JPS62204905A - 反応射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、反応射出成形方法に関するもので、本発明の
方法は、ナイロン、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂
、シクロペンタジェン及びポリウレタン等の反応射出成
形方法に適用することができ、特に、原料としてω−ラ
クタムを使用し、反応射出成形によりナイロン成形品を
製造する方法に適用して極めて優れている。

〔従来の技術〕

高反応性の液状原料を金型に射出し、重合及び成形を金
型内で行って、ナイロン、不飽和ポリエステル、エポキ
シ樹脂、シクロペンタジェン及びポリウレタン等の成形
品を直接得る方法、所謂反応射出成形方法が近年注目さ
れている。

この反応射出成形方法においては、−Ｃに２種類以上の
高反応性の液状原料を、第２図に示す如く金型２の合わ
せ面６に平行に配置されたミキシングへラド４内で衝突
混合させた後、金型２内に射出させている。

（発明が解決しようとする問題点〕 前述の従来の反応射出成形方法においては、液状原料を
衝突混合させる際に、ミキシングヘッド内に存在する空
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。そ
のため、得られた成形品は、一方の面（裏面）の略全面
にわたり気泡が多数存在し、引張強度、破断点伸び等の
物性や外観が損なわれている。この現象は、液状原料と
して粘度の低いω−ラクタムを使用するナイロンの反応
射出成形方法において顕著に認められる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上記の問題点を解決することを目的とし
て種々検討した結果、第１図に示す如く、原料が上方に
向かって射出されるようにミキシングヘッド４を配Ｔし
て反応射出成形を行うことにより、気泡が殆ど存在せず
、引張強度、破断点伸び等の物性が良好で、且つ外観の
優れた成形品が得られることを知見した。

本発明は、上記知見に基づきなされたもので、少な（と
も２種の高反応性液状原料をミキシングヘッド内で衝突
混合させ、成形品形状に対応するキャビティーを有する
金型に射出して反応成形する方法において、上記原料が
上方に向かって射出されるように上記ミキシングヘッド
を配置し、上記ミキシングヘッドから射出された原料を
原料補助通路を介して上記金型に射出させることを特徴
とする反応射出成形方法を提供するものである。

以下に、本発明の反応射出成形方法を図面を参照し乍ら
説明する。

第１図は、本発明の反応射出成形方法の実施に用いられ
る装置における、ミキシングヘッドと金型との連結関係
の好ましい一例の概略を示すもので、図面において、１
は、成形品形状に対応するキャビティー、２は、８亥キ
ャビティー１を有する金型、３は、上記金型２に設けら
れている原料通路、４は、ミキシングヘッドで、その射
出口４ａから原料が上方に向かって射出されるように該
射出口４ａを鉛直方向に向けて配置されている。５は、
上記ミキシングヘッド４から射出される原料を上記金型
２の上記原料通路３に導くための原料補助通路５ａを内
部に有する補助金型で、該補助金型５は、上記原料補助
通路５ａの一端が上記金型２の上記原料通路３に連通し
且つその他端が上記ミキシングヘッド４の射出口４ａに
連通ずるように、上記ミキシングヘッド４と上記金型２
との間に配置されている。６は、上記金型２の合わせ面
である。

尚、第１図には、原料補助通路６を補助金型５内に設け
た例を示したが、原料補助通路６は、金型２に一体的に
組み込んでも良い。また、ミキシングヘッド４は、その
射出口４ａから原料が上方に向かって射出されるように
配置すれば良く、金型２の形状や液状原料の種類等に応
じ、本発明の目的を損なわない範囲内においてミキシン
グヘッド４の射出口４ａの向きを適宜傾斜させても良い
。

また、本発明の反応射出成形方法の実施に用いられる装
置としては、原料が上方に向かって射出されるようにミ
キシングヘッドを配置し、且つミキシングヘッドから上
方に射出された原料を金型に導くための原料補助通路を
有する補助金型を用いるか又は原料補助通路の設けられ
た金型を用いる以外は従来の反応射出成形方法に用いら
れる装置をそのまま用いることができる。

而して、本発明の反応射出成形方法の実施に際しては、
２種類以上の高反応性液状原料のミキシングヘッドへの
供給及びミキシングヘッド内での衝突混合、キャビティ
ー内に充填された混合液の重合及び成形、並びに成形品
の取り出し等は、従来法と同様に行われるが、ミキシン
グヘッド内で衝突混合された高反応性液状原料は、ミキ
シングヘッドの射出口から上方に向かって射出され、原
料補助通路を介して金型のキャビティー内に導かれる。

