(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製の成形品を成形するために用いられる金型の内部に配設され、金型に設けられたキャビティの一部を構成する入れ子であって、
ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体と、
入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成された活性金属膜と、
活性金属膜上に形成された金属層から構成されており、
該金属層の表面には凹凸部が設けられており、
該金属層は、Ｃｒ、Ｃｒ化合物、Ｃｕ、Ｃｕ化合物、Ｎｉ及びＮｉ化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成り、
該金属層の厚さｔ（単位：ｍ）は、５×１０-6ｍ≦ｔ≦５×１０-4ｍを満足し、凹凸部の深さｄ（単位：ｍ）は、１×１０-6ｍ≦ｄ≦（ｔ−５×１０-6）ｍを満足することを特徴とする入れ子。
【請求項２】
活性金属膜は、Ｔｉ、Ｚｒ及びＢｅから成る群から選択された金属と、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＦｅから成る群から選択された金属との共晶組成物から成り、
活性金属膜の厚さは１×１０-6ｍ乃至５×１０-5ｍであることを特徴とする請求項１に記載の入れ子。
【請求項３】
金属層の表面に、ビッカース硬度が８００Ｈｖ以上であって、厚さが１×１０-7ｍ乃至１×１０-5ｍの薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の入れ子。
【請求項４】
ジルコニアセラミックスは部分安定化ジルコニアセラミックスから構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の入れ子。
【請求項５】
部分安定化ジルコニアセラミックスにおける部分安定化剤は、カルシア（ＣａＯ）、イットリア（Ｙ2Ｏ3） 、マグネシア（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ2）及びセリア（ＣｅＯ2）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることを特徴とする請求項４に記載の入れ子。
【請求項６】
熱可塑性樹脂製の成形品を成形するために用いられる金型の内部に配設され、金型に設けられたキャビティの一部を構成する入れ子であって、
導電性ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体と、
入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成された金属層から構成されており、
該金属層の表面には凹凸部が設けられており、
該金属層は、Ｃｒ、Ｃｒ化合物、Ｃｕ、Ｃｕ化合物、Ｎｉ及びＮｉ化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成り、
該金属層の厚さｔ（単位：ｍ）は、５×１０-6ｍ≦ｔ≦５×１０-4ｍを満足し、凹凸部の深さｄ（単位：ｍ）は、１×１０-6ｍ≦ｄ≦（ｔ−５×１０-6）ｍを満足することを特徴とする入れ子。
【請求項７】
導電性ジルコニアセラミックスの体積固有抵抗値は１×１０9Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の入れ子。
【請求項８】
金属層の表面に、ビッカース硬度が８００Ｈｖ以上であって、厚さが１×１０-7ｍ乃至１×１０-5ｍの薄膜が形成されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の入れ子。
【請求項９】
導電性ジルコニアセラミックスは部分安定化ジルコニアセラミックスから構成されていることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の入れ子。
【請求項１０】
部分安定化ジルコニアセラミックスにおける部分安定化剤は、カルシア（ＣａＯ）、イットリア（Ｙ2Ｏ3） 、マグネシア（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ2）及びセリア（ＣｅＯ2）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることを特徴とする請求項９に記載の入れ子。
【請求項１１】
導電性ジルコニアセラミックスには導電性付与剤が添加されていることを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載の入れ子。
【請求項１２】
導電性付与剤は、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｃｏ3Ｏ4、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＣ、ＷＣ、ＴａＣ、ＴｉＯ2及びＴｉＮから成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることを特徴とする請求項１１に記載の入れ子。
【請求項１３】
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部又は第２の金型部に配置され、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を導入するための溶融熱可塑性樹脂導入部と、
（Ｃ）第１の金型部及び／又は第２の金型部に配設され、キャビティの一部を構成する入れ子、
を備えた金型組立体であって、
入れ子は、
ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体と、
入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成された活性金属膜と、
活性金属膜上に形成された金属層から構成されており、
該金属層の表面には凹凸部が設けられており、
該金属層は、Ｃｒ、Ｃｒ化合物、Ｃｕ、Ｃｕ化合物、Ｎｉ及びＮｉ化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成り、
該金属層の厚さｔ（単位：ｍ）は、５×１０-6ｍ≦ｔ≦５×１０-4ｍを満足し、凹凸部の深さｄ（単位：ｍ）は、１×１０-6ｍ≦ｄ≦（ｔ−５×１０-6）ｍを満足することを特徴とする金型組立体。
【請求項１４】
活性金属膜は、Ｔｉ、Ｚｒ及びＢｅから成る群から選択された金属と、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＦｅから成る群から選択された金属との共晶組成物から成り、
活性金属膜の厚さは１×１０-6ｍ乃至５×１０-5ｍであることを特徴とする請求項１３に記載の金型組立体。
【請求項１５】
金属層の表面に、ビッカース硬度が８００Ｈｖ以上であって、厚さが１×１０-7ｍ乃至１×１０-5ｍの薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の金型組立体。
【請求項１６】
ジルコニアセラミックスは部分安定化ジルコニアセラミックスから構成されていることを特徴とする請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項１７】
部分安定化ジルコニアセラミックスにおける部分安定化剤は、カルシア（ＣａＯ）、イットリア（Ｙ2Ｏ3） 、マグネシア（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ2）及びセリア（ＣｅＯ2）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることを特徴とする請求項１６に記載の金型組立体。
【請求項１８】
入れ子は第１の金型部に配設され、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において第２の金型部と対向する入れ子本体の部分の表面には、活性金属膜及び表面が平滑な金属層が順次形成されており、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、入れ子と対向した第２の金型部の対向面と、第２の金型部の対向面と対向した入れ子の部分との間のクリアランスは、０．０３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１３乃至請求項１７のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項１９】
第１若しくは第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端面を被覆する被覆プレートを更に備え、
入れ子は第１の金型部に配設され、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において被覆プレートと対向する入れ子本体の部分の表面には、活性金属膜及び表面が平滑な金属層が順次形成されており、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスは０．０３ｍｍ以下であり、且つ、入れ子に対する被覆プレートの重なり量は０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１３乃至請求項１７のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項２０】
第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端面の一部分を被覆する被覆プレートを更に備え、
入れ子は第１の金型部に配設され、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において被覆プレートと対向する入れ子本体の部分の表面には、活性金属膜及び表面が平滑な金属層が順次形成されており、且つ、第２の金型部と対向する入れ子本体の部分の表面には、活性金属膜及び表面が平滑な金属層が順次形成されており、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、入れ子と対向した第２の金型部の対向面と、第２の金型部の対向面と対向した入れ子の部分との間のクリアランスは、０．０３ｍｍ以下であり、入れ子に対する第２の金型部の対向面の重なり量は０．５ｍｍ以上であり、且つ、入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスは０．０３ｍｍ以下であり、入れ子に対する被覆プレートの重なり量は０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１３乃至請求項１７のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項２１】
入れ子は、第１の金型部に配設された第１の入れ子と、第２の金型部に配設された第２の入れ子とから構成され、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において第２の入れ子と対向する第１の入れ子の入れ子本体の部分の表面には、活性金属膜及び表面が平滑な金属層が順次形成されており、且つ、第１の入れ子と対向する第２の入れ子の入れ子本体の部分の表面には、活性金属膜及び表面が平滑な金属層が順次形成されており、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、第２の入れ子と対向した第１の入れ子の部分と、第１の入れ子と対向した第２の入れ子の部分との間のクリアランスは、０．０３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１３乃至請求項１７のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項２２】
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部又は第２の金型部に配置され、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を導入するための溶融熱可塑性樹脂導入部と、
（Ｃ）第１の金型部及び／又は第２の金型部に配設され、キャビティの一部を構成する入れ子、
を備えた金型組立体であって、
入れ子は、
導電性ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体と、
入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成された金属層から構成されており、
該金属層の表面には凹凸部が設けられており、
該金属層は、Ｃｒ、Ｃｒ化合物、Ｃｕ、Ｃｕ化合物、Ｎｉ及びＮｉ化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成り、
該金属層の厚さｔ（単位：ｍ）は、５×１０-6ｍ≦ｔ≦５×１０-4ｍを満足し、凹凸部の深さｄ（単位：ｍ）は、１×１０-6ｍ≦ｄ≦（ｔ−５×１０-6）ｍを満足することを特徴とする金型組立体。
【請求項２３】
導電性ジルコニアセラミックスの体積固有抵抗値は１×１０9Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項２２に記載の金型組立体。
【請求項２４】
金属層の表面に、ビッカース硬度が８００Ｈｖ以上であって、厚さが１×１０-7ｍ乃至１×１０-5ｍの薄膜が形成されていることを特徴とする請求項２２又は請求項２３に記載の金型組立体。
【請求項２５】
導電性ジルコニアセラミックスは部分安定化ジルコニアセラミックスから構成されていることを特徴とする請求項２２乃至請求項２４のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項２６】
部分安定化ジルコニアセラミックスにおける部分安定化剤は、カルシア（ＣａＯ）、イットリア（Ｙ2Ｏ3） 、マグネシア（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ2）及びセリア（ＣｅＯ2）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることを特徴とする請求項２５に記載の金型組立体。
【請求項２７】
導電性ジルコニアセラミックスには導電性付与剤が添加されていることを特徴とする請求項２２乃至請求項２６のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項２８】
導電性付与剤は、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｃｏ3Ｏ4、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＣ、ＷＣ、ＴａＣ、ＴｉＯ2及びＴｉＮから成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることを特徴とする請求項２７に記載の金型組立体。
【請求項２９】
入れ子は第１の金型部に配設され、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において第２の金型部と対向する入れ子本体の部分の表面には、表面が平滑な金属層が形成されており、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、入れ子と対向した第２の金型部の対向面と、第２の金型部の対向面と対向した入れ子の部分との間のクリアランスは、０．０３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２２乃至請求項２８のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項３０】
第１若しくは第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端面を被覆する被覆プレートを更に備え、
入れ子は第１の金型部に配設され、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において被覆プレートと対向する入れ子本体の部分の表面には、表面が平滑な金属層が形成されており、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスは０．０３ｍｍ以下であり、且つ、入れ子に対する被覆プレートの重なり量は０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２２乃至請求項２８のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項３１】
第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端面の一部分を被覆する被覆プレートを更に備え、
入れ子は第１の金型部に配設され、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において被覆プレートと対向する入れ子本体の部分の表面には、表面が平滑な金属層が形成されており、且つ、第２の金型部と対向する入れ子本体の部分の表面には、表面が平滑な金属層が形成されており、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、入れ子と対向した第２の金型部の対向面と、第２の金型部の対向面と対向した入れ子の部分との間のクリアランスは、０．０３ｍｍ以下であり、入れ子に対する第２の金型部の対向面の重なり量は０．５ｍｍ以上であり、且つ、入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスは０．０３ｍｍ以下であり、入れ子に対する被覆プレートの重なり量は０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２２乃至請求項２８のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項３２】
入れ子は、第１の金型部に配設された第１の入れ子と、第２の金型部に配設された第２の入れ子とから構成され、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において第２の入れ子と対向する第１の入れ子の入れ子本体の部分の表面には、表面が平滑な金属層が形成されており、且つ、第１の入れ子と対向する第２の入れ子の入れ子本体の部分の表面には、表面が平滑な金属層が形成されており、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、第２の入れ子と対向した第１の入れ子の部分と、第１の入れ子と対向した第２の入れ子の部分との間のクリアランスは、０．０３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２２乃至請求項２８のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項３３】
キャビティ内に導入された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を注入するための加圧流体注入装置を更に備えていることを特徴とする請求項１３乃至請求項３２のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項３４】
金型は、キャビティの容積を可変とし得る構造を有することを特徴とする請求項１３乃至請求項３２のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項３５】
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される金型と、
（Ｂ）第１の金型部又は第２の金型部に配置され、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を導入するための溶融熱可塑性樹脂導入部と、
（Ｃ）第１の金型部及び／又は第２の金型部に配設され、キャビティの一部を構成する入れ子、
を備え、
入れ子は、
ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体と、
入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成された活性金属膜と、
活性金属膜上に形成された金属層とから構成されており、
該金属層の表面には凹凸部が設けられており、
該金属層は、Ｃｒ、Ｃｒ化合物、Ｃｕ、Ｃｕ化合物、Ｎｉ及びＮｉ化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成り、
該金属層の厚さｔ（単位：ｍ）は、５×１０-6ｍ≦ｔ≦５×１０-4ｍを満足し、凹凸部の深さｄ（単位：ｍ）は、１×１０-6ｍ≦ｄ≦（ｔ−５×１０-6）ｍを満足する金型組立体を用いた熱可塑性樹脂製の成形品の成形方法であって、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂導入部から溶融熱可塑性樹脂を導入した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品を取り出すことを特徴とする熱可塑性樹脂製の成形品の成形方法。
【請求項３６】
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される金型と、
（Ｂ）第１の金型部又は第２の金型部に配置され、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を導入するための溶融熱可塑性樹脂導入部と、
（Ｃ）第１の金型部及び／又は第２の金型部に配設され、キャビティの一部を構成する入れ子、
を備え、
入れ子は、
導電性ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体と、
入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成された金属層から構成されており、
該金属層の表面には凹凸部が設けられており、
該金属層は、Ｃｒ、Ｃｒ化合物、Ｃｕ、Ｃｕ化合物、Ｎｉ及びＮｉ化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成り、
該金属層の厚さｔ（単位：ｍ）は、５×１０-6ｍ≦ｔ≦５×１０-4ｍを満足し、凹凸部の深さｄ（単位：ｍ）は、１×１０-6ｍ≦ｄ≦（ｔ−５×１０-6）ｍを満足する金型組立体を用いた熱可塑性樹脂製の成形品の成形方法であって、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂導入部から溶融熱可塑性樹脂を導入した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品を取り出すことを特徴とする熱可塑性樹脂製の成形品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に凹凸が形成された熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型組立体、かかる金型組立体での使用に適した入れ子、並びに、かかる金型組立体を用いた熱可塑性樹脂製の成形品の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂製の成形品の表面を失艶化させて高級感を出したり、耐擦傷性を向上させ、あるいは、デザインの自由度を向上させることを目的として、屡々、シボ、ヘヤーライン等の凹凸部を成形品の表面に形成する場合がある。このような凹凸部を成形品に設けるためには、従来、金属から成り、キャビティが設けられた金型を使用し、金型のキャビティを構成する面（以下、金型のキャビティ面と呼ぶ）に凹凸部を形成しておき、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を射出した後、熱可塑性樹脂を冷却、固化し、かかる金型のキャビティ面に形成された凹凸部を成形品の表面に転写する。
【０００３】
然るに、金型に設けられたキャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂は、金型のキャビティ面が金属製であるが故に、急冷され、直ちに固化する。その結果、成形品の表面に形成された凹凸部に、屡々、転写ムラが発生し、場合によっては、非所望の光沢部が生じる。
【０００４】
一方、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型に部分安定化ジルコニア（部分安定化された酸化ジルコニウム，ＺｒＯ2）を含むジルコニア（ＺｒＯ2）セラミックスから成る入れ子を組み込み、成形品の表面外観等を改良する技術が、例えば、特開平８−３１８５３４号公報に開示されている。この特許公開公報に開示された第１の金型部及び第２の金型部から成る金型においては、第１の金型部に入れ子を配設し、第１の金型部と第２の金型部との型締め時に入れ子に負担をかけないように、第１の金型部に入れ子端部保護のための抑えプレートを取り付け、入れ子の破損を防止している。そして、抑えプレートと対向する入れ子の部分の表面（以下、入れ子の対向面と呼ぶ場合がある）と抑えプレートとの間のクリアランスを０．０３ｍｍ以下としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような入れ子を用いて成形品の表面に凹凸部を形成しようとした場合、入れ子の表面を機械的に処理し、あるいは又、入れ子の表面を化学的にエッチングして、入れ子の表面に凹凸部を形成する必要がある。然るに、何れの方法にしても、ジルコニアセラミックスに凹凸部を形成することは困難である。
【０００６】
何故ならば、ジルコニアセラミックスは硬度が硬く、脆い。それ故、ジルコニアセラミックスから成る入れ子を作製した後、その表面に機械的に凹凸部を形成する場合、意図する形状やパターンを形成し難い。また、ジルコニアセラミックスから成る入れ子を作製するときに、併せて、表面に機械的に凹凸部を形成する場合、表面に発生したクラックが原因となって入れ子が破損し易くなる。また化学的に安定なため、薬液等でのエッチングが難しく、表面に凹凸部を形成することが困難である。
【０００７】
そのため、特開平８ー３１８５３４号公報に開示された入れ子の表面に凹凸部を形成し、かかる凹凸部を成形品表面に転写しつつ、転写性の向上、転写ムラの解消を図ることは困難である。
【０００８】
また、特開平８−３１８５３４号公報に開示された構造を有する金型組立体において、成形品の形状によっては、抑えプレートを金型内部に配設することができず、入れ子の配設位置や成形品形状に制約を受ける場合がある。即ち、優れた表面特性を付与すべき成形品の部分に対応した金型の部分に入れ子を取り付けることができない場合がある。例えば、成形品にアンダーカット部を設けた場合、かかるアンダーカット部を有する成形品を金型組立体から取り出すためにスライドコアを金型組立体に設ける必要がある。然るに、このような構造を有する金型組立体においては、抑えプレートを金型組立体に配設することが困難である。
