TWI700170B - 螺旋桿拔除輔助劑、使用該劑的分解掃除方法及預備洗淨方法、以及樹脂組成物作為該劑的用途 - Google Patents

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Abstract

一種樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，係包含：表面張力為32mN/m以下且熔點或軟化溫度為70℃以上之潤滑劑(A)、及具有比(A)成分大5mN/m以上的表面張力之熱塑性樹脂(B)，該螺旋桿拔除輔助劑在80℃加溫16小時之後的表面張力為32mN/m以下。

Description

螺旋桿拔除輔助劑、使用該劑的分解掃除方法及預備洗淨方法、以及樹脂組成物作為該劑的用途
本發明係有關於一種樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑。
通常，擠製成形機、射出成形機等的樹脂加工機係被使用在樹脂著色、混合、成形等。該等裝置在預定作業結束時，會有該樹脂本身或在成形材料中所含有的染顏料等的添加劑、及由樹脂等所形成的焦化物等劣化物殘留在成形機內之情形。後續進行樹脂成形時，該等殘留物有混入至成形品中會造成成為製品外觀不良。特別是在透明樹脂時，細小的燒焦碳化物的混入會造成成形品不良的產生率增大之問題。
先前，為了將殘留物從成形機內除去，係採用下列方法：(1)使用洗淨劑之方法；(2)不停止成形機而將接著要使用的成形材料直接填充在成形機，藉此慢慢地取代殘留物而進行之方法；及(3)藉由人工而進行分解成形機且將螺旋桿從缸筒(料筒)拔除而直接掃除之方法等。
近年來，上述(1)使用洗淨劑之方法被積極地採用，可舉出不須停止裝置且作業效率性亦提升等的優點。但是使用洗淨力較弱的洗淨劑時，不僅容易造成先前的成形材料殘留在成形機內而成為異物混入至後續的成形材料中，而且容易造成在停止成形機時殘留的成形材料受到劣化而在再次開始運轉成形機時成為劣化物而混入之問題。上述(2)方法係有下述問題：經常需要大量的成形材料以將殘留物除去，直到作業完成之前費時，而且大量地產生廢棄物。又，只有採用上述(1)、(2)的方法時，亦會有因長時間的利用而劣化的樹脂以焦化物的形式殘留在螺旋桿表面之情形；另外，若亦包含在焦化前進行定期維修之情況，則上述(3)的分解掃除之方法是目前較常進行者。
但是上述(3)的方法，因為必須停止成形機，亦有缺乏效率之側面。樹脂加工機使用後之螺旋桿拔除，因為起因於先前流入的樹脂殘留等所造成之螺旋桿污染，亦有造成龐大的拔除負荷之情形，需要龐大的勞力。又，因為後續必須進行將附著在螺旋桿的樹脂剝下之操作，考慮其所花費的工夫，藉由分解掃除亦會粍費許多時間。
因此，在螺旋桿拔除之前，在材料之後將螺旋桿拔除輔助劑流入至樹脂加工機使螺旋桿拔除成為容易。藉由使該螺旋桿拔除輔助劑流入，能夠促進減低拔除負荷且使後續操作變得容易。
作為螺旋桿拔除輔助劑，主要是利用屬於泛用樹脂之聚乙烯或聚丙烯，但是亦有將樹脂加工機的洗淨劑轉用而利用作為拔除輔助劑之情形。
有關於螺旋桿拔除輔助劑，其現象及技術見解方面並未被廣泛地瞭解，作為洗淨劑用途，專利文獻1係記載使用金屬皂作為潤滑劑。又，在專利文獻2和3係記載使用發泡劑。此外，專利文獻4係記載將發泡劑與脂肪酸金屬鹽併用而成之洗淨劑組成物。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開昭59-124999號公報
[專利文獻2]日本特開平10-81898號公報
[專利文獻3]日本特開平8-295803號公報
[專利文獻4]日本特開2003-276072號公報
使用屬於泛用樹脂之聚乙烯或聚丙烯作為螺旋桿拔除輔助劑時，難以將螺旋桿表面的污染等去除。而且層積的污染亦有增加螺旋桿的拔除負荷之情形，拔除負荷未必變小。
又，樹脂加工機的洗淨劑之轉用時，雖然能夠將螺旋桿表層污染的一部分除去，但是因為洗淨劑本身亦附著在缸筒(料筒)和螺旋桿，所以難以大幅地抑制拔除負荷。又，用以抑制附著而添加的特殊樹脂、潤滑劑等的各種添加劑，雖然是螺旋桿拔除時減低負荷之有效的手段，但是亦有因添加劑引起之耐熱性低落和高成本化等問題。又，難以兼具洗淨效果與減低拔除負荷效果，對於添加劑的選定和含量的設定而言為問題。
專利文獻1記載的組成物，雖然能夠得到作為潤滑劑的效果，但是在進行樹脂加工的程度之溫度亦可能產生劣化，所以在專利文獻1記載的條件下，洗淨劑本身的劣化變為顯著，結果因劣化引起的沾黏使拔 除負荷增大。
又，使用如專利文獻2和3記載的發泡劑之洗淨劑組成物時，因發泡效果而使樹脂於缸筒的附著顯著地產生，使得拔除負荷增大。而且，專利文獻4記載之洗淨劑組成物中，樹脂在分解掃除中劣化且沾黏引起拔除負荷增大。
本發明之目的係提供一種螺旋桿拔輔助劑，其除了將系統內的樹脂污染排出以外，能夠減低缸筒與螺旋桿之間的摩擦，而且大幅地減低將螺旋桿拔出時的負荷且大幅地減低螺旋桿拔除的負荷。而且兼具將螺旋桿拔除後，使附著在螺旋桿表面之樹脂得到剝離容易性提升之特性，能夠大幅地改善先前進行之螺旋桿拔除操作整體的方便性且大幅地縮短花費在裝置分解掃除之時間。
