JP5703843B2 - 金型内塗装用金型及び金型内塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、金型内で樹脂成形品を成形した後、樹脂成形品を金型から取り出さないまま塗料等の被覆剤によって樹脂成形品の表面を被覆（塗装と称することもある）する金型内塗装用金型及び金型内塗装方法に関する。

樹脂成形品の装飾性を高める方法として、表面に塗料等や被覆剤を塗布する塗装法による加飾が多く用いられている。従来から行われている塗装法は、金型内で射出成形した樹脂成形品を金型から取り出した後、スプレー法や浸漬法等により、樹脂成形品の表面に塗料や被覆剤を塗布することが一般的であり、塗布された塗料や被覆剤はその後乾燥・硬化することによって、強固な塗装膜や被覆膜となり樹脂成形品の表面を被覆し、表面を加飾するとともに保護する。

近年においては前記塗装方法の工程の簡略化を目的とし、樹脂成形品の成形と塗料等の被覆剤による被覆とを同一の金型内で行う金型内塗装方法（型内被覆成形方法ともいう。いわゆるインモールドコーティング。）が提案されている。この方法では、樹脂成形品を金型内で射出成形した後、金型を少し開いた（微小型開き）状態にさせることにより、金型内において樹脂成形品と金型キャビティ面との間に隙間を生じさせる。そして、該隙間に被覆剤注入機を使用して被覆剤を注入させた後、金型を再度型締めさせることによって樹脂成形品の表面に塗料を均一に拡張させ、その後硬化させて被覆が行われる。

前記金型内塗装方法によれば、樹脂成形品の成形と前記被覆とが同一の金型内で行われるため、工程の省略化によるコストダウンが可能である。また、それと同時に、空中に浮遊している塵が硬化する前の被覆膜に付着して不良となるといったことがほとんどなくなり、高い品質の製品を得ることができる。そのため、特に、外観に対して高い品質が要求される自動車部品等に、前記金型内塗装方法の利用が検討されている。

特許文献１には、金型を微小型開きさせ、射出充填又は補充填した樹脂により金型キャビティのパーティングライン全周から金型パーティング面にバリを発生させた後、金型に型締力を付加することによって、金型パーティング面で該バリを挟み込むことにより金型キャビティから塗料が漏れ出すことを防止する型内被覆成形方法及び型内被覆成形用金型が開示されている。

特許文献２には、所望する形状の樹脂成形品を成形するための主キャビティと、該主キャビティを形成する固定型と可動型の割面に連なり該割面を囲むように形成した副キャビティと、を有して、該主キャビティを形成する固定型と可動型のキャビティ面に、該副キャビティの形状に沿って該割面の全周を囲む複数個の溝部を形成し、成形の際には、複数個の溝部の中で収縮した樹脂が金型キャビティ部分を強く挟み込んで強固に密着した状態になるため、主キャビティの割面を流れる塗料が副キャビティに形成した溝部に達して、それより外部に流れ出すことがない型内被覆成形用金型が開示されている。

特許文献３には、裏面形成金型と表面形成金型と塗膜形成金型とを備える型内塗装用金型を用い、同じ金型内で成形品の成形と塗装を行うのではなく、成形品の成形を行う表面形成金型と成形品の表面に塗装膜を形成する塗膜形成金型とを切り替えることによって、塗膜を形成する塗装キャビティ以外に全く隙間がなくかつ強い型締力で固定できるので、熱硬化性塗料を高圧で注入しても熱硬化性塗料が塗装キャビティから漏れず型内塗装品に熱硬化性塗料層によるバリが発生することがなく、成形品の側面部にも仕様通りの膜厚で熱硬化性塗料層を形成することができる型内塗装品の製造方法及び型内塗装品形成装置が開示されている。

特開２００５−２５４６０６号公報 特開２００６−２５６０８８号公報 特開２００９−１０１６７０号公報

特許文献１の型内被覆成形方法及び型内被覆成形用金型においては、金型キャビティから塗料が漏れ出すことは防止できるものの、バリ（薄肉部）を形成するために金型の分割面（パーティング面、割面と称されることもある）をシェアエッジ構造にする必要がある。シェアエッジ構造とは、くいきり構造、あるいはインロー構造等と称されることもあり、金型分割面を形成する嵌合部の構造として一般的に知られた構造であって、金型開閉方向に伸びて、互いに摺動しながら挿脱することのできる嵌合部を、固定型と可動型の間に形成することによって金型キャビティから外に樹脂が漏れ出すのを防止することができる。しかしながら、シェアエッジ構造の金型は、シェアエッジ部の嵌合面に精度を要するため、通常の金型に比べて高価になりやすく、実際の使用においても定期的な手入れが必要である。また、金型キャビティから塗料が漏れ出すことを防止するためのバリ（薄肉部）が樹脂成形品の全周に形成されるため、成形された樹脂成形品を金型外へ取り出した後、その樹脂成形品全周に形成された不要部分となるバリ（薄肉部）を除去する必要がある。

特許文献２の型内被覆成形用金型においては、金型キャビティから塗料が漏れ出すことを防止し、更に、金型の分割面をシェアエッジ構造ではない一般的なフラットな構造とすることができる。しかしながら、金型キャビティから塗料が漏れ出すことを防止するための複数個の溝部が形成された副キャビティが、樹脂成形品の全周に連なる連結キャビティを介して形成されるため、特許文献１と同様に、成形された樹脂成形品を金型外へ取り出した後、その樹脂成形品全周に形成された不要部分となる連結キャビティ及び副キャビティ内成形部を除去する必要がある。

特許文献３の型内塗装品の製造方法及び型内塗装品形成装置においては、成形品の成形を行う表面形成金型と成形品の表面に塗装膜を形成する塗膜形成金型とを切り替えることによって、金型の分割面がシェアエッジ構造ではない一般的なフラットな面であっても、樹脂や熱硬化性塗料が金型キャビティから漏れ出すことを防止できる。そのため、樹脂成形品の全周に、バリや副キャビティを設け、熱硬化性塗料が金型キャビティから漏れ出すことを防止するためのシールを目的とした不要部分を形成したり、成形後に成形品からそれら不要部分を除去したりする必要がない。しかしながら、熱硬化性塗料注入のための隙間を成形品の表面と金型との間に形成させるために、微小型開きではなく、型締め状態において塗装膜そのものとなる隙間が形成される塗膜形成金型を使用するので、特許文献１や特許文献２のように、熱硬化性塗料注入後に、型締め力を増大させて再型締めを行い、該隙間を圧縮させて、注入された熱硬化性塗料に型締力を直接作用させることができない。そのため、成形品と塗膜形成金型との間に形成された隙間に熱硬化性塗料を均一に拡張させ、成形品表面に熱硬化性塗料を密着一体化させるためには、高い圧力で熱硬化性塗料を注入する必要がある。しかしながら、熱硬化性塗料の注入圧力を高くしたとしても、樹脂の冷却収縮の進行及び塗料の硬化収縮の進行による金型内の圧力低下を抑制することは困難であり、塗膜形成金型の金型キャビティ内面意匠の塗膜への転写性と塗膜そのものの意匠性を低下させるという問題が生じる。この問題を解決するために、熱硬化性樹脂の注入圧力を更に高くすれば、金型内外への高圧熱硬化性塗料の漏れ防止、熱硬化性塗料注入機や注入管路、注入管路内の開閉バルブ等、高圧注入される熱硬化性塗料に係る装置・管理のコスト高額化という問題が生じ、金型温度を低下させて熱硬化性塗料の粘性や流動性を確保しようとすると、成形品の冷却固化速度が速まり、他の成形条件や成形品の品質そのものに影響が及ぶという問題がある。

ここで、２層成形製品を対象とした金型内塗装方法において、２層成形製品を１組の金型内で成形する場合は、金型内に複数のキャビティを形成させるための複数の可動部が配置されるため、金型が高価になったり、２層成形製品の形状に制約があったりする場合が多い。特に、特許文献１及び特許文献２の型内被覆成形方法においては、樹脂成形品の全周に不要部分が成形されるため、２層成形製品のサイズに対して大きな金型が必要になったり、２層成形製品の形状の制約により、１組の金型内では２層成形そのものが困難になったりする場合がある。

