JP6048816B2 - 射出成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、表層及び内層からなるサンドイッチ成形品の射出成形方法に関する。

従来から、表層と、この表層に内包された内層とからなるサンドイッチ成形品が知られている。サンドイッチ成形品は、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一つである。このようなサンドイッチ成形品は、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は異なり、内層が表層に内包される多層成形品であるため、内包される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は表層で確保可能なことから、近年、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、コストダウンや環境対応に適したリサイクル樹脂等が内層に採用されたサンドイッチ成形品が、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形品として採用されている。また、サンドイッチ成形品は、表層による製品外観性の確保と共に、内層に発泡性樹脂や機能性樹脂を採用することによる、軽量化や電磁波遮断機能等の付加価値を必要とする部材にも採用されている。

サンドイッチ成形品を成形する射出成形方法（コ・インジェクション法）としては、主に、多段成形方法と同時成形方法の２つの方法が知られている。多段成形方法は、表層用溶融樹脂を金型キャビティ内に射出充填させた後、内層用溶融樹脂を表層用溶融樹脂内に射出充填させ、これら２つの溶融樹脂で金型キャビティを満たす方法である（特許文献１）。同時成形方法は、表層用溶融樹脂を金型キャビティ内に射出充填させた後、表層用溶融樹脂と内層用溶融樹脂とを、表層用溶融樹脂が外周側で、その中心に内層用溶融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溶融樹脂内に射出充填させ、これら２つの溶融樹脂で金型キャビティを満たす方法である（特許文献２）。

特開平０８−１７４６０３号公報 特開２００１−０９６５６６号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の射出成形方法も含め、サンドイッチ成形品を成形する一般的な射出成形方法においては、表層用樹脂及び内層用樹脂の射出充填工程において、それぞれの樹脂で金型キャビティ内を満たす過程が、それぞれの樹脂の射出充填工程の開始及び完了のタイミングに多少の差異はあっても、最終的に、金型キャビティ内において略同時に進行する、それぞれの樹脂の自由流動に依存するため、表層及び内層は、金型キャビティの内面に対して直交する方向に、略一定の厚みの比率（表層の厚み：内層の厚み＝Ｘ：Ｙ）となって形成される。その結果、表層はサンドイッチ成形品の略全面において略同一の厚みで成形される。このように、サンドイッチ成形品を成形する一般的な射出成形方法においては、サンドイッチ成形品の表層の厚みを部分的に異なるように成形することは困難であった。

また、上記のような表層用樹脂及び内層用樹脂の略同時に進行する自由流動に起因する樹脂反転不良の発生を防止するには、サンドイッチ成形品の容積に対する内層用樹脂の充填比率を低く抑えざるを得ず、内層用樹脂の充填比率を高くすることができない。サンドイッチ成形品におけるこの低い内層用樹脂の充填比率は、表層を薄く成形したい場合の阻害要因であり、また、サンドイッチ成形品の部位によっては、内層が存在せずに表層のみで形成される要因となる。特に後者は、意図的に制御された結果ではなく、それぞれの樹脂の自由流動に依存した結果であって、成形サイクル毎の再現性は低い。そのため、このような部位が形成されたサンドイッチ成形品は成形不良品として処理され、サンドイッチ成形品の生産効率を低下させる。ここで、樹脂反転不良とは、内層用樹脂が表層用樹脂内ではなく表層用樹脂の外に射出充填される、あるいは、内層用樹脂が表層用樹脂内に射出充填された後、射出充填途中に、表層用樹脂の内部から外部へ流動してしまう不良である。

一方で、近年、サンドイッチ成形品の表層を部分的に、例えば、表面側と裏面側（意匠面と非意匠面）とで、それぞれの厚みが異なるように成形したい、すなわち、サンドイッチ成形品の厚み方向（一般的には、射出成形機の長手方向）において、内層をサンドイッチ成形品の表面側、あるいは、裏面側のいずれか一方に偏芯させた状態で成形したいとする要求がある。具体的には、表面側（意匠面側）の表層は、表層用樹脂の触感等（直接的に接触して感じる直接的触感）を活かすために薄肉で成形し、裏面側（非意匠面側）の表層は、サンドイッチ成形品の全体の剛性確保や、他の部品への取り付け剛性等の確保のため、表面側よりも厚肉で成形することが要求される場合等である。

また、表面側の表層を薄肉で成形することで、内層用樹脂の機能を表層側に活かすことができる。例えば、内層用に軟質系樹脂材料を採用し、あるいは、これを更に発泡膨張させることによりソフト感を付与させた場合、表層用に耐傷付き性機能を有する硬質系樹脂材料を用いた場合でも、内層のソフト感を、薄肉で成形させた表層を介して得ることができる。

一方、電磁波遮断性・制振性・吸音性・難燃性等の機能性を有する樹脂を採用し、樹脂成形品にこれらの機能性を付与させる場合、これら機能性樹脂は比較的高価であり、また、成形時に熱劣化を受けて製品外観性を損なう可能性もある。そのため、これらの機能性樹脂を内層に採用し、使用樹脂量を必要最小限に抑えると共に、安価な樹脂材料を製品意匠面となる表層に採用してサンドイッチ成形品を成形したいとする要求もある。この場合においても、内層に採用する樹脂の機能性を十分に発揮するため、表面側の表層を薄肉とし、製品剛性確保のため、裏面側の表層を厚肉とすることが望ましく、結果的に、内層を表面側の偏芯させた配置となる。

複数の機能性を有するこのような樹脂成形品は、サンドイッチ成形品ではなく積層成形品によっても得ることができる。例えば、表面側の、軟質系樹脂を発泡膨張させた層と、裏面側の、強化添加剤などで強度を付与させた硬質系樹脂を厚肉で成形させた層とを積層成形させた積層成形品を採用することにより、軟質（ソフト感・意匠性）と硬質（製品剛性）との異なる機能性を、樹脂成形品に付与させることは可能である。しかしながら、このような積層成形品は、表面側の層が軟質系樹脂のため、成形後の後処理（後工程）でなければ、耐傷付き性を付与させることは困難である。そして、表面側の層に機能性樹脂を、裏面側の層に安価な樹脂を採用する積層成形品では、樹脂の種類により相違するが、裏面側の層はもちろん、表面側の層にも十分な意匠性を付与させることが難しい場合がある。そのため、意匠面の品質の確保が難しい、あるいは、カバー部品等で、非意匠面側も視界に入る部材や、製品の表裏両面がほぼ意匠面となるような部材においては、製品表裏の外観性や触感の差異による品質低下が大きいという問題がある。

本発明は、上記したような要求や問題点に鑑みてなされたもので、具体的には、サンドイッチ成形品において、表層の厚みが部分的に異なるように成形することができる射出成形方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る第１の射出成形方法は、金型キャビティを形成可能な第１金型及び第２金型を用いて、表層と内層とからなるサンドイッチ成形品を成形する射出成形方法であって、前記第１金型と前記第２金型とを型締めし、前記金型キャビティに基材層樹脂を射出充填し、基材層を成形する基材成形工程と、前記基材成形工程の完了後に、前記基材層を前記第１金型に保持させた状態で、前記金型キャビティを前記第２金型側で所定量だけ拡張させる金型キャビティ第１拡張工程と、前記金型キャビティ第１拡張工程の開始後に、前記金型キャビティ第１拡張工程により、前記基材層と前記第２金型との間に形成される金型キャビティ拡張部に、非発泡性の第１樹脂を射出充填し、前記金型キャビティ拡張部を前記第１樹脂で満たす第１射出充填工程と、前記第１射出充填工程の完了後に、前記金型キャビティ拡張部を更に所定量だけ拡張させる金型キャビティ第２拡張工程と、前記金型キャビティ第２拡張工程の開始後に、前記金型キャビティ拡張部内の前記第１樹脂内に第２樹脂を射出充填する第２射出充填工程とを備え、
前記金型キャビティ第２拡張工程及び前記第２射出充填工程が連動するように制御され、前記金型キャビティ拡張部が、前記第１樹脂及び前記第２樹脂で満たされた状態を維持させることを特徴とする。前記第１金型及び前記第２金型が、それぞれ固定金型及び可動金型であってもよい。

