JP7187726B1 - 樹脂加工機械用洗浄剤、その製造方法、及び樹脂加工機械内の洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
Description
樹脂フィルム・シート製品の生産工程では、裁断により生じる断片(トリミング耳)や不良原反、不良品などの端材が生じるが、これらの端材を廃棄物として処分する場合には、環境に与える負荷を考慮して適切な処分方法を取ることが求められている。一方、樹脂フィルム・シート端材の有効活用手段としては、マテリアルリサイクルが一般的に実施されており、端材を同一用途や同一目的の製品の原料として再利用するクローズドリサイクルや、別用途や他目的に利用するカスケードリサイクルなど、様々な方法が提案されている。
その点、特許文献1では、架橋ポリエチレンフィルムの粉砕物が用いられ、他の添加成分と300℃で溶融混練して得られるパージ剤が記載されている。しかし、加工の際の高温加熱による樹脂の熱劣化の進行によって、洗浄剤ペレットに黄変・黒点異物が生じ、品質が低下すること、加工時の発煙により加工性が低下することが課題であった。また、熱劣化に伴う分子量・粘度の低下などにより、期待される洗浄効果が得られないという課題もあった。
[1]
重量平均分子量が50,000以上であり、
ポリオレフィン系樹脂又はスチレン系樹脂を主成分とする樹脂フィルム・シート端材を含む原料に対して圧着、半溶融化、及び溶融混練からなる群から選択される加工を行うことにより得られた粉砕体を含み、
前記加工は、圧着である場合は非加熱で又は280℃以下の温度範囲内で加熱して行われ、半溶融化である場合は非加熱で又は280℃以下の温度範囲内で加熱して行われ、溶融混練である場合は160℃以上280℃以下の温度範囲内で加熱して行われる
ことを特徴とする、樹脂加工機械用洗浄剤。
[2]
前記粉砕体の嵩密度が0.10g/cm3以上である、[1]に記載の樹脂加工機械用洗浄剤。
[3]
前記粉砕体の最大長さが2~10mmである、[1]又は[2]に記載の樹脂加工機械用洗浄剤。
[4]
前記加工が溶融混練であり、前記樹脂フィルム・シート端材を含む原料を押出機で溶融混練することを含み、前記押出機のL/Dが45以下である、[1]~[3]のいずれかに記載の樹脂加工機械用洗浄剤。
[5]
その他の成分をさらに含み、前記粉砕体と前記その他の成分とを溶融混練又はドライブレンドすることで得られる、[1]~[4]のいずれかに記載の樹脂加工機械用洗浄剤。
[6]
前記原料が、酸化防止剤、滑剤、界面活性剤、可塑剤、及び無機フィラーからなる群から選択される少なくとも1種の添加剤をさらに含む、[1]~[5]のいずれかに記載の樹脂加工機械用洗浄剤。
[7]
[1]~[6]のいずれかに記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法であり、
樹脂フィルム・シート端材を含む原料に対して圧着、半溶融化、及び溶融混練からなる群から選択される加工を行うことにより粉砕体を得ることを含み、
前記加工は、圧着である場合は非加熱で又は280℃以下の温度範囲内で加熱して行われ、半溶融化である場合は非加熱で又は280℃以下の温度範囲内で加熱して行われ、溶融混練である場合は160℃以上280℃以下の温度範囲内で加熱して行われる
ことを特徴とする、製造方法。
[8]
[1]~[7]のいずれかに記載の樹脂加工機械用洗浄剤を用いることを特徴とする、洗浄方法。
本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤(以下、単に「洗浄剤」ともいう。)は、樹脂フィルム・シート端材を含む原料に対して圧着、半溶融化、及び溶融混練からなる群から選択される加工を行うことにより得られた粉砕体を含み、前記加工の加工温度が280℃以下であることを特徴とする。
本実施形態の洗浄剤に含まれる粉砕体は、樹脂フィルム・シート端材を含む原料を圧着、半溶融化、又は溶融混練することにより得られるものである。樹脂フィルム・シート端材を含む原料は、樹脂フィルム・シート端材の他に、後述する添加剤を含んでいてもよい。
圧着する際、樹脂フィルム・シート端材の結着性を高めるため、後述する加工温度の範囲であれば、圧着時に外部熱源による加熱を実施しても構わないが、樹脂の熱劣化抑制の観点から、非加熱が望ましい。
得られた圧着物を回転刃等で一定の大きさに裁断することで粉砕体を得ることができる。
