JPH11221832A - 反応性重合成形体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形体中に充填剤を均一に分散させたり、充
填剤を従来に比べて高密度で充填させたり、あるいは成
形体中に複数の充填剤を特定の充填密度分布傾向を持た
せて充填させることができる反応性重合成形方法および
その方法により得られる成形体を提供すること。 【解決手段】 金型内に存在する充填剤７と反応原液と
に遠心力を加えた状態下で、反応原液を反応させて重合
させる。このため、仮に金型内に充填剤７が周方向に偏
在していたとしても、充填剤７は、遠心力により金型内
の周方向に均一に分散される。また、反応原液も遠心力
により、金型の内周面に張り付き、重合反応が開始す
る。その結果得られる成形体においては、充填剤７が、
少なくとも成形体の周方向に均一に分散したものが得ら
れる。充填剤としては、比重が異なる二種類以上の充填
剤７ａ，７ｂを成形体中に充填させることも可能であ
る。その場合には、比重が大きい方の充填剤７ａが、成
形体の外周側でリッチとなり、比重が小さい方の充填剤
７ｂが、成形体の内周側でリッチとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反応性重合成形方
法に係り、さらに詳しくは、二以上の反応原液と充填剤
とを別々にあるいは同時に金型内に入れ、金型を回転さ
せるなどにより、反応原液に遠心力を加えた状態下で、
反応原液を反応させて重合させることを特徴とする反応
性重合成形方法およびその方法により得られる成形体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】反応性重合成形方法とは、本明細書にお
いては、金型の内部で反応原液を反応させて重合させる
方法を広く意味するものとし、反応性重合成形方法の１
態様として、反応射出成形（ＲＩＭ）法があるものとす
る。このＲＩＭ法は、二以上の反応原液をミキシングチ
ャンバで混合して金型装置のキャビティに送り込み、金
型装置内で反応させつつ射出成形を行う製法である。こ
のＲＩＭ法は、ノルボルネン系モノマーからポリマー
（成形体）を成形する場合などに好適に用いられてい
る。

【０００３】ＲＩＭ成形体は、耐衝撃性に優れ、しかも
成形圧力が低く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。

【０００４】また、ＲＩＭ成形体の機械的強度や難燃性
などの特性を向上させるために、反応原液中に、補強剤
や難燃性付与剤などの充填剤を充填することがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
反応射出成形においては、充填剤が反応原液中で下に沈
む傾向にあるため、成形体中に充填剤を均一に分散させ
ることが困難であるという課題を有している。また、従
来の反応射出成形においては、充填剤を予め反応原液中
に混合しておき、反応原液と共に、金型の注入口から金
型内へ射出している。このために、金型のゲートを通過
できない程度の大きさの充填剤を反応原液中に含ませる
ことは不可能である。さらに、反応原液中の充填剤の充
填割合を多くすると、反応原液がゲートを通過し難くな
ったり、金型内で反応原液の未充填箇所が生じ易くなっ
たりすることから、成形体中に含有させることができる
充填剤の充填割合には限界があった。

【０００６】また、ガラス繊維などの充填剤を金型の内
部に予め配置しておき、その後反応原液を金型内に射出
する技術も提案されているが、ガラス繊維などの充填剤
を金型内に均一に配置することが困難であると共に、繊
維の隙間に原液を充填させるために、未充填箇所やボイ
ドなどが生じ易いという課題も有している。しかも、こ
の技術では、粒状の充填剤を金型内の空間に均一に配置
することはできないなどの課題も有する。

【０００７】さらに、従来の反応射出成形では、二種類
以上の充填剤を、それらの充填密度分布に特定の傾向を
持たせて充填させることは不可能であった。

【０００８】なお、米国特許第４８０８，３６４号公報
には、回転する金型の内部に、反応原液を混合して入
れ、金型を回転させて、反応原液に遠心力を加えつつ、
金型の内部で反応原液を反応させて重合させる方法が開
示してある。

【０００９】また、特開平３−６９３５７号公報には、
成形体に対して接着性のあるポリエチレン管を金型とし
て用い、このポリエチレン管を軸芯回りに回転させなが
ら、反応性重合反応を行い、得られる成形体をポリエチ
レン管と一体化させる技術が開示してある。

【００１０】しかしながら、これらの公報は、成形体中
に充填剤を均一に分散させる技術、あるいは成形体中に
複数の充填剤を特定の充填密度分布傾向を持たせて充填
させる技術を開示してあるものではなかった。

