JP2001071333A - 成形機用洗浄剤 - Google Patents

成形機用洗浄剤

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JP2001071333A
JP2001071333A JP24694099A JP24694099A JP2001071333A JP 2001071333 A JP2001071333 A JP 2001071333A JP 24694099 A JP24694099 A JP 24694099A JP 24694099 A JP24694099 A JP 24694099A JP 2001071333 A JP2001071333 A JP 2001071333A
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Mikihiko Ito
幹彦 伊藤
Noriko Yamauchi
紀子 山内
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Asahi Kasei Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の洗浄剤と同等以上の洗浄力を維持し、
かつ優れた易置換性を有する洗浄剤を提供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂とグラフト化シリコーンを
含有する成形機用洗浄剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂(以
下単に「樹脂」という)用成形機による所定作業終了時
に、当該成形機内に残留する樹脂そのもの及び成形材料
中に含まれる染顔料等の添加物を除去するための洗浄剤
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、樹脂の着色、混合、成形等を目
的に成形機(押出・射出)が用いられているが、所定の
作業終了時に、当該樹脂そのものや成形材料中に含まれ
ている染顔料等の添加剤が成形機内に残留する。この残
留物は、次に行われる異種樹脂又は異色樹脂による成形
時に成形品中に混入し、製品外観不良の原因となる。
【0003】従来、上記残留物を成形機内から除去する
ため、人手により成形機の分解掃除をする方法、成形機
を停止せずにそのまま次に使用する成形材料を成形機に
充填し、これにより残留物を少しづつ置換して行く方法
の他に洗浄剤を用いる方法が実施されている。
【0004】洗浄剤を用いる場合、洗浄剤で洗浄した
後、次の成形に入る前に、通常、次の成形材料によっ
て、残留する洗浄剤の置換作業を行う。従って、洗浄剤
には、前の成形で使用した成形材料に対する高い洗浄力
が要求されるのは勿論のこと、更には次の成形に使用す
る成形材料により簡単に除去でき成形機内に残留しない
易置換性をも要求される。
【0005】しかしながら、従来の洗浄剤は、主に洗浄
力の向上を目的として設計されており、洗浄力のみでは
なく、より優れた易置換性を有する洗浄剤の開発が期待
されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来未解決の課題に着目してなされたもので、少なくと
も従来の洗浄剤と同等の洗浄力を維持し、かつ優れた易
置換性を有する洗浄剤とすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明において講じられた手段を説明すると、本発明
では熱可塑性樹脂にグラフト化シリコーンを含有させ
る、という手段を講じているものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の洗浄剤は、グラフト化シ
リコーンを含有する。
【0009】グラフト化シリコーンとは、ベースとなる
樹脂にシリコーンをグラフトしたものであり、シリコー
ン単体、例えばシリコーンオイルと比べ成形機内で熱可
塑性樹脂から離脱しにくい。その結果、成形機内にシリ
コーンが残留して、洗浄終了後に使用する熱可塑性樹脂
にシリコーンが混入し、塗装性低下等の悪影響を及ぼす
ことがない。
【0010】グラフト化シリコーンとしては特に限定さ
