JP6075917B2

JP6075917B2 - 非膨潤性雲母を含む液体成形樹脂

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Publication number: JP6075917B2
Application number: JP2014542441A
Authority: JP
Inventors: 弘光馬場; 剛史加藤; 弘之南; 正典阿部; 雄友横尾; ウエスト，ボー，ジェレミー
Original assignee: メットンアメリカ，インク．
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-11-15
Also published as: AU2012340483A1; CA2848817A1; ZA201402212B; MX353952B; DK2780306T3; TW201332750A; US20130131405A1; ES2642374T3; RU2014112969A; WO2013074719A2; WO2013074719A3; CN103946190B; TWI527682B; JP2015507545A; RU2620374C2; EP2780306A4; MX2014005541A; EP2780306B1; KR20140093948A; KR101926901B1

Description

本発明は、液体成形樹脂に関し、特に反応射出成形で使用される液体樹脂に関する。

＜関連技術の詳細＞
あるプロセスは、ポリジシクロペンタジエン（ポリ−ＤＣＰＤ又はＰＤＣＰＤ）に基づいて、例えば軽度に架橋した熱硬化性ポリマーなどの熱硬化性ポリマーを用いて成形品を形成することが知られている。そのようなプロセスでは、２つ（あるいはそれ以上）のＤＣＰＤ液体流が室温に近い温度が混合され、密閉した型に射出される。液体流の１つが活性剤を含んでおり、もう１つの液体流は触媒を含んでいる。液体流が混じり合うと発熱反応が生じ（重合架橋反応）、完全に重合した製品が作られる。

ＰＤＣＰＤ成形された樹脂製品によって示される２つの主要な問題がある。第１の問題は、成形された樹脂の剛性が耐久性の高い用途には十分ではないことである。不十分な剛性を補うために、場合によっては、その部分により厚い厚みを持たせるか、または補強材を取り付けることが必要であった。

第２の問題は、ＰＤＣＰＤ成形された樹脂製品の熱膨張率係数（ＣＴＥ）が他の樹脂剤ほど低くないということである。特に大きさ及び／又は厚い部分の場合には、寸法安定性を改善するために低ＣＴＥが望ましい。

プラスチックに関するこれらの問題を改善するために、充填剤の追加が広く知られていた。この技術もＰＤＣＰＤ等の樹脂への適用が可能かどうかについて調査された。この技術の一例が米国特許第４００３４０号に開示されている。充填剤はポリマーの弾性係数を増やすために使用された。ガラス、珪灰石、カーボンブラック、タルク、炭酸カルシウム及び雲母が、可能な充填剤として例示された。

雲母はプラスチックに有用な充填剤の１つである。雲母は膨潤性雲母と非膨潤性雲母の２種類の雲母の１つとして分類される。

特開２００１−３０２８８８号公報は、有機オニウムイオンを含む層状珪酸塩を充填剤としてＰＤＣＰＤ成形された樹脂に加える技術を開示している。モンモリロナイト、バーキュライト及びハロイサイトなどのスメクタイト粘土と膨潤性雲母が層状珪酸塩として例示され、とりわけ膨潤性雲母は適切な材料として指定された。この膨潤性雲母はもともと層状構造に金属陽イオンを含んでおり、有機化のために有機オニウムとイオン交換した。この有機化された膨潤性雲母は、オレフィンメタセシス重合との親和性を改善し、高分子マトリックスにおける優れた分散を可能にした。この技術は特開２００４−２５０６３５号公報でも開示された。

しかしながら膨潤性雲母は一般に人為的に合成され、天然産物である非膨潤性雲母よりも一般に高価である。この技術はさらに、材料の追加処理として膨潤性雲母のイオン交換のためのさらなる手順を必要とし、これはコストのかかる手順であった。

膨潤性雲母は溶媒を吸収することにより（膨潤）薄層を層状に剥離し、高い縦横比を有すると知られていた。しかしながら平均粒径は本来、０．０１μｍから３μｍの範囲で非常に小さく（特開２００１−３０２８８８の明細書段落［００４９］）、その結果、高い補強効果を達成するために反応モノマー液に大量の膨潤性雲母を加えると、粘性がその強力なチキソロトロピー性質によって著しく増加するという問題があった。この粘度の増加はミキシングヘッドで材料の悪い混合を引き起こすので、この粘性増加が反応射出成形法の重大な短所で、悪い反応性、低い剛性、高い残存モノマー、成形品等の低い品質のような問題が結果として生じる。したがって、反応モノマー液中の膨潤性雲母の量を制限している。それが補強効果を達成するのに不十分になった。

上記したように、雲母を使用する従来の方法には不適当に高い剛性及び反応モノマー液粘性の過度の増加という問題があった。本発明者は、雲母の妨げによる射出成型中の貧弱な反応も観察した。

本発明は、高い剛性を持ち、低い異方性特性を備えた成形樹脂製品の低い熱膨張率係数（ＣＴＥ）を持つ成形樹脂製品を生成できる液体の成形樹脂成分及び液体の成形プロセスに関する。

発明者は、特定の性質を持つ非膨張性雲母を含む液体の樹脂成分が、結果として改善された成形樹脂製品をもたらし得る、優れた流動性及び分散安定性を示すことを発見した。

したがって本発明の１つの態様によれば、本発明は型に注入する前に少なくとももう一つの液体の成形樹脂成分と混合するために液体の成形樹脂成分に関し、該成形樹脂成分は液体樹脂、活性剤又は触媒の内１つ、及び特定の性質を持つ複数の非膨張性雲母を含む。