【００１１】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、成形体中に充填剤を均一に分散させたり、充填剤を
従来に比べて高密度で充填させたり、あるいは成形体中
に複数の充填剤を特定の充填密度分布傾向を持たせて充
填させることができる反応性重合成形方法およびその方
法により得られる成形体を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る反応性重合成形体の製造方法は、金型
内に存在する充填剤と反応原液とに遠心力を加えた状態
下で、反応原液を反応させて重合させることを特徴とす
る。

【００１３】本発明においては、仮に金型内に充填剤が
周方向に偏って存在していたとしても、充填剤は、遠心
力により金型内の周方向に均一に分散される。また、反
応原液も遠心力により、金型の内周面に張り付き、重合
反応が開始する。その結果得られる成形体においては、
充填剤が、少なくとも成形体の周方向に均一に分散した
ものが得られる。

【００１４】充填剤として、反応原液の比重に近い比重
を有するものを用いることが、成形体中における充填剤
の半径方向の均一な分散の点では好ましいが、成形体の
厚みｔが、５ｍｍ以下程度に薄い場合には、反応原液と
かなり異なる比重の充填剤を用いたとしても、充填剤
は、成形体中において半径方向にも実質的に均一に分散
される。

【００１５】なお、充填剤の充填割合が小さい場合や、
得ようとする成形体の厚みが、充填剤の平均粒径、平均
繊維径またはブロックの一辺の平均長さなど（以下、
「粒径など」とも言う）に比べて十分に厚い場合になど
には、充填剤が成形体中において周方向には均一に分散
し、半径方向には所定の密度傾斜を持って分散させるこ
とも可能である。たとえば充填剤の比重が、反応原液の
比重に比較して十分に大きく、充填割合が比較的小さ
く、しかも成形体の厚みが厚い場合には、成形体の半径
方向外側において、充填剤の充填密度が高くなり、半径
方向内側では充填密度が低くなる。また、充填剤の比重
が、反応原液の比重に比較して十分に小さく、充填割合
が比較的小さく、しかも成形体の厚みが厚い場合には、
成形体の半径方向外側において、充填剤の充填密度が低
くなり、半径方向内側では充填密度が高くなる。

【００１６】本発明において、充填剤としては、比重が
異なる二種類以上の充填剤を成形体中に充填させること
も可能である。その場合には、比重が大きい方の充填剤
が、成形体の外周側でリッチとなり、比重が小さい方の
充填剤が、成形体の内周側でリッチとなる。

【００１７】本発明に係る反応性重合成形体は、金型内
に存在する充填剤と反応原液とに遠心力を加えた状態下
で、反応原液を反応重合させて得られる反応性重合成形
体である。

【００１８】本発明に係る反応性重合成形体では、前記
充填剤として、比重が異なる二種類以上の充填剤が含ま
れる場合に、比重が大きい方の充填剤が、成形体の外周
側でリッチとなり、比重が小さい方の充填剤が、成形体
の内周側でリッチとなっている。

【００１９】本発明において、遠心力に基づく加速度の
下限は、特に限定されないが、好ましくは０．５Ｇ以
上、さらに好ましくは１Ｇ以上、特に好ましくは１．２
以上の加速度が良い。加速度が低すぎると、金型の内周
面に反応原液および充填剤が均一に張り付き難く、均一
な厚みの成形体が得られ難い傾向にある。

【００２０】本発明において、加速度の上限は特に限定
されないが、大型の成形体を得る場合には、好ましくは
２０Ｇ以下、さらに好ましくは１０Ｇ以下、特に好まし
くは７Ｇ以下の加速度が良い。

【００２１】本発明に係る方法では、所定の加速度の遠
心力が得られる前に、１Ｇ以下の加速度となるような遠
心力で、金型を回転させる（準備回転）ことが好まし
い。重合反応による成形前に、充填剤と反応原液とを十
分に混合するためである。このような観点からは、準備
回転の所要時間は、反応原液による反応が開始する前ま
での時間であることが好ましい。

【００２２】本発明においては、充填剤は、予め金型内
に入れておき、その後、反応原液を金型内に流し込むこ
とが好ましいが、反応原液中に、充填剤を予め混合させ
ておいても良い。

【００２３】本発明では、従来の方法と異なり、金型の
ゲートを通して反応原液を注入するわけではなく、単に
金型内に反応原液を流し込むのみであるため、反応原液
中に、充填剤を予め混合させておいた場合でも、従来に
比較して、粒径などが大きい充填剤を高充填密度で成形
体に充填させることができる。本発明の方法において、
充填剤を、予め金型内に入れておき、その後、反応原液
を金型内に流し込む場合には、さらに粒径などが大きい
充填剤をさらに高充填密度で成形体中に充填させること
ができる。したがって、本発明では、充填剤を充填させ
たことによる成形体の特性（機械的強度や難燃性など）
の向上を有効に発揮させることができる。

