(57)【要約】【課題】  従来の金型と比べて簡素な構成を備え、且つ、射出成形後に弁室内をスキン用樹脂で満たすことが容易なサンドイッチ成形用ホットランナ金型を提供する。【解決手段】  この金型は、ゲート６、弁室１１、棒状の弁体１３、第一及び第二ランナ３、４、第一及び第二ポート２７、２８などを備える。弁体１３の外周面と弁室１１の内周面の間には環状の第一流路１７が形成されている。弁体１３の内部には第二流路１８が形成され、弁体１３の先端部で中心軸からオフセットした位置で弁室１１に開口している。弁体１３を後退させると、ゲート６が開かれ、第一ポート２７が第一流路１７を介して、第二ポート２８が第二流路１８を介して弁室１１につながる。弁体１３を前進させると、第一ポート２７を第一流路１７を介して、第二ポート２８が第二流路１８を介して弁室１１につながった状態が維持されたまま、ゲート６のみが閉じられる。【選択図】      図１
2005319736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一及び第二の樹脂を用いてサンドイッチ成形を行うためのホットランナ金型であって、
キャビティ内壁に開口するゲートと、
ゲートの上流側に設けられた弁室と、
弁室内に収容され、弁室内で軸方向に移動することによってゲートを開閉する棒状の弁体と、
弁室の内周面に開口する第一ポート及び第二ポートと、
金型の背面に設けられた第一スプルー及び第二スプルーと、
第一スプルーから第一ポートに至る第一ランナと、
第二スプルーから第二ポートに至る第二ランナと、
を有し、
弁体の先端部に隣接する部分において、弁体の外周面と弁室の内周面の間に環状の第一流路が形成され、
弁体の内部には、弁体の側面から内部を通って先端部に至り、ゲートの中心軸からオフセットした位置で弁室に開口する第二流路が形成され、
弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第一ポートが第一流路につながり、それによって、第一ポート、第一流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、更に、第二ポートが第二流路につながり、それによって、第二ポート、第二流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、
弁体が前進位置にあるときには、第一ポート、第一流路を経て弁室に至る流路、及び第二ポート、第二流路を経て弁室に至る流路がつながった状態のまま、弁体の先端部がゲートに挿入されてキャビティへの流路を塞ぐよう形成されていることを特徴とするサンドイッチ成形用ホットランナ金型。
【請求項２】
第一及び第二の樹脂を用いてサンドイッチ成形を行うためのホットランナ金型であって、
キャビティ内壁に開口するゲートと、
ゲートの上流側に設けられた弁室と、
弁室内に収容され、弁室内で軸方向に移動することによってゲートを開閉し、且つ弁室内で軸回りの回転角度を切り換えることが可能な棒状の弁体と、
弁室の内周面に開口する第一ポート及び第二ポートと、
金型の背面に設けられた第一スプルー及び第二スプルーと、
第一スプルーから第一ポートに至る第一ランナと、
第二スプルーから第二ポートに至る第二ランナと、
を有し、
弁体の先端部に隣接する部分において、弁体の外周面と弁室の内周面の間に環状の第一流路が形成され、
弁体の内部には、弁体の側面から内部を通って先端部に至り、ゲートの中心軸からオフセットした位置で弁室に開口する第二流路が形成され、
第一の回転角度において弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第一ポートが第一流路につながり、それによって、第一ポート、第一流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、更に、第二ポートが第二流路につながり、それによって、第二ポート、第二流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、
第一の回転角度において弁体が前進位置にあるときには、第一ポート、第一流路を経て弁室に至る流路、及び第二ポート、第二流路を経て弁室に至る流路がつながった状態のまま、弁体の先端部がゲートに挿入されてキャビティへの流路への流路が塞がれ、
第二の回転角度において弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第二ポートが第一流路につながり、それによって、第二ポート、第一流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、更に、第一ポートが第二流路につながり、それによって、第一ポート、第二流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、
