(57)【要約】【課題】プリフォーム成形体の平面状の裾部を雌型と雄型の合わせ面で挟んで固定してインモールド成形を行う積層成形体の製造方法において、積層されたプリフォーム成形体の皺の発生を抑制する。【解決手段】３次元形状に賦形された本体部と本体部の周囲に連なる裾部とを有するプリフォーム成形体を準備する工程と、キャビティ部に本体部を収容させるようにプリフォーム成形体を配置する工程と、裾部を合わせ面に挟むように型締めする工程と、ゲートからキャビティに溶融樹脂を充填する工程と、を備え、プリフォーム成形体は、ゲートの中心に対向する点Ｇ１からゲートから充填される溶融樹脂が到達する最も遠い点に対応する点Ａまでの長さＬ（Ａ）が、雌型の表面における、ゲートの中心に対向する点Ｇ２から、ゲートから充填される溶融樹脂が到達する最も遠い点に対応する点Ｂまでの長さＬ（Ｂ）対して、短く形成されている積層成形体の製造方法である。【選択図】図１
2018065383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元形状に賦形された本体部と前記本体部の周囲に連なる裾部とを有するプリフォーム成形体を準備する工程と、
コア部を有する雄型と型締めしたときに前記コア部を収容するキャビティ部を有する雌型とを備える射出成形用金型に、該キャビティ部に前記本体部を収容させるように前記プリフォーム成形体を配置する工程と、
前記キャビティ部に前記本体部を収容させた状態で、前記裾部を合わせ面に挟むように前記雌型と前記雄型とを型締めする工程と、
前記雄型に形成された少なくとも一つのゲートから前記キャビティに溶融樹脂を充填することにより、成形される射出成形体と前記プリフォーム成形体とを一体化させる工程と、を備え、
前記プリフォーム成形体は、
前記雌型に面する側の表面における、前記ゲートの中心に対向する点Ｇ１から、前記本体部と前記裾部との境界線上の、前記ゲートから充填される前記溶融樹脂が到達する最も遠い点に対応する点Ａまでの長さＬ（Ａ）が、
前記雌型の表面における、前記ゲートの中心に対向する点Ｇ２から、前記キャビティ部と前記合わせ面との境界線上の、前記ゲートから充填される前記溶融樹脂が到達する最も遠い点に対応する点Ｂまでの長さＬ（Ｂ）に対して、０．５〜１５％短く形成されていることを特徴とする積層成形体の製造方法。
【請求項２】
前記プリフォーム成形体は繊維構造体を含む請求項１に記載の積層成形体の製造方法。
【請求項３】
前記プリフォーム成形体を形成するシートは、８０℃において１１０％以上の破断伸びを有する請求項１または２に記載の積層成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材を成形して得られるプリフォーム成形体を用いて、インモールド成形により積層成形体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
意匠性を有するシート材を成形して得られるプリフォーム成形体を金型のキャビティに配置し、射出成形するインモールド成形が知られている。インモールド成形によれば、意匠性を有するシート材を、射出成形体の表面に一体化した積層成形体を製造することができる。意匠性を有するシート材としては、光沢層やハードコート層で保護され、塗装，転写，グラビア印刷等により絵柄が付与されたフィルムが広く用いられている。
【０００３】
一般的な、プリフォーム成形体を用いてインモールド成形により積層成形体を製造する方法について、図１１を参照して説明する。図１１中、１１はプリフォーム成形体，２ａは雌型，２ｂは雄型，３は射出成形機の射出部本体，３ａはノズル，３ｂはシリンダ，３ｃはインラインスクリュ，４はゲート，５は射出成形体，５ａは溶融樹脂，２０は積層成形体である。
【０００４】
プリフォーム成形体を用いたインモールド成形においては、はじめに、図１１（ａ）に示すように、キャビティ部２ｃを有する雌型２ａとコア部２ｄを有する雄型２ｂとを備える射出成形用金型２の、雌型２ａのキャビティ部２ｃにプリフォーム成形体１１を配置する。そして、図１１（ｂ）に示すように、雌型２ａと雄型２ｂとを型締めする。そして、図１１（ｃ）に示すように、雌型２ａと雄型２ｂとを型締めすることにより形成されるキャビティｃに熱可塑性樹脂の溶融樹脂５ａを充填する。
【０００５】
そして、キャビティｃ内の溶融樹脂５ａを冷却する冷却工程の終了後、図１１（ｄ）に示すように、雌型２ａを後退させて、雌型２ａと雄型２ｂとを型開きすることにより、射出成形体５にプリフォーム成形体１１が一体化された積層成形体２０が得られる。
