(57)【要約】【課題】光輝材を添加した樹脂材料を、凹凸部を含む成形空間に注入しても、「流れ模様」が発生しない光沢のある成形品の成形方法を提供する。【解決手段】外観側面を成形する金型とその反対面を成形する金型を開放して成形品を取り出す「型開き」のときに、ヒーターユニットを前進させて金型を加熱し、両金型を閉じる「型閉め」を行った後も金型の加熱を継続して、例えば９０℃〜１４０℃まで暫時上昇させる。その後、金型の温度が１４０℃になった段階で、成形空間に光輝材を含む樹脂材料の注入を開始し、樹脂材料の注入が完了した段階で、金型を冷却するための冷却水を通水して金型の温度を降下させる。最後に金型が初期の温度まで下がったら、型開きして成形品を取り出す。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形品の外観側の面を成形する第一金型とその反対側の面を成形する第二金型とで形成される成形空間に、光輝材を含む樹脂材料を注入して光沢のある成形品を作製する、光沢のある成形品の成形方法であって、
前記第一金型と第二金型を開放して前記成形品を取り出す型開きのときに、前記第一金型内に配置されるヒーターユニットを前進させて前記第一金型を加熱するステップと、
前記第一金型と前記第二金型を閉じる型閉めを行った後に、前記ヒーターユニットにより前記第一金型の加熱を継続し、前記第一金型の温度を第１の温度から第２の温度まで暫時上昇させるステップと、
前記第一金型の温度が前記第２の温度になった段階で、前記成形空間に前記光輝材を含む樹脂材料の注入を開始するステップと、
前記成形空間への前記光輝材を含む樹脂材料の注入が完了した段階で、前記ヒーターユニットを後退させるとともに、前記第一金型を冷却するための冷却水を通水し、前記第一金型を前記第２の温度から前記第１の温度まで下降させるステップと、
前記第一金型が前記第２の温度まで下降した冷却完了の段階で、前記第一金型と前記第二金型とを型開きして成形品を取り出すステップと、
を含む光沢のある成形品の成形方法。
【請求項２】
前記第１の温度は約９０℃であり、前記第２の温度は約１４０℃である、請求項１に記載の成形品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光輝材を含有した樹脂材料を成形して光沢のある成形品を作製する成形方法に関し、特に金型の温度調整を、樹脂の注入以前から温度制御しつつ成形品を成形する成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な樹脂成形に用いられる成形金型装置は、一対の金型すなわちキャビティ型とコア型とを有している。通常、成形金型装置は、キャビティ型とコア型の両金型の間に形成される成形空間に溶融樹脂を射出・注入して成形を行う。特に、成形品に光沢をもたらすために、アルミ粉やマイカ粉のような光輝材を成形樹脂材料に添加することが行われている。
【０００３】
このような成形金型装置では、成形時に金型の成形空間内を流動する樹脂が合流する箇所に所謂ウェルドラインが生じたり、文字等の凹凸部が設けられる成形品の表面に「流れ模様」が現れたりするといった問題が生じ、成形品の見栄えが損なわれる、という不都合があった。
【０００４】
すなわち、成形品に光沢を出すためにいわゆる光輝材として「魚の鱗」のような鱗片状のアルミ粉（アルミ顔料）を樹脂に混入させる。「流れ模様」が生じるのは、このアルミ顔料が、例えば文字の段差のような成形品の凹凸部において、完全に平面状に整列しないで倒れる（傾く）という現象が生じるからであろうと考えられる。つまり、樹脂を金型に注入する際に、アルミ顔料（フレーク）の整列が成形品の凹凸部において乱れ、それが外から見たときに乱反射となって現れる。その結果、その見え方の違いが「ムラ」となり流れ模様が生じるのである。
【０００５】
このような流れ模様が表面に現れた成形品は、外観を損ない商品価値を低下させる。そのため、この模様を消すための塗装が不可欠となり、成形品を製作する上で新たな作業工程が発生してしまう。このため、樹脂成形品表面に「流れ模様」が現れないような樹脂成形品を製作することが求められていた。
【０００６】
特許文献１に記載のものは、光輝材を添加した樹脂材料性の成形品を作製するサイドゲート式の射出成形金型であり、成形のための空間となる製品部に、樹脂材料を射出するためのサイドゲートを備え、このサイドゲートの形状を四角形状として、その角部を湾曲に形成するものである。この射出成形金型では、上述したウェルドライン発生を効果的に防止できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１２０７０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に代表されるような従来の金型を用いた成形品の成形方法では、特に光沢を出すために光輝材としてアルミ顔料を用いた場合には、文字等の段差を持つ成形品の凹凸部に現れる「流れ模様」をなくすことができない。この「流れ模様」は、既に説明したように、成形品の凹凸部において、アルミ顔料が平面状に整列しないため、外光が乱反射するために生じると考えられる。
