JP5796190B2

JP5796190B2 - 射出成形方法および射出成形金型装置

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Publication number: JP5796190B2
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Inventors: 英生峯
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Description

本発明は、射出成形金型の成形空間（キャビティ）に溶融樹脂を射出して、射出成形により成形品を得ると同時に、該射出成形金型内に配置された多層フィルムの転写層を該成形品の表面（転写面）上に転写することによって、該成形品の表面上に転写層を形成する射出成形方法および射出成形金型装置に関する。

射出成形金型のキャビティに溶融樹脂を射出して、射出成形により成形品を得ると同時に、該射出成形金型内に配置された多層フィルムの転写層を該成形品の表面（転写面）上に転写することによって、該成形品の表面上に転写層を形成する技術が知られている。この技術を用いて、立ち上がりの深い成形品（深絞り形状の成形品）の表面（転写面）上に転写層を形成する場合には、射出成形金型の内壁（キャビティ形成面）に転写フィルムを沿い易くするための工夫が必要となる。このような工夫の一つとして、転写フィルムの予備加熱が行われている。例えば、特許文献１には、射出成形を行う前に、雄型と雌型との間に配置された転写フィルムに対して予備加熱を行う射出成形同時絵付け装置が開示されている。この射出成形同時絵付け装置の構成を図１２に示す。

図１２に示す射出成形同時絵付け装置は、基体フィルム上に転写層を有する長尺の転写フィルム１２１を、箔送り手段１２２によって、射出成形金型を構成する雄型１２３と雌型１２４との間に１ピッチずつ送り込むごとに、射出成形を行う。具体的には、雄型１２３と雌型１２４とが型閉めされ、その型閉めによって形成されたキャビティ内に溶融樹脂が射出され、そのキャビティ内の溶融樹脂が冷却されて固化した後に、雄型１２３と雌型１２４とが型開きされる。この型開きの際に、雄型１２３のキャビティ形成面１２５に付着した成形品１２６から基体フィルムが剥離することにより、成形品１２６の表面（転写面）上に転写層が転写された射出成形同時絵付け品が得られる。また、この射出成形同時絵付け装置は、成形品取り出し機構１２７と加熱機構１２８とを背向的に有する加熱取り出し兼用手段１２９を備えており、型開きの際には、型内に１ピッチ分の転写フィルム１２１が送り込まれるとともに、加熱取り出し兼用手段１２９が雄型１２３と雌型１２４との間に導かれて、成形品取り出し機構１２７が成形品（射出成形同時絵付け品）１２６を把持する一方で、加熱機構１２８が、雄型１２３と雌型１２４との間に送り込まれた転写フィルム１２１に対して予備加熱を行う。型閉めの際には、加熱取り出し兼用手段１２９は型外へ導かれる。この射出成形同時絵付け装置は、型外において、成形品１２６を成形品取り出し機構１２７から取り外すことができるように構成されている。このように、この射出成形同時絵付け装置は、雄型１２３と雌型１２４が開く僅かな時間を利用して、転写フィルム１２１の予備加熱を行っている。

また、特許文献２には、Ａ金型とＢ金型からなる射出成形金型よりも上手側に、そのＡ金型またはＢ金型のキャビティ形成面と略同一面上に加熱装置を備えて、射出成形金型よりも上手側のステージで転写フィルムを予備加熱する成形同時加飾用金型が開示されている。

特開昭６４−２６４２０号公報特開２００８−９４０３８号公報

しかしながら、前述したように射出成形前に転写フィルムを加熱するだけでは、転写フィルムを２０％〜３０％程度までしか伸ばすことができない。このため、それ以上に転写フィルムを伸ばす必要がある立ち上がりの深い成形品（深絞り形状の成形品）の場合、凹形状のキャビティ形成面への転写フィルムの吸引時から、キャビティ内への溶融樹脂の充填完了時までの間に、転写フィルムに大きな引張応力や局所的な引張応力が作用することになる。その結果、深絞り形状の成形品の場合、転写フィルムに破れやしわ等が生じるといった問題や、局所的に転写フィルムが薄くなって、転写層に印刷されている色や柄等が薄くなり、所望の色や柄等が成形品の表面（転写面）上に転写できないといった問題などが生じていた。具体的には、転写フィルムの吸引時および型閉め時に、転写フィルムに大きな引張応力が作用することにより、転写フィルムにしわが発生する。また、溶融樹脂の射出圧によって、凹形状のキャビティ形成面における底面と側面とを繋ぐ隅部（曲線部）に対応する箇所で転写フィルムに局所的な引張応力が作用し、その結果、転写フィルムの破れや、転写層に印刷されている色や柄等の劣化が発生する。以下、転写フィルムにしわが発生するメカニズムについて説明する。

図１３は一般的な射出成形金型装置の型閉め途中の状態を示す側断面図である。射出成形金型を構成する可動側金型１３１と固定側金型１３２との間に転写フィルム１３３が送り込まれると、まず、箔押さえプレート１３４が移動して、可動側金型１３１と共に転写フィルム１３３を挟み、転写フィルム１３３を拘束する。その後、可動側金型１３１が移動することにより、可動側金型１３１と固定側金型１３２とが型閉めされる。このとき、転写フィルム１３３は、固定側金型１３２のキャビティ形成面１３５に接触して、その固定側金型１３２のキャビティ形成面１３５が可動側金型１３１のキャビティ形成面１３６に接近するに連れて引き伸ばされながら、キャビティ内に引き込まれる。