【０００６】
意匠性を有するフィルムのインモールド成形においては、フィルムの荷重たわみ温度よりも高い温度で溶融樹脂が射出されることにより、溶融樹脂の熱と流動によりフィルムが軟化して延伸されて、射出成形体に一体化されたフィルムに皺が発生することが知られていた。このような皺の発生を抑制する方法として、例えば下記特許文献１は、型閉め状態で、成形品の角部に相当する箇所で金型と接触せずに湾曲するように成形し、また、その端面が成形品の立ち上がり部内面の端縁に相当する箇所で金型に接触するように打ち抜かれたプリフォーム成形体を用いることにより、射出成形体に一体化されたフィルムに皺が発生することが抑制されることが開示されている。
【０００７】
ところで近年、意匠性に加えて柔らかな触感を付与するインモールド成形用のシート材として、フィルムよりも厚い繊維構造体（テキスタイル）を用いた積層成形体が提案されている（例えば、下記特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１０４１１４号公報
【特許文献２】特開平６−３２８４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
加熱プレス成形，真空成形，真空圧空成形等のシート成形法を用いてシート材に３次元形状を賦形することにより、３次元的に賦形され製品本体部になる本体部と、本体部の周囲に連なる平面状の裾部を有するプリフォーム成形体が製造される。本体部の周囲に連なる裾部は通常不要な部分であるために、打ち抜き加工等により裾部を除去され、本体部のみを有するプリフォーム成形体をキャビティに収容し、インモールド成形を行うことが多い。
【００１０】
しかしながら、この方法で金型のキャビティに収容されたプリフォーム成形体は、キャビティ内で位置ずれするという問題があった。このような位置ずれを避けるために、プリフォーム成形体を金型のキャビティ部に両面テープで貼り付けたり、真空吸着させたり、コア部の突起に嵌め込んだりして固定する方法等が用いられている。
【００１１】
本発明者らは、金型のキャビティ部にプリフォーム成形体を固定する方法として、図２に示すように、３次元的に賦形された本体部１ａと本体部１ａの周囲に形成された平面状の裾部１ｂを有するプリフォーム成形体をそのまま用い、本体部１ａをキャビティ部に収容させ、平面状の裾部１ｂを雌型と雄型の合わせ面で挟んで固定することにより、キャビティ内におけるプリフォーム成形体の位置ずれを抑制することを検討した。
【００１２】
しかしながら、平面状の裾部を雌型と雄型との合わせ面に挟んで固定して射出成形を行った場合、溶融樹脂の流動長が長くなる領域の末端付近で、積層成形体に一体化されたプリフォーム成形体に皺が発生しやすくなる傾向があった。
【００１３】
本発明は、このようなプリフォーム成形体の平面状の裾部を雌型と雄型の合わせ面で挟んで固定してインモールド成形を行う積層成形体の製造方法において、積層されたプリフォーム成形体の皺の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、本体部の周囲の裾部を残したプリフォーム成形体を用い、本体部をキャビティに収容させ、裾部を雌型と雄型との合わせ面に挟んで固定してインモールド成形を行う積層成形体の製造方法において、溶融樹脂の流動長が長くなる領域の末端付近に皺が発生しやすくなる原因を検討した。そして、次のようなメカニズムで皺が発生すると考えた。
【００１５】
図６は、積層成形体に皺が発生するメカニズムを説明するための説明図であり、（ａ）から（ｃ）の順に射出成形用金型２に溶融樹脂５ａが充填される様子を経時的に示している。インモールド成形においては、図６（ａ）に示すように、プリフォーム成形体１の本体部１ａの周囲に形成された裾部１ｂは、雌型２ａと雄型２ｂとの合わせ面に挟まれて固定されている。そして、射出成形用金型２のキャビティに収容されたプリフォーム成形体１は、射出成形機のノズル３ａからゲート４を通過して充填される溶融樹脂５ａから熱を受けながら、矢印に示したような流動方向にせん断力を受ける。そのために、プリフォーム成形体１は、溶融樹脂５ａの流動方向に延伸される。
【００１６】
