(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の金型間で形成される金型キャビティ空間内にコア材となる溶融樹脂を射出充填して第１層充填物を形成した後、第２層中間材となる樹脂を該第１層充填物の表面に積層させると同時に、第２層中間材の表面に加飾性表皮材を融着一体化させる樹脂の多層成形方法において、
表皮材の加飾層は、ガラス転移点が第２層中間材樹脂の射出時の温度より低い材質を選定し、予め設定した第１の型締状態で、該金型キャビティ空間内にコア材となる第１層コア材溶融樹脂を射出充填して第１層充填物を形成した後、該両金型を相対的に離間させて所定の型開量設定値に保持して、該第１層充填物と該金型との間に表皮材を介在させ、引き続き予め設定した第２の型締状態で、該第１層充填物と表皮材とで形成される空間内に中間材となる前記第２層中間材溶融樹脂を射出充填した後、予め設定した表皮材加飾層のゴム状弾性を示す温度領域内の設定温度に、表皮材加飾層又は第２層中間材樹脂の表面の温度モニタ値が到達した時点で、表皮材と金型との間に、損傷した加飾層が弾性回復できるスペースを確保する隙間を設けて、設定時間保持したことを特徴とする樹脂の多層成形方法。
【請求項２】
第１の型締状態は、充填された第１層コア材溶融樹脂の樹脂圧で該金型が開くことのない型締力を、射出充填完了まで該金型に負荷・保持した請求項１記載の樹脂の多層成形方法。
【請求項３】
第１の型締状態は、射出充填中は充填された第１層コア材溶融樹脂の樹脂圧で該金型が開くことを許容する第１型締力を該金型に負荷して、その後は第１層コア材樹脂の賦形を目的とした第２型締力を該金型に負荷させた請求項１記載の樹脂の多層成形方法。
【請求項４】
第１の型締状態は、射出充填中は所定の型開量設定値に該両金型を離間させて保持し、その後は第１層コア材樹脂の賦形を目的とした型締力を該金型に負荷させた請求項１記載の樹脂の多層成形方法。
【請求項５】
第２の型締状態は、充填された第２層中間材溶融樹脂の樹脂圧で該金型が開くことのない型締力を射出充填完了まで該金型に負荷・保持した請求項１記載の樹脂の多層成形方法。
【請求項６】
第２の型締状態は、充填された第２層中間材溶融樹脂の樹脂圧で該金型が開くことを許容する第１型締力を該金型に負荷させ、その後は第２層中間材樹脂の賦形と表皮材および第１層コア材および第２層中間材の融着一体化を目的とした第２型締力を該金型に負荷させた請求項１記載の樹脂の多層成形方法。
【請求項７】
第２の型締状態は、射出充填中は所定の型開量設定値に該両金型を相対的に離間させて保持し、その後は第２層中間材樹脂の賦形と表皮材および第１層コア材および第２層中間材の融着一体化を目的とした型締力を該金型に負荷させた請求項１記載の樹脂の多層成形方法。
【請求項８】
第１層コア材および第２層中間材溶融樹脂を可動金型と固定金型で形成される金型キャビティ空間内に射出充填する多層射出機構と、表皮材を該金型内に介在させるとともに多層成形品を該金型外へ搬出する搬出入機構と、第１層コア材および第２層中間材溶融樹脂を射出充填する際の第１および第２型締状態の型締力を多段あるいは型開量を多段に設定するとともに、表皮材を該金型内に介在させる際の第１型開量と、該表皮材と該金型との間を損傷した加飾層が弾性回復できるスペースを確保した隙間とする第２型開量とを設定入力する型締条件設定部と、
該表皮材加飾層のゴム状弾性を示す温度領域内で型締制御状態を切り替える温度を設定入力する温度条件入力部と、
成形中の表皮材加飾層表面温度あるいは第２層中間材樹脂表面温度をモニタする温度モニタ部と、温度モニタ部の信号と温度条件入力部の設定値とを比較して型締制御部へ第２型締状態から第２型開量へ切り替えるタイミング信号を発する比較制御部と、型開量を検出する型開量検出部と、