半溶融化させる際、後述する加工温度の範囲内であれば、外部熱源による加熱を実施しても構わないが、樹脂の熱劣化抑制の観点から、非加熱が望ましい。また、冷媒を機内で循環させる方法などにより、加工温度を調整しても構わない。
なお、半溶融化とは、樹脂が融点以下の温度でゲル化した状態となるようにすることを指す。
得られた半溶融物を押し出しながらペレタイザー等で切断することで粉砕体を得ることができる。切断の方法としては、ストランドカット、ホットカット、アンダーウォーターカットなどの方法を、樹脂フィルム・シート端材を含む原料の加工性に応じて選択することができる。
樹脂フィルム・シート端材を含む原料の供給方法は特に限定されないが、予め粉砕機などで樹脂フィルム・シート端材を粉砕し、任意で添加剤を添加して予備混合した原料を、押込みスクリュー・アジテーターを備えたフィーダーで溶融混練装置に供給する方法、樹脂フィルム・シート端材を含む原料を直接引取り投入する方法、端材粉砕部と押出部が一体となった装置の使用などが挙げられる。
溶融混練装置としては特に限定されず、公知の混練機を用いることができ、例えば、単軸押出機、二軸押出機を含む押出機、ニーダー、コニーダー、バンバリーミキサー等が挙げられる。この際、加熱ヒーターの温度は後述する加工温度の範囲内で設定される。樹脂を十分に混練することができる観点から、押出機が特に好ましい。その際、用いられる押出機のL/Dは特に限定されないが、熱履歴を抑制する観点から45以下が好ましく、より好ましくは40以下である。また、L/Dは、原料を十分に溶融させる観点から、18以上が好ましく、より好ましくは20以上である。ここで、L/Dとは、スクリュー長さ(L)のスクリュー径(D)に対する比率である。
得られた溶融混練物をカットしてペレット状に成形することで粉砕体を得ることができる。溶融混練物のカット方法としては、ストランドカット、ホットカット、アンダーウォーターカットなどの方法を、樹脂フィルム・シート端材を含む原料の加工性に応じて選択することができる。
品質維持の観点から、溶融混練する際は、常圧で開放口(ベント)から脱気分を除去する開放脱気、又は、必要に応じて減圧して開放口(ベント)から脱気分を除去する減圧脱気を行うことが望ましい。溶融混練装置内における溶融樹脂の滞留時間をできるだけ短くすることが望ましく、かかる観点を考慮して、溶融混練条件を設定する。
加工温度は、各種加工条件(樹脂フィルム・シート端材の供給速度、せん断速度、スクリュー回転数、加熱温度設定、冷却)等を調整することにより、上記範囲に制御することができる。
粉砕体の原料となる樹脂フィルム・シート端材としては、特に限定されず、例えば、樹脂フィルム・シート製品の製造時に裁断により生じる断片(トリミング耳)や規格値から外れた不良原反、不良品などが挙げられる。
樹脂フィルム・シート端材は、1種単独であっても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
その他には、スチレン系樹脂(ポリスチレン樹脂、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質量%以上のもの)を主成分として含むフィルム・シートが挙げられる。
なお、「主成分」とは、樹脂フィルム・シートの50質量%を超える割合で含まれる成分を指し、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上の割合で含まれる成分を指す。
ポリエチレン系樹脂とは、エチレンの単独重合体、又はエチレンと他の1種若しくは2種以上のモノマーとの共重合体であって、エチレンに由来する構造単位の含有量が50質量%以上のものを示す。また、ポリプロピレン系樹脂とは、プロピレンの単独重合体、又はプロピレンと他の1種若しくは2種以上のモノマーとの共重合体であって、プロピレンに由来する構造単位の含有量が50質量%以上のものを示す。
ここで、超高分子量ポリエチレン系樹脂とは、粘度平均分子量が30万以上のポリエチレン系樹脂を指す。洗浄性能の観点から、超高分子量ポリエチレンの粘度平均分子量は30万以上であることが好ましく、より好ましくは35万以上、さらに好ましくは40万以上である。
架橋ポリエチレン系樹脂としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン、エチレン・エチルアクリレート共重合体などを架橋したものが挙げられる。架橋方法は特に制限されず、過酸化物架橋、電子線架橋、シラン架橋法などが挙げられる。
粉砕体の原料は、樹脂フィルム・シート端材の他に、添加剤を含んでいてもよい。