図１４は型閉め途中における転写フィルム１３３の状態を模式的に示す平面図である。前述したように、型閉め途中において、転写フィルム１３３は、引き伸ばされながら、キャビティ内へ引き込まれる。詳細には、図１４に示すように、転写フィルム１３３は、キャビティの外縁における直線部である４つのキャビティ形状直線部１４１付近では、大きな引張応力を受けて、引き伸ばされながら、矢印１４２で示すようにキャビティ内へ引き込まれる。ここで、キャビティの外縁とは、可動側金型１３１の凹形状のキャビティ形成面１３６の縁、または固定側金型１３２の合わせ面とキャビティとの境界である。一方、互いに異なる方向に伸びている２つのキャビティ形状直線部１４１が交わるコーナー部（キャビティの外縁におけるコーナー部）である４つのキャビティ形状コーナー部１４３付近では、転写フィルム１３３は、型閉め途中において、キャビティ形状直線部１４１付近よりも小さな引張応力を受ける。そのため、キャビティ形状コーナー部１４３からキャビティ内へ引き込まれる転写フィルム１３３の量は、キャビティ形状直線部１４１からキャビティ内へ引き込まれる転写フィルム１３３の量よりも少なくなる。その結果、キャビティ形状コーナー部１４３付近において、矢印１４４で示すように、転写フィルム１３３に圧縮応力が生じ、転写フィルム１３３に、しわ１４５が発生する。特に、立ち上がりの深い成形品の場合、立ち上りの浅い成形品（浅絞り形状の成形品）に比べて、キャビティ内へ引き込まれる転写フィルムの量が多くなるため、しわ１４５が発生する範囲が広くなり、しわ１４５の量も多くなる。

そこで、本発明は、成形品が深絞り形状の場合でも、転写フィルムに破れやしわが発生せず、また転写層に印刷された色や柄等が劣化することのない射出成形方法および射出成形金型装置を提供することを目的とする。

本発明の射出成形方法の一側面は、基体フィルムとその基体フィルム上の転写層とを有する転写フィルムを射出成形金型のキャビティに配置し、そのキャビティ内に樹脂を充填した後、前記射出成形金型を型開きすることにより、前記転写フィルムの転写層が転写された転写面を持つ成形品を得る射出成形方法であって、プリフォーム金型を型閉めして、前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程と、プリフォームされた前記転写フィルムを前記射出成形金型のキャビティに配置する工程と、プリフォームされた前記転写フィルムが配置された前記キャビティ内に樹脂を充填する工程と、前記射出成形金型を型開きすることにより、前記基体フィルムから剥離した前記転写層が転写された転写面を持つ成形品を得る工程と、を具備し、前記成形品の転写面が、天井面または底面とその天井面または底面に繋がる側面とを有し、前記射出成形金型が、前記キャビティに前記転写面に対応する部分を形成するキャビティ形成面を有し、前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程にて、前記キャビティ形成面のうちの前記転写面の側面に対応する部分と前記射出成形金型の型閉め方向とがなす角度よりも、前記プリフォーム金型の型閉め方向となす角度が大きくなる側面部を、プリフォームされた前記転写フィルムが有するように、前記転写フィルムがプリフォームされ、前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程にて、前記転写フィルムに凹凸形状を形成し、前記プリフォームされた前記転写フィルムが配置された前記キャビティ内に樹脂を充填する工程にて、前記転写フィルムに形成された前記凹凸形状が伸ばされることである。

本発明の射出成形方法の他の側面は、前記成形品の転写面が、前記天井面または底面と前記側面とを繋げる曲線部をさらに有し、前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程において、前記キャビティ形成面のうちの前記転写面の曲線部に対応する部分よりも曲率半径が大きい曲線部を、プリフォームされた前記転写フィルムが有するように、前記転写フィルムがプリフォームされることである。

また、本発明の射出成形方法の他の側面は、前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程において、プリフォームされた前記転写フィルムの展開長さが、前記キャビティ形成面の展開長さよりも短くなるように、前記転写フィルムがプリフォームされることである。

また、本発明の射出成形方法の他の側面は、前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程において、前記キャビティ形成面に近似する形状に前記転写フィルムがプリフォームされることである。

また、本発明の射出成形方法の他の側面は、前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程において、プリフォームされた前記転写フィルムが凸面形状を有するように、前記転写フィルムがプリフォームされることである。

また、本発明の射出成形方法の他の側面は、前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程にて、前記凹凸形状が、プリフォームされた前記転写フィルムの、前記転写面の天井面または底面に対応する部分に形成されるように、前記転写フィルムがプリフォームされることである。

また、本発明の射出成形方法の他の側面は、前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程にて、前記凹凸形状が、前記転写フィルムのうちのプリフォームされた部分の周辺部に形成されることである。

また、本発明の射出成形金型装置の一側面は、第１射出成形用金型と第２射出成形用金型とを有し、前記第１射出成形用金型と前記第２射出成形用金型に、それらが型閉めされることによってキャビティを形成するキャビティ形成面が設けられており、基体フィルムとその基体フィルム上の転写層とを有する転写フィルムが配置された前記キャビティ内に樹脂が充填された後、前記第１射出成形用金型と前記第２射出成形用金型が型開きされることによって、前記基体フィルムから剥離した前記転写層が転写された転写面を持つ成形品を得られるように構成された射出成形金型と、第１プリフォーム用金型と第２プリフォーム用金型とを有し、前記第１プリフォーム用金型と前記第２プリフォーム用金型に、それらが型閉めされることによって、前記キャビティに配置される前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームするフィルム加工面が設けられたプリフォーム金型と、を備え、前記成形品の転写面が、天井面または底面とその天井面または底面に繋がる側面とを有し、前記キャビティ形成面のうちの前記転写面の側面に対応する部分と前記射出成形金型の型閉め方向とがなす角度よりも、前記プリフォーム金型の型閉め方向となす角度が大きい側面を、前記フィルム加工面が有し、前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする際に、前記転写フィルムに凹凸形状を形成する凹凸形状を前記プリフォーム金型に設け、前記型閉めした前記射出成形金型に前記樹脂を充填する際に、前記転写フィルムに凹凸形状が伸ばされることである。

本発明の射出成形金型装置の他の側面は、前記成形品の転写面が、前記天井面または底面と前記側面とを繋げる曲線部をさらに有し、前記キャビティ形成面のうちの前記転写面の曲線部に対応する部分よりも大きい曲率半径を有する曲線部を、前記フィルム加工面が有することである。

また、本発明の射出成形金型装置の他の側面は、前記キャビティ形成面のうちの前記成形品の転写面に対応する部分の展開長さよりも、前記フィルム加工面の展開長さが短いことである。