【０００９】
このような場合には、特開平１１−４２６５０号公報に開示された技術によって対処が可能である。この特許公開公報に開示された第１の金型部及び第２の金型部から成る金型は、抑えプレートを設けず、例えば入れ子を第１の金型部に配設し、入れ子と対向する第２の金型部の部分を入れ子被覆部とする構造を有し、成形品全体の外観向上を図っている。尚、入れ子被覆部と対向する入れ子の部分の表面（入れ子の対向面と呼ぶ）と入れ子被覆部との間のクリアランスを０．０３ｍｍ以下としている。
【００１０】
これらの特許公開公報に開示された技術においては、入れ子は、セラミックスやガラスといった脆性な無機材料から作製されている。そして、特に入れ子の端部は強度的に弱い形状であることから、金型組み立て時に入れ子の端部に応力が加わると、入れ子が破損するといった問題がある。また、例えば、特開平１１−４２６５０号公報に開示された金型において、型締め時に、入れ子の対向面と、これに対向する入れ子被覆部との平行度が十分に高くないと、入れ子端部が入れ子被覆部と点接触し、その結果、入れ子端部が破損する危険性がある。
【００１１】
入れ子に使用するジルコニアセラミックスは、金属と比較すると２倍以上の硬度がある。それ故、通常の金属加工機での切削加工が困難である。また、切削を行うにしても、切削ツール先端部分が逃げ易く、切削加工が難しい。従って、入れ子を０．０３ｍｍ以下のクリアランスで精度良く金型部内に装着するためには、入れ子を±０．０１ｍｍ以下の精度で作製し、入れ子それ自体の加工精度を向上させるだけでなく、入れ子を装着する金型部の部分（入れ子装着部と呼ぶ）及び入れ子被覆部を入れ子の寸法に合わせて、微妙な加工・調整を行う必要がある。更には、入れ子が三次元形状で構成される場合、入れ子装着部近傍の金型部の金属加工の難度が極めて高く、超精密加工機や熟練した作業者に頼らざるを得ないといった問題がある。また、入れ子の加工精度が高くなればなるほど、入れ子の製造コストアップ、更には、金型自体のコストアップとなる。
【００１２】
しかも、ジルコニアセラミックスから成る入れ子を入れ子被覆部が設けられた金型部に装着する際、あるいは、入れ子を第１及び第２の金型部に装着する際、高い精度にて装着を行わないと、入れ子の破損を招く虞があるが、加工を行うための加工用機械がセラミックス用と金属用とで異なることも、入れ子の装着を困難なものとしている。
【００１３】
即ち、セラミックスから成る入れ子を金属用の平面切削機で切削することは困難である。それ故、作製された入れ子の高さ（あるいは厚さ）に応じて入れ子装着部を彫り込み、あるいは又、入れ子の裏面に接着剤を用いて取り付けた金属プレートの裏面を切削して、入れ子の高さ（あるいは厚さ）と入れ子装着部との間を調整する必要がある。しかしながら、これらの加工は煩雑な作業である。また、接着剤の厚さにムラがある場合には、金属プレートの裏面を切削して入れ子の高さ（あるいは厚さ）を調整する作業を数回行う必要があり、工程が増えるため、コストアップにもつながる。更には、切削の際、例えば金型パーティング面と入れ子との平行度が向上するように、精密な切削機を用いて切削しなければならない。入れ子と金型パーティング面の平行度が悪いと、最悪の場合、入れ子が破損するといった問題がある。
【００１４】
ジルコニアセラミックスから成る入れ子の表面に、一般的な金属加工機で加工できる程度の厚みを有する金属層が形成されていれば、入れ子装着部近傍の金型部の金属加工精度を極端に高くする必要がなくなる。即ち、ジルコニアセラミックスから成る入れ子の表面に形成された金属層を金属用の加工機械を用いて機械加工することによって、金型あるいは入れ子装着部に対する入れ子の微調整をすることが可能となる。
【００１５】
然るに、通常のジルコニアセラミックスは非導電性であり、入れ子の表面に金属層を形成するには、特開平１１−３４０６８号公報に開示されているように、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）や、真空蒸着法やスパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、ＩＶＤ法（イオン・ベーパー・デポジション法）等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）を採用する必要がある。これらの方法によれば、一般に、入れ子の表面に２０μｍ以下の金属層を形成することは可能である。しかしながら、これらの方法では、一般的な切削加工機で加工可能な切削代程度の厚さを有する金属層を入れ子の表面に形成することが困難である。また、金属層を形成するコストが高く、しかも、入れ子表面に対する金属層の密着力が余り高くないといった問題もある。
【００１６】
ジルコニアセラミックスから成る入れ子の表面にメッキ法にて厚めに金属層を形成する方法も考えられるが、上述したように、通常のジルコニアセラミックスは非導電性であるために、メッキ法にて金属層を形成することができない。また、メッキ法にて金属層を形成する場合には、入れ子の表面に、ジルコニアセラミックスに対して金属層が高い密着力を得られるように、中間膜又は中間層を設ける必要がある。
【００１７】
ジルコニアセラミックスから成る入れ子は、特にエッジ部の強度が弱く、通常、Ｃ面カットやＲ加工をエッジ部に施す。しかしながら、成形品の形状によっては、入れ子に鋭いエッジ部が必要とされる。また、型締め力の加わるパーティング面を入れ子のエッジ部から構成する必要がある場合もある。これらの場合、入れ子のエッジ部の破損が確実に防止できれば、成形品の形状の自由度を相当、向上させることができる。
【００１８】
従って、本発明の第１の目的は、成形品表面に凹凸部を形成し得る入れ子、及び、かかる入れ子を用いた金型組立体、並びに、かかる金型組立体を用いた熱可塑性樹脂製の成形品の成形方法を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の第２の目的は、第１の目的に加え、金型部への入れ子の装着の際の調整が比較的容易であり、しかも、金型組立体の製作費用を低減でき、入れ子の端部あるいはエッジ部の破損発生を確実に防止でき、入れ子のキャビティを構成する表面の成形品表面への転写性に優れ、長期間の成形にも耐えることができる入れ子を用いた金型組立体を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の第１の目的は、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するために用いられる金型の内部に配設され、金型に設けられたキャビティの一部を構成する入れ子であって、
ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体と、
入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成された活性金属膜と、
活性金属膜上に形成された金属層から構成されており、
該金属層の表面には凹凸部が設けられていることを特徴とする本発明の第１の態様に係る入れ子によって達成することができる。
【００２１】
ここで、キャビティの一部を構成するとは、成形品の外形を規定するキャビティ面の一部を構成することを意味する。より具体的には、キャビティは、例えば、金型、後述する第１の金型部あるいは第２の金型部に形成されたキャビティを構成する面（金型部のキャビティ面）と、入れ子に形成されたキャビティの一部を構成する表面（入れ子のキャビティ面）と、場合によっては、後述する被覆プレートに形成されたキャビティを構成する面（被覆プレートのキャビティ面）とから構成されている。以下の説明においても同様である。入れ子のキャビティ面は、凹凸部が形成された金属層から構成されている。尚、入れ子のキャビティ面を構成する入れ子本体の表面を、入れ子本体のキャビティ面と呼ぶ場合がある。
【００２２】
上記の第１の目的は、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するために用いられる金型の内部に配設され、金型に設けられたキャビティの一部を構成する入れ子であって、
導電性ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体と、
入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成された金属層から構成されており、
該金属層の表面には凹凸部が設けられていることを特徴とする本発明の第２の態様に係る入れ子によって達成することができる。
【００２３】
本発明の第１の態様に係る入れ子において、活性化金属層及び金属層を入れ子本体のどの部分の表面に形成するか、また、本発明の第２の態様に係る入れ子において、金属層を入れ子本体のどの部分の表面に形成するかは、入れ子を配設する金型部の構成や入れ子の構成、成形すべき成形品の形状等に依存する。尚、本発明の第１の態様に係る入れ子における活性化金属層と、表面に凹凸部が形成された金属層との２層構成、並びに、本発明の第２の態様に係る入れ子における表面に凹凸部が形成された金属層を、便宜上、総称して、凹凸薄層構成と呼ぶ場合がある。
【００２４】
後述するように、入れ子が第１の金型部に配設され、第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において第２の金型部と入れ子の一部分の表面が対向する場合には、第２の金型部と対向する入れ子本体の部分の表面に、本発明の第１の態様に係る入れ子においては、活性化金属層と金属層とを形成する必要があり、本発明の第２の態様に係る入れ子においては、金属層を形成する必要があるが、かかる金属層の表面には凹凸部を形成する必要はない。尚、本発明の第１の態様に係る入れ子における活性化金属層と、表面に凹凸部が形成されていない金属層との２層構成、並びに、本発明の第２の態様に係る入れ子における表面に凹凸部が形成されていない金属層を、便宜上、総称して、非凹凸薄層構成と呼ぶ場合がある。このような非凹凸薄層構成を形成せず、代わりに、凹凸薄層構成を形成した場合、かかる部分の凹凸部が形成された金属層と、入れ子と対向する第２の金型部の部分との間の面当たりが悪くなり、入れ子に損傷が発生したり、入れ子と第２の金型部との間に溶融熱可塑性樹脂が侵入し、成形品にバリが生じる虞がある。以下の説明においても、同様の理由により、非凹凸薄層構成を形成する。入れ子をこのような構成にすることによって、上述の第２の目的を達成することができる。
【００２５】
入れ子が第２の金型部に配設され、第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において第１の金型部と入れ子の一部分の表面が対向する場合には、第１の金型部と対向する入れ子本体の部分の表面に非凹凸薄層構成を形成すればよい。入れ子をこのような構成にすることによって、上述の第２の目的を達成することができる。
【００２６】
あるいは又、第１若しくは第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端面を被覆する被覆プレートが金型組立体に更に備えられており、入れ子の端面が被覆プレートと重なり合い、入れ子が第１の金型部に配設されている場合には、第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、被覆プレートと対向する入れ子本体の部分の表面に非凹凸薄層構成を形成すればよい。入れ子をこのような構成にすることによって、上述の第２の目的を達成することができる。
【００２７】
更には、第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端面の一部分を被覆する被覆プレートが金型組立体に更に備えられており、入れ子が第１の金型部に配設されている場合には、第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、被覆プレートと対向する入れ子本体の部分の表面に非凹凸薄層構成を形成すればよく、しかも、第２の金型部と対向する入れ子本体の部分の表面にも非凹凸薄層構成を形成すればよい。入れ子をこのような構成にすることによって、上述の第２の目的を達成することができる。
【００２８】
また、入れ子が、第１の金型部に配設された第１の入れ子と、第２の金型部に配設された第２の入れ子とから構成されている場合には、第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、第２の入れ子と対向する第１の入れ子の入れ子本体の部分の表面、及び、第１の入れ子と対向する第２の入れ子の入れ子本体の部分の表面に非凹凸薄層構成を形成すればよい。入れ子をこのような構成にすることによって、上述の第２の目的を達成することができる。
【００２９】
尚、以上に説明した凹凸薄層構成及び非凹凸薄層構成を形成すべき入れ子本体の部分の表面を、便宜上、それぞれ、入れ子本体の凹凸薄層形成面、入れ子本体の非凹凸薄層形成面と呼ぶ場合がある。また、凹凸薄層形成面及び非凹凸薄層形成面を総称して薄層形成面と呼ぶ場合がある。
【００３０】
上記の第１の目的は、
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部又は第２の金型部に配置され、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を導入するための溶融熱可塑性樹脂導入部と、
（Ｃ）第１の金型部及び／又は第２の金型部に配設され、キャビティの一部を構成する入れ子、
を備えた金型組立体であって、
入れ子は、
ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体と、
入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成された活性金属膜と、
活性金属膜上に形成された金属層から構成されており、
該金属層の表面には凹凸部が設けられていることを特徴とする本発明の第１の態様に係る金型組立体によって達成することができる。
【００３１】
更には、上記の第１の目的は、
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される金型と、
（Ｂ）第１の金型部又は第２の金型部に配置され、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を導入するための溶融熱可塑性樹脂導入部と、
（Ｃ）第１の金型部及び／又は第２の金型部に配設され、キャビティの一部を構成する入れ子、
を備え、
入れ子は、
ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体と、
入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成された活性金属膜と、
活性金属膜上に形成された金属層とから構成されており、
該金属層の表面には凹凸部が設けられている金型組立体を用いた熱可塑性樹脂製の成形品の成形方法であって、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂導入部から溶融熱可塑性樹脂を導入した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品を取り出すことを特徴とする本発明の第１の態様に係る熱可塑性樹脂から成る成形品の成形方法によって達成することができる。
【００３２】
本発明の第１の態様に係る入れ子若しくは金型組立体、成形方法（以下、これらを総称して本発明の第１の態様と呼ぶ場合がある）において、活性金属膜及び金属層は、入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成されていればよく、例えば、入れ子本体の薄層形成面に形成されていてもよいし、入れ子本体の全表面に形成されていてもよい。
【００３３】
本発明の第１の態様において、活性金属膜を形成する方法として、活性金属ソルダー法を挙げることができる。活性金属ソルダー法を採用することによって、活性金属膜は、入れ子本体の表面に対して高い密着性を得ることができる。また、入れ子本体に対して金属層が高い密着力を得られるようになる。更には、活性金属膜を設けることによって、非導電性のジルコニアセラミックスから成る入れ子本体の表面に導電性を付与することができ、金属層を例えば電解メッキ法にて形成することが可能となる。ここで、活性金属ソルダー法とは、活性金属膜を構成する金属材料から成るペーストを、例えばスクリーン印刷法によって、入れ子本体の表面（少なくとも入れ子本体の薄層形成面）に塗布し、真空中あるいは不活性ガス中で、約８００゜Ｃ〜１０００゜Ｃの高温で焼き付ける方法を指す。
【００３４】
本発明の第１の態様において、活性金属膜は、Ｔｉ、Ｚｒ及びＢｅから成る群から選択された金属（活性金属）と、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＦｅから成る群から選択された金属との共晶組成物から成り、活性金属膜の厚さは１×１０-6ｍ乃至５×１０-5ｍ、望ましくは、３×１０-6ｍ乃至８×１０-6ｍであることが好ましい。共晶組成物として、より具体的には、例えば、Ｔｉ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｃｕ、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｇ、Ｚｒ−Ｎｉ、Ｚｒ−Ｆｅ、Ｂｅ−Ｃｕ、Ｂｅ−Ｎｉを挙げることができる。活性金属膜の厚さを１×１０-6ｍ乃至５×１０-5ｍとすることによって、高い導電性を有する活性金属膜を得ることができ、即ち、非導電性のジルコニアセラミックスに対して導電性を付与することができ、しかも、ジルコニアセラミックスに対する活性金属膜の密着性向上を図ることができ、更には、ジルコニアセラミックス上に活性金属膜を形成する際に活性金属膜の収縮により反りが発生するといった問題の発生を防止することができる。尚、活性金属膜を共晶組成物から構成することによって、耐熱性、機械的強度、電気的特性に優れた膜が得られると共に、低温での焼き付けが可能となる。
【００３５】
また、上記の第１の目的は、
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部又は第２の金型部に配置され、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を導入するための溶融熱可塑性樹脂導入部と、
（Ｃ）第１の金型部及び／又は第２の金型部に配設され、キャビティの一部を構成する入れ子、
を備えた金型組立体であって、
入れ子は、
導電性ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体と、
入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成された金属層から構成されており、
該金属層の表面には凹凸部が設けられていることを特徴とする本発明の第２の態様に係る金型組立体によって達成することができる。
【００３６】
更には、上記の第１の目的は、
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される金型と、
（Ｂ）第１の金型部又は第２の金型部に配置され、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を導入するための溶融熱可塑性樹脂導入部と、
（Ｃ）第１の金型部及び／又は第２の金型部に配設され、キャビティの一部を構成する入れ子、
を備え、
入れ子は、
導電性ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体と、
入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成された金属層から構成されており、
該金属層の表面には凹凸部が設けられている金型組立体を用いた熱可塑性樹脂製の成形品の成形方法であって、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂導入部から溶融熱可塑性樹脂を導入した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品を取り出すことを特徴とする本発明の第２の態様に係る熱可塑性樹脂から成る成形品の成形方法によって達成することができる。
【００３７】
本発明の第２の態様に係る入れ子若しくは金型組立体、成形方法（以下、これらを総称して本発明の第２の態様と呼ぶ場合がある）において、金属層は、入れ子本体のキャビティを構成する表面に形成されていればよく、例えば、入れ子本体の薄層形成面に形成されていてもよいし、入れ子本体の全表面に形成されていてもよい。
【００３８】
導電性ジルコニアセラミックスの体積固有抵抗値は、１×１０9Ω・ｃｍ以下、好ましくは、１×１０4Ω・ｃｍ以下であることが望ましい。導電性ジルコニアセラミックスの体積固有抵抗値が１×１０9Ω・ｃｍを越えると、ジルコニアセラミックスが絶縁体となるため、入れ子本体の薄層形成面に金属層を直接形成することが困難となる。導電性ジルコニアセラミックスの体積固有抵抗値の下限値は、１×１０-4Ω・ｃｍであることが望ましい。
【００３９】
本発明の第１の態様あるいは第２の態様において、ジルコニアセラミックスあるいは導電性ジルコニアセラミックスは、部分安定化ジルコニアセラミックスから構成されていることが好ましい。本発明の第１の態様においてジルコニアセラミックスを部分安定化ジルコニアセラミックスから構成する場合、あるいは又、本発明の第２の態様において導電性ジルコニアセラミックスを部分安定化ジルコニアセラミックスから構成する場合、部分安定化ジルコニアセラミックスにおける部分安定化剤は、カルシア（酸化カルシウム，ＣａＯ）、イットリア（酸化イットリウム，Ｙ2Ｏ3） 、マグネシア（酸化マグネシウム，ＭｇＯ）、シリカ（酸化珪素，ＳｉＯ2）及びセリア（酸化セリウム，ＣｅＯ2）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることが好ましい。ジルコニアセラミックスあるいは導電性ジルコニアセラミックス中に含有される部分安定化剤の割合は、部分安定化剤がカルシアの場合、３ｍｏｌ％乃至１５ｍｏｌ％、好ましくは６ｍｏｌ％乃至１０ｍｏｌ％、イットリアの場合、１ｍｏｌ％乃至８ｍｏｌ％、好ましくは２ｍｏｌ％乃至５ｍｏｌ％、マグネシアの場合、４ｍｏｌ％乃至１５ｍｏｌ％、好ましくは８ｍｏｌ％乃至１０ｍｏｌ％、セリアの場合、３ｍｏｌ％乃至１８ｍｏｌ％、好ましくは６ｍｏｌ％乃至１２ｍｏｌ％であることが望ましい。
【００４０】
本発明の第２の態様において、ジルコニアセラミックスを導電性とするためには、ジルコニアセラミックスに導電性付与剤を添加すればよい。導電性付与剤として、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｃｏ3Ｏ4、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＴｉＮの内の少なくとも１種類を挙げることができ、あるいは又、導電性付与剤として、ＴｉＣ、ＷＣ、ＴａＣ等の炭化物の内の少なくとも１種類を挙げることもできる。導電性ジルコニアセラミックスにおける導電性付与剤の含有量は、１０重量％以上であることが望ましい。１０重量％未満では、体積固有抵抗値を１×１０9Ω・ｃｍ以下とすることが困難な場合がある。一方、導電性付与剤を多量に添加すれば、ジルコニアセラミックスの体積固有抵抗値は下がるが、得られた焼結体である入れ子本体の強度が損なわれてしまう。それ故、４０重量％以下とすることが望ましい。
【００４１】
本発明の第２の態様において、焼結温度抑制剤を３重量％以下の範囲で導電性ジルコニアセラミックスに含有させてもよい。導電性付与剤としてＦｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｃｏ2Ｏ4、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＴｉＮを用いる場合、焼成温度抑制剤としてＣａ、Ｋ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｃ等の酸化物を挙げることができ、導電性付与剤としてＴｉＣ、ＷＣ、ＴａＣ等の炭化物を用いる場合、焼成温度抑制剤としてＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2を挙げることができる。これらの焼成温度抑制剤を３重量％以下の範囲で含有させれば、焼成温度を下げて、ジルコニア及び導電性付与剤の粒成長を抑えることができるため、入れ子本体の曲げ強度や硬度といった機械的特性を高めることができる。
【００４２】
本発明の第１の態様あるいは第２の態様において、金属層を設けることによって、かかる金属層に容易に凹凸部を形成することができるばかりか、かかる金属層を一般的な切削加工機で加工することが可能となり、金型部（場合によっては入れ子装着部や入れ子装着用中子、被覆プレート）に対する入れ子の微調整を容易に行うことができる。しかも、高い耐擦傷性や表面硬度を得ることができる。
【００４３】
金属層は、Ｃｒ、Ｃｒ化合物、Ｃｕ、Ｃｕ化合物、Ｎｉ及びＮｉ化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることが好ましく、金属層の厚さｔ（単位：ｍ）は、５×１０-6ｍ≦ｔ≦５×１０-4ｍを満足し、凹凸部の深さｄ（単位：ｍ）は、１×１０-6ｍ≦ｄ≦（ｔ−５×１０-6）ｍを満足することが好ましい。これによって、金属層に各種の方法で凹凸部を形成することができるし、金属層を一般的な切削加工機で容易に加工することができる。しかも、キャビティ内に導入された溶融熱可塑性樹脂が金属層と接触した場合でも、溶融熱可塑性樹脂が急冷されることを防止し得る。
【００４４】
金属層は、１層から構成してもよいし、複数層から構成してもよい。Ｃｒ化合物として、具体的には、ニッケル−クロム合金を挙げることができる。また、Ｃｕ化合物として、具体的には、銅−亜鉛合金、銅−カドミウム合金、銅−錫合金を挙げることができる。更には、Ｎｉ化合物として、具体的には、ニッケル−鉄合金、ニッケル−コバルト合金、ニッケル−錫合金、ニッケル−リン合金（Ｎｉ−Ｐ系）、ニッケル−鉄−リン合金（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ系）、ニッケル−コバルト−リン合金（Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ系）を挙げることができる。金属層を形成する方法として、電解メッキ法、無電解メッキ法を挙げることができる。尚、金属層に高い耐擦傷性が要求される場合には、例えば、金属層をクロム（Ｃｒ）から構成することが好適である。一方、金属層に耐擦傷性は左程要求されないが、厚さが必要とされる場合には、例えば、金属層を銅（Ｃｕ）から構成することが好適である。更には、金属層に耐擦傷性も或る程度要求され、しかも、厚さも必要な場合には、例えば、金属層をニッケル（Ｎｉ）から構成することが好適である。更に、金属層に厚さが必要とされ、しかも、表面硬度が必要とされる場合には、金属層を２層構成とし、例えば、下層を銅（Ｃｕ）あるいはニッケル（Ｎｉ）から構成して所望の厚さとし、厚さの調整を行い、一方、上層を薄いクロム（Ｃｒ）から構成することが好ましい。
