充填材入り組成物及び製法
熱可塑性組成物の製造方法が開示されている。この方法は、ポリ（アリーレンエーテル）を押出機の供給口に添加し、供給口の下流でポリアミドを押出機に添加し、ポリアミドとカーボンブラックを含む第１のマスターバッチを供給口の下流で押出機に添加し、ポリアミドと鉱物質充填材を含む第２のマスターバッチを供給口の下流で押出機に添加することからなる。また、この方法で製造されるポリ（アリーレンエーテル）、ポリアミド、カーボンブラック、及び鉱物質充填材からなる組成物も開示されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱物質充填材を含有するポリ（アリーレンエーテル）／ポリアミド組成物、及びこれらの組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
増大した剛性のような改良された物理的性質を有する材料を提供するためにポリマー材料に鉱物質充填材を添加することは公知である。鉱物質充填材入りポリマー材料は、射出成形を始めとする各種の技術により物品に成形することができる。これらの成形品は塗装したりさらに加工処理したりして完成品を創製することができる。他の用途では、余分なコストを避けるためにさらに加工処理することなく成形品の優れた表面外観を得る必要があり、従って、成形品が表面の傷やその他の欠陥を含まないのが望ましい。加えて、これらの充填材入りポリマー材料は、機械的応力を始めとする典型的な環境条件下で安定な機械的強度と耐衝撃性を保有していなければならない。
【特許文献１】米国特許第４９７０２７２号明細書
【特許文献２】米国特許第４９５７９６６号明細書
【特許文献３】米国特許第５１３２３６５号明細書
【特許文献４】米国特許第６５９３４１１号明細書
【特許文献５】米国特許第５０７５３７６号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００３／０１６６７６２号明細書
【特許文献７】特開平７−０４８４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
耐衝撃性と表面外観の組合せを有する組成物を製造する数多くの試みにも関わらず、衝撃強さと表面外観の向上した組成物及びこれらの組成物の製造方法が相変わらず求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書には、組成物及びその製造方法、並びにその組成物から製造される物品が開示されている。一実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリアミド、カーボンブラック、及び鉱物質充填材を含んでなる組成物が開示されており、ここで、ポリ（アリーレンエーテル）粒子はポリアミドマトリックス中に分散している。９５％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．５平方マイクロメートル以下の断面積を有しており、及び／又は粒子が３．２マイクロメートル以下の最大粒径を有している。
【０００５】
別の実施形態では、熱可塑性物質を製造する方法は、ポリ（アリーレンエーテル）を押出機の供給口に添加し、供給口の下流にある１以上の導入口で、ポリアミド、第１のマスターバッチ及び第２のマスターバッチを添加することを含んでなり、ここで、第１のマスターバッチはポリアミドとカーボンブラックを含んでおり、第２のマスターバッチはポリアミドと鉱物質充填材を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
ポリ（アリーレンエーテル）分散相、ポリアミド連続相、カーボンブラック、及び鉱物質充填材を含み改良された物理的性質を有する組成物は、カーボンブラックマスターバッチと鉱物質充填材マスターバッチを使用し、これらのマスターバッチを押出機供給口の下流にある１つの位置又は複数の位置で一緒に又は別々に添加することによって製造することができる。さらに、ポリアミドの少なくとも一部分は供給口の下流にある位置で添加する。このポリアミドはいずれかのマスターバッチ、両方のマスターバッチと共に、又は独立に添加してもよい。ペレット化した組成物を成形又は押し出した後、ポリ（アリーレンエーテル）はポリアミド連続相又はマトリックス全体に分配され、ポリ（アリーレンエーテル）の粒径は熱可塑性組成物の製造方法に関係する。
【０００７】
１つの態様において、充填材入りポリマー材料の総重量を基準にして１重量部以上のカーボンブラックを含む充填材入りポリマー材料からなる成形又は押出品は、カーボンブラックを含有しない類似の組成物からなる成形品と比較して改良された表面外観を示す。充填材入り材料がさらにカーボンブラックを含む場合、このカーボンブラックが外部潤滑剤として機能し、充填材入りポリマー材料のメルトと冷たい金型表面との間の摩擦力を低減し、従ってスプレー(splay)の量を低下させることにより成形品の表面美観を改良する。さらに、カーボンブラックの添加は、カーボンブラックを別個の成分として添加するときではなく、マスターバッチとして分散したときに、低い欠陥の外観を呈するのにより有効である。カーボンブラックマスターバッチはカーボンブラックとポリアミド希釈剤からなる。また、組成物はさらに鉱物質充填材を含んでおり、これはマスターバッチとしてポリアミドに分散して添加したときに組成物の剛性を増大する。
【０００８】
理論に縛られたくはないが、カーボンブラックマスターバッチと鉱物質充填材マスターバッチを使用すると、驚くべきことに、最終物品のポリ（アリーレンエーテル）粒径に影響があると考えられる。ポリ（アリーレンエーテル）粒子の比較的小さい粒径及びほぼ一様な分布が、改良された衝撃強さを最終物品に授与する。
【０００９】
本明細書で使用する場合、「ポリ（アリーレンエーテル）」は、次式（Ｉ）の構造単位を複数含んでいる。
【００１０】
【化１】
式中、各構造単位に対して、各Ｑ１とＱ２は独立に水素、ハロゲン、第一又は第二低級アルキル（例えば、１〜７個の炭素原子を含有するアルキル）、フェニル、ハロアルキル、アミノアルキル、アルケニルアルキル、アルキニルアルキル、炭化水素オキシ、アリール、及び少なくとも２個の炭素原子がハロゲン原子と酸素原子とを隔てているハロ炭化水素オキシである。幾つかの実施形態では、各Ｑ１は独立にアルキル又はフェニル、例えばＣ１−４アルキルであり、各Ｑ２は独立に水素又はメチルである。ポリ（アリーレンエーテル）は、通例ヒドロキシ基に対してオルト位に位置するアミノアルキル含有末端基（１個以上）を有する分子を含んでいてもよい。また、通例テトラメチルジフェニルキノン副生物が存在する反応混合物から得られるテトラメチルジフェニルキノン（ＴＭＤＱ）末端基が存在することも多い。
【００１１】
ポリ（アリーレンエーテル）はホモポリマー、コポリマー、グラフトコポリマー、アイオノマー、ブロックコポリマー、例えばアリーレンエーテル単位及びアルケニル芳香族化合物から誘導されたブロックを含むもの、並びに以上のものを少なくとも１種含む組合せの形態であることができる。ポリ（アリーレンエーテル）としては、２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル単位を、場合により２，３，６−トリメチル−１，４−フェニレンエーテル単位と組み合わせて含有するポリフェニレンエーテルがある。
【００１２】
ポリ（アリーレンエーテル）は、２，６−キシレノール及び／又は２，３，６−トリメチルフェノールのようなモノヒドロキシ芳香族化合物（１種以上）の酸化カップリングによって製造することができる。かかるカップリングには一般に触媒系を使用する。触媒系は、銅、マンガン又はコバルト化合物のような重金属化合物（１種以上）を、通常第二アミン、第三アミン、ハロゲン化物又は以上のものの２種以上の組合せのような各種他の物質と組み合わせて含有することができる。
【００１３】
ポリ（アリーレンエーテル）は、単分散ポリスチレン標準、４０℃のスチレンジビニルベンゼンゲル及び１ミリリットルのクロロホルム当たり１ミリグラムの濃度を有する試料を用いるゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより決定して、３０００〜４００００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）の数平均分子量及び／又は約５０００〜約８００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有することができる。また、ポリ（アリーレンエーテル）は、クロロホルム中２５℃で測定して０．１０〜０．６０デシリットル／グラム（ｄｌ／ｇ）、又は、より具体的には０．２９〜０．４８ｄｌ／ｇの固有粘度を有することができる。高い固有粘度のポリ（アリーレンエーテル）と低い固有粘度のポリ（アリーレンエーテル）の組合せを利用することが可能である。２つの固有粘度を使用する場合の正確な割合の決定は、使用するポリ（アリーレンエーテル）の正確な固有粘度及び所望とする最終的な物理的性質に多少依存する。
【００１４】
組成物はポリ（アリーレンエーテル）を１５〜６５重量パーセントの量で含む。この範囲内で、ポリ（アリーレンエーテル）は、３０重量パーセント以上の量で、又は、より具体的には３５重量パーセント以上の量で、又は、さらにより具体的には４０重量パーセント以上の量で存在し得る。また、この範囲内で、ポリ（アリーレンエーテル）は、６０重量パーセント以下、又は、より具体的には５５重量パーセント以下、又は、さらにより具体的には５０重量パーセント以下の量で存在し得る。重量パーセントは、熱可塑性組成物の総重量を基準にしている。
【００１５】
ナイロンともいわれるポリアミド樹脂は、アミド基（−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−）の存在により特徴付けられ、米国特許第４９７０２７２号に記載されている。代表的なポリアミド樹脂としては、限定されることはないが、ナイロン−６、ナイロン−６，６、ナイロン−４、ナイロン−４，６、ナイロン−１２、ナイロン−６，１０、ナイロン−６，９、ナイロン−６，１２、非晶質ポリアミド樹脂、トリアミン含有率が０．５重量パーセント未満のナイロン６／６Ｔ及びナイロン６，６／６Ｔ、並びに以上のポリアミドの２種以上の組合せがある。一実施形態では、ポリアミド樹脂はナイロン−６及びナイロン−６，６からなる。一実施形態では、ポリアミド樹脂又はポリアミド樹脂の組合せは、１７１℃以上の融点（Ｔｍ）を有する。ポリアミドがスーパータフポリアミド、すなわちゴム強化ポリアミドからなる場合、組成物は別個の耐衝撃性改良剤を含有していてもいなくてもよい。
【００１６】
ポリアミド樹脂は、米国特許第２０７１２５０号、同第２０７１２５１号、同第２１３０５２３号、同第２１３０９４８号、同第２２４１３２２号、同第２３１２９６６号、及び同第２５１２６０６号に記載のもののような幾つかの周知のプロセスによって得ることができる。ポリアミド樹脂は広範な供給元から市販されている。
【００１７】
ＩＳＯ ３０７に従って９６ｗｔ％硫酸中０．５ｗｔ％溶液で測定して４００ミリリットル／グラム（ｍｌ／ｇ）以下の固有粘度を有する、又は、より具体的には９０〜３５０ｍｌ／ｇの粘度を有する、又は、さらにより具体的には１１０〜２４０ｍｌ／ｇの粘度を有するポリアミド樹脂を使用することができる。
【００１８】
ポリアミドは６以下の相対粘度、又は、より具体的には１．８９〜５．４３の相対粘度、又は、さらにより具体的には２．１６〜３．９３の相対粘度を有し得る。相対粘度は９６ｗｔ％硫酸中１ｗｔ％の溶液でＤＩＮ ５３７２７に従って決定される。
【００１９】
一実施形態では、ポリアミド樹脂は、ＨＣｌを用いた滴定により決定して、ポリアミド１グラム当たりアミン末端基が３５マイクロ当量（μｅｑ／ｇ）以上のアミン末端基濃度を有するポリアミドからなる。この範囲内で、アミン末端基濃度は４０μｅｑ／ｇ以上、又は、より具体的には４５μｅｑ／ｇ以上であり得る。アミン末端基含有率を決定するには、場合により加熱しながらポリアミドを適切な溶媒に溶解させ得る。このポリアミド溶液を、適切な指示法を用いて０．０１規定の塩酸（ＨＣｌ）溶液で滴定する。アミン末端基の量は、試料に添加したＨＣｌ溶液の容積、ブランクに対して使用したＨＣｌの容積、ＨＣｌ溶液のモル濃度及びポリアミド試料の重量に基づいて計算される。
【００２０】
組成物は３０〜８５重量パーセントの量でポリアミドを含む。この範囲内で、ポリアミドは３３重量パーセント以上の量で、又は、より具体的には３８重量パーセント以上の量で、又は、さらにより具体的には４０重量パーセント以上の量で存在し得る。また、この範囲内で、ポリアミドは６０重量パーセント以下、又は、より具体的には５５重量パーセント以下、又は、さらにより具体的には５０重量パーセント以下の量で存在し得る。重量パーセントは熱可塑性組成物の総重量を基準にしている。
【００２１】
本明細書で使用する場合、「相溶化剤」という表現は、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリアミド樹脂、又は両者と相互作用する多官能性化合物を指す。この相互作用は化学的（例えば、グラフト化）及び／又は物理的（例えば、分散相の表面特性に対する影響）であり得る。いずれの場合も、得られる相溶化ポリ（アリーレンエーテル）／ポリアミド組成物は、特に高まった衝撃強さ、金型ニットライン強度及び／又は伸びにより立証されるような改良された相溶性を示すようである。本明細書で使用する場合、「相溶化ポリ（アリーレンエーテル）」又は「相溶化ポリ（アリーレンエーテル）／ポリアミドブレンド」という表現は、上記のような相溶化剤で物理的及び／又は化学的に相溶化されている組成物、並びに米国特許第３３７９７９２号に教示されているようにかかる相溶化剤なしに物理的に相溶性である組成物を指す。
【００２２】
使用できる様々な相溶化剤の例としては、液体ジエンポリマー、エポキシ化合物、酸化ポリオレフィンワックス、キノン、オルガノシラン化合物、多官能性化合物、官能化ポリ（アリーレンエーテル）及び以上のものを少なくとも１種含む組合せがある。相溶化剤はさらに、米国特許第５１３２３６５号及び同第６５９３４１１号並びに米国特許出願公開第２００３／０１６６７６２号に記載されている。
【００２３】
一実施形態では、相溶化剤は多官能性化合物からなる。相溶化剤として使用できる多官能性化合物には３種のタイプがある。第１のタイプの多官能性化合物は、分子内に（ａ）炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合、及び（ｂ）少なくとも１種のカルボン酸、無水物、アミド、エステル、イミド、アミノ、エポキシ、オルトエステル、又はヒドロキシ基を両方とも有するものである。かかる多官能性化合物の例としては、マレイン酸、マレイン酸無水物、フマル酸、アクリル酸グリシジル、イタコン酸、アコニット酸、マレイミド、マレイン酸ヒドラジド、ジアミンとマレイン酸無水物、マレイン酸、フマル酸、などとから得られる反応生成物、ジクロロマレイン酸無水物、マレイン酸アミド、不飽和ジカルボン酸（例えば、アクリル酸、ブテン酸、メタクリル酸、ｔ−エチルアクリル酸、ペンテン酸）、デセン酸、ウンデセン酸、ドデセン酸、リノール酸、など）、以上の不飽和カルボン酸のエステル、酸アミド若しくは無水物、不飽和アルコール（例えば、アルキルアルコール、クロチルアルコール、メチルビニルカルビノール、４−ペンテン−１−オール、１，４−ヘキサジエン−３−オール、３−ブテン−１，４−ジオール、２，５−ジメチル−３−ヘキセン−２，５−ジオール並びに式ＣｎＨ２ｎ−５ＯＨ、ＣｎＨ２ｎ−７ＯＨ及びＣｎＨ２ｎ−９ＯＨのアルコール［式中のｎは３０以下の正の整数である］、以上の不飽和アルコールの−ＯＨ基（１以上）をＮＨ２基で置換することにより得られる不飽和アミン、官能化ジエンポリマー及びコポリマー、並びに以上のものを１種以上含む組合せがある。一実施形態では、相溶化剤はマレイン酸無水物及び／又はフマル酸からなる。