また、本発明の射出成形金型装置の他の側面は、前記プリフォーム金型が、前記フィルム加工面によって、前記キャビティ形成面のうちの前記成形品の転写面に対応する部分に近似する形状に前記転写フィルムをプリフォームすることである。

また、本発明の射出成形金型装置の他の側面は、前記フィルム加工面が凸面形状を有することである。

また、本発明の射出成形金型装置の他の側面は、前記プリフォーム金型に設けた前記凹凸形状を、前記転写面の天井面または底面に対応する部分に配置したことである。

また、本発明の射出成形金型装置の他の側面は、前記プリフォーム金型に設けた前記凹凸形状を、前記第１プリフォーム用金型の合わせ面と前記第２プリフォーム用金型の合わせ面に配置したことである。

本発明によれば、射出成形により成形品を得ると同時に、その成形品の表面（転写面）上に転写フィルムの転写層を転写させる射出成形同時箔転写工程の前工程において、転写フィルムをプリフォームすることにより、射出成形同時箔転写工程のプロセスにおいて転写フィルムに作用するテンション（張力）を制御することが可能となる。これにより、成形品が深絞り形状の場合でも、転写フィルムに破れやしわを発生させることなく、また転写層に印刷された色や柄等を劣化させることなく、成形品に転写層を転写することができるようになる。したがって、本発明によれば、深絞り形状の成形品を加飾することや、深絞り形状の成形品に機能性膜を付与することができるようになる。

実施の形態１における射出成形金型装置の一構成例の主要部の概略を示す側断面図である。実施の形態１におけるプリフォーム金型の型閉め時の状態を示す拡大側断面図である。実施の形態１におけるプリフォーム金型の型開き途中の状態を示す拡大側断面図である。実施の形態１における射出成形金型の真空吸引前の状態を示す拡大側断面図である。実施の形態１における射出成形金型の真空吸引後の状態を示す拡大側断面図である。実施の形態１における射出成形金型の型閉め時の状態を示す拡大側断面図である。実施の形態１における射出成形方法の一例を示すフローチャートである。実施の形態２におけるプリフォーム金型の型閉め時の状態を示す拡大側断面図である。実施の形態３におけるプリフォーム金型の型閉め時の状態を示す拡大側断面図である。実施の形態３におけるプリフォーム金型のフィルム加工面の一構成例の概略を示す平面図である。実施の形態４におけるプリフォーム金型の型閉め時の状態を示す拡大側断面図である。一般的な射出成形金型装置の構成図である。一般的な射出成形金型装置の型閉め途中の状態を示す側断面図である。一般的な射出成形金型装置の型閉め途中における転写フィルムの状態を模式的に示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する場合もある。また、図面は、理解し易くするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示す。また、図示された各構成要素の厚み、長さ等は図面作成の都合上から、実際とは異なる。なお、以下の実施の形態で示す各構成要素の形状等は一例であって特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１における射出成形金型装置の一構成例の主要部を示す側断面図である。図１に示す射出成形金型装置１０は、転写フィルム１３の進行方向に沿って、大きく２つの部分に分けることができる。第１の部分は、転写フィルム１３をプリフォームするプリフォーム工程が実行されるプリフォーム部１１である。第２の部分は、プリフォーム部１１の下手側に配置された射出成形部１２である。射出成形部１２では、射出成形により立ち上がりの深い成形品（深絞り形状の成形品）を得ると同時に、その成形品の表面（転写面）上に転写フィルム１３の転写層を転写させる射出成形同時箔転写工程が実行される。

また、射出成形金型装置１０は、固定部１４と可動部１５を備えており、可動部１５が固定部１４へ接近することにより、固定部１４と可動部１５とが型締めされ、可動部１５が固定部１４から遠ざかることにより、固定部１４と可動部１５とが型開きされる。

プリフォーム部１１は、転写フィルム１３をプリフォームするためのプリフォーム金型の一例として、固定部１４に形成されたプリフォーム用固定側金型１６と、可動部１５に形成されたプリフォーム用可動側金型１７とを備える。ここで、プリフォーム用固定側金型１６は、第１プリフォーム用金型または第２プリフォーム用金型の一例であり、プリフォーム用可動側金型１７は、第２プリフォーム用金型または第１プリフォーム用金型の一例である。

同様に、射出成形部１２は、溶融樹脂が充填される成形空間（キャビティ）を形成する射出成形金型の一例として、固定部１４に形成された射出成形用固定側金型１８と、可動部１５に形成された射出成形用可動側金型１９とを備える。ここで、射出成形用固定側金型１８は、第１射出成形用金型または第２射出成形用金型の一例であり、射出成形用可動側金型１９は、第２射出成形用金型または第１射出成形用金型の一例である。

この射出成形金型装置１０では、基体フィルム上に転写層を有する長尺の転写フィルム１３が、図示しない箔送り手段によって、固定部１４と可動部１５との間に１ピッチずつ送り込まれるごとに、プリフォーム工程と射出成形同時箔転写工程が同期して実行される。具体的には、まず初めに、転写フィルム１３の一部がプリフォーム部１１でプリフォームされる。この転写フィルム１３のプリフォーム形状は、転写フィルム１３が１ピッチ送られることにより、射出成形部１２へ搬送される。これと同時に、型外からプリフォーム部１１へ転写フィルム１３の他の一部が搬送される。その後、射出成形部１２おいて、プリフォームされた転写フィルム１３を用いた射出成形同時箔転写工程が実行される一方で、プリフォーム部１１に搬送された転写フィルム１３の他の一部に対し、プリフォーム工程が実行される。そして、表面（転写面）上に転写層を転写された成形品が射出成形金型から取り外された後に、転写フィルム１３が１ピッチ送られる。これにより、転写フィルム１３のうち、基体フィルムのみとなった部分が射出成形部１２から型外へ搬送され、かつ、転写フィルム１３の新たなプリフォーム形状が射出成形部１２へ搬送される。また、これと同時に、型外からプリフォーム部１１へ転写フィルム１３の新たな他の一部が搬送される。以降、同様にして、転写フィルム１３が型内へ１ピッチずつ送り込まれるごとに、プリフォーム工程と射出成形同時箔転写工程が同期して行われる。

