(57)【要約】【課題】電気絶縁性および熱伝導性のポリマー組成物を提供する。【解決手段】（ａ）２０〜７０体積パーセントの少なくとも１種類のポリマーと；（ｂ）１０〜３５体積パーセントの少なくとも１種類の被覆炭素粒子と；（ｃ）７〜３５体積パーセントの、２０ミクロンの最長寸法の最大長さを有する少なくとも１種類の電気絶縁性無機板状充填剤と；（ｄ）任意選択的に、０．５〜２５体積パーセントのコポリエステルエラストマーとを含み、１×１０14Ω・ｃｍを超える体積抵抗率と、少なくとも２．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率との両方を示すポリマー組成物。要素（ａ）〜（ｄ）を成形することによるこれらの組成物の製造方法、およびこれらの組成物から製造された物品。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー組成物であって：
（ａ）２０〜７０体積パーセントの少なくとも１種類のポリマーと；
（ｂ）被覆黒鉛、被覆炭素繊維、被覆ガラス状炭素、被覆非晶質炭素、およびこれらの混合物からなる群から選択される１０〜３５体積パーセントの少なくとも１種類の被覆炭素粒子と；
（ｃ）２０ミクロンの最長寸法の最大長さを有し、金属酸化物、金属炭酸塩、炭酸塩鉱物、金属水酸化物、金属窒化物、金属硫化物、リン酸塩鉱物、粘土鉱物、ケイ酸塩鉱物、ガラス材料、およびこれらの混合物からなる群から選択される７〜３５体積パーセントの少なくとも１種類の電気絶縁性無機板状充填剤と；
（ｄ）任意選択的に、０．５〜２５体積パーセントのコポリエステルエラストマーを含み；
各成分（ａ）〜（ｄ）の体積パーセントは、前記ポリマー組成物の全体積を基準としており；
成形した場合に、前記ポリマー組成物が：
ＡＳＴＭ  Ｄ−２５７に準拠して１００ボルトにおいて測定した場合に１×１０14Ω・ｃｍを超える体積抵抗率を有し；
ＡＳＴＭ  Ｅ−１４６１に準拠して測定した場合に少なくとも２．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する、ポリマー組成物。
【請求項２】
（ｂ）が前記ポリマー組成物の全体積の２０〜３５体積パーセントの範囲である、または
（ｃ）が前記ポリマー組成物の全体積の２０〜３５体積パーセントの範囲である、または（ｂ）が前記ポリマー組成物の全体積の２０〜３５体積パーセントの範囲であって、（ｃ）も前記ポリマー組成物の全体積の２０〜３５体積パーセントの範囲である、請求項１に記載のポリマー組成物。
【請求項３】
ポリマー組成物であって：
（ａ）２０〜７０体積パーセントの少なくとも１種類のポリマーと；
（ｂ）被覆黒鉛、被覆炭素繊維、被覆ガラス状炭素、被覆非晶質炭素、およびこれらの混合物からなる群から選択される１０〜３５体積パーセントの少なくとも１種類の被覆炭素粒子と；
（ｃ）２０ミクロンの最長寸法の最大長さを有し、金属酸化物、金属炭酸塩、炭酸塩鉱物、金属水酸化物、金属窒化物、金属硫化物、リン酸塩鉱物、粘土鉱物、ケイ酸塩鉱物、ガラス材料、およびこれらの混合物からなる群から選択される７〜３５体積パーセントの少なくとも１種類の電気絶縁性無機板状充填剤と；
（ｄ）任意選択的に、０．５〜２５体積パーセントのコポリエステルエラストマーを含む組成物を成形するステップを含み；
各成分（ａ）〜（ｄ）の体積パーセントは、前記ポリマー組成物の全体積を基準としており；
成形した場合に、前記ポリマー組成物が：
ＡＳＴＭ  Ｄ−２５７に準拠して１００ボルトにおいて測定した場合に１×１０14Ω・ｃｍを超える体積抵抗率を有し；
ＡＳＴＭ  Ｅ−１４６１に準拠して測定した場合に少なくとも２．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの電子デバイスは、光出力をますます増加させるための開発が行われている。ＬＥＤの光出力が大きいほど、ＬＥＤの電気的要求が大きくなり、ＬＥＤの熱出力が大きくなる。ＬＥＤなどの高出力電子デバイスの熱管理は、それらの効率および安全性を高めるために重要である。特に、取り扱われる電子デバイスとしてのＬＥＤの場合には、感電の可能性を最小限にする必要がある。
【０００２】
ＬＥＤの熱出力の管理は、ヒートシンクを介した放熱によって行うことができる。あるＬＥＤハウジングはヒートシンクとして機能し、ヒートシンク材料としてアルミニウムが一般に使用される。しかし、金属ハウジングは、ポリマー材料で出来たハウジングよりも比較的重い。アルミニウムは導電性であるので、感電を防止するために、内部の電気部品から金属部分を絶縁するようにＬＥＤハウジングを設計する必要がある。
【０００３】
ＬＥＤの出力が増加しているので、このようなデバイス中、特にＬＥＤハウジング中に使用するための良好な熱伝導性を有する電気絶縁組成物が必要とされている。
【背景技術】
【０００４】
以下の参考文献に電気絶縁組成物が開示されている。（特許文献１）には、ポリマー、球形または粒子形の熱伝導性充填剤、および板状の熱伝導性充填剤を含む熱伝導性ポリマー樹脂組成物が開示されている。（特許文献２）には、どちらも電気絶縁性で熱伝導性である２種類の充填剤を有する熱可塑性ポリマーが開示されている。（特許文献３）には、１種類以上の熱可塑性ポリマー、少なくとも５Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する充填剤、カーボンブラック粉末、および５Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する繊維状充填剤を含む成形熱可塑性物品が開示されている。（特許文献４）には、少なくとも約３Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する組成物であって、黒鉛、１０〜１００ミクロンの範囲内の平均粒度を有するタルク、および３〜２０の範囲内のアスペクト比を有する繊維状充填剤を含む熱伝導性液晶ポリマーを有する組成物が開示されている。（特許文献５）には、窒化ホウ素で被覆された炭素フレークを有する電気絶縁性および熱伝導性のポリマー組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０１５２４９１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０２１９３８１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１２／０１５７６００号明細書
【特許文献４】国際公開第２０１１／１０６２５２号パンフレット
