JP6108227B2 - サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法及び成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、表層と内層とからなり、内層が表層に内包されるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法、及び、同射出成形方法に好適な成形用金型に関する。

樹脂成形品における、異材、同材、異色、同色様々な組み合わせからなる多層成形品のひとつとして、表層と内層とからなり、内層が表層に内包されるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品が知られている。このような樹脂成形品のサンドイッチ成形部は、１つの層の一方の表面にのみ別層が積層される多層成形品と異なり、内層が表層に内包されるため、内層は略完全に表層には露出せず、樹脂成形品自体の外観性や意匠性を表層で確保することができる。そのため、近年、内層用樹脂材料として、プラスチック製資源ごみや廃棄プラスチック等を原料とするリサイクル樹脂を使用した、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品が、自動車のバンパーや輸送・物流用パレット、あるいは、コンテナボックス等、使用樹脂量が多い大物部品用の樹脂成形品として採用されている。

このようなサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品を成形する射出成形方法は、コ・インジェクション法とも呼ばれ、大きく２つに分類される。１つが、表層用樹脂を適量、射出充填させた後、内層用樹脂を表層用樹脂内に射出充填させ、これら２つの樹脂で金型キャビティ内を満たす多段成形方法である。もう１つが、表層用樹脂を適量、射出充填させた後、表層用樹脂と内層用樹脂とを、表層用樹脂が外周側で、その中心に内層用樹脂が配置されるような層流状態で、先に射出した表層用樹脂内に射出充填させ、これら２つの樹脂で金型キャビティ内を満たす同時成形方法である。

特許文献１は、表層用樹脂である樹脂バージン材Ｐ１と内層用樹脂である樹脂リサイクル材Ｐ２とを個別に射出させる工程を有する。また、両樹脂を同じゲート（同じノズルチップ）から射出させる構成を有し、両樹脂を同じゲートから同時に射出させる工程を有することから、前者の多段成形方法及び後者の同時成形方法の特徴を併せ持つ射出成形方法である。

具体的には、第一射出ユニット５１及び第二射出ユニット５２から、ノズル１０を介して、スキン層（表層）となる、予め設定された量の樹脂バージン材Ｐ１を金型キャビティＫ内に射出した後、第一射出ユニット５１及び第二射出ユニット５２を起動したまま、又は停止させて、第三射出ユニット５３から、同じくノズル１０を介して、コア層（内層）を形成する樹脂リサイクル材Ｐ２を、樹脂バージン材Ｐ１内に射出させ、最後に、再び、第一射出ユニット５１及び第二射出ユニット５２から、ノズル１０を介して、スキン層（表層）となる樹脂バージン材Ｐ１を射出する有底箱型容器の製造方法と同製造方法による成形される有底箱型容器とが開示されている。

そして、この有底箱型容器及び製造方法においては、サンドイッチ構造部（サンドイッチ成形部）が、スキン層（表層）となる樹脂バージン材のみからなる帯状をした補強樹脂部を介して複数に仕切られているので、コア層材（内層用樹脂）として、樹脂リサイクル材を使用しても強度を十分に確保できるとしている。

特開２００６−１２３９５１号公報

特許文献１の有底箱型容器及びその製造方法においては、コア層（内層）を形成する樹脂リサイクル材Ｐ２を、先に金型キャビティＫ内に射出された樹脂バージン材Ｐ１内に射出させる時点においても、金型キャビティＫ内が樹脂で略１００％までは満たされていない、いわゆる、ショートショットの状態である。そのため、第一ノズルチップ１１及び第二ノズルチップ１２から金型キャビティＫ内に射出された２つの樹脂バージン材Ｐ１の領域（樹脂リサイクル材Ｐ２を包含している）は接触しておらず、それら領域間には、樹脂が未充填の空間が存在している（同文献の〔図６〕の（ｂ）参照）。従って、２つの樹脂バージン材Ｐ１それぞれの領域の、樹脂が未充填の空間と接する表面には、金型キャビティＫの内面と接触した部分と同様に、冷却固化層が形成されている。

その結果、このような状態から、コア層（内層）を形成する樹脂リサイクル材Ｐ２及びスキン層（表層）を形成する樹脂リサイクル材Ｐ１のいずれか、あるいは、両方の射出を継続させて、これらの樹脂材料で金型キャビティＫを満たしたとしても、第一ノズルチップ１１及び第二ノズルチップ１２から射出された２つの樹脂バージン材Ｐ１の領域の接触面は、既にそれぞれの領域の表面に形成されている、樹脂バージン材Ｐ１からなる冷却固化層同士の接触面となり、これら接触面にはウエルドラインが形成される。

ここで、ウエルドラインとは、例えば、環状の金型キャビティの１点から樹脂を充填する場合に、２方向に分岐された樹脂流動が、環状の金型キャビティの他点において合流する、その合流箇所に生じる線状の合流痕跡である。これは、金型キャビティ内の空気と接触する樹脂流動の先端に形成される冷却固化層に起因する現象であり、一般的に強度が低下し、外観性も悪化させる成形不良であるため、強度を要しない非意匠面側に生じるようにするか、樹脂流動の合流部に樹脂溜り等を形成させて、ウエルドラインが樹脂成形品の製品部分以外に生じるように、金型キャビティの設計がなされる。

すなわち、特許文献１の有底箱型容器及びその製造方法においては、スキン層（表層）となる樹脂バージン材のみからなる帯状をした樹脂補強部とされる部位の略中央に、その製造方法上、サンドイッチ構造部（サンドイッチ成形部）の厚み方向に連続するウエルドラインが包含されるという問題がある。

また、特許文献１の有底箱型容器及びその製造方法においては、射出ユニットのノズルに構造が複雑なミキシングノズルを採用しており、このミキシングノズル（ノズルチップ）から、表層となる樹脂バージン材Ｐ１及び内層となる樹脂リサイクル材Ｐ２が、それぞれ単独で、あるいは、層流状態で射出され、樹脂流路を経由して同じゲートから金型キャビティに射出される。そのため、固定金型内に配置される、ノズルチップ接続孔からゲートまでの樹脂流路に２種類の樹脂を流動させることになり、これに起因する様々な問題が生じる虞がある。

例えば、まず、内層用樹脂が表層用樹脂に混入して表出する反転不良である。また、次の成形サイクルに備えて樹脂流路を表層用樹脂で満たすために、成形サイクル完了時には表層用樹脂のみの所定量の射出を行わざるを得ない。この表層用樹脂の射出量を確保するために、成形サイクル開始時の最初の表層用樹脂の射出量が制限される。この制限により、内層用樹脂の充填量が制限される、あるいは、無理に内層用樹脂の充填量を増やせば、
反転不良が更に生じ易くなる、等の問題が生じる。更に、樹脂成形品の形状等に応じて、金型キャビティ内への表層用樹脂の供給のみを考慮したゲート配置や、内層用樹脂の供給のみを考慮したゲート配置が困難であり、ゲート配置に制約が生じるという問題もある。

本発明は、上記したような問題点を鑑みてなされたもので、具体的には、射出ユニットに特殊な構造を必要とせず、内層用樹脂を表層用樹脂とは異なるゲートから射出させて、サンドイッチ成形部の内層用樹脂領域を、ウエルドラインを包含しない表層用樹脂領域により任意の箇所で分割させる、すなわち、ウエルドラインを包含せず、一方の表層から他方の表層へと、厚み方向に連続する表層用樹脂のみで形成される部位を、サンドイッチ成形部の任意の箇所に形成させることができる、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法及びその射出成形方法に好適な成形用金型を提供することを目的としている。

尚、サンドイッチ成形品や樹脂成形品のサンドイッチ成形部について、特許文献１のように、その表層をスキン層、その内層をコア層と呼称することは一般的である。しかしながら、本発明においては、金型キャビティ内に射出充填させた溶融状態の樹脂の、金型キャビティの内面や金型キャビティ内の空気と接触した部分に形成される冷却固化層をスキン層と呼称するものとする。混乱を回避するため、以後、必要に応じて、都度括弧書きにて補足するものとする。

上記目的を達成するため、本発明に係る、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の第１の射出成形方法は、表層と内層とからなり、前記内層が前記表層に内包されるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法であって、
射出充填率が略１００％となるように金型キャビティの容積を縮小させて、前記表層を形成する表層用樹脂を、表層用樹脂ゲートから射出充填させる表層用樹脂射出充填工程と、
前記表層用樹脂射出充填工程の完了後に、前記金型キャビティの容積を拡張させる金型キャビティ拡張工程と、
前記金型キャビティ拡張工程の開始後に、前記内層を形成する内層用樹脂を、少なくとも２つ以上の内層用樹脂ゲートから前記表層用樹脂内に射出充填させる内層用樹脂射出充填工程と、を有し、
前記内層用樹脂射出充填工程において、所定距離離間させて配置させた、少なくとも２つ以上の前記内層用樹脂ゲートから、先に射出させた前記表層用樹脂内に前記内層用樹脂を射出充填させることにより、
隣り合う前記内層用樹脂ゲートから射出充填させた前記内層用樹脂で満たされた内層用樹脂領域の樹脂充填力を、隣り合う前記内層用樹脂領域間で対向させ、
隣り合う前記内層用樹脂領域間に、一方の前記表層から他方の前記表層へと、厚み方向に連続する、先に射出充填させた前記表層用樹脂のみの表層用樹脂領域を形成させて、
隣り合う前記内層用樹脂領域が、前記表層用樹脂領域により分割されるように、前記内層用樹脂の射出充填が制御される。