【００２４】本発明において用いられる充填剤として
は、特に限定されず、無機充填剤でも有機充填剤でも良
い。また、充填剤の形態は、特に限定されず、粒状、ブ
ロック状、繊維状、チョップドストランド状のものをマ
ット化したもの、布状に織ったもの、チョップ形状のま
まのものなど、何でも良い。

【００２５】充填剤としては、補強剤や難燃剤などを兼
ねたものでも良く、たとえば、繊維状のものとしては、
ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維、超高分子量
ポリエチレン繊維、金属繊維、ポリプロピレン繊維、ア
ルミコーティングガラス繊維、木綿、アクリル繊維、ボ
ロン繊維、シリコンカーバイド繊維、アルミナ繊維など
を挙げることができる。繊維状の充填剤を用いる場合に
は、本発明では、従来では不可能と考えられていた繊維
径が、５００μｍ以上で、繊維長さが１ｍｍ以上の充填
剤でも、成形体中に含有させることが可能になる。な
お、本発明においては、これらの数値以下の繊維径およ
び繊維長さを持つ繊維状充填剤を成形体中に含ませても
良く、その場合でも、成形体中に均一に分散させること
ができる。

【００２６】また、粒状またはブロック状の充填剤とし
ては、珪砂、ミルドガラス、ガラスバルーン、カーボン
ブラック、グラファイト、タルク、クレー（ケイ酸アル
ミニウム）、けい藻土、炭酸カルシウム、水酸化アルミ
ニウム、雲母、チタン酸カリウム、硫酸カルシウム、酸
化アンチモンなどの無機充てん剤；ポリエチレンビー
ズ、テフロン粒子などの有機高分子充てん剤が例示され
る。粒状の充填剤を用いる場合には、本発明では、従来
では不可能と考えられていた粒径が数ｍｍ以上（１ｍｍ
〜５０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜１０ｍｍ）の充填剤で
も、成形体中に含有させることが可能になる。なお、本
発明においては、数ｍｍ以下の粒径を持つ充填剤を成形
体中に含ませても良く、その場合でも、成形体中に均一
に分散させることができる。本発明において、粒径など
が１００μｍ以下程度の小さい充填剤を用いる場合に
は、その充填剤を反応原液とは別に金型内に予め入れる
ことなく、予め反応原液中に混合しておくことが好まし
い。金型内での充填剤の飛散を防止するためである。

【００２７】これらの充填剤の充填量は、特に制限はな
いが、従来では、成形体全重量の３０重量％程度が上限
であるが、本発明では、４０〜８０重量％程度の高充填
密度でも充填が可能である。

【００２８】反応原液 反応原液としては、特に限定されないが、ウレタン系、
ウレア系、ナイロン系、エポキシ系、不飽和ポリエステ
ル系、フェノール系および、ノルボルネン系などが挙げ
られるが、ノルボルネン系が特に好ましい。金型の内部
に入れる前の反応原液温度は２０〜８０°Ｃが好まし
く、反応原液の粘度は、たとえば、３０°Ｃにおいて、
好ましくは２０〜１５００ｃｐｓ、さらに好ましくは３
０〜７００ｃｐｓ程度である。反応原液の粘度が低すぎ
る場合には、反応原液に遠心力が作用せずに底部に停留
する傾向にあり、粘度が高すぎる場合には、加速度を利
用した自由な形の成形が困難になる傾向にある。

【００２９】また、反応原液には、前記充填剤と共に、
酸化防止剤、顔料、着色剤、発泡剤、摺動付与剤、エラ
ストマー、ジシクロペンタジエン系熱重合樹脂およびそ
の水添物など種々の添加剤を配合しても良い。添加剤を
添加することにより、得られるポリマーの特性を改質す
ることができる。

【００３０】酸化防止剤としては、フェノール系、リン
系、アミン系など各種のプラスチック・ゴム用酸化防止
剤がある。エラストマーとしては、天然ゴム、ポリブタ
ジエン、ポリイソプレン、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（ＳＢＳ）、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（ＥＰＤＭ）、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体（ＥＶＡ）およびこれらの水素化物などがあ
る。添加剤は、通常、予め反応液のいずれか一方または
双方に混合しておく。

【００３１】金型 本発明では、金型の内部に反応原液を入れた後、金型の
内部の反応原液に対して遠心力を加えることができるよ
うな構造となっている。たとえば金型が、一軸あるいは
多軸回りに回転可能になっている。金型を回転させるこ
とで、金型の内部にある反応原液には、遠心力による加
速度が作用する。

