(57)【要約】  本発明は、ａ）ガラス繊維類１０〜３０重量％と、ｂ）タルク４０〜４５重量％と、ｃ）ＰＡ４６、ＰＡ６、ＰＡ６６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つのポリアミドを含む熱可塑性ポリマー２０〜５０重量％とを含む熱伝導性ポリマー組成物に関し、ａ）およびｂ）の総量が５０重量％以上、かつ７０重量％以下であり、重量パーセント（重量％）が組成物の全重量に対してである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ガラス繊維類１０〜３０重量％と、
ｂ）タルク４０〜５５重量％と、
ｃ）ＰＡ４６、ＰＡ６、ＰＡ６６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つのポリアミドを含む熱可塑性ポリマー２０〜５０重量％と
を含む熱伝導性ポリマー組成物であって、
ａ）およびｂ）の総量は５０重量％以上、かつ７０重量％以下であり、重量パーセント（重量％）は組成物の全重量に対してである、熱伝導性ポリマー組成物。
【請求項２】
ガラス繊維類：タルクの重量比が１：１〜１：６の範囲にある、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
ガラス繊維類の量が前記組成物の全重量の１５重量％〜３０重量％の範囲にある、請求項１または請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
ａ）およびｂ）の総量が前記組成物の全重量の６０重量％〜７０重量％の範囲にある、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
前記熱可塑性ポリマー組成物が、成分ｃ）において、他のポリアミド類、ポリエステル類、ポリフェニレンスルファイド類、ポリフェニレンオキシド類、ポリスルホン類、ポリアリレート類、ポリイミド類、ポリエーテルエーテルケトン類およびポリエーテルイミド類、ならびにこれらの混合物からなる群から選択される熱可塑性ポリマーをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
前記熱伝導性熱可塑性組成物の全重量に対して、
ａ．ガラス繊維類１０〜２０重量％と、
ｂ．タルク４０〜４５重量％と、
ｃ．３０〜４０重量％、好ましくは３５〜４０重量％の熱可塑性ポリマーと、
ｄ．１０〜２０重量％の少なくとも１種の難燃剤と
を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
前記難燃剤がデカブロモジフェニルエタンである、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の組成物を含む成形品。
【請求項９】
熱可塑性ポリマーと、ガラス繊維類と、タルクと、任意選択的にさらなる成分とを押出機中で混合することを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱伝導性ポリマー組成物の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の組成物の射出成形を含む、請求項８に記載の成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、熱伝導性ポリマー組成物およびその製造方法に関する。さらに、本発明は、熱伝導性向上剤としてのガラス繊維類の使用に関する。
【０００２】
電子部品、照明、トランスケースおよび不必要に発熱する他のデバイスにおける発熱は、耐用年数を著しく制限し、かつ動作効率を低減させ得る。従来、優れた熱伝導体である金属は、ヒートシンクおよび熱交換機などの熱管理装置に使用されている。しかし、金属部品は重量が重いことおよび生産コストが高いという難点があることから、軽量で冷却するという解決策をもたらす射出成形可能かつ押出可能な熱伝導性ポリマーに取って代わっている。利点としては、設計融通性、部分強化（ｐａｒｔｓ  ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）、耐食性および耐薬品性、二次的な加工作業の縮小ならびにポリマーの加工メリットが挙げられる。
