(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型キャビティ内に、第１流体を流入させる第１流体流路と、
前記金型キャビティ内に、第２流体を流入させる第２流体流路と、
前記第２流体流路の前記金型キャビティ内に連通する開口部分に進退自在に配置され、
前進状態においては、前記第２流体流路の前記開口部分をシールさせると共に、先端部を前記金型キャビティ内に所定量突出させ、
後退状態においては、前記第２流体流路の前記開口部分を開放させると共に、前記先端部を前記金型キャビティ外に退避させ、
前記先端部の形状が、その進退方向と直交する断面積を、その前進方向に漸次、減少させる形状であるシールピン機構と、
を備え、
前記シールピン機構により前記第１流体に形成させた凹部の、前記シールピン機構の前記先端部との接触部に、前記金型キャビティの内部へ行くほど尖った形状を形成させ、前記第２流体の流動を該尖った形状部分に収束させて、前記第１流体内に前記第２流体を充填させる射出成形用金型。
【請求項２】
前記第１流体及び前記第２流体が、それぞれ表層を形成する表層用溶融樹脂及び内層を形成する内層用溶融樹脂であって、
前記シールピン機構を前進状態にさせて、前記金型キャビティ内に前記第１流体流路から射出充填させた前記表層用溶融樹脂内に、
前記シールピン機構を後退状態にさせて、前記金型キャビティ内に前記第２流体流路から射出充填させた前記内層用溶融樹脂の流動を、前記表層用溶融樹脂表面に前記シールピン機構の前記先端部により形成させた凹部の、前記シールピン機構の前記先端部との前記接触部に形成させた前記尖った形状部分に収束させて充填させ、
前記表層と前記内層とからなり、前記内層が前記表層に内包されるサンドイッチ成形品を成形させることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項３】
前記第１流体及び前記第２流体が、それぞれ溶融樹脂及び加圧ガスであって、
前記シールピン機構を前進状態にさせて、前記金型キャビティ内に前記第１流体流路から射出充填させて形成させた樹脂成形体内に、
前記シールピン機構を後退状態にさせて、前記金型キャビティ内に前記第２流体流路から注入させた前記加圧ガスの流動を、前記溶融樹脂表面に前記シールピン機構の前記先端部により形成させた凹部の、前記シールピン機構の前記先端部との前記接触部に形成させた前記尖った形状部分に収束させて注入させ、内部に中空部を形成させた中空成形品を成形させることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項４】
前記金型キャビティの容積を、前記射出成形用金型が取り付けられた射出成形機の型開閉機構による型開閉動作、及び、前記射出成形用金型内に配置させた可動部の移動動作の少なくとも一つにより拡張・縮小させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形用金型に関する。更に詳しくは、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品の射出成形用金型、及び、内部に中空部が形成された中空成形品の射出成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形品におけ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品が知られている。このサンドイッチ成形品は、表裏両面の意匠面化、あるいは、内層へのリサイクル樹脂の採用を主目的している。また、軽量化を主目的として、内部に中空部が形成された中空成形品が知られている。
【０００３】
前者の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異なり、内層が表層に内包される多層成形品である。このようなサンドイッチ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。表層用溶融樹脂を適量、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内を満たす多段成形方法はその内の１つである。
【０００４】
後者の中空成形品は、文字通り、内部に中空部が形成された樹脂成形品である。このような中空成形品を成形する射出成形方法は、ブロー成形方法や、１つの中空成形品を複数に分割させた半中空体状態で成形させた後、それぞれの半中空体をそれぞれの分割面が対向するように移動させた後、金型内で結合させる方法等、様々な方法で成形される。金型内に射出充填させた溶融樹脂内に加圧ガスを注入させることで、溶融樹脂内に中空部を形成させた後、注入させた加圧ガスを排出させる中空射出成形方法（ガスアシスト射出成形方法とも呼称される。）もその１つである。
【０００５】
特許文献１は前者のサンドイッチ成形品を成形する多段成形方法に分類される複合成形方法（多層成形方法）及び射出成形機であって、固定型（固定金型）と可動型（可動金型）により形成されたキャビティ（金型キャビティ）内に、第１射出シリンダ（射出ユニット）を介して第１材料（表層用溶融樹脂）を射出した後、第２射出シリンダを介して前記第１材料とは異なる第２材料（内層用溶融樹脂）を前記第１材料内に射出し、前記第２材料により前記第１材料を前記キャビティの形状に沿って充填させることを特徴とする複合成形方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２は後者の中空成形品を成形する中空射出成形方法に係るものであって、金型内に形成される横長状のキャビティ空間部（金型キャビティ）内に射出された溶融合成樹脂材（溶融樹脂）中へ加圧ガスを注入する際に用いられるガス注入用ノズル装置において、そのガスの噴射される噴出口の開口方向を、上記横長状キャビティ空間部の長手方向と合致させるようにしたことを特徴とする射出成形工法（射出成形方法）に用いられるガス注入用ノズル装置が開示されている。
【０００７】
ここで、特許文献１の明細書記載（同段落００２０）にように、サンドイッチ成形品の表層をスキン層、内層をコア層と呼称する場合もあるが、本発明においては、樹脂成形品によらず、金型キャビティ内に射出充填された溶融樹脂が、金型キャビティの内面や、金型キャビティ内の気体、あるいは、樹脂やインサート材等、他の物質と接触して冷却されることによりその接触部に形成される、薄い膜状の冷却固化層をスキン層と呼称する。
【０００８】
また、上記特許文献１及び特許文献２に関する記載中の括弧は、括弧直前の構成要件に相当あるいは類似すると考えられる本発明の構成要件等を、本発明の理解が容易になるように記載したものであり、括弧直前の構成要件等と括弧内構成要件とが一致することを示唆するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０８−１７４６０３号公報
【特許文献２】特開２００８−２１３３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の、サンドイッチ成形品を成形する多段成形方法に分類される複合成形方法においては、エンジニアリングプラスチック系樹脂等の強度の高い樹脂材料が使用される場合、あるいは、製品外観性等の製品仕様上の要求から、表層となる第１材料のスキン層を厚く形成させる必要がある場合等、第１材料表面に形成されるスキン層が強固な場合において、先にキャビティ内にショートショットで射出充填される第１材料と、キャビティ内に突出させているバルブゲートピンの先端部との接触部に形成される第１材料のスキン層も強固となる。その結果、バルブゲートピンにより第１材料表面に凹部を形成させ、その凹部へ、内層となる第２材料をバルブゲートから射出充填させても、第２材料が、その第２材料の流動圧力によりその凹部に形成された強固なスキン層を完全に貫通することができず、第１材料の内部に確実に充填されない可能性がある。その場合、フルショットに対してショートショットで射出充填されているため、樹脂内圧力が低い第１材料と金型キャビティとの間や、金型キャビティの未充填部分に内層となる第２樹脂が流出し、いわゆる、樹脂反転不良が発生するという問題がある。