ここで、２層成形品、あるいは多層成形製品を成形する方法として、金型をスライドさせるダイスライドインジェクション方式（ＤＳＩ方式）や、型開閉方向を回転軸とする金型取付板に取り付けられた複数の金型を回転させるダイロータリーインジェクション方式（ＤＲＩ方式）や、固定盤と可動盤との間で複数の金型を型開閉方向と垂直な方向に回転させる回転盤方式等の金型移動手段によって、型締装置に取り付けられた複数の金型の組み合わせを切り替えることができる多層成形用射出成形機を使用する方法が公知である。しかしながら、このような多層成形用射出成形機に、特許文献１及び特許文献２の型内被覆成形用金型を使用する場合においては、前述したような、成形後に樹脂成形製品全周に形成された不要部分を除去する必要があるという問題がある。多層成形用射出成形機に特許文献３の型内塗装品の製造方法を採用する場合においては、塗膜層を形成するための塗膜形成金型に加えて、複数層を形成するための成形金型も必要になるため、使用する金型数が増加し、金型移動手段がより大型化・特殊化するという問題がある。

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、具体的には、金型移動手段を使用する、ある特定の形状を有する２層成形製品の金型内塗装において、金型分割面がシェアエッジ構造ではない一般的なフラットな構造で、且つ、金型キャビティから塗料等の被覆剤が漏れ出すことを防止するシール目的の不要部分等が無くても、金型キャビティから被覆剤が漏れ出すことを防止することができ、被覆剤注入後に被覆剤に直接型締力を作用させることができる２層成形品用の金型内塗装用金型及び金型内塗装方法を提供することを目的としている。

本発明の上記目的は、請求項１に示すように、コア金型と、
前記コア金型と組み合わされて第１キャビティが形成される第１キャビティ金型と、
前記第１キャビティ内に第１樹脂を射出充填させて成形される１次成形体が保持された前記コア金型と組み合わされて、前記１次成形体の外周部全周に前記１次成形体が内包される第２キャビティが形成される第２キャビティ金型と、
前記コア金型と前記第１キャビティ金型との少なくとも１つの金型に配置され、前記第２キャビティのアンダーカット形状部を形成させる可動部と、
を備えたことを特徴とする２層成形製品用の金型内塗装用金型によって達成される。

すなわち、金型内塗装が行われる２層成形製品において、２次成形体が１次成形体の外周部全周に前記１次成形体が内包されるように形成される形状の場合、後述する第２キャビティ内に第２樹脂を補充填させる補充填工程により、２次成形体そのものを、１次成形体と金型キャビティとの間に形成される微小隙間に注入される被覆剤が金型キャビティから漏れ出すことを防止することができるシール構造として機能させることができるので、金型分割面がシェアエッジ構造ではない一般的なフラットな構造で、且つ、金型キャビティから塗料等の被覆剤が漏れ出すことを防止するシール目的の不要部分等が無くても、金型キャビティから被覆剤が漏れ出すことを防止することができる。また、シール目的の不要部分等を形成させる金型キャビティを樹脂成形品が成形される金型キャビティの外周全周に設ける必要がないため、型開閉方向に直交する金型の面積を小さくすることができる。

また、第２キャビティが、１次成形体の第２キャビティ金型側だけでなく、コア金型側も内包されるように形成されれば、後述する第２キャビティ内に第２樹脂を補充填させる補充填工程により、２次成形体そのものを、２次成形体に囲まれた１次成形体の表面とコア金型との間に形成される微小隙間に注入される被覆剤が金型キャビティから漏れ出すことを防止することができるシール構造としても機能させることができる。この第２キャビティの、１次成形体のコア金型側が内包される部分はアンダーカット形状部となるため、このアンダーカット部が、コア金型や第１キャビティ金型に配置された可動部により形成されれば、２次成形体に囲まれた１次成形体の表面とコア金型との隙間に形成される微小隙間にも被覆剤を注入させ、１次成形体のコア金型側表面にも被覆膜を形成させることができるとともに、２次成形体の形状の設計自由度も高くなる。

更に、請求項２に示すように、製品押出手段の押出ピンが、前記コア金型と前記第２キャビティ金型との少なくとも１つの金型の前記第２キャビティ形成部に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の２層成形製品用の金型内塗装用金型であっても良い。

金型内塗装方法においては、金型キャビティ内に供給された被覆剤が、一般的には可動金型に設けられ、可動盤に配置される製品押出機構により駆動される押出ピンと可動金型との摺動部分に入り込むことも被覆剤の金型外への漏れと同様に大きな問題となる。溶融樹脂と異なり、粘性が小さく流動性が高い被覆剤は、溶融樹脂が入り込むことのないこのような摺動部のわずかな隙間にも入り込み、摺動部分や金型内・製品押出機構内で硬化・堆積し、機械的・電気的トラブルの要因となる。しかしながら、後述するように、被覆剤が入り込むことがない第２キャビティ形成部にこれら押出ピンが配置されれば、押出ピンの摺動部に被覆剤の侵入を前提にした特別なシール機構等を備える必要がないため、そのような特別なシール機構等に係る押出ピンの配置に制約がない上、押出ピン摺動部を一般的な樹脂成形機の押出ピン摺動部と同等の構造とすることができる。また、本発明において、第２キャビティは２層成形製品の外周部全周に形成されているので、２層成形製品の形状に合わせて、複数の押出ピンをその外周部に製品押し出しに最適、且つ、必要最小限の箇所に配置させることができる。更に、押出ピンは、２層成形製品の意匠面ではない外周部に配置されるため、押出ピンをコア金型及び第２キャビティ金型のいずれにも配置させることができる。そのため、可動盤に取り付けられる金型に押出ピンが配置されれば、可動盤に配置される製品押出機構により押出ピンを駆動させることができ、固定盤側に取り付けられる金型内に押出ピンを駆動させる製品押出機構を配置させる必要がないため、金型の厚みを薄くすることができる。

また、請求項３に示すように、前記第１キャビティに前記第１樹脂が射出充填されて、前記１次成形体が成形される１次成形工程と、
前記第１キャビティ金型と前記コア金型とが型開きされた後、金型移動手段により、前記１次成形体が保持された前記コア金型と前記第２キャビティ金型とを対向する位置に相対的に移動させる金型移動工程と、
前記コア金型と前記第２キャビティ金型とが型締めされて、形成された前記第２キャビティ内に第２樹脂を射出充填させて、前記１次成形体の外周部全周に前記１次成形体が内包される２次成形体が積層成形される２次成形工程と、
前記２次成形体にスキン層が形成された後に、型締力を前記第２キャビティ内圧力による型開き力より低下させ、前記型開き力により、又は、型開閉手段により、前記コア金型と前記第２キャビティ金型とを微小型開きさせて、型開閉方向に拡大された前記第２キャビティ内に前記第２樹脂を捕充填させる補充填工程と、
前記補充填工程の微小型開きによって、前記２次成形体に囲まれた前記１次成形体の表面と前記コア金型との間、及び、前記２次成形体に囲まれた前記１次成形体の表面と前記第２キャビティ金型との間の少なくとも一方に発生させた微小隙間に、被覆剤を注入させた後、前記コア金型と前記第２キャビティ金型とを再型締めさせて、前記微小隙間を圧縮させて前記２次成形体に囲まれた前記１次成形体の表面に、注入された前記被覆剤を密着一体化させる被覆膜形成工程と、
を備えた、請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の２層成形製品用の金型内塗装用金型を使用する２層成形製品の金型内塗装方法が好ましい。

請求項１及び請求項２記載の２層成形製品用の金型内塗装用金型を使用する２層成形製品の金型内塗装方法であれば、金型内塗装が行われる２層成形製品において、２次成形体が１次成形体の外周部全周に前記１次成形体が内包されるように形成される形状の場合、後述する第２キャビティ内に第２樹脂を補充填させる補充填工程により、２次成形体そのものを、１次成形体と金型キャビティとの間に形成される微小隙間に注入される被覆剤が金型キャビティから漏れ出すことを防止することができるシール構造として機能させることができるので、金型分割面がシェアエッジ構造ではない一般的なフラットな構造で、且つ、金型キャビティから塗料等の被覆剤が漏れ出すことを防止するシール目的の不要部分等が無くても、金型キャビティから被覆剤が漏れ出すことを防止することができる。

また、第２キャビティの、１次成形体のコア金型側が内包されるアンダーカット形状部が、コア金型や第１キャビティ金型に配置された可動部により形成されれば、２次成形体に囲まれた１次成形体の表面とコア金型との隙間に形成される微小隙間にも被覆剤を注入させ、１次成形体のコア金型側表面にも被覆膜を形成させることができるとともに、２次成形体の形状の設計自由度も高くなる。

