JPH0788520B2 - 熱可塑性樹脂組成物 - 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の加工成形機に使用する洗浄用樹
脂組成物に関する。

（従来の技術） プラスチツクの成形加工において、品種切替えの際には
先行品種の影響を排除するために幾つかの処置がとられ
ている。特に、炭酸カルシウム、けい酸マグネシウム、
硫酸バリウム、マイカなど一般に無機フイラーと称され
る物を多量に含有する熱可塑性樹脂組成物、または酸化
チタン、群青、べんがらなどの無機顔料を含有する熱可
塑性樹脂組成物を材料とする成形加工を行なつた後に、
異なる品種の成形加工を行なうには、加工成形機内に残
留する先行品種の除去が不完全であつてはならない。

このため、従来は品種切替えの際には、多量の樹脂によ
る共洗いもしくは後続品種による置換などの処置による
成形機の洗浄、または加工成形機の分解掃除などの繁雑
な作業とこれに伴なう生産停止を余儀なくされるのが実
情である。

押出造粒成形における品種切替えの場合を例にとると、
押出機を停止し、スクリユーを抜出した後、スクリユー
及びシリンダー内部をブラツシング等の方法で清浄にし
た後再びスクリユーを組込む等の作業が必要である。ス
クリユーを抜かずに置換用樹脂を用いて先行品種を置換
する処置では、洗浄に多量の樹脂が要り、また押出機内
の複雑な構造部の汚れが除けないために後続する品種に
着色とか透明性の低下が生じるなどの問題がある。

これらの問題を解消すべく洗浄用コンパウンドが使用さ
れている。洗浄用コンパウンドで押出機内の残留物を除
去しやすくして少量の置換用樹脂の使用でグレード切替
えを完了しようとするものである。洗浄用コンパウンド
にはステアリン酸等の滑剤を含有させた物、溶融温度の
高いアクリル樹脂を用いる物等があるが、前者は洗浄効
果が不充分であり、また後者には臭気が強いことのほか
に置換用樹脂に混入すると置換用樹脂の再使用が困難に
なるなどの欠点がある。さらに、後者は溶融粘度が高い
ため、ダイス、ブレーカープレート、金網などを取外し
てから洗浄用コンパウンドを使用しなければならない等
の作業上の繁雑さも未解決である。このほか、グラスフ
ァイバー等を含有する洗浄用コンパウンドはやはり置換
用樹脂が再使用できないこと、成形機のスクリユー、シ
リンダーを摩耗させることなどの欠点を伴なう。

また、置換用樹脂に粉状アルキルベンゼンスルホン酸ナ
トリウムをブレンドした物を成形加工機の洗浄に用いる
ことも可能である。しかし、アルキルベンゼンスルホン
酸ナトリウムは吸湿性のため、これをブレンドしたコン
パウンドは湿りやすく、そのため成形機のホツパー内に
架橋したり、また、吸収した水分のために洗浄効果の低
下を招くなどしたりして取扱い上で難点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 前述したことからも明らかなように、本発明の目的は、
少量の置換用樹脂を併用することにより、加工成形機内
に残存する先行品種の樹脂の除去を、簡便な操作で達成
できるような洗浄用熱可塑性樹脂組成物を提供すること
である。

（問題点を解決するための手段） 発明者等はアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムと撥
水性化合物とを含有する洗浄用熱可塑性樹脂組成物を既
に発明している。さらに無機フイラー含有コンパウン
ド、および有機顔料および無機顔料を含有するコンパウ
ンドの成形に使用した加工成形機の洗浄方法を種々検討
して、有機スルホン酸中性塩と比較的比重の小さい粉状
の無機化合物とを熱可塑性樹脂に混合して造粒した組成
物が優れた洗浄効果を有することを見出し、本発明を完
成した。

