(57)【要約】【課題】ガラス繊維及び粒状フィラー材料を用いて形成した強化熱可塑性成形コンパウンド及びこれから形成した部品を提供する。【解決手段】熱可塑性成形コンパウンドであって、以下の成分：  (A)20〜88質量％の熱可塑性合成物、好ましくはポリアミド；  (B)10〜70質量％の繊維型集合体；(B1)10〜70質量％の、主として二酸化ケイ素、酸化アルミニウム及び酸化マグネシウムからなるガラス繊維；(B2)0〜20質量％の、(B1)の繊維とは異なるガラス繊維；(B3)0〜20質量％の、(B1)及び(B2)の繊維とは異なり、ガラスを主成分とするものではなく、かつ以下の群：炭素繊維、黒鉛繊維、アラミド繊維、ナノチューブから選択される、追加の繊維型集合体；  (C)2〜40質量％の粒状フィラー材料；  (D)0〜2質量％の添加物からなり、(A)〜(D)の総量は100質量％である。本発明のデバイスは、前記成形コンパウンドを主成分とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性成形コンパウンドであって、以下の成分：
(A) 20〜88質量％なる範囲の熱可塑性合成物；
(B) 10〜70質量％なる範囲の繊維型集合体；
(B1) 10〜70質量％なる範囲の、主として二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、および酸化マグネシウムからなるガラス繊維；
(B2) 0〜20質量％なる範囲の、該成分(B1)における該繊維とは異なる、ガラス繊維；
(B3) 0〜20質量％なる範囲の、該成分(B1)および(B2)における該繊維とは異なっており、ガラスを主成分とするものではなく、かつ以下に列挙する群：炭素繊維、黒鉛繊維、アラミド繊維、ナノチューブから選択される、追加の繊維型集合体；
(C) 2〜40質量％なる範囲の粒状フィラー材料；
(D) 0〜2質量％なる範囲の添加物
からなり、該成分(A)〜(D)の総量が、100質量％である、前記熱可塑性成形コンパウンド。
【請求項２】
前記成分(B1)のガラス繊維が、少なくとも5質量％なる酸化マグネシウム含有率を持つ、請求項1記載の成形コンパウンド。
【請求項３】
前記成分(B1)のガラス繊維が、多くても10質量％、好ましくは多くても5質量％なる酸化カルシウム含有率を持つ、請求項1または2記載の成形コンパウンド。
【請求項４】
前記熱可塑性成分(A)が、ポリアミド(A1)またはポリアミドの混合物からなり、但しその40％まで、好ましくは20％、10％または5％までの範囲、あるいは3〜20％または5〜20％なる範囲は、ポリアミドを主成分としない熱可塑性合成物(A2)によって置換えることができることを条件とし、ここで好ましくは如何なる該熱可塑性合成物(A2)も、ポリアミドを主成分としない、請求項1〜3の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項５】
前記成分(A)の割合が、25〜82質量％なる範囲、特に30〜77質量％なる範囲にある、請求項4記載の成形コンパウンド。
【請求項６】
前記成分(B1)の割合が、15〜60質量％なる範囲、特に20〜55質量％なる範囲にある、請求項4〜5の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項７】
前記成分(C)の割合が、3〜25質量％なる範囲、特に3〜15質量％なる範囲にある、請求項4〜6の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項８】
前記成分(A)が、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンコポリマー、アクリロニトリル-スチレンコポリマー、ポリオレフィン、ポリオキシメチレン、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスルホン、特にPSU、PESU、PPSU型のポリスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンオキシド、液晶性ポリマー、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミド-イミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルアミド、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステルアミド、ポリウレタン、特にTPU、PUR型のポリウレタン、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレートおよびこのような系を主成分とするコンパウンドまたはコポリマーからなる群から選択され、更に好ましくは1種または数種の耐衝撃性改良剤との組合せであり、および/または
好ましくは前記成分(B2)が、各々円形または非円形の横断面を持つ、E-ガラス繊維、A-ガラス繊維、C-ガラス繊維、D-ガラス繊維、玄武岩繊維、並びにこれらのコンパウンドからなる群から選択され、前記成分(B2)の割合が、0〜10質量％なる範囲、好ましくは0〜5質量％なる範囲にあり、排他的に前記成分(B1)であることが特に好ましい、請求項1〜7の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項９】
前記成分(B1)のガラス繊維が、3成分系の二酸化ケイ素-酸化アルミニウム-酸化マグネシウムまたは4成分系の二酸化ケイ素-酸化アルミニウム-酸化マグネシウム-酸化カルシウムを主成分とする高強度ガラス繊維であり、これらが、58〜70質量％なる範囲、好ましくは60〜67質量％なる範囲の二酸化ケイ素(SiO2)；15〜30質量％なる範囲、好ましくは20〜28質量％なる範囲の酸化アルミニウム(Al2O3)；5〜15質量％なる範囲、好ましくは7〜12質量％なる範囲の酸化マグネシウム(MgO)；0〜10質量％なる範囲、好ましくは0〜9質量％なる範囲の酸化カルシウム(CaO)；および0〜2質量％なる範囲、好ましくは0〜1.5質量％なる範囲の他の酸化物、特に二酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ホウ素(B2O3)、二酸化チタン(TiO2)、または酸化リチウム(Li2O)、またはこれら酸化物の組合せなる組成を持つことが好ましい、請求項1〜8の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項１０】
前記成分(B1)のガラス繊維が、62〜66質量％なる範囲の二酸化ケイ素(SiO2)、22〜27質量％なる範囲の酸化アルミニウム(Al2O3)、8〜12質量％なる範囲の酸化マグネシウム(MgO)、0〜5質量％なる範囲の酸化カルシウム(CaO)、および0〜1質量％なる範囲の他の酸化物、例えば二酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ホウ素(B2O3)、二酸化チタン(TiO2)、酸化リチウム(Li2O)、またはこれら酸化物の組合せなる組成を持つ、高強度ガラス繊維である、請求項9記載の成形コンパウンド。
【請求項１１】
前記成分(B1)のガラス繊維が、少なくとも3,700MPa、好ましくは少なくとも3,800MPa、理想的には少なくとも4,000MPaなる引張強さ、並びに少なくとも4.8％、好ましくは少なくとも4.9％、より好ましくは少なくとも5.0％なる極限伸び、および75〜90GPaなる範囲、好ましくは78GPaを越え、より好ましくは80GPaを越える引張弾性率を持つ、請求項1〜10の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項１２】
前記成分(B1)および/または(B2)のガラス繊維が、短繊維として、好ましくは0.2〜20mmなる範囲の長さを持つカットガラスとして、またはロービングとして存在する、請求項1〜11の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項１３】
前記成分(C)が、タルク、マイカ、シリケート、石英、ウォラストナイト、カオリン、珪酸、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、チョーク、粉砕または細断炭酸カルシウム、石灰、長石、無機顔料、例えば特に硫酸バリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、二酸化チタン、酸化第二鉄、酸化鉄(III)マンガン、金属酸化物、特にスピネル型の金属酸化物、例えば特に銅鉄(III)スピネル、酸化マグネシウムアルミニウム、銅-クロム-マンガンコンパウンドの酸化物、銅-マンガン-鉄コンパウンドの酸化物、酸化銅クロム、酸化亜鉛鉄(III)、酸化コバルトクロム、酸化コバルトアルミニウム、酸化マグネシウムアルミニウム、ルチル型顔料、例えばチタン-亜鉛ルチル、ニッケル-アンチモンチタネート、クロム-アンチモンチタネート、永久磁性または磁化性の金属または合金、凹型シリケートフィラー材料、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ホウ素、窒化アルミニウム、フッ化カルシウム、およびこれらのコンパウンドおよび/または表面処理生成物からなる群から選択される粒状フィラー材料である、請求項1〜12の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項１４】
前記成分(C)の粒子が、0.1〜40μmなる範囲、好ましくは0.2〜20μmなる範囲、特に0.3〜10μmなる範囲の平均粒径(D50)、および/または大きくても10、特に大きくとも5なるアスペクト比を有し、または主としてこのような粒子によって構成されており、および/または該成分(C)が、電磁波、特にUV、VISまたはIR輻射、とりわけレーザー輻射に対してゼロとは異なる吸収係数を有し、少なくとも0.05、好ましくは少なくとも0.1、および特に好ましくは少なくとも0.2なる吸収係数にて、可視光および/または赤外輻射光スペクトル領域における吸収能を持つことが好ましい、請求項11記載の成形コンパウンド。
【請求項１５】
前記成分(A1)が、脂肪族、環式脂肪族および/または芳香族モノマーで形成されたホモポリアミドおよび/またはコポリアミド、好ましくは部分的に結晶性の脂肪族ポリアミド(A1-1)および/または部分的に芳香族性のポリアミド(A1-2)、および/またはアモルファスポリアミド(A1-3)で形成されたコンパウンドであり、該成分(A1)におけるポリアミドが、好ましくはポリアミド46、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド1212、ポリアミド1010、ポリアミド1012、ポリアミド1112、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド69、ポリアミド810、MACM9、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、MACM18、PACM9、PACM10、PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、PACM18またはコポリアミド、例えばMACMI/12、MACMT/12、6I/6T/MACMI/MACMT/12、3-6T、6I/MACMI/MACMT、6I/PACMI/PACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、12/PACMI、12/MACMT、6/PACMT、6/IPDT、MACM10/PACM10、MACM12/PACM12、MXD6、MXD10、MXDI/MXD6、6T/6I、6T/66、6T/10T、6T/12、11/10T、12/10T、10T/1010、10T/1012、PA10T/6T、PA6T/10I/10T、PA6T/6I/6、PA10I/10T、9MT、12T、並びにこれらの混合物およびブレンドからなる群から選択される、請求項4〜14の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項１６】
前記成分(A)または前記成分(A2)が、請求項4に従って、耐衝撃性改良剤、好ましくはMBSおよび/または芯鞘型の耐衝撃性改良剤、特にメタクリレートブタジエンスチレン、SEBSコポリマーを主成分とする耐衝撃性改良剤からなる群から選択され、および/または前記成分(D)が、結合剤、難燃剤、特にハロゲン原子を含むまたはこれを含まない難燃剤、安定剤、酸化防止性薬剤、酸化防止剤、オゾン亀裂防止剤、光安定剤、UV安定剤、UV吸収剤、UV遮断剤、無機熱安定剤、特にハロゲン化銅および/またはアルカリハライドを主成分とする無機熱安定剤、有機熱安定剤、導電性添加剤、カーボンブラック、光ライトナー、加工助剤、核剤、結晶化触媒、結晶化阻害剤、流動-誘発剤、潤滑剤、離型剤、軟化剤、顔料、着色剤、トレーサーおよびこれらのコンパウンドからなる群から選択される、請求項1〜15の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項１７】
