特表 2024-527015 ポリマー組成物及びそれから製造された物品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-19

(54)【発明の名称】ポリマー組成物及びそれから製造された物品

(51)【国際特許分類】

   C08L 101/00 20060101AFI20240711BHJP

   C08K 3/013 20180101ALI20240711BHJP

   C08K 7/06 20060101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

C08L101/00

C08K3/013

C08K7/06

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024504555

(86)(22)【出願日】2022-07-12

(85)【翻訳文提出日】2024-01-24

(86)【国際出願番号】 EP2022069494

(87)【国際公開番号】W WO2023006415

(87)【国際公開日】2023-02-02

(31)【優先権主張番号】63/225,627

(32)【優先日】2021-07-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】512323929

【氏名又は名称】ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ ユーエスエー， エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】アニム－ダンソ， エマニュエル

(72)【発明者】

【氏名】カーベル， リー

(72)【発明者】

【氏名】ジェオル， ステファン

【テーマコード（参考）】

4J002

【Ｆターム（参考）】

4J002AA011

4J002CF061

4J002CF071

4J002CF161

4J002CH091

4J002CL001

4J002CL031

4J002CN011

4J002CN031

4J002DA016

4J002FA046

4J002FD020

4J002FD040

4J002FD060

4J002FD070

4J002FD090

4J002FD100

4J002FD116

4J002FD130

4J002FD170

4J002FD200

4J002GN00

4J002GQ00

4J002GT00

(57)【要約】

ポリマー組成物、及びそれから製造される物品が提供される。ポリマー組成物は、２５～５０重量％の熱可塑性ポリマーと、１０～４５重量％の熱伝導性充填剤と、１５～３０重量％の導電性炭素繊維と、５重量％未満の添加剤とを含む。ポリマー組成物は、実質的にガラス繊維を含まない。本明細書に記載のポリマー組成物は、驚くべきことに、炭素繊維をガラス繊維に置き換えた類似のポリマー組成物と比較して、大幅に改善された熱伝導率を示す。さらに、炭素繊維はガラス繊維に比べて著しく高い電気伝導性を有するにもかかわらず、ポリマー組成物は、炭素繊維をガラス繊維に置き換えた類似のポリマー組成物と比較して体積抵抗率の目立った損失を有さない。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリマー組成物であって、
－ ２５～５０重量％の熱可塑性ポリマーと；
－ １０～４５重量％の熱伝導性充填剤と；
－ １５～３０重量％の導電性炭素繊維と；
－ ５重量％未満の添加剤と；
を含み、重量％が前記ポリマー組成物の総重量基準であり、
前記ポリマー組成物は実質的にガラス繊維を含まない
ポリマー組成物。

【請求項2】

前記ポリマー組成物中の導電性炭素繊維の総重量対全ての非熱可塑性ポリマー成分の総重量の比が１：３．８未満である、請求項１に記載のポリマー組成物。

【請求項3】

前記熱伝導性充填剤が無機酸化物又は無機窒化物である、請求項１又は２に記載のポリマー組成物。

【請求項4】

前記熱伝導性充填剤が窒化ホウ素である、請求項１～３のいずれか一項に記載のポリマー組成物。

【請求項5】

ＡＳＴＭ Ｄ２５７に従って測定される少なくとも１０^９Ω・ｃｍの体積抵抗率を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載のポリマー組成物。

【請求項6】

少なくとも２５ＧＰａ、好ましくは少なくとも３０ＧＰａ、より好ましくは少なくとも３５ＧＰａの引張弾性率を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のポリマー組成物。

【請求項7】

少なくとも２５ＧＰａ、好ましくは少なくとも３０ＧＰａ、より好ましくは少なくとも３５ＧＰａの曲げ弾性率を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のポリマー組成物。

【請求項8】

少なくとも７Ｗ／（ｍ・Ｋ）、好ましくは少なくとも１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、さらにより好ましくは少なくとも１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、最も好ましくは少なくとも１３Ｗ／（ｍ・Ｋの面内熱伝導率を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のポリマー組成物。

【請求項9】

前記熱可塑性ポリマーが、ポリ（アリールスルフィド）、ポリアミド、ポリ（アリールエーテルスルホン）、ポリ（アリールエーテルケトン）、液晶ポリマー、及びポリエステルからなる群から選択される、請求項１～８のいずれか一項に記載のポリマー組成物。

【請求項10】

前記熱可塑性ポリマーがポリ（アリーレンスルフィド）である、請求項１～９のいずれか一項に記載のポリマー組成物。

【請求項11】

前記熱可塑性ポリマーがポリフェニレンスルフィドである、請求項１～１０のいずれか一項に記載のポリマー組成物。

【請求項12】

前記熱可塑性ポリマーがポリアミドである、請求項１～１１のいずれか一項に記載のポリマー組成物。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか一項に記載のポリマー組成物を含む物品。

【請求項14】

前記物品が、電子デバイス、自動車、モーター、電池、ＬＥＤ、電子基板、電気自動車充電ステーション、真空若しくは真空システム、又はこれらのいずれかの構成要素からなる群から選択される、請求項１３に記載の物品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年７月２６日出願の米国仮特許出願第６３／２２５６２７号に基づく優先権を主張するものであり、この出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。

【0002】

熱伝導性及び電気抵抗性を有するポリマー組成物が提供される。それから製造された物品も提供される。特に、本発明のポリマー組成物は、熱可塑性ポリマー、及び熱伝導性充填剤と導電性炭素繊維との組み合わせ、を含む。

【背景技術】

【0003】

ポリマー組成物は、モーター、電池、ＬＥＤ、電子回路基板などを含む多くの用途で使用されている。これらの多くでは、ポリマー組成物は、熱を発生する構成要素から熱を放散するのを助けるように機能することが望ましい場合がある。熱伝導性が望まれる場合もあるが、電気伝導性は禁忌であることが多く、そのような用途で使用されるポリマー組成物は、少なくとも１Ｅ＋８Ω・ｃｍの体積抵抗率を持つことが期待される。

