(57)【要約】  ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマー及び無水物変性ポリオレフィンを含有する組成物が提供される。ポリカーボネート樹脂とポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーとのブレンド及び無水物変性ポリエチレンを含有する組成物も提供され、該組成物の摩耗指数が約３５０ｉｎ５ｍｉｎ／ｆｔｌｂ−ｈｒ以下であり、衝撃強さが約５００Ｊ／ｍ以上である。摩耗指数は、次式に従って測定する。  摩耗指数＝［（６．１×１０８）（Ｗ）］／［（Ｐ×Ｖ）×（Ｄ）×（Ｔ）］（式中のＰは加えた圧力（ポンド／平方インチ）、Ｖは速度（フィート／分）、Ｗは減量（ｇ）、Ｄは密度（ｇ／ｃｍ３）であり、Ｔは１００時間を示す。）【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマー及び変性ポリオレフィンを含有する組成物。
【請求項２】
組成物の、次式：
摩耗指数＝［（６．１×１０８）（Ｗ）］／［（Ｐ×Ｖ）×（Ｄ）×（Ｔ）］
（式中のＰは加えた圧力（ポンド／平方インチ）、Ｖは速度（フィート／分）、Ｗは減量（ｇ）、Ｄは密度（ｇ／ｃｍ３）であり、Ｔは１００時間を示す）に従って測定した減量摩耗指数が約３５０ｉｎ５ｍｉｎ／ｆｔｌｂ−ｈｒ以下であり、ノッチ付きアイゾッド衝撃強さが−３０℃で約５００Ｊ／ｍ以上である、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
組成物の減量摩耗指数が約１００ｉｎ５ｍｉｎ／ｆｔｌｂ−ｈｒ以下であり、ノッチ付きアイゾッド衝撃強さが−３０℃で約５００Ｊ／ｍ以上である、請求項２記載の組成物。
【請求項４】
組成物が成形時にクラスＡ表面仕上げを呈する、請求項１記載の組成物。
【請求項５】
組成物の引張強さが約５０ＭＰａ以上、加熱変形温度が約１００℃以上である、請求項１記載の組成物。
【請求項６】
組成物のバルク体積抵抗率が約１０１２Ω−ｃｍ以下である、請求項１記載の組成物。
【請求項７】
組成物がＵＬ−９４難燃試験で燃焼性等級Ｖ−２、Ｖ−１又はＶ−０を呈する、請求項１記載の組成物。
【請求項８】
ブレンドの重量に基づいて約１５〜約８５重量％のポリカーボネート樹脂を含有する、請求項１記載の組成物。
【請求項９】
ポリカーボネート樹脂とポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーのブレンドが光学的に透明である、請求項１記載の組成物。
【請求項１０】
変性ポリオレフィンがその全重量に基づいて約０．０１〜約１０重量％のエポキシ、カルボキシル又は酸無水物官能基を含有し、変性ポリオレフィンがさらにε−アミノ−Ｎ−カプロン酸を含有する、請求項１記載の組成物。
【請求項１１】
熱可塑性樹脂組成物の全重量に基づいて約０．５〜約６０重量％の変性ポリオレフィンを含有する、請求項１記載の組成物。
【請求項１２】
前記ポリオレフィンが、結晶性ポリプロピレン、結晶性プロピレン−エチレンブロックもしくはランダムコポリマー、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、エチレン−プロピレンランダムコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンコポリマー又はこれらのポリオレフィンの少なくとも１つを含む組合せである、請求項１記載の組成物。
【請求項１３】
さらに、繊維状充填材を含有する、請求項１記載の組成物。
【請求項１４】
繊維状充填材がガラス繊維、ポリマー繊維、カーボンナノチューブ、炭素繊維又はこれらの繊維の少なくとも１つを含む組合せである、請求項１３記載の組成物。
【請求項１５】
ポリカーボネート樹脂とポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーとのブレンド及び変性ポリエチレンを含有する組成物であって、
組成物の、次式：
摩耗指数＝［（６．１×１０８）（Ｗ）］／［（Ｐ×Ｖ）×（Ｄ）×（Ｔ）］
（式中のＰは加えた圧力（ポンド／平方インチ）、Ｖは速度（フィート／分）、Ｗは減量（ｇ）、Ｄは密度（ｇ／ｃｍ３）であり、Ｔは１００時間を示す）に従って測定した摩耗指数が約３５０ｉｎ５ｍｉｎ／ｆｔｌｂ−ｈｒ以下であり、衝撃強さが約５００Ｊ／ｍ以上である、組成物。
【請求項１６】
組成物の摩耗指数が約１００ｉｎ５ｍｉｎ／ｆｔｌｂ−ｈｒ以下であり、ノッチ付きアイゾッド衝撃強さが−３０℃で約５００Ｊ／ｍ以上である、請求項１５記載の組成物。
【請求項１７】
組成物が成形時にクラスＡ表面仕上げを呈する、請求項１５記載の組成物。
【請求項１８】
組成物の引張強さが約５０ＭＰａ以上、加熱変形温度が約１００℃以上である、請求項１５記載の組成物。
【請求項１９】
変性ポリオレフィンがその全重量に基づいて約０．０１〜約１０重量％のエポキシ、カルボキシル又は酸無水物官能基を含有する、請求項１５記載の組成物。
【請求項２０】
変性ポリオレフィンがさらにε−アミノ−Ｎ−カプロン酸を含有する、請求項１９記載の組成物。
【請求項２１】
熱可塑性樹脂組成物の全重量に基づいて約０．５〜約６０重量％の変性ポリオレフィンを含有する、請求項１５記載の組成物。
【請求項２２】
前記ポリオレフィンが、結晶性ポリプロピレン、結晶性プロピレン−エチレンブロックもしくはランダムコポリマー、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、エチレン−プロピレンランダムコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンコポリマー又はこれらのポリオレフィンの少なくとも１つを含む組合せである、請求項１５記載の組成物。
【請求項２３】
ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマー及び変性ポリオレフィンをブレンドして熱可塑性樹脂組成物を形成する工程を含み、ポリカーボネート樹脂とポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーのブレンドが光学的に透明又は不透明である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項２４】
ブレンディング工程が溶融ブレンディング又は溶液ブレンディングである、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
ブレンディング工程が、剪断力、伸長力、圧縮力、超音波エネルギー、電磁エネルギー、熱エネルギー又はこれらの力又はエネルギー形態の少なくとも１つを含む組合せを利用し、単軸スクリュウ、多軸スクリュウ、かみ合い同一方向回転もしくは逆回転スクリュウ、非かみ合い同一方向回転もしくは逆回転スクリュウ、往復スクリュウ、ピン付きスクリュウ、ピン付きバレル、ロール、ラム、螺旋ロータ、又はこれらの少なくとも１つを含む組合せによって前記力を発揮する加工装置で行われる、請求項２３記載の方法。
【請求項２６】
ブレンディング工程が、単軸もしくは多軸スクリュウ押出機、バスニーダ、ヘンシェルミキサ、ヘリコーンミキサ、ロスミキサ、バンバリーミキサ、ロールミル、成形機、射出成形機、真空成形機、吹込成形機、又はこれらの装置の少なくとも１つを含む組合せで行われる、請求項２３記載の方法。
【請求項２７】
さらに組成物を成形する工程を含む、請求項２３記載の方法。
【請求項２８】
成形が射出成形である、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
請求項１記載の組成物からなる物品。
【請求項３０】
請求項１５記載の組成物からなる物品。
【請求項３１】