【００１１】
特許文献２に記載の、中空成形品を成形する中空射出成形方法に係るガス注入用ノズル装置においても、中空成形品の射出充填時に、溶融合成樹脂材の表面に形成されるスキン層が、特許文献１のような理由により強固な場合において、金型キャビティ内に射出充填された溶融合成樹脂材と、金型キャビティ内に突出されたガス注入ノズルの先端部との接触部に形成された溶融合成樹脂材のスキン層も強固となる。また、特許文献２のガス注入用ノズル装置の先端部には、加圧ガスの注入を制御すると共に、ノズル先端部からの溶融樹脂の逆流を防止するガス遮断・開放機構がないため、射出充填させた溶融合成樹脂材がノズル先端部から逆流しないように、このようなガス遮断・開放機構がある場合に対してノズル先端部の開口面積が小さい。
【００１２】
その結果、中空部を形成させるために、ガス注入用ノズル先端の噴射口から噴射された加圧ガスが、その加圧ガスの流動圧力によりその凹部に形成された強固なスキン層を完全に貫通することができず、溶融合成樹脂材の内部に確実に注入されない可能性がある。その場合、特許文献１と同様に、溶融合成樹脂材と金型キャビティとの間や、金型キャビティの未充填部分に、中空部を成形させるための加圧ガスが噴出し、中空部を形成させるために必要なガス容量が不足する。この加圧ガスの噴出により、噴出痕等の意図しない製品外観不良が生じることはもちろん、加圧ガス容量が不足するため、加圧ガスを内包する溶融合成樹脂材の金型キャビティ内への充填不良や、中空部の加圧ガス圧力が低下し、加圧ガス圧力による溶融合成樹脂材の金型キャビティの内面への押付け力が低下し、金型キャビティの内面形状のスキン層への転写性、すなわち、中空成形品の製品外観性が低下する。そして何よりも、所望する中空部が形成されないという問題がある。
【００１３】
ここで、特許文献１のショートショットとは、金型キャビティ内への射出充填における射出充填量（容積）が、金型キャビティの容積を満たすには足りない射出充填状態を意味し、これに対して、フルショットが、金型キャビティの容積を満たす射出充填状態を意味する。一般的には、ショートショットに対して、フルショットの方が、型締力が略均一に金型キャビティ内の溶融樹脂に付与され、金型キャビティ内における溶融樹脂の樹脂内圧力が略均一に高められることにより、樹脂成形品の製品外観性が優れているとされる。特許文献２においては、中空成形品の射出充填時に、金型キャビティ内への溶融合成樹脂材がショートショット及びフルショットのいずれの状態で射出充填されるかの記載はないが、同明細書記載や同図面から、特許文献１と同じショートショットでの射出充填と推測される。（フルショットでの射出充填とすれば、金型キャビティ内が溶融合成樹脂材で満たされているため、ガスの注入時の注入抵抗に準じた高圧で加圧ガスを噴射させたり、注入抵抗を低下させるために、加圧ガスの噴射に同調させて金型キャビティの容積を拡張させたりする必要があるが、同明細書記載や同図面にそれらを示唆するような内容はない。）
【００１４】
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、金型キャビティ内に先に射出充填された溶融樹脂の表面に形成されるスキン層（冷却固化層）が強固な場合においても、該溶融樹脂内に、他の流体を確実に充填・注入可能な射出成形用金型、更に詳しくは、表層用溶融樹脂内に内層用溶融樹脂を確実に充填可能なサンドイッチ成形品の射出成形用金型、及び、溶融樹脂内に加圧ガスを確実に注入させて所望する中空部の形成が可能な中空成形品の射出成形用金型を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の上記目的は、請求項１に示すように、金型キャビティ内に、第１流体を流入させる第１流体流路と、
前記金型キャビティ内に、第２流体を流入させる第２流体流路と、
前記第２流体流路の前記金型キャビティ内に連通する開口部分に進退自在に配置され、
前進状態においては、前記第２流体流路の前記開口部分をシールさせると共に、先端部を前記金型キャビティ内に所定量突出させ、
後退状態においては、前記第２流体流路の前記開口部分を開放させると共に、前記先端部を前記金型キャビティ外に退避させ、
前記先端部の形状が、その進退方向と直交する断面積を、その前進方向に漸次、減少させる形状であるシールピン機構と、
を備え、
前記シールピン機構により前記第１流体に形成させた凹部の、前記シールピン機構の前記先端部との接触部に、前記金型キャビティの内部へ行くほど尖った形状を形成させ、前記第２流体の流動を該尖った形状部分に収束させて、前記第１流体内に前記第２流体を充填させる射出成形用金型によって達成される。
【００１６】
金型キャビティ内に第１流体を流入させる、すなわち、後述するように、第1流体が溶融樹脂であって、この溶融樹脂を金型キャビティ内に射出充填させる際、第２流体流路の金型キャビティ内に連通する開口部分に進退自在に配置されたシールピン機構を前進状態にさせておくことにより、第１流体（溶融樹脂）の第２流体流路への流入を防止させると共に、金型キャビティ内に所定量突出させたシールピン機構の先端部により、第１流体（溶融樹脂）の表面に凹部が形成され、第１流体（溶融樹脂）の表面と同様に、この凹部にもスキン層が形成される。しかしながら、その先端部の形状が、その進退方向と直交する断面積を、その前進方向に漸次、減少させる形状、つまり、金型キャビティの内部へ行くほど尖った形状であるため、金型キャビティの内面に対して、金型キャビティの内部へ行くほどその先端部の容積及び熱容量が小さくなり、その接触部において溶融樹脂を冷却固化させる冷却固化作用も低下する。また、この凹部の形状も、金型キャビティの内部へ行くほど尖った形状に形成され、第１流体（溶融樹脂）の温度も金型キャビティの内部へ行くほど、高温になるため冷却固化されにくい。これらの理由により、この凹部に形成されるスキン層も、先端部（金型キャビティの内部）へ行くほどその厚みが薄く形成され、その強度も漸次低下する。
【００１７】
その結果、シールピン機構を後退状態にさせて、第２流体流路の金型キャビティ内に連通する開口部分を開放させて、第１流体（溶融樹脂）の表面に形成された凹部に、第２流体を所定圧力で充填・注入させると、金型キャビティの内部へ行くほど尖ったその形状により、第２流体の流動が収束される流動収束効果による圧力上昇効果も加えられ、スキン層の強度の低下した部分を貫通させて、第２流体が溶融樹脂内へ充填・注入される。このようにして、第１流体（溶融樹脂）の表面に強固なスキン層が形成される場合においても、第１流体（溶融樹脂）内に第２流体を確実に充填・注入させることができる。
【００１８】
この射出成形用金型は、具体的には、請求項２に示すように、前記第１流体及び前記第２流体が、それぞれ表層を形成する表層用溶融樹脂及び内層を形成する内層用溶融樹脂であって、
前記シールピン機構を前進状態にさせて、前記金型キャビティ内に前記第１流体流路から射出充填させた前記表層用溶融樹脂内に、
前記シールピン機構を後退状態にさせて、前記金型キャビティ内に前記第２流体流路から射出充填させた前記内層用溶融樹脂の流動を、前記表層用溶融樹脂表面に前記シールピン機構の前記先端部により形成させた凹部の、前記シールピン機構の前記先端部との前記接触部に形成させた前記尖った形状部分に収束させて充填させ、
前記表層と前記内層とからなり、前記内層が前記表層に内包されるサンドイッチ成形品を成形させることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型として構成されても良い。
【００１９】