【０００９】
発明者等は、従来の方法で作製した成形品に生じる「流れ模様」を除去するために試行錯誤した結果、成形空間に注入するアルミ顔料を、凹凸部も含めて成型品の外観表面と平行に配列することができれば、「流れ模様」の発生を防ぐことができると予測した。このため、既に開発した成型品のウェルドラインをなくすために、金型の加熱温度を制御する技術が有効であると考え、この温度制御をより緻密に制御することにより「流れ模様」が現れなくなることを発見した。
【００１０】
本発明の目的は、光輝材を添加した樹脂材料を、凹凸部を含む成形空間に注入しても、外光が乱反射しない、つまり外観面に流れ模様が発生しない光沢のある成形品の成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の光沢のある成形品の成形方法は、成形品の外観側の面を成形する第一金型とその反対側の面を成形する第二金型とで形成される成形空間に、光輝材を含む樹脂材料を注入して光沢のある成形品を作製する成形方法である。
本発明の成形方法によれば、以下のステップ（ａ）〜（ｅ）を含んでいる。
（ａ）外観側面を成形する第一金型とその反対面を成形する第二金型を開放して成形品を取り出す「型開き」のときに、第一金型内に配置されるヒーターユニットを前進させて第一金型を加熱するステップ、
（ｂ）第一金型と第二金型を閉じる「型閉め」を行った後に、ヒーターユニットにより第一金型の加熱を継続し、第一金型の温度を第１の温度（例えば９０℃）から第２の温度（例えば１４０℃）まで暫時上昇させるステップ、
（ｃ）第一金型の温度が第２の温度になった段階で、成形空間に光輝材を含む樹脂材料の注入を開始するステップ、
（ｄ）成形空間へ光輝材を含む樹脂材料の注入が完了した段階で、ヒーターユニットを後退させるとともに、第一金型を冷却するための冷却水を通水し、第一金型を第２の温度から第１の温度まで下降させるステップと、
（ｅ）第一金型が第２の温度まで下降した冷却完了の段階で、第一金型と第二金型とを型開きして成形品を取り出すステップ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の金型を用いた光沢のある成形品の成形方法によれば、光輝材を添加した樹脂材料の成形過程で、金型に配設されたヒーターユニットの温度を、微妙に調節したため、光輝材の向きを整えることでき、成形品の外観面に「流れ模様」を発生させることがない。本発明の成形方法により、成形品体の外観面に「流れ模様」がなく光沢が維持された成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の成型方法を用いる成形金型システムの全体構成を示した模式図である。
【図２】図１の成形金型システムの主要構成である成形金型装置を示す断面図である。
【図３】図１の成形金型システムの主要構成である温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の方法で成形品を成形する場合に、文字の凹凸部で流れ模様が出てしまうことを説明する図である。
【図５】本発明の実施形態の成形方法で成形品を成形した場合に、文字の凹凸部での「流れ模様」がなくなることを説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態の方法で成形品を成形する手順とその温度の関係を示す図である。
【図７】図６に示した成形品の成形手順の各工程における金型成形装置の状態を説明するための図（その１）である。
【図８】図６に示した成形品の成形手順の各工程における金型成形装置の状態を説明するための図（その２）である。
【図９】本発明の実施に形態に用いられる金型を作成する手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［成形金型システムの構成例］
以下、本発明の実施の形態例（以下、「本例」ということもある。）について、図１〜図９を参照して説明するが、まず、本発明の光沢のある成形品の成形方法が適用される成形金型システム全体の構成例について、図１を参照して説明する。
【００１５】
図１に示すように、本発明の光沢のある成形品の成型方法が実施される成形金型システム１は、成形金型装置２と、温度制御装置３と、真空装置４と、チラー機（送水装置）５とから構成されている。また、成形金型システム１は、成形金型装置２内のシリンダ１７ｃの温度等を制御するための冷却水・エア制御ボックス８を有している（図２、３参照）。