更に、被覆剤が入り込むことがない第２キャビティ形成部にこれら押出ピンが配置されれば、押出ピンの摺動部に被覆剤の侵入を前提にした特別なシール機構等を備える必要がないため、そのような特別なシール機構等に係る押出ピンの配置に制約がない上、押出ピン摺動部を一般的な樹脂成形用金型と同等の構造とすることができる。また、本発明において、第２キャビティは２層成形製品の外周部に連続して形成されているので、２層成形製品の形状に合わせて、複数の押出ピンをその外周部に製品押し出しに最適かつ必要最小限の箇所に配置させることができる。

また、請求項４に示すように、前記金型移動手段が、射出成形機の固定盤及び可動盤のいずれか一方の金型取付盤に配置された金型スライド機構又は金型回転機構と、
射出成形機の固定盤と可動盤との間に配置され、互いに平行な少なくとも２つの金型取付面を有し、型開閉方向の移動と、型開閉方向と略直交する回転軸周りの回転とが可能な回転盤機構と、
のいずれか１つであることを特徴とする請求項３記載の多層成形用の金型内塗装方法であっても良い。

請求項３記載の多層成形用の金型内塗装方法に使用される本発明の金型内塗装用金型は、シール目的の不要部分等を形成させる金型キャビティを樹脂成形品が成形される金型キャビティの外周全周に設ける必要がないため、型開閉方向に直交する金型の面積を小さくすることができる。また、金型分割面がシェアエッジ構造ではない一般的なフラットな構造で、且つ、可動盤に取り付けられる金型に押出ピンが配置されれば、可動盤に配置される製品押出機構により押出ピンを駆動させることができ、固定盤側に取り付けられる金型内に押出ピンを駆動させる製品押出機構を配置させる必要がないため、金型の厚みを薄くすることができる。そのため、金型のサイズや厚みに制約が多い、公知の金型スライド機構又は金型回転機構、あるいは射出成形機の固定盤と可動盤との間に配置された回転盤機構等の金型移動手段を備えた多層成形用射出成形機にも使用することができ、２層成形品の金型内塗装方法を行うことができる。

更に、請求項５に示すように、前記第１樹脂がポリカーボネートであり、前記第２樹脂が熱可塑性エラストマーであり、前記被覆剤が透光性を有するハードコート剤であることを特徴とする請求項３及び請求項４のいずれか１項に記載の多層成形用の金型内塗装方法であっても良い。

本発明は、請求項１記載の第１キャビティ及び第２キャビティで成形される２層成形品について適用可能である。特に、自動車用部品のサンルーフや固定ガラス部等のガラス代替樹脂化部品に好適である。具体的には、第１樹脂で成形される１次成形体がポリカーボネート等の透光性を有する樹脂で成形されるガラス代替樹脂化部品、第２樹脂で成形される２次成形体が、１次成形体であるガラス代替樹脂化部品の外周部に連続して成形される熱可塑性エストラマー等の柔軟性を有する樹脂で成形されるウェザーストリップ等のシール・パッキン部品、そして、２次成形体で囲まれた１次成形体の表面、すなわち、ウェザーストリップ等のシール・パッキン部品で囲まれたガラス代替樹脂化部品の表面に、傷付きや紫外線による経年変化を抑制する公知のハードコート剤が被覆されたガラス代替樹脂化部品を本発明の２層成形製品用の金型内塗装用金型及び金型内塗装方法により連続して成形することができる。

本発明に係る２層成形製品用の金型内塗装用金型は、コア金型と、
前記コア金型と組み合わされて第１キャビティが形成される第１キャビティ金型と、
前記第１キャビティ内に第１樹脂を射出充填させて成形される１次成形体が保持された前記コア金型と組み合わされて、前記１次成形体の外周部全周に前記１次成形体が内包される第２キャビティが形成される第２キャビティ金型と、
前記コア金型と前記第１キャビティ金型との少なくとも１つの金型に配置され、前記第２キャビティのアンダーカット形状部を形成させる可動部と、
を備えているので、金型分割面がシェアエッジ構造ではない一般的なフラットな構造で、且つ、金型キャビティから塗料等の被覆剤が漏れ出すことを防止するシール目的の不要部分等が無くても、金型キャビティから被覆剤が漏れ出すことを防止することができる。

また、本発明に係る２層成形製品用の金型内塗装用金型を使用する２層成形製品の金型内塗装方法は、前記第１キャビティに前記第１樹脂が射出充填されて、前記１次成形体が成形される１次成形工程と、
前記第１キャビティ金型と前記コア金型とが型開きされた後、金型移動手段により、前記１次成形体が保持された前記コア金型と前記第２キャビティ金型とを対向する位置に相対的に移動させる金型移動工程と、
前記コア金型と前記第２キャビティ金型とが型締めされて、形成された前記第２キャビティ内に第２樹脂を射出充填させて、前記１次成形体の外周部全周に前記１次成形体が内包される２次成形体が積層成形される２次成形工程と、
前記２次成形体にスキン層が形成された後に、型締力を前記第２キャビティ内圧力による型開き力より低下させ、前記型開き力により、又は、型開閉手段により、前記コア金型と前記第２キャビティ金型とを微小型開きさせて、型開閉方向に拡大された前記第２キャビティ内に前記第２樹脂を捕充填させる補充填工程と、
前記補充填工程の微小型開きによって、前記２次成形体に囲まれた前記１次成形体の表面と前記コア金型との間、及び、前記２次成形体に囲まれた前記１次成形体の表面と前記第２キャビティ金型との間の少なくとも一方に発生させた微小隙間に、被覆剤を注入させた後、前記コア金型と前記第２キャビティ金型とを再型締めさせて、前記微小隙間を圧縮させて前記２次成形体に囲まれた前記１次成形体の表面に、注入された前記被覆剤を密着一体化させる被覆膜形成工程と、
を備えた、請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の２層成形製品用の金型内塗装用金型を使用する２層成形製品の金型内塗装方法としたので、金型分割面がシェアエッジ構造ではない一般的なフラットな構造で、且つ、金型キャビティから塗料等の被覆剤が漏れ出すことを防止するシール目的の不要部分等が無くても、金型キャビティから被覆剤が漏れ出すことを防止することができる。

また、１次成形体のコア金型側表面にも被覆膜を形成させることができるとともに、２次成形体の形状の設計自由度も高くなる。更に、特別なシール機構等に係る押出ピンの配置に係る制約がない上、押出ピン摺動部を一般的な樹脂成形機の押出ピン摺動部と同等の構造とすることができるとともに、２層成形製品の形状に合わせて、複数の押出ピンをその外周部に製品押し出しに最適かつ必要最小限の箇所に配置させることができる。

本発明の実施例１に係る成形工程を示す２層成形製品用の金型内塗装用金型の概略断面図である。 本発明の実施例１に係る２層成形製品用の金型内塗装用金型の被覆剤のシール構造を説明する図１（ｄ）要部Ａ詳細図である。 本発明の実施例２に係る成形工程を示す２層成形製品用の金型内塗装用金型の概略断面図である。 本発明の実施例２に係る２層成形製品用の金型内塗装用金型の被覆剤のシール構造を説明する図３（ｄ）要部Ｂ詳細図である。 本発明の実施例３に係る成形工程を示す２層成形製品用の金型内塗装用金型の概略断面図である。 本発明の実施例３に係る２層成形製品用の金型内塗装用金型の被覆剤のシール構造を説明する図５（ｄ）要部Ｃ詳細図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は本発明の実施例１に係る成形工程を示す２層成形製品用の金型内塗装用金型の概略断面図である。図１（ａ）が１次成形工程、図１（ｂ）が金型移動工程の開始時、図１（c）が２次成形工程、図１（d）が補充填工程及び被覆膜形成工程の被覆剤注入開始時、図１（e）が被覆膜形成工程、図１（ｆ）が製品押出工程を示す。図２は本発明の実施例１に係る２層成形製品用の金型内塗装用金型の被覆剤のシール構造を説明する図１（ｄ）要部Ａ詳細図である。

説明を簡単にするために、実施例１においては、１次成形体が平板形状の２層成形製品を成形対象とする。図１（ａ）に示すように、２層成形製品用の金型内塗装用金型１において、図示しない型締装置に取り付けられたコア金型７と、同様に、図示しない型締装置に取り付けられた第１キャビティ金型８とが組み合わされて形成される第１キャビティ１０ａに、図示しない第１射出ユニットから第１樹脂用ゲート７ａを介して第１樹脂１０ｂが射出充填され１次成形体１０が成形される１次成形工程が行われる。このとき、後に第２キャビティ２０ａの一部を形成する、１次成形体１０のコア金型７側を内包させるためのアンダーカット形状部が、コア金型７に型開閉方向に摺動可能に配置されたコア金型可動部７ｂにより満たされた状態で第１キャビティ１０ａの一部を形成している。