【００２４】
第２のタイプの多官能性相溶化剤は、（ａ）式（ＯＲ）で表される基で、Ｒが水素又はアルキル、アリール、アシル若しくはカルボニルジオキシ基であるもの、並びに（ｂ）各々が同一でも異なっていてもよくカルボン酸、酸ハロゲン化物、無水物、酸ハロゲン化物無水物、エステル、オルトエステル、アミド、イミド、アミノ、及びこれらの各種塩から選択される少なくとも２個の基の両方を有するとして特徴付けられる。この群の相溶化剤の典型的なものは、次式で表される脂肪族ポリカルボン酸、酸エステル及び酸アミドである。
（ＲＩＯ）ｍＲ（ＣＯＯＲＩＩ）ｎ（ＣＯＮＲＩＩＩＲＩＶ）ｓ
式中、Ｒは２〜２０個、又は、より具体的には２〜１０個の炭素原子を有する線状又は枝分かれ鎖飽和脂肪族炭化水素であり、ＲＩは水素、又は１〜１０個、又は、より具体的には１〜６個、又は、さらにより具体的には１〜４個の炭素原子を有するアルキル、アリール、アシル、若しくはカルボニルジオキシ基であり、各ＲＩＩは独立に水素、又は１〜２０個、又は、より具体的には１〜１０個の炭素原子を有するアルキル若しくはアリール基であり、各ＲＩＩＩ及びＲＩＶは独立に水素、又は１〜１０個、又は、より具体的には１〜６個、又は、さらにより具体的には１〜４個の炭素原子を有するアルキル若しくはアリール基であり、ｍは１に等しく、（ｎ＋ｓ）は以上、又は、より具体的には２若しくは３に等しく、ｎとｓは各々ゼロ以上であり、（ＯＲＩ）はカルボニル基に対してα又はβであり、少なくとも２個のカルボニル基は２〜６個の炭素原子により隔てられている。明らかに、ＲＩ、ＲＩＩ、ＲＩＩＩ、及びＲＩＶは、それぞれの置換基が６個未満の炭素原子を有する場合アリールであることはできない。
【００２５】
適切なポリカルボン酸としては、例えば、例えば無水物及び水和酸のような各種商用形態を含めてクエン酸、リンゴ酸、アガリシン酸、並びに以上のものを１種以上含む組合せがある。一実施形態では、相溶化剤はクエン酸からなる。本発明で有用なエステルの実例としては、例えば、クエン酸アセチル、クエン酸モノ−及び／又はジステアリル、などがある。本発明で有用な適切なアミドとしては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジエチルクエン酸アミド、Ｎ−フェニルクエン酸アミド、Ｎ−ドデシルクエン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジドデシルクエン酸アミド、及びＮ−ドデシルリンゴ酸がある。誘導体としては、アミンとの塩並びにアルカリ及びアルカリ土類金属塩を始めとするそれらの塩がある。適切な塩の代表例としては、リンゴ酸カルシウム、クエン酸カルシウム、リンゴ酸カリウム、及びクエン酸カリウムがある。
【００２６】
第３のタイプの多官能性相溶化剤は、分子内に、（ａ）酸ハロゲン化物基と、（ｂ）少なくとも１種のカルボン酸、無水物、エステル、エポキシ、オルトエステル、又はアミド基とを両方有するとして特徴付けられる。この群に入る相溶化剤の例としては、トリメリト酸無水物酸塩化物、クロロホルミルコハク酸無水物、クロロホルミルコハク酸、クロロホルミルグルタル酸無水物、クロロホルミルグルタル酸、クロロアセチルコハク酸無水物、クロロアセチルコハク酸、トリメリト酸酸塩化物、及びクロロアセチルグルタル酸がある。一実施形態では、相溶化剤はトリメリト酸無水物酸塩化物からなる。
【００２７】
以上の相溶化剤は、直接メルトブレンドに添加してもよいし、或いは、ポリ（アリーレンエーテル）及びポリアミドのいずれかと個別に若しくは組み合わせて、又は組成物の製造に使用する他の樹脂状材料と予め反応させてもよい。以上の相溶化剤、特に多官能性化合物の多くで、相溶化剤の少なくとも一部分をメルト中又は適切な溶媒の溶液中でポリ（アリーレンエーテル）の全て又は一部と予め反応させるとさらに著しい相溶性の改良がみられる。かかる前もっての反応により、相溶化剤がポリマーと反応し、その結果ポリ（アリーレンエーテル）が官能化され得ると考えられる。例えば、ポリ（アリーレンエーテル）をマレイン酸無水物と予め反応させて、非官能化ポリフェニレンエーテルと比較してポリアミドとの相溶性が改良された無水物で官能化したポリフェニレンエーテルを形成することができる。
【００２８】
組成物の製造の際に相溶化剤を使用する場合、その使用量は選択した特定の相溶化剤及び添加される特定のポリマー系に依存する。
【００２９】
本組成物はさらにカーボンブラックを含んでいる。適切なカーボンブラックは、平均粒径が１００ナノメートル（ｎｍ）未満、又は、具体的には７５ｎｍ未満、又はより具体的には５０ｎｍ未満、又はさらにより具体的には約４０ｎｍ未満のものである。加えて、カーボンブラックはまた、約２０平方 メートル／グラム（ｍ２／ｇ）より大きい、又は、より具体的には約４０ｍ２／ｇより大きい表面積を有し得る。カーボンブラックは１７５ｍ２／ｇ以下、又は、より具体的には１６５ｍ２／ｇ以下、又は、さらにより具体的には１５５ｍ２／ｇ以下の表面積を有し得る。適切なカーボンブラックは、導電率が最小又はゼロである点で導電性カーボンブラックと区別される。市販のカーボンブラックは、各種の商標で、また幾つかの異なる形態で、例えば、乾式処理したペレットとして商標ＢＬＡＣＫ ＰＥＡＲＬＳ（商標）で、湿式処理したペレットとして商標ＥＬＦＴＥＸ（商標）、ＲＥＧＡＬ（商標）、及びＣＳＸ（商標）で、並びに綿毛形態で、例えばＭＯＮＡＲＣＨ（商標）、ＥＬＦＴＥＸ（商標）、ＲＥＧＡＬ（商標）、及びＭＯＧＵＬ（商標）として、いずれもＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから販売されている。これらのカーボンブラックは粒径２０〜５０ナノメートル（ｎｍ）、表面積３５〜１３８平方メートル／グラム（ｍ２／ｇ）で入手可能である。特定の適切なカーボンブラックの非限定例は、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからペレット化形態で入手可能なＶＵＬＣＡＮ（商標）９Ａ３２である。一実施形態では、カーボンブラックに加えて導電性カーボンブラックを使用してもよい。カーボンブラックは被処理でも未処理でもよい。
【００３０】
カーボンブラックは、組成物中に、組成物の総重量を基準にして約０．００１〜約５．０重量パーセントの量で存在する。この範囲内で、約５．０重量パーセント以下、具体的には約３．５重量パーセント以下、より具体的には約１．５重量パーセント以下の量のカーボンブラックを使用することができる。また、この範囲内で、カーボンブラックの量は、約０．００５重量パーセント以上、具体的には約０．０１重量パーセント以上、又は、より具体的には約０．０１５重量パーセント以上である。
【００３１】
特定の理論に縛られることは望まないが、カーボンブラックは鉱物質充填材を含有するポリマーメルトと冷たい金型表面との間の摩擦力を低減し、従ってスプレーの量を低下させることにより成形品の表面美観を改良する外部潤滑剤として機能すると考えられる。
【００３２】
本組成物はさらに、１種以上の鉱物質充填材、並びに場合により非鉱物質低アスペクト比充填材、非鉱物質繊維状充填材、及びポリマー充填材のような非鉱物質充填材を含んでいる。鉱物質充填材の非限定例としては、溶融シリカ、結晶性シリカ、天然珪砂、及び各種シラン被覆シリカのようなシリカ粉末、窒化ホウ素粉末及びケイ酸ホウ素粉末、アルミナ及び酸化マグネシウム（すなわちマグネシア）、表面処理ウォラストナイトを始めとするウォラストナイト、硫酸カルシウム（例えば、二水和物又は三水和物）、チョーク、石灰石、大理石、及び一般に９８＋％のＣａＣＯ３を含み残りが炭酸マグネシウム、酸化鉄及びアルミノケイ酸塩のような他の無機物であることが多い粉砕微粒の形態の合成沈降炭酸カルシウムを始めとする炭酸カルシウム、表面処理炭酸カルシウム、繊維状、モジュール状、針状、及びラメラ状タルクを始めとするタルク、硬質、軟質、カ焼カオリン、及び分散及び相溶性を促進することが業界で公知の各種コーティングを含むカオリンを始めとするカオリン、金属化雲母並びにコンパウンディングされたブレンドに良好な物性を付与するためにアミノシラン又はアクリロイルシランコーティングで表面処理した雲母を始めとする雲母、長石及び霞石閃長岩、シリケート球、煙塵、セノスフェア、フィライト、シラン化及び金属化アルミノケイ酸塩を始めとするアルミノケイ酸塩（アーモスフェア）、石英、石英岩、パーライト、トリポリ、ケイ藻土、炭化ケイ素、硫化モリブデン、硫化亜鉛、ケイ酸アルミニウム（ムライト）、合成ケイ酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、チタン酸バリウム、バリウムフェライト、硫酸バリウム及び重晶石、微粒又は繊維状アルミニウム、青銅、亜鉛、銅及びニッケル、ガラスフレーク、フレーク状炭化ケイ素、二ホウ化アルミニウム、アルミニウムフレーク、及び鋼フレークのようなフレーク状充填材及び強化材、少なくとも１種の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、及び硫酸カルシウム半水和物を含むブレンドから誘導されるもののような処理鉱物質繊維、Ｅ、Ａ、Ｃ、ＥＣＲ、Ｒ、Ｓ、Ｄ、及びＮＥガラスのような織物用ガラス繊維を始めとするガラス繊維、、並びに例えば、Ｔｉｂｂｅｔｔｓらの米国特許第４５６５６８４号及び同第５０２４８１８号、Ａｒａｋａｗａの同第４５７２８１３号、Ｔｅｎｎｅｎｔの同第４６６３２３０号及び同第５１６５９０９号、Ｋｏｍａｔｓｕらの同第４８１６２８９号、Ａｒａｋａｗａらの同第４８７６０７８号、Ｔｅｎｎｅｎｔらの同第５５８９１５２号、及びＮａｈａｓｓらの同第５５９１３８２号などに記載のように約３．５〜約５００ナノメートルの平均直径を有するものを始めとする気相成長炭素繊維がある。
【００３３】
代表的な鉱物質充填材としては、平均粒径５ｍｍ以下、アスペクト比３以上の無機充填材がある。かかる鉱物質充填材としては、タルク、カオリナイト、雲母（例えば、絹雲母、白雲母及び金雲母）、クロライト、モンモリロナイト、スメクタイト及びハロイサイトがある。
【００３４】
鉱物質充填材は、組成物中に、組成物の総重量を基準にして約５〜約５０重量パーセントの量で存在する。この範囲内で、約４５重量パーセント以下、又は、より具体的には約４０重量パーセント以下、又は、さらにより具体的には約３５重量パーセント以下の量の鉱物質充填材を使用することができる。また、この範囲内で、鉱物質充填材の量は殊に約１０重量パーセント以上、又は、より具体的には約１５重量パーセント以上、又は、さらにより具体的には約２０重量パーセント以上である。非鉱物質充填材は組成物の総重量を基準にして約９５〜約５０重量パーセントの量で使用できる。
【００３５】
非鉱物質充填材の非限定例としては、天然繊維、合成強化用繊維、例えばポリエステル繊維、例えばポリエチレンテレフタレート繊維、ポリビニルアルコール繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリベンズイミダゾール繊維、ポリイミド繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、などがある。
【００３６】
マスターバッチとは一般に、通例コンパウンディング／押出プロセスのような混合プロセスを用いて形成されたペレット化又はビーズ状形態の、担体中に分散した粒子の分散物をいう。担体は通常熱可塑性樹脂であるが、このマスターバッチを使用する最終樹脂と相溶性のワックス又は類似の担体であることもできる。マスターブレンドは一般に、粉末担体中の粒子の分散物をいう。マスターブレンドは通例、標準的な配合装置（例えばブレンダー、ミキサーなど）を用いて粒子を担体と機械的に混合することで得られる。担体としては、限定されることはないが、ポリアミドがあり、その例としてはナイロン６，６、ナイロン６、これらのブレンドなどがある。代表的なカーボンブラックマスターバッチは２０％の分散Ｃａｂｏｔカーボンブラックと８０％のＤｕＰｏｎｔプライムナイロンからなり、ＲＯ７９１１としてＣｌａｒｉａｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。代表的な鉱物質充填材マスターバッチはタルクとナイロン６からなる。
【００３７】
組成物はさらに耐衝撃性改良剤を含んでいてもよく、これには室温で弾性体である天然及び合成ポリマー物質がある。耐衝撃性改良剤は、アルケニル芳香族繰返し単位を含有するブロックコポリマー、例えば、通例スチレンブロックである１以上のアルケニル芳香族ブロックＡ（アルケニル芳香族繰返し単位を有するブロック）と、通例イソプレン又はブタジエンブロックであるゴムブロックＢとを有するＡ−Ｂジブロックコポリマー及びＡ−Ｂ−Ａトリブロックコポリマーであることができる。ブタジエンブロックは部分的に又は完全に水添したものでもよい。これらのジブロック及びトリブロックコポリマーの混合物、並びに非水添コポリマー、部分水添コポリマー、完全水添コポリマー及び以上のもの２種以上の組合せの混合物も使用できる。
【００３８】
Ａ−Ｂ及びＡ−Ｂ−Ａコポリマーとしては、限定されることはないが、ポリスチレン−ポリブタジエン、ポリスチレン−ポリ（エチレン−プロピレン）、ポリスチレン−ポリイソプレン、ポリ（α−メチルスチレン）−ポリブタジエン、ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレン（ＳＢＳ）、ポリスチレン−ポリ（エチレン−プロピレン）−ポリスチレン、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレン及びポリ（α−メチルスチレン）−ポリブタジエン−ポリ（α−メチルスチレン）、ポリスチレン−ポリ（エチレン−プロピレン−スチレン）−ポリスチレン、などがある。上記ブロックコポリマーの混合物も有用である。かかるＡ−Ｂ及びＡ−Ｂ−Ａブロックコポリマーは、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍから商標ＳＯＬＰＲＥＮＥで、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓから商標ＫＲＡＴＯＮで、Ｄｅｘｃｏから商標ＶＥＣＴＯＲで、旭化成（株）から商標ＴＵＦＴＥＣで、Ｔｏｔａｌ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓから商標ＦＩＮＡＰＲＥＮＥ及びＦＩＮＡＣＬＥＡＲで、並びに（株）クラレから商標ＳＥＰＴＯＮでといったように多くの供給元から商業的に入手可能である。