また、本発明に係る、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の第２の射出成形方法は、表層と内層とからなり、前記内層が前記表層に内包されるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法であって、
射出充填率が略１００％となるように金型キャビティの容積を縮小させて、前記表層を形成する、発泡性の表層用溶融樹脂を、表層用樹脂ゲートから射出充填させる表層用樹脂射出充填工程と、
前記表層用樹脂射出充填工程の開始後に、前記金型キャビティの容積を拡張させ、前記表層用溶融樹脂を発泡させる表層用樹脂拡張発泡成形工程と、
前記表層用樹脂射出充填工程の完了後で、かつ、前記表層用樹脂拡張発泡成形工程の開始後に、前記内層を形成する内層用樹脂を、少なくとも２つ以上の内層用樹脂ゲートから前記表層用樹脂内に射出充填させる内層用樹脂射出充填工程と、を有し、
前記内層用樹脂射出充填工程において、所定距離離間させて配置させた、少なくとも２つ以上の前記内層用樹脂ゲートから、先に射出させた前記表層用樹脂内に前記内層用樹脂を射出充填させることにより、
隣り合う前記内層用樹脂ゲートから射出充填させた前記内層用樹脂で満たされた内層用樹脂領域の樹脂充填力を、隣り合う前記内層用樹脂領域間で対向させ、
隣り合う前記内層用樹脂領域間に、一方の前記表層から他方の前記表層へと、厚み方向に連続する、先に射出充填させた前記表層用樹脂のみの表層用樹脂領域を形成させて、
隣り合う前記内層用樹脂領域が、前記表層用樹脂領域により分割されるように、前記内層用樹脂の射出充填が制御される。

更に、第１の射出成形方法及び第２の射出成形方法においては、前記内層用樹脂が発泡性樹脂であって、前記内層用樹脂射出充填工程の開始後に、前記金型キャビティの容積を、更に所定量だけ拡張させ、前記金型キャビティ内の前記表層用樹脂内に射出充填させた前記内層用樹脂を発泡させる内層用樹脂拡張発泡成形工程を備えていても良い。

一方、第１の射出成形方法及び第２の射出成形方法の前記内層用樹脂射出充填工程においては、表層と内層とからなり、前記内層が前記表層に内包されるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法であって、
射出充填率が略１００％となるように金型キャビティの容積を縮小させて、前記表層を形成する表層用樹脂を、表層用樹脂ゲートから射出充填させる表層用樹脂射出充填工程と、
前記表層用樹脂射出充填工程の完了後に、前記金型キャビティの容積を拡張させる金型キャビティ拡張工程と、
前記金型キャビティ拡張工程の開始後に、前記内層を形成する内層用樹脂を、少なくとも２つ以上の内層用樹脂ゲートから前記表層用樹脂内に射出充填させる内層用樹脂射出充填工程と、を有し、
前記内層用樹脂射出充填工程において、１つの内層用樹脂領域と隣り合う内層用樹脂領域とが、前記内層用樹脂領域間の表層用樹脂領域により分割されるように、前記内層用樹脂の射出充填が制御され、前記表層用樹脂射出充填工程において、前記表層用樹脂領域のウエルドラインが形成される部位に、前記内層用樹脂射出充填工程において、前記ウエルドラインを分割するように前記内層用樹脂を前記表層用樹脂内に射出充填させても良い。また、第１の射出成形方法及び第２の射出成形方法の前記内層用樹脂射出充填工程においては、表層と内層とからなり、前記内層が前記表層に内包されるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法であって、
射出充填率が略１００％となるように金型キャビティの容積を縮小させて、前記表層を形成する、発泡性の表層用溶融樹脂を、表層用樹脂ゲートから射出充填させる表層用樹脂射出充填工程と、
前記表層用樹脂射出充填工程の開始後に、前記金型キャビティの容積を拡張させ、前記表層用溶融樹脂を発泡させる表層用樹脂拡張発泡成形工程と、
前記表層用樹脂射出充填工程の完了後で、かつ、前記表層用樹脂拡張発泡成形工程の開始後に、前記内層を形成する内層用樹脂を、少なくとも２つ以上の内層用樹脂ゲートから前記表層用樹脂内に射出充填させる内層用樹脂射出充填工程と、を有し、
前記表層用樹脂射出充填工程において、前記表層用樹脂領域のウエルドラインが形成される部位に、前記内層用樹脂射出充填工程において、前記ウエルドラインを分割するように前記内層用樹脂を前記表層用樹脂内に射出充填させても良い。

更に、上記目的を達成するため、本発明に係る、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法に使用する成形用金型は、前記樹脂成形品の前記サンドイッチ成形部の前記内層用樹脂領域を、前記表層用樹脂領域により任意の箇所で分割されるように、前記金型キャビティの前記内層用樹脂ゲートが配置される。

本発明に係る、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の第１の射出成形方法は、表層と内層とからなり、前記内層が前記表層に内包されるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法であって、
射出充填率が略１００％となるように金型キャビティの容積を縮小させて、前記表層を形成する表層用樹脂を、表層用樹脂ゲートから射出充填させる表層用樹脂射出充填工程と、
前記表層用樹脂射出充填工程の完了後に、前記金型キャビティの容積を拡張させる金型キャビティ拡張工程と、
前記金型キャビティ拡張工程の開始後に、前記内層を形成する内層用樹脂を、少なくとも２つ以上の内層用樹脂ゲートから前記表層用樹脂内に射出充填させる内層用樹脂射出充填工程と、を有し、
前記内層用樹脂射出充填工程において、所定距離離間させて配置させた、少なくとも２つ以上の前記内層用樹脂ゲートから、先に射出させた前記表層用樹脂内に前記内層用樹脂を射出充填させることにより、
隣り合う前記内層用樹脂ゲートから射出充填させた前記内層用樹脂で満たされた内層用樹脂領域の樹脂充填力を、隣り合う前記内層用樹脂領域間で対向させ、
隣り合う前記内層用樹脂領域間に、一方の前記表層から他方の前記表層へと、厚み方向に連続する、先に射出充填させた前記表層用樹脂のみの表層用樹脂領域を形成させて、
隣り合う前記内層用樹脂領域が、前記表層用樹脂領域により分割されるように、前記内層用樹脂の射出充填が制御されるため、射出ユニットに特殊な構造を必要とせず、内層用樹脂を表層用樹脂とは異なるゲートから射出させて、サンドイッチ成形部の内層用樹脂領域を、ウエルドラインを包含しない表層用樹脂領域により任意の箇所で分割させることができる。

また、本発明に係る、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の第２の射出成形方法においては、発泡性の表層用樹脂であっても、第１の射出成形方法と同様の効果を奏することができる。更に、本発明に係る、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の第１の射出成形方法及び第２の射出成形方法においては、発泡性の内層用樹脂であっても、第１の射出成形方法と同様の効果を奏することができる。

また、更に、本発明に係る、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法に使用する成形用金型は、前記樹脂成形品の前記サンドイッチ成形部の前記内層用樹脂領域を、前記表層用樹脂領域により任意の箇所で分割されるように、前記金型キャビティの前記内層用樹脂ゲートが配置されるため、射出ユニットに特殊な構造を必要とせず、内層用樹脂を表層用樹脂とは異なるゲートから射出させて、サンドイッチ成形部の内層用樹脂領域を、ウエルドラインを包含しない表層用樹脂領域により任意の箇所で分割させることができる。

本発明の実施例１に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法の成形工程の前半を示す成形用金型の概略断面図である。 本発明の実施例１に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法の成形工程の後半を示す成形用金型の概略断面図である。 図１及び図２の、樹脂成形品の断面Ａにおける断面図である。 本発明の実施例２に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法の成形工程を示す成形用金型の概略断面図である。 図４の、樹脂成形品の断面Ａ’における断面図である。 本発明の実施例３に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法の成形工程の前半を示す成形用金型の概略断面図である。 本発明の実施例３に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法の成形工程の後半を示す成形用金型の概略断面図である。 図７の、樹脂成形品の断面Ａ”における断面図である。 本発明の実施例４に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法の成形工程を示す成形用金型の概略断面図である。 図９の、樹脂成形品の断面Ａ”における断面図である。 本発明の実施例５に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品を示す概略図である。