れないが、充分な洗浄力及び易置換性を得るためには、
ベースとなる樹脂がポリプロピレン系樹脂又はアクリロ
ニトリル−スチレン系樹脂であることが好ましく、ま
た、シリコーン含有率が30〜80重量%であることが
好ましい。また、取扱い性の観点から、ペレット状のも
のが好ましい。
【0011】グラフト化シリコーンの含有量は、熱可塑
性樹脂100重量部に対して0.2〜10重量部が好ま
しく、0.5〜5重量部がより好ましい。0.2重量部
以上であれば充分な洗浄力及び易置換性を得られ、10
重量部以下であれば成形機内にシリコーンが残留し、洗
浄後に使用する熱可塑性樹脂に悪影響を及ぼすことがな
く、好ましい。
【0012】熱可塑性樹脂としては、一般の射出成形や
押出成形等に用いられる樹脂を広く用いることができ、
同時に2種以上の樹脂を使用することもできる。その具
体例としては、例えば、ポリスチレン等のスチレン系樹
脂、ポリエチレン等のエチレン系樹脂、ポリプロピレン
等のプロピレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等の
メチルメタクリレート系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリア
ミド系樹脂、ポリカーボネート、ポリブテン等を挙げら
れる。
【0013】スチレン系樹脂とは、ポリスチレン又は、
スチレンと1種もしくは2種以上の他の単量体との共重
合体であって、スチレンの含有量が50重量%以上のも
のをいう。スチレンと共重合させる他の単量体として
は、例えばアクリロニトリル、ブタジエン等が挙げられ
る。このスチレン系樹脂の具体例としては、ポリスチレ
ン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−
ブタジエン−アクリロニトリル共重合体等が挙げられ
る。これらの中でもスチレン−アクリロニトリル共重合
体が好ましく、特にアクリロニトリル含量が5重量%以
上50重量%未満のスチレン−アクリロニトリル共重合
体が、洗浄力及び成形機類内への非残留性に優れること
から好ましい。
【0014】熱可塑性樹脂の分子量は得に限定されない
が20万〜30万が好ましい。また、熱可塑性樹脂のメ
ルトフローレイトが0.5〜30g/10分であること
が好ましく、より好ましくは0.5〜10g/10分、
更に好ましくは0.5〜4g/10分である。メルトフ
ローレイトが0.5g/10分未満では、標準的な成形
条件、例えば成形温度200〜280℃で使用しにく
く、また30g/10分を越えると十分な洗浄効果が得
にくくなる。尚、本明細書におけるメルトフローレイト
は、220℃、10kgの条件下における値をいう。
【0015】また、相溶化剤として、主鎖をなすオレフ
ィン系重合体と、側鎖をなすスチレン系重合体とから構
成されるグラフト重合体を含有すると易置換性の更なる
向上を図れる点で好ましい。
【0016】該グラフト重合体において主鎖をなすオレ
フィン系重合体とは、ポリエチレン、ポリプロピレン、
エチレン−プロピレン共重合体又は、エチレン及び/又
はプロピレンの含有量が50重量%以上の共重合体をい
う。エチレン及び/又はプロピレンと共重合させる他の
単量体としては、例えば酢酸ビニル、アクリロニトリ
ル、グリシジルメタクリレート、エチルアクリレート、
スチレン等が挙げられる。これらのうち、主鎖をなすオ
レフィン系重合体としてはポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレン共重合体が好ましい。
【0017】また、側鎖をなすスチレン系重合体とは、
ポリスチレン又は、スチレンと1種もしくは2種以上の
他の単量体との共重合体であって、スチレンの含有量が
50重量%以上の共重合体をいう。スチレンと共重合さ
せる他の単量体としては、例えばアクリロニトリル、メ
チルメタクリレート等が挙げられる。これらのうち、側
鎖をなすスチレン系重合体としては、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体が好ましい。
【0018】上記主鎖をなすオレフィン系重合体と、側
鎖をなすスチレン系重合体の構成比は、一般的にはオレ
フィン系重合体が15〜90重量%(スチレン系重合体
