JP5579065B2 - ポリ（アリーレンエーテル）組成物および物品 - Google Patents

Description

給湯配管とその備品は、長期に亘る高温と圧力への露出に対して、また温度変動と圧力変動への露出に対して耐えるものでなければならない。またそれらは、蛇口の開閉による圧力衝撃（所謂（いわゆる）「ウォータハンマー効果」）に伴う負荷変動や応力変動、および冷却した備品への温水の流入あるいは高温の備品への冷却した水の流入などに伴う温度変動などの繰り返しに対して不具合を起こさないものでなければならない。給湯配管とその備品には、歴史的に銅が最も一般的に用いられてきた。最近、ポリスルホン類やポリエーテルスルホン類などの特定のプラスチック類も給湯配管とその備品に使用されるようになってきたが、しかし、これらのプラスチック材料は、他のプラスチック類に比べてかなり高価である。したがって、給湯用の備品と配管に必要な特性範囲を示す、より安価なプラチック材料が求められている。

上記およびその他の欠点は、５０〜９０重量パーセントの、重量平均分子量が８５，０００〜１２０，０００原子質量単位のポリ（アリーレンエーテル）と、１０〜３０重量パーセントのゴム変性ポリスチレンと、２〜１０重量パーセントの、アルケニル芳香族モノマーと共役ジエンとの水素化ブロック共重合体と、を含む組成物であって、すべての重量パーセントは前記組成物の全重量に対するものであり、前記組成物は、ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が少なくとも６５ＭＰａであり、ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃で測定したノッチ付アイゾッド衝撃強度が少なくとも１５ｋＪ／ｍ^２であり、温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が少なくとも１００，０００サイクルであり、ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が少なくとも１５０時間であることを特徴とする組成物によって緩和される。

他の実施形態は、５０〜９０重量パーセントの、重量平均分子量が８５，０００〜９５，０００原子質量単位のポリ（アリーレンエーテル）と、１０〜３０重量パーセントのゴム変性ポリスチレンと、２〜１０重量パーセントの、アルケニル芳香族モノマーと共役ジエンとの水素化ブロック共重合体とを含む組成物であって、すべての重量パーセントは前記組成物の全重量に対するものであり、前記組成物は、ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が少なくとも６５ＭＰａであり、ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃で測定したノッチ付アイゾッド衝撃強度が少なくとも１５ｋＪ／ｍ^２であり、温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が少なくとも１００，０００サイクルであり、ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が少なくとも１５０時間であることを特徴とする組成物を含有する物品である。

他の実施形態は、ポリ（アリーレンエーテル）組成物から給湯備品を製造するステップと、前記ポリ（アリーレンエーテル）組成物中に、重量平均分子量が８５，０００〜１２０，０００原子質量単位のポリ（アリーレンエーテル）を用いるステップと、を含み、前記ポリ（アリーレンエーテル）組成物は、５０〜９０重量パーセントの前記ポリ（アリーレンエーテル）と、１０〜３０重量パーセントのゴム変性ポリスチレンと、２〜１０重量パーセントの、アルケニル芳香族モノマーと共役ジエンとの水素化ブロック共重合体とを含み、すべての重量パーセントは前記組成物の全重量に対するものであり、前記組成物は、温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が少なくとも１００，０００サイクルであり、ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃で測定したノッチ付アイゾッド衝撃強度が１５〜２１ｋＪ／ｍ^２であり、ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が少なくとも６５ＭＰａであり、ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が少なくとも１５０時間であることを特徴とする、ポリ（アリーレンエーテル）組成物を含有する給湯備品の耐引張疲労特性の増大方法である。

これらの実施形態およびその他の実施形態について以下詳細に説明する。

本発明者らは、ポリ（アリーレンエーテル）と、ゴム変性ポリスチレンと、水素化ブロック共重合体との混合物では、前記ポリ（アリーレンエーテル）の分子量を増大させることによって、その耐引張疲労特性を実質的にまた予想外に向上させられることを見いだした。耐クリープ破断性と耐圧力変動性も予想外に向上する。したがって、ある実施形態は、５０〜９０重量パーセントの、重量平均分子量が８５，０００〜１２０，０００原子質量単位のポリ（アリーレンエーテル）と、１０〜３０重量パーセントのゴム変性ポリスチレンと、２〜１０重量パーセントの、アルケニル芳香族モノマーと共役ジエンとの水素化ブロック共重合体と、を含み、すべての重量パーセントは前記組成物の全重量に対するものであり、前記組成物は、ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が少なくとも６５ＭＰａであり、ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃で測定したノッチ付アイゾッド衝撃強度が少なくとも１５ｋＪ／ｍ^２であり、温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が少なくとも１００，０００サイクルであり、ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が少なくとも１５０時間であることを特徴とする組成物である。

該組成物は、ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が少なくとも６５ＭＰａである。一部の実施形態では、前記降伏点引張応力は６５〜７０ＭＰａである。

また、該組成物は、後で述べる作業実施例に記載の方法に準拠して、温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が少なくとも１００，０００サイクルである。一部の実施形態では、耐引張疲労特性は１００，０００〜１８０，０００サイクル、具体的には１５０，０００〜１８０，０００サイクルである。

