JP2004352896A - 環状オレフィン系樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性、耐溶剤性および表面硬度に優れる環状オレフィン系樹脂成形品、ならびにその工業的有利な製造方法を提供すること。
【解決手段】少なくとも、環状オレフィンモノマー（Ａ）と、芳香族ジオキシ基を配位子として有する周期表第４族〜第６族遷移金属化合物（Ｂ）とを混合してなる混合液を成形型内に注入し、その型内で環状オレフィンモノマーを塊状開環メタセシス重合させる。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は耐熱性、耐溶剤性および表面硬度に優れる環状オレフィン系樹脂成形品ならびにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、環状オレフィンモノマーをメタセシス重合触媒の存在下に開環重合することにより、非晶質の環状オレフィン系樹脂が得られることが知られている。非晶質の環状オレフィン系樹脂は電気特性、光学特性、低吸湿性などに優れるという特徴を有し、成形品として種々の用途に用いられている。かかる成形品の製造方法としては、環状オレフィンモノマーを溶液重合して得られる重合体を、射出成形やカレンダー成形等の熱成形法により成形品とする方法がある。また、反応射出成形法（ＲＩＭ法）のように、金型内でノルボルネン系モノマーを塊状（バルク）重合して成形品を得る方法も知られている。しかしながら、これらの成形品は、その用途によっては要求特性を満足できない場合があった。
【０００３】
例えば、従来のジシクロペンタジエンを主成分とするＲＩＭ成形品はガラス転移温度（Ｔｇ）が通常１００〜１６０℃で、熱変形温度がＴｇより３０℃程度低いものであった。このため、高温下で使用する用途には不向きであり、また、製造時にも変形を防ぐために成形品の熱変形温度以下まで成形型を冷却する必要があり、生産性の面でも不利になる場合があった。
【０００４】
さらに、かかるＲＩＭ成形品は、衝撃強度に優れる一方で表面硬度が比較的低く、成形品の表面に傷が付いたり、荷重により変形したりしやすいという問題があった。傷付きを防止するために塗料や他の樹脂でコーティングする方法が知られているが、これらの工程が加わることにより生産性や製造コストの面で不利になる場合があった。
【０００５】
また、非晶質の環状オレフィン系樹脂は、一般に耐酸性、耐アルカリ性に優れているものの、有機溶剤、特にトルエンやヘキサンなどの炭化水素系の溶剤に対しては溶解または膨潤する場合があり、例えばガソリンタンクのような自動車用材料などに用いるのは困難であった。
【０００６】
耐熱性、耐溶剤性に優れた環状オレフィン系樹脂成形品として、結晶性を有するノルボルネン系開環重合体およびノルボルネン系開環重合体水素化物の成形品が提案されている（特許文献１〜４参照）。しかしながら、これらの樹脂は耐熱性が高く溶融成形において高温を必要とするため、特に大型成形品の製造においてはエネルギー面や装置のコスト面で不利となる場合があり、また、成形時にポリマーが酸化劣化するおそれがあった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２０４６４号公報
【特許文献２】
特開２００２−１０５１７９号公報
【特許文献３】
特開２００２−２４９５５４号公報
【特許文献４】
特開２００２−２４９５５５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、耐熱性、耐溶剤性に優れ、荷重による変形を受け難く、かつコーティングなどの工程を省略しても表面の傷付きが抑制された環状オレフィン系樹脂成形品、およびその工業的有利な製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、環状オレフィンモノマーと芳香族ジオキシ基を配位子として有する周期表第４族〜第６族遷移金属化合物とを混合してなる混合液を成形型内に注入し、その型内で環状オレフィンモノマーを塊状開環メタセシス重合させることにより、耐熱性、耐薬品性および機械強度に優れる環状オレフィン系樹脂成形品が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１０】
かくして本発明によれば、少なくとも、環状オレフィンモノマー（Ａ）と、芳香族ジオキシ基を配位子として有する周期表第４族〜第６族遷移金属化合物（Ｂ）とを混合してなる混合液を成形型内に注入し、その型内で環状オレフィンモノマーを塊状開環メタセシス重合させる環状オレフィン系樹脂成形品の製造方法が提供される。