上記の目的を達成するため、本発明に係る第２の射出成形方法は、金型キャビティを形成可能な第１金型及び第２金型を用いて、表層と内層とからなるサンドイッチ成形品を成形する射出成形方法であって、前記第１金型と前記第２金型とを型締めし、前記金型キャビティに基材層樹脂を射出充填し、基材層を成形する基材成形工程と、前記基材成形工程の完了後に、前記基材層を前記第１金型に保持させた状態で、前記金型キャビティを前記第２金型側で所定量だけ拡張させる金型キャビティ第１拡張工程と、前記金型キャビティ第１拡張工程の開始後に、前記金型キャビティ第１拡張工程により、前記基材層と前記第２金型との間に形成される金型キャビティ拡張部に、前記第１樹脂を射出充填し、前記金型キャビティ拡張部を前記第１樹脂で満たす第１射出充填工程と、前記第１射出充填工程の開始後に、前記金型キャビティ拡張部を更に所定量だけ拡張させ、前記金型キャビティ拡張部内の前記第１樹脂を発泡させる金型キャビティ第２拡張工程と、前記第１射出充填工程の完了後で、かつ、前記金型キャビティ第２拡張工程の開始後に、前記金型キャビティ拡張部内の前記第１樹脂内に第２樹脂を射出充填する第２射出充填工程とを備えることを特徴とする。

本発明に係る射出成形方法において、前記第２樹脂が発泡性樹脂であって、第２射出充填工程の開始後に、前記金型キャビティ拡張部を、また更に所定量だけ拡張させ、前記金型キャビティ拡張部内の前記第１樹脂内に射出充填させた前記第２樹脂を発泡させる金型キャビティ第３拡張工程を備えるとしても良い。

本発明に係る射出成形方法において、前記金型キャビティの拡張は、射出成形機の型開閉機構による型開閉動作、及び、金型内可動部の移動動作の少なくとも一つにより行われるとしても良い。

本発明によれば、サンドイッチ成形品において、表層の厚みが部分的に異なるように成形することができる射出成形方法を提供することができる。

実施例１に係る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。 実施例１に係る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。 実施例１に係る射出成形方法の各成形工程中のサンドイッチ成形品を示す概略断面図である。 実施例２に係る射出成形方法の金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程を示す金型の概略断面図である。 実施例２に係る射出成形方法の金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程他の各成形工程中のサンドイッチ成形品を示す概略断面図である。 実施例３に係る射出成形方法の金型キャビティ第２拡張工程、第２射出充填工程及び金型キャビティ第３拡張工程を示す金型の概略断面図である。 実施例３に係る射出成形方法の金型キャビティ第２拡張工程、第２射出充填工程及び金型キャビティ第３拡張工程の各成形工程中のサンドイッチ成形品を示す概略断面図である。 実施例４に係る射出成形方法の金型キャビティ第２拡張工程、第２射出充填工程及び金型キャビティ第３拡張工程を示す金型の概略断面図である。 実施例４に係る射出成形方法の金型キャビティ第２拡張工程、第２射出充填工程及び金型キャビティ第３拡張工程の各成形工程中のサンドイッチ成形品を示す概略断面図である。 実施例１に係る射出成形方法の基材層の別の形態を示す金型の概略断面図である。

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乃至図３を参照しながら、本発明の実施例１に係る射出成形方法を説明する。図１（ａ）乃至図１（ｃ）は、実施例１に係る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１（ａ）が基材成形工程、図１（ｂ）が金型キャビティ第１拡張工程、図１（ｃ）が第１射出充填工程を示す。図２（ａ）乃至図２（ｃ）は、実施例１に係る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２（ａ）が金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程の開始時、図２（ｂ）が金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程の完了時、図２（ｃ）が製品取出工程を示す。図３（ａ）乃至図３（ｃ）は、実施例１に係る射出成形方法の各成形工程中のサンドイッチ成形品を示す概略断面図である。図３（ａ）が第１射出充填工程完了後のサンドイッチ成形品、図３（ｂ）が金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程の開始時のサンドイッチ成形品、図３（ｃ）が製品冷却工程の完了後のサンドイッチ成形品を示す。図１０は、実施例１に係る射出成形方法の基材層の別の形態を示す金型の概略断面図である。

実施例１に係る射出成形方法に用いる射出成形機は、図１（ａ）に示すように、金型キャビティ９ａを形成可能な固定金型２（第１金型）及び可動金型４（第２金型）と、サンドイッチ成形品９の表層の一部を形成する基材層樹脂８ｂを可塑化（溶融化）して金型キャビティ９ａ内に射出充填可能な基材層射出ユニット１６と、同じく、サンドイッチ成形品９の表層の一部を形成する非発泡性の第１樹脂９ｂを可塑化（溶融化）して後述する金型キャビティ拡張部９０ａ内に射出充填可能な第１射出ユニット１７と、内層を形成する非発泡性の第２樹脂１０ｂを可塑化して、同じく金型キャビティ拡張部９０ａ内に射出充填可能な第２射出ユニット１８とを備える。ここで、図１他において、第２射出ユニット１８が、固定金型２の上方に配置され、基材層射出ユニット１６及び第１射出ユニット１７が、固定金型２の金型キャビティ９ａを形成する側の面の反対面（図面右側）に並行に配置されているが、基材層射出ユニット１６、第１射出ユニット１７及び第２射出ユニット１８は、それぞれが、固定金型２に射出充填可能に配置されれば、並行型配置、Ｖ字型配置、W字型配列、斜め型配置及びＬ字型配置等の公知の配置が可能であり、３つの射出ユニットの配置について本発明に係る制約はない。市販されている後付け用の射出ユニットにより必要な射出充填量が確保できるのであれば、汎用の射出成形機にそれら後付け用の射出ユニットを追加する形態であっても良い。

固定金型２は、ベース（図示せず）に立設された固定盤（図示せず）に取り付けられている。また、固定金型２は、基材層射出ユニット１６から射出された基材層樹脂８ｂが金型キャビティ９ａ内に向けて流動する基材層樹脂流路８ｃと、この基材層樹脂流路８ｃの金型キャビティ９ａ内に連通されるゲート部分に設けられたゲートバルブ（樹脂遮断開放切替弁）８ｄと、第１射出ユニット１７から射出された第１樹脂９ｂが金型キャビティ拡張部９０ａ内に向けて流動する第１樹脂流路９ｃと、この第１樹脂流路９ｃの金型キャビティ拡張部９０ａ内に連通されるゲート部分に設けられたゲートバルブ（樹脂遮断開放切替弁）９ｄと、第２射出ユニット１８から射出された第２樹脂１０ｂが、金型キャビティ拡張部９０ａ内に向けて流動する第２樹脂流路１０ｃと、この第２樹脂流路１０ｃの金型キャビティ拡張部９０ａ内に連通されるゲート部分に設けられたゲートバルブ１０ｄとを有している。可動金型４は、可動盤（図示せず）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（以下、型開閉方向という）に移動可能に配置されている。尚、本実施例１において、基材層樹脂流路８ｃ、第１樹脂流路９ｃ及び第２樹脂流路１０ｃは、すべてホットランナーで構成されているものとする。

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ことができる。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り、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。

本実施例１においては、型締めにより、固定金型２及び可動金型４の間に形成される金型キャビティ９ａに対して、金型を型開きさせ、同金型キャビティ９ａ内で成形された基材層９ｇ及び可動金型４の間に新たに形成される空間を、その型開き量に依らず、金型キャビティ拡張部９０ａと呼称するものとする。また、この金型キャビティ拡張部９０ａ内で成形させる成形体を、射出充填させる樹脂に依らず、サンドイッチ成形部９ｈと呼称するものとする。