【００４５】
凹凸部は、物理的方法あるいは化学的方法によって形成することができる。ヘヤーライン等の凹凸部を物理的な方法にて形成する場合、例えば、表面硬度の高いヤスリ状の細かい凹凸部を有する部材を金属層上に置き、かかる部材に圧力を加えながら動かす方法を挙げることができる。また、細かい凹凸を金属層に設けるためには、所謂サンドブラスト処理を行うことが最も簡単な方法である。即ち、所望のサンドブラスト用の粒子を圧縮空気を用いて金属層に吹き付けることで、例えばシボを容易に形成することができる。使用する粒子として、金属、セラミック、ガラス、あるいは、これらの混合物であって、所望の番手のものを選択すればよい。凹凸部を化学的な方法にて形成する場合、レジスト層を金属層の表面に塗布し、例えば、所望のマスクを介して紫外線をレジスト層に照射することによってレジスト層にパターンを形成し、あるいは又、印刷法にてレジスト層を形成し、次いで、かかるレジスト層をエッチング用マスクとして金属層をエッチングすることで、金属層に凹凸部を形成することができる。尚、所望に応じて、複数回のレジスト層の形成とエッチングとを行って、凹凸部を形成してもよい。あるいは又、微細な切削刀を作製し、かかる切削刀を使用した機械加工によって、成形品に要求される凹凸部を金属層に形成することも可能である。
【００４６】
本発明の第１の態様あるいは第２の態様において、金属層の表面に、ビッカース硬度が８００Ｈｖ以上、好ましくは１０００Ｈｖ以上であって、厚さが１×１０-7ｍ乃至１×１０-5ｍ、好ましくは１×１０-6ｍ乃至７×１０-6ｍ、更に好ましくは１×１０-6ｍ乃至５×１０-6ｍの薄膜が形成されていることが望ましい。薄膜を金属層上に形成することによって、金属層の表面に形成された凹凸部が摩耗することを確実に防止し得る。薄膜の厚さが１×１０-6ｍ未満では、薄膜の耐久性が乏しくなるし、成形を連続して行うと薄膜に損傷が発生する場合がある。一方、薄膜の厚さが１×１０-5ｍを越えると、入れ子の断熱効果が小さくなり、溶融樹脂の固化層の発達を招くため、成形品に外観不良が発生し、あるいは又、薄膜にクラックが発生し易くなるといった問題が生じる虞がある。また、ビッカース硬度が８００Ｈｖ未満では、使用する熱可塑性樹脂が繊維を含有していない場合には特に摩耗の虞も無く入れ子を使用することができるが、繊維強化の熱可塑性樹脂を用いる場合、例えば、ガラス繊維強化の熱可塑性樹脂を用いる場合、ガラス繊維のビッカース硬度が７００Ｈｖ程度であるため、薄膜が摩耗する虞がある。ビッカース硬度の測定は、ＪＩＳ  Ｂ７７２５に基づく。
【００４７】
薄膜を構成する材料は、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＣ、ＣＢＮ、ＢＮ、ダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）、ＣｒＮ、Ｃｒ及びＮｉから成る群から選択された材料であることが好ましく、特に、ＤＬＣ又はＴｉＮを用いることが、比較的低温で成膜が可能であり、成膜時の線膨張の影響による歪みを低減できるといった観点から好ましい。また、薄膜は、少なくとも一層形成されていればよく、多層であってもよい、例えば、ＴｉＮから成る薄膜を金属層の表面に形成し、その上にＤＬＣやＣｒＮ等の薄膜を形成してもよい。あるいは又、下地層としてＳｉＯ2層を金属層の表面に形成し、その上にＤＬＣやＴｉＮ、ＣｒＮ等の薄膜を形成してもよい。
【００４８】
金属層の表面に薄膜を形成する方法としては、常圧ＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法等の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、真空蒸着法やスパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、ＩＶＤ法（イオン・ベーパー・デポジション法）等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）を挙げることができる。
【００４９】
上記の種々の形態を含む本発明の第１の態様あるいは第２の態様において、入れ子本体の厚さは、０．１ｍｍ乃至１０ｍｍ、好ましくは、０．５ｍｍ乃至１０ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ乃至７ｍｍ、一層好ましくは２ｍｍ乃至５ｍｍであることが望ましい。入れ子本体の厚さが０．１ｍｍ未満の場合、入れ子による断熱効果が少なくなり、キャビティ内に導入された溶融熱可塑性樹脂の急冷を招き、ウエルドマークやフローマーク等の外観不良が成形品に発生し易くなる。また、金型組立体を構成する金属若しくは合金製の金型部に入れ子を固定する際には、例えば熱硬化性接着剤を用いて入れ子を金型部に接着すればよいが、入れ子本体の厚さが０．１ｍｍ未満の場合、接着剤の膜厚が不均一になると入れ子に不均一な応力が残るために、成形品表面がうねる現象が生じたり、キャビティ内に導入された溶融熱可塑性樹脂の圧力によって入れ子が破損することがある。一方、入れ子本体の厚さが１０ｍｍを越える場合、入れ子による断熱効果が大きくなり過ぎ、キャビティ内の樹脂の冷却時間を延長しないと、成形品取り出し後に成形品が変形することがある。それ故、成形サイクルの延長といった問題が発生することがある。
【００５０】
入れ子本体を構成するジルコニアセラミックス、導電性ジルコニアセラミックスあるいは部分安定化ジルコニアセラミックスの熱伝導率は、８．５Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）以下［８．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、あるいは、２×１０-2ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）以下］、具体的には、約３．５〜６Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）である。８．５Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）を越える熱伝導率を有する無機材料を用いて入れ子本体を作製した場合、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂が入れ子によって急冷されるために、入れ子を備えていない通常の炭素鋼等から作製された金型組立体を用いて成形された成形品と同程度の外観しか得られない。
【００５１】
入れ子本体のエッジ部に発生した微細なクラックが溶融熱可塑性樹脂と接触して入れ子が破損することを防止するために、場合によっては、入れ子本体のエッジ部をダイヤモンド砥石でエッジ部を研磨して応力が集中しないようにすることが好ましい。あるいは又、場合によっては、半径０．３ｍｍ以下の曲率面やＣ面カットを設け、入れ子本体のエッジ部への応力集中を避けることが好ましい。
【００５２】
上記の種々の形態を含む本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る金型組立体あるいは成形方法（以下、これらを総称して、本発明の金型組立体あるいは成形方法と呼ぶ場合がある）においては、
入れ子は第１の金型部に配設され、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において第２の金型部と対向する入れ子本体の部分の表面には、活性金属膜及び表面が平滑な金属層が順次形成されており、あるいは又、表面が平滑な金属層が形成されており（即ち、かかる入れ子本体の部分の表面には非凹凸薄層構成が形成されており）、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、入れ子と対向した第２の金型部の対向面と、第２の金型部の対向面と対向した入れ子の部分との間のクリアランスＣ11を０．０３ｍｍ以下（Ｃ11≦０．０３ｍｍ）とすることが望ましい。
【００５３】
このような構成を金型組立体等の第１の構成と呼ぶ。金型組立体等の第１の構成を採用することによって、上述の第２の目的を達成することができる。尚、第２の金型部と対向する入れ子本体の部分の表面以外の入れ子本体のキャビティを構成する表面（入れ子本体のキャビティ面）には凹凸薄層構成が形成されている。第２の金型部の対向面と対向する入れ子の部分の表面を入れ子の対向面と呼び、第２の金型部の対向面と対向する入れ子本体の部分の表面を入れ子本体の対向面と呼ぶ場合がある。第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、入れ子に対する第２の金型部の対向面の重なり量ΔＳ11を０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。第２の金型部の対向面を、入れ子の対向面と対向する第２の金型部の面に設けられた一種の切り込み（切り欠き）や、第２の金型部のパーティング面の延在部等とすることもできる。尚、入れ子の対向面と対向する第２の金型部の面に設けられた一種の切り込み（切り欠き）を、入れ子被覆部と呼ぶ場合がある。ここで、このような構成の金型組立体における溶融熱可塑性樹脂導入部として、例えば、ダイレクトゲート構造を挙げることができる。
【００５４】
あるいは又、本発明の金型組立体あるいは成形方法においては、
第１若しくは第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端面を被覆する被覆プレートを更に備え、
入れ子は第１の金型部に配設され、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において被覆プレートと対向する入れ子本体の部分の表面には、活性金属膜及び表面が平滑な金属層が順次形成されており、あるいは又、表面が平滑な金属層が形成されており（即ち、かかる入れ子本体の部分の表面には非凹凸薄層構成が形成されており）、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスＣ21を０．０３ｍｍ以下（Ｃ21≦０．０３ｍｍ）とし、且つ、入れ子に対する被覆プレートの重なり量ΔＳ21を０．５ｍｍ以上（ΔＳ21≧０．５ｍｍ）とすることが望ましい。
【００５５】
このような構成を金型組立体等の第２の構成と呼ぶ。金型組立体等の第２の構成を採用することによって、上述の第２の目的を達成することができる。尚、被覆プレートと対向する入れ子本体の部分の表面以外の入れ子本体のキャビティを構成する表面（入れ子本体のキャビティ面）には凹凸薄層構成が形成されている。被覆プレートと対向する入れ子の部分の表面を入れ子の対向面と呼び、被覆プレートと対向する入れ子本体の部分の表面を入れ子本体の対向面と呼ぶ場合がある。ここで、このような構成の金型組立体における溶融熱可塑性樹脂導入部としては、例えば、ダイレクトゲート構造、サイドゲート構造やオーバーラップゲート構造を挙げることができる。尚、被覆プレートは、入れ子の全周囲と重なり合っている。
【００５６】
更には、本発明の金型組立体あるいは成形方法においては、
第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端面の一部分を被覆する被覆プレートを更に備え、
入れ子は第１の金型部に配設され、第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において被覆プレートと対向する入れ子本体の部分の表面には、活性金属膜及び表面が平滑な金属層が順次形成されており、あるいは又、表面が平滑な金属層が形成されており（即ち、かかる入れ子本体の部分の表面には非凹凸薄層構成が形成されており）、且つ、第２の金型部と対向する入れ子本体の部分の表面には、活性金属膜及び表面が平滑な金属層が順次形成されており、あるいは又、表面が平滑な金属層が形成されており（即ち、かかる入れ子本体の部分の表面には非凹凸薄層構成が形成されており）、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、入れ子と対向した第２の金型部の対向面と、第２の金型部の対向面と対向した入れ子の部分との間のクリアランスＣ31は、０．０３ｍｍ以下（Ｃ31≦０．０３ｍｍ）であり、入れ子に対する第２の金型部の対向面の重なり量ΔＳ31は０．５ｍｍ以上（ΔＳ31≧０．５ｍｍ）であり、且つ、入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスＣ32は０．０３ｍｍ以下（Ｃ32≦０．０３ｍｍ）であり、入れ子に対する被覆プレートの重なり量ΔＳ32は０．５ｍｍ以上（ΔＳ32≧０．５ｍｍ）である構成とすることもできる。
【００５７】
このような構成を金型組立体等の第３の構成と呼ぶ。金型組立体等の第３の構成を採用することによって、上述の第２の目的を達成することができる。尚、被覆プレートと対向する入れ子本体の部分の表面及び第２の金型部と対向する入れ子本体の部分の表面以外の入れ子本体のキャビティを構成する表面（入れ子本体のキャビティ面）には凹凸薄層構成が形成されている。第２の金型部の対向面及び被覆プレートと対向する入れ子の部分の表面を入れ子の対向面と呼び、第２の金型部の対向面及び被覆プレートと対向する入れ子本体の部分の表面を入れ子本体の対向面と呼ぶ場合がある。ここで、このような構成の金型組立体における溶融熱可塑性樹脂導入部としては、例えば、サイドゲート構造やオーバーラップゲート構造を挙げることができる。
【００５８】
あるいは又、本発明の金型組立体あるいは成形方法においては、
入れ子は、第１の金型部に配設された第１の入れ子と、第２の金型部に配設された第２の入れ子とから構成され、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において第２の入れ子と対向する第１の入れ子の入れ子本体の部分の表面には、活性金属膜及び表面が平滑な金属層が順次形成されており、あるいは又、表面が平滑な金属層が形成されており（即ち、かかる入れ子本体の部分の表面には非凹凸薄層構成が形成されており）、且つ、第１の入れ子と対向する第２の入れ子の入れ子本体の部分の表面には、活性金属膜及び表面が平滑な金属層が順次形成されており、あるいは又、表面が平滑な金属層が形成されており（即ち、かかる入れ子本体の部分の表面には非凹凸薄層構成が形成されており）、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、第２の入れ子と対向した第１の入れ子の部分と、第１の入れ子と対向した第２の入れ子の部分との間のクリアランスＣ41は、０．０３ｍｍ以下（Ｃ41≦０．０３ｍｍ）である構成とすることができる。
【００５９】
このような構成を金型組立体等の第４の構成と呼ぶ。金型組立体等の第４の構成を採用することによって、上述の第２の目的を達成することができる。尚、第１の入れ子本体の薄層形成面以外の第１の入れ子の入れ子本体のキャビティを構成する表面（第１の入れ子の入れ子本体のキャビティ面）には凹凸薄層構成が形成されており、第２の入れ子本体の薄層形成面以外の第２の入れ子の入れ子本体のキャビティを構成する表面（第２の入れ子の入れ子本体のキャビティ面）にも凹凸薄層構成が形成されている。場合によっては、第１の入れ子本体、第２の入れ子本体のいずれか一方にのみ、凹凸薄層構成を形成してもよい。第２の入れ子と対向する第１の入れ子の部分の表面を第１の入れ子の対向面と呼び、第１の入れ子と対向する第２の入れ子の部分の表面を第２の入れ子の対向面と呼ぶ場合がある。また、第２の入れ子と対向する第１の入れ子本体の部分の表面を第１の入れ子本体の対向面と呼び、第１の入れ子と対向する第２の入れ子本体の部分の表面を第２の入れ子本体の対向面と呼ぶ場合がある。第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、第２の入れ子と対向した第１の入れ子の部分と、第１の入れ子と対向した第２の入れ子の部分との重なり量ΔＳ41は０．５ｍｍ以上（ΔＳ41≧０．５ｍｍ）であることが好ましい。また、第１の入れ子と第２の入れ子との間に配設され、第１の金型部、第２の金型部、あるいは、第１及び第２の金型部に取り付けられ、溶融熱可塑性樹脂導入部が設けられた被覆プレートを金型組立体は更に備えていることが望ましい。そして、第１の入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスＣ42、及び、第２の入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスＣ43は０．０３ｍｍ以下（Ｃ42，Ｃ43≦０．０３ｍｍ）であり、第１の入れ子に対する被覆プレートの重なり量ΔＳ42、及び、第２の入れ子に対する被覆プレートの重なり量ΔＳ43は０．５ｍｍ以上（ΔＳ42，ΔＳ43≧０．５ｍｍ）であり、被覆プレートは第１及び第２の入れ子の一部分とのみ重なり合っていることが好ましい。
【００６０】
本発明の金型組立体等の第３の構成あるいは第４の構成においては、圧力の高い溶融熱可塑性樹脂導入部近傍における入れ子の部分に破損が生じ易いため、この部分を上述したクリアランスや重なり量にて被覆プレートによって入れ子の端面を被覆することで、破損し易いジルコニアセラミックスあるいは導電性ジルコニアセラミックスから作製された入れ子の破損を確実に防止することができる。しかも、成形品端部の外観を損なうことがなくなり、成形品端部にバリが発生しなくなる。
【００６１】
本発明の金型組立体等の第１の構成において、入れ子の金型組立体への配置は、特に破損及びバリ等が発生し難い場合には、接着剤で単に金型部のキャビティを構成する面（金型部のキャビティ面）に接着することによって行うことができる。この場合、型締めによる応力によって金型部のキャビティ面に入れ子が接触しないように金型部内に配置する。あるいは又、入れ子をボルトを用いて固定できる場合には、ボルトを用いて固定してもよい。
【００６２】
あるいは又、本発明の金型組立体等の第１の構成において、更には、本発明の金型組立体等の第２の構成〜第４の構成において、切削加工等によって所定形状に加工した後、入れ子の装着時に入れ子が金型部に設けられた入れ子装着部から落下して破損する虞がない場合、あるいは又、接着剤を用いることなく入れ子を入れ子装着部に装着可能な場合には、接着剤を用いずに入れ子を金型部に設けられた入れ子装着部に直接装着することができる。更には、エポキシ系、シリコン系、ウレタン系、アクリル系等の中から選択された熱硬化性接着剤を用いて、入れ子を入れ子装着部に接着してもよい。尚、入れ子装着部が設けられた入れ子装着用中子を使用し、入れ子装着用中子の入れ子装着部に入れ子を固定し、かかる入れ子装着用中子を金型部に取り付けてもよい。あるいは又、入れ子をボルトを用いて固定できる場合には、ボルトを用いて固定してもよい。
【００６３】
成形品に穴（貫通穴あるいは非貫通穴）を形成する必要がある場合がある。あるいは又、円筒形の成形品のような内部空間を有する成形品を成形する必要がある場合がある。このような場合には、本発明の金型組立体あるいは成形方法において、第１若しくは第２の金型部に配置され、成形品に穴を形成するためのスライドコア、あるいは又、例えば内部空間を形成するために金型の型開き方向と異なる方向に移動させられるスライドコアが金型組立体に更に備えられた構成とすればよい。
【００６４】
この場合、成形品に穴を形成するためのスライドコアは、一対の対向するスライドコア部材と、キャビティの一部を構成するそれぞれのスライドコア部材の部分に取り付けられた環状部材とから構成され、該環状部材は、一端が閉塞しそして他端が開口した形状、若しくは両端が開口した形状を有する構成とすればよい。そして、環状部材を、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る入れ子と同じ構成（但し、金属層の表面は平坦でよい）とすればよい。尚、環状部材と対向する環状部材の少なくとも対向面を非凹凸薄層構成とすればよく、環状部材の全面を非凹凸薄層構成としてもよい。環状部材の厚さは、０．１ｍｍ乃至５ｍｍ、好ましくは、０．５ｍｍ乃至５ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ乃至５ｍｍ、一層好ましくは２ｍｍ乃至５ｍｍとすることが望ましい。環状部材の厚さが０．１ｍｍ未満の場合、環状部材による断熱効果が少なくなり、キャビティ内に導入された溶融熱可塑性樹脂の急冷を招き、外観不良が成形品に発生し易くなる。一方、環状部材の厚さが５ｍｍを越える場合、環状部材による断熱効果が大きくなり過ぎ、キャビティ内の樹脂の冷却時間を延長しないと、成形品取り出し後に成形品が変形することがある。それ故、成形サイクルの延長といった問題が発生することがある。また、型開き方向とは異なる方向に移動可能なスライドコアは、キャビティの一部を構成する入れ子から成り、かかるスライドコアを配設することによって、成形品の少なくとも一部あるいは貫通孔が形成される。
【００６５】
成形品に形成すべき穴が貫通穴である場合、一対のスライドコア部材が対向した状態において、一方のスライドコア部材に取り付けられた環状部材の端部と他方のスライドコア部材に取り付けられた環状部材の端部との間のクリアランスＣ51は０．０３ｍｍ以下（Ｃ51≦０．０３ｍｍ）であることが好ましい。また、スライドコア部材に取り付けられた環状部材と入れ子との間のクリアランスＣ52も０．０３ｍｍ以下（Ｃ52≦０．０３ｍｍ）であることが好ましい。あるいは又、スライドコアを構成する入れ子と金型部のキャビティ面との間のクリアランス、若しくは、スライドコアを構成する入れ子と金型に設けられたキャビティの一部を構成する入れ子との間のクリアランスは、０．０３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６６】
あるいは又、本発明の金型組立体あるいは成形方法において、成形品に穴（貫通穴あるいは非貫通穴や凹部）を形成する場合、入れ子に突起部（凸部）を設けてもよい。あるいは又、第１の金型部及び／又は第２の金型部に取り付けられ、キャビティ内を占める部分がキャビティの一部を構成するコアピン（ピン、あるいはモールドピンとも呼ばれる）が金型組立体に更に備えられていることが好ましい。尚、コアピンの断面形状は、所望の穴の断面形状に合わせて設計すればよい。また、コアピンは先端に向かって先細りとしてもよいし、コアピンの側面に段差を付けてもよい。
【００６７】
穴空き成形品を製造するとき、キャビティ内に導入された溶融熱可塑性樹脂の流れは、コアピンで分岐され、再び合流する。この過程で溶融熱可塑性樹脂は冷却され、固化しかけた樹脂が合流するために、ウエルドラインが発生し易い。ウエルドラインが発生した成形品においては、強度の低下が著しい。従って、応力の加わる成形品の部分にウエルドラインが発生しないような金型設計を行う必要があり、成形品の設計自由度が低くなるという問題がある。また、ウエルドラインが発生した成形品の外観は醜いものとなる。
【００６８】
コアピンは、金属、セラミックスから作製すればよいが、金属製のコアピンの場合、コアピンで分岐されそしてキャビティ内で冷却しかけた溶融熱可塑性樹脂が合流する結果、ウエルドマークが発生し、成形品の強度が低下する虞がある。このような場合には、コアピンを後述するような構成とすればよく、これによって、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂が合流する際の樹脂の冷却を抑制できるために、成形品内部にウエルドマークが発生することを効果的に防止することができ、成形品の強度低下を防ぐことができる。尚、コアピンを全てジルコニアセラミックスから構成する場合、コアピンの径（コアピンが円筒径の場合には直径、多角柱の場合には外接円の直径）が１０ｍｍを越えないことが好ましい。コアピンの径が１０ｍｍを越えると、コアピンによる断熱効果が大きくなり過ぎ、キャビティ内の樹脂の冷却時間を延長しないと、金型からの成形品取り出し後に成形品が変形することがある。それ故、成形サイクルの延長といった問題が生じる虞がある。但し、断熱性の良好な入れ子を第１及び／又は第２の金型部に配設する場合には、コアピンで分岐されそして合流する溶融熱可塑性樹脂が冷却され難いので、コアピンを金属製としても問題はない。この場合、入れ子を配設した金型部とは異なる金型部にコアピンが取り付けられている形態としてもよいし、入れ子に貫通孔を設け、コアピンをこの貫通孔を通して金型部に取り付る形態としてもよい。
【００６９】
ジルコニアセラミックスから成るコアピンの径が１０ｍｍ以下の場合には、コアピンを、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る入れ子と同様の構成（但し、金属層表面には必ずしも凹凸部を設ける必要はない）とすることが好ましい。一方、コアピンの径が１０ｍｍを越える場合には、コアピンは、（ａ）第１の金型部及び／又は第２の金型部に取り付けられたコアピン取付部と、（ｂ）コアピン取付部に取り付けられ、一端が閉塞しそして他端が開口した形状、若しくは、両端が開口した形状を有する環状部材とから成り、該環状部材は、キャビティ内を占めるコアピンの部分の表面を構成し、該コアピン取付部は、該環状部材の他端から環状部材の内部に延在している構成とすることが好ましい。そして、環状部材を、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る入れ子と同様の構成（但し、金属層表面には必ずしも凹凸部を設ける必要はない）とすることが好ましい。入れ子のキャビティ面と対向するコアピンあるいは環状部材の少なくとも部分の表面を非凹凸薄層構成とする必要があり、コアピンあるいは環状部材の全面を非凹凸薄層構成としてもよい。
【００７０】
本発明の金型組立体あるいは成形方法にあっては、キャビティ内を占めるコアピンと入れ子のキャビティ面との間のクリアランス（Ｃc1）、あるいは、環状部材と入れ子のキャビティ面との間のクリアランス（Ｃc1）を０．０３ｍｍ以下（Ｃc1≦０．０３ｍｍ）とすることが好ましい。クリアランス（Ｃc1）の下限は、金型組立体の昇温時に入れ子の熱膨張に起因して、入れ子のキャビティ面とコアピンや環状部材とが接触して入れ子が破損することがないような値とすればよい。尚、クリアランス（Ｃc1）が０．０３ｍｍを超えると、溶融熱可塑性樹脂がコアピンや環状部材と入れ子のキャビティ面との間に侵入するために、入れ子にクラックが生じたり、成形品にバリが発生する虞がある。クリアランス（Ｃc1）を０．０３ｍｍ以下とすることで、コアピンや環状部材と入れ子のキャビティ面との間に溶融熱可塑性樹脂が侵入することを確実に防止することができ、しかも、成形品に穴を確実に形成することができる。
【００７１】
コアピンあるいは環状部材を本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る入れ子と同様の構成（但し、金属層表面には必ずしも凹凸部を設ける必要はない）とすることによって、コアピンあるいは環状部材の表面の金属層を容易に加工することができる。しかも、コアピンで分岐され再び合流する溶融熱可塑性樹脂は余り冷却されることがないので、成形品にウエルドライン等が発生し難い。更には、キャビティ内を占めるコアピンの部分における対向面と入れ子のキャビティ面との間のクリアランスを規定することで、コアピンと入れ子が接触することが無くなり、コアピンや入れ子を長期間に亙って使用することが可能となる。しかも、コアピンあるいは環状部材を本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る入れ子と同様の構成（但し、金属層表面には必ずしも凹凸部を設ける必要はない）とすることによって、コアピンや環状部材の耐久性を向上させることができる。
