JP2002179789A - モノマーキャストナイロン樹脂成形体の再利用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モノマーキャストナイロン樹脂スクラップ
を、触媒等を添加することなく、且つ、高い効率で再利
用する方法及び該スクラップを再利用した樹脂成形体を
提供する。 【解決手段】ω−ラクタムをモノマーキャスト法により
重合して得られるモノマーキャストナイロン樹脂成形体
において、該モノマーキャストナイロン樹脂と同種の、
又は、異種のモノマーキャストナイロン樹脂の成形体ス
クラップを、該ω−ラクタム100重量部に対して10〜100
重量部で含有することを特徴とするモノマーキャストナ
イロン樹脂成形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモノマーキャストナ
イロン樹脂成形体の切削屑等のスクラップを再利用する
方法および、該スクラップを含有するモノマーキャスト
ナイロン樹脂成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】モノマーキャストナイロン樹脂は、機械
的強度、及び、耐熱性に優れており、歯車、車輪、ロー
ル、スクリュー等の各種機械部品に用いられている。こ
れら部品を切削加工して作る際には、かなりの量の切削
屑が発生する。

【０００３】このようなスクラップを、省資源や環境上
の観点から再利用することが試みられている。再利用の
方法としては、スクラップを含む原料を押出し成形又は
射出成形して再生ナイロン樹脂を得る方法、スクラップ
を解重合する方法、及びε−カプロラクタム重合体スク
ラップを溶融ε−カプロラクタムと接触させて溶解し、
得られた溶解液を重合する方法（特開2000−191827）な
どが知られている。

【０００４】しかし、スクラップを解重合する方法で
は、解重合のための触媒または酵素が添加されるため、
再重合に先立ち、解重合物を精製しなければならない。
また、溶融ε−カプロラクタムと接触させて溶解する方
法では、スクラップの量が溶融ε−カプロラクタム100
重量部に対して20重量部以下でなければならないという
制限がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、モノ
マーキャストナイロン樹脂スクラップを、触媒等を添加
することなく、且つ、高い効率で再利用する方法を、及
び該スクラップを再利用した樹脂成形体を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ω
−ラクタムをモノマーキャスト法により重合して得られ
るモノマーキャストナイロン樹脂成形体において、該モ
ノマーキャストナイロン樹脂と同種の、又は、異種のモ
ノマーキャストナイロン樹脂の成形体スクラップを、該
ω−ラクタム100重量部に対して10〜100重量部で含有す
ることを特徴とするモノマーキャストナイロン樹脂成形
体である。前記スクラップが10mm以下の長さに粉砕され
ていることが好ましい。また、前記ω−ラクタムが、ε
−カプロラクタムであることが好ましい。さらに、本発
明は下記工程、 （１）モノマーキャストナイロン樹脂成形体スクラップ
を粉砕する工程 （２）工程（１）で得られる粉砕物を金型内に充填する
工程 （３）ω−ラクタムを金型内に注入する工程 （４）工程（３）で得られる、金型内の混合物を攪拌す
る工程、及び （５）該混合物を重合固化させる工程 を含むモノマーキャストナイロン樹脂成形体の再利用方
法にも関する。工程（１）と工程（２）の間に、工程
（１）で得られる粉砕物を130℃〜160℃に予熱する工程
をさらに含むことが好ましい。また、ω−ラクタム100
重量部に対して10〜100重量部のモノマーキャストナイ
ロン樹脂成形体スクラップを金型内に充填することが好
ましく、又、ω−ラクタムが、ε−カプロラクタムであ
ることが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明におけるモノマーキャスト
ナイロン樹脂成形体は、ω−ラクタムを金型に注入し、
アニオン重合させて得られる樹脂成形体である。ω−ラ
クタムは、好ましくは炭素数４〜１２を有し、例えば、
γ−ブチロラクタム、ε−カプロラクタム、ω−エナン
トラクタム、ω−カプリロラクタム、ω−ラウロラクタ
ム、及びこれらの混合物である。なかでも、ε−カプロ
ラクタムが好ましい。

【０００８】本発明において使用されるスクラップは、
上記モノマーキャストナイロンと同種の、又は、異種の
モノマーキャストナイロン樹脂の成形体スクラップであ
る。好ましくは、耐熱性等の物性が均一になることか
ら、同種のモノマーキャストナイロン樹脂の成形体スク
ラップが使用される。該スクラップは、本発明の目的を
損なわない範囲で、フィラー等の慣用の添加剤を含んで
いてもよい。