型締力を検出する圧力検出部と、比較制御部および型締条件設定部の信号に基づいて型締機構を制御する型締制御部とを有した樹脂の多層成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型内に第１層コア材溶融樹脂を射出充填させて第１層コア材充填物を得た後、第２層中間材溶融樹脂を該第１層コア材充填物の表面に積層させると同時に、第２層中間材の表面に加飾性表皮材を融着一体化させた樹脂の多層成形方法および多層成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車、家電、建材等に使用される樹脂成形部品には、益々付加価値が求められている。ソフト感やクッション性と同時に手触り感や質感等の付加価値付与の要求とともに、成形工程の省工程化によるコストダウンの要求も大きくなってきている。これらに対応するため、従来は下記のような多層成形が実施されている。すなわち、
▲１▼  金型内に表皮材（加飾材）をインサート・セットして、型締あるいは型開保持状態でコア材を射出充填した後、射出保圧力あるいは型締力を負荷するとともにコア材を冷却する。冷却の完了を待って、型開の上成形品を取り出すことにより、コア材樹脂成形品の表面に表皮材（加飾材）が融着一体化された表面加飾成形品を得ている（表皮材インサート成形）。
▲２▼  金型内に第１層樹脂（コア材）射出充填し、金型の一部あるいは全面を後退または型締力を低下させた状態で、第２層樹脂（加飾材）を射出充填した後、射出保圧力あるいは型締力を負荷するとともに充填樹脂を冷却する。冷却の完了を待って、型開の上成形品を取り出すことにより、コア材樹脂の表面に加飾材樹脂が積層一体化された表面加飾成形品を得ている（サンドイッチ成形）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の方法では、下記に示すような問題があった。
（１）表皮材インサート成形の場合は、ソフト感やクッション性を持たせるために、裏面（コア材樹脂側）に発泡層をラミネートした表皮材を使用するが、射出充填時に高温・高圧のコア材樹脂により発泡層は容易に溶損して、ソフト感やクッション性が消失してしまう。この対策として、発泡層の裏面に耐熱・耐圧性を有する保護層をラミネートした表皮材を使用しているが、表皮材のコストアップを招くとともに、完全な発泡層の保護は困難であった。
また、手触り感や質感を持たせるためには起毛布や織布等の表皮材を使用するが、成形中の高温・高圧のコア材樹脂の負荷により、表皮材は損傷を受け（例えば、起毛布では毛倒れによる風合いの低下）、成形後においても表皮材本来の風合い（手触り感、質感）を維持することは困難であった。
（２）サンドイッチ成形においても、手触り感や質感を要求される場合も多くなってきているが、成形用樹脂のみでは手触り感や質感を持たせることはできない。手触り感や質感を持たせる方法としては加飾材として起毛布や織布が理想的であり、従来のサンドイッチ成形では対応はできなかった。
ソフト感やクッション性と手触り感や質感が同時に要求される場合は従来の成形方法では対応は困難であった。
（３）今後、需要の増大が予測されている多機能表現の成形品の一つとして、ソフト感やクッション性と手触り感や質感を兼ね備えた高品質の多層成形品に対しては、現状の成形方法では対応は極めて困難である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決して、樹脂の多層成形品を簡単な制御で高品質に安定して得るために、本発明においては、第１の発明では、対向する一対の金型間で形成される金型キャビティ空間内にコア材となる溶融樹脂を射出充填して第１層充填物を形成した後、第２層中間材となる樹脂を該第１層充填物の表面に積層させると同時に、第２層中間材の表面に加飾性表皮材を融着一体化させる樹脂の多層成形方法において、
表皮材の加飾層は、ガラス転移点が第２層中間材樹脂の射出時の温度より低い材質を選定し、予め設定した第１の型締状態で、該金型キャビティ空間内にコア材となる第１層コア材溶融樹脂を射出充填して第１層充填物を形成した後、該両金型を相対的に離間させて所定の型開量設定値に保持して、該第１層充填物と該金型との間に表皮材を介在させ、引き続き予め設定した第２の型締状態で、該第１層充填物と表皮材とで形成される空間内に中間材となる前記第２層中間材溶融樹脂を射出充填した後、予め設定した表皮材加飾層のゴム状弾性を示す温度領域内の設定温度に、表皮材加飾層又は第２層中間材樹脂の表面の温度モニタ値が到達した時点で、表皮材と金型との間に、損傷した加飾層が弾性回復できるスペースを確保する隙間を設けて、設定時間保持することとした。