前記混合液は、さらに有機金属還元剤（Ｃ）を含むことが好ましい。
環状オレフィンモノマー（Ａ）は、２環〜４環の無置換ノルボルネン類であることが好ましい。
【００１１】
また本発明によれば、上記の製造方法により得られる、融点を有する環状オレフィン系樹脂成形品が提供される。
【００１２】
さらに本発明によれば、成形型内で環状オレフィンモノマーを塊状開環メタセシス重合させてなる環状オレフィン系樹脂成形品であって、表面のロックウェル硬度がＨＲＭ５５以上であることを特徴とする環状オレフィン系樹脂成形品が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法は、少なくとも、環状オレフィンモノマー（Ａ）と芳香族ジオキシ基を配位子として有する周期表（長周期型、以下同じ）第４族〜第６族遷移金属化合物（Ｂ）とを混合してなる混合液を成形型内に注入し、その型内で環状オレフィンモノマーを塊状開環メタセシス重合させる。
【００１４】
環状オレフィンモノマー（Ａ）としては、環状モノオレフィンや環状ジオレフィンなどの単環の環状オレフィンモノマー、ノルボルネン系モノマーなどの多環の環状オレフィンモノマーが挙げられる。これらの環状オレフィンモノマーは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。また、ノルボルネン系モノマーを用いる場合には、ノルボルネン環の二重結合以外にさらに二重結合を有していてもよい。
【００１５】
単環の環状オレフィンモノマーとしては、炭素数が通常４〜２０、好ましくは４〜１０の環状モノオレフィン又は環状ジオレフィンが挙げられる。環状モノオレフィンの具体例としては、シクロブテン、シクロペンテン、メチルシクロペンテン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン等が挙げられる。環状ジオレフィンの具体例としては、シクロヘキサジエン、メチルシクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチルシクロオクタジエン、フェニルシクロオクタジエン等が挙げられる。
【００１６】
ノルボルネン系モノマーとしては、置換および無置換の２環若しくは３環以上の多環ノルボルネンを用いることができ、その具体例としては、ノルボルネン、ノルボルナジエン、メチルノルボルネン、ジメチルノルボルネン、エチルノルボルネン、塩素化ノルボルネン、エチリデンノルボルネン、クロロメチルノルボルネン、トリメチルシリルノルボルネン、フェニルノルボルネン、シアノノルボルネン、ジシアノノルボルネン、メトキシカルボニルノルボルネン、ピリジルノルボルネン、ナジック酸無水物、ナジック酸イミド等の官能基を有していてもよい２環ノルボルネン類；
【００１７】
ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエンやそのアルキル、アルケニル、アルキリデン、アリール、ヒドロキシ、酸無水物基、カルボキシル、アルコキシカルボニル置換体等の３環ノルボルネン類；ジメタノヘキサヒドロナフタレン、ジメタノオクタヒドロナフタレン、メタノテトラヒドロフルオレンやそのアルキル、アルケニル、アルキリデン、アリール、ヒドロキシ、酸無水物基、カルボキシル、アルコキシカルボニル置換体等の４環ノルボルネン類；トリシクロペンタジエン等の５環ノルボルネン類；ヘキサシクロヘプタデセン等の６環ノルボルネン類；ジノルボルネン、二個のノルボルネン環が炭化水素又はエステル基等で結合した化合物、これらのアルキル、アリール置換体等のノルボルネン環を含む化合物等が挙げられる。
【００１８】
これらの中でも、ノルボルネン系モノマーの使用が好ましく、２環〜４環のノルボルネン類がより好ましく、２環〜４環の無置換ノルボルネン類が特に好ましい。具体的には、ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、ジメタノオクタヒドロナフタレンなどが挙げられる。
【００１９】
ノルボルネン系モノマーの使用量は、環状オレフィンモノマー全量に対して好ましくは６０重量％以上、より好ましくは８０重量％以上である。また、ノルボルネン系モノマーには、エンド体とエキソ体の異性体が含まれる。本発明に使用するモノマーは、これら異性体の混合物であっても構わないが、異性体混合物中において、いずれかの異性体成分の組成比が高いほうが好ましい。具体的には、いずれかの異性体が通常７０％以上、特に８０％以上あるものが好ましい。いずれかの異性体成分の組成比を高くすることにより、得られる成形品が高度に結晶化するので、耐熱性をより高めることができる。
