特許 6557284 複雑な３次元構成を有する高温導管

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6557284

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】複雑な３次元構成を有する高温導管

(51)【国際特許分類】

   F02M 35/10 20060101AFI20190729BHJP

   F01N 13/18 20100101ALI20190729BHJP

   C08L 81/02 20060101ALI20190729BHJP

【ＦＩ】

   F02M35/10 101N

   F01N13/18

   C08L81/02

【請求項の数】15

【外国語出願】

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2017-104596(P2017-104596)

(22)【出願日】2017年5月26日

(62)【分割の表示】特願2013-546405(P2013-546405)の分割

【原出願日】2011年12月22日

(65)【公開番号】特開2017-201176(P2017-201176A)

(43)【公開日】2017年11月9日

【審査請求日】2017年6月12日

(31)【優先権主張番号】61/426,409

(32)【優先日】2010年12月22日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/446,783

(32)【優先日】2011年2月25日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500100822

【氏名又は名称】ティコナ・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100104411

【弁理士】

【氏名又は名称】矢口 太郎

(72)【発明者】

【氏名】フェング、ケィ

(72)【発明者】

【氏名】ヴィスジャガー、ジェロン

(72)【発明者】

【氏名】ザオ、シンユ

【審査官】 家喜 健太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３５５８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１０８３８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１７８９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４７４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０６８１６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０５−０５０４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０７７４０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４５／００ − ４５／８４

４９／００ − ４９／８０

Ｆ０２Ｍ ３５／００ − ３５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンとの間で流体を搬送するエンジン導管であって、
中空の通路を取り囲む壁を有する一体成形の管状部材を有し、前記管状部材はポリマー組成物から形成された単一の層のみを含み、前記ポリマー組成物は、
前記ポリマー組成物中に約６０重量％〜約８０重量％の量で存在する直鎖状ポリフェニレンスルフィドと、
前記ポリマー組成物中に約０．５重量％〜約１５重量％の量で存在する分岐状ポリフェニレンスルフィドと
を有し、前記ポリマー組成物は、３１０℃及び０．１ｒａｄ／ｓで測定した場合に１５００Ｐａを超える低せん断率貯蔵弾性率を有し、前記管状部材は、少なくとも２つの角変位により分離された少なくとも３つの直線的なセクションを含む３次元構成を有し、第１の角変位は、第１の平面内にあるとき約６０°〜約１２０°であり、第２の角変位も約６０°〜約１２０°であり、前記第１の平面と交差する第２の平面内に前記第２の角変位が含まれるように位置付けされている、エンジン導管。

【請求項2】

請求項１記載のエンジン導管において、前記管状部材は、前記第１の角変位を画成する湾曲したセクションを含み、前記湾曲したセクションは、前記第１の角変位と異なる平面内の第３の角変位も画成する、エンジン導管。

【請求項3】

請求項１記載のエンジン導管において、前記管状部材は少なくとも３つの角変位を含み、前記第３の角変位も約６０°〜約１２０°である、エンジン導管。

【請求項4】

請求項１記載のエンジン導管において、前記壁は実質的に均一な壁厚を有し、当該壁厚の変化は５０％を超えない、エンジン導管。

【請求項5】

請求項１記載のエンジン導管において、前記ポリマー組成物は、前記直鎖状ポリフェニレンスルフィドまたは前記分岐状ポリフェニレンスルフィドの融点を１５℃超える温度において、当該ポリマー組成物がひずみ１００％で約３５０ｋＰａ〜約５５０ｋＰａの公称応力を呈するように、比較的高い溶融強度を有する、エンジン導管。

【請求項6】

請求項３記載のエンジン導管において、前記管状部材は、少なくとも４つの角変位を含む、エンジン導管。

【請求項7】

請求項１記載のエンジン導管において、前記ポリマー組成物は、補強剤をさらに有する、エンジン導管。

【請求項8】

請求項７記載のエンジン導管において、前記補強剤は充填剤を有する、エンジン導管。

【請求項9】

請求項７記載のエンジン導管において、前記補強剤は繊維を有する、エンジン導管。

【請求項10】

請求項１記載のエンジン導管において、前記第１の角変位および前記第２の角変位は、約８０°〜約１００°である、エンジン導管。

【請求項11】

請求項３記載のエンジン導管において、前記第１の角変位、前記第２の角変位、および第３の角変位は、すべて約８０°〜約１００°である、エンジン導管。

【請求項12】

中空の通路を取り囲む壁を有する一体成形の管状部材であって、前記管状部材はポリマー組成物から形成された単一の層のみを含み、前記ポリマー組成物は、前記ポリマー組成物中に約６０重量％〜約８０重量％の量で存在する直鎖状ポリフェニレンスルフィドと、前記ポリマー組成物中に約０．５重量％〜約１５重量％の量で存在する分岐状ポリフェニレンスルフィドとを有し、前記ポリマー組成物は、３１０℃及び０．１ｒａｄ／ｓで測定した場合に１５００Ｐａを超える低せん断率貯蔵弾性率を有し、前記管状部材は、少なくとも３つの角変位により分離された少なくとも４つの直線的なセクションを含む３次元構成を有し、第１の角変位は約６０°〜約１２０°で第１の平面内にあり、第２の角変位も約６０°〜約１２０°で第２の平面内にあり、第３の角変位も約６０°〜約１２０°で第３の平面内にあり、前記第１の平面、前記第２の平面、および前記第３の平面はすべて異なり、２つの平面は残りの平面と交差する、一体成形の管状部材。

【請求項13】

請求項１２記載の管状部材において、前記ポリマー組成物は、前記直鎖状ポリフェニレンスルフィドまたは前記分岐状ポリフェニレンスルフィドの融点を１５℃超える温度において、当該ポリマー組成物がひずみ１００％で約３５０ｋＰａ〜約５５０ｋＰａの公称応力を呈するように、比較的高い溶融強度を有する、管状部材。

【請求項14】

請求項１記載のエンジン導管において、前記分岐状ポリフェニレンスルフィドは、約１００，０００Ｐａ．ｓ〜約３００，０００Ｐａ．ｓの溶融粘度を有する、エンジン導管。

【請求項15】

請求項１２記載の管状部材において、前記分岐状ポリフェニレンスルフィドは、約１００，０００Ｐａ．ｓ〜約３００，０００Ｐａ．ｓの溶融粘度を有する、管状部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０１１年２月２５日付で出願された仮出願第６１／４４６，７８３号の優先権を主張し、かつこれに基づくものであり、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれ、前記仮出願第６１／４４６，７８３号は、２０１０年１２月２２日付で出願された仮出願第６１／４２６，４０９号の優先権を主張し、かつこれに基づくものであり、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

高温工学プラスチック（ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｌａｓｔｉｃｓ）には、異なる部品および物品を成形する上で使用できるものが種々存在する。これまで多くの用途において、当業者は、従来の金属部品を、高温ポリマーで作製したもので置き換える試みを行ってきた。高温ポリマーには、強靱で優れた耐薬品性を有し、高い剛性を有し、かつ高温で安定なものが種々存在する。種々の実施形態における金属部品を上記のポリマーで適切に置き換えることができれば、種々の優位性および利点が得られる。例えば、プラスチック部品は、多くの金属より軽量で、生じる騒音が少なく、化学的侵食に対する耐性がある
低温ポリマーは多くの異なる形状に成形できるが、高温ポリマーは複雑な形状に成形する上でいくつか問題が生じている。問題は、例えば押出ブロー成形を含む種々の成形工程における高温ポリマー操作で生じている。

【0003】

例えば、複雑な形状を有する中空の物品をブロー成形する場合は、パリソンの成形中に壁の厚さを制御し、および／または均一な壁厚を得る上で、またパリソン成形後にパリソンの形状を操作する上で問題が生じている複雑なブロー成形作業中には、管状の部材が形成され、その形状が絶えず変化していく。ある応用では、例えばポリマー組成物がまだ高温である間に、パリソンが下向きに押出成形されていく。前記ポリマー組成物は、前記パリソンが望ましい長さに達するまで、環状の開口部またはダイを通じて押出成形される。前記パリソンは、押出成形されている間も均一な壁厚を維持すべきであり、またブロー成形を開始する上で望ましい長さが得られるまで自重のみによる引き伸ばしまたは伸長に耐えるべきである。また、前記パリソンは押出成形中、例えばロボットにより操作して管状形態の角変位を変え、特定の形状にすることが可能である。

【0004】

望ましい長さが得られ、閉じたパリソンの一端に針が挿入されると、鋳型が前記管状形態を覆って閉じ、ガスまたは空気を前記管状形態に注入して物品をその最終形状へとブロー成形できるようになる。上記の工程中、これまでの組成物は、当該工程中に垂れ下がってパリソンの厚さが意図せず変わってしまう傾向があった。垂れ下がりは低せん断現象であり、ポリマー組成物の溶融強度または溶融弾性に左右される。

【0005】

高温環境で機能できる管状物品は、特にいくつかの産業、例えば自動車産業で必要とされている。例えば、自動車のエンジンおよびトラックのエンジンは、流体、例えばガスおよび液体をエンジンとの間で運ぶよう設計された種々のダクト、チューブ、および排気通路を含む。一部の実施形態では、高温の排気ガスが上記のダクトまたはチューブを通じて供給される。他の実施形態では、比較的低温の流体を運ぶ前記ダクトまたはチューブが、高温で稼動するエンジンの位置に近接して配置される。エンジンコンパートメントがより小型化されるに伴い、上記のダクトおよびチューブは、エンジンその他の自動車部品の周囲に嵌合するよう複雑な３次元形状をとらなければならない。従来、そのようなダクトおよびチューブは金属で作製されてきた。しかし、本開示は、高温ポリマーで作製される上述のエンジン導管および他の管状部材を対象としている。より具体的にいうと、本開示は、改善された高温物品、特に高温ポリマーで作製される比較的複雑な形状の管状部材を対象としている。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

