５’ｄの上面（接着面）４２１ａ〜４２１ｄには、インモールド層４１３ａ〜４１３ｄが転写されている。インモールド層４１３ａ〜４１３ｄは、それぞれ異なった図柄でなる。これらのインモールド層４１３ａ〜４１３ｄをそれぞれ覆うように、図１０に示すように、２次成形層４１８’ａ〜４１８’ｄが成形される。

１次成形層４１５’ａ及び４１５’ｂは、ランナー部４７０ａ及びゲート部４０９ａと接続されている。ここでいう「ランナー部」及び「ゲート部」とは、本実施形態で形成された図示しないランナー及びゲートに射出され固まった１次成形樹脂４１５のことをいう。同様に、以後、本実施形態で形成された図示しないスプルーに射出され固まった１次成形樹脂４１５のことを「スプルー部」という。

１次成形層４１５’ａ及び４１５’ｂは、ランナー部４７０ａ及びゲート部４０９ａに対応するランナー及びゲートを介して、図示しない１次キャビティに１次成形樹脂４１５が射出されることで成形される。同様に、１次成形層４１５’ｃ及び４１５’ｄは、ランナー部４７０ｂ及びゲート部４０９ｂに対応するランナー及びゲートを介して、１次キャビティに１次成形樹脂４１５が射出されることで成形される。

また、本実施形態では、図示しない４つの１次キャビティが位置する中央に、図示しない１つのスプルーが設けられる。そして、このスプルーには、各１次キャビティに接続された図示しない複数のゲートが接続される。４つの１次成形層４１５’ａ〜４１５’ｄの成形のために、この４つのゲートからも各１次キャビティに１次成形樹脂４１５が射出される。上記の各実施形態で説明したように、１次成形層４１５’ａ〜４１５’ｄの成形のためのゲートを、図示しない第１のキャビティ部材の所望の位置に形成することができる。従って、本実施形態のように、１つのスプルーから複数の１次キャビティに１次成形樹脂４１５が射出されるような構造を容易に実現することができる。これにより多色成形装置の構造が簡単となる。

また、従来では、複数の１次成形層が共に成形される場合には、複数の１次キャビティ内で図示しない基材フィルムが変形されるので、基材フィルムの変形量が大きくなる。しかしながら、本実施形態の多色成形方法は、上記の各実施形態で説明したように、基材フィルムの変形量を小さくすることができるので、複数の１次成形層４１５’ａ〜４１５’ｄを共に成形するのに有効である。

２次成形層４１８’ａ〜４１８’ｄは、上記した１次成形層４１５’ａ〜４１５’ｄを成形するためのスプルーと同様な構造を有するスプルーにより成形される。このスプルーに対応するのが、図１０に示すスプルー部４７５である。すなわち、スプルー（スプルー部４７５）は、４つの１次成形層４１５’ａ〜４１５’ｄの中央の位置に設けられる。またスプルー（スプルー部４７５）には、それぞれ図示しない２次キャビティに接続された複数のゲート（このゲートに対応するのがゲート部４１２ａ〜４１２ｄである）と接続される。これにより１つのスプルー（スプルー４７５）に流された２次成形樹脂４１８が、各ゲート（ゲート部４１２ａ〜４１２ｄ）を介して射出されることで、４つの２次成形層４１８’ａ〜４１８’ｄが成形される。このように、１次成形層４１５’ａ〜４１５’ｄの成形のためのスプルーの構造と、２次成形層４１８’ａ〜４１８’ｄの成形のためのスプルー（スプルー部４７５）の構造とを同様なものとして、多色成形装置の構造を簡単にすることができる。

図１１に示す多色成形部品４５０ａ〜４５０ｄは、例えば家庭用ゲームのコントローラに搭載された、４つの選択肢に対応した１組のボタン等として用いられる。なお、多色成形部品４５０ａ〜４５０ｄの数は４つに限られず、所望の数の多色成形部品を共に成形することができる。

＜第５の実施形態＞
本発明の第５の実施形態に係る多色成形部品について説明する。図１２は、本実施形態に係る多色成形部品の成形工程を示す模式的な断面図である。図１２（Ａ）は、１次成形層５１５’が成形される工程を示す図であり、コア５０１を有するコア型５２０と、１次キャビティ５０８を有する１次成形用キャビティ型５１０とがクランプされている。

本実施形態で用いられる１次成形用キャビティ型５１０は、分割可能な第１のキャビティ部材及び第２のキャビティ部材を有していない。１次キャビティ８の形状は後に説明する基材フィルム５１４が切断されないような形状に設定されている。

コア型５２０には、１次成形樹脂５１５を射出するためのサブマリンゲート５０９が形成されており、サブマリンゲート５０９は、スプルー５９５及びランナー５９６と連通されている。コア型５２０に形成されるゲートは、サブマリンゲート５０９に限られず、例えばバナナゲート等が、コア型５２０に形成されてもよい。

