(57)【要約】【課題】  アルカリ重合ナイロン原料混合物との混合、分散性が良く、成形品中での着色剤の凝集や沈降が少なく、計量機器や計量容器等の洗浄が容易であって、飛散等による作業環境への悪影響の少ないアルカリ重合ナイロン用着色組成物を提供する。【解決手段】  少なくとも着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸を含むアルカリ重合ナイロン用着色組成物とした。この着色組成物を容器内に収容して常温で固体であり、７０℃以上に容器ごと加熱して低粘度の液状化可能とした。アルカリ重合ナイロンを前記アルカリ重合ナイロン用着色組成物で着色する。前記アルカリ重合ナイロン用着色組成物が混合・撹拌されたアルカリ重合ナイロンを、加熱された型内で重合固化させた着色アルカリ重合ナイロン成形品とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸を含む混合物である、
ことを特徴とするアルカリ重合ナイロン用着色組成物。
【請求項２】
少なくとも着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸を含む混合物であり、着色剤が液体着色剤及び／又はドライカラーである、
ことを特徴とするアルカリ重合ナイロン用着色組成物。
【請求項３】
請求項２記載のアルカリ重合ナイロン用着色組成物において、
金属石鹸がドライカラーに含まれているもの、又はビヒクルが液体着色剤に含まれているものである、
ことを特徴とするアルカリ重合ナイロン用着色組成物。
【請求項４】
請求項１から請求項３記載のアルカリ重合ナイロン用着色組成物において、
ラクタム系化合物の含有量が１０〜５０重量％である、
ことを特徴とするアルカリ重合ナイロン用着色組成物。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアルカリ重合ナイロン用着色組成物が、容器に収容されて常温で液体或いは固体であり、７０℃以上に容器ごと加熱すると低粘度の液体になるものである、
ことを特徴とする容器入りアルカリ重合ナイロン用着色組成物。
【請求項６】
アルカリ重合ナイロンの着色方法において、
アルカリ重合ナイロンを、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアルカリ重合ナイロン用着色組成物で着色する、
ことを特徴とするアルカリ重合ナイロンの着色方法。
【請求項７】
着色ナイロン成形品において、
少なくとも着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸を含むアルカリ重合ナイロン用着色組成物が混合・撹拌されたアルカリ重合ナイロンが、加熱された型内で重合固化されて成形された、
ことを特徴とする着色アルカリ重合ナイロン成形品。
【請求項８】
着色ナイロン成形品において、
少なくとも着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸を含む混合物であり、着色剤が液体着色剤及び／又はドライカラーである、
アルカリ重合ナイロン用着色組成物が混合・撹拌されたアルカリ重合ナイロンが、加熱された型内で重合固化されて成形された、
ことを特徴とする着色アルカリ重合ナイロン成形品。
【請求項９】
着色ナイロン成形品において、
請求項５記載の容器入りアルカリ重合ナイロン用着色組成物が、７０℃以上に容器ごと加熱されて液状にされ、その液状のアルカリ重合ナイロン用着色組成物が混合・撹拌されたアルカリ重合ナイロンが、加熱された型内で重合固化されて成形された、
ことを特徴とする着色アルカリ重合ナイロン成形品。
【請求項１０】
請求項７又は請求項８記載の着色アルカリ重合ナイロン成形品において、
ラクタム系化合物の含有量が１０〜５０重量％であるアルカリ重合ナイロン用着色組成物が混合・撹拌されたアルカリ重合ナイロンが、加熱された型内で重合固化されて成形された、
ことを特徴とする着色アルカリ重合ナイロン成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はω−ラクタムのアルカリ重合法により製造されるアルカリ重合ナイロン用着色組成物と、その着色組成物が容器内に収容された容器入りアルカリ重合ナイロン用着色組成物と、その着色組成物を使用したアルカリ重合ナイロンの着色方法と、その着色組成物を使用して成形型で成形した着色アルカリ重合ナイロン成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ω−ラクタムをアルカリ性触媒と開始剤との作用で重合させてナイロンを製造する方法は、ω−ラクタムのアルカリ重合法として知られている。アルカリ重合法で得られるナイロンは、重合法の異なる水重合ナイロン（水、酸類を触媒とするナイロン）に比べ、機械的強度や熱的性質等が優れているため、金属代替材料の一つとして、自動車部品、機械部品等の工業用材料として広く使用されている。用途拡大に伴い、着色されたアルカリ重合ナイロンへの要望が強くなっている。
