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JP3511809B2 - Method for producing norbornene resin molded article - Google Patents
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JP3511809B2 - Method for producing norbornene resin molded article - Google Patents

Method for producing norbornene resin molded article

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JP3511809B2
JP3511809B2 JP19000696A JP19000696A JP3511809B2 JP 3511809 B2 JP3511809 B2 JP 3511809B2 JP 19000696 A JP19000696 A JP 19000696A JP 19000696 A JP19000696 A JP 19000696A JP 3511809 B2 JP3511809 B2 JP 3511809B2
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mold
reaction
molded article
molded product
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正夫 鳥居
勝雄 鈴木
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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、ノルボルネン系樹
脂成形品の製造方法に関し、さらに詳しくは、内部に歪
を生じたり表面にひびを生じたりすることなく、形態安
定性のよいノルボルネン系樹脂成形品を製造する方法に
関する。 【0002】 【従来の技術】ジシクロペンタジエンやメチルテトラシ
クロドデセンなどのノルボルネン系単量体を反応射出成
形(RIM)によって、すなわち、金型内で開環塊状重
合させて成形品を得る方法は周知である。RIMによっ
て金型内で重合を行う際、重合が或る程度進むと重合速
度が極端に低下したり、重合が完全に完了するのに非常
に長い時間を要することが多い。このような場合、重合
による硬化が完全に完了しないうちに成形品を取出すと
成形品内部に応力が発生し、歪を生じたり、表面にひび
が発生することがある。このような不都合を回避するた
めに、反応がある程度以上進行した後に、金型ごと加熱
して、十分に硬化させ、しかる後に金型から成形品を取
出す方法が知られている。しかしながら、この方法で
は、一回の成形サイクルにおいて型を用いている時間が
長いため、生産効率が落ちる。 【0003】また、金型内で或る程度硬化した後、金型
から取り出せる程度に金型を冷却すると、厚さの異なる
部分のある成形品や、金属などの熱伝導のよい挿入体を
内包した成形品においては、成形品の部分によって温度
差を生じ、冷却収縮の度合が異なるため、また、金属な
どの樹脂よりも線膨張係数の小さい挿入体を内包した成
形品においては、温度差がなくても収縮の度合いが異な
るため、成形品内部に応力が発生し、歪みを生じたり、
表面にひびが発生することがある。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、RI
Mによるノルボルネン系樹脂成形品を製造する方法にお
いて、歪やひびの発生を回避して、形態安定性および外
観のよい成形品を生産効率を低下することなく製造でき
る方法を提供することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、金型内
でノルボルネン系単量体を塊状重合させてノルボルネン
系樹脂成形品を製造する方法において、実質的に重合が
完了し、金型から取出した成形品を直ちに温度80〜2
00℃に1時間以上保持し、次いで5〜30℃/時間の
速度で徐冷することを特徴とするノルボルネン系樹脂成
形品の製造方法が提供される。 【0006】 【発明の実施の形態】本発明の製造方法において、金型
内でのノルボルネン系単量体の塊状重合自体は常法によ
って行うことができる。本発明に用いられるノルボルネ
ン系単量体は、ノルボルネン環を有するものであれば特
に限定されないが、耐熱性に優れた成形品が得られるこ
とから、三環体以上の多環ノルボルネン系単量体を用い
ることが好ましい。 【0007】ノルボルネン系単量体としては、例えば、
ノルボルネン、ノルボルナジエンなどの二環体;ジシク
ロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエンなどの
三環体;テトラシクロドデセンなどの四環体;シクロペ
ンタジエン三量体などの五環体;テトラシクロペンタジ
エンなどの七環体;これらのメチル、エチル、プロピ
ル、ブチルなどのアルキル、ビニルなどのアルケニル、
エチリデンなどのアルキリデン、フェニル、トリル、ナ
フチルなどのアリールなどの置換体;さらにこれらのエ
ステル基、エーテル基、シアノ基、ハロゲン原子などの
炭素、水素以外の元素を含有する基、いわゆる極性基を
有する置換体などが挙げられる。これらの単量体は、単
独で、または複数種を組み合わせて用いられる。入手が
容易であり、反応性に優れ、得られる樹脂成形品の耐熱
性に優れる点から、三環体、四環体、および五環体の単
量体が好ましい。 【0008】また、ノルボルネン系樹脂成形品は熱硬化
型であることが好ましく、そのためには、用いる単量体
の10重量%以上、好ましくは30重量%以上の架橋性
単量体を併用することが望ましい。架橋性単量体は、反
応性の二重結合を2個以上有する多環ノルボルネン系単
量体であり、その具体例としてジシクロペンタジエン、
シクロペンタジエン三量体、テトラシクロペンタジエン
などが挙げられる。なお、本発明の目的を損なわない範
囲で、ノルボルネン系単量体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、シクロドデセンなどの単環シクロオレフィン
などをコモノマーとして用いてもよい。 【0009】(メタセシス触媒)本発明のノルボルネン
系樹脂成形品の製造方法において、ノルボルネン系単量
体を重合するのに用いられる触媒は、メタセシス触媒で
ある。メタセシス触媒は、塊状重合によりノルボルネン
系単量体を開環重合できるものであれば特に限定され
ず、公知のものでよい。例えば、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あげられる。 【0010】メタセシス触媒の使用量は、重合反応液全
体で使用する単量体1モルに対し、通常、0.01ミリ
モル以上、好ましくは0.1ミリモル以上、且つ50ミ
リモル以下、好ましくは20ミリモル以下である。メタ
セシス触媒の使用量が少なすぎると重合活性が低すぎて
反応に時間がかかるため生産効率が悪く、逆に、使用量
が多すぎると反応が激しすぎるため型内に十分に充填さ
れる前に硬化したり、触媒が析出し易くなり均質に保存
することが困難になる。メタセシス触媒は、通常、単量
体に溶解して用いるが、塊状重合した樹脂成形品の性質
を本質的に損なわれない範囲であれば、少量の溶剤に懸
濁させ溶解させたうえで、単量体と混合することによ
