成形機用の洗浄剤樹脂組成物
【課題】 熱硬化性樹脂用の成形機用の洗浄剤として好適な洗浄剤樹脂組成物の提供。
【解決手段】
（Ａ）非晶性樹脂１００質量部に対して、（Ｂ）モース硬度が３〜８の無機充填材を２０〜２００質量部、必要に応じて（Ｃ）界面活性剤を１〜１０質量部含有し、比重が１．１５〜２．５である成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【解決手段】
（Ａ）非晶性樹脂１００質量部に対して、（Ｂ）モース硬度が３〜８の無機充填材を２０〜２００質量部、必要に応じて（Ｃ）界面活性剤を１〜１０質量部含有し、比重が１．１５〜２．５である成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形機用の洗浄剤樹脂組成物及び前記組成物を用いた成形機の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂用の成形機の洗浄を行う場合、シリンダーに加熱溶融させた熱可塑性樹脂を通して粗洗浄を行った後に、成形機を分解してスクリュー及びシリンダーを個別に洗浄することが一般的である。シリンダーはスクリューを抜いた後に専用の治具を用いて洗浄し、スクリューは残留コンパウンドをへらによって剥ぎ取る方法、金属製ブラシやグラインダで擦り取る方法、溶剤に浸漬して残留コンパウンドを溶解する方法、燃焼炉に入れて残留コンパウンドを完全炭化させて除去する方法、ブラスト処理により除去する方法により洗浄することが一般的である。
【０００３】
ところが、熱硬化性樹脂用の成形機には専用の洗浄剤がない。スクリューの溝表面に堆積固着した硬化コンパウンドは加熱によって溶融しないため、従来の、シリンダーに加熱溶融させた熱可塑性樹脂を通す方法では堆積した残留硬化コンパウンドを除去することができず、熱硬化したコンパウンドの堆積固着物層がスクリューの溝に厚く堆積したままスクリューを抜くことになる。
【０００４】
このスクリューの溝に残留した厚い熱硬化コンパウンド堆積固着物層を除去する方法として上記の方法がとられているが、へらによる除去は多大の労力を要するため作業効率が悪く、金属製ブラシはスクリュー表面を傷つけ、燃焼炉は専用の設備が必要でスクリューを痛めると同時に燃焼時に環境上悪影響を与えるガスが発生する恐れがあり、いずれも好ましくない。また、ブラスト処理による除去も専用の設備が必要であり、投射材としてスチールやSUSなどの硬い材料を使用するとスクリュー表面を傷つける恐れがあり、投射材として樹脂コンパウンドを使用すると時間がかかるという問題点があった。
【０００５】
これらの問題点を回避するため、熱硬化樹脂用成形機の洗浄は、スクリューを抜いた後に溶剤に浸漬させ、残留コンパウンドを溶解させて除去する方法が多く用いられている。しかし、この方法は溶剤を多量に使用するため、使用済み廃溶剤の廃棄が環境負荷を増大させ、揮発性の溶剤を使用する場合は労働安全衛生上好ましくない。また、堆積層が多い程残留コンパウンドの溶解に長い時間を要するので、やはり作業効率が悪い。
【特許文献１】特開2002-144375号公報
【特許文献２】特開2000-345193号公報
【特許文献３】特開59-124999号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、成形機用スクリューの表面に、樹脂から成る投射材を吹き付けるブラスト処理を施し、スクリュー表面に付着した成形材を除去するスクリューの清掃方法が開示されている。実施例及び図面からも明らかなとおり、２軸押出成形機からスクリューを取り出してブラスト処理することで、バインダー（熱可塑性樹脂）と磁性粉が混合された樹脂磁石成形物を除去するものである。
【０００７】
特許文献２には、熱可塑性樹脂粉末と該粉末を膨潤、溶解させることが可能な溶剤及び／又は重合性単量体からなる洗浄用樹脂組成物が開示されている。しかし、実施例１にも記載されているとおり、洗浄用組成物の製造には、多量の有機溶媒を使用している。
【０００８】
特許文献３には、熱可塑性樹脂、無機充填剤及び滑剤からなる洗浄用樹脂組成物が開示されている。しかし、熱硬化性樹脂を成形した後の押出機の洗浄については全く開示されていない。
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決することができ、スクリューの溝に残留する熱硬化したコンパウンドの堆積固着物層（以下、「堆積固着物層」と略す。）の除去性が良い、成形機の洗浄剤樹脂組成物及びそれを用いた洗浄方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、課題の解決手段として、（Ａ）非晶性樹脂１００質量部に対して、（Ｂ）モース硬度が３〜８の無機充填材を２０〜２００質量部含有し、比重が１．１５〜２．５である成形機用の洗浄剤樹脂組成物を提供する。
【００１１】
また本発明は、他の課題の解決手段として、請求項１〜６のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物を用いた洗浄方法であり、
成形機のシリンダー内部に、前記洗浄剤樹脂組成物を投入して排出させることにより、熱硬化によって前記シリンダー内部に残留した熱硬化性樹脂に由来する固着物を除去する成形機の洗浄方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の洗浄剤樹脂組成物を用いた成形機の洗浄方法によれば、堆積固着物層の除去性能を大きく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜成形機用の洗浄剤樹脂組成物＞
本発明の成形機用の洗浄剤樹脂組成物は、熱硬化性樹脂又はその組成物の成形に用いた成形機を洗浄するためのものである。本発明の洗浄剤樹脂組成物は、下記の各成分を含むものであり、溶剤は含んでいない。
【００１４】
〔（Ａ）成分〕
（Ａ）成分の非晶性樹脂は、堆積固着物層の洗浄性能を高めるため、成形機の温度（Ｔ１）と（Ａ）非晶性樹脂のガラス転移温度（Ｔ２）の差（Ｔ１−Ｔ２）が−５０℃〜１２０℃になるものが好ましく、−４０℃〜１２０℃になるものがより好ましく、−３０℃〜１２０℃になるものが更に好ましい。Ｔ１−Ｔ２が前記範囲内であると、溶融粘度を適正範囲に維持することで、洗浄性能が高められ、シリンダーやスクリューを傷つけることもない。
【００１５】
成形機の温度（Ｔ１）は、洗浄対象となる成形機と使用する熱硬化性樹脂により異なるものである。押出成形機の場合は、成形機に取り付けられた熱電対等を使用して測定した熱硬化性樹脂の溶融温度となる。射出成形機の場合は、成形機に取り付けられた熱電対等を使用して測定したシリンダー温度となる。
【００１６】
（Ａ）成分の非晶性樹脂のガラス転移温度は、堆積固着物層の洗浄性能を高めるため、７０〜２００℃が好ましく、７０〜１７０℃がより好ましく、７０〜１５０℃が更に好ましい。
【００１７】
（Ａ）成分の非晶性樹脂としては、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、スチレンアクリロニトリル共重合樹脂（SAN）、ポリスチレン（PS）、ポリ塩化ビニル（PVC）、ポリカーボネート（PC）等が好ましい。スチレンアクリロニトリル共重合樹脂（SAN）、ポリスチレン（PS）は特に重量平均分子量が１００，０００〜６００，０００の範囲のものが好ましく、１００，０００〜５００，０００の範囲のものがより好ましく、１５０，０００〜４５０，０００の範囲のものがより好ましい。ポリカーボネート（PC）は特に重量平均分子量が１５，０００〜３０，０００の範囲のものが好ましく、１７，０００〜３０，０００の範囲のものがより好ましく、２０，０００〜３０，０００の範囲のものがより好ましい。
【００１８】
〔（Ｂ）成分〕
（Ｂ）成分のモース硬度（硬度１〜１０）が３〜８の無機充填材は、堆積固着物層の切削効果を高める成分である。モース硬度が前記範囲内であると、堆積固着物層の切削効果が高められると共に、成形機の洗浄時において、スクリューやシリンダーを傷つけることがない。
【００１９】
（Ｂ）成分のモース硬度が３〜８の無機充填材としては、ガラス繊維、ガラス粒、ウォラストナイト、硫酸バリウム、溶融スラグ、鉄鋼スラグ又はこれらの破砕物、人造鉱物繊維から選ばれるものが好ましく、必要に応じて２種以上を併用することができる。これらの中でも、特にモース硬度が４〜８のガラス繊維、ガラス粒、ウォラストナイト、溶融スラグ、鉄鋼スラグ又はこれらの破砕物、人造鉱物繊維が好ましい。
【００２０】
