JP2676550B2

JP2676550B2 - 成形機用洗浄剤

Info

Publication number: JP2676550B2
Application number: JP1128759A
Authority: JP
Inventors: 幹彦伊藤; 成道村原
Original assignee: 旭化成工業株式会社
Priority date: 1989-05-24
Filing date: 1989-05-24
Publication date: 1997-11-17
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: JPH02308900A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用技術分野］本発明は、熱可塑性樹脂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熱可塑性樹脂及びそれに
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。

［従来の技術］一般に、熱可塑性樹脂の着色、混合、成形等を目的に
成形機（押出し・射出）が用いられるが、所定の作業終
了時に、当該樹脂やそのものや樹脂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の成形時に成形品中
に混入し、製品外観不良の原因となる。

従来、上記残留物を成形機内から除去するため、人力
により成形機の分解掃除をする方法、成形機を停止せず
にそのまま次に成形に供する樹脂を成形機内に充填し、
これにより残留物を少しづつ置換して行く方法及び市販
の洗浄剤を用いる方法が実施されている。

特に、上記市販の洗浄剤としては次のものが知られて
いる。

（１）超高分子アクリル樹脂に、発泡剤、カオリン及び
炭酸カルシウムを含有させたもの（半溶融タイプ）。

（２）熱可塑性樹脂に界面活性剤を含有させたもの（完
全溶融タイプ）。

（３）発泡剤入り金属石けん（ブレンドタイプ）。

一方、洗浄後の成形に使用する熱可塑性樹脂と同一種
類の樹脂に、該樹脂100重量当り、１〜20重量部のガラ
ス繊維を添加した樹脂組成物を用いることも知られてい
る（特公昭53−41711号）。

［発明が解決しようとする課題］しかし、人力による分解掃除では、多数の人手と長時
間を要し、生産性低下の大きな要因となっている。ま
た、成形機の構造上簡単に分離出来ない箇所（例えばシ
リンダー内壁）に残留物が残る問題もある。

次に使用する成形材料で置換して行く方法では、成形
を目的とする樹脂は洗浄に適した設計になっていないた
め、洗浄効果が低く、多量の樹脂と長時間を要する。加
えて、例えばゴム熱劣化物等、残留物の種類によっては
除去出来ない場合がある。

市販の洗浄剤を用いる方法は、いずれの洗浄剤も洗浄
剤として下記の如き致命的欠点を有しているため、一般
に普及していない。

（１）半溶融タイプの洗浄剤は、それ自体が成形機内に
残留しやすく、次の成形材料に混入して異物トラブルを
発生させる。

（２）完全溶融タイプの洗浄剤は、洗浄効果は低い上
に、洗浄後透明樹脂に戻すのに長時間を要する。

（３）ブレンドタイプの洗浄剤は、洗浄効果は低いうえ
に、成形材料への予備ブレンド作業が必要で、使用に手
間がかかる。

更に、次に使用する熱可塑性樹脂と同一種類の樹脂に
ガラス繊維を添加したものは、やはり洗浄効果が十分で
ないだけでなく、添加したガラス繊維が成形機内に残留
し、次の成形材料に混入して成形品に外観不良を発生さ
せる。また、同一の成形現場で多種の樹脂を用いる場合
は、成形材料の種類毎にガラス繊維添加品を用意する必
要があり、煩雑である。

［課題を解決するための手段］本発明は、このような従来未解決の課題に着目して成
されたもので、熱可塑性樹脂用成形機内残留物の洗浄剤
として、含水させた熱可塑性樹脂とガラス繊維を合わせ
たものが高い洗浄作用を有し、洗浄時間と洗浄用樹脂を
大幅に削減できることを本発明者等が見出したことによ
って完成されたものである。

即ち、本発明は、メルトフローレイトが１〜30g/10分
（220℃・10kg）の熱可塑性合成樹脂に水分を含有させ
た洗浄樹脂を少なくとも一部に含み、メルトフローレイ
トが１〜30g/10分（220℃・10kg）で全体の水分量が0.5
〜５重量％に調整された熱可塑性樹脂70〜95重量％と、
ガラス繊維30〜５重量％とからなる成形機用洗浄剤であ
る。

本発明に用いる熱可塑性樹脂としては、メルトフロー
レイトが１〜10g/10分（220℃,10kg）であることが必要
である。メルトフローレイトが1g/10分未満では、標準
的な成形条件、例えば成形温度200〜280℃で使用できな
く、また10g/10分を越えると十分な洗浄効果が得にくく
なる。