プリフォーム成形体１の本体部１ａの周囲に形成された裾部１ｂが、雌型２ａと雄型２ｂとの合わせ面に挟まれている場合、図６（ｂ）に示すように、溶融樹脂５ａの流動長が長くなる末端付近Ｅにおいて、プリフォーム成形体１の伸びた部分がたるみを生じ始める。そして、図６（ｃ）に示すように、プリフォーム成形体１の伸びてたるんだ部分は完充填時に座屈して皺を発生させる。本発明者らは、このような知見に基づいて、流動長が長くなる領域の末端付近で伸びた部分がたるみを生じないような形状にプリフォーム成形体を設計することにより、皺の発生が抑制された積層成形体が得られることを見出し、本発明に想到した。
【００１７】
すなわち、本発明の一局面は、３次元形状に賦形された本体部と本体部の周囲に連なる裾部とを有するプリフォーム成形体を準備する工程と、コア部を有する雄型と型締めしたときにコア部を収容するキャビティ部を有する雌型とを備える射出成形用金型に、該キャビティ部に本体部を収容させるようにプリフォーム成形体を配置する工程と、キャビティ部に本体部を収容させた状態で、裾部を合わせ面に挟むように雌型と雄型とを型締めする工程と、雄型に形成された少なくとも一つのゲートからキャビティに溶融樹脂を充填することにより、成形される射出成形体とプリフォーム成形体とを一体化させる工程と、を備え、プリフォーム成形体は、雌型に面する側の表面における、ゲートの中心に対向する点Ｇ１から、本体部と裾部との境界線上の、ゲートから充填される溶融樹脂が到達する最も遠い点に対応する点Ａまでの長さＬ（Ａ）が、雌型の表面における、ゲートの中心に対向する点Ｇ２から、キャビティ部と合わせ面との境界線上の、ゲートから充填される溶融樹脂が到達する最も遠い点に対応する点Ｂまでの長さＬ（Ｂ）に対して、０．５〜１５％短く形成されている積層成形体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、３次元形状に賦形された本体部と本体部の周囲の裾部を有するプリフォーム成形体を用い、本体部をキャビティ部に収容させ、裾部を雌型と雄型との合わせ面に挟んで固定してインモールド成形した場合に、皺の発生が抑制された積層成形体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施形態の積層成形体の製造方法の各工程を説明する説明図である。
【図２】図２は、実施形態で用いたプリフォーム成形体１の斜視模式図であり、（ａ）は上面視したとき、（ｂ）は底面視したときの図である。
【図３】図３は、実施形態で用いた射出成形用金型の雌型２ａ、及び雄型２ｂのキャビティ形成面の斜視模式図である。
【図４】図４は、射出成形用金型の雌型２ａのキャビティ部２ｃに、プリフォーム成形体１を合わせたときの位置関係を説明するための斜視模式図である。
【図５】図５は、プリフォーム成形体１を収容した射出成型用金型２のキャビティｃに溶融樹脂５ａが充填されるときの様子を模式的に示した説明図である。
【図６】図６は、積層成形体に皺が発生するメカニズムを説明するための説明図である。
【図７】図７は、ファンゲートを有する射出成形用金型１２のキャビティ部に、プリフォーム成形体を合わせたときの位置関係を説明するための斜視模式図である。
【図８】図８は、２点のピンゲートを有する射出成形用金型２２のキャビティ部に、プリフォーム成形体を合わせたときの位置関係を説明するための斜視模式図である。
【図９】図９は、実施例１で製造したプリフォーム成形体の斜視模式図であり、（ａ）は上面視したとき、（ｂ）は底面視したときの図である。
【図１０】図１０（ａ）は、実施例２で製造したプリフォーム成形体の形状、図１０（ｂ）は、実施例２で製造したインモールド成形体の形状を説明する説明図である。
【図１１】図１１は、従来のプリフォーム成形体を用いたインモールド成形による積層成形体の製造方法の各工程を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施形態の積層成形体の製造方法を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の積層成形体の製造方法の各工程を説明する説明図である。
【００２１】