【０００３】
ナイロンの着色法としては、水重合ナイロンに関して、種々の着色法が知られている。例えば、ε−カプロラクタムを水触媒等により重合させて水重合ナイロンを製造する際、顔料又は染料等（以下「着色剤」という。）を混合する方法、溶融した水重合ナイロンに着色剤と分散剤とからなる粉末状のドライカラーを混合するドライカラー法、溶融した水重合ナイロンに高濃度の着色剤を混合するマスターバッチ法、溶融した水重合ナイロンに、着色剤を常温で液体のビヒクルに分散させたペーストカラー或いはリキッドカラーと呼ばれる液体着色剤を混合する液体着色剤法などが知られている。しかし、ω−ラクタムのアルカリ重合法で得られるナイロン（以下「アルカリ重合ナイロン」という。）の着色剤や着色方法に関する報告は見当たらない。
【０００４】
水重合ナイロンでの成形品製造は、ナイロンの融点以上に加熱溶融された水重合ナイロンを成形型に射出する等の方法により行われ、ナイロン成形品の着色は、成形品製造の際、溶融された水重合ナイロンに着色剤を混合して行われることが多い。一方、アルカリ重合ナイロンでは、成形品は、ω−ラクタム、アルカリ性触媒及び開始剤を含む原料混合物（以下「アルカリ重合ナイロン原料混合物」という。）を所定温度に加熱した成形型に注入し、成形型内でω−ラクタムをナイロンの融点以下の温度で重合固化させることにより製造される。そのため、アルカリ重合ナイロン成形品の着色に、水重合ナイロンで実施されているドライカラー法、マスターバッチ法、液体着色剤法は適用できない。
【０００５】
アルカリ重合ナイロンに適した着色剤に関する情報が知られていないため、本件発明者らは、市販のドライカラーや液体着色剤を使用して、アルカリ重合ナイロンの着色に要求される着色剤について研究した。
【０００６】
液体状態のアルカリ重合ナイロン原料混合物に市販のドライカラーを使用した場合、アルカリ重合ナイロン原料混合物中で、ドライカラー中の着色剤が凝集する、沈降する等の現象が観察され、アルカリ重合ナイロン原料混合物中にドライカラーを均一に混合、分散することは困難であった。この原因は、アルカリ重合ナイロン原料混合物とドライカラーとのぬれ性（親和性）が悪いこと、着色剤の比重（１以上）がアルカリ重合ナイロン原料混合物の比重（約１）より大きいこと等にあると推察される。また、ドライカラーは使用に際し、飛散し、作業環境を汚染するという問題もあった。アルカリ重合ナイロンの着色剤として、ドライカラーを使用することは困難であった。
【０００７】
次いで、アルカリ重合ナイロン原料混合物に市販の液体着色剤を使用した。アルカリ重合ナイロン原料混合物と液体着色剤との混合、分散は、ドライカラーに比べると容易であった。しかし、液体着色剤を使用して得られた成形品も着色剤の凝集や沈降が観察されるという問題があった。この問題は、アルカリ重合ナイロン原料混合物と液体着色剤との親和性が弱いことや、アルカリ重合ナイロン原料混合物の粘度は０．０３Ｐａ・ｓ以下に対し、市販の液体着色剤の粘度は数Ｐａ・ｓ以上と高く、両者の粘度差が大きいこと等が原因と考えられる。市販の液体着色剤は飛散することはなく、環境面では良好であるが、粘度が数Ｐａ・ｓ以上と高いため、計量にはギアポンプ等の計量機器を必要とする。色替えの際、ギアポンプ等の計量機器の洗浄に多大な時間、労力、経費を必要とするという問題点もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記の研究結果を踏まえ、前記問題点を解消でき、アルカリ重合ナイロン原料混合物との混合、分散性が良く、成形品中での着色剤の凝集や沈降が少なく、計量機器や計量容器等の洗浄が容易であり、飛散等による作業環境への悪影響が少ないアルカリ重合ナイロン用着色組成物の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本件発明者らは、上記課題を解決できるアルカリ重合ナイロン用着色組成物の開発を目標に研究を重ねた。その結果、少なくとも着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸を含む着色組成物により、前記課題が解決されることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
