(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性、超疎水性、親水性、または超親水性表面層の少なくとも１つを用いて、液相と気相を分離するのに適した少なくとも１つのステージを備える遠心圧縮機であって、
前記疎水性および／または超疎水性表面層は、入口ガイドベーン、インペラー、戻り流路直立ハブ、または出口ハブベンドの少なくとも１つの上に配置され、
前記親水性および／または超親水性表面層は、インペラーケーシング、ディフューザーケーシング、出口ケーシングベンド、戻り流路直立ハブ、出口ハブベンド、回収箇所、またはドレーンの少なくとも１つの上に配置される遠心圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮機が１〜１０のステージを有する、請求項１記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
湿性気体混合物が、０体積％超〜最大５体積％の水分含量を含む、請求項１または請求項２記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
乾燥気体を圧縮するように構成された少なくとも１つのステージを含む、前記請求項のいずれか記載の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記親水性および／または超親水性表面層が、金属、セラミック、または金属／セラミック材料を含み、ろう付け合金によって、前記インペラーケーシング、前記ディフューザーケーシング、前記出口ケーシングベンド、前記戻り流路直立ハブ、前記出口ハブベンド、前記回収箇所、または前記ドレーンの少なくとも１つの表面に結合している、前記請求項のいずれか記載の遠心圧縮機。
【請求項６】
前記親水性層が、未水和アルミナ、水和アルミナ、エルビア、イットリア、カルシア、セリア、スカンジア、マグネシア、インジア、イッテルビア、ランタナ、ガドリニア、ネオジミア、サマリア、ジスプロシア、ジルコニア、ユウロピア、ネオジミア、プラセオジミア、ウラニア、ハフニア、イットリア安定化ジルコニア、セリア安定化ジルコニア、カルシア安定化ジルコニア、スカンジア安定化ジルコニア、マグネシア安定化ジルコニア、インジア安定化ジルコニア、イッテルビア安定化ジルコニア、および前述の材料の少なくとも１つを含む組合せからなる群から選択される金属酸化物材料を含む、前記請求項のいずれか記載の遠心圧縮機。
【請求項７】
前記親水性層が、ジルコン酸ガドリニウム、チタン酸ランタン、ジルコン酸ランタン、ジルコン酸イットリウム、ハフニウム酸ランタン、ジルコン酸セリウム、セリウム酸アルミニウム、ハフニウム酸セリウム、ハフニウム酸アルミニウム、およびセリウム酸ランタンを含む、前記請求項のいずれか記載の遠心圧縮機。
【請求項８】
前記疎水性、超疎水性、親水性および／または超親水性表面層が、それぞれの疎水性、超疎水性、親水性および／または超親水性表面層に対してボンドコート層中間物をさらに含む、前記請求項のいずれか記載の遠心圧縮機。
【請求項９】
前記疎水性層が、ベリリウム、マグネシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、レニウム、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、スズ、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、タリウム、鉛、ビスマス、および前述の金属の少なくとも１つを含む組合せからなる群から選択される金属を含む、前記請求項のいずれか記載の遠心圧縮機。
【請求項１０】
前記金属が、チタン、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、アルミニウム−マグネシウム合金、またはこれらの組合せである、請求項９記載の遠心圧縮機。
【請求項１１】
前記疎水性層が、熱硬化性または熱可塑性ポリマーをさらに含む、前記請求項のいずれか記載の遠心圧縮機。
【請求項１２】
前記熱硬化性ポリマーが、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリイミド、シリコーンゴム、不飽和ポリエステル樹脂、および前述の熱硬化性ポリマーの少なくとも１つを含む組合せからなる群から選択される樹脂を含む、請求項１１記載の遠心圧縮機。
【請求項１３】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリシロキサン、ポリカーボネート、ポリオルガノシロキサン−ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ炭酸エステル、ポリスチレン、スチレンコポリマー、スチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）樹脂、ゴム含有スチレングラフトコポリマー、ポリアミド、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、および前述の熱可塑性樹脂の少なくとも１つを含む組合せからなる群から選択される材料である、請求項１１記載の遠心圧縮機。
【請求項１４】
前記疎水性層が表面処理した微粒子充填剤をさらに含む、前記請求項のいずれか記載の遠心圧縮機。
【請求項１５】
遠心圧縮機の少なくとも１つのステージの入口ガイドベーン、インペラー、戻り流路直立ハブ、もしくは出口ハブベンドの少なくとも１つの上に疎水性および／もしくは超疎水性表面層を配置するステップ、および／または
前記少なくとも１つのステージのインペラーケーシング、ディフューザーケーシング、出口ケーシングベンド、戻り流路直立ハブ、出口ハブベンド、回収箇所、もしくはドレーンの少なくとも１つの上に親水性および／もしくは超親水性表面層を配置するステップ
を含む方法であって、前記遠心圧縮機は、湿性気体混合物から液相と気相を分離するのに適している方法。
【請求項１６】
前記親水性層を配置するステップが、蒸発可能な有機結合剤を揮発させるのに有効な温度に前記親水性層を加熱するステップをさらに含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記親水性、超親水性、疎水性、および超疎水性表面層が、ボンドコート層上に配置される、請求項１５または請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記湿性気体混合物が、０体積％超〜最大５体積％の水分含量を有する、請求項１５乃至１７のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、遠心圧縮機およびその製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
広範に使用されている天然ガス田は、ますます高くなっている含水量を特徴とし、湿性気体処理および技術の使用を増やすことが必要となっている。既存のデバイスは、５％より高い体積液体含量（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｏｎｔｅｎｔ）を有する二相混合物をポンピングすることができるが、より低い液体含量については、一般に、大きくて高価な分離器が必要である。軸流圧縮機は、圧縮機の仕事を低減するために噴霧および段間水噴射を使用するが、粒子は通常、１０ｍｍ（ミリメートル）未満に微粒子化され、体積液体含量は０．１％未満であり、蒸発を非常に速くしている。従来の遠心圧縮機または軸流圧縮機は、例えば、ターボ送風機およびターボジェットの立ち上がりまたは停止の間の水（または氷さえ）の摂取などの非従来的な条件下でかなりの液体含量を有する混合物を圧縮するのにも使用される。しかし、たとえ大きい液滴中に分布していても、液体含量がかなりある条件下で連続的かつ長期に稼働させることは困難であり、その理由はインペラーブレードへの液滴の衝撃によって生じる侵食、腐食、ローターの不平衡ならびに／または水とインペラーおよび圧縮機ディフューザーとの間の摩擦の増大による効率の低下によるものである。
【０００３】
従来より、第１の主要な分離ステージは一般に、気体と液体の第１の分離を実施するために、圧縮機の上流で使用され、その後により微細な液滴を分離するために第２の分離ステージが続く。分離ステージは、静的で、圧縮機の外側であっても、動的で、圧縮機の外側ケース内に組み込まれていてもよい。これは、圧縮機がほとんど完全に気体媒体上で稼働することを可能にし、標準的な技法で設計することができる。分離された液体は通常、ポンプで除去される。しかし、これらの装置は一般に大きく、複雑で高価である。
【０００４】
産業において継続中の課題には、標準的な乾燥気体のみの圧縮機および分離器を有するシステムと比較してパワーが吸収されるのを低減すること、上流の分離器のサイズ、重量、およびコストを低減すること、段間分離機の必要性を排除すること、ならびに圧縮機内に組み込まれた回転分離機、または圧縮機の上流の大きい静的な分離器を有するシステムに代えて、多数の湿性気体遠心圧縮機ステージを使用するシステムを考案することが含まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第２００４／０２１１７２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、特に最大５％の体積液体含量について、遠心圧縮機中の湿性気体混合物をより効率的に分離する必要性に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、一実施形態では、遠心圧縮機は、疎水性、超疎水性、親水性、または超親水性表面層の少なくとも１つを用いて液相と気相を分離するのに適した少なくとも１つのステージを備え、疎水性および／または超疎水性表面層は、入口ガイドベーン、インペラー、戻り流路直立ハブ（ｓｔｒａｉｇｈｔ  ｈｕｂ）、または出口ハブベンド（ｅｘｉｔｉｎｇ  ｈｕｂ  ｂｅｎｄ）の少なくとも１つの上に配置され、親水性および／または超親水性表面は、インペラーケーシング、ディフューザーケーシング、出口ケーシングベンド（ｅｘｉｔｉｎｇ  ｃａｓｉｎｇ  ｂｅｎｄ）、戻り流路直立ハブ、出口ハブベンド、回収箇所、またはドレーンのうちの少なくとも１つの上に配置される。
【０００８】
別の実施形態では、方法は、遠心圧縮機の少なくとも１つのステージの入口ガイドベーン、インペラー、戻り流路直立ハブ、もしくは出口ハブベンドの少なくとも１つの上に疎水性および／もしくは超疎水性表面層を配置するステップ、および／または少なくとも１つのステージのインペラーケーシング、ディフューザーケーシング、出口ケーシングベンド、戻り流路直立ハブ、出口ハブベンド、回収箇所、もしくはドレーンの少なくとも１つの上に親水性および／もしくは超親水性表面層を配置するステップを含み、遠心圧縮機は、湿性気体混合物から液相と気相を分離するのに適している。
【０００９】
開示される遠心圧縮機の他の特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明を吟味すると当業者に明らかであり、または明らかになる。
【００１０】
図面において、同様の参照数字は、いくつかの図にわたって対応する部分を指定する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】４つのステージを有する代表的な従来技術による遠心圧縮機の３次元切り取り画像である。
【図２】従来技術による遠心圧縮機の第１ステージの切り取り図の３次元拡大図である。
【図３】３ステージを示す、従来技術による遠心圧縮機の概略断面図である。
【図４】湿性気体混合物に曝される選択された表面上に配置された親水性および疎水性層を有する、開示した遠心圧縮機の１つのステージの概略断面図である。より太い線は、親水性および疎水性層を含む表面を表す。
【図５】親水性または疎水性層と基板金属との間に配置されたボンドコート層を有する遠心層（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ  ｌａｙｅｒ）の選択された表面の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書に開示するのは、一般に、気体−水混合物および２相の気体−液体混合物を処理および輸送するための遠心圧縮機デバイスである。圧縮機は、湿性気体に曝される選択された表面上に疎水性、超疎水性、親水性、および／または超親水性層を使用し、これにより、湿潤条件下で装置の性能が改善される。目的は、スクラバーまたは分離器が前にある乾燥気体用の標準的な遠心圧縮機によって構成される、より複雑なシステムに一般的な、同じ分離効率および操作性を実現することであるが、より小さく、より単純でより安価なスクラバーおよび分離器を使用することによって実現することである。これは、湿潤圧縮機ステージによって可能となり、湿潤圧縮機ステージは、フローストリーム中に限られた量の水を受け入れることによって、上流の分離器に対する負荷を緩和することができる。圧縮機は、例えば、事前に処理することなく輸送され、圧縮される水の含量が大量である混合物、または不十分なサイズの、もしくは不完全な分離手段を特徴とし、大量の液体含量を残す下流の設備を必要とする用途において有用である。より詳細には、このデバイスは、体積が約０％超〜最大約５％の液体含量を含む気体混合物の圧縮が意図されている。
