JPH09254182A - リブを持つノルボルネン系モノマーの反応射出成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リブにボイドによる割れなどが発生し難く、
高強度で、きれいな外観を有する高品質のノルボルネン
系モノマーの反応射出成形体のリブを提供すること。 【解決手段】 リブの稜線と成形体の第１面との交点で
ある第１立ち上がり点と、リブの稜線と成形体の第２面
との交点である第２立ち上がり点とを結ぶ直線に対し
て、前記リブの稜線が内側に窪むように成形してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リブを持つノルボ
ルネン系モノマーの反応射出成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート成形体や金属成形体は、重
いことおよび切削加工が困難であることなどの欠点を有
することから、近年では、従来金属またはコンクリート
で成形していた成形体を合成樹脂で成形しようとする試
みが盛んである。

【０００３】特にノルボルネン系モノマーの反応射出成
形体（ＲＩＭ）は、耐衝撃性に優れ、しかも大型成形体
の成形が容易であることから、多方面の技術分野におい
て用いられることが検討されている。このようなＲＩＭ
成形体においては、特に大型の組立体を成形する場合
や、ＲＩＭ成形体から成る部材を他の部材に取り付ける
場合に、ＲＩＭ成形体から成る部材にフランジを設け、
そのフランジをボルト・ナットまたは接着剤で他の部材
に取り付ける場合がある。

【０００４】その場合に、フランジの強度が問題となる
ことがある。たとえばフランジを有するＲＩＭ成形体を
移送する際に、フランジの部分を利用して成形体を引き
上げることがあるが、その際に、成形体の重量にもよる
が、フランジの部分に割れが生じるおそれがあった。

【０００５】このような問題点を解決するために、フラ
ンジの基部に単純三角状のリブを設けて、フランジの補
強を図ることが検討されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
単純三角状のリブでは、ＲＩＭ成形後の成形体のリブの
部分にボイドが発生して、リブの破断の原因となること
がある。また、ボイドがあると、成形体の外観不良とな
り、成形体の品質が低下する。

【０００７】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、リブにボイドによる割れなどが発生し難く、高強度
で、きれいな外観を有する高品質のリブを持つノルボル
ネン系モノマーの反応射出成形体を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るリブを持つノルボルネン系モノマーの
反応射出成形体は、リブの稜線と成形体の第１面との交
点である第１立ち上がり点と、リブの稜線と成形体の第
２面との交点である第２立ち上がり点とを結ぶ直線に対
して、前記リブの稜線が内側に窪むように成形してある
ことを特徴とする。 リブが形成される成形体の厚さ
は、好ましくは２mm以上、さらに好ましくは２．５mm以
上、特に好ましくは３mm以上である。薄すぎると、成形
体として十分な強度が得られないおそれがある。また、
成形体の厚さの上限は、好ましくは３０mm以下、より好
ましくは２０mm以下、特に好ましくは１５mm以下であ
る。厚すぎると、リブを持つ成形体の製造が困難にな
る。

【０００９】リブが形成される成形体の第１面と第２面
とは、通常、平面であることが好ましいが、曲面であっ
ても良い。これら第１面と第２面とが接する部分は、曲
面であることが好ましい。成形性を良好にするためであ
る。本発明に係るリブの稜線（リブの縦断面でリブの頂
点を結んだ線）は、内側に窪むような形状にするため
に、少なくとも二つの直線が交差するような形状、ある
いは曲線形状である。リブの稜線を、直線が交差するよ
うな形状で構成する場合には、直線の交差部は、曲線で
結ぶことが好ましい。また、稜線と第１面との交点であ
る第１立ち上がり点の近くの稜線は、滑らかな曲線であ
ることが好ましい。第２立ち上がり点の近くの稜線も同
様である。成形性を良好にするためである。なお、本発
明において、リブの縦断面とは、第１面および第２面の
双方に略垂直な面であって、リブの稜線を通る面であ
る。