本発明のアルカリ重合ナイロン用着色組成物（以下「着色組成物」という。）は、少なくとも着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸を含むものである。金属石鹸はドライカラーに含まれているものであっても、ドライカラーとは別であってもよく、ビヒクルは液体着色剤に含まれているものであっても、液体着色剤とは別のものであってもよい。
【００１１】
本発明の容器入りアルカリ重合ナイロン用着色組成物（以下「容器入り着色組成物」という。）は、前記着色組成物が耐熱性を有する金属製、ガラス製或いは樹脂製等の容器に収容されたものである。容器内の着色組成物は常温で液体或いは固体であり、固体であっても、ラクタム系化合物の融点以上に容器ごと加熱することにより低粘度の液体になる。
【００１２】
本発明のアルカリ重合ナイロンの着色方法（以下「ナイロン着色方法」という。）は、少なくとも着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸を含む着色組成物でアルカリ重合ナイロンを着色する方法である。
【００１３】
本発明の着色アルカリ重合ナイロン成形品（以下「着色ナイロン成形品」という。）は、少なくとも着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸を含む着色組成物が、加熱された型内で重合固化されて成形されたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の着色組成物は、少なくとも着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸を含むことにより、以下の効果を有する。
１．成分中に、ω−ラクタムのアルカリ重合法のモノマーと類似の構造を有するラクタム系化合物を含むため、アルカリ重合ナイロン原料混合物との親和性が良くなる。また、ラクタム系化合物を含むことにより、使用時の粘度が１Ｐａ・ｓ以下であり、市販の液体着色剤より低粘度となり、取扱いが容易となる。
２．成分中に含まれる金属石鹸の作用により、着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物が均一に混合、分散する。これにより、本発明の着色組成物とアルカリ重合ナイロン原料混合物との混合、分散が改善され、着色剤の凝集や沈降が少ないアルカリ重合ナイロンの着色成形品を得ることが可能となる。
３．低粘度のため、高価なギアポンプ等の計量機器を使用することなく、汎用の秤、ビーカー等の計量容器を用いて計量は可能であり、計量容器の洗浄も容易である。
４．ラクタム系化合物の融点以上に加熱することで、低粘度の液体になり、アルカリ重合ナイロン原料混合物との粘度差が小さくなり、混合、均一分散が容易となる。
５．アルカリ重合ナイロン中で着色剤が均一に分散し、凝集や沈降が起こりにくく、色むらのないアルカリ重合ナイロン成形品となる。
【００１５】
本発明の容器入り着色組成物は次のような効果がある。
１．使用直前まで容器内に保存でき、容器内で加熱溶融できるため、飛散等による作業環境への悪影響がない。
２．容器に収容されているため、保管、管理などに便利である。
３．常温で固定であっても、容器ごと加熱して低粘度の液体にすることができるため、アルカリ重合ナイロン原料混合物と容易に混合できる。
【００１６】
本発明のナイロン着色方法は次のような効果がある。
１．少なくとも着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸を含む着色組成物でアルカリ重合ナイロンを着色するので、ラクタム系化合物の融点以上に加熱することで、着色組成物が低粘度の液状になり、アルカリ重合ナイロン原料混合物との粘度差が小さくなり、混合、分散が容易になる。
２．市販の液体着色剤よりも低粘度の液状になる着色組成物で着色するので、アルカリ重合ナイロン成形品中で着色剤が均一に分散し、凝集や沈降が起こりにくくなり、色むらがなく、均一着色のアルカリ重合ナイロンが得られる。
【００１７】
本発明の着色ナイロン成形品は、加熱により低粘度の液状になる着色組成物が混合されているので、アルカリ重合ナイロン原料混合物との粘度差が小さくなり、アルカリ重合ナイロン原料混合物に均一に分散し、色むらがなく、均一着色の着色ナイロン成形品となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の着色ナイロン成形品を製造するための製造装置の一例を示す説明図。
