JP2976142B2 - 成形機用洗浄剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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。

［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。

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）樹脂に界面活性剤を含有させたもの（完全溶融タ
イプ）。

（３）発泡剤入りの金属石けん（ブレンドタイプ）。

一方、洗浄後に使用する樹脂と同一種類の樹脂に、樹
脂100重量部当り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53−41
711号）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、人手による分解掃除では、多数の人員
と長時間を要し、生産性低下の大きな原因となってい
る。また、成形機の構造上簡単に分解できない箇所、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
を目的とする成形材料は洗浄に適した設計とはなってい
ないため、洗浄効果が低く、多量の成形材料が無駄に消
費されると共に、洗浄に長時間を要する。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できな
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
に広く普及するには至っていない。

（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
発生させやすい。

（２）完全溶融タイプの洗浄剤は、洗浄効果が低い上
に、やはり成形機内に残留しやすく、これを完全に排出
するのに手間と時間を要する。

（３）ブレンドタイプの洗浄剤は、洗浄効果が低い上
に、樹脂への予備ブイレンド作業が必要で、使用に手間
がかかる。

更に、次に使用する成形材料と同一種類の樹脂100重
量部にガラス繊維を１〜20重量部添加したものは、やは
り洗浄効果が不十分で、特に高温成形材料の洗浄におけ
る洗浄効果の低下が大きい。また、同一の成形現場で多
種の樹脂を使用する場合は、樹脂の種類毎にガラス繊維
添加品を用意する必要があり、繁雑である。

［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な
されたもので、樹脂用成形機内残留物の洗浄剤として、
特定の範囲のメルトフローレイトの樹脂と多量のガラス
繊維を合わせたものが、高温成形材料の洗浄においても
高い洗浄効果を有し、またガラス繊維の残留も少なく、
洗浄時間と洗浄用樹脂を大幅に削減できることを見出し
たことで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0.5〜30g/10
分（220℃・10kg）の樹脂に、カップリング剤が2000〜3
000ppmであるガラス繊維を30重量％を越え50重量％以下
含有させるという手段を講じているものである。

本発明に用いる樹脂としては、メルトフローレイトが
0.5〜30g/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℃で使用できな
く、また30g/10分を越えると十分な洗浄効果が得にくい
ばかりか、ガラス繊維が残留しやすくなる。

本発明で用いる樹脂としては、メルトフローレイトが
上記範囲内のものであれば、射出成形や押出成形等に供
される一般の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、ポリカーボネイト、
ポリブテン等を挙げることができる。また、これらの樹
脂は、単独で用いても２種以上混合して用いてもよい。

本発明では、上記のように、一般の樹脂を広く用いる
ことができるが、樹脂の種類としては、洗浄作業後の成
形に供する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（AS樹脂）が好ましい。

上記AS樹脂は、アクリロニトリル含有量が５〜50重量
％であることが好ましい。アクリロニトリル含有量が５
重量％未満では、洗浄すべき樹脂の種類によっては洗浄
力が低下する。また、50重量％を越えると、洗浄剤がい
くぶん成形機内に残留しやすくなり、洗浄後の洗浄剤の
排出に使用する成形材料の量と、それに要する時間がや
や増加する。

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重量％増量して、2000〜3000
ppmにしたものを用いる。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、平均
長さは0.1〜100mm程度、平均径は１〜40μ程度である。

本発明では、上記樹脂にガラス繊維を含有させたもの
を洗浄剤として用いるものである。

本洗浄剤におけるガラス繊維の含有量は、30重量％を
越え50重量％以下である。ガラス繊維の含有量が30重量
％以下では、洗浄力が低く、特に成形温度280℃以上の
高温成形においては、樹脂部の溶融粘度の低下により、
洗浄力が著しく低下する。また、50重量％を越えて含有
させることは技術的に困難である。

本発明において、樹脂にガラス繊維を含有させると
は、常温において簡単に離脱しない状態で、樹脂にガラ
ス繊維を担持させることで、例えば樹脂にガラス繊維を
均一に練り込み、ガラス繊維をしっかり担持したペレッ
ト状に仕上げること等を意味する。

従って、本発明においては、例えば、粒状又は粉状の
樹脂とガラス繊維の単なる混合物は除外される。単なる
混合物の場合、ガラス繊維が樹脂と遊離し、又は樹脂の
粒体又は粉体がガラス繊維の表面に付着しているだけ
で、その投入時に成形機のホッパーやホッパー直下の内
壁にガラス繊維が付着し、このガラス繊維が次に使用す
る樹脂に混入して成形不良の原因となる。