クランプされたコア型５２０及び１次成形用キャビティ型５１０の間には、インモールド層５１３が形成された基材フィルム５１４が挟み込まれている。基材フィルム５１４は、インモールド層５１３全体が１次キャビティ５０８内に含まれるように配置されている。インモールド層５１３の面積は、１次キャビティ５０８内に射出される１次成形樹脂５１５の表面５１５ｓの面積よりも小さく設定されている。

スプルー５９５及びランナー５９６に流された１次成形樹脂５１５が、サブマリンゲート５０９を介して１次キャビティ５０８内に射出され、１次成形層５１５’が成形される。この際、１次成形層５１５’の表面５１５’ｓにインモールド層５１３が転写されるが、インモールド層５１３の面積は１次成形層５１５’の表面５１５’ｓの面積よりも小さい。従って、インモールド層５１３は１次成形層５１５’の表面５１５’ｓに全体が含まれるように転写される。

図１２（Ｂ）に示すように、コア型５２０と２次成形用キャビティ型５３０とがクランプされる。２次成形用キャビティ型５３０は、１次成形層５１５’が設けられたコア５０１全体を収容する２次キャビティ５１１を有している。また、２次成形用キャビティ型５３０には、２次キャビティ５１１に接続されたゲート５１２と、ゲート５１２と連通するスプルー５７５及びランナー５７６が形成されている。

スプルー５７５及びランナー５７６に流された２次成形樹脂５１８が、ゲート５１２を介して２次キャビティ５１１内に射出され、１次成形層５１５’の表面５１５’ｓ全体を覆う２次成形層５１８’が成形される。インモールド層５１３全体も２次成形層５１８’により覆われ、インモールド層５１３が露出する部分はない。このように、基材フィルム５１４に形成されるインモールド層５１３の面積を適宜設定することで、本実施形態に係る多色成形部品を成形することができる。

上記した各実施形態では、１次成形層及び２次成形層が成形された多色成形部品について説明した。しかしながら、２つの成形層が成形される場合に限られず、所望の数の成形層が成形された多色成形部品についても、本発明は適用可能である。

＜変形例＞
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更され得る。

例えば、図１３及び図１４は、本発明の第１の実施形態に係る多色成形方法、多色成形装置、及び多色成形部品の変形例である。図１３（Ａ）に示す多色成形装置１００では、第２のキャビティ部材１０ｂに形成された凹部３の形状が、上記第１の実施形態のものと異なる。このように、基材フィルム１４が凹部３内において切断されない範囲で、凹部３の形状を適宜設定することで、形状の自由度の高い１次成形層１５’を成形することができる。

また、図１３（Ｂ）に示す多色成形装置１００では、凹部が形成されていない第２のキャビティ部材１０ｂが用いられている。これにより、接着面１７が平坦でなる１次成形層１５’が成形される。

図１４では、１次成形層１５’として金属部材９９が成形されている。このように、金属部材９９が絞り加工により成形され、その接着面１７に基材フィルム１４のインモールド層１３が転写されてもよい。金属部材９９の材料としては、例えばマグネシウム合金、アルミニウム合金、鉄鋼材料等が挙げられる。なおこの変形例では、金属部材９９の重量等を考慮して、多色成形装置１００を縦型の成形装置として用いている。

１、２０１…コア
２、２０２…貫通孔
３…凹部
４、７、２０４…貫通孔の開口
５、２０５…貫通孔の内面
８、２０８…１次キャビティ
９、２０９…第１のキャビティ部材に形成されたゲート
１０、２１０…１次成形用キャビティ型
１０ａ、２１０ａ…第１のキャビティ部材
１０ｂ、２１０ｂ…第２のキャビティ部材
１１、２１１…２次キャビティ
１３、２１３、３１３、４１３ａ〜４１３ｄ、５１３…インモールド層
１４、２１４、５１４…基材フィルム
１５、２１５、４１５、５１５…１次成形樹脂
１５’、２１５’、３１５’、４１５’、５１５’…１次成形層
１７…接着面
１８、４１８、５１８…２次成形樹脂
１８’、２１８’、３１８’、４１８’、５１８’…２次成形層
２０、２２０…コア型
３０…２次成形用キャビティ型
１００、２００…多色成形装置
１５０、２５０、３５０、４５０ａ〜４５０ｄ…多色成形部品
２０６…突出孔
２９０…突出部
３２１、４２１ａ〜４２１ｄ…１次成形層の上面
４０９ａ、４０９ｂ…ゲート部
５１５ｓ…１次成形樹脂の表面
５１５’ｓ…１次成形層の表面

Claims (13)