実施例１に係る射出成形方法は、図１（ａ）に示すように、型締めにより、固定金型２及び可動金型４との間に形成される金型キャビティ９ａ内に、サンドイッチ成形品９の表層の一部を形成する基材層樹脂８ｂを射出充填させて、基材層９ｇを成形する基材成形工程により成形サイクルが開始される。具体的には、可動金型４を図示しない型開閉機構により固定金型２に型閉じさせた後、型締力を付与させる。次に、型締力を付与させた状態において、基材層樹脂流路８ｃのゲートバルブ８ｄを開放させて、基材層射出ユニット１６から基材層樹脂流路８ｃを介して、非発泡性の基材層樹脂８ｂを金型キャビティ９ａに射出充填させる。このまま、金型キャビティ９ａ内の基材層樹脂８ｂを冷却固化させ、金型キャビティ９ａ内で基材層９ｇを成形させる。

基材成形工程による基材層９ｇの成形は、一般的な射出成形方法によるため、詳細な説明は省略するが、金型キャビティ９ａ内が基材層樹脂８ｂで略１００％満たされる、所謂、フルパック状態で行われる。また、基材成形工程において、必要あれば、射出圧縮方法や射出プレス成形方法、あるいは、基材層樹脂８ｂを発泡性の樹脂とし、可動金型４を微小型開きさせて、金型キャビティ９ａ内に射出充填させた基材層樹脂８ｂを発泡させる拡張発泡成形方法を行っても良い。後述するように、最初に成形される基材層樹脂８ｂからなる基材層９ｇには、サンドイッチ成形部９ｈが積層され、サンドイッチ成形品９の表層となるため、サンドイッチ成形部９ｈの表層となる第１樹脂９ｂとの融着（固着）強度が十分に得られる樹脂が採用されることが好ましい。この基材層９ｇは、サンドイッチ成形品９の表面及び裏面（意匠面及び非意匠面）のいずれの面であっても良い。このように、この基材層９ｇをサンドイッチ成形品９の表面及び裏面のいずれかの表層とすることにより、サンドイッチ成形品９において、表層の厚みが部分的に、すなわち、表面と裏面とで異なるように成形することができる。

また、本実施例１においては、説明及び図を簡単にするため、基材層９ｇを平板状とし、且つ、後述するサンドイッチ成形部９ｈが、型開閉方向と直交する面全体に積層されるものとしたが、当然ながら、実際の成形において、基材層９ｇが、固定金型２側及び可動金型４の少なくとも一方の側に凹凸を有する所定の形状であっても良い。更に、図１０に示すように、基材層９ｇが、サンドイッチ成形品の表側面及び裏面側のいずれか一方の面の部分的な厚肉の表層、例えば、取付部位等となるような形状であっても良い。このように、サンドイッチ成形部９ｈに対して、基材層９ｇの配置や形状に特に制約はなく、サンドイッチ成形品の表側と裏側とだけでなく、基材層９ｇをサンドイッチ成形品の表層の一部とすることにより、任意で、表層の厚みを部分的に異なるように成形することができる。

本実施例１の説明に戻る。基材成形工程後、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から距離α（アルファ）型開きさせ、固定金型２側に保持させた基材層９ｇ及び可動金型４の間に、金型キャビティ拡張部９０ａを形成させる。この金型キャビティ第１拡張工程において、第１樹脂流路９ｃのゲートバルブ９ｄと、第２樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄとが、金型キャビティ拡張部９０ａ内に開放可能な状態となる（金型キャビティ第１拡張工程）。

本実施例１においては、基材成形工程後、基材層９ｇを固定金型２に保持させた状態で金型キャビティ第１拡張工程を行うものとしたが、基材層９ｇを可動金型４に保持させた状態で金型キャビティ第１拡張工程を行っても良い。この場合、金型キャビティ拡張部９０ａは、可動金型４側に保持された基材層９ｇ及び固定金型２の間に形成され、第１樹脂流路９ｃのゲートバルブ９ｄと、第２樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄとが、金型キャビティ拡張部９０ａ内に開放可能に配置される。そして、金型キャビティ９ａ及び金型キャビティ拡張部９０ａの重複位置に、これらのゲートバルブが配置される場合は、基材成形工程における金型キャビティ９ａ内への基材層樹脂８ｂの射出充填時に、これらのゲートバルブを閉じ、それぞれの樹脂流路への基材層樹脂８ｂの逆流を防止する。

本実施例１の説明に戻る。金型キャビティ第１拡張工程の後、図１（ｃ）に示すように、第１樹脂流路９ｃのゲートバルブ９ｄを開放させて、第１射出ユニット１７から第１樹脂流路９ｃを介して、第１樹脂９ｂを金型キャビティ拡張部９０ａ内に射出充填させる（第１射出充填工程）。この第１射出充填工程は、前述したサンドイッチ成形部９ｈの表層のなる第１樹脂９ｂを射出充填させる工程である。第２樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄは閉じられており、金型キャビティ拡張部９０ａ内に射出充填させた第１樹脂９ｂが第２樹脂流路１０ｃに逆流することはない。尚、この第１射出充填工程は、金型キャビティ第１拡張工程の後ではなく、金型キャビティ第１拡張工程による金型キャビティ拡張部９０ａの容積拡張に連動させて行わせても良い。また、この金型キャビティ第１拡張工程中及び同工程後において、第１射出充填工程の間、可動金型４には第１射出充填工程による射出圧力に対抗する型締力が維持される。

ここで、金型キャビティ第１拡張工程における型開き量である距離αは、この金型キャビティ第１拡張工程の距離αの型開き動作において形成される金型キャビティ拡張部９０ａが、第１射出充填工程により、金型キャビティ拡張部９０ａに射出充填される第１樹脂９ｂで略１００％満たされる値とする。すなわち、第１射出充填工程も、金型キャビティ拡張部９０ａ内が第１樹脂９ｂで略１００％満たされるフルパック状態で行われる。これにより、金型キャビティ拡張部９０ａに射出充填させた第１樹脂９ｂ（サンドイッチ成形部９ｈ）は、図３（ａ）に示すように、金型キャビティ拡張部９０ａの意匠（金型内面）との接触面（外周面）及び基材層９ｇとの接触面に形成されるスキン層９ｅと、その内部がまだ溶融状態の溶融層９ｆで構成される状態となる。

また、基材成形工程に連続する第１射出充填工程において、基材層９ｇに連続する金型キャビティ拡張部９０ａに、サンドイッチ成形部９ｈの表層用樹脂として射出充填させる第１樹脂９ｂに対して、先に説明したように、基材層９ｇを形成する基材層樹脂８ｂに、第１樹脂９ｂとの融着（固着）強度が十分に得られる樹脂を採用することにより、基材層９ｇとサンドイッチ成形部９ｈとの融着（固着）性に問題はない。更に、第１射出充填工程後のサンドイッチ成形部９ｈの冷却固化収縮を鑑み、第１射出充填工程では、金型キャビティ拡張部９０ａの容積より、少なくとも冷却固化収縮分だけ多く第１樹脂９ｂを射出充填させる方が、基材層９ｇとサンドイッチ成形部９ｈのスキン層９ｅとの融着（固着）強度、及び、サンドイッチ成形部９ｈのスキン層９ｅへの高い転写性を確保する上で好ましい。

次に、第１射出充填工程の完了後に、図２（ａ）に示すように、金型キャビティ拡張部９０ａの容積を、金型キャビティ９ａの容積と合わせて製品容積になるまで拡張させる（金型キャビティ第２拡張工程）。具体的には、図１（ｃ）に示す状態（型開き量：距離α）から、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、更に距離β（ベータ）まで型開きさせる。そして、この金型キャビティ第２拡張工程の開始後に、第２樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄを開放させ、第２射出ユニット１８から第２樹脂流路１０ｃを介して、内層を形成する非発泡性の第２樹脂１０ｂをサンドイッチ成形部９ｈ内に射出充填させる（第２射出充填工程）。この第２射出充填工程の開始時における内層用の第２樹脂１０ｂの流動状態を図３（ｂ）に示す。

