WO1989008017A1 - Purging agent for plastic molding machines and extruders - Google Patents

Description

明 細 書

プラスチッ ク成型機、 押出し機用パージ剤

技 術 分 野

本発明は、 樹脂成形装置の内部から残存樹脂を排出す るの に用い られるプラ スチッ ク成型機、 押出 し機用パ一 ジ剤に関する。'

背 景 技 術

プラスチ ッ ク押出 し成形や射出成形等に用いる樹脂成 形装置は、 樹脂を溶融する シ リ ンダと、 樹脂を押 し出す ス ク リ ューな どを普通備えている。 成形終了時には、 溶 融 した樹脂がシ リ ンダゃスク リ ユー内に付着して残留す る ので、 樹脂の材質や色等の性状を変更する よ う な場合 には、 残留 した樹脂を十分に排出 しておかない と不良品 を成形する こ と になる。

そ こで、 残留 し た樹脂を排出するための洗浄剤と して パ一ジ剤が用 い られてお り、 このパ一ジ剤を装置内に送 リ込んで、 残留樹脂を搔き落している。

パージ作業は、 一般に、 熱可塑性樹脂が、 温度が高い と金属面に粘着し、 温度が低い と金属面に粘着しない、 と い う性質を利用する 。 すなわち、 追い出 したい樹脂を 熱いシ リ ンダ内壁に粘着させ、 これを冷たいスク リ ユー に供給 した粘性が高 く 、 固いパージ剤によって、 搔き落 している。

パ一ジ剤には、 ア ク リ ル樹脂やエチ レ ン樹脂が用い ら れている。 搔き落し効果を増すために、 これら樹脂にガ ラス繊維等を混ぜているパージ剤もある。

現在のプラスチッ ク成型は、 少量多品種化が進んでい る。 このため、 成型品 目 が変わるたびに、 パージ作業を 行なおざる をえず、 生産効率を上げるために、 パージ作 業の箇唣化が強く望まれている。

し かし、 従来のパージ剤は、 パージ剤を構成している 樹脂の固さ のみによっ て、 成型機に残留 している樹脂を 搔き落している ために、 排出力が弱く 、 時間がかかり， 多量のパージ剤を必要と していた。

また、 パージ剤を、 次の成型材料で抜き出す際にも、 時間を费やし、 多量の樹脂を必要と している。

そ こで、 近年、 樹脂にガラス織維等を混ぜる こ と によ つて、 排出力 を増すこ とも行なわれているが、 その効果 は、 いまだ満足できるものではない。

本発明の目的は、 排出力が僂れたプラスチッ ク成型機、 押出 し機用パージ剤を提供する こ と によ り、 パージ剤の 使用量の低減、 作業の短縮が可能と成り、 生産効率を犬 幅に改善することにある。

発 明 の 開 示

本発明の目的は以下のよう にして達成される。

すなわち、 パージ剤に、 硬度が 5以上の硬質材料を、 少なく とも 2種類以上含有するこ と を特徴とする。

本発明でい う 硬質材料は、 モース硬度で 5以上のもの を さす。 モ ー ス硬度は、 1 0種の基準と なる鉱物と比較 する こ と に よっ て、 硬度を求める経験的な方法であ り、 モース硬度で 5以上とは、 リ ン灰石よ り硬いものをさす。

硬度が 5 以上の硬質材料は、 成型機に残存している樹 脂を容易に排出するこ とができるが、 硬度が 4以下では、 残揸が発生する 。 硬度が 6以上がさ らに好ま しいが、 9 以上では成型機の材質によっては傷をつけやすく なる。

本発明のパージ剤は、 搔き落す作用をもつ硬質材料と、 研磨する作用 を もつ硬質材料を少な く とも 2種類含有さ せる必要がある。

搔き落 しおよび研磨を促進するために、 重量平均粒径 の異なる硬質材料を含有する こ と が好ま しい。 粒径の大 き い硬質材料が、 排出される樹脂を搔き落し、 さ らに、 粒径が小さ い硬質材料が、 排出される樹脂を研磨する こ とによ り、 搔き落しを促進する。