請求項1〜16の何れか1項に記載の成形コンパウンドを主成分とするデバイス、特に導電路を備えたデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維および粒状フィラー材料を使用して形成した、強化熱可塑性成形コンパウンド、特にポリアミド成形コンパウンドおよびこれから形成された部品に関するものである。とりわけ、本発明は、熱可塑性成形コンパウンド、特に改善された機械的諸特性を持つポリアミド成形コンパウンドに係る。これは、熱可塑性合成物、とりわけポリアミド、粒状フィラー材料、並びに二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、および酸化マグネシウムで構成される高強度ガラス繊維の組合せによって得られる。ここにおいて発明された該成形コンパウンドは、金型/部品および半製品並びに完成品を製造するために使用されるであろう。
【背景技術】
【０００２】
ポリアミドは、主としてその顕著な機械的諸特性のために、屋内および屋外用途における構造要素として広く使用されている。
これらの諸特性、例えば強度および剛性の改善は、特に繊維型強化材料、例えばガラス繊維の添加によって達成し得る。多くの場合において、無機顔料の使用により成形コンパウンドを着色するためであれ、他の特定の特性を改善するためであれ、粒状物質が、ガラス繊維と共に使用されている。
しかし、ガラス繊維強化成形コンパウンドに粒状フィラー材料を添加すると、しばしば機械的諸特性が著しく損なわれ、特に引張強さ、極限伸び、および耐衝撃性が低下する。このことは、引張強さおよび耐衝撃性が、成形部品にとって決定的なパラメータであると考えられる場合には、該ガラス繊維と粒状フィラー材料の含有率とを結びつけることが殆どまたは全く不可能であるような事態を招来する。一方において、ガラス繊維強化成形コンパウンドへの粒状フィラー材料の添加は、所望の着色または官能性をもたらし、更に他方において、該添加は、引張強さおよび耐衝撃性等の機械的諸特性における劣化をもたらす。
【０００３】
ガラス繊維によってポリアミド成形コンパウンドを強化する場合、殆ど排他的に、円形断面を持ついわゆるE-ガラス繊維が使用されている。ASTM D578-00によれば、E-ガラス繊維は、52〜62%の二酸化ケイ素、12〜16%の酸化アルミニウム、16〜25%の酸化カルシウム、0〜10%の硼砂、0〜5%の酸化マグネシウム、0〜2%のアルカリ酸化物、0〜1.5%の二酸化チタン、および0〜0.3%の酸化鉄(III)からなる。E-ガラス繊維は、2.54〜2.62g/cm3なる範囲の密度、70〜75GPaなる範囲の引張弾性率、3000〜3500MPaなる範囲の引張強さ、および4.5〜4.8%なる範囲の極限伸びを有し、ここで、該繊維各々の機械的諸特性は、23℃、相対湿度50％なる条件下で測定された値として、10μmなる径および12.7mmなる長さを含む。
前記機械的諸特性、特に耐衝撃性または曲げ強さまたは反りに対して、より高い要求が課せられる場合、非円形断面を持つE-ガラス繊維、即ち所謂扁平ガラス繊維が、可能な解決策をもたらす。断面軸の2：4なる軸比を持つ扁平ガラス繊維が存在する。この軸比を持つ断面幾何形状の更なる最適化は、機械的諸特性および反りにおけるほんの僅かな改善を達成し得るに過ぎないことが、予想されるはずである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的の一つは、ガラス繊維および粒状フィラー材料を用いて形成した強化熱可塑性成形コンパウンド、特にポリアミド成形コンパウンドおよびこれから形成した部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項1に記載の成形コンパウンド並びにこのような成形コンパウンドに基いて製造した部品によって達成される。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
等しい横断面積および径を持つガラス繊維を考察する場合、その改善は、ガラスフィラメントの強度、引張特性、および剛性を改善する原料ガラス繊維の組成を変えることによってのみ達成することができる。このような例の一つは、S-ガラス繊維であり、これは、一般的には、軍事的な用途に対して殆ど排他的にロービング(連続フィラメント)として使用されており、またガラスフィラメントの諸特性に関して、E-ガラス繊維よりも優れている。ASMハンドブック(ASM Handbook),第21巻：コンポジッツ(Composites)(#06781G)によれば、E-ガラス繊維と比較して、S-ガラス繊維は、12%高い剛性、25%高い引張強さ、および20%高い極限伸びを示す。しかし、S-ガラス繊維により強化したポリアミド成形コンパウンドを用いた実験は、たとえガラス繊維強化ポリアミド成形コンパウンドに対してサイジングを最適化したとしても、該強化ポリアミド成形コンパウンドに対して、これらガラス繊維の前記利点を付与することができず、あるいは極めて限定された程度にて該利点の付与を可能とするに過ぎないことを示している。如何なる粒状フィラー材料をも含まない多くのコンパウンドにおいて、丸型または扁平型断面を持つE-ガラス繊維は、高性能S-ガラス繊維と比較した場合においてさえも優れている。驚いたことに、良好な機械的諸特性、特に高い剛性、高い引張強さ、および良好な耐衝撃性を持つ金型の製造を可能とする、ガラス繊維および粒状フィラー材料の両者を含み、何れも当技術の現状を表す上記のような欠点を持つことのない、ポリアミド成形コンパウンドを調製することが可能であることが示された。
【０００７】
更に詳しくは、本発明は、高い剛性、引張強さ、および耐衝撃性を持つポリアミドを主成分とする成形コンパウンドに係り、該成形コンパウンドは、以下の成分：
(A) 20〜88％(質量基準)なる範囲の熱可塑性合成物、ここで該熱可塑性成分(A)は、好ましくはポリアミド(A1)から製造されるが、該ポリアミド(A1)の40％まで、理想的には僅かに20％、10％または5％までの範囲、あるいはその3〜20％なる範囲、または5〜20％なる範囲(該成形コンパウンド内の該成分(A)全体の質量基準の割合に対するものとして)が、ポリアミドを主成分としない熱可塑性合成物(A2)により置換されていてもよいことを条件とする；
(B) 10〜70質量％なる範囲の、排他的に以下の成分(B1)、(B2)および(B3)からなる繊維型の添加剤：
(B1) 10〜70質量％なる範囲の、主として二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、および酸化マグネシウムからなる高強度ガラス繊維、またはその混合物、ここで好ましくは該ガラス繊維は、少なくとも5質量％なる酸化マグネシウム含有率および多くても10質量％なる酸化カルシウム含有率を持つが、後者は、5質量％を越えないことが特に好ましい；
(B2) 0〜20質量％なる範囲の、該成分(B1)のガラス繊維以外のガラス繊維、即ち異なるガラス繊維、好ましくは主として二酸化ケイ素、酸化カルシウム、および酸化アルミニウムから形成された、好ましくは2.7未満、更に一層好ましくは2.5未満、特に好ましくは2.1〜2.4なる範囲の質量比：SiO2/(CaO + MgO)を持つガラス繊維；
(B3) 0〜20質量％なる範囲の、該成分(B1)および(B2)における繊維とは異なっており、好ましくは以下に列挙する群：炭素繊維、黒鉛繊維、アラミド繊維、ナノチューブから選択される、追加の繊維型集合体(fibre-shaped aggregate)；
(C) 2〜40質量％なる範囲の粒状フィラー材料；
(D) 0〜2質量％なる範囲の添加物
からなっており、該成分(A)〜(D)の総量は、100質量％である。
【０００８】
前記成分(A)は、好ましくは、以下に列挙する物質群から選択される、熱可塑性合成物である：ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンコポリマー、アクリロニトリル-スチレンコポリマー、ポリオレフィン、ポリオキシメチレン、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスルホン(特に、PSU、PESU、PPSU型のポリスルホン)、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンオキシド、液晶性ポリマー、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミド-イミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルアミド、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステルアミド、ポリウレタン(特に、TPU、PUR型のポリウレタン)、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、並びにこのような系を主成分とする混合物またはコポリマー。このような系は、また前記成分(A2)の下に同定されかつ議論される耐衝撃性改良剤との組合せとして与えることも可能である。
【０００９】
前記成分(A)の好ましい割合は、25〜82質量％なる範囲、特に30〜77質量％なる範囲とすべきである。
前記成分(B1)の好ましい割合は、15〜65質量％なる範囲、特に20〜60質量％なる範囲とすべきである。
前記成分(C)の好ましい割合は、3〜25質量％なる範囲、特に3〜15質量％なる範囲とすべきである。
【００１０】
既に説明したように、前記成形コンパウンドは、その成分(A)に関連して、好ましくはプラスチックマトリックスとの関連で、主としてポリアミドからなり、あるいはより具体的に言えば、前記好ましい量は、60％を越えるものである。換言すれば、前記成分(A1)対(A2)の比は、何れの場合においても>1.5、好ましくは>2、および理想的には>5であることが好ましい。同様にポリアミド成分(A1)の混合物であってもよい、前記他の熱可塑性合成物(前記成分A2)は、好ましくは以下に列挙する物質からなる群から選択される：ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンコポリマー、アクリロニトリル-スチレンコポリマー、ポリオレフィン、ポリオキシメチレン、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスルホン(特に、PSU、PESU、PPSU型のポリスルホン)、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンオキシド、液晶性ポリマー、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミド-イミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルアミド、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステルアミド、ポリウレタン(特に、TPU、PUR型のポリウレタン)、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレートおよびこのような系を主成分とする混合物またはコポリマー。
もう一つの態様において、本発明の成形コンパウンドは、前記成分(A2)として、40質量％までの、1種または数種の耐衝撃性改良剤(IRM)を含む。
【００１１】
5〜40質量％なる範囲、理想的には7〜30質量％なる範囲のIRM濃度が好ましい。該耐衝撃性改良剤は、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ブタジエンおよび/またはイソプレンと、スチロールまたはスチロール誘導体および他のコモノマーとの混合ポリマー、あるいは酸無水物、(メタ)アクリル酸、またはそのエステルでグラフトしまたは共重合することにより得られる、水添混合ポリマーまたは混合ポリマーであり得る。該耐衝撃性改良剤(A2)は、またブタジエン、イソプレンまたはアルキルアクリレートで構成される架橋エラストマーコアを持つグラフトゴムからなっていてもよく、またポリスチレン、非極性または極性オレフィンホモ-/コ-ポリマー、例えばエチレン/プロピレン、エチレン-プロピレン-ジエンおよびエチレン-オクテン-またはエチレン-ビニルアセテートゴムまたは酸無水物、(メタ)アクリル酸、またはそのエステルでグラフトしまたは共重合することにより製造される、非極性または極性オレフィンホモ-/コ-ポリマーで形成されたグラフト包囲体(graft envelope)を持つことができる。該耐衝撃性改良剤(A2)は、またカルボン酸-官能化コポリマー、例えばポリ(エチレン-co-(メタ)アクリル酸)またはポリ(エチレン-co-1-オレフィン-co-(メタ)アクリル酸)であってもよく、ここで該1-オレフィンは、原子数4を越えるアルケンまたは不飽和(メタ)アクリル酸エステルであり得、該ポリマーは、酸基が部分的に金属イオンによって中和されているような、これらのコポリマーを包含する。