【0004】

これらの環境での使用を目的としたポリマー組成物には、典型的には純粋に熱伝導性である充填剤が使用されてきた。しかしながら、熱伝導性充填剤のみを含むポリマー組成物は、面内及び面直方向の熱伝導率が限定的である。これは、充填剤に固有の熱伝導性の制限、及び／又はポリマー／充填剤界面における熱抵抗に起因すると考えられる。その結果、望まれる導電率を実現するためにポリマー組成物中に純粋に熱伝導性である充填剤を高濃度で使用しても、期待される又は望まれる効果が得られない可能性がある。

【0005】

熱伝導性と電気抵抗性の両方を、望ましくはポリマー組成物の機械的性能を損わずに示すポリマー組成物が求められている。

【発明の概要】

【0006】

ポリマー組成物であって、
－ ２５～５０重量％の熱可塑性ポリマーと；
－ １０～４５重量％の熱伝導性充填剤と；
－ １５～３０重量％の導電性炭素繊維と；
－ ５重量％未満の添加剤と；
を含み、重量％がポリマー組成物の総重量基準であり、
ポリマー組成物は実質的にガラス繊維を含まない、
ポリマー組成物が提供される。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物中の導電性炭素繊維の総重量対全ての非熱可塑性ポリマー成分の総重量の比は、１：３．８未満である。

【0007】

ポリマー組成物を含む物品も提供され、例えば、ｉ）電子デバイス、ｉｉ）自動車、ｉｉｉ）モーター、ｉｖ）電池、ｖ）ＬＥＤ、ｖｉ）電子基板、ｖｉｉ）電気自動車充電ステーション、ｖｉｉｉ）真空又は真空システムなどの構造部分又は機能部分からなる群から選択される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】様々な比較の（Ｃ１～Ｃ３）及び本発明の（Ｅ１～Ｅ３）ポリマー組成物の面内熱伝導率を示す棒グラフである。

【図2】比較の（Ｃ５及びＣ６）及び本発明の（Ｅ１～Ｅ４）ポリマー組成物への導電性炭素繊維の添加の効果を示す棒グラフである。

【図3】様々な比較の（Ｃ１～Ｃ３）及び本発明の（Ｅ１～Ｅ３）ポリマー組成物の引張弾性率を示す棒グラフである。

【図4】様々な比較の（Ｃ１～Ｃ３）及び本発明の（Ｅ１～Ｅ３）ポリマー組成物の曲げ弾性率を示す棒グラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

熱可塑性ポリマーと、少なくとも１種の熱伝導性充填剤と、導電性炭素繊維とを含むポリマー組成物が提供される。重要なことに、ポリマー組成物は実質的にガラス繊維を含まない。驚くべきことに、本明細書に記載のポリマー組成物は、炭素繊維をガラス繊維に置き換えた類似のポリマー組成物と比較して、大幅に改善された熱伝導性を有することが見出された。また、驚くべきことに、炭素繊維はガラス繊維に比べて著しく高い電気伝導性を有するにもかかわらず、ポリマー組成物は、炭素繊維をガラス繊維に置き換えた類似のポリマー組成物と比較して体積抵抗率の目立った損失を有さなかったことも見出された。さらに、炭素繊維を含むポリマー組成物の引張弾性率及び曲げ弾性率は、炭素繊維をガラス繊維で置き換えた類似のポリマー組成物と比較して驚くほど増加する。

【0010】

本明細書において、示された成分（例えばガラス繊維）を「実質的に含まない」ポリマー組成物は、５重量％未満、又は４重量％未満、又は３重量％未満、又は２重量％未満、又は１重量％未満の示された成分の濃度を有する。本明細書において、重量％は、特に明記しない限り、ポリマー組成物の総重量に対するものである。

【0011】

たとえ特定の実施形態に関連して記載されていても、あらゆる記載が、本開示の他の実施形態に適用可能であり、また他の実施形態と交換可能である。さらに、要素又は構成要素のリストに列挙されたいかなる要素又は構成要素もそのようなリストから省かれ得る。

【0012】

端点による数値範囲のいかなる列挙も、列挙された範囲内に包含される全ての数及び部分範囲並びに範囲の端点を含む。

【0013】

本明細書において、特定の繰り返し単位のｍｏｌ％は、別段の明示的な指示がない限り、示されたポリマー中の繰り返し単位の総数に対して決定される。

【0014】

熱可塑性ポリマーの固体形態から液体形態への状態変化を引き起こすのに必要な熱の形でのエネルギー量は融解熱（「ΔＨ_ｆ」）であり、この状態変化が起こる温度は溶融温度（Ｔｍ）と呼ばれる。ΔＨ_ｆ及びＴｍは、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８に従って測定することができる。

【0015】

ガラス転移温度（Ｔｇ）は、非晶質材料（又は半結晶性材料内の非晶質領域）が、硬くて比較的脆い状態から粘性のある又はゴム様の状態に転移する温度である。Ｔｇは、ＡＳＴＭ Ｅ１３５６「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｇｌａｓｓ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｂｙ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ」に従って測定することができる。

【0016】

用語「ハロゲン」又は「ハロ」には、フッ素、塩素、臭素、及びヨウ素が含まれる。

【0017】

特に具体的に限定しない限り、用語「アルキル」並びに「アルコキシ」、「アシル」、及び「アルキルチオ」などの派生用語は、本明細書で使用される場合、それらの範囲内に直鎖、分岐鎖、及び環状部分を含む。アルキル基の例は、メチル、エチル、１－メチルエチル、プロピル、１，１－ジメチルエチル、及びシクロプロピルである。

