JPH11192633A - 反応性重合成形方法およびパイプ状成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４００ｍｍ以上の外径を持つ成形体の成形が
可能であり、成形体中にボイドが発生し難く、且つ、成
形体に形成される中空部の内面形状が滑らかとなる反応
性重合成形方法およびパイプ状成形体を提供すること。 【解決手段】 軸芯回りに回転する金型２を用いて、反
応原液に１Ｇ以上５Ｇ以下の加速度を加えた状態下で、
反応原液を反応させて重合させる。反応原液が供給され
る金型として、成形方法で得られる成形体に対して非接
着性の材質で構成してある金型を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反応性重合成形方
法に係り、さらに詳しくは、二以上の反応原液を金型内
に入れ、金型を回転させるなどにより、反応原液に１Ｇ
以上５Ｇ以下の加速度を加えた状態下で、反応原液を反
応させて重合させることを特徴とする反応性重合成形方
法およびその方法により得られるパイプ状成形体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】反応性重合成形方法とは、本明細書にお
いては、金型の内部で反応原液を反応させて重合させる
方法を広く意味するものとし、反応性重合成形方法の１
態様として、反応射出成形（ＲＩＭ）法があるものとす
る。このＲＩＭ法は、二以上の反応原液をミキシングチ
ャンバで混合して金型装置のキャビティに送り込み、金
型装置内で反応させつつ射出成形を行う製法である。こ
のＲＩＭ法は、ノルボルネン系モノマーからポリマー
（成形体）を成形する場合などに好適に用いられてい
る。

【０００３】ＲＩＭ成形体は、耐衝撃性に優れ、しかも
成形圧力が低く成形が容易であることから、多方面の技
術分野において用いられることが検討されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
反応射出成形に際しては、金型のキャビティ内への反応
原液の射出時に泡が混入することがあり、その結果とし
て、成形体中にボイドなどが生じ、成形体の品質を低下
させていた。

【０００５】また、従来の反応射出成形により、たとえ
ばパイプなどのように、内部が中空の成形体を成形する
ことは、中空部に相当する部分に、入れ子型などを入れ
る必要があり、非常に困難であった。また、中空部に相
当する部分に、入れ子型などを入れることは、成形中に
おいて、入れ子型と接触する反応射出成形体樹脂が冷や
され、硬化不良などが生じるおそれがあった。成形体を
パイプなどとして用いる場合には、パイプ内に流体を流
すことから、パイプの内面が滑らかであることが要求さ
れるので、パイプの内面に不良が生じることを極力避け
る必要がある。

【０００６】なお、米国特許第４８０８，３６４号公報
には、回転する金型の内部に、反応原液を混合して入
れ、金型を回転させて、反応原液に遠心力を加えつつ、
金型の内部で反応原液を反応させて重合させる方法が開
示してある。

【０００７】しかしながら、この公報には、反応原液に
加える最適な加速度や、反応原液の最適な粘度について
は、何ら触れられていない。

【０００８】また、特開平３−６９３５７号公報には、
成形体に対して接着性のあるポリエチレン管を金型とし
て用い、このポリエチレン管を軸芯回りに回転させなが
ら、反応性重合反応を行い、得られる成形体をポリエチ
レン管と一体化させる技術が開示してある。

【０００９】しかしながら、この公報に示す技術では、
内径が２５ｍｍ程度のポリエチレン管を７００ｒｐｍ程
度の高速で回転させるために、６Ｇ以上の重力加速度が
反応原液に作用する。従来では、この程度に大きな重力
加速度を反応原液に加えないと、内周面が滑らかな成形
体を得ることができないであろうと考えられていた。

【００１０】したがって、従来の考え方で、４００ｍｍ
以上の外径を持つパイプ状成形体を成形しようとする場
合には、６Ｇ以上の重力加速度を加えるために、金型を
回転させるための負荷が大きく成りすぎ、実際に成形す
ることは困難であろうと考えられていた。また、低い加
速度では、金型の内周面に反応原液が均一な厚さで張り
付かず、均一な厚みを持つパイプ状成形体を得ることは
無理であろうと考えられていた。

【００１１】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、比較的大きな外径を持つ成形体の成形が可能であ
り、しかも成形体中にボイドが発生し難く、且つ、成形
体に形成される中空部の内面形状が滑らかとなる反応性
重合成形方法およびパイプ状成形体を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、反応原液
に遠心力などの加速度を加えつつ反応性重合反応を行う
方法について鋭意検討した結果、従来に比べて低い遠心
力などの加速度でも、内周面が滑らかな成形体が得られ
ることを見出し、本発明を完成させるに至った。

【００１３】すなわち、本発明に係る反応性重合成形方
法は、金型内の反応原液に１Ｇ以上５Ｇ以下、好ましく
は１Ｇ以上４Ｇ以下、特に好ましくは１．２以上４Ｇ以
下の加速度を加えた状態下で、反応原液を反応させて重
合させることを特徴とする。