一般に、本開示は、３次元の複雑な形状を有する管状の物品であって、高温ポリマーを含むポリマー組成物で作製されるものを対象としている。前記高温ポリマーは、例えば約２８０℃を超える、例えば約２９０℃を超える、例えば場合により約３００℃を超える融点を有するものであってよい。本開示に基づいて作製された管状部材は、多数の異なる用途によく適している。当該管状部材は、流体、例えば液体および気体を搬送する上でよく適している。前記物品がさらされる高温は、当該物品を通じて搬送される材料の温度、または当該物品が置かれる外的環境によるものである。

【0007】

上述のように、本開示に基づいて作製された管状部材は、複雑な３次元構成を有する。例えば、前記物品には、種々の湾曲したセクションにより分離されたいくつかの異なるまっすぐな若しくは直線的なセクションを含めることができる。前記湾曲したセクションは複数の角変位を形成することができ、それらの角変位は、一部の実施形態において比較的大きい。実際、一実施形態において、前記管状部材は、複数の角度を有する少なくとも１つの湾曲したセクションを含むことができる。例えば、前記湾曲したセクションは、ＸＹ平面内の第１の角変位と、交差平面内の第２の角変位とを含むことができる。これまで、上述した複雑な形状の中空部材を高温ポリマーから製造しようとすると、加工上の問題が多く生じていた。

【0008】

一実施形態において、本開示は、エンジンとの間で流体を搬送するエンジン導管を対象としている。前記エンジン導管は、中空の通路を取り囲む壁を有した一体成形の管状部材を含む。前記管状部材は、ポリマー組成物から成形される。前記ポリマー組成物は、約２８０℃を超える融点を有する熱可塑性ポリマーを含む。例えば、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂は、前記ポリマー組成物中に少なくとも約４０重量％を超える量、例えば約５０重量％を超える量、例えば約６０重量％を超える量存在する。

【0009】

本開示によれば、前記管状部材は、少なくとも２つの角変位により分離された少なくとも３つの直線的なセクションを含む３次元構成を有する。一実施形態において、その第１の角変位は約６０°〜約１２０°で、第１の平面内にある。第２の角変位も約６０°〜約１２０°である。ただし、前記第２の角変位は、前記第１の平面と交差する第２の平面内に位置するように位置付けされる。

【0010】

一実施形態において、前記管状部材は、少なくとも３つの角変位、例えば４つの角変位を含むことができる。さらに別の角変位も、約６０°〜約１２０°とできる。他の実施形態において、前記管状部材に含まれる角変位は、約７０°〜約１１０°、例えば約８０°〜約１００°とできる。前記管状部材に含まれる角変位は、同じ平面内にあってもよいが、大半の用途では異なる平面内に位置することになる。一実施形態では、前記管状部材の湾曲したセクションに、それぞれ異なる平面内に位置する複数の角変位を含めることができる。例えば、前記管状部材の湾曲したセクションは、その湾曲したセクションにおける当該管状部材の軸がＸＹ平面内、ＸＺ平面内、およびＹＺ平面内に位置するよう、異なる方向へ曲げることができる。

【0011】

前記ポリマー組成物には、種々の異なる熱可塑性ポリマーを存在させることができると考えられる。そのようなポリマーとしては、液晶ポリマー、ポリイミドポリマー、ポリアリールエーテルケトンポリマー、ポリエーテルイミドポリマー、フッ素ポリマー、ポリエステルポリマー（例えば、ポリシクロヘキシレン・ジメチル・テレフタラート）、ポリフェニレン・スルフィド・ポリマー、およびこれらの組み合わせなどがある。１若しくはそれ以上の高温ポリマーのほか、前記ポリマー組成物は、補強剤、例えば充填剤または繊維を含むこともできる。

【0012】

一実施形態において、前記管状部材は、比較的高い溶融強度を有するポリマー組成物から成形される。例えば、前記ポリマー組成物は、前記熱可塑性ポリマーの融点を１５°超える温度において、当該ポリマー組成物がひずみ１００％で約３５０Ｐａ〜約５５０Ｐａの公称応力を呈するよう、配合できる。一実施形態では、上記の応力−ひずみ関係を３００℃および５ｓ^−１で決定してよい。

【0013】

本開示に係るポリマー組成物では、複雑な形状を有するだけでなく比較的均一な壁厚も有する中空の管状部材を製造することができる。前記壁厚は、例えば一般に約１ｍｍ〜約５ｍｍ、例えば約２ｍｍ〜約４ｍｍとできる。本開示によれば、管状部材は、その壁厚の変化が当該物品の全長の５０％を超えない、例えば３５％を超えない、例えば１５％を超えないよう成形できる。

【0014】

上述のように、一実施形態において、本開示に基づいて作製された管状部材はエンジン導管として使用できる。そのため、本開示は、上述のエンジン導管と連通したエンジンも対象とする。前記エンジン導管は、例えば冷却液、排気ガス、または空気を前記エンジンとの間で搬送するものであってよい。

【0015】

ただし、本開示に基づいて作製された管状部材は、他の多くの用途に使用できることを理解すべきである。例えば、本開示の管状部材は、産業工程における加熱および冷却システムなどでの用途によく適している。

【0016】

本開示の他の特徴および態様については、以下でさらに詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

本発明を実現する完全な開示については、当業者向けの最良の形態を含め、以下の添付の図面を参照して本明細書の残りの部分でさらに具体的に記載している。

【図1】図１は、本開示に基づいて作製できる成形品の一実施形態の斜視図である。

【図2】図２〜６は、図１に例示した成形品を成形する工程の１つを例示したものである。

【図3】図２〜６は、図１に例示した成形品を成形する工程の１つを例示したものである。

【図4】図２〜６は、図１に例示した成形品を成形する工程の１つを例示したものである。

【図5】図２〜６は、図１に例示した成形品を成形する工程の１つを例示したものである。

【図6】図２〜６は、図１に例示した成形品を成形する工程の１つを例示したものである。

【図7】図７は、本開示で説明する種々のポリマー組成物の応力−ひずみ曲線を示したグラフである。

【図8】図８〜１１は、本開示に基づいて作製される成形品の別の一実施形態を異なる角度から見た斜視図である。

【図9】図８〜１１は、本開示に基づいて作製される成形品の別の一実施形態を異なる角度から見た斜視図である。

【図10】図８〜１１は、本開示に基づいて作製される成形品の別の一実施形態を異なる角度から見た斜視図である。

【図11】図８〜１１は、本開示に基づいて作製される成形品の別の一実施形態を異なる角度から見た斜視図である。

【0018】

本明細書および本図面における参照符号の反復使用は、本発明の同じ若しくは同様な特徴または要素を表すことを意図している。

【発明を実施するための形態】

【0019】

当業者は、以下の議論が単に例示的諸実施形態の説明であり、かつ本開示のより広義な態様を限定することを目的としたものではないことを理解すべきである。

【0020】

一般に、本開示は、複雑な３次元形状を有する成形品を対象としたものである。より具体的にいうと、本開示は、３次元構成を有する管状部材であって、高温ポリマーを含むポリマー組成物で作製されるものを対象としている。前記管状部材は、例えば複数の直線的なセクションが湾曲したセクションにより分離されたものを含む１ピースの部品を有することができる。前記湾曲したセクションは、複数の角度を含むことができ、鋭角変位、例えば約６０°〜約１２０°の範囲の角変位を有することができる。また、前記角変位は、前記直線的なセクションが異なる方向へ延長する態様で異なる平面上にあってよい。

【0021】

これまで、上述した管状部材は、ほぼ金属および比較的低温のポリマーだけで作製されていた。高温ポリマーでその部品を成形しようとすると、加工上のさまざまな問題が生じていた。ただし、以下さらに詳しく説明するように、ポリマー組成物を本開示に基づいて配合すると、上述した複雑な構成を有する管状部材を生産するための組成物を実現できる。

【0022】

本開示に基づいて作製された管状部材は、多くの異なる用途に使用することができる。例えば一実施形態において、前記管状部材は、エンジン、例えば自動車エンジンの異なる部分に取り付けられたエンジン導管を有することができる。例えば、前記エンジン導管は、排気導管、空気ダクト、吸気導管、エンジンからターボチャージャーへ延長する導管を有することができる。そのような導管は、通常、エンジンに近接しているため、またはその導管を通じて運ばれる流体の温度上、高温に耐えられるものでなければならない。自動車エンジン周囲の空間は限られていることから、そのエンジンに連結される導管は、サイズも形状も非常に複雑になることが要求される。

【0023】

本開示によれば、前記管状部材は、高温ポリマーを含むポリマー組成物で作製される。その高温ポリマーは、例えば、ポリアリーレンスルフィド、例えばポリフェニレン・スルフィド・ポリマーを含有することができる。他の実施形態において、前記高温ポリマーは、液晶ポリマー、ポリイミドポリマー、ポリアリールエーテルケトンポリマー、例えばポリエーテルエーテルケトンポリマー、ポリエーテルイミド、フッ素ポリマー、ポリエステルポリマー、例えばポリシクロヘキシレン・ジメチル・テレフタラート・ポリマー、またはこれらの混合物を有することができる。前記ポリマー組成物には、他の種々の添加剤および成分を含めることもできる。一実施形態において、例えば、前記ポリマー組成物は、補強剤、例えば充填剤、繊維、またはこれらの混合物を含む。前記ポリマー組成物は、溶融伸度および溶融強度特性の最適な組み合わせを有するよう配合される。このようにすると、前記高温ポリマーは、成形中、例えばブロー成形中に操作して複雑な形状をもたらすことができる。例えば、一実施形態では、前記ポリマー組成物は、そのポリマー組成物に含まれる高温熱可塑性ポリマーの融点を１５℃超える温度で試験した場合、ひずみ１００％で約３５０ｋＰａ〜約５５０ｋＰａの公称応力（工学的応力）を呈することができる。

【0024】

図１を参照すると、本開示に基づいて作製される成形品の一実施形態が示されている。図示したように、この実施形態において、当該成形品は管状部材１０を有する。この管状部材１０は、ブロー成形工程に基づいて作製できる。図示したように、この管状部材１０は、複数の方向に延長して比較的複雑な形状をなしている。例えば、ポリマー組成物が固化できる前に、図１に示した角変位が当該部品に形成される。この管状部材１０は、１２、１４、および１６で角変位の変化を含む。当該管状部材１０は、例えば、自動車の排気システムに使用できる部品を有することができる。ブロー成形中は、加圧ガス、例えば不活性ガスが当該管状部材の内面に抗して吹き込まれる。本開示の組成物では、ポリマーにメルトフラクチャー（溶融破壊）または他の欠陥が生じることなく、均一な壁厚のパリソンが押出成形できるようになる。

