ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物
【課題】本発明は、靭性（特に低温における引張特性、耐衝撃性）、剛性の両方が特異的に優れるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を得ることを課題とするものである。
【解決手段】（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂８０〜９５重量％、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体１〜２０重量％、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体１〜２０重量％を含有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物（ただし各成分の合計を１００重量％とする。）であり、（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂のクロロホルム抽出量が０．０１〜１重量％であり、かつナトリウム含有量が３００ｐｐｍ以上であることを特徴とするポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【解決手段】（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂８０〜９５重量％、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体１〜２０重量％、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体１〜２０重量％を含有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物（ただし各成分の合計を１００重量％とする。）であり、（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂のクロロホルム抽出量が０．０１〜１重量％であり、かつナトリウム含有量が３００ｐｐｍ以上であることを特徴とするポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形に好適な物性バランスに優れるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリフェニレンスルフィド（以下ＰＰＳと略す）樹脂は優れた耐熱性、バリア性、耐薬品性、電気絶縁性、耐湿熱性などエンジニアリングプラスチックとして好適な性質を有しており、射出成形用を中心として各種電気電子部品、機械部品および自動車部品などに使用されている。しかし、ＰＰＳ樹脂は、ナイロンやＰＢＴなどの他のエンジニアリングプラスチックに比べ靭性が低く、その適用が限定されているのが現状であり、その改良が強く望まれている。
【０００３】
ＰＰＳ樹脂の靭性を改良する方法として、これまで各種の軟質樹脂等を溶融ブレンドする方法が検討されてきた。特定のＰＰＳ樹脂にエポキシ基含有オレフィン系共重合体およびエポキシ基、酸無水物基を含有しないエラストマーを配合する方法（特許文献１）、特定の分子量分布を有するエチレン・α−オレフィン系共重合体およびエポキシ基、酸無水物基などの官能基含有オレフィン系共重合体を配合する方法（特許文献２）、ＰＰＳにオレフィン共重合体を特定の分散状態で混合する方法（特許文献３）、特定のＰＰＳ樹脂に特定のオレフィン共重合体を組み合わせる方法（特許文献４）が開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３では室温条件での衝撃性の向上は見られるものの低温（−４０℃）における衝撃性は充分でなく、特許文献４では低温における衝撃性も改良されているが本来ＰＰＳ樹脂が有している優れた剛性は低下する傾向であり、これら各々の特性を高度にバランスよく有する材料が要求されている。
【特許文献１】特開平１−３０６４６７号公報（第１頁左欄第１〜５行目）
【特許文献２】特開２０００−１９８９２３号公報（請求項１）
【特許文献３】特開２００２−２２６７０６号公報（請求項１）
【特許文献４】特開２００４−２１７８８８号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、靭性（特に低温における引張特性、耐衝撃性）、剛性の両方が特異的に優れるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を得ることを課題とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、低温雰囲気下においても高い靭性、耐衝撃性を有すると共に本来ＰＰＳが有している剛性をバランス良く有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物が得られる。
【０００７】
本発明のＰＰＳ樹脂組成物は、靭性、耐衝撃性、剛性が優れることから射出成形体用途、特に各種容器、自動車部品、機械部品等の大型の成形品の射出成形に有用である。また該特徴を活かして、一般機器あるいは自動車用のパイプ、ケース等の構造体、または電気電子用の金属インサート成形物品などにも適している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで本発明者らは上記の課題を解決すべく検討した結果、特定のＰＰＳ樹脂からなる連続相中に、複数のオレフィン共重合体の分散相を形成させることにより上記課題が解決されることを見出し本発明に到達した。
【０００９】
すなわち本発明は、
（１）（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂８０〜９５重量％、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体１〜２０重量％、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体１〜２０重量％を含有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物（ただし各成分の合計を１００重量％とする。）であり、（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂のクロロホルム抽出量が０．０１〜１重量％であり、かつナトリウム含有量が３００ｐｐｍ以上であることを特徴とするポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、
（２）前記（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂をＡＳＴＭ−Ｄ１２３８ に従い、３１５．５℃、５０００ｇ荷重で測定したときのメルトフローレートが５０〜２００ｇ／１０分であることを特徴とする上記（１）に記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、
（３）前記（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂をクエンチ法で得られたものである上記（１）または（２）に記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、
（４）前記（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体がエチレン９０〜９９重量％とα，β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル１〜１０重量％の共重合体であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、
（５）前記（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂が連続相を形成する一方、前記（ｂ）エポキシ基含有オレフィン重合体のシェル相中に前記（ｃ）エチレン／α−オレフィン共重合体のコア相が包含されたコアシェル型分散相を形成し、かつその平均分散粒径が１〜２００ｎｍであることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、
（６）上記（１）〜（５）のいずれか記載の樹脂組成物において、ＡＳＴＭ−Ｄ２５６に従って−４０℃で測定したアイゾット衝撃強度が３００Ｊ／ｍ以上であり、かつＡＳＴＭ−Ｄ７９０に従って２３℃で測定した曲げ弾性率が２０００ＭＰａ以上を有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、
（７）前記ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を構成する樹脂の溶融混合物に、樹脂温度を３２０℃〜３５０℃に制御しつつ０．４ｋＷｈ／ｋｇ以上の混練エネルギーを付与することにより製造せしめることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の製造方法
である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
本発明で用いられる（ａ）ＰＰＳ樹脂は、下記構造式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有する重合体である。
【００１２】
【化１】
【００１３】
耐熱性の観点からは、上記構造式で示される繰り返し単位を７０モル％以上、さらには９０モル％以上含む重合体が好ましい。またＰＰＳ樹脂はその繰り返し単位の３０モル％未満程度が、下記の構造を有する繰り返し単位等で構成されていてもよい。
【００１４】
【化２】
【００１５】
かかる構造を一部有するＰＰＳ重合体は、融点が低くなるため、本発明の樹脂組成物において融点が低い場合には成形性の点で有利となる。
【００１６】
ＰＰＳ樹脂は、耐熱性、耐薬品性、難燃性、電気的性質並びに機械的性質に優れ、特に射出成形用途に好適に用いられる。
【００１７】
本発明で用いられる（ａ）ＰＰＳ樹脂は、クロロホルム抽出量が０．０１〜１重量％である。（ａ）ＰＰＳ樹脂のクロロホルム抽出量は、０．０５〜０．９５重量％がより好ましく、０．１〜０．９重量％がさらに好ましい。本発明におけるクロロホルム抽出量とは、有機低重合成分（オリゴマー）量の指標となるものである。本発明におけるクロロホルム抽出量は、測定するＰＰＳ樹脂１０ｇをクロロホルム２００ｍＬを用いて、ソックスレー抽出５時間処理時の残差量から算出する。オリゴマー量が上記の範囲にあると得られるＰＰＳ樹脂組成物の低温衝撃性を大幅に向上することが可能となる。クロロホルム抽出量が１重量％を越える場合には、得られるＰＰＳ樹脂組成物の低温衝撃性が低下する傾向になるため好ましくない。
【００１８】
本発明で用いられる（ａ）ＰＰＳ樹脂は、ナトリウム含有量は３００ｐｐｍ以上である。ナトリウム含有量は、５００ｐｐｍ以上がより好ましく、特に好ましくは７００ｐｐｍ以上である。ナトリウム含有量の上限については特に制限はないが低温衝撃性とＰＰＳ樹脂組成物成形時の流動性の観点から１５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。本発明におけるナトリウム含有量とは、ＰＰＳ樹脂を白金皿上に乗せ灰化処理した後、塩酸処理したものを原子吸光分析によって測定した値である。ナトリウム含有量が上記の範囲にあると、得られるＰＰＳとエポキシ基含有オレフィン共重合体との反応が速やかに進行するため低温衝撃性を大幅に向上することが可能となる。
【００１９】
本発明で用いられる（ａ）ＰＰＳ樹脂は、ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に従って、３１５．５℃、５０００ｇ荷重で測定したメルトフローレート（以下、ＭＦＲと略す）が５０〜２００ｇ／１０分であることが好ましい。（ａ）ＰＰＳ樹脂のＭＦＲは、５５〜１８０ｇ／１０分がより好ましく、６０〜１５０ｇ／１０分がさらに好ましい。ＭＦＲが５０ｇ／１０分未満である場合には、得られるＰＰＳ樹脂組成物の流動性が低下し、大型成形品を成形することが困難になるので好ましくない。逆にＭＦＲが２００ｇ／１０分を超える場合には得られるＰＰＳ樹脂組成物の衝撃強度が低下し、大型成形品とした場合に割れなどが生じる可能性があるので好ましくない。
【００２０】
またＰＰＳ樹脂は、熱酸化架橋処理による高分子量化を行わない実質的に直鎖状のＰＰＳであることが好ましい。熱酸化架橋処理による高分子量化を行わずに、上記のＭＦＲの範囲を有するＰＰＳ樹脂は、低分子量（高ＭＦＲ）ＰＰＳを熱酸化架橋により高分子量化したＰＰＳ樹脂と比較して、耐衝撃性が高い。さらに、実質的に直鎖状のＰＰＳ樹脂は、後述のコアシェル型構造を形成しやすく、好ましい。
【００２１】
ＰＰＳ樹脂は、ポリハロゲン芳香族化合物とスルフィド化剤とを極性有機溶媒中で反応させて得られるＰＰＳ樹脂を回収、後処理することで高収率で製造することができる。
【００２２】
ポリハロゲン化芳香族化合物とは、１分子中にハロゲン原子を２個以上有する化合物をいう。具体例としては、ｐ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、１，３，５−トリクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼン、１，２，４，５−テトラクロロベンゼン、ヘキサクロロベンゼン、２，５−ジクロロトルエン、２，５−ジクロロ−ｐ−キシレン、１，４−ジブロモベンゼン、１，４−ジヨードベンゼン、１−メトキシ−２，５−ジクロロベンゼンなどが挙げられる。これらの中で、好ましくはｐ−ジクロロベンゼンが用いられる。また、異なる２種以上のポリハロゲン化芳香族化合物を組み合わせて共重合体とすることも可能であるが、ｐ−ジハロゲン化芳香族化合物を主要成分とすることが好ましい。
【００２３】
ポリハロゲン化芳香族化合物の使用量は、加工に適した粘度のＰＰＳ樹脂を得る点から、スルフィド化剤１モル当たり０．９から２．０モル、好ましくは０．９５から１．５モル、さらに好ましくは１．００５から１．２モルの範囲が例示できる。
【００２４】
スルフィド化剤としては、アルカリ金属硫化物、アルカリ金属水硫化物、および硫化水素が挙げられる。
【００２５】
アルカリ金属硫化物の具体例としては、例えば硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウムおよびこれら２種以上の混合物を挙げることができ、なかでも硫化ナトリウムが好ましく用いられる。これらのアルカリ金属硫化物は、水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができる。
【００２６】
アルカリ金属水硫化物の具体例としては、例えば水硫化ナトリウム、水硫化カリウム、水硫化リチウム、水硫化ルビジウム、水硫化セシウムおよびこれら２種以上の混合物を挙げることができ、なかでも水硫化ナトリウムが好ましく用いられる。これらのアルカリ金属水硫化物は、水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができる。
【００２７】
本発明において、仕込みスルフィド化剤の量は、脱水操作などにより重合反応開始前にスルフィド化剤の一部損失が生じる場合には、実際の仕込み量から当該損失分を差し引いた残存量を意味するものとする。
【００２８】
なお、スルフィド化剤と共に、アルカリ金属水酸化物および／またはアルカリ土類金属水酸化物を併用することも可能である。アルカリ金属水酸化物の具体例としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムおよびこれら２種以上の混合物を好ましいものとして挙げることができる。アルカリ土類金属水酸化物の具体例としては、例えば水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムなどが挙げられる。なかでも水酸化ナトリウムが好ましく用いられる。
【００２９】
スルフィド化剤として、アルカリ金属水硫化物を用いる場合には、アルカリ金属水酸化物を同時に使用することが特に好ましいが、この使用量はアルカリ金属水硫化物１モルに対し０．９５から１．２０モル、好ましくは１．００から１．１５モル、さらに好ましくは１．００５から１．１００モルの範囲が例示できる。
【００３０】
以下に、本発明に用いる（ａ）ＰＰＳ樹脂の製造方法の一例について、前工程、重合反応工程、回収工程、および後処理工程と、順を追って具体的に説明する。
【００３１】
スルフィド化剤は通常水和物の形で使用されるが、ポリハロゲン化芳香族化合物を添加する前に、有機極性溶媒とスルフィド化剤を含む混合物を昇温し、過剰量の水を系外に除去することが好ましい。なお、この操作により水を除去し過ぎた場合には、不足分の水を添加して補充することが好ましい。
【００３２】
また、スルフィド化剤として、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物から、反応系においてｉｎ ｓｉｔｕで、あるいは重合槽とは別の槽で調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。望ましい条件は、不活性ガス雰囲気下、常温〜１５０℃、より好ましくは常温から１００℃の温度範囲で、有機極性溶媒にアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物を加え、常圧または減圧下、１５０℃以上、より好ましくは１８０〜２６０℃まで昇温し、水分を留去させる。この段階で重合助剤を加えてもよい。また、水分の留去を促進するために、トルエンなどを加えて反応を行ってもよい。
【００３３】
重合反応における、重合系内の水分量は、仕込みスルフィド化剤１モル当たり０．５〜１０．０モルであることが好ましい。ここで重合系内の水分量とは、重合系に仕込まれた水分量から重合系外に除去された水分量を差し引いた量である。また、仕込まれる水は、水、水溶液、結晶水などのいずれの形態であってもよい。水分量のより好ましい範囲は、スルフィド化剤１モル当たり０．７５〜２．５モルであり、１．０〜１．２５モルの範囲がより好ましい。かかる範囲に水分を調整するために、重合前あるいは重合途中で水分を添加することも可能である。
