JP6332386B2 - フィルム材のインサート成形方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、意匠部を備えたフィルム材で構成された中間体の表面に透明樹脂層を形成するフィルム材のインサート成形方法及びその装置に関する。

従来より、車両の内外装品や家電製品等の合成樹脂成形品において装飾性を向上させるため、意匠部を備えたフィルム材をインサート成形方法によって透明樹脂層或いは基材樹脂層に貼り付け一体化するものが実用に供されている。
フィルム材を合成樹脂層等に貼り付ける方法としては、意匠部が絵柄や凹凸形状により加飾（予備成形）されたフィルム材を射出成形金型のキャビティ内に配置した後、合成樹脂層等の材料である溶融樹脂材をキャビティ内に射出することで、フィルム材と合成樹脂層等を熱溶着にて接合する方法が採用されている。

特許文献１の射出成形金型装置は、加飾面側の金型に設けられたフィルム吸引通路及び冷却媒体流入用流路と、加飾面側の金型に形成された製品形状部と、製品形状部の外側で加飾面側の金型に加飾フィルムを拘束するためのフィルムクランプ部とを備え、製品形状部とフィルムクランプ部との間に冷却媒体流入用流路の開口端を配置している。
そして、加飾面側入子と加飾フィルムとの間の密封空間のエアをフィルム吸引通路を介して吸引して加飾フィルムの成形を行った後、非加飾面側の金型を型閉めし、キャビティに溶融樹脂材を供給することによりインサート成形品を成形している。

フィルム材を金型に仮支持する場合、金型に形成されたフィルム吸引通路の端部開口部を介してフィルム材を吸引する方法が一般的な支持方法である。
しかし、開口部を形成することなくフィルム材を吸引する方法も提案されている。
特許文献２のフィルム材のインサート成形方法は、金型を本体と入子型とに分割すると共に本体と入子型との隙間を配管及び吸引通路を介して真空ポンプに連通し、予備成形されたフィルム材を本体と入子型との間に形成された隙間を介して吸引保持した状態で型閉じ後、溶融樹脂材を射出供給している。

特開２０１４−２０５３２８号公報 特開平１１−０３４１５４号公報

特許文献１の射出成形金型装置は、高い支持能力が要求される場合、吸引通路の開口部数を任意に増加することができるため、吸引力を調整し易く、形状が複雑なフィルム材であっても金型に対する支持能力を確保することができる。
しかし、フィルム材を吸引保持した状態で溶融樹脂材を射出供給するため、フィルム材が溶融樹脂材の温度によって軟化し、最終製品の表面に開口部による吸引痕が形成される虞がある。

一方、特許文献２のフィルム材のインサート成形方法は、専用の開口部等を形成する必要がなく、また、最終製品に形成される吸引痕が入子型の外周部分に限られるため、吸引痕を最小限に抑えることができる。
しかし、本体と入子型の外周部分との隙間を介してフィルム材を吸引することから、フィルム材の中間部分に対して吸引力が作用せず、高い支持能力を確保することが容易ではない。特に、フィルム材を水平方向に対して直交するように支持する金型を用いる場合には、フィルム材に対して高い支持能力が要求される。
以上のように、フィルム材の支持能力向上と最終製品の見栄え向上は相反する要求であり、両者を同時に成立させることは容易ではない。

本発明の目的は、フィルム材の支持能力と最終製品の見栄えとを両立することができるフィルム材のインサート成形方法及びその装置等を提供することである。

請求項１の発明は、意匠部を備えたフィルム材で構成された中間体の表面に透明樹脂層を形成するフィルム材のインサート成形方法において、前記意匠部の形状部と背景部との境界部に対応した分割隙間で分割された本体と入子型とを有する第１金型と、前記第１金型との間にキャビティを形成する第２金型とを準備する金型準備工程と、前記中間体の意匠部の形状部と背景部との境界部が前記第１金型の本体と入子型間の分割隙間に対応するように前記中間体を配置する配置工程と、前記第１金型に配置された前記中間体を前記本体と入子型との分割隙間を介して吸引することにより前記第１金型に拘束する拘束工程と、前記第１，第２金型の型閉めにより形成されたキャビティ内に溶融した透明樹脂材を射出する射出工程と、を有することを特徴としている。

この構成によれば、前記意匠部の形状部と背景部との境界部に対応した分割隙間で分割された本体と入子型とを有する第１金型と、前記第１金型との間にキャビティを形成する第２金型とを準備する金型準備工程とを備えるため、本体と入子型との分割隙間を介して中間体を吸引することができ、専用の中間体吸引通路を省略することができる。
前記中間体の意匠部の形状部と背景部との境界部が前記第１金型の本体と入子型間の分割隙間に対応するように前記中間体を配置する配置工程と、前記第１金型に配置された前記中間体を前記本体と入子型との分割隙間を介して吸引することにより前記第１金型に拘束する拘束工程とを備えるため、形状部が複雑である中間体程吸引部分を増加することができ、高い支持能力を確保することができる。また、吸引痕を形状部と背景部との境界部に配置するため、吸引痕を目立たないようにすることができ、商品性を向上することができる。