また、該組成物は、ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃で測定したノッチ付アイゾッド衝撃強度が少なくとも１５ｋＪ／ｍ^２、具体的には１５〜２１ｋＪ／ｍ^２である。

また、該組成物は、ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が少なくとも１５０時間である。一部の実施形態では、該耐クリープ破断性は１５０〜２５０時間、具体的には２００〜２５０時間である。

また、該組成物はこれ以外の所望の特性を示すことができる。例えば、一部の実施形態では、ＩＳＯ１７８に準拠して温度２３℃で測定した該組成物の曲げ応力は少なくとも８０ＭＰａ、具体的には８０〜１１０ＭＰａ、より具体的には９０〜１１０ＭＰａである。別の実施例として、一部の実施形態では、ＩＳＯ５２７に準拠して、温度２３℃、二重ゲート引張棒で測定した該組成物のウェルドライン降伏点引張強度は少なくとも５０ＭＰａ、具体的には５０〜６１ＭＰａ、より具体的には５５〜６１ＭＰａである。

該組成物は、重量平均分子量が８５，０００〜１２０，０００原子質量単位、具体的には８５，０００〜１００，０００原子質量単位、より具体的には８５，０００〜９５，０００原子質量単位、さらにより具体的には８８，０００〜９２，０００原子質量単位のポリ（アリーレンエーテル）を含有している。この重量平均分子量範囲が最終組成物中のポリ（アリーレンエーテル）、すなわち、他の成分と混合した後のポリ（アリーレンエーテル）を指していることは理解されるであろう。ポリ（アリーレンエーテル）類の加工の当業者であれば、熱可塑性ブレンドの製造に使用される溶融混練条件下で、その分子量を著しく増大できる（例えば５〜１５パーセント）ことは理解する。そのために、該組成物の他の成分と溶融混錬される前のポリ（アリーレンエーテル）成分の重量平均分子量は８５，０００未満にできる。

好適なポリ（アリーレンエーテル）類には下記式の繰り返し構造単位を含有するものが含まれる。

式中、Ｚ^１は、それぞれ独立に、ハロゲン、第三級ではない未置換または置換Ｃ_１−Ｃ_１２ヒドロカルビル、Ｃ_１−Ｃ_１２ヒドロカルビルチオ、Ｃ_１−Ｃ_１２ヒドロカルビルオキシ、あるいは、少なくとも２つの炭素原子がハロゲン原子と酸素原子とを分離しているＣ_２−Ｃ_１２ハロヒドロカルビルオキシであり、Ｚ^２はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、第三級ではない未置換または置換Ｃ_１−Ｃ_１２ヒドロカルビル、Ｃ_１−Ｃ_１２ヒドロカルビルチオ、Ｃ_１−Ｃ_１２ヒドロカルビルオキシ、あるいは、少なくとも２つの炭素原子がハロゲン原子と酸素原子とを分離しているＣ_２−Ｃ_１２ハロヒドロカルビルオキシである。本明細書では、用語「ヒドロカルビル」は、単独、あるいは接頭辞、接尾辞または他の用語の一部として使用される場合であっても、炭素と水素だけを含む残基を指す。該残基は、脂肪族あるいは芳香族、直鎖、環式、二環式、分枝鎖、飽和あるいは不飽和であってもよい。該残基はさらに、脂肪族、芳香族、直鎖、環式、二環式、分枝鎖、飽和および不飽和の炭化水素部分を含んでいてもよい。しかしながら、該ヒドロカルビル残基が置換として説明される場合には、置換された残基の炭素員および水素員上にヘテロ原子を選択的に含んでいてもよい。したがって、置換と具体的に記載された場合は、該ヒドロカルビル残基は、１つまたは複数のカルボニル基、アミノ基、水酸基などを含んでいてもよく、あるいは、ヒドロカルビル残基骨格内にヘテロ原子を含んでいてもよい。１例として、Ｚ^１は、末端３，５−ジメチル−１，４−フェニル基と酸化重合触媒であるジ−ｎ−ブチルアミン成分との反応で形成されたジ−ｎ−ブチルアミノメチル基であってもよい。

一部の実施形態では、該ポリ（アリーレンエーテル）は、２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル単位、２，３６−トリメチル−１，４−フェニレンエーテル単位あるいはこれらの組合せを含んでいる。一部の実施形態では、該ポリ（アリーレンエーテル）はポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）である。

該ポリ（アリーレンエーテル）は、典型的には前記水酸基に対してオルト位置に存在するアミノアルキル含有末端基を有する分子を含み得る。また、テトラメチルジフェノキノン（ＴＭＤＱ）副生成物が存在する２，６−ジメチルフェノール含有反応混合物から典型的に得られるテトラメチルジフェノキノン末端基も存在することが多い。該ポリ（アリーレンエーテル）は、ホモポリマー、共重合体、グラフト共重合体、イオノマー、ブロック共重合体、あるいはこれらのものの少なくとも１つを含む組合せの形態であり得る。

該組成物は、その全重量に対して５０〜９０重量パーセントのポリ（アリーレンエーテル）を含んでいる。この範囲内で、該ポリ（アリーレンエーテル）量は、６０〜８０重量パーセント、より具体的には６６〜７４重量パーセントとすることができる。