り、析出し難くしたり、溶解性を高めて用いてもよい。 【0011】(活性剤および活性調節剤)ノルボルネン
系樹脂成形品の製造においては、通常、メタセシス共触
媒とも言われる活性剤をメタセシス触媒と共に用いて塊
状重合を行う。活性剤は塊状重合でノルボルネン系単量
体を開環重合できるメタセシス触媒を活性化できるもの
であれば特に限定されず、公知のものでよい。例えば、
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。これらの活性化剤は、それぞれ単
独でまたは2種以上を組合せて用いられる。 【0012】活性剤の使用量は、特に限定されないが、
通常、反応液全体で使用するメタセシス触媒1モルに対
して、0.1モル以上、好ましくは1モル以上、かつ1
00モル以下、好ましくは10モル以下である。但し、
活性剤を用いないか、またはその使用量が少なすぎると
重合活性が低すぎて反応に時間がかかるため生産効率が
悪くなる。また、逆に、多過ぎると、重合反応液の反応
の立ち上りが早くなり、本発明の目的が達成できない場
合がある。活性剤は、通常単量体に溶解して用いるが、
塊状重合による成形品の性質を本質的に損なわない範囲
であれば、少量の溶剤に懸濁または溶解させたうえで、
単量体と混合することにより、析出し難くしたり、溶解
性を高めて用いてもよい。 【0013】本発明においては、一般に、上記活性剤に
活性調節剤を併用する。活性調節剤を併用することによ
って、反応速度や、反応液の混合から反応開始までの時
間、反応活性などを変化させることができる。活性調節
剤としては、メタセシス触媒を還元する作用をもつ化合
物などが用いられ、活性調節剤としては、アルコール
類、ハロアルコール類、エステル類、エーテル類などが
例示される。アルコール類の具体例としては、n−プロ
パノール、n−ブタノール、n−ヘキサノール、2−ブ
タノール、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコ
ール、t−ブチルアルコールなどが挙げられ、ハロアル
コール類の具体例としては、1,3−ジクロロ−2−プ
ロパノール、2−クロロエタノール、1−クロロブタノ
ールなどが挙げられる。活性調節剤の添加量は用いる化
合物によって変わり、一様ではないが、例えばアルコー
ル類およびハロアルコール類の場合は、活性調節剤/活
性化剤のモル比で1.0以上、好ましくは1.1以上、
かつ1.5以下、好ましくは1.4以下である。活性調
節剤の量が小さすぎると反応が早すぎ、逆に、量が大き
すぎると加熱しても反応が遅すぎて成形効率が悪い。 【0014】(任意成分)所望により、酸化防止剤、充
填剤、顔料、着色剤、発泡剤、摺動付与剤、難燃化剤、
可燃剤、無機ハライド類、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
剤を成形用反応原液に配合することができ、それにより
得られるRIM製品の特性を改質することができる。酸
化防止剤としては、フェノール系、燐系、アミン系など
各種のプラスチック・ゴム用酸化防止剤が用いられ、ま
た、充填剤としては、ガラス、カーボンブラック、タル
ク、炭酸カルシウム、雲母などの無機質充填剤が用いら
れる。 【0015】特に機械的強度の高い成形品を得る目的で
繊維補強材を金型内に予め充填しておき、次いで重合反
応液を金型内に注入し、硬化させることができる。繊維
補強材としては良好な機械的強度と耐熱性を有するもの
が用いられ、その具体例としては、ガラス繊維、炭素繊
維、炭化ケイ素繊維、スチール繊維およびアモルファス
金属繊維などの無機繊維、ならびにアラミド繊維および
超高分子量ポリエチレンなどの有機繊維が挙げられる。
繊維は長繊維および短繊維のいずれでもよいが、長繊維
のほうが好ましい。 【0016】繊維の形態は格別限定されることはなく、
織布、編物、コンティニュアスストランドマットおよび
フィラメントワインディングなどのいずれでもよい。し
かしながら、重合反応液が浸透し易く、かつ高強度であ
ることからコンティニュアス・ガラスストランド・マッ
トが最も好ましい。繊維補強材の充填量は、通常、樹脂
重量の20重量%、好ましくは25重量%以上、より好
ましくは30重量%以上、かつ50重量%以下、好まし
くは45重量%以下、より好ましくは40重量%以下で
ある。充填量が少なければ、機械的強度の割合が小さ
い。充填量が多過ぎると、均一に充填せずにむらができ
たり、重合阻害が起ったりする。 【0017】また、反応原液の粘度調節の目的で反応原
液にエラストマーを配合してもよい。用いられるエラス
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、スチレン−ブ
タジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソ
プレン−スチレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジ
エン系共重合体などのジエン系エラストマーや、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、およびこれらの水素化物など
が例示される。これらのエラストマーを反応原液に添加
することにより、得られる成形品の耐衝撃性が向上す
る。エラストマーの添加量は、反応原液の粘度が5cp
s以上、好ましくは50cps以上、且つ1000cp
s以下、好ましくは500cps以下になるようにす
る。これらの添加剤は、あらかじめ反応原液のいずれか
一方または双方に混合しておくか、あるいは金型のキャ
ビティーにいれておけばよい。 【0018】(重合反応液)ノルボルネン系樹脂成形品
の製造に用いられる反応原液としては、ノルボルネン系
単量体、メタセシス触媒、活性剤、活性調節剤および任
意成分を、2液以上に分けて調製したものが用いられ
る。これらの反応原液は、1液のみでは塊状重合しない
が、全ての液を混合すると各成分が所定の割合となり、
ノルボルネン系単量体が塊状重合する。 【0019】例えば、ノルボルネン系単量体、メタセシ
ス触媒および任意成分からなる反応原液と、ノルボルネ
ン系単量体、活性剤、活性調節剤および任意成分からな
る反応原液は、それぞれそのままでは重合しない。2液
に含まれる各成分の総量が本発明における各成分の使用
量であれば、この2液はそれぞれ本発明で用いられる反
応原液であり、両者を混合すると塊状重合が開始され
る。 【0020】作業性のよいように、通常2液の反応原液
を用いて塊状重合させているが、3液以上の反応原液を
用いてもよい。反応原液の混合後に、ノルボルネン系単
量体中にその他の成分が十分に拡散できるように、通
常、どの反応原液にもノルボルネン系単量体が含有され
ており、その他の成分は、ノルボルネン系単量体中に溶
解または分散していることが好ましいが、ノルボルネン
系単量体が含有されていない反応原液があってもよい。
また、ノルボルネン系単量体、メタセシス触媒、活性剤
の三者を一つの反応原液に含有させると塊状重合が開始
するので、通常、メタセシス触媒と活性剤を一つの反応
原液に含有させることはない。なお、反応原液はメタセ
シス触媒などの失活を防ぐためなどの理由で、通常、窒
素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で調製、保管、移送さ
れることが好ましい。 【0021】(塊状重合)ノルボルネン系樹脂成形品の
製造においては、反応原液を混合した重合反応液を硬化
させる。一般的には、必要ならば金型内に繊維補強材を