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から図３を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１（ａ）から図１（ｃ）は、本発明の実施例１に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法の成形工程の前半を示す金型の概略断面図である。図２（ａ）から図２（ｃ）は、本発明の実施例１に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法の成形工程の後半を示す金型の概略断面図である。図３（ａ）から図３（ｄ）は、図１及び図２の、樹脂成形品の断面Ａにおける断面図である。

本発明に係る、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法、及び、同射出成形方法に好適な成形用金型の説明を行うに際し、汎用の射出成形機に対して、射出成形機側で説明すべき点は、一般的には、その射出ユニットが表層用と内層用とで２セット以上必要な場合がある点のみであり、他に特殊な構成要件はない。そのため、射出成形機の説明は割愛し、関連する構成要件についてのみ説明する。また、図１及び図２は、金型等、成形工程を説明するために必要な構成要件のみの概略断面図であり、これら概略断面図は射出成形機の長手方向に沿った縦断面図（側面断面図）、横断面図（平面断面図）のいずれであっても良い。

図１（ａ）は、成形サイクル開始前の型開き状態を示す。図示しない固定盤に取り付けられた固定金型２に、表層用樹脂９ｂを射出する第１射出ユニット１７が、該固定盤の背面から、その先端ノズルを接離可能に配置されている。その第１射出ユニット１７から射出される表層用樹脂９ｂを金型キャビティ９ａ内に充填させる表層用樹脂流路９ｃが固定金型２に配置され、表層用樹脂流路９ｃの金型キャビティ９ａ側端部において、金型キャビティ９ａ内に連通されるゲート部分にはゲートバルブ（樹脂遮断開放切替弁／表層用樹脂ゲート）９ｄが設けられている。また、固定金型２には、第１射出ユニット１７とは別に、内層用樹脂１０ｂを射出する第２射出ユニット１８が、その先端ノズルを接離可能に配置されている。第１射出ユニット１７と同様に、第２射出ユニット１８から射出される内層用樹脂１０ｂを金型キャビティ９ａ内に充填させる内層用樹脂流路１０ｃが固定金型２に配置されている。内層用樹脂流路１０ｃは４つに分岐され、それぞれの内層用樹脂流路１０ｃの金型キャビティ９ａ側端部のゲート部分にはゲートバルブ（内層用樹脂ゲート）１０ｄが設けられている。図１においては、図面手前側の内層用樹脂流路１０ｃ及びゲートバルブ１０ｄ（それぞれ２箇所）のみ図示している。

本実施例１においては、表層用樹脂流路９ｃ及び内層用樹脂流路１０ｃをホットランナーとしている。ホットランナーとは、成形用金型の、射出ユニットのノズル接続孔からゲートバルブ間の樹脂流路を加熱手段等で加熱可能とした構成である。成形サイクル中、樹脂流路内の樹脂を溶融状態で滞留保持させ、次の成形サイクルで射出充填される樹脂と金型キャビティ内に供給させるため、樹脂成形品に、製品取り出し後に除去すべきランナー等の不要部位が形成されない。後述するように、内層用樹脂流路１０ｃは複数に分岐させる必要があるため、分岐前の部分等、少なくとも一部にホットランナーを形成させる必要があるが、表層用樹脂流路９ｃは、ゲートバルブ９ｄのない一般的な樹脂流路（ランナー）とし、金型構造を簡素化することも可能である。

図１（ａ）の説明に戻る。固定金型２と組み合わされて金型キャビティ９ａを形成させる可動金型４が、図示しない可動盤に固定金型２に対向するように取り付けられ、図示しない型開閉機構により射出成形機の長手方向（以後、型開閉方向と呼称する）に移動可能に配置されている。本実施例１においては、固定金型２及び可動金型４は、それぞれの金型の分割面（金型分割面、パーティング面、割面と呼称されることもある）がシェアエッジ構造となっており、射出成形機の型開閉機構による型開閉動作で、金型キャビティの容積を可変させるものとする。

金型の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呼称されることもあり、金型の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、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、固定金型と可動金型の間に形成することによって金型キャビティ内に射出充填された溶融樹脂が、所定量、金型を型開きさせても金型外に漏れ出すのを防止することができる構造である。このようなシェアエッジ構造の金型は、成形工程中に金型を微小型開きさせる拡張発泡成形方法（コアバック発泡成形方法と呼称されることもある。）や型内被覆成形方法（インモールドコーティング法、金型内塗装方法と呼称されることもある。）等に採用される。

第１射出ユニット１７及び第２射出ユニット１８の配置は、固定金型２の背面側で、射出成形機の長手方向に対して、左右対称、あるいは、上下対称に配置される並行型配置や、射出成形機の長手方向に対して若干の角度を付けて配置されるＶ字型配置、また、一方の射出ユニットをサブ射出ユニットとして、固定金型２の背面側で射出成形機の長手方向に配置される他方のメイン射出ユニットに対して、斜めに配置される斜め型配置、あるいは、固定金型２の背面側で射出成形機の長手方向に配置される他方のメイン射出ユニットに対して、固定金型２の側面側、あるいは、上下面側に射出成形機の長手方向と直交するように配置されるＬ字型配置等、様々な配置が可能である。これらの配置は、表層用樹脂９ｂ及び内層用樹脂１０ｂの種類、射出充填量等の射出充填仕様により適宜選択されれば良く、初めから２つ以上の射出ユニットが配置された多層成形用の射出成形機であっても、市販されている後付け用の射出ユニットが追加された汎用射出成形機であっても本発明を実施することができる。

本発明に係る、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法、及び、同射出成形方法に好適な成形用金型の説明に戻る。まず、図１（ｂ）に示すように、可動金型４を図示しない型開閉機構により固定金型２側に移動させ、可動金型４と固定金型２とを型閉じさせる、その後、型締力を付与させた状態で、表層用樹脂流路９ｃのゲートバルブ９ｄを開放させ、表層９を形成する非発泡性の表層用溶融樹脂９ｂを、第１射出ユニット１７から表層用樹脂流路９ｃを介して、可動金型４及び固定金型２により形成された金型キャビティ９ａ内に射出充填させる表層用樹脂射出充填工程が行われ、金型キャビティ９ａ内を満たす表層９が成形される。この表層用樹脂射出充填工程において、内層用樹脂流路１０ｃの４つに分岐された金型キャビティ９ａ側端部の各ゲート部分に設けられたゲートバルブ１０ｄは閉じられており、金型キャビティ９ａ内に射出充填させた表層用樹脂９ｂが各内層用樹脂流路１０ｃに逆流することはない。

この表層用樹脂射出充填工程において、金型キャビティ９ａは、表層用樹脂９ｂの射出充填量（容積）に対して、射出充填率が略１００％となる（フルショット）ようにその金型キャビティの容積を製品容積より縮小させた状態であるため、図３（ａ）に示すように、表層用樹脂９ｂの略全面が金型キャビティ９ａの内面と接触し冷却され、略全面を覆う強固なスキン層（冷却固化層）９ｅと、内部が溶融状態の溶融層９ｆとから構成される表層９が成形される。フルショットで行われるこの表層用樹脂射出充填工程により、金型キャビティ９ａ内の表層用樹脂９ｂに略均一に型締力が付与され、表層用樹脂９ｂのスキン層９ｅへの、金型キャビティ９ａ内面の高い転写性が確保される。

また、表層用樹脂射出充填工程において、金型キャビティ９ａに表層用樹脂９ｂを射出充填させる、表層用樹脂流路９ｃ及びそのゲートバルブ９ｄは、後述する内層用樹脂流路１０ｃ及びそのゲートバルブ１０ｄに係る制約は特にないため、樹脂成形品の形状等に応じて、シングルゲート（１点ゲート）及び多点ゲートのいずれかが選択され、樹脂流路も選択されるゲート数に合わせて配置されれば良い。

一方、特許文献１のように、ショートショットとなる射出充填工程を含む射出成形方法により成形されるサンドイッチ成形品は、射出後の金型キャビティ内を自由流動する表層用樹脂の、自由流動により不均一に付与される樹脂流動圧力のみで、金型キャビティの内面意匠が表層用樹脂表面に形成されたスキン層（冷却固化層）へ転写されるため、最終的にフルショット状態になるとしても、フルショットのみの射出充填工程により成形されるサンドイッチ成形品程の転写性を得ることは難しい。

また、特許文献１のように、表層用樹脂と内層用樹脂とが同じゲートから金型キャビティ内に供給される成形用金型は、金型キャビティ内への表層用樹脂の供給のみを考慮したゲート配置や、内層用樹脂の供給のみを考慮したゲート配置が困難であり、ゲート配置に制約がある。尚、樹脂成形品の断面Ａには直接関係ないが、型開閉方向と直交する面における各樹脂流路及びゲートバルブの配置も図３（ａ）に示す。４つに分岐された内層用樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄは、表層用樹脂流路９ｃのゲートバルブ９ｄに対して、均等に上下左右に配置されている。