【００３２】金型の温度は、好ましくは、１０〜１５０
°Ｃ、より好ましくは、２０〜１２０°Ｃ、さらに好ま
しくは、３０〜１００°Ｃに制御される。金型の温度制
御は、本発明では必ずしも必要ではないが、金型を回転
させながら温度制御を行う場合には、加熱手段として、
ランプやヒートガンなどを用いること又はラバーヒータ
ーなどによる予備加熱が好ましい。

【００３３】なお、金型内に反応原液を注入する前に、
金型の内部に温風を流通させ、少なくとも金型のキャビ
ティ内部を所定温度に加熱した後、温風の流通を停止
し、金型装置のキャビティへ反応原液を流し込み、成形
を行うようにしても良い。

【００３４】本発明において用いられる金型の材質は、
特に限定されないが、金型からの離型性が良く、滑らか
な外周面形状の成形体を得るためには、成形体に対して
非接着性の材質のものが好ましく、たとえば、鋳鉄、
鉄、ステンレス、アルミニウム、ニッケル電鋳などの金
属が好ましい。ただし、成形体に対して非接着性の材質
のものであれば、合成樹脂、あるいはその他の材質でも
良い。反応性重合成形は、比較的低圧での成形が可能で
あり、必ずしも高剛性の金型を用いる必要はないからで
ある。

【００３５】金型を合成樹脂で構成する場合には、合成
樹脂としては、成形体に対して非接着性な、繊維強化プ
ラスチック（ＦＲＰ）、フェノール、ポリエステルなど
の極性樹脂で構成した場合には、反応性重合成形体とは
一体化されないことから、反応性重合成形毎に金型装置
を取り外して繰り返し用いることができるので好まし
い。ただし、本発明においては、成形体に対して接着性
のある金型を用い、成形体と一体化しても良い。

【００３６】また、金型は、自由な形状の成形が可能な
分割可能な割型が好ましいが、チューブなどを成形する
場合には、分割されない筒状の型でも良い。筒状の型の
場合には、得られる成形体を引き抜く必要があることか
ら、離型性を良くするために、型の内周面に沿って、原
液の注入前に、予めワックスや滑剤などを塗布しておく
ことも好ましい。また、成形体を引き抜く時には、成形
体の温度が、成形体のガラス転移温度（Ｔｇ）以下の温
度、好ましくは（Ｔｇ−５０）°Ｃ以下の温度に成って
から成形体を引き抜き始めることが好ましい。その方
が、成形体の形状が崩れないと共に、作業性がよいから
である。

【００３７】重合時間は、適宜選択すればよいが、反応
液の注入終了後、遠心力を加える場合には、金型を所定
の回転数まで上げるために数秒〜数十秒かかることか
ら、好ましくは５〜３０秒、さらに好ましくは５〜１５
秒である。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
形態に基づき説明する。

【００３９】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の１実施形態
に係る反応性重合成形方法に用いる金型の概略斜視図、
同図（Ｃ）は成形品の一例を示す概略斜視図、図２は金
型を回転させるための駆動装置の側面図、図３は駆動装
置の平面図、図４（Ａ）は図１（Ｃ）に示す成形体のIV
−IV線に沿う断面図、同図（Ｂ）はその拡大要部断面
図、同図（Ｃ）は本発明の他の実施形態に係る方法によ
り得られる成形体の要部拡大断面図である。

【００４０】第１実施形態 本実施形態では、ノルボルネン系モノマーを含む反応原
液を反応させて重合させ、外径が４００ｍｍ以上のチュ
ーブ（充填剤含有）を製造する方法について説明する。
反応原液に遠心力を加えるために、本実施形態では、図
１（Ａ），（Ｂ）に示す金型２を用いる。

【００４１】金型２は、割面３に沿って縦方向に２つに
分割可能な割型４と、この割型４が組み合わされた状態
で、その両端部の外周に軸方向から取り付けられる一対
の転動リング８とを有する。割型４は、たとえばアルミ
ニウム製鋳物などで構成してあり、転動リング８は、鋳
鉄などで構成される。

【００４２】割型４の割面３には、シール材が装着して
あることが好ましい。シール材を装着することで、割面
３から反応原液が漏れるなどの不都合を防止することが
できる。本実施形態に用いて好適なシール材としては、
特に限定されず、シリコンゴム製シール材などを用いる
ことができる。

【００４３】割面３で組み合わされた割型４の内部に
は、内周面が形成してあり、この内周面に、所定の粘度
の反応原液が、所定の加速度を持つ遠心力で押し付けら
れるようになっている。割型４の軸方向両端部には、貫
通孔５が形成されるように端板６，６が形成してある。
貫通孔５からは、反応原液を供給するためのノズルが差
し込まれ、金型２の内部へ反応原液を供給可能になって
いる。