【０００３】
通常、熱伝導性ポリマー組成物は、金属類、セラミックスまたは炭素を含む様々な熱伝導性フィラーをベースとなるポリマーマトリックスに加えることによって形成され、フィラーが組成物全体に熱伝導特性を付与する。具体的に、一般的な熱伝導性フィラー材料の例としては、アルミニウム、アルミナ、銅、マグネシウム、真鍮、カーボンブラックおよびグラファイトなどの炭素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、雲母、酸化チタンならびに炭化ホウ素が挙げられる。しかし、熱伝導率値が比較的高い組成物を製造するためには、大量のフィラー材料をベースとなるポリマーマトリックスに加えなければならない。通常このような大量のフィラー材料が加えられたポリマー組成物は、例えば、脆性の増大および／または不十分な成形性といった機械的特性が劣っており、すなわち流動性が低下し、これらの材料はある用途から除去される。熱伝導性電気絶縁性組成物には、窒化ホウ素などの高価なフィラーを使用する。さらに、熱伝導性電気絶縁性ポリマー組成物が望ましい用途については、かかる組成物の実施性が難しいという理由で、上記の欠点がより顕著に存在する。
【０００４】
本発明の目的の中でもとりわけ、良好な機械的特性を有する熱伝導性組成物を提供することは、本発明の目的の１つである。具体的に、本発明の目的の１つは、熱伝導性熱可塑性組成物を提供することであり、それは熱伝導特性が良好で、さらに電気絶縁性である。これらの目的は、以下を含むまたは以下からなる本発明の組成物によって達成され：
ａ）ガラス繊維類１０〜３０重量％と、
ｂ）タルク４０〜５５重量％と、
ｃ）ＰＡ４６、ＰＡ６、ＰＡ６６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つのポリアミドを含む熱可塑性ポリマー２０〜５０重量％と、所望により、０〜５重量％の量での更なる成分（添加剤）または１０〜２０重量％の難燃剤、
ａ）およびｂ）の総量は５０重量％以上、かつ７０重量％以下であり、組成物の全重量に対しての重量パーセント（重量％）である。本発明の熱伝導性ポリマー組成物の密度は、タルク（ガラス繊維類を含まない）を含むポリアミド組成物の密度より高い。本発明のポリマー組成物の密度は、１．５ｇ／ｃｍ３超であり、１．６ｇ／ｃｍ３超が好ましい。本発明の組成物の密度範囲は、１．６〜２．１ｇ／ｃｍ３の範囲にあることが好ましい。密度は、国際規格  ＩＳＯ  １１８３に従って測定される。
【０００５】
本発明において、設けられている範囲は、下限値（その値を含む）から上限値（その値を含む）までのものとして理解される。
【０００６】
本発明によれば、ガラス繊維類：タルクの重量比が１：１〜１：６の範囲にある場合、良好な結果が得られた。したがって、ガラス繊維／タルクの重量比が１：１〜１：４の範囲にある場合、良好な結果を得ることができ、ガラス繊維／タルクの重量比が１：２〜１：４の範囲にある場合、特に良好な結果を得ることができる。
【０００７】
上述した量および重量比のガラス繊維類とタルクの組み合わせは、熱伝導率を向上させ（全体量が同じであるガラス繊維類のみを含む熱可塑性ポリマー含有組成物またはタルクのみを含む熱可塑性ポリマー含有組成物と比較して）、電気絶縁性である一方、機械的特性（強度、弾性率、破断点伸び）が良好なポリマー組成物を提供する。上述したように両ガラス繊維類およびタルクの存在によって相乗作用が提供され、熱可塑性ポリマー組成物およびタルクを含む組成物中にガラス繊維類が存在する場合、熱可塑性ポリマーおよびタルクだけからなる全体量が同じである熱可塑性ポリマー組成物（ガラス繊維は含まれない）または熱可塑性ポリマーおよびガラス繊維類だけからなる全体量が同じである熱可塑性ポリマー組成物（タルクは含まれない）に比較して、熱可塑性組成物の熱伝導率が向上する。特に、この効果は成分ｃ）がポリアミドである場合、組成物において利点がある。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、ガラス繊維類は、熱伝導性エンハンサー、すなわち熱伝導性向上剤として熱伝導性ポリマー組成物に、特に、熱伝導性熱可塑性ポリマー組成物に使用される。ガラス繊維類が、熱伝導性ポリマー組成物の全重量の１０重量％以上の量で存在する場合、この向上効果がすでに現れる。熱伝導性フィラーを含む熱可塑性ポリマー組成物において、熱伝導性ポリマー組成物の全重量に対して好ましくは１５重量％以上の量でガラス繊維類を供給することが有利である。熱伝導性フィラーは、タルク、窒化ホウ素、グラファイトおよびこれらの混合物からなる群から選ぶのが好ましい。