【０００５】
また、第２の発明では、第１の型締状態は、充填された第１層コア材溶融樹脂の樹脂圧で該金型が開くことのない型締力を、射出充填完了まで該金型に負荷・保持することとした。
第３の発明では、第１の型締状態は、射出充填中は充填された第１層コア材溶融樹脂の樹脂圧で該金型が開くことを許容する第１型締力を該金型に負荷して、その後は第１層コア材樹脂の賦形を目的とした第２型締力を該金型に負荷させることとした。
【０００６】
そして、第４の発明においては、第１の型締状態は、射出充填中は所定の型開量設定値に該両金型を離間させて保持し、その後は第１層コア材樹脂の賦形を目的とした型締力を該金型に負荷させることとした。
さらに、第５の発明では、第２の型締状態は、充填された第２層中間材溶融樹脂の樹脂圧で該金型が開くことのない型締力を射出充填完了まで該金型に負荷・保持することとした。
【０００７】
第６の発明では、第２の型締状態は、充填された第２層中間材溶融樹脂の樹脂圧で該金型が開くことを許容する第１型締力を該金型に負荷させ、その後は第２層中間材樹脂の賦形と表皮材および第１層コア材および第２層中間材の融着一体化を目的とした第２型締力を該金型に負荷させることとした。
第７の発明では、第２の型締状態は、射出充填中は所定の型開量設定値に該両金型を相対的に離間させて保持し、その後は第２層中間材樹脂の賦形と表皮材および第１層コア材および第２層中間材の融着一体化を目的とした型締力を該金型に負荷させることとした。
【０００９】
第８の発明では、第１層コア材および第２層中間材溶融樹脂を可動金型と固定金型で形成される金型キャビティ空間内に射出充填する多層射出機構と、表皮材を該金型内に介在させるとともに多層成形品を該金型外へ搬出する搬出入機構と、第１層コア材および第２層中間材溶融樹脂を射出充填する際の第１および第２型締状態の型締力を多段あるいは型開量を多段に設定するとともに、表皮材を該金型内に介在させる際の第１型開量と、該表皮材と該金型との間を損傷した加飾層が弾性回復できるスペースを確保した隙間とする第２型開量とを設定入力する型締条件設定部と、該表皮材加飾層のゴム状弾性を示す温度領域内で型締制御状態を切り替える温度を設定入力する温度条件入力部と、成形中の表皮材加飾層表面温度あるいは第２層中間材樹脂表面温度をモニタする温度モニタ部と、温度モニタ部の信号と温度条件入力部の設定値とを比較して型締制御部へ第２型締状態から第２型開量へ切り替えるタイミング信号を発する比較制御部と、型開量を検出する型開量検出部と、型締力を検出する圧力検出部と、比較制御部および型締条件設定部の信号に基づいて型締機構を制御する型締制御部とを有する構成とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明においては、表皮材の加飾層は、ガラス転移点が第２層樹脂（中間層）の射出時の温度よりも低い材質を選定し、第１層樹脂（コア層）を射出充填した後、一旦型開状態にして表皮材（加飾層）を金型内にインサート・セットした状状態で型締する。引き続き、第２層樹脂（中間層）を射出充填した後、型締力を負荷するとともに温度モニタ値の表皮材加飾層の検出温度が、表皮材加飾層のゴム状弾性を示す温度領域内の設定温度に達した時点で表皮材加飾層への負荷力を除去するとともに、損傷した加飾層が弾性回復できるスペースを確保した隙間を金型に与えて、この状態で規定時間保持する。
こうすることにより、成形中の外力（高温・高圧の中間層樹脂の負荷）で損傷を受けた表皮材加飾層は弾性力により回復し、表皮材本来の風合いが確保される。コア層・中間層樹脂の冷却の完了を待って、型開の上成形品を取り出すことにより、コア層・中間層・表面加飾層を一体融着し、かつ、表皮材本来の風合いを維持した高品質の多層成形品を効率よく、安定して得ることができる。