【００３９】
一実施形態では、耐衝撃性改良剤は、ポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレン、ポリスチレン−ポリ（エチレン−プロピレン）又は以上のものの組合せからなる。
【００４０】
もう１つ別のタイプの耐衝撃性改良剤は、アルケニル芳香族繰返し単位を本質的に含まず、カルボン酸、無水物、エポキシ、オキサゾリン、及びオルトエステルからなる群から選択される１種以上の部分を含む。本質的に含まないとは、ブロックコポリマーの総重量を基準にして５重量パーセント未満、又は、より具体的には３重量パーセント未満、又は、さらにより具体的には２重量パーセント未満の量で存在するアルケニル芳香族単位を有するとして定義される。耐衝撃性改良剤がカルボン酸部分を含む場合、このカルボン酸部分は亜鉛やナトリウムのような金属イオンなどのイオンで中和されていてもよい。また、アルキレン−アルキル（メタ）アクリレートコポリマーであつてもよく、このアルキレン基は２〜６個の炭素原子を有し得、アルキル（メタ）アクリレートのアルキル基は１〜８個の炭素原子を有し得る。このタイプのポリマーは、オレフィン、例えばエチレン及びプロピレンを、各種（メタ）アクリレートモノマー及び／又は各種マレイン酸系モノマーと共重合することによって製造することができる。用語（メタ）アクリレートは、アクリレート並びに対応するメタクリレート類似体の両者をいう。用語（メタ）アクリレートモノマーには、アルキル（メタ）アクリレートモノマー並びに少なくとも１個の上記反応性部分を含有する各種（メタ）アクリレートモノマーが含まれる。
【００４１】
一実施形態では、コポリマーは、アルキレン成分としてのエチレン、プロピレン、又はエチレンとプロピレンの混合物、アルキル（メタ）アクリレートモノマー成分としてのアクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、又はアクリル酸プロピル並びに対応するアルキル（メチル）アクリレートと、追加の反応性部分（すなわち、カルボン酸、無水物、エポキシ）を提供するモノマーとしてのアクリル酸、マレイン酸無水物、メタクリル酸グリシジル又はこれらの組合せとから誘導される。
【００４２】
代表的な第１の耐衝撃性改良剤は、ＥＬＶＡＬＯＹ ＰＴＷ、ＳＵＲＬＹＮ、及びＦＵＳＡＢＯＮＤ（いずれもＤｕＰｏｎｔから入手可能）を始めとして様々な供給元から市販されている。
【００４３】
上記耐衝撃性改良剤は単独で又は組み合わせて使用することができる。
【００４４】
組成物は、耐衝撃性改良剤又は耐衝撃性改良剤の組合せを１〜１５重量パーセントの量で含み得る。この範囲内で、耐衝撃性改良剤は１．５重量パーセント以上の量で、又は、より具体的には２重量パーセント以上の量で、又は、さらにより具体的には４重量パーセント以上の量で存在し得る。また、この範囲内で、耐衝撃性改良剤は１３重量パーセント以下、又は、より具体的には１２重量パーセント以下、又は、さらにより具体的には１０重量パーセント以下の量で存在し得る。重量パーセントは熱可塑性組成物の総重量を基準にしている。
【００４５】
熱可塑性組成物は、さらに、レオロジー改変剤、緩衝剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、黄変防止剤、顔料、染料、などのような他の添加剤を含んでいてもよい。本発明において、適当な添加剤及びその量の決定は当業者の技量の範囲内であることに注意されたい。
【００４６】
一実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）、任意の耐衝撃性改良剤、及び相溶化剤からなるプリミックスを製造する。次に、このプリミックスを、二軸式押出機の喉部（供給口）に供給する。或いは、ポリ（アリーレンエーテル）、任意の耐衝撃性改良剤及び相溶化剤を、ブレンドしてプリミックスを形成することなく供給口（喉部）に添加することができる。
【００４７】
カーボンブラックマスターバッチ、タルクマスターバッチ、及びポリアミドは、単独で又は２種以上を組み合わせて、供給口の下流の１以上の導入口を介して押出機に供給する。別の実施形態では、カーボンブラックマスターバッチ、タルクマスターバッチ、及びポリアミドをブレンドしてプリミックスを形成した後下流の導入口に添加してもよい。押出物を水浴でクエンチし、切断してペレットを形成することができ、或いは直接適切な形態に成形するか又は押し出す。押出物を切断したときに製造されるペレットは長さ０．６５センチメートル以下であり得る。
【００４８】
別個の押出機を加工処理に使用してもよいが、様々な成分の添加を受け入れる多数の供給口をその長さに沿って有する単一の押出機で製造するとプロセスが単純化される。押出機の１以上のベント口を介してメルトを真空にして組成物中の揮発性不純物を除去すると有利なことが多い。組成物の製造は、通常、密なブレンドが形成される条件下で成分をブレンドすることによって達成される。
【００４９】
驚くべきことに、ポリ（アリーレンエーテル）、相溶化剤、及び他の添加剤を押出機の供給口に添加し、カーボンブラックマスターバッチ、タルクマスターバッチ、及びポリアミドを押出機の下流の導入口に添加すると、組成物の連続ポリアミド相に分散したポリ（アリーレンエーテル）相の小さい比較的一様な粒径を生成するという効果があることが判明した。一実施形態では、９５％以上、又は、より具体的には９７％以上、又は、さらにより具体的には９９％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．５平方マイクロメートル以下の断面積を有する。一実施形態では、９５％以上、又はより具体的には９７％以上、又はさらにより具体的には９９％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．０平方マイクロメートル以下の断面積を有する。別の実施形態では、９５％以上、又はより具体的には９７％以上、又はさらにより具体的には９９％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が１．５平方マイクロメートル以下の断面積を有する。また、最大断面積は４．５平方マイクロメートル以下、又は、より具体的には４．０平方マイクロメートル以下、又は、さらにより具体的には３．５平方マイクロメートル以下であり得る。
【００５０】
一実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）粒子は３．２マイクロメートル以下、又は、より具体的には３．０マイクロメートル以下、又は、さらにより具体的には２．８マイクロメートル以下の最大粒径を有する。一実施形態では、９５％以上、又は、より具体的には９７％以上、又は、さらにより具体的には９９％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が１．８マイクロメートル以下の粒径を有する。別の実施形態では、９５％以上、又は、より具体的には９７％以上、又は、さらにより具体的には９９％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が１．６マイクロメートル以下の粒径を有する。一実施形態では、９５％以上、又は、より具体的には９７％以上、又は、さらにより具体的には９９％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が１．４マイクロメートル以下の粒径を有する。本発明で、粒径は、粒子の断面における最長の直線寸法と定義される。
【００５１】
特定の断面積未満の面積及び最大粒径を有する粒子の量に関する決定は、以下に記載するように１００個以上の粒子の測定を基準にする。
【００５２】
また、当業者には了解されることであるが、本明細書に開示されているように、ポリ（アリーレンエーテル）の分散領域も実質的に規則的な形状であり、分散相の実質的な相互接続を伴うことなく連続マトリックス内に滑らかな離散した境界を形成している。さらに、当業者には理解されるように、一実施形態では、分散領域は熱可塑性組成物の押出方向と一致する長軸を有し得る。この実施形態の押出品の流れ方向と直交する断面は実質的に円形形状であり得、一方押出品の流れ方向に沿った断面は細長いようである。
【００５３】
粒子面積は走査型電子顕微鏡で決定することができる。組成物を溶融温度３０５℃、金型温度１２０℃でＡＳＴＭ引張バーに射出成形する。試料を、射出ゲートとバーの末端との間のバーのほぼ中央で、金型内の組成物の流れ方向に対して直交して切断する。＃２３の外科用メスの刃を用いて、試料の切断末端をピラミッド形状にする。この際、充分な材料を除いて試料の芯を露出させる。次に、その形状の試料をＬｅｉｃａ−Ｒｅｉｃｈｅｒｔ Ｕｌｔｒａ−ｃｕｔ Ｓマイクロトームのチャックに取り付け、Ｍｉｃｒｏｓｔａｒ Ｕｌｔｒａ Ｃｕｔダイヤモンドナイフを用いて室温で切断してイメージング用の平らなマイクロトーム表面を生成した。
【００５４】
ポリ（アリーレンエーテル）はトルエンのような低極性有機溶媒に可溶性であり、従って不溶性の試料マトリックスから抽出して連続相と分散相との間のコントラストを高めることができる。そこで、試料を、Ｂｒａｎｓｏｎモデル２２００超音波洗浄器で音波処理をする間ピンセットを用いてトルエンの４オンス瓶中に１５秒間入れてポリ（アリーレンエーテル）を除去した。試料をトルエンから取り出し、微粒子の少ない空気流れの下で乾燥して残っているトルエンをマイクロトーム表面から蒸発させた。自己粘着性の接着タブを用いて試料をアルミニウムＳＥＭスタブに取り付け、試料のベースと側面を導電性炭素接着剤で塗装する。この取り付けた試料にＰｅｌｃｏモデル３スパッタコーター９１０００を用いて金を５０秒スパッタコートして、ＳＥＭコントラスト及び電荷消散に充分な量の表面金を付ける。この試料を１５キロボルト（ｋＶ）のＡｍｒａｙ １８３０Ｉ走査型電子顕微鏡にかけ、Ｓｅｍｉ−ｃａｐｓデジタル記録ソフトウェアを用いて３００、５００、１ｋ、２ｋ及び５ｋ倍の倍率で画像を撮影する。比較のため、全てのＳＥＭ画像に対して単一の倍率を使用する。本発明で測定したサイズ範囲の粒子に対して特定の有用な倍率は２ｋ倍である。
【００５５】
ここで、図に示す記録されたＳＥＭ画像を参照すると、最も暗い領域又はデクリビティー(declivity)（例えば、図１の「Ａ」、図２の「Ｂ」、及び図３の「Ｃ」）は、ポリ（フェニレンエーテル）粒子の抽出後に残っている空隙に対応しており、従ってポリ（アリーレンエーテル）の粒径に対応する。画像はスケールバーに関して校正されており、ポリ（アリーレンエーテル）粒子はコントラストを強調することによりさらに際立って輪郭が描写されている。次いで、Ｃｌｅｍｅｘ Ｖｉｓｉｏｎ ＰＥのような適当な画像分析ソフトウェアを用いて粒径分布を分析して粒子面積と粒径を決定する。
【００５６】
上記熱可塑性組成物は、フィルム及びシート押出、射出成形、ガス支援射出成形、押出成形、圧縮成形及びブロー成形のような一般的な熱可塑性プロセスを用いて物品に変換することができる。フィルム及びシート押出プロセスとしては溶融キャスティング、ブローンフィルム押出及びカレンダー加工を挙げることができるが、限定されることはない。共押出及び積層プロセスを使用して複合多層フィルム又はシートを形成することができる。さらに、単層又は多層基材に単一又は多数の層のコーティングを施して、引っ掻き耐性、紫外光耐性、美的アピール、などのような追加の性質を付与することができる。コーティングはロール加工、噴霧、浸漬、ブラシ掛け、又は流し塗りのような標準施工技術によって設けることができる。また、本発明のフィルム及びシートは、適切な溶媒中の組成物の溶液又は懸濁液を基材、ベルト又はロール上にキャスティングした後溶媒を除去することによって製造してもよい。
【００５７】
配向フィルムは、ブローンフィルム押出によって、又は慣用の延伸技術を用いてキャスト又はカレンダーフィルムを熱変形温度の付近で延伸することによって製造することができる。例えば、ラジアル延伸パンタグラフを使用して多軸同時延伸することができ、また、ｘ−ｙ方向延伸パンタグラフを使用して平面ｘ−ｙ方向に同時又は逐次延伸することができる。流れ方向に延伸するための差動スピードロールのセクションと、横断方向に延伸するためのテンターフレームセクションとを備えた機械のような逐次一軸延伸セクションを有する装置を用いて一軸及び二軸延伸を達成することもできる。
【００５８】
組成物は、第１の面と第２の面を有し、熱可塑性ポリマーからなる第１のシートと、第１の面と第２の面を有し、熱可塑性ポリマーからなる第２のシートとを含み、第１のシートの第１の面が複数のリブの第１の面上に配置され、第２のシートの第１の面が複数のリブの第２の面上に配置され、複数のリブの第１の面が複数のリブの第２の面と対向している多層シートに変換することができる。
【００５９】
上記フィルム及びシートは、さらに、限定されることはないが熱成形、真空成形、加圧成形、射出成形及び圧縮成形を始めとする成形プロセスによって熱可塑的に加工処理して造形品にすることができる。また、多層造形品は、以下に記載するように、熱可塑性樹脂を単層又は多層フィルム又はシート基材上に射出成形することによって形成することもできる。
１．場合により、例えばスクリーン印刷又はトランスファー染料を用いて付けた１以上の色を表面に有する単層又は多層の熱可塑性基材を準備する。
２．基材を三次元形状に成形及びトリミングし、その基材を、その基材の三次元形状に合致する表面を有する金型中に嵌め込むなどにより、基材を金型形状に一致させる。
３．金型キャビティー内の基材の後ろに熱可塑性樹脂を射出して、（ｉ）一体型の永久に結合した三次元製品を製造し、又は（ii）パターン又は美的効果をプリント基材から射出樹脂に転写し、そのプリント基材を取り出し、こうして美的効果を成形樹脂に付与する。
【００６０】
当業者には了解されるように、上記物品にさらに、限定されることはないがヒートセット、テクスチャー化、エンボス加工、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理及び真空蒸着を始めとする一般的な硬化及び表面改変プロセスを適用して表面外観を変更し、また追加の機能を物品に付与することができる。
【００６１】
従って、もう１つ別の実施形態は、上記組成物から製造される物品、シート及びフィルムに関する。
【実施例】
【００６２】
以下の非限定例により、本明細書に記載した様々な実施形態をさらに例証する。
【００６３】
組成物
以下の各実施例で調製した組成物には、以下の表１に示す成分と割合を使用した。
【００６４】
【表１】
加工処理条件
全ての実施例は、スクリュースピード３５０回転／分で作動する３０ミリメートルのＷｅｒｎｅｒ ａｎｄ Ｐｆｌｅｉｄｅｒ二軸式押出機を用いて、供給速度２２．７キログラム／時、最大温度２９０℃で溶融混合することにより調製した。押出機の加工処理条件並びにバレルの配置及び温度ゾーンに関する追加の情報を表２に示す。
