(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ重合ナイロン用着色組成物において、
前記アルカリ重合ナイロン用着色組成物は、着色剤とアミド系溶剤と顔料分散剤を含み（アミド系溶剤以外のビヒクルを含まず）、
前記アルカリ重合ナイロン用着色組成物の重量に対して、前記アミド系溶剤が５０〜９０重量％であり、前記顔料分散剤が０．１〜１５重量％であり、
前記アミド系溶剤は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、カプロラクタムの１種類以上からなり、
前記顔料分散剤は、常温で液体の非イオン性界面活性剤、樹脂型分散剤、シリコーンオイルの１種類以上からなる、
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】
請求項１記載のアルカリ重合ナイロン用着色組成物において、
樹脂型分散剤は、重量平均分子量が１０００〜１００００であり、
シリコーンオイルは、１Ｐａ・Ｓ以下の粘度である、
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１又は請求項２記載のアルカリ重合ナイロン用着色剤組成物において、
非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシアルキレン誘導体であり、
樹脂型分散剤は、ポリアミン誘導体又はアクリル系共重合体であり、
シリコーンオイルは、ジメチルポリシロキサン又はメチルフェニルポリシロキサン又はこれらいずれかの変性ポリシロキサンである、
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】
着色組成物を含むアルカリ重合ナイロンの原料組成物が重合固化されて成形された着色アルカリ重合ナイロン成形品において、
前記着色組成物は、請求項１から請求項３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ある、
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５】
請求項４記載の着色アルカリ重合ナイロン成形品において、
原料組成物は、繊維強化材を含む、
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６】
請求項５記載の着色アルカリ重合ナイロン成形品において、
繊維強化材は、ガラス繊維である、
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７】
請求項５又は請求項６記載の着色アルカリ重合ナイロン成形品において、
繊維強化材は、アルカリ重合ナイロン１００ｇに対して０．５〜７０ｇである、
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】
請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の着色アルカリ重合ナイロン成形品において、
原料組成物が、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の着色に好適な着色組成物及び、前記着色組成物により着色され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（以下、「アルカリ重合ナイロン」という。）は、一般に、射出成形や押出成形等で使用されるナイロンに比べ、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、装飾、外観改良、耐光性向上等の観点から、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】
ナイロン成形品の着色剤として、顔料や染料と顔料及び染料の分散剤（以下、「顔料分散剤」という。）とを含む粉末状のドライカラー、顔料や染料、顔料分散剤、ビヒクル及び溶剤を含むリキッドカラーやペーストカラー（特許文献１）等が使用されている。着色されたナイロン成形品はナイロンペレット、前記の着色組成物及び必要によりガラス繊維などの強化材を含む混合物を使用して、射出成形、押出成形等公知の溶融成形法により製造する方法（特許文献２）が知られている。アルカリ重合ナイロン成形品の着色に使用される着色組成物として、本件出願人が先に開発した液体着色剤がある（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１６９８２１号公報