請求項２の発明は、意匠部を備えたフィルム材で構成された中間体の表面に透明樹脂層を形成するフィルム材のインサート成形装置において、本体と前記本体に挿入される入子型とを有し且つ前記中間体が配置される第１金型と、前記第１金型との間にキャビティを形成する第２金型と、前記キャビティ内に溶融した透明樹脂材を射出する射出機構と、前記中間体を吸引して前記第１金型に拘束する吸引機構とを備え、前記本体と入子型との分割隙間が、前記意匠部の形状部と背景部との境界部に対応した隙間からなるように形成され且つ前記吸引機構の吸引通路を形成することを特徴としている。
この構成によれば、前記本体と入子型との分割隙間が、前記意匠部の形状部と背景部との境界部に対応した隙間からなるように形成され且つ前記吸引機構の吸引通路を形成するため、本体と入子型との分割隙間を介して中間体を吸引することができ、専用の中間体吸引通路を省略することができる。しかも、形状部が複雑である中間体程吸引部分を増加することができると共に吸引痕を目立たないようにすることができる。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記意匠部の形状部が、凹凸状で且つ前記中間体の全周に亙って形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、中間体の吸引力を用いて形状部の形状精度を高くすることができ、一層商品性を向上することができる。

請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記第１金型が、前記吸引機構の吸引通路である前記本体と入子型との分割隙間に吸引力を分配する分配部を有することを特徴としている。
この構成によれば、簡単な構成で複雑な意匠部を備えた中間体の支持能力を向上することができる。

請求項５の発明は、請求項２〜４の何れか１項の発明において、前記第１金型が、前記中間体を水平方向に対して略直交方向にセットするように配置されていることを特徴としている。
この構成によれば、中間体を水平方向に対して略直交方向にセットする金型であっても、中間体の支持能力を確保することができる。

請求項６の発明は、請求項２〜５の何れか１項の発明において、前記第１金型が可動型であり、前記第２金型が固定型であることを特徴としている。
この構成によれば、中間体を支持する第１金型が可動型であっても、中間体の支持能力を確保することができる。

請求項７の発明は、請求項２〜６の何れか１項の発明において、前記中間体が前記フィルム材の最終形状であることを特徴としている。
この構成によれば、射出工程後のトリミング工程を省略することができる。

本発明のフィルム材のインサート成形方法及びその装置によれば、フィルム材の支持能力と最終製品の見栄えとを両立することができる。

実施例１に係るフィルム材のインサート成形方法によって製造された車両のエンブレムの部分縦断面斜視図である。 図１の要部拡大図であって、（ａ）はａ領域、（ｂ）はｂ領域の拡大図である。 フィルム材のインサート成形方法のフローチャートである。 中間体形成工程のフローチャートである。 色付工程の工程図である。 凹凸作成工程を順番に示す工程図である。 第１中間体の正面図である。 透明樹脂層形成工程のフローチャートである。 第１金型本体と入子型の分解斜視図である。 透明樹脂層形成工程の第１工程における第１，第２金型の縦断面図である。 透明樹脂層形成工程の第２工程における第１，第２金型の縦断面図である。 透明樹脂層形成工程の第３工程における第１，第２金型の縦断面図である。 透明樹脂層形成工程の第４工程における第１，第２金型の縦断面図である。 サイドゲート回りの縦断面図である。 透明樹脂層形成工程における樹脂温度のタイムチャートである。 第１金型本体のロケートピン回りの縦断面図であって、（ａ）はエジェクト前、（ｂ）はエジェクト時の図である。 基材樹脂層形成工程のフローチャートである。 基材樹脂層形成工程の第１工程における第１，第２金型の横断面図である。 基材樹脂層形成工程の第２工程における第１，第２金型の横断面図である。 基材樹脂層形成工程の第３工程における第１，第２金型の横断面図である。 基材樹脂層形成工程の第４工程における第１，第２金型の横断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明を車両のエンブレムの成形方法及びその装置に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。

以下、本発明の実施例１について図１〜図１５に基づいて説明する。
まず、エンブレム１（インサート成形品）が装着される車両について説明する。
この車両は、フロントグリルの裏面側位置にミリ波レーダ（図示略）を備えている。
ミリ波レーダは、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数、１〜１０ｍｍの波長を有するミリ波を用いて、自車両から送信された送信波と対象物（例えば先行車両等）から反射された受信波との差に基づき対象物と自車両との車間距離や相対速度を測定可能に構成され、この検出値を用いてオートクルーズシステム等の運転支援システムが実行される。
ミリ波レーダ前方に存在する壁部肉厚が均一に形成されていない場合、厚肉部分と薄肉部分とのミリ波の透過速度に差が生じ、検出値のばらつきに起因して制御精度が低下するため、本実施例では、レーダの進行経路内に厚みが均一に構成されたエンブレム１が含まれるようにミリ波レーダの設置位置が規定されている。

次に、最終製品であるエンブレム１について説明する。
図１に示すように、エンブレム１は、意匠部が形成された第１中間体２と、この第１中間体２の表面に形成された透明樹脂層３と、第１中間体２の裏面に形成された基材樹脂層４等を備えている。このエンブレム１の厚み寸法は、ミリ波レーダが照射するミリ波の波長の半分の整数倍になるように均一に設定されている。