【００７２】
種々のクリアランス（Ｃ11，Ｃ21，Ｃ22，Ｃ31，Ｃ32，Ｃ41，Ｃ42，Ｃ43，Ｃ51，Ｃ52，Ｃc1）は０．０３ｍｍ以下、好ましくは０ｍｍ以上０．０２５ｍｍ以下（０ｍｍ≦Ｃ11，Ｃ21，Ｃ22，Ｃ31，Ｃ32，Ｃ41，Ｃ42，Ｃ43，Ｃ51，Ｃ52，Ｃc1≦０．０２５ｍｍ）とする。クリアランス（Ｃ11，Ｃ21，Ｃ22，Ｃ31，Ｃ32，Ｃ41，Ｃ42，Ｃ43，Ｃ51，Ｃ52，Ｃc1）が０．０３ｍｍを越えると、溶融熱可塑性樹脂が、入れ子等と金型部の対向面や被覆プレート、スライドコア、コアピンとの間に侵入し、入れ子等にクラックが生じる場合があるし、成形品にバリが発生したり、金型部から成形品を取り出す際に入れ子等が損傷するといった問題も生じる。但し、本発明においては、入れ子等の端部に発生し易い微細なクラックが金属層によって被覆されるため、入れ子等が破損することを格段に低下させることができる。
【００７３】
重なり量（ΔＳ11，ΔＳ21，ΔＳ22，ΔＳ31，ΔＳ32，ΔＳ41，ΔＳ42，ΔＳ43）の値が０．５ｍｍ未満の場合、入れ子の外周部に発生した微細なクラックと溶融熱可塑性樹脂とが接触する結果、入れ子に生成したクラックが成長し、入れ子が破損する場合がある。但し、本発明においては、入れ子や環状部材等の端部に発生し易い微細なクラックが金属層によって被覆されるため、入れ子等が破損することを格段に低下させることができる。
【００７４】
本発明の金型組立体を用いた成形品の成形方法として、熱可塑性樹脂を成形するために一般的に用いられる射出成形法、射出圧縮成形法、多色成形法、ガスアシスト成形法、ブロー成形法を例示することができる。
【００７５】
本発明の金型組立体あるいは成形方法においては、キャビティ内に導入された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を注入するための加圧流体注入装置を更に備えている構成とすることができる。あるいは又、金型は、キャビティの容積を可変とし得る構造を有する構成とすることができ、かかる構造として、第１の金型部と第２の金型部とによって印籠構造が形成される構造や、キャビティの容積を可変とし得る、キャビティ内で可動の中子を金型組立体が更に備えている構造を挙げることができる。更には、第１若しくは第２の金型部に配置され、そしてキャビティ内に導入された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を注入するための加圧流体注入装置が更に備えられ、且つ、キャビティの容積を可変とし得る構造を有する金型組立体としてもよい。
【００７６】
本発明の第１若しくは第２の態様に係る成形品の成形方法において、加圧流体注入装置を更に備えている構成とする場合、溶融熱可塑性樹脂導入部からのキャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の導入開始後、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂内部に加圧流体注入装置から加圧流体を注入し、以て、キャビティ内の樹脂内部に中空部を形成する方法（ガスアシスト成形法）とすることができる。
【００７７】
加圧流体注入装置の取り付け位置は、成形すべき成形品の形状等に依存して、射出成形装置の溶融熱可塑性樹脂射出ノズル内、金型部に配設された溶融熱可塑性樹脂導入部内（例えばゲート部内）、あるいは、金型部に配設されそしてキャビティに開口する加圧流体注入装置取付部から適宜選択すればよい。キャビティ内に導入された溶融熱可塑性樹脂内への加圧流体の注入開始の時点は、キャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の導入中、導入完了と同時、あるいは導入完了後とすることができる。キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂内への加圧流体の注入は、キャビティ内の樹脂が冷却、固化した後も続けることが好ましい。キャビティ内へ導入する溶融熱可塑性樹脂の量は、キャビティ内を溶融熱可塑性樹脂で完全に充填するために必要な量であってもよいし、成形品に依っては、キャビティ内を溶融熱可塑性樹脂で完全に充填するには不十分な量とすることもできる。
【００７８】
使用に適した加圧流体としては、常温・常圧下でガス状あるいは液状の流体であって、溶融熱可塑性樹脂内への注入時、溶融熱可塑性樹脂と反応したり混合しないものが望ましい。具体的には、窒素ガス、炭酸ガス、空気、ヘリウムガス等、常温でガス状の物質、水等の液体、高圧下で液化したガスを使用することができるが、中でも、窒素ガスやヘリウムガス等の不活性ガスが好ましい。尚、注入する加圧流体は、成形品の中空部に断熱圧縮による焼けが生じないような不活性な加圧流体であることが、一層好ましく、窒素ガスを用いる場合、純度９０％以上のものを使用することが望ましい。更には、加圧流体として、発泡性樹脂、繊維強化樹脂材料等を使用することもできる。尚、この場合には、中空部に発泡性樹脂、繊維強化樹脂材料等が充填されるが、このような構造も、本発明においては中空部という概念に含める。
【００７９】
あるいは又、金型組立体をキャビティの容積を可変とし得る構造とし、成形すべき成形品の容積（ＶM）よりもキャビティの容積（ＶC）が大きくなるように、第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、該キャビティ（容積：ＶC）内に溶融熱可塑性樹脂を導入し、熱可塑性樹脂の導入開始前、開始と同時に、導入中に、あるいは導入完了後、キャビティの容積を成形すべき成形品の容積（容積：ＶM）まで減少させる方法（射出圧縮成形法）とすることもできる。尚、キャビティの容積が成形すべき成形品の容積（ＶM）となる時点を、溶融熱可塑性樹脂の導入中、あるいは導入完了後（導入完了と同時を含む）とすることができる。かかる金型組立体の構造として、先に説明したように、第１の金型部と第２の金型部とによって印籠構造が形成される構造や、キャビティの容積を可変とし得る、キャビティ内で可動の中子を金型組立体が更に備えている構造を挙げることができる。尚、中子の移動の制御は、例えば油圧シリンダーで行うことができる。
【００８０】
上記の型締め時、成形すべき成形品の容積（ＶM）とキャビティの容積（ＶC）の関係は、成形すべき成形品の厚さをｔ0とし、型締め時における成形品の厚さ方向のキャビティの距離をｔ1とし、Δｔ＝ｔ1−ｔ0としたとき、０．１ｍｍ≦Δｔ≦６ｍｍとなるような関係であることが好ましい。Δｔ＜０．１ｍｍでは、流動性の悪い溶融熱可塑性樹脂を用いて成形品を成形することが困難となる場合があり、成形品に残留する応力を小さくすることができない。一方、Δｔ＞６ｍｍでは、成形品中に空気が巻き込まれ、成形品の品質が劣化する虞がある。
【００８１】
尚、ガスアシスト成形法と射出圧縮成形法とを組み合わせることもできる。
【００８２】
本発明における熱可塑性樹脂として、通常使用されている熱可塑性樹脂の全てを用いることができる。具体的には、非晶性の熱可塑性樹脂として、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂といったスチレン系樹脂；メタクリル樹脂；ポリカーボネート樹脂；変性ＰＰＥ樹脂；ポリアリレート樹脂を挙げることができる。また、結晶性の熱可塑性樹脂として、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂；ポリオキシメチレン（ポリアセタール）樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンエチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等のポリエステル系樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリエーテルイミド樹脂；ポリアミドイミド樹脂を挙げることができる。
【００８３】
結晶性の熱可塑性樹脂は、結晶化によって密度及び融点が高くなり、成形品の硬度や弾性率が向上する。また、結晶性の熱可塑性樹脂は、水分や染料、可塑剤等が結晶組織へ入り込み難いといった特徴を有しているため、耐薬品性に優れている。通常、結晶性の熱可塑性樹脂を用いた成形品の成形においては、金型温度を結晶性の熱可塑性樹脂の荷重撓み温度よりもかなり低く設定しておき、キャビティ内に導入された溶融した結晶性の熱可塑性樹脂の冷却、固化を促進させる方法が採られている。通常の金型部は金属材料から作製されているので、熱伝導性が良く、しかも、金型温度を結晶性の熱可塑性樹脂の荷重撓み温度よりもかなり低く設定した場合、キャビティ内に導入された溶融した結晶性の熱可塑性樹脂は、金型部のキャビティ面と接触したとき、瞬時に冷却され始める。その結果、成形品の表面には、非晶質層あるいは結晶化度の低い微細な結晶層（スキン層）が形成される。このようなスキン層が形成された成形品においては、成形品の表面に関連する物性が著しく低下するという問題が生じる。例えば結晶性の熱可塑性樹脂としてポリオキシメチレン（ポリアセタール）樹脂から成形された成形品の耐摩擦摩耗性や耐候性が著しく低下する。また、金型部のキャビティ面の成形品表面への転写性も劣化する。
【００８４】
本発明においては、入れ子が設けられているが故に、キャビティ内に導入された溶融した結晶性の熱可塑性樹脂が急冷されることがない。その結果、結晶性の熱可塑性樹脂を用いた場合にも、樹脂の結晶化度の低下を招くことがなく、成形品の樹脂表面の結晶化度が高く、樹脂の劣化による割れ等、樹脂表面に関連する物性の低下を防止することができる。
【００８５】
更には、ポリマーアロイ材料から成る熱可塑性樹脂を用いることもできる。ここで、ポリマーアロイ材料は、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたもの、又は、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂を化学的に結合させたブロック共重合体若しくはグラフト共重合体から成る。ここで、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料を構成する熱可塑性樹脂として、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂といったスチレン系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂、変性ＰＰＥ樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、液晶ポリマー、エラストマーを挙げることができる。２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂とＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイ材料を例示することができる。尚、このような樹脂の組合せを、ポリカーボネート樹脂／ＡＢＳ樹脂と表記する。以下においても同様である。更に、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂／ＰＥＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／ＰＢＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂／ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ＨＩＰＳ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ポリアミド系樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ポリアミドＭＸＤ６樹脂、ポリオキシメチレン樹脂／ポリウレタン樹脂、ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／液晶ポリマーを例示することができる。また、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂を化学的に結合させたブロック共重合体若しくはグラフト共重合体から成るポリマーアロイ材料として、ＨＩＰＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂を例示することができる。
【００８６】
ポリマーアロイ材料に基づき成形された成形品においては、一般に、成形品の外観が悪くなり、特に、成形品の厚さが変わる部分やウェルド部分において外観不良が生じ易いという問題がある。この原因は、通常の金型部は熱伝導性が良い金属材料から作製されているので、キャビティ内に導入された溶融したポリマーアロイ材料は、金型部のキャビティ面と接触したとき、瞬時に冷却され始める。その結果、溶融したポリマーアロイ材料に固化層が形成され、転写性不良等が生じる。本発明においては、キャビティ内に導入された溶融したポリマーアロイ材料が急冷されることがないために、転写性に優れた成形品を容易に得ることができる。
【００８７】
尚、以上に説明した各種の熱可塑性樹脂に、安定剤、紫外線吸収剤、離型剤、染顔料等を添加することができるし、ガラスビーズ、マイカ、カオリン、炭酸カルシウム等の無機充填材、あるいは有機充填材を添加することもできる。
【００８８】
本発明の成形品の成形方法においては、無機繊維を５重量％乃至８０重量％含有する熱可塑性樹脂を用いることもできる。無機繊維の平均長さを、５μｍ乃至５ｍｍ、好ましくは１０μｍ乃至０．４ｍｍとすることが望ましい。また、無機繊維の平均直径を、０．０１μｍ乃至１５μｍ、より好ましくは０．１μｍ乃至１３μｍ、一層好ましくは０．１μｍ乃至１０μｍとすることが望ましい。
【００８９】
従来の技術において、無機繊維を含有した熱可塑性樹脂を用いて成形品を成形した場合、成形品の表面に無機繊維が析出する結果、成形品の外観が悪くなるという問題が生じ易い。それ故、優れた外観特性が要求される成形品に対しては、無機繊維を含有する熱可塑性樹脂を使用することは困難であった。成形品の表面への無機繊維の析出という現象は、成形品の表面に無機繊維が浮き出ることなどで認識することができる。それ故、成形品の表面への無機繊維の析出といった問題を解決するために、従来の技術においては、熱可塑性樹脂の粘度を低下させ、溶融熱可塑性樹脂の流動性を良くすることで対応していた。しかしながら、無機繊維の含有率を増加させた場合、無機繊維が成形品の表面から析出することを防止することは難しくなる。そのため、優れた外観特性が必要とされる成形品には、優れた性能を有しているにも拘らず、無機繊維を含有した熱可塑性樹脂を使用することは困難であった。無機繊維の含有率が増えると無機繊維が成形品の表面から析出する原因も、金型部の材質と関係している。通常の金型部は熱伝導性が良い金属材料から作製されているので、キャビティ内に導入された無機繊維を含有する溶融熱可塑性樹脂は、金型部のキャビティ面と接触したとき、瞬時に冷却され始める。その結果、金型部のキャビティ面と接触した溶融熱可塑性樹脂に固化層が形成され、無機繊維が析出する。加えて、金型部のキャビティ面の成形品表面への転写性が不足するという問題を生じる。本発明においては、キャビティ内に導入された溶融した熱可塑性樹脂が急冷されることがないために、金型部のキャビティ面と接触した溶融熱可塑性樹脂に固化層が形成されることが無く、無機繊維が析出することを確実に防止することができる。
【００９０】
この場合、熱可塑性樹脂が含有する無機繊維の割合（言い換えれば、熱可塑性樹脂に添加された無機繊維の割合）は、要求される曲げ弾性率（例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０に準拠して測定したときの値が３．０ＧＰａ以上）を満足し得る成形品を成形できる範囲であればよく、その上限は、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の流動性が低下するため成形が困難となり、あるいは又、優れた外観特性を有する成形品を成形できなくなるときの値とすればよい。具体的には、結晶性の熱可塑性樹脂を用いる場合には上限は概ね８０重量％である。非晶性の熱可塑性樹脂を用いる場合には、結晶性の熱可塑性樹脂よりも流動性が劣るために、場合によっては上限は概ね５０重量％となる。含有率が５重量％未満では成形品に要求される曲げ弾性率、弾性率や線膨張係数が得られず、また、８０重量％を越えると溶融熱可塑性樹脂の流動性が低下するため成形品の成形が困難となる虞がある。
【００９１】
無機繊維の平均長さが５μｍ未満であったり、平均直径が０．０１μｍ未満では、成形品に要求される曲げ弾性率が得られない。一方、無機繊維の平均長さが５ｍｍを越えたり、平均直径が１５μｍを越えると、成形品の外観特性が悪くなるいった問題が生じる。
【００９２】
上記の範囲の平均長さ及び平均直径を有する無機繊維を、好ましくはシランカップリング剤等を用いて表面処理した後、熱可塑性樹脂とコンパウンドして、ペレット化して成形用材料とする。このような成形用材料、及び本発明の入れ子が組み込まれた本発明の金型組立体を用いて成形品の成形を行うことで、高剛性、高弾性率、低線膨張係数、高荷重撓み温度（耐熱性）を有し、且つ、転写性に優れた成形品を得ることができる。
【００９３】
無機繊維は、ガラス繊維、カーボン繊維、ウォラストナイト、ホウ酸アルミニウムウィスカー繊維、チタン酸カリウムウィスカー繊維、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー繊維、珪酸カルシウムウィスカー繊維及び硫酸カルシウムウィスカー繊維から成る群から選択された少なくとも１種の材料から構成することが好ましい。尚、熱可塑性樹脂に含有される無機繊維は１種類に限定されず、２種類以上の無機繊維を熱可塑性樹脂に含有させてもよい。
【００９４】
無機繊維の平均長さは、重量平均長さを意味する。無機繊維の長さの測定は、熱可塑性樹脂の樹脂成分を溶解する液体に無機繊維を含有する成形用ペレット若しくは成形品を浸漬して樹脂成分を溶解するか、ガラス繊維の場合、６００゜Ｃ以上の高温で樹脂成分を燃焼させて、残留する無機繊維を顕微鏡等で観察して測定することができる。通常、無機繊維を写真撮影して人が測長するか、専用の繊維長測定装置を使用して無機繊維の長さを求める。数平均長さでは微小に破壊された繊維の影響が大き過ぎるので、重量平均長さを採用することが好ましい。重量平均長さの測定に際しては、あまりに小さく破砕された無機繊維の破片を除いて測定する。無機繊維の公称直径の２倍よりも長さが短くなると測定が難しくなるので、例えば公称直径の２倍以上の長さを有する無機繊維を測定の対象とする。
【００９５】
本発明においては、入れ子をジルコニアセラミックスあるいは導電性ジルコニアセラミックスから構成することによって、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の急冷を防ぐことができる結果、入れ子のキャビティ面と接触した溶融熱可塑性樹脂に固化層が形成されることを回避でき、ウエルドマークやフローマーク等の外観不良が成形品に発生することを防止することができる。また、例えば無機繊維を含有した熱可塑性樹脂を使用した場合であっても、成形品の表面に無機繊維が析出することを防止することができる。
【００９６】
しかも、本発明の第１の態様において、活性金属膜の形成に活性金属ソルダー法を採用すれば、活性金属膜が入れ子本体の表面に対して高い密着性を得ることができるし、入れ子本体に対して金属層が高い密着力を得られるようになる。更には、本発明の第１の態様においては、活性金属膜を設けているので、入れ子本体の表面は導電性を有することになり、金属層を例えば電解メッキ法にて形成することが可能となる。一方、本発明の第２の態様においては、入れ子本体を導電性ジルコニアセラミックスから構成することによって、入れ子本体の薄層形成面に金属層を直接形成することが可能となる。しかも、本発明の第１の態様若しくは第２の態様においては、入れ子の最表面に金属層が設けられているので、入れ子のキャビティを構成する表面における金属層に凹凸部を各種の加工方法で容易に形成することが可能となるし、高い耐擦傷性や表面硬度を得ることができる。また、入れ子本体の加工時に入れ子本体の外周部に発生した微細なクラックが確実に金属層で被覆されているので、かかるクラックが溶融熱可塑性樹脂が接触しなくなるために入れ子が破損しない。
【００９７】
そして、溶融熱可塑性樹脂の急冷を抑制し得る入れ子の最表面を構成する金属層の表面には凹凸部が設けられているので、凹凸部を成形品の表面に確実に形成することができる。
【００９８】
ここで、凹凸部の形状として、シボ、ヘヤーライン、鋸歯形状、凸部、凹部、凸部と凹部の組合せを例示することができる。尚、凹凸部の形状が凸部、凹部、凸部と凹部の組合せである場合、凸部及び／又は凹部の断面形状は、三角形、矩形、多角形、丸みを帯びた三角形や矩形、多角形、弧、楕円弧、放物線、あるいは任意の曲線とすることができる。また、凹凸部は、直線を含む任意の曲線に沿って連続して配置されていてもよいし、直線を含む任意の曲線に沿って不連続に配置されていてもよいし、例えば、格子状に配置されていてもよく、更には、任意の位置に配置されていてもよい。
【００９９】
更には、溶融熱可塑性樹脂の流動性が向上するが故に、溶融熱可塑性樹脂のキャビティ内への導入圧力を低く設定でき、成形品に残留する応力を緩和できる。その結果、成形品の品質が向上する。また、導入圧力を低減できるために、金型部の薄肉化、成形装置の小型化が可能となり、成形品のコストダウンも可能になる。
【０１００】
また、入れ子の最表面に金属層が設けられているので、入れ子の対向面における金属層を一般的な切削加工機等で加工することが可能となる結果、金型部への入れ子の装着の際の調整が比較的容易となる。
【０１０１】
【実施例】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。
【０１０２】
（実施例１）
実施例１の入れ子及び金型組立体は、本発明の第１の態様に係る入れ子及び金型組立体に関し、更には、本発明の金型組立体等の第１の構成に関する。図１に模式的な端面図を示す実施例１の金型組立体は、（Ａ）第１の金型部（可動金型部）１０及び第２の金型部（固定金型部）１１から成り、型締め時、キャビティ１４が形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、（Ｂ）第２の金型部１１に配置され、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を導入するための溶融熱可塑性樹脂導入部（図面では、溶融樹脂導入部と記す）１３と、（Ｃ）第１の金型部１０に配設され、キャビティ１４の一部を構成する入れ子１５を備えた金型組立体である。尚、図１の（Ａ）には金型組立体を型締めした状態を示し、図１の（Ｂ）には金型組立体を型開きした状態を示す。
【０１０３】
第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めした状態において、入れ子１５と対向する第２の金型部１１の対向面（実施例１においてはパーティング面ＰＬ2）と、第２の金型部１１の対向面と対向した入れ子１５の部分（入れ子１５の対向面１５Ｂ）との間のクリアランスＣ11は、０．０３ｍｍ以下（Ｃ11≦０．０３ｍｍ）である。
【０１０４】
実施例１において成形される成形品の寸法を、外形９４ｍｍ×９４ｍｍ×３ｍｍ（厚さ）の直方体とした。実施例１の金型組立体におけるキャビティ１４の寸法を、かかる形状の成形品が成形できるような寸法とした。また、入れ子１５の外形を、１００ｍｍ×１００ｍｍ×６ｍｍ（高さ）とし、入れ子１５に凹部（９４ｍｍ×９４ｍｍ×３ｍｍ（深さ））を設けた。入れ子１５の側壁及び底面の厚さは３ｍｍである。凹部の表面が入れ子１５のキャビティ面１５Ａに相当する。
【０１０５】
実施例１において、入れ子本体１１５は、厚さ３．０ｍｍの部分安定化ジルコニアセラミックスから成る。即ち、ジルコニア（ＺｒＯ2）にはイットリア（Ｙ2Ｏ3）から成る部分安定化剤が含有されており、実施例１における部分安定化ジルコニアセラミックスはＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3という組成を有する。部分安定化ジルコニアセラミックス中に含有される部分安定化剤の割合を３ｍｏｌ％とした。部分安定化ジルコニアセラミックスの熱伝導率は約３．８Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）である。
【０１０６】
入れ子本体１１５のキャビティを構成する表面（入れ子本体１１５のキャビティ面１１５Ａであり、凹凸薄層形成面である）には、活性金属ソルダー法に基づき活性金属膜が形成され、この活性金属膜の上には金属層が形成されている。そして、かかる金属層の表面には凹凸部が設けられており、かかる凹凸部のＲzの値は１０μｍであった。尚、活性金属膜及び金属層の２層構成を、総称して、単に、薄層１６と呼び、図には１層で表示した。また、凹凸部の図示は省略した。活性金属膜は厚さ５μｍのＴｉ−Ｃｕ−Ａｇ共晶組成物から成り、金属層はニッケル（Ｎｉ）から成る。
【０１０７】
また、第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めした状態において、第２の金型部１１と対向する入れ子本体１１５の部分の表面（入れ子本体１１５の対向面１１５Ｂであり、入れ子本体１１５の非凹凸薄層形成面）には、同様に、活性金属ソルダー法に基づき活性金属膜が形成されており、活性金属膜上に金属層が形成されている。尚、かかる金属層の表面は平坦であり、厚さは約５０μｍである。ここで、第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めした状態において、第２の金型部１１と対向する入れ子１５の部分の表面を入れ子１５の対向面１５Ｂと呼ぶ。
【０１０８】
入れ子本体１１５を、部分安定化ジルコニアをプレス成形した後、焼成して作製した。その後、入れ子本体１１５のキャビティ面１１５Ａ及び対向面１１５Ｂに対してダイヤモンド砥石を用いた研磨及び仕上げを行ない、かかる入れ子本体１１５のキャビティ面１１５Ａ及び対向面１１５Ｂの表面粗さＲyを０．６μｍとした。次に、入れ子本体１１５のキャビティ面１１５及び対向面１１５Ｂ（薄層形成面である）に、活性金属ソルダー法に基づき活性金属膜を形成した。具体的には、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ共晶組成物から成るペーストを入れ子本体１１５の薄層形成面に塗布し、真空中で、約８００゜Ｃの高温で焼き付けることによって、活性金属膜を形成した。その後、活性金属膜が形成された部分以外の入れ子本体１１５の部分をマスキングして、電解メッキ法にて、ニッケル（Ｎｉ）から成る金属層を活性金属膜上を形成した。尚、メッキ後の金属層の厚さを１００μｍとした。