【図２】本発明の着色ナイロン成形品を製造するための製造装置の他例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（着色組成物の実施形態）
本発明の着色組成物は、少なくとも着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸を含む組成物であって、常温では液体或いは固体である。この着色組成物は使用する際にラクタム系化合物の融点以上の温度に加熱され、低粘度の液状にして使用される。着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物及び金属石鹸をより均一に分散させるため、本発明の着色組成物に少量の非イオン系等の界面活性剤を使用することができる。
【００２０】
［着色剤］
本発明の着色組成物で使用される着色剤は、公知の顔料、染料であり、ω−ラクタムのアルカリ重合反応を阻害しない顔料、染料を使用できる。顔料、染料の具体例としては、例えば、アゾ系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、イソインドリノン系顔料、フタロシアニン系顔料、ピロコリン系顔料、フルオルビン系顔料等の有機顔料、黄鉛、コバルトブルー、ベンガラ、二酸化チタン、群青、カーボンブラック、酸化亜鉛等の無機系顔料、アゾ系染料、アントラキノン系染料、ペリノン系染料等が挙げられる。上記の顔料や染料は１種又は２種以上を併用して使用することができる。本発明の着色組成物中の着色剤の量は５重量％〜３５重量％、好ましくは、１０重量％〜３０重量％である。前記下限（５重量％）より少なくなると、アルカリ重合ナイロンの着色が不十分になることがあり、また、前記上限（３５重量％）より多くなると、着色剤を着色組成物中で均一に混合、分散させることが難しくなる。
【００２１】
［ビヒクル］
本発明で使用されるビヒクルとしては、ω−ラクタムのアルカリ重合反応を阻害しないものであれば、公知の液体着色剤に使用されているビヒクルが使用できる。具体例としては、常温で液体の液状ポリエステル、液状ポリオール、液状ポリエステルエーテル、ポリエステルポリエーテルブロック共重合体、ポリエチレングリコールフェニルエーテル、ポリプロピレングリコールフェニルエーテル、エテレン・プロピレンコオリゴマーや変性エテレン・プロピレンコオリゴマー等のエチレン・αーオレフィンコオリゴマー、シリコーンオイル、大豆油、亜麻仁油などの植物油等が挙げられる。着色組成物中のビヒクルの量は２０重量％〜６０重量％である。前記下限（２０重量％）より少なくなると、着色剤との均一分散が難しくなり、また、前記上限（６０重量％）より多くなると、アルカリ重合ナイロンの機械的強度が低下することがある。ビヒクルは使用量が少ないときは、液体着色剤に含まれるビヒクルで足りることもあるが、使用量を増減調整するためには、液体着色剤の他にビヒクルを使用するのが望ましい。
【００２２】
［ラクタム系化合物］
ラクタム系化合物はラクタム環構造を有する化合物である。具体例としては、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ε−カプロラクタム等が挙げられる。これらの中では、ε−カプロラクタムが好ましく使用される。ラクタム系化合物を成分とすることにより、着色組成物はアルカリ重合ナイロン原料混合物との親和性が良くなり、また、ラクタム系化合物の融点以上で低粘度となるため、着色組成物はアルカリ重合ナイロン原料混合物との粘度差が小さくなり、混合、分散が良くなる。着色組成物中のラクタム系化合物の量は１０重量％〜５０重量％である。前記下限（１０重量％）より少なくなると、アルカリ重合ナイロン原料混合物との親和性が弱くなり、さらに、着色組成物の粘度が高くなる。また、前記上限（５０重量％）より多くなると、着色組成物中の着色剤の含有割合が少なくなる。ラクタム系化合物としてε−カプロラクタムを使用した場合、着色組成物は、ε−カプロラクタムが前記範囲内では通常、常温で固体であるが、ε−カプロラクタムの割合が少ない場合、例えば、２０重量％以下の場合は、常温でも液体となることがある。
【００２３】
［金属石鹸］