【特許文献５】米国特許第６６２０４９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
成形した場合に、最小熱伝導率と最小体積抵抗率（すなわち、電気絶縁性）との独自の組み合わせを示すポリマー組成物が本明細書に記載され、それによって、電気デバイスおよび電子デバイス用のハウジングまたはドライバケースなどのこれらの組成物から製造された物品は、周囲雰囲気に放熱し、同時に取り扱い時の感電を最小限にするヒートシンクとして確実に機能する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のため：
（ａ）２０〜７０体積パーセントの少なくとも１種類のポリマーと；
（ｂ）１０〜３５体積パーセントの少なくとも１種類の被覆炭素粒子と；
（ｃ）７〜３５重量パーセントの、２０ミクロンの最長寸法の最大長さを有する少なくとも１種類の電気絶縁性無機板状充填剤と；
（ｄ）任意選択的に(optionally)、０．５〜２５体積パーセントのコポリエステルエラストマーを含むポリマー組成物であって；
各成分（ａ）〜（ｄ）の体積パーセントは、ポリマー組成物の全体積パーセントを基準としており；これらのポリマー組成物は、成形した場合に、ＡＳＴＭ  Ｄ−２５７に準拠して１００ボルトにおいて測定して１×１０14Ω・ｃｍを超える体積抵抗率を有し；ＡＳＴＭ  Ｅ−１４６１に準拠して測定した場合に少なくとも２．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する、ポリマー組成物が本明細書において提供される。少なくとも１種類のポリマーは、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、ポリアリーレンスルフィド、アラミドポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリアセタール、およびこれらの混合物からなる群から選択される。少なくとも１種類の被覆炭素粒子は、被覆黒鉛、被覆炭素繊維、被覆ガラス状炭素、被覆非晶質炭素、およびこれらの混合物からなる群から選択される。少なくとも１種類の電気絶縁性無機板状充填剤は、金属酸化物、金属炭酸塩、炭酸塩鉱物、金属水酸化物、金属窒化物、金属硫化物、リン酸塩鉱物、粘土鉱物、ケイ酸塩鉱物、ガラス材料、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【０００８】
これらの組成物、およびこれらの組成物から製造された物品の製造方法も本明細書に記載される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
定義および略語
説明において議論され特許請求の範囲において記載される用語の意味を説明するために、以下の定義および略語を使用すべきである。
【００１０】
本明細書において使用される場合、用語「発光ダイオード」または「ＬＥＤ」は、少なくとも１つの発光半導体ダイオードと、ダイオードを電気回路に接続可能な電気的接続と、ダイオードを部分的に取り囲むハウジングとを含むデバイスを意味する。用語「ＬＥＤハウジング」または「ハウジング」は、内部にダイオードを部分的または完全に挿入することができ、それによってダイオードの周囲を部分的または全体的に閉じ込める構造要素を意味する。ＬＥＤハウジングは、本明細書に記載の組成物であってよいポリマー材料でできた少なくとも一部分を含むことができる。
【００１１】
本明細書において使用される場合、用語「ポリマー」は、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、アラミドポリマー、およびこれらの混合物を意味する。
【００１２】
本明細書において使用される場合、用語「炭素粒子」は、フレークおよび繊維の形態であり、約７５重量パーセント、好ましくは８５重量パーセントを超え、より好ましくは９５重量パーセントを超える炭素の炭素含有率を有する炭素含有粒子を意味する。被覆可能な炭素粒子としては、炭素粉末、炭素フレーク、黒鉛粉末、黒鉛フレーク、炭素繊維、ガラス状炭素、非晶質炭素、およびこれらの混合物が挙げられ、天然または合成のものであってよい。
【００１３】
フレーク状炭素粒子は、被覆前に、その厚さの少なくとも２．５倍の長さおよび幅、ならびに約２未満の長さ対幅比を有する。繊維状炭素粒子は、被覆前に、０．５〜５０ミクロンの直径、および３〜１５のアスペクト比、すなわち長さ対幅比を有する。
【００１４】
本明細書において使用される場合、用語「被覆炭素粒子」は、炭素粒子の外面の少なくとも一部または外面全体が被覆材料で被覆された炭素粒子を意味する。
【００１５】
本明細書において使用される場合、用語「電気絶縁性無機板状充填剤」は、無機および板状であり電気絶縁性でもある充填剤を意味する。板状充填剤は、フレーク状、平坦、または円板型であり、その厚さの少なくとも２．５倍の長さおよび幅、ならびに２未満の長さ対幅比を有する。
【００１６】
本明細書において使用される場合、用語「最長寸法の最大長さ」は、電気絶縁性無機板状充填剤から測定することができるあらゆるアスペクト（長さ、横幅、幅、深さなど）の可能な最大測定値を意味する。
【００１７】
本明細書において使用される場合、用語「コポリエステルエラストマー」は、ａ）硬質ポリエステルセグメントと、ｂ）軟質および可撓性ポリエステルセグメントとを含有するブロックコポリマーであるエラストマー性ポリマーを意味する。
【００１８】
本明細書において使用される場合、用語「体積抵抗率」は、材料の電気絶縁容量または電気抵抗率を意味する。１６ｍｍ×１６ｍｍ×１６ｍｍの寸法を有する成形試験サンプルの体積抵抗率は、抵抗率計によってＡＳＴＭ  Ｄ−２５７に準拠して１００ボルト［「１００Ｖ」］において測定される。この電圧は、ＬＥＤデバイスが動作する電圧を最もよく表している。体積抵抗率はオームセンチメートル（Ω・ｃｍ）として報告される。
【００１９】
本明細書において使用される場合、用語「熱伝導率」は、材料が熱エネルギーを伝導する能力を意味する。成形試験サンプルの熱伝導率は、ＡＳＴＭ  Ｅ−１４６１に記載されるようにレーザーフラッシュ法を用いて面内方向で測定される。熱伝導率はワット／メートルケルビン（Ｗ／ｍＫ）として報告される。
【００２０】
範囲
本明細書に明示的に記載されるあらゆる範囲は、他の意味で明確に記載されているのでなければ、その端点を含んでいる。ある範囲としての量、濃度、またはその他の値もしくはパラメーターの記載は、範囲のあらゆる上限および範囲のあらゆる下限のあらゆる組から形成されるすべての範囲を明確に開示するものであり、そのような組が本明細書において別に開示されているかどうかは無関係である。本明細書に記載のプロセスおよび物品は、説明中のある範囲の定義において開示される特定の値に限定されるものではない。
