JP2018069473A - 樹脂成形機用洗浄剤 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、染料や顔料などの着色剤に対する洗浄性に優れ、また、樹脂成形機内での浸透性に優れ、樹脂成形機の分解洗浄の必要がない簡便な方法で洗浄できる洗浄剤を提供することを目的とする。【解決手段】ポリオレフィン樹脂(A)、無機フィラー(B)、界面活性剤(C)、酸価が0.1〜60mgKOH/gである極性官能基含有ポリオレフィンワックス(D)および脂肪酸金属塩(E)を含む、樹脂成形機用洗浄剤。【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂成形機用洗浄剤に関する。さらに詳しくは染料や顔料等の着色剤による汚れやフィラー残留物等の樹脂成形機内に残留する汚れに対して優れた洗浄性を有し、次工程への色替え等にかかる負担を軽減することができる樹脂成形機用洗浄剤に関する。
樹脂の着色や混練、あるいは成形を行うにあたり押出成形機や射出成形機などの樹脂成形機が使用されている。これら樹脂成形機を用いて成形を行う場合、原材料である樹脂や、顔料や染料といった着色剤、酸化防止剤や帯電防止剤といった添加剤などが成形機のキャビティやシリンダー、スクリューに付着する。また、これらの原材料が成形機内で劣化し炭化物等が生成されるなどの問題が発生することがある。さらに、この原材料やその劣化物は、後の工程において成形品に混入し外観不良や機械物性の低下といった不具合を引き起こす原因となりうる。そのため、工程終了時には残留物を樹脂成形機内から完全に除去することが望まれる。
樹脂成形機から樹脂を完全に除去する方法として、人手による成形機内の分解洗浄が挙げられる。しかしながら、分解洗浄は一度分解して組み立てる必要があるため、洗浄に多大な時間を要する。また、洗浄の際に用いるブラシ等によりキャビティやシリンダー、スクリューが摩耗する。さらに、シリンダー内など成形機の構造により人手による洗浄が困難な箇所も存在する。これらの問題を解決するため、樹脂成形機の分解洗浄を行うことなく残留物を成形機内から除去する方法の開発が求められている。
分解洗浄を行わず成形機内の残留物を除去する方法として、次に成形される材料等を成形機内に充填し、残留物を取り除く方法(以下、「パージ」と称する)が挙げられる。しかし、パージは、前工程で使用した着色剤や樹脂を置換するまでに時間がかかるだけでなく、相当量の廃棄物を発生させるといった問題がある。また、成形機内に残った劣化物等を完全に取り除くことは難しく、後工程において外観不良などのトラブルが発生しやすい。
これらの問題を解決するため、熱可塑性樹脂に無機フィラーや液状物質を配合させた洗浄剤が知られている。例えば、熱可塑性樹脂に無機フィラーを配合させた洗浄剤として、特許文献1〜3が挙げられる。特許文献1では、特定のメルトマスフローレート(以下、MFRと称する。溶融粘度ともいう)を有する熱可塑性樹脂に無機多孔性物質及び滑材を配合する洗浄剤が提案されている。特許文献2では、ポリオレフィン系樹脂に非イオン性界面活性剤と金属石鹸、無機充填剤を配合する洗浄剤が提案されている。特許文献3では、熱可塑性樹脂にビスヒドロキシアルキルテレフタレートなどを配合した洗浄剤が提案されている。しかしながら、これらの方法では、顔料や染料といった着色剤との親和性に乏しく、十分な洗浄をすることが困難であった。
特開平5−269755号公報 特開昭58−149998号公報 国際公開公報WO2008/146822号
本発明が解決しようとする課題は、染料や顔料などの着色剤に対する洗浄性に優れ、また、樹脂成形機内での浸透性に優れ、樹脂成形機の分解洗浄の必要がない簡便な方法で洗浄できる洗浄剤を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、ポリオレフィン樹脂(A)、無機フィラー(B)、界面活性剤(C)、極性官能基含有ポリオレフィンワックス(D)および脂肪酸金属塩(E)を含む、樹脂成形機用洗浄剤に関する。ただし、ポリオレフィン樹脂(A)は、ポリオレフィンワックス(D)を除く。
また、本発明は、上記極性官能基含有ポリオレフィンワックス(D)の酸価が0.1〜60mgKOH/gである上記樹脂成形機用洗浄剤に関する。
また、本発明は、上記脂肪酸金属塩(E)の融点が100〜230℃であり、上記ポリオレフィン樹脂100質量部に対して0.1〜70質量部含む上記樹脂成形機用洗浄剤に関する。