【００１２】
スチロールモノマー(スチレンおよびスチレン誘導体)および他のビニル芳香族モノマーを主成分とする、前記成分(A2)の好ましい耐衝撃性改良剤は、アルケニル芳香族化合物または共役ジエンで構築されたブロックコポリマー、並びにアルケニル芳香族化合物および共役ジエンで構築された水添ブロックコポリマーまたはこれら型のIRMの組合せである。該ブロックコポリマーは、アルケニル芳香族化合物(A)由来の少なくとも一つのブロックおよび共役ジエン(B)由来の少なくとも一つのブロックを含む。
脂肪族不飽和炭素-炭素二重結合の割合は、水素添加を通して減じられる。線状の構造を持つ2-、3-、4-およびポリ-ブロックコポリマーが、ブロックコポリマーとして適している。しかし、分岐および放射状の構造を持つものも使用することができる。
【００１３】
分岐ブロックコポリマーを製造するために、典型的な方法を利用する。例えば、主ポリマー鎖に対する「側部分岐」ポリマーのグラフト反応を通して、該ブロックコポリマーを製造する。芳香族環および/またはC=C二重結合において、C1-20炭化水素残基またはハロゲン原子により置換されているビニル芳香族モノマーも、スチレンと共にまたはスチレンとのコンパウンドにおける、アルケニル芳香族モノマーとして使用することができる。
前記アルケニル芳香族モノマーの例は、スチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、エチルスチレン、t-ブチルスチレン、ビニルトルエン、1,2-ジフェニルエチレン、1,1-ジフェニルエチレン、ビニルキシレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン、ブロモスチレン、クロロスチレン、並びにこれらの組合せである。スチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、およびビニルナフタレンが好ましい。
【００１４】
スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、エチルスチレン、t-ブチルスチレン、ビニルトルエン、1,2-ジフェニルエチレン、1,1-ジフェニルエチレンまたはこれらのコンパウンドが好ましい。スチレンが特に好ましい。しかし、アルケニルナフタレンも使用することができる。
以下に列挙するジエンモノマーが適している：1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン、イソプレン、クロロプレンおよびピペリレン。1,3-ブタジエンおよびイソプレン、特に1,3-ブタジエン(以下ブタジエンと称する)が好ましい。
好ましいアルケニル芳香族モノマーは、ジエンモノマーとしてブタジエンを含むスチレンであり、このことは、スチレン-ブタジエンブロックコポリマーが好ましいものであることを意味する。ブロックポリマーは、典型的には、馴染み深い方法としてのアニオン重合によって製造される。
【００１５】
更に、スチレンおよびジエンモノマーに加えて、コモノマーを使用することも可能である。該コモノマーの割合は、使用するモノマー全量に対して、好ましくは0〜50質量％なる範囲、より一層好ましくは0〜30質量％なる範囲、理想的には0〜15質量％なる範囲にある。適当なコモノマーは、例えばアクリレート、特にC1-C12アルキルアクリレート、例えばn-ブチルアクリレートまたは2-エチルヘキシルアクリレート、および対応するメタクリレート、特にメチルメタクリレート(MMA)等のC1-C12アルキルメタクリレートである。
その他の使用可能なコモノマーは、(メタ)アクリロニトリル、グリシジル(メタ)アクリレート、ビニルメチルエーテル、二官能性アルコールのジアリル-およびジビニル-エーテル、ジビニルベンゼン、およびビニルアセテートである。
【００１６】
共役ジエンに加えて、前記成分(A2)の水添ブロックコポリマーは、必要ならば、低級炭化水素、例えばエチレン、プロピレン、1-ブチレン、ジシクロペンタジエン、または非共役ジエンの一部を含む。該水添ブロックコポリマー内のブロックBを由来とする非還元脂肪族不飽和結合の割合は、50％未満、好ましくは25％未満、および理想的には10％未満である。ブロックAの芳香族部分は、最大25％だけ還元されている。該水添ブロックコポリマーとしてのスチレン-(エチレン-ブチレン)2-ブロックコポリマーおよびスチレン-(エチレン-ブチレン)-スチレン3-ブロックコポリマーは、スチレン-ブタジエンの水素添加のために、スチレン-ブタジエン-スチレンコポリマーを含むであろう。好ましくは、ブロックコポリマーは、20〜90質量％なる範囲のブロックA、特に50〜85質量％なる範囲のブロックAからなっている。該ジエンは、1,2-または1,4-配向にて、ブロックB内に組込むことができる。
【００１７】
好ましくは、前記成分(A2)におけるブロックコポリマーのモル質量は、5,000〜500,000g/モルなる範囲、好ましくは20,000〜300,000g/モルなる範囲、特に40,000〜200,000g/モルなる範囲にある。適当な水添ブロックコポリマーは、市販品として入手できる製品、例えばクラトン(KRATONTM)(クラトンポリマーズ(Kraton Polymers)社製) G1650、G1651、およびG1652並びにタフテック(TUFTECTM)(アサヒケミカル(Asahi Chemical)社製) H1041、H1043、H1052、H1062、H1141およびH1272である。
非水添ブロックコポリマーの例は、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-ポリスチレンおよびポリ(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)、並びにこれらのコンパウンドである。
【００１８】
市販品として入手できる適当な非水添ブロックコポリマーは、以下のような商標名を持つ様々な製品である：ソルプレン(SOLPRENETM)(フィリップス(Phillips)社製)、クラトン(KRATONTM)(シェル(Shell)社製)、ベクトール(VECTORTM)(デクスコ(Dexco)社製)およびセプトン(SEPTONTM)(クラレ(Kuraray)社製)。もう一つの好ましい態様によれば、本発明において開発された成形コンパウンドは、前記成分(A2)が、ポリオレフィンホモポリマーまたはエチレン-α-オレフィンコポリマーを含み、特に、好ましくはEPおよび/またはEPDMエラストマー(エチレン-プロピレンゴムまたは寧ろエチレン-プロピレン-ジエンゴム)である該ポリマーを含むという事実によって特徴付けられる。例えば、これは、20〜96質量％なる範囲、好ましくは25〜85質量％なる範囲のエチレンを含む、エチレン-C3-12-α-オレフィンコポリマーを主成分とするエラストマーであり得、ここでは該C3-12-α-オレフィンにおけるオレフィンが、プロペン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセンおよび/または1-ドデセンからなる群から選択されることが特に好ましく、また前記成分(C)が、エチレン-プロピレンゴムおよび/またはLLDPEおよび/またはVLDPEであることが特に好ましい。
【００１９】
あるいは、または付随的に(例えば、コンパウンドにおいて)、前記成分(A2)は、非共役ジエンと共にエチレン-C3-12-α-オレフィンを主成分とするターポリマーを含むことができ、ここにおいて該ターポリマーは、25〜85質量％なる範囲のエチレンおよび最大で10質量％までの非共役ジエンを含み、ここでは、特に好ましくは、該C3-12-α-オレフィン中のオレフィンは、プロペン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセンおよび/または1-ドデセンからなる群から選択されおよび/または該非共役ジエンは、ビシクロ(2.2.1)ヘプタジエン、ヘキサジエン-1,4、ジシクロペンタジエン、および/またはとりわけ5-エチリデンノルボルネンからなる群から選択されることが好ましい。
エチレン-アクリレートコポリマーも、前記成分(A2)の要素と考えることができる。該成分(A2)の要素として更なる可能な例は、エチレン-ブチレンコポリマーまたはこのような系を含むコンパウンド(ブレンド)である。
【００２０】
前記成分(A2)は、好ましくは酸無水物基を持つ要素を有し、該酸無水物基は、主鎖ポリマーと、不飽和ジカルボン酸無水物、不飽和ジカルボン酸、または不飽和ジカルボン酸モノアルキルエステルとの熱反応またはラジカル反応を介して、その濃度を、前記ポリアミドとの良好な結合を確保するのに十分なものとすることを可能とし、ここにおいて試薬は、以下に列挙する物質群から選択することが好ましい：マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸モノブチルエステル、フマル酸、アコニット酸、および/またはイタコン酸無水物。
好ましくは、0.1〜4.0質量％なる範囲の不飽和無水物を、前記成分(A2)の要素としての前記耐衝撃性改良剤成分にグラフトし、あるいは不飽和ジカルボン酸無水物またはそのプリカーサを、もう一つの不飽和モノマーと共にグラフトする。一般的に、このグラフト化度は、0.1〜1.0％なる範囲、理想的には0.3〜0.7％なる範囲にあることが好ましい。
前記成分(A2)は、また、0.3〜0.7％なる範囲のマレイン酸無水物グラフト化度(MAHグラフト化度)を持つ、エチレン-プロピレンコポリマーとエチレン-ブチレンコポリマーとのコンパウンドをも含むことができる。該成分に関して上に列挙した可能な系は、またコンパウンドとして使用することも可能である。
【００２１】
更に、前記成分(A2)は、カルボン酸、エステル、エポキシ、オキサゾリン、カルボジイミド、イソシアネート、シラノールおよびカルボキシレート基等の官能基を持つ要素を持つことができ、またはこれら官能基の2種またはそれ以上の組合せを含むことができる。これらの官能基を持つモノマーを、共重合またはグラフト化によって、前記エラストマーポリオレフィンと結合することができる。更に、不飽和シラン化合物、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、またはプロペニルトリメトキシシランによるグラフト化を通して、オレフィンポリマーを基にして、前記IRMを改善することもできる。
前記エラストマーポリオレフィンは、線状、分岐、またはコア-シェル構造を持つ、ランダム、交互、またはセグメント化コポリマーであり、またポリアミドの末端基と反応し得る官能基を含んでおり、結果として該ポリアミドとIRMとの間の十分な相溶性が得られる。
【００２２】
従って、前記成分(A2)として使用される前記IRMは、エチレン、プロピレン、ブテン-1等のオレフィンのホモポリマーまたはコポリマー、またはオレフィンとビニルアセテート、(メタ)アクリル酸エステルおよびメチルヘキサジエン等の共重合性のモノマーとのコポリマーを含む。
結晶性オレフィンポリマーの例は、低密度、中密度および高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ-4-メチルペンテン、エチレン-プロピレンブロックまたはランダムコポリマー、エチレン-メチルヘキサジエンコポリマー、プロピレン-メチルヘキサジエンコポリマー、エチレン-プロピレン-ブテンコポリマー、エチレン-プロピレン-ヘキセンコポリマー、エチレン-プロピレン-メチルヘキサジエンコポリマー、ポリ(エチレンビニルアセテート)(EVA)、ポリ(エチレン-エチルアクリレート)(EEA)、エチレン-オクテンコポリマー、エチレン-ブテンコポリマー、エチレン-ヘキセンコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンターポリマー、並びにこれら列挙したポリマーの組合せである。
【００２３】