【００２１】
好ましい変形
本明細書に記載のプロセス、組成、および物品の材料、方法、ステップ、値、および／または範囲などに関するあらゆる変形の本明細書における開示は（好ましい変形であると認められても認められなくても）、そのような材料、方法、ステップ、値、範囲などのあらゆる組み合わせを含むあらゆるプロセスおよび物品を開示することを特に意図している。特許請求の範囲を精密かつ十分に裏付ける目的で、このような開示されるあらゆる組み合わせが、本明細書に記載のプロセス、組成、および物品の好ましい変形であることを特に意図している。
【００２２】
概説
成形した場合に体積抵抗率に関して特定の電気抵抗率と最小の熱伝導率との両方を示すポリマー組成物が本明細書に記載される。これらの組成物は：
ａ）２０〜７０体積パーセントの少なくとも１種類のポリマーと；
ｂ）１０〜３５体積パーセントの少なくとも１種類の被覆炭素粒子と；
ｃ）７〜３５体積パーセントの、２０ミクロンの最長寸法の最大長さを有する少なくとも１種類の電気絶縁性無機板状充填剤と；
ｄ）任意選択的に、０．５〜２５重量パーセントのコポリエステルエラストマーを含み；
各成分（ａ）〜（ｄ）の体積パーセントは、ポリマー組成物の全体積パーセントを基準としており；これらのポリマー組成物は、成形した場合に、ＡＳＴＭ  Ｄ−２５７に準拠して１００ボルトにおいて測定した場合に１×１０14Ω・ｃｍを超える体積抵抗率を有し、ＡＳＴＭ  Ｅ−１４６１に準拠して測定した場合に少なくとも２．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する。少なくとも１種類のポリマーは、好ましくは熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、ポリアリーレンスルフィド、アラミドポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリアセタール、およびこれらの混合物からなる群から選択される。少なくとも１種類の被覆炭素粒子は、被覆黒鉛、被覆炭素繊維、被覆ガラス状炭素、被覆非晶質炭素、およびこれらの混合物からなる群から選択される。少なくとも１種類の電気絶縁性無機板状充填剤は、金属酸化物、金属炭酸塩、炭酸塩鉱物、金属水酸化物、金属窒化物、金属硫化物、リン酸塩鉱物、粘土鉱物、ケイ酸塩鉱物、ガラス材料、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００２３】
これらのポリマー組成物は成形した場合に、特定の形状および大きさを有する本明細書に記載の充填剤と本明細書に記載の被覆炭素粒子とが加えられるために、本明細書に記載の体積抵抗率と本明細書に記載の熱伝導率とを併せ持つ性質が実現される。本明細書に記載の体積抵抗率は、１６ｍｍ×１６ｍｍ×１６ｍｍの寸法を有する本明細書に記載の成形ポリマー組成物の試験サンプルに対して、抵抗率計を用いてＡＳＴＭ  Ｄ−２５７に準拠して１００ボルト［「１００Ｖ」］で測定したが、その理由は、この電圧がＬＥＤデバイスが動作する電圧に最も近いからである。
【００２４】
ポリマー（ａ）
本発明のポリマー組成物中に使用されるポリマーとしては、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、アラミドポリマー、およびこれらの混合物が挙げられる。熱可塑性ポリマーの非限定的な例としては、ポリカーボネート、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホン、ポリアリーレンスルフィド、芳香族ポリエステルなどの液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリアリーレート、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、シンジオタクチックポリスチレン、熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）、およびこれらの混合物が挙げられる。好ましい熱可塑性ポリマーとしては、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリアリーレンスルフィド、ポリアセタール、ポリアミド、およびポリエステルが挙げられ、ポリエステルが最も好ましい。
【００２５】
熱硬化性ポリマーの非限定的な例としては、エポキシ、ポリウレタン、加硫ゴム、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、不飽和熱硬化性ポリエステル樹脂、およびポリイミド樹脂が挙げられる。
【００２６】
熱可塑性ポリマーがポリエステルである場合、そのポリエステルは、１種類以上のジカルボン酸と２つ以上の炭素原子を有する１種類以上のジオールとから誘導されるポリエステル、コポリエステル熱可塑性エラストマー、およびこれらの混合物からなる群から選択される。ジカルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、および２，６−ナフタレンジカルボン酸の１つ以上が挙げられる。最大２０モルパーセントの脂肪族ジカルボン酸を使用して、セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、または１，４−シクロヘキサンジカルボン酸を含むポリエステルを形成することができる。ジオール成分は、ＨＯ（ＣＨ２）nＯＨ；１，４−シクロヘキサンジメタノール；ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）mＣＨ２ＣＨ２ＯＨ；およびＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）zＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＨの１つ以上から選択され、式中のｎは３〜１０の整数であり、ｍは平均で１〜４であり、ｚは平均で約７〜約４０である。ジオールの例としては、エチレングリコール；１，３−トリメチレングリコール；１，４−テトラメチレングリコール；１，６−ヘキサメチレングリコール；１，８−オクタメチレングリコール；１，１０−デカメチレングリコール；１，３−プロピレングリコール；および１，４−ブチレングリコールが挙げられる。好ましくは、ポリエステルは、ポリ（トリメチレンテレフタレート）（ＰＴＴ）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、ポリ（エチレン２，６−ナフトエート）（ＰＥＮ）、ポリ（１，４−ブチレン２，６−ナフタレート）（ＰＢＮ）、ポリ（１，４−シクロヘキシルジメチレンテレフタレート）（ＰＣＴ）、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ならびにこれらのコポリマーおよび混合物から選択される。