その結果、本発明の反応射出成形方法によれば、気泡が
実質的に存在せず、引張強度、破断点伸び等の物性が良
好で、且つ外観の優れた成形品を得ることができる。

次に、本発明の反応射出成形方法の代表例として、高反
応性液状原料としてω−ラクタムを使用してナイロン成
形品を製造する方法に本発明を適用した場合について説
明する。

高反応性液状原料であるω−ラクタムの具体例としては
、Ｔ−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
等が挙げられる。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。

上記ω−ラクタムには、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全てのアルカリ触媒を添加す
ることができ、かかるアルカリ触媒の具体例としては、
アルカリ金属、アルカリ土類金属、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、ソジウムナフクレン、更には
上記金属又は金属化合物とω−ラクタムとの反応生成物
、例えば、ω−ラクタムのナトリウム塩、カリウム塩が
挙げられる。上記アルカリ触媒の添加量は、ω−ラクタ
ムに対して、０．０５〜ｌＯモル％、特に０．２〜５モ
ル％であることが好ましい。

また、上記ω−ラクタムには、公知のアルカリ重合法に
おいて使用される全ての助触媒を添加することができ、
かかる助触媒の具体例としては、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
素誘導対、カルボジイミド、ケテンを挙げることができ
る。上記助触媒の添加量は、ω−ラクタムに対して、０
．０１〜５モル％であることが好ましい。

更に、上記助触媒とポリオール、ポリアミン或いはポリ
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。これらの化合物
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′　　−ジフェニルメタンジイソシアネートのよ
うなイソシア不−１・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又はポリオキシエ
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又は
ポリエチレンオキシジグリコール酸、末端基がカルボン
酸であるポリブクジェンヤホリアミドとの反応生成物、
アジボイルビスヵプロラククムーテレフタロイルビスヵ
ブロラクタムのようなアシルラクタム、或いは、ヘキサ
メチレン−１，６−ビスカルバミドカプロラクタム、Ｎ
−フェニル−Ｎｏ　−イソプロピル−ｐ−フェニレンビ
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、上記のポリオール或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
用する場合の添加量は、ω−ラクタムに対して、１〜６
０重量％であることが好ましい。

ω−ラクタムの重合は、ω−ラクタムの融点以上で、且
つ生成するポリアミドの融点より低い温度で行うのが良
い。

本発明においては、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、顔料及び酸化防止剤
等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等が挙げら
れ、ω−ラクタムに対して、２〜２５重量％の割合で使
用できる。また、上記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、カーボンブランク、二硫化モリ
ブデンが挙げられ、上記繊維の具体例としでは、ミルド
グラス（粉砕ガラス）のようなガラス繊維、グラファイ
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。これらの充填剤及び繊維は、ω−ラクタムに対して
、２〜５０重量％の割合で使用できる。また、上記発泡
剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が好適で
あり、ω−ラクタムに対して、１〜１５重景％重量合で
使用できる。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例及び比較例を挙げ、本発明を更
に詳細に説明する。尚、実施例においては、第１図に示
す如く、原料が上方に向かって射出されるようにミキシ
ングヘッドを配置し、且つミキシングヘッドから上方に
射出された液状原料を金型に轟くための原料補助通路を
存する補助金型をミキシングヘッドと金型との間に取付
けて実施し、また、比較例においては、第２図に示す如
く、ミキシングヘッドを金型の合わせ面に平行に配置し
て実施した。

実施例１ ナイロンＲＩＭ成形装置のＡ成分槽に、実質的に無水の
ε−カプロラクタム４　ｋｇ及びナトリウムカプロラク
タム４　ｋｇを入れ、温度を１００℃に保持した。

また、Ｂ成分槽には、実質的に無水のε−カプロラクタ
ム２．４　ｋ＋ｒ、ヘキサメチレン−１，６−ビスカル
バミドカプロラクタム４９４ｇ、ジエファーミンＤ　２
０００　（三井テキサコケミカル■製）１．６ｋｇ及び
ミルドグラスファイバー（セントシルガラス０１製、Ｅ
ＦＩＩ−１００−３１）　１．６　ｋｇを入れ、１００
℃で均一に混合した。

Ａ成分及び日成分を１：１の容量比でミキシングヘッド
に供給して約１５Ｋｇ／−の圧力で衝突混合させ、１４
０℃に加熱されているキャビティー内容積２８０ｃｃ　
（ｋ１３５０１ｍ５．横２００ｍｍ、高さ４０１１１１
、Ｎ−み２．５ｍ＋ｗ）の箱型金型に射出した。射出か
ら１分後に金型を開き、成形品を取り出した。