また別の態様によれば、本発明は混合して型に注入する前に別々に維持される複数の液体樹脂成分を含む液体樹脂成分システムに関し、ここで少なくとも１つの液体樹脂成分が触媒を含み、及び少なくとも１つの液体樹脂成分が活性剤を含み、少なくとも１つの液体樹脂成分が特定の性質を持つ非膨潤性雲母を含む。

さらに別の態様によれば本発明は、少なくとももう１つの液体樹脂成分と混合し型に注入して成形樹脂製品を作成する方法に関し、該方法は液体樹脂を提供する工程、該液体樹脂に触媒又は活性剤の内１つを加える工程及び該液体樹脂に特定の性質を持つ非膨張性雲母を加える工程を含む。

さらに別の態様によれば本発明は、成形樹脂製品を作製する方法に関し、該方法は触媒を含む第１液体樹脂を提供する工程、活性剤を含む第２液体樹脂を提供する工程、第１及び第２液体樹脂を混合する工程及び混合した液体樹脂を型に注入する工程を含み、ここで第１液体樹脂及び第２液体樹脂の少なくとも１つが特定の性質を持つ非膨潤性雲母を含む。

本発明の上記及びその他の態様については、添付図面を参照しながら以降により詳細に説明する。

本発明の好ましい実施形態に基づいて成形樹脂製品を作製するシステムを示す。本発明の好ましい実施形態に基づいて成形樹脂製品を作製するプロセスを示す。

図１に示されているように、本発明の好ましい実施形態に基づいて成形樹脂製品を作製するシステムはリザーバー１０（成分Ａを含む）、リザーバー２０（成分Ｂを含む）、ミックスヘッド４０及び型５０を含む。随意にリザーバー３０（成分Ｃを含む）を含み得る。

リザーバー１０及び２０（及びもし使用したならリザーバー３０）の各々は液体樹脂成分を含む。液体の樹脂成分は熱硬化性ポリマー、好ましくは架橋したオレフィン熱硬化性ポリマーの反応モノマーである。最も好ましくは、液体樹脂成分は、メタセシス重合できるシクロオレフィンを含む反応モノマーに基づく。メタセシス重合できるシクロオレフィンは好ましくは１つの分子あたり少なくとも１つのノルボルネン骨格を有する化合物である。メタセシス重合できるシクロオレフィンの好ましい例は、ジシクロペンタジエン、トリシクロペンタジエン、シクロペンタジエン−メチルとシクロペンタジエンのコダイマー、５−エチリデネノルボルネン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、メチルノルボルネン、エチルノルボルネン、５−シクロヘキセニルノルボルネン、１，４，５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、１，４−メタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−エチリデン−１，４，５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−エチリデン−１，４−メタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、１，４，５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，８，８ａ−ヘキサヒドロナフタレン、エチレン−ビス（５−ノルボルネン）、５−メトキシカルボニルノルボルネン、５−（２−エチルヘキシルオキシ）カルボニル−５−メチルノルボルネン、５−フェニルオキシメチルノルボルネン、５−シアノノルボルネン、６−シアノ−１，４，５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、Ｎ−ブチルナド酸イミド（Ｎ−ｂｕｔｙｌｎａｄｉｃａｃｉｄｉｍｉｄｅ）及び５−クロロノルボルネンである。

これらの化合物は単一の反応モノマーとして又は他の反応モノマーとの混合物として使用し得る。好ましい実施形態においては、シクロレフィンの合計に対して５０ｍｏｌ％以上、より好ましくは７０ｍｏｌ％以上のジシクロペンタジエンを含むシクロレフィン混合物が使用される。最も好ましい実施形態においては、シクロレフィンの合計に対して８０ｍｏｌ％以上のジシクロペンタジエンを含むシクロレフィン混合物が使用される。

少なくとも１つの液体樹脂成分（例えば成分Ａ）は活性剤を含む。活性剤は、好ましくは元素の周期表の第１から第３族のアルキル化金属のような有機金属化合物である。例えば、活性剤はトリエチルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウムのようなアルキルアルミニウム化合物、又は塩化ジエチルアルミニウム、エチルアルミニウムジクロリド及びジオクチルヨウ化アルミニウムのようなアルキルアルミニウムハロゲン化化合物、又はテトラブチルスズのようなテトラアルキルスズ化合物であり得る。成分Ａは活性剤として使用される有機金属化合物をメタセシス重合できるシクロオレフィンに溶解することで調製される。

アルキルアルミニウムが活性剤として使用される場合、成分Ａ中のメタセシス重合できるシクロオレフィンの総量又は反応モノマーの混合物に対するアルミニウム化合物の重量比は、好ましくは約１：１０から約１：１０００までの範囲内、より好ましくは約１：４０から約１：２００までの範囲内である。

少なくとも１つの他の液体樹脂成分（例えば、成分Ｂ）は触媒を含む。触媒は、好ましくはハロゲン化物、オキシハロゲン化物、酸化物；タングステン、レニウム、タンタル、モリブデンのようなアンモニウム塩、又はルテニウム及びオスミウムのような金属のカルベン錯体である。反応性の見地から、タングステン化合物が特に好ましい。タングステン化合物の中で、触媒の好ましい例は六塩化タングステンのようなタングステンヘキサハロゲン化物、及びオキシ塩化タングステンのようなタングステンオキシハロゲン化物を含む。さらに、タングステン酸の有機アンモニウム塩が使用されても良い。

タングステン化合物が触媒として使用される場合、成分Ｂ中のメタセシス重合できるシクロオレフィンの総量（又は反応モノマーの混合物）に対するタングステン化合物の体積比は、好ましくは約１：５から１：５００の間、より好ましくは約１：２０から１：１００の間である。