前記成分(A2)の要素として使用することのできる、市販品として入手し得る耐衝撃性改良剤の例は、以下に列挙するものである：タフマー(TAFMER) MC201、即ち67%のEPコポリマー(20モル%プロピレン) + 33%のEBコポリマー(15モル%ブテン-1)とのg-MAH (-0.6%)ブレンド；タフマー(TAFMER) MH5010、即ちg-MAH(-0.6 %)エチレン-ブチレンコポリマー；タフマー(TAFMER) MH7010、即ちg-MAH(-0.7%)エチレン-ブチレンコポリマー(これらは、ミツイ(Mitsui)社製である)；
タフマー(TAFMER) MH7020、即ちミツイケミカル(Mitsui Chemicals)社製のg-MAH(-0.7%) EP-コポリマー；エクセロール(EXXELOR) VA1801、即ちg-MAH(-0.7%) EPコポリマー；エクセロール(EXXELOR) VA1803、即ちg-MAH(0.5-0.9%) EPコポリマー、アモルファス；エクセロール(EXXELOR) VA1810、即ちg-MAH(-0.5%) EPコポリマー；エクセロール(EXXELOR) MDEX 94-1 1、即ちg-MAH(0.7%) EPDM(これらのエクセロール製品は、エクソンモービルケミカル(Exxon Mobile Chemical)社製である)；フサボンド(FUSABOND) MN493D、即ちg-MAH(-0.5%)エチレン-オクテンコポリマー；フサボンド(FUSABOND) A EB560D(g-MAH)エチレン-n-ブチル-アクリレートコポリマー；エルバロイ(ELVALOY) (これらは、デュポン(DuPont)社製である)。
【００２４】
前記成分(A2)においては、イオノマーが好ましく、ここで該ポリマー-結合カルボキシル基は、完全にまたは部分的に金属イオンによって相互に結合している。
特に好ましいものは、マレイン酸無水物でグラフトすることにより官能化された、ブタジエンとスチレンとのコンパウンド重合体、マレイン酸無水物をグラフトすることにより生成される、非極性または極性オレフィンホモポリマーおよびコポリマー、および酸基が部分的に金属イオンにより中和されている、ポリ(エテン-co-(メタ)アクリル酸)等のカルボン酸により官能化されたコポリマーである。
前記追加のマトリックス成分(A2)の好ましい割合は、0〜20質量％なる範囲、好ましくは0〜10質量％なる範囲、および理想的には0〜5質量％なる範囲とすべきである。好ましくは、他の如何なるマトリックス成分(A2)も存在しない。このことは、前記成分(A1)が、前記成形コンパウンドにおける排他的成分として好ましいものであることを意味する。
【００２５】
前記成形コンパウンドにおいて主に存在する高強度ガラス繊維(前記成分B1)に加えて、該成分(B1)とは異なる他のガラス繊維を、前記成分(B2)としておよび/または該成形コンパウンド内の前記成分(B3)のガラスを主成分としない繊維として使用でき、ここで該繊維の一部、およびそこにおいてまた、好ましくは該ガラス繊維の割合に対して50％を越えることを意味する、主なガラス繊維の一部は、該成分(B1)からなっている。換言すれば、該成分(B1)対該成分(B2)および(B3)の総量の比は、あらゆる場合において、>1、好ましくは>2、および理想的には>5であることが好ましい。
【００２６】
前記成分(B2)は、E-ガラス繊維(これは、ASTM D578-00によれば、52〜62%の二酸化ケイ素、12〜16%の酸化アルミニウム、16〜25%の酸化カルシウム、0〜10%の硼砂、0〜5%の酸化マグネシウム、0〜2%のアルカリ酸化物、0〜1.5%の二酸化チタン、および0〜0.3%の酸化鉄(III)で構成されており、これらは好ましくは2.58±0.04g/cm3なる密度、70〜75GPaなる範囲の引張弾性率、3000〜3500MPaなる範囲の引張強さおよび4.5〜4.8%なる範囲の極限伸びを持つ)；A-ガラス繊維(63〜72%の二酸化ケイ素、6〜10%の酸化カルシウム、14〜16%の酸化ナトリウムおよび酸化カリウム、0〜6%の酸化アルミニウム、0〜6%の酸化ホウ素、0〜4%の酸化マグネシウム)；C-ガラス繊維(64〜68%の二酸化ケイ素、11〜15%の酸化カルシウム、7〜10%の酸化ナトリウムおよび酸化カリウム、3〜5%の酸化アルミニウム、4〜6%の酸化ホウ素、2〜4%の酸化マグネシウム)；D-ガラス繊維(72〜75%の二酸化ケイ素、0〜1%の酸化カルシウム、0〜4%の酸化ナトリウムおよび酸化カリウム、0〜1%の酸化アルミニウム、21〜24%の酸化ホウ素)；玄武岩繊維(以下のような凡その組成を持つ鉱物繊維：52% SiO2、17% Al2O3、9% CaO、5% MgO、5% Na2O、5%酸化鉄(III)並びに他の金属酸化物)；ARガラス繊維(55〜75%の二酸化ケイ素、1〜1.0%の酸化カルシウム、11〜21%の酸化ナトリウムおよび酸化カリウム、0〜5%の酸化アルミニウム、0〜8%酸化ホウ素、0〜12%の二酸化チタン、1〜18%の酸化ジルコニウム、0〜5%酸化鉄(III))並びにこれらのコンパウンドからなる群から選択されることが好ましい。
【００２７】
前記成分(B2)が、2.7未満、好ましくは2.5未満、とりわけ2.1〜2.4なる範囲内にある質量比：SiO2/(CaO+MgO)を持つ、二酸化ケイ素、酸化カルシウム、および酸化アルミニウムから形成され、あるいはこれらから主として構成されるガラス繊維であることが特に好ましい。該成分(B2)は、特に、ASTM D578-00に従うE-ガラス繊維である。
前記成分(B3)は、炭素繊維、黒鉛繊維、アラミド繊維、ナノチューブからなる群から選択されることが好ましい。
前記成分(B2)および(B3)の割合は、ゼロであることが好ましい。
前記成分(B1)および/または(B2)および/または(B3)の繊維は、円形または非円形横断面を持つことができる。
典型的には、好ましくは前記成分(B2)および/または前記成分(B3)の割合は、0〜10質量％なる範囲、好ましくは0〜5質量％なる範囲の値とすべきである。前記繊維型の集合体(B)は、前記成分(B1)のみであることが好ましく、このことは、該成分(B2)および/または(B3)の割合がゼロであることを意味する。
【００２８】
従って、前記高強度ガラス繊維(B1)は、10〜70質量％なる範囲または65質量％までの量の前記成形コンパウンドを含み、これは、所謂短繊維(例えば、0.2〜20mmなる範囲の長さを持つカットガラス)またはロービングとして使用される。
前記成分(B1)の本発明による高強度ガラス繊維は、好ましくは前記三成分系の二酸化ケイ素-酸化アルミニウム-酸化マグネシウムまたは前記四成分系の二酸化ケイ素-酸化アルミニウム-酸化マグネシウム-酸化カルシウムを主成分とするものであり、ここでその組成は、58〜70質量%の二酸化ケイ素(SiO2)、15〜30質量%の酸化アルミニウム(Al2O3)、5〜15質量%の酸化マグネシウム(MgO)、0〜10質量%の酸化カルシウム(CaO)および0〜2質量%のその他の酸化物、例えば二酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ホウ素(B2O3)、二酸化チタン(TiO2)または酸化リチウム(Li2O)であることが好ましい。
もう一つの態様において、前記高強度ガラス繊維は、60〜67質量%の二酸化ケイ素(SiO2)、20〜28質量%の酸化アルミニウム(Al2O3)、7〜12質量%の酸化マグネシウム(MgO)、0〜9質量%の酸化カルシウム(CaO)および1.5質量%のその他の酸化物、例えば二酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ホウ素(B2O3)、二酸化チタン(TiO2)または酸化リチウム(Li2O)なる組成を持つ。
【００２９】
特に好ましい高強度ガラス繊維は、以下のような組成を持つものである：62〜66質量%の二酸化ケイ素(SiO2)、22〜27質量%の酸化アルミニウム(Al2O3)、8〜12質量%の酸化マグネシウム(MgO)、0〜9質量%の酸化カルシウム(CaO)および0〜1質量%のその他の酸化物、例えば二酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ホウ素(B2O3)、二酸化チタン(TiO2)または酸化リチウム(Li2O)。
前記高強度ガラス繊維は、4,000MPaに等しいかこれを越える引張強さ、および/または少なくとも5％なる極限伸びおよび80GPaを越える引張弾性率を持つことが好ましい。
前記成分(B1)の本発明による高強度ガラス繊維は、円形または非円形横断面を持つことが好ましい。
丸形のガラス繊維を意味する、円形断面形状を持つガラス繊維は、典型的に5〜20μmなる範囲、好ましくは6〜17μmなる範囲および理想的には6〜13μmなる範囲の径を持つ。これらのガラス繊維は、好ましくは短繊維(0.2〜20mmなる範囲、好ましくは2〜12mmなる範囲の長さを持つカットガラス)として供給される。
【００３０】
非円形横断面を持つガラス繊維を意味する、前記成分(B1)および/または(B2)の扁平ガラス繊維に関しては、主横軸対これに直交する短い横軸の比が、2を越え、好ましくは2〜8なる範囲および理想的には2〜5なる範囲にある相対的な寸法を持つ繊維が使用される。所謂扁平ガラス繊維は、卵形、楕円形、狭窄部を持つ楕円形(コクーン繊維)、多角形、矩形またはほぼ矩形の横断面を持つ。使用する該扁平ガラス繊維のもう一つの識別的な特徴は、その主横軸の長さが、好ましくは6〜40μmなる範囲、特に15〜30μmなる範囲にあり、その短い横軸の長さが、3〜20μmなる範囲、好ましくは4〜10μmなる範囲にあることにある。これは、該扁平ガラス繊維に対して、可能な最大の充填密度を与える。このことは、該ガラス繊維の横断面が、可能な限り完全に、少なくとも70％まで、好ましくは少なくとも80％まで、理想的には少なくとも85％まで、該ガラス繊維の断面を包囲するように、意図された矩形を満たしていることを意味する。
本発明の成形コンパウンドを強化するために、円形または非円形横断面を持つガラス繊維のコンパウンドを、前記成分(B1)内および前記成分(B2)内の両者において使用することも可能である。ここにおいては、該扁平ガラス繊維の割合が支配的であることが好ましく、このことは、該扁平ガラス繊維の割合が、使用する繊維全質量の50質量％を越えることを意味する。
【００３１】
本発明のガラス繊維は、熱可塑性プラスチック、特にポリアミドにとって適した、例えばアミノ-またはエポキシ-シラン結合剤を主成分とする結合剤を含有する表面により密封されていることが好ましい。
もう一つの態様によれば、ロービングとして前記成分(B1)内および前記成分(B2)内において使用される前記高強度ガラス繊維は、8〜20μmなる範囲、好ましくは12〜18μmなる範囲の径を有し、ここで該ガラス繊維の断面は、丸形、卵形、楕円形、狭窄部を持つ楕円形、多角形、矩形またはほぼ矩形であり得る。
【００３２】
特に好ましいものは、2〜5なる範囲の横軸比を持つ、所謂扁平ガラス繊維である。前記成分(B1)内において特に好ましい、これらのロービングは、長繊維強化ロッド状粒状物を製造するための公知の方法、特に引抜成形法により、本発明のポリアミド成形コンパウンド内に配合される。該公知法では、無端繊維ストランド(ロービング)が、ポリマーメルトによって完全に飽和され、次いで冷却され、また細断される。3〜25mmなる範囲、特に4〜12mmなる範囲の粒状物長さを持つことが好ましい、この方法によって得られる該長繊維強化ロッド状粒状物は、公知の加工法(例えば、射出成形法またはプレス成形法)により更に加工することができる。
【００３３】
また、もう一つの好ましい態様は、前記成分(B1)のガラス繊維が、前記三成分系の二酸化ケイ素-酸化アルミニウム-酸化マグネシウムまたは前記四成分系の二酸化ケイ素-酸化アルミニウム-酸化マグネシウム-酸化カルシウムを主成分とする高強度ガラス繊維であると言う事実によって特徴付けられ、ここで該高強度ガラス繊維は、以下のような組成を持つことが好ましい：58〜70質量%、好ましくは60〜67質量%なる範囲の二酸化ケイ素；15〜30質量%、好ましくは20〜28質量%なる範囲の酸化アルミニウム；5〜15質量%、好ましくは7〜12質量%なる範囲の酸化マグネシウム；0〜10質量%、好ましくは0〜9質量%なる範囲の酸化カルシウム；および0〜2質量%、好ましくは0〜1.5質量%なる範囲の他の酸化物、特に二酸化ジルコニウム、酸化ホウ素、二酸化チタン、酸化リチウム、またはこれら酸化物の組合せ。該成分(B1)のガラス繊維は、更に以下のような組成を持つ高強度ガラス繊維であることが好ましい：62〜66質量%の二酸化ケイ素、22〜27質量%の酸化アルミニウム、8〜12質量%の酸化マグネシウム、0〜5質量%の酸化カルシウム、0〜1質量%の他の酸化物、特に二酸化ジルコニウム、酸化ホウ素、二酸化チタン、酸化リチウム、またはこれら酸化物の組合せ。
【００３４】