図１中、１は３次元形状に賦形された本体部１ａとその周囲に連なる裾部１ｂとを有するプリフォーム成形体，２ａは凹状のキャビティ部２ｃを有する雌型，２ｂはコア部２ｄを有する雄型，３は射出成形機の射出部本体，３ａはノズル，３ｂはシリンダ，３ｃはインラインスクリュ，４はゲート，５は射出成形体，５ａは溶融樹脂，９はインモールド成形体（積層成形体）である。また、１０は、インモールド成形体９から、プリフォーム成形体１の裾部１ｂ、及び射出成形体５ａのスプルーランナー９ｂを切断した最終的な製品である。雌型２ａと雄型２ｂとは一対になってキャビティｃを形成する射出成形用金型２を構成する。なお、本実施形態においては、雌型２ａは射出成形用金型の可動側、雄型２ｂは射出成形用金型の固定側である。
【００２２】
図２は、プリフォーム成形体１の斜視模式図であり、（ａ）は上面視したとき、（ｂ）は底面視したときを示す。プリフォーム成形体１は、製品本体部を形成する３次元形状に成形された本体部１ａと、後にトリミングされて除去される平面状の裾部１ｂとを備える。
【００２３】
本実施形態の積層成形体の製造方法においては、はじめに、図１（ａ）に示すように、雌型２ａの凹状のキャビティ部２ｃにプリフォーム成形体１を収容させる。プリフォーム成形体は位置ずれしないように、キャビティ部の表面に両面テープで貼り付けたり、真空吸着させたり、プリフォーム成形体自身の表面粘着性を用いて付着させたり、キャビティ部に突起を設けるようにして、固定してもよい。
【００２４】
次に、図１（ｂ）に示すように、プリフォーム成形体１の本体部１ａがキャビティ部２ｃに収容された状態で、雌型２ａと雄型２ｂとを型締めする。このとき、平面状の裾部１ｂは、図中の破線で囲ったように、雌型２ａと雄型２ｂとを型締めして形成される合わせ面に挟まれて固定される。このように、雌型２ａと雄型２ｂとの合わせ面に裾部１ｂを挟んで固定することにより、プリフォーム成形体１が位置ずれしにくくなる。雌型２ａと雄型２ｂとを型締めすることによりキャビティｃが形成される。
【００２５】
そして、図１（ｃ）に示すように、キャビティｃに溶融樹脂５ａを充填する。詳しくは、射出成形機の射出部３を前進させ、ノズル３ａを雄型２ｂに形成されたスプルーブッシュｓに当接させ、シリンダ３ｂ内で溶融された溶融樹脂５ａをインラインスクリュ３ｃで射出することにより、溶融樹脂５ａが所定の射出速度でキャビティｃに充填される。
【００２６】
射出される熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、ＡＢＳ系樹脂、ＰＭＭＡ樹脂のようなアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル系樹脂、各種ポリアミド系樹脂、ＣＯＰ樹脂等が挙げられる。また、これらは、フィラー等を配合したコンパウンド品や、複数種の樹脂をアロイ化またはブレンド化した混合品であってもよい。これらは用途に応じて適宜選択される。例えば、携帯電話、モバイル機器、家電製品等の筐体に用いる樹脂としては、ＡＢＳ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂等の耐衝撃性に優れた樹脂が好ましく用いられる。
【００２７】
射出成形条件は、熱可塑性樹脂の熱特性や溶融粘度、成形体の形状、および樹脂厚みに応じて完充填可能な条件（樹脂温度、金型温度、射出圧力、射出速度、射出後の保持圧力、冷却時間）が適宜設定される。
【００２８】
成形される射出成形体の厚さは特に限定されず、用途や成形性に応じて適宜選択される。例えば、携帯電話、モバイル機器、家電製品等の筐体に用いる場合には、０．３〜３ｍｍ、さらには０．５〜３ｍｍ、とくには０．５〜１．５ｍｍが好ましい範囲として選ばれる。
【００２９】
そして、冷却工程において、雌型２ａと雄型２ｂとが型締めした状態で形成されるキャビティｃ内で溶融樹脂５ａを所定の時間冷却した後、図１（ｄ）に示すように、雌型２ａと雄型２ｂとを型開きして、成形された射出成形体５と射出成形体５に積層されたインモールド材１とが一体化されたインモールド成形体９が取り出される。そして、図１（ｅ）に示すように、インモールド成形体９からプリフォーム成形体１の裾部１ｂをトリミングし、また、射出成形体５のスプルーランナー９ｂを切断除去することにより、最終的な製品形状を有する積層成形体１０が得られる。
【００３０】
次に、本実施形態の積層成形体の製造方法に用いられる、プリフォーム成形体について詳しく説明する。
【００３１】
プリフォーム成形体は、図２に示すように、３次元形状に成形された本体部１ａと、最終的にトリミングされて除去される裾部１ｂとを備える。図２においては、本体部１ａとして、箱を横切断したような方形盆状の形状を示したが、本体部の形状はこのような方形盆状に限定されず、半球盆状やドーム盆状等、３次元形状である限り、特に限定されない。また、裾部の幅は雌型と雄型の合わせ面に挟持されて固定できる程度の幅であれば特に限定されない。本体部１ａと裾部１ｂとの境界には境界線Ｋが現れる。