【００１４】１Ｇ以上５Ｇ以下の加速度を加えるため
に、遠心力を反応原液に加えることが好ましい。

【００１５】前記金型として、前記成形方法で得られる
成形体に対して、非接着性の材質で構成してある金型を
用いることが好ましい。

【００１６】本発明に係るパイプ状成形体は、金型内の
反応原液に１Ｇ以上５Ｇ以下、好ましくは１Ｇ以上４Ｇ
以下、特に好ましくは１．２以上４Ｇ以下の加速度を加
えた状態下で、反応原液を反応させて重合させることに
より得られる外径が４００ｍｍ以上のパイプ状成形体で
ある。

【００１７】本発明に係るパイプ状成形体において、成
形体の外周部には、リング状のリブを、軸方向に所定ピ
ッチで形成することが好ましい。

【００１８】パイプ状成形体の両端部には、それぞれ雄
型継手部と雌型継手部とを一体に成形することが好まし
い。これら継手部間には、Ｏリングなどのシール部材を
装着することが好ましい。

【００１９】反応原液 反応原液としては、特に限定されないが、ウレタン系、
ウレア系、ナイロン系、エポキシ系、不飽和ポリエステ
ル系、フェノール系および、ノルボルネン系などが挙げ
られるが、ノルボルネン系が特に好ましい。金型の内部
に入れる前の反応原液温度は２０〜８０°Ｃが好まし
く、反応原液の粘度は、たとえば、３０°Ｃにおいて、
好ましくは２０ｃｐｓ〜１０００ｃｐｓ、さらに好まし
くは３０ｃｐｓ〜７００ｃｐｓ程度である。反応原液の
粘度が低すぎる場合には、反応原液に遠心力が作用せず
に底部に停留する傾向にあり、粘度が高すぎる場合に
は、加速度を利用した自由な形の成形が困難になる傾向
にある。

【００２０】かかる成形においては、補強材を予め金型
内に設置しておき、その中に反応液を供給して重合させ
ることにより強化ポリマー（成形体）を製造することが
できる。

【００２１】補強材としては、例えば、ガラス繊維、ア
ラミド繊維、カーボン繊維、超高分子量ポリエチレン繊
維、金属繊維、ポリプロピレン繊維、アルミコーティン
グガラス繊維、木綿、アクリル繊維、ボロン繊維、シリ
コンカーバイド繊維、アルミナ繊維などを挙げることが
できる。これらの補強材は、長繊維状またはチョップド
ストランド状のものをマット化したもの、布状に織った
もの、チョップ形状のままのものなど、種々の形状で使
用することができる。これらの補強材は、その表面をシ
ランカップリング材等のカップリング剤で処理したもの
が、樹脂との密着性を向上させる上で好ましい。使用す
る量は、特に制限はないが、通常成形品全重量の１０重
量％以上、好ましくは２０〜６０重量％である。

【００２２】また、酸化防止剤、充填剤、顔料、着色
剤、発泡剤、難燃剤、摺動付与剤、エラストマー、ジシ
クロペンタジエン系熱重合樹脂およびその水添物など種
々の添加剤を配合することにより、得られるポリマーの
特性を改質することができる。

【００２３】酸化防止剤としては、フェノール系、リン
系、アミン系など各種のプラスチック・ゴム用酸化防止
剤がある。充填剤にはミルドガラス、カーボンブラッ
ク、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、雲
母、チタン酸カリウム、硫酸カルシウムなどの無機質充
填剤がある。エラストマーとしては、天然ゴム、ポリブ
タジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重
合体（ＳＢＲ）、スチレン−ブタジエン−スチレンブロ
ック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチ
レンブロック共重合体（ＳＩＳ）、エチレン−プロピレ
ン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体（ＥＶＡ）およびこれらの水素化物などが
ある。添加剤は、通常、予め反応液のいずれか一方また
は双方に混合しておく。

【００２４】金型 本発明では、金型の内部に反応原液を入れた後、金型の
内部の反応原液に対して加速度を加えることができるよ
うな構造となっている。たとえば金型が、一軸あるいは
多軸回りに回転可能になっている。金型を回転させるこ
とで、金型の内部にある反応原液には、遠心力による加
速度が作用する。

【００２５】金型の温度は、好ましくは、１０〜１５０
°Ｃ、より好ましくは、２０〜１２０°Ｃ、さらに好ま
しくは、３０〜１００°Ｃに制御される。なお、金型内
に反応原液を注入する前に、金型の内部に温風を流通さ
せ、少なくとも金型のキャビティ内部を所定温度に加熱
した後、温風の流通を停止し、金型装置のキャビティへ
反応原液を流し込み、成形を行うようにしても良い。

【００２６】本発明において用いられる金型の材質は、
特に限定されないが、金型からの離型性が良く、滑らか
な外周面形状の成形体を得るためには、成形体に対して
非接着性の材質のものが好ましく、たとえば、鋳鉄、
鉄、ステンレス、アルミニウム、ニッケル電鋳などの金
属が好ましい。ただし、成形体に対して非接着性の材質
のものであれば、合成樹脂、あるいはその他の材質でも
良い。反応性重合成形は、比較的低圧での成形が可能で
あり、必ずしも高剛性の金型を用いる必要はないからで
ある。