上記したようなタングステン化合物をメタセシス重合できるシクロオレフィンに直接加えた場合、カチオン重合は直ちに始まる。したがって、そのようなタングステン化合物を使用して成分Ｂを調製した場合、触媒を前もって不活性化しなければならない。より具体的には、これらのタングステン化合物は使用のために、例えばベンゼン、トルエン及びクロロベンゼンのような適切な不活性溶媒の中で懸濁し、少量のアルコール系化合物及び／又はフェノール系化合物を不活性溶媒に加えることで調製することが好ましい。さらに、カチオン重合を防ぐために、約１−５ｍｏｌのルイス塩基又はキレート剤を１ｍｏｌのタングステン化合物へ加えることが好ましい。適切な添加剤の例は、アセチルアセトン、酢酸アルキルのアルキルエステル、テトラヒドロフラン及びベンゾニトリルを含む。キレート剤等の量は触媒の量に基づいて適切に選択することができる。

さらに、上記の好ましい組成物では重合反応が急激に進み、それ故に液体樹脂が型の中へ十分な量で流れる前に重合反応が終わるかもしれない。したがって、重合活性を調節するための調節剤を使用することが好ましい。ルイス塩基はそのような調節剤として使用するのに好ましいものであり、エーテル、エステル及びニトリルが特に好ましい。調節剤として使用するのに好ましい化合物の具体的な例は、安息香酸エチル、ブチルエーテル及びダイグライムを含む。これらの調節剤は、活性剤として有機金属化合物を含む成分Ａに加えて使用することが好ましく、調節剤の量は使用される触媒の量に基づいて適切に選択することができる。

随意的な成分Ｃも、好ましくは活性剤又は触媒の内いずれかを含むメタセシス重合できるシクロオレフィン液体樹脂である。非膨潤性雲母は、成分Ａ及び／又は成分Ｂに加える代わりに、あるいはそれに加えて成分Ｃに加えることができる。

各成分Ａ、成分Ｂ及び（使用するなら）成分Ｃは、成形樹脂の特性を改善又は維持するためにその他の添加剤を含んでもよい。例えば、そのような添加剤は充填剤、色素、抗酸化剤、光安定剤、難燃剤、起泡剤、離型剤、防臭剤、可塑剤、潤滑剤、帯電防止剤又はポリマーコンディショナーとしての役割を果たす。これらの添加剤は単独で又は組み合わせて使用され得る。

他のポリマー成分も液体樹脂成分に加えることができる。例えば、エラストマーは成形樹脂の衝撃への強さを高めて、且つ液体樹脂の粘性を制御するためにポリマー添加剤として頻繁に用いられる。好ましいエラストマーの具体的な例は、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックラバー、スチレン−イソプレン−ジエン−ターポリマー、ニトリルゴム、スチレンブロックラバー、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエン−ターポリマー及びニトリルゴムを含む。

少なくとも１つの液体樹脂成分は非膨潤性雲母も含む。「膨潤性」は膨潤性雲母のような層状ケイ酸塩が水、アルコール又は有機溶媒と接触した時、層状ケイ酸塩の各層間の距離が層の間の溶媒分子のインターカレーションによって大きくなることを意味する。その多層構造が単一の独立した層に分離されている膨潤性雲母の一部は水、アルコール又は有機溶媒の中で現象を示す。したがって、「非膨潤性雲母」は水、アルコール又は有機溶媒と雲母が接触した時にそのような「膨潤性」を示さない雲母の一種を意味する。

本発明で使用される非膨潤性雲母はプラスチック産業において充填剤又は補強材として広く用いられている材料から得られる。非膨潤性雲母の好ましい例は、白雲母、金雲母、鉄雲母、黒雲母及び絹雲母のような天然の雲母である。また、人工の雲母であるフッ素金雲母［ＫＭｇ_３（ＡｌＳｉ_３Ｏ_１０）Ｆ_２］、カリウム四ケイ素雲母［ＫＭｇ_２．５（Ｓｉ_４Ｏ_１０）Ｆ_２］を本発明の非膨潤性雲母として使用することもできる。さらなる例は、雲母の構造中の水酸化物成分が取り除かれる焼成によって天然雲母から合成された焼成雲母である。非膨潤性雲母の最も好ましい例は白雲母及び金雲母である。

本発明で使用される非膨潤性雲母は好ましくは特定のかさ密度を有する。かさ密度は好ましくは約０．１０ｇ／ｍｌから約０．２７ｇ／ｍｌまでの範囲内であり、より好ましくは約０．１４ｇ／ｍｌから約０．２５ｇ／ｍｌまでの範囲内である。かさ密度が約０．２７ｇ／ｍｌよりも大きければ、反応ポリマー液中の非膨潤性雲母の分散が低下し、非膨潤性雲母の塊が液体中に結果として生じ得る。これは非膨潤性雲母の分散の乏しい安定性をもたらし、非膨潤性雲母は反応射出成形手順の間に液体中で素早く沈殿する。この液体中での粒子の素早い沈殿は、液体が流れる、射出成形機のパイプライン、タンク、フィルター又は注入ノズルの詰りをもたらす。一方、かさ密度が約０．１０ｇ／ｍｌよりも小さければ、非膨潤性雲母を含む反応ポリマー液の粘性が過剰に増し、混合するのが困難になり、ある場合には射出成形の間の悪い反応性をもたらす。

