JP2015199959A

JP2015199959A - 導電性ポリアミド成形材料

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Publication number: JP2015199959A
Application number: JP2015078391A
Authority: JP
Inventors: エティエンヌ・エプリ; Etienne Aepli; ピエール・デュボン; Duebon Pierre
Original assignee: EMS Patent AG
Current assignee: EMS Patent AG
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2035-04-07
Also published as: US20150287493A1; TWI660003B; JP6633835B2; KR102276640B1; EP2930212B1; CN104974515B; KR20150116781A; CA2885137C; EP2930212A1; CN104974515A; CA2885137A1; TW201602237A

Abstract

【課題】高い電気伝導性と低い低電気抵抗を示す、炭素繊維強化ポリアミド成形材料を提供すること。【解決手段】以下の組成：（ａ）２０〜８５重量％の、少なくとも１種の半結晶性ポリアミド；（ｂ）４〜１８重量％の、２〜１０μｍの範囲に繊維径を有する炭素繊維；（ｃ）１０〜６０重量％の、少なくとも１種の粒子状鉱物または塩類充填剤；（ｄ）３〜３０重量％の、ＩＳＯ１１３５７に従い測定された少なくとも４５℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種の非晶質ポリマー；（ｅ）０〜２０重量％のカーボンブラック；（ｆ）０〜２０重量％の少なくとも１種のさらなる添加剤および／または付加剤を有し、成分（ａ）〜（ｆ）の合計は１００重量％となる、ポリアミド成形材料。【選択図】なし

Description

本発明は、導電性ポリアミド成形材料、前記成形材料から製造した成形体、および炭素繊維を含有するポリアミド成形材料の導電性を増加させるための粒状充填剤の使用に関する。

炭素繊維は、その良好な熱および電気伝導性に加えて、特に、軽量であることを特徴とする。炭素繊維は、通常、2〜10μmの範囲の直径を有し、主にポリアクリロニトリル（PAN）に基づき製造されている。炭素繊維強化プラスチック材料（略称CFRPとしても知られている）は、前述の軽量性とその優れた機械的特性に基づき、航空、宇宙分野における軽量構造体、または例えば、スポーツ用具に使用されている。

その良好な導電性の結果として、CFRPは、帯電防止性の役割を果たす用途においてとりわけ好ましい。また、CFRPは、静電塗装に有利に使用できる。後者の用途では、成形品の表面品質にも高い要求がなされている。炭素繊維が高価格であるので、静電導電性をもたらす要望がある場合、炭素繊維の含有量を可能な限り低くすることが各用途において要求されている。

WO 2010/128013 A1の目的は、その導電性が水の吸収とはほとんど無関係である導電性ポリアミド成形材料を提供することである。熱可塑性ポリアミド、プロピレン重合体、特定の相溶化剤および炭素繊維とカーボンナノチューブを含む導電性添加剤から構成される成形材料が、発明の目的を解決する要件として開示されている。プロピレン重合体の目的は、成形材料が吸水することを低減させるためである。相溶化剤は、ポリオレフィンとポリアミドとの相溶性をもたらす。

US2003/0134963 A1は、ポリアミド、ポリフェニレンエーテル（PPE）、耐衝撃性改良剤と導電性フィラーを含む導電性樹脂組成物に関する。導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーは、導電性フィラーとして開示されている。カーボンナノチューブは、実施例において、所定の導電性カーボンブラックに加えて適用されている。

US2006/0124906 A1は、導電性充填材を含むポリアミドをベースとする組成物を開示している。これらの成形材料は、静電塗装工程にとりわけ適している。炭素繊維は、導電性フィラーとして、とりわけ開示されている。特定の導電性カーボンブラックが実施例で使用されている。

EP 0877049 A1は、静電塗装されたポリアミド材料が記載されている。組成物は、２５〜９０重量％のポリアミド、５〜５０重量％の無機充填剤および０．１〜２５重量％のカーボンブラックおよび／または炭素繊維を含有するポリアミド材料を開示している。無機充填剤の添加は、材料に一定の電荷分布を確実にもたらし、改良され、より一定な塗料の密着性をもたらす。好ましい球状セラミック材料に加えて、カオリン、炭酸カルシウム、カルシウムおよび硫酸バリウム、ならびにクレーおよびマイカが提案されている。