第二の回転角度において弁体が前進位置にあるときには、第二ポート、第一流路を経て弁室に至る流路、及び第一ポート、第二流路を経て弁室に至る流路がつながった状態のまま、弁体の先端部がゲートに挿入されてキャビティへの流路が塞がれるように構成されていることを特徴とするサンドイッチ成形用ホットランナ金型。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたサンドイッチ成形用ホットランナ金型を用いて、サンドイッチ成形を行う方法であって、
先ず、前記弁体を後退位置に移動して、スキン用樹脂を前記第一流路からキャビティ内に供給し、
次いで、スキン用樹脂を供給する動作を継続させたまま、コア用樹脂を前記第二流路からキャビティ内に供給し、
次いで、スキン用樹脂を供給する動作を継続させたまま、コア用樹脂の供給を停止し、
キャビティ内が樹脂で充満された後、スキン用樹脂を供給する動作を継続させたまま、前記弁体を前進位置に移動してゲートを塞ぎ、
その状態で、スキン用樹脂を第一流路から第二流路の末端部分に逆流させた後、スキン用樹脂の供給を停止することを特徴とするサンドイッチ成形方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載されたサンドイッチ成形用ホットランナ金型を用いて、サンドイッチ成形を行う方法であって、
先ず、前記弁体を後退位置に移動して、スキン用樹脂を前記第一流路からキャビティ内に供給し、
次いで、スキン用樹脂の供給する動作を停止するとともに、コア用樹脂を前記第二流路からキャビティ内に供給し、
次いで、コア用樹脂の供給を停止するとともに、スキン用樹脂を供給する動作を再開し、
キャビティ内が樹脂で充満された後、スキン用樹脂を供給する動作を継続させたまま、前記弁体を前進位置に移動してゲートを閉じ、
その状態で、スキン用樹脂を第一流路から第二流路の末端部分に逆流させた後、スキン用樹脂の供給を停止することを特徴とするサンドイッチ成形方法。
【請求項５】
請求項２に記載されたサンドイッチ成形用ホットランナ金型を用いて、サンドイッチ成形を行う方法であって、
前記弁体の軸回りの回転角度を前記第一の回転角度と前記第二の回転角度の間で切り替えることによって、
スキン用樹脂を前記第一ランナ、前記第一ポート及び前記第一流路を経てキャビティ内に供給し、コア用樹脂を前記第二ランナ、前記第二ポート及び前記第二流路を経てキャビティ内に供給する第一のモードと、
スキン用樹脂を前記第二ランナ、前記第二ポート及び前記第一流路を経てキャビティ内に供給し、コア用樹脂を前記第一ランナ、前記第一ポート及び前記第二流路を経てキャビティ内に供給する第二のモードと、
の間で切り替えを行うことを特徴とするサンドイッチ成形方法。
【請求項６】
前記弁体と弁室とで構成される開閉弁を複数個有することを特徴とする請求項１または２に記載されたサンドイッチ成形用ホットランナ金型。
【請求項７】
請求項６に記載されたサンドイッチ成形用ホットランナ金型を用いて、サンドイッチ成形を行う方法であって、前記複数の開閉弁の弁体を後退位置に移動させる動作及び前進位置に移動させる動作の内、少なくとも一方の動作のタイミングを、複数の開閉弁が時間差を持って動作できるよう、任意に設定することを特徴とするサンドイッチ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機で使用されるホットランナ金型に係り、特に二種類の樹脂を用いて一方の樹脂でスキン層を形成し、他方の樹脂でコア層を形成するサンドイッチ成形の際に使用されるホットランナ金型に係る。また、本発明は、そのようなホットランナ金型を用いたサンドイッチ成形方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
図８及び図９に、従来のサンドイッチ成形用の金型の例を示す（特許文献１）。
【０００３】
図８に示した金型は、ゲート７７、第一ホットランナ７１、第二ホットランナ７２、弁室７３、弁体７４などを備えている。ゲート７７の手前に弁室７３が設けられ、弁室７３の中に弁体７４が収容されている。弁体７４の中心には流路７５が形成され、弁室７３の内周面と弁体７４の外周面の間には、環状流路７６が形成されている。環状流路７６とゲート７７を連通させる樹脂流路は、弁体７４の進退により開閉することができる。図８は弁体７４が前進して、同流路を遮断した状態を示している。
【０００４】
サンドイッチ成形の手順は、先ず第一の動作として、スキン用樹脂を第一ホットランナ７１に供給し、環状流路７６を経てゲート７７からキャビティ７８へ射出し、スキン層を形成する。次に第二の動作として、スキン用樹脂の射出を続けたまま（又は射出を停止させて）、コア用樹脂を第二ホットランナ７２に供給し、流路７５を経てゲート７７からキャビティ７８へ射出し、既に形成されているスキン層の内側にコア層を形成する。
【０００５】
図８は、第二の動作がほぼ終了した時点での状態を示しており、弁体７４を前進させてシート面７３ａに押し付けることによって、環状流路７６とゲート７７の間を遮断し、コア用樹脂のみを射出している。
【０００６】