【０００９】
本発明においては、成分ａ）はガラス繊維類である。本明細書においてガラス繊維は、アスペクト比が１０：１以上の粒子からなる物質であると理解される。ガラス繊維は、より好ましくはアスペクト比が１５：１以上、より好ましくは２５：１以上の粒子からなる。熱伝導性ポリマー組成物におけるガラス繊維の利点は、ガラス繊維がタルク含有ポリアミド組成物の熱伝導率を向上させることで、ポリアミドおよびタルクを含む熱伝導率が向上した熱伝導性ポリマー組成物の機械的強度が増加し、良好な電気的絶縁を保つ。このような効果は、ガラス繊維類が存在することだけによって達成され、「一般的なガラス」成分によっては達成されない（一般的なガラスというのは、繊維状ではない、いかなる形状のガラスのことであると理解される）。本発明の一実施形態によれば、組成物中のガラス繊維類の量が本発明の組成物の全重量の１５重量％〜３０重量％、より好ましくは１５重量％〜２０重量％の範囲にあるときに良好な結果が得られる。本発明において、熱可塑性ポリマー中のタルクの存在下でのガラス繊維類によって、熱伝導率が向上することが確認された。ポリマー全重量に対して１０〜３０重量％、あるいは１５〜２０重量％の範囲の量のガラス繊維類によって、タルクとの最も有益かつ明白な相乗効果が現れ、ポリマー組成物の熱伝導率が高まる。熱伝導率は、ガラス繊維類の量がタルクと同じ量存在すると高まる。この効果の推論として、ガラス繊維がガラス束を形成し、熱輸送網状組織を形成し得ることが考えられる。また、このメカニズムは窒化ホウ素またはグラファイトなどの他のフィラーにも当てはまり得る。
【００１０】
本発明において、範囲は下限値および上限値を含むものとして理解されるべきである（「から」は、「から始まり」として理解され、「まで」は「までかつその値を含む」として理解される）。
【００１１】
本発明においては、成分ｂ）はタルクである。タルクの密度は、密度範囲が１．５と４の間、好ましくは２と３の間である。密度が２．７５ｇ／ｃｍ３と測定されたタルクによって非常に良好な結果を得ることができる。密度は、国際規格  ＩＳＯ  １１８３に従って測定される。用語「タルク」は、化学式がＨ２Ｍｇ３（ＳｉＯ３）４またはＭｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２である水和ケイ酸マグネシウムを含む鉱物として理解される。タルクは、有利には５８〜６６重量％のＳｉＯ２と、２８〜３５重量％のＭｇＯと、約５重量％の水と、様々な量の酸化鉄類、酸化アルミニウム類、酸化カルシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化チタン、酸化リン類およびスルホキシド類などの種々の成分の組成物を有する、層構造のケイ酸マグネシウムが板状粒子の形状をしている。タルクのｐＨは、その組成物によるが８〜１１の範囲である。有利には、成分ｂ）として引用されるタルクは、数平均粒子径（走査型電子顕微鏡より求められる）が１００ｎｍ〜１０μｍ、より有利には２μｍ〜５μｍの範囲にある。本発明の一実施形態によれば、熱伝導性ポリマー組成物中のタルクの量が４０重量％〜４５重量％のとき、特に難燃剤が組成物中に存在する場合に、良好な結果がすでに得られている。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、成分ａ）およびｂ）の総量が組成物全重量の５５〜７０、有利には６０重量％〜７０重量％の範囲にあるとき、特に良好な結果が得られる。成分ａ）およびｂ）の総量が、５５重量％以上であるのが好ましく、６０重量％以上であるのがより好ましく、６５重量％以上であるのが最も好ましい。成分ａ）およびｂ）の総量が７０重量％以下であるのが好ましく、６７重量％以下であるのがより好ましい。