金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程は、金型キャビティ第２拡張工程に連動させて、すなわち、金型キャビティ拡張部９０ａの容積拡張率に連動させて、第２射出充填工程において射出充填させる内層用の第２樹脂１０ｂの射出充填量が制御されても良い。また、逆に、第２射出充填工程に連動させて、すなわち、内層用の第２樹脂１０ｂの射出充填量に連動させて、金型キャビティ第２拡張工程における金型キャビティ拡張部９０ａの容積拡張率が制御されても良いし、双方が連動するように制御され、第２射出充填工程による第２樹脂１０ｂの射出充填がフルパック状態で行われれば良い。また、この金型キャビティ第２拡張工程中及び同工程後において、第２射出充填工程の間、可動金型４には、第２射出充填工程による射出圧力に対抗する型締力が維持される。

このように、金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程が連動制御されることにより、第２樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄと、金型キャビティ拡張部９０ａの意匠（金型内面）及び基材層９ｇとの接触面に形成された、サンドイッチ成形部９ｈのスキン層９ｅとを密着させた状態を維持させることができる。これにより、ゲートバルブ１０ｄ部分及びサンドイッチ成形部９ｈのスキン層９ｅにおける樹脂反転不良の発生を防止しつつ、表層用の第１樹脂９ｂのスキン層９ｅを内層用の第２樹脂１０ｂの射出圧力により貫通させて、同樹脂を第１樹脂９ｂ内に射出充填させることができる。更に、金型キャビティ拡張部９０ａの容積拡張により、第１樹脂９ｂ内への第２樹脂１０ｂの射出充填抵抗を、金型キャビティ内における溶融樹脂の自由流動と同程度まで軽減させることができ、サンドイッチ成形部９ｈの容積に対する内層用の第２樹脂１０ｂの充填比率の向上を図ることができる。

また、サンドイッチ成形部９ｈの外周面に形成されたスキン層９ｅは、金型キャビティ拡張部９０ａの意匠（金型内面）や、冷却固化させた基材層９ｇの可動金型４側の面と接触により瞬時に冷却固化された薄い層である。このスキン層９ｅは、サンドイッチ成形部９ｈ内に射出充填させる第２樹脂１０ｂの樹脂反転不良を防止できる強度を有するものの、完全に固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る。そのため、金型キャビティ第２拡張工程における金型キャビティ拡張部９０ａの容積拡張（サンドイッチ成形部９ｈの体積拡張）に追従可能である。一方、サンドイッチ成形部９ｈのスキン層９ｅに連続する、溶融状態部分を含む第１樹脂９ｂ部分は、スキン層９ｅから進行する冷却固化により、最終的には、サンドイッチ成形部９ｈの表層となる。

ここで、第１射出充填工程と同様に、サンドイッチ成形部９ｈの冷却固化収縮を鑑み、金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程の連動制御においては、両工程を略同時に完了させるか、金型キャビティ第２拡張工程の完了後、第２射出充填工程を完了させることが好ましい。また、第２射出充填工程においても、金型キャビティ第２拡張工程後の金型キャビティ拡張部９０ａの容積より、少なくともそれら冷却固化収縮分だけ多く第２樹脂１０ｂを射出充填させる方が、基材層９ｇと、サンドイッチ成形部９ｈのスキン層９ｅとの融着（固着）強度、及び、サンドイッチ成形部９ｈのスキン層９ｅ及び基材層９ｇへの高い転写性を確保する上でより好ましい。

金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程の完了後、図２（ｂ）に示すように、第２樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄを閉じ、金型キャビティ９ａ及び金型キャビティ拡張部９０ａ内の基材層９ｇ及びサンドイッチ成形部９ｈに所定の型締力を付与させた状態で、これらを冷却固化させると、固定金型２側の表層（基材層９ｇ＋サンドイッチ成形部９ｈの表層）と、可動金型４側の表層（サンドイッチ成形部９ｈの表層）との厚みが異なるサンドイッチ成形品９が成形される（製品冷却固化工程）。この製品冷却固化工程の完了後のサンドイッチ成形品９を図３（ｃ）に示す。図の関係上、冷却固化状態の内層用の第２樹脂１０ｂを溶融状態と同じ斜線で示す。

サンドイッチ成形品９の冷却固化が完了した後、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品９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）乃至図２（ｃ）までの工程を繰り返すことにより、固定金型２側の表層（基材層９ｇ＋サンドイッチ成形部９ｈの表層）と、可動金型４側の表層（サンドイッチ成形部９ｈの表層）の厚みが異なるサンドイッチ成形品９を連続して成形させることができる。また、サンドイッチ成形部の容積に対する内層用の第２樹脂の充填比率の向上を図ることができるため、表層を薄く制御するのに好適である。実施例１においては、サンドイッチ成形品９の構成上、基材層９ｇ＋サンドイッチ成形部９ｈの表層で構成される固定金型２側の表層の方が、サンドイッチ成形部９ｈの単一の表層で構成される可動金型４側の表層より厚いサンドイッチ成形品、すなわち、第２樹脂１０ｂからなる内層が、型開閉方向の可動金型４側に偏芯したサンドイッチ成形品となる。

本発明に係る射出成形方法においては、サンドイッチ成形品９の表層を異なる樹脂により形成させることができる。これにより、基材層９ｇからなる表層とサンドイッチ成形部９ｈの表層とに異なる機能を持たせることが可能となる。具体的には、サンドイッチ成形部９ｈの表層側を意匠面とし、軟質系樹脂材料を採用することによりソフト感を付与させる場合に、非意匠面側の表層となる基材層９ｇに同じ軟質系樹脂を使用して、取付剛性を確保することは難しい。しかしながら、非意匠面側の表層となる基材層９ｇに、意匠面側の表層に採用した樹脂よりも、高い剛性を有する樹脂を採用すれば、非意匠面側の表層の厚肉化を抑えながら、必要な取付剛性を確保することが可能となる。また、サンドイッチ成形品において、表層の一部の色を変えたい場合、基材層９ｇに、サンドイッチ成形部９ｈの表層と同種類の樹脂であっても色違いの樹脂を採用すれば、サンドイッチ成形品の表裏が色違い、あるいは、図１０に示すように、サンドイッチ成形品の表裏いずれかの面が部分的に色違いのサンドイッチッチ成形品が成形できる。同様に、表層の一部の機能を変えたい場合、基材層９ｇに、サンドイッチ成形部９ｈの表層と異なる機能を有する樹脂を採用すれば、サンドイッチ成形品の表裏が、あるいは、図１０に示すように、サンドイッチ成形品の表裏いずれかの面が、部分的に異なる機能を有するサンドイッチッチ成形品、例えば、表層の一部にのみ、すべり止め機能や、静電気防止の導通性等の機能を持たせたサンドイッチ成形品の成形が可能である。

また、基材成形工程、第１射出充填工程及び第２射出充填工程における射出充填がフルパック状態で行われるため、このサンドイッチ成形品９の表層は、表裏両面（固定金型２側及び可動金型４側）共に、金型キャビティ９ａの意匠の高い転写性が確保され、表層用の第１樹脂９ｂ内へ内層用の第２樹脂１０ｂを射出充填させる際の樹脂反転不良の発生も防止できる。更に、表層用の第１樹脂９ｂ及び内層用の第２樹脂１０ｂはそれぞれ独立したゲート（ゲートバルブ）から金型キャビティ９ａや金型キャビティ拡張部９０ａ内に射出充填させるため、２種類の樹脂を層流にするミキシングノズル等が不要であり、内層用の第２樹脂１０ｂの射出圧力で、表層用の第１樹脂９ｂのスキン層９ｅを貫通させるため、内層用の第２樹脂１０ｂ用の特殊なゲート構造やゲートバルブ等も不要である。したがって、これらゲート部やゲート部に連通する樹脂流路の配置の制約が少なく、金型の設計が容易となる。

次に、図４及び図５を参照しながら、本発明の実施例２に係る射出成形方法を説明する。図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、実施例２に係る射出成形方法の金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程を示す金型の概略断面図である。図４（ａ）が金型キャビティ第２拡張工程、図４（ｂ）が第２射出充填工程の開始時、図４（ｃ）が第２射出充填工程の完了時を示す。図５（ａ）乃至図５（ｅ）は、実施例２に係る射出成形方法の金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程他の各成形工程中のサンドイッチ成形品を示す概略断面図である。図５（ａ）が第１射出充填の完了後のサンドイッチ成形品、図５（ｂ）が金型キャビティ第２拡張工程中のサンドイッチ成形品、図５（ｃ）が第２射出充填工程開始時のサンドイッチ成形品、図５（ｄ）が第２射出充填工程の完了時のサンドイッチ成形品、図５（ｅ）が製品冷却工程の完了後のサンドイッチ成形品を示す。
を示す。