また、本発明は、上記界面活性剤(C)が非イオン性界面活性剤を含むことを特徴とする上記樹脂成形機用洗浄剤に関する。
また、本発明は、上記樹脂成形機用洗浄剤のメルトマスフローレイトが10〜35g/10分である上記樹脂成形機用洗浄剤に関する。
また、本発明は、樹脂成形機用洗浄剤100質量%中、ポリオレフィン樹脂(A)25〜40質量%、無機フィラー(B)35〜65質量%、界面活性剤(C)0.1〜10質量%、極性官能基含有ポリオレフィンワックス(D)0.1〜10質量%および脂肪酸金属塩(E)を4〜15質量%含有する上記樹脂成形機用洗浄剤に関する。
また、本発明は、ポリオレフィン樹脂(A)、無機フィラー(B)、界面活性剤(C)、極性官能基含有ポリオレフィンワックス(D)および脂肪酸金属塩(E)を含む混合物を溶融混練することを特徴とする樹脂成形機用洗浄剤の製造方法に関する。ただし、ポリオレフィン樹脂(A)は、ポリオレフィンワックス(D)を除く。
本発明により、従来の洗浄剤では取り除くことが困難であった高濃度の着色剤による汚れや、樹脂成形機を分解洗浄して取り除かなくてはならなかった金型のつなぎ目等の汚れを容易に取り除くことができる。
以下、本発明について詳細に説明する。尚、本明細書では、「樹脂成形機用洗浄剤」を「洗浄剤」と略記することがある。
<ポリオレフィン樹脂(A)>
ポリオレフィン樹脂(A)は、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン等の単独重量体、共重合体を主成分とするものが好ましい。具体的には、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、プロピレン−酢酸ビニル共重合体、プロピレン−メチルアクリレート共重合体、プロピレン−メチルメタクリレート共重合体、プロピレン−エチルアクリレート共重合体、ポリブテン、ポリ−3−メチル−1−ブテン共重合体、ポリ−4−メチル−1−ペンテン共重合体およびエチレン系アイオノマー樹脂等が挙げられる。これらは単独で、あるいは2種以上を混合して使用することができる。これらの中でもポリオレフィン樹脂としては、安価かつ加工性に優れ、各種工業部品・家電製品などに幅広く使用されているポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂が好ましい。
ポリプロピレン系樹脂は、例えば、ホモポリプロピレン、ブロックプロピレン共重合体、ランダムプロピレン共重合体、エチレンプロピレン共重合ゴム、メタロセン化合物を重合触媒として用いて得られたポリプロピレンの他に、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、グリシジル(メタ)アクリレート変性ポリプロピレン、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート変性ポリプロピレン等の変性ポリプロピレン樹脂が挙げられる。
ポリエチレン系樹脂は、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、メタロセン化合物を重合触媒として用いて得られたポリエチレン、環状ポリエチレンの他に無水マレイン酸変性ポリエチレン、グリシジル(メタ)アクリレート変性ポリエチレン、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート変性ポリエチレン等の変性ポリエチレン樹脂が挙げられる。好ましいポリエチレン系樹脂としては、高密度ポリエチレンが挙げられる。
ポリオレフィン樹脂(A)は、JIS(日本工業規格)K7210:1999(ISO1133:1997)におけるMFRが、0.01〜40g/10分であり、好ましくは0.01〜30g/10分である。
ポリオレフィン樹脂(A)の具体例としては、サンテックHD B870(旭化成ケミカルズ社製、MFR 0.3 g/10分、HDPE)、サンアロマーPM580X(サンアロマー社製、MFR5.0 g/10分、PP)、ノバテックPPBC03C(日本ポリプロ社製、MFR 30g/10分、PP)などが挙げられる。
<無機フィラー(B)>
無機フィラー(B)は、炭酸カルシウムのような炭酸塩、硫酸バリウムのような硫酸塩、タルク、マイカ、ワラストナイトのような珪酸塩、水酸化カルシウムのような水酸化物、シリカのような酸化物である。好ましくは炭酸塩であり、より好ましくは炭酸カルシウムである。
