(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキン用射出ユニットおよびコア用射出ユニットから金型に対してスキン層樹脂およびコア層樹脂をそれぞれ射出することによりスキン層とコア層からなる成形品を得る射出成形方法であって、
前記コア用射出ユニットの射出容量が前記スキン用射出ユニットの射出容量よりも少量に設定され、
まず前記スキン層樹脂の射出が開始され、続いて前記コア層樹脂の射出が開始され、前記スキン層樹脂が、その射出圧力が初期の圧力から段階的に低下された後第１スキン用保圧力まで高められると共に、前記第１スキン用保圧力及び前記第１スキン用保圧力よりも低い第２スキン用保圧力で順に保圧された後にその射出が終了され、前記コア層樹脂が、前記スキン層樹脂の前記第１スキン用保圧力での保圧が開始された後、前記スキン層樹脂の保圧力が前記第２スキン用保圧力に切り替わる前において、その射出圧力が初期の圧力から第１コア用保圧力まで低下されると共に、前記第１コア用保圧力及び前記第１コア用保圧力よりも低い第２コア用保圧力で順に保圧された後にその射出が終了されるように設定されており、前記スキン層樹脂の冷却固化時の体積減少分を補うべく、前記コア層樹脂の前記第１コア用保圧力での保圧が行われる前における前記コア用射出ユニットによる前記コア層樹脂の樹脂圧力が前記スキン用射出ユニットによる前記スキン層樹脂の樹脂圧力よりも高圧に設定されると共に、前記コア層樹脂の前記第１コア用保圧力が前記第１スキン用保圧力よりも高圧に設定されており、且つ前記第２コア用保圧力が前記第１スキン用保圧力よりも低く前記第２スキン用保圧力よりも高圧に設定されることを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
前記コア層樹脂の保圧力が、該コア層樹脂の射出圧力により生成されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形方法。
【請求項３】
前記コア層樹脂の射出量が前記スキン層樹脂の射出量よりも少量に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形方法。
【請求項４】
前記コア層樹脂および前記スキン層樹脂は、同種であるか、或いは異種で且つ相溶性を有することを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の射出成形方法。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１項に記載の射出成形方法により成形されたことを特徴とする成形品。
【請求項６】
金型に対してスキン層樹脂およびコア層樹脂をそれぞれ射出することによりスキン層とコア層からなる成形品を得る射出成形装置であって、
前記スキン層樹脂を射出するスキン用射出ユニットと、
前記スキン用射出ユニットの射出容量よりも少量の射出容量を有し、前記コア層樹脂を射出するコア用射出ユニットと、
まず前記スキン層樹脂の射出が開始され、続いて前記コア層樹脂の射出が開始され、前記スキン層樹脂が、その射出圧力が初期の圧力から段階的に低下された後第１スキン用保圧力まで高められると共に、前記第１スキン用保圧力及び前記第１スキン用保圧力よりも低い第２スキン用保圧力で順に保圧された後にその射出が終了され、前記コア層樹脂が、前記スキン層樹脂の前記第１スキン用保圧力での保圧が開始された後、前記スキン層樹脂の保圧力が前記第２スキン用保圧力に切り替わる前において、その射出圧力が初期の圧力から第１コア用保圧力まで低下されると共に、前記第１コア用保圧力及び前記第１コア用保圧力よりも低い第２コア用保圧力で順に保圧された後にその射出が終了され、前記スキン層樹脂の冷却固化時の体積減少分を補うべく、前記コア層樹脂の前記第１コア用保圧力での保圧が行われる前に、前記コア層樹脂が前記スキン層樹脂よりも高圧の射出圧力で射出され、且つ前記コア層樹脂の前記第１コア用保圧力が前記第１スキン用保圧力よりも高圧であり、前記第２コア用保圧力が前記第１スキン用保圧力よりも低く前記第２スキン用保圧力よりも高圧になるよう、前記スキン用射出ユニットおよびコア用射出ユニットを制御する制御装置と
を有することを特徴とする射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の射出ユニットから樹脂を射出することにより成形品を製造する射出成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、射出成形により得られる成形品は、溶融状態の樹脂をキャビティに圧入して冷却固化することにより製造されるが、固化時における樹脂の体積減少により成形品の内部が負圧状態になると、この内部に表皮部分が引き込まれて窪みであるヒケが発生する。従って、従来から、これらの不具合の発生を防止するため、固化時に成形品の内部を負圧にさせないようにするための各種の射出成形方法が実用化されている。