【０００９】スクラップは、使用済みの製品、製品化の
過程で生じた不良品、切削屑、または成形屑等であって
よい。再利用に際し、好ましくは、コーンクラッシャ
ー、ハンマーミル等の慣用の粉砕手段により、長さが約
10mm以下、より好ましくは約８mm以下の鱗片状ないし粒
状になるように粉砕する。

【００１０】スクラップの含有量は、ω−ラクタム100
重量部に対して、10〜100重量部、好ましくは、２０〜
６０重量部である。前記下限値未満の配合量では、再使
用効率が悪く、一方前記上限値を超える量では、スクラ
ップ粉砕物同士が凝集して、固化しない部分が生じ得
る。

【００１１】本発明は、下記工程、 （１）モノマーキャストナイロン樹脂成形体スクラップ
を粉砕する工程 （２）工程（１）で得られる粉砕物を金型内に充填する
工程 （３）ω−ラクタムを金型内に注入する工程 （４）工程（３）で得られる、金型内の混合物を攪拌す
る工程、及び （５）該混合物を重合固化させる工程 を含むナイロン樹脂成形体の再利用方法にも関する。好
ましくは、工程（１）と工程（２）の間に、工程（１）
で得られる粉砕物を130℃〜160℃に予熱する工程を設け
る。粉砕物の温度が該下限値より低いと、工程（３）で
得られるω−ラクタムとの混合物の温度が低くなり過ぎ
て、金型内で再度加熱しないと、重合が充分に進まない
場合がある。一方、金型の温度は通常160℃付近である
ので、該温度より高い温度まで予熱するメリットもな
い。なお、粉砕物を予熱する代わりに、工程（２）で充
填した後に、金型内で１時間程度加熱し、その後にω−
ラクタムを注入してもよい。

【００１２】工程（１）におけるナイロン樹脂、粉砕手
段及び粉砕物の大きさ、及び工程（３）のω−ラクタム
の種類およびスクラップとの量比については上述したと
おりである。工程（４）の攪拌方法には限定はなく、金
型の形、大きさに応じた種々の形態の攪拌翼を備えた攪
拌機により行なうことができる。

【００１３】工程（５）の重合は、公知の方法により行
なうことができる。重合触媒も、任意の公知の物を使用
することができ、アルカリ金属、アルカリ土類金属およ
びこれら金属の水素化物、酸化物、水酸化物、炭酸塩、
アルキル化物、アルコキシドやグリニャール化合物、及
びこれらとω−ラクタムとの反応生成物等が挙げられ
る。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネ
シウム、カルシウム、水素化リチウム、水素化ナトリウ
ム、水素化カリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム、メチルナトリウム、エチルナトリウム、
メチルカリウム、エチルカリウム、ナトリウムメチラー
ト、ナトリウムエチラート、カリウムメチラート、カリ
ウムエチラート、メチルマグネシウムブロマイド、エチ
ルマグネシウムブロマイド、およびこれらの混合物を用
いてよい。重合触媒の添加量は、通常、ω−ラクタムと
該重合触媒との合計を100モル％として、0.02〜2.0モル
％である。

【００１４】重合助触媒、または反応開始剤としては、
イソシアネート類、アシルラクタム類、カルバミドラク
タム類、イソシアヌレート誘導体、酸ハライド類、尿素
誘導体等を用いることができ、より具体的にはｎ−ブチ
ルイソシアネート、フェニルイソシアネート、オクチル
イソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロ
ンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、m-
キシレンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルメタンジ
イソシアネート、N-アセチル-ε-カプロラクタム、1,6-
ヘキサメチレンビスカルバミドカプロラクタム、トリア
リルイソシアヌレート、テレフタロイルクロリド、1,3-
ジフェニル尿素等、及びこれらの混合物を用いることが
できる。該助触媒の添加量は、ω−ラクタムと該重合助
触媒との合計を100モル％として、0.02〜2.0モル％、好
ましくは0.2〜1.0モル％である。

【００１５】上記重合触媒、および、重合助触媒を、別
々に所定量のω−ラクタムに混合した２液を調製し、成
形時に該２液を混合し、該混合液を金型に流し込み、11
0〜180℃の温度にて重合する。重合に要する時間は、モ
ノマー、触媒、成形体の大きさ、および形状等に依存し
て適宜定められるが、典型的には約１０〜４５分間であ
る。重合の後に、例えば190℃で、約30分程度、熱処理
してもよい。