【００２７】金型を合成樹脂で構成する場合には、合成
樹脂としては、成形体に対して非接着性な、繊維強化プ
ラスチック（ＦＲＰ）、フェノール、ポリエステルなど
の極性樹脂で構成した場合には、反応性重合成形体とは
一体化されないことから、反応性重合成形毎に金型装置
を取り外して繰り返し用いることができるので好まし
い。

【００２８】また、金型は、自由な形状の成形が可能な
分割可能な割型が好ましいが、外周面にリブなどが形成
されていないパイプなどのパイプ状成形体などを成形す
る場合には、分割されない筒状の型でも良い。筒状の型
の場合には、得られる成形体を引き抜く必要があること
から、離型性を良くするために、型の内周面に沿って、
原液の注入前に、予めワックスや滑剤などを塗布してお
くことも好ましい。また、成形体を引き抜く時には、成
形体の温度が、成形体のガラス転移温度（Ｔｇ）以下の
温度、好ましくは（Ｔｇ−５０）°Ｃ以下の温度に成っ
てから成形体を引き抜き始めることが好ましい。その方
が、成形体の形状が崩れないと共に、作業性がよいから
である。

【００２９】重合時間は、適宜選択すればよいが、反応
液の注入終了後、遠心力を加える場合には、金型を所定
の回転数まで上げるために数秒〜数十秒かかることか
ら、好ましくは５〜３０秒、さらに好ましくは５〜１５
秒である。

【００３０】

【作用】本発明に係る方法を用いれば、外径が４００ｍ
ｍ以上（４００〜４０００ｍｍ、特に１００〜２５００
ｍｍ）の大口径のパイプ状成形体でも成形が可能となる
ことが本発明者等により見出された。従来の考え方で
は、比較的高い回転数で金型を回転させて、反応原液に
加速度を加えないと、滑らかな内面を持つ比較的大径の
パイプ状成形体を成形することはできないのではないか
と考えられていたが、本発明者等により、前述した範囲
の加速度において、外径が４００ｍｍ以上のパイプ状成
形体を、内周面が滑らかな状態で成形することができる
ことが見出された。また、小さい加速度での成形が可能
となった結果、成型機に加わる負荷も低減できるという
二次的効果もある。

【００３１】なお、金型内の反応原液に加速度を加える
ための手段としては、金型を回転させることにより反応
原液に遠心力を加える手段が好ましく用いられる。反応
原液に遠心力を加えることにより、成形中において、遠
心力により泡が反応原液から分離され、得られる成形体
中にボイドがなくなる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
形態に基づき説明する。

【００３３】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の１実施形態
に係る反応性重合成形方法に用いる金型の概略斜視図、
同図（Ｃ）は成形体の一例を示す概略斜視図、図２は金
型を回転させるための駆動装置の側面図、図３は駆動装
置の平面図、図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の他
の実施例に係る金型の概略斜視図、同図（Ｄ）は成形品
の一例を示す概略斜視図、図５は本発明の他の実施形態
に係る反応性重合成形方法に用いる金型の要部断面図、
図６はパイプ状成形体に形成された継手部の要部断面
図、図７は図５に示す金型を用いて得られるパイプ状成
形体の一部破断斜視図、図８は図７に示すパイプ状成形
体の構成単位を示す概略図である。

【００３４】第１実施形態 本実施形態では、反応原液に１Ｇ以上５Ｇ以下の加速度
を加えた状態下で、ノルボルネン系モノマーを含む反応
原液を反応させて重合させ、外径が４００ｍｍ以上のパ
イプ状成形体を製造する方法について説明する。反応原
液に１Ｇ以上５Ｇ以下の加速度を加えるために、本実施
形態では、図１（Ａ），（Ｂ）に示す金型２を用いる。

【００３５】金型２は、割面３に沿って縦方向に２つに
分割可能な割型４と、この割型４が組み合わされた状態
で、その両端部の外周に軸方向から取り付けられる一対
の転動リング８とを有する。割型４は、たとえばアルミ
ニウム製鋳物などで構成してあり、転動リング８は、鋳
鉄などで構成される。

【００３６】割型４の割面３には、下記に示すシール材
が装着してあることが好ましい。シール材を装着するこ
とで、割面３から反応原液が漏れるなどの不都合を防止
することができる。

【００３７】すなわち、本実施形態に用いて好適なシー
ル材としては、特に限定されず、シリコーンゴム製シー
ル材、あるいは下記に示すシール材を用いることができ
る。

【００３８】本実施形態のシール材は、粘土を主成分と
するシール材である。このシール材の主成分である粘土
は、含水ケイ酸塩鉱物の集合体であって、適当量の水を
混ぜてこねると可塑性を示し、乾けば剛性を示し、高い
温度で焼くと焼結するような物質として定義され、その
化学成分は、主としてケイ素、アルミニウム、マグネシ
ウム、アルカリ金属、アルカリ土金属と水分とから成っ
ている。