為了解決上述課題，本發明人等等專心研討之結果，發現使用含有特定(A)潤滑劑及(B)熱塑性樹脂之樹脂組成物作為螺旋桿拔除輔助劑，遂開發本發明。
亦即，本發明係如以下所示。
[1]一種樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，係包括：表面張力為32mN/m以下且熔點或軟化溫度為70℃以上之潤滑劑(A)、及具有比前述(A)成分大5mN/m以上的表面張力之熱塑性樹脂(B)，該螺旋桿拔除輔助劑在80℃加溫16小時之後的表面張力為32mN/m以下。
[2]如[1]所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，更含有(C)無機填充劑、及(D)發泡劑。
[3]如[1]或[2]所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，更含有(E)選自由氟系樹脂、抗氧化劑及熱安定劑所組成群組之至少1種。
[4]如[1]至[3]項中任一項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，其中前述(A)成分係選自由有機酸、有機酸的金屬鹽及有機酸醯胺所組成群組之至少1種。
[5]如[1]至[4]項中任一項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，其中前述(A)成分為有機酸的鋅鹽。
[6]如[4]或[5]所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，其中前述有機酸為脂肪酸。
[7]如[1]至[6]項中任一項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，其中在前述螺旋桿拔除輔助劑中，含有0.1至30質量%之前述(A)成分、20至70質量%之前述(C)成分、0.1至20質量%之前述(D)成分、及0.01至5質量%之前述(E)成分。
[8]如[1]至[7]項中任一項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，其中前述(B)成分係選自由苯乙烯系樹脂及烯烴系樹脂所組成群組之至少1種。
[9]一種樹脂加工機的分解掃除方法，係使用如[1]至[8]項中任一項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑。
[10]一種分解操作前的樹脂加工機內之預備洗淨方法，係使用如[1]至[8]項中任一項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑。
[11]一種樹脂組成物的用途，該樹脂組成物係含有表面張力為32mN/m以下且熔點或軟化溫度為70℃以上之潤滑劑(A)、及具有比前述(A)成分大5mN/m以上的表面張力之熱塑性樹脂(B)，且使用作為樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑。
本發明的樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，係除了將系統內的樹脂污染排出以外，能夠減低缸筒與螺旋桿之間的摩擦且使將螺旋桿拔出時的負荷大幅地減低。而且兼具將螺旋桿拔除後，使附著在螺旋桿表面之樹脂得到剝離容易性提升之特性，能夠大幅地改善先前進行之操作整體的方便性且大幅地縮短花費在裝置分解掃除之時間。
以下，詳細地說明用以實施本發明之形態(以下稱為「本實施形態)。又，本發明係不被下述的本實施形態限定，在其主旨的範圍內能夠進行各種變形而實施。
[螺旋桿拔除輔助劑]
本實施形態的樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，係由含有表面張力為32mN/m以下且熔點或軟化溫度為70℃以上之(A)潤滑劑、及具有比前述 (A)成分大5mN/m以上的表面張力之(B)熱塑性樹脂之樹脂組成物所構成，而且可視需要更含有：(C)無機填充劑、(D)發泡劑、以及(E)選自氟系樹脂、抗氧化劑及熱安定劑之至少1種。
又，有時將本實施形態的樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑簡稱為輔助劑。
[樹脂組成物]
本實施形態的樹脂組成物係含有表面張力為32mN/m以下且熔點或軟化溫度為70℃以上之(A)潤滑劑、及具有比前述(A)成分大5mN/m以上的表面張力之(B)熱塑性樹脂。亦可視需要更含有：(C)無機填充劑、(D)發泡劑、以及(E)選自氟系樹脂、抗氧化劑及熱安定劑之至少1種。
本實施形態的樹脂組成物係能夠使用作為樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑。
((A)潤滑劑)
(A)潤滑劑的表面張力為32mN/m以下且熔點或軟化溫度為70℃以上。(A)潤滑劑係藉由具有上述的特性，而適合於上述的螺旋桿拔除作業。