【００４４】図２および３に示すように、金型２におけ
る一方の転動リング８には、一対のフランジ付き駆動ロ
ーラ１２が係合し、他方の転動リング８には、一対のフ
ランジ無しの駆動ローラ１４が係合するようになってい
る。これら駆動ローラ１２および１４は、変速機１６お
よび定トルクインバータモータ１８に接続してあり、全
て略同じ回転速度で回転するようになっている。これら
駆動ローラ１２および１４が、全て略同じ回転速度で回
転することで、それらに係合する転動リング８も、その
軸芯回りに回転し、割型４，４から成る金型２をも同時
に軸芯回りに回転する。なお、駆動ローラ１２，１４、
変速機１６およびモータ１８は、ベース２０の上に装着
してある。また、軸方向一方の駆動ローラ１２をフラン
ジ付きとしたのは、フランジが転動リング８の軸方向移
動を制限することにより、金型２の軸方向移動を制限す
るためである。軸方向双方の駆動ローラ１２，１４をフ
ランジ付きとしても良いが、一方のみで十分に金型２の
軸方向移動を制限することができる。

【００４５】次に、上記の金型２を用い、反応性重合成
形方法によりチューブを成形する方法について説明す
る。

【００４６】まず、図１（Ｂ）に示すように、割型４，
４を組み合わせ、次に、図１（Ａ）に示すように、組み
合わされた割型４，４の両端部に転動リング８，８を装
着し、金型２を組み立てる。次に、この金型２を、図
２，３に示す駆動ローラ１２，１４の上に、回転自在に
載置する。

【００４７】その後、反応性重合成形を行う。本実施形
態で行う反応性重合成形は、ノルボルネン系モノマーを
用いた成形であり、使用するノルボルネン系モノマーの
具体例としては、ノルボルネン、ノルボルナジエン等の
二環体；ジシクロペンタジエン（シクロペンタジエン二
量体）、ジヒドロジシクロペンタジエン等の三環体；テ
トラシクロドデセン等の四環体；シクロペンタジエン三
量体等の五環体；シクロペンタジエン四量体等の七環
体；これらのメチル、エチル、プロピル、ブチルなどの
アルキル、ビニル等のアルケニル、エチリデン等のアル
キリデン、フェニル、トリル、ナフチル等のアリール等
の置換体；更にこれらのエステル基、エーテル基、シア
ノ基、ハロゲン原子などの極性基を有する置換体などが
例示される。これらのモノマーは、１種以上を組み合わ
せて用いても良い。入手が容易であり、反応性に優れ、
得られる樹脂成形体の耐熱性に優れる点から、三環体、
四環体、あるいは五環体のモノマーが好ましい。

【００４８】また、生成する開環重合体は熱硬化型とす
ることが好ましく、そのためには、上記ノルボルネン系
モノマーの中でも、シクロペンタジエン三量体等の反応
性の二重結合を二個以上有する架橋性モノマーを少なく
とも含むものが用いられる。全ノルボルネン系モノマー
中の架橋性モノマーの割合は、２〜３０重量％が好まし
い。

【００４９】なお、本発明の目的を損なわない範囲で、
ノルボルネン系モノマーと開環共重合し得るシクロブテ
ン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロオク
テン、シクロドデセン等の単環シクロオレフィン等を、
コモノマーとして用いても良い。

【００５０】ノルボルネン系モノマーを用いた成形にお
いて使用することができるメタセシス触媒は、六塩化タ
ングステン、またはトリドデシルアンモニウムモリブデ
ート、もしくはトリ（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
アンモニウム塩が好ましい。

【００５１】活性剤（共触媒）としては、特開昭５８−
１２７７２８号公報、特開平４−２２６１２４号公報、
特開昭５８−１２９０１３号公報、特開平４−１４５２
４７号公報に開示してあるような公知の活性剤であれ
ば、特に制限はないが、例えば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、アルコキシアルキルアルミニウム
ハライドなどの有機アルミ化合物、有機スズ化合物等が
挙げられる。

【００５２】成形の前準備として、ノルボルネン系モノ
マー、メタセシス触媒及び活性剤を主材とする成形用材
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Ｂ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Ａ液との安定な２液に分けて、それぞれを別の
タンクに入れておく。

【００５３】また、本実施形態では、平均粒径が０．１
〜３ｍｍ程度の珪砂などの充填剤を、予め金型の内部に
入れておく。充填剤の充填割合は、特に限定されない
が、金型中に入れられる反応原液の全重量を１００重量
％とした場合に、２０〜８０重量％、好ましくは３０〜
６０重量％程度の高充填割合であることが好ましい。

