JP2023038802A - 樹脂加工機械用洗浄剤、その製造方法及びその使用、並びに樹脂加工機械内の洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、環境負荷を低減させる廃棄樹脂を原料とした樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法、及び従来の樹脂加工機械用洗浄剤と比較して洗浄性能に優れる樹脂加工機械用洗浄剤を提供することを目的とする。【解決手段】廃棄樹脂を含む樹脂組成物をペレット状にすることを含み、廃棄樹脂が、香料、滑剤、造核剤、帯電防止剤、酸化防止剤、界面活性剤及び可塑剤からなる群から選択される少なくとも1種類の添加剤を含み、JIS K 6229に準拠してソックスレー抽出により測定される廃棄樹脂中の添加剤の合計含有量が0.01質量%以上であり、廃棄樹脂において、主鎖中の水酸基とカルボニル基との合計量が、廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して、0.01質量%以上多く、廃棄樹脂において、二量体以上の低分子量体の量が、廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して、0.01質量%以上多いことを特徴とする、樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。【選択図】なし
Description
本発明は、樹脂加工機械用洗浄剤、その製造方法及びその使用、並びに樹脂加工機械内の洗浄方法に関する。
フィルムの端材や使い捨て容器、生活雑貨などの使用済みプラスチック廃棄物は、処分する際に適切な処分方法を取らない場合、環境負荷に繋がることが懸念されている。その様なプラスチック廃棄物の有効活用手段として、リサイクルが一般的に利用されている。
リサイクル用途としては、廃棄物を同一用途や同一目的の製品に利用するクローズドリサイクル、回収品とは別の用途や他の目的に利用するカスケードリサイクルなど、様々な方法がとられている。
リサイクル用途としては、廃棄物を同一用途や同一目的の製品に利用するクローズドリサイクル、回収品とは別の用途や他の目的に利用するカスケードリサイクルなど、様々な方法がとられている。
その様な廃棄物のリサイクル利用が進む中、樹脂を主な原料とする樹脂加工機械用洗浄剤に関してはリサイクル原料を用いた例はあまりなく、特許文献1に記載のポリエチレンテレフタレート樹脂成形品の粉砕物の利用などが知られている。
しかしながら、特許文献1では、リサイクル材が融点が比較的高いポリエチレンテレフタレートに限定されているため、利用温度が融点以下では非常に硬い樹脂が機械を損傷する懸念や、樹脂自体が溶融しないために十分な洗浄効果が得られないなどの課題がある。
また、この様な状況下、市場にて大量に使用され、その後廃棄物になってしまっているポリオレフィンやポリスチレンなどの汎用樹脂を従来の石油由来のバージン樹脂からリサイクル樹脂に切り替えることは経済的であるとともに環境貢献に繋がる。
また、この様な状況下、市場にて大量に使用され、その後廃棄物になってしまっているポリオレフィンやポリスチレンなどの汎用樹脂を従来の石油由来のバージン樹脂からリサイクル樹脂に切り替えることは経済的であるとともに環境貢献に繋がる。
そこで、本発明は、環境負荷を低減させる廃棄樹脂を原料とした樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法、及び従来の樹脂加工機械用洗浄剤と比較して洗浄性能に優れる樹脂加工機械用洗浄剤を提供することを目的とする。
本発明者等は、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、洗浄性能の向上に効果が見られる界面活性剤や可塑剤等を含有している廃棄樹脂を洗浄剤の原料とすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下に示すとおりである。
[1]
廃棄樹脂を含む樹脂組成物をペレット状にすることを含み、
前記廃棄樹脂が、香料、滑剤、造核剤、帯電防止剤、酸化防止剤、界面活性剤及び可塑剤からなる群から選択される少なくとも1種類の添加剤を含み、JIS K 6229に準拠してソックスレー抽出により測定される前記廃棄樹脂中の前記添加剤の合計含有量が0.01質量%以上であり、
前記廃棄樹脂において、主鎖中の水酸基とカルボニル基との合計量が、前記廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して、0.01質量%以上多く、
前記廃棄樹脂において、二量体以上の低分子量体の量が、前記廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して、0.01質量%以上多い
ことを特徴とする、樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。
[2]
前記廃棄樹脂が、スチレン系樹脂及びポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種類を含む、[1]に記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。
[3]
前記樹脂組成物中の前記廃棄樹脂の含有量が、20質量%以上である、[1]又は[2]に記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。
[4]
前記樹脂組成物が、バージン熱可塑性樹脂、無機物及び酸化防止剤からなる群から選択される少なくとも1種類を更に含む、[1]~[3]のいずれかに記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。
[5]
[1]~[4]のいずれかに記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法を用いて製造されることを特徴とする、樹脂加工機械用洗浄剤。
[6]
[5]に記載の樹脂加工機械用洗浄剤を用いることを特徴とする、樹脂加工機械内の洗浄方法。
[7]
樹脂加工機械の洗浄における、[5]に記載の樹脂加工機械用洗浄剤の使用。
[1]
廃棄樹脂を含む樹脂組成物をペレット状にすることを含み、
前記廃棄樹脂が、香料、滑剤、造核剤、帯電防止剤、酸化防止剤、界面活性剤及び可塑剤からなる群から選択される少なくとも1種類の添加剤を含み、JIS K 6229に準拠してソックスレー抽出により測定される前記廃棄樹脂中の前記添加剤の合計含有量が0.01質量%以上であり、
前記廃棄樹脂において、主鎖中の水酸基とカルボニル基との合計量が、前記廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して、0.01質量%以上多く、
前記廃棄樹脂において、二量体以上の低分子量体の量が、前記廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して、0.01質量%以上多い
ことを特徴とする、樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。
[2]
前記廃棄樹脂が、スチレン系樹脂及びポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種類を含む、[1]に記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。
[3]
前記樹脂組成物中の前記廃棄樹脂の含有量が、20質量%以上である、[1]又は[2]に記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。
