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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Spritzgussteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Sie betrifft insbesondere ein Holzgussteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Als ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung eines Holzgussteils ist zum Beispiel ein Verfahren zum Erhalten von Holzmaserung unter Verwendung eines Farbstoffs zum Erhalten von Farbungleichmäßigkeit oder kontrastierender Farbdichte (Marmorguss und dergleichen) verbreitet.
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Obgleich die Farbe der Holzmaserung durch das vorhergehend beschriebene Verfahren nachgebildet werden kann, ist es schwierig, die Tastempfindung, das Gefühl und die Textur aufgrund von feinen Ungleichmäßigkeiten auf einer Oberfläche nachzubilden, und es besteht ein Problem, dass das Kunststoffgefühl bleibt.
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Als Reaktion auf die vorhergehend beschriebenen Probleme hat der Erfinder der vorliegenden Patentanmeldung zuvor ein Verfahren zur Nachbildung von Farbungleichmäßigkeit, kontrastierender Dichte und Textur, die Holz eigen sind, in der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr.
2019-115989 entwickelt. Obgleich das vorhergehend beschriebene Patent Farbungleichmäßigkeit, kontrastierende Dichte und Textur wie natürliches Holz nachbilden kann, besteht ein Bedarf an einer weiteren Verbesserung des Holzgefühls. Es wurde herausgefunden, dass immer noch Probleme zu lösen sind, um die Qualität des Holzgefühls weiter zu verbessern, und es erforderlich ist, diesbezüglich Maßnahmen zu ergreifen.
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Als ein Verfahren zum Nachbilden der Holzmaserung wurden die Verfahren entwickelt, die in der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-276464 und der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung 11-348075 veranschaulicht sind.
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Die zweiköpfige Einspritzvorrichtung, die in der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-276464 beschrieben ist, ist aus zwei Einspritzzylindern, die nebeneinander angeordnet sind, und zwei Einspritzschnecken ausgestaltet, die in den Zylindern untergebracht sind, und Auslassöffnungen für geschmolzenes Harz an Spitzen der zwei Zylinder werden zusammengeführt, um eine Düse zu bilden. Als das Holzmaterial wird Holzpulver verwendet, dessen schädliche flüchtige Stoffe ausreichend getrocknet und entfernt werden, Holzpulver wird mit einem Kunststoff-Rohmaterial gemischt und zwei Typen von Gussrohmaterialien aus den Materialien A und B, die verschiedene Holzanteile aufweisen, werden vorbereitet, um jeden der Einspritzzylinder der zweiköpfigen Einspritzvorrichtung zu füllen. Der Holzanteil kann bis zu etwa 80 % betragen und es wird bevorzugt, ihn so nahe wie möglich an 80 % zu bringen, um das Holzgefühl von natürlichem Holz zu erhalten. Falls erforderlich, werden die zwei Typen von Gussrohmaterialien mit einem Färbungsmaterial, einem Pigment, einer Farbtinte oder dergleichen gemischt, um Farbe hinzuzufügen. Als Nächstes wird ein Gussverfahren der vorliegenden Offenbarung, das die zweiköpfige Spritzgießmaschine verwendet, beschrieben. Zuerst werden eine feste Form und eine bewegliche Form einer zweiköpfigen Spritzgießmaschine mit einem Werkzeugverschluss geschlossen, ein Hohlraum in der Form wird durch einen Zylinder teilweise mit einer vorbestimmten Menge des Materials A gefüllt und dann teilweise durch den anderen Zylinder mit einer vorbestimmten Menge des Materials B gefüllt. Dann wird das vorhergehend beschriebene Einspritzen abwechselnd wiederholt und es wird genug Druck zum Kühlen bei einer letzten Einspritzung angewandt. Durch Wiederholen der abwechselnden Einspritzung einer vorbestimmten Menge des Materials A und des Materials B wird eine Plattenmaserungsstruktur gebildet. In diesem Fall ist es wünschenswerter, die feste Form und die bewegliche Form in geeigneter Weise warm zu halten.
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In dem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils mit Holzmaserung, das in der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 11-348075 beschrieben wird, wird ein Verstärkungselement in den Hohlraum gelegt, während ein geschmolzenes Harz vorbereitet wird, das das erste Material und das zweite Material, das eine Farbe aufweist, die sich von derjenigen des ersten Materials unterscheidet, in einem unvollständig gemischten Zustand umfasst, das geschmolzene Harz wird in den Hohlraum, in den das Verstärkungselement gelegt ist, mit einer Vielzahl von Strömungsteilen zugeführt, das Verstärkungselement wird mit dem geschmolzenen Harz gegossen, um eine erstarrte Schicht zu bilden, ein zweiter erstarrter Materialabschnitt wird in der erstarrten Schicht als eine gerade Maserungsstruktur basierend auf einem Betrieb der Vielzahl von Strömungsteilen des geschmolzenen Harzes in im Wesentlichen regelmäßigen Intervallen für jede Strömungsteilspur in einer Stufe des Gussteils (Produktabschnitt) gebildet.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Spritzgussteil bereitgestellt, das ein Zellulosefaser-Verbundharz enthält, wobei das Spritzgussteil umfasst: ein Harz-Einsatzstück, das einen Farbstoff oder eine Zellulosefaser umfasst; eine erste Region, die aus dem Zellulosefaser-Verbundharz gebildet ist; und eine zweite Region, die entlang einer Bindenaht des Zellulosefaser-Verbundharzes gebildet ist, die sich von dem Harz-Einsatzstück erstreckt, wobei die erste Region und die zweite Region verschiedene Farbtöne aufweisen.
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Ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Schritt zum Anordnen eines Harz-Einsatzstücks, das einen Farbstoff oder eine Zellulosefaser umfasst, in einem Hohlraum zwischen Formen entfernt von einem Anguss; und einen Schritt zum Spritzgießen eines Zellulosefaser-Verbundharzes von dem Anguss in den Hohlraum, um eine erste Region durch das Zellulosefaser-Verbundharz und eine zweite Region, die einen Farbton aufweist, der sich von demjenigen der ersten Region unterscheidet, entlang einer Bindenaht des Zellulosefaser-Verbundharzes zu bilden, die sich von dem Harz-Einsatzstück erstreckt.