予め充填しておき、次いで2またはそれ以上の反応原液
をミキシングヘッドなどを用いて瞬間的に混合し、直ち
に、混合した重合反応液を金型内に注入し、さらに加熱
して塊状重合を開始せしめ、硬化させる方法が用いられ
る。ここで使用される金型は金属製に限定されることは
なく、ガラス製、木型、樹脂型であってもよい。なお、
塊状重合工程は、触媒の失活などの問題を避けるため
に、型内を窒素ガスなどの不活性ガスをパージするなど
して不活性な雰囲気にすることが好ましい。 【0022】本発明においては、反応液を金型内に注入
した後、加熱せずに、または加熱して塊状重合を開始せ
しめる。反応の立ち上がりが遅い塊状重合反応液を用い
た場合は金型を加熱することが好ましい。加熱温度が低
過ぎると硬化するのに長時間を要する。また、加熱温度
が高過ぎるとエネルギー損失が大きいのみならず反応が
暴走して炭化が起ることがある。一般に、加熱温度は5
0〜100℃が好ましく、70〜90℃が特に好まし
い。 【0023】本発明においては、実質的に重合が完了し
た時点で成形品を金型から取出し、直ちに加温された雰
囲気中において所定時間保持する。“実質的に重合が完
了”とは、金型から取出した成形品を本発明の方法に従
って直ちに高温雰囲気中におく操作を行うに際し、なん
ら変形することがない程度に重合硬化が進んでいること
を指す。金型から取出した成形品は、直ちに温度80〜
200℃、好ましくは100〜160℃に加温された雰
囲気中に1時間以上、好ましくは1.5〜3時間保持す
る。温度および/または時間が不十分であると成形品内
部に応力が発生し、歪みを生じたり、表面にひびが発生
することがある。温度が高過ぎるとやはり内部応力が発
生して歪みを生じたりひびが発生することがあり、また
熱消費量が大きく経済的に有利でない。時間が長過ぎる
ことも有利でない。 【0024】上記の高温保持は大気中または不活性ガス
雰囲気中のいずれで行ってもよいが、大気中で行うほう
が簡易である。上記の高温保持の後、成形品は5〜30
℃/時間、好ましくは10〜20℃/時間の速度で徐冷
する。通常、徐冷は成形品温度が35℃〜常温に達する
まで行う。徐冷によって内部応力の発生が完全に阻止さ
れ、全く歪みのない成形品が得られる。冷却速度が30
℃/時間を越えると内部応力が発生し易く、また、冷却
速度が低過ぎると放置時間が長過ぎる工業的に有利でな
い。 【0025】 【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定され
るものではない。なお、部や%などは、断りのない限り
重量基準である。 【0026】参考例1 500mm×500mm×50mmの平板成形用金型の
キャビティー内に500mm×500mmに裁断したガ
ラスマット(旭ファイバーグラス社製:M9600)を
10枚セットし、その上に480mm×480mm×3
0mmのアルミニウム製の挿入体を乗せ、さらに前記ガ
ラスマットを10枚セットした。一方、ジシクロペンタ
ジエン(DCP)90%とシクロペンタジエン3量体
(非対称型3量体)10%からなるノルボルネン系モノ
マーにビニルノルボルネン3%を添加し2つの容器に分
け入れ、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モル濃度、1、3−ジクロ
ロ−2−プロパノール(dCPrOH)48ミリモル濃
度に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ミリモル濃度になるように添加した(B液)。前記
金型と挿入体の空隙に、A液、B液の同容量を反応射出
成形機により混合、注入し、反応液の充填が完了した
後、型内に貫通した温調配管に温水を流すことで金型の
温度を約80℃に上げ、約5分間キュアを行った。その
後、型から成形品を取り出し放置したところ充分に反応
が完結していず、成形品表面は軟らかいゴム状となって
いた。 【0027】実施例1 成形品を型から取り出した後、直ちに予め150℃に設
定したオーブン内に成形品を収納した。次いで、2時間
経過した後、オーブン内の温度を10℃/時間の割合で
下げ、30℃程度となったところで成形品をオーブン内
より取り出した以外は、参考例と同様に成形を行った。
得られた成形品は反応が充分に進み参考例でみられたよ
うなゴム状部分は発生しなかった。次いで、成形品の表
面残留応力を次のように測定した。すなわち、歪ゲージ
(共和電業社製KFG−3−120−C1−23L5M
3R)を成形品の応力測定部位(表裏各4ヶ所)に貼付
し、周囲を切取り、デーダロゼー(共和電業社製UCA
M−70A)にて歪値を読み取り、それに弾性率(40
0kgf/mm2)を乗じて表面残留応力を算出した。
表面残留応力はmax 1kgf/mm2と小さな値で
あった。 【0028】比較例1 成形品を型から取り出した後、直ちに予め150℃に設
定したオーブン内に成形品を収納した。次いで、2時間
経過した後、オーブンの外で急冷し、約1時間かけて3
0℃程度まで冷却した。成形品の残留応力を測定したと
ころ、max4.1kgf/mm2と大きな値であっ
た。 【0029】 【発明の効果】本発明方法により得られるノルボルネン
系樹脂成形品は、内部応力の発生がなく、歪みもなく、
また表面にひび割れも全くなく、良好な形態安定性を保
持している。 【0030】(好ましい実施態様)本発明のノルボルネ
ン系樹脂成形品の製造方法、すなわち、金型内でノルボ
ルネン系単量体を塊状重合させてノルボルネン系樹脂成
形品を製造する方法において、実質的に重合が完了し、
金型から取出した成形品を直ちに温度80〜200℃に
1時間以上保持し、次いで5〜30℃/時間の速度で徐
冷することを特徴とするノルボルネン系樹脂成形品の製
造方法の好ましい実施態様をまとめると以下のとおりで
ある。 【0031】(1)金型から取出した成形品は、温度1
00〜160℃に加熱する。 (2)金型から取出した成形品は、加温された雰囲気中
に1.5〜3時間保持する。 (3)高温保持の後、成形品は10〜20℃/時間の速
度で徐冷する。 (4)ノルボルネン系単量体が、反応性の二重結合を2
個以上有する多環ノルボルネン系単量体、または該多環
ノルボルネン系単量体を10重量%以上、より好ましく
は30重量%以上含有する単量体混合物である。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a norbornene-based resin molded product, and more particularly to a method for producing a norbornene-based resin molded product without causing internal strain or cracking on the surface. And a method for producing a norbornene-based resin molded product having good form stability. [0002] A method of obtaining a molded product by reaction injection molding (RIM) of a norbornene-based monomer such as dicyclopentadiene or methyltetracyclododecene, that is, by ring-opening bulk polymerization in a mold. Is well known. When performing