【０１０９】
一方、第１の金型部（可動金型部）１０を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製し、切削加工を行い、中子装着部を設けた。また、入れ子装着用中子１０Ａを炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製した。そして、入れ子装着用中子１０Ａに入れ子１５をエポキシ系接着剤（図示せず）を用いて接着した後、入れ子装着用中子１０Ａを第１の金型部１０の中子装着部に取り付けた。その後、入れ子本体１１５の対向面１１５Ｂに形成された金属層を金属加工用の平面切削機を用いて、約５０μｍ、切削し、入れ子１５の対向面１５Ｂに形成された金属層の頂面と第１の金型部１０のパーティング面ＰＬ1とを略同一レベルとし、金属層の頂面を研磨して表面粗さＲyを０．３μｍとした。入れ子１５の対向面１５Ｂにはニッケル（Ｎｉ）から成る金属層が形成されているので、入れ子１５の対向面１５Ｂと第１の金型部１０のパーティング面ＰＬ1とを容易に略同一レベルとすることができた。
【０１１０】
次に、入れ子本体１１５の対向面１１５Ｂをマスキングして、入れ子本体１１５のキャビティ面１１５Ａにおける金属層にサンドブラスト処理を施し、入れ子本体１１５のキャビティ面１１５Ａにおける金属層に凹凸部を形成した。サンドブラスト処理には、アルミナビーズメッシュを用いた。その後、ＣＶＤ法にて、金属層の表面に、厚さ１μｍのＴｉＮから成る薄膜（図示せず）を形成した。尚、薄膜のビッカース硬度は２０００Ｈｖであった。
【０１１１】
一方、第２の金型部（固定金型部）１１を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製した。第２の金型部１１の中央に直径５ｍｍのダイレクトゲート構造を有する溶融熱可塑性樹脂導入部１３を設けた。
【０１１２】
このように作製した第１の金型部（可動金型部）１０と第２の金型部（固定金型部）１１とを組み付けて実施例１の金型組立体を得た。第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めした状態において、入れ子１５と対向する第２の金型部１１の対向面（実施例１においてはパーティング面ＰＬ2）と、第２の金型部１１の対向面と対向した入れ子１５の部分（入れ子１５の対向面１５Ｂ）との間のクリアランスＣ11は０ｍｍ（Ｃ11＝０ｍｍ）であり、両面とも接触していた。このような構造にすることで、入れ子１５の対向面１５Ｂは、キャビティ１４内に導入された溶融熱可塑性樹脂と接触しなくなる。尚、入れ子本体１１５の表面は第２の金型部１１と直接接触することがなく、入れ子本体１１５の端部は保護されている。
【０１１３】
完成した金型組立体を成形装置に取り付けた後、金型組立体を金型温調機を用いて１３０゜Ｃまで加熱後、４０゜Ｃまで急冷しても、入れ子１５に割れ等の損傷は発生しなかった。また、薄層１６や薄膜にも損傷は生じなかった。
【０１１４】
成形装置として東芝機械株式会社製、ＩＳ−８０射出成形機を用い、金型組立体を１００゜Ｃに加熱した。熱可塑性樹脂として、平均長さ２００μｍ、平均直径１３μｍのガラス繊維を２０重量％添加したポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製、ＧＳ２０２０Ｍ）を用いて、射出成形を行なった。成形条件を下記の表１のとおりとした。溶融熱可塑性樹脂導入部（ダイレクトゲート部）１３を介してキャビティ１４へ溶融熱可塑性樹脂を導入（射出）した。そして、所定量の溶融熱可塑性樹脂を溶融熱可塑性樹脂導入部１３を介してキャビティ１４内に導入（射出）した後、キャビティ１４内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、３０秒後に金型組立体の型開きを行い、成形品を金型組立体から取り出した。
【０１１５】
［表１］
金型温度：１００゜Ｃ
樹脂温度：２９０゜Ｃ
射出圧力：８．８３×１０7Ｐａ（９００ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇ）
【０１１６】
入れ子１５のキャビティ面１５Ａと接していた成形品の表面にはガラス繊維の析出（浮き）がなく、成形品の表面にはムラの無い凹凸部が綺麗に形成されていた。成形品表面の凹凸部のＲzの値は９．８μｍであった。また、フローマーク及びジェッティング等の成形不良も全く認められなかった。更には、連続して成形を１００００回行ったが、入れ子１５や薄層１６（活性金属膜及び金属層）、薄膜に損傷や摩耗は発生しなかった。
【０１１７】
（実施例２）
実施例２の入れ子及び金型組立体は、本発明の第２の態様に係る入れ子及び金型組立体に関し、更には、本発明の金型組立体等の第１の構成に関する。実施例２においては、入れ子１５を、部分安定化された導電性ジルコニアセラミックスから構成した。また、入れ子本体１１５の薄層形成面１１５Ａ，１１５Ｂに金属層１７を形成した。即ち、入れ子本体１１５は、具体的には、部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3）セラミックスから成り、導電性付与剤として、Ｆｅ2Ｏ3が８重量％含有されている。また、部分安定化ジルコニアセラミックス中に含有される部分安定化剤であるＹ2Ｏ3の割合を、３ｍｏｌ％とした。かかる導電性ジルコニアセラミックスの熱伝導率は約３．８Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）であり、体積固有抵抗値は１×１０8Ω・ｃｍである。金属層１７はクロム（Ｃｒ）から成る。
【０１１８】
第１の金型部１０、第２の金型部１１、入れ子１５、金型組立体等の構成、構造を実施例１と同様とした。尚、図２の（Ａ）に金型組立体を型締めした状態を示し、図２の（Ｂ）に金型組立体を型開きした状態を示す。
【０１１９】
実施例２においては、入れ子本体１１５の全面に電解メッキ法にて金属層１７を形成した。そして、入れ子装着用中子１０Ａに入れ子１５をエポキシ系接着剤（図示せず）を用いて接着した後、入れ子装着用中子１０Ａを第１の金型部１０の中子装着部に取り付けた。その後、入れ子本体１１５の対向面１１５Ｂに形成された金属層１７を金属加工用の平面切削機を用いて切削し、厚さ約５０μｍの金属層を残し、非凹凸薄層構成を形成した。入れ子１５の対向面１５Ｂに形成された金属層１７の頂面と第１の金型部１０のパーティング面ＰＬ1とを略同一レベルとした。次に、入れ子本体１１５の対向面１１５Ｂをマスキングして、入れ子本体１１５のキャビティ面１１５Ａにおける金属層１７にサンドブラスト処理を施し、入れ子本体１１５のキャビティ面１１５Ａにおける金属層１７に凹凸部（図示せず）を形成した。かかる凹凸部のＲzの値は１０μｍであった。サンドブラスト処理には、アルミナビーズメッシュを用いた。その後、ＣＶＤ法にて、金属層１７の表面に、厚さ１μｍのＴｉＮから成る薄膜（図示せず）を形成した。
【０１２０】
実施例２においても、かかる入れ子１５を用い、実施例１と同じ第１の金型部（可動金型部）１０と第２の金型部（固定金型部）１１とを組み付けて、金型組立体を得た。第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めした状態において、入れ子１５と対向する第２の金型部１１の対向面（実施例２においてもパーティング面ＰＬ2）と、第２の金型部１１の対向面と対向した入れ子１５の部分（入れ子１５の対向面１５Ｂ）との間のクリアランスＣ11は、０ｍｍ（Ｃ11＝０ｍｍ）であった。このような構造にすることで、入れ子１５の対向面１５Ｂは、第２の金型部１１及びキャビティ１４内に導入された溶融熱可塑性樹脂と接触しなくなる。
【０１２１】
完成した金型組立体を成形装置に取り付けた後、金型組立体を金型温調機を用いて１３０゜Ｃまで加熱後、４０゜Ｃまで急冷しても、入れ子１５に割れ等の損傷は発生しなかった。また、金属層１７や薄膜にも損傷は生じなかった。
【０１２２】
成形装置として実施例１と同じ射出成形機を用い、金型組立体を１００゜Ｃに加熱した。そして、実施例１と同じ熱可塑性樹脂を使用し、実施例１と同一条件にて射出成形を行なった。
【０１２３】
入れ子１５のキャビティ面１５Ａと接していた成形品の表面にはガラス繊維の析出（浮き）がなく、成形品の表面にはムラの無い凹凸部が綺麗に形成されていた。また、フローマーク及びジェッティング等の成形不良も全く認められなかった。更には、連続して成形を１００００回行ったが、入れ子１５や金属層１７、薄膜に損傷や摩耗は発生しなかった。
【０１２４】
（比較例１）
実施例１にて用いた金型組立体において、入れ子１５を表面粗さＲy＝０．３μｍまで研磨した炭素鋼（熱伝導率約４６Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）、１１×１０-2ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ）から作製した入れ子に取り替えて成形を行った。尚、第１の金型部のキャビティ面には、実施例１と同様の方法で凹凸部を形成した。凹凸部のＲzの値は１０μｍであった。凹凸部には薄膜を形成していない。そして、実施例１と同様の熱可塑性樹脂を使用し、実施例１と同様の成形条件にて成形を行った。
【０１２５】
その結果、成形品の表面にはガラス繊維の析出（浮き）が認められ、成形品の凹凸部は転写が不足しており、ムラがあった。成形品表面の凹凸部のＲzの値は１５μｍであった。更には、得られた成形品には、フローマーク及びジェッテイング等の成形不良が生じていた。
【０１２６】
（比較例２）
比較例２においては、実施例１の金型組立体を用いた。但し、入れ子本体１１５の対向面１１５Ｂに形成された薄層を除去した。そして、入れ子１５を入れ子装着用中子１０Ａに接着剤を用いて接着し、入れ子装着用中子１０Ａを第１の金型部１０に設けられた中子装着部に固定した。入れ子１５の対向面１５Ｂの頂面と、第１の金型部１０のパーティング面ＰＬ1とのレベル差を、設計上、ゼロとした。然るに、実際には、入れ子１５を入れ子装着用中子１０Ａに接着剤で接着したときの接着剤の厚さムラに起因して、入れ子１５の対向面１５Ｂの頂面は、第１の金型部１０のパーティング面ＰＬ1よりも０．０２ｍｍ突出した状態となっており、しかも、第２の金型部１１のパーティング面ＰＬ2との平行度が悪い状態で取り付けられていた。入れ子１５の対向面１５Ｂが部分安定化ジルコニアセラミックスから構成されているため、入れ子１５の対向面１５Ｂを金属用の平面切削機では切削できず、修正することができなかった。この状態で、実施例１と同じ条件で成形を行った。成形の結果、成形品は非常に綺麗な外観を有していたが、連続して成形を１００ショット行ったところ、入れ子１５の対向面１５Ｂが第２の金型部１１と型締めの際に局所的に当たっていたため、その部分に割れが発生した。
【０１２７】
（実施例３）
実施例３の金型組立体も、本発明の金型組立体等の第１の構成に関する。実施例３の金型組立体が実施例２の金型組立体と相違する点は、キャビティ１４及び入れ子１５の形状が異なっている点、入れ子１５における金属層の構成、凹凸部の形成方法が異なっている点にある。図３に模式的な端面図を示す実施例３の金型組立体においては、成形される成形品の寸法を、外形１００ｍｍ×１００ｍｍとし、肉厚が４ｍｍ、深さ１５ｍｍの箱形とした。実施例３の金型組立体におけるキャビティ１４の寸法を、かかる形状の成形品が成形できるような寸法とした。入れ子本体１１５の厚さを３．０ｍｍとした。
【０１２８】
実施例３においては、金属層１７はニッケル（Ｎｉ）から成り、入れ子本体１１５のキャビティ面１１５Ａ及び対向面１１５Ｂに電解メッキ法にて金属層１７を形成した。その後、入れ子本体１１５の対向面１１５Ｂに形成された金属層１７を切削加工して、非凹凸薄層構成を形成した。入れ子１５の対向面１５Ｂに形成された金属層１７の頂面と第１の金型部１０のパーティング面ＰＬ1とを略同一レベルとした。そして、入れ子本体１１５の対向面１１５Ｂに形成された金属層１７がエッチングされないように、入れ子本体１１５の対向面１５Ｂにマスク層を形成した状態で、入れ子本体１１５のキャビティ面１１５Ａにおける金属層１７にウエットエッチング法にて凹凸部を形成し、凹凸薄層構成とした。尚、かかる凹凸部のＲzの値は１３０μｍであった。そして、凹凸部の上に、厚さ１μｍのＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）の薄膜（図示せず）を、ＰＶＤ法にて形成した。
【０１２９】
このように作製した第１の金型部（可動金型部）１０と第２の金型部（固定金型部）１１とを組み付けて本発明の金型組立体を得た。第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めした状態において、入れ子１５と対向する第２の金型部１１の対向面（実施例３においてもパーティング面ＰＬ2）と、第２の金型部１１の対向面と対向した入れ子１５の部分（入れ子１５の対向面１５Ｂ）との間のクリアランスＣ11は、０．０２ｍｍ（Ｃ11＝０．０２ｍｍ）であった。このような構造にすることで、入れ子１５の対向面１５Ｂは、第２の金型部１１及びキャビティ１４内に導入された溶融樹脂と接触しなくなる。
【０１３０】
完成した金型組立体を成形装置に取り付けた後、金型組立体を金型温調機を用いて１３０゜Ｃまで加熱後、４０゜Ｃまで急冷しても、部分安定化ジルコニアセラミックスから作製された入れ子本体１１５に割れ等の損傷は発生しなかった。また、金属層１７や薄膜にも損傷は生じなかった。
【０１３１】
成形装置として実施例１と同じ射出成形機を用い、金型組立体を６０゜Ｃに加熱した。熱可塑性樹脂として、ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製、Ｓ２０００）を用いて、射出成形を行なった。成形条件を下記の表２のとおりとした。溶融熱可塑性樹脂導入部（ダイレクトゲート部）１３を介してキャビティ１４へ溶融熱可塑性樹脂を導入（射出）した。そして、所定量の溶融熱可塑性樹脂を溶融熱可塑性樹脂導入部１３を介してキャビティ１４内に導入（射出）した後、キャビティ１４内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、３０秒後に金型組立体の型開きを行い、成形品を金型組立体から取り出した。
【０１３２】
［表２］
金型温度：６０゜Ｃ
樹脂温度：２８０゜Ｃ
射出圧力：７．８５×１０7Ｐａ（８００ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇ）
【０１３３】
入れ子１５のキャビティ面１５Ａと接していた成形品の表面にはムラの無い、綺麗な凹凸部が形成されていた。成形品の凹凸部のＲzの値は１２９μｍであった。また、フローマーク及びジェッティング等の成形不良も全く認められなかった。更には、連続して成形を１００００回行ったが、入れ子本体１１５や金属層１７、薄膜に損傷や摩耗は発生しなかった。
【０１３４】
尚、入れ子本体１１５を例えば部分安定化ジルコニアセラミックスから構成し、入れ子本体１１５の薄層形成面に、実施例１と同様に、活性金属膜及び金属層を形成してもよい。
【０１３５】
（比較例３）
実施例３にて用いた金型組立体において、入れ子１５を表面粗さＲy＝０．３μｍまで研磨した炭素鋼（熱伝導率約４６Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）、１１×１０-2ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ）から作製した入れ子に取り替えて成形を行った。尚、第１の金型部のキャビティ面には、実施例３と同様の方法で凹凸部を形成した。凹凸部のＲzの値は１３０μｍであった。その後、凹凸部の上に、厚さ１μｍのＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）の薄膜を形成した。そして、実施例３と同様の熱可塑性樹脂を使用し、実施例３と同様の成形条件にて成形を行った。
【０１３６】
その結果、キャビティ１４内での溶融熱可塑性樹脂の流動性が悪く、キャビティ１４内を完全に溶融熱可塑性樹脂で充填することができなかった。そこで、射出圧力を１×１０7Ｐａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇ）増加させ、８．８×１０7Ｐａ（９００ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇ）として成形を行なった。得られた成形品には、フローマーク及びジェッテイング等の成形不良が生じていた。また、成形品表面の凹凸部には転写不良によるムラがあり、部分的に光沢部が存在した。成形品表面の凹凸部のＲzの値は１００．２μｍであった。
【０１３７】
（実施例４）
実施例４の金型組立体も、本発明の金型組立体等の第１の構成に関する。実施例４の金型組立体が実施例１の金型組立体と相違する点は、金型組立体がキャビティの容積を可変とし得る構造（実施例４においては印籠構造）を有する点にある。即ち、金型組立体が完全に型締めされていなくともキャビティ１４が形成されるように、僅かなクリアランスＣ11（実施例４においては０．０１ｍｍ）をもって第１の金型部１０に配設された入れ子１５の対向面１５Ｂと第２の金型部１１の対向面（パーティング面ＰＬ2）が嵌合する構造とした（図４の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。図４に模式的な端面図を示す実施例４の金型組立体を構成する要素は、基本的には、実施例１の金型組立体を構成する要素と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【０１３８】
実施例４においては、成形される成形品の寸法を、底部を有する円筒形（外径５０．４０ｍｍ、内径４４ｍｍ）とした。ＺｒＯ2−ＣｅＯ2を研削加工することで、入れ子本体１１５を作製した。尚、部分安定化ジルコニアセラミックス中に含有される部分安定化剤であるＣｅＯ2の割合を、８ｍｏｌ％とした。かかる部分安定化ジルコニアセラミックスの熱伝導率は約３．８Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）である。入れ子本体１１５は段付き円筒形状をしており、段付き部の外径を５０ｍｍとし、段付き部より上の円筒形部の外径を４４ｍｍとし、入れ子装着用中子１０Ａと接着される面の直径を３８ｍｍとした。入れ子本体１１５の薄層形成面に対して、ダイヤモンド砥石を用いた研磨を行い、かかる薄層形成面の表面粗さＲyを０．３μｍとした。
【０１３９】
次いで、第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めした状態において第２の金型部１１の対向面と対向する入れ子本体１１５の対向面１１５Ｂ、及び、キャビティ面１１５Ａに、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇから成るペーストを塗布し、約８００゜Ｃの真空炉で３０分間、ペーストを焼き付け、厚さ５μｍの活性金属膜を得た。その後、得られた入れ子本体１１５の活性金属膜が形成された部分以外の部分をマスキングし、電解メッキ法にて銅（Ｃｕ）から成る厚さ０．２５ｍｍの金属層を活性金属膜の上に形成した。
【０１４０】
その後、キャビティ面１１５Ａにおける金属層にのみ、実施例１と同様の方法で凹凸部を形成し、更に、実施例１と同様にして薄膜を形成した。尚、かかる凹凸部のＲzの値は５０μｍであった。
【０１４１】
第２の金型部（固定金型部）１１を炭素鋼ＨＰＭ１から作製した。第２の金型部１１の中央に直径５ｍｍのダイレクトゲート構造を有する溶融熱可塑性樹脂導入部１３を設けた。また、第１の金型部（可動金型部）１０も炭素鋼ＨＰＭ１から作製し、切削加工を行い、第１の金型部１０に中子装着部を設けた。また、入れ子装着用中子も炭素鋼ＨＰＭ１から作製した。そして、入れ子１５を、エポキシ系接着剤（図示せず）を用いて入れ子装着用中子１０Ａに接着した。次いで、入れ子装着用中子１０Ａを第１の金型部１０に設けられた中子装着部に固定した。そして、入れ子本体１１５の対向面１１５Ｂにおける金属層を金属加工用の旋盤加工機にて切削し、厚さ約１５０μｍの金属層を残した。その結果、第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めした状態において、入れ子１５と対向した第２の金型部１１の対向面（第２の金型部１１のパーティング面ＰＬ2）と、第２の金型部１１の対向面と対向した入れ子１５の部分（入れ子１５の対向面１５Ｂ）との間のクリアランスＣ11は、０．０１ｍｍとなった。このような構造にすることで、入れ子１５の対向面１５Ｂは、第２の金型部１１及びキャビティ１４内に導入された溶融熱可塑性樹脂と接触しなくなる。
【０１４２】
完成した金型組立体を成形装置に取り付けた後、金型組立体を金型温調機を用いて１３０゜Ｃまで加熱後、４０゜Ｃまで急冷しても、部分安定化ジルコニアセラミックスから作製された入れ子本体１１５に割れ等の損傷は発生しなかった。また、活性金属膜や金属層、薄膜にも損傷は生じなかった。
【０１４３】
成形装置として東芝機械株式会社製、ＩＳ−７５プレストロール射出圧縮成形機を用い、金型組立体を１００゜Ｃに加熱した。また、熱可塑性樹脂として実施例１と同じ熱可塑性樹脂を使用した。そして、成形すべき成形品の容積（ＶM）よりもキャビティ１４の容積（ＶC）が大きくなるように、第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めした（図４の（Ａ）参照）。尚、型締め時、成形すべき成形品の容積（ＶM）とキャビティの容積（ＶC）の関係は、Δｔが０．５ｍｍを満足する関係とした。
【０１４４】
具体的には、成形においては、先ず、第１の金型部１０と第２の金型部１１を完全に閉じた後（図４の（Ｂ）参照）、第１の金型部１０を移動させて、キャビティ１４を１ｍｍ広げた（図４の（Ａ）参照）。そして、以下の表３に例示する条件にて、図示しない射出用シリンダーから、溶融熱可塑性樹脂導入部（ダイレクトゲート部）１３を介してキャビティ１４へ溶融熱可塑性樹脂を導入（射出）した。そして、所定量の溶融熱可塑性樹脂を溶融熱可塑性樹脂導入部１３を介してキャビティ１４内に導入（射出）した後（図５の（Ａ）の金型組立体の模式的な端面図参照）、第１の金型部１０を第２の金型部１１に向かって移動させた（図５の（Ｂ）の金型組立体の模式的な端面図参照）。移動量を０．５ｍｍとした。次いで、キャビティ１４内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、３０秒後に金型組立体の型開きを行い、成形品を金型組立体から取り出した。
【０１４５】
［表３］
金型温度：１００゜Ｃ
樹脂温度：２９０゜Ｃ
射出圧力：３．９２×１０7Ｐａ（４００ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇ）
【０１４６】
入れ子１５のキャビティ面１５Ａと接していた成形品の表面にはガラス繊維の析出（浮き）もなく、成形品の表面にはムラの無い凹凸部が形成されていた。また、フローマーク及びジェッティング等の成形不良も全く認められなかった。入れ子１５の対向面１５Ｂを観察すると、不均一な熱膨張の影響で金属層に、多少、第２の金型部１１の対向面（パーティング面ＰＬ2）と接触した痕跡があったものの、金属層が入れ子１５に対する損傷を吸収したため、入れ子１５に損傷は発生していなかったし、入れ子本体１１５や金属層、活性金属膜、薄膜に損傷や摩耗は発生しなかった。
【０１４７】
このように、成形品の成形時、キャビティの容積を可変とし得る構造を有する金型組立体を用いれば、成形品の表面を均一に圧縮することが可能となることから、成形品の表面にヒケが発生することを抑制することができる。
【０１４８】
尚、入れ子を、実施例２と同様にして作製することもできる。
【０１４９】
（実施例５）
図６の（Ａ）に模式的な端面図を示す実施例５の金型組立体も、本発明の金型組立体等の第１の構成に関する。実施例５の金型組立体が実施例１の金型組立体と相違する点は、金型組立体に加圧流体注入装置１８を備えた点にある。この加圧流体注入装置１８は周知の加圧流体注入ノズルから成り、キャビティ１４に開口するように第２の金型部１１に配設されている。加圧流体注入装置１８は、図示しない配管を介して加圧流体源（図示せず）に接続されている。
【０１５０】
実施例５の金型組立体を構成する要素は、基本的には、実施例１の金型組立体を構成する要素と同じであるので詳細な説明は省略する。尚、第２の金型部１１に、９４ｍｍ×９４ｍｍ×３ｍｍ（深さ）の凹部を形成し、かかる凹部によってもキャビティ１４が構成される構造とした。凹部の底部（図６においては上部）に、溶融熱可塑性樹脂導入部１３及び加圧流体注入装置１８が配設されている。そして、実施例１と同じ熱可塑性樹脂を用い、実施例１と同様の成形条件で成形を行った。尚、実施例５においては、キャビティ１４内を完全に満たすだけの溶融熱可塑性樹脂を溶融熱可塑性樹脂導入部１３からキャビティ１４内に導入（射出）した後、直ちに、加圧流体注入装置１８から加圧流体である窒素ガス（圧力：７×１０6Ｐａ，７０ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇ）をキャビティ１４内の溶融熱可塑性樹脂の内部に注入し、キャビティ１４内の樹脂内部に中空部を形成した。この状態を図６の（Ｂ）に模式的に示す。キャビティ１４内の樹脂が冷却、固化するまで、中空部を加圧流体で加圧した。キャビティ１４内の樹脂が冷却、固化した後、中空部内の加圧流体を加圧流体注入装置１８を介して大気に解放した。そして、金型組立体の型開きを行い、成形品を金型組立体から取り出した。
【０１５１】
成形品の表面にはガラス繊維の析出もなく、成形品の表面にはムラの無い凹凸部が綺麗に形成されていた。また、成形品には、フローマーク及びジェッティング等の成形不良も認められず、成形品の内部には所望の中空部が形成されていた。しかも、成形品にヒケが発生することを確実に防止でき、更には、入れ子と接触する溶融熱可塑性樹脂の冷却・固化が遅延されるので、入れ子１５のキャビティ面１５Ａの近傍の固化し始めた樹脂の部分と内部の樹脂とが相互に混じり合うといった現象の発生を回避することができ、肉厚部近傍の成形品表面に色ムラや外観不良が発生することを防止できた。
【０１５２】
連続して成形を１００００回行ったが、入れ子１５に割れ等の損傷は発生せず、活性金属膜及び金属層、薄膜にも損傷や摩耗は発生しなかった。
【０１５３】
尚、入れ子本体１１５を例えば部分安定化された導電性ジルコニアセラミックスから構成し、入れ子本体１１５の薄層形成面（場合によっては、入れ子本体１１５の全面）に、実施例２と同様に金属層を形成してもよい。
【０１５４】
（実施例６）