[4]
前記樹脂組成物が、バージン熱可塑性樹脂、無機物及び酸化防止剤からなる群から選択される少なくとも1種類を更に含む、[1]~[3]のいずれかに記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。
[5]
[1]~[4]のいずれかに記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法を用いて製造されることを特徴とする、樹脂加工機械用洗浄剤。
[6]
[5]に記載の樹脂加工機械用洗浄剤を用いることを特徴とする、樹脂加工機械内の洗浄方法。
[7]
樹脂加工機械の洗浄における、[5]に記載の樹脂加工機械用洗浄剤の使用。
本発明によれば、環境負荷を低減させる廃棄樹脂を原料とした樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法、及び従来の樹脂加工機械用洗浄剤と比較して洗浄性能に優れる樹脂加工機械用洗浄剤を提供できる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施形態のみに限定する趣旨ではない。また更に、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。
一般的に、廃棄された樹脂製品(以下、「廃棄樹脂製品」という。)の一部は、ケミカルリサイクルやマテリアルリサイクルといった再利用がされている。しかし、再加工時のコストなどの問題から、十分に再利用が行われずに埋め立てに用いられたり、ゴミの状態のまま自然界へ放出されたりするなど、環境への負荷が問題となっている。また、一部は燃料としての利用なども行われているが、二酸化炭素の放出と言う点では再利用が望ましい。
廃棄樹脂製品中には、成形時の成形性を安定させるために添加された可塑剤や滑剤、酸化防止剤、無機物などが含まれており、また、表面には、廃棄樹脂製品に収容された内容物に含まれる界面活性剤や香料成分などが付着している。廃棄樹脂製品は回収後に洗浄もされているが、付着物を完全に除去することは不可能であり、このような残渣物の影響から物性を変化させてしまうことがクローズドリサイクルなど同一成形品に再利用する上での課題の一つとなっている。
本発明者等は、上記残渣物を含む廃棄樹脂製品を樹脂加工機用洗浄剤の原料であるベース樹脂に利用することで、洗浄性が向上することを突き止めた。そして、従来のクローズドリサイクルの様な同一製品への再利用方法とは全く異なる用途である樹脂加工機用洗浄剤の原料に再利用することにより、洗浄剤としての機能を有しながら、環境負荷低減を実現し、廃棄樹脂を用いることによるバージン材対比での経済面での優位性も確保することを可能とした。
本発明者等は、上記残渣物を含む廃棄樹脂製品を樹脂加工機用洗浄剤の原料であるベース樹脂に利用することで、洗浄性が向上することを突き止めた。そして、従来のクローズドリサイクルの様な同一製品への再利用方法とは全く異なる用途である樹脂加工機用洗浄剤の原料に再利用することにより、洗浄剤としての機能を有しながら、環境負荷低減を実現し、廃棄樹脂を用いることによるバージン材対比での経済面での優位性も確保することを可能とした。
<樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法>
本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤(以下、単に「洗浄剤」ともいう。)の製造方法は、廃棄樹脂を含む樹脂組成物をペレット状にすることを含み、前記廃棄樹脂が、香料、滑剤、造核剤、帯電防止剤、酸化防止剤、界面活性剤及び可塑剤からなる群から選択される少なくとも1種類の添加剤を含み、JIS K 6229に準拠してソックスレー抽出により測定される前記廃棄樹脂中の前記添加剤の合計含有量が0.01質量%以上であり、前記廃棄樹脂において、主鎖中の水酸基とカルボニル基との合計量が、前記廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して、0.01質量%以上多く、前記廃棄樹脂において、二量体以上の低分子量体の量が、前記廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して、0.01質量%以上多いことを特徴とする。
本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤(以下、単に「洗浄剤」ともいう。)の製造方法は、廃棄樹脂を含む樹脂組成物をペレット状にすることを含み、前記廃棄樹脂が、香料、滑剤、造核剤、帯電防止剤、酸化防止剤、界面活性剤及び可塑剤からなる群から選択される少なくとも1種類の添加剤を含み、JIS K 6229に準拠してソックスレー抽出により測定される前記廃棄樹脂中の前記添加剤の合計含有量が0.01質量%以上であり、前記廃棄樹脂において、主鎖中の水酸基とカルボニル基との合計量が、前記廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して、0.01質量%以上多く、前記廃棄樹脂において、二量体以上の低分子量体の量が、前記廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して、0.01質量%以上多いことを特徴とする。
廃棄樹脂を含む樹脂組成物をペレット状にする方法としては、例えば、廃棄樹脂を含有する樹脂組成物を、ニーダー、コニーダー、押出機あるいはバンバリーミキサー等の溶融混練装置を用いて溶融混練し、得られた溶融混練物をストランド状に押し出した後、ストランドカッター等を用いてペレット状に成形する方法等が挙げられる。
ここで用いる溶融混練装置としては、樹脂を十分に混練することができる観点から、押出機が好ましく、より好ましくは二軸押出機である。二軸押出機を使用すると押出性が安定し、押出機から吐出されるストランドの脈動等が抑えられる傾向にある。
また、樹脂組成物の各種構成成分の混合に、一般に使用されている装置、例えば、タンブラーブレンダ―、リボンブレンダ―、スーパーミキサー等の予備混合装置、重量式供給機等を使用してもよい。
溶融混練する際は、常圧で開放口(ベント)から脱気分を除去する開放脱気、又は、必要に応じて減圧して開放口(ベント)から脱気分を除去する減圧脱気を行うことが望ましい。
なお、溶融混練温度(例えば、押出機で溶融混練する際のシリンダーの温度等)は、330℃以下に設定することが好ましく、300℃以下がより好ましい。溶融混練装置内における溶融樹脂の滞留時間をできるだけ短くすることが望ましいので、かかる観点を考慮して、溶融混練温度を設定する。
ここで用いる溶融混練装置としては、樹脂を十分に混練することができる観点から、押出機が好ましく、より好ましくは二軸押出機である。二軸押出機を使用すると押出性が安定し、押出機から吐出されるストランドの脈動等が抑えられる傾向にある。
また、樹脂組成物の各種構成成分の混合に、一般に使用されている装置、例えば、タンブラーブレンダ―、リボンブレンダ―、スーパーミキサー等の予備混合装置、重量式供給機等を使用してもよい。
溶融混練する際は、常圧で開放口(ベント)から脱気分を除去する開放脱気、又は、必要に応じて減圧して開放口(ベント)から脱気分を除去する減圧脱気を行うことが望ましい。
なお、溶融混練温度(例えば、押出機で溶融混練する際のシリンダーの温度等)は、330℃以下に設定することが好ましく、300℃以下がより好ましい。溶融混練装置内における溶融樹脂の滞留時間をできるだけ短くすることが望ましいので、かかる観点を考慮して、溶融混練温度を設定する。
