JP4922007B2

JP4922007B2 - 樹脂組成物およびその成形体

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Publication number: JP4922007B2
Application number: JP2007036861A
Authority: JP
Inventors: 勝久徳満; 大志郎長江; 晧田中; 香奈小堀; 剛藤木; 昌宏山田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2027-02-16
Also published as: JP2008201849A

Description

本発明は、超高分子量ポリエチレンを含む樹脂組成物、及びその成形体に関する。

超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）は、低比重、低吸水性、高い耐衝撃性、高い耐摩耗性などの優れた特性を有するエンジニアリングプラスチックである。このように、超高分子量ポリエチレンは、優れた特性を有する樹脂であるが、機械的強度など、さらなる特性の向上が求められている。また、超高分子量ポリエチレンは、前記のような優れた特性を有している一方で、熱変形しやすい、溶融成形性に乏しいなどの欠点も有している。このため、超高分子量ポリエチレンにおいて、前記のような欠点の改善もまた求められている。

なお、ポリシランに関して、特開２００３−２６８２４７号公報（特許文献１）には、ポリシランが、充填剤、補強剤、難燃剤、着色顔料などの樹脂添加剤との組み合わせにより、ポリカーボネート樹脂などの樹脂に対する樹脂添加剤の分散性を向上させることが記載されている。
特開２００３−２６８２４７号公報（特許請求の範囲）

従って、本発明の目的は、超高分子量ポリエチレンの優れた特性（耐衝撃性など）を維持しつつ、超高分子量ポリエチレンを含む樹脂系の物性（例えば、引張強度などの機械的強度又は機械的特性）を改善できる樹脂組成物およびその成形体を提供することにある。

本発明の他の目的は、超高分子量ポリエチレンを含む樹脂系の耐熱性を効率よく向上できる樹脂組成物およびその成形体を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、超高分子量ポリエチレンを含む樹脂系のハンドリング性を改善できる樹脂組成物およびその成形体を提供することにある。

本発明の別の目的は、少なくとも超高分子量ポリエチレンを含む樹脂系の機械的特性（引張強度など）を向上させる方法を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、超高分子量ポリエチレンにポリシランを添加すると、超高分子量ポリエチレンの優れた特性（耐衝撃性など）を損なうことなく機械的特性（引張強度など）を向上できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の樹脂組成物（超高分子量ポリエチレン系樹脂組成物）は、超高分子量ポリエチレンとポリシランとで構成されている。前記ポリシランは、下記式（１）〜（３）で表される構造単位のうち少なくとも１つの構造単位を有するポリシランであってもよい。

（式中、Ｒ^１〜Ｒ^３は、同一又は相異なって、水素原子、ヒドロキシル基、有機基又はシリル基を示し、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ１以上の整数を示す。）
前記ポリシランは、Ｒ^１およびＲ^２の少なくとも一方がアリール基である構造単位（１）を有するポリシランで構成されていてもよい。代表的には、前記ポリシランは、Ｒ^１がアリール基、およびＲ^２がアルキル基又はアリール基である構造単位（１）を有するポリシランで構成されていてもよい。本発明の樹脂組成物において、前記ポリシランとして比較的低分子量のポリシランを好適に使用してもよい。例えば、前記ポリシランは、平均重合度２〜１０のポリシランであってもよい。なお、このような低分子量のポリシランは、室温又は常温において液状であってもよい。

本発明の樹脂組成物において、ポリシランの割合は、例えば、超高分子量ポリエチレン１００重量部に対して０．１〜５０重量部程度であってもよい。

本発明の樹脂組成物は、さらに他の樹脂を含んでいてもよい。このような他の樹脂は、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ（チオ）エーテル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリケトン系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびフッ素系樹脂から選択された少なくとも１種の樹脂（Ａ）であってもよい。特に、樹脂（Ａ）は、少なくともポリプロピレン系樹脂で構成されていてもよい。本発明では、ポリシランが超高分子量ポリエチレンに対する分散性に優れているとともに、超高分子量ポリエチレンと他の樹脂との相溶性を向上させる作用を有しているためか、両樹脂の特性を併せ持つポリマーアロイを得ることができる。

このような他の樹脂を含む前記樹脂組成物において、超高分子量ポリエチレンと樹脂（Ａ）との割合は、前者／後者（重量比）＝９５／５〜５０／５０程度であってもよく、ポリシランの割合は、超高分子量ポリエチレンと樹脂（Ａ）との総量１００重量部に対して０．１〜５０重量部程度であってもよい。