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Figurenliste
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- 1 1A ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 1 veranschaulicht;
- 1B ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 1 veranschaulicht;
- 1C ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 1 veranschaulicht;
- 1D ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 1 veranschaulicht;
- 2A ist eine schematische Draufsicht, die veranschaulicht, wie in der Ausführungsform 1 ein Zellulosefaser-Verbundharz von einem Anguss sich an einer vorderen Oberfläche eines Harz-Einsatzstücks verzweigt und eine Seitenoberfläche davon umhüllt;
- 2B ist eine schematische Draufsicht, die einen Mechanismus veranschaulicht, in dem das nach 2A umhüllende Zellulosefaser-Verbundharz eluiert und das Harz-Einsatzstück zusammenführt, und eine Struktur aufgrund des eluierten Harzes linear wird;
- 3 ist eine schematische Draufsicht, die ein Aussehen eines Gussteils eines Holzgussteils veranschaulicht, das das Spritzgussteil von 1D ist;
- 4 ist Tabelle 1, die Herstellungsbedingungen und deren Bewertungsergebnisse in einem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 2 veranschaulicht;
- 5A ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 3 veranschaulicht;
- 5B ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 3 veranschaulicht;
- 5C ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 3 veranschaulicht;
- 5D ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 3 veranschaulicht;
- 6A ist eine schematische Draufsicht, die veranschaulicht, wie in der Ausführungsform 3 ein Zellulosefaser-Verbundharz von einem Anguss sich an einer vorderen Oberfläche eines Harz-Einsatzstücks verzweigt und eine Seitenoberfläche davon umhüllt;
- 6B ist eine schematische Draufsicht, die einen Mechanismus veranschaulicht, in dem das nach 6A umhüllende Zellulosefaser-Verbundharz eluiert und das Harz-Einsatzstück zusammenführt, und eine Struktur aufgrund des eluierten Harzes linear wird;
- 7 ist eine schematische Draufsicht, die ein Aussehen eines Gussteils eines Holzgussteils veranschaulicht, das das Spritzgussteil von 5D ist;
- 8 ist Tabelle 2, die Herstellungsbedingungen und deren Bewertungsergebnisse in einem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 4 veranschaulicht;
- 9 ist Tabelle 3, die eine lineare Struktur in einem Fall veranschaulicht, in dem eine Größe eines Harz-Einsatzstücks und eine Lagebeziehung mit einem Anguss in einem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 5 geändert werden;
- 10A ist eine schematische Ansicht, die eine Richtung veranschaulicht, in der eine lineare Struktur in einem Fall gebildet wird, in dem ein Anguss und eine Mitte eines Harz-Einsatzstücks einander überlappen;
- 10B ist eine schematische Ansicht, die eine Richtung veranschaulicht, in der eine lineare Struktur in einem Fall gebildet wird, in dem das Harz-Einsatzstück auf einer linken Seite des Angusses angeordnet ist;
- 10C ist eine schematische Ansicht, die eine Richtung veranschaulicht, in der eine lineare Struktur in einem Fall gebildet wird, in dem das Harz-Einsatzstück auf einer rechten Seite des Angusses angeordnet ist;
- 11A ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel in einem Fall veranschaulicht, in dem eine Vielzahl von Harz-Einsatzstücken für einen Anguss in einem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 6 angeordnet sind;
- 11B ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel in einem Fall veranschaulicht, in dem das Harz-Einsatzstück ein Kreis ist;
- 11C ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel in einem Fall veranschaulicht, in dem das Harz-Einsatzstück ein Dreieck ist;
- 11D ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel in einem Fall veranschaulicht, in dem das Harz-Einsatzstück ein umgekehrtes Dreieck ist;
- 12A ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 7 veranschaulicht;
- 12B ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 7 veranschaulicht;
- 12C ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 7 veranschaulicht;
- 12D ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 7 veranschaulicht; und
- 13 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Aussehen eines Spritzgussteils veranschaulicht, das durch ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 8 erhalten wurde.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNGEN
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Das in der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr.
8-276464 beschriebene Verfahren erfordert eine besondere Gießmaschine, wie beispielsweise eine Zweifarben-Gießmaschine, und es ist auch erforderlich, zwei Typen von Materialien, die verschiedene Holzkomponenten-Beimengungskonzentrationen aufweisen, als Materialien zum Spritzgießen vorzubereiten. Unter den Holzmaserungsstrukturen kann nur die Plattenmaserungsstruktur nachgebildet werden und es kann keine hochwertige geradfaserige Struktur nachgebildet werden. Es besteht ein Problem, dass es schwierig ist, Farbungleichmäßigkeit und kontrastierende Farbdichte, die Holz eigen sind, durch Beimengung eines Farbstoffs nachzubilden.
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Das in der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr.
11-348075 beschriebene Verfahren veranschaulicht erhebliche Verbesserungen, wie beispielsweise die Nachbildung der geradfaserigen Struktur, die ein Problem der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-276464 ist, und kann die geradfaserige Struktur durch eine normale Spritzgießmaschine nachbilden, aber es gibt Probleme, die darin bestehen, dass die Anzahl der Angüsse in Bezug auf das Teil zunimmt, die Steuerung von jeder der geradfaserigen Strukturen schwierig ist und eine Breite und eine Richtung der geradfaserigen Struktur nicht wahlweise eingestellt werden können.
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Die vorliegende Offenbarung erfolgt zur Lösung der vorhergehend beschriebenen herkömmlichen Probleme und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht im Bereitstellen eines Spritzgussteils, das verschiedene Holzmaserungsstrukturen aufweist.
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Ein Spritzgussteil gemäß einem ersten Aspekt ist ein Spritzgussteil, das ein Zellulosefaser-Verbundharz enthält, das umfasst: ein Harz-Einsatzstück, das einen Farbstoff oder eine Zellulosefaser umfasst; eine erste Region, die aus dem Zellulosefaser-Verbundharz gebildet ist; und eine zweite Region, die entlang einer Bindenaht des Zellulosefaser-Verbundharzes gebildet ist, die sich von dem Harz-Einsatzstück erstreckt, wobei die erste Region und die zweite Region verschiedene Farbtöne aufweisen.
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In dem Spritzgussteil gemäß einem zweiten Aspekt gemäß dem ersten Gesichtspunkt kann die zweite Region eine Breite aufweisen, die schmaler als eine Breite der ersten Region ist, und kann eine durchgehende lineare Struktur aufweisen.
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In dem Spritzgussteil gemäß einem dritten Aspekt gemäß dem ersten oder zweiten Gesichtspunkt kann die Bindenaht einen Teil aus einem Zellulosefaser-Verbundharz enthalten, wobei eine Strömung des Zellulosefaser-Verbundharzes von einem Angusspur, die an einem Zeitpunkt des Spritzgießens gebildet wird, durch das Harz-Einsatzstück behindert wird, um Verzweigung und Zusammenführen zu bewirken.
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In dem Spritzgussteil gemäß einem vierten Aspekt gemäß einem von dem ersten bis dritten Gesichtspunkt kann die zweite Region durch einen Farbstoff gefärbt sein.
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In dem Spritzgussteil gemäß einem fünften Aspekt gemäß einem von dem ersten bis dritten Gesichtspunkt kann die zweite Region eine Zellulosefaser umfassen.
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In dem Spritzgussteil gemäß einem sechsten Aspekt gemäß dem fünften Gesichtspunkt kann die zweite Region ein Carbid der Zellulosefaser umfassen.
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In dem Spritzgussteil gemäß einem siebten Aspekt gemäß einem von dem ersten bis sechsten Gesichtspunkt kann das Spritzgussteil eine Angussspur, die am Zeitpunkt des Spritzgießens gebildet wird, und eine Vielzahl von Harz-Einsatzstücken umfassen und kann eine Vielzahl der zweiten Regionen aufweisen, die sich von der Vielzahl von Harz-Einsatzstücken erstrecken.
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In dem Spritzgussteil gemäß einem achten Aspekt gemäß einem von dem ersten bis sechsten Gesichtspunkt kann das Spritzgussteil eine Vielzahl von Angussspuren, die am Zeitpunkt des Spritzgießens gebildet werden, und eine Vielzahl von Harz-Einsatzstücken umfassen und kann eine Vielzahl von den zweiten Regionen aufweisen, die sich von der Vielzahl von Harz-Einsatzstücken erstrecken, und eine Richtung der Bindenaht, die die zweite Region bildet, kann mindestens eine von einer Richtung entlang einer Einspritzrichtung des Zellulosefaser-Verbundharzes und einer Zusammenführungsrichtung des Zellulosefaser-Verbundharzes von der Vielzahl von Angussspuren sein.
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Ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß einem neunten Aspekt umfasst einen Schritt zum Anordnen eines Harz-Einsatzstücks, das einen Farbstoff oder eine Zellulosefaser umfasst, in einem Hohlraum zwischen Formen entfernt von einem Anguss; und einen Schritt zum Spritzgießen eines Zellulosefaser-Verbundharzes von dem Anguss in den Hohlraum, um eine erste Region des Zellulosefaser-Verbundharzes und eine zweite Region zu bilden, die einen Farbton aufweist, der sich von demjenigen der ersten Region unterscheidet, entlang einer Bindenaht des Zellulosefaser-Verbundharzes, die sich von dem Harz-Einsatzstück erstreckt.
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In dem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß einem zehnten Aspekt gemäß dem neunten Gesichtspunkt kann das Verfahren ferner einen Schritt zum Behandeln des Zellulosefaser-Verbundharzes bei einer Temperatur von 180°C oder höher umfassen.
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In dem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß einem elften Aspekt gemäß dem neunten oder zehnten Gesichtspunkt kann eine Formtemperatur am Zeitpunkt des Spritzgießens 20°C bis 100°C betragen.
