JP2019014817A

JP2019014817A - 洗浄剤組成物、及び成形原料

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Publication number: JP2019014817A
Application number: JP2017133032A
Authority: JP
Inventors: 斎藤　勉; Tsutomu Saito; 勉斎藤; 泉加藤; Izumi Kato; 元阪野; Hajime Sakano
Original assignee: Seiki Corp
Current assignee: Seiki Corp
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2037-07-06
Also published as: JP6957244B2; EP3650189A1; CN110636931A; KR102587712B1; EP3650189B1; US20200139590A1; KR20200027915A; EP3650189A4; CN110636931B; US11701799B2; WO2019009029A1

Abstract

【課題】ホットランナー方式の金型の内部の成形原料の置換を効率的に行うことを可能にする洗浄剤組成物を提供すること。
【解決手段】洗浄剤組成物は、熱可塑性樹脂１００重量部と、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、及びソルビタン脂肪酸エステルから選択される少なくとも１種の脂肪酸エステル１〜２０重量部と、脂肪酸、及び／又は、ヒドロキシ脂肪酸の金属塩１〜１５重量部と、を含有する。洗浄剤組成物は、ホットランナー方式の金型１の内部の樹脂流路Ｆを洗浄するために用いられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗浄剤組成物、及び成形材料に関し、特に、ホットランナー方式の射出成形においてランナー内部の樹脂を置換する洗浄剤組成物、及び洗浄剤組成物を含有する成形材料に関する。

プラスチックの射出成形技術は、産業の様々な分野で製品や部品の製造手段、造形手段として利用されており、高い精度を要求される分野にまで拡大している。このような射出成形においては、成形機とともに金型が成形上重要な役割を果たしている。

近年、省資源化、リサイクル化等、資源をより有効に利用するために、射出成形の分野でもいろいろな試みがなされている。中でも、樹脂流路を加熱するホットランナー方式の成形方法が広く採用されるようになっている。ホットランナー方式は、ランナーレス方式とも呼ばれる。ホットランナー方式の成形（以下、「ホットランナー成形」ともいう）では、溶融樹脂を金型の内部へ注入するための流路であるスプルーやランナー（以下、「ホットランナー流路」ともいう）が固定金型の内部に位置し、樹脂の溶融状態が維持されるよう加熱されている。そして、ホットランナー成形では、加熱された溶融樹脂が固定金型の射出口から、固定金型と可動金型との間に形成されるキャビティへ直接注入される。このとき、可動金型には、溶融樹脂の流路となるスプルーやランナーのための空間は設けられておらず、従来の成形において副次的に生成されていたようなスプルーやランナーは生成されない（例えば、特許文献１）。スプルーやランナーが生成されないホットランナー成形は、省資源、原価低減の観点から有利である。

特開２００２−１６０２６５号公報

ホットランナー成形において、成形原料の種類、色を変更する場合、固定金型のホットランナー流路の内部に残留した（変更前又は置換前の）成形原料を、別の（変更後又は置換後の）成形原料で置換する必要がある。一般的に、樹脂流路の内部に残留した成形原料を排出させるために樹脂流路に投入する洗浄剤組成物として、パージ剤が用いられる。

しかしながら、パージ剤は、スクリューを備えたシリンダーを有する成形機においてシリンダーの内部に残留した成形原料を排出させることを目的として設計されており、スクリューの回転による高い剪断力を用いて残留した成形原料を排出させるものが多い。そのため、スクリューを有さない空間であるホットランナー流路に残留した成形原料を効果的に排出することが難しいのが現状である。

また、一般的に、パージ剤は洗浄する対象の成形原料の種類に応じて使い分けられている。さらに、パージ剤を使用してホットランナー流路の内部の成形原料を排出させた後、ホットランナー流路の内部を次の成形原料で充填させる場合、更に別のパージ剤が必要となることがある。すなわち、従来のパージ剤を使用して洗浄する場合、残留した成形原料をパージ剤で置換した後、パージ剤を次の成形原料で置換することになり、少なくとも２回の置換操作が必要である。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ホットランナー方式の金型の内部の成形原料の置換を効率的に行うことを可能にする洗浄剤組成物、及び成形材料を提供することを例示的課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。

（１）熱可塑性樹脂１００重量部と、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、及びソルビタン脂肪酸エステルから選択される少なくとも１種の脂肪酸エステル１〜２０重量部と、脂肪酸、及び／又は、ヒドロキシ脂肪酸の金属塩１〜１５重量部と、を含有し、ホットランナー方式の金型の内部の樹脂流路を洗浄するために用いられる、洗浄剤組成物。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。