【００２０】
本発明では、芳香族ジオキシ基を配位子として有する周期表第４族〜第６族遷移金属化合物（Ｂ）（以下、「化合物（Ｂ）」という。）を用いる。化合物（Ｂ）としては、例えば、一般式（１）および（２）で表される化合物が挙げられる。
【００２１】
【化１】

【００２２】
【化２】

【００２３】
前記式（１）および（２）において、Ｍは周期表第４〜６族遷移金属原子を表す。具体的には、チタン、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンなどが挙げられる。中でも、モリブデンおよびタングステンが、重合活性が良好なので好ましい。
Ｘはハロゲン原子を表す。具体的には、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【００２４】
Ｒ^１〜Ｒ^８はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシル基もしくはアリールオキシ基、またはシアノ基を表し、これらは互いに結合して環構造を形成していてもよい。
ハロゲン原子としては、前記と同様のものが挙げられる。炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソヘキシル基等の炭素数１〜２０のアルキル基；シクロペンチル基、シクロへキシル基、アダマンチル基等の炭素数３〜２０のシクロアルキル基；ベンジル基、１−フェニルエチル基、１−（α−ナフチル）エチル基、１−（β−ナフチル）エチル基等の炭素数７〜２０のアラルキル基；ビニル基、プロペニル基、アリル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の炭素数２〜２０のアルケニル基；エチニル基、プロピニル基等の炭素数２〜２０のアルキニル基；フェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、２−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、２，４−ジメチルフェニル基、２，６−ジエチルフェニル基、２，６−ジイソプロピルフェニル基、メシチル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基等の炭素数６〜２０のアリール基；などが挙げられる。
【００２５】
アルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、イソロポキシ基などを、アリールオキシ基としては、フェノキシ基、４−メチルフェニルオキシ基などを挙げることができる。
前記の炭化水素基、アルコキシル基およびアリールオキシ基は、その水素原子の一部が、例えば、ニトロ基、ニトロソ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミド基、カルボキシル基、カルボニル基、シリル基、スルホニル基等の官能基、またはハロゲン原子で置換されていてもよい。
【００２６】
中でも、オキシ基が結合している炭素原子の隣の炭素原子に結合している基、すなわち一般式（１）においてはＲ^１および／またはＲ^８が、一般式（２）においてはＲ^１および／またはＲ^６が、嵩高い基であることがより好ましい。嵩高い基としては、イソプロピル基等の２級アルキル基、ｔ−ブチル基等の３級アルキル基、フェニル基やメシチル基等のアリール基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基などが挙げられる。
【００２７】
Ｒ^９は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数６〜１８のアリール基、炭素数１〜１２のアルコキシ基、炭素数６〜１８のアリールオキシ基、炭素数１〜１２のハロアルキル基もしくは炭素数６〜１８のハロアリール基を表す。
【００２８】
前記式（１）において、Ｚは、一般式［−ＣＲ^１１Ｒ^１２−］、一般式［−ＳｉＲ^１３Ｒ^１４−］、一般式［−（Ｃ＝Ｏ）−］および一般式［−ＮＲ^１５−］で表される基、ならびに酸素原子および硫黄原子から選ばれる。ここで、Ｒ^１１〜Ｒ^１５はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基を表す。ハロゲン原子および炭化水素基としては、前記Ｒ^１〜Ｒ^８の説明において例示したものと同様のものが挙げられる。また、ｍは０または１であり、０が好ましい。
【００２９】