本発明には、少なくとも超高分子量ポリエチレンを含む樹脂系にポリシランを添加し、前記樹脂系の機械的特性（又は機械的強度、例えば、引張強度など）を向上させる方法も含まれる。

また、本発明には、前記樹脂組成物で形成された成形体も含まれる。

本発明の樹脂組成物は、超高分子量ポリエチレンとポリシランとで構成されているので、超高分子量ポリエチレンの優れた特性（耐衝撃性など）を維持しつつ、超高分子量ポリエチレンを含む樹脂系（超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンと他の樹脂とで構成されたポリマーブレンドなど）の物性（例えば、引張強度などの機械的強度又は機械的特性）を改善（又は向上）できる。そのため、本発明の方法では、少なくとも超高分子量ポリエチレンを含む樹脂系の機械的特性（引張強度など）を向上できる。

また、ポリシランは超高分子量ポリエチレンと他の樹脂との相溶化剤として作用するためか、超高分子量ポリエチレンに他の樹脂の特性を効率よく付与できる。例えば、超高分子量ポリエチレンと高耐熱性樹脂（例えば、ポリプロピレン系樹脂など）とポリシランとで樹脂組成物を構成すると、超高分子量ポリエチレンを含む樹脂系の耐熱性を効率よく向上できる。さらに、超高分子量ポリエチレンを含む樹脂系にポリシランを添加すると、超高分子量ポリエチレンを含む樹脂系のハンドリング性［例えば、溶融成形における流動性（又は溶融成形性）］を向上又は改善できる。

本発明の樹脂組成物は、超高分子量ポリエチレンとポリシランとで構成されている。このような樹脂組成物では、超高分子量ポリエチレンの優れた特性を維持できるとともに、機械的強度などの特性を向上できる。また、本発明の樹脂組成物では、成形性（溶融成形性など）に乏しい超高分子量ポリエチレンを含む樹脂系であるにもかかわらず、ポリシランの添加により、ハンドリング性において改善されている。

［超高分子量ポリエチレン］
超高分子量ポリエチレンの粘度平均分子量は、例えば、１００万以上（例えば、１５０〜１０００万程度）、好ましくは２００万以上（例えば、２５０〜８００万程度）、さらに好ましくは３００万以上（例えば、３４０〜７００万程度）であってもよい。なお、粘度平均分子量は、ＡＳＴＭ−Ｄ２８５７などに準拠して測定することができる。また、超高分子量ポリエチレンのメルトフローレートは、１９０℃、２１．６ｋｇ荷重の条件で、０．１ｇ／１０分以下（例えば、０．０１〜０．０８ｇ／１０分程度）、好ましくは０．０２〜０．０７ｇ／１０分程度であってもよい。

［ポリシラン］
本発明において用いられるポリシランとしては、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する直鎖状、環状、分岐状、又は網目状の化合物であれば特に限定されないが、通常、下記式（１）〜（３）で表された構造単位のうち少なくとも１つの構造単位を有するポリシランで構成されている場合が多い。

（式中、Ｒ^１〜Ｒ^３は、同一又は相異なって、水素原子、ヒドロキシル基、有機基又はシリル基を示し、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ１以上の整数を示す。）
前記式（１）及び（２）において、Ｒ^１〜Ｒ^３で表される有機基としては、炭化水素基（アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、アラルキル基）など、これらの炭化水素基に対応するエーテル基（アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基など）などが挙げられる。通常、前記有機基は、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基などの炭化水素基である場合が多い。また、水素原子やヒドロキシル基、アルコキシ基、シリル基などは末端に置換している場合が多い。

前記式（１）及び（２）のＲ^１〜Ｒ^３において、アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのＣ_１−１４アルキル基（好ましくはＣ_１−１０アルキル基、さらに好ましくはＣ_１−６アルキル基）が挙げられる。

アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ｔ−ブトキシ、ペンチルオキシなどのＣ_１−１４アルコキシ基（好ましくはＣ_１−１０アルコキシ基、さらに好ましくはＣ_１−６アルコキシ基）が挙げられる。