詳細には、射出成形部１２においては、まず、箔押さえプレート２０が移動して、射出成形用可動側金型１９と共に転写フィルム１３を挟み、転写フィルム１３を拘束する。その後、可動部１５が固定部１４へ接近することにより、射出成形用固定側金型１８と射出成形用可動側金型１９とが型閉めされる。これにより、射出成形用固定側金型１８に形成されている凸形状のキャビティ形成面２１と、そのキャビティ形成面２１に対応して射出成形用可動側金型１９に形成されている凹形状のキャビティ形成面２２との間に、キャビティ（成形空間）が形成される。そのキャビティ内へ、射出成形用固定側金型１８に形成されている樹脂注入穴２３から溶融樹脂が充填される。このとき、キャビティ内の転写フィルム１３は、射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２に沿った形状となる。溶融樹脂の充填完了後、キャビティ内の溶融樹脂は冷却されて、固化する。その後、可動部１５が固定部１４から離れることにより、射出成形用固定側金型１８と射出成形用可動側金型１９とが型開きされる。この型開きの際に、射出成形用固定側金型１８のキャビティ形成面２１に付着した成形品から、転写フィルム１３の基体フィルムが剥離する。このようにして、射出成形部１２は、成形品を得ると同時に、その成形品の表面（転写面）上に転写層を形成する。

一方、プリフォーム部１１では、前述した射出成形同時箔転写のプロセスに同期して、以下で説明するプロセスが実行される。すなわち、まず、箔押さえプレート２０が移動して、プリフォーム用可動側金型１７と共に転写フィルム１３を挟み、転写フィルム１３を拘束する。この射出成形金型装置１０では、プリフォーム部１１と射出成形部１２が箔押さえプレート２０を共用しており、箔押さえプレート２０の動作は、プリフォーム工程と射出成形同時箔転写工程において同期する。なお、無論、プリフォーム用の箔押さえプレートと、射出成形用の箔押さえプレートが個別に設けられていても構わない。箔押さえプレート２０による転写フィルム１３の拘束後、可動部１５が固定部１４へ接近することにより、プリフォーム用固定側金型１６とプリフォーム用可動側金型１７とが型閉めされる。これにより、プリフォーム用固定側金型１６に形成されている凸形状のフィルム加工面２４と、そのフィルム加工面２４に対応してプリフォーム用可動側金型１７に形成されている凹形状のフィルム加工面２５との間に、転写フィルム１３が挟み込まれる。このとき、転写フィルム１３は、フィルム加工面２４、２５間で伸ばされて、所定の形状にプリフォームされる。その後に、可動部１５が固定部１４から離れることにより、プリフォーム用固定側金型１６とプリフォーム用可動側金型１７とが型開きされる。

この実施の形態１では、フィルム加工面２４、２５間に挟み込まれてプリフォームされた転写フィルム１３は、射出成形部１２（射出成形金型）の凹形状のキャビティ形成面２２の形状に近似する形状となる。つまり、転写フィルム１３のプリフォーム形状は、成形品の表面形状（転写面形状）に近似する形状となる。

続いて、プリフォーム工程について、さらに詳細に説明する。図２は実施の形態１におけるプリフォーム部１１（プリフォーム金型）の型閉め時の状態を示す拡大側断面図であり、プリフォーム金型によって転写フィルム１３がプリフォームされている状態を示している。

プリフォーム工程では、箔押さえプレート２０がプリフォーム用可動側金型１７と共に転写フィルム１３を挟み、転写フィルム１３を拘束した後、プリフォーム用可動側金型１７のフィルム加工面２５に一方の端面が配置されている図示しない真空吸引穴から転写フィルム１３が真空吸引される。その後、型閉めが行われて、プリフォーム用固定側金型１６のフィルム加工面２４とプリフォーム用可動側金型１７のフィルム加工面２５によって、転写フィルム１３が所定の形状にプリフォームされる。

なお、プリフォーム用可動側金型１７と共に転写フィルム１３を挟んでいる箔押さえプレート２０と、フィルム加工面２４、２５との間では、転写フィルム１３は、プリフォーム用固定側金型１６の合わせ面とプリフォーム用可動側金型１７の合わせ面との間に挟まれている。

フィルム加工面２４、２５は、平面視したときの形状が、射出成形部１２（射出成形金型）の凹形状のキャビティ形成面２２を平面視したときの形状と同等ないしは近似している。したがって、転写フィルム１３のプリフォーム形状は、平面視したとき、射出成形同時箔転写工程において成形品の表面（転写面）に沿った形状となった転写フィルム１３を平面視したときの形状と同等ないしは近似している。

このプリフォーム工程においては、射出成形時のように溶融樹脂の射出圧が転写フィルム１３に作用することがない。したがって、射出成形時のように、転写フィルム１３の転写層に印刷された色や柄等が劣化することはない。同様に、射出成形時のように転写フィルム１３が破れることはない。

また、フィルム加工面２４、２５の側面２４ｂ、２５ｂの勾配は、図１に示す射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２における側面２２ｂの勾配よりも大きく設定されている。つまり、プリフォーム用可動側金型１７の可動方向（型閉めの方向）とフィルム加工面２４、２５の側面２４ｂ、２５ｂとがなす角度は、射出成形用可動側金型１９の可動方向（型閉めの方向）とキャビティ形成面２２の側面２２ｂとがなす角度よりも大きい。このようにすれば、プリフォーム工程において転写フィルム１３に作用する引張応力が緩和されるので、プリフォーム工程において転写フィルム１３にしわが発生し難くなる。