ポリ（アリーレンエーテル）に加えて、該組成物はゴム変性ポリスチレンを含んでいる。ゴム変性ポリスチレン類は、「高衝撃ポリスチレン」あるいは「ＨＩＰＳ」と呼ばれることもある。一部の実施形態では、該ゴム変性ポリスチレンは、８０〜９６重量パーセントのポリスチレン、具体的には８８〜９４重量パーセントのポリスチレンと、４〜２０重量パーセントのポリブタジエン、具体的には６〜１２重量パーセントのポリブタジエンと、を含んでいる。一部の実施形態では、該ゴム変性ポリスチレンの有効ゲル含量は１０〜３５パーセントである。好適なゴム変性ポリスチレン類は、例えば、ＧＥプラスチック社(現在は、ＳＡＢＩＣ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社)からＧＥＨ１８９７として、またＣｈｅｖｒｏｎ社からＤ７０２２．２７として市販されている。

該組成物は、その全重量に対して１０〜３０重量パーセントのゴム変性ポリスチレンを含んでいる。この範囲内において、該ゴム変性ポリスチレン量は１５〜２５重量パーセント、より具体的には２０〜２５重量パーセントとすることができる。

前記ポリ（アリーレンエーテル）およびゴム変性ポリスチレンに加えて、該組成物は、アルケニル芳香族モノマーと共役ジエンとの水素化ブロック共重合体を含んでいる。一部の実施形態では、該水素化ブロック共重合体の重量平均分子量は、２００，０００原子質量単位を超えており、具体的には２００，０００〜４５０，０００原子質量単位、より具体的には２５０，０００〜約４５０，０００原子質量単位である。高分子量の水素化ブロック共重合体類の製造方法は当分野では既知であり、例えば、Ｊｏｎｅｓの米国特許第３，４３１，３２３号に記載されている。高分子量の水素化ブロック共重合体類も市販されており、例えば、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社からＫＲＡＴＯＮ Ｇ１６５１として市販されている、スチレン含量が３１重量パーセント、重量平均分子量が約２４０，０００〜約３０１，０００原子質量単位（ＡＭＵ）のポリスチレン−ポリ（エチレン／ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体や、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社からＫＲＡＴＯＮ ＭＤ６９３３ＥＳとして市販されている、スチレン含量が３１重量パーセント、重量平均分子量が約３５０，０００〜約４５０，０００原子質量単位（ＡＭＵ）のポリスチレン−ポリ（エチレン／ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体などがある。

前記水素化ブロック共重合体の調製に用いられるアルケニル芳香族モノマーは、下記の構造を持ち得る。

式中、Ｒ^１およびＲ^２はそれぞれ独立に、水素原子、Ｃ_１−Ｃ_８アルキル基あるいはＣ_２−Ｃ_８アルケニル基を表し、Ｒ^３およびＲ^７はそれぞれ独立に、水素原子、Ｃ_１−Ｃ_８アルキル基、塩素原子あるいは臭素原子を表し、Ｒ^４〜Ｒ^６はそれぞれ独立に、水素原子、Ｃ_１−Ｃ_８アルキル基あるいはＣ_２−Ｃ_８アルケニル基を表し、あるいは、Ｒ^３とＲ^４は、ナフチル基を形成するものとして中央の芳香族環とともにまとめられ、Ｒ^４とＲ^５は、ナフチル基を形成するものとして中央の芳香族環とともにまとめられる。具体的なアルケニル芳香族モノマー類には、例えば、スチレン、ｐ−クロロスチレンなどのクロロスチレン類、および、α−メチルスチレンやｐ−メチルスチレンなどのメチルスチレン類が含まれる。一部の実施形態では、該アルケニル芳香族モノマーはスチレンである。一部の実施形態では、前記水素化ブロック共重合体中のポリ（アルケニル芳香族）含量は、水素化ブロック共重合体の全重量に対して、１０〜４０重量パーセント、具体的には１０〜３５重量パーセント)である。他の実施形態では、水素化ブロック共重合体中のポリ（アルケニル芳香族）含量は、その全重量に対して、４０〜７５重量パーセント、具体的には５５〜７５重量パーセントである。

前記水素化ブロック共重合体の調製に用いる共役ジエンはＣ_４−Ｃ_２０共役ジエンとすることができる。好適な共役ジエン類には、例えば、１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン、２−クロロ−１，３−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエンなどやこれらの組合せが含まれる。一部の実施形態では、該共役ジエンは、１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエンあるいはこれらの組合せである。一部の実施形態では、該共役ジエンは１，３−ブタジエンから構成される。