[樹脂組成物]
本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法において原料として用いる樹脂組成物は、廃棄樹脂を含む。また、樹脂組成物は、バージン熱可塑性樹脂、無機物、酸化防止剤等のその他の成分を含んでいてもよい。
以下、本実施形態の樹脂組成物の各成分等について詳述する。
本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法において原料として用いる樹脂組成物は、廃棄樹脂を含む。また、樹脂組成物は、バージン熱可塑性樹脂、無機物、酸化防止剤等のその他の成分を含んでいてもよい。
以下、本実施形態の樹脂組成物の各成分等について詳述する。
[[廃棄樹脂]]
本実施形態の樹脂組成物に含まれる廃棄樹脂は、香料、滑剤、造核剤、帯電防止剤、酸化防止剤、界面活性剤及び可塑剤からなる群から選択される少なくとも1種類の添加剤を含み、JIS K 6229に準拠してソックスレー抽出により測定される前記廃棄樹脂中の前記添加剤の合計含有量が0.01質量%以上である。
廃棄樹脂としては、廃棄樹脂製品を溶融させてペレット化したもの、熱履歴を抑制したい場合は廃棄樹脂製品を粉砕機等で細かく粉砕したもの等、原料を安定して供給するために、廃棄樹脂製品を加工しやすい形状にしたものが挙げられる。マスターバッチ方式で数種類の廃棄樹脂ペレットを組み合わせてもよい。
廃棄樹脂製品としては、特に限定されず、例えば、一般的な家庭や事業所から排出される、洗剤やボディソープ、漂白剤などのパーソナルケアやトイレタリー用途に利用された容器や食品トレイ、包装フィルム、カーペットやかご等の生活雑貨由来のプラスチック廃棄物や、工場から廃棄物として排出される樹脂フィルムや樹脂シートの端材等が挙げられる。
本実施形態の樹脂組成物に含まれる廃棄樹脂は、香料、滑剤、造核剤、帯電防止剤、酸化防止剤、界面活性剤及び可塑剤からなる群から選択される少なくとも1種類の添加剤を含み、JIS K 6229に準拠してソックスレー抽出により測定される前記廃棄樹脂中の前記添加剤の合計含有量が0.01質量%以上である。
廃棄樹脂としては、廃棄樹脂製品を溶融させてペレット化したもの、熱履歴を抑制したい場合は廃棄樹脂製品を粉砕機等で細かく粉砕したもの等、原料を安定して供給するために、廃棄樹脂製品を加工しやすい形状にしたものが挙げられる。マスターバッチ方式で数種類の廃棄樹脂ペレットを組み合わせてもよい。
廃棄樹脂製品としては、特に限定されず、例えば、一般的な家庭や事業所から排出される、洗剤やボディソープ、漂白剤などのパーソナルケアやトイレタリー用途に利用された容器や食品トレイ、包装フィルム、カーペットやかご等の生活雑貨由来のプラスチック廃棄物や、工場から廃棄物として排出される樹脂フィルムや樹脂シートの端材等が挙げられる。
廃棄樹脂の種類としては、特に限定されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。
廃棄樹脂は、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであってもよい。特に、家庭から排出された一般プラスチック廃棄物は分別が十分にされていないことがあるため、その場合は廃棄樹脂が2種以上の樹脂の混合物(例えば、ポリオレフィン系樹脂とスチレン系樹脂との混合物等)となることがある。
廃棄樹脂は、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであってもよい。特に、家庭から排出された一般プラスチック廃棄物は分別が十分にされていないことがあるため、その場合は廃棄樹脂が2種以上の樹脂の混合物(例えば、ポリオレフィン系樹脂とスチレン系樹脂との混合物等)となることがある。
スチレン系樹脂としては、例えば、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質量%以上のものが挙げられる。スチレンとの共重合体におけ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、イソプレン、メチルアクリレート、メチルメタクリレート等が挙げられる。
例えば、廃棄される各種容器にはポリスチレンを含むものが多く、シンジオタクチックポリスチレン、耐熱・耐寒ポリスチレン、ポリプロピレン含有低反発ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレンなども含まれる。
例えば、廃棄される各種容器にはポリスチレンを含むものが多く、シンジオタクチックポリスチレン、耐熱・耐寒ポリスチレン、ポリプロピレン含有低反発ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレンなども含まれる。
ポリエステル系樹脂とは、主鎖の繰り返し単位中にエステル結合を持つ共重合体であり、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などが挙げられる。ただし、一般的な飲料ボトル等に含まれるポリエチレンテレフタレートは、成形温度(融点)が高く、加工条件、他の構成成分との混錬時の相溶性の観点からは洗浄剤の原料としてはあまり適さない。
ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。具体的には、例えば、各種容器やフィルムの廃棄物あるいは端材に含まれる、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、リニアポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
ポリエチレンとしては、一般的な容器やフィルムに利用されている高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、またはフィルム加工で架橋されたポリエチレンなども含まれる。ポリプロピレンとしては、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポリマーがあり、各種容器の蓋などにも利用されるポリスチレンやフィラーが混ざったものなども含まれる。また、ポリエチレンおよびポリプロピレンの多層フィルムなども含まれる。
ポリエチレンとしては、一般的な容器やフィルムに利用されている高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、またはフィルム加工で架橋されたポリエチレンなども含まれる。ポリプロピレンとしては、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポリマーがあり、各種容器の蓋などにも利用されるポリスチレンやフィラーが混ざったものなども含まれる。また、ポリエチレンおよびポリプロピレンの多層フィルムなども含まれる。
ポリカーボネート系樹脂とは、主鎖の繰り返し単位中に炭酸エステル結合を持つ共重合体であり、一般的にはビスフェノールAの構造を有する。
上記の他、廃棄樹脂としては、フィルム廃棄物等に含まれるナイロンやポリ塩化ビニリデン等も挙げられるが、これらは加工時の焼け付き等の点から樹脂加工機用洗浄剤の原料として再利用することはあまり適さない。
廃棄樹脂製品は、リサイクル工場やコンパウンド工場、成型工場にて洗浄や分別の工程を経たものを入手可能であり、食品等の油や有機物の汚れや金属などの異物は取り除かれていることが望ましい。
廃棄樹脂製品の形状は、廃棄時の形状から再加工された際の形状まで、例えば、減容品、ペレット、フィルム、樹脂塊など、特に限定されるものではない。
廃棄樹脂製品の形状は、廃棄時の形状から再加工された際の形状まで、例えば、減容品、ペレット、フィルム、樹脂塊など、特に限定されるものではない。