polymerization in a mold by RIM, if the polymerization proceeds to some extent, the polymerization rate is extremely reduced, or it takes a very long time to complete the polymerization. In such a case, if the molded article is taken out before the curing by polymerization is completely completed, stress is generated inside the molded article, which may cause distortion or cracks on the surface. In order to avoid such inconveniences, there is known a method in which after the reaction has progressed to a certain extent, the entire mold is heated and sufficiently cured, and then a molded product is removed from the mold. However, in this method, the production efficiency is reduced because the mold is used for a long time in one molding cycle. [0003] When the mold is cured to a certain extent in the mold and then cooled to such a degree that the mold can be removed from the mold, a molded article having a portion having a different thickness or an insert having good heat conductivity such as metal is included. In a molded product, a temperature difference is generated depending on the part of the molded product, and the degree of cooling shrinkage is different, and also in a molded product including an insert having a smaller linear expansion coefficient than a resin such as a metal, the temperature difference is reduced. Even without this, the degree of shrinkage is different, so stress occurs inside the molded product, causing distortion,
The surface may crack. [0004] The object of the present invention is to provide an RI
An object of the present invention is to provide a method for producing a norbornene-based resin molded product by using M, which can produce a molded product having good form stability and appearance without lowering production efficiency while avoiding generation of distortion and cracks. According to the present invention, in a method for producing a norbornene-based resin molded article by bulk-polymerizing a norbornene-based monomer in a mold, the polymerization is substantially completed. The molded product removed from the mold is immediately heated to a temperature of 80-2.
A method for producing a norbornene-based resin molded article, characterized in that the method is held at 00 ° C. for 1 hour or more and then gradually cooled at a rate of 5 to 30 ° C./hour. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the production method of the present invention, bulk polymerization of a norbornene-based monomer in a mold can be carried out by a conventional method. The norbornene-based monomer used in the present invention is not particularly limited as long as it has a norbornene ring, but since a molded article having excellent heat resistance is obtained, a tricyclic or higher polycyclic norbornene-based monomer is obtained. It is preferable to use As the norbornene-based monomer, for example,
Bicyclics such as norbornene and norbornadiene; tricyclics such as dicyclopentadiene and dihydrodicyclopentadiene; tetracyclics such as tetracyclododecene; pentacyclics such as cyclopentadiene trimer; Ring; alkyl such as methyl, ethyl, propyl, butyl, alkenyl such as vinyl;