【００３９】粘土と共に用いることができる充填剤とし
ては、雲母、シリカ、炭酸カルシウム、クレー（ケイ酸
アルミニウム）、タルク、けい藻土などが例示される。
シール材中には、その他の成分として、アロマテック
ス、ナフテン、パラフィン、ホワイトオイル、ペトロラ
タム、石油スルホン酸塩などの石油系の又は鉱物油系の
軟化剤が好ましく含有され、又は植物油系の軟化剤を単
独で又は組合わせて含有させてもよい。

【００４０】シール材中の粘土成分の含有量は、シール
材の全体を１００重量％として、好ましくは３０〜１０
０重量％、さらに好ましくは４０〜８０重量％である。
また、シール材中の充填剤の含有量は、シール材の全体
を１００重量％として、好ましくは０〜７０重量％、さ
らに好ましくは１０〜５０重量％である。また、シール
材中のその他成分の含有量は、シール材の全体を１００
重量％として、好ましくは１０〜４０重量％、さらに好
ましくは２０〜３０重量％である。

【００４１】シール材は、たとえば断面円形又は楕円形
の紐状に成形してあり、使用に際しては、所定長さに切
断されて、密封すべき隙間に装着される。また、このシ
ール材は、従来のスポンジパッキンなどと併用して用い
ることもできる。

【００４２】割面３で組み合わされた割型４の内部に
は、内周面が形成してあり、この内周面に、所定の粘度
の反応原液が、１Ｇ以上５Ｇの加速度を持つ遠心力で押
し付けられるようになっている。割型４の軸方向両端部
には、貫通孔５が形成されるように端板６，６が形成し
てある。貫通孔５からは、反応原液を供給するためのノ
ズルが差し込まれ、金型２の内部へ反応原液を供給可能
になっている。

【００４３】図２および３に示すように、金型２におけ
る一方の転動リング８には、一対のフランジ付き駆動ロ
ーラ１２が係合し、他方の転動リング８には、一対のフ
ランジ無しの駆動ローラ１４が係合するようになってい
る。これら駆動ローラ１２および１４は、変速機１６お
よび定トルクインバータモータ１８に接続してあり、全
て略同じ回転速度で回転するようになっている。これら
駆動ローラ１２および１４が、全て略同じ回転速度で回
転することで、それらに係合する転動リング８も、その
軸芯回りに回転し、割型４，４から成る金型２をも同時
に軸芯回りに回転する。なお、駆動ローラ１２，１４、
変速機１６およびモータ１８は、ベース２０の上に装着
してある。また、軸方向一方の駆動ローラ１２をフラン
ジ付きとしたのは、フランジが転動リング８の軸方向移
動を制限することにより、金型２の軸方向移動を制限す
るためである。軸方向双方の駆動ローラ１２，１４をフ
ランジ付きとしても良いが、一方のみで十分に金型２の
軸方向移動を制限することができる。

【００４４】次に、上記の金型２を用い、反応性重合成
形方法によりパイプを成形する方法について説明する。

【００４５】まず、図１（Ｂ）に示すように、割型４，
４を組み合わせ、次に、図１（Ａ）に示すように、組み
合わされた割型４，４の両端部に転動リング８，８を装
着し、金型２を組み立てる。次に、この金型２を、図
２，３に示す駆動ローラ１２，１４の上に、回転自在に
載置する。

【００４６】その後、反応性重合成形を行う。本実施形
態で行う反応性重合成形は、ノルボルネン系モノマーを
用いた成形であり、使用するノルボルネン系モノマーの
具体例としては、ノルボルネン、ノルボルナジエン等の
二環体；ジシクロペンタジエン（シクロペンタジエン二
量体）、ジヒドロジシクロペンタジエン等の三環体；テ
トラシクロドデセン等の四環体；シクロペンタジエン三
量体等の五環体；シクロペンタジエン四量体等の七環
体；これらのメチル、エチル、プロピル、ブチルなどの
アルキル、ビニル等のアルケニル、エチリデン等のアル
キリデン、フェニル、トリル、ナフチル等のアリール等
の置換体；更にこれらのエステル基、エーテル基、シア
ノ基、ハロゲン原子などの極性基を有する置換体などが
例示される。これらのモノマーは、１種以上を組み合わ
せて用いても良い。入手が容易であり、反応性に優れ、
得られる樹脂成形体の耐熱性に優れる点から、三環体、
四環体、あるいは五環体のモノマーが好ましい。

【００４７】また、生成する開環重合体は熱硬化型とす
ることが好ましく、そのためには、上記ノルボルネン系
モノマーの中でも、シクロペンタジエン三量体等の反応
性の二重結合を二個以上有する架橋性モノマーを少なく
とも含むものが用いられる。全ノルボルネン系モノマー
中の架橋性モノマーの割合は、２〜３０重量％が好まし
い。

【００４８】なお、本発明の目的を損なわない範囲で、
ノルボルネン系モノマーと開環共重合し得るシクロブテ
ン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロオク
テン、シクロドデセン等の単環シクロオレフィン等を、
コモノマーとして用いても良い。

【００４９】ノルボルネン系モノマーを用いた成形にお
いて使用することができるメタセシス触媒は、六塩化タ
ングステン、またはトリドデシルアンモニウムモリブデ
ート、もしくはトリ（トリデシル）アンモニウムモリブ
デート等のモリブデン酸有機アンモニウム塩等のノルボ
ルネン系モノマーの塊状重合用触媒として公知のメタセ
シス触媒であれば特に制限はないが、モリブデン酸有機
アンモニウム塩が好ましい。