ガラス繊維は、一般に市販されているものが使用可能であり、例えば日本電気硝子（株）、日本板硝子（株）、日東紡績(株)のプラスチック用ガラス繊維メーカーで製造されているものが入手可能である。これらは、繊維を束ねるための集束剤、及び樹脂との密着性を向上させるためのカップリング剤が配合されているが、必要に応じて、ガラス繊維の樹脂からの脱落を防止したり、洗浄剤樹脂組成物の加工性を向上する目的でカップリング剤を増量してもよい。これら集束剤及びカップリング剤は、高温での熱安定性の高いものがより好ましい。また、繊維径が５〜１６μm、繊維長が０．５〜１２mmのものが好ましい。
【００２１】
ガラス粒は、平均粒径が１〜５００μmのものが好ましく、１０〜２００μmのものがより好ましい。
【００２２】
ウォラストナイトは公知のものを用いることができ、例えば、平均繊維長が１０００μm以下で、平均繊維径が５〜２０μmのものを挙げることができる。
【００２３】
硫酸バリウムは、平均粒径が０．１〜２０μmのものが好ましく、０．３〜２μmのものがより好ましい。
【００２４】
溶融スラグは、焼却灰等の廃棄物を燃焼熱や電気から得られた熱エネルギー等により、高温（１２００℃以上）で加熱、燃焼させ、無機物を溶融させた後に冷却したガラス質の固化物である。溶融スラグは、必要に応じて破砕したものを用いることができる。
【００２５】
溶融スラグの平均粒径（球に換算したときの平均粒径）は、１〜２００μmが好ましく、１〜１００μmがより好ましく、５〜５０μmが更に好ましい。
【００２６】
鉄鋼スラグは、鉄鋼製造工程において副産物として生成されるもので、高炉スラグと製鋼スラグに分けることができる。高炉スラグと製鋼スラグは、単独で用いてもよいし、併用してもよい。高炉スラグと製鋼スラグは、必要に応じて破砕したものを用いることができる。
【００２７】
高炉スラグは、冷却方法により、徐冷スラグ（徐冷処理したもの）と水砕スラグ（急冷処理したもの）に分けることができる。徐冷スラグと水砕スラグは、単独で用いてもよいし、併用してもよい。徐冷スラグと水砕スラグは、必要に応じて破砕したものを用いることができる。
【００２８】
高炉スラグと製鋼スラグ（徐冷スラグ、水砕スラグ）の平均粒径（球に換算したときの平均粒径）は、１〜２００μmが好ましく、１〜１００μmがより好ましく、５〜５０μmが更に好ましい。
【００２９】
人造鉱物繊維としては、ロックウール（岩綿）、スラグウール（鉱さい綿）から選ばれるものを用いることができる。
【００３０】
ロックウールは、玄武岩その他の天然鉱物などを主原料として、キュポラや電気炉で1,500〜1,600℃の高温で溶融するか、又は高炉から出たのち、同程度の高温に保温した溶融スラグを炉底から流出させ、遠心力などで吹き飛ばして繊維状にした人造鉱物繊維である。なお、けい酸分と酸化カルシウム分を主成分とする高炉スラグを原料としたものもロックウールとする場合もある。
【００３１】
スラグウールは、けい酸分と酸化カルシウム分を主成分とする高炉スラグを原料としてロックウールと同様にして製造したもの人造鉱物繊維である。
【００３２】
人造鉱物繊維の平均繊維長Ｌは、１〜5,000μmが好ましく、１〜1,000μmがより好ましく、５〜５００μmが更に好ましい。
【００３３】
人造鉱物繊維の平均繊維径Ｄは、１〜２０μmが好ましく、１〜１０μmがより好ましく、２〜７μmが更に好ましい。
平均繊維長Ｌと平均繊維径Ｄとの比Ｌ／Ｄは、１〜１０００が好ましく、1〜１００がより好ましく、２〜８０が更に好ましい。
【００３４】
組成物中における（Ｂ）成分の含有割合は、（Ａ）成分１００質量部に対して２０〜２００質量部、好ましくは３０〜２００質量部、より好ましくは４０〜１５０質量部である。前記範囲内であると、切削効果が高められ、洗浄時において成形機に負荷がかかりすぎることがない。
【００３５】
〔（Ｃ）成分〕
（Ｃ）成分の界面活性剤は、堆積固着物層を除去した後のスクリュー及びシリンダー表面を洗浄し、組成物の自己排出性を向上させてスクリューを引き抜くことを容易にし、更にスクリューを引き抜いた後、組成物をスクリュー表面から剥離し易くするための成分であり、アニオン界面活性剤が好ましい。
【００３６】
組成物中における（Ｃ）成分の含有割合は、（Ａ）成分１００質量部に対して０．５〜２０質量部、好ましくは１〜１０質量部、より好ましくは２〜５質量部である。含有量が０．５質量部以上であると十分な洗浄効果を付与でき、特に自己排出性が向上され、２０質量部以下であると自己排出性が良好であると共に、成形機内に残留して汚染することが抑制される。
【００３７】
アニオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル又はアルケニルエーテル硫酸塩、アルキル又はアルケニル硫酸塩、炭素数８〜２０のα−オレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩類、アルキル又はアルケニルエーテルカルボン酸塩、α−スルフォ脂肪酸塩、α−スルフォ脂肪酸エステル、炭素数が１２〜２０の飽和又は不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩等から選ばれる１種又は２種以上を挙げることができる。
【００３８】
アニオン界面活性剤としては、特にアルカンスルホン酸又はその塩を５０質量％以上含む陰イオン界面活性剤が好ましい。
【００３９】
本発明の洗浄剤樹脂組成物は、比重が１．１５〜２．５であり、好ましくは１．２〜２．５であり、より好ましくは１．２５〜２．５であり、更に好ましくは１．３〜２．５である。組成物の比重が前記範囲であると、洗浄時における慣性能が大きくなり、堆積固着物層の切削効果が高められる。すなわち、組成物の比重が低すぎると、シリンダー中での組成物の慣性能が小さくなって洗浄効果が十分に発揮できず、高すぎると慣性能が大きくなりすぎて組成物がスクリュー全体に行き渡らず十分な洗浄ができない。
【００４０】
本発明の洗浄用樹脂組成物は、上記各成分を、ヘンシェルミキサー、タンブラーブレンダー、ニーダー等の混合機で予備混合した後、押出機で混練したり、加熱ロール、バンバリーミキサーで溶融混練することによって製造することができる。
【００４１】
＜成形機の洗浄方法＞
本発明の成形機の洗浄方法は、熱硬化性樹脂又はそれを含む組成物（例えば、粉体塗料）の成形に用いた成形機（例えば、押出機や射出成形機）を洗浄するものであり、上記した洗浄剤樹脂組成物を成形機のシリンダー内部に投入し、排出させる方法を適用する。
【００４２】
例えば、粉体塗料は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、又はこれらの混合物に硬化剤、硬化促進剤、着色剤等を攪拌混合後、押出機で加熱溶融混練したものを冷却後粉砕して製造する方法が一般的である。このときの押出機のシリンダー温度は、前記樹脂の熱硬化温度よりも低めに設定されるが、長時間の運転を継続すると、少しずつ硬化反応が発生して、硬化皮膜が主にスクリュー表面に形成され、積層していく。これが継続して進行する結果、硬化堆積物がスクリューの溝の空間を埋めていって堆積固着物層となり、生産速度が落ちていく。従って、この堆積固着物層を除去するためには、スクリューを抜いて堆積物を剥ぎ取る作業が必要になるが、この堆積固着物層が少なければ少ないほどスクリュー引き抜いた後の洗浄作業は容易になる。
【００４３】
粉体塗料製造設備では、洗浄剤を使用しないで、例えばスクリュー径６５ｍｍの二軸押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始する場合、通常はスクリューを抜いた後、スクリュー表面の堆積物を約２時間かけてへらである程度除去し、その後、スクリューを溶剤に２〜３日間浸漬して残りの堆積物を除去し、溶剤からスクリューを取り出して約３０分表面仕上げを行い使用可能な状態になる。
【００４４】
射出成形機を利用して熱硬化性樹脂の成形品を得る場合、例えば、熱硬化性樹脂に硬化剤、硬化促進剤等の混合物を成形機ホッパーから投入し、樹脂を加熱溶融させてスクリューを回転させながら計量を行った後、金型に注入後、硬化させて成形品を得る。このとき、成形機のシリンダー設定温度は熱硬化反応を起こさないよう低温にし、金型温度は熱硬化反応を促進させるよう高温にするが、実際には長時間の運転を継続すると、少しずつ硬化反応が発生して、硬化皮膜が主にスクリュー表面に形成され、積層していく。これが継続して進行する結果、硬化堆積物がスクリューの溝の空間を埋めていって堆積固着物層となり、その結果成形時の計量時間が長くなるとともに成形条件幅が狭くなって成形が困難になる。従って、この堆積固着物層を除去するためにスクリューを抜いて堆積物を剥ぎ取る作業が必要になるが、この堆積固着物層が少なければ少ないほどスクリュー引き抜いた後の洗浄作業は容易になる。
【００４５】