【００３２】
プリフォーム成形体は、人工皮革や合成皮革等の皮革様素材や、不織布，織布，織物，編物等の繊維構造体シート、樹脂シート等のシート材を、熱プレス成形、真空成形、圧空成形、真空圧空成形等の成形手段により賦形するプリフォーム成形により得られる。このようなシート材を賦形した場合に、プリフォーム成形の所定の型に沿って賦形された本体部が形成され、本体部の周囲には賦形されないシートがそのまま残って、裾部となる。本体部と裾部との境界には境界線が現れる。
【００３３】
プリフォーム成形体を形成するためのシート材の厚さは、特に限定されないが、０．１〜２ｍｍ、さらには、０．２〜１ｍｍ程度であることが好ましい。シート材が薄すぎる場合には、形成されたプリフォーム成形体の裾部を雌型と雄型の合わせ面に挟持させて固定する場合に、裾部に力が充分に伝わらず、固定することが困難になる傾向がある。
【００３４】
プリフォーム成形における、シート材の成形温度はシート材の種類に応じて適宜選択されるが、シート材を形成する樹脂のガラス転移温度（Tｇ）に対して、（Tｇ−１０）℃以上（Tｇ＋５０）℃以下、さらには、（Tｇ−１０）℃以上（Tｇ＋３０）℃以下、とくには（Tg）℃以上（Tｇ＋２０）℃以下であることが好ましい。シート材の成形温度が低すぎる場合には、延伸性が低下する傾向があり、シート材の成形温度が高すぎる場合には延伸しすぎることにより、皺が発生しやすくなる傾向がある。
【００３５】
本実施形態で用いられるプリフォーム成形体は、インモールド成形に用いられる射出成型用金型との関係で次のような特徴を有する。本実施形態で用いられるプリフォーム成形体の形状を、図３〜図５を参照して説明する。
【００３６】
図３は、射出成形用金型２の雌型２ａ、及び雄型２ｂのキャビティ形成面の斜視模式図であり、（ａ）は雌型２ａを示し、（ｂ）は雄型２ｂを示す。図３中、４はゲートであり、Ｇ２は雌型２ｂの表面における、ゲート４の中心に対向する点であり、Ｂは雌型２ａの表面における、キャビティ部２ｃと合わせ面２ｐとの境界線Ｍ上の、ゲート４から流入してきた溶融樹脂が到達する流動長が最も長くなる位置に対応する点である。また、雌型２ａの表面における、点Ｇ２と点Ｂとの距離をＬ（Ｂ）とする。
【００３７】
図４は、射出成形用金型の雌型２ａのキャビティ部２ｃと、キャビティ部２ｃに収容されるプリフォーム成形体１の位置関係を説明するための斜視模式図である。図４中、Ｇ１はプリフォーム成形体１の、雌型２ａの表面に対面する側の面上における、ゲート４の中心に対向する点であり、Ａは、雌型２ａの表面に対面する側の面における、本体部１ａと裾部１ｂとの境界線Ｋ上の、ゲート４から流入した溶融樹脂が到達する流動長が最も長くなる点に対応する点である。また、点Ｇ１と点Ａとの距離をＬ（Ａ）とする。プリフォーム成形体１上の点Ａと雌型２ａの表面の点Ｂはそれぞれ、ゲート４から流入した溶融樹脂が到達する流動長が最も長くなる点に対応する。また、プリフォーム成形体１上の点Ｇ１と雌型２ａの表面の点Ｇ２とは、ゲート４の中心に対応する。また、雄型２ｂのゲート４の中心から、雌型２ａのキャビティ部２ｃに垂線Ｌｐを下したとき、垂線Ｌｐはゲート４の中心から点Ｇ１及び点Ｇ２を通過する。
【００３８】
プリフォーム成形体１は、プリフォーム成形体１上の点Ｇ１から、境界線Ｋ上の、ゲート４から充填される溶融樹脂が到達する流動長が最も長くなる点に対応する点Ａまでの長さＬ（Ａ）が、雌型２ａ上の点Ｇ２から、境界線Ｍ上の、ゲート４から充填される溶融樹脂が到達する流動長が最も長くなる点に対応する点Ｂまでの長さＬ（Ｂ）よりも小さくなるように賦形されている。プリフォーム成形体１の形状をこのように形成することにより、図６（ｃ）に示したような、溶融樹脂の流動長が長くなる領域の末端付近で、伸びた部分が行き場を無くして皺Ｗが発生する現象が抑制される。
【００３９】
