JP4196435B2 - ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を用いた生ゴミ処理機内容器用成形品 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性、高靭性、生ゴミ剥離性等に優れたポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を用いた生ゴミ処理機内容器用成形品に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリアリーレンスルフィド(以下、PASと略することがある)は、強度、耐熱性、耐薬品性、難燃性、寸法安定性になどに優れ、家電機器容器、部品等に利用されている。特に高分子量PASは、その高分子量化技術の著しい発展により、耐熱性に加えて、高靭性を有した高分子量PASが開発されてきており、その工業的用途が拡大しつつある。
また、近年、家庭用生ゴミの減量化に関心が高まる中、熱風撹拌乾燥式、バクテリア分解式などの家庭用ゴミ処理機が注目されている。
熱風撹拌乾燥式の生ゴミ処理機は、例えば、内容器にゴミを投入し内容器底部または上部の撹拌羽根による撹拌と100〜200℃の熱風循環を同時に実施する。生ゴミは、乾燥裁断され容積を数分の一から十分の一に減量される。生ゴミへの熱伝達を短時間で行うため、熱風循環と同時に容器の一部に直接ヒーターからの熱を加えることもある。この生ゴミ処理機の内容器に対する要求は、▲1▼乾燥減量後のゴミの剥離性が良いこと、▲2▼熱伝達により全体的または局部的に高温になるため、これに耐える耐熱性が良いこと、▲3▼ゴミ処理機から取り外して洗浄される場合の落下等の衝撃に対し破損しにくいこと等が求められている。
上記の要件である、ゴミ剥離性、耐熱性、高靭性のバランスを満足する熱可塑性樹脂材料としては、高靭性を有する高分子量PASが用いられてきたが、一部の糖度の高いゴミや繊維質のゴミ(例えばバナナ、カステラなど)は、加熱乾燥減量後に内容器の内壁から剥がれにくく、メンテナンス性に問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、耐熱性、高靭性及びゴミ剥離性を有するポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を用いた生ゴミ処理機の内容器用成形品を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の溶融粘度を有するポリアリーレンスルフィドに高耐熱性のシンジオタクチックポリスチレンを特定量添加することにより、耐熱性、高靭性を維持しながらゴミ剥離性を改良できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、(A)ポリアリーレンスルフィドと(B)シンジオタクチックポリスチレンを主成分とするポリアリーレンスルフィド樹脂組成物からなる生ゴミ処理機内容器用成形品であって、(A)ポリアリーレンスルフィドは、溶融粘度が4000〜50000ポイズで、(B)シンジオタクチックポリスチレンとの溶融粘度比が10:1〜100:1であり、かつ(B)シンジオタクチックポリスチレンが、(A)ポリアリーレンスルフィド100重量部に対して、1〜100重量部配合されていることを特徴とする生ゴミ処理機内容器用成形品である。
【0005】
【発明の実施の形態】
1.ポリアリーレンスルフィド樹脂
本発明で用いられる成分(A)ポリアリーレンスルフィド樹脂(PAS)は、実質的に繰り返し単位−R−S−(R:アリール基)からなるポリマーである。好ましくは、パラフェニレン基を繰り返し単位とし、式
【0006】
【化1】
で表されるポリマー、ならびに主成分としてパラフェニレン基を含み、少量成分として、その他のアリーレン基、例えば、m−フェニレン基、o−フェニレン基、アルキル置換フェニレン基、p,p′−ジフェニレンスルフォン基、p,p′−ビフェニレン基、p,p′−ジフェニレンエーテル基、p,p′−ジフェニレンカルボニル基、ナフタレン基などを有するランダム共重合体およびブロック共重合体が挙げられる。また、これらのポリアリーレンスルフィド樹脂は混合物であってもよい。特に好ましい樹脂は、ポリパラフェニレンスルフィド樹脂(以下、PPSと略すことがある)である。
【0007】