Substituents such as alkylidene such as ethylidene, aryl such as phenyl, tolyl, and naphthyl; further having a group containing an element other than carbon and hydrogen such as an ester group, an ether group, a cyano group, and a halogen atom, a so-called polar group Substitutes and the like. These monomers are used alone or in combination of two or more. Tricyclic, tetracyclic, and pentacyclic monomers are preferred from the viewpoint of easy availability, excellent reactivity, and excellent heat resistance of the obtained resin molded product. The norbornene-based resin molded product is preferably of a thermosetting type. For this purpose, at least 10% by weight, preferably at least 30% by weight of a monomer to be used is used in combination with a crosslinkable monomer. Is desirable. The crosslinkable monomer is a polycyclic norbornene monomer having two or more reactive double bonds, and specific examples thereof include dicyclopentadiene,
Cyclopentadiene trimer, tetracyclopentadiene and the like can be mentioned. In addition, a monocyclic cycloolefin such as cyclobutene, cyclopentene, cyclopentadiene, cyclooctene and cyclododecene, which can be ring-opened copolymerized with a norbornene-based monomer, may be used as the comonomer within a range not to impair the object of the present invention. (Metathesis Catalyst) In the method for producing a norbornene-based resin molded article of the present invention, the catalyst used for polymerizing the norbornene-based monomer is a metathesis catalyst. The metathesis catalyst is not particularly limited as long as it allows ring-opening polymerization of the norbornene-based monomer by bulk polymerization, and may be a known one. Examples thereof include halides such as tungsten, molybdenum, and tantalum, oxyhalides, oxides, and organic ammonium salts. The amount of the metathesis catalyst to be used is usually 0.01 mmol or more, preferably 0.1 mmol or more, and 50 mmol or less, preferably 20 mmol, per 1 mol of the monomers used in the entire polymerization reaction solution. It is as follows. If the amount of the metathesis catalyst used is too small, the polymerization activity is too low and the reaction takes a long time, resulting in poor production efficiency. Conversely, if the amount used is too large, the reaction is too vigorous and the reaction is not sufficiently filled in the mold. , And the catalyst is likely to precipitate, making it difficult to store homogeneously. The metathesis catalyst is usually used by dissolving it in a monomer.However, as long as the properties of the bulk polymerized resin molded article are not substantially impaired, the suspension is dissolved and dissolved in a small amount of a solvent. By mixing with the monomer, precipitation may be suppressed, or solubility may be enhanced. (Activator and activity regulator) In the production of a norbornene-based resin molded product, bulk polymerization is usually carried out using an activator, also called a metathesis cocatalyst, together with a metathesis catalyst. The activator is not particularly limited as long as it can activate a metathesis catalyst capable of ring-opening polymerization of a norbornene monomer by bulk polymerization, and may be a known one. For example,
Examples thereof include alkyl aluminum, alkyl aluminum halide, alkoxyalkyl aluminum halide, aryloxyalkyl aluminum halide, and organotin compounds. These activators may be used alone or in combination of two or more. The amount of the activator used is not particularly limited.