【特許文献２】特開平９−０６７５１６号公報
【特許文献３】特許第６６３５４８６号公報
【０００５】
アルカリ重合ナイロン成形品の着色に使用される着色組成物に関する情報は、前記特許文献３以外には見当たらない。アルカリ重合ナイロン成形品は、ω−ラクタム、アルカリ触媒及び開始剤を含む原料、必要によりガラス繊維などを含む混合物をω−ラクタムの融点以上の温度で混合撹拌後、得られるナイロンの融点以下の温度に加熱された成形型に注入し、成形型内でナイロンの融点以下の温度で重合固化させて製造される。ナイロンの融点以下の温度で、ナイロンの重合反応と成形品成形が並行して進みナイロンは溶融状態を経ることなく生成する。アルカリ重合ナイロン成形品は公知の溶融成形法と異なる方法で成形されるため、着色された着色アルカリ重合ナイロン成形品製造に、前記の溶融成形法による着色技術は適用できない。
【０００６】
本発明者らは、アルカリ重合ナイロンの着色に適した着色組成物を得るため、公知のドライカラー、ペーストカラーやリキッドカラー等の着色組成物を使用して研究した。ドライカラー、ペーストカラー、リキッドカラー等の着色組成物は市販の顔料を用い、公知の方法で製造できるが、トーヨーカラー株式会社、大日精化工業株式会社等からの入手も可能である。
【０００７】
ω−ラクタムのアルカリ重合法では、原料は、少なくとも所定量のアルカリ触媒とω−ラクタム（主にカプロラクタム）とを含む成分（以下、「Ａ成分」という。）と所定量の開始剤とω−ラクタム（主にカプロラクタム）とを含む成分（以下、「Ｂ成分」という。）との２成分で構成される。アルカリ重合ナイロン成形品は、Ａ成分とＢ成分とを８０〜１４０℃の温度で混合後、両成分の混合液をナイロンの融点以下の温度に加熱された成形型に注入、両成分の混合液は成形型内で重合固化させて、製造される。Ａ成分、Ｂ成分は、常温では、固体であるが、使用する際、８０℃以上の温度で溶融して使用される。Ａ成分、Ｂ成分は１００℃では、共に５〜５０ｍＰａ・ｓの低粘度液体である。Ａ成分、Ｂ成分は８０〜１４０℃で混合されると直ちに重合反応が開始し、粘度が上昇して、短時間で流動性がなくなる。従って、着色組成物は、Ａ成分調整時、Ｂ成分調整時あるいはＡ成分、Ｂ成分混合直後の粘度が低い時のいずれかの時点で添加される。また、ペーストカラーやリキッドカラーで使用されているビヒクルは、顔料と混合分散させることが難しく、ビヒクルと顔料との混合分散には、混合横型サンドミル、アニュラー型ビーズミル等の高価な混錬装置が必要であり、また、使用後の混錬装置の洗浄操作が煩雑であるといった課題もある。
【０００８】
着色組成物として、ドライカラーを使用した場合、アルカリ重合原料中での分散が悪く、得られた成形品には顔料の凝集物や色むらが見られるという問題がある。更に、ドライカラーは計量時やアルカリ重合ナイロン原料へ投入する際、ドライカラーが飛散し作業環境を汚染するという問題もあった。ペーストカラーやリキッドカラーを使用した場合、飛散による作業環境の汚染は少ないが、アルカリ重合ナイロン原料中での分散が悪く、得られた成形品には顔料の凝集物や色むらが見られる。また、ペーストカラーやリキッドカラーは顔料濃度が高くなると粘度が高く、計量にはギアポンプやシリンダーポンプ等の計量機器が必要となる。アルカリ重合ナイロンの製造は断続運転の為、これらの計量機器の使用は運転効率が悪くトラブルが多くなる。また、色替え作業や計量機器等の洗浄、メンテナンスに多大な時間、労力、経費が必要であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ドライカラー、ペーストカラーやリキッドカラー等が有する問題のない着色組成物、すなわち、作業環境汚染が少なく、アルカリ重合原料中での着色剤の分散が良く、計量や機器の洗浄が容易であり、着色したアルカリ重合ナイロンに色むらや着色剤の凝集物が少ないアルカリ重合ナイロン用着色組成物及び着色された着色アルカリ重合ナイロン成形品を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、ドライカラー、リキッドカラーやペーストカラー等が有する問題のないアルカリ重合ナイロン用着色組成物（以下、「アルカリ重合用着色組成物」という。）の開発を目標として、着色組成物の成分について鋭意検討した。その結果、溶剤として特定のアミド系溶剤を使用し、顔料分散剤として特定の化合物を使用することにより、公知のペーストカラーやリキッドカラーで使用されているビヒクルを使用することなく、目標とする着色組成物が得られることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