【0025】

図１に示した前記管状部材１０を作製する工程の１つを、順次図２〜６に例示している。例えば図２を参照すると、本開示のポリマー組成物がまず加熱され、押出成形装置に取り付けられたダイ２２を使ってパリソン２０へと押出成形される。図示したように、前記パリソン２０は、下方へ押出成形される。このパリソン２０が図２に示すように成形される場合、当該パリソンを成形するため使用される組成物は、重力により当該パリソンの各部が不要に伸長して不均一な壁厚および他の欠陥が生じないよう、十分な溶融強度を有さなければならない。一方、当該組成物の加工を可能にするため、溶融伸度も十分高くなければならない。そのため、加工しやすく均一な壁厚を維持する前記管状部材１０を成形するため、十分高い溶融強度と十分高い溶融伸度のバランスを取ることが望ましい。すなわち、当該組成物の加工を可能にするよう、高いひずみパーセントで公称応力が十分高くなければならない。

【0026】

図２に示すように、前記パリソン２０は、クランプ機構２４に隣接して押出成形され、前記クランプ機構２４は、通常ロボットアームに取り付けられる。また、前記パリソン２０を受容するよう成形装置２６が配置される。例示した実施形態では、前記成形装置２６が第１の部分２８および第２の部分３０を含み、それらが一体的に合わされて３次元金型空洞３２を形成する。例示した実施形態では、前記成形装置の部分２８および３０の双方が互いへ向かって、また互いから遠ざかるよう動く。ただし、一代替実施形態では、一方の部分が静止状態で保たれ、他方の部分だけが動くことができる。

【0027】

図３を参照すると、本工程の次の工程段階では、前記パリソン２０が望ましい長さに達した後、前記クランプ機構２４が前記パリソン２０の頂部に係合する。図４に示すように、前記クランプ機構は次いで前記パリソンを一定の位置に移動させ、前記パリソンが前記成形装置２６と相互作用できるようにする。当該クランプ機構２４は、ロボットアームの支援で動かすことができる。

【0028】

前記パリソン２０を成形してから当該パリソン２０をクランプおよび移動して前記成形装置２６と係合させるまでには、一定の期間が経過することが理解されるであろう。この工程段階中、前記ポリマー組成物の溶融強度は、前記パリソン２０が移動中にその形状を保つよう十分高くあるべきである。また、前記ポリマー組成物は、半流体状態にとどまって、ブロー成形の開始前に急速に固化しすぎないものであるべきである。

【0029】

図４に示すように、前記ロボットアームは、ブロー成形中に使用される流体供給装置３４により、前記パリソン２０の底部にも係合する。

【0030】

図５を参照すると、前記パリソン２０が定位置に移動されると、前記成形装置２６の前記第１の部分２８および前記第２の部分３０がともに動いて、前記パリソン２０が、図４に示した前記金型空洞３２を貫通して部分的に延出ようするにする。

【0031】

図５に示したように、前記第１の部分２８は頂部セクション４０を含み、前記第２の部分３０は、頂部セクション４２を含む。例示した実施形態では、前記成形装置２６の底部セクションがまず閉じて、前記頂部セクション４０および４２が開いたままになる。これにより、前記パリソン２０は、まず前記金型空洞３２の底部に係合できる。次に前記クランプ装置２４は、前記成形装置の前記頂部セクション４０および４２を閉じる前に、ロボット制御で前記パリソンの頂部に移動できる。前記クランプ機構が図６に示すように適切に設置された時点で、前記金型の前記頂部セクションが閉じて、前記パリソンが前記金型空洞の全長にわたり延在するようにする。

【0032】

一部の成形用途では、複雑な形状の成形において、図５および６に示したように別個に動かすことのできる頂部セクションを有することが必要とされる。前記金型の別個のセクションが異なる時点で前記パリソンを取り囲むようにすると、ロボットアームは、結果として得られる部品において前記パリソンが多くの角変位を伴うよう、当該パリソンを操作し続けることができる。

【0033】

前記成形装置２６の前記頂部セクション４０および４２が図６に示すように閉鎖されると、ガス、例えば不活性ガスが前記ガス供給部３４から前記パリソン２０内に供給される。前記ガスは、前記パリソンが前記金型空洞３２の形状に適合するよう、前記パリソンの内面に抗して十分な圧力を供給する。

【0034】

ブロー成形後、完成した成形品は取り外され、必要に応じて使用される。一実施形態では、低温の空気を前記被成形部分に注入して、前記成形装置２６からの取り外し前に前記ポリマーを固化させることができる。

【0035】

本開示に基づいて成形品、例えば図１に例示した前記管状部材１０を成形するため使用されるポリマー組成物は、種々の特性を有するよう配合される。例えば、本開示のポリマー組成物は繊維強化でき、３１６℃および４００ｓ^−１で測定した場合に３５００ポアズを超える溶融粘度を有することができる。例えば、前記組成物の溶融粘度は、約５０００ポアズを超えてよく、例えば約７５００ポアズを超え、例えば場合により３１６℃および４００ｓ^−１（キャピラリーレオメーター）で測定したとき約１０，０００ポアズを超えてもよい。大半の用途において、溶融粘度は、３１６℃および４００ｓ^−１で測定した場合、一般に約１２，５００ポアズ未満である。

【0036】

前記組成物は、低せん断率で比較的高い貯蔵弾性率を有することもできる。例えば、前記組成物の低せん断率貯蔵弾性率は、一般に３１０℃および０．１ｒａｄ／ｓで測定したとき約１５００Ｐａを超えるものであってよい。例えば、この低せん断率貯蔵弾性率は、一般に３１０℃および０．１ｒａｄ／ｓで測定したとき、１６００Ｐａを超えるものであってよく、例えば１７００Ｐａを超えるものであってよく、例えば１８００Ｐａを超えるものであってよく、例えば１９００Ｐａを超えるものであってよく、例えば場合により２０００Ｐａを超えるものであってよい。この低せん断率貯蔵弾性率は、一般に３１０℃および０．１ｒａｄ／ｓで測定したとき約６０００Ｐａ未満であってよく、例えば４０００Ｐａ未満であってよい。

【0037】

また、前記組成物は、図７に示すように応力−ひずみ曲線で一定の特徴を呈する。

【0038】

本開示の組成物配合に使用される成分を混合すると、その相乗効果により、表面が滑らかで壁厚が制御された製品を製造するブロー成形中の制御を、比較的高い押出率で大幅に改善することができる。

【0039】

図８〜１１を参照すると、本開示に基づいて作製される成形品の別の一実施形態が示されている。前記管状部材５０は、３次元の複雑な形状を有する。特に、この管状部材は、複数の直線的なセクションおよび湾曲したセクションを含むため、当該管状部材の軸はＸＹ平面、ＸＺ平面、ＹＺ平面に延在している。

【0040】

この管状部材５０は、その複雑な形状をより適切に例示するため、図８〜１１で複数の視点から示されている。例えば、矩形の箱を当該管状部材の周囲に描画すると、その箱は、この部品の形状全体を収容する上で著しい容積を有することになる。

【0041】

これらの図で示すように、前記管状部材５０は、直線的なセクション５２、５４、５６、５８、および６０を含む。また、この管状部材５０は、湾曲したセクション６２、６４、６６、６８、および６８を含む。湾曲したセクション６２は、直線的なセクション５２と直線的なセクション５４間の位置にある。湾曲したセクション６４は、直線的なセクション５４と直線的なセクション５６間の位置にある。一方、湾曲したセクション６６は、直線的なセクション５６と直線的なセクション５８間の位置にある。最後に、湾曲したセクション６８は、直線的なセクション５８と直線的なセクション６０間の位置にある。

【0042】

当該管状部材の湾曲したセクションは、それぞれ角変位を生じている。前記湾曲したセクションは、単一の平面内にあっても、または複数の平面内にあってもよい（当該管状部材の軸に基づいて、この軸が各平面内にあるよう）。

【0043】

前記図で示したように、前記管状部材は通路７０を画成する。この通路７０は、流体を搬送するためのものである。特に、この通路７０は、第１の端部または開口部７２から第２の端部または開口部７４へ延長する。上述のように、当該管状部材は特に当該部品が高温にさらされる環境での使用に適している。

【0044】

特に図９〜１１を参照すると、前記湾曲したセクションにより生じた角変位がさらに詳しく示されている。本開示の種々の実施形態では、複数の湾曲したセクションを有して極端な角度、例えば約６０°〜約１２０°、例えば約７０°〜約１１０°、例えば約８０°〜約１００°の種々の角度で複数の角変位を生じる管状部材を製造することができる。例えば図９〜１１で例示した実施形態では、前記管状部材５０がそのような３つの湾曲したセクションを含む。ただし、前記管状部材には、さらに極端な角度を含むさらに湾曲したセクションを含められることを理解すべきである。

【0045】

前記管状部材５０に含まれる前記湾曲したセクションを参照すると、図８および９が湾曲したセクション６２を最適に例示している。図示したように、この湾曲したセクションにより、当該管状部材に約９０°の角変位が生じている。湾曲したセクション６２の角変位は、単一平面内にある。この湾曲したセクション６２は、９０°エルボとして説明できる。

【0046】

当該管状部材５０の湾曲したセクション６４は、前記湾曲したセクション６２より複雑である。湾曲したセクション６４は、図９〜１１で複数の視点から示されている。実際、湾曲したセクション６４は、異なる平面内にある複数の角変位を含む。例えば図１１で示したように、湾曲したセクション６４は、やや緩やかな第１の角変位８０を含む。特に、角変位８０は、当該管状部材の軸に対して測定すると約５°〜約２０°である。図９に示したように、湾曲したセクション６４は、より極端な角変位も含む。例えば、図９および１０に示したように、湾曲したセクション６４は、約７０°〜約１１０°、特に約８０°〜約１００°の角変位８２を含み角変位８０とは異なる平面内にある。例えば角変位８２は、図１０に示されており、そこで直線的なセクション５６が直線的なセクション５４と約９０°の角度を形成する。