廃棄樹脂の含有量は、樹脂組成物を100質量%として、20質量%以上であることが好ましく、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは50質量%以上である。廃棄樹脂の含有量が上記範囲であると、樹脂加工機械中に残留した汚れを洗浄する能力が十分に発揮され、また、洗浄剤の樹脂成分を後続材料の樹脂にて置換しやすくなる。
廃棄樹脂には、成形加工性の向上のために廃棄樹脂製品中に添加された成分や廃棄樹脂製品の内容物(例えば、洗剤、ボディソープ、漂白剤等)に含まれていた成分として、香料、滑剤、造核剤、帯電防止剤、酸化防止剤、界面活性剤及び可塑剤からなる群から選択される少なくとも1種類の添加剤が含まれている。洗浄剤の樹脂原料として利用した際、それらの添加剤が有効成分として洗浄効果の向上に寄与するため、従来のバージン樹脂と比較した場合でも、この様な廃棄樹脂製品を元にした廃棄樹脂を原料に用いるメリットに成り得る。
界面活性剤としては、特に限定されず、一般的な界面活性剤が挙げられ、例えば、陰イオン界面活性剤であるアルキルスルホン酸塩など、ノニオン界面活性剤である脂肪酸のエステル、アミド、グリセリン、ポリエチレングリコールなど、陽イオン界面活性剤であるアルキルアンモニウム塩などが挙げられる。
香料は、企業ごとの複雑な配合によって成り立つため、具体的な構造は不明であるが、一般的なテルペン骨格を有する有機化合物が挙げられ、オイゲノール、ゲラニオール、シトロネロール、ラズベリーケトン、リモネン、桂皮酸エステルなどが挙げられる。
可塑剤としては、特に限定されず、一般的な可塑剤であるフタル酸エステルやアジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、クエン酸エステルなどが挙げられる。
滑剤としては、特に限定されず、一般的な滑剤であるポリオレフィンワックス、脂肪酸、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド、ミネラルオイルなどが挙げられる。
造核剤としては、特に限定されず、一般的な造核剤であるADEKA社製アデカスタブ NAシリーズ、新日本理化社製ゲルオールシリーズなどが挙げられる。
帯電防止剤としては、特に限定されず、一般的な帯電防止剤である三洋化成社製ペレスタットシリーズや花王社製エレクトロストリッパーシリーズなどが挙げられる。
酸化防止剤としては、特に限定されず、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒドロキシルアミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられる。ヒンダードフェノール系酸化防止剤の具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、4,4’-ブチリデンビス(6-t-ブチル-m-クレゾール)等が挙げられる。ヒドロキシルアミン系酸化防止剤の具体例としては、ジステアリルヒドロキシルアミン等が挙げられる。リン系酸化防止剤の具体例としては、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチル-1-フェニルオキシ)(2-エチルヘキシルオキシ)ホスファイト等が挙げられる。
香料は、企業ごとの複雑な配合によって成り立つため、具体的な構造は不明であるが、一般的なテルペン骨格を有する有機化合物が挙げられ、オイゲノール、ゲラニオール、シトロネロール、ラズベリーケトン、リモネン、桂皮酸エステルなどが挙げられる。
可塑剤としては、特に限定されず、一般的な可塑剤であるフタル酸エステルやアジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、クエン酸エステルなどが挙げられる。
滑剤としては、特に限定されず、一般的な滑剤であるポリオレフィンワックス、脂肪酸、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド、ミネラルオイルなどが挙げられる。
造核剤としては、特に限定されず、一般的な造核剤であるADEKA社製アデカスタブ NAシリーズ、新日本理化社製ゲルオールシリーズなどが挙げられる。
帯電防止剤としては、特に限定されず、一般的な帯電防止剤である三洋化成社製ペレスタットシリーズや花王社製エレクトロストリッパーシリーズなどが挙げられる。
酸化防止剤としては、特に限定されず、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒドロキシルアミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられる。ヒンダードフェノール系酸化防止剤の具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、4,4’-ブチリデンビス(6-t-ブチル-m-クレゾール)等が挙げられる。ヒドロキシルアミン系酸化防止剤の具体例としては、ジステアリルヒドロキシルアミン等が挙げられる。リン系酸化防止剤の具体例としては、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチル-1-フェニルオキシ)(2-エチルヘキシルオキシ)ホスファイト等が挙げられる。
ただし、廃棄樹脂に含まれる成分は非常に多岐に渡るため、特定の含有物を規定できるものではない。また、洗浄剤ではこれら添加剤の複合的な効果により、汚れ成分への浸透と汚れの排出、樹脂と金属面との剥離性など、洗浄剤としての効果を促進させている。
廃棄樹脂中の上記添加剤の合計含有量は、洗浄剤として優れた洗浄性能を発揮する観点から、0.01質量%以上であり、0.02質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましい。また、少量の添加でも洗浄性能を発現できることから、10質量%以下であることが好ましい。添加剤が10質量%超であると、洗浄剤が樹脂加工機内に残留した場合、逆に内部を汚染することに繋がるため、好ましくない。
なお、廃棄樹脂中の添加剤は、JIS K 6229に記載のソックスレー抽出器を用いて、廃棄樹脂中から抽出される。抽出溶剤は、添加剤の溶解性に合わせて、メタノールやクロロホルム、テトラヒドロフラン、トリフルオロエタノール、ジメチルアセトアミドなどが望ましい。抽出物は、NMRやHPLC、GC-MSなどで同定および定量が可能であり、具体的には、後述の実施例に記載の方法により定量することができる。
なお、廃棄樹脂中の添加剤は、JIS K 6229に記載のソックスレー抽出器を用いて、廃棄樹脂中から抽出される。抽出溶剤は、添加剤の溶解性に合わせて、メタノールやクロロホルム、テトラヒドロフラン、トリフルオロエタノール、ジメチルアセトアミドなどが望ましい。抽出物は、NMRやHPLC、GC-MSなどで同定および定量が可能であり、具体的には、後述の実施例に記載の方法により定量することができる。
また、廃棄樹脂は、製品の成形加工や再生(溶融)時に熱履歴がかかっているため、廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して酸化や解重合などによる分子量低下がみられるが、主鎖や側鎖の酸化による水酸基やカルボニル基の生成により、樹脂加工機械の樹脂汚れとの相互作用を高められ、洗浄性能を上げることが可能である。また、分解によって生じた樹脂の低分子量体は汚れへ浸透し、洗浄効果を促進する効果が得られる。
