(57)【要約】本発明は、表面抵抗率が１０5オーム以上で且つポリマー組成物から形成される熱スイッチ装置として働くのに適した物品であって、上記ポリマー組成物が（１）ガラス転移温度Ｔｇを有する非晶質ポリマー、溶融温度Ｔを有する半結晶性ポリマーまたはこれらの混合物の中から選択される、ポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％のポリマーと（２）ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料とから成り、ｉ）ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合にはＴｇ＋１０℃〜Ｔｇ＋２５０℃の範囲、また、ii）ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合にはＴｍ−８０℃からＴｍ＋２５０℃までの範囲のスイッチ温度に５分以下の所定時間曝された時に物品の表面抵抗率が少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものになる物品に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した表面抵抗率が１０5オーム以上で且つポリマー組成物から形成された熱スイッチ装置として働くのに適した物品であって、上記ポリマー組成物が下記（１）と（２）：
（１）ガラス転移温度Ｔｇを有する非晶質ポリマー、溶融温度Ｔを有する半結晶性ポリマーまたはこれらの混合物の中から選択される、ポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％のポリマーと、
（２）ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料と、
から成り、下記ｉ）またはｉｉ）：
ｉ）ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合にはＴｇ＋１０℃〜Ｔｇ＋２５０℃の範囲、
ｉｉ）ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合にはＴｍ−８０℃からＴｍ＋２５０℃までの範囲、
のスイッチ温度に５分以下の所定の時間の間、曝された時に、上記物品の表面抵抗率が少なくとも１０で割ったもの（divided by at least 10）、好ましくは少なくとも１００で割ったものになる物品。
【請求項２】
上記ポリマー組成物の導電性材料がカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンブラック、金属繊維、金属粉末およびこれらのブレンドから成る群の中から選択され、好ましくはカーボンナノチューブ、カーボンブラック、カーボンナノファイバーおよびこれらのブレンドから成る群の中から選択され、より好ましくは導電性材料がカーボンナノチューブである請求項１に記載の物品。
【請求項３】
上記ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含み、好ましくはこの非晶質ポリマーがポリスチレン（ＰＳ）、アタクチックポリプロピレン（ａＰＰ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリブタジエン（ＰＢｕ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢｔ）、ポリ（ｐ−フェニレンオキシド）（ＰＰＯ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）、アクリロニトリルスチレンアクリレート（ＡＳＡ）またはこれらの任意の組合せであり、好ましくは非晶質ポリマーがポリスチレンである請求項１または２に記載の物品。
【請求項４】
上記ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含み、好ましくはこの非晶質ポリマーがポリアミド、エチレンのホモポリマーおよび共重合体（ＰＥ）、プロピレンのホモポリマーおよび共重合体（ＰＰ）、プロピレンの耐衝撃共重合体（ＩＰＰ）、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、シンジオタクチックポリスチレン（ｓＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ブタンのホモポリマーおよび共重合体、ヘキセンのホモポリマーおよび共重合体、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリウレタンまたはその任意の組合せの中から選択され、好ましくは半結晶性ポリマーがエチレンのホモポリマーおよび共重合（ＰＥ）、プロピレンの単独重合体および共重合体（ＰＰ）、プロピレンの耐衝撃共重合体（ＩＰＰ）、ポリラクチド（ＰＬＡ）またはこれれらの任意の組み合わせの中から選択される請求項１〜３のいずれか一項に記載の物品。
【請求項５】
ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合、５分以下の所定の時間の間に上記物品がＴｇ＋７５℃〜Ｔｇ＋２５０℃、好ましくはＴｇ＋１００℃−Ｔｇ＋２５０℃の範囲のスイッチ温度に曝された時に、上記物品の表面抵抗率が少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものになる請求項１〜４のいずれか一項に記載の物品。
【請求項６】
上記物品が２分以下の時間の間に前記スイッチ温度に曝らされた時に上記物品の表面抵抗率が少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものになる請求項５に記載の物品。
【請求項７】
上記ポリマー組成物が上記導電性材料をポリマー組成物の総重量に対して少なくとも０．５重量％、より好ましくは少なくとも０．８重量％、より好ましくは１．０重量％以上、さらに好ましくは少なくとも１．２重量％含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項８】
熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ＊Ｋ）以上である請求項１〜７のいずれか一項に記載の物品。
【請求項９】
上記物品がフィルム、シート、成形シート、パイプまたは射出成形品である請求項１〜８のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１０】
下記（ａ）〜（ｃ）の工程から成る請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱スイッチ装置として働くのに適した物品の製造方法：
（ａ）下記（１）と（２）：
（１）ガラス転移温度Ｔｇを有する非晶質ポリマー、溶融温度Ｔを有する半結晶性ポリマーまたはこれらの混合物の中から選択される、ポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％のポリマーと、
（２）ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料と、
を含み且つ１０4オーム以下の表面抵抗率を有するポリマー組成物を用意し、
（ｂ）物品を形成または予備成形し、
（ｃ）ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合には少なくともＴｇ−２０℃の温度を用い、ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合には少なくともＴｍ−２０℃の温度を用いて上記物品を冷却装置システムまたは媒体と接触させて冷却する。
【請求項１１】
物品を形成または予備成形する工程（ｂ）を押出成形または射出成形にで行う請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
（ｃ）の工程を、上記ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合にはＴｇ−２０℃からＴｇ−１５０℃までの範囲の温度を用い、上記ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合にはＴｍ−２０℃からＴｍ−１５０℃までの範囲の温度を用いて、冷却装置システムによって物品を冷却して行う請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
工程（ｂ）で物品を予備成形する場合、工程（ｃ）の後に、上記ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合にはＴｇ以下の温度で、また、上記ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合にはＴｍ以下の温度で予備成形された物品を成形する工程（ｄ）をさらに有する請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の１０4オーム以下の表面抵抗率を有するポリマー組成物の請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の方法での使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱スイッチ装置(thermal switch device)として働くのに適した物品と、その製造方法とに関するものである。本発明はさらに、導電性または少なくとも散逸性 (dissipative) ポリマー組成物の熱スイッチ装置での使用にも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子装置や変圧機械等のいくつかの装置では、高温に達したことを検出できる熱スイッチ装置を入れるというニーズがある。すなわち、高温に達した時にパワーを遮断するか、アラーム（警報）をオンにするためのメッセージを送信する必要がある。送信されるメッセージは電気の形にすることができる。
【０００３】
この目的のために上記のような装置に熱応答性（thermoresponsive）ポリマーを使用することは公知である。例えば［特許文献１］（国際公開第ＷＯ２００６／０５７７９７号公報）には周囲温度では膨張容積状態にあるが、所定の高温状態になると収縮容積状態になる熱応答性ポリマーが開示されている。このようなポリマーを用いてスイッチを構成することで所定温度において２つの接点を互いに接触させることができる。しかし、このスイッチは可動要素を含むことになる。
【０００４】
［特許文献２］（欧州特許第ＥＰ１５８７６３６号公報）では２つの導体の間に配置され、それらと接触する導電性有機ポリマー層を使用している。この有機ポリマー層は第１状態では相対的に高い導電性で２つの導体の間で電流を通電させ、第２状態では相対的に低い導電性で２つの導体の間で電流を通電させる。しかし、この有機ポリマー層の導電率の変化は２つの導体間を通る高電圧パルスの結果である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００６／０５７７９７号公報
【特許文献２】欧州特許第ＥＰ１５８７６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、高温に達したことを検知し、それに応じてメッセージを送信することができる熱スイッチとして働くのに適した物品と、そうした物品の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、可動要素が必要な複雑な構造を必要としない熱スイッチとして働くのに適した物品を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、可撓性のある装置を製造できる熱スイッチとして働くのに適した物品を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、熱スイッチとしてとして働くのに適した生産コストが低い物品を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、熱スイッチとして働くのに適した信頼性の高い物品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点から、本発明は、ＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した表面抵抗率が１０5オーム以上で且つポリマー組成物から形成される熱スイッチとしてとして働くのに適した物品を提供する。上記ポリマー組成物は下記の（１）と（２）：
（１）ガラス転移温度Ｔｇを有する非晶質ポリマー、溶融温度Ｔｍを有する半結晶性ポリマーまたはこれらの混合物から選択される、ポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％のポリマー、
（２）ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料、
から成り、上記物品は下記ｉ）またはｉｉ）：
ｉ）ポリマー組成物が非晶質ポリマーから成る場合にはＴｇ＋１０℃からＴｇ＋２５０℃までの範囲
のＴｇ＋１０℃からＴｇ＋２５０℃までの範囲であり、
ｉｉ）ポリマー組成物が半結晶性ポリマーから成る場合にはＴｍ−８０℃からＴｍ＋２５０℃までの範囲
のスイッチ温度に、５分以下の所定時間の間、曝された時に、その物品の表面抵抗率が少なくとも１０で割ったもの（divided by at least 10）、好ましくは少なくとも１００で割ったものになる。
【０００８】
本発明の第１の観点から、本発明は下記の（ａ）〜（ｃ）の段階を有する、上記定義の熱スイッチとしてとして働くのに適した物品の製造方法を提供する：
（ａ）ＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した時に１０4オーム以下の表面抵抗率を有する、下記（１）と（２）から成るポリマー組成物を用意し：
（１）ガラス転移温度Ｔｇを有する非晶質ポリマー、溶融温度Ｔｍを有する半結晶性ポリマーまたはこれらの混合物の中から選択される、ポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％のポリマー、