［アルカリ重合用着色組成物］
本発明のアルカリ重合用着色組成物は、少なくとも着色剤、アミド系溶剤、顔料分散剤を含むものであって、アミド系溶剤がＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、カプロラクタムの１種類以上を含み、顔料分散剤が非イオン性界面活性剤、シリコーンオイル、樹脂型分散剤の１種類以上を含むものである。
【００１２】
［着色アルカリ重合ナイロン成形品］
本発明の着色されたアルカリ重合ナイロン成形品（以下、「着色アルカリ重合成形品」という。）は、本発明の前記アルカリ重合用着色組成物の添加混合されたアルカリ重合ナイロン原料（必要により繊維強化材を含む）が、ナイロンの融点以下の温度に加熱された成形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】
【００１３】
本発明のアルカリ重合用着色組成物は分散性が良好であり、アルカリ重合ナイロン製造使用時、飛散することなく作業環境の汚染が少ない。
【００１４】
本発明の着色アルカリ重合成形品は、分散性が良好である本発明のアルカリ重合用着色組成物が使用されているため、色むらや顔料凝集物が少ない成形品となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の着色アルカリ重合成形品を製造する装置の一例を示す概要図。
【図２】本発明の着色アルカリ重合成形品を製造する装置の他例を示す概要図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（アルカリ重合用着色組成物の実施形態）
本発明のアルカリ重合用着色組成物は、少なくとも着色剤、アミド系溶剤及び顔料分散剤を含むものであって、アミド系溶剤がＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、カプロラクタムから選ばれた１種類以上であり、顔料分散剤が非イオン性界面活性剤、シリコーンオイル、樹脂型分散剤から選ばれた１種類以上である。
【００１７】
［着色剤］
本発明のアルカリ重合用着色組成物で使用される着色剤は、ω−ラクタムのアルカリ重合反応を阻害しない公知の顔料や染料を使用することができる。顔料や染料の具体例としては、例えば、アゾ系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、フタロシアニン系、ピロコリン系、フルオルビン系等の有機顔料、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、酸化亜鉛等の無機顔料、アゾ系、アントラキノン系、ペリノン系等の染料が挙げられる。前記の顔料や染料は１種のみを使用しても良く、２種以上を併用しても良い。尚、これら顔料、染料の中では、比較的比重の小さい有機顔料が、アルカリ重合原料中での沈降が少ないため、好ましく使用される。
【００１８】
本発明のアルカリ重合用着色組成物中の着色剤の量は１０〜５０重量％、好ましくは１５〜４５重量％である。前記下限（１０重量％）より少ない場合、着色組成物の使用量が多くなる。着色組成物中のアミド系溶剤や顔料分散剤は未重合成分であり、未重合成分が多くなるため、着色アルカリ重合成形品表面にブリードするなど外観が悪くなることがある。前記上限（５０重量％）より多い場合、着色剤を均一に分散させることが難しくなる。
【００１９】
［アミド系溶剤］
本発明のアルカリ重合用着色組成物で使用されアミド系溶剤は、ω−ラクタムのアルカリ重合の反応速度や着色アルカリ重合成形品の外観などに悪影響の少ないアミド系溶剤である。アミド系溶剤として、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、カプロラクタム、Ｎ−メチル−カプロラクタム等多くの化合物が知られている。本発明では、これらの中では、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、カプロラクタムが使用され、これらは単独で使用しても良く、混合して使用しても良い。ジメチルアセトアミドやジメチルホルムアミドを使用した場合、アルカリ重合の反応速度が遅くなり、着色アルカリ重合成形品に気泡等の成形不良が発生することがあるため好ましくない。
