(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）少なくとも１種のポリオレフィンと、
（ｂ）少なくとも１種の不飽和脂肪酸の金属塩と、
（ｃ１）少なくとも１個の環式基を有し、且つ酸素原子及び／又は窒素原子を含む少なくとも１個の極性置換基を有する炭化水素化合物からなる少なくとも１種の第１媒介物質であって、
極性置換基１個当たり２〜１０個の環式基を有し、
融点が前記ポリオレフィン（ａ）の融点を８０℃以上下回らず、且つ、５０℃以上上回らない第１媒介物質と、
（ｃ２）少なくとも１個の環式基を有し、且つ酸素原子及び／又は窒素原子を含む少なくとも１個の極性置換基を有する炭化水素化合物からなる、前記第１媒介物質（ｃ１）とは異なる少なくとも一種の第２媒介物質であって、
極性置換基１個当たり２個未満の環式基を有し、
融点が前記ポリオレフィン（ａ）の融点を８０℃以上下回らず、且つ、５０℃以上上回らない第２媒介物質と、
（ｄ）少なくとも１個の環式基を有する炭化水素化合物からなる少なくとも１種の第３媒介物質であって、
沸点が前記ポリオレフィン（ａ）の融点を１００℃以上下回らず、且つ、８０℃以上上回らない第３媒介物質と、
（ｅ）少なくとも１種の粒状の充填材であって、
配合率が高充填樹脂組成物の全体積に対して４０体積％より大きく、及び／又は、その理論的最大値の８０体積％より大きい粒状の充填材（ｅ）と、
を含む高充填樹脂組成物。
【請求項２】
前記第１媒介物質（ｃ１）の融点及び／又は前記第２媒介物質（ｃ２）の融点は、前記ポリオレフィン（ａ）を５０℃以上下回らず及び／又は３０℃以上上回らず、
及び／又は、前記第３媒介物質（ｄ）の沸点は、前記ポリオレフィン（ａ）の融点を７０℃以上下回らず及び／又は５０℃以上上回らない、
請求項１に記載の高充填樹脂組成物。
【請求項３】
前記充填材（ｅ）は、金属粉末、金属酸化物粉末、酸化物セラミック粉末、非酸化物セラミック粉末、炭素粉末若しくはこれらの組み合わせであるか、
又は、前記充填材（ｅ）は、金属粉末、金属酸化物粉末、酸化物セラミック粉末、非酸化物セラミック粉末、炭素粉末若しくはこれらの組み合わせを含んでいる、
請求項１又は２に記載の高充填樹脂組成物。
【請求項４】
前記充填材の平均粒径は、１〜１５０μｍである、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の高充填樹脂組成物。
【請求項５】
前記ポリオレフィン（ａ）は、平均モル質量が１０４〜１０６ｇ／ｍｏｌであり、及び／又は、前記ポリオレフィン（ａ）の融点は１００〜２５０℃である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の高充填樹脂組成物。
【請求項６】
前記塩（ｂ）の脂肪酸は、８個より多くの炭素原子及び少なくとも１つの二重結合を有する一価カルボン酸である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の高充填樹脂組成物。
【請求項７】
前記塩（ｂ）の配合率は、充填材を含まない樹脂組成物の全質量に対して１〜１５重量％である、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の高充填樹脂組成物。
【請求項８】
前記第１媒介物質（ｃ１）及び／又は前記第２媒介物質（ｃ２）は、水酸基及び／又はアミノ基を含む、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の高充填樹脂組成物。
【請求項９】
前記第１媒介物質（ｃ１）の配合率は、充填材を含まない樹脂組成物の全質量に対して５〜３０重量％であり、
及び／又は前記第２媒介物質（ｃ２）の配合率は、充填材を含まない樹脂組成物の全質量に対して１〜２０重量％である、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の高充填樹脂組成物。
【請求項１０】
前記第３媒介物質（ｄ）の配合率は、充填材を含まない樹脂組成物の全質量に対して３〜２０重量％である、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の高充填樹脂組成物。
【請求項１１】
前記充填材（ｅ）を溶媒に懸濁するＡ工程と、
前記塩（ｂ）と、前記第１媒介物質（ｃ１）と、前記第２媒介物質（ｃ２）とを懸濁液に混合するＢ工程と、
前記溶媒を除去して前記懸濁液を乾燥するＣ工程と、
その残留物を前記ポリオレフィン（ａ）と混合するＤ工程と、
前記第３媒介物質（ｄ）を添加するＥ工程と、
を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の高充填樹脂組成物の製造方法。
【請求項１２】