【００５０】活性剤（共触媒）としては、特開昭５８−
１２７７２８号公報、特開平４−２２６１２４号公報、
特開昭５８−１２９０１３号公報、特開平４−１４５２
４７号公報に開示してあるような公知の活性剤であれ
ば、特に制限はないが、例えばエチルアルミニウムジク
ロリド、ジエチルアルミニウムクロリド等のアルキルア
ルミニウムハライド、アルコキシアルキルアルミニウム
ハライドなどの有機アルミ化合物、有機スズ化合物等が
挙げられる。

【００５１】成形の前準備として、ノルボルネン系モノ
マー、メタセシス触媒及び活性剤を主材とする成形用材
料を、ノルボルネン系モノマーとメタセシス触媒とより
なるＢ液と、前記のノルボルネン系モノマーと活性剤と
よりなるＡ液との安定な２液に分けて、それぞれを別の
タンクに入れておく。

【００５２】成形を開始するには、ミキサーを制御し、
タンクからのＡ液およびＢ液を混合し、その混合液を反
応原液として、ノズルなどを用いて、金型２の貫通孔５
から金型２の内部に供給する。金型２内に供給された反
応原液の粘度は、３０°Ｃにおいて、５０ｃｐｓ〜１０
００ｃｐｓであり、金型２を回転することで、反応原液
は、遠心力により、金型２の内周面にパイプ状に張り付
くことになる。

【００５３】本実施形態においては、金型２は、必ずし
も加熱する必要はないが、重合反応を生じ易くする観点
から、熱媒体あるいは温風などを利用して加熱しても良
い。

【００５４】金型２の回転数は、反応原液に１Ｇ以上５
Ｇ以下の加速度が加えられるように設計され、金型２の
内周面の径などによっても異なり、内周面の径を４００
〜６００ｍｍとした場合には、金型２の軸芯回りの回転
数は、８０〜１５０ｒｐｍ程度が好ましい。金型２を、
その軸芯回りに一定な回転速度で回転するために必要な
初期起動時間は、数秒から３０秒程度である。その後
は、一定の回転速度で回転が可能である。なお、金型２
を、その軸芯回りに一定な回転速度で回転する状態とな
った後で、貫通孔５からノズルを入れて、反応原液を供
給しても良い。

【００５５】金型２を、その軸芯回りに一定な回転速度
で回転することで、金型２内部に供給された反応原液
は、遠心力により、金型２の内周面にパイプ状に張り付
くことになる。その状態を、たとえば１〜１０分間保持
することで、反応原液における反応が進み、塊状重合が
行われ、パイプ状の成形体が得られる。

【００５６】その後、金型２の回転を停止し、金型２を
冷却した後、図１（Ａ）に示す状態から同図（Ｂ）に示
す状態となるように、転動リング８を外し、割型４，４
を開けば、同図（Ｃ）に示すようなパイプ状の成形体１
０を得ることができる。このパイプ状の成形体１０は、
ノルボルネン系モノマーの反応性重合成形体で構成され
る。

【００５７】本実施形態による方法では、反応原液に遠
心力を加えることにより、成形中において、遠心力によ
り泡が反応原液から分離され、得られる成形体中にボイ
ドがなくなる。

【００５８】また、本実施形態の方法により得られる図
１（Ｃ）に示すパイプ状成形体１０の内周面は、成形の
過程において何にも触れることなく、遠心力により得ら
れる面となるので、成形中に反応原液の硬化不良などの
不都合も生じることがなく、その内周面が滑らかにな
る。得られるパイプ状成形体は、たとえば流体配管など
として用いられ、配管内に流体を流すことから、内周面
が滑らかであることは、配管として用いて都合がよい。

【００５９】また、本実施形態に係る方法により得られ
たパイプ状成形体は、ノルボルネン系モノマーの塊状重
合反応を利用して得られた重合体であることから、耐衝
撃性および耐久性などの機械的特性に優れている。ま
た、この方法によれば、比較的大口径のパイプ状成形体
でも、比較的容易に成形することができる。

【００６０】さらに本実施形態では、割型４，４を用
い、この外周に転動リング８，８を装着し、この転動リ
ング８，８を利用して、金型２を、その軸芯回りに回転
させているので、割型を用いることによる成形体の自由
形状の成形と、リングを利用した回転ぶれの少ない回転
との双方を実現することができる。なお、回転ぶれが生
じたら、回転中に、リング８，８の外周を削ることによ
り、回転ぶれを抑制することもできる。また、リング
８，８の交換も容易である。

【００６１】第２実施形態 本実施形態では、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す金型２ａを
用いた以外は、前記第１実施形態と同様にして、反応原
液に１Ｇ以上５Ｇ以下の加速度を加えた状態下で、ノル
ボルネン系モノマーを含む反応原液を反応させて重合さ
せる。