【００５４】成形を開始するには、ミキサーを制御し、
タンクからのＡ液およびＢ液を混合し、その混合液を反
応原液として、ノズルなどを用いて、金型２の貫通孔５
から金型２の内部に供給する。金型２内に供給された反
応原液の粘度は、３０°Ｃにおいて、５０ｃｐｓ〜１５
００ｃｐｓである。

【００５５】本実施形態においては、金型２は、必ずし
も加熱する必要はないが、重合反応を生じ易くする観点
から、熱媒体あるいは温風などを利用して加熱しても良
い。

【００５６】金型２の回転数は、反応原液に１Ｇ以上５
Ｇ以下の加速度が加えられるように設計され、金型２の
内周面の径などによっても異なり、内周面の径を４００
〜６００ｍｍとした場合には、金型２の軸芯回りの回転
数は、８０〜１５０ｒｐｍ程度が好ましい。金型２を、
その軸芯回りに一定な回転速度で回転するために必要な
初期起動（準備回転）時間は、数秒から３０秒程度であ
る。この準備回転時間中に、反応原液および充填剤に、
１Ｇ以下程度の加速度が加わり、反応原液および充填剤
が均一に混合される。その後、金型の回転数を上げて、
一定の回転数とし、１Ｇ〜５Ｇ程度の加速度を金型内の
反応原液と充填剤とに作用させる。なお、金型２を、そ
の軸芯回りに一定な回転速度で回転する状態となった後
で、貫通孔５からノズルを入れて、反応原液を供給して
も良い。

【００５７】金型２を、その軸芯回りに一定な回転速度
で回転することで、金型２内部に供給された反応原液
は、遠心力により、金型２の内周面にチューブ状に張り
付くことになる。また、充填剤は、反応原液中で、少な
くとも周方向に均一に分散することになる。その状態
を、たとえば１〜１０分間保持することで、反応原液に
おける反応が進み、塊状重合が行われる。

【００５８】その後、金型２の回転を停止し、金型２を
冷却した後、図１（Ａ）に示す状態から同図（Ｂ）に示
す状態となるように、転動リング８を外し、割型４，４
を開けば、同図（Ｃ）に示すようなチューブ状の成形体
１０を得ることができる。このチューブ状の成形体１０
は、ノルボルネン系モノマーの反応性重合成形体で構成
され、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、充填剤７
が樹脂層９中に均一に分散してあるものが得られる。特
に本実施形態では、充填剤７の粒径などが大きなもので
も、樹脂層９中に均一に分散させることが可能であり、
しかも高充填で充填させることができる。したがって、
本実施形態では、充填剤７を充填させることによる成形
体の特性（機械的強度や難燃性など）の向上を有効に発
揮させることができる。なお、得られる成形体１０の厚
みは、特に限定されないが、本実施形態では、５〜１０
０ｍｍ程度である。

【００５９】また、本実施形態による方法では、反応原
液に遠心力を加えることにより、成形中において、遠心
力により泡が反応原液から分離され、得られる成形体中
にボイドがなくなる。

【００６０】また、本実施形態の方法により得られる図
１（Ｃ）に示すチューブ状成形体１０の内周面は、成形
の過程において何にも触れることなく、遠心力により得
られる面となるので、成形中に反応原液の硬化不良など
の不都合も生じることがなく、その内周面が滑らかにな
る。得られるチューブ状成形体は、たとえば流体配管な
どとして用いられ、配管内に流体を流すことから、内周
面が滑らかであることは、配管として用いて都合がよ
い。

【００６１】また、本実施形態に係る方法により得られ
たチューブ状成形体は、ノルボルネン系モノマーの塊状
重合反応を利用して得られた重合体であることから、耐
衝撃性および耐久性などの機械的特性に優れている。ま
た、この方法によれば、比較的大口径のチューブ状成形
体でも、比較的容易に成形することができる。

【００６２】さらに本実施形態では、割型４，４を用
い、この外周に転動リング８，８を装着し、この転動リ
ング８，８を利用して、金型２を、その軸芯回りに回転
させているので、割型を用いることによる成形体の自由
形状の成形と、リングを利用した回転ぶれの少ない回転
との双方を実現することができる。なお、回転ぶれが生
じたら、回転中に、リング８，８の外周を削ることによ
り、回転ぶれを抑制することもできる。また、リング
８，８の交換も容易である。

