(57)【要約】  【課題】  ゲート開口部を容易に調整することができ、型内への注入圧及び混合液の流れを制御し、ボイド、未充填などの不具合を防ぐことができる反応射出成形用型を提供する。  【解決手段】  ノルボルネン系モノマーとメタセシス重合触媒からなる原料液を混合し、得られた混合液を反応射出成形用型に注入するためのゲート部３を入れ子構造７とし、ゲート開口部８の形状又は厚みを調整することができるようにしてなる反応射出成形用型。上記入れ子構造７は分割構造であること、上記入れ子構造７と型ゲート部３の間にスペーサーを挟み、ゲート開口部の厚みを調整できるようにしてあることが好ましい。また、上記スペーサーはスプリング等の弾性体であることが好ましい。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノルボルネン系モノマーとメタセシス重合触媒からなる原料液を混合し、得られた混合液を反応射出成形用型に注入するためのゲート部を入れ子構造とし、ゲート開口部の形状又は厚みを調整することができるようにしてなる反応射出成形用型。
【請求項２】
入れ子構造が分割構造であることを特徴とした請求項１記載の反応射出成形用型。
【請求項３】
入れ子構造と型ゲート部の間にスペーサーを挟み、ゲート開口部の厚みを調整できるようにしてなる請求項１又は２記載の反応射出成形用型。
【請求項４】
スペーサーが弾性体である請求項３記載の反応射出成形用型。
【請求項５】
弾性体がスプリングである請求項４記載の反応射出成形用型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応射出成形用型に関する。更に詳しくは、ボイド、未充填などの欠陥を抑制しながら成形品を製造できる反応射出成形用型に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノルボルネン系モノマーとメタセシス重合触媒からなる原料液を混合し、凸型及び凹型で構成される型へ射出し成形品を得る反応射出（ＲＩＭ）成形法は、従来から良く知られている。例えば、ノルボルネン系モノマーとしてジシクロペンタジエンを用いたＲＩＭ成形法で家庭合併処理浄化槽の外槽が成形されている。このような反応射出成形に用いられる型は通常スプール部、ランナー部及びゲート部と呼ばれる反応導入部が形成される。そして、ミキシングヘッドで混合された混合液が、順次スプール部、ランナー部及びゲート部を経て、キャビティ内に圧入される。スプール部、ランナー部及びゲート部の構造については混合液の未充填箇所が生じないように、従来、種々検討されている。例えば、特許文献では、直管形状のゲート部に代えてフィルム形状のゲートを備える反応射出成形用型が提案されている。また、特許文献２ではフィルムゲートを扁平フィルム状とし、かつ、中央部で狭く、端部で広くなる反応射出成形用型が提案されている。しかし、従来の方法では型温度や型締め圧の変動によりゲート開口部の厚みが変化しても、それ応じてゲート開口部を調整するのは困難であり、またゲート開口部を調節するためにはゲート部を削り落とし又は肉盛りするなどで対応したが、その調整の方法ではその部位を削り込むという作業を繰り返さなければならず、決して容易な作業ではなかった。
【特許文献１】特開平１０−２９２２８号公報
【特許文献２】特開２００２−４６１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、ゲート開口部を容易に調整することができ、型内への注入圧及び混合液の流れを制御し、ボイド、未充填などの不具合を防ぐことができる反応射出成形用型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を達成する為、混合液導入部の構造を種々検討した結果、ゲート部を入れ子構造することが効果的であることを見出した。
すなわち、本発明は次のものに関する。
（１）  ノルボルネン系モノマーとメタセシス重合触媒からなる原料液を混合し、得られた混合液を反応射出成形用型に注入するためのゲート部を入れ子構造とし、ゲート開口部の形状又は厚みを調整することができるようにしてなる反応射出成形用型。
（２）  入れ子構造が分割構造であることを特徴とした項（１）記載の反応射出成形用型。
（３）  入れ子構造と型ゲート部の間にスペーサーを挟み、ゲート開口部の厚みを調整できるようにしてなる項（１）又は項（２）記載の反応射出成形用型。