【００１６】
また、本例の成形金型装置２に用いられる樹脂材料は、成形品に光沢を出すためにいわゆる光輝材として「魚の鱗」のような鱗片状のアルミ粉（アルミ顔料）やマイカ粉を樹脂に添加したものを用いる。樹脂材料としては、例えば、濤和化学株式会社製「Ｃolored pellet」を用いる。
【００１７】
成形金型装置２は、冷却水・エア制御ボックス８を介して温度制御装置３に、電気的に接続されている。また、成形金型装置２は、成形機６と、金型７とを有している。成形機６は、金型７の型閉め及び型開き動作を行う機械であるが、この成形機６は、金型７内に溶融させた樹脂材料を射出する機能も有している。温度制御装置３は、後述するヒーター１７ａの温度、射出指令温度、冷却下限温度等を入力する入力部３１を備えている。
【００１８】
なお、本例では、温度制御装置３と冷却水・エア制御ボックス８を別装置として構成した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、温度制御装置３と冷却水・エア制御ボックス８を一つの装置として一体に構成してもよい。
【００１９】
［成形金型装置２の構成例］
次に、図２を参照して成形金型装置２の具体的な構成について説明する。
図２に示すように、成形金型装置２は、上部金型（第一金型）と下部金型（第二金型）からなる一対の金型７を備えている。この金型７のうち、上部金型はキャビティ型１１と呼ばれ、下部金型はコア型１２と呼ばれる。キャビティ型１１とコア型１２は、互いに向き合った状態で設置され、相対的に開閉する構造になっている。また、キャビティ型１１の上方には、取付プレート２１が配設されている。
【００２０】
キャビティ型１１には、その中心部に型本体としてのキャビティ入れ子１３が組み込まれている。そして、このキャビティ入れ子１３の周辺には断熱板１４が設けられている。
このような構成を持った成形金型装置２では、キャビティ型１１とコア型１２を合わせた型閉め状態において、キャビティ入れ子１３とコア型１２との間に成形空間１５が形成される。この成形空間１５に不図示のゲートから溶融させた樹脂材料が射出・注入され、注入された樹脂材料が成形空間１５の形状に合った成形品１００として成形される。
【００２１】
なお、本例では、キャビティ型１１を第一金型とし、コア型１２を第二金型としたが、これに限定されるものではなく、コア型１２を第一金型とし、キャビティ型１１を第二金型としてもよい。
【００２２】
また、キャビティ入れ子１３は、フロントプレート１３ａとバックプレート１３ｂに分割された構造になっている。フロントプレート１３ａは、コア型１２と対向する成形部(凹型)１５ａを有している。このフロントプレート１３ａには、図示しない複数の温度センサ１６が設けられている。そして、複数の温度センサ１６により、フロントプレート１３ａ内の温度分布が検出される。この複数の温度センサ１６は、温度制御装置３と電気的に接続されている。
【００２３】
キャビティ入れ子１３のバックプレート１３ｂは、フロントプレート１３ａの背面側に配置される。このバックプレート１３ｂは、フロントプレート１３ａよりも熱伝導率の低い材料を用いて構成されている。
【００２４】
更に、成形金型装置２は、キャビティ入れ子１３の内部に３つのヒーターユニット１７を設けている。なお、ヒーターユニット１７は３つに限定されるものではなく、その数は成形品の大きさや形状に応じて任意に設定できるものである。
【００２５】
ヒーターユニット１７は、ヒーター１７ａと、温度センサ１７ｂと、シリンダ１７ｃとを有している（図３参照）。このヒーターユニット１７は、キャビティ入れ子１３を構成するバックプレート１３ｂの内部に配置されている。詳細については後述するが、このヒーターユニット１７でフロントプレート１３ａの温度を制御することにより、特に光沢を持った成形品の表面に現れがちな「流れ模様」の発生を防ぐことができる。
【００２６】
［温度制御装置の構成例］
図３は、本発明が適用される温度制御装置のブロック図である。
温度制御装置３には、上述したように、ヒーター１７ａの温度、射出指令温度、冷却下限温度等を入力する入力部３１が設けられている。この温度制御装置３には、成形金型装置２と、真空装置４と、チラー機５と、成形機６が接続されている。
【００２７】
また、温度制御装置３は、ヒーター温度制御部３２と、金型温度制御部３３と、射出指令部３４と、冷却制御部３５とを有している。
ヒーター温度制御部３２は、３つのヒーターユニット１７の各ヒーター１７ａの温度を個別に制御するものである。ヒーター温度制御部３２には、３つのヒーターユニット１７の各ヒーター１７ａ及び各温度センサ１７ｂが接続されている。
【００２８】