【００１１】
また、本発明においては、成形品に要求される品質や機能に応じて各層の材質を選択することができ、これらの組合せにより表面加飾性能を自由自在に付与することが可能となる。
例えば、コア層に硬質材樹脂（成形品の形状保持と強度の付与）、中間層に発泡樹脂や軟質樹脂（ソフト感やクッション性の付与）、表皮加飾層に起毛布や織布（手触り感や質感の付与）を選択することにより、従来の耐熱・耐圧保護層のラミネート処理等をしないでもソフト感やクッション性と手触り感や質感を同時に付与することができ、従来の成形方法では不可能であった表皮加飾成形品を効率よく安定して供給することができる。
【００１２】
第１層樹脂および第２層樹脂の射出充填時に型締力もしくは型開量を必要に応じて多段に制御することにより、射出充填時の樹脂の流動速度や樹脂圧力を低く抑えることができ、型内圧の低圧化と射出充填時間を短縮することができる。これにより、成形中の表皮材の損傷を低く抑えることができるので加飾層の損傷回復工程での所要時間を短くできるとともに、型締側からの保圧により、金型内の樹脂圧力が均一化されて、変形や反りのない成形品ができ、表面加飾性能に優れた高品質の成形品を得ることができる。
【００１３】
温度モニタ値を第２層中間材樹脂の温度とした場合は、たとえ表皮材加飾層の温度がガラス転移点以下に冷却されていたとしても、第２層中間材樹脂の保有している熱量および金型に設けた隙間による表皮材から金型への伝熱遮断効果によって、表皮材加飾層はガラス転移点以上のゴム状弾性を示す温度領域まで再加熱される。これにより、表皮材加飾層のゴム状弾性力により損傷箇所は自己回復することができる。
この場合は、第１層コア材樹脂と第２層中間材樹脂と表皮材の融着一体化と賦形を目的とした型締力の負荷をより長く継続できるので、変形、反りや偏肉が極めて少なく、優れた表面加飾性能を有する高品質の成形品を効率よく安定して得ることができる。
【００１４】
【実施例】
以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細について説明する。図１〜図４は本発明の実施例に係り、図１は樹脂の多層成形装置の全体構成図、図２と図３は樹脂の多層成形工程のフローチャート、図４は多層成形の成形動作を説明するための動作説明図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明における多層成形装置１００は、金型装置１０と型締装置２０と射出装置３０と制御装置６０と図示しない表皮材や成形品の搬出入装置とで構成される。
金型装置１０は、固定盤１に取り付けられた固定金型３と可動盤２に取り付けられた可動金型４とからなり、可動盤２および可動金型４は型締装置２０の型締シリンダ２２で前後進できるよう構成される。
なお、本実施例では横型締方式であるが、堅型締方式でも可能である。
型締装置２０は、金型装置１０の両金型３、４の型開、型閉を作動する型締シリンダ２２を備えており、可動金型４が固定金型３に対して図示しないタイバーに案内されて前後進する。
【００１６】
射出装置３０は、キャビティ５内に第１層コア材溶融樹脂を供給する第１射出ユニット３０Ａとキャビティ５内に第２層中間材溶融樹脂を供給する第２射出ユニット３０Ｂとからなり、それぞれ固定金型３の側方および下方よりキャビティ５内に接続される経路を介して溶融樹脂を供給できるようになっている。また、各経路には樹脂流路を遮断・連通させるためのシャットオフバルブ３１Ａ、３１Ｂが設けられている。
【００１７】
次に、制御装置６０について述べる。制御装置６０は、図１に示すように、型締条件設定部６１、型締制御部６２、射出制御部６３、温度条件入力部６４、比較制御部６５、温度モニタ部６６、温度センサ６７、型開量検出部６８、金型位置センサ６９、圧力検出部７０、樹脂圧センサ７１、油圧制御弁８０、油圧供給源９０等から構成されている。
固定金型３に配置された樹脂圧センサ７１で計測された圧力情報と両金型３、４間の型開量を検知する金型位置センサ６９の位置情報とを型締制御部６２に入力し、型締装置２０の型締シリンダ２２に油圧制御弁８０Ａを経由して操作信号を与える。なお、９０は油圧供給源である。