Usually, 0.1 mol or more, preferably 1 mol or more, and 1 mol per 1 mol of the metathesis catalyst used in the whole reaction solution.
It is at most 00 mol, preferably at most 10 mol. However,
If the activator is not used, or if the amount used is too small, the polymerization activity is too low and the reaction takes a long time, resulting in poor production efficiency. Conversely, if the amount is too large, the reaction of the polymerization reaction solution starts up quickly, and the object of the present invention may not be achieved in some cases. The activator is usually used by dissolving it in a monomer,
After suspending or dissolving in a small amount of a solvent, as long as the properties of the molded article by the bulk polymerization are not essentially impaired,
By mixing with a monomer, precipitation may be difficult, or solubility may be increased before use. In the present invention, generally, an activity regulator is used in combination with the above-mentioned active agent. The use of an activity regulator can change the reaction rate, the time from the mixing of the reaction solution to the start of the reaction, the reaction activity, and the like. As the activity regulator, a compound having an action of reducing the metathesis catalyst is used, and as the activity regulator, alcohols, haloalcohols, esters, ethers and the like are exemplified. Specific examples of alcohols include n-propanol, n-butanol, n-hexanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, isopropyl alcohol, t-butyl alcohol, and the like. Specific examples of halo alcohols include 1, 3-Dichloro-2-propanol, 2-chloroethanol, 1-chlorobutanol and the like can be mentioned. The amount of the activity modifier varies depending on the compound used and is not uniform. For example, in the case of alcohols and haloalcohols, the molar ratio of the activity modifier / activator is 1.0 or more, preferably 1.1. that's all,
And it is 1.5 or less, preferably 1.4 or less. If the amount of the activity modifier is too small, the reaction is too fast. Conversely, if the amount is too large, the reaction is too slow even when heated, resulting in poor molding efficiency. (Optional components) If desired, antioxidants, fillers, pigments, coloring agents, foaming agents, sliding agents, flame retardants,
Various additives, such as combustibles, inorganic halides, elastomers, dicyclopentadiene-based thermopolymerized resins and their hydrogenated products, can be blended into the molding stock solution to improve the properties of the resulting RIM products. be able to. As the antioxidant, various antioxidants for plastics and rubbers such as phenolic, phosphorous, and amine are used. As the filler, inorganic fillers such as glass, carbon black, talc, calcium carbonate, and mica are used. Agent is used. Particularly, in order to obtain a molded article having high mechanical strength, a fiber reinforcing material can be filled in a mold in advance, and then a polymerization reaction solution can be poured into the mold and cured. As the fiber reinforcement, those having good mechanical strength and heat resistance are used. Specific examples thereof include inorganic fibers such as glass fiber, carbon fiber, silicon carbide fiber, steel fiber and amorphous metal fiber, and aramid fiber. And organic fibers such as ultrahigh molecular weight polyethylene.
The fibers may be either long fibers or short fibers, but long fibers are more preferable. The form of the fiber is not particularly limited.