熱硬化性樹脂の射出成形設備では、洗浄剤を使用しないで、例えばスクリュー径３６ｍｍの射出成形機による熱硬化性樹脂の成形において計量時間が初期の２倍になる時点で洗浄を開始する場合、通常はスクリューを抜いた後、スクリュー表面の堆積物を約１時間かけてへらである程度除去する。その後、スクリューを溶剤に２〜３日間浸漬して残りの堆積物を除去し、溶剤からスクリューを取り出して約１５分表面仕上げを行い使用可能な状態になる。
【００４６】
本発明の洗浄方法は、成形機（例えば、押出機や射出成形機）のスクリュー表面の堆積固着物層の量を大きく減少させることにより、スクリューを引き抜いた後の洗浄作業に要する労力を著しく減少させることができると共に、溶剤を不要にできるか、又は溶剤の使用量を減少させたり、浸漬時間を短縮させたりすることができる。
【００４７】
本発明の洗浄方法により押出機を洗浄する場合、洗浄剤樹脂組成物の投入速度Q（kg/hr）とスクリュー回転数N1（rpm）の比Q／N1が１０以下になるように制御することが好ましく、より好ましくは０．１〜１０であり、更に好ましくは１〜１０である。
【００４８】
Q／N1が前記範囲であると、押出機のホッパーから洗浄剤樹脂組成物を投下したとき、洗浄剤樹脂組成物とスクリューの混練性が良く、スクリューによる洗浄剤樹脂組成物の搬送が円滑になされると共に、洗浄剤樹脂組成物の慣性能が高められるので、堆積固着物層の切削性能が向上される。この場合の慣性能は、特定範囲の比重を有する本発明の洗浄剤樹脂組成物との組み合わせにより、より顕著に発現される結果、堆積固着物層の切削性能が高められる。
【００４９】
本発明の洗浄方法により射出成形機を洗浄する場合、スクリュー回転数N2（rpm）が３０rpm以上になるように制御することが好ましく、より好ましくは１００rpm以上、更に好ましくは１５０rpm以上に制御することが好ましい。
【００５０】
本発明の成形機の洗浄方法は、熱硬化性樹脂を成形した押出成形機や射出成形機等の成形機の洗浄に適用されるが、特に不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂を成形した成形機の洗浄方法として適している。
【実施例】
【００５１】
実施例１〜８、比較例１〜３は押出機への適用例であり、実施例９及び比較例４は射出成形機への適用例である。
【００５２】
実施例１〜５、比較例１〜３に使用した押出機は栗本鐵工所製KEXP65（二軸押出機、スクリュー径６５ｍｍ、L/D＝１７．５）であり、実施例６及び比較例４に使用した射出成形機は（東芝機械製IR100GN、型締め力１００トン、スクリュー径３２ｍｍ）である。
【００５３】
表１に用いた（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分は以下のとおりである。
（Ａ）成分
ＰＳ：東洋スチレン（株）製、「トーヨースチロールＭＴ１Ｃ」、比重１．０５
ＡＳ：ダイセルポリマー（株）製、「セビアン０２０」、比重１．０７
ＰＣ：三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、「ユーピロンＳ−２０００」比重１．２０
ＰＥ：三井化学（株）製、「ハイゼックス５０００ＳＲ」、比重０．９６
ＰＥＴ：三菱レイヨン（株）製、「ダイヤナイトＭＡ−５２１Ｈ」、比重１．３４
（Ｂ）成分
ガラス繊維：日本電気硝子（株）製、「ＥＳＣ−０３−Ｔ−１２０」、比重２．５７
ガラスビーズ：ポッターズ・バロティーニ（株）製、「ガラスビーズＧＢ７３１−ＰＮ」、比重２．５
ロックウール：日本ロックウール（株）製、「エスファイバーＦＦ１２０」、比重２．７
高炉スラグ：新日鐵高炉セメント（株）製、「エスメント」、比重２．７
ウォラストナイト：関西マテック（株）製、「ウォラストナイトＫＡＰ−１７０」、比重２．９
沈降性硫酸バリウム：堺化学工業（株）、「沈降性硫酸バリウムＢ−５５」、比重４．５
炭酸カルシウム：丸尾カルシウム（株）、「カルファイン２００」、比重２．７
（Ｃ）成分
界面活性剤：クラリアントジャパン（株）製、「Hostapur SAS93」
成形機が押出機の場合、実施例１の洗浄性を良好（○）として、これを基準として、同等の洗浄性のものを○、洗浄性が劣るものを×とした。
【００５４】
成形機が射出成形機の場合、実施例８の洗浄性を良好（○）として、これを基準として、同等の洗浄性のものを○、洗浄性が劣るものを×とした。
【００５５】
実施例１
表１に示す各成分を配合し、二軸押出機（日本製鋼製、TEX30α）で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００５６】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数１０rpmに設定し、ホッパーに投入速度８０kg/hrで洗浄剤組成物を投入した（Q／N1=８、使用量１２kg）。スクリューを抜いた後、約１時間のへらによる除去作業後、溶剤に１日浸漬した後、約３０分表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００５７】
実施例２
表１に示す各成分を配合し、二軸押出機（日本製鋼製、TEX30α）で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００５８】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数２０rpmに設定し、ホッパーに投入速度１６０kg/hrで洗浄剤組成物を投入した（Q／N1=８、使用量１０kg）。スクリューを抜いた後の表面堆積物は少なく、へらによる除去に約1時間と表面仕上げに約３０分、合わせて１時間半で使用可能な状態になった。溶剤浸漬はしなかった。
【００５９】
実施例３
表１に示す各成分を配合し、二軸押出機（日本製鋼製、TEX30α）で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００６０】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数２０rpmに設定し、ホッパーに投入速度１６０kg/hrで洗浄剤組成物を投入した（Q／N1=８、使用量１０kg）。スクリューを抜いた後の表面堆積物は少なく、へらによる除去に約1時間と表面仕上げに約３０分、合わせて１時間半で使用可能な状態になった。溶剤浸漬はしなかった。
【００６１】
実施例４
表１に示す各成分を配合し、二軸押出機（日本製鋼製、TEX30α）で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００６２】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数２０rpmに設定し、ホッパーに投入速度１６０kg/hrで洗浄剤組成物を投入した（Q／N2=８、使用量１０kg）。スクリューを抜いた後の表面堆積物は少なく、へらによる除去に約1時間と表面仕上げに約３０分、合わせて１時間半で使用可能な状態になった。溶剤浸漬はしなかった。
【００６３】
実施例５
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００６４】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の１／３になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数１０rpmに設定し、ホッパーに投入速度６０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=６、使用量１２kg）。スクリューを抜いた後、約１時間のへらによる除去作業後、溶剤に１日浸漬した後、約３０分表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００６５】
実施例６
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００６６】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の１／３になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数１０rpmに設定し、ホッパーに投入速度６０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=６、使用量１０kg）。スクリューを抜いた後、約１時間のへらによる除去作業後、溶剤に１日浸漬した後、約３０分表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００６７】
実施例７