添加剤としては、例えば、酸化防止剤、滑剤、界面活性剤、可塑剤、無機フィラー、無機発泡剤、リサイクルされていない新品であるバージン熱可塑性樹脂、超高分子量樹脂等が挙げられる。添加剤は、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであってもよい。中でも、酸化防止剤、滑剤、界面活性剤、可塑剤、及び無機フィラーからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
添加剤を添加することにより、洗浄剤を、洗浄目的や用途(洗浄対象とする加工機械・樹脂の種類等)に要求される性能に更に適したものとすることができる。
樹脂フィルム・シート端材はバージン樹脂と比べて熱履歴が加わっていることから、酸化防止剤を添加することが望ましい。
酸化防止剤としては、リン系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒドロキシルアミン系酸化防止剤など、一般的な酸化防止剤が挙げられるが、特に限定されるものではない。リン系酸化防止剤の具体例としては、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチル-1-フェニルオキシ)(2-エチルヘキシルオキシ)ホスファイト等が挙げられる。ヒンダードフェノール系酸化防止剤の具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート、4,4’-ブチリデンビス(6-t-ブチル-m-クレゾール)等が挙げられる。ヒドロキシルアミン系酸化防止剤の具体例としては、ジステアリルヒドロキシルアミン等が挙げられる。
酸化防止剤は、1種単独でも、2種以上の組み合わせであってもよい。
滑剤としては、有機酸、有機酸金属塩、有機酸アミド、有機酸エステル等の有機酸誘導体、各種エステルワックス、オレフィンワックス、フッ素系樹脂、ミネラルオイル等が挙げられるが、これらに特に限定されるものではない。
上記有機酸金属塩における炭化水素部位は、上述の有機酸と同じく、炭素数9~28の飽和脂肪酸、炭素数9~28の不飽和脂肪酸、安息香酸が好ましく、入手のしやすさ、耐熱性の観点から、ステアリン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸がより好ましい。
界面活性剤としては、陰イオン活性剤、陽イオン活性剤、非イオン活性剤、両性表面活性剤等が挙げられる。
陰イオン活性剤としては、高級脂肪酸アルカリ塩(アルファスルホ脂肪酸メチルエステルナトリウム等)、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、スルホコハク酸エステル塩等を例示することができる。
陽イオン活性剤としては、高級アミンハロゲン酸塩、ハロゲン化アルキルピリジニウム、第四アンモニウム塩等を例示することができる。
非イオン活性剤としては、ポリエチレングリコールアルキルエ-テル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル(ペンタエリスリトールテトラステアラート等)、脂肪酸モノグリセリド等を例示することができる。
両性表面活性剤としては、アミノ酸等を例示することができる。
界面活性剤は、1種単独でも、2種以上の組み合わせであってもよい。
可塑剤としては、特に限定されず、一般的な可塑剤であるフタル酸エステルやアジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、クエン酸エステルなどが挙げられる。
可塑剤の含有量は、洗浄剤100質量%に対して0.1~10質量%であることが好ましく、より好ましくは0.2~10質量%、さらに好ましくは0.5~8質量%である。
本明細書において、無機フィラーとは、後述の無機発泡剤以外の無機化合物をいい、天然物及び人工合成物のいずれも示す。無機化合物の具体例としては、タルク、マイカ、ワラストナイト、ゾノトライト、カオリンクレー、モンモリロナイト、ベントナイト、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ローソナイト、スメクタイト、硫酸カルシウム繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ゼオライト、ケイソウ土、ガラス粉末、ガラス球、ガラス繊維、シラスバルーン等が挙げられる。