【００１３】
図１は、４つのステージ４６、４８、５０、および５１、インペラー１８、ならびに回転可能シャフト２４を有する代表的な従来技術による遠心圧縮機１０の３次元の切り取り図を表す。より多いまたは少ない数のステージを使用することができる。
【００１４】
図２は、従来技術による遠心圧縮機１０の第１ステージの３次元拡大図であり、通路１４、入口ガイドベーン１６、インペラー１８、インペラーベーン２０、およびディフューザー２６を示している。
【００１５】
図３は、３つのステージ４６、４８および５０を示す従来技術による遠心圧縮機１０の概略断面図である。様々なサイズの水滴を含む、主に気体の混合物は、入口流路１２を通って圧縮機１０のステージ１（４６）に入り、入口ガイドベーン１６を有する通路１４を通って、インペラーベーン２０およびインペラーケーシング２２を含む第１のマルチブレードインペラー１８中へと移動する。インペラー１８は、回転可能シャフト２４に取り付けられている。高回転速度のインペラー１８により、気体は、ディフューザーケーシング２８、およびディフューザー出口ケーシングベンド３０を有するディフューザー２６中へと遠心力で向かう。圧縮されている最中の気体ストリームは、ディフューザー出口ケーシングベンド３０を通り、その後、戻り流路ケーシング３４、戻り流路直立ハブ３６、および渦抑制ベーン（ｄｅｓｗｉｒｌ  ｖａｎｅ）３８を有する戻り流路３２を通過し、気体混合物を出口ハブベンド４０中、および圧縮機１０の第２ステージ４８を代表する別のマルチブレードインペラー４２中へと向かわせる。マルチブレードインペラー４４は、それぞれ、圧縮機１０の第３のステージ５０を代表する。回収箇所５２および５４も示されており、これらは、水膜を内壁から外壁に移行させ、ドレーン５６および５８を介して最終的に除去するのに機能を果たす。
【００１６】
図４は、複数のステージを使用する遠心圧縮機６０の第１ステージの概略図であり、少なくとも１つのステージは、選択された表面であって、その上に配置された疎水性、超疎水性、親水性、および／または超親水性表面層を含む表面を含む。稼働中には、疎水性、超疎水性、親水性、および／または超親水性表面層は、湿性気体ストリームと直接接触する。この実施形態では、入口ガイドベーン６２は、水分液滴サイズを最小にするために疎水性または超疎水性層６４でコーティングされる。これは、インペラーブレードの主な損傷の主原因である、液相液滴のインペラーブレードとの衝撃によって生じる侵食を低減するのに役立つ。同様に、インペラーブレード７０および／またはインペラーハブ７２を含む、インペラー６６の表面は、疎水性および／または超疎水性層６８でコーティングされることによって、インペラーブレード７０およびインペラーハブ７２上に、厚い液膜層が形成するのを回避する。厚い液膜層は、摩擦を増大させ、設計速度三角形分布を変化させるため、効率的な稼働を妨害する。インペラーケーシング７４およびディフューザーケーシング７６は、それぞれ、壁上に液膜が形成するのを促進するために、親水性または超親水性材料７８および８０でコーティングされている。次いでそのような液膜は、曲率半径が、分離された水を排水システム中に回収するように適切に選択された、戻り流路８４の前の出口ケーシングベンド８２に進む。戻り流路ケーシング８６および／または戻り流路直立ハブ８８は、液滴形成をさらに最小限にするために、疎水性および／または超疎水性表面層９０でコーティングされている。第１の回収箇所１０２および第２の回収箇所１００は、液膜が内壁から外壁に移行するのを促進するために、親水性または超親水性表面層でコーティングされている。第１のドレーン９２および第２のドレーン９４はそれぞれ、出口ケーシングベンド８２および／または出口ハブベンド９６から液膜を除去する。出口ハブベンド９６上の親水性または超親水性層９８は、後続のインペラーの上流にある出口ハブベンド９６上の適切に設計された半径と一緒に、残りの液相を回収するのに役立ち、こうしてこの液相は、次ステージの前で、第２のドレーン９４を通じて抽出される。この地点で、二相混合物は、実質的により少ない液体含量を有する。水分分離が依然として必要な場合は、入口ガイドベーン６２の下流の第１のステージと同一の構成を有する追加のステージを続けることができる。さもなければ、残りの遠心のステージは、乾燥気体のみに適応させることができ、それに応じて設計することができる。
【００１７】
疎水性、超疎水性、親水性、および／または超親水性表面層の組合せは、液相から気相を効率的に分離する手段を提供し、液滴の形成を妨げ、インペラーブレード、特に、インペラーブレードの前縁部の侵食を妨害する。分離された液相は、意図的に設計された配管系を通じて、回収および廃棄するか、または代わりに、圧縮の仕事を低減するのに十分有効な様式で中間冷却する目的で、圧縮機の連続ステージ中に、噴霧化によって再挿入することができる。
【００１８】
したがって、一実施形態では、遠心圧縮機は、疎水性、超疎水性、親水性、または超親水性表面層の少なくも１つを用いて液相と気相を分離するのに適した少なくとも１つのステージを備え、疎水性および／または超疎水性表面層は、入口ガイドベーン、インペラー、戻り流路直立ハブ、または出口ハブベンドの少なくとも１つの上に配置され、親水性および／または超親水性表面は、インペラーケーシング、ディフューザーケーシング、出口ケーシングベンド、戻り流路直立ハブ、出口ハブベンド、回収箇所、またはドレーンのうちの少なくとも１つの上に配置される。一実施形態では、遠心圧縮機は、１〜１０のステージを備える。一実施形態では、湿性気体混合物は、約０体積％超〜最大約５体積％の水分含量を含む。
【００１９】
本開示では、固体表面の「液体濡れ性」または「濡れ性」は、表面と表面についた水の液滴との間で起こる相互作用の性質を観察することによって判定される。高い濡れ性を有する表面は、水滴を、表面の比較的広い範囲にわたって広げさせる傾向があり（それによって表面を「濡らしている」）、液滴の表面との静的接触角は、約５度〜約９０度の範囲である。これらは親水性表面と呼ばれる。極端な場合では、液体は、表面にわたって広がって膜になり、約０度〜約５度未満の静的接触角を有する。これらは超親水性表面と呼ばれる。一方、表面が低い濡れ性を有する場合、水は、約９０度超〜約１７５度の静的接触角を有する、しっかり形成された、ボール状の液滴を保持する傾向がある。これらの表面は疎水性表面と呼ばれる。極端な場合では、水は、約１７５度超〜約１８０度の静的接触角を有するほぼ球状の液滴を形成し、液滴は、ほんのわずかな乱れで容易に表面から転げ落ちる。これらの表面は超疎水性と呼ばれる。
【００２０】
一実施形態では、親水性層は、金属、プラスチック、セラミック、ガラス、および前述の充填剤の組合せからなる群から選択される充填剤を含む。これらにはチョーク、ガラス球、ガラス微小球、ケイ灰石などの鉱物繊維、ガラス繊維、炭素繊維、およびセラミック繊維、例えば窒化ケイ素またはカーバイド繊維などが含まれる。一実施形態では、親水性層は、ろう付け合金によって第１の表面に機械的または金属的に結合した、微粉化した、一般に球状の金属、セラミック、または金属／セラミック材料を含む。金属／セラミック親水性層は、金属／セラミック親水性層の全重量に基づいて、約６０ｗｔ％〜約８０ｗｔ％（重量パーセント）の金属／セラミック材料および約２０ｗｔ％〜約４０ｗｔ％のろう付け合金、より具体的には、約７０ｗｔ％〜約８０ｗｔ％の金属／セラミック材料および約２０ｗｔ％〜約３０ｗｔ％のろう付け合金を含む。金属親水性層は、金属親水性層の全重量に基づいて、約８０ｗｔ％〜約９９ｗｔ％の金属材料および約１ｗｔ％〜約２０ｗｔ％のろう付け合金、より具体的には、約９０ｗｔ％〜約９９ｗｔ％の金属材料および約１ｗｔ％〜約２ｗｔ％のろう付け合金を含む。セラミック親水性層は、セラミック親水性層の全重量に基づいて、約４０ｗｔ％〜約７０ｗｔ％のセラミック材料および約３０ｗｔ％〜約６０ｗｔ％のろう付け合金、より具体的には、約５０ｗｔ％〜約６０ｗｔ％のセラミック材料および約４０ｗｔ％〜約５０ｗｔ％のろう付け合金を含む。
【００２１】
親水性を増大させなければならない場合、親水性層の金属基板表面への接着の減少を犠牲にして、金属、金属／セラミック、またはセラミック材料とろう付け合金の比を増加させることができる。反対に、より良好な接着が必要な場合、この比を減らすことができ、これにより親水性が減少する。
【００２２】
圧縮機の金属基板に親水性層が最適に接着するように、金属基板表面と親水性層の間に配置されるボンドコート層も企図されている。
【００２３】
親水性層のための例示的な金属には、アルミニウム、コバルト、ケイ素、マンガン、クロム、チタン、ジルコニウム、鉄、セレン、ニッケル、または前述の金属の少なくとも１つを含む組合せが含まれる。金属は、炭素、ホウ素、リン、硫黄、酸素、窒素、および前述の元素の少なくとも１つを含む組合せからなる群から選択される非金属元素とさらに組み合わせることができる。
【００２４】
ろう付けは、親水性層の成分を一緒に結合させ、これらの成分の様々な界面を密封する。ろう付け作業は、いずれの感知できる残留物も伴わずに、コーティング剤の一時的な有機結合剤を分解する役割を果たすこともできる。ろう付け合金は、親水性層の金属、金属セラミック、またはセラミック粉末を、選択された基板に金属的または機械的に結合する任意の金属ろう付け合金を含むことができる。例示的なろう付け化合物には、Ｗａｌｌ  Ｃｏｌｍｏｎｏｙによって、商標名ＣＯＬＭＯＮＯＹ（登録商標）およびＮＩＣＲＯＢＲＡＺ（登録商標）で販売されている、ニッケルおよびコバルトろう付け化合物が含まれる。しかし、親水性組成物を基板に金属的または機械的に結合する任意の材料が企図されており、ただし、層の接着または望ましい親水性特性に悪影響しないという条件がある。
【００２５】
親水性層のための例示的なセラミック材料は、未水和アルミナ、水和アルミナ、エルビア、イットリア、カルシア、セリア、スカンジア、マグネシア、インジア、イッテルビア、ランタナ、ガドリニア、ネオジミア、サマリア、ジスプロシア、ジルコニア、ユウロピア、ネオジミア、プラセオジミア、ウラニア、ハフニア、イットリア安定化ジルコニア、セリア安定化ジルコニア、カルシア安定化ジルコニア、スカンジア安定化ジルコニア、マグネシア安定化ジルコニア、インジア安定化ジルコニア、イッテルビア安定化ジルコニア、および前述の材料の少なくとも１つを含む組合せからなる群から選択される金属酸化物材料を含む。様々なジルコニアの説明については、例えば、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ’ｓ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、３版、２４巻、８８２〜８８３頁（１９８４）を参照。イットリア安定化ジルコニアは、約１ｗｔ％〜約２０ｗｔ％のイットリア（イットリアおよびジルコニアの合わせた重量に基づいて）、より一般的には約３ｗｔ％〜約１０ｗｔ％のイットリアを含むことができる。これらの化学的に安定化されたジルコニアは、１つまたは複数の第２の金属（例えば、ランタニドまたはアクチニド）酸化物をさらに含むことができる。２０００年２月１５日に発行された米国特許第６，０２５，０７８号（Ｒｉｃｋｅｒｂｙら）、および２００１年１２月２１日に発行された米国特許第６，３３３，１１８号（Ａｌｐｅｒｉｎｅら）を参照。さらに他のセラミック材料として、一般式Ａ２Ｂ２Ｏ７のパイロクロアも挙げられ、式中、Ａは、３＋または２＋の価数を有する金属（例えば、ガドリニウム、アルミニウム、セリウム、ランタン、またはイットリウム）であり、Ｂは、４＋または５＋の価数を有する金属（例えば、ハフニウム、チタン、セリウム、またはジルコニウム）であり、ＡおよびＢの価数の合計は７である。この種類の代表的な材料には、ジルコン酸ガドリニウム、チタン酸ランタン、ジルコン酸ランタン、ジルコン酸イットリウム、ハフニウム酸ランタン、ジルコン酸セリウム、セリウム酸アルミニウム、ハフニウム酸セリウム、ハフニウム酸アルミニウム、およびセリウム酸ランタンが含まれる。他の例は、２０００年９月１２日に発行された米国特許第６，１１７，５６０号（Ｍａｌｏｎｅｙ）、２００１年１月２３日に発行された米国特許第６，１７７，２００号（Ｍａｌｏｎｅｙ）、２００１年９月４日に発行された米国特許第６，２８４，３２３号（Ｍａｌｏｎｅｙ）、２００１年１１月２０日に発行された米国特許第６，３１９，６１４号（Ｂｅｅｌｅ）、および２００２年５月１４日に発行された米国特許第６，３８７，５２６号（Ｂｅｅｌｅ）に開示されている。
【００２６】