表層用樹脂９ｂは、金型キャビティ９ａ内に射出充填された直後から金型内で冷却され、冷却固化収縮が進行するため、縮小させた金型キャビティ９ａの容積より、少なくとも冷却固化収縮分（容積）だけ多く射出充填させた方が、先に説明した表層用樹脂９ｂの強固なスキン層（冷却固化層）９ｅの形成とスキン層９ｅへの高い転写性を確保する上で好ましい。ここで、スキン層９ｅは、金型キャビティ内の気体との接触部に形成されるスキン層に対して強固で、内層用樹脂の射出充填時における反転不良の防止に有効ではあるが、完全に硬化している層ではなく、その温度が樹脂軟化点温度、あるいは、ガラス固化温度以上で冷却固化がまだ進行中の、層方向にゴム状の弾性挙動を示す薄膜のような層であり、金型キャビティ９ａの容積の可変に伸縮して追従可能である。

次に、図１（ｃ）に示すように、表層用樹脂射出充填工程の完了後に、金型キャビティ９ａの容積を拡張させる金型キャビティ拡張工程が行われる。表層用樹脂射出充填工程の完了前から金型キャビティ拡張工程を行わせることも可能ではあるが、先に説明したように、サンドイッチ成形部の製品外観性向上及び表層への金型反転不良の防止を鑑みて、表層用樹脂射出充填工程の完了後に行われることが好ましい。また、金型キャビティ拡張工程開始後に、内層用樹脂射出充填工程が行われる。

具体的には、図１（ｃ）に示すように、表層用樹脂流路９ｃのゲートバルブ９ｄが閉じられ、可動金型４の型開き量α（アルファ）、すなわち、金型キャビティ９ａの容積拡張量が、表層用樹脂９ｂ内に射出充填させる内層用樹脂１０ｂの射出充填量（容積）の増加と同じ、あるいは、所定量（容積）少なくなるように、型開閉機構による型開き速度や型位置保持力等を制御させるか、可動金型４の型開きによる金型キャビティ９ａの容積拡張量に合わせて、内層用樹脂射出充填工程における内層用樹脂１０ｂの射出充填量（容積）を同様に制御させる、あるいは、双方を連動制御させる。

また、内層用樹脂射出充填工程は、金型キャビティ拡張工程の開始後に、内層用樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄを開放させ、内層１０を形成する非発泡性の内層用溶融樹脂１０ｂを、第２射出ユニット１８から内層用樹脂流路１０ｃを介して、表層用樹脂９ｂと金型キャビティ９ａ内面との接触面に形成された表層用樹脂９ｂのスキン層（冷却固化層）９ｅを貫通させて、表層用樹脂９ｂ内に射出充填させるものである。先に説明したように、金型キャビティ拡張工程とこの内層用樹脂射出充填工程とを連動させ、内層用樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄと、金型キャビティ９ａの内面との接触面に形成された表層用樹脂９ｂのスキン層９ｅとを密着させた状態を維持させることにより、各ゲートバルブ１０ｄ部における樹脂反転不良の発生を防止しつつ、表層用樹脂９ｂのスキン層９ｅを貫通させて、内層用樹脂１０ｂを表層用樹脂９ｂ内に射出充填させることができる。すなわち、固定金型２に、内層用樹脂１０ｂを表層用樹脂９ｂ内に射出充填させるための特殊なゲート構造や特殊なゲートバルブ等を必要としない。

また、金型キャビティ拡張工程と内層用樹脂射出充填工程とを連動させることにより、表層用樹脂９ｂの溶融層９ｆへの射出充填抵抗が低下するため、図３（ｂ）に示すように、内層用樹脂１０ｂは、各ゲートバルブ１０ｄから、射出充填抵抗の低い方向へとその領域（充填容積）を拡張していく。ここで、表層用樹脂９ｂの溶融層９ｆへの射出充填抵抗を更に低下させるために、金型キャビティ拡張工程をある程度先行させてから、内層用樹脂射出充填工程を行わせても良い。金型キャビティ拡張工程を先行させることにより、拡張された金型キャビティの容積に応じて、表層用樹脂９ｂの溶融層９ｆはその容積が膨張し、樹脂圧力が低下するため、同溶融層９ｆへの射出充填抵抗は更に低下する。

一方、時間経過に伴い、表層９においては、スキン層９ｅから溶融層９ｆへと徐々に表層用樹脂９ｂの冷却固化が進行するため、スキン層９ｅの近傍程、内層用樹脂１０ｂの射出充填抵抗が増大する。その結果、図３（ｃ）に示すように、内層用樹脂１０ｂは表層用樹脂９ｂのスキン層９ｅ（図３（ｃ）の図面手前及び図面奥に形成されるスキン層９ｅも同様である。）から所定距離以上にはその領域を拡張することなく、また、隣り合う内層用樹脂１０ｂの領域間も、その間の表層用樹脂９ｂの冷却固化の進行状況に依らず、互いの樹脂充填力が対向するため、同様にその領域を拡張しない。そして、引き続き充填される内層用樹脂１０ｂは、金型キャビティ９ａの容積拡張が継続する型開閉方向と、冷却固化が最も遅い金型キャビティ９ａの中央部方向とにのみ、その領域を拡張する。

金型キャビティ拡張工程と内層用樹脂射出充填工程とを連動を継続させ、金型キャビティ９ａの容積が、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品１１の製品容積となる、可動金型４の型開き量β（ベータ）に到達した後、型開き動作を停止（金型キャビティ拡張工程の完了）させる。そして、図２（ｂ）に示すように、内層用樹脂流路１０ｃの各ゲートバルブ１０ｄが閉じられ、内層用樹脂射出充填工程を完了させ、所定の型締力を付与させた状態での冷却固化工程に移行する。ここで、可動金型４の型開き量β（ベータ）に到達した後も、図２（ａ）に示すように、所定時間、所定射出圧力下で内層用樹脂射出充填工程を継続させても良い。これは、表層用樹脂９ｂ及び内層用樹脂１０ｂの冷却固化収縮に起因する、樹脂成形品の意匠面に生じるヒケの防止に有効である。例えば、非意匠面側に補強用リブ等の突出形状の意匠が形成される場合、突出形状部内部や直近部の断面積の大きな部位の冷却固化の遅れにより、その意匠面側にヒケが生じ易くなるが、この突出形状部の近傍にこの内層用樹脂１０ｂの領域を形成させることにより、その意匠面側に生じるヒケの防止に有効である。また、任意の箇所に内層用樹脂１０ｂの領域を形成させることにより、同じく、表層用樹脂や内層用樹脂の冷却固化収縮に起因する、金型キャビティ面の意匠の転写性の不均一部位や、樹脂の内部応力の不均一部位（製品変形要因）等の改善も期待できる。

図２（ｂ）に対応する、樹脂成形品１１の断面Ａを図３（ｄ）に示す。金型キャビティ拡張工程と内層用樹脂射出充填工程とを適切に連動させることにより、内層用樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄから表層用樹脂９ｂの溶融層９ｆ内に射出充填された内層用樹脂１０ｂの領域は、表層用樹脂流路９ｃのゲートバルブ９ｄから射出充填された表層用樹脂９ｂの領域により４つの領域に分割される。これまで説明したように、内層用樹脂１０ｂの領域を分割する表層用樹脂９ｂの領域は、射出充填直後から成形サイクルの完了まで、金型キャビティ９ａの内面や金型キャビティ９ａ内の空気に接触することはなく、特許文献１の樹脂補強部１２０のようなウエルドラインを包含することはない。尚、図３内の表層用樹脂９ｂの溶融層９ｆは、表層用樹脂９ｂのスキン層９ｅ側から冷却固化が進行し、スキン層９ｅと一体の表層９を形成するが、図の理解を容易にするために、一貫して、これらスキン層９ｅ及び溶融層９ｆを別々に図示するものである。

また、内層用樹脂射出充填工程において、内層用樹脂９ｂの樹脂量、射出充填速度や射出充填圧力等を、金型キャビティ拡張工程と適切に連動させることにより、図３（ｄ）に示すように、内層用樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄ間に、表層用樹脂９ｂの領域を形成させることができることは先に説明したとおりである。すなわち、本発明に係る、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法、及び、同射出成形方法に好適は成形用金型は、成形用金型の、内層用樹脂ゲート（ゲートバルブ１０ｄ）の配置により、ウエルドラインを包含せず、一方の表層から他方の表層へと、厚み方向に連続する表層用樹脂のみで形成される部位を、サンドイッチ成形部の任意の箇所に形成させることができる。また、表層用樹脂ゲート（バルブゲート９ｄ）と内層用樹脂ゲート（バルブゲート１０ｄ）とが互いに独立しているため、特許文献１のようなミキシングノズルを使用する必要がなく、これらゲートを共通化することに起因する樹脂の反転不良等が生じる虞がないことは言うまでもない。更に、樹脂成形品の形状等に応じて、金型キャビティ内への表層用樹脂の供給のみを考慮したゲート配置や、内層用樹脂の供給のみを考慮したゲート配置が可能となり、ゲート配置の自由度が高い。

