(57)【要約】【課題】  従来の金型と比べて簡素な構成を備え、且つ、成形品を取り出した後にゲートから溶融樹脂が漏れ出すことがない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、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金型であって、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の内周面の間に環状の第一流路１７が形成され、弁体１３の内部には第二流路１８が形成される。この第二流路１８は、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が開き、第一ポート２７が第一流路１７につながり、第二ポート２８が第二流路１８につながる。弁体１３を前進させるとゲート６が閉じ、弁体１３の側面で第一ポート２７が塞がれ、第二流路１８の末端がシート面で塞がれる。【選択図】      図１
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【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到る流路が形成され、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到る流路が形成され、
弁体が前進位置にあるときには、弁体の側面で第一ポートが塞がれるとともに、弁体の先端部がゲートに挿入されて第一流路と第二流路が同時に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２】
前記第二流路は、前記弁体が軸方向のいずれの位置にあっても、常に前記第二ポートにつながっていることを特徴とする請求項１に記載の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金型内に供給し、
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金型内に供給し、
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満たされた後、スキン用樹脂の供給を停止するとともに、前記弁体を前進位置に移動してゲートを閉じ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金型内に供給し、
次いで、スキン用樹脂を供給を停止するとともに、コア用樹脂を前記第二流路から金型内に供給し、
次いで、コア用樹脂の供給を停止するとともに、スキン用樹脂の供給を再開し、
キャビティ内が樹脂で満たされた後、スキン用樹脂の供給を停止するとともに、前記弁体を前進位置に移動してゲートを閉じることを特徴とするサンドイッチ成形方法。
【請求項５】
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替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到る流路が形成され、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到る流路が形成され、
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、弁体の側面で第一ポートが塞がれるとともに、弁体の先端部がゲートに挿入されて第一流路と第二流路が同時に塞がれ、
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到る流路が形成され、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到る流路が形成され、
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、弁体の側面で第二ポートが塞がれるとともに、弁体の先端部がゲートに挿入されて第一流路と第二流路が同時に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６】
前記第二流路は、前記弁体が軸方向のいずれの位置にあっても、常に前記第一ポートまたは第二ポートのいずれかにつながっていることを特徴とする請求項５に記載のサンドイッチ成形用ホットランナ金型。
【請求項７】
請求項５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金型内に供給し、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から金型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金型内に供給し、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から金型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。
【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（例えば、ポリスチレンとポリエチレンのような種類の異なる樹脂の組合せだけでなく、同一樹脂でも色が異なる場合も含まれる、以下同じ）を用いて一方の樹脂でスキン層を形成し、他方の樹脂でコア部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、環状の流路７６が形成されている。
【０００４】
通常のサンドイッチ成形では、コア用樹脂は、第二ホットランナ７２及び流路７５を経て、ゲート７７の中心部からキャビティ７内に射出される。スキン用樹脂は、第一ホットランナ７１及び環状の流路７６を経て、ゲート７７の周縁部からキャビティ７８内に射出される。弁体７４をシート面７３ａに押し付けることによって、スキン用樹脂の流路（環状の流路７６）を遮断することができる（図８に示された状態）。
【０００５】
しかし、この金型では、コア用樹脂の流路（流路７５）は遮断されない。そのため、成形品を取り出した後に、ゲート７７からコア用樹脂が漏れ出す現象を防止することができない。
【０００６】
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。しかし、この金型では、弁体７４及び弁体７９を駆動するために二つの駆動手段が必要となるので、構造が複雑になり大型化するという問題、及び遮断されたコア用樹脂流路の遮断点より下流側の部分、即ち弁体７９からゲート７７までの経路内に樹脂量が残存しているので、成形品を取り出した後に、この樹脂がゲート７７から漏れ出す現象を完全には防止することができないという問題があった。
【０００７】