温度センサ６７で計測された表皮材加飾層温度情報（なお中間材樹脂温度情報を検知する場合は、中間材樹脂側に温度センサ６７が配置される）は温度モニタ部６６を経由して、温度条件入力部６４と比較制御部６５を経由して型締制御部６２に接続されている。
【００１８】
図２と図３は樹脂の多層成形工程のフローチャートを示したものであり、以下にその概要を説明する。
第１の型締状態は、下記の３つのパターンがあり、この内の１つを選択する。
【００１９】
パターンＡは第１層樹脂の射出充填時にバリが発生しない型締力で型締して、この状態を射出充填完了まで保持する方法である。第１層樹脂として高流動樹脂を採用する場合や流動が容易な金型形状の場合等には、このパターンＡを選択する。
パターンＢは第１層樹脂の射出充填時に金型が適度に開く程度の小さな型締力で型締した状態で射出充填する。射出充填中の任意の時点もしくは射出充填完了時に型締力を大きくして第１層樹脂の賦形を行なう方法である。第１層樹脂として低流動樹脂を採用する場合や流動が困難な金型形状や薄肉形状の場合等には、このパターンＢを選択する。なお、型締力の負荷により第１層樹脂の賦形を行なう圧力制御の他に、圧縮（賦形）作用を与える程度の型締位置設定値に保持させる手段（位置制御）でも同様の賦形効果を得ることができる。
パターンＣは所定の型開量位置で型締保持した状態で、第１層樹脂を射出充填する。射出充填中の任意の時点もしくは射出充填完了時に型締力を負荷して第１層樹脂の賦形を行なう方法である。第１層樹脂として特に低流動性の樹脂を採用する場合には、このパターンＣを選択する。なお、この場合においてもパターンＢと同様に位置制御による第１層樹脂の賦形が可能となる。
【００２０】
パターンＢやパターンＣを選択すると、射出充填時に金型が少し開くため、金型内の樹脂流路が拡大して流れやすくなるとともに、金型内の空気やガスの抜けが良くなり、樹脂の充填挙動がスムーズになる。したがって、射出充填圧力が低くなるとともに、射出時間も短くなり、充填中の樹脂温度の低下が少なくなるとともに、成形サイクルも短縮できる。
【００２１】
第２の型締状態は、下記の３つのパターンがあり、この内の１つを選択する。
パターンＤは第２層樹脂の射出充填時にバリが発生しない型締力で型締して、この状態を射出充填完了まで保持する方法である。第２層樹脂として高流動樹脂を採用する場合や流動が容易な金型形状の場合等には、このパターンＤを選択する。
パターンＥは第２層樹脂の射出充填時に金型が適度に開く程度の小さな型締力で型締した状態で射出充填する。射出充填中の任意の時点もしくは射出充填完了時に型締力を大きくして第２層樹脂の賦形と表皮材・中間材・コア材の融着一体化を行なう方法である。射出充填時に金型が少し開くため、金型内の樹脂流路が拡大して流れやすくなり、樹脂圧力を低く抑えることができ、表皮材へ負荷される熱的・圧力的な外力が低減する。したがって、第２層樹脂の射出充填中の表皮材の損傷を少なくすることができる。
パターンＦは所定の型開量位置で型締保持した状態で、第２層樹脂を射出充填する。射出充填中の任意の時点もしくは射出充填完了時に型締力を負荷して第２層樹脂の賦形と表皮材・中間材・コア材の融着一体化を行なう方法である。パターンＤよりも表皮材の損傷防止効果が高く、特に、射出充填中のゲート部付近の表皮材の損傷防止効果が大きい。
なお、パターンＥ、ＦにおいてもパターンＢと同様に位置制御による方法でも第２層樹脂の賦形と表皮材・中間材・コア材の融着一体化は可能である。
【００２２】
パターンＣ、Ｆにおける射出充填中の適性な型開量はゲート形状、金型構造、表皮材の種類や射出条件より異なるとともに、金型が開いてもキャビティ内の溶融樹脂が漏れないような金型構造が必要である。
以上のことをもとに、第１層コア材樹脂として成形品の形状保持や強度付与を目的とした硬質樹脂材の中から流動性の悪い樹脂（例えばＡＢＳ樹脂）、第２層中間材樹脂としてソフト感やクッション性付与を目的とした軟質樹脂材の中からエラストマ、加飾層として手触り感や高級感の付与を目的とした加飾材の中から起毛層を持ったＰＥＴ製表皮材からなる積層成形品を例にとって、実操業の成形運転について説明する。