本発明の洗浄剤組成物、及び成形材料は、ホットランナー方式の金型の内部の成形原料の置換を効率的に行うことを可能にするものである。

ホットランナー方式の金型の一例を示す要部断面図である。

［実施形態１］
以下、本発明の実施形態１に係る洗浄剤組成物について説明する。実施形態１に係る洗浄剤組成物は、熱可塑性樹脂１００重量部と、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、及びソルビタン脂肪酸エステルから選択される少なくとも１種の脂肪酸エステル１〜２０重量部と、脂肪酸及び／又はヒドロキシ脂肪酸の金属塩１〜１５重量部と、を少なくとも含有する洗浄剤組成物である。

実施形態１に係る洗浄剤組成物は、使用に際して、射出成形によって作製される製品の成形原料に含有させることができる。洗浄剤組成物は、成形原料中に混合、分散させることで、成形原料の排出を容易にすることができる。すなわち、実施形態１の洗浄剤組成物は、成形原料の置換性能を向上させるためのマスターバッチとして、成形原料に添加することができる。

このように洗浄剤組成物をマスターバッチとして成形原料へ添加することにより、成形原料の置換のために別途パージ剤を使用しなくても置換が可能となる。そのため、置換前の成形原料をパージ材で置換する工程、及び、パージ材を置換後の成形原料で置換する工程が不要となり、置換のための工程数を減らすことができる。さらに、成形原料の種類等の条件によっては、成形原料の置換を短時間で行うことができる。なお、実施形態１に係る洗浄剤組成物を添加するのは、置換前の成形原料であってもよいし、置換後の成形原料であってもよいし、置換前及び置換後の両方の成形原料であってもよい。

＜熱可塑性樹脂＞
洗浄剤組成物に含有される熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド系樹脂、及び、これらの樹脂の混合物から選択される少なくとも１種の熱可塑性樹脂を用いることができる。

ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、及びこれらの混合物を挙げることができる。ポリエチレンは、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等であってもよい。ポリプロピレンは、ホモ重合、ブロック共重合、ランダム共重合のポリプロピレンであってもよい。また、ポリオレフィン系樹脂は、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴムが混合されたエラストマーであってもよい。

スチレン系樹脂としては、ポリスチレン、ゴムを含有するポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、スチレン系エラストマー等を挙げることができる。ゴムを含有するポリスチレンとしては、例えば、ハイインパクトポリスチレン、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）やスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）等のエラストマーを含有するポリスチレンを挙げることができる。

ポリカーボネート樹脂としては、ポリカーボネート（ＰＣ）や、ポリカーボネートとＡＢＳ、ポリエステル樹脂等とを含有するポリマーアロイ等をあげることができる。

ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、エラストマーを含有する強化ポリエステル樹脂、ポリエステルエラストマー等を挙げることができる。

ポリアミド系樹脂としては、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド１２（ＰＡ１２）等を挙げることができる。ポリアミド系樹脂としては、ポリアミドとＡＢＳ等とのポリマーアロイであってもよい。

熱可塑性樹脂としては、成形原料の主材である成形原料熱可塑性樹脂との間で相溶性を有する熱可塑性樹脂であることが好ましい。ここで、「相溶性を有する」とは、洗浄剤組成物を含有する第１の成形原料と第２の成形原料とが樹脂流路Ｆ内で合わさった場合に、第１の成形原料に含有された洗浄剤組成物が第２の成形原料と効率よく混合し、第２の成形原料が充填されていた領域へ洗浄剤組成物又は第１の成形原料が侵入し易いことを意味する。すなわち、置換前の成形原料に含有される洗浄剤組成物が、置換後の成形原料（又はその主材である成形原料熱可塑性樹脂）との間で相溶性を有するということは、置換前の成形原料による置換後の成形原料の置換が効率よく進行することを意味する。

具体的に、相溶性を有する樹脂同士としては、化学的・物理学的に類似した特性を有する樹脂同士を挙げることができる。例えば、同様の化学構造を有する樹脂同士である場合、その化学的・物理学的特性が類似していることが多く、一般的に相溶性を有する樹脂同士であると言える。化学的・物理学的特性としては、例えば、熱可塑性、親水性・疎水性、静電的特性、誘電性、凝集力に基づく溶解パラメータ（ＳＰ）値、流動性等を挙げることができる。

洗浄剤組成物は、置換前の成形原料、置換後の成形原料、又は置換前及び置換後の成形原料の両方に含有されていてもよい。そのため、置換前の成形原料に含有される熱可塑性樹脂は、置換後の成形原料の成形原料熱可塑性樹脂と、置換後の成形原料に含有される熱可塑性樹脂は、置換前の成形原料の成形原料熱可塑性樹脂と、相溶性を有していることが好ましい。また、置換前又は置換後の成形原料の一方にのみ洗浄剤組成物が含有されている場合には、熱可塑性樹脂は、置換前又は置換後の成形原料の他方の成形原料熱可塑性樹脂と相溶性を有していることが好ましい。

熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、５万以上であることが好ましく、１０万以上であることが更に好ましく、１０万〜１０００万の範囲内であることが特に好ましい。熱可塑性樹脂の重量平均分子量が５万以上であることにより、置換前の成形原料に添加した際に、次の成形原料（置換後の成形原料）に対して洗浄剤組成物が十分に分散し、置換効果及び洗浄効果を向上させることができる。また、熱可塑性樹脂の重量平均分子量を５万以上とすることで、良好な成形性を維持することができる。

＜グリセリン脂肪酸エステル＞
グリセリン脂肪酸エステルは、３価のアルコールであるグリセリンと、脂肪酸と、がエステル結合により結合した化合物である。下記式（ＩＩ）〜（ＩＶ）に示すように、グリセリンとエステル結合を形成する脂肪酸の数により、グリセリン脂肪酸エステルは、モノグリセリド（式（ＩＩ）：モノエステル）、ジグリセリド（式（ＩＩＩ）：ジエステル）、又はトリグリセリド（式（ＩＶ）：トリエステル）となり得る。

ＣＨ_２ＯＣＯＲ^１
｜
ＣＨＯＨ式（ＩＩ）
｜
ＣＨ_２ＯＨ
式（ＩＩ）中、Ｒ^１は、炭化水素基である。

ＣＨ_２ＯＣＯＲ^２
｜
ＣＨＯＨ式（ＩＩＩ）
｜
ＣＨ_２ＯＣＯＲ^３
式（ＩＩＩ）中、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立の炭化水素基である。

ＣＨ_２ＯＣＯＲ^４
｜
ＣＨＯＣＯＲ^５式（ＩＶ）
｜
ＣＨ_２ＯＣＯＲ^６
式（ＩＶ）中、Ｒ^４〜Ｒ^６は、それぞれ独立の炭化水素基である。

脂肪酸について、Ｒ^１〜Ｒ^６で表される炭化水素基の炭素数は、特に制限されないが、それぞれ独立に、１６以上であることが好ましい。脂肪酸は、二重結合を有さない飽和型の脂肪酸であることが好ましく、また、分岐鎖を有さない直鎖型の脂肪酸であることが好ましい。このような脂肪酸としては、例えば、ステアリン酸（炭素数１８）、ベヘン酸（炭素数２２）、モンタン酸（炭素数３２）等を挙げることができる。このような脂肪酸は、熱安定性や滑性が良好である。

グリセリン脂肪酸エステルの溶融温度は、６０℃以上であることが好ましい。実施形態１におけるグリセリン脂肪酸エステルとして、常温で液体、又は、６０℃未満の低温で溶融するようなものは好ましくない。

＜ポリグリセリン脂肪酸エステル＞
ポリグリセリン脂肪酸エステルは、ポリグリセリンと脂肪酸のエステル化生成物である。ポリグリセリンの重合度やエステル化率を変化させることによって、ポリグリセリン脂肪酸エステルの性質を親水性から疎水性まで適宜変化させることができる。ポリグリセリン脂肪酸エステルとしては、例えば、重合度２のジグリセリン脂肪酸エステルから、重合度１０のデカグリセリン脂肪酸エステルを挙げることができる。

＜ソルビタン脂肪酸エステル＞
ソルビタン脂肪酸エステルは、４個の水酸基を有するソルビタンと、脂肪酸と、がエステル結合により結合した化合物である。脂肪酸としては、上述のグリセリン脂肪酸エステルの脂肪酸として挙げたものと同様の脂肪酸を用いることができる。ソルビタン脂肪酸エステルとしては、具体的には、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート等を用いることができる。

ソルビタン脂肪酸エステルの溶融温度は、６０℃以上であることが好ましい。実施形態１におけるソルビタン脂肪酸エステルとして、常温で液体、又は、６０℃未満の低温で溶融するようなものは好ましくない。

洗浄剤組成物中、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルは、それぞれ単独で用いることができるし、併用することもできる。また、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルは、それぞれ複数種併用されていてもよい。グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、及びソルビタン脂肪酸エステルを併用する場合、グリセリン脂肪酸エステルとポリグリセリン脂肪酸エステルとソルビタン脂肪酸エステルとの比は、特に制限されない。

