JP2014043549A - ポリアミド成形材料およびその使用 - Google Patents

ポリアミド成形材料およびその使用 Download PDF

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Abstract

【課題】MID技術に適した熱可塑性配合物、特にポリアミド成形材料と、とりわけガラス繊維に加えて粒状フィラーをも含む該成形材料の提供を目的とする。
【解決手段】20〜88質量％なる範囲の量の熱可塑性材料；10〜60質量％なる範囲の量の、10〜60質量％なる範囲の量の、以下のガラス繊維：非-円形断面を持つガラス繊維、ここで該断面の主断面軸対第二の断面軸の軸比は少なくとも2であり；所定のガラス組成を持つ高強度ガラス繊維、該ガラス繊維は、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成分から実質的に形成されており；またはこれらガラス繊維の混合物からなる群から選択されるガラス繊維；0〜20質量％なる範囲の量のガラス繊維、該ガラス繊維は、前記成分(B1)のガラス繊維とは異なっており、また円形断面を有しており；0〜20質量％なる範囲の量の、更なる繊維質フィラー、ここで該繊維質フィラーは、前記成分の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、しかも炭素繊維、グラファイト繊維、アラミド繊維、ナノチューブからなる群から選択される、で作成された繊維質フィラー；2〜10質量％なる範囲の量の、LDS添加剤またはLDS添加剤の混合物；0〜30質量％なる範囲の量の、粒状フィラー；および0〜2質量％なる範囲の量の、更なる別異の添加剤からなり、前記諸成分の総和が100質量％となることを特徴とする、熱可塑性成形材料。
【選択図】なし

Description

本発明は、改善された機械的諸特性を持つポリアミド成形材料に関するものである。該成形材料は、ガラス繊維を含み、また更には粒状フィラーをも含む。該材料から製造される成形部品は、部分的な光照射後に、選択的に金属化し得る。本発明の該成形材料は、特に成形された相互接続デバイスの製造のために使用される。
従来の相互接続デバイスと比較して、成形された相互接続デバイス(MIDs)、即ち射出成形により製造した熱可塑性相互接続デバイスは、改善された設計の自由度、良好な環境上の適合性および最終製品の製造に関する合理性に係る可能性といった利点を持つ。射出成形部品における電気的および機械的機能の統合、調和は、該アセンブリーの小型化をもたらす可能性がある。更に、全く新しい機能を与えることができ、また実際上あらゆる形状のものを生成することができる。二成分射出成形法、加熱型押法およびレーザーサブトラクティブ構造化(laser subtractive structuring)法は、一連の製造において既に数年に渡り利用されているMID製造技術である。
標準的な射出成形法において作成された上記成形された成形部品が、レーザーによって構造化される、添加剤レーザー構造化(additive laser structuring)技術は、同様にEP-A-1 274 288により公知である。この方法により、後に導電性トラックを持つことになる領域は、プラスチック表面上で金属原子による部分的な核形成を起こし、該表面上では、次に金属層が、化学的金属化浴中で成長する。該金属核は、分散状態で該担体物質中に含まれる金属化合物を分解することにより生成される。レーザー直接構造化にとって特に適した金属化合物は、スピネル構造を持つ銅含有金属酸化物である。光照射されていないプラスチック領域は、該金属化浴内で不変のまま維持される。EP-A-1 274 288の幾つかの例においては、70質量％のポリブチレンテレフタレート、30質量％の珪酸および5質量％の銅/クロムスピネルから作成された成形配合物が、移動電話用のケーシングを製造すべく加工され、該加工において該配合物は、Nd-YAGレーザーにより照射され、また引続き還元性銅-メッキ浴中で金属化される。
プラスチック製の相互接続デバイスを製造する方法は、EP-A-2 420 593に記載されており、該特許においては、酸素空位(欠員)のある金属酸化物が、LDS(レーザー直接構造化(laser direct structuring))添加剤として使用されている。一連の広範囲に及ぶポリマーが、適当なマトリックスとして特定されているが、如何なる特定のポリマーまたはポリマー群も好ましいものではない。ポリプロピレンおよびポリカーボネートを主成分とする、強化されていない成形配合物が、実施例において使用されている。
EP-A-2 335 936は、一次無電流金属化に係る問題を示している。ポリカーボネートを主成分とする成形配合物に関連して、レーザー構造化後に、無電流式に堆積された導体トラックの均質性は、リン酸等の酸、または酸塩の使用により著しく改善される。
LDSに対して適した成形配合物の靭性、特にノッチ靭性を改善する可能性は、EP-A-2 390 282に記載されている。芳香族ポリカーボネートを主成分とする成形配合物の靭性は、少量のスルホネート塩、例えばカリウムパーフルオロブタンスルホネートにより大幅に改善される。
WO-A-2009/141799は、ポリカーボネートおよびポリカーボネート/ABSブレンドを主成分とする、難燃性のレーザーによる構造化可能な成形配合物を記載している。その実施例においては、LDS添加剤として銅/クロムスピネルを含有する未-強化の成形配合物が、専ら使用されている。
上記説明に基いて、本発明の目的は、MID技術に適した熱可塑性組成物(配合物)、特にポリアミド成形材料およびとりわけガラス繊維に加えて粒状フィラーをも含むこれら成形材料を提供することにあり、これらの成形材料を用いることによって、良好な機械的諸特性、特に高い剛性、高い引裂強さおよび良好な衝撃靭性を持つ成形物品を製造することができ、また該成形材料は、上記従来技術の諸欠点を持つことはない。
これら相互接続デバイスの熱的および機械的諸特性および更にはこれらデバイスの関連する利用分野は、主として基本となる熱可塑性成形材料によって決定される。ポリアミドは、今日ではインテリア領域およびエクステリア領域に対する構造的要素として広く行き渡っており、これは、実質的にその顕著な機械的諸特性によるものであり得る。
強度および剛性等といった機械的諸特性の改善は、特に、ガラス繊維または炭素繊維等の繊維状強化物質の添加によって達成し得る。多くの場合において、粒状フィラーは、また、無機顔料により該成形材料を着色するために、あるいは特定の特性の改善を行うために、ガラス繊維に加えて使用される。
レーザー直接構造化により構造化し得る前記成形材料は、レーザー添加剤として知られる添加剤を含むことができ、該レーザー添加剤は、電磁輻射の作用下で金属を遊離する。金属酸化物、特にスピネルは、このレーザー-誘発核生成のためにしばしば使用される。微視的な粗さを高め、また結果として導体トラック適用層の接着性を高める目的で、このような成形材料は、付随的にかなりの量の更なるフィラー、例えばタルクを含むことができる。しかし、該ガラス繊維-強化成形材料への粒状フィラーの添加により、該材料の機械的諸特性およびとりわけ引裂強さは著しく低下され、しかも引裂点伸びおよび更に衝撃靭性も低下される。結局、剛性、引裂強さおよび更には衝撃靭性が、上記成形部品に対する決定的なパラメータと考えられる場合には、粒状フィラーを使用せず、あるいは標準的なガラス繊維との組合せで、該フィラーを、その低含有率においてのみ使用することができる。
一方では、MID成形材料に対して必要な前記粒状フィラーの、ガラス繊維-強化成形材料への添加は、レーザー構造化および導体トラックの接着に対する高い適性をもたらすが、他方において、該材料の機械的特性、例えば引裂強さおよび靭性の劣化をもたらす。本発明は、これらの相反する問題に基くものである。
具体的に、本発明は、高い剛性、引裂強さおよび高い衝撃靭性を持つ、請求項1に従う成形材料を含み、特に以下の成分：
(A) 20〜88質量％なる範囲の量の熱可塑性材料。ここで、この熱可塑性成分(A)は、好ましくはポリアミド(A1)から作成されており、但し40％まで、好ましくは20％まで、10％まで、または5％まで(ここで各場合において、該成分の割合は、該成形材料中の該成分(A)全体を基準とする質量割合に基く)なる量の該ポリアミド(A1)が、ポリアミドを主成分としない熱可塑性成分(A2)により置換されていてもよいことを条件とし；
(B) 10〜70質量％なる範囲の量の、
(B1) 10〜70質量％なる範囲の量の、以下のガラス繊維：
非-円形断面を持つガラス繊維(B1-1)、ここで該断面の主断面軸対第二断面軸の軸比は少なくとも2であり；
所定のガラス組成を持つ高強度ガラス繊維(B1-2)、該ガラス繊維は、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成分から実質的に形成されており、これは、好ましくは少なくとも5質量％なる酸化マグネシウム含有率および高くとも10質量％、特に好ましくは高くとも5質量％なる酸化カルシウム含有率をもち；または
B1-1およびB1-2型のこのようなガラス繊維の混合物
からなる群から選択されるガラス繊維；
(B2) 0〜20質量％なる範囲の量の他のガラス繊維、該ガラス繊維は、前記成分(B1)のガラス繊維とは異なっており、また円形断面を有しており；
(B3) 0〜20質量％なる範囲の量の更なる繊維質フィラー、ここで該繊維質フィラーは、前記成分(B1)および(B2)の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、しかも炭素繊維、グラファイト繊維、アラミド繊維、ナノチューブからなる群から選択される、
で作成された繊維質フィラー(成分(B))；
(C) 2〜10質量％なる範囲の量の、LDS添加剤またはLDS添加剤の混合物；
(D) 0〜30質量％なる範囲の量の、粒状フィラー；および
(E) 0〜2質量％なる範囲の量の、更なる別異の添加剤；
からなり、前記成分(A)-(E)の総和が100質量％であるような、成形材料を含む。