本発明においては、 上記効果を有するな らば、 硬質材 料の平均粒径値は、 粒子表面の粗さや、 形状によって異 なるため、 特に、 限定されるものではない。 しかし、 通 常、 粒径の小さい硬質材料の平均粒径は 1 5〜 3 0 μ πι、 粒径の大きいものは 1 4 0〜 2 2 0 j« mが好ま しい。

パージ作業の効率化を図るため、 パージ作業が行われ る温度は、 排出する樹脂の成型温度、 パージ作業後に用 い る樹脂の成型温度、 あるいは、 これ ら両者の間がほと んどである。 本発明のパージ剤に使用する硬質材料は、 パ一ジ作業 を行う温度における、 排出する樹脂の搔き落しやすさ に よって選ばれる。

硬質材料は無機材料であろう と、 有機材料であろう と、 特に、 限定さ れるものではないが、 クエッ クサン ド、 ガ ラス粉末、 シ リ カおよび/または鉄粉から選ばれる こ と が好ま しい。

クエッ ク サン ドは一般ガラスと同様な性質で、 ケィ酸 成分の含有率が大き く 、 硬度が 6〜 7 のゲイ酸ガラス粉 末であ り 、 成型温度の髙ぃ樹脂から、 低い樹脂まで、 使 用することができる。

シ リ カ は、 硬度が 7〜 8、 比重 2 . 6 ~ 2 . 7と粳いため、 取れにく く、 成型温度が高い樹脂に対して使用される。

鉄粉はガラス系のものに比し硬度は髙く ないが、 装置 に傷を付けることなく 、 広範囲に使用することができる。

ガラス粉末は硬度が髙いので、 単用よ り もクエツ クサ ン ドなどの補強と して用いられることが多い。

硬質材料は同種ある いは異種のものを組み合せてもよ い

硬質材料の含有比率は製品によって任意であ り、 制限 はない。

硬赏材料は熱可塑性樹脂に分散されている こ と が好ま しい。

本発明における熱可塑性樹脂は、 排出する樹脂の成型 温度で軟化 しても、 硬質材料を沈降させない こ と が必要 である。 これは、 硬質材料がバイ ンダーである樹脂中で、 均一に分散されに く く な り 、 大幅に排出力が低下するた めであ る。 また、 パージされる樹脂よ り 固い必要はない が、 固いこと が好ま しいことはいう までもない。

用い られる熱可塑性樹脂は、 一種類あるいはそれ以上 でも かまわないが、 ポリエチ レン樹脂おょぴ またはァ ク リル樹脂を含有する ことが好ま しい。

高密度ポ リ エチ レ ン樹脂、 低密度ポ リ エチ レ ン樹脂、 ア ク リ ル樹脂を使い分ける こ と によ り 、 硬質材料が沈降 しないよ う にする こ と ができ る。 たとえば、 高密度ポリ エチ レ ンで は、 排出す る樹脂の成型温度が 2 5 0 °C〜 3 5 0 °Cである場合、 低密度ポリエチ レ ンでは、 排出す る樹脂の成型温度が 1 5 0 °C〜 2 5 0 °Cである場合に使 用するパージ剤が得 られる。 さ ら に、 使用条件にあわせ て、 これらを混合するこ とでよ り適正化を図る。

本発明のパージ剤は、 界面活性剤を含有する こ と が好 ま しい。 界面活性剤は、 本来の洗浄作用のほか、 使用時 の発泡によ リ パージ剤の搔き落し作用および研磨作用 を 促進する。

本発明のパ一ジ剤は、 硬質材料をパ一ジ剤中に均一に 分散させるため、 ブ レ ン ドオイル等の混合媒体を使用す る こ と が好ま し い。 混合媒体を使用 しない と、 比重の大 き い硬質材料は、 沈降 して し まい、 搔き落し作用および 研磨作用 が低下 して し まう 。 なお、 混合媒体はその多く が、 混合時の熱で飛散し、 パージ剤の成分と しては極め て微量となる。