このように、請求項１に記載の射出成形用金型が、サンドイッチ成形品を成形させるサンドイッチ成形用金型として構成されれば、第１流体である表層用溶融樹脂の表面に強固なスキン層が形成される場合においても、表層用溶融樹脂内に第２流体である内層用溶融樹脂を確実に充填させることができる。
【００２０】
また、この射出成形用金型は、請求項３に示すように、前記第１流体及び前記第２流体が、それぞれ溶融樹脂及び加圧ガスであって、
前記シールピン機構を前進状態にさせて、前記金型キャビティ内に前記第１流体流路から射出充填させて形成させた樹脂成形体内に、
前記シールピン機構を後退状態にさせて、前記金型キャビティ内に前記第２流体流路から注入させた前記加圧ガスの流動を、前記溶融樹脂表面に前記シールピン機構の前記先端部により形成させた凹部の、前記シールピン機構の前記先端部との前記接触部に形成させた前記尖った形状部分に収束させて注入させ、内部に中空部を形成させた中空成形品を成形させることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型として構成されても良い。
【００２１】
このように、請求項１に記載の射出成形用金型が、中空成形品を成形させる中空成形用金型として構成されれば、第１流体である溶融樹脂の表面に強固なスキン層が形成される場合においても、溶融樹脂内に第２流体である加圧ガスを確実に注入させ、所望する中空部を形成させることができる。
【００２２】
また、この射出成形用金型は、請求項４に示すように、前記金型キャビティの容積を、前記射出成形用金型が取り付けられた射出成形機の型開閉機構による型開閉動作、及び、前記射出成形用金型内に配置させた可動部の移動動作の少なくとも一つにより拡張・縮小させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の射出成形用金型としても良い。
【００２３】
このように、金型キャビティの容積が拡張・縮小可能であれば、この射出成形用金型がサンドイッチ成形用金型や中空成形用金型として使用される場合、最初に行われる、第１流体（表層用溶融樹脂や溶融樹脂）の射出充填時に、射出充填率が略１００％、すなわち、フルショットとなるように、金型キャビティの容積を製品容積より縮小させることにより、縮小させた金型キャビティ内が第１流体により満たされ、金型キャビティ内の第１流体に型締力が略均一に付与され、第１流体の圧力が略均一に高められることにより、第１流体の略全面に金型キャビティの内面との接触により冷却固化されたスキン層（冷却固化層）が形成され、後に第１流体内に充填・注入される第２流体の第１流体外部への流出・噴出が抑制される。また、金型キャビティの内面の該スキン層への高い転写性が確保されるため、第１流体がショートショットで射出充填され、続いて行われる第２流体の充填・注入により、金型キャビティ内を自由流動する第１流体の、自由流動により不均一に付与される流動圧力のみで、金型キャビティの内面形状が第１流体の表面に形成されたスキン層（冷却固化層）へ転写される一般的なサンドイッチ成形品及び中空成形品に対して、製品外観性が向上する。
【００２４】
また、サンドイッチ成形における内層用溶融樹脂の射出充填時や、中空成形における加圧ガスの注入時に連動させて、金型キャビティの容積を拡張させることにより、それぞれの射出充填抵抗や注入抵抗を低下させ、製品容積に対する内層用溶融樹脂の充填比率や中空部の中空比率を向上させることができる。また、発泡剤を含む溶融樹脂を使用して、金型キャビティの容積を拡張させて拡張発泡成形を行わせることにより、発泡層を有するサンドイッチ成形品や中空成形品を成形させることができる。更に、金型キャビティの容積を製品容積以上に拡張させて、サンドイッチ成形における内層用溶融樹脂の射出充填や中空成形における加圧ガスの注入を行わせた後に、製品容積まで縮小させることにより、射出圧縮成形方法や射出プレス成形方法と同様の効果が期待できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る射出成形金型は、金型キャビティ内に、第１流体を流入させる第１流体流路と、
前記金型キャビティ内に、第２流体を流入させる第２流体流路と、
前記第２流体流路の前記金型キャビティ内に連通する開口部分に進退自在に配置され、
前進状態においては、前記第２流体流路の前記開口部分をシールさせると共に、先端部を前記金型キャビティ内に所定量突出させ、
後退状態においては、前記第２流体流路の前記開口部分を開放させると共に、前記先端部を前記金型キャビティ外に退避させ、
前記先端部の形状が、その進退方向と直交する断面積を、その前進方向に漸次、減少させる形状であるシールピン機構と、
を備え、
前記シールピン機構により前記第１流体に形成させた凹部の、前記シールピン機構の前記先端部との接触部に、前記金型キャビティの内部へ行くほど尖った形状を形成させ、前記第２流体の流動を該尖った形状部分に収束させて、前記第１流体内に前記第２流体を充填させる射出成形用金型としたので、金型キャビティ内に先に射出充填された溶融樹脂の表面に形成されるスキン層（冷却固化層）が強固な場合においても、該溶融樹脂内に、他の流体を確実に充填・注入させることができる。更に詳しくは、サンドイッチ成形品において、表層用溶融樹脂内に内層用溶融樹脂を確実に充填させることができ、中空成形品において、溶融樹脂内に加圧ガスを確実に注入させて所望する中空部を形成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１に係る射出成形用金型の概略断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る射出成形用金型を使用するサンドイッチ成形品の射出成形方法の成形工程の前半を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る射出成形用金型を使用するサンドイッチ成形品の射出成形方法の成形工程の後半を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施例１に係る射出成形用金型のシールピン機構先端部の拡大図である。
【図５】本発明の実施例２に係る射出成形用金型の概略断面図である。
【図６】本発明の実施例２に係る射出成形用金型のシールピン機構先端部の拡大図である。
【図７】本発明の実施例１に係る射出成形用金型のシールピン機構先端部の別形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。  
【実施例１】
【００２８】
図１から図４及び図７を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は本発明の実施例１に係る射出成形用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３（ａ）から図３（ｃ）は本発明の実施例１に係るサンドイッチ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４は本発明の実施例１に係る射出成形用金型のシールピン機構先端部の拡大図である。図４（ａ）が図２（ｃ）における要部Ａの拡大図、図４（ｂ）が図４（ａ）の要部Ｃにおけるシールピン機構先端部に形成されたスキン層、図４（ｃ）が図３（ａ）における要部Ｂの拡大図かつ図４（ａ）の要部Ｃにおけるシールピン機構先端部に形成されたスキン層を示す。図７は本発明の実施例１に係る射出成形用金型のシールピン機構先端部の別形態を示す概略断面図である。
【００２９】
実施例１は、本発明の射出成形用金型が、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品を成形させるサンドイッチ成形用金型として構成されるものである。このサンドイッチ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、このサンドイッチ成形用金型が取り付けられる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から図４及び図７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。