本発明は、 （１）熱可塑性樹脂中に、スルホン酸の中性塩２〜30
％、および粒径が0.005μｍないし10μｍの紛状の無機
化合物0.05〜５％を、得られる組成物の全重量に対して
含有することを特徴とする、加工成型機洗浄用の熱可塑
性樹脂組成物、 であり、その好ましき態様は以下の（２）項および
（３）項に示される。

（２）前記第（１）項においてスルホン酸の中性塩が、 a.アルキル基の炭素数が６〜20であるアルキルベンゼン
スルホン酸のナトリウム塩、 b.アルキル基の炭素数が８〜20のアルキルスルホン酸の
ナトリウム塩、および c.炭素数６〜16のアルコールのスルホこはく酸ジエステ
ルのナトリウム塩 から選ばれた少くとも一つである、熱可塑性樹脂組成
物。

（３）前記第（１）項において、無機化合物が、二酸化
けい素、けいそう土、ホワイトカーボン、けい酸カルシ
ウム、けい酸アルミニウム、ベントナイト、ゼオライ
ト、塩基性炭酸マグネシウム、天然石膏、軽石粉および
火山灰から選ばれた少くとも一つである、熱可塑性樹脂
組成物。

本発明の組成物に用いる熱可塑性樹脂としては、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペン
テン等のポリオレフイン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化
ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリアク
リロニトリル、またはこれらの共重合体樹脂、ABS樹
脂、MBS樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂など
を単独または本発明の目的を損わない範囲で２種以上混
合して使用することができる。スルホン酸の中性塩とし
ては、アルキル基の炭素数が６〜20のアルキルベンゼン
スルホン酸のナトリウム塩、アルキル基の炭素数が８〜
20のアルキルスルホン酸のナトリウム塩および炭素数６
〜16のアルコールのスルホこはく酸ジエステルのナトリ
ウム塩が好ましく、これらを単独で、もしくは２種以上
混合して用いることができる。

本発明の組成物中に占める、前記のスルホン酸塩の含量
は２〜30重量％、好ましくは４〜20重量％である。スル
ホン酸塩の含量が２重量％未満の組成物では洗浄効果が
小さく、また30重量％を越す組成物は、それ自体を調製
造粒する段階での発泡が著しく、造粒成形が困難である
ので、どちらも適当でない。

もう一つの成分である粒径0.005〜10μｍの無機化合物
としては、二酸化けい素、けいそう土、ホワイトカーボ
ン、けい酸カルシウム、けい酸アルミニウム、ベントナ
イト、ゼオライト、塩基性炭酸マグネシウム、天然石
膏、軽石粉、火山灰等を単独または２種以上混合して用
いることができる。これらの無機化合物粉体の中では、
二酸化けい素、けいそう土、ホワイトカーボンが特に好
ましく用いられる。

これらの無機質粉体は粒径が0.005μｍ未満では、組成
物の調製混合する際に飛散するなど取扱いにくい欠点が
あり、また粒径が10μｍを越える無機粉体を用いた組成
物は成形機を洗浄する効果が劣るのでやはり好ましくな
い。これらの無機質粉体は比重が１〜３の物が用いら
れ、成分である熱可塑性樹脂および置換用樹脂に比べて
小さくない比重の物が好ましい。

本発明の組成物中の無機化合物粉体の含量は0.05〜５重
量％、好ましくは0.1〜３重量％である。無機質粉体の
含量が0.05重量％未満では洗浄効果が小さく、また５重
量％を越えると、洗浄に用いる置換用樹脂の使用量を増
加させねばならないのでどちらの場合も好ましくない。

本発明の熱可塑性樹脂組成物を用いる成形機の洗浄にお
ける、無機化合物粉体の作用機構は明らかでないが、成
形機内に残存する先行品種に含まれた顔料や充填材、特
に無機質の顔料や無機質フイラーを摩擦し、剥離させる
ことによつて樹脂流中に搬出するのではないかと考えら
れる。