請求項２３記載の方法により製造した物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物、その組成物の製造方法及びその組成物からなる物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦力を受ける機械部品は通常、耐摩耗性を向上し、摩擦損失を減らすために、オイルやグリースのような表面潤滑剤を用いている。しかし、このような表面潤滑剤は多くの場合定期的に交換しなければならず、また摩耗表面への分布が不均一になるおそれがあり、このため機械部品のコスト上昇や効率低下につながる。さらに、表面潤滑剤は、たとえば、製品の汚染が問題となる、食品加工やフォトコピーの分野では望ましくないことが多い。
【０００３】
互いに接触するポリマー製機械部品を用いることにより、表面潤滑剤の必要性を低減するかなくすことができる。ポリマー製部品は、射出成形などの方法で簡単かつ安価に製造でき、歯車、カム、軸受け、スライド、ラチェット、ポンプ、電気接点、人工器官などの複雑な形状の部品を形成することができる。
【０００４】
ポリマー製接触部品は、金属製又はセラミック製接触部品に対する経済的なかつ本質的にメンテナンスフリーな代替品を提供する。ポリマーコンパウンドから形成した部品は、軽量、腐食保護の向上、運転騒音の減少、メンテナンスの減少、そしてパワー使用量の減少をもたらし、また非ポリマー製部品と比べて部品設計の自由度を増す。内部潤滑剤、たとえばポリテトラフルオロエチレン、グラファイト、二硫化モリブデン、並びに種々のオイル及び強化繊維をポリマー製部品に含有させて、耐摩耗性を高め、摩擦損失を減らすことができる。しかし、このような内部潤滑剤は高価であり、加工工程の複雑さと数を増加する。その上、ポリマー製接触部品はしばしば、時間経過とともに物理的老化を受け、運転中に遭遇する衝撃力に耐えることができないので、ついには破損する。
【特許文献１】米国特許第５，４８８，０８６号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９１２，１６５号明細書
【特許文献３】特許第２６６２３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、耐摩耗性、耐衝撃性を有し、現存の装置で容易に製造できるポリマー製接触部品の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマー及び無水物変性ポリオレフィンを含有する組成物を提供する。
【０００７】
本発明はまた、ポリカーボネート樹脂とポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーとのブレンド及び無水物変性ポリエチレンを含有する組成物であって、組成物の摩耗指数が約３５０ｉｎ５ｍｉｎ／ｆｔｌｂ−ｈｒ以下であり、衝撃強さが約５００Ｊ／ｍ以上である、組成物を提供する。ここで、摩耗指数は、次式：
摩耗指数＝［（６．１×１０８）（Ｗ）］／［（Ｐ×Ｖ）×（Ｄ）×（Ｔ）］
（式中のＰは加えた圧力（ポンド／平方インチ）、Ｖは速度（フィート／分）、Ｗは減量（ｇ）、Ｄは密度（ｇ／ｃｍ３）であり、Ｔは１００時間を示す。）に従って測定する。
【０００８】
本発明はまた、ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマー及び変性ポリオレフィンをブレンドして熱可塑性樹脂組成物を形成する工程を含み、ポリカーボネート樹脂とポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーのブレンドが光学的に透明又は不透明である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本明細書で用いる用語「第１」、「第２」などは順序や重要性を意味せず、ある要素と他の要素とを区別するために使用している。また、単数表現は数量を限定するものではなく、言及する項目が少なくとも１つ存在することを示す。さらに、ここに開示した範囲はすべて上下限点を包含し、また相互に独立に組合せ可能である。
【００１０】
本発明は、ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマー及び無水物変性ポリオレフィンの混合物を含有する耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物を提供する。熱可塑性樹脂組成物は高い衝撃強さと、現存する耐摩耗性組成物より優れた耐亀裂成長性を示す。この熱可塑性樹脂組成物から製造した物品は、衝撃強さが−３０℃の温度で約５００ジュール／メートル（Ｊ／ｍ）以上、耐摩耗性指数Ｋが室温で約３５０ｉｎ５ｍｉｎ／ｆｔｌｂ−ｈｒ以下であり、有利である。本発明の熱可塑性樹脂組成物は、大きな荷重がかかる様々な高温用途に使用しても有利である。
【００１１】
本明細書で用いる用語「混合物」は、ポリカーボネートとポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーと変性ポリオレフィンとの組合せを指す。用語「ブレンド」は、ポリカーボネートとポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーとの組合せを指す。
【００１２】
本明細書で用いる用語「ポリカーボネート」は、式Ｉの構造単位を有する組成物を包含する。
【００１３】
【化１】
2008520807.tif 000002
式Ｉ中、Ｒ１基の総数の約６０％以上が芳香族有機基であり、その残りが脂肪族基、脂環式基又は芳香族基である。一実施形態では、Ｒ１は式ＩＩで表される芳香族有機基である。
【００１４】
―Ａ１―Ｙ１―Ａ２―                （ＩＩ）
式ＩＩ中、Ａ１及びＡ２はそれぞれ単環の二価アリール基であり、Ｙ１はＡ１とＡ２との間に０個、１個又は２個の原子が介在する橋かけ基である。一実施形態では、Ａ１とＡ２との間に１個の原子が介在する。Ｙ１基の具体的な例として、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、−Ｃ（Ｏ）−、メチレン、シクロヘキシルメチレン、２-［２，２，１］−ビシクロヘプチリデン、エチリデン、イソプロピリデン、ネオペンチリデン、シクロヘキシリデン、シクロペンタデシリデン、シクロドデシリデン、アダマンチリデンなどが挙げられる。別の実施形態では、Ａ１とＡ２との間に原子は介在せず、具体的な例はビフェニルである。橋かけ基Ｙ１は、メチレン、シクロヘキシリデン、イソプロピリデンなどの飽和炭化水素基でもよい。
【００１５】
ポリカーボネートは、カーボネート前駆物質とジヒドロキシ化合物のＳｃｈｏｔｔｅｎ−Ｂａｕｍａｎ界面反応により製造できる。代表的には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムなどの塩基の水溶液を、ジヒドロキシ化合物を含有する、ベンゼン、トルエン、二硫化炭素、クロロベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタンなどの水不混和性有機溶剤と混合する。通常、相間移動触媒を使用して反応を促進する。カーボネート前駆物質としてハロゲン化カルボニルを使用する。ハロゲン化カルボニルの代表例は塩化カルボニル（ホスゲン）である。分子量調節剤を単独又は混合状態で反応物質混合物へ添加できる。後述する枝分れ剤も、単独又は混合状態で添加できる。
【００１６】
ポリカーボネートは、Ａ１とＡ２との間に原子が１個だけ介在するジヒドロキシ化合物の界面反応により製造することができる。本明細書で用いる用語「ジヒドロキシ化合物」は、たとえば、次の一般式ＩＩＩで表されるビスフェノール化合物を含む。
【００１７】