Any of woven fabric, knitted fabric, continuous strand mat, filament winding and the like may be used. However, a continuous glass strand mat is most preferable because the polymerization reaction liquid easily permeates and has high strength. The filling amount of the fiber reinforcing material is usually 20% by weight, preferably 25% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, and 50% by weight or less, preferably 45% by weight or less, more preferably 40% by weight of the resin weight. % Or less. If the filling amount is small, the ratio of the mechanical strength is small. If the filling amount is too large, uneven filling may occur without uniform filling or polymerization inhibition may occur. Further, an elastomer may be added to the reaction solution for the purpose of adjusting the viscosity of the reaction solution. Examples of the elastomer used include natural rubber, polybutadiene, polyisoprene, styrene-butadiene copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-isoprene-styrene copolymer, and ethylene-propylene-diene copolymer. Diene elastomers, ethylene-vinyl acetate copolymers, and hydrides thereof. By adding these elastomers to the reaction stock solution, the impact resistance of the resulting molded article is improved. The amount of the elastomer added is such that the viscosity of the reaction stock solution is 5 cp.
s or more, preferably 50 cps or more, and 1000 cp
s or less, preferably 500 cps or less. These additives may be mixed in advance with one or both of the reaction stock solutions, or may be placed in a cavity of a mold. (Polymerization reaction solution) As a reaction stock solution used in the production of norbornene-based resin molded products, a norbornene-based monomer, a metathesis catalyst, an activator, an activity regulator and optional components are prepared by dividing into two or more solutions. Is used. These reaction stock solutions do not undergo bulk polymerization with only one solution, but when all the solutions are mixed, each component has a predetermined ratio,
The norbornene-based monomer undergoes bulk polymerization. For example, a reaction stock solution comprising a norbornene-based monomer, a metathesis catalyst and an optional component and a reaction stock solution comprising a norbornene-based monomer, an activator, an activity regulator and an optional component do not polymerize as they are. If the total amount of each component contained in the two liquids is the amount of each component used in the present invention, these two liquids are the reaction stock solutions used in the present invention, respectively, and when both are mixed, bulk polymerization is started. For the sake of good workability, bulk polymerization is usually carried out using two reaction stock solutions, but three or more reaction stock solutions may be used. In order to allow other components to sufficiently diffuse into the norbornene-based monomer after mixing of the reaction stock solution, usually, any reaction stock solution contains a norbornene-based monomer. It is preferable that the reaction solution is dissolved or dispersed in the monomer, but a reaction stock solution containing no norbornene-based monomer may be used.
In addition, when the three components of the norbornene-based monomer, the metathesis catalyst, and the activator are contained in one reaction solution, the bulk polymerization starts, so that the metathesis catalyst and the activator are not usually contained in one reaction solution. . The reaction stock solution is usually preferably prepared, stored, and transferred under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas for the purpose of preventing deactivation of the metathesis catalyst and the like. (Bulk Polymerization) In the production of a norbornene-based resin molded product, a polymerization reaction liquid mixed with a reaction stock solution is cured. Generally, if necessary, a mold is filled with a fiber reinforcing material in advance, and then two or more reaction stock solutions are instantaneously mixed using a mixing head or the like, and immediately, the mixed polymerization reaction solution is immediately mixed. Is injected into a mold, heated to initiate bulk polymerization, and cured. The mold used here is not limited to a metal mold, and may be a glass mold, a wooden mold, or a resin mold. In addition,
In the bulk polymerization step, in order to avoid a problem such as deactivation of the catalyst, it is preferable to make the inside of the mold an inert atmosphere by purging an inert gas such as a nitrogen gas. In the present invention, after pouring the reaction solution into the mold, the bulk polymerization is started without heating or by heating. When using a bulk polymerization reaction solution in which the reaction rises slowly, it is preferable to heat the mold. If the heating temperature is too low, it takes a long time to cure. On the other hand, if the heating temperature is too high, not only energy loss is large, but also reaction may run away and carbonization may occur. Generally, the heating temperature is 5
0-100 degreeC is preferable and 70-90 degreeC is especially preferable. In the present invention, when the polymerization is substantially completed, the molded article is taken out of the mold and immediately held for a predetermined time in a heated atmosphere. “Substantially complete polymerization” means that the polymerization and curing have progressed to such an extent that no deformation occurs when the molded product taken out of the mold is immediately placed in a high-temperature atmosphere according to the method of the present invention. Point to. The molded product removed from the mold is immediately
It is kept in an atmosphere heated to 200 ° C., preferably 100 to 160 ° C. for 1 hour or more, preferably 1.5 to 3 hours. If the temperature and / or time is insufficient, stress is generated inside the molded product, which may cause distortion or cracks on the surface. If the temperature is too high, internal stress is also generated, which may cause distortion or cracks, and heat consumption is large, which is not economically advantageous. It is not advantageous that the time is too long. The above-mentioned high-temperature holding may be carried out in the atmosphere or in an inert gas atmosphere, but it is easier to carry out in the atmosphere. After the above high temperature holding, the molded product is 5 to 30