次に、第１キャビティ１０ａ内の１次成形体１０の冷却固化後、図１（ｂ）に示すように、１次成形体１０が保持されたコア金型７から図示しない型締装置により第１キャビティ金型８が型開きされる。その後、型締装置に配置された図示しない金型移動手段により、コア金型７と第２キャビティ金型９とが対向する位置に相対的に移動される金型移動工程が開始される。このとき、コア金型可動部７ｂが摺動され、１次成形体１０のコア金型７側表面に回りこんだアンダーカット部７ｃが形成され、第２キャビティ２０ａの一部を形成する。ここで、図示しない型締装置に取り付けられた金型移動手段は、射出成形機の固定盤及び可動盤のいずれか一方の金型取付盤に配置されたＤＳＩ方式やＤＲＩ方式の金型移動手段、あるいは、固定盤と可動盤との間で複数の金型を型開閉方向と垂直な方向に回転させる回転盤方式の金型移動手段等、公知の金型移動手段が採用されれば良く、また、１次成形体１０が保持されたコア金型７に対して第１キャビティ金型８及び第２キャビティ金型９が移動されても、第１キャビティ金型８及び第２キャビティ金型９に対して１次成形体１０が保持されたコア金型７が移動されても良く、コア金型７と、第１キャビティ金型８及び第２キャビティ金型９との組み合わせが相対的に切り替えられればそれぞれの金型の取付位置やその移動方法の制約はない。

金型移動工程の完了後、図１（ｃ）に示すように、コア金型７とコア金型７に保持された１次成形体１０と第２キャビティ金型９とが組み合わされて形成される第２キャビティ２０ａに、図示しない第２射出ユニットから第２樹脂用ゲート７ｄを介して第２樹脂２０ｂが射出充填され、１次成形体１０の外周部全周に２次成形体２０が成形される２次成形工程が行われる。ここで、１次成形体１０と２次成形体２０との関係は、後述するように、２次成形体２０そのものを１次成形体１０の表面と金型との間に形成される微小隙間に注入される被覆剤のシール構造とするために、第２キャビティ２０ａが、１次成形体１０の外周部全周に１次成形体１０が内包されるように形成される。本実施例１においては、第２キャビティ２０ａが、１次成形体１０のコア金型７側も内包されるように形成されるために、コア金型可動部７ｂにより１次成形体１０のコア金型７側表面に回りこんだアンダーカット部７ｃを形成し、第２キャビティ２０ａの一部を形成することは先に説明したとおりである。

次に、第２キャビティ２０ａ内の第２樹脂２０ｂと第２キャビティ２０ａ内面との接触面に柔軟性を維持するスキン層が形成された後、図１（ｄ）に示すように、第２キャビティ金型９を距離Ｓだけ微小型開きさせて、型開閉方向に拡大された第２キャビティ２０ａ内に第２樹脂２０ｂを図示しない第２射出ユニットから第２樹脂用ゲート７ｄを介して捕充填させる補充填工程が行われる。第２キャビティ金型９を距離Ｓだけ微小型開きさせる方法は、図示しない型締装置により微小型開きさせても良いし、図１（ｃ）に示す型締め状態から型締力を弱め、弱めた型締力より大きな所定の射出圧力で第２キャビティ２０ａ内に第２樹脂２０ｂを補充填させることにより微小型開きさせても良い。この微小型開き動作に加えて、１次成形体１０の型開閉方向の冷却固化収縮により、１次成形体１０と第２キャビティ金型９との間に第２キャビティ金型側微小隙間９ａが形成される。ここで、微小型開き量Ｓ及び第２キャビティ金型側微小隙間９ａの型開閉方向の距離は数十μｍ（マイクロメートル）から多くても数百μｍ前後なので、第２キャビティ２０ａ内で、第２キャビティ２０ａ内面との接触面にスキン層が形成された第２樹脂２０ｂ（２次成形体２０）が、微小型開きさせた金型分割面及び第２キャビティ金型側微小隙間９ａに侵入することはない。すなわち、微小型開きさせた金型分割面から射出充填させた溶融樹脂が漏れないように、金型分割面を高価で定期的な手入れが必要なシェアエッジ構造にする必要が無く、一般的なフラットな構造とすることができる。

ここで、第２キャビティ２０ａ内で、スキン層が形成された第２樹脂２０ｂ（２次成形体２０）には、第２樹脂用ゲート７ｄを介して第２樹脂２０ｂが所定の射出圧力で捕充填されるため、第２キャビティ２０ａ内の第２樹脂２０ｂ（２次成形体２０）は、空間を満たすように挿入され空気を供給される風船のように、スキン層を維持しながら微小型開きにより拡大される第２キャビティ２０ａに追従し、所定圧力が作用した状態で第２キャビティ２０ａとの接触面との密着状態を補充填工程の間維持させる。特に型締力が作用する第２キャビティ２０ａの金型分割面と平行な面においては、その型締力が集中するため、これらの面における第２樹脂２０ｂ（２次成形体２０）と第２キャビティ２０ａとの押し付け力が高まる。このような高い押し付け力により、第２樹脂２０ｂ（２次成形体２０）は、後述する被覆剤の注入の際、注入直後の流動性が最も高い被覆剤３０ｂが、補充填工程において、スキン層が形成された第２樹脂２０ｂ（２次成形体２０）と第２キャビティ２０ａとの接触面を通って、微小型開きした金型分割面から外部に漏れるのを防止するシール構造を構成する。

補充填工程の途中、あるいは完了後に、第２キャビティ金型９側に形成された第２キャビティ金型側微小隙間９ａに、被覆剤管路３０ａを介して被覆剤注入機３０から被覆剤３０ｂの注入が開始される。この被覆剤３０ｂは１次成形体１０の基材樹脂との固着性に優れた熱硬化性塗料が採用されることが一般的であるが、熱硬化性被覆剤や、硬化剤を添加して硬化させる被覆剤であっても使用可能である。被覆剤の注入は、被覆膜形成工程の開始ではあるが、説明を簡単にするため、図１（ｄ）で示す補充填工程と一緒に図示した。

次に、被覆剤の注入完了後、第２樹脂用ゲート７ｄ及び被覆剤管路３０ａに配置された図示しない閉止弁を閉止させた後、図１（ｅ）に示すように、微小型開きさせていた第２キャビティ金型９を再型締めさせて、第２キャビティ金型側微小隙間９ａを圧縮させて２次成形体２０に囲まれた１次成形体１０の第２キャビティ金型９側表面に、注入された被覆剤３０ｂを密着一体化させる被覆膜形成工程が行われる。第２キャビティ２０ａ内の２次成形体２０（第２樹脂２０ｂ）は、先に説明した補充填工程の終了直後から型開閉方向に冷却固化収縮するが、直前まで行われていた第２キャビティ２０ａへの第２樹脂２０ｂの補充填と、２次成形体２０（第２樹脂２０ｂ）の型開閉方向への微小型開き量Ｓ分の圧縮とにより、前述した第２樹脂２０ｂ（２次成形体２０）と第２キャビティ２０ａとの押し付け力は維持される。また、第２キャビティ金型９の再型締めにより、第２キャビティ金型側微小隙間９ａは数十μｍ前後まで圧縮することができる。このため、被覆剤の注入直後は型締め力は被覆剤と２次成形体とで分担されるが、被覆剤の硬化収縮に伴い２次成形体側の分担力が大きくなり、結果として２次成形体が圧縮されることにより、被覆剤へ型締め力を作用させ続けることができるため、補充填工程の完了直後からこの被覆膜形成工程においても、２次成形体２０（第２樹脂２０ｂ）のシール構造は機能し続ける。そして、第２キャビティ金型９の再型締めにより２次成形体２０で囲まれた１次成形体１０の表面に、注入された被覆剤３０ｂを介して直接、第２キャビティ金型９の金型キャビティ内面全体で均等に型締力が付与されるため、第２キャビティ金型側微小隙間９ａ内の被覆剤３０ｂは、２次成形体２０で囲まれた１次成形体１０の表面に均等に拡張されて、第２キャビティ金型９の金型キャビティ内面意匠が十分に転写され、それ自体の意匠性も優れた被覆膜３０ｃとして２次成形体２０で囲まれた１次成形体１０の表面に密着一体化される。