＜脂肪酸及び／又はヒドロキシ脂肪酸の金属塩＞
脂肪酸としては、炭素数が１４以上の脂肪酸を用いることができる。ヒドロキシ脂肪酸としては、水酸基を有し、かつ、炭素数が１４以上のヒドロキシ脂肪酸を用いることができる。脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸の炭素数は、１４以上であることが好ましく、１６以上であることが更に好ましい。脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸は、二重結合を有さない飽和型のヒドロキシ脂肪酸であることが好ましく、また、分岐鎖を有さない直鎖型の脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸であることが好ましい。

脂肪酸としては、具体的には、パルミチン酸（炭素数１６）、ステアリン酸（炭素数１８）、ベヘン酸（炭素数２２）等を用いることができる。

ヒドロキシ脂肪酸としては、具体的には、ヒドロキシパルミチン酸（炭素数１６）、ヒドロキシステアリン酸（炭素数１８）、ヒドロキシベヘン酸（炭素数２２）等を用いることができる。

脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸と金属塩を形成する金属元素としては、上述の脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸と金属塩を形成し得る限り特に制限されないが、金属元素の中でも、アルカリ金属、アルカリ土類金属が好ましく、ナトリウム、リチウムが特に好ましい。なお、洗浄剤組成物中、脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸の金属塩は、１種類が単独で使用されていてもよく、脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸の種類及び／又は金属元素の種類が異なる複数種が併用されていてもよい。複数種の金属元素が併用される場合、その含有比率は制限されない。

＜その他の添加剤＞
洗浄剤組成物には、上述の各構成成分以外に、添加剤が含有されていてもよい。例えば、酸化防止剤、可塑剤、分散剤、着色剤、充填剤、強化繊維、造核剤等の各種成分が洗浄剤組成物に含有されていてもよい。

＜配合割合＞
洗浄剤組成物中、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、及びソルビタン脂肪酸エステルから選択される少なくとも１種の脂肪酸エステルの配合割合は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、１〜２０重量部であり、１〜１５重量部であることが好ましく、１．５〜１２重量部であることが更に好ましく、２〜１０重量部であることが特に好ましい。上記配合割合を１重量部以上とすることにより、良好な置換効果を維持することができる。上記配合割合を２０重量部以下とすることにより、固定金型１へと成形原料を供給する射出成形機３のシリンダー内で、成形原料の滑りが発生し、ホットランナー流路内へ成形原料を供給することが困難となることを抑制することができる。これによりホットランナー流路内の成形原料の置換を効率よく行うことができる。

洗浄剤組成物中、脂肪酸及び／又はヒドロキシ脂肪酸の金属塩の配合割合は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、１〜１５重量部であり、１〜１０重量部であることが好ましく、１．５〜８重量部であることが特に好ましい。上記配合割合を１重量部以上とすることにより、洗浄剤組成物の滑性と、成形原料内での分散性を良好に維持することができる。上記配合割合を１５重量部以下とすることにより、ホットランナー流路内での成形原料の滑性が過度になることなく、良好に維持することができる。

［実施形態２］
以下、本発明の実施形態２に係る成形原料について説明する。実施形態２に係る成形原料は、成形原料の主材としての成形原料熱可塑性樹脂と、上述の実施形態１に係る洗浄剤組成物と、を含有する。すなわち、実施形態２に係る成形原料は、成形原料の主材としての成形原料熱可塑性樹脂に、実施形態１に係る洗浄剤組成物が添加されたものである。

成形原料熱可塑性樹脂としては、特に制限されないが、例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の飽和ポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド１２（ＰＡ１２）等のポリアミド樹脂、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）樹脂、スチレン−ブチレン−スチレン（ＳＢＳ）樹脂、オレフィン系樹脂等の熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。

成形原料中、洗浄剤組成物の添加割合は、成形機が備えるシリンダーのホッパーの下部において成形原料の滑りが発生しないような添加割合であることが好ましい。洗浄剤組成物の添加割合としては、具体的には、成形原料熱可塑性樹脂１００重量部に対して、１０〜６０重量部であることが好ましく、１０〜５０重量部であることが更に好ましく、１５〜４０重量部であることが特に好ましい。成形原料中、洗浄剤組成物の含有割合としては、約９〜３３重量％であることが好ましく、約１３〜２９重量％であることが更に好ましい。なお、洗浄剤組成物の添加割合は、製品金型の形状や、射出成形機３、固定金型１のホットランナー流路の構造に応じて適宜変更することができる。

成形原料には、成形原料熱可塑性樹脂、洗浄剤組成物以外に、添加剤が含有されていてもよい。例えば、酸化防止剤、可塑剤、分散剤、着色剤、充填剤、強化繊維、造核剤等の各種成分が成形原料に含有されていてもよい。