前記(B1-1)および(B1-2)型のガラス繊維は、また各場合において、異なる繊維を含む混合物であり得、これらは全て前記特許請求の範囲に記載の諸特徴を持つが、同様に該繊維(B1-1)および(B1-2)の混合物であってもよい。
前記(B1-2)型のガラス繊維は、円形断面を持つことが好ましい。
ここで、前記成分(A)は、好ましくはポリアミド、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、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキサイド、液晶ポリマー、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、ポリメタクリレート、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からなる群から選択される熱可塑性物質である。ここで、このような系は、また好ましくは、以下において特定されかつ以下において論じられる衝撃靭性改良剤(A2)との組合せで使用することができる。
本発明において、前記成分(A)は、好ましくは完全にポリアミドまたは様々なポリアミドの混合物からなる。
本発明において、好ましくは前記成分(A)の割合は、25〜82質量％なる範囲、好ましくは30〜77質量％なる範囲にあり、ここで好ましくは、該成分(A)の全割合も、25〜82質量％なる範囲、特に好ましくは30〜77質量％なる範囲にある。
好ましくは、前記成分(B1)の割合は、30〜65質量％なる範囲、好ましくは35〜60質量％なる範囲にあり、ここで更には前記成分(B2)および/または(B3)の割合は、好ましくはゼロである。
既に説明した如く、前記成分(A)は、主としてポリアミドからなり、即ち好ましくは、プラスチックマトリックスを基準として、60％を越える割合のポリアミドを含む。換言すれば、好ましくは前記成分(A1)対(A2)の比は、何れの場合にも>1.5、好ましくは>2、特に好ましくは>5である。
同様に前記ポリアミド成分(A1)との混合物として与えることのできる前記他の熱可塑性物質(成分A2)は、好ましくはポリカーボネート、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、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキサイド、液晶ポリマー、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、ポリメタクリレート、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からなる群から選択される。
好ましくは、この更なるマトリックス成分(A2)の割合は、0〜20質量％なる範囲、好ましくは0〜10質量％なる範囲または0〜5質量％なる範囲にある。しかし、好ましくは更なるマトリックス成分(A2)は存在しない。即ち、好ましくは該成分(A1)が、専ら前記成形材料中に存在する。
更なる態様において、本発明による成形材料は、前記成分(A2)として、1種またはそれ以上の衝撃靭性改良剤(ITM)を、40質量％まで含有する。ITMの濃度は、5〜40質量％なる範囲、特に7〜30質量％なる範囲にあることが好ましい。該衝撃靭性改良剤は、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、スチレンまたはスチレン誘導体および他のコモノマーとの混合ポリマー、水添混合ポリマーおよび/または酸無水物、(メタ)アクリル酸およびそのエステルでグラフト化し、あるいはこれらと共重合することにより生成される混合ポリマーであり得る。該衝撃靭性改良剤(A2)は、また架橋されたエラストマーコアを持つグラフト化ゴムであってもよく、これは、ブタジエン、イソプレンまたはアルキルアクリレートからなり、またポリスチレン、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、例えばエチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴムおよびエチレンオクテンゴムまたはエチレン酢酸ビニルゴム、または酸無水物、(メタ)アクリル酸およびそのエステルでグラフト化し、あるいはこれらと共重合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で生成された、グラフトスリーブを持つ。該衝撃靭性改良剤(A2)は、またカルボン酸官能化コポリマー、例えばポリ(エテン-co-(メタ)アクリル酸)またはポリ(エテン-co-1-オレフィン-co-(メタ)アクリル酸)であってもよく、ここで後者の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、酸基が部分的に金属イオンにより中和されている、これらのコポリマーを包含する。
スチレンモノマー(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)としての好ましい衝撃靭性改良剤は、アルケニル芳香族化合物および共役ジエンから生成されたブロックコポリマー、およびアルケニル芳香族化合物および共役ジエンから生成された水添ブロックコポリマー、またはこれらITM型ポリマーの組合せである。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。上記水添ブロックコポリマーにおいて、脂肪族系の不飽和炭素-炭素二重結合の割合は、水素添加によって減じられている。線状構造を持つ2-ブロック、3-ブロック、4-ブロックおよびポリ-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、分岐および星-型構造のものを使用することも可能である。分岐したブロックコポリマーは、公知の方法で、例えばポリマー主鎖上に、ポリマーの「側部分枝」をグラフト反応させることにより得られる。ビニル芳香族モノマーであって、その芳香族リングおよび/または炭素-炭素二重結合部分において、C1-20炭化水素基またはハロゲン原子によって置換されているものも、スチレンに加えてまたはそれとの混合状態で、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、tert-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、ブロムスチレン、クロロスチレン、および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。
好ましく使用されるものは、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、tert-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混合物である。特に好ましく使用されるものは、スチレンである。しかし、アルケニルナフタレンも、使用可能である。
例えば、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は、使用可能なジエンモノマーである。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、簡単化のためにブタジエンという)が好ましい。
スチレンがアルケニル芳香族モノマーとして好ましく使用され、またブタジエンが、ジエンモノマーとして好ましく使用される。即ち、スチレンブタジエンブロックコポリマーが好ましい。該ブロックコポリマーは、一般的にそれ自体公知の方法でアニオン重合することにより製造される。
加えて、更なるコモノマーも、前記スチレンおよびジエンモノマーと共に付随的に使用することができる。該コモノマーの割合は、使用するモノマー全量を基準として、好ましくは0〜50質量％なる範囲、特に好ましくは0〜30質量％なる範囲、および特に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C1-12の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C1-12のアルキルメタクリレート、例えばメチルメタクリレート(MMA)を包含する。更なる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エーテルおよびジビニルエーテル、ジビニルベンゼンおよび酢酸ビニルを含む。
前記共役ジエンに加えて、前記成分(A2)の前記水添ブロックコポリマーは、また場合により様々な割合で低級炭化水素、例えばエチレン、プロピレン、1-ブテン、ジシクロペンタジエンまたは非-共役ジエンをも含む。該水添ブロックコポリマー中の、前記ブロックBを由来とする未-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、特に10％未満である。前記ブロックA由来の未-還元芳香族系二重結合の割合は、高くとも25％まで減じられる。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コポリマーおよびスチレンブタジエンスチレンコポリマーの水素添加により得られる。該ブロックコポリマーは、好ましくは20〜90質量％なる範囲の量のブロックA、特に50〜85質量％なる範囲の量のブロックAからなっている。該ジエンは、前記ブロックBに、1,2-配向または1,4-配向にて組込むことができる。
好ましくは、前記成分(A2)としてのブロックコポリマーの分子量は、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/モルなる範囲の値である。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(KRATON（登録商標))(クラトンポリマーズ社(Kraton Polymers)製) G1650、G1651、およびG1652および更にタフテック(TUFTEC（登録商標))(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)、およびこれらの組合せである。