【００１０】リブの横断面形状は、山形状であることが
好ましい。山の頂部は凸状曲線形状であり、山の裾部は
凹状曲線形状であることが好ましい。なお、リブの横断
面とは、リブの長手（縦）方向に垂直で、第１面または
第２面に垂直な面でリブを切断した断面である。

【００１１】本発明に係るリブを有する成形体は、ノル
ボルネン系モノマーの反応射出成形体で構成されるため
に、耐衝撃性に優れている。また、本発明に係るリブを
成形体のフランジの部分に形成することで、その部分の
強度が向上し、フランジの部分に外力が作用しても、そ
の部分が破損するおそれが少ない。

【００１２】また、本発明では、リブを上記のような形
状とすることで、ボイドによる割れなどが発生し難く、
高強度で、きれいな外観を有する高品質のリブを形成す
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るリブを持つノ
ルボルネン系モノマーの反応射出成形体を、図面に示す
実施形態に基づき、詳細に説明する。第１実施形態 図１は本発明の一実施形態に係るノルボルネン系モノマ
ーの反応射出成形体のリブの縦断面寸法関係を示す概略
図、図２はそのリブの斜視図である。

【００１４】図１，２に示すように、本実施形態では、
ノルボルネン系モノマーの反応射出成形体２の一部に、
フランジ４を一体成形し、フランジ４の外表面である第
１面６と成形体２の外表面である第２面８との交差部
に、リブ１０が一体に成形してある。

【００１５】リブ１０の頂点を結ぶ線である稜線１２
は、図１，２に示すように、第１面６および第２面８に
対して略垂直な面に含まれるように形成してある。この
稜線１２は、本実施形態では、実質的には、二つの直線
ｂｄ，ｂ’ｄで構成される。この稜線１２は、第１面６
と稜線１２との交点である第１立ち上がり点ｂと、第２
面８と稜線１２との交点である第２立ち上がり点ｂ’と
を結ぶ直線ｂｂ’よりも内側に窪んだ形状をしている。

【００１６】リブ１０が形成される成形体２の厚さｔ₁
は、好ましくは２mm以上、さらに好ましくは２．５mm以
上、特に好ましくは３mm以上である。薄すぎると、成形
体２として十分な強度が得られないおそれがある。ま
た、成形体の厚さの上限は、好ましくは３０mm以下、よ
り好ましくは２０mm以下、特に好ましくは１５mm以下で
ある。厚すぎると、リブを持つ成形体の製造が困難にな
る。ｔ₂ は厚さｔ₁ より厚めが好ましい。たとえば、ｔ
₂ ＝ｔ₁ ＋２ｍｍが好ましい。

【００１７】図１では、図示の便宜から、第１面６と第
２面８との交差部ａが角ばっているが、実際の成形体で
は、図３に示すように、丸みを持たせることが好まし
い。また、リブ１０の稜線１２を構成する二つの直線ｂ
ｄ，ｂ’ｄの交差部ｄは、図１では図示の便宜から角張
って示してあるが、実際の成形体では、図３に示すよう
に、凹状曲線とすることが好ましい。また、稜線１２と
第１面６との交点である第１立ち上がり点ｂの近くの稜
線は、図３に示すように、滑らかな曲線であることが好
ましい。図１に示す第２立ち上がり点ｂ’の近くの稜線
１２も同様である。成形性を良好にするためである。

【００１８】本実施形態では、図１に示すように、リブ
１０の稜線１２を構成する二つの直線ｂｄ，ｂ’ｄの交
点ｄから第１面６へ下ろした垂線との交点をｃとし、交
点ｄから第２面８へ下ろした垂線との交点をｃ’とし、
交点ｄから直線ｂｂ’へ下ろした垂線との交点をｅと
し、交点ａから直線ｂｂ’へ下ろした垂線との交点をｆ
とする。また、直線ａｃの長さをｌとし、直線ａｂの長
さをＬとし、直線ａｃ’の長さをｌ’とし、直線ａｂ’
の長さをＬ’とした場合に、次に示す関係にあることが
好ましい。