本発明のパージ剤はペレツ ト状であることが好ま しい。 ペ レ ッ ト状は敢 リ扱いが簡単であ り 、 投入口 を汚すこ と がない。

本発明のパージ剤は例えば次のよう にして製造される。 硬質材料、 熱可塑性樹脂、 さ らには、 界面活性剤を混 合機に投入し、 各成分を均一分散するために、 混合媒体 と して例えばブレン ドオイルを入れ、 2 0 〜 3 0分混合 する。 その後、 混合物は押出機で加工される。

押出機は、 駆動源と して減速機を有するモータ と、 円 筒状で外から ヒ ータ で加熱され、 温度調整可能な加熱简 と、 加熱筒の内側にあ り、 前記モータ の駆動力を減速機 を経て受け、 内部の混合物を押し出すスク リ ユーと、 該 スク リ ューによ り前記加熱筒から溶融して押し出される 混合物 を通過さ せる も のでぁ リ 、 直径 4 讓程度の穴が 1 0〜 4 0個開けられたダイスと を備えている。

混合機から押出機に投入された混合物は、 加熱筒で加 熱され、 軟化した状態でスク リ ユーによ リ ダイ スの穴か らス ト ラ ン ドになっ て押 し出される。 この間約 5 〜 1 5 秒である。

ス トラン ドは水槽に入れて 5 〜 7秒冷却される。

冷却されたス ト ラ ン ドは水槽から揚げ、 水分を切 り な フ

がらペ レ タ イザによ り 3 議程度に切断される。

ペ レ ツ 卜状のパ一ジ剤は、 袋詰め さ れる 。 袋には通常 2 5 kg程度入る が、 本発明のパージ剤は発泡 してい る の で、 1 5 kg程度でぁ リ 、 専用 ミ シ ンで袋口 を閉 じて出荷 される。

従来のパージ剤は、 樹脂の固さ を利用 しで搔き落 し を 行っ て い る が、 本発明のパージ剤は硬度 5 以上の硬貿材 料に よ っ て、 搔き落 し を行っ てい る 。 樹脂は髙温にな る に従い、 軟化が進み、 搔き落 し効果を失 う が、 硬質材料 は樹脂よ り 固 く 、 硬度は温度に影響されない。

ま た、 本発明のパージ剤は搔き落 し作用 に加え、 研磨 作用 を有 して い る 。 粒径が大き い硬質材料が排出する樹 脂 を搔き落 し 、 粒径が小さ い硬質材料が、 さ ら に、 硏磨 する 。 こ の ため、 搔き落 し に く い樹脂でも完全に排出す ' る こ と ができ る。

本発明は、 排出す る樹脂の成形温度や用い る硬質材料 の比重に あわせて、 高密度ポ リ エチ レ ン、 低密度ポ リ エ チ レ ンおよび / ま たはァ ク リ ル樹脂 を適宜用い る こ と に よ リ 、 パ一ジ作業中でも硬質材料が沈降する こ と な く 、 均一に分散さ れて い る 。 こ う して、 排出力が優れたパ一 ジ剤を得る こ と ができる。

本発明のパージ剤は従来のも の に対 して、 排出力 が大 幅に改善さ れて い る ので、 パージ剤の使用量を低減がで き 、 パージ剤 を排出す るため に使用する次の成型材料が 極めて少量ですむ。

こ の よ う に本発明のパージ剤は、 使用量の低減、 作業 時間の短縮が可能となり、 コス トダウンを可能とする。

[実施例]