EP2463341 A1は、ポリアミド、ポリフェニレンエーテルと微細炭素繊維を含有する導電性プラスチック成形材料を開示している。成形材料は、例えば、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、クレー鉱物および滑石などの更なる組成を含有できる。この明細書に記載されている微細炭素繊維は円筒構造を有さず、面格子を有する釣鐘状炭素結晶の凝集体であって、該結晶が軸方向において互いの上に積層されている。この長手方向に凝集した結晶構造の導電機構は、他の炭素フィブリルまたは通常の炭素繊維と比較することはできないが、電気伝導は、重複端部の領域における表面およびトンネル効果を介して生じる。EP2463341 A1の特定構造を有する微細炭素繊維は、５〜４０ｎｍの外径を有する。

US2006/0122310 A1は、静電塗装に適しており、高い表面品質を示す導電性ポリアリーレンポリアミド混合物を開示している。カオリンおよびケイ酸アルミニウムと共にクレーが好ましい添加剤である。導電剤は、カーボンブラックおよび／またはカーボンフィブリルから選択される。これらのカーボンフィブリルは最大７５ｎｍの外径を有するカーボンナノチューブに関する。これらの質量割合は、０．１〜３重量％である。

WO 01/36536 A1は、カーボンフィブリルを有する導電性ポリフェニレンエーテルポリアミドブレンドに関する。US2006/0122310 A1と同様のカーボンフィブリル（カーボンナノチューブ）が使用され、ハイペリオン(Hyperion)も原料として記載されている。成形材料における炭素繊維の含有量は、０．４から３．０重量％で示されている。

WO2010/128013A1 US2003/0134963 A1 US2006/0124906 A1 EP0877049 A1 EP2463341 A1 US2006/0122310 A1 WO 01/36536 A1

本発明の目的は、高い電気伝導性と低い電気抵抗を示し、常套の範囲に炭素繊維径を有する炭素繊維強化ポリアミド成形材料を提供することである。本発明の更なる目的は、滑らかな表面（高光沢）を有するポリアミド成形体を製造できるポリアミド成形材料を提供することである。さらに、本発明による成形材料から得られる成形体は、非常に良好な機械的特性を有する。

この目的は、本発明に基づき以下の組成を有するポリアミド成形材料によりもたらされる：
（ａ）２０〜８５重量％の、少なくとも１種の半結晶性ポリアミド；
（ｂ）４〜１８重量％の、２〜１０μｍの範囲に繊維径を有する炭素繊維、
（ｃ）１０〜６０重量％の、少なくとも１種の粒子状鉱物または塩類充填剤(saline filler);
（ｄ）３〜３０重量％の、ＩＳＯ１１３５７に従い測定された少なくとも４５℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種の非晶質ポリマー;
（ｅ）０〜２０重量％のカーボンブラック、
（ｆ）０〜２０重量％の少なくとも１種のさらなる添加剤および／または付加剤、
ただし、成分（ａ）〜（ｆ）の合計は１００重量％となる。

本発明に係るポリアミド成形材料の好ましい実施態様は、独立項に規定されている。ポリアミド成形体は更なる請求項に規定されており、それは、少なくとも本発明によるポリアミド成形材料によりで構成されている。炭素繊維含有ポリアミド成形材料における粒子状鉱物または塩類充填剤の使用が、更に請求項に規定されている。

用語「ポリアミド」（ＰＡと略記）は、ホモポリアミドおよびコポリアミドならびにその混合物を含む総称であることに留意すべきである。ポリアミドおよびそれらのモノマーに関する表記法および略語は、ISO規格1874-1:1992(E)に規定されている。

少なくとも１種の半結晶性ポリアミド（ａ）は、好ましくは脂肪族、特に直鎖状脂肪族または半芳香族ポリアミド(semi-aromatic polyamide)である。

特に好ましい半結晶性ポリアミド（ａ）は、PA 46、PA 6、PA 66、PA 11、 PA 12、 PA 610、 PA 1212、PA 1010 PA 10/11、PA 10/12、PA 11/12、PA 6/10、PA 6/12、PA 6/9、PA 8/10、PA 612、PA 614、PA 66/6、PA 4T/4I、PA 4T/6I、PA 5T/5I、PA 6T/6I、PA 6T/6I/6、PA 6T/66、PA 6T/610、PA 10T/106、PA 6T/612、PA 6T/10T、PA 6T/10I、PA 9T、PA 10T、PA 12T、PA 10T/10I、PA10T/12、PA10T/11、PA 6T/9T、PA 6T/12T、PA 6T/10T/6I、PA 6T/6I/6、PA 6T/6I/12、PA 10T/612、PA 10T/610および／または前記ポリアミドの混合物、ブレンドまたはアロイから成る群から選択され、PA 66およびPA 612が特に好ましい。