（２）ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料、
（ｂ）上記物品を形成または予備成形し、
（ｃ）ポリマー組成物が半結晶性ポリマーから成る場合には少なくともＴｇ−２０℃の温度、ポリマー組成物が非晶質ポリマーから成る場合には少なくともＴｍ−２０℃の温度を用いて冷却装置システムまたは媒体と接触させて物品を冷却する。
【０００９】
本発明の第３の態様から、本発明はＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した時に１０4オーム以下の表面抵抗率を有するポリマー組成物の上記定義の物品の製造方法、好ましくは上記製造方法での使用にも関するものである。
【００１０】
本発明の第４の態様から、本発明は導電性が上記のようにスイッチ（切り替え）できる電気導電性または絶縁性の熱伝導性物品（これは熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ＊Ｋ）以上であることを意味する）を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の異なる観点を詳細に定義する。以下で定義する各態様は特に明確に示さない限り、任意の他の態様と組み合わせることができる。特に、好ましいまたは有利な態様として示した実施例は他の任意の実施形態または好ましいまたは有利な実施例として示した他の実施形態と組み合わせることができる。
【００１２】
Ａ−物品
本発明による熱スイッチ装置として働くのに適した物品は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した表面抵抗が少なくとも１０5オームであり且つ下記（１）と（２）：
（１）ガラス転移温度Ｔｇを有する非晶質ポリマー、溶融温度Ｔｍを有する半結晶性ポリマーまたはこれらの混合物から選択されるポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％のポリマー、
（２）ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料、
を含むポリマー組成物から成り、
上記物品を下記ｉ）またはｉｉ）：
ｉ）ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合には、Ｔｇ＋１０℃からＴｇ＋２５０℃までの範囲、
ii）ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合には、Ｔｍ−８０℃からＴｍ＋２５０℃までの範囲
のスイッチ温度に５分以下の所定の時間の間、曝した時に、物品の表面抵抗は少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものにある。
【００１３】
本発明の一つの実施形態では、本発明による熱スイッチ装置として働くのに適した物品は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した表面抵抗が少なくとも１０5オームで且つ下記（１）と（２）：
（１）上記ポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％のガラス転移温度Ｔｇを有する非晶質ポリマーと、
（２）上記ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料と、
を含むポリマー組成物から成り、上記物品がＴｇ＋１０℃からＴｇ＋２５０℃までの範囲の温度に５分以下の所定時間の間、曝された時に、上記物品の表面抵抗が少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものになる。
【００１４】
本発明の別の実施形態では、本発明による熱スイッチ装置として働くのに適した物品は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した表面抵抗が少なくとも１０5オームで且つ下記（１）と（２）：
（１）上記ポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％の溶融温度Ｔｍを有する半結晶性ポリマーと、
（２）上記ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料と、
を含むポリマー組成物から成り、上記物品をＴｍ−８０℃からＴｍ＋２５０℃までの範囲の温度に５分以下の所定時間、曝した時に、物品の表面抵抗が少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものになる。
【００１５】
本発明の別の実施形態では、本発明による熱スイッチ装置として働くのに適した物品はＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した表面抵抗が少なくとも１０5オームで且つ下記（１）と（２）：
（１）ガラス転移温度Ｔｇを有する非晶質ポリマーと溶融温度Ｔｍを有する半結晶性ポリマーとの混合物である、ポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％のポリマーと、
（２）ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料と、
を含むポリマー組成物から成り、このポリマー組成物は非晶質ポリマー相と半結晶性ポリマー相とから成る２つの不混和相から成り、非晶質ポリマー相または半結晶性ポリマー相のいずれか一方が上記ポリマー組成物の連続ポリマー相を形成し、上記物品を下記ｉ）またはｉｉ）：
ｉ）非晶質ポリマーがポリマー組成物の連続ポリマー相を形成する場合には、Ｔｇ＋１０℃からＴｇ＋２５０℃までの範囲、
ii）半結晶性ポリマーがポリマー組成物の連続ポリマー相を形成する場合には、Ｔｍ−８０℃からＴｍ＋２５０℃までの範囲
のスイッチ温度に５分以下の所定時間の間、曝された時に、上記物品の表面抵抗が少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものになる。
【００１６】
本発明の別の実施形態では、本発明による熱スイッチ装置として働くのに適した物品は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した表面抵抗が少なくとも１０5オームで且つ下記（１）と（２）：
（１）ガラス転移温度Ｔｇを有する非晶質ポリマーと溶融温度Ｔｍを有する半結晶性ポリマーとの混合物である、ポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％のポリマーと、
（２）ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料と、
を含むポリマー組成物から成り、このポリマー組成物は非晶質ポリマー相と半結晶性ポリマー相とから成る２つの不混和相から成り、両方の相が上記ポリマー組成物の連続ポリマー相を形成し、上記物品を下記ｉ）またはｉｉ）：
ｉ）ポリマー組成物が半結晶性ポリマー相よりも高い導電性材料の最大含有量を有する非晶質ポリマー相から成る場合には、Ｔｇ＋１０℃からＴｇ＋２５０℃までの範囲、
ii) ポリマー組成物が非晶質ポリマー相よりも高い導電性材料の最大含有量を有する半結晶性ポリマー相から成る場合には、Ｔｍ−８０℃からＴｍ＋２５０℃までの範囲
のスイッチ温度に５分以下の所定時間の間、曝された時に、上記物品の表面抵抗が少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものになる。
【００１７】
本発明の別の実施形態では、上記物品は０．４Ｗ／（ｍ＊Ｋ）以上の熱伝導率を有する。本発明の物品は導電性または絶縁性である。熱伝導率は組成物中のＣＮＴの含有量の関数である。製造された物品の熱伝導率が低過ぎる場合には、当業者は組成物中のＣＮＴの含有量を増加させて製造された物品の熱伝導率を高くして熱伝導率を上げることとができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は非晶質ポリマーを含む。「非晶質ポリマー」という用語は、その構造から結晶化可能でないポリマー、すなわち、結晶化できないポリマーまたは結晶化速度が速すぎる結晶化可能なポリマーデバイスを意味する。ガラス転移温度は非晶質材料中で硬いの比較的脆い状態から溶融またはゴム状態へ可逆的に転移する温度である。非晶質ポリマーのガラス転移温度はＩＳＯ規格１１３５７−２：２０１３に従って求める。
【００１９】
本発明で非晶質ポリマーはポリスチレン（ＰＳ）、アタクチックポリプロピレン（ａＰＰ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ））、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリブタジエン（ＰＢｕ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢｔ）、ポリ（ｐ−フェニレンオキシド）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）、アクリロニトリルスチレン（メタ）アクリレート（ＡＳＡ）またはこれらの任意の組み合わせの中から選択される。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態では、非晶質ポリマーはポリスチレン、変性ポリスチレンまたはポリスチレンと変性ポリスチレンとの混合物である。非晶質ポリマーはポリスチレン、例えば汎用ポリスチレン（ＧＰＰＳ）にすることができる。
【００２１】
Ｔｇが異なる非晶質ポリマーの組合せの場合には、スイッチ温度を決定するにあたって当業者は以下のことを考慮してＴｇを決定することができる：
１）２つの不混和性ポリマーの場合、Ｔｇは連続相のポリマーのＴｇの値をとる。
２）共連続相（co-continuity of the phases）の場合には、導電性材料を最も多く含む相のＴｇをとる。
３）混和性ポリマーの混合物の場合には、最終混合物のＴｇをとる。
４）共連続相（co-continuity of the phases）の場合、最も高い導電性材料を含む相は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で決定できる。
【００２２】
いくつかの実施形態ではポリマー組成物は半結晶性ポリマーを含む。「半結晶性ポリマー」という用語には一部の画分が未結晶化のままであるポリマーまたはポリマーを室温まで冷却したときに非晶質であるポリマーを含む。本発明で半結晶性ポリマーとはＡＳＴＭ規格Ｄ３４１８−１２に従って測定した結晶化度が５％以上、好ましくは１０％以上であるポリマーをいう。半結晶性ポリマーの溶融温度はＩＳＯ規格１１３５７−３：２０１３に従って求めることがてきる。
【００２３】
本発明での半結晶性ポリマーはポリアミド、エチレンホモポリマーおよび共重合体の（ＰＥ）、プロピレンの単独重合体および共重合体（ＰＰ）、プロピレンの耐衝撃性共重合体（ＩＰＰ）、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、シンジオタクチックポリスチレン（ｓＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ブテンの単独重合体および共重合体、ヘキセンの単独重合体および共重合体、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリウレタンまたはこれらの任意の組み合わせの中から選択される。
【００２４】
半結晶性ポリマーはエチレンの単独重合体および共重合体（ＰＥ）、プロピレンの単独重合体および共重合体（ＰＰ）、プロピレンの耐衝撃性共重合体（ＩＰＰ）、ポリラクチド（ＰＬＡ）またはこれらの任意の組合せから選択するのが好ましい。より好ましいのはエチレンのホモ−および共重合体（ＰＥ）、プロピレンの単独重合体および共重合体（ＰＰ）、プロピレンの衝撃共重合体（ＩＰＰ）またはこれらの任意の組合せである。全ての実施形態において、ポリプロピレン（プロピレンの単独重合体または共重合体）はシンジオタクチックポリプロピレンまたはアイソタクチックポリプロピレンである。
【００２５】
Ｔｍの異なる半結晶性ポリマーの組合せの場合には、スイッチ温度の決定に関して、当業者は以下を考慮してＴｍを決めることができる：
１）２つの不混和性ポリマーの場合にはＴｍとして連続相のポリマーのＴｍの値をとる。
２）共連続相（co-continuity of the phases）の場合には、最も高い導電性材料を含む相を考慮してＴｍを決定する。
３）混和性ポリマーの混合物の場合には、最終混合物のＴｍをとる。
【００２６】
共連続相の場合、最も高い導電性材料を含む相は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて決定できる。
【００２７】
全ての実施形態で、２つの不混和性ポリマー（共連続相または分散相）を考える場合、２つの不混和性相を含む組成物に関して透過型電子顕微鏡を使用することができる。ヘテロ相ポリマーを透過型電子顕微鏡で観察する場合には染色方法を用いてポリマー中に存在する相のコントラストを高める必要がある。そのためは強酸化剤（例えば、四酸化ルテニウムまたは四酸化オスミウム）を用いる。一方の相を優先的に「固定」（フィックス）するのが好ましい。酸化剤は観察されるポリマーの種類によって選択する。共連続相を形成する２つの不混和性ポリマーの各々がカーボンナノチューブを含む場合には、当業者は２段階でサンプルを観察する。２つの相Ａ、Ｂを有するポリマーの場合には、相Ａのみのコントラストを上げるように試料を処理し、Ｂ相中のカーボンナノチューブの分散を観察する。その後、逆のホーミュレーションを行い、相Ｂのみのコントラストを上げて相Ａ中のカーボンナノチューブの分散を観測する。この方法を用いることでポリマー中に存在する各相中のカーボンナノチューブの分散状態が分かる。このタイプの調製方法の詳細は下記のような顕微鏡の研究論文に記載されている。
Polymer Microscopy (Linda C.Sawyer & David T.Gribb - Edition: Chapman and Hall).