（４）  スペーサーが弾性体である項（３）記載の反応射出成形用型。
（５）  弾性体がスプリングである項（４）記載の反応射出成形用型。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の反応射出用型を用いることで、ゲート開口部を容易に調整することができ、ジシクロペンタジエン等のノルボルネン系モノマーから成形欠陥の無い成形品を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照しながら本発明を具体的に説明する。
図１は本発明に係る一対の反応射出成形用型の外観斜視図である。この反応射出成形用型が型締めされ、複数の原料液が加圧下でミキシングヘッドにより混合され、その混合液が凸型１と凹型２のキャビティ内に射出され反応硬化することで成形品が得られる。使用する型の材質は、通常、金属型を使用するが、合成樹脂、木材など使用することができる。型温は混合液の活性により適宜決定されるが、好ましくは２０〜１００℃、さらに好ましくは３５〜８５℃である。
【０００７】
図２は本発明に係る一対の反応射出成形用型の凹型から凸型を見た正面図である。注入部は型の下方部にゲート部３が形成され更には、その下方部にランナー部４及びスプール部５が略Ｔ字状に形成される構造である。ここで、ゲート部３を型の下方部に配置するのは、エアやガスをキャビティ内上方に逃がし、ボイド等を発生させない為である。
【０００８】
混合液の注入時間は、成形材料の特性上１０〜５０秒、好ましくは３０〜４０秒である。注入時間が長すぎると材料が注入中に硬化し未充填箇所が発生し、また短すぎるとエアを巻き込み易いからである。
【０００９】
スプール部５の断面積は、混合液を圧入させるポンプの能力及び型の強度から決定しており、注入時間に合せ材料の吐出量を選定する。この時、スプール部断面積が小さすぎると型に掛かる圧力が高くなり、その圧力に耐えられるようにするため型強度を上げなければならない。また、スプール部断面積が大きいと材料が無駄になりやすい。従って、射出圧力は１ＭＰａ以下、射出速度は５〜１５ｍ／ｓ、スプール部の断面積は約１００〜３００ｍｍ２である。
【００１０】
ランナー部４の長さは、成形物の大きさに依存するが、スプール部の幅の１０〜１００倍程度ある。ランナー部における混合液流に直角な断面積は、スプール部断面積のおよそ半分程度に設計する。これは、スプール部を出た混合液がランナー部に垂直に衝突し、Ｔ字状に２方向に別れる際、圧力が減衰して流れが乱れるのを抑制するためである。
【００１１】
本発明に用いる入れ子の材質は、アルミニウム、ステンレス、鉄、銅、ニッケル等の金属、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、シリコーン、ウレタンなどのプラスチックなど制限はないが、入れ子挿入側の型材質と同じ物にするのが好ましい。材質を変えると熱膨張係数が違う為入れ子と挿入溝との間に隙間が空いてしまい混合液が入り込む恐れがあるからである。入れ子の形状及び大きさは該ゲート開口部の形状/又は厚みを調整できるものであれば制限はなく、型ゲート部に合わせて適宜決定されるが、一般的には、断面形状が正方形、長方形、台形等であり、幅５〜５０ｍｍ、厚さ１〜３０ｍｍ、長さ１００〜３０００ｍｍ、好ましくは幅１０〜２０ｍｍ、厚さ３〜１０ｍｍ、長さ２００〜１５００ｍｍである。入れ子の長さは製品となる部分のキャビティの長さと同等にすることが好ましく、入れ子の厚さは連続的／又は段階的に可変させてもかまわない。上記入れ子は、ゲート部長さに合わせて複数の入れ子を組合せることができる。部分的に入れ子を交換できることで、より微調整が可能だからである。入れ子の本数は通常１〜１０本であるのが好ましく、夫々の形状／又は厚みは適宜決定することができる。さらに、入れ子と型の間にスペーサーを挿入し、そのスペーサーの厚みを変えることでゲート開口部の厚さを変えることができる。また、スペーサーとして弾性体やスプリングを用いることもできる。ボルトなどで入れ子を締め込む、或いは緩めるだけでその弾性力によりゲートの厚みを調整することができるからである。
【００１２】