【００３４】
Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの有機極性溶媒中でスルフィド化剤とポリハロゲン化芳香族化合物とを２００℃以上２９０℃未満の温度範囲内で反応させることによりＰＰＳ樹脂を製造する。
【００３５】
重合反応工程を開始するに際しては、望ましくは不活性ガス雰囲気下、常温〜２２０℃、好ましくは１００〜２２０℃の温度範囲で、有機極性溶媒にスルフィド化剤とポリハロゲン化芳香族化合物を加える。この段階で酢酸ナトリウムなどの重合助剤を加えてもよい。ここで、重合助剤とは得られるＰＰＳ樹脂の粘度を増大させる作用を有する物質を意味する。これらの原料の仕込み順序は、順不同であってもよく、同時であってもさしつかえない。
【００３６】
かかる混合物を通常２００℃〜２９０℃の範囲に昇温する。昇温速度に特に制限はないが、通常０．０１〜５℃／分の速度が選択され、０．１〜３℃／分の範囲がより好ましい。
【００３７】
最終的には２５０〜２９０℃の温度まで昇温し、その温度で０．２５〜５０時間、好ましくは０．５〜２０時間反応させる。
【００３８】
最終温度に到達させる前の段階で、例えば２００℃〜２４５℃で一定時間反応させた後、２５０〜２９０℃に昇温する方法は、より高い重合度を得る上で有効である。この際、２００℃〜２４５℃での反応時間としては、通常０．２５時間から２０時間の範囲内で選択され、好ましくは０．２５〜１０時間の範囲内で選択される。
【００３９】
重合終了後に、重合体、溶媒などを含む重合反応物から固形物を回収する。
【００４０】
本発明で用いるＰＰＳ樹脂の回収方法としては、重合反応物を結晶化させながら徐々に冷却した後、固形物を濾過して回収する方法（クエンチ法）が、好ましく挙げられる。この方法の場合は、結晶化過程で粒子から排除されるために、回収した固形物から残存するイオン性化合物などの不純物や有機低重合度物が除去されやすい。そのため本発明で用いるクロロホルム抽出量が０．０１〜１重量％のＰＰＳ樹脂を得るために好適な方法である。その他の回収法として重合反応物を高温高圧（通常２５０℃以上、８ｋｇ／ｃｍ２ 以上）の状態から常圧もしくは減圧の雰囲気中へフラッシュさせ、溶媒回収と同時に重合体を粉末状にして回収する方法（フラッシュ法）が挙げられるが、この回収方法では固化過程で不純物や有機低重合度物（オリゴマー）がポリマー中に取り込まれやすい傾向があるため本発明で用いるクロロホルム抽出量が０．０１〜１重量％のＰＰＳ樹脂を得る方法としては好ましくない。
【００４１】
本発明で用いられる（ａ）ＰＰＳ樹脂は、上記重合、回収工程を経て生成した後、熱水処理や有機溶媒による洗浄を施して用いられる。また、洗浄時にアルカリ土類金属塩や酸などの添加剤を適宜用い洗浄を行って良いが、目的のナトリウム含有量のＰＰＳ樹脂を得るには上記添加剤を使用せずに洗浄を行うことが好ましい。
【００４２】
熱水処理を行う場合は次のとおりである。ＰＰＳ樹脂を熱水処理するにあたり、熱水の温度を１００℃以上、より好ましくは１２０℃以上、さらに好ましくは１５０℃以上、特に好ましくは１７０℃以上とすることが好ましい。１００℃未満ではＰＰＳ樹脂の好ましい化学的変性の効果が小さいため好ましくない。
【００４３】
熱水洗浄によるＰＰＳ樹脂の好ましい化学的変性の効果を発現するため、使用する水は蒸留水あるいは脱イオン水であることが好ましい。熱水処理の操作は、通常、所定量の水に所定量のＰＰＳ樹脂を投入し、圧力容器内で加熱、撹拌することにより行われる。ＰＰＳ樹脂と水との割合は、乾燥ＰＰＳ１ｋｇ当たり水１ｋｇ以上用いて洗浄することが好ましく、３ｋｇ以上用いて洗浄することがより好ましい。上限としては特に制限はないが、使用量と得られる効果の点から１００ｋｇ以下であることが好ましい。
【００４４】
また、処理の雰囲気は、末端基の分解は好ましくないので、これを回避するため不活性雰囲気下とすることが望ましい。さらに、この熱水処理操作を終えたＰＰＳ樹脂は、残留している成分を除去するため温水で数回洗浄するのが好ましい。
【００４５】
有機溶媒で洗浄する場合は次のとおりである。ＰＰＳ樹脂の洗浄に用いる有機溶媒は、ＰＰＳ樹脂を分解する作用などを有しないものであれば特に制限はなく、例えばＮ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホラスアミド、ピペラジノン類などの含窒素極性溶媒、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホランなどのスルホキシド／スルホン系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトフェノンなどのケトン系溶媒、ジメチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエチレン、２塩化エチレン、パークロルエチレン、モノクロルエタン、ジクロルエタン、テトラクロルエタン、パークロルエタン、クロルベンゼンなどのハロゲン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、フェノール、クレゾール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのアルコール／フェノール系溶媒およびベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒などが挙げられる。これらの有機溶媒のうちでも、Ｎ−メチルピロリドン、アセトン、ジメチルホルムアミド、クロロホルムなどの使用が好ましく、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが特に好ましい。また、これらの有機溶媒は、１種類または２種類以上の混合で使用される。
【００４６】
有機溶媒による洗浄の例としては、有機溶媒中にＰＰＳ樹脂を浸漬せしめる方法があり、必要により適宜撹拌または加熱することも可能であり、洗浄を複数回行ってもよい。有機溶媒でＰＰＳ樹脂を洗浄する際の洗浄温度については特に制限はなく、常温〜３００℃程度の任意の温度が選択できる。洗浄温度が高くなる程洗浄効率が高くなる傾向があるが、通常は常温〜１５０℃の洗浄温度で十分効果が得られる。特に好ましい洗浄温度は７０〜１００℃である。圧力容器中で、有機溶媒の沸点以上の温度で加圧下に洗浄することも可能である。また、洗浄時間についても特に制限はない。洗浄条件にもよるが、バッチ式洗浄の場合、通常５分間以上洗浄することにより十分な効果が得られる。また連続式で洗浄することも可能である。ＰＰＳ樹脂と有機溶媒との割合は、乾燥ＰＰＳ１ｋｇ当たり有機溶媒１ｋｇ以上用いて洗浄することが好ましく、３ｋｇ以上用いて洗浄することがより好ましい。上限としては特に制限はないが、使用量と得られる効果の点から１００ｋｇ以下であることが好ましい。また、有機溶媒による洗浄を行った後に温水で洗浄処理してもよく、かかる温水洗浄は複数回行ってもよい。温水での洗浄温度は、常温〜９５℃が好ましく、５０℃〜９０℃がより好ましい。洗浄条件にもよるが、バッチ式洗浄の場合、通常５分間以上洗浄することにより十分な効果が得られる。また連続式で洗浄することも可能である。ＰＰＳ樹脂と温水との割合は、乾燥ＰＰＳ１ｋｇ当たり温水１ｋｇ以上用いて洗浄することが好ましく、３ｋｇ以上用いて洗浄することがより好ましい。上限としては特に制限はないが、使用量と得られる効果の点から１００ｋｇ以下であることが好ましい。
【００４７】
これら熱水処理や有機溶媒による洗浄は、目的の溶融粘度およびクロロホルム抽出量、ナトリウム含有量を有する（ａ）ＰＰＳ樹脂を得るために適宜組み合わせて行うことが可能であり、本発明においては有機溶媒による洗浄を行ったＰＰＳ樹脂が好ましく用いられ、特に好ましくは有機溶媒で複数回洗浄した後に温水で３回以上洗浄したＰＰＳ樹脂である。
【００４８】
本発明で用いられる（ａ）ＰＰＳ樹脂は、その灰分量が０．１重量％以上０．６重量％以下であることが好ましく、０．１５重量％以上０．３０重量％以下の範囲がより好ましい。灰分量が上記の範囲にあると(a)ＰＰＳ樹脂中に分散するコアシェル型構造の分散相の平均分散粒径を微細化でき、その結果、靭性（特に低温における耐衝撃性、引張特性）が良くなる。灰分量が０．１５重量％未満では低温引張伸びが低くなるため好ましくなく。一方、灰分量が０．６重量％を越える範囲では、後述のコアシェル型構造の形成を阻害してしまい、結果として低温衝撃強度が低下するため好ましくない。
【００４９】
ここで灰分量の測定方法は、１５０℃で１時間乾燥したＰＰＳ樹脂約５ｇを、秤量した後、るつぼに入れ、電気コンロで３時間程度予備燃焼させた後、電気炉で５５０℃、約２０時間燃焼させ、完全に灰化する。残渣重量を測定し、乾燥後の樹脂の重量に対する残渣の重量の割合を算出したものである。
【００５０】
また、本発明において、ＰＰＳ樹脂に含まれる灰分を制御するためには、熱水処理を行う条件が重要な要件の一つである。さらに、この熱水処理操作を終えたＰＰＳ樹脂を温水で洗浄する操作も、灰分量を制御する上で重要な要件である。洗浄水量が少なすぎると灰分量が多くなり、多すぎると灰分量が少なくなる傾向にある。
【００５１】
また、揮発分除去を目的として、低酸素濃度で、熱酸化架橋を抑制しながら、乾式熱処理を行うことも可能である。その温度は１３０〜２５０℃が好ましく、１６０〜２５０℃の範囲がより好ましい。また、この場合の酸素濃度は５体積％未満、さらには２体積％未満とすることが望ましい。処理時間は、０．５〜５０時間が好ましく、１〜２０時間がより好ましく、１〜１０時間がさらに好ましい。
【００５２】
本発明で用いる（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体は、オレフィン重合体もしくはオレフィン共重合体にエポキシ基を有する単量体成分を導入して得られるオレフィン共重合体である。
【００５３】
エポキシ基を有する単量体成分を導入するための官能基含有成分の例としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、シトラコン酸グリシジルなどのエポキシ基を含有する単量体が挙げられる。
【００５４】
これらのエポキシ基含有成分を導入する方法は特に制限はなく、重合時に共重合せしめたり、オレフィン重合体もしくはオレフィン共重合体にラジカル開始剤を用いてグラフト導入するなどの方法を用いることができる。
【００５５】
エポキシ基を含有する単量体成分の導入量は、エポキシ基含有オレフィン共重合体全体に対して０．００１〜４０モル％、好ましくは０．０１〜３５モル％の範囲内であるのが好ましい。
【００５６】
本発明で特に有用な(ｂ)エポキシ基含有オレフィン共重合体としては、α−オレフィンとα，β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステルを必須共重合成分とするオレフィン共重合体が好ましく挙げられる。上記α−オレフィンとしては、エチレンが好ましく挙げられる。また、これら共重合体にはさらに、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどのα，β−不飽和カルボン酸およびそのアルキルエステル等を共重合することも可能である。
【００５７】
本発明においては、α−オレフィン８０〜９９重量％とα，β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステル１〜２０重量％を必須共重合成分とするオレフィン共重合体が好ましく、α−オレフィン９０〜９９重量％とα，β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステル１〜１０重量％を必須共重合成分とするオレフィン共重合体が特に好ましい。
【００５８】
上記α，β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステルは、
【００５９】
【化３】
【００６０】
（Ｒは水素原子または低級アルキル基を示す）で示される化合物であり、具体的にはアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルおよびエタクリル酸グリシジルなどが挙げられるが、中でもメタクリル酸グリシジルが好ましく使用される。 α−オレフィンとα，β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステルを必須共重合成分とするオレフィン共重合体の具体例としては、エチレン／プロピレン−ｇ−メタクリル酸グリシジル共重合体（”ｇ”はグラフトを表す、以下同じ）、エチレン／ブテン−１−ｇ−メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／アクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／アクリル酸メチル／メタクリル酸グリシジル共重合体およびエチレン／メタクリル酸メチル／メタクリル酸グリシジル共重合体が挙げられる。中でも、エチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／アクリル酸メチル／メタクリル酸グリシジル共重合体およびエチレン／メタクリル酸メチル／メタクリル酸グリシジル共重合体から選ばれた共重合体が好ましく用いられる。
【００６１】
本発明の（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体は、ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に従って１９０℃、２１６０ｇ荷重で測定したメルトフローレート（以下ＭＦＲと略す）が、０．０１〜７０ｇ／１０分であることが好ましく、さらに好ましくは０．０３〜６０ｇ／１０分である。ＭＦＲが０．０１ｇ／１０分未満の場合は、樹脂組成物の流動性が低くなり、好ましくない。ＭＦＲが７０ｇ／１０分を超える場合は、成形品の形状によっては、その衝撃強度が低くなる場合もあり好ましくない。
【００６２】
本発明の（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体の密度は８５０〜９９０ｋｇ／ｍ３が好ましい。密度が９９０ｋｇ／ｍ３を越えると靭性が低下する傾向を示し、好ましくない。密度が８５０ｋｇ／ｍ３未満ではハンドリング性が低下するため好ましくない。
【００６３】
また、本発明で特に有用な（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体は、エチレンおよび炭素数３〜２０を有する少なくとも１種のα−オレフィンを構成成分とする共重合体である。上記の炭素数３〜２０のα−オレフィンの具体例としては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン、１−トリデセン、１−テトラデセン、１−ペンタデセン、１−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセン、１−ノナデセン、１−エイコセン、３−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ペンテン、３−エチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテン、４−エチル−１−ヘキセン、３−エチル−１−ヘキセン、９−メチル−１−デセン、１１−メチル−１−ドデセン、１２−エチル−１−テトラデセンおよびこれらの組み合わせが挙げられる。これらα−オレフィンの中でも炭素数４から１２であるα−オレフィンを用いた共重合体が機械強度の向上、改質効果の一層の向上が見られるためより好ましい。
【００６４】
本発明の（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体は、ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に従って１９０℃、２１６０ｇ荷重で測定したメルトフローレート（以下ＭＦＲと略す）が、０．０１〜５０ｇ／１０分であることが好ましく、さらに好ましくは０．０３〜４０ｇ／１０分である。ＭＦＲが０．０１ｇ／１０分未満の場合は、樹脂組成物の流動性が低くなり、好ましくない。ＭＦＲが５０ｇ／１０分を超える場合は、成形品の形状によっては、その衝撃強度が低くなる場合もあり好ましくない。
【００６５】
本発明の（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体の密度は８００〜９２０ｋｇ／ｍ３が好ましい。密度が９２０ｋｇ／ｍ３を越えると低温耐衝撃性が発現し難く、好ましくない。密度が８００ｋｇ／ｍ３未満ではハンドリング性が低下するため好ましくない。
【００６６】
本発明の（ａ）ＰＰＳ樹脂、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンの配合割合は（ａ）ＰＰＳ樹脂８０〜９５重量％、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体１〜２０重量％、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体１〜２０重量％（ただし各成分の合計を１００重量％とする。）であり、好ましくは（ａ）ＰＰＳ樹脂８２〜９０重量％、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体１〜１０重量％、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体５〜１５重量％（ただし各成分の合計を１００重量％とする。）である。ＰＰＳ樹脂が８０重量％より小さいとＰＰＳ樹脂本来の熱安定性、バリア性が損なわれるため好ましくない。逆に、ＰＰＳ樹脂が９５重量％より多いと本発明の特徴である優れた低温耐衝撃性が発現できないため好ましくない。さらに、本発明の（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体と（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体の配合割合は、両者の合計に対し、（ｂ）成分が５〜６０重量％、（ｃ）成分が９５〜４０重量％が好ましく、より好ましくは（ｂ）成分が１０〜５０重量％、（ｃ）成分が９０〜５０重量％であり、さらに好ましくは（ｂ）成分が１０〜４０重量％、（ｃ）成分が９０〜６０重量％である。（ｂ）成分が５重量％より小さいと目的のモルホロジーが得られにくい傾向にある。また（ｂ）成分が６０重量％より多いと溶融混練時の増粘が大きくなる傾向にある。