本発明で用いる熱可塑性樹脂としては、メルトフロー
レイトが上記範囲内のものであれば、射出成形や押出し
成形等に供される一般の熱可塑性樹脂を広く用いること
ができる。具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂、ポリメチルメ
タクリレート、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ることができる。
また、これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いても二種以
上混合して用いてもよい。

本発明では、上記のように、一般の熱可塑性樹脂を広
く用いることができるが、熱可塑性樹脂の種類として
は、洗浄作業後の成形に供する熱可塑性樹脂と同一組成
のものが好ましい。また、残留樹脂の種類を問わず高い
洗浄効果が得られ、各種の熱可塑性樹脂を単一の洗浄剤
で洗浄できる観点からは、スチレン・アクリロニトリル
共重合体が好ましい。

本発明においては、上記熱可塑性樹脂に水分を含有さ
せたものを洗浄樹脂として用いる。この洗浄樹脂におい
ては、水を0.5〜25重量％含有させることが必要であ
る。含水量が0.5％未満では洗浄効果が劣り、25重量％
を越えて含有させることは技術的に困難になるばかり
か、成形機への投入時の衝撃等で水が流出しやすくな
る。

本発明において、熱可塑性樹脂に水分を含有させると
は、常温において簡単に外部に流出しない状態で、熱可
塑性樹脂に水分を持たせることをいい、例えば、熱可塑
性樹脂自体にその吸湿性を利用して水分を担持させた
り、粒状の熱可塑性樹脂内に中空部を形成してそこに水
を封入しておくこと等が挙げられる。

従って、本発明においては、例えば、粒状又は粉状の
熱可塑性樹脂と水の単なる混合物や、熱可塑性樹脂と吸
水性又は結晶水を有する他の物質との混合物等は除外さ
れる。前者の場合、水が熱可塑性樹脂と遊離又は熱可塑
性樹脂の粉体又は粒体の表面に付着している状態にある
ので、その投入時に成形機のホッパーやホッパー直下の
内壁に水が付着し、この水が次に使用する樹脂を濡らし
て成形不良の原因となる。また、後者の場合、吸水性又
は結晶水を有する他の物質が成形機内に残留しやすく、
やはり次の成形を阻害する。

熱可塑性樹脂に水分を含有させて洗浄樹脂を得る方法
を更に具体的に説明すると、例えば次のようにして行う
ことができる。

（１）吸湿性を有する熱可塑性樹脂に、自然吸水（空気
中からの吸湿）やブレンダー等による水との接触等によ
って水分を吸着させることができる。

吸湿性を有する熱可塑性樹脂としては、一般に親水性
基を有する熱可塑性樹脂、例えばスチレン−アクリロニ
トリル共重合体等が用いられる。スチレン・アクリロニ
トリル共重合体を用いる場合、水分を含有させやすくす
るために、アクリロニトリルの含有量が25〜50重量％、
特に30〜50重量％であることが好ましい。

（２）次のようにして、押出機を用いて粒状熱可塑性樹
脂中に水を封入することができる。

まず、ベント口を塞いだ二軸押出機を用いて熱可塑性
樹脂を押出ながら、注入ノズルから水を圧入する。する
と水は、樹脂と相溶性が悪い上にシリンダー内で加熱さ
れるため、ノズル部で気化し、これによって発泡状の樹
脂が吐出される。

この吐出物を水で急冷し、粒状に仕上げると、水の閉
じ込められた多孔質物の熱可塑性樹脂を得ることができ
る。

粒状にするためには、アンダーウォーターカッターを
用いるか、ノズルからの吐出物を直接水槽に受けて急冷
後粉砕する方法がある。

（３）次のようにして、熱可塑性樹脂溶液を用いて、カ
プセル状に水を封入した熱可塑性樹脂を得ることができ
る。即ち、熱可塑性樹脂溶液中に氷片を投入し、撹拌後
取出して真空乾燥することにより、熱可塑性樹脂による
水のカプセル状物を得ることができる。投入する氷片と
しては、0.5〜5mm程度の径のもので、熱可塑性樹脂溶液
に投入されることで瞬時に溶解しない範囲でできるだけ
径の小さいものが好ましい。具体的には2mm以下の径で
あることが好ましい。