なお、本発明にとって最も重要なことは表皮材加飾層の材質選定にある。すなわち、弾性力による加飾層の損傷回復現象を利用するため、加飾層のガラス転移点温度（ＰＥＴの場合Ｔg ＝７０〜８０℃）が中間材樹脂の射出時の温度（エラストマの場合、通常２００〜２２０℃程度に加熱）より低いことが選定基準となる。
流動性の悪い樹脂をコア材として使用しているので、第１の型締状態としてはパターンＣを選択する。加飾層として起毛層を持ったＰＥＴ製表皮材を使用しており、ゲート部付近の表皮材の溶損を防止するため、第２の型締状態としてはパターンＦを選択する。
【００２３】
第１層コア材樹脂の射出条件と第２層中間材樹脂の射出条件等の射出条件、第１の型締状態であるパターンＣでの型開量設定値（Ｑ１）と型締位置制御から型締力制御への切替タイミング（Ｒ２）と設定型締力（Ｐ４）、表皮材を金型内にインサートする時の型開量である型開量設定値（Ｑ２）と第２の型締状態であるパターンＦでの型開量設定値（Ｑ３）と型締位置制御から型締力制御への切替タイミング（Ｒ４）と設定型締力（Ｐ８）等の型締条件、表皮材加飾層の損傷回復工程での型開量設定値（Ｑ４）等の型締条件、第１層コア材樹脂の冷却保持時間等の冷却保持条件を入力し、設定する。
【００２４】
以上のようにして、初期条件の設定が完了した後、実操業の成形運転に入るが、その手順は、図２と図３および図４に示すように、下記の手順により行なう。
（ａ）型締条件設定部６１で設定した型開量設定値（Ｑ１）に対応して型締動作が行われる。型開量センサ６９の検出信号が設定値に達した後は設定値（Ｑ１）を保持するように型締シリンダ２２の油圧を制御して位置保持制御を行なう。
（ｂ）第１射出ユニット３０Ａのシャットオフバルブ３１Ａを開いて、コア材となる第１層の溶融樹脂を金型キャビティ内に射出充填する。
このとき、型開状態で射出充填を行っているので、金型キャビティ内の樹脂の圧力偏差が解消されて、残留歪の少ないかつ、変形・反りのない高品質のコア成形体が得られるとともに、金型キャビティ内の樹脂圧の低圧化によって、高速射出充填が可能となり、その結果、樹脂の温度低下が少ない状態で射出充填されて、コア成形体の高品質化が助長される。
型締条件設定部６１で設定したタイミング信号（Ｒ２）により型締動作を開始して、設定型締力（Ｐ４）負荷による第１層樹脂の賦形を行なう。なお、タイミング信号（Ｒ２）は射出充填動作中の任意の時点で、射出開始からの経過時間や射出シリンダのストローク等で設定されており、本実施例では射出充填完了時点とした。従って、設定型締力（Ｐ４）の負荷に際しては第１射出ユニット３０Ａのシャットオフバルブ３１Ａは閉じることとした（充填した樹脂の逆流防止のため）。
【００２５】
（ｃ）先に型締条件設定部６１で設定した型締条件基づいて型開動作を行なう。なお、型開動作は、第１層溶融樹脂の冷却固化状態に応じて、第２層中間材樹脂との接着性を考慮して、充填完了直後から、任意の時間で設定された冷却保持時間経過後に行われる。
この冷却保持時間が短すぎると、第１層コア樹脂の賦形が不十分なものとなる。また、長すぎると、第１層コア樹脂と第２層中間材樹脂との融着状態が不十分となり強度低下を招く。
型締条件設定部６１で設定した型開量設定値（Ｑ２）に対応して型開動作が行われる。型開量センサ６９の検出信号が設定値に達した後は設定値（Ｑ２）を保持するように型締シリンダ２２の油圧を制御して位置保持制御を行なう。
次に、型開状態にある可動金型と第１層コア樹脂成形体との間に  図示しない表皮材搬入装置により、表皮材をインサート・セットする。なお、表皮材の形態はシート状や金型形状に概略予備成形したものを用いる。また、金型へのセット方法は真空吸引、針刺し、コア押え等の中から適したものを用いる。
表皮材をインサート・セットした後、型締条件設定部６１で設定した型開量設定値（Ｑ３）に対応して型締動作が行われる。
型開量センサ６９の検出信号が設定値（Ｑ３）に達した後は、設定値（Ｑ３）を保持するように型締シリンダ２２の油圧を制御して位置保持制御を行なう。