【化２】
2008520807.tif 000003
式ＩＩＩ中、Ｒａ及びＲｂはそれぞれ独立に水素、ハロゲン原子又は一価の炭化水素基であり、ｐ及びｑはそれぞれ独立に０〜４の整数であり、Ｘａは式ＩＶで表される基である。
【００１８】
【化３】
2008520807.tif 000004
式ＩＶ中、Ｒｃ及びＲｄはそれぞれ独立に水素原子又は一価の直鎖状もしくは環状炭化水素基であり、Ｒｅは二価の炭化水素基、酸素又は硫黄である。
【００１９】
式ＩＩＩで表される種類のビスフェノール化合物の例として、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（すなわち、ビスフェノールＡ）、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、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−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、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパンなどのビス（ヒドロキシアリール）アルカン類、１，１−ビス（４−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）シクロヘキサンなどのビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン類、又はこれらのビスフェノール化合物を１種以上含む組合せが挙げられる。
【００２０】
式ＩＩＩで表される他のビスフェノール化合物には、Ｘが−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ−又は−Ｓ（Ｏ）２−であるものがある。このようなビスフェノール化合物の例として、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルフェニルエーテルなどのビス（ヒドロキシアリール）エーテル類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルフィドなどのビス（ヒドロキシジアリール）スルフィド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルホキシドなどのビス（ヒドロキシジアリール）スルホキシド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルホンなどのビス（ヒドロキシジアリール）スルホン類、又はこれらのビスフェノール化合物を１種以上含む組合せが挙げられる。
【００２１】
ポリカーボネートの重縮合に使用できる他のビスフェノール化合物には式Ｖで表されるものがある。
【００２２】
【化４】
2008520807.tif 000005
式Ｖ中、Ｒｆはハロゲン原子、１〜１０個の炭素原子を有する炭化水素基又はハロゲン置換炭化水素基であり、ｎは０〜４である。ｎが２以上である場合、Ｒｆは同じでも異なっていてもよい。式Ｖで表されるビスフェノール化合物として、レゾルシノール、置換レゾルシノール化合物、たとえば５−メチルレゾルシン、５−エチルレゾルシン、５−プロピルレゾルシン、５−ブチルレゾルシン、５−ｔ−ブチルレゾルシン、５−フェニルレゾルシン、５−クミルレゾルシンなど、カテコール、ヒドロキノン、置換ヒドロキノン、たとえば３−メチルヒドロキノン、３−エチルヒドロキノン、３−プロピルヒドロキノン、３−ブチルヒドロキノン、３−ｔ−ブチルヒドロキノン、３−フェニルヒドロキノン、３−クミルヒドロキノンなど、又はこれらのビスフェノール化合物を１種以上含む組合せが挙げられる。
【００２３】
式ＶＩで表される２，２，２’，２’−テトラヒドロ−３，３，３’，３’−テトラメチル−１，１’−スピロビ−［ＩＨ−インデン］−６，６’−ジオールなどのビスフェノール化合物も使用できる。
【００２４】
【化５】
2008520807.tif 000006
さらに適当なポリカーボネートとして、アルキルシクロヘキサン単位を含有するビスフェノールから誘導されたものがある。このようなポリカーボネートは、式ＶＩＩで表される構造単位を有する。
【００２５】
【化６】
2008520807.tif 000007
式ＶＩＩ中、Ｒａ〜Ｒｄはそれぞれ独立に水素、Ｃ１−Ｃ１２ヒドロカルビル基又はハロゲンであり、Ｒｅ〜Ｒｉはそれぞれ独立に水素又はＣ１−Ｃ１２ヒドロカルビル基である。本明細書で用いる用語「ヒドロカルビル」は炭素及び水素だけを含有する残基を意味する。残基は脂肪族又は芳香族、直鎖状、環状、二環状、分岐状、飽和又は不飽和であってよい。ヒドロカルビル残基は、置換残基を構成する炭素及び水素原子の上に、あるいは代わりに、ヘテロ原子を含んでいてもよい。したがって、具体的にはこのようなヘテロ原子を含む場合、ヒドロカルビル残基はカルボニル基、アミノ基、ヒドロキシル基なども含むか、又はヒドロカルビル残基の主鎖にヘテロ原子を含んでもよい。アルキルシクロヘキサン含有ビスフェノール、たとえばフェーノール２モルと水素化イソホロン１モルとの反応生成物は、ガラス転移温度も熱変形温度も高いポリカーボネートポリマーを製造するのに有用である。このようなイソホロンビスフェノール含有ポリカーボネートは式ＶＩＩＩで表される構造単位を有する。
【００２６】
【化７】
2008520807.tif 000008
式ＶＩＩＩ中、Ｒａ〜Ｒｄは式ＶＩＩで定義の通りである。非アルキルシクロヘキサンビスフェノール含有ポリカーボネートコポリマーや、アルキルシクロヘキシルビスフェノール含有ポリカーボネートと非アルキルシクロヘキシルビスフェノールポリカーボネートとのブレンドを含む、これらのイソホロンビスフェノール系ポリマーは、Ｂａｙｅｒ社から商品名ＡＰＥＣで市販されている。代表的なビスフェノール化合物はビスフェノールＡである。
【００２７】
適当なカーボネート前駆物質の例には、塩化カルボニル（ホスゲン）、臭化カルボニルなどのハロゲン化カルボニル類、ビスハロホルメート類、たとえばビスフェノールＡやヒドロキノンなどのジヒドロキシ化合物のビスハロホルメート類、エチレングリコールやネオペンチルグリコールなどのグリコールのビスハロホルメートなどのビスハロホルメート類、並びにジフェニルカーボネート、ジ（トリル）カーボネート、ジ（ナフチル）カーボネートなどのジアリールカーボネート類がある。代表的な界面反応のカーボネート前駆物質は塩化カルボニルである。
【００２８】
カーボネートホモポリマーよりもカーボネートコポリマーを使用したい場合には、２種以上の異なる二価フェノールを重合して得られるポリカーボネート、又は二価フェノールとグリコール、ヒドロキシ終端か酸終端ポリエステル、二塩基酸、ヒドロキシ酸、脂肪族二酸のいずれかとのコポリマーを用いることもできる。通常、有用な脂肪族二酸は約２〜約４０個の炭素原子を有する。代表的な脂肪族二酸はドデカン二酸である。
【００２９】
分岐状ポリカーボネート、及び直鎖状ポリカーボネートと分岐状ポリカーボネートとのブレンドも本組成物に使用できる。分岐状ポリカーボネートは、重合の際に枝分れ剤を加えて調製できる。枝分れ剤として、ヒドロキシル、カルボキシル、カルボン酸無水物、ハロホルミルなどの官能基を３個以上有する多官能有機化合物、及びこれらの枝分れ剤を１種以上含む組合せが挙げられる。たとえば、トリメリト酸、トリメリト酸無水物、トリメリト酸トリクロリド、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−クロロホルミルフタル酸無水物、トリメシン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸など、又はこれらの枝分れ剤を１種以上含む組合せが挙げられる。枝分れ剤は、所定層のポリカーボネートの全重量に基づいて約０．０５〜約４．０重量％のレベルで加えることができる。