また、この実施の形態１では、図１に示すように、射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２が、底面２２ａと側面２２ｂとを繋ぐ曲線部（隅部）２２ｃを持つ。同様に、プリフォーム用固定側金型１６のフィルム加工面２４は、天井面２４ａと側面２４ｂとを繋ぐ曲線部（隅部）２４ｃを持ち、プリフォーム用可動側金型１７のフィルム加工面２５は、底面２５ａと側面２５ｂとを繋ぐ曲線部（隅部）２５ｃを持つ。ここで、フィルム加工面２４、２５の曲線部２４ｃ、２５ｃの曲率半径Ｒは、凹形状のキャビティ形成面２２の曲線部２２ｃの曲率半径Ｒよりも大きくするのが好適である。このようにすれば、プリフォーム工程において転写フィルム１３に局所的に作用する引張応力が緩和されるので、プリフォーム工程において転写フィルム１３が破れ難くなる。

また、フィルム加工面２４、２５の展開長さＡは、射出成形部１２（射出成形金型）の凹形状のキャビティ形成面２２の展開長さＢよりもわずかに短いのが好適である。このようにすれば、プリフォーム工程においてフィルム加工面２４、２５間で伸ばされた転写フィルム１３の展開長さが、射出成形部１２（射出成形金型）の凹形状のキャビティ形成面２２に沿った形状となった転写フィルム１３の展開長さよりも、わずかに短くなり、射出成形同時箔転写工程において転写フィルム１３にしわが発生し難くなる。ここで、フィルム加工面の展開長さＡとは、フィルム加工面において対向する端から端までの長さであり、射出成形金型の凹形状のキャビティ形成面の展開長さＢとは、その凹形状のキャビティ形成面において対向する端から端までの長さである。また、フィルム加工面２４、２５間で伸ばされた転写フィルム１３の展開長さとは、転写フィルム１３のプリフォーム形状において対向する端から端までの長さである。図２には、フィルム加工面２４、２５の展開長さＡの一例として、転写フィルム１３の送り方向または転写フィル１３の長尺方向に沿った展開長さ２６ａを示している。同様に、図１には、キャビティ形成面２２の展開長さＢの一例として、転写フィルム１３の送り方向または転写フィル１３の長尺方向に沿った展開長さ２６ｂを示している。

なお、フィルム加工面２４、２５の側面２４ｂ、２５ｂの勾配が大きくなるに連れて、転写フィルム１３のプリフォーム形状の展開長さは短くなる。また、フィルム加工面２４、２５の曲線部２４ｃ、２５ｃの曲率半径Ｒが大きくなるに連れて、転写フィルム１３のプリフォーム形状の展開長さは短くなる。このため、フィルム加工面２４の高さ及びフィルム加工面２５の深さＨ１が、図１に示す射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２の深さＨ２よりも小さいと、転写フィルム１３のプリフォーム形状の展開長さが、凹形状のキャビティ形成面２２に沿った形状となった転写フィルム１３の展開長さに対して短くなりすぎる。したがって、転写フィルム１３のプリフォーム形状の展開長さが、凹形状のキャビティ形成面２２に沿った形状となった転写フィルム１３の展開長さに対して短くなりすぎないように、フィルム加工面２４の高さ及びフィルム加工面２５の深さＨ１は、凹形状のキャビティ形成面２２の深さＨ２よりも大きくするのが好適である。

図３は実施の形態１におけるプリフォーム部１１（プリフォーム金型）の型開き途中の状態を示す拡大側断面図である。型開き時には、プリフォーム用固定側金型１６のフィルム加工面２４からエアを供給するのが好適である。このエアの供給は、フィルム加工面２４に一方の端面が配置されるエア供給穴２７を、例えば図３に示すようにプリフォーム用固定側金型１６に設けることで、実現することができる。このようにすれば、型開き時に、フィルム加工面２４から供給されるエアによって、転写フィルム１３を、プリフォーム用可動側金型１７のフィルム加工面２５に沿った状態で容易に保持することができる。よって、型開き後に、確実に、転写フィルム１３を、所望の形状にプリフォームされた状態で、プリフォーム部１１（プリフォーム金型）から取り出すことが可能となる。

以上説明したプリフォーム部１１の構成によれば、プリフォーム工程の型閉め時に、転写フィルム１３に破れやしわが発生したり、転写フィルム１３の転写層に印刷された色や柄が劣化したりすることなく、またプリフォーム工程の型開き時に転写フィルム１３のプリフォーム形状が変形したりすることなく、深絞り形状にプリフォームされた転写フィルム１３を得ることが可能となる。

続いて、以上のようにプリフォームされた転写フィルム１３を用いた射出成形同時箔転写工程について、詳細に説明する。射出成形同時箔転写工程では、箔押さえプレート２０が射出成形用可動側金型１９と共に転写フィルム１３を挟み、転写フィルム１３を拘束した後、射出成形用可動側金型１９のキャビティ形成面２２に一方の端面が配置されている図示しない真空吸引穴から転写フィルム１３が真空吸引される。その後に、型閉めが行われる。

図４は実施の形態１における射出成形部１２（射出成形金型）の真空吸引前の状態を示す拡大側断面図であり、プリフォームされた転写フィルム１３が、箔押さえプレート２０によって射出成形用可動側金型１９に拘束されている状態を示している。また、図５は実施の形態１における射出成形部１２（射出成形金型）の真空吸引後の状態を示す拡大側断面図である。

この実施の形態１における射出成形金型装置１０によれば、射出成形同時箔転写工程の前に転写フィルム１３がプリフォームされて、成形品の表面（転写面）の展開長さ（キャビティ形成面２２の展開長さ）に近似する長さに伸ばされている。したがって、射出成形同時箔転写工程において転写フィルム１３を射出成形用可動側金型１９のキャビティ形成面２２側へ真空吸引する際に、転写フィルム１３に大きな引張応力または局所的な引張応力を作用させることなく、転写フィルム１３をキャビティ形成面２２に沿わせることができる。

また、前述したように、転写フィルム１３のプリフォーム形状の展開長さは、射出成形用可動側金型１９のキャビティ形成面２２の展開長さよりも、わずかに短いので、転写フィルム１３には、真空吸引後に、キャビティ形成面２２に沿わない部分が発生する。つまり、転写フィルム１３とキャビティ形成面２２との間に、図５に示すような隙間２８が発生する。このため、真空吸引後、転写フィルム１３に引張応力がわずかに作用して、転写フィルム１３は余剰がない状態となるので、転写フィルム１３には、しわが発生しない。なお、その隙間２８は、主に、凹形状のキャビティ形成面２２の曲線部２２ｃに対応する箇所に発生する。