また、サンドイッチ成形の生産性を高める方法として、必要な生産量の成形が終了した時、それまでコア用に使用されていた第二の樹脂を、スキン用樹脂として使用することにより第二の成形品の生産を行い、その間に、それまでスキン用に使用されていた第一の樹脂をコア用として使用し、その樹脂流路で第一の樹脂を第三の樹脂に樹脂替えを行って、サンドイッチ成形を継続し、樹脂替え完了後、第二の成形品でコア用に使用されていた第三の樹脂をスキン用樹脂として使用するよう切り替えることにより、第三の成形品を生産するといった「連続自動樹脂替え（色替え）成形」が行われているが、ホットランナ金型ではそれが不可能であった。
【０００８】
なお、図８及び図９に示す金型で樹脂替えを行う動作は、以下に示すようになる。
【０００９】
各射出工程の最終の状態は、次の射出工程の最初に射出されるスキン層にコア用樹脂が混在しないように、コア用樹脂の射出を停止してスキン用樹脂だけを射出する。
【００１０】
従って、第一ホットランナ７１から射出する第一の樹脂をスキン用、第二ホットランナ７２から射出する第二の樹脂をコア用として行っていたサンドイッチ成形で、第二ホットランナ７２から射出する第二の樹脂をスキン用に使用するサンドイッチ成形に切り替える場合の動作は、第一の樹脂が流路７６、弁体７４の先端と弁室７３の間に充満し、流路７５の下流端出口に逆流した状態とした後、弁体７４をシート面７３ａに押し付けて、スキン用樹脂の流路（環状の流路７６）を遮断する。このとき、弁体７４の先端とシート面７３ａの間にあった樹脂は、流路７６及び流路７５側両方に押し出されるが、全てスキン用樹脂となっているため問題にならない。第一の樹脂が混在しているのは流路７５の下流端出口部だけなので、この部分の樹脂を排出するクリーニングを行えば、第二ホットランナ７２及び流路７５に存在する第二の樹脂をスキン層に使用するサンドイッチ成形が可能となる。
【００１１】
しかし、第二の樹脂をスキン用に使用する切り替えを行った後の射出工程は、最終段階でコア用樹脂の射出を停止してスキン用樹脂のみを射出する射出工程終了時のゲート付近の状態は、第二の樹脂が流路７５、弁体７４の先端と弁室７３の間及び流路７６に逆流した状態となる。このとき、流路７５の下流端出口の断面積に比して、弁体７４の先端と弁室７３の間及び流路７６の断面積は大きく、しかも円周方向全周にわたって広がっていく流路となっているため、全周にわたって流動せず部分的に流れることとなり、弁体７４の先端面には第一の樹脂と第二の樹脂が混在して残存する事となる。このような状態で、弁体７４をシート面７３ａに押し付けると、弁体７４の先端とシート面７３ａの間にあった第一の樹脂と第二の樹脂が混在した樹脂が、流路７６及び流路７５側両方に押し出されることになる。
【００１２】
このような状態となると、次の射出工程の最初の動作で、流路７５から射出するスキン用樹脂（第二の樹脂）に第一の樹脂（または第一の樹脂と第三の樹脂の混在樹脂）が混在することとなり、成形不良となる。この流動挙動は、毎ショット繰り返されるので、第二ホットランナ７２、流路７５から射出する樹脂をスキン用に使用するサンドイッチ成形は、スキン層へのコア用樹脂の混在をなくすことができず、不良成形となることが避けられない。
【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】
【００１３】
本発明は、以上のような従来のサンドイッチ成形用ホットランナ金型の問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、従来のサンドイッチ成形用ホットランナ金型と比べて簡素な構成を備え、且つ、成形品を取り出した後にゲートから溶融樹脂が漏れ出すことがないサンドイッチ成形用ホットランナ金型を提供することにある。
【００１４】
更に、本発明の目的は、通常のコールドランナ金型と同様に連続自動樹脂替えができるサンドイッチ成形用ホットランナ金型用を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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到る流路が形成され、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到る流路が形成され、
弁体が前進位置にあるときには、弁体の側面で第一ポートが塞がれるとともに、弁体の先端部がゲートに挿入されて第一流路と第二流路が同時に塞がれるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
上記の金型を用いてサンドイッチ成形を行う場合には、次のよう弁体を操作する：
即ち、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金型内に供給する。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金型内に供給する。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する。キャビティ内が樹脂で満たされた後、スキン用樹脂の供給を停止するとともに、前記弁体を前進位置に移動してゲートを閉じる。
【００１７】
あるいは、途中でスキン用樹脂の供給を停止して、コア用樹脂のみを金型内に供給しても良い。その場合には、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金型内に供給する。次いで、スキン用樹脂を供給を停止するとともに、コア用樹脂を前記第二流路から金型内に供給する。次いで、コア用樹脂の供給を停止するとともに、スキン用樹脂の供給を再開する。キャビティ内が樹脂で満たされた後、スキン用樹脂の供給を停止するとともに、前記弁体を前進位置に移動してゲートを閉じる。
【００１８】
好ましくは、前記第二流路を、前記弁体が軸方向のいずれの位置にあっても、常に第二ポートにつながっているように構成する。
【００１９】
更に、好ましくは、前記棒状の弁体を、弁室内での軸方向の移動に加えて、軸回りの回転角度を切り替えることができるように構成する。その場合、金型の内部の流路は以下のように構成される。
【００２０】
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到る流路が形成され、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到る流路が形成される。
【００２１】
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、弁体の側面で第一ポートが塞がれるとともに、弁体の先端部がゲートに挿入されて第一流路と第二流路が同時に塞がれる。
【００２２】