PPSとしては、例えば、特公昭45−3368号公報に開示されている有機アミド溶媒中でアルカリ金属硫化物とポリハロ芳香族化合物を反応させる方法により得られるPPS、各種の重合助剤、例えば、アルカリ金属カルボン酸塩、芳香族カルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ金属ハライド等を用いて得られる高分子量のPPS、アルカリ金属硫化物とポリハロ芳香族化合物とをまず、180〜235℃にて50〜98%まで反応した後、水を添加し、更に昇温して2段階で重合して得られるPPS、アルカリ金属硫化物とポリハロ芳香族化合物とを有機アミド溶媒中で反応させたのち、有機アミド溶媒で熱時洗浄して重合阻害物質及び未反応物質を除去し、さらに200〜260℃にて反応させて得られるPPS、更に、反応時1,3,5−トリクロロベンゼン等の分岐剤を添加して重合して得られる分岐したPPS、あるいは反応缶の気相部分を冷却して気相の一部を液相に還流せしめる方法(特開平5−222196号公報)により得られる線状PPS等が挙げられる。
【0008】
本発明に使用する(A)成分としてのPASは、酸化架橋又は熱架橋によるキュアリングで得られるポリマーも使用できるが、高靭性、高耐熱性を有する必要があり、好ましいものは実質的に線状の分子構造を有するポリマーである。また、300℃、せん断速度2.43×103sec-1で測定した溶融粘度が4000〜50000ポイズの範囲にある線状ポリマーであり、好ましくは溶融粘度が5000〜30000ポイズである。
この実質的に線状の分子構造を有する溶融粘度が、4000〜50000ポイズの範囲にあるポリアリーレンスルフィド樹脂の具体的な製造方法としては、主として次のような3種類の方法によって得られる。
【0009】
(1)有機アミド系溶媒中でアルカリ金属硫化物、ジハロ芳香族化合物及び仕込アルカリ金属硫化物に対して0.2〜1.0モル%、好ましくは0.3〜0.6モル%のポリハロ芳香族化合物を反応させ、該反応中に反応缶の気相部分を冷却することにより反応缶内の気相の一部を凝縮させ、これを液相に還流せしめてポリアリーレンスルフィドを得る方法、(2)有機アミド系溶媒中でアルカリ金属硫化物、ジハロ芳香族化合物とを反応させ、該反応中に反応缶の気相部分を冷却することにより反応缶内の気相の一部を凝縮させ、これを液相に還流せしめて製造したポリアリーレンスルフィドを、気相酸化性雰囲気下で加熱処理してポリアリーレンスルフィドを製造する方法、及び(3)(1)で得られるポリアリレンスルフィドを、気相酸化性雰囲気下で加熱処理してポリアリーレンスルフィドを製造する方法がある。
【0010】
上記(1)〜(3)の方法における、反応缶の気相部分を冷却することにより反応缶内の気相の一部を凝縮させ、これを液相に還流せしめてPASを製造する方法としては、特開平5−222196号公報に記載の方法を使用することができる。
反応缶の気相部分を積極的に冷却して、水分に富む還流液を多量に液相上部に戻してやることによって、反応容器上部に水含有率の高い層を形成する。その結果、残存のアルカリ金属硫化物(例えばNa2S)、ハロゲン化アルカリ金属(例えばNaCl)、オリゴマー等が、その層に多く含有されるようになる。生成したPASとNa2S等の原料及び副生成物とが均一に混じりあった状態では、生成したPASの解重合も生じ、チオフェノールの副生成が認められる。反応容器上部に水含有率の高い層を形成することにより、反応を阻害するような因子を真に効率良く除外でき、高分子量PASを得ることができるものと思われる。
【0011】
この反応缶の気相部分の冷却は、外部冷却でも内部冷却でも可能であり、缶内の還流量を増大させる効果があるものならば、いずれの方法を用いても良い。外部冷却の場合、反応缶壁で凝縮した水/アミド系溶媒混合物は反応缶壁を伝わって液層中に入る。従って、該水分に富む混合物は、液相上部に溜り、そこの水分量を比較的高く保つ。内部冷却の場合には、冷却面で凝縮した混合物が同様に冷却装置表面又は反応缶壁を伝わって液相中に入る。
反応温度は、所定の一定温度に保たれ、あるいは所定の温度プロフィールに従ってコントロールされる。一定温度とする場合、230〜275℃の温度で0.1〜20時間反応を行うことが好ましい。より好ましくは、240〜265℃の温度で1〜6時間である。より高い分子量のPASを得るには、2段階以上の反応温度プロフィールを用いることが好ましい。この2段階操作を行う場合、第1段階は195〜240℃の温度で行うことが好ましい。第1段階の終了は、重合反応系内ジハロ芳香族化合物残存率が1モル%〜40モル%、且つ分子量が3000〜200000の範囲内の時点で行うことが好ましい。その後昇温して、最終段階の反応は、反応温度240〜270の範囲で、1時間〜10時間行うことが好ましい。