【００６７】
さらに本発明においては、高い耐熱性および熱安定性を保持するために、フェノール系酸化防止剤およびリン系酸化防止剤の中から選ばれた１種以上の酸化防止剤を含有せしめることが好ましい。酸化防止剤の配合量は、耐熱改良効果の点からは、（ａ）ＰＰＳ樹脂、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体の合計１００重量部に対して、０．０１重量部以上、特に０．０２重量部以上であることが好ましい。酸化防止剤の配合量は、成型時に発生するガス成分の観点からは、（ａ）ＰＰＳ樹脂、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体の合計１００重量部に対して、５重量部以下、特に１重量部以下であることが好ましい。また、フェノール系酸化防止剤およびリン系酸化防止剤を併用して使用することは、特に耐熱性および熱安定性保持効果が大きく好ましい。
【００６８】
フェノール系酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系化合物が好ましく用いられる。具体例としては、トリエチレングリコール−ビス［３−ｔ−ブチル−（５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、Ｎ、Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド）、テトラキス［メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ペンタエリスリチルテトラキス［３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−ｓ−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、ｎ−オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−フェニル）プロピオネート、３，９−ビス［２−（３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ）−１，１−ジメチルエチル］−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼンなどが挙げられる。中でも、エステル型高分子ヒンダードフェノールタイプが好ましく、具体的には、テトラキス［メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ペンタエリスリチルテトラキス［３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、３，９−ビス［２−（３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ）−１，１−ジメチルエチル］−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカンなどが好ましく用いられる。
【００６９】
リン系酸化防止剤としては、ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス（２，４−ジ−クミルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、テトラキス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−４，４’−ビスフェニレンホスファイト、ジ−ステアリルペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、トリフェニルホスファイト、３，５−ジーブチル−４−ヒドロキシベンジルホスフォネートジエチルエステルなどが挙げられる。
【００７０】
中でも、ＰＰＳ樹脂のコンパウンド中に酸化防止剤の揮発や分解を少なくするために、酸化防止剤の融点が高いものが好ましく、具体的にはビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス（２，４−ジ−クミルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイトなどが好ましく用いられる。
【００７１】
さらに、本発明のＰＰＳ樹脂組成物には本発明の効果を損なわない範囲において、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体以外の樹脂を添加することが可能である。例えば、柔軟性の高い熱可塑性樹脂を少量添加することにより柔軟性および耐衝撃性をさらに改良することが可能である。ただし、この量が組成物全体５０重量％を超えるとＰＰＳ樹脂本来の特徴が損なわれるため好ましくなく、特に３０重量％以下の添加が好ましい。熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリアリルサルフォン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリチオエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、四フッ化ポリエチレン樹脂などが挙げられる。
【００７２】
また、改質を目的として、以下のような化合物の添加が可能である。イソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物、エポキシ化合物などのカップリング剤、ポリアルキレンオキサイドオリゴマ系化合物、チオエーテル系化合物、エステル系化合物、有機リン系化合物などの可塑剤、タルク、カオリン、有機リン化合物、ポリエーテルエーテルケトンなどの結晶核剤、モンタン酸ワックス類、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸アルミ等の金属石鹸、エチレンジアミン／ステアリン酸／セバシン酸重縮合物、シリコーン系化合物などの離型剤、次亜リン酸塩などの着色防止剤、その他、滑剤、紫外線防止剤、着色剤、難燃剤、発泡剤などの通常の添加剤を配合することができる。上記化合物は何れも組成物全体の２０重量％を越えるとＰＰＳ樹脂本来の特性が損なわれるため好ましくなく、１０重量％以下が好ましく、１重量％以下がさらに好ましい。
【００７３】
本発明において有機シランなどのカップリング剤を配合することは、低温靭性をさらに高める上で好ましい。有機シランの配合量は（ａ）ＰＰＳ樹脂１００重量部に対して、０．１〜３重量部であり、好ましくは０．５〜２．５重量部である。
【００７４】
また、本発明のＰＰＳ樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で充填材を配合して使用することも可能である。かかる充填材の具体例としては、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、炭酸カルシウムウィスカ、ワラステナイトウィスカ、硼酸アルミウィスカ、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維、石こう繊維、金属繊維などの繊維状充填材、あるいはタルク、ワラステナイト、ゼオライト、セリサイト、マイカ、カオリン、クレー、パイロフィライト、ベントナイト、アスベスト、アルミナシリケートなどの珪酸塩、酸化珪素、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄などの金属化合物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの水酸化物、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラス粉、セラミックビーズ、窒化ホウ素、炭化珪素、カーボンブラックおよびシリカ、黒鉛などの非繊維状充填材が挙げられる。これらは中空であってもよく、さらにはこれら充填剤を２種類以上併用することも可能である。また、これらの充填材をイソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物およびエポキシ化合物などのカップリング剤で予備処理して使用してもよい。
【００７５】
本発明のＰＰＳ樹脂組成物は、（ａ）ＰＰＳ樹脂が連続相（マトリックス）を形成し、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体が分散相を形成することが好ましい。これにより、ＰＰＳ樹脂の本来有する優れた耐熱性、耐薬品性およびバリア性を樹脂組成物の特性に反映させるとともに、優れた流動性、柔軟性、耐衝撃性および低温靭性を有することができる。
【００７６】
さらに本発明のＰＰＳ樹脂組成物は、図１に示すように、ＰＰＳ樹脂１が連続相（マトリックス）を形成し、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体成分２が一次分散相（シェル相）を形成し、さらにその一次分散相（シェル相）中に（ｃ）エチレン／α−オレフィン共重合体成分３の二次分散相（コア相）が包含されたコアシェル型分散相を形成することが好ましい。このようなコアシェル構造を形成させることにより、特に低温領域での耐衝撃性（すなわち、低温靭性）が著しく向上することを見いだした。ここで、コアシェル構造としては、図１に示すようにシェル相が、コア相全体を包含していることが好ましいが、図２に示すように、部分的に包含した状態でもよい。この場合、分散相外周の５０％以上、好ましくは８０％以上を（ｂ）成分２が覆っていることが好ましい。
【００７７】
ここでコアシェル構造が形成されているか否かは、樹脂組成物で観察しても良いし、樹脂組成物を成形して、成形品を観察しても良い。樹脂組成物で観察する場合、本発明のＰＰＳ樹脂組成物の断面をルテニウム染色した後、０．１μｍ以下の薄片を切削し、透過型電子顕微鏡を用いて１万倍の倍率で観察し、判断することができる。
【００７８】
本発明において、分散相がコアシェル構造を形成しているとは、このようにして観察した全分散相の数に対して、コアシェル構造を有する分散相の割合が５０％以上、より好ましくは８０％以上であることを言う。コアシェル構造を有する分散相の割合が５０％未満の場合は、コアシェル構造を有さないとする。
【００７９】
また、コアシェル型分散相の（ａ）ＰＰＳ樹脂中での平均粒子径は１〜２００ｎｍで分散していることが好ましく、さらに２０〜１５０ｎｍで分散していることがより好ましい。この分散形態は、ＰＰＳ樹脂組成物から無染色、凍結法で０．１μｍ以下の薄片を切削し、透過型電子顕微鏡で観察することができる。無作為に選択した１００個のコアシェル型分散相について、まずそれぞれのコア層外径の最大径と最小径を測定して平均値を求めて、各分散相の粒子径とし、その後、１００個を平均して平均粒子径とする。
【００８０】
本発明のＰＰＳ樹脂組成物はＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に従い、測定温度３１５．５℃、荷重５０００ｇで測定したＭＦＲが１０〜５０ｇ／１０分であることが必要であり、好ましくは１４〜３０ｇ／１０分、より好ましくは１５〜２６ｇ／１０分である。ＭＦＲが１０ｇ／１０分未満では大型成形品を射出成形する際に充填が不良となったり、型締め圧の大きい成形機を用いる必要が生じるために好ましくない。逆にＭＦＲが５０ｇ／１０分超の場合は、成形品の耐衝撃特性が低下する傾向にあり、やはり好ましくない。
【００８１】
本発明のＰＰＳ組成物はＡＳＴＭ−Ｄ２５６に従い、測定温度−４０℃で測定したノッチ付きアイゾット衝撃強度が３００Ｊ／ｍ以上であることが好ましく、より好ましくは４００Ｊ／ｍ以上である。衝撃強度が３００Ｊ／ｍ未満であると大型成形品を低温環境下で使用する場合に衝撃によるクラックや割れが生じる可能性があり好ましくない。また本発明のＰＰＳ組成物はＡＳＴＭ−Ｄ７９０に従い、測定温度２３℃で測定した１／８インチ厚み曲げ試験片の曲げ弾性率が２０００ＭＰａ以上であることが好ましく、より好ましくは２５００ＭＰａ以上である。曲げ弾性率が２０００ＭＰａ未満であると大型成形品を使用時に撓みや変形を引き起こす可能性があり好ましくない。本発明のＰＰＳ樹脂組成物においては、上記衝撃強度と曲げ弾性率を同時に満たすものであり、特に大型成形品用途に好適に用いられる。
【００８２】
本発明のＰＰＳ樹脂組成物の製造に用いる混練機は、単軸、２軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、及びミキシングロールなど通常公知の溶融混練機に供給してＰＰＳ樹脂の融点以上の加工温度で混練する方法などを代表例として挙げることができる。中でも押出機、特に２軸押出機が生産性の面で好ましい。また、溶融混練時に発生する水分や、低分子量の揮発成分を除去する目的で、ベント口を設けることも好んで用いられる。２軸押出機を用いて、本発明のＰＰＳ樹脂組成物の分散構造を上述の如くコントロールするためには、押出時の混練エネルギー（吐出量あたりの押出機仕事量（ｋＷ／（ｋｇ／ｈ）））を大きくすることが必要である。押出機サイズにより異なる場合もあるが、例えば、シリンダー径３０ｍｍの２軸押出機を用いて混練した際の好ましい混練エネルギーは、０．４以上であり、特に好ましくは０．４５以上である。これによって良好な溶融混練を行うことができ、目的とする樹脂相分離構造を形成することができる。混練エネルギーが大きく過ぎる場合には後述のように発熱による熱分解を生じるため０．６５以下であることが好ましい。通常、混練エネルギーを大きくするとせん断による発熱で樹脂温度が上昇し、熱分解を引き起こし、物性低下を引き起こす。ここで言う樹脂温度とは、例えば押出機ダイより吐出された溶融樹脂を温度計により測定した温度を言う。そのため本発明のＰＰＳ樹脂組成物を溶融混練する時の樹脂温度は３２０℃〜３５０℃の範囲であることが好ましい。このように溶融混練時の混練エネルギーと樹脂温度を制御することは分解を抑制しつつ目的の分散離構造を形成することが可能となるため好ましい。上記のように混練条件を制御する方法の一例を示す。２軸押出機を用いた溶融混練において、シリンダー温度を低温とし、スクリュー回転数を高回転とする方法は高せん断を得ることができ、高混練エネルギーを達成することができるため好ましく用いられる。しかしながら、この場合において混練部のスクリューエレメントに従来のニーディングディスクを用いた場合には、せん断による発熱量が大きく、押出時の樹脂温度を上述のように制御することが困難である。これに対して、混練部のスクリューエレメントに低発熱混練エレメントを用いるとせん断による発熱を抑えることができ、押出時の樹脂温度制御が容易となるため好ましい。ここで言う低発熱エレメントとは、従来のニーディングディスクでは平行に配列されているフライトチップ部を螺旋角度が０〜９０度あるいは９０〜１８０度の範囲内で傾斜したスクリューエレメント、切り欠き形状のエレメントを用いて従来のせん断ではなく撹拌主体の混練をおこなうスクリューエレメント等が挙げられ、これらをスクリューの混練部に導入することにより従来のニーディングディスクに不足している樹脂の温度上昇抑制効果を得ることができる。また混練部に超臨界二酸化炭素、超臨界窒素を導入する方法もせん断による発熱を抑えることができるため好ましい。
【００８３】
２軸押出機のシリンダー温度は、２軸押出機に投入された樹脂を可塑化する可塑化部と可塑化された溶融樹脂を溶融混練する混練部に分けた場合、可塑化部を（ａ）ＰＰＳ樹脂のうち融点〜融点＋２０℃の温度とし、混練部のシリンダー温度を１５０〜３００℃の範囲とすることが好ましい。この際、原料の混合順序には特に制限はなく、全ての原料を配合後溶融混練する方法、一部の原材料を溶融混練した後さらに残りの原材料を配合し溶融混練する方法、あるいは一部の原料を配合後単軸あるいは２軸の押出機により溶融混練しながらサイドフィーダーを用いて残りの原料を供給し溶融混練する方法など、いずれの方法を用いてもよい。中でも、ＰＰＳ樹脂を押出機上流部の供給口から供給し、オレフィン系樹脂およびその他の成分を押出機下流部からサイドフィードする方法が好ましい。また、少量添加剤成分については、他の成分を上記の方法などで混練しペレット化した後、成形前に添加して成形に供することも可能である。
【実施例】
【００８４】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
【００８５】
以下の実施例において、材料特性については下記の方法により測定した。
【００８６】
（１）クロロホルム抽出量
ＰＰＳ樹脂約１０ｇを秤量して円筒形濾紙に入れ、クロロホルム２００ｍＬを用いて、バス温１２０℃で、５時間ソックスレー抽出を行った。抽出後、クロロホルムを留去し、残差量を秤量しポリマー重量当たりで計算した。
【００８７】
（２）ナトリウム含有量
ＰＰＳ樹脂５ｇを白金皿上に乗せ５３８℃で灰化処理し、塩酸処理したものを島津製作所製の原子吸光度計ＡＡ−６７０を使用し、原子吸光分析によって測定した。
【００８８】
（３）モルホロジーの観察（コアシェル構造）
射出成形により、ＡＳＴＭ１号ダンベル試験片を成形した。（ａ）ＰＰＳ樹脂マトリックス中のｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体の分散形態は、試験片の中央部を流れ方向に対して直角方向に切断し、その断面の中心部から無染色、凍結法で０．１μｍ以下の薄片を切削し、透過型電子顕微鏡で１万倍で観察した。
【００８９】