【００３０】
最初に、図１を参照しながら、本発明の実施例１に係る、サンドイッチ成形用金型として構成される射出成形用金型を説明する。図１に示すように、図示しない固定盤に取り付けられた固定金型２に、表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）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溶融樹脂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（第１流体流路）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）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、第２流体である内層用溶融樹脂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。
【００３１】
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溶融樹脂１０ｂ（第２流体）を金型キャビティ９ａ内に充填させる内層用樹脂流路１０ｃ（第２流体流路）が固定金型２に配置され、内層用樹脂流路１０ｃの金型キャビティ９ａ側端部の開口部分にはシールピン機構１０ｄが進退自在に配置されている。シールピン機構１０ｄは、図１に示すように、前進状態においては、内層用樹脂流路１０ｃの金型キャビティ９ａ側端部の開口部分をシールさせると共に、その先端部を金型キャビティ９ａ内に所定量突出させている。また、シールピン機構１０ｄはその先端部の形状が、その進退方向と直交する断面積を、その前進方向に漸次、減少させる形状、つまり、金型キャビティ９ａの内部へ行くほど尖った形状で形成されている。
【００３２】
シールピン機構１０ｄの先端部の金型キャビティ９ａへの突出量や、尖らせる角度等については、表層用溶融樹脂９ｂの樹脂材料、形成されるスキン層の厚みや強度、シールピン機構１０ｄの先端部を金型キャビティ９ａに突出させる部位の製品厚み等、により、適宜好適な仕様が選択されれば良い。しかしながら、少なくとも、シールピン機構１０ｄの先端部の金型キャビティ９ａへの突出量は、該先端部を金型キャビティ９ａに突出させる部位の製品厚みの略半分（該部位の金型キャビティ９ａの略中央位置）まで突出させることが好ましい。
【００３３】
また、後述する本発明の実施例１に係る射出成形用金型を使用するサンドイッチ成形品の成形工程の説明と図を簡単にするために、内層用樹脂流路１０ｃの金型キャビティ９ａ側端部の開口部分に配置されたシールピン機構１０ｄは、図１（図７（ａ））に示すように、その前進状態において、その先端部に連続する直胴部により、内層用樹脂流路１０ｃの金型キャビティ９ａ側端部の開口部分をシールさせる形態としているが、同図７（ｂ）に示すように、内層用樹脂流路１０ｃの金型キャビティ９ａ側端部の開口部分の形状を、シールピン機構１０ｄの先端部のテーパ面と略同形状のテーパ面とし、その前進状態において、先端部のテーパ面を開口部分のテーパ面に押し当てることによりシールさせる形態でも良い。この場合、内層用樹脂流路１０ｃの開口部分の高いシール性を確保できると共に、シールピン機構１０ｄの先端部の金型キャビティ９ａ内への突出量を精密に制御させることができる。更に、シールピン機構１０ｄの先端部及び内層用樹脂流路１０ｃ開口部分の形状を、同図７（ｃ）に示すように、図７（ａ）の直胴部の形態と図７（ｂ）のテーパ面の形態とを合わせた段付きテーパ面とすれば、図７（ｂ）に示す内層用樹脂流路１０ｃの開口部分のテーパ面端部をより肉厚に、高い剛性を有するように形成させることができ、内層用樹脂流路１０ｃの開口部分の高いシール性を長期間維持させることができる。このように、シールピン機構１０ｄは、その前進状態において、内層用樹脂流路１０ｃの金型キャビティ９ａ側端部の開口部分をシールさせると共に、その先端部を金型キャビティ９ａ内に所定量突出させることができれば、様々な形態を選択することができる。
【００３４】
図１に戻る。シールピン機構１０ｄの先端部が、その進退方向と直交する断面積を、その前進方向に漸次、減少させる形状、つまり、金型キャビティ９ａの内部へ行くほど尖った形状で形成されている一方、その先端部の他端にはピストンが形成されており、固定金型２内の空間部と組み合わされ、シールピン機構１０ｄの先端部から連続する直胴部をピストンロッドとする油圧シリンダが構成されている。該油圧シリンダのヘッド側に油圧を作用させると、シールピン機構１０ｄは、図１に示すような前進状態となり、ロッド側に油圧を作動させると、内層用樹脂流路１０ｃ（第２流体流路）の金型キャビティ９ａ側端部の開口部分を開放させると共に、その先端部を金型キャビティ９ａ外に退避させる後退状態となる。シールピン機構１０ｄを進退させる機構は、図１に示すような油圧シリンダでも良いし、エアシリンダやモータとボールねじを組み合わせた各種アクチュエータ等であっても良い。
【００３５】
そして、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。
【００３６】
ここで、第１射出ユニット１７及び第２射出ユニット１８については、図１に示すように、射出ユニットそれぞれに連通する第１流体流路とゲートバルブ９ｄ、及び、第２流体流路とシールピン機構１０ｄ、が固定金型２及び可動金型４のいずれかに配置されれば、２つの射出ユニットの配置、あるいは、どちらの射出ユニットが固定金型２及び可動金型４のいずれかに接続可能に配置されるか、に特に金型側の制約はない。また、表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）及び内層用溶融樹脂１０ｂ（第２流体）が同じ樹脂材料である場合、射出ユニットが１セットしか配置されていない射出成形機であっても、表層用溶融樹脂及び内層用溶融樹脂の樹脂流路を、金型内でそれぞれ分岐させ、それぞれ分岐させた樹脂流路に、図１に示すようなゲートバルブ９ｄ、及び、シールピン機構１０ｄが配置されれば、本発明は実施可能である。
【００３７】
また、前述した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状態に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。）や圧縮成形方法、また、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。
【００３８】
次に、図２から図４を参照しながら、本発明の実施例１に係る射出成形用金型を使用するサンドイッチ成形品の成形工程を説明する。図２（ａ）は、成形サイクル開始前の型開き状態を示す。各構成要件は図１で説明したとおりである。説明及び図を簡単にするため、表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）を流入させる表層用樹脂流路９ｃ（第１流体流路）及び内層用溶融樹脂１０ｂ（第２流体）を流入させる内層用樹脂流路１０ｃ（第２流体流路）は共に何も流入されていない状態としているが、実際には、前サイクルでの表層用溶融樹脂９ｂ及び内層用溶融樹脂１０ｂそれぞれの射出充填終了後、これから説明する次サイクルのために、それぞれの樹脂流路は、計量されたそれぞれの溶融樹脂により既に満たされた状態である。
【００３９】