実施例２に係る射出成形方法が実施例１に係る射出成形方法と異なる点は、第１樹脂が発泡性の樹脂である点と、この点に起因して、金型キャビティ第１拡張工程及び第２射出充填工程の実施タイミングが若干異なる点である。これらの点以外は、実施例１に係る射出成形方法と基本的に同じであるため、その詳細な説明は省略、又は、実施例１を引用して説明し、相違点についてのみ詳細に説明する。また、金型及び射出成形機においても、非発泡性の第１樹脂９ｂが発泡性の第１樹脂９ｂ’に変更される以外は実施例１において説明したものと基本的に同じものを用いることができるため、説明を省略する。尚、この非発泡性の第１樹脂９ｂ及び発泡性の第１樹脂９ｂ’の差異に起因して、実施例１の説明と区別する対象については、実施例１と同じ符号に”’（アポストロフィ）”を付して区別するものとする。

ここで、本実施例２においては、第１樹脂９ｂ’が化学発泡剤を含む発泡性の樹脂であることを前提に説明する。第１樹脂９ｂ’が物理発泡剤を含む発泡性の樹脂であっても良いが、その場合、表層用の第１樹脂９ｂ’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。

実施例２に係る射出成形方法は、まず、実施例１に係る射出成形方法と同様の方法により基材成形工程を行い、金型キャビティ９ａ内で基材層９ｇを成形させる。また、同じく、実施例１と同様の方法により、金型キャビティ第１拡張工程及び第１射出充填工程を行い、固定金型２側に保持させた基材層９ｇ及び可動金型４の間に金型キャビティ拡張部９０ａを形成させ、第１射出ユニット１７から、発泡性の第１樹脂９ｂ’を金型キャビティ拡張部９０ａ内に射出充填させる（第１射出充填工程）。これら工程の説明及び図示は省略する。

ここで、一般的なサンドイッチ成形品の射出成形方法では、発泡セルのスキン層への表出等の問題で、表層用に発泡性の樹脂材料は採用されることが少ない。同様に、表層の一部となる基材層９ｇを成形させる基材成形工程において、あえて発泡性の樹脂を採用する必然性はない。しかしながら、実施例１と同様に、基材成形工程における基材層樹脂８ｂの射出充填をフルパック状態で行わせることにより、例え、基材層樹脂８ｂが発泡性の樹脂であっても、金型キャビティ９ａ内に射出充填させた基材層樹脂８ｂ（基材層９ｇ）の略全面に型締力を略均一に付与させて、基材層樹脂８ｂ内での発泡セルの発生及びスキン層形成時における発泡セルのスキン層への表出を抑制させ、発泡性の樹脂であっても、非発泡性の樹脂と同様に、表層用の樹脂として採用することができる。また、基材成形工程において、所定の型締力を付与させた状態で冷却固化させれば、発泡ガスは基材層９ｇ内に圧縮状態で封じ込められ、発泡ガスや発泡セルが成形後の基材層９ｇから表出する虞はない（未発泡状態のまま冷却固化される）。また、本実施例２においては、基材層９ｇを発泡層のない成形体（表層）としたが、実施例１において説明したように、基材層成形工程において、基材層樹脂８ｂを発泡させる拡張発泡成形方法を行って、基材層９ｇを、発泡層を内包する発泡成形体（表層）とすることも可能である。一方、上記のような、発泡性の樹脂を採用したフルパック状態での射出充填は、サンドイッチ成形部９ｈ’の表層に発泡性の第１樹脂９ｂ’を採用する場合にも有効である。

すなわち、第１射出充填工程においても、金型キャビティ拡張部９０ｃへの発泡性の第１樹脂９ｂ’の射出充填をフルパック状態で行わせるため、金型キャビティ拡張部９０ｃ内の第１樹脂９ｂ’（サンドイッチ成形部９ｈ’）内での発泡セルの発生及びスキン層９ｅ’形成時における発泡セルのスキン層９ｅ’への表出を抑制させることができる。そのため、図５（ａ）に示すように、第１射出充填工程の完了後、サンドイッチ成形部９ｈ’は、発泡セルが表出していないスキン層９ｅ’と、その内部が、発泡セルの発生が抑制された、まだ溶融状態の第１樹脂９ｂ’とで構成される状態である。

本実施例２の第１射出充填工程における、第１樹脂９ｂ’内での発泡セルの発生及び発泡セルのスキン層９ｅ’への表出をより確実に抑制させるため、金型キャビティ９ａや金型キャビティ拡張部９０ｃ内を、空気、窒素等の加圧ガスを注入することにより、発泡性の第１樹脂９ｂ’の発泡膨張圧力以上の圧力で予め与圧させ、その後、発泡性の第１樹脂９ｂ’を射出充填させる、所謂、ガス・カウンター・プレッシャー法を併用して採用しても良い。

次に、図４（ａ）に示すように、第１射出充填工程の開始後（すなわち、第１射出充填工程の途中、又は、第１射出充填工程の完了後）に、金型キャビティ拡張部９０ａの容積を、金型キャビティ９ａの容積と合わせて製品容積になるまで拡張させ、金型キャビティ拡張部９０ａ内の、溶融状態の発泡性の第１樹脂９ｂ’（サンドイッチ成形部９ｈ’）を発泡させる（金型キャビティ第２拡張工程）。具体的には、実施例１の図１（ｃ）に示す状態（型開き量：距離α）から、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、更に距離β（ベータ）まで型開きさせる。

この金型キャビティ第２拡張工程により、サンドイッチ成形部９ｈ’のスキン層９ｅ’は、スキン層９ｅ’に連続する、発泡セルの発生が抑制された、まだ溶融状態の第１樹脂９ｂ’側へ冷却固化が進行し、その厚みをわずかに増して（０．１〜０．５ｍｍ程度）、最終的にサンドイッチ成形部９ｈ’の表層となる（未発泡状態）。説明上、以後も、このサンドイッチ成形部９ｈ’の表層をスキン層９ｅ’と呼称する。一方、サンドイッチ成形部９ｈ’のスキン層９ｅ’内部の、発泡セルの発生が抑制された、まだ溶融状態の第１樹脂９ｂ’は、その略全部において発泡セルが発生・成長する。その結果、サンドイッチ成形部９ｈ’は、図５（ｂ）に示すように、金型キャビティ拡張部９０ａの意匠（金型内面）及び基材層９ｇとの接触面に形成されるスキン層９ｅ’（表層）及び同スキン層９ｅ’に連続する、発泡セルを含む発泡層９ｆ’とで構成される状態となる。

次に、第１射出充填工程の完了後で、かつ、金型キャビティ第２拡張工程の開始後（すなわち、金型キャビティ第２拡張工程の途中、又は、金型キャビティ第２拡張工程の完了後）に、図４（ｂ）に示すように、第２樹脂流路１０ｃのゲートバルブ１０ｄを開放させ、第２射出ユニット１８から第２樹脂流路１０ｃを介して、内層を形成する非発泡性の第２樹脂１０ｂをサンドイッチ成形部９ｈ’（表層用の第１樹脂９ｂ’）内に射出充填させる（第２射出充填工程）。この第２射出充填工程の開始時における内層用の第２樹脂１０ｂの流動状態を図５（ｃ）に示す。