【0012】
また、アミド系溶媒中のアルカリ金属硫化物中の水分量が所定の量となるよう、必要に応じて脱水または水添加する。水分量は、好ましくは、アルカリ金属硫化物1モル当り0.5〜2.5モル、特に0.8〜1.2モルとする。2.5モルを超えては、反応速度が小さくなり、しかも反応終了後の濾液中にフェノール等の副生成物量が増大し、重合度も上がらない。0.5モル未満では、反応速度が速すぎ、十分な高分子量の物を得ることができない。
【0013】
反応時の気相部分の冷却は、一定温度での1段反応の場合では、反応開始時から行うことが望ましいが、少なくとも250℃以下の昇温途中から行う。多段階反応では、第1段階の反応から冷却を行うことが望ましいが、遅くとも第1段階反応の終了後の昇温途中から行うことが好ましい。冷却効果の度合いは、通常反応缶内圧力が最も適した指標である。圧力の絶対値についてはこ反応缶の特性、撹拌状態、系内水分量、ジハロ芳香族化合物とアルカリ金属硫化物とのモル比等によって異なる。しかし、同一反応条件下で冷却しない場合に比べて、反応缶圧力が低下すれば、還流液量が増加して、反応溶液気液界面における温度が低下していることを意味しており、その相対的な低下の度合いが水分含有量の多い層と、そうでない層との分離の度合いを示していると考えられる。そこで、冷却は反応缶内圧が、冷却をしない場合と比較して低くなる程度に行うのが好ましい。
【0014】
第1の方法においては、ポリハロ芳香族化合物の添加量を上記範囲内に限定することにより、極めて良好な靭性を有するポリアリーレンスルフィドを製造することができる。ポリハロ芳香族化合物が上記下限未満では、耐衝撃性の機械的強度を有さず、射出成形、押出成形等における特性が悪化する。
【0015】
ポリハロ芳香族化合物の重合反応系内への添加方法は、特に限定されるものではない。例えばアルカリ金属硫化物及びジハロ芳香族化合物と同時に添加してもよいし、あるいは反応途中の任意の時点で、ポリハロ芳香族化合物を有機溶媒、例えばN−メチルピロリドンに溶解させて、高圧ポンプで反応缶内に圧入してもよい。該ポリハロ芳香族化合物は、1分子に3個以上のハロゲン置換基を有する化合物であり、例えば1,2,3−トリクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン、1,3,5−トリクロロベンゼン、1,3−ジクロロ−5−ブロモベンゼン、2,4,6−トリクロロトルエン、1,2,3,5−テトラブロモベンゼン、ヘキサクロロベンゼン等及びそれらの混合物が挙げられる。これらの中では、1,2,4−トリクロロベンゼン及び1,3,5−トリクロロベンゼンが好ましい。
【0016】
ここで使用する有機アミド系溶媒は、PAS重合のために知られている溶媒で、例えばN−メチルピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルカプロラクタム等、及びこれらの混合物を使用でき、NMPが好ましい。これらは全て、水よりも低い蒸気圧を持つ。
【0017】
アルカリ金属硫化物も公知であり、例えば、硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、及びこれらの混合物である.これらの水和物及び水溶液であっても良い。又、これらにそれぞれ対応する水硫化物及び水和物を、それぞれに対応する水酸化物で中和して用いることができる。ジハロ芳香族化合物は、例えば特公昭45−3368号公報記載のものから選ぶことができるが、好ましくはp−ジクロロベンゼンである。また、他の少量添加物として、末端停止剤、修飾剤としてのモノハロ化物を併用することもできる。こうして得られたPASは、当業者にとって公知の後処理法によって副生物から分離される。
【0018】