そして、図２（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（第１流体流路）のゲートバルブ９ｄを開放させ（開放状態のため図示せず。）、後に表層９を形成する表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）を、第１射出ユニット１７から表層用樹脂流路９ｃ（第１流体流路）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。この表層用樹脂射出充填工程において、内層用樹脂流路１０ｃ（第２流体流路）の金型キャビティ９ａ側端部の開口部分に設けられたシールピン機構１０ｄは、その先端部を所定量、金型キャビティ９ａ内に突出させた状態で、内層用樹脂流路１０ｃの金型キャビティ９ａ側端部の開口部分をシールさせており、金型キャビティ９ａ内に射出充填させた表層用溶融樹脂９ｂが内層用樹脂流路１０ｃに逆流することはない。
【００４０】
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、表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）の射出充填量（容積）に対して、射出充填率が略１００％となる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。射出充填率が略１００％（フルショット）となるように、金型キャビティ９ａの容積を製品容積より縮小させることにより、縮小させた金型キャビティ９ａ内が表層用溶融樹脂９ｂにより満たされ、金型キャビティ９ａ内の表層用溶融樹脂９ｂに型締力が略均一に付与され、表層用溶融樹脂９ｂの樹脂圧力が略均一に高められることにより、表層用溶融樹脂９ｂの略全面に金型キャビティ９ａの内面との接触により冷却固化されたスキン層（冷却固化層）が形成され、後に表層用溶融樹脂９ｂ内に射出充填される内層用溶融樹脂１０ｂ（第２流体）の表層用溶融樹脂９ｂの外部への流出、いわゆる、樹脂反転不良が抑制される。また、金型キャビティ９ａの内面の該スキン層への高い転写性が確保されるため、一般的なサンドイッチ成形品、すなわち、表層用溶融樹脂９ｂがショートショットで射出充填され、続いて行われる内層用溶融樹脂１０ｂの射出充填により、金型キャビティ９ａ内を自由流動する表層用溶融樹脂９ｂの、自由流動により不均一に付与される流動圧力のみで、金型キャビティ９ａの内面形状が表層用溶融樹脂９ｂの表面に形成されたスキン層（冷却固化層）へ転写されるサンドイッチ成形品に対して、製品外観性が向上する。
【００４１】
表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）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溶融樹脂９ｂのスキン層（冷却固化層）の形成と該スキン層への高い転写性を確保する上で好ましい。ここで、金型キャビティ９ａの内面との接触により形成されたスキン層は、金型キャビティ９ａ内の気体との接触部、すなわち、金型キャビティ９ａの内面と接触しない表層用溶融樹脂９ｂの表面に形成されるスキン層に対して強固ではあるが、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。
【００４２】
一方、金型キャビティ９ａの容積を製品容積より縮小（拡張）させることができない金型構成の場合、この表層用樹脂射出充填工程は一般的にショートショットで行われる。その場合、樹脂反転不良を防止しつつ、金型キャビティ９ａの内面の表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）のスキン層への転写性を低下させないような樹脂流動を金型キャビティ９ａ内で形成させるために、最初に射出充填させる表層用溶融樹脂９ｂの射出充填量（容積）、射出充填圧力、樹脂温度等、そして、続いて、表層用溶融樹脂９ｂ内に射出充填させる内層用溶融樹脂１０ｂ（第２流体）の射出充填タイミング、射出充填量（容積）、射出充填圧力、樹脂温度等を十分に検討・調整する必要があることは言うまでもない。
【００４３】
図２（ｃ）は、表層用樹脂射出充填工程が完了し、表層用樹脂流路９ｃ（第１流体流路）のゲートバルブ９ｄが閉じられた状態である。この時、シールピン機構１０ｄは、内層用溶融樹脂流路１０ｃ（第２流体流路）の開口部分をシールさせた前進状態である。ここで、同図２（ｃ）の要部Ａで示すこのシールピン機構１０ｄの先端部の拡大図が図４（ａ）である。図４（ａ）に示すように、金型キャビティ９ａ内の表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）は、金型キャビティ９ａの内面との接触部に形成されたスキン層９ｅと、まだ溶融状態の溶融層９ｆとで構成される表層９（樹脂成形体）の状態である。当然のことながら、図４（ａ）の要部Ｃ、すなわち、金型キャビティ９ａ内に所定量、突出させているシールピン機構１０ｄの先端部と表層用溶融樹脂９ｂとの接触部にもスキン層９ｅが形成されるが、この接触部に形成されたスキン層９ｅは、図４（ｂ）に示すように、シールピン機構１０ｄの先端部の先端に行くほど、金型キャビティ９ａの内部に行くほどその厚みが薄く形成され、その強度も漸次低下する。
【００４４】
これは、シールピン機構１０ｄの先端部の形状が、その進退方向と直交する断面積を、その前進方向に漸次、減少させる形状、つまり、金型キャビティ９ａの内部へ行くほど尖った形状であるため、金型キャビティ９ａの内面に対して、金型キャビティ９ａの内部へ行くほどその先端部の容積及び熱容量が小さくなり、その接触部において溶融樹脂を冷却固化させる冷却固化作用も低下すること、そして、シールピン機構１０ｄのこの先端部の形状に準じて表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）の表面に形成される凹部の形状も、金型キャビティ９ａの内部へ行くほど尖った形状に形成され、表層用溶融樹脂９ｂの温度も、金型キャビティ９ａの内部へ行くほど、溶融層９ｆの中央に近づき高温となるため冷却固化されにくいこと、のこれらの理由によるものである。更に、最終的に、金型キャビティ９ａ内のサンドイッチ成形品を冷却固化させる必要のある金型キャビティ９ａの管理温度に対して、その内部の樹脂を溶融させて流動可能な状態で常時保持させるために、加熱手段及び断熱・保温手段を備えるホットランナーでもある内層用樹脂流路１０ｃ（第２流体流路）の管理温度は高く、その内層用樹脂流路１０ｃ内に配置されるシールピン機構１０ｄの温度も高く維持されている。そのため、シールピン機構１０ｄの冷却固化作用は、金型キャビティ９ａの内面に対して、その先端部の容積減少による熱容量の低減効果を除いても低く、表層用溶融樹脂９ｂは、金型キャビティ９ａの内面と接触する部分に対して、シールピン機構１０ｄの先端部に接触する部分が冷却固化されにくく、形成されるスキン層９ｅもその厚さが薄く強度の弱いものとなる。
【００４５】
次に、図３（ａ）に示すように、表層用樹脂射出充填工程の途中に、あるいは、完了後に、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行われる。表層用樹脂流路９ｃ（第１流体流路）のゲートバルブ９ｄが閉じられ、可動金型４を固定金型２から離間する方向に微小型開き量Ｌ１になるまで、図示しない型開閉機構により型開きさせ、金型キャビティ９ａの容積を拡張させる。微小型開き量Ｌ１になるまで型開きさせた状態の金型キャビティ９ａの容積が製品容積と略同じとなる。そして、この金型キャビティ拡張工程と同時に、あるいは、所定時間経過後に、内層用樹脂流路１０ｃ（第２流体流路）のシールピン機構１０ｄを後退状態にさせ、後に内層１０を形成する内層用溶融樹脂１０ｂ（第２流体）を、第２射出ユニット１８から内層用樹脂流路１０ｃを介して、表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）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溶融樹脂９ｂのスキン層（冷却固化層）９ｅを貫通させて、表層用溶融樹脂９ｂ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。