【0047】

前記角変位８２のほか、湾曲したセクション６４は、前記角変位８２の平面と異なる角変位８４をさらに含む。例えば図１０を参照すると、湾曲したセクション６４は、前記角変位８２を形成するだけでなく、前記角変位８２のある平面と交差する平面内にある角変位８４も同時に形成している。角変位８４は、当該管状部材５０の軸に対して約３０°〜約７０°である。

【0048】

図１０および１１を参照すると、当該管状部材５０は、湾曲したセクション６６をさらに含む。この湾曲したセクション６６は、小さな角変位を生じるのみであるが、これを複数の平面内で行う。例えば図１０で示したように、湾曲したセクション６６は、第１の平面内に見られる角変位８８を生じる。図１１で示したように、前記湾曲したセクション６６は、異なる平面内にある角変位９０も生じる。そのため、これらの角変位は極端なものではないが、この湾曲したセクション６６を製造するには、当該管状部材５０を成形するため使用されるパリソンを異なる方向へ操作しなければならない。

【0049】

当該管状部材５０は、図９、１０、および１１に示すように、前記湾曲したセクション６８をさらに含む。この湾曲したセクション６８も、異なる平面内で複数の角変位を生じる。例えば図１０および１１に示したように、この湾曲したセクション６８は、第１の平面内で約９０°の角変位９２を生じる。図９で示したように、前記湾曲したセクション６８は、異なる平面内にある第２の角変位、具体的には前記第１の平面と交差する第２の平面も生じる。図９に示したように、その第２の角変位は少なくとも約５０°で、例えば約５０°〜約８０°である。

【0050】

上述のように、本開示の管状部材は、溶融温度が比較的高いポリマーを含有するポリマー組成物で作製された１ピースの成形部品を有する。前記ポリマー組成物に含まれるポリマーは、例えば約２８０℃を超える、例えば約２８５℃を超える、例えば約２９０℃を超える、例えば約２９５℃を超える、例えば場合により約３００℃を超える融点を有する。一般に、その熱可塑性ポリマーの融点は約３４０℃未満である。上記のポリマーを含むポリマー組成物は、特に複雑な３次元形状を有する管状部材を成形するブロー成形工程中に操作および成形することが難しい。

【0051】

本開示によれば、前記ポリマー組成物は、一定の溶融伸度特性を有するよう配合される。

【0052】

前記ポリマー組成物中に存在する高温ポリマーは、特定の状況および望ましい結果に応じて異なる。前記ポリマー組成物に導入できる高温ポリマーの非網羅的リストには、液晶ポリマー、ポリイミドポリマー、ポリアリールエーテルケトンポリマー、ポリエーテルイミドポリマー、フッ素ポリマー、ポリエステルポリマー（例えば、ポリシクロヘキシレン・ジメチル・テレフタラート）、ポリフェニレン・スルフィド・ポリマー、およびこれらの組み合わせが含まれる。

【0053】

例えば、一実施形態において、前記ポリマー組成物には液晶ポリマーを含めることができる。適切なサーモトロピック液晶ポリマーとしては、例えば芳香族ポリエステル、芳香族ポリ（エステルアミド）、芳香族ポリ（炭酸エステル）、芳香族ポリアミドなどを含めてよく、また同様に、１若しくはそれ以上の芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族アミノカルボン酸、芳香族アミン、芳香族ジアミンなどのほか、これらの組み合わせから形成される繰り返し単位を含めることができる。

【0054】

例えば、芳香族ポリエステルは、（１）２若しくはそれ以上の芳香族ヒドロキシカルボン酸、（２）少なくとも１つの芳香族ヒドロキシカルボン酸、少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸、および少なくとも１つの芳香族ジオール、および／または（３）少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸および少なくとも１つの芳香族ジオールから得られる。適切な芳香族ヒドロキシカルボン酸の例としては、４−ヒドロキシ安息香酸、４−ヒドロキシ−４′−ビフェニルカルボン酸、２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸、２−ヒドロキシ−５−ナフトエ酸、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、２−ヒドロキシ−３−ナフトエ酸、４′−ヒドロキシフェニル−４−安息香酸、３′−ヒドロキシフェニル−４−安息香酸、４′−ヒドロキシフェニル−３−安息香酸などのほか、アルキル、アルコキシ、アリール、およびそのハロゲン置換基などがある。適切な芳香族ジカルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテル−４，４′−ジカルボン酸、１，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、４，４′−ジカルボキシビフェニル、ビス（４−カルボキシフェニル）エーテル、ビス（４−カルボキシフェニル）ブタン、ビス（４−カルボキシフェニル）エタン、ビス（３−カルボキシフェニル）エーテル、ビス（３−カルボキシフェニル）エタンなどのほか、アルキル、アルコキシ、アリール、およびそのハロゲン置換基などがある。適切な芳香族ジオールの例としては、ヒドロキノン（ハイドロキノン）、レゾルシノール、２，６−ジヒドロナフタレン、２，７−ジヒドロナフタレン、１，６−ジヒドロキシナフタレン、４，４′−ジヒドロキシビフェニル、３，３′−ジヒドロキシビフェニル、３，４′−ジヒドロキシビフェニル、４，４′−ジヒドロキシビフェニルエーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタンなどのほか、アルキル、アルコキシ、アリール、およびそのハロゲン置換基などがある。特定の一実施形態では、芳香族ポリエステルが４−ヒドロキシ安息香酸および２，６−ヒドロキシナフトエ酸から得られる。４−ヒドロキシ安息香酸から得られるモノマー単位は、モルベースで前記ポリマーの約４５％〜約８５％（例えば、７３％）、また２，６−ヒドロキシナフトエ酸から得られるモノマー単位は、モルベースで前記ポリマーの約１５％〜約５５％（例えば、２７％）を構成することができる。以上に述べた芳香族ポリエステル等の合成および構造は、米国特許第４，１６１，４７０号、第４，４７３，６８２号、第４，５２２，９７４号、第４，３７５，５３０号、第４，３１８，８４１号、第４，２５６，６２４号、第４，２１９，４６１号、第４，０８３，８２９号、第４，１８４，９９６号、第４，２７９，８０３号、第４，３３７，１９０号、第４，３５５，１３４号、第４，４２９，１０５号、第４，３９３，１９１号、第４，４２１，９０８号、第４，４３４，２６２号、および第５，５４１，２４０号でさらに詳しく説明されている。

【0055】

液晶ポリエステルアミドも、同様に（１）少なくとも１つの芳香族ヒドロキシカルボン酸および少なくとも１つの芳香族アミノカルボン酸、（２）少なくとも１つの芳香族ヒドロキシカルボン酸、少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸、および少なくとも１つの芳香族アミン、および／または任意選択的にフェノール性水酸基を有するジアミン、（３）少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸および少なくとも１つの芳香族アミン、および／または任意選択的にフェノール性水酸基を有するジアミンから得られる。適切な芳香族アミンおよびジアミンとしては、例えば、３−アミノフェノール、４−アミノフェノール、１，４−フェニレンジアミン、１，３−フェニレンジアミンなどのほか、アルキル、アルコキシ、アリール、およびそのハロゲン置換基などがある。特定の一実施形態では、前記芳香族ポリエステルアミドが、２，６−ヒドロキシナフトエ酸、テレフタル酸、および４−アミノフェノールから得られる。２，６−ヒドロキシナフトエ酸から得られるモノマー単位は、モルベースで前記ポリマーの約３５％〜約８５％（例えば、６０％）、テレフタル酸から得られるモノマー単位は、モルベースで前記ポリマーの約５％〜約５０％（例えば、２０％）、また４−アミノフェノールから得られるモノマー単位は、モルベースで前記ポリマーの約５％〜約５０％（例えば、２０％）を構成することができる。別の実施形態では、前記芳香族ポリエステルアミドが、２，６−ヒドロキシナフトエ酸、４−ヒドロキシ安息香酸、および４−アミノフェノールのほか、他の任意選択的なモノマー（例えば、４，４′−ジヒドロキシビフェニルおよび／またはテレフタル酸）から得られるモノマー単位を含む。以上に述べた芳香族ポリ（エステルアミド）等の合成および構造は、米国特許第４，３３９，３７５号、第４，３５５，１３２号、第４，３５１，９１７号、第４，３３０，４５７号、第４，３５１，９１８号、および第５，２０４，４４３号でさらに詳しく説明されている。

【0056】

別の実施形態では、前記ポリマー組成物にポリアリーレンスルフィドポリマーを含めることができる。特定の一実施形態では、前記ポリマー組成物に、直鎖状ポリアリーレンスルフィド樹脂と分岐状ポリアリーレンスルフィド樹脂を組み合わせたものを含めることができる。本開示の組成物に使用できる前記直鎖状ポリアリーレンスルフィド樹脂は、特定の用途および望ましい結果に応じて異なる。使用できるポリアリーレンスルフィド樹脂は、化学式−（−Ａｒ−Ｓ−）−で表される繰り返し単位から成り、式中、Ａｒはアリーレン基である。

【0057】

前記直鎖状ポリアリーレンスルフィド樹脂中に存在できるアリーレン基の例としては、ｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｏ−フェニレン基および置換フェニレン基（その場合、置換基は、アルキル基、好ましくは１〜５個の炭素原子を有するまたはフェニル基）、ｐ，ｐ′−ジフェニレンスルホン基、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、およびナフタレン基などがある。