押出成形法又は射出成形法の一部として成形品を製造するための、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の高充填樹脂組成物の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、高充填樹脂組成物、高充填充填樹脂組成物の製造方法、及びそのような高充填樹脂組成物の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】  先行技術において、機能性部品を製造するための充填樹脂組成物の使用が知られている。そのような組成物は、一般に樹脂マトリックス及び充填材を含んでいる。【０００３】  そのような機能性部品のいくつかの特性を向上させるため、充填材の配合率が高いこと（高充填）が望ましい。充填材の配合率を高くすることによって、例えば、熱伝導率、密度、磁気特性又は電磁信号及び電離放射線に対する遮蔽効果を増大させることができる。充填材の配合率が理論的最大値に近いとき、粒子接触の数がその範囲で大きく増加するので、いくつかの特性の大きな向上が特に観察され得る。充填材の体積分率が、最大充填密度（a maximum packing density）における天然充填材粒子の体積分率に近づくとき、理論的最大値に近いと言える。最大充填密度における天然充填材粒子の体積分率は、粒径分布から直接もたらされるものである。【０００４】  その一方で、充填材の配合率が高くなるにつれて、樹脂組成物の溶融粘度もまた上昇するので、この種の高充填組成物はすべての加工技術に利用可能ではない。成型用コンパウンド（molding compounds）及び注型コンパウンド（casting compounds）には、部分的には、設計の自由度を犠牲にしつつ、充填材を高配合率で充填することができるが、高充填樹脂組成物は、可変射出成形法又は押出成形法の枠内での加工には適さないことが多い。更に、前記部品のいくつかの機械的特性は、高配合の充填材によって劣化し、充填材が高配合の部品は脆い傾向がある。
【発明の概要】
【０００５】  本発明の目的は、射出成形法又は押出成形法の枠内で加工することができ、更に機械的特性が許容範囲内の、可能な限り高充填の樹脂組成物を提供することである。
【０００６】  この背景に対して、本発明は、（ａ）少なくとも１種のポリオレフィンと、（ｂ）不飽和脂肪酸の少なくとも１種の金属塩と、（ｃ１）少なくとも１個の環式基（好ましくは芳香族基）を有し、且つ酸素原子及び／又は窒素原子を含む少なくとも１個の極性置換基を有する炭化水素化合物からなる少なくとも１種の第１媒介物質であって、極性置換基１個当たり２〜１０個の環式基を有し、融点が前記ポリオレフィン（ａ）の融点を８０℃以上下回らず、且つ、５０℃以上上回らない第１媒介物質と、（ｃ２）少なくとも１個の環式基（好ましくは芳香族基）を有し、且つ酸素原子及び／又は窒素原子を含む少なくとも１個の極性置換基を有する炭化水素化合物からなる、前記第１媒介物質（ｃ１）とは異なる少なくとも一種の任意で含まれる第２媒介物質であって、極性置換基１個当たり２個未満の環式基（好ましくは環式基１個当たり２〜１０個の極性置換基を有する）を有し、融点がポリオレフィン（ａ）の融点を８０℃以上下回らず、且つ、５０℃以上上回らない第２媒介物質と、（ｄ）少なくとも１個の環式基（好ましくは置換されていないか又はハロゲン置換されている芳香族基）を有する炭化水素化合物からなる少なくとも１種の第３媒介物質であって、沸点がポリオレフィン（ａ）の融点を１００℃以上下回らず、且つ、８０℃以上上回らない第３媒介物質と、少なくとも１種の粒状の充填材とを含む高充填樹脂組成物に関する。
【０００７】  常圧での沸点を、沸点として理解するべきである。
【０００８】 充填樹脂組成物は、例えば押出成形法又は射出成形法の枠内で加工できるようにペレット形態であってもよい。この組成物は更に、例えば押出成形法又は射出成形法を用いて得ることができる固体であってもよい。
【０００９】 この高充填樹脂組成物の充填材配合率は、その充填組成物の全体積に対して４０体積％より大きい高充填樹脂組成物である。好ましい実施形態では、充填材配合率は５０体積％より大きい。より好ましい実施形態では、充填材配合率は６０体積％より大きい。
【００１０】  一実施形態では、特定の充填材（ｅ）の粒径分布は単峰性である。他の実施形態では、充填材の粒径分布は多峰性である。
【００１１】  本発明は、高充填樹脂組成物中の充填材配合率は、粒径分布からもたらされる理論的最大値に近いという着想を含む。粒径分布が単峰性である充填材を用いる場合、理論的最大値（その場合、例えば６５体積％）は、粒径分布が多峰性である充填材（その場合、例えば７５体積％）よりも一般に低い。高充填樹脂組成物の多くの物理的性質、例えばその熱伝導率は、充填材配合率の絶対値よりも、充填材配合率の理論的最大値への近接度により大きく依存すると考えられている。その効果は、おそらく、これらの効果が充填材の粒子接触の数に決定的に影響を受け、且つこの数が理論的最大値に近いところで大きく増加するという事実に基づいている。