前記成分(B1)のガラス繊維は、少なくとも3,700MPa、好ましくは少なくとも3,800または4,000MPaなる引張強さ、および/または少なくとも4.8％、好ましくは少なくとも4.9または5.0％なる極限伸び、および/または75GPaを越える、好ましくは78または80GPaを越える引張弾性率を持つことが好ましく、ここで個々の繊維(初期単一フィラメント)のガラス特性は、23℃なる温度および50％なる相対湿度条件下において、10μmなる径および12.7mmなる長さを持つ必要がある。
前記成分(B1)に関するこれら高強度ガラス繊維の具体例は、995-表面(995-surface)を持つオーエンスコーニング(Owens Corning)社によるS-ガラス繊維、ニットウボウ(Nittobo)社によるT-ガラス繊維、3B社によるハイパーテックス(HiPertex)、シノマジンジンファイバーグラス(Sinoma Jinjing Fiberglass)社によるHS4-ガラス繊維、ベトロテックス(Vetrotex)社によるR-ガラス繊維、並びにAGY社によるS-1-およびS-2-ガラス繊維である。
前記成分(B1)および/または(B2)のガラス繊維は、短繊維として、好ましくは0.2〜20mmなる範囲の長さを持つカットガラスとして、あるいはロービングとして存在する。
【００３５】
前記成分(C)に対する粒状フィラー材料は、この機能に関連する専門家には馴染みの深いフィラー材料で構成される。この材料は、特にタルク、マイカ、シリケート、石英、ウォラストナイト、カオリン、珪酸、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、チョーク、粉砕または細断炭酸カルシウム、石灰、長石、無機顔料、例えば硫酸バリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、二酸化チタン、酸化第二鉄、酸化鉄(III)マンガン、金属酸化物、特にスピネル型の金属酸化物、例えば銅鉄(III)スピネル、酸化銅クロム、酸化亜鉛鉄(III)、酸化コバルトクロム、酸化コバルトアルミニウム、酸化マグネシウムアルミニウム、銅-クロム-マンガンコンパウンドの酸化物、銅-マンガン-鉄コンパウンドの酸化物、ルチル型の顔料、例えばチタン-亜鉛ルチル、ニッケル-アンチモンチタネート、クロム-アンチモンチタネート、永久磁性または磁化性の金属または合金、凹型シリケートフィラー材料、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ホウ素、窒化アルミニウム、フッ化カルシウム、およびこれらのコンパウンドからなる群から選択される粒状フィラー材料を包含する。該フィラー材料は、また処理表面を持つことも可能である。
【００３６】
前記成分(C)は、0.1〜40μmなる範囲、好ましくは0.2〜20μmなる範囲、および特に0.3〜10μmなる範囲の平均粒径(D50)を持つことが好ましい。前記粒状フィラー材料の好ましい形状は、10以下、好ましくは5以下のアスペクト比：L/b1およびL/b2を有し、ここで該アスペクト比は、該粒子の最大長さL対その平均の幅b1またはb2の商で記載される。相互に直交するこれらの幅b1およびb2は、該長さLに対して直交する面内にある。
その上、前記成分(C)は、電磁波、特にUV、VISまたはIR輻射光、好ましくは1064nmなる波長の光に対して、ゼロではない吸収係数を持つことが好ましく、少なくとも0.05、好ましくは少なくとも0.1、および理想的には少なくとも0.2なる吸収係数にて、可視および/または赤外輻射光スペクトル領域における吸収能を持つことが好ましい。
本発明の成形コンパウンドの前記成分(A)は、ポリアミドを含み、あるいは好ましくはポリアミドで形成されており、該ポリアミドは脂肪族、環式脂肪族、または芳香族モノマーで製造することができる。
本発明の成形コンパウンドは、特に、部分的に結晶性の脂肪族ポリアミド、部分的に結晶性またはアモルファスで、部分的に芳香族性のポリアミド、および部分的に結晶性またはアモルファスのポリアミド、例えば環式脂肪族ジアミンを主成分とするものを含む。
【００３７】
上記のようなポリアミド成形コンパウンドの発明に係る前記マトリックスは、更に少なくとも1種の部分的に結晶性の脂肪族ポリアミド(成分A1-1)および/または部分的に芳香族性のポリアミド(成分A1-2)、および/または環式脂肪族ジアミンを主成分とする、少なくとも1種のアモルファスポリアミド(成分A1-3)、または該成分A1-1およびA1-2のコンパウンド、A1-1およびA1-3のコンパウンド、またはこれら型A1-1、A1-2およびA1-3のコンパウンドを主成分とする。
上記ポリアミドは、以下に列挙するジカルボン酸から製造することができる：アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、C36-ダイマー脂肪酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、cis-および/またはtrans-シクロヘキサン-1,4-ジカルボン酸および/またはcis-および/またはtrans-シクロヘキサン-1,3-ジカルボン酸(CHDA)およびこれらのコンパウンド。
【００３８】
以下のモノマーは、ジアミンであると考えられる：1,4-ブタンジアミン、1,5-ペンタンジアミン、2-メチル-1,5-ペンタンジアミン、2-ブチル-2-エチル-1,5-ペンタンジアミン、1,6-ヘキサンジアミン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,8-オクタンジアミン、2-メチル-1,8-オクタンジアミン、1,9-ノナンジアミン、1,10-デカンジアミン、1,11-ウンデカンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、1,13-トリデカンジアミン、1,14-テトラデカンジアミン、m-キシリレンジアミンおよびp-キシリレンジアミン。
更に、ポリアミドは、ラクタムまたはアミノカルボン酸、また6〜12個の炭素原子を持つα,ω-アミノ酸またはラクタムから構築することができ、そこで以下のような選択物が例としてあげられる：m-アミノ安息香酸、p-アミノ安息香酸、カプロラクタム(CL)、ω-アミノカプロン酸、ω-アミノヘプタン酸、ω-アミノオクタン酸、ω-アミノノナン酸、ω-アミノデカン酸、ω-アミノウンデカン酸(AUA)、ラウロラクタム(LL)およびω-アミノドデカン酸(ADA)。ここでは、カプロラクタム、アミノカプロン酸、ラウロラクタムおよびアミノドデカン酸が特に好ましい。
【００３９】
適当な環式脂肪族ジアミンは、6〜24個の炭素原子を持つもの、例えばビス-(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)-メタン(MACM)、ビス-(4-アミノシクロヘキシル)-メタン(PACM)、ビス-(4-アミノ-3-エチルシクロヘキシル)-メタン(EACM)、ビス-(4-アミノ-3,5-ジメチルシクロヘキシル)-メタン(TMACM)、2,6-ノルボルナンジアミンまたは2,6-ビス-(アミノメチル)-ノルボルナンまたは1,3-シクロヘキシルジアミン、1,4-シクロヘキシルジアミン、ビス-(1,3-アミノメチル)-シクロヘキサン、イソホロンジアミン、シクロヘキサンジアミン、1,3-ビス-(アミノメチル)-シクロヘキサン、1,4-ビス-(アミノメチル)-シクロヘキサン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジメチルアミン、2,2-(4,4'-ジアミノジシクロヘキシル)-プロパン(PACP)またはこれらのコンパウンドである。アルキル-置換ビス-(アミノシクロヘキシル)-メタンまたはビス-(アミノシクロヘキシル)-プロパンが、特に好ましい。アルキル置換基は、直鎖および/または分岐鎖C1-C6、好ましくはC1-C4アルキル基、特にメチル、エチル、プロピル、イソプロピルまたはブチル基であり、中でもメチル基が特に好ましい。特に好ましい態様においては、ビス-(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)-メタン(MACM)が、アルキル-置換ビス-(アミノシクロヘキシル)-メタンとして使用される。好ましくは、ポリアミドA1-1、A1-2またはA1-3は、1.4〜3.0なる範囲、好ましくは1.5〜2.7なる範囲、特に1.5〜2.4なる範囲の、m-クレゾール中で測定(濃度：0.5質量％；温度：20℃)された溶液粘度ηrelを持つ。
【００４０】
以下のような脂肪族ポリアミドが好ましい：ポリアミド46, ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド1212、ポリアミド1010、ポリアミド1012、ポリアミド1112、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド69、ポリアミド810、またはこれらの混合物、コンパウンドまたはアロイ。
環式脂肪族ジアミンを主成分とする、好ましいアモルファスまたは部分的に結晶性のポリアミドは、特にMACM9、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、MACM18、PACM9、PACM10、PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、PACM18またはコ-ポリアミド、例えばMACMI/12、MACMT/12、6I/6T/MACMI/MACMT/12、3-6T、6I/MACMI/MACMT、6I/PACMI/PACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、12/PACMIまたは12/MACMT、6/PACMT、6/IPDTまたはこれらの混合物、MACM10/PACM10およびMACM12/PACM12、およびこれらの混合物である。
【００４１】
部分的に芳香族性のポリアミドは、8〜18個、好ましくは8〜14個の炭素原子を持つ芳香族ジカルボン酸または芳香族構造単位を持つジアミンの何れかを主成分とするもの、例えばPXDAおよび/またはMXDAであることが好ましい。好ましい芳香族ジカルボン酸は、TPS、ナフタレンジカルボン酸、およびIPSである。好ましい部分的に芳香族性のポリアミドは、以下に列挙するポリアミド系を主成分とするものである：4T、5T、DT、6T、9T、MT、10T、12T、4I、5I、DI、6I、9I、MI、10I、12I。加工温度により許容される限りにおいて、これらのポリアミドを、ホモポリアミド、並びに二成分系、三成分系および四成分系コ-ポリアミドとして、相互に組み合わせることができる。更に、脂肪族ポリアミド系、例えばPA46、PA6、PA66、PA11、PA12、PA1212、PA1010、PA1012、PA610、PA612、PA69、PA810をも組合せることが可能である。
好ましい部分的に芳香族性のポリアミドは以下に列挙するものである：MXD6、MXD10、MXDI/MXD6、6T/6I、6T/66、6T/10T、6T/12、11/10T、12/10T、10T/1010、10I/10T、10T/1012、9MT(ここで、Mは、2-メチルオクタンジアミンを表す)、12T。
【００４２】
前記A1-2ポリアミドに関しては、前記コポリアミド6T/6I、10I/10T、MXD6/MXDIおよび前記ホモポリアミドMACM12およびMXD6が好ましい。該6T/6Iコポリアミドに対しては、2つの異なる組成範囲が、特に好ましい。第一に、50モル％未満なる6T単位の占有率を持つアモルファスコポリアミドがあり、ここでは6T:6Iの組成範囲は、20:80〜45:55なる範囲にあることが好ましい。第二に、50モル％を越える6Tの占有率を持つ高融点コポリアミドがあり、ここでは6T:6Iの組成範囲は、55:45〜80:20なる範囲、特に65:35〜75:25なる範囲にあることが好ましい。該コポリアミドMXD6/MXDIに関しては、MXD6に富む組成のもの、特に80モル％を越える、理想的には82〜95モル％なる範囲のMXD6の含有率を持つものが好ましい。
前記ポリアミド成分A1-1およびA1-2、A1-1およびA1-3、A1-2およびA1-3並びにA1-1、A1-2およびA1-3を含むポリマーブレンドに関しては、以下の組成を持つことが好ましい:
【００４３】
(A1-1)：PA 66
(A1-2)：PA 6I/6T、ここでこれらのモル比は、65：35〜75：25なる範囲、特に67：33である。
(A1-1)：PA 610および/またはPA1010、ここで該混合物において、これら成分は、1:1〜4:1なる範囲の比にて使用される。
(A1-2)：PA 6I/6T、ここでこれらのモル比は、65:35〜75:25なる範囲、または特に67:33である。