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到る流路が形成され、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到る流路が形成される。
【００２３】
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、弁体の側面で第二ポートが塞がれるとともに、弁体の先端部がゲートに挿入されて第一流路と第二流路が同時に塞がれる。
【００２４】
この場合にも、好ましくは、前記第二流路を、前記弁体が軸方向のいずれの位置にあっても、常に第二ポートにつながっているように構成する。
【００２５】
なお、上記のように、前記弁体を、弁室内での回転角度を切り替えることができるように構成した場合には、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、スキン用樹脂の供給経路とコア用樹脂の供給経路を、次のように、第一のモードと第二のモードの間で入れ替えることが可能になる。即ち、第一のモードでは、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金型内に供給し、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金型内に供給する。これに対して、第二のモードでは、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金型内に供給し、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金型内に供給する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型は、従来のものと比べて簡素な構造を備えている。また、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、成形品を取り出した後にゲートから溶融樹脂が漏れ出すことがない。
【００２７】
更に、弁室内で弁体の軸回りの回転角度を切り替えることもできるように構成した場合には、スキン用樹脂を第一ランナ及び第二ランナのいずれからも供給することが可能になり、これに対応して、コア用樹脂を第二ランナ及び第一ランナのいずれからも供給することが可能になる。従って、スキン用樹脂の供給源（具体的には射出ユニット）とコア用樹脂の供給源（具体的には別の射出ユニット）を任意に入れ替えることができる。即ち、スキン用樹脂とコア用樹脂を随時入れ替えるサンドイッチ成形が可能になり、連続自動樹脂替え（色替え）が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、第一スプルー１とゲート６の間を結んでいる。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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を開いた状態を表わしている。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につなげられ、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につなげられる。
【００３６】
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を閉じた状態を表わしている。この状態では、第一ポート２７が弁体１３の側面で塞がれて第一ランナ３と第一流路１７の間が遮断される。更に、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、これによって、第一流路１７と第二流路１８が同時に遮断される。
【００３７】
また、この例では、第二ランナ４と第二流路１８の間は、弁体１３が軸方向のいずれの位置にあっても、常につながっている。従って、ゲート６を閉じるために弁体１３を前進させたとき、弁室１１内の樹脂を、第二流路１８を介して第二ランナ４側へ逆流させて排除することができる。
【００３８】
以上のように、弁体１３を前進させる単一の動作によって、第一流路１７（スキン用樹脂の流路として使用される）及び第二流路１８（コア用樹脂の流路として使用される）を同時に閉じることができる。従って、成形品を取り出した後に、弁室１１内に残留している樹脂がゲート６から漏れ出す現象を防止することができる。
【００３９】
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。
【００４０】
サンドイッチ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。
【００４１】
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際の手順について説明する。
【００４２】
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。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。
【００４３】
なお、この時、第二流路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また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流路１８側への侵入が防止される。
【００４４】
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。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。
【００４５】
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、第一流路１７から送られるスキン用樹脂が、第二流路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が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。
【００４６】
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５５を再度起動させて（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。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。
【００４７】