金属石鹸としては、ε−カプロラクタムのアルカリ重合反応を阻害しないものであれば、公知の金属石鹸が使用できる。具体例としては、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛等がある。金属石鹸を加えることにより、着色剤、ビヒクル及びε−カプロラクタムを均一に混合、分散することができ、また、アルカリ重合ナイロン原料混合物との混合、分散も良くなる。本発明の着色組成物中の金属石鹸の量は３重量％〜３０重量％、好ましくは、５重量％〜１５重量％である。金属石鹸の量が前記下限（３重量％）より少なくなると、着色剤、ビヒクル、ε−カプロラクタムの３者の混合、分散が難しくなることがあり、前記上限（３０重量％）を超えると金属石鹸を均一に混合、分散することが難しくなる。金属石鹸の使用量が少ないときは、ドライカラーに含まれる金属石鹸で足りることもあるが、使用量を増減調整するためには、ドライカラーの他に金属石鹸を使用するのが望ましい。
【００２４】
［着色組成物の製造方法］
本発明の着色組成物の製造では、先ず、所定量のビヒクルと着色剤を配合し、混錬して液体着色剤を製造する。この混錬には、三本ロールミル、ボールミル、ニーダー等の公知の混錬機が使用される。液体着色剤を製造後、液体着色剤にラクタム系化合物及び金属石鹸を加え、７０〜１２０℃の温度範囲で、撹拌混合することにより、着色組成物は製造される。液体着色剤は、数Ｐａ・ｓと高粘度であるが、ラクタム系化合物を加えることにより、液体着色剤、ラクタム系化合物、金属石鹸を含む混合物は低粘度となるため、混合撹拌は容易となり、ラボレベルの撹拌装置を使用して、着色組成物は製造することもできる。また、予め、液体着色剤を製造することなく、着色剤、ビヒクル、ラクタム系化合物、金属石鹸を含む混合物を混錬して着色組成物を製造することも可能であるが、着色剤が凝集することがあり、好ましくない。
【００２５】
上記製造時に液体着色剤の代わりに、トーヨーカラー株式会社、大日精化工業株式会社、日本ピグメント株式会社から市販されている液体着色剤（リキッドカラー、ペーストカラー）を使用することもできる。また、着色剤と金属石鹸の代わりに、市販のドライカラーを使用することもできる。
【００２６】
（ナイロン着色方法及び着色ナイロン成形品の実施形態）
本発明の着色組成物を用いたアルカリ重合ナイロンの着色方法を説明する。アルカリ重合ナイロンは、ω−ラクタムをアルカリ性触媒及び開始剤の作用で重合させる公知のω−ラクタムのアルカリ重合法により製造される。ω−ラクタムとしては、２−ピロリドン、ε−カプロラクタム、ω−カプリロラクラム、ω−ラウロラクタム等が挙げられる。これらの中では、ε−カプロラクタムが好ましく使用される。
【００２７】
［アルカリ性触媒］
アルカリ性触媒としては、ω−ラクタムのアルカリ重合法において使用される公知の触媒を用いることができる。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、アルキル化物、アルコキシド、グリニャール試薬、更に、上記の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、カリウム塩等が挙げられる。好ましいアルカリ性触媒はω−ラクタムのナトリウム塩、ω−ラクタムのカリウム塩である。アルカリ性触媒の使用量はω−ラクタム１モルに対して、０．２〜５モル％、好ましくは０．５〜３モル％である。アルカリ性触媒が、前記下限（０．２モル％）より少ないと重合反応速度が遅くなり、また、前記上限（５モル％）より多いと、ω−ラクタムとアルカリ性触媒との混合液中に低分子量物が生成することがあり、低分子量物は、重合反応を不安定にする。
【００２８】
［開始剤］
開始剤としては、ω−ラクタムのアルカリ重合法において使用される公知の開始剤を用いることができる。具体例としては、イソシアネート化合物、カルバミドラクタム化合物、酸クロライド化合物、アシルラクタム等が挙げられる。好ましい開始剤としては、旭化成株式会社より登録商標デュラネートとして販売されているヘキサメチレンジイソシアネート３量体（３官能イソシアネート）やトリカルバミドラクタム化合物、例えば、化学式１で示されるトリカルバミドラクタムイソシアヌレートがある。開始剤の使用量はアルカリ性触媒１モルに対して、０．１〜１．５モル、好ましくは、０．２〜１．０モルである。使用量が前記下限（０．１モル）より少ない場合、また、前記上限（１．５モル）より多い場合、いずれの場合も重合速度が遅くなる。
【００２９】
【化１】
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【００３０】
ω−ラクタムとして、ε−カプロラクタムを使用した例で説明する。
ε−カプロラクタムは重合使用に先立ち、脱水され、好ましくは、水分含量０．１重量％以下にされる。ε−カプロラクタムの脱水は、脱水できれば、脱水方法に制約はない。通常、ε−カプロラクタムを溶融後、所定時間減圧することで行われる。