【０００３】
具体的には、（1 ）射出ユニットからキャビティに所定量の樹脂を射出した後、この射出ユニットからさらに樹脂を追加して射出することによって、固化時の体積減少分を補充する方法、(2) 射出ユニットからキャビティに樹脂を射出した後、ヒケの発生し易い部分に空気や窒素等のガスを注入する方法、（3 ）樹脂に発泡剤を添加しておき、固化時の体積減少分を発泡剤の膨張で補う方法等が実用化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のように、樹脂を補充する第1 の方法では、キャビティに大量に樹脂を射出するように設定された射出ユニットを用いて少量の樹脂を補充することになるため、補充量が過剰になり易い。そして、補充量が過剰になると、成形品が必要以上に重くなると共に、樹脂の使用量が増えて材料コストが高騰するという問題が発生する。さらに、樹脂圧力が全体的に高くなることによって、金型が開いて成形不良やバリが発生したり、金型が短期間で使用できなくなるという問題も発生する。
【０００５】
また、キャビティ内の所定部位にガスを注入する第2 の方法では、ガスを所定部位に導くためのガス注入路が必要となって金型装置が高騰したり、成形品の形状によってはガス注入路を金型装置に設けることができない場合があるという問題がある。さらに、このような方法では、成形品の内部にガスによる空洞が生じて成形品の強度が低下し易く、ポリプロピレン樹脂等の軟質樹脂においてはガスが不必要な部分にまで注入されるため、成形品の形状や使用可能な樹脂に制限があるという問題もある。
【０００６】
また、樹脂に発泡剤を添加する第3 の方法では、発泡剤により材料コストが上昇すると共に、成形品内部の発泡剤による空洞により強度が低下し、さらに、成形品表面の発泡剤によりガス跡（スマールマーク）が発生するという問題がある。
【０００７】
従って、本発明は、上述の各種の問題の原因となるガス供給や発泡剤を添加することなく体積減少分の樹脂の補充を正確に行うことができる射出成形方法および射出成形装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、スキン用射出ユニットおよびコア用射出ユニットから金型に対してスキン層樹脂およびコア層樹脂をそれぞれ射出することによりスキン層とコア層からなる成形品を得る射出成形方法であって、前記コア用射出ユニットの射出容量が前記スキン用射出ユニットの射出容量よりも少量に設定され、まず前記スキン層樹脂の射出が開始され、続いて前記コア層樹脂の射出が開始され、前記スキン層樹脂が、その射出圧力が初期の圧力から段階的に低下された後第１スキン用保圧力まで高められると共に、前記第１スキン用保圧力及び前記第１スキン用保圧力よりも低い第２スキン用保圧力で順に保圧された後にその射出が終了され、前記コア層樹脂が、前記スキン層樹脂の前記第１スキン用保圧力での保圧が開始された後、前記スキン層樹脂の保圧力が前記第２スキン用保圧力に切り替わる前において、その射出圧力が初期の圧力から第１コア用保圧力まで低下されると共に、前記第１コア用保圧力及び前記第１コア用保圧力よりも低い第２コア用保圧力で順に保圧された後にその射出が終了されるように設定されており、前記スキン層樹脂の冷却固化時の体積減少分を補うべく、前記コア層樹脂の前記第１コア用保圧力での保圧が行われる前における前記コア用射出ユニットによる前記コア層樹脂の樹脂圧力が前記スキン用射出ユニットによる前記スキン層樹脂の樹脂圧力よりも高圧に設定されると共に、前記コア層樹脂の前記第１コア用保圧力が前記第１スキン用保圧力よりも高圧に設定されており、且つ前記第２コア用保圧力が前記第１スキン用保圧力よりも低く前記第２スキン用保圧力よりも高圧に設定されることを特徴としている。
【０００９】
上記の構成によれば、スキン層となるスキン層樹脂が表面側から内側にかけて冷却固化して体積減少を生じたときに、この内側に位置するコア層に射出されたコア層樹脂が体積減少分を補うようにスキン層樹脂よりも高圧で存在するため、スキン層樹脂の体積減少により引き起こされる内圧の低下が防止される。これにより、スキン層樹脂およびコア層樹脂が冷却固化して成形品となったときに、成形品の表面にヒケが発生したり、内部に空洞が発生することはない。また、保圧時においても、コア層樹脂をスキン層樹脂よりも高圧に維持させることによって、成形品のヒケや空洞を一層確実に防止することができる。
【００１０】