【００４６】
ここで、同図３（ａ）の要部Ｂで示すこのシールピン機構１０ｄの先端部の拡大図かつ図４（ａ）の要部Ｃにおけるシールピン機構１０ｄの先端部に形成されたスキン層を示す図が図４（ｃ）である。図４（ｂ）に示すように、金型キャビティ９ａの内部へ行くほど尖った形状のシールピン機構１０ｄの先端部を図４（ｃ）に示すように後退状態にさせ、金型キャビティ９ａ外へ退避させると、内層用樹脂流路１０ｃ（第２流体流路）の開口部分が開放され、表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）の表面に形成された凹部に、内層用溶融樹脂１０ｂ（第２流体）が所定圧力で所定量、射出充填される。射出充填された内層用溶融樹脂１０ｂの樹脂流動は、金型キャビティ９ａの内部へ行くほど尖ったその凹部の形状により収束され、その流動圧力が漸次高められる。このような流動収束効果により流動圧力が高められた内層用溶融樹脂１０ｂの樹脂流動の先端が、先に説明した、スキン層９ｅの厚みが最も薄く、強度の低いその凹部の底部に衝突されることにより、同樹脂流動を、表層用溶融樹脂９ｂのスキン層９ｅを貫通させ、表層用溶融樹脂９ｂ内の溶融層９ｆに確実に射出充填させることができる。
【００４７】
また、予め、内層用樹脂流路１０ｃ（第２流体流路）内の内層用溶融樹脂１０ｂ（第２流体）の樹脂内圧力を金型キャビティ９ａ内の表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）の樹脂内圧力より十分に高めた上でシールピン機構１０ｄの先端部を後退状態にさせ、内層用溶融樹脂１０ｂを射出充填させれば、内層用樹脂流路１０ｃの開口部分に表層用溶融樹脂９ｂが逆流することはなく、シールピン機構１０ｄの先端部を前進状態にさせ、内層用溶融樹脂１０ｂの射出充填を完了させる際にも、内層用樹脂流路１０ｃ内の内層用溶融樹脂１０ｂの樹脂内圧力が金型キャビティ９ａ内の表層用溶融樹脂９ｂの樹脂内圧力より十分に高い状態でシールピン機構１０ｄの先端部を前進状態にさせれば、内層用樹脂流路１０ｃの開口部分に表層用溶融樹脂９ｂが逆流することはなく内層用溶融樹脂１０ｂの射出充填を完了させることができる。
【００４８】
ここで、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、可動金型４の型開き量、すなわち、金型キャビティ９ａの容積拡張量が、表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）内に射出充填させる内層用溶融樹脂１０ｂ（第２流体）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、前述した隙間が生じないように金型キャビティ９ａの容積が製品容積になるまで、すなわち、微小型開き量Ｌ１になるまで可動金型４を型開きさせることが、内層用樹脂流路１０ｃのシールピン機構１０ｄの先端部と、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溶融樹脂９ｂのスキン層９ｅとを密着させた状態を維持させ、表層用樹脂流路１０ｃ（第２流体流路）部における樹脂反転不良の発生を防止する上で非常に重要である。
【００４９】
更に、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は、先に説明した表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）のスキン層９ｅ（冷却固化層）の形成と該スキン層への高い転写性を確保しつつ、内層用溶融樹脂１０ｂ（第２流体）の射出充填抵抗を低下させ、表層用溶融樹脂９ｂのスキン層９ｅからの樹脂反転不良の発生を防止する上でも好ましい。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の連動制御については、先に説明したように、内層用溶融樹脂１０ｂの射出充填量（容積）の増加を基準に可動金型４の型開き動作を制御させても良いし、逆に、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溶融樹脂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ても良い。尚、金型キャビティ拡張工程と内層用樹脂射出充填工程との連動によらず、成形条件等で、ゲートバルブ１０ｄと表層用溶融樹脂９ｂのスキン層９ｅとの密着性が維持される場合においては、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必ずしも連動させる必要はない。
【００５０】
一方、金型キャビティ９ａの容積を拡張（縮小）させることができない金型構成の場合、金型キャビティ拡張工程がないため、樹脂反転不良を防止しつつ、金型キャビティ９ａの内面の表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）のスキン層への転写性を低下させないような樹脂流動を金型キャビティ９ａ内で形成させるために、最初に行われる表層用樹脂射出充填工程における表層用溶融樹脂９ｂの射出充填量（容積）、射出充填圧力、樹脂温度等、そして、続いて行われる内層用樹脂射出充填工程における内層用溶融樹脂１０ｂ（第２流体）の射出充填タイミング、射出充填量（容積）、射出充填圧力、樹脂温度等を十分に検討・調整する必要があることは先に説明したとおりである。
【００５１】
図３に戻る。図３（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が完了し、可動金型４が微小型開き量Ｌ１になるまで型開きされ、金型キャビティ９ａの容積が製品容積まで拡張された状態を図３（ｂ）に示す。引き続き、内層用樹脂流路１０ｃ（第２流体流路）のシールピン機構１０ｄを前進状態にさせ、内層用樹脂流路１０ｃの開口部分をシールさせると共に、所定の型締力を付与させた状態で冷却固化させる冷却固化工程に移行させる。そして、金型キャビティ９ａ内に成形された、表層９に内層１０が内包されたサンドイッチ成形品１１の冷却固化が完了した後、図３（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１１を射出成形機外へ搬出させ、成形サイクルが終了する。この時点において、既に、次サイクルのための計量を終えた表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）及び内層用溶融樹脂１０ｂ（第２流体）が、それぞれ、表層用樹脂流路９ｃ（第１流体流路）及び内層用樹脂流路１０ｃ（第２流体流路）に流動可能な状態で保持されている。
【００５２】
以上説明したように、図２（ａ）から図３（ｃ）までの工程を繰り返すことにより、内装用溶融樹脂１０ｂ（第２流体）を表層用溶融樹脂９ｂ（第１流体）内に確実に充填させて、表層９に内層１０が内包されたサンドイッチ成形品１１を連続して成形させることができる。
【００５３】
ここで、本実施例１のように、２つの射出ユニットが固定金型２に接続される形態、あるいは、１つの射出ユニットが固定金型２に接続される形態においては、一般的にはサンドイッチ成形品１１の固定金型２側へゲート跡（ゲート痕、射出痕）が転写されるため、この固定金型２側が非意匠面、対向する可動金型４側が意匠面となる。そのため、製品を取り出す際は、非意匠面である固定金型２側から製品押出手段等で金型から押し出されるが、本発明に係るサンドイッチ成形品を成形させるサンドイッチ成形用金型として構成される射出成形用金型は、先に説明したように、２つ、あるいは、１つの射出ユニットがどのように配置されるか、２つ、あるいは、１つの射出ユニットが固定金型２及び可動金型４のいずれに接続されるか、あるいは、サンドイッチ成形品の固定金型２側、可動金型４側のいずれが意匠面で非意匠面か、等の形態の差異によって、先に説明した効果に大きな差異が生じることはなく、そのような異なる形態においても実施することができる。