ここで、本実施例２に係る射出成形方法の第１射出充填工程及び金型キャビティ第２拡張工程において成形させたサンドイッチ成形部９ｈ’内の発泡層９ｆ’は、実施例１に係る射出成形方法の第１射出充填工程において、フルパック状態で金型キャビティ拡張部９０ａ内に射出充填させた非発泡性の第１樹脂９ｂに対して、その強度及び密度が低い。そのため、図５（ｃ）にも示すように、サンドイッチ成形部９ｈ’のスキン層９ｅ’をその射出圧力で貫通させた内層用の第２樹脂１０ｂは、そのまま、その射出圧力と樹脂流動により、発泡層９ｆ’内の発泡セル内の発泡ガスを圧縮しながら、発泡セル内に充填され、又は、発泡層９ｆ’の強度及び密度が低い部位から順次、発泡セルを破壊しながら、第１樹脂９ｂ’に代わって置換されていく。一方、サンドイッチ成形部９ｈ’のスキン層９ｅ’が、その厚みをわずかに増してサンドイッチ成形部９ｈ’の表層（未発泡状態）となることは先に説明したとおりである。

この、発泡層９ｆ’が内層用の第２樹脂１０ｂに置換される工程をもう少し詳細に説明する。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。

先に説明した第２射出充填工程においては、このような発泡層９ｆ’内の発泡セル内の発泡ガス圧力と、内層用の第２樹脂１０ｂの射出充填圧力との大きな圧力差により、第２樹脂１０ｂのサンドイッチ成形部９ｈ’内への射出充填時に、発泡セル内の発泡ガスがその射出充填抵抗を増加させる要因となることはなく、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、内層用の第２樹脂１０ｂ内に残留する。また、ごく一部が、破壊された発泡セルの残骸と共に、第２樹脂１０ｂ中に再融解され、第２樹脂１０ｂ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。

その結果、使用する樹脂の組み合わせや、製品形状及び成形条件により、図５（ｄ）に示すように、サンドイッチ成形部９ｈ’の発泡層９ｆ’の容積（発泡層９ｆ’が発泡層でない溶融層である場合に対する、発泡層９ｆ’の発泡セルによる密度低下分、又は、発泡倍率分）を略完全に、内層用の第２樹脂１０ｂに置換させることが可能となる。そのため、発泡層９ｆ’の容積（密度低下分、又は、発泡倍率分）から、サンドイッチ成形部９ｈ’の未発泡部分の容積、すなわち、サンドイッチ成形部９ｈ’の表層の厚みを所定精度で制御することが可能になる。一方、サンドイッチ成形品９’の表面及び裏面のいずれ一方の表層となる基材層９ｇは、型開閉方向の固定金型２側に、任意の形状で、且つ、任意の肉厚で成形させることが可能であるため、本実施例２に係る射出成形方法においては、サンドイッチ成形品において、表層の厚みが部分的に異なるように成形することができるだけでなく、それぞれの表層の厚みを所定精度で制御することが可能となる。

また、サンドイッチ成形部９ｈ’の発泡層９ｆ’の容積を略完全に、内層用の第２樹脂１０ｂに置換させることが困難で、サンドイッチ成形部９ｈ’の表層が、未発泡の第１樹脂９ｂ’及び発泡層９ｆ’の外周面部分の一部が混在する場合であっても、発泡層９ｆ’の容積から、サンドイッチ成形部９ｈ’の表層の厚みを所定精度で推測することは可能である。

金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程の完了後、図４（ｃ）に示すように、金型キャビティ９ａ及び金型キャビティ拡張部９０ａ内の基材層９ｇ及びサンドイッチ成形部９ｈ’に所定の型締力を付与させた状態で、これらを冷却固化させると、サンドイッチ成形品９’が成形される（製品冷却固化工程）。この製品冷却固化工程の完了後のサンドイッチ成形品９’を図５（ｅ）に示す。図の関係上、冷却固化状態の内層用の第２樹脂１０ｂを溶融状態と同じ斜線で示す。

サンドイッチ成形品９’の冷却固化が完了した後、図示はしていないが、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品９’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１と同様の基材成形工程、金型キャビティ第１拡張工程及び第２射出充填工程の後、図４（ａ）乃至図４（ｃ）に至る工程を繰り返すことにより、固定金型２側の表層（基材層９ｇ＋サンドイッチ成形部９ｈ’の表層）と、可動金型４側の表層（サンドイッチ成形部９ｈ’の表層）の厚みが異なるサンドイッチ成形品９’を連続して成形させることができる。

このように、実施例２に係る射出成形方法は、第２射出充填工程において、強度及び密度が低い、サンドイッチ成形部９ｈ’の発泡層９ｆ’に内層用の第２樹脂１０ｃを射出充填させるため、実施例１のように、表層用に非発泡性の第１樹脂９ｂを採用した場合に対して、内層用の第２樹脂１０ｃの射出充填抵抗を更に低下させることができる。これにより、内層用の第２樹脂１０ｃによる樹脂反転不良を防止しつつ、サンドイッチ成形部９ｈ’の容積に対する内層用の第２樹脂１０ｃの充填比率の更なる向上を図ることができるため、表層を薄く制御するのに更に好適である。また、サンドイッチ成形品の表面と裏面とで、それぞれの表層の厚みが異なるように成形することができるだけでなく、それぞれの表層の厚みを所定精度で制御することが可能となる。

次に、図６及び図７を参照しながら、本発明の実施例３に係る射出成形方法を説明する。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施例３に係る射出成形方法の金型キャビティ第２拡張工程、第２射出充填工程及び金型キャビティ第３拡張工程を示す金型の概略断面図である。図６（ａ）が金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程の完了時、図６（ｂ）が金型キャビティ第３拡張工程を示す。図７（ａ）乃至図７（ｃ）は、実施例３に係る射出成形方法の金型キャビティ第２拡張工程、第２射出充填工程及び金型キャビティ第３拡張工程他の各成形工程中のサンドイッチ成形品を示す概略断面図である。図７（ａ）が金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程完了時のサンドイッチ成形品、図７（ｂ）が金型キャビティ第３拡張工程中のサンドイッチ成形品、図７（ｃ）が製品冷却工程の完了後のサンドイッチ成形品を示す。

実施例３に係る射出成形方法が実施例１に係る射出成形方法と異なる点は、第２樹脂が発泡性の樹脂である点と、この点に起因して、第２射出充填工程の開始後に、金型キャビティ拡張部を更に所定量だけ拡張させる金型キャビティ第３拡張工程を備える点である。これらの点以外は、実施例１に係る射出成形方法と基本的に同じであるため、その詳細な説明は省略、又は、実施例１を引用して説明し、相違点についてのみ詳細に説明する。また、金型及び射出成形機においても、非発泡性の第２樹脂１０ｂが発泡性の第２樹脂１０ｂ’に変更される以外は実施例１において説明したものと基本的に同じものを用いることができるため、説明を省略する。尚、この非発泡性の第２樹脂１０ｂ及び発泡性の第２樹脂１０ｂ’の差異に起因して、実施例１の説明と区別する対象については、実施例１と同じ符号に”’（アポストロフィ）”を付して区別するものとする。

ここで、本実施例３においては、第２樹脂１０ｂ’が化学発泡剤を含む発泡性の樹脂であることを前提に説明する。第２樹脂１０ｂ’が物理発泡剤を含む発泡性の樹脂であっても良いが、その場合、表層用の第２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。

実施例３に係る射出成形方法は、まず、実施例１に係る射出成形方法と同様の方法により基材成形工程を行い、金型キャビティ９ａ内で基材層９ｇを成形させる。また、同じく、実施例１と同様の方法により、金型キャビティ第１拡張工程及び第１射出充填工程を行い、固定金型２側に保持させた基材層９ｇ及び可動金型４の間に金型キャビティ拡張部９０ａを形成させ、再び、第１射出ユニット１７から、非発泡性の第１樹脂９ｂを金型キャビティ拡張部９０ａ内に射出充填させる（第１射出充填工程）。これら工程の説明及び図示は省略する。

次に、実施例１と同様の方法により、金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程を連動制御にて行わせる。ここで、本実施例３の金型キャビティ第２拡張工程においては、金型キャビティ拡張部９０ａの容積を、金型キャビティ９ａの容積と合わせて製品容積になるまで拡張させず、製品容積未満までの拡張に留める。この時の型開き量をβ’（β’＜β）とする。このようにして、図６（ａ）に示すように、金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程を完了させる。図６（ａ）は、本実施例３において、実施例１の図２（ｂ）に相当する状態である。