また、コア層樹脂を射出するコア用射出ユニットは、スキン用射出ユニットの射出容量よりも同等以下の容量に設定されているため、スキン用射出ユニットのような大容量の射出ユニットで射出する場合よりも、射出量を微調整することが可能になっている。これにより、成形品のヒケや空洞を生じさせない必要最小限の射出量でコア層樹脂を正確に射出することができるため、スキン層樹脂に加えてコア層樹脂を射出することによる成形品の重量増加およびコア層樹脂によるコストアップを抑制することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の射出成形方法であって、前記コア層樹脂の保圧力が、該コア層樹脂の射出圧力により生成されることを特徴としている。
上記の構成によれば、金型を操作する等の複雑な処理を行わなくても、コア用射出ユニットにおけるコア層樹脂の射出圧力により生成された保圧力で保圧することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の射出成形方法であって、前記コア層樹脂の射出量が前記スキン層樹脂の射出量よりも少量に設定されることを特徴としている。
上記の構成によれば、重量増加およびコストアップを引き起こすコア層樹脂の使用を十分に抑制することができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１ないし３の何れか１項に記載の射出成形方法であって、前記コア層樹脂および前記スキン層樹脂は、同種であるか、或いは異種で且つ相溶性を有することを特徴としている。
上記の構成によれば、コア層樹脂とスキン層樹脂とが十分に接着することによって、成形品の強度を高めることができる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れか１項に記載の射出成形方法により成形された成形品であることを特徴としている。
上記の構成によれば、自動車部品に好適なものになる他、ポリカーボネートやアクリル樹脂等の透明性を有した部品や、コンパクトディスク（ＣＤ）等の高度の平面性が要求される部品に好適なものとなる。
【００１６】
請求項６の発明は、金型に対してスキン層樹脂およびコア層樹脂をそれぞれ射出することによりスキン層とコア層からなる成形品を得る射出成形装置であって、前記スキン層樹脂を射出するスキン用射出ユニットと、前記スキン用射出ユニットの射出容量よりも少量の射出容量を有し、前記コア層樹脂を射出するコア用射出ユニットと、まず前記スキン層樹脂の射出が開始され、続いて前記コア層樹脂の射出が開始され、前記スキン層樹脂が、その射出圧力が初期の圧力から段階的に低下された後第１スキン用保圧力まで高められると共に、前記第１スキン用保圧力及び前記第１スキン用保圧力よりも低い第２スキン用保圧力で順に保圧された後にその射出が終了され、前記コア層樹脂が、前記スキン層樹脂の前記第１スキン用保圧力での保圧が開始された後、前記スキン層樹脂の保圧力が前記第２スキン用保圧力に切り替わる前において、その射出圧力が初期の圧力から第１コア用保圧力まで低下されると共に、前記第１コア用保圧力及び前記第１コア用保圧力よりも低い第２コア用保圧力で順に保圧された後にその射出が終了され、前記スキン層樹脂の冷却固化時の体積減少分を補うべく、前記コア層樹脂の前記第１コア用保圧力での保圧が行われる前に、前記コア層樹脂が前記スキン層樹脂よりも高圧の射出圧力で射出され、且つ前記コア層樹脂の前記第１コア用保圧力が前記第１スキン用保圧力よりも高圧であり、前記第２コア用保圧力が前記第１スキン用保圧力よりも低く前記第２スキン用保圧力よりも高圧になるよう、前記スキン用射出ユニットおよびコア用射出ユニットを制御する制御装置とを有することを特徴としている。
上記の構成によれば、成形品にヒケや空洞を発生させることなく安価に成形品を製造することが可能になっている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図６に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係る射出成形装置は、図２に示すように、複数層射出成形機からなっている。複数層射出成形機は、型締ベース１と射出ユニット載置台２とを有している。型締ベース１の両端部には、支持部材３ａ・３ｂが縦設されており、支持部材３ａ・３ｂ間には、棒状のガイド部材４…が各コーナー部に横設されている。また、図中右側に位置する一方の支持部材３ａには、金型開閉シリンダ５がシリンダロッド５ａを他方側の支持部材３ｂに対向させるように設けられており、シリンダロッド５ａの先端部には、ガイド係合部材６が設けられている。そして、ガイド係合部材６の各コーナー部には、上述のガイド部材４…が摺動自在に貫挿されており、このガイド係合部材６は、ガイド部材４…に沿って移動することによって、金型開閉シリンダ５のシリンダロッド５ａによる進退方向を規制するようになっている。