最後に第三の動作としてコア用樹脂の射出を停止し、スキン用樹脂の射出を継続（又は再起動）して、スキン用樹脂のみを、ホットランナ７１、環状流路７６を経てキャビティ７８へ射出し、成形品の全外表面をスキン用樹脂で覆った状態で金型を樹脂で充満させて、射出工程を終了させる。
【０００７】
図８に示す金型での第三の動作では、弁体７４を後退させて、環状流路７６からスキン用樹脂を供給する。この樹脂は、ゲート７７と流路７５の両方へ流れるので、流路７５への流入を制限しないと、スキン用樹脂を確実にキャビティ７に流入させてゲートをスキン用樹脂で覆うことが困難になる。従って、この場合、金型より上流の形成機のノズル側に逆流防止機構を設ける必要がある。これに対して、図９に示した変形例では、弁体７４の中心の流路７５の中に、更に弁体７９を設けることによって、コア用樹脂の流路を遮断することを可能にしている。
【０００８】
ここで、最後にスキン用樹脂だけを射出する第三の動作は、部品の外表面全体をスキン用樹脂で覆うために行う動作であるが、同時に、サンドイッチ成形用ホットランナ金型内の、スキン用樹脂とコア用樹脂の合流部より下流側の流路に残存するコア用樹脂をスキン用樹脂で置き替えるクリーニング動作を兼ねている。この部分にコア用樹脂が残留していると、次の成形サイクルでの第一の動作で、スキン用樹脂だけを射出する時、残留しているコア用樹脂がスキン層に混入し、混色部を発生させて成形不良となる。
【０００９】
従来のサンドイッチ成形用ホットランナ金型は、単独でゲートへの流路を遮断するような機能を備えていない。図８及び図９に示す金型の場合、第三の動作は、最後までゲート７７への流路が開かれたまま行われるので、このような混色部発生による成形不良を防ぐために、第三の動作で射出されるスキン用樹脂を十分確保するよう、それを増加させた成形条件を設定する必要があった。しかし、そのような条件で成形すると、スキン用樹脂がゲート部の表面を覆うだけでなく、更にコア層の内部にまで進入して、ゲート近傍に五層の部分を形成することとなる。
【００１０】
このため、上記のような成形条件によるサンドイッチ成形では、コア層の充填比率を大きくすることができないだけでなく、最終段階で、ほぼ充満状態の金型にスキン用樹脂が高圧で圧入されるため、そのスキン用樹脂が、既に形成されたスキン層の一部をコアの内側に巻き込み、その結果、表層部のスキン層を薄くさせて、コア用樹脂が外部から見え易くなると言う問題点もあった。
【特許文献１】特開平０４−３１６８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、以上のような従来のサンドイッチ成形における問題点を解決するために成されたもので、本発明の目的は、サンドイッチ成形の最終段階で、ゲート直前のスキン用樹脂とコア用樹脂の合流点より下流側の流路に残存するコア用樹脂をスキン用樹脂で置き替えるクリーニング動作を、金型のキャビティ内へのスキン用樹脂の充填動作とは別個に行うことができる金型、及びこれを用いたサンドイッチ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】
【００１２】
本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型は、
第一及び第二の樹脂を用いてサンドイッチ成形を行うためのホットランナ金型であって、
キャビティ内壁に開口するゲートと、
ゲートの上流側に設けられた弁室と、
弁室内に収容され、弁室内で軸方向に移動することによってゲートを開閉する棒状の弁体と、
弁室の内周面に開口する第一ポート及び第二ポートと、
金型の背面に設けられた第一スプルー及び第二スプルーと、
第一スプルーから第一ポートに至る第一ランナと、
第二スプルーから第二ポートに至る第二ランナと、
を有し、
弁体の先端部に隣接する部分において、弁体の外周面と弁室の内周面の間に環状の第一流路が形成され、
弁体の内部には、弁体の側面から内部を通って先端部に至り、ゲートの中心軸からオフセットした位置で弁室に開口する第二流路が形成され、
弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第一ポートが第一流路につながり、それによって、第一ポート、第一流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、更に、第二ポートが第二流路につながり、それによって、第二ポート、第二流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、
弁体が前進位置にあるときには、第一ポート、第一流路を経て弁室に至る流路、及び第二ポート、第二流路を経て弁室に至る流路がつながった状態のまま、弁体の先端部がゲートに挿入されてキャビティへの流路を塞ぐよう形成されていることを特徴とする。
【００１３】
上記のサンドイッチ成形用ホットランナ金型を用いて、次のようにサンドイッチ成形を行うことができる。
【００１４】
なお、上記の手順において、コア用樹脂を前記第二流路から金型内に供給する際に、スキン用樹脂の供給する動作を停止させることも可能である。