前記式（１）〜（３）において、ｎは０〜４の整数、ｐは１または２、ｑおよびｒは０〜２の整数であり、ｎ＋ｐ＋ｑ＋ｒは、Ｍ元素の価数によって決まる。
【００３０】
化合物（Ｂ）の好ましい具体例としては、ビス｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（２，６−ジイソプロピルフェニルイミド）タングステン（ＶＩ）、ビス｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（２，６−ジメチルフェニルイミド）タングステン（ＶＩ）、ビス｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（フェニルイミド）タングステン（ＶＩ）などのタングステンイミドビスアリーロキシド；
｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（２，６−ジイソプロピルフェニルイミド）オキシタングステン（ＶＩ）、｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（２，６−ジメチルフェニルイミド）オキシタングステン（ＶＩ）、｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（フェニルイミド）オキシタングステン（ＶＩ）などのタングステンイミドオキシアリーロキシド；
【００３１】
｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（２，６−ジイソプロピルフェニルイミド）タングステン（ＶＩ）ジクロリド、｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（２，６−ジメチルフェニルイミド）タングステン（ＶＩ）ジクロリド、｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（フェニルイミド）タングステン（ＶＩ）ジクロリドなどのタングステンイミドアリーロキシジクロリド；
ビス｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝オキシタングステン（ＶＩ）、ビス｛３，３’−ジフェニル−１，１’−ビナフチル−２，２’−ジオキシ｝オキシタングステン（ＶＩ）などのタングステンオキシビスアリーロキシド；
【００３２】
｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝オキシタングステン（ＶＩ）ジクロリド、｛３，３’−ジフェニル−１，１’−ビナフチル−２，２’−ジオキシ｝オキシタングステン（ＶＩ）ジクロリドなどのタングステンオキシアリーロキシジクロリド；
ビス｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝タングステン（ＶＩ）ジクロリド、｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝タングステン（ＶＩ）テトラクロリド、ビス｛３，３’−ジフェニル−１，１’−ビナフチル−２，２’−ジオキシ｝タングステン（ＶＩ）ジクロリド、｛３，３’−ジフェニル−１，１’−ビナフチル−２，２’−ジオキシ｝タングステン（ＶＩ）テトラクロリドなどのタングステンアリーロキシドクロリド；
【００３３】
｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（２，６−ジイソプロピルフェニルイミド）オキシモリブデン（ＶＩ）、｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（２，６−ジメチルフェニルイミド）オキシモリブデン（ＶＩ）、｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（フェニルイミド）オキシモリブデン（ＶＩ）などのモリブデンイミドオキシアリーロキシド；
ビス｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝オキシモリブデン（ＶＩ）、ビス｛３，３’−ジフェニル−１，１’−ビナフチル−２，２’−ジオキシ｝オキシモリブデン（ＶＩ）などのモリブデンオキシビスアリーロキシド；
【００３４】
｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝オキシモリブデン（ＶＩ）ジクロリド、｛３，３’−ジフェニル−１，１’−ビナフチル−２，２’−ジオキシ｝オキシモリブデン（ＶＩ）ジクロリドなどのモリブデンオキシアリーロキシドジクロリド；
｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝ジオキシモリブデン（ＶＩ）、｛３，３’−ジフェニル−１，１’−ビナフチル−２，２’−ジオキシ｝ジオキシモリブデン（ＶＩ）などのモリブデンジオキシアリーロキシド；を挙げることができる。
【００３５】
化合物（Ｂ）の製法は特に限定されず、例えば、ＷＯ０２／７２６５９号公報、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，１９８７年，１２９頁、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９８２年，１０４巻，７４８３頁などに記載された方法によって製造することができる。具体的には、二価フェノール類または二価フェノキシド類と、周期表第４〜６族遷移金属のハロゲン化物、オキシハロゲン化物、ジオキシハロゲン化物、イミドハロゲン化物、またはイミドオキシハロゲン化物とを混合することにより化合物（Ｂ）が得られる。
【００３６】
本発明の製造方法において、環状オレフィンモノマー（Ａ）に対する化合物（Ｂ）の割合は、（化合物（Ｂ）：環状オレフィンモノマー（Ａ））のモル比で、通常１：１００〜１：２，０００，０００、好ましくは１：２００〜１，０００，０００、より好ましくは１：５００〜１：５００，０００である。化合物（Ｂ）の量が多すぎると反応速度が速くなりすぎ、大型の成形品が得られない場合がある。また、化合物（Ｂ）の量が少なすぎると十分な重合活性が得られない場合がある。
【００３７】
上記の化合物（Ｂ）に有機金属還元剤（Ｃ）を併用することでより高活性な重合触媒とすることができる。有機金属還元剤（Ｃ）としては、炭素数１〜２０の炭化水素基を有する周期表第１、２、１２、１３または１４族の金属を含有する有機金属化合物を挙げることができる。なかでも、有機リチウム、有機マグネシウム、有機亜鉛、有機アルミニウム又は有機スズが好ましく、有機リチウム、有機アルミニウムまたは有機スズが特に好ましい。有機リチウムとしては、ｎ−ブチルリチウム、メチルリチウム、フェニルリチウム、ネオペンチルリチウム、ネオフィルリチウムなどを挙げることができる。有機マグネシウムとしては、ブチルエチルマグネシウム、ブチルオクチルマグネシウム、エチルマグネシウムクロリド、アリルマグネシウムブロミド、ネオペンチルマグネシウムクロリド、ネオフィルマグネシウムクロリドなどを挙げることができる。有機亜鉛としては、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、ジフェニル亜鉛などを挙げることができる。有機アルミニウムとしては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムジクロリドなどを挙げることができる。有機スズとしては、テトラメチルスズ、テトラ（ｎ−ブチル）スズ、テトラフェニルスズなどを挙げることができる。
【００３８】
有機金属還元剤（Ｃ）は、一種単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。有機金属還元剤（Ｃ）の使用量は、化合物（Ｂ）に対して、モル比で０．１〜１００倍が好ましく、０．２〜５０倍がより好ましく、０．５〜２０倍が特に好ましい。使用量が０．１倍未満では重合活性が向上せず、１００倍を超えると、副反応が起こりやすくなる。
【００３９】
化合物（Ｂ）および有機金属還元剤（Ｃ）は、少量の溶媒に溶解または分散させた溶液として用いてもよい。化合物（Ｂ）および有機金属還元剤（Ｃ）を溶解または分散させる溶媒としては、反応に不活性なものであれば特に制限されない。例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒；シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ビシクロヘプタン等の脂環式炭化水素系溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒；ニトロメタン、ニトロベンゼン、アセトニトリル等の含窒素炭化水素系溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒；クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒；等が挙げられる。これらは１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。また、メタセシス重合触媒としての活性を低下させないものであれば、液状の老化防止剤、可塑剤やエラストマーを溶剤として用いてもよい。