【0018】

同様に、特に具体的に限定しない限り、用語「アリール」は、フェニル、インダニル、又はナフチル基を指す。アリール基は、１つ以上のアルキル基を含んでいてもよく、この場合、「アルキルアリール」と呼ばれる場合がある。例えば、芳香族基は、メチルやエチルなどの１つ以上のＣ１～Ｃ６アルキル基で置換されていてもよい。

【0019】

アリール基は、１つ以上のヘテロ原子、例えば、Ｎ、Ｏ、又はＳも含んでいてもよく、そのような場合には、適切に「ヘテロアリール」基と呼ばれる場合がある。そのようなヘテロ芳香環は、他の芳香族系に縮合していてもよい。ヘテロ芳香環の例としては、フラニル、チエニル、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリル、トリアゾリル、イソオキサゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、ピリジル、ピリダジル、ピリミジル、ピラジニル、及びトリアジニル環構造が含まれるが、これらに限定されない。

【0020】

特に具体的に記述しない限り、各アルキル、アリール、及びヘテロアリール基は、無置換であっても、ハロゲン、ヒドロキシ、スルホ、Ｃ１～Ｃ６アルキル、Ｃ１～Ｃ６アルコキシ、Ｃ１～Ｃ６アルキルチオ、Ｃ１～Ｃ６アシル、ホルミル、シアノ、Ｃ６～Ｃ１５アリールオキシ、又はＣ６～Ｃ１５アリールから選択されるがそれらに限定されない１つ以上の置換基で置換されていてもよく、但し、置換基が立体的に適合性も有しており、且つ化学結合及び歪みエネルギーの規則が満たされていることを条件とする。

【0021】

熱可塑性ポリマー
ポリマー組成物は、熱可塑性ポリマーを含む。通常、任意の熱可塑性ポリマーが、本明細書に記載の原理の適用から利益を得ることができるが、高い熱伝導性及び電気抵抗性が望まれる用途での使用が想定されるものが特に注目される。ポリマー組成物における使用に適した熱可塑性ポリマーとしては、限定するものではないが、ポリ（アリーレンスルフィド）、ポリアミド、ポリ（アリールエーテルスルホン）、ポリ（アリールエーテルケトン）、液晶ポリマー、及び／又はポリエステルが挙げられる。

【0022】

いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、少なくとも１５重量％、少なくとも２０重量％、又は少なくとも２５重量％の熱可塑性ポリマーを含む。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、６０重量％以下、５５重量％以下、又は５０重量％以下の熱可塑性ポリマーを含む。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、１５重量％～６０重量％、２０重量％～５５重量％、又は２５重量％～５０重量％の熱可塑性ポリマーを含む。

【0023】

いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、上で列挙したものを含むがそれらに限定されない複数の熱可塑性ポリマーを含むことができる。そのような実施形態では、熱可塑性ポリマーの総濃度は上記の範囲内である。

【0024】

いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーは半結晶性である。本明細書において、半結晶性ポリマーは、少なくとも５Ｊ／ｇの融解熱（「ΔＨ_ｆ」）を有する。そのため、いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーは、少なくとも５Ｊ／ｇ、少なくとも１０Ｊ／ｇ、少なくとも２０Ｊ／ｇ、又は少なくとも２５Ｊ／ｇのΔＨ_ｆ（２０℃／分の加熱速度）を有する。いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーは、９０Ｊ／ｇ以下、８０Ｊ／ｇ以下、７０Ｊ／ｇ以下、又は６０Ｊ／ｇ以下のΔＨ_ｆを有する。いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーは、５Ｊ／ｇ～９０Ｊ／ｇ、１０Ｊ／ｇ～８０Ｊ／ｇ、２０Ｊ／ｇ～７０Ｊ／ｇ、又は２５Ｊ／ｇ～６０Ｊ／ｇのΔＨ_ｆを有する。

【0025】

ポリ（アリーレンスルフィド）
いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーはポリ（アリーレンスルフィド）（ＰＡＳ）である。本明細書で使用されるポリ（アリーレンスルフィド）は、式（Ｉ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＳ）を少なくとも５０ｍｏｌ％含む任意のポリマーを指す：
－［－Ａｒ－Ｓ－］－ （Ｉ）
（式中、Ａｒはアリーレンである）。

【0026】

いくつかの実施形態では、繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＳ）は、以下の式の群から選択される式によって表される：

【化1】

（式中、
－ Ｒは、それぞれの場合において、ハロゲン、Ｃ_１～Ｃ_１２アルキル基、Ｃ_７～Ｃ_２４アルキルアリール基、Ｃ_７～Ｃ_２４アラルキル基、Ｃ_６～Ｃ_２４アリーレン基、Ｃ_１～Ｃ_１２アルコキシ基、及びＣ_６～Ｃ_１８アリールオキシ基からなる群から独立して選択され、
－ Ｔは、結合、－ＣＯ－、－ＳＯ_２－、－Ｏ－、－Ｃ（ＣＨ_３）_２－、－Ｃ（ＣＦ_３）_２－、フェニル、及び－ＣＨ_２－からなる群から選択され；
－ ｉは、それぞれの場合において、独立して０～４の整数であり；
－ ｊは、それぞれの場合において、独立して０～３の整数である）。

【0027】

繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＳ）において、それぞれのフェニレン部位は、独立して、Ｒ以外の部位への１，２－、１，３－、又は１，４－結合を有していてもよい。いくつかの実施形態では、フェニレン部位は、それぞれ独立して、Ｒ以外の部位への１，３－又は１，４－結合を有する。好ましくは、フェニレン部位は、Ｒ以外の部位への１，４－結合を有する。

【0028】

一実施形態では、式（Ｉ）の－Ａｒ－はフェニル基であるため、繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＳ）は式（ＩＩ）で表される。好ましくは、式（Ｉ）の－Ａｒ－は式（ＩＩ）で表され、式中のｉは０であり、フェニレン部位はＲ以外の部位への１，４－結合を有し、したがって繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＳ）は次の式（ＩＩ’）で表される：