尚、実施例１と同様に、金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程が連動制御され、第２射出充填工程による第２樹脂１０ｂ’の射出充填がフルパック状態で行われるため、サンドイッチ成形部９ｈ’内に射出充填させた内層用の第２樹脂１０ｂ’は、この段階においては未発泡状態である。金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程の完了時のサンドイッチ成形品９’（基材部９ｇ＋サンドイッチ成形部９ｈ’）を図７（ａ）に示す。図７（ａ）は、本実施例３において、実施例１の図３（ｂ）に示す、内層用の第２樹脂１０ｂをサンドイッチ成形部内に射出充填する第２射出充填工程の開始状態が進行し、同工程が完了した状態に相当する。

次に、図６（ｂ）に示すように、第２射出充填工程の開始後（すなわち、第２射出充填工程の途中、又は、第２射出充填工程の完了後）に、金型キャビティ拡張部９０ａの容積を、金型キャビティ９ａの容積と合わせて製品容積になるまで拡張させ、サンドイッチ成形部９ｈ’内の発泡性の第２樹脂１０ｂ’を発泡させる（金型キャビティ第３拡張工程）。具体的には、図６（ａ）に示す状態（型開き量：距離β’）から、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、更に距離β（ベータ）まで型開きさせる。これにより、サンドイッチ成形部９ｈ’は、図７（ｂ）に示すように、金型キャビティ拡張部９０ａの意匠（金型内面）及び基材層９ｇとの接触面に形成されるスキン層９ｅ及び同スキン層９ｅに連続する、冷却固化が進行中の、溶融状態部分を含む第１樹脂９ｂと、発泡セルを含む発泡層１０ｆ’とで構成される状態となる。

金型キャビティ第３拡張工程の完了後、図示はしていないが、金型キャビティ９ａ及び金型キャビティ拡張部９０ａ内の基材層９ｇ及びサンドイッチ成形部９ｈ’に所定の型締力を付与させた状態で、これらを冷却固化させると、サンドイッチ成形品９’が成形される（製品冷却固化工程）。この製品冷却固化工程の完了後のサンドイッチ成形品９’を図７（ｃ）に示す。図の関係上、冷却固化状態の内層用の第２樹脂１０ｂ’の発泡層１０ｆ’を発泡時と同じ表記で示す。

サンドイッチ成形品９’の冷却固化が完了した後、図示はしていないが、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品９’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１と同様の基材成形工程、金型キャビティ第１拡張工程、及び第１射出充填工程、金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程の後、図６（ａ）及び図６（ｂ）に至る工程を繰り返すことにより、固定金型２側の表層（基材層９ｇ＋サンドイッチ成形部９ｈ’の表層）と、可動金型４側の表層（サンドイッチ成形部９ｈ’の表層）の厚みが異なり、且つ、内層が発泡層１０ｆ’（第２樹脂１０ｂ’）から成るサンドイッチ成形品９’を連続して成形させることができる。

このように、実施例３に係る射出成形方法は、内層用の第２樹脂に発泡性の樹脂を採用し、第２射出充填工程の開始後に、金型キャビティ第３拡張工程を行わせることにより、サンドイッチ成形品の表面と裏面とで、それぞれの表層の厚みが異なるように成形することができるだけでなく、内層を発泡層とすることができる。このようなサンドイッチ成形品は、実施例１及び実施例２に係る射出成形方法により成形させるサンドイッチ成形品より、更に軽量化等、発泡層の機能を有する機能を必要とする場合に好適である。

次に、図８及び図９を参照しながら、本発明の実施例４に係る射出成形方法を説明する。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、実施例４に係る射出成形方法の金型キャビティ第２拡張工程、第２射出充填工程及び金型キャビティ第３拡張工程を示す金型の概略断面図である。図８（ａ）が金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程の完了時、図８（ｂ）が金型キャビティ第３拡張工程を示す。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施例４に係る射出成形方法の金型キャビティ第２拡張工程、第２射出充填工程及び金型キャビティ第３拡張工程の各成形工程中のサンドイッチ成形品を示す概略断面図である。図９（ａ）が金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程完了時のサンドイッチ成形品、図９（ｂ）が金型キャビティ第３拡張工程中のサンドイッチ成形品を示す。

実施例４に係る射出成形方法が実施例１に係る射出成形方法と異なる点は、第１樹脂及び第２樹脂が共に発泡性の樹脂である点と、この点に起因して、第２射出充填工程の開始後に、金型キャビティ拡張部を更に所定量だけ拡張させる金型キャビティ第３拡張工程を備える点である。すなわち、実施例４に係る射出成形方法は、実施例２に係る射出成形方法において、第２樹脂に発泡性の樹脂を採用し、第２射出充填工程の開始後に、金型キャビティ拡張部を更に所定量だけ拡張させる金型キャビティ第３拡張工程を行うものである。

よって、これらの点以外は、実施例２に係る射出成形方法及び実施例３に係る射出成形方法の金型キャビティ第３拡張工程と基本的に同じであるため、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。また、金型及び射出成形機においても、非発泡性の第２樹脂１０ｂが発泡性の第２樹脂１０ｂ’に変更される以外は実施例２において説明したものと基本的に同じものを用いることができるため、説明を省略する。尚、この非発泡性の第２樹脂１０ｂ及び発泡性の第２樹脂１０ｂ’の差異に起因して、実施例２の説明と区別する対象については、実施例２と同じ符号に”’（アポストロフィ）”を付して区別するものとする。

実施例４に係る射出成形方法も、まず、実施例２に係る射出成形方法と同様の方法により基材成形工程を行い、金型キャビティ９ａ内で基材層９ｇを成形させる。また、同じく、実施例２と同様の方法により、金型キャビティ第１拡張工程及び第１射出充填工程を行い、固定金型２側に保持させた基材層９ｇ及び可動金型４の間に金型キャビティ拡張部９０ａを形成させ、再び、第１射出ユニット１７から、発泡性の第１樹脂９ｂ’を金型キャビティ拡張部９０ａ内に射出充填させる（第１射出充填工程）。これら工程の説明及び図示は省略する。

次に、実施例２と同様の方法により、第１射出充填工程の開始後（すなわち、第１射出充填工程の途中、又は、第１射出充填工程の完了後）に、金型キャビティ拡張部９０ａの容積を拡張させ、金型キャビティ拡張部９０ａ内の発泡性の第１樹脂９ｂ’を発泡させる。ここで、本実施例４の金型キャビティ第２拡張工程においては、金型キャビティ拡張部９０ａの容積を、金型キャビティ９ａの容積と合わせて製品容積になるまで拡張させず、製品容積未満までの拡張に留める。この時の型開き量をβ’（β’＜β）とする。

次に、実施例２と同様も方法により、第１射出充填工程の完了後で、かつ、金型キャビティ第２拡張工程の開始後（すなわち、金型キャビティ第２拡張工程の途中、又は、金型キャビティ第２拡張工程の完了後）に、第２射出ユニット１８から内層を形成する発泡性の第２樹脂１０ｂ’をサンドイッチ成形部９ｈ’（表層用の第１樹脂９ｂ’）内に射出充填させる（第２射出充填工程）。このようにして、図８（ａ）に示すように、金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程を完了させる。図８（ａ）は、本実施例３において、実施例２の図４（ｃ）に相当する状態である。

尚、実施例２と同様に、第２射出充填工程による第２樹脂１０ｂ’の射出充填がフルパック状態で行われるため、サンドイッチ成形部９ｈ’内に射出充填させた内層用の第２樹脂１０ｂ’は、この段階においては未発泡状態である。金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程の完了時のサンドイッチ成形品９（基材部９ｇ＋サンドイッチ成形部９ｈ’）を図９（ａ）に示す。