図５は、プリフォーム成形体１を収容した射出成型用金型２のキャビティｃに溶融樹脂５ａが充填されるときの様子を模式的に示した説明図であり、（ａ）から（ｃ）の順に射出キャビティｃに溶融樹脂５ａが充填される様子を経時的に示している。図５（ａ）に示すように、ゲート４からキャビティｃに流入した溶融樹脂５ａは、ゲート４から充填される溶融樹脂が到達する流動長が最も長くなる点Ａ，Ｂに向かって矢印方向の一方向に充填される。このとき、プリフォーム成形体１は溶融樹脂５ａの流れによってせん断力を受け、延伸される。プリフォーム成形体１の裾部１ｂは、雌型２ａの雄型２ｂとの合わせ面に挟まれて固定されているために、本体部１ａは溶融樹脂５ａの流動長が長くなる領域の末端方向に向かって伸びる。このような場合において、上述したように、プリフォーム成形体１上の点Ｇ１から、境界線Ｋ上の、ゲート４から充填される溶融樹脂５ａが到達する流動長が最も長くなる点に対応する点Ａまでの長さＬ（Ａ）を、雌型２ａ上の点Ｇ２から、キャビティ部２ｃと合わせ面２ｐとの境界線Ｍ上の、点Ｂまでの長さＬ（Ｂ）よりも小さくなるように賦形した場合、図５（ａ）に示すように、本体部１ａがキャビティ内をショートカットするような状態で配置される。そして、図５（ｂ）に示すように、プリフォーム成形体１の伸びた部分は、長さＬ（Ｂ）の長さに一致するようになるまで伸びるために用いられる。その結果、図５（ｃ）に示したように、完充填したときに、溶融樹脂の流動長が長くなる領域の末端付近で、伸びた部分が行き場を無くして皺を発生させる現象が抑制される。
【００４０】
プリフォーム成形体上の点Ｇ１から点Ａまでの長さＬ（Ａ）は、雌型上の点Ｇ２から点Ｂまでの長さＬ（Ｂ）に対して０．５〜１５％短く形成されており、好ましくは０．６〜１０％、さらには０．６〜５％短く形成されていることが好ましい。長さＬ（Ａ）が長さＬ（Ｂ）に対して１５％以上短い場合には、射出成形用金型のキャビティ部の表面形状に一致するように正確に賦形されなくなる傾向がある。また、長さＬ（Ａ）が長さＬ（Ｂ）に対して０．５％未満の範囲で短い場合には、皺を抑制する効果が低下する傾向がある。
【００４１】
なお、プリフォーム成形に用いられる型は、通常、得られるプリフォーム成形体の外表面が射出成型用金型の雌型のキャビティ部の表面に正確に一致するように設計される。本実施形態のように、プリフォーム成形体上の長さＬ（Ａ）を雌型のキャビティ部の表面の長さＬ（Ｂ）より短く形成するためには、プリフォーム成形に用いられる型を、射出成型用金型に対して、相似的に小さく設計したり、コーナー部の曲率半径を小さくなるように設計したりすることにより実現できる。
【００４２】
また、本実施形態においては、射出成型用金型として、方形の盆状のキャビティを形成し、キャビティ中央部に一つのゲートを設けた例を説明したが、ゲートは複数であってもよい。また、ゲート形状は、スプルーゲート、ピンゲート、ファンゲートやフイルムゲート等いずれの形態であってもよい。具体的には、例えば、図７に示すようにファンゲート１４を有するような射出成型用金型１２の場合、ファンゲート１４の中心をゲートの中心とし、その中心に対向するＧ２，Ｇ１を設定し、また、ファンゲート１４から充填される溶融樹脂が到達する最も遠い点に対応する位置をＡ，Ｂと設定することができる。また、例えば、図８に示すように２点のピンゲートを有するような射出成型用金型２２の場合、２点のピンゲートのそれぞれの中心をゲートの中心とし、各中心に対向するＧ２，Ｇ１を設定し、また、２点のピンゲートから充填される溶融樹脂が到達する最も遠い点に対応する位置をＡ，Ｂと設定することができる。
【００４３】
プリフォーム成形体を形成するシート材は、８０℃における破断伸びが１１０％以上、さらには１１０〜２５０％、とくには１５０〜２００％程度であることが好ましい。また、射出成形用金型内に充填された溶融樹脂の、プリフォーム成形体に面する部分における剪断速度は、１００／秒以上、さらには１０００〜１００００秒／秒程度であることが好ましい。シート材の８０℃における破断伸びが高すぎる場合、または、溶融樹脂の剪断速度が高すぎる場合にはシート材が伸びすぎて、皺の抑制効果が低減する傾向がある。また、シート材の８０℃における破断伸びが低すぎる場合、または、溶融樹脂の剪断速度が低すぎる場合には、シート材が伸びないために、射出成形用金型のキャビティ部の表面形状に正確に賦形されなくなる傾向がある。
【００４４】
本実施形態の製造方法により得られる積層成形体は、例えば、携帯電話のカバー、スマートフォンのカバー、ノートパソコンの装飾材、自動車内装材、カメラやピアノの外装材、マウス表面の装飾材等に好ましく用いられる。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明の範囲は実施例により何ら限定されるものではない。
【００４６】