【００２８】
全ての態様において、ポリマー組成物はポリマー組成物の総重量に対して少なくとも６０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％、より好ましくは少なくとも７５重量％、より好ましくは少なくとも８５重量％、さらにより好ましくは少なくとも９０重量％、最も好ましくは少なくとも９５重量％の非晶質ポリマー、半結晶性ポリマーまたはこれらの混合物から選択されるポリマーを含むのが好ましい。
【００２９】
すべての実施形態において、ポリマー組成物はポリマー組成物の総重量に対して９９．５重量％以下、より好ましくは９９．０重量％以下、さらに好ましくは９８．５重量％以下、最も好ましくは９８．０重量％以下の非晶質ポリマー、半結晶性ポリマーまたはこれらの混合物から選択されるポリマーを含むのが好ましい。
【００３０】
本発明の一実施形態では、ポリマー組成物の上記ポリマーが非晶質ポリマーおよび／または半結晶性ポリマーの混合物である。当業者はこの非晶質ポリマーおよび半結晶性ポリマーのどちらがポリマー組成物の連続ポリマー相を形成するかを走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）等の公知の方法を用いて決定することができ、また、スイッチの温度は以下の範囲を選択する：
ｉ）ポリマー組成物が連続ポリマー相を形成する非晶質ポリマーを含むは場合にはＴｇ＋１０℃からＴｇ＋２５０℃までの範囲、
ii）ポリマー組成物が連続ポリマー相を形成する半結晶性ポリマーを含むは場合にはＴｍ−８０℃からＴｍ＋２５０℃までの範囲。
【００３１】
２つの不混和性ポリマーの場合のＴｇまたはＴｍは連続相のポリマーのＴｇまたはＴｍの値を意味する。共連続相の場合にＴｇおよびＴｍを決定するために考慮しなければならないのは最も高い導電性材料を含む相である。混和性ポリマー（例えばポリプロピレン−ポリブテンブレンド）の混合物の場合には最終混合物のＴｍまたはＴｇを考慮しなければならない。
【００３２】
共連続相（co-continuity of the phases）の場合、最も高い導電性材料を含む相は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で決定することができる。
【００３３】
本発明で使用する「非晶質ポリマーを含むポリマー組成物」には非晶質ポリマーが連続ポリマー相を形成するポリマーの混合物から成るポリマー組成物がが含まれる。同様に、「半結晶性ポリマーを含むポリマー組成物」には半結晶性ポリマーが連続ポリマー相を形成するポリマーの混合物から成るポリマー組成物がが含まれる。
【００３４】
全ての実施形態において、本発明のポリマー組成物の導電性材料は炭素質材料または金属材料である。好ましい実施形態では、ポリマー組成物の導電性材料はナノ粒子である。本発明に用いられるナノ粒子は、一般に１〜５μｍの寸法を有する。例えばナノチューブの場合、この寸法の定義は２次元のみを限定し、第３次元の寸法は上記限界の外側でもよい。ナノ粒子はシリコンナノ粒子、ＳＩＣナノ粒子、金属繊維または金属粉末を含む群から選択される。本発明の一実施形態では、ナノ粒子はナノチューブ、ナノファイバー、カーボンブラック、ナノグラフェン、ナノグラファイトおよびこれらのブレンドを含む群から選択される。本発明の一実施形態では、ナノ粒子は炭素−、珪素−、ＳＩＣ−ナノチューブ、ナノファイバー、カーボンブラック、ナノグラフェン、ナノグラファイトおよびこれらのブレンドからなる群から選択される。好ましくは、ナノ粒子はカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンブラックおよびこれらのブレンドからなる群から選択される。より好ましいのはカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーおよびこれらのブレンドである。最も好ましいのはカーボンナノチューブである。
【００３５】
本発明で用いるのに好ましいカーボンナノチューブは一般に１ｎｍ−５μｍの寸法を有する。この寸法の定義は２次元を限定し、３次元寸法はこの限界の外側でもよい。
【００３６】
本明細書でカーボンナノチューブ（「ナノチューブ」ともよばれる）は円筒形状で、構造的にフラーレンに関連する。その一例はBuckminsterフラーレン（Ｃ60）である。好ましいカーボンナノチューブは端部が開放またはキャップされたものである。エンドキャップしたものの例はBuckminsterタイプのフラーレン半球である。本発明で使用するのに好ましいカーボンナノチューブは炭素を９０％以上、より好ましくは９５％以上、より好ましくは９９％以上、最も好ましくは９９．９％以上含むことができる。しかし、他の原子が少量存在していてもよい。
【００３７】
本発明に使用するのに好ましいカーボンナノチューブは当該技術分野で公知の任意の方法で製造でき、炭化水素の触媒分解、触媒炭素蒸着（ＣＣＶＤ）とよばれる技術で製造できる。カーボンナノチューブを製造するための他の方法にはアーク放電法、酸化条件下での炭化水素のプラズマ分解または選択されたポリオレフィンの熱分解が含まれる。出発炭化水素はアセチレン、エチレン、ブタン、プロパン、エタン、メタンまたはその他の任意ガスまたは揮発性炭素含有化合物にすることができる。触媒が存在する場合、純粋または担持された形態で使用できる。担体が存在すると一般に触媒の選択性が大幅に改善するが、熱分解時に生じる煤および非晶質炭素が含まれる他に、担体粒子によってカーボンナノチューブが汚染される。これらの副生成物および不純物は精製して除去できる。この精製は以下の２つのステップで行うことができる：
１）担体粒子の溶解（典型的には担体の種類に応じた適当な薬剤を用いて行う）。
２）熱分解炭素成分の除去（典型的には酸化または還元プロセスがベース）。
【００３８】
カーボンナノチューブは単壁ナノチューブ（ＳＷＮＴ）および多壁ナノチューブ（ＭＷＮＴ）すなわち１つの壁を有するカーボンナノチューブと１つ以上の壁を有するナノチューブとして存在することができる。単壁ナノチューブでは原子の厚さが１原子厚で、例えばグラファイト（グラフェンとも呼ばれる）の１原子厚さのシートが継ぎ目なしに巻かれてシリンダーを形成している。多壁カーボンナノチューブはそうした円筒が多数同心円状に配置されている。多壁カーボンナノチューブの配置はより大きな人形を開くと、より小さな人形が見えるいわゆるロシア人形モデルで記述できる。
【００３９】
本発明の一実施形態では、カーボンナノチューブは多壁カーボンナノチューブであり、より好ましくは５〜１５の壁を有する多壁カーボンナノチューブである。、カーボンナノチューブは単壁でも多壁でもよく、その外径またはその長さまたはその両者によって特徴付けることができる。
【００４０】
単壁カーボンナノチューブは外径が少なくとも０．５ｎｍ、好ましくは少なくとも１ｎｍ、最も好ましくは少なくとも２ｎｍであるのが好ましい。この外径は５０ｎｍ以下、好ましくは３０ｎｍ以下、最も好ましくは１０ｎｍ以下であるのが好ましい。単壁ナノチューブの長さは少なくとも０．１μｍ、好ましくは少なくとも１μｍ、さらに好ましくは少なくとも１０μｍであるのが好ましく、その長さは５０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下であるのが好ましい。
【００４１】
多壁カーボンナノチューブの外径は少なくとも１ｎｍ、好ましくは少なくとも２ｎｍ、４ｎｍ、６ｎｍまたは８ｎｍ、最も好ましくは少なくとも９ｎｍであるのが好ましい。好ましい外径は１００ｎｍ以下、好ましくは８０ｎｍ以下、６０ｎｍ以下、４０ｎｍ以下、最も好ましくは２０ｎｍ以下である。最も好ましい外径は１０〜２０ｎｍの範囲である。多壁ナノチューブの好ましい長さは少なくとも５０ｎｍ、好ましくは少なくとも７５ｎｍ、最も好ましくは少なくとも１００ｎｍである。本発明の一実施形態では、多壁カーボンナノチューブの平均外径は１０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲であるか、平均長さが１００ｎｍ〜１０μｍの範囲であるか、その両方である。本発明の一実施形態では、平均Ｌ／Ｄ比（長さ／直径比）は少なくとも５、好ましくは少なくとも１０、好ましくは少なくとも２５、好ましくは少なくとも５０、好ましくは少なくとも１００、より好ましくは１００以上である。
【００４２】
好ましいカーボンナノチューブは表面積が２００〜４００ｍ2／ｇのカーボンナノチューブである（Brunauer-Emmett-Teller、ＢＥＴ法で測定）。好ましいカーボンナノチューブの平均壁数は５〜１５のカーボンナノチューブである。
【００４３】
市販の多層カーボンナノチューブの非限定的な例はArkema社のGraphistrength（登録商標）100、Nanocyl社のNanocyl（登録商標）NC 7000、CNano Technology社のFloTube（登録商標）9000 である。
【００４４】
全ての実施形態において、ポリマー組成物はポリマー組成物の総重量に対して少なくとも０．２重量％、好ましくは少なくとも０．３重量％、さらに好ましくは少なくとも０．４重量％、最も好ましくは少なくとも０．５重量％の導電性材料を含む。導電性材料はカーボンナノチューブであるのが好ましい。
【００４５】
全ての実施形態において、ポリマー組成物はポリマー組成物の総重量に対して２０重量％以下、より好ましくは１０重量％以下、より好ましくは８重量％以下、最も好ましくは４重量％以下の導電性材料を含む。導電性材料はカーボンナノチューブであるのが好ましい。
【００４６】
本発明の全ての態様において、ポリマー組成物は酸化防止剤、抗酸剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、光安定化剤、酸捕捉剤、潤滑剤、造核、浄化剤、着色剤または過酸化物を含む群から選択される１種以上の添加剤を含むことができる。適した添加剤の概要はPlastics Additives Handbook, ed. H. Zweifel, 5th edition, 2001、 Hanser Publishersに記載されている。この文献の内容は本明細書の一部を成す。
【００４７】
本発明の全ての態様において、ポリマー組成物は０〜５０重量％の１種または２種以上の充填材を含む。この充填材はタルク、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、硫酸バリウム、雲母、珪酸カルシウム、クレー、カオリン、シリカ、アルミナ、珪灰石、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、天然繊維、ガラス繊維およびこれらの組合せからなる群から選択される。好ましい無機充填材はタルクである。
【００４８】
本発明はさらに、ポリマー組成物が酸化防止剤のような少なくとも１種の添加剤をポリマー組成物の総重量に対して０重量％〜１０重量％含む本明細書に記載の物品を包含する。好ましい実施形態では、ポリマー組成物はポリマー組成物の総重量に対して５重量％以下の添加剤を含み、例えばポリマー組成物の総重量に対して０．１〜３重量％の添加剤を含む。