【００１２】  したがって、樹脂組成物中の充填材配合率は、その理論的最大値の、少なくとも８０体積％、好ましくは少なくとも９０体積％、更に好ましくは少なくとも９５体積％である。
【００１３】  未充填樹脂組成物は、用語「有機材料」に含まれ得る。本発明に係る高充填樹脂組成物又は本発明に係る充填限界近くまで充填された樹脂組成物においては、第１媒介物質（ｃ１）及び任意で含まれる第２媒介物質（ｃ２）が、加工の間、その溶融体積の増加及び溶融粘度の低下に寄与すること、完成部品中の第１媒介物質（ｃ１）そして任意で含まれる第２媒介物質（ｃ２）が有機材料と充填材との間の親和性又は結合強度の増加に寄与すること、第３媒介物質（ｄ）が加工中に気相を形成し、それによって有機材料の体積を更に増加させ、更に粘度を低下させること、そして、塩（ｂ）が混合物の均質化に寄与することが考えられる。
【００１４】  一実施形態では、充填材（ｅ）は、金属粉末、金属酸化物粉末、酸化物セラミック粉末、非酸化物セラミック粉末、又は炭素粉末である。そのような粉末を含む混合物の使用もまた考えられ、本発明に含まれる。
【００１５】  充填材粒子の形状は、好ましくは球状又は粒状である。一実施形態では、充填材の平均粒径は、１〜１５０μｍ、好ましくは２０〜１００μｍである。充填材の平均粒径は、例えばＤＩＮ６６１６５に従いふるい分析により決定することができる。
【００１６】  一実施形態では、第１媒介物質（ｃ１）の融点は、ポリオレフィン（ａ）の融点を５０℃以上下回らず及び／又は３０℃以上上回らない。
【００１７】  一実施形態では、第２媒介物質（ｃ２）の融点は、ポリオレフィン（ａ）の融点を５０℃以上下回らず及び／又は３０℃以上上回らない。
【００１８】  一実施形態では、第３媒介物質（ｄ）の融点は、ポリオレフィン（ａ）の融点を７０℃以上下回らず及び／又は５０℃以上上回らない。
【００１９】  成分（ａ）、（ｃ１）、（ｃ２）及び（ｄ）の間で、沸点及び融点についての一般的なそして好ましい最大の差は、ポリオレフィン（ａ）、第１媒介物質（ｃ１）、そして存在する場合には第２媒介物質（ｃ２）も、加工の間、溶融状態で存在するべきであり、第３媒介物質（ｄ２）は加工の間、気体形態で存在するべきであるが、その一方で、どの物質も分解するべきではない、という背景がある。第３媒介物質（ｄ）の沸点が常圧でポリオレフィン（ａ）の融点を１００℃まで下回ってもよいという事実は、局所的な圧力がその加工の間におそらく数バールになり得、それによって沸点の上昇をもたらすという事実による。
【００２０】  一実施形態では、ポリオレフィン（ａ）は、平均モル質量が１０４〜１０６ｇ／ｍｏｌである。好適なポリオレフィン（ａ）の平均モル質量は、例えば、５０，０００〜５００，０００ｇ／ｍｏｌであり得る。
【００２１】  一実施形態では、ポリオレフィン（ａ）の融点は１００〜２５０℃である。
【００２２】  一実施形態では、ポリオレフィン（ａ）は、９０％未満の結晶化度を有する半結晶性ポリマーである。結晶化度は、例えば、３０〜８０％であってもよい。
【００２３】  一実施形態では、ポリオレフィン（ａ）の多分散度は５未満である。
【００２４】 好適なポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリイソプレン、ポリブチレン、ポリイソブチレン及びそれらのコポリマーや混合物を含む。ポリエチレンが特に好ましい。
【００２５】  ポリオレフィンは変性されてもよく、例えば酸化、グラフト化又はシラン化されてもよい。しかし、ヘテロ原子を含まない非置換ポリオレフィンが好ましい。
【００２６】  一実施形態では、塩（ｂ）の脂肪酸は、８個より多くの炭素原子及び少なくとも１つの二重結合を有する一価カルボン酸である。カルボン酸は、２５個未満の炭素原子を含むのが好ましい。二重結合の好ましい数は、１〜５である。炭素原子数は、例えば１５〜２０個であってもよい。二重結合の数は、例えば１つ又は２つでもよい。好適なカルボン酸としては、オレイン酸及びリノール酸が挙げられる。塩のカチオンは、例えばアルカリ金属、特にナトリウム又はカリウムであってもよい。
【００２７】  一実施形態では、未充填組成物中、すなわち有機材料中の塩（ｂ）の配合率は、１〜１５重量％である。好ましい範囲は、３〜７重量％を含む。
【００２８】  一実施形態では、第１媒介物質（ｃ１）は極性置換基として水酸基及び／又はアミノ基を有する。一実施形態では、第１媒介物質（ｃ１）の全ての極性置換基は、水酸基及び／又はアミノ基、好ましくは水酸基である。
【００２９】  一実施形態では、第１媒介物質（ｃ１）は、１〜４個の極性置換基、好ましくは水酸基を有する。
【００３０】  一実施形態では、第１媒介物質（ｃ１）は多環式芳香族アルコールである。