得られた成形品の表面は気泡がなく平滑であった。

実施例２ 箱型金型に代えてキャビティー内容積３００ｃｃ（縦３
５０ｍｍｘ横３５０ＩｎＩｍ×２．５開）の板状金型を
用いた以外は実施例１と同様の方法を繰り返して成形品
を得た。

得られた成形品の表面は気泡がなく平滑であった。

実施例３ Ｂ成分のジエファーミンＤ　２０００に代えてＡＴＢＮ
　１３００　ｘ１６　（宇部興産側型）を用いた以外は
実施例１と同様の方法を繰り返して成形品を得た。

得られた成形品の表面は気泡がなく平滑であった。

実施例４ Ｂ成分のジエファーミンＤ　２０００に代えてＡＴＢＮ
　１３００　Ｘ１６　（宇部興産会＠製）を用い、箱型
金型に代えてキャビティー内容積３００ｃｃ（縦３５０
ＩＩＩ１１×横３５０１１１１Ｘ２．５＋ｌ１１１＞の
板状金型を用いた以外は実施例１と同様の方法を繰り返
して成形品を得た。

得られた成形品の表面は気泡がなく平滑であった。

実施例５ ８成分槽に実質的に無水のε−カプロラクタム２．８ｋ
ｔｒ、ヘキサメチレン−１，６−ビスカルバミドカプロ
ラクタム３７０ｇ及びＡＴＢＮ　１３００　Ｘ１６　。

（宇部興産■製）１．２に、を入れた以外は実施例１と
同様の方法を繰り返して成形品を得た。

得られた成形品の表面は気泡がなく平滑であった。

比較例１ ミキシングヘッドを第２図に示す如く水平方向に配置し
た以外は実施例１と同様の方法を繰り返して成形品を得
た。

得られた成形品の一方の而〔成形品の裏面（第２図に示
されるキャビティー１の上方側１ａに対応する、成形品
の而）〕には、全面にわたり０．５〜１１径の気泡が多
数存在していた。

比較例２ ミキシングヘッドを第２図に示す如く水平方向に配置し
た以外は実施例２と同様の方法を繰り返して成形品を得
た。

得られた成形品の一方の面（裏面）には、全面にわたり
０．５〜ｌＩｗ１１径の気泡が多数存在していた。

比較例３ ミキシングヘッドを第２図に示す如く水平方向に配置し
た以外は実施例３と同様の方法を繰り返して成形品を得
た。

得られた成形品の一方の面（裏面）には、全面にわたり
０．５〜ｌｌｌ１ｆｆｉ径の気泡が多数存在していた。

比較例４ ミキシングヘッドを第２図に示す如く水平方向に配置し
た以外は実施例４と同様の方法を繰り返して成形品を得
た。

得られた成形品の一方の面（裏面）には、全面にわたり
０．５〜１■径の気泡が多数存在していた。

比較例５ ミキシングヘッドを第２図に示す如く水平方向に配置し
た以外は実施例５と同様の方法を繰り返して成形品を得
た。

得られた成形品の一方の面（裏面）には、全面にわたり
０．５〜１１径の気泡が多数存在していた。

〔発明の効果〕

本発明の反応射出成形方法によれば、気泡が実質的に存
在せず、引張強度、破断点伸び等の物性が良好で、且つ
外観の優れた成形品を得ることができる。

本発明の反応射出成形方法は、ナイロン、不飽和ポリエ
ステル、エポキシ樹脂、シクロペンタジェン及びポリウ
レタン等の反応射出成形方法に適用することができ、特
に液状原料としてω−ラクタムを使用し、反応射出成形
によりナイロン成形品を製造する方法に適用して極めて
優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の反応射出成形方法の実施に用いられ
る装置における、ミキシングヘッドと金型との連結関係
の好ましい一例の概略図、第２図は、従来の反応射出成
形方法に用いられる装置における、ミキシングヘッドと
金型との連結関係の概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも２種の高反応性液状原料をミキシングヘッド
   内で衝突混合させ、成形品形状に対応するキャビティー
   を有する金型に射出して反応成形する方法において、上
   記原料が上方に向かって射出されるように上記ミキシン
   グヘッドを配置し、上記ミキシングヘッドから射出され
   た原料を原料補助通路を介して上記金型に射出させるこ
   とを特徴とする反応射出成形方法。