【００３１】
アルカリ性触媒は溶融したε−カプロラクタムに、上述のアルカリ性触媒を所定量添加、混合することで準備される。アルカリ性触媒を混合した際、副生物が生成する場合、副生物は、適宜、除去される。例えば、アルカリ性触媒として、アルカリ金属アルコラートを使用した場合、発生するアルコールを除去する等である。ε−カプロラクタムと所定量のアルカリ性触媒からなる成分をＡ成分とする。Ａ成分は、８０〜１４０℃、好ましくは、９５〜１２５℃の温度範囲で保持される。保持温度が前記下限（８０℃）より低い場合、重合反応速度が遅くなる。前記上限（１４０℃）より高い場合、Ａ成分保存中に低分子量物が生成することがあり、低分子量物は重合反応に悪影響を及ぼす。
【００３２】
開始剤は溶融したε−カプロラクタムに上述の開始剤を所定量添加、混合することで準備される。ε−カプロラクタムと所定量の開始剤からなる成分をＢ成分とする。Ｂ成分は、８０〜１４０℃、好ましくは、９５〜１２５℃の温度範囲で保持される。保持温度が前記下限（８０℃）より低い場合、重合反応速度が遅くなる。前記上限（１４０℃）より高い場合、重合反応が不均一になることがある。
【００３３】
（容器入り着色組成物の実施形態）
本発明の容器入り着色組成物は、前記した液状の着色組成物をビン、缶、パック等の容器に収容して密封したものである。この容器入り着色組成物は常温では容器内で液体或いは固定であり、ラクタム系化合物の融点以上に容器ごと加熱すると取り扱い容易な低粘度の液体になる。容器の形状、材質は着色組成物を収容保存するのに適し、７０℃以上の耐熱性を有するものが適する。例えば、材質は、ガラス、金属、樹脂、紙、紙と樹脂フィルム或いは金属箔との積層シート等が適する。収容量は任意量とすることができる。
【００３４】
［着色ナイロン成形品の製造方法１］
本発明の着色ナイロン成形品の製造方法の一つは、図１の製造装置を使用する方法である。この方法はＡ成分タンク１内のＡ成分所定量とＢ成分タンク２内のＢ成分所定量を混合槽７内で、所定温度で混合後、Ａ成分、Ｂ成分の混合物を所定温度に加熱された成形型１２に注入し、成形型１２内で重合固化させる方法である。アルカリ重合ナイロンの着色は、アルカリ重合ナイロン製造の際、Ａ成分、Ｂ成分或いはＡ成分、Ｂ成分の混合物のいずれかに本発明の着色組成物を添加、混合することにより行われる。着色組成物は、Ａ成分、Ｂ成分の混合物に添加、混合することが好ましい。
【００３５】
アルカリ重合ナイロンにおける本発明の着色組成物の使用量は、アルカリ重合ナイロン１００重量％あたり、着色剤の量が０．０５〜１．５重量％、好ましくは、０．１〜１．０重量％となる量である。前記下限（０．０５重量％）より少ない場合、着色の色が薄くなり、前記上限（１．５重量％）より多い場合、着色剤の量に対応して、ビヒクル量が多くなり、成形品の機械的強度が低下することがある。
【００３６】
アルカリ重合ナイロンは、例えば、図１の製造装置を使用して着色され、成形（製造）される。以下にその着色重合ナイロン成形品を製造する方法を説明する。
【００３７】
図１のＡ成分タンク１にＡ成分を、Ｂ成分タンク２にＢ成分を入れ、不活性ガス雰囲気下、撹拌下に９０〜１３０℃の温度で温調保持される。アルカリ重合ナイロン製造の際、Ａ成分、Ｂ成分それぞれがＡ成分計量ポンプ３、Ｂ成分計量ポンプ４で必要量が計量され、Ａ成分配管５、Ｂ成分配管６を通り、混合槽７に送られる。混合槽７には少なくともＡ成分入口８、Ｂ成分入口９及び着色組成物投入配管１０に繋がる着色組成物入口１１が設けられ、それぞれの入口から混合槽７内に、Ａ成分、Ｂ成分、着色組成物が投入される。
【００３８】
着色組成物はＡ成分、Ｂ成分と同時に混合槽７内に投入しても良く、また、Ａ成分、Ｂ成分の投入前に混合槽７内へ予め投入しておいてもよい。着色組成物を混合槽７に投入する方法は、色替えが、混合槽７の交換により容易に行うことができる。Ａ成分、Ｂ成分、本発明の着色組成物が混合槽７内で混合された混合液は、加熱された成形型１２に注入され、成形型１２内で重合固化する。通常、１０分から６０分後に、成形型１２より、着色されたアルカリ重合ナイロン成形品（着色ナイロン成形品）が取り出される。計量ポンプ、配管、混合槽はいずれも９０〜１３０℃の温度範囲に温調保持されている。
【００３９】
ω−ラクタムのアルカリ重合法では、水分が存在すると重合反応が阻害されるため、原料の調整、混合、成形型への注入等の全ての操作は窒素ガス等の水分を殆ど含まない雰囲気下で行われる。
【００４０】