(A1-1)：1:2〜1:4なる範囲、特に1:4なる比の、PA 6とPA66とのコンパウンド。
(A1-2)：PA 6I/6T、ここでこれらのモル比は、65:35〜75:25なる範囲、または特に67:33である。
(A1-1)：PA 66
(A1-2)：PA 6T/6I、ここでこれらのモル比は、60:40〜75:25なる範囲、または特に70:30である。
【００４４】
(A1-1)：PA 66
(A1-2)：PA 6T/66、ここでこれらのモル比は、50:50〜70:30なる範囲、または特に55:45である。
(A1-1)：PA 66
(A1-2)：MXD6、MXD10またはPA MXD6/MXDI、ここで該コ-ポリアミドにおけるモル比は、70:30〜90:10なる範囲または特に88:12である。
(A1-1)：PA 12
(A1-3)：PA MACM12。
(A1-1)：PA 12
(A1-3)：PA MACMI/12、ここでラウロラクタムの含有率は、15〜45モル％なる範囲、好ましくは40モル％未満、特に20〜35モル％なる範囲にある。
【００４５】
前記成分(A1-1)の好ましい割合は、50〜90質量％なる範囲、特に60〜85質量％なる範囲にあり、また前記成分(A1-2)および/または(A1-3)は、10〜50質量％なる範囲、特に15〜45質量％なる範囲にあることが好ましい。
一特定の態様において、ポリマーブレンド(ポリアミドマトリックス)に対しては、以下の組成が好ましい:
(A1-1)：50〜100質量％なる範囲のPA 1010またはPA1012またはPA 11またはPA12
(A1-3)：0〜50質量％なる範囲のPA MACM12またはPA MACMI/12またはPA PACM12/MACM12、
(A1-1)：55〜85質量％なる範囲のPA 610またはPA 612またはPA 1010またはPA 1012またはPA 1210またはPA1212
(A1-2)：15〜45質量％なる範囲のPA 6T/6IまたはPA 10T/10I、ここで該6Iまたは10Iの割合は、55〜80モル％なる範囲、好ましくは60〜75モル％なる範囲にある。
(A1-1)：70〜100質量％なる範囲の、1:2〜1:4なる範囲、特に1:4なる比にあるPA 6およびPA66のコンパウンド
(A1-2)：0〜30質量％なる範囲のPA 6I/6T、ここでこれらのモル比は、65:35〜75:25なる範囲または特に67:33である。
【００４６】
もう一つの態様において、前記成分A1-2は、90℃を越える、好ましくは110℃を越えるおよび理想的には140℃を越えるガラス転移温度を有していた。
以下の態様が特に好ましい:
(A1-1)：55〜85質量％なる範囲のPA 610またはPA 612またはPA 1010またはPA 1012またはPA 1210またはPA1212
(A1-2)：15〜45質量％なる範囲のPA 6T/6IまたはPA 10T/10I、ここで該6Iまたは10Iの割合は、55〜80モル％なる範囲、好ましくは60〜75モル％なる範囲にある。
部分的に芳香族性で、部分的に結晶性の系は、前記成分(A1)として使用することができる。
【００４７】
同様に好ましいものは、リフローソルダリングに適した成形コンパウンドである。このことは、これらが、反りおよび膨れを起こすことなく、260〜270℃なる温度に対する短期間の暴露に耐え得ることを意味する。
好ましい一態様によれば、好ましくは前記成分(A)全体を構成する前記成分(A1)は、PA 10T/6Tコポリアミドで作られており、該コポリアミドは、以下の成分によって作られている:
(AA)：40〜95モル％なる範囲、好ましくは60〜95モル％なる範囲の、モノマーとしての1,10-デカンジアミンおよびテレフタル酸から形成される10T単位；
(BB)：5〜60モル％なる範囲、好ましくは5〜40モル％なる範囲の、モノマーとしての1,6-ヘキサンジアミンおよびテレフタル酸から形成される6T単位。
【００４８】
この構成における前記成分(A1)内の前記モノマーの内の30％までを、置換することができる。このことは、一方では、前記(AA)および/または(BB)において相互に独立に、該成分(A1)において、前記ジカルボン酸の全量に対して、30モル％までのテレフタル酸が、6〜36個の炭素原子を持つ他の芳香族、脂肪族または環式脂肪族ジカルボン酸によって置換可能であることを条件として、上記説明が当てはまることを意味する。更に、他方において、上記説明は、該(AA)および/または(BB)において相互に独立に、該成分(A1)において、前記ジアミンの全量に対して、夫々30モル％までの1,10-デカンジアミンおよび1,6-ヘキサンジアミンが、4〜36個の炭素原子を持つ他のジアミンによって置換可能であることを条件として当てはまる。最後に、上記説明は、更に前記モノマーの全体積に対して、30モル％以下の該成分(A1)が、ラクタムまたはアミノ酸により製造し得ることを条件として当てはまる。しかし、該成分(A1)内のモノマーのこの置換は、上記条件に従って20％未満、好ましくは10％未満であることが好ましく、また理想的には、該置換が全く存在しないことが好ましい。総括的に、前記テレフタル酸、1,6-ヘキサンジアミンおよび1,10-デカンジアミンと置換する全モノマー(6〜36個の炭素原子を持つ、他の芳香族、脂肪族または環式脂肪族ジカルボン酸の、4〜36個の炭素原子を持つ他のジアミンの、およびラクタムまたはアミノ酸の全割合を意味する)が、上記成分(A)において使用されるモノマーの全量に対して、30モル％、好ましくは20モル％、特に10モル％なる濃度を越えないという付随的な条件が当てはまる。
【００４９】
好ましい一態様によれば、好ましくは前記成分(A)全体を構成する前記成分(A1)は、ポリアミド10T/10I/6T/6I、即ち72.0〜98.3質量％なる範囲のテレフタル酸(TPS)、28.0〜1.7質量％なる範囲のイソフタル酸(IPS)で構成される、100質量％の二酸、および51.0〜80.0質量％なる範囲の1,6-ヘキサンジアミン(HMDA)、20.0〜49.0質量％なる範囲のC9-C12ジアミンで構成される、100質量％のジアミン部分で形成された、部分的に芳香族性で部分的に結晶性のコ-ポリアミドで製造され、ここで該C9-C12ジアミンは、1,9-ノナンジアミン、メチル-1,8-オクタンジアミン、1,10-デカンジアミン、1,11-ウンデカンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、またはこのようなジアミンの混合物からなる群から選択されるジアミンである。ここでは、1,10-デカンジアミンおよび1,12-ドデカンジアミンが好ましく、また1,10-デカンジアミン単独での使用が特に好ましい。従って、PA 10T/10I/6T/6Iなるポリアミド系が好ましく、ここでは上記濃度を適用する。
【００５０】
好ましい一態様によれば、好ましくは前記成分(A)全体を構成する前記成分(A1)は、ポリアミド6T/6I/6、即ちテレフタル酸(TPS)、イソフタル酸(IPS)、1,6-ヘキサンジアミン(HMDA)およびカプロラクタム(CLM)またはアミノカプロン酸から形成された、部分的に芳香族性で部分的に結晶性のコ-ポリアミドで作られている。ここで、該コポリアミド6T/6I/6は、60-80/15-25/5-15質量％なる組成を有し、65-75/17.5-22.5/7.5-12.5質量％なる組成が特に好ましい。
【００５１】
まとめると、前記成分(A1)は、脂肪族、環式脂肪族および/または芳香族モノマーから製造したホモポリアミドおよび/またはコポリアミド、好ましくは部分的に結晶性の脂肪族ポリアミド(A1-1)および/または部分的に芳香族性のポリアミド(A1-2)、および/またはアモルファスポリアミド(A1-3)で作られたコンパウンドである。ここで、該成分(A1)内のポリアミドは、好ましくは以下に列挙するポリアミド群から選択される：ポリアミド46、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド1212、ポリアミド1010、ポリアミド1012、ポリアミド1112、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド69、ポリアミド810、MACM9、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、MACM18、PACM9、PACM10、PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、PACM18またはコ-ポリアミド、例えばMACMI/12、MACMT/12、6I/6T/MACMI/MACMT/12、3-6T、6I/MACMI/MACMT、6I/PACMI/PACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、12/PACMI、12/MACMT、6/PACMT、6/IPDT、MACM10/PACM10、MACM12/PACM12、MXD6、MXD10、MXDI/MXD6、6T/6I、6T/66、6T/10T、6T/12、11/10T、12/10T、10T/1010、10I/10T、10T/1012、9MT、12T、並びにこれらの各ブレンドのコンパウンド。
【００５２】
勿論、前記本発明の熱可塑性ポリアミド成形コンパウンドは、また従来のおよび一般的に公知の添加剤を、前記成分(D)として含むことができる。該添加剤は、結合剤、ハロゲン原子-含有難燃剤、ハロゲン原子を含まない難燃剤、安定剤、酸化防止性薬剤、酸化防止剤、オゾン亀裂防止剤、光安定剤、UV安定剤、UV吸収剤、UV遮断剤、無機熱安定剤、特にハロゲン化銅および/またはアルカリハライドを主成分とするもの、有機熱安定剤、導電性添加剤、カーボンブラック、蛍光増白剤、加工助剤、成核助剤、結晶化触媒、結晶化阻害剤、流動-誘発剤、潤滑剤、離型剤、軟化剤、顔料、着色剤、トレーサーおよびこれらのコンパウンドを含む群からなっている。より詳しくは、該成分(D)は、結合剤、難燃剤、特にハロゲン原子を含むまたはハロゲン原子を含まない難燃剤、安定剤、酸化防止性薬剤、酸化防止剤、オゾン亀裂防止剤、光安定剤、UV安定剤、UV吸収剤、UV遮断剤、無機熱安定剤、特にハロゲン化銅および/またはアルカリハライドを主成分とするもの、有機熱安定剤、導電性添加剤、カーボンブラック、光ライトナー(optical lighteners)、加工助剤、核剤、結晶化触媒、結晶化阻害剤、流動-誘発剤、潤滑剤、離型剤、軟化剤、有機顔料および着色剤、トレーサーおよびこれらのコンパウンドからなる群から選択されることが好ましい。
【００５３】
更に、ここに開示される本発明は、デバイス、特に添付した請求項の何れか1項に記載の成形コンパウンドを主成分とする導電路を備えたデバイスにも係る。
付随的な設計は、従属項に列挙されている。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明を特定の態様例(B)によって説明し、また効果の劣る現在の系(VB)と比較する。以下において与えられるこれらの態様例は、本発明を裏付けるのに役立ち、また該態様例と現在のものとの間の相違に係る証拠を提供するのに役立つ。しかし、これら態様例が、本明細書に添付した特許請求の範囲において定義した、本発明の一般的な目的を限定するものと理解すべきではない。
【００５５】
実施例B1〜B6および比較例VB1〜VB6:
以下の表1〜表4において示された成分を、スクリュー径25mmを持つ、ウェルナーアンドプライドラー(Werner and Pfleiderer)社によって製作された二重壁押出機内で、所定のプロセスパラメータ(表1参照)の下で配合した。ここで、該ポリアミド粒状物並びにフィラー材料は、該装置の供給部において秤取り、一方で該ガラス繊維は、該装置ノズルの前部における3-ハウジング装置を介してサイドフィーダーから秤取り、ポリマーメルトへと導いた。以下の表2、3および4にまとめたコンパウンドを、3mmなる径を持つノズルからのストランドとして取出し、水冷後造粒した。該粒状物を、約3,000Pa(30mbar)なる減圧下で、110℃にて24時間に亘り乾燥させた。表5に記載の成形コンパウンドに対して、水中ペレット製造法および水中下でのホットカット法によって造粒処理を行った。該造粒工程中に、該ポリマーメルトは、孔-型のノズルを通して押出され、また該ノズルを出た後に、水流中で回転ブレードによって直接ペレット化された。造粒し、また120℃にて24時間に渡り乾燥した後、生成した粒状物の諸特性を測定し、また検体を作製した。
【００５６】
【表１】
2014043577.tif 000002
【００５７】
加工：
前記コンパウンドを、アルバーグオールラウンダ(Arburg Allrounder) 320-210-750射出成形機を用いて、ゾーン1〜4の規定されたシリンダ温度にて、また規定された成形用具温度(表1参照)にて、検体上に吹付けた。