本発明において使用されるノルボルネン系モノマーは、メタセシス重合性触媒の存在下に重合反応を行うことにより、成形品を得るものである。そのノルボルネン類としては、  ノルボルネン、ノルボルナジエン、メチルノルボルネン、ジメチルノルボルネン、エチルノルボルネン、エチリデンノルボルネン、ブチルノルボルネン、５−アセチル−２−ノルボルネン、ジメチル−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシレート、Ｎ−ヒドロキシ−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシイミド、５−ノルボルネン−２−カルボニトリル、５−ノルボルネン−２−カルボキシアルデヒド、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸モノメチルエステル、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸ジメチルエステル、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸ジエチルエステル、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸ジ−ｎ−ブチルエステル、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸ジシクロヘキシルエステル、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸ジベンジルエステル、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無水物、３，６ーエポキシー１，２，３，６ーテトラヒドロフタル酸無水物、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸、５−ノルボルネン−２−メタノール、６−トリエトキシシリル−２−ノルボルネン、５−ノルボルネン−２−オールなどの二環ノルボルネン、ジシクロペンタジエン（シクロペンタジエンの二量体）、ジヒドロジシクロペンタジエン、メチルジシクロペンタジエン、ジメチルジシクロペンタジエン、などの三環ノルボルネン、テトラシクロドデセン、メチルテトラシクロドデセン、ジメチルシクロテトラドデセンなどの四環ノルボルネン、トリシクロペンタジエン（シクロペンタジエンの三量体）、テトラシクロペンタジエン（シクロペンタジエンの四量体）などの五環以上のノルボルネンが挙げられる。以上の化合物は、単独で、または複数の併用でもかまわない。
ノルボルネン系モノマーは、特にコストの面より、ジシクロペンタジエンを用いることが好ましい。
【００１３】
本発明において使用されるメタセシス重合性触媒は、ノルボルネン系モノマーの重合が可能なメタセシス重合性触媒であり、シクロオレフィン系化合物の開環重合用触媒として知られているものを使用することができる。具体例として、タングステン、モリブデン、タンタルなどのハロゲン化物、オキシハロゲン化物、酸化物、有機アンモニウム塩などが挙げられるが、適当な例としては、六塩化タングステン、オキシ四塩化タングステン、酸化タングステン、トリドデシルアンモニウムタングステート、トリ（トリデシル）アンモニウムタングステート、トリオクチルアンモニウムタングステート、などのタングステン化合物；五塩化モリブデン、オキシ三塩化モリブデン、トリドデシルアンモニウムモリブデート、メチルトリカプリルアンモニウムモリブデート、トリ（トリデシル）アンモニウムモリブデートなどのモリブデン化合物；五塩化タンタルなどのタンタル化合物、
【化１】
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等のルテニウム化合物などがある。なお、上記において、Ｃ６Ｈ１１はシクロヘキシル基、Ｃ６Ｈ５はフェニル基、Ｃ９Ｈ１４はシメンを示す。
【００１４】
本発明において使用される共触媒(活性剤)としては、アルキルアルミニウム、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、アリールオキシアルキルアルミニウムハライド、有機スズ化合物などが挙げられるが、適当な例としては、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、メチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジクロライド、ジエチルアルミニウムクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライド、プロピルアルミニウムジクロライド、イソブチルアルミニウムジクロライド、メチルアルミニウムセスキブロマイド、エチルアルミニウムジブロマイド、エチルアルミニウムジアイオダイド、ジエチルアルミニウムアイオダイド、プロピルアルミニウムジアイオダイド、テトラブチルスズなどがある。