廃棄樹脂の主鎖中の水酸基とカルボニル基との合計量は、廃棄樹脂に対応するバージン樹脂の主鎖中の水酸基とカルボニル基との合計量を100質量%として、バージン樹脂よりも0.01質量%以上多く(水酸基及び/又はカルボニル基が生成していること)、0.02質量%以上多いことが好ましく、0.03質量%以上多いことがより好ましい。
なお、廃棄樹脂の主鎖中の水酸基及びカルボニル基は、FT-IRを用いたJIS K 0117に規定されるフィルム法などで検出が可能であり、具体的には、後述の実施例に記載の方法により検出することができる。ただし、廃棄樹脂が2種以上の様々な樹脂の混合物である場合、詳細な樹脂比率はNMRなどで判別する必要がある。
廃棄樹脂の主鎖中の水酸基とカルボニル基との合計量は、廃棄樹脂に対応するバージン樹脂の主鎖中の水酸基とカルボニル基との合計量を100質量%として、バージン樹脂よりも0.01質量%以上多く(水酸基及び/又はカルボニル基が生成していること)、0.02質量%以上多いことが好ましく、0.03質量%以上多いことがより好ましい。
なお、廃棄樹脂の主鎖中の水酸基及びカルボニル基は、FT-IRを用いたJIS K 0117に規定されるフィルム法などで検出が可能であり、具体的には、後述の実施例に記載の方法により検出することができる。ただし、廃棄樹脂が2種以上の様々な樹脂の混合物である場合、詳細な樹脂比率はNMRなどで判別する必要がある。
また、廃棄樹脂中の二量体以上の低分子量体(オリゴマー成分)の量は、廃棄樹脂に対応するバージン樹脂中の二量体以上の低分子量体の量を100質量%として、バージン樹脂よりも0.01質量%以上多く、0.02質量%以上多いことが好ましく、0.03質量%以上多いことがより好ましい。
二量体以上の低分子量体は、製品の成形加工や再生(溶融)時に熱履歴がかかり、樹脂が分解することによって生じると考えられる。
なお、二量体以上の低分子量体は、先述のJIS K 6229に記載のソックスレー抽出器を用いて、廃棄樹脂中から抽出することが可能である。抽出物は、NMRやHPLC、GC-MSなどで同定および定量が可能であり、具体的には、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
二量体以上の低分子量体は、製品の成形加工や再生(溶融)時に熱履歴がかかり、樹脂が分解することによって生じると考えられる。
なお、二量体以上の低分子量体は、先述のJIS K 6229に記載のソックスレー抽出器を用いて、廃棄樹脂中から抽出することが可能である。抽出物は、NMRやHPLC、GC-MSなどで同定および定量が可能であり、具体的には、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
廃棄樹脂に含まれる二量体以上の低分子量体の分子量は、特に制限はないが、効果発現を得るためには二量体から十量体が良く、重量平均分子量では200~10,000が効果を得やすく、500~5,000の範囲がさらに好ましい。
ただし、低分子量体の重量平均分子量がバージン樹脂対比で1/10以下となり、かつ10%以上廃棄樹脂中に含まれる場合は、汚れを排出する粘度が確保できないため、洗浄性能が弱まり、好ましくない。
なお、二量体以上の低分子量体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による測定が可能であり、具体的には、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。なお、分取機能があるGPCであれば、種々の混合樹脂の分離が可能であり、バージン樹脂との比較も可能となる。ポリオレフィンに関しては、o-ジクロロベンゼンなどの溶媒を用いて高温での測定が可能なGPCを用いる。
ただし、低分子量体の重量平均分子量がバージン樹脂対比で1/10以下となり、かつ10%以上廃棄樹脂中に含まれる場合は、汚れを排出する粘度が確保できないため、洗浄性能が弱まり、好ましくない。
なお、二量体以上の低分子量体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による測定が可能であり、具体的には、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。なお、分取機能があるGPCであれば、種々の混合樹脂の分離が可能であり、バージン樹脂との比較も可能となる。ポリオレフィンに関しては、o-ジクロロベンゼンなどの溶媒を用いて高温での測定が可能なGPCを用いる。
[[その他の成分]]
本実施形態の樹脂組成物は、その洗浄目的及び用途に要求される性能に応じて、廃棄樹脂の他に、各種のその他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、例えば、リサイクルされていない新品であるバージン熱可塑性樹脂、一般的な酸化防止剤、無機物(無機フィラー)等が挙げられる。
上記その他の成分は、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであってもよい。
その他の成分の合計含有量は、特に制限されないが、樹脂組成物を100質量%として、80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは50質量%以下である。
本実施形態の樹脂組成物は、その洗浄目的及び用途に要求される性能に応じて、廃棄樹脂の他に、各種のその他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、例えば、リサイクルされていない新品であるバージン熱可塑性樹脂、一般的な酸化防止剤、無機物(無機フィラー)等が挙げられる。
上記その他の成分は、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであってもよい。
その他の成分の合計含有量は、特に制限されないが、樹脂組成物を100質量%として、80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは50質量%以下である。
バージン熱可塑性樹脂としては、特に制限されず、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂(ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂等)、ポリカーボネート系樹脂など、上述の廃棄樹脂に含まれる樹脂と同様のものが挙げれる。
バージン熱可塑性樹脂の含有量は、樹脂組成物の質量を100質量%として、10~90質量%であることが好ましく、より好ましくは20~80質量%、さらに好ましくは30~50質量%である。バージン熱可塑性樹脂の配合比率が高いほど、廃棄樹脂のコストメリットが得られなくなる。また、バージン熱可塑性樹脂には添加剤がほぼ含まれていないため、廃棄樹脂とは性能が異なる。
バージン熱可塑性樹脂の含有量は、樹脂組成物の質量を100質量%として、10~90質量%であることが好ましく、より好ましくは20~80質量%、さらに好ましくは30~50質量%である。バージン熱可塑性樹脂の配合比率が高いほど、廃棄樹脂のコストメリットが得られなくなる。また、バージン熱可塑性樹脂には添加剤がほぼ含まれていないため、廃棄樹脂とは性能が異なる。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系、ヒドロキシルアミン系、リン系など、上述の一般的な酸化防止剤が挙げられ、特に限定されるものではない。
廃棄樹脂は、バージン樹脂と比べて熱履歴が加わっていることから、酸化防止剤を添加することが望ましい。酸化防止剤の十分な効果を発現させるためには、樹脂組成物の質量を100質量%として、0.01質量%以上を添加することが好ましく、0.1質量%以上がより好ましく、0.2質量%以上がさらに好ましい。また、酸化防止剤の含有量は、1質量%未満が好ましく、0.7質量%以下がより好ましく、0.5質量%以下が更に好ましい。0.01質量%未満では効果が十分に得られず、1質量%以上の添加では樹脂加工機械内部に酸化防止剤が残留してしまい、望ましくない。