【００１８】
上記のガイド係合部材６には、型盤７を介して移動金型８が設けられている。移動金型８には、射出ユニット連結装置１０の背面に接合された固定金型９が対向されている。射出ユニット連結装置１０は、前面の外周部が他方側の支持部材３ｂに固設されている。これにより、固定金型９は、射出ユニット連結装置１０を介して他方側の支持部材３ｂに固設された状態となっており、移動金型８と固定金型９とは、移動金型８が金型開閉シリンダ５により固定金型９に当接して型締めされることによりキャビティ部１１を内部に形成するようになっている。
【００１９】
上記のキャビティ部１１には、成形品の内部である内層を構成するコア層と、このコア層を被覆する外層を構成するスキン層とからなる２種類の樹脂が射出ユニット連結装置１０を介して同時に圧入されるようになっている。
【００２０】
尚、コア層の樹脂には、スキン層と同一に着色された同一の樹脂が用いられても良いし、スキン層とは異なる色に着色された同一の樹脂や、スキン層とは異なる樹脂が用いられていても良い。さらに、コア層の樹脂には、コストダウンや製品のリサイクル性を考慮して廃棄された熱硬化性樹脂や生産過程で発生した熱硬化性樹脂製品の不良品を粉砕した粉砕物と、熱可塑性樹脂とを混練して所定粒径にペレット化したものが用いられていても良い。廃棄された熱硬化性樹脂としては、繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填材（炭酸カルシウムやタルク等）とを含んだＦＲＰ(Fiber Reinforced Plastic)樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂等を挙げることができる。
【００２１】
上記のコア層の樹脂（コア層樹脂）およびスキン層の樹脂（スキン層樹脂）は、コア用射出  ユニット１２およびスキン用射出ユニット１３からそれぞれ供給されるようになっている。コア用射出ユニット１２は、スキン用射出ユニット１３の射出容量に対して３０％等の小さな射出容量に設定されている。そして、これらの射出ユニット１２・１３は、図示しない制御装置により射出動作（射出タイミングや射出圧力等）が制御されている。即ち、各射出ユニット１２・１３は、図１に示すように、スキン層樹脂を射出した所定時間の経過後に、スキン層樹脂の射出圧力よりも高い射出圧力でもってコア層樹脂を射出し、スキン層樹脂よりも高い圧力でコア層樹脂を保圧するように制御装置により制御されている。
【００２２】
上記のコア用射出ユニット１２は、支持部材３ｂの上面に固設されたスライド機構１４に設けられている。尚、コア用射出ユニット１２は、本実施形態のようにフロア面に対して垂直配置されていても良いし、フロア面に対して水平配置されていても良い。スライド機構１４は、コア用射出ユニット１２のノズル部１２ａの軸心が型締め方向に対して直交するようにコア用射出ユニット１２を昇降可能に支持しており、キャビティ部１１への樹脂の供給時にコア用射出ユニット１２のノズル部１２ａを射出ユニット連結装置１０の側面に当接させるようになっている。一方、スキン用射出ユニット１３は、ノズル部１３ａの軸心が型締め方向に対して平行となるように射出ユニット載置台２上に進退移動可能に設けられており、キャビティ部１１への樹脂の供給時にノズル部１３ａが射出ユニット連結装置１０の前面に当接されるようになっている。
【００２３】
上記のノズル部１２ａ・１３ａが当接される射出ユニット連結装置１０は、図４に示すように、固定金型９に接合される金型接合盤１５と、支持部材３ｂに固設される固定盤１６とを有している。金型接合盤１５と固定盤１６とは、図３にも示すように、所定間隔を離隔して対向するように複数のボルト１７…を介して締結されている。そして、図４に示すように、これらの金型接合盤１５および固定盤１６の間には、コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆うように両樹脂を集合しながらキャビティ部１１に供給する樹脂層形成機構１８が設けられている。
【００２４】
上記の樹脂層形成機構１８は、図５にも示すように、雄側積層部材１９と雌側積層部材２０と樹脂導入部材２１と流路開閉部材２２とを有している。雄側積層部材１９は、固定盤１６の中心部において貫設されており、先端部がスキン用射出ユニット１３のノズル部１３ａに当接するように設定されている。雄側積層部材１９の先端部には、ノズル部１３ａの先端部に面状に当接するように凹湾曲部１９ａが形成されており、凹湾曲部１９ａの中心部（底部）には、ノズル部１３ａからの樹脂を導通させるスキン層用流路１９ｂの一端が開口されている。そして、このスキン層用流路１９ｂは、雄側積層部材１９の軸心方向に形成された後、軸心を中心として複数方向（例えば４方向）に分岐され、他方側の壁面の複数箇所において開口するように形成されている。
