JP6783249B2 - 射出成形製品の製造方法 - Google Patents
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Description
(a)200℃よりも低い最大温度TPFmaxで、ヒマワリ殻をヒマワリ殻繊維に処理するステップ、
(b)200℃よりも低い最大温度TPCmaxで、プラスチック素材と、ステップ(a)において製造されたヒマワリ殻繊維とを混合することにより、射出成形可能なコンポジット材料を製造するステップ、
(c)成形されたコンポジット材料が得られるよう、製造された射出成形可能なコンポジット材料を射出成形工具内へ機械的に射出成形するステップ、但し、射出成形工具内へもたらされたコンポジット材料は、射出成形工具の少なくとも一区画において200℃よりも高い温度TIMを有すること、
(d)射出成形製品が得られるよう、成形されたコンポジット材料を離型するステップ。
収縮 = 100% x(射出成形工具の寸法−射出成形製品の寸法)/
射出成形工具の寸法
(形態1)本発明の第1の視点により、射出成形製品の製造方法が提供される。該製造方法は、以下のステップを含む:
(a)200℃よりも低い最大温度T PFmax で、ヒマワリ殻をヒマワリ殻繊維に処理するステップ、
(b)200℃よりも低い最大温度T PCmax で、プラスチック素材と、ステップ(a)において製造されたヒマワリ殻繊維とを混合することにより、射出成形可能なコンポジット材料を製造するステップ、
(c)成形されたコンポジット材料が得られるよう、製造された射出成形可能なコンポジット材料を射出成形工具内へ機械的に射出成形するステップ、但し、前記射出成形工具内へもたらされたコンポジット材料は、前記射出成形工具の少なくとも一区画において200℃よりも高い温度T IM を有すること、
(d)射出成形製品が得られるよう、成形されたコンポジット材料を離型するステップ。
(形態2)形態1の製造方法において、前記射出成形工具の少なくとも一区画における前記温度T IM と、両方の前記温度T PFmax とT PCmax のうち高い方の温度との間の差ΔTが、20℃よりも大きいことが好ましい。
(形態3)形態1又は2の製造方法において、前記射出成形工具内へもたらされたコンポジット材料は、4mm以上の製品の壁部厚を定義する、前記射出成形工具の少なくとも一区画において、200℃よりも高い温度T IM を有することが好ましい。
(形態4)形態1〜3の何れかの製造方法において、前記射出成形製品は、部分結晶性の熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。
(形態5)形態1〜4の何れかの製造方法において、前記射出成形製品は、部分結晶性の熱可塑性樹脂を含み、該熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリ乳酸(PLA)から成る群から選択されていることが好ましい。
(形態6)形態4又は5の製造方法において、前記射出成形製品は、
(i)部分結晶性の熱可塑性樹脂を含むこと、並びに、
(ii)ヒマワリ殻繊維からステップ(c)において放出されたガスにより発生された気泡を含むことが好ましい。
(形態7)形態1〜6の何れかの製造方法において、ステップ(a)は、ヒマワリ殻及び/又はヒマワリ殻繊維の乾燥を含むことが好ましい。
(形態8)本発明の第2の視点により、ヒマワリ殻繊維の使用方法が提供される。該使用方法においては、射出成形工具内へのコンポジット材料の機械的な射出成形時の収縮を減少させるために、射出成形可能なコンポジット材料内の添加物として、200℃よりも低い最大温度T PFmax でヒマワリ殻から調製されたヒマワリ殻繊維が使用される。
(形態9)形態8の使用方法において、機械的な射出成形時に前記射出成形工具の少なくとも一区画においてコンポジット材料の温度T IM が200℃よりも高いことが好ましい。
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
63.7重量% ポリプロピレンコポリマー(ボレアリス社(Borealis)の市販製品)
35重量% ヒマワリ殻繊維(コンポジット1ないし2のために異なった調製、
下記参照)
1重量% 結合剤(リコセン(Licocene)PP MA 7452 GR TP)
0.2重量% プロセス安定剤(イルガホス(Irgafos)168)
0.1重量% 熱安定剤(イルガノックス(Irganox)1076)
(観察された空間次元内での平均値 コンポジット1 − 観察された空間次元内での平均値 コンポジット2)/観察された空間次元内での平均値 コンポジット2
一方で、各々、ほぼ25mgの試料(ヒマワリバイオプラスチックコンポジット)が180℃、190℃、200℃、210℃、220℃において、TD100(登録商標)内で15分間、直接的に脱気(脱着 desorbiert)され、この際、放出物質が冷却面上で捕えられ、濃縮された。他方で、ほぼ1gの試料が、20mLのヘッドスペースバイアル内に提供され、当該ヘッドスペースバイアルが200℃において15分間、熱的に負荷され、引き続き、ヘッドスペース空間から、気密の注射器(150℃、250μL)を用いてサンプルが抽出された。そして両方のサンプル種類の放出物質が、GC−MS(ガスクロマトグラフ質量分析計)を用いて分析され、この際、システムに起因してヘッドスペース測定においては、比較的短いカラム(30m)が使用された。