【００２０】
本発明のアルカリ重合用着色組成物のアミド系溶剤の使用量は、着色組成物中の５０〜９０重量％、好ましくは５５〜８０重量％である。前記下限（５０重量％）より少なくなると、着色剤が均一に分散することが難しくなる。前記上限（９０重量％）より多くなると、着色剤の濃度が低くなり、アルカリ重合ナイロンの着色に使用する着色組成物の量が多くなる。着色組成物の使用量が多い場合、アミド系溶剤や顔料分散剤などの未重合成分量が多くなり、着色アルカリ重合成形品の外観が悪くなることがある。
【００２１】
Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、カプロラクタムは２種類以上を混合して使用する場合、その混合比率は任意である。本発明のアルカリ重合用着色組成物は、ほとんどの場合計量の容易な低粘度液体である。しかし、カプロラクタムがアミド系溶剤の７０重量％より多い場合、製造後は低粘度液体であるが、２〜３日後に室温で凝固する（常温で固体になる）ことがある。凝固した場合も４０〜６０℃の加熱により、計量容易な低粘度液体となり、室温で約２日程度、計量の容易な液体状態となる。
【００２２】
［顔料分散剤］
顔料分散剤としては、非イオン性界面活性剤、シリコーンオイルや樹脂型分散剤が使用される。一般に、界面活性剤としてアニオン性、カチオン性、非イオン性等の界面活性剤が知られている。本発明のアルカリ重合用着色組成物に使用できる界面活性剤は、ω−ラクタムのアルカリ重合の反応速度に悪影響を及ぼさない非イオン性界面活性剤が使用される。非イオン性界面活性剤としてエーテル系、エステル系などが知られているが、ポリオキシエチレンアルキルエーテルやポリオキシアルキレン誘導体等のエーテル系が使用される。その中でも常温で液体のものが好ましく使用される。エステル系はアルカリ重合の反応速度を遅くすることがある。好ましい非イオン性界面活性剤の具体例としては、エマルゲン（登録商標）１０５、Ａ−６０（花王株式会社製）、ノイゲン（登録商標）（第一工業製薬株式会社製）などがある。
【００２３】
本発明で使用するシリコーンオイルは、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサンやこれらの変性ポリシロキサンである。具体例としては、信越化学工業株式会社製品のシリコーンオイルＫＦ−５４、ＫＦ−６９、ＫＦ−９６、ＫＦ−９９、ＫＦ−９６５、ＫＦ−９６８、ＫＳ−７７０８等がある。シリコーンオイルは低粘度から高粘度のものが使用できるが、計量や使用機器の洗浄の容易な１Ｐａ・ｓ以下の粘度のものが好ましく使用される。
【００２４】
樹脂型分散剤としては特許文献１等に開示されている重量平均分子量１０００〜１００００のポリアミン誘導体やアクリル系共重合体が使用される。重量平均分子量が下限（１０００）より小さい場合、顔料の分散効果が小さくなることがある、上限（１００００）より大きい場合、アミド系溶剤への溶解性が低く、顔料の分散効果が小さくなることがある。樹脂型分散剤の具体例としてアジスパー（登録商標）ＰＢ−８８１、ＰＮ−４１１（味の素株式会社製）やＴＥＧＯ（登録商標）Ｄｉｓｐｅｒｓ６５５、６８５（エボニック社製）等がある。
【００２５】
非イオン性界面活性剤、シリコーンオイルや樹脂型分散剤は単独で使用しても良く、これらを混合して使用しても良い。非イオン性界面活性剤、シリコーンオイル、樹脂型分散剤の１種類以上を含んだ顔料分散剤の使用量は、アルカリ重合用着色組成物の重量に対して０．１〜１５重量％、好ましくは０．５〜１０重量％である。非イオン性界面活性剤、シリコーンオイルや樹脂型分散剤の量が、前記下限（０．１重量％）より少ない場合、着色剤の分散効果が小さい。また、使用量が前記上限（１５重量％）より多く使用しても、着色剤の分散効果は変わらず、顔料分散剤が成形品表面にブリードする等外観に悪影響を及ぼすことがある。
【００２６】
［アルカリ重合用着色組成物の製造方法］