【００６２】本実施形態では、金型２ａが、一対の割型
４ａ，４ａと、これら割型が組み合わされた状態で軸方
向から内部に挿入される回転円筒３０とを有する。回転
円筒３０には、図１（Ａ）に示す実施形態における転動
リング８に相当する転動用の突起８ａが、回転円筒３０
の外周に一体的に成形してある。回転円筒３０は、たと
えば鋳鉄などで構成される。

【００６３】割型４ａの内周面には、図４（Ｃ）に示す
ように、パイプ部分を成形するための内周面３２と、そ
の内周面３２よりも内径が大きいフランジ部分を成形す
るための内周面３４とが交互に形成してある。この割型
４ａを用いた金型２ａを回転させ、前記第１実施形態と
同様に、ノルボルネン系モノマーの重合反応を行うこと
により、図４（Ｄ）に示す成形体１０ａを得ることがで
きる。

【００６４】本実施形態の方法は、前記第１実施形態の
方法と同様な作用を有する。特に、本実施形態では、割
型４ａ，４ａを用いていることから、割型の内部に形成
する内周面３２および３４の形状を自由に設計すること
ができ、図４（Ｄ）に示すように、軸方向に外径が異な
る成形体１０ａの成形も容易である。ちなみに、割型で
ない場合には、軸方向に外径が異なる成形体１０ａの成
形は困難であった。なぜなら、外径が軸方向に異なる成
形体を型から軸方向に引き抜くことができないためであ
る。

【００６５】第３実施形態 本実施形態に係る反応性重合成形方法は、図４に示す方
法の変形例であり、図４に示す回転円筒３０の内部に挿
入される一対の割型の代わりに、図５に示す入れ子型集
合体４ｂを図４に示す回転円筒３０の内部に挿入する以
外は、前記第１実施形態と同様にして、反応原液に１Ｇ
以上５Ｇ以下の加速度を加えた状態下で、ノルボルネン
系モノマーを含む反応原液を反応させて重合させる。

【００６６】図５に示すように、入れ子型集合体４ｂ
は、軸方向に着脱自在に凹凸嵌合してある複数の中間入
れ子型３６と、これら中間入れ子型３６の一方の軸方向
端部に凹凸嵌合してある雄型継手形成用入れ子型３８
と、他方の軸方向端部に凹凸嵌合してある雌型継手形成
用入れ子型４０とを有する。各入れ子型３６，３８，４
０は、全体として、割面において二つに分割されるリン
グ形状の入れ子型である。

【００６７】これらの入れ子型３６，３８，４０は、軸
方向に嵌合することにより、その嵌合部の内周面にリブ
形成用凹所４２が形成されるようになっている。リブ形
成用凹所４２により形成されるリブの形状については後
述する。これらの入れ子型３６，３８，４０の内周面
が、図７に示すリング状のリブ５２が軸方向に所定ピッ
チ間隔で形成されたパイプ状成形体１０ｂを成形するた
めの型面となり、内周面の内径が、成形体１０ｂの外径
に対応する。

【００６８】本実施形態では、中間入れ子型３６の組み
合わせ個数を変化させることで、得られるパイプ状成形
体１０ｂの軸方向長さを変化させることができるので都
合がよい。なお、これらの入れ子型３６，３８，４０を
軸方向に一体に成形し、割面のみで２分割可能にするこ
とも考えられるが、その場合には、型の内周面の加工作
業が煩雑になると共に、得ようとするパイプ状成形体の
軸方向長さ毎に、金型を準備する必要性が生じる。

【００６９】軸方向に組み合わされた中間入れ子型３６
の一方の端部に嵌合される雄型継手形成用入れ子型３８
の内周面には、図６に示すパイプ状成形体１０ｂの一方
の端部に、シール部材挿入溝５３が形成された雄型継手
部５０を形成するための凸型内周面４４が形成してあ
る。また、軸方向に組み合わされた中間入れ子型３６の
他方の端部に嵌合される雌型継手形成用入れ子型４０の
内周面には、図６に示すパイプ状成形体１０ｂの他方の
端部に、雄型継手部５０の外周を覆う雌型継手部５１を
形成するための凹型内周面４６が形成してある。

【００７０】反応原液に１Ｇ以上５Ｇ以下の加速度を加
えた状態下で、ノルボルネン系モノマーを含む反応原液
を反応させて重合させて得られるパイプ状成形体１０ｂ
の一方の端部に形成してある雄型継手部５０は、図６に
示すように、同様にして成形された別のパイプ状成形体
１０ｂの他方の端部に形成された雌型継手部５１の内部
に挿入可能になっている。また、雄型継手部５０の外周
面に形成してあるシール部材挿入溝５３の内部には、Ｏ
リングなどのシール部材５４が挿入される。本実施形態
においては、シール部材５４の材質は、押しつぶされて
シール特性を有するものであれば特に限定されない。

【００７１】このように、パイプ状成形体１０ｂの一方
の端部に雄型継手部５０を設け、他方の端部に雌型継手
部５１を設け、それらの間にシール部材５４を介在させ
ることで、パイプ状成形体１０ｂの端部相互を密封して
連続的に連結することができる。