図７の（Ａ）に模式的な端面図を示す実施例６の金型組立体も、本発明の金型組立体等の第１の構成に関する。実施例６の金型組立体において、入れ子１５は第１の金型部（可動金型部）１０に配設され、第２の金型部（固定金型部）１１には、第２の金型部１１の対向面に相当する入れ子被覆部１１Ａが設けられている。そして、第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めした状態において、入れ子被覆部１１Ａと、入れ子被覆部１１Ａと対向した入れ子１５の部分（入れ子１５の対向面１５Ｂ）との間のクリアランスＣ11は、０．０３ｍｍ以下（Ｃ11≦０．０３ｍｍ）であり、且つ、入れ子１５に対する入れ子被覆部１１Ａの重なり量ΔＳ11は０．５ｍｍ以上（ΔＳ11≧０．５ｍｍ）である。尚、実施例６において、入れ子被覆部１１Ａは、入れ子１５の対向面１５Ｂと対向する第２の金型部１１のパーティング面ＰＬ2に設けられた一種の切り込み（切り欠き）である。溶融熱可塑性樹脂導入部１３の構造をダイレクトゲート構造とした。実施例６の金型組立体を型締めしたときの模式的な端面図を図７の（Ａ）に示し、型開きしたときの模式的な端面図を図８の（Ａ）に示す。また、組み立て中の金型組立体の模式的な端面図を、図７の（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。
【０１５５】
実施例６の金型組立体におけるキャビティ１４の大きさは、１００ｍｍ×１００ｍｍ×４ｍｍであり、形状は直方体である。入れ子１５の大きさは、１０２．００ｍｍ×１０２．００ｍｍ×３．００ｍｍである。即ち、部分安定化ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体１１５の厚さを２．９８ｍｍとした。尚、入れ子本体１１５を研削加工にて作製し、入れ子本体１１５のキャビティ面及び対向面に対して、ダイヤモンド砥石を用いた研磨及び仕上げを行ない、かかるキャビティ面及び対向面の表面粗さＲyを０．６μｍとした。次いで、実施例１と同様の方法で、入れ子本体１１５のキャビティ面及び対向面に、活性金属膜及び金属層（薄層１６）を形成した。尚、実施例２と同様に、導電性ジルコニアセラミックスを使用し、入れ子本体１１５の例えばキャビティ面及び対向面に、電解メッキ法にて金属層を形成してもよい。
【０１５６】
第１の金型部（可動金型部）１０を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製した。入れ子１５のための入れ子装着部１０Ｂの内寸法が１０２．２０ｍｍ×１０２．２０ｍｍ、深さが３．０２ｍｍとなるように切削加工して、入れ子装着部１０Ｂを設け（図７の（Ｂ）参照）、次いで、入れ子１５をシリコン系接着剤（図示せず）を用いて入れ子装着部１０Ｂ内に接着した（図７の（Ｃ）参照）。そして、実施例１と同様に、入れ子本体１１５の対向面における金属層の表面を切削加工した後、表面を研磨し、表面粗さＲyを０．３μｍとし、入れ子１５の対向面１５Ｂと入れ子被覆部１１Ａとの間のクリアランスを調整した。その後、実施例１と同様にして、入れ子本体１１５のキャビティ面における金属層に凹凸部を形成し、次いで、薄膜を形成した。
【０１５７】
一方、第２の金型部（固定金型部）１１を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製した。第２の金型部（固定金型部）１１の中央に直径５ｍｍのダイレクトゲート構造を有する溶融熱可塑性樹脂導入部１３を設けた。
【０１５８】
このように作製した第１の金型部（可動金型部）１０及び第２の金型部（固定金型部）１１を組み付けて実施例６の金型組立体を得た。この金型組立体において、入れ子１５の対向面１５Ｂと入れ子被覆部１１Ａとの間のクリアランス（Ｃ11）は、０．０２ｍｍ（Ｃ11＝０．０２ｍｍ）であった。また、入れ子１５に対する入れ子被覆部１１Ａの重なり量（ΔＳ11）は１．０ｍｍ（ΔＳ11＝１．０ｍｍ）であった。このような構造にすることで、入れ子１５の対向面１５Ｂは、第２の金型部１１及びキャビティ１４内に導入された溶融熱可塑性樹脂と接触しなくなる。
【０１５９】
完成した金型組立体を成形装置に取り付けた後、金型組立体を金型温調機を用いて１３０゜Ｃまで加熱後、４０゜Ｃまで急冷しても、部分安定化ジルコニアセラミックスから作製された入れ子１５に割れ等の損傷は発生しなかった。また、薄層１６や薄膜に損傷が発生することも無かった。
【０１６０】
実施例１と同じ成形装置、熱可塑性樹脂を用い、実施例１と同じ成形条件にて成形を行った。キャビティ１４内へ溶融熱可塑性樹脂を導入（射出）した状態を図８の（Ｂ）に模式的な端面図にて示す。入れ子１５のキャビティ面１５Ａと接していた成形品の表面にはガラス繊維の析出（浮き）がなく、成形品の表面にはムラの無い凹凸部が形成されていた。また、フローマーク及びジェッティング等の成形不良もなかった。連続して成形を１００００回行ったが、入れ子１５や活性金属膜、金属層、薄膜に損傷や摩耗は発生しなかった。
【０１６１】
（実施例７）
図９の（Ａ）に模式的な一部端面図を示す実施例７の金型組立体は、本発明の金型組立体等の第２の構成に関する。実施例７の金型組立体には、第１の金型部（固定金型部）１０に配設され、キャビティ１４の一部を構成し、入れ子１５の端面を被覆する被覆プレート１２が更に備えられている。入れ子１５は第１の金型部１０に配設されている。第１の金型部（固定金型部）１０と第２の金型部（可動金型部）１１とを型締めした状態において、入れ子１５と被覆プレート１２との間のクリアランスＣ21は０．０３ｍｍ以下（Ｃ21≦０．０３ｍｍ）であり、且つ、入れ子１５に対する被覆プレート１２の重なり量ΔＳ21は０．５ｍｍ以上（ΔＳ21≧０．５ｍｍ）である。尚、図９の（Ａ）に示した金型組立体の組み立て中の模式的な端面図を、図９の（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。
【０１６２】
入れ子１５を、実質的に、実施例１と同様の方法で作製した。即ち、部分安定化ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体１１５のキャビティ面、及び、被覆プレートとの対向面に、それぞれ、薄膜（図示せず）がその上に形成された凹凸薄層構成、及び、非凹凸薄層構成を形成した。尚、図では、活性金属膜及び金属層を薄層１６で示した。また、第１の金型部（固定金型部）１０を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製した。炭素鋼Ｓ５５Ｃを切削加工して、入れ子装着部１０Ｂを設けた。次いで、入れ子１５を、２液硬化型エポキシ系接着剤（図示せず）を用いて、入れ子装着部１０Ｂ内に接着した（図９の（Ｂ）参照）。一方、第２の金型部（可動金型部）１１を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製した。
【０１６３】
炭素鋼Ｓ５５Ｃから被覆プレート１２を作製した。被覆プレート１２を切削加工した後、第１の金型部１０にビス（図示せず）を用いて固定した（図９の（Ｃ）参照）。被覆プレート１２はキャビティ１４の一部を構成し、しかも、被覆プレート１２は入れ子１５の全周囲を覆っている。被覆プレート１２には、サイドゲート構造の溶融熱可塑性樹脂導入部１３が設けられている。尚、図９の（Ｃ）には溶融熱可塑性樹脂導入部１３の図示を省略した。入れ子１５と被覆プレート１２との間のクリアランス（Ｃ21）が０．０３ｍｍ以下となるように、また、入れ子１５に対する被覆プレート１２の重なり量（ΔＳ21）が０．５ｍｍ以上となるように、被覆プレート１２及び入れ子本体１１５の対向面１１５Ｂにおける金属層を切削加工した。
【０１６４】
あるいは又、金型組立体の模式的な一部端面図を図１０の（Ａ）に示すように、成形すべき成形品の形状に依り、曲面を有する入れ子１５を用いることもできる。この場合には、第１の金型部１０を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製し、入れ子装着部１０Ｂの切削加工を行い、第１の金型部１０に設けられた入れ子装着部１０Ｂの底部の曲率半径を、入れ子装着部と対向する入れ子１５の裏面（キャビティ面と反対の面）の曲率半径に合わせることが好ましい。被覆プレート１２は炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製することができる。被覆プレート１２の入れ子１５に対向する面の曲率半径を入れ子１５のキャビティ面１５Ａの曲率半径と一致させることが好ましい。被覆プレート１２及び入れ子本体１１５の対向面１１５Ｂを切削加工した後、第１の金型部１０に固定すればよい。また、第２の金型部１１は炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製すればよい。あるいは又、図１０の（Ｂ）に模式的な一部端面図を示すように、入れ子１５を装着する第１の金型部１０の部分を、第１の金型部１０に装着された入れ子装着用中子１０Ａから構成することもできる。この場合、入れ子装着用中子１０Ａに入れ子装着部を設ける。
【０１６５】
更には、被覆プレート１２にサイドゲート構造の溶融熱可塑性樹脂導入部１３を設ける代わりに、図１１に示すように、被覆プレート１２には溶融熱可塑性樹脂導入部を設けずに、第２の金型部１１の中央にダイレクトゲート構造を有する溶融熱可塑性樹脂導入部１３を設けてもよい。
【０１６６】
実施例７の金型組立体を用いた成形品の成形方法は、実質的には実施例１にて説明した成形品の成形方法と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【０１６７】
尚、実施例２と同様に、部分安定化された導電性ジルコニアセラミックスを使用し、入れ子本体１１５の例えばキャビティ面及び対向面に、電解メッキ法にて金属層を形成してもよい。また、実施例７の金型組立体を、実施例４にて説明した金型組立体と同様に、キャビティの容積を可変とし得る構造としてもよい。更には、実施例７の金型組立体に実施例５と同様に加圧流体注入装置１８を配設してもよい。
【０１６８】
（実施例８）
実施例８の金型組立体は、本発明の金型組立体等の第３の構成に関する。実施例８の金型組立体を型締めしたときの模式的な端面図を図１２の（Ａ）及び（Ｂ）に示し、型開きしたときの模式的な端面図を図１４に示す。また、組み立て中の金型組立体の模式的な端面図を、図１３の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。尚、図１２の（Ａ）、図１３の（Ａ）〜（Ｃ）及び図１４は、垂直面で被覆プレートを含む金型組立体の領域を切断したときの図であり、図１２の（Ｂ）はかかる垂直面と平行な垂直面で被覆プレートを含まない金型組立体の領域を切断したときの図である。
【０１６９】
実施例８の金型組立体においては、入れ子２５と第２の金型部（可動金型部）２１との間に配設され、第１の金型部（固定金型部）２０に取り付けられ、溶融熱可塑性樹脂導入部２３が設けられた被覆プレート２２を更に備え、第２の金型部２１には入れ子被覆部２１Ａが設けられており、第１の金型部２０と第２の金型部２１とを型締めした状態において、入れ子２５と対向した第２の金型部１１の対向面である入れ子被覆部２１Ａと、入れ子被覆部２１Ａと対向した入れ子２５の部分（入れ子２５の対向面２５Ｂ）との間のクリアランスＣ31は０．０３ｍｍ以下（Ｃ31≦０．０３ｍｍ）であり、入れ子２５に対する入れ子被覆部２１Ａの重なり量ΔＳ31は０．５ｍｍ以上（ΔＳ31≧０．５ｍｍ）であり、入れ子２５と被覆プレート２２との間のクリアランスＣ32は０．０３ｍｍ以下（Ｃ32≦０．０３ｍｍ）であり、入れ子２５に対する被覆プレート２２の重なり量ΔＳ32は０．５ｍｍ以上（ΔＳ32≧０．５ｍｍ）である。図１２の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、被覆プレート２２は入れ子２５の一部分と一部分とのみ重なり合っている。実施例８の金型組立体における溶融熱可塑性樹脂導入部２３はサイドゲート構造である。尚、入れ子被覆部２１Ａは、入れ子２５の対向面２５Ｂと対向する第２の金型部２１のパーティング面に設けられた一種の切り込み（切り欠き）である。
【０１７０】
実施例８の金型組立体におけるキャビティ２４の大きさは、１００ｍｍ×１００ｍｍ×４ｍｍであり、形状は直方体である。入れ子２５の大きさは、１０２．００ｍｍ×１０２．００ｍｍ×３．００ｍｍである。尚、部分安定化ジルコニアセラミックスあるいは部分安定化された導電性ジルコニアセラミックスから成る入れ子本体１２５を研削加工にて作製し、入れ子本体１２５のキャビティ面及び対向面に対して、ダイヤモンド砥石を用いた研磨及び仕上げを行ない、入れ子本体１２５キャビティ面及び対向面の表面粗さＲyを０．３μｍとした。次いで、入れ子２５を、実質的に、実施例２と同様にして作製した。尚、部分安定化ジルコニアセラミックスを使用し、入れ子２５を、実質的に、実施例１と同様にして作製してもよい。入れ子本体２１５に形成された活性金属膜及び金属層、あるいは金属層を、以下、総称して薄層２６と呼ぶ。
【０１７１】
第１の金型部（固定金型部）２０を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製した。入れ子２５のための入れ子装着部２０Ｂの内寸法が１０２．２０ｍｍ×１０２．２０ｍｍ、深さが３．０２ｍｍとなるように切削加工して、入れ子装着部２０Ｂを設け（図１３の（Ａ）参照）、次いで、入れ子２５をシリコン系接着剤（図示せず）を用いて入れ子装着部２０Ｂ内に接着した（図１３の（Ｂ）参照）。そして、入れ子２５の対向面２５Ｂにおける薄層２６の表面（具体的には、金属層の表面）を切削、研磨した。尚、入れ子本体１２５のキャビティ面には凹凸薄層構成が形成され、入れ子本体１２５の対向面には非凹凸薄層構成が形成されている。また、凹凸薄層構成の上には薄膜（図示せず）が更に形成されている。
【０１７２】
炭素鋼にて被覆プレート２２を作製し、所定位置にボルト（図示せず）にて第１の金型部２０に取り付けた（図１３の（Ｃ）参照）。尚、被覆プレート２２には溶融熱可塑性樹脂導入部（ゲート部）２３が設けられている。被覆プレート２２の入れ子と対向する面２２Ａと、入れ子２５の対向面２５Ｂとの間のクリアランス（Ｃ32）は０．０２ｍｍ（Ｃ32＝０．０２ｍｍ）であり、入れ子２５に対する被覆プレート２２の重なり量（ΔＳ32）は１．０ｍｍ（ΔＳ32＝１．０ｍｍ）であった。
【０１７３】
一方、第２の金型部（可動金型部）２１を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製した。
【０１７４】
このように作製した第１の金型部（固定金型部）２０及び第２の金型部（可動金型部）２１を組み付けて実施例８の金型組立体を得た。この金型組立体において、入れ子２５の対向面２５Ｂと入れ子被覆部２１Ａとの間のクリアランス（Ｃ31）は０．０２ｍｍ（Ｃ31＝０．０２ｍｍ）であった。また、入れ子２５に対する入れ子被覆部２１Ａの重なり量（ΔＳ31）は１．０ｍｍ（ΔＳ31＝１．０ｍｍ）であった。以上のとおり、入れ子２５の対向面２５Ｂとキャビティ２４に導入された溶融熱可塑性樹脂との間には接触がない構造とした。
【０１７５】
完成した金型組立体を成形装置に取り付けた後、金型組立体を金型温調機を用いて１３０゜Ｃまで加熱後、４０゜Ｃまで急冷しても、入れ子２５に割れ等の損傷は発生しなかった。
【０１７６】
実施例１と同じ成形装置、熱可塑性樹脂を用い、実施例１と同じ成形条件にて成形を行った。入れ子２５のキャビティ面２５Ａと接していた成形品の表面にはガラス繊維の析出（浮き）がなく、成形品の表面にはムラの無い凹凸部が形成されていた。また、フローマーク及びジェッティング等の成形不良もなかった。連続して成形を１００００回行ったが、入れ子２５や薄層（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層）２６、薄膜に損傷や摩耗は発生しなかった。
【０１７７】
（実施例９）
実施例９は、本発明の金型組立体等の第４の構成に関する。実施例９の金型組立体の模式的な端面図を、図１５に示す。また、組み立て中の金型組立体の模式的な端面図を、図１６〜図１８に示す。尚、図１５の（Ａ）、図１６の（Ａ），（Ｃ）、図１７の（Ａ），（Ｃ）及び図１８の（Ａ）、（Ｂ）は、垂直面で被覆プレートを含む金型組立体の領域を切断したときの図であり、図１５の（Ｂ）、図１６の（Ｂ），（Ｄ）、及び図１７の（Ｂ），（Ｄ）は、かかる垂直面と平行な垂直面で被覆プレートを含まない金型組立体の領域を切断したときの図である。
【０１７８】
実施例９の金型組立体においては、入れ子が第１及び第２の金型部の両方に配置されている。即ち、第１の金型部（固定金型部）３０に第１の入れ子３５が配置されており、第２の金型部（可動金型部）４０に第２の入れ子４５が配置されている。また、溶融熱可塑性樹脂導入部（ゲート部）３９が設けられた被覆プレート３３，４３が、第１の入れ子３５と第２の入れ子４５との間に配設され、第１の金型部３０及び第２の金型部４０に取り付けられている。そして、第１の金型部３０と第２の金型部４０とを型締めした状態において、第２の入れ子４５と対向した第１の入れ子３５の部分（第１の入れ子の対向面）と、第１の入れ子３５と対向する第２の入れ子４５の部分（第２の入れ子の対向面）との間のクリアランスＣ41は０．０３ｍｍ（Ｃ41≦０．０３ｍｍ）以下であり、第１の入れ子３５の対向面と第２の入れ子４５の対向面との重なり量ΔＳ41は０．５ｍｍ以上（ΔＳ41≧０．５ｍｍ）であり、第１の入れ子３５と被覆プレート３３との間のクリアランスＣ42、及び、第２の入れ子４５と被覆プレート４３との間のクリアランスＣ43は０．０３ｍｍ以下（Ｃ42，Ｃ43≦０．０３ｍｍ）であり、第１の入れ子３５に対する被覆プレート３３の重なり量ΔＳ42、及び、第２の入れ子４５に対する被覆プレート４３の重なり量ΔＳ43は０．５ｍｍ以上（ΔＳ42，ΔＳ43≧０．５ｍｍ）であり、被覆プレート３３，４３は第１及び第２の入れ子３５，４５の一部分とのみ重なり合っている。
【０１７９】
実施例９の金型組立体におけるキャビティ３８の大きさは１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍであり、形状は直方体である。実施例９においては、第１の入れ子３５を構成する第１の入れ子本体１３５の厚さを３．００ｍｍとし、第２の入れ子４５を構成する第２の入れ子本体１４５の厚さを２．００ｍｍとし、これらの入れ子を、実施例２と同様の部分安定化された導電性ジルコニアセラミックスから作製した。第１の入れ子本体１３５の大きさは、１０２．００ｍｍ×１０２．００ｍｍ×３．００ｍｍである。研削加工にて作製された第１の入れ子本体１３５のキャビティ面及び対向面に対してダイヤモンド砥石を用いた研磨及び仕上げを行ない、キャビティ面及び対向面の表面粗さＲyを０．３μｍとした。
【０１８０】
第１の金型部（固定金型部）３０を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製した。第１の入れ子３５のための入れ子装着部３１の内寸法が、１０２．２０ｍｍ×１０２．２０ｍｍ、深さが３．０２ｍｍとなるように切削加工を行い、第１の金型部３０に入れ子装着部３１を設けた（図１６の（Ｃ）及び（Ｄ）参照）。尚、参照番号３２は、第１の被覆プレート取付部である。次いで、第１の入れ子３５を、シリコン系接着剤（図示せず）を用いて、入れ子装着部３１内に接着した（図１７の（Ｃ）及び（Ｄ）参照）。そして、第１の入れ子３５の対向面３５Ｂを構成する金属層３７の切削、研磨を行い、その表面粗さＲyを０．３μｍとした。次いで、実施例２と同様の方法で、第１の入れ子本体１３５のキャビティ面及び対向面のそれぞれに、凹凸薄層構成及び非凹凸薄層構成（金属層３７で表す）を形成した。尚、凹凸薄層構成の上には薄膜（図示せず）が更に形成されている。部分安定化ジルコニアセラミックスを用い、実施例１と同様の方法で、少なくとも第１の入れ子本体１３５の薄層形成面に、活性金属膜及び金属層を形成してもよい。
【０１８１】
部分安定化された導電性ジルコニアをキャビティ面が凹形状になるようにプレス成形後、焼成することによって、第２の入れ子４５を構成する第２の入れ子本体１４５を作製した。この第２の入れ子本体１４５には凹部が設けられている。第２の入れ子本体１４５の外形寸法は１０６．００ｍｍ×１０６．００ｍｍである。また、凹部の寸法は１００．００ｍｍ×１００．００ｍｍであり、凹部の底面４５Ｂの厚さは２．００ｍｍであり、底面からの立ち上がり部４５Ｃの厚さ（高さ）は５．００ｍｍである。従って、キャビティ３８を形成する部分の高さ（厚さ）は３．００ｍｍである。凹部の底面４５Ｂ及び立ち上がり部４５Ｃの内側面４５Ａ（これらの面はキャビティ面である）に対して、ダイヤモンド砥石を用いた研磨及び仕上げを行ない、これらのキャビティ面の表面粗さＲyを０．３μｍとした。更には、第２の入れ子本体１４５の凹部の底面４５Ｂと立ち上がり部４５Ｃの境界部を、半径０．１ｍｍの曲面とした。尚、第２の金型部４０に第２の被覆プレート４３を取り付けるために、第２の入れ子４５の立ち上がり部４５Ｃの一部は除去された形状となっている（図１７の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。
【０１８２】
第２の金型部（可動金型部）４０を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製した。そして、第２の入れ子４５のための入れ子装着部４１の内寸法が、１０６．２０ｍｍ×１０６．２０ｍｍ、深さが５．０２ｍｍとなるように切削加工を行い、第２の金型部４０に入れ子装着部４１を設けた（図１６の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。尚、参照番号４２は、第２の被覆プレート取付部である。次いで、第２の入れ子４５を、シリコン系接着剤（図示せず）を用いて、入れ子装着部４１内に接着した（図１７の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。そして、第２の入れ子４５の対向面４５Ｄを構成する金属層４７の切削、研磨を行い、その表面粗さＲyを０．３μｍとした。次いで、実施例２と同様の方法で、第２の入れ子本体１４５のキャビティ面及び対向面に、それぞれ、凹凸薄層構成及び非凹凸薄層構成（金属層４７で表す）を形成した。尚、凹凸薄層構成の上には薄膜（図示せず）が更に形成されている。実施例１と同様の方法で、部分安定化ジルコニアセラミックスを用い、第２の入れ子本体１４５の少なくとも薄層形成面に、活性金属膜及び金属層を形成してもよい。
【０１８３】
炭素鋼にて第１の被覆プレート３３を作製し、所定位置にボルト（図示せず）にて第１の金型部３０に固定した（図１８の（Ｂ）参照）。尚、第１の被覆プレート３３には、溶融熱可塑性樹脂導入部の一部３９Ａが形成されている。また、炭素鋼にて第２の被覆プレート４３を作製し、所定位置にボルト（図示せず）にて第２の金型部４０に固定した（図１８の（Ａ）参照）。尚、第２の被覆プレート４３には、溶融熱可塑性樹脂導入部の一部３９Ｂが形成されている。第１の金型部と第２の金型部とを型締めした状態において、第１の被覆プレート３３及び第２の被覆プレート４３によって、溶融熱可塑性樹脂導入部３９が構成される。
【０１８４】
このように作製した第１の金型部（固定金型部）３０と第２の金型部（可動金型部）４０を組み付けて実施例９の金型組立体を得た。この金型組立体において、第１の金型部３０と第２の金型部４０とを型締めした状態で、第２の入れ子４５と対向した第１の入れ子３５の部分（第１の入れ子３５の対向面３５Ｂ）と、第１の入れ子３５と対向した第２の入れ子４５の部分（第２の入れ子４５の対向面４５Ｄ）との間のクリアランス（Ｃ41）は０．０１ｍｍであった。また、第１の入れ子と対向する第１の被覆プレート３３の面３４と、第１の入れ子３５との間のクリアランス（Ｃ42）、第２の入れ子と対向する第２の被覆プレート４３の面４４と、第２の入れ子４５との間のクリアランス（Ｃ43）は、それぞれ０．０１ｍｍであった。更には、第１の入れ子３５の対向面３５Ｂと、第２の入れ子４５の対向面４５Ｄとの重なり量（ΔＳ41）は１．０ｍｍであり、第１の入れ子３５に対する第１の被覆プレート３３の重なり量（ΔＳ42）は１．０ｍｍであった。一方、第２の入れ子４５に対する第２の被覆プレート４３の重なり量（ΔＳ43）は３．０ｍｍであった。尚、第１及び第２の被覆プレート３３，４３は第１及び第２の入れ子３５，４５の一部分とのみ重なり合っている。
【０１８５】
完成した金型組立体を成形装置に取り付けた後、金型組立体を金型温調機を用いて１３０゜Ｃまで加熱後、４０゜Ｃまで急冷しても、第１及び第２の入れ子３５，４５に割れ等の損傷は発生せず、また、金属層３７，４７や薄膜にも損傷は発生しなかった。
【０１８６】
実施例１と同じ成形装置、熱可塑性樹脂を用い、実施例１と同じ成形条件にて成形を行った。入れ子３５，４５のキャビティ面３５Ａ，４５Ａと接していた成形品の表面にはガラス繊維の析出（浮き）がなく、成形品の表面にはムラの無い凹凸部が形成されていた。また、フローマーク及びジェッティング等の成形不良もなかった。連続して成形を１００００回行ったが、入れ子３５，４５や、金属層３７，４７、薄膜に損傷や摩耗は発生しなかった。
【０１８７】
尚、実施例９においては、溶融熱可塑性樹脂導入部（ゲート部）３９が設けられた被覆プレート３３，４３を、第１及び第２の金型部３０，４０に取り付けた構造としたが、被覆プレートを第１の金型部３０若しくは第２の金型部４０のいずれか一方に取り付ける構造とすることもできる。
【０１８８】
（実施例１０）
実施例１０における金型組立体は、実施例８の金型組立体の変形である。図１９の（Ａ）に模式的な端面図を示すように、実施例１０の金型組立体においては、成形品の成形時、キャビティの容積を可変とし得る構造を有する。実施例１０においては、例えば油圧シリンダー（図示せず）で可動させることができる中子２７を金型組立体のキャビティ２４内に配設する。そして、成形品の成形においては、型締め時、成形すべき成形品の容積（ＶM）よりもキャビティ２４の容積（ＶC）が大きくなるように、第１の金型部２０と第２の金型部２１とを型締めし、且つ、キャビティ内における中子２７の配置位置を制御する。そして、キャビティ（容積：ＶC）２４内に溶融した熱可塑性樹脂を導入し、熱可塑性樹脂の導入開始前、開始と同時に、導入中に、あるいは導入完了後（導入完了と同時を含む）、図示しない油圧シリンダーの作動によって中子２７を移動させて、キャビティ２４の容積を成形すべき成形品の容積（ＶM）まで減少させる。この状態を図１９の（Ｂ）に模式的に示す。このように、成形品の成形時、キャビティ２４の容積を可変とし得る構造を有する金型組立体を用いれば、成形品の表面を均一に圧縮することが可能となることから、成形品の表面にヒケが発生することを抑制することができる。
【０１８９】
実施例１と同じ成形装置、熱可塑性樹脂を用い、実施例１と同じ成形条件にて成形を行った。入れ子２５のキャビティ面２５Ａと接していた成形品の表面にはガラス繊維の析出（浮き）がなく、成形品の表面にはムラの無い凹凸部が形成されていた。また、フローマーク及びジェッティング等の成形不良もなかった。連続して成形を１００００回行ったが、実施例１あるいは実施例２と実質的に同じ方法で作製された入れ子２５や、薄層（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層）２６、薄膜に損傷や摩耗は発生しなかった。
【０１９０】
（実施例１１）