他の例示的なセラミック材料として、２００５年１１月１日に発行された米国特許第６，９６０，３９５号、および２００８年４月２９日に発行された米国特許第７，３６４，８０２号に対応する、２００３年１２月３０日に出願された、「ＣＥＲＡＭＩＣ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ  ＵＳＥＦＵＬ  ＦＯＲ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＢＡＲＲＩＥＲ  ＣＯＡＴＩＮＧＳ  ＨＡＶＩＮＧ  ＲＥＤＵＣＥＤ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＩＴＹ」（Ｓｐｉｔｓｂｅｒｇら）という表題の米国非仮出願第１０／７４８，５０８号、および２００３年１２月３０日に出願された、「ＣＥＲＡＭＩＣ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ  ＵＳＥＦＵＬ  ＩＮ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＢＡＲＲＩＥＲ  ＣＯＡＴＩＮＧＳ  ＨＡＶＩＮＧ  ＲＥＤＵＣＥＤ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＩＴＹ」（Ｓｐｉｔｓｂｅｒｇら）という表題の米国非仮出願第１０／７４８，５２０号に開示されたものが挙げられる。これらの参考文献のうちの最初のものに開示されたセラミック組成物は、少なくとも約９１モル％のジルコニア、ならびにイットリア、カルシア、セリア、スカンジア、マグネシア、インジア、イッテルビア、およびこれらの混合物からなる群から選択された第１の金属酸化物、ランタナ、ガドリニア、ネオジミア、サマリア、ジスプロシア、およびこれらの混合物からなる群から選択される三価金属原子の第２の金属酸化物、エルビア、イッテルビア、およびこれらの混合物からなる群から選択される三価金属原子の第３の金属酸化物を含む、最大約９モル％の安定剤成分を含む。一般的に、これらのセラミック組成物は、約９１モル％〜約９７モル％のジルコニア、より一般的には約９２モル％〜約９５モル％のジルコニア、および約３モル％〜約９モル％、より一般的には約５モル％〜約８モル％の安定化成分の組成物を含む。第１の金属酸化物（一般的にイットリア）は、約３モル％〜約６モル％、より一般的には、約３モル％〜約５モル％のセラミック組成物を含むことができる。第２の金属酸化物（一般的にランタナまたはガドリニア）は、約０．２５モル％〜約２モル％、より一般的には、約０．５モル％〜約１．５モル％のセラミック組成物を含むことができる。第３の金属酸化物（一般的にイッテルビア）は、約０．５モル％〜約２モル％、より一般的には、約０．５モル％〜約１．５モル％のセラミック組成物を含むことができ、第２の金属酸化物と第３の金属酸化物の比は一般的に、約０．５モル％〜約２モル％、より一般的には、約０．７５モル％〜約１．３３モル％の範囲である。
【００２７】
さらに他のセラミック組成は、少なくとも約９１モル％のジルコニア、ならびにイットリア、カルシア、セリア、スカンジア、マグネシア、インジア、およびこれらの混合物からなる群から選択される第１の金属酸化物、ならびにランタナ、ガドリニア、ネオジミア、サマリア、ジスプロシア、エルビア、イッテルビア、およびこれらの混合物からなる群から選択される三価金属原子の第２の金属酸化物を含む最大約９モル％の安定剤成分を含むことができる。一般的に、これらのセラミック組成物は、約９１モル％〜約９７モル％のジルコニア、より一般的には、約９２モル％〜約９５モル％のジルコニア、および約３モル〜約９モル％、より一般的には、約５モル％〜約８モル％の定化成分の組成物を含む。第１の金属酸化物（一般的にイットリア）は、約３モル％〜約６モル％、より一般的には、約４モル％〜約５モル％のセラミック組成物を含むことができる。第２の金属酸化物（一般的にランタナ、ガドリニアまたはイッテルビア、より一般的には、ランタナ）は、約０．５モル％〜約４モル％、より一般的には、約０．８モル％〜約２モル％のセラミック組成物を含むことができ、第２の金属酸化物（例えば、ランタナ／ガドリニア／イッテルビア）と第１の金属酸化物（例えば、イットリア）のモル％比は、約０．１〜約０．５、一般的に、約０．１５〜約０．３５、より一般的には、約０．２〜約０．３の範囲である。
【００２８】
一実施形態では、遠心圧縮機の選択された表面は、親水性層または疎水性層の間に配置されるボンドコート層をさらに含む。ボンドコート層は、親水性層または疎水性層が、圧縮機金属基板の選択された表面によりしっかりと接着することを可能にする。選択される表面には、上述した遠心圧縮機表面のいずれも含まれる。図５は、頂部の親水性／超親水性層または疎水性／超親水性層１１０に隣接し、接触した、基板１０４の選択された表面１０６上に配置されたボンドコート層１０８を概略的に例示する。
【００２９】
ボンドコート層は、下にある選択された表面基板を保護する金属耐酸化性材料から形成することができる。ボンドコート層のための例示的な材料として、ＭＣｒＡｌＹ合金（例えば、合金粉末）（Ｍは、金属、例えば、鉄、ニッケル、白金、もしくはコバルトなどを表す）などのオーバーレイボンドコーティング剤、またはＮｉＡｌ（Ｚｒ）オーバーレイコーティング剤、ならびに白金アルミナイドなどの様々な貴金属拡散アルミナイド、ならびにニッケルアルミナイドなどの単純なアルミナイド（すなわち、貴金属を用いないで形成されたもの）が挙げられる。
【００３０】
ボンドコート層は、様々な従来の技法、例えば、無電解めっき、電子ビーム物理気相堆積（ＥＢ−ＰＶＤ）を含めた物理気相堆積（ＰＶＤ）、空気プラズマスプレー（ＡＰＳ）および真空プラズマスプレー（ＶＰＳ）を含めたプラズマスプレー、イオンプラズマ、または高速オキシ燃料（ＨＶＯＦ）スプレー、爆発、もしくはワイヤースプレーなどの他の溶射堆積法、化学気相堆積（ＣＶＤ）、パックセメンテーション、ならびに金属拡散アルミナイドの場合では気相アルミナイジングなど（例えば、１９７９年４月１０日に発行された米国特許第４，１４８，２７５号（Ｂｅｎｄｅｎら）、１９９９年７月２７日に発行された米国特許第５，９２８，７２５号（Ｈｏｗａｒｄら）、および２０００年３月２１日に発行された米国特許第６，０３９，８１０号（Ｍａｎｔｋｏｗｓｋｉら）、ならびにこれらの組合せを参照）のいずれかによって選択された表面上に、塗布、堆積、またはさもなければ形成することができる。一般に、ボンドコート層を堆積させるのにプラズマスプレーまたは拡散技法が使用される場合、厚さは、約２５マイクロメーター〜約５００マイクロメートルの範囲である。ＥＢ−ＰＶＤなどのＰＶＤ技法、または拡散アルミナイドプロセスによって堆積されるボンドコート層については、厚さは、より一般的には、約２５マイクロメートル〜約７５マイクロメートルの範囲内である。
【００３１】
親水性層を塗布する際では、基板表面および／またはボンドコート層への金属的および／または機械的結合が起こるまで、適所に金属、金属／セラミック、セラミック、およびろう付け合金成分を保持するために、コーティング組成物が、蒸発可能な有機結合剤、または一時的結合剤（ｆｕｇｉｔｉｖｅ  ｂｉｎｄｅｒ）をさらに含むことがしばしば望ましい。揮発性有機結合剤の正確な量は、有機結合剤がアセンブリープロセスにおいて燃え尽きるか、または蒸発するするという点で特に決定的ではない。
【００３２】
蒸発可能な有機結合剤は、任意の組成を有することができ、ただし、選択された表面、または存在する場合、ボンドコート層への親水性層の接着に悪影響せず、有機結合剤は、親水性層の水膜形成特性に悪影響せず、有機結合剤は、ろう付け温度、例えば、５００℃〜７００℃で完全に熱分解して残留物をほとんど残さないという条件がある。例示的な有機結合剤として、セルロース誘導体、アクリル樹脂、多価アルコール、ポリアクリルアミド、ポリエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、および他のアセテート、ならびにこれらの混合物が挙げられる。
【００３３】
水膜の形成を可能にすることにおける親水性層の利点は、最低限でも、親水性層を欠いている遠心圧縮機と比較して、湿性気体混合物中で気相から液相を分離することにおいて、インペラーに対する侵食が低減し、効率が改善し、したがって分離プロセスのパワーが下がり、効率が改善するという観点から認識される。
【００３４】
別の実施形態では、遠心圧縮機の選択された表面は、非一時的有機結合剤の架橋されたネットワーク、および上述した充填剤の少なくとも１つを含む親水性層を含み、有機結合剤は熱的分解を受けない。この実施形態では、親水性層は、約３００℃超の温度に曝されない。有機結合剤は、任意の親水性熱可塑性または親水性熱硬化性物質を含むことができ、ただし、親水性層の接着特性および湿潤膜形成特性に悪影響しないという条件がある。
【００３５】
開示される圧縮機は、１つまたは複数の表面であって、その上に配置された疎水性または超疎水性層を含む表面も含む。一実施形態では、疎水性または超疎水性層は、金属、プラスチック、セラミック、ガラス、および前述の充填剤の組合せからなる群から選択される充填剤を含む。
【００３６】
疎水性層のための例示的な金属充填剤には、ベリリウム、マグネシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、レニウム、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、スズ、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、タリウム、鉛、ビスマス、および前述の金属の少なくとも１つを含む組合せからなる群から選択されるものが含まれる。特に、金属充填剤は、チタン、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、またはこれらの組合せである。さらにより具体的には、金属充填剤は、アルミニウム−マグネシウム合金、特に好ましくはＡｌＭｇ３である。
【００３７】
一実施形態では、疎水性層は、熱硬化性または熱可塑性樹脂をさらに含む。例示的な熱硬化性樹脂として、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリイミド、シリコーンゴムおよび不飽和ポリエステル樹脂、または前述の熱硬化性樹脂の少なくとも１つを含む組合せが挙げられる。
【００３８】
例示的な熱可塑性樹脂として、熱可塑性ポリオレフィン、例えば、ポリプロピレンもしくはポリエチレン、ポリカーボネート、ポリ炭酸エステル、ポリエステル（例えば、ポリ（ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、もしくはポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリスチレン、スチレンコポリマー、スチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）樹脂、ゴム含有スチレングラフトコポリマー、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）ポリマー、ポリアミド、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、または前述の熱可塑性樹脂の少なくとも１つを含む組合せが挙げられる。
【００３９】
例示的なポリオレフィンには、高密度および低密度、すなわち、約０．９１ｇ／ｃｍ３〜約０．９７ｇ／ｃｍ３の密度のポリエチレン、または約１０，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１，０００，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有するポリプロピレンが含まれる。
【００４０】
オレフィンのさらなるα−オレフィンとの他のコポリマー、例えば、エチレンのブテン、ヘキセンおよび／またはオクテンとのポリマー、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニルコポリマー）、ＥＢＡ（エチレン−アクリル酸エチルコポリマー）、ＥＥＡ（エチレン−ブチルアクリレートコポリマー）、ＥＡＳ（アクリル酸−エチレンコポリマー）、ＥＶＫ（エチレン−ビニルカルバゾールコポリマー）、ＥＰＢ（エチレン−プロピレンブロックコポリマー）、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンコポリマー）、ＰＢ（ポリブチレン）、ＰＭＰ（ポリ−メチルペンテン）、ＰＩＢ（ポリイソブチレン）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンコポリマー）、ポリイソプレン、メチル−ブチレンコポリマー、イソプレン−イソブチレンコポリマーなども企図されている。
【００４１】
本明細書で使用する場合、用語「ポリカーボネート」は、式（１）の繰り返しの構造的なカーボネート単位を有する組成物を意味する：
【００４２】
【化１】
0005555228.tif 000002
（式中、Ｒ１基の総数の少なくとも約６０パーセントは芳香族部分を含有し、その残りは、脂肪族、脂環式、または芳香族である）。一実施形態では、各Ｒ１はＣ６〜３０芳香族基であり、すなわち、少なくとも１つの芳香族部分を含有する。Ｒ１は、式ＨＯ−Ｒ１−ＯＨ、特に、式（２）のジヒドロキシ化合物から得ることができる：
ＨＯ−Ａ１−Ｙ１−Ａ２−ＯＨ  （２）
（式中、Ａ１およびＡ２のそれぞれは単環式二価の芳香族基であり、Ｙ１は単結合、またはＡ１とＡ２を分離する１つまたは複数の原子を有する架橋基である）。例示的な実施形態では、１個の原子がＡ１とＡ２を分離する。特に、各Ｒ１は、式（３）のジヒドロキシ芳香族化合物から得ることができる
【００４３】
【化２】