無機フィラーの含有量は、洗浄剤100質量%に対して1~70質量%であることが好ましく、より好ましくは3~60質量%、さらに好ましくは5~50質量%である。
本明細書において、無機発泡剤とは、加熱により分解し、発泡、すなわち気体を発生する無機化合物を指す。無機発泡剤の具体例としては、水等の無機物理発泡剤、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム等の炭酸水素塩、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の炭酸塩、亜硝酸アンモニウム等の亜硝酸塩、ホウ水素化ナトリウム等の水素化物、アジ化カルシウム等のアジド化合物、マグネシウム、アルミニウム等の軽金属、炭酸水素ナトリウムと酸との組み合わせ、過酸化水素とイースト菌との組み合わせ、アルミニウム粉末と酸との組み合わせ等の公知の無機化学発泡剤が挙げられる。
無機発泡剤の含有量は、洗浄剤100質量%に対して0.1~10質量%であることが好ましく、より好ましくは0.2~10質量%、さらに好ましくは0.5~8質量%である。
バージン熱可塑性樹脂としては、特に制限されず、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂(ポリスチレン樹脂、スチレン-アクリロニトリル共重合体樹脂等)、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられる。
バージン熱可塑性樹脂の含有量は、洗浄剤の質量を100質量%として、10~90質量%であることが好ましく、より好ましくは20~80質量%、さらに好ましくは30~50質量%である。バージン熱可塑性樹脂の配合比率が低いほど、樹脂フィルム・シート端材の使用によるコストメリットは大きくなり、また、リサイクル性に優れる。
本明細書において、超高分子量樹脂とは、分子量100万以上の高分子であり、例えば、エチレン系超高分子、スチレン-アクリロニトリル系超高分子、メタクリル酸メチル系超高分子等が挙げられる。中でも、エチレン系超高分子が好ましい。分子量の上限は特に限定されないが、一般的には1000万以下であることが実用上好ましい。
また、超高分子量樹脂はホモポリマーでもコポリマーでもよく、コポリマーの場合は主成分(例えば、エチレン、スチレン-アクリロニトリル共重合体、メタクリル酸メチル等)の含有量が50質量%以上である必要がある。
超高分子量樹脂の含有量は、洗浄剤100質量%に対して1~30質量%であることが好ましく、より好ましくは3~25質量%、さらに好ましくは5~20質量%である。
なお、粉砕体の最大長さとは、50個以上の粉砕体について、粉砕体の表面上の2点間の距離のうち最大となる長さをノギス等を用いて測定し、平均した値とする。
また、粉砕体の嵩密度の上限は、特に限定されないが、0.80g/cm3以下であることが好ましく、より好ましくは0.75g/cm3以下、さらに好ましくは0.70g/cm3以下である。
なお、粉砕体の嵩密度は、JIS K 7365に準拠して計測するものとする。
本実施形態の洗浄剤は、粉砕体の他に、その他の成分を含んでいてもよい。粉砕体のみからなる洗浄剤とする(粉砕体をそのまま洗浄剤として使用する)ことも可能であるが、その他の成分を含むことで、洗浄目的や用途(洗浄対象とする樹脂加工機械・樹脂の種類等)に要求される性能に更に適した洗浄剤とすることができる。
その他の成分としては、例えば、酸化防止剤、滑剤、界面活性剤、可塑剤、無機フィラー、無機発泡剤、リサイクルされていない新品であるバージン熱可塑性樹脂、超高分子量樹脂等、上述の粉砕体に含まれる添加剤と同様のものが挙げられる。その他の成分は、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであってもよい。
洗浄剤が同じ化合物を添加剤及びその他の成分として含む場合は、その合計含有量が、上述した各添加剤の含有量の好適範囲内であることが好ましい。例えば、酸化防止剤が添加剤として粉砕体中に含まれ、かつその他の成分としても洗浄剤中に含まれる場合、添加剤としての酸化防止剤とその他の成分としての酸化防止剤との合計含有量が、洗浄剤100質量%に対して0.01質量%以上3質量%未満であることが好ましい。
溶融混練装置としては特に限定されず、公知の混練機を用いることができ、例えば、単軸押出機、二軸押出機を含む押出機、ニーダー、コニーダー、バンバリーミキサー等が挙げられる。特に、樹脂を十分に混練することができる観点から、押出機が好ましく、より好ましくは二軸押出機である。二軸押出機を使用すると押出性が安定し、押出機から吐出されるストランドの脈動等が抑えられる傾向にある。