＜固定金型１＞
成形原料は、図１に示すようなホットランナー方式の固定金型１を用いた射出成形に用いることができる。図１は、ホットランナー方式の金型の一例を示す要部断面図である。固定金型１は、射出成形機３から供給された成形原料を取り込み、成形原料を加温された流路Ｆ内に流通させ、ゲート１４から可動金型２のキャビティ内へ射出することにより、成形体を作製する。

固定金型１の内部に形成されたホットランナー流路Ｆは、その内部の成形原料が良好に流通できるよう加温されている。ホットランナー方式の固定金型１は、ホットハーフとも呼ばれる。射出成形機３においては、成形原料の主材としての成形原料熱可塑性樹脂と、洗浄剤組成物と、必要であればその他の添加剤と、が混合・混練され、成形原料が調製される。射出成形機３から供給される成形原料を変更することで、射出成形品の材料、すなわち、射出成形品の特性や色等を変更することができる。

固定金型１の流路Ｆは、スプルーブッシュ１１と、マニホールド１２と、プローブボディ１３と、の各中空部材の中空部分によって、形成されている。すなわち、射出成形機３から射出された成形原料は、スプルーブッシュ１１の中空部分へ供給される。次いで、成形原料は、スプルーブッシュ１１内を流通し、スプルーブッシュ１１の中空部分と連通されたマニホールド１２の中空部分へと流入する。次いで、成形原料は、マニホールド１２内を流通し、マニホールド１２の中空部分と連通されたプローブボディ１３の中空部分へと流入する。次いで、成形原料は、プローブボディ１３内を流通し、ゲート１４から射出される。スプルーブッシュ１１、マニホールド１２、及びプローブボディ１３は加温されているため、成形原料は、所定の溶融状態を維持したまま、流路Ｆ内を流通することができる。

スプルーブッシュ１１、マニホールド１２、及びプローブボディ１３は、取付け板２１、スペーサブロック２２、バックプレート２３、キャビティプレート２４によって固定されている。

ゲート１４は、バルブピン１５によって封止することができる。バルブピン１５は、図１中、上下方向に可動であり、最下部に位置している場合に、ゲート１４を封止する構成となっている。バルブピン１５が、図１中の上方へ移動すると、ゲート１４が開き、成形原料を射出することができる。

可動金型２は、位置が固定された固定金型１に対して、少なくとも、固定金型１と当接した状態と、固定金型１から離間した状態との間で、その位置を変更することができる。可動金型２は、固定金型１から成形原料が射出されるゲート１４側に、可動に配置されている。可動金型２にはキャビティ２５が形成されている。可動金型２は、当接状態において、キャビティ２５が、固定金型１のゲート１４部に配置されるよう構成されている。すなわち、固定金型１と可動金型２とが当接した状態において、固定金型１から射出される成形原料は、可動金型２に形成されたキャビティ２５内へ侵入するよう構成されている。ホットランナー方式において、可動金型２はコールドハーフとも呼ばれる。

以上のような構成により、固定金型１は、目的とする成形品の形状に対応した可動金型２のキャビティ２５内に直接成形原料を射出することができる。そのため、固定金型１を用いることによって、ホットランナー方式でない従来の成形方式（コールドランナー方式）において必要であったスプルーやランナーが必要ない。そのため、固定金型１を用いることによって、スプルーやランナーを有さない成形品を射出成形することができる。

以下、本発明について、実施例を用いて、更に具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
表１に示す配合組成の洗浄剤組成物を用いて調製された成形原料について、図１に示す金型を使用して、射出成形試験を行った。具体的には、実施例１の洗浄剤組成物を含有する成形原料（置換前の成形原料）で充填された流路Ｆが、実施例１の洗浄剤組成物を含有する別の成形原料（置換後の成形原料）で置換されるまでの射出量（ショット数）を調べた。

実施例１の洗浄剤組成物としては、表１に示すように、ポリエチレン（ＰＥ）と、ポリエチレン（ＰＥ）１００重量部に対し、グリセリン脂肪酸エステル２重量部と、ソルビタン脂肪酸エステル２重量部と、ヒドロキシステアリン酸ナトリウム１．５重量部と、を含有する洗浄剤組成物を用いた。成形条件、金型、材料等の諸条件は、以下に示す通りである。