【００３０】
一実施形態では、ポリカーボネートはジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの溶融重縮合反応により製造することができる。ポリカーボネートの製造に使用できる炭酸ジエステルとして、ジフェニルカーボネート、ビス（２，４−ジクロロフェニル）カーボネート、ビス（２，４，６−トリクロロフェニル）カーボネート、ビス（２−シアノフェニル）カーボネート、ビス（ｏ−ニトロフェニル）カーボネート、ジトリルカーボネート、ｍ−クレシルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス（ジフェニル）カーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネート、ビス（ｏ−メトキシカルボニルフェニル）カーボネート、ビス（ｏ−エトキシカルボニルフェニル）カーボネート、ビス（ｏ−プロポキシカルボニルフェニル）カーボネート、ビス−ｏ−メトキシフェニルカーボネート、ビス（ｏ−ブトキシカルボニルフェニル）カーボネート、ビス（イソブトキシカルボニルフェニル）カーボネート、ｏ−メトキシカルボニルフェニル−ｏ−エトキシカルボニルフェニルカーボネート、ビス−ｏ−（ｔ−ブトキシカルボニルフェニル）カーボネート、ｏ−エチルフェニル−ｏ−メトキシカルボニルフェニルカーボネート、ｐ−（ｔ−ブチルフェニル）−ｏ−（ｔ−ブトキシカルボニルフェニル）カーボネート、ビス（エチルサリチル）カーボネート（即ち、ビス（ｏ−エトキシカルボニルフェニル）カーボネートなど）、ビス（プロピルサリチル）カーボネート、ビス−ブチルサリチルカーボネート、ビス−ベンジルサリチルカーボネート、ビス−メチル−４−クロロサリチルカーボネートなど、又はこれらの炭酸ジエステルを１種以上含む組合せが挙げられる。代表的な炭酸ジエステルは、ジフェニルカーボネート又はビス（メチルサリチル）カーボネート（ＢＭＳＣ）である。
【００３１】
ポリカーボネートの重量平均分子量は約３，０００〜１，０００，０００ｇ／モルである。一実施形態では、ポリカーボネートは分子量が約１０，０００〜１００，０００ｇ／モルである。別の実施形態では、ポリカーボネートは分子量が約１５，０００〜５０，０００ｇ／モルである。さらに別の実施形態では、ポリカーボネートは分子量が約１８，０００〜４０，０００ｇ／モルである。
【００３２】
ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーは、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、スターブロックコポリマー又は交互コポリマーとすることができる。代表的なポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーはブロックコポリマーである。ポリカーボネート−ポリシロキサン・ブロックコポリマーは、式ＩＸ：
【００３３】
【化８】
2008520807.tif 000009
（式中のＲ３及びＲ４はそれぞれ独立に水素、ヒドロカルビル又はハロゲン置換ヒドロカルビル基を示す）で表される繰り返し単位を有するポリカーボネートブロックと、式Ｘ：
【００３４】
【化９】
2008520807.tif 000010
（式中のＲ５及びＲ６はそれぞれ独立に水素、ヒドロカルビル又はハロゲン置換ヒドロカルビル基を示し、Ｄは約１０〜約１２０の整数、Ｙは水素、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ又はハロゲンを示す）で表されるポリシロキサンブロックとを含有する。一実施形態では、式ＩＸのブロックの重量割合がコポリマーの約１０〜約９６％であり、式Ｘのブロックからのポリシロキサンの重量割合が約４〜約９０％である。
【００３５】
一実施形態では、式ＩＸ中のＲ３及びＲ４がメチル基であり、式Ｘ中のＲ５及びＲ６がメチル基であり、Ｄが約４０〜約６０の整数で、Ｙがメトキシである。
【００３６】
ブロックコポリマーは、カーボネート形成性前駆物質と、式ＸＩ：
【００３７】
【化１０】
2008520807.tif 000011
（式中のＲ３及びＲ４は前記の通り）の芳香族ジヒドロキシ化合物及び式ＸＩＩ：
【００３８】
【化１１】
2008520807.tif 000012
（式中のＲ５、Ｒ６、Ｙ及びＤは前記の通り）で表される構造のポリシロキサンジオールの混合物との反応により製造される。
【００３９】
シロキサンブロックの前駆物質としての上記式ＩＶで表されるポリシロキサンジオールは、ビスフェノールシロキサンとして特徴付けることができる。これらのビスフェノールシロキサンの製造は、下記反応式にしたがって、ポリジオルガノシロキサン（Ｖ）をアルケニル置換基含有フェノール（ＶＩ）に添加することにより行われる。
【００４０】
【化１２】
2008520807.tif 000013
（式中のＲ５、Ｒ６、Ｙ及びＤは前記の通り。）
一実施形態では、式ＩＶのポリシロキサンジオールは、水素終端ポリジメチルシロキサンをアリルフェノールと触媒量の塩化白金酸−アルコール錯体の存在下約９０〜１１５℃で反応させることにより製造できる。たとえば、白金又は白金化合物を触媒とする反応において、水素終端ポリシロキサンを２モル当量のオイゲノール（４−アリル−２−メトキシフェノール）に添加することにより、ポリシロキサンブロックを製造することもできる。ビスフェノールポリシロキサン（ＩＶ）及びビスフェノール（ＩＩＩ）のブロックコポリマーへの転化は、ポリカーボネートを製造する界面重合プロセスにより行うことができる。
【００４１】
様々な方法でコポリマーを製造することができるが、１つの方法では、反応物質を適当な水不混和性溶剤媒体に溶解もしくは分散し、相間移動触媒、たとえば三級アミン助触媒及び苛性水溶液の存在下、制御されたｐＨ条件で反応物質をカーボネート前駆物質と接触させる。別の例示方法では、カーボネート前駆物質がホスゲンであるホスゲン化反応を行う。ホスゲン化反応が進行する温度は約０℃〜約１００℃の範囲とすることができる。反応は発熱反応であるので、ホスゲンの添加速度を用いて反応温度を制御することができる。十分なアルカリ金属水酸化物塩基を使用して混合物のｐＨを上げ、維持することができる。塩基を、反応混合物の水性部分のｐＨを約１０〜約１２のレベルに維持するのに有効な量添加する。自動ｐＨ制御装置を用いて、水酸化ナトリウムのような苛性アルカリを徐々に添加することにより、反応混合物の水性相のｐＨを制御することもできる。
【００４２】
反応物質をカーボネート前駆物質と接触させる前又は間に、分子量調節剤、即ち「連鎖停止剤」を反応物質に添加することができる。適当な分子量調節剤の例には、フェノール、クロマンＩ、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールなどの一価フェノール類、及びこれらの分子量調節剤の少なくとも１つを含む組合せがある。水不混和性溶剤の例には、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、及びこれらの水不混和性溶剤の少なくとも１つを含む組合せがある。
【００４３】
ホスゲン化反応は通常、約１０分から数時間の期間で完了する。反応混合物を撹拌して相間の接触を良くし、これにより反応速度を促進すべきである。生成樹脂の回収前に、通常クロロホルメート末端基をほぼ脱離する。樹脂の回収は、濾過、デカンテーション、遠心分離などの方法で行うことができる。相間移動触媒を助触媒なしで使用する場合には、クロロホルメートの存在が検出されなくなるまで、反応混合物を長期間撹拌することができる。あるいは、クロロホルメートのレベルに基づいて、当量レベルのフェノール化合物を反応の終点で添加することができる。ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーはブロックコポリマーとすることができ、これは光学的に透明又は不透明である。