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In dem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß einem zwölften Aspekt gemäß einem von dem neunten bis elften Gesichtspunkt kann in dem Schritt zum Anordnen des Harz-Einsatzstücks jedes Harz-Einsatzstück, das den Farbstoff oder die Zellulosefaser enthält, in dem Hohlraum zwischen den Formen entfernt von jedem von einer Vielzahl der Angüsse angeordnet werden und in dem Schritt zum Spritzgießen des Zellulosefaser-Verbundharzes zum Bilden der ersten Region und der zweiten Region kann das Zellulosefaser-Verbundharz in den Hohlraum zwischen den Formen von der Vielzahl von Angüssen eingespritzt werden und die eingespritzten Zellulosefaser-Verbundharze können aus verschiedenen Richtungen in einem Winkel zusammengeführt werden, um die erste Region und die zweite Region zu bilden.
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Wie vorhergehend beschrieben, ist es gemäß dem Spritzgussteil gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht erforderlich, eine besondere Gießmaschine zu verwenden und die lineare Holzmaserungsstruktur kann in einer beliebigen Richtung nachgebildet werden und dadurch ist es möglich, ein Holzgussteil bereitzustellen, das sogar noch näher an natürlichem Holz liegt als der Stand der Technik.
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Nachfolgend wird das Spritzgussteil gemäß Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind im Wesentlichen die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Ausführungsform 1
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1A bis 1D sind schematische perspektivische Ansichten, die jeden Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 1 veranschaulichen. 2A ist eine schematische Draufsicht, die veranschaulicht, wie in der Ausführungsform 1 Zellulosefaser-Verbundharz 101 von dem Anguss 102 sich auf einer vorderen Oberfläche des Harz-Einsatzstücks 103 verzweigt und eine Seitenoberfläche davon umhüllt. 2B ist eine schematische Draufsicht, die einen Mechanismus veranschaulicht, in dem das nach 2A umhüllende Zellulosefaser-Verbundharz eluiert und das Harz-Einsatzstück 103 zusammenführt, und eine Struktur 107 aufgrund des eluierten Harzes linear wird.
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Spritzgussteil
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Das Holzgussteil 100, das das Spritzgussteil gemäß Ausführungsform 1 ist, ist ein Spritzgussteil, das Zellulosefaser-Verbundharz 101 verwendet. Wie in 1D veranschaulicht, weist das Holzgussteil 100 das Harz-Einsatzstück 103, das einen Farbstoff oder eine Zellulosefaser umfasst, eine erste Region, die aus Zellulosefaser-Verbundharz 101 gebildet ist, und eine zweite Region 107 auf, die entlang der Bindenaht 106 des Zellulosefaser-Verbundharzes 101 gebildet ist, die sich von dem Harz-Einsatzstück 103 erstreckt. Die Farbtöne der ersten Region 101 und der zweiten Region 107 unterscheiden sich. Die zweite Region 107 weist eine lineare Struktur, zum Beispiel eine lineare Holzmaserungsstruktur, auf.
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Verfahren zur Herstellung des Spritzgussteils
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Im Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 1 wird zum Beispiel Zellulosefaser-Verbundharz 101, dem 55 Ma% einer Zellulosefaser beigemengt werden, zum Spritzgießen verwendet. Es wurde eine Untersuchung unter Verwendung eines Harz-Einsatzstücks 103 durchgeführt, das durch Beimengung von 3 Ma% eines braunen Farbstoffs zu Polypropylen gegossen wurde, das ein Grundharz eines Zellulosefaser-Verbundharzes ist. Die Spritzgussbedingungen in der Ausführungsform 1 sind zum Beispiel eine Harztemperatur von 190°C, eine Formtemperatur von 60°C, eine Einspritzgeschwindigkeit von 100 mm/s und ein Nachdruck von 80 MPa und eine Nachdruckzeit von 5 s.
- (1) Das Harz-Einsatzstück 103, das einen Farbstoff aufweist, wird in einem Hohlraum zwischen Formen (nicht veranschaulicht) entfernt von dem Anguss 102 angeordnet.
- (2) In 1A wird ein Zellulosefaser-Verbundharz 101, das von einem Zylinder einer Gießmaschine eingespritzt wird, von dem Anguss 102 im Inneren der Form in den Hohlraum eingespritzt.
- (3) In 1B wird das Harz-Einsatzstück 103, das an einer Position 5 mm von dem Anguss 102 angeordnet ist, durch Scherwärmeerzeugung 104 durch Kollidieren mit Zellulosefaser-Verbundharz 101 in einen geschmolzenen Zustand gebracht.
- (4) In 1C verzweigt sich das Zellulosefaser-Verbundharz 101, um das Harz-Einsatzstück 103 zu umgehen. Aufgrund einer Scherkraft am Zeitpunkt dieses Verzweigens eluiert die Seitenwand des geschmolzenen Harz-Einsatzstücks 103 und strömt zusammen mit einer Harzströmung hin zu einem Strömungsende aus. An diesem Zeitpunkt eluiert Harz 105, das aus dem Harz-Einsatzstück 103 ausgeströmt ist, entlang der Bindenaht 106, die von Zellulosefaser-Verbundharz 101 gebildet wird, das nach dem Verzweigen mit dem Harz-Einsatzstück 103 zusammengeführt wurde.
- (5) In 1D strömt Zellulosefaser-Verbundharz 101 und bildet dabei die Bindenaht 106 und der Hohlraum wird am Strömungsende damit gefüllt. An diesem Zeitpunkt erzeugt das Harz-Einsatzstück 103, das an der Position 5 mm von dem Anguss 102 angeordnet ist, konstant Scherwärmeerzeugung 104. Daher wird durch Fortsetzen des Eluierens von Harz 105, das aus der Seitenoberfläche des Harz-Einsatzstücks 103 ausgeströmt ist, bis es zum Strömungsende gefüllt ist, die lineare Struktur 107 hinter dem Harz-Einsatzstück 103 in einer Strömungsrichtung gebildet.
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Wie vorhergehend beschrieben, kann das Holzgussteil 100 erhalten werden, das ein Spritzgussteil ist, das die lineare Struktur 107 aufweist.
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In dem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils kann zum Beispiel das Zellulosefaser-Verbundharz verwendet werden, das 10 Ma% oder mehr einer Faser umfasst, die ein Seitenverhältnis (Faserlänge/Faserdurchmesser) der Zellulosefaser von 5 oder größer aufweist, das dem Einspritzharz beizumengen ist, im Verhältnis zu einem Grundharz, in dem die Faser ein Grundmaterial ist. Grund hierfür ist, dass in einem Fall, in dem das Seitenverhältnis kleiner als 5 ist, eine Faserform sich an eine pulverartige Form annähert, wodurch eine Verstärkungswirkung der Faser vermindert und die Sprödigkeit erhöht werden. In einem Fall, in dem das Beimengungsverhältnis der Zellulosefaser kleiner als 10 Ma% ist, ist die Viskosität am Zeitpunkt des Einspritzens gering und es ist wahrscheinlich, dass ein Nachteil auftritt, der darin besteht, dass es schwierig ist, die Scherkraft und die Scherwärmeerzeugung zu erzeugen, die genügen, um das in der Form angeordnete Harz-Einsatzstück zu eluieren.
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Zum Verhindern der vollständigen Karbonisierung der Zellulosefaser wird das Zellulosefaser-Verbundharz behandelt, zum Beispiel bei einer Harztemperatur von niedriger als 260°C.
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Als das Zellulosefaser-Verbundharz, das in dem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils verwendet werden kann, ist es zum Beispiel möglich, ein Zellulosefaser-Verbundharz einzuschließen, das durch Vorpulverisieren von gebleichtem Zellstoff aus Nadelhölzern, der von Holz extrahiert wurde, auf einen Durchmesser von etwa 50 µm und eine Länge von etwa 250 µm und Mischen und Kneten von pulverförmigem Zellstoff mit zum Beispiel Polypropylen, das ein Grundmaterial ist, in einer Knetmaschine erhalten wird.
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In einem Fall, in dem das vorhergehend beschriebene Rohmaterial verwendet wird, kann eine Solltemperatur der Knetmaschine zum Beispiel 190°C betragen. An diesem Zeitpunkt kann der Zellstoff mit einer niedrigen Temperatur geknetet werden, um so wenig wie möglich entfärbt (braun) zu werden. Die Scherkraft, die in der Knetmaschine erzeugt wird, verursacht Faserzerfaserung (Ausfasern der Faser zur Verminderung des Durchmessers) und das Faserseitenverhältnis (Faserlänge/Faserdurchmesser) in einem Zellulosefaser-Verbundharzpellet nach dem Kneten kann im Vergleich zu demjenigen eines pulverförmigen Zellstoffs vor dem Kneten erhöht werden.