キャビティ７内が樹脂で満たされた後、第一の射出ユニット５５を停止するとともに、弁体１３を前進させてゲート６を遮蔽する。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、これが一回の射出工程の終了となる。
【００４８】
次に、上記の金型（図１〜４）を用いて、コア用に使用していた第二の樹脂を、スキン用樹脂として使用するような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。
【００４９】
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、それまでスキン用として使用し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の先端部に送られているときに、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シールした状態である。弁体１３の前進により弁体１３の前方から排除される第一の樹脂は、開口部１８ａが第二ポート２８と常時連通しているので、第二流路１８側に逆流する。従って、切り替え後の最初の射出工程で、弁体１３を後退させ、第二の射出ユニットを起動させて、新たにスキン用として使用する第二の樹脂のみを第二流路から射出する工程では、第二流路１８の下流端に逆流した第一の樹脂が混在しているが、これが排出された後は、第二の樹脂のみを流入させる動作となる。
【００５０】
この時、新たにスキン用として使用する第二の樹脂は、流路の中央部に近い小径の流路１８ｃから流入するが、ゲート６を経てキャビティ７に流入するのは、第二流路１８から供給される第二の樹脂のみであるため、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部を形成することになる。この場合、スキン用樹脂を第二流路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。
【００５１】
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射出工程の最終段階では、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する第二の樹脂を送る。この時の弁体１３の先端部は、その前の工程で導入されたコア用樹脂として使用していた第一の樹脂が充満している中に、流路の中央に寄った小面積の小径の流路１８ｃから第二の樹脂が送られるので、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、コア用として使用していた第一の樹脂が完全には排除できず残存する。従って、キャビティ７が樹脂で満たされ、射出工程を終了させる際、第二の射出ユニット５６を停止させ、弁体１３を前進させるとき、小径の流路１８ｃを通って第二流路１８に逆流する樹脂は、第一の樹脂と第二の樹脂が混在したものとなる。
【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、上記の金型（図１〜４）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１〜４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はピニオンを表わす。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が後退位置にあるときの状態を表わしている。この状態は、先に示した図３と同じ状態を表わしており、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、弁体１１の側面で第一ポート２７が塞がれるとともに、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、第一流路１７と第二流路１８が同時に塞がれる。
【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１１の側面で第二ポート２８が塞がれるとともに、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、第一流路１７と第二流路１８が同時に塞がれる。
【００５９】
このような金型を用いることによって、先の例（図１〜４）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し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シールした状態である。この時、弁体１３の前進により弁体１３の前方から排除される第一の樹脂は、開口部１８ａが第二ポート２８と常時つながっているので、第二流路１８側に逆流する。
【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を起動する前に、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する第二の樹脂を第二ランナ４、第二ポート２８、第一流路１７を経由してゲート６に供給する。
【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していた第一の樹脂（最終のゲートシール時に排除されなかった分と、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除される。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、この状態で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内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から供給され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、流動末端への到着タイミングのずれを少なくすることにより、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部分拡大断面図（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部分拡大断面図（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】
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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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