成形工程の説明に戻る。内層用樹脂１０ｂの射出充填（内層用樹脂射出充填工程）が完了した後、図２（ｂ）に示すように、内層用樹脂流路１０ｃの各ゲートバルブ１０ｄが閉じられる。所定の型締力が付与された状態で、所定の冷却固化時間が経過した後（冷却固化工程）、図２（ｃ）に示すように、可動金型４を図示しない型開閉機構により固定金型２から型開きさせ、図示しない製品取出手段により、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形１１を射出成形機外へ搬出させ、成形サイクルが終了する。

以上説明したように、図１（ａ）から図２（ｃ）までの工程を繰り返すことにより、非発泡性の表層用樹脂９ｂ及び非発泡性の内層用樹脂１０ｂからなるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品１１において、サンドイッチ成形部の内層用樹脂領域を、ウエルドラインを包含しない表層用樹脂領域により任意の箇所で分割させることができる。

図４及び図５を参照しながら本発明の実施例２を説明する。図４（ａ）から図４（ｃ）は、本発明の実施例２に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法の成形工程を示す金型の概略断面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、図４の、樹脂成形品の断面Ａ’における断面図である。図４も、図１及び図２と同様に、金型等、成形工程を説明するために必要な構成要件のみの概略断面図であり、これら概略断面図は射出成形機の長手方向に沿った縦断面図（側面断面図）、横断面図（平面断面図）のいずれであっても良い。

実施例２における実施例１との相違点は、実施例１における内層１０を形成する非発泡性の内層用樹脂１０ｂが、内層１０’を形成する、発泡剤を含む内層用樹脂１０ｂ’であって、金型キャビティ９ａの容積を製品容積まで拡張させる金型キャビティ拡張工程が、内層用樹脂１０ｂ’を発泡させずにフルショット状態で射出充填させる内層用樹脂射出充填工程に連動させる金型キャビティ拡張工程と、内層用樹脂１０ｂ’の射出充填を停止させた後、内層用樹脂１０ｂ’の発泡に連動させる内層用樹脂拡張発泡成形工程とで構成される点である。それ以外の成形工程や、金型及び射出成形機の構成は実施例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。

ここで、内層用樹脂１０ｂ’に含まれる発泡剤は、化学発泡剤であることを前提に説明するが、不活性気体等の物理発泡剤であっても良い。ただし、その場合、内層用樹脂１０ｂ’に適宜、物理発泡剤を混入させるための構成要件が、金型、あるいは、射出成形機に必要となる。しかしながら、これらの構成要件は本発明に直接関係ないため、その説明は省略する。

まず、図４（ａ）に示すように、表層用樹脂流路９ｃのゲートバルブ９ｄを開放させ、表層９を形成する非発泡性の表層用溶融樹脂９ｂを、第１射出ユニット１７から表層用樹脂流路９ｃを介して、可動金型４及び固定金型２により形成された金型キャビティ９ａ内に射出充填させる表層用樹脂射出充填工程が行われる。これは、実施例１の表層用樹脂射出充填工程（図１（ｂ））と何ら変わるところはない。

表層用樹脂射出充填工程の完了後に、金型キャビティ９ａの容積を拡張させる金型キャビティ拡張工程及び内層用樹脂射出充填工程が行われる。内層用樹脂が発泡剤を含む発泡性樹脂（内層用樹脂１０ｂ’）であること、及び、内層用樹脂１０ｂ’を発泡させずにフルショット状態で射出充填が完了する、可動金型４の型開き量がβ’（β’＜β）であることを除けば、実施例２の金型キャビティ拡張工程及び内層用樹脂射出充填工程は、実施例１（図１（ｃ）、図２（ａ））の金型キャビティ拡張工程及び内層用樹脂射出充填工程と何ら変わるところはない。金型キャビティ拡張工程の開始後、内層用樹脂射出充填工程が行われる点も同様である。金型キャビティ拡張工程が完了した状態を図４（ｂ）に示す。

一方、この図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す工程の進行に伴う、表層用樹脂９ｂの溶融層９ｆ内の断面Ａ’における内層用樹脂１０ｂ’の領域拡張も、実施例１の図３（ａ）から図３（ｄ）に示す過程と同様の過程を示し、この時点で、未発泡状態の内層用樹脂１０ｂ’の領域の、ウエルドラインを包含せず、一方の表層から他方の表層へと、厚み方向に連続する表層用樹脂のみで形成される部位（表層用樹脂９ｂの領域）による分割はほぼ完了している。この状態を図５（ａ）に示す。ここで、内層用樹脂１０ｂ’の未発泡状態とは、内層用樹脂１０ｂ’に含有させた発泡剤が、表層用樹脂９ｂ及び内層用樹脂１０ｂ’に作用する型締力及び内層用樹脂１０ｂ’の射出充填力により、発泡セル（発泡ガスに満たされた粒状の微小空間）に成長することなく、同樹脂内に含有されている状態である。

次に、この金型キャビティ拡張工程が完了した後、更に、内層用樹脂１０ｂ’を発泡させる、内層用樹脂拡張発泡成形工程が行われる。具体的には、内層用樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄが閉じられ、可動金型４の型開き動作を、更に型開き量βに到達するまで継続させる。ここで、型開き量βは、実施例１と同じく、金型キャビティ９ａの容積が、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品１１’の製品容積となる、可動金型４の型開き量である。この内層用樹脂拡張発泡成形工程では、内層用樹脂１０ｂ’の発泡圧力を所定圧力に維持させるように型開き動作を行わせることが好ましい。これにより、図５（ａ）に示すように形成された、表層用樹脂９ｂの領域と、内層用樹脂１０ｂ’の領域とが、この状態を維持させたまま、型開閉方向へ製品容積まで拡張される。これを図５（ｂ）に示す。

ここで、型開閉方向、すなわち、金型キャビティの容積拡張方向と平行な表層用樹脂９ｂの領域における、型開閉方向と直交する方向の肉厚が、型開き動作の進行に伴って減少するが、その容積減少分は、発泡により容積を拡張する内層用樹脂１０ｂ’の領域や、内層用樹脂１０ｂ’の領域拡張に伴って流動する、まだ溶融状態の表層用樹脂９ｂにより置換される。また、内層用樹脂１０ｂ’の射出充填量や、内層用樹脂１０ｂ’の発泡能力（含有させる発泡剤の量及び発泡ガス圧力等）と合わせて、この内層用樹脂拡張発泡成形工程における型開き量や型開き速度等を適宜制御することにより、内層用樹脂１０ｂ’の発泡状態（発泡率や発泡セル粒径や発泡セル密度等）を制御することができる。尚、金型キャビティ拡張工程及び内層用樹脂拡張発泡成形工程は、型開き動作をその間で一度停止させても良いし、停止させずに連続させても良い。

可動金型４の型開き量がβに到達した後、所定の冷却固化時間が経過した状態を図４（ｃ）に示す。この時の、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品１１’の断面Ａ’は、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）の状態から、内層用樹脂１０ｂ’の発泡セルが、所望する発泡状態まで成長している。この後、図示はしていないが、実施例１の図２（ｃ）と同様に、可動金型４を図示しない型開閉機構により固定金型２から型開きさせ、図示しない製品取出手段により、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形１１’を射出成形機外へ搬出させ、成形サイクルが終了する。

以上説明したように、図４（ａ）から図４（ｃ）までの工程を繰り返すことにより、非発泡性の表層用樹脂９ｂ及び発泡剤を含む内層用樹脂１０ｂ’からなるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品１１’において、サンドイッチ成形部の内層用樹脂領域を、ウエルドラインを包含しない表層用樹脂領域により任意の箇所で分割させることができる。このような本実施例２は、内層用樹脂に、軽量化、制振性、断熱・遮音性、柔軟性付与を目的とした発泡性の樹脂を採用する場合に、内層（発泡層）の領域（範囲）を任意の範囲に制限したり、任意の箇所を非発泡性の樹脂（表層用樹脂の領域）で補強したりすることに好適である。