上述のように、洗浄樹脂においては、吸湿性を利用し
て水分を担持させる場合と、物理的に水を封じ込める場
合とがあるが、洗浄樹脂の水分含有量を調整しやすい点
から、後者の方が好ましい。

洗浄樹脂の含水量が0.5〜５重量％の場合にはそれ単
独でもよいが、特に含水量が５重量％を越える洗浄樹脂
は、熱可塑性樹脂全体の含水量が0.5〜５重量％となる
よう、他の熱可塑性樹脂と混合されるものである。全体
の含水量が0.5重量％未満では十分な洗浄効果が得にく
く、５重量％を越えると洗浄操作が機械的に困難とな
る。尚、上記混合は、粒状の洗浄樹脂と、粒状の他の熱
可塑性樹脂を合わせることによって容易に行うことがで
きる。

上記本洗浄剤と混合される他の熱可塑性樹脂とは、水
分を含有させていない熱可塑性樹脂のことで、洗浄樹脂
を構成する熱可塑性樹脂と同一の組成のものでも異なる
組成のものでもよいが、同一組成のものが好ましく、特
に次の成形に用いる熱可塑性樹脂と同一組成のものが好
ましい。

また、本洗浄剤の洗浄効果は、ある程度含有水分量に
比例し、熱可塑性樹脂のメルトフローレイトに反比例す
る関係を有する。従って、含水量の小さいものほど、洗
浄樹脂に用いる熱可塑性樹脂並びに洗浄樹脂と混合する
他の熱可塑性樹脂をメルトフローレイトの小さいものと
し、逆にこれらの熱可塑性樹脂のメルトフローレイトが
大きいときには含水量を大きくすることが好ましい。特
に、吸湿性を利用して水分を担持させた洗浄樹脂につい
ては、通常２重量％を越える水分を担持させておくのが
困難であるので、これらの熱可塑性樹脂として、メルト
フローレイトが１〜4g/10分（220℃・10分）のものを用
いることが好ましい。

本発明に用いられるガラス繊維としては、通常プラス
チック用として市販されているガラス繊維に比較して、
カップリング剤を、200〜300％増量して2000〜3000ppm
にしたものが好ましい。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。

上記ガラス繊維の使用量は次の通りである。

（１）含有量0.5〜５重量％の洗浄樹脂のみを用いる場
合、この洗浄樹脂70〜95重量％に対してガラス繊維５〜
30重量％。

（２）洗浄樹脂と他の熱可塑性樹脂を混合して含水量を
0.5〜５重量％に調整したものを用いる場合、この洗浄
樹脂及び他の熱可塑性樹脂70〜95重量％に対してガラス
繊維５〜30重量％。

上記いずれの場合も、ガラス繊維の量が５重量％未満
ではガラス繊維を添加した効果がなく、また30重量％を
越えると成形機のシリンダー摩擦等の悪影響を生じる。

ガラス繊維は、上記所定量を、粒状の洗浄樹脂や他の
熱可塑性樹脂と混合しておくだけでもよいが、洗浄樹脂
を構成する熱可塑性樹脂や他の熱可塑性樹脂にあらかじ
め練り込んでおいてもよい。

本洗浄剤は射出成形機、押出し成形機に対して特に有
益であるが、これらと同様に熱可塑性樹脂を加熱溶融さ
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。

本洗浄剤をベント付成形機に使用する場合は、全体の
５〜10重量％をベンド口から添加すると好ましい結果が
得られる。

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。

［作用］熱可塑性樹脂とガラス繊維は、それ自身が成形機内を
移動するに伴って、成形機内の残留物を付着位置から引
き剥して、これを搬出する約割をなす。

一方、含有されている水の働きは必ずしも明らかでは
ないが、成形機内で加熱されて蒸気となり、成形機内面
と付着残留物との間にこの蒸気が入り込んで、付着残留
物の剥離を促していると考えられる。また、蒸気との接
触によって付着残留物がある程度冷却硬化することも、
その剥離を促することになっていると考えられる。そし
て、このような蒸気の働きは、同時にガラス繊維の残留
防止にも寄与していると考えられる。