C./hour, preferably at a rate of 10 to 20.degree. C./hour. Usually, the slow cooling is performed until the temperature of the molded article reaches 35 ° C. to room temperature. The generation of internal stress is completely prevented by the slow cooling, and a molded product without any distortion can be obtained. Cooling rate is 30
When the temperature exceeds ℃ / hour, internal stress is easily generated, and when the cooling rate is too low, the standing time is too long, which is not industrially advantageous. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Parts and percentages are by weight unless otherwise specified. Reference Example 1 Ten glass mats (M9600, manufactured by Asahi Fiberglass Co., Ltd.) cut into 500 mm × 500 mm were set in the cavity of a 500 mm × 500 mm × 50 mm plate-forming mold, and 480 mm × 480mm × 3
A 0 mm aluminum insert was placed, and 10 glass mats were further set. On the other hand, 3% of vinyl norbornene is added to a norbornene-based monomer composed of 90% of dicyclopentadiene (DCP) and 10% of a cyclopentadiene trimer (asymmetric trimer), and divided into two containers. On the other hand, diethyl aluminum chloride (DEAC) was added so as to have a 40 molar concentration and 1,3-dichloro-2-propanol (dCPrOH) 48 mmol concentration (Solution A). On the other hand, tri (tridecyl) ammonium molybdate was added to the monomer at a concentration of 10 mmol (Solution B). The same volume of Solution A and Solution B are mixed and injected into the gap between the mold and the insert by a reaction injection molding machine, and after the reaction liquid is completely filled, hot water is supplied to a temperature control pipe penetrating into the mold. Thus, the temperature of the mold was raised to about 80 ° C., and curing was performed for about 5 minutes. Thereafter, when the molded article was taken out of the mold and left to stand, the reaction was not sufficiently completed, and the surface of the molded article was in a soft rubber state. Example 1 Immediately after the molded article was taken out of the mold, the molded article was immediately stored in an oven set at 150 ° C. in advance. Then, after a lapse of 2 hours, molding was performed in the same manner as in Reference Example except that the temperature in the oven was lowered at a rate of 10 ° C./hour, and when the temperature reached about 30 ° C., the molded product was taken out of the oven.
The reaction of the obtained molded product was sufficiently advanced, and the rubber-like portion as seen in the reference example was not generated. Next, the surface residual stress of the molded product was measured as follows. That is, a strain gauge (KFG-3-120-C1-23L5M manufactured by Kyowa Electric Industry Co., Ltd.)
3R) is attached to the stress measurement site (4 locations on each side) of the molded product, the surroundings are cut out, and Dada Rose (UCA manufactured by Kyowa Dengyo)
M-70A), read the strain value, and read the elastic modulus (40
0 kgf / mm 2 ) to calculate the surface residual stress.
The surface residual stress had a small value of max 1 kgf / mm 2 . Comparative Example 1 Immediately after the molded article was taken out of the mold, the molded article was immediately stored in an oven set at 150 ° C. in advance. Then, after 2 hours, quenched outside the oven, and over 3 hours
It was cooled to about 0 ° C. When the residual stress of the molded product was measured, it was a large value of max 4.1 kgf / mm 2 . The norbornene resin molded article obtained by the method of the present invention has no internal stress, no distortion,
Also, there is no crack on the surface, and good morphological stability is maintained. (Preferred Embodiment) In the method for producing a norbornene-based resin molded article of the present invention, ie, a method for producing a norbornene-based resin molded article by bulk-polymerizing a norbornene-based monomer in a mold, substantially Polymerization is complete,
Preferred practice of a method for producing a norbornene-based resin molded article, wherein the molded article taken out of the mold is immediately held at a temperature of 80 to 200 ° C. for 1 hour or more, and then gradually cooled at a rate of 5 to 30 ° C./hour. The modes are summarized as follows. (1) The molded product taken out of the mold has a temperature of 1
Heat to 00-160 ° C. (2) The molded product taken out from the mold is kept in a heated atmosphere for 1.5 to 3 hours. (3) After holding at a high temperature, the molded article is gradually cooled at a rate of 10 to 20 ° C / hour. (4) The norbornene-based monomer forms two reactive double bonds.
The polycyclic norbornene-based monomer having at least one polycyclic norbornene-based monomer or a monomer mixture containing the polycyclic norbornene-based monomer at 10% by weight or more, more preferably 30% by weight or more.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−292124(JP,A) 特開 平7−132563(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 61/00 - 61/12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-292124 (JP, A) JP-A-7-132563 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 61/00-61/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 金型内でノルボルネン系単量体を塊状重
合させてノルボルネン系樹脂成形品を製造する方法にお
いて、実質的に重合が完了し、金型から取出した成形品
を直ちに温度80〜200℃に1時間以上保持し、次い
で5〜30℃/時間の速度で徐冷することを特徴とする
ノルボルネン系樹脂成形品の製造方法。
(57) [Claim 1] In a method for producing a norbornene-based resin molded product by bulk-polymerizing a norbornene-based monomer in a mold, polymerization is substantially completed, and A method for producing a norbornene-based resin molded product, wherein the molded product taken out is immediately held at a temperature of 80 to 200 ° C. for 1 hour or more, and then gradually cooled at a rate of 5 to 30 ° C./hour.
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