【0058】

一実施形態では、使用できるポリアリーレンスルフィドとして、次式の繰り返し単位を含むポリアリーレンチオエーテルなどがある。

【0059】

【化1】

【0060】

式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３、およびＡｒ^４は、互いに同じであるか異なり、かつ炭素原子が６〜１８個のアリーレン単位であり、Ｗ、Ｘ、Ｙ、およびＺは、互いに同じであるか異なり、かつ−ＳＯ_２−、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−から選択される二価の結合基または炭素原子が１個〜６個のアルキレン基かアルキリデン基であって、前記結合基のうち少なくとも１つは−Ｓ−であり、ｎ、ｍ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｏ、およびｐは、互いに独立にゼロあるいは１、２、３、または４であり、それらの合計が２未満ではないという条件が適用される。前記アリーレン単位Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３、およびＡｒ^４は、選択的に置換でき、または非置換とできる。アリーレン単位としては、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセン、およびフェナントレンなどがある。前記ポリアリーレンスルフィドには、少なくとも３０モルパーセント、特に少なくとも５０モルパーセント、およびより具体的には少なくとも７０モルパーセントのアリーレンスルフィド（−Ｓ−）単位を含めることができる。そのポリアリーレンスルフィド・ポリマーには、２つの芳香環に直接結合したスルフィド結合を少なくとも８５モルパーセント含めることができる。

【0061】

一実施形態において、前記直鎖状ポリアリーレンスルフィドポリマーは、ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ：ＰＰＳ）であり、本明細書においてフェニレンスルフィド構造−（Ｃ_６Ｈ_４−Ｓ）_ｎ−（式中、ｎは１以上の整数）をその成分として含むと定義される。

【0062】

ポリフェニレンスルフィド樹脂は、３１０℃および０．１ｒａｄ／ｓｅｃで１３，０００ポアズ未満の複雑な溶融粘度を呈する場合、高い直線性を有すると考えられている。高い直鎖性を有するポリフェニレンスルフィド樹脂は、３１０℃および０．１ｒａｄ／ｓｅｃで１３，０００ポアズ未満の複雑な溶融粘度を呈することが好ましい。本発明の目的上、前記ポリフェニレンスルフィド樹脂の溶融粘度は、ＡＲＥＳ（登録商標）ひずみ制御レオメーター（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製）を、２５ｍｍディスクおよび３１０℃で周波数０．１ｒａｄ／ｓｅｃの並列プレート幾何構成を使って動的（周期的振動）せん断モードで操作して決定できる。ＡＲＥＳ（登録商標）レオメーターで測定したとき上記で定義した高い直鎖性を有するＰＰＳの場合、それに対応する溶融粘度をキャピラリーレオメーターで３１０℃、せん断率１２００ １／ｓにおいて測定すると６５００ポアズ未満であることが好ましい。

【0063】

本発明を実施する際の利用に適した直鎖状ポリフェニレンスルフィド樹脂の作製に使用できる合成技術は、米国特許第４，８１４，４３０号、米国特許第４，８８９，８９３号、米国特許第５，３８０，７８３号、および米国特許第５，８４０，８３０号に説明されており、各々の開示内容全体がこの参照により本明細書に組み込まれる
本開示の組成物に使用するため選択される直鎖状ポリアリーレンスルフィドポリマーは、種々の要因に応じて異なる。例えば、一般に直鎖状ポリアリーレンスルフィドポリマーは、成形工程、例えばブロー成形工程に適合し、かつ当該組成物に含まれる他の成分に適合したものを選択すべきである。一般に、例えば、その直鎖状ポリアリーレンスルフィドポリマーは、約２０Ｐａ．ｓ〜約５００Ｐａ．ｓ（約２００ポアズ〜約５，０００ポアズ）の溶融粘度を有することができる。本明細書において、前記直鎖状ポリアリーレンスルフィドポリマーの溶融粘度は、ＡＳＴＭ試験第１２３８−７０号に基づいて３１６℃および１２００ｓ^−１で決定される。

【0064】

本開示で使用するため選択される直鎖状ポリアリーレンスルフィドポリマーは、比較的低い含有量の塩素も有することができる。一般に、溶融粘度の比較的低いポリマーは、比較的大きな塩素含有量を有する。そのため、適切な溶融粘度を有するポリマーの選択と、低い含有量を有するポリマーの選択との間でバランスが取られる。一実施形態において、前記直鎖状ポリアリーレンスルフィドポリマーは、塩素含有量が９００ｐｐｍ未満の組成物を生成するため、約２０００ｐｐｍ未満の塩素含有量を有することができる。

【0065】

本開示で使用できる直鎖状ポリアリーレンスルフィドポリマーは、多数の市販元から入手できる。一実施形態では、例えば、ポリマーをＴｉｃｏｎａ ＬＬＣおよび／またはＣｅｌａｎｅｓｅ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＦＯＲＴＲＯＮ（登録商標）という商品名で購入できる。

【0066】

一実施形態では、比較的高い溶融粘度を有する直鎖状ポリアリーレンスルフィドポリマーを比較的低い溶融粘度を有する直鎖状ポリアリーレンスルフィドポリマーと混合して、望ましい特徴を有するＰＰＳポリマーを生成できる。

【0067】

直鎖状ポリアリーレンスルフィドポリマーのほか、本開示の組成物は、分岐状ポリアリーレンスルフィドポリマー、特に分子量が比較的高い分岐状ポリフェニレンスルフィドポリマーも含む。

【0068】

前記分岐状ポリアリーレンスルフィドポリマーは、硫黄化合物とジハロ芳香族化合物を、３若しくはそれ以上のハロゲン置換基を有するポリハロ芳香族化合物の存在下で重合して得られる分岐構造を有することができる。

【0069】

前記使用されるジハロ芳香族化合物は、２個のハロゲン原子が直接芳香環に結合したジハロゲン化芳香族化合物であってよい。そのジハロ芳香族化合物の具体例としては、ｏ−ジハロベンゼン、ｍ−ジハロベンゼン、ｐ−ジハロベンゼン、ジハロトルエン、ジハロナフタレン、メトキシ−ジハロベンゼン、ジハロビフェニル、ジハロ安息香酸、ジハロジフェニルエーテル、ジハロジフェニルスルホン、ジハロジフェニルスルホキシド、およびジハロジフェニルケトンなどがある。これらのジハロ芳香族化合物は、単一で、またはこれらの任意の組み合わせのどちらかで使用できる。

【0070】

前記ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素であってよく、同じジハロ芳香族化合物中の２個のハロゲン原子は、同じでも互いに異なってもよい。多くの場合、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｐ−ジクロロベンゼン、またはその２若しくはそれ以上の混合物が、ジハロ芳香族化合物として使用される。

【0071】

前記３若しくはそれ以上のハロゲン置換基を有するポリハロ芳香族化合物は、前記ポリフェニレンスルフィド樹脂に分岐構造を導入するため使用される。ハロゲン置換基は、一般に、芳香環に直接結合したハロゲン原子である。そのハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素であってよく、同じジハロ芳香族化合物中の複数のハロゲン原子は、同じでも互いに異なってもよい。

【0072】

前記ポリハロ芳香族化合物の具体例としては、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、ヘキサクロロベンゼン、１，２，３，４−テトラクロロベンゼン、１，２，４，５−テトラクロロベンゼン、１，３，５−トリクロロ−２，４，６−トリメチルベンゼン、２，４，６−トリクロロトルエン、１，２，３−トリクロロナフタレン、１，２，４−トリクロロナフタレン、１，２，３，４−テトラクロロナフタレン、２，２′，４，４′−テトラクロロビフェニル、２，２′，４，４′−テトラクロロベンゾフェノン、および２，４，２′−トリクロロベンゾフェノンなどがある。

【0073】

これらのポリハロ芳香族化合物は、単一で、またはこれらの任意の組み合わせのどちらかで使用できる。前記ポリハロ芳香族化合物のうち、トリハロベンゼン、例えば１，２，４−トリクロロベンゼンおよび１，３，５−トリクロロベンゼンが好ましく、トリクロロベンゼンがより好ましい。

【0074】

一実施形態では、モル重量比率が０．３〜８％、例えば約１％〜約５％の三官能性モノマー、例えばトリクロロベンゼンを共重合させることにより、分岐が実現される。分岐は、まず二官能性モノマーで直鎖状ポリマーを得たのち、そのポリマーを空気中または空気と窒素の混合物中においてガラス転移温度（８０℃）と融点遷移（ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）（２７５℃）間の温度で長時間加熱してより分子量の高い固体にすることにより得られる。高レベルの分岐が達成された時点で、前記ポリフェニレンスルフィドの粘性は非常に高くなっている可能性が高い。

【0075】

分岐状ポリアリーレンスルフィド樹脂を生成する工程の１つは、（１）初期段階の重合工程（Ａ）であって、アルカリ金属硫化物と、ジハロ芳香族（ｄｉｈａｌｏａｒｏｍａｔｉｃ）化合物（本明細書において以下、「ＤＨＡ」という）と、分子中に２より多くのハロゲン置換基を有するポリハロ芳香族（ｐｏｌｙｈａｌｏａｒｏｍａｔｉｃ）化合物（本明細書において以下、「ＰＨＡ」という）とを、有機アミド溶媒中で、前記アルカリ金属硫化物１モルにつき０．５〜２．９モルの量の水の存在下で、１８０°〜２３５℃範囲の温度で、ＤＨＡおよびＰＨＡの合計変換量が５０〜９８％に達し、かつ当該工程の終了時に得られたポリアリーレンスルフィドの溶融粘度が３１０℃およびせん断率１,２００／秒で測定したとき５〜５，０００ポアズになるまで、反応させる、初期段階の重合工程（Ａ）と、（２）温度上昇工程（Ｂ）であって、供給されるアルカリ金属硫化物１モルにつき２．５〜７モルになるよう水の量を調整しながら、当該反応混合液が２４０℃に達するまでその温度上昇条件を制御して、２４０℃で得られたプレポリマーの溶融粘度が、３１０℃およびせん断率１，２００／秒で測定したとき３００〜１０，０００ポアズになるようにし、２４０℃と次の工程の反応温度との間の温度上昇条件が１０°〜１００℃／時の範囲内になるようさらに制御する、温度上昇工程（Ｂ）と、（３）第２段階の重合工程（Ｃ）であって、最終ポリマーの溶融粘度が３３０℃およびせん断率２／秒で測定したとき１００，０００ポアズ若しくはそれ以上になるまで、２４５°〜２９０℃の範囲の温度で前記反応混合液をさらに反応させる、第２段階の重合工程（Ｃ）とを有する。