アルケニル基としては、ビニル、アリル、ブテニル、ペンテニルなどのＣ_２−１４アルケニル基（好ましくはＣ_２−１０アルケニル基、さらに好ましくはＣ_２−６アルケニル基）が挙げられる。

シクロアルキル基としては、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシルなどのＣ_５−１４シクロアルキル基（好ましくはＣ_５−１０シクロアルキル基、さらに好ましくはＣ_５−８シクロアルキル基）などが挙げられる。シクロアルキルオキシ基としては、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシなどのＣ_５−１４シクロアルキルオキシ基（好ましくはＣ_５−１０シクロアルキルオキシ基、さらに好ましくはＣ_５−８シクロアルキルオキシ基）などが挙げられる。シクロアルケニル基としては、シクロペンテニル、シクロヘキセニルなどのＣ_５−１４シクロアルケニル基（好ましくはＣ_５−１０シクロアルケニル基、さらに好ましくはＣ_５−８シクロアルケニル基）などが挙げられる。

アリール基としては、フェニル、メチルフェニル（トリル）、ジメチルフェニル（キシリル）、ナフチルなどのＣ_６−２０アリール基（好ましくはＣ_６−１５アリール基、さらに好ましくはＣ_６−１２アリール基）などが挙げられる。アリールオキシ基としては、フェノキシ、ナフチルオキシなどのＣ_６−２０アリールオキシ基（好ましくはＣ_６−１５アリールオキシ基、さらに好ましくはＣ_６−１２アリールオキシ基）などが挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル、フェネチル、フェニルプロピルなどのＣ_６−２０アリール−Ｃ_１−４アルキル基（好ましくはＣ_６−１０アリール−Ｃ_１−２アルキル基）などが挙げられる。アラルキルオキシ基としては、ベンジルオキシ、フェネチルオキシ、フェニルプロピルオキシなどのＣ_６−２０アリール−Ｃ_１−４アルキルオキシ基（好ましくはＣ_６−１０アリール−Ｃ_１−２アルキルオキシ基）などが挙げられる。

シリル基としては、シリル基、ジシラニル基、トリシラニル基などのＳｉ_１−１０シラニル基（好ましくはＳｉ_１−６シラニル基）などが挙げられる。

また、Ｒ^１〜Ｒ^３が、前記有機基（アルキル基、アリール基など）又はシリル基である場合には、その水素原子の少なくとも１つが、置換基（又は官能基）により置換されていてもよい。このような置換基（又は官能基）は、例えば、ヒドロキシル基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基などの前記と同様の基であってもよい。

これらのうち、Ｒ^１〜Ｒ^３は、アルキル基（例えば、メチル基などのＣ_１−４アルキル基）、アリール基（例えば、フェニル基などのＣ_６−２０アリール基）などである場合が多い。

ポリシランが非環状構造（直鎖状、分岐鎖状、網目状）の場合、末端基（末端置換基）は、通常、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子（塩素原子など）、アルキル基、アルコキシ基、シリル基などであってもよい。

具体的なポリシランとしては、例えば、前記式（１）で表される構造単位を有する直鎖状又は環状ポリシラン、前記式（２）又は（３）で表される構造単位を有する分岐鎖状ポリシラン又は網目状ポリシラン、前記式（１）〜（３）で表される構造単位を組み合わせて有するポリシランなどが挙げられる。

代表的なポリシランとしては、鎖状又は環状ポリシラン、例えば、ポリジアルキルシラン［例えば、ポリジメチルシラン、ポリメチルプロピルシラン、ポリメチルブチルシラン、ポリメチルペンチルシラン、ポリジブチルシラン、ポリジヘキシルシラン、ジメチルシラン−メチルへキシルシラン共重合体など］、ポリアルキルアリールシラン［例えば、ポリメチルフェニルシラン、メチルフェニルシラン−フェニルヘキシルシラン共重合体など］、ポリジアリールシラン（例えば、ポリジフェニルシランなど）、ジアルキルシラン−アルキルアリールシラン共重合体（例えば、ジメチルシラン−メチルフェニルシラン共重合体、ジメチルシラン−フェニルヘキシルシラン共重合体、ジメチルシラン−メチルナフチルシラン共重合体など）などが挙げられる。このようなポリシランの詳細は、例えば、Ｒ．Ｄ．Ｍｉｌｌｅｒ、Ｊ．Ｍｉｃｈｌ；ＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｖｉｅｗ、第８９巻、１３５９頁（１９８９）、Ｎ．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ；ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓ、第３７巻、５４２５頁（１９９８）などに例示されている。