【化2】

【0029】

そのような実施形態では、ポリ（アリーレンスルフィド）はポリフェニレンスルフィドである。

【0030】

いくつかの実施形態では、ポリ（アリーレンスルフィド）中の式（ＩＩ）、（ＩＩ’）、（ＩＩＩ）、及び／又は（ＩＶ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＳ）の濃度は、少なくとも６０ｍｏｌ％、少なくとも７０ｍｏｌ％、少なくとも８０ｍｏｌ％、少なくとも９０ｍｏｌ％、少なくとも９５ｍｏｌ％、少なくとも９８ｍｏｌ％、少なくとも９９ｍｏｌ％、又は少なくとも９９．９ｍｏｌ％である。そのような実施形態では、ポリ（アリーレンスルフィド）は繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＳ）から本質的になる。別の実施形態では、ポリ（アリーレンスルフィド）中の式（ＩＩ）、（ＩＩ’）、（ＩＩＩ）、及び／又は（ＩＶ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＳ）の濃度は１００ｍｏｌ％であり、これらの実施形態では、ポリ（アリーレンスルフィド）は繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＳ）からなる。

【0031】

いくつかの実施形態では、ポリ（アリーレンスルフィド）は、少なくとも１０，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも２０，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも２５，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも３０，０００ｇ／ｍｏｌ、又は少なくとも３５，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（「Ｍ_ｗ」）を有する。いくつかの実施形態では、ポリ（アリーレンスルフィド）は、１５０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、１００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、９０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、８５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は８０，０００ｇ／ｍｏｌ以下のＭ_ｗを有する。いくつかの実施形態では、ポリ（アリーレンスルフィド）は、１０，０００ｇ／ｍｏｌ～１５０，０００ｇ／ｍｏｌ、２０，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌ、２５，０００ｇ／ｍｏｌ～９０，０００ｇ／ｍｏｌ、３０，０００ｇ／ｍｏｌ～８５，０００ｇ／ｍｏｌ、又は３５，０００ｇ／ｍｏｌ～８０，０００ｇ／ｍｏｌのＭ_ｗを有する。ポリ（アリーレンスルフィド）のＭ_ｗは、４－クロロナフタレン標準を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（「ＧＰＣ」）を用いて測定することができる。

【0032】

いくつかの実施形態では、ポリ（アリーレンスルフィド）は、少なくとも２００℃、少なくとも２２０℃、少なくとも２４０℃、又は少なくとも２５０℃のＴｍを有する。いくつかの実施形態では、ポリ（アリーレンスルフィド）（ＰＡＳ）は、３５０℃以下、３２０℃以下、３００℃以下、又は２８５℃以下のＴｍを有する。いくつかの実施形態では、ポリ（アリーレンスルフィド）（ＰＡＳ）は、２００℃～３５０℃、２２０℃～３２０℃、２４０℃～３００℃、又は２５０℃～２８５℃のＴｍを有する。

【0033】

ポリ（フェニレンスルフィド）（式（ＩＩ’）によるポリ（アリーレンスルフィド））のメルトフローレート（３１６℃、５ｋｇの荷重、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、手順Ｂに準拠）は、５０～４００ｇ／１０分、６０～３００ｇ／１０分、又は７０～２００ｇ／１０分であってよい。

【0034】

ポリ（アリーレンスルフィド）及びポリ（フェニレンスルフィド）は、公知の方法によって調製することができる。

【0035】

ポリアミド
いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーはポリアミド（ＰＡ）である。ポリアミドとは、少なくとも１つのアミド結合（－ＣＯＮＨ－）を有する繰り返し単位を少なくとも５０ｍｏｌ％含むポリマーを指す。いくつかの実施形態では、ポリアミドは、式（Ｖ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＡ）を含む：

【化3】

（式中、
－ Ｒ_２は、結合、Ｃ_１～Ｃ_１５アルキル、及びＣ_６～Ｃ_３０アリールからなる群から選択され；
－ Ｒ_３は、Ｃ_１～Ｃ_２０アルキル、フェニル、インダニル、及びナフチルからなる群から選択され；
－ Ｒ_２及びＲ_３は、それぞれ独立して、任意選択的に１つ以上のヘテロ原子（例えばＯ、Ｎ、又はＳ）を含んでいてもよく、任意選択的にハロゲン、ヒドロキシ（－ＯＨ）、スルホ（－ＳＯ_３Ｈ）、Ｃ_１～Ｃ_６アルコキシ、Ｃ_１～Ｃ_６アルキルチオ、Ｃ_１～Ｃ_６アシル、ホルミル、シアノ、Ｃ_６～Ｃ_１５アリールオキシ、及びＣ_６～Ｃ_１５アリールからなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてもよい）。

【0036】

いくつかの実施形態では、式（Ｖ）のＲ_３はフェニルであり、ポリアミドは式（ＶＩ）に従うポリフタルアミドである：

【化4】

【0037】

いくつかの実施形態では、ポリアミドは、少なくとも６０ｍｏｌ％、少なくとも７０ｍｏｌ％、少なくとも８０ｍｏｌ％、少なくとも９０ｍｏｌ％、少なくとも９５ｍｏｌ％、少なくとも９８ｍｏｌ％、少なくとも９９ｍｏｌ％、又は少なくとも９９．９ｍｏｌ％のパーセントの式（Ｖ）及び／又は（ＶＩ）による繰り返し単位Ｒ_ＰＡを含む。そのような実施形態では、ポリアミドは、式（Ｖ）及び／又は（ＶＩ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＡ）から本質的になる。別の実施形態では、ポリアミドは、繰り返し単位の１００ｍｏｌ％が式（Ｖ）及び／又は（ＶＩ）による繰り返し単位（Ｒ_ＰＡ）であるものである。そのような実施形態によれば、ポリアミドは式（Ｖ）及び／又は（ＶＩ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＡ）からなる。