【００４４】
ポリカーボネートとポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーとのブレンド中のポリカーボネートは、ブレンドの重量に基づいて、約１５〜約８５重量％の量存在することができる。一実施形態では、ポリカーボネートはブレンド中に、ブレンドの重量に基づいて約３０重量％以上の量存在する。別の実施形態では、ポリカーボネートはブレンド中に、ブレンドの重量に基づいて約４５重量％以上の量存在する。他の実施形態では、ポリカーボネートはブレンド中に、ブレンドの重量に基づいて約７５重量％以上の量存在する。
【００４５】
ブレンドは、光学的に透明にも不透明にもなる。ポリカーボネートとポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーとのブレンドは、たとえば、ゼネラル・エレクトリック社から登録商標ＥＸＬ１４１４（不透明ブレンド）及びＥＸＲＬ００４９（透明ブレンド）として市販されている。
【００４６】
ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーは熱可塑性樹脂組成物中に、熱可塑性樹脂組成物の全重量に基づいて約１５〜約８５重量％の量存在する。一実施形態では、ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーは熱可塑性樹脂組成物中に、組成物の全重量に基づいて約２０〜約８０重量％の量存在する。別の実施形態では、ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーは熱可塑性樹脂組成物中に、組成物の全重量に基づいて約３０〜約７０重量％の量存在する。
【００４７】
変性ポリオレフィン樹脂は、エポキシ、カルボキシル又は酸無水物基が反応したポリオレフィンであればいずれでもよい。適当なポリオレフィンの例には、結晶性ポリプロピレン、結晶性プロピレン−エチレンブロックもしくはランダムコポリマー、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、エチレン−プロピレンランダムコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンコポリマー又はこれらのポリオレフィンの少なくとも１つを含む組合せがある。代表的なポリオレフィン樹脂は、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、及び超高分子量ポリエチレンである。
【００４８】
変性ポリオレフィン樹脂は、エポキシ、カルボキシル又は酸無水物基を含有する不飽和モノマーが共重合した上記ポリオレフィン樹脂のいずれでもよい。適当なエポキシ含有不飽和モノマーの例には、グリシジルメタクリレート、ブチルグリシジルマレート（即ち、リンゴ酸エステル）、ブチルグリシジルフマレート、プロピルグリシジルマレート、グリシジルアクリレート、Ｎ−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）−３，５−ジメチルベンジル］アクリルアミドなど又はこれらのモノマーの少なくとも１つを含む組合せがある。代表的なエポキシ含有不飽和モノマーは、価格と入手しやすさから、グリシジルメタクリレート及びＮ−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）−３，５−ジメチルベンジル］アクリルアミドである。
【００４９】
カルボキシル含有不飽和モノマーの例には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸などがある。酸無水物基含有不飽和モノマーの例には、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などがある。これらのうち、反応性と入手しやすさから、アクリル酸及び無水マレイン酸が望ましい。
【００５０】
エポキシ、カルボキシル又は酸無水物基を含有する不飽和モノマーをポリオレフィン樹脂と共重合させる手段はいずれでもよい。代表的な共重合手段として、ポリオレフィン樹脂と不飽和モノマーを、二軸スクリュウ押出機、バンバリーミキサ、混練機などで、ラジカル開始剤の存在又は不存在下で溶融混練する手段、及びポリオレフィンを構成するモノマーとエポキシ、カルボキシル又は酸無水物を含有する不飽和モノマーとの共存状態での共重合が挙げられる。不飽和モノマーの含量は、変性ポリオレフィン樹脂の約０．０１〜約１０重量％である。一実施形態では、不飽和モノマーの含量が変性ポリオレフィン樹脂の約０．１〜約５重量％である。一実施形態では、変性ポリオレフィン樹脂をε−アミノ−Ｎ−カプロン酸と予め配合し、その後ポリカーボネート及びポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーのブレンドと混合する。
【００５１】
変性ポリオレフィン樹脂の含量は、熱可塑性樹脂組成物の約０．５〜６０重量％である。一実施形態では、変性ポリオレフィン樹脂の含量が熱可塑性樹脂組成物の約１〜３０重量％である。別の実施形態では、変性ポリオレフィン樹脂の含量が熱可塑性樹脂組成物の約２〜２０重量％である。
【００５２】
変性ポリオレフィン樹脂をポリカーボネート及びポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーのブレンドと混合すると、官能基がポリカーボネートに共有結合する。代表的な変性ポリエチレンがデュポン社から登録商標ＦＵＳＡＢＯＮＤにて市販されている。
【００５３】
熱可塑性樹脂組成物は、所望に応じて、添加剤、たとえば繊維状充填材、無機充填材、酸化防止剤、潤滑剤、界面活性剤、帯電防止剤、流れ制御剤、流れ促進剤、耐衝撃性改良剤、核生成剤、カップリング剤、難燃剤などを含有してもよい。同様に、顔料及び染料（無機及び有機）を添加することもできる。
【００５４】
ここで「繊維状」充填材は、ウィスカー、ニードル、ロッド、チューブ、ストランド、細長い小平板、層状小平板、楕円体、ミクロ繊維、ナノ繊維及びナノチューブ、細長いフラーレンなどの形態で存在することができる。このような充填材がアグリゲート形態で存在する場合、アスペクト比が１より大きいアグリゲートも本発明の目的にかなう。適当な繊維状充填材の例には、無機短繊維があり、具体的には、アルミニウムケイ酸塩、アルミニウム酸化物、マグネシウム酸化物及び硫酸カルシウム半水和物の１つ以上を含むブレンドから誘導される繊維のような加工鉱物繊維、ホウ素繊維、炭化ケイ素のようなセラミック繊維、及び３Ｍ社（米国ミネソタ州セントポール所在）から登録商標ＮＥＸＴＥＬにて市販されている、アルミニウム、ホウ素及びケイ素の混成酸化物の繊維がある。繊維状充填材にはほかに、炭化ケイ素、アルミナ、炭化ホウ素、鉄、ニッケル及び銅を含有する単結晶繊維又は「ウィスカー」がある。ガラス繊維や、織物ガラス繊維及び石英を含む玄武岩繊維のような繊維状充填材も含まれる。
【００５５】
また、天然有機繊維も含まれ、たとえば木材を粉砕して得られる木粉、セルロース、木綿、サイザル、ジュートクロス、大麻クロス、フェルトなどの繊維状製品、クラフト紙、木綿紙、ガラス繊維含有紙、デンプン、コルク粉、リグニン、果殻粉、コーン、籾殻などの天然セルロース繊維、又はこれらの少なくとも１つを含む組合せが挙げられる。
【００５６】