本発明で使用される非膨潤性雲母は好ましくは特定の平均粒径を有する。平均粒径は好ましくは約３５μｍから約５００μｍまでの範囲内、より好ましくは約３７μｍから約３００μｍまでの範囲内、及び最も好ましくは約４０μｍから約２００μｍまでの範囲内である。平均粒径が約３５μｍよりも小さければ、成形物の弾性及び強度が適切ではなく、ある場合には射出成形の間悪い反応性をもたらす。一方、平均粒径が約５００μｍよりも大きければ、成形物が衝撃への強さ、表面平滑性及び外観がより悪くなる。これは液体が流れる、射出成形機のパイプライン、タンク、フィルター又は注入ノズルの詰りをもたらす。

非膨潤性雲母は一般的に扁平形状粒子を含む。したがって、平均粒径とは扁平粒子の最大直径の平均を意味する。また、一般に平均粒径は粒径の累積分布曲線上の５０％の累積体積（又は累積重量）（Ｄ５０）での粒径としても定義される。平均粒径は一般にレーザー回折法、遠心沈降法、ふるい法等によって決定することができる。

何故小さい平均粒径を有する非膨潤性雲母が射出成形の間反応モノマー液の反応性を阻害するのかは明らかになっていない。しかし、発明者は以下のように推測した。非膨潤性雲母が粒子表面に弱い負電荷を有していることが一般的に知られている。より小さい平均粒径を有する非膨潤性雲母は反応モノマー液中でより大きな表面積を有し、つまりこの負電荷の合計はより大きな平均粒径を有する非膨潤性雲母よりもずっと高い。この負電荷が反応性に影響し、障害を引き起こしている可能性がある。

本発明で使用される非膨潤性雲母は特定の平均縦横比を有する。平均縦横比は約１０から約２００までの範囲内であり、より好ましくは約１５から約１６０までの範囲内であり、最も好ましくは約２０から約１２０までの範囲内である。平均縦横比が約１０よりも小さければ、成形物の弾性、強度及び／又は寸法安定性は適切ではない。一方、平均縦横比が約２００よりも大きければ、液体中の粒子の素早い沈殿という問題をもたらし、且つ液体が流れる、射出成形機のパイプライン、タンク、フィルター又は注入ノズルの詰りをもたらす。本発明で使用される非膨潤性雲母の平均縦横比は、長径と扁平粒子の厚さの間の比の平均を意味する。さらに、平均粒径が上記の好ましい範囲外である場合、平均縦横比が上記の好ましい範囲内にあったとしても、成形物の剛性及び衝撃への強さが、反応モノマー液の増加した粘性又は射出成形の間反応に障害が生じ、適切でない。

非膨潤性雲母は成分Ａ、成分Ｂ及び／又は成分Ｃのいずれか一つ、いずれか二つ又は全て加えられ得る。非膨潤性雲母は好ましくは成分Ｃに加えられ得る。

非膨潤性雲母が液体樹脂中で一様に分散するという条件で、成分Ａ、成分Ｂ及び／又は成分Ｃに加えられ得る非膨潤性雲母の量に特定の限定はない。しかしながら、全ての液体樹脂成分中の非膨潤性雲母の総量は好ましくは成形プロセスで使用される液体樹脂（すなわち、成分を混合した後の液体樹脂）の総量の約６から約５０重量部までの範囲内である。非膨潤性雲母の総量はより好ましくは液体樹脂の総量の約８から約４０重量部までの範囲内であり、さらに好ましくは液体樹脂の総量の約１０から約３０重量部までの範囲内である。非膨潤性雲母の量が約６重量部よりも小さければ、成形樹脂における改善された剛性及び寸法安定性のような非膨潤性雲母によって通常提供される効果が得られない。一方、非膨潤性雲母の量が約５０重量部よりも大きければ、成形樹脂中の非膨潤性雲母の数が多すぎ、物理的な特性に悪影響を及ぼすだろう。これは液体中の粒子の素早い沈殿という問題ももたらし、且つ液体が流れる、射出成形機のパイプライン、タンク、フィルター又は注入ノズルの詰りをもたらす。

本発明に使用される非膨潤性雲母は使用前に任意の処理を必要としないが、使用前に表面処理剤で処理してもよい。非膨潤性雲母が使用前に表面処理剤で処理する場合、一般に知られた表面処理剤を用いることができる。表面処理剤の好ましい例は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド及び高級脂肪酸塩である。表面処理剤の最も好ましい例はシランカップリング剤である。

シランカップリング剤の好ましい例はビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキソシラン、ｐ−スチリルメトキシシラン、３−メタクリロキシジプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリルオキシプロピルトリメトシキシラン等である。

非膨潤性雲母が表面処理剤とともに処理される場合、任意の従来の表面処理方法を適用することができる。表面処理の好ましい例の１つは以下の通りである。シランカップリング剤のような表面処理剤を、酢酸のようなｐＨ調整剤を含むあるいは含まない、水、アルコール、有機溶媒又はこれらの混合物のような溶液に加える。非膨潤性雲母を調製された溶液に加え、一様に混合した。その後、処理された非膨潤性雲母は液体からろ過し、必要であれば溶媒を取り除くために乾燥させた。もう一つの好ましい表面処理方法の例は、表面処理剤又は表面処理剤を含む溶液を非膨潤性雲母上にスプレーするスプレー法である。処理した非膨潤性雲母は溶媒又は過剰な表面処理剤のような任意の成分を除去するために乾燥させてもさせなくてもよい。