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Die Art der Zellulosefaser ist nicht in besonderer Weise beschränkt und es kann ein beliebiges Material, wie beispielsweise Nadelholz, Laubholz und Bambus, verwendet werden, das die Zellulosefaser extrahieren kann. Wie vorhergehend beschrieben, weist die Faser vorzugsweise ein Seitenverhältnis von 5 oder höher auf, und unter dieser Bedingung kann die Faser frei in einem Bereich ausgewählt werden, in dem ein Durchmesser in einer µm-Größenordnung bis nm-Größenordnung liegt. Die Zellulosefaser ist vorzugsweise gebleicht und weist eine entfernte Ligninkomponente auf und es kann zum Beispiel ein gebleichter Zellstoff, wie beispielsweise Papier, als ein Rohmaterial verwendet werden.
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In dem vorhergehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils wird das Harz-Einsatzstück in der Nähe des Angusses in einer Formstruktur angeordnet. Daher wird das Harz von dem Harz-Einsatzstück aufgrund der Scherwärmeerzeugung und der Scherkraft eluiert, die von der Kollision zwischen dem eingespritzten Zellulosefaser-Verbundharz und dem Harz-Einsatzstück erzeugt werden. Das ausströmende Harz strömt entlang der Bindenaht, die gebildet wird, wenn das Zellulosefaser-Verbundharz mit dem Einsatzstück kollidiert, und die Strömung verzweigt sich und wird zusammengeführt, um eine holzmaserungsartige lineare Struktur zu bilden.
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Als Nächstes wird in dem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils ein Mechanismus zum Erhalten der linearen Struktur unter Bezugnahme auf 2A und 2B beschrieben.
- a) Wie in 2A veranschaulicht, kollidiert Zellulosefaser-Verbundharz 101, das von dem Anguss 102 eingespritzt wird, mit dem Harz-Einsatzstück 103 und strömt dann mit Scherwärmeerzeugung 104 um das Harz-Einsatzstück 103 und die Strömung 201 nach innen wird an den Ecken 108 des Harz-Einsatzstücks 103 erzeugt.
- b) Wie in 2B veranschaulicht, wird das Zellulosefaser-Verbundharz 101, das um das Harz-Einsatzstück 103 strömt, zusammengeführt und danach nimmt es aufgrund des Einflusses des Harz-Einsatzstücks 103 ununterbrochen die nach Innen gerichteten Kräfte 202 und 203 auf. Folglich strömt Harz 105, das aufgrund der Scherwärmeerzeugung 104 aus dem Harz-Einsatzstück 103 strömt, um auf der Bindenaht 106 eingezwängt zu werden, und bleibt wie eine lineare Struktur in dem Gussteil. Die Bindenaht kann zum Beispiel durch Simulieren eines Verzweigungs- und Zusammenführungszustands des eingespritzten Zellulosefaser-Verbundharzes 101 erhalten werden.
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Wie in
3 veranschaulicht, kann in dem Holzgussteil
100, das das Spritzgussteil von
1D ist, bestätigt werden, dass Harz
105, das von dem Polypropylen-Einsatzstück
103 eluiert wird, das in einem Teil des Zellulose-Verbundharzes
101 braun gefärbt ist und herausströmt, zum Strömungsende strömt und die lineare Struktur
107 gebildet wird. Die Struktur
107 ist die lineare Struktur
107, die hauptsächlich linear gestaltet ist, aber an einigen Stellen treten Schwankungen auf und die Textur ist wie eine natürliche Holzmaserung. Es wurde eine Farbdifferenz zwischen dem in der Form angeordneten Polypropylen-Einsatzstück und der durch Ausströmen aus dem Polypropylen-Einsatzstück gebildeten linearen Struktur berechnet. Die Farbdifferenz ΔE, die eine Differenz zwischen den zwei Farben in einem Lab-Farbanzeigeraum darstellt, kann von der folgenden Gleichung erhalten werden.
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Von den vorhergehend beschriebenen Ergebnissen beträgt die Farbdifferenz ΔE zwischen beiden lediglich 0,33 und es liegt nahezu kein Farbunterschied vor und dieser ist visuell nicht erkennbar. Daher ist ersichtlich, dass die lineare Struktur 107 wie Holzmaserung durch das Harz gebildet wird, das aus dem braun gefärbten Polypropylen-Einsatzstück 103 geströmt ist.
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Gemäß einer solchen Ausgestaltung kann das Holzgussteil 100, das die lineare Holzmaserungsstruktur aufweist, die natürliche Schwankungen wie echtes Holz aufweist, mit der gewöhnlichen Spritzgießmaschine durch das Zellulosefaser-Verbundmaterial, das 55 Ma% der Zellulosefaser umfasst, und das Polypropylen-Einsatzstück 103 nachgebildet werden.
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Als die Zellulosefaser wurde Nadelholz verwendet. Darüber hinaus kann ein/e beliebige/s Holz oder Pflanze, das/die die Zellulosefaser extrahieren kann, wie beispielsweise Laubholz oder Bambus, verwendet werden, und das Material ist nicht in besonderer Weise beschränkt.
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Als das Grundmaterial des Zellulosefaser-Verbundmaterials wird Polypropylen verwendet, aber das Harz ist nicht in besonderer Weise beschränkt, solange es in einem Bereich, in dem die Zellulosefaser nicht in einem Pelletherstellungsschritt karbonisiert wird, in ein Verbundharz umgewandelt werden kann.
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Als das Harz-Einsatzstück wird Polypropylen verwendet, das äquivalent zu dem Grundharz ist, in dem die Zellulosefaser zur Bildung des Verbundmaterials verwendet wird, aber es besteht keine besondere Einschränkung und es ist nicht beschränkt. Das Harz mit geringerer Viskosität neigt indes dazu, eine/n höhere/n Scherkraft und Wärmewert aufzuweisen als das eingespritzte Harz und in einem Fall, in dem eine hellere dicke lineare Holzmaserungsstruktur gewünscht wird, wenn das Harz-Einsatzstück geschmolzen wird, ist es zu bevorzugen, das Harz-Einsatzstück mit einem Material zu konstruieren, das eine Viskosität aufweist, die geringer ist als diejenige des einzuspritzenden Harzes.
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In einem Fall, in dem das Harz-Einsatzstück direkt an dem Ort des Hohlraums angeordnet wird, der das Spritzgussteil sein wird, können dessen Position und Anzahl wahlweise innerhalb eines strukturell möglichen Bereichs der Form eingestellt werden und sind nicht in besonderer Weise beschränkt.
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Ausführungsform 2
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4 ist Tabelle 1, die Herstellungsbedingungen und deren Bewertungsergebnisse in einem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 2 veranschaulicht. Tabelle 1 veranschaulicht Ergebnisse einer Untersuchung einer Spritzgussgrenze und einer Grenze der Bildung der linearen Struktur durch Ändern der Konzentration der Zellulosefaser in dem Zellulosefaser-Verbundharz.
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In Tabelle 1 ist Beispiel 1 ein Muster, in dem das in der Ausführungsform 1 untersuchte Zellulosefaser-Verbundharz, das das Polypropylen als das Grundmaterial verwendet und 10 Ma% der Zellulosefaser umfasst, unter Bedingungen mit einer Harztemperatur von 230°C und einer Formtemperatur von 80°C gegossen wurde. Ähnlich wie in der Ausführungsform 1 wurde das in der Form angeordnete Harz-Einsatzstück durch Gießen unter Beimengung von 3 Ma% eines braunen Farbstoffs verwendet. Basierend auf Beispiel 1 wurde die Konzentration der Zellulosefaser in Intervallen von 5 Ma% erhöht und die Konzentration der Zellulosefaser, die zum Gießen und zur Bildung der linearen Struktur in der Lage war, wurden bestimmt. Das Harz-Einsatzstück hat sich nicht unter jeder Bedingung besonders geändert.