このヒーター温度制御部３２には、３つのヒーターユニット１７の各温度センサ１７ｂからヒーター温度信号が供給されるとともに、入力部３１から予め設定された各ヒーター１７ａの温度信号が供給される。そして、ヒーター温度制御部３２は、入力部３１から供給される入力信号とヒーター温度信号に基づいて、３つのヒーターユニット１７の各ヒーター１７ａの温度を個別に制御できるようになっている。
【００２９】
更に、ヒーター温度制御部３２は、複数のヒーターユニット１７が金型７に配置された位置に応じて、各ヒーター１７ａの温度を制御できるようにしている。すなわち、ヒーター温度制御部３２は、ヒーターユニット１７と不図示のゲート（樹脂の注入口）との距離や、成形品の厚さに応じて各ヒーター１７ａの温度を制御している。
【００３０】
ここで、ヒーター１７ａは、熱源ケースの内部に組み込まれている。ヒーター１７ａとしては、小スペースで高熱量の出力が得られるセラミックヒーターが用いられる。また、熱源ケースの材料としては、例えばＢｅＣｕ(ベリリウム銅)が用いられる。これによって、熱源ケースの機械的強度を向上させることができるとともに、セラミックヒーターから発せられる熱を熱源ケースに伝わり易くすることができる。なお、ヒーター１７ａとしては、セラミックヒーター以外に電熱ヒーターやその他各種のヒーターを用いてもよいことは、勿論である。
【００３１】
また、３つのヒーターユニット１７は、シリンダ１７ｃによって、往復運動可能に支持されている。つまり、３つのヒーターユニット１７は、シリンダ１７ｃにより、それぞれ個別にフロントプレート１３ａと接触する方向とフロントプレート１３ａから離反する方向に移動可能とされる。
【００３２】
また、図２に示すように、ヒーターユニット１７の上部には、断熱材１８及びステンレス材１９が設けられている。断熱材１８としては、高温耐久グレードの断熱板が用いられる。これにより、ヒーターユニット１７からの熱を効率的に断熱し、取付プレート２１及びキャビティ型１１に熱が逃げない構造としてある。そして、このような構成を有するヒーターユニット１７は、シリンダ１７ｃを介してキャビティ型１１の上方に配置された取付プレート２１に連結されている。
【００３３】
更に、３つのヒーターユニット１７の温度は、図３に示す温度センサ１７ｂにより、それぞれ個別に検出されるようになっている。温度センサ１７ｂは、温度制御装置３と電気的に接続されている。
【００３４】
また、図２に示すように、キャビティ入れ子１３のバックプレート１３ｂ内には、３つの外枠２５が設けられている。この外枠２５は、それぞれのヒーターユニット１７の側面を囲むように設置され、例えば筒状の枠体として構成されている。そして、外枠２５の内側面に沿ってヒーターユニット１７が上下方向に移動可能になっている。この外枠２５の材料としては、バックプレート１３ｂよりもさらに熱伝導率の低いチタン合金等が用いられる。
【００３５】
この外枠２５を設けたことによりヒーターユニット１７の周囲が効果的に断熱される。その結果、ヒーターユニット１７の熱がバックプレート１３ｂに逃げることを軽減することができる。更に、この外枠２５を組み込んだことでキャビティ入れ子１３の強度が保たれ、射出時の内圧によるキャビティ入れ子１３の変形が抑えることができる。
【００３６】
なお、外枠２５を除いて、ヒーターユニット１７とバックプレート１３ｂの間に隙間（空気層）を設けてもよい。すなわち、この隙間（空気層）のエアー断熱によって、ヒーターユニット１７の熱がバックプレート１３ｂに逃げることを防止しするようにしてもよい。
【００３７】
また、図２に示すように、成形金型装置２には、複数の通水路２７が設けられている。複数の通水路２７は、キャビティ入れ子１３の内部においてヒーターユニット１７の近傍に配置されている。通水路２７は、ヒーターユニット１７の組み込み部を囲むように、バックプレート１３ｂにおけるフロントプレート１３ａとの合わせ面に形成されている。この通水路２７には、その入口側のニップル２８に接続された冷却水・エア制御ボックス８及びチラー機５から冷却水が供給される（図１参照）。そして、通水路２７に冷却水が供給されることにより、キャビティ入れ子１３の冷却が行われる。
【００３８】
また、本例においては、キャビティ入れ子１３のバックプレート１３ｂとフロントプレート１３ａとの合わせ面において、通水路２７を囲むようにＯリング２９ａが組み込まれている。これにより、通水路２７からキャビティ入れ子１３外部への水の漏出を防ぐことができる。更に、外枠２５におけるフロントプレート１３ａとの当接部にもＯリング２９ｂが組み込まれている。これにより、通水路２７からヒーターユニット１７への水の侵入を防止することができる。
【００３９】
また、図１に示すように、成形金型装置２は、温度制御装置３と電気的に接続されている。そして、温度制御装置３のヒーター温度制御部３２によりヒーターユニット１７の温度が制御され、このヒーター温度制御部３２と接続された金型温度制御部３３により金型７の温度が制御される。