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、ソルプレン(SOLPRENE（登録商標))(フィリップス(Phillips)社製)、クラトン(KRATON（登録商標))(シェル(Shell)社製)、ベクトール(VECTOR（登録商標))(デクスコ(Dexco)社製)およびセプトン(SEPTON（登録商標))(クラレ(Kuraray)社製)なるブランド名を持つ様々な製品である。
更に好ましい一態様によれば、本発明による成形材料は、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、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エチレンプロピレンジエンゴム)を含むことを特徴とする。例えば、これは、20〜96質量％なる範囲、好ましくは25〜85質量％なる範囲の量のエチレンを含む、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、ここで該C3-12-α-オレフィンは、特に好ましくはプロペン、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るオレフィンであり、また前記成分Cは、特に好ましくは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。
あるいはまた、もしくは付随的(例えば、混合物として)に、前記成分(A2)は、エチレン-C3-12-α-オレフィンと非-共役ジエンを主成分とするターポリマーを含むことができ、ここで該ターポリマーは、好ましくは25〜85質量％なる範囲の量のエチレンおよび多くとも約10質量％の非-共役ジエンを含み、該C3-12-α-オレフィンは、特に好ましくはプロペン、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るオレフィンであり、および/または該非-共役ジエンは、好ましくはビシクロ(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/または特に5-エチリデンノルボルネンからなる群から選択される。
更に、エチレンアクリレートコポリマーは、前記成分(A2)に対する可能な一構成成分である。該成分(A2)に関する構成成分の更なる可能な形状は、エチレンブチレンコポリマーまたはこの型の系を含む混合物(ブレンド)である。
前記成分(A2)は、好ましくは酸無水物基を含む構成成分を有し、該酸無水物基は、直鎖ポリマー、およびポリアミドと首尾よく結合するのに十分な濃度の、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の間の熱反応またはラジカル反応によって導入される。ここで、この目的のためには、以下に列挙するものから選択される試薬を使用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、フマール酸、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％なる範囲の量の不飽和無水物が、前記成分(A2)としての前記衝撃靭性成分上にグラフトされ、あるいは前記不飽和ジカルボン酸無水物またはそのプリカーサが、更なる不飽和モノマーと共にグラフトされる。この際のグラフト化度は、一般的に好ましくは0.1〜1.0％なる範囲、特に好ましくは0.3〜0.7％なる範囲にある。0.3〜0.7％なる範囲内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混合物も、該成分(A2)の可能な一構成成分である。該成分に関する上に特定した可能な系は、混合物として使用することも可能である。
更に、前記成分(A2)は、カルボン酸基、エステル基、エポキシ基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、イソシアネート基、シラノール基およびカルボキシレート基等の官能基を持つ構成成分を含むことができ、あるいは2種またはそれ以上の上記官能基の組合せを含むことができる。これら官能基を持つモノマーは、共重合またはグラフト化により、前記エラストマーポリオレフィンに結合することができる。更に、オレフィンポリマーを主成分とする前記ITMは、また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でグラフト化処理することにより変性することができる。該エラストマーポリオレフィンは、線状、分枝状またはコア-シェル構造を持つ、ランダム、交互またはブロックコポリマーであり、また官能基を含み、該官能基は、該ポリアミドの末端基と反応することができ、その結果該ポリアミドと該ITMとの間に十分なレベルの適合性が与えられる。
従って、前記成分(A2)として使用される前記ITM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、あるいはオレフィンと共重合性のモノマー、例えば酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸エステルおよびメチルヘキサジエン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コポリマー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(エチレン酢酸ビニル)(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、および上記ポリマーの組合せである。
前記成分(A2)の構成成分の範囲内にある、本発明において使用することのできる、市販品として入手可能な衝撃靭性改良剤の例は、タフマー(TAFMER) MC201：67%のEPコポリマー(20モル%のプロピレン)＋33%のEBコポリマー(15モル%のブテン-1)のg-MAH(-0.6%)ブレンド；タフマー(TAFMER) MH5010: g-MAH(-0.6%)エチレンブチレンコポリマー；タフマー(TAFMER) MH7010：g-MAH(-0.7%)エチレンブチレンコポリマー；ミツイケミカルズ(Mitsui Chemicals)社のミツイタフマー(Mitsui. TAFMER) MH7020：g-MAH(-0.7%) EPコポリマー；エクセロール(EXXELOR) VA1801：g-MAH(-0.7%) EPコポリマー；エクセロール(EXXELOR) VA1803：g-MAH(0.5-0.9%) EPコポリマー、アモルファス(amorph)；エクセロール(EXXELOR) VA1810：g-MAH(-0.5%) EPコポリマー；エクセロール(EXXELOR) MDEX 94-1 1：g-MAH(0.7%) EPDM、エクソンモービルケミカル(Exxon Mobile Chemical)社製；フサボンド(FUSABOND) MN493D：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)、デュポン(DuPont)社製である。
前記成分(A2)の範囲内にあるイオノマーも好ましく、ここでそのポリマー−結合カルボキシル基は、金属イオンにより完全にまたは部分的に相互接続されている。
特に好ましいものは、ブタジエンとスチレンとの、マレイン酸無水物をグラフトすることにより官能化されたポリマー、マレイン酸無水物をグラフトすることにより生成された非−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で中和されている、カルボン酸官能化コポリマー、例えばポリ(エテン-co-(メタ)アクリル酸)またはポリ(エテン-co-1−オレフィン-co-(メタ)アクリル酸)の混合ポリマーである。
前記成形材料は、好ましくは20〜80質量％なる範囲の量のポリアミド(A1)からなり、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から製造することができる。特に、本発明による該成形材料は、半-結晶性脂肪族ポリアミド、半-結晶性またはアモルファスの半-芳香族ポリアミド、および半-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。
本発明に従って使用される前記ポリアミド成形材料のマトリックスは、更に、上記した如く、好ましくは少なくとも1種の半-結晶性脂肪族ポリアミド(成分A1-1)および/または半-芳香族ポリアミド(成分A1-2)を主成分とし、および/または環式脂肪族ジアミンを基本とする少なくとも1種のアモルファスポリアミド(成分A1-3)を主成分とし、あるいは成分A1-1およびA1-2およびA1-3の混合物またはA1-1、A1-2およびA1-3型の混合物を主成分とする。
前記ポリアミドは、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、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、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)およびこれらの混合物。
以下に列挙するモノマーは、ジアミンであると考えることができる：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、前記ポリアミドは、またラクタムまたはアミノカルボン酸、特に6〜12個の炭素原子を含むラクタムまたはα，ω−アミノ酸を主成分とするものであり得る。ここで、例示の目的で、以下のものが選択される：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α，ω−アミノドデカン酸(ADA)。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。