【００１５】
上記のメタセシス重合性触媒は、ノルボルネン系モノマーの1モルに対し、通常、約０．０１〜５０ミリモル、好ましくは０．１〜２０ミリモルの範囲で用いられる。また、共触媒(活性剤)は、メタセシス重合性触媒成分の１モルに対して、通常、０．１〜２００モル、好ましくは１〜１０モルの範囲で用いられる。
【実施例】
【００１６】
ジシクロペンタジエン含有液を原料液として、重量１００ｋｇ程度の浄化槽の筐体を製造する場合を例に以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明についてさらに具体的に説明する。
【００１７】
（実施例１）
アルミ鋳造製の凸型１とニッケル電鋳の凹型２が型締めした後、２液タイプの原料液が加圧下でミキシングヘッドにより混合され、その混合液を凸型１と凹型２のキャビティ内に射出し反応硬化することで筐体を成形できる。混合液の注入時間は、成形材料の特性上３５秒程度で注入する。型温度は凸型が４０℃、凹型が８０℃である。型の下方部にゲート部３が形成され更には、その下方部にランナー部４及びスプール部５が略Ｔ字状に形成される構造である。図３は凸型及び凹型が型締めした後の縦断面図である。図４は、図３Ａ部の拡大図である。凸型に設けられた入れ子装着用の溝３に図５で示す３分割された入れ子７を装着する。入れ子はボルトにより型に固定する。入れ子の長さは夫々５００ｍｍとし、３本合わせてゲート部長さと同じ１５００ｍｍである。入れ子の幅は夫々１０ｍｍである。入れ子の厚さは、中央部の入れ子の厚み（ｔ２）が５ｍｍ、両端の入れ子の厚み（ｔ１、ｔ３）が４．５ｍｍである。入れ子の材質はアルミニウムである。図６に入れ子７を型に装着した後の図３Ａ部の拡大図を示す。このように凸型及び凹型で形成されたキャビティーは図７のようになり、そのＢ−Ｂ断面図は図８のようになる。このようにできたゲート開口部８の厚みは中央部厚み（ｔ２’）が約０．５ｍｍであり、両端部厚み（ｔ１’、ｔ３’）が約１．０ｍｍである。
また、スプール部５の断面積Ｓ１は約１８０ｍｍ２、ランナー部４の長さは１５００ｍｍ、断面積Ｓ２は１００ｍｍ２である。上記の型で成形した浄化槽成形品の結果を表１の実施例１に示す。
【００１８】
（比較例１）
中央部の入れ子の厚みが４．７ｍｍ、両端の入れ子の厚みが４．２ｍｍである入れ子を用いる以外は、実施例１と同様の方法で成形品を得た。その結果を表１の比較例１に示す。
【００１９】
（比較例２）
中央部の入れ子の厚みが４．７ｍｍ、両端の入れ子の厚みが４．５ｍｍである入れ子を用いる以外は、実施例１と同様の方法で成形品を得た。その結果を表１の比較例２に示す。
【００２０】
【表１】
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表1に示すように型ゲート部の入れ子を入れ替えることで、ゲート開口部を容易に調整することができ、型内への注入圧及び混合液の流れを制御し、ボイド、未充填などの不具合を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例における一対の反応射出成形用型の外観斜視図。
【図２】図１における凸型の正面図。
【図３】凸型及び凹型が型締めした後の縦断面図。
【図４】図３Ａ部の拡大図。
【図５】３分割された入れ子。
【図６】入れ子を型に装着した後の図３Ａ部の拡大図。
【図７】凸型及び凹型で形成されたキャビティー。
【図８】図７のＢ−Ｂ断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１：凸型
２：凹型
３：ゲート部
４：ランナー部
５：スプール部
６：凸型１と凹型２のキャビティー
７：入れ子
８：ゲート開口部
９：ランナー開口部
１０：スプール開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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