【００４０】
また、射出指令部３４により成形機６の型開き及び型閉め動作が制御されるとともに、金型７への溶融させた樹脂材料Ｐの射出動作が制御されるようになっている。
更に、ヒーター温度制御部３２は、ヒーターユニット１７に設けられる各温度センサ１７ｂと接続されており、この温度センサ１７ｂからヒーター１７ａの温度情報を取り込み、この温度情報を金型温度制御部３３に出力している。
【００４１】
また、金型温度制御部３３は、金型７を複数のブロックに分けて、温度制御している。具体的には、金型温度制御部３３は、３つのヒーターユニット１７の各シリンダ１７ｃを個別に駆動させて、各ヒーター１７ａと金型７との接触及び離反を制御することで、金型７の温度を制御する。
【００４２】
また、金型温度制御部３３は、キャビティ入れ子１３に設けられた複数の温度センサ１６と３つのヒーターユニット１７に設けられたシリンダ１７ｃに接続されている。そして、金型温度制御部３３には、複数の温度センサ１６からキャビティ型１１の金型温度信号と、入力部３１から各ヒーター１７ａの温度、射出指令温度、冷却下限温度等の入力信号が入力される。
この金型温度制御部３３は、金型温度信号と上記入力信号に基づいて、各シリンダ１７ｃを駆動させる駆動信号を生成する。また、金型温度制御部３３は、生成した駆動信号を３つのヒーターユニット１７の各シリンダ１７ｃに出力している。
【００４３】
この金型温度制御部３３からの駆動信号によってヒーターユニット１７の各シリンダ１７ｃを進退移動させることにより、ヒーター１７ａをキャビティ入れ子１３に接触又は離反させるようにする。このように、金型温度制御部３３は、３つのヒーターユニット１７におけるヒーター１７ａとキャビティ入れ子１３との接触時間及び離反している時間を個別に制御している。なお、ヒーター１７ａと金型７との接触時間をヒーター前進時間とし、ヒーター１７ａと金型７が離反している時間をヒーター後退時間とする。
【００４４】
また、金型温度制御部３３は、複数のヒーターユニット１７が金型７に配置された位置に応じて各シリンダ１７ｃを制御することで、ヒーター１７ａとキャビティ入れ子１３との接触時間を制御している。すなわち、金型温度制御部３３は、ヒーターユニット１７と不図示のゲート（樹脂注入口）との距離や、成形品の厚さに応じてヒーター１７ａと金型７との接触時間を制御するようにしている。
【００４５】
例えば、ヒーター１７ａを金型７から離反させると、ヒーター１７ａの熱が金型７に伝達されなくなり、金型７の温度が下がる。これにより、金型７を冷却する冷却時間を短縮でき、成形サイクルの短縮を図ることが可能となる。
【００４６】
更に、金型温度制御部３３には、射出指令部３４と、冷却制御部３５が接続されている。そして、射出指令部３４には、成形機６の射出部６ａが接続されている。この射出指令部３４は、金型温度制御部３３から入力された信号と入力部３１から入力された信号に基づいて、成形機６の射出部６ａを制御する射出信号を生成し、射出部６ａに出力している。金型温度制御部３３から入力される信号は、金型７における各ブロックの温度情報である。
【００４７】
また、射出部６ａは、射出指令部３４からの射出信号に基づいて、金型７の成形空間１５に溶融させた樹脂材料を射出し、又はその射出を停止する。この射出指令部３４は、金型温度制御部３３から入力された信号と入力部３１から入力された入力信号に基づいて、射出指令部３４に接続されている真空装置４を駆動させるための駆動信号を生成している。なお、真空装置４は、射出成形時に成形空間１５から気体を排出する機能を備えている。
【００４８】
また、冷却制御部３５は、チラー機５と接続されており、このチラー機５には、複数の電磁弁５ａが接続されている。そして、チラー機５は、複数の電磁弁５ａを介して複数の通水路２７に接続されている。
そして、冷却制御部３５は、金型温度制御部３３から入力された信号と入力部３１からの入力された信号に基づいて、複数の通水路２７に供給する冷却水の通水時間及びその水量を個別に制御している。具体的には、冷却制御部３５は、チラー機５に接続された複数の電磁弁５ａの開閉時間を制御することで、各通水路２７に供給する冷却水の通水時間（結果的には水量）を制御できるようになっている。
【００４９】
言うまでもなく、各通水路における冷却水の通水時間とその水量は、例えば各樹脂における熱変形温度を基準として、成形品を金型から取り出することが可能な温度により設定される。このように、各通水路２７に供給する冷却水の通水時間を個別に制御することで、水量も個別に制御され、金型７及び成形品を効率よく冷却することができる。その結果、金型７及び成形品を冷却する冷却時間の短縮を図ることができ、成形サイクルの短縮を行うことができる。
【００５０】