適当な環式脂肪族ジアミンは、6〜24個の炭素原子を含むもの、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)、またはこれらの混合物である。特に、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)プロパンが好ましい。該アルキル置換基として、直鎖および/または分岐C1-C6、好ましくはC1-C4アルキル基、従って特にメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。ビス-(4-アミノ-3-メチル-シクロヘキシル)-メタン(MACM)を、特に好ましい態様における該アルキル置換ビス-(アミノシクロヘキシル)メタンとして使用する。
好ましくは、前記ポリアミドA1-1または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(濃度：0.5質量％、温度：20℃)で測定された溶液粘度ηrelを持つ。
脂肪族ポリアミドとして好ましいものはポリアミド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、またはこれらの混合物、ブレンドまたはアロイである。
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半-結晶性ポリアミドは、以下に列挙するものである：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。
半-芳香族ポリアミドは、好ましくは8〜18個、好ましくは8〜14個の炭素原子を含む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、例えばPXDAおよび/またはMXDAの何れかを主成分とするものである。好ましい芳香族ジカルボン酸はTPA、ナフタレンジカルボン酸およびIPAである。好ましい半-芳香族ポリアミドは、以下のような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。これらは、ホモポリアミドとして、および更には2-元、3-元または4-元コポリアミドとして相互に組み合わせることができるが、これは処理温度によって可能とされる。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、PA81を組合せることも可能である。好ましい半-芳香族ポリアミドは、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。
前記ポリアミドA2に関しては、前記コポリアミド6T/6I、10I/10T、MXD6/MXDIおよび同様にホモポリアミドMACM12およびMXD6が好ましい。該コポリアミド6T/6Iに関連しては、2つの異なる組成範囲が特に好ましい。他方で、これらは、50モル％未満なる割合の6T単位を持つアモルファスコポリアミドであり、ここでは20:80〜45:55なる範囲の組成範囲6T:6Iが好ましい。また他方において、これらは、50モル％を越える6Tの割合を持ち、高い融点を持つコポリアミドであり、ここでは55:45〜80:20なる範囲、特に65:35〜75:25なる範囲の組成範囲6T:6Iが好ましい。コポリアミドMXD6/MXDIに関しては、MXD6に富む組成物が好ましく、特に、80モル％を越える、特に好ましくは82〜95モル％なる範囲のMXD6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、および更にはA1-1、A1-2およびA1-3を含むポリマー混合物に関しては、以下の組成が好ましい：
(A1-1)：PA 66；
(A1-2)：PA 6I/6T、ここでそのモル比は65:35〜75:25なる範囲にあり、または該モル比は特に67:33である；
(A1-1)：PA 610および/またはPA 1010、ここで混合物の場合においては、これらの成分は1:1〜4:1なる範囲の比にて使用される；
(A1-2)：PA 6I/6T、ここでそのモル比は65:35〜75:25なる範囲にあり、または該モル比は特に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との混合物；
(A1-2)：PA 6I/6T、ここでそのモル比は65:35〜75:25なる範囲にあり、または該モル比は特に67:33である；
(A1-1)：PA 66；
(A1-2)：PA 6T/6I、ここでそのモル比は60:40〜75:25なる範囲にあり、または該モル比は特に70:30である；
(A1-1)：PA 66；
(A1-2)：PA 6T/66、ここでそのモル比は50:50〜70:30なる範囲にあり、または該モル比は特に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いて、そのモル比は、70:30〜90:10なる範囲にあり、あるいは該モル比は、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質量％なる範囲にあり、好ましくは40モル％未満であり、また特に該含有率は20〜35質量％なる範囲にある。
ここにおいて、前記成分(A1-1)の割合は、各場合において、好ましくは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)の割合は、好ましくは10〜50質量％なる範囲、特に15〜40質量％なる範囲にある。
特定の一態様において、前記ポリマー混合物(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PA 1012またはPA 11またはPA 12；
(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；
(A1-3)：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、夫々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なる比の、PA 6とPA66との混合物；
(A1-2)：0〜30質量％なる範囲のPA 6I/6T、ここでそのモル比は、65:35〜75:25なる範囲にあり、あるいは該モル比は、特に67:33である。
更なる一態様において、前記成分A1-2は、90℃を越え、好ましくは110℃を越え、および特に好ましくは140℃を越えるガラス転移温度を持つ。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；
(A1-3)：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、夫々55〜80モル％なる範囲(好ましくは60〜75モル％なる範囲)にある。
好ましくは、半-芳香族の、半-結晶性ポリアミド系も、前記成分(A1)として使用することができる。
好ましくは、リフローソルダリングに適した、即ち反りおよび膨れなしに260〜270℃なる範囲の一時的な温度負荷に対して耐えることのできる成形材料が含まれる。
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/6Iコポリアミドから形成され、ここで該ポリアミドは以下の成分から形成される：
(AA) 1,10-デカンジアミンおよびテレフタル酸モノマーから生成される、40〜95モル％なる範囲、好ましくは60〜95モル％なる範囲の10T単位；および
(BB) 1,6-ヘキサンジアミンおよびテレフタル酸モノマーから生成される、5〜６0モル％なる範囲、好ましくは5〜40モル％なる範囲の6T単位。
ここで、このようにして生成された前記成分(A1)内のモノマーの30％までを置換することができる。即ち、上記のことは、一方では該成分(A1)において、ジカルボン酸の全量に基いて、30モル％までのテレフタル酸が、(AA)および/または(BB)において、相互に独立に、6〜36個の炭素原子を含む他の芳香族、脂肪族または環式脂肪族ジカルボン酸により置換し得るという条件の下で真である。更に、上記のことは、他方では該成分(A1)において、ジアミンの全量を基準として30モル％までの1,10-デカンジアミンまたは1,6-ヘキサンジアミンが、(AA)および/または(BB)において、相互に独立に、4〜36個の炭素原子を含む他のジアミンによって置換し得るという条件の下で真である。最後であるが重要なこととして、上記のことは、また該モノマーの全量を基準として、該成分(A1)における30モル％以下が、ラクタムまたはアミノ酸で生成し得るという条件の下で真である。しかし、上記条件に従って該成分(A1)内の該モノマーの該置換えが、20％未満、好ましくは10％未満を示す場合、および特にこの種の置換がないことが好ましい場合が、望ましい。概して、更なる一条件は、上記テレフタル酸、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えられるモノマーの総量(即ち、6〜36個の炭素原子を含む他の芳香族、脂肪族または環式脂肪族ジカルボン酸、4〜36個の炭素原子を含む他のジアミン、およびラクタムまたはアミノ酸の全割合)が、該成分Aにおいて使用するこれらモノマー全量を基準として、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事実である。
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、好ましくは、ポリアミド10T/10I/6T/6Iから、具体的には72.0〜98.3質量％なる範囲のテレフタル酸(TPA)と28.0〜1質量％なる範囲のイソフタル酸(IPA)とで構成される100質量％の二酸部分；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)と20.0〜49.0質量％なる範囲のC9-C12ジアミンとで構成される100質量％のジアミン部分から生成された半-芳香族性の半-結晶性コポリアミドから生成される。