本発明のアルカリ重合用着色組成物は所定量の着色剤、アミド系溶剤及び顔料分散剤を室温〜１００℃の温度範囲で混合し、撹拌することで製造される。着色剤、アミド系溶剤及び顔料分散剤は任意の順番で混合できる。アミド系溶剤と顔料分散剤を混合した後、着色剤を添加、混合撹拌しても良く、着色剤と顔料分散剤を混合した後、アミド系溶剤を添加、混合撹拌しても良い。また、着色剤とアミド系溶剤を混合した後、顔料分散剤を添加、混合しても良い。着色剤、アミド系溶剤及び顔料分散剤のそれぞれの使用量は、着色剤が１０〜５０重量％、好ましくは１５〜４５重量％、アミド系溶剤が５０〜９０重量％、好ましくは５５〜８０重量％、顔料分散剤は０．１〜１５重量％、好ましくは０．５〜１０重量％である。
【００２７】
常温〜１００℃の温度範囲では、着色剤、アミド系溶剤及び顔料分散剤からなる混合物は低粘度の液状であり、混合撹拌は容易である。製造には高価な機器は必要でなく、実験用のビーカーや実験用撹拌機器を使用して、アルカリ重合用着色組成物の製造が可能である。原料の着色剤、アミド系溶剤、顔料分散剤の計量や混合撹拌も容易で、本発明のアルカリ重合用着色組成物の製造は容易に実施できる。製造時及び製造後共に着色組成物は低粘度液体であり、製造機器に付着した残液等の除去、洗浄は容易である。また、アルカリ重合ナイロンの製造時に、アルカリ重合用着色組成物が飛散することなく、作業汚染が少ない。
【００２８】
（着色アルカリ重合成形品の実施形態）
本発明の着色アルカリ重合成形品は、本発明のアルカリ重合用着色組成物が添加混合されたアルカリ重合ナイロン原料混合物を、ナイロンの融点以下の温度に加熱された成形型内で重合固化させて成形される。アルカリ重合ナイロンは、ω−ラクタムをアルカリ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。アルカリ重合用着色組成物で着色された着色アルカリ重合成形品の機械的強度は、無着色品との差異が殆ど見られない。
【００２９】
［アルカリ触媒］
アルカリ触媒としては、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アルカリ触媒が使用できる。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（アルカリ金属アルコラート）、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る。また、前記上限（５モル％）より多いと、ω−ラクタムとアルカリ触媒との混合液中に低分子量物が生成することがあり好ましくない。また、アルカリ触媒としてカプロラクタム中にカプロラクタムのナトリウム塩が配合されたＡｄｄｏｎｙｌ（登録商標）Ｋａｔ  ＮＬ（Ｒｈｅｉｎ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｒｈｅｉｎａｕ  ＧｍｂＨ製、カプロラクタム中約１８重量％のカプロラクタムのナトリウム塩を含む）や３ＮＩ−ＮＹＬＯＮ  ＫＷ  ＳＥＲＩＥＳ  ＫＷ−１００Ｂ（株式会社二幸技研製）の市販品も使用できる。
【００３０】
［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が使用できる。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が、好ましい開始剤は、イソシアネート化合物である。イソシアネート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、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート３量体やこれらイソシアネート化合物とω−ラクタムとの反応物である。これらの中では、ヘキサメチレンジイソシアネート３量体やヘキサメチレンジイソシアネート３量体とω−ラクタムとの反応物、トリカルバミドラクタム化合物が好ましく使用される。開始剤の使用量はアルカリ触媒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。使用量が上記下限（０．１モル）より少ない場合、また、上記上限（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。
【００３１】
以下、ω−ラクタムとして、カプロラクタムを使用した例で、着色アルカリ重合成形品の製造方法を説明する。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０．２重量％以下にされる。カプロラクタムの脱水は、脱水できる方法であれば、脱水方法に制約はない。通常、カプロラクタムを溶融後、所定時間減圧することにより行われる。