次に、第２キャビティ２０ａの２次成形体２０の冷却固化後、図１（ｆ）に示すように、図示しない型締装置により第２キャビティ金型９を型開きさせた後、型締装置の可動盤や金型移動手段等の金型取付部３に配置された製品押出機構３ａにより２次成形体２０で囲まれた１次成型体１０の表面に被覆膜３０ｃが施工された２層成形製品４０を第２キャビティ金型９から押し出す製品押出工程が行われる。第２キャビティ金型９から２層成形製品４０を直接押し出す押出ピン３ｂは、第２キャビティ金型９の第２キャビティ２０ａの形成部に第２キャビティ金型９を貫通するように複数配置されており、その先端が第２キャビティ２０ａの内面の一部を形成している。先に説明したように、第２キャビティ金型側微小隙間９ａに注入された被覆剤３０ｂは、補充填工程及び被覆膜形成工程において、第２樹脂２０ｂ（２次成形体２０）と第２キャビティ２０ａとの押し付け力によるシール構造で第２キャビティ金型側微小隙間９ａ内にシールされるので、第２キャビティ２０ａの形成部に複数配置された押出ピン３ｂの摺動部には到達しない。そのため、押出ピン３ｂの摺動部に被覆剤の侵入を前提にした特別なシール機構等を備える必要がなく、そのような特別なシール機構等に係る押出ピン３ｂの配置に係る制約がない上、押出ピン摺動部を一般的な樹脂成形機の押出ピン摺動部と同等の構造とすることができる。ここで、一般的には、押出ピンは製品毎（金型毎）に配置が異なるため金型側に配置され、押出ピンを駆動させる製品押出機構は、押出ピンが配置された金型が取り付けられる金型取付部側に配置され、押出ピンが配置された金型が取り付けられた状態で押出ピンを駆動させるように構成されるが、図を簡単にするために、押出ピンと製品押出機構とを図中では一体で図示している。

更に、第２キャビティ２０ａは２層成形製品４０の外周部全周に形成されているので、製品中心線に対して外形が非対称な２層成型製品であっても、その形状に合わせて、複数の押出ピン３ｂをその外周部に製品押し出しに最適、且つ、必要最小限の箇所に配置させることができる。更に、押出ピンは、２層成形製品の意匠面ではない外周部に配置されるため、押出ピンをコア金型及び第２キャビティ金型のいずれにも配置させることができる。そのため、可動盤に取り付けられる金型に押出ピンが配置されれば、可動盤に配置される製品押出機構により押出ピンを駆動させることができ、固定盤側に取り付けられる金型内に押出ピンを駆動させる製品押出機構を配置させる必要がないため、金型の厚みを薄くすることができる。

最後に、第２キャビティ金型９から押し出された２層成形製品４０は、図示しない製品取出手段により射出成形機外へ搬送される。このように図１（ａ）から図１（ｆ）の成形工程が繰り返されることにより、２次成形体２０で囲まれた１次成型体１０の表面に被覆膜３０ｃが施工された２層成形製品４０が連続して成形される。

図２は本発明の実施例１に係る２層成形製品用の金型内塗装用金型の熱硬化性被覆剤のシール構造を説明する図１（ｄ）要部Ａ詳細図である。図２に示す補充填工程においては、第２キャビティ２０ａ内に射出充填された第２樹脂２０ｂと第２キャビティ２０ａ内面との接触面に柔軟性を維持するスキン層２０ｃが形成されており、スキン層２０ｃの内部には、図示しない第２射出ユニットから第２樹脂用ゲート７ｄを介して第２樹脂２０ｂが所定の射出圧力で捕充填されるため、第２キャビティ２０ａ内の第２樹脂２０ｂ（２次成形体２０）は、先に説明したように、空間（第２キャビティ２０ａ）を満たすように挿入され空気（第２樹脂２０ｂ）を供給される風船（スキン層２０ｃ）のように、スキン層を維持しながら微小型開きにより拡大される第２キャビティ２０ａに追従し、所定圧力が作用した状態で第２キャビティ２０ａとの接触面との密着状態を維持する。ここで、微小型開き量Ｓ及び第２キャビティ金型側微小隙間９ａの距離は数十μｍから多くても数百μｍ前後なので、第２キャビティ２０ａ内で、第２キャビティ２０ａ内面との接触面にスキン層が形成された第２樹脂２０ｂ（２次成形体２０）が、型開きした金型分割面及び第２キャビティ金型側微小隙間９ａに侵入することはないこと、また、特に型締力ｆ_１が作用する第２キャビティ２０ａの金型分割面と平行な面２０ｅ（２次成形体型締力集中面）においては、その型締力ｆ_１が集中するため、これらの面における第２樹脂２０ｂ（２次成形体２０）と第２キャビティ２０ａとの押し付け力が高まり、注入直後の流動性が最も高い被覆剤３０ｂであっても、スキン層２０ｃが形成された第２樹脂２０ｂ（２次成形体２０）と第２キャビティ２０ａとの接触面２０ｄや２次成形体型締力集中面２０ｅを通って、微小型開きした金型分割面から外部に漏れるのを防止するシール構造を構成すること、このシール構造が、補充填工程から被覆膜形成工程においても機能し続けること、及び、このシール構造が補充填工程及び被覆膜形成工程において機能することにより、被覆剤３０ｂは第２キャビティ金型側微小隙間９ａ内にシールされ押出ピン３ｂの摺動部には到達しないこと、は先に説明したとおりである。

図３及び図４を参照しながら本発明の実施例２を説明する。図３は本発明の実施例２に係る成形工程を示す２層成形製品用の金型内塗装用金型の概略断面図である。図３（ａ）が１次成形工程、図３（ｂ）が金型移動工程の開始時、図３（c）が２次成形工程、図３（d）が補充填工程及び被覆膜形成工程の被覆剤注入開始時、図３（e）が被覆膜形成工程、図３（ｆ）が製品押出工程を示す。図４は本発明の実施例２に係る２層成形製品用の型内被覆成型用金型の被覆剤のシール構造を説明する図３（ｄ）要部Ｂ詳細図である。また、図中の符号については、基本的に実施例１と同じ構成部材には実施例１と同じ符号を付し、実施例１に相当する構成部材ではあるが、説明上区別したい構成部材には１００を加えた符号を付している。

実施例２における実施例１との相違点は、後に第２キャビティの一部を形成する、１次成形体のコア金型側を内包させるためのアンダーカット形状部が、コア金型ではなく第１キャビティ金型に配置された可動部により形成される点と、２次成形体で囲まれた１次成形体の第２キャビティ金型側の表面だけでなく、コア金型側の表面にも被覆膜が形成される点である。それ以外の金型内塗装用金型の構成や金型内塗装方法は実施例１と基本的に同じため、実施例１との相違点についてのみ説明する。また、説明及び実施例１との比較を簡単にするために、実施例２においても、１次成形体が平板形状の２層成形製品を成形対象とする。

図３（ａ）に示すように、２層成形製品用の金型内塗装用金型１０１において、図示しない型締装置に取り付けられたコア金型１０７と、同様に、図示しない型締装置に取り付けられた第１キャビティ金型１０８とが組み合わされて形成される第１キャビティ１１０ａに、図示しない第１射出ユニットから第１樹脂用ゲート１０７ａを介して第１樹脂１１０ｂが射出充填され１次成形体１１０が成形される１次成形工程が行われる。実施例１との相違点は、第２キャビティ１２０ａの一部を形成する、１次成形体１１０のコア金型１０７側を内包させるためのアンダーカット形状部が、第１キャビティ金型１０８に型開閉方向と直交する方向に摺動可能に配置された第１キャビティ金型可動部１０８ｂにより満たされた状態で第１キャビティ１１０ａの一部を形成している点である。このアンダーカット形状部を形成する可動部が実施例１のようにコア金型側に配置されると、コア金型に対向する金型が第２キャビティ金型に切り替えられた後の２次成形においても、この可動部が１次成形後に移動した位置において、２次キャビティの一部を形成するように設計・配置される必要がある。（図１（ｂ）〜（ｅ）参照）しかしながら、アンダーカット部を形成する可動部が本実施例２のように第１キャビティ金型側に配置されると、可動部が２次キャビティの一部を形成するように設計・配置される必要がないため、可動部の設計・配置が容易である。

