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技術 金型用洗浄剤組成物及び金型の洗浄方法

出願人 株式会社ADEKA
発明者 白井博明津島康宏
出願日 2007年3月12日 (13年8ヶ月経過) 出願番号 2007-061823
公開日 2008年9月25日 (12年2ヶ月経過) 公開番号 2008-222823
状態 特許登録済
技術分野 洗浄性組成物 プラスチック等の成形用の型
主要キーワード 反応硬化樹脂 グリコール溶剤 除去具 スルホン酸系モノマー 汚れ除去率 再付着防止性能 仕上がり寸法 ポリオキシエチレンアルケニルエーテル
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この項目の情報は公開日時点(2008年9月25日)のものです。
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課題

本発明は、金型に付着した除去の困難なプラスチック汚れを除去することのできる水系の洗浄剤及びその洗浄方法を提供することを目的とする。

解決手段

水性コロイダルシリカ及びポリカルボン酸塩を含有することを特徴とする金型用洗浄剤組成物である。

概要

背景

射出成形等のプラスチック成形加工に使用される金型は、成形原料である樹脂を加熱したときに発生する樹脂ヤニモールドデポジット成形時に使われる離型剤等が金型表面に付着し、その汚れ蓄積すると、成形品仕上がり寸法外観離型性等に大きく影響する。このような汚れによる悪影響を防ぐため、射出成形等のプラスチック成形加工に用いる金型は定期的に洗浄して、これら蓄積した汚れを除去する必要がある。従来から行われている金型の洗浄方法としては、強アルカリ液を用いた洗浄や溶剤を用いた洗浄等の方法(例えば、特許文献1,2を参照)が知られている。 しかし、強アルカリ液による洗浄や溶剤による洗浄は、アルカリ液や溶剤の作業者への影響や洗浄後の廃液処理など、人や環境に与える負荷が大きいという問題があり、中性水系洗浄剤への要望が大きかった。

こうした中、中性の水系洗浄剤による洗浄としては、水溶性リン酸塩流動パラフィン及び界面活性剤を含む洗浄剤組成物(例えば、特許文献3を参照)が知られている。しかし、こうした水系洗浄剤は、比較的除去の容易な汚れの洗浄は可能であるが、例えば、硫黄原子を含有したエポキシ樹脂等の、除去が難しい汚れを完全に洗浄することができないため、こうした除去困難な樹脂を加工する金型には使用することができなかった。

特開平11−090938号公報
特開2001−232647号公報
特開2005−035121号公報

概要

本発明は、金型に付着した除去の困難なプラスチック汚れを除去することのできる水系の洗浄剤及びその洗浄方法を提供することを目的とする。水性コロイダルシリカ及びポリカルボン酸塩を含有することを特徴とする金型用洗浄剤組成物である。なし

目的

従って、本発明が解決しようとする課題は、金型に付着した除去の困難なプラスチック汚れを除去することのできる水系の洗浄剤及びその洗浄方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

請求項2

前記ポリカルボン酸塩の重量平均分子量が1,000〜100,000であることを特徴とする請求項1に記載の金型用洗浄剤組成物。

請求項3

組成物全体に対して、前記水性コロイダルシリカの含有量固形分で5〜45質量%、前記ポリカルボン酸塩の含有量が0.5〜10質量%の水溶液であることを特徴とする請求項1または2に記載の金型用洗浄剤組成物。

請求項4

更に、ポリカルボン酸塩を除くアニオン界面活性剤及び/又はノニオン界面活性剤を、組成物全体に対して1〜5質量%含有することを特徴とする請求項3に記載の金型用洗浄剤組成物。

請求項5

更に、水溶性グリコール系溶剤を組成物全体に対して0.2〜5質量%含有することを特徴とする請求項3または4に記載の金型用洗浄剤組成物。

請求項6

請求項1〜5のいずれか一項に記載の金型用洗浄剤組成物を使用し、金型に付着した汚れ超音波洗浄によって洗浄することを特徴とする金型の洗浄方法

請求項7

金型に付着した汚れが硫黄原子を含有した樹脂であることを特徴とする請求項6に記載の金型の洗浄方法。

技術分野

0001

本発明は、金型用洗浄剤及びその洗浄方法に関し、特に金型に付着した硫黄原子を含有したプラスチック樹脂を好適に除去することのできる金型用の洗浄剤及びその洗浄方法に関する。

