JPS6232007A - 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。

（従来の技術及びその問題点） 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、直接、ナイロン、不飽和ポリエステル、エ
ポキシ樹脂などの成形品を得る方法、いわゆる反応射出
成形方法が近年注目されている。

反応射出成形方法としては、高温の液状原料を高温の金
型内に射出する成形法が一般的である。

このような方法においては、液状原料と成形品との密度
差が大きいため成形収縮が起こり、特にナイロンのよう
な結晶性の重合物の場合は、成形収縮が１２〜１６％に
も達する。この成形収縮によってハ゛形　　品にヒケ、
ボイドが発生しやすくなる。

また、高温での原料は一般的に粘度が低く、原料を衝突
混合させ金型に射出注入する際に、ミキシングヘッド内
又は金型内の空気を巻き込みやすい。

このため、成形品の表面に気泡、ピンホールなどの欠陥
が発生し、成形品内部にも大きな気泡が発生しやすい。

成形収縮を少なくする方法として、原料を射出注入後、
反応による体積収縮を補償するために、金型の容積を減
少させる方法が提案されている。

また、気泡の巻き込みを防止する方法としては、金型キ
ャビティーを減圧にして射出成形する方法が行われてい
る。上記のいずれの方法も、金型の構造が複雑となり、
また成形方法が煩雑となるという欠点がある。さらに上
記両方法を併用することは工業的に非常に困難である。

（問題点を解決するための技術的手段）本発明は、反応
射出成形方法における問題点を解消し、ソリ、ヒケなど
の欠陥が少なく、表面付近に気泡の存在しない成形品を
製造することができる反応射出成形方法を提供する。

本発明は、少なくとも２種の反応性液状原料をミキシン
グヘッド内で衝突混合し、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、不活性ガスを熔解した液状原料を射出して、重合発
泡成形することを要旨とする。

本発明によれば、液状原料に溶解した不活性ガスの膨張
により、成形収縮の補償及びガスの巻き込みの防止を同
時に行うことができ、その結果、ソリ、ヒケなどの欠陥
が少なく、表面付近に気泡の存在しない平滑な成形品を
得ることができる。

さらに、本発明によれば、未発泡の成形品に比較して、
引張強さ、曲げ強さなどの機械的特性が遜色のない成形
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、ポリウレタ
ン及びエポキシ樹脂の反応射出成形方法に適用すること
ができるが、特にω−ラクタム類の反応射出成形方法に
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−ラクタム類の反応射
出成形方法を詳細社説明する。

重合に供されるラクタム類の具体例としては、γ−ブチ
ロラクタム、δ−バレロラクタム、ε−カブロラクタム
、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及びω−ラウリンラクタムが挙げら
れる。これらのラクタム類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、公知のラクタム類のアルカリ重
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
類金属、これらの水素化物、ア 酸化物、水酸化物、炭酸塩、アルキル化物又はアルコキ
シド、グリニヤール化合物、ソジウムナフタレン、さら
に上記金属又は金属化合物とラクタム類との反応生成物
、例えば、ナトリウムラクタム、カリウムラクタム、ラ
クタムマグネシウムブロマイドが挙げられる。アルカリ
触媒の使用量は、ラクタム類に対して０．０５〜ｌＯモ
ル％、特に０゜２〜５モル％であることが好ましい。

助触媒についても、公知のラクタム類のアルカリ重合法
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、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、カルボジイミド及びケテンが挙げられる。さらに、
分子末端に水酸基、チオール基、アミノ基あるいはカル
ボキシル基を２個以上有するポリマーと、アジポイルビ
スカプロラクタム、セバコイルビスカプロラクタム、ヘ
キサメチレン−１，６−ビスカプロラクタムあるいはジ
イソシアネートとを、前記ポリマーの官能基に対して当
量以上反応させて得られる反応生成物も助触媒として使
用することができる。