本発明の組成物には、前記の成分の他に必要に応じて、
高級脂肪酸、高級脂肪酸のナトリウム塩、カリウム塩、
カルシウム塩など、酸化亜鉛などの亜鉛化合物、または
これらの複合金属石けん、ろう、流動パラフイン、ポリ
エチレンワツクス等の合成ワツクス等の撥水性化合物、
或いはまた成形用熱安定剤、滑剤、可塑剤などを含有さ
せることができる。

本発明の熱可塑性樹脂組成物の調製は通常の熱可塑性樹
脂組成物を製造する方法で行なえる。一例を述べると、
あらかじめ混合した組成物を押出機のホツパーに充填
し、加熱した押出機により溶融した組成物を吐出させ、
ストランドをカツトして組成物粒子を得る。

混合にはヘンシエルタイプの高速ミキサー、リボンブレ
ンダー、タンブラー、ゲートミキサーなどの通常の混合
機を樹脂の種類、形状に応じて用いることができる。用
いる熱可塑性樹脂の形状は粉状、ビーズ状、フレーク
状、ペレツト状の物を使用できる。スルホン酸の中性塩
は、粉状、ペースト状、、液状などの形状のものを使用
できる。

無機化合物は、粉体そのままで、または予め熱可塑性樹
脂の一部もしくは全量に混合分散させてマスターバツチ
としたものを用いることができる。

押出機は単軸スクリユー押出機、二軸スクリユー押出
機、コニーダー等特に限定されない。また、造粒のため
のストランドのカツトは水中カツトあるいは空中カツト
いずれでもよい。

（実施例） 以下に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
らの例に限定されるものではない。実施例ならびに比較
例において、洗浄用熱可塑性樹脂組成物の洗浄効果は次
の方法に従つて実施した洗浄テストにおいて消費した置
換用樹脂量および洗浄用熱可塑性樹脂組成物を供給し始
めてから吐出する置換用樹脂が消色するまでの時間とに
よつて評価する。

洗浄テスト方法 充填剤として炭酸カルシウム20％、着色剤として群青２
％を含有する熱可塑性樹脂組成物の押出しに用いて汚染
した、L/Dが30でシリンダー径が35mmの単軸スクリユー
押出成形機に、洗浄用熱可塑性樹脂250gを供給し、スク
リユーを回転させ、押出機のダイスより洗浄用熱可塑性
樹脂が吐出し始めた時点でスクリユーの回転を短時間
（１〜５分間）停止する。次いで洗浄用樹脂組成物に用
いたものと同じ種類の熱可塑性樹脂を置換用として供給
してスクリユーの回転を再開し、吐出されるストランド
が無色になるまでに消費した置換用樹脂量ならびに消色
するまでの時間を計測する。

なお別の例では炭酸カルシウムに代えて硫酸バリウムを
使用した例、および汚染源としての群青に代えて無水マ
レイン酸を用いその特有の刺激臭の消失するまでの置換
用樹脂消費量および時間で評価する。

実施例１ ポリプロピレン（メルトフローレイト（JISK6758:230
℃、2.16Kgf）5g/10min.のホモポリマー、チッソポリプ
ロ（登録商標）K1016）4.4Kg、デシルベンゼンスルホン
酸ナトリウム0.45Kg、二酸化けい素（粒径3.5μｍ以
下、商品名サイロイド244（富士デビソン化学製））0.0
5Kgおよびステアリン酸カルシウム0.1Kgを内容積20lの
高速ミキサーにて回転数500r.p.m.で３分間撹拌し、混
合した。この混合物をL/Dが20でシリンダー径20mmの押
出造粒機に供給し、シリンダー温度200℃、ダイス温度1
90℃、スクリユー回転数60rpmの条件でストランドを押
出し、水槽中で冷却し、ペレタイザーでカツトして乳白
色で粒状の熱可塑性樹脂組成物を得た。

造粒後６日を経過したこの組成物を用いて、炭酸カルシ
ウム20％、群青２％を含む同種のポリプロピレン樹脂で
汚れた押出機の洗浄テストを行なつた。押出機シリンダ
ー温度240℃、洗浄用樹脂組成物を供給後押出機スクリ
ユーの回転を一時停止させて洗浄用組成物を押出機内に
放置する時間は５分とした。置換用樹脂の所要量は0.6K
g、色替えに要した時間は13分であつた。