【００６３】本実施形態により得られたチューブ状成形
体の用途としては、特に限定されないが、特に大口径
（４００ｍｍ以上、１０００〜２０００ｍｍ）のパイプ
として、下水配管、農道用配水管、ダム用配水管、宅地
造成用配水管、その他の配管などとして好適に用いるこ
とができる。

【００６４】第２実施形態 本実施形態では、充填剤として、比重が異なる二種類の
充填剤を用いて、第１実施形態と同様な反応性重合成形
を行う。

【００６５】比重が異なる充填剤の組み合わせとして
は、特に限定されないが、珪砂とガラスバルーンとの組
み合わせ、珪砂とポリエチレンビーズとの組み合わせ、
炭酸カルシウムとポリエチレンビーズとの組み合わせ、
水酸化アルミニウムとカーボンブラックとの組み合わ
せ、水酸化アルミニウムと臭素化ポリスチレンとの組み
合わせなどが例示される。

【００６６】このような充填剤の組み合わせを用いるこ
とで、図４（Ｃ）に示すように、得られる成形体１０ａ
は、比重が大きい方の充填剤７ａが、成形体１０ａの外
周側でリッチとなり、比重が小さい方の充填剤７ｂが、
成形体１０ａの内周側でリッチとなる。このような成形
体１０ａ具体的用途としては、特に限定されないが、外
周側と内周側とで、異なる特性（たとえば導電性、絶縁
性、機械的特性など）が要求される特殊用途のパイプな
どとして好ましく用いることができる。

【００６７】その他の実施形態 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。たとえば、本発明で用いることができる金型として
は、上述した実施形態に限定されず、種々に改変するこ
とができる。

【００６８】また、上述した実施形態では、金型を１軸
回りに回転させたが、２以上の多軸回りに回転させても
良い。

【００６９】

【実施例】以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づ
き説明するが、本発明は、これら実施例に限定されな
い。

【００７０】実施例１ 図１（Ａ）に示す金型２を準備し、図２，３に示す金型
回転装置の駆動ローラ１２，１４上にセットした。一対
の割型４，４は、アルミニウム鋳物製であり、その外径
は、５００ｍｍ、その内径は、４００ｍｍ、その軸方向
長さは、１２００ｍｍであった。割型４，４の両端部に
形成された端板６の貫通孔５の内径は、１５０ｍｍであ
った。

【００７１】この割型４，４を割面３で組み合わせた。
割面３には、シリコンゴム製シール材を装着した。

【００７２】割型４，４の割面３がシールされた状態
で、転動リング８，８を取り付けた。転動リング８，８
は、鋳鉄で構成してあり、その外径は７００ｍｍ、その
軸方向厚みは５０ｍｍであった。

【００７３】転動リング８，８を駆動ローラ１２，１４
の上に乗せ、金型２の内部に、充填剤として珪砂（龍森
製ＲＳ−シリカ、平均粒径１ｍｍ）を５ｋｇ投入し、そ
の後、割型の軸方向貫通孔５からノズルを用いて、合計
で５ｋｇの反応原液を金型２の内部に供給した。反応原
液の調整は以下のように行った。ジシクロペンタジエン
（ＤＣＰ）８５重量％と、トリシクロペンタジエン１５
重量％とからなる混合モノマーを用い、このモノマー総
量１００重量部に対して、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重量部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重量部と
を溶解させ、これを２つの容器に入れ、一方には混合モ
ノマーに対しジエチルアルミニウムクロリド（ＤＥＡ
Ｃ）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、混合モノマーに対しト
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）。

【００７４】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ミキサーに送液し、次い
で、金型２の貫通孔５から金型２内部に、ノズルを用い
て供給した。反応原液の温度は、３０°Ｃであり、その
粘度は、３０°Ｃで、３００ｃｐｓであった。

【００７５】反応原液の供給完了後、直ぐに、駆動ロー
ラ１２，１４を回転させ、金型２を、その軸芯回りに回
転した。１５秒で、金型２の回転速度が、１２０ｒｐｍ
となり、その速度を維持した。反応原液に作用する加速
度を計算すると、３Ｇであった。

【００７６】この状態を５分間維持し、その後、回転を
停止し、金型２を取り出し、転動リング８，８を取り外
し、割型４，４を開いたところ、図１（Ｃ）に示すよう
なチューブ状成形体１０が得られた。成形体の厚みｔ
（図４（Ｂ）参照）は、１０ｍｍであった。

【００７７】確認のため、このチューブ状成形体１０を
複数箇所で切断し、断面状態を調べたが、ボイドは確認
されず、充填剤としての珪砂が、均一に分散しているこ
とが確認できた。また、チューブ成形体１０の内周面を
観察したところ、硬化不良などの不具合がなく、滑らか
であることが確認された。また、チューブ状成形体の中
空部断面の真円度を計測したところ、真円度に近いもの
であり、良好な真円度が得られたことが確認された。