【００１３】
成分ｃ）の熱可塑性ポリマーは、さらに他のポリアミド類、ポリエステル類、ポリフェニレンスルファイド類、ポリフェニレンオキシド類、ポリスルホン類、ポリアリレート類、ポリイミド類、ポリエーテルエーテルケトン類およびポリエーテルイミドならびにこれらの混合物を含むことができる。熱可塑性ポリマーは、ホモポリマーまたは上記の選択されたポリマーのリストのコポリマーであってもよい。有利には、成分ｃ）の熱可塑性ポリマーは、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリフェニレンスルファイド類、ポリフェニレンオキシド類、ポリスルホン類、ポリアリレート類、ポリイミド類、ポリエーテルエーテルケトン類およびポリエーテルイミド類、ならびにこれらの混合物およびコポリマー類からなる群から選択される。
【００１４】
本発明においては、成分ｃ）はポリアミド組成物であるのがより好ましい。有利には、成分ｃ）はＰＡ  ４，６、ＰＡ６、ＰＡ６６およびこれらの混合物（本明細書で引用された２種のポリアミド類またはＰＡ  ４，６、ＰＡ６およびＰＡ６６の混合物）から選ばれる少なくとも１つのポリアミドを含む。用語「混合物」は、ブレンドまたはコポリマーなどの、「２種以上のポリアミドの組み合わせ」として理解されるべきである。よって成分ｃ）は、ＰＡ−６および／またはＰＡ−６，６および／またはＰＡ４，６のコポリアミドをも含む。さらに、成分ｃ）は、非晶性および／または半結晶性ポリアミドなどの他のポリアミドを（ブレンドまたはコポリマーとして）含み得る。好適なポリアミドは、当業者に公知のすべてのポリアミド類であり、溶融加工可能な半結晶性および非晶性ポリアミドを含む。本発明の好適な他のポリアミド類の例は、脂肪族ポリアミド類、例えば、ＰＡ−１１、ＰＡ−１２、ＰＡ−４，８、ＰＡ−４，１０、ＰＡ−４，１２、ＰＡ−６，９、ＰＡ−６，１０、ＰＡ−６，１２、ＰＡ−１０，１０、ＰＡ−１２，１２、ＰＡ−６／６，６−コポリアミド、ＰＡ−６／１２−コポリアミド、ＰＡ−６／１１−コポリアミド、ＰＡ−６，６／１１−コポリアミド、ＰＡ−６，６／１２−コポリアミド、ＰＡ−６／６、１０−コポリアミド、ＰＡ−６，６／６，１０−コポリアミド、ＰＡ−４，６／６−コポリアミド、ＰＡ−６／６，６／６，１０−ターポリアミド、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸ならびに２，２，４−および２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミンから得られるコポリアミド、芳香族ポリアミド類、例えば、ＰＡ−６，Ｉ、ＰＡ−６，Ｉ／６，６−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ、ＰＡ−６，Ｔ／６−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ／６，６−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｉ／６，Ｔ−コポリアミド、ＰＡ−６，６／６，Ｔ／６，Ｉ−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ／２−ＭＰＭＤＴ−コポリアミド（２−ＭＰＭＤＴ＝２−メチルペンタメチレンジアミン）、ＰＡ−９，Ｔ、テレフタル酸ならびに２，２，４−および２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミンから得られるコポリアミド類、イソフタル酸、ラウリンラクタムおよび３，５−ジメチル−４，４−ジアミノジシクロヘキシルメタンから得られるコポリアミド類、イソフタル酸、アゼライン酸および／またはセバシン酸ならびに４，４−ジアミノジシクロヘキシルメタンから得られるコポリアミド類、カプロラクタム、イソフタル酸および／またはテレフタル酸ならびに４，４−ジアミノジシクロヘキシルメタンから得られるコポリアミド類、カプロラクタム、イソフタル酸および／またはテレフタル酸ならびにイソホロンジアミンから得られるコポリアミド類、イソフタル酸および／またはテレフタル酸および／または他の芳香族もしくは脂肪族ジカルボン酸類、所望によりアルキル置換ヘキサメチレンジアミンならびにアルキル置換４，４−ジアミノジシクロヘキシルアミンから得られるコポリアミド、ならびに上述のポリアミド類のコポリアミド類およびの混合物である。