【００４９】
本発明の一つの実施形態では、ポリマー組成物は酸化防止剤を含む。適した酸化防止剤の例はペンタエリスリトールテトラキス［３−（３'，５'−ジ−tert−ブチル−４'−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］（以下、Irganox１０１０という）のようなフェノール系酸化防止剤、トリス（２、４−ジtert−ブチルフェニル）ホスファイト（以下、Irgafos１６８という）、３ＤＬ−α−トコフェロール、２、６−ジ−tert−ブチル−４−メチルフェノール、ジブチルヒドロキシフェニルプロピオン酸ステアリルエステル、３、５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシヒドロケイ皮酸、２、２'−メチレンビス（６−tert−ブチル−４−メチルフェノール）、ヘキサメチレンビス［３−（３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル））プロピオネート］、ベンゼンプロパンアミド、Ｎ、Ｎ'−１、６−ヘキサジイルビス［３、５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシ］（抗酸化剤１０９８）、ジエチル３．５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシベンジルホスホネート、カルシウムビス［モノエチル（３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ホスホネート］、トリエチレングリコールビス（３−tert−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート（抗酸化剤２４５）、６、６'−ジ−tert−ブチル−４、４'−ブチリデンジ−ｍ−クレゾール、３、９−ビス（２−（３−（３−tert−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−１、１−ジメチルエチル）−２、４、８、１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン、１、３、５−トリメチル−２、４、６−トリス（３、５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、１、１、３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−tert−ブチルフェニル）ブタン、（２、４、６−トリオキソ−１、３、５−トリアジン−１、３、５（２Ｈ、４Ｈ、６Ｈ）−トリイル）トリエチレントリス［３−（３、５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、トリス（３、５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、トリス（４−tert−ブチル−３−ヒドロキシ−２、６−ジメチルベンジル）イソシアヌレート、エチレンビス［３、３−ビス（３−tert−ブチル−４−ヒドロキシフェニル））ブチレート］、２、６−ビス［３−（１、１−ジメチルエチル）−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル］、オクタヒドロ−４、７−メタノ−１Ｈ−インデニル］−４−メチルフェノールである。
【００５０】
適した抗酸化剤には２官能性を有するフェノール酸化防止剤、例えば４、４'−チオ−ビス（６−tert−ブチル−ｍ−メチルフェノール）（抗酸化剤３００）、２、２'−スルホンジイルビス（６−tert−ブチル−４−メチルフェノール）（抗酸化剤２２４６−Ｓ）、２−メチル−４、６−ビス（オクチルスルラニルメチル）フェノール、チオジエチレンビス［３−（３、５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２、６−ジ−tert−ブチル−４−（４、６−ビス（オクチルチオ）−１、３、５−トリアジン−２−イルアミノ）フェノール、Ｎ−（４−ヒドロキシフェニル）ステアラミド、ビス（１、２、２、６、６−ペンタメチル−４−ピペリジル）［３、５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル］メチル］ブチルマロネート、２、４−ジ−tert−ブチルフェニル−３、５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル３，５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、２−（１、１−ジメチルエチル）−６−［３−（１、１−ジメチルエチル）−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル］メチル］−４−メチルフェニルアクリレート、ＣＡＳ１２８９６１−６８−２（Sumilizer GS）が含まれる。
適した抗酸化剤にはさらに、例えばＮ−フェニル−２−ナフチルアミンのようなアミン系酸化防止剤、ポリ（１、２−ジヒドロ−２、２、４−トリメチルキノリン）、Ｎ−イソプロピル−Ｎ'−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−１−ナフチルアミン、ＣＡＳ６８４１１−４６−１（抗酸化剤５０５７）、４、４−ビス（α、α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン（抗酸化剤ＫＹ４０５）も含まれる。
酸化防止剤はペンタエリスリトールテトラキス［３−（３'、５'−ジ−tert−ブチル−４'−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］（以下、Irganox１０１０という）、トリス（２、４−ジtert−ブチルフェニル）ホスファイト（以下、Irgafos１６８）またはこれらの混合物から選択するのが好ましい。
【００５１】
本発明の一実施形態では、ポリマー組成物は添加剤としてスチレン系共重合体、好ましくはスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）から選択されるスチレン系共重合をさらに含むことができる。
【００５２】
このスチレン系共重合体はスチレン系ブロック共重合体であるのが好ましい。好ましいスチレンブロックコポリマーは少なくとも２つのモノアルケニルアレーンブロック、飽和ポリブタジエンブロックのような飽和共役ジエンのブロックによって分離された２つのポリスチレンブロックを含む。好ましい不飽和ブロックコポリマーとしては式：Ａ−Ｂ−Ｒ（−Ｂ−Ａ）ｎまたはＡX−（ＢＡ−）y−ＢＡで表されるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ここで、各Ａはスチレンのようなビニル芳香族モノマーを含むポリマーブロックであり、各Ｂはイソプレンまたはブタジエンのような共役ジエンを含み、必要に応じてスチレンのようなビニル芳香族モノマーを含むポリマーブロックであり、Ｒは多官能性カップリング剤の残留物である（Ｒが存在する場合ブロック共重合体は星型または分岐ブロック共重合体にすることができる）、ｎは１〜５の整数であり、ｘは０または１、ｙは０〜４の実数である。
【００５３】
好ましい実施形態では、物品はスイッチ温度に５分以下の所定時間の間曝される前の表面抵抗（ＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定）が少なくとも１０6オーム、好ましくは少なくとも１０7オーム、より好ましくは少なくとも１０8オーム、より好ましくは少なくとも１０9オーム、より好ましくは少なくとも１０10オーム、少なくとも１０11オームである。すなわち、物品は初期状態において電気的に絶縁性材料または少なくとも散逸性材料である。
【００５４】
本明細書で物品に関して電気的に「絶縁性」または「散逸性」または「導電性」の材料という用語は標準的な規格ＡＮＳＩ／ＥＳＤ５４１２００８での意味で理解される。
【００５５】
全ての実施形態において、物品が下記ｉ）またはｉｉ）、
ｉ）ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合には、Ｔｇ＋１０℃からＴｇ＋２５０℃までの範囲、好ましくはＴｇ＋１００℃からＴｇ＋２５０℃までの範囲、
ｉｉ）ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合には、Ｔｍ−８０℃からＴｍ＋２５０℃までの範囲、好ましくはＴｍからＴｍ＋２５０℃までの範囲、
のスイッチ温度に５分以下の所定の時間の間曝された時に、物品の表面抵抗は少なくとも１００で割った値、好ましくは少なくとも１０００で割った値、さらに好ましくは少なくとも１００００で割った値になる。
【００５６】
本発明の一つの実施形態では、物品の初期表面抵抗が少なくとも１０7オームである場合、物品を上記スイッチ温度に５分以下の所定時間の間曝した時に、物品の表面抵抗は１０6以下、より好ましくは１０5オーム以下、さらにより好ましくは１０4オーム以下になる。
【００５７】
導電率の変化によって物品の熱伝導率が大きく変化することはない。従って、上記導電率の変化後に試料を初期温度に冷却した時には物品の初期熱伝導率が回復される。従って、プロセス履歴に応じて電気的に絶縁性または導電性である熱伝導性物品を製造することができる。
【００５８】
物品の表面抵抗は、物品を上記スイッチ温度に４分以下、好ましくは２分以下の時間曝した時に少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものになるのが好ましい。
【００５９】
本発明では、ポリマー組成物で使用されるポリマーは、電気的に絶縁性または少なくとも散逸性の材料から導電性または少なくとも電気的に消散性の材料に切り替わり（スイッチし）、表面抵抗は初期表面抵抗を少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものになるような熱スイッチ装置に望まれる所望の温度に合うように選択される。このスイッチに必要な時間は物品の厚さとスイッチ温度の関数で決定される。より高いスイッチの温度を使用するとより速くスイッチする。物品が薄くなるとより迅速にスイッチする。
【００６０】
例えば、ポリマー組成物のガラス転移温度が約１００℃であるポリスチレンの場合、物品を約１１０℃（Ｔｇ＋１０℃）から約３５０℃（Ｔｇ＋２５０℃）の範囲の温度に曝した時に、その表面抵抗は少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものにスイッチする。物品のスイッチ時間は物品を３５０℃の温度に曝した時よりも物品を１１０℃の温度に曝した時の方が長くなる。
【００６１】