0005555228.tif 000003
（式中、ＲａおよびＲｂはそれぞれ、ハロゲンまたはＣ１〜１２アルキル基を表し、同じであっても、異なっていてもよく、ｐおよびｑはそれぞれ独立に０〜４の整数である）。ｐが０であるとき、Ｒａは水素であり、同様にｑが０であるとき、Ｒｂは水素であることが理解されよう。また式（３）において、Ｘａは、２つのヒドロキシ置換芳香族基を結合している架橋基を表し、架橋基および各Ｃ６アリーレン基のヒドロキシ置換基は、Ｃ６アリーレン基上で互いにオルト、メタ、またはパラ（特にパラ）で配置されている。一実施形態では、架橋基Ｘａは、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、−Ｃ（Ｏ）−、またはＣ１〜１８有機基である。Ｃ１〜１８有機架橋基は、環式または非環式、芳香族または非芳香族とすることができ、ヘテロ原子、例えば、ハロゲン、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、またはリンなどをさらに含むことができる。Ｃ１〜１８有機基は、これに結合したＣ６アリーレン基が、共通のアルキリデン炭素、またはＣ１〜１８有機架橋基の異なる炭素にそれぞれ結合されるように配置することができる。一実施形態では、ｐおよびｑはそれぞれ１であり、ＲａおよびＲｂはそれぞれ、各アリーレン基上のヒドロキシ基に対してメタに配置されたＣ１〜３アルキル基、特にメチルである。
【００４４】
一実施形態では、Ｘａは、置換または非置換のＣ３〜１８シクロアルキリデン、式−Ｃ（Ｒｃ）（Ｒｄ）−のＣ１〜２５アルキリデン（ＲｃおよびＲｄはそれぞれ独立に水素、Ｃ１〜１２アルキル、Ｃ１〜１２シクロアルキル、Ｃ７〜１２アリールアルキル、Ｃ１〜１２ヘテロアルキル、もしくは環式のＣ７〜１２ヘテロアリールアルキルである）、または式−Ｃ（＝Ｒｅ）−の基（Ｒｅは、二価のＣ１〜１２炭化水素基である）である。この種類の例示的な基として、メチレン、シクロヘキシルメチレン、エチリデン、ネオペンチリデン、およびイソプロピリデン、ならびに２−［２．２．１］−ビシクロヘプチリデン、シクロヘキシリデン、シクロペンチリデン、シクロドデシリデン、およびアダマンチリデンが挙げられる。Ｘａが置換シクロアルキリデンである具体例は、式（４）のシクロヘキシリデン架橋、アルキル置換ビスフェノールである
【００４５】
【化３】
0005555228.tif 000004
（式中、Ｒａ’およびＲｂ’はそれぞれ独立にＣ１〜１２アルキルであり、ＲｇはＣ１〜１２アルキル、またはハロゲンであり、ｒおよびｓはそれぞれ独立に１〜４であり、ｔは０〜１０である）。特定の実施形態では、Ｒａ’およびＲｂ’のそれぞれの少なくとも１つは、シクロヘキシリデン架橋基に対してメタに配置されている。置換基Ｒａ’、Ｒｂ’、およびＲｇは、適切な数の炭素原子を含むとき、直鎖、環式、二環式、分岐、飽和、または不飽和とすることができる。一実施形態では、Ｒａ’およびＲｂ’はそれぞれ独立にＣ１〜４アルキルであり、ＲｇはＣ１〜４アルキルであり、ｒおよびｓはそれぞれ１であり、ｔは０〜５である。別の特定の実施形態では、Ｒａ’、Ｒｂ’、およびＲｇはそれぞれメチルであり、ｒおよびｓはそれぞれ１であり、ｔは０ないし３である。シクロヘキシリデン架橋ビスフェノールは、２モルのｏ−クレゾールと１モルのシクロヘキサノンとの反応性生物である場合がある。別の例示的な実施形態では、シクロヘキシリデン架橋ビスフェノールは、２モルのクレゾールと１モルの水素化イソホロン（例えば、１，１，３−トリメチル−３−シクロヘキサン−５−オン）との反応性生物である。そのようなシクロヘキサン含有ビスフェノール、例えば、２モルのフェノールと１モルの水素化イソホロンとの反応性生物は、高ガラス転移温度および高熱変形温度を有するポリカーボネートポリマーを作製するのに有用である。シクロヘキシルビスフェノール含有ポリカーボネート、または他のビスフェノールポリカーボネートとともに前述のうちの少なくとも１つを含む組合せは、ＡＰＥＣ（登録商標）という商標名でＢａｙｅｒ  Ｃｏ．より供給されている。
【００４６】
別の実施形態では、ＸａはＣ１〜１８アルキレン基、Ｃ３〜１８シクロアルキレン基、縮合Ｃ６〜１８シクロアルキレン基、または式−Ｂ１−Ｗ−Ｂ２−（式中、Ｂ１およびＢ２は、同じ、または異なるＣ１〜６アルキレン基であり、ＷはＣ３〜１２シクロアルキリデン基、またはＣ６〜１６アリーレン基である）の基である。
【００４７】
Ｘａは式（５）の、置換Ｃ３〜１８シクロアルキリデンであってもよい：
【００４８】
【化４】
0005555228.tif 000005
（式中、Ｒｒ、Ｒｐ、Ｒｑ、およびＲｔは独立して水素、ハロゲン、酸素、またはＣ１〜１２有機基であり、Ｉは直接結合、炭素、または二価の酸素、硫黄、または−Ｎ（Ｚ）−（Ｚは水素、ハロゲン、ヒドロキシ、Ｃ１〜１２アルキル、Ｃ１〜１２アルコキシ、もしくはＣ１〜１２アシルである）であり、ｈは０〜２であり、ｊは１または２であり、ｉは０または１の整数であり、ｋは０〜３の整数であり、ただし、Ｒｒ、Ｒｐ、Ｒｑ、およびＲｔのうちの少なくとも２つは一緒になって、縮合脂環式、芳香族、または芳香族複素環である）。縮合環が芳香族である場合、式（５）で示した環は、環が縮合している箇所で不飽和炭素間結合を有することが理解されよう。ｋが１であり、ｉが０であるとき、式（５）で示した環は４個の炭素原子を含有し、ｋが２であるとき、式（５）で示した環は５個の炭素原子を含有し、ｋが３であるとき、環は６個の炭素原子を含有する。一実施形態では、２つの隣接する基（例えば、ＲｑおよびＲｔが一緒になって）芳香族基を形成し、別の実施形態では、ＲｑおよびＲｔは一緒になって１つの芳香族基を形成し、ＲｒおよびＲｐは一緒になって第２の芳香族基を形成する。ＲｑおよびＲｔが一緒になって芳香族基を形成するとき、Ｒｐは、二重結合の酸素原子、すなわち、ケトンとなり得る。
【００４９】
式ＨＯ−Ｒ１−ＯＨの他の有用な芳香族ジヒドロキシ化合物には、式（６）の化合物
【００５０】
【化５】
0005555228.tif 000006
（式中、各Ｒｈは独立して、ハロゲン原子、Ｃ１〜１０ヒドロカルビル、例えば、Ｃ１〜１０アルキル基、ハロゲン置換Ｃ１〜１０アルキル基、Ｃ６〜１０アリール基、またはハロゲン置換Ｃ６〜１０アリール基などであり、ｎは０〜４である）が含まれる。ハロゲンは一般に臭素である。
【００５１】
特定の芳香族ジヒドロキシ化合物のいくつかの例示的な例には、以下のものが含まれる：４，４’−ジヒドロキシビフェニル、１，６−ジヒドロキシナフタレン、２，６−ジヒドロキシナフタレン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−ナフチルメタン、１，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルエタン、２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−（３−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、１，１−ビス（ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）イソブテン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロドデカン、ｔｒａｎｓ−２，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−ブテン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）アダマンタン、α，α’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）トルエン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）アセトニトリル、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−エチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｎ−プロピル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−イソプロピル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓｅｃ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−シクロヘキシル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−アリル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−メトキシ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，１−ジクロロ−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エチレン、１，１−ジブロモ−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エチレン、１，１−ジクロロ−２，２−ビス（５−フェノキシ−４−ヒドロキシフェニル）エチレン、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−ブタノン、１，６−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，６−ヘキサンジオン、エチレングリコールビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオリン、２，７−ジヒドロキシピレン、６，６’−ジヒドロキシ−３，３，３’，３’−テトラメチルスピロ（ビス）インダン（「スピロビインダンビスフェノール」）、３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミド、２，６−ジヒドロキシジベンゾ−ｐ−ジオキシン、２，６−ジヒドロキシチアントレン、２，７−ジヒドロキシフェノキサチン、２，７−ジヒドロキシ−９，１０−ジメチルフェナジン、３，６−ジヒドロキシジベンゾフラン、３，６−ジヒドロキシジベンゾ��オフェン、および２，７−ジヒドロキシカルバゾール、レソルシノール、置換レソルシノール化合物、例えば５−メチルレソルシノール、５−エチルレソルシノール、５−プロピルレソルシノール、５−ブチルレソルシノール、５−ｔ−ブチルレソルシノール、５−フェニルレソルシノール、５−クミルレソルシノール、２，４，５，６−テトラフルオロレソルシノール、２，４，５，６−テトラブロモレソルシノールなど；カテコール；ヒドロキノン；置換ヒドロキノン、例えば、２−メチルヒドロキノン、２−エチルヒドロキノン、２−プロピルヒドロキノン、２−ブチルヒドロキノン、２−ｔ−ブチルヒドロキノン、２−フェニルヒドロキノン、２−クミルヒドロキノン、２，３，５，６−テトラメチルヒドロキノン、２，３，５，６−テトラ−ｔ−ブチルヒドロキノン、２，３，５，６−テトラフルオロヒドロキノン、２，３，５，６−テトラブロモヒドロキノンなど、前述のジヒドロキシ化合物の少なくとも１つを含む組合せ。
【００５２】
式（３）のビスフェノール化合物の具体例として、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（「ビスフェノールＡ」または「ＢＰＡ」とも呼ばれる）、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−１−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）プロパン、３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミジン、２−フェニル−３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミジン（ＰＰＰＢＰ）、および１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）シクロヘキサン（ＤＭＢＰＣ）が挙げられる。前述のジヒドロキシ化合物の少なくとも１つを含む組合せも使用することができる。特定の一実施形態では、ポリカーボネートは、ビスフェノールＡに由来する線状ホモポリマーであり、式（３）において、Ａ１およびＡ２のそれぞれはｐ−フェニレンであり、Ｙ１はイソプロピリデンである。
【００５３】
ポリカーボネートは、２５℃でクロロホルム中で求めた場合、１グラム当たり約０．３〜約１．５デシリットル（ｄｌ／ｇｍ）、特に約０．４５〜約１．０ｄｌ／ｇｍの固有粘度を有することができる。ポリカーボネートは、架橋スチレン−ジビニルベンゼンカラムを使用してゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定し、ポリカーボネート参照物に対して較正した場合、約１０，０００〜約２００，０００ダルトン、特に約２０，０００〜約１００，０００ダルトンの重量平均分子量を有することができる。ＧＰＣ試料は、約１ｍｇ／ｍｌの濃度で調製され、約１．５ｍｌ／分の流速で溶出される。
【００５４】