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、またはこの型のジアミンの混合物からなる群から選択され、ここで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。即ち、ポリアミド系PA 10T/10I/6T/6Iが好ましく、ここでは上記の濃度が当てはまる。
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、ポリアミドPA 6T/6I/6から、具体的にはテレフタル酸(TPA)、イソフタル酸(IPA)、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生成される半-芳香族性の半-結晶性コポリアミドから生成され、ここで該コポリアミド6T/6I/6は、60-80/15-25/5-15質量％、特に好ましくは65-75/17.5-22.5/7.5-12.5質量％なる組成を持つ。
要約すると、前記成分(A1)は、好ましくは脂肪族、環式脂肪族および/または芳香族モノマーから作成されたホモポリアミドおよび/またはコポリアミドであり、また好ましくは半-結晶性脂肪族ポリアミド(A1-1)および/または半-芳香族性ポリアミド(A1-2)および/またはアモルファスポリアミド(A1-3)の混合物であり、ここで該成分(A1)のポリアミドは、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、10I/10T、10T/1012、PA10T/6T、PA6T/10I/10T、PA6T/6I/6、9MT(ここで、Mは2-メチルオクタンジアミンを表す)、12T、およびこれらの混合物またはブレンドからなる群から選択される。
更に、本発明の成形材料は、10〜70質量％なる範囲の量の、以下に列挙するものからなる群から選択されるガラス繊維(B1)を含む：
・(B1-1)：非-円形断面(平坦な繊維)をもちしかも少なくとも2なる主断面軸対第二断面軸の軸比を持つ、ガラス繊維、好ましくはE-ガラス由来のガラス繊維；および/または
・(B1-2)：円形または非-円形断面を有し、しかも実質的に二酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウム成分を主成分とするガラス組成を持つ、高強度ガラス繊維。
これらは、例えば短繊維(例えば、0.2〜20mmなる範囲の長さを持つカットガラス)または無端繊維(ロービング)として知られている形状で使用される。
ASTM D578-00に従うE-ガラスは、好ましくは非-円形断面を有し、好ましくは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％のホウ砂、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％の酸化鉄から形成された、ガラス繊維(B1-1)として選択される。
使用する前記高強度ガラス繊維(B1-2)は、三元系：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元系：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し、ここで二酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウムの含有率の和は、全ガラス配合物を基準として少なくとも78質量％、好ましくは少なくとも87質量％および特に好ましくは少なくとも92質量％である。
具体的には、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%の更なる酸化物、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)の配合物を使用することが好ましい。
更なる一態様において、前記高強度ガラス繊維は、以下のような組成を持つ：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)および更に0-1.5質量%の更なる酸化物、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)。
前記の高強度ガラス繊維は、とりわけ好ましくは、以下のような組成を持つ：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), 0-5質量%の酸化カルシウム(CaO)、および0-1%質量の更なる酸化物、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、3,700MPaに等しいかそれ以上、好ましくは少なくとも3,800または4,000MPaなる引張強さ、少なくとも4.8％、好ましくは少なくとも4.9または5.0％なる引裂点伸び、および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有し、ここでこれらガラスの諸特性は、10μmなる径、および12.7mmなる長さを持つ個々の繊維(元の単一フィラメント)について、温度23℃および相対湿度50％にて測定される値である。
前記成分(B1)のこれら高強度ガラス繊維に関する具体的な例は、995サイズ剤を含むオーエンスコーニング(Owens Corning)社製のS-ガラス繊維、ニットウボウ(Nittobo)社製のT-ガラス繊維、3B社製のハイパーテックス(HiPertex)、シノマジンジングファイバーグラス(Sinoma Jinjing Fiberglass)社製のHS4-ガラス繊維、ベトロテックス(Vetrotex)社製のR-ガラス繊維およびAGY社製のS-1-およびS-2-ガラス繊維である。
前記高強度ガラス繊維(B1-2)は、好ましくは円形または非-円形断面を持つ。前記ガラス繊維(B1-1)は、常に非-円形断面を持ち、一方で前記ガラス繊維(B2)は、常に円形断面を持つ。前記繊維状フィラー(B3)は、円形または非-円形断面を持つことができる。
円形断面を持つガラス繊維、即ち丸いガラス繊維は、典型的に5〜20μmなる範囲、好ましくは6〜17μmなる範囲および特に好ましくは6〜13μmなる範囲の径を持つ。これらは、好ましくは短いガラス繊維(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)として使用される。
平型ガラス繊維、即ち非-円形断面を持つガラス繊維の場合、好ましくは、これらガラス繊維は、2を越える、好ましくは2〜8なる範囲、特に2〜5なる範囲の主断面軸対これに対して直角に位置する第二断面軸の寸法上の比を持つものとして使用される。これら「平型ガラス繊維」は、卵型または楕円形の断面、1またはそれ以上のくびれを備えた楕円形断面(コクーンファイバーとして知られているもの)、多角形または矩形断面、または実際上矩形の断面を持つ。使用する該平型ガラス繊維の更なる特徴的な性状は、その主断面軸の長さが、好ましくは6〜40μmなる範囲、特に15〜30μmなる範囲の値であり、かつその第二断面軸が、好ましくは3〜20μmなる範囲、特に4〜10μmなる範囲の値であるという事実にある。ここで、該平型ガラス繊維は、最大充填密度を持ち、即ち該ガラス繊維の断面は、事実上一矩形形状を占有し、該矩形は、該ガラス繊維の断面を、少なくとも70％程度、好ましくは少なくとも80％程度および特に好ましくは少なくとも85％程度まで、できる限り正確に包囲している。
本発明の成形材料を強化するために、円形および非-円形断面を持つガラス繊維の混合物を使用することも可能であり、ここでは、好ましくは該平型ガラス繊維の割合が支配的である。即ち、該平型ガラス繊維は、該繊維の全質量の50質量％を越える割合を占める。
本発明のガラス繊維は、特に、アミノシランまたはエポキシシラン化合物を主成分とするカップリング剤を含む、熱可塑性物質、特にポリアミドにとって適したサイズ剤と共に与えることができる。
本発明に従って、例えばロービングとし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なる範囲の径を持ち、ここで該ガラス繊維の断面は、丸形、卵形、楕円形、1またはそれ以上のくびれを備えた楕円形断面、多角形、矩形または実際上矩形であり得る。2〜5なる範囲の断面軸間の比を持つ「平型ガラス繊維」が、特に好ましい。これらの無端繊維は、長繊維-強化ロッド状粒質物を製造する上で公知の方法により、特に引抜成形法により、本発明のポリアミド成形材料中に配合され、該引抜成形法では、該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、次いで冷却並びに細断される。好ましくは、3〜25mmなる範囲、特に4〜12mmなる範囲の粒質物長さを持つ、このようにして得られる上記長繊維-強化ロッド状粒質物を、更に公知の処理方法(例えば、射出成形、プレス成形)によって加工して、成形部品を生成することができる。
本発明の成形材料における、繊維濃度(成分(B)全体として)、また特にガラス繊維濃度(成分(B1)および(B2)の総和)、および最も好ましくは成分(B1)単独の濃度は、好ましくは30〜60質量％なる範囲および特に好ましい35〜55質量％なる範囲にある。
前記成分(B1-1)の平型ガラス繊維は、好ましくは、この場合においては例えば、非-円形断面を持つASTM D578-00に従うE-ガラス繊維、好ましくは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％のホウ砂、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％の酸化鉄から作成されたE-ガラス繊維として選択される。
平型E-ガラス繊維としての、前記成分(B1-1)のガラス繊維は、好ましくは2.54〜2.62g/cm3なる範囲の密度、70〜75GPaなる範囲の引張弾性率、3,000〜3,500MPaなる範囲の引張強さ、4.5〜4.8%なる範囲の引裂点伸びを有し、ここでこれらの機械的諸特性は、10μmなる径および12.7mmなる長さを持つ個々の繊維について、23℃および相対湿度50％にて測定されるものである。