【００１９】すなわち、Ｌ／ｌおよびＬ’／ｌ’が、好
ましくは１．５以上、さらに好ましくは２以上、特に好
ましくは２．５以上である。これらのＬ／ｌおよびＬ’
／ｌ’の上限は、好ましくは１０以下、さらに好ましく
は８以下、特に好ましくは７以下である。これらの値が
小さすぎると、リブ１０の補強効果が小さく、しかもボ
イドが発生し易くなる。また、大きすぎる場合には、十
分な補強効果を有するリブとならない。

【００２０】また、ｈ／Ｈ（交点ｄの凹み比）は、好ま
しくは０．２０以上、さらに好ましくは０．３０以上、
特に好ましくは０．４０以上である。この上限は、好ま
しくは０．９０以下、さらに好ましくは０．８５以下、
特に好ましくは０．８０以下である。この値が小さすぎ
ると、十分な補強効果を有するリブと成らず、大きすぎ
るとボイドが発生するおそれがあると共に、材料の無駄
にもなる。

【００２１】また、図２に示すように、フランジの幅Ｗ
とした場合には、Ｌ／Ｗは、好ましくは０．１以上、さ
らに好ましくは０．２以上、特に好ましくは０．３以上
である。この上限は、好ましくは０．９以下、さらに好
ましくは０．７以下、特に好ましくは０．５以下であ
る。この値が小さすぎると、十分な補強効果を有するリ
ブと成らず、大きすぎると、ボルト・ナットの取付の邪
魔になると共に、材料の無駄になる。

【００２２】本実施形態において、リブ１０の横断面
は、図４に示すように、山形状であることが好ましい。
山の頂部は凸状曲線形状であり、山の裾部は、図５に示
すように、凹状曲線形状であることが好ましい。なお、
リブ１０の横断面とは、リブ１０の長手（縦）方向に垂
直で、第１面６または第２面８に垂直な面でリブ１０を
切断した断面である。図５において、山形のリブ１０の
頂点が稜線１２と交差する。

【００２３】リブ１０の横断面において、リブ１０の裾
部の幅ｔ₃ を、リブ１０の裾部の両側の立ち上がり点ｇ
（図５参照）間の距離と定義し、リブ１０の中腹部の幅
を、リブ１０の頂点から第１面６または第２面８へ下ろ
した垂線ｈｘの中点でのリブ幅Ｔ₄ として定義する。本
実施形態では、下記の関係が成り立つことが好ましい。

【００２４】すなわち、ｔ₄ ／ｔ₃ が、好ましくは０．
５２以上、さらに好ましくは０．５４以上、特に好まし
くは０．５５以上である。また、ｔ₄ ／ｔ₃ の上限は、
好ましくは０．８０以下、さらに好ましくは０．７５以
下、特に好ましくは０．７０以下である。この値が小さ
すぎると、リブの稜線１２近くにボイドが生じ易く、こ
の値が大きすぎると、リブの裾部近くにボイドが生じ易
くなる。

【００２５】本実施形態に係るノルボルネン系モノマー
の反応射出成形体のリブ１０においては、フランジ４お
よびリブ１０を含む成形体２の角部には適度な曲率半径
を持たせることが好ましい。たとえば角部においては、
好ましくは０．５mm以上の曲率半径、より好ましくは１
mm以上の曲率半径、特に好ましくは２mm以上の曲率半径
を有することが好ましい。すなわち、この成形体２を成
形するための金型の内面は、半径が好ましくは０．５m
m、より好ましくは１mm、特に好ましくは２mmの球を転
がした場合に、この球と接触しない部分がないような形
状であることが望ましい。なぜなら、このような球が接
触しない部分がある場合には、成形材料の充填が困難で
あり、成形体にボイドが発生するおそれがあるからであ
る。