尚、本実施例２においては、金型キャビティ拡張工程を、発泡剤を含む内層用樹脂１０ｂ’を発泡させずにフルショット状態で射出充填させるように内層用樹脂射出充填工程と連動させて行う工程とし、内層用樹脂拡張発泡成形工程を、発泡剤を含む内層用樹脂１０ｂ’を発泡させる工程としたが、実施例１で付記したように、金型キャビティ拡張工程をある程度先行させてから、内層用樹脂射出充填工程を行わせても良い。また、金型キャビティ拡張工程と内層用樹脂拡張発泡成形工程とに分けずに、発泡性の内層用樹脂１０ｂ’の発泡による体積拡張も加味した金型キャビティ拡張工程を行わせ、金型キャビティ拡張工程の開始後から、内層用樹脂射出充填工程において、内層用樹脂１０ｂ’を発泡させても良い。

図６から図８を参照しながら本発明の実施例３を説明する。図６（ａ）から図６（ｃ）は、本発明の実施例３に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法の成形工程の前半を示す金型の概略断面図である。図７（ａ）から図７（ｃ）は、本発明の実施例３に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法の成形工程の後半を示す金型の概略断面図である。図８は、図７の、樹脂成形品の断面Ａ”における断面図である。図６及び図７も、図１及び図２と同様に、金型等、成形工程を説明するために必要な構成要件のみの概略断面図であり、これら概略断面図は射出成形機の長手方向に沿った縦断面図（側面断面図）、横断面図（平面断面図）のいずれであっても良い。

実施例３と、実施例１との相違点は、実施例１における表層９を形成する非発泡性の表層用樹脂９ｂが、表層９’を形成する、発泡剤を含む表層用樹脂９ｂ’であって、表層９’が、表層用樹脂射出充填工程と表層用樹脂拡張発泡成形工程により、スキン層９ｅと、発泡セルからなる発泡層９ｆ’と、から構成される発泡成形体として形成される点である。それ以外の成形工程は実施例１と基本的に同じで、金型及び射出成形機の構成も実施例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。尚、表層用樹脂９ｂ’の発泡剤については、実施例２の内層用樹脂９ｂ’の発泡剤と基本的に同じであるため、説明は割愛する。

まず、図６（ａ）に示すように、表層用樹脂流路９ｃのゲートバルブ９ｄを開放させ、表層９’を形成する、発泡剤を含む表層用樹脂９ｂ’を、第１射出ユニット１７から表層用樹脂流路９ｃを介して、可動金型４及び固定金型２により形成された金型キャビティ９ａ内に射出充填させる表層用樹脂射出充填工程が行われる。これは、表層用樹脂が発泡剤を含む樹脂（表層用樹脂９ｂ’）であることを除けば、実施例１の表層用樹脂射出充填工程（図１（ｂ））と何ら変わるところはない。また、この時点において、表層用樹脂９ｂ’は未発泡状態である。

すなわち、本発明に係る、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法においては、表層用樹脂射出充填工程を、金型キャビティ９ａの容積を製品容積より縮小させて、フルショット状態で行わせることにより、表層用樹脂９ｂ’が発泡剤を含む樹脂であっても、金型キャビティ９ａ内の同樹脂の略全面に略均一に型締力を付与させることができるため、表層用樹脂９ｂ’のスキン層９ｅ形成時における発泡セルの形成及びスキン層９ｅへの表出が抑制される。その結果、発泡剤を含む樹脂を表層用樹脂として使用することができる。

次に、図６（ｂ）に示すように、表層用樹脂射出充填工程の開始後に、金型キャビティ９ａの容積を拡張させて、表層用樹脂９ｂ’に含有させた発泡剤を発泡セルへと成長させて、表層９’をスキン層９ｅと発泡セルからなる発泡層９ｆ’と、から構成される発泡成形体として形成させる表層用樹脂拡張発泡成形工程が行われる。表層用樹脂射出充填工程の開始直後から表層用樹脂拡張発泡成形工程を行わせることも可能ではあるが、先に説明したように、サンドイッチ成形部の製品外観性向上を鑑みて、表層用樹脂射出充填工程の完了後に行われることが好ましい。図６（ｂ）中の可動金型４の型開き量αは、表層用樹脂拡張発泡成形工程の途中であることを示す。

また、表層用樹脂９ｂ’の射出充填量や、表層用樹脂９ｂ’の発泡能力（含有させる発泡剤の量及び発泡ガス圧力等）と合わせて、この表層用樹脂拡張発泡成形工程における型開き量や型開き速度等を適宜制御することにより、表層用樹脂９ｂ’の発泡層９ｆ’の発泡状態（発泡率や発泡セル粒径や発泡セル密度等）を制御することができる。尚、表層用樹脂射出充填工程の完了後、表層用樹脂流路９ｃのゲートバルブ９ｄは適宜閉じられる。

次に、表層用樹脂拡張発泡成形工程において、金型キャビティ９ａの容積が、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品１１”の製品容積となる、可動金型４の型開き量β（ベータ）に到達した後、型開き動作を停止（表層用樹脂拡張発泡成形工程の完了）させる。そして、図６（ｃ）及び図７（ａ）に示すように、内層用樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄを開放させ、内層１０を形成する内層用樹脂１０ｂを、第２射出ユニット１８から内層用樹脂流路１０ｃを介して、表層用樹脂９ｂ’と金型キャビティ９ａ内面との接触面に形成された表層用樹脂９ｂ’のスキン層（冷却固化層）９ｅを貫通させて、表層用樹脂９ｂ’の発泡層９ｆ’内に射出充填させる内層用樹脂射出充填工程が行われる。内層用樹脂射出充填工程は、表層用樹脂射出充填工程が完了後、表層用樹脂拡張発泡成形工程の開始後に行われれば良いが、ある程度、表層用樹脂拡張発泡成形工程が進行し、発泡層９ｆ’が形成された段階で行わせた方が、射出充填抵抗を低下させる観点から好ましい。

このようにして、表層用樹脂９ｂ’の発泡層９ｆ’内に射出充填させた内層用樹脂１０ｂは、表層用樹脂９ｂ’の発泡層９ｆ内でその領域を拡張させる。その領域拡張も、実施例１の図３（ａ）から図３（ｄ）に示す過程と同様の過程を示し、最終的には、図８に示すように、内層用樹脂１０ｂの領域が、ウエルドラインを包含せず、一方の表層から他方の表層へと、厚み方向に連続する表層用樹脂のみで形成される部位（表層用樹脂９ｂ’の領域）により分割される。当然ではあるが、この表層用樹脂９ｂ’の領域は、一方の表層から他方の表層へと、厚み方向に連続する発泡層９ｆ’で形成される（両表層表面のスキン層９ｅは除く）。

ここで、実施例１の図１（ｂ）で形成された表層９に対して、本実施例３で形成された形成された表層９’は、大きく２点が相違する。まず１点は、表層９’を形成させる金型キャビティ９ａの最終容積が製品容積と略同じという点であり、もう１点は、表層９’の内部が、表層９の溶融層９ｆ（図１（ｂ））に対して、その強度及び密度が低い、発泡セルからなる発泡層９ｆ’である点である。

表層用樹脂９ｂ’のスキン層９ｅを貫通させて、内層用樹脂１０ｂを表層用樹脂９ｂ’の発泡セルからなる発泡層９ｆ’に射出充填させると、この相違により、内層用樹脂１０ｂはその射出圧力と樹脂流動により、発泡セル内にその発泡ガスを圧縮させて充填され、あるいは、発泡層９ｆ’の強度及び密度が弱い部位から順次、発泡セルを破壊しながら内層用樹脂１０ｂに置換されていく。

例えば、化学発泡剤を使用した場合、形成された発泡層内の発泡セル内の発泡ガス圧力は、化学発泡剤の種類や成形条件により相違するが、一般的に０．３〜０．５ＭＰａ（樹脂温度２００℃）とされている。これに対して、射出充填樹脂圧力（射出圧力）は、樹脂の種類や成形条件により相違するが、一般的に３０ＭＰａ〜５０ＭＰａ、あるいは、それ以上とされている。先に説明した表層用樹脂射出充填工程においては、このような発泡セル内の発泡ガス圧力と射出充填樹脂圧力との大きな圧力差により、発泡セル内の発泡ガスが、内層用樹脂の発泡層内への射出充填時に、その射出充填抵抗を増加させる要因になることはなく、発泡セル内のほとんどの発泡ガスは、製品品質に全く影響しない程度の容積まで容易に圧縮され、内層用樹脂内に残留し、ごく一部が、破壊された発泡セルの残骸と共に、内層用樹脂中に再融解され、内層用樹脂中に取り込まれたまま冷却固化され、発泡ガスとしては存在しなくなる。よって、製品容積に対する内層用樹脂の充填比率（充填容積）を適切に制御することにより、表層９’をスキン層９ｅと発泡層９ｆ’とから構成される層とすることができる。