得られた溶融混練物をカットしてペレット状に成形することで粉砕体を得ることができる。溶融混練物のカット方法としては、ストランドカット、ホットカット、アンダーウォーターカットなどの方法を、樹脂フィルム・シート端材を含む原料の加工性に応じて選択することができる。
粉砕体とその他の成分との混合には、一般に使用されている装置、例えば、タンブラーブレンダー、リボンブレンダー、スーパーミキサー等の予備混合装置、重量式供給機等を使用してもよい。
なお、溶融混練温度(例えば、押出機で溶融混練する際のシリンダーの設定温度等)は、熱履歴を抑制する観点から、280℃以下に設定することが好ましく、260℃以下がより好ましく、240℃以下が更に好ましい。溶融混練温度の下限は特に限定されないが、原料を十分に溶融させる観点から、160℃以上に設定することが好ましく、170℃以上がより好ましく、180℃以上が更に好ましい。
溶融混練物のカット方法としては、ストランドカット、ホットカット、アンダーウォーターカットなどの方法を、粉砕体からなる洗浄剤の加工性に応じて選択することができる。
品質維持の観点から、溶融混練する際は、常圧で開放口(ベント)から脱気分を除去する開放脱気、又は、必要に応じて減圧して開放口(ベント)から脱気分を除去する減圧脱気を行うことが望ましい。溶融混練装置内における溶融樹脂の滞留時間をできるだけ短くすることが望ましく、かかる観点を考慮して、溶融混練条件を設定する。
ドライブレンドにより添加されるその他の成分としては、特に限定されないが、バージン熱可塑性樹脂のペレットや洗浄に有効な成分を予め造粒したマスターバッチ等であることが望ましい。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定される値であり、具体的には、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。なお、使用する溶離液に関しては特に制限はなく、対象とする樹脂を溶解するものであればよい。
本実施形態の洗浄剤の形状は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されず、例えば、ペレット状(円柱状、球状、平面状)、フレーク状、パウダー状等の形状が挙げられる。
本実施形態の洗浄剤の製造方法は、上述のとおり、樹脂フィルム・シート端材を含む原料に対して圧着、半溶融化、及び溶融混練からなる群から選択される加工を行うことにより粉砕体を得ることを含み、加工の加工温度が280℃以下であることを特徴とする。
また、本実施形態の洗浄剤の製造方法は、上述のとおり、粉砕体とその他の成分とを溶融混練又はドライブレンドすることを含んでいてもよい。
本実施形態の樹脂加工機械内の洗浄方法は、上述の本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤を使用することを特徴とする。
本実施形態の樹脂加工機械用洗浄剤を使用して洗浄することができる樹脂加工機械としては、例えば、射出成形機、押出機等が挙げられ、熱可塑性樹脂を扱う樹脂加工機械であれば特に制限されるものではない。
(A-1)ポリエチレンフィルム端材(PE)(重量平均分子量:25万)
(A-2)OPP包装シート端材(PP)(重量平均分子量:20万)
(A-3)超高分子量ポリエチレンフィルム端材(UHMWPE)(重量平均分子量:50万)
(A-4)架橋ポリエチレンフィルム端材(架橋PE)(ゲル分率:25%)
(B-1)高密度ポリエチレン(HDPE)(バージン樹脂、旭化成株式会社製「サンテックB161」)
(B-2)ポリプロピレン(PP)(バージン樹脂、サンアロマー株式会社製「サンアロマーPB270A」)
(C-1)酸化防止剤(BASF社製「Irganox1010」)
(C-2)滑剤(日油株式会社製「アルフローH-50F」)
(D-1)炭酸カルシウム(矢橋工業株式会社製「KK3000」)
下記に示すいずれかの方法を用い、表1に示す加工温度により、樹脂フィルム・シート端材と場合に応じて添加剤とを表1に示す割合で含む原料を粉砕体に加工した。
樹脂フィルム・シート端材(添加剤を含む場合は、樹脂フィルム・シート端材と添加剤とをタンブラーブレンダーを用いて5分間予備混合したもの)をフィルム・シート屑自動造粒機(株式会社東洋製機製「ハイペレッターHP-90」)に投入し、スクリューの回転による樹脂のせん断発熱により、樹脂を半溶融状態にした後、内蔵されたカッターでペレット状に加工した。造粒機において外部熱源による加熱は行わなかった。