【００２７】
これらの組成物中のポリマーとして使用されるポリアミドは、１種類以上のジカルボン酸と１種類以上のジアミンとの縮合生成物、および／または１種類以上のアミノカルボン酸の縮合生成物、および／または１種類以上の環状ラクタムの開環重合生成物である。ポリアミド樹脂は、脂肪族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂、およびこれらの混合物から選択される。用語「半芳香族」は、少なくともある程度の芳香族カルボン酸モノマーと脂肪族ジアミンモノマーとを含むポリアミド樹脂を表しており、脂肪族カルボン酸モノマーと脂肪族ジアミンモノマーとを含むポリアミド樹脂を表す「脂肪族」と比較される。
【００２８】
脂肪族ポリアミド樹脂は、ジアミン、ジカルボン酸、ラクタム、アミノカルボン酸、およびそれらの反応性等価物などの脂肪族および脂環式のモノマーから形成される。好適なラクタムとしては、カプロラクタムおよびラウロラクタムが挙げられる。完全脂肪族ポリアミド樹脂の調製に有用なカルボン酸モノマーとしては、たとえばアジピン酸（Ｃ６）、ピメリン酸（Ｃ７）、スベリン酸（Ｃ８）、アゼライン酸（Ｃ９）、セバシン酸（Ｃ１０）、ドデカン二酸（Ｃ１２）、およびテトラデカン二酸（Ｃ１４）などの脂肪族カルボン酸が挙げられるが、これらに限定されるものではない。有用なジアミンとしては、限定するものではないが、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、２−エチルテトラメチレンジアミン、２−メチルオクタメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、およびこれらの混合物などの４つ以上の炭素原子を有するジアミンが挙げられる。完全脂肪族ポリアミドポリマーの好適な例としては、ポリ（ε−カプロラクタム）ＰＡ６；ポリ（ヘキサメチレンヘキサンジアミド）（ＰＡ６，６）；ポリ（２−メチルペンタメチレンヘキサンジアミド（ＰＡＤ，６）；ポリ（ペンタメチレンデカンジアミド）（ＰＡ５，１０）；ポリ（テトラメチレンヘキサンジアミド）（ＰＡ４，６）；ポリ（ヘキサメチレンデカンジアミド）（ＰＡ６，１０）；ポリ（ヘキサメチレンドデカンジアミド）（ＰＡ６，１２）；ポリ（ヘキサメチレントリデカンジアミド）（ＰＡ６，１３）；ＰＡ６，１４；ポリ（ヘキサメチレンペンタデカンジアミド）（ＰＡ６，１５）；ＰＡ６，１６；ポリ（１１−アミノウンデカンアミド）（ＰＡ１１）；ポリ（１２−アミノドデカンアミド）（ＰＡ１２）；ならびにこれらのコポリマーおよび混合物が挙げられる。
【００２９】
好ましい脂肪族ポリアミドとしては、ポリアミド６；ポリアミド６，６；ポリアミド４，６；ポリアミド６，１０；ポリアミド６，１２；ポリアミド１１；ポリアミド１２；ポリアミド９，１０；ポリアミド９，１２；ポリアミド９，１３；ポリアミド９，１４；ポリアミド９，１５；ポリアミド６，１６；ポリアミド９，３６；ポリアミド１０，１０；ポリアミド１０，１２；ポリアミド１０，１３；ポリアミド１０，１４；ポリアミド１２，１０；ポリアミド１２，１２；ポリアミド１２，１３；ポリアミド１２，１４；ポリアミド６，１４；ポリアミド６，１３；ポリアミド６，１５；ポリアミド６，１６；ポリアミド６，１３；ならびにこれらのコポリマーおよび混合物が挙げられる。
【００３０】
半芳香族ポリアミド樹脂は、酸モノマーの少なくとも一部が１種類以上の芳香族カルボン酸から選択されるホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、またはより高次のポリマーである。１種類以上の芳香族カルボン酸は、テレフタル酸、またはテレフタル酸と、イソフタル酸、たとえば２−メチルテレフタル酸などの置換フタル酸、ならびにナフタレンジカルボン酸の非置換または置換異性体などの１種類以上の他のカルボン酸との混合物であってよい。好ましくは、１種類以上の芳香族カルボン酸は、テレフタル酸、イソフタル酸、およびこれらの混合物から選択される。より好ましくは、１種類以上のカルボン酸は、テレフタル酸とイソフタル酸との混合物である。
【００３１】
さらに、１種類以上のカルボン酸は、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、およびドデカン二酸などの１種類以上の脂肪族カルボン酸と混合することができ、アジピン酸が好ましい。より好ましくは、半芳香族ポリアミド樹脂の１種類以上のカルボン酸の混合物中のテレフタル酸とアジピン酸との混合物が、少なくとも２５モルパーセントのテレフタル酸を含有する。半芳香族ポリアミド樹脂は、限定するものではないがテトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、２−エチルテトラメチレンジアミン、２−メチルオクタメチレンジアミン；トリメチルヘキサメチレンジアミン、ビス（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン；ｍ−キシリレンジアミン；ｐ−キシリレンジアミン、およびこれらの混合物などの４つ以上の炭素原子を有するジアミンから選択することができる１種類以上のジアミンを含む。
【００３２】
好適な半芳香族ポリアミド樹脂としては、ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）（ポリアミド６，Ｔ）、ポリ（ノナメチレンテレフタルアミド）（ポリアミド９，Ｔ）、ポリ（デカメチレンテレフタルアミド）（ポリアミド１０，Ｔ）、ポリ（ドデカメチレンテレフタルアミド）（ポリアミド１２，Ｔ）、ヘキサメチレンアジパミド／ヘキサメチレンテレフタルアミドコポリアミド（ポリアミド６，Ｔ／６，６）、ヘキサメチレンテレフタルアミド／ヘキサメチレンイソフタルアミド（６，Ｔ／６，Ｉ）、ポリ（ｍ−キシリレンアジパミド）（ポリアミドＭＸＤ，６）、ヘキサメチレンアジパミド／ヘキサメチレンテレフタルアミドコポリアミド（ポリアミド６，Ｔ／６，６）、ヘキサメチレンテレフタルアミド／２−メチルペンタメチレンテレフタルアミドコポリアミド（ポリアミド６，Ｔ／Ｄ，Ｔ）、ヘキサメチレンアジパミド／ヘキサメチレンテレフタルアミド／ヘキサメチレンイソフタルアミドコポリアミド（ポリアミド６，６／６，Ｔ／６，Ｉ）；ポリ（カプロラクタム−ヘキサメチレンテレフタルアミド）（ポリアミド６／６，Ｔ）、ならびにこれらのコポリマーおよびブレンドが挙げられる。本明細書に記載のポリアミド組成物中に含まれる好ましい半芳香族ポリアミド樹脂としては、ＰＡ６，Ｔ；ＰＡ６，Ｔ／６，６；ＰＡ６，Ｔ／６，Ｉ；ＰＡＭＸＤ，６；ＰＡ６，Ｔ／Ｄ，Ｔ、ならびにこれらのコポリマーおよび混合物が挙げられる。