【００１５】
成分ｃ）の熱可塑性ポリマーは、半結晶性ポリアミドを含むのがより好ましい。半結晶性ポリアミド類は、熱的特性および金型充填性が良好であるという利点がある。また熱可塑性ポリマーが、２００℃以上、より好ましくは２２０℃、２４０℃あるいは２６０℃以上、最も好ましくは２８０℃以上の融点の半結晶性ポリアミドを含むのがさらにより好ましい。融点がより高い半結晶性ポリアミド類は、熱的特性がより優れているという利点がある。用語「融点」は、本明細書においてＤＳＣで測定された５℃の加熱率での溶融範囲での最も高い溶融率を示す温度であると理解される。半結晶性ポリアミドは、ＰＡ−６，１０、ＰＡ−１１、ＰＡ−１２、ＰＡ−１２，１２、ＰＡ−６，Ｉ、ＰＡ−６．Ｔ、ＰＡ−６，Ｔ／６，６−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ／６−コポリアミド、ＰＡ−６／６，６−コポリアミド、ＰＡ−６，６／６，Ｔ／６，Ｉ−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ／２−ＭＰＭＤＴ−コポリアミド、ＰＡ−９，Ｔ、ＰＡ−４，６／６−コポリアミドならびに上述のポリアミド類の混合物およびコアミドを含む群から選ばれるのが好ましい。ＰＡ−６，Ｉ、ＰＡ−６，Ｔ、ＰＡ−６，６、ＰＡ−６，６／６Ｔ、ＰＡ−６，６／６，Ｔ／６，Ｉ−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ／２−ＭＰＭＤＴ−コポリアミド、ＰＡ−９，ＴもしくはＰＡ−４，６またはこれらの混合物もしくはポリアミドをポリアミドとして選ぶのがより好ましい。半結晶性ポリアミドがＰＡ−４，６またはそのコポリアミドを含むのがさらにより好ましい。
【００１６】
本発明において、ポリアミド（上記のようなポリアミドを含む組成物）は、ホモポリマー、２種のポリアミド、３種のポリアミド、４種のポリアミド、５種のポリアミド、６種のポリアミドなどの２種以上のポリアミドまたは少なくとも１種のポリアミドおよび少なくとも１種の他の熱可塑性ポリマーを含むコポリマーであり得る。前記他の熱可塑性ポリマーは、ポリエステル類；ポリフェニレンサルファイド類などのポリアリーレンスルフィド；ポリフェニレンオキシド類などのポリアリーレンオキシド類；ポリスルホン類；ポリアリレート類；ポリイミド類；ポリエーテルエーテルケトン類などのポリ（エーテルケトン）類；ポリエーテルイミド類；ポリカーボネート類；コポリエーテルエステルブロックコポリマー、コポリエステルエステルブロックコポリマーおよびコポリエーテルアミドブロックコポリマーなどの熱可塑性エラストマーを含む前記ポリマー同士および／または前記ポリマーと他のポリマーとのコポリマー；ならびに前記ポリマーおよびコポリマーの混合物の群から選ぶことができる。熱可塑性ポリマーは、非晶性、半結晶性もしくは液晶性ポリマー、エラストマーまたはこれらの組み合わせが好適である。液晶性ポリマー類は、その高結晶性およびフィラー材料に良好なマトリックスをもたらす能力によって好ましい。液晶性ポリマー類の例としては、熱可塑性芳香族ポリエステル類が挙げられる。
【００１７】
本発明の熱伝導性ポリマー組成物は、（本発明の組成物の全重量に対して）０〜５重量％の任意選択のさらなる成分を含んでよい。これらのさらなる成分は、また本明細書中、添加剤としても記載されている。任意選択のさらなる成分が存在する場合、その全量が０〜３重量％の範囲にあるのが好ましい。本明細書中、重量パーセントは、熱伝導性ポリマー組成物の全重量を基準としている。難燃剤が任意選択のさらなる成分である場合、その量は本明細書で引用された添加剤の１０〜２０重量％、より好ましくは５〜１８重量％、最も好ましくは１０〜１８重量％の範囲である。
【００１８】