次に、図４と図５に基づいて、通常の温度制御による樹脂材料の射出成形と本発明の温度制御による射出成形の方法について比較説明する。
＜従来の通常成形と流れ模様が発生する理由＞
図４は、従来から用いられている通常成形法で樹脂成形を行う場合の例であり、樹脂材料の注入開始から成形の終了まで一定の温度（例えば９０℃）で金型７を加熱している。
【００５１】
図４（ａ）〜（ｆ）は、成形品の外観面である一面を形成する金型（キャビティ型）１１と成形品の外観面ではない他方の面を形成する金型（コア型）１２とで形成される成形空間に光輝材（例えば、アルミ顔料）を含む樹脂材料Ｐが注入される様子を段階的に示したものである。点線の部分は、成形空間内のアルミ顔料Ｋの位置を示している。
【００５２】
図４の例は、外観金型であるキャビティ型１１の温度を例えば９０℃一定に保つように制御して、樹脂材料Ｐを注入した例である。この通常の型温度９０℃の場合は、成形品の外観面とアルミ顔料（アルミ成分）Ｋとの間のスキン層Ｓが比較的薄くなり、アルミ成分が外観金型（キャビティ型１１）表面に近い位置にくる。そして、このようにアルミ顔料Ｋが金型であるキャビティ型１１の表面に近い位置にあると、金型に接触しているスキン層Ｓが冷えて固化層を形成し、流動しているコア層との間に流動抵抗を生じる。そのため、せん断応力が発生し表層部（スキン層Ｓ）内のアルミ顔料Ｋが傾く。その結果、外光が乱反射して輝度が低くなってしまう。
【００５３】
図４（ａ）は不図示のゲートから樹脂材料Ｐの注入が始まった初期の段階であり、時間経過とともに、図４（ｂ）〜（ｆ）に進んでいく。
図４（ｃ）では、下側の金型（コア型１２）に形成された文字などの凹部４１に樹脂材料Ｐが進んできた場合を示す。注入される樹脂材料Ｐには、樹脂材料Ｐが進む方向の力がかかり、樹脂材料Ｐが進む方向である横方向のベクトルが強いので、主に横に進んでいく。しかし、図４（ｃ）のように、樹脂材料Ｐが注入した部分の下にリブ等の凹部４１があると、樹脂材料Ｐには、凹部４１の部分で凹部４１内に向かう力が加わる。そのため、この樹脂材料Ｐが凹部４１内に侵入することで、アルミ顔料Ｋも凹部４１内に向かう方向であるやや下に向かうようになる。
【００５４】
図４の例では、スキン層Ｓが薄くアルミ顔料Ｋの位置がキャビティ型１１の表面に近いため、アルミ顔料Ｋの周囲にある樹脂材料Ｐが冷やされてすぐに硬化する。そのため、アルミ顔料Ｋは、ナナメ下を向いた状態でその位置と傾きが固定されてしまう。これは、図４に示す従来方法では、外観金型であるキャビティ型１１の温度が９０℃であり、図５で後述する本発明の方法と比較するとその温度が低いためであると考えられる。
【００５５】
続いて、樹脂材料Ｐの注入が進み、凹部４１を越えて図４（ｄ）から図４（ｅ）に進むと、再び樹脂材料Ｐとアルミ顔料Ｋの流れは真横の流れとなる。そして、図４（ｆ）に示すように、凹部４１内の充填が終了すると、下方向に向かう流れはほとんどなくなり、ほぼ真横の流れとなる。しかしながら、キャビティ型１１の表面に近いアルミ顔料Ｋは既に固まっているため、凹部４１において凹部４１内を向いたままとなり、その見え方の違いが「ムラ」となって現れる。すなわち、「流れ模様」が発生してしまうのである。
【００５６】
＜本発明の実施形態例のウェルドレス成形法＞
次に、図５と図６、及び適宜図７、８を参照して、成形品に「流れ模様」を発生させない、本発明の温度制御による成形方法について詳細に説明する。図４の従来の通常成形法に対して、図５〜図８に示す本発明の方法をウェルドレス成形法と呼ぶことにする。
【００５７】
＜「流れ模様」が発生しないウェルドレス成形法＞
まず、図５に示す本発明のウェルドレス成形法によると、図４に示す通常成形法と異なり、流れ模様が発生しないことと原理的に説明する。
図５（ａ）〜図５（ｆ）は、図４（ａ）〜図４（ｆ）に対応しているので、共通した部分の説明は省き、図５が図４の通常方法と異なる点についてのみ説明する。
【００５８】
図５で説明する本発明のウェルドレス成形法では、図４で説明した従来の方法（温度９０℃一定）と比べて金型温度を高く（例えば１４０℃）設定する（図６参照）。このように、金型の温度を高く設定すると、成形品のスキン層Ｓが厚くなるため、外観金型であるキャビティ型１１の表面とアルミ顔料Ｋとの距離が大きくなる。
【００５９】
つまり、キャビティ型１１の温度が高いと、アルミ顔料Ｋが注入する樹脂材料Ｐの内部中心に近い位置に沈み込むようになる。樹脂材料Ｐの内部の中心付近は流動し続けるコア層に近い位置になるので、アルミ顔料Ｋがキャビティ型１１の表面の摩擦抵抗の影響を受けることがなく、その結果として複数のアルミ顔料Ｋがその面を互いに略平行にして、きれいに並ぶため、高い輝度が得られるのである。
【００６０】