【0076】

一般に、前記分岐状ポリアリーレンスルフィド樹脂は、温度３３０℃およびせん断率２ｓｅｃ^−１で測定したとき約１００，０００Ｐａ．ｓ〜約３００，０００Ｐａ．ｓの溶融粘度を有することができる。一実施形態において、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂の平均分子量は、約１５，０００〜約４０，０００、例えば約２２，０００〜約３０，０００グラム／モルである。前記ポリマーの数平均分子量は、約３，０００〜約１０，０００、例えば約４，５００〜約９，０００グラム／モルである。

【0077】

一般に、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂は、前記組成物中に約３５重量％を超える量存在する。例えば、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂は、約５０重量％を超える量、例えば６０重量％を超える量、例えば７０重量％を超える量存在する。このポリアリーレンスルフィド樹脂は、一般に、約９５重量％未満の量、例えば９０重量％未満の量存在する。

【0078】

前記直鎖状ポリアリーレンスルフィド樹脂に対する前記分岐状ポリアリーレンスルフィド樹脂の相対比率は、種々の要因に応じて異なる。その要因としては、前記組成物に含まれる他の成分および達成すべき望ましい特性などがある。一般に、前記分岐状ポリアリーレンスルフィド樹脂と前記直鎖状ポリアリーレンスルフィド樹脂との間の重量比は、約１：５〜約１：６０、例えば約１：２０〜約１：５０、例えば約１：３０〜約１：４０である。

【0079】

一実施形態において、本開示の組成物は、前記直鎖状ポリフェニレンスルフィド樹脂を約５０重量％〜約９０重量％、例えば約６０重量％〜約８０重量％の量含む。一方、前記分岐状ポリフェニレンスルフィド樹脂は、当該組成物中に約０．５重量％〜約３０重量％、例えば約１重量％〜約１５重量％の量存在させることができる。

【0080】

一般に、直鎖状ポリアリーレンスルフィド樹脂と分岐状ポリアリーレンスルフィド樹脂との組み合わせは、前記組成物の低せん断率貯蔵弾性率を劇的に高めることがわかっている。本開示によれば、応力−ひずみ特性、溶融粘度特性、せん断率貯蔵弾性率特性、または流体状態の前記ポリマーまたは前記成形工程中に作製される最終品に関する他の特徴および特性をさらに改善するため、他の種々の成分を単独で、または前記ポリアリーレン硫化物樹脂と組み合わせて前記組成物に含めることができる。

【0081】

例えば、一実施形態において、前記ポリマー組成物はさらにポリフェニレンオキシドを相溶化剤との組み合わせで含む。

【0082】

そのポリフェニレンオキシドポリマーは、例えば、熱可塑性で直鎖状の非結晶性ポリエーテルを含有することができる。当該ポリフェニレンオキシドポリマーは、前記組成物全体に種々の利点をもたらすことができる。一実施形態では、例えば、前記ポリフェニレンオキシドポリマーを前記組成物に含めて熱安定性を高めることができる。

【0083】

ポリフェニレンオキシドは、種々の工程、例えば３，５−ジブロモベンゼン−１，４−ジアゾオキシドの熱分解、縮合反応を通じたハロゲン化フェノールの酸化、およびベンゾフェノン中のカリウムまたは銀ハロゲン化フェネートの還流により調製できる。

【0084】

一実施形態において、前記ポリフェニレンオキシドポリマーは、次式の繰り返し単位を有することができる。

【0085】

【化2】

【0086】

式中、ＲおよびＲ′は、同じでも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換炭化水素基、非置換炭化水素基、ハロ炭化水素、アルコキシ基、またはフェノキシ基である。例えば、ＲおよびＲ′は、ＣＨ_３、ＣＨ_２ＣＨ_３、イソプロピル、ＣＨ_３Ｏ、ＣＨ_２Ｃ_６Ｈ_５、Ｃｌ、およびＣ_６Ｈ_５としてよい。ＲおよびＲ′は、脂肪族基、脂環式基、および芳香族基を含む、炭素原子が１個〜８個の炭化水素基であることが好ましい。ＲおよびＲ′は、同じであることが最も好ましい。

【0087】

使用できるポリフェニレンオキシドの１つはポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンオキシド）である。

【0088】

存在する場合、前記ポリフェニレンオキシドは一般に、前記組成物中に約３重量％〜約５０重量％、例えば約１０重量％〜約３０重量％の量含めることができる。

【0089】

ポリフェニレンオキシドに加え若しくはその代わりに、前記組成物には、他のポリマーを含めることができる。他のポリマーとしては、例えば、高温ポリアミド（溶融温度が２７０℃を超える、例えば３００℃を超えるもの）、液晶ポリマー、例えば芳香族ポリエステルポリマー、ポリエチレンイミンポリマーなどがある。上記のポリマーは、単独で、または上述した重量パーセントで他のポリマーと組み合わせて存在できる。

【0090】

前記ポリマー組成物には、相溶化剤も含めることができる。その相溶化剤は、前記ポリアリーレンスルフィドと他の成分間の界面相を強化するよう存在することができる。一部の実施形態において、その相溶化剤は、グラフト結合（ｇｒａｆｔｌｉｎｋｉｎｇ）添加剤、例えば以下に（ｉ）、（ｉｉ）、および（ｉｉｉ）として例示したものである。

【0091】

（ｉ）は次の構造を有し、

【0092】

【化3】

【0093】

式中、ＲおよびＲ^１は、同じでも異なってもよく、一価のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アリール基、またはアルカリル基のうち炭素原子が１個〜２０個のもの、あるいはそのエーテル置換誘導体、あるいはハロゲンを表し、Ｒ^２は、一価のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アリール基、またはアルカリル基のうち炭素原子が１個〜２０個のもの、あるいはそのエーテル置換誘導体、あるいはそのオキシ誘導体またはエーテル置換オキシ誘導体、あるいはハロゲンを表し、Ａ、Ｂ、およびＣは、一価のアロキシ基、チオアロキシ基、リン酸ジエステル基、ジエステルピロリン酸基、オキシアルキルアミノ基、スルホニル基、またはカルボキシル基を表し、ａ、ｂ、およびｃは整数を表し、ａ、ｂ、およびｃの合計は３であり、
（ｉｉ）は次の構造を有し、

【0094】

【化4】

【0095】

式中、各Ｒ^１は、１個〜８個の炭素原子を有するアルキルラジカルを表し、Ｒ^２は、１個〜１５個の炭素原子を有するアルキレンと、アリーレンと、６個〜１０個の炭素原子を有するアルキル置換アリーレン基とから成る群から選択される二価のラジカルを表し、Ｗはエポキシ基を表し、ｙは１〜３の整数を表し、ｚは１〜３の整数を表し、ｙとｚの合計は４に等しく、Ｘは、チタンまたはジルコニアを表し、
（ｉｉｉ）は次の構造を有し、

【0096】

【化5】

【0097】

式中、Ｚは次から成る群から選択され、

【0098】

【化6】

【0099】

【化7】

【0100】

【化8】

【0101】

式中、Ｒ^１は、炭素原子が１個〜４個のアルキル基、シクロヘキシル基、またはフェニル基、Ｒ^２は、炭素原子が１個〜８個のアルコキシ基または炭素原子が５個〜８個のシクロアルコキシ基、Ａｌｋは、炭素原子が１個〜１８個の二価炭化水素、ｎは２〜８の整数である。

【0102】

相溶化剤としての前記タイプ（ｉｉｉ）の化合物は、米国特許第５，１４９，７３１号に開示されており、その開示内容全体はこの参照により本明細書に組み込まれる。

【0103】

好適な相溶化剤は、ビニルアルコキシシランと、エポキシアルコキシシランと、アミノアルコキシシランと、メルカプトアルコキシシランとから成る群から選択されるアルコキシシラン化合物またはオルガノシラン化合物である。利用できるビニルアルコキシシランの例としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、およびビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シランなどがある。利用できるエポキシアルコキシシランの例としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、およびγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどがある。利用できるメルカプトアルコキシシランの例としては、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランおよびγ−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどがある。

【0104】

アミノシランは、ポリアリーレンスルフィドおよび他の成分の相溶化を実施する際に使用できるアルコキシシランの好適なクラスであり、通常、式Ｒ^１−Ｓｉ−（Ｒ^２）_３で表され、式中、Ｒ^１は、アミノ基、例えばＮＨ_２と、炭素原子が約１〜約１０個、好ましくは炭素原子が約２〜約５個のアミノアルキル、例えばアミノメチル、アミノエチル、アミノプロピル、アミノブチルなどと、炭素原子が約２〜約１０個、好ましくは炭素原子が約２〜約５個のアルケン、例えばエチレン、プロピレン、ブチレンなどと、炭素原子が約２〜約１０個、好ましくは炭素原子が約２〜約５個のアルキン、例えばエチン、プロピン、ブチンなどとから成る群から選択され、Ｒ^２は、原子約１〜約１０個、好ましくは炭素原子が約２〜約５個のアルコキシ基、例えばメトキシ、エトキシ、プロポキシなどである。好適な一実施形態では、前記Ｒ^１−Ｓｉ−（Ｒ^２）_３のアミノシラン化合物において、Ｒ^１は、アミノメチルと、アミノエチルと、アミノプロピルと、エチレンと、エチンと、プロピレンと、プロピンとから成る群から選択され、Ｒ^２は、メトキシ基と、エトキシ基と、プロポキシ基とから成る群から選択される。

【0105】

通常、前記アミノシラン化合物は、次式のものであることが好ましい。

【0106】

Ｒ^３−Ｓｉ−（Ｒ^４）_３
式中、Ｒ^３は、アミノ基、例えばＮＨ_２または炭素原子が約１〜約１０個のアミノアルキル、例えばアミノメチル、アミノエチル、アミノプロピル、アミノブチルなどであり、Ｒ^４は、原子が約１〜約１０個のアルコキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などである。また、前記アミノシランは、式Ｒ^５−Ｓｉ−（Ｒ^６）_３のものであることが好ましく、式中、Ｒ^５は、炭素原子が約２個〜約１０個のアルケン、例えばエチレン、プロピレン、ブチレンなどと、炭素原子が約２個〜約１０個のアルキン、例えばエチン、プロピン、ブチンなどとから成る群から選択され、Ｒ^６は炭素原子が約１個〜約１０個のアルコキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などである。前記アミノシランは、式Ｒ^１−Ｓｉ−（Ｒ^２）_３、Ｒ^３−Ｓｉ−（Ｒ^４）_３、およびＲ^５−Ｓｉ−（Ｒ^６）_３の種々の化合物の混合物とできる。