なお、本実施例で用いたシート材の破断伸び率は、次のようにして測定された。
【００４７】
［シート材の破断伸び率］
シート材から１００ｍｍ×２５ｍｍの試験片を切り抜いた。そして、恒温槽を備えた万能試験機（インストロン５５６６）に試験片をセットし、８０℃に加熱した恒温槽中に３分間放置した後、引張速度５００ｍｍ/ｍｉｎで引張試験を行ったときの破断伸び率を測定した。
【００４８】
［実施例１］
厚さ０．５ｍｍの銀面調の表面を有し、８０℃における伸縮率が１５０％（ＴＤ）である人工皮革（（株）クラレ製のティレニーナ、ZK-5012：繊度０．０９ｄｔｅｘでガラス転移温度Ｔｇ１００℃の変性ＰＥＴの極細繊維の不織布を含む）の縦３００ｍｍ×横４５０ｍｍのシートを準備した。
【００４９】
そして、真空圧空成形機（布施真空（株）製、NGF-0406-T）を用いて、シートを１４０℃に加熱し、後述する射出成形用金型のキャビティに収容される本体部と本体部の周囲の裾部を有するような凹型を有するプリフォーム型で賦形してプリフォーム成形体を成形した。具体的には、凹型は、図９に示すように、プリフォーム成形体の射出成型用金型の面に対する側において、縦１５０ｍｍ×横３００ｍｍ×高さ１０．０ｍｍ、立ち上がり角度９０度の方形盆状の本体部を有し、本体部と裾部との境界において曲率半径が６．０ｍｍになるように面取りした形状のプリフォーム成形体を正確に賦形する形状であった。
【００５０】
そして、得られたプリフォーム成形体を用いてインモールド成形を行った。具体的には、射出成形機（（株）名機製作所製のNADEM5000-DM）に搭載された、射出成形用金型の雌型と雄型とを型開きした状態で、雌型のキャビティ部にプリフォーム成形体を配置した。
そして、雌型と雄型とを裾部を合わせ面に挟んで型締めした。なお、射出成形用金型のキャビティ部の形状は、プリフォーム成形体の形状にほぼ一致する、縦１５０ｍｍ×横３００ｍｍ×高さ１０．０ｍｍ、立ち上がり角度９０度の方形盆状の本体部を有していた。なお、本体部と裾部との境界における曲率半径は、５．０ｍｍになるように面取りされていた。射出成形用金型のキャビティ部には、図９（ｂ）のＧ１，Ｇ１に対向する位置に互いに対称な位置に２か所のゲートを設けられていた。
【００５１】
そして、シリンダ温度２３５℃、金型温度５０℃、射出ピーク圧１６０ＭＰａの条件でＡＢＳ樹脂（Ｔｇ８７℃）を射出してキャビティ内に充填した。なお、このとき、射出成形用金型内に充填された溶融樹脂の剪断速度を流動解析ソフトMOLDFLOWにより解析したところ、プリフォーム成形体に面する部分において約２５００／秒であった。そして、完充填後、保圧２０ＭＰａを付与しながら、４０秒間の冷却時間を保持した後、型開きした。そして、平均肉厚Ｔが１ｍｍのＡＢＳ樹脂成形体の表面にプリフォーム成形体が一体化された積層成形体を得た。
【００５２】
プリフォーム型の設計図から算出されたプリフォーム成形体のＬ（Ａ）は、１１１．０ｍｍであった。また、射出成形用金型の設計図から算出されたＬ（Ｂ）は１１１．８ｍｍであった。よって、（１１１．０−１１１．８）／１１１．８×１００から計算すると、０．７％短く形成されていた。そして、得られた積層成形体には皺が全く見られなかった。
【００５３】
［比較例１］
実施例１において、曲率半径が６．０ｍｍになるように面取りした形状のプリフォーム成形体を用いた以外は、実施例１と同様にしてインモールド成形を行った。
【００５４】
Ｌ（Ａ）は１１１．４ｍｍであった。そして、Ｌ（Ｂ）も１１１．４ｍｍであった。得られた積層成形体にはコーナー部の複数個所に皺が形成されていた。
【００５５】
［比較例２］
実施例１において、曲率半径が５．５ｍｍになるように面取りした形状のプリフォーム成形体を用いた以外は、実施例１と同様にしてインモールド成形を行った。
【００５６】
プリフォーム成形体のＬ（Ａ）は、１１１．４ｍｍであった。また、雌型のＬ（Ｂ）は１１１．８ｍｍであった。よって、（１１１．４−１１１．８）／１１１．８×１００から計算すると、０．３５％短く形成されていた。そして、得られた積層成形体にはコーナー部の複数個所に皺が形成されていた。
【００５７】
［比較例３］
実施例１において、曲率半径が１０．０ｍｍになるように面取りした形状のプリフォーム成形体を用いた以外は、実施例１と同様にしてインモールド成形を行った。
【００５８】