【００２５】
上記のスキン層用流路１９ｂが複数箇所に開口される雄側積層部材１９の他方側には、円錐形状に形成された傾斜凸部１９ｃが形成されている。そして、この傾斜凸部１９ｃの傾斜壁面には、上述のコア層用流路１９ｄが開口されている。また、傾斜凸部１９ｃの頂部には、コア層用流路１９ｄの一端が開口されており、コア層用流路１９ｄは、雄側積層部材１９（傾斜凸部１９ｃ）の軸心方向に形成された後、金型接合盤１５および固定盤１６の中心位置において直角方向に曲折され、スキン層用流路１９ｂの分岐路の間を通過して側壁面に開口するように形成されている。また、このコア層用流路１９ｄの曲折部には、閉鎖路１９ｅが連通されており、閉鎖路１９ｅは、コア層用流路１９ｄの曲折方向とは反対方向の側壁面に開口するように形成されている。
【００２６】
上記の構成を有した雄側積層部材１９は、雌側積層部材２０に嵌合されている。雌側積層部材２０は、金型接合盤１５の中心部において貫設されており、この雌側積層部材２０の固定金型９側の先端部には、集合路２０ａの一端が開口されている。集合路２０ａは、上述の傾斜凸部１９ｃ方向に形成された後、傾斜凸部１９ｃの傾斜壁面に対して一定の間隔を維持するように口径を拡大しながら雄側積層部材１９の端面で閉塞されるように形成されている。また、雌側積層部材２０の側面壁には、コア層用流路２０ａおよび閉鎖路２０ｂの一端が開口されており、これらのコア層用流路２０ａおよび閉鎖路２０ｂの他端は、上述の雄側積層部材１９のコア層用流路１９ｄおよび閉鎖路１９ｅに連通されている。そして、このようにしてコア層用流路２０ａと曲折後のコア層用流路１９ｄと閉鎖路１９ｅと閉鎖路２０ｂとが連通されることによって、直線状の貫通孔が雄側積層部材１９および雌側積層部材２０にかけて型締め方向とは直角方向に形成されるようになっている。
【００２７】
上記の雌側積層部材２０の一方側の側壁面には、管形状の樹脂導入部材２１がコア層用流路２０ａに連通するように固設されている。樹脂導入部材２１は、図４に示すように、金型接合盤１５および固定盤１６間において雌側積層部材２０側の中心部から外周部に到達するように形成されており、外周部側の端部には、アダプター部材２３が設けられている。そして、このアダプター部材２３には、上述のコア用射出ユニット１２のノズル部１２ａが当接されるようになっている。
【００２８】
一方、雌側積層部材２０の他方側の側壁面には、例えば油圧シリンダからなる流路開閉部材２２が設けられている。流路開閉部材２２は、図５に示すように、進退移動可能な閉栓部材２２ａを有しており、閉栓部材２２ａは、閉鎖路２０ｂ・１９ｅに液密状態に挿通されている。そして、流路開閉部材２２は、閉栓部材２２ａを進出させることによりコア層用流路１９ｄを曲折部において閉栓状態にするようになっている一方、閉栓部材２２ａを後退させることによ  りコア層用流路１９ｄを開栓状態にするようになっている。また、閉栓部材２２ａの先端部は、コア層用流路１９ｄの曲折半径に対応した湾曲面とされており、コア層用流路１９ｄを開栓状態としたときに、曲折部における樹脂の流動抵抗を低減させるようになっている。
【００２９】
上記の構成において、複数層射出成形機の動作を通じて本実施形態の射出成形方法について説明する。
【００３０】
先ず、図２に示すように、熱可塑性樹脂からなるコア層樹脂およびスキン層樹脂がコア用射出ユニット１２およびスキン用射出ユニット１３の図示しないホッパにそれぞれ投入される。尚、コア層樹脂およびスキン層樹脂は、相溶性を有するように材質が選択されていることが望ましい。具体的には、表１に示すように、同一の材質であることが好ましいが、“○”の組み合わせであっても良い。
【００３１】
【表１】
0004201481.tif 000002
【００３２】
この後、図３に示すように、コア用射出ユニット１２およびスキン用射出ユニット１３のノズル部１２ａ・１３ａがアダプター部材２３および雄側積層部材１９にそれぞれ当接されることによって、射出成形の準備が完了する。そして、成形開始ボタン等の押圧により射出成形の開始が指示されると、図示しない制御装置により制御された各射出ユニット１２・１３が図１の射出動作でスキン層樹脂およびコア層樹脂をそれぞれ射出して所定形状の成形品とする。尚、図１において、スキン用射出ユニット１３の射出動作が破線で示され、コア用射出ユニット１２の射出動作が実線で示されている。
【００３３】
具体的には、図２に示すように、金型開閉シリンダ５により移動金型８を固定金型９方向に移動させ、固定金型９に対して所定の押圧力で移動金型８を押し付けて型締めを行う。そして、型締めにより金型８・９内にキャビティ部１１が形成されると、このキャビティ部１１に即座に樹脂を充填可能な大きな射出容量のスキン用射出ユニット１３に対してスキン層樹脂を装填して加熱し、溶融状態となったスキン層樹脂をコア層樹脂に先立って射出させる。