無機フィラー(B)の平均粒子径は、0.01〜30μmが好ましく、0.1〜7.0μmがより好ましく、0.1〜4.0μmがさらに好ましい。また、無機フィラー(B)の比表面積は、1000〜100000cm2/gが好ましい。さらに、無機フィラー(B)のDOP給油量は、1〜50mL/100gが好ましい。尚、平均粒子径は、走査型電子顕微鏡(日立製作所社製、電解放出型走査電子顕微鏡S―4300)にて観察された無機フィラー粒子50個についての長軸長と短軸長との平均値とした。比表面積は、空気透過法に基づく値であり、DOP給油量は、JIS K5101に基づく値である。
無機フィラー(B)の具体例として、ホワイトンSB青(白石カルシウム社製、重炭酸カルシウム)、BF−200(白石カルシウム社製、重炭酸カルシウム)、MICRO ACE K−1(日本タルク社製、微粉タルク)などが挙げられる。
<界面活性剤(C)>
界面活性剤(C)は、イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤であり、好ましくは非イオン性界面活性剤である。
非イオン性界面活性剤(C)としては、ポリオキシエチレンセチルエーテル、およびポリオキシエチレンステアリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンフェニルエーテル;ソルビタンモノステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル;ステアリン酸モノグリセライド等のグリセリン脂肪酸エステル;および、ポリエチレングリコールモノラウレート、およびポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックポリマー等のポリオキシエチレン脂肪酸エステル等が挙げられる。
非イオン性界面活性剤(C)の具体例として、エマルゲン108(花王社製、非イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル)、エマルゲンA−500(花王社製、非イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル)、PL−330(花王社製、非イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレン;ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ジイソデシルアジペート)等が挙げられ、これらの非イオン性界面活性剤を少なくとも1種類以上含有することが好ましい。
<極性官能基含有ポリオレフィンワックス(D)>
極性官能基含有ポリオレフィンワックス(D)とは、カルボニル基、カルボキシル基、マレイン酸無水物基等から選ばれる極性官能基を有するポリオレフィンワックスであり、好ましくは酸価が0.1〜60mgKOH/g、より好ましくは10〜30mgKOH/gである。ここで、酸価はJIS K0070に準ずる条件で測定された値である。
極性官能基含有ポリオレフィンワックスの具体例としては、ハイワックスNP50605A(三井化学社製、酸価11mgKOH/g、無水カルボン酸基含有)、ACポリエチレン316A(Honeywell社製、酸価16mgKOH/g、カルボニル基含有)、ユーメックス1010(三洋化成社製、酸価52mgKOH/g、無水マレイン酸基含有)が挙げられる。
<脂肪酸金属塩(E)>
脂肪酸金属塩(E)は、脂肪酸の金属塩を指し、上記界面活性剤(C)を除くものである。脂肪酸金属塩(E)は、直鎖脂肪族モノカルボン酸の金属塩であることが好ましい。脂肪酸金属塩の炭素数は10〜30が好ましく、12〜18がより好ましい。脂肪酸金属塩(E)は、1種または2種以上用いることができる。
炭素数12〜18の直鎖脂肪族モノカルボン酸としては、ラウリル酸、パルチミン酸、ステアリン酸、オレイン酸、およびリシノレイン酸等が挙げられ、その金属塩としては、カルシウム塩、亜鉛塩、マグネシウム塩、バリウム塩、およびアルミニウム塩等が挙げられ、これらの内、カルシウム塩、亜鉛塩、マグネシウム塩が好ましく、亜鉛塩、マグネシウム塩がより好ましい。好ましい脂肪酸金属塩(E)として、ステアリン酸亜鉛およびステアリン酸マグネシウムが挙げられる。脂肪酸金属塩(E)は融点が100〜230℃のものが好ましく、さらに好ましくは110℃〜180℃である。さらに好ましいのは110℃〜140℃である。