成形原料：
成形原料熱可塑性樹脂：ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂（プライムポリマー社製の「Ｊ−１０６」）
洗浄剤組成物：
ポリエチレン（ＰＥ）：日本ポリエチレン社製の「ノバテックＨＪ３６０」、メルトフローレート（ＭＦＲ）：５．５（ｇ／１０ｍｉｎ．）
グリセリン脂肪酸エステル：グリセリンモノステアレート（理研ビタミン社製の「リケマーＢ−１００」）
ポリグリセリン脂肪酸エステル：テトラグリセリンステアレート（理研ビタミン社製の「ポエムＪ４０８１Ｖ」）
ソルビタン脂肪酸エステル：ソルビタンモノステアレート（花王社製の「レオドールＳＰ−Ｓ１０Ｖ」）
ヒドロキシステアリン酸ナトリウム：日東化成工業社製の「ＮＳ−６」
ステアリン酸リチウム：日東化成工業社製の「Ｌｉ−Ｓｔ」
洗浄剤組成物の添加量：成形原料熱可塑性樹脂１００重量に対して３０重量部
洗浄剤組成物の製造方法：ドライブレンドにより製造。具体的には、東芝社製の２軸混練機（ＴＥＭ４８）を使用して製造した。

成形条件：
射出成形機：住友ＳＥ１３０ＥＶ（型締め１３０ｔ）
金型：幅９０ｍｍ、長さ１９０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの直方体形状の成形品を成形可能な金型
成形温度：シリンダー・・・２１０℃
ホットランナー部（流路Ｆ）・・・２１０℃

試験方法：
次に示す方法により試験を行った。固定金型１から射出される成形品の射出成形を連続して行う。まず、射出成形機３から洗浄剤組成物を含有する成形原料（置換前の成形原料）を、スプルーブッシュ１１を介して固定金型１内の樹脂流路Ｆへ流入させ、樹脂流路Ｆを充填する。このとき、置換前の成形原料として、洗浄剤組成物を含有せず、成形原料熱可塑性樹脂のみからなる成形原料を用いた。

次に、射出成形機３を後退させて、固定金型１と射出成形機３のノズル部３１とを切り離す。成形原料と洗浄剤組成物とを射出成形機３の内部に投入し、射出成形機３を作動させて射出成形機３の内部を洗浄する。次いで、射出成形機３を前進させて、ノズル部３１と固定金型１のスプルーブッシュ１１部分と接触させ、樹脂流路Ｆ内へ成形原料（置換後の成形原料）が流通可能な状態とする。これにより、置換前の成形原料に続けて、置換後の成形原料を固定金型１内の樹脂流路Ｆ内へ供給することができる。

置換後の成形原料が供給されることによって、最初は置換前の成形原料のみで成形された成形品がゲート１４から射出されるが、次第に置換前の成形原料と置換後の成形原料との両方が混合した成形品が得られるようになる。そして、置換後の成形原料のみで成形された成形品が得られるようになる。置換後の成形原料が置換前の成形原料に混入し始めた状態の成形品が得られてから、置換後の成形原料のみで成形された成形品が得られるまでに要した成形品の数（ショット数）について評価した。ここでは、置換前の成形原料として、黒色に着色したものを用い、置換後の成形原料としては、着しなかったものを用いた。これにより、黒色の樹脂が混入していない成形品が得られた場合に、ホットランナー流路Ｆにおいて置換前の成形原料が置換後の成形原料によって置き換えられたと判断することができる。

評価方法：
ホットランナー流路Ｆ内において置換前の成形原料が置換後の成形原料によって置換されるまでのショット数（置換ショット数）について、以下の基準に基づいて評価した。
置換ショット数が４０未満：良好（表１中「○」で示す。）
置換ショット数が４０以上：不良（表１中「×」で示す。）
なお、成形原料が調製不良であった場合、評価は「不良（×）」とした。成形原料が調製不良とは、例えば、成形原料熱可塑性樹脂と洗浄剤組成物とが均一に分散した成形原料を得ることができなかった場合や、洗浄剤組成物自体として均一に分散した組成物を得ることができなかった場合等である。

また、射出成形機３の内部の洗浄に要した成形原料の量（ｇ）及び洗浄剤組成物の量（ｇ）を測定した。射出成形機３の内部の洗浄に要した成形原料（置換後の成形原料）の量（ｇ）、及び、洗浄剤組成物の量（ｇ）を、表１に示す。

実施例１の場合、置換前の成形原料が置換後の成形原料によって置換されるまでのショット数（置換ショット数）は、３１回であった。評価は「良好（○）」であった。また、射出成形機３内において、置換前の成形原料が置換後の成形原料によって置換されるまでに投入された置換後の成形原料の量は「４６０ｇ」であり、この置換後の成形原料中に含有されていた洗浄剤組成物の量は「１０６ｇ」であった。これらの結果を表１に示す。

（実施例２〜８、比較例９〜１３）
表１に示す配合組成の洗浄剤組成物を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、射出成形試験を行った。置換ショット数と評価結果を表１に示す。