【実施例２】
【００５４】
図５及び図６を参照しながら本発明の実施例２を説明する。図５は本発明の実施例２に係る射出成形用金型の概略断面図である。図６は本発明の実施例２に係る射出成形用金型のシールピン機構先端部の拡大図である。図６（ａ）が実施例１の図２（ｃ）の成形工程に相当する実施例２における要部Ａの拡大図、図６（ｂ）が図６（ａ）の要部Ｄにおけるシールピン機構先端部に形成されたスキン層、図６（ｃ）が実施例１の図３（ａ）の成形工程に相当する実施例２における要部Ｂの拡大図かつ図６（ａ）の要部Ｄにおけるシールピン機構先端部に形成されたスキン層を示す。
【００５５】
実施例２は、本発明の射出成形用金型が、内部に中空部が形成された中空成形品を成形させる中空成形用金型として構成されるものである。実施例２における実施例１との相違点は、第２流体が内層用溶融樹脂１０ｂではなく、内部に中空部を形成させるための加圧ガス１０ｂ’である点である。一方、第１流体については、説明の都合上、表層用溶融樹脂９ｂではなく溶融樹脂９ｂ’とするが、共に樹脂材料であることに変わりはない。そのため、成形される樹脂成形品が相違するにもかかわらず、第１流体である溶融樹脂９ｂ’内に第２流体である加圧ガス１０ｂ’を注入させる工程も含め、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。
【００５６】
また、この中空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、加圧ガスの供給手段（加圧ガスユニット１８’）が必要である点のみであり、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。ここで、図５及び図６も、図１から図４及び図７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。
【００５７】
最初に、図５を参照しながら、本発明の実施例２に係る、中空成形用金型として構成される射出成形用金型を説明する。図５に示すように、本発明の実施例１に係る、サンドイッチ成形用金型として構成される射出成形用金型との相違点は、第２射出ユニット１８ではなく、加圧ガスユニット１８’が配置される点である。そして、加圧ガスユニット１８’から金型キャビティ９ａ内に流入させる第２流体が、内層用溶融樹脂１０ｂでなく加圧ガス１０ｂ’となるため、第２流体流路を内層用樹脂流路１０ｃではなく、加圧ガス流路１０ｃ’とする。しかしながら、加圧ガス流路１０ｃ’の金型キャビティ９ａ側端部の開口部分にシールピン機構１０ｄが進退自在に配置されている点は同じである。また、先に説明したように、第１流体については、説明の都合上、表層用溶融樹脂９ｂではなく溶融樹脂９ｂ’とするため、表層用樹脂流路９ｃも樹脂流路９ｃ’（第１流体流路）とする。
【００５８】
ここで、本実施例２においても、実施例１と同様に、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、金型キャビティ容積を可変させるものとする。
【００５９】
次に、実施例１との相違点の１つである加圧ガスユニット１８’について説明する。加圧ガスユニット１８’は、後述する中空部形成工程で使用される、空気、窒素、二酸化炭素等のガスを所定量、所定圧力で供給可能なユニットであって、タンクユニットと、タンクユニットに係る圧力計、圧力制御弁、ガス流量制御弁、逆止弁、大気開放弁等で構成される。本加圧ガスユニット１８’は、タンクユニットを含む１つのユニットとして、射出成形機近傍に配置され、固定金型２の加圧ガス流路１０ｃと配管やガスホース等で接続されている。加圧ガスを射出成形機が設置されている工場のユーティリティー配管等から供給可能な場合は、それらユーティリティー配管から直接加圧ガスを供給させ、必要な配管機器類のみをユニットとして別置きする形態や、該ユニットを射出成形機の固定盤等に配置させる形態も可能である。
【００６０】
次に、実施例１の図２から図４を引用し、図６を参照しながら、本発明の実施例２に係る射出成形用金型を使用する中空成形品の成形工程を説明する。図５に示す成形サイクル開始前の型開き状態から、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、樹脂流路９ｃ’（第１流体流路）のゲートバルブ９ｄを開放させ、後に樹脂成形体９’（中空成形品１１’）を形成する溶融樹脂９ｂ’（第１流体）を、射出ユニット１７から樹脂流路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射出充填工程が行われる。この射出充填工程は、先に説明した第１流体の呼称の相違点以外、実施例１の図２（ｂ）及び図２（ｃ）と同じである。また、金型キャビティ９ａの容積を製品容積より縮小（拡張）させることができない金型構成の場合も先に説明したとおりである。
【００６１】
ここで、実施例１の図２（ｃ）の成形工程に相当する実施例２における要部Ａの拡大図が図６（ａ）である。先に説明したように、図６（ａ）の要部Ｄ、すなわち、金型キャビティ９ａ内に所定量、突出させているシールピン機構１０ｄの先端部と溶融樹脂９ｂ’（第１流体）との接触部にもスキン層９ｅが形成されるが、このシールピン機構１０ｄの先端部と溶融樹脂９ｂ’との接触部に形成されたスキン層９ｅは、図６（ｂ）に示すように、シールピン機構１０ｄの先端部の先端に行くほど、金型キャビティ９ａの内部に行くほどその厚みが薄く形成され、その強度も漸次低下する。その理由は先に説明したとおりである。
【００６２】
また、一般的な中空射出成形方法で使用されるガス注入ノズルは、ノズル内に、更に好適にはノズル先端部に、加圧ガスの注入を制御すると共に、ノズル先端部からの溶融樹脂の逆流を防止するガス遮断・開放機構が設けられる。具体的には、ノズル先端部のノズル長手方向に所定長さのスリット（切り込み）を加工し、通常は、ノズル内のガス圧力を、ノズルを挿入させた溶融樹脂の樹脂内圧力より低く保持させることで、樹脂内圧力によりスリットを弾性変形により閉じさせ、ガスを注入させる場合には、ノズル内のガス圧力を、ノズルを挿入させた溶融樹脂の樹脂内圧力より高く保持させることで、ガス注入圧力によりスリットを開放させるガス遮断・開放機構や、スプリング等の弾性部材とボールとの組み合わせによるガス遮断・開放機構が設けられる。当然ながらノズル内にはこれらガス遮断・開放機構と連通されるガス流路が配置され、ノズル全体の金型キャビティ内への進退動作機構と加えて、ガス注入ノズルの構造の複雑化や、ノズル先端部への溶融樹脂逆流による閉塞等の問題が生じ易い。これに対して、本発明に係るシールピン機構の先端部には、ガス遮断・開放機構や、このガス遮断・開放機構と連通されるガス流路を内蔵させる必要がない。また、シールピン機構１０ｄの先端部のみを加圧ガス流路１０ｃ’（第２流体流路）内を摺動させて、加圧ガス流路１０ｃ’の開口部分の遮断・開閉を行わせる構成により、構造の複雑化やノズル先端部への溶融樹脂逆流による閉塞等の問題を回避させることができる。
【００６３】