ポリマー組成物が約１４７℃のガラス転移温度を有するポリカーボネートを含む場合には、物品を約１５７℃（Ｔｇ＋１０℃）から約３９７℃（Ｔｇ＋２５０℃）に曝した時に表面抵抗は少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものにスイッチする。
【００６２】
ポリマー組成物が約１２０℃の溶融温度を有するポリエチレンを含む場合には、物品を４０℃（Ｔｍ−８０℃）から約３７０℃（Ｔｍ＋２５０℃）の範囲の温度に曝した時に表面抵抗は少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものにスイッチする。
【００６３】
ポリマー組成物が約１５０℃の溶融温度を有するポリプロピレンを含む場合には、物品を７０℃（Ｔｍ−８０℃）から約４００℃（Ｔｍ＋２５０℃）の範囲の温度に曝した時に表面抵抗は少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものにスイッチする。
【００６４】
当業者は、表面抵抗を少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものにスイッチするのに必要な温度に応じてポリマー組成物を選択することができる。
【００６５】
厚さが同じ場合、当業者は物品に適用されるスイッチ温度に応じてポリマー組成物を選択できる。実際には、例えば２００℃ではポリスチレンを含有するポリマー組成物はポリカーボネートを含有するポリマー組成物よりもスイッチ時間は短い。
【００６６】
従って、好ましい実施形態ではポリマー組成物は非晶質ポリマーを含み、物品を５分以下、好ましくは２分以下の時間、Ｔｇ＋７５℃からＴｇ＋２５０℃、好ましくはＴｇ＋１００℃以上かつＴｇ＋２５０℃以下の範囲の温度に曝した時に、物品の表面抵抗は少なくとも１０で割ったものになる。
【００６７】
別の好ましい実施形態では、ポリマー組成物は半結晶性ポリマーを含み、物品を５分以下、好ましくは２分以下の時間、ＴｍからＴｍ＋２５０℃までの範囲の温度に曝した時に、物品の表面抵抗は少なくとも１０で割ったものになる。
【００６８】
本発明の一実施形態では、物品はフィルム、シート、成形シート、パイプまたは射出成形物品である。
【００６９】
物品は、物品を成形する処理の前のポリマー組成物が１０4オーム以下の表面抵抗を有し、下記（１）と（２）：
（１）ガラス転移温度Ｔｇを有する非晶質ポリマー、溶融温度Ｔｍを有する半結晶性ポリマーまたはこれらの混合物から選択される、ポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％のポリマーと、
（２）ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料と、
を含む本発明のポリマー組成物から作られた単層シートであるのが好ましい。
【００７０】
また、物品は異なる材料の少なくとも２層の共押出された層を含み、少なくとも１層が本発明のポリマー組成物からなる層である多層シートでもよい。すなわち、下記（１）と（２）：
（１）ガラス転移温度Ｔｇを有する非晶質ポリマー、溶融温度Ｔｍを有する半結晶性ポリマーまたはこれらの混合物から選択される、ポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％のポリマーと、
（２）ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料と、
を含み、物品を成形処理の前のポリマー組成物が１０4オーム以下の表面抵抗を有するポリマー組成物からなる層を有する多層シートでもよい。多層シートは３層からなり、外層の少なくとも１層が本発明のポリマー組成物からなるのが好ましい。
【００７１】
本発明による単層または多層シートは、もちろん、少なくとも１０5オームの初期表面抵抗を有し、上記シートを下記ｉ）またはｉｉ）：
ｉ）ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合には、Ｔｇ＋１０℃からＴｇ＋２５０℃、好ましくはＴｇ＋７５℃からＴｇ＋２５０℃までの範囲、
ii）ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合には、Ｔｍ−８０℃からＴｍ＋２５０℃、好ましくはＴｍからＴｍ＋２５０℃までの範囲
のスイッチの温度に５分以下の所定時間曝した時に、シートの表面抵抗は少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものになる。
【００７２】
Ｂ  物品の製造方法
本発明はさらに、下記（ａ）〜（ｃ）の工程を有する上記で定義した熱スイッチ装置として機能するのに適した物品の製造方法を包含する：
（ａ）下記（１）と（２）：
（１）ガラス転移温度Ｔｇを有する非晶質ポリマー、溶融温度Ｔｍを有する半結晶性ポリマーおよびこれらの混合物から選択される、ポリマー組成物の総重量に対して５０〜９９．９重量％のポリマー、
（２）ポリマー組成物の総重量に対して０．１〜５０重量％の導電性材料、
を含む、１０4オーム以下の表面抵抗を有するポリマー組成物を用意し、
（ｂ）物品を成形または予備成形し、
（ｃ）ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合には少なくともＴｇ−２０℃の温度を用い、ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合には少なくともＴｍ−２０℃の温度を用いた冷却装置システムまたは媒体と接触させて物品を冷却する。
【００７３】
本発明の一実施形態では、ポリマー組成物は非晶質ポリマーと半結晶性ポリマーとの混合物である。当業者は非晶質ポリマーと半結晶性ポリマーのどちらがポリマー組成物の連続ポリマー相を形成するかを走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）等の公知の方法を用いて決定することができ、また、物品を冷却する温度は下記のように選択することができる：
ｉ）非晶質ポリマーがポリマー組成物の連続ポリマー相を形成する場合には、少なくともＴｇ−２０℃、
ii）半結晶性ポリマーがポリマー組成物の連続ポリマー相を形成する場合には、Ｔｍ−２０℃。
【００７４】
２つの不混和性ポリマーの場合、ＴｇまたはＴｍは連続相のポリマーのＴｇまたはＴｍの値を意味する。相が連続する場合、ＴｇおよびＴｍを決定する時には導電性材料含量が最も高い含む相を考慮しなければならない。混和性ポリマー（例えば、ポリプロピレン−ポリブテンブレンド）の混合物の場合には、最終混合物のＴｍまたはＴｇを考慮しなければならない。
【００７５】
物品を成形または予備成形する工程（ｂ）は、ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合にはＴｇからＴｇ＋１００℃までの範囲、ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合には、ＴｍからＴｍ＋６０℃までの範囲の温度で行うのが好ましい。本発明の物品は製造時に剪断または引伸力が加わる任意の成形方法（射出成形、押出成形等）で成形するのに適しているが、「加工中にポリマー組成物の運動がない」加圧成形または圧縮成形は適していない。例えば回転成形には適していない。
【００７６】
本発明の一実施形態では、工程（ｃ）は、ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合にはＴｇ−２０℃からＴｇ−１５０℃の範囲、ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合にはＴｍ−２０℃−Ｔｍ−１５０℃の範囲の温度を用いた冷却装置システムで物品を冷却する。
【００７７】
工程（ｃ）は工程（ｂ）得られた構造を凍結するのに十分な冷却速度を有する冷却工程で実行される。工程（ｃ）は硬化工程である。当業者は、物品の電気絶縁性または少なくとも散逸性を維持するように冷却速度を選択することができる。
【００７８】
驚くべきことに、物品を成形するための処理をする前のポリマー組成物は導電性であるか、少なくとも散逸性であるが、特定の加工条件下ではその電気的特性を失い、電気的に絶縁性または少なくとも散逸性になるということが観察された。上記の特定の加工条件は媒体または高剪断速度を用いてポリマー組成物の導電性材料のネットワークを妨害する第１の機械的工程と、高速または比較的速い冷却システムを用いて妨害されたネットワーク構造を凍結する第２の硬化工程とから成る。物品を後でスイッチ温度に曝すことでアニーリングすると、電気的特性は回復できる。本発明では冷却工程（ｃ）を可能な限り迅速に実施する。
【００７９】
特定の理論に拘束されるものではないが、物品を製造する際、例えばシートまたはフィルムを形成する際の剪断速度によって、導電性材料（例えば、カーボンナノチューブ）のような添加剤は物品の中心に位置するようになる。さらに、物品の製造加工中に加わる剪断／伸長運動によって境界に近い残りの導電性材料（例えばカーボンナノチューブ）は強く配向され、導電性の点では非効率的になる。その後、物品を加熱すると、導電性材料（例えばカーボンナノチューブ）の配向は失われ、よび／または、表面の近くに移行（マイグレート）し、その結果、物品は導電性または少なくとも散逸性になる。
【００８０】
従って、従来技術のスイッチ装置と比較して、本発明に係る物品は可動部や露出した脆いコンポーネントを有することはなく、従って、機械的に安定であるという点で有利である、本発明の物品の製造方法は簡単かつ容易に実施することができる、製造コストが極めて低い。さらに、スイッチの固有性質はポリマー組成物自体の構造によるものであるので、可撓性のある装置の製造に本発明の物品を使用することができる。さらに、熱スイッチの起源は材料に固有なものであり、単純な物理機構によるものであるので、極めて丈夫であり、装置全体の信頼性が高く、フレキシブルな装置に好適である。
【００８１】
工程（ａ）で用意するポリマー組成物は当業者に公知の任意の方法によって得ることができる
【００８２】
本発明の一実施形態では、ポリマー組成物はマスターバッチであり、非晶質ポリマーと導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブとを含み、以下の工程によって製造される：
（１）導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブを用意する工程、
（２）ガラス転移温度Ｔｇ１を有し、ＩＳ０規格１１３３：２００５）の方法Ｂ、条件Ｈに従って測定したメルトフローインデックスＭＦＩ１（５ｋｇの荷重下、２００℃）が少なくとも１０ｇ／１０分である第１の非晶質ポリマーと、オプションとしてのマスターバッチの総重量に対して０．０１〜４．０重量％の１種または複数の添加剤とを用意し、この１種または複数の添加剤はワックス、トリステアリン、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびセチルトリメチルアンモニウムブロマイドの中から選択し、