添加剤として、ポリマー組成物は補助的な添加剤類を含んでよく、それらは当業者によく知られているもので、通常ポリマー組成物に使用されているものである。これらの他の添加剤は、好ましくは本発明をかなりの程度でも損なうべきではない。このような添加剤類として、特に上記の所定のグラファイト粉末に次いでさらなる熱伝導性フィラー；非導電性強化フィラーなどの熱伝導性ではない他のフィラー；色素類；分散助剤；例えば潤滑剤および離型剤である加工助剤；耐衝撃性改良剤；可塑剤；結晶化促進剤；成核剤；難燃剤；紫外線安定剤；酸化防止剤；ならびに熱安定剤が挙げられる。本発明の組成物に難燃剤、特にデカブロモジフェニルエタン（ＤＢＰＤＥ）を加えた際には、難燃性の驚くべき向上効果が確認された。難燃剤が本発明の組成物の一部であるとき、本明細書で引用されたタルクおよびガラス繊維類を含まない他の組成物と比べて、難燃性効果は向上する。難燃剤の量が１０〜２０重量％、好ましくは１２〜１８重量％の範囲であるとき、特に良好な結果が得られた。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、熱伝導性ポリマーは、本発明で引用された成分ａ）、ｂ）およびｃ）と更なる成分ｄ）からなり、成分ｄ）は０〜１０重量％、好ましくは０〜５重量％、より好ましくは０〜２．５重量％の本明細書で引用された添加剤である。通常ｄ）は、０．０１〜１０重量％、０．０５〜５重量％、０．０５〜２重量％であり得る。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、熱伝導性ポリマー組成物中のポリアミド組成物の量が、３０重量％〜５０重量％の範囲、好ましくは３０重量％〜５０重量％、より好ましくは３０重量％〜４５重量％、最も好ましくは３０重量％〜４０重量％であるとき、良好な結果が得られる。熱伝導性ポリマー組成物中のポリアミド組成物は、組成物の全重量の４０重量％以下が利点的であり、３５重量％以下がより利点的である。
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、熱伝導性熱可塑性組成物は、以下を含むかまたは以下からなる：
熱伝導性熱可塑性組成物の全重量に対して、
−  １０〜２０重量％のガラス繊維類と、
−  ４０〜４５重量％のタルクと、
−  ３０〜４０重量％、好ましくは３５〜４０重量％の熱可塑性ポリマーと、
−  ０〜５重量％、好ましくは０〜３重量％の更なる成分または１０〜２０重量％の少なくとも１種の難燃剤。上記に引用された１０〜２０重量％のガラス繊維類、４０〜４５重量％のタルク、３０〜４０重量％、好ましくは３５〜４０重量％の熱可塑性ポリマーおよび０〜５重量％、好ましくは０〜３重量％の更なる成分を含む組成物によって、要求される機械的特性かつ熱伝導特性に対しての優れた結果が得られる。また組成物が少なくとも１種の難燃剤を１０〜２０重量％含む場合、ガラス繊維類およびタルクの存在によって難燃性が向上する。本発明の熱伝導性ポリマー組成物は、０．５〜１Ｗ／ｍ・Ｋ、好ましくは０．６〜０．８Ｗ／ｍ・Ｋの厚み方向の熱伝導率を有する。通常熱伝導性ポリマー組成物は、０．８〜３Ｗ／ｍ・Ｋ、好ましくは１．２〜２．５Ｗ／ｍ・Ｋの面方向の熱伝導率を有する。本明細書において、熱伝導率は、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ（２００５、６２８−６３４）に記載の方法を使用して８０×８０×２ｍｍの射出成形サンプルにおいて、面方向に対する厚み方向で、かさ密度（ρ）および比熱（Ｃｐ）、２０℃にてＡＳＴＭ  Ｅ１４６１−０１に準じたレーザーフラッシュ技術によって測定された熱拡散率（Ｄ）により導き出される。
【００２２】
可塑性組成物の熱伝導率は、本明細書では材料特性と理解され、配向依存し、また組成物の成り立ちに依存する。可塑性組成物の熱伝導率を求めるためには、熱伝導率測定を行うのに適した形状にしなければならない。可塑性組成物の組成、測定に使用される形状の種類、成形方法、さらに成形方法に適用される条件に応じて、可塑性組成物は、等方性熱伝導または異方性熱伝導（すなわち、配向依存する熱伝導）を示しえる。可塑性組成物が平坦な長方形に成形される場合、方向依存性の熱伝導率は、Λ⊥、Λ／／、およびΛ±の３つのパラメーターで一般に記述することができる。Λ⊥＝厚み方向の熱伝導率であり、Λ／／＝面方向の最大熱伝導率の方向での面方向の熱伝導率であり、本明細書においては平行または長手方向の熱伝導率とも記載され、Λ±＝面方向の最小熱伝導率の方向での面方向の熱伝導率である。なお、厚み方向の熱伝導率は、他の箇所では「横断」熱伝導率とも記載される。