【００１６】本発明の樹脂には、本発明の目的を損なわ
ない範囲で、各種添加剤、例えば補強剤、顔料、染料、
抗菌剤等を添加してよい。

【００１７】得られる樹脂成形体は、新規樹脂成形体と
同等の圧縮特性を有し、舷側の緩衝材、チェーンガイド
等として用いることができる。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。実施例中に示
す測定、評価は次に示すような条件で行った。 （１）圧縮強度 ASTM D695に準拠して測定した。 （２）圧縮弾性率 ASTM D695に準拠して測定した。

【００１９】実施例１ ε−カプロラクタムからのモノマーキャストナイロン樹
脂成形体のスクラップを長さ約３〜８mmの鱗片状に粉砕
し、得られた砕製物を130℃のオーブンに入れて、乾燥
及び予熱した。該砕製物270gを、160℃に予熱された成
形金型（150ｍｍ×300ｍｍ×35ｍｍ）内に投入して１時
間置き、金型温度を155℃に保った。一方、別の１リッ
トルフラスコに無水のε-カプロラクタム700ｇを採り、
140〜150℃に加熱し、これに重合助触媒のトリレンジイ
ソシアネート3.6ｇを加えた。また、300ミリリットルフ
ラスコに無水のε-カプロラクタム200ｇを採り、約70℃
に加熱し、これに重合触媒の水素化ナトリウム（油性63
％）1.5ｇを添加し、140〜150℃に加熱した。次いで、
これら２液を混合して、155℃に保持された前記金型に
投入した（ε-カプロラクタム100重量部に対してスクラ
ップ30重量部）。続いて、１分間程度金型内の混合物を
攪拌した後、約３０分間重合させてから成形体を取り出
した。得られた成形体の５％変形時の圧縮強度は85 MP
a、圧縮弾性率は3,600 MPａであった。

【００２０】実施例２ スクラップの量を450g（ε-カプロラクタム100重量部に
対してスクラップ50重量部）としたことを除き、実施例
１を繰り返した。得られた成形体の５％変形時の圧縮強
度は90 MPa、圧縮弾性率は3,600 MPａであった。

【００２１】比較例１ スクラップを入れなかったことを除き、実施例１を繰り
返した。得られた成形体の５％変形時の圧縮強度は87 M
Pa、圧縮弾性率は3,500 MPａであった。

【００２２】

【発明の効果】本発明の、モノマーキャストナイロン樹
脂成形体の再利用方法は、添加物を使用せず、また、精
製工程を含まず簡便であり、再利用効率も高い。さら
に、得られる成形体は、新規樹脂成形体と同等の圧縮特
性を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 77:02 Ｃ０８Ｌ 77:02 Ｆターム(参考） 4F071 AA54 AH17 BA02 BA09 BB01 BB13 BC07 4F204 AA29 EA03 EA04 EB01 EE01 EF27 EK24 EK25 4F301 AA27 CA05 CA10 CA54 4J001 DA01 DB01 EA04 EA05 EA06 EA07 EA08 FA03 FB01 FC01 GA01 HA03 JA19

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ω−ラクタムをモノマーキャスト法によ
   り重合して得られるモノマーキャストナイロン樹脂成形
   体において、該モノマーキャストナイロン樹脂と同種
   の、又は、異種のモノマーキャストナイロン樹脂の成形
   体スクラップを、該ω−ラクタム100重量部に対して10
   〜100重量部で含有することを特徴とするモノマーキャ
   ストナイロン樹脂成形体。
2. 【請求項２】 スクラップが10mm以下の長さに粉砕され
   ていることを特徴とする、請求項１記載のモノマーキャ
   ストナイロン樹脂成形体。
3. 【請求項３】 ω−ラクタムが、ε−カプロラクタムで
   あることを特徴とする請求項１または２記載のモノマー
   キャストナイロン樹脂。
4. 【請求項４】 下記工程を含むモノマーキャストナイロ
   ン樹脂成形体の再利用方法、 （１）モノマーキャストナイロン樹脂成形体スクラップ
   を粉砕する工程 （２）工程（１）で得られる粉砕物を金型内に充填する
   工程 （３）ω−ラクタムを金型内に注入する工程 （４）工程（３）で得られる、金型内の混合物を攪拌す
   る工程、及び （５）該混合物を重合固化させる工程。
5. 【請求項５】 工程（１）と工程（２）の間に、工程
   （１）で得られる粉砕物を130℃〜160℃に予熱する工程
   をさらに含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 【請求項６】 ω−ラクタム100重量部に対して10〜100
   重量部のモノマーキャストナイロン樹脂成形体スクラッ
   プを金型内に充填することを特徴とする請求項４または
   ５記載の方法。
7. 【請求項７】 ω−ラクタムが、ε−カプロラクタムで
   あることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載
   の方法。