【００８３】
（３）出機中で、Ｔｇ１〜Ｔｇ１＋８０℃、好ましくはＴｇ１＋５℃〜Ｔｇ１＋５０℃の範囲のバレル温度で押押出成形して、上記導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブを上記第１の非晶質ポリマーと一緒に混合する。
（ここで、ガラス転移温度はＩＳＯ１規格１３５７−２：２０１３に従って求める）
【００８４】
導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブと第１の非晶質ポリマーとを一緒に混合する工程は、少なくとも２５０ｒｐｍ、好ましくは少なくとも５００ｒｐｍ、より少なくとも少なくとも３００ｒｐｍのスクリュー速度で共回転二軸スクリュー押出機に押出成形するのか好ましい。
【００８５】
導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブを用意する工程は、マスターバッチを得るために第１の非晶質ポリマーと混合される導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブの量を、マスターバッチの総重量に対して少なくとも５重量％、好ましくは５重量％〜１５重量％の導電性材料が含有されるように選択することを含む。導電性材料はカーボンナノチューブであるのが好ましく、その含有量はＩＳＯ規格１１３５８に従って決定される。
【００８６】
マスターバッチのＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した表面抵抗は少なくとも１０2オームであり、および／または、ＩＳＯ規格１１３３：２００５に準拠して測定した高負荷メルトフロー指数ＨＬＭＩ１（２１．６ｋｇの荷重下）が２０ｇ／１０分以下であるのが好ましい。
【００８７】
好ましい実施形態では、ポリマー組成物は第１と第２の非晶質ポリマーの混合物を含む複合材料であり、この複合材料は、複合材料の総重量に対して０．０５〜１．９５重量％の導電性材料を含み、この導電性材料はカーボンナノチューブであり、マスターバッチ中の導電性材料の含有量はＩＳＯ規格１１３５に従って決定し、その製造プロセスは以下のステップを含む：
（１）第１の非晶質ポリマーと、ＩＳＯ規格１１３５８に従って求めたマスターバッチの総重量に対して少なくとも５重量％、好ましくは５〜１５重量％の導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブとを含むマスターバッチを用意し、第１の非晶質ポリマーはＩＳＯ規格１１３３８：２００５に従って求めたメルトフローインデックスＭＦＩ１が少なくとも１０ｇ／１０分であり、
（２）ガラス転移温度Ｔｇ２を有する第２の非晶質ポリマーを用意し、
（３）上記マスターバッチと上記第２の非晶質ポリマーとを押出機中でＴｇ２＋１００℃〜Ｔｇ２＋２００℃、好ましくはＴｇ２＋１２０℃〜Ｔｇ２＋１８０℃の範囲のバレル温度で押出成形してブレンドする。
（ここで、ガラス転移温度はＩＳＯ規格１１３５７−２：２０１３に従って決定する）
【００８８】
上記複合材料はＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定したときに少なくとも１０4オーム／□の表面抵抗率および／またはＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した時に１０4オーム以下の表面抵抗率を有する。マスターバッチを用意する工程は上述のようにマスターバッチを調製する段階を含む。
【００８９】
第１の非晶質ポリマーはメルトフローインデックスＭＦＩを有し、第２の非晶質ポリマーはメルトフローインデックスＭＦＩ２を有するように選択し、さらに、ＭＦＩ１がＭＦＩ２の値の少なくとも２倍の値を有するように第１と第２の非晶質ポリマーを選択するのが有利である。
【００９０】
第１または第２の非晶質ポリマーの少なくとも１つをポリスチレンから選択するのがより好ましく、ポリスチレンは変性ポリスチレンまたはポリスチレンと変性ポリスチレンとの組合せにすることができる。
【００９１】
別の実施形態では、ポリマー組成物は半結晶性ポリマーと導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブとを含むマスターバッチであり、以下の工程によって製造される：
（１）導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブを用意し、
（２）溶融温度Ｔｍ１を有し、ＩＳＯ規格１１３３：２００５に準拠して求めたＨＬＭＩ（２１．６ｋｇの荷重）が少なくとも１である第１の半結晶性ポリマーと、オプションとしてのマスターバッチの総重量に対して０．０１〜４．０重量％の１種または複数の添加剤とを用意し、この１種または複数の添加剤はワックス、トリステアリン、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびセチルトリメチルアンモニウムブロマイドから選択し、
（３）上記導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブと上記第１の非晶質ポリマーとをＴｍ１〜Ｔｍ１＋１０℃の範囲のバレル温度で押出機中で押出成形して一緒に混合する（ここで、溶融温度はＩＳＯ規格１１３５７−３：２０１３に従って求める）
【００９２】
導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブと第１の半結晶性ポリマーとを一緒に混合する工程は少なくとも２５０ｒｐｍ、好ましくは少なくとも５００ｒｐｍ、より好ましくは少なくとも３００ｒｐｍのスクリュー速度で共回転する二軸スクリュー押出機で押出成形する工程であるのが好ましい。
【００９３】
導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブを用意する工程は、マスターバッチを得るために第１の非晶質ポリマーと混合される導電性材料、好ましくはカーボンナノチューブの量を、マスターバッチの総重量に対して少なくとも５重量％、好ましくは５重量％〜１５重量％の導電性材料が含有されるように選択することを含む。導電性材料はカーボンナノチューブであるのが好ましく、その含有量はＩＳＯ規格１１３５８に従って決定される。
【００９４】
マスターバッチはＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した表面抵抗率が少なくとも１×１０2オーム／□であるか、および／または、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した表面抵抗が少なくとも１×１０4オームであるのが好ましい。
【００９５】
好ましい実施形態では、ポリマー組成物は第１の半結晶性ポリマーと第２の半結晶性ポリマーとの混合物である複合材料であり、この複合材料は複合材料の総重量に対して０．０５〜１．９５重量％の導電性材料を含み、この導電性材料はカーボンナノチューブであり、マスターバッチ中での導電性材料の含有量はＩＳＯ規格１１３５に従って求め、その製造方法は以下の工程を含む：
（１）溶融温度Ｔｍ１を有し、ＩＳＯ規格１１３５に従って求めたマスターバッチの総重量に対して少なくとも５重量％、好ましくは５重量％〜１５重量％の導電性材料を含む第１の半結晶性ポリマーを含むマスターバッチを用意し、上記導電性材料はカーボンナノチューブであるのが好ましく、第１の半結晶性ポリマーはＩＳＯ規格１１３３に準拠して測定したＨＬＭＩ１（２１．６Ｋｇの荷重下）が少なくとも１、好ましくは１〜１００の範囲であり、
（２）第１の半結晶と混和性のある第２の半結晶性ポリマーを用意し、この第２の半結晶性ポリマーは融点Ｔｍ２＝Ｔｍ１＋／−５℃を有し、ＨＬＭＩ１を求める時と同じ温度で測定した第２の半結晶性ポリマーのＩＳＯ規格１１３３に従って求めたＨＬＭ２（２．１６ｋｇ）は２０以下であり、
（３）上記マスターバッチと上記第２の半結晶性ポリマーとを押出機中でＴｍ２−Ｔｍ２＋２５０℃の範囲のバレル温度で押出成形する（ここで、溶融温度はＩＳＯ規格１１３５７−３：２０１３に従って求める）
【００９６】
好ましい実施形態では、第１と第２の半結晶性ポリマーはエチレンのホモポリマーおよび共重合体（ＰＥ）、プロピレンのホモポリマーおよび共重合体（ＰＰ）、プロピレンの衝撃共重合体（ｉＰＰ）、ポリラクチド（ＰＬＡ））またはこれらの任意の組合せから選択され、より好ましくは、エチレンのホモポリマーおよび共重合体（ＰＥ）、プロピレンのホモポリマーおよび共重合体（ＰＰ）、プロピレンの衝撃共重合体（ｉＰＰ）またはこれらの任意の組合せから選択される。
【００９７】
全ての実施形態において、ポリプロピレンはシンジオタクチックポリプロピレンまたはアイソタクチックポリプロピレンにすることができる。さらに好ましくは、第１および第２の半結晶性ポリマーは両方がポリエチレンまたはポリプロピレンである。
【００９８】
上記複合材料はＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定したときに少なくとも１×１０4オームの表面抵抗率および／またはＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って求めた時に少なくとも１×１０4オームの表面抵抗を有するのが好ましい。マスターバッチを用意する工程は上述のようにマスターバッチを調製する段階を含む。
【００９９】
全ての実施形態において、ポリマー組成物はポリマー組成物の総重量に対して０．０５〜１．９５重量％の導電性材料を含むのが好ましく、導電性材料はカーボンナノチューブであり、マスターバッチ中の導電性材料の含有量はＩＳＯ規格１１３５に従って決定され、好ましくは１、７５重量％以下、例えば１．５０重量％以下、例えば１、００重量％以下、例えば１重量％以下、例えば０．９５重量％以下であり、例えばポリマー組成物の総重量に対して０．９０重量％以下である。
【０１００】
いくつかの実施形態では、物品を成形または予備成形する工程（ｂ）は押出成形または射出成形で行われる。押出成形および射出成形はポリマー組成物の導電性材料のネットワークを乱すのに十分な剪断速度を与えるプロセスである。
【０１０１】
本発明では物品を成形または予備成形する工程（ｂ）をポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合にはＴｇ〜Ｔｇ＋１００℃の範囲、ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合にはＴｍ〜Ｔｍ＋６０℃までの範囲の温度で行って、ポリマー組成物の導電性材料のネットワークを乱すのに十分な剪断速度を加える。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合にはＴｇ以下の温度、ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合にはＴｍ以下の温度で物品を成形または予備成形する工程（ｂ）で形成された物品を形成する工程（ｄ）を工程（ｃ）の後に有する。