【0038】

いくつかの実施形態では、ポリアミドは、少なくとも１５，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも２０，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも２５，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも３０，０００ｇ／ｍｏｌ、又は少なくとも３５，０００ｇ／ｍｏｌのＭ_ｗを有する。いくつかの実施形態では、ポリアミドは、１５０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、１００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、９０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、８５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は８０，０００ｇ／ｍｏｌ以下のＭ_ｗを有する。いくつかの実施形態では、ポリアミドは、１５，０００ｇ／ｍｏｌ～１５０，０００ｇ／ｍｏｌ、２０，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌ、２５，０００ｇ／ｍｏｌ～９０，０００ｇ／ｍｏｌ、３０，０００ｇ／ｍｏｌ～８５，０００ｇ／ｍｏｌ、又は３５，０００ｇ／ｍｏｌ～８０，０００ｇ／ｍｏｌのＭ_ｗを有する。ポリアミドのＭ_ｗは、ポリメチルメタクリレート標準を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（「ＧＰＣ」）を用いて測定することができる。

【0039】

いくつかの実施形態では、ポリアミドは、少なくとも２００℃、少なくとも２２０℃、少なくとも２４０℃、又は少なくとも２５０℃のＴｍを有する。いくつかの実施形態では、ポリアミドは、３７０℃以下、３６０℃以下、３５０℃以下、又は３４０℃以下のＴｍを有する。いくつかの実施形態では、ポリアミドは、２００℃～３７０℃、２２０℃～３６０℃、２４０℃～３５０℃、又は２５０℃～３４０℃のＴｍを有する。

【0040】

ポリアミド及びポリフタルアミドは、公知の方法によって調製することができる。

【0041】

ポリ（アリールエーテルスルホン）
一実施形態によれば、熱可塑性ポリマーは、ポリ（アリールエーテルスルホン）（ＰＡＥＳ）である。ポリ（アリールエーテルスルホン）としては、限定するものではないが、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、及びポリエーテルスルホンが挙げられる。

【0042】

ポリ（アリールエーテルスルホン）とは、式（ＶＩＩ）：

【化5】

の繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＳ）を少なくとも５０ｍｏｌ％含む任意のポリマーを指し、式（ＶＩＩ）において、
－ Ｒは、それぞれの場合において、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ金属又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ金属又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、及び第四級アンモニウムからなる群から独立して選択され；
－ 各Ｒのｉは、独立して０～４の整数であり；
－ Ｔは、結合、スルホン基［－Ｓ（＝Ｏ）_２－］、及び式（ＶＩＩＩ）の基
－Ｃ（Ｒ_２）（Ｒ_２）－ （ＶＩＩＩ）
からなる群から選択され、式（ＶＩＩＩ）において、
－ Ｒ_２は、それぞれの場合において、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ金属又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ金属又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、及び第四級アンモニウムから独立して選択される。

【0043】

Ｔは、好ましくは、結合（すなわちポリアリールエーテルスルホンはポリフェニルスルホンである）、スルホン基（すなわちポリアリールエーテルスルホンはポリエーテルスルホンである）、又は各Ｒ_２がメチル基である式（ＶＩＩＩ）による基（すなわちポリアリールエーテルスルホンはポリスルホンである）である。

【0044】

繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＳ）において、それぞれのフェニレン部位は、独立して、Ｒ以外の部位への１，２－、１，３－又は１，４－結合を有し得る。いくつかの実施形態では、フェニレン部位は、それぞれ独立して、Ｒ以外の部位への１，３－又は１，４－結合を有する。好ましくは、フェニレン部位は、Ｒ以外の部位への１，４－結合を有する。

【0045】

いくつかの実施形態では、ポリ（アリールエーテルスルホン）中の繰り返し単位の少なくとも６０ｍｏｌ％、少なくとも７０ｍｏｌ％、少なくとも８０ｍｏｌ％、少なくとも９０ｍｏｌ％、少なくとも９５ｍｏｌ％、少なくとも９８ｍｏｌ％、少なくとも９９ｍｏｌ％、又は少なくとも９９．９ｍｏｌ％が繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＳ）である。そのような実施形態では、ポリ（アリールエーテルスルホン）は、繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＳ）から本質的になる。別の実施形態では、ポリ（アリールエーテルスルホン）は、繰り返し単位の１００ｍｏｌ％が繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＳ）であるものである。そのような実施形態によれば、ポリ（アリールエーテルスルホン）は繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＳ）からなる。

【0046】

ポリ（アリールエーテルスルホン）は、３０，０００ｇ／ｍｏｌ～８０，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば３５，０００ｇ／ｍｏｌ～７５，０００ｇ／ｍｏｌ、又は４０，０００ｇ／ｍｏｌ～７０，０００ｇ／ｍｏｌのＭｗを有し得る。ポリ（アリールエーテルスルホン）のＭｗは、ポリスチレン標準を用いて、移動相として塩化メチレンを使用するゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製の２×５μ混合Ｄカラム（ガードカラム付き）；流量：１．５ｍＬ／分、注入量：２０μＬの０．２ｗ／ｖ％試料溶液）によって決定することができる。

【0047】

いくつかの実施形態では、ポリ（アリールエーテルスルホン）は、少なくとも１５０℃、少なくとも１６０℃、少なくとも１７０℃、又は少なくとも１８０℃のＴｇを有する。いくつかの実施形態では、ポリ（アリールエーテルスルホン）は、２７０℃以下、２６０℃以下、２５０℃以下、又は２４０℃以下のＴｇを有する。いくつかの実施形態では、ポリ（アリールエーテルスルホン）は、１５０℃～２７０℃、１６０℃～２６０℃、１７０℃～２５０℃、又は１７０℃～２４０℃のＴｇを有する。