本発明のアルカリ重合法ナイロンの製造に使用される成形型は鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属製型や、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂製型が使用できる。Ａ成分、Ｂ成分、着色組成物を含む混合物を注入する際、成形型は１２０〜２００℃、好ましくは、１３０〜１８０℃の温度に加熱される。成形型の温度が前記下限（１２０℃）より低いと、十分に重合反応が進まないことがある。また、前記上限（２００℃）より高いと、得られるアルカリ重合ナイロンの一部が溶融することがあり、アルカリ重合法ナイロンの特性が低下することがある。
【００４１】
本発明では、重合反応を阻害しない可塑剤、充填剤、繊維、酸化防止剤等の安定剤を配合して、ω−ラクタムのアルカリ重合を実施することもできる。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等が挙げられる。その使用量はω−ラクタムに対して通常２〜３０重量％である。
【００４２】
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、カーボンブラック、二硫化モリブデンが挙げられる。繊維の具体例としては、ミルドグラス、ガラス繊維、繊維状マグネシウム化合物、チタン酸カリウム繊維、グラファイト繊維、ボロン繊維、炭素繊維、スチール繊維が挙げられる。これらの充填剤や繊維の使用量は、ω−ラクタムに対して２〜４０重量％である。
【００４３】
［着色ナイロン成形品の製造方法２］
本発明の着色ナイロン成形品の製造方法の他の一つは、図２の製造装置を使用する方法である。この方法は、基本的には、図１の場合と同じであり、異なるのは、Ａ成分計量ポンプ３で計量されてＡ成分配管５に、Ｂ成分計量ポンプ４で計量されてＢ成分配管６に送り出されるＡ成分とＢ成分とを混合器（ミキサー）２０内に入れて、当該ミキサー２０内で、所定温度で混合し、そのＡ成分とＢ成分の混合物を混合槽７内に投入するようにしたことである。この場合も、着色組成物は図２の着色組成物投入配管１０から混合槽７内に送られる。この場合も、混合槽７を交換するだけで、色替えを容易に行うことができる。
【００４４】
以下、本発明を実施例、比較例を用いて説明する。
［Ａ成分の調整］
脱水して水分含量０．１重量％以下とした溶融ε−カプロラクタム５ｋｇを減圧可能なＡ成分製造用タンクに入れ、１１０℃の温度に調節した。このＡ成分製造用タンクに触媒としてナトリウムメチラート粉末４６．５ｇを添加した後、ε−カプロラクタムが還流するまで減圧し、副生するメタノールを除去して、ε−カプロラクタムとアルカリ性触媒の混合液を製造した。この混合液をアルカリ重合ナイロン製造装置のＡ成分タンク１（図１）に入れて、窒素ガス雰囲気下、１００℃で温調保持した。
【００４５】
［Ｂ成分の調整］
Ｂ成分製造用タンクに水分含量０．１重量％以下とした溶融ε−カプロラクタム５ｋｇを入れ、１１０℃の温度に調節した。このＢ成分製造用タンクに開始剤としてヘキサメチレンジイソシアネート３量体イソシアヌレート（旭化成株式会社より登録商標デュラネート）１１７ｇを加え、撹拌混合して、ε−カプロラクタムと開始剤の混合液を製造した。この混合液をアルカリ重合ナイロン製造装置のＢ成分タンク２（図１）に入れて、窒素ガス雰囲気下、１００℃で温調保持した。
【００４６】
実施例、比較例で説明する着色ナイロン成形品中の着色剤の凝集や沈降は目視で評価した。曲げ強度、曲げ弾性率はＡＳＴＭ  Ｄ−７９０に準じて測定した。液体着色剤の粘度は東機産業株式会社製  ＴＶＣ−７形粘度計で測定した。
【００４７】
［実施例１］
３００ｃｃの三角フラスコに青色リキッドカラー（フタロシアニン２０重量％、ビヒクル約８０重量％、粘度３．４Ｐａ・ｓ（２５℃）、トーヨーカラー株式会社製）５０ｇ、ステアリン酸亜鉛１０ｇ及び約１００℃のε−カプロラクタム２０ｇを入れ、約１００℃で撹拌混合して、フタロシアニン含量１２．５重量％の着色組成物を製造し、１００℃に温調保持した。製造した着色組成物の１００℃での粘度は０．２５Ｐａ・ｓであった。アルカリ重合ナイロン製造装置の混合槽７に前記１００℃の着色組成物１０ｇ（フタロシアニンの量１．２５ｇ）を投入した後、計量ポンプ３、４でＡ成分、Ｂ成分をそれぞれ２００ｇ計量し、両成分を混合槽７に投入し、混合槽７内、約１００℃でＡ成分、Ｂ成分、着色組成物を混合撹拌後、混合物を１５５℃に加熱されたＡＳＴＭ用試験片型に注入し、型内で重合固化させた。１５分後にＡＳＴＭ用試験片型から試験片を取り出した。試験片は色むらがなく、フタロシアニンの凝集や沈降は観察されなかった。曲げ強度は１３２ＭＰａ、曲げ弾性率は３２００ＭＰａであった。