【００４０】
本発明の製造方法では、少なくとも、前記環状オレフィンモノマー（Ａ）と前記化合物（Ｂ）とを混合してなる混合液を成形型内に注入し、その型内で環状オレフィンモノマーを塊状開環メタセシス重合させる。
環状オレフィンモノマー（Ａ）、化合物（Ｂ）および有機金属還元剤（Ｃ）を混合する順序は特に限定されない。また、これらの成分を混合する方法も特に限定されず、バッチ式でも連続的に混合してもよい。混合装置としては、例えばバッチ式で混合する場合には通常の撹拌装置を用いることができる。また、連続的に混合する場合にはスタティックミキサー、ダイナミックミキサー、衝突混合式ミキサー等を用いることができる。
【００４１】
中でも、上記各成分を連続的に混合しながら成形型内に注入するのが好ましい。具体的には、（ｉ）環状オレフィンモノマー（Ａ）と、化合物（Ｂ）とを連続的に混合しながら成形型内に注入する方法；（ｉｉ）化合物（Ｂ）と有機金属還元剤（Ｃ）を先に混合して触媒液とし、次いで該触媒液を環状オレフィンモノマー（Ａ）と連続的に混合しながら成形型内に注入する方法；（ｉｉｉ）環状オレフィンモノマー（Ａ）、化合物（Ｂ）および有機金属還元剤（Ｃ）の３成分を同時に連続的に混合しながら成形型内に注入する方法；が挙げられる。
【００４２】
さらに、（ｉｖ）環状オレフィンモノマー（Ａ）と化合物（Ｂ）とを混合した溶液と、環状オレフィンモノマー（Ａ）と有機金属還元剤（Ｃ）とを混合した溶液とを、それぞれ調製し、これらを連続的に混合しながら成形型内に注入する方法も採用できる。この方法によれば、従来のＲＩＭ成型装置が使用可能であるので、取り扱いが簡便であり好ましい。
【００４３】
本発明の製造方法によれば、高分子量の環状オレフィン系樹脂成形品を容易に得ることができる。得られる成形品は強度特性に優れるので、例えばタンク、塔槽類などの大型の成形品に好適に用いることができる。
一方、前記混合液に、分子量調整剤としてビニル化合物またはジエン化合物を含有せしめてもよい。分子量調整剤を添加することにより、混合液の流動性を調節することができ、複雑な形状の成形品を容易に得ることができる。また、得られる成形品の結晶化度を高めることができるので、より耐熱性に優れた成形品を得ることができる。
【００４４】
ビニル化合物としては、特に限定されないが、例えば、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテンなどのα−オレフィン類；スチレン、ビニルトルエンなどのスチレン類；エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、アリルグリシジルエーテルなどのビニルエーテル類；アリルクロライドなどのハロゲン含有ビニル化合物；酢酸アリル、グリシジルメタクリレートなどのエステル類；アリルアルコールなどの水酸基含有ビニル化合物；アクリルアミドなどの窒素含有ビニル化合物；を挙げることができる。
【００４５】
ジエン化合物としては、特に限定されないが、例えば、１，４−ペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、１，６−ヘプタジエン、２−メチル−１，４−ペンタジエン、２，５−ジメチル−１，５−ヘキサジエンなどの非共役ジエン；１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエンなどの共役ジエン；を挙げることができる。添加する分子量調整剤の量は所望の分子量により、単量体に対して、０．１〜１０モル％の間で任意に選択することができる。
【００４６】
また、前記混合液には、重合反応に支障をきたさない限り、酸化防止剤、紫外線吸収剤、エラストマー、高分子改質剤、充填剤、着色剤、難燃剤、架橋剤、摺動化剤、発泡剤、表面平滑化のためのウイスカーなど種々の添加剤を添加することができる。
【００４７】
本発明の環状オレフィン系樹脂成形品の製造方法に用いる成形装置や成形方法は特に限定されないが、レジントランスファーモールディング（ＲＴＭ）法や反応射出成形（ＲＩＭ）法により、環状オレフィン系モノマーを金型内において塊状重合する方法が有用である。金型は所定形状の成形物を得るために使用する。かかる塊状重合においては、従来からＲＴＭ機やＲＩＭ機として公知の成形機を使用することができる。
【００４８】