成形物の特性に悪影響を及ぼさないのであれば、繊維性の充填剤又は微粒子の充填剤のような充填剤を本発明の非膨潤性雲母とともに加えることができる。繊維性の充填剤の好ましい例はガラスファイバー、珪灰石、チタン酸カリウム、ゾノトライト、塩基性硫酸マグネシウム、ホウ酸アルミニウム塩、テトラポッド型酸化亜鉛、プラスター繊維、リン酸塩繊維、アルミナ繊維、針状炭酸カルシウム、針状ベーマイト等である。

微粒子の充填剤の好ましい例は、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、シリカ、アルミナ、カーボンブラック、黒鉛、酸化アンチモン、赤リン、ヒドロタルサイト等である。

非膨潤性雲母を含む反応モノマーの成分は好ましくは３５℃で３．０Ｐａ・ｓ以下の粘性、より好ましくは３５℃で２．０Ｐａ・ｓ以下の粘性を有する。本発明で使用される粘性は、以下の好ましい実施形態の具体的な例についてのセクションで記載するようにＳｉｎｅ−ｗａｖｅＶｉｂｒｏ粘度計で測定される。

本発明に基づく成形樹脂製品は反応射出成形法によって得られる。好ましくは、上記の好ましい組成物を型に注入し、成形樹脂製品は架橋反応を含む重合反応によって得られる。

本発明に基づく成形樹脂製品を製造する方法は、関連分野で知られている従来の反応射出成形法（ＲＩＭ）機器を使用し得る。図１に示すように、射出成形を実行する場合、各リザーバー１０、２０及び（使用するなら）３０はミックスヘッド４０へ液体流を提供する。パイプに接続する等ミックスヘッド４０へ液体樹脂成分を移動するのに適切な措置がなされているなら、それぞれの気密貯蔵コンテナはリザーバーとしての役割を果たす。液体樹脂成分は好ましくは約１０−５０℃の範囲内の温度で維持される。ミックスヘッド４０にて均質な前混合が実行される。液体樹脂成分をミックスヘッド４０で混合した後、これらを好ましくは１０−１２０℃、より好ましくは３０−１００℃に設定された型５０に注入する。完全に重合した成形樹脂製品６０を作り出す発熱反応が起こる。

成形反応の間型で維持される圧力は好ましくは約０−１ＭＰａの範囲内、より好ましくは約０．０２−０．５ＭＰａの範囲内である。

成形反応の硬化時間には限定はなく、具体的な用途に応じて選択することができるが、好ましくは射出が完了した後約５秒から約３０分、より好ましくは約２０秒から約１０分である。

図２は成形樹脂製品の作る過程を例証するフローチャートである。工程２−１においては、第１液体樹脂成分は液体樹脂反応ポリマー、活性剤及び非膨潤性雲母を含むとされる。工程２−２においては、第２液体樹脂成分は液体樹脂反応モノマー及び触媒を含むとされる。工程２−３において、第１及び第２樹脂成分を混合する。上記のように、樹脂成分は好ましくは１：１の比率で均質に混合する。工程２−４において、混合液体樹脂は型に射出される。

上記の記載では非膨潤性雲母は活性剤を含む液体樹脂成分中に含まれるとされているが、その代わりに非膨潤性雲母は触媒を含む液体樹脂成分に含まれても又はある非膨潤性雲母両方の液体樹脂成分に含まれても良いことは当業者には明らかである。さらに熱硬化性樹脂の分野における当業者は、第３の樹脂成分に液体樹脂と非膨潤性雲母及び／又は他の添加剤が使用されても良いと理解できる。

上記の方法で得られた成形樹脂製品は好ましくは２．８ＧＰａよりも高い、射出フローに関しフロー方向及び横方向において曲げ強度及び伸張強度の両方を有し、より好ましくは３．３ＧＰａ以上、最も好ましくは３．８ＧＰａ以上である。曲げ強度及び伸張強度は日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１７１で承認されている方法によって測定する。

成形樹脂製品はまた、好ましくは射出フローに関して流れ方向と横方向間の低い異方性の熱膨張率係数（ＣＴＥ）を有する。流れ方向（ｆ）の横方向（ｖ）に対するＣＴＥの比は好ましくは０．８０から１．２５までの範囲内、より好ましくは０．８５から１．１８までの範囲内、最も好ましくは０．９０から１．１１までの範囲内である。熱膨張率係数（ＣＴＥ）は日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１９７で承認されている方法によって測定する。

成形樹脂製品はまた、射出フローに関して１００Ｊ／ｍ以上のノッチ付（ｎｏｔｃｈｅｄ）アイゾット衝撃強度を流れ方向（ＭＤ）に、及び横方向（ＴＤ）に有することが好ましい。ノッチ付アイゾット衝撃強度は日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１１０で承認されている方法で測定する。

上記のように、本発明に基づく成形樹脂製品は優れた剛性、寸法安定性、及び衝撃強度を有し、非常に低い異方性の特性も有する。したがって該成形品は、自動車、トラック、トラクター、又は浄化槽を構成するプラスチック部品のような様々な用途に使用できる。

本発明の側面をさらに例示するために、好ましい実施形態の具体的な例は以下に提供される。当業者は本明細書の教示に基づいて多数の他のバリエーションを形成できること、及び以下の実施例が本発明の範囲を制限することを意図していないことを理解するだろう。

以下の実施例において、混合された反応モノマー、活性剤、及び触媒は以下のように調製される。

＜混合反応モノマーの調製＞
エチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネンコポリマーゴムの４重量部の総量を、９１重量部の高純度ジシクロペンタジエン（純度９９．７重量％）及び５重量部のエチリデンノルボルネン（純度９９．５重量％）からなる溶液に溶解した。