前記水素化ブロック共重合体は、（Ａ）アルケニル芳香族化合物から誘導される少なくとも１つのブロックと、（Ｂ）共役ジエンから誘導される少なくとも１つのブロックと、を含み、ブロック（Ｂ）中の脂肪族不飽和基の含量が水素化処理によって低減されていることを特徴とする共重合体である。ブロック（Ａ）と（Ｂ）の配置には、リニア構造、グラフト構造および、分枝鎖があってもなくてもよいラジアルテレブロック構造がある。リニアブロック共重合体類には、テーパー型リニア構造と非テーパー型リニア構造とがある。一部の実施形態では、前記水素化ブロック共重合体はテーパー型リニア構造を有している。分布制御型ブロック共重合体と呼ばれることもある、テーパー型ブロック共重合体類の製造方法は、例えば、Ｈａｎｄｌｉｎらの米国特許出願 ＵＳ２００３／１８１５８４号に記載されている。一部の実施形態では、該水素化ブロック共重合体は非テーパー型リニア構造を有している。一部の実施形態では、該水素化ブロック共重合体は、アルケニル芳香族モノマーがランダムに組み込まれたＢブロックを含んでいる。リニアブロック共重合体構造には、ジブロック（Ａ−Ｂブロック）、トリブロック（Ａ−Ｂ−ＡブロックあるいはＢ−Ａ−Ｂブロック）、テトラブロック（Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂブロック）ペンタブロック（Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ−ＡブロックあるいはＢ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂブロック）、およびＡとＢが合計で６個以上含まれるリニア構造などがあり、各Ａブロックの分子量は、他のＡブロックの分子量と同じであっても違っていてもよく、また、各Ｂブロックの分子量は、他のＢブロックの分子量と同じであっても違っていてもよい。一部の実施形態では、該水素化ブロック共重合体は、ジブロック共重合体、トリブロック共重合体あるいはこれらの組合せである。

ブロック共重合体類の調整方法は当分野では既知であり、多くの水素化ブロック共重合体類が市販されている。市販の水素化ブロック共重合体類には、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社からＫｒａｔｏｎ Ｇ１７０１およびＧ１７０２として市販されているポリスチレン−ポリ（エチレン−プロピレン）ジブロック共重合体類、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社からＫｒａｔｏｎ Ｇ１６４１、Ｇ１６５０、Ｇ１６５１、Ｇ１６５４、Ｇ１６５７、Ｇ１７２６、Ｇ４６０９、Ｇ４６１０、ＧＲＰ−６５９８、ＲＰ−６９２４、ＭＤ−６９３２Ｍ、ＭＤ−６９３３およびＭＤ−６９３９として市販されているポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体類、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社からＫｒａｔｏｎ ＲＰ−６９３５およびＲＰ−６９３６として市販されているポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン−スチレン）−ポリスチレン（Ｓ−ＥＢ／Ｓ−Ｓ）トリブロック共重合体類、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社からＫｒａｔｏｎ Ｇ１７３０として市販されているポリスチレン−ポリ（エチレン−プロピレン）−ポリスチレントリブロック共重合体類、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社からＫｒａｔｏｎ Ｇ１９０１、Ｇ１９２４およびＭＤ−６６８４として市販されている無水マレイン酸−グラフトポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体類、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社からＫｒａｔｏｎ ＭＤ−６６７０として市販されている無水マレイン酸−グラフトポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン−スチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体、旭化成ケミカルズ社からＴＵＦＴＥＣ Ｈ１０４３として市販されている、６７重量パーセントのポリスチレンを含むポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体、旭化成ケミカルズ社からＴＵＦＴＥＣ Ｈ１０５１として市販されている、４２重量パーセントのポリスチレンを含むポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体、旭化成ケミカルズ社からＴＵＦＴＥＣ Ｐ１０００およびＰ２０００として市販されているポリスチレン−ポリ（ブタジエン−ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体類、旭化成ケミカルズ社からＳ．Ｏ．Ｅ．−ＳＳ Ｌ６０１として市販されているポリスチレン−ポリブタジエン−ポリ（スチレン−ブタジエン）−ポリブタジエンブロック共重合体、Ｃｈｅｖｒｏｎ Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社からＫ−Ｒｅｓｉｎ ＫＫ３８、ＫＲ０１、ＫＲ０３およびＫＲ０５として市販されている水素化ラジアルブロック共重合体類、クラレ社からＳＥＰＴＯＮ Ｓ８１０４として市販されている、約６０重量パーセントのポリスチレンを含むポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体、クラレ社からＳＥＰＴＯＮ Ｓ４０４４、Ｓ４０５５、Ｓ４０７７およびＳ４０９９として市販されているポリスチレン−ポリ（エチレン−エチレン/プロピレン）−ポリスチレントリブロック共重合体類、クラレ社からＳＥＰＴＯＮ Ｓ２１０４として市販されている、約６５重量パーセントのポリスチレンを含むポリスチレン−ポリ（エチレン−プロピレン）−ポリスチレントリブロック共重合体が含まれる。複数のブロック共重合体類の混合物も使用できる。

一部の実施形態では、前記水素化ブロック共重合体はポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体である。このブロック共重合体には、それらの名称から示されるもの以外には、いかなる官能性剤類やモノマー類の残基も含まれない。

一部の実施形態では、該水素化ブロック共重合体には、前記アルケニル芳香族化合物および共役ジエン以外のモノマー類の残基は含まれない。

一部の実施形態では、該水素化ブロック共重合体には、無水マレイン酸などの酸官能性剤類の残基は含まれない。一部の実施形態では、該水素化ブロック共重合体は、アルケニル芳香族化合物および共役ジエンから誘導されるブロックから構成される。この中にはこれらのモノマーや他のモノマーから形成されるグラフトは含まれない。また、該水素化ブロック共重合体は炭素原子と水素原子とから構成され、したがって、ヘテロ原子は含まない。

