JPH0249619B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は反応射出成形方法に関する。 高反応性の液状原料を金型に射出し、重合およ
び成形を金型内で行つて、直接、ナイロン、不飽
和ポリエステル、エポキシおよびポリウレタンな
どの成形品を得る方法、いわゆる反応射出成形法
が近年注目されている。 この反応射出成形においては、一般に高反応性
の２種類以上の液状原料をミキシングヘツド内で
衝突混合させた後、金型内に射出するが、衝突混
合させる際に、混合室内に存在する空気又は不活
性ガスが、液状原料に気泡としてまきこまれるた
め、得られる成形品の内部に気泡が含まれやす
い。 本発明者らは検討の結果、反応射出成形方法に
おいて衝突混合して得られる液状原料の初流分を
完全に除去し、初流分を除去した後の液状原料を
金型に射出すると、気泡が殆どない成形品が得ら
れることを究明した。 上記初流分を除去する方法として、第３図に示
すように金型２０のランナー２１に閉塞された分
枝ランナー２２を設け、初流分を分枝ランナー２
２に流入させる方法が知られている（特開昭55−
133936号公報）。この公報には、初流分は分枝ラ
ンナー２２に流入し、この分枝ランナー２２が充
填された後、液状原料は金型２０のキヤビテイー
２３に射出される旨記載されている。 しかし、上記公報に記載の方法によつても、初
流分の一部が直接キヤビテイー２３に流入し、さ
らに、一旦分枝ランナー２２に流入した液状原料
が、逆流又は混合によつて金型に流入され、初流
分のキヤビテイー２３への流入を完全に防ぐこと
ができない。この現象は、溶融時の粘度の低いω
−ラクタムを使用するナイロンの反応射出成形に
おいて顕著である。 本発明は、公知方法の欠点を解消し、気泡が殆
どない成形品を製造することのできる反応射出成
形法を提供する。 即ち、本発明は、少なくとも２種の高反応性液
状原料をミキシングヘツド内で衝突混合し、成形
品形状に対応するキヤビテイーを有する金型に射
出して反応成形する方法において、ミキシングヘ
ツドとキヤビテイーとの間の液状原料通路に切替
弁を設け、液状原料の射出に先立つて切替弁によ
り液状原料通路をキヤビテイーとは別に設けられ
た初流分溜に連通させ、ミキシングヘツドの衝突
混合室の容量の１〜30倍の液状原料を初流分溜に
排出し、この後、切替弁により液状原料通路をキ
ヤビテイーに連通させ、液状原料をキヤビテイー
に射出することを特徴とする反応射出成形方法で
ある。 本発明によれば、成形品中に気泡が実質的に存
在しないので、引張強度、破断点伸び等の物性が
良好であり、かつ外観の優れた成形品を得ること
ができる。 本発明は、ナイロン、不飽和ポリエステル、エ
ポキシ樹脂及びポリウレタン等の反応射出成形法
に適用することができるが、特にω−ラクタムか
ら反応射出成形によりナイロン成形品を製造する
方法として特に優れている。 以下に、本発明の代表例として、ω−ラクタム
の反応射出成形方法を説明する。 重合に供されるω−ラクタムの具体例として
は、γ−ブチロラクタム、δ−バレロラクタム、
δ−カプロラクタム、ω−エナントラクタム、ω
−カプリルラクタム、ω−ウンデカノラクタム、
ω−ラウリンラクタムが挙げられる。これらのω
−ラクタムは単独で使用してもよく、２種以上を
併用してもよい。 アルカリ触媒としては、公知のω−ラクタムの
アルカリ重合法において使用される化合物をすべ
て用いることができる。その具体例としては、ア
ルカリ金属、アルカリ土金属、これらの水素化
物、酸化物、水酸化物、炭酸塩、アルキル化物、
アルコキシド、グリニヤール化合物、ソジウムナ
フタレン、さらには上記金属または金属化合物と
ω−ラクタムとの反応生成物、たとえば、ω−ラ
クタムのナトリウム塩、カリウム塩が挙げられ
る。アルカリ触媒の使用量は、ω−ラクタムに対
して、0.05〜10モル％、特に0.2〜５モル％であ
ることが好ましい。 また、助触媒も公知のアルカリ重合法において