実施例２ 実施例１で造粒した洗浄用組成物を三層紙袋中で90日経
過後に実施例１と同じ洗浄テストを行なつた。色替えに
要した置換用樹脂の量は0.6Kg、所要時間は12分であつ
た。

実施例３ 群青の代りに無水マレイン酸2.5％を用いて実施例２と
同様に汚染させた押出機の洗浄テストをシリンダー温度
200℃とするほかは実施例２と同様にして行なつた。刺
激臭を伴わない吐出物が押出されるまでの置換用樹脂の
所要量は0.5Kg、所要時間11分であつた。

実施例４ ポリエチレン樹脂（メルトフローレイト（JISK6760:190
℃、2.16Kgf）5g/10minの中低圧ポリエチレンホモポリ
マー、チッソポリエチ（登録商標）M850）3.8Kg、デシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.8Kg、二酸化けい素
（サイロイド244）0.1Kg、ポリエチレンワツクス（数平
均分子量1500）0.3Kgを実施例１と同様に混合した後、
シリンダー温度220℃、ダイス温度200℃、スクリユー回
転数60rpmの押出機に供給し、乳白色のプレツトを得
た。

炭酸カルシウム20％および群青２％を含むポリエチレン
樹脂によつて汚染させた押出機に造粒後７日経過した前
記の洗浄用樹脂組成物250gを供給し、シリンダー温度24
0℃、スクリユーの一時停止による放置時間３分として
洗浄テストを行なつた。置換用のポリエチレン樹脂の所
要量は0.4Kg、所要時間９分であつた。

実施例５ ポリスチレン樹脂（旭化成（株）製 スタイロン666）
4.5kg、スルホこはく酸ジ−ｎ−オクチルエステルのナ
トリウム塩0.3Kg、ホワイトカーボン（主成分含水けい
酸、平均粒径0.03μｍ）0.15Kg、およびポリエチレンワ
ツクス（数平均分子量1500）0.05Kgとを実施例１と同様
にして混合し、シリンダー温度210℃、ダイス温度200
℃、スクリユー回転数60rpmで実施例１と同様にして造
粒し、透明なペレツトを得た。

炭酸カルシウム20％、群青２％含有のポリスチレン樹脂
で汚染させた洗浄テスト用押出機に造粒後25日経過した
前記の洗浄用組成物を供給し、シリンダー温度220℃、
スクリユー一時停止時間３分として洗浄テストを行なつ
た。置換用ポリスチレン樹脂の所要量は1.2Kg、洗浄所
要時間は19分であつた。

実施例６ ABS樹脂（旭化成（株）製 スタイラツク200）4.3Kg、
アルキルスルホン酸ナトリウム（平均分子量320）0.5K
g、けいそう土（平均粒径4.3μｍ、商品名ラジオライト
Ｆ）0.05Kg、流動パラフイン（ISO VG 100該当品）0.0
5Kgおよびステアリン酸0.1Kgを用いて実施例１と同じ押
出機操作条件にて造粒を行ない乳白色ペレツトを得た。
造粒後30日を経過したこのペレツトを用いて、炭酸カル
シウム20％、群青２％を含む同種のABS樹脂で汚染した
押出機の洗浄テストを行なつた。結果は実施例１〜５の
結果とともに表１に示す。

実施例７ ポリ塩化ビニル（チッソ（株）製ニポリツト（登録商
標）SR）4.4Kg、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
0.35Kg、二酸化けい素（サイロイド244）0.02Kg、ステ
アリン酸カルシウム0.13Kgおよびステアリン酸亜鉛0.10
Kgを用いて、実施例１と同様にして、シリンダー温度18
0℃、ダイス温度170℃で微黄色のペレツトを得た。経日
30日後のペレツトを用いて、硫酸バリウム20％、群青２
％を含むポリ塩化ビニルで汚染した押出機の洗浄テスト
を行なつた。洗浄操作条件と結果を表１に示す。