また、コアシェル構造が形成しているか否かは、試験片の中央部を流れ方向に対して直角方向に切断し、その断面の中心部を染色した後、室温にて０．１μｍ以下の薄片を切削し、透過型電子顕微鏡で１万倍で観察を行った。同一視野に２０個以上の分散相が観察される状態で、個々の分散相につきコアシェル構造が形成されているか否かを判別し、全分散相の数に対する、コアシェル構造を有する分散相の割合から以下のように判定した。◎は、良好、○は、やや良好、×は、不十分である。
◎：コアシェル構造の形成が８０％以上
○：コアシェル構造の形成が５０％以上、８０％未満
×：コアシェル構造の形成が５０％未満
【００９０】
（４）モルホロジーの観察（分散粒径）
射出成形により、ＡＳＴＭ１号ダンベル試験片を成形した。試験片の中央部を流れ方向に対して直角方向に切断し、その断面の中心部から無染色、凍結法で０．１μｍ以下の薄片を切削し、透過型電子顕微鏡で１万倍で観察した。無作為に選択した１００個のコアシェル型分散相について、まずそれぞれのコア層外径の最大径と最小径を測定して平均値を求めて、各分散相の粒子径とし、その後、１００個を平均して平均粒子径とした。
【００９１】
（５）ＭＦＲ
測定温度３１５．５℃、５０００ｇ荷重とし、ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に従って測定した。
【００９２】
（６）高速引張伸び（−４０℃）
ＡＳＴＭ１号ダンベル試験片を用い、温度雰囲気を−４０℃にした以外はＡＳＴＭ Ｄ６３８に従って、引張速度５００ｍｍ／ｍｉｎの条件で破断伸びを測定した。３個の試験片について測定し、平均値を求めた。
【００９３】
（７）アイゾット衝撃強度（２３℃）
射出成形により、ＡＳＴＭ−Ｄ２５６に規定された、厚さ１／８インチのノッチ付試験片を作成した。ＡＳＴＭ−Ｄ２５６に従って、２３℃でノッチ付アイゾット衝撃強度を測定した。５個の試験片について測定し、平均値を求めた。
【００９４】
（８）アイゾット衝撃強度（−４０℃）
測定温度を−４０℃にした以外は上記と同様にして、ＡＳＴＭ Ｄ２５６に従ってノッチ付きアイゾット衝撃強度を測定した。
【００９５】
（９）曲げ弾性率
射出成形により、ＡＳＴＭ−Ｄ７９０に規定された、厚さ１／４インチの曲げ試験片を作成した。ＡＳＴＭ−Ｄ７９０に従って、２３℃で曲げ試験を行い、弾性率を測定した。３個の試験片について測定し、平均値を求めた。
【００９６】
［参考例１］Ａ−１の調製
撹拌機および底栓弁付きの７０リットルオートクレーブに、４７．５％水硫化ナトリウム８．２７ｋｇ（７０．００モル）、９６％水酸化ナトリウム２．９４ｋｇ（７０．６３モル）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１１．４５ｋｇ（１１５．５０モル）、酢酸ナトリウム２．２４ｋｇ（２７．３モル）、及びイオン交換水５．５０ｋｇを仕込み、常圧で窒素を通じながら２４５℃まで約３時間かけて徐々に加熱し、水９．７７ｋｇおよびＮＭＰ０．２８ｋｇを留出した後、反応容器を２００℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物１モル当たりの系内残存水分量は、ＮＭＰの加水分解に消費された水分を含めて１．０６モルであった。また、硫化水素の飛散量は、仕込みアルカリ金属硫化物１モル当たり０．０２モルであった。
【００９７】
その後２００℃まで冷却し、ｐ−ジクロロベンゼン１０．３２ｋｇ（７０．２０モル）、ＮＭＰ９．３７ｋｇ（９４．５０モル）を加え、反応容器を窒素ガス下に密封し、２４０ｒｐｍで撹拌しながら０．８℃／分の速度で２００℃から２３５℃まで昇温し、２３５℃で４０分反応した。その後０．８℃／分の速度で２７０℃まで昇温し、２７０℃で７０分反応した後、２７０℃から２５０℃まで１５分かけて冷却しながら水２．４０ｋｇ（１３３モル）を圧入した。ついで２５０℃から２２０℃まで７５分かけて徐々に冷却した後、室温近傍まで急冷し内容物を取り出した。
【００９８】
内容物を約３５リットルのＮＭＰで希釈しスラリーとして８５℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網（目開き０．１７５ｍｍ）で濾別して固形物を得た。得られた固形物を同様にＮＭＰ約３５リットルで洗浄濾別した。得られた固形物を７０リットルのイオン交換水で希釈し、７０℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網で濾過して固形物を回収する操作を合計５回繰り返した。このようにして得られた固形物を窒素気流下、１２０℃で乾燥することにより、乾燥ＰＰＳを得た。得られたＰＰＳは、クロロホルム抽出量が０．１重量％、ナトリウム含有量が６５０ｐｐｍ、ＭＦＲが７７ｇ／１０分であった。
【００９９】
［参考例２］Ａ−２の調製
参考例１と同様に反応を行い、８０メッシュ金網（目開き０．１７５ｍｍ）で濾別して固形物を得た。得られた固形物を同様にＮＭＰ約３５リットルで洗浄濾別した。得られた固形物を７０リットルのイオン交換水で希釈し、７０℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網で濾過して固形物を回収する操作を合計３回繰り返した。得られた固形物および酢酸３２ｇを７０リットルのイオン交換水で希釈し、７０℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網で濾過し、更に得られた固形物を７０リットルのイオン交換水で希釈し、７０℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網で濾過して固形物を回収した。このようにして得られた固形物を窒素気流下、１２０℃で乾燥することにより、乾燥ＰＰＳを得た。
得られたＰＰＳは、クロロホルム抽出量が０．１重量％、ナトリウム含有量が６５ｐｐｍ、ＭＦＲが９５ｇ／１０分であった。
【０１００】
［参考例３］Ａ−３の調製
撹拌機および底栓弁付きの７０リットルオートクレーブに、４７．５％水硫化ナトリウム８．２７ｋｇ（７０．００モル）、９６％水酸化ナトリウム２．９４ｋｇ（７０．６３モル）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１１．４５ｋｇ（１１５．５０モル）、酢酸ナトリウム１．８９ｋｇ（２３．１モル）、及びイオン交換水５．５０ｋｇを仕込み、常圧で窒素を通じながら２４５℃まで約３時間かけて徐々に加熱し、水９．７７ｋｇおよびＮＭＰ０．２８ｋｇを留出した後、反応容器を２００℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物１モル当たりの系内残存水分量は、ＮＭＰの加水分解に消費された水分を含めて１．０６モルであった。また、硫化水素の飛散量は、仕込みアルカリ金属硫化物１モル当たり０．０２モルであった。
【０１０１】
その後２００℃まで冷却し、ｐ−ジクロロベンゼン１０．４２ｋｇ（７０．８６モル）、ＮＭＰ９．３７ｋｇ（９４．５０モル）を加え、反応容器を窒素ガス下に密封し、２４０ｒｐｍで撹拌しながら０．６℃／分の速度で２００℃から２７０℃まで昇温し、２７０℃で１４０分反応した。その後、２７０℃から２５０℃まで１５分かけて冷却しながら水２．４０ｋｇ（１３３モル）を圧入した。ついで２５０℃から２２０℃まで７５分かけて徐々に冷却した後、室温近傍まで急冷し内容物を取り出した。
【０１０２】
内容物を約３５リットルのＮＭＰで希釈しスラリーとして８５℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網（目開き０．１７５ｍｍ）で濾別して固形物を得た。得られた固形物を同様にＮＭＰ約３５リットルで洗浄濾別した。得られた固形物を７０リットルのイオン交換水で希釈し、７０℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網で濾過して固形物を回収する操作を合計５回繰り返した。このようにして得られた固形物を窒素気流下、１２０℃で乾燥することにより、乾燥ＰＰＳを得た。
【０１０３】
得られたＰＰＳは、クロロホルム抽出量が０．２重量％、ナトリウム含有量が５５０ｐｐｍ、ＭＦＲが３００ｇ／１０分であった。
【０１０４】
［参考例４］Ａ−４の調製
撹拌機および底栓弁付きの７０リットルオートクレーブに、４７．５％水硫化ナトリウム８．２７ｋｇ（７０．００モル）、９６％水酸化ナトリウム２．９１ｋｇ（６９．８０モル）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１１．４５ｋｇ（１１５．５０モル）、酢酸ナトリウム２．２４ｋｇ（２７．３モル）、及びイオン交換水１０．５ｋｇを仕込み、常圧で窒素を通じながら２４５℃まで約３時間かけて徐々に加熱し、水１４．７８ｋｇおよびＮＭＰ０．２８ｋｇを留出した後、反応容器を２００℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物１モル当たりの系内残存水分量は、ＮＭＰの加水分解に消費された水分を含めて１．０６モルであった。また、硫化水素の飛散量は、仕込みアルカリ金属硫化物１モル当たり０．０２モルであった。
【０１０５】
その後２００℃まで冷却し、ｐ−ジクロロベンゼン１０．３４ｋｇ（７０．３２モル）、ＮＭＰ９．３７ｋｇ（９４．５０モル）を加え、反応容器を窒素ガス下に密封し、２４０ｒｐｍで撹拌しながら０．８℃／分の速度で２００℃から２３５℃まで昇温し、２３５℃で４０分反応した。その後０．８℃／分の速度で２７０℃まで昇温し、２７０℃で７０分反応した後、オートクレーブの底栓弁を開放し、窒素で加圧しながら内容物を攪拌機付き容器に１５分かけてフラッシュし、２５０℃でしばらく撹拌して大半のＮＭＰを除去した。
【０１０６】
得られた固形物およびイオン交換水７６リットルを撹拌機付きオートクレーブに入れ、７０℃で３０分洗浄した後、ガラスフィルターで吸引濾過した。次いで７０℃に加熱した７６リットルのイオン交換水をガラスフィルターに注ぎ込み、吸引濾過してケークを得た。
【０１０７】
得られたケークおよびイオン交換水９０リットルを撹拌機付きオートクレーブに仕込み、オートクレーブ内部を窒素で置換した後、１９２℃まで昇温し、３０分保持した。その後オートクレーブを冷却して内容物を取り出した。
【０１０８】
内容物をガラスフィルターで吸引濾過した後、これに７０℃のイオン交換水７６リットルを注ぎ込み吸引濾過してケークを得た。得られたケークを窒素気流下、１２０℃で乾燥することにより、乾燥ＰＰＳを得た。
【０１０９】
得られたＰＰＳは、クロロホルム抽出量が２．４重量％、ナトリウム含有量が１０５０ｐｐｍ、ＭＦＲが１８０ｇ／１０分であった。
【０１１０】
［実施例１〜１０、比較例１〜６］
下に示す各成分を表１に記載の各割合でドライブレンドした後、日本製鋼所社製ＴＥＸ３０型２軸押出機で、可塑化部のシリンダー温度を２９０℃、混練部のシリンダー温度を２３０℃、スクリュー回転数を３００ｒｐｍの条件に設定して、実施例１〜８、比較例１〜６はスクリュー混練部に低発熱混練エレメントとしてフライトチップ部を螺旋角度７５度で傾斜したスクリューエレメント、切り欠き形状のエレメントをそれぞれ３ユニットずつ導入したスクリューを用い、実施例９〜１０はスクリュー混練部に通常のニーディングディスクを６ユニット導入したスクリューを用いて溶融混練を行い、ダイから吐出されるガットは即座に水浴にて冷却し、ストランドカッターによりペレット化した。１１０℃で１晩乾燥したペレットを用い、射出成形製（東芝機械社製ＩＳ１００ＦＡ）により、シリンダー温度３００℃、金型温度１３０℃で、ＡＳＴＭ１号ダンベル試験片およびノッチ付アイゾット衝撃強度測定用試験片を成形した。各サンプルのコアシェル構造形成の有無、平均分散粒径、流動性、引張伸び、衝撃強度などを測定した結果は表１に示すとおりであった。比較例１はナトリウム含有量が異なるＰＰＳ樹脂、比較例２はクロロホルム抽出量が異なるＰＰＳ樹脂を用いた場合であるがいずれも実施例と比較して分散相の平均粒径が大きく、比較例１は−４０℃衝撃強度が低く、比較例２は低温高速伸びが充分でない。比較例３〜５は本願とは異なるエラストマーを使用した場合であるが−４０℃衝撃強度、低温高速伸びがいずれも低かった。比較例６はＰＰＳ樹脂、エポキシ基含有オレフィン共重合体、エチレン／α−オレフィン共重合体の構成組成が本願要件とは異なる材料であり、−４０℃衝撃強度、低温高速伸びの改良効果は見られるが流動性やＰＰＳが本来有している剛性が著しく低下しており充分ではない。これに対して本実施例は低温高速伸び、衝撃強度（特に低温衝撃強度）、剛性がバランス良く優れていることが明らかである。
【０１１１】
【表１】
【０１１２】
本実施例および比較例に用いた（ａ）ＰＰＳ樹脂は以下の通りである。
Ａ−１：参考例１に記載の方法で重合したＰＰＳ樹脂
Ａ−２：参考例２に記載の方法で重合したＰＰＳ樹脂
Ａ−３：参考例３に記載の方法で重合したＰＰＳ樹脂
Ａ−４：参考例４に記載の方法で重合したＰＰＳ樹脂
【０１１３】
同様に、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体は以下の通りである。
Ｂ−１：エチレン／メタクリル酸グリシジル＝９２／８（重量比）の共重合体（住友化学製“ボンドファースト”ＥＴＸ−６）
Ｂ−２：エチレン／メタクリル酸グリシジル＝８８／１２（重量比）の共重合体（住友化学製“ボンドファースト”ＢＦ−Ｅ）
Ｂ−３：エチレン／メタクリル酸グリシジル／アクリル酸メチル＝５４／６／３０（重量比）の共重合体（住友化学製“ボンドファースト”ＢＦ−７Ｍ）
【０１１４】
同様に、（ｃ）エチレン／α−オレフィン共重合体は以下の通りである。
Ｃ−１：ＭＦＲ＝０．５ｇ／１０分（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）、密度０．８６１ｇ／ｃｍ3のエチレン／１−ブテン共重合体（三井化学製“タフマー”ＴＸ−６１０）
Ｃ−２：ＭＦＲ＝０．５ｇ／１０分（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）、密度０．８６８ｇ／ｃｍ3のエチレン／１−オクテン共重合体（ダウケミカル製“エンゲージ”ＥＮＲ８１５０）
【０１１５】
以下のエラストマーを比較例に用いた。
Ｄ−１：アクリル酸エチル含有量１８％のエチレン／アクリル酸エチル共重合体（日本ユニカー製ＤＰＤＪ−６１６９）
Ｄ−２：エチレン／プロピレン／ジエン共重合体（三井化学製三井ＥＰＴ３０４５）
Ｄ−３：ＭＦＲ＝０．９ｇ／１０分（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）、密度０．９４０ｇ／ｃｍ3のエチレン／メタクリル酸共重合体のＮａ塩（三井デュポンポリケミカル製“ハイミラン”１７０７）
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明によれば、成形加工時の流動性に優れると共に、高い耐衝撃性および低温靭性を有するＰＰＳ樹脂組成物が得られる。
【０１１７】
本発明のＰＰＳ樹脂組成物は、耐衝撃性、低温靭性および流動性が優れることから射出成形体用途、特に各種容器、自動車部品、機械部品等の大型の成形品の射出成形に有用である。また該特徴を活かして、一般機器あるいは自動車用のパイプ、ケース等の構造体、または電気電子用の金属インサート成形物品などにも適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】コアシェル型分散相構造のモデル図である。
【図２】コア相がシェル相に部分的に包含されているコアシェル型分散相構造のモデル図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１ （ａ）ＰＰＳ樹脂
２ （ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体
３ （ｃ）エチレン／α−オレフィン共重合体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形に好適な物性バランスに優れるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリフェニレンスルフィド（以下ＰＰＳと略す）樹脂は優れた耐熱性、バリア性、耐薬品性、電気絶縁性、耐湿熱性などエンジニアリングプラスチックとして好適な性質を有しており、射出成形用を中心として各種電気電子部品、機械部品および自動車部品などに使用されている。しかし、ＰＰＳ樹脂は、ナイロンやＰＢＴなどの他のエンジニアリングプラスチックに比べ靭性が低く、その適用が限定されているのが現状であり、その改良が強く望まれている。
【０００３】
ＰＰＳ樹脂の靭性を改良する方法として、これまで各種の軟質樹脂等を溶融ブレンドする方法が検討されてきた。特定のＰＰＳ樹脂にエポキシ基含有オレフィン系共重合体およびエポキシ基、酸無水物基を含有しないエラストマーを配合する方法（特許文献１）、特定の分子量分布を有するエチレン・α−オレフィン系共重合体およびエポキシ基、酸無水物基などの官能基含有オレフィン系共重合体を配合する方法（特許文献２）、ＰＰＳにオレフィン共重合体を特定の分散状態で混合する方法（特許文献３）、特定のＰＰＳ樹脂に特定のオレフィン共重合体を組み合わせる方法（特許文献４）が開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３では室温条件での衝撃性の向上は見られるものの低温（−４０℃）における衝撃性は充分でなく、特許文献４では低温における衝撃性も改良されているが本来ＰＰＳ樹脂が有している優れた剛性は低下する傾向であり、これら各々の特性を高度にバランスよく有する材料が要求されている。
【特許文献１】特開平１−３０６４６７号公報（第１頁左欄第１〜５行目）
【特許文献２】特開２０００−１９８９２３号公報（請求項１）
【特許文献３】特開２００２−２２６７０６号公報（請求項１）
【特許文献４】特開２００４−２１７８８８号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、靭性（特に低温における引張特性、耐衝撃性）、剛性の両方が特異的に優れるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を得ることを課題とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、低温雰囲気下においても高い靭性、耐衝撃性を有すると共に本来ＰＰＳが有している剛性をバランス良く有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物が得られる。