「ポリカーボネート」には、本明細書で使用する場合、ホモポリカーボネート（ポリマー中の各Ｒ１が同じである）、カーボネート中に異なるＲ１部分を含むコポリマー（「コポリカーボネート」と本明細書で呼ばれる）、カーボネート単位およびエステル単位などの他の種類のポリマー単位を含むコポリマー、ならびにホモポリカーボネートおよび／またはコポリカーボネートの少なくとも１つを含む組合せがさらに含まれる。本明細書で使用する場合、「組合せ」は、ブレンド、混合物、合金、反応生成物などを含む。
【００５５】
特定の種類のコポリマーは、ポリエステル−ポリカーボネートとしても知られるポリ炭酸エステルである。そのようなコポリマーは、式（１）の反復カーボネート鎖単位に加えて、式（７）の反復単位をさらに含有する：
【００５６】
【化６】
0005555228.tif 000007
（式中、Ｊは、ジヒドロキシ化合物に由来する二価の基であり、例えば、Ｃ２〜１０アルキレン基、Ｃ６〜２０脂環式基、Ｃ６〜２０芳香族基、またはポリオキシアルキレン基とすることができ、アルキレン基は、２〜約６個の炭素原子、特に２、３、または４個の炭素原子を含有し、Ｔは、ジカルボン酸に由来する二価の基であり、例えば、Ｃ２〜１０アルキレン基、Ｃ６〜２０脂環式基、Ｃ６〜２０アルキル芳香族基、またはＣ６〜２０芳香族基とすることができる）。異なるＴ基および／またはＪ基の組合せを含有するコポリエステルを使用することができる。ポリエステルは、分岐であっても、線状であってもよい。
【００５７】
一実施形態では、Ｊは、直鎖、分岐鎖、または環式（多環式を含む）構造を有するＣ２〜３０アルキレン基である。別の実施形態では、Ｊは、上記式（３）の芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する。別の実施形態では、Ｊは、上記式（４）の芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する。別の実施形態では、Ｊは、上記式（６）の芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する。
【００５８】
ポリエステル単位を調製するのに使用することができる例示的な芳香族ジカルボン酸として、イソフタル酸もしくはテレフタル酸、１，２−ジ（ｐ−カルボキシフェニル）エタン、４，４’−ジカルボキシジフェニルエーテル、４，４’−ビス安息香酸など、または前述の酸の少なくとも１つを含む組合せが挙げられる。縮合環を含有する酸、例えば、１，４−、１，５−、または２，６−ナフタレンジカルボン酸なども存在することができる。例示的なジカルボン酸には、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸など、または前述の酸の少なくとも１つを含む組合せが含まれる。特定のジカルボン酸は、イソフタル酸とテレフタル酸の重量比が約９１：９〜約２：９８である、イソフタル酸およびテレフタル酸の組合せを含む。別の特定の実施形態では、ＪはＣ２〜６アルキレン基であり、Ｔは、ｐ−フェニレン、ｍ−フェニレン、ナフタレン、二価の脂環式基、またはこれらの組合せである。この分類のポリエステルには、ポリ（アルキレンテレフタレート）が含まれる。
【００５９】
コポリマー中のエステル単位とカーボネート単位のモル比は、最終的な組成物の所望の特性に応じて非常に広くなる場合があり、例えば、１：９９〜９９：１、特に１０：９０〜９０：１０、より具体的には２５：７５〜７５：２５とすることができる。
【００６０】
特定の実施形態では、ポリエステル−ポリカーボネートのポリエステル単位は、イソフタル二酸およびテレフタル二酸（またはこれらの誘導体）とレソルシノールとの組合せの反応から得られる。別の特定の実施形態では、ポリエステル−ポリカーボネートのポリエステル単位は、イソフタル酸およびテレフタル酸とビスフェノールＡとの組合せの反応から得られる。特定の実施形態では、ポリカーボネート単位は、ビスフェノールＡから得られる。別の特定の実施形態では、ポリカーボネート単位は、レソルシノールおよびビスフェノールＡから、１：９９〜９９：１のレソルシノールカーボネート単位とビスフェノールＡカーボネート単位のモル比で得られる。
【００６１】
ポリカーボネートは、界面重合および溶融重合などの方法によって製造することができる。界面重合についての反応条件は変動し得るが、例示的なプロセスでは、一般に、制御されたｐＨ条件、例えば、約８〜約１２の下で、苛性ソーダまたは炭酸カリウムの水溶液中に二価フェノール反応物を溶解または分散させ、水不混和性溶媒媒質に得られた混合物を添加し、トリエチルアミンおよび／または相間移動触媒などの触媒の存在下で、この反応物をカーボネート前駆体と接触させる。最も一般に使用される水不混和性溶媒には、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼン、トルエンなどが含まれる。
【００６２】
例示的なカーボネート前駆体には、臭化カルボニルもしくは塩化カルボニルなどのハロゲン化カルボニル、または二価フェノール（例えば、ビスフェノールＡ、ヒドロキノンなどのビスクロロホルメート）、もしくはグリコール（例えば、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコールなどのビスハロホルメート）のビスハロホルメートなどのハロホルメートが含まれる。前述の種類のカーボネート前駆体の少なくとも１つを含む組合せも使用することができる。例示的な実施形態では、カーボネート結合を形成するための界面重合反応には、カーボネート前駆体としてホスゲンが使用され、ホスゲン化反応と呼ばれる。
【００６３】
使用することができる相間移動触媒の中では、式（Ｒ３）４Ｑ＋Ｘの触媒であり、式中、各Ｒ３は、同じか、または異なっており、Ｃ１〜１０アルキル基であり、Ｑは窒素またはリン原子であり、Ｘは、ハロゲン原子、またはＣ１〜８アルコキシ基、もしくはＣ６〜１８アリールオキシ基である。例示的な相間移動触媒には、例えば、［ＣＨ３（ＣＨ２）３］４ＮＸ、［ＣＨ３（ＣＨ２）３］４ＰＸ、［ＣＨ３（ＣＨ２）５］４ＮＸ、［ＣＨ３（ＣＨ２）６］４ＮＸ、［ＣＨ３（ＣＨ２）４］４ＮＸ、ＣＨ３［ＣＨ３（ＣＨ２）３］３ＮＸ、およびＣＨ３［ＣＨ３（ＣＨ２）２］３ＮＸが含まれ、式中、ＸはＣｌ−、Ｂｒ−、Ｃ１〜８アルコキシ基、またはＣ６〜１８アリールオキシ基である。相間移動触媒の有効量は、ホスゲン化混合物中のビスフェノールの重量に基づいて、約０．１〜約１０ｗｔ％となり得る。別の実施形態では、相間移動触媒の有効量は、ホスゲン化混合物中のビスフェノールの重量に基づいて、約０．５〜約２ｗｔ％となり得る。
【００６４】
ポリカーボネート組成中で有用である場合、すべての種類のポリカーボネート末端基が企図され、ただしそのような末端基は、組成物の所望の疎水性特性または接着特性に著しく悪影響しないという条件がある。
【００６５】
分岐ポリカーボネートブロックは、重合の間に分岐剤を添加することによって調製することができる。これらの分岐剤は、ヒドロキシル、カルボキシル、カルボン酸無水物、ハロホルミル、および前述の官能基の混合物から選択される、少なくとも３つの官能基を含有する多官能性有機化合物を含む。具体例として、トリメリット酸、トリメリット酸無水物、トリメリット酸トリクロリド、トリス−ｐ−ヒドロキシフェニルエタン、イサチン−ビスフェノール、トリスフェノールＴＣ（１，３，５−トリス（（ｐ−ヒドロキシフェニル）イソプロピル）ベンゼン）、トリスフェノールＰＡ（４（４（１，１−ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）−エチル）α，α−ジメチルベンジル）フェノール）、４−クロロホルミル無水フタル酸、トリメシン酸、およびベンゾフェノンテトラカルボン酸が挙げられる。分岐剤は、約０．０５ｗｔ％〜約２．０ｗｔ％の濃度で添加することができる。線状ポリカーボネートおよび分岐ポリカーボネートを含む混合物を使用することができる。
【００６６】
連鎖停止剤（ｃｈａｉｎ  ｓｔｏｐｐｅｒ）（キャッピング剤とも呼ばれる）を重合の間に含めることができる。連鎖停止剤は分子量増加速度を制限し、したがってポリカーボネート中の分子量を制御する。例示的な連鎖停止剤には、ある特定のモノフェノール化合物、モノカルボン酸クロリド、および／またはモノクロロホルメートが含まれる。モノフェノール連鎖停止剤は、フェノールなどの単環式フェノール、ならびにＣ１〜Ｃ２２アルキル置換フェノール、例えば、ｐ−クミル−フェノール、レソルシノールモノベンゾエート、ならびにｐ−および３級−ブチルフェノールなど；ならびにｐ−メトキシフェノールなどのジフェノールのモノエーテルによって例示される。８〜９個の炭素原子を有する分岐鎖アルキル置換基を含むアルキル置換フェノールも企図されている。ある特定のモノフェノールＵＶ吸収剤、例えば、４−置換−２−ヒドロキシベンゾフェノンおよびその誘導体、サリチル酸アリール、レソルシノールモノベンゾエートなどのジフェノールのモノエステル、２−（２−ヒドロキシアリール）−ベンゾトリアゾールおよびその誘導体、２−（２−ヒドロキシアリール）−１，３，５−トリアジンおよびその誘導体などもキャッピング剤として使用することができる。
【００６７】
モノカルボン酸クロリドも連鎖停止剤として使用することができる。これらとして、単環式モノカルボン酸クロリド、例えば、塩化ベンゾイル、Ｃ１〜Ｃ２２アルキル置換塩化ベンゾイル、塩化トルオイル、ハロゲン置換塩化ベンゾイル、塩化ブロモベンゾイル、塩化シンナモイル、４−ナドイミドベンゾイルクロリド（ｎａｄｉｍｉｄｏｂｅｎｚｏｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、およびこれらの組合せなど；多環式モノカルボン酸クロリド、例えば、トリメリット酸無水物クロリド、および塩化ナフトイルなど；ならびに単環式および多環式モノカルボン酸クロリドの組合せが挙げられる。約２２個以下の炭素原子を有する脂肪族モノカルボン酸の塩化物は、有用である。脂肪族モノカルボン酸の官能性塩化物、例えば塩化アクリロイルおよび塩化メタクリオイル（ｍｅｔｈａｃｒｙｏｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）なども有用である。単環式モノクロロホルメート、例えば、フェニルクロロホルメート、アルキル置換フェニルクロロホルメート、ｐ−クミルフェニルクロロホルメート、トルエンクロロホルメート、およびこれらの組合せなどを含めたモノクロロホルメートも有用である。
【００６８】
あるいは、ポリカーボネートを製造するのに溶融プロセスを使用することができる。一般に、溶融重合プロセスでは、ポリカーボネートは、均一な分散物を形成するために、ＢＡＮＢＵＲＹ（登録商標）ミキサー、２軸押出機などにおいてエステル交換触媒の存在下で、ジヒドロキシ反応物（複数可）および炭酸ジフェニルなどの炭酸ジアリールエステルを、溶融状態で共反応させることによって調製することができる。揮発性一価フェノールは、蒸留によって溶融反応物から除去され、ポリマーが溶融残留物として単離される。ポリカーボネートを製造するための特に有用な溶融プロセスでは、アリール上に電子求引性置換基を有する炭酸ジアリールエステルが使用される。電子求引性置換基を有する特に有用な炭酸ジアリールエステルの例として、ビス（４−ニトロフェニル）カーボネート、ビス（２−クロロフェニル）カーボネート、ビス（４−クロロフェニル）カーボネート、ビス（メチルサリチル）カーボネート、ビス（４−メチルカルボキシルフェニル）カーボネート、ビス（２−アセチルフェニル）カルボキシレート、ビス（４−アセチルフェニル）カルボキシレート、または前述のエステルの少なくとも１つを含む組合せが挙げられる。さらに、有用なエステル交換触媒として、式（Ｒ３）４Ｑ＋Ｘの相関移動触媒を挙げることができ、各Ｒ３、Ｑ、およびＸは上記に定義した通りである。例示的なエステル交換触媒には、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化メチルトリブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムアセテート、水酸化テトラブチルホスホニウム、テトラブチルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムフェノレート、または前述の少なくとも１つを含む組合せが含まれる。
【００６９】
ポリエステル−ポリカーボネートは、界面重合によっても調製することができる。ジカルボン酸またはジオールをそれ自体で利用するよりむしろ、酸またはジオールの反応性誘導体、例えば、対応する酸ハロゲン化物、特に、酸二塩化物および酸二臭化物などを使用することができる。したがって例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、または前述の酸の少なくとも１つを含む組合せを使用する代わりに、二塩化イソフタロイル、二塩化テレフタロイル、または前述の二塩化物の少なくとも１つを含む組合せを使用することができる。
【００７０】