図５（ｃ）になると樹脂材料Ｐが凹部４１に到達し、アルミ顔料Ｋは凹部４１内部へ向かう方向であるやや下に向かうことになるが、アルミ顔料Ｋは流動し続ける樹脂材料Ｐのコア層に近い位置にあるため、ほとんど固まらない状態で残ることになる。
【００６１】
更に、図５（ｄ）〜（ｅ）に示すように、樹脂材料Ｐの注入が進むと、樹脂材料Ｐとともにアルミ顔料Ｋもほぼ真横方向に流れ、図５（ｆ）の最終段階では、凹部４１内の充填が終了し、凹部４１内に向かう流れはほとんど発生しなくなる。したがって、アルミ顔料Ｋもほとんど真横に向かう流れのみとなって、図５（ｅ）に示されるように、固まらないで傾いた状態になっていたアルミ顔料Ｋも樹脂材料Ｐに押し上げられる。すなわち、図５（ｅ）でやや下向きであったアルミ顔料Ｋも、元の水平に近い状態まで戻るため、外光が乱反射することがない。したがって、ほとんどムラのない、つまり「流れ模様」が現出しない成形品を作製することができる。
【００６２】
このように、本発明の成形方法によれば、樹脂材料Ｐの滞留が起こりやすいリブ部分等の凹部や凸部の表面がヒーターで加熱されているので、樹脂材料Ｐの流れが良くなり、リブ部分において外観に近いところを先に流すことができる。このため、表面側のウェルドをなくし、鏡面仕上げをしたのと同じように、成形品の表面に光沢を持たせることができる。
【００６３】
なお、本例ではキャビティ型１１を外観金型として説明したが、これに限定されるものではなく、コア型１２を外観金型として構成してもよい。
【００６４】
＜本発明の実施形態例のウェルドレス成形法における温度制御方法＞
以上、本発明の成形方法の原理と成形品表面に「流れ模様」が現れない理由を説明した。続いて、図６と図７、８に基づいて、このような成形を実現するための温度制御方法について説明する。
【００６５】
本発明の実施形態例のウェルドレス成形法では、キャビティ型金型とコア型金型をオープンにした時（これを「型開き」という。）からキャビティ金型の温度制御が開始される。つまり、型開きが開始すると、図７（Ａ）に示すように、ヒーターを前進させて、キャビティ型１１のフロントプレート１３ａ（図２参照）の加熱が開始される。
【００６６】
図７（Ｂ）の成形品の取り出す段階でも、図６に示すようにキャビティ型１１のフロントプレート１３ａの加熱が継続され、図６の温度曲線で示すように金型温度が暫時上昇していく。つまり、型開き時に第１の温度である９０℃であった金型温度が、樹脂の注入開始前の「型閉め」時には、第２の温度である１４０℃まで上昇させるように制御される。
【００６７】
この段階で、図７（Ｃ）に示すように、不図示のゲートから光輝材を含む樹脂材料Ｐの注入が開始される。型閉め状態から樹脂材料Ｐの注入を行っている間は、ヒーターユニット１７を前進させたままの状態にしておき、この時の金型の温度を１４０℃一定に保つように制御する。そして、樹脂材料Ｐが成形空間全体に充填された後に、図８（Ｄ）に示すように、ヒーターユニット１７を後退させ、樹脂材料Ｐの充填を終了して射出を完了する。
【００６８】
なお、射出完了の所定時間前から射出完了後の所定時間の間は、キャビティ型１１に通水路２７より冷却水を通水し、金型温度が上昇しすぎないように制御する（図８（Ｅ）参照）。そして、射出が環境すると、金型温度も暫時下降していき、金型温度が１００℃くらいになったときに、通水路２７からの冷却水の通水が停止される。
【００６９】
金型温度は冷却水の通水が停止された後も、約９０℃くらいの温度まで暫時低下していく。そして、成形品を取り出すための型開きが行われ（図８（Ｆ）及び図７（Ａ）参照）る。この型開きの際に、ヒーターユニット１７を前進させてキャビティ型１１を加熱する。これにより、次の成形サイクルにおける金型７の加熱時間を短縮することができる。そして、図７（Ｂ）に示すように、成形品１００が金型から取り外されて再び最初の段階に戻る。
【００７０】
図６に示すように、ウェルドレス成形法では、金型温度を９０℃から１４０℃まで所定の時間かけて上げていき、金型温度が１４０℃のときに樹脂材料Ｐを成形空間に注入し、再び金型温度を９０℃まで冷却する過程をたどるように温度制御がなされる。この温度制御は、図２に示す複数（単数でも構わないが）のヒーターユニットの温度を点線に示すように４００℃〜３００℃の範囲に制御することにより、実現することができる。
【００７１】
なお、本例では、第１の温度を９０℃に設定し、第２の温度を１４０℃に設定した例を説明したが、これに限定されるものではなく、第１の温度及び第２の温度は、樹脂材料Ｐの種類に応じて適宜設定されるものである。
【００７２】
＜金型を完成させるまでの手順＞
図９は、本発明の成形方法に使用される金型（キャビティ型とコア型）を設計、製作する際の手順を示すフローチャートである。
【００７３】