【００３２】
脱水した溶融カプロラクタムと所定量のＡｄｄｏｎｙｌ（登録商標）Ｋａｔ  Ｎを約１００℃で混合撹拌して、Ａ成分を製造し、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速度が不安定となる等の悪影響を及ぼす。
【００３３】
開始剤は脱水した溶融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Ｂ成分は製造される。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、重合反応速度が不安定になることがある。
【００３４】
［着色アルカリ重合成形品の製造方法１］
本発明の着色アルカリ重合成形品は、図１の製造装置を使用し、成形型内でＡ成分、Ｂ成分及び本発明のアルカリ重合用着色組成物の混合物を重合固化させて製造される。以下に図１の製造装置を使用して着色アルカリ重合成形品を製造する場合について説明する。
【００３５】
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、約１００℃に保温された混合槽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、本発明のアルカリ重合用着色組成物が投入される。混合槽７内で、Ａ成分、Ｂ成分及び、本発明のアルカリ重合用着色組成物を混合後、混合物をナイロンの融点以下（１２０〜１９０℃）の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。通常、１０分から３０分後に、成形型１２より着色アルカリ重合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。
【００３６】
着色剤の添加量は、アルカリ重合ナイロン１００ｇあたり、０．０５〜５ｇ、好ましくは０．１〜３ｇとなる量である。前記下限（０．０５ｇ）より少ない場合、着色の色が薄くなり、前記上限（５ｇ）より多い場合、アルカリ重合用着色組成物中の着色剤以外の成分アミド系溶剤、顔料分散剤の量が多くなる。アミド系溶剤や顔料分散剤は未重合成分であり、未重合成分が多くなると着色アルカリ重合成形品の外観が悪くなり、機械的強度が低下することがある。
【００３７】
アルカリ重合用着色組成物は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。アルカリ重合用着色組成物は、Ａ成分タンク１やＢ成分タンク２に投入することもできるが、前記のようにアルカリ重合用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、着色組成物投入配管１０等の限られた機器の交換で簡単に行うことができるという利点がある。
【００３８】
着色繊維強化アルカリ重合成形品を製造する場合、所定量のアルカリ重合用着色組成物と繊維強化材とを、Ａ成分、Ｂ成分の投入前あるいはＡ成分、Ｂ成分と同時に混合槽７に投入する以外は、前記の着色アルカリ重合成形品の製造法と同様の方法で製造できる。繊維強化材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、スチール繊維等が使用できる。繊維強化材の使用量はアルカリ重合ナイロン１００ｇあたり０．５〜７０ｇ、好ましくは１〜５０ｇとなる量である。使用量が前記下限（０．５ｇ）より少ない場合、強化の効果が見られず、前記上限（７０ｇ）より多い場合、アルカリ重合成形品に均一に分散させることが難しくなり、機械的強度が不安定になり成形品の外観が悪くなる。
【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、計量、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】