好ましい実施態様において、少なくとも１種の半結晶性ポリアミド（ａ）は、２５〜５０重量％、特に好ましくは２７〜４５重量％、およびより好ましくは３０〜４０重量％の量でポリアミド成形材料中に含有される。本発明によるポリアミド成形材料は、４〜１８重量％、および好ましくは５〜１６重量％の炭素繊維（ｂ）を含有する。

より高い量の炭素繊維が使用される場合、成形材料は非常に高価になり、表面品質は劣化するおそれがある。その上、材料は、さらに電気的特性を向上させることなく、より高い炭素繊維画分により脆くなる。しかしながら、炭素繊維の量がより少ない場合には、成形材料の電気的および機械的特性が悪くなるおそれがある。

さらに、本発明のポリアミド成形材料は、１００〜１５０００μｍの範囲に平均長さを有する炭素繊維（ｂ）を使用することが好ましい。配合した後、造粒物中の繊維長は、通常、１００〜５００μｍであり、完成した部品において通常１００〜４００μｍである。引抜成形法が適用される場合、造粒物中の繊維長は、造粒物の長さに対応する。炭素繊維の直径は、２〜１０μｍの範囲、好ましくは３〜９μｍの範囲である。炭素繊維（ｂ）は、好ましくは円筒状である。

被覆炭素繊維および非被覆炭素繊維を使用できる。単一種の炭素繊維を使用することが可能であり、または二種以上の炭素繊維の混合物であってもよい。

特定の実施態様において、ポリアミド成形材料は、炭素繊維以外の繊維強化材を全く含まない。

粒子状鉱物または塩類充填剤（ｃ）は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、バライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、カオリン、チョーク、マイカ、層状珪酸塩、滑石、クレー、および/または前記充填剤の混合物からなる群から好ましく選択され、炭酸カルシウムが特に好ましい。

粒子状鉱物または塩類充填剤（ｃ）の平均径は、通常０．０１〜１００μｍの範囲、好ましくは０．０５〜２５μｍの範囲、および特に好ましくは０．０６〜５μｍの範囲である。

粒子状鉱物または塩類充填剤（ｃ）は、その構造または粒子サイズに応じて、本発明におけるポリアミド成形材料から製造した成形体の表面光沢に影響を与え得る。

粒子状鉱物または塩類充填剤（ｃ）は、好ましくは１５〜５５重量％の割合でポリアミド成形材料に含まれ、特に好ましくは２０〜５５重量％の割合でポリアミド成形材料に含まれ、より好ましくは３５〜４５重量％の割合でポリアミド成形材料に含まれる。より多い量の充填剤（ｃ）が使用される場合、成形材料の機械的特性は低くなり、各成形部品は脆くなるおそれがある。より少ない量の充填剤（ｃ）が使用される場合、成形材料の電気的特性が低下するおそれがある。

少なくとも１種の非晶質ポリマー（ｄ）は、非晶質ポリアミドおよびポリフェニレンエーテルから成る群から好ましく選択される。

少なくとも１種の非晶質ポリマー（ｄ）は、PA 6I、PA 10I、イソフタル酸対テレフタル酸のモル比が１：０〜３：２であるコポリアミド6I/6T、イソフタル酸対テレフタル酸のモル比が１：０〜３：２であるコポリアミド10I/10T、ポリフェニレンエーテル、特にポリ(2,6-ジエチル-1,4-フェニレン) エーテル、ポリ(2-メチル-6-エチル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2-メチル-6-プロピル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジプロピル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2-エチル-6-プロピル-1,4-フェニレン)エーテル、2,3,6-トリメチルフェノールを含有するポリフェニレンエーテルコポリマー、上記ポリフェニレンエーテルのグラフト化変形体(好ましくは無水マレイン酸でグラフト化したもの、略記MAH)、および上記ポリフェニレンエーテルの更なる混合物および／または上記非晶質ポリマーの混合物から成る群から選択され、イソフタル酸対テレフタル酸のモル比が２：１であるコポリアミド6I/6Tが特に好ましい。成分（d）に関連した表現「混合物」は、２つ以上の非晶質ポリマー（ｄ）が本発明に係るポリアミド成形材料に含まれるようなものを意味する。これらは、ポリアミド成形材料の製造における配合機に別々に添加することができ、予め混合する必要がない。