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００６８】
エポキシ樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が８５℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数２０rpmに設定し、ホッパーに投入速度６０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=３、使用量１２kg）。スクリューを抜いた後の表面堆積物は少なく、へらによる除去に約１時間と表面仕上げに約３０分、合わせて１時間半で使用可能な状態になった。溶剤浸漬はしなかった。
【００６９】
実施例８
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００７０】
ポリエステル／エポキシハイブリッド樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１４５℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数２０rpmに設定し、ホッパーに投入速度１６０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=８、使用量８kg）。スクリューを抜いた後の表面堆積物は少なく、洗浄剤のスクリュー表面からの剥離性が良いのでへらによる除去に約３０分と表面仕上げに約３０分、合わせて１時間で使用可能な状態になった。溶剤浸漬はしなかった。
【００７１】
比較例１
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００７２】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数１０rpmに設定し、ホッパーに投入速度８０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=８、使用量２０kg）。スクリューを抜いた後、約２時間のへらによる除去作業後、溶剤に３日浸漬した後、約３０分表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００７３】
比較例２
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００７４】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数１０rpmに設定し、ホッパーに投入速度８０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=８）。しかし、ホッパー下で洗浄剤が溶融してブロッキングし、排出が出来なかったため評価を中止した。
【００７５】
比較例３
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００７６】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数１０rpmに設定し、ホッパーに投入速度８０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=８、使用量２０kg）。スクリューを抜いた後、約２時間のへらによる除去作業後、溶剤に３日浸漬した後、約３０分表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００７７】
実施例９
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００７８】
射出成形機を使用して熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を注型成形において、計量時間が初期の２倍になった時点でシリンダー設定温度をフェノール樹脂の成形温度である９５℃から２６０℃に昇温して洗浄を開始した。射出成形機のホッパーに洗浄剤を投入した後、スクリュー回転数N2を５０rpmに設定して計量を行って射出することを繰り返した。この時の洗浄剤の使用量は５kgであった。スクリューを抜いた後、約３０分間のへらによる除去作業後、溶剤に１日浸漬した後、約１５分間表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００７９】
比較例４
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００８０】
射出成形機を使用して熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を注型成形において、計量時間が初期の２倍になった時点でシリンダー設定温度をフェノール樹脂の成形温度である９５℃から２６０℃に昇温して洗浄を開始した。射出成形機のホッパーに洗浄剤を投入した後、スクリュー回転数N2を１０rpmに設定して計量を行って射出することを繰り返した。この時の洗浄剤を２０kg使用した。スクリューを抜いた後、約１時間のへらによる除去作業後、溶剤に３日浸漬した後、約１５分表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００８１】
【表１】
【００８２】
実施例１〜９の組成物を用いて洗浄することにより、堆積固着物層に対する切削性能がが大きく向上されたため、全体の洗浄時間が短縮された。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形機用の洗浄剤樹脂組成物及び前記組成物を用いた成形機の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂用の成形機の洗浄を行う場合、シリンダーに加熱溶融させた熱可塑性樹脂を通して粗洗浄を行った後に、成形機を分解してスクリュー及びシリンダーを個別に洗浄することが一般的である。シリンダーはスクリューを抜いた後に専用の治具を用いて洗浄し、スクリューは残留コンパウンドをへらによって剥ぎ取る方法、金属製ブラシやグラインダで擦り取る方法、溶剤に浸漬して残留コンパウンドを溶解する方法、燃焼炉に入れて残留コンパウンドを完全炭化させて除去する方法、ブラスト処理により除去する方法により洗浄することが一般的である。
【０００３】
ところが、熱硬化性樹脂用の成形機には専用の洗浄剤がない。スクリューの溝表面に堆積固着した硬化コンパウンドは加熱によって溶融しないため、従来の、シリンダーに加熱溶融させた熱可塑性樹脂を通す方法では堆積した残留硬化コンパウンドを除去することができず、熱硬化したコンパウンドの堆積固着物層がスクリューの溝に厚く堆積したままスクリューを抜くことになる。
【０００４】
このスクリューの溝に残留した厚い熱硬化コンパウンド堆積固着物層を除去する方法として上記の方法がとられているが、へらによる除去は多大の労力を要するため作業効率が悪く、金属製ブラシはスクリュー表面を傷つけ、燃焼炉は専用の設備が必要でスクリューを痛めると同時に燃焼時に環境上悪影響を与えるガスが発生する恐れがあり、いずれも好ましくない。また、ブラスト処理による除去も専用の設備が必要であり、投射材としてスチールやSUSなどの硬い材料を使用するとスクリュー表面を傷つける恐れがあり、投射材として樹脂コンパウンドを使用すると時間がかかるという問題点があった。
【０００５】
これらの問題点を回避するため、熱硬化樹脂用成形機の洗浄は、スクリューを抜いた後に溶剤に浸漬させ、残留コンパウンドを溶解させて除去する方法が多く用いられている。しかし、この方法は溶剤を多量に使用するため、使用済み廃溶剤の廃棄が環境負荷を増大させ、揮発性の溶剤を使用する場合は労働安全衛生上好ましくない。また、堆積層が多い程残留コンパウンドの溶解に長い時間を要するので、やはり作業効率が悪い。
【特許文献１】特開2002-144375号公報
【特許文献２】特開2000-345193号公報
【特許文献３】特開59-124999号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、成形機用スクリューの表面に、樹脂から成る投射材を吹き付けるブラスト処理を施し、スクリュー表面に付着した成形材を除去するスクリューの清掃方法が開示されている。実施例及び図面からも明らかなとおり、２軸押出成形機からスクリューを取り出してブラスト処理することで、バインダー（熱可塑性樹脂）と磁性粉が混合された樹脂磁石成形物を除去するものである。
【０００７】
特許文献２には、熱可塑性樹脂粉末と該粉末を膨潤、溶解させることが可能な溶剤及び／又は重合性単量体からなる洗浄用樹脂組成物が開示されている。しかし、実施例１にも記載されているとおり、洗浄用組成物の製造には、多量の有機溶媒を使用している。