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In Tabelle 1 von 4, in den Beispielen 1 bis 14 und im Vergleichsbeispiel 1, werden Muster durch Gießen eines Verbundharzes (Erhöhung von 5 Ma%) in einem Bereich von 10 Ma% bis 80 Ma% der Zellulosefaser unter Bedingungen mit einer Harztemperatur von 230°C und einer Formtemperatur von 80°C erhalten. Das heißt, die Beispiele 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14 sind Verbundharze, die 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 beziehungsweise 75 Ma% der Zellulosefaser umfassen, und das Vergleichsbeispiel 1 ist ein Verbundharz, das 80 Ma% der Zellulosefaser umfasst. Tabelle 1 veranschaulicht Ergebnisse der Bestätigung einer Füllungseigenschaft und der linearen Struktur in den aus diesen Verbundharzen gegossenen Mustern.
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In den Beispielen 1 bis 14 betrug der Füllungsgrad der Gussform, die die Form des Gussteils definiert, 100 %, und es lag kein ungefüllter Abschnitt vor. Auch wurde bei der Bildung der linearen Struktur, die Bildung unter sämtlichen Bedingungen bestätigt, obgleich ein Unterschied bei der Breite vorlag. In Tabelle 1 wurde dies als „gut“ bewertet und durch „A“ dargestellt.
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Andererseits strömte im Vergleichsbeispiel 1 das Harz nicht und füllte die Form nicht bis zum Ende auf. Das heißt, sie wurde nicht 100 % zu gefüllt. Die Bildung der linearen Struktur konnte nicht bestätigt werden, da die Viskosität zu hoch war, und es bestand ein Problem mit der Strömung im Inneren der Form. In Tabelle 1 wurde dies als „mangelhaft“ bewertet und durch „B“ dargestellt. Aus Vorhergehendem geht hervor, dass unter den vorhergehend beschriebenen Bedingungen das Verbundharz, das 75 Ma% der Zellulosefaser umfasst, die Formgrenze zum Erhalten eines Gussteils, das die Teilform erfüllte, durch Spritzguss war.
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Ausführungsform 3
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5A bis 5D sind schematische perspektivische Ansichten, die jeden Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 3 veranschaulichen. 6A ist eine schematische Draufsicht, die veranschaulicht, wie in der Ausführungsform 3 Zellulosefaser-Verbundharz 401 von dem Anguss 402 sich auf einer vorderen Oberfläche des Harz-Einsatzstücks 403 verzweigt und eine Seitenoberfläche davon umhüllt. 6B ist eine schematische Draufsicht, die einen Mechanismus veranschaulicht, in dem das nach 6A umhüllende Zellulosefaser-Verbundharz eluiert und das Harz-Einsatzstück 403 zusammenführt, und eine Struktur 405 aufgrund des eluierten Harzes linear wird. 7 ist eine schematische Draufsicht, die ein Aussehen des Gussteils des Holzgussteils 100a veranschaulicht, das das Spritzgussteil von 5D ist.
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Spritzgussteil
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Das Holzgussteil 100a, das das Spritzgussteil gemäß Ausführungsform 3 ist, ist ein Spritzgussteil, das Zellulosefaser-Verbundharz 401 verwendet. Wie in 5D veranschaulicht, weist das Holzgussteil 100a das Harz-Einsatzstück 403, das einen Farbstoff oder eine Zellulosefaser umfasst, eine erste Region, die aus Zellulosefaser-Verbundharz 401 gebildet wird, und die zweite Region 407 auf, die entlang der Bindenaht 406 des Zellulosefaser-Verbundharzes 401 gebildet ist, die sich von dem Harz-Einsatzstück 403 erstreckt. Die Farbtöne der ersten Region 401 und der zweiten Region 407 unterscheiden sich.
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Verfahren zur Herstellung des Spritzgussteils
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In einem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 3 wird zum Beispiel Zellulosefaser-Verbundharz 401, dem 55 Ma% der Zellulosefaser beigemengt wird, zum Spritzgießen verwendet. Es wurde eine Untersuchung unter Verwendung eines Harz-Einsatzstück 403 durchgeführt, das in dem Polypropylen gegossen wurde, dem 55 Ma% Zellulosefasern ähnlich wie bei dem Spritzgussharz, aber ohne Färbung, beigemengt wurden. Die Spritzgussbedingungen am Zeitpunkt des Einspritzens sind zum Beispiel eine Harztemperatur von 190°C, eine Formtemperatur von 60°C, eine Einspritzgeschwindigkeit von 100 mm/s, ein Nachdruck von 80 MPa und eine Nachdruckzeit von 5 s und eine Formtemperatur von 60°C.
- (1) Das Harz-Einsatzstück 403, das die Zellulosefaser umfasst, wird in dem Hohlraum zwischen Formen (nicht veranschaulicht) entfernt von dem Anguss 402 angeordnet.
- (2) In 5A wird ein Zellulosefaser-Verbundharz 401 eingespritzt, das von einem Zylinder einer Gießmaschine von dem Anguss 402 in den Hohlraum im Inneren der Form eingespritzt wird.
- (3) In 5B wird das Harz-Einsatzstück 403, das an einer Position 5 mm von dem Anguss 402 angeordnet ist, durch Scherwärmeerzeugung 404 durch Kollidieren mit Zellulosefaser-Verbundharz 401 in einen geschmolzenen Zustand gebracht.
- (4) In 5C verzweigt sich das Zellulosefaser-Verbundharz 401, um das Harz-Einsatzstück 403 zu umgehen. Aufgrund der Scherkraft am Zeitpunkt dieses Verzweigens eluiert eine Seitenwand des geschmolzenen Harz-Einsatzstücks 403 und strömt zusammen mit der Harzströmung hin zu dem Strömungsende aus. An diesem Zeitpunkt befindet sich die Zellulosefaser, die in dem Harz 405 enthalten ist, das aus dem Harz-Einsatzstück 403 strömt, aufgrund des Einflusses der Scherwärmeerzeugung in einem halb karbonisierten Zustand und wird braun. Harz 405, das die gebräunte Zellulosefaser umfasst, eluiert entlang der Bindenaht 406, die aus Zellulosefaser-Verbundharz 401 gebildet ist, das nach dem Verzweigen mit dem Harz-Einsatzstück 403 zusammengeführt wird.
- (5) In 5D strömt Zellulosefaser-Verbundharz 401 und bildet dabei die Bindenaht 406 und der Hohlraum wird am Strömungsende damit gefüllt. An diesem Zeitpunkt erzeugt das Harz-Einsatzstück 403, das an der Position 5 mm von dem Anguss 402 angeordnet ist, konstant Scherwärmeerzeugung 404 und fährt mit dem Erzeugen einer halb karbonisierten Komponente fort. Daher wird durch Fortsetzen des Eluierens von Harz 405, das aus der Seitenoberfläche des Harz-Einsatzstücks 403 ausgeströmt ist, bis es am Strömungsende gefüllt ist, die braune lineare Struktur 407 hinter dem Harz-Einsatzstück 403 in der Strömungsrichtung gebildet.
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Wie vorhergehend beschrieben, kann das Holzgussteil 100a erhalten werden, das das Spritzgussteil ist, das die lineare Struktur 407 aufweist.
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Als Nächstes wird ein Mechanismus zum Erhalten einer linearen Struktur in dem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils unter Bezugnahme auf 6A und 6B beschrieben.
- a) Wie in 6A veranschaulicht, kollidiert Zellulosefaser-Verbundharz 401, das von dem Anguss 402 eingespritzt wird, mit dem Harz-Einsatzstück 403 und strömt dann mit Scherwärmeerzeugung 404 um das Harz-Einsatzstück 403 und die Strömung 501 nach innen wird an den Ecken 408 des Harz-Einsatzstücks 403 erzeugt.
- b) Wie in 6B veranschaulicht, wird das Zellulose-Verbundharz 401, das um das Harz-Einsatzstück 403 strömt, zusammengeführt und danach nimmt es aufgrund des Einflusses des Harz-Einsatzstücks 403 ununterbrochen die nach Innen gerichtete Kräfte 502 und 503 auf. Folglich strömt Harz 405, das aufgrund der Scherwärmeerzeugung 404 aus dem Harz-Einsatzstück 403 geströmt ist, um auf der Bindenaht 406 eingezwängt zu werden, und bleibt wie eine lineare Struktur in dem Gussteil.