【００６５】
【表２】
比較例１
成分１〜１０は、３０ミリメートルＷｅｒｎｅｒ ａｎｄ Ｐｆｌｅｉｄｅｒ二軸式押出機の喉部供給口に添加し、表２に記載の条件に従って溶融混合した。得られた熱可塑性組成物を押し出し、ほぼ１／４”の長さのペレットに切断し、このペレットを射出成形することによりバーを形成し、ノッチ付アイゾット衝撃強さを試験した。
【００６６】
比較例２
成分１〜９は、３０ミリメートルＷｅｒｎｅｒ ａｎｄ Ｐｆｌｅｉｄｅｒ二軸式押出機の喉部供給口に添加した。成分１０（タルクマスターバッチ）は、押出機の下流の導入口に添加し、全体を表２に記載の条件に従って溶融混合した。得られた熱可塑性組成物を押し出し、ほぼ１／４”の長さのペレットに切断し、このペレットを射出成形することによりバーを形成し、ノッチ付アイゾット衝撃強さを試験した。
【００６７】
実施例１
成分１〜７は３０ミリメートルＷｅｒｎｅｒ ａｎｄ Ｐｆｌｅｉｄｅｒ二軸式押出機の喉部供給口に添加した。成分８（ポリアミド）、９（カーボンブラックマスターバッチ）及び１０（タルクマスターバッチ）を押出機の下流の導入口に添加し、全体を表２に記載の条件に従って溶融混合した。得られた熱可塑性組成物を押し出し、ほぼ１／４”の長さのペレットに切断し、このペレットを射出成形することによりバーを形成し、ノッチ付アイゾット衝撃強さを試験した。
【００６８】
全ての試験試料はＩＳＯ試験片であり、Ｖａｎ Ｄｏｒｎ ８５Ｔプレスにより成形した。メルト温度２９８℃、金型温度８８℃。材料を、成形前に２３０°Ｆの温度で４時間乾燥した。ノッチ付アイゾット衝撃強さは、ＡＳＴＭ Ｄ２５６に従って２３℃及び−３０℃で評価した。ダイナタップ試験はダイナタップ ８２５０を用いてＡＳＴＭ Ｄ３７６３に従って２３℃及び−３０℃で行い、結果はジュール（Ｊ）の単位で示す。引張降伏強度（ＴＹＳ）はＭＴＳ ５／Ｇを用いてＩＳＯ ５２７に従って測定した。引張伸び（ＴＥ）はＩＳＯ ５２７に従って測定した。Ｖｉｃａｔ Ｂ１２０測定値は、ＩＳＯ ３０６規格を用いて決定した。メルトボリュームレートは、３００℃、荷重５キログラム（ｋｇ）で行ったメルトボリュームレート試験ＩＳＯ １１３３を用いて決定した。ポリフェニレンエーテルの粒径の評価は、トルエンを用いて射出成形アイゾットバーの断面からポリフェニレンエーテルを抽出することにより行った。得られる空隙により定義されるＰＰＥ粒径は、ソフトウェア（Ｃｌｅｍｅｘ Ｖｉｓｉｏｎ）を用いて、図１〜３のＳＥＭ画像（比較目的のために各々２ｋ倍の倍率）でＰＰＥ／ＰＡ組成物のキャビティーを計数し計算することによって測定した。
【００６９】
表３に、表１の成分と割合を用いて比較例１及び２、並びに実施例１に従って異なる供給量を用いて調製した１９％タルク充填材入りＰＰＥ／ＰＡ組成物の物理的性質及び流動性をまとめて示す。Ｖｉｃａｔ Ｂ１２０の測定値は℃で示す。アイゾット（ノッチ付き及びノッチなし）試験の値はキロジュール／平方メートルで示す。ダイナタップ値はジュールで示す。引張降伏強度（ＴＹＳ）はメガパスカルで示す。引張伸び（ＴＥ）はパーセントで示す。メルトボリュームレートは立方センチメートル／１０分で示す。
【００７０】
【表３】
実施例１の物理的性質は、殆ど全ての範疇で比較例１及び２の物理的性質より改良されている。比較例１及び２と比べて実施例１におけるノッチ付きアイゾット試験の２３℃と−３０℃の両方での増大は、ポリアミド、カーボンブラックマスターバッチ、及びタルクマスターバッチをポリ（アリーレンエーテル）の下流で添加する押出機を用いた組成物の引張強度の驚くべき増大を立証している。
【００７１】
表４に、比較例１及び２、並びに実施例１に従って異なる供給量で製造された上記１９％タルク充填材入りＰＰＥ／ＰＡ組成物の最大ポリ（アリーレンエーテル）粒径をまとめて示す。同様に、表５に、比較例２と実施例１で形成された上記組成物の最大断面積をまとめて示す。表４と５のデータの組で、比較例１と２と比べて実施例１で各形態学的測定による粒径の大幅な低下が見られる。
【００７２】
【表４】
【００７３】
【表５】
ここで、図面を参照すると、図１は、全ての成分を押出機の喉部供給口にのみ供給して調製した第１の比較例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の２ｋ倍の倍率の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像を示す。この例においてポリフェニレンエーテルの抽出後に残った空隙（図１中の「Ａ」は空隙の一例を示す）は、形状が不規則であり、ＰＰＥ分散相の最大粒径は表４のデータから分かるように１２マイクロメートルである。この比較例では最大断面積を得ることはできなかった（上記脚注＊参照）。
【００７４】
図２は、タルクマスターバッチを除く全ての成分を押出機の喉部供給口に供給し、タルクマスターバッチを下流の導入口に供給することにより調製された比較例２の分散ポリ（アリーレンエーテル）相の２ｋ倍の倍率の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像である。この比較例におけるポリ（アリーレンエーテル）の抽出後得られた空隙（図２中の「Ｂ」は空隙の一例を示す）から測定された最大ポリ（アリーレンエーテル）粒径は表４のデータから分かるように３．４マイクロメートル（μｍ）であり、最大断面積は表５のデータに見られるように９．１平方マイクロメートル（μｍ２）である。少なくとも粒径は図１と比較して実質的に低減しており、比較例２の組成物は表３中の比較例１で見られるように２．１ｋＪ／ｍ２に対して３．８ｋＪ／ｍ２というより高い２３℃のノッチ付アイゾット衝撃強さを示している。
【００７５】
図３は、ポリアミド、タルクマスターバッチ及びカーボンブラックマスターバッチを押出機の下流の導入口に供給し、残りの成分を押出機の喉部供給口に供給することにより調製した実施例１における分散ポリ（フェニレンエーテル）相の２ｋ倍の倍率の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像を示す。この実施例で測定された最大粒径は表４のデータで見られるように２．１マイクロメートル（μｍ）と比較例よりさらに低減しており、また粒子の最大断面積は表５のデータに見られるように３．５平方マイクロメートル（μｍ２）である。実施例１の組成物は、表３のデータで見られるように比較例１の２．１ｋＪ／ｍ２に対して５ｋＪ／ｍ２という高い２３℃でのノッチ付アイゾット衝撃強さを示している。
【００７６】
図４は比較例２の粒径分布を示し、図５は実施例１の粒径分布を示す。データに見られるように、ポリ（アリーレンエーテル）粒子の全体分布は、１．２マイクロメートル未満の大きさを有する粒子が９７．６％より多い実施例１と比べて、１．２マイクロメートル未満の粒径を有する粒子が８８．３％より多い比較例１の方が広い。
【００７７】
同様に、図６は比較例２の粒子断面積分布を示し、図７は実施例１の粒子断面積分布を示す。データに見られるように、例えば、ポリ（アリーレンエーテル）粒子断面積の全体分布は、９２．２％より多くの粒子が１．５μｍ２未満の粒子断面積を有する比較例１の方が、９９．１％より多くの粒子が１．５μｍ２未満の断面積を有する実施例１より広い。
【００７８】
様々な実施形態に関連して本発明を説明して来たが、当業者には理解されるように、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更をなすことができ、また等価物をその要素と置き換えることができる。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるべく多くの修正を施すことができる。従って、本発明は、本発明を実施する上で考えられる最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に入る全ての実施形態を包含するものである。
【００７９】
引用した特許は全て援用により本明細書の内容の一部をなす。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、第１の比較例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像を示す。
【図２】図２は、第２の比較例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像を示す。
【図３】図３は、第１の実施例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像を示す。
【図４】図４は、比較例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の粒径分布を示す。
【図５】図５は、第１の実施例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の粒径分布を示す。
【図６】図６は、比較例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の断面積分布を示す。
【図７】図７は、第１の実施例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の断面積分布を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱物質充填材を含有するポリ（アリーレンエーテル）／ポリアミド組成物、及びこれらの組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
増大した剛性のような改良された物理的性質を有する材料を提供するためにポリマー材料に鉱物質充填材を添加することは公知である。鉱物質充填材入りポリマー材料は、射出成形を始めとする各種の技術により物品に成形することができる。これらの成形品は塗装したりさらに加工処理したりして完成品を創製することができる。他の用途では、余分なコストを避けるためにさらに加工処理することなく成形品の優れた表面外観を得る必要があり、従って、成形品が表面の傷やその他の欠陥を含まないのが望ましい。加えて、これらの充填材入りポリマー材料は、機械的応力を始めとする典型的な環境条件下で安定な機械的強度と耐衝撃性を保有していなければならない。
【特許文献１】米国特許第４９７０２７２号明細書
【特許文献２】米国特許第４９５７９６６号明細書
【特許文献３】米国特許第５１３２３６５号明細書
【特許文献４】米国特許第６５９３４１１号明細書
【特許文献５】米国特許第５０７５３７６号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００３／０１６６７６２号明細書
【特許文献７】特開平７−０４８４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
耐衝撃性と表面外観の組合せを有する組成物を製造する数多くの試みにも関わらず、衝撃強さと表面外観の向上した組成物及びこれらの組成物の製造方法が相変わらず求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書には、組成物及びその製造方法、並びにその組成物から製造される物品が開示されている。一実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリアミド、カーボンブラック、及び鉱物質充填材を含んでなる組成物が開示されており、ここで、ポリ（アリーレンエーテル）粒子はポリアミドマトリックス中に分散している。９５％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．５平方マイクロメートル以下の断面積を有しており、及び／又は粒子が３．２マイクロメートル以下の最大粒径を有している。
【０００５】
別の実施形態では、熱可塑性物質を製造する方法は、ポリ（アリーレンエーテル）を押出機の供給口に添加し、供給口の下流にある１以上の導入口で、ポリアミド、第１のマスターバッチ及び第２のマスターバッチを添加することを含んでなり、ここで、第１のマスターバッチはポリアミドとカーボンブラックを含んでおり、第２のマスターバッチはポリアミドと鉱物質充填材を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
ポリ（アリーレンエーテル）分散相、ポリアミド連続相、カーボンブラック、及び鉱物質充填材を含み改良された物理的性質を有する組成物は、カーボンブラックマスターバッチと鉱物質充填材マスターバッチを使用し、これらのマスターバッチを押出機供給口の下流にある１つの位置又は複数の位置で一緒に又は別々に添加することによって製造することができる。さらに、ポリアミドの少なくとも一部分は供給口の下流にある位置で添加する。このポリアミドはいずれかのマスターバッチ、両方のマスターバッチと共に、又は独立に添加してもよい。ペレット化した組成物を成形又は押し出した後、ポリ（アリーレンエーテル）はポリアミド連続相又はマトリックス全体に分配され、ポリ（アリーレンエーテル）の粒径は熱可塑性組成物の製造方法に関係する。
【０００７】
１つの態様において、充填材入りポリマー材料の総重量を基準にして１重量部以上のカーボンブラックを含む充填材入りポリマー材料からなる成形又は押出品は、カーボンブラックを含有しない類似の組成物からなる成形品と比較して改良された表面外観を示す。充填材入り材料がさらにカーボンブラックを含む場合、このカーボンブラックが外部潤滑剤として機能し、充填材入りポリマー材料のメルトと冷たい金型表面との間の摩擦力を低減し、従ってスプレー(splay)の量を低下させることにより成形品の表面美観を改良する。さらに、カーボンブラックの添加は、カーボンブラックを別個の成分として添加するときではなく、マスターバッチとして分散したときに、低い欠陥の外観を呈するのにより有効である。カーボンブラックマスターバッチはカーボンブラックとポリアミド希釈剤からなる。また、組成物はさらに鉱物質充填材を含んでおり、これはマスターバッチとしてポリアミドに分散して添加したときに組成物の剛性を増大する。
【０００８】
理論に縛られたくはないが、カーボンブラックマスターバッチと鉱物質充填材マスターバッチを使用すると、驚くべきことに、最終物品のポリ（アリーレンエーテル）粒径に影響があると考えられる。ポリ（アリーレンエーテル）粒子の比較的小さい粒径及びほぼ一様な分布が、改良された衝撃強さを最終物品に授与する。
【０００９】
本明細書で使用する場合、「ポリ（アリーレンエーテル）」は、次式（Ｉ）の構造単位を複数含んでいる。
【００１０】
【化１】
式中、各構造単位に対して、各Ｑ１とＱ２は独立に水素、ハロゲン、第一又は第二低級アルキル（例えば、１〜７個の炭素原子を含有するアルキル）、フェニル、ハロアルキル、アミノアルキル、アルケニルアルキル、アルキニルアルキル、炭化水素オキシ、アリール、及び少なくとも２個の炭素原子がハロゲン原子と酸素原子とを隔てているハロ炭化水素オキシである。幾つかの実施形態では、各Ｑ１は独立にアルキル又はフェニル、例えばＣ１−４アルキルであり、各Ｑ２は独立に水素又はメチルである。ポリ（アリーレンエーテル）は、通例ヒドロキシ基に対してオルト位に位置するアミノアルキル含有末端基（１個以上）を有する分子を含んでいてもよい。また、通例テトラメチルジフェニルキノン副生物が存在する反応混合物から得られるテトラメチルジフェニルキノン（ＴＭＤＱ）末端基が存在することも多い。