【0107】

使用できるいくつかの代表的なアミノシランとしては、アミノプロピル・トリエトキシ・シラン、アミノエチル・トリエトキシ・シラン、アミノプロピル・トリメトキシ・シラン、アミノエチル・トリメトキシ・シラン、エチレン・トリメトキシ・シラン、エチレン・トリエトキシ・シラン、エチン・トリメトキシ・シラン、エチン・トリエトキシ・シラン、アミノエチルアミノプロピルトリメトキシ・シラン、３−アミノプロピルトリエトキシ・シラン、３−アミノプロピルトリメトキシ・シラン、３−アミノプロピルメチル・ジメトキシ・シランまたは３−アミノプロピル・メチル・ジエトキシ・シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピル・トリメトキシ・シラン、Ｎ−メチル−３−アミノプロピル・トリメトキシ・シラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピル・トリメトキシ・シラン、ビス（３−アミノプロピル）テトラメトキシ・シラン、ビス（３−アミノプロピル）テトラエトキシ・ジシロキサン、およびこれらの組み合わせなどがある。また、前記アミノシランは、アミノアルコキシシラン、例えばγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ジアリルアミノプロピルトリメトキシシラン、およびγ−ジアリルアミノプロピルトリメトキシシランであってもよい。非常に好適なアミノシランは３−アミノプロピルトリエトキシシランで、これはＤｅｇｕｓｓａ、Ｓｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、およびＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手できる。

【0108】

他の実施形態では、前記相溶化剤が修飾ポリフェニレンエーテル、例えばＨａｎらの米国特許第５，１２２，５７８号で開示されたエポキシトリアジンでキャップしたポリフェニレンエーテルによりもたらされており、前記米国特許第５，１２２，５７８号は、この参照により本明細書に組み込まれる。別のＰＰＯ用エンドキャップは、エポキシクロロトリアジンである。さらに別の相溶化剤は、Ｋｈｏｕｒｉらの米国特許第５，１３２，３７３号に開示されており、例えばオルトエステルでキャップしたポリ（フェニレンエーテル）である。Ｋｈｏｕｒｉらの米国特許第５，２１２，２５５号は、オルトエステルでグラフトしたポリ（フェニレンエーテル）樹脂およびその調製方法を開示しており、当該米国特許第５，２１２，２５５号はこの参照により本明細書に組み込まれる。

【0109】

さらに別の実施形態において、ポリアリーレンスルフィドの他の成分との相溶化は、修飾したポリアリーレンスルフィドポリマーによりもたらすことができ、この修飾したポリアリーレンスルフィドポリマーは、アミノ基、カルボン酸基、金属カルボン酸塩（金属炭酸塩）基、ジスルフィド基基、チオ基、およびチオール酸金属塩基を含んでよい官能基を含むが、これに限定されるものではない。ＰＰＳに官能基を導入する方法は、ハロゲン置換ＰＰＳへの置換チオフェノール導入について開示している米国特許第４，７６９，４２４号に見られ、これはこの参照により本明細書に組み込まれる。別の方法では、アルカリ金属硫化物およびクロロ芳香族化合物と反応する望ましい官能性を含むクロロ置換芳香族化合物の導入を伴う。第３の方法では、通常、溶融物中または適切な高沸点溶媒中、例えばクロロナフタレン中の、望ましい官能基を含む二硫化物とＰＰＳの反応を伴う。

【0110】

一実施形態において、前記ポリマー組成物はさらに粘性安定剤、例えばポリテトラフルオロエチレンポリマーを含む。ポリテトラフルオロエチレンポリマーは、前記組成物中に存在する場合、押出成形中の当該組成物の粘性をより均一にする傾向を有する。特に、ポリテトラフルオロエチレンポリマーは、完成品の不規則性、例えば不均一な壁厚につながるおそれのある低粘度領域の小ドメイン形成を、溶融処理中に抑制する。

【0111】

ポリテトラフルオロエチレンは、一般にＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．により上市された化合物の名称である連邦政府の登録商標ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）（テフロン）（登録商標）、ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａｓにより上市された化合物の名称であるＦＬＵＯＮ（登録商標）、およびＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａｓにより上市された粒子状粉末の名称であるＷＨＩＴＣＯＮ（登録商標）２として知られている。このような材料は、例えば台所用品の表面および他の機械用途に使用する際、その耐熱性および摩擦低減性が認められている。このような材料は、種々の形態で利用できる。この比較的一般的な形態の粒子状ＰＴＦＥは、それより大きなＰＴＦＥ粒子を粉砕または破砕して粉末粒子状のＰＴＦＥにすることで作製される。

【0112】

一般に、前記ポリテトラフルオロエチレンポリマーは、前記組成物中に約０．０１重量％〜約５重量％、例えば約０．１重量％〜約２重量％の量存在させることができる。特定の一実施形態において、このポリテトラフルオロエチレンポリマーは、約２．０ｇ／ｃｍ^３〜約２．３ｇ／ｃｍ^３、例えば約２．１ｇ／ｃｍ^３〜約２．２ｇ／ｃｍ^３の比重を有する。特定の一実施形態において、このポリテトラフルオロエチレンポリマーは、約２．１５ｇ／ｃｍ^３の比重を有する。

【0113】

このポリマー組成物には、補強剤、例えば強化用繊維または鉱物充填剤も含めることができる。一実施形態では、例えば、前記樹脂組成物に、強化用ガラス繊維を含めることができる。この組成物には、任意の適切なガラス繊維を含めてよい。一実施形態では、例えば、その繊維は石灰アルミニウムホウケイ酸ガラスから成るようにできる。

【0114】

本開示に基づいて使用できる他の強化用繊維としては、炭素繊維（カーボンファイバー）、金属繊維、芳香族ポリアミド繊維、ロックウール繊維、形状記憶合金繊維、ホウ素繊維、ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）繊維、およびこれらの混合物などがある。使用できる炭素繊維としては、非晶質炭素繊維、黒鉛状炭素繊維、または金属でコーティングした炭素繊維などがある。金属繊維としては、ステンレス鋼繊維、アルミニウム繊維、チタン繊維、マグネシウム繊維、タングステン繊維などがある。

【0115】

繊維の直径は、使用される特定の繊維に応じて異なり、短繊維または連続繊維のどちらかの形態で利用できる。前記強化用繊維は、例えば、約１００ミクロン未満、例えば約５０ミクロン未満の直径を有することができる。例えば、短繊維または連続繊維は、約５ミクロン〜約５０ミクロン、例えば約５ミクロン〜約１５ミクロンの繊維直径を有することができる。必要に応じ、前記繊維は、前記ポリマーとの混合も促進するサイズ調整の前処理を施してもよい。繊維の長さは、当業者であれば、前記ポリマー組成物中の繊維を混合し、および／または分散させるため使用される配合条件（例えば、温度プロファイル、押出速度、およびせん断またはスクリュー回転速度）およびスクリュー設計（攪拌強度の制御）を変化させることにより、配合中に制御できる。一実施形態において、例えば、前記繊維は、約３ｍｍ〜約５ｍｍの初期長を有することができる一方、配合後の最終長は、配合に使用される配合条件およびスクリュー設計の選択肢に応じて約１００ミクロン〜約１５００ミクロンと異なる。

【0116】

前記強化用繊維は、結果的に得られる物品中に約１０重量％〜約５０重量％、例えば約１０重量％〜約２５重量％の量存在させることができる。

【0117】

前記樹脂組成物に含めることができる適切な鉱物充填剤としては、滑石（タルク）、粘土、シリカ、ケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、雲母、炭酸カルシウム、二酸化チタン、これらの混合物などがある。それらの充填剤は、約０．５重量％〜約３０重量％、例えば約５重量％〜約２５重量％の量、前記組成物中に存在させることができる。

【0118】

前記ポリアリーレンスルフィドポリマーおよび上述した他の成分のほか、本開示の組成物には、さらに、耐衝撃性改良剤を含めることができる。

【0119】

一実施形態では、耐衝撃性改良剤として、前記相溶化剤と化学反応性の高いものが選択される。一実施形態において、例えば前記耐衝撃性改良剤は、ポリオレフィンおよびメタクリル酸グリシジルのランダム共重合体を有することができる。例えば、一実施形態において、前記耐衝撃性改良剤は、ポリエチレンおよびメタクリル酸グリシジルのランダム共重合体を有することができる。そのランダム共重合体に含まれるメタクリル酸グリシジルの量は、場合に応じて異なる。特定の一実施形態では、前記ランダム共重合体が約６重量％〜約１０重量％の量のメタクリル酸グリシジルを含む。

【0120】

上記の耐衝撃性改良剤は、オルガノシラン相溶化剤および前記ポリフェニレンスルフィド樹脂と組み合わせて、前記組成物の低せん断粘度、溶融伸度、および溶融強度を高めるようにできる。そのため、一実施形態において、前記耐衝撃性改良剤は、約０．５重量％〜約１０重量％の量、前記組成物中に存在する。

【0121】

上述のように繊維強化されたポリマー組成物は、最適な特性の組み合わせを有する。本開示に基づいて配合された組成物は、ゼロ付近のせん断率において比較的高い溶融強度を有し、かつ高いひずみパーセントにおいて比較的高い公称応力を有しながら、高いせん断率において加工可能な溶融粘度を有する。上記の特性の組み合わせにより、この熱可塑性材料は溶融温度近くでその形状を保つことができ、それが複雑な形状の部品のブロー成形工程において非常に重要になる。