第１中間体２は、光の透過と反射を波長毎に制御できる波長選択性を備え、レーダ光の反射率９０％以上を有し且つ重金属を含まないフィルム材１１（例えば東レ株式会社製ＰＩＣＡＳＵＳ（登録商標））で構成されている。
この第１中間体２は、形状部５ａと、この形状部５ａ周りに形成された背景部５ｂとから構成された意匠部５を備えている。形状部５ａは、金属光沢（例えば銀色等）を備えた所定のマーク形状及びこのマーク形状を囲む楕円形状が背景部５ｂから表面方向に凸状形成されており、背景部５ｂは、形状部５ａを除く領域に黒色で意匠表現されている。

図１に示すように、第１中間体２の表面は、透明な透明樹脂層３によって一様に覆われている。これにより、意匠部５に深み感を与え、エンブレム１の意匠性を高めている。
透明樹脂層３は、非晶性合成樹脂からなる透明樹脂材１２（例えばポリカーボネート（ＰＣ））で構成されている。この透明樹脂材１２は、分子鎖を有し、溶融状態から冷却、固化する過程で規則的な分子配列をとれないため、ガラス転移温度Ｔｇを超えると機械的強度が急激に低下する特性を有している。
また、透明樹脂材１２は、固化状態においてもランダムな配列になることから、結晶性合成樹脂（例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等）と比較して加熱又は冷却において容積の膨張又は収縮において緩やかな変化傾向を有している。
本実施例では、透明樹脂層３の外部に露出した表面を紫外線カット効果を備えたハードコート層で一様に被覆している。
以下、第１中間体２の表面に透明樹脂層３が形成された中間構造体を、説明の便宜上、第２中間体６として説明する。

図１，図２（ａ），図２（ｂ）に示すように、第１中間体２（第２中間体６）の裏面及び第１中間体２の放射方向外側端部の外周部分は、有色（例えば黒色等）の基材樹脂層４によって一様に覆われている。これにより、エンブレム１の剛性を確保しつつ、見栄え向上を図っている。
基材樹脂層４は、非晶性合成樹脂からなる基材樹脂材１３（例えばアクリルニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ））で構成されている。この基材樹脂材１３は、透明樹脂材１２のガラス転移温度Ｔｇ（１４５℃）に比べて低いガラス転移温度を有している。
尚、ＡＢＳに代えて、ポリカーボネート、ポリカＡＢＳ（ＰＣ／ＡＢＳ）、ポリカＰＢＴ（ＰＣ／ＰＢＴ）の何れかによって基材樹脂材１３を構成しても良い。

次に、エンブレム１の成形方法について説明する。
以下の説明は、インサート成形装置の説明を含むものである。
図３に示すように、エンブレム１のインサート成形処理手順は、フィルム材１１の最終形状の外周端近傍部に放射方向外側に延びる縁部２ａを備えた第１中間体２（図７参照）を形成する中間体形成工程Ｓ１と、第１，第２金型３１，３２により縁部２ａが固定された第１中間体２の表面に射出成形によって透明樹脂層３を備えた第２中間体６を形成する透明樹脂層形成工程Ｓ２と、第２中間体６の裏面に射出成形によって縁部２ａの放射方向外側端部を覆う基材樹脂層４を備えたインサート成形品としてのエンブレム１を形成する基材樹脂層形成工程Ｓ３とを備えている。

まず、中間体形成工程Ｓ１について詳細に説明する。
図４に示すように、中間体形成工程Ｓ１は、長尺帯状のフィルム材１１の表裏両面に夫々連続して意匠部５に係るスクリーン印刷を行う色付工程Ｓ１１と、各意匠部５の形状部５ａに凹凸形状（凹凸意匠）を形成する凹凸作成工程Ｓ１２と、長尺帯状のフィルム材１１から最終の外形形状になるように不要な部分を取除くトリミングを行ってエンブレム１に対応したフィルム材１１の最終形状（第１中間体２）を形成するトリミング工程Ｓ１３とから構成されている。

図５に示すように、色付工程Ｓ１１では、矢印方向に移動する長尺帯状のフィルム材１１の表裏両面に色付装置２１によって連続印刷している。
色付装置２１は、フィルム材１１の表面に形状部５ａの形状に対応したマスク処理を行い、一巡目にて、マスク処理を行ったフィルム材１１の表面のマスク処理されていない領域（背景部５ｂ）に黒色塗料を転写し、マスクを取り外して乾燥させた後、二巡目にて、フィルム材１１の裏面に灰色塗料を転写し、乾燥させている。
これにより、長尺帯状のフィルム材１１に、凹凸が形成されていない形状部５ａと背景部５ｂとからなる複数の意匠部５が連続して印刷される。

