JP4504699B2 - 成形機用洗浄剤 - Google Patents

Description

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成形機用洗浄剤に関する。

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徐々に置換していく方法、洗浄剤を用いる方法が実施されている。

洗浄剤を用いる場合、洗浄剤で洗浄した後、次の成形に入る前に、通常、次の成形材料によって、残留する洗浄剤の置換作業を行う。従って、洗浄剤には、前の成形で使用した成形材料に対する高い洗浄力と、次の成形に使用する成形材料による易置換性とが要求される。

本発明者等は既に、洗浄性能・易置換性ともに優れる洗浄剤として、メルトフローレイトが０．５〜３０ｇ／１０分（２２０℃・１０ｋｇ）の熱可塑性樹脂３０〜９５重量％とメルトフローレイトが３０ｇ／１０分（２２０℃・１０ｋｇ）を越えかつ５〜３０重量％の有機発泡剤が練り込まれた熱可塑性樹脂７０〜５重量％との混合物からなる成形機用洗浄剤を提案している（特許文献１）。

一方、特許文献２には、有機発泡剤に比べて安価な無機発泡剤を用いた洗浄剤として、高粘度樹脂である高密度ポリエチレン９７〜９９重量％および無機発泡剤を含有した低粘度樹脂である低密度ポリエチレン３〜１重量％よりなる混合物が提案されている。しかしながら、無機発泡剤は有機発泡剤に比べて樹脂との相溶性に劣るため、この洗浄剤は洗浄性能が不十分であった。更には、高密度ポリエチレンを主材料とするため、特に押出成形機の洗浄に使用した場合には、易置換性が不十分であるという問題もあった。

特開平４−１８７４１０号公報 特開平１０−８１８９８号公報

本発明は、有機発泡剤に比べて安価な無機発泡剤を使用してコスト削減を図ると共に、有機発泡剤を使用した場合と同等以上、かつ押出成形機の洗浄も可能な程度の洗浄性能及び易置換性を有する成形機用洗浄剤を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、熱可塑性樹脂Ａと、無機発泡剤を含有する熱可塑性樹脂Ｂとの特定比率での混合物からなり、熱可塑性樹脂Ｂと熱可塑性樹脂Ａのメルトフローレイトの比（Ｂ／Ａ）が５０以上である成形機用洗浄剤が、優れた洗浄性能とともに優れた易置換性を有することを見出して本発明に到達した。

即ち、本発明の成形機用洗浄剤は、低密度ポリエチレンである熱可塑性樹脂Ａのペレット８５重量％以上９５重量％未満と、無機発泡剤３〜１５重量％と熱可塑性樹脂Ｂを含有する樹脂組成物のペレット５重量％を超えて１５重量％以下との混合物からなる成形機用洗浄剤であって、前記熱可塑性樹脂Ｂと前記熱可塑性樹脂Ａのメルトフローレイトの比（Ｂ／Ａ）が５０以上であることを特徴とする。

本発明の洗浄剤は、熱可塑性樹脂Ｂと熱可塑性樹脂Ａのメルトフローレイトの比（Ｂ／Ａ）を５０以上とすることにより、成形機内での溶融時に無機発泡剤の分散が上手くいき、その効力を十分に発揮するために、優れた洗浄性能とともに優れた易置換性が得られるものと推測できる。

また、この比を５０以上とすることにより、熱可塑性樹脂Ｂとして比較的低粘度の樹脂を使用するため、無機発泡剤と熱可塑性樹脂Ｂとの混合が容易となり、成形機用洗浄剤の製造も容易になる。

本発明の成形機用洗浄剤は、成形材料の洗浄において洗浄剤の必要量が少ないとともに洗浄剤自身も除去されやすく、洗浄性能及び易置換性に優れ、特に押出成形機用洗浄剤として好適に使用し得る。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明で用いる熱可塑性樹脂Ａ、熱可塑性樹脂Ｂとしては、一般の射出成形や押出成形等に用いられる樹脂を広く用いることができ、同時に２種以上の樹脂を使用することもできる。その具体例としては、例えば、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリエチレン等のエチレン系樹脂、ポリプロピレン等のプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル等のメタクリル酸エステル系樹脂等のアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、ポリブテン等が挙げられる。これらの中でもスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。