【０１０３】
例えば、工程（ｂ）は物品を予め成形する工程であり、予備成形製品はポリマー組成物から得られるシートである。工程（ｄ）はこのシートを処理して例えば特定の形状を得るように熱成形する工程である。従って、この熱成形工程（ｄ）は表面抵抗を少なくとも１０で割ったもの、好ましくは少なくとも１００で割ったものにした状態で、電気的絶縁性または少なくとも散逸性の材料から導電性または少なくとも散逸性の材料へ物品がスイッチするのを避けるために、ポリマー組成物が非晶質ポリマーを含む場合にはＴｇ以下の温度、ポリマー組成物が半結晶性ポリマーを含む場合にはＴｍ以下の温度で行う。
【０１０４】
全てのプロセス中に、所望の導電性または少なくとも散逸性の結果を得るためには、ポリマー組成物を成形して直ちに得られない電気絶縁性または少なくとも消散性物品を形成する。当業者は以下のようにすることができる：
（１）工程（ａ）では、例えば、出発ポリマー組成物のＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した表面抵抗が１０4オーム以上ではない場合には、導電性材料の含量が低いポリマー組成物を選択することで、表面抵抗の高い出発ポリマー組成物を選択する。
（２）工程（ｂ）では、剪断速度を高くし、および／または、処理温度を低くする。
（３）工程（ｃ）では冷却速度をより早くする。
【０１０５】
物品をより複雑な装置と一体化する操作がさらに必要な場合には、電気伝導度が回復される温度に近い温度に物品が熱オーバーシュートするのを回避することが重要である。
【実施例】
【０１０６】
本発明の物品を製造した。出発ポリマー組成物は２段階プロセスすなわち第１ポリマーを用いてマスターバッチを形成し、次いで、このマスターバッチを第２ポリマーで希釈して製造した。いくつかの実施例では、ポリマー組成物は第１ポリマーとしてのポリスチレンと、第２ポリマーとしての高衝撃性ポリスチレンと、導電性材料としてのカーボンナノチューブとを含む。他の実施例では、本発明ポリマー組成物は第１および第２ポリマーとしてポリエチレンと、導電性材料としてのカーボンナノチューブとを含む。
【０１０７】
方法
カーボンナノチューブの含有量（％ＣＮＴ）
組成物中のカーボンナノチューブの含有量（％ＣＮＴ）はMettler Toledo STAR TGADSC 1装置を使用してＩＳＯ規格１１３５に従って熱重量分析（ＴＧＡ）で求めることができる。配合物中のカーボンナノチューブの含有量（％ＣＮＴ）を決定する前に、カーボンナノチューブの炭素含有量（％Ｃ−ＣＮＴ、重量％）を求めた。２〜３ミリグラムのカーボンナノチューブをＴＧＡに入れ、材料を窒素（１００ｍｌ／分）中で３０℃から６００℃まで２０℃／分の速度で加熱した。６００℃でガスを空気（１００ｍｌ／分）に切り替えて炭素を酸化させ、カーボンナノチューブの炭素含有量（％Ｃ−ＣＮＴ、重量％）を算出した。％Ｃ−ＣＮＴ値は３回の測定値の平均にした。配合物中のカーボンナノチューブの含有量（％ＣＮＴ）に対して１０〜２０ｍｇのサンプルをＴＧＡに入れた。この材料を窒素（１００ｍｌ／分）中で３０℃から６００℃まで２０℃／分の速度で加熱した。６００℃でガスを空気（１００ｍｌ／分）に切り替え、炭素を酸化させて試料中のカーボンナノチューブの炭素含有量（％Ｃ−サンプル）を求めた。％Ｃ−サンプル値は３回の測定値の平均にした。試料中のカーボンナノチューブの含有量（重量％、％ＣＮＴ）はサンプル中のカーボンナノチューブの炭素含有量（％Ｃ−サンプル）をカーボンナノチューブの炭素含有量（重量％、％Ｃ−ＣＮＴ）で割り、１００倍して求めた。
％ＣＮＴ＝％Ｃ−サンプル／％Ｃ／ＣＮＴ＊１００
【０１０８】
表面抵抗率（Ｒｓ）
表面抵抗率（Ｒｓ）は（試料表面の）２つの電極間の電流に対する２つの電極間に印加した直流電圧の比で、単位はオーム（Ω）である。
体積抵抗（Ｒｖ）
体積抵抗（Ｒｖ）は（試料表面の）２つの電極間の試料の体積電流に対する２つの電極間に印加した直流電圧の比で、単位はオーム（Ω）である。
表面抵抗率（ρｓ）
表面抵抗率（ρｓ）は試料の表面寸法比（電極間の距離で割った電流経路を規定する電極の幅）を乗算した表面抵抗である。これは測定された抵抗値を電極が正方形の両側を形成する場合に得られる抵抗に変換するものである。単位はオーム（Ω）またはオーム／平方（Ω／□）である。
【０１０９】
体積抵抗率（ρｖ）
体積抵抗率（ρｖ）は試料の体積寸法比（電極間の距離で割った電極間の試料の断面積）を乗算した体積抵抗である。これは測定された抵抗値を電極が単位立方体の両側を形成する場合に得られる抵抗値に変換するものである。単位はオーム．メータ（Ω．ｍ）またはオーム．Ｃｍ（Ω．Ｃｍ）である。
表面／体積抵抗および抵抗率は当技術分野で公知の種々の技術、例えばＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７またはＩＥＣ規格６１３４０−２−３：２０００に規定された方法を用いて測定することができる。実施例では測定方法を特定して記載した。
【０１１０】
全ての抵抗／抵抗率の測定では試験を実行する前に試料を２３℃／５０％ＲＨでポリスチレンをベースにしたサンプルの場合には最低４分間、ポリエチレンベースのサンプルの場合には２４時間調整した。
表面抵抗／抵抗率（Ｒｓ、ρｓ）はＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７またはＩＥＣ規格６１３４０−２−３：２０００に従って測定した。
【０１１１】
ＡＳＴＭ規格Ｄ−２５７−０７に準拠して測定した表面抵抗／抵抗率（Ｒｓ、ρｓ）は２４１０  SourceMeter（登録商標）装置を使用して銀ペイント電極（銀インクを用いた２つの導電性ペイントラインと、長さ２５ｍｍの２本の平行スリット有する接着剤マスクとから成る、幅１ｍｍ、間隔２ｍｍ）を使用して測定した。測定は（ポリスチレンベースのサンプでは２００℃、ポリエチレンベースのサンプルでは２３０℃）で１２分間圧縮成形した厚さが２ｍｍのプラークか、押出成形したシートまたは射出成形したサンプルで行った。表面抵抗の測定値をオーム（Ω）で記録し、以下の式を用いて表面抵抗率（Ω／平方）に変換した。
ρｓ＝（ＲｓｘＬ）／ｄ
（ここで、Ｌは導電性ペイントラインの長さ（ｃｍ）、ｄは電極間距離（ｃｍである）
【０１１２】
ＩＥＣ規格６１３４０−２−３：２０００に従って測定した表面抵抗率／抵抗率（Ｒｓ、ρｓ）は、同心リングプローブ  モデル８８０を用いてMetriso（登録商標）２０００装置を用いて押出成形シートまたは射出成形サンプルについて測定した。表面抵抗の測定値をオーム（Ω）で記録し、以下の式を用いて表面抵抗率（オーム／平方）（Ω／平方）に変換した。
ρｓ＝Ｒｓｘ（ｄ１＋ｇ）ｘπ／ｇ
（ここで、ｄ１は内側接触電極の直径（ｃｍ）、ｇは接触電極間の距離（ギャップ）（ｃｍ）である）
【０１１３】
体積抵抗率／抵抗率（Ｒｖ、ρｖ）は同心リングプローブ、モデル８８０および金属対向電極を使用してMetriso（登録商標）２０００装置を使用してＩＥＣ規格６１３４０−２−３：２０００に従って測定した。測定は押出成形シートまたは射出成形サンプルについて行わった。表面抵抗の測定値をオーム（Ω）で記録し、以下の式を用いて体積抵抗率Ωセンチメートル（Ω．ｃｍ）に変換した。
ρｖ＝ＲｖｘＡ／ｔ
（ここで、Ａは測定電極の面積（ｃｍ2）、ｔは試験片の厚さ（ｃｍ）である）
【０１１４】
熱伝導率
熱伝導率はＩＳＯ規格２２００７−２に従って測定した。
メルトフローインデックス（ＭＦＩ）
メルトフローインデックス（ＭＦＩ）はＩＳＯ規格１１３３方法Ｂに従って測定した。条件はＩＳＯ規格１１３３に示されるようにポリマーに応じて選択した。例えば、ポリスチレンの場合には５ｋｇの荷重下でＩＳＯ規格１１３３の方法Ｂ条件Ｈで２００℃の温度でＭＦＩを求めた。ポリエチレンの場合にはＩＳＯ規格１１３３の条件Ｄ（１９０℃、２．１６ｋｇ）で、また、ポリプロピレンの場合にはＩＳＯ規格１１３３の方法Ｂ条件Ｍ（２３０℃、２．１６Ｋｇ）に準拠して測定した。
【０１１５】
高メルトフローインデックス（ＨＬＭＩ）
高メルトフローインデックス（ＨＬＭＩ）はＩＳＯ規格１１３３：２００５に準拠して２１．６Ｋｇの荷重下で所定温度（ポリスチレンでは２００℃、ポリエチレンでは１９０℃、ポリプロピレンでは２３０℃等）で求めた。
ポリマーの分子量
ポリマーの分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した。
【０１１６】
分子量と特性との関係を確立するのに使用した平均分子量は数平均（Ｍｎ）、重量平均（Ｍｗ）およびＺ平均（Ｍｚ）分子量である。これらの平均値は以下の式によって定義され、計算されたＭから求められる。
【０１１７】
2018516425.tif 000002
【０１１８】
（ここで、Ｎi、ｗiは分子量Ｍｉを有する分子の数および重量である。各式の第３項（最も右側の項）ＳＥＣクロマトグラムからこれらの平均を得る方法を定義し、ｈiはｉ番目のＳＥＣ曲線での溶出画分の（ベースラインからの）高さであり、Ｍiはこの増分で溶出する種の分子量である。
【０１１９】
ポリマーの密度
ポリマーの密度はＩＳＯ規格１１８３に従って決定した。
半結晶性ポリマーの結晶化度
半結晶性ポリマーの結晶化度はＡＳＴＭ規格Ｄ３４１８−１２に従って決定した。
ガラス転移温度
ガラス転移温度はＩＳＯ規格１１３５７−２：２０１３に準じた方法で求めることができる
半結晶性ポリマーの溶融温度
半結晶性ポリマーの溶融温度はＩＳＯ規格１１３５７−３：２０１３に従って決定した。
凝集面積分率（Ｕ％）
凝集面積分率（Ｕ％）はＡＳＴＭ規格Ｄ−２６６３−１４に従って決定した。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）分析
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）分析は下記のような種々の文献に記載されている。
「Preparation des echantillons pour MEB et microanalyse」 - Philippe Jonnard (GNMEBA) - EDP Sciences or "Polymer Microscopy" - Linda C. Sawyer and David T. Grubb - Ed. Chaoman and Hall
【０１２０】
実施例１
ポリマー組成物の調製
実施例１−１：
非晶質ポリマーすなわちポリスチレンを含むポリマー組成物の調製
使用したカーボンナノチューブはNanocyから市販の多壁−カーボンナノチューブナノチューブNanocy（登録商標）ＮＣ７０００である。このナノチューブは表面積が２５０〜３００ｍ2／ｇ（ＢＥＴ法で測定）、炭素純度が約９０重量％（熱重量分析で測定）、平均径径が９．５ｎｍ、平均長さが１．５μｍ（透過型電子顕微鏡で測定）である。
【０１２１】