【００１５】
このように、本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型では、ゲートを閉じた状態においても、スキン用樹脂の流路とコア用樹脂の流路がゲートの上流でつながっている。従って、キャビティ内に樹脂が充満した時点で、ゲートを閉じることによって、ゲート直前のスキン用樹脂とコア用樹脂の合流点より下流側の流路に残存するコア用樹脂をスキン用樹脂で置き替えるクリーニング動作を、キャビティ内へのスキン用樹脂の充填動作とは別個に行うことができる。
【００１６】
更に、前記棒状の弁体を、弁室内で軸回りの回転角度を切り換えることができる様に構成することによって、下記の様に、金型内の流路を切り替えることが可能になる。
【００１７】
即ち、第一の回転角度において弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第一ポートが第一流路につながり、それによって、第一ポート、第一流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、更に、第二ポートが第二流路につながり、それによって、第二ポート、第二流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成される。
【００１８】
第一の回転角度において弁体が前進位置にあるときには、第一ポート、第一流路を経て弁室に至る流路、及び第二ポート、第二流路を経て弁室に至る流路がつながった状態のまま、弁体の先端部がゲートに挿入されて金型への流路が塞がれる。
【００１９】
これに対して、第二の回転角度において弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第二ポートが第一流路につながり、それによって、第二ポート、第一流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、更に、第一ポートが第二流路につながり、それによって、第一ポート、第二流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成される。
【００２０】
第二の回転角度において弁体が前進位置にあるときには、第二ポート、第一流路を経て弁室に至る流路、及び第一ポート、第二流路を経て弁室に至る流路がつながった状態のまま、弁体の先端部がゲートに挿入されてキャビティへの流路が塞がれる。
【００２１】
前記棒状の弁体をこのように構成すれば、弁体の軸回りの回転角度を切り替えることによって、下記の二つの射出モードの間で相互の切り替えを容易に行うことができる。
【００２２】
即ち、第一のモードでは、スキン用樹脂は、前記第一ランナ、前記第一ポート及び前記第一流路を経てキャビティ内に供給され、コア用樹脂は、前記第二ランナ、前記第二ポート及び前記第二流路を経てキャビティ内に供給される。
【００２３】
これに対して、第二のモードでは、スキン用樹脂は、前記第二ランナ、前記第二ポート及び前記第一流路を経てキャビティ内に供給され、コア用樹脂は、前記第一ランナ、前記第一ポート及び前記第二流路を経てキャビティ内に供給される。
【００２４】
また、本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型において、前記弁体と弁室とで構成される開閉弁を複数個設けることもできる。その場合、各開閉弁の弁体を後退位置に移動させる動作及び前進位置に移動させる動作のタイミングを、各開閉弁毎に適宜設定することによって、サンドイッチ成形品の断面構造を細かく調整することが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型によれば、サンドイッチ成形品のコア充填率を高めるとともに、その外観品質を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第一の例）
図１から図４に、本発明に基づくサンドイッチ成形用ホットランナ金型の一例を示す。ここで、図１は金型の中心軸を含む断面図、図２は図１のＡ−Ａ部の断面図、図３及び図４はゲート部及び開閉弁の部分拡大断面図である。図中、１は第一スプルー、２は第二スプルー、３は第一ランナ、４は第二ランナ、６はゲート、７はキャビティ、１０は開閉弁、１１は弁室、１３は弁体、１７は第一流路、１８は第二流路、２７は第一ポート、２８は第二ポートを表す。
【００２７】
このホットランナ金型は、４枚のプレート２１〜２４を重ね合わせることにより構成され、二つのスプルー１、２及び二つのランナ３、４を備えている。この例では、プレート２１の右面に第一スプルー１及び第二スプルー２が形成され、プレート２３の左面にゲート６が形成され、プレート２３の左面とプレート２４の右面の間にキャビティ７が形成されている。
【００２８】