背景技術

0002

射出成形等のプラスチック成形加工に使用される金型は、成形原料である樹脂を加熱したときに発生する樹脂ヤニモールドデポジット成形時に使われる離型剤等が金型表面に付着し、その汚れ蓄積すると、成形品仕上がり寸法外観離型性等に大きく影響する。このような汚れによる悪影響を防ぐため、射出成形等のプラスチック成形加工に用いる金型は定期的に洗浄して、これら蓄積した汚れを除去する必要がある。従来から行われている金型の洗浄方法としては、強アルカリ液を用いた洗浄や溶剤を用いた洗浄等の方法(例えば、特許文献1,2を参照)が知られている。 しかし、強アルカリ液による洗浄や溶剤による洗浄は、アルカリ液や溶剤の作業者への影響や洗浄後の廃液処理など、人や環境に与える負荷が大きいという問題があり、中性水系洗浄剤への要望が大きかった。

0003

こうした中、中性の水系洗浄剤による洗浄としては、水溶性リン酸塩流動パラフィン及び界面活性剤を含む洗浄剤組成物(例えば、特許文献3を参照)が知られている。しかし、こうした水系洗浄剤は、比較的除去の容易な汚れの洗浄は可能であるが、例えば、硫黄原子を含有したエポキシ樹脂等の、除去が難しい汚れを完全に洗浄することができないため、こうした除去困難な樹脂を加工する金型には使用することができなかった。

0004

特開平11−090938号公報
特開2001−232647号公報
特開2005−035121号公報

発明が解決しようとする課題

0005

従って、本発明が解決しようとする課題は、金型に付着した除去の困難なプラスチック汚れを除去することのできる水系の洗浄剤及びその洗浄方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

そこで本発明者等鋭意検討し、金型に付着した除去困難な樹脂でも除去できる洗浄剤組成物及びその洗浄方法を見出し、本発明に至った。即ち、本発明は、水性コロイダルシリカ及びポリカルボン酸塩を含有することを特徴とする金型用洗浄剤組成物である。

発明の効果

0007

本発明の効果は、金型に付着した除去の困難なプラスチック汚れを除去することのできる水系の洗浄剤及びその洗浄方法を提供したことにある。

発明を実施するための最良の形態

0008

本発明に使用できる水性コロイダルシリカは、水溶液のものであれば特に限定されないが、10〜50質量%の濃度であることが好ましい。平均粒径は1〜100nmのものが好ましく、5〜50nmのものがより好ましく、8〜20nmが更に好ましい。1nm未満の粒径の水性コロイダルシリカは洗浄力が悪くなる場合があり、100nmを超えると洗浄力が悪くなる場合や製品の安定性が悪くなる場合がある。

0009

前記水性コロイダルシリカの形態については水に分散しているものであれば特に限定されず、ナトリウムカリウム等のアルカリ金属や、アンモニアエタノールアミン類等のアミン化合物で水性コロイダルシリカを中和した中和塩や、前記中和塩を取り除いた酸性タイプ、メチル変性エチル変性、フェニル変性、アミノ変性等の水性コロイダルシリカを変性したタイプ、またはこれらの混合物でもよい。このような水性コロイダルシリカの中でも、製品の安定性が良好なことから、中和塩のタイプのものが好ましく、ナトリウム塩カリウム塩がより好ましい。

0010

本発明に使用できるポリカルボン酸塩は、ポリマー中に複数のカルボニル基が存在すれば、1種のモノマーからなるホモポリマーでも、2種以上のモノマーからなるコポリマーでもよく、これらの混合物でもよい。こうしたポリカルボン酸塩としては、例えば、ポリアクリル酸塩ポリメタクリル酸塩、アクリル酸マレイン酸共重合体塩、アクリル酸/フマル酸の共重合体塩、アクリル酸/スルホン酸系モノマーの共重合体塩、及びこれらのポリカルボン酸塩のアルキレンオキシド変性物等が挙げられる。また、これらのポリカルボン酸塩の塩としては、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩や、アンモニア、エタノールアミン類等のアミン塩が挙げられる。これらのポリカルボン酸塩の分子量は、1,000〜100,000が好ましく、1,000〜50,000がより好ましく、1,000〜10,000が更に好ましい。分子量が1,000未満または100,000より大きいと、後に詳しく記述するポリカルボン酸の効果が不十分となって、金型に水性コロイダルシリカが付着する場合や製品の安定性が悪化する場合がある。