特に好ましい実施態様において、少なくとも一つの非晶質ポリマー（d）は、非晶質ポリアミドとポリフェニレンエーテルとの混合物である。

ポリフェニレンエーテルは、単独で、または別のポリマーとのブレンドとして、本発明に係るポリアミド成形材料を製造する配合機に添加できる。好ましい変形例において、ブレンドはポリアミドとの混合物である。ブレンドのポリアミドは、特に好ましい方法において、半結晶性ポリアミドであり、より好ましくは、本発明に係るポリアミド成形材料の成分（ａ）と同種のものである。

さらに、少なくとも一つの非晶質ポリマー（ｄ）は、ISO11357に従って測定した５０℃〜２８０℃のガラス転移温度、特に好ましくは６０℃〜２５０℃、およびより好ましくは７５℃〜２２０℃のガラス転移温度を有する。

少なくとも１種の非晶質ポリマー（ｄ）は、ポリアミド成形材料中に５〜２７重量％の量、特に好ましくは８〜２０重量％、最も好ましくは７〜１７重量％の量で含有される。

少なくとも一つの非晶質ポリマー（ｄ）が、ポリフェニレンエーテルを含む場合、ポリアミド成形材料は、好ましくは、５〜９重量％のポリフェニレンエーテルを含有する。ポリアミド成形材料は、他の好ましい実施形態においては、ポリフェニレンエーテルを含有しない。

さらなる好ましい実施態様において、本発明に係るポリアミド成形材料は、わずか１〜１５重量％、特に好ましくは２〜１２重量％、およびより好ましくは３〜８重量％のカーボンブラック（ｅ）を含有する。好適なカーボンブラックは、商業的に入手可能な製品、例えば、Ketjenblack^{（登録商標）}, Ensaco^{（登録商標）}, BASIONICS VS03, BASIONICS LQ01, Vulcan P, Vulcan XC-72, Black Pearls 2000などから選択される。１種のカーボンブラックを使用してもよく、２種以上のカーボンブラックを混合して使用してもよい。

本発明に係るポリアミド成形材料は、更に好ましい実施態様において、少なくとも１種のさらなる添加剤および／または少なくとも１種の付加剤（ｆ）であって、UV吸収剤、UV安定剤、熱安定剤、加水分解安定剤、架橋活性化剤、架橋剤、難燃剤、着色剤、接着促進剤、相溶化剤、潤滑剤、ガラス繊維、補助潤滑剤及び離型剤、無機顔料、有機顔料、赤外線吸収剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、核剤、結晶化促進剤、結晶化遅延剤、鎖延長剤、蛍光増白剤、フォトクロミック剤、耐衝撃性改良剤（無水マレイン酸変性オレフィン系コポリマーおよび/またはそれらの混合物が耐衝撃性改良剤として好ましい）から選択される添加剤および／または付加剤（ｆ）を含有する。

好ましい耐衝撃性改良剤の例は、市販されている以下のものである：
・TAFMER MC201: 67% EP コポリマー (20 mol% プロピレン) + 33% EB コポリマー (15 mol-% ブテン-1)のg-MAH (-0.6 %) ブレンド；三井化学、日本
・TAFMER MH5010: g-MAH (-0.6 %) エチレンブチレンコポリマー; 三井化学
・TAFMER MH7010: g-MAH (-0.7 %) エチレンブチレンコポリマー; 三井化学
・TAFMER MH7020: g-MAH (-0.7 %) EP コポリマー；三井化学
・EXXELOR VA1801: g-MAH (-0.7 %) EP コポリマー; エクソンモービルケミカル, 米国
・EXXELOR VA1803: g-MAH (0.5-0.9 %) EP コポリマー, 非晶質, エクソン
・EXXELOR VA1810: g-MAH (-0.5 %) EP コポリマー, エクソン
・EXXELOR MDEX 94-1 1: g-MAH (0.7 %) EPDM, エクソン
・FUSABOND MN493D: g-MAH (-0.5 %) エチレンオクテンコポリマー, デュポン, 米国
・FUSABOND A EB560D (g-MAH) エチレン-n-ブチルアクリレートコポリマー, デュポン
・ELVALOY, デュポン
・Lotader AX 8840, アルケマ、フランス
・Bondyram, IL.