【０００７】
本発明のＰＰＳ樹脂組成物は、靭性、耐衝撃性、剛性が優れることから射出成形体用途、特に各種容器、自動車部品、機械部品等の大型の成形品の射出成形に有用である。また該特徴を活かして、一般機器あるいは自動車用のパイプ、ケース等の構造体、または電気電子用の金属インサート成形物品などにも適している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで本発明者らは上記の課題を解決すべく検討した結果、特定のＰＰＳ樹脂からなる連続相中に、複数のオレフィン共重合体の分散相を形成させることにより上記課題が解決されることを見出し本発明に到達した。
【０００９】
すなわち本発明は、
（１）（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂８０〜９５重量％、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体１〜２０重量％、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体１〜２０重量％を含有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物（ただし各成分の合計を１００重量％とする。）であり、（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂のクロロホルム抽出量が０．０１〜１重量％であり、かつナトリウム含有量が３００ｐｐｍ以上であることを特徴とするポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、
（２）前記（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂をＡＳＴＭ−Ｄ１２３８ に従い、３１５．５℃、５０００ｇ荷重で測定したときのメルトフローレートが５０〜２００ｇ／１０分であることを特徴とする上記（１）に記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、
（３）前記（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂をクエンチ法で得られたものである上記（１）または（２）に記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、
（４）前記（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体がエチレン９０〜９９重量％とα，β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル１〜１０重量％の共重合体であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、
（５）前記（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂が連続相を形成する一方、前記（ｂ）エポキシ基含有オレフィン重合体のシェル相中に前記（ｃ）エチレン／α−オレフィン共重合体のコア相が包含されたコアシェル型分散相を形成し、かつその平均分散粒径が１〜２００ｎｍであることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、
（６）上記（１）〜（５）のいずれか記載の樹脂組成物において、ＡＳＴＭ−Ｄ２５６に従って−４０℃で測定したアイゾット衝撃強度が３００Ｊ／ｍ以上であり、かつＡＳＴＭ−Ｄ７９０に従って２３℃で測定した曲げ弾性率が２０００ＭＰａ以上を有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、
（７）前記ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を構成する樹脂の溶融混合物に、樹脂温度を３２０℃〜３５０℃に制御しつつ０．４ｋＷｈ／ｋｇ以上の混練エネルギーを付与することにより製造せしめることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の製造方法
である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
本発明で用いられる（ａ）ＰＰＳ樹脂は、下記構造式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有する重合体である。
【００１２】
【化１】
【００１３】
耐熱性の観点からは、上記構造式で示される繰り返し単位を７０モル％以上、さらには９０モル％以上含む重合体が好ましい。またＰＰＳ樹脂はその繰り返し単位の３０モル％未満程度が、下記の構造を有する繰り返し単位等で構成されていてもよい。
【００１４】
【化２】
【００１５】
かかる構造を一部有するＰＰＳ重合体は、融点が低くなるため、本発明の樹脂組成物において融点が低い場合には成形性の点で有利となる。
【００１６】
ＰＰＳ樹脂は、耐熱性、耐薬品性、難燃性、電気的性質並びに機械的性質に優れ、特に射出成形用途に好適に用いられる。
【００１７】
本発明で用いられる（ａ）ＰＰＳ樹脂は、クロロホルム抽出量が０．０１〜１重量％である。（ａ）ＰＰＳ樹脂のクロロホルム抽出量は、０．０５〜０．９５重量％がより好ましく、０．１〜０．９重量％がさらに好ましい。本発明におけるクロロホルム抽出量とは、有機低重合成分（オリゴマー）量の指標となるものである。本発明におけるクロロホルム抽出量は、測定するＰＰＳ樹脂１０ｇをクロロホルム２００ｍＬを用いて、ソックスレー抽出５時間処理時の残差量から算出する。オリゴマー量が上記の範囲にあると得られるＰＰＳ樹脂組成物の低温衝撃性を大幅に向上することが可能となる。クロロホルム抽出量が１重量％を越える場合には、得られるＰＰＳ樹脂組成物の低温衝撃性が低下する傾向になるため好ましくない。
【００１８】
本発明で用いられる（ａ）ＰＰＳ樹脂は、ナトリウム含有量は３００ｐｐｍ以上である。ナトリウム含有量は、５００ｐｐｍ以上がより好ましく、特に好ましくは７００ｐｐｍ以上である。ナトリウム含有量の上限については特に制限はないが低温衝撃性とＰＰＳ樹脂組成物成形時の流動性の観点から１５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。本発明におけるナトリウム含有量とは、ＰＰＳ樹脂を白金皿上に乗せ灰化処理した後、塩酸処理したものを原子吸光分析によって測定した値である。ナトリウム含有量が上記の範囲にあると、得られるＰＰＳとエポキシ基含有オレフィン共重合体との反応が速やかに進行するため低温衝撃性を大幅に向上することが可能となる。
【００１９】
本発明で用いられる（ａ）ＰＰＳ樹脂は、ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に従って、３１５．５℃、５０００ｇ荷重で測定したメルトフローレート（以下、ＭＦＲと略す）が５０〜２００ｇ／１０分であることが好ましい。（ａ）ＰＰＳ樹脂のＭＦＲは、５５〜１８０ｇ／１０分がより好ましく、６０〜１５０ｇ／１０分がさらに好ましい。ＭＦＲが５０ｇ／１０分未満である場合には、得られるＰＰＳ樹脂組成物の流動性が低下し、大型成形品を成形することが困難になるので好ましくない。逆にＭＦＲが２００ｇ／１０分を超える場合には得られるＰＰＳ樹脂組成物の衝撃強度が低下し、大型成形品とした場合に割れなどが生じる可能性があるので好ましくない。
【００２０】
またＰＰＳ樹脂は、熱酸化架橋処理による高分子量化を行わない実質的に直鎖状のＰＰＳであることが好ましい。熱酸化架橋処理による高分子量化を行わずに、上記のＭＦＲの範囲を有するＰＰＳ樹脂は、低分子量（高ＭＦＲ）ＰＰＳを熱酸化架橋により高分子量化したＰＰＳ樹脂と比較して、耐衝撃性が高い。さらに、実質的に直鎖状のＰＰＳ樹脂は、後述のコアシェル型構造を形成しやすく、好ましい。
【００２１】
ＰＰＳ樹脂は、ポリハロゲン芳香族化合物とスルフィド化剤とを極性有機溶媒中で反応させて得られるＰＰＳ樹脂を回収、後処理することで高収率で製造することができる。
【００２２】
ポリハロゲン化芳香族化合物とは、１分子中にハロゲン原子を２個以上有する化合物をいう。具体例としては、ｐ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、１，３，５−トリクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼン、１，２，４，５−テトラクロロベンゼン、ヘキサクロロベンゼン、２，５−ジクロロトルエン、２，５−ジクロロ−ｐ−キシレン、１，４−ジブロモベンゼン、１，４−ジヨードベンゼン、１−メトキシ−２，５−ジクロロベンゼンなどが挙げられる。これらの中で、好ましくはｐ−ジクロロベンゼンが用いられる。また、異なる２種以上のポリハロゲン化芳香族化合物を組み合わせて共重合体とすることも可能であるが、ｐ−ジハロゲン化芳香族化合物を主要成分とすることが好ましい。
【００２３】
ポリハロゲン化芳香族化合物の使用量は、加工に適した粘度のＰＰＳ樹脂を得る点から、スルフィド化剤１モル当たり０．９から２．０モル、好ましくは０．９５から１．５モル、さらに好ましくは１．００５から１．２モルの範囲が例示できる。
【００２４】
スルフィド化剤としては、アルカリ金属硫化物、アルカリ金属水硫化物、および硫化水素が挙げられる。
【００２５】
アルカリ金属硫化物の具体例としては、例えば硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウムおよびこれら２種以上の混合物を挙げることができ、なかでも硫化ナトリウムが好ましく用いられる。これらのアルカリ金属硫化物は、水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができる。
【００２６】
アルカリ金属水硫化物の具体例としては、例えば水硫化ナトリウム、水硫化カリウム、水硫化リチウム、水硫化ルビジウム、水硫化セシウムおよびこれら２種以上の混合物を挙げることができ、なかでも水硫化ナトリウムが好ましく用いられる。これらのアルカリ金属水硫化物は、水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができる。
【００２７】
本発明において、仕込みスルフィド化剤の量は、脱水操作などにより重合反応開始前にスルフィド化剤の一部損失が生じる場合には、実際の仕込み量から当該損失分を差し引いた残存量を意味するものとする。
【００２８】
なお、スルフィド化剤と共に、アルカリ金属水酸化物および／またはアルカリ土類金属水酸化物を併用することも可能である。アルカリ金属水酸化物の具体例としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムおよびこれら２種以上の混合物を好ましいものとして挙げることができる。アルカリ土類金属水酸化物の具体例としては、例えば水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムなどが挙げられる。なかでも水酸化ナトリウムが好ましく用いられる。
【００２９】
スルフィド化剤として、アルカリ金属水硫化物を用いる場合には、アルカリ金属水酸化物を同時に使用することが特に好ましいが、この使用量はアルカリ金属水硫化物１モルに対し０．９５から１．２０モル、好ましくは１．００から１．１５モル、さらに好ましくは１．００５から１．１００モルの範囲が例示できる。
【００３０】
以下に、本発明に用いる（ａ）ＰＰＳ樹脂の製造方法の一例について、前工程、重合反応工程、回収工程、および後処理工程と、順を追って具体的に説明する。
【００３１】
スルフィド化剤は通常水和物の形で使用されるが、ポリハロゲン化芳香族化合物を添加する前に、有機極性溶媒とスルフィド化剤を含む混合物を昇温し、過剰量の水を系外に除去することが好ましい。なお、この操作により水を除去し過ぎた場合には、不足分の水を添加して補充することが好ましい。
【００３２】
また、スルフィド化剤として、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物から、反応系においてｉｎ ｓｉｔｕで、あるいは重合槽とは別の槽で調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。望ましい条件は、不活性ガス雰囲気下、常温〜１５０℃、より好ましくは常温から１００℃の温度範囲で、有機極性溶媒にアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物を加え、常圧または減圧下、１５０℃以上、より好ましくは１８０〜２６０℃まで昇温し、水分を留去させる。この段階で重合助剤を加えてもよい。また、水分の留去を促進するために、トルエンなどを加えて反応を行ってもよい。
【００３３】
重合反応における、重合系内の水分量は、仕込みスルフィド化剤１モル当たり０．５〜１０．０モルであることが好ましい。ここで重合系内の水分量とは、重合系に仕込まれた水分量から重合系外に除去された水分量を差し引いた量である。また、仕込まれる水は、水、水溶液、結晶水などのいずれの形態であってもよい。水分量のより好ましい範囲は、スルフィド化剤１モル当たり０．７５〜２．５モルであり、１．０〜１．２５モルの範囲がより好ましい。かかる範囲に水分を調整するために、重合前あるいは重合途中で水分を添加することも可能である。
【００３４】
Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの有機極性溶媒中でスルフィド化剤とポリハロゲン化芳香族化合物とを２００℃以上２９０℃未満の温度範囲内で反応させることによりＰＰＳ樹脂を製造する。
【００３５】
重合反応工程を開始するに際しては、望ましくは不活性ガス雰囲気下、常温〜２２０℃、好ましくは１００〜２２０℃の温度範囲で、有機極性溶媒にスルフィド化剤とポリハロゲン化芳香族化合物を加える。この段階で酢酸ナトリウムなどの重合助剤を加えてもよい。ここで、重合助剤とは得られるＰＰＳ樹脂の粘度を増大させる作用を有する物質を意味する。これらの原料の仕込み順序は、順不同であってもよく、同時であってもさしつかえない。
【００３６】
かかる混合物を通常２００℃〜２９０℃の範囲に昇温する。昇温速度に特に制限はないが、通常０．０１〜５℃／分の速度が選択され、０．１〜３℃／分の範囲がより好ましい。
【００３７】
最終的には２５０〜２９０℃の温度まで昇温し、その温度で０．２５〜５０時間、好ましくは０．５〜２０時間反応させる。
【００３８】
最終温度に到達させる前の段階で、例えば２００℃〜２４５℃で一定時間反応させた後、２５０〜２９０℃に昇温する方法は、より高い重合度を得る上で有効である。この際、２００℃〜２４５℃での反応時間としては、通常０．２５時間から２０時間の範囲内で選択され、好ましくは０．２５〜１０時間の範囲内で選択される。
【００３９】
重合終了後に、重合体、溶媒などを含む重合反応物から固形物を回収する。
【００４０】
本発明で用いるＰＰＳ樹脂の回収方法としては、重合反応物を結晶化させながら徐々に冷却した後、固形物を濾過して回収する方法（クエンチ法）が、好ましく挙げられる。この方法の場合は、結晶化過程で粒子から排除されるために、回収した固形物から残存するイオン性化合物などの不純物や有機低重合度物が除去されやすい。そのため本発明で用いるクロロホルム抽出量が０．０１〜１重量％のＰＰＳ樹脂を得るために好適な方法である。その他の回収法として重合反応物を高温高圧（通常２５０℃以上、８ｋｇ／ｃｍ２ 以上）の状態から常圧もしくは減圧の雰囲気中へフラッシュさせ、溶媒回収と同時に重合体を粉末状にして回収する方法（フラッシュ法）が挙げられるが、この回収方法では固化過程で不純物や有機低重合度物（オリゴマー）がポリマー中に取り込まれやすい傾向があるため本発明で用いるクロロホルム抽出量が０．０１〜１重量％のＰＰＳ樹脂を得る方法としては好ましくない。
【００４１】
本発明で用いられる（ａ）ＰＰＳ樹脂は、上記重合、回収工程を経て生成した後、熱水処理や有機溶媒による洗浄を施して用いられる。また、洗浄時にアルカリ土類金属塩や酸などの添加剤を適宜用い洗浄を行って良いが、目的のナトリウム含有量のＰＰＳ樹脂を得るには上記添加剤を使用せずに洗浄を行うことが好ましい。
【００４２】
熱水処理を行う場合は次のとおりである。ＰＰＳ樹脂を熱水処理するにあたり、熱水の温度を１００℃以上、より好ましくは１２０℃以上、さらに好ましくは１５０℃以上、特に好ましくは１７０℃以上とすることが好ましい。１００℃未満ではＰＰＳ樹脂の好ましい化学的変性の効果が小さいため好ましくない。
【００４３】
熱水洗浄によるＰＰＳ樹脂の好ましい化学的変性の効果を発現するため、使用する水は蒸留水あるいは脱イオン水であることが好ましい。熱水処理の操作は、通常、所定量の水に所定量のＰＰＳ樹脂を投入し、圧力容器内で加熱、撹拌することにより行われる。ＰＰＳ樹脂と水との割合は、乾燥ＰＰＳ１ｋｇ当たり水１ｋｇ以上用いて洗浄することが好ましく、３ｋｇ以上用いて洗浄することがより好ましい。上限としては特に制限はないが、使用量と得られる効果の点から１００ｋｇ以下であることが好ましい。
【００４４】
また、処理の雰囲気は、末端基の分解は好ましくないので、これを回避するため不活性雰囲気下とすることが望ましい。さらに、この熱水処理操作を終えたＰＰＳ樹脂は、残留している成分を除去するため温水で数回洗浄するのが好ましい。
【００４５】