【００１１】
ポリ（アリーレンエーテル）はホモポリマー、コポリマー、グラフトコポリマー、アイオノマー、ブロックコポリマー、例えばアリーレンエーテル単位及びアルケニル芳香族化合物から誘導されたブロックを含むもの、並びに以上のものを少なくとも１種含む組合せの形態であることができる。ポリ（アリーレンエーテル）としては、２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル単位を、場合により２，３，６−トリメチル−１，４−フェニレンエーテル単位と組み合わせて含有するポリフェニレンエーテルがある。
【００１２】
ポリ（アリーレンエーテル）は、２，６−キシレノール及び／又は２，３，６−トリメチルフェノールのようなモノヒドロキシ芳香族化合物（１種以上）の酸化カップリングによって製造することができる。かかるカップリングには一般に触媒系を使用する。触媒系は、銅、マンガン又はコバルト化合物のような重金属化合物（１種以上）を、通常第二アミン、第三アミン、ハロゲン化物又は以上のものの２種以上の組合せのような各種他の物質と組み合わせて含有することができる。
【００１３】
ポリ（アリーレンエーテル）は、単分散ポリスチレン標準、４０℃のスチレンジビニルベンゼンゲル及び１ミリリットルのクロロホルム当たり１ミリグラムの濃度を有する試料を用いるゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより決定して、３０００〜４００００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）の数平均分子量及び／又は約５０００〜約８００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有することができる。また、ポリ（アリーレンエーテル）は、クロロホルム中２５℃で測定して０．１０〜０．６０デシリットル／グラム（ｄｌ／ｇ）、又は、より具体的には０．２９〜０．４８ｄｌ／ｇの固有粘度を有することができる。高い固有粘度のポリ（アリーレンエーテル）と低い固有粘度のポリ（アリーレンエーテル）の組合せを利用することが可能である。２つの固有粘度を使用する場合の正確な割合の決定は、使用するポリ（アリーレンエーテル）の正確な固有粘度及び所望とする最終的な物理的性質に多少依存する。
【００１４】
組成物はポリ（アリーレンエーテル）を１５〜６５重量パーセントの量で含む。この範囲内で、ポリ（アリーレンエーテル）は、３０重量パーセント以上の量で、又は、より具体的には３５重量パーセント以上の量で、又は、さらにより具体的には４０重量パーセント以上の量で存在し得る。また、この範囲内で、ポリ（アリーレンエーテル）は、６０重量パーセント以下、又は、より具体的には５５重量パーセント以下、又は、さらにより具体的には５０重量パーセント以下の量で存在し得る。重量パーセントは、熱可塑性組成物の総重量を基準にしている。
【００１５】
ナイロンともいわれるポリアミド樹脂は、アミド基（−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−）の存在により特徴付けられ、米国特許第４９７０２７２号に記載されている。代表的なポリアミド樹脂としては、限定されることはないが、ナイロン−６、ナイロン−６，６、ナイロン−４、ナイロン−４，６、ナイロン−１２、ナイロン−６，１０、ナイロン−６，９、ナイロン−６，１２、非晶質ポリアミド樹脂、トリアミン含有率が０．５重量パーセント未満のナイロン６／６Ｔ及びナイロン６，６／６Ｔ、並びに以上のポリアミドの２種以上の組合せがある。一実施形態では、ポリアミド樹脂はナイロン−６及びナイロン−６，６からなる。一実施形態では、ポリアミド樹脂又はポリアミド樹脂の組合せは、１７１℃以上の融点（Ｔｍ）を有する。ポリアミドがスーパータフポリアミド、すなわちゴム強化ポリアミドからなる場合、組成物は別個の耐衝撃性改良剤を含有していてもいなくてもよい。
【００１６】
ポリアミド樹脂は、米国特許第２０７１２５０号、同第２０７１２５１号、同第２１３０５２３号、同第２１３０９４８号、同第２２４１３２２号、同第２３１２９６６号、及び同第２５１２６０６号に記載のもののような幾つかの周知のプロセスによって得ることができる。ポリアミド樹脂は広範な供給元から市販されている。
【００１７】
ＩＳＯ ３０７に従って９６ｗｔ％硫酸中０．５ｗｔ％溶液で測定して４００ミリリットル／グラム（ｍｌ／ｇ）以下の固有粘度を有する、又は、より具体的には９０〜３５０ｍｌ／ｇの粘度を有する、又は、さらにより具体的には１１０〜２４０ｍｌ／ｇの粘度を有するポリアミド樹脂を使用することができる。
【００１８】
ポリアミドは６以下の相対粘度、又は、より具体的には１．８９〜５．４３の相対粘度、又は、さらにより具体的には２．１６〜３．９３の相対粘度を有し得る。相対粘度は９６ｗｔ％硫酸中１ｗｔ％の溶液でＤＩＮ ５３７２７に従って決定される。
【００１９】
一実施形態では、ポリアミド樹脂は、ＨＣｌを用いた滴定により決定して、ポリアミド１グラム当たりアミン末端基が３５マイクロ当量（μｅｑ／ｇ）以上のアミン末端基濃度を有するポリアミドからなる。この範囲内で、アミン末端基濃度は４０μｅｑ／ｇ以上、又は、より具体的には４５μｅｑ／ｇ以上であり得る。アミン末端基含有率を決定するには、場合により加熱しながらポリアミドを適切な溶媒に溶解させ得る。このポリアミド溶液を、適切な指示法を用いて０．０１規定の塩酸（ＨＣｌ）溶液で滴定する。アミン末端基の量は、試料に添加したＨＣｌ溶液の容積、ブランクに対して使用したＨＣｌの容積、ＨＣｌ溶液のモル濃度及びポリアミド試料の重量に基づいて計算される。
【００２０】
組成物は３０〜８５重量パーセントの量でポリアミドを含む。この範囲内で、ポリアミドは３３重量パーセント以上の量で、又は、より具体的には３８重量パーセント以上の量で、又は、さらにより具体的には４０重量パーセント以上の量で存在し得る。また、この範囲内で、ポリアミドは６０重量パーセント以下、又は、より具体的には５５重量パーセント以下、又は、さらにより具体的には５０重量パーセント以下の量で存在し得る。重量パーセントは熱可塑性組成物の総重量を基準にしている。
【００２１】
本明細書で使用する場合、「相溶化剤」という表現は、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリアミド樹脂、又は両者と相互作用する多官能性化合物を指す。この相互作用は化学的（例えば、グラフト化）及び／又は物理的（例えば、分散相の表面特性に対する影響）であり得る。いずれの場合も、得られる相溶化ポリ（アリーレンエーテル）／ポリアミド組成物は、特に高まった衝撃強さ、金型ニットライン強度及び／又は伸びにより立証されるような改良された相溶性を示すようである。本明細書で使用する場合、「相溶化ポリ（アリーレンエーテル）」又は「相溶化ポリ（アリーレンエーテル）／ポリアミドブレンド」という表現は、上記のような相溶化剤で物理的及び／又は化学的に相溶化されている組成物、並びに米国特許第３３７９７９２号に教示されているようにかかる相溶化剤なしに物理的に相溶性である組成物を指す。
【００２２】
使用できる様々な相溶化剤の例としては、液体ジエンポリマー、エポキシ化合物、酸化ポリオレフィンワックス、キノン、オルガノシラン化合物、多官能性化合物、官能化ポリ（アリーレンエーテル）及び以上のものを少なくとも１種含む組合せがある。相溶化剤はさらに、米国特許第５１３２３６５号及び同第６５９３４１１号並びに米国特許出願公開第２００３／０１６６７６２号に記載されている。
【００２３】
一実施形態では、相溶化剤は多官能性化合物からなる。相溶化剤として使用できる多官能性化合物には３種のタイプがある。第１のタイプの多官能性化合物は、分子内に（ａ）炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合、及び（ｂ）少なくとも１種のカルボン酸、無水物、アミド、エステル、イミド、アミノ、エポキシ、オルトエステル、又はヒドロキシ基を両方とも有するものである。かかる多官能性化合物の例としては、マレイン酸、マレイン酸無水物、フマル酸、アクリル酸グリシジル、イタコン酸、アコニット酸、マレイミド、マレイン酸ヒドラジド、ジアミンとマレイン酸無水物、マレイン酸、フマル酸、などとから得られる反応生成物、ジクロロマレイン酸無水物、マレイン酸アミド、不飽和ジカルボン酸（例えば、アクリル酸、ブテン酸、メタクリル酸、ｔ−エチルアクリル酸、ペンテン酸）、デセン酸、ウンデセン酸、ドデセン酸、リノール酸、など）、以上の不飽和カルボン酸のエステル、酸アミド若しくは無水物、不飽和アルコール（例えば、アルキルアルコール、クロチルアルコール、メチルビニルカルビノール、４−ペンテン−１−オール、１，４−ヘキサジエン−３−オール、３−ブテン−１，４−ジオール、２，５−ジメチル−３−ヘキセン−２，５−ジオール並びに式ＣｎＨ２ｎ−５ＯＨ、ＣｎＨ２ｎ−７ＯＨ及びＣｎＨ２ｎ−９ＯＨのアルコール［式中のｎは３０以下の正の整数である］、以上の不飽和アルコールの−ＯＨ基（１以上）をＮＨ２基で置換することにより得られる不飽和アミン、官能化ジエンポリマー及びコポリマー、並びに以上のものを１種以上含む組合せがある。一実施形態では、相溶化剤はマレイン酸無水物及び／又はフマル酸からなる。
【００２４】
第２のタイプの多官能性相溶化剤は、（ａ）式（ＯＲ）で表される基で、Ｒが水素又はアルキル、アリール、アシル若しくはカルボニルジオキシ基であるもの、並びに（ｂ）各々が同一でも異なっていてもよくカルボン酸、酸ハロゲン化物、無水物、酸ハロゲン化物無水物、エステル、オルトエステル、アミド、イミド、アミノ、及びこれらの各種塩から選択される少なくとも２個の基の両方を有するとして特徴付けられる。この群の相溶化剤の典型的なものは、次式で表される脂肪族ポリカルボン酸、酸エステル及び酸アミドである。
（ＲＩＯ）ｍＲ（ＣＯＯＲＩＩ）ｎ（ＣＯＮＲＩＩＩＲＩＶ）ｓ
式中、Ｒは２〜２０個、又は、より具体的には２〜１０個の炭素原子を有する線状又は枝分かれ鎖飽和脂肪族炭化水素であり、ＲＩは水素、又は１〜１０個、又は、より具体的には１〜６個、又は、さらにより具体的には１〜４個の炭素原子を有するアルキル、アリール、アシル、若しくはカルボニルジオキシ基であり、各ＲＩＩは独立に水素、又は１〜２０個、又は、より具体的には１〜１０個の炭素原子を有するアルキル若しくはアリール基であり、各ＲＩＩＩ及びＲＩＶは独立に水素、又は１〜１０個、又は、より具体的には１〜６個、又は、さらにより具体的には１〜４個の炭素原子を有するアルキル若しくはアリール基であり、ｍは１に等しく、（ｎ＋ｓ）は以上、又は、より具体的には２若しくは３に等しく、ｎとｓは各々ゼロ以上であり、（ＯＲＩ）はカルボニル基に対してα又はβであり、少なくとも２個のカルボニル基は２〜６個の炭素原子により隔てられている。明らかに、ＲＩ、ＲＩＩ、ＲＩＩＩ、及びＲＩＶは、それぞれの置換基が６個未満の炭素原子を有する場合アリールであることはできない。
【００２５】
適切なポリカルボン酸としては、例えば、例えば無水物及び水和酸のような各種商用形態を含めてクエン酸、リンゴ酸、アガリシン酸、並びに以上のものを１種以上含む組合せがある。一実施形態では、相溶化剤はクエン酸からなる。本発明で有用なエステルの実例としては、例えば、クエン酸アセチル、クエン酸モノ−及び／又はジステアリル、などがある。本発明で有用な適切なアミドとしては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジエチルクエン酸アミド、Ｎ−フェニルクエン酸アミド、Ｎ−ドデシルクエン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジドデシルクエン酸アミド、及びＮ−ドデシルリンゴ酸がある。誘導体としては、アミンとの塩並びにアルカリ及びアルカリ土類金属塩を始めとするそれらの塩がある。適切な塩の代表例としては、リンゴ酸カルシウム、クエン酸カルシウム、リンゴ酸カリウム、及びクエン酸カリウムがある。
【００２６】
第３のタイプの多官能性相溶化剤は、分子内に、（ａ）酸ハロゲン化物基と、（ｂ）少なくとも１種のカルボン酸、無水物、エステル、エポキシ、オルトエステル、又はアミド基とを両方有するとして特徴付けられる。この群に入る相溶化剤の例としては、トリメリト酸無水物酸塩化物、クロロホルミルコハク酸無水物、クロロホルミルコハク酸、クロロホルミルグルタル酸無水物、クロロホルミルグルタル酸、クロロアセチルコハク酸無水物、クロロアセチルコハク酸、トリメリト酸酸塩化物、及びクロロアセチルグルタル酸がある。一実施形態では、相溶化剤はトリメリト酸無水物酸塩化物からなる。
【００２７】
以上の相溶化剤は、直接メルトブレンドに添加してもよいし、或いは、ポリ（アリーレンエーテル）及びポリアミドのいずれかと個別に若しくは組み合わせて、又は組成物の製造に使用する他の樹脂状材料と予め反応させてもよい。以上の相溶化剤、特に多官能性化合物の多くで、相溶化剤の少なくとも一部分をメルト中又は適切な溶媒の溶液中でポリ（アリーレンエーテル）の全て又は一部と予め反応させるとさらに著しい相溶性の改良がみられる。かかる前もっての反応により、相溶化剤がポリマーと反応し、その結果ポリ（アリーレンエーテル）が官能化され得ると考えられる。例えば、ポリ（アリーレンエーテル）をマレイン酸無水物と予め反応させて、非官能化ポリフェニレンエーテルと比較してポリアミドとの相溶性が改良された無水物で官能化したポリフェニレンエーテルを形成することができる。
【００２８】
組成物の製造の際に相溶化剤を使用する場合、その使用量は選択した特定の相溶化剤及び添加される特定のポリマー系に依存する。
【００２９】
本組成物はさらにカーボンブラックを含んでいる。適切なカーボンブラックは、平均粒径が１００ナノメートル（ｎｍ）未満、又は、具体的には７５ｎｍ未満、又はより具体的には５０ｎｍ未満、又はさらにより具体的には約４０ｎｍ未満のものである。加えて、カーボンブラックはまた、約２０平方 メートル／グラム（ｍ２／ｇ）より大きい、又は、より具体的には約４０ｍ２／ｇより大きい表面積を有し得る。カーボンブラックは１７５ｍ２／ｇ以下、又は、より具体的には１６５ｍ２／ｇ以下、又は、さらにより具体的には１５５ｍ２／ｇ以下の表面積を有し得る。適切なカーボンブラックは、導電率が最小又はゼロである点で導電性カーボンブラックと区別される。市販のカーボンブラックは、各種の商標で、また幾つかの異なる形態で、例えば、乾式処理したペレットとして商標ＢＬＡＣＫ ＰＥＡＲＬＳ（商標）で、湿式処理したペレットとして商標ＥＬＦＴＥＸ（商標）、ＲＥＧＡＬ（商標）、及びＣＳＸ（商標）で、並びに綿毛形態で、例えばＭＯＮＡＲＣＨ（商標）、ＥＬＦＴＥＸ（商標）、ＲＥＧＡＬ（商標）、及びＭＯＧＵＬ（商標）として、いずれもＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから販売されている。これらのカーボンブラックは粒径２０〜５０ナノメートル（ｎｍ）、表面積３５〜１３８平方メートル／グラム（ｍ２／ｇ）で入手可能である。特定の適切なカーボンブラックの非限定例は、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからペレット化形態で入手可能なＶＵＬＣＡＮ（商標）９Ａ３２である。一実施形態では、カーボンブラックに加えて導電性カーボンブラックを使用してもよい。カーボンブラックは被処理でも未処理でもよい。