本発明における洗浄剤は、JIS(日本工業規格)K7210:1999(ISO1133:1997)におけるMFRが0.01〜50g/10分であり、好ましくは10〜35 g/10分であり、さらに好ましくは18〜25g/10分である。
本発明の樹脂成形機用洗浄剤には、洗浄剤の生産性、洗浄性に影響を及ぼさない範囲で、1種類以上の添加剤を適宜配合しても良い。使用される添加剤としては、特に制限は無く、例えば、一般に使用される各種レベリング剤、顔料分散剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、粘性改質剤、耐光安定剤、金属不活性剤、過酸化物分解剤、充填剤、補強剤、可塑剤、潤滑剤、防食剤、防錆剤、乳化剤、鋳型脱色剤、蛍光性増白剤、有機防炎剤、無機防炎剤、滴下防止剤、溶融流改質剤、帯電防止剤などを挙げることができる。
本発明の樹脂成形機用洗浄剤は、ポリオレフィン樹脂(A)と無機フィラー(B)と界面活性剤(C)と極性官能基を有するポリオレフィンワックス(D)と脂肪酸金属塩(E)とを加え、さらに必要に応じて添加剤等を加え、ヘンシェルミキサー、タンブラーまたはディスパー等で混合し、さらにニーダー、ロールミル、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、シュギミキサー、バーティカルグラニュレーター、ハイスピードミキサー、ファーマトリックス、ボールミル、スチールミル、サンドミル、振動ミル、アトライターまたはバンバリーミキサーのような回分式混練機、二軸押出機、単軸押出機、ローター型二軸混練機等で混合、あるいは溶融混練分散し、ペレット状、粉体状、顆粒状またはビーズ状等の形状の樹脂組成物を得ることができる。
以下、実施例に基づき本発明を更に詳しく説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。実施例中、部および%は、特に断りがない限り、それぞれ、質量部および質量%を表す。以下に実施例で使用した原料を示す。また、前記各成分の配合比を表1に示す。
<ポリオレフィン樹脂(A)>
(A−1):サンテックHD B870(旭化成ケミカルズ社製、MFR 0.3g/10分、HDPE)、(A−2):プライムポリプロ J704UG(プライムポリマー社製、MFR 5g/10分、b−PP)、(A−3)ノバテックLL UJ370(日本ポリエチレン社製、MFR 16g/10分、LLDPE)
<無機フィラー(B)>
(B−1):ホワイトンSB青(白石カルシウム社製、炭酸塩、平均粒子径=2.4μm、比表面積=10000cm2/g、DOP給油量=26mL/100g)、(B−2):BF−200(白石カルシウム社製、炭酸塩、平均粒子径=5.3μm、比表面積=4000cm2/g、DOP給油量=26mL/100g)、(B−3):MICRO ACE K−1(日本タルク社製、珪酸塩、平均粒子径=8.5μm、比表面積=70000cm2/g、DOP給油量=35mL/100g)
<界面活性剤(C)>
(C−1):PL−330(花王社製、非イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレン及びジイソデシルアジペート)、(C−2):エレクトロストリッパーEA(花王社製、非イオン性界面活性剤、アルキルジエタノールアミン)(C−3):エマール10G(花王社製、陰イオン性界面活性剤、ラウリル硫酸ナトリウム)
<極性官能基含有ポリオレフィンワックス(D)>
(D−1):ハイワックスNP50605A(三井化学社製、酸価11mgKOH/g、無水マレイン酸基含有)、(D−2):ACポリエチレン316A(Honeywell社製、酸価16mgKOH/g、カルボニル基含有)、(D−3):ユーメックス1010(三洋化成社製、酸価52mgKOH/g、無水マレイン酸基含有)
<無極性ポリオレフィンワックス>
(D−4):NL500(三井化学社製、酸価なし、無極性ポリオレフィンワックス)
<脂肪酸金属塩(E)>
(E−1);淡南ワックスFZ(淡南化学工業社製、融点117〜122℃)、(E−2):ダイワックスM(大日化学工業社製、ステアリン酸マグネシウム、融点133〜141℃)(E−3):ダイワックスC(大日化学工業社製、ステアリン酸カルシウム、融点140〜160℃)
(実施例1)
<洗浄剤の製造>
ポリオレフィン樹脂(A)として(A−1)を34部、無機フィラーとして(B−1)を50部、界面活性剤(C)として(C−1)を5部、極性官能基を有するポリオレフィンワックス(D)として(D−1)を1部、脂肪酸金属塩(E)として(E−1)を10部混合し、設定温度220℃の二軸押出機(日本製鋼所社製)に投入して溶融混練することにより樹脂成形機用洗浄剤を得た。