0011

本発明の洗浄剤組成物は溶媒に水を使用し、水性コロイダルシリカとポリカルボン酸塩を含有している水系の洗浄剤組成物である。水性コロイダルシリカの含有量は、組成物全体に対して固形分として5〜45質量%であることが好ましく、5〜35質量%がより好ましく、10〜30質量%が更に好ましい。水性コロイダルシリカが5質量%未満であると洗浄効果に劣る場合があり、45質量%を超えると組成物全体の安定性が悪くなる場合がある。
また、ポリカルボン酸塩の含有量は、組成物全体に対して、0.5〜10質量%が好ましく、0.5〜5質量%がより好ましい。ポリカルボン酸塩が0.5質量%未満であると金型に水性コロイダルシリカが付着する場合があり、10質量%を超えると添加量に見合う効果は現れない場合や、配合した製品がゲル状になる場合がある。

0012

ここで、ポリカルボン酸塩の効果について記述する。本発明の洗浄剤組成物は、水性コロイダルシリカの粒子が汚れを除去する働きをするが、水性コロイダルシリカだけの場合、洗浄後の金型にコロイダルシリカの粒子が付着してしまう。この付着したコロイダルシリカは洗浄後のすすぎ等の処理を念入りに行っても完全に除去することはできず、金型にコロイダルシリカの粒子が残ってしまう。ポリカルボン酸塩は分散剤として広く知られているが、本発明では、コロイダルシリカが金型へ付着するのを防ぐ働き(再付着防止性能)を持つ。ポリカルボン酸塩を配合しないで洗浄した場合、水性コロイダルシリカの金型への付着は避けられず、洗浄後に純水等で念入りにすすぎを行っても、付着した水性コロイダルシリカを完全に除去することはできないが、本発明の洗浄剤組成物は、洗浄後も水性コロイダルシリカがほとんど付着せず、微量に付着した水性コロイダルシリカも、洗浄後の簡単なすすぎだけで完全に除去することができる。

0013

本発明の洗浄剤組成物は、更に、アニオン界面活性剤及び/又はノニオン界面活性剤を含有させることにより洗浄力が向上する。アニオン界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、高級脂肪酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩硫化オレフィン塩、高級アルキルスルホン酸塩α−オレフィンスルホン酸塩硫酸化脂肪酸塩スルホン化脂肪酸塩、リン酸エステル塩脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、グリセライド硫酸エステル塩、脂肪酸エステルのスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルカルボン酸塩アシル化ペプチド脂肪酸アルカノールアミド又はそのアルキレンオキシド付加物の硫酸エステル塩、スルホコハク酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩アルキルナフタレンスルホン酸塩アルキルベンゾイミダゾールスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンスルホコハク酸塩、N−アシル−N−メチルタウリンの塩、N−アシルグルタミン酸又はその塩、アシルオキシエタンスルホン酸塩アルコキシエタンスルホン酸塩、N−アシル−β−アラニン又はその塩、N−アシル−N−カルボキシエチルタウリン又はその塩、N−アシル−N−カルボキシメチルグリシン又はその塩、アシル乳酸塩、N−アシルサルコシン塩、及びアルキル又はアルケニルアミノカルボキシメチル硫酸塩等の1種または2種以上の混合物等が挙げられる。これらのアニオン界面活性剤に使用される対イオンとしては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属類が挙げられる。これらの中でもアルカリ金属類が好ましく、ナトリウム又はカリウムが更に好ましい。また、これらのアニオン界面活性剤の中でも、硫酸エステル塩やスルホン酸塩が好ましい。