【００４８】
［比較例１］
アルカリ重合ナイロン製造装置の混合槽７に実施例１で使用した着色組成物の投入量を６０ｇ（フタロシアニンの量７．５ｇ）とした以外は、実施例１と同様の方法で実施し、ＡＳＴＭ試験片を得た。試験片にフタロシアニンの凝集や沈降は観察されなかった。曲げ強度は１０３ＭＰａ、曲げ弾性率は２４７０ＭＰａであった。
【００４９】
［比較例２］
アルカリ重合ナイロン製造装置の混合槽７に実施例１で使用した着色組成物の代わりに、青色リキッドカラー（フタロシアニン２０重量％、ビヒクル約８０重量％、粘度３．４Ｐａ・ｓ（２５℃）、トーヨーカラー株式会社製）６．２５ｇ（フタロシアニンの量１．２５ｇ）を投入した以外は、実施例１と同様の方法で実施し、ＡＳＴＭ試験片を得た。試験片は色むらがあり、フタロシアニンの凝集や沈降が観察された。曲げ強度１２８ＭＰａは、曲げ弾性率は３２５０ＭＰａであった。
【００５０】
［実施例２］
３００ｃｃの三角フラスコに黒色リキッドカラー（カーボンブラック２０重量％、ビヒクル約８０重量％、粘度７．０Ｐａ・ｓ（２５℃）、トーヨーカラー株式会社製）５０ｇ、ステアリン酸亜鉛１０ｇ及び約１００℃のε−カプロラクタム４０ｇを入れ、約１００℃で撹拌混合して、カーボンブラック含量１０重量％の黒色着色組成物を作成し、１００℃に温調保持した。着色組成物の１００℃での粘度は０．３５Ｐａ・ｓであった。アルカリ重合ナイロン製造装置の混合槽７に前記１００℃の黒色着色組成物３０ｇ（カーボンブラックの量３ｇ）を投入した以外は、実施例１と同様の方法で実施し、ＡＳＴＭ試験片を得た。試験片は色むらがなく、カーボンブラックの凝集や沈降は観察されなかった。曲げ強度は１３０ＭＰａ、曲げ弾性率は３０７７ＭＰａであった。
【００５１】
［実施例３］
３００ｃｃの三角フラスコに青色リキッドカラー（フタロシアニン２０重量％、ビヒクル約８０重量％、粘度３．４Ｐａ・ｓ（２５℃））３０ｇ、青色ドライカラー（フタロシアニン５０重量％、ステアリン酸亜鉛約２５重量％、その他成分約２５重量％、トーヨーカラー株式会社製）３０ｇ、ε−カプロラクタム４０ｇを入れ、約１００℃で撹拌混合して、フタロシアニン含量２１重量％の着色組成物を製造し、約１００℃に温調保持した。この着色組成物の１００℃での粘度は０．３Ｐａ・ｓであった。アルカリ重合ナイロン製造装置の混合槽７に前記１００℃の着色組成物８ｇ（フタロシアニンの量１．７ｇ）を投入した以外は、実施例１と同様の方法で実施し、ＡＳＴＭ試験片を得た。試験片は色むらがなく、フタロシアニンの凝集や沈降は観察されなかった。曲げ強度１３０ＭＰａは、曲げ弾性率は３２１０ＭＰａであった。
【００５２】
［実施例４］
３００ｃｃの三角フラスコに黒色リキッドカラー（カーボンブラック１５重量％、ビヒクル約８５重量％、粘度５．１Ｐａ・ｓ（２５℃））３０ｇ、黒色ドライカラー（カーボンブラック５０重量％、ステアリン酸亜鉛約２５重量％、その他成分約２５重量％、トーヨーカラー株式会社製）２５ｇ、ε−カプロラクタム３５ｇを入れ、約１００℃で撹拌混合して、カーボンブラック含量１８．９重量％の着色組成物を製造し、約１００℃に温調保持した。この着色組成物の１００℃での粘度は０．３５Ｐａ・ｓであった。アルカリ重合ナイロン製造装置の混合槽７に前記１００℃の着色組成物２０ｇ（カーボンブラックの量３．８ｇ）を投入した以外は、実施例１と同様の方法で実施し、ＡＳＴＭ試験片を得た。試験片は色むらがなく、フタロシアニンの凝集や沈降は観察されなかった。曲げ強度１３０ＭＰａは、曲げ弾性率は３２１０ＭＰａであった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の着色組成物を用いることにより、アルカリ重合ナイロンの着色が可能となり、アルカリ重合ナイロンの優れた機械的特性、熱的特性を生かし、各種自動車部品や機械部品の分野での利用分野が広がる。
【符号の説明】
【００５４】
１      Ａ成分タンク
２      Ｂ成分タンク
３      Ａ成分計量ポンプ
４      Ｂ成分計量ポンプ
５      Ａ成分配管
６      Ｂ成分配管
７      混合槽
８      Ａ成分入口
９      Ｂ成分入口
１０    着色組成物投入配管
１１    着色組成物入口
１２    成形型
２０    ミキサー
Ｍ      モーター
【図１】
2020079376.tif 000004
【図２】
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