【００３４】
上記のスキン層樹脂は、図５に示すように、ノズル部１３ａを介して射出ユニット連結装置１０における雄側積層部材１９のスキン層用流路１９ｂに流入し、スキン層用流路１９ｂにおいて複数方向に分岐されながら進行する。そして、スキン層樹脂がスキン層用流路１９ｂをさらに進行することによって、雄側積層部材１９の傾斜凸部１９ｃと雌側積層部材２０のコア層用流路２０ａとの隙間に流出し、傾斜凸部１９ｃの傾斜壁面を完全に覆いながら固定金型９方向に流動した後、金型８・９内のキャビティ部１１に流入する。
【００３５】
次に、スキン層樹脂が射出されてから所定の待ち時間ｔ１が経過すると、流路開閉部材２２の閉栓部材２２ａを後退させることによって、コア層用流路１９ｄを開栓状態にする。そして、コア用射出ユニット１２に熱硬化性樹脂を含んだコア層樹脂を装填して加熱し、スキン層樹脂の冷却固化時の体積減少分を補うように、溶融状態となったコア層樹脂をスキン層樹脂の射出圧よりも高い圧力で射出させる。尚、コア層樹脂は、成形品の重量増加および材料コストの上昇を抑制するため、スキン層樹脂の射出量よりも少ない必要最小限の射出量で正確に使用されることが望ましい。
【００３６】
コア層樹脂は、樹脂導入部材２１を介して雌側積層部材２０および雄側積層部材１９のコア層用流路２０ａ・１９ｄに流入し、閉栓部材２２ａにより進行方向が曲折された後、傾斜凸部１９ｃの先端部から流出する。この際、傾斜凸部１９ｃの先端部には、先立って射出されたスキン層樹脂が傾斜凸部１９ｃの傾斜壁面に沿って集合している。従って、傾斜凸部１９ｃの先端部から流出したコア層樹脂は、周囲をスキン層樹脂に完全に被覆されながら、スキン層樹脂と共にコア層用流路２０ａを通過してキャビティ部１１に圧入されることになる。
【００３７】
この後、図１に示すように、スキン用射出ユニット１３においては、スキン層樹脂の射出圧力を段階的に低下させた後、この射出圧力を高めてキャビティ部１１内を第１スキン用保圧力に上昇させ、所定の冷却時間ｔ２が経過したときに第２スキン用保圧力に段階的に低下させて射出を終了する。一方、コア用射出ユニット１２においては、スキン層樹脂が第１スキン用保圧力に切り替わってから一定時間ｔ３が経過するまで射出初期の高い射出圧力を維持し、上述の冷却時間ｔ２が経過する前に射出圧力を段階的に低下させることによって、第１スキン用保圧力よりも高圧の第１コア用保圧力と第２スキン用保圧力よりも高圧の第２コア用保圧力とに段階的に低下させながら射出を終了する。
【００３８】
上記のようにしてキャビティ部１１にスキン層樹脂およびコア層樹脂が射出されると、図６に示すように、金型８・９に接触しているスキン層樹脂が冷却されることにより体積減少を起こしながら固化する。この際、固化状態となったスキン層樹脂の内部には、上述のようにスキン層樹脂の射出圧力よりも高圧のコア層樹脂が溶融状態で存在している。従って、スキン層樹脂の体積減少が固化状態のスキン層樹脂で囲まれた成形品内部の圧力を低下させるように作用することになっても、この成形品内部に存在するコア層樹脂が圧力の低下分を補充するため、成形品内部を負圧にすることはない。この結果、スキン層樹脂およびコア層樹脂が冷却固化して成形品が完成されたときに、成形品に空洞やヒケが生じることはない。
【００３９】
また、図２に示すコア層樹脂を射出するコア用射出ユニット１２は、スキン用射出ユニット  １３の射出容量に対して同等以下、通常は３０％等の小さな射出容量に設定されている。従って、コア用射出ユニット１２から射出されたコア層樹脂が成形品に空洞やヒケを生じさせない必要最小限の射出量で正確に充填されるため、成形品の重量増加およびこの重量増加に伴うコストアップが十分に抑制されたものになる。
【００４０】
この後、以上のようにして１回分の射出成形が完了すると、図５に示すように、流路開閉部材２２の閉栓部材２２ａを進出させることによって、コア層用流路１９ｄを閉栓状態にして待機状態となる。そして、次の射出成形の開始が指示されたときに、上述の一連の動作を再度繰り返すことになる。
【００４１】
尚、本実施形態の射出成形方法は、自動車の成形品の製造に適用できる他、ポリカーボネートやアクリル樹脂等の透明性を有した材料からなる成形品の製造やコンパクトディスク（ＣＤ）の製造に適用することができる。特に、透明性を有した材料からなる成形品の場合には、歪の発生を防止することができ、コンパクトディスク（ＣＤ）の場合には、複屈折率を改善することができる。
【００４２】