(A)潤滑劑必須藉由具有外部滑性，且於(B)樹脂表面滲出而有助於在螺旋桿拔除時減低負荷、及(B)樹脂對金屬之易剝離性。因此，採用表面張力來規定作為一項指標為有效，而且使用相對於(B)樹脂，表面張力為較小的(A)潤滑劑。
為了得到外部滑性，表面張力係以盡可能較小為佳，(A)潤滑劑的表面 張力為32mN/m以下，較佳為28mN/m以下，更佳為26mN/m以下。
又，(A)潤滑劑的表面張力，係能夠針對將(A)潤滑劑壓縮成形而得到的板狀試片，在40℃加熱16小時後，冷卻至室溫為止，依據JIS R3257以下述測定條件求取接觸角θ且依照下述的計算式而算出。具體而言，係能夠使用後述的實施例記載的方法而算出。
測定條件：使用純淨水、二碘甲烷之二種作為液體，將溫度設為23℃且測定數設為5點，以其平均值使用作為測定結果。讀取時間為滴液後1分鐘，測定裝置係使用FTÅ188(First Ten Ångstroms公司製)等。
計算式：(1+cosθ)γL=2(γsD．γLD)1/2+2(γsP．γLP)1/2
(γL係表示液體的表面張力，γsD、γsP係分別表示測定對象的表面張力之分散力成分、極性力成分，γLD、γLP係分別表示液體的表面張力之分散力成分、極性力成分)。
潤滑劑為了使保管時的劣化和加工性安定化，以及使外部滑性的效果充分地發揮，(A)潤滑劑的熔點或軟化溫度為70℃以上，以90℃以上為佳，以110℃以上為較佳。
作為(A)潤滑劑可舉出有機酸、有機酸金屬鹽、有機酸醯胺、有機酸酯等的有機酸衍生物、各種酯蠟、烯烴蠟等，該等潤滑劑係沒有特別限定於該等。潤滑劑(A)只要表面張力為32mN/m以下且熔點或軟化溫度為70℃以上者，就沒有特別限定，例如硬脂酸鋅的表面張力為24mN/m，硬脂酸鋁的表面張力為25mN/m，聚烯烴蠟的表面張力為32mN/m等。
(A)成分中之有機酸係以碳數9至28的飽和脂肪酸、碳數9至28的不飽和脂肪酸、苯甲酸為佳。亦可在鏈的一部分具有羥基。特別是 從取得容易性、耐熱性的觀點而言，係以硬脂酸、12-羥基硬脂酸、棕櫚酸、肉豆蔻酸、月桂酸為較佳。又，亦可為烷基鏈不同之混合脂肪酸。碳數為該範圍時，沒有產生氣體和臭氣的問題，就取得容易性和能夠良好地發揮作為在界面的潤滑劑的特性之功能而言，乃是較佳。
上述有機酸亦可為金屬鹽。
作為有機酸金屬鹽中之金屬鹽，係有鈉、鉀、鋰、銫、鎂、鈣、鋁、鋅、鐵、鈷、鋇鹽等，並無限定，尤其是以最能夠發揮作為潤滑劑的效果之鋰、鈣、鋇、鋅或鋁的金屬鹽為佳。尤其是鋁、鋅的金屬鹽之極性較低且容易藉由從(B)樹脂滲出而顯現外部滑性，因而較佳。特佳為鋅金屬鹽。
烴部位係與上述記載的脂肪酸之鏈長相同，從取得容易性、耐熱性的觀點而言，係以硬脂酸或12-羥基硬脂酸、棕櫚酸、肉豆蔻酸、月桂酸為佳。
作為(A)成分中之有機酸醯胺可舉出碳數9至28的飽和脂肪酸醯胺、不飽和脂肪酸醯胺、飽和脂肪酸雙醯胺、不飽和脂肪酸雙醯胺等。從取得容易性、潤滑劑的效果而言，尤其是以月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸等碳數12至18的脂肪酸、芥子酸等不飽和脂肪酸的醯胺、伸乙基雙硬脂酸醯胺等飽和脂肪酸雙醯胺為佳，較佳為伸乙基雙硬脂酸醯胺等飽和脂肪酸雙醯胺。
作為(A)成分中之有機酸酯、酯蠟可舉出碳數9至28的飽和脂肪酸酯、不飽和脂肪酸酯、中鏈脂肪酸三甘油酯、硬化油等的多元醇酯等。從取得容易性、潤滑劑的效果而言，係以硬脂酸硬脂酸酯、甘油脂肪酸酯單甘油酯等為佳。
作為(A)成分中之烯烴蠟可舉出低分子聚烯烴等，沒有特別 限定種類，能夠使用一般的低密度或高密度聚乙烯、聚丙烯等。分子量的重量平均分子量為1,000至20,000左右、滴點80至180℃者最容易得到作為潤滑劑的效果。又，在本說明書，重量平均分子量係指藉由使用最一般的THF或氯仿之凝膠滲透層析法等的分析而測定之值，上述滴點係沒有特別規定，係指藉由使用METTLER-TOLEDO公司的DP70自動滴點/軟化點測定系統等之方法所測定的值。
(A)潤滑劑亦可依照其效果而單獨使用、或混合複數種類而使用。特別是作為(B)熱塑性樹脂係使用苯乙烯系樹脂、聚烯烴系樹脂時，藉由將脂肪酸鋅、脂肪酸鈣、脂肪酸鋁等金屬皂與脂肪酸醯胺、脂肪酸等的脂肪酸衍生物或聚烯烴蠟等其它潤滑劑組合而能夠賦予更高的潤滑劑效果，因而較佳。又，關於金屬皂，亦可藉由將脂肪酸鋅與脂肪酸鈣、脂肪酸鋁等併用之組合而進一步提高作為潤滑劑的效果。而且，脂肪酸係與脂肪酸醯胺等的組合而能夠進一步發揮效果。
相對於輔助劑總量(100質量%)，(A)潤滑劑的含量從充分地得到作為潤滑劑的效果的觀點而言，係以0.1至30質量%為佳，較佳為0.2至20質量%，更佳為0.3至10質量%。為該含量時，能夠充分地發揮作為潤滑劑的效果，故能夠進一步減低拔除負荷，而且更容易將樹脂從螺旋桿表面剝離，因而較佳。
((B)熱塑性樹脂)