【００７８】実施例２ 金型２内に、充填剤としての珪砂を８ｋｇ投入し、その
後、割型４の軸方向貫通孔５からノズルを用いて、合計
で５ｋｇの反応原液を金型２の内部に供給した以外は、
前記実施例１と同様にして、チューブ状成形体を成形し
た。

【００７９】確認のため、このチューブ状成形体を複数
箇所で切断し、断面状態を調べたが、ボイドは確認され
ず、充填剤としての珪砂が、均一に分散していることが
確認できた。また、チューブ成形体１０の内周面を観察
したところ、硬化不良などの不具合がなく、滑らかであ
ることが確認された。また、チューブ状成形体の中空部
断面の真円度を計測したところ、真円度に近いものであ
り、良好な真円度が得られたことが確認された。

【００８０】実施例３ 金型２内に、充填剤としての珪砂を５ｋｇ投入し、その
後、割型４の軸方向貫通孔５からノズルを用いて、合計
で２０ｋｇの反応原液を金型２の内部に供給した以外
は、前記実施例１と同様にして、チューブ状成形体を成
形した。

【００８１】確認のため、このチューブ状成形体を複数
箇所で切断し、断面状態を調べたが、ボイドは確認され
ず、充填剤としての珪砂が、周方向に均一に分散し、特
に外周側で珪砂の充填密度が高く、内周側では密度が低
く充填されることが確認できた。また、チューブ成形体
１０の内周面を観察したところ、硬化不良などの不具合
がなく、滑らかであることが確認された。また、チュー
ブ状成形体の中空部断面の真円度を計測したところ、真
円度に近いものであり、良好な真円度が得られたことが
確認された。

【００８２】実施例４ 充填剤として、実施例１で用いたものと同じ珪砂を５ｋ
ｇと、平均粒径５０ｍｍの住友スリーエム社製の製品番
号Ｂ３８／４０００のガラスバルーンを０．５ｋｇとを
用い、これら充填剤を金型内に投入し、その後、割型４
の軸方向貫通孔５からノズルを用いて、合計で５ｋｇの
反応原液を金型２の内部に供給した以外は、前記実施例
１と同様にして、チューブ状成形体を成形した。得られ
た成形体の厚みｔは１４ｍｍであった。

【００８３】確認のため、このチューブ状成形体を複数
箇所で切断し、断面状態を調べたが、ボイドは確認され
ず、珪砂が、外周側でリッチに周方向に均一に分散し、
ガラスバルーンが内周側でリッチに周方向に均一に分散
していることが確認できた。また、チューブ成形体１０
の内周面を観察したところ、硬化不良などの不具合がな
く、滑らかであることが確認された。また、チューブ状
成形体の中空部断面の真円度を計測したところ、真円度
に近いものであり、良好な真円度が得られたことが確認
された。

【００８４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、反応性重合成形体中に充填剤を均一に分散させた
り、充填剤を従来に比べて高密度で充填させたり、ある
いは成形体中に複数の充填剤を特定の充填密度分布傾向
を持たせて充填させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の１実施形態に係
る反応性重合成形方法に用いる金型の概略斜視図、同図
（Ｃ）は成形品の一例を示す概略斜視図である。

【図２】図２は金型を回転させるための駆動装置の側面
図である。

【図３】図３は駆動装置の平面図である。

【図４】図４（Ａ）は図１（Ｃ）に示す成形体のIV−IV
線に沿う断面図、同図（Ｂ）はその拡大要部断面図、同
図（Ｃ）は本発明の他の実施形態に係る方法により得ら
れる成形体の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

２… 金型 ３… 割面 ４… 割型 ７，７ａ，７ｂ… 充填剤 ８… 転動リング ９… 樹脂層 １０，１０ａ… 成形体 １２，１４… 駆動ロール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型内に存在する充填剤と反応原液とに
   遠心力を加えた状態下で、反応原液を反応重合させて得
   られる反応性重合成形体。
2. 【請求項２】 前記充填剤として、比重が異なる二種類
   以上の充填剤が含まれ、比重が大きい方の充填剤が、成
   形体の外周側でリッチとなり、比重が小さい方の充填剤
   が、成形体の内周側でリッチとなっている請求項１に記
   載の反応性重合成形体。
3. 【請求項３】 金型内に存在する充填剤と反応原液とに
   遠心力を加えた状態下で、反応原液を反応させて重合さ
   せることを特徴とする反応性重合成形方法。