【００２６】
（ｄ）第２射出ユニット３０Ｂのシャットオフバルブ３１Ｂを開いて、中間材となる第２層溶融樹脂を、コア成形体と可動金型・表皮材とで形成された２次空間部内に射出充填する。
ここで、型開量Ｑ３で型開保持された状態で第２層中間材樹脂を射出充填するので、金型キャビティ内の樹脂圧の低圧化とともに、ゲート部での樹脂圧は低く抑えられており、ゲート部付近の表皮材の溶損を防止することができる。
【００２７】
（ｅ）型締条件設定部６１で設定したタイミング信号（Ｒ４）により、型締動作を開始して設定型締力（Ｐ８）を負荷する。なお、タイミング信号（Ｒ４）はＲ２と同様に射出充填中の任意の時点で設定できるが、本実施例では射出充填完了時点とした。従って、この場合においても、第２射出ユニット３０Ｂのシャットオフバルブ３１Ｂは閉じている。
ここでの設定型締力（Ｐ８）の負荷は第２層溶融樹脂（中間材）の賦形と表皮材・中間材・コア材の融着一体化を目的として行なう（多層成形体の賦形工程）。中間材樹脂の射出充填と同時に表皮材は中間材樹脂の熱量により加熱され、更に、型締力（Ｐ８）の負荷の開始と同時に表皮材は高温・高圧の中間材樹脂の負荷により損傷を受ける。
この型締力保持時間が長ければ多層成形体の賦形性は向上するが、表皮材加飾層の損傷度は大きくなる。逆に、この保持時間を短くすると表皮材加飾層の損傷は少なくなるが、多層成形体の賦形性は悪くなる。すなわち、表皮材の損傷防止と多層成形体の賦形性向上とは相反する制御対象であり、このバランスを取ることは極めて困難とされていた。
【００２８】
本発明においては、表皮材の加飾層としてガラス転移点が第２層中間材樹脂の射出時の温度より低い材質を選定して、かつ、設定型締力（Ｐ８）の負荷の開始と同時に表皮材加飾層温度を温度センサ６７でモニタし、多層成形体の賦形工程中の表皮材加飾層がゴム状弾性を示す温度（ガラス転移点以上の温度）領域内に設定した温度Ｍにモニタ温度が到達した時点で前述の型締力を除去するとともに、設定型開量（Ｑ４）で設定時間（Ｔ）保持することにより、成形中に損傷を受けた表皮材加飾層は弾性力により回復し、表皮材本来の風合いを確保する成形制御方法の採用により、多層成形体の賦形性と表皮材の損傷防止とのバランスを取っている。
ここで設定温度（Ｍ）は中間材樹脂の冷却固化と表皮材・中間材・コア材の融着一体化（すなわち、多層成形体の賦形性）は十分進行し、かつ、表皮材加飾層がゴム状弾性を示す温度領域内で、成形中に受けた表皮材加飾層の損傷を回復させる温度条件として設定する。
また、設定型開量（Ｑ４）は、表皮材加飾層を含む表皮材の厚さと同等かそれ以上に金型と表皮材の隙間を設け、表皮材加飾層の弾性力による回復スペースの確保と、金型と加飾層の伝熱遮断によるゴム状弾性を示す温度保持時間の確保を目的として設定する。
設定時間（Ｔ）は、弾性力による回復時間（すなわち、設定温度（Ｍ）からガラス転移点Ｔg までの冷却時間の範囲内）で、通常の成形における中間材（またはコア材）の冷却過程の設定時間の範囲内で収まることを実験で確認していることから、中間材樹脂の冷却時間と同じとした。
なお、温度モニタ値が中間材樹脂温度の場合は、たとえ、表皮材加飾層温度がＴg 以下に冷却されていたとしても、設定型開量（Ｑ４）による伝熱遮断効果と中間材樹脂の熱量により、表皮材加飾層はＴg 以上に再加熱され、ゴム状弾性による回復状態が達成される。この場合は、設定型締力（Ｐ８）の負荷時間を長く継続できるので、多層成形体の賦形性が大幅にアップする。
【００２９】
（ｆ）設定時間（Ｔ）経過後型開を行い、図示しない成形品取出装置により成形品をとりだして、１成形サイクルを完了する。
以上記載した以外にも、設定温度（Ｍ）を検知して設定型開量（Ｑ４）への型締条件切替タイミングの指令も、例えば、中間材樹脂の射出開始から設定温度（Ｍ）への到達時間を数回の成形トライで計測し、この計測結果の経過時間を切替タイミング指令として利用することもでき、この場合は制御の簡素化が図れる。