有機溶媒で洗浄する場合は次のとおりである。ＰＰＳ樹脂の洗浄に用いる有機溶媒は、ＰＰＳ樹脂を分解する作用などを有しないものであれば特に制限はなく、例えばＮ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホラスアミド、ピペラジノン類などの含窒素極性溶媒、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホランなどのスルホキシド／スルホン系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトフェノンなどのケトン系溶媒、ジメチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエチレン、２塩化エチレン、パークロルエチレン、モノクロルエタン、ジクロルエタン、テトラクロルエタン、パークロルエタン、クロルベンゼンなどのハロゲン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、フェノール、クレゾール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのアルコール／フェノール系溶媒およびベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒などが挙げられる。これらの有機溶媒のうちでも、Ｎ−メチルピロリドン、アセトン、ジメチルホルムアミド、クロロホルムなどの使用が好ましく、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが特に好ましい。また、これらの有機溶媒は、１種類または２種類以上の混合で使用される。
【００４６】
有機溶媒による洗浄の例としては、有機溶媒中にＰＰＳ樹脂を浸漬せしめる方法があり、必要により適宜撹拌または加熱することも可能であり、洗浄を複数回行ってもよい。有機溶媒でＰＰＳ樹脂を洗浄する際の洗浄温度については特に制限はなく、常温〜３００℃程度の任意の温度が選択できる。洗浄温度が高くなる程洗浄効率が高くなる傾向があるが、通常は常温〜１５０℃の洗浄温度で十分効果が得られる。特に好ましい洗浄温度は７０〜１００℃である。圧力容器中で、有機溶媒の沸点以上の温度で加圧下に洗浄することも可能である。また、洗浄時間についても特に制限はない。洗浄条件にもよるが、バッチ式洗浄の場合、通常５分間以上洗浄することにより十分な効果が得られる。また連続式で洗浄することも可能である。ＰＰＳ樹脂と有機溶媒との割合は、乾燥ＰＰＳ１ｋｇ当たり有機溶媒１ｋｇ以上用いて洗浄することが好ましく、３ｋｇ以上用いて洗浄することがより好ましい。上限としては特に制限はないが、使用量と得られる効果の点から１００ｋｇ以下であることが好ましい。また、有機溶媒による洗浄を行った後に温水で洗浄処理してもよく、かかる温水洗浄は複数回行ってもよい。温水での洗浄温度は、常温〜９５℃が好ましく、５０℃〜９０℃がより好ましい。洗浄条件にもよるが、バッチ式洗浄の場合、通常５分間以上洗浄することにより十分な効果が得られる。また連続式で洗浄することも可能である。ＰＰＳ樹脂と温水との割合は、乾燥ＰＰＳ１ｋｇ当たり温水１ｋｇ以上用いて洗浄することが好ましく、３ｋｇ以上用いて洗浄することがより好ましい。上限としては特に制限はないが、使用量と得られる効果の点から１００ｋｇ以下であることが好ましい。
【００４７】
これら熱水処理や有機溶媒による洗浄は、目的の溶融粘度およびクロロホルム抽出量、ナトリウム含有量を有する（ａ）ＰＰＳ樹脂を得るために適宜組み合わせて行うことが可能であり、本発明においては有機溶媒による洗浄を行ったＰＰＳ樹脂が好ましく用いられ、特に好ましくは有機溶媒で複数回洗浄した後に温水で３回以上洗浄したＰＰＳ樹脂である。
【００４８】
本発明で用いられる（ａ）ＰＰＳ樹脂は、その灰分量が０．１重量％以上０．６重量％以下であることが好ましく、０．１５重量％以上０．３０重量％以下の範囲がより好ましい。灰分量が上記の範囲にあると(a)ＰＰＳ樹脂中に分散するコアシェル型構造の分散相の平均分散粒径を微細化でき、その結果、靭性（特に低温における耐衝撃性、引張特性）が良くなる。灰分量が０．１５重量％未満では低温引張伸びが低くなるため好ましくなく。一方、灰分量が０．６重量％を越える範囲では、後述のコアシェル型構造の形成を阻害してしまい、結果として低温衝撃強度が低下するため好ましくない。
【００４９】
ここで灰分量の測定方法は、１５０℃で１時間乾燥したＰＰＳ樹脂約５ｇを、秤量した後、るつぼに入れ、電気コンロで３時間程度予備燃焼させた後、電気炉で５５０℃、約２０時間燃焼させ、完全に灰化する。残渣重量を測定し、乾燥後の樹脂の重量に対する残渣の重量の割合を算出したものである。
【００５０】
また、本発明において、ＰＰＳ樹脂に含まれる灰分を制御するためには、熱水処理を行う条件が重要な要件の一つである。さらに、この熱水処理操作を終えたＰＰＳ樹脂を温水で洗浄する操作も、灰分量を制御する上で重要な要件である。洗浄水量が少なすぎると灰分量が多くなり、多すぎると灰分量が少なくなる傾向にある。
【００５１】
また、揮発分除去を目的として、低酸素濃度で、熱酸化架橋を抑制しながら、乾式熱処理を行うことも可能である。その温度は１３０〜２５０℃が好ましく、１６０〜２５０℃の範囲がより好ましい。また、この場合の酸素濃度は５体積％未満、さらには２体積％未満とすることが望ましい。処理時間は、０．５〜５０時間が好ましく、１〜２０時間がより好ましく、１〜１０時間がさらに好ましい。
【００５２】
本発明で用いる（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体は、オレフィン重合体もしくはオレフィン共重合体にエポキシ基を有する単量体成分を導入して得られるオレフィン共重合体である。
【００５３】
エポキシ基を有する単量体成分を導入するための官能基含有成分の例としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、シトラコン酸グリシジルなどのエポキシ基を含有する単量体が挙げられる。
【００５４】
これらのエポキシ基含有成分を導入する方法は特に制限はなく、重合時に共重合せしめたり、オレフィン重合体もしくはオレフィン共重合体にラジカル開始剤を用いてグラフト導入するなどの方法を用いることができる。
【００５５】
エポキシ基を含有する単量体成分の導入量は、エポキシ基含有オレフィン共重合体全体に対して０．００１〜４０モル％、好ましくは０．０１〜３５モル％の範囲内であるのが好ましい。
【００５６】
本発明で特に有用な(ｂ)エポキシ基含有オレフィン共重合体としては、α−オレフィンとα，β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステルを必須共重合成分とするオレフィン共重合体が好ましく挙げられる。上記α−オレフィンとしては、エチレンが好ましく挙げられる。また、これら共重合体にはさらに、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどのα，β−不飽和カルボン酸およびそのアルキルエステル等を共重合することも可能である。
【００５７】
本発明においては、α−オレフィン８０〜９９重量％とα，β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステル１〜２０重量％を必須共重合成分とするオレフィン共重合体が好ましく、α−オレフィン９０〜９９重量％とα，β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステル１〜１０重量％を必須共重合成分とするオレフィン共重合体が特に好ましい。
【００５８】
上記α，β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステルは、
【００５９】
【化３】
【００６０】
（Ｒは水素原子または低級アルキル基を示す）で示される化合物であり、具体的にはアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルおよびエタクリル酸グリシジルなどが挙げられるが、中でもメタクリル酸グリシジルが好ましく使用される。 α−オレフィンとα，β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステルを必須共重合成分とするオレフィン共重合体の具体例としては、エチレン／プロピレン−ｇ−メタクリル酸グリシジル共重合体（”ｇ”はグラフトを表す、以下同じ）、エチレン／ブテン−１−ｇ−メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／アクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／アクリル酸メチル／メタクリル酸グリシジル共重合体およびエチレン／メタクリル酸メチル／メタクリル酸グリシジル共重合体が挙げられる。中でも、エチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／アクリル酸メチル／メタクリル酸グリシジル共重合体およびエチレン／メタクリル酸メチル／メタクリル酸グリシジル共重合体から選ばれた共重合体が好ましく用いられる。
【００６１】
本発明の（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体は、ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に従って１９０℃、２１６０ｇ荷重で測定したメルトフローレート（以下ＭＦＲと略す）が、０．０１〜７０ｇ／１０分であることが好ましく、さらに好ましくは０．０３〜６０ｇ／１０分である。ＭＦＲが０．０１ｇ／１０分未満の場合は、樹脂組成物の流動性が低くなり、好ましくない。ＭＦＲが７０ｇ／１０分を超える場合は、成形品の形状によっては、その衝撃強度が低くなる場合もあり好ましくない。
【００６２】
本発明の（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体の密度は８５０〜９９０ｋｇ／ｍ３が好ましい。密度が９９０ｋｇ／ｍ３を越えると靭性が低下する傾向を示し、好ましくない。密度が８５０ｋｇ／ｍ３未満ではハンドリング性が低下するため好ましくない。
【００６３】
また、本発明で特に有用な（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体は、エチレンおよび炭素数３〜２０を有する少なくとも１種のα−オレフィンを構成成分とする共重合体である。上記の炭素数３〜２０のα−オレフィンの具体例としては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン、１−トリデセン、１−テトラデセン、１−ペンタデセン、１−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセン、１−ノナデセン、１−エイコセン、３−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ペンテン、３−エチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテン、４−エチル−１−ヘキセン、３−エチル−１−ヘキセン、９−メチル−１−デセン、１１−メチル−１−ドデセン、１２−エチル−１−テトラデセンおよびこれらの組み合わせが挙げられる。これらα−オレフィンの中でも炭素数４から１２であるα−オレフィンを用いた共重合体が機械強度の向上、改質効果の一層の向上が見られるためより好ましい。
【００６４】
本発明の（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体は、ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に従って１９０℃、２１６０ｇ荷重で測定したメルトフローレート（以下ＭＦＲと略す）が、０．０１〜５０ｇ／１０分であることが好ましく、さらに好ましくは０．０３〜４０ｇ／１０分である。ＭＦＲが０．０１ｇ／１０分未満の場合は、樹脂組成物の流動性が低くなり、好ましくない。ＭＦＲが５０ｇ／１０分を超える場合は、成形品の形状によっては、その衝撃強度が低くなる場合もあり好ましくない。
【００６５】
本発明の（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体の密度は８００〜９２０ｋｇ／ｍ３が好ましい。密度が９２０ｋｇ／ｍ３を越えると低温耐衝撃性が発現し難く、好ましくない。密度が８００ｋｇ／ｍ３未満ではハンドリング性が低下するため好ましくない。
【００６６】
本発明の（ａ）ＰＰＳ樹脂、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンの配合割合は（ａ）ＰＰＳ樹脂８０〜９５重量％、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体１〜２０重量％、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体１〜２０重量％（ただし各成分の合計を１００重量％とする。）であり、好ましくは（ａ）ＰＰＳ樹脂８２〜９０重量％、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体１〜１０重量％、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体５〜１５重量％（ただし各成分の合計を１００重量％とする。）である。ＰＰＳ樹脂が８０重量％より小さいとＰＰＳ樹脂本来の熱安定性、バリア性が損なわれるため好ましくない。逆に、ＰＰＳ樹脂が９５重量％より多いと本発明の特徴である優れた低温耐衝撃性が発現できないため好ましくない。さらに、本発明の（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体と（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体の配合割合は、両者の合計に対し、（ｂ）成分が５〜６０重量％、（ｃ）成分が９５〜４０重量％が好ましく、より好ましくは（ｂ）成分が１０〜５０重量％、（ｃ）成分が９０〜５０重量％であり、さらに好ましくは（ｂ）成分が１０〜４０重量％、（ｃ）成分が９０〜６０重量％である。（ｂ）成分が５重量％より小さいと目的のモルホロジーが得られにくい傾向にある。また（ｂ）成分が６０重量％より多いと溶融混練時の増粘が大きくなる傾向にある。
【００６７】
さらに本発明においては、高い耐熱性および熱安定性を保持するために、フェノール系酸化防止剤およびリン系酸化防止剤の中から選ばれた１種以上の酸化防止剤を含有せしめることが好ましい。酸化防止剤の配合量は、耐熱改良効果の点からは、（ａ）ＰＰＳ樹脂、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体の合計１００重量部に対して、０．０１重量部以上、特に０．０２重量部以上であることが好ましい。酸化防止剤の配合量は、成型時に発生するガス成分の観点からは、（ａ）ＰＰＳ樹脂、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体の合計１００重量部に対して、５重量部以下、特に１重量部以下であることが好ましい。また、フェノール系酸化防止剤およびリン系酸化防止剤を併用して使用することは、特に耐熱性および熱安定性保持効果が大きく好ましい。
【００６８】
フェノール系酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系化合物が好ましく用いられる。具体例としては、トリエチレングリコール−ビス［３−ｔ−ブチル−（５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、Ｎ、Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド）、テトラキス［メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ペンタエリスリチルテトラキス［３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−ｓ−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、ｎ−オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−フェニル）プロピオネート、３，９−ビス［２−（３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ）−１，１−ジメチルエチル］−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼンなどが挙げられる。中でも、エステル型高分子ヒンダードフェノールタイプが好ましく、具体的には、テトラキス［メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ペンタエリスリチルテトラキス［３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、３，９−ビス［２−（３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ）−１，１−ジメチルエチル］−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカンなどが好ましく用いられる。
【００６９】
リン系酸化防止剤としては、ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス（２，４−ジ−クミルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、テトラキス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−４，４’−ビスフェニレンホスファイト、ジ−ステアリルペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、トリフェニルホスファイト、３，５−ジーブチル−４−ヒドロキシベンジルホスフォネートジエチルエステルなどが挙げられる。
【００７０】