＜活性剤の調製＞
トリオクチルアルミニウム及びダイグライムを１００：１００のモル比で混合した。

＜触媒の調製＞
窒素雰囲気下で６０重量部の乾燥トルエンに２８重量部の六塩化タングステンを加え、その後１．３重量部のｔ−ブタノール及び１重量部のトルエンからなる溶液を加えた。六塩化タングステンとｔ−ブタノールの反応で形成された塩化水素ガスを取り除くために溶液を窒素で一晩パージした。その後１８重量部のノニルフェノールからなる溶液を上記溶液に加えた。ノニルフェノールとのタングステン複合体の反応により形成された塩化水素ガスを取り除くために混合溶液を窒素で一晩パージした。その後１４重量部のアセチルアセトンを加えた。アセチルアセトンとのタングステン複合体の反応により形成された塩化水素ガスを取り除くために溶液を一晩窒素でパージした。結果として生じた溶液は重合の触媒として使用された。

＜溶液によるシランカップリング処理をした充填剤の調製（湿式法）＞
３．２重量部のメタノール、０．０３重量部のシランカップリング剤、３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランを３．２重量部のイオン交換水に加え、３時間室温で混合した。３重量部の充填剤を上記の溶液に加え、その後１時間室温で混合した。処理した充填剤をろ過し、その後室温で一晩風乾した。次に、充填剤を１２０℃のオーブンで２０分間乾燥させた。

＜スプレーによるシランカップリング処理をした充填剤の調製（乾式法）＞
０．０３重量部のシランカップリング剤、３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランを３重量部の充填剤にスプレーで加え、その後１時間室温で混合した。

以下の実施例において、以下の特性を以下に記載されるように測定した。
（１）曲げ強度及び伸張強度は日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１７１で承認されている方法で測定した。
（２）熱膨張率係数（ＣＴＥ）は日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１９７で承認されている方法で測定した。
（３）ノッチ付アイゾット衝撃強度は日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１１０で承認されている方法で測定した。
（４）粘性は３５℃でＳｉｎｅ−ＷａｖｅＶｉｂｒｏ粘度計（株式会社Ａ＆Ｄ製、ＳＶ型粘度計）で測定した。

＜実施例１＞

（成分Ａの調製）
１．２重量部の活性剤の総量を１００重量部の混合モノマーに混合した。

（成分Ｂの調製）
２．２重量部の触媒の総量を１００重量部の混合モノマーに混合した。

（成分Ｃの調製）
３０重量部の白雲母ＭＣ−１００（林化成株式会社製）の総量を上記の湿式法によってシランカップリング剤で処理し、その後７０重量部の混合モノマーに加えてから室温で１時間混合した。得られた溶液は３５℃で０．５５Ｐａ・ｓの粘性を有した。ＭＣ−１００は平均粒径１５０μｍ及び平均縦横比２５を有する。

（成分Ｃの分散の評価）
成分Ｃの分散は１時間立てたまま放置し、非膨潤性雲母又は加えた充填剤の任意の明確な塊又は沈殿が見られるか観察することで確認した。塊又は沈殿がある場合、射出成形機のパイプライン、タンク、フィルター又は注入ノズルの詰りをもたらす可能性があり、且つ射出された成形品中の非膨潤性雲母濃度のゆらぎも結果としてもたらす。

（成形）
成分Ａ、成分Ｂ及び成分Ｃは重量比１：１：２でミキシングヘッドによって混合され、型に射出された。長さ２５０ｍｍ、幅２５０ｍｍ、厚さ３ｍｍを有するプラークのための型を使用した。型の温度はキャビティ側で９０℃、コア側で５０℃だった。型内の圧力は成形中０．０５ＭＰａで維持された。

（評価）
成形されたプラーク表面の外観を観察し、その結果を表１に示す。

具体的な比重、衝撃強度、伸張強度、伸長係数、曲げ強度及び曲げ係数のような物理的特性を測定するために、成形されたプラークを適切なサイズにカットした。これらの物理的特性の測定結果を表１に示す。「ｆ」は、射出フローの流れ方向である、型の縦方向と平行にカットされた試料で測定したデータを表す。「ｖ」は、射出フローの横方向である、型の横方向と平行にカットされた試料で測定したデータを表す。ｆのｖに対する比（ｆ／ｖ）又はｖのｆに対する比（ｖ／ｆ）が１に近ければ、射出フローの流れ方向と横方向の特性の間に小さな違いしかない、言い換えれば異方性が低いことを意味する。

（実施例２）
充填剤を上記の湿式法によってシランカップリング剤で処理した白雲母ＭＩＣＡ−１００（脇田工業株式会社製）に変えることを除き、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。得られた溶液の粘性は３５℃で０．８Ｐａ・ｓだった。成分Ｃを立てたまま１時間放置した後、塊も沈殿も観察されなかった。ＭＩＣＡ−１００は平均粒径７５μｍ及び平均縦横比３５を有する。

成形されたプラークを実施例１と同様の方法で得た。物理的特性を実施例１と同様の方法で測定した。その結果を表１に示す。

（実施例３）
充填剤を上記の乾式法によってシランカップリング剤で処理した白雲母Ｂ−８２（株式会社ヤマグチマイカ製）に変えることを除き、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。得られた溶液の粘性は３５℃で０．６Ｐａ・ｓだった。成分Ｃを立てたまま１時間放置した後、塊も沈殿も観察されなかった。Ｂ−８２は平均粒径１８０μｍ及び平均縦横比１００を有する。