作為(B)熱塑性樹脂，係能夠使用被使用在射出成形、擠製成形等之一般的樹脂。其具體例例如可舉出聚苯乙烯等苯乙烯系樹脂；聚乙烯、聚丙 烯、聚丁烯等聚烯烴系樹脂；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系樹脂；聚氯乙烯；聚醯胺系樹脂；聚碳酸酯等聚碳酸酯系樹脂；聚酯系樹脂；聚醚系樹脂等。該等樹脂之中，係以苯乙烯系樹脂、聚烯烴系樹脂為佳。
(B)熱塑性樹脂可單獨使用1種或併用2種以上，也可併用2種以上之相同種或異種的樹脂。
(B)熱塑性樹脂必須使用表面張力比上述(A)潤滑劑更大者，其差越大，越能夠有效地得到(A)潤滑劑的外部滑性。(B)樹脂的表面張力比(A)潤滑劑的表面張力為大5mN/m以上，宜為大10mN/m以上，較佳為大12mN/m以上。複數種類的(A)潤滑劑與複數種類的樹脂組合時，表面張力最小的(A)潤滑劑與表面張力最大的(B)樹脂之間的表面張力差為5mN/m以上，宜為10mN/m以上，較佳為12mN/m以上。
又，(B)熱塑性樹脂的表面張力，係能夠針對將(B)熱塑性樹脂壓縮成形而得到的板狀試片，在80℃加熱16小時後，冷卻至室溫為止，依據JIS R3257以下述的測定條件求取接觸角θ且依照下述的計算式而算出。具體而言，能夠使用後述實施例記載的方法算出。
測定條件：使用純淨水、二碘甲烷之二種作為液體，將溫度設為23℃、測定數設為5點，以其平均值使用作為測定結果。讀取時間為滴液後1分鐘，測定裝置係使用FTÅ188(First Ten Ångstroms公司製)等。
計算式：(1+cosθ)γL=2(γsD．γLD)1/2+2(γsP．γLP)1/2
(γL為表示液體的表面張力，γsD、γsP係分別表示測定對象的表面張力之分散力成分、極性力成分，γLD、γLP係分別表示液體的表面張力之分散力成分、極性力成分)。
所謂苯乙烯系樹脂，係指聚苯乙烯或苯乙烯與1種或2種以上的其它單體之共聚物且源自苯乙烯之結構單元的含量為50質量%以上者。作為與苯乙烯共聚合之其它單體，例如可舉出丙烯腈、丁二烯、異戊二烯等。作為該苯乙烯系樹脂的具體例，可舉出聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物等。該等聚合物之中，係以聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物為佳。
所謂聚烯烴系樹脂可舉出乙烯系樹脂、丙烯系樹脂等，亦包含乙烯及/或丙烯與α-烯烴之共聚合樹脂。該等樹脂之中，因為聚乙烯在成形機中的殘留性較低且滯留在缸筒與螺旋桿之間時與金屬部位的摩擦較小，因而較佳。
相對於輔助劑總量(100質量%)，(B)熱塑性樹脂的含量從作為連接物的作用及抑制在缸筒中的殘留以使本實施形態的輔助劑之效果充分地發揮之觀點而言，係以10至90質量%為佳，較佳為25至50質量%。在該範圍時，作為連接物的效果提升且改善輔助劑本身的殘留性和拔除負荷的減低效果進一步得到提升。
從樹脂在缸筒或螺旋桿之附著性的觀點而言，(B)熱塑性樹脂的熔融流動速率(MFR)係以0.005至80g/10分鐘為佳，較佳為0.01至50g/10分鐘，更佳為0.05至30g/10分鐘。在該範圍時，不會對成形機施加過度的負荷且，而不容易附著在金屬面，而且不容易因殘留而引起拔除負荷增大、耐熱性低落等。
而且，熱塑性樹脂的熔融流動速率會依樹脂而產生變化，但其意指依 據ISO-R1133而測定者，測定條件在聚乙烯時為溫度190℃、荷重2.16kg，在聚丙烯時為溫度230℃、荷重2.16kg，在以苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物為代表之苯乙烯系樹脂時為溫度220℃、荷重10kg，在聚苯乙烯時為溫度200℃、荷重5kg，PMMA時為230℃、荷重3.7kg，在聚碳酸酯時為300℃、荷重1.2kg。作為其它熱塑性樹脂的條件，在各樹脂種類所規定的標準成形條件或使用溫度範圍內，係採用依照規格或製造業者推薦的MFR條件而測得的值。
使用單一熱塑性樹脂時，係以使用上述熔融流動速率範圍內者為佳，使用複數熱塑性樹脂時，係以使用上述熔融流動速率範圍內者、或和上述熔融流動速率範圍外者混合而調整成上述範圍內者為佳。而且，有關使用複數熱塑性樹脂時的熔融流動速率，係使用最多成分的熔融流動速率之條件。
((C)無機填充劑)
(C)無機填充劑可舉出通常所使用的碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、氧化矽、滑石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、沸石、矽灰石(wollastonite)、雲母、矽藻土、玻璃纖維、玻璃粉末、玻璃球、火山灰發泡體(shirasu balloon)、流砂(quicksand)等。就成本、與(A)成分的相容性而言，而且能夠提高螺旋桿的滑性之效果而言，係以碳酸鈣、矽灰石、滑石為佳。
(C)無機填充劑係能夠單獨使用1種亦可併用2種以上。
相對於輔助劑總量(100質量%)，(C)無機填充劑的含量係不被限定，為了使(A)潤滑劑的效果充分地發揮，係以20至70質量%為佳， 較佳為30至60質量%。在該範圍時，使用本實施形態的輔助劑而性提升先前樹脂的排出性，且容易減低拔除負荷和除去污染，因而較佳。