【００３０】
カーボンブラックは、組成物中に、組成物の総重量を基準にして約０．００１〜約５．０重量パーセントの量で存在する。この範囲内で、約５．０重量パーセント以下、具体的には約３．５重量パーセント以下、より具体的には約１．５重量パーセント以下の量のカーボンブラックを使用することができる。また、この範囲内で、カーボンブラックの量は、約０．００５重量パーセント以上、具体的には約０．０１重量パーセント以上、又は、より具体的には約０．０１５重量パーセント以上である。
【００３１】
特定の理論に縛られることは望まないが、カーボンブラックは鉱物質充填材を含有するポリマーメルトと冷たい金型表面との間の摩擦力を低減し、従ってスプレーの量を低下させることにより成形品の表面美観を改良する外部潤滑剤として機能すると考えられる。
【００３２】
本組成物はさらに、１種以上の鉱物質充填材、並びに場合により非鉱物質低アスペクト比充填材、非鉱物質繊維状充填材、及びポリマー充填材のような非鉱物質充填材を含んでいる。鉱物質充填材の非限定例としては、溶融シリカ、結晶性シリカ、天然珪砂、及び各種シラン被覆シリカのようなシリカ粉末、窒化ホウ素粉末及びケイ酸ホウ素粉末、アルミナ及び酸化マグネシウム（すなわちマグネシア）、表面処理ウォラストナイトを始めとするウォラストナイト、硫酸カルシウム（例えば、二水和物又は三水和物）、チョーク、石灰石、大理石、及び一般に９８＋％のＣａＣＯ３を含み残りが炭酸マグネシウム、酸化鉄及びアルミノケイ酸塩のような他の無機物であることが多い粉砕微粒の形態の合成沈降炭酸カルシウムを始めとする炭酸カルシウム、表面処理炭酸カルシウム、繊維状、モジュール状、針状、及びラメラ状タルクを始めとするタルク、硬質、軟質、カ焼カオリン、及び分散及び相溶性を促進することが業界で公知の各種コーティングを含むカオリンを始めとするカオリン、金属化雲母並びにコンパウンディングされたブレンドに良好な物性を付与するためにアミノシラン又はアクリロイルシランコーティングで表面処理した雲母を始めとする雲母、長石及び霞石閃長岩、シリケート球、煙塵、セノスフェア、フィライト、シラン化及び金属化アルミノケイ酸塩を始めとするアルミノケイ酸塩（アーモスフェア）、石英、石英岩、パーライト、トリポリ、ケイ藻土、炭化ケイ素、硫化モリブデン、硫化亜鉛、ケイ酸アルミニウム（ムライト）、合成ケイ酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、チタン酸バリウム、バリウムフェライト、硫酸バリウム及び重晶石、微粒又は繊維状アルミニウム、青銅、亜鉛、銅及びニッケル、ガラスフレーク、フレーク状炭化ケイ素、二ホウ化アルミニウム、アルミニウムフレーク、及び鋼フレークのようなフレーク状充填材及び強化材、少なくとも１種の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、及び硫酸カルシウム半水和物を含むブレンドから誘導されるもののような処理鉱物質繊維、Ｅ、Ａ、Ｃ、ＥＣＲ、Ｒ、Ｓ、Ｄ、及びＮＥガラスのような織物用ガラス繊維を始めとするガラス繊維、、並びに例えば、Ｔｉｂｂｅｔｔｓらの米国特許第４５６５６８４号及び同第５０２４８１８号、Ａｒａｋａｗａの同第４５７２８１３号、Ｔｅｎｎｅｎｔの同第４６６３２３０号及び同第５１６５９０９号、Ｋｏｍａｔｓｕらの同第４８１６２８９号、Ａｒａｋａｗａらの同第４８７６０７８号、Ｔｅｎｎｅｎｔらの同第５５８９１５２号、及びＮａｈａｓｓらの同第５５９１３８２号などに記載のように約３．５〜約５００ナノメートルの平均直径を有するものを始めとする気相成長炭素繊維がある。
【００３３】
代表的な鉱物質充填材としては、平均粒径５ｍｍ以下、アスペクト比３以上の無機充填材がある。かかる鉱物質充填材としては、タルク、カオリナイト、雲母（例えば、絹雲母、白雲母及び金雲母）、クロライト、モンモリロナイト、スメクタイト及びハロイサイトがある。
【００３４】
鉱物質充填材は、組成物中に、組成物の総重量を基準にして約５〜約５０重量パーセントの量で存在する。この範囲内で、約４５重量パーセント以下、又は、より具体的には約４０重量パーセント以下、又は、さらにより具体的には約３５重量パーセント以下の量の鉱物質充填材を使用することができる。また、この範囲内で、鉱物質充填材の量は殊に約１０重量パーセント以上、又は、より具体的には約１５重量パーセント以上、又は、さらにより具体的には約２０重量パーセント以上である。非鉱物質充填材は組成物の総重量を基準にして約９５〜約５０重量パーセントの量で使用できる。
【００３５】
非鉱物質充填材の非限定例としては、天然繊維、合成強化用繊維、例えばポリエステル繊維、例えばポリエチレンテレフタレート繊維、ポリビニルアルコール繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリベンズイミダゾール繊維、ポリイミド繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、などがある。
【００３６】
マスターバッチとは一般に、通例コンパウンディング／押出プロセスのような混合プロセスを用いて形成されたペレット化又はビーズ状形態の、担体中に分散した粒子の分散物をいう。担体は通常熱可塑性樹脂であるが、このマスターバッチを使用する最終樹脂と相溶性のワックス又は類似の担体であることもできる。マスターブレンドは一般に、粉末担体中の粒子の分散物をいう。マスターブレンドは通例、標準的な配合装置（例えばブレンダー、ミキサーなど）を用いて粒子を担体と機械的に混合することで得られる。担体としては、限定されることはないが、ポリアミドがあり、その例としてはナイロン６，６、ナイロン６、これらのブレンドなどがある。代表的なカーボンブラックマスターバッチは２０％の分散Ｃａｂｏｔカーボンブラックと８０％のＤｕＰｏｎｔプライムナイロンからなり、ＲＯ７９１１としてＣｌａｒｉａｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。代表的な鉱物質充填材マスターバッチはタルクとナイロン６からなる。
【００３７】
組成物はさらに耐衝撃性改良剤を含んでいてもよく、これには室温で弾性体である天然及び合成ポリマー物質がある。耐衝撃性改良剤は、アルケニル芳香族繰返し単位を含有するブロックコポリマー、例えば、通例スチレンブロックである１以上のアルケニル芳香族ブロックＡ（アルケニル芳香族繰返し単位を有するブロック）と、通例イソプレン又はブタジエンブロックであるゴムブロックＢとを有するＡ−Ｂジブロックコポリマー及びＡ−Ｂ−Ａトリブロックコポリマーであることができる。ブタジエンブロックは部分的に又は完全に水添したものでもよい。これらのジブロック及びトリブロックコポリマーの混合物、並びに非水添コポリマー、部分水添コポリマー、完全水添コポリマー及び以上のもの２種以上の組合せの混合物も使用できる。
【００３８】
Ａ−Ｂ及びＡ−Ｂ−Ａコポリマーとしては、限定されることはないが、ポリスチレン−ポリブタジエン、ポリスチレン−ポリ（エチレン−プロピレン）、ポリスチレン−ポリイソプレン、ポリ（α−メチルスチレン）−ポリブタジエン、ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレン（ＳＢＳ）、ポリスチレン−ポリ（エチレン−プロピレン）−ポリスチレン、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレン及びポリ（α−メチルスチレン）−ポリブタジエン−ポリ（α−メチルスチレン）、ポリスチレン−ポリ（エチレン−プロピレン−スチレン）−ポリスチレン、などがある。上記ブロックコポリマーの混合物も有用である。かかるＡ−Ｂ及びＡ−Ｂ−Ａブロックコポリマーは、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍから商標ＳＯＬＰＲＥＮＥで、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓから商標ＫＲＡＴＯＮで、Ｄｅｘｃｏから商標ＶＥＣＴＯＲで、旭化成（株）から商標ＴＵＦＴＥＣで、Ｔｏｔａｌ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓから商標ＦＩＮＡＰＲＥＮＥ及びＦＩＮＡＣＬＥＡＲで、並びに（株）クラレから商標ＳＥＰＴＯＮでといったように多くの供給元から商業的に入手可能である。
【００３９】
一実施形態では、耐衝撃性改良剤は、ポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレン、ポリスチレン−ポリ（エチレン−プロピレン）又は以上のものの組合せからなる。
【００４０】
もう１つ別のタイプの耐衝撃性改良剤は、アルケニル芳香族繰返し単位を本質的に含まず、カルボン酸、無水物、エポキシ、オキサゾリン、及びオルトエステルからなる群から選択される１種以上の部分を含む。本質的に含まないとは、ブロックコポリマーの総重量を基準にして５重量パーセント未満、又は、より具体的には３重量パーセント未満、又は、さらにより具体的には２重量パーセント未満の量で存在するアルケニル芳香族単位を有するとして定義される。耐衝撃性改良剤がカルボン酸部分を含む場合、このカルボン酸部分は亜鉛やナトリウムのような金属イオンなどのイオンで中和されていてもよい。また、アルキレン−アルキル（メタ）アクリレートコポリマーであつてもよく、このアルキレン基は２〜６個の炭素原子を有し得、アルキル（メタ）アクリレートのアルキル基は１〜８個の炭素原子を有し得る。このタイプのポリマーは、オレフィン、例えばエチレン及びプロピレンを、各種（メタ）アクリレートモノマー及び／又は各種マレイン酸系モノマーと共重合することによって製造することができる。用語（メタ）アクリレートは、アクリレート並びに対応するメタクリレート類似体の両者をいう。用語（メタ）アクリレートモノマーには、アルキル（メタ）アクリレートモノマー並びに少なくとも１個の上記反応性部分を含有する各種（メタ）アクリレートモノマーが含まれる。
【００４１】
一実施形態では、コポリマーは、アルキレン成分としてのエチレン、プロピレン、又はエチレンとプロピレンの混合物、アルキル（メタ）アクリレートモノマー成分としてのアクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、又はアクリル酸プロピル並びに対応するアルキル（メチル）アクリレートと、追加の反応性部分（すなわち、カルボン酸、無水物、エポキシ）を提供するモノマーとしてのアクリル酸、マレイン酸無水物、メタクリル酸グリシジル又はこれらの組合せとから誘導される。
【００４２】
代表的な第１の耐衝撃性改良剤は、ＥＬＶＡＬＯＹ ＰＴＷ、ＳＵＲＬＹＮ、及びＦＵＳＡＢＯＮＤ（いずれもＤｕＰｏｎｔから入手可能）を始めとして様々な供給元から市販されている。
【００４３】
上記耐衝撃性改良剤は単独で又は組み合わせて使用することができる。
【００４４】
組成物は、耐衝撃性改良剤又は耐衝撃性改良剤の組合せを１〜１５重量パーセントの量で含み得る。この範囲内で、耐衝撃性改良剤は１．５重量パーセント以上の量で、又は、より具体的には２重量パーセント以上の量で、又は、さらにより具体的には４重量パーセント以上の量で存在し得る。また、この範囲内で、耐衝撃性改良剤は１３重量パーセント以下、又は、より具体的には１２重量パーセント以下、又は、さらにより具体的には１０重量パーセント以下の量で存在し得る。重量パーセントは熱可塑性組成物の総重量を基準にしている。
【００４５】
熱可塑性組成物は、さらに、レオロジー改変剤、緩衝剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、黄変防止剤、顔料、染料、などのような他の添加剤を含んでいてもよい。本発明において、適当な添加剤及びその量の決定は当業者の技量の範囲内であることに注意されたい。
【００４６】
一実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）、任意の耐衝撃性改良剤、及び相溶化剤からなるプリミックスを製造する。次に、このプリミックスを、二軸式押出機の喉部（供給口）に供給する。或いは、ポリ（アリーレンエーテル）、任意の耐衝撃性改良剤及び相溶化剤を、ブレンドしてプリミックスを形成することなく供給口（喉部）に添加することができる。
【００４７】
カーボンブラックマスターバッチ、タルクマスターバッチ、及びポリアミドは、単独で又は２種以上を組み合わせて、供給口の下流の１以上の導入口を介して押出機に供給する。別の実施形態では、カーボンブラックマスターバッチ、タルクマスターバッチ、及びポリアミドをブレンドしてプリミックスを形成した後下流の導入口に添加してもよい。押出物を水浴でクエンチし、切断してペレットを形成することができ、或いは直接適切な形態に成形するか又は押し出す。押出物を切断したときに製造されるペレットは長さ０．６５センチメートル以下であり得る。
【００４８】
別個の押出機を加工処理に使用してもよいが、様々な成分の添加を受け入れる多数の供給口をその長さに沿って有する単一の押出機で製造するとプロセスが単純化される。押出機の１以上のベント口を介してメルトを真空にして組成物中の揮発性不純物を除去すると有利なことが多い。組成物の製造は、通常、密なブレンドが形成される条件下で成分をブレンドすることによって達成される。
【００４９】
驚くべきことに、ポリ（アリーレンエーテル）、相溶化剤、及び他の添加剤を押出機の供給口に添加し、カーボンブラックマスターバッチ、タルクマスターバッチ、及びポリアミドを押出機の下流の導入口に添加すると、組成物の連続ポリアミド相に分散したポリ（アリーレンエーテル）相の小さい比較的一様な粒径を生成するという効果があることが判明した。一実施形態では、９５％以上、又は、より具体的には９７％以上、又は、さらにより具体的には９９％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．５平方マイクロメートル以下の断面積を有する。一実施形態では、９５％以上、又はより具体的には９７％以上、又はさらにより具体的には９９％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．０平方マイクロメートル以下の断面積を有する。別の実施形態では、９５％以上、又はより具体的には９７％以上、又はさらにより具体的には９９％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が１．５平方マイクロメートル以下の断面積を有する。また、最大断面積は４．５平方マイクロメートル以下、又は、より具体的には４．０平方マイクロメートル以下、又は、さらにより具体的には３．５平方マイクロメートル以下であり得る。