凹凸作成工程Ｓ１２では、長尺帯状のフィルム材１１の形状部５ａに対応する位置に圧空成形型２２，２３によって凹凸形状を形成している。
図６（ａ），図６（ｂ）に示すように、所定位置に配置され且つ熱軟化されたフィルム材１１を圧空成形型２２，２３の型閉め動作によって挟み込み、型２２とフィルム材１１の間を真空にすると共に型２３側から供給される圧縮空気の圧力によってフィルム材１１を型２２に密着させて凹凸形状を成形している。
これにより、フィルム材１１の形状部５ａに対応する位置、所謂中央のマーク及びマークを囲む楕円部分に高低差約５ｍｍ程度の凹凸意匠が形成されている。
尚、圧空成形に代えて真空成形で凹凸形状を形成しても良い。

トリミング工程Ｓ１３では、トリミング装置（図示略）によってフィルム材１１から第１中間体２を形成している。
図７に示すように、第１中間体２は、形状部５ａと背景部５ｂからなる意匠部５を含み且つエンブレム１に対応するように正面視にて略楕円状に形成され、外周端近傍部に放射方向外側に僅かに延びる縁部２ａを備えている。
縁部２ａの放射方向寸法は、透明樹脂層形成工程Ｓ２において溶融等により僅かに残る程度の寸法である。

縁部２ａは、第１中間体２の全周に亙って一様に形成されている。
この縁部２ａには、長径方向両端部に放射方向内側に凹入した略矩形状の１対の凹部２ｂと、全周に亙って放射方向に延びる複数の切れ込み部２ｃが設けられている。
縁部２ａのうち、後述するランナー３８ｂに対向する部分には、縁部２ａの放射方向外側端から放射方向外側に延びる延長部２ｄが形成されている。
この延長部２ｄは、先端部分がランナー３８ｂ内に部分的に侵入可能な寸法に設定されている（図１１参照）。

次に、透明樹脂層形成工程Ｓ２について詳細に説明する。
図８に示すように、透明樹脂層形成工程Ｓ２は、第１，第２金型３１，３２を準備する準備工程Ｓ２１と、第１中間体２を第１金型３１に配置する配置工程Ｓ２２と、第１中間体２を第１金型３１に対して位置決め支持する拘束工程Ｓ２３と、型閉工程Ｓ２４と、射出機構（図示略）により溶融した透明樹脂材１２をキャビティＣ１内に射出する射出工程Ｓ２５と、透明樹脂材１２を第１冷却速度Ｋ１で冷却する第１冷却工程Ｓ２６と、型開工程Ｓ２７と、第２中間体６を第２冷却速度Ｋ２で冷却する第２冷却工程Ｓ２８等を有している。ここで、第１，第２金型３１，３２が、透明樹脂層形成手段に相当している。

準備工程Ｓ２１では、可動型である第１金型３１と、この第１金型３１と協働してキャビティＣ１を構成する固定型である第２金型３２とを準備している。
第１金型３１は、第１中間体２を水平方向に対して略直交姿勢の状態で支持可能に設けられ、金型温度を調節可能に構成されている。
図９，図１０ａ〜図１０ｄに示すように、第１金型３１は、第１中間体２を真空吸引可能な真空ポンプ３３（吸引機構）と、本体３１ａと、この本体３１ａに設けられた凹所に挿入可能な入子型３１ｂ等を備えている。
入子型３１ｂは、平面視にて形状部５ａの平面形状と同一形状に形成され、入子型３１ｂの一側半部内には本体３１ａの一部が予め装填されている。
本体３１ａと入子型３１ｂは、形状部５ａと背景部５ｂとの境界部に対応した部分に分割隙間（間隔約０．０５ｍｍ）である第１吸引通路３４ａを形成している。
第１吸引通路３４ａは何れも環状に連通されている。また、後述する凸部３６の下流側近傍位置には、第２吸引通路３４ｂが形成されている。

第１金型３１は、可動部３１ｃと、真空ポンプ３３の吸引力を第１，第２吸引通路３４ａ，３４ｂに伝達する複数の溝部３４ｃと、これら複数の溝部３４ｃに均一な吸引力を分配する分配部３５と、本体３１ａのランナー３８ｂの上流部分に対応した位置に形成された凸部３６と、１対のロケートピン３７（位置決め機構）等を備えている。

可動部３１ｃは、本体３１ａのランナー３８ｂに対応した位置を除く第２金型３２側外周部分に設けられ、第２金型３２方向に付勢された状態で本体３１ａから僅かに（例えば約１．３ｍｍ）離隔して配設されている。付勢力及び離隔距離は、この付勢力で可動部３１ｃが第２金型３２に当接しているとき、射出工程Ｓ２５におけるキャビティＣ１内の空気を外部に排出可能な値に設定されている。
射出工程Ｓ２５の際、キャビティＣ１内の透明樹脂材１２が所定の充填率（例えば８０％）に到達したとき、可動部３１ｃが本体３１ａに最接近するように第１金型３１の進出動作が調整されている。

図１０ａ〜図１０ｄに示すように、複数の溝部３４ｃは、第１，第２吸引通路３４ａ，３４ｂの端部分に夫々対応して形成されている。
分配部３５は、第１，第２吸引通路３４ａ，３４ｂを真空ポンプ３３に連通している。この分配部３５は、入子型３１ｂの第２金型３２と反対側部分（第１，第２吸引通路３４ａ，３４ｂの上流側部分）に設けられ、複数の溝部３４ｃに並列状に連結されている。