ポリアミド成形材料は、好ましい実施態様において、潤滑剤および/または相溶化剤を含有しない。

さらなる添加剤および／または付加剤（ｆ）は、ポリアミド成形材料中に、０．１〜１５重量％の量で、特に好ましくは０．２〜１０重量％の量で、およびより好ましくは０．２５〜５重量％の量で含有される。

本発明に係るプラスチック成形材料は、１×１０^−１〜１×１０^４の表面固有抵抗、特に好ましくは１〜１×１０^３、およびより好ましくは１×１０^１〜９×１０^２オームの表面固有抵抗を有する。本発明に係るプラスチック成形材料は、好ましくは１×１０^−２〜１×１０^３、特に好ましくは１×１０^−１〜１×１０^２、より好ましくは１〜５×１０^１オーム×ｍの体積固有抵抗を有する。

以下に記載した方法で測定した、好ましい光沢値は、少なくとも８０であり、特に好ましくは少なくとも９０である。驚くべきことに、本発明者らは、このような高光沢値の達成に重要な影響因子は、少なくとも４５℃のガラス転移温度を有する非晶質ポリマー（ｄ）を半結晶性ポリアミドに添加することによりもたらされることを見出した。

機械的特性は、好ましくは衝撃強度の最小値が少なくとも２８kJ/m²であり、ノッチ付衝撃強さが少なくとも４．８kJ/m^２であり、引裂き点伸び(elongation at tear)が少なくとも１．４％であり、引張弾性率が少なくとも５０００MPaであり、引裂強度は少なくとも７０MPaである。

特に好ましい成形材料は、以下の組成を有する：
（ａ）３２〜５８重量％の、少なくとも１種の半結晶性脂肪族ポリアミド、特にＰＡ６６またはＰＡ６１２
（ｂ）４〜１７重量％の、２〜１０μｍの範囲に繊維径を有する炭素繊維、
（ｃ）３０〜４５重量％の、少なくとも１種の粒子状鉱物または塩類充填剤、
（ｄ）８〜２０重量％の、ＩＳＯ１１３５７に従い測定された少なくとも４５℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種の非晶質ポリマー、
（ｅ）０重量％のカーボンブラック、
（ｆ）０〜５重量％の少なくとも１種のさらなる添加剤および／または付加剤、
ただし、成分（ａ）〜（ｆ）は、合計１００重量％となる。

また、ポリアミド成形体が本発明において提供され、例えば射出成形により、上述のポリアミド成形材料から少なくとも部品を製造できる。これらのポリアミド成形体は、好ましくは、導電性を必要とする構成要素の形態で提供され、例えば、自動車産業および他の交通手段の領域における内装部品および外装部品、好ましくは、フィラーキャップカバー、電気／電子分野、特に、携帯用電子機器用のハウジング部品またはハウジングコンポーネント、家電製品、家庭用機器、電気通信、家電機器用の装置および機器、好ましくは携帯電話、電気、家具、スポーツ、機械工学、衛生および医療、医薬、エネルギーならびに駆動技術分野において、電気伝導性を有し、好ましくは機械的機能を補助する内装部品および外装部品を提供する。

本発明はさらに、２〜１０μｍの範囲の炭素繊維径を有する炭素繊維含有ポリアミド成形材料の表面固有抵抗および／または体積固有抵抗を低減するための粒子状鉱物または塩類充填剤の使用に関する。