前記組成物は、その全重量に対して、該水素化ブロック共重合体を２〜１０重量パーセント、具体的には３〜８重量パーセント、より具体的には３〜７重量パーセント含んでいる。

一部の実施形態では、該組成物は、必要なポリ(アリーレンエーテル)、ゴム変性ポリスチレンおよび水素化ブロック共重合体に加えて他の成分を含み得る。例えば、一部の実施形態では、該組成物は、安定剤、離型剤、加工助剤、難燃剤、液滴抑制剤、成核剤、ＵＶカット剤、染料、顔料、酸化防止剤、静電防止剤、発泡剤、鉱油、金属活性低下剤、ブロッキング防止剤などやこれらの組合せなどの熱可塑性プラスチック分野では既知の種々の添加剤をさらに含んでいる。該組成物を用いて飲料水と接触し得る配管や備品を製造する場合には、該組成物はそれぞれの国の材料基準に従わなければならない。例えばドイツでは、この基準は、ＤＶＧＷ（Ｄｅｕｓｃｈｅ Ｖｅｒｅｉｎｉｇｕｎｇ ｄｅｓ Ｇａｓ−ｕｎｄ Ｗａｓｓｅｒｆａｃｈｅｓ ｅ．Ｖ．）で与えられるＫＴＭ（Ｋｕｎｓｔｏｆｆｅ ｉｍ Ｔｒｉｎｋｗａｓｓｅｒ）−Ｅｍｐｆｅｈｌｕｎｇｅｎである。英国では、この基準は、ＷＲＡＳ（Ｗａｔｅｒ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ Ａｄｖｉｓｏｒｙ Ｓｃｈｅｍｅ）である。米国では、この基準は、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓａｎｉｔａｔｉｏｎ ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎによるＮＳＦ−６１ Ｄｒｉｎｋｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｐｐｒｏｖａｌである。

一部の実施形態では、前記組成物には、必要あるいは選択されるものとして本明細書で教示した以外のいかなるポリマーも含まれない。例えば、該組成物は、ポリオレフィン類（３重量パーセント以下の、離型剤として使用される低密度ポリエチレンやリニア低密度ポリエチレンなどのポリオレフィン類を除く）、ポリアミド類、ポリエステル類などを含まないものとすることができる。

一部の実施形態では、該組成物には、ガラス繊維、炭素繊維、タルク、粘土（ナノ粘土を含む）などの補強材は含まれない。ただし、３重量パーセント未満の、カーボンブラックや二酸化チタンなどの顔料の使用を排除するものではない。

一部の実施形態では、該組成物は、前記ポリ(アリーレンエーテル)と、前記ゴム変性ポリスチレンと、前記水素化ブロック共重合体と、選択的に、５重量パーセント以下の、安定剤、離型剤、加工助剤、難燃剤、液滴抑制剤、成核剤、ＵＶカット剤、染料、顔料、酸化防止剤、静電防止剤、発泡剤、鉱油、金属活性低下剤、ブロッキング防止剤などやこれらの組合せから構成される群から選択される添加剤と、から構成される。

一部の実施形態では、該組成物は、重量平均分子量が８８，０００〜９２，０００原子質量単位のポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）であるポリ（アリーレンエーテル）を６６〜７４重量パーセントと、８８〜９４重量パーセントのポリスチレンと約６〜約１２重量パーセントのポリブタジエンとを含むゴム変性ポリスチレンを２０〜２５重量パーセントと、重量平均分子量が２５０，０００〜４５０，０００原子質量単位のポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体である水素化ブロック共重合体を３〜７重量パーセントと、を含み、ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が６５〜７０ＭＰａであり、温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が１００，０００〜１８０，０００サイクルであり、ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が１５０〜２５０時間であり、ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃で測定したノッチ付アイゾッド衝撃強度が１５〜２１ｋＪ／ｍ^２である。

上記の通り、該組成物は、特に給湯配管とその備品の製造に好適であるとともに、温水への暴露に際して寸法安定性と機械的強度とが必要なその他の物品にも好適である。物品は、例えば、単層および多層発泡押出成形、単層および多層シート押出成形、射出成形、ブロー成形、押出成形、フィルム押出成形、異型押出成形、引抜成形、圧縮成形、熱成形、圧力成形、ハイドロフォーム成形、真空成形、発泡成形などの当分野で既知の製造方法を用いて該組成物から調製できる。前述の物品製造方法の組合せも用いられる。代表的な給湯備品類は、例えば、Ｖｅｒｔａｎｅｎらの米国特許第６，８２０，６３７Ｂ１号、Ｌｕｎｄの同第５，３８５，１６８号、Ｂｕｒｒｏｗｓの同第５，３０７，９５８号、Ｃｒｉｓｔｉｎａのヨーロッパ特許 ＥＰ１，２９８，２５８Ｂ１号、およびＢｕｈｌｍａｎｎの国際特許出願 ＷＯ ２００５／１００８５２Ａ１号に記載されている。