碳酸鈣之平均粒徑係以0.1至100μm為佳，以0.5至50μm為較佳。
平均粒徑(SW徑)係能夠藉由依據JIS M-8511之空氣透過法而從比表面積的測定或圖像解析式粒徑測定裝置等而算出。
作為矽灰石，係能夠使用一般市售者，以長徑比為1至30、平均纖維長為800μm以下、且平均纖維徑為1至50μm者為佳。有關粒度分布，係使用圖像解析式粒徑測定裝置、Ro-Tap式振動篩選機等而進行測定，就取得性及能夠得到性能而言，以上述範圍的尺寸者為特佳。
滑石係以平均粒徑為0.1至20μm者為佳。平均粒徑係能夠藉由圖像解析式粒徑測定裝置、雷射繞射法等而求取。
((D)發泡劑)
本實施形態的樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑亦可含有(D)發泡劑，藉由因(A)潤滑劑所得到的潤滑效果、與因(D)發泡劑使樹脂表面的空孔化所得到的摩擦減低之加乘效果，能夠大幅度地減低螺旋桿拔除時的拔除負荷。
有關(D)發泡劑，只要是藉由加熱而發泡亦即產生氣體之有機或無機化合物者，就能夠使用。
有機系發泡劑可舉出偶氮二甲醯胺、N,N’-二亞硝基五亞甲基四胺等。
無機系發泡劑可舉出水等無機物理發泡劑、碳酸氫鈉(sodium bicarbonate)、碳酸氫銨等碳酸氫鹽、碳酸鈉、碳酸銨等碳酸鹽、亞硝酸銨 等亞硝酸鹽等。特別是從使用的方便性、取得容易性而言，係以碳酸氫鈉、碳酸氫銨等的碳酸氫鹽為佳。
(D)發泡劑的形狀係沒有特別限定，亦能夠使用經混合而成之均勻的顆粒、採用母料之混合物、粉末混合物等。
相對於輔助劑總量(100質量%)，(D)發泡劑的含量從充分地得到發泡效果的觀點而言，係以0.1至20質量%為佳，從安全地進行作業且亦充分地得到效果的觀點而言，係以0.1至5質量%為特佳。含量為該範圍時，樹脂能夠適當地形成空孔，可增強可塑效果而使拔除負荷充分地降低。
在本實施形態的輔助劑中，從能夠進一步減低螺旋桿拔除負荷的觀點而言，(A)潤滑劑與(D)發泡劑的質量比例((A)潤滑劑的質量/(D)發泡劑的質量)係以0.01至300為佳，較佳為0.1至100，更佳為1至50。
((E)選自由氟系樹脂、抗氧化劑及熱安定劑所組成群組之至少1種)
本實施形態的樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，亦可含有選自由氟系樹脂、抗氧化劑及熱安定劑所組成群組之至少1種，且藉由添加抑制樹脂於金屬面的附著性之氟系樹脂、抑制樹脂劣化之抗氧化劑或熱安定劑，且使(B)熱塑性樹脂的選擇及調配比最佳化，樹脂於螺旋桿的附著性及螺旋桿拔除後的除去容易性得到提升，而且藉由具備優異的先前樹脂除去性能，能夠進一步改善樹脂加工機的螺旋桿拔除操作時之方便性。
(E)氟系樹脂係能夠期待抑制樹脂於金屬面的附著性之效果，可舉出PTFE或PFA、PVDF、ETFE、PFE等。沒有特別限定，就能夠抑 制樹脂於金屬面之附著性且具有較優異的耐熱性而言，係以PTFE為佳。
就形狀而言，係有顆粒狀、粉末狀各種形狀，但為了在加工時使其均勻地分散，以粉末狀為特佳。平均粒徑係沒有受到大幅限定，以1,000μm以下為佳。
相對於輔助劑總量(100質量%)，，(E)氟系樹脂的含量從能夠得到充分的效果之觀點而言，係以0.01至5質量%為佳，較佳為0.05至2質量%。在該範圍時，可在抜除螺旋桿時不會增大負荷的情況下，能夠對拔除之後的附著樹脂賦予剝離容易性。又，因為樹脂本身亦容易排出，所以能夠減低因殘留樹脂引起之螺旋桿的拔除負荷。
(E)抗氧化劑或熱安定劑可舉出一般的受阻酚系、羥胺系、磷系、維生素類等，但是沒有特別限定。特別是就抑制分解掃除時的樹脂劣化和脂肪族酸、金屬皂等潤滑劑的劣化且能夠抑制抜除時的負荷增大而言，係以受阻酚系抗氧化劑、磷系熱安定劑為佳。
相對於輔助劑總量(100質量%)，(E)抗氧化劑或熱安定劑的含量從能夠得到充分的效果的觀點而言，係以0.01至5質量%為佳，較佳為0.05至2質量%。在該範圍時，因為抗氧化劑或熱安定劑本身的分解生成物對其它添加劑(潤滑劑等)所造成的阻礙效果較少，因而較佳。
(添加劑)
為了進一步提高潤滑劑效果，亦可使用(A)潤滑劑以外的其它潤滑劑。上述其它潤滑劑可舉出蜂蠟等天然蠟等。上述其它潤滑劑可組合一種類或二種類以上。
相對於輔助劑總量(100質量%)，上述其它的潤滑劑的含量係以0.01至20質量%為佳，特別是為了得到充分的效果，以0.1至10質量%為較佳。在該含量時，不會阻礙有效成分的特性。
又，本實施形態的輔助劑亦可含有礦物油(mineral oils)等潤滑油作為連接物成分。
從具有優異的洗淨性、減低螺旋桿拔除負荷、在螺旋桿拔除後容易將樹脂從螺旋桿剝離且大幅度地提升螺旋桿拔除操作的方便性之觀點而言，本實施形態的輔助劑特別地能夠適合使用作為樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑。
上述樹脂加工機的具體例可舉出含有螺旋桿且對樹脂進行加工之機器，具體而言，可舉出射出成形機、擠製成形機等。