本発明の着色アルカリ重合成形品の製造に使用される成形型１２は鉄、ステンレス、アルミニウム、マグネシ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、アルカリ重合用着色組成物を含む混合物を注入する際、成形型１２は１２０〜１９０℃、好ましくは１３０〜１８０℃の温度に加熱される。成形型１２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。前記上限（１９０℃）より高いと、得られる着色アルカリ重合成形品の一部が溶融することがあり、着色アルカリ重合成形品の機械的強度等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、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、ジアルキルイミダゾリジノン、ポリエーテルジアミン等が挙げられる。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。これらの充填剤の使用量はω−ラクタムに対して２〜４０重量％である。
【００４３】
［着色アルカリ重合成形品の製造方法２］
本発明の着色アルカリ重合成形品は、図２の装置を使用して成形することもできる。この製造方法は、基本的には、図１の装置を使用する場合と同じであり、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）２０内に入れて、当該ミキサ２０で、所定温度で混合し、Ａ成分とＢ成分の混合物を混合槽７内に投入する点である。アルカリ重合用着色組成物は図２の着色組成物投入配管１０から混合槽７内に投入され、混合槽７内でＡ成分、Ｂ成分と混合撹拌される。以降は製造方法１と同様である。
【００４４】
以下、本発明を実施例、比較例を用いて説明する。
実施例、比較例で説明するアルカリ重合用着色組成物の流動性は、シリコーンオイルＫＦ−９６の標準粘度品（信越化学工業株式会社製）の流動性と比較して判定した。計量が容易で流動性の良いシリコーンオイルＫＦ−９６−５００ｃｓより流動性が良いものを良好、流動が不均一やＫＦ−９６−１０００ｃｓより流動性のないものを悪いとした。アルカリ重合用着色組成物中での着色剤の分散性は、アルカリ重合用着色組成物製造後、アルカリ重合用着色組成物の一部をガラスフィルター（粗目）でろ過し、短時間でろ過でき、凝集物の殆どないものを良好とし、ろ過に時間を要する、凝集物が明確に観察されるものを悪いとした。アルカリ重合用着色組成物の保存安定性は、製造後のアルカリ重合用着色組成物を１００ｃｃのスクリュー瓶に入れ、室温で１週間保存後の流動性、分散性及びスクリュー瓶下部への着色剤沈降の有無で判定した。着色アルカリ重合成形品及び着色繊維強化アルカリ重合成形品の色むらや凝集物の有無は、製造したＩＳＯ標準試験片を観察、目視判定した。引張強さ、引張弾性率はＩＳＯ３１６７に準じ測定した。
【００４５】
［実施例１］
５００ｃｃのビーカーにＮ−メチル−２−ピロリドン１１０ｇとエマルゲンＡ−６０（花王株式会社製）１０ｇを入れ、温度２５〜３０℃で混合した後、撹拌下に着色剤として、ＮＵＢＩＡＮ（登録商標）  ＢＬＡＣＫ  ＴＮ−８７０（オリヱント化学工業株式会社製）８０ｇを添加し、１０分撹拌混合した。混合撹拌のモータＭはスリーワンモータ（新東科学株式会社製）を使用した。製造したアルカリ重合用着色組成物は着色剤が均一に分散しており、流動性は良好で、計量は容易であった。着色剤の分散は良好であった。このアルカリ重合用着色組成物を１００ｃｃのスクリュー瓶に入れ、１週間、室温で静置保持した。１週間後も流動性、分散性は良好で、凝集物、沈降は観察されなかった。
【００４６】
［比較例１］
エマルゲンＡ−６０を使用しない以外は実施例１と同様の方法でアルカリ重合用着色組成物を製造した。製造直後のアルカリ重合用着色組成物の流動性はあるが、凝集物が観察され、着色剤の分散も不良であった。スクリュー瓶に入れた着色組成物は、約４時間後に、透明層と着色剤層に分離し、保存安定性がなかった。
【００４７】
［実施例２〜８］
表１及び表２に記載の着色剤、アミド系溶剤、顔料分散剤、それぞれの使用量及び混合撹拌時の温度とした以外は実施例１と同様の方法で実施して、着色組成物を製造した。それぞれの流動性、分散性、保存安定性の評価を表１及び表２に示した。なお、表１及び表２に記載の着色剤、ＴＮ−８７０は、ＮＵＢＩＡＮ  ＢＬＡＣＫ  ＴＮ−８７０（オリヱント化学工業株式会社製）、ＴＨ−８０７は、ＮＵＢＩＡＮ  ＢＬＡＣＫ  ＴＨ−８０７（オリヱント化学工業株式会社製）、ＰＡ−４６０１は、ＮＵＢＩＡＮ  ＢＬＵＥ  ＰＡ−４６０１（オリヱント化学工業株式会社製）、８６４ＢＬＵはトーヨーカラー株式会社製着色剤、アミド系溶剤のＮＭＰはＮ−メチル−２−ピロリドン、ＮＥＰはＮ−エチル−２−ピロリドンである。顔料分散剤のＡ−６０、１０５、Ａ−５００は、それぞれ花王株式会社製のエマルゲンＡ−６０（液状）、エマルゲン１０５（液状）、エマルゲンＡ−５００（固体）である。ＫＦ−９６−３００、ＫＦ−９６−５００、ＫＳ−７７０８は、それぞれ信越化学工業株式のシリコーンＫＦ−９６−３００ｃｓ、ＫＦ−９６−５００ｃｓ、ＫＳ−７７０８である。また、ＰＢ−８８１は、アジスパー  ＰＢ−８８１（味の素株式会社製）である。