ゲート６に隣接してその上流側には、開閉弁１０が設けられている。開閉弁１０は、弁室１１、棒状の弁体１３、及び油圧式のアクチュエータ１５などから構成される。弁室１１はプレート２３及び２２の内部に設けられ、ゲート６の背後につながっている。弁室１１の中に、弁体１３が収容されている。弁体１３はプレート２２及び２３内に組み込まれており、弁体１３の後端はアクチュエータ１５のピストンに接続されている。
【００２９】
第一ランナ３は、プレート２１及びプレート２２を貫通し、プレート２２の左面に到達して横に折れ曲がり、プレート２２の左面とプレート２３の右面の間に形成された流路を通って、弁室１１に到達するように形成され、第一のスプルー１とゲート６の間を結んでいる。
【００３０】
同様に、第二ランナ４は、プレート２１及びプレート２２を貫通し、プレート２２の左面に到達して横に折れ曲がり、プレート２２の左面とプレート２３の右面の間に形成された流路を通って、弁室１１に到達するように形成され、第二スプルー２とゲート６の間を結んでいる。
【００３１】
図３及び図４に、ゲート６及び開閉弁１０の部分拡大断面図を示す。前述のように、弁室１１は、ゲート６の背後に設けられ、その中に棒状の弁体１３が収容されている。第一ランナ３及び第二ランナ４の下流側の端は、それぞれ、弁室１１の内周面に開口して、第一ポート２７及び第二ポート２８を形成している。
【００３２】
弁体１３の軸部は弁室１１の内周面に嵌合しており、弁体１３の先端部分は、軸部よりも細い径で形成され、この先端部分の外周面と弁室１１の内周面の間に環状の空間が形成されている。更に、弁体１３の最先端部分には、ゲート６と嵌合するノーズ部１３ａが形成されている。第一の流路１７は、この環状の空間を通って弁体１３の先端に至り、第一ポート２７とゲート６の間を結んでいる。弁体１３の内部には、弁体１３の側面からその先端部に到る第二流路１８が形成されている。この第二流路１８は、弁体１３の側面からその中心軸に到る開口部１８ａ、弁体１３の中心軸を通る孔状の流路１８ｂ、及び中心軸からオフセットした位置で前記ノーズ部１３ａの近くに開口する小径の流路１８ｃを、順につなげることによって構成され、第二ポート２８とゲート６の間を結んでいる。なお、図３及び図４（断面図）には、小径の流路１８ｃが一つしか描かれていないが、小径の流路１８ｃは周方向に並べられて複数個形成されている。
【００３３】
ここで、図３は、アクチュエータ１５で弁体１３を後退させて、ゲート６を開いた状態を表している。この状態では、第一ランナ３が、第一ポート２７、第一流路１７及び弁室１１を介して、ゲート６につながり、第二ランナ４が、第二ポート２８、第二流路１８及び弁室１１を介して、ゲート６につながっている。
【００３４】
一方、図４は、アクチュエータ１５で弁体１３を前進させて、ゲート６を閉じた状態を表している。この状態では、弁体１３の先端のノーズ部１３ａがゲート６に挿入されてゲート６が閉じられるが、第一ランナ３は、第一ポート２７、第一流路１７を介して弁室１１につながり、第二ランナ４は、第二ポート２８、第二流路１８を介して弁室１１につながったたままである。
【００３５】
以上のように、弁体１３の先端のノーズ部１３ａをゲート６に挿入することによってゲート６が閉じられるが、その状態においても、第一ランナ３及び第二ランナ４がともに弁室１１につながっているので、一方から他方へ樹脂を逆流させることができる。即ち、この動作によって、弁室１１内の樹脂を一方の樹脂で置き換えるクリーニングが可能となる。
【００３６】
図５に、上記の金型が接続される射出装置のノズル部分の概要を示す。このノズルは、二つのノズルチップ５１及び５２を備えている。これらのノズルチップは、連結ブロック５４を介して、それぞれ第一の射出ユニット５５及び第二の射出ユニット５６に接続されている。連結ブロック５４の内部には、第一の射出ユニット５５から第一のノズルチップ５１へ第一の溶融樹脂を送る流路５７、及び第二の射出ユニット５６から第二のノズルチップ５２へ第二の溶融樹脂を送る流路５８が設けられている。
【００３７】
サンドイッチ成形用ホットランナ金型の第一スプルー１（図１）には、第一のノズルチップ５１を介して第一の射出ユニット５５が接続され、第二スプルー２（図１）には、第二のノズルチップ５２を介して第二の射出ユニット５６が接続される。
【００３８】
次に、図１〜図４に示した金型に図５に示した射出装置を接続して、サンドイッチ成形を行う手順について説明する。
【００３９】
先ず、弁体１３を後退させて（図３）、第一の射出ユニット５５（図５）を起動し、スキン用樹脂を第一スプルー１から金型内に導入する（第一の動作）。この動作は、通常の１樹脂のみを成形するホットランナ金型のバルブゲートを開いて射出を開始する動作に相当する。スキン用樹脂は、第一スプルー１、第一ランナ３、第一ポート２７、第一の流路１７及びゲート６を経て、キャビティ７に流入する。スキン用樹脂は、キャビティ７の内面に接触して冷却され、スキン層（表面の凝固層）が形成される。
【００４０】
なお、この時、第二の流路１８と第二ランナ４がつながっていても、第二の射出ユニット５６側に設けられた逆流防止弁又はスクリュの後退防止装置によって、スキン用樹脂の第二の流路１８側への進入が防止される。