廃棄樹脂は、バージン樹脂と比べて熱履歴が加わっていることから、酸化防止剤を添加することが望ましい。酸化防止剤の十分な効果を発現させるためには、樹脂組成物の質量を100質量%として、0.01質量%以上を添加することが好ましく、0.1質量%以上がより好ましく、0.2質量%以上がさらに好ましい。また、酸化防止剤の含有量は、1質量%未満が好ましく、0.7質量%以下がより好ましく、0.5質量%以下が更に好ましい。0.01質量%未満では効果が十分に得られず、1質量%以上の添加では樹脂加工機械内部に酸化防止剤が残留してしまい、望ましくない。
無機物(無機フィラー)としては、通常使用されるものを使用でき、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、シリカ、タルク、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ゼオライト、ウォラストナイト、マイカ、ケイソウ土、ガラス繊維、ガラス粉末、ガラス球、シラスバルーン、クエックサンドなどが挙げられる。洗浄効果を高めるためには、ガラス繊維が望ましい。
無機物の含有量は、樹脂組成物の質量を100質量%として、1~70質量%であることが好ましく、より好ましくは3~60質量%、さらに好ましくは5~50質量%である。
無機物の含有量は、樹脂組成物の質量を100質量%として、1~70質量%であることが好ましく、より好ましくは3~60質量%、さらに好ましくは5~50質量%である。
<樹脂加工機械用洗浄剤>
本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤は、上述の本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法を用いて製造されることを特徴とする。
本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤は、上述の廃棄樹脂を含む樹脂組成物を原料として製造されるため、従来の樹脂加工機械用洗浄剤と比較して洗浄性能に優れる。
本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤は、上述の本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法を用いて製造されることを特徴とする。
本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤は、上述の廃棄樹脂を含む樹脂組成物を原料として製造されるため、従来の樹脂加工機械用洗浄剤と比較して洗浄性能に優れる。
<樹脂加工機械内の洗浄方法>
本実施形態の樹脂加工機械内の洗浄方法は、上述の本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤を使用することを特徴とする。
本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤を使用して洗浄することができる樹脂加工機械としては、例えば、射出成形機、押出機等が挙げられ、熱可塑性樹脂を扱う樹脂加工機械であれば特に制限されるものではない。
本実施形態の樹脂加工機械内の洗浄方法は、上述の本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤を使用することを特徴とする。
本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤を使用して洗浄することができる樹脂加工機械としては、例えば、射出成形機、押出機等が挙げられ、熱可塑性樹脂を扱う樹脂加工機械であれば特に制限されるものではない。
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例において使用した各成分は、以下のとおりである。
<廃棄樹脂>
(A-1)トイレタリー容器回収物
主な樹脂成分:ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)の混合物、添加剤の種類:香料、滑剤、酸化防止剤、界面活性剤、添加剤の合計含有量:0.9質量%、主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量:0.05質量%、二量体以上の低分子量体の増加量:1.0質量%
(A-2)食品容器回収物
主な樹脂成分:ポリスチレン(PS)、添加剤の種類:滑剤、可塑剤、添加剤の合計含有量:3.8質量%、主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量:0.01質量%、二量体以上の低分子量体の増加量:0.2質量%
(A-3)OPP包装フィルム回収物
主な樹脂成分:ポリプロピレン、添加剤の種類:帯電防止剤、酸化防止剤、添加剤の合計含有量:0.3質量%、主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量:0.5質量%、二量体以上の低分子量体の増加量:0.3質量%
(A-4)生活雑貨(カーペット、かご)回収物
主な樹脂成分:ポリエチレン及びポリプロピレンの混合物、添加剤の種類:滑剤、酸化防止剤、可塑剤、添加剤の合計含有量:0.8質量%、主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量:0.5質量%、二量体以上の低分子量体の増加量:0.3質量%
(B-1)PP-PEフィルム端材
添加剤の種類:滑剤、酸化防止剤、添加剤の合計含有量:0.05質量%、主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量:0.1質量%、二量体以上の低分子量体の増加量:0.2質量%
(B-2)食品包装用PEフィルム端材
添加剤の種類:酸化防止剤、添加剤の合計含有量:0.1質量%、主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量:0.02質量%、二量体以上の低分子量体の増加量:0.02質量%
[廃棄樹脂(A-1)~(A-4)の調製]
回収された容器やフィルムなどの廃棄樹脂製品を、樹脂や容器の種類ごとに簡易的に(A-1)~(A-4)に分別した後、内部や外表面に付着した異物を洗浄によって除去した。その後、大きな容器は粉砕機で数cm四方程度まで粉砕し、小さいフィルムなどは裁断機で同じく加工に適した大きさまで細かく裁断した。その後、粉砕又は裁断した廃棄樹脂製品を、ストランドが押出されるダイス出口にメッシュを備え付けた押出機を用いて溶融混練し、ペレタイザーによってペレット化した。ストランド化時に金属などの異物成分をメッシュにより可能な限り除去し、洗浄剤への混入を防いだ。また、シリンダー設定温度は230℃、供給量は150kg/時間とした。
[廃棄樹脂(B-1)~(B-2)の調製]
5~10枚のフィルムを圧着し、0.5cm四方に裁断したものを使用した。
上記廃棄樹脂の元となった廃棄樹脂製品には、様々な樹脂組成で成り立っている容器や包装フィルムが含まれており、分別によっても単一の樹脂成分として完全に単離することは困難であるため、廃棄樹脂の性能は、混合樹脂としての性能となっている。
(A-1)トイレタリー容器回収物