【０００８】
特許文献３には、熱可塑性樹脂、無機充填剤及び滑剤からなる洗浄用樹脂組成物が開示されている。しかし、熱硬化性樹脂を成形した後の押出機の洗浄については全く開示されていない。
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決することができ、スクリューの溝に残留する熱硬化したコンパウンドの堆積固着物層（以下、「堆積固着物層」と略す。）の除去性が良い、成形機の洗浄剤樹脂組成物及びそれを用いた洗浄方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、課題の解決手段として、（Ａ）非晶性樹脂１００質量部に対して、（Ｂ）モース硬度が３〜８の無機充填材を２０〜２００質量部含有し、比重が１．１５〜２．５である成形機用の洗浄剤樹脂組成物を提供する。
【００１１】
また本発明は、他の課題の解決手段として、請求項１〜６のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物を用いた洗浄方法であり、
成形機のシリンダー内部に、前記洗浄剤樹脂組成物を投入して排出させることにより、熱硬化によって前記シリンダー内部に残留した熱硬化性樹脂に由来する固着物を除去する成形機の洗浄方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の洗浄剤樹脂組成物を用いた成形機の洗浄方法によれば、堆積固着物層の除去性能を大きく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜成形機用の洗浄剤樹脂組成物＞
本発明の成形機用の洗浄剤樹脂組成物は、熱硬化性樹脂又はその組成物の成形に用いた成形機を洗浄するためのものである。本発明の洗浄剤樹脂組成物は、下記の各成分を含むものであり、溶剤は含んでいない。
【００１４】
〔（Ａ）成分〕
（Ａ）成分の非晶性樹脂は、堆積固着物層の洗浄性能を高めるため、成形機の温度（Ｔ１）と（Ａ）非晶性樹脂のガラス転移温度（Ｔ２）の差（Ｔ１−Ｔ２）が−５０℃〜１２０℃になるものが好ましく、−４０℃〜１２０℃になるものがより好ましく、−３０℃〜１２０℃になるものが更に好ましい。Ｔ１−Ｔ２が前記範囲内であると、溶融粘度を適正範囲に維持することで、洗浄性能が高められ、シリンダーやスクリューを傷つけることもない。
【００１５】
成形機の温度（Ｔ１）は、洗浄対象となる成形機と使用する熱硬化性樹脂により異なるものである。押出成形機の場合は、成形機に取り付けられた熱電対等を使用して測定した熱硬化性樹脂の溶融温度となる。射出成形機の場合は、成形機に取り付けられた熱電対等を使用して測定したシリンダー温度となる。
【００１６】
（Ａ）成分の非晶性樹脂のガラス転移温度は、堆積固着物層の洗浄性能を高めるため、７０〜２００℃が好ましく、７０〜１７０℃がより好ましく、７０〜１５０℃が更に好ましい。
【００１７】
（Ａ）成分の非晶性樹脂としては、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、スチレンアクリロニトリル共重合樹脂（SAN）、ポリスチレン（PS）、ポリ塩化ビニル（PVC）、ポリカーボネート（PC）等が好ましい。スチレンアクリロニトリル共重合樹脂（SAN）、ポリスチレン（PS）は特に重量平均分子量が１００，０００〜６００，０００の範囲のものが好ましく、１００，０００〜５００，０００の範囲のものがより好ましく、１５０，０００〜４５０，０００の範囲のものがより好ましい。ポリカーボネート（PC）は特に重量平均分子量が１５，０００〜３０，０００の範囲のものが好ましく、１７，０００〜３０，０００の範囲のものがより好ましく、２０，０００〜３０，０００の範囲のものがより好ましい。
【００１８】
〔（Ｂ）成分〕
（Ｂ）成分のモース硬度（硬度１〜１０）が３〜８の無機充填材は、堆積固着物層の切削効果を高める成分である。モース硬度が前記範囲内であると、堆積固着物層の切削効果が高められると共に、成形機の洗浄時において、スクリューやシリンダーを傷つけることがない。
【００１９】
（Ｂ）成分のモース硬度が３〜８の無機充填材としては、ガラス繊維、ガラス粒、ウォラストナイト、硫酸バリウム、溶融スラグ、鉄鋼スラグ又はこれらの破砕物、人造鉱物繊維から選ばれるものが好ましく、必要に応じて２種以上を併用することができる。これらの中でも、特にモース硬度が４〜８のガラス繊維、ガラス粒、ウォラストナイト、溶融スラグ、鉄鋼スラグ又はこれらの破砕物、人造鉱物繊維が好ましい。
【００２０】
ガラス繊維は、一般に市販されているものが使用可能であり、例えば日本電気硝子（株）、日本板硝子（株）、日東紡績(株)のプラスチック用ガラス繊維メーカーで製造されているものが入手可能である。これらは、繊維を束ねるための集束剤、及び樹脂との密着性を向上させるためのカップリング剤が配合されているが、必要に応じて、ガラス繊維の樹脂からの脱落を防止したり、洗浄剤樹脂組成物の加工性を向上する目的でカップリング剤を増量してもよい。これら集束剤及びカップリング剤は、高温での熱安定性の高いものがより好ましい。また、繊維径が５〜１６μm、繊維長が０．５〜１２mmのものが好ましい。
【００２１】
ガラス粒は、平均粒径が１〜５００μmのものが好ましく、１０〜２００μmのものがより好ましい。
【００２２】
ウォラストナイトは公知のものを用いることができ、例えば、平均繊維長が１０００μm以下で、平均繊維径が５〜２０μmのものを挙げることができる。
【００２３】
硫酸バリウムは、平均粒径が０．１〜２０μmのものが好ましく、０．３〜２μmのものがより好ましい。
【００２４】
溶融スラグは、焼却灰等の廃棄物を燃焼熱や電気から得られた熱エネルギー等により、高温（１２００℃以上）で加熱、燃焼させ、無機物を溶融させた後に冷却したガラス質の固化物である。溶融スラグは、必要に応じて破砕したものを用いることができる。
【００２５】
溶融スラグの平均粒径（球に換算したときの平均粒径）は、１〜２００μmが好ましく、１〜１００μmがより好ましく、５〜５０μmが更に好ましい。
【００２６】
鉄鋼スラグは、鉄鋼製造工程において副産物として生成されるもので、高炉スラグと製鋼スラグに分けることができる。高炉スラグと製鋼スラグは、単独で用いてもよいし、併用してもよい。高炉スラグと製鋼スラグは、必要に応じて破砕したものを用いることができる。
【００２７】
高炉スラグは、冷却方法により、徐冷スラグ（徐冷処理したもの）と水砕スラグ（急冷処理したもの）に分けることができる。徐冷スラグと水砕スラグは、単独で用いてもよいし、併用してもよい。徐冷スラグと水砕スラグは、必要に応じて破砕したものを用いることができる。
【００２８】
高炉スラグと製鋼スラグ（徐冷スラグ、水砕スラグ）の平均粒径（球に換算したときの平均粒径）は、１〜２００μmが好ましく、１〜１００μmがより好ましく、５〜５０μmが更に好ましい。
【００２９】
人造鉱物繊維としては、ロックウール（岩綿）、スラグウール（鉱さい綿）から選ばれるものを用いることができる。
【００３０】
ロックウールは、玄武岩その他の天然鉱物などを主原料として、キュポラや電気炉で1,500〜1,600℃の高温で溶融するか、又は高炉から出たのち、同程度の高温に保温した溶融スラグを炉底から流出させ、遠心力などで吹き飛ばして繊維状にした人造鉱物繊維である。なお、けい酸分と酸化カルシウム分を主成分とする高炉スラグを原料としたものもロックウールとする場合もある。
【００３１】
スラグウールは、けい酸分と酸化カルシウム分を主成分とする高炉スラグを原料としてロックウールと同様にして製造したもの人造鉱物繊維である。
【００３２】
人造鉱物繊維の平均繊維長Ｌは、１〜5,000μmが好ましく、１〜1,000μmがより好ましく、５〜５００μmが更に好ましい。
【００３３】
人造鉱物繊維の平均繊維径Ｄは、１〜２０μmが好ましく、１〜１０μmがより好ましく、２〜７μmが更に好ましい。
平均繊維長Ｌと平均繊維径Ｄとの比Ｌ／Ｄは、１〜１０００が好ましく、1〜１００がより好ましく、２〜８０が更に好ましい。
【００３４】
組成物中における（Ｂ）成分の含有割合は、（Ａ）成分１００質量部に対して２０〜２００質量部、好ましくは３０〜２００質量部、より好ましくは４０〜１５０質量部である。前記範囲内であると、切削効果が高められ、洗浄時において成形機に負荷がかかりすぎることがない。
【００３５】
〔（Ｃ）成分〕
（Ｃ）成分の界面活性剤は、堆積固着物層を除去した後のスクリュー及びシリンダー表面を洗浄し、組成物の自己排出性を向上させてスクリューを引き抜くことを容易にし、更にスクリューを引き抜いた後、組成物をスクリュー表面から剥離し易くするための成分であり、アニオン界面活性剤が好ましい。