本発明の製造方法では、通常、割型構造すなわちコア型とキャビティー型を有する成形型を用い、それらの空隙部（キャビティー）に反応液を注入して塊状重合を行なう。コア型とキャビティー型は、目的とする成形品の形状にあった空隙部を形成するように作成される。成形型の形状、材質、大きさには、特に制限はない。低粘度の反応液を用い、比較的低温低圧で成形できるため、金属製の成形型だけではなく、各種合成樹脂、低融点合金など種々の材料で作成されたものが使用できる。
【００４９】
前記のキャビティー内へ供給する前の混合液の温度は、好ましくは２０〜８０℃である。反応液の粘度は、例えば４０℃において、通常、２〜１，０００ｃｐｓ、好ましくは、５〜３００ｃｐｓである。反応原液をキャビティー内に充填する際の衝突圧力は、通常０．５〜１０ＭＰａ、好ましくは１〜５ＭＰａである。
【００５０】
成形型温度は、通常、室温以上、好ましくは４０〜２００℃、特に好ましくは５０〜１３０℃である。型締圧力は通常０．０１〜１０ＭＰａの範囲内である。重合時間は適宜選択すればよいが、通常、１０秒〜２０分、好ましくは５分以内である。
【００５１】
本発明の環状オレフィン系樹脂成形品は、前記の製造方法により得られ、融点を有するものである。本発明の環状オレフィン系樹脂成形品の融点は、通常１４０℃以上、好ましくは１７０〜３５０℃、より好ましくは２００〜３００℃であり、耐熱性に優れている。
【００５２】
本発明の環状オレフィン系樹脂成形品は、成形型内で環状オレフィンモノマーを塊状開環メタセシス重合させてなる環状オレフィン系樹脂成形品であって、表面のロックウェル硬度がＨＲＭ５５以上、好ましくは６０以上のものである。上記本発明の製造方法により、ロックウェル硬度がＨＲＭ５５以上の環状オレフィン系樹脂成形品を得ることができる。また本発明の環状オレフィン系樹脂成形品の鉛筆硬度は、好ましくはＨＢ以上である。本発明の環状オレフィン系樹脂成形品は、表面硬度に優れているので、荷重による変形や表面の傷付きが起こり難いという利点を有する。
【００５３】
本発明の環状オレフィン系樹脂成形品は、耐薬品性に優れている。例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ビシクロヘプタン等の脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類；などの有機溶媒に、常温ではほとんど溶解、膨潤しない。本発明の環状オレフィン系樹脂成形品を室温にて１ヶ月トルエンに浸漬した後の重量変化率は、通常１０％以下、好ましくは０．５％以下である。
【００５４】
【実施例】
以下に、実施例、比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下の実施例及び比較例において、「部」及び「％」は特に断りのない限り重量基準である。
【００５５】
（１）重合体の数平均分子量（Ｍｎ）は、オルトジクロロベンゼンを溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリスチレン換算値として測定した。
（２）重合体の融点（Ｔｍ）およびガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量計を用いて、１０℃／分で昇温して測定した。融点またはガラス転移温度が高いほど、熱による変形等が起こり難いことを示す。
（３）重合体の融解熱は、（ＤＳＣ；示差走査熱量測定）により測定した。融解熱が高いほど、耐熱性に優れることを示す。
（４）成形品表面のロックウェル硬度（ＨＲＭ）は、ＪＩＳ Ｋ７２０２に従いスケールＭで測定した。ロックウェル硬度が高いほど、荷重による変形が起こり難いことを示す。
（５）成形品表面の鉛筆硬度は、ＪＩＳ Ｋ５６００に従い測定した。鉛筆硬度が高いほど、成形品が耐引っ掻き性に優れることを示す。
（６）成形品の耐溶剤性は、成形品を室温にて１ヶ月トルエンに浸漬し、浸漬前後の成形品の重量変化率を測定した。重量変化率が小さいほど耐溶剤性に優れることを示す。
【００５６】
［実施例１］
ビス｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝オキシタングステン（ＶＩ）（以下、触媒Ｘという）０．４３２部を、ジシクロペンタジエン６３．１部に、４０℃、窒素雰囲気下でガラス容器にて混合し、均一な溶液（反応原液ａ）を得た。
【００５７】
ｎ−ブチルリチウム０．０６１部を、ジシクロペンタジエン６３．１部に、４０℃、窒素雰囲気下でガラス容器にて混合し、均一な溶液（反応原液ｂ）を得た。次いで、反応原液ａ１０部と反応原液ｂ１０部とを激しく混合しながら７０℃にセットした成形型内に注入して重合を開始した。ここで、成形型として、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍの平板成形用で、２枚のヒーター付きクロームメッキ鉄板でコ字型スペーサーを挟んだものを用いた。