ほかに、有機強化用繊維状充填材及び合成強化用繊維も使用できる。これには、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及び他のポリエステル、ポリアリーレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリテトラフルオロエチレン、アクリル樹脂などの繊維形成性有機ポリマー、芳香族ポリアミド、ポリアラミド繊維（デュポン社から登録商標Ｋｅｖｌａｒにて市販されているもの）、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド繊維（ダウケミカル社から登録商標Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ２０８０及びＰＢＺ繊維にて市販されているもの）、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリベンズオキサゾール、芳香族ポリイミド又はポリエーテルイミドなどの熱安定性の高い高靱性繊維がある。上記繊維の任意の組合せも使用できる。
【００５７】
このような強化繊維はモノフィラメント又はマルチフィラメント繊維の形態で用意することができ、これらを単独で用いてもよいし、或いはたとえば同時製織、又はコア／シース、並行、オレンジ型もしくはマトリックス及びフィブリル構成により、又は他の繊維製造方法により、他のタイプの繊維と組み合わせて用いてもよい。同時製織構造には、通常、ガラス繊維−炭素繊維、炭素繊維−芳香族ポリイミド（アラミド）繊維、及び芳香族ポリイミド繊維−ガラス繊維がある。繊維状充填材は、たとえばロービング、０−９０°織物のような織った繊維補強材、連続ストランドマット、チョップドストランドマット、ティッシュ、紙、フェルトのような不織繊維補強材、及び三次元製織補強材、プレホーム及びブレード（編組）の形態で供給できる。
【００５８】
有用なガラス繊維は通常、Ｅガラス、Ａガラス、Ｃガラス、Ｄガラス、Ｒガラス、Ｓガラスと称される繊維化可能ガラスを含む繊維化可能ガラスから形成することができる。Ｅガラス誘導体から得られるガラス繊維を用いることもできる。ほとんどの強化マットはＥガラスから形成したガラス繊維からなり、熱可塑性樹脂組成物に用いられる。通常、名目フィラメント径が約８μｍ以上である、工業的に製造されたガラス繊維を熱可塑性樹脂組成物に使用することができる。フィラメント径が約３５μｍ以下であるガラス繊維を用いるのが望ましい。一実施形態では、フィラメント径が約１５μｍ以下であるガラス繊維を用いるのが望ましい。
【００５９】
フィラメントは、スチームもしくは空気吹き込み、火炎吹き込み、及び機械的引き上げ法により製造することができる。代表的なフィラメントは機械的引き上げにより作成される。非対称な断面を有する繊維も熱可塑性樹脂組成物に使用できる。ガラス繊維はサイジングしてもしなくてもよい。サイズ処理ガラス繊維は、繊維の表面の少なくとも一部に、熱可塑性樹脂組成物と相溶性となるよう選ばれたサイズ剤で被覆されている。サイズ剤は繊維ストランド内外へのマトリックス材料の濡れを容易にし、熱可塑性樹脂組成物に所望の物性を実現するのを助ける。
【００６０】
一実施形態では、ガラス繊維はサイジングされているガラスストランドからなる。サイズ処理ガラス繊維を製造するには、多数のフィラメントを同時に形成し、コーティング剤でサイズ処理した後、所謂ストランドに束ねる。或いはまた、ストランド自身を最初にフィラメントから形成し、ついでサイズ処理してもよい。サイズ剤の使用量は通常、ガラスフィラメントを１本の連続ストランドに結着するのに有効な量であり、通常ストランド中のガラス繊維の全重量に基づいて約０．１重量％以上である。一実施形態では、サイズ剤の使用量はガラス繊維の重量に基づいて約５重量％以下である。別の実施形態では、サイズ剤の使用量はガラス繊維の重量に基づいて約２重量％以下である。さらに他の実施形態では、サイズ剤の使用量はガラス繊維の重量に基づいて約１重量％である。
【００６１】
一般に、熱可塑性樹脂組成物中に存在する繊維状充填材の量は約５０重量％以下とすることができる。一実施形態では、熱可塑性樹脂組成物中に存在する繊維状充填材の量は約２０重量％以下とすることができる。
【００６２】
本組成物に使用できるカーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）、又は気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）である。本組成物に使用する単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）は、グラファイトのレーザー蒸発、炭素アーク合成又は高圧一酸化炭素転換法（ＨＩＰＣＯ）により製造することができる。これらのＳＷＮＴは通常、外径が約０．７〜約２．４ｎｍであるグラフェンシートよりなる単層を有する。ＳＷＮＴは金属性ＳＷＮＴと半導電性ＳＷＮＴの混合物を含有してもよい。金属性ＳＷＮＴは金属と同様の電気特性を示すもので、一方半導電性ＳＷＮＴは電気的に半導電性であるものである。組成物に使用するＳＷＮＴの量を少なくするために、組成物にできるだけ多くの割合の金属性ＳＷＮＴを含有させるのが望ましい。通常、アスペクト比が約５以上であるＳＷＮＴを組成物に使用する。ＳＷＮＴは、チューブの各端部に半球形キャップを有するほぼ閉じた構造であるが、片端又は両端が開放したＳＷＮＴも使用できる。ＳＷＮＴの中央部分は通常中空であるが、無定形炭素が充填されていてもよい。
【００６３】
レーザーアブレーション、炭素アーク合成などの方法で誘導されるＭＷＮＴも本組成物に使用できる。ＭＷＮＴは、少なくとも２つのグラフェン層が内部中空コアのまわりに結着された構成である。通常半球形キャップがＭＷＮＴの両端を閉じているが、半球形キャップを１つしかもたないＭＷＮＴ又はキャップを２つとももたないＭＷＮＴを使用するのも望ましい。ＭＷＮＴは通常直径が約２〜約５０ｎｍである。ＭＷＮＴを使用する場合、その平均アスペクト比が約５以上であるのが望ましい。一実施形態では、ＭＷＮＴのアスペクト比が約１００以上であり、別の実施形態では、ＭＷＮＴのアスペクト比が約１０００以上である。
【００６４】
気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）も本組成物に使用できる。これらは通常化学蒸着法で製造される。「ツリーリング」又は「フィッシュボーン」構造を有するＶＧＣＦは、粒状金属触媒の存在下、中程度の温度、即ち約８００〜約１５００℃で、気相の炭化水素から成長させることができる。「ツリーリング」構造では、多数の実質的にグラファイトのシートがコアのまわりに同軸配列される。「フィッシュボーン」構造の繊維は、グラファイト層が中空コアの軸線から延びることで特徴付けられる。
【００６５】
直径約３．５〜約２０００ｎｍ、アスペクト比約５以上のＶＧＣＦを使用することができる。ＶＧＣＦを使用する場合、約３．５〜約５００ｎｍの直径が望ましく、約３．５〜約１００ｎｍの直径がより望ましく、約３．５〜約５０ｎｍの直径が特に望ましい。また、ＶＧＣＦの平均アスペクト比が約１００以上であることも望ましい。一実施形態では、ＶＧＣＦのアスペクト比が約１０００以上とすることができる。
【００６６】
使用が望ましい場合、カーボンナノチューブは通常、熱可塑性樹脂組成物の全重量の約０．００１〜約８０重量％の量使用する。一実施形態では、カーボンナノチューブを通常、熱可塑性樹脂組成物の重量に基づいて約０．２５〜約３０重量％の量使用する。別の実施形態では、カーボンナノチューブを通常、熱可塑性樹脂組成物の重量に基づいて約０．５〜約１０重量％の量使用する。さらに他の実施形態では、カーボンナノチューブを通常、熱可塑性樹脂組成物の重量に基づいて約１〜約５重量％の量使用する。
【００６７】