各場合において円形または非-円形断面を持つ、好ましくは丸形の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、およびこれらの混合物からなる群から選択される前記成分(B2)の割合は、0〜10質量％なる範囲、好ましくは0〜5質量％なる範囲にあることが好ましく、ここにおいて、特に好ましくは、専ら該成分(B2)が使用される。
前記成分(B2)は、E-ガラス繊維(これらはASTM D578-00に従って、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％のホウ砂、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％の酸化鉄からなり；また好ましくは2.58±0.04g/cm3なる範囲の密度、70〜75GPaなる範囲の引張弾性率、3,000〜3,500MPaなる範囲の引張強さ、4.5〜4.8%なる範囲の引裂点伸びを有する)、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(52%のSiO2、17%のAl2O3、9%のCaO、5%のMgO、5%のNa2O、5%の酸化鉄および更なる金属酸化物なる凡その組成を持つ鉱物繊維), AR-ガラス繊維(55〜75%の二酸化ケイ素、1〜10%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%の酸化ホウ素、0〜12%の二酸化チタン、1〜18%の酸化ジルコニウム、0〜5%の酸化鉄)、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
前記成分(B2)は、特に好ましくは実質的に以下の成分：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生成されるガラス繊維から形成され、また質量基準での比：SiO2/(CaO+MgO)は、2.7未満、好ましくは2.5未満および特に2.1〜2.4なる範囲にある。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(B1)および/または(B2)および/または(B3)の前記繊維状フィラーは、短繊維の形状、好ましくは0.2〜20mmなる範囲の長さを持つカットファイバーの形状、または無端繊維の形状で存在し得る。
好ましくは、前記成分(C)の割合は、3〜8質量％なる範囲、好ましくは3〜6質量％なる範囲にある。
前記成分(C)は、好ましくは、UV、VISまたはIR輻射に対してゼロではない吸収係数を持つLDS添加剤であり、これは、好ましくはレーザー輻射としての電磁輻射の作用下で金属核を生成し、該金属核は、化学的金属被覆工程における、金属層の堆積を容易にし、および/または該堆積を可能とし、および/またはこれを改善して、前記成形部品の表面上の照射点において導体トラックを生成する。ここで、該LDS添加剤は、好ましくは、少なくとも0.05、好ましくは少なくとも0.1、および特に少なくとも0.2なる吸収係数にて、可視および赤外輻射光領域において吸収能を有し、および/または吸収体が与えられ、該吸収体は、該輻射エネルギーを該LDS添加剤に伝達する。
前記成分(C)は、好ましくは、50〜10,000nmなる範囲、好ましくは200〜5,000nmなる範囲および特に好ましくは300〜4,000nmなる範囲の平均粒径(D50)、および/または高くとも10、特に高くとも5なるアスペクト比を持つLDS添加剤である。該粒径に対する一尺度として特定された該D50値は、該平均粒径の一尺度であり、ここではサンプルの50体積％が、該D50値よりも微細であり、また該サンプルの残りの50％は、該D50値(メディアン)よりも粗大である。
好ましくは、前記成分(C)は、金属酸化物、特に以下の一般的な化学式を持つスピネルとして知られている金属酸化物からなる群から選択される、LDS(レーザー直接構造化(laser direct structuring))添加剤である：
AB2O4
ここで、Aは2価の金属カチオンを表し、ここでAは、好ましくはマグネシウム、銅、コバルト、亜鉛、スズ、鉄、マンガンおよびニッケル、およびこれら金属の組合せからなる群から選択され、
Bは3価の金属カチオンを表し、ここでBは、好ましくはマンガン、ニッケル、銅、コバルト、スズ、チタン、鉄、アルミニウムおよびクロム、およびこれら金属の組合せからなる群から選択され、
また前記LDS添加剤は、特に好ましくは銅鉄スピネル、銅含有マグネシウムアルミニウム酸化物、銅クロムマンガン混合酸化物、銅マンガン鉄混合酸化物(場合によりこれら各場合において、酸素欠陥が存在する)、あるいは銅塩および銅酸化物、特に例えば銅(I)酸化物、銅(II)酸化物、アルカリ性リン酸銅、硫酸銅、および更には金属錯化合物、特に銅、スズ、ニッケル、コバルト、銀およびパラジウムのキレート化合物、またはこのような系の混合物であり、
および/または特に銅クロムマンガン混合酸化物、銅マンガン鉄混合酸化物、銅クロム酸化物、亜鉛鉄酸化物、コバルトクロム酸化物、コバルトアルミニウム酸化物、マグネシウムアルミニウム酸化物、およびこれらの混合物および/またはこれらの表面処理物および/またはこれらの酸素欠陥を持つものから選択される。例えば、このような系は、WO-A-2000/35259またはKunststoffe, 92 (2002) 11, 2-7等において記載されている。
好ましくは、前記成分(D)の割合は、0〜20質量％なる範囲、好ましくは0〜15質量％なる範囲、および特に好ましい2〜15質量％なる範囲または3〜10質量％なる範囲にある。例えば、タルクは、金属核の生成を容易にし得る。
本発明の成形材料は、好ましくは、該ポリアミド成形材料が、実質的に、好ましくは完全に前記成分(D)の粒状フィラーを含まないことを特徴とするものであり得る。
当業者にとって公知の全てのフィラーを、前記成分(D)の粒状フィラーであると考えることができる。これら粒状フィラーは、特に、タルク(ケイ酸マグネシウム)、マイカ、珪酸塩、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、粉砕または沈降炭酸カルシウム、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、酸化鉄、鉄マンガン酸化物、永久磁性または磁化性金属または合金、中空球状ケイ酸塩フィラー、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、およびこれらの混合物からなる群から選択される粒状フィラーを含む。該フィラーは、また表面処理に掛けることもできる。
これらフィラー(前記成分(D))は、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)を持つ。アスペクト比L/b1およびL/b2両者が、高くても10、特に高くても5なる値であるような形態の粒状フィラーが好ましく、ここでこれらアスペクト比は、該粒子の平均の幅b1またはb2に対するその最大長さLの商によって記載される。ここで、相互に直交関係で配列されているb1およびb2は、該長さLに対して直交する面内にある。
勿論、本発明による前記熱可塑性ポリアミド成形材料は、また添加剤(E)として、当業者には一般的に知られている従来の添加剤をも含むことができ、該添加剤は、好ましくは接着促進剤、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、安定化剤、老化防止剤、酸化防止剤、オゾン分解防止剤、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、造核剤、結晶化促進剤、結晶化遅延剤、流動助剤、滑剤、離型剤、可塑剤、(有機)顔料、染料、マーカー、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
本発明は、更に部品、特に上に例示した如き成形材料を主成分とする、電気的導体トラックを持つ部品にも関連する。MID技術に関する利用分野は、自動車技術、工業的オートメーション、医療技術、家庭用電化製品工業、消費電子製品、電気通信技術、度量衡学および分析技術、機械技術、および更には航空および航空宇宙産業を包含する。従って、本発明は、また本発明による該成形材料から作成された、成形部品を含む物品、特に相互接続デバイスにも関連する。一態様において、該相互接続デバイスは、アンテナを製造するために使用される。
このような成形部品は、例えばPDAs、携帯電話、および他の電気通信デバイス等の携帯電子デバイス用のケーシングまたはケーシング部品、パーソナルコンピュータ、ノートブック、補聴器等の医療デバイス、センサー技術製品、RFID(ラジオ周波数識別)トランスポンダー用のケーシングまたはケーシング部品、または特にエアーバッグモジュールおよび多機能ステアリングホイール等といった自動車産業分野用の部品を包含する。
プラスチックの射出成形による包括的な範囲の広い造形オプションにより、3-次元相互接続デバイスを製造することができる。更に、典型的な機械的機能、例えばホルダー、ガイド、センサー、プラグまたは他の接続要素の機能を統合することができる。E/Eおよび燃料系用のコネクタの製造も可能である。更なる態様は、前記従属特許請求の範囲において特定されている。
以下、特定の例示的な態様(B)を用いて本発明を説明し、また従来技術(VB)によるより効率の低い系と比較する。以下に特定する例示的な態様は、本発明を確認し、また従来技術との違いを明らかにするためのものであるが、特許請求の範囲において明示されている如き、本発明の一般的な趣旨を限定するものではない。
実施例B1〜B6および比較例VB1〜VB6
以下の表1〜4において指定した成分を、予め定められたプロセスパラメータ(表1参照)の下で、25mmなるスクリュー径を持つ、ウエルナー＆フライドラー(Werner and Pfleiderer)製の二軸スクリュー押出機内で配合した。ここで、該ポリアミド粒状物および添加剤は、供給部内に秤取り、一方で該ガラス繊維は、ダイ前方の側部フィーダ、3ハウジングユニットを介してポリマーメルト中に、秤取した。以下の表2、3および4にまとめられた組成物は、3mmなる径を持つダイからストランドとして取出され、また水冷後、粒状化された。該粒状物を、約3kPa(30mbar)なる真空下で、110℃にて24時間に渡り乾燥した。実施例B1〜B6の成形材料に関連して、該造粒は、水中造粒または水中でのダイフェースペレット化により行った。ここで、該ポリマーメルトは、ホール-型のダイを介してプレス成形され、また水流中で、回転ブレードにより、該ダイから出た後に直接造粒される。造粒しおよび120℃にて24時間乾燥した後、該粒状物の諸特性を測定し、またこれらからテスト用検体を作成した。