実施例２〜８について、置換ショット数は、いずれも２８以下であり、評価は「良好（○）」であった。比較例９、１２、１３では、置換ショット数がいずれも６０超であり、評価は「不良(×)」であった。比較例１０では、洗浄剤組成物自体を均一に分散した組成物として得ることができなかったため「調製不可」と表示している。なお、洗浄剤組成物として調製できなかった原料をそのまま成形原料熱可塑性樹脂へ添加し、成形しても、成形体は得られなかった。比較例１１では、成形体が得られなかったため「製造不可」と表示している。

（比較例１４）
洗浄剤組成物の代わりに従来型パージ剤を、成形原料中３１重量％で用いたこと以外は、実施例１と同様にして、射出成形試験を行った。置換ショット数と評価結果を表１に示す。

従来型パージ剤としては、ポリプロピレン（ＰＰ）約８０％、トリフェニルフォスファイト約２０％の組成を有するパージ剤を用いた。従来型パージ剤の添加量は、成形原料熱可塑性樹脂１００重量部に対して４５重量部とした。比較例１４では、置換ショット数が６０超であり、評価は「不良（×）」であった。

（比較例１５）
置換前の成形原料として、成形原料熱可塑性樹脂のみを含有する成形原料を用い、成形原料熱可塑性樹脂に洗浄剤組成物又は従来型パージ剤を添加しなかった。成形原料熱可塑性樹脂のみを含有する成形原料に続けて、従来型のパージ剤を射出成形機３に投入し、パージ剤を用いる従来の洗浄方法に則った洗浄方法によって射出成形試験を行った。すなわち、比較例１５においては、置換前の成形原料が成形原料熱可塑性樹脂であり、置換後の成形原料が従来型パージ剤である。置換ショット数と評価結果を表１に示す。

比較例１５では、置換ショット数が６０超であり、評価は「不良（×）」であった。なお、置換後、従来型パージ剤に続いて、成形原料熱可塑性樹脂のみを含有する別の成形原料を射出成形機３に投入し、従来型パージ剤が当該別の成形原料で置換されるまでの置換ショット数は２０であった。また、置換前の成形原料として、成形原料熱可塑性樹脂のみを含有する成形原料を用い、置換後の成形原料として、成形原料熱可塑性樹脂に従来型パージ剤を添加した成形原料を用いた場合、置換前の成形原料が置換後の成形原料で置換されるまでの置換ショット数は７０超であった。

（実施例１６）
下記成形原料を用い、下記成形条件としたこと以外は、実施例１と同様にして、射出成形試験を行った。置換ショット数と評価結果を表２に示す。実施例１６では、置換ショット数が３４であり、評価は「良好（○）」であった。

成形原料：
成形原料熱可塑性樹脂：耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）（東洋スチレン社製の「トーヨースチロールＨ７００」）
洗浄剤組成物：
ポリスチレン（ＰＳ）：東洋スチレン社製の「トーヨースチロールＧ２００」、メルトフローレート（ＭＦＲ）：８．５（ｇ／１０ｍｉｎ．）
グリセリン脂肪酸エステル：グリセリンモノステアレート（理研ビタミン社製の「リケマーＢ−１００」）
ポリグリセリン脂肪酸エステル：テトラグリセリンステアレート（理研ビタミン社製の「ポエムＪ４０８１Ｖ」）
ソルビタン脂肪酸エステル：ソルビタンモノステアレート（花王社製の「レオドールＳＰ−Ｓ１０Ｖ」）
ヒドロキシステアリン酸ナトリウム：日東化成工業社製の「ＮＳ−６」
ステアリン酸リチウム：日東化成工業社製の「Ｌｉ−Ｓｔ」
洗浄剤組成物の添加量：成形原料熱可塑性樹脂１００重量に対して３０重量部
混合方法：ドライブレンド

成形条件：
射出成形機：住友ＳＥ１３０ＥＶ（型締め１３０ｔ）
金型：幅９０ｍｍ、長さ１９０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの直方体形状の成形品を成形可能な金型
成形温度：シリンダー・・・２１５℃
ホットランナー部（流路Ｆ）・・・２１５℃

（実施例１７〜２３、比較例２４〜２８）
表２に示す配合組成の洗浄剤組成物を用いたこと以外は、実施例１６と同様にして、射出成形試験を行った。置換ショット数と評価結果を表２に示す。

実施例１７〜２３について、置換ショット数は、いずれも３２以下であり、評価は「良好（○）」であった。比較例２４、２７、２８では、置換ショット数がいずれも６０超であり、評価は「不良(×)」であった。比較例２５では、洗浄剤組成物自体を均一に分散した組成物として得ることができなかったため「調製不可」と表示している。なお、洗浄剤組成物として調製できなかった原料をそのまま成形原料熱可塑性樹脂へ添加し、成形しても、成形体は得られなかった。比較例２６では、成形体が得られなかったたま「製造不可」と表示している。

