(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ラクタムをアニオン重合触媒及び助触媒の存在下で、熱検出手段を金型内部の下部、中部及び上部に設けた金型内に注入してポリアミド樹脂成形体を製造する方法であって、金型全体を一定温度に保持した金型内に注入された溶融ラクタムの重合発熱による温度上昇を前記熱検出手段で検出して金型の下部から中部及び上部に順次温度を上昇するように、温度上昇を確認しながら溶融ラクタムの注入速度を調整することを特徴とするポリアミド樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラクタムのアニオン重合により棒状、板状等の所定形状のポリアミド樹脂成形体の製造方法に係り、特に内部残留気泡がなく、充填材及び補強材等の添加材を添加した際それらが均一に分散した成形体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
所定温度に加熱された溶融ラクタムを予め加熱された金型内に注入しアニオン重合させポリアミドを成型する方法では、成形体のサイズや形状により成形体の内部に気泡と呼ばれる空洞欠陥を発生させることが問題となっている。
【０００３】
これは成型時の大きな体積収縮に起因するのであり、ラクタム溶液を金型へ注入後重合開始まで、ある程度の時間を要するため重合の進行が各部位でばらついたり、ラクタム溶液を注入後対流が起こり、金型の高さ方向で上部溶液温度が上がり上部より重合することにより発生するのが要因の一つと考えられる。
【０００４】
このような内部残留気泡を発生させないために、従来ではラクタム溶液を加圧下で重合する方法が提案されている。また、ラクタム溶液と比重の異なる充填材および補強材等の添加材を添加した場合、重合時に沈降し、均一に分散した成形体が得られ難いという問題に対しては、粒径を細かくしたり、ラクタム液の粘度を上げたりという方法がとられてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
内部残留気泡を無くす従来の方法では成形サイズが大きくなったり、高さ方向で形状の違う成形体を得る場合に応用することが困難であった。さらに、金型を含む成形装置の設備費がかかり経済性の点で問題であった。
【０００６】
また、ラクタム溶液に各種添加材を添加した場合、各部位での重合進行速度のばらつきが顕著になり、分散不良に加え内部残留気泡の発生率が高くなり、従来法では両方を押さえることは困難である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記のような問題を解決し、成形本体のサイズや形状をを問わず内部残留気泡のないポリアミド樹脂成形体の製造方法に関するものであり、その要旨は、溶融ラクタムをアニオン重合触媒及び助触媒の存在下で、熱検出手段を金型内部の下部、中部及び上部に設けた金型内に注入してポリアミド樹脂成形体を製造する方法であって、金型全体を一定温度に保持した金型内に注入された溶融ラクタムの重合発熱による温度上昇を前記熱検出手段で検出して金型の下部から中部及び上部に順次温度を上昇するように、温度上昇を確認しながら溶融ラクタムの注入速度を調整することを特徴とするポリアミド樹脂成形体の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づき説明する。
【０００９】
図１は本発明に使用した成形金型の斜視図であり、高さ６００ｍｍ、幅１２００ｍｍ、厚さ２０ｍｍ、の成形金型１の内部に熱電対２を下部、中部、上部の３個所にセットし金型全体を１６０℃保持した。
【００１０】
本発明において、金型内で重合体の固化を金型の下部から上部に順次進行させる具体的手段、または金型内に於ける重合体の重合発熱による温度上昇を金型の下部から上部に順次発現させる具体的手段は、図１の金型内にラクタム溶液を注入する速度を調整する。
すなわち、ラクタム溶液を金型に注入途中で金型下部では溶液の重合反応が始まり重合固化が進行し、この重合反応にともなって重合発熱が発生して金型１の下部にセットされている熱電対２が高温値を示す。
この熱電対の値を確認しながら下部、中部、上部と順次に重合による発熱温度が上昇するように、ラクタム溶液の金型内への注入速度を調整しながら重合成形を行う。
【００１１】
図２は溶融ラクタムを金型に注入した際の金型内の各部位の温度上昇と時間の関係図であり、金型内に逐次注入された溶液が重合発熱して金型下部が先ず温度上昇し次いで中部及び上部と上昇し、ついに金型内の各部位の温度が一定の値となる。
【００１２】
このように、金型の下部から上部へ向かって重合固化が進行し、内部残留気泡のないポリアミド樹脂成形体を得ることが出来た。また溶融ラクタムと比重を異にする充填材、補強材の添加材を添加した場合、添加材の沈降よりラクタム液の増粘が勝るため均一に分散することが可能となった。
【００１３】
ここで、注入するラクタム溶液の配合や温度、金型の温度等を調整して重合速度を極端に速くすると金型の高さ方向で重合固化スピードに極端な差が生じ、重合成形された製品の表面に凹凸が発生し、外観不良を生じたり均一な物性のものが得られなくなる。また注入速度を極端に遅くした場合も重合成形された製品に同様な不良が生じる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例により説明する。
実施例１
成形金型は図１に示す成形金型を１６０℃に保持したものを使用した。
ステンレス鋼製容器に、無水のεーカプロラクタム１４ｋｇを採り１４０〜１６０℃の温度に加熱し、これに重合助触媒のトリレンジイソシアネート３３ｇとグラファイト２ｋｇを添加混合した。……「Ａ液」と呼ぶ
一方、別のステンレス鋼製容器に、無水のεーカプロラクタム１ｋｇを採り、これに重合触媒の水素化ナトリウム（油性６３％）９ｇを加え１４０〜１６０℃に調整した。……「Ｂ液」と呼ぶ
２台のポンプを用いて、 Ａ液を５．６５ｋｇ／ｍｉｎ、Ｂ液を０．３５ｋｇ／ｍｉｎ、合計６ｋｇ／ｍｉｎの注入速度で成型型内に溶融ラクタム液を同時に注入した。注入と同時に金型各部位の混合溶液の重合発熱による温度上昇を熱電対２で測定したところ、下部から中部及び上部と順次発現していた。
約３０分で金型から成形体を取り出し超音波探傷器で内部検査したが内部残留気泡は見られなかった。また外観も良好で、グラファイトの分散も成形体の各部位で良好であった。引張強度もＡＳＴＭ  Ｄ６３８に準拠して測定したところ８５ＭＰａ以上の強度を示し、各部位の差も５ＭＰａ以内であり良好であった。なお引張試験片は金型の高さ方向を試験片の長さ方向として採取した。
金型内に注入された溶融ラクタム液は、金型の下部から上部に固化が順次進行して重合成形された。
【００１５】
比較例１
実施例１で、Ａ液及びＢ液の注入速度比を同じにし、溶融ラクタム液の合計の注入速度を１５ｋｇ／ｍｉｎに変更した以外は同様にして評価した。
金型各部位の混合溶液の重合発熱による温度上昇は上部から中部及び下部の順位に現れた。
成形体は内部残留気泡が見られ、外観は良好であるが、グラファイトの分散は不良、引張強度は良好であった。
また、金型に注入された溶融ラクタム液は、金型の上部から中部及び下部の順位に固化が進行した。
【００１６】
【発明の効果】
本発明により、サイズ、形状を問わず、成形体に内部残留気泡が無く又外面にも凹凸の発生がなく、さらに充填材、補強材等の添加材を添加した際それらが均一に分散したポリアミド成形体を供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用する成型金型の斜視図。
【図２】溶融ラクタムを金型に注入した際の金型内の各部位の温度上昇と時間との関係図。
【符号の説明】
１  金型
２  熱電対
【図１】
0003734623.tif 000002
【図２】
0003734623.tif 000003