Figure 2014043549
加工：
前記組成物を、ゾーン1〜4における指定されたシリンダ温度にて、また指定された金型温度にて(前記表1を参照のこと)、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射出成形して、テスト用検体を作成した。
Figure 2014043549
 n.m.: 非-金属化性; n.d.: 測定せず。
Figure 2014043549
 n.m.: 非-金属化性; n.d.: 測定せず。
Figure 2014043549
 n.m.: 非-金属化性; n.d.: 測定せず。
手引き：
PA 6I/6T (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、125℃なるガラス転移点および1.54なる溶液粘度を持つ、アモルファスで半-芳香族系のポリアミド。
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、半-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、半-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ニ酸を主成分とし、156℃なるガラス転移点および1.82なる溶液粘度を持つ、アモルファスポリアミド。
PA 6T/6I/10T/10I：29.66質量％のヘキサンジアミン、15.35質量％のデカンジアミン、47.25質量％のテレフタル酸および7.48質量％のイソフタル酸から製造され、318℃なる融点および1.62なる溶液粘度を持つ、半-結晶性で半-芳香族系のポリアミド。
ガラス繊維E10：E-ガラスからなり、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 Fibreglass)社製のカットガラスファイバーベトロテックス(Vetrotex) 995。
ガラス繊維F7x28：E-ガラスからなり、3mmなる長さ、28μmなる主断面軸、7μmなる第二断面軸および4なる軸比(非-円形断面)を持つ、日本国、ニットウボウセキ(NITTO BOSEKI, Japan)社製の、カットガラスファイバーCSG3PA-820。
ガラス繊維S10：E-ガラスからなり、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 Fibreglass)社製のカットガラスファイバーベトロテックス(Vetrotex) 995。
亜クロム酸銅：シェファードブラック(Shepherd Black) 30C965(ザシェファードカラー社(The Shepherd Color Company)製)、0.6μmなる平均粒径を持つ亜クロム酸銅(CuCr2O4)。
予想に反して、比較テストVB2-1〜VB2-3の結果は、丸形E-ガラス繊維により強化した場合と比較して、S-ガラス繊維または平型E-ガラス繊維によって強化したものに関して、引裂強さおよび引裂点伸びの点で、如何なる利点もないことを立証している。前記成形材料について達成された、これら引裂強さ、引裂点伸びおよび衝撃靭性は、該S-ガラス繊維の選択に反する証拠を与える。該丸形E-ガラス繊維は、引張弾性率の点から実際上同等とは言えず、また該平型E-ガラス繊維は、引裂強さおよび衝撃靭性の点でかなり優れたものである。
次いで、亜クロム酸銅(ブラックスピネル)等のLDS添加剤が、4％なる濃度にてこれらの成形材料に添加された場合、考察された全ての成形材料の機械的諸特性は低下され、しばしば大幅に低下される。しかし、該S-ガラス繊維により、また平型E-ガラス繊維により強化された前記成形材料(B1およびB2)の機械的な諸特性は、従来のE-ガラスを主成分とする成形材料(VB1)と比較して、それ程大きく低下することはない。
ポリアミドPA12を主成分とする前記表2に要約された前記成形材料は、同様な挙動を示す。この場合においても、S-ガラスにより強化された前記フィラーを含まない成形材料(VB4-1)は、原価効率のよいE-ガラス繊維の場合(VB4-3)と比較して、機械的な諸特性に関して、殆ど何らの利点をももたらさないことを明らかにしており、また前記平型E-ガラス繊維の場合(VB4-2)に比して劣っていることさえをも明らかにしている。該平型E-ガラス繊維は、衝撃靭性に関して有利であることを立証している。亜クロム酸銅を添加することによってのみ、該S-ガラス繊維および平型E-ガラス繊維は有利なものとなり、これは、具体的には著しく改善された引裂強さおよびより高い引裂点伸びおよび衝撃靭性から明らかである。
主としてアモルファス状態にあるマトリックスを用いた場合においてさえ、実施例B5およびVB5に見られるように、上記のものとほぼ同一の状況がもたらされる。本発明の成形材料については、著しく高い剛性と共に、より高い引裂強さおよび改善された衝撃靭性が観測される。
測定は、以下の基準に従い、また以下のテスト検体について行った。
引張弾性率：
ISO 527、1mm/分なる歪(伸張)速度
ISO張力バー、基準：ISO/CD 3167、Al型、170x20/10x4mm、温度23℃
引裂強さ、引裂点伸び：
ISO 527、5mm/分なる歪(伸張)速度
ISO張力バー、基準：ISO/CD 3167、Al型、170x20/10x4mm、温度23℃
シャルピーによる衝撃靭性、ノッチ靭性
ISO 179
ISOテストバー、基準：ISO/CD 3167、B1型、80x10x4mm、温度23℃
融点(Tm)、溶融エンタルピー(ΔHm)およびガラス転移点(Tg)：
ISO基準11357-11-2
粒状物
示差走査型熱量法(DSC)を、加熱速度20℃/分にて行った。立上がり温度を、ガラス転移点(Tg)として特定する。
相対粘度：
DIN EN ISO 307、0.5質量％のm-クレゾール溶液中、温度20℃
粒状物
レーザー構造化：
金属化の挙動を評価するために、射出成形した部品(60x60x2mmのプレート)を、Nd:YAGレーザーの助けによって構造化し、次いで銅-メッキ浴内で、無電流式に金属化した。該レーザー構造化工程中、該成形部品表面上の、サイズ5x7mmの18か所の隣接する領域を、レーザー照射した。このレーザー構造化工程は、波長1064nmおよび照射幅約50μmおよび4m/秒なる速度にて、LPKFマイクロライン(Microline) 3Dレーザーにより行った。ここにおいては、該レーザーのパルス周波数および出力両者を変化させた。60、80および100kHzなる特定のパルス周波数に対して、該レーザーの出力を、各場合において3〜17ワット(W)なる範囲内で変化させた。次いで、該成形部品を、該レーザー構造化工程後に、清浄化工程に付して、該レーザー照射工程に起因する残渣を除去した。ここにおいては、該成形部品を、界面活性剤および脱イオン水を含む連続する超音波処理浴に通す。次に、該清浄化された成形部品を、還元性銅-メッキ浴(マクダーミッド(MacDermid) MID-カパー(Copper)100 B1)内で、60〜80分間に渡り、金属化処理に掛ける。このようにして処理した場合、該レーザーで照射された領域上に、3〜5μmなる範囲の平均の厚みにて、銅が堆積される。
金属化指数：
前記金属化の程度は、基準物質(PBTポカン(Pocan) 7102)との比較により決定した。ここで、問題とする前記材料上の銅層の厚みと前記基準材料上の銅層の厚みとの商(=金属化指数)が設定される。該導体トラック層の厚みは、X-線蛍光スペクトル法によって決定される。
接着強度：
このようにして生成された前記銅製導体トラックの接着は、DIN IEC 326-3-7.1に従って、剥離テストで測定される。
保存後の接着強度：
様々な保存条件に付した後の、前記銅層の接着は、EN DIN ISO 2409に従う、碁盤目テストによって得られる。この目的のためには、格子パターンが生成されるように、基板にまで続く6本の切れ目を、切れ目の間隔1mmにて、多重切断ブレードを用いて直角に生成する。次いで、規定された接着力を持つ接着剤ストリップを、該碁盤目上に押し付けて、緩く結合した銅層領域または該基板に弱く結合している銅層領域を除去する。照明付きのルーペの助けを借りて、肉眼的な評価を行う。接着の程度は、以下において定義するような0〜5なる範囲の特性値に従って格付けする：
0：切れ目の端部が、完全に平滑であり、該格子の何れの方形も欠けてはいない。
1：該被膜の小さな裂片が、該格子線の交差点において剥ぎ取られ、剥ぎ取られた領域は、該碁盤目領域の5％未満である。
2：該被膜は、該切れ目の端部に沿っておよび/または該格子線の交差点において剥ぎ取られる。剥ぎ取られた領域は、該碁盤目領域の5％を越えるが、15％以下である。
3：該被膜は、部分的にまたは完全に、幅広いストリップ状に、該切れ目の端部に沿って剥ぎ取られ、および/または幾つかの方形は、部分的にまたは完全に剥ぎ取られる。剥ぎ取られた領域は、該碁盤目領域の30％を越えるが、50％以下である。
4：該被膜は、幅広いストリップ状に、該切れ目の端部に沿って剥ぎ取られ、および/または幾つかの方形は、完全にまたは部分的に剥ぎ取られる。剥ぎ取られた領域は、該碁盤目領域の35％を越えるが、65％以下である。
5：最早、格子細断特性値4として分類し得ない程のあらゆる剥離状態。
保存条件：
前記導体トラックの接着を、以下の条件下にて2種の異なる保存段階後に、上記碁盤目テストによって測定した：
・プロフィール1：乾燥状態；温度変化の範囲：-40℃〜85℃；サイクル数：6；各継続時間：8時間。
・プロフィール2：相対湿度：95％；温度変化の範囲：25℃〜55℃；サイクル数：6；各継続時間：24時間。