次に、第１キャビティ１１０ａ内の１次成形体１１０の冷却固化後、図３（ｂ）に示すように、１次成形体１１０が保持されたコア金型１０７から図示しない型締装置により第１キャビティ金型１０８が型開きされ、型締装置に配置された図示しない金型移動手段により、コア金型１０７と第２キャビティ金型１０９とが対向する位置に相対的に移動され金型移動工程が開始される。このとき、第１キャビティ金型可動部１０８ｂが摺動され、１次成形体１１０のコア金型１０７側表面に回りこんだアンダーカット部１０７ｃが形成され、第２キャビティ１２０ａの一部を形成する。

金型移動工程の完了後、図３（ｃ）に示すように、コア金型１０７とコア金型１０７に保持された１次成形体１１０と第２キャビティ金型１０９とが組み合わされて形成される第２キャビティ１２０ａに、図示しない第２射出ユニットから第２樹脂用ゲート１０７ｄを介して第２樹脂１２０ｂが射出充填され、１次成形体１１０の外周部に２次成形体１２０が成形される２次成形工程が行われる。

次に、第２キャビティ１２０ａ内の第２樹脂１２０ｂと第２キャビティ１２０ａ内面との接触面に柔軟性を維持するスキン層が形成された後、図３（ｄ）に示すように、第２キャビティ金型１０９を距離Ｓ’だけ微小型開きさせて、型開閉方向に拡大された第２キャビティ１２０ａ内に第２樹脂１２０ｂを図示しない第２射出ユニットから第２樹脂用ゲート１０７ｄを介して捕充填させる補充填工程が行われる。実施例１との相違点は、微小型開き量Ｓ’と第２樹脂１２０ｂの補充填量とを、実施例１よりも所定量多くする点である。この実施例１よりも所定量多い微小型開き動作に加えて、１次成形体１１０の型開閉方向の冷却固化収縮により、１次成形体１１０と第２キャビティ金型１０９との間の第２キャビティ金型側微小隙間１０９ａだけでなく、１次成形体１１０とコア金型１０７との間にコア金型側微小隙間１０７ｅが形成される。すなわち、２次成形体１２０で囲まれた１次成形体１１０の両表面に被覆剤が注入される第２キャビティ金型側微小隙間１０９ａ及びコア金型側微小隙間１０７ｅが形成される。

また、微小型開き量Ｓ’は実施例１の微小型開き量Ｓの略２倍程度である。ここで第２キャビティ金型側微小隙間１０９e及びコア金型側１０７ｅの距離は、各々被覆膜の厚み＋αの数十μｍから数百μｍであるので、各々を合わせても実施例１と同様に、数十μｍから数百μｍの範囲となる。そのため、第２キャビティ２０ａ内面との接触面にスキン層が形成された第２樹脂１２０ｂ（２次成形体１２０）が、型開きした金型分割面、第２キャビティ金型１０９及びコア金型側微小隙間１０７ｅに侵入することはない。すなわち、金型分割面をシェアエッジ構造にする必要が無く、一般的なフラットな構造とすることができる。

ここで、第２キャビティ１２０ａ内で、スキン層が形成された第２樹脂１２０ｂ（２次成形体１２０）には、第２樹脂用ゲート１０７ｄを介して第２樹脂１２０ｂが所定の射出圧力で捕充填されるため、実施例１と同様に、第２キャビティ１２０ａ内の第２樹脂１２０ｂ（２次成形体１２０）が、注入直後の流動性が最も高い被覆剤３０ｂ及び被覆剤３１ｂが、補充填工程において、スキン層が形成された第２樹脂１２０ｂ（２次成形体１２０）と第２キャビティ１２０ａとの接触面を通って、微小型開きした金型分割面から外部に漏れるのを防止するシール構造を構成する。

補充填工程の途中、あるいは完了後に、第２キャビティ金型１０９側に形成された第２キャビティ金型側微小隙間１０９ａに、被覆剤管路３０ａを介して被覆剤注入機３０から被覆剤３０ｂの注入が開始される。また、コア金型１０７側に形成されたコア金型側微小隙間１０７ｅにも、被覆剤管路３１ａを介して被覆剤注入機３１から被覆剤３１ｂが注入される。被覆剤の注入は、被覆膜形成工程の開始ではあるが、説明を簡単にするため、実施例１と同様に図３（ｄ）で示す補充填工程と一緒に図示した。

次に、被覆剤の注入完了後、第２樹脂用ゲート１０７ｄ、被覆剤管路３０ａ及び被覆剤管路３１ａに配置された図示しない閉止弁を閉止させた後、図３（ｅ）に示すように、微小型開きさせていた第２キャビティ金型１０９を再型締めさせて、第２キャビティ金型側微小隙間１０９ａ及びコア金型側微小隙間１０７ｅを圧縮させて２次成形体１２０に囲まれた１次成形体１１０の第２キャビティ金型１０９側表面及びコア金型１０７側表面に、注入された被覆剤３０ｂ及び被覆剤３１ｂを密着一体化させる被覆膜形成工程が行われる。第２キャビティ１２０ａ内の２次成形体１２０（第２樹脂１２０ｂ）は、先に説明した補充填工程の終了直後から型開閉方向に冷却固化収縮するが、実施例１と同様に、補充填工程の完了直後からこの被覆膜形成工程においても、２次成形体１２０（第２樹脂１２０ｂ）のシール構造は機能し続ける。そして、第２キャビティ金型１０９の再型締めにより２次成形体１２０で囲まれた１次成形体１１０の表面に、注入された被覆剤３０ｂ及び被覆剤３１ｂを介して直接、第２キャビティ金型９の金型キャビティ内面全体で均等に型締力が付与されるため、第２キャビティ金型側微小隙間１０９ａ内の被覆剤３０ｂ及びコア金型側微小隙間１０７ｅ内の被覆剤３１ｂは、２次成形体１２０で囲まれた１次成形体１１０の両表面に均等に拡張されて、第２キャビティ金型１０９の金型キャビティ内面意匠が十分に転写され、それ自体の意匠性も優れた被覆膜３０ｃ及び被覆膜３１ｃとして２次成形体１２０で囲まれた１次成形体１１０の両表面に密着一体化される。

次に、第２キャビティ１２０ａの２次成形体１２０の冷却固化後、図３（ｆ）に示すように、図示しない型締装置により第２キャビティ金型１０９を型開きさせた後、型締装置の可動盤や金型移動手段等の金型取付部３に配置された製品押出機構３ａにより２次成形体１２０で囲まれた１次成型体１１０両表面に被覆膜３０ｃ及び被覆膜３１ｃが施工された２層成形製品１４０を第２キャビティ金型１０９から押し出す製品押出工程が行われる。第２キャビティ金型１０９から２層成形製品１４０を直接押し出す押出ピン３ｂの配置及び、その配置により奏する効果は実施例１と同じである。また、本実施例２では、アンダーカット部を形成する可動部が第１キャビティ金型側に配置されるので、第２キャビティ内面にその可動部の摺動部分が一切ないため、押出ピンの配置が更に容易になり、２次成形体で囲まれた１次成形体の両表面に被覆膜を施工する場合に好適である。最後に、第２キャビティ金型１０９から押し出された２層成形製品１４０は、図示しない製品取出手段により射出成形機外へ搬送される。このように図３（ａ）から図３（ｆ）の成形工程が繰り返されることにより、２次成形体１２０で囲まれた１次成型体１１０の両表面に被覆膜３０ｃ及び被覆膜３１ｃが施工された２層成形製品１４０が連続して成形される。