成形工程の説明に戻る。内層用樹脂１０ｂの表層用樹脂９ｂ’内への射出充填が完了した後、図７（ｂ）に示すように、内層用樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄが閉じられ、金型キャビティ９ａ内に成形されたサンドイッチ成形品１１’に所定の型締力を付与させた状態で冷却固化させる。所定の冷却固化時間が経過した後、図７（ｃ）に示すように、可動金型４を図示しない型開閉機構により固定金型２から型開きさせ、図示しない製品取出手段により、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形１１”を射出成形機外へ搬出させ、成形サイクルが終了する。

以上説明したように、図６（ａ）から図７（ｃ）までの工程を繰り返すことにより、発泡剤を含む表層用樹脂９ｂ’及び非発泡性の内層用樹脂１０ｂからなるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品１１”において、サンドイッチ成形部の内層用樹脂領域を、ウエルドラインを包含しない表層用樹脂領域により任意の箇所で分割させることができる。

図９及び図１０を参照しながら本発明の実施例４を説明する。図９（ａ）から図９（ｃ）は、本発明の実施例４に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法の成形工程を示す金型の概略断面図である。図１０は、図９の、樹脂成形品の断面Ａ”における断面図である。図９も、図１及び図２と同様に、金型等、成形工程を説明するために必要な構成要件のみの概略断面図であり、これら概略断面図は射出成形機の長手方向に沿った縦断面図（側面断面図）、横断面図（平面断面図）のいずれであっても良い。

実施例４における実施例１との相違点は、実施例１における表層９を形成する非発泡性の表層用樹脂９ｂ及び内層１０を形成する非発泡性の内層用樹脂１０ｂが、それぞれ、表層９’を形成する発泡剤を含む表層用樹脂９ｂ’及び内層１０’を形成する、発泡剤を含む内層用樹脂１０ｂ’である点である。すなわち、実施例４に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法は、実施例３に係る同射出成形方法（表層９’／発泡剤を含む表層用樹脂９ｂ’）における表層形成と、実施例２に係る同射出成形方法（内層１０’／発泡剤を含む内層用樹脂１０ｂ’）における内層形成とを組み合わせたものである。よって、その詳細な説明は省略、又は、実施例２及び実施例３を引用して説明し、相違点についてのみ詳細に説明する。尚、表層用樹脂９ｂ’及び内層用樹脂１０ｂ’の発泡剤については、実施例２の内層用樹脂９ｂ’の発泡剤と基本的に同じであるため、説明は割愛する。

まず、表層９’を形成する、発泡剤を含む表層用樹脂９ｂ’を、第１射出ユニット１７から表層用樹脂流路９ｃを介して、可動金型４及び固定金型２により形成された金型キャビティ９ａ内に射出充填させる表層用樹脂射出充填工程が行われる。これは、実施例３の表層用樹脂射出充填工程（図６（ａ））と何ら変わるところはない。また、この時点において、表層用樹脂９ｂ’は未発泡状態である。

次に、表層用樹脂射出充填工程の開始後に、金型キャビティ９ａの容積を拡張させて、表層用樹脂９ｂ’に含有させた発泡剤を発泡セルへと成長させて、表層９’をスキン層９ｅと発泡セルからなる発泡層９ｆ’と、から構成される発泡成形体として形成させる表層用樹脂拡張発泡成形工程が行われる。ここで、本実施例４の表層用樹脂拡張発泡成形工程においては、可動金型４の型開き量がβ’（β’＜β）である点が、実施例３と相違する。これを図９（ａ）に示す。ここで、可動金型４の型開き量βは、金型キャビティ９ａの容積が、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品１１”の製品容積となる可動金型４の型開き量であることは先に説明したとおりであり、型開き量βと型開き量β’との差異（金型キャビティ容積の差異）が、発泡剤を含む内層用樹脂１０ｂ’の発泡による容積拡張量となることは言うまでもない。

次に、表層用樹脂拡張発泡成形工程において、可動金型４の型開き量がβ’に到達した後、型開き動作を停止（表層用樹脂拡張発泡成形工程の完了）させる。そして、内層１０’を形成する発泡剤を含む内層用樹脂１０ｂ’を、表層用樹脂９ｂ’の発泡層９ｆ’内に射出充填させる内層用樹脂射出充填工程が行われる。これを図９（ｂ）に示す。内層用樹脂射出充填工程は、先に説明したように、ある程度、表層用樹脂拡張発泡成形工程が進行し、発泡層９ｆ’が形成された段階で行わせた方が、射出充填抵抗を低下させる観点から好ましい。また、内層用樹脂射出充填工程の開始後、発泡剤を含む内層用樹脂１０ｂ’を発泡させるために、更に、可動金型４をβ’からβまで型開きさせる（内層用樹脂拡張発泡成形工程）。尚、本実施例４においては、表層用樹脂拡張発泡成形工程と内層用樹脂拡張発泡成形工程とを別々の工程としたが、実施例２で付記したように、これらの金型キャビティの容積拡張工程を分けずに、内層用樹脂射出充填工程の前後においても表層用樹脂拡張発泡成形工程を継続させ、内層用樹脂１０ｂ’を発泡させても良い。

可動金型４の型開き量がβに到達した後、所定の冷却固化時間が経過した状態を図９（ｃ）に示す。また、この時の、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品１１”の断面Ａ”を図１０に示す。この状態において、内層用樹脂１０ｂ’の発泡セルは、所望する発泡状態まで成長している。この後、図示はしていないが、実施例１の図２（ｃ）と同様に、可動金型４を図示しない型開閉機構により固定金型２から型開きさせ、図示しない製品取出手段により、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形１１”を射出成形機外へ搬出させ、成形サイクルが終了する。

以上説明したように、実施例３の表層用樹脂射出充填工程、本実施例４の表層用樹脂拡張発泡成形工程、そして、図９（ａ）から図９（ｃ）までの工程を繰り返すことにより、発泡剤を含む表層用樹脂９ｂ’及び発泡剤を含む内層用樹脂１０ｂ’からなるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品１１”において、サンドイッチ成形部の内層用樹脂領域を、ウエルドラインを包含しない表層用樹脂領域により任意の箇所で分割させることができる。

図１１を参照しながら本発明の実施例５を説明する。図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、本発明の実施例５に係るサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品を示す概略図である。本実施例５は、実施例１の射出成形方法及び成形用金型により、環状の、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品１２を成形するものである。よって、実施例１と同じ構成には同じ符号を付与し、実施例１との相違点のみ説明する。

図１１（ａ）に示すように、環状の、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品１２を成形するために、表層用樹脂射出充填工程において、矢印Ｘ（エックス）の方向及び位置から非発泡性の表層用樹脂９ｂを射出充填させる。先に説明したように、このような形状の樹脂成形品（金型キャビティ形状）の場合、環状の金型キャビティの１点から射出充填された樹脂は、樹脂流動が２方向に分岐され、環状の金型キャビティの他点において合流する。図１１（ａ）においては、矢印Ｘから最も遠い部分でこれら樹脂流動が合流し、その合流部にはウエルドラインが形成され易い。このウエルドラインの表層への表出部を表出線２０とする。

次に、内層用樹脂射出充填工程において、矢印Ｘと同じ方向から、矢印Ｙ（ワイ）を含む、図示しない複数個所から、表層用樹脂９ｂ内に非発泡性の内層用樹脂１０ｂを射出充填させる。この内層用樹脂射出充填工程に連動させる金型キャビティ拡張工程は、矢印Ｘと同じ方向を型開閉方向とする型開き動作とする。少なくとも、矢印Ｙの位置（表出線２０上、あるいは、その近傍）に、内層用樹脂ゲートが１つ配置されれば、矢印Ｙの位置から射出充填させた内層用樹脂１０ｂの領域は、図１１（ｂ）に示すように、表出線２０で囲まれるウエルドラインを分割するように拡張される。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の矢視Ｂにおける表出線２０の近傍を示す。また、図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）の断面Ｃ−Ｃを示す。

本来、ウエルドラインは回避すべき成形不良であるが、製品形状やコストの問題で回避が難しい場合は、このように、ウエルドライン直上、あるいは、近傍に、内層用樹脂ゲートを配置させ、ウエルドラインを分割するように内層用樹脂１０ｂの領域を形成させることにより、ウエルドライン発生箇所の強度を向上させることができる。また、意匠面に表出する、ウエルドラインの表出線２０における表層用樹脂９ｂの冷却固化収縮による容積減少を、その直下、あるいは、近傍で補うことが可能になるため、意匠面に表出する、ウエルドラインの表出線２０の解消や低減が期待できる。

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及び実施例２の金型キャビティ拡張工程や、実施例３及び実施例４の表層用樹脂拡張発泡成形工程や、実施例２及び実施例４の内層用樹脂拡張発泡成形工程において、金型キャビティ容積を所定容積、あるいは、製品容積のような、当初設定した容積と略同じ容積まで拡張させるものとしたが、これを、当初設定した容積より大きくなるように拡張させて、その後、当初設定した容積と略同じ容積まで金型キャビティ容積を縮小させる、金型キャビティ縮小工程を、それぞれの金型キャビティの容積の拡張工程に続けて行わせても良い。これにより、表層への、金型キャビティ内面（意匠）の、更なる高い転写性の確保が期待できる。