種々のタイプの導電性炭素繊維も本組成物に使用できる。炭素繊維は一般に、その直径、性状、黒鉛化度によって分類される（性状と黒鉛化度は相関している）。これらの特性は現在のところ炭素繊維の合成に用いる方法によって決められる。たとえば、直径約５μｍ以上の炭素繊維及び繊維軸に平行なグラフェンリボン（半径方向、平面又は円周方向配列）は、工業的には、繊維形態の有機前駆物質、たとえばフェノール類、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）又はピッチの熱分解により製造される。
【００６８】
炭素繊維は通常直径が約１，０００ｎｍ（１μｍ）以上から約３０μｍまでである。１
実施形態では、炭素繊維の直径を約２〜約１０μｍとすることができる。別の実施形態では、炭素繊維の直径を約３〜約８μｍとすることができる。
【００６９】
一実施形態では、耐摩耗性組成物を製造するにあたり、無水物変性ポリオレフィンを、ポリカーボネート及びポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーを含有するブレンドと混合する。ブレンディングは溶液中で行っても、溶融状態で行ってもよい。代表的なブレンディングは溶融ブレンディングである。
【００７０】
組成物の溶融ブレンディングは、剪断力、伸長力、圧縮力、超音波エネルギー、電磁エネルギー、熱エネルギー又はこれらの力又はエネルギー形態の少なくとも１つを含む組合せを利用し、単軸スクリュウ、多軸スクリュウ、かみ合い同一方向回転もしくは逆回転スクリュウ、非かみ合い同一方向回転もしくは逆回転スクリュウ、往復スクリュウ、ピン付きスクリュウ、ピン付きバレル、ロール、ラム、螺旋ロータ、又はこれらの少なくとも１つを含む組合せによって前記力を発揮する加工装置で行われる。
【００７１】
上記力を利用する溶融ブレンディングは、単軸もしくは多軸スクリュウ押出機、バス（Ｂｕｓｓ）ニーダ、ヘンシェルミキサ、ヘリコーンミキサ、ロスミキサ、バンバリーミキサ、ロールミル、成形機、たとえば射出成形機、真空成形機、吹込成形機などの装置、又はこれらの装置の少なくとも１つを含む組合せで行われる。通常、組成物の溶融もしくは溶液ブレンディング中に、約０．０１〜約１０キロワット−時／キログラム（ｋｗｈｒ／ｋｇ）の比エネルギーを組成物に加えるのが望ましい。
【００７２】
熱可塑性樹脂組成物を製造する方法は多数ある。１つの例示方法では、熱可塑性ポリマー、ガラス繊維及び追加の成分を押出機で配合し、押出してペレットを形成する。この押出中に、無水物変性ポリオレフィン、ポリカーボネートとポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーのブレンド及び他の任意成分が互いに剪断下で混合される。押出物をペレット化し、ついで射出成形して耐摩耗性物品を形成する。別の例示方法では、熱可塑性樹脂組成物をドライブレンディング法（即ち、ヘンシェルミキサ内）で混合し、たとえば射出成形又は他の適当なトランスファー成形法により直接成形する。押出及び／又は成形前に、熱可塑性樹脂組成物のすべての成分が水を含有しないことが望ましい。
【００７３】
熱可塑性樹脂組成物を製造する他の例示方法では、任意成分である繊維状充填材をポリカーボネートとポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーのブレンドに配合してマスターバッチとすることができる。つぎにマスターバッチを、押出工程又は成形工程中に、変性ポリオレフィンを含有する追加のポリマーで希釈し、こうして耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物を形成する。
【００７４】
代表的な押出温度は約２６０〜約３１０℃である。配合した熱可塑性樹脂組成物を押し出して粒状物又はペレットにするか、シートに切断するか、ブリケットに成形するなど、下流の加工にふさわしい形態にすることができる。その後、熱可塑性樹脂組成物の加工に通常用いる装置、たとえば射出成形機で、シリンダー温度約２５０〜約３００℃及び金型温度約５０〜約９０℃にて組成物を成形することができる。
【００７５】
このようにして得られた耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物は、他の入手可能な耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物に比べて多数の有利な特性を呈する。本発明の耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物は、高い衝撃強さと低い摩耗指数を合わせもつ。耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物は、ノッチ付きアイゾッド衝撃強さが−３０℃で約５００ジュール／メートル（Ｊ／ｍ）以上である。別の実施形態では、耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物のノッチ付きアイゾッド衝撃強さが−３０℃で約６５０Ｊ／ｍ以上である。他の実施形態では、耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物のノッチ付きアイゾッド衝撃強さが−３０℃で約７００Ｊ／ｍ以上である。
【００７６】
また耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物は、摩耗指数Ｋが約３５０ｉｎ５ｍｉｎ／ｆｔｌｂ−ｈｒ以下である。摩耗指数は試験中の減量に基づく値である。一実施形態では、摩耗指数Ｋが約２００ｉｎ５ｍｉｎ／ｆｔｌｂ−ｈｒ以下である。別の実施形態では、摩耗指数Ｋが約１００ｉｎ５ｍｉｎ／ｆｔｌｂ−ｈｒ以下である。他の実施形態では、摩耗指数Ｋが約８０ｉｎ５ｍｉｎ／ｆｔｌｂ−ｈｒ以下である。さらに他の実施形態では、摩耗指数Ｋが約６０ｉｎ５ｍｉｎ／ｆｔｌｂ−ｈｒ以下である。
【００７７】
耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物は、滑らかな表面仕上げを有する物品に成形することができる。一実施形態では、熱可塑性樹脂組成物はクラスＡ表面仕上げを有する。熱可塑性樹脂組成物が導電性繊維状充填材（たとえば炭素繊維、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、又はこれらの組合せ）を含有する場合、この組成物から成形された物品は電気体積抵抗率が約１０１２Ω−ｃｍ以下となる。一実施形態では、熱可塑性樹脂組成物の電気体積抵抗率が約１０８Ω−ｃｍ以下となる。別の実施形態では、熱可塑性樹脂組成物の電気体積抵抗率が約１０５Ω−ｃｍ以下となる。熱可塑性樹脂組成物はまた、表面抵抗率が約１０１２Ω／ｃｍ２以下となる。一実施形態では、熱可塑性樹脂組成物の表面抵抗率が約１０８Ω／ｃｍ２以下となる。別の実施形態では、熱可塑性樹脂組成物の表面抵抗率が約１０４Ω／ｃｍ２以下となる。
【００７８】
また本組成物は難燃性である。一実施形態では、組成物がＵＬ−９４（アンダーライターズ・ラボラトリーズ）難燃試験で難燃性等級Ｖ−０を呈する。別の実施形態では、組成物がＵＬ−９４難燃性等級Ｖ−１を呈する。他の実施形態では、組成物がＵＬ−９４難燃性等級Ｖ−２を呈する。組成物は、加熱変形温度（ＨＤＴ）が約１００℃以上である。一実施形態では、組成物の加熱変形温度（ＨＤＴ）が約１２０℃以上である。
【００７９】
耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物から製造される物品は、大きな動的荷重が加えられる高温用途に用いることができる。これらの物品は、自動車用途、又は機械に、歯車、カム、軸受け又は高い衝撃強さ、耐摩耗性及び高い耐亀裂成長性が望まれる部品として使用でき、有利である。