ある実施形態は、５０〜９０重量パーセントの、重量平均分子量が８５，０００〜９５，０００原子質量単位のポリ（アリーレンエーテル）と、１０〜３０重量パーセントのゴム変性ポリスチレンと、２〜１０重量パーセントの、アルケニル芳香族モノマーと共役ジエンとの水素化ブロック共重合体と、を含み、すべての重量パーセントは前記組成物の全重量に対するものであり、前記組成物は、ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が少なくとも６５ＭＰａであり、温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が少なくとも１００，０００サイクルであり、ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が少なくとも１５０時間であることを特徴とする組成物を含む物品である。一部の実施形態では、前記組成物は、６６〜７４重量パーセントの、重量平均分子量が８８，０００〜９２，０００原子質量単位のポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）である前記ポリ(アリーレンエーテル)と、２０〜２５重量パーセントの、８８〜９４重量パーセンントのポリスチレンと約６〜約１２重量パーセントのポリブタジエンとを含む前記ゴム変性ポリスチレンと、３〜７重量パーセントの、重量平均分子量が２５０，０００〜４５０，０００原子質量単位のポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体である前記水素化ブロック共重合体と、を含み、ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が６５〜７０ＭＰａであり、温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が１００，０００〜１８０，０００サイクルであり、ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が１５０〜２５０時間であり、ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃で測定したノッチ付アイゾッド衝撃強度が１５〜２１ｋＪ／ｍ^２であることを特徴とする組成物を含む物品である。

本発明を以下の非限定実施例によってさらに説明する。
（実施例１および２、比較例１〜６）

これらの実施例では、ポリ（アリーレンエーテル）の量と分子量、水素化ブロック共重合体の量と分子量、およびゴム変性ポリスチレンの代わりとして結晶性の透明ポリスチレンおよび高分子量ポリスチレンの使用が物性に与える影響について説明する。

組成物の製造に用いた成分を表１に記載する。重量部で表した各組成物中の成分量を表２にまとめている。

内径２８ｍｍの二軸スクリュ押出機 Ｗｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ ＺＳＲ−２８で組成物を混合した。供給口から金型までの押出機バレル温度は、２１０、２６０、２８０、２８０、２８０、２８０、２８０、２９０、３００、３００および２９０℃であった。スクリュ速度は約３００ｒｐｍ、処理量は１０〜１５ｋｇ／時とした。混合前に、すべての成分を乾燥混合して押出機の供給口に添加した。

バレル温度が２９５℃、型温度が１００℃で射出成型した部品を用いて物性テストを行った。ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃、速度５０ｍｍ／分の条件で降伏点引張応力を測定し、その値をＭＰａ単位で表した。ＩＳＯ１７８に準拠して温度２３℃で曲げ応力を測定し、その値をＭＰａ単位で表した。ＩＳＯ５２７−２に準拠して温度２３℃、二重ゲート引張棒でウェルドライン引張強度を測定し、その値をＭＰａ単位で表した。ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃でノッチ付アイゾッド衝撃強度を測定し、その値をｋＪ／ｍ^２単位で表した。ＩＳＯ１１３３に準拠して温度２８０℃または３００℃、負荷１０ｋｇの条件で溶融体積速度（ＭＶＲ）を測定し、その値をｃｍ^３／１０分で表した。温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で耐引張疲労特性を測定し、その値を破断までのサイクル数で表した。具体的には、ＩＳＯ標準引張棒を万能試験機（ＭＴＳ８５８あるいはＩｎｓｔｒｏｎ８８７４など）に固定し、振動数５ヘルツで周期的に変化する負荷２５ＭＰａをかけた条件で行い、引張棒が破断した時点でテストを終了し破断までのサイクル数を値とした。ＡＳＴＭ Ｄ１５９９に準拠して温度２３℃でトップゲート型圧力容器破裂圧力を測定し、その値をＢａｒで表した。トップゲート型圧力容器の外径は４６．７ｍｍ、肉厚は２．４５ｍｍである。該トップゲート型圧力容器は、管の長手方向にウェルドラインありでもなしでも成形できる。本作業ではすべてのテストをウェルドラインありのもので行った。

ＩＳＯ１１６７−１：２００６に準拠して応力が１６、１８あるいは２０ＭＰａの条件で、長期の水圧安定性（耐クリープ破断性）を測定し、その値を時間で表した。用いた備品の形状のために、応力２０ｋＰａの時に周方向応力が１８ＭＰａとなる。本テストでは、テスト部品の内外に９０℃の熱水を用いた。クラックや破壊の結果として部品内部の圧力損失が起こると破壊と定義する。該部品における障害の結果としてのウェルドラインありのトップゲート型圧力容器についてテストを行った。該トップゲート型圧力容器の外形は４６．７ｍｍ、肉厚は２．４５ｍｍである。該トップゲート型圧力容器は、管長手方向にウェルドラインありでもなしでも成形できる。本作業ではすべてのテストをウェルドラインありのもので行った。該トップゲート型圧力容器では、ＩＳＯ１１６７−１の図１に準拠したタイプＡキャップを用いた。