（実施例４）
充填剤を上記の湿式法によってシランカップリング剤で処理した白雲母ＹＭ−４１Ｓ（株式会社ヤマグチマイカ製）に変えることを除き、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。得られた溶液の粘性は３５℃で１．０Ｐａ・ｓだった。成分Ｃを立てたまま１時間放置した後、塊も沈殿も観察されなかった。ＹＭ−４１Ｓは平均粒径４７μｍ及び平均縦横比８５を有する。

（実施例５）
充填剤をシランカップリング剤で処理していない白雲母ＭＩＣＡ−１００（脇田工業株式会社製）に変えることを除き、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。得られた溶液の粘性は３５℃で１．０Ｐａ・ｓだった。成分Ｃを立てたまま１時間放置した後、塊も沈殿も観察されなかった。

（実施例６）
充填剤を上記の湿式法によってシランカップリング剤で処理した４０重量部の白雲母ＭＩＣＡ−１００（脇田工業株式会社製）の総量に変えることを除き、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。得られた溶液の粘性は３５℃で２Ｐａ・ｓだった。成分Ｃを立てたまま１時間放置した後、塊も沈殿も観察されなかった。ＭＩＣＡ−１００は平均粒径７５μｍ及び平均縦横比３５を有する。

（比較例１）
成分Ｃを使用しないことを除き、実施例１と同様に成分Ａ及び成分Ｂから成形プラークを得た。物理的特性を実施例１と同様の方法で測定した。その結果を表１に示す。

（比較例２）
充填剤を上記の湿式法によってシランカップリング剤で処理した白雲母Ａ−２１（株式会社ヤマグチマイカ製）に変えることを除き、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。得られた溶液の粘性は３５℃で３．１Ｐａ・ｓだった。成分Ｃを立てたまま１時間放置した後、塊も沈殿も観察されなかった。Ａ−２１は平均粒径２２μｍ及び平均縦横比７０を有する。

実施例１と同様の方法でプラークの成形が試みられたが、悪い反応性により成形プラークは得られなかった。したがって、物理的特性は実施例１と同様の方法で測定できなかった。

その後充填剤の量を５重量部の総量にまで減らし、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。得られた溶液の粘性は３５℃で０．１６Ｐａ・ｓだった。

成形されたプラークを、減らした量の充填剤を有する混合溶液とともに実施例１と同様の方法で得た。物理的特性を実施例１と同様の方法で測定した。その結果を表１に示す。

（比較例４）
充填剤を上記の乾式法によってシランカップリング剤で処理した金雲母Ｓ−１５０Ｈ（株式会社レプコ製）に変えることを除き、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。得られた溶液の粘性は３５℃で０．６Ｐａ・ｓだった。成分Ｃを立てたまま１時間放置した後、雲母の塊が観察された。Ｓ−１５０Ｈは平均粒径１６０μｍ及び平均縦横比８０を有する。

その後充填剤の量を１０重量部の総量にまで減らし、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。得られた溶液の粘性は３５℃で２．０Ｐａ・ｓだった。

（比較例５）
充填剤を上記の湿式法によってシランカップリング剤で処理した白雲母ＨＲ−９０（キッシュ社製）に変えることを除き、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。得られた溶液の粘性は３５℃で０．５Ｐａ・ｓだった。成分Ｃを立てたまま１時間放置した後、塊も沈殿も観察されなかった。ＨＲ−９０は平均粒径７２０μｍ及び平均縦横比４５を有する。

実施例１と同様の方法でプラークの成形が試みられたが、射出成形機の射出ノズルが詰まったことにより成形プラークは得られなかった。したがって、物理的特性は実施例１と同様の方法で測定できなかった。

（比較例６）
充填剤の量を総量の１０重量部に変えることを除き、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。成分Ｃを立てたまま１時間放置した後、塊も沈殿も観察されなかった。得られた溶液の粘性は３５℃で０．２２Ｐａ・ｓだった。

（比較例７）
充填剤を上記の湿式法によってシランカップリング剤で処理したタルクＰＫ−Ｐ（林化成株式会社製）に変えることを除き、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。得られた溶液の粘性は３５℃で３．２Ｐａ・ｓだった。成分Ｃを立てたまま１時間放置した後、塊も沈殿も観察されなかった。タルクＰＫ−Ｐは平均粒径６．５μｍを有する。

（比較例８）
充填剤を上記の湿式法によってシランカップリング剤で処理した繊維状の繊維（ｆｉｂｒｏｕｓｆｉｂｅｒ）である珪灰石Ｎｙｇｌｏｓ８（ＮＹＣＯＭｉｎｅｒａｌｓ社製）に変えることを除き、実施例１と同様の方法で反応モノマー及び充填剤の混合溶液を得た。得られた溶液の粘性は３５℃で２．２Ｐａ・ｓだった。成分Ｃを立てたまま１時間放置した後、珪灰石の沈殿が観察された。Ｎｙｇｌｏｓ８は１３６μｍの平均繊維長及び８μｍの平均繊維直径を有する。

上記の結果及び表１のデータは、本明細書の開示に基づいて形成された成形樹脂製品は従来の充填剤を使用して得られたものよりも優れた物理的特性を有することを例証する。したがって、高い剛性と低い熱膨張率係数（ＣＴＥ）を有する成形樹脂製品を実際に得ることができるのは明らかである。さらに、射出フローの流れ方向と横方向の特性の間に小さな違いしかない（即ち異方性が低い）成形樹脂製品を得ることができる。その上、余分な加工又は追加の設備なしに真珠光沢表面を有する成形樹脂製品を得ることができる。

本発明は上記のように実施例及び好ましい実施形態として記載されている一方で、当業者は上記実施形態の他のバリエーションがあることを認識するだろう。発明の範囲は上に示された特定の実施例及び実施形態に限定されることは意図されておらず、むしろ添付の特許請求の範囲を参照することにより決定されるべきである。