【００３６】
組成物中における（Ｃ）成分の含有割合は、（Ａ）成分１００質量部に対して０．５〜２０質量部、好ましくは１〜１０質量部、より好ましくは２〜５質量部である。含有量が０．５質量部以上であると十分な洗浄効果を付与でき、特に自己排出性が向上され、２０質量部以下であると自己排出性が良好であると共に、成形機内に残留して汚染することが抑制される。
【００３７】
アニオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル又はアルケニルエーテル硫酸塩、アルキル又はアルケニル硫酸塩、炭素数８〜２０のα−オレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩類、アルキル又はアルケニルエーテルカルボン酸塩、α−スルフォ脂肪酸塩、α−スルフォ脂肪酸エステル、炭素数が１２〜２０の飽和又は不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩等から選ばれる１種又は２種以上を挙げることができる。
【００３８】
アニオン界面活性剤としては、特にアルカンスルホン酸又はその塩を５０質量％以上含む陰イオン界面活性剤が好ましい。
【００３９】
本発明の洗浄剤樹脂組成物は、比重が１．１５〜２．５であり、好ましくは１．２〜２．５であり、より好ましくは１．２５〜２．５であり、更に好ましくは１．３〜２．５である。組成物の比重が前記範囲であると、洗浄時における慣性能が大きくなり、堆積固着物層の切削効果が高められる。すなわち、組成物の比重が低すぎると、シリンダー中での組成物の慣性能が小さくなって洗浄効果が十分に発揮できず、高すぎると慣性能が大きくなりすぎて組成物がスクリュー全体に行き渡らず十分な洗浄ができない。
【００４０】
本発明の洗浄用樹脂組成物は、上記各成分を、ヘンシェルミキサー、タンブラーブレンダー、ニーダー等の混合機で予備混合した後、押出機で混練したり、加熱ロール、バンバリーミキサーで溶融混練することによって製造することができる。
【００４１】
＜成形機の洗浄方法＞
本発明の成形機の洗浄方法は、熱硬化性樹脂又はそれを含む組成物（例えば、粉体塗料）の成形に用いた成形機（例えば、押出機や射出成形機）を洗浄するものであり、上記した洗浄剤樹脂組成物を成形機のシリンダー内部に投入し、排出させる方法を適用する。
【００４２】
例えば、粉体塗料は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、又はこれらの混合物に硬化剤、硬化促進剤、着色剤等を攪拌混合後、押出機で加熱溶融混練したものを冷却後粉砕して製造する方法が一般的である。このときの押出機のシリンダー温度は、前記樹脂の熱硬化温度よりも低めに設定されるが、長時間の運転を継続すると、少しずつ硬化反応が発生して、硬化皮膜が主にスクリュー表面に形成され、積層していく。これが継続して進行する結果、硬化堆積物がスクリューの溝の空間を埋めていって堆積固着物層となり、生産速度が落ちていく。従って、この堆積固着物層を除去するためには、スクリューを抜いて堆積物を剥ぎ取る作業が必要になるが、この堆積固着物層が少なければ少ないほどスクリュー引き抜いた後の洗浄作業は容易になる。
【００４３】
粉体塗料製造設備では、洗浄剤を使用しないで、例えばスクリュー径６５ｍｍの二軸押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始する場合、通常はスクリューを抜いた後、スクリュー表面の堆積物を約２時間かけてへらである程度除去し、その後、スクリューを溶剤に２〜３日間浸漬して残りの堆積物を除去し、溶剤からスクリューを取り出して約３０分表面仕上げを行い使用可能な状態になる。
【００４４】
射出成形機を利用して熱硬化性樹脂の成形品を得る場合、例えば、熱硬化性樹脂に硬化剤、硬化促進剤等の混合物を成形機ホッパーから投入し、樹脂を加熱溶融させてスクリューを回転させながら計量を行った後、金型に注入後、硬化させて成形品を得る。このとき、成形機のシリンダー設定温度は熱硬化反応を起こさないよう低温にし、金型温度は熱硬化反応を促進させるよう高温にするが、実際には長時間の運転を継続すると、少しずつ硬化反応が発生して、硬化皮膜が主にスクリュー表面に形成され、積層していく。これが継続して進行する結果、硬化堆積物がスクリューの溝の空間を埋めていって堆積固着物層となり、その結果成形時の計量時間が長くなるとともに成形条件幅が狭くなって成形が困難になる。従って、この堆積固着物層を除去するためにスクリューを抜いて堆積物を剥ぎ取る作業が必要になるが、この堆積固着物層が少なければ少ないほどスクリュー引き抜いた後の洗浄作業は容易になる。
【００４５】
熱硬化性樹脂の射出成形設備では、洗浄剤を使用しないで、例えばスクリュー径３６ｍｍの射出成形機による熱硬化性樹脂の成形において計量時間が初期の２倍になる時点で洗浄を開始する場合、通常はスクリューを抜いた後、スクリュー表面の堆積物を約１時間かけてへらである程度除去する。その後、スクリューを溶剤に２〜３日間浸漬して残りの堆積物を除去し、溶剤からスクリューを取り出して約１５分表面仕上げを行い使用可能な状態になる。
【００４６】
本発明の洗浄方法は、成形機（例えば、押出機や射出成形機）のスクリュー表面の堆積固着物層の量を大きく減少させることにより、スクリューを引き抜いた後の洗浄作業に要する労力を著しく減少させることができると共に、溶剤を不要にできるか、又は溶剤の使用量を減少させたり、浸漬時間を短縮させたりすることができる。
【００４７】
本発明の洗浄方法により押出機を洗浄する場合、洗浄剤樹脂組成物の投入速度Q（kg/hr）とスクリュー回転数N1（rpm）の比Q／N1が１０以下になるように制御することが好ましく、より好ましくは０．１〜１０であり、更に好ましくは１〜１０である。
【００４８】
Q／N1が前記範囲であると、押出機のホッパーから洗浄剤樹脂組成物を投下したとき、洗浄剤樹脂組成物とスクリューの混練性が良く、スクリューによる洗浄剤樹脂組成物の搬送が円滑になされると共に、洗浄剤樹脂組成物の慣性能が高められるので、堆積固着物層の切削性能が向上される。この場合の慣性能は、特定範囲の比重を有する本発明の洗浄剤樹脂組成物との組み合わせにより、より顕著に発現される結果、堆積固着物層の切削性能が高められる。
【００４９】
本発明の洗浄方法により射出成形機を洗浄する場合、スクリュー回転数N2（rpm）が３０rpm以上になるように制御することが好ましく、より好ましくは１００rpm以上、更に好ましくは１５０rpm以上に制御することが好ましい。
【００５０】
本発明の成形機の洗浄方法は、熱硬化性樹脂を成形した押出成形機や射出成形機等の成形機の洗浄に適用されるが、特に不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂を成形した成形機の洗浄方法として適している。
【実施例】
【００５１】
実施例１〜８、比較例１〜３は押出機への適用例であり、実施例９及び比較例４は射出成形機への適用例である。
【００５２】
実施例１〜５、比較例１〜３に使用した押出機は栗本鐵工所製KEXP65（二軸押出機、スクリュー径６５ｍｍ、L/D＝１７．５）であり、実施例６及び比較例４に使用した射出成形機は（東芝機械製IR100GN、型締め力１００トン、スクリュー径３２ｍｍ）である。
【００５３】
表１に用いた（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分は以下のとおりである。
（Ａ）成分
ＰＳ：東洋スチレン（株）製、「トーヨースチロールＭＴ１Ｃ」、比重１．０５
ＡＳ：ダイセルポリマー（株）製、「セビアン０２０」、比重１．０７
ＰＣ：三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、「ユーピロンＳ−２０００」比重１．２０
ＰＥ：三井化学（株）製、「ハイゼックス５０００ＳＲ」、比重０．９６
ＰＥＴ：三菱レイヨン（株）製、「ダイヤナイトＭＡ−５２１Ｈ」、比重１．３４
（Ｂ）成分
ガラス繊維：日本電気硝子（株）製、「ＥＳＣ−０３−Ｔ−１２０」、比重２．５７
ガラスビーズ：ポッターズ・バロティーニ（株）製、「ガラスビーズＧＢ７３１−ＰＮ」、比重２．５
ロックウール：日本ロックウール（株）製、「エスファイバーＦＦ１２０」、比重２．７
高炉スラグ：新日鐵高炉セメント（株）製、「エスメント」、比重２．７
ウォラストナイト：関西マテック（株）製、「ウォラストナイトＫＡＰ−１７０」、比重２．９
沈降性硫酸バリウム：堺化学工業（株）、「沈降性硫酸バリウムＢ−５５」、比重４．５
炭酸カルシウム：丸尾カルシウム（株）、「カルファイン２００」、比重２．７