これらの反応生成物を助触媒として使用することにより
、得られるポリアミドの耐衝撃性を大きく改善すること
ができる。助触媒の使用量は、ラクタム類に対して０．
０３〜１０モル％であることが好ましい。

ラクタム類の重合成形は重合すべきラクタム類の融点以
上であり、かつ生成ポリアミドの融点未満の温度で行わ
れる。

また、ラクタム類の重合成形はにおいて、実質的に重合
反応を阻害しない可塑剤、充填材、繊維、染料、顔料、
酸化防止剤などの存在下に行うこともできる。好ましい
可塑剤としては、Ｎ−アルキルピロリドン、ジアルキル
イミダゾリジノンなどが挙げられ、その使用量はラクタ
ム類に対して通常２〜２５重量％である。充填材の具体
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、石コウ、長石、雲母、アスベスト、カーボン
ブラック、二硫化モリブデンなどが挙げられる。

繊維の具体例としては、ミルドグラス、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、グラフ
ァイト繊維、ボロン繊維、スチール繊維などが挙げられ
る。充填材及び／又は繊維の使用量は、ラクタム類に対
して通常２〜５０重量％である。

液状原料に不活性ガスを熔解する方法としては、液状原
料を収納した原料槽の上部気相部に、加圧された不活性
ガスを供給する方法が便利に採用される。原料槽内の不
活性ガスの圧力は、０．２〜１゜５ｋｇ／ｃｎ（ゲージ
圧）、特に０．３〜１．２　ｋｔｒ／ｃｒｌ　（ゲージ
圧）であることが好ましい。上記方法で不活性ガスを溶
解させた液状原料を反応射出成形することにより、発泡
倍率が１．０２〜１．１５倍、好ましくは１．０３〜１
．１２倍の成形品を得ることができる。原料槽内の不活
性ガスの圧力が過度に低いと成形収縮を補償する効果が
なく、その圧力が過度に高いと成形品の表面に気泡又は
ピンホールが多く発生し、表面外観を損なうばかりでな
く、塗装性に悪影響を与えたり、成形品の強度が低下し
たりする。

（実施例） 以下に実施例を示す。

実施例１〜３ 下記組成の成分Ａ及び成分Ｂをｇｉし、それぞれの成分
を１００℃に保持した。

底公人 ε−カプロラクタム　　　　　　　４８７５ｇナトリウ
ム−ε−カプロラクタム　　１２５ｇ底分旦 ε−カプロラクタム　　　　　　　３７９０ｇへキサメ
チレンジイソシアネート　　２１０ｇハイカーＡＴＢＮ
１３００ｘ１６　１０１００Ｏ宇部興産■販売） 成分Ａ及び成分Ｂを、それぞれ、容１１４１の原料槽に
入れ、気相部の窒素圧力を所定の値に１時間保持した。

この後、両成分をそれぞれ２５０　ｃｃ計量し、ミキシ
ングヘッドに約１５ｋｇ／ｃｄの圧力で供給混合し、金
型（容積５００　ｃｃ、肉厚３ｆｌ）に射出注入した。

両成分の金型への射出終了から５分後に得られた成形品
を金型から取り出した。

成形品の外観は良好であった。成形品の表面を顕　　　
１微鏡で観察したところ、気泡は認められなかった。

成形品から曲げ特性測定用の試験片を切り出し、その強
度及び弾性率を測定した。結果を第１表に示す。

比較例１ 原料槽の気相部を窒素ガスで加圧しなかった以外は実施
例１と同様の方法を繰り返した。得られた成形品には、
局部的に大きなボイドが観察された。成形品の表面を顕
微鏡で観察したところ、多数の凹凸が認められた。成形
品の強度及び弾性率を第１表に示す。

第　　１　表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも２種の反応性液状原料をミキシングヘッド内
   で衝突混合し、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、不活性
   ガスを溶解した液状原料を射出して、重合発泡成形する
   ことを特徴とする反応射出成形方法。