【００７２】次に、本実施形態において、これらの入れ
子型３６，３８，４０の嵌合部の内周面に形成されるリ
ブ形成用凹所４２により形成されるリング状リブ５２に
ついて説明する。図７に示すように、リング状リブ５２
は、パイプ状成形体１０ｂの軸方向に所定ピッチ間隔ｐ
で形成される。このピッチ間隔ｐは、図８に示すパイプ
状成形体１０ｂの内径Φｄ、基準厚さｔ、リブ頂部幅ｂ
などに応じて変化するが、成形体１０ｂの重量に対する
機械的強度（たとえば５％扁平荷重）や、使用目的など
に合わせて決定される。なお、このピッチ間隔Ｐは、成
形体１０ｂの軸方向に等間隔でも良いし、不等間隔でも
良い。

【００７３】具体的には、パイプ状成形体１０ｂの内径
が、１０００〜１８００ｍｍである場合には、成形体の
基準厚さｔは、好ましくは４〜１６ｍｍ、さらに好まし
くは６〜１０ｍｍ程度であり、リブ５２の高さｈは、好
ましくは２０〜８０ｍｍ、さらに好ましくは３０〜５０
ｍｍであり、リブ５２の頂部幅ｂは、好ましくは３〜２
０ｍｍ、さらに好ましくは５〜１０ｍｍ、リブ５２のピ
ッチ間隔ｐは、好ましくは３０〜１５０ｍｍ、さらに好
ましくは４０〜６０ｍｍである。また、リブ５２の側面
と成形体１０ｂの外周面との成す角度θは、好ましくは
２〜１５度、さらに好ましくは６〜１０度である。ま
た、リブ５２の頂部の曲率半径ｒ１は、０から頂部幅ｂ
の約１／２程度の範囲が好ましい。さらに、リブ５２の
裾部の曲率半径ｒ２は、好ましくは３〜２０ｍｍ、特に
好ましくは６〜１２ｍｍである。このような数値範囲に
することで、成形体１０ｂの重量に対する機械的強度
（たとえば５％扁平荷重）が最大になる。たとえば従来
のポリエチレン管に比べて、５％扁平荷重が同程度であ
る場合には、本実施形態のパイプ状成形体１０ｂでは、
重量を約２０％程度低減することができる。

【００７４】その他の実施形態 なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内で種々に改変することができ
る。たとえば、前記第１実施形態では、組み合わされた
割型４，４の外周に、二つの転動リングのみを装着した
が、軸方向に３つ以上の転動リングを装着しても良い。
また、全ての転動リングに対して駆動ローラ１２，１４
が係合する必要はなく、駆動ローラ１２，１４が係合し
ないリングが割型４，４の外周に装着してあっても良
い。

【００７５】また、上述した実施形態では、割型４，４
ａを二分割としたが、三分割以上であっても良い。ただ
し、成形体を金型から軸方向に引き抜くことができる形
状とする場合には、金型としては、必ずしも割型を用い
なくても良い。

【００７６】さらに、上述した実施形態では、金型を１
軸回りに回転させたが、２以上の多軸回りに回転させて
も良い。

【００７７】

【実施例】以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づ
き説明するが、本発明は、これら実施例に限定されな
い。

【００７８】実施例１ 図１（Ａ）に示す金型２を準備し、図３，４に示す金型
回転装置の駆動ローラ１２，１４上にセットした。一対
の割型４，４は、アルミニウム鋳物製であり、その外径
は、５００ｍｍ、その内径は、４００ｍｍ、その軸方向
長さは、１２００ｍｍであった。割型４，４の両端部に
形成された端板６の貫通孔５の内径は、１５０ｍｍであ
った。

【００７９】この割型４，４を割面３で組み合わせた。
割面３には、山中鋳材商会より入手の横断面円形の紐状
モールドシール（商品名）を用いた。そのモールドシー
ルの断面外径は、３ｍｍであった。また、そのモールド
シールの組成分析を行ったところ、ＳｉＯ₂ が４６．３
０重量％、Ａｌ₂ Ｏ₃ が７．５０重量％、Ｆｅ₂ Ｏ₃が
１．１３重量％、ＣａＯが１．５０重量％、Ｍｇ（Ｏ
Ｈ）₂ が７．６０重量％、ＭｇＯが２．６０重量％、Ｎ
ａ₂ Ｏが０．１０重量％、Ｋ₂ Ｏが０．１０重量％、Ｃ
が０．６５重量％、アロマティックスが１２．８０重量
％、ナフテンが７．４５重量％、パラフィンが７．６３
重量％であった。

【００８０】割型４，４の割面３がシールされた状態
で、転動リング８，８を取り付けた。転動リング８，８
は、鋳鉄で構成してあり、その外径は７００ｍｍ、その
軸方向厚みは５０ｍｍであった。