次に、射出充填工程の途中に、あるいは、完了後に、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行われる。そして、この金型キャビティ拡張工程と同時に、あるいは、所定時間経過後に、加圧ガス流路１０ｃ’（第２流体流路）のシールピン機構１０ｄを後退状態にさせ、中空部１０’を形成させるための加圧ガス１０ｂ’（第２流体）を、加圧ガスユニット１８’から加圧ガス流路１０ｃ’を介して、溶融樹脂９ｂ’（第１流体）と金型キャビティ９ａの内面との接触面に形成された溶融樹脂９ｂ’のスキン層（冷却固化層）９ｅを貫通させて、溶融樹脂９ｂ’内の溶融層９ｆに注入させる中空部形成工程が行われる。この中空部形成工程は、実施例１における内層用樹脂射出充填工程に相当するもので、第２流体を内層用溶融樹脂１０ｂから加圧ガス１０ｂ’置き換えれば、先の金型キャビティ拡張工程と合わせて、実施例１の図３（ａ）及び図３（ｂ）と同じである。
【００６４】
ここで、実施例１の図３（ａ）の成形工程に相当する実施例２における要部Ｂの拡大図かつ図６（ａ）の要部Ｄにおけるシールピン機構１０ｄの先端部に形成されたスキン層を示す図が図６（ｃ）である。注入された加圧ガス１０ｂ’（第２流体）のガス流動は、金型キャビティ９ａの内部へ行くほど尖ったその凹部の形状により収束され、その流動圧力が漸次高められる。このような流動収束効果により流動圧力が高められた加圧ガス１０ｂ’のガス流動の先端が、スキン層９ｅの厚みが最も薄く、強度の低いその凹部の底部に衝突されることにより、加圧ガス１０ｂ’のガス流動を、樹脂成形体９’のスキン層９ｅを貫通させ、溶融樹脂９ｂ’内の溶融層９ｆに確実に注入させ、中空部１０’を形成させることができる。
【００６５】
実施例１と同様に、金型キャビティ拡張工程と中空部形成工程とを連動させることが、加圧ガス流路１０ｃ’（第２流体流路）のシールピン機構１０ｄの先端部と、金型キャビティ９ａの内面との接触面に形成された溶融樹脂９ｂ’（第１流体）のスキン層９ｅとを密着させた状態を維持させ、加圧ガス流路１０ｃ’部におけるガス噴出の発生を防止する上で、また、溶融樹脂９ｂ’のスキン層９ｅ（冷却固化層）の形成と該スキン層への高い転写性を確保しつつ、加圧ガス１０ｂ’（第２流体）の注入抵抗を低下させ、溶融樹脂９ｂ’のスキン層９ｅからの加圧ガスの噴出、いわゆる、ガス破裂不良の発生を防止する上で好ましい。
【００６６】
一方、金型キャビティ９ａの容積を拡張（縮小）させることができない金型構成の場合、実施例１と同様に、金型キャビティ拡張工程がないため、ガス破裂不良を防止しつつ、金型キャビティ９ａの内面の溶融樹脂９ｂ’（第１流体）のスキン層への転写性を低下させないような樹脂流動を金型キャビティ９ａ内で形成させるために、最初に行われる射出充填工程における溶融樹脂９ｂ’の射出充填量（容積）、射出充填圧力、樹脂温度等、そして、続いて行われる中空部形成工程における加圧ガス１０ｂ’（第２流体）の注入タイミング、注入量（容積）、注入圧力、加圧ガス温度等を十分に検討・調整する必要があることは言うまでもない。
【００６７】
次に、実施例１の図３（ｂ）と同様に、金型キャビティ拡張工程及び中空部形成工程が完了し、可動金型４が微小型開き量Ｌ１になるまで型開きされ、金型キャビティ９ａの容積が製品容積まで拡張される。引き続き、加圧ガス流路１０ｃ’（第２流体流路）のシールピン機構１０ｄを前進状態にさせ、加圧ガス流路１０ｃ’の開口部分をシールさせると共に、所定の型締力を付与させた状態で冷却固化させる冷却固化工程に移行させる。そして、金型キャビティ９ａ内に成形された、内部に中空部１０’が形成された中空成形品１１’の冷却固化が完了した後、実施例１の図３（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中空成形品１１’を射出成形機外へ搬出させ、成形サイクルが終了する。この時点において、次サイクルのための計量を終えた溶融樹脂９ｂ’（第１流体）が、樹脂流路９ｃ’（第１流体流路）に流動可能な状態で保持されており、加圧ガス１０ｂ’（第２流体）も加圧ガス流路１０ｃ’（第２流体流路）内に所定圧力で保持されている。
【００６８】
また、中空部１０’を形成させた加圧ガス１０ｂ’（第２流体）は、金型キャビティ９ａ内に成形された中空成形品１１の冷却固化工程の途中に、あるいは、完了後に、加圧ガス流路１０ｃ’（第２流体流路）から加圧ガスユニット１８’間の管路に配置された大気開放弁を開放させるか、加圧ガス流路１０ｃ’の開口部分を、シールピン機構１０ｄを後退状態にさせ、開放させて排出させれば良い。
【００６９】
以上説明したように、実施例１の図２（ａ）から図３（ｃ）までの工程と同様の工程を繰り返すことにより、加圧ガス１０ｂ’（第２流体）を溶融樹脂９ｂ’（第１流体）内に確実に注入させて、内部に所望する中空部１０’が形成された中空成形品１１’を連続して成形させることができる。
【００７０】
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。実施例１及び実施例２において、金型キャビティ拡張工程が、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可変させるものとしたが、金型キャビティの容積を可変させる手段は、このような射出成形機の型開閉機構による型開閉動作に限定されるものではなく、金型内可動部の移動動作等、金型キャビティの容積を、金型キャビティ内のガス圧力、あるいは、金型キャビティ内の樹脂圧力に対抗して、その容積、可変速度、可変容積保持力（型位置保持力）等を任意で制御可能な手段であれば良い。また、シェアエッジ構造ではなく、型開閉方向に直交する平面のみで構成される金型分割面（ＰＬ面とも呼称される）を有する一般的な構造の金型であっても、本発明の実施が可能であることも先に説明したとおりである。
【００７１】
更に、本発明に係る射出成形用金型は、金型キャビティ内に先に射出充填された溶融樹脂の表面に形成されるスキン層（冷却固化層）が強固な場合においても、該溶融樹脂内に、他の流体を確実に充填・注入可能な射出成形用金型、更に詳しくは、表層用溶融樹脂内に内層用溶融樹脂を確実に充填可能なサンドイッチ成形品の射出成形用金型、及び、溶融樹脂内に加圧ガスを確実に注入させて所望する中空部の形成が可能な中空成形品の射出成形用金型としたが、金型キャビティ内に先に射出充填された溶融樹脂の表面に形成されるスキン層（冷却固化層）が強固でない場合における実施を否定するものではない。すなわち、該スキン層が強固でない場合であっても、該スキン層の厚みが最も薄く、強度の低い部位は、シールピン機構の先端部により該スキン層に形成された凹部の底部であることに変わりはなく、内層用溶融樹脂の樹脂流動、あるいは、加圧ガスのガス流動がその凹部の底部に衝突されることにより、これら流体の流動を先に射出充填させた溶融樹脂のスキン層を貫通させ、溶融樹脂内の溶融層に確実に充填・注入させることができるという効果を奏することに変わりはない。
【符号の説明】
【００７２】
９            表層
９’            樹脂成形体
９ａ            金型キャビティ
９ｂ            表層用溶融樹脂（第１流体）
９ｂ’            溶融樹脂（第１流体）
９ｃ            表層用樹脂流路（第１流体流路）
９ｃ’            溶融樹脂流路（第１流体流路）
９ｅ            スキン層（冷却固化層）
１０            内層
１０’            中空部
１０ｂ            内層用溶融樹脂（第２流体）
１０ｂ’          加圧ガス（第２流体）
１０ｃ            内層用樹脂流路（第２流体流路）
１０ｃ’          加圧ガス流路（第２流体流路）
１０ｄ            シールピン機構
１１            サンドイッチ成形品
１１’            中空成形品
１７            第１射出ユニット
１８            第２射出ユニット
１８’            加圧ガスユニット
【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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