樹脂フィルム・シート端材をインフレエッジトリム処理装置(HF社製「REPRE H981-A」)に導入して、4~10枚の端材を重ね合わせてロールで圧着し、内蔵されたカッターで5mm四方程度のサイズに裁断し、ペレット状に加工した。圧着の際に外部熱源による加熱は行わなかった。
樹脂フィルム・シート端材を粉砕機で5mm四方程度に粉砕した後、場合に応じて添加剤を添加し、予めタンブラーブレンダーを用いて5分間予備混合したものを、押込みスクリュー・アジテーターを備えたフィーダーで二軸押出機(芝浦機械株式会社製「TEM26SS」、L/D=48)に投入し、溶融混練した。シリンダー設定最高温度は表1に記載の加工温度に設定した。得られた溶融混練物をストランド状に押し出し、水冷してからストランドカッターにて切断し、ペレット状に加工した。
(加工方法c-2(溶融混練))
端材粉砕部と単軸の押出部が一体となった端材ペレタイズ装置(エレマ社製「インタレマ」、L/D=30)に、樹脂フィルム・シート端材(添加剤を含む場合は、樹脂フィルム・シート端材と添加剤とをタンブラーブレンダーを用いて5分間予備混合したもの)を導入し、溶融混錬した。シリンダー設定最高温度は表1に記載の加工温度に設定した。内蔵されたカッターでホットカットにより造粒を行った。
樹脂フィルム・シート端材を粉砕機で5mm四方程度に粉砕した。
50個の粉砕体について、粉砕体の表面上の2点間の距離のうち最大となる長さをノギスで測定し、その平均値を求めて最大長さ(mm)とした。
粉砕体の嵩密度(g/cm3)を、JIS K 7365に準拠して測定した。
一連の洗浄剤製造工程で発煙の様子について、各工程で使用した加工機器の最終段階部分(押出機の吐出口など、加工物が得られる部分)から風下5mの地点において、デジタルカメラ(キヤノン株式会社製「IXY650」)を用いて該加工機器の最終段階部分の写真を撮影し、以下の基準で判断した。
・評価基準
◎(優れる):発煙が認められず、作業に全く支障のない状態
〇(良好):発煙が認められるが、5m先まで視界が良好である(すべての加工機器について上記撮影した写真にて最終段階部分を確認できる)ため、作業の支障にはならない程度である状態
×(不良):発煙が激しく、5m先を明瞭に視認できない(上記撮影した写真にて最終段階部分を確認できなかった加工機器がある)ため、作業環境が著しく悪化した状態
スクリュー式射出成形機(芝浦機械株式会社製「EC100S」)を用いて、洗浄剤のプレート(寸法:90mm×50mm×2.5mm)を成形した(シリンダー温度:220℃±10℃、金型温度:60℃±5℃)。プレート1枚について、色差計によりYI値を測定した。
・評価基準
[主成分(50質量%超)がPEである洗浄剤の場合]
◎(優れる):同様に成形したバージンのPEのプレートと比較して、YI値の増加幅が30%未満
〇(良好):同様に成形したバージンのPEのプレートと比較して、YI値の増加幅が30~100%
×(不良):同様に成形したバージンのPEのプレートと比較してYI値の増加幅が100%超
[主成分(50質量%超)がPPである洗浄剤の場合]
◎(優れる):同様に成形したバージンのPPのプレートと比較して、YI値の増加幅が30%未満
〇(良好):同様に成形したバージンのPPのプレートと比較して、YI値の増加幅が30~100%
×(不良):同様に成形したバージンのPPのプレートと比較してYI値の増加幅が100%超
スクリュー式射出成形機(芝浦機械株式会社製「EC100S」)を用いて、洗浄剤のプレート(寸法:90mm×50mm×2.5mm)を成形した(シリンダー温度:220℃±10℃、金型温度:60℃±5℃)。プレート4枚の表裏について、径が0.1mm以上である黒点の個数を確認した。
・評価基準
◎(優れる):黒点の個数が10個以下
〇(良好):黒点の個数が11~20個
×(不良):黒点の個数が21個以上
洗浄剤の重量平均分子量を、超高温GPC(株式会社センシュー科学製)を用い、溶離液として1-クロロナフタレン、検量線用標準物質としてポリスチレンを用い、カラム温度210℃にて測定した。検出器としてはRI(示差屈折)検出器を用いた。
青色に着色された低密度ポリエチレンを着色マスターバッチとし、着色マスターバッチ10質量%と高密度ポリエチレン(以下、「PE」と称する。)90質量%を混合し、小型押出機(ブラベンダー社製「プラスチコーダ」)に500g投入して、スクリューを回転させて当該樹脂混合物をTダイから排出して成形機内に疑似的な汚れを付着させた。