スチレン系樹脂とは、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重量％以上のものをいう。スチレンと共重合させる他の単量体としては、例えばアクリロニトリル、ブタジエン等が挙げられる。このスチレン系樹脂の具体例としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体等が挙げられる。これらの中でもポリスチレン、及びスチレン−アクリロニトリル共重合体が好ましく、特にアクリロニトリル含量が５重量％以上５０重量％未満のスチレン−アクリロニトリル共重合体が、洗浄性能及び成形機内への非残留性に優れることから好ましい。

また、オレフィン系樹脂とは、エチレン系樹脂、プロピレン系樹脂などで、エチレン及びプロピレンとα−オレフィンとの共重合樹脂も含む。これらの中でもポリエチレンが、洗浄性能及び成形機内への非残留性に優れることから好ましく、押出成形機用洗浄剤としては直鎖状低密度ポリエチレン等の低密度ポリエチレンがより好ましい。

本発明の熱可塑性樹脂Ａと熱可塑性樹脂Ｂは、相互に異なる種類の樹脂を用いても良いが、相互に相溶性の良い樹脂であることが好ましく、できれば同じ種類の樹脂とすることが好ましい。

熱可塑性樹脂Ａと熱可塑性樹脂Ｂの好ましい組み合わせとしては、熱可塑性樹脂Ａ、熱可塑性樹脂Ｂ共にスチレン系樹脂、熱可塑性樹脂Ａ、熱可塑性樹脂Ｂ共にオレフィン系樹脂であり、より好ましくは、熱可塑性樹脂Ａがスチレン−アクリロニトリル共重合体で熱可塑性樹脂Ｂがポリスチレン、熱可塑性樹脂Ａ、熱可塑性樹脂Ｂ共に低密度ポリエチレン、更に好ましくは直鎖状低密度ポリエチレンである。

熱可塑性樹脂Ａの分子量は得に限定されないが２０万〜３０万が好ましい。また、熱可塑性樹脂Ａのメルトフローレイトが０．０５〜３０ｇ／１０分であることが好ましく、より好ましくは０．１〜１０ｇ／１０分である。メルトフローレイトが０．０５ｇ／１０分未満では、標準的な成形条件、例えば成形温度２００〜２８０℃で使用しにくい可能性があり、また３０ｇ／１０分を越えると十分な洗浄効果が得にくい可能性がある。尚、本発明におけるメルトフローレイトは、ポリエチレン系樹脂以外の場合２２０℃・１０ｋｇ、ポリエチレン系樹脂の場合１９０℃・２．１６ｋｇの条件下における値をいう。

熱可塑性樹脂Ｂは高流動性を示す樹脂であることが必要であり、熱可塑性樹脂Ｂと熱可塑性樹脂Ａのメルトフローレイトの比（Ｂ／Ａ）が５０以上、好ましくは７０以上、最も好ましくは１００以上であることが必要となる。この比が５０未満では、洗浄効果が低下して好ましくない。

熱可塑性樹脂Ｂは、熱可塑性樹脂Ａとのメルトフローレイトの比（Ｂ／Ａ）が５０以上となる様に、メルトフローレイト向上剤を含有していてもよい。メルトフローレイト向上剤としては、熱可塑性樹脂Ｂに添加することによりメルトフローレイトを向上させる添加剤であればどのような添加剤を用いても良いが、通常、可塑剤、滑剤、流動性向上剤から選ばれた一種以上を用いる事ができる。具体的には、ステアリン酸金属塩、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、ポリエステル系可塑剤などが好ましい。

熱可塑性樹脂Ｂにあらかじめ練り込まれる無機発泡剤としては、特に限定されないが、例えば重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸アンモニウムなどが好ましい。また、無機発泡剤と有機発泡剤を併用して用いてもよい。