全てのMID技術に関連して、前記化学的-還元性銅堆積は、決定的な始動(decisive start)金属化工程であり、これは全体としての該層の性能にとって重要である。従って、主な金属層の性能を評価することで、全く十分である。従って、完成されたMID部品を作成するためには、ニッケルおよびこれに続く浸漬した金からなる最終的な層が、一般的に該第一の銅層(一次層)上に堆積される。勿論、他の金属層、例えば更なる銅層、パラジウム層、スズ層または銀層を、該一次層上に適用することも可能である。

Claims (15)

  1. (A) 20〜88質量％なる範囲の量の熱可塑性材料；
    (B) 10〜60質量％なる範囲の量の、
    (B1) 10〜60質量％なる範囲の量の、以下のガラス繊維：
    非-円形断面を持つガラス繊維(B1-1)、ここで該断面の主断面軸対第二の断面軸の軸比は少なくとも2であり；
    所定のガラス組成を持つ高強度ガラス繊維(B1-2)、該ガラス繊維は、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成分から実質的に形成されており；または
    これらガラス繊維(B1-1、B1-2)の混合物
    からなる群から選択されるガラス繊維；
    (B2) 0〜20質量％なる範囲の量のガラス繊維、該ガラス繊維は、前記成分(B1)のガラス繊維とは異なっており、また円形断面を有しており；
    (B3) 0〜20質量％なる範囲の量の、更なる繊維質フィラー、ここで該繊維質フィラーは、前記成分(B1)および(B2)の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、しかも炭素繊維、グラファイト繊維、アラミド繊維、ナノチューブからなる群から選択される、
    で作成された繊維質フィラー；
    (C) 2〜10質量％なる範囲の量の、LDS添加剤またはLDS添加剤の混合物；
    (D) 0〜30質量％なる範囲の量の、粒状フィラー；および
    (E) 0〜2質量％なる範囲の量の、更なる別異の添加剤、
    からなり、前記成分(A)-(E)の総和が100質量％となることを特徴とする、熱可塑性成形材料。
  2. 前記成分(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40％まで、好ましくは20％まで、10％まで、または5％までは、ポリアミドを主成分としない熱可塑性材料(A2)で置換することができることを条件とし、好ましくは、ポリアミドを主成分としないこのような熱可塑性材料(A2)を実質的に含まない、請求項1記載の成形材料。
  3. 前記成分(A)の割合が、25〜82質量％なる範囲、好ましくは30〜77質量％なる範囲にあり、前記ポリアミド(A1)の形状にある該成分(A)の全割合も、好ましくは25〜82質量％なる範囲、特に好ましくは30〜77質量％なる範囲にある、請求項2記載の成形材料。
  4. 前記成分(B1)の割合が、30〜65質量％なる範囲、好ましくは35〜60質量％なる範囲にあり、前記成分(B2)および/または前記成分(B3)の割合が、更に好ましくはゼロである、請求項1〜3の何れか1項に記載の成形材料。
  5. 前記成分(B1-1)のガラス繊維が、非-円形断面を持つ、ASTM D578-00に従うE-ガラス繊維として選択され、これは、好ましくは52〜62％なる範囲の二酸化ケイ素、12〜16％なる範囲の酸化アルミニウム、16〜25％なる範囲の酸化カルシウム、0〜10％なる範囲のホウ砂、0〜5％の酸化マグネシウム、0〜2％なる範囲のアルカリ酸化物、0〜1.5％なる範囲の二酸化チタン、および0〜0.3％なる範囲の酸化鉄からなり、および/または前記成分(B1-2)の高強度ガラス繊維は、三成分系：二酸化ケイ素/酸化アルミニウム/酸化マグネシウムを主成分とし、あるいは四成分系：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として選択され、これらは好ましくは以下の組成：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％なる範囲の更なる酸化物、特に、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)、またはこれら酸化物の組合せを持つ、請求項1〜4の何れか1項に記載の成形材料。
  6. 前記高強度ガラス繊維(B1-2)が、実質的に円形の断面を持つ、請求項1〜5の何れか1項に記載の成形材料。
  7. 前記成分(C)の割合が、3〜8質量％なる範囲、好ましくは3〜6質量％なる範囲にある、請求項1〜6の何れか1項に記載の成形材料。
  8. 前記成分(C)が、UV、VISまたはIR輻射に対して、ゼロではない吸収係数を持つLDS添加剤であり、これは、電磁輻射、特にレーザー輻射の作用下で金属核を形成し、かつ該照射点において、導体トラックの化学的メタライジング堆積を簡単化しおよび/または可能とし、および/または改善し、ここで好ましくは、該LDS添加剤は、少なくとも0.05、好ましくは少なくとも0.1、および特に少なくとも0.2なる吸収係数にて、可視および赤外領域における吸収能を有し、および/または吸収体が与えられ、該吸収体は、該輻射エネルギーを該LDS添加剤に伝達する、請求項1〜7の何れか1項に記載の成形材料。
  9. 前記成分(C)が、50〜10,000nmなる範囲、好ましくは200〜5,000nmなる範囲および特に好ましくは300〜4,000nmなる範囲の平均粒径(D50)を持つLDS添加剤であり、および/または該成分は、高くても10、特に高くとも5なるアスペクト比を持つ、請求項8記載の成形材料。
  10. 前記成分(C)が、金属酸化物、特に以下に示すような一般的な化学式を持つスピネルとして知られている金属酸化物からなる群から選択されるLDS添加剤であり：
    AB2O4
    該一般的な化学式において、Aは2価の金属カチオンを表し、ここでAは、好ましくはマグネシウム、銅、コバルト、亜鉛、鉄、マンガン、スズおよびニッケルからなる群から選択され、またこれら金属の組合せであり、
    Bは3価の金属カチオンを表し、ここでBは、好ましくはマンガン、ニッケル、銅、コバルト、スズ、チタン、鉄、アルミニウムおよびクロムからなる群から選択され、またこれら金属の組合せであり、
    また該LDS添加剤は、特に好ましくは銅鉄スピネル、銅含有マグネシウムアルミニウム酸化物、銅クロムマンガン混合酸化物、銅マンガン鉄混合酸化物、場合によりこれら各場合においては酸素欠陥が存在し；あるいは銅塩および酸化物、特に例えば銅(I)酸化物、銅(II)酸化物、アルカリ性リン酸銅、硫酸銅；および更には金属錯化合物、特に銅、スズ、ニッケル、コバルト、銀およびパラジウムのキレート化合物、またはこのような系の混合物であり、
    および/または特に銅クロムマンガン混合酸化物、銅マンガン鉄混合酸化物、銅クロム酸化物、亜鉛鉄酸化物、コバルトクロム酸化物、コバルトアルミニウム酸化物、マグネシウムアルミニウム酸化物、およびこれらの混合物および/またはこれらの表面処理物および/または酸素欠陥を持つこれら形状のものから選択される、請求項1〜9の何れか1項に記載の成形材料。
  11. 前記成分(D)の割合が、0〜20質量％なる範囲、好ましくは0〜15質量％なる範囲、特に好ましくは2〜15質量％なる範囲、または3〜10質量％なる範囲にある、請求項1〜10の何れか1項に記載の成形材料。
  12. 前記粒状フィラーが、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)を持つ粒子を含み、および/または高くとも10、特に高くとも5なるアスペクト比を持ち、またはこのような粒子によって実質的に構成されている、請求項1〜11の何れか1項に記載の成形材料。
  13. 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、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキサイド、液晶ポリマー、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、ポリメタクリレート、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、更に好ましくは1種またはそれ以上の衝撃靭性改良剤との組合せからなる群から選択され、
    および/または好ましくは前記成分(A2)の割合が、0〜20質量％なる範囲、好ましくは0〜10質量％なる範囲または0〜5質量％なる範囲にあり、前記成分(A1)が、特に好ましくは専ら該成分(A)を構成し、
    および/またはE-ガラス繊維、A-ガラス繊維、C-ガラス繊維、D-ガラス繊維、玄武岩繊維およびこれらの混合物からなる群から選択され、各場合において円形または非-円形断面を持つ、前記成分(B)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、前記成分(B1)が、特に好ましくは専ら前記成分(B)を構成する、請求項1〜12の何れか1項に記載の成形材料。
  14. 前記成分(B1)および/または(B2)および/または(B3)の前記ガラス繊維が、短繊維、好ましくは0.2〜20mmなる範囲の長さを持つカットガラス形状にある短繊維、または無端繊維の形状にて存在する、請求項1〜13の何れか1項に記載の成形材料。
  15. 請求項1〜14の何れか1項に記載の成形材料を主成分とする部材、特に電気的導体トラックを持つ部材、好ましくは、特にPDAs、携帯電話、電気通信デバイス等といった携帯電子デバイス用のケーシングまたはケーシング部品、パーソナルコンピュータ、ノートブック、特に補聴器等の医療デバイス、センサー技術製品、またはRFIDトランスポンダー用のケーシングまたはケーシング部品、または特にエアーバッグモジュールおよび多機能ステアリングホイール等といった自動車産業分野用の部品。
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