第2の方法において、上部冷却反応器において製造されたPASは、気相酸化性雰囲気下で加熱処理される。該加熱処理は、公知の方法により実施することができる。加熱処理を行う温度は、好ましくは100〜280℃、特に好ましくは170〜250℃である。該温度が上記範囲未満では、加熱処理に要する時間が増加し、上記範囲を越えては、処理したPASの溶融時の熱安定性が悪いので好ましくない。熱酸化処理に要する時間は、上記の加熱温度あるいは所望するPASの溶融粘度により異なるが、好ましくは0.5〜25時間、特に好ましくは5〜20時間である。該時間が、上記範囲未満では高靭性のPASが得られず、上記範囲を越えては、処理したPAS中にミクロゲルの発生が増加し好ましくない。
【0019】
上記の加熱処理は、好ましくは空気、純酸素等又はこれらと任意の適当な不活性ガスとの混合物のような酸素含有ガスの気相酸化性雰囲気下で実施される。不活性ガスとしては、例えば水蒸気、窒素、二酸化炭素等又はそれらの混合物が挙げられる。上記の酸素含有ガス中の酸素の濃度は、好ましくは0.5〜50体積%,特に好ましくは10〜25体積%である。該酸素濃度が、上記範囲を越えてはラジカル発生量が増大し溶融時の増粘が著しくなり、また色相が暗色化して好ましくなく、上記範囲未満では、熱酸化速度が遅くなり好ましくない。
【0020】
加熱処理を行う装置は、回分式でも連続式でもよく、例えば、撹拌機を備えた密閉容器中において、PASを酸素含有ガスと接触させる装置等を挙げることができ、好ましくは、撹拌機を備えた流動層式熱酸化処理装置が使用される。該装置を使用すると、槽内の温度分布を小さくすることができる。その結果、熱酸化を促進することができると共に、分子量の不均一化を防止することができる。
【0021】
第3の方法においては、第1の方法で得られるPASを気相酸化性雰囲気下で加熱処理される。加熱処理条件は、第2の方法と同様である。
【0022】
本発明に使用するPASは、酸処理をしたものであることが好ましい。酸は有機酸及び無機酸のいずれでも良い。有機酸としては、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、安息香酸、フタル酸、サリチル酸、アクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、シュウ酸、マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。また無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸、炭酸等が挙げられる。また、これらの酸性塩も使用することができる。なかでも酢酸及び塩酸が好ましい。PASの酸処理は、重合反応終了後のスラリーを酸処理しても、或いはPASを濾過・精製した後に酸処理しても良い。
【0023】
PASスラリーを酸処理する場合は、酸処理後のPASスラリーのpHが7.0〜11.0、好ましくは7.5〜10.0になるように酸を添加する。酸の添加量は、上記のようにPASスラリーのpHが7.0〜11.0となるような量であれば良く、酸の種類やPASスラリーのpH等に依存するが、仕込みアルカリ金属硫化物1モルに対して、0.2〜10モル%、好ましくは0.5〜6.0モル%である。酸が液体の場合、そのまま又は他の溶媒(例えばN−メチルピロリドン)で希釈して添加し、固体の場合は適切な溶媒(水、アルコール、N−メチルピロリドン等)に溶解して添加する。酸処理温度は、PAS重合反応温度までの任意の温度を採ることができるが、好ましくは常温〜250℃である。酸処理時間は5分間〜24時間、好ましくは20分間〜3時間である。
【0024】
PASを濾過・精製した後に酸処理する場合は、常法によりPASを分離・精製した後、100℃以下の酸溶液中で処理する。溶媒としては、水又は水と少量の水混和性有機溶媒からなるものを用いることができる。酸溶液の濃度は、0.01〜5重量%であり、処理終了時のpHは4〜5であるのが好ましい。酸溶液による処理の温度は100℃以下、好ましくは40〜80℃である。処理時間は、5分間〜2時間であり、好ましくは10分間〜1時間である。
【0025】
以上のようにして製造された高靭性のPASは、その溶融粘度が、4000〜50000ポイズ、好ましくは5000〜30000ポイズである。溶融粘度が上記範囲未満では、射出成形容器の耐衝撃性、耐破壊性等の機械的強度が低下し、上記範囲を超えては、流動性の低下により射出成形の際の射出速度の低下、あるいは成形性の低下等を生じ好ましくない。
【0026】
2.シンジオタクチックポリスチレン樹脂