注入後１分間で２４０℃まで発熱、硬化し、赤褐色みを帯びた白色の成形品を得た。この成形品の表面をトルエンで拭き、４０℃の真空乾燥機にて１時間乾燥して成形品Ａを得た。
【００５８】
［実施例２］
攪拌機付きガラス反応器に、ビス｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝（２，６−ジイソプロピルフェニルイミド）タングステン（ＶＩ）（以下、触媒Ｙという）を０．１１０部とトルエン３．５部を添加し、これを−７８℃に冷却した。さらにｎ−ブチルリチウムの２．２％ヘキサン溶液０．６７部を添加して、これを室温まで戻し１時間反応した。得られた混合物に、４０℃のジシクロペンタジエン２９．９部を添加して激しく攪拌した後、４０℃にセットした成形型（実施例１で用いたものと同じもの）に注入して重合を開始した。注入後５分間で２２０℃まで発熱、硬化し、褐色みを帯びた白色の成形品を得た。この成形品の表面をトルエンで拭き、４０℃の真空乾燥機にて１時間乾燥して成形品Ｂを得た。
【００５９】
［実施例３］
触媒Ｙ０．１１０部に代えて触媒Ｘ０．１０２部を用い、ジシクロペンタジエン２９．９部に加えてさらに１−オクテン２．５４部を添加した他は、実施例２と同様にして重合を開始した。注入後３分間で１８０℃まで発熱、硬化し、褐色みを帯びた白色の成形品を得た。この成形品の表面をトルエンで拭き、４０℃の真空乾燥機にて１時間乾燥して成形品Ｃを得た。
【００６０】
［実施例４］
触媒Ｙ０．１１０部に代えて｛３，３’−ジ（ｔ−ブチル）−５，５’，６，６’−テトラメチル−２，２’−ビフェノキシ｝オキシタングステン（ＶＩ）ジクロリド０．０７０部を用いた他は、実施例２と同様にして重合を開始した。注入後３分間で２１０℃まで発熱、硬化し、黒紫色みを帯びた白色の成形品を得た。この成形品の表面をトルエンで拭き、４０℃の真空乾燥機にて１時間乾燥して成形品Ｄを得た。
【００６１】
［比較例１］
触媒Ｙ０．１１０部に代えてタングステン（ＶＩ）モノオキシテトラキス（２，６−ジメチルフェノキシド）０．０７７部を用い、成形型を６０℃にセットした他は、実施例２と同様にして重合を開始した。注入後１０分間で２２０℃まで発熱、硬化し、赤褐色みを帯びた透明の成形品を得た。この成形品の表面をメタノールで拭き、４０℃の真空乾燥機にて１時間乾燥して成形品Ｅを得た。
【００６２】
【表１】

【００６３】
各実施例および比較例で得られた成形品の各種特性を表１に示す。環状オレフィンモノマーと、芳香族ジオキシ基を配位子として有する周期表第４族〜第６族遷移金属化合物とを混合してなる混合液を成形型内に注入し、その型内で環状オレフィンモノマーを塊状開環メタセシス重合させて得られた本発明の成形品は、２５０℃以上と高い融点を示し、耐熱性に優れることが分かる。また該成形品は硬度が高く、かつ耐溶剤性も高いものであった（実施例１〜４）。一方、重合触媒として芳香族モノオキシ基を配位子として有するタングステン化合物を用いて得られた成形品は、ガラス転移温度が１５０℃と耐熱性が劣り、また表面硬度、耐溶剤性も低いものであった（比較例１）。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、耐熱性、耐薬品性および機械強度に優れる環状オレフィン系樹脂成形品、および該成形品を工業的有利に製造する方法が提供される。該成形品は例えばガソリンタンクのような自動車用材料として好適に用いることができる。

Claims (5)

1. 少なくとも、環状オレフィンモノマー（Ａ）と、芳香族ジオキシ基を配位子として有する周期表第４族〜第６族遷移金属化合物（Ｂ）とを混合してなる混合液を成形型内に注入し、その型内で環状オレフィンモノマーを塊状開環メタセシス重合させる環状オレフィン系樹脂成形品の製造方法。
2. 前記混合液が、さらに有機金属還元剤（Ｃ）を含むことを特徴とする請求項１記載の環状オレフィン系樹脂成形品の製造方法。
3. 環状オレフィンモノマー（Ａ）が２環〜４環の無置換ノルボルネン類である請求項１または２に記載の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法により得られる、融点を有する環状オレフィン系樹脂成形品。
5. 成形型内で環状オレフィンモノマーを塊状開環メタセシス重合させてなる環状オレフィン系樹脂成形品であって、表面のロックウェル硬度がＨＲＭ５５以上であることを特徴とする環状オレフィン系樹脂成形品。