【００５８】
【表２】
2014043577.tif 000003
【００５９】
【表３】
2014043577.tif 000004
【００６０】
【表４】
2014043577.tif 000005
【００６１】
【表５】
2014043577.tif 000006
【００６２】
表の説明：
PA 6T/6I(70:30)：テレフタル酸、イソフタル酸および1,6-ヘキサンジアミンを主成分とし、325℃なる融点および1.58なる溶液粘度を持つ、部分的に結晶性で、部分的に芳香族性のポリアミド。
PA 6T/6I(30:70)：テレフタル酸、イソフタル酸および1,6-ヘキサンジアミンを主成分とし、125℃なるガラス転移温度および1.54なる溶液粘度を持つ、アモルファスの部分的芳香族性ポリアミド。
PA 1010：1,10-デカンジアミンおよびセバシン酸を主成分とし、200℃なる融点および1.78なる溶液粘度を持つ、部分的に結晶性の、脂肪族ポリアミド。
PA 12：ラウロラクタムを主成分とし、178℃なる融点および1.96なる溶液粘度を持つ、部分的に結晶性の、脂肪族ポリアミド。
PA MACM12：ビス-(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)-メタンおよびドデカンジカルボン酸を主成分とし、156℃なるガラス転移温度および1.82なる溶液粘度を持つ、アモルファスポリアミド。
ガラス繊維E10：4.5mmなる長さおよび10μmなる径(円形断面)を持つ、オーエンスコーニングファイバーグラス(Owens Corning Fiberglass)社による、E-ガラスのカットガラス繊維ベトロテックス(Vetrotex) 995。
【００６３】
F7x28ガラス繊維：3mmなる長さ、28μmなる主横軸、7μmなる小さな横軸および4なる軸比(非円形断面)を持つ、日本のニットウボウセキ(NITTO BOSEKI)社による、E-ガラス製のカットガラス繊維CSG3PA-820。
ガラス繊維S10：4.5mmなる長さおよび10μmなる径(円形断面)を持つ、オーエンスコーニングファイバーグラス(Owens Corning Fiberglass)社による、S-ガラスのカットガラス繊維ベトロテックス(Vetrotex) 995。
亜クロム酸銅：0.6μmなる平均粒径(D50)を持つ、酸化銅クロム(CuCr2O4)、シェファードシュバルツ(Shepherd Schwarz) 30C965(ザシェファードカラー社(The Shepherd Color Company)製)。
硫化亜鉛：0.30〜0.35μmなる範囲の平均粒径を持つザクトリス(Sachtolith) HD-S(ザクトレーベン(Sachtleben)社製)。
二酸化チタン：0.22なる平均粒径を持つ、Ti-ピュア(Ti-Pure) R-104(デュポン(DuPont)社製)。
炭酸カルシウム：0.18〜0.50μmなる範囲の平均粒径を持つ、ソカル(Socal) P3(ソルベイ(Solvay)社製)。
【００６４】
予想に反して、S-ガラス繊維を含むVB1-3〜VB1-5における比較テストは、丸型または扁平型のE-ガラス繊維と比較して如何なる利点をももたらさなかった。該成形コンパウンドについて選択された、引張強さ、極限伸びおよび耐衝撃性の値は、S-ガラス繊維を選択した場合に対して低下される。該丸型E-ガラス繊維は、引張弾性率の点でほぼ同等であり、扁平型E-ガラス繊維は、引張強さおよび耐衝撃性において、明らかに優れている。
ところで、これらの成形コンパウンドに、粒状フィラー材料、例えば亜クロム酸銅(CuCr2O4)を、例えば4％なる濃度にて添加した場合、観測された成形コンパウンド全てに関する機械的諸特性は低下され、幾つかの場合には劇的に低下される。
しかしながら、S-ガラス繊維によって強化された前記成形コンパウンド(B1)の機械的特性は、E-ガラス繊維を主成分とする成形コンパウンド(VB1-1およびVB1-2)程には迅速に低下することがない。
【００６５】
ポリアミド12を主成分とする前記成形コンパウンドは、同様に挙動し、またその挙動は表2にまとめられている。フィラーを含まない、S-ガラス繊維で強化された成形コンパウンド(VB2-3)は、安価なE-ガラス繊維(VB2-5)と比較して、機械的諸特性に関して殆ど如何なる利点をも持たず、逆に扁平型E-ガラス繊維(VB2-4)と比較して、欠点さえをも持つ。亜クロム酸銅(CuCr2O4)を添加した場合においてのみ、S-ガラス繊維の利点が明確となり、即ち大幅に改善された引張強さ、より高い極限伸び、および耐衝撃性を通して明らかとなる。
【００６６】
上記実施例B3、B4、比較例VB3-1〜VB3-3およびVB4におけるように、圧倒的にアモルファスのマトリックスにおいてさえ、大雑把に上記と同様な関連性が得られた。本発明の成形コンパウンドは、著しく高い剛性と共に、著しく高い引張強さおよび改善された耐衝撃性をもたらした。PA MACM12またはPA MACM12とPA12との混合物を主成分とする、着色されていない成形コンパウンドは、高いS-ガラス繊維含有率について、驚くほどに良好な透明性を有していた。50質量％のS-ガラス繊維で強化されたPA MACM12は、ASTM D1003法(光の型：CIE-C)の下で、80％という光透過率を有していた。この光透過率の測定は、70x2mmの円形プレート上で、BYKガードナー(BYK Gardner)社(ドイツ国)からの、ヘイズガードプラス(Haze Guard Plus)と呼ばれるデバイスで、以下のような実験において実施した。
【００６７】
前記測定は、以下の基準に従って、また以下の検体について行った：
引張弾性率：
ISO 527、1mm/分なる引張速度を使用。
ISO張力バー、規準：ISO/CD 3167、タイプA1、170 x 20/10 x 4mm、温度：23℃；
引張強さ、極限伸び：
ISO 527、5mm/分なる引張速度を使用。
ISO張力バー、規準：ISO/CD 3167、タイプ：A1、170 x 20/10 x 4mm、温度：23℃；
シャルピーによるノッチ付き耐衝撃性、耐衝撃性：
ISO 179
ISOテストロッド、規準：ISO/CD 3167、タイプB1、80x10x4 mm、温度：23℃；
融点(Tm)、溶融エンタルピー(ΔHm)、およびガラス転移温度(Tg)：
ISO規準11357-11-2
粒状物
示差走査熱量法(DSC)を、加熱速度20℃/分にて実施した。その転移開始温度が、ガラス転移温度(Tg)として与えられる。
相対粘度：
DIN EN ISO 307、0.5質量％濃度のm-クレゾール溶液として、20℃にて測定。
粒状物
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月6日(2013.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性成形コンパウンドであって、以下の成分：
(A) 20〜88質量％なる範囲の熱可塑性合成物；
(B) 10〜70質量％なる範囲の、以下の成分(B1)、(B2)および(B3)からなる繊維型集合体；
(B1) 10〜70質量％なる範囲の、主として二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、および酸化マグネシウムからなるガラス繊維；
(B2) 0〜20質量％なる範囲の、該成分(B1)における繊維とは異なる、ガラス繊維；
(B3) 0〜20質量％なる範囲の、該成分(B1)および(B2)における繊維とは異なっており、ガラスを主成分とするものではなく、かつ以下に列挙する群：炭素繊維、黒鉛繊維、アラミド繊維、ナノチューブから選択される、追加の繊維型集合体；
(C) 2〜40質量％なる範囲の粒状フィラー材料；
(D) 0〜2質量％なる範囲の添加物
からなり、該成分(A)〜(D)の総量が、100質量％である、前記熱可塑性成形コンパウンド。
【請求項２】
前記成分(B1)のガラス繊維が、少なくとも5質量％なる酸化マグネシウム含有率を持つ、請求項1記載の成形コンパウンド。
【請求項３】
前記成分(B1)のガラス繊維が、多くても10質量％なる酸化カルシウム含有率を持つ、請求項1または2記載の成形コンパウンド。
【請求項４】
前記熱可塑性成分(A)が、ポリアミド(A1)またはポリアミドの混合物からなり、但しその40％までの範囲は、ポリアミドを主成分としない熱可塑性合成物(A2)によって置換えることができることを条件とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項５】
前記成分(A)の割合が、25〜82質量％なる範囲にある、請求項4記載の成形コンパウンド。
【請求項６】
前記成分(B1)の割合が、15〜60質量％なる範囲にある、請求項4〜5の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項７】
前記成分(C)の割合が、3〜25質量％なる範囲にある、請求項4〜6の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項８】
前記成分(A)が、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンコポリマー、アクリロニトリル-スチレンコポリマー、ポリオレフィン、ポリオキシメチレン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンオキシド、液晶性ポリマー、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミド-イミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルアミド、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステルアミド、ポリウレタン、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレートおよびこのような系を主成分とするコンパウンドまたはコポリマーからなる群から選択される、請求項1〜7の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項９】
前記成分(B1)のガラス繊維が、3成分系の二酸化ケイ素-酸化アルミニウム-酸化マグネシウムまたは4成分系の二酸化ケイ素-酸化アルミニウム-酸化マグネシウム-酸化カルシウムを主成分とする高強度ガラス繊維である、請求項1〜8の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項１０】
前記成分(B1)のガラス繊維が、62〜66質量％なる範囲の二酸化ケイ素(SiO2)、22〜27質量％なる範囲の酸化アルミニウム(Al2O3)、8〜12質量％なる範囲の酸化マグネシウム(MgO)、0〜5質量％なる範囲の酸化カルシウム(CaO)、および0〜1質量％なる範囲のその他の酸化物なる組成を持つ、高強度ガラス繊維である、請求項9記載の成形コンパウンド。
【請求項１１】
前記成分(B1)のガラス繊維が、少なくとも3,700MPaなる引張強さ、並びに少なくとも4.8％なる極限伸び、および75〜90GPaなる範囲の引張弾性率を持つ、請求項1〜10の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項１２】
前記成分(B1)および/または(B2)のガラス繊維が、短繊維として、またはロービングとして存在する、請求項1〜11の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項１３】
前記成分(C)が、タルク、マイカ、シリケート、石英、ウォラストナイト、カオリン、珪酸、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、チョーク、粉砕または細断炭酸カルシウム、石灰、長石、無機顔料、酸化第二鉄、酸化鉄(III)マンガン、金属酸化物、酸化マグネシウムアルミニウム、銅-クロム-マンガンコンパウンドの酸化物、銅-マンガン-鉄コンパウンドの酸化物、酸化銅クロム、酸化亜鉛鉄(III)、酸化コバルトクロム、酸化コバルトアルミニウム、酸化マグネシウムアルミニウム、ルチル型顔料、ニッケル-アンチモンチタネート、クロム-アンチモンチタネート、永久磁性または磁化性の金属または合金、凹型シリケートフィラー材料、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ホウ素、窒化アルミニウム、フッ化カルシウム、およびこれらのコンパウンドおよび/またはこれらの表面処理生成物からなる群から選択される粒状フィラー材料である、請求項1〜12の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項１４】