本発明は、以下の実施例を参照することにより詳細に説明されるが、本発明の範囲を限定するものではない。

表１に記載した材料を、実施例および比較例で使用した：

配合
一般に、構成要素は、一軸または二軸押出機などの常套の配合装置またはプラスチック成形材料を調製するスクリューミキサーを用いてポリマー溶融体に混合される（配合される）。構成要素は、フィードに個別に投入されるか、乾燥したブレンドの形態で供給される。添加剤（付加剤）を使用する場合、それらを直接導入してもよく、またはマスターバッチの形態で導入してもよい。乾燥したブレンドを用いて調製する場合、乾燥したポリマー顆粒と添加剤が混合される。混合は、湿気の吸収を回避するために、乾燥させた保護ガス下で行ってもよい。

配合は、例えば、２３０℃〜３５０℃の温度に押出機のシリンダー温度を設定して行われる。真空条件をノズルの上流に適用することができ、または大気圧条件で脱気してもよい。溶融物を水浴中にストランド形状で放出し、粒状化する。水中造粒またはホットダイフェイスカットが、造粒のために好ましく使用される。次いで、好ましくはこのようにして粒子状で得られたプラスチック成形材料を乾燥させ、次いで、成形体へと更に加工できる。

本発明に係る実施例Ｂ１〜Ｂ８に関する成形材料および、比較例ＶＢ１〜ＶＢ６に関する成形材料は、"Werner und Pfleiderer"社製の二軸押出機を用いて調製した。全成形材料の１００重量％に対して、表２に記載した重量％で表される質量分率で、出発物質を、２軸押出機を用いて配合した。得られた粒状物から成形体のサンプルを射出成形し、表３に記載された特性を測定した。

機械的データと電気伝導特性を決定するための基準
表３に記載された機械的データと導電特性（後者は導電率に反比例して作用する電気抵抗によって表される）は、以下の基準に従って測定した：

引張弾性率：
ＩＳＯ５２７、引張り速度１ｍｍ／分
ＩＳＯ試験片、標準規格：ＩＳＯ３１６７、タイプＡ、１７０×２０／１０×４ｍｍ、温度２３℃

引裂強度および引裂き点伸び：
ＩＳＯ５２７、引張り速度５ｍｍ／分
ＩＳＯ試験片、標準規格：ＩＳＯ３１６７、タイプＡ、１７０×２０／１０×４ｍｍ、温度２３℃

シャルピー衝撃強度およびノッチ付試験片のシャルピー衝撃強度
ＩＳＯ１７９−２／１ｅＵ（シャルピー衝撃強度）
ＩＳＯ試験片、標準規格：ＩＳＯ１７９−１、タイプ１、８０×１０×４ｍｍ、温度２３℃

固有（電気）抵抗率：
（体積固有抵抗、単位[オーム×ｍ]としても既知）
ＩＥＣ６００９３
プレート１００×１００×２ｍｍ、導電性銀との接触

固有（電気）表面抵抗率：
（電極配置に基づくΩスクエア、単位[オーム]としても既知）
ＩＥＣ６００９３
プレート１００×１００×２ｍｍ、導電性銀との接触

光沢値
光沢値は、ＩＳＯ２８１３に従い、温度２３℃、および８５°の角度の条件にてMinolta Multi Gloss 268を用い、８０×８０×１ｍｍ寸法のプレートにおいて測定した。光沢値は、無次元光沢単位（ＧＵ、グロス単位）で記載される。

試験
実施した試験の成形材料の組成（Ｂ＝本発明に係る実施例、およびＶＢ＝比較例）を、表２に示す。

測定結果を表３に要約する。

本発明に係る実施例によれば、ポリアミド成形材料は、本発明による特徴の組合せによって得られ、それは、良好な機械的特性に加えて、驚くべきことに、極めて良好な導電性と極めて良好な表面特性を示すことが分かった。光沢は、表面特性の尺度として使用される。本発明に係る炭素繊維の代わりにカーボンブラックのみを有する比較例ＶＢ１は、極めて低い光沢値を示し、極めて不十分な機械的特性を示す。比較例ＶＢ２のように半結晶成分を除外することによって、光沢および衝撃強度が損なわれる。