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Die Zellulosefaser, die in dem Harz 405 enthalten ist, das aus dem Harz-Einsatzstück 403 aufgrund des Einflusses der Scherwärmeerzeugung 404 geströmt ist, unterliegt konstant dem Einfluss und die halb karbonisierte Komponente wird ununterbrochen erzeugt, derart dass die lineare Struktur über eine gesamte Länge braun wird.
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Wie in
7 veranschaulicht, kann in dem Holzgussteil
100a, das das Spritzgussteil von
5D ist, bestätigt werden, dass Harz
405, das von dem Zellulose-Faser-Verbundharz-Einsatzstück
403 in einen Teil des Zellulosefaser-Verbundharzes
401 eluiert wird, herausströmt und dabei halb karbonisiert wird, zum Strömungsende strömt und die lineare Struktur
407 gebildet wird. Die Struktur
407 ist die lineare Struktur
407, die hauptsächlich linear gestaltet ist, aber an einigen Stellen treten Schwankungen auf und die Textur ist wie eine natürliche Holzmaserung. Es wurde eine Farbdifferenz zwischen dem in der Form angeordneten Zellulosefaser-Verbundharz-Einsatzstück und der durch Ausströmen aus dem Zellulosefaser-Verbundharz-Einsatzstück gebildeten linearen Struktur berechnet. Die Farbdifferenz ΔE, die eine Differenz zwischen den zwei Farben in einem Lab-Farbanzeigeraum darstellt, kann von der folgenden Gleichung erhalten werden.
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Aus den vorhergehend beschriebenen Ergebnissen geht hervor, dass die Farbdifferenz ΔE zwischen beiden so groß wie 21,3 ist, und es ist ersichtlich, dass die Farbdifferenz zwischen dem in der Form angeordneten Zellulosefaser-Verbundharz-Einsatzstück und dem Harz, das aus dem Zellulosefaser-Verbundharz-Einsatzstück strömt, groß ist. Daraus ist ersichtlich, dass die Zellulosefaser, die in dem ausgeströmten Harz enthalten ist, sich aufgrund des Einflusses der Scherwärmeerzeugung in die halb karbonisierte Komponente verwandelt hat, derart dass die lineare Struktur 407 wie Holzmaserung gebildet wird.
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Gemäß einer solchen Ausgestaltung kann die lineare Holzmaserungsstruktur, die natürliche Schwankungen wie echtes Holz aufweist, mit der gewöhnlichen Spritzgießmaschine durch das Zellulosefaser-Verbundmaterial, das 55 Ma% der Zellulosefaser umfasst, und das Zellulosefaser-Verbundharz-Einsatzstück 403 nachgebildet werden.
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Als die Zellulosefaser wurde Nadelholz verwendet. Darüber hinaus kann ein/e beliebige/s Holz oder Pflanze, das/die die Zellulosefaser extrahieren kann, wie beispielsweise Laubholz oder Bambus, verwendet werden, und das Material ist nicht in besonderer Weise beschränkt.
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Als das Grundmaterial des Zellulosefaser-Verbundmaterials wird Polypropylen verwendet, aber das Harz ist nicht in besonderer Weise beschränkt, solange es in einem Bereich, in dem die Zellulosefaser nicht in einem Pelletherstellungsschritt karbonisiert wird, in ein Verbundharz umgewandelt werden kann.
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In einem Fall, in dem das Harz-Einsatzstück direkt an dem Ort des Hohlraums angeordnet wird, der das Spritzgussteil sein wird, können dessen Position und Anzahl optimal innerhalb eines strukturell möglichen Bereichs der Form eingestellt werden und sind nicht in besonderer Weise beschränkt.
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Ausführungsform 4
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8 ist Tabelle 2, die Herstellungsbedingungen und deren Bewertungsergebnisse in einem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 4 veranschaulicht. In Tabelle 2 wurde basierend auf den Ergebnissen von Ausführungsform 2 das Zellulosefaser-Verbundharz-Einsatzstück, das aus einem Harz hergestellt wird, dem 75 Ma% gießbare Zellulosefaser beigemengt wurden, in der Form angeordnet. Als das Einspritzharz wurde eine Möglichkeit der Bildung der linearen Struktur durch Ändern der Konzentration der Zellulosefaser in dem Zellulosefaser-Verbundharz untersucht. Tabelle 2 veranschaulicht Ergebnisse der Untersuchung der Spritzgießgrenze.
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In Tabelle 2 ist Beispiel 15 ein Muster, in dem das in der Ausführungsform 3 untersuchte Verbundharz, das Polypropylen als das Grundmaterial verwendet und 10 Ma% der Zellulosefaser umfasst, unter Bedingungen mit einer Harztemperatur von 230°C und einer Formtemperatur von 80°C gegossen wurde. Das in der Form angeordnete Harz-Einsatzstück ist aus dem Zellulosefaser-Verbundharz ausgestaltet, das 75 Ma% der Zellulosefaser umfasst, wie vorhergehend beschrieben. Basierend auf Beispiel 15 wurde die Konzentration der Zellulosefaser in Intervallen von 5 Ma% erhöht und die Konzentration der gießbaren Zellulosefaser und die Bildung der linearen Struktur wurden bestimmt. Die Zellulosefaserkonzentration des Zellulosefaser-Verbundharz-Einsatzstücks wird nicht unter jeder Bedingung besonders geändert.
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In Tabelle 2 von 8 werden in den Beispielen 15 bis 28 Muster durch Gießen eines Verbundharzes (Erhöhung von 5 Ma%) in einem Bereich von 10 Ma% bis 75 Ma% der Zellulosefaser unter Bedingungen mit einer Harztemperatur von 230°C und einer Formtemperatur von 80°C erhalten. Das heißt, die Beispiele 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 und 28 sind Verbundharze, die 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 beziehungsweise 75 Ma% der Zellulosefaser umfassen. Tabelle 2 veranschaulicht die Ergebnisse der Bestätigung der aus diesen Komponentenharzen gegossenen linearen Struktur des Musters.
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In den Beispielen 15 bis 28 wurde die Bildung der linearen Struktur unter sämtlichen Bedingungen bestätigt, obgleich ein Unterschied in der Breite vorlag. In Tabelle 1 wurde dies als „gut“ bewertet und durch „A“ dargestellt. Aus dem Vorhergehenden ist unter den vorhergehend beschriebenen Bedingungen unabhängig von der Konzentration des Zellulosefaser-Verbundharzes zum Einspritzen im Verhältnis zu dem Harz-Einsatzstück, das aus dem Verbundharz gegossen wird, das 75 Ma% der Zellulosefaser umfasst, ersichtlich, dass die lineare Struktur ohne Probleme gebildet wurde. Bei höherem Gehalt der Zellulosefaser des Einspritzharzes wurden indes die Breite und Dunkelheit der linearen Struktur dicker und dunkler und die lineare Struktur kam markanter zur Geltung. Daraus geht hervor, dass in einem Fall, in dem gewünscht wird, die Farbdifferenz zu verdeutlichen, es zu bevorzugen ist, dass die Gehalte des Einspritzharzes und der Zellulosefaser des Harz-Einsatzstücks einander gleich sind oder der Gehalt der Zellulosefaser des Harz-Einsatzstücks etwas niedriger ist.
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Ausführungsform 5
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9 ist Tabelle 3, die eine lineare Struktur in einem Fall veranschaulicht, in dem eine Größe eines Harz-Einsatzstücks und eine Lagebeziehung mit einem Anguss in einem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 5 geändert werden. 10A ist eine schematische Ansicht, die die Richtung 701, in der eine lineare Struktur gebildet wird, in einem Fall veranschaulicht, in dem der Anguss 102 und eine Mitte des Harz-Einsatzstücks 103 einander überlappen. 10B ist eine schematische Ansicht, die eine Richtung 702, in der eine lineare Struktur gebildet wird, in einem Fall veranschaulicht, in dem das Harz-Einsatzstück 103 auf einer linken Seite des Angusses 102 angeordnet ist. 10C ist eine schematische Ansicht, die eine Richtung 703 veranschaulicht, in der eine lineare Struktur in einem Fall gebildet wird, in dem das Harz-Einsatzstück 103 auf einer rechten Seite des Angusses 102 angeordnet ist.