上述したポリカーボネートに加えて、ポリカーボネートの他の熱可塑性ポリマーとの組合せ、例えば、ホモポリカーボネートおよび／またはポリカーボネートコポリマーのポリエステルとの組合せも使用することができる。有用なポリエステルとして、例えば、式（７）の反復単位を有するポリエステルを挙げることができ、これには、ポリ（ジカルボン酸アルキレン）、液晶ポリエステル、およびポリエステルコポリマーが含まれる。本明細書に記載されるポリエステルは一般に、ブレンドされるとき、ポリカーボネートと完全に混和性である。
【００７１】
ポリエステルは、上述したような界面重合もしくは溶融プロセス縮合、溶液相縮合、または例えば、ジメチルテレフタレートなどのジアルキルエステルを、酸触媒作用を使用してエチレングリコールとエステル交換することによって、ポリ（エチレンテレフタレート）を生成することができるエステル交換重合によって得ることができる。分岐剤、例えば、３個以上のヒドロキシル基を有するグリコール、または三官能性もしくは多官能性カルボン酸が組み込まれた分岐ポリエステルを使用することができる。さらに、組成物の究極の最終用途に応じて、ポリエステル上に様々な濃度の酸およびヒドロキシル末端基を有することが望ましい場合がある。
【００７２】
例示的なポリエステルには、ポリ（アルキレンアリーレート）、およびポリ（シクロアルキレンジエステル）を含めた芳香族ポリエステル、ポリ（アルキレンエステル）が含まれる。芳香族ポリエステルは、式（７）によるポリエステル構造を有することができ、式中、ＪおよびＴは、先に述べたようにそれぞれ芳香族基である。芳香族ポリエステルには、例えば、ポリ（イソフタレート−テレフタレート−レソルシノール）エステル、ポリ（イソフタレート−テレフタレート−ビスフェノールＡ）エステル、ポリ［（イソフタレート−テレフタレート−レソルシノール）エステル−コ−（イソフタレート−テレフタレート−ビスフェノールＡ）］エステル、またはこれらの少なくとも１つを含む組合せも含まれる。コポリエステルを製造するために、ポリエステルの全重量に基づいて、軽微な量、例えば、約０．５〜約１０重量パーセントの脂肪族二酸および／または脂肪族ポリオールに由来する単位を有する芳香族ポリエステルも企図されている。ポリ（アルキレンアリーレート）は、式（７）によるポリエステル構造を有することができ、式中、Ｔは、芳香族ジカルボキシレート、脂環式ジカルボン酸、またはこれらの誘導体に由来する基を含む。Ｔ基の例には、１，２−、１，３−および１，４−フェニレン、１，４−および１，５−ナフチレン、ｃｉｓ−またはｔｒａｎｓ−１，４−シクロヘキシレンなどが含まれる。Ｔが１，４−フェニレンであるとき、ポリ（アルキレンアリーレート）は、ポリ（アルキレンテレフタレート）となり得る。さらに、ポリ（アルキレンアリーレート）については、アルキレン基Ｊとして、例えば、エチレン、１，４−ブチレン、ならびにｃｉｓ−および／またはｔｒａｎｓ−１，４−（シクロヘキシレン）ジメチレンを含めたビス−（アルキレン−二置換シクロヘキサン）が挙げられる。ポリ（アルキレンテレフタレート）の例には、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、およびポリ（プロピレンテレフタレート）（ＰＰＴ）が含まれる。例示的なポリ（アルキレンナフトエート（ｎａｐｈｔｈｏａｔｅ））には、ポリ（エチレンナフタノエート（ｎａｐｈｔｈａｎｏａｔｅ））（ＰＥＮ）、およびポリ（ブチレンナフタノエート）（ＰＢＮ）が含まれる。ポリ（シクロアルキレンジエステル）も企図されており、ポリ（シクロヘキサンジメチレンテレフタレート）（ＰＣＴ）である。前述のポリエステルの少なくとも１つを含む組合せも企図されている。
【００７３】
他のエステル基を有するアルキレンテレフタレート反復エステル単位を含むコポリマーが企図されている。特に有用なエステル単位として、様々なアルキレンテレフタレート単位を挙げることができ、これは、個々の単位として、またはポリ（アルキレンテレフタレート）のブロックとしてポリマー鎖中に存在することができる。この種類の例示的なコポリマーには、ポリ（シクロヘキサンジメチレンテレフタレート）−ｃｏ−ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリマーが５０モル％以上のポリ（エチレンテレフタレート）を含むＰＥＴＧと省略されるもの、およびポリマーが５０モル％超のポリ（１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート）を含むＰＣＴＧと省略されるものが含まれる。
【００７４】
ポリ（シクロアルキレンジエステル）として、ポリ（アルキレンシクロヘキサンジカルボキシレート）が挙げられ、これには、式（９）の反復単位を有するポリ（１，４−シクロヘキサン−ジメタノール−１，４−シクロヘキサンジカルボキシレート）（ＰＣＣＤ）が含まれる：
【００７５】
【化７】
0005555228.tif 000008
（式中、式（７）を使用して説明したように、Ｊは、１，４−シクロヘキサンジメタノールに由来する１，４−シクロヘキサンジメチレン基であり、Ｔは、シクロヘキサンジカルボキシレートに由来するシクロヘキサン環、またはその化学的等価物であり、シス異性体、トランス異性体、または前述の異性体の少なくとも１つを含む組合せを含むことができる）。
【００７６】
ポリカーボネートおよびポリエステルは、望ましい機能および特性に応じて、１：９９〜９９：１、特に１０：９０〜９０：１０、より具体的には３０：７０〜７０：３０の重量比で使用することができる。
【００７７】
そのようなポリエステルとポリカーボネートのブレンドは、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８−０４に従って、３００℃および１．２キログラムの荷重で測定して、約５ｍｌ／１０分〜約１５０ｍｌ／１０分、特に約７ｍｌ／１０分〜約１２５ｍｌ／１０分、より具体的には約９ｍｌ／１０分〜約１１０ｍｌ／１０分、さらにより具体的には約１０ｍｌ／１０分〜約１００ｍｌ／１０分のＭＶＲを有することが望ましい。
【００７８】
疎水性層は、ポリシロキサン−ポリカーボネートとも呼ばれるポリシロキサン−ポリカーボネートコポリマーをさらに含むことができる。コポリマーのポリジオルガノシロキサン（本明細書で「ポリシロキサン」とも呼ばれる）ブロックは、式（１０）の反復ジオルガノシロキサン単位を含む：
【００７９】
【化８】
0005555228.tif 000009
（式中、Ｒ４は出現するごとに独立して、同じ、または異なるＣ１〜１３一価有機基である）。例えば、Ｒ４は、Ｃ１〜Ｃ１３アルキル、Ｃ１〜Ｃ１３アルコキシ、Ｃ２〜Ｃ１３アルケニル基、Ｃ２〜Ｃ１３アルケニルオキシ、Ｃ３〜Ｃ６シクロアルキル、Ｃ３〜Ｃ６シクロアルコキシ、Ｃ６〜Ｃ１４アリール、Ｃ６〜Ｃ１０アリールオキシ、Ｃ７〜Ｃ１３アリールアルキル、Ｃ７〜Ｃ１３アラルコキシ、Ｃ７〜Ｃ１３アルキルアリール、またはＣ７〜Ｃ１３アルキルアリールオキシとすることができる。前述の基は、フッ素、塩素、臭素、もしくはヨウ素、またはこれらの組合せで完全に、または部分的にハロゲン化することができる。一実施形態では、透明なポリシロキサン−ポリカーボネートが望ましい場合、Ｒ４はハロゲンによって置換されていない。前述のＲ４基の組合せを、同じコポリマー中に使用することができる。
【００８０】
式（１０）中のＥの値は、熱可塑性組成物中の各成分の種類および相対量、組成物の所望の特性、ならびに同様の考慮事項に応じて広く変化し得る。一般に、Ｅは、約２〜約１，０００、特に約２〜約５００、より具体的には約５〜約１００の平均値を有する。一実施形態では、Ｅは、約１０〜約７５の平均値を有し、さらに別の実施形態では、Ｅは、約４０〜約６０の平均値を有する。Ｅがより低い値、例えば、約４０未満である場合、相対的により大量のポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーを使用することが望ましい場合がある。反対に、Ｅがより高い値、例えば、約４０超である場合、相対的により少量のポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーを使用することができる。
【００８１】
第１および第２（またはそれ以上）のポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーの組合せを使用することができ、ここで、第１のコポリマーのＥの平均値は、第２のコポリマーのＥの平均値未満である。
【００８２】
一実施形態では、ポリジオルガノシロキサンブロックは、式（１１）の反復構造単位によってもたらされる：
【００８３】
【化９】
0005555228.tif 000010
（式中、Ｅは、上記に定義した通りであり、各Ｒ４は、同じであっても、異なっていてもよく、上記に定義した通りであり、Ａｒは、同じであっても、異なっていてもよく、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリーレン基であり、結合は芳香族部分に直接結合している）。式（１１）中のＡｒ基は、Ｃ６〜Ｃ３０ジヒドロキシアリーレン化合物、例えば、上記式（３）または（６）のジヒドロキシアリーレン化合物に由来し得る。例示的なジヒドロキシアリーレン化合物は、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−１−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、ビス（４−ヒドロキシフェニルスルフィド）、および１，１−ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）プロパンである。前述のジヒドロキシ化合物の少なくとも１つを含む組合せも使用することができる。
【００８４】
別の実施形態では、ポリジオルガノシロキサンブロックは、式（１３）の単位を含む：
【００８５】
【化１０】
0005555228.tif 000011
（式中、Ｒ４およびＥは、上記に定義した通りであり、Ｒ５は出現するごとに独立して、二価のＣ１〜Ｃ３０有機基であり、重合したポリシロキサン単位は、その対応するジヒドロキシ化合物の反応残留物である）。特定の実施形態では、ポリジオルガノシロキサンブロックは、式（１４）の反復構造単位によってもたらされる：
【００８６】
【化１１】
0005555228.tif 000012
（式中、Ｒ４およびＥは、上記に定義した通りである）。式（１４）中のＲ６は、二価のＣ２〜Ｃ８脂肪族基である。式（１４）中の各Ｍは、同じであっても、異なっていてもよく、ハロゲン、シアノ、ニトロ、Ｃ１〜Ｃ８アルキルチオ、Ｃ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ１〜Ｃ８アルコキシ、Ｃ２〜Ｃ８アルケニル、Ｃ２〜Ｃ８アルケニルオキシ基、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルコキシ、Ｃ６〜Ｃ１０アリール、Ｃ６〜Ｃ１０アリールオキシ、Ｃ７〜Ｃ１２アラルキル、Ｃ７〜Ｃ１２アラルコキシ、Ｃ７〜Ｃ１２アルキルアリール、またはＣ７〜Ｃ１２アルキルアリールオキシとすることができ、各ｎは独立して、０、１、２、３、または４である。
【００８７】
一実施形態では、Ｍは、ブロモもしくはクロロ、アルキル基、例えば、メチル、エチル、もしくはプロピルなど、アルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、もしくはプロポキシなど、またはアリール基、例えば、フェニル、クロロフェニル、もしくはトリルなどであり、Ｒ６は、ジメチレン、トリメチレン、またはテトラメチレン基であり、Ｒ４は、Ｃ１〜８アルキル、ハロアルキル、例えば、トリフルオロプロピル、シアノアルキルなど、またはアリール、例えば、フェニル、クロロフェニル、またはトリルなどである。別の実施形態では、Ｒ４はメチル、またはメチルとトリフルオロプロピルの組合せ、またはメチルとフェニルの組合せである。さらに別の実施形態では、Ｍはメトキシであり、ｎは１であり、Ｒ６は二価のＣ１〜Ｃ３脂肪族基であり、Ｒ４はメチルである。
【００８８】
式（１４）の単位は、対応するジヒドロキシポリジオルガノシロキサン（１５）に由来し得る：
【００８９】
【化１２】
0005555228.tif 000013
（式中、Ｒ４、Ｅ、Ｍ、Ｒ６、およびｎは、上記に定義した通りである）。そのようなジヒドロキシポリシロキサンは、式（１６）のシロキサンヒドリド：
【００９０】
【化１３】
0005555228.tif 000014
（式中、Ｒ４およびＥは、先に定義した通りである）と、脂肪族的に不飽和の一価フェノールとの間で白金触媒付加を行うことによって製造することができる。例示的な脂肪族的に不飽和の一価フェノールとして、オイゲノール、２−アルキルフェノール、４−アリル−２−メチルフェノール、４−アリル−２−フェニルフェノール、４−アリル−２−ブロモフェノール、４−アリル−２−ｔ−ブトキシフェノール、４−フェニル−２−フェニルフェノール、２−メチル−４−プロピルフェノール、２−アリル−４，６−ジメチルフェノール、２−アリル−４−ブロモ−６−メチルフェノール、２−アリル−６−メトキシ−４−メチルフェノール、および２−アリル−４，６−ジメチルフェノールが挙げられる。前述の少なくとも１つを含む組合せも使用することができる。
【００９１】