図９，図１１に示すように、立方体状の凸部３６は、第１中間体２の延長部２ｄの上流側近傍位置において、本体３１ａから直交状に第２金型３２方向に突出し、ランナー３８ｂ内を型面方向一端側から他端側に亙って横切るように形成されている。
凸部３６とランナー３８ｂを構成する第２金型３２の凸部３６に対向する壁部が、透明樹脂材１２の流れ方向変更手段に相当している。
１対のロケートピン３７は、第１中間体２の長径方向両端部に形成された１対の凹部２ｂに夫々嵌合可能に構成されている。これら１対のロケートピン３７は、本体３１ａから第２金型３２方向に進出及び後退可能に夫々形成され、透明樹脂層３の受面部３ａに係合することにより第２中間体６のエジェクト機能を備えている。

図１０ａ〜図１０ｄに示すように、第２金型３２は、第２中間体６を水平方向に対して略直交姿勢の状態で成形可能に設けられ、金型温度を調節可能に構成されている。
第２金型３２は、射出機構と、この射出機構とサイドゲートとをランナー３８ｂを介して連通する導入ゲート３８ａと、ランナー３８ｂの一部を構成し且つ第１金型３１に対向した壁部等を備えている。この第２金型３２と第１金型３１とが型閉めされたとき、第１，第２金型３１，３２が協働してキャビティＣ１とランナー３８ｂを形成し、ランナー３８ｂの下流端部がサイドゲートを形成している。
図１１に示すように、導入ゲート３８ａは、第１金型３１側程径寸法が大きくなるように設定され、型閉め時、ランナー３８ｂとの連結部には所定容量の容積室が形成されるように構成されている。

図１０ａに示すように、第１，第２金型３１，３２を離隔させた状態で、第１中間体２を第１金型３１の規定位置に配置する。配置工程Ｓ２２では、第１中間体２に形成された１対の凹部２ｂを１対のロケートピン３７に夫々嵌合させて位置決めしている。
図１０ｂに示すように、拘束工程Ｓ２３では、形状部５ａと背景部５ｂとの境界部に対応した第１吸引通路３４ａを介して第１中間体２を第１金型３１方向に吸引する。
形状部５ａと背景部５ｂとの境界部を吸引することにより、商品性を維持しつつ支持能力を向上している。特に、形状部５ａが凹凸形状の場合には、境界部（稜線部）に積極的に吸引痕をつけることにより形状部５ａの形状精度を高くすることができる。
また、第１吸引通路３４ａを形状部５ａに対応させて環状に連通することにより、第１中間体２を全域に亙って均等な吸引力で吸引固定している。

図１０ｃに示すように、型閉工程Ｓ２４では、第１金型３１が接近移動することにより、第１，第２金型３１，３２の型面が当接してキャビティＣ１を形成する。
本体３１ａに対して位置決めされた第１中間体２が、第１，第２金型３１，３２による型閉めにより延長部２ｄに対応した縁部２ａを除いて略全周に亙って縁部２ａが第１，第２金型３１，３２に挟持されるため、規定された位置に確実に保持される。
このとき、可動部３１ｃは、所定の付勢力により本体３１ａから離隔している。

図１０ｄに示すように、射出工程Ｓ２５では、射出温度Ｔ１まで加熱された溶融透明樹脂材１２をキャビティＣ１内に射出する。溶融透明樹脂材１２は、射出機構から射出され、導入ゲート３８ａ及びランナー３８ｂを介してキャビティＣ１内に供給される。
図１１の矢印Ｆに示すように、凸部３６が、ランナー３８ｂ内を流動する透明樹脂材１２を凸部３６と反対方向のランナー３８ｂの一部を構成する第２金型３２の壁部に向けて方向変換させ、その後、ランナー３８ｂの一部を構成する第２金型３２の壁部が、第１中間体２の延長部２ｄを第１金型３１方向に押圧するように透明樹脂材１２の流動方向を変更している。これにより、第１中間体２の延長部２ｄには、第２吸引通路３４ｂからの吸引力と透明樹脂材１２からの押圧力とが第１金型３１方向に作用している。
また、キャビティＣ１内の透明樹脂材１２の充填率が８０％未満の期間は、第２金型３２と可動部３１ｃの接触圧力が所定の値に調整されているため、キャビティＣ１内の空気が透明樹脂材１２の流入を阻害することなく外部に排出される。これにより、透明樹脂材１２の注入に同期してキャビティＣ１内から空気を円滑に排出することができる。

第１冷却工程Ｓ２６では、透明樹脂材１２を射出温度Ｔ１から金型温度Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）まで第１冷却速度Ｋ１で冷却する。これにより、透明樹脂層３を成形している。
透明樹脂材１２が非晶性合成樹脂であるため、成形性を考慮したガラス転移温度Ｔｇと金型温度Ｔ２との関係は、次式（１）で表すことができる。
Ｔｇ−４０≦Ｔ２≦Ｔｇ−２０ …（１）
従って、透明樹脂材１２がポリカーボネートの場合、２５０℃≦Ｔ１≦３２０℃、１０５℃≦Ｔ２≦１２５℃の温度範囲とされ、本実施例では、射出温度Ｔ１を３００℃、金型温度Ｔ２を１２０℃に設定している。