前記成分(C)の粒子が、0.1〜40μmなる範囲の平均粒径(D50)、および/または大きくても10なるアスペクト比を有し、または主としてこのような粒子によって構成されている、請求項11記載の成形コンパウンド。
【請求項１５】
前記成分(A1)が、脂肪族、環式脂肪族および/または芳香族モノマーで形成されたホモポリアミドおよび/またはコポリアミド、並びにこれらの混合物およびブレンドからなる群から選択される、請求項4〜14の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項１６】
前記成分(A)または請求項4記載の前記成分(A2)が、耐衝撃性改良剤を含み、および/または前記成分(D)が、結合剤、難燃剤、安定剤、酸化防止性薬剤、酸化防止剤、オゾン亀裂防止剤、光安定剤、UV安定剤、UV吸収剤、UV遮断剤、無機熱安定剤、有機熱安定剤、導電性添加剤、カーボンブラック、光ライトナー、加工助剤、核剤、結晶化触媒、結晶化阻害剤、流動-誘発剤、潤滑剤、離型剤、軟化剤、顔料、着色剤、トレーサーおよびこれらのコンパウンドからなる群から選択される、請求項1〜15の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項１７】
請求項1〜16の何れか1項に記載の成形コンパウンドを主成分とするデバイス。
【請求項１８】
前記成分(B1)のガラス繊維が、5質量％なる酸化カルシウム含有率を持つ、請求項1または2記載の成形コンパウンド。
【請求項１９】
前記熱可塑性成分(A)が、ポリアミド(A1)またはポリアミド混合物からなり、但しその20％までは、ポリアミドを主成分としない熱可塑性合成物(A2)によって置換えることができることを条件とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項２０】
前記熱可塑性成分(A)が、ポリアミド(A1)またはポリアミド混合物からなる、請求項1〜3の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項２１】
前記成分(A)の割合が30〜77質量％なる範囲にある、請求項4記載の成形コンパウンド。
【請求項２２】
前記成分(B1)の割合が20〜55質量％なる範囲にある、請求項4〜5の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項２３】
前記成分(C)の割合が3〜15質量％なる範囲にある、請求項4〜6の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項２４】
前記成分(A)が、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンコポリマー、アクリロニトリル-スチレンコポリマー、ポリオレフィン、ポリオキシメチレン、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、PSU、PESU、PPSU、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンオキシド、液晶性ポリマー、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミド-イミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルアミド、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステルアミド、TPU、PUR、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレートおよびこのような系を主成分とするコンパウンドまたはコポリマーからなる群から選択され、場合により1種または数種の耐衝撃性改良剤を含む、請求項1〜23の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項２５】
前記成分(B2)が、各々円形または非円形の横断面を持つ、E-ガラス繊維、A-ガラス繊維、C-ガラス繊維、D-ガラス繊維、玄武岩繊維、並びにこれらのコンパウンドからなる群から選択され、前記成分(B2)の割合が、0〜10質量％なる範囲または0〜5質量％なる範囲にある、請求項1〜24の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項２６】
前記成分(B1)のみが存在し、かつ前記成分(B2)および(B3)は存在しない、請求項1〜25の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項２７】
前記成分(B1)のガラス繊維が、3成分系の二酸化ケイ素-酸化アルミニウム-酸化マグネシウムまたは4成分系の二酸化ケイ素-酸化アルミニウム-酸化マグネシウム-酸化カルシウムを主成分とする高強度ガラス繊維であり、60〜67質量％なる範囲の二酸化ケイ素(SiO2)；20〜28質量％なる範囲の酸化アルミニウム(Al2O3)；7〜12質量％なる範囲の酸化マグネシウム(MgO)；0〜9質量％なる範囲の酸化カルシウム(CaO)；および0〜1.5質量％なる範囲のその他の酸化物、即ち二酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ホウ素(B2O3)、二酸化チタン(TiO2)、または酸化リチウム(Li2O)、またはこれら酸化物の組合せなる組成を持つ、請求項1〜26の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項２８】
前記成分(B1)のガラス繊維が、62〜66質量％なる範囲の二酸化ケイ素(SiO2)；22〜27質量％なる範囲の酸化アルミニウム(Al2O3)；8〜12質量％なる範囲の酸化マグネシウム(MgO)；0〜5質量％なる範囲の酸化カルシウム(CaO)；および0〜1質量％なる範囲のその他の酸化物、即ち二酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ホウ素(B2O3)、二酸化チタン(TiO2)、酸化リチウム(Li2O)、またはこれら酸化物の組合せなる組成を持つ、高強度ガラス繊維である、請求項9記載の成形コンパウンド。
【請求項２９】
前記成分(B1)のガラス繊維が、少なくとも4,000MPaなる引張強さ、並びに少なくとも5.0％なる極限伸び、および80GPaを越える引張弾性率を持つ、請求項1〜28の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項３０】
前記成分(B1)および/または(B2)のガラス繊維が、短繊維として、0.2〜20mmなる範囲の長さを持つカットガラスとして、またはロービングとして存在する、請求項1〜29の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項３１】
前記成分(C)が、タルク、マイカ、シリケート、石英、ウォラストナイト、カオリン、珪酸、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、チョーク、粉砕または細断炭酸カルシウム、石灰、長石、硫酸バリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、二酸化チタン、酸化第二鉄、酸化鉄(III)マンガン、銅鉄(III)スピネル、酸化マグネシウムアルミニウム、銅-クロム-マンガンコンパウンドの酸化物、銅-マンガン-鉄コンパウンドの酸化物、酸化銅クロム、酸化亜鉛鉄(III)、酸化コバルトクロム、酸化コバルトアルミニウム、酸化マグネシウムアルミニウム、チタン-亜鉛ルチル、ニッケル-アンチモンチタネート、クロム-アンチモンチタネート、永久磁性または磁化性の金属または合金、凹型シリケートフィラー材料、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ホウ素、窒化アルミニウム、フッ化カルシウム、およびこれらのコンパウンドおよび/またはこれらの表面処理生成物からなる群から選択される粒状フィラー材料である、請求項1〜30の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項３２】
前記成分(C)の粒子が、0.3〜10μmなる範囲の平均粒径(D50)、および/または大きくとも5なるアスペクト比を有し、または主としてこのような粒子によって構成されている、請求項11記載の成形コンパウンド。
【請求項３３】
前記成分(C)が、UV、VISまたはIR輻射光に対してゼロとは異なる吸収係数を持つ、請求項11記載の成形コンパウンド。
【請求項３４】
前記成分(C)が、UV、VISまたはIRレーザー輻射光に対してゼロとは異なる吸収係数を持ち、少なくとも0.2なる吸収係数にて、可視光および/または赤外輻射スペクトル領域における吸収能を持つ、請求項11記載の成形コンパウンド。
【請求項３５】
前記成分(A1)が、脂肪族、環式脂肪族および/または芳香族モノマーで形成されたホモポリアミドおよび/またはコポリアミド、即ち部分的に結晶性の脂肪族ポリアミド(A1-1)および/または部分的に芳香族性のポリアミド(A1-2)、および/またはアモルファスポリアミド(A1-3)で形成されたコンパウンドであり、該成分(A1)におけるポリアミドが、ポリアミド46、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド1212、ポリアミド1010、ポリアミド1012、ポリアミド1112、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド69、ポリアミド810、MACM9、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、MACM18、PACM9、PACM10、PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、PACM18またはコポリアミド、例えばMACMI/12、MACMT/12、6I/6T/MACMI/MACMT/12、3-6T、6I/MACMI/MACMT、6I/PACMI/PACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、12/PACMI、12/MACMT、6/PACMT、6/IPDT、MACM10/PACM10、MACM12/PACM12、MXD6、MXD10、MXDI/MXD6、6T/6I、6T/66、6T/10T、6T/12、11/10T、12/10T、10T/1010、10T/1012、PA10T/6T、PA6T/10I/10T、PA6T/6I/6、PA10I/10T、9MT、12T、並びにこれらの混合物およびブレンドからなる群から選択される、請求項4〜14の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項３６】
前記成分(A)または請求項4記載の前記成分(A2)が、メタクリレートブタジエンスチレン、SEBSコポリマーを主成分とするMBSおよび/または芯鞘型の耐衝撃性改良剤からなる群から選択される耐衝撃性改良剤を含み、および/または前記成分(D)が、結合剤、ハロゲン原子を含むまたはこれを含まない難燃剤、安定剤、酸化防止性薬剤、酸化防止剤、オゾン亀裂防止剤、光安定剤、UV安定剤、UV吸収剤、UV遮断剤、ハロゲン化銅および/またはアルカリハライドを主成分とする無機熱安定剤、有機熱安定剤、導電性添加剤、カーボンブラック、光ライトナー、加工助剤、核剤、結晶化触媒、結晶化阻害剤、流動-誘発剤、潤滑剤、離型剤、軟化剤、顔料、着色剤、トレーサーおよびこれらのコンパウンドからなる群から選択される、請求項1〜35の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項３７】
前記熱可塑性成分(A)が、ポリアミド(A1)またはポリアミドの混合物からなり、但しその3〜20％なる範囲は、ポリアミドを主成分としない熱可塑性合成物(A2)によって置換えることができることを条件とする、請求項1〜36の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項３８】
前記熱可塑性成分(A)が、ポリアミド(A1)またはポリアミドの混合物からなり、但しその5〜20％なる範囲は、ポリアミドを主成分としない熱可塑性合成物(A2)によって置換えることができることを条件とする、請求項1〜37の何れか1項に記載の成形コンパウンド。
【請求項３９】
請求項1〜38の何れか1項に記載の成形コンパウンドを主成分とする、導電路を備えているデバイス。