また、すべての実施例において、金型キャビティ容積の縮小及び拡張を、シェアエッジ構造の金型の型開閉動作により行わせるものとしたが、金型キャビティ容積の縮小及び拡張を、金型内の可動中子等の可動部位の移動により行わせても良いし、これとシェアエッジ構造の金型の型開閉動作とを組み合わせて行う形態であっても良い。

更に、本発明に係る、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法及び成形用金型においては、表層用樹脂及び内層用樹脂を金型キャビティに供給させるゲートが異なるため、内層用樹脂ゲートの配置により、サンドイッチ成形部の内層用樹脂領域を、表層用樹脂領域により任意の箇所で分割させることができることはこれまで説明したとおりである。これを活用すれば、３つ以上の射出ユニットを固定金型に射出充填可能に配置させ、分割された内層用樹脂毎に樹脂種類が異なるサンドイッチ成形部を形成したり、一部の内層用樹脂領域を表層用樹脂領域と同じ樹脂で形成させることにより、任意の一部のみにサンドイッチ成形部を形成したり、逆に、ほとんどがサンドイッチ成形部で、一部のみが、すべて表層用樹脂領域で形成される樹脂成形品を成形したりすることができる。近年においては、サンドイッチ成形部の内層に、特許文献１のリサイクル樹脂や、実施例２の発泡剤を含む樹脂だけでなく、高強度樹脂や、電磁波・電離線の遮断・吸収性樹脂、吸水性樹脂、非透過性樹脂等の機能性樹脂を使用し、サンドイッチ成形部に、用途に応じた様々な機能性を付与させることも行われている。本発明により、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品に、異なる複数の機能を付与させたり、機能を有する部位を特定、あるいは、限定したりすることができるため、近年における樹脂成形品への、これら様々な機能付与の要求に、更に高いレベルで対応することが可能となる。

９ 表層
９’ 表層
９ａ 金型キャビティ
９ｂ 表層用樹脂
９ｂ’ 表層用樹脂（発泡剤を含む）
９ｃ 表層用樹脂流路
９ｄ ゲートバルブ（表層用樹脂ゲート）
９ｅ スキン層（冷却固化層）
９ｆ 溶融層
９ｆ’ 発泡層
１０ 内層
１０ｂ 内層用樹脂
１０ｂ’ 内層用樹脂（発泡剤を含む）
１０ｃ 内層用樹脂流路
１０ｄ ゲートバルブ（内層用樹脂ゲート）
１１ サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品
１１’ サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品
１１” サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品
１２ サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品
１７ 第１射出ユニット
１８ 第２射出ユニット
２０ 表出線（ウエルドライン）

Claims (6)

1. 表層と内層とからなり、前記内層が前記表層に内包されるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法であって、
   射出充填率が略１００％となるように金型キャビティの容積を縮小させて、前記表層を形成する表層用樹脂を、表層用樹脂ゲートから射出充填させる表層用樹脂射出充填工程と、
   前記表層用樹脂射出充填工程の完了後に、前記金型キャビティの容積を拡張させる金型キャビティ拡張工程と、
   前記金型キャビティ拡張工程の開始後に、前記内層を形成する内層用樹脂を、少なくとも２つ以上の内層用樹脂ゲートから前記表層用樹脂内に射出充填させる内層用樹脂射出充填工程と、を有し、
   前記内層用樹脂射出充填工程において、所定距離離間させて配置させた、少なくとも２つ以上の前記内層用樹脂ゲートから、先に射出させた前記表層用樹脂内に前記内層用樹脂を射出充填させることにより、
   隣り合う前記内層用樹脂ゲートから射出充填させた前記内層用樹脂で満たされた内層用樹脂領域の樹脂充填力を、隣り合う前記内層用樹脂領域間で対向させ、
   隣り合う前記内層用樹脂領域間に、一方の前記表層から他方の前記表層へと、厚み方向に連続する、先に射出充填させた前記表層用樹脂のみの表層用樹脂領域を形成させて、
   隣り合う前記内層用樹脂領域が、前記表層用樹脂領域により分割されるように、前記内層用樹脂の射出充填が制御される、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法。
2. 表層と内層とからなり、前記内層が前記表層に内包されるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法であって、
   射出充填率が略１００％となるように金型キャビティの容積を縮小させて、前記表層を形成する、発泡性の表層用溶融樹脂を、表層用樹脂ゲートから射出充填させる表層用樹脂射出充填工程と、
   前記表層用樹脂射出充填工程の開始後に、前記金型キャビティの容積を拡張させ、前記表層用溶融樹脂を発泡させる表層用樹脂拡張発泡成形工程と、
   前記表層用樹脂射出充填工程の完了後で、かつ、前記表層用樹脂拡張発泡成形工程の開始後に、前記内層を形成する内層用樹脂を、少なくとも２つ以上の内層用樹脂ゲートから前記表層用樹脂内に射出充填させる内層用樹脂射出充填工程と、を有し、
   前記内層用樹脂射出充填工程において、所定距離離間させて配置させた、少なくとも２つ以上の前記内層用樹脂ゲートから、先に射出させた前記表層用樹脂内に前記内層用樹脂を射出充填させることにより、
   隣り合う前記内層用樹脂ゲートから射出充填させた前記内層用樹脂で満たされた内層用樹脂領域の樹脂充填力を、隣り合う前記内層用樹脂領域間で対向させ、
   隣り合う前記内層用樹脂領域間に、一方の前記表層から他方の前記表層へと、厚み方向に連続する、先に射出充填させた前記表層用樹脂のみの表層用樹脂領域を形成させて、
   隣り合う前記内層用樹脂領域が、前記表層用樹脂領域により分割されるように、前記内層用樹脂の射出充填が制御される、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法。
3. 前記内層用樹脂が発泡性樹脂であって、前記内層用樹脂射出充填工程の開始後に、前記金型キャビティの容積を、更に所定量だけ拡張させ、前記金型キャビティ内の前記表層用樹脂内に射出充填させた前記内層用樹脂を発泡させる内層用樹脂拡張発泡成形工程を備える
   ことを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の射出成形方法。
4. 表層と内層とからなり、前記内層が前記表層に内包されるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法であって、
   射出充填率が略１００％となるように金型キャビティの容積を縮小させて、前記表層を形成する表層用樹脂を、表層用樹脂ゲートから射出充填させる表層用樹脂射出充填工程と、
   前記表層用樹脂射出充填工程の完了後に、前記金型キャビティの容積を拡張させる金型キャビティ拡張工程と、
   前記金型キャビティ拡張工程の開始後に、前記内層を形成する内層用樹脂を、少なくとも２つ以上の内層用樹脂ゲートから前記表層用樹脂内に射出充填させる内層用樹脂射出充填工程と、を有し、
   前記内層用樹脂射出充填工程において、１つの内層用樹脂領域と隣り合う内層用樹脂領域とが、前記内層用樹脂領域間の表層用樹脂領域により分割されるように、前記内層用樹脂の射出充填が制御され、
   前記表層用樹脂射出充填工程において、前記表層用樹脂領域のウエルドラインが形成される部位に、前記内層用樹脂射出充填工程において、前記ウエルドラインを分割するように前記内層用樹脂を前記表層用樹脂内に射出充填させる、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法。
5. 表層と内層とからなり、前記内層が前記表層に内包されるサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法であって、
   射出充填率が略１００％となるように金型キャビティの容積を縮小させて、前記表層を形成する、発泡性の表層用溶融樹脂を、表層用樹脂ゲートから射出充填させる表層用樹脂射出充填工程と、
   前記表層用樹脂射出充填工程の開始後に、前記金型キャビティの容積を拡張させ、前記表層用溶融樹脂を発泡させる表層用樹脂拡張発泡成形工程と、
   前記表層用樹脂射出充填工程の完了後で、かつ、前記表層用樹脂拡張発泡成形工程の開始後に、前記内層を形成する内層用樹脂を、少なくとも２つ以上の内層用樹脂ゲートから前記表層用樹脂内に射出充填させる内層用樹脂射出充填工程と、を有し、
   前記表層用樹脂射出充填工程において、前記表層用樹脂領域のウエルドラインが形成される部位に、前記内層用樹脂射出充填工程において、前記ウエルドラインを分割するように前記内層用樹脂を前記表層用樹脂内に射出充填させる、サンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のサンドイッチ成形部を有する樹脂成形品の射出成形方法に使用する成形用金型であって、前記樹脂成形品の前記サンドイッチ成形部の前記内層用樹脂領域を、前記表層用樹脂領域により任意の箇所で分割されるように、前記金型キャビティの前記内層用樹脂ゲートが配置される成形用金型。

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