作用応力１．８〜７．２ＭＰａ、周期０．２ヘルツ、内部９０℃熱水、外部空気の条件で圧力変動安定性を測定し、その値を時間で表した。

組成物と特性値とを表２にまとめた。テストした８つの組成物の内、実施例１と２の組成物のみが給湯備品としての要件を満たしている。これらの組成物は、混合後の重量平均分子量が８５，０００〜９５，０００原子質量単位であるポリ（アリーレンエーテル）が５０〜９０重量パーセントであり、ゴム変性ポリスチレンが１０〜３０重量パーセントであり、水素化ブロック共重合体が２〜１０重量パーセントであるという組成物限定を満たしている。該発明組成物より、ポリ（アリーレンエーテル）量が少なく、ポリ（アリーレンエーテル）の分子量が小さく、ゴム変性ポリスチレンの量が多く、水素化ブロック共重合体の量が少ない比較例１では、降伏点引張応力と耐引張疲労特性とが不足しており、また、耐クリープ破断性も著しく不足している。該発明組成物より、ポリ（アリーレンエーテル）の分子量が小さく、水素化ブロック共重合体の量が少ない比較例２では、耐引張疲労特性（耐クリープ破断性はテストしなかった）不足している。該発明組成物よりポリ（アリーレンエーテル）の分子量が小さい比較例３では、耐引張疲労特性と耐クリープ破断性とが不足している。該発明組成物より水素化ブロック共重合体の量が多い比較例４では、降伏点引張応力と耐引張疲労特性とが不足しており、また、耐クリープ破断性が著しく不足している。該発明組成物のゴム変性ポリスチレンの代わりに結晶性の透明ポリスチレンを用いた比較例５では、耐クリープ破断性（耐引張疲労特性は測定しなかった)が不足している。該発明組成物のゴム変性ポリスチレンの代わりに高分子量ポリスチレンを用いた比較例６では、耐引張疲労特性が不足している。発明実施例１と２だけが、給湯備品への使用に要求される降伏点引張応力、耐引張疲労特性および耐クリープ破断性を示している。前記ポリ（アリーレンエーテル）の分子量を大きくすると、耐引張疲労特性が実質的に上昇し、また、耐クリープ破断性と耐圧力変動性とが著しく向上することは予想外であった（実施例１対比較例３参照）。

（参考例、実施例３、４、比較例７、８）

これらの実施例では、ポリ（アリーレンエーテル）量と分子量、および水素化ブロック共重合体量が物性に与える影響について説明する。表３に組成物を詳しく記載しているが、実施例１および比較例５および６は表２からの再掲である。この結果から、発明組成物である実施例３、４は、給湯備品での使用要件である降伏点引張応力、耐引張疲労特性および耐クリープ破断性を満たしていることがわかる。前記発明組成物よりポリ（アリーレンエーテル）の量が多く、ゴム変性ポリスチレンの量が少ない比較例７では衝撃強度が非常に劣っている。中分子量のポリ（アリーレンエーテル）と高分子量のそれとのブレンドを用いた比較例８では、耐引張疲労特性が不足している。このことはまた、組成物の耐引張疲労特性を向上させる場合に、ポリ（アリーレンエーテル）分子量に予想外の臨界があることを示している。

本明細書では実施例を用いて最良の実施形態を含めて本発明を開示しており、当業者によって本発明をなし使用することを可能にしている。本発明の特許範囲は請求項によって定義され、当業者がもたらすその他の実施例も包含し得る。こうしたその他の実施例は、請求項の文字どおりの解釈と違わない構成要素を有する場合、あるいは請求項の文字どおりの解釈とごくわずかな違いしかない等価な構成要素を含んでいる場合には、請求項の範囲内であると意図される。

引用された特許、特許出願および他の参考文献はすべて、参照により本明細書に援用される。しかしながら、本出願中の用語が、援用された参考文献の用語と矛盾するか対立する場合、本出願の用語が、援用された参考文献の矛盾する用語に優先する。

本明細書で開示された範囲はすべて、終点を含むものであり、該終点は互いに独立に組み合わせできる。

本発明の記述文脈（特に以下の請求項の文脈）における不定冠詞、定冠詞および同様な言及は、本明細書で別途明示がある場合または文脈上明らかに矛盾する場合を除き、単数および複数を含むものと解釈される。また、本明細書で用いられる、「第１の」「第２の」などの用語は、いかなる順序や量あるいは重要度を表すものではなく、ある成分と他の成分とを区別するために用いるものである。量に関連して用いられる修飾語「約」は、述べられた数値を含んでおり、文脈で指図された意味（例えば、特定の量の測定に付随する誤差の程度を含むなど）を有している。

Claims (9)