【００４１】
所定の量のスキン用樹脂がキャビティ７内に送り込まれた後、第一の射出ユニット５５を停止して（または、起動させたまま）、第二の射出ユニット５６（図５）を起動し、コア用樹脂を第二スプルー２から金型内に導入する（第二の動作）。コア用樹脂は、第二スプルー２、第二ランナ４及び第二ポート２８を経て、弁体１３の内部に形成された第二流路１８に入り、次いで、小径の流路１８ｃを通って弁体１３の前方に入り、ゲート６の中心部を通って、キャビティ７に流入する。
【００４２】
この段階でキャビティ７に入る樹脂は、先にキャビティ７内に送り込まれているスキン用樹脂がキャビティ７の内面と接触して既にスキン層（凝固層）を形成し始めているので、まだ溶融状態が保たれている中心部を流動することとなる。これによって、サンドイッチ構造の成形品が形成される。また、第一の射出ユニット５５が起動されたままであれば、第一の流路１７から送られるスキン用樹脂が、第二の流路１８から送られるコア用樹脂を周囲から包み込んだ状態でゲート６を通過し、スキン用樹脂は、既に形成されているスキン層を補充するようにキャビティ７内に広がり、コア用樹脂は、スキン層の内側を流動して、コア部を形成し、サンドイッチ構造の成形品が形成される。なお、スキン用樹脂が、成形品の全表面に渡ってスキン層を形成するのに充分な量供給されていれば、後から送り込まれたコア用樹脂がスキン層を突き破って表面に現れることはない。
【００４３】
その後、第二の射出ユニット５６を停止し、第一の射出ユニットを再起動させて（または、起動させたまま）、スキン用樹脂を第一の射出ユニット５５から第一スプルー１を介して金型内に導入する（第三の動作）。これによって、スキン用樹脂のみがキャビティ７内に送られて、成形品の外側を完全に覆う。
【００４４】
キャビティ７内が樹脂で満たされた後、弁体１３を前進させてゲート６を閉じる（図４の状態）。この動作は、通常の１樹脂のみを成形するホットランナ金型で射出を終了させ、バルブゲートを閉じる動作と同じである。サンドイッチ成形の場合には、この後で、次の成形の射出工程の第一動作で射出されるスキン用樹脂にコア用樹脂が混入しないように、ゲート直前のスキン用樹脂とコア用樹脂が合流する位置より下流の部分の樹脂を、完全にスキン用樹脂のみに置換するクリーニングを行うことが必要になる。
【００４５】
図４に示すように、弁体１３の先端のノーズ部１３ａをゲート６に挿入してキャビティ７への流路を遮断しても、第一ランナ３が、第一ポート２７、第一流路１７を介して弁室１１につながり、第二ランナ４が、第二ポート２８、第二流路１８を介して弁室１１につながっているので、スキン用樹脂を第一の射出ユニット５５から第一スプルー１を介して弁室１１内に供給する動作を続ければ、スキン用樹脂は、弁室１１から小径の流路１８ｃを経て第二流路１８側へ逆流し、両樹脂の合流部より下流の部分の樹脂を完全にスキン用樹脂で置き替えることができる。従って、ゲート６を閉じた後も、クリーニングに必要な時間だけスキン用樹脂の供給動作を続け、その後で第一の射出ユニット５５を停止する。これによって、サンドイッチ成形の一回の射出工程が終了する。
【００４６】
以上の様に、弁室１１内のクリーニング動作が、ゲート６を閉じた状態で、キャビティ７内へのスキン用樹脂の充填とは別個に行われるので、クリーニング動作に起因する製品欠陥（即ち、ゲート近傍のスキン層が薄くなる現象等）の発生が防止されるとともに、コア充填率を高めることができる。
【００４７】
次に、上記の金型（図１〜４）を用いて、コア用樹脂として第二の流路から供給されていた第二の樹脂を、スキン用樹脂として使用するように切り替えを行ったと想定した場合の状況について説明する。
【００４８】
切り替え前の最終射出工程の終了時のゲート６上流の状態は、前述のように、キャビティ７内が樹脂で充満され、弁体１３を前進させてゲート６を閉じた後、ゲート直前のスキン用樹脂とコア用樹脂が合流する位置より下流の部分の樹脂を、スキン用樹脂だけに置換するクリーニングを行い、スキン用樹脂が、弁室１１から小径の流路１８ｃを経て第二流路１８側へ逆流した状態となっている。
【００４９】
従って、切り替え後は先ず、第二流路１８側へ逆流している樹脂を排出する廃棄動作が必要である。廃棄を完了させた後の成形では、新たにスキン用として使用する第二の樹脂は、流路１８ｃから弁室１１に流入し、ゲート６を経てキャビティ７に流入する（第一の動作）。これがキャビティ７の内面に接触して冷却され、第二の樹脂のスキン層が形成される。所定量のスキン用樹脂がキャビティ７内に送り込まれた後、第一の射出ユニット５５を起動して新たにコア用として使用する第一の樹脂を、第一の流路１７から流入させると、まだ溶融状態が保たれている中心部を流動してコア層を形成することになる（第二の動作）。なお、この場合、スキン用樹脂を第二の流路１８から供給し続けると、ゲート６の上流でコア用樹脂と混合されてしまい、スキン層の補充とはならないので、第二射出ユニット５６は停止させる。