【実施例】
【００８０】
以下に実施例を示して、耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物及びその製造方法を具体的に説明するが、これらは例示であって、本発明を限定するものではない。
【００８１】
本実施例は、ポリカーボネート、ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマー及び無水物変性ポリオレフィンを含有する熱可塑性樹脂組成物が優れた耐摩耗性及び衝撃性を示すことを実証する。ポリカーボネートとポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーのブレンド２種を使用した。それは、１７重量％のポリカーボネート及び８３重量％のポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーを含有する透明ブレンドであるＥＸＲＬ００４９（登録商標）と、８２．５重量％のポリカーボネート及び１７．５重量％のポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーの不透明ブレンドであるＥＸＬ１４１４（登録商標）である。各ブレンドを、下記に詳述するようにＬＮＰにより製造されたＬｕｂｒｉｌｏｙ  Ｄ  ＥＰ（登録商標）中間体と混合した。
【００８２】
７１．６００ｐｈｒのＦｕｓａｂｏｎｄ  ＭＢ２２６Ｄ（登録商標）（デュポン社から市販されている無水マレイン酸変性ポリエチレン）を３．４ｐｈｒのＡ２５０４（Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から市販されているε−アミノ−Ｎ−カプロン酸）と予め配合した（ｐｈｒは１００重量部当たりの重量部を示す）。予備配合を二軸スクリュウ押出機で行った。予備配合物に２５ｐｈｒの追加のＦｕｓａｂｏｎｄ  ＭＢ２２６Ｄを添加した。追加のＦｕｓａｂｏｎｄ  ＭＢ２２６Ｄを予備配合物と二軸スクリュウ押出機で混合して、Ｌｕｂｒｉｌｏｙ  Ｄ  ＥＰ中間体を形成した。押出は温度２４０℃で行った。耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物を表１に示す。
【００８３】
表１のサンプルの成分それぞれを３７ｍｍ二軸スクリュウ押出機ＺＳＫ−４０（登録商標、Ｋｒｕｐｐ，Ｗｅｒｎｅｒ  ａｎｄ  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ社製）で押出した。二軸スクリュウ押出機は長さ／直径の比が４１であった。表１に、Ｌｕｂｒｉｌｏｙ  Ｄ  ＥＰ中間体をＥＸＬ１４１４またはＥＸＲＬ００４９と共に押出して得られる耐摩耗性組成物を示す。表１のサンプル＃１及び＃２は、ポリカーボネートとポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーのブレンドのみを含有する比較組成物である。
【００８４】
表１の組成物の押出条件は下記の通り。押出機は１１個のバレル、即ち加熱区域を備え、それぞれ温度５０℃、１００℃、２５０℃、２９０℃、２９０℃、２９０℃、２９０℃、２９０℃、２９０℃、２９０℃、２９０℃に設定した。ダイ温度は２７０℃に設定した。押出機は３００ｒｐｍで運転した。押出機は３０〜３００ｒｐｍの速度で運転することができる。押出速度は３０ｋｇ／ｈｒであったが、それ以上の押出速度も使用できる。押出機から出てくるストランドをペレット化し、乾燥し、射出成形し、試験品を形成した。成形機はＣｉｎｃｉｎｎａｔｉ２２０Ｔを使用した。種々の組成物に使用した各成分の量を表１に示す。押出中にすべての成分を押出機に直接添加した。
【００８５】
押出及び射出成形後、サンプルを試験した。引張試験はＡＳＴＭ  Ｄ６３８に準じて行った。衝撃試験はＡＳＴＭ  Ｄ２５６に準じて行った。曲げ試験はＡＳＴＭ  Ｄ７９０に準じて行った。加熱変形温度（ＨＤＴ）試験は、厚さ３．２ｍｍのサンプルに変形力１．８４ＭＰａを加えて、行った。メルトフローレート（ＭＦＲ）は、１．２ｋｇの剪断力を用いて３００℃で測定した。
【００８６】
摩耗指数ＫはＷＩ−０６８７（ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２−７８に類似した改訂摩耗試験法である）に準じて行った。標準試験では、プラスチック製スラストワッシャを所定の速度及び一定圧力で対向する鋼摩耗輪表面（静止保持）に対して回転する。標準試験の変更項目には、別の対向面材料、別の対向面仕上げの使用、高温での試験がある。加えた圧力（ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））及び速度（フィート／分（ｆｐｍ））は、互いに掛け合わせた場合、試験のＰＶ（圧力・速度）値として既知である。試験は、スラストワッシャ試験片を特定のＰＶ条件で約２４時間運転し、試験片を取り出し、減量を測定することにより行った。この減量値から、摩耗指数Ｋを下記の式に従って計算できる。
【００８７】
摩耗指数＝［（６．１×１０８）（Ｗ）］／［（Ｐ×Ｖ）×（Ｄ）×（Ｔ）］
式中のＷは減量（ｇ）、Ｄは密度（ｇ／ｃｍ３）であり、Ｔは時間（ｈｒ）を示す。加えた圧力Ｐは４０ｐｓｉで、速度は５０ｆｐｍである。
【００８８】
この手順を約１００時間繰り返し、１回毎の摩耗指数を平均して材料の平均摩耗指数Ｋを求める。さらに、静的及び動的摩擦係数（ＣＯＦ）を１回毎に測定する。ＣＯＦ値を試験時間全体にわたって平均し、その材料の平均の静的及び動的摩擦係数を求める。すべての試験結果を表１に示す。
【００８９】
【表１】
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表１から、耐摩耗性熱可塑性樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂とポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーのブレンドよりはるかに優れていることが分かる。同様に、透明ブレンドを変性ポリエチレンと組み合わせる場合、その摩耗特性が、不透明ブレンドと変性ポリエチレンとの組合せの対応する特性より優れていることが分かる。
【００９０】
理論により限定されるものではないが、透明ブレンド中でのポリシロキサンドメインの寸法が小さくかつ均一に分布し、かつドメイン間間隔が均一に分布していることが、ポリカーボネートと変性ポリエチレンとの相互作用の制御を容易にしていると考えられる。この制御された相互作用により優れた摩耗特性が得られる。透明ブレンドを含有する熱可塑性樹脂組成物の結果が良好である一方、不透明ブレンドを含有する熱可塑性樹脂組成物も独特の組合せの耐摩耗性と耐衝撃性を有することが分かる。
【００９１】
本発明の耐摩耗性組成物は、歯車、カム、軸受け、摺動面など、耐摩耗性、耐衝撃性、そして所望に応じて導電性や難燃性などの特性が合わせて必要とされる場合に、有利に使用できる。
【００９２】
以上、本発明を好適な実施形態について説明したが、本発明の要旨から逸脱することなく、種々の変更を加えたり、その構成要素を均等物に置き換えたりできることが、当業者には明らかである。さらに、本発明の要旨から逸脱することなく、特定の状況や材料を本発明の教示に適合させるべく種々の改変を加えることができる。したがって、本発明は発明を実施するための最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されず、本発明の範囲内に入るあらゆる実施形態を包含する。
【国際調査報告】
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