本発明においては、上記PAS樹脂に配合する成分(B)として、主としてシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体であるシンジオタクチックポリスチレン樹脂(以下、単にSPS重合体又はSPSと略記することがある)を用いる。
このスチレン系重合体の主としてシンジオタクチック構造とは、立体化学構造が主としてシンジオタクチック構造、即ち炭素−炭素結合から形成される主鎖に対して側鎖であるフェニル基や置換フェニル基が交互に反対方向に位置する立体構造を有するものであり、そのタクティシティーは同位炭素による核磁気共鳴法(13C−NMR法)により定量される。13C−NMR法により測定されるタクティシティーは、連続する複数個の構成単位の存在割合、例えば2個の場合はダイアッド、3個の場合はトリアッド、5個の場合はペンタッドによって示すことができるが、本発明でいう主としてシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体とは、通常はダイアッドで75%以上、好ましくは85%以上、若しくはペンタッド(ラセミペンタッド)で30%以上、好ましくは50%以上のシンジオタクティシティーを有するポリスチレン、ポリ(アルキルスチレン)、ポリ(ハロゲン化スチレン)、ポリ(アルコキシスチレン)、ポリ(ビニル安息香酸エステル)およびこれらの混合物、あるいはこれらを主成分とする共重合体を指称する。なお、ここでポリ(アルキルスチレン)としては、ポリ(メチルスチレン)、ポリ(エチルスチレン)、ポリ(イソプロピルスチレン)、ポリ(t−ブチルスチレン)などがあり、ポリ(ハロゲン化スチレン)としては、ポリ(クロロスチレン)、ポリ(ブロモスチレン)、ポリ(フルオロスチレン)などがある。また、ポリ(アルコキシスチレン)としては、ポリ(メトキシスチレン)、ポリ(エトキシスチレン)などがある。これらの内、特に好ましいスチレン系重合体としては、ポリスチレン、ポリ(p−メチルスチレン)、ポリ(m−メチルスチレン)、ポリ(p−t−ブチルスチレン)、ポリ(p−クロロスチレン)、ポリ(m−クロロスチレン)、ポリ(p−フルオロスチレン)、更にはスチレンとp−メチルスチレンとの共重合体を挙げることができる。
【0027】
なお、このSPS重合体は、例えば融点が180〜300℃であって、従来のアタクチック構造のスチレン系重合体に比べて耐熱性が格段に優れている。
このようなSPS重合体は、例えば不活性炭化水素溶媒中または溶媒の不存在化にチタン化合物、及び水とトリアルキルアルミニウムの縮合生成物を触媒として、スチレン系単量体(SPS重合体に対応する単量体)を重合することにより製造することができる(特開平2−187708号公報)。
【0028】
また、本発明に用いるSPS重合体は、分子量の制限はないが、溶融粘度が100〜2000のものが好ましい。ここで溶融粘度が100未満のものでは、耐熱性、機械的強度が充分でなく、配合後も充分な強度が認められない。
【0029】
3.組成割合と生ゴミ処理機内容器用成形品
本発明に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物において、SPSの使用量は、PAS100重量部当たり、1〜100重量部、好ましくは5〜50重量部である。1重量部未満では、ゴミ剥離性の改良効果が発揮されず。また、100重量部を超えると機械的性質、特に引張強度が低下し好ましくない。
【0030】
SPS樹脂は、高融点の高耐熱性樹脂である。これを単独で生ゴミ処理機内容器成形用樹脂として使用する場合、ある程度のゴミ剥離性を示す。このゴミ剥離性に優れるSPS樹脂を高靭性、高剛性、高耐熱性のPPS樹脂に効果的に混合することにより、PPSの高靭性、高剛性、高耐熱性を損ねることなく、SPS樹脂のゴミ剥離性を付与することができる。さらに予想外なことに、PPS/SPS混合物のゴミ剥離性は、SPS樹脂単独のゴミ剥離性を大幅に上回るものであった。
【0031】
上述の「効果的な混合」とは、成形品のスキン層にSPS樹脂を多く含み、コア層にPPS樹脂を多く含むような混合であり、単にPPS樹脂とSPS樹脂の混合比だけでなく、これらの溶融粘度比も重要である。すなわち、PPS樹脂が高粘度であり、SPS樹脂が低粘度である組合せが好ましく、具体的には両者の溶融粘度比(PPS樹脂:SPS樹脂)が10:1〜100:1、好ましくは16:1〜60:1である。溶融粘度比が、10:1未満では、スキン層がSPS樹脂リッチとなり難く、好ましくない。また、100:1を超えるとSPS樹脂が極低粘度であり、著しい物性低下を引き起こす場合と、またはPPS樹脂が極高粘度であり、成形加工性に問題が生じる場合があり、好ましくない。