本實施形態的輔助劑在80℃加溫16小時後的表面張力為32mN/m以下，以28mN/m以下為佳，以25mN/m以下為較佳。表面張力為上述範圍時，所添加的(A)潤滑劑會具有作為外部滑性之功能。
為了將輔助劑的表面張力控制在上述範圍，必須抑制因(A)潤滑劑的熱量引起的劣化，若在高溫滯留，會有表面張力上升之傾向。
又，輔助劑的表面張力係針對將輔助劑壓縮成形而得到的板狀試片，在80℃加熱16小時後，冷卻至室溫為止，依據JIS R3257以下述測定條件求取接觸角θ且依照下述的計算式而算出。具體而言，係能夠使用後述實施例記載的方法而算出。
測定條件：使用純淨水、二碘甲烷的二種作為液體，將溫度設為23℃，測定數設為5點，以其平均值使用作為測定結果。讀取時間為滴液後1分 鐘，測定裝置係使用FTÅ188(First Ten Ångstroms公司製)等。
計算式：(1+cosθ)γL=2(γsD．γLD)1/2+2(γsP．γLP)1/2(γL係表示液體的表面張力，γsD、γsP係分別表示測定對象的表面張力之分散力成分、極性力成分，γLD、γLP係分別表示液體的表面張力之分散力成分、極性力成分)。
本實施形態的輔助劑之算術平均粗糙度Ra係以5μm以下為佳，以1μm以下為較佳。因為算術平均粗糙度Ra大於上述範圍時，無法忽視表面粗糙度對表面張力的變異之影響，因而不佳。特別是表面較粗糙時，表面張力有變小之傾向。
又，輔助劑的算術平均粗糙度Ra係針對將輔助劑壓縮成形而得到的板狀試片，依據JIS B 0601使用表面粗糙度測定機而測定之值，具體而言，係能夠使用後述實施例記載的方法而測定。
(製造方法)
本實施形態的輔助劑之製造方法係沒有特別限定，例如能夠藉由下列方法而製造：使用混合機將上述各成分預備混合後，使用擠製機進行混煉擠製而予以造粒之方法；及使用加熱輥、班伯里混煉機進行熔融混煉，隨後予以造粒之方法。為了抑制因發泡引起的劣化，發泡劑成分係以在分解發泡溫度以下的條件下加工為佳。例如可列舉：使用擠製機而進行低溫擠製後予以造粒之方法；使用造粒機等使其與黏結劑混煉且粒狀化之方法等。此時的黏結劑成分係能夠使用烯烴蠟、潤滑劑等在粒狀化時的溫度會達到熔點之固體。
在本實施形態的輔助劑製造時使用之材料，亦可與採用母料方式的將數種類顆粒試樣組合，其形狀或母料中的成分係沒有特別限制。
[分解掃除方法]
本實施形態的分解掃除方法係使用本實施形態的輔助劑。作為本實施形態的分解掃除方法，可舉出將本實施形態的輔助劑投入至樹脂加工機，以使輔助劑接觸樹脂加工機內的至少螺旋桿之方式將輔助劑流入，而將樹脂加工機分解之方法等。
本實施形態的樹脂加工機之分解掃除方法係沒有特別限定，可舉出如以下的方法。
使先前樹脂盡可能排出，隨後投入螺旋桿拔除輔助劑。投入量係以缸筒容量的一半至2倍左右為佳，投入至使先前樹脂替換成輔助劑之程度。溫度係以沿續原本加工時使先前樹脂流入的溫度而實施為佳，以樹脂凝固前之140℃以上或樹脂不會產生分解之低於350℃的條件為佳。進行清洗輔助劑、模具的分解、螺旋桿的拔除操作。在進行螺旋桿拔除時，藉由投入螺旋桿拔除輔助劑，能夠減低拔除負荷且縮短花費在螺旋桿拔除操作之時間。除此以外，在以往的方法中，由於樹脂或添加劑劣化而產生沾黏物且將該沾黏物不容易從拔除後的螺旋桿表面剝離，進而造成花費於分解掃除之總時間增加，但是藉由本實施形態的螺旋桿拔除輔助劑的效果而能夠改善上述情況，結果能夠大幅地縮短花費於螺旋桿分解掃除之時間。
[預備洗淨方法]
螺旋桿的分解操作前之本實施形態的樹脂加工機內的預備洗淨方法，係使用本實施形態的輔助劑。本實施形態的預洗淨方法係包含將輔助劑投入至樹脂加工機內，以使輔助劑接觸樹脂加工機內的至少螺旋桿將輔助劑之方式將輔助劑流入而進行預備洗淨之步驟，而且，亦可包含將螺旋桿從樹脂加工機抜除之步驟。
作為上述預洗淨方法，例如在一般的分解掃除時投入本實施形態的輔助劑作為輔助劑且進行清洗，藉此能夠將先前樹脂和源自先前樹脂之凝膠、焦化物等排出。在污染嚴重的情況，藉由增加投入量，可將內部的污染除去，且因污染而產生之沾黏物等所造成之拔除負荷增大可藉由預備洗淨得到減低。
又，本實施形態之樹脂加工機之預洗淨方法，亦可具有使上述輔助劑滯留在樹脂加工機內之步驟。
[實施例]
以下，舉出實施例及比較例而更具體地說明本實施形態，但是只要不超越其主旨，本實施形態係就不限定於以下的實施例。
在實施例或比較例所使用的各成分係如以下。
<成分(A)：潤滑劑>
(A-1)硬脂酸
(A-2)月桂酸鈣
(A-3)12-羥基硬脂酸鋅
(A-4)伸乙基雙硬脂酸醯胺
(A-5)硬脂酸鎂
(A-6)硬脂酸鋅
(A-7)甘油脂肪酸酯單甘油酯
將成分(A)的熔點或軟化溫度(℃)、表面張力(mN/m)顯示在表1。
<成分(B)：熱塑性樹脂>
(B-1)高密度聚乙烯(密度0.95g/cm3、MFR：0.1g/10分鐘、條件：190℃、2.16kg)
(B-2)聚丙烯(MFR：0.6g/10分鐘、條件：230℃、2.16kg)
(B-3)苯乙烯-丙烯腈共聚物(MFR：27g/10分鐘、條件；220℃、10kg)
(B-4)聚苯乙烯(MFR：2g/10分鐘、條件：200℃、5kg)