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In der Ausführungsform 5 wurden die Richtung, die Breite und die Länge der linearen Holzmaserungsstruktur, die durch Ändern der Größe des Harz-Einsatzstücks 103 gebildet wird, und die Lagebeziehung zum Anguss 102 untersucht. In der Ausführungsform 5 wurde wie in der Ausführungsform 1 eine Untersuchung unter Verwendung des braun gefärbten Polypropylen-Einsatzstücks als das Harz-Einsatzstück durchgeführt. Die Gießbedingungen am Zeitpunkt des Einspritzens sind die gleichen wie diejenigen in der Ausführungsform 1.
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Tabelle 3 von 9 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse der Untersuchung von Größen verschiedener Harz-Einsatzstücke und der Richtungen und der Breiten der linearen Holzmaserungsstrukturen veranschaulichen, die an verschiedenen Positionen in Bezug auf den Anguss 102 in der Ausführungsform 5 gebildet wurden. 10A bis 10C sind Diagramme, die schematisch die Richtungen 701 bis 703 veranschaulichen, in denen die linearen Holzmaserungsstrukturen in der Ausführungsform 5 gebildet werden.
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In Tabelle 3 von 9 ist Beispiel 29 ein Beispiel, in dem ein quadratisches Harz-Einsatzstück 103 von 10 mm an einer Position 2 mm von dem Anguss 102 zentriert ist. Als Ergebnis wurde eine lineare Holzmaserungsstruktur mit einer Breite von etwa 3 mm relativ vertikal gebildet.
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Andererseits ist, wie in Beispiel 29, Beispiel 30 ein Beispiel, in dem das Harz-Einsatzstück 103 mit einer Größe von 7 mm x 10 mm an einer Position 2 mm entfernt von dem Anguss 102 an einer Position angeordnet ist, die von der Mitte um 3,5 mm nach links versetzt ist. Als Ergebnis wurde eine lineare Holzmaserungsstruktur mit einer Breite von etwa 2,5 mm diagonal abwärts nach links gebildet.
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In Beispiel 31 wurde das Harzstück 103 auf 5 mm x 8 mm verkleinert und der Abstand von dem Anguss 102 wurde im Vergleich zu demjenigen von Beispiel 30 auf 4 mm vergrößert. Folglich betrug, obgleich die lineare Holzmaserungsstruktur diagonal abwärts nach unten gebildet wurde wie in Beispiel 30, die Breite etwa 1,5 mm und eine Menge an ausgeströmtem Harz 105 wurde vermindert.
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In 10A bis 10C sind die Richtungen 701, 702 und 703 der linearen Struktur an unterschiedlichen Positionen in Bezug auf den Anguss 102 angeordnet und unterscheiden sich auch in der Größe. Aus 10A bis 10C ist ersichtlich, dass die Richtungen 701, 702 und 703, in denen die lineare Holzmaserungsstruktur gebildet wird, durch die Lagebeziehung zwischen dem Anguss 102 und dem Harzzusammenführungspunkt 704 bestimmt werden. Das heißt, die lineare Holzmaserungsstruktur wird aus dem Harzzusammenführungspunkt 704 in der Richtung gebildet, die die zwei Punkte des Angusses 102 und des Harzzusammenführungspunkts 704 verbindet. Die Bindenaht erstreckt sich entlang der Richtung, die die zwei Punkte des Angusses 102 und des Harzzusammenführungspunkts 704 verbindet. Jedes der verzweigten Harze strömt von dem Verzweigungspunkt entlang einer Peripherie des Harz-Einsatzstücks 103. Daher kann der Harzzusammenführungspunkt 704 einfach als eine Stelle berechnet werden, an der die Längen auf beiden Seiten der Peripherie des Harz-Einsatzstücks 103 von dem Verzweigungspunkt gleich sind.
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Gemäß einer solchen Ausgestaltung ist es möglich, die Richtung und die Breite der linearen Holzmaserungsstruktur durch Steuern der Anordnung des Harz-Einsatzstücks 103 in Bezug auf den Anguss 102 zu steuern.
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Gemäß dem vorhergehend beschriebenen Prozess ist es in einem Fall, in dem gewünscht wird, dass sich die lineare Holzmaserungsstruktur diagonal abwärts nach rechts ergibt, möglich, das Nachbilden durch Anordnen des Harz-Einsatzstücks 103 auf der rechten Seite in Bezug auf die Mitte des Angusses 102 anzuordnen.
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In der Ausführungsform 5 wurde das gebräunte Polypropylen-Einsatzstück für das Harz-Einsatzstück verwendet, aber wie in der Ausführungsform 3 kann eine ähnliche lineare Struktur auch unter Verwendung des Zellulosefaser-Verbundharz-Einsatzstücks, das die Zellulosefaser umfasst, erhalten werden.
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Ausführungsform 6
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11A ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel in einem Fall veranschaulicht, in dem eine Vielzahl von Harz-Einsatzstücken 103 für einen Anguss 102 in einem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 6 angeordnet werden. 11B ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel in einem Fall veranschaulicht, in dem das Harz-Einsatzstück ein Kreis ist. 11C ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel in einem Fall veranschaulicht, in dem das Harz-Einsatzstück ein Dreieck ist. 11D ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel in einem Fall veranschaulicht, in dem das Harz-Einsatzstück ein umgekehrtes Dreieck ist.
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In der Ausführungsform 6 wurden die Form und Menge des Harz-Einsatzstücks 103 in Bezug auf den Anguss 102 untersucht.
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Wie in 11A veranschaulicht, können in einem Fall, in dem eine Vielzahl von Harz-Einsatzstücken 103 bereitgestellt werden, lineare Strukturen in Richtungen gebildet werden, die den Anguss 102 und die Harzzusammenführungspunkte von entsprechenden Harz-Einsatzstücken 103 verbinden.
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Gemäß dieser Ausgestaltung ist es möglich, eine Vielzahl von linearen Holzmaserungsstrukturen von einem einzelnen Anguss 102 zu bilden, und die Richtung der linearen Holzmaserung kann wahlweise durch Ändern des Intervalls und des Abstands jedes Einsatzstücks gesteuert werden.
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11B bis 11D veranschaulichen Beispiele, in denen Harz-Einsatzstücke 103 in der Form eines Kreises, eines Dreiecks beziehungsweise eines umgekehrten Dreiecks hergestellt sind.
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Gemäß einer solchen Ausgestaltung ist es möglich, die lineare Holzmaserungsstruktur zu verleihen wie diejenigen in den Ausführungsformen 1 und 2 und die Form des Harz-Einsatzstücks 103 kann wahlweise gemäß der Formstruktur und Teilform eingestellt werden.
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Ausführungsform 7
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Verfahren zur Herstellung des Spritzgussteils
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12A bis 12D sind schematische perspektivische Ansichten, die jeden Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 7 veranschaulichen.
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Im Vergleich zum Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 1 unterscheidet sich das Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 7 darin, dass das Harz-Einsatzstück 903 an einer Stelle angeordnet ist, die sich außerhalb desselben Produkts entfernt von dem Vorkammeranguss 902 befindet, der sich außerhalb des Produktabschnitts befindet. Folglich können der Vorkammeranguss 902 und das Harz-Einsatzstück 903 von dem Spritzgussteil getrennt sein.
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In der Ausführungsform 7 wurde zum Beispiel eine Untersuchung unter Verwendung von Zellulosefaser-Verbundharz 901, dem 55 Ma% der Zellulosefaser zum Spritzgießen beigemengt werden, und unter Verwendung des Harz-Einsatzstücks 903 durchgeführt, das durch Trockenmischen eines braunen Farbstoffs mit Polypropylen gegossen wird, das das Grundharz ist. Die Gussbedingungen am Zeitpunkt des Einspritzens sind zum Beispiel eine Harztemperatur von 200°C, eine Formtemperatur von 60°C, eine Einspritzgeschwindigkeit von 100 mm/s und ein Nachdruck von 80 MPa und eine Nachdruckzeit von 5 s.