【００５０】
一実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）粒子は３．２マイクロメートル以下、又は、より具体的には３．０マイクロメートル以下、又は、さらにより具体的には２．８マイクロメートル以下の最大粒径を有する。一実施形態では、９５％以上、又は、より具体的には９７％以上、又は、さらにより具体的には９９％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が１．８マイクロメートル以下の粒径を有する。別の実施形態では、９５％以上、又は、より具体的には９７％以上、又は、さらにより具体的には９９％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が１．６マイクロメートル以下の粒径を有する。一実施形態では、９５％以上、又は、より具体的には９７％以上、又は、さらにより具体的には９９％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が１．４マイクロメートル以下の粒径を有する。本発明で、粒径は、粒子の断面における最長の直線寸法と定義される。
【００５１】
特定の断面積未満の面積及び最大粒径を有する粒子の量に関する決定は、以下に記載するように１００個以上の粒子の測定を基準にする。
【００５２】
また、当業者には了解されることであるが、本明細書に開示されているように、ポリ（アリーレンエーテル）の分散領域も実質的に規則的な形状であり、分散相の実質的な相互接続を伴うことなく連続マトリックス内に滑らかな離散した境界を形成している。さらに、当業者には理解されるように、一実施形態では、分散領域は熱可塑性組成物の押出方向と一致する長軸を有し得る。この実施形態の押出品の流れ方向と直交する断面は実質的に円形形状であり得、一方押出品の流れ方向に沿った断面は細長いようである。
【００５３】
粒子面積は走査型電子顕微鏡で決定することができる。組成物を溶融温度３０５℃、金型温度１２０℃でＡＳＴＭ引張バーに射出成形する。試料を、射出ゲートとバーの末端との間のバーのほぼ中央で、金型内の組成物の流れ方向に対して直交して切断する。＃２３の外科用メスの刃を用いて、試料の切断末端をピラミッド形状にする。この際、充分な材料を除いて試料の芯を露出させる。次に、その形状の試料をＬｅｉｃａ−Ｒｅｉｃｈｅｒｔ Ｕｌｔｒａ−ｃｕｔ Ｓマイクロトームのチャックに取り付け、Ｍｉｃｒｏｓｔａｒ Ｕｌｔｒａ Ｃｕｔダイヤモンドナイフを用いて室温で切断してイメージング用の平らなマイクロトーム表面を生成した。
【００５４】
ポリ（アリーレンエーテル）はトルエンのような低極性有機溶媒に可溶性であり、従って不溶性の試料マトリックスから抽出して連続相と分散相との間のコントラストを高めることができる。そこで、試料を、Ｂｒａｎｓｏｎモデル２２００超音波洗浄器で音波処理をする間ピンセットを用いてトルエンの４オンス瓶中に１５秒間入れてポリ（アリーレンエーテル）を除去した。試料をトルエンから取り出し、微粒子の少ない空気流れの下で乾燥して残っているトルエンをマイクロトーム表面から蒸発させた。自己粘着性の接着タブを用いて試料をアルミニウムＳＥＭスタブに取り付け、試料のベースと側面を導電性炭素接着剤で塗装する。この取り付けた試料にＰｅｌｃｏモデル３スパッタコーター９１０００を用いて金を５０秒スパッタコートして、ＳＥＭコントラスト及び電荷消散に充分な量の表面金を付ける。この試料を１５キロボルト（ｋＶ）のＡｍｒａｙ １８３０Ｉ走査型電子顕微鏡にかけ、Ｓｅｍｉ−ｃａｐｓデジタル記録ソフトウェアを用いて３００、５００、１ｋ、２ｋ及び５ｋ倍の倍率で画像を撮影する。比較のため、全てのＳＥＭ画像に対して単一の倍率を使用する。本発明で測定したサイズ範囲の粒子に対して特定の有用な倍率は２ｋ倍である。
【００５５】
ここで、図に示す記録されたＳＥＭ画像を参照すると、最も暗い領域又はデクリビティー(declivity)（例えば、図１の「Ａ」、図２の「Ｂ」、及び図３の「Ｃ」）は、ポリ（フェニレンエーテル）粒子の抽出後に残っている空隙に対応しており、従ってポリ（アリーレンエーテル）の粒径に対応する。画像はスケールバーに関して校正されており、ポリ（アリーレンエーテル）粒子はコントラストを強調することによりさらに際立って輪郭が描写されている。次いで、Ｃｌｅｍｅｘ Ｖｉｓｉｏｎ ＰＥのような適当な画像分析ソフトウェアを用いて粒径分布を分析して粒子面積と粒径を決定する。
【００５６】
上記熱可塑性組成物は、フィルム及びシート押出、射出成形、ガス支援射出成形、押出成形、圧縮成形及びブロー成形のような一般的な熱可塑性プロセスを用いて物品に変換することができる。フィルム及びシート押出プロセスとしては溶融キャスティング、ブローンフィルム押出及びカレンダー加工を挙げることができるが、限定されることはない。共押出及び積層プロセスを使用して複合多層フィルム又はシートを形成することができる。さらに、単層又は多層基材に単一又は多数の層のコーティングを施して、引っ掻き耐性、紫外光耐性、美的アピール、などのような追加の性質を付与することができる。コーティングはロール加工、噴霧、浸漬、ブラシ掛け、又は流し塗りのような標準施工技術によって設けることができる。また、本発明のフィルム及びシートは、適切な溶媒中の組成物の溶液又は懸濁液を基材、ベルト又はロール上にキャスティングした後溶媒を除去することによって製造してもよい。
【００５７】
配向フィルムは、ブローンフィルム押出によって、又は慣用の延伸技術を用いてキャスト又はカレンダーフィルムを熱変形温度の付近で延伸することによって製造することができる。例えば、ラジアル延伸パンタグラフを使用して多軸同時延伸することができ、また、ｘ−ｙ方向延伸パンタグラフを使用して平面ｘ−ｙ方向に同時又は逐次延伸することができる。流れ方向に延伸するための差動スピードロールのセクションと、横断方向に延伸するためのテンターフレームセクションとを備えた機械のような逐次一軸延伸セクションを有する装置を用いて一軸及び二軸延伸を達成することもできる。
【００５８】
組成物は、第１の面と第２の面を有し、熱可塑性ポリマーからなる第１のシートと、第１の面と第２の面を有し、熱可塑性ポリマーからなる第２のシートとを含み、第１のシートの第１の面が複数のリブの第１の面上に配置され、第２のシートの第１の面が複数のリブの第２の面上に配置され、複数のリブの第１の面が複数のリブの第２の面と対向している多層シートに変換することができる。
【００５９】
上記フィルム及びシートは、さらに、限定されることはないが熱成形、真空成形、加圧成形、射出成形及び圧縮成形を始めとする成形プロセスによって熱可塑的に加工処理して造形品にすることができる。また、多層造形品は、以下に記載するように、熱可塑性樹脂を単層又は多層フィルム又はシート基材上に射出成形することによって形成することもできる。
１．場合により、例えばスクリーン印刷又はトランスファー染料を用いて付けた１以上の色を表面に有する単層又は多層の熱可塑性基材を準備する。
２．基材を三次元形状に成形及びトリミングし、その基材を、その基材の三次元形状に合致する表面を有する金型中に嵌め込むなどにより、基材を金型形状に一致させる。
３．金型キャビティー内の基材の後ろに熱可塑性樹脂を射出して、（ｉ）一体型の永久に結合した三次元製品を製造し、又は（ii）パターン又は美的効果をプリント基材から射出樹脂に転写し、そのプリント基材を取り出し、こうして美的効果を成形樹脂に付与する。
【００６０】
当業者には了解されるように、上記物品にさらに、限定されることはないがヒートセット、テクスチャー化、エンボス加工、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理及び真空蒸着を始めとする一般的な硬化及び表面改変プロセスを適用して表面外観を変更し、また追加の機能を物品に付与することができる。
【００６１】
従って、もう１つ別の実施形態は、上記組成物から製造される物品、シート及びフィルムに関する。
【実施例】
【００６２】
以下の非限定例により、本明細書に記載した様々な実施形態をさらに例証する。
【００６３】
組成物
以下の各実施例で調製した組成物には、以下の表１に示す成分と割合を使用した。
【００６４】
【表１】
加工処理条件
全ての実施例は、スクリュースピード３５０回転／分で作動する３０ミリメートルのＷｅｒｎｅｒ ａｎｄ Ｐｆｌｅｉｄｅｒ二軸式押出機を用いて、供給速度２２．７キログラム／時、最大温度２９０℃で溶融混合することにより調製した。押出機の加工処理条件並びにバレルの配置及び温度ゾーンに関する追加の情報を表２に示す。
【００６５】
【表２】
比較例１
成分１〜１０は、３０ミリメートルＷｅｒｎｅｒ ａｎｄ Ｐｆｌｅｉｄｅｒ二軸式押出機の喉部供給口に添加し、表２に記載の条件に従って溶融混合した。得られた熱可塑性組成物を押し出し、ほぼ１／４”の長さのペレットに切断し、このペレットを射出成形することによりバーを形成し、ノッチ付アイゾット衝撃強さを試験した。
【００６６】
比較例２
成分１〜９は、３０ミリメートルＷｅｒｎｅｒ ａｎｄ Ｐｆｌｅｉｄｅｒ二軸式押出機の喉部供給口に添加した。成分１０（タルクマスターバッチ）は、押出機の下流の導入口に添加し、全体を表２に記載の条件に従って溶融混合した。得られた熱可塑性組成物を押し出し、ほぼ１／４”の長さのペレットに切断し、このペレットを射出成形することによりバーを形成し、ノッチ付アイゾット衝撃強さを試験した。
【００６７】
実施例１
成分１〜７は３０ミリメートルＷｅｒｎｅｒ ａｎｄ Ｐｆｌｅｉｄｅｒ二軸式押出機の喉部供給口に添加した。成分８（ポリアミド）、９（カーボンブラックマスターバッチ）及び１０（タルクマスターバッチ）を押出機の下流の導入口に添加し、全体を表２に記載の条件に従って溶融混合した。得られた熱可塑性組成物を押し出し、ほぼ１／４”の長さのペレットに切断し、このペレットを射出成形することによりバーを形成し、ノッチ付アイゾット衝撃強さを試験した。
【００６８】
全ての試験試料はＩＳＯ試験片であり、Ｖａｎ Ｄｏｒｎ ８５Ｔプレスにより成形した。メルト温度２９８℃、金型温度８８℃。材料を、成形前に２３０°Ｆの温度で４時間乾燥した。ノッチ付アイゾット衝撃強さは、ＡＳＴＭ Ｄ２５６に従って２３℃及び−３０℃で評価した。ダイナタップ試験はダイナタップ ８２５０を用いてＡＳＴＭ Ｄ３７６３に従って２３℃及び−３０℃で行い、結果はジュール（Ｊ）の単位で示す。引張降伏強度（ＴＹＳ）はＭＴＳ ５／Ｇを用いてＩＳＯ ５２７に従って測定した。引張伸び（ＴＥ）はＩＳＯ ５２７に従って測定した。Ｖｉｃａｔ Ｂ１２０測定値は、ＩＳＯ ３０６規格を用いて決定した。メルトボリュームレートは、３００℃、荷重５キログラム（ｋｇ）で行ったメルトボリュームレート試験ＩＳＯ １１３３を用いて決定した。ポリフェニレンエーテルの粒径の評価は、トルエンを用いて射出成形アイゾットバーの断面からポリフェニレンエーテルを抽出することにより行った。得られる空隙により定義されるＰＰＥ粒径は、ソフトウェア（Ｃｌｅｍｅｘ Ｖｉｓｉｏｎ）を用いて、図１〜３のＳＥＭ画像（比較目的のために各々２ｋ倍の倍率）でＰＰＥ／ＰＡ組成物のキャビティーを計数し計算することによって測定した。
【００６９】
表３に、表１の成分と割合を用いて比較例１及び２、並びに実施例１に従って異なる供給量を用いて調製した１９％タルク充填材入りＰＰＥ／ＰＡ組成物の物理的性質及び流動性をまとめて示す。Ｖｉｃａｔ Ｂ１２０の測定値は℃で示す。アイゾット（ノッチ付き及びノッチなし）試験の値はキロジュール／平方メートルで示す。ダイナタップ値はジュールで示す。引張降伏強度（ＴＹＳ）はメガパスカルで示す。引張伸び（ＴＥ）はパーセントで示す。メルトボリュームレートは立方センチメートル／１０分で示す。
【００７０】
【表３】
実施例１の物理的性質は、殆ど全ての範疇で比較例１及び２の物理的性質より改良されている。比較例１及び２と比べて実施例１におけるノッチ付きアイゾット試験の２３℃と−３０℃の両方での増大は、ポリアミド、カーボンブラックマスターバッチ、及びタルクマスターバッチをポリ（アリーレンエーテル）の下流で添加する押出機を用いた組成物の引張強度の驚くべき増大を立証している。
【００７１】
表４に、比較例１及び２、並びに実施例１に従って異なる供給量で製造された上記１９％タルク充填材入りＰＰＥ／ＰＡ組成物の最大ポリ（アリーレンエーテル）粒径をまとめて示す。同様に、表５に、比較例２と実施例１で形成された上記組成物の最大断面積をまとめて示す。表４と５のデータの組で、比較例１と２と比べて実施例１で各形態学的測定による粒径の大幅な低下が見られる。
【００７２】
【表４】
【００７３】
【表５】
ここで、図面を参照すると、図１は、全ての成分を押出機の喉部供給口にのみ供給して調製した第１の比較例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の２ｋ倍の倍率の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像を示す。この例においてポリフェニレンエーテルの抽出後に残った空隙（図１中の「Ａ」は空隙の一例を示す）は、形状が不規則であり、ＰＰＥ分散相の最大粒径は表４のデータから分かるように１２マイクロメートルである。この比較例では最大断面積を得ることはできなかった（上記脚注＊参照）。
【００７４】
図２は、タルクマスターバッチを除く全ての成分を押出機の喉部供給口に供給し、タルクマスターバッチを下流の導入口に供給することにより調製された比較例２の分散ポリ（アリーレンエーテル）相の２ｋ倍の倍率の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像である。この比較例におけるポリ（アリーレンエーテル）の抽出後得られた空隙（図２中の「Ｂ」は空隙の一例を示す）から測定された最大ポリ（アリーレンエーテル）粒径は表４のデータから分かるように３．４マイクロメートル（μｍ）であり、最大断面積は表５のデータに見られるように９．１平方マイクロメートル（μｍ２）である。少なくとも粒径は図１と比較して実質的に低減しており、比較例２の組成物は表３中の比較例１で見られるように２．１ｋＪ／ｍ２に対して３．８ｋＪ／ｍ２というより高い２３℃のノッチ付アイゾット衝撃強さを示している。
【００７５】
図３は、ポリアミド、タルクマスターバッチ及びカーボンブラックマスターバッチを押出機の下流の導入口に供給し、残りの成分を押出機の喉部供給口に供給することにより調製した実施例１における分散ポリ（フェニレンエーテル）相の２ｋ倍の倍率の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像を示す。この実施例で測定された最大粒径は表４のデータで見られるように２．１マイクロメートル（μｍ）と比較例よりさらに低減しており、また粒子の最大断面積は表５のデータに見られるように３．５平方マイクロメートル（μｍ２）である。実施例１の組成物は、表３のデータで見られるように比較例１の２．１ｋＪ／ｍ２に対して５ｋＪ／ｍ２という高い２３℃でのノッチ付アイゾット衝撃強さを示している。