【0032】
射出成形または押出し成形において、成形速度が速いと低粘度のSPS樹脂成分が成形品表面層に配置する。これによりPPS樹脂の靭性を阻害しない少量のSPS樹脂の配合によっても、十分な量のSPS樹脂成分をゴミと接する成形品表層付近に配置させられ、高靭性と生ゴミ剥離性を両立できる。
【0033】
4.その他の成分
本発明では、(B)成分の他に必要に応じて、機械的強度、耐熱性、寸法安定性、電気的性質等の性能に優れた成形品を得るために無機充填剤を配合することができる。
【0034】
無機充填剤としては、繊維状、粉粒状、板状等の公知の充填剤が用いられる。繊維状充填剤としては、例えばガラス繊維、アスベスト繊維、炭素繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素繊維、ホウ素繊維、チタン酸カリウム繊維、更にステンレス、アルミニウム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状物等の無機質繊維状物質が挙げられる。特に代表的な繊維状充填剤はガラス繊維、炭素繊維である。また、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等の高融点有機質繊維状物質も使用することができる。粉粒体状充填剤としては、例えばカーボンブラック、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ガラス粉、ケイ酸カルシウム、カオリン、タルク、クレー、ケイ藻土、ウォラストナイトのようなケイ酸塩、塩化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナのような金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムのような金属の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムのような金属の硫酸塩、その他炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、各種金属粉末等が挙げられる。板状充填剤としては、マイカ、ガラスフレーク、各種金属箔等が挙げられる。これら無機充填剤は、一種又は二種以上併用することができる。繊維状充填剤、特にガラス繊維又は炭素繊維と粒状及び/又は板状充填剤の併用は特に好ましい組合わせである。
【0035】
無機充填剤の使用量は、成分(A)PASの100重量部に対して400重量部以下が好ましく、より好ましくは10〜250重量部である。400重量部を超えては、成形作業が困難となり好ましくない。
【0036】
上記無機充填剤の使用にあたっては、必要ならば収束剤又は表面処理剤を使用することが好ましい。例えば、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物等の官能性化合物である。これらの化合物は、無機充填剤を予め表面処理又は収束処理することにより用いるか、又は組成物調製の際同時に添加してもよい。
【0037】
更に、本発明に係る樹脂組成物には、一般に熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂に添加される公知の物質、例えば酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、帯電防止剤、難燃剤、染料や顔料等の着色剤、滑剤及び結晶化促進剤等も必要に応じ適宜添加することができる。
【0038】
5.組成物の調製
本発明に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の調製は、一般に合成樹脂組成物の調製に用いられる設備と方法により調製することができる。すなわち、必要な成分の混合方法は、各成分を予めヘンシェルミキサー等を利用してドライブレンドし、一軸または二軸の押出機を用いて混練し、押出して成形用ペレットとする方法、必要成分の一部をマスターバッチとして混合し、成形する方法、PAS合成時の溶液中に必要な成分を所定量になるように溶かし込んで含有させる方法等を用いることもできる。