比較例ＶＢ６によると、いかなる非晶質ポリマーをも成形材料に含まない場合、光沢が明らかに低下することが分かる。比較例ＶＢ３〜ＶＢ５は、炭素繊維と微粒子フィラーが共に非常に良好な導電性をもたらすために必要であることを明確にし、または、比較例ＶＢ３〜ＶＢ５は、これらの二つの成分のいずれかが欠落している場合、良好な導電性が得られないことを明確にする。電気伝導率に反比例して作用する、測定した固有抵抗は、本発明に係る実施例の値よりも、ＶＢ３、ＶＢ４およびＶＢ５において１０^３〜１０^８倍高いことが分かる。実施例Ｂ４は、非晶質ポリアミドおよびポリフェニレンエーテルの両方が含まれている好ましい実施態様に関する実施例であり、すなわち、該実施例においては、少なくとも１種の非晶質ポリマー（ｄ）は、非晶質ポリアミドとポリフェニレンエーテルとの混合物を表す例である。実施例Ｂ５〜Ｂ７は、カーボンブラックを成形材料に添加する際に炭素繊維画分を低減できることを示す。幾分良好な導電率（低い抵抗値）は、８重量％のカーボンブラックよりも（ＶＢ１と比較して）、５重量％の炭素繊維と３重量％のカーボンブラックを用いる場合に得られる。実施例Ｂ８は、非晶質ポリアミドの代わりにポリフェニレンエーテルなどの非晶質非ポリアミドを、非晶質ポリマー（ｄ）として含有する成形材料の場合に、極めて良好な光沢値が得られることを示す。

このように、本発明は、当業者には予期できない形態で有利なポリアミド成形材料を提供でき、かつ、高い電気伝導性、滑らかな表面（高光沢）と非常に良好な機械的特性の要件を満たすポリアミド成形材料を提供できる。このような成形材料から製造された成形体は、高品質であり、美しい外観を有し、また、静電粉体塗装および電気ディップ塗装（ＫＴＬ工程）に対してとりわけ適している。このような（カーボンナノチューブの代わりに）常套の径範囲における炭素繊維を用いることにより、また、好ましくは、ポリフェニレンエーテル成分を用いない場合であって、本発明によりもたらされる効果は、先行技術に関連する当業者にとって自明なものではなかった。