次に、本実施形態の射出成形方法と、従来のように１台の射出ユニットで樹脂の射出および体積減少分の補充を行う方法とでそれぞれ成形品を製造することによって、成形品の状態を調査した。
【００４３】
具体的には、１４０オンスの射出容量の射出成形機をスキン用射出ユニット１３として使用し、４７オンスの射出容量の射出成形機をコア用射出ユニット１２として使用した。そして、スキン用射出ユニット１３のシリンダー温度をホッパ側から１７０℃、１８０℃、２２０℃、２３０℃に設定し、コア用射出ユニット１２のシリンダー温度をホッパ側から２１０℃、２１０℃、２１０℃、２３０℃に設定し、図１に示す射出圧力および射出タイミングでスキン層樹脂およびコア層樹脂をそれぞれ射出した。即ち、スキン層樹脂の射出を開始してから約８０％が射出されたときに、コア層樹脂をスキン層樹脂の射出圧力よりも約２５％高い射出圧力で射出し、コア層樹脂の射出完了後に保圧力を段階的に低下させるように制御した。
【００４４】
この結果、本実施形態の射出成形方法によれば、補充量を含めた５０００ｇの設計重量に対して４９００ｇ〜４９５０ｇの成形品が製造できることが確認された。また、この成形品にはヒケやバリが発生しないことも確認された。
【００４５】
次に、図１の二点鎖線で示すように、射出ユニットで樹脂の射出を行った後、この射出ユニットで体積減少分の補充を引き続き行うことにより成形品を製造した。この場合には、保圧力  およびこの保圧力の保持時間をそれぞれ２０％程度高く設定することによって、成形品のヒケを品質限度内にまで解消できることが判明した。ところが、この場合には、上述の５０００ｇの設計重量に対して約２５０ｇ( 約５％) の重量増加が生じることが確認され、成形品にバリが発生することも確認された。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１の発明は、スキン用射出ユニットおよびコア用射出ユニットから金型に対してスキン層樹脂およびコア層樹脂をそれぞれ射出することによりスキン層とコア層からなる成形品を得る射出成形方法であって、前記コア用射出ユニットの射出容量が前記スキン用射出ユニットの射出容量よりも少量に設定され、まず前記スキン層樹脂の射出が開始され、続いて前記コア層樹脂の射出が開始され、前記スキン層樹脂が、その射出圧力が初期の圧力から段階的に低下された後第１スキン用保圧力まで高められると共に、前記第１スキン用保圧力及び前記第１スキン用保圧力よりも低い第２スキン用保圧力で順に保圧された後にその射出が終了され、前記コア層樹脂が、前記スキン層樹脂の前記第１スキン用保圧力での保圧が開始された後、前記スキン層樹脂の保圧力が前記第２スキン用保圧力に切り替わる前において、その射出圧力が初期の圧力から第１コア用保圧力まで低下されると共に、前記第１コア用保圧力及び前記第１コア用保圧力よりも低い第２コア用保圧力で順に保圧された後にその射出が終了されるように設定されており、前記スキン層樹脂の冷却固化時の体積減少分を補うべく、前記コア層樹脂の前記第１コア用保圧力での保圧が行われる前における前記コア用射出ユニットによる前記コア層樹脂の樹脂圧力が前記スキン用射出ユニットによる前記スキン層樹脂の樹脂圧力よりも高圧に設定されると共に、前記コア層樹脂の前記第１コア用保圧力が前記第１スキン用保圧力よりも高圧に設定されており、且つ前記第２コア用保圧力が前記第１スキン用保圧力よりも低く前記第２スキン用保圧力よりも高圧に設定される構成である。
【００４７】
上記の構成によれば、スキン層となるスキン層樹脂が表面側から内側にかけて冷却固化して体積減少を生じたときに、この内側に位置するコア層に射出されたコア層樹脂が体積減少分を補うようにスキン層樹脂よりも高圧で存在するため、スキン層樹脂の体積減少により引き起こされる内圧の低下がコア層樹脂により防止される。これにより、スキン層樹脂およびコア層樹脂が冷却固化して成形品となったときに、成形品の表面にヒケが発生したり、内部に空洞が発生することはないという効果を奏する。また、保圧時においても、コア層樹脂をスキン層樹脂よりも高圧に維持させることによって、成形品のヒケや空洞を一層確実に防止することができるという効果を奏する。
【００４８】
また、コア層樹脂を射出するコア用射出ユニットは、スキン用射出ユニットの射出容量よりも同等以下の容量に設定されているため、スキン用射出ユニットのような大容量の射出ユニットで射出する場合よりも、射出量を微調整することが可能になっている。これにより、成形品のヒケや空洞を生じさせない必要最小限の射出量でコア層樹脂が正確に射出されるため、スキン層樹脂に加えてコア層樹脂を射出することによる成形品の重量増加およびコア層樹脂によるコストアップを抑制することができるという効果を奏する。
【００５０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の射出成形方法であって、前記コア層樹脂の保圧力が、該コア層樹脂の射出圧力により生成される構成である。