【0048】

ポリ（アリールエーテルスルホン）は、公知の方法によって調製することができる。

【0049】

ポリスルホン
いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーはポリ（アリールエーテルスルホン）であり、ポリ（アリールエーテルスルホン）はポリスルホン（ＰＳＵ）である。本明細書において、ポリスルホンとは、式（ＶＩＩ－Ａ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＳＵ）を少なくとも５０ｍｏｌ％含む任意のポリマーを指す：

【化6】

（式中、
－ Ｒは、それぞれの場合において、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ金属又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ金属又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、及び第四級アンモニウムからなる群から独立して選択され；
－ 各Ｒのｉは、独立して０～４の整数である）。

【0050】

一実施形態では、式（ＶＩＩ－Ａ）の各Ｒについて、ｉは０である。この実施形態によれば、繰り返し単位（Ｒ_ＰＳＵ）は、式（ＶＩＩ－Ｂ）の単位である：

【化7】

【0051】

繰り返し単位（Ｒ_ＰＳＵ）において、それぞれのフェニレン部位は、独立して、Ｒ以外の部位への１，２－、１，３－又は１，４－結合を有し得る。いくつかの実施形態では、フェニレン部位は、それぞれ独立して、Ｒ以外の部位への１，３－又は１，４－結合を有する。好ましくは、フェニレン部位は、Ｒ以外の部位への１，４－結合を有する。

【0052】

いくつかの実施形態では、ポリスルホン中の繰り返し単位の少なくとも６０ｍｏｌ％、少なくとも７０ｍｏｌ％、少なくとも８０ｍｏｌ％、少なくとも９０ｍｏｌ％、少なくとも９５ｍｏｌ％、少なくとも９８ｍｏｌ％、少なくとも９９ｍｏｌ％、又は少なくとも９９．９ｍｏｌ％が、式（ＶＩＩ－Ａ）及び／又は式（ＶＩＩ－Ｂ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＳＵ）である。そのような実施形態では、ポリスルホンは式（ＶＩＩ－Ａ）及び／又は式（ＶＩＩ－Ｂ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＳＵ）から本質的になる。別の実施形態では、ポリスルホンは、繰り返し単位の１００ｍｏｌ％が式（ＶＩＩ－Ａ）及び／又は式（ＶＩＩ－Ｂ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＳＵ）であるものである。そのような実施形態によれば、ポリスルホンは、式（ＶＩＩ－Ａ）及び／又は式（ＶＩＩ－Ｂ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＳＵ）からなる。

【0053】

いくつかの実施形態では、ポリスルホンのＭｗは、３０，０００～８０，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば３５，０００～７５，０００ｇ／ｍｏｌ、又は４０，０００～７０，０００ｇ／ｍｏｌである。ポリスルホンのＭｗは、ポリスチレン標準を用いて、移動相として塩化メチレンを使用するゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製の２×５μ混合Ｄカラム（ガードカラム付き）；流量：１．５ｍＬ／分、注入量：２０μＬの０．２ｗ／ｖ％試料溶液）によって決定することができる。

【0054】

いくつかの実施形態では、ポリスルホンは、少なくとも１５０℃、少なくとも１６０℃、少なくとも１７０℃、又は少なくとも１８０℃のＴｇを有する。いくつかの実施形態では、ポリスルホンは、２７０℃以下、２６０℃以下、２５０℃以下、又は２４０℃以下のＴｇを有する。いくつかの実施形態では、ポリスルホンは、１５０℃～２７０℃、１６０℃～２６０℃、１７０℃～２５０℃、又は１７０℃～２４０℃のＴｇを有する。

【0055】

ポリスルホンは、公知の方法によって製造することができる。

【0056】

ポリフェニルスルホン
いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーはポリ（アリールエーテルスルホン）であり、ポリ（アリールエーテルスルホン）はポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）である。本明細書において、ポリフェニルスルホンとは、式（ＶＩＩ－Ｃ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＰＳＵ）を少なくとも５０ｍｏｌ％含む任意のポリマーを指す：

【化8】

【0057】

いくつかの実施形態では、ポリフェニルスルホン中の全繰り返し単位の少なくとも６０ｍｏｌ％、少なくとも７０ｍｏｌ％、少なくとも８０ｍｏｌ％、少なくとも９０ｍｏｌ％、少なくとも９５ｍｏｌ％、少なくとも９８ｍｏｌ％、少なくとも９９ｍｏｌ％、又は少なくとも９９．９ｍｏｌ％が繰り返し単位（Ｒ_ＰＰＳＵ）である。そのような実施形態では、ポリフェニルスルホンは繰り返し単位（Ｒ_ＰＰＳＵ）から本質的になる。別の実施形態では、ポリフェニルスルホンは、繰り返し単位の１００ｍｏｌ％が繰り返し単位（Ｒ_ＰＰＳＵ）であるものである。そのような実施形態によれば、ポリフェニルスルホンは繰り返し単位（Ｒ_ＰＰＳＵ）からなる。

【0058】

いくつかの実施形態では、ポリフェニルスルホンは、少なくとも２０，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも３０，０００ｇ／ｍｏｌ、又は少なくとも４０，０００ｇ／ｍｏｌのＭ_ｗを有する。いくつかの実施形態では、ポリフェニルスルホンは、１００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、９０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は８０，０００ｇ／ｍｏｌ以下のＭ_ｗを有する。いくつかの実施形態では、ポリフェニルスルホンは、２０，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌ、又は３０，０００ｇ／ｍｏｌ～９０，０００ｇ／ｍｏｌ、又は４０，０００ｇ／ｍｏｌ～８０，０００ｇ／ｍｏｌのＭ_ｗを有する。ポリフェニルスルホンのＭ_ｗは、ポリスチレン標準を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（「ＧＰＣ」）を用いて測定することができる。