中でも、ＰＰＳ樹脂のコンパウンド中に酸化防止剤の揮発や分解を少なくするために、酸化防止剤の融点が高いものが好ましく、具体的にはビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス（２，４−ジ−クミルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイトなどが好ましく用いられる。
【００７１】
さらに、本発明のＰＰＳ樹脂組成物には本発明の効果を損なわない範囲において、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体以外の樹脂を添加することが可能である。例えば、柔軟性の高い熱可塑性樹脂を少量添加することにより柔軟性および耐衝撃性をさらに改良することが可能である。ただし、この量が組成物全体５０重量％を超えるとＰＰＳ樹脂本来の特徴が損なわれるため好ましくなく、特に３０重量％以下の添加が好ましい。熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリアリルサルフォン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリチオエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、四フッ化ポリエチレン樹脂などが挙げられる。
【００７２】
また、改質を目的として、以下のような化合物の添加が可能である。イソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物、エポキシ化合物などのカップリング剤、ポリアルキレンオキサイドオリゴマ系化合物、チオエーテル系化合物、エステル系化合物、有機リン系化合物などの可塑剤、タルク、カオリン、有機リン化合物、ポリエーテルエーテルケトンなどの結晶核剤、モンタン酸ワックス類、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸アルミ等の金属石鹸、エチレンジアミン／ステアリン酸／セバシン酸重縮合物、シリコーン系化合物などの離型剤、次亜リン酸塩などの着色防止剤、その他、滑剤、紫外線防止剤、着色剤、難燃剤、発泡剤などの通常の添加剤を配合することができる。上記化合物は何れも組成物全体の２０重量％を越えるとＰＰＳ樹脂本来の特性が損なわれるため好ましくなく、１０重量％以下が好ましく、１重量％以下がさらに好ましい。
【００７３】
本発明において有機シランなどのカップリング剤を配合することは、低温靭性をさらに高める上で好ましい。有機シランの配合量は（ａ）ＰＰＳ樹脂１００重量部に対して、０．１〜３重量部であり、好ましくは０．５〜２．５重量部である。
【００７４】
また、本発明のＰＰＳ樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で充填材を配合して使用することも可能である。かかる充填材の具体例としては、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、炭酸カルシウムウィスカ、ワラステナイトウィスカ、硼酸アルミウィスカ、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維、石こう繊維、金属繊維などの繊維状充填材、あるいはタルク、ワラステナイト、ゼオライト、セリサイト、マイカ、カオリン、クレー、パイロフィライト、ベントナイト、アスベスト、アルミナシリケートなどの珪酸塩、酸化珪素、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄などの金属化合物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの水酸化物、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラス粉、セラミックビーズ、窒化ホウ素、炭化珪素、カーボンブラックおよびシリカ、黒鉛などの非繊維状充填材が挙げられる。これらは中空であってもよく、さらにはこれら充填剤を２種類以上併用することも可能である。また、これらの充填材をイソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物およびエポキシ化合物などのカップリング剤で予備処理して使用してもよい。
【００７５】
本発明のＰＰＳ樹脂組成物は、（ａ）ＰＰＳ樹脂が連続相（マトリックス）を形成し、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体が分散相を形成することが好ましい。これにより、ＰＰＳ樹脂の本来有する優れた耐熱性、耐薬品性およびバリア性を樹脂組成物の特性に反映させるとともに、優れた流動性、柔軟性、耐衝撃性および低温靭性を有することができる。
【００７６】
さらに本発明のＰＰＳ樹脂組成物は、図１に示すように、ＰＰＳ樹脂１が連続相（マトリックス）を形成し、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体成分２が一次分散相（シェル相）を形成し、さらにその一次分散相（シェル相）中に（ｃ）エチレン／α−オレフィン共重合体成分３の二次分散相（コア相）が包含されたコアシェル型分散相を形成することが好ましい。このようなコアシェル構造を形成させることにより、特に低温領域での耐衝撃性（すなわち、低温靭性）が著しく向上することを見いだした。ここで、コアシェル構造としては、図１に示すようにシェル相が、コア相全体を包含していることが好ましいが、図２に示すように、部分的に包含した状態でもよい。この場合、分散相外周の５０％以上、好ましくは８０％以上を（ｂ）成分２が覆っていることが好ましい。
【００７７】
ここでコアシェル構造が形成されているか否かは、樹脂組成物で観察しても良いし、樹脂組成物を成形して、成形品を観察しても良い。樹脂組成物で観察する場合、本発明のＰＰＳ樹脂組成物の断面をルテニウム染色した後、０．１μｍ以下の薄片を切削し、透過型電子顕微鏡を用いて１万倍の倍率で観察し、判断することができる。
【００７８】
本発明において、分散相がコアシェル構造を形成しているとは、このようにして観察した全分散相の数に対して、コアシェル構造を有する分散相の割合が５０％以上、より好ましくは８０％以上であることを言う。コアシェル構造を有する分散相の割合が５０％未満の場合は、コアシェル構造を有さないとする。
【００７９】
また、コアシェル型分散相の（ａ）ＰＰＳ樹脂中での平均粒子径は１〜２００ｎｍで分散していることが好ましく、さらに２０〜１５０ｎｍで分散していることがより好ましい。この分散形態は、ＰＰＳ樹脂組成物から無染色、凍結法で０．１μｍ以下の薄片を切削し、透過型電子顕微鏡で観察することができる。無作為に選択した１００個のコアシェル型分散相について、まずそれぞれのコア層外径の最大径と最小径を測定して平均値を求めて、各分散相の粒子径とし、その後、１００個を平均して平均粒子径とする。
【００８０】
本発明のＰＰＳ樹脂組成物はＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に従い、測定温度３１５．５℃、荷重５０００ｇで測定したＭＦＲが１０〜５０ｇ／１０分であることが必要であり、好ましくは１４〜３０ｇ／１０分、より好ましくは１５〜２６ｇ／１０分である。ＭＦＲが１０ｇ／１０分未満では大型成形品を射出成形する際に充填が不良となったり、型締め圧の大きい成形機を用いる必要が生じるために好ましくない。逆にＭＦＲが５０ｇ／１０分超の場合は、成形品の耐衝撃特性が低下する傾向にあり、やはり好ましくない。
【００８１】
本発明のＰＰＳ組成物はＡＳＴＭ−Ｄ２５６に従い、測定温度−４０℃で測定したノッチ付きアイゾット衝撃強度が３００Ｊ／ｍ以上であることが好ましく、より好ましくは４００Ｊ／ｍ以上である。衝撃強度が３００Ｊ／ｍ未満であると大型成形品を低温環境下で使用する場合に衝撃によるクラックや割れが生じる可能性があり好ましくない。また本発明のＰＰＳ組成物はＡＳＴＭ−Ｄ７９０に従い、測定温度２３℃で測定した１／８インチ厚み曲げ試験片の曲げ弾性率が２０００ＭＰａ以上であることが好ましく、より好ましくは２５００ＭＰａ以上である。曲げ弾性率が２０００ＭＰａ未満であると大型成形品を使用時に撓みや変形を引き起こす可能性があり好ましくない。本発明のＰＰＳ樹脂組成物においては、上記衝撃強度と曲げ弾性率を同時に満たすものであり、特に大型成形品用途に好適に用いられる。
【００８２】
本発明のＰＰＳ樹脂組成物の製造に用いる混練機は、単軸、２軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、及びミキシングロールなど通常公知の溶融混練機に供給してＰＰＳ樹脂の融点以上の加工温度で混練する方法などを代表例として挙げることができる。中でも押出機、特に２軸押出機が生産性の面で好ましい。また、溶融混練時に発生する水分や、低分子量の揮発成分を除去する目的で、ベント口を設けることも好んで用いられる。２軸押出機を用いて、本発明のＰＰＳ樹脂組成物の分散構造を上述の如くコントロールするためには、押出時の混練エネルギー（吐出量あたりの押出機仕事量（ｋＷ／（ｋｇ／ｈ）））を大きくすることが必要である。押出機サイズにより異なる場合もあるが、例えば、シリンダー径３０ｍｍの２軸押出機を用いて混練した際の好ましい混練エネルギーは、０．４以上であり、特に好ましくは０．４５以上である。これによって良好な溶融混練を行うことができ、目的とする樹脂相分離構造を形成することができる。混練エネルギーが大きく過ぎる場合には後述のように発熱による熱分解を生じるため０．６５以下であることが好ましい。通常、混練エネルギーを大きくするとせん断による発熱で樹脂温度が上昇し、熱分解を引き起こし、物性低下を引き起こす。ここで言う樹脂温度とは、例えば押出機ダイより吐出された溶融樹脂を温度計により測定した温度を言う。そのため本発明のＰＰＳ樹脂組成物を溶融混練する時の樹脂温度は３２０℃〜３５０℃の範囲であることが好ましい。このように溶融混練時の混練エネルギーと樹脂温度を制御することは分解を抑制しつつ目的の分散離構造を形成することが可能となるため好ましい。上記のように混練条件を制御する方法の一例を示す。２軸押出機を用いた溶融混練において、シリンダー温度を低温とし、スクリュー回転数を高回転とする方法は高せん断を得ることができ、高混練エネルギーを達成することができるため好ましく用いられる。しかしながら、この場合において混練部のスクリューエレメントに従来のニーディングディスクを用いた場合には、せん断による発熱量が大きく、押出時の樹脂温度を上述のように制御することが困難である。これに対して、混練部のスクリューエレメントに低発熱混練エレメントを用いるとせん断による発熱を抑えることができ、押出時の樹脂温度制御が容易となるため好ましい。ここで言う低発熱エレメントとは、従来のニーディングディスクでは平行に配列されているフライトチップ部を螺旋角度が０〜９０度あるいは９０〜１８０度の範囲内で傾斜したスクリューエレメント、切り欠き形状のエレメントを用いて従来のせん断ではなく撹拌主体の混練をおこなうスクリューエレメント等が挙げられ、これらをスクリューの混練部に導入することにより従来のニーディングディスクに不足している樹脂の温度上昇抑制効果を得ることができる。また混練部に超臨界二酸化炭素、超臨界窒素を導入する方法もせん断による発熱を抑えることができるため好ましい。
【００８３】
２軸押出機のシリンダー温度は、２軸押出機に投入された樹脂を可塑化する可塑化部と可塑化された溶融樹脂を溶融混練する混練部に分けた場合、可塑化部を（ａ）ＰＰＳ樹脂のうち融点〜融点＋２０℃の温度とし、混練部のシリンダー温度を１５０〜３００℃の範囲とすることが好ましい。この際、原料の混合順序には特に制限はなく、全ての原料を配合後溶融混練する方法、一部の原材料を溶融混練した後さらに残りの原材料を配合し溶融混練する方法、あるいは一部の原料を配合後単軸あるいは２軸の押出機により溶融混練しながらサイドフィーダーを用いて残りの原料を供給し溶融混練する方法など、いずれの方法を用いてもよい。中でも、ＰＰＳ樹脂を押出機上流部の供給口から供給し、オレフィン系樹脂およびその他の成分を押出機下流部からサイドフィードする方法が好ましい。また、少量添加剤成分については、他の成分を上記の方法などで混練しペレット化した後、成形前に添加して成形に供することも可能である。
【実施例】
【００８４】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
【００８５】
以下の実施例において、材料特性については下記の方法により測定した。
【００８６】
（１）クロロホルム抽出量
ＰＰＳ樹脂約１０ｇを秤量して円筒形濾紙に入れ、クロロホルム２００ｍＬを用いて、バス温１２０℃で、５時間ソックスレー抽出を行った。抽出後、クロロホルムを留去し、残差量を秤量しポリマー重量当たりで計算した。
【００８７】
（２）ナトリウム含有量
ＰＰＳ樹脂５ｇを白金皿上に乗せ５３８℃で灰化処理し、塩酸処理したものを島津製作所製の原子吸光度計ＡＡ−６７０を使用し、原子吸光分析によって測定した。
【００８８】
（３）モルホロジーの観察（コアシェル構造）
射出成形により、ＡＳＴＭ１号ダンベル試験片を成形した。（ａ）ＰＰＳ樹脂マトリックス中のｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体の分散形態は、試験片の中央部を流れ方向に対して直角方向に切断し、その断面の中心部から無染色、凍結法で０．１μｍ以下の薄片を切削し、透過型電子顕微鏡で１万倍で観察した。
【００８９】
また、コアシェル構造が形成しているか否かは、試験片の中央部を流れ方向に対して直角方向に切断し、その断面の中心部を染色した後、室温にて０．１μｍ以下の薄片を切削し、透過型電子顕微鏡で１万倍で観察を行った。同一視野に２０個以上の分散相が観察される状態で、個々の分散相につきコアシェル構造が形成されているか否かを判別し、全分散相の数に対する、コアシェル構造を有する分散相の割合から以下のように判定した。◎は、良好、○は、やや良好、×は、不十分である。
◎：コアシェル構造の形成が８０％以上
○：コアシェル構造の形成が５０％以上、８０％未満
×：コアシェル構造の形成が５０％未満
【００９０】
（４）モルホロジーの観察（分散粒径）
射出成形により、ＡＳＴＭ１号ダンベル試験片を成形した。試験片の中央部を流れ方向に対して直角方向に切断し、その断面の中心部から無染色、凍結法で０．１μｍ以下の薄片を切削し、透過型電子顕微鏡で１万倍で観察した。無作為に選択した１００個のコアシェル型分散相について、まずそれぞれのコア層外径の最大径と最小径を測定して平均値を求めて、各分散相の粒子径とし、その後、１００個を平均して平均粒子径とした。
【００９１】
（５）ＭＦＲ
測定温度３１５．５℃、５０００ｇ荷重とし、ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に従って測定した。
【００９２】
（６）高速引張伸び（−４０℃）
ＡＳＴＭ１号ダンベル試験片を用い、温度雰囲気を−４０℃にした以外はＡＳＴＭ Ｄ６３８に従って、引張速度５００ｍｍ／ｍｉｎの条件で破断伸びを測定した。３個の試験片について測定し、平均値を求めた。
【００９３】
（７）アイゾット衝撃強度（２３℃）
射出成形により、ＡＳＴＭ−Ｄ２５６に規定された、厚さ１／８インチのノッチ付試験片を作成した。ＡＳＴＭ−Ｄ２５６に従って、２３℃でノッチ付アイゾット衝撃強度を測定した。５個の試験片について測定し、平均値を求めた。
【００９４】
（８）アイゾット衝撃強度（−４０℃）
測定温度を−４０℃にした以外は上記と同様にして、ＡＳＴＭ Ｄ２５６に従ってノッチ付きアイゾット衝撃強度を測定した。
【００９５】
（９）曲げ弾性率
射出成形により、ＡＳＴＭ−Ｄ７９０に規定された、厚さ１／４インチの曲げ試験片を作成した。ＡＳＴＭ−Ｄ７９０に従って、２３℃で曲げ試験を行い、弾性率を測定した。３個の試験片について測定し、平均値を求めた。
【００９６】
［参考例１］Ａ−１の調製
撹拌機および底栓弁付きの７０リットルオートクレーブに、４７．５％水硫化ナトリウム８．２７ｋｇ（７０．００モル）、９６％水酸化ナトリウム２．９４ｋｇ（７０．６３モル）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１１．４５ｋｇ（１１５．５０モル）、酢酸ナトリウム２．２４ｋｇ（２７．３モル）、及びイオン交換水５．５０ｋｇを仕込み、常圧で窒素を通じながら２４５℃まで約３時間かけて徐々に加熱し、水９．７７ｋｇおよびＮＭＰ０．２８ｋｇを留出した後、反応容器を２００℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物１モル当たりの系内残存水分量は、ＮＭＰの加水分解に消費された水分を含めて１．０６モルであった。また、硫化水素の飛散量は、仕込みアルカリ金属硫化物１モル当たり０．０２モルであった。
【００９７】
その後２００℃まで冷却し、ｐ−ジクロロベンゼン１０．３２ｋｇ（７０．２０モル）、ＮＭＰ９．３７ｋｇ（９４．５０モル）を加え、反応容器を窒素ガス下に密封し、２４０ｒｐｍで撹拌しながら０．８℃／分の速度で２００℃から２３５℃まで昇温し、２３５℃で４０分反応した。その後０．８℃／分の速度で２７０℃まで昇温し、２７０℃で７０分反応した後、２７０℃から２５０℃まで１５分かけて冷却しながら水２．４０ｋｇ（１３３モル）を圧入した。ついで２５０℃から２２０℃まで７５分かけて徐々に冷却した後、室温近傍まで急冷し内容物を取り出した。
【００９８】
内容物を約３５リットルのＮＭＰで希釈しスラリーとして８５℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網（目開き０．１７５ｍｍ）で濾別して固形物を得た。得られた固形物を同様にＮＭＰ約３５リットルで洗浄濾別した。得られた固形物を７０リットルのイオン交換水で希釈し、７０℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網で濾過して固形物を回収する操作を合計５回繰り返した。このようにして得られた固形物を窒素気流下、１２０℃で乾燥することにより、乾燥ＰＰＳを得た。得られたＰＰＳは、クロロホルム抽出量が０．１重量％、ナトリウム含有量が６５０ｐｐｍ、ＭＦＲが７７ｇ／１０分であった。
【００９９】
［参考例２］Ａ−２の調製