無機発泡剤の熱可塑性樹脂Ｂへの添加量は、成形機用洗浄剤として有効な量であれば良いが、好ましくは１〜３０重量％、より好ましくは３〜１５重量％である。少なすぎると洗浄効果が低下し、過剰に添加しても発泡剤の消費量が増大するだけで、添加量ほどの洗浄力の向上は得られない。

熱可塑性樹脂Ａと、無機発泡剤と熱可塑性樹脂Ｂを含有する樹脂組成物との混合割合は、熱可塑性樹脂Ａが３０重量％以上９５重量％未満、好ましくは８５重量％以上９５重量％未満、より好ましくは９０重量％以上９５重量％未満、樹脂組成物が５重量％を超えて７０重量％以下、好ましくは５重量％を超えて１５重量％以下、より好ましくは５重量％を超えて１０重量％以下である。熱可塑性樹脂Ａが３０重量％未満では（樹脂組成物が７０重量％を超えると）、樹脂組成物の押出加工性が非常に困難であり、熱可塑性樹脂Ａが９５重量％以上（樹脂組成物が５重量％以下）では、均一な発泡を得ることができない。

本発明の成形機用洗浄剤には、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、例えば成形機用洗浄剤を構成する樹脂の吸湿性を利用して吸着させておくこと、また、成形機用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ることで、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ことが好ましい。含有させる水分量は、成形機用洗浄剤１００重量部に対して０．２〜１０重量部が好ましい。水分量が０．２重量部未満では水分を含有させた効果が十分でない可能性があり、１０重量部を越えると洗浄操作が機械的に困難となる可能性がある。

本発明の成形機用洗浄は、更に無機充填材を含有してもよい。無機充填材としては、通常使用される炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化チタン、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である。

更には、ポリテトラフルオロエチレンなどのふっ素化重合体、酸又は酸無水物変性重合体、超高分子量ポリマーなどを添加して用いることもできる。

本発明の成形機用洗浄剤は、熱可塑性樹脂Ａ、及び無機発泡剤と熱可塑性樹脂Ｂを含有する樹脂組成物をペレット状にしたものが、より高い洗浄性能が出しやすく好ましい。

本発明の成形機用洗浄剤は、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、特に押出成形機に対して有効であるが、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。本発明の成形機用洗浄剤をベント付成形機に使用する場合は、使用する洗浄剤の一部をベント口からも添加すると好ましい結果が得られる。

本発明の成形機用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。

次に、本発明を実施例及び比較例によって説明する。

実施例及び比較例における使用成形機、成形温度及び測定条件を以下に示す。

（１）成形機
５０ｍｍ幅のシートダイを設置した押出機（スクリュー径１９ｍｍ）を用いた。

（２）成形温度（シリンダー温度）
実施例１、比較例１：２４０℃
実施例２〜４、比較例２：２００℃、２８０℃

（３）メルトフローレイト（ＭＦＲ）
ＪＩＳ−Ｋ７２１０により、２２０℃・１０ｋｇ荷重（ポリエチレン系樹脂以外）又は１９０℃・２．１６ｋｇ荷重（ポリエチレン系樹脂）で測定した。

＜実施例１（参考例）、比較例１＞
［実施例１（参考例）］
ＭＦＲが２ｇ／１０分のＡＳ樹脂（樹脂Ａ）のペレット９０重量％、ＭＦＲが３００ｇ／１０分の低分子量ポリスチレン（樹脂Ｂ）に重炭酸ナトリウム（無機発泡剤）５重量％を２軸押出機で練り込んだペレット１０重量％を混合して成形機用洗浄剤を得た。

［比較例１］
樹脂ＢとしてＭＦＲが４０ｇ／１０分のポリスチレンを用いた以外は実施例１と同様にして成形機用洗浄剤を得た。この場合、重炭酸ナトリウムを練り込んだペレットが発泡気味の状態を呈していた。

［性能評価］
ＡＢＳ樹脂の黒色着色成形材料を押出成形機でシート成形後、押出操作により排出して成形機内を空にした。

次に、各成形機用洗浄剤を押出成形機に投入して押出操作（洗浄押出操作）を行い、ＡＢＳ樹脂黒色着色品の影響がなくなるまでに要した洗浄剤の重量（洗浄力）を測定した。

最後に、洗浄剤の置換を行う為に、ＨＩＰＳ（ハイインパクトポリスチレン）成形材料で押出操作（置換押出操作）を行って、残留物の影響がないことが確認されるまでに使用したＨＩＰＳ成形材料の量（置換性）を測定した。