実施例１１における金型組立体も、実施例８の金型組立体の変形である。図２０の（Ａ）に模式的な端面図を示すように、実施例１１の金型組立体においては、加圧流体注入装置２８が更に備えられている。尚、図２０の（Ａ）に示す例においては、加圧流体注入装置２８の取り付け位置は、金型部に配設されそしてキャビティに開口する加圧流体注入装置取付部とした。そして、キャビティ２４内に導入された溶融熱可塑性樹脂内に、加圧流体注入装置２８から加圧流体を注入し、以て、キャビティ２４内の熱可塑性樹脂の内部に中空部を形成する。尚、キャビティ２４内への溶融熱可塑性樹脂の導入完了時の状態を図２０の（Ｂ）に模式的に示し、溶融熱可塑性樹脂内への加圧流体の注入完了の状態を図２１に模式的に示す。このように、キャビティ２４内の溶融熱可塑性樹脂中に加圧流体を注入すれば、キャビティ２４内の樹脂は金型部のキャビティ面及び入れ子２５のキャビティ面２５Ａに向かって加圧される結果、成形品にヒケが発生することを確実に防止し得る。しかも、入れ子２５と接触する溶融熱可塑性樹脂の冷却・固化が遅延されるので、入れ子２５のキャビティ面２５Ａの近傍の固化し始めた樹脂の部分と内部の樹脂とが相互に混じり合うといった現象の発生を回避することができ、肉厚部近傍の成形品表面に色ムラや外観不良が発生することを防止し得る。
【０１９１】
実施例１と同じ成形装置、熱可塑性樹脂を用い、実施例１と同じ成形条件にて成形を行った。入れ子２５のキャビティ面２５Ａと接していた成形品の表面にはガラス繊維の析出（浮き）がなく、成形品の表面にはムラの無い凹凸部が形成されていた。また、フローマーク及びジェッティング等の成形不良もなかった。また、成形品の内部には所望の中空部が確実に形成されていた。連続して成形を１００００回行ったが、実施例１あるいは実施例２と実質的に同じ方法で作製された入れ子２５や、薄層（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層）２６、薄膜に損傷や摩耗は発生しなかった。
【０１９２】
（実施例１２）
実施例１２は、成形品に穴を形成するために、第１の金型部及び／又は第２の金型部に取り付けられ、キャビティ内を占める部分がキャビティの一部を構成するコアピンを更に備えている金型組立体に関する。以下、種々のコアピンの形態を図面を参照して説明する。
【０１９３】
図２２の（Ａ）及び（Ｂ）に模式的な一部断面図を示す金型組立体においては、コアピン１０１は、実施例１あるいは実施例２における入れ子と同様の構成（但し、通常、金属層の表面に凹凸部を形成する必要はない）を有し、第２の金型部１１に公知の方法で取り付けられている。図２２の（Ａ）に示す構造においては、コアピン１０１の先端面１０３と入れ子１５のキャビティ面１５Ａとの間のクリアランスは十分大きい。これによって、成形品に非貫通穴を形成することができる。尚、コアピン１０１の表面には、薄層１６Ａ（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層から成る）が形成され、所望に応じて、更に薄膜が形成されている。一方、図２２の（Ｂ）におけるコアピン１０１の先端面は対向面１０２に相当し、先端面（対向面１０２）と入れ子１５のキャビティ面１５Ａとの間のクリアランス（Ｃc1）は０．０３ｍｍ以下（Ｃc1≦０．０３ｍｍ）、好ましくは０．００１ｍｍ乃至０．０３ｍｍ（０．００１ｍｍ≦Ｃc1≦０．０３ｍｍ）、より好ましくは０．００３ｍｍ乃至０．０３ｍｍ（０．００３ｍｍ≦Ｃc1≦０．０３ｍｍ）であることが望ましい。尚、コアピン１０１の表面には、薄層１６Ａ（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層から成る）が形成され、所望に応じて、更に薄膜が形成されている。ここで、薄層１６Ａは、少なくとも対向面１０２に形成されていればよい。また、対向面１０２に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。これによって、対向面１０２と入れ子１５のキャビティ面１５Ａとの間に溶融熱可塑性樹脂が侵入することなく、成形品に貫通穴を形成することができる。尚、図２２の（Ａ）及び（Ｂ）に示した構造においては、集中応力によるコアピンの対向面１０２あるいは先端面１０３の破損を防止するために、ダイヤモンド砥石で、薄層を形成する前のコアピンの対向面１０２あるいは先端面１０３の外側コーナー部に０．２ｍｍＲ以上の曲率を付与するか、又はＣ面処理（コーナー部を４５度の角度に面取りする処理）を行うことが好ましい。
【０１９４】
あるいは又、図２３の（Ａ）に模式的な一部断面図を示すように、入れ子１５には貫通孔が設けられており、金型組立体の型締め時、コアピン１０１の先端部１０４は貫通孔内へ延びる。この場合、コアピンの先端部１０４と入れ子１５に設けられた貫通孔との間のクリアランス（Ｃc2）は０．１ｍｍ以上であることが好ましい。クリアランス（Ｃc2）が０．１ｍｍ未満の場合、熱による膨張・収縮でコアピンと入れ子が接触して、入れ子やコアピンが破損する虞がある。また、コアピン１０１のキャビティ１４内を占める部分には段差が付けられ、入れ子１５のキャビティ面１５Ａと対向する対向面１０２が設けられている。入れ子１５のキャビティ面１５Ａと対向する対向面１０２との間のクリアランス（Ｃc1）は前述したとおりとすることが望ましい。このような構造にすることで、対向面１０２と入れ子のキャビティ面１５Ａとの間に溶融熱可塑性樹脂が侵入することなく、成形品に貫通穴を正確な位置へ確実に形成することができ、しかも、コアピンの先端部１０４や入れ子１５の損傷発生を防止することができる。尚、コアピン１０１の表面には、薄層１６Ａ（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層から成る）が形成され、所望に応じて、更に薄膜が形成されている。ここで、薄層１６Ａは、少なくとも先端部１０４及び対向面１０２に形成されていればよい。また、先端部１０４及び対向面１０２に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。
【０１９５】
あるいは又、図２３の（Ｂ）及び図２４の（Ａ）に模式的な一部断面図を示すように、コアピン１１１は、実施例１あるいは実施例２における入れ子と同様の構成（但し、通常、金属層の表面に凹凸部を形成する必要はない）を有し、入れ子１５には貫通孔が設けられており、コアピン１１１は、この貫通孔を通して公知の方法で第１の金型部１０に取り付けられている。コアピン１１１の表面には、薄層１６Ａ（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層から成る）が形成され、所望に応じて、更に薄膜が形成されている。これらの場合、キャビティ１４内を占めるコアピン１１１の部分は、入れ子１５のキャビティ面１５Ａと対向する対向面１１２を有し、対向面１１２と入れ子１５のキャビティ面１５Ａとの間のクリアランス（Ｃc1）は前述したとおりとすることが望ましい。また、コアピン１１１と入れ子１５に設けられた貫通孔との間のクリアランス（Ｃc2）は０．１ｍｍ以上であることが好ましい。
【０１９６】
図２３の（Ｂ）に示す構造においては、コアピン１１１の先端面１１３と第２の金型部１１のキャビティ面１１Ｂとの間のクリアランスは十分大きい。これによって、成形品に非貫通穴を形成することができる。ここで、対向面１１２に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。一方、図２４の（Ａ）におけるコアピン１１１の先端面１１３と第２の金型部１１のキャビティ面１１Ｂとの間のクリアランス（Ｃc3）は、キャビティ面１１Ｂが金属から構成されている場合、０ｍｍとすることができる。ここで、対向面１１２及び先端部１１３に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。第２の金型部１１に入れ子（図示せず）を配設する場合には、かかる入れ子のキャビティ面とコアピン１１１の先端面１１３との間のクリアランス（Ｃc3）は０．０３ｍｍ以下（Ｃc3≦０．０３ｍｍ）、好ましくは０．００１ｍｍ乃至０．０３ｍｍ（０．００１ｍｍ≦Ｃc3≦０．０３ｍｍ）、より好ましくは０．００３ｍｍ乃至０．０３ｍｍ（０．００３ｍｍ≦Ｃc3≦０．０３ｍｍ）であることが望ましい。これによって、コアピン１１１の先端面１１３と第２の金型部１１のキャビティ面（入れ子のキャビティ面）との間に溶融熱可塑性樹脂が侵入することなく、成形品に貫通穴を形成することができる。尚、図２３の（Ａ）、（Ｂ）、図２４の（Ａ）、（Ｂ）に示した構造においては、集中応力によるコアピンの破損を防止するために、ダイヤモンド砥石で、薄層を形成する前のコアピンの先端面１１２，１１３の外側コーナー部に０．２ｍｍＲ以上の曲率を付与するか、又はＣ面処理を行うことが好ましい。
【０１９７】
図２４の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示す例においては、入れ子１５には貫通孔が設けられており、コアピン１１１は貫通孔を通して第１の金型部１０に公知の方法で取り付けられている。第２の金型部１１には孔部１１Ｃが設けられており、金型組立体の型締め時、コアピン１１１の先端部１１４は孔部１１Ｃ内へ延びる。コアピン１１１の表面には、薄層１６Ａ（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層から成る）が形成され、所望に応じて、更に薄膜が形成されている。コアピン１１１の先端部１１４と孔部１１Ｃとの間のクリアランス（Ｃc4）は０．０１乃至０．０３ｍｍであることが好ましい。このような構造にすることで、成形品に貫通穴を確実に形成することができる。ここで、先端部１１４及び対向面１１２に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。
【０１９８】
図２５の（Ａ）に模式的な一部断面図を示す例においては、コアピンは、第２の金型部１１に公知の方法で取り付けられたコアピン取付部１２０と、コアピン取付部１２０に取り付けられ、一端が閉塞しそして他端が開口した環状部材１２１とから成る。環状部材１２１はキャップ状である。環状部材１２１は、実施例１あるいは実施例２における入れ子と同様の構成（但し、通常、金属層の表面に凹凸部を形成する必要はない）を有し、その表面には、薄層１６Ａ（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層から成る）が形成され、所望に応じて、更に薄膜が形成されている。環状部材１２１は、キャビティ１４内を占めるコアピンの部分の表面を構成する。コアピン取付部１２０は、環状部材１２１の他端から環状部材の内部に延在している。環状部材１２１の肉厚（断面形状が環状の場合、外径と内径の差の１／２）は、０．５乃至４ｍｍとすることが好ましい。コアピン取付部１２０は金属から作製すればよい。図２５の（Ａ）に示す構造においては、環状部材１２１の先端面１２３と入れ子のキャビティ面１５Ａとの間のクリアランスは十分大きい。これによって、成形品に非貫通穴を形成することができる。図２５の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示す例においては、環状部材１２１の対向面１２２に相当する先端面と入れ子１５のキャビティ面１５Ａとの間のクリアランス（Ｃc1）は前述したとおりとすることが望ましい。これによって、環状部材１２１の対向面１２２に相当する先端面と入れ子のキャビティ面１５Ａとの間に溶融熱可塑性樹脂が侵入することなく、成形品に貫通穴を形成することができる。図２５の（Ｂ）に示す例においては、薄層１６Ａは少なくとも環状部材１２１の対向面１２２に相当する先端面に形成されていればよい。ここで、対向面１２２に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。尚、図２５の（Ａ）及び（Ｂ）に示した構造においては、集中応力による環状部材の破損を防止するために、ダイヤモンド砥石で、薄層を形成する前の環状部材１２１の外側コーナー部に０．２ｍｍＲ以上の曲率を付与するか、又はＣ面処理を行うことが好ましい。
【０１９９】
図２６の（Ａ）及び（Ｂ）に模式的な一部断面図を示す例においては、コアピンは、第１の金型部１０に公知の方法で取り付けられたコアピン取付部１３０と、コアピン取付部１３０に取り付けられ、一端が開口しそして他端が閉塞した環状部材１３１とから成る。環状部材１３１はキャップ状である。環状部材１３１は、実施例１あるいは実施例２における入れ子と同様の構成（但し、通常、金属層の表面に凹凸部を形成する必要はない）を有し、その表面には、薄層１６Ａ（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層から成る）が形成され、所望に応じて、更に薄膜が形成されている。環状部材１３１は、キャビティ１４内を占めるコアピンの部分の表面を構成する。環状部材１３１の一端を構成する面は対向面１３２に相当し、コアピン取付部１３０は、入れ子１５に設けられた貫通孔を貫通し、そして環状部材１３１の一端から環状部材の内部に延在している。環状部材１３１の肉厚（断面形状が環状の場合、外径と内径の差の１／２）は、０．５乃至４ｍｍとすることが好ましい。コアピン取付部１３０は金属から作製すればよい。尚、コアピン取付部１３０と、入れ子１５に設けられた貫通孔との間のクリアランス（Ｃc2）は０．１ｍｍ以上であることが好ましい。クリアランス（Ｃc2）が０．１ｍｍ未満の場合、熱による膨張・収縮でコアピンと入れ子が接触して、入れ子やコアピンが破損する虞がある。
【０２００】
図２６の（Ａ）に示す構造においては、環状部材１３１の先端面１３３と第２の金型部１１のキャビティ面１１Ｂとの間のクリアランスは十分大きい。これによって、成形品に非貫通穴を形成することができる。この場合、薄層１６Ａは、少なくとも環状部材１３１の一端を構成する対向面１３２に形成されていればよい。ここで、対向面１３２に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。一方、図２６の（Ｂ）における環状部材の他端の面（先端面）１３３と第２の金型部１１のキャビティ面１１Ｂとの間のクリアランス（Ｃc3）は、キャビティ面１１Ｂが金属から構成されている場合、０ｍｍとすることができる。第２の金型部１１に入れ子（図示せず）を配設する場合には、かかる入れ子のキャビティ面と環状部材の他端の面（先端面）１３３との間のクリアランス（Ｃc3）は前述したとおりとすることが望ましい。これによって、環状部材の他端の面（先端面）１３３と第２の金型部１１のキャビティ面１１Ｂとの間に溶融熱可塑性樹脂が侵入することなく、成形品に貫通穴を形成することができる。この場合、薄層１６Ａは、少なくとも環状部材１３１の一端を構成する対向面１３２、及び、環状部材の他端の面（先端面）１３３に形成されていればよい。ここで、対向面１３２及び先端面１３３に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。尚、環状部材１３１の対向面１３２と入れ子のキャビティ面１５Ａとの間のクリアランス（Ｃc1）は前述したとおりとすることが望ましい。図２６の（Ａ）及び（Ｂ）に示した構造においては、集中応力による環状部材の破損を防止するために、ダイヤモンド砥石で、薄層を形成する前の環状部材１３１の外側コーナー部に０．２ｍｍＲ以上の曲率を付与するか、又はＣ面処理を行うことが好ましい。
【０２０１】
図２７の（Ａ）に模式的な一部断面図を示す例においては、コアピンは、第２の金型部１１に公知の方法で取り付けられたコアピン取付部１２０Ａと、コアピン取付部１２０Ａに取り付けられ、両端が開口した環状部材１２１Ａとから成る。環状部材１２１Ａはリング状である。環状部材１２１Ａは、実施例１あるいは実施例２における入れ子と同様の構成（但し、通常、金属層の表面に凹凸部を形成する必要はない）を有し、その表面には、薄層１６Ａ（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層から成る）が形成され、所望に応じて、更に薄膜が形成されている。尚、薄層１６Ａは、少なくとも対向面１２２Ａに形成されていればよい。ここで、対向面１２２Ａに形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。環状部材１２１Ａは、キャビティ１４内を占めるコアピンの部分の表面を構成する。環状部材１２１Ａの一端を構成する面は対向面１２２Ａに相当し、コアピン取付部１２０Ａは、環状部材１２１Ａの他端から環状部材１２１Ａの内部に延在している。この例においては、コアピン取付部１２０Ａの先端面１２３Ａは、対向面１２２Ａの占める平面内に位置する。環状部材１２１Ａの肉厚（断面形状が環状の場合、外径と内径の差の１／２）は、０．５乃至４ｍｍとすることが好ましい。コアピン取付部１２０Ａは金属から作製すればよい。尚、図２７の（Ａ）における環状部材１２１Ａの一端の面（対向面）１２２Ａと入れ子のキャビティ面１５Ａとの間のクリアランス（Ｃc1）は前述したとおりとすることが望ましい。これによって、環状部材１２１Ａの一端の面（対向面）１２２Ａと入れ子のキャビティ面１５Ａとの間に溶融熱可塑性樹脂が侵入することなく、成形品に貫通穴を形成することができる。
【０２０２】
図２７の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示す例においては、入れ子１５には貫通孔が設けられており、金型組立体の型締め時、コアピン取付部１２０Ａの先端部１２４Ａは環状部材１２１Ａの一端から貫通孔内へと延びる。コアピン取付部１２０Ａの先端部１２４Ａと貫通孔との間のクリアランス（Ｃc2）は０．１ｍｍ以上である。このような構造とすることで、成形品に確実に貫通穴を形成することができる。ここで、対向面１２２Ａに形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。
【０２０３】
図２８の（Ａ）に模式的な一部断面図を示す例においては、コアピン取付部１２０Ａの先端部１２５Ａは環状部材１２１の内部に止まる。入れ子１５には貫通孔が設けられており、第１の金型部１０には貫通孔から突出した突出部１０Ｃが設けられている。そして、突出部１０Ｃと貫通孔との間のクリアランス（Ｃc2）は０．１ｍｍ以上である。金型組立体の型締め時、突出部１０Ｃは環状部材１２１Ａの内部に嵌合する。より具体的には、金型組立体の型締め時、突出部１０Ｃはコアピン取付部１２０Ａの先端部１２５Ａと嵌合する。このような構造とすることでも、成形品に確実に貫通穴を形成することができる。また、嵌合精度を高めることができる。尚、コアピン取付部１２０Ａの先端部１２５Ａ及び突出部１０Ｃの先端面は平滑であってもよい。金型組立体の型締め時、突出部１０Ｃの先端部側壁と環状部材１２１Ａの内側表面とが接触しないように、突出部１０Ｃの先端部側壁と環状部材１２１Ａの内側表面との間のクリアランスは０．１ｍｍ以上あることが好ましい。ここで、対向面１２２Ａに形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。
【０２０４】
図２７の（Ａ）及び（Ｂ）並びに図２８の（Ａ）に示した構造においては、集中応力による環状部材の破損を防止するために、ダイヤモンド砥石で、薄層を形成する前の環状部材１２１Ａの外側コーナー部に０．２ｍｍＲ以上の曲率を付与するか、又はＣ面処理を行うことが好ましい。
【０２０５】
図２８の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示す例においては、コアピンは、第１の金型部１０に公知の方法で取り付けられたコアピン取付部１３０Ａと、コアピン取付部１３０Ａに取り付けられ、両端が開口した環状部材１３１Ａとから成る。環状部材１３１Ａはリング状である。環状部材１３１Ａは、実施例１あるいは実施例２における入れ子と同様の構成（但し、通常、金属層の表面に凹凸部を形成する必要はない）を有し、その表面には、薄層１６Ａ（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層から成る）が形成され、所望に応じて、更に薄膜が形成されている。尚、薄層１６Ａは、少なくとも対向面１３２Ａ、及び、第２の金型部１１と対向する面１３６Ａに形成されていればよい。ここで、対向面１３２Ａ及び面１３６Ａに形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。環状部材１３１Ａは、キャビティ１４内を占めるコアピンの部分の表面を構成する。環状部材１３１Ａの一端を構成する面は対向面１３２Ａに相当し、入れ子１５には貫通孔が設けられており、コアピン取付部１３０Ａは、貫通孔を貫通し、そして環状部材１３１Ａの一端から環状部材の内部に延在している。この場合、コアピン取付部１３０Ａと貫通孔との間のクリアランス（Ｃc2）は０．１ｍｍ以上であることが好ましい。尚、環状部材１３１Ａの対向面１３２Ａに相当する面と入れ子のキャビティ面１５Ａとの間のクリアランス（Ｃc1）は前述したとおりとすることが望ましい。更には、環状部材１３１Ａの他端を構成する面１３６Ａと第２の金型部１１のキャビティ面１１Ｂとの間のクリアランス（Ｃc3）は、キャビティ面１１Ｂが金属から構成されている場合、０ｍｍとすることができる。第２の金型部１１に入れ子（図示せず）を配設する場合には、かかる入れ子のキャビティ面と環状部材１３１Ａの他端を構成する面１３６Ａとの間のクリアランス（Ｃc3）は前述したとおりとすることが望ましい。この例においては、コアピン取付部１３０Ａの先端面１３３Ａは、面１３６Ａの占める平面内に位置するが、キャビティ面１１Ｂが金属から構成されている場合には、コアピン取付部１３０Ａの先端面１３３Ａは、面１３６Ａの占める平面から突出していてもよい。
【０２０６】
図２９の（Ａ）に模式的な一部断面図を示す例においては、第２の金型部１１には孔部１１Ｃが設けられており、金型組立体の型締め時、コアピン取付部１３０Ａの先端部１３４Ａは孔部１１Ｃ内へ延びる。コアピン取付部１３０Ａの先端部１３４Ａにおける環状部材１３１Ａと孔部１１Ｃとの間のクリアランス（Ｃc4）は０．０１乃至０．０３ｍｍであることが好ましい。ここで、対向面１３２Ａ及び先端部１３４Ａに形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。
【０２０７】
図２９の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示す例においては、コアピン取付部１３０Ａの先端部１３５Ａは環状部材１３１Ａの内部に止まり、第２の金型部１１には突出部１１Ｄが設けられており、金型組立体の型締め時、突出部１１Ｄは環状部材１３１Ａの内部に嵌合する形態とすることができる。より具体的には、金型組立体の型締め時、突出部１１Ｄはコアピン取付部１３０Ａの先端部１３５Ａと嵌合する。このような構造とすることでも、成形品に確実に貫通穴を形成することができる。また、嵌合精度を高めることができる。尚、コアピン取付部１３０Ａの先端部１３５Ａ及び突出部１１Ｄの先端面は平滑であってもよい。金型組立体の型締め時、突出部１１Ｄの先端部側壁と環状部材１３１Ａの内側表面とが接触しないように、突出部１１Ｄの先端部側壁と環状部材１３１Ａの内側表面との間のクリアランスは０．１ｍｍ以上あることが好ましい。ここで、対向面１３２Ａに形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。
【０２０８】
尚、図２８の（Ｂ）、図２９の（Ａ）及び（Ｂ）に示した構造においては、集中応力による環状部材の破損を防止するために、ダイヤモンド砥石で、薄層を形成する前の環状部材１３１Ａの外側コーナー部に０．２ｍｍＲ以上の曲率を付与するか、又はＣ面処理を行うことが好ましい。
【０２０９】
図３０の（Ａ）及び図３１の（Ａ）に模式的な一部断面図を示す例においては、コアピンを例えば部分安定化ジルコニアセラミックスから作製する代わりに、少なくともキャビティ１４内を占めるコアピン１４０，１５０の部分の表面に、例えば部分安定化ジルコニアを溶射して成る溶射層１４１，１５１が形成されている。溶射層１４１，１５１の表面には、例えば、活性金属膜及び金属層から成る薄層１６Ｂが形成されている。尚、コアピン１４０，１５０は金属から作製すればよい。
【０２１０】
図３０の（Ａ）に示した構造においては、コアピン１４０は第２の金型部１１に取り付けられており、コアピン１４０の先端面１４３と入れ子１５のキャビティ面１５Ａとの間のクリアランスは十分大きい。図３１の（Ａ）に示した構造においては、入れ子１５には貫通孔が設けられており、コアピン１５０はこの貫通孔を通して第１の金型部１０に取り付けられており、コアピン１５０の先端面１５３と第２の金型部１１のキャビティ面１１Ｂとの間のクリアランスは十分大きい。これによって、成形品に非貫通穴を形成することができる。尚、図３１の（Ａ）に示した例においては、キャビティ１４内を占めるコアピン１５０の部分は、入れ子１５のキャビティ面１５Ａと対向する対向面１５２を有し、対向面１５２と入れ子１５のキャビティ面１５Ａとの間のクリアランス（Ｃc1）は前述したとおりとすることが望ましい。ここで、対向面１５２に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。
【０２１１】
あるいは又、図３０の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示す例においては、コアピン１４０は第２の金型部１１に取り付けられており、キャビティ１４内を占めるコアピン１４０の部分は、入れ子１５のキャビティ面１５Ａと対向する対向面１４２を有する。対向面１４２と入れ子１５のキャビティ面１５Ａとの間のクリアランス（Ｃc1）は前述したとおりとすることが望ましい。図３０の（Ｂ）に示す構造においては、成形品に貫通穴を形成することができる。ここで、対向面１４２に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。
【０２１２】
更には、図３１の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示す例においては、入れ子１５には貫通孔が設けられており、コアピン１５０はこの貫通孔を通して第１の金型部１０に取り付けられており、キャビティ１４内を占めるコアピン１５０の部分は、入れ子１５のキャビティ面１５Ａと対向する対向面１５２を有し、対向面１５２と入れ子１５のキャビティ面１５Ａとの間のクリアランス（Ｃc1）は前述したとおりとすることが望ましい。しかも、コアピン１５０の先端面１５３と第２の金型部１１のキャビティ面１１Ｂとの間のクリアランス（Ｃc3）は、キャビティ面１１Ｂが金属から構成されている場合、０ｍｍとすることができる。第２の金型部１１に入れ子（図示せず）を配設する場合には、かかる入れ子のキャビティ面とコアピン１５０の先端面１５３との間のクリアランス（Ｃc3）は前述したとおりとすることが望ましい。これによって、成形品に貫通穴を形成することができる。尚、図３１の（Ａ）及び（Ｂ）において、コアピン１５０と入れ子１５に設けられた貫通孔との間のクリアランス（Ｃc2）は０．１ｍｍ以上であることが好ましい。ここで、対向面１５２及び先端面１５３に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。
【０２１３】
あるいは又、図３２の（Ａ）に模式的な一部断面図を示す例においては、コアピン１４０は第２の金型部１１に取り付けられており、入れ子１５には貫通孔が設けられており、金型組立体の型締め時、コアピン１４０の先端部１４４は貫通孔内へと延びる。コアピン１４０の先端部１４４と貫通孔との間のクリアランス（Ｃc2）は０．１ｍｍ以上である形態を挙げることができる。ここで、対向面１４２及び先端部１４４に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。