図４は本発明の実施例２に係る２層成形製品用の金型内塗装用金型の熱硬化性被覆剤のシール構造を説明する図３（ｄ）要部Ｂ詳細図である。図４に示す補充填工程においては、第２キャビティ１２０ａ内に射出充填された第２樹脂１２０ｂと第２キャビティ１２０ａ内面との接触面に柔軟性を維持するスキン層１２０ｃが形成されており、スキン層１２０ｃの内部には、図示しない第２射出ユニットから第２樹脂用ゲート１０７ｄを介して第２樹脂１２０ｂが所定の射出圧力で捕充填されるため、第２キャビティ１２０ａ内の第２樹脂１２０ｂ（２次成形体１２０）は、先に説明したように、空間（第２キャビティ１２０ａ）を満たすように挿入され空気（第２樹脂１２０ｂ）を補充される風船（スキン層１２０ｃ）のように、スキン層を維持しながら微小型開きにより拡大される第２キャビティ１２０ａに追従し、所定圧力が作用した状態で第２キャビティ１２０ａとの接触面との密着状態を維持する。ここで、微小型開き量Ｓ’、第２キャビティ金型側微小隙間１０９ａ及びコア金型側微小隙間１０７ｅの距離は、各々被覆膜の厚み＋αの数十μｍから数百μｍなので、第２キャビティ１２０ａ内で、第２キャビティ２０ａ内面との接触面にスキン層が形成された第２樹脂１２０ｂ（２次成形体１２０）が、型開きした金型分割面、第２キャビティ金型側微小隙間１０９ａ及びコア金型側微小隙間１０７ｅに侵入することはないこと、また、特に型締力ｆ_２が作用する第２キャビティ１２０ａの金型分割面と平行な面１２０ｅ（２次成形体型締力集中面）においてその型締力ｆ_２が集中するため、これらの面における第２樹脂１２０ｂ（２次成形体１２０）と第２キャビティ１２０ａとの押し付け力が高まり、注入直後の流動性が最も高い熱硬化性被覆剤３０ｂ及び熱硬化性被覆剤３１ｂであっても、スキン層１２０ｃが形成された第２樹脂１２０ｂ（２次成形体１２０）と第２キャビティ１２０ａとの接触面１２０ｄや２次成形体型締力集中面１２０ｅを通って、微小型開きした金型分割面から外部に漏れるのを防止するシール構造を構成すること、このシール構造が、補充填工程から被覆膜形成工程においても機能し続けること、及び、このシール構造が補充填工程及び被覆膜形成工程において機能することにより、熱硬化性被覆剤３０ｂは第２キャビティ金型側微小隙間９ａ内にシールされ押出ピン３ｂの摺動部には到達しないこと、は先に説明したとおりである。

図５及び図６を参照しながら本発明の実施例３を説明する。図５は本発明の実施例３に係る成形工程を示す２層成形製品用の金型内塗装用金型の概略断面図である。図５（ａ）が１次成形工程、図５（ｂ）が金型移動工程の開始時、図５（c）が２次成形工程、図５（d）が補充填工程及び被覆膜形成工程の被覆剤注入開始時、図５（e）が被覆膜形成工程、図５（ｆ）が製品押出工程を示す。図６は本発明の実施例３に係る２層成形製品用の金型内塗装用金型の被覆剤のシール構造を説明する図５（ｄ）要部Ｃ詳細図である。また、図中の符号については、基本的に実施例１及び実施例２と同じ構成部材にはそれら実施例と同じ符号を付し、それら実施例に相当する構成部材ではあるが、説明上区別したい構成部材には２００を加えた符号を付している。

実施例３における実施例１及び実施例２との相違点は、１次成形体のコア金型側を内包させるためのアンダーカット形状部が無く、コア金型及び第１キャビティ金型のいずれにもアンダーカット形状部を形成するための可動部がない点と、１次成形体の形状が平板形状でなく凸形状である点である。また、実施例１と同様に、２次成形体で囲まれた１次成形体の第２キャビティ金型側の表面を被覆するものとする。それ以外の金型内塗装用金型の構成や金型内塗装方法は実施例１及び実施例２と基本的に同じため、それらとの相違点についてのみ説明する。

図５（ａ）に示すように、２層成形製品用の金型内塗装用金型２０１において、図示しない型締装置に取り付けられたコア金型２０７と、同様に、図示しない型締装置に取り付けられた第１キャビティ金型２０８とが組み合わされて形成される第１キャビティ２１０ａに、図示しない第１射出ユニットから第１樹脂用ゲート２０７ａを介して第１樹脂２１０ｂが射出充填され１次成形体２１０が成形される１次成形工程が行われる。実施例１及び実施例２との相違点は、１次成形体のコア金型側を内包させるためのアンダーカット形状部が無く、コア金型及び第１キャビティ金型のいずれにもアンダーカット形状部を形成するための可動部がない点である。１次成形体のコア金型側を内包させるためのアンダーカット形状部がないため、第２樹脂で成形される２次成形体が１次成形体のシール・パッキン部品として形成される２層成形製品においては形状に制約があるものの、それが許されれば、コア金型及び第１キャビティ金型のいずれにもアンダーカット形状部を形成するための可動部が配置される必要がないため、金型が簡略化でき、設計・コストの面で有利である。

第１キャビティ２１０ａ内の１次成形体２１０の冷却固化後、図５（ｂ）に示すように、１次成形体２１０が保持されたコア金型２０７から図示しない型締装置により第１キャビティ金型２０８が型開きされ、型締装置に配置された図示しない金型移動手段により、コア金型２０７と第２キャビティ金型２０９とが対向する位置に相対的に移動される金型移動工程が開始される。引き続き、図５（ｃ）に示すように、コア金型２０７とコア金型２０７に保持された１次成形体２１０と第２キャビティ金型２０９とが組み合わされて形成される第２キャビティ２２０ａに、図示しない第２射出ユニットから第２樹脂用ゲート２０７ｄを介して第２樹脂２２０ｂが射出充填され、１次成形体２１０の外周部に２次成形体２２０が成形される２次成形工程が行われる。

次に、第２キャビティ２２０ａ内の第２樹脂２２０ｂと第２キャビティ２２０ａ内面との接触面に柔軟性を維持するスキン層が形成された後、図５（ｄ）に示すように、第２キャビティ金型２０９を距離Ｓ”だけ微小型開きさせて、型開閉方向に拡大された第２キャビティ２２０ａ内に第２樹脂２２０ｂを図示しない第２射出ユニットから第２樹脂用ゲート２０７ｄを介して捕充填させる補充填工程が行われる。この微小型開き動作に加えて、１次成形体２１０の型開閉方向の冷却固化収縮により、１次成形体２１０と第２キャビティ金型２０９との間に第２キャビティ金型側微小隙間２０９ａが形成される。後述する被覆剤３０ｂの注入に際し、第２キャビティ２２０ａ内の第２樹脂２２０ｂ（２次成形体２２０）が、被覆剤３０ｂが微小型開きした金型分割面から外部に漏れるのを防止するシール構造を構成することは先に説明したとおりである。

補充填工程の途中、あるいは完了後に、第２キャビティ金型２０９側に形成された第２キャビティ金型側微小隙間２０９ａに、被覆剤管路３０ａを介して被覆剤注入機３０から被覆剤３０ｂの注入が開始される。被覆剤の注入は、被覆膜形成工程の開始ではあるが、説明を簡単にするため、実施例１及び実施例２と同様に図５（ｄ）で示す補充填工程と一緒に図示した。

次に、被覆剤３０ｂの注入完了後、第２樹脂用ゲート２０７ｄ、被覆剤管路３０ａに配置された図示しない閉止弁を閉止させた後、図５（ｅ）に示すように、微小型開きさせていた第２キャビティ金型２０９を再型締めさせて、第２キャビティ金型側微小隙間２０９ａを圧縮させて２次成形体２２０に囲まれた１次成形体２１０の第２キャビティ金型側表面に、注入された被覆剤３０ｂを密着一体化させる被覆膜形成工程が行われる。実施例１及び実施例２と同様に、補充填工程の完了直後からこの被覆膜形成工程においても、２次成形体２２０（第２樹脂２２０ｂ）のシール構造は機能し続ける。そして、第２キャビティ金型２０９の再型締めにより２次成形体２２０で囲まれた１次成形体２１０の表面に、注入された被覆剤３０ｂを介して直接、第２キャビティ金型９の金型キャビティ内面全体で均等に型締力が付与されるため、第２キャビティ金型側微小隙間２０９ａ内の被覆剤３０ｂは、２次成形体２２０で囲まれた１次成形体２１０の表面に均等に拡張されて、第２キャビティ金型２０９の金型キャビティ内面意匠が十分に転写され、それ自体の意匠性も優れた被覆膜３０ｃとして２次成形体２２０で囲まれた１次成形体２１０の表面に密着一体化される。

次に、第２キャビティ２２０ａの２次成形体２２０の冷却固化後、図５（ｆ）に示すように、図示しない型締装置により第２キャビティ金型２０９を型開きさせた後、型締装置の可動盤や金型移動手段等の金型取付部３に内蔵された製品押出機構３ａにより２次成形体２２０で囲まれた１次成型体２１０両表面に被覆膜３０ｃが施工された２層成形製品２４０を第２キャビティ金型２０９から押し出す製品押出工程が行われる。第２キャビティ金型２０９から２層成形製品２４０を直接押し出す押出ピン３ｂの配置及び、その配置により奏する効果は実施例１及び実施例２と同じである。また、本実施例３では、実施例２と同様に、第２キャビティ内面にその可動部の摺動部分が一切ないため、押出ピンの配置が容易になるため、実施例２と同様に、２次成形体で囲まれた１次成形体の両表面に被覆膜を施工する場合に好適である。最後に、第２キャビティ金型２０９から押し出された２層成形製品２４０は、図示しない製品取出手段により射出成形機外へ搬送される。このように図５（ａ）から図５（ｆ）の成形工程が繰り返されることにより、２次成形体２２０で囲まれた１次成型体２１０の表面に被覆膜３０ｃが施工された２層成形製品２４０が連続して成形される。