1. 貫通孔を有する第１のキャビティ部材と前記貫通孔の一方の開口を塞ぐ第２のキャビティ部材との間に、インモールド層が形成された基材フィルムを、前記インモールド層が前記貫通孔と前記第２のキャビティ部材との間に位置するように挟み込み、
   少なくとも前記貫通孔により形成される１次キャビティ内にコアを配置し、前記１次キャビティ内に第１の成形材料を射出することで、表面に前記インモールド層が転写された１次成形層を成形し、
   ２次キャビティ内に、前記１次成形層が設けられている前記コアを配置し、前記２次キャビティ内に第２の成形材料を射出することで、前記インモールド層を覆う２次成形層を成形する
   多色成形方法。
2. 請求項１に記載の多色成形方法であって、
   前記第２のキャビティ部材は、前記貫通孔の前記開口を塞ぐ凹部を有し、
   前記基材フィルムを挟み込む工程は、前記第１のキャビティ部材と第２のキャビティ部材との間に、前記基材フィルムを、前記インモールド層が前記貫通孔と前記凹部との間に位置するように挟み込み、
   前記１次成形層を成形する工程は、前記貫通孔及び前記凹部により形成される１次キャビティ内にコアを配置し、前記１次キャビティ内に第１の成形材料を射出することで、表面に前記インモールド層が転写された１次成形層を成形する
   多色成形方法。
3. 請求項２に記載の多色成形方法であって、
   前記インモールド層の少なくとも一部は、前記貫通孔の縁と前記凹部の縁とが当接する部分で、前記第１のキャビティ部材と前記第２のキャビティ部材とにより挟まれ、
   前記１次成形層を成形する工程は、前記貫通孔の縁と前記凹部の縁とが当接する部分で前記インモールド層が切断されるように、前記１次成形層を前記１次キャビティから取り出す
   多色成形方法。
4. 請求項３に記載の多色成形方法であって、
   前記貫通孔は、前記貫通孔の内面から突出する突出孔を有し、
   前記１次成形層を成形する工程は、前記突出孔に対応した突出部を有する前記１次成形層を成形する
   多色成形方法。
5. 請求項１に記載の多色成形方法であって、
   前記第１のキャビティ部材は、前記貫通孔と接続されたゲートを有し、
   前記１次成形層を成形する工程は、前記ゲートを介して、前記第１の成形材料を前記１次キャビティ内に射出する
   多色成形方法。
6. 請求項４に記載の多色成形方法であって、
   前記第１のキャビティ部材は、前記突出孔に接続されたゲートを有し、
   前記１次成形層を成形する工程は、前記ゲートを介して、前記第１の成形材料を前記１次キャビティ内に射出する
   多色成形方法。
7. 請求項１に記載の多色成形方法であって、
   前記第１のキャビティ部材は複数の前記貫通孔を有し、
   前記基材フィルムを挟み込む工程は、前記第１のキャビティ部材と前記複数の貫通孔の一方の各開口を塞ぐ前記第２のキャビティ部材との間に、前記基材フィルムを、前記インモールド層が前記複数の貫通孔と前記第２のキャビティ部材との間に位置するように挟み込み、
   前記１次成形層を成形する工程は、少なくとも前記各貫通孔により形成される複数の前記１次キャビティ内に、複数の前記コアをそれぞれ配置し、前記複数の１次キャビティ内に前記第１の成形材料を射出することで、表面に前記インモールド層が転写された複数の前記１次成形層をそれぞれ成形し、
   前記２次成形層を成形する工程は、複数の前記２次キャビティ内に、前記１次成形層が設けられた前記各コアを配置し、前記複数の２次キャビティ内に前記第２の成形材料を射出することで、前記インモールド層を覆う複数の２次成形層を成形する
   多色成形方法。
8. １次キャビティの一部となる貫通孔を有する第１のキャビティ部材と、前記貫通孔の一方の開口を塞ぐ第２のキャビティ部材とを有し、前記第１のキャビティ部材と前記第２のキャビティ部材とを分割可能な１次成形用キャビティ型と、
   前記１次キャビティ内に配置されるコアを有し、１次成形層の射出成形のために前記１次成形用キャビティ型とクランプされるコア型と、
   前記１次成形層が設けられている前記コアが配置される２次キャビティを有し、前記１次成形層を覆う２次成形層の成形のために、前記コア型とクランプされる２次成形用キャビティ型と
   を具備する多色成形装置。
9. 請求項８に記載の多色成形装置であって、
   前記第２のキャビティ部材は、前記１次キャビティの一部となり前記貫通孔の前記開口を塞ぐ凹部を有する多色成形装置。
10. 請求項９に記載の多色成形装置であって、
    前記貫通孔は、突出部を有する前記１次成形層が射出成形されるように、前記貫通孔の内面から突出する突出孔を有する多色成形装置。
11. 請求項８に記載の多色成形装置であって、
    前記第１のキャビティ部材は、前記貫通孔と接続されたゲートを有する多色成形装置。
12. 請求項１０に記載の多色成形装置であって、
    前記第１のキャビティ部材は、前記突出孔に接続されたゲートを有する多色成形装置。
13. １次成形層と、
    前記１次成形層の表面の一部に転写されたインモールド層と、
    前記１次成形層の表面に形成され、前記インモールド層が露出することがないように、前記インモールド層の全体を覆う２次成形層と
    を具備する多色成形部品。

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