好ましいポリシランとしては、Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方がアリール基（特にＣ_６−２０アリール基）である構造単位（１）を有するポリシラン［例えば、ポリアルキルアリールシラン、ポリジアリールシラン、アリールシラン単位を含むコポリマー（ジアルキルシラン−アルキルアリールシラン共重合体など）など］が挙げられる。特に、Ｒ^１がアリール基（特にＣ_６−２０アリール基）であり、かつＲ^２がアリール基（特にＣ_６−２０アリール基）又はアルキル基（特にＣ_１−６アルキル基）である構造単位（１）を有するポリシラン（特に鎖状又は環状ポリシラン）、例えば、ポリＣ_１−６アルキルＣ_６−２０アリールシラン（例えば、ポリＣ_１−３アルキルＣ_６−１０アリールシラン）、ポリジＣ_６−２０アリールシラン（例えば、ポリジＣ_６−１０アリールシラン）などが好ましい。

なお、ｘ、ｙおよびｚはそれぞれ１以上であればよく、例えば、それぞれ、１〜５００、好ましくは１〜３００、さらに好ましくは１〜２００程度であってもよい。

これらのポリシランは単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。

ポリシランの重合度（平均重合度）は、２以上であればよく、例えば、２〜４００、好ましくは３〜３５０、さらに好ましくは４〜３００程度であってもよく、通常２〜１００程度であってもよい。なお、ポリシランが環状である場合、環状ポリシランの重合度（又は環の員数）は、通常、４〜１２程度であってもよく、好ましくは４〜１０、さらに好ましくは５〜１０（特に５〜８）程度であってもよい。なお、重合度（平均重合度）は、ケイ素原子の数に対応しており、ポリシランが前記式（１）〜（３）で表される構造単位を有するポリシランであるとき、ｘ、ｙおよびｚの合計が重合度（平均重合度）となる。

ポリシランの分子量は、重量平均分子量で２００〜１０００００、好ましくは３００〜５００００、さらに好ましくは４００〜３００００程度であってもよい。特に、ポリシラン（鎖状ポリシランおよび環状ポリシラン）として、特に比較的小さい分子量（例えば、重量平均分子量（例えば、２００〜１５００、好ましくは２５０〜１２００、さらに好ましくは３００〜１０００、特に４００〜８００程度）のポリシランを好適に用いてもよい。

なお、ポリシランは、室温（例えば、１５〜２５℃程度）で、固体状又は液体状であってもよい。低分子量又は低重合度のポリシランは、通常、液状であってもよい。

前記ポリシランは、種々の公知の方法を用いて調製できる。これらのポリシランを製造するには、例えば、特定の構造単位を有するケイ素含有モノマーを原料として、マグネシウムを還元剤としてハロシラン類を脱ハロゲン縮重合させる方法（「マグネシウム還元法」、ＷＯ９８／２９４７６号公報など）、アルカリ金属の存在下でハロシラン類を脱ハロゲン縮重合させる方法（「キッピング法」、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１０，１２４（１９８８）、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２３，３４２３（１９９０）など）、電極還元によりハロシラン類を脱ハロゲン縮重合させる方法（Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１１６１（１９９０）など）、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．８９７（１９９２）など）、金属触媒の存在下にヒドラジン類を脱水素縮重合させる方法（特開平４−３３４５５１号公報など）、ビフェニルなどで架橋されたジシレンのアニオン重合による方法（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２３，４４９４（１９９０）など）、環状シラン類の開環重合による方法などの方法が挙げられる。

これらの製造方法のうち、得られるポリシランの純度や分子量分布、製造コストや安全性などの工業性の点から、マグネシウム還元法が好ましい。

本発明の樹脂組成物において、ポリシランの割合は、超高分子量ポリエチレン１００重量部に対して、例えば、０．１〜５０重量部（例えば、０．２〜４０重量部）、好ましくは０．３〜３０重量部（例えば、０．５〜２５重量部）、さらに好ましくは１〜２０重量部（例えば、２〜１５重量部）、特に３〜１０重量部程度であってもよい。