【００３１】  好適な第１媒介物質（ｃ１）の例としては、トリフェニルメタノール、ジフェニルメタノール、４-ニトロベンゼンメタノール、ジフェニルエーテル、１，２，４-トリフェニルシラノール、ヒドロキシビフェニル、３-ヒドロキシビフェニル、２-ヒドロキシビフェニル、α-シクロヘキシル-α-フェニル-１-ピペリジンプロパノール、４-シクロヘキシルフェノール、２-シクロヘキシルフェノール及びジベンジルアミンが挙げられる。
【００３２】  一実施形態では、第２媒介物質（ｃ２）は、極性置換基として水酸基及び／又はアミノ基を含む。一実施形態では、第２媒介物質（ｃ２）の極性置換基はすべて水酸基及び／又はアミノ基、好ましくは水酸基である。
【００３３】  一実施形態では、第２媒介物質（ｃ２）は、１〜４個の極性置換基、好ましくは２個の極性置換基を有する。一実施形態では、第２媒介物質（ｃ２）は、パラ位に２個の極性置換基、好ましくは水酸基、を有する芳香族６員環を有する。
【００３４】  一実施形態では、第２媒介物質（ｃ２）は芳香族アルコールである。
【００３５】  好適な第２媒介物質（ｃ２）の例としては、４-（３-ヒドロキシ-１-プロペニル）-２-メトキシフェノール、４-ヒドロキシベンゼンメタノール、４-ヒドロキシベンゼンエタノール、３-ヒドロキシベンゼン−メタノール、２-ヒドロキシベンゼンメタノール、４-ヒドロキシベンゼン−エタノール、４-ベンジルフェノール、２-ベンジルフェノール、２-（ベンジルオキシ）エタノール、４-（２-アミノプロピル）フェノール、α-（１-アミノプロピル）ベンゼンメタノール、α-アミノプロピル−ベンジルアルコール、ｏ-エチルフェノール、ｍ-エチルフェノール、ｐ-エチルフェノール、２，４-キシレノール、２，５-キシレノール、２，６-キシレノール、３，４-キシレノール、３，５-キシレノール、ベンゼンエタノール、α-メチルベンジルアルコール、３-メチルベンゼンメタノール、４-メチルベンゼンメタノール、ｐ-メチルアニリン、４-ｔｅｒｔ-ブチル-１，２-ベンゼンジオール、ｐ-１-アセチル-２，５-ジヒドロキシベンゼン、α-アリルベンゼンメタノール、４-アミノベンゼンエタノール、２-アミノベンゼンメタンアミン、２-アミノベンゼンメタノール、α-（１-アミノエチル）ベンゼンメタノール、４-（２-アミノ-１-ヒドロキシエチル）-１，２-ベンゼンジオール、α-（アミノメチル）ベンゼンメタノール、２-アミノ-４-メチルフェノール、４-アミノ-２-メチルフェノール、４-アミノ-３-メチルフェノール、３-（アミノメチル）-３，５，５-トリメチルシクロ-ヘキサノール、α-（アミノメチル）ベンゼンメタノール、α-（１-アミノプロピル）ベンゼンメタノール、１，２-ベンゼンジメタノール、１，３-ベンゼンジメタノール、１，４-ベンゼンジメタノール、ベンゼンエタノール、ベンゼンペンタノール、ベンゼンプロパノール、１，２，３-ベンゼントリオール、１，２，４-ベンゼントリオール、１，３，５-ベンゼントリオール、ｐ-ベンジジン、１，１-ビス（４-クロロフェニル）エタノール、２，５-ビス（１，１-ジメチルプロピル）-１，４-ベンゼンジオール、１-ブトキシ-４-メチルベンゼン、２-ｔｅｒｔ-ブチル-４，６-ジメチルフェノール、４-ｔｅｒｔ-ブチル-２，５-ジメチルフェノール、４-ｔｅｒｔ-ブチル-２，６-ジメチルフェノール、１-ｔｅｒｔ-ブチル-３，５-ジメチル-２，４，６-トリニトロベンゼン、２-ｔｅｒｔ-ブチル-４，６-ジニトロフェノール、４-ｔｅｒｔ-ブチル-１，２-ベンゼンジオール、２-ｔｅｒｔ-ブチル-１，４-ベンゼンジオール、２-ｔｅｒｔ-ブチル-４，６-ジメチルフェノール、４-ｔｅｒｔ-ブチル-２，５-ジメチルフェノール、４-ｔｅｒｔ-ブチル-２，６-ジメチル−フェノール、２-ｔｅｒｔ-ブチル-４-メトキシフェノール、３-ｔｅｒｔ-ブチル-４-メトキシフェノール、Ｎ，Ｎ-ジエチル-２-メチルアニリン、２，６-ジイソプロピルアニリン、３，４-ジメトキシベンゼンメタノール、２，５-ジメチル-１，３-ベンゼンジオール、２，６-ジメチル-１，４-ベンゼンジオール、４-ジメチルベンゼンメタノール、１-（４-メチルフェニル）エタノール、α，α-ジメチルベンゼンメタノール、α-クミルアルコール、α-ジメチルベンゼンプロパノール、２-（１，１-ジメチルプロピル）フェノール、４-（１，１-ジメチルプロピル）フェノール、２-（ヒドロキシメチル）-１，４-ベンゼンジオー��、２-イソプロピルフェノール、３-イソプロピルフェノール、４-イソプロピルフェノール、４-メトキシ-α-メチルベンゼンメタノール、２-メチルアニリン、３-メチルアニリン、４-メチルアニリン、Ｎ-メチルアニリン、３-メチル-１，２-ベンゼンジオール、４-メチル-１，２-ベンゼンジオール、２-メチル-１，３-ベンゼンジオール、４-メチル-１，３-ベンゼンジオール、５-メチル-１，３-ベンゼンジオール、２-メチル-１，４-ベンゼンジオール、α-メチルベンゼンメタノール、２-メチルベンゼンメタノール、２-メチル-１，３-ベンゼンジオール