【００３３】
ポリマー組成物中に存在する少なくとも１種類のポリマーは、ポリマー組成物の全体積を基準として約２０〜約７０体積パーセント、好ましくは約３０〜約６５体積パーセント、より好ましくは約４０〜約６５体積パーセントの範囲である。
【００３４】
被覆炭素粒子（ｂ）
本明細書に記載のポリマー組成物中の被覆炭素粒子は、粒子がフレーク状または繊維状のいずれかであり、本明細書に記載の特定の大きさおよび形状に適合するのであれば、ほぼあらゆる炭素粒子でできていてよい。本発明において使用される炭素粒子は、炭素粒子の全重量を基準とした炭素含有率が約７５重量パーセントを超え、好ましくは８５重量パーセントを超え、より好ましくは９５重量パーセントを超える。炭素粒子としては、炭素粉末、炭素フレーク、黒鉛粉末、黒鉛フレーク、炭素繊維、ガラス状炭素、非晶質炭素、およびこれらの混合物が挙げられ、炭素粒子は天然または合成のものであってよい。明確に言えば、本明細書に記載のポリマー組成物は、被覆フレーク状炭素粒子および被覆繊維状炭素粒子の両方を含有することができる。
【００３５】
フレーク状である本明細書に記載の炭素粒子は、非繊維形状を有し、２未満のアスペクト比、すなわち長さ対幅比を有する。このアスペクト比に加えて、このような粒子は、通常、平坦または板状の形状であり、その厚さの少なくとも２．５倍の長さおよび幅を有する。これらのフレーク状炭素粒子は、長さまたは幅のいずれかが５〜３００ミクロンの範囲、好ましくは１５〜２００ミクロンの範囲、より好ましくは３５〜１００ミクロンの範囲である。これらのフレーク状炭素粒子のアスペクト比は約２未満であるが；好ましくは１．５、より好ましくは約１．０である。これらのフレーク状炭素粒子の最小厚さは０．５ミクロンである。最大厚さは、フレーク状粒子の長さおよび幅によって決定される。
【００３６】
本明細書に記載の組成物中に使用される繊維状炭素粒子は、直径が０．５〜５０ミクロンであり、アスペクト比が３〜１５の範囲、好ましくは４〜１０の範囲である。好ましい繊維状粒子は、炭素繊維またはピッチ系炭素繊維である。５００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有するピッチ系炭素繊維が最も好ましい。
【００３７】
炭素粒子の被覆材料によって、本明細書に記載のポリマー組成物の製造中に除去されない被覆が粒子表面上に形成される。言い換えると、本明細書に記載のポリマー組成物の調製およびそれらの成形の全体にわたって、粒子を被覆し続けることによって、炭素粒子の被覆が、これらの組成物が曝露される温度に耐える必要がある。被覆材料は金属またはポリマーであってよい。
【００３８】
金属の被覆が使用される場合、炭素粒子上に金属酸化物の被覆が得られるべきである。金属被覆の一種は、粒子表面を被覆することができるあらゆるシリカ含有材料であってよい。特に、シリカ系材料が被覆材料として使用される場合、得られる金属酸化物被覆はＳｉＯ2である。ＳｉＯ2は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）およびテトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）などのＳｉＯ2前駆体から形成することができる。
【００３９】
ポリマーコーティングが使用される場合、これは、熱硬化性ポリマーであってよいし、本明細書に記載のポリマー組成物の調製または成形の温度よりも高い融点を有するあらゆるポリマーであってもよい。一部のポリマーコーティングとしては、ポリイミド、メラミン樹脂、およびフェノール系樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４０】
被覆炭素粒子の表面は、被覆炭素粒子の表面とポリマー（ａ）との間の界面結合を改善するためのカップリング剤をさらに含むことができる。カップリング剤の非限定的な例としては、周期表のＩＩＩａ族〜ＶＩＩＩａ族、Ｉｂ族、ＩＩｂ族、ＩＩＩｂ族、およびＩＶｂ族、ならびにランタニドの金属水酸化物およびアルコキシドが挙げられる。カップリング剤の具体例としては、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、およびＢからなる群から選択される金属の金属水酸化物およびアルコキシドが挙げられる。好ましい金属水酸化物およびアルコキシドは、ＴｉおよびＺｒの金属水酸化物およびアルコキシドである。具体的な金属アルコキシドカップリング剤は、式（Ｉ）、（ＩＩ）、および（ＩＩＩ）の化合物などのチタン酸およびジルコン酸のオルトエステルおよびキレートが挙げられ：
【００４１】
【化１】
2015044953.tif 000002
【００４２】
式中、
Ｍは、ＴｉまたはＺｒであり；
Ｒは、一価のＣ1〜Ｃ8線状または分岐アルキルであり；
Ｙは、−ＣＨ（ＣＨ3）−、−Ｃ（ＣＨ3）＝ＣＨ2−、または−ＣＨ2ＣＨ2−から選択される二価の基であり；
Ｘは、ＯＨ、−Ｎ（Ｒ１）2、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ3、−Ｃ（Ｏ）Ｒ3、−ＣＯ2-Ａ+から選択され；
Ｒ1は、ヒドロキシルまたはエーテル酸素で任意選択的に置換されていてもよい−ＣＨ3またはＣ2〜Ｃ4線状または分岐アルキルであり；但し、２つ以上のヘテロ原子が任意の１つの炭素原子に結合することはなく；
Ｒ3は、Ｃ1〜Ｃ4線状または分岐アルキルであり；
Ａ+は、ＮＨ4+、Ｌｉ+、Ｎａ+、またはＫ+から選択される。
【００４３】
カップリング剤は、被覆炭素粒子をポリマー（ａ）と混合する前に被覆炭素粒子に加えることができるし、電気絶縁性無機板状充填剤とポリマー（ａ）とのブレンド中に加えることもできる。カップリング剤の量は、好ましくは組成物に加えられる被覆炭素粒子の重量の０．１〜５重量％、好ましくは０．５〜２重量％である。
【００４４】
本明細書に記載のポリマー組成物の被覆炭素粒子は、ポリマー組成物の全体積を基準として１０〜３５体積パーセント、好ましくは１５〜３５体積パーセント、より好ましくは２０〜３５体積パーセントである。
【００４５】
電気絶縁性無機板状充填剤（ｃ）