【００７６】
図４は比較例２の粒径分布を示し、図５は実施例１の粒径分布を示す。データに見られるように、ポリ（アリーレンエーテル）粒子の全体分布は、１．２マイクロメートル未満の大きさを有する粒子が９７．６％より多い実施例１と比べて、１．２マイクロメートル未満の粒径を有する粒子が８８．３％より多い比較例１の方が広い。
【００７７】
同様に、図６は比較例２の粒子断面積分布を示し、図７は実施例１の粒子断面積分布を示す。データに見られるように、例えば、ポリ（アリーレンエーテル）粒子断面積の全体分布は、９２．２％より多くの粒子が１．５μｍ２未満の粒子断面積を有する比較例１の方が、９９．１％より多くの粒子が１．５μｍ２未満の断面積を有する実施例１より広い。
【００７８】
様々な実施形態に関連して本発明を説明して来たが、当業者には理解されるように、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更をなすことができ、また等価物をその要素と置き換えることができる。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるべく多くの修正を施すことができる。従って、本発明は、本発明を実施する上で考えられる最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に入る全ての実施形態を包含するものである。
【００７９】
引用した特許は全て援用により本明細書の内容の一部をなす。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、第１の比較例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像を示す。
【図２】図２は、第２の比較例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像を示す。
【図３】図３は、第１の実施例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像を示す。
【図４】図４は、比較例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の粒径分布を示す。
【図５】図５は、第１の実施例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の粒径分布を示す。
【図６】図６は、比較例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の断面積分布を示す。
【図７】図７は、第１の実施例における分散ポリ（アリーレンエーテル）相の断面積分布を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ（アリーレンエーテル）及びポリアミドの相溶化ブレンド、
カーボンブラック、並びに
鉱物質充填材
を含んでなり、ポリ（アリーレンエーテル）が粒子としてポリアミドマトリックス中に分散しており、９５％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．５平方マイクロメートル以下の断面積を有している、組成物。
【請求項２】
９５％以上の粒子が２．０平方マイクロメートル以下の断面積を有する、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
９５％以上の粒子が１．５平方マイクロメートル以下の断面積を有する、請求項２記載の組成物。
【請求項４】
組成物がさらに耐衝撃性改良剤を含んでいる、請求項１記載の組成物。
【請求項５】
カーボンブラックの量が組成物の０．００１〜５ｗｔ％である、請求項１記載の組成物。
【請求項６】
鉱物質充填材がタルクからなる、請求項１記載の組成物。
【請求項７】
ポリ（アリーレンエーテル）及びポリアミドの相溶化ブレンド、
カーボンブラック、並びに
鉱物質充填材
を含んでなり、ポリ（アリーレンエーテル）が粒子としてポリアミドマトリックス中に分散しており、その粒子が３．２マイクロメートル以下の最大粒径を有している、組成物。
【請求項８】
最大粒径が３．０マイクロメートル以下である、請求項７記載の組成物。
【請求項９】
最大粒径が２．８マイクロメートル以下である、請求項８記載の組成物。
【請求項１０】
組成物がさらに耐衝撃性改良剤を含んでいる、請求項７記載の組成物。
【請求項１１】
カーボンブラックの量が組成物の０．００１〜５ｗｔ％である、請求項７記載の組成物。
【請求項１２】
鉱物質充填材がタルクである、請求項１記載の組成物。
【請求項１３】
ポリ（アリーレンエーテル）及びポリアミドの相溶化ブレンド、
カーボンブラック、並びに
鉱物質充填材
を含んでなり、ポリ（アリーレンエーテル）が粒子としてポリアミドマトリックス中に分散しており、９５％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．５平方マイクロメートル以下の断面積を有しており、粒子が３．２マイクロメートル以下の最大粒径を有している、組成物。
【請求項１４】
組成物がさらに耐衝撃性改良剤を含んでいる、請求項１３記載の組成物。
【請求項１５】
カーボンブラックの量が組成物の０．００１〜５ｗｔ％である、請求項１３記載の組成物。
【請求項１６】
鉱物質充填材がタルクからなる、請求項１３記載の組成物。
【請求項１７】
９５％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．０平方マイクロメートル以下の断面積を有しており、粒子が３．０マイクロメートル以下の最大粒径を有している、請求項１３記載の組成物。
【請求項１８】
相溶化ポリ（アリーレンエーテル）を押出機の供給口に添加し、
供給口の下流でポリアミドを添加し、
ポリアミド及びカーボンブラックを含んでなる第１のマスターバッチを供給口の下流で添加し、
ポリアミド及び鉱物質充填材を含んでなる第２のマスターバッチを供給口の下流で添加する
ことを含んでなる、熱可塑性組成物の製造方法。
【請求項１９】
熱可塑性組成物がポリ（アリーレンエーテル）の粒子を含んでおり、９５％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．５平方マイクロメートル以下の断面積を有しており、粒子が３．２マイクロメートル以下の最大粒径を有している、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
ポリ（アリーレンエーテル）、相溶化剤、及び耐衝撃性改良剤を含んでなる混合物を押出機の供給口に添加し、
ポリアミド及びカーボンブラックを含んでなる第１のマスターバッチを供給口の下流で押出機に添加し、
ポリアミド及びタルクを含んでなる第２のマスターバッチを供給口の下流で押出機に添加する
ことを含んでなり、熱可塑性組成物がポリ（アリーレンエーテル）の粒子を含んでおり、９５％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．０平方マイクロメートル以下の断面積を有しており、粒子が３．０マイクロメートル以下の最大粒径を有している、熱可塑性組成物の製造方法。
【請求項１】
ポリ（アリーレンエーテル）及びポリアミドの相溶化ブレンド、
カーボンブラック、並びに
鉱物質充填材
を含んでなり、ポリ（アリーレンエーテル）が粒子としてポリアミドマトリックス中に分散しており、９５％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．５平方マイクロメートル以下の断面積を有している、組成物。
【請求項２】
９５％以上の粒子が２．０平方マイクロメートル以下の断面積を有する、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
９５％以上の粒子が１．５平方マイクロメートル以下の断面積を有する、請求項２記載の組成物。
【請求項４】
組成物がさらに耐衝撃性改良剤を含んでいる、請求項１記載の組成物。
【請求項５】
カーボンブラックの量が組成物の０．００１〜５ｗｔ％である、請求項１記載の組成物。
【請求項６】
鉱物質充填材がタルクからなる、請求項１記載の組成物。
【請求項７】
ポリ（アリーレンエーテル）及びポリアミドの相溶化ブレンド、
カーボンブラック、並びに
鉱物質充填材
を含んでなり、ポリ（アリーレンエーテル）が粒子としてポリアミドマトリックス中に分散しており、その粒子が３．２マイクロメートル以下の最大粒径を有している、組成物。
【請求項８】
最大粒径が３．０マイクロメートル以下である、請求項７記載の組成物。
【請求項９】
最大粒径が２．８マイクロメートル以下である、請求項８記載の組成物。
【請求項１０】
組成物がさらに耐衝撃性改良剤を含んでいる、請求項７記載の組成物。
【請求項１１】
カーボンブラックの量が組成物の０．００１〜５ｗｔ％である、請求項７記載の組成物。
【請求項１２】
鉱物質充填材がタルクである、請求項１記載の組成物。
【請求項１３】
ポリ（アリーレンエーテル）及びポリアミドの相溶化ブレンド、
カーボンブラック、並びに
鉱物質充填材
を含んでなり、ポリ（アリーレンエーテル）が粒子としてポリアミドマトリックス中に分散しており、９５％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．５平方マイクロメートル以下の断面積を有しており、粒子が３．２マイクロメートル以下の最大粒径を有している、組成物。
【請求項１４】
組成物がさらに耐衝撃性改良剤を含んでいる、請求項１３記載の組成物。
【請求項１５】
カーボンブラックの量が組成物の０．００１〜５ｗｔ％である、請求項１３記載の組成物。
【請求項１６】
鉱物質充填材がタルクからなる、請求項１３記載の組成物。
【請求項１７】
９５％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．０平方マイクロメートル以下の断面積を有しており、粒子が３．０マイクロメートル以下の最大粒径を有している、請求項１３記載の組成物。
【請求項１８】
相溶化ポリ（アリーレンエーテル）を押出機の供給口に添加し、
供給口の下流でポリアミドを添加し、
ポリアミド及びカーボンブラックを含んでなる第１のマスターバッチを供給口の下流で添加し、
ポリアミド及び鉱物質充填材を含んでなる第２のマスターバッチを供給口の下流で添加する
ことを含んでなる、熱可塑性組成物の製造方法。
【請求項１９】
熱可塑性組成物がポリ（アリーレンエーテル）の粒子を含んでおり、９５％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．５平方マイクロメートル以下の断面積を有しており、粒子が３．２マイクロメートル以下の最大粒径を有している、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
ポリ（アリーレンエーテル）、相溶化剤、及び耐衝撃性改良剤を含んでなる混合物を押出機の供給口に添加し、
ポリアミド及びカーボンブラックを含んでなる第１のマスターバッチを供給口の下流で押出機に添加し、
ポリアミド及びタルクを含んでなる第２のマスターバッチを供給口の下流で押出機に添加する
ことを含んでなり、熱可塑性組成物がポリ（アリーレンエーテル）の粒子を含んでおり、９５％以上のポリ（アリーレンエーテル）粒子が２．０平方マイクロメートル以下の断面積を有しており、粒子が３．０マイクロメートル以下の最大粒径を有している、熱可塑性組成物の製造方法。
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２００８−５２５５７６（Ｐ２００８−５２５５７６Ａ）
【公表日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４８２２７（Ｐ２００７−５４８２２７）
【出願日】平成１７年１１月１６日（２００５．１１．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４１３６０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０７１３８２
【国際公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【復代理人】
【識別番号】１０００８９７０５
【弁理士】
【氏名又は名称】社本 一夫
【復代理人】
【識別番号】１００１４０１０９
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 新次郎
【復代理人】
【識別番号】１０００７５２７０
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 泰
【復代理人】
【識別番号】１０００８０１３７
【弁理士】
【氏名又は名称】千葉 昭男
【復代理人】
【識別番号】１０００９６０１３
【弁理士】
【氏名又は名称】富田 博行
【復代理人】
【識別番号】１０００７５２３６
【弁理士】
【氏名又は名称】栗田 忠彦
【復代理人】
【識別番号】１０００９４００８
【弁理士】
【氏名又は名称】沖本 一暁
【復代理人】
【識別番号】１００１４７５７７
【弁理士】
【氏名又は名称】大川 宏志
【復代理人】
【識別番号】１００１５３１８７
【弁理士】
【氏名又は名称】古賀 由美子
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１６日（２００５．１１．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４１３６０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０７１３８２
【国際公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【復代理人】
【識別番号】１０００８９７０５
【弁理士】
【氏名又は名称】社本 一夫
【復代理人】
【識別番号】１００１４０１０９
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 新次郎
【復代理人】
【識別番号】１０００７５２７０
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 泰
【復代理人】
【識別番号】１０００８０１３７
【弁理士】
【氏名又は名称】千葉 昭男
【復代理人】
【識別番号】１０００９６０１３
【弁理士】
【氏名又は名称】富田 博行
【復代理人】
【識別番号】１０００７５２３６
【弁理士】
【氏名又は名称】栗田 忠彦
【復代理人】
【識別番号】１０００９４００８
【弁理士】
【氏名又は名称】沖本 一暁
【復代理人】
【識別番号】１００１４７５７７
【弁理士】
【氏名又は名称】大川 宏志
【復代理人】
【識別番号】１００１５３１８７
【弁理士】
【氏名又は名称】古賀 由美子
【Ｆターム（参考）】
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