図１２に示すように、溶融透明樹脂材１２がキャビティＣ１内に供給されるｔ１〜ｔ２の期間（射出工程Ｓ２５）は、透明樹脂材１２の温度が射出温度Ｔ１に維持され、射出工程Ｓ２５の終了と同時に透明樹脂材１２の冷却が開始される。
第１冷却速度Ｋ１は、射出温度Ｔ１と、金型温度Ｔ２と、冷却期間（ｔ３−ｔ２）との関係によって次式（２）のように設定されている。
（Ｔ１−Ｔｇ＋４０）／（ｔ３−ｔ２）≦Ｋ１≦（Ｔ１−Ｔｇ＋２０）／（ｔ３−ｔ２） …（２）
尚、冷却期間（ｔ３−ｔ２）は、成形能率と成形性とを考慮して透明樹脂材１２の種類毎に予め設定されている。

また、第１冷却工程Ｓ２６と同時に保圧工程が開始される。
この保圧工程は、第１冷却工程Ｓ２６の期間のうち所定期間第１中間体２と透明樹脂層３とをキャビティＣ１内で保圧している。
型開工程Ｓ２７は、ｔ３〜ｔ４の期間に実行され、第１金型３１を第２金型３２から離隔するように後退移動させた後、第２中間体６を取り出す。

図２（ｂ），図１３（ａ）に示すように、第２中間体６の透明樹脂層３には、凹部２ｂに対応した位置に放射方向内側に凹設された矩形状の受面部３ａが設けられ、１対のロケートピン３７の放射方向内側端部分が、第２中間体６の放射方向外側端部分に部分的に重なり合うことにより係合可能に夫々形成されている。
それ故、図１３（ｂ）に示すように、型開き後、１対のロケートピン３７の進出動作により第２中間体６が第１金型３１から取り出される。
尚、受面部３ａは、角状（矩形状）の凹設部に限らず、傾斜による凹設部であっても良い。傾斜による凹設部の場合、反射光の急激な輝度変化がなく、見栄え改善による商品性向上を図ることができる。

第２冷却工程Ｓ２８では、キャビティＣ１の外に取り出された第２中間体６を第１冷却速度Ｋ１よりも速い第２冷却速度Ｋ２で常温（例えば２０〜３０℃）まで冷却する。
図１２に示すように、第１金型３１から取り出された第２中間体６は、型開工程Ｓ２８の終了と同時に冷却が開始され、ｔ４〜ｔ５の期間冷却される。
これにより、熱収縮速度の速い第１中間体２と、この第１中間体２と一体化された熱収縮速度の遅い透明樹脂層３との収縮量を揃えることができ、両者間に生じる剥離に起因した隙間の発生を抑制している。

第２冷却工程Ｓ２８の第２冷却速度Ｋ２は、２℃／ｓｅｃ以上で透明樹脂層３の収縮促進効果が発揮され、４℃／ｓｅｃ以上で高い効果を期待することができる。
第２中間体６は、第１金型３１からの取り出しと同時に常温水に浸けられている。
第２中間体６の冷媒は、所定の冷却速度を管理できれば良く、ウォータミストによって冷却しても良く、ドライアイスによって冷却することも可能である。

次に、基材樹脂層形成工程Ｓ３について詳細に説明する。
図１４に示すように、基材樹脂層形成工程Ｓ３は、第１，第２金型４１，４２を準備する準備工程Ｓ３１と、第２中間体６を第１金型４１に配置する配置工程Ｓ３２と、第２中間体６を第１金型４１に対して位置決め支持する拘束工程Ｓ３３と、型閉工程Ｓ３４と、射出機構（図示略）により溶融した基材樹脂材１３をキャビティＣ２に射出する射出工程Ｓ３５と、基材樹脂材１３を冷却する冷却工程Ｓ３６と、型開工程Ｓ３７等を有している。ここで、第１，第２金型４１，４２が、基材樹脂層形成手段に相当している。

準備工程Ｓ３１では、固定型である第１金型４１と、この第１金型４１と協働してキャビティＣ２を構成する可動型である第２金型４２とを準備している。
第１金型４１は、第２中間体６を水平方向に対して略直交姿勢の状態で支持可能に設けられ、金型温度を調節可能に構成されている。
図１５ａ〜図１５ｄに示すように、第１金型４１は、１対の開口部４１ａと、第２中間体６を真空吸引可能な真空ポンプ４３（吸引機構）と、１対の開口部４１ａに真空ポンプ４３の吸引力を夫々伝達する１対の吸引通路４４と、真空ポンプ４３の吸引力を通路毎に均一化して分配する分配部４５等を備えている。
尚、説明の便宜上、図１５ａ〜図１５ｄは横断面図を示している。