【0059】

いくつかの実施形態では、ポリフェニルスルホンは、少なくとも１５０℃、少なくとも１６０℃、少なくとも１７０℃、又は少なくとも１８０℃のＴｇを有する。いくつかの実施形態では、ポリフェニルスルホンは、２７０℃以下、２６０℃以下、２５０℃以下、又は２４０℃以下のＴｇを有する。いくつかの実施形態では、ポリフェニルスルホンは、１５０℃～２７０℃、１６０℃～２６０℃、１７０℃～２５０℃、又は１７０℃～２４０℃のＴｇを有する。

【0060】

ポリフェニルスルホンは、公知の方法によって製造することができる。

【0061】

ポリエーテルスルホン
いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーはポリ（アリールエーテルスルホン）であり、ポリ（アリールエーテルスルホン）はポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）である。本明細書において、ポリエーテルスルホンとは、式（ＶＩＩ－Ｄ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＥＳ）を少なくとも５０ｍｏｌ％含む任意のポリマーを指す：

【化9】

【0062】

いくつかの実施形態では、ポリエーテルスルホン中の繰り返し単位の少なくとも６０ｍｏｌ％、少なくとも７０ｍｏｌ％、少なくとも８０ｍｏｌ％、少なくとも９０ｍｏｌ％、少なくとも９５ｍｏｌ％、少なくとも９８ｍｏｌ％、少なくとも９９ｍｏｌ％、又は９９．９ｍｏｌ％が繰り返し単位（Ｒ_ＰＥＳ）である。そのような実施形態では、ポリエーテルスルホンは繰り返し単位（Ｒ_ＰＥＳ）から本質的になる。

【0063】

別の実施形態では、ポリエーテルスルホンは、繰り返し単位の１００ｍｏｌ％が繰り返し単位（Ｒ_ＰＥＳ）である。そのような実施形態によれば、ポリエーテルスルホンは繰り返し単位（Ｒ_ＰＥＳ）からなる。

【0064】

いくつかの実施形態では、ポリエーテルスルホンは、少なくとも２０，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも３０，０００ｇ／ｍｏｌ、又は少なくとも４０，０００ｇ／ｍｏｌのＭ_ｗを有する。いくつかの実施形態では、ポリエーテルスルホンは、１００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、９０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は８０，０００ｇ／ｍｏｌ以下のＭ_ｗを有する。いくつかの実施形態では、ポリエーテルスルホンは、２０，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌ、３０，０００ｇ／ｍｏｌ～９０，０００ｇ／ｍｏｌ、又は４０，０００ｇ／ｍｏｌ～８０，０００ｇ／ｍｏｌのＭ_ｗを有する。ポリエーテルスルホンのＭ_ｗは、ポリスチレン標準を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（「ＧＰＣ」）を用いて測定することができる。

【0065】

いくつかの実施形態では、ポリエーテルスルホンは、少なくとも１５０℃、少なくとも１６０℃、少なくとも１７０℃、又は少なくとも１８０℃のＴｇを有する。いくつかの実施形態では、ポリエーテルスルホンは、２７０℃以下、２６０℃以下、２５０℃以下、又は２４０℃以下のＴｇを有する。いくつかの実施形態では、ポリエーテルスルホンは、１５０℃～２７０℃、１６０℃～２６０℃、１７０℃～２５０℃、又は１７０℃～２４０℃のＴｇを有する。

【0066】

ポリエーテルスルホンは、公知の方法によって製造することができる。

【0067】

ポリ（アリールエーテルケトン）（ＰＡＥＫ）
いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーはポリ（アリールエーテルケトン）（ＰＡＥＫ）である。

【0068】

ポリ（アリールエーテルケトン）とは、Ａｒ’Ｃ（＝Ｏ）Ａｒ＊基（式中、Ａｒ’とＡｒ＊は同じであるか又は異なり、芳香族基である）を含む繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＫ）を少なくとも５０ｍｏｌ％含む任意のポリマーを指す。

【0069】

本明細書において、繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＫ）は、式（ＶＩＩＩ）～（ＸＩ）の繰り返し単位である：

【化10】

（式中、
－ 各Ｒは、独立して、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、及び第四級アンモニウムからなる群から選択され、置換可能なそれぞれの基は置換又は無置換であってよく、置換されている場合には、１つ以上のヘテロ原子、スルホン酸及びスルホネート基、ホスホン酸及びホスホネート基、並びにアミン及び第四級アンモニウム基を含んでいてもよいことが理解され；
－ ｉは、独立して０～４の整数である）。

【0070】

繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＫ）において、それぞれのフェニレン部位は、独立して、繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＫ）においてＲとは異なる他の部位への１，２－、１，４－、又は１，３－結合を有し得る。いくつかの実施形態では、フェニレン部位は、それぞれ独立して、Ｒ以外の部位への１，３－又は１，４－結合を有する。好ましくは、フェニレン部位は、Ｒ以外の部位への１，４－結合を有する。

【0071】

繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＫ）のいくつかの実施形態では、式（ＶＩＩＩ）～（ＸＩ）の各Ｒについて、ｉは０である。この実施形態によれば、繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＫ）は式（ＶＩＩＩ－Ａ）～（ＸＩ－Ａ）で表される：

【化11】

【0072】

繰り返し単位の少なくとも５０％が式（ＶＩＩＩ）、（ＸＩ）、（ＶＩＩＩ－Ａ）、及び／又は（ＸＩ－Ａ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＫ）であるポリマーも、当業者にはポリ（エーテルエーテルケトン）（ＰＥＥＫ）属に属すると理解される。