【００２３】
プレートの平面配向と面方向のプレート様粒子が主に平行配向であるポリマー組成物の場合、ポリマー組成物は、等方性の面方向の熱伝導率を示し、すなわち、Λ／／はΛ±とほぼ等しい。
【００２４】
Λ⊥およびΛ／／の測定のため、適切な寸法の正方形の型と、正方形の片側に配置された幅８０ｍｍおよび高さ２ｍｍのフィルムゲートを備えた射出成形機を使用して射出成形によって、試験される材料から８０×８０×２ｍｍの寸法を有する試料を作成した。厚さ２ｍｍの射出成形されたプラークから、熱拡散率Ｄ、密度（ρ）および熱容量（Ｃｐ）を求めた。熱拡散率は、ＡＳＴＭ  Ｅ１４６１−０１に従って、Ｎｅｔｚｓｃｈ  ＬＦＡ  ４４７レーザーフラッシュ装置を使用して、型充填時のポリマーの流れ方向に対して面方向および平行（Ｄ／／）の方向で、ならびに厚み（Ｄ⊥）方向で求めた。面方向の熱拡散率Ｄ／／は、最初にプラークから幅約２ｍｍの同一の幅で小さい細片またはバーを切断することによって求めた。バーの長さは、型充填時のポリマーの流れに対して垂直方向にあった。これらのバーのいくつかは、切断表面が外部に向くように積み重ねられ、非常に密接に一緒に固定された。切断表面が配列されて形成された積み重ねの一方から、切断表面を有する積み重ねの他の側への積み重ね中の熱拡散率を測定した。
【００２５】
プレートの熱容量（Ｃｐ）は、同一のＮｅｔｚｓｃｈ  ＬＦＡ  ４４７レーザーフラッシュ装置を使用して、Ｗ．Ｎｕｎｅｓ  ｄｏｓ  Ｓａｎｔｏｓ、Ｐ．ＭｕｍｍｅｒｙおよびＡ．Ｗａｌｌｗｏｒｋ、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  １４（２００５）、６２８−６３４に記載の手順を用いて、既知の熱容量を有する参照試料（Ｐｙｒｏｃｅｒａｍ  ９６０６）との比較によって求めた。熱拡散率（Ｄ）、密度（ρ）および熱容量（Ｃｐ）から、次式に従って、型充填時のポリマーの流れ方向に対して平行（Λ／／）の方向、ならびにプラークの面に対して垂直（Λ⊥）な方向において、成形されたプラークの熱伝導率を求めた。
Λｘ＝Ｄｘ＊ρ＊Ｃｐ
（式中、それぞれ、ｘ＝／／および⊥である）
【００２６】
本発明のポリマー組成物は、熱伝導性であるだけでなく、また良好な機械的特性を有し、ガラス繊維類、タルクおよび任意選択的に追加の熱伝導性フィラーの量次第で広範囲で変わり得る。熱伝導性フィラーの各全量がより多い場合、他の熱伝導性フィラーが同量で使用される時と比較して、非常に高い熱伝導率が得られる。
【００２７】
上記に述べられたように、本発明の熱伝導性ポリマー組成物は一般的に、流動特性が良好であり、良好な熱加工性を保証する。熱伝導性ポリマー組成物は、射出圧力が１０００バールで、好ましくは１００ｍｍ以上、より好ましくは１３０ｍｍ以上、そして最も好ましくは１６０ｍｍ以上のスパイラルフロー長さを有する。スパイラルフロー長さは、２８０×１５×２ｍｍの寸法を有する長いらせん形チャンネルキャビティに融解した熱可塑性材料を注入することによって求められ、そしてその材料の得られたフローの長さが、スパイラルフロー長さである。３８ｃｍ３の理論射出容積を有する２２ｍｍ  Ｅｎｇｅｌ  ４５Ｂ  Ｌ／ｄ＝１９射出成形機を使用して材料を射出する。シリンダー温度は、主要なポリマー成分の融点より１０℃高く、そして実効噴射圧力は１０００バールである。
【００２８】
本発明の熱伝導性ポリマー組成物は、良好な機械性能によってさらに特徴づけられる。通常熱伝導性ポリマーは、８０ＭＰａ以上、好ましくは９０ＭＰａ以上、より好ましくは１００ＭＰａ以上の引張り強度を有する。通常熱伝導性ポリマー組成物は、０．７％以上、好ましくは１．０％以上、より好ましくは１．５％以上、最も好ましくは２．０％以上の破断点伸びを有する。通常熱伝導性ポリマー組成物は、７，０００ＭＰａ以上、より好ましくは９，０００ＭＰａ以上の剛性を有する。引張係数、引張り強度および破断点伸びは、２３℃および５ｍｍ／分でＩＳＯ  ５２７に従って求められ、試験される熱可塑性材料の乾燥粒状体を射出成形し、ＩＳＯ  ５２７  ｔｙｐｅ  １Ａに準拠する４ｍｍの厚さを有する引張試験用の試験バーを形成した。