(B-5)苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(MFR：5g/10分鐘、條件：220℃、10kg)
(B-6)聚甲基丙烯酸甲酯(MFR：4g/10分鐘、條件：230℃、3.7kg)
(B-7)聚碳酸酯(MFR：4g/10分鐘、條件：300℃、1.2kg)
將成分(B)的表面張力(mN/m)顯示在表1。
<成分(C)：無機填充劑>
(C-1)碳酸鈣(平均粒徑：10μm)
(C-2)滑石(平均粒徑：5μm)
(C-3)矽灰石(平均纖維長：200μm、平均纖維徑：8μm、長徑比25)
<成分(D)：發泡劑>
(D-1)碳酸氫鈉
(D-2)偶氮二甲醯胺
<成分(E)：氟系樹脂、抗氧化劑、或熱安定劑>
(E-1)Polyflon PTFE-M(DAIKIN公司製、平均粒徑400μm)
(E-2)IRGANOX1010(BASF公司製)
(E-3)PTFE FINE POWDER(AGC公司製、平均粒徑550μm)
<添加劑>
(F-1)礦物油(動黏度95mm2/秒)
實施例或比較例所得到的輔助劑之評價方法係如以下。
[表面張力]
如以下進行而求取成分(A)、成分(B)、及實施例/比較例得到的試樣之表面張力(mN/m)。
針對成分(B)及試樣顆粒，藉由在既定溫度(在以B-1的樹脂為主要組成時為150℃、在以B-2為主要組成時為180℃、在以B-3、B-4、B-5、B-6的樹脂為主要組成時為240℃、在以B-7為主要組成時為280℃)進行壓縮成形，以算術平均粗糙度Ra成為1μm以下的方式製造板狀試片(25cm×50mm)。使用柔軟的布擦拭表面，使用烘箱於80℃將板狀試片加溫16小時之後，冷卻至室溫為止。
針對成分(A)，係同樣的方式加熱至各試樣的熔點並使其熱熔融之後，藉由進行壓縮成形來製造板狀試片後，使用烘箱於40℃將板狀試片加溫16 小時之後，冷卻至室溫為止。
測定對象的表面之接觸角θ係依據JIS R3257而測定。
測定條件係使用純淨水、二碘甲烷之二種作為液體，將溫度設為23℃，測定數設為5點，使用其平均值作為測定結果。讀取時間為滴液後1分鐘，測定裝置係使用FTÅ188(First Ten Ångstroms公司製)。
使用所得到的接觸角θ且依照以下的計算式算出表面張力。
(1+cosθ)γL=2(γsD．γLD)1/2+2(γsP．γLP)1/2(γL係表示液體的表面張力，γsD、γsP係分別表示測定對象的表面張力之分散力成分、極性力成分，γLD、γLP係分別表示液體的表面張力之分散力成分、極性力成分)。
[算術平均粗糙度Ra]
算術平均粗糙度Ra(μm)係如下述測定。
針對在上述的表面接觸角的測定時使用之板狀試片，依據JIS B 0601以下述的條件實施測定。
測定條件：評價長度4mm、測定速度0.3mm/秒、截止值0.8mm、測定次數3次、測定環境：23℃、50%RH、測定裝置：表面粗糙度輪郭形狀測定機(SURFCOM 130A、東京精密公司製)。
[螺旋桿拔除負荷、樹脂的剝離容易性、洗淨性]
將作為先行樹脂(先前樹脂)之丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合合成樹脂的黑著色成形材料500g，在缸筒溫度240℃投入至雙軸擠製機成形機(池 貝股份有限公司製PCM30、全螺紋型螺旋桿徑30mm、L/D=40)，繼續旋轉螺旋桿(100rpm)至樹脂的排出結束為止，旋轉停止後，在相同溫度保持30分鐘。
隨後，配合輔助劑的基體樹脂之使用溫度而變更缸筒溫度(所謂基體樹脂，係指輔助劑的組成中含有最多的樹脂，在以相同比例含有複數樹脂時，設為使用溫度最高的樹脂)。在以B-1、B-2的樹脂為主要組成時係設為200℃、在以B-3、B-4、B-5、B-6的樹脂為主要組成時係設為240℃、在以B-7的樹脂為主要組成時係設為280℃。使實施例或比較例所得到的螺旋桿拔除輔助劑500g以與先行樹脂相同的方式流動。
隨後，盡可能將缸筒內的樹脂排出，而且將模具缷除，評價將螺旋桿抜除時之負荷。抜除時係使用將擦拭布等捲繞在螺旋桿前端而從缸筒抜除之方法，而且實際上的拔除負荷係以是否完全感受不到負荷、是否感受到負荷、是否能夠完全無法抜除螺旋桿作為基準。此時，抜除螺旋桿之速度係大約固定在1.5m/10sec而實施。
-螺旋桿拔除負荷-
◎(優異)：樹脂幾乎未附著在螺旋桿的溝且無拔除負荷。
○(稍微優異)：雖然樹脂有附著在螺旋桿的溝，但是無拔除負荷。
△(良好)：樹脂有附著在螺旋桿的溝且有拔除負荷。
×(不良)：樹脂有附著在螺旋桿的溝且難以將螺旋桿拔除。
又，將螺旋桿拔除之後，將附著在螺旋桿的樹脂依照以下的評價基準而實施剝離試驗。
-樹脂的剝離容易性-
◎(優異)：樹脂幾乎未附著在螺旋桿的溝且剝離不費功夫。
○(稍微優異)：雖然樹脂有附著在螺旋桿的溝，但是能夠藉由氣流及手而除去。
△(良好)：樹脂有附著在螺旋桿的溝，但是能夠使用黃銅刷子等而擦除。
×(不良)：樹脂有附著在螺旋桿的溝，且因為具有黏性而難以除去。