、４-メチル-１，３-ベンゼンジオール、５-メチル-１，３-ベンゼンジオール、２-メチル-１，４-ベンゼンジオール、２-メチルベンゼンエタノール、４-メチルベンゼンエタノール、２-メチルベンゼンメタンアミン、３-メチルベンゼンメタン−アミン、４-メチルベンゼンメタンアミン、Ｎ-メチルベンゼンメタンアミン、α-メチルベンゼンメタノール、２-メチルベンゼンメタノール、３-メチルベンゼンメタノール、４-メチルベンゼンメタノール、α-メチルベンゼンプロパノール、α-エチルシクロヘキサンメタノール、４-メチルシクロヘキサンメタノール、１-メチルシクロヘキサノール、シス-２-メチルシクロヘキサノール、トランス-２-メチルシクロヘキサノール、シス-３-メチルシクロヘキサノール、トランス-３-メチルシクロヘキサノール、シス-４-メチルシクロヘキサノール、トランス-４-メチルシクロヘキサノール、シス-２-メチルシクロヘキサノール、トランス-２-メチルシクロヘキサノール、シス-３-メチルシクロヘキサノール、トランス-３-メチルシクロヘキサノール、シス-４-メチルシクロヘキサノール、トランス-４-メチルシクロヘキサノール、１-メチル-４-イソプロピルシクロヘキサノール、５-メチル-２-イソプロピルシクロヘキサノール、２-（メチルフェニルアミノ）エタノール、２-［（２-メチルフェニル）アミノ］エタノール、４-メチル-α-フェニルベンゼンメタノール、α-メチル-α-フェニルベンゼンメタノール、２-（メチルフェニルアミノ）エタノール、２-［（２-メチルフェニル）アミノ］エタノール、４-メチル-α-フェニルベンゼンメタノール、α-メチル-α-フェニルベンゼンメタノール、３-ペンタデシルフェノール、トランス-５-（２-フェニルビニル）-１，３-ベンゼンジオール、２，３，５，６-テトラメチル-１，４-ベンゼンジオール、２，３，５-トリメチル-１，４-ベンゼンジオール、２，３，３-トリメチル-２-ブタノール、シス-３，３，５-トリメチルシクロ-ヘキサノール、トランス-３，３，５-トリメチルシクロ-ヘキサノール、２，３，４-トリメチルフェノール、２，３，５-トリメチルフェノール、２，３，６-トリメチルフェノール、２，４，５-トリメチルフェノール、２，４，６-トリメチルフェノール及び３，４，５-トリメチルフェノールが挙げられる。
【００３６】  一実施形態では、未充填組成物中、すなわち有機材料中の第１媒介物質（ｃ１）の配合率は、５〜３０重量％である。好ましい範囲は、８〜２０重量％を含む。
【００３７】  一実施形態では、未充填組成物中、すなわち有機材料中の第２媒介物質（ｃ２）の配合率は、１〜２０重量％である。好ましい範囲は、２〜１０重量％を含む。
【００３８】  一実施形態では、第３媒介物質（ｄ）は、少なくとも１個の環式基、好ましくは、少なくとも１つの塩素置換を含む芳香族基を有する炭化水素化合物である。
【００３９】  未充填組成物中、すなわち有機材料中の第３媒介物質（ｄ）の配合率は、３〜２０重量％であってもよい。第３媒介物質（ｄ）の好ましい配合率は、５〜１５重量％を含む。
【００４０】  一実施形態では、第３媒介物質（ｄ）は非置換の芳香族炭化水素である。
【００４１】  好適な第３媒介物質（ｄ）の例としては、ベンゼン、ジメチルベンゼン、１，３，５-トリメチルベンゼン、１，２，４-トリメチルベンゼン、１，２，３-トリメチルベンゼン、ｐ-エチルトルエン、ｍ-エチルトルエン、ｏ-エチルトルエン、イソプロピルベンゼン、プロピルベンゼン、ｐ-キシレン、ｍ-キシレン、ｏ-キシレン、エチルベンゼン、１，３，５-トリ-ｔｅｒｔ-ブチルベンゼン、（トリクロロメチル）ベンゼン、ｐ-ジクロロベンゼン、ヘキサメチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、１，２，４，５-テトラメチルベンゼン、１，２，３，４-テトラメチルベンゼン、１，２，３，５-テトラメチルベンゼン、ｏ-エチルトルエン、ｐ-エチルトルエン、１，２，３-トリメチルベンゼン、１，２，４-トリメチルベンゼン、１，３，５-トリメチルベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ｏ-エチルトルエン、ｐ-エチルトルエン、エチルベンゼン、ｏ-キシレン、ｍ-キシレン、ｐ-キシレン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、トリメチルベンゼン、イソプロペニルベンゼン、ｍ-ジエチルベンゼン、ｐ-ジエチルベンゼン、ｓｅｃ-ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ-ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ｏ-エチルトルエン、ｍ-エチルトルエン、ｐ-エチルトルエン、１，２，３-トリメチルベンゼン、１，２，４-トリメチルベンゼン、１，３，５-トリメチルベンゼン、アリルベンゼン、（トランス）-１，３-ブタジエニルベンゼン、１-ｔｅｒｔ-ブチル-３，５-ジメチルベンゼン、ブチルベンゼン、ｓｅｃ-ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ-ブチルベンゼン、１-ｔｅｒｔ-ブチル-２-メチルベンゼン、１-ｔｅｒｔ-ブチル-３-メチルベンゼン、１-ｔｅｒｔ-ブチル-４-メチルベンゼン、１-ｔｅｒｔ-ブチル-４-エチルベンゼン、１-ｔｅｒｔ-ブチル-２-メチル−ベンゼン、１-ｔｅｒｔ-ブチル-３-メチルベンゼン、１-ｔｅｒｔ-ブチル-４-メチルベンゼン、シクロペンチルベンゼン、シクロプロピルベンゼン、デシルベンゼン、１，２-ジエチルベンゼン、１，３-ジエチルベンゼン、１，４-ジエチルベンゼン、１，２-ジイソプロピルベンゼン、１，３-ジイソプロピルベンゼン、１，４-ジイソプロピルベンゼン、１-エチル-２，４-ジメチルベンゼン、１-エチル-３，５-ジメチルベンゼン、２-エチル-１，３-ジメチルベンゼン、１-イソプロピル-２-メチルベンゼン、１-イソプロピル-３-メチルベンゼン、１-イソプロピル-４-メチルベンゼン、１-メチル-３-プロピルベンゼン、１-メチル-４-プロピルベンゼン、シス-１-プロペニルベンゼン、シス-１-プロペニルベンゼン、トランス-１-プロペニルベンゼン、１，２，３，４-テトラメチルベンゼン、１，２，３，５-テトラメチルベンゼン、１，２，４，５-テトラメチルベンゼン、１，２，３，４-テトラヒドロナフタリン及びビシクロ［４．４．０］デカンが挙げられる。
【００４２】  有機材料中のポリオレフィン（ａ）の重量の割合は、ほかの添加剤の割合の合計と１００重量％との間の差である。
【００４３】  更に、好適なエステルとして、脂肪酸エステルが挙げられる。脂肪酸エステルは、例えば、樹脂組成物の溶融粘度降下に影響を及ぼすことがあり、及び／又は充填材（ｅ）の前処理に役立つことがある。好適な添加剤として、更に、アルキルシランが挙げられる。好適な添加剤として、更に、有機チタン酸エステル、有機ホスホン酸エステル、及び有機リン酸エステルが挙げられる。これらの各添加剤の組成物中における配合量は、例えば、０．１〜５体積％であってもよい。
【００４４】  最初に記載した背景に対して、本発明は更に、以下の工程を含む充填樹脂組成物の製造方法に関する。Ａ工程：充填材（ｅ）を溶媒に懸濁する工程。Ｂ工程：塩（ｂ）、第１媒介物質（ｃ１）及び任意で含まれる第２媒介物質（ｃ２）を懸濁液に混合する工程。Ｃ工程：溶媒を除去して懸濁液を乾燥する工程。Ｄ工程：残留物をポリオレフィン（ａ）と混合する工程。Ｅ工程：第３媒介物質（ｄ）を添加する工程。
【００４５】  このようにして調製された組成物において、塩（ｂ）、第１媒介物質（ｃ１）及び任意で含まれる第２媒介物質（ｃ２）は混合物中にただ単に存在しているのではなく、先行する表面処理によって充填材に付着している。
【００４６】  反応段階は、Ｃ工程による乾燥に先行し、Ｂ工程による混合の後に実施することができる。この段階の実施時間は、例えば１０分〜２時間であってもよい。温度は、室温又は高温であってもよい。反応段階中に、懸濁液を混合（例えば撹拌）してもよい。或いは、これに代えて、反応段階の間、懸濁液を静止させていてもよい。
【００４７】  Ｄ工程における混合は乾燥状態で行うことができ、任意で予め粉砕された粉末状のＣ工程の残留物と、粉末状又は粒状のポリオレフィン（ａ）とを混合してもよい。更に、ポリオレフィン（ａ）の溶融状態での混合であってもよい。
【００４８】  一実施形態では、Ｄ工程における混合の後に、溶融状態での混合、冷却及び粉砕が続く。
【００４９】  Ｅ工程における第３媒介物質（ｄ）の添加は、粉砕された乾燥混合物に第３媒介物質（ｄ）を噴霧することによって行うことができる。
【００５０】  好適な溶媒は、弱極性又は無極性の溶媒である。
【００５１】  適切な溶媒の例として、アセトン等の非プロトン性極性溶媒又はエタノール等のプロトン性極性溶媒などの極性溶媒が挙げられる。
【００５２】  最初に記載した背景に対して、本発明は、最後に、押出成形法又は射出成形法の一部として成形品を製造するための、本発明に係る高充填樹脂組成物の使用に関する。
【００５３】  本発明は、技術的加工法の及び機械的な観点から理にかなった方法による、ポリオレフィン中の充填材の体積充填の程度を、天然充填材粉末粒子における充填密度の理論的最大値に非常に近いものにできる可能性を提供する。したがって、磁気特性又は熱伝導率などの充填材の特定の物理的特性は、樹脂組成物において非常に強い影響を有する。例えば、金属交換などの新しい領域を開くことができる。
【００５４】  本発明のほかの詳細及び利点は、先行技術、要請及び充填材粒子とマトリックスとの推定される協同作用を参照して以下に説明される。ここで、これらの実施形態は、例えば特定の物質が必須かという点において、限定の意味はなく、説明の意味を有することに留意されたい。