【０２１４】
一方、図３２の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示すように、入れ子１５には貫通孔が設けられており、コアピン１５０は貫通孔を通して第１の金型部１０に取り付けられている態様を挙げることができる。この場合、第２の金型部１１には孔部１１Ｃが設けられており、金型組立体の型締め時、コアピン１５０の先端部１５４は孔部１１Ｃ内へ延びる。コアピン１５０の先端部１５４における溶射層１５１と孔部１１Ｃとの間のクリアランス（Ｃc4）は０．０１乃至０．０３ｍｍであることが好ましい。ここで、対向面１５２及び先端部１５４に形成された薄層を構成する金属層の表面には凹凸部が形成されていてはならない。
【０２１５】
図３３の（Ａ）に示す構造は、図２２の（Ｂ）及び図２３の（Ｂ）に示したコアピンの例を実質的に組み合わせた構造である。即ち、第１のコアピン１１０は、実施例１あるいは実施例２における入れ子と同様の構成（但し、通常、金属層の表面に凹凸部を形成する必要はない）を有し、入れ子１５には貫通孔が設けられており、第１のコアピン１１０は、この貫通孔を通して公知の方法で第１の金型部１０に取り付けられている。また、第２のコアピン１００も、実施例１あるいは実施例２における入れ子と同様の構成（但し、通常、金属層の表面に凹凸部を形成する必要はない）を有し、第２の金型部１１に公知の方法で取り付けられている。第１のコアピン１１０と第２のコアピン１００の先端面は相互に嵌合し得る構造となっている。第１のコアピン１１０は対向面１１２を有する。
【０２１６】
図３３の（Ｂ）に示す構造は、図２７の（Ａ）及び図２８の（Ｂ）に示したコアピンの例を組み合わせた構造である。即ち、第１のコアピンは、第１の金型部１０に公知の方法で取り付けられたコアピン取付部１３０Ｂと、コアピン取付部１３０Ｂに取り付けられ、両端が開口した環状部材１３１Ｂとから成る。環状部材１３１Ｂはリング状であり、その構成は、環状部材１３１と同様とすることができる。コアピン取付部１３０Ｂは、環状部材１３１Ｂの他端から環状部材１３１Ｂの内部に延在している。一方、第２のコアピンは、第２の金型部１１に公知の方法で取り付けられたコアピン取付部１２０Ｂと、コアピン取付部１２０Ｂに取り付けられ、両端が開口した環状部材１２１Ｂとから成る。環状部材１２１Ｂはリング状であり、その構成は、環状部材１２１と同様とすることができる。コアピン取付部１２０Ｂは、環状部材１２１Ｂの他端から環状部材１２１Ｂの内部に延在している。これらの環状部材１２１Ｂ，１３１Ｂは、キャビティ１４内を占めるコアピンの部分の表面を構成する。環状部材１３１Ｂの一端を構成する面は対向面１３２Ｂに相当し、入れ子１５には貫通孔が設けられており、コアピン取付部１３０Ｂは、貫通孔を貫通し、そして環状部材１３１Ｂの一端から環状部材の内部に延在している。この場合、コアピン取付部１３０Ｂと貫通孔との間のクリアランス（Ｃc2）は０．１ｍｍ以上であることが好ましい。コアピン取付部１２０Ｂ，１３０Ｂは相互に嵌合し得る構造となっている。環状部材１２１Ｂの一端面（先端面）と環状部材１３１Ｂの他端面（先端面）との間には、０．００３乃至０．０３ｍｍのクリアランスがあることが、環状部材１２１Ｂや環状部材１３１Ｂの破損を防止する上で好ましい。
【０２１７】
図３４の（Ａ）に示す構造は、図３０の（Ｂ）及び図３１の（Ｂ）に示したコアピンの例を組み合わせた構造である。即ち、入れ子１５には貫通孔が設けられており、コアピンは、入れ子１５に設けられた貫通孔を通して第１の金型部１０に取り付けられた第１のコアピン１５０と、第２の金型部１１に取り付けられた第２のコアピン１４０とから成り、金型組立体の型締め時、第１のコアピン１５０の先端部１５４と第２のコアピン１４０の先端部１４４とが嵌合する。第１のコアピン１５０に形成された溶射層１５１の先端面と第２のコアピン１４０に形成された溶射層１４１の先端面との間には、０．００３乃至０．０３ｍｍのクリアランスがあることが、溶射層１４１，１５１の破損を防止する上で好ましい。
【０２１８】
図３４の（Ｂ）に示す構造は、図３３の（Ａ）に示した構造の変形であり、第１の金型部１０に入れ子１５1が取り付けられ、第２の金型部１１に入れ子１５2が取り付けられている。入れ子１５1には貫通孔が設けられており、実施例１あるいは実施例２における入れ子と同様の構成（但し、通常、金属層の表面に凹凸部を形成する必要はない）を有する第１のコアピン１１０は、この貫通孔を通して公知の方法で第１の金型部１０に取り付けられている。第１のコアピン１１０は対向面１１２を有する。第２のコアピン１００も、実施例１あるいは実施例２における入れ子と同様の構成（但し、通常、金属層の表面に凹凸部を形成する必要はない）を有し、入れ子１５2には貫通孔が設けられており、第２のコアピン１００は、この貫通孔を通して公知の方法で第２の金型部１１に取り付けられている。第２のコアピン１００は対向面１０２を有する。第１のコアピン１１０と第２のコアピン１００の先端面は相互に嵌合し得る構造となっている。第１のコアピン１１０における対向面１１２と入れ子１５1のキャビティ面１５Ａ1との間のクリアランス（Ｃc1）、及び第２のコアピン１００における対向面１０２と入れ子１５2のキャビティ面１５Ａ2との間のクリアランス（Ｃc1）は、前述したとおりとすることが望ましい。また、第１のコアピン１１０と入れ子１５1の貫通孔との間のクリアランス（Ｃc2）、及び第２のコアピン１００と入れ子１５2の貫通孔との間のクリアランス（Ｃc2）は、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。
【０２１９】
（実施例１３）
実施例１３における穴空き成形品製造用の金型組立体として、図２７の（Ｂ）に示したコアピンを備えた金型組立体を使用した。図３５及び図３６を参照して、以下、実施例１３における穴空き成形品製造用の金型組立体の組み立てを説明する。尚、金型組立体の基本的な構造は、実施例７にて説明した金型組立体と同様とした。
【０２２０】
実施例１３においては、入れ子１５として、中心部に直径２７．００ｍｍの貫通孔１５Ｃが設けられた厚さ３．００ｍｍ、直径１００．００ｍｍの円盤状のＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3から成る入れ子を用いた。入れ子１５のキャビティ面１５Ａには薄層１６（活性金属膜及び金属層から成る）及び薄膜（図示せず）が形成されている。尚、薄層１６及び薄膜の形成は、実施例１と同様とすることができる。第１の金型部（固定金型部）１０の入れ子装着部１０Ｂの内法寸法を外径１００．２ｍｍ、深さを３．０２ｍｍとし、炭素鋼Ｓ５５Ｃを切削加工して入れ子装着部１０Ｂを第１の金型部（固定金型部）１０に形成した。そして、エポキシ系接着剤（図示せず）を用いて、第１の金型部（固定金型部）１０内の入れ子装着部１０Ｂに入れ子１５を固定した（図３６の（Ａ）参照）。そして、入れ子本体の対向面における金属層の表面を切削加工した。
【０２２１】
入れ子１５の端部を被覆するための被覆プレート１２を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製した。尚、内法寸法を９９．００ｍｍとした。この被覆プレート１２を第１の金型部（固定金型部）１０にビス（図示せず）を用いて固定した（図３６の（Ｂ）参照）。入れ子１５と被覆プレート１２との間のクリアランス（Ｃ21）は、平均で０．０１ｍｍであった。また、入れ子１５に対する被覆プレート１２の重なり量（ΔＳ21）は０．５ｍｍであった。
【０２２２】
実施例１３の穴空き成形品製造用の金型組立体の組み立て後の金型の型締め時の状態及び型開き時の状態を、図３５の（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれ示す。成形品に穴を形成するためのコアピンは、第２の金型部（可動金型部）１１に公知の方法で取り付けられた金属製のコアピン取付部１２０Ａと、コアピン取付部１２０Ａに接着剤（図示せず）を用いて取り付けられた環状部材１２１Ａから成る。環状部材１２１Ａの両端は開口している。環状部材１２１Ａは切削加工にて作製されたＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3から成り、内径を２６．００ｍｍ、外径を３２．００ｍｍとした。環状部材１２１Ａの外側コーナー部は０．５ｍｍＲに研磨してある。環状部材１２１Ａの表面には薄層１６Ａ（活性金属膜及び金属層から成る）が形成されている。尚、薄層１６Ａの形成は、凹凸部を形成しないことを除き、実施例１と同様とすることができる。炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製したコアピン取付部１２０Ａの環状部材１２１Ａを取り付ける部分の直径を２５．９０ｍｍとした。環状部材１２１Ａの一端を構成する面は対向面１２２Ａに相当し、コアピン取付部１２０Ａは、環状部材１２１Ａの他端から環状部材の内部に延在している。入れ子１５のキャビティ面１５Ａと、環状部材１２１Ａの対向面１２２Ａとは面接触していない。金型の型締め時、入れ子１５のキャビティ面１５Ａと、環状部材１２１Ａの対向面１２２Ａとの間のクリアランス（Ｃc1）は、０．０１ｍｍであった。金型の型締め時、コアピン取付部１２０Ａの先端部１２４Ａは環状部材１２１Ａの一端から貫通孔１５Ｃ内へと延びる。コアピン取付部１２０Ａの先端部１２４Ａと貫通孔１５Ｃとの間のクリアランス（Ｃc2）は０．５５ｍｍであった。このような構造とすることで、入れ子１５及びコアピンの破損、あるいは、成形品のバリ発生を防止することができる。
【０２２３】
そして、実施例１と同じ熱可塑性樹脂を用い、実施例１と同様の成形条件で成形を行った。成形品の表面にはガラス繊維の析出もなく、成形品の表面にはムラの無い凹凸部が形成されていた。また、成形品には、ウエルドラインの発生もなく、フローマーク及びジェッティング等の成形不良も認められず、成形品には貫通孔が形成されていた。連続して成形を１００００回行ったが、入れ子１５に割れ等の損傷は発生せず、薄層１６や薄膜にも損傷や摩耗は発生しなかった。また、環状部材１２１Ａや薄層１６Ａにも損傷や摩耗は発生しなかった。
【０２２４】
尚、部分安定化された導電性ジルコニアセラミックスを用い、実施例２と同様の方法で、入れ子や環状部材を作製することもできる。
【０２２５】
（実施例１４）
実施例１４における穴空き成形品製造用の金型組立体として、図２８の（Ａ）に示したコアピンを備えた金型組立体を使用した。また、金型組立体の基本的な構造は、実施例７にて説明した金型組立体と同様とした。
【０２２６】
入れ子１５を部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3）セラミックスから作製した。そして、入れ子本体のキャビティ面及び対向面に対して、ダイヤモンド砥石を用いた研磨及び仕上げを行い、表面粗さＲyを０．６μｍとした。入れ子１５の寸法を、厚さ４．００ｍｍ、外径１００．００ｍｍ、内径３０．００ｍｍとした。次いで、入れ子本体に、活性金属膜及び金属層から成る薄層１６並びに薄膜（図示せず）を実施例１と同様の方法で形成した。第１の金型部（固定金型部）１０の入れ子装着部１０Ｂの内法寸法を外径１００．２ｍｍ、深さを４．０２ｍｍとし、炭素鋼Ｓ５５Ｃから切削加工によって入れ子装着部１０Ｂを作製した。また、入れ子装着部１０Ｂには、コアピン取付部１２０Ａと嵌合する円柱状の突出部１０Ｃを設けた。次いで、入れ子１５を入れ子装着部１０Ｂ内にエポキシ系接着剤（図示せず）で固定した。その後、入れ子本体の対向面における薄層の研削、研磨を行った。
【０２２７】
入れ子１５の端部を抑えるための被覆プレート１２を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製し、内法寸法を９９．００ｍｍとした。この被覆プレート１２を第１の金型部（固定金型部）１０にビス（図示せず）を用いて固定した。
【０２２８】
入れ子１５と被覆プレート１２との間のクリアランス（Ｃ21）は、平均で０．０１ｍｍであった。また、入れ子１５に対する被覆プレート１２の重なり量（ΔＳ21）は０．５ｍｍであった。
【０２２９】
第２の金型部（可動金型部）１１内にコアピン取付部１２０Ａを取り付けた。炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製したコアピン取付部１２０Ａの環状部材１２１Ａを取り付ける部分の直径を２５．９ｍｍとした。環状部材１２１ＡをＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3から切削加工にて作製し、環状部材の外側コーナー部をダイヤモンド砥石にて０．５ｍｍＲに仕上げた後、その表面に活性金属膜及び金属層から成る薄層１６Ａを実施例１と同様の方法で形成した。但し、金属層の表面には凹凸部を形成していない。環状部材１２１Ａの外径を３２．００ｍｍ、内径を２６．００ｍｍとした。そして、コアピン取付部１２０Ａの環状部材を取り付ける部分に環状部材１２１Ａを接着剤を用いて固定した。金型組立体の型締め時、入れ子１５のキャビティ面１５Ａと、環状部材１２１Ａの対向面１２２Ａとの間のクリアランス（Ｃc1）は、０．０１ｍｍであった。突出部１０Ｃと入れ子１５に設けられた貫通孔との間のクリアランス（Ｃc2）は２．１ｍｍであった。また、突出部１０Ｃの先端部側壁と環状部材１２１Ａの内側表面との間のクリアランスは０．１ｍｍであった。尚、成形品は、外径９９ｍｍ、内径３２ｍｍ、厚さ２ｍｍのドーナツ型である。実施例１４の穴空き成形品製造用の金型組立体の組み立て後の金型の型締め時の状態及び型開き時の状態を、図３７の（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれ示す。
【０２３０】
完成した金型組立体を成形装置に取り付けた後、金型温調機を用いて１３０゜Ｃまで加熱した後、４０゜Ｃまで急冷しても、ジルコニアセラミックスから作製された入れ子１５に割れ等の問題は発生しなかった。また、環状部材１２１Ａや薄層１６，１６Ａ、薄膜にも損傷は発生しなかった。
【０２３１】
成形装置として三菱重工業（株）製、１５０ＭＳＴ射出成形機を用い、金型組立体を８０゜Ｃ加熱した。成形用材料として黒色のポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製：Ｓ３０００）を用い、樹脂温度２８０゜Ｃ、射出圧力６．８６×１０7Ｐａ（７００ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇ）の条件でキャビティ１４内に溶融熱可塑性樹脂を溶融熱可塑性樹脂導入部１３から射出した後（図３８参照）、２０秒後に成形品を金型組立体から取り出した。
【０２３２】
入れ子１５のキャビティ面１５Ａと接触した成形品表面には、ムラの無い、綺麗な凹凸部が形成されていた。また、ウエルドラインは発生していなかった。更には、成形品には、フローマーク及びジェッティング等の成形不良も認められず、成形品には貫通孔が形成されていた。１００００回の成形を行っても、入れ子１５や環状部材１２１Ａ、薄層１６，１６Ａ、薄膜に破損は認められなかった。
【０２３３】
尚、部分安定化された導電性ジルコニアセラミックスを用い、実施例２と同様の方法で、入れ子や環状部材を作製することもできる。
【０２３４】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例にて説明した金型組立体の構造、入れ子の構造やその作製方法、成形品の成形方法における各種条件は例示であり、適宜変更することができる。
【０２３５】
図３９には、成形品を金型組立体から取り出すために、キャビティ２４に連通したタブ形成部２４Ａが被覆プレート２２Ａに設けられている構造を例示する。尚、被覆プレート２２Ａは第１の金型部２０に取り付けられている。尚、この場合にも、入れ子２５と被覆プレート２２Ａとの間のクリアランスＣ33は０．０３ｍｍ以下を満足する必要がある。この金型組立体は実施例８にて説明した金型組立体と実質的には同様の構造を有する。被覆プレート２２Ａは、図３９の（Ａ）の紙面垂直方向にも２カ所設けられている。尚、図３９の（Ａ）及び図４０の（Ａ）は、垂直面で被覆プレート２２，２９Ａを含む金型組立体の領域を切断したときの図であり、図３９の（Ｂ）及び図４０の（Ｂ）は、かかる垂直面と平行な垂直面で被覆プレート２２，２９Ａを含まない金型組立体の領域を切断したときの図である。金型組立体をこのような構造にすることによって、成形品にはタブ部が形成される。金型組立体の型開き後（図４０の（Ａ）及び（Ｂ）参照）、第２の金型部２１に配設された突き出しピン（図示せず）をかかるタブ部に当てて成形品を押し出し、成形品を金型組立体から取り出せばよい。尚、成形品に形成されたタブ部は、後の工程で削除すればよい。
【０２３６】
【発明の効果】
本発明においては、入れ子の表面に金属層が形成されているので、入れ子表面に、シボ、ヘヤーライン等の凹凸部を容易に形成することが可能となる。従って、シボ、ヘヤーライン等の凹凸部を成形品の表面に確実に形成することができる。
【０２３７】
また、入れ子によってキャビティ内に充填された溶融熱可塑性樹脂の急冷を抑制することができる結果、凹凸部を成形品の表面に確実に形成することができるばかりか、ジェッテイングやフローマーク等の外観不良が発生することを効果的に防止することができるし、無機繊維を含有する熱可塑性樹脂を使用した場合にあっても無機繊維が成形品の表面に析出（浮き）することを確実に防止することができる。しかも、連続成形も容易であり、成形品の品質も安定しており、長期に亙り成形が可能となる。また、成形品の外観を損なうことがなくなり、成形品端部のバリ発生を防止でき、成形品の不良率低減及び成形品の均質化、高品質化を達成することができ、成形品の製造コストの低下を図ることができる。
【０２３８】
しかも、入れ子の対向面等における金属層を加工することが可能となり、金型部への入れ子の装着の際の調整が比較的容易となり、金型組立体の製作費用を低減でき、しかも、入れ子の端部あるいはエッジ部の破損発生を確実に防止でき、長期間の成形に耐えることができる。即ち、本発明の金型組立体においては、入れ子を、所定のクリアランス（Ｃ）や重なり量（ΔＳ）の範囲内で金型部内に容易に組み込むことが可能となり、長期的な成形を実施しても、入れ子に破損が生じることがなく、容易且つ安価に外観に優れた成形品を成形することが可能となる。
【０２３９】
更には、キャビティ内での溶融熱可塑性樹脂の流動性が向上するが故に、キャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の導入圧力を低く設定できるので、成形品に残留する応力を緩和でき、成形品の品質が向上する。また、導入圧力を低減できるために、金型部の薄肉化、成形装置の小型化が可能となり、成形品のコストダウンも可能になる。
【０２４０】
本発明において、スライドコアあるいはコアピンを備えた金型組立体を用いることによって、溶融熱可塑性樹脂の急速なる冷却に起因した転写性の劣化を防止することができ、更にはウエルドラインの発生を抑制することができる。また、容易に且つ確実に穴空き成形品を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の金型組立体の型締め状態及び型開き状態を示す模式的な端面図である。
【図２】実施例２の金型組立体の型締め状態及び型開き状態を示す模式的な端面図である。
【図３】実施例３の金型組立体の型締め状態及び型開き状態を示す模式的な端面図である。
【図４】実施例４の金型組立体の型締め状態を示す模式的な端面図である。
【図５】実施例４の金型組立体を用いて、溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に導入中、及び、導入した後の状態を示す模式的な端面図である。
【図６】実施例５の金型組立体の型締め状態を示す模式的な端面図、及び、溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に導入した後、中空部を形成した状態を示す模式的な端面図である。
【図７】実施例６の金型組立体の型締め状態を示す模式的な端面図、及び、実施例６の金型組立体の組み立て中の模式的な端面図である。
【図８】実施例６の金型組立体の型開き状態を示す模式的な端面図、及び、キャビティ内へ溶融熱可塑性樹脂を導入した状態を示す模式的な端面図である。
【図９】実施例７の金型組立体の型締め状態を示す模式的な端面図、及び、実施例７の金型組立体の組み立て中の模式的な端面図である。
【図１０】実施例７の金型組立体の変形を示す模式的な端面図である。
【図１１】実施例７の金型組立体の変形を示す模式的な端面図である。
【図１２】実施例８の金型組立体を型締めしたときの模式的な端面図である。
【図１３】実施例８の金型組立体の組み立て中の模式的な端面図である。
【図１４】実施例８の金型組立体を型開きしたときの模式的な端面図である。
【図１５】実施例９の金型組立体を型締めしたときの模式的な端面図である。
【図１６】実施例９の金型組立体の組み立て中の模式的な端面図である。
【図１７】実施例９の金型組立体の組み立て中の模式的な端面図である。
【図１８】実施例９の金型組立体を型開きしたときの模式的な端面図である。
【図１９】成形品の成形時、キャビティの容積を可変とし得る構造を有する実施例１０の金型組立体の模式的な端面図である。
【図２０】加圧流体注入装置を備えた実施例１１の金型組立体の模式的な端面図、及び成形品の成形中の状態を示す模式的な端面図である。
【図２１】図２０に引き続き、成形品の成形中の状態を示す模式的な端面図である。
【図２２】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図２３】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図２４】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図２５】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図２６】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図２７】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図２８】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図２９】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図３０】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図３１】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図３２】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図３３】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図３４】コアピンを備えた本発明の金型組立体の模式的な一部断面図である。
【図３５】実施例１３における穴空き成形品製造用の金型組立体の模式的な一部端面図である。
【図３６】実施例１３における穴空き成形品製造用の金型組立体の組み立て中の模式的な一部端面図である。
【図３７】実施例１４における穴空き成形品製造用の金型組立体の模式的な一部端面図である。
【図３８】実施例１４における穴空き成形品製造用の金型組立体のキャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を導入した状態を示す模式的な一部端面図である。
【図３９】成形品を金型組立体から取り出すために、キャビティに連通したタブ形成部が被覆プレートに設けられている構造を有する金型組立体の模式的な端面図である。
【図４０】金型組立体の型開き後の第２の金型部及び成形品を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０・・・第１の金型部（可動金型部）、１０Ａ・・・入れ子装着用中子、１０Ｂ・・・入れ子装着部、１１・・・第２の金型部（固定金型部）、１１Ａ・・・入れ子被覆部、１２・・・被覆プレート、１３・・・溶融熱可塑性樹脂導入部、１４・・・キャビティ、１５・・・入れ子、１５Ａ・・・入れ子のキャビティ面、１５Ｂ・・・入れ子の対向面、１１５・・・入れ子本体、１１５Ａ・・・入れ子本体のキャビティ面、１１５Ｂ・・・入れ子本体の対向面、１６・・・薄層（活性金属膜及び金属層の２層構成）、１７・・・金属層、１８・・・加圧流体注入装置、２０・・・第１の金型部、２０Ａ・・・入れ子装着部、２１・・・第２の金型部、２１Ａ・・・入れ子被覆部、２２・・・被覆プレート、２３・・・溶融熱可塑性樹脂導入部、２４・・・キャビティ、２４Ａ・・・タブ形成部、２５・・・入れ子、２５Ａ・・・入れ子のキャビティ面、２５Ｂ・・・入れ子の対向面、２６・・・薄層（活性金属膜及び金属層、あるいは、金属層）、２７・・・中子、２８・・・加圧流体注入装置、３０・・・第１の金型部、３１・・・入れ子装着部、３２・・・第１の被覆プレート取付部、３３，４３・・・被覆プレート、３５・・・第１の入れ子、３５Ａ・・・第１の入れ子のキャビティ面、３５Ｂ・・・第１の入れ子の対向面、１３５・・・第１の入れ子本体、３７，４７・・・金属層、３８・・・キャビティ、３９・・・溶融熱可塑性樹脂導入部、４０・・・第２の金型部、４１・・・入れ子装着部、４２・・・第２の被覆プレート取付部、４５・・・第２の入れ子、４５Ａ・・・第２の入れ子のキャビティ面、１４５・・・第２の入れ子本体、４５Ｄ・・・第２の入れ子の対向面、５０・・・車両用ルーフレール、５１・・・レール、５２・・・レグ、５３・・・溶融熱可塑性樹脂導入部の跡、５４・・・中空部、５５・・・貫通穴、６０・・・第１の金型部、６１・・・第２の金型部、６２・・・入れ子被覆部、６３・・・被覆プレート、６４・・・被覆プレート、６５・・・溶融熱可塑性樹脂導入部、６６・・・加圧流体注入装置、６６Ａ・・・加圧流体注入ノズル、６６Ｂ・・・逆止弁、６７・・・キャビティ、６８Ａ，６８Ｂ・・・スライドコア部材、７０・・・入れ子、７０Ｂ・・・入れ子の対向面、７１・・・入れ子の端面、７２・・・穴、７３・・・入れ子のキャビティ面、８０Ａ，８０Ｂ，８１Ａ，８１Ｂ・・・環状部材、１０１，１１１，１４０，１５０・・・コアピン、１０２，１１２，１２２，１２２Ａ，１３２，１３２Ａ，１４２，１５２・・・対向面、１０３，１１３，１２３，１２３Ａ，１３３，１３３Ａ，１４３，１５３・・・先端面、１０４，１１４，１２４Ａ，１２５Ａ，１３４Ａ，１３５Ａ，１４４，１５４・・・コアピンの先端部、１２０，１２０Ａ，１３０，１３０Ａ・・・コアピン取付部、１２１，１２１Ａ，１３１，１３１Ａ・・・環状部材、１４１，１５１・・・溶射層
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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