【００２６】本実施形態のフランジ４およびリブ１０を
持つ成形体２は、反応射出成形法（ＲＩＭ）によって得
られるポリノルボルネン系樹脂で構成される。特に、エ
ラストマーで改質されたノルボルネン系モノマーの開環
重合体で構成されたものが好ましい。

【００２７】エラストマーとしては、例えば、ポリブタ
ジエン、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ス
チレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢ
Ｓ）、ポリイソプレン、スチレン−イソプレン−スチレ
ンブロック共重合体（ＳＩＳ）、エチレン−プロピレン
−ジエンターポリマー（ＥＰＴ）などを挙げることがで
きる。

【００２８】エラストマーの配合割合は、ノルボルネン
系モノマー１００重量部に対して、１〜２０重量部、好
ましくは２〜１５重量部である。エラストマーの配合割
合が少ないと、可撓性が低下する。逆に、エラストマー
の配合割合が多すぎると、ガラス転移温度が低下し、か
つ、強度が低下するので好ましくない。

【００２９】モノマーは、ジシクロペンタジエンやジヒ
ドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、ト
リシクロペンタジエン等のノルボルネン環を有するシク
ロオレフィンである。メタセシス触媒は、六塩化タング
ステン、トリドデシ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等のモリブデ
ン酸有機アンモニウム塩等のノルボルネン系モノマーの
塊状重合用触媒として公知のメタセシス触媒であれば特
に制限はないが、モリブデン酸有機アンモニウム塩が特
に好ましい。

【００３０】活性剤（共触媒）としては、エチルアルミ
ニウムジクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド等の
アルキルアルミニウムハライド、これらのアルコキシア
ルキルアルミニウムハライド、有機スズ化合物等が挙げ
られる。反応射出成形の前準備として、ノルボルネン系
モノマー、メタセシス触媒および活性剤を主材とする反
応射出成形用材料をノルボルネン系モノマーとメタセシ
ス触媒とよりなる液と、前記のノルボルネン系モノマー
と活性剤とよりなる液との安定な２液に分けて別の容器
に入れておく。反応射出成形に際しては、この２液を混
合し、次いで、この混合液を、金型のキャビティ内に注
入し、キャビティ内で塊状重合して、成形体２を得る。

【００３１】反応射出成形に用いる金型は、必ずしも剛
性の高い高価な金型である必要はなく、金属製金型に限
らず、樹脂製金型、または単なる型枠を用いることがで
きる。ノルボルネン系樹脂の反応射出成形は、低粘度の
反応液を用い、比較的低温低圧で成形できるためであ
る。金型内は不活性ガスでシールし、重合反応に用いる
成分類は窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で貯蔵し、
かつ操作することが好ましい。

【００３２】金型温度は、好ましくは、１０〜１５０
℃、より好ましくは、３０〜１２０℃、さらに好ましく
は、５０〜１００℃である。金型圧力は通常０．１〜１
００Ｋｇ／ｃｍ² の範囲である。重合時間は、適宜選択
すればよいが、通常、反応液の注入終了後、３０秒〜２
０分、好ましくは、５分以下である。

【００３３】本発明に係る成形体２は、反応射出成形法
により得られるポリノルボルネン系樹脂で構成してある
ので、リブ１０を一体成形し易く、しかも比較的大型の
成形体２を容易に成形することができる。また、ポリノ
ルボルネン系樹脂は、比剛性は低いが比強度は高いとい
う材料的特徴を利用して、成形体２として必要とされる
十分な耐圧を有することができる。

【００３４】本実施形態に係るフランジを持つノルボル
ネン系モノマーの反応射出成形体２では、リブ１０によ
る補強効果のために、フランジ４の部分に外力が作用し
ても、その部分が破損するおそれが少ない。したがっ
て、この成形体２の搬送時にフランジ６に外力が作用し
ても、このフランジ６が破損することもない。