（比較例２９、３０）
成形原料熱可塑性樹脂として、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）を用いたこと以外は、比較例２９は比較例１４と、比較例３０は比較例１５と、それぞれ同様にして、射出成形試験を行った。置換ショット数と評価結果を表２に示す。比較例２９、３０では、置換ショット数がいずれも６０超であり、評価は「不良（×）」であった。

なお、比較例３０では、置換後、従来型パージ剤に続いて、成形原料熱可塑性樹脂のみを含有する別の成形原料を射出成形機３に投入し、従来型パージ剤が当該別の成形原料で置換されるまでの置換ショット数は２３であった。また、置換前の成形原料として、成形原料熱可塑性樹脂のみを含有する成形原料を用い、置換後の成形原料として、成形原料熱可塑性樹脂に従来型パージ剤を添加した成形原料を用いた場合、置換前の成形原料が置換後の成形原料で置換されるまでの置換ショット数は７０超であった。

以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、本発明は以下の趣旨を含むものとする。

（趣旨１）洗浄剤組成物は、熱可塑性樹脂１００重量部と、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、及びソルビタン脂肪酸エステルから選択される少なくとも１種の脂肪酸エステル１〜２０重量部と、脂肪酸、及び／又は、ヒドロキシ脂肪酸の金属塩１〜１５重量部と、を含有し、ホットランナー方式の射出成形機金型の内部の樹脂流路を洗浄するために用いられるものであることを趣旨とする。

これによれば、ホットランナー方式の金型の内部の成形原料の置換を効率的に行うことができる。

（趣旨２）洗浄剤組成物は、
前記樹脂流路に充填された第１の成形原料を、第２の成形原料で置換する場合に、前記第１の成形原料、前記第２の成形原料、又は、前記第１の成形原料及び前記第２の成形原料の両方に添加して用いられるものであってもよい。

（趣旨３）洗浄剤組成物は、前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド系樹脂、及び、これらの樹脂の混合物から選択される少なくとも１種の熱可塑性樹脂であるものであってもよい。

（趣旨４）洗浄剤組成物は、前記金属塩が、ナトリウム塩、及び／又は、リチウム塩であるものであってもよい。

（趣旨５）成形原料は、洗浄剤組成物と、成形原料用の熱可塑性樹脂と、を含有し、ホットランナー方式の射出成形において原料として用いられることを趣旨とする。

１：固定金型１１：スプルーブッシュ
１２：マニホールド１３：プローブボディ
１４：ゲート１５：バルブピン
２１：取付け板２２：スペーサブロック
２３：バックプレート２４：キャビティプレート
２５：キャビティ２：可動金型
３：射出成形機３１：ノズル部
Ｆ：流路

本発明は、洗浄剤組成物、及び成形原料に関し、特に、ホットランナー方式の射出成形においてランナー内部の樹脂を置換する洗浄剤組成物、及び洗浄剤組成物を含有する成形原料に関する。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ホットランナー方式の金型の内部の成形原料の置換を効率的に行うことを可能にする洗浄剤組成物、及び成形原料を提供することを例示的課題とする。

本発明の洗浄剤組成物、及び成形原料は、ホットランナー方式の金型の内部の成形原料の置換を効率的に行うことを可能にするものである。

Claims

熱可塑性樹脂１００重量部と、
グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、及びソルビタン脂肪酸エステルから選択される少なくとも１種の脂肪酸エステル１〜２０重量部と、
脂肪酸、及び／又は、ヒドロキシ脂肪酸の金属塩１〜１５重量部と、
を含有し、
ホットランナー方式の金型の内部の樹脂流路を洗浄するために用いられる、洗浄剤組成物。
前記樹脂流路に充填された第１の成形原料を、第２の成形原料で置換する場合に、
前記第１の成形原料、前記第２の成形原料、又は、前記第１の成形原料及び前記第２の成形原料の両方に添加して用いられる、請求項１に記載の洗浄剤組成物。
前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド系樹脂、及び、これらの樹脂の混合物から選択される少なくとも１種の熱可塑性樹脂である、請求項１又は請求項２に記載の洗浄剤組成物。
前記金属塩が、ナトリウム塩、及び／又は、リチウム塩である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の洗浄剤組成物。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の洗浄剤組成物と、
成形原料用の熱可塑性樹脂と、を含有し、
ホットランナー方式の射出成形において原料として用いられる、成形原料。