Claims

以下の組成：
（ａ）２０〜８５重量％の、少なくとも１種の半結晶性ポリアミド；
（ｂ）４〜１８重量％の、２〜１０μｍの範囲に繊維径を有する炭素繊維；
（ｃ）１０〜６０重量％の、少なくとも１種の粒子状鉱物または塩類充填剤；
（ｄ）３〜３０重量％の、ＩＳＯ１１３５７に従い測定された少なくとも４５℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種の非晶質ポリマー；
（ｅ）０〜２０重量％のカーボンブラック；
（ｆ）０〜２０重量％の少なくとも１種のさらなる添加剤および／または付加剤
を有し、
成分（ａ）〜（ｆ）の合計は１００重量％となる、
ポリアミド成形材料。
半結晶性ポリアミド（ａ）が脂肪族または半芳香族ポリアミドであることを特徴とする、請求項１に記載のポリアミド成形材料。
半結晶性ポリアミド（ａ）が、PA 46、PA 6、PA 66、PA 11、 PA 12、 PA 610、 PA 1212、PA 1010 PA 10/11、PA 10/12、PA 11/12、PA 6/10、PA 6/12、PA 6/9、PA 8/10、PA 612、PA 614、PA 66/6、PA 4T/4I、PA 4T/6I、PA 5T/5I、PA 6T/6I、PA 6T/6I/6、PA 6T/66、PA 6T/610、PA 10T/106、PA 6T/612、PA 6T/10T、PA 6T/10I、PA 9T、PA 10T、PA 12T、PA 10T/10I、PA10T/12、PA10T/11、PA 6T/9T、PA 6T/12T、PA 6T/10T/6I、PA 6T/6I/6、PA 6T/6I/12、PA 10T/612、PA 10T/610および／または前記ポリアミドの混合物、ブレンドまたはアロイから成る群から選択され、PA 66およびPA 612が好ましいことを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載のポリアミド成形材料。
少なくとも１種の半結晶性ポリアミド（ａ）が、２５〜５０重量％、好ましくは２７〜４５重量％、およびより好ましくは３０〜４０重量％の量でポリアミド成形材料中に含有されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリアミド成形材料。
炭素繊維（ｂ）が、５〜１６重量％の量でポリアミド成形材料中に含有されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリアミド成形材料。
粒子状鉱物または塩類充填剤（ｃ）が、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、バライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、カオリン、チョーク、マイカ、層状珪酸塩、滑石、クレー、および/または前記充填剤の混合物からなる群から選択され、炭酸カルシウムが好ましいことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリアミド成形材料。
少なくとも１種の粒子状鉱物または塩類充填剤（ｃ）が、１５〜５５重量％、好ましくは２０〜５５重量％、およびより好ましくは３５〜４５重量％の量でポリアミド成形材料に含有されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のポリアミド成形材料。
少なくとも１種の非晶質ポリマー（ｄ）が、PA 6I、PA 10I、イソフタル酸対テレフタル酸のモル比が１：０〜３：２であるコポリアミド6I/6T、イソフタル酸対テレフタル酸のモル比が１：０〜３：２であるコポリアミド10I/10T、ポリフェニレンエーテル、特にポリ(2,6-ジエチル-1,4-フェニレン) エーテル、ポリ(2-メチル-6-エチル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2-メチル-6-プロピル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジプロピル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2-エチル-6-プロピル-1,4-フェニレン)エーテル、2,3,6-トリメチルフェノールを含有するポリフェニレンエーテルコポリマー、上記ポリフェニレンエーテルのグラフト化変形体、上記ポリフェニレンエーテルの更なる混合物および／または上記非晶質ポリマーの混合物を含有する群から選択され、好ましくは、イソフタル酸対テレフタル酸のモル比が２：１であるコポリアミド6I/6Tであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のポリアミド成形材料。
少なくとも１種の非晶質ポリマー（ｄ）が、ISO 11357に従って測定した５０℃〜２８０℃、好ましくは６０℃〜２５０℃、およびより好ましくは７５℃〜２２０℃のガラス転移温度を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のポリアミド成形材料。
少なくとも１種の非晶質ポリマー（ｄ）が、５〜２７重量％、好ましくは８〜２０重量％、およびより好ましくは、７〜１７重量％の量でポリアミド成形材料中に含有されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のポリアミド成形材料。
少なくとも１種の非晶質ポリマー（ｄ）が、ポリフェニレンエーテルを含有し、該ポリアミド成形材料は、５〜９重量％のポリフェニレンエーテルを含有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のポリアミド成形材料。
カーボンブラック（ｅ）が、１〜１５重量％、好ましくは２〜１２重量％、およびより好ましくは３〜８重量％の量で、ポリアミド成形材料中に含有されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のポリアミド成形材料。
少なくとも１種の更なる添加剤および／または少なくとも１種の更なる付加剤（ｆ）が、UV吸収剤、UV安定剤、熱安定剤、加水分解安定剤、架橋活性化剤、架橋剤、難燃剤、着色剤、接着促進剤、相溶化剤、潤滑剤、ガラス繊維、補助潤滑剤及び離型剤、無機顔料、有機顔料、赤外線吸収剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、核剤、結晶化促進剤、結晶化遅延剤、鎖延長剤、蛍光増白剤、フォトクロミック剤、耐衝撃性改良剤（無水マレイン酸変性オレフィン系コポリマーおよび/またはそれらの混合物が耐衝撃性改良剤として好ましい）から選択されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のポリアミド成形材料。
更なる添加剤および／または更なる付加剤（ｆ）が、０．１〜１５重量％、好ましくは０．２〜１０重量％、およびより好ましくは０．２５〜５重量％の量でポリアミド成形材料中に含有されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のポリアミド成形材料。
少なくとも請求項１〜１４のいずれか１項に記載のポリアミド成形材料が一部を構成するポリアミド成形体であって、該ポリアミド成形体が、好ましくは導電性を必要とする構成要素の形態で提供され、自動車産業および他の交通手段の領域における内装部品および外装部品、好ましくは、フィラーキャップカバー、電気／電子分野、特に、携帯用電子機器用のハウジング部品またはハウジングコンポーネント、家電製品、家庭用機器、電気通信、家電機器用の装置および機器、好ましくは携帯電話、電気、家具、スポーツ、機械工学、衛生および医療、医薬、エネルギーならびに駆動技術分野における電気伝導性を有し所望の機械的機能を補助する内装部品および外装部品であることを特徴とする、成形体。
２〜１０μｍの範囲に炭素繊維径を有する炭素繊維を含有するポリアミド成形材料における表面固有抵抗および／または体積固有抵抗を低減するための、粒子状鉱物または塩類充填剤の使用。