- (1) Das Harz-Einsatzstück 903, das einen Farbstoff umfasst, ist von dem Vorkammeranguss 902 außerhalb des Produktabschnitts des Hohlraums zwischen den Formen (nicht veranschaulicht) angeordnet.
- (2) In 12A ist das Harz-Einsatzstück 903 in der Nachbarschaft des Vorkammerangusses 902 außerhalb des Produktabschnitts angeordnet. Das Zellulosefaser-Verbundharz 901, das von dem Zylinder der Gießmaschine eingespritzt wird, wird von dem Vorkammeranguss 902 in die Form eingespritzt.
- (3) In 12B befindet sich das Harz-Einsatzstück 903, das an einer Position 10 mm von dem Vorkammeranguss 902 angeordnet ist, aufgrund von Scherwärmeerzeugung 904 durch Kollidieren mit Zellulosefaser-Verbundharz 901 in einem geschmolzenen Zustand.
- (4) In 12C verzweigt sich das Zellulosefaser-Verbundharz 901, um das Harz-Einsatzstück 903 zu umgehen. Aufgrund der Scherkraft am Zeitpunkt des Verzweigens eluiert eine Seitenwand des geschmolzenen Harz-Einsatzstücks 903 und strömt zusammen mit der Harzströmung hin zu dem Strömungsende aus. An diesem Zeitpunkt eluiert Harz 905, das aus dem Harz-Einsatzstück 903 ausgeströmt ist, entlang der Bindenaht 906, die von Zellulosefaser-Verbundharz 901 gebildet wird, das nach dem Verzweigen mit dem Harz-Einsatzstück 903 zusammengeführt wurde.
- (5) In 12D strömt Zellulosefaser-Verbundharz 901 und bildet dabei die Bindenaht 906 und der Hohlraum wird am Strömungsende damit gefüllt. An diesem Zeitpunkt erzeugt das Harz-Einsatzstück 903, das an einer Position 10 mm von dem Vorkammeranguss 902 angeordnet ist, konstant Scherwärmeerzeugung 904. Daher wird durch Fortsetzen des Eluierens des Harzes 905, das aus der Seitenoberfläche des Harz-Einsatzstücks 903 ausgeströmt ist, bis das Strömungsende damit gefüllt ist, die lineare Struktur 907 hinter dem Harz-Einsatzstück 903 in der Strömungsrichtung gebildet.
- (6) Nachdem das Gießen abgeschlossen wurde, wird der Vorkammeranguss an der Grenzoberfläche 908 zwischen dem Produktabschnitt und dem Vorkammeranguss getrennt.
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Wie vorhergehend beschrieben, kann das Holzgussteil 100b erhalten werden, das ein Spritzgussteil ist, das eine lineare Struktur 907 aufweist.
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Gemäß einer solchen Ausgestaltung ist es möglich, das Holzgussteil 100b, das ein Spritzgussteil ist, das die lineare Holzmaserungsstruktur aufweist, zu erhalten, ohne den Vorkammeranguss 902 und das Harz-Einsatzstück 903 in dem Produktabschnitt zurückzulassen.
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Die Anzahl, das Intervall und die Form der anzuordnenden Harz-Einsatzstücke, wie in der Ausführungsform 3 untersucht, können wahlweise innerhalb eines Bereichs eingestellt werden, in dem das Harz-Einsatzstück in der Form angeordnet werden kann, und sind nicht in besonderer Weise beschränkt.
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In der Ausführungsform 7 wurde das gebräunte Polypropylen-Einsatzstück für das Harz-Einsatzstück verwendet, aber wie in der Ausführungsform 3 kann sogar, wenn das Zellulosefaser-Verbundharz-Einsatzstück, das die Zellulosefaser umfasst, verwendet wird, die gleiche lineare Struktur erhalten werden.
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Ausführungsform 8
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Verfahren zur Herstellung des Spritzgussteils
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13 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Aussehen eines Spritzgussteils veranschaulicht, das durch ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 8 erhalten wurde.
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Im Vergleich mit dem Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 7 unterscheidet sich das Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß Ausführungsform 8 darin, dass eine Vielzahl von Vorkammerangüssen 1001 und 1002 angeordnet sind und eine Formstruktur verwendet wird, die der linearen Holzmaserungsstruktur eine erhebliche Schwankung verleiht.
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In 13 befinden sich die Vorkammerangüsse 1001 und 1002 in einer Lagebeziehung, in der sie um 90° zueinander gedreht sind. In der Form, die diese Ausgestaltung aufweist, sind Harz-Einsatzstücke 1003 jeweils in beliebigen Formen und Positionen in der Nachbarschaft zweier Vorkammerangüsse 1001 und 1002 angeordnet. Durch Spritzgießen von jedem der Vorkammerangüsse 1001 und 1002 ändert sich die Strömungsrichtung des Harzes an der Harzzusammenführungsgrenzfläche 1004, wo die Harze von den zwei Vorkammerangüssen 1001 und 1002 zusammengeführt werden, und der linearen Holzmaserungsstruktur können große Schwankungen 1005 und 1006 verliehen werden.
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Gemäß einer solchen Ausgestaltung ist es durch Anordnen einer Vielzahl von Vorkammerangüssen in einem beliebigen Winkel in der Form möglich, die lineare Holzmaserungsstruktur zu verleihen, die große Schwankungen aufweist.
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Diese Ausgestaltung ist nicht nur für den Vorkammeranguss wirksam und kann mit verschiedenen Angussformen nachgebildet werden, wie beispielsweise dem direkten Anguss und dem Punktanguss, die in den Ausführungsformen 1 und 3 untersucht wurden, und ist nicht in besonderer Weise beschränkt.
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Ein Mehrpunkt-Anguss und eine Vielzahl von Harz-Einsatzstücken werden angeordnet und ein Einspritzzeitpunkt von jedem Anguss unterscheidet sich derart, dass eine Einspritzgeschwindigkeit abgestuft werden kann oder ein Winkel in der Angussanordnung bereitgestellt sein kann. Dadurch können der Holzmaserung verschiedene Schwankungen in der holzmaserungsartigen Struktur verliehen werden, die auf der Bindenaht des durch das Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils gemäß jeder der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen einzuspritzenden Harzes gebildet wird.
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Sogar in einem Fall, in dem die holzmaserungsartige lineare Struktur durch das vorhergehend beschriebene Verfahren zur Geltung gebracht wird, können die Scherwärmeerzeugung und die in dem Harz-Einsatzstück erzeugte Scherkraft durch Erhöhen oder Verringern der Einspritzgeschwindigkeit geändert werden. Folglich kann die holzmaserungsartige lineare Struktur durch Einspritzen mit hoher Geschwindigkeit dicker gemacht werden und die lineare Struktur kann durch Einspritzen mit niedriger Geschwindigkeit dünner gemacht werden. Dadurch wird es möglich, die Breite und die Richtung jeder Holzmaserung zu steuern.
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Die vorliegende Offenbarung umfasst eine geeignete Kombination einer/eines beliebigen Ausführungsform und/oder Beispiels der/für die verschiedenen Ausführungsformen und/oder Beispiele, die vorhergehend beschrieben wurden, und die Wirkungen von jeder der Ausführungsformen und/oder Beispiele können erreicht werden.
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Das Holzgussteil, das das Spritzgussteil gemäß der vorliegenden Offenbarung ist, kann die Textur und die Holzmaserungsstruktur von echtem Holz in demselben Zyklus wie demjenigen des Spritzgießens nachbilden. Daher kann die vorliegende Offenbarung auf ein Bauelement angewandt werden, das nicht für echtes Holz verwendet werden kann, wie beispielsweise als Ersatz eines Produkts, das seit langer Zeit bei einem Prozess zum Schneiden von Holz angewandt wird, und Wasserversorgung, in der die Verwendung von Holz aufgrund des Problems der Haltbarkeit schwierig ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2019115989 [0004]
- JP 8276464 [0010]
- JP 11348075 [0011]