プリフォーム成形体のＬ（Ａ）は、９３．５ｍｍであった。また、雌型のＬ（Ｂ）は１１１．８ｍｍであった。よって、（９３．５−１１１．８）／１１１．８×１００から計算すると、１６．４％短く形成されていた。そして、得られた積層成形体にはコーナー部の複数個所に皺が形成されていた。また、射出成形体の一部がプリフォーム成形体に覆われず、剥き出しとなった部分が見られた。
【００５９】
［実施例２］
実施例１と同様のシートを準備した。そして、真空圧空成形機（布施真空（株）製、NGF-0406-T）を用いて、シートを１４０℃に加熱し、図１０（ａ）に示すような、底面の円の直径１４０ｍｍ，高さ９．０ｍｍ，立ち上がり部の角度１２０度である曲面を有する凹型のプリフォーム型で賦形してプリフォーム成形体を成形した。なお、図１０（ａ）はプリフォーム成形体の上面図及び模式断面図であり、図１０（ｂ）は後述するインモールド成形体の上面図及び模式断面図である。
そして、図１０（ａ）に示すようなプリフォーム成形体を用いてインモールド成形を行った。具体的には、射出成形機（（株）名機製作所製のNADEM5000-DM）に搭載された、射出成形用金型の雌型と雄型とを型開きした状態で、雌型のキャビティ部にプリフォーム成形体を配置した。そして、プリフォーム成形体の裾部を雌型と雄型の合わせ面に挟んで型締めした。なお、射出成形用金型のキャビティの形状は、図１０（ｂ）に示すような、底面の円の直径１５０ｍｍ，高さ１０．０ｍｍ，立ち上がり部の角度１２０度の曲面を有する、曲面状であった。なお、射出成形用金型にはサイドゲートＧｓが設けられており、Ｇｓの中心が、図１０（ｂ）のＧ１，Ｇ１がＧｓの中心に対向する位置になる。
このようなプリフォーム成形体及び射出成型用金型を用いた以外は、実施例１と同様にインモールド成形を行った。このようにして、肉厚１ｍｍのＡＢＳ樹脂成形体の表面にプリフォーム成形体が一体化された積層成形体を得た。なお、流動解析ソフトMOLDFLOWにより解析した、射出成形用金型内に充填された溶融樹脂の、プリフォーム成形体に面する部分における剪断速度は約１４００／秒であった。
【００６０】
プリフォーム成形体のＬ（Ａ）は、７０．８ｍｍであった。また、射出成形用金型の雌型のＬ（Ｂ）は７５．９ｍｍであった。よって、（７０．８−７５．９）／７５．９×１００から計算すると、６．７％短く形成されていた。そして、得られた積層成形体には皺が全く見られなかった。
【００６１】
［比較例４］
実施例２において、射出成形用金型のキャビティに一致する、底面の円の直径１５０ｍｍ，高さ１０．０ｍｍ，立ち上がり部の角度１２０度の曲面である本体部を有するプリフォーム成形体を用いた以外は、実施例２と同様にしてインモールド成形を行った。
【００６２】
Ｌ（Ａ）は７５．９ｍｍであった。そして、Ｌ（Ｂ）も７５．９ｍｍであった。得られた積層成形体にはコーナー部の複数個所に皺が形成されていた。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、皺の発生の少ない、プリフォーム成形体を一体化した積層成形体を製造することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１      インモールド材
１ａ    本体部
１ｂ    裾部
２      射出成形用金型
２ａ    雌型
２ｂ    雄型
２ｃ    キャビティ部
２ｄ    コア部
３      射出成形機の射出部本体
３ａ    ノズル
３ｂ    シリンダ
３ｃ    インラインスクリュ
４，１４      ゲート
５      射出成形体
５ａ    溶融樹脂
９，１０，２０積層成形体
９ｂ    スプルーランナー
１１    （裾部を有しない）プリフォーム成形体
Ａ      点Ｇ１から、ゲートから充填される溶融樹脂が到達する最も遠い点に対応する点
Ｂ      点Ｇ２から、ゲートから充填される溶融樹脂が到達する最も遠い点に対向する点
ｃ      キャビティ
Ｇ１    プリフォーム成形体の雌型に面する側の面におけるゲートの中心に対向する点
Ｇ２    雌型のプリフォーム成形体に面する側の面におけるゲートの中心に対向する点
Ｋ      本体部１ａと裾部１ｂとの境界線
Ｍ      キャビティ部２ｃと合わせ面２ｐとの境界線
ｗ      皺
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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