0014

ノニオン界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルポリオキシエチレンアルケニルエーテルポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルエチレンオキシドプロピレンオキシドランダムブロック何れでもよい。)ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルケニルエーテル(エチレンオキシドとプロピレンオキシドはランダム、ブロック何れでもよい。)ポリエチレングリコールプロピレンオキシド付加物ポリプロピレングリコールエチレンオキシド付加物グリセリン脂肪酸エステル又はそのエチレンオキシド付加物、ソルビタン脂肪酸エステルポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルアルキルポリグルコシド脂肪酸モノエタノールアミド又はそのエチレンオキシド付加物、脂肪酸−N−メチルモノエタノールアミド又はそのエチレンオキシド付加物、脂肪酸ジエタノールアミド又はそのエチレンオキサイド付加物ショ糖脂肪酸エステル、アルキル(ポリグリセリンエーテルポリグリセリン脂肪酸エステルポリエチレングリコール脂肪酸エステル脂肪酸メチルエステルエトキシレート、N−長鎖アルキルジメチルアミンオキシド等が挙げられる。これらの中でも、安価で加水分解しないことから、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルケニルエーテルが好ましい。

0015

これらのアニオン界面活性剤やノニオン界面活性剤を配合すると、汚れに対する浸透効果分散効果等によって洗浄力が向上するが、その配合量は、組成物全体に対して配合する界面活性剤の総量が1〜5質量%であることが好ましく、1〜3質量%がより好ましい。1質量%未満であると洗浄力の向上が見られない場合があり、5質量%より多いと添加量に見合う洗浄力の向上が見られない場合がある。

0016

本発明の洗浄剤組成物は、更に水溶性のグリコール系溶剤を添加することにより洗浄力が向上する。水溶性のグリコール溶剤としては特に限定されないが、例えば、エチレングリコールプロピレングリコールブチレングリコールジエチレングリコールジプロピレングリコールトリエチレングリコールエチレングリコールモノメチルエーテルジエチレングリコールモノメチルエーテルトリエチレングリコールモノメチルエーテルエチレングリコールモノエチルエーテルジエチレングリコールモノエチルエーテルトリエチレングリコールモノエチルエーテルエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルジエチレングリコールモノブチルエーテルトリエチレングリコールモノブチルエーテル、(モノ、ジ、トリ)エチレングリコール(モノ、ジ、トリ)プロピレングリコールモノメチルエーテル、(モノ、ジ、トリ)エチレングリコール(モノ、ジ、トリ)プロピレングリコールモノエチルエーテル、(モノ、ジ、トリ)エチレングリコール(モノ、ジ、トリ)プロピレングリコールモノプロピルエーテル、(モノ、ジ、トリ)エチレングリコール(モノ、ジ、トリ)プロピレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、洗浄力が高いことからアルキル基を持つグリコール系溶剤が好ましい。

0017

これらのグリコール系溶剤を配合すると、汚れに対する浸透効果等によって洗浄力が向上するが、その配合量は、組成物全体に対して0.2〜5質量%が好ましく、0.5〜3質量%がより好ましい。0.2質量%未満であると洗浄力の向上が見られない場合があり、5質量%より多いと添加量に見合う洗浄力の向上が見られない場合や、廃液処理が困難になる場合がある。

0018

被洗浄体である金型の材質は特に規定されず、金属製、ガラス製等いずれの材質でもよいが、洗浄効率が良いのは、樹脂が吸着して洗浄が困難になるガラス製の金型である。また、汚れとして金型に付着する樹脂としては特に規定されず、いずれの樹脂も洗浄できるが、除去の困難な硫黄原子を含有する樹脂、例えば、含硫黄ウレタン樹脂、含硫黄エポキシ樹脂、ポリチオメタアクリレート樹脂、含硫黄ポリ(メタ)アクリレート樹脂、エピスルフィド樹脂等の洗浄に本発明の洗浄剤組成物は効果を発揮する。

0019

本発明の洗浄剤組成物の使用方法は特に限定されず、金型に対してブラシ等でブラッシングする方法や、各種自動清浄装置等を使用することができるが、超音波洗浄機を使用して洗浄することが好ましい。超音波洗浄機を使用する方法としては、被洗浄体である金型を、本発明の洗浄剤の入った超音波洗浄機内に浸し、1〜120分程度洗浄すればよい。洗浄回数は1回でも2回以上でもよく、汚れの除去具合によって洗浄時間や洗浄回数を決めてやればよい。また洗浄後は、純水またはリンス剤等の入った水ですすぎを行い、その後温風乾燥等によって乾燥させればよい。

0020

以下本発明を実施例により、具体的に説明する。ただし、これらは例示であって、本発明を限定するものではない。尚、以下の実施例等において%及びppmは特に記載が無い限り質量基準である。