が85〜10重量%)、好ましくは20〜80重量%
(スチレン系重合体が80〜20重量%)のものが用い
られるが、更に好ましくはオレフィン系重合体が40〜
60重量%(スチレン系重合体が60〜40重量%)で
ある。
【0019】グラフト重合体の含有比は、熱可塑性樹脂
100重量部に対してグラフト重合体2〜160重量部
で、好ましくは2〜100重量部、最も好ましくは5〜
80重量部である。
【0020】グラフト重合体は、公知のグラフト重合体
の製造方法にて容易に製造できるもので、いずれの製造
方法で製造されたものでもよく、この製造方法により制
限されるものではない。
【0021】ここで、一般的なグラフト重合体の製造方
法について説明すると、次の方法にて製造できることが
知られている。
【0022】まず、主鎖(又は側鎖)となる重合体に、
例えば過酸化物処理、紫外線照射、高エネルギー放射線
照射、ペルオキシドモノマー(重合性二重結合と活性ペ
ルオキシドを1分子中に共有するモノマー)との共重
合、空気中熱処理等の方法にてグラフト活性点を生成せ
しめる。次いで、このグラフト活性点を生成させた主鎖
(又は側鎖)となる重合体を、必要な条件下において、
側鎖(又は主鎖)を構成する重合体、共重合体、モノマ
ー又はモノマー混合液に接触させることにより、グラフ
ト重合体を製造することができる。
【0023】具体的には、例えば、空気中にてγ線を照
射したポリプロピレン粉末に、スチレン及びアクリロニ
トリルの混合モノマーを加え、加熱重合した後、メタノ
ール抽出を行って未重合モノマーを除去することで製造
することができる。また、例えば、ポリプロピレン粉末
に、スチレン、アクリロニトリル、t−ブチルペルオキ
シメタクリロイロキシエチルカーボネイト(ペルオキシ
ドモノマー)、エチルカーボネイト及びベンゾイルパー
オキサイド(重合触媒)よりなる混合モノマー溶液を含
浸させ、50℃〜100℃で10時間程度含浸重合させ
た後、未重合モノマーを除去し、プラストミルにて溶融
混練グラフトすることによっても製造することができ
る。
【0024】更に、熱可塑性超高分子を含有すると洗浄
力、特に高温での洗浄力の更なる向上を図れる点で好ま
しい。熱可塑性超高分子とは、分子量100万以上の高
分子をいい、例えばエチレン系超高分子、スチレン−ア
クリロニトリル系超高分子、メチルメタクリレート系超
高分子等が挙げられる。分子量の上限は特に限定されな
いが、一般的には1000万以下であることが実用上好
ましい。また、超高分子はホモポリマーでもコポリマー
でもよく、コポリマーの場合は主成分、例えばエチレ
ン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、メチルメタ
クリレート等の含有量が50重量%以上である必要があ
る。
【0025】熱可塑性超高分子を含有する場合の好まし
い組み合わせは、エチレン系樹脂とエチレン系超高分
子、プロピレン系樹脂とエチレン系超高分子、スチレン
−アクリロニトリル系樹脂とエチレン系超高分子、スチ
レン−アクリロニトリル系樹脂とスチレン−アクリロニ
トリル系超高分子、スチレン−アクリロニトリル系樹脂
とメチルメタクリレート系超高分子、メチルメタクリレ
ート系樹脂とメチルメタクリレート系超高分子、メチル
メタクリレート系樹脂とスチレン−アクリロニトリル系
超高分子であり、特に好ましい組み合わせは、エチレン
系樹脂とエチレン系超高分子、プロピレン系樹脂とエチ
レン系超高分子、スチレン−アクリロニトリル系樹脂と
エチレン系超高分子である。
【0026】熱可塑性超高分子の含有比は、熱可塑性樹
脂100重量部に対して2〜50重量部で、好ましくは
5〜40重量部、最も好ましくは10〜30重量部であ
る。
【0027】本洗浄剤は、熱可塑性樹脂とグラフト化シ
リコーンを押出機等で溶融混練混合してペレット状にし
たものが、より高い洗浄効果が得やすい点から好まし
い。
【0028】更に、フィードゾーンのスクリュー溝の深
さに対して直径(長径と短径の平均値)が40〜100
%、好ましくは60〜100%、長さが40〜100
%、好ましくは60〜100%であるペレットを含有す
ることにより、フィードゾーンにおける優れた洗浄力及
び易置換性を得ることができ、特に大型成形機、具体的
にはスクリュー直径が70mm以上、フィードゾーンの