使用される助触媒をすべて使用することができ、
その具体例としては、Ｎ−アシルラクタム、有機
イソシアネート、酸塩化物、酸無水物、エステル
尿素誘導体、カルボジイミド、ケテンを挙げるこ
とができる。助触媒の使用量は、ω−ラクタムに
対して0.01〜５モル％である。 さらに、上記助触媒とポリオール、ポリアミン
あるいはポリカルボン酸との反応生成物で助触媒
作用を有する化合物も助触媒として使用すること
ができる。これらの具体例としては、ヘキサメチ
レンジイソシアネート、４，4′−ジフエニルメタ
ンジイソシアネートのようなイソシアネート類と
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ポリテトラメチレングリコール、ポリブタ
ジエングリコール、ポリエステルグリコール、ポ
リ（ε−カプロラクトン）ジオールのようなポリ
オールまたはポリオキシエチレンジアミン、ポリ
オキシプロピレンジアミン、末端基がアミノ基で
あるポリアミドのようなポリアミンまたはポリエ
チレンオキシジグリコール酸、末端基がカルボン
酸であるポリブタジエンやポリアミドとの反応生
成物、アジポイルビスカプロラクタム、テレフタ
ロイルビスカプロラクタムのようなアシルラクタ
ムあるいは、ヘキサメチレン−１，６−ビスカル
バミドカプロラクタム、Ｎ−フエニルN′−イソ
プロピル−ｐ−フエニレンビスカルバミドカプロ
ラクタムのようなカルバミドラクタムと、上記の
ポリオールあるいはポリアミンとの反応生成物が
挙げられる。これらの反応生成物を助触媒として
使用する場合の使用量は、ω−ラクタムに対して
１〜60重量％である。 ω−ラクタムの重合は、ω−ラクタムの融点以
上、かつ生成するポリアミドの融点より低い温度
で行なわれる。 本発明において、実質的に重合反応を阻害しな
い可塑剤、充填剤、繊維、発泡剤、染料、顔料お
よび酸化防止剤などの安定剤の存在下にω−ラク
タムを重合させることもできる。好ましい可塑剤
の具体例としてはＮ−アルキルピロリドンやジア
ルキルイミダゾリジノンなどが挙げられ、ω−ラ
クタムに対して２〜25重量％の割合で使用でき
る。充填剤の具体例としては、炭酸カルシウム、
ワラストナイト、カオリン、黒鉛、石膏、長石、
雲母、アスベスト、カーボンブラツク、二硫化モ
リブデンが挙げられ、繊維の具体例としては、ミ
ルドグラス（粉砕ガラス）のようなガラス繊維、
グラフアイト繊維、繊維状マグネシウム化合物、
チタン酸カリウム繊維、鉱物繊維、ボロン繊維、
スチール繊維が挙げられる。これら充填剤、繊維
はラクタムに対して２〜50重量％の割合で使用で
きる。また発泡剤としては、ベンゼン、トルエ
ン、キシレンなどが好適であり、ラクタムに対し
て１〜15重量％の割合で使用できる。 つぎに、本発明を、その一実施態様を示す図面
に基いて説明する。 成形品形状に対応するキヤビテイー１を有する
金型２に連接して、初流分溜３を有する補助金型
４が取り付けられている。金型２には原料通路５
が形成されている。補助金型４には、三方切替弁
６が摺動自在に取り付けられており、さらに原料
通路７，８及び９が形成されている。三方切替弁
６は図示しない駆動装置によつて切替えることが
できる。尚、初流分溜３及び三方切替弁６は金型
２に設けることもできる。 本発明において、原料の射出に先立つて、三方
切替弁６によつて、原料通路８及び９は第１図に
示すように初流分溜６に連通されている。 アルカリ触媒を含有する溶融ω−ラクタム及び
助触媒を含有する溶融ω−ラクタムは、それぞ
れ、管１０及び管１１からミキシングヘツド１２
の衝突混合室１３に図示しないポンプ等の圧入装
置によつて供給されて衝突混合される。混合され
た溶融ω−ラクタムは、原料通路８、三方切替弁
６、及び原料通路９を経由して、初流分溜３に排
出される。初流分溜３に排出する溶融ω−ラクタ
ムの量は、衝突混合室１３の容量の１〜30倍、好
ましくは２〜16倍である。排出量が下限より少な
いと最終的に得られる成形品に気泡が含まれるよ
うになり、排出量を上限より多くしても効果に差