また、コア材樹脂の賦形および多層成形体の賦形を型締側からの型締力の負荷で行ってきたが（パターンＢ、ＣおよびパターンＥ、Ｆ）、射出側からの保圧力の負荷との併用あるいは、射出側の保圧力のみとしても同様の効果は得られる。但し、この場合は型締側からの全面均一な保圧作用による効果は期待できない。
【００３０】
更に、例えば、第２層中間材樹脂として、発泡性樹脂を使用する場合は第２の型締状態に多段の型開量設定値による位置制御や微少型締力設定による型開制御を採用することにより、発泡倍率の制御を行うことができる。
この場合は、第２層中間材樹脂の射出充填開始時の型開量に対する充填完了時の型開量を制御することにより、第２層中間材樹脂（発泡性樹脂）の占める体積を制御でき、これによって発泡倍率の制御が可能となる。
また、表皮材としては、印刷フィルムやレザー調のシート等を使用することもできる。表皮材を両面あるいは全面に貼り付けてもよい。コア材と中間材の２層樹脂の他に別の樹脂層を設けてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明においては、下記のような優れた効果を発揮することができる。
（１）第１層コア材樹脂、第２層中間材樹脂、加飾表皮材の各層の材質選択と組合せにより、自由自在に表面加飾の表現が可能となり、従来の多層成形方法では対応できなかったソフト感・クッション性と手触り感・質感を兼ね備えた多層成形品の生産が可能となった。
（２）ゴム状弾性による回復挙動の利用と型締力、型開量の多段制御および成形樹脂と表皮材に適した成形条件の選択により、表皮材の損傷のない高品質な表面を加飾した付加価値の高い成形品を効率よく安定して得ることができる。
（３）型締側からの金型キャビティ内全面に渡る均一な保圧作用と十分な型締力の負荷により、変形・反りのない、完全にコア材樹脂・中間材樹脂・表皮材の多層融着一体化された極めて良好な表皮材インサート成型品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る樹脂の多層成形装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施例に係る樹脂の多層成形工程前半のフローチャートである。
【図３】本発明の実施例に係る樹脂の多層成形工程後半のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例に係る成形動作を説明するための動作説明図である。
【符号の説明】
１  固定盤
２  可動盤
３  固定金型
４  可動金型
５  キャビティ
１０  金型装置
２０  型締装置
２２  型締シリンダ
３０  射出装置
３０Ａ  第１射出ユニット
３０Ｂ  第２射出ユニット
３１Ａ  シャットオフバルブ（第１射出ユニット）
３１Ｂ  シャットオフバルブ（第２射出ユニット）
６０  制御装置
６１  型締条件設定部
６２  型締制御部
６３  射出制御部
６４  温度条件入力部
６５  比較制御部
６６  温度モニタ部
６７  温度センサ
６８  型開量検出部
６９  金型位置センサ
７０  圧力検出部
７１  樹脂圧センサ
８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ  油圧制御弁
９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ  油圧供給源
１００  多層成形装置
Ｍ  設定温度
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８  型締力設定値
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４  型開量設定値
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４  タイミング設定値
Ｔ  設定時間
【図１】
0003788006.tif 000002
【図２】
0003788006.tif 000003
【図３】
0003788006.tif 000004
【図４】
0003788006.tif 000005