一方、ガラス繊維が樹脂にしっかり担持されていれ
ば、成形機へ投入された後、樹脂と共に確実に成形機内
深部へと送り込まれて洗浄に供され、成形機のホッパー
やホッパー直下に残留することがない。

前述のように、ガラス繊維の含有は、例えばガラス繊
維を樹脂に練り込むことで行われるが、この樹脂へのガ
ラス繊維の練り込みは、例えばガラス繊維にブレンドオ
イル等の混合媒体を混ぜ、樹脂と混和した後押出機のホ
ッパーから投入してもよいし、ガラス繊維を単独で押出
機のベント口からこれを押出機内に注入して樹脂と混練
することで行うことができる。

本洗浄剤は、これを成形機に投入して、成形機を通常
通り作動させることで洗浄効果を奏するものである。こ
の使用に際して、本洗浄剤のガラス繊維含有量が比較的
多いものについては、ガラス繊維の含有量が30重量％以
下とならない範囲で、他の樹脂を混合して使用すること
ができる。

上記本洗浄剤と混合して用いる他の樹脂としては、射
出成形や押出成形等に用いられる一般の樹脂を広く用い
ることができるが、本洗浄剤に使用される樹脂と同様
に、メルトフローレイトが0.5〜30g/10分（220℃・10k
g）のものであることが好ましい。また、本洗浄剤に使
用されている樹脂と同一又は次に使用する樹脂と同一組
成のものが好ましく、更には同時に２種以上の樹脂を使
用することもできる。

本洗浄剤は、通常、成形機への投入を容易にするた
め、一般の成形材料と同様の粒状に形成されているもの
で、上記本洗浄剤と他の樹脂との混合は、混合すべき他
の樹脂も同様な粒状として両者を適宜混ぜ合わせること
で行うことができる。

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、本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は、本洗
浄剤のアルカリ金属塩含有量が0.1〜５重量％となるよ
うに行うことが好ましい。

上記アルカリ金属塩は、あらかじめ本洗浄剤を構成す
る樹脂や本洗浄剤と混合する他の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、本
洗浄剤を構成する樹脂にガラス繊維と共に練り込んでお
くと、その添加効果が大きいので好ましい。

上記本洗浄剤を構成する樹脂へのアルカリ金属塩の練
り込みは、例えば、ガラス繊維にブレンドオイル等の混
合媒体を混合した後にこれにアルカリ金属塩を混合し、
樹脂を投入した押出機のベント口からこの混合物を所定
量押出機内に注入して樹脂と混練することで行うことが
できる。

本洗浄剤は、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。発泡剤の添加は、
本洗浄剤の発泡剤含有量が0.1〜２重量％となるように
行うことが好ましい。また、前記アルカリ金属塩と併せ
て添加することが好ましい。

発泡剤は、あらかじめ本洗浄剤を構成する樹脂や本洗
浄剤と混合する他の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、本洗浄剤を構成
する樹脂にガラス繊維と共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。しかし、本洗浄剤を構成
する樹脂のメルトフローレイトが小さいと、練り込み時
に発泡してしまい、練り込みが困難となるので、このよ
うな場合、本洗浄剤を他の樹脂と混合して使用すること
とし、この他の樹脂として比較的メルトフローレイトの
大きなものを選択して、これに発泡剤を練り込んでおく
ことが好ましい。この時、発泡剤と共にアルカリ金属塩
も練り込んでしまってもよいのは勿論のことである。

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。

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したり、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、本洗浄剤の投
入時に水が外部に離脱しないようにしておく必要があ
る。例えば本洗浄剤の周囲に水をまぶして付着させただ
けのような場合、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、次に投入される
成形材料を濡らし、次の成形に悪影響を及ぼす。

水分は、本洗浄剤と共に他の樹脂を混合して用いる場
合、この他の樹脂の含有させておくこともできる。いず
れの場合も本洗浄剤の使用時（他の樹脂を混合して用い
る場合にはその混合後の状態）において、含水量が0.2
〜５重量％であることが好ましい。使用時の含水量が0.
2重量％未満では水分を含有させた効果が十分得にく
く、５重量％を越えると洗浄操作が機械的に困難とな
る。

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。

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％をベント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。