【００３５】また、本実施形態では、リブ１０が前述し
た形状を有するために、このリブ１０の部分にボイドに
よる割れなどが発生し難く、高強度で、きれいな外観を
有する高品質のリブを形成することができる。また、フ
ランジ４にリブ１０を成形することで、フランジ４の合
わせ面２０（図２参照）が平滑になるので、このフラン
ジ４の合わせ面２０を他の部材に接触させて成形体２を
他の部材に接合する際に、このフランジ４の部分の密封
性も良好に保持される。

【００３６】第２実施形態 本実施形態では、図６に示すように、リブ１０ａの稜線
１２ａを、実質的に３つ以上の直線で構成してある。本
実施形態のその他の構成は、前記第１実施形態の場合と
同様であり、同様な作用効果を奏する。

【００３７】なお、本発明では、リブの稜線は、すべて
凹状曲線で構成しても良い。第３実施形態 本実施形態は、前記第１実施形態のリブ１０とフランジ
４を有する成形体２と同様なリブ１０とフランジ４とを
有する成形体２ａ〜２ｆを組み立てて、浄化槽のケーシ
ングを製作した例である。各成形体２ａ〜２ｆのいずれ
かには、必要に応じて、その他のリブ３０を形成しても
良い。本実施形態のリブ１０を持つ成形体２ａ〜２ｆを
組み立てて浄化槽のケーシングを構成すれば、耐圧強度
に優れた比較的大型の浄化槽をきわめて容易に製作する
ことができる。

【００３８】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を、さらに具体的な実施例に基
づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されな
い。実施例１ 図１，２に示すリブ１０とフランジ４を持つノルボルネ
ン系モノマーの反応射出成形体２を成形した。

【００４０】反応射出成形に際しては、ジシクロペンタ
ジエン（ＤＣＰ）８５％と、非対称型シクロペンタジエ
ン三量体１５％を用い、これにスチレン−イソプレン−
スチレンブロック共重合体（クレイトン１１７０、シェ
ル社製）を５％とフェノール系の酸化防止剤であるイル
ガノックス１０１０（チバガイギー社製）を２％溶解さ
せ、これを２つの容器に入れ、一方にはモノマーに対し
ジエチルアルミニウムクロリド（ＤＥＡＣ）を４０ミリ
モル濃度、ｎ−プロパノールを４４ミリモル濃度、四塩
化ケイ素を２０ミリモル濃度となるように添加した（Ａ
液）。他方には、モノマーに対しトリ（トリデシル）ア
ンモニウムモリブデートを１０ミリモル濃度となるよう
に添加した（Ｂ液）。

【００４１】このようにして調製されたＡ液およびＢ液
を、それぞれギヤーポンプにて１対１の容積比となるよ
うにパワーミキサーに送液し、次いで、金型内に、金型
温度７０°Ｃおよび注入圧力２．０Ｋｇ／ｃｍ² 以下で
注入した。金型内では３分間の反応を行ない、これらの
一連の操作は、窒素雰囲気下で行った。

【００４２】その後、金型より成形体を取り出して、図
１，２に示すリブ１０を持つ成形体２を得た。図１，２
に示すように、成形体２の厚さｔ₁ は５mmであり、フラ
ンジ４の厚さｔ₂ は７mmであり、フランジの幅Ｗ（図２
参照）は７０mmであり、図１に示すリブ１０の第１面側
の長さＬは、２５mmであり、交点ｄの第１面側の投影長
さｌは６mmであり、第２面側のリブの長さＬ’は、８７
mmであり、交点ｄの第２面側の投影長さｌ’は１３mmで
あり、交点ｄの凹み比（ｈ／Ｈ）は０．６８であった。
このようなリブ１０が２７０mmのピッチで形成された成
形体２のフランジ４にワイヤを取り付け、成形体２の全
体を釣り上げたが、フランジ部での破損は生じなかっ
た。