実施例８ 実施例２と同じ洗浄テストを繰り返して吐出する樹脂の
ストランドをカツトしてペレツト640gを得た。このペレ
ツト150gと実施例２で調製した洗浄用ペレツト100gとの
混合物を用いて実施例１と同じ押出機操作条件で洗浄テ
ストを行なつた。置換用ポリプロピレン樹脂の消費量は
0.8Kg、所要時間は16分であつた。

比較例１ 本発明の熱可塑性樹脂組成物を使用しないことのほかは
実施例１と同様の条件で洗浄テストを行なつた。その結
果、色替えに要した置換用樹脂量は16Kg、時間は１時間
42分であつた。

比較例２ 実施例１と同様にして高速ミキサーで調製した洗浄用樹
脂混合物を造粒することなくそのまま三層紙袋に詰めて
90日間室内に放置した。この混合物を実施例１における
洗浄用組成物の代りに用いて洗浄テストを行なつた。色
替えに要した置換用樹脂量は7.8Kg、所要時間は55分で
あつた。

比較例３ 本発明の熱可塑性樹脂組成物を使用しないことのほかは
実施例３と同様の条件で洗浄テストを行なつた。刺激臭
の消えるまでに要した置換用樹脂量は6.0kg、時間は33
分であつた。比較例の結果を実施例と同じく表１に示
す。

（発明の効果） 本発明により提供される熱可塑性樹脂組成物を用いるこ
とにより、プラスチツク加工におけるグレード切替えの
際の成形機のクリーニングに極めて効果的な方法が実現
した。すなわち、本発明の樹脂組成物を少量用いること
により、成形機の洗浄を後から供給する樹脂による置換
だけで行なう場合に比べて著しくその消費量を小さくす
ることができる。押出成形機の洗浄を例にとると置換の
みによる色替えに比べて本発明の組成物を併用すれば、
置換用樹脂の所要量を1/10以下にすることができ、また
色替え所要時間も1/5以下に短縮することができる。

本発明の組成物は撥水性を有し、３ケ月保存後にも洗浄
効果は殆んど低下せず、長期間の保存に耐える貯蔵安定
性の良好な洗浄用組成物である。

また、無水マレイン酸含有熱可塑性樹脂などの特異臭を
発する汚染をもつた押出機の洗浄に用いた場合には、臭
気の強い吐出物量を大巾に減少でき、またグレード切替
えの所要時間も短縮できるので、作業環境の改善という
波及効果をもたらす。

さらに、一度使用した置換用樹脂を洗浄用樹脂の一部に
用いることもでき、置換用樹脂の再利用の可能性も期待
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１１Ｄ 7/22

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スルホン酸の中性塩２〜30％および粒径0.
   005μｍないし10μｍの粉状の無機化合物0.05〜５％
   を、得られる組成物の全重量に対して含有することを特
   徴とする、加工成型機洗浄用の熱可塑性樹脂組成物。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第（１）項において、スル
   ホン酸の中性塩が、 a.アルキル基の炭素数が６〜20であるアルキルベンゼン
   スルホン酸のナトリウム塩、 b.アルキル基の炭素数が８〜20のアルキルスルホン酸の
   ナトリウム塩、および c.炭素数６〜16のアルコールのスルホこはく酸ジエステ
   ルのナトリウム塩から選ばれた少なくとも一つである、
   熱可塑性樹脂組成物。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第（１）項において無機化
   合物が、二酸化けい素、けいそう土、ホワイトカーボ
   ン、けい酸カルシウム、けい酸アルミニウム、ベントナ
   イト、ゼオライト、塩基性炭酸マグネシウム、天然石
   膏、軽石粉および火山灰から選ばれた少なくとも一つで
   ある、熱可塑性樹脂組成物。