図６は実施の形態１における射出成形部１２（射出成形金型）の型閉め時の状態を示す拡大側断面図である。この実施の形態１における射出成形金型装置１０によれば、前述した型閉め前の真空吸引工程によって転写フィルム１３の大部分がキャビティ形成面２２に沿った形状となる。このため、転写フィルム１３に大きな引張応力および局所的な引張応力が作用することなく型閉めプロセスが完了する。したがって、転写フィルム１３に破れやしわを発生させず、また転写フィルム１３の転写層に印刷された色や柄等を劣化させない射出成形同時箔転写工程を実行することが可能となる。なお、前述したように、真空吸引工程において、転写フィルム１３に、キャビティ形成面２２に沿わない部分が発生する。しかし、その部分は、溶融樹脂の充填工程によってキャビティ形成面２２に沿わせることができる。

なお、射出成形用可動側金型１９と共に転写フィルム１３を挟んでいる箔押さえプレート２０と、キャビティ（成形空間）との間では、転写フィルム１３は、射出成形用固定側金型１８の合わせ面と射出成形用可動側金型１９の合わせ面との間に挟まれている。

続いて、以上説明した射出成形金型装置１０を用いた射出成形方法（射出成形同時箔転写方法）について説明する。図７は実施の形態１における射出成形方法（射出成形同時箔転写方法）の一例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、基体フィルム上に転写層を有する長尺の転写フィルム１３が１ピッチ（所望の距離）だけ送られて、プリフォーム用固定側金型１６とプリフォーム用可動側金型１７との間に、転写フィルム１３の一部が搬送される。

次に、ステップＳ２において、まず、箔押さえプレート２０がプリフォーム用可動側金型１７側に移動する。これにより、転写フィルム１３が箔押さえプレート２０とプリフォーム用可動側金型１７とで挟まれて、拘束される。その後、プリフォーム金型内の転写フィルム１３がプリフォーム用可動側金型１７のフィルム加工面２５側へ吸引される。

次に、ステップＳ３において、プリフォーム用固定側金型１６とプリフォーム用可動側金型１７とが型閉めされて、プリフォーム用固定側金型１６の凸形状のフィルム加工面２４とプリフォーム用可動側金型１７の凹形状のフィルム加工面２５とによって、転写フィルム１３の一部が成形品の表面形状に近似する形状にプリフォームされる。その後、プリフォーム用固定側金型１６とプリフォーム用可動側金型１７とが型開きされる。

次に、ステップＳ４において、長尺の転写フィルム１３が１ピッチ（所望の距離）だけ送られて、転写フィルム１３のプリフォーム形状が射出成形用固定側金型１８と射出成形用可動側金型１９との間に搬送される。

次に、ステップＳ５において、まず、箔押さえプレート２０が射出成形用可動側金型１９側に移動する。これにより、転写フィルム１３が箔押さえプレート２０と射出成形用可動側金型１９とで挟まれ、拘束される。その後、射出成形金型内の転写フィルム１３が射出成形用可動側金型１９のキャビティ形成面２２側へ吸引される。

次に、ステップＳ６において、まず、射出成形用固定側金型１８と射出成形用可動側金型１９とが型閉めされて、射出成形用固定側金型１８の凸形状のキャビティ形成面２１と射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２とによってキャビティが形成される。その後、そのキャビティ内に溶融樹脂が射出される。そして、キャビティ内に溶融樹脂が充填されると、そのキャビティ内に充填された溶融樹脂が冷却されて固化する。

次に、ステップＳ７において、まず、射出成形用固定側金型１８と射出成形用可動側金型１９とが型開きされて、射出成形用固定側金型１８の凸形状のキャビティ形成面２１に付着した成形品から、基体フィルムが剥離する。その後、表面（転写面）上に転写層が転写された深絞り形状の成形品（射出成形品）が取り出される。

以上説明したように、この実施の形態１によれば、射出成形同時箔転写工程のプロセスにおいて転写フィルム１３に作用するテンション（張力）を制御することができる。よって、転写フィルム１３に大きな引張応力および局所的な引張応力を作用させることなく、深絞りのキャビティ形状に転写フィルム１３を沿わせることができる。したがって、転写フィルム１３に破れやしわを発生させることなく、また転写フィルム１３の転写層に印刷された色や柄等を劣化させることなく、表面（転写面）上に転写層が形成された深絞り形状の成形品を得ることができる。

さらに、この実施の形態１によれば、キャビティ形成面２２の形状に近似する形状（成形品の表面形状に近似する形状）に転写フィルム１３がプリフォームされる。したがって、射出成形同時箔転写工程において転写フィルム１３を射出成形用可動側金型１９のキャビティ形成面２２側へ真空吸引する際に、より容易に、転写フィルム１３をキャビティ形成面２２に沿わせることができる。

なお、この実施の形態１では、プリフォーム部１１と射出成形部１２が一体化した構成の射出成形金型装置１０について説明したが、無論、それらが分かれており、個別に駆動可能であってもよい。また、射出成形される成形品の形状は特に限定されるものではない。成形品は、例えば、平面視したときの形状が矩形形状、多角形形状、円形状、楕円形状などであってもよい。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２について、図８を参照して、前述した実施の形態１と異なる点を説明する。図８は実施の形態２におけるプリフォーム部１１（プリフォーム金型）の型閉め時の状態を示す拡大側断面図である。なお、図８に示していない部分は、前述した実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

図８に示すように、この実施の形態２における射出成形金型装置１０は、プリフォーム部１１（プリフォーム金型）のフィルム加工面２４、２５の形状が、前述した実施の形態１と異なる。具体的には、フィルム加工面２４、２５が、平面部分の無いなだらかな凸曲面形状を有している。例えば、図８に示すように、フィルム加工面２４、２５において、側面２４ｂ、２５ｂで囲まれた中央部が、半球形形状または略半球形状であってもよい。