増加する脱気温度は、使用されたポリプロピレン(PP)に由来する炭化水素放出物質(ほぼ25分以上のピークグループ)に対し、極めて僅かな影響だけを示している。その濃度は、全ての試料において比較的一定であり、この際、より高い脱気温度では、より高分子の炭化水素が増加している。180℃と190℃では、少量の追加的な放出物質だけが検知可能であったが、200℃以上では、放出された物質の明らかな増加が認識可能であった。このことは、特にヒマワリ殻繊維構成成分の脱気に起因するものとみなされ、特にまだ殻繊維内に存在し、これらの温度において試料からガス放出(脱気)する比較的長い鎖状の脂肪酸に起因するものとみなされる。累積積分を用いて、0分と25分の間の範囲の部分を、測定された合計放出量について計算すると、180℃では0.34%であり、190℃では2.88%であり、200℃では4.29%であり、210℃では5.86%であり、最後に220℃では10.98%である。つまり揮発性の低分子の物質における放出量は、180℃と220℃の間において30倍よりも多く増加する。
ここに、本発明の態様を付記する。
(態様1)射出成形製品の製造方法。該製造方法は、以下のステップを含む:
(a)200℃よりも低い最大温度T PFmax で、ヒマワリ殻をヒマワリ殻繊維に処理するステップ、
(b)200℃よりも低い最大温度T PCmax で、プラスチック素材と、ステップ(a)において製造されたヒマワリ殻繊維とを混合することにより、射出成形可能なコンポジット材料を製造するステップ、
(c)成形されたコンポジット材料が得られるよう、製造された射出成形可能なコンポジット材料を射出成形工具内へ機械的に射出成形するステップ、但し、前記射出成形工具内へもたらされたコンポジット材料は、前記射出成形工具の少なくとも一区画において200℃よりも高い温度T IM を有すること、
(d)射出成形製品が得られるよう、成形されたコンポジット材料を離型するステップ。
(態様2)上記の製造方法において、前記射出成形工具の少なくとも一区画における前記温度T IM と、両方の前記温度T PFmax とT PCmax のうち高い方の温度との間の差ΔTが、20℃よりも大きい。
(態様3)上記の製造方法において、前記射出成形工具内へもたらされたコンポジット材料は、4mm以上の製品の壁部厚を定義する、前記射出成形工具の少なくとも一区画において、200℃よりも高い温度T IM を有する。
(態様4)上記の製造方法において、前記射出成形製品は、部分結晶性の熱可塑性樹脂を含む。
(態様5)上記の製造方法において、前記射出成形製品は、部分結晶性の熱可塑性樹脂を含み、該熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリ乳酸(PLA)から成る群から選択されている。
(態様6)上記の製造方法において、前記射出成形製品は、
(i)部分結晶性の熱可塑性樹脂を含むこと、並びに、
(ii)ヒマワリ殻繊維からステップ(c)において放出されたガスにより発生された気泡を含む。
(態様7)上記の製造方法において、ステップ(a)は、ヒマワリ殻及び/又はヒマワリ殻繊維の乾燥を含む。
(態様8)態様1〜7の何れかの製造方法により製造可能な射出成形製品。
(態様9)射出成形工具内へのコンポジット材料の機械的な射出成形時の収縮を減少させるために、射出成形可能なコンポジット材料内の添加物としての、200℃よりも低い最大温度T PFmax でヒマワリ殻から調製されたヒマワリ殻繊維の使用。
(態様10)上記の使用において、機械的な射出成形時に前記射出成形工具の少なくとも一区画においてコンポジット材料の温度T IM が200℃よりも高い。
Claims (7)
- 射出成形製品の製造方法であって、以下のステップを含むこと、即ち、
(a)200℃よりも低い最大温度TPFmaxで、ヒマワリ殻をヒマワリ殻繊維に処理するステップ、
(b)200℃よりも低い最大温度TPCmaxで、プラスチック素材と、ステップ(a)において製造されたヒマワリ殻繊維とを混合することにより、射出成形可能なコンポジット材料を製造するステップ、
(c)成形されたコンポジット材料が得られるよう、製造された射出成形可能なコンポジット材料を射出成形工具内へ機械的に射出成形するステップ、但し、前記射出成形工具内へもたらされたコンポジット材料は、前記射出成形工具の少なくとも一区画において200℃よりも高い温度TIMを有すること、
(d)射出成形製品が得られるよう、成形されたコンポジット材料を離型するステップ
を含むこと
を特徴とする方法。 - 前記射出成形工具の少なくとも一区画における前記温度TIMと、両方の前記温度TPFmaxとTPCmaxのうち高い方の温度との間の差ΔTが、20℃よりも大きいこと
を特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記射出成形工具内へもたらされたコンポジット材料は、4mm以上の製品の壁部厚を定義する、前記射出成形工具の少なくとも一区画において、200℃よりも高い温度TIMを有すること
を特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。 - 前記射出成形製品は、部分結晶性の熱可塑性樹脂を含むこと
を特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記射出成形製品は、部分結晶性の熱可塑性樹脂を含み、該熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリ乳酸(PLA)から成る群から選択されていること
を特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記射出成形製品は、
(i)部分結晶性の熱可塑性樹脂を含むこと、並びに、
(ii)ヒマワリ殻繊維からステップ(c)において放出されたガスにより発生された気泡を含むこと
を特徴とする、請求項4又は5に記載の方法。 - ステップ(a)は、ヒマワリ殻及び/又はヒマワリ殻繊維の乾燥を含むこと
を特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
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