スクリュー溝深さが10mm以上の大型成形機に好適に
使用でき、好ましい。
【0029】ペレットの直径が40%未満または長さが
40%未満では、充分な洗浄力及び易置換性を得ること
ができにくい傾向にあり、ペレットの直径が100%を
越えるまたは長さが100%を越える場合には、スクリ
ューへの噛み込み不足が発生する傾向があり、シリンダ
ー内部を傷つけるおそれがある。
【0030】上記大きさのペレットの含有量は、50重
量%〜100重量%であることが好ましく、より好まし
くは70重量%〜100重量%である。50重量%未満
では充分な洗浄力及び易置換性を得ることができにくい
傾向があり好ましくない。
【0031】本洗浄剤は、滑剤として、アルカリ金属
塩、特にステアリン酸マグネシウム等のステアリン酸金
属塩を添加して使用することが好ましい。このアルカリ
金属塩を添加すると、洗浄剤を一層残留しにくくでき、
また残留しても除去しやすくなる。アルカリ金属塩の添
加量は、洗浄剤を構成する樹脂100重量部に対して
0.1〜10重量部が好ましい。
【0032】上記アルカリ金属塩は、あらかじめ本洗浄
剤を構成する樹脂に添加混合しておいたり、本洗浄剤の
使用時に別途添加してもよいが、洗浄剤を構成する樹脂
に練り込んでおくと、その添加効果が大きいので好まし
い。
【0033】洗浄剤は、発泡剤を添加して使用すると洗
浄効果が向上するので好ましい。この発泡剤としては、
例えば重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の無機発
泡剤であっても、例えばアゾジカルボナミド、アゾビス
イソブチロニトリル等の有機発泡剤でもよい。発泡剤の
添加量は、本洗浄剤100重量部に対して0.1〜4重
量部が好ましく、特に前記アルカリ金属塩と併せて添加
することが好ましい。
【0034】発泡剤は、あらかじめ洗浄剤を構成する樹
脂に練り込んでおいたり、本洗浄剤の使用時に別途添加
してもよいが、洗浄剤を構成する樹脂にに練り込んでお
くと、その添加効果が大きいので好ましい。
【0035】また、本洗浄剤には、水分を含有させてお
くことが好ましい。この水分は、成形機内で蒸気とな
り、残留物の引き剥しに有効に作用する。
【0036】水分を含有させる場合、例えば本洗浄剤を
構成する樹脂の吸湿性を利用して吸着させたり、本洗浄
剤を構成する樹脂を多孔質として内部に水を封じ込める
ことで、洗浄剤の投入時に水が外部に離脱しないように
しておくことが好ましい。例えば本洗浄剤の周囲に水を
まぶして付着させただけの場合、本洗浄剤の成形機への
投入時に、成形機のホッパーやホッパー直下に離脱した
水が付着したり溜ってしまい、このままでは次に投入さ
れる成形材料を濡らして次の成形に悪影響を及ぼすの
で、これを乾燥除去又はふき取ることが必要となる。
【0037】含有させる水分量は、本洗浄剤100重量
部に対して0.2〜10重量部が好ましい。水分量が
0.2重量部未満では水分を含有させた効果が十分得に
くく、10重量部を越えると洗浄操作が機械的に困難と
なる。
【0038】本洗浄剤は、これにウォラストナイトを含
有させて用いると、成形機内の摩耗、フィルター部の目
詰まり等を発生させることなく、洗浄効果が向上するの
で好ましい。ウォラストナイトとしては特に限定されな
いが、平均繊維長が1000μm以下、平均繊維径が5
〜20μmのものが好ましく、例えばシラン処理等の表
面処理を施したものも使用できる。ウォラストナイトの
含有量は、洗浄効果を十分に発揮するために、洗浄剤を
構成する樹脂100重量部に対して5〜100重量部が
好ましく、10〜70重量部がより好ましい。
【0039】また、本洗浄剤は、これにガラス繊維を含
有させて用いると洗浄効果が向上するので好ましい。こ
のガラス繊維は、通常プラスチック用として市販されて
いるガラス繊維が好ましい。また、長さ及び径は、通常
プラスチック用として市販されているものと同様であ
る。
【0040】上記ガラス繊維に代えて、無機粉体を含有
させることもできる。無機粉体としては、例えばガラス
粒、ゼオライト等が挙げられ、ガラス粒とは、平均粒径
が10〜200μのガラスを主成分とする粒状物で、例
えばガラス粉末、ガラス球、シラスバルーン、クエック
サンド等である。