実施例を説明する が、 本発明はこれに限定されるもの ではない。

以下の重量比構成のパージ剤を製造した。

実施例一 1

ポリ エチレン樹脂 （密度 = 0.95) 7 5 %

クエックサン ド（重量平均粒径 27 m) 1 0

クエッ クサン ド（重量平均粒径 160 m) 1 0

一般ガラス粉末 5

界面活性剤（クエックサン ド総量比％) 2〜 5

ブレン ドオイル 微 量

実施例一 2

ポリエチレン樹脂 （密度 = 0.95) 5 0 %

ポリエチレン樹脂 （密度 =0.963) 2 0

クエックサン ド（重量平均粒径 27 /ίΐη) 1 0

クェシクサン ド（重量平均粒径 160 μ m) 1 0

一般ガラス粉末 5

シリ カ 5

界面活性剤（クエッ クサン ド総量比％) 2〜 5

ブレン ドオイノレ 微 量

比較例一 1 ポリ エチ レン樹脂 （密度 = 0.945) 1 0 0 %

比較例一 2

ポリ エチ レン樹脂 （密度 = 0.945) 7 5 %

ポリエチレン樹脂 （密度 = 0.965) 2 5 %

同量の実施例一 1 および比較例一 1 のパージ剤を用い て、 成形温度 2 1 0〜 2 8 0 °Cのポ リ プロ ピレン樹脂の 排出実技テス ト を行っ た。 排出に費や した時間は、 実施 例一 1 は比較例一 1 に対して 3 0分ほど短縮されていた。 さ ら に、 実施例一 1 のパージ剤を、 上記の実験の半分の 量を用いて、 再び排出、 実技テス ト を行っ たが、 排出に 費やされた時間は、 3分ほど伸びたにすぎなかっ た。

同量の実施例一 2 および比較例一 1 のパージ剤を用い て、 成形温度 3 0 0 °C以上のポ リ カーボネー ト樹脂の排 出実技テス 卜 を行っ た。 実施例一 2 が排出に費や した時 間は、 比較例一 2 に対して 4 0分程短縮されていた。

実施例一 1 のパージ剤を用いて、 ポ リ プロ ピ レ ン樹脂 ではな く ポリ カーボネー ト樹脂の排出実技テス 卜 を、 実 施例一 2 のパージ剤を用いて、 ポリ カーボネー ト樹脂で はな く ポ リ プロ ピ レ ン樹脂の排出実技テス ト を行っ た。 各々 、 前者の排出に費や した時間に対して、 7分ほど排 出時間がのびて しまった。

産業上の利用可能性

本発明のプラ スチ ッ ク成型機、 押出 し機用パージ剤に よれば、 排出に费やす時間 を大幅に短縮でき、 使用量も 大幅に低減でき る 。 また、 排出する樹脂の成形温度にあ わせて、 パージ剤にもちいる樹脂を変更するこ と によ り、 排出力の儍れたパージ剤を提供する こと ができ る。 この ために、 生産効率を大幅に改善を可能とする。

Claims

請 求 の 範 囲

( 1 ) 硬度が 5以上の硬質材料を、 少な く と も 2種類以 上含有する こ と を特徴とする、 プラ スチ ッ ク成型機、 押 出し機用パージ剤。

( 2 ) 前記少な く と も 2種類の硬質材料が、 それぞれ、 搔き落す作用 と 、 研磨する作用 を有する こ と を特徵とす る請求項 1記載のパージ剤

( 3 ) 前記少な く と も 2種類の硬質材料の重量平均粒径 が、 それぞれ異なっ ている こ と を特徴とする請求項 1 ま たは 2記載のパ一ジ剤。

( 4 ) 前記硬質材料が、 ク エ ッ ク サン ド、 ガラ ス粉末、 シ リ カ および Zまたは鉄粉から選ばれる こ と を特徴とす る請求項 1， 2 または 3記載のパージ剤。

( 5 ) 前記硬質材料が、 熱可塑性樹脂に分散されている こ と を特徴とする請求項 1， 2， 3 ま たは 4記載のパ一 ジ剤。

( 6 ) 前記熱可塑性樹脂が、 少な く ともポ リ エチ レ ン樹 脂および Zまたはァ ク リル樹脂を含有する こ と を特徴と する請求項 5記載のパージ剤。

( 7 ) 前記パージ剤が界面活性剤を含有する こ と を特徴 とする請求項 1， 2， 3 , 4 , 5 ま たは 6 記載のパージ 剤。

( 8 ) 前記パージ剤が混合媒体を含有する こ と を特徵と す る請求項 1， 2， 3， 4， 5， 6 または 7 記載のパ一

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