本明細書に記載のポリマー組成物中の少なくとも１種類の電気絶縁性無機板状充填剤は、その厚さの少なくとも２．５倍の長さおよび幅と、２未満のアスペクト（長さ対幅）比とを有するべきである。好ましくは、電気絶縁性無機板状充填剤は、好ましくはその厚さの少なくとも５倍の長さおよび幅を有し、より好ましくはその厚さの少なくとも１０倍の長さおよび幅を有する。電気絶縁性無機板状充填剤は、２０ミクロン、好ましくは１０ミクロン、より好ましくは５ミクロンの最長寸法の最大長さを有する。
【００４６】
本明細書に記載のポリマー組成物中に使用される少なくとも１種類の電気絶縁性無機板状充填剤は、２０℃において測定して少なくとも１×１０9（Ω・ｍ）の電気抵抗率（ρ）を有する。少なくとも１×１０9（Ω・ｍ）の電気抵抗率を有するのであれば電気絶縁性無機板状充填剤の種類に制限は存在しない。電気絶縁性無機板状充填剤の非限定的な例としては、金属酸化物、金属炭酸塩、炭酸塩鉱物、金属水酸化物、金属窒化物、金属硫化物、リン酸塩鉱物、粘土鉱物、ケイ酸塩鉱物、ガラス材料、およびこれらの混合物が挙げられる。
【００４７】
金属酸化物の例としては、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化鉄（ＦｅＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、ベーマイト（Ａｌ2Ｏ3・Ｈ2Ｏ）、およびこれらの混合物が挙げられる。金属炭酸塩の例としては、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）、およびこれらの混合物が挙げられる。炭酸塩鉱物の例としては、方解石（ＣａＣＯ3の多形）、アラゴナイト（ＣａＣＯ3の結晶形）、ドロマイト（ＣａＭｇ（ＣＯ3）2）、ハイドロタルサイト（Ｍｇ6Ａｌ2ＣＯ3（ＯＨ）16・４（Ｈ2Ｏ））、火金石（Ｍｇ6Ｆｅ2（ＣＯ3）（ＯＨ）16・４（Ｈ2Ｏ））、スティッヒト石（Ｍｇ6Ｃｒ2ＣＯ3（ＯＨ）16・４Ｈ2Ｏ）、デソーテルス石（Ｍｇ6Ｍn3+2（ＣＯ3）（ＯＨ）16．４Ｈ2Ｏ）、マナセアイト（Ｍｇ6Ａｌ2（ＣＯ3）（ＯＨ）16・４Ｈ2Ｏ）、およびこれらの混合物が挙げられる。金属水酸化物の例としては、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、およびこれらの混合物が挙げられる。金属窒化物の例としては、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、およびこれらの混合物が挙げられる。金属硫化物の例としては、硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、硫化タングステン（ＷＳ2）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、およびこれらの混合物が挙げられる。リン酸塩鉱物の例としては、アパタイト（Ｃａ5（ＰＯ4）3（Ｆ，Ｃｌ，ＯＨ））、ハイドロキシアパタイト（Ｃａ5（ＰＯ4）3（ＯＨ））、およびこれらの混合物が挙げられる。ケイ酸塩鉱物の例としては、蛇絞石（（Ｍｇ，Ｆｅ）3Ｓｉ2Ｏ5（ＯＨ）4）、パイロフィライト（Ａｌ2Ｓｉ4Ｏ10（ＯＨ）2）、カオリン粘土、セリサイト（ＫＡｌ2ＡｌＳｉ3Ｏ10（ＯＨ）2）、モンモリロナイト（（Ｎａ，Ｃａ）0.33（Ａｌ，Ｍｇ）2Ｓｉ4Ｏ10（ＯＨ）2・ｎＨ2Ｏ）、緑泥石族の鉱物、タルク、バーミキュライト、スメクタイト族の鉱物などの単斜晶の粘土様鉱物、マイカ、珪藻岩（ＳｉＯ2・ｎＨ2Ｏ）、およびこれらの混合物が挙げられる。電気絶縁性無機板状充填剤のこれらの例の多くに示される化学式は、ポリマー組成物中に使用できる電気絶縁性無機板状充填剤のグループおよび種類の代表的なものであり、電気絶縁性無機板状充填剤がそれらの特定の式に限定される物では決してない。
【００４８】
本発明のポリマー組成物中に使用される電気絶縁性無機板状充填剤は、自然に採鉱されたものであってもよいし、合成されてもよい。本発明のポリマー組成物は、１種類以上のこれらの電気絶縁性無機板状充填剤を含むことができる。好適な電気絶縁性無機板状充填剤としては、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化亜鉛、タルク、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、ベーマイト、窒化ホウ素、マイカ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、硫化亜鉛、およびこれらの混合物が挙げられる。好ましい電気絶縁性無機板状充填剤としては、ベーマイト、タルク、およびマイカが挙げられる。
【００４９】
電気絶縁性無機板状充填剤の表面は、電気絶縁性無機板状充填剤表面とポリマーおよび被覆炭素粒子との間の界面結合を改善する目的で少なくとも１種類のカップリング剤を含むことができる。カップリング剤は、電気絶縁性無機板状充填剤をポリマーと混合する前に電気絶縁性無機板状充填剤に加えることができるし、電気絶縁性無機板状充填剤をポリマーとブレンドする間に加えることもできる。カップリング剤は、好ましくはポリマー組成物に加えられる体積の電気絶縁性無機板状充填剤の重量の０．１〜５重量パーセント、より好ましくは０．５〜２重量パーセントである。言い換えると、電気絶縁性無機板状充填剤の体積パーセントは、秤量した場合に、ある比重量を有する。電気絶縁性無機板状充填剤の表面の被覆に使用されるカップリング剤の量は、好ましくは、ポリマー組成物中に使用される電気絶縁性無機板状充填剤の重量の０．１〜５重量パーセントである。
【００５０】
これらの組成物中の電気絶縁性無機板状充填剤の全体積は、ポリマー組成物の全体積を基準として約７〜約３５体積パーセントの範囲であり、好ましくは約１０〜３５体積パーセントの範囲であり、より好ましくは２０〜３５体積パーセントの範囲である。
【００５１】
これらの組成物中で、被覆炭素粒子が、好ましくはポリマー組成物の全体積の２０〜３５体積パーセントとなることができるか、または電気絶縁性無機板状充填剤が、好ましくはポリマー組成物の全体積の２０〜３５体積パーセントとなることができるか、または被覆炭素粒子および電気絶縁性無機板状充填剤の両方が、それぞれポリマー組成物の全体積の２０〜３５体積パーセントの範囲となることができるかのいずれかである。
【００５２】
コポリエステルエラストマー（ｄ）