使用した第１非晶質ポリマーはポリスチレンで、メルトフローインデックス（ＩＳＯ規格１１３３方法Ｂ条件Ｈ（２００℃、５ｋｇ）に従って測定）は３０ｇ／１０分で、密度は１．０５ｇ／ｃｍ3（ＩＳＯ規格１１８３）、曲げ弾性率は２９００ＭＰａ（ＩＳＯ規格１７８）、ＩＳＯ規格ＩＥＣ９３に準拠して測定した表面抵抗率は１０14オーム以上である。分子量ＭWは１１２０００ｇ／ｍｏｌである。従って、第１非晶質ポリマーのメルトフローインデックスは少なくとも１０ｇ／１０分である。このポリスチレンのガラス転移温度Ｔｇは１０４℃を示した（すなわち、Ｔｇ：１）
【０１２２】
マスターバッチは古典的な２軸スクリュー押出プロセスを用いてポリスチレンとカーボンナノチューブとをブレンドすることにより調製した。カーボンナノチューブ粉末とポリスチレンとをＣＮＴ含有量がブレンドの総重量に対して約１０重量％となるように押出機に導入した。マスターバッチはＬ／Ｄ＝５２（Ｄ＝２７）を有するLeitztriz共回転二軸スクリュー押出機でブレンドした。Ｍ１およびＭ２の場合、バレル温度は１１０〜１４５℃にした。
【０１２３】
溶融温度は熱電対で測定した。材料は約１５０℃〜２００℃のバレル温度を有していた。必要な場合には、押出機に冷却装置を使用して必要な溶融温度に低下させることができる。マスターバッチＭ１ではスクリュー速度を２５０ＲＰＭに固定し、生産量（吐出量）を１４ｋｇ／ｈに固定した。マスターバッチＭ２ではスクリュー速度を５００ＲＰＭに固定し、生産量（吐出量）を１４ｋｇ／ｈに固定した。
バレル温度はＴＧ１〜ＴＧ１＋８０℃の間である。ここでは１０４℃〜１８４℃の間であった。
ポリスチレンをベ―スにしたマスターバッチの特性を下記の［表１］（表１．１）示す。
【０１２４】
【表１】
2018516425.tif 000003
【０１２５】
次いで、マスターバッチＭ２を第２非晶質ポリマーで希釈して本発明のポリマー組成物を得た。
【０１２６】
本発明に従って選択された高衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）のＩＳＯ規格１１３３方法Ｂ、条件Ｈに従って測定したメルトフローインデックス（２００℃、５ｋｇ）は２．８ｇ／１０分、密度（ＩＳＯ規格１１８３）は１．０４ｇ／ｃｍ3、曲げ弾性率（ＩＳＯ規格１７８）は１６００ＭＰ、ＩＳＯ規格ＩＥＣ９３に従って測定した表面抵抗率は＞１０13オームである。第２非晶質ポリマーのメルトフローインデックスは５ｇ／１０分以下である。ＨＩＰＳのガラス転移温度（Ｔｇ２）は１００℃である。第２非晶質ポリマーの分子量Ｍｗは２２５０００ｇ／ｍｏｌである。
ＨＩＰＳは、本発明のマスターバッチに使用される第１非晶質ポリマーのメルトフローインデックスが第２非晶質ポリマーよりも高いメルトフローインデックスを有するように選択される。特に、第１非晶質ポリマーのメルトフローインデックスは第２非晶質ポリマーのメルトフローインデックス（すなわち２．８ｇ／１０分）の値の少なくとも２倍の値（すなわち３０ｇ／１０分）を有する。
【０１２７】
実施例Ｂ１
１重量％のＣＮＴを含む複合材料
希釈工程で、上記マスターバッチを通常の単軸押出プロセスを用いて第２非晶質ポリマーとブレンドした。第１ポリマー組成物および第２ポリマー組成物の両方はホッパーを介して押出機に導入した。押出はＬ／Ｄが２５（Ｄ＝１９）のブラベンダー単軸押出機を用いてバレル温度を２００℃、スクリュー速度を６０ｒｐｍにして行った。
【０１２８】
実施例Ｂ１〜Ｂ６
０．９〜１重量％のＣＮＴを含む複合材料
希釈工程で、上記マスターバッチを通常の二軸スクリュー押出プロセスを使用してＴｇ２が１０４℃の第２非晶質ポリマーとブレンドした。第１ポリマー組成物および第２ポリマー組成物の両方はホッパーを介して押出機に導入した。押出しはＬ／Ｄが４０（Ｄ＝２０）のブラベンダー二軸押出機を用いてバレル温度を２２０〜２６０℃、スクリュー速度を８０ｒｐｍまたは２５０ｒｐｍにし、吐出量を２ｋｇ／ｈにして行った。バレル温度はＴｇ２＋１２０℃からＴｇ２＋２００℃の間、ここでは２２０℃〜３００℃の間にある。
各ポリマー組成物の特性は下記の［表２］（表２−１）に示す。
【０１２９】
【表２】
2018516425.tif 000004
【０１３０】
実施例１−２
半結晶性ポリマーすなわちポリエチレンを含むポリマー組成物の調製
使用したカーボンナノチューブはNanocylから市販の多壁カーボンナノチューブナノチューブNanocyl（登録商標）ＮＣ７０００である。このナノチューブの表面積（ＢＥＴ法で測定）は２５０〜３００ｍ2／ｇであり、炭素純度（熱重量分析で測定）は約９０重量％、平均径係は９．５ｎｍ、平均長さ（透過型電子顕微鏡で測定）は１５μｍである。
使用した第１半結晶性ポリマーはポリエチレンで、そのＩＳＯ規格１１３３：２００５方法Ｂ条件Ｈに従って測定したメルトフローインデックス（１９０℃、２．１６ｋｇ）は１６ｇ／１０分であり、密度（ＩＳＯ規格１１８３）は０．９３５ｇ／ｃｍ3であり、Ｔｍ（ＩＳＯ規格１１３５７−３：２０１３）は１２５℃である。
【０１３１】
各マスターバッチは通常の２軸スクリュー押出プロセスを用いてポリエチレンとカーボンナノチューブとをブレンドして調製した。ＣＮＴ含有量がブレンドの総重量に対して約１０重量％となるようにカーボンナノチューブ粉末とポリエチレンを押出機に導入した。各マスターバッチはＬ／Ｄ＝５２（Ｄ＝２７）のLeitztriz共回転二軸スクリュー押出機でブレンドした。熱電対で測定した溶融温度は、バレル内温度で材料がＭ３の場合には約１５０℃、Ｍ４の場合には約２５０℃を示した。この溶融温度は必要に応じて押出機に冷却装置を使用することによって下げることができる。
ポリエチレンベースのマスターバッチの特性を［表３］（表１．２）に示す。
【０１３２】
【表３】
2018516425.tif 000005
【０１３３】
次いで、マスターバッチＭ３を第２半結晶性ポリマーで希釈して本発明のポリマー組成物を得た。本発明に従って選択した第２ポリエチレン（ＰＥ２）のＩＳＯ規格１１３３：２００５方法Ｂ、条件Ｄに従って測定したメルトフローインデックス（１９０℃、２．１６ｋｇ）は０．８ｇ／１０分であり、密度（ＩＳＯ規格１１８３）は０．９３４ｇ／ｃｍ3である。
【０１３４】
実施例Ｂ７
２重量％のＣＮＴを含有する複合材料
希釈工程で通常の２軸スクリュー押出プロセスを使用して上記マスターバッチをＴｍ２が１１９℃であるポリエチレンの第２半結晶性ポリマーとブレンドした。第１ポリマー組成物および第２ポリマー組成物はホッパーを介して押出機に導入した。押出はＬ／Ｄ＝４０（Ｄ＝２０）のブラベンダー二軸押出機でバレル温度を２２０〜２６０℃、スクリュー速度を８０ｒｐｍにして行った。吐出量は２ｋｇ／ｈにした。ポリマー組成物の特性は下記の［表４］（表２−２）に示す。
【０１３５】
【表４】
2018516425.tif 000006
【０１３６】
実施例２
押出成形による物品の製造
組成物Ｂ２を１５０ｍｍのフィッシュテールダイを有するCollin シ−ト押出機 タイプ２０ｘ２５Ｄを用いて押出して厚さが約５００μｍのシートを形成した。プロセス条件と物品の電気的特性に関する結果は［表５］（表３）に示す。
【０１３７】
【表５】
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【０１３８】
上記実施例は、導電性組成物から成形した物品で得られる電気的特性に関するプロセス条件の影響を示している。Ｓ１は物品の冷却工程をＴｇ−２０℃より高い温度を用いた冷却システム装置で行った比較例である。Ｓ２と同じポリマー組成から出発して得られた押出シートＳ１はＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に準拠して測定した表面抵抗率が２．８×１０3オームであるが、Ｓ２はＡＳＴＭ規格Ｄ２５７−０７に従って測定した表面抵抗率が１×１０8オーム以上である。
【０１３９】
実施例３
押出成形物品での熱スイッチ効果
シートＳ１〜Ｓ３を赤外線加熱した。シートホルダから１０ｃｍのギャップを介してシートの厚さに関してＩＲ照射を上部と下部で４００℃にし、試料を２００℃まで加熱し、炉から出た上面側で読み取る。厚さ４５０μｍのシートの場合、少なくとも１２秒放置する。より厚いシートの場合には２０秒以上放置する。オペレータは加熱時間を合せなければならない。プロセス中の収縮効果があるため、試料を試料ホルダーよりも大きくして孔や破損を避けなければならない。ＥＳＤを測定するために試料をホルダ上で冷却してシートを平坦に維持する。
シートを周囲温度まで冷却し、コンディショニングした後にシートの抵抗率を測定した。シート加熱条件と電気特性の結果は［表６］（表４）に示す。
【０１４０】
【表６】
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【０１４１】
シートＳ２〜Ｓ３を安全シールド内で３つの加熱プラテンを備えた油圧圧縮プレスで熱に曝した。プラテン間の間隔は７．４ｃｍにセットし、３つの加熱プラテンは同じ温度（プラテン温度）に加熱した。加熱試験前に、加熱プレスに導入する前に制御された時間の間、シートを安定化させた。試料は１２５μｍのポリイミドシート上に乗せ、このポリイミドシートは４００μｍのアルミニウムシート上に置いた。次いで、サンプルをプレスから取り出し、シートを平坦に維持するためにポリイミドおよびアルミニウムシート上で冷却した。シートを室温まで冷却し、コンディショニング後にシートの抵抗率を測定した。シート加熱条件とその電気的特性の結果は［表７］（表５）および［表８］（表６）に示した。この加熱試験からスイッチ温度に曝した時に物品をスイッチするのに必要な時間をどのようにして求めるかが分かる。
【０１４２】
【表７】
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【０１４３】
【表８】
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【０１４４】
実施例４
射出成形による物品の製造
混合物Ｂ６を厚さ１ｍｍの２５×２５ｍｍ平方（Ｉ１）に射出成形した。射出成形は直径が１８ｍｍのスクリューを有するＬ／Ｄが２０のＤＲ  Ｂｏｙ２２Ａ射出プレスで行った。バレル温度は２６０℃、金型温度は３０℃、スクリュー速度は２５ｍｍ／秒である。プロセス条件と得られた物品の電気的特性に関する結果は［表９］（表７）に示す。
【０１４５】
【表９】
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【０１４６】
実施例５
射出成形物品での熱スイッチ効果
射出成形した試料を室温まで冷却し、コンディショニングした後にその抵抗率を測定した。加熱条件と電気的特性の結果を［表１０］（表８）に示す。
【０１４７】
【表１０】
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【国際調査報告】
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