【００８１】転動リング８，８を駆動ローラ１２，１４
の上に乗せ、割型の軸方向貫通孔５からノズルを用い
て、反応原液を金型２の内部に供給した。反応原液の調
整は以下のように行った。ジシクロペンタジエン（ＤＣ
Ｐ）８５重量％と、トリシクロペンタジエン１５重量％
とからなる混合モノマーを用い、このモノマー総量１０
０重量部に対して、スチレン−イソプレン−スチレンブ
ロック共重合体（クレイトン１１７０、シェル社製）を
５重量部とフェノール系の酸化防止剤であるイルガノッ
クス１０１０（チバガイギー社製）を２重量部とを溶解
させ、これを２つの容器に入れ、一方には混合モノマー
に対しジエチルアルミニウムクロリド（ＤＥＡＣ）を４
０ミリモル濃度、ｎ−プロパノールを４４ミリモル濃
度、四塩化ケイ素を２０ミリモル濃度となるように添加
した（Ａ液）。他方には、混合モノマーに対しトリ（ト
リデシル）アンモニウムモリブデートを１０ミリモル濃
度となるように添加した（Ｂ液）。

【００８２】Ａ液およびＢ液をそれぞれギヤーポンプに
て１対１の容積比となるようにミキサーに送液し、次い
で、金型２の貫通孔５から金型２内部に、ノズルを用い
て供給した。反応原液の温度は、３０°Ｃであり、その
粘度は、３０°Ｃで、３００ｃｐｓであった。

【００８３】反応原液の供給完了後、直ぐに、駆動ロー
ラ１２，１４を回転させ、金型２を、その軸芯回りに回
転した。１５秒で、金型２の回転速度が、１２０ｒｐｍ
となり、その速度を維持した。反応原液に作用する加速
度を計算すると、３Ｇであった。

【００８４】この状態を５分間維持し、その後、回転を
停止し、金型２を取り出し、転動リング８，８を取り外
し、割型４，４を開いたところ、図１（Ｃ）に示すよう
なパイプ状成形体１０が得られた。

【００８５】確認のため、このパイプ状成形体１０を複
数箇所で切断し、断面状態を調べたが、ボイドは確認さ
れなかった。また、パイプ成形体１０の内周面を観察し
たところ、硬化不良などの不具合がなく、滑らかである
ことが確認された。また、パイプ状成形体の中空部断面
の真円度を計測したところ、真円度に近いものであり、
良好な真円度が得られたことが確認された。

【００８６】比較例１ 反応原液に作用する加速度が、１Ｇ以下の０．５Ｇとな
るように、金型２の回転速度を、５０ｒｐｍとした以外
は、前記実施例１と同様にして、反応性重合成形を行っ
た。

【００８７】得られたパイプ状成形体を複数箇所で切断
し、断面状態を調べたところ、ボイドが多数確認され
た。また、パイプ成形体の中空部断面は、実施例１に比
べて、良好な断面形状が得られないことが確認された。

【００８８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
反応性重合成形方法によれば、成形体中にボイドが発生
し難くなる。また、比較的小さな加速度で、比較的大き
な外径の成形体を成形しようとする場合でも、成形体に
形成される中空部の内面形状が滑らかとなる。さらに、
比較的小さな加速度で、比較的大きな外径の成形体の成
形が可能であるため、成形装置に作用する負荷を低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の１実施形態に係
る反応性重合成形方法に用いる金型の概略斜視図、同図
（Ｃ）は成形品の一例を示す概略斜視図である。

【図２】図２は金型を回転させるための駆動装置の側面
図である。

【図３】図３は駆動装置の平面図である。

【図４】図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の他の実
施例に係る金型の概略斜視図、同図（Ｄ）は成形品の一
例を示す概略斜視図である。

【図５】図５は本発明の他の実施形態に係る反応性重合
成形方法に用いる金型の要部断面図である。

【図６】図６はパイプ状成形体に形成された継手部の要
部断面図である。

【図７】図７は図５に示す金型を用いて得られるパイプ
状成形体の一部破断斜視図である。

【図８】図８は図７に示すパイプ状成形体の構成単位を
示す概略図である。

【符号の説明】

２，２ａ… 金型 ３… 割面 ４，４ａ… 割型 ４ｂ… 入れ子型集合体 ８… 転動リング ８ａ… 転動用の突起 １０，１０ａ，１０ｂ… 成形体 １２，１４… 駆動ロール ３６… 中間入れ子型 ３８… 雄型継手形成用入れ子型 ４０… 雌型継手形成用入れ子型 ４２… リブ形成用凹所 ４４… 凸型内周面 ４６… 凹型内周面 ５０… 雄型継手部 ５１… 雌型継手部 ５３… シール部材挿入溝 ５４… シール部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型内の反応原液に１Ｇ以上５Ｇ以下の
   加速度を加えた状態下で、反応原液を反応させて重合さ
   せることを特徴とする反応性重合成形方法。
2. 【請求項２】 遠心力を反応原液に加えることにより１
   Ｇ以上５Ｇ以下の加速度を加えることを特徴とする請求
   項１に記載の反応性重合成形方法。
3. 【請求項３】 前記金型として、前記成形方法で得られ
   る成形体に対して、非接着性の材質で構成してある金型
   を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の反
   応性重合成形方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの方法により得
   られる外径が４００ｍｍ以上のパイプ状成形体。
5. 【請求項５】 外周部には、リング状のリブが、軸方向
   に所定ピッチで形成してある請求項４に記載のパイプ状
   成形体。