異は認められず、原料の損失となるので工業的に
不利となる。 所定量の溶融ω−ラクタムを初流分溜３に排出
した後、三方切替弁６を摺動回転させて、第２図
に示すように原料通路８，７及び５をキヤビテイ
ー１に連通させる。混合された溶融ω−ラクタム
はキヤビテイー１に射出され、ω−ラクタムの重
合及び成形が行なわれる。ω−ラクタムの重合成
形が完了した後、成形品及び初流分溜６内の重合
物が金型２及び補助金型４から取り出される。 以後、混合溶融ω−ラクタムの初流分溜３への
排出及びキヤビテイー１への射出を繰返すことに
よつて、ω−ラクタムの成形品を連続的に製造す
ることができる。 次に実施例及び比較例を示す。実施例において
は、第１図及び第２図に示す装置を用いた。 実施例 １ 下記組成の成分Ａ及び成分Ｂを調製し、各成分
を110℃に保持した。 成分 Ａ ε−カプロラクタム ４，920ｇ ナトリウム−ε−カプロラクタム 80ｇ 成分 Ｂ ε−カプロラクタム ２，700ｇ ヘキサメチレンジイソシアネート 300ｇ ポリオキシプロピレンジアミン ２，000ｇ （ジエフアーソンケミカル社製、 ジエフアーミンＤ−2000） 成分Ａ及び成分Ｂを220mlづつ計量し、ミキシ
ングヘツド１２の衝突混合室１３（容積10ml）に
約50Kg／cm²の圧力で供給して混合し、初期の40ml
の混合物を初流分溜３に排出した。続いて、三方
切替弁６を摺動回転させ、キヤビテイー１（容積
400ml）に残りの混合物を連続的に射出した。金
型及び補助金型４の温度は150℃に保つた。 混合物のキヤビテイー１への射出完了から５分
後に、得られた成形品を金型２から取り出した。
成形品には気泡が認められなかつた。この成形品
から引張特性測定用の試験片を切り出し、その引
張強度及び破断点伸びを測定した。結果を第１表
に示す。 実施例 ２ 成分Ａ及び成分Ｂの使用量をそれぞれ240mlに
変え、初流分溜３への初期混合物の排出量を80ml
に変えた以外は実施例１を繰返した。 得られた成形品には気泡が認められなかつた。
成形品の物性を第１表に示す。 実施例 ３ 成分Ａ及び成分Ｂの使用量をそれぞれ210mlに
変え、初流分溜３への初期混合物の排出量を20ml
に変えた以外は実施例１を繰返した。 得られた成形品に気泡は認められなかつた。成
形品の物性を第１表に示す。 比較例 １ 成分Ａ及び成分Ｂの使用量をそれぞれ200mlに
変え、補助金型４を使用せずに、混合物の全量を
キヤビテイー１に射出した以外は実施例１を繰返
した。 得られた成形品には多くの気泡が認められた。 成形品の物性を第１表に示す。 比較例 ２ 補助金型を使用せず、第３図に示すような、閉
塞された分枝ランナー２０（容積40ml）を有する
金型２１を使用した以外は実施例１を繰返した。 得られた成形品にはかなりの数の気泡が認めら
れた。成形品の物性を第１表に示す。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の一実施態様にお
いて使用される装置の概略図であり、第３図は公
知の反応射出成形用金型の概略図である。 １……キヤビテイー、２……金型、３……初流
分溜、４……補助金型、６……三方切替弁、１２
……ミキシングヘツド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも２種の高反応性液状原料をミキシ
   ングヘツド内で衝突混合し、成形品形状に対応す
   るキヤビテイーを有する金型に射出して反応成形
   する方法において、ミキシングヘツドとキヤビテ
   イーとの間の原料通路に切替弁を設け、液状原料
   の射出に先立つて切替弁により原料通路をキヤビ
   テイーとは別に設けられた初流分溜に連通させ、
   ミキシングヘツドの衝突混合室の容量の１〜30倍
   の液状原料を初流分溜に排出し、この後、切替弁
   により原料通路をキヤビテイーに連通させ、液状
   原料をキヤビテイーに射出することを特徴とする
   反応射出成形方法。