【0041】ガラス繊維や無機粉体は、投入時に成形機
のホッパーやホッパー直下に付着残留しないよう、洗浄
剤を構成する樹脂に練り込んでおくことが好ましい。
【0042】ガラス繊維の配合量は、洗浄剤を構成する
樹脂100重量部に対して5〜100重量部が好まし
い。無機粉体の配合量は、洗浄剤を構成する樹脂100
重量部に対して5〜120重量部が好ましい。
【0043】本洗浄剤は、これを成形機に投入して、成
形機をほぼ通常通り作動させることで洗浄効果を奏する
もので、射出成形機、押出成形機に対して特に有益であ
るが、これらと同様に樹脂を加熱溶融させて混練するシ
リンダー部を有する装置であれば広く適用することがで
きる。
【0044】本洗浄剤をベント付成形機に使用する場合
は、使用する本洗浄剤の一部をベント口からも添加する
と好ましい結果が得られる。
【0045】本洗浄剤を用いる場合の成形機の運転条件
は、シリンダーの内圧が上昇するような条件に設定する
と、効果がより顕著になるので好ましい。即ち、シリン
ダー温度を吐出可能な範囲で下げる、背圧を掛ける、高
速で射出させる、等の操作を行うことが好ましい。
【0046】
【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例によって説
明する。
【0047】実施例及び比較例における使用成形機、成
形温度及び測定条件を以下に示す。
【0048】(1)成形機 インラインスクリュー型の射出成形機(型締力125ト
ン・容量10オンス)を用いた。
【0049】(2)成形温度 各実施例及び比較例毎に表1に示す。
【0050】(3)メルトフローレイト JIS−K7210によって測定した。
【0051】(4)アクリロニトリル含有量(AN%) 赤外線分光光度計により測定した。
【0052】<実施例1>スチレン−ブタジエン−アク
リロニトリル共重合体(ABS)の黒色着色成形材料を
成形機内に充填後、射出操作により排出して成形機内を
空にした。
【0053】次に、メルトフローレイトが2g/10
分、AN%が34重量%のスチレン−アクリロニトリル
共重合体(AS)100重量部と、ベース樹脂がポリプ
ロピレン、シリコーン含有率が40重量%のグラフト化
シリコーン2.0重量部とを混練混合した本発明の洗浄
剤を成形機に投入して1回目の射出操作(洗浄射出操
作)を行い、ABS樹脂黒色着色品の影響がなくなるま
でに要した洗浄剤の重量と所要時間を測定した。
【0054】また、洗浄剤の排出後に一般成形用のAB
Sの無色成形材料で2回目の射出操作(置換射出操作)
を行って、残留物の影響(黒色の汚班)が無いことが確
認されるまでの時間と使用したABSの無色成形材料の
量を測定した。
【0055】その結果を表1に示す。
【0056】<比較例1>本発明の洗浄剤に代えて実施
例1と同じASを成形機に投入した以外は、実施例1と
同様にして測定を行った。その結果を表1に示す。
【0057】<実施例2>グラフト化シリコーンを5.
0重量部とした以外は、実施例1と同様にして測定を行
った。その結果を表1に示す。
【0058】<実施例3>洗浄対象をポリカーボネート
(PC)の黒色着色成形材料とし、実施例1と同じAS
100重量部と、実施例1と同じグラフト化シリコーン
2.0重量部と、平均繊維長400μm、アスペクト比
(平均繊維長と平均繊維径の比)20のウォラストナイ
ト25重量部とを混練混合した洗浄剤を成形機に投入
し、洗浄剤の排出後に一般成形用のPCの無色成形材料
で2回目の射出操作を行った以外は、実施例1と同様に
して測定を行った。その結果を表1に示す。
【0059】<比較例2>本発明の洗浄剤に代えて実施
例1と同じAS100重量部と、実施例3と同じウォラ
ストナイト25重量部とを混練混合したものを成形機に
投入した以外は、実施例3と同様にして測定を行った。
その結果を表1に示す。
【0060】<実施例4>洗浄対象をポリフェニレンオ
キサイド(PPO)の黒色着色成形材料とし、実施例1
と同じAS100重量部と、実施例1と同じグラフト化
シリコーン2.0重量部と、実施例3と同じウォラスト
ナイト15重量部と、主鎖がポリプロピレン(PP)で
側鎖がASのグラフト重合体(PP:50重量%、A
S:50重量%)5重量部と、分子量450万のポリエ
チレン(PE)系超高分子15重量部とを混練混合した