【００２９】
本発明の熱伝導性ポリマー組成物は、当業者に周知のように、熱可塑性ポリマーと、ガラス繊維類と、タルクと、さらなる任意選択的に成分とを押出機中で混合することによって調製してもよい。
【００３０】
本方法は、溶融混合に続いて以下の工程を含むのが好ましい。
−  １つ以上の開口部を通して溶融物を押出し、押出ストランドまたはストランドを形成する工程と；
−  押出ストランドまたはストランドを切断し、ペレットを形成する工程と；
−  ペレットを冷却し、それによって固形ペレットを形成する工程。
【００３１】
冷却する前にストランドを切断する利点は、これによって、熱伝導性ポリマー組成物がペレットで得ることが可能となる。切断する前に冷却する場合、特に、ガラス繊維類の含有量がいくらか高い場合、材料の切断が非常に困難となる可能性があり、そしてペレットよりもむしろ粉末状の材料が得られる。ペレットは、射出成形などのさらなる加工のほとんどの場合で好ましい。
【００３２】
有利には、押出ポリマー組成物は、標準的なストランド粒状化法（ｓｔｒｅｎｄ  ｇｒａｎｕｌａｔｉｏｎ）を用いてペレットへ変換される。この場合、ポリマー組成物はダイ−プレートで開口部を通して押出成形され、切刃によって型から外された直後に切断され、冷却され、場合により粉砕されて、粒径を小さくさせる。そのように、または別の方法で作成されたペレットは、熱可塑性材料の加工に適したいずれかの既知の方法によって所望の形状へとさらに加工されてもよい。本発明の熱伝導性ポリマー組成物は射出成形によって加工するのが好ましい。
【００３３】
本発明の組成物を含む成形品は、いずれかの既知の方法によって作成されてもよい。熱伝導性ポリマー組成物は、例えば、電気的または電子用途用の各種物品を製造するために使用され得る。熱伝導性ポリマー組成物は、例えば、電気または電子アセンブリの部品に、またはエンジン部品に使用され得る。中でも、本熱伝導性ポリマー組成物は、ヒートシンクに使用され得る。
【００３４】
本発明を、以下の実施例および比較実験によってさらに例示する。
【００３５】
［実施例］
ポリアミド−４６（ＰＡ４６）と、様々な量のガラス繊維類（ＧＦ）と、タルクとから、本発明の熱伝導性ポリマー組成物を調製した。調整された異なるサンプルは、表１に記載されている。類似した結果がポリアミド−６でも得られる。
【００３６】
実施例Ａ（ＥＸ−Ａ）：３５重量％のＰＡ４６、２０重量％のＧＦ、４５重量％のタルク；密度：１．８ｇ／ｃｍ３
実施例Ｂ（ＥＸ−Ｂ）：３３重量％のＰＡ４６、１５重量％のＧＦ、５２重量％のタルク；密度：１．９ｇ／ｃｍ３
比較例Ａ（ＣＥ−Ａ）：５５重量％のＰＡ４６、４５重量％のタルク（ガラス繊維は含まれない）：１．５ｇ／ｃｍ３
比較例Ｂ（ＣＥ−Ｂ）：４０重量％のＰＡ４６、６０重量％のガラス繊維類のみ（タルクは含まれない）
比較例Ｃ（ＣＥ−Ｃ）：７０量％のＰＡ４６、３０重量％のタルク（ガラス繊維は含まれない）
比較例Ｄ（ＣＥ−Ｄ）：ＰＡ４６のみ（タルク、ガラス繊維は含まれない）
【００３７】
【表１】
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【００３８】
表１から、タルクとガラス繊維類の存在の相乗作用が見られ得る：ＥＸ−ＡのＣＥ−Ａ（同じ量のタルクが含まれるが、ガラス繊維類は含まれない）との比較から、タルクとガラス繊維類の両方が存在する場合、タルクを含むポリマー組成物の熱伝導率が高まっていることが見られる。
【００３９】
無充填ポリマー（ＣＥ−Ｄ）と比較して、本発明の組成物は、熱伝導率（ＥＸ−ＡおよびＥＸ−Ｂ）およびこれらの組成物ＥＸ−ＡおよびＥＸ−Ｂの脆性、成形性、流動性などの機械的特性がより高く、様々な用途に良好である。
【国際調査報告】
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