1. ５０〜８８重量パーセントの、重量平均分子量が８５，０００〜１２０，０００原子質量単位のポリ（アリーレンエーテル）と、
   １０〜３０重量パーセントのゴム変性ポリスチレンと、
   ２〜１０重量パーセントの、アルケニル芳香族モノマーと共役ジエンとの水素化ブロック共重合体と、を含む組成物であって、
   すべての重量パーセントは前記組成物の全重量に対するものであり、
   前記組成物は、ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が少なくとも６５ＭＰａであり、
   ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃で測定したノッチ付アイゾッド衝撃強度が少なくとも１５ｋＪ／ｍ^２であり、
   温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が少なくとも１００，０００サイクルであり、
   ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が少なくとも１５０時間であることを特徴とする組成物。
2. 前記ゴム変性ポリスチレンは、８８〜９４重量パーセントのポリスチレンと、６〜１２重量パーセントのポリブタジエンと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
3. 前記水素化ブロック共重合体は、重量平均分子量が２５０，０００〜４５０，０００原子質量単位のポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の組成物。
4. 重量平均分子量が８８，０００〜９２，０００原子質量単位のポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）であるポリ（アリーレンエーテル）を６６〜７４重量パーセントと、
   ８８〜９４重量パーセントのポリスチレンと６〜１２重量パーセントのポリブタジエンとを含むゴム変性ポリスチレンを２０〜２５重量パーセントと、
   重量平均分子量が２５０，０００〜４５０，０００原子質量単位のポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体である水素化ブロック共重合体を３〜７重量パーセントと、を含み、
   ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が６５〜７０ＭＰａであり、
   ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃で測定したノッチ付アイゾッド衝撃強度が１５〜２１ｋＪ／ｍ^２であり、
   温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が１００，０００〜１８０，０００サイクルであり、
   ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が１５０〜２５０時間である、ことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
5. 前記ポリ（アリーレンエーテル）と、
   前記ゴム変性ポリスチレンと、
   前記水素化ブロック共重合体と、
   選択的に５重量パーセント未満の、安定剤、離型剤、加工助剤、難燃剤、液滴抑制剤、成核剤、ＵＶカット剤、染料、顔料、酸化防止剤、静電防止剤、発泡剤、鉱油、金属活性低下剤、ブロッキング防止剤やこれらの組み合わせから構成される群から選択される添加剤と、
   から構成されることを特徴とする請求項４に記載の組成物。
6. ５０〜８８重量パーセントの、重量平均分子量が８５，０００〜９５，０００原子質量単位のポリ（アリーレンエーテル）と、
   １０〜３０重量パーセントのゴム変性ポリスチレンと、
   ２〜１０重量パーセントの、アルケニル芳香族モノマーと共役ジエンとの水素化ブロック共重合体と、を含む組成物であって、
   すべての重量パーセントは前記組成物の全重量に対するものであり、
   前記組成物は、ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が少なくとも６５ＭＰａであり、
   ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃で測定したノッチ付アイゾッド衝撃強度が少なくとも１５ｋＪ／ｍ^２であり、
   温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が少なくとも１００，０００サイクルであり、
   ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が少なくとも１５０時間であることを特徴とする組成物を含む物品。
7. 前記組成物は、重量平均分子量が８８，０００〜９２，０００原子質量単位のポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）であるポリ（アリーレンエーテル）を６６〜７４重量パーセントと、
   ８８〜９４重量パーセントのポリスチレンと６〜１２重量パーセントのポリブタジエンとを含むゴム変性ポリスチレンを２０〜２５重量パーセントと、
   重量平均分子量が２５０，０００〜４５０，０００原子質量単位のポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレントリブロック共重合体である水素化ブロック共重合体を３〜７重量パーセントと、を含み、
   ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が６５〜７０ＭＰａであり、
   ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃で測定したノッチ付アイゾッド衝撃強度が１５〜２１ｋＪ／ｍ^２であり、
   温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が１００，０００〜１８０，０００サイクルであり、
   ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が１５０〜２５０時間である、ことを特徴とする請求項６に記載の物品。
8. 前記物品は給湯備品であることを特徴とする請求項６または７に記載の物品。
9. ポリ（アリーレンエーテル）組成物から給湯備品を製造するステップと、
   前記ポリ（アリーレンエーテル）組成物中に、重量平均分子量が８５，０００〜１２０，０００原子質量単位のポリ（アリーレンエーテル）を用いるステップと、を含み、
   前記ポリ（アリーレンエーテル）組成物は、
   ５０〜８８重量パーセントの前記ポリ（アリーレンエーテル）と、
   １０〜３０重量パーセントのゴム変性ポリスチレンと、
   ２〜１０重量パーセントの、アルケニル芳香族モノマーと共役ジエンとの水素化ブロック共重合体とを含み、
   すべての重量パーセントは前記組成物の全重量に対するものであり、
   前記組成物は、温度２３℃、負荷２５ＭＰａおよび５ヘルツの条件で測定した耐引張疲労特性が少なくとも１００，０００サイクルであり、
   ＩＳＯ１８０／Ａ１に準拠して温度２３℃で測定したノッチ付アイゾッド衝撃強度が１５〜２１ｋＪ／ｍ^２であり、
   ＩＳＯ５２７に準拠して温度２３℃で測定した降伏点引張応力が少なくとも６５ＭＰａであり、
   ＩＳＯ１１６７に準拠して周方向応力が１８ＭＰａの条件で測定した耐クリープ破断性が少なくとも１５０時間であることを特徴とする、ポリ（アリーレンエーテル）組成物を含有する給湯備品の耐引張疲労特性の増大方法。