0021

被洗浄物
直径90mmのプラスチックレンズ成型用のガラス製金型を用意し、含硫黄エポキシ樹脂(ビス−(2,3−エピチオプロピルジスルフィド/ビス−(2−メルカプトエチルスルフィド=9/1(質量比))と含硫黄ウレタン樹脂(三井化学株式会社製、MR−8)の2種類の樹脂を金型に流し込み、金型内硬化させてプラスチックレンズ(成型品)を作成した。この時ガラス製の金型には、成型品の縁に沿って円周状に硬化樹脂による汚れと未反応硬化樹脂の汚れが付着する。この汚れたガラス製の金型を被洗浄物とした。

0022

洗浄試験
リットルガラスビーカーに、表1及び表2の配合表に従って作成した洗浄剤を調整し、25℃の水温にした後、被洗浄物を液面下に浸漬して、超音波洗浄機によって120秒間洗浄処理を行った。その後、被洗浄物をビーカーから取り出し、イオン交換水を用いて洗浄処理と同様の条件ですすぎを行い、イオン交換水から取り出した被洗浄物を乾燥して下記の評価を行った。なお表1及び表2の配合において、水性コロイダルシリカとポリカルボン酸塩の配合量は水溶液の状態での配合量であり、その他の成分は水が入っていない成分100%の状態での配合量である。

0023

(1)洗浄性の評価
円周状に付着した汚れの除去率を、以下の式に基づいて算出した。
汚れ除去率
=[(洗浄前の円周状汚れの全長)−(洗浄後の汚れの全長)]/(洗浄前の円周状汚れの全長)

0024

(2)すすぎ性の評価
水性コロイダルシリカが被洗浄物に残留した場合、乾燥すると白粉となって目視でも観察できる。この付着する水性コロイダルシリカの有無について、洗浄後の被洗浄物を下記の基準で評価した。
○:目視で水性コロイダルシリカの白粉を確認できない。
△:わずかであるが水性コロイダルシリカの白粉を確認できる。
×:大量の水性コロイダルシリカが付着している。

0025

(3)洗浄液安定性の評価
水性コロイダルシリカは、界面活性剤の配合やpHの変化によって、分散安定性が低下する事が知られている。洗浄液安定性の評価として、40℃の恒温槽中に洗浄液を1週間保管して経時変化を観察し、下記の基準で評価した。
○:均一で流動性の良好な溶液
△:溶液が増粘して流動性がなくなる
×:溶液がゲル化する

0026

使用原料
<水性コロイダルシリカ>
水性コロイダルシリカ1(アデライト登録商標)AT−30(株式会社ADEKA製)):平均粒径15nm、固形分30%の水溶液
水性コロイダルシリカ2(アデライト(登録商標)AT−300S(株式会社ADEKA製)):平均粒径9nm、固形分30%の水溶液
<ポリカルボン酸塩>
ポリカルボン酸塩1:製品名アクアリック(登録商標)DL40(日本触媒社品)、
ポリアクリル酸ナトリウム、分子量3,500、固形分40%水
溶液
ポリカルボン酸塩2:製品名アクアリック(登録商標)TL37(日本触媒社品)、
アクリル酸/マレイン酸共重合体塩、分子量5,000、固形分
37%水溶液
ポリカルボン酸塩3:製品名アクアリック(登録商標)GL246(日本触媒社品)
、アクリル酸/スルホン酸共重合体塩、分子量3,000、固形
分50%水溶液
ポリカルボン酸塩4:製品名アクアリック(登録商標)PM303B(日本触媒社品
)、特殊ポリカルボン酸塩、分子量3,000、固形分40%水
溶液
<界面活性剤>
界面活性剤1:ヤシアルコールのエチレンオキシド3モル付加物サルフェートNa

界面活性剤2:ジオクチルスルホコハク酸Na塩
界面活性剤3:トリデカノールのエチレンオキシド10モル付加物
界面活性剤4:ヤシアルコールのエチレンオキシド8モル、プロピレンオキシド3モ
付加物ブロック共重合体
<溶剤>
溶剤1:ブタノールのエチレンオキシド1モル、プロピレンオキシド1モル付加物

0027

0028

0029

0030

0031

上記結果により、本発明は、金型に付着した除去の困難な硫黄原子を含有したプラスチック樹脂を好適に除去することができ、すすぎ性がよく、洗浄液の保存安定性に優れていることが分かる。

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