主な樹脂成分:ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)の混合物、添加剤の種類:香料、滑剤、酸化防止剤、界面活性剤、添加剤の合計含有量:0.9質量%、主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量:0.05質量%、二量体以上の低分子量体の増加量:1.0質量%
(A-2)食品容器回収物
主な樹脂成分:ポリスチレン(PS)、添加剤の種類:滑剤、可塑剤、添加剤の合計含有量:3.8質量%、主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量:0.01質量%、二量体以上の低分子量体の増加量:0.2質量%
(A-3)OPP包装フィルム回収物
主な樹脂成分:ポリプロピレン、添加剤の種類:帯電防止剤、酸化防止剤、添加剤の合計含有量:0.3質量%、主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量:0.5質量%、二量体以上の低分子量体の増加量:0.3質量%
(A-4)生活雑貨(カーペット、かご)回収物
主な樹脂成分:ポリエチレン及びポリプロピレンの混合物、添加剤の種類:滑剤、酸化防止剤、可塑剤、添加剤の合計含有量:0.8質量%、主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量:0.5質量%、二量体以上の低分子量体の増加量:0.3質量%
(B-1)PP-PEフィルム端材
添加剤の種類:滑剤、酸化防止剤、添加剤の合計含有量:0.05質量%、主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量:0.1質量%、二量体以上の低分子量体の増加量:0.2質量%
(B-2)食品包装用PEフィルム端材
添加剤の種類:酸化防止剤、添加剤の合計含有量:0.1質量%、主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量:0.02質量%、二量体以上の低分子量体の増加量:0.02質量%
[廃棄樹脂(A-1)~(A-4)の調製]
回収された容器やフィルムなどの廃棄樹脂製品を、樹脂や容器の種類ごとに簡易的に(A-1)~(A-4)に分別した後、内部や外表面に付着した異物を洗浄によって除去した。その後、大きな容器は粉砕機で数cm四方程度まで粉砕し、小さいフィルムなどは裁断機で同じく加工に適した大きさまで細かく裁断した。その後、粉砕又は裁断した廃棄樹脂製品を、ストランドが押出されるダイス出口にメッシュを備え付けた押出機を用いて溶融混練し、ペレタイザーによってペレット化した。ストランド化時に金属などの異物成分をメッシュにより可能な限り除去し、洗浄剤への混入を防いだ。また、シリンダー設定温度は230℃、供給量は150kg/時間とした。
[廃棄樹脂(B-1)~(B-2)の調製]
5~10枚のフィルムを圧着し、0.5cm四方に裁断したものを使用した。
上記廃棄樹脂の元となった廃棄樹脂製品には、様々な樹脂組成で成り立っている容器や包装フィルムが含まれており、分別によっても単一の樹脂成分として完全に単離することは困難であるため、廃棄樹脂の性能は、混合樹脂としての性能となっている。
[添加剤および低分子量体の同定及び定量]
廃棄樹脂に含まれる添加剤および二量体以上の低分子量体(重量平均分子量が10,000以下の成分)は、JIS K 6229に記載のソックスレー抽出器を用いて抽出し、廃棄樹脂中から得られた抽出混合物を熱分解GC-MS(Agilent社製GC-6890、MSD-5973、EGA/PY2010D)およびNMR(JEOL社製ECZ500)を用いて同定した。抽出溶剤には、クロロホルムおよびメチルエチルケトン、メタノールを用いた。
また、廃棄樹脂中の添加剤および二量体以上の低分子量体の含有量は、抽出物および残渣から、熱分解GC-MS(Agilent社製GC-6890、MSD-5973、EGA/PY2010D)およびNMR(JEOL社製ECZ500)を用いて定量して求めた。
[水酸基及びカルボニル基量の測定]
廃棄樹脂の主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量は、フーリエ変換形赤外分光光度計(FT-IR)(日本分光社製IR4100)を用いたJIS K 0117に規定されるフィルム法により得られた廃棄樹脂の主鎖の水酸基のピークとカルボニル基のピークにおいて、該廃棄樹脂に対応するバージン樹脂で補正した時に増加している量の合計を示している。
[廃棄樹脂中の樹脂の同定]
廃棄樹脂中の樹脂の同定は、分取機能があるGPC(センシュー科学社製超高温GPC)を用いて行った。
展開溶媒:1-クロロナフタレン
検出器:RI(示差屈折)検出器
カラム温度:210℃
検量線用標準サンプル:ポリスチレン
廃棄樹脂に含まれる添加剤および二量体以上の低分子量体(重量平均分子量が10,000以下の成分)は、JIS K 6229に記載のソックスレー抽出器を用いて抽出し、廃棄樹脂中から得られた抽出混合物を熱分解GC-MS(Agilent社製GC-6890、MSD-5973、EGA/PY2010D)およびNMR(JEOL社製ECZ500)を用いて同定した。抽出溶剤には、クロロホルムおよびメチルエチルケトン、メタノールを用いた。
また、廃棄樹脂中の添加剤および二量体以上の低分子量体の含有量は、抽出物および残渣から、熱分解GC-MS(Agilent社製GC-6890、MSD-5973、EGA/PY2010D)およびNMR(JEOL社製ECZ500)を用いて定量して求めた。
[水酸基及びカルボニル基量の測定]
廃棄樹脂の主鎖の水酸基とカルボニル基とのバージン樹脂に対する合計増加量は、フーリエ変換形赤外分光光度計(FT-IR)(日本分光社製IR4100)を用いたJIS K 0117に規定されるフィルム法により得られた廃棄樹脂の主鎖の水酸基のピークとカルボニル基のピークにおいて、該廃棄樹脂に対応するバージン樹脂で補正した時に増加している量の合計を示している。
[廃棄樹脂中の樹脂の同定]
廃棄樹脂中の樹脂の同定は、分取機能があるGPC(センシュー科学社製超高温GPC)を用いて行った。
展開溶媒:1-クロロナフタレン
検出器:RI(示差屈折)検出器
カラム温度:210℃
検量線用標準サンプル:ポリスチレン
<その他の成分>
(C-1)低密度ポリエチレン(LDPE)バージン樹脂
添加剤の合計含有量:0.01質量%未満、主鎖の水酸基及びカルボニル基:いずれも検出されず、二量体以上の低分子量体:検出されず、重量平均分子量:25万
(C-2)ポリプロピレンバージン樹脂
酸化防止剤を0.02質量%含有、主鎖の水酸基及びカルボニル基:いずれも検出されず、二量体以上の低分子量体:検出されず、重量平均分子量:20万
(C-3)ポリスチレンバージン樹脂
滑剤を1質量%含有、主鎖の水酸基及びカルボニル基:いずれも検出されず、二量体以上の低分子量体:検出されず、重量平均分子量:15万
(D-1)酸化防止剤(商品名:BASF社製Irganox1010)
(E-1)ガラス繊維(商品名:日本電気硝子株式会社製T-480)
(C-1)低密度ポリエチレン(LDPE)バージン樹脂
添加剤の合計含有量:0.01質量%未満、主鎖の水酸基及びカルボニル基:いずれも検出されず、二量体以上の低分子量体:検出されず、重量平均分子量:25万
(C-2)ポリプロピレンバージン樹脂
酸化防止剤を0.02質量%含有、主鎖の水酸基及びカルボニル基:いずれも検出されず、二量体以上の低分子量体:検出されず、重量平均分子量:20万
(C-3)ポリスチレンバージン樹脂
滑剤を1質量%含有、主鎖の水酸基及びカルボニル基:いずれも検出されず、二量体以上の低分子量体:検出されず、重量平均分子量:15万
(D-1)酸化防止剤(商品名:BASF社製Irganox1010)
(E-1)ガラス繊維(商品名:日本電気硝子株式会社製T-480)