次に、図８（ｂ）に示すように、第２射出充填工程の開始後（すなわち、第２射出充填工程の途中、又は、第２射出充填工程の完了後）に、サンドイッチ成形部９ｈ’内の発泡性の第２樹脂１０ｂ’を発泡させる（金型キャビティ第３拡張工程）。具体的には、実施例３における金型キャビティ第３拡張工程と基本的に同じため、詳細な説明は省略する。金型キャビティ第３拡張工程中のサンドイッチ成形部９ｈ’は、図９（ｂ）に示すように、金型キャビティ拡張部９０ａの意匠（金型内面）及び基材層９ｇとの接触面に形成されるスキン層９ｅ’と、発泡セルを含む発泡層１０ｆ’とで構成される状態となる。実施例２で説明したように、金型キャビティ第２拡張工程において、このスキン層９ｅ’は、その厚みをわずかに増してサンドイッチ成形部９ｈ’の表層（未発泡状態）を形成するが、金型キャビティ第３拡張工程における金型キャビティ拡張部９０ａの容積拡張（サンドイッチ成形部９ｈ’の体積拡張）に追従可能である。この金型キャビティ第３拡張工程の完了後、実施例３と同様の工程により、サンドイッチ成形品９’が成形される（製品冷却固化工程）。この製品冷却固化工程の完了後のサンドイッチ成形品９’は、実施例３の図７（ｃ）において、非発泡性の第１樹脂９ｂを発泡性の第１樹脂９ｂ’からなるスキン層９ｅ’（未発泡状態）に読み替えたものと同じため、図示は省略する。

以上説明したように、実施例２と同様の基材成形工程、金型キャビティ第１拡張工程及び第１射出充填工程、金型キャビティ第２拡張工程及び第２射出充填工程の後、図８（ａ）及び図８（ｂ）に至る工程を繰り返すことにより、固定金型２側の表層（基材層９ｇ＋サンドイッチ成形部９ｈ’の表層）と、可動金型４側の表層（サンドイッチ成形部９ｈ’の表層）の厚みが異なり、且つ、内層が発泡層１０ｆ’（第２樹脂１０ｂ’）から成るサンドイッチ成形品９’を連続して成形させることができる。

このように、実施例４に係る射出成形方法は、内層用の第２樹脂に発泡性の樹脂を採用し、第２射出充填工程の開始後に、金型キャビティ第３拡張工程を行わせることにより、サンドイッチ成形品の表面と裏面とで、それぞれの表層の厚みが異なるように成形することができるだけでなく、表層用に発泡性の樹脂を採用することにより、サンドイッチ成形部９ｈ’の容積に対する内層用の第２樹脂１０ｃ’の充填比率の更なる向上を図ることができる。そのため、実施例３と同様に、内層用に発泡性樹脂を採用する場合、実施例３に係る射出成形方法により成形させるサンドイッチ成形品より、更に軽量化等、発泡層の機能を有する機能を必要とする場合に好適である。

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方法で実施できる。例えば、実施例１乃至実施例４に係る射出成形方法において、説明及び図面を簡単にするために、シェアエッジ構造の金型を前提に、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拡張させるものとしたが、金型キャビティの容積を拡張させる手段はこれに限定されるものではなく、金型内可動部の移動動作等、金型キャビティ内の樹脂圧力に対抗して、その容積、拡張速度、容積拡張位置保持力等を任意で制御可能な手段であれば良い。

また、実施例１乃至実施例４に係る射出成形方法において、金型キャビティ第２拡張工程、あるいは、金型キャビティ第３拡張工程により、金型キャビティと合わせた金型キャビティ拡張部の容積が製品容積になるまで拡張させるものとしたが、実施例１及び実施例２に係る射出成形方法のように、金型キャビティ第２拡張工程まで行われる場合は、金型キャビティ第２拡張工程において、また、実施例３及び実施例４に係る射出成形方法のように、金型キャビティ第３拡張工程まで行われる場合は、２回の拡張工程の内、少なくとも一方の拡張工程において、当初設定した容積以上に金型キャビティ拡張部の容積を拡張させて、より多くの樹脂を射出充填、あるいは、発泡させた後、当初設定した容積まで金型キャビティ拡張部の容積を縮小させて、最終的に所望の製品が得られるようにしても良い（金型キャビティ縮小工程）。これにより、サンドイッチ成形品の一方の表層となる基材層のスキン層及び他方の表層となるサンドイッチ成形部のスキン層への、金型キャビティの意匠の転写性を更に向上させたり、サンドイッチ成形部の容積に対する内層用の第２樹脂の充填比率を更に向上させたりすることができる。

２ 固定金型（第１金型）
４ 可動金型（第２金型）
８ｂ 基材層樹脂
９ サンドイッチ成形品
９’ サンドイッチ成形品
９ａ 金型キャビティ
９ｂ 第１樹脂（表層用／非発泡性）
９ｂ’ 第１樹脂（表層用／発泡性）
９ｇ 基材層
１０ｂ 第２樹脂（内層用／非発泡性）
１０ｂ’ 第２樹脂（内層用／発泡性）
９０ａ 金型キャビティ拡張部

Claims (5)

1. 金型キャビティを形成可能な第１金型及び第２金型を用いて、表層と内層とからなるサンドイッチ成形品を成形する射出成形方法であって、
   前記第１金型と前記第２金型とを型締めし、前記金型キャビティに基材層樹脂を射出充填し、基材層を成形する基材成形工程と、
   前記基材成形工程の完了後に、前記基材層を前記第１金型に保持させた状態で、前記金型キャビティを前記第２金型側で所定量だけ拡張させる金型キャビティ第１拡張工程と、
   前記金型キャビティ第１拡張工程の開始後に、前記金型キャビティ第１拡張工程により、前記基材層と前記第２金型との間に形成される金型キャビティ拡張部に、非発泡性の第１樹脂を射出充填し、前記金型キャビティ拡張部を前記第１樹脂で満たす第１射出充填工程と、
   前記第１射出充填工程の完了後に、前記金型キャビティ拡張部を更に所定量だけ拡張させる金型キャビティ第２拡張工程と、
   前記金型キャビティ第２拡張工程の開始後に、前記金型キャビティ拡張部内の前記第１樹脂内に第２樹脂を射出充填する第２射出充填工程とを備え、
   前記金型キャビティ第２拡張工程及び前記第２射出充填工程が連動するように制御され、前記金型キャビティ拡張部が、前記第１樹脂及び前記第２樹脂で満たされた状態を維持させる
   ことを特徴とする射出成形方法。
2. 前記第１金型及び前記第２金型が、それぞれ固定金型及び可動金型であることを特徴とする、請求項１に記載の射出成形方法。
3. 金型キャビティを形成可能な第１金型及び第２金型を用いて、表層と内層とからなるサンドイッチ成形品を成形する射出成形方法であって、
   前記第１金型と前記第２金型とを型締めし、前記金型キャビティに基材層樹脂を射出充填し、基材層を成形する基材成形工程と、
   前記基材成形工程の完了後に、前記基材層を前記第１金型に保持させた状態で、前記金型キャビティを前記第２金型側で所定量だけ拡張させる金型キャビティ第１拡張工程と、
   前記金型キャビティ第１拡張工程の開始後に、前記金型キャビティ第１拡張工程により、前記基材層と前記第２金型との間に形成される金型キャビティ拡張部に、発泡性の第１樹脂を射出充填し、前記金型キャビティ拡張部を前記第１樹脂で満たす第１射出充填工程と、
   前記第１射出充填工程の開始後に、前記金型キャビティ拡張部を更に所定量だけ拡張させ、前記金型キャビティ拡張部内の前記第１樹脂を発泡させる金型キャビティ第２拡張工程と、
   前記第１射出充填工程の完了後で、かつ、前記金型キャビティ第２拡張工程の開始後に、前記金型キャビティ拡張部内の前記第１樹脂内に第２樹脂を射出充填する第２射出充填工程とを備える
   ことを特徴とする射出成形方法。
4. 前記第２樹脂が発泡性樹脂であって、第２射出充填工程の開始後に、前記金型キャビティ拡張部を、また更に所定量だけ拡張させ、前記金型キャビティ拡張部内の前記第１樹脂内に射出充填させた前記第２樹脂を発泡させる金型キャビティ第３拡張工程を備える
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の射出成形方法。
5. 前記金型キャビティの拡張は、射出成形機の型開閉機構による型開閉動作、及び、金型内可動部の移動動作の少なくとも一つにより行われる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の射出成形方法。

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