（Ｃ）成分
界面活性剤：クラリアントジャパン（株）製、「Hostapur SAS93」
成形機が押出機の場合、実施例１の洗浄性を良好（○）として、これを基準として、同等の洗浄性のものを○、洗浄性が劣るものを×とした。
【００５４】
成形機が射出成形機の場合、実施例８の洗浄性を良好（○）として、これを基準として、同等の洗浄性のものを○、洗浄性が劣るものを×とした。
【００５５】
実施例１
表１に示す各成分を配合し、二軸押出機（日本製鋼製、TEX30α）で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００５６】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数１０rpmに設定し、ホッパーに投入速度８０kg/hrで洗浄剤組成物を投入した（Q／N1=８、使用量１２kg）。スクリューを抜いた後、約１時間のへらによる除去作業後、溶剤に１日浸漬した後、約３０分表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００５７】
実施例２
表１に示す各成分を配合し、二軸押出機（日本製鋼製、TEX30α）で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００５８】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数２０rpmに設定し、ホッパーに投入速度１６０kg/hrで洗浄剤組成物を投入した（Q／N1=８、使用量１０kg）。スクリューを抜いた後の表面堆積物は少なく、へらによる除去に約1時間と表面仕上げに約３０分、合わせて１時間半で使用可能な状態になった。溶剤浸漬はしなかった。
【００５９】
実施例３
表１に示す各成分を配合し、二軸押出機（日本製鋼製、TEX30α）で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００６０】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数２０rpmに設定し、ホッパーに投入速度１６０kg/hrで洗浄剤組成物を投入した（Q／N1=８、使用量１０kg）。スクリューを抜いた後の表面堆積物は少なく、へらによる除去に約1時間と表面仕上げに約３０分、合わせて１時間半で使用可能な状態になった。溶剤浸漬はしなかった。
【００６１】
実施例４
表１に示す各成分を配合し、二軸押出機（日本製鋼製、TEX30α）で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００６２】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数２０rpmに設定し、ホッパーに投入速度１６０kg/hrで洗浄剤組成物を投入した（Q／N2=８、使用量１０kg）。スクリューを抜いた後の表面堆積物は少なく、へらによる除去に約1時間と表面仕上げに約３０分、合わせて１時間半で使用可能な状態になった。溶剤浸漬はしなかった。
【００６３】
実施例５
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００６４】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の１／３になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数１０rpmに設定し、ホッパーに投入速度６０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=６、使用量１２kg）。スクリューを抜いた後、約１時間のへらによる除去作業後、溶剤に１日浸漬した後、約３０分表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００６５】
実施例６
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００６６】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の１／３になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数１０rpmに設定し、ホッパーに投入速度６０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=６、使用量１０kg）。スクリューを抜いた後、約１時間のへらによる除去作業後、溶剤に１日浸漬した後、約３０分表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００６７】
実施例７
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００６８】
エポキシ樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が８５℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数２０rpmに設定し、ホッパーに投入速度６０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=３、使用量１２kg）。スクリューを抜いた後の表面堆積物は少なく、へらによる除去に約１時間と表面仕上げに約３０分、合わせて１時間半で使用可能な状態になった。溶剤浸漬はしなかった。
【００６９】
実施例８
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００７０】
ポリエステル／エポキシハイブリッド樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１４５℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数２０rpmに設定し、ホッパーに投入速度１６０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=８、使用量８kg）。スクリューを抜いた後の表面堆積物は少なく、洗浄剤のスクリュー表面からの剥離性が良いのでへらによる除去に約３０分と表面仕上げに約３０分、合わせて１時間で使用可能な状態になった。溶剤浸漬はしなかった。
【００７１】
比較例１
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００７２】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数１０rpmに設定し、ホッパーに投入速度８０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=８、使用量２０kg）。スクリューを抜いた後、約２時間のへらによる除去作業後、溶剤に３日浸漬した後、約３０分表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００７３】
比較例２
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００７４】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数１０rpmに設定し、ホッパーに投入速度８０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=８）。しかし、ホッパー下で洗浄剤が溶融してブロッキングし、排出が出来なかったため評価を中止した。
【００７５】
比較例３
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００７６】
ポリエステル樹脂をベースとする粉体塗料製造で、シリンダー温度が１２０℃である押出機の生産速度が初期の半分になった時点で洗浄を開始した。押出機のスクリュー回転数１０rpmに設定し、ホッパーに投入速度８０kg/hrで洗浄剤を投入した（Q／N1=８、使用量２０kg）。スクリューを抜いた後、約２時間のへらによる除去作業後、溶剤に３日浸漬した後、約３０分表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００７７】
実施例９
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００７８】