図６は本発明の実施例３に係る２層成形製品用の金型内塗装用金型の被覆剤のシール構造を説明する図５（ｄ）要部Ｃ詳細図である。図６に示す補充填工程においては、第２キャビティ２２０ａ内に射出充填された第２樹脂２２０ｂと第２キャビティ２２０ａ内面との接触面に柔軟性を維持するスキン層２２０ｃが形成されており、スキン層２２０ｃの内部には、図示しない第２射出ユニットから第２樹脂用ゲート２０７ｄを介して第２樹脂２２０ｂが所定の射出圧力で捕充填されるため、第２キャビティ２２０ａ内の第２樹脂２２０ｂ（２次成形体２２０）は、実施例１及び実施例２と同様に、空間（第２キャビティ２２０ａ）を満たすように挿入され空気（第２樹脂２２０ｂ）を供給される風船（スキン層２２０ｃ）のように、スキン層を維持しながら微小型開きにより拡大する第２キャビティ１２０ａに追従し、所定圧力が作用した状態で第２キャビティ２２０ａとの接触面との密着状態を維持する。

ここで、１次成形体が実施例３のような型開閉方向の立ち上がり部を有する形状の場合、補充填工程の微小型開き動作により、その立ち上がり部に型開閉方向と直交する方向に第２キャビティ金型側微小隙間２０９ａのような微小隙間を形成させることは困難である。しかしながら、１次成形体の冷却固化収縮は型開閉方向だけでなく、型開閉方向と直交する方向へも進行する。よって、１次成形体２２０と第２キャビティ金型２０９との接触面２２０ｄにおいても、型開閉方向と直交する方向に図示しない微小隙間が形成されており、被覆剤３０ｂの流動性が最も高い注入直後であれば、型開閉方向にその流動性を保持されるのに十分な距離を有する第２キャビティ金型側微小隙間２０９ａを介してその微小隙間に問題なく注入される。

また、型締力ｆ_３が作用する第２キャビティ２２０ａの金型分割面と平行な面２２０ｅ（２次成形体型締力集中面）においては、その型締力ｆ_３が集中するため、これらの面における第２樹脂２２０ｂ（２次成形体２２０）と第２キャビティ２２０ａとの押し付け力が高まり、注入直後の流動性が最も高い被覆剤３０ｂであっても、第２樹脂２２０ｂ（２次成形体２２０）が、２次成形体型締力集中面２２０ｅを通って、微小型開きした金型分割面から外部に漏れるのを防止するシール構造を構成すること、このシール構造が、補充填工程から被覆膜形成工程においても機能し続けること、及び、このシール構造が補充填工程及び被覆膜形成工程において機能することにより、被覆剤３０ｂは第２キャビティ金型側微小隙間９ａ内にシールされ押出ピン３ｂの摺動部には到達しないこと、は先に説明したとおりである。

ここで、本実施例３のように、第２キャビティが、第２キャビティ金型側の１次成形体のみの表面に重なっている２層成形製品であっても、実施例２のように、微小型開き量と第２樹脂の補充填量とを所定量多くすれば、実施例２のように２次成形体に囲まれた１次成形体の両表面に被覆膜が形成された２層成形製品を成形することができる。

本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、実施例１から実施例３において、第１樹脂及び第２樹脂を共にコア金型側から射出充填する形態としたが、コア金型以外の金型側から射出充填する形態でも良い。同様に、製品押出ピンが第２キャビティ金型側に配置される形態としたが、金型あるいは２層成形製品によっては、コア金型側の第２キャビティ形成部に配置される形態であっても、本発明と同様の効果を奏する。また、実施例１及び実施例３においては、２次成形体で囲まれた１次成形体の第２キャビティ金型側表面に被覆膜が形成される形態としたが、実施例２のように、補充填工程における微小型開き量と第２樹脂の補充填量とを所定量増加させれば、２次成形体で囲まれた１次成形体のコア金型側表面にも微小隙間を形成させて被覆膜を形成させることが可能であることは先に説明したとおりである。

１ ２層成形製品用金型内塗装用金型
３ｂ 押出ピン
７ コア金型
７ｂ コア金型可動部
７ｃ アンダーカット部
８ 第１キャビティ金型
９ 第２キャビティ金型
９ａ 第２キャビティ金型側微小隙間
１０ １次成形体
１０ａ 第１キャビティ
１０ｂ 第１樹脂
２０ ２次成形体
２０ａ 第２キャビティ
２０ｂ 第２樹脂
２０ｃ スキン層
３０ｂ 被覆剤
３０ｃ 被覆膜
３１ｂ 被覆剤
３１ｃ 被覆膜
４０ ２層成形製品
１０７ｅ コア金型側微小隙間
１０８ｂ 第１キャビティ金型可動部

Claims (5)

1. コア金型と、
   前記コア金型と組み合わされて第１キャビティが形成される第１キャビティ金型と、
   前記第１キャビティ内に第１樹脂を射出充填させて成形される１次成形体が保持された前記コア金型と組み合わされて、前記１次成形体の外周部全周に前記１次成形体が内包される第２キャビティが形成される第２キャビティ金型と、
   前記コア金型と前記第１キャビティ金型との少なくとも１つの金型に配置され、前記第２キャビティのアンダーカット形状部を形成させる可動部と、
   を備えたことを特徴とする２層成形製品用の金型内塗装用金型。
2. 製品押出手段の押出ピンが、前記コア金型と前記第２キャビティ金型との少なくとも１つの金型の前記第２キャビティ形成部に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の２層成形製品用の金型内塗装用金型。
3. 前記第１キャビティに前記第１樹脂が射出充填されて、前記１次成形体が成形される１次成形工程と、
   前記第１キャビティ金型と前記コア金型とが型開きされた後、金型移動手段により、前記１次成形体が保持された前記コア金型と前記第２キャビティ金型とを対向する位置に相対的に移動させる金型移動工程と、
   前記コア金型と前記第２キャビティ金型とが型締めされて、形成された前記第２キャビティ内に第２樹脂を射出充填させて、前記１次成形体の外周部全周に前記１次成形体が内包される２次成形体が積層成形される２次成形工程と、
   前記２次成形体にスキン層が形成された後に、型締力を前記第２キャビティ内圧力による型開き力より低下させ、前記型開き力により、又は、型開閉手段により、前記コア金型と前記第２キャビティ金型とを微小型開きさせて、型開閉方向に拡大された前記第２キャビティ内に前記第２樹脂を捕充填させる補充填工程と、
   前記補充填工程の微小型開きによって、前記２次成形体に囲まれた前記１次成形体の表面と前記コア金型との間、及び、前記２次成形体に囲まれた前記１次成形体の表面と前記第２キャビティ金型との間の少なくとも一方に発生させた微小隙間に、被覆剤を注入させた後、前記コア金型と前記第２キャビティ金型とを再型締めさせて、前記微小隙間を圧縮させて前記２次成形体に囲まれた前記１次成形体の表面に、注入された前記被覆剤を密着一体化させる被覆膜形成工程と、
   を備えた、請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の２層成形製品用の型内被覆成形用金型を使用する２層成形製品の金型内塗装方法。
4. 前記金型移動手段が、射出成形機の固定盤及び可動盤のいずれか一方の金型取付盤に配置された金型スライド機構又は金型回転機構と、
   射出成形機の固定盤と可動盤との間に配置され、互いに平行な少なくとも２つの金型取付面を有し、型開閉方向の移動と、型開閉方向と略直交する回転軸周りの回転とが可能な回転盤機構と、
   のいずれか１つであることを特徴とする請求項３に記載の多層成形用の金型内塗装方法。
5. 前記第１樹脂がポリカーボネートであり、前記第２樹脂が熱可塑性エラストマーであり、前記被覆剤が透光性を有するハードコート剤であることを特徴とする請求項３及び請求項４のいずれか１項に記載の多層成形用の金型内塗装方法。

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