まず、成形品の３次元モデルを決定し、この成形品の形状をコンピュータ上で流動解析を行う（ステップＳ１）。この流動解析はコンピュータ上で成形空間に溶融させた樹脂材料Ｐを注入した場合にどのような問題が発生するかを解析するためのシミュレーション解析であり、この結果により問題点を確認するとともに、問題点の対策を洗い出す検討を行う（ステップＳ２）。
【００７４】
ステップＳ２で問題点の確認と対策の検討が終わると、その対策に対して効果確認のためのシミュレーション解析を行って、問題点が解消されたか否かが判断される（ステップＳ３）。ステップＳ３で問題点が解消されないと判断されると、再びステップＳ２に戻り、新たな対策の検討が行われる。
【００７５】
ステップＳ３で問題点が解消されていると判断された場合は、ステップＳ２で検討した対策が提案され（ステップＳ４）、続いて提案された対策内容が、機能的に使用可能か否かが判断される（ステップＳ５）。ここで機能的に使用可能であるということは、流動解析により流れ模様やヒケ、ウエルド位置などの外観、ショート、反り、ゲートバランスなどの面において適正な成形性が確認できた場合を意味する。ステップＳ５で対策内容が機能的に使用不可であると判断されたときは、再びステップＳ２に戻り、新たな対策の検討が行われる。一方、ステップＳ５で対策が機能的に使用可能であると判断されたときは、金型の設計と試作が行われる（ステップＳ６）。
【００７６】
次に、ステップＳ６で作成された試作品を使って、再び問題点の確認がなされ、更に試作品について流動解析により実際の状態を再現し、さまざまな対策が検討される（ステップＳ７）。そして、ステップＳ３と同様な方法で、その対策によって問題点が解消されたか否かが判断される（ステップＳ８）。
【００７７】
また、この流動解析を行うときに、成形品の外観面に「流れ模様」が発生しやすい箇所、例えばリブや文字などの凹凸部や樹脂が合流する箇所を予測することができる。そして、予測した「流れ模様」が発生しやすい箇所にヒーターユニット１７を設けるように設計してもよい。更に、流動解析を行うことで、樹脂を射出するゲートの位置や形状の他に、成形品の肉厚や、樹脂を金型に流し入れる際の射出速度や圧力も検討される。
【００７８】
このステップＳ８で未だに問題点が解消されていないと判断されると、再びステップＳ７に戻り、新たな対策の検討が行われ、問題点が解消されていると判断された場合は、ステップＳ７で検討した対策が提案される（ステップＳ９）。
【００７９】
そして、ステップＳ７の提案された対策の内容が、機能的に使用可能か否かが判断される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０で対策内容が機能的に使用不可であると判断されたときは、再びステップＳ７に戻り、対策の再検討が行われる。一方、ステップＳ１０で対策が機能的に使用可能であると判断されたときは、金型の修正と試作が行われて、すべての問題の確認がなされる（ステップＳ１１）。
【００８０】
最後に、すべての問題が解消されているか否かを判断し（ステップＳ１２）、問題が解消されていると判断されて、初めて金型が完成する。つまり、試作、修正した金型が完成品とされる（ステップＳ１３）。ステップＳ１２で一つでも未解決の問題が残っていると判断されると、再びステップＳ７に戻り、問題解決の対策のための手法について検討される。
【００８１】
以上、図９は、本発明の金型を作製する際の、流動解析と金型が完成するまでの手順を述べたものであるが、この手順はあくまでも一例であり、本発明の金型を用いて成形品を成形する手法とは直接関係しないものである。
【００８２】
以上、本発明の実施の形態例について説明したが、本発明上述の実施形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限り、種々の応用例、変形例を含むことは勿論である。なお、上述した実施の形態例では、
【符号の説明】
【００８３】
１…成形金型システム、  ２…成形金型装置、  ３…温度制御装置、  ４…真空装置、５…チラー機（送水装置）、  ５ａ…電磁弁、  ６…成形機、  ６ａ…射出部、  ７…金型、  ８…冷却水・エア制御ボックス、  １１…キャビティ型（第一金型）、  １２…コア型（第二金型）、  １３…キャビティ入れ子、  １３ａ…フロントプレート、  １３ｂ…バックプレート、  １５…成形空間、  １６…温度センサ、  １７…ヒーターユニット、  １７ａ…ヒーター、  １７ｂ…温度センサ、  １７ｃ…シリンダ、  １８…断熱材、  １９…ステンレス材、  ２７…通水路、  ３１…入力部、  ３２…ヒーター温度制御部、  ３３…金型温度制御部、  ３４…射出指令部、  ３５…冷却制御部、
【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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