ポリオルガノシロキサン−ポリカーボネートは、約５０ｗｔ％〜約９９ｗｔ％のカーボネート単位、および約１ｗｔ％〜約５０ｗｔ％のシロキサン単位を含むことができる。この範囲内で、ポリオルガノシロキサン−ポリカーボネートコポリマーは、約７０ｗｔ％〜約９８ｗｔ％、より具体的には約７５ｗｔ％〜約９７ｗｔ％のカーボネート単位、および約２ｗｔ％〜約３０ｗｔ％、より具体的には約３ｗｔ％〜約２５ｗｔ％シロキサン単位を含むことができる。
【００９２】
ポリオルガノシロキサン−ポリカーボネートは、１ミリリットル当たり１ミリグラムの試料濃度で、架橋スチレン−ジビニルベンゼンカラムを使用してゲル浸透クロマトグラフィーによって測定し、ポリカーボネート標準物質を用いて較正した場合、約２，０００〜約１００，０００ダルトン、特に約５，０００〜約５０，０００ダルトンの重量平均分子量を有することができる。
【００９３】
ポリオルガノシロキサン−ポリカーボネートは、約１ｍｌ／１０分〜約５０ｍｌ／１０分、特に約２ｍｌ／１０分〜約３０ｍｌ／１０分の、３００℃／１．２ｋｇで測定した溶融体積流速を有することができる。様々な流動特性のポリオルガノシロキサン−ポリカーボネートの混合物を使用することによって、全体として望まれる流動特性を実現することができる。
【００９４】
疎水性または超疎水性層は、１つまたは少なくとも２つのエチレン的不飽和単量体（ビニル単量体）のスチレンポリマーまたはコポリマー、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、環置換スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸、Ｎ置換マレイミド、およびアルコール成分中に１〜１８個の炭素原子を有する（メト）アクリレートのものなどをさらに含むことができる。
【００９５】
より具体的には、スチレンコポリマーには、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸および／またはＮ置換マレイミドの一連からの少なくとも１つの単量体とともに、スチレン、α−メチルスチレンおよび／または環置換スチレンの一連からの少なくとも１つの単量体を含むものが含まれる。一実施形態では、スチレンコポリマーは、スチレンコポリマーの全重量に基づいて、約６０ｗｔ％〜約９５ｗｔ％のスチレン単量体、および約４０ｗｔ％〜約５ｗｔ％の他のビニル単量体を含む。
【００９６】
他の例示的なスチレンのコポリマーとして、アクリロニトリルおよび場合によりメタクリル酸メチルとのもの、アクリロニトリルおよび場合によりメタクリル酸メチルとのα−メチルスチレン、またはアクリロニトリルおよび場合によりメタクリル酸メチルとのスチレンおよびα−メチルスチレンのものが挙げられる。スチレン−アクリロニトリルコポリマーは、フリーラジカル重合、特に、乳化重合、懸濁重合、溶液重合、またはバルク重合によって調製することができる。コポリマーは、約１５，０００ｇ／モルと約２００，０００ｇ／モルの間の分子量Ｍｗ（重量平均、光散乱または沈降によって求められる）を有することが好ましい。
【００９７】
一実施形態では、スチレンコポリマーは、スチレンと無水マレイン酸から得られ、連続的なバルク重合または溶液重合によって、対応する単量体から調製される。ランダムスチレン−無水マレイン酸コポリマーの２成分の比率は、広い制限内で変化し得る。特に、スチレンコポリマーは、スチレンコポリマーの全重量に基づいて、約５ｗｔ％〜２５ｗｔ％の無水マレイン酸を含む。
【００９８】
別の実施形態では、スチレンコポリマーは、環置換スチレン、例えば、ｐ−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、およびα−メチルスチレンなどの他の置換スチレンなどを含む。スチレン−無水マレイン酸コポリマーの分子量（数平均Ｍｎ）は、広い範囲、より具体的には、約６０，０００ｇ／ｍｏｌ〜約２００，０００ｇ／ｍｏｌにわたって変化し得る。
【００９９】
熱可塑性ポリマーには、グラフトコポリマーも含まれる。グラフトコポリマーは、共役ジエン単量体（ブタジエンなど）を、それと共重合可能な単量体（スチレンなど）と最初に重合して、弾性ポリマーの主鎖を提供することによって調製することができる。ポリマー主鎖を形成した後、ポリマー主鎖の存在下で、少なくとも１種のグラフト単量体、好ましくは２種が重合されることによって、グラフトコポリマーが得られる。
【０１００】
グラフトコポリマーのポリマー主鎖を調製するための例示的な共役ジエン単量体は、式（１７）のものである：
【０１０１】
【化１４】
0005555228.tif 000015
（式中、Ｘｂは、水素、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、塩素、臭素などである）。使用することができる共役ジエン単量体の例は、ブタジエン、イソプレン、１，３−ヘプタジエン、メチル−１，３−ペンタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−エチル−１，３−ペンタジエン、１，３−および２，４−ヘキサジエン、クロロおよびブロモ置換ブタジエン、例えば、ジクロロブタジエン、ブロモブタジエン、ジブロモブタジエンなど、前述の共役ジエン単量体の少なくとも１つを含む混合物などである。
【０１０２】
共役ジエン単量体と共重合可能な単量体、およびグラフト単量体には、ビニル芳香族単量体および／または（メト）アクリル樹脂単量体が含まれる。例示的なビニル芳香族単量体として、ビニル置換縮合芳香環構造体、例えば、ビニルナフタレン、ビニルアントラセンなど、または式（１８）の単量体が挙げられる：
【０１０３】
【化１５】
0005555228.tif 000016
（式中、各Ｘｃは独立して、水素、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル（シクロアルキルを含む）、Ｃ６〜Ｃ１２アリール、Ｃ７〜Ｃ１２アラルキル、Ｃ７〜Ｃ１２アルカリール、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ、Ｃ６〜Ｃ１２アリールオキシ、塩素、臭素、またはヒドロキシである）。モノビニル芳香族単量体の例として、スチレン、３−メチルスチレン、３，５−ジエチルスチレン、４−ｎ−プロピルスチレン、α−メチルスチレン、α−メチルビニルトルエン、α−クロロスチレン、α−ブロモスチレン、ジクロロスチレン、ジブロモスチレン、テトラ−クロロスチレン、前述の化合物の少なくとも１つを含む組合せなどが挙げられる。スチレンおよび／またはα−メチルスチレンが、共役ジエン単量体と共重合可能な単量体として、および／またはグラフト単量体として一般に使用される。
【０１０４】
例示的な（メト）アクリル樹脂単量体は、式（１９）のものである：
【０１０５】
【化１６】
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（式中、Ｘｂは、先に定義した通りであり、Ｙ２は、シアノ、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシカルボニルなどである）。そのような単量体の例として、アクリロニトリル、エタクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、β−クロロアクリロニトリル、α−ブロモアクリロニトリル、β−ブロモアクリロニトリル、メチルアクリレート、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、前述の単量体の少なくとも１つを含む組合せなどが挙げられる。ｎ−ブチルアクリレート、アクリル酸エチル、および２−エチルヘキシルアクリレートなどの単量体は、共役ジエン単量体と共重合可能な単量体として一般に使用される。アクリロニトリル、アクリル酸エチル、およびメタクリル酸メチルは、グラフト単量体として一般に使用される。
【０１０６】
グラフトコポリマーを調製する際に、ポリマー主鎖は、全グラフトコポリマー組成物の約５ｗｔ％〜約６０ｗｔ％を占めることができる。スチレンおよびアクリロニトリルによって例示される、ポリマー主鎖の存在下で重合される単量体は、全グラフトポリマーの約４０ｗｔ％〜約９５％を占めることができる。グラフトコポリマーを調製する際に、ポリマー主鎖上にグラフトされるある特定の割合の重合単量体を、遊離コポリマーとして互いに組み合わせることが通常である。スチレンがグラフト単量体の１つとして利用され、アクリロニトリルが第２のグラフト単量体として利用される場合、組成物のある一部は、遊離スチレン−アクリロニトリルコポリマーとして共重合する。スチレン−アクリロニトリルなどのコポリマーが、グラフトポリマーコポリマーブレンドに添加される場合もある。したがって、グラフトコポリマーは、グラフトコポリマーの全重量に基づいて、最大約８０ｗｔ％の遊離コポリマーを場合により含むことがある。
【０１０７】
バルクまたは乳化重合プロセスを、グラフトコポリマーを製造するのに使用することができる。一実施形態では、衝撃改質剤は、乳化重合工程を含むプロセスにおいて生成される高ゴムグラフトＡＢＳコポリマーを含む。「高ゴムグラフト」は、本明細書で使用する場合、剛性ポリマー相の少なくとも約３０ｗｔ％、好ましくは少なくとも約４５ｗｔ％が、弾性ポリマー主鎖に化学結合しているか、またはグラフトされているグラフトコポリマー樹脂を指す。ＡＢＳ高ゴムグラフトコポリマーは、例えば、商標ＢＬＥＮＤＥＸでＧＥ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．から市販されており、グレード１３１、３３６、３３８、３６０、および４１５を含む。
【０１０８】
例示的なコアシェル衝撃改質剤は、架橋された、または部分的に架橋された（メト）アクリレート弾性（ゴム状）コア相、およびこの弾性コア相と互いに浸透し合う（ｉｎｔｅｒｐｅｎｅｔｒａｔｅ）外側の樹脂シェルを有する（メト）アクリレートゴムを含む。この互いに浸透し合うネットワークは、樹脂相を形成する単量体が、以前に重合および架橋された（メト）アクリレートゴム状コア相の存在下で重合および架橋されるときもたらされる。
【０１０９】
弾性コア相を形成するのに様々な（メト）アクリレートを使用することができる。本明細書で使用する場合、「（メト）アクリレート」は、アクリレートおよびメタクリレートの両方を含む。ｎ−ブチルアクリレート、アクリル酸エチル、２−エチルヘキシルアクリレート、前述の少なくとも１つを含む混合物などを、ゴム状コア相を形成するのに使用することができる。アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルなどの少量の他の（メト）アクリル樹脂単量体を、ゴム状コア相中に組み込むことができる。
【０１１０】
上述したビニル芳香族単量体および／または（メト）アクリル樹脂単量体、特に、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、および前述の単量体の少なくとも１つを含む混合物を、外側樹脂シェル相を形成するのに使用することができる。
【０１１１】
グラフトポリマーは、部分的に架橋されており、グラフトポリマーの全重量に基づいて２０ｗｔ％超、より具体的には４０ｗｔ％超、最も具体的には６０ｗｔ％超のゲル含量を有する。一実施形態では、グラフトコポリマーはＡＢＳポリマーである。グラフトコポリマーは、既知のプロセス、例えば、バルク、懸濁、乳化、またはバルク−懸濁プロセスなどによって調製することができる。
【０１１２】
使用することができる熱可塑性ポリアミドは、ポリアミド６６（ポリヘキサメチレンアジパミド）、または６〜１２個の炭素原子を有する環式ラクタムのポリアミド、例えば、ラウロラクタムおよびε−カプロラクタム、ポリアミド６（ポリカプロラクタム）、または主成分ポリアミド６もしくはポリアミド６６を有するコポリアミド、または主成分がこれらのポリアミドである混合物である。これらの材料は、活性化アニオン重合によって調製することができる。
【０１１３】
疎水性または超疎水性層は、親水性層について上述のセラミック材料を含めた１つまたは複数の充填剤をさらに含むことができ、ただし、疎水性層の特性が悪影響を受けないという条件がある。充填剤には、微粒子充填剤および繊維性充填剤が含まれる。そのような充填剤の例は当技術分野で周知であり、「Ｐｌａｓｔｉｃ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，４ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ」Ｒ．ＧａｃｈｔｅｒおよびＨ．Ｍｕｌｌｅｒ（編）、Ｐ．Ｐ．Ｋｌｅｍｃｈｕｃｋ（共編）Ｈａｎｓｅｒ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ  １９９３、９０１〜９４８頁に記載されているものを含む。微粒子充填剤は、約５：１未満の平均アスペクト比を有する充填剤として本明細書で定義される。充填剤の非限定例として、溶融石英および結晶シリカなどのシリカ粉末；高熱伝導率、低誘電率および低誘電正接を有する硬化生成物を得るためのホウ素−窒化物粉末およびホウ素−ケイ酸塩粉末；高温伝導率のための上述した粉末ならびにアルミナ、および酸化マグネシウム（またはマグネシア）；ならびに充填剤、例えば、表面処理ケイ灰石を含めたケイ灰石、硫酸カルシウム（その無水、半水化物、二水和物、または三水和物形態で）、一般に、少なくとも９８ｗｔ％のＣａＣＯ３を含み、残りは炭酸マグネシウム、酸化鉄、およびアルミノ−ケイ酸塩などの他の無機物であることが多い、粉砕された微粒子の形態での、チョーク、石灰石、大理石、および合成の沈殿炭酸カルシウムを含めた炭酸カルシウムなど；表面処理炭酸カルシウム；繊維性、結節状、針形状、および層状のタルクを含めたタルク；中空および固体の両方のガラス球、ならびに一般にシランカップリング剤などのカップリング剤を有し、かつ／または導電性コーティング剤を含有する表面処理ガラス球；ならびに硬質、軟質、焼成カオリン、および熱硬化性樹脂中の分散およびこの樹脂との適合性を促進するための、当技術分野で既知の様々なコーティング剤を含むカオリンを含めたカオリン；金属化雲母、および配合されたブレンドに良好な物理的性質を付与するために、アミノシランまたはアクリロイルシランコーティングで処理した雲母表面を含めた雲母；長石および霞石閃長岩；ケイ酸塩球；煙塵；セノスフェア；フィライト；シラン処理され、金属化されたアルミノケイ酸塩を含めた、アルミノケイ酸塩（アルモスフェア）；天然のケイ砂；石英；珪岩；真珠岩；トリポリ石；珪藻土；様々なシランコーティング剤を含むものを含めた合成シリカなどが挙げられる。