【００４３】また、二つの成形体２のフランジ４相互
を、２液ウレタン系接着剤（マイティグリップ、日本合
成ゴム社製）を用いて接着したところ、接着強度は約６
００ｋｇであった。また、二つの成形体２のうち、一方
を上槽とし、他方を下槽とし、それらのフランジ４相互
を、２液ウレタン系接着剤（マイティグリップ、日本合
成ゴム社製）を用いて接着し、さらに、１２０mm間隔で
ボルトおよびナットで固定し、上槽の中央に穴をあけて
水を満杯に入れて２週間放置したところ、水漏れは認め
られなかった。さらに、１８０mm間隔でボルトおよびナ
ットで固定した場合にも、同様に水漏れは認められなか
った。

【００４４】比較例１ フランジの基端にリブを形成しない以外は、前記実施例
１と同様にして、フランジを持つノルボルネン系モノマ
ーの反応射出成形体を成形した。この比較例１に係る成
形体のフランジの周囲４箇所にワイヤを取り付け、成形
体の全体を釣り上げたところ、フランジに欠けが生じ
た。

【００４５】この比較例に係る二つの成形体２のフラン
ジ６相互を、２液ウレタン系接着剤（マイティグリッ
プ、日本合成ゴム社製）を用いて接着したところ、接着
強度は約４００ｋｇであった。また、比較例に係る二つ
の成形体２のうち、一方を上槽とし、他方を下槽とし、
それらのフランジ６相互を、２液ウレタン系接着剤（マ
イティグリップ、日本合成ゴム社製）を用いて接着し、
さらに、１２０mm間隔でボルトおよびナットで固定し、
上槽の中央に穴をあけて水を満杯に入れて２週間放置し
たところ、水漏れは認められなかった。しかしながら、
１８０mm間隔でボルトおよびナットで固定した場合に
は、５日目で若干の水漏れが認められた。

【００４６】比較例２ 図１の実線に示す形状ではなく、図１の交点ｂと交点
ｂ’とを結ぶ直線形状の稜線を有する三角リブを設けた
以外は、実施例１と同様な成形体を製作した。各リブの
部分にボイドが観察された。

【００４７】この比較例２に係る成形体のフランジの周
囲４箇所にワイヤを取り付け、成形体の全体を釣り上げ
たところ、リブの部分に割れや欠けが生じた。

【００４８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、リブにボイドによる割れなどが発生し難く、高強度
で、きれいな外観を有する高品質のリブを持つノルボル
ネン系モノマーの反応射出成形体を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施形態に係るノルボルネン
系モノマーの反応射出成形体のリブの縦断面寸法関係を
示す概略図である。

【図２】図２は図１に示すリブの斜視図である。

【図３】図３はリブの稜線の立ち上がり部および交差部
の詳細を示す概略図である。

【図４】図４はリブの横断面を示す概略図である。

【図５】図５はリブの横断面においてリブの裾部の詳細
を示す概略図である。

【図６】図６は本発明の他の実施形態に係るリブの稜線
を示す概略図である。

【図７】本発明に係るリブを有する成形体を用いて浄化
槽のケーシングを組み立てた斜視図である。

【符号の説明】

２… 成形体 ４… フランジ ６… 第１面 ８… 第２面 １０… リブ １２… 稜線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１面と第２面とが接する部分に一体に
   形成してあるリブを持つノルボルネン系モノマーの反応
   射出成形体であって、 前記リブの稜線と前記第１面との交点である第１立ち上
   がり点と、前記リブの稜線と前記第２面との交点である
   第２立ち上がり点とを結ぶ直線に対して、前記リブの稜
   線が内側に窪むように成形してあるリブを持つノルボル
   ネン系モノマーの反応射出成形体。