［作 用］ 樹脂とガラス繊維は、それ自身が成形機内を移動する
に伴なって、成形機内の残留物を付着位置から引き剥し
て、これを搬出する役割をなす。

ところで、成形温度が280℃以上の高温成形の後の洗
浄においては、この成形温度と同様の温度下で洗浄を行
う必要がある。この場合、洗浄剤を構成する樹脂の粘度
が低下するため、この樹脂による残留物引き剥し作用は
低下するものと考えられる。従って、従来のように、次
に使用する樹脂と同一組成の樹脂100重量部に１〜20重
量部のガラス繊維を添加したものでは、樹脂の粘度低下
による残留物引き剥し作用の低下がそのまま洗浄力の低
下として現われ、洗浄効果の低下が著しくなる。

本発明においてメルトフローレイトが0.5〜30g/10分
（220℃・10kg）の樹脂を用いているのは、高温成形に
おいても残留物の引き剥し作用が極端に低下しないよう
にするものである。また、30重量％を越え50重量％以下
のガラス繊維を含有させているのは、樹脂の粘度がある
程度低下しても、多量に含まれるガラス繊維によって残
留物の引き剥し作用を高く維持させるものである。

一方、本発明のように多量のガラス繊維を含有させた
場合、このガラス繊維の成形機内残留が懸念される。し
かし、本発明者が確認したところでは、このガラス繊維
の残留による悪影響はほとんど見られない。その理由
は、上記範囲のメルトフローレイトの樹脂をベースとす
ると、いままで考えられていたほどにはガラス繊維が残
留しないことや、ある程度残留量が増えても、高温成形
条件下では強い付着力を伴わず、次の成形材料による置
換操作で容易に排出されてしまうことが考えられる。

特にアルカリ金属塩や発泡剤を添加して用いた場合、
これらは残留物の引き剥しに有益に作用するだけでな
く、ガラス繊維の残留防止にも有益に作用する。

［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。

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。

成形機：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オンス） 成形温度：各実施例及び比較例毎に第１表に示す。

メルトフローレイト:JIS−K7210によって測定した。

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。

実施例１ ポリフェニレンオキサイド（PPO）の黒色着色成形材
料を成形機内に充填後、完全に排出して成形機内を空に
した。

次に、メルトフローレイトが2g/10分（220℃・10kg）
のAS樹脂をベースとし、これにガラス繊維（平均径20
μ、長さ3mm、カップリング剤2000ppm）を40重量％練り
込んだ本発明の洗浄剤を成形機に1.5kg投入し、これを
射出操作により排出し終るまでの時間を測定した。ま
た、洗浄剤の排出後に一般成形用のPPOの無色成形材料
で射出操作を行って、残留物の影響（黒色の汚班及び残
留ガラス繊維による外観不良）が無いことが確認される
までの時間と使用した無色成形材料の量を測定した。

その結果を第１表に示す。

比較例１ PPOの黒色着色成形材料の排出後直ちに、一般成形用
のPPOの無色成形材料を洗浄剤として、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。

その結果を第１表に示す。

実施例２ 洗浄対象をポリカーボネイト（PC）の黒色着色成形材
料とし、本発明の洗浄剤の射出操作後、一般成形用のPC
の無色成形材料で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。

比較例２ 洗浄剤のベース樹脂をメルトフローレイトが35g/10分
（220℃・10kg）のAS樹脂とした以外は実施例２と同様
にして測定を行った。

その結果を第１表に示す。

実施例３ アルカリ金属塩としてステアリン酸マグネシウムを0.
3重量％と、有機発泡剤としてアゾジカルボソアミドを
0.3重量％練り込んだものを洗浄剤のベースとした以外
は実施例２と同様にして測定を行った。

結果を第１表に示す。

比較例３ ガラス繊維の含有量を20重量％とした以外は実施例２
と同様にして測定を行った。

結果を第１表に示す。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明した通りのものであり、特に高温
成形条件下でも、少ない洗浄剤による短時間の洗浄で高
い洗浄効果が得られると共に、その後に行われる置換操
作での次の成形材料の消費量の節減と操作時間の短縮を
図ることができるので、高温成形における洗浄のための
経費及び作業負担を大幅に軽減できるものである。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C11D 7/60 B29C 47/00 C11D 7/02 C11D 7/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メルトフローレイトが0.5〜30g/10分（220
   ℃・10kg）の熱可塑性樹脂に、カップリング剤が2000〜
   3000ppmであるガラス繊維を30重量％を越え50重量％以
   下含有させたことを特徴とする成形機用洗浄剤。