［実施例］次に本発明を実施例及び比較例により説明する。尚、
実施例及び比較例に使用した成形機、成形条件及び測定
条件は以下の通りである。

原形機：射出成形機（インラインスクリュー型）東芝IS125（型締力125トン・容量10 OZ）成形温度：実施例比較例毎に表−１に示す。

メルトフローレイト:JIS−K7210。

アクリロニトリル含有量（AN％）：赤外線分光光度計。

水分含有量：次式により求めた。

W₁−W₄/W₁×100％（吸湿によるもの） W₂−W₃/W₁×100％（封入によるもの） W₁:サンプルの重量 W₂:80℃、２時間熱風乾燥後の重量 W₃:W₂測定後のサンプルを粉砕し80℃、２時間熱風乾燥
後の重量 W₄:サンプルを粉砕し80℃、２時間熱風乾燥後の重量実施例１洗浄前の樹脂としてグラフト化ポリフェニレン（以下
略号XY樹脂で示す）を使用し、XY黒着色品を成形機内に
充填後、完全に排出し成形機内を空にした。次に、表−
１に示す本発明の洗浄剤を2kg投入し、射出操作により
排出し終了までの時間と、洗浄剤排出後にポリアセター
ル（以下略号POMで示す）無色品を成形して、前述の黒
着色品の残留物の影響（黒色の汚班）の無いことが確認
されるまでの時間と使用樹脂量を測定した。その結果を
表−１に示す。

比較例１実施例１と同様の方法でXY樹脂黒着色品を成形機内に
充填後完全に排出し、成形機内を空にした後、表−１に
示すPOMにガラスを添加したものを成形機に投入し、成
形により前述の黒着色品の影響（黒色の汚班）の無くな
るまでの必要樹脂量と所要時間を測定した。その結果を
表−１に示す。

実施例２実施例１と同様の方法でポリカーボネート（以下略号
PCで示す）黒着色品の洗浄を試みた。その結果を表−１
に示す。

比較例２比較例１と同様の方法で、メルトフローレイト35g/10
分（溶融粘度低い）のAS樹脂にガラス繊維を20重量％添
加したものを成形機に導入し射出操作により排出後、PC
樹脂無色品を成形して、残留物の影響の無くなるまでの
必要樹脂量と所要時間を測定した。その結果を表−１に
示す。

実施例３ポリメチルメタクリレート（PMMA）の色換えに、表−
１に示す本発明の洗浄剤（含水AS樹脂にPMMAを30重量％
予備ブレンドしたもの）を使用し、実施例１と同様に測
定を行った。その結果を表−１に示す。

比較例３ PMMAの色換えに、PMMAの無色品を使用し、実施例３と
同様に測定を行った。その結果を表−１に示す。

実施例４一般用ポリスチレン樹脂（GP）の色換えに、表−１に
示す本発明の洗浄剤（含水樹脂ASにGPを30％予備ブレン
ドしたもの）を使用し、実施例１と同様に測定を行っ
た。その結果を表−１に示す。

比較例４ GPの色換えに、GP無色品を使用し、実施例４と同様に
測定を行った。その結果を表−１に示す。

比較例５ ABS黒着色品の洗浄に、従来の半溶融タイプ洗浄剤を
用い、実施例１と同様に測定を行った。その結果、着色
の影響は、2kgの使用量で無くなったが、ABS無色品での
成形で、洗浄剤が異物として混入し、分解掃除を実施せ
ざるを得なかった。結果を表−１に示す比較例６ ABS黒着色品の洗浄に、従来の完全溶融タイプの洗浄
剤を用い、実施例１と同様に測定を行った。その結果を
表−１に示す。

比較例７ ABS黒着色品の洗浄に、従来のブレンドタイプの洗浄
剤を用い、実施例１と同様に測定を行った。その結果を
表−１に示す。

［発明の効果］本発明は、以上説明の通りのものであり、次の効果を
奏するものである。

（１）少量にて高い洗浄効果が得られるので、残留物を
置き換えるために多量の成形材料を無駄に消費すること
を防止できる。

（２）通常の成形操作で洗浄ができ、特別な操作を必要
としないので、使用しやすい。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】メルトフローレイトが１〜30g/10分（220
℃・10kg）の熱可塑性合成樹脂に水分を含有させた洗浄
樹脂を少なくとも一部に含み、メルトフローレイトが１
〜30g/10分（220℃・10kg）で全体の水分量が0.5〜５重
量％に調整された熱可塑性樹脂70〜95重量％と、ガラス
繊維30〜５重量％とからなることを特徴とする成形機用
洗浄剤。