ポリマー組成物中に使用できる場合によるコポリエステルエラストマーは、ａ）硬質ポリエステルセグメントと、ｂ）軟質および可撓性ポリエステルセグメントとを含有するブロックコポリマーである。硬質ポリエステルセグメントの例は、ポリアルキレンテレフタレート、ポリ（シクロヘキサンジカルボン酸シクロヘキサンメタノール）である。軟質ポリエステルセグメントの例は、ポリブチレンアジペート、ポリテトラメチルアジペート、およびポリカプロラクトンなどの脂肪族ポリエステルである。コポリエステルエステルエラストマーは、エステル基および／またはウレタン基を介して互いに結合した高融点ポリエステルのエステル単位のブロックと、低融点ポリエステルのエステル単位のブロックとを含有する。コポリエステルエラストマーの例は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥより入手可能なＨＹＴＲＥＬ（登録商標）熱可塑性ポリエステルエラストマーである。使用される場合、ポリマー組成物中のコポリエステルエラストマーの濃度は、ポリマー組成物の全体積の約０．５〜約２５体積パーセントの範囲、好ましくは約２〜約２０体積パーセントの範囲である。
【００５３】
追加の成分
本明細書に記載のポリマー組成物は、タルクおよび窒化ホウ素などの１種類以上の核剤を任意選択的に含むことができる。ポリマー組成物は、１種類以上の難燃剤、難燃相乗剤、熱安定剤、酸化防止剤、染料、離型剤、潤滑剤、およびＵＶ安定剤を含むこともできる。使用される場合、追加の成分の総量は、好ましくはポリマー組成物の全重量を基準として約０．１〜約１０重量パーセントの範囲である。
【００５４】
本明細書に記載のポリマー組成物の製造
本明細書に記載のポリマー組成物は、たとえば射出成形、ブロー成形、または押出成形などの当業者に周知の方法を使用して製造することができる。これらの組成物を成形することによって、それらの組成物を含む物品の製造が容易になる。さらに、物品は、これらの組成物の押出成形によって製造することができる。そのような物品としては、モーターハウジング、ランプハウジング、自動車およびその他の乗り物のランプハウジング、ならびに電気および電子ハウジングが挙げられる。自動車およびその他の乗り物のランプハウジングの例は、ヘッドライト、テールライト、およびブレーキライトなどの前灯および尾灯であって、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプを使用するものである。これらの物品は、多くの用途において、アルミニウムまたはその他の金属でできた物品の代替品として機能しうる。
【実施例】
【００５５】
本発明を以下の実施例（Ｅ）および比較例（Ｃ）によって説明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。
【００５６】
材料
ＰＢＴ−固有粘度が約０．６８ｄｌ／ｇのポリブチレンテレフタレートポリエステル。
ＰＴＴ−固有粘度が約１．０２ｄｌ／ｇのポリトリメチレンテレフタレートポリエステル。
ＰＥＥ−Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥよりＨＹＴＲＥＬ（登録商標）４０６８として入手可能な熱可塑性コポリエステルエラストマー。
ベーマイトＡ−河合石灰工業株式会社よりＣｅｌａｓｕｌｅ  ＢＭＦとして入手可能な平均粒度が１５ミクロンの無機板状充填剤。
ベーマイトＢ−河合石灰工業株式会社よりＣｅｌａｓｕｌｅ  ＢＭＴとして入手可能な平均粒度が４ミクロンの球状粒子。
タルクＡ−富士タルク工業株式会社よりＬＭＳ  ２００として入手可能な平均粒度が５ミクロンの板状タルク。
タルクＢ−富士タルク工業株式会社よりＮＫ４８として入手可能な平均粒度が１９ミクロンの板状タルク。
タルクＣ−富士タルク工業株式会社より入手可能な平均粒度が２６ミクロンの板状タルク。
マイカＡ−株式会社ヤマグチマイカよりマイカＳＪ−００５として入手可能な平均粒度が５ミクロンの無機板状充填剤。
マイカＢ−株式会社ヤマグチマイカより入手可能な平均粒度が１０ミクロンの無機板状充填剤。
マイカＣ−株式会社レプコより入手可能な平均粒度が２６ミクロンの無機板状充填剤。
マイカＤ−株式会社ヤマグチマイカよりマイカＢ−８２として入手可能な平均粒度が１８０ミクロンの無機板状充填剤。
【００５７】
窒化ホウ素−株式会社ヤマグチマイカより窒化ホウ素ＧＰとして入手可能な平均粒度が５ミクロンの無機板状充填剤。
ＦＲ−１−阪本薬品工業株式会社よりＳＲ−Ｔ  ５０００として入手可能な平均分子量が１０，０００の粒状臭素化エポキシ難燃剤。
ＦＲ−２−川崎三興化成株式会社よりＰＥ／ＦＲ−８０として入手可能な三酸化アンチモン／ポリエチレン（重量比８０／２０）マスターバッチ。
黒鉛−伊藤黒鉛工業株式会社よりＰＣ９９−３００Ｍとして入手可能な平均粒度が４２ミクロンの黒鉛。
ＣＦ１−三菱樹脂株式会社よりダイアリード（登録商標）Ｋ２２３ＨＭとして入手可能な平均繊維長５０ミクロン、繊維直径１１ミクロン、アスペクト比（Ｌ：Ｗ）４．５のピッチ系炭素繊維。
ＣＦ２−三菱樹脂株式会社よりダイアリード（登録商標）Ｋ２２３ＨＭとして入手可能な平均繊維長２００ミクロン、繊維直径１１ミクロン、アスペクト比（Ｌ：Ｗ）１８のピッチ系炭素繊維。
ＣＴＡＢ−臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム
ＴＥＯＳ−オルトケイ酸テトラエチル
【００５８】
方法
熱伝導率（ＴＣ）
前述のようにして得られた成形品の熱伝導率は、ＡＳＴＭ  Ｅ−１４６１に準拠してキセノンフラッシュ装置（ＬＦＡ  ４４７  ＮａｎｏＦｌａｓｈ（登録商標）、ＮＥＴＺＳＣＨ  ｃｏｍｐａｎｙ）によって測定した。
【００５９】
体積抵抗率（ＶＲ）
前述のようにして得られた成形品の体積抵抗率は、ＡＳＴＭ  Ｄ−２５７に準拠して抵抗率計（ハイレスタＵＰ：ＭＣＰ−ＨＴ４５０型、株式会社三菱化学アナリテック）によって測定した。この方法によって測定可能な最大体積抵抗率は１．０×１０14Ω・ｃｍである。
【００６０】
粒度測定
平均粒度Ｄ５０は、ＪＩＳ  Ｒ１６２９に準拠してレーザー回折によって測定した。
【００６１】
被覆黒鉛粒子の調製
炭素粒子として使用した黒鉛粒子は、以下の方法を用いてシリカ系被覆材料で被覆した。各成分の量を表１に示している。イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と脱イオン水とを互いに混合して溶媒を形成した。この溶媒を６０℃で撹拌しながら、水混合物中の２５％濃度のアンモニアを触媒として溶媒に加え、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ、ＣＡＳ番号５７−０９−０）を界面活性剤として加え、平均粒度が４２ミクロンの黒鉛粒子を溶媒に加えた。この混合物を撹拌しながら、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ、ＣＡＳ．７８−１０−４）を混合物に加えた。マグネチックスターラーによって混合物を６０℃で２時間撹拌し、濾過してシリカ被覆黒鉛粒子を回収した。このシリカ被覆黒鉛物品を室温で２４時間乾燥させた。