上記の構成によれば、金型を操作する等の複雑な処理を行わなくても、コア用射出ユニットにおけるコア層樹脂の射出圧力を調整して生成された保圧力で保圧することができるという効果を奏する。
【００５１】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の射出成形方法であって、前記コア層樹脂の射出量が前記スキン層樹脂の射出量よりも少量に設定される構成である。
上記の構成によれば、重量増加およびコストアップを引き起こすコア層樹脂の使用を十分に抑制することができるという効果を奏する。
【００５２】
請求項４の発明は、請求項１ないし３の何れか１項に記載の射出成形方法であって、前記コア層樹脂および前記スキン層樹脂は、同種であるか、或いは異種で且つ相溶性を有する構成である。
上記の構成によれば、コア層樹脂とスキン層樹脂とが十分に接合することによって、成形品の強度を高めることができるという効果を奏する。
【００５３】
請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れか１項に記載の射出成形方法により成形された成形品である構成である。
上記構成よれば、自動車部品に好適なものになる他、ポリカーボネートやアクリル樹脂等の透明性を有した部品や、コンパクトディスク（ＣＤ）等の高度の平面性が要求される部品に好適なものとなる。
【００５４】
請求項６の発明は、金型に対してスキン層樹脂およびコア層樹脂をそれぞれ射出することによりスキン層とコア層からなる成形品を得る射出成形装置であって、前記スキン層樹脂を射出するスキン用射出ユニットと、前記スキン用射出ユニットの射出容量よりも少量の射出容量を有し、前記コア層樹脂を射出するコア用射出ユニットと、まず前記スキン層樹脂の射出が開始され、続いて前記コア層樹脂の射出が開始され、前記スキン層樹脂が、その射出圧力が初期の圧力から段階的に低下された後第１スキン用保圧力まで高められると共に、前記第１スキン用保圧力及び前記第１スキン用保圧力よりも低い第２スキン用保圧力で順に保圧された後にその射出が終了され、前記コア層樹脂が、前記スキン層樹脂の前記第１スキン用保圧力での保圧が開始された後、前記スキン層樹脂の保圧力が前記第２スキン用保圧力に切り替わる前において、その射出圧力が初期の圧力から第１コア用保圧力まで低下されると共に、前記第１コア用保圧力及び前記第１コア用保圧力よりも低い第２コア用保圧力で順に保圧された後にその射出が終了され、前記スキン層樹脂の冷却固化時の体積減少分を補うべく、前記コア層樹脂の前記第１コア用保圧力での保圧が行われる前に、前記コア層樹脂が前記スキン層樹脂よりも高圧の射出圧力で射出され、且つ前記コア層の前記第１コア用保圧力が前記第１スキン用保圧力よりも高圧であり、前記第２コア用保圧力が前記第１スキン用保圧力よりも低く前記第２スキン用保圧力よりも高圧になるよう、前記スキン用射出ユニットおよびコア用射出ユニットを制御する制御装置とを有する構成である。
上記の構成によれば、成形品にヒケや空洞を発生させることなく安価に成形品を製造することが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】スキン層樹脂およびコア層樹脂の射出動作を示す説明図である。
【図２】複数層射出成形機の概略構成図である。
【図３】射出ユニット連結装置の平面図である。
【図４】図２における射出ユニット連結装置のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図５】射出ユニット連結装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】スキン層樹脂とコア層樹脂との状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  型締ベース
２  射出ユニット載置台
３ａ・３ｂ  支持部材
４  ガイド部材
５  金型開閉シリンダ
６  ガイド係合部材
７  型盤
８  移動金型
９  固定金型
１０  射出ユニット連結装置
１１  キャビティ部
１２  コア用射出ユニット
１３  スキン用射出ユニット
１４  スライド機構
１５  金型接合盤
１６  固定盤
１７  ボルト
１８  樹脂層形成機構
１９  雄側積層部材
２０  雌側積層部材
２１  樹脂導入部材
２２  流路開閉部材
２３  アダプター部材
【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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