【００５０】
成形品の外側をスキン用樹脂で完全に覆うために、スキン用樹脂のみを射出する第三の動作では、再び第二の射出ユニット５６のみを起動させ、スキン用として使用される第二の樹脂を送る。この時の弁体１３の先端部は、その前の第二の動作で導入されコア用樹脂として使用されている第一の樹脂が充満しており、その中に、複数個の小面積の流路１８ｃから第二の樹脂が送られる。ゲート６からキャビティ７に送られる樹脂は第二の樹脂のみに置き替えられるが、弁体１３の先端部の弁室１１内には、コア用として使用されている第一の樹脂が完全には排除できず残存する。
【００５１】
キャビティ７が樹脂で満たされた後、弁体１３を前進させてゲート６を閉じ、第三の動作の最終工程である弁室１１の両樹脂の合流部より下流部の樹脂をスキン用樹脂に置き換えるクリーニング動作は、複数個の小径流路１８ｃから大断面積の流路１７への流動となるため、残存しているコア用樹脂を全断面積に渡って完全に流路１７側へ逆流させる排除ができない。
【００５２】
この現象は、各射出工程でずっと繰り返されるので、射出工程の最初に射出するスキン層に、コア用樹脂の混在を防ぐことができない。即ち、第二流路側をスキン用に使用するサンドイッチ成形は不可能であり、この実施例では、スキン用樹脂とコア用樹脂を入れ替える成形はできないことになる。
【００５３】
（第二の例）
図６及び図７に、本発明に基づくサンドイッチ成形用ホットランナ金型の他の例を示す。これらの図は、ゲート６及び開閉弁１０の部分の拡大断面図である。なお、この金型は、弁体１３を回転させるための機構を追加したこと以外は、先に図１〜図４に示した金型と同一である。従って、金型全体を含む断面図を省略するとともに、共通の構成要素については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５４】
図中、３５は回転用アクチュエータ、３６はラック、３７はピニオンを表す。この例に示した金型では、回転用アクチュエータ３５を作動させて、ラック３６とピニオン３７を介して弁体１３の軸回りの回転角度を１８０度切り替えることができる。
【００５５】
図６は、弁体１３の回転角度が第一の角度にあり、且つ弁体１３が後退位置にある時の状態を表している。この状態は、先に示した図３と同じ状態を表しており、この状態では、ゲート６が開かれると同時に、第一ポート２７が第一流路１７につながり、更に、第二ポート２８が第二流路１８につながる。これによって、第一スプルー１、第一ランナ３、第一ポート２７、第一流路１７及び弁室１１を経てゲート６に到る流路、及び、第二スプルー２、第二ランナ４、第二ポート２８、第二流路１８及び弁室１１を経てゲート６に到る流路が形成される。
【００５６】
弁体１３の回転角度をこの状態で固定したまま、弁体１３を前進位置まで移動すると、先に示した図４と同じ状態となり、弁体１３の先端のノーズ部１３ａがゲート６に挿入されてゲート６が閉じられるが、第一ランナ３が第一ポート２７、第一流路１７を介して弁室１１につながり、第二ランナ４が第二ポート２８、第二流路１８を介して弁室１１につながった状態が維持される。
【００５７】
図７は、弁体１３の回転角度が第二の角度にあり、且つ弁体１３が後退位置にあるときの状態を示している。この状態では、ゲート６が開かれると同時に、第二ポート２８が第一流路１７につながり、更に、第一ポート２７が第二流路１８につながる。これによって第二スプルー２、第二ランナ４、第二ポート２８、第一流路１７及び弁室１１を経てゲート６に到る流路、及び、第一スプルー１、第一ランナ３、第一ポート２７、第二流路１８及び弁室１１を経てゲート６に到る流路が形成される。
【００５８】
弁体１３の回転角度をこの状態で固定したまま、弁体１３を前進位置まで移動すると、弁体１３の先端のノーズ部１３ａがゲート６に挿入されてゲート６が閉じられるが、第一ランナ３が第一ポート２７、第二流路１８を介して弁室１１につながり、第二ランナ４が第二ポート２８、第一流路１７を介して弁室１１につながった状態が維持される。
【００５９】
このような金型を用いることによって、先の例（図１〜図４）では不可能であったスキン用樹脂とコア用樹脂を入れ替えるサンドイッチ成形が可能になる。以下に、第一ランナ３から供給される第一の樹脂をスキン用に、第二ランナ４から供給される第二の樹脂をコア用に使用していたサンドイッチ成形を終了して、スキン用樹脂とコア用樹脂を入れ替えるための方法、即ち、第二ランナ４から供給される第二の樹脂をスキン用として使用し、第一ランナ３から供給される第一の樹脂をコア用として使用するサンドイッチ成形に切り替える際のやり方について説明する。
【００６０】
切り替え前の最終射出工程の終了時のゲート６の上流の状態は、それまでスキン用として使用されていた第一の樹脂のみが第一ランナ３から第一ポート２７、第一流路１７を経て弁体１３の先端部に送られた状態（図６の状態）から、弁体１３を前進させ、ノーズ部１３ａをゲート６に嵌合させてゲートを閉じた後、ゲート直前のスキン用樹脂とコア用樹脂が合流する位置より下流の部分の樹脂を、スキン用樹脂だけに置換するクリーニングを行い、スキン用樹脂が、弁室１１から小径の流路１８ｃを経て第二流路１８側へ逆流した状態となっている。