【００５５】  本発明に係る組成物は、一実施形態では、射出成形法、押出成形法及び同様の加工方法のための材料としての、高充填の可塑化可能な可塑性結合樹脂粉末／繊維／カーボンナノチューブ、ウィスカー又は高充填熱可塑性樹脂を製造するための、熱可塑性の有機変性された樹脂組成物であると考えてもよい。用途として、熱伝導率、磁気現象、高密度、電離放射線の減衰、ラジオ波及び摩耗の影響からの遮蔽など、改良された物理的特性を有する樹脂、並びに、３Ｄ印刷やＭＩＭ（メタルインジェクションモールド）及びＣＩＭ（セラミックインジェンクションモールド）のための原料が挙げられる。
【００５６】  そのような材料は用途によって異なる要請を満たさなければならない。例としては、以下のものが挙げられる。この用途のための変性ポリマー系は、完成品において、材料に引張強度、弾性率、耐久性、耐熱性、硬度、及び耐摩耗性などのその機械的特性を付与するという要請を満たさなければならない。これらの要請は、ポリマーそれ自体と粉末／繊維状充填材料への結合性の両方に当てはまる。それは環境条件並びに処理及び応用条件に関して化学的に耐性がなければならない。それはまた非常に高いパッキング又は高充填で材料全体を十分に可塑化しなければならず、そして材料の混合中及び部品製造中の両方で、樹脂射出成形法には一般的である複雑な形状に成形することを可能にしなければならない。同様に、潤滑特性に優れ且つ非常に高い圧力に耐性のある層が、接着／結合に関連する充填材の表面上に形成されなければならない。その溶融粘度は非常に低く、天然ポリマーの溶融粘度よりも実質的に低くなければならない。それは、一時的な体積増加によって、流動運動中の充填材と非常に高密度の充填材との間の充填密度の差を埋めなければならない。凝固及び結晶化挙動は、その部品において高すぎる内部応力を発生させないかもしれない。可塑化の条件下での熱の下で、充填材粒子に強く結合するにもかかわらず、道具からは容易に離型する性質が凝固条件下で保証されなければならない。
【００５７】  先行技術では、前記の用途における粉末の理論的に達成可能な充填密度は、現在のところ、どのような材料においても近似的にさえも達成されていない。ポリオレフィンをベースとするポリマー調製物は、ｄ９０＜４５μｍである単峰性粉末の充填密度約６５体積％を１０体積％以上下回る配合率の球状単峰性粉末を可能にするにすぎない。これは粒径分布についてＬＥＥの式に従って計算することができる。それらの値は、例えばまだらな又は板状の形態など、不規則な形態で低くなる。ポリマーからの前記粉末表面に対する結合が十分に強くないので、一般に、前記粉末の配合率が５５体積％にもなると、射出成形法における加工中の流動特性及び特に機械的特性の著しい低下がある。それ故、１１ｇ／ｃｍ３の密度におけるタングステン遮蔽材料は、現在、鉛の遮蔽力程度（１４ｇ／ｃｍ３で鉛より５０％高い値を上回る遮蔽力が可能なはずある）又は等方性熱伝導性樹脂の２〜３Ｗ／ｍＫの熱伝導率が限界である（Lewis＆Nielsenによると、理論充填密度では１０〜１５Ｗ／ｍＫが可能なはずである）。同じような不均衡は、機械的強度が更に大幅に低下する永久磁性材料及び軟磁性材料にも存在する。しかし、本発明に従ってこれまでに達成され又は達成可能な密度の例では、体積充填の増加率は約９体積％であるが、樹脂体積が変化しない場合の充填材の絶対体積の増加率は５０％に近い。成形材料及び注型材料用の合成樹脂、そして最近では短鎖ポリオレフィンは、わずかにより良い値となる。
【００５８】  本発明では、ポリオレフィンが使用される。ポリオレフィンをベースとする高充填組成物には大きな商業的関心が持たれる。選択された充填材に関して、とりわけ金属及び金属酸化物粉末や酸化物セラミック粉末や任意で非酸化物セラミック粉末のような極性材料が考慮されるが、特に無極性ポリオレフィンについては、グラファイト、グラフェン、又はカーボンナノファイバーなどの無極性充填材もまた興味が持たれる。ベースポリマーを改質するための高充填の熱可塑性樹脂用に、抜粋された有機添加剤のモジュラーシステムが開発された。これは射出成形法、押出成形法及び類似の方法のための材料として高充填の可塑化可能な樹脂結合粉末又は高充填の熱可塑性樹脂の製造を可能にする。このモジュラーシステムは、部品製造中及び完成品内の両方で、改質樹脂の単一及び複数の特性に直接影響を及ぼすことを可能にする。このように、本発明は、多峰性の粉末混合物の使用によって充填樹脂の粘度を低下させることを試みた最近の研究の発展から明らかとなったものである。ここでの流動性の改良は充填密度の増加を許容するだけであり、ポリマー溶融物は濡れ性及び潤滑フィルムの体積を欠いているので、体積充填の程度を同程度まで増加させることができないため物理的性質は低下する。