その後、当該成形機に実施例または比較例で得られた洗浄剤を投入し、シリンダー温度200℃及びダイ温度200℃の条件でスクリュー回転により洗浄した。この時、PEの青色から洗浄剤の色に切り替わるために必要であった洗浄剤量をダイから排出されたパージ屑から計量し、洗浄性の数値(g)とした。
[評価基準]
◎(優れる):パージ屑量が250g以下であり、洗浄性に優れる
〇(良好):パージ屑量が250g超350g以下であり、洗浄性が良好
×(不良):パージ屑量が350g超であり、洗浄が困難
型締め力100tの芝浦機械株式会社製射出成形機に先行樹脂としてポリプロピレン(以下、「PP」と称する。)の黒着色成形材料500gをシリンダー温度230℃にてホッパーより投入した。樹脂のパージが終わるまでスクリュー回転を続け、回転停止後、15分同一温度で滞留させた。その後、実施例または比較例で得られた洗浄剤をホッパーより流し、内部を洗浄した。この時、PPの黒色から洗浄剤の色に切り替わるために必要であった洗浄剤量をノズルより排出されたパージ屑から計量し、洗浄性の数値(g)とした。
[評価基準]
◎(優れる):パージ屑量が500g以下であり、洗浄性に優れる
〇(良好):パージ屑量が500g超650g以下であり、洗浄性が良好
×(不良):パージ屑量が650g超であり、洗浄が困難
前述の加工方法a~dのいずれかで樹脂フィルム・シート端材及び任意で添加剤を含む原料を加工して得られた粉砕体と、その他の成分とを、以下の方法のいずれかで加工し、洗浄剤を得た。粉砕体とその他の成分との混合割合(質量%)を表1に示す。
・溶融混練による加工(表1で「溶融混練」と記載)
予めタンブラーブレンダーを用いて粉砕体とその他の成分とを5分間予備混合し、二軸押出機(芝浦機械株式会社製TEM26SX)を用いて溶融混練した。押出条件は、シリンダー設定温度240℃、供給量15kg/時間とした。このようにして得られた溶融混練物をストランド状に押し出し、水冷してからストランドカッターにて切断し、ペレット状の洗浄剤を得た。
・ドライブレンドによる加工(表1で「ブレンド」と記載)
タンブラーブレンダーを用いて粉砕体とその他の成分とを5分間ドライブレンドした。
樹脂フィルム・シート端材と添加剤とを含む原料を加工して得られた粉砕体を、そのまま洗浄剤として用いた。
Claims (8)
- 重量平均分子量が50,000以上であり、
ポリオレフィン系樹脂又はスチレン系樹脂を主成分とする樹脂フィルム・シート端材を含む原料に対して圧着、半溶融化、及び溶融混練からなる群から選択される加工を行うことにより得られた粉砕体を含み、
前記加工は、圧着である場合は非加熱で又は280℃以下の温度範囲内で加熱して行われ、半溶融化である場合は非加熱で又は280℃以下の温度範囲内で加熱して行われ、溶融混練である場合は160℃以上280℃以下の温度範囲内で加熱して行われる
ことを特徴とする、樹脂加工機械用洗浄剤。 - 前記粉砕体の嵩密度が0.10g/cm3以上である、請求項1に記載の樹脂加工機械用洗浄剤。
- 前記粉砕体の最大長さが2~10mmである、請求項1又は2に記載の樹脂加工機械用洗浄剤。
- 前記加工が溶融混練であり、前記樹脂フィルム・シート端材を含む原料を押出機で溶融混練することを含み、前記押出機のL/Dが45以下である、請求項1又は2に記載の樹脂加工機械用洗浄剤。
- その他の成分をさらに含み、前記粉砕体と前記その他の成分とを溶融混練又はドライブレンドすることで得られる、請求項1又は2に記載の樹脂加工機械用洗浄剤。
- 前記原料が、酸化防止剤、滑剤、界面活性剤、可塑剤、及び無機フィラーからなる群から選択される少なくとも1種の添加剤をさらに含む、請求項1又は2に記載の樹脂加工機械用洗浄剤。
- 請求項1又は2に記載の樹脂加工機械用洗浄剤の製造方法であり、
樹脂フィルム・シート端材を含む原料に対して圧着、半溶融化、及び溶融混練からなる群から選択される加工を行うことにより粉砕体を得ることを含み、
前記加工は、圧着である場合は非加熱で又は280℃以下の温度範囲内で加熱して行われ、半溶融化である場合は非加熱で又は280℃以下の温度範囲内で加熱して行われ、溶融混練である場合は160℃以上280℃以下の温度範囲内で加熱して行われる
ことを特徴とする、製造方法。 - 請求項1又は2に記載の樹脂加工機械用洗浄剤を用いることを特徴とする、洗浄方法。
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