(実施例2〜19、比較例1〜6)
表1に示す材料と配合にそれぞれ変更した以外は、実施例1と同様の方法で、樹脂成形機用洗浄剤をそれぞれ得た。尚、表1中の空欄は、配合していないことを表す。
<洗浄剤の洗浄性評価>
LDPE(旭化成ケミカルズ社製、サンテックLD−F2270)を温度220℃で単層Tダイフィルム成形機を用いて幅12cm、厚み100μmのフィルムを3m成形した(フィルムA)。続いて、フタロシアニン顔料(トーヨーカラー社製、Lionol Blue FG7330)10部、ポリエチレンワックス(三井化学社製、ハイワックスNL500)10部、LDPE(旭化成ケミカルズ社製、サンテックLD−F2270)80部を220℃で溶融混練して得られた着色剤500部を押し出した後に、作製した洗浄剤とLDPE(旭化成ケミカルズ社製、サンテックLD−F2270)を各250部ずつ混同した混合物500部を押し出した。その後に再びLDPE(旭化成ケミカルズ社製、サンテックLD−F2270)を用いてフィルムAと同形状のフィルム(フィルムB)を成形した。フィルムAとフィルムBのヘイズ(それぞれHA、HBとする)を測定し、以下のように評価を行った。
|HA−HB|≦25:特に良好「A」
25<|HA−HB|≦30:良好「B」
|HA−HB|が「A」、「B」以外の値:不良「C」
ただし、ヘイズとは、ヘイズガードプラス(ガードナー社製)を用いて測定し、ISO13468及びISO14782による値である。
<洗浄剤の浸透性評価>
浸透性は、洗浄剤のMFRによって評価した。得られた洗浄剤のJIS(日本工業規格)K7210:1999(ISO1133:1997)におけるMFRを測定し、以下のように評価を行った。
18≦MFR(g/10分)≦25:特に良好「A」
10≦MFR(g/10分)<18または25<MFR(g/10分)≦35:良好「B」
MFRが上記の範囲外:不良「C」
上記のMFRの評価は、洗浄性を評価した単層Tダイフィルム成形機のヘッド部分を分解し、部品間に蓄積した着色剤汚れについて目視で評価した結果と対応している。すなわち単層Tダイフィルム成形機の部品間に着色剤汚れが確認できない場合は特に良好、僅かに着色剤汚れが確認できる場合は良好、明らかに着色剤汚れが確認できる場合は不良とした。
本発明の樹脂成形機用洗浄剤は、洗浄性および浸透性がいずれも良好であった(実施例1〜19)。これに対して、比較例1〜6の洗浄剤は、洗浄性または浸透性のいずれかが不良という結果であった。
Figure 2018069473

Claims (7)

  1. ポリオレフィン樹脂(A)、無機フィラー(B)、界面活性剤(C)、極性官能基含有ポリオレフィンワックス(D)および脂肪酸金属塩(E)を含む、樹脂成形機用洗浄剤。ただし、ポリオレフィン樹脂(A)は、ポリオレフィンワックス(D)を除く。
  2. 前記極性官能基含有ポリオレフィンワックス(D)の酸価が0.1〜60mgKOH/gである、請求項1に記載の樹脂成形機用洗浄剤。
  3. 前記脂肪酸金属塩(E)の融点が100〜230℃であり、前記ポリオレフィン樹脂100質量部に対して0.1〜70質量部含む、請求項1または2に記載の樹脂成形機用洗浄剤。
  4. 前記界面活性剤(C)が非イオン性界面活性剤を含むことを特徴とする、請求項1〜3いずれか1項に記載の樹脂成形機用洗浄剤。
  5. 前記樹脂成形機用洗浄剤のメルトマスフローレイトが10〜35g/10分である、請求項1〜4いずれか1項に記載の樹脂成形機用洗浄剤。
  6. 前記樹脂成形機用洗浄剤100質量%中、前記ポリオレフィン樹脂(A)25〜40質量%、前記無機フィラー(B)35〜65質量%、前記界面活性剤(C)0.1〜10質量%、前記極性官能基含有ポリオレフィンワックス(D)0.1〜10質量%および前記脂肪酸金属塩(E)を4〜15質量%含有する、請求項1〜5いずれか1項に記載の樹脂成形機用洗浄剤。
  7. ポリオレフィン樹脂(A)、無機フィラー(B)、界面活性剤(C)、極性官能基含有ポリオレフィンワックス(D)および脂肪酸金属塩(E)を含む混合物を溶融混練することを特徴とする樹脂成形機用洗浄剤の製造方法。ただし、ポリオレフィン樹脂(A)は、ポリオレフィンワックス(D)を除く。
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