実施例及び比較例で得られた洗浄剤の測定・評価方法は、以下のとおりである。
<ポリスチレン系樹脂の洗浄評価>
型締め力55tの芝浦機械株式会社製射出成形機に先行樹脂としてアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合合成樹脂(以下、「ABS」と称する。)の黒着色成形材料500gをシリンダー温度240℃にてホッパーより投入した。樹脂のパージが終わるまでスクリュー回転を続け、回転停止後、15分同一温度で滞留させた。その後、実施例または比較例で得られた洗浄剤をホッパーより流し、内部を洗浄した。この時、ABSの黒色から洗浄剤の色に切り替わるために必要であった洗浄剤量をノズルより排出されたパージ屑から計量し、洗浄性の数値(g)とした。
[評価基準]
◎(優れる):パージ屑量が500g以下であり、洗浄性に優れる
〇(良好):パージ屑量が500g超800g以下であり、洗浄性が良好
×(困難):パージ屑量が800g超であり、洗浄が困難
測定・評価結果を表1に示す。
型締め力55tの芝浦機械株式会社製射出成形機に先行樹脂としてアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合合成樹脂(以下、「ABS」と称する。)の黒着色成形材料500gをシリンダー温度240℃にてホッパーより投入した。樹脂のパージが終わるまでスクリュー回転を続け、回転停止後、15分同一温度で滞留させた。その後、実施例または比較例で得られた洗浄剤をホッパーより流し、内部を洗浄した。この時、ABSの黒色から洗浄剤の色に切り替わるために必要であった洗浄剤量をノズルより排出されたパージ屑から計量し、洗浄性の数値(g)とした。
[評価基準]
◎(優れる):パージ屑量が500g以下であり、洗浄性に優れる
〇(良好):パージ屑量が500g超800g以下であり、洗浄性が良好
×(困難):パージ屑量が800g超であり、洗浄が困難
測定・評価結果を表1に示す。
<ポリオレフィン系樹脂の洗浄評価>
型締め力55tの芝浦機械株式会社製射出成形機に先行樹脂としてポリプロピレン(以下、「PP」と称する。)の黒着色成形材料500gをシリンダー温度230℃にてホッパーより投入した。樹脂のパージが終わるまでスクリュー回転を続け、回転停止後、15分同一温度で滞留させた。その後、実施例または比較例で得られた洗浄剤をホッパーより流し、内部を洗浄した。この時、PPの黒色から洗浄剤の色に切り替わるために必要であった洗浄剤量をノズルより排出されたパージ屑から計量し、洗浄性の数値(g)とした。
[評価基準]
◎(優れる):パージ屑量が400g以下であり、洗浄性に優れる
〇(良好):パージ屑量が400g超700g以下であり、洗浄性が良好
×(困難):パージ屑量が700g超であり、洗浄が困難
測定・評価結果を表1に示す。
型締め力55tの芝浦機械株式会社製射出成形機に先行樹脂としてポリプロピレン(以下、「PP」と称する。)の黒着色成形材料500gをシリンダー温度230℃にてホッパーより投入した。樹脂のパージが終わるまでスクリュー回転を続け、回転停止後、15分同一温度で滞留させた。その後、実施例または比較例で得られた洗浄剤をホッパーより流し、内部を洗浄した。この時、PPの黒色から洗浄剤の色に切り替わるために必要であった洗浄剤量をノズルより排出されたパージ屑から計量し、洗浄性の数値(g)とした。
[評価基準]
◎(優れる):パージ屑量が400g以下であり、洗浄性に優れる
〇(良好):パージ屑量が400g超700g以下であり、洗浄性が良好
×(困難):パージ屑量が700g超であり、洗浄が困難
測定・評価結果を表1に示す。
<実施例1~10、比較例1~3>
各成分を表1に示す割合(質量%)で含む樹脂組成物を、予めタンブラーブレンダ―を用いて5分間予備混合し、そのまま二軸押出機(芝浦機械株式会社製TEM58SS)を用いて溶融混練した。この時の押出条件は、シリンダー設定温度280℃、供給量6kg/時間とした。このようにして得られた溶融混練物をストランド状に押し出し、水冷してからストランドカッターにて切断してペレット状の洗浄剤を得た。
各成分を表1に示す割合(質量%)で含む樹脂組成物を、予めタンブラーブレンダ―を用いて5分間予備混合し、そのまま二軸押出機(芝浦機械株式会社製TEM58SS)を用いて溶融混練した。この時の押出条件は、シリンダー設定温度280℃、供給量6kg/時間とした。このようにして得られた溶融混練物をストランド状に押し出し、水冷してからストランドカッターにて切断してペレット状の洗浄剤を得た。
評価結果より、洗浄剤の樹脂原料として廃棄樹脂を用いた実施例と、バージン樹脂のみを用いた比較例とでは、廃棄樹脂を用いた実施例の方が、高い洗浄効果を有するという有意な差が見られた。
本発明によれば、特定の廃棄樹脂を樹脂加工機械用洗浄剤の原料に用いることで洗浄効果を高めることができると共に、容易に入手可能でコスト面でもメリットにつながり、環境負荷低減の一助ともなり得る洗浄剤を製造することができる。
Claims (7)
- 廃棄樹脂を含む樹脂組成物をペレット状にすることを含み、
前記廃棄樹脂が、香料、滑剤、造核剤、帯電防止剤、酸化防止剤、界面活性剤及び可塑剤からなる群から選択される少なくとも1種類の添加剤を含み、JIS K 6229に準拠してソックスレー抽出により測定される前記廃棄樹脂中の前記添加剤の合計含有量が0.01質量%以上であり、
前記廃棄樹脂において、主鎖中の水酸基とカルボニル基との合計量が、前記廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して、0.01質量%以上多く、
前記廃棄樹脂において、二量体以上の低分子量体の量が、前記廃棄樹脂に対応するバージン樹脂と比較して、0.01質量%以上多い
ことを特徴とする、樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。 - 前記廃棄樹脂が、スチレン系樹脂及びポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種類を含む、請求項1に記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。
- 前記樹脂組成物中の前記廃棄樹脂の含有量が、20質量%以上である、請求項1又は2に記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。
- 前記樹脂組成物が、バージン熱可塑性樹脂、無機物及び酸化防止剤からなる群から選択される少なくとも1種類を更に含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法を用いて製造されることを特徴とする、樹脂加工機械用洗浄剤。
- 請求項5に記載の樹脂加工機械用洗浄剤を用いることを特徴とする、樹脂加工機械内の洗浄方法。
- 樹脂加工機械の洗浄における、請求項5に記載の樹脂加工機械用洗浄剤の使用。
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JP2021145709A JP2023038802A (ja) | 2021-09-07 | 2021-09-07 | 樹脂加工機械用洗浄剤、その製造方法及びその使用、並びに樹脂加工機械内の洗浄方法 |
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- 2021-09-07 JP JP2021145709A patent/JP2023038802A/ja active Pending
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