【０１１４】
一実施形態では、微粒子充填剤は、約１マイクロメートル〜約５０マイクロメートルの平均粒径を有する溶融石英である。代表的な微粒子充填剤は、約０．０３マイクロメートル〜１マイクロメートル未満の中央粒径を有する第１の溶融石英、および少なくとも１マイクロメートル〜約３０マイクロメートルの中央粒径を有する第２の溶融石英を含む。溶融石英は、再溶融することによって一般に実現される、本質的に球状の粒子を有することができる。上記に指定したサイズ範囲内で、第１の溶融石英は、少なくとも約０．１マイクロメートル、特に少なくとも約０．２マイクロメートルの中央粒径を特に有することができる。また上記サイズ範囲内で、第１の溶融石英は、最大約０．９マイクロメートル、より具体的には最大約０．８マイクロメートルの中央粒径を特に有することができる。上記に指定したサイズ範囲内で、第２の溶融石英は、少なくとも約２マイクロメートル、特に少なくとも約４マイクロメートルの中央粒径を特に有することができる。また上記サイズ範囲内で、第２の溶融石英は、最大約２５マイクロメートル、より具体的には最大約２０マイクロメートルの中央粒径を特に有することができる。一実施形態では、組成物は、約７０：３０〜約９９：１の範囲、特に約８０：２０〜約９５：５の範囲の重量比で第１の溶融石英および第２の溶融石英を含む。
【０１１５】
繊維充填剤には、ケイ酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、および硫酸カルシウム半水化物の少なくとも１つを含むブレンドから得られるものなどの加工鉱物繊維を含めた短い無機繊維が含まれる。炭化ケイ素、アルミナ、炭化ホウ素、炭素、鉄、ニッケル、または銅を含めた単結晶繊維または「ウィスカー」も繊維充填剤の中に含められる。織物ガラス繊維、例えば、Ｅ、Ａ、Ｃ、ＥＣＲ、Ｒ、Ｓ、Ｄ、およびＮＥガラスなど、ならびに石英などを含めたガラス繊維も繊維充填剤の中に含められる。代表的な繊維充填剤には、直径が約５マイクロメートル〜約２５マイクロメートルの範囲であり、配合する前の長さが約０．５センチメートル〜約４センチメートルの範囲であるガラス繊維が含まれる。多くの他の充填剤は、Ｙｅａｇｅｒらに対する米国特許第６，６２７，７０４Ｂ２号に記載されている。
【０１１６】
疎水性層は、熱硬化性樹脂が充填剤、または外側のコーティング剤もしくは基板に接着するのを改善するために接着促進剤をさらに含有することができる。接着を改善するために上述の無機充填剤を接着促進剤で処理することも企図されている。接着促進剤には、クロム錯体、シラン、チタネート、ジルコアルミネート、プロピレン無水マレイン酸コポリマー、反応性セルロースエステルなどが含まれる。クロム錯体には、商標名ＶＯＬＡＮ（登録商標）でＤｕＰｏｎｔより販売されているものが含まれる。シランには、一般的な構造（Ｒ７Ｏ）（４−ｎ）ＳｉＹｎ（式中、ｎ＝１〜３であり、Ｒ７はアルキルまたはアリール基であり、Ｙは反応性官能基であり、これはポリマー分子と結合を形成することを可能にすることができる）を有する分子が含まれる。カップリング剤の特に有用な例は、構造（Ｒ７Ｏ）３ＳｉＹを有するものである。一般的な例には、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシ）シラン、フェニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシ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−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが含まれる。シランには、反応性の官能基を欠いている分子、例えば、トリメトキシフェニルシランなどがさらに含まれる。チタン酸塩には、Ａｎｎ．Ｃｈｅｍ．Ｔｅｃｈ  Ｃｏｎｆ．ＳＰＩ（１９８０）、Ａｎｎ．Ｔｅｃｈ  Ｃｏｎｆ．Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｉｎｓｔ．ＳＰＩ  １９７９、Ｓｅｃｔｉｏｎ  １６Ｅ、Ｎｅｗ  ＯｒｌｅａｎｓにおけるＳ．Ｊ．Ｍｏｎｔｅら；およびＳ．Ｊ．Ｍｏｎｔｅ、Ｍｏｄ．Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｉｎｔ．、１４巻、６号、２頁（１９８４）によって開発されたものが含まれる。ジルコアルミネートには、Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、３９巻、１１号、２９頁（１９８３）においてＬ．Ｂ．Ｃｏｈｅｎによって記載されたものが含まれる。接着促進剤は、熱硬化性もしくは熱可塑性樹脂自体に含めるか、または上述した充填剤のいずれかの上にコーティングすることによって、充填剤と熱硬化性もしくは熱可塑性樹脂の間の接着を改善することができる。例えば、そのような促進剤は、樹脂マトリックスの接着を改善するために、ケイ酸塩繊維または充填剤をコーティングするのに使用することができる。
【０１１７】
存在する場合、微粒子充填剤は、組成物の全重量に基づいて約５ｗｔ％〜約９５ｗｔ％の量で使用することができる。この範囲内で、微粒子充填剤の量は特に、少なくとも約２０ｗｔ％、より具体的には少なくとも約４０ｗｔ％、さらにより具体的には少なくとも約７５ｗｔ％とすることができる。やはりこの範囲内で、微粒子充填剤の量は特に、最大約９３ｗｔ％、より具体的には最大約９１ｗｔ％とすることができる。
【０１１８】
存在する場合、繊維充填剤は、組成物の全重量に基づいて約２ｗｔ％〜約８０ｗｔ％の量で使用することができる。この範囲内で、繊維充填剤の量は特に、少なくとも約５ｗｔ％、より具体的には少なくとも約１０ｗｔ％、さらにより具体的には少なくとも約１５ｗｔ％とすることができる。やはりこの範囲内で、繊維充填剤の量は特に、最大約６０ｗｔ％、より具体的には最大約４０ｗｔ％、さらにより具体的には最大約３０ｗｔ％とすることができる。
【０１１９】
上述の充填剤は、いずれの処理もすることなく、または表面処理後に、一般に接着促進剤とともに熱硬化性または熱可塑性樹脂に添加することができる。
【０１２０】
疎水性または超疎水性層を形成する方法であって、熱可塑性または熱硬化性樹脂および充填剤を含むコーティング混合物を調製するステップと、選択された表面上に疎水性層を形成するために、遠心圧縮機の選択された表面をコーティングするステップと、疎水性層を硬化するステップとを含む方法も開示される。一実施形態では、コーティング混合物は、疎水性シロキサン材料を含む。一実施形態では、充填剤は、シロキサン材料で表面処理される。一実施形態では、コーティング混合物は、溶媒をさらに含み、この溶媒は、硬化する前に除去される。硬化は、当技術分野で既知の方法を使用して、加熱または光曝露によって実現することができる。用語「硬化」には、部分的硬化および完全硬化が含まれることが理解されよう。硬化性組成物の成分は、硬化の間に互いに反応し得るので、硬化した組成物は、硬化性組成物成分の反応生成物を含むと記述することができる。
【０１２１】
コーティング混合物は、スプレーコーティング、ディップコーティング、粉末コーティングなどを含めた、任意の既知の方法によって選択された基板表面に塗布することができる。
【０１２２】
親水性、超親水性、疎水性および／または超疎水性層の厚さは、一般に約２５〜約２５００マイクロメートルの範囲内であり、関与する選択された表面についての設計パラメータを含めた様々な要因に依存する。一実施形態では、親水性、超親水性、疎水性および／または超疎水性層は独立して、約７００マイクロメートル〜約１８００マイクロメートル、より具体的には、約１０００マイクロメートル〜約１５００マイクロメートルの厚さを有する。別の実施形態では、親水性、超親水性、疎水性および／または超疎水性層は独立して、約２５マイクロメートル〜約７００マイクロメートル、より具体的には、約８０マイクロメートル〜約５００マイクロメートルの範囲の厚さを有する。一実施形態では、随意のボンドコート層は、約２５マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、より具体的には、約７５マイクロメートル〜約３００マイクロメートルの厚さを有する。別の実施形態では、ボンドコート層は、約２５マイクロメートル〜約７５マイクロメートルの範囲の厚さを有する。
【０１２３】
別の実施形態では、方法は、遠心圧縮機の少なくとも１つのステージの入口ガイドベーン、インペラー、戻り流路直立ハブ、もしくは出口ハブベンドの少なくとも１つの上に疎水性または超疎水性表面層を配置するステップ、および／またはこの少なくとも１つのステージのインペラーケーシング、ディフューザーケーシング、出口ケーシングベンド、戻り流路直立ハブ、出口ハブベンド、回収箇所、もしくはドレーンの少なくとも１つの上に親水性および／または超親水性表面層を配置するステップを含み、遠心圧縮機は、湿性気体混合物から液相と気相を分離するのに適している。
【０１２４】
単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、脈絡により明らかに別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。同じ特性または成分を対象とするすべての範囲の終点は、独立して組み合わせられ、述べられた終点を含む。
【０１２５】
本明細書は、例を使用することによって、最良の形態を含めて本発明を開示し、任意のデバイスまたはシステムを作製および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実施することを含めて、任意の当業者が本発明を実行することも可能にする。本発明の特許性のある範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者に考えつく他の例を含むことができる。そのような他の例は、これらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、またはこれらが特許請求の範囲の文言とごくわずかな差を有する等価な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内であることが意図される。
【符号の説明】
【０１２６】
１０  代表的な従来技術による遠心圧縮機
１２  入口流路
１４  通路
１６  入口ガイドベーン
１８  インペラー
２０  インペラーベーン
２２  インペラーケーシング
２４  回転可能シャフト
２６  ディフューザー
２８  ディフューザーケーシング
３０  ディフューザー出口ケーシングベンド
３２  戻り流路
３４  戻り流路ケーシング
３６  戻り流路直立ハブ
３８  渦抑制ベーン
４０  出口ハブベンド
４２  マルチブレードインペラー
４４  マルチブレードインペラー
４６  ステージ１
４８  第２ステージ
５０  第３ステージ
５１  ステージ
５２  回収箇所
５４  回収箇所
５６  ドレーン
５８  ドレーン
６０  遠心圧縮機
６２  入口ガイドベーン
６４  疎水性または超疎水性層
６６  インペラー
６８  疎水性および／または超疎水性層
７０  インペラーブレード
７２  インペラーハブ
７４  インペラーケーシング
７６  ディフューザーケーシング
７８  親水性材料または超親水性材料
８０  親水性材料または超親水性材料
８２  出口ケーシングベンド
８４  戻り流路
８６  戻り流路ケーシング
８８  戻り流路直立ハブ
９０  疎水性および／または超疎水性表面層
９２  第１のドレーン
９４  第２のドレーン
９６  出口ハブベンド
９８  親水性または超親水性層
１００  第２の回収箇所
１０２  第１の回収箇所
１０４  基板
１０６  選択された表面
１０８  ボンドコート層
１１０  親水性／超親水性層または疎水性／超親水性層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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