【００５９】  接着／結合、粘度、体積、強度、耐衝撃性、滑り又は離型の特性は、単数で組み合わされるだけでなく、複数でも組み合わされ、ときには相乗的に組み合わされて、モジュール方式で設定することができる。極性ポリマーの溶融粘度は、十分に完全で同時に流動性の濡れを伴う高充填レベルを実現するには適当ではない。前記溶融粘度は、分子構造を永久的に喪失することなく、そして親水性表面での接着／結合力を低下させることなく、大幅に減少させなければならない。本発明において、これはまず、高粘性ポリマーの溶融粘度を、それらのポリマー溶融物と熱力学的に適合する低粘性溶媒粘度並びに沸点と融点において好適なプロトン性溶媒及び有機溶媒の塩溶融粘度によって部分的に置換することによって行われる。得られる粘度は十分低い。与えられた溶融体積の濡れ性は、従って、大きく増加する。濡れ性を更に増加させそして潤滑フィルムの体積を増加させるために、溶融体積を更に同時に一時的に大きく増加させ、液相の溶融体積を一次増加させる。この体積増加は、一次的に生成された液体体積を気体体積によって更に膨張させる二次的気体体積（a secondary defined volume of gas）を追加するために必要である。
【００６０】  ポリマーの溶解の正確な機能は、基本的に知られており、ここでは革新的な方法でしか使用されていないので、ここではこれ以上詳細には着目しない。拡散制御されたポリマー凝集力の低下によって、極性充填材に対する接着力の大きな増加を得るために、非常に高い粘度低下効果に加え、好適な溶液中の添加剤のより大きな極性が特に利用される。ポリオレフィン溶融物は、融点が近い、前記の第１媒介物質そして場合によっては第２媒介物質も必要とする。ポリマーの溶融体積は、ポリマー中のアルコールの高い体積分率によって、大幅に増大させることができる。
【００６１】  第１媒介物質は更にポリオレフィンのための可塑剤として作用し、そしてそれらの両親媒性によって極性充填材と無極性又は弱極性マトリックスとの間の接着性を改良し、従ってポリマー鎖が充填材の粒子構造内へ浸透するのを促進することにより充填材粒子の組み込みを改良する。第２媒介物質は、第１媒介物質よりも極性が高く、極性充填材の粒子への接着性を向上させることができるので、第２媒介物質が混合された場合、更に両親媒性効果を示すことができる。しかしながら、極性置換基は、それらがいかなる分子内会合にも入らないように配向されるのが好ましい。液体状態で添加されるが溶融条件下で気体である第３媒介物質のより小さい体積分率は、さらなる体積増加をもたらす。溶媒は更に耐衝撃性に対して新たな効果が認識される。固化したポリマー中の凝縮溶媒相の可塑化効果は、エラストマーと同様の効果を有する。ポリオレフィン溶融物とアルコール溶融物との混和性及び均質化は、脂肪酸塩の添加によって改善される。塩は更に高温で潤滑剤として作用し低温で離型手段として作用する。それらは更に結晶化に対する強度促進効果を有する。
【００６２】  本発明のさらなる詳細及び利点は、以下に記載の実施例からもたらされる。
【実施例】
【００６３】  アルミニウム粉末３４．１容量部を適当な容器中のアセトン４１．８容量部に添加しそして十分に撹拌する。アルミニウム粉末としては、以下の粒度分類のアルミニウム粉末を使用する：ｄ５＜１０μｍ、ｄ１０＜１５μｍ、ｄ２０＜２０μｍ、ｄ５０＜２５μｍ、ｄ７０＜３０μｍ、ｄ８０＜３５μｍ、ｄ１００＜１４５μｍ。オレイン酸ナトリウム１．１容量部、トリフェニルメタノール３．３容量部及び４-ヒドロキシベンゼンメタノール１．１容量部をこの懸濁液に添加し、撹拌しそして室温で３０分間放置する。【００６４】  次いで、懸濁液を乾燥させる。【００６５】  次いで、乾燥した混合物を、高密度ポリエチレン１５．４容量部と撹拌により混合する。高密度ポリエチレンは、結晶化度が９０％未満であり平均モル質量が１５０，０００ｇ／ｍｏｌ未満である。この粉末混合物にジメチルベンゼン３．２容量部を噴霧する。全混合物を単純なミキサー中で撹拌することにより均一に混合する。【００６６】  得られた粉末状組成物をシグマニーダー中で混練し、射出成形のためにミル中で粒状にする。【００６７】  その結果、高密度ポリエチレンとアルミニウム粉末とを含み、充填材の配合率が６２体積％の射出成形可能な熱可塑性組成物が得られる。前記の粉末の使用における、充填材配合率の理論最大値は６５体積％になるであろう。【００６８】  この組成物から得られる成形部品を試験するために、ＤＩＮによる円筒形ディスクを射出成形し、そしてＬｉｎｓｅｉｓ ＴＨＢ-１００を用い、ホットディスク法（ＩＳＯ  ２２００７-２、常圧、２１℃）に従って熱伝導率測定を行う。測定された熱伝導率（充填材が等軸的であることに起因して、熱伝導率は等方的である）は８Ｗ／ｍＫであった。【００６９】  本実施例と市場で知られている他の高充填材料とを定性的に比較すると、選択された機械的特性（破断点伸び、強度、硬度）は、著しく優れていた。従って、既知の材料を用いた場合と比較して、高充填及び良好な熱伝導率にすることによるこれらの機械的性質の損失が少ない。