［他の樹脂］
本発明の樹脂組成物は、樹脂成分として、超高分子量ポリエチレンに加えて、他の樹脂を含んでいてもよい。前記ポリシランは、超高分子量ポリエチレンに対する分散性に優れ、また、超高分子量ポリエチレンと他の樹脂との相溶性を向上又は改善する作用も有しているようである。このため、本発明では、超高分子量ポリエチレンと他の樹脂とを組み合わせることにより、超高分子量ポリエチレンの特性と他の樹脂の特性とをバランスよく有するポリマーブレンド（ポリマーアロイ）を得ることもできる。また、前記のように、超高分子量ポリエチレンに加えて他の樹脂を含んでいても、ハンドリング性が高く、成形性においても向上できる。

他の樹脂としては、超高分子ポリエチレンに付与する特性に応じて適宜選択できる。このような他の樹脂としては、例えば、付加重合系樹脂［例えば、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリα−Ｃ_２−１０オレフィンなど）、非晶質ポリオレフィン系樹脂（低密度ポリエチレンなどの非晶質ポリオレフィンや、シクロペンタジエン系樹脂やノルボルネン系樹脂などの環状オレフィンなど）、ビニル系樹脂（ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル系樹脂など）、芳香族ビニル系樹脂［ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン樹脂、スチレン−メタクリル酸メチル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）など］、アクリル系樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステルなどの（メタ）アクリル系単量体の単独又は共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体など）、フッ素系樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレンなど）、熱可塑性エラストマー（例えば、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマーなど）など］、縮合重合系樹脂［例えば、ポリカーボネート系樹脂（ビスフェノールＡ型ポリカーボネートなど）、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリＣ_２−１０アルキレンアリレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、これらのコポリエステル、ポリアリレート系樹脂、液晶ポリエステルなど）、ポリアセタール樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリ（チオ）エーテル系樹脂、ポリベンズイミダゾールなどが例示できる。これらの他の樹脂は単独で又は２種以上組み合わせてもよい。

特に、他の樹脂は、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂（例えば、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミドＭＸＤなど）、ポリエステル系樹脂［例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリアルキレンアリレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、強化ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート系樹脂（ビスフェノールＡなどビスフェノール類とフタル酸などの芳香族ジカルボン酸との重縮合物など）、液晶ポリエステルなど］、ポリアセタール樹脂（ポリオキシメチレンホモ又はコポリマーなど）、ポリカーボネート樹脂（例えば、ビスフェノールＡ型ポリカーボネート樹脂なお）、ポリ（チオ）エーテル系樹脂［例えば、ポリフェニレンエーテル系樹脂（例えば、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテルなど）、ポリスルフィド系樹脂（ポリフェニレンスルフィド、ポリビフェニレンスルフィドなど）など］、ポリスルホン系樹脂（例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなど）、ポリケトン系樹脂（ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィドケトンなど）、ポリイミド系樹脂（例えば、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミドなど）、およびフッ素系樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレンなど）から選択された少なくとも１種の樹脂（Ａ）であってもよい。このような樹脂は、本発明の樹脂組成物の耐熱性などを向上させる点で有利である。本発明の樹脂組成物は、溶融流動性が低く、成形が困難又は成形性に乏しい樹脂であっても、効率よく樹脂の流動性、ひいては成形性を改善できるため、このような樹脂と組み合わせると極めて有用である。

特に好ましい他の樹脂（又は樹脂（Ａ））には、ポリプロピレン系樹脂が含まれる。このため、前記他の樹脂は、少なくともポリプロピレン系樹脂で構成されていてもよい。ポリプロピレン系樹脂としては、ポリプロピレン（又はプロピレンホモポリマー）、プロピレンと他の共重合性単量体との共重合体（例えば、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン−１共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン−１共重合体などのプロピレン−α−オレフィン共重合体）などが含まれる。なお、プロピレン−α−オレフィン共重合体において、プロピレンの割合は、モノマー全体に対して７０重量％以上（例えば、７５〜９９．５重量％程度）、好ましくは８０重量％以上（例えば、８５〜９９重量％程度）であってもよい。

ポリプロピレン系樹脂は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。また、ポリプロピレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂以外の他の樹脂とを組み合わせてもよい。

本発明の樹脂組成物において、超高分子量ポリエチレンと他の樹脂（例えば、ポリプロピレン系樹脂などの樹脂（Ａ））との割合は、例えば、前者／後者（重量比）＝９９／１〜１／９９（例えば、９９／１〜３０／７０）、好ましくは９７／３〜４０／６０、さらに好ましくは９５／５〜５０／５０、特に９０／１０〜６０／４０（例えば、９０／１０〜７０／３０）程度であってもよい。