【００６１】
切り替え後の最初の射出工程では、弁体１３を後退させ（図６の状態）、第二の射出ユニット５６を起動させる前に、回転用アクチュエータ３５を作動させて、弁体１３を１８０度回転させる。これによって、第二ポート２８を第一の流路１７に接続する（図７の状態）。この後、第二の射出ユニット５６を起動して、新たにスキン用に使用される第二の樹脂を第二ランナ４、第二ポート２８、第一の流路１７を経由してゲート６に供給する（第一の動作）。
【００６２】
この時、第一流路１７には、先のサンドイッチ成形でスキン用に使用されていた第一の樹脂（最終の第三の動作後半のクリーニングで供給された分と、今回の射出開始時に弁体１３を後退させたとき、小径の流路１８ｃから漏れ出た分）が残っているが、これらは最初のスキン用樹脂の射出時に排出される。従って、切り替え後の最初の成形品は、スキン層にコア用樹脂が混在した不良成形となるが、二個目の成形からは、第二の樹脂のみをスキン層とした成形が可能となる。
【００６３】
従って、この成形を続けている間に、第一の射出ユニットに投入するコア用に使用する樹脂を、第一の樹脂から第三の樹脂に切り替え、金型内の第一ランナ３及び第二流路１８の樹脂が全て第三の樹脂に入れ替わった後、再び、弁体１３を回転させて図６の状態に戻せば、第一の射出ユニット５５から供給する第三の樹脂をスキン用として使用する第三のサンドイッチ成形を行うことができる。このようにして、順次、樹脂の切り替えを行う成形が可能となる。
【００６４】
なお、大型成形品用など複数のゲートを有する金型の場合は、各ゲートに対応してそれぞれ開閉弁を設けることにより、同様にサンドイッチ成形を行うことができる。その際、各ゲートに設けた開閉弁１０の弁体１３は、同時に動作させてもよいが、形状による樹脂流動の難易に応じて、任意の開閉弁１０の弁体１３の開き開始を遅らせたり、閉じ開始を早めたりするよう、時間差を設けて作動させることもできる。即ち、前記弁体を後退させる動作及び前記弁体を前進させる動作の内、少なくとも一方の動作タイミングを任意に設定することにより、キャビティ７内部を流動する樹脂の、流動末端への到達タイミングのずれを少なくして、成形不良を低減し、サンドイッチ成形のコア充填率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型の一例を示す図
【図２】図１に示した金型のＡ−Ａ部断面図
【図３】図１に示した金型のゲート及び開閉弁の拡大断面図（ゲートを開いた状態）
【図４】図１に示した金型のゲート及び開閉弁の拡大断面図（ゲートを閉じた状態）
【図５】本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型に接続される射出装置の概要を示す図
【図６】本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型の他の例を示す部分拡大断面図（第一の回転角度の状態）
【図７】本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型の他の例を示す部分拡大断面図（第二の回転角度の状態）
【図８】従来のホットランナ金型の一例を示す断面図
【図９】図８に示したホットランナ金型の変形例を示す拡大断面図
【符号の説明】
【００６６】
１・・・第一スプルー、２・・・第二スプルー、３・・・第一ランナ、４・・・第二ランナ、６・・・ゲート、７・・・キャビティ、１０・・・開閉弁、１１・・・弁室、１３・・・弁体、１３ａ・・・ノーズ部、１５・・・アクチュエータ、１７・・・第一流路、１８・・・第二流路、１８ａ・・・開口部、１８ｂ・・・孔状の流路、１８ｃ・・・小径の流路、２１，２２，２３，２４・・・プレート、２７・・・第一ポート、２８・・・第二ポート、３５・・・回転用アクチュエータ、３６・・・ラック、３７・・・ピニオン、５１・・・第一のノズルチップ、５２・・・第二のノズルチップ、５４・・・連結ブロック、５５・・・第一の射出ユニット、５６・・・第二の射出ユニット、５７，５８，７５，７６・・・流路、７１・・・第一ホットランナ、７２・・・第二ホットランナ、７３・・・弁室、７３ａ・・・シート面、７４・・・弁体、７５・・・貫通孔、７６・・・環状の流路、７７・・・ゲート、７８・・・キャビティ、７９・・・弁体。
【図１】
2005319736.tif 000003
【図２】
2005319736.tif 000004
【図３】
2005319736.tif 000005
【図４】
2005319736.tif 000006
【図５】
2005319736.tif 000007
【図６】
2005319736.tif 000008
【図７】
2005319736.tif 000009
【図８】
2005319736.tif 000010
【図９】
2005319736.tif 000011