射出成形機を使用して熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を注型成形において、計量時間が初期の２倍になった時点でシリンダー設定温度をフェノール樹脂の成形温度である９５℃から２６０℃に昇温して洗浄を開始した。射出成形機のホッパーに洗浄剤を投入した後、スクリュー回転数N2を５０rpmに設定して計量を行って射出することを繰り返した。この時の洗浄剤の使用量は５kgであった。スクリューを抜いた後、約３０分間のへらによる除去作業後、溶剤に１日浸漬した後、約１５分間表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００７９】
比較例４
表１に示す各成分を配合し、実施例１と同じ押出機で溶融混練後、ストランド加工したものをペレタイザーでカッティングして、ペレット化したものを用いた。
【００８０】
射出成形機を使用して熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を注型成形において、計量時間が初期の２倍になった時点でシリンダー設定温度をフェノール樹脂の成形温度である９５℃から２６０℃に昇温して洗浄を開始した。射出成形機のホッパーに洗浄剤を投入した後、スクリュー回転数N2を１０rpmに設定して計量を行って射出することを繰り返した。この時の洗浄剤を２０kg使用した。スクリューを抜いた後、約１時間のへらによる除去作業後、溶剤に３日浸漬した後、約１５分表面仕上げを行い使用可能な状態になった。
【００８１】
【表１】
【００８２】
実施例１〜９の組成物を用いて洗浄することにより、堆積固着物層に対する切削性能がが大きく向上されたため、全体の洗浄時間が短縮された。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）非晶性樹脂１００質量部に対して、（Ｂ）モース硬度が３〜８の無機充填材を２０〜２００質量部含有し、比重が１．１５〜２．５である成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項２】
更に（Ｃ）界面活性剤を１〜１０質量部含有する請求項１記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項３】
（Ａ）非晶性樹脂が、洗浄時における成形機の温度（Ｔ１）と（Ａ）非晶性樹脂のガラス転移温度（Ｔ２）の差（Ｔ１−Ｔ２）が−５０℃〜１２０℃になるものである、請求項１又は２記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項４】
（Ａ）非晶性樹脂のガラス転移温度が７０〜２００℃である請求項１〜３のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項５】
（Ａ）非晶性樹脂が、PMMA、SAN、PS、PVC、PCである請求項１〜４のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項６】
（Ｂ）モース硬度が３〜８の無機充填材が、ガラス繊維、ガラス粒、ウォラストナイト、硫酸バリウム、溶融スラグ、鉄鋼スラグ又はこれらの破砕物、人造鉱物繊維から選ばれる１種以上である請求項１〜５のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項７】
鉄鋼スラグが高炉スラグ及び／又は製鋼スラグであり、高炉スラグが徐冷スラグ及び／又は水砕スラグである請求項６記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項８】
人造鉱物繊維がロックウール及び／又はスラグウールである請求項６記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項９】
（Ｃ）界面活性剤がアニオン系界面活性剤である請求項１〜８のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項１０】
アニオン系界面活性剤が、アルカンスルホン酸又はその塩を５０質量％以上含有するものである請求項１〜９のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物を用いた洗浄方法であり、成形機のシリンダー内部に、前記洗浄剤樹脂組成物を投入して排出させることにより、前記シリンダー内部に残留した熱硬化性樹脂に由来する熱硬化固着物を除去する成形機の洗浄方法。
【請求項１２】
成形機が押出機であって、前記押出成形機の洗浄に際して、前記洗浄剤樹脂組成物の投入速度Q（kg/hr）とスクリュー回転数N１（rpm）の比Q／N１が１０以下になるように制御する請求項１１記載の成形機の洗浄方法。
【請求項１３】
成形機が射出成形機であって、前記押出成形機の洗浄に際して、スクリュー回転数N２（rpm）が３０rpm以上になるように制御する請求項１１記載の成形機の洗浄方法。
【請求項１】
（Ａ）非晶性樹脂１００質量部に対して、（Ｂ）モース硬度が３〜８の無機充填材を２０〜２００質量部含有し、比重が１．１５〜２．５である成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項２】
更に（Ｃ）界面活性剤を１〜１０質量部含有する請求項１記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項３】
（Ａ）非晶性樹脂が、洗浄時における成形機の温度（Ｔ１）と（Ａ）非晶性樹脂のガラス転移温度（Ｔ２）の差（Ｔ１−Ｔ２）が−５０℃〜１２０℃になるものである、請求項１又は２記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項４】
（Ａ）非晶性樹脂のガラス転移温度が７０〜２００℃である請求項１〜３のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項５】
（Ａ）非晶性樹脂が、PMMA、SAN、PS、PVC、PCである請求項１〜４のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項６】
（Ｂ）モース硬度が３〜８の無機充填材が、ガラス繊維、ガラス粒、ウォラストナイト、硫酸バリウム、溶融スラグ、鉄鋼スラグ又はこれらの破砕物、人造鉱物繊維から選ばれる１種以上である請求項１〜５のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項７】
鉄鋼スラグが高炉スラグ及び／又は製鋼スラグであり、高炉スラグが徐冷スラグ及び／又は水砕スラグである請求項６記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項８】
人造鉱物繊維がロックウール及び／又はスラグウールである請求項６記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項９】
（Ｃ）界面活性剤がアニオン系界面活性剤である請求項１〜８のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項１０】
アニオン系界面活性剤が、アルカンスルホン酸又はその塩を５０質量％以上含有するものである請求項１〜９のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の成形機用の洗浄剤樹脂組成物を用いた洗浄方法であり、成形機のシリンダー内部に、前記洗浄剤樹脂組成物を投入して排出させることにより、前記シリンダー内部に残留した熱硬化性樹脂に由来する熱硬化固着物を除去する成形機の洗浄方法。
【請求項１２】
成形機が押出機であって、前記押出成形機の洗浄に際して、前記洗浄剤樹脂組成物の投入速度Q（kg/hr）とスクリュー回転数N１（rpm）の比Q／N１が１０以下になるように制御する請求項１１記載の成形機の洗浄方法。
【請求項１３】
成形機が射出成形機であって、前記押出成形機の洗浄に際して、スクリュー回転数N２（rpm）が３０rpm以上になるように制御する請求項１１記載の成形機の洗浄方法。
【公開番号】特開２００７−７７１８３（Ｐ２００７−７７１８３Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６３２００（Ｐ２００５−２６３２００）
【出願日】平成１７年９月１２日（２００５．９．１２）
【出願人】（５０１０４１５２８）ダイセルポリマー株式会社 (144)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１２日（２００５．９．１２）
【出願人】（５０１０４１５２８）ダイセルポリマー株式会社 (144)
【Ｆターム（参考）】
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