また、本発明の樹脂組成物が、他の樹脂を含む場合、ポリシランの割合は、超高分子量ポリエチレンおよび他の樹脂（例えば、ポリプロピレン系樹脂などの樹脂（Ａ））の総量１００重量部に対して、０．０５〜６０重量部の範囲から選択でき、例えば、０．０５〜４０重量部（例えば、０．１〜３０重量部）、好ましくは０．２〜２５重量部（例えば、０．３〜２０重量部）、さらに好ましくは０．５〜１５重量部（例えば、１〜１２重量部）、特に１〜１０重量部程度であってもよく、通常０．１〜５０重量部程度であってもよい。

なお、本発明の樹脂組成物には、さらに慣用の添加剤、例えば、難燃剤、充填剤、安定剤（例えば、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤など）、可塑剤、軟化剤、界面活性剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤などの添加剤を適宜配合してもよい。これらの添加剤は単独で又は２種以上組み合わせてもよい。

前記のように、本発明では、超高分子量ポリエチレン（およびポリプロピレン系樹脂などの他の樹脂）にポリシランを添加することにより、機械的強度（例えば、引張強度など）を向上できる。そのため、本発明には、少なくとも超高分子量ポリエチレンを含む樹脂系（例えば、超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンおよび他の樹脂で構成された樹脂組成物など）にポリシランを添加し、前記樹脂系の機械的強度（引張強度など）を向上させる方法も含まれる。

前記樹脂組成物は、超高分子量ポリエチレンとポリシランと（必要に応じて他の成分、例えば、前記ポリプロピレン系樹脂などの他の樹脂と）を慣用の方法により混合することによって調製できる。例えば、前記樹脂組成物は、ペレット状などの樹脂（超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンおよび他の樹脂）と前記ポリシランとを溶融混合することにより調製してもよい。

本発明の樹脂組成物は、ポリシランを含んでいるため、超高分子量ポリエチレンで構成されているにもかかわらず、溶融流動性において改善されている。このため、本発明の成形体（樹脂成形体）は、特に、溶融を伴う成形法（例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法、ブロー成形法など）により、前記樹脂組成物を成形して形成できる。特に、本発明では、溶融流動性が向上されており、射出成形、ブロー成形などの成形法であっても成形可能であるため、薄肉や大形状の成形体であっても成形不良を高いレベルで低減して効率よく形成できる。なお、成形体の形状としては、二次元的構造（フィルム、シート、板など）、三次元的構造（例えば、管、棒、チューブ、レザー、中空品など）などが挙げられる。

本発明の樹脂組成物は、ポリシランを含んでいるため、超高分子量ポリエチレンの特性（耐衝撃性など）を有しているとともに、機械的強度（引張強度など）において改善されている。また、ポリシランの添加により、超高分子量ポリエチレンと他の樹脂との相溶性を改善できるため、樹脂成分として、超高分子量ポリエチレンに加えて、他の樹脂（ポリプロピレン系樹脂など）を使用しても、両樹脂の特性を備えたポリマーブレンドを効率よく得ることができる。さらに、ポリシランの添加により、通常、成形性に乏しい超高分子量ポリエチレン（および他の樹脂）を含む樹脂系のハンドリング性も向上できる。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

（比較例１）
超高分子量ポリエチレン（三井化学（株）製、粘度平均分子量（Ｍｖ）４００万）を、（株）東洋精機製作所製「ＬＡＢＯＰＬＡＳＴＯＭＩＬＬ５０Ｍ」を用いて、混練温度２００℃および回転数６０ｒｐｍの条件で２０分間溶融混練し、サンプルを得た。

（実施例１）
超高分子量ポリエチレン（三井化学（株）製、粘度平均分子量（Ｍｖ）４００万）１００重量部に対して、直鎖状ポリメチルフェニルシラン（大阪瓦斯（株）製、重量平均分子量（Ｍｗ）５００）５重量部を含む組成物を、（株）東洋精機製作所製「ＬＡＢＯＰＬＡＳＴＯＭＩＬＬ５０Ｍ」を用いて、混練温度２００℃および回転数６０ｒｐｍの条件で２０分間溶融混練し、サンプルを得た。