【0039】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。実施例及び比較例に用いられる測定方法は次の通りである。
(1)溶融粘度:東洋精機製作所製キャピログラフ1Bを用い、測定温度300℃、せん断速度2.43×103sec-1、キャピラリL/D=40/1で6分間保持した後の粘度(ポイズ)を測定した。
(2)引張強さ及び引張伸び:島津製作所製AG−5000Bを用い、ASTM−D638に準拠して測定した。引張速度は5mm/min、チャック間距離は115mm、試験片はASTM Type−1によった。
(3)剥離性:PPS組成物から80mm×80mm、厚さ3mmの平板テストピースを射出成形した。その光沢面に、使用ゴミの試験片を設置し、180℃、5時間熱風循環式オーブン中に置き、試験後、試験面から使用ゴミをとり除き、テストピース上のゴミの付着状態を目視により、次の基準で評価した。
なお、ゴミとしては、糖度の高いものとして、文明堂ハニーカステラ(一辺が約15mmの直方体をカステラ上面又は下面がそれぞれテストピースに接するように設置した)と台湾産バナナの皮(15mm×15mm、厚さ2〜3mmの皮を内面がテストピースに接するように設置した)を用いた。
【0040】
また、実施例、比較例で用いたPPS樹脂は以下の重合例により製造した。
重合例1
150リットルオートクレーブに、フレーク状硫化ソーダ(60.1重量%Na2S)19.00kgと、N−メチル−2−ピロリドン(以下ではNMPと略すことがある。)45.0kgを仕込んだ。窒素気流下撹拌しながら209℃まで昇温して、水4.91kgを留出させた。その後、オートクレーブを密閉して180℃まで冷却し、p−ジクロルベンゼン(以下ではp−DCBと略すことがある)21.940kg、1,2,4−トリクロロベンゼン(以下では1,2,4−TCBと略すことがある。)158.9g(硫化ソーダに対して、約0.6モル%)及びNMP18.0kgを仕込んだ。液温150℃で窒素ガスを用いて1kg/cm2Gにして昇温を開始した。液温220℃で5時間撹拌しつつ、オートクレーブ上部を散水することにより冷却した。その後昇温して、液温260℃で5時間維持し、次に降温させると共にオートクレーブ上部の冷却を止めた。オートクレーブ上部を冷却中、液温が下がらないように一定に保持した。反応中の最高圧力は、8.60kg/cm2Gであった。得られたスラリーを常法により濾過、温水洗浄を繰り返し、120℃で約8時間熱風乾燥し、白色粉末状の製品を得た。得られたPPS(PPS−1)の溶融粘度は40000ポイズであった。
【0041】
重合例2
1,2,4−TCBの添加量を74.3g(硫化ソーダに対して0.28モル%)とした以外は、重合例1と同様に行った。得られたPPS(PPS−2)の溶融粘度は、10000ポイズであった。
【0042】
重合例3
4m3オートクレーブに、フレーク状硫化ソーダ(60.6重量%Na2S)524.8kgと、NMP1200kgを仕込んだ。窒素気流下撹拌しながら204℃まで昇温して、水126.3kgを留出させた。その後、オートクレーブを密閉して180℃まで冷却し、p−DCB597.2kg及びNMP400kgを仕込んだ。液温150℃で窒素ガスを用いて1kg/cm2Gに加圧して昇温を開始した。液温220℃で3時間撹拌しつつ、オートクレーブ上部の外側に巻き付けたコイルに20℃の冷媒を流し冷却した。その後昇温して、液温260℃で3時間撹拌し、次に降温させると共にオートクレーブ上部の冷却を止めた。オートクレーブ上部を冷却中、液温が下がらないように一定に保持した。反応中の最高圧力は、8.81kg/cm2Gであった。得られたスラリーを常法により濾過、温水洗を繰り返し、130℃で約4時間熱風循環乾燥機中で乾燥し、白色粉末状のPPSの中間製品を得た。得られたPPSの中間製品の溶融粘度は970ポイズであった。
次に、上記のPPSの中間製品を5m3の熱酸化処理装置に仕込み、槽内温度220℃で16時間撹拌した。その後、冷却して製品を得た。得られたPPS(PPS−3)の溶融粘度は7000ポイズであった。
【0043】
重合例4
熱酸化処理時間を9時間とした以外は、重合例3と同一に行った。得られたPPS(PPS−4)の溶融粘度は5000ポイズであった。
【0044】
重合例5
1,2.4−TCBを添加しなかった以外は、重合例1と同一に行った.得られたPPS(PPS−5)の溶融粘度は1000ポイズであった。