【００４８】
［比較例２〜４］
表２に記載の着色剤、アミド系溶剤、顔料分散剤、それぞれの使用量及び混合温度とした以外は、実施例１と同様の方法で実施してアルカリ重合用着色組成物を製造した。それぞれの流動性、分散性、保存安定性の評価を表２に示した。
【００４９】
【表１】
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【表２】
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【００５０】
［実施例９］
図１のアルカリ重合ナイロン製造装置のＡ成分タンク１に、脱水して水分含量０．２重量％以下とした溶融ε−カプロラクタム４．４ｋｇとＡｄｄｏｎｙｌ（登録商標）Ｋａｔ  ＮＬ０．６ｋｇを１００℃で混合して、窒素ガス雰囲気下、１００℃の温度で温調保持した。Ｂ成分タンク２に脱水して水分含量０．２重量％以下とした溶融ε−カプロラクタム４．８８ｋｇとヘキサメチレンジイソシアネート３量体（デュラネート（登録商標）、旭化成株式会社製）０．１２ｋｇを１００℃で混合して、窒素ガス雰囲気下、１００℃の温度で温調保持した。１００℃に保温した混合槽７に実施例１で製造したアルカリ重合用着色組成物２０ｇを添加した後、直ちにＡ成分５００ｇ、Ｂ成分５００ｇをそれぞれの計量ポンプで計量し、混合槽７に投入、Ａ成分、Ｂ成分、アルカリ重合用着色組成物を約６０秒間、撹拌混合した後、混合物を１６０℃に加熱された試験片用シリコーン型に注入して、重合固化させた。１０分後、型を開き、成形品の試験片を取り出した。試験片に色むら、着色剤の凝集物は見られなかった。引張強さ８２ＭＰａ、引張弾性率３０２０ＭＰａであった。
【００５１】
［比較例５］
混合槽７にアルカリ重合用着色組成物を添加しない以外は、実施例９と同様に実施して、無着色の試験片を得た。引張強さ８３ＭＰａ、引張弾性率２９９０ＭＰａであった。
【００５２】
［実施例１０］
混合槽７にアルカリ重合用着色組成物２５ｇと乾燥したガラス繊維（ミルドグラス）３００ｇを添加した以外は実施例９と同様に実施して試験片を得た。試験片に色むら、着色剤の凝集物は見られず成形品の外観は良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のアルカリ重合用着色組成物は流動性が良く、アルカリ重合原料での分散性が良く、良好な着色アルカリ重合成形品が製造できるため、自動車部品だけでなく、ロボットや健康機器など広い分野での利用が期待される。また、本発明のアルカリ重合用着色組成物は、使用時は低粘度であり、液体原料から製造されるポリウレタン、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂の着色剤としての利用も期待できる。
【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
Ｍ      モータ
【要約】
【課題】  作業環境汚染が少なく、アルカリ重合ナイロン原料中での顔料の分散性が良く、機器の洗浄や計量が容易であるアルカリ重合ナイロン用着色組成物を提供する。また、色むらや着色剤の凝集物が少ない着色アルカリ重合ナイロン成形品を提供する。
【解決手段】  本発明のアルカリ重合ナイロン用着色組成物は、着色剤とアミド系溶剤と顔料分散剤を含み、前記アミド系溶剤はＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、カプロラクタムの１種類以上からなり、前記顔料分散剤は非イオン性界面活性剤、樹脂型分散剤、シリコーンオイルの１種類以上からなるものである。また、本発明の着色アルカリ重合ナイロン成形品は、原料組成物に前記アルカリ重合ナイロン用着色組成物を含んだものである。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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