なお、前述した実施の形態１と同様に、フィルム加工面２４、２５は、平面視したときの形状が、射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２を平面視したときの形状と同等ないしは近似しており、フィルム加工面２４、２５の側面２４ｂ、２５ｂの勾配は、射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２の側面２２ｂの勾配よりも大きい。また、フィルム加工面２４、２５は、射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２の曲線部２２ｃよりも曲率半径が小さい曲線部を持たず、フィルム加工面２４、２５の展開長さＡは、射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２の展開長さＢよりもわずかに短い。

一般的な射出成形金型装置は、成形品の天面部または底面部に対応する箇所、すなわち射出成形金型の凹形状のキャビティ形成面の底面に対応する箇所で、転写フィルムを伸ばすことができなかった。これに対して、この実施の形態２によれば、プリフォーム工程において、成形品の天面部または底面部に対応する箇所でも転写フィルム１３を伸ばすことができる。よって、プリフォーム工程において転写フィルム１３を全体的に伸ばすことができるので、射出成形同時箔転写工程において発生する転写フィルム１３の局所的な伸びの量を緩和することができる。又は、その局所的な伸びの発生を防止することができる。

したがって、この実施の形態２によれば、転写フィルム１３に大きな引張応力および局所的な引張応力を作用させることなく、深絞りのキャビティ形状に転写フィルム１３を沿わせることができる。よって、転写フィルム１３に破れやしわを発生させることなく、また転写フィルム１３の転写層に印刷された色や柄等を劣化させることなく、表面（転写面）上に転写層が形成された深絞り形状の成形品を得ることができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３について、図９及び図１０を参照して、前述した実施の形態１と異なる点を説明する。図９は実施の形態３におけるプリフォーム部１１（プリフォーム金型）の型閉め時の状態を示す拡大側断面図、図１０は実施の形態３における凹形状のフィルム加工面２５の平面図である。なお、図９及び図１０に示していない部分は、前述した実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

図９及び図１０に示すように、この実施の形態３における射出成形金型装置１０は、プリフォーム部１１（プリフォーム金型）のフィルム加工面２４、２５の一部に凹凸形状２９が形成されている点で、前述した実施の形態１と異なる。具体的には、凹凸形状２９は、フィルム加工面２４の天井面２４ａにおける曲線部２４ｃに隣接する領域及びフィルム加工面２５の底面２５ａにおける曲線部２５ｃに隣接する領域に形成されている。したがって、この凹凸形状２９により、転写フィルム１３のプリフォーム形状のうち、射出成形同時箔転写工程において局所的な引張応力が作用する部分の周辺部に、凹凸形状が形成される。

なお、前述した実施の形態１と同様に、フィルム加工面２４、２５は、平面視したときの形状が、射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２を平面視したときの形状と同等ないしは近似しており、フィルム加工面２４、２５の側面２４ｂ、２５ｂの勾配は、射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２の側面２２ｂの勾配よりも大きい。また、フィルム加工面２４、２５は、射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２の曲線部２２ｃよりも曲率半径が小さい曲線部を持たず、フィルム加工面２４、２５の展開長さＡは、射出成形用可動側金型１９の凹形状のキャビティ形成面２２の展開長さＢよりもわずかに短い。なお、フィルム加工面２４、２５の展開長さＡには、凹凸形状２９を曲面の長さが含まれる。

この実施の形態３によれば、転写フィルム１３のプリフォーム形状のうち、射出成形同時箔転写工程において局所的な引張応力が作用する部分の周辺部に、凹凸形状がプリフォームされる。このため、射出成形同時箔転写工程において転写フィルム１３に作用する局所的な引張応力が緩和される。射出成形同時箔転写工程において、転写フィルム１３の余剰部分（凹凸形状）が伸びるためである。

したがって、この実施の形態３によれば、転写フィルム１３に大きな引張応力および局所的な引張応力を作用させることなく、深絞りのキャビティ形状に転写フィルム１３を沿わせることができる。よって、転写フィルム１３に破れやしわを発生させることなく、また転写フィルム１３の転写層に印刷された色や柄等を劣化させることなく、表面（転写面）上に転写層が形成された深絞り形状の成形品を得ることができる。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４について、図１１を参照して、前述した実施の形態１と異なる点を説明する。図１１は実施の形態４におけるプリフォーム部１１（プリフォーム金型）の型閉め時の状態を示す拡大側断面図である。なお、図１１に示していない部分は、前述した実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

図１１に示すように、この実施の形態４における射出成形金型装置１０は、プリフォーム部１１（プリフォーム金型）におけるフィルム加工面２４、２５の周辺部に凹凸形状３０が形成されている点で、前述した実施の形態１と異なる。具体的には、プリフォーム用可動側金型１７と共に転写フィルム１３を挟んでいる箔押さえプレート２０と、フィルム加工面２４、２５との間の、プリフォーム用固定側金型１６の合わせ面とプリフォーム用可動側金型１７の合わせ面に、凹凸形状３０が形成されている。したがって、この凹凸形状３０により、転写フィルム１３のうち、プリフォームされた部分の周囲（周辺部）に、凹凸形状が形成される。

一般的な射出成形金型装置は、成形品の表面（転写面）に沿わせる部分以外の部分で転写フィルムを伸ばせなかった。これに対して、この実施の形態４によれば、プリフォーム工程において、成形品の表面に沿わせる部分以外の部分、すなわち射出成形金型の凹形状のキャビティ形成面２２に沿わせる部分以外の部分でも、転写フィルム１３を伸ばすことができる。よって、射出成形同時箔転写工程において転写フィルム１３に作用する引張応力（局所的な引張応力を含む。）を緩和することができる。転写フィルム１３のうち、プリフォームされた部分の周囲（キャビティ形状の周辺部）に、凹凸形状が形成されているので、射出成形同時箔転写工程において、その転写フィルム１３の余剰部分（凹凸形状）が伸びるためである。