結果を表１に示す。

＜実施例２〜４、比較例２＞
［実施例２］
ＭＦＲが０．３ｇ／１０分の低密度ポリエチレン（樹脂Ａ）のペレット９０重量％、ＭＦＲが２０ｇ／１０分のポリプロピレンワックス（ＭＦＲ向上剤）を含有する低密度ポリエチレン（樹脂Ｂ）に重炭酸ナトリウム（無機発泡剤）５重量％を２軸押出機で練り込んだペレット１０重量％を混合して成形機用洗浄剤を得た。

［実施例３］
樹脂組成物として、ＭＦＲが２０ｇ／１０分のポリプロピレンワックス（ＭＦＲ向上剤）を含有する低密度ポリエチレンに重炭酸ナトリウム（無機発泡剤）５重量％及び炭酸カルシウム（無機充填材）５重量％を２軸押出機で練り込んだペレットを用いた以外は実施例１と同様にして成形機用洗浄剤を得た。

［実施例４］
樹脂ＢとしてＭＦＲが３０ｇ／１０分のポリプロピレンワックス（ＭＦＲ向上剤）及び流動パラフィン（ＭＦＲ向上剤）を含有した低密度ポリエチレンを用いた以外は実施例２と同様にして成形機用洗浄剤を得た。

［比較例２］
樹脂ＢとしてＭＦＲが５ｇ／１０分の低密度ポリエチレンを用いた以外は実施例２と同様にして成形機用洗浄剤を得た。この場合、重炭酸ナトリウムを練り込んだペレットが若干発泡気味の状態を呈していた。

［性能評価］
低密度ポリエチレン樹脂の黒色着色成形材料を押出成形機でシート成形後、押出操作により排出して成形機内を空にした。

次に、各成形機用洗浄剤を押出成形機に投入して押出操作（洗浄押出操作）を行い、ポリエチレン樹脂黒色着色品の影響がなくなるまでに要した洗浄剤の重量（洗浄力）を測定した。

最後に、洗浄剤の置換を行う為に、低密度ポリエチレン樹脂の透明成形材料で押出操作（置換押出操作）を行って、残留物の影響（透明性を損なう異物等）がないことが確認されるまでに使用したポリエチレン透明成形材料の量（置換性）を測定した。

結果を表２に示す。

Claims (7)

1. 低密度ポリエチレンである熱可塑性樹脂Ａのペレット８５重量％以上９５重量％未満と、無機発泡剤３〜１５重量％と熱可塑性樹脂Ｂを含有する樹脂組成物のペレット５重量％を超えて１５重量％以下との混合物からなる成形機用洗浄剤であって、前記熱可塑性樹脂Ｂと前記熱可塑性樹脂Ａのメルトフローレイトの比（Ｂ／Ａ）が５０以上であることを特徴とする成形機用洗浄剤。
2. 前記熱可塑性樹脂Ｂが、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂及びアクリル系樹脂から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の成形機用洗浄剤。
3. 前記熱可塑性樹脂Ｂが、ポリスチレン又はスチレン・アクリロニトリル共重合体であることを特徴とする請求項２に記載の成形機用洗浄剤。
4. 前記熱可塑性樹脂Ｂが、ポリエチレンであることを特徴とする請求項２に記載の成形機用洗浄剤。
5. 前記熱可塑性樹脂Ｂがメルトフローレイト向上剤を含有し、該メルトフローレイト向上剤が、可塑剤、滑剤、流動性向上剤から選ばれた一種以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の成形機用洗浄剤。
6. 前記熱可塑性樹脂Ａのメルトフローレイトが、０．０５〜３０ｇ／１０分（１９０℃・２．１６ｋｇ）であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の成形機用洗浄剤。
7. 更に無機充填材を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の成形機用洗浄剤。