Claims

反応射出成形プロセスにおいて使用するための液体成形樹脂成分であって、該液体成形樹脂成分はメタセシス重合できるシクロオレフィンを備える液体樹脂反応モノマー及び複数の非膨潤性雲母を含み、
ここで該複数の非膨潤性雲母は３５μｍから５００μｍまでの範囲内である平均粒径及び０．１０ｇ／ｍｌから０．２７ｇ／ｍｌまでの範囲内であるかさ密度を有する、液体成形樹脂成分。
前記非膨潤性雲母が４０μｍから２００μｍまでの範囲内である平均粒径を有することを特徴とする請求項１記載の液体成形樹脂成分。
前記非膨潤性雲母が１０から２００までの範囲内である平均縦横比を有することを特徴とする請求項１記載の液体成形樹脂成分。
前記非膨潤性雲母が白雲母及び金雲母の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の液体成形樹脂成分。
（ｉ）メタセシス重合触媒系の活性剤成分及び（ｉｉ）メタセシス重合触媒系の触媒成分の内１つをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の液体成形樹脂成分。
前記液体成形樹脂成分が活性剤成分を含む場合、該活性剤成分はアルキルアルミニウム化合物を含み、前記液体成形樹脂成分が触媒成分を含む場合、該触媒成分はタングステン化合物及びモリブデン化合物の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５記載の液体成形樹脂成分。
前記複数の非膨潤性雲母が全て同じ種類の非膨潤性雲母であることを特徴とする請求項１記載の液体成形樹脂成分。
前記複数の非膨潤性雲母が０．１４ｇ／ｍｌから０．２５ｇ／ｍｌまでの範囲内であるかさ密度を有することを特徴とする請求項１記載の液体成形樹脂成分。
前記複数の非膨潤性雲母が４０μｍから３００μｍまでの範囲内である平均粒径及び２０から１２０までの範囲内である平均縦横比を有することを特徴とする請求項８記載の液体成形樹脂成分。
前記非膨潤性雲母が白雲母及び金雲母の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９記載の液体成形樹脂成分。
反応射出成形プロセスにおいて使用するための液体樹脂成分系であって、該成分系は複数の液体樹脂成分を含み、該液体樹脂成分の各々はメタセシス重合できるシクロオレフィンを備えた反応モノマーを含み、該液体樹脂成分の少なくとも１つはメタセシス重合触媒系の触媒成分を含み、該液体樹脂成分の少なくとも１つはメタセシス重合触媒系の活性剤成分を含み、該液体樹脂成分の少なくとも１つは複数の非膨潤性雲母を含み、該複数の非膨潤性雲母は３５μｍから５００μｍまでの範囲内である平均粒径及び０．１０ｇ／ｍｌから０．２７ｇ／ｍｌまでの範囲内であるかさ密度を有する、液体樹脂成分系。
前記非膨潤性雲母が１０から２００の範囲内である平均縦横比を有することを特徴とする請求項１１記載の液体脂成分系。
前記活性剤はアルキルアルミニウム化合物を含み、前記触媒はタングステン化合物及びモリブデン化合物の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１１記載の液体樹脂成分系。
前記非膨潤性雲母が液体樹脂総量の６から５０重量部を構成するような量で存在することを特徴とする請求項１１記載の液体樹脂成分系。
射出成形プロセスにおいて使用するための液体樹脂成分を作成する方法であって、該方法は、
架橋オレフィン熱硬化性ポリマーを含む液体樹脂反応モノマーを提供する工程、及び複数の非膨潤性雲母を前記液体樹脂反応モノマーに加える工程を含み、
ここで該非膨潤性雲母は３５μｍから５００μｍまでの範囲内である平均粒径及び０．１０ｇ／ｍｌから０．２７ｇ／ｍｌまでの範囲内であるかさ密度を有する、方法。
前記反応モノマーがメタセシス重合できるシクロオレフィンであり、前記非膨潤性雲母が１０から２００までの範囲内である平均縦横比を有することを特徴とする請求項１５記載の方法。
前記非膨潤性雲母が白雲母及び金雲母の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
前記非膨潤性雲母が液体樹脂総量の６から５０重量部を構成するような量が加えられることを特徴とする請求項１６記載の方法。
以下の方法によって形成された成形樹脂製品であって、該方法は、
各々が樹脂への反応モノマーを含む複数の液体樹脂成分を提供する工程であって、
ここで少なくとも１つの該液体樹脂成分が触媒を含み、少なくとも１つの該液体樹脂成分が活性剤を含み、少なくとも１つの該液体樹脂成分が複数の非膨潤性雲母を含む工程、
前記液体樹脂成分を混合する工程、及び
混合した液体樹脂成分を予め決められた温度で型に射出する工程を含み、
ここで前記非膨潤性雲母は３５μｍから５００μｍまでの範囲内である平均粒径及び０．１０ｇ／ｍｌから０．２７ｇ／ｍｌまでの範囲内であるかさ密度を有する、成形樹脂製品。
前記反応モノマーがメタセシス重合できるシクロオレフィンであり、前記非膨潤性雲母が１０から２００までの範囲内である平均縦横比を有することを特徴とする請求項１９記載の成形樹脂製品。
前記非膨潤性雲母が白雲母及び金雲母の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２０記載の成形樹脂製品。
前記非膨潤性雲母が液体樹脂総量の６から５０重量部を構成するような量で存在することを特徴とする請求項２０記載の成形樹脂製品。