１対の開口部４１ａは、第２中間体６の透明樹脂層３を吸引するように構成され、略椀状に夫々形成されている。これら開口部４１ａは、透明樹脂層３の表面から第１中間体２までの厚みが第２中間体６の平均厚みよりも厚い領域に対応するように略対称位置に配置されている。本実施例では、第２中間体６の中心に対して長径方向両側の背景部５ｂの位置Ｐ（図７参照）に対応した位置に１対の開口部４１ａを配設している。
１対の開口部４１ａは、真空ポンプ４３と１対の吸引通路４４及び分配部４５を介して夫々連通されている。分配部４５は、一端部が真空ポンプ４３に接続され、他端部が１対の吸引通路４４の上流側端部と並列状に接続されている。

図１５ａ〜図１５ｄに示すように、第２金型４２は、第２中間体６を水平方向に対して略直交姿勢の状態で成形可能に設けられ、金型温度を調節可能に構成されている。
第２金型４２は、射出機構（図示略）と、この射出機構とキャビティＣ２とを連通する導入ゲート４８等を備えている。この第２金型４２と第１金型４１とが型閉めされたとき、第１，第２金型４１，４２が協働してキャビティＣ２を形成している。
キャビティＣ２の形状は、最終のインサート成形品の厚みが略均一で且つ第１中間体２の縁部２ａの放射方向外側端部及び受面部３ａを覆う基材樹脂層４を形成するように構成されている。
導入ゲート４８は、キャビティＣ２の中央部分に対応するように形成され、第１金型４１側程径寸法が大きくなるように構成されている。

図１５ａに示すように、第１，第２金型４１，４２を離隔させた状態で、第２中間体６を第１金型４１の規定位置に配置する。
配置工程Ｓ３２では、透明樹脂層３の長径方向両側の背景部５ｂに対応した領域（位置Ｐに対応した領域）が１対の開口部４１ａに当接するように位置決めしている。
図１５ｂに示すように、拘束工程Ｓ３３では、１対の開口部４１ａを介して第２中間体６を第１金型４１方向に吸引する。第２中間体６を長径方向に略３等分した位置で支持するため、均等な吸引力で支持能力を高くすることができる。

図１５ｃに示すように、型閉工程Ｓ３４では、第２金型４２が接近移動することにより、第１，第２金型４１，４２が当接してキャビティＣ２を形成する。
図１５ｄに示すように、射出工程Ｓ３５では、射出温度Ｔ３まで加熱された溶融基材樹脂材１３をキャビティＣ２内に射出する。溶融基材樹脂材１３は、射出機構から射出され、導入ゲート４８を介してキャビティＣ２内に供給される。
基材樹脂材１３がＡＢＳの場合、射出温度（溶融温度）Ｔ３が１８０〜２７０℃であり、ポリカーボネートのガラス転移温度Ｔｇよりも高いため、透明樹脂層３の軟化に起因した吸引痕が懸念されるが、溶融基材樹脂材１３の熱が最も伝達され難い部分（位置Ｐに対応した領域）で支持することにより、吸引痕の発生を回避している。また、第１中間体２の縁部２ａに放射方向に延びる複数の切れ込み部２ｃが形成されているため、皺対策に加え、溶融基材樹脂材１３の縁部２ａの表面側への回り込み性を高めている。

冷却工程Ｓ３６では、基材樹脂材１３を射出温度Ｔ３から金型温度Ｔ４（Ｔ４＜Ｔ３）まで一定の冷却速度で冷却する。溶融基材樹脂材１３を固化させることにより、基材樹脂層４を成形している。基材樹脂材１３がＡＢＳの場合、４０℃≦Ｔ４≦８０℃の温度範囲とされる。
冷却工程Ｓ３６の冷却速度は、射出温度Ｔ３と、金型温度Ｔ４と、冷却期間との関係によって設定され、冷却期間は、成形能率と成形性とを考慮して基材樹脂材１３の種類毎に予め設定している。

また、冷却工程Ｓ３６と同時に保圧工程が開始される。
この保圧工程は、冷却工程Ｓ３６の期間のうち所定期間第２中間体６と基材樹脂層４とをキャビティＣ２内で保圧している。
型開工程Ｓ３７では、第２金型４２を第１金型４１から離隔するように後退移動させた後、エジェクト機構（図示略）により最終製品であるエンブレム１を取り出し、透明樹脂層３の表面にハードコート処理を施す。

次に、本実施例のフィルム材のインサート成形方法及びその装置における作用、効果について説明する。
本インサート成形方法によれば、意匠部５の形状部５ａと背景部５ｂとの境界部に対応した分割隙間で分割された本体３１ａと入子型３１ｂとを有する第１金型３１と、第１金型３１との間にキャビティＣ１を形成する第２金型３２とを準備する準備工程Ｓ２１とを備えるため、本体３１ａと入子型３１ｂとの分割隙間を介して第１中間体２を吸引することができ、専用の第１中間体２の吸引通路を省略することができる。
第１中間体２の意匠部５の形状部５ａと背景部５ｂとの境界部が第１金型３１の本体３１ａと入子型３１ｂ間の分割隙間に対応するように第１中間体２を配置する配置工程Ｓ２２と、第１金型３１に配置された第１中間体２を本体３１ａと入子型３１ｂとの分割隙間を介して吸引することにより第１金型３１に拘束する拘束工程Ｓ２３とを備えるため、形状部５ａが複雑である第１中間体２程吸引部分を増加することができ、高い支持能力を確保することができる。また、吸引痕を形状部５ａと背景部５ｂとの境界部に配置するため、吸引痕を目立たないようにすることができ、商品性を向上することができる。