（比較例２）
超高分子量ポリエチレン（三井化学（株）製、粘度平均分子量（Ｍｖ）４００万）１００重量部に対して、熱可塑性エラストマー（ＪＳＲ（株）製、密度０．８８ｇ／ｃｍ^３、ガラス転移温度５２℃）５重量部を含む組成物を、（株）東洋精機製作所製「ＬＡＢＯＰＬＡＳＴＯＭＩＬＬ５０Ｍ」を用いて、混練温度２００℃および回転数６０ｒｐｍの条件で２０分間溶融混練し、サンプルを得た。

（実施例２）
超高分子量ポリエチレン（三井化学（株）製、粘度平均分子量（Ｍｖ）４００万）９０重量部と、ポリプロピレン（ＰＲＩＭＥＰＯＬＹＭＥＲ製、重量平均分子量（Ｍｗ）１８万）１０重量部と、直鎖状ポリメチルフェニルシラン（大阪瓦斯（株）製、重量平均分子量（Ｍｗ）５００）５重量部とを含む組成物を、（株）東洋精機製作所製「ＬＡＢＯＰＬＡＳＴＯＭＩＬＬ５０Ｍ」を用いて、混練温度２００℃および回転数６０ｒｐｍの条件で２０分間溶融混練し、サンプルを得た。

（比較例３）
超高分子量ポリエチレン（三井化学（株）製、粘度平均分子量（Ｍｖ）４００万）９０重量部と、ポリプロピレン（ＰＲＩＭＥＰＯＬＹＭＥＲ製、重量平均分子量（Ｍｗ）１８万）１０重量部と、熱可塑性エラストマー（ＪＳＲ（株）製、密度０．８８ｇ／ｃｍ^３、ガラス転移温度５２℃）５重量部とを含む組成物を、（株）東洋精機製作所製「ＬＡＢＯＰＬＡＳＴＯＭＩＬＬ５０Ｍ」を用いて、混練温度２００℃および回転数６０ｒｐｍの条件で２０分間溶融混練し、サンプルを得た。

（実施例３）
超高分子量ポリエチレン（三井化学（株）製、粘度平均分子量（Ｍｖ）４００万）８０重量部と、ポリプロピレン（ＰＲＩＭＥＰＯＬＹＭＥＲ製、重量平均分子量（Ｍｗ）１８万）２０重量部と、直鎖状ポリメチルフェニルシラン（大阪瓦斯（株）製、重量平均分子量（Ｍｗ）５００）５重量部とを含む組成物を、（株）東洋精機製作所製「ＬＡＢＯＰＬＡＳＴＯＭＩＬＬ５０Ｍ」を用いて、混練温度２００℃および回転数６０ｒｐｍの条件で２０分間溶融混練し、サンプルを得た。

（比較例４）
超高分子量ポリエチレン（三井化学（株）製、粘度平均分子量（Ｍｖ）４００万）８０重量部と、ポリプロピレン（ＰＲＩＭＥＰＯＬＹＭＥＲ製、重量平均分子量（Ｍｗ）１８万）２０重量部と、熱可塑性エラストマー（ＪＳＲ（株）製、密度０．８８ｇ／ｃｍ^３、ガラス転移温度５２℃）５重量部とを含む組成物を、（株）東洋精機製作所製「ＬＡＢＯＰＬＡＳＴＯＭＩＬＬ５０Ｍ」を用いて、混練温度２００℃および回転数６０ｒｐｍの条件で２０分間溶融混練し、サンプルを得た。

（実施例４）
超高分子量ポリエチレン（三井化学（株）製、粘度平均分子量（Ｍｖ）４００万）７０重量部と、ポリプロピレン（ＰＲＩＭＥＰＯＬＹＭＥＲ製、重量平均分子量（Ｍｗ）１８万）３０重量部と、直鎖状ポリメチルフェニルシラン（大阪瓦斯（株）製、重量平均分子量（Ｍｗ）５００）５重量部とを含む組成物を、（株）東洋精機製作所製「ＬＡＢＯＰＬＡＳＴＯＭＩＬＬ５０Ｍ」を用いて、混練温度２００℃および回転数６０ｒｐｍの条件で２０分間溶融混練し、サンプルを得た。