洗浄剤を成形機に投入し、洗浄剤の排出後に一般成形用
のポリオキシメチレン(POM)の無色成形材料で2回
目の射出操作を行った以外は、実施例1と同様にして測
定を行った。その結果を表1に示す。
【0061】<比較例3>本発明の洗浄剤に代えて実施
例1と同じAS100重量部と、実施例3と同じウォラ
ストナイト15重量部と、実施例4と同じグラフト重合
体5重量部と、実施例4と同じPE系超高分子15重量
部とを混練混合したものを成形機に投入した以外は、実
施例4と同様にして測定を行った。その結果を表1に示
す。
【0062】<実施例5>耐衝撃性ポリスチレン(HI
PS)の黒色着色成形材料を成形機内に充填後、射出操
作によりに排出して成形機内を空にした。
【0063】次に、メルトフローレイトが10g/10
分のポリプロピレン(PP)100重量部と、実施例1
と同じグラフト化シリコーン1.0重量部と、実施例4
と同じグラフト重合体4重量部と、実施例4と同じPE
系超高分子10重量部とを混練混合した本発明の洗浄剤
を成形機に投入して1回目の射出操作(洗浄射出操作)
を行い、HIPS樹脂黒色着色品の影響がなくなるまで
に要した洗浄剤の重量と所要時間を測定した。
【0064】また、洗浄剤の排出後に一般成形用のPP
の無色成形材料で2回目の射出操作(置換射出操作)を
行って、残留物の影響(黒色の汚班)が無いことが確認
されるまでの時間と使用したPPの無色成形材料の量を
測定した。
【0065】その結果を表1に示す。
【0066】<比較例4>本発明の洗浄剤に代えて実施
例5と同じPPを成形機に投入した以外は、実施例5と
同様にして測定を行った。その結果を表1に示す。
【0067】<実施例6>メルトフローレイトが10g
/10分のポリエチレン(PE)100重量部と、実施
例1と同じグラフト化シリコーン0.5重量部と、実施
例4と同じPE系超高分子10重量部とを混練混合した
本発明の洗浄剤を成形機に投入し、洗浄剤の排出後に一
般成形用のPEの無色成形材料で2回目の射出操作を行
った以外は、実施例5と同様にして測定を行った。その
結果を表1に示す。
【0068】<実施例7>実施例1と同じAS100重
量部と、ベース樹脂がAS、シリコーン含有率が50重
量%のグラフト化シリコーン2.0重量部とを混練混合
した本発明の洗浄剤を成形機に投入した以外は、実施例
1と同様にして測定を行った。その結果を表1に示す。
【0069】
【表1】
【0070】
【発明の効果】本発明は、以上説明した通りのものであ
り、高い洗浄効果が得られるのみでなく、優れた易置換
性をも有するため、洗浄後の成形材料に悪影響を及ぼす
ことがない。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂とグラフト化シリコーンを
    含有することを特徴とする成形機用洗浄剤。
  2. 【請求項2】 グラフト化シリコーンの含有量が、熱可
    塑性樹脂100重量部に対して0.2〜10重量部であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の成形機用洗浄剤。
  3. 【請求項3】 グラフト化シリコーンのベース樹脂がポ
    リプロピレン系樹脂又はアクリロニトリル−スチレン系
    樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載の
    成形機用洗浄剤。
  4. 【請求項4】 グラフト化シリコーンのシリコーン含有
    率が30〜80重量%であることを特徴とする請求項1
    〜3に記載の成形機用洗浄剤。
  5. 【請求項5】 熱可塑性樹脂のメルトフローレイトが、
    0.5〜30g/10分(220℃・10kg)である
    ことを特徴とする請求項1〜4に記載の成形機用洗浄
    剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101342703B1 (ko) 2012-03-14 2013-12-20 재단법인대구경북과학기술원 세정제가 그라프팅된 폴리머를 포함하는 emc 몰드 세정용 조성물

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