【0122】

溶融粘度が高く、かつ低せん断率での貯蔵弾性率が高いことから、例えば、前記パリソンの押出成形中または成形中に前記ポリマーをより適切に制御することができる。例えば、本開示の組成物は、壁の厚さが均一で内面が滑らかな物品の押出ブロー成形を可能にする。また、当該ポリマー組成物は高い押出率を可能にする。さらに、高いひずみパーセントで高い公称応力を有することで、前記パリソンの複雑な３次元操作処理を実現する能力が高まる。前記組成物の加工可能性が改善されることにより、当該組成物は、比較用製品より低いスクラップ率で処理能力が高まる。

【実施例】

【0123】

本開示に基づき、種々の組成物（試料１〜８）を配合した。それらの組成物は、直鎖状ポリフェニレンスルフィド樹脂を分岐状ポリフェニレンスルフィド樹脂と合わせて含むものであった。比較用の組成物（１１１５Ｌ０）として、直鎖状ポリフェニレンスルフィド樹脂だけを含むものも配合した。種々の伸長パーセントにおける公称応力を決定するため、図７に示すように、試料１〜８と前記比較用試料について応力−ひずみ曲線をプロットした。これらの組成物については、低せん断率貯蔵弾性率、溶融粘度、および引張強度も試験した。これらのデータを以下のチャートにまとめる。

【0124】

前記組成物は、以下の成分で調製した。

【0125】

１．１２００ｓ^−１、３１６℃で測定したとき１４０Ｐａ．ｓの溶融粘度を有する直鎖状ポリフェニレンスルフィド樹脂。

【0126】

２．分岐状ポリフェニレンスルフィド樹脂。

【0127】

３．１０ミクロンの平均直径を有するガラス繊維。

【0128】

４．２．１５ｇ／ｃｍ^３の比重を有したポリテトラフルオロエチレン粉末。

【0129】

５．信越化学工業株式会社から市販されている製品番号ＫＢＥ−９０３、アミノシラン結合剤。

【0130】

６．エチレンおよびメタクリル酸グリシジルのランダム共重合体を有する耐衝撃性改良剤であって、メタクリル酸グリシジルの含有量が８重量％のもの。

【0131】

７．Ｌｏｎｚａ，Ｉｎｃ．からＧＬＹＣＯＬＵＢＥの名称で得られたペンタエリスリトールテトラステアレートであるポリマー潤滑剤。

【0132】

８．着色顔料。

【0133】

以下の結果が得られた。

【0134】

【表1】

【0135】

図７を参照すると、３００℃、５ｓ^−１における応力−ひずみ曲線が示されている。前記組成物は、図７に詳しく示すように応力−ひずみ曲線で一定の特徴を呈する場合もある。応力−ひずみ曲線は、試料の一軸引張り試験により決定され、Ｘ軸のひずみパーセント（％）に対してＹ軸にプロットされた公称応力（Ｐａ）を示す。図７のデータを取得する際に使用した試験片は、おおよそ幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍで、厚さ約０．８ｍｍのものであった。試験片は、圧縮成形または射出成形により得られたのち、計器、例えばＥＶＦ（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｌ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｆｉｘｔｕｒｅ。伸長粘度備品）を備えたＴＡ ＡＲＥＳで、事前設定温度および伸長率において試験可能になり、各試料の応力−ひずみ曲線が決定される。

【0136】

その応力−ひずみ曲線は、試料にかけられた荷重を測定して得られる応力と、試料の変形、すなわち伸長、圧縮、またはゆがみを測定して得られるひずみとの関係をグラフで表す。その試験工程では、本明細書で説明する任意組成の試料を機械的な試験装置で配置し、前記試料に破砕が生じるまでその試料に張力をかける。張力をかけている間、かけられた力に対する前記試料の伸びが記録される。そのデータは、測定用試料の幾何学的構造に対し特異性がないよう演算され、結果的に得られる応力−ひずみ曲線がプロット可能となる。

【0137】

その伸長測定を使って、次式によりひずみεが計算され、εは１００を乗算してひずみパーセントに変換できる。

【0138】

【数1】

【0139】

式中、

【0140】

【数2】

はゲージ長の変化、Ｌ_０は初期のゲージ長、Ｌは最終的な長さである。前記力の測定値は、次式で公称応力σを計算するため使用される。

【0141】

【数3】

【0142】

式中、Ｆは力、Ａは試料の断面積である。前記引張り試験のための機械は、力の増加に伴う応力およびひずみを計算し、データ点を応力−ひずみ曲線のグラフに加える。熱可塑性ポリマー材料、例えばポリアリーレンスルフィド・ポリマーブレンドの場合、応力−ひずみ曲線には、通常、当該曲線の弾性部分を表す初期の線形領域と、当該曲線の塑性領域を表す非線形領域とが含まれる。応力−ひずみ曲線の前記線形部分では、応力がひずみに比例する。当該曲線において、前記弾性部分は、荷重を取り除くと材料が元の形状に戻る部分であり、前記塑性部分は、荷重を取り除いても何らかの永続的な変形が生じてしまっている部分である。当該曲線の前記線形（弾性）領域が終わり、当該曲線の前記非線形（塑性変形）領域が始まる点は、降伏点として知られている。この線形から非線形への移行点（降伏点または降伏応力）後、材料には変形が生じ、この弾性限界を超える応力では、応力がわずかに増加しただけでも材料は破壊され、永久に変形するという結果になる。ここで生じる変形は塑性変形と呼ばれ、弾性荷重の場合と異なり、材料変形を生じる荷重で材料特性が永続的に変化する。変形中、材料試料は、図７で降伏点の直後に試料曲線が平坦になり、ひずみパーセントが増加して示されるように、応力が増えなくても伸長し続けることになる。この時点で、材料は、完全に塑性であるという。図７の試料の場合、この変形挙動はわずかである。

【0143】

降伏後、応力は再び増加して伸長も増加し、荷重がさらに試料に加えられると曲線は上昇し続けるが、やがて平坦になっていき、最大公称応力または終局公称応力に達する。応力−ひずみ曲線におけるこの時点で、材料には加工硬化と呼ばれる現象が起こる。この間、試料が伸長するとともに、その断面積は当該試料の全長にわたり均一に減少する。ただし、最大応力に達した後、試料の断面積は、試料の全長ではなく局所的な領域で減少し始める。この結果、くびれまたはネッキング領域が生じ、試料は最終的に破砕し、これが図７に示す曲線の終点として表される。

【0144】

種々の材料配合物では、降伏点、降伏（変形）領域、ひずみ硬化、最大応力、およびネッキング領域も異なり、いかなる特定の理論に制限されるわけでもないが、本願発明者らは、応力およびひずみパーセントの特定範囲により特徴付けられる特定の降伏点、ひずみ硬化領域、最大応力、およびネッキング領域を有するポリマー組成物がブロー成形用途において改善された加工可能性を呈することを見出した。例えば、図７に示すように、ブロー成形用途に使用されてきたポリマー組成物の降伏点は、約１００ｋＰａ〜約４５０ｋＰａの公称応力および約５％〜約２５％のひずみパーセント、例えば約１５０ｋＰａ〜約３００ｋＰａの公称応力および約１０％〜約２０％のひずみパーセントで起こる可能性がある。また、ひずみ硬化は、一定範囲の公称応力、例えば約５％〜約９０％のひずみパーセント範囲にわたり約１００ｋＰａから約６５０ｋＰａに増加する公称応力、例えば約１０％〜約８０％のひずみパーセント範囲にわたり約２００ｋＰａから約６００ｋＰａに増加する公称応力で起こる可能性がある。さらに、前記組成物は、比較的高いひずみパーセントでも比較的高い最大公称応力を有することができる。例えば、前記組成物は、約６０％〜約９０％のひずみパーセントで約４５０ｋＰａ〜約６５０ｋＰａの最大公称応力、または約７０％〜約８０％のひずみパーセントで約５００ｋＰａ〜約６００ｋＰａの最大公称応力を呈することができる。また、図７に示したように、ネッキングは、一定範囲の公称応力、例えば約６０％〜約１５０％のひずみパーセント範囲にわたり約７００ｋＰａから約１００ｋＰａに減少する公称応力、例えば約７０％〜約１２０％のひずみパーセント範囲にわたり約６００ｋＰａから約１７５ｋＰａに減少する公称応力で起こる可能性がある。

【0145】

さらに、約１００％のひずみパーセントにおいて、前記組成物は、約３５０ｋＰａ〜約５５０ｋＰａの公称応力を呈することができる。さらに、約８０％のひずみパーセントにおいて、前記組成物は、約４５０ｋＰａ〜約６５０ｋＰａの公称応力を呈することができ、約４０％のひずみパーセントにおいて、前記組成物は、約３５０ｋＰａ〜約５５０ｋＰａの公称応力を呈することができる。

【0146】

本開示の組成物配合に使用される成分を混合すると、その相乗効果により、表面が滑らかで壁厚が制御された製品を製造するブロー成形中の制御を、比較的高い押出率で大幅に改善することができる。

【0147】

上記および図７で示したように、本開示に基づいて配合された一定の組成物は、全般的に、比較的高い伸長パーセントで比較用試料１１１５Ｌ０より高い公称応力を呈した。前記組成物に含まれる一定の成分のパーセンテージを変更することにより、本願発明者らは、一部の配合物、例えば試料６が、比較用試料１１１５Ｌ０より、高い溶融粘度、高い低せん断貯蔵弾性率、および高い公称応力を実証し、前記組成物の成形用途で加工可能性の改善に寄与できることを見出した。

【0148】

特に、試料６は、例えば比較用試料１１１５Ｌ０の加工可能性と比べて改善された加工可能性を実証している。本願発明者らは、公称応力とひずみパーセントとの関係が、１１１５Ｌ０と比べて加工可能性の改善に寄与することを見出した。

【0149】

以上に述べた本発明の変更および変形等は、添付の請求項にさらに具体的に記載された本発明の要旨を逸脱しない範囲で、当業者による実施が可能である。また、種々の実施形態の態様は、全体的にも部分的にも相互に交換できることを理解すべきである。さらに、当業者であれば、以上の説明が単に例示的なものであって、添付の請求項でさらに詳しく説明されている本発明を限定することを目的としたものではないことが理解されるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】