【0045】
重合例6
4m3オートクレーブに、フレーク状硫化ソーダ(60.8重量%Na2S)523.1kgとNMPl,200kgを仕込んだ。窒素気流下撹拌しながら204℃まで昇温して、水124.3kgを留出させた。その後、オートクレーブを密閉して180℃まで冷却し、p−DCB605.1kgとNMP400kgを仕込んだ。液温150℃で窒素ガスを用いて1kg/cm2Gに加圧して昇温を開始した。液温が260℃になった時点で昇温を止め2時間撹拌した。次に200℃まで1.5時間かけて降温した。反応中の最高圧力は、10.52kg/cm2Gであった。得られたスラリーを常法により濾過、温水洗を繰り返し、130℃で約4時間熱風循環乾燥機中で乾燥し、白色粉末状のPPSを得た。得られたPPS(PPS−6)の溶融粘度は500ポイズであった。
【0046】
実施例1〜6、比較例1〜5
重合例で得たPPSとシンジオタクチックポリスチレン(SPS)(出光石油化学製S−100)を表1に示す配合割合で混合し、ヘンシェルミキサーで1分間予備混合して均一にした後、2軸混練機(スクリュー径:20mm、バレル温度:310℃)でペレタイズしてPPS組成物を得た。さらに射出成形機によりテストピースを成形し、物性を測定した。得られたPPS組成物の物性値を表1に示す。
【0047】
【表1】
【0048】
表1から明らかなように、本発明の範囲の高靭性PPSと高融点SPSの組成物からの成形品は、生ゴミ処理機の内容器に求められるゴミ剥離性、高靭性、成形性、難燃性を有する材料であり、特にPPS単独、SPS単独品に対してゴミ剥離性を著しく改良している。すなわち、ゴミ剥離性の面では、溶融粘度10000ポイズのPPS単独のものを用いた場合(比較例1)、糖度が高く繊維質であり特に剥離しにくいバナナの皮に対するゴミ剥離性はDであり、溶融粘度500ポイズのSPS単独のものを用いた場合(比較例2)のバナナの皮に対するゴミ剥離性はEであるのに対して、両者の90/10(重量)組成物のバナナの皮に対するゴミ剥離性はAとなり、その効果が大幅に向上している(実施例1)。また、靭性の面では、溶融粘度10000ポイズのPPS単独の引張強さは800kgf/cm2、引張伸びは15%であり、溶融粘度500ポイズのSPS単独の引張強さは390kgf/cm2、引張伸びは16.5%であるのに対して、両者の90/10(重量)組成物の引張強さは750kgf/cm2、引張伸びは約12%であり、十分な強度と伸びが維持されている(実施例1)。
【0049】
一方、溶融粘度1000ポイズのPPSと溶融粘度500ポイズのSPSの組成物の場合は、引張強さは500kgf/cm2、引張伸びは3%であり、十分な強度と伸びがなく、ゴミ剥離性もC〜Dと悪い(比較例5)。また、溶融粘度2000ポイズのPPSと溶融粘度500ポイズのSPSの組成物の場合も、引張強さは670kgf/cm2であるが、引張伸びは4%であり、十分な靭性が得られない。(比較例4)。さらに、SPSが多すぎる場合は、引張強さの低下だけでなく、ゴミ剥離性が悪化する傾向が見られる(比較例3)。
【0050】
【発明の効果】
本発明に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、高靭性のポリアリーレンスルフィドに高耐熱性のシンジオタクチックポリスチレンを特定量添加することにより、耐熱性、高靭性及び優れたゴミ剥離性を有し、生ゴミ処理機の内容器等において、優れた性能を発揮し、工業的に用途が広い組成物である。
Claims (2)
- (A)ポリアリーレンスルフィドと(B)シンジオタクチックポリスチレンを主成分とするポリアリーレンスルフィド樹脂組成物からなる生ゴミ処理機内容器用成形品であって、
(A)ポリアリーレンスルフィドは、溶融粘度が4000〜50000ポイズで、(B)シンジオタクチックポリスチレンとの溶融粘度比が10:1〜100:1であり、かつ(B)シンジオタクチックポリスチレンが、(A)ポリアリーレンスルフィド100重量部に対して、1〜100重量部配合されていることを特徴とする生ゴミ処理機内容器用成形品。 - (A)ポリアリーレンスルフィドの溶融粘度が、5000〜30000ポイズであることを特徴とする請求項1記載の生ゴミ処理機内容器用成形品。
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