したがって、この実施の形態４によれば、転写フィルム１３に大きな引張応力および局所的な引張応力を作用させることなく、深絞りのキャビティ形状に転写フィルム１３を沿わせることができる。よって、転写フィルム１３に破れやしわを発生させることなく、また転写フィルム１３の転写層に印刷された色や柄等を劣化させることなく、表面（転写面）上に転写層が形成された深絞り形状の成形品を得ることができる。

なお、以上説明した実施の形態１ないし４は適宜組み合わせることが可能である。

本発明にかかる射出成形方法および射出成形金型装置は、転写フィルムに破れやしわを発生させることなく、また転写層に印刷された色や柄等を劣化させることなく、深絞り形状の成形品に転写層を転写することができ、様々な外装成形品の射出成形に有用である。

Claims

基体フィルムとその基体フィルム上の転写層とを有する転写フィルムを射出成形金型のキャビティに配置し、そのキャビティ内に樹脂を充填した後、前記射出成形金型を型開きすることにより、前記転写フィルムの転写層が転写された転写面を持つ成形品を得る射出成形方法であって、
プリフォーム金型を型閉めして、前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程と、
プリフォームされた前記転写フィルムを前記射出成形金型のキャビティに配置する工程と、
プリフォームされた前記転写フィルムが配置された前記キャビティ内に樹脂を充填する工程と、
前記射出成形金型を型開きすることにより、前記基体フィルムから剥離した前記転写層が転写された転写面を持つ成形品を得る工程と、を具備し、
前記成形品の転写面が、天井面または底面とその天井面または底面に繋がる側面とを有し、
前記射出成形金型が、前記キャビティに前記転写面に対応する部分を形成するキャビティ形成面を有し、
前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程にて、前記キャビティ形成面のうちの前記転写面の側面に対応する部分と前記射出成形金型の型閉め方向とがなす角度よりも、前記プリフォーム金型の型閉め方向となす角度が大きくなる側面部を、プリフォームされた前記転写フィルムが有するように、前記転写フィルムがプリフォームされ、
前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程にて、前記転写フィルムに凹凸形状を形成し、
前記プリフォームされた前記転写フィルムが配置された前記キャビティ内に樹脂を充填する工程にて、前記転写フィルムに形成された前記凹凸形状が伸ばされる、
射出成形方法。
前記成形品の転写面が、前記天井面または底面と前記側面とを繋げる曲線部をさらに有し、
前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程において、前記キャビティ形成面のうちの前記転写面の曲線部に対応する部分よりも曲率半径が大きい曲線部を、プリフォームされた前記転写フィルムが有するように、前記転写フィルムがプリフォームされる、
請求項１記載の射出成形方法。
前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程において、プリフォームされた前記転写フィルムの展開長さが、前記キャビティ形成面の展開長さよりも短くなるように、前記転写フィルムがプリフォームされる、
請求項１記載の射出成形方法。
前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程において、前記キャビティ形成面に近似する形状に前記転写フィルムがプリフォームされる、
請求項１記載の射出成形方法。
前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程において、プリフォームされた前記転写フィルムが凸面形状を有するように、前記転写フィルムがプリフォームされる、
請求項１記載の射出成形方法。
前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程にて、前記凹凸形状が、プリフォームされた前記転写フィルムの、前記転写面の天井面または底面に対応する部分に形成されるように、前記転写フィルムがプリフォームされる、
請求項１記載の射出成形方法。
前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする工程にて、前記凹凸形状が、前記転写フィルムのうちのプリフォームされた部分の周辺部に形成される、
請求項１記載の射出成形方法。
第１射出成形用金型と第２射出成形用金型とを有し、前記第１射出成形用金型と前記第２射出成形用金型に、それらが型閉めされることによってキャビティを形成するキャビティ形成面が設けられており、基体フィルムとその基体フィルム上の転写層とを有する転写フィルムが配置された前記キャビティ内に樹脂が充填された後、前記第１射出成形用金型と前記第２射出成形用金型が型開きされることによって、前記基体フィルムから剥離した前記転写層が転写された転写面を持つ成形品を得られるように構成された射出成形金型と、
第１プリフォーム用金型と第２プリフォーム用金型とを有し、前記第１プリフォーム用金型と前記第２プリフォーム用金型に、それらが型閉めされることによって、前記キャビティに配置される前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームするフィルム加工面が設けられたプリフォーム金型と、を備え、
前記成形品の転写面が、天井面または底面とその天井面または底面に繋がる側面とを有し、
前記キャビティ形成面のうちの前記転写面の側面に対応する部分と前記射出成形金型の型閉め方向とがなす角度よりも、前記プリフォーム金型の型閉め方向となす角度が大きい側面を、前記フィルム加工面が有し、
前記転写フィルムを所定の形状にプリフォームする際に、前記転写フィルムに凹凸形状を形成する凹凸形状を前記プリフォーム金型に設け、前記型閉めした前記射出成形金型に前記樹脂を充填する際に、前記転写フィルムに凹凸形状が伸ばされる、
射出成形金型装置。
前記成形品の転写面が、前記天井面または底面と前記側面とを繋げる曲線部をさらに有し、
前記キャビティ形成面のうちの前記転写面の曲線部に対応する部分よりも大きい曲率半径を有する曲線部を、前記フィルム加工面が有する、
請求項８記載の射出成形金型装置。
前記キャビティ形成面のうちの前記成形品の転写面に対応する部分の展開長さよりも、前記フィルム加工面の展開長さが短い、
請求項８記載の射出成形金型装置。
前記プリフォーム金型は、前記フィルム加工面によって、前記キャビティ形成面のうちの前記成形品の転写面に対応する部分に近似する形状に前記転写フィルムをプリフォームする、
請求項８記載の射出成形金型装置。
前記フィルム加工面が凸面形状を有する、
請求項８記載の射出成形金型装置。
前記プリフォーム金型に設けた前記凹凸形状を、前記転写面の天井面または底面に対応する部分に配置した、
請求項８記載の射出成形金型装置。
前記プリフォーム金型に設けた前記凹凸形状を、前記第１プリフォーム用金型の合わせ面と前記第２プリフォーム用金型の合わせ面に配置した、
請求項８記載の射出成形金型装置。