意匠部５の形状部５ａが、凹凸状で且つ第１中間体２の全周に亙って形成されているため、第１中間体２の吸引力を用いて形状部５ａの形状精度を高くすることができ、一層商品性を向上することができる。
第１金型３１が、吸引機構の吸引通路である本体３１ａと入子型３１ｂとの分割隙間に吸引力を分配する分配部３５を有するため、簡単な構成で複雑な意匠部５を備えた第１中間体２の支持能力を向上することができる。

第１金型３１が、第１中間体２を水平方向に対して略直交方向にセットするように配置されているため、第１中間体２を水平方向に対して略直交方向にセットする第１金型３１であっても、第１中間体２の支持能力を確保することができる。
第１金型３１が可動型であり、第２金型３２が固定型であるため、第１中間体２を支持する第１金型３１が可動型であっても、第１中間体２の支持能力を確保することができる。

第１中間体２がフィルム材１１の最終形状であるため、射出工程後のトリミング工程を省略することができる。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、形状部が凹凸形成された意匠部の例を説明したが、少なくとも、中間層が意匠部を備えたフィルム材で形成されれば良く、意匠部が色彩のみで区別された形状部と背景部とにより形成されたインサート成形品であっても良い。この場合、形状部と背景部との色彩境界部が、金型本体と入子型間の分割隙間に対応するように形成する。また、第１中間体の表裏両面に合成樹脂層を設けた例を説明したが、少なくとも、第１中間体の表裏両面のうち一方の面に合成樹脂層を設けても良く、また、合成樹脂層を複数積層することも可能である。

２〕前記実施形態においては、形状部が一体形成された意匠部を備えた例を説明したが、形状部が複数に分割された意匠部を備える場合、全ての分割隙間に吸引通路機能を形成する必要はなく、幾つかの形状部に対応した入子型とこれら入子型と金型本体との分割隙間に対応するように吸引通路を形成しても良い。

３〕前記実施形態においては、車両の外装品であるエンブレムの例を説明したが、車両の内装品に適用しても良く、また、車両以外の装飾品に適用可能である。
また、透明樹脂層がＰＣ、フィルム材が重金属を含まない特定材質、基材樹脂層がＡＢＳの例を説明したが、少なくとも設計条件に合致した材質であれば良く、任意に選択することができる。

４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

１ エンブレム
２ 第１中間体
３ 透明樹脂層
５ 意匠部
５ａ 形状部
５ｂ 背景部
１１ フィルム材
１２ 透明樹脂材
３１ 第１金型
３１ａ 本体
３１ｂ 入子型
３２ 第２金型
３３ 真空ポンプ
３５ 分配部
Ｃ１ キャビティ

Claims (7)

1. 意匠部を備えたフィルム材で構成された中間体の表面に透明樹脂層を形成するフィルム材のインサート成形方法において、
   前記意匠部の形状部と背景部との境界部に対応した分割隙間で分割された本体と入子型とを有する第１金型と、前記第１金型との間にキャビティを形成する第２金型とを準備する金型準備工程と、
   前記中間体の意匠部の形状部と背景部との境界部が前記第１金型の本体と入子型間の分割隙間に対応するように前記中間体を配置する配置工程と、
   前記第１金型に配置された前記中間体を前記本体と入子型との分割隙間を介して吸引することにより前記第１金型に拘束する拘束工程と、
   前記第１，第２金型の型閉めにより形成されたキャビティ内に溶融した透明樹脂材を射出する射出工程と、
   を有することを特徴とするフィルム材のインサート成形方法。
2. 意匠部を備えたフィルム材で構成された中間体の表面に透明樹脂層を形成するフィルム材のインサート成形装置において、
   本体と前記本体に挿入される入子型とを有し且つ前記中間体が配置される第１金型と、
   前記第１金型との間にキャビティを形成する第２金型と、
   前記キャビティ内に溶融した透明樹脂材を射出する射出機構と、
   前記中間体を吸引して前記第１金型に拘束する吸引機構とを備え、
   前記本体と入子型との分割隙間が、前記意匠部の形状部と背景部との境界部に対応した隙間からなるように形成され且つ前記吸引機構の吸引通路を形成することを特徴とするフィルム材のインサート成形装置。
3. 前記意匠部の形状部が、凹凸状で且つ前記中間体の全周に亙って形成されていることを特徴とする請求項２に記載のフィルム材のインサート成形装置。
4. 前記第１金型が、前記吸引機構の吸引通路である前記本体と入子型との分割隙間に吸引力を分配する分配部を有することを特徴とする請求項２又は３に記載のフィルム材のインサート成形装置。
5. 前記第１金型が、前記中間体を水平方向に対して略直交方向にセットするように配置されていることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のフィルム材のインサート成形装置。
6. 前記第１金型が可動型であり、前記第２金型が固定型であることを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載のフィルム材のインサート成形装置。
7. 前記中間体が前記フィルム材の最終形状であることを特徴とする請求項２〜６の何れか１項に記載のフィルム材のインサート成形装置。