隨後，藉由直接目視以觀察將輔助劑剝離後附著在螺旋桿表面之先行樹脂、螺旋桿拔除輔助劑的殘渣和螺旋桿表面的焦化物等，並基於以下的基準進行評價洗淨性。
-洗淨性-
◎(優異)：黑著色成形材料完全被除去且未觀察到焦化物。
○(稍微優異)：黑著色成形材料幾乎被除去且未觀察到焦化物。
△(良好)：黑著色成形材料被除去某種程度且稍微觀察到焦化物。
×(不良)：黑著色成形材料殘留在螺旋桿且亦產生焦化物。
[實施例1至21、比較例1至7] [試樣1]
將以表2顯示的比例含有各成分之組成物，預先使用滾動摻合機進行預備混合5分鐘，使用雙軸擠製機將所得到的混合物進行混煉。混煉係使用雙軸擠製機(東芝機械製、TEM26SS)，在各樹脂所設定的缸筒溫度(在以B-1、B-2的樹脂為主要組成時為200℃、在以B-3、B-4、B-5、B-6的樹脂為主要組成時為240℃、在以B-7的樹脂為主要組成時為280℃)且以擠製速率20kg/時間的條件進行。將如此方式而得到的熔融混煉物擠出成為 股束狀且進行水冷卻之後，使用股束切刀切斷而得到顆粒狀固形物。
[試樣2]
有關含有發泡劑者，係使用造粒機(DALTON公司製、PELLETER DOUBLE EXD型)，一邊使作為連接物成分之礦油亦即礦物油、及作為酯蠟之甘油脂肪酸酯單甘油酯邊熔融，一邊添加發泡劑成分及無機成分且進行混煉後使其粒狀化。隨後，切割成為顆粒尺寸，並將其與所製造的試樣1之顆粒乾式摻合而作為混合評價試樣。
將實施例1至21及比較例1至7的調配組成比、及評價結果顯示在表2。
Figure 108106512-A0202-12-0026-1
Figure 108106512-A0202-12-0027-2
[產業上之可利用性]
依照本發明，能夠提供一種優異的螺旋桿拔除輔助劑，其在分解掃除時之螺旋桿拔除操作能夠減低負荷、及能夠減低後續對樹脂除去或污染之預備洗淨等加工機的分解掃除整體所花費的功夫。藉此，使得以往分解掃除所花費的時間縮短化而能夠使以樹脂成形為首之一連串的操作效率化，因此其在工業上的價值高。

Claims (12)

  1. 一種樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，係包括：表面張力為32mN/m以下且熔點或軟化溫度為70℃以上之潤滑劑(A)、具有比前述(A)成分大5mN/m以上的表面張力之熱塑性樹脂(B)、及(C)無機填充劑；相對於前述螺旋桿拔除輔助劑總量100質量%，(C)無機填充劑的含量為20至70質量%；該螺旋桿拔除輔助劑在80℃加溫16小時之後的表面張力為32mN/m以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，更含有(D)發泡劑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，更含有(E)選自由氟系樹脂、抗氧化劑及熱安定劑所組成群組之至少1種。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，更含有(E)選自由氟系樹脂、抗氧化劑及熱安定劑所組成群組之至少1種。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，其中前述(A)成分係選自由有機酸、有機酸的金屬鹽及有機酸醯胺所組成群組之至少1種。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，其中前述(A)成分為有機酸的鋅鹽。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，其中前述有機酸為脂肪酸。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，其中在前述螺旋桿拔除輔助劑中，含有0.1至30質量%之前述(A)成分、20至70質量%之前述(C)成分、0.1至20質量%之前述(D)成分、及0.01至5質量%之前述(E)成分。
  9. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑，其中前述(B)成分係選自由苯乙烯系樹脂及烯烴系樹脂所組成群組之至少1種。
  10. 一種樹脂加工機的分解掃除方法，係使用如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑。
  11. 一種分解操作前的樹脂加工機內之預備洗淨方法，係使用如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑。
  12. 一種樹脂組成物的用途，該樹脂組成物係含有表面張力為32mN/m以下且熔點或軟化溫度為70℃以上之潤滑劑(A)、具有比前述(A)成分大5mN/m以上的表面張力之熱塑性樹脂(B)、及(C)無機填充劑，且使用作為樹脂加工機用螺旋桿拔除輔助劑；其中，相對於前述螺旋桿拔除輔助劑總量100質量%，(C)無機填充劑的含量為20至70質量%。
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