【００６２】
表１
2015044953.tif 000003
【００６３】
被覆炭素繊維粒子の調製
被覆炭素繊維粒子を調製するために、以下の方法を用いて炭素繊維をシリカ系被覆材料で被覆した。各成分の量を表２に示している。エチルアルコール（ＥｔＯＨ）と脱イオン水とを互いに混合して溶媒を形成した。この溶媒を６０℃で撹拌しながら、水中の２５％の濃アンモニアを触媒として溶媒に加え、ＣＴＡＢを界面活性剤として加え、炭素繊維を溶媒に加えた。この混合物を撹拌しながら、オルトケイ酸テトラエチルＴＥＯＳを混合物に加えた。マグネチックスターラーによって混合物を６０℃で２時間撹拌し、濾過してシリカ被覆炭素繊維を回収した。得られた被覆炭素繊維（ＣＣＦ１およびＣＣＦ２）を室温で２４時間乾燥させた。ＣＦ２はこの方法を用いて２回被覆した。ＣＦ１は１回のみ被覆した。
【００６４】
表２
2015044953.tif 000004
【００６５】
ポリマー組成物の調製
表３〜５は、本明細書に記載のポリマー組成物の調製に使用した各成分の体積濃度を示している。前述の方法で調製した被覆炭素粒子、電気絶縁性無機板状充填剤、ポリマー、および任意選択的なポリエステルエラストマー（ＰＥＥ）（使用される場合）を、ＤＳＭ  Ｘｐｌｏｒｅ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．のマイクロコンパウンダーによって２７０℃で約２分間互いに混合して、本明細書に記載のポリマー組成物を形成した。
【００６６】
本明細書に記載のポリマー組成物の成形
表に記載の成分から調製したポリマー組成物を、射出成形機を用いて射出成形して、長さ１６ｍｍ、幅１６ｍｍ、および厚さ１６ｍｍの寸法を有する成形プラークを形成した。
【００６７】
考察
表３中のＣ１およびＣ２は、被覆黒鉛粒子を有するが、無機板状充填剤は有さない。Ｃ１またはＣ２の最大体積抵抗率は、わずか７×１０6Ω・ｃｍであり、熱伝導率はそれぞれ２．２Ｗ／ｍＫおよび２．４Ｗ／ｍＫである。Ｃ３は、被覆黒鉛粒子と、最長寸法の最大長さが２０μｍの電気絶縁性無機板状充填剤とを有する。しかし、充填剤の濃度はわずか６体積パーセントである。Ｃ３は、１×１０14Ω・ｃｍを超える体積抵抗率を有するが、熱伝導率はわずか１．５Ｗ／ｍＫであり、本明細書に記載の熱伝導率である２．０Ｗ／ｍＫを下回る。Ｃ４は、板状ではなく比較的球状の充填剤を有する。Ｃ３は本明細書に記載の熱伝導率を示すが、その体積抵抗率は１×１０5Ω・ｃｍ未満である。
【００６８】
Ｅ１およびＥ２は、２０μｍの最長寸法の最大長さを有する電気絶縁性無機板状充填剤（ベーマイト）と、１０体積パーセントを超える濃度の被覆黒鉛粒子との両方を含む。Ｅ１およびＥ２の両方は、体積抵抗率が１×１０14Ω・ｃｍを超え、熱伝導率はそれぞれ２．３Ｗ／ｍＫおよび２．９Ｗ／ｍＫである。電気絶縁性無機板状充填剤が２０μｍの最長寸法の最大長さを有し、被覆黒鉛粒子が本明細書に記載のポリマー組成物中に１０体積パーセントを超える濃度で存在する場合に、この性質の組み合わせが得られる。
【００６９】
表３
2015044953.tif 000005
表の凡例：
PEE = コポリエステルエラストマー
TC = 熱伝導率
VR = 体積抵抗率
【００７０】
表４は、被覆黒鉛粒子と、２０μｍの最長寸法の最大長さを有する電気絶縁性無機板状充填剤とを１０体積パーセントを超える濃度で有するＥ３〜Ｅ５を示している。Ｅ３〜Ｅ５のそれぞれは、熱伝導率が２．０Ｗ／ｍＫを超え、体積抵抗率が１．０×１０14Ω・ｃｍを超える。粒度が２６μｍの電気絶縁性無機板状充填剤と被覆黒鉛粒子とを有するＣ６は、本明細書に記載の熱伝導率を示すが、体積抵抗率はわずか１×１０7Ω・ｃｍであり、その理由は電気絶縁性無機板状充填剤の粒度が２０μｍを超えるからである。
【００７１】
表４
2015044953.tif 000006
【００７２】
表５中、Ｅ６およびＥ７の両方が、被覆黒鉛粒子と、粒度が２０μｍ未満のマイカ無機板状充填剤とを、１０パーセントを超える体積濃度で有する。Ｅ６およびＥ７は、体積抵抗率が１×１０14Ω・ｃｍを超え、熱伝導率が２．０Ｗ／ｍＫを超える。
【００７３】
ポリマー組成物が被覆黒鉛粒子を含む場合でも、マイカの粒度が２０μｍを超えると、得られるポリマー組成物の体積抵抗率が１×１０5Ω・ｃｍ未満となる。Ｃ７およびＣ８はこの原則を示しており、これらの組成物中のマイカ粒子の最長寸法の最大長さがそれぞれ２６ミクロンおよび１８０ミクロンであったことが理由である。したがって、Ｃ７およびＣ８は、被覆黒鉛粒子と、最長寸法の最大長さが２０μｍの無機板状充填剤との組み合わせによってのみ、１×１０14Ω・ｃｍを超える体積抵抗率と少なくとも２．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率との両方を有する成形ポリマー組成物が得られることを示している。無機板状充填剤の最長寸法の最大長さが２０μｍを超える場合には、被覆黒鉛粒子が存在しても、ポリマー組成物はこの性質の組み合わせを示さない。
【００７４】
本明細書に記載のポリマー組成物中、被覆炭素粒子は、板状または繊維状のいずれかの形状を有することができ、板状および繊維状の両方の被覆炭素粒子を含むことができる。Ｅ８は、１つの組成物中での被覆板状黒鉛および被覆繊維状炭素粒子の両方の使用を示している。特に、Ｅ８は、電気絶縁性無機板状充填剤、および板状形状の被覆黒鉛粒子と繊維状形状でアスペクト比が４．５の被覆炭素繊維との両方を有する。繊維状被覆炭素繊維は、本明細書に記載のポリマー組成物の熱伝導率を改善し、同時に、１×１０14Ω・ｃｍを超える体積抵抗率を得るのに役立つ。
【００７５】
フレーク状の被覆黒鉛粒子と、繊維状であるがアスペクト比が１８の被覆炭素繊維との両方を使用するが、その体積抵抗率はわずか５×１０8Ω・ｃｍである。１×１０14Ω・ｃｍを超える体積抵抗率と少なくとも２．０Ｗ／ｍＫの熱伝導率とを同時に示す本明細書に記載のポリマー組成物を得るために、被覆炭素繊維が使用される場合、そのアスペクト比が１５未満となる必要があることを、Ｃ９は示している。
【００７６】
表５
2015044953.tif 000007
【００７７】
表６中、実施例Ｅ９は、３４体積パーセントのポリエステル、被覆黒鉛粒子、粒度が５ミクロンのタルクを含む。実施例Ｅ９は、１．０×１０14Ω・ｃｍを超える体積抵抗率、および２．０Ｗ／ｍＫを超える熱伝導率を示す。
【００７８】
表６
2015044953.tif 000008