（比較例５）
超高分子量ポリエチレン（三井化学（株）製、粘度平均分子量（Ｍｖ）４００万）７０重量部と、ポリプロピレン（ＰＲＩＭＥＰＯＬＹＭＥＲ製、重量平均分子量（Ｍｗ）１８万）３０重量部と、熱可塑性エラストマー（ＪＳＲ（株）製、密度０．８８ｇ／ｃｍ^３、ガラス転移温度５２℃）５重量部とを含む組成物を、（株）東洋精機製作所製「ＬＡＢＯＰＬＡＳＴＯＭＩＬＬ５０Ｍ」を用いて、混練温度２００℃および回転数６０ｒｐｍの条件で２０分間溶融混練し、サンプルを得た。

そして、実施例および比較例で得られた混練サンプルについて、熱変形温度、衝撃強度、および引張破断伸びを測定した。なお、測定は以下の方法によって行った。

（１）熱変形温度測定
熱変形温度測定機「Ｓ３−ＦＨ」（（株）東洋精機製作所製）を用い、測定温度４０〜１００℃、荷重４．５１×１０^−１ＭＰａ、試験片寸法幅１２．７ｍｍ×長さ１１０ｍｍ×厚さ３．２ｍｍで測定した。熱変形温度は、変形量が０．２６ｍｍに達したときの温度とした。

（２）衝撃強度測定
シャルピー衝撃試験機（（株）安田精機製作所製）を用い、ハンマー秤量１Ｊ、試験片温度−１５０℃、試験片寸法幅１０ｍｍ×長さ９０ｍｍ×厚さ３ｍｍ、ノッチ幅２ｍｍで測定した。

（３）引張破断伸び測定
引張試験機「ＥＺＴｅｓｔ」（（株）島津製作所製）を用い、測定温度室温、引張速度３０ｍｍ／ｍｉｎ、チャック間距離２０ｍｍ、試験片形状幅５ｍｍの短冊形で測定した。

結果を表１および表２、表３に示す。

上記結果から明らかなように、超高分子量ポリエチレンにポリシランを添加すると、耐衝撃性を維持したまま、引張強度を大きく向上できた。また、ポリシランを用いると、汎用の相溶化剤を用いた場合に比べて、超高分子量ポリエチレンとポリプロピレンとのポリマーブレンドの耐衝撃性や引張強度を維持できた。さらに、超高分子量ポリエチレンの有している高い耐衝撃性、高い機械的強度をできるだけ損なわずに、耐熱性を向上できることがわかった。

Claims

超高分子量ポリエチレンとポリシランとで構成されている樹脂組成物であって、
ポリシランが、下記式（１）で表される構造単位を有し、１５〜２５℃で液状の直鎖状ポリシランである樹脂組成物。

（式中、Ｒ ^１〜Ｒ ^２は、同一又は相異なって、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、又はアラルキル基を示し、ｘは２以上の整数を示す。）
ポリシランが、Ｒ^１およびＲ^２の少なくとも一方がアリール基である構造単位（１）を有するポリシランで構成されている請求項１記載の樹脂組成物。
ポリシランが、Ｒ^１がアリール基、およびＲ^２がアルキル基又はアリール基である構造単位（１）を有するポリシランで構成されている請求項１記載の樹脂組成物。
ポリシランが平均重合度２〜１０のポリシランである請求項１記載の樹脂組成物。
ポリシランの割合が、超高分子量ポリエチレン１００重量部に対して０．１〜５０重量部である請求項１記載の樹脂組成物。
さらに、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ（チオ）エーテル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリケトン系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびフッ素系樹脂から選択された少なくとも１種の樹脂（Ａ）を含む請求項１記載の樹脂組成物。
樹脂（Ａ）が、少なくともポリプロピレン系樹脂で構成されている請求項６記載の樹脂組成物。
超高分子量ポリエチレンと樹脂（Ａ）との割合が、前者／後者（重量比）＝９５／５〜５０／５０であり、ポリシランの割合が、超高分子量ポリエチレンと樹脂（Ａ）との総量１００重量部に対して０．１〜５０重量部である請求項６記載の樹脂組成物。
超高分子量ポリエチレン、又は超高分子量ポリエチレン及び他の樹脂で構成された樹脂組成物である樹脂系に請求項１記載のポリシランを添加し、前記樹脂系の引張破断伸びを向上させる方法。
請求項１記載の樹脂組成物で形成された成形体。