参考例１と同様に反応を行い、８０メッシュ金網（目開き０．１７５ｍｍ）で濾別して固形物を得た。得られた固形物を同様にＮＭＰ約３５リットルで洗浄濾別した。得られた固形物を７０リットルのイオン交換水で希釈し、７０℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網で濾過して固形物を回収する操作を合計３回繰り返した。得られた固形物および酢酸３２ｇを７０リットルのイオン交換水で希釈し、７０℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網で濾過し、更に得られた固形物を７０リットルのイオン交換水で希釈し、７０℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網で濾過して固形物を回収した。このようにして得られた固形物を窒素気流下、１２０℃で乾燥することにより、乾燥ＰＰＳを得た。
得られたＰＰＳは、クロロホルム抽出量が０．１重量％、ナトリウム含有量が６５ｐｐｍ、ＭＦＲが９５ｇ／１０分であった。
【０１００】
［参考例３］Ａ−３の調製
撹拌機および底栓弁付きの７０リットルオートクレーブに、４７．５％水硫化ナトリウム８．２７ｋｇ（７０．００モル）、９６％水酸化ナトリウム２．９４ｋｇ（７０．６３モル）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１１．４５ｋｇ（１１５．５０モル）、酢酸ナトリウム１．８９ｋｇ（２３．１モル）、及びイオン交換水５．５０ｋｇを仕込み、常圧で窒素を通じながら２４５℃まで約３時間かけて徐々に加熱し、水９．７７ｋｇおよびＮＭＰ０．２８ｋｇを留出した後、反応容器を２００℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物１モル当たりの系内残存水分量は、ＮＭＰの加水分解に消費された水分を含めて１．０６モルであった。また、硫化水素の飛散量は、仕込みアルカリ金属硫化物１モル当たり０．０２モルであった。
【０１０１】
その後２００℃まで冷却し、ｐ−ジクロロベンゼン１０．４２ｋｇ（７０．８６モル）、ＮＭＰ９．３７ｋｇ（９４．５０モル）を加え、反応容器を窒素ガス下に密封し、２４０ｒｐｍで撹拌しながら０．６℃／分の速度で２００℃から２７０℃まで昇温し、２７０℃で１４０分反応した。その後、２７０℃から２５０℃まで１５分かけて冷却しながら水２．４０ｋｇ（１３３モル）を圧入した。ついで２５０℃から２２０℃まで７５分かけて徐々に冷却した後、室温近傍まで急冷し内容物を取り出した。
【０１０２】
内容物を約３５リットルのＮＭＰで希釈しスラリーとして８５℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網（目開き０．１７５ｍｍ）で濾別して固形物を得た。得られた固形物を同様にＮＭＰ約３５リットルで洗浄濾別した。得られた固形物を７０リットルのイオン交換水で希釈し、７０℃で３０分撹拌後、８０メッシュ金網で濾過して固形物を回収する操作を合計５回繰り返した。このようにして得られた固形物を窒素気流下、１２０℃で乾燥することにより、乾燥ＰＰＳを得た。
【０１０３】
得られたＰＰＳは、クロロホルム抽出量が０．２重量％、ナトリウム含有量が５５０ｐｐｍ、ＭＦＲが３００ｇ／１０分であった。
【０１０４】
［参考例４］Ａ−４の調製
撹拌機および底栓弁付きの７０リットルオートクレーブに、４７．５％水硫化ナトリウム８．２７ｋｇ（７０．００モル）、９６％水酸化ナトリウム２．９１ｋｇ（６９．８０モル）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１１．４５ｋｇ（１１５．５０モル）、酢酸ナトリウム２．２４ｋｇ（２７．３モル）、及びイオン交換水１０．５ｋｇを仕込み、常圧で窒素を通じながら２４５℃まで約３時間かけて徐々に加熱し、水１４．７８ｋｇおよびＮＭＰ０．２８ｋｇを留出した後、反応容器を２００℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物１モル当たりの系内残存水分量は、ＮＭＰの加水分解に消費された水分を含めて１．０６モルであった。また、硫化水素の飛散量は、仕込みアルカリ金属硫化物１モル当たり０．０２モルであった。
【０１０５】
その後２００℃まで冷却し、ｐ−ジクロロベンゼン１０．３４ｋｇ（７０．３２モル）、ＮＭＰ９．３７ｋｇ（９４．５０モル）を加え、反応容器を窒素ガス下に密封し、２４０ｒｐｍで撹拌しながら０．８℃／分の速度で２００℃から２３５℃まで昇温し、２３５℃で４０分反応した。その後０．８℃／分の速度で２７０℃まで昇温し、２７０℃で７０分反応した後、オートクレーブの底栓弁を開放し、窒素で加圧しながら内容物を攪拌機付き容器に１５分かけてフラッシュし、２５０℃でしばらく撹拌して大半のＮＭＰを除去した。
【０１０６】
得られた固形物およびイオン交換水７６リットルを撹拌機付きオートクレーブに入れ、７０℃で３０分洗浄した後、ガラスフィルターで吸引濾過した。次いで７０℃に加熱した７６リットルのイオン交換水をガラスフィルターに注ぎ込み、吸引濾過してケークを得た。
【０１０７】
得られたケークおよびイオン交換水９０リットルを撹拌機付きオートクレーブに仕込み、オートクレーブ内部を窒素で置換した後、１９２℃まで昇温し、３０分保持した。その後オートクレーブを冷却して内容物を取り出した。
【０１０８】
内容物をガラスフィルターで吸引濾過した後、これに７０℃のイオン交換水７６リットルを注ぎ込み吸引濾過してケークを得た。得られたケークを窒素気流下、１２０℃で乾燥することにより、乾燥ＰＰＳを得た。
【０１０９】
得られたＰＰＳは、クロロホルム抽出量が２．４重量％、ナトリウム含有量が１０５０ｐｐｍ、ＭＦＲが１８０ｇ／１０分であった。
【０１１０】
［実施例１〜１０、比較例１〜６］
下に示す各成分を表１に記載の各割合でドライブレンドした後、日本製鋼所社製ＴＥＸ３０型２軸押出機で、可塑化部のシリンダー温度を２９０℃、混練部のシリンダー温度を２３０℃、スクリュー回転数を３００ｒｐｍの条件に設定して、実施例１〜８、比較例１〜６はスクリュー混練部に低発熱混練エレメントとしてフライトチップ部を螺旋角度７５度で傾斜したスクリューエレメント、切り欠き形状のエレメントをそれぞれ３ユニットずつ導入したスクリューを用い、実施例９〜１０はスクリュー混練部に通常のニーディングディスクを６ユニット導入したスクリューを用いて溶融混練を行い、ダイから吐出されるガットは即座に水浴にて冷却し、ストランドカッターによりペレット化した。１１０℃で１晩乾燥したペレットを用い、射出成形製（東芝機械社製ＩＳ１００ＦＡ）により、シリンダー温度３００℃、金型温度１３０℃で、ＡＳＴＭ１号ダンベル試験片およびノッチ付アイゾット衝撃強度測定用試験片を成形した。各サンプルのコアシェル構造形成の有無、平均分散粒径、流動性、引張伸び、衝撃強度などを測定した結果は表１に示すとおりであった。比較例１はナトリウム含有量が異なるＰＰＳ樹脂、比較例２はクロロホルム抽出量が異なるＰＰＳ樹脂を用いた場合であるがいずれも実施例と比較して分散相の平均粒径が大きく、比較例１は−４０℃衝撃強度が低く、比較例２は低温高速伸びが充分でない。比較例３〜５は本願とは異なるエラストマーを使用した場合であるが−４０℃衝撃強度、低温高速伸びがいずれも低かった。比較例６はＰＰＳ樹脂、エポキシ基含有オレフィン共重合体、エチレン／α−オレフィン共重合体の構成組成が本願要件とは異なる材料であり、−４０℃衝撃強度、低温高速伸びの改良効果は見られるが流動性やＰＰＳが本来有している剛性が著しく低下しており充分ではない。これに対して本実施例は低温高速伸び、衝撃強度（特に低温衝撃強度）、剛性がバランス良く優れていることが明らかである。
【０１１１】
【表１】
【０１１２】
本実施例および比較例に用いた（ａ）ＰＰＳ樹脂は以下の通りである。
Ａ−１：参考例１に記載の方法で重合したＰＰＳ樹脂
Ａ−２：参考例２に記載の方法で重合したＰＰＳ樹脂
Ａ−３：参考例３に記載の方法で重合したＰＰＳ樹脂
Ａ−４：参考例４に記載の方法で重合したＰＰＳ樹脂
【０１１３】
同様に、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体は以下の通りである。
Ｂ−１：エチレン／メタクリル酸グリシジル＝９２／８（重量比）の共重合体（住友化学製“ボンドファースト”ＥＴＸ−６）
Ｂ−２：エチレン／メタクリル酸グリシジル＝８８／１２（重量比）の共重合体（住友化学製“ボンドファースト”ＢＦ−Ｅ）
Ｂ−３：エチレン／メタクリル酸グリシジル／アクリル酸メチル＝５４／６／３０（重量比）の共重合体（住友化学製“ボンドファースト”ＢＦ−７Ｍ）
【０１１４】
同様に、（ｃ）エチレン／α−オレフィン共重合体は以下の通りである。
Ｃ−１：ＭＦＲ＝０．５ｇ／１０分（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）、密度０．８６１ｇ／ｃｍ3のエチレン／１−ブテン共重合体（三井化学製“タフマー”ＴＸ−６１０）
Ｃ−２：ＭＦＲ＝０．５ｇ／１０分（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）、密度０．８６８ｇ／ｃｍ3のエチレン／１−オクテン共重合体（ダウケミカル製“エンゲージ”ＥＮＲ８１５０）
【０１１５】
以下のエラストマーを比較例に用いた。
Ｄ−１：アクリル酸エチル含有量１８％のエチレン／アクリル酸エチル共重合体（日本ユニカー製ＤＰＤＪ−６１６９）
Ｄ−２：エチレン／プロピレン／ジエン共重合体（三井化学製三井ＥＰＴ３０４５）
Ｄ−３：ＭＦＲ＝０．９ｇ／１０分（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）、密度０．９４０ｇ／ｃｍ3のエチレン／メタクリル酸共重合体のＮａ塩（三井デュポンポリケミカル製“ハイミラン”１７０７）
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明によれば、成形加工時の流動性に優れると共に、高い耐衝撃性および低温靭性を有するＰＰＳ樹脂組成物が得られる。
【０１１７】
本発明のＰＰＳ樹脂組成物は、耐衝撃性、低温靭性および流動性が優れることから射出成形体用途、特に各種容器、自動車部品、機械部品等の大型の成形品の射出成形に有用である。また該特徴を活かして、一般機器あるいは自動車用のパイプ、ケース等の構造体、または電気電子用の金属インサート成形物品などにも適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】コアシェル型分散相構造のモデル図である。
【図２】コア相がシェル相に部分的に包含されているコアシェル型分散相構造のモデル図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１ （ａ）ＰＰＳ樹脂
２ （ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体
３ （ｃ）エチレン／α−オレフィン共重合体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂８０〜９５重量％、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体１〜２０重量％、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体１〜２０重量％を含有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物（ただし各成分の合計を１００重量％とする。）であり、（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂のクロロホルム抽出量が０．０１〜１重量％であり、かつナトリウム含有量が３００ｐｐｍ以上であることを特徴とするポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【請求項２】
前記（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂をＡＳＴＭ−Ｄ１２３８ に従い、３１５．５℃、５０００ｇ荷重で測定したときのメルトフローレートが５０〜２００ｇ／１０分であることを特徴とする請求項１に記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【請求項３】
前記（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂をクエンチ法で得られたものである請求項１または２に記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【請求項４】
前記（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体がエチレン９０〜９９重量％とα，β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル１〜１０重量％の共重合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【請求項５】
前記（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂が連続相を形成する一方、前記（ｂ）エポキシ基含有オレフィン重合体のシェル相中に前記（ｃ）エチレン／α−オレフィン共重合体のコア相が包含されたコアシェル型分散相を形成し、かつその平均分散粒径が１〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか記載の樹脂組成物において、ＡＳＴＭ−Ｄ２５６に従って−４０℃で測定したアイゾット衝撃強度が３００Ｊ／ｍ以上であり、かつＡＳＴＭ−Ｄ７９０に従って２３℃で測定した曲げ弾性率が２０００ＭＰａ以上を有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【請求項７】
前記ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を構成する樹脂の溶融混合物に、樹脂温度を３２０℃〜３５０℃に制御しつつ０．４ｋＷｈ／ｋｇ以上の混練エネルギーを付与することにより製造せしめることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の製造方法。
【請求項１】
（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂８０〜９５重量％、（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体１〜２０重量％、および（ｃ）エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン／α−オレフィン共重合体１〜２０重量％を含有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物（ただし各成分の合計を１００重量％とする。）であり、（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂のクロロホルム抽出量が０．０１〜１重量％であり、かつナトリウム含有量が３００ｐｐｍ以上であることを特徴とするポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【請求項２】
前記（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂をＡＳＴＭ−Ｄ１２３８ に従い、３１５．５℃、５０００ｇ荷重で測定したときのメルトフローレートが５０〜２００ｇ／１０分であることを特徴とする請求項１に記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【請求項３】
前記（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂をクエンチ法で得られたものである請求項１または２に記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【請求項４】
前記（ｂ）エポキシ基含有オレフィン共重合体がエチレン９０〜９９重量％とα，β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル１〜１０重量％の共重合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【請求項５】
前記（ａ）ポリフェニレンスルフィド樹脂が連続相を形成する一方、前記（ｂ）エポキシ基含有オレフィン重合体のシェル相中に前記（ｃ）エチレン／α−オレフィン共重合体のコア相が包含されたコアシェル型分散相を形成し、かつその平均分散粒径が１〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか記載の樹脂組成物において、ＡＳＴＭ−Ｄ２５６に従って−４０℃で測定したアイゾット衝撃強度が３００Ｊ／ｍ以上であり、かつＡＳＴＭ−Ｄ７９０に従って２３℃で測定した曲げ弾性率が２０００ＭＰａ以上を有するポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
【請求項７】
前記ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を構成する樹脂の溶融混合物に、樹脂温度を３２０℃〜３５０℃に制御しつつ０．４ｋＷｈ／ｋｇ以上の混練エネルギーを付与することにより製造せしめることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−６８５８（Ｐ２０１０−６８５８Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６４３６５（Ｐ２００８−１６４３６５）
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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