【0073】

一実施形態によれば、ポリ（アリールエーテルケトン）中の繰り返し単位の少なくとも６０ｍｏｌ％、少なくとも７０ｍｏｌ％、少なくとも８０ｍｏｌ％、少なくとも９０ｍｏｌ％、少なくとも９５ｍｏｌ％、少なくとも９８ｍｏｌ％、少なくとも９９ｍｏｌ％、又は少なくとも９９．９ｍｏｌ％が、式（ＶＩＩＩ）、式（ＩＸ）、式（Ｘ）、及び／又は式（ＸＩ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＫ）である。そのような実施形態では、ポリ（アリールエーテルケトン）は、式（ＶＩＩＩ）、式（ＩＸ）、式（Ｘ）、及び／又は式（ＸＩ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＫ）から本質的になる。

【0074】

別の実施形態では、ポリ（アリールエーテルケトン）は、繰り返し単位の１００ ｍｏｌ％が式（ＶＩＩＩ）、式（ＩＸ）、式（Ｘ）、及び／又は式（ＸＩ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＫ）である。そのような実施形態によれば、ポリ（アリールエーテルケトン）は、式（ＶＩＩＩ）、式（ＩＸ）、式（Ｘ）、及び／又は式（ＸＩ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＡＥＫ）からなる。

【0075】

いくつかの実施形態では、ポリ（アリールエーテルケトン）は、少なくとも３０，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも４０，０００ｇ／ｍｏｌ、又は少なくとも５０，０００ｇ／ｍｏｌのＭ_ｗを有する。いくつかの実施形態では、ポリ（アリールエーテルケトン）は、２００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、１７５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は１５０，０００ｇ／ｍｏｌ以下のＭ_ｗを有する。いくつかの実施形態では、ポリ（アリールエーテルケトン）は、３０，０００ｇ／ｍｏｌ～２００，０００ｇ／ｍｏｌ、４０，０００ｇ／ｍｏｌ～１７５，０００ｇ／ｍｏｌ、５０，０００ｇ／ｍｏｌ～１５０，０００ｇ／ｍｏｌのＭ_ｗを有する。ポリ（アリールエーテルケトン）のＭ_ｗは、ポリメチルメタクリレート標準を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（「ＧＰＣ」）を用いて測定することができる。

【0076】

いくつかの実施形態では、ポリ（アリールエーテルケトン）は、少なくとも２７０℃、少なくとも２８０℃、少なくとも２９０℃、又は少なくとも３００℃のＴｍを有する。いくつかの実施形態では、ポリ（アリールエーテルケトン）は、４００℃以下、３９０℃以下、３８０℃以下、又は３７０℃以下のＴｍを有する。いくつかの実施形態では、ポリ（アリールエーテルケトン）は、２７０℃～４００℃、２８０℃～３９０℃、２９０℃～３８０℃、又は２８０℃～３７０℃のＴｍを有する。

【0077】

ポリ（アリールエーテルケトン）及びポリ（エーテルエーテルケトン）は、公知の方法によって調製することができる。

【0078】

液晶ポリマー
いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーは液晶ポリマーである。液晶ポリマーは、テレフタル酸、芳香族ジオール、テレフタル酸と異なる第１の芳香族ジカルボン酸、及び芳香族ヒドロキシカルボン酸の重縮合から形成される。

【0079】

いくつかの実施形態では、芳香族ジオールは、式（ＸＩＩ）及び（ＸＩＩＩ）から選択される式によって表される：
ＨＯ－Ａｒ_１－ＯＨ （ＸＩＩ）
ＨＯ－Ａｒ_２－Ｔ_１－Ａｒ_３－ＯＨ （ＸＩＩＩ）
（式中、
－ Ａｒ_１～Ａｒ_３は、ハロゲン、Ｃ_１～Ｃ_１５アルキル、及びＣ_６～Ｃ_１５アリールからなる群から選択される１つ以上の置換基で任意選択的に置換されていてもよい独立して選択されるＣ_６～Ｃ_３０アリール基であり；
－ Ｔ_１は、結合、Ｏ、Ｓ、－ＳＯ_２－、－Ｃ（＝Ｏ）－、及びＣ_１～Ｃ_１５アキル（ａｋｙｌ）からなる群から選択される）。

【0080】

いくつかの実施形態では、芳香族ジオールは、１，３－ジヒドロキシベンゼン、１，４－ジヒドロキシベンゼン、２，５－ビフェニルジオール、４，４’－ビフェノール、４，４’－（プロパン－２，２－ジイル）ジフェノール、４，４’－（エタン－１，２－ジイル）ジフェノール、４，４’－メチレンジフェノール、ビス（４－ヒドロキシフェニル）メタノン、４，４’－オキシジフェノール、４，４’－スルホニルジフェノール、４，４’－チオジフェノール、ナフタレン－２，６－ジオール、及びナフタレン－１，５－ジオールからなる群から選択される。好ましくは、芳香族ジオールは４，４’－ビフェノールである。

【0081】

いくつかの実施形態では、第１の芳香族ジカルボン酸は、独立して、式（ＸＩＶ）及び（ＸＶ）から選択される式によって表される：
ＨＯＯＣ－Ａｒ_１－ＣＯＯＨ （ＸＩＶ）
ＨＯＯＣ－Ａｒ_２－Ｔ_２－Ａｒ_３－ＣＯＯＨ （ＸＶ）
（式中、Ａｒ_１～Ａｒ_３は上で定義した通りであり、独立して選択され、Ｔ_２は、結合、Ｏ、及びＳからなる群から選択される）。

【0082】

いくつかの実施形態では、第１の芳香族ジカルボン酸は、イソフタル酸、４，４’－ビフェニルジカルボン酸、４，４’－オキシ二安息香酸、４，４’－（エチレンジオキシ）二安息香酸、４，４’－スルファンジイル二安息香酸、ナフタレン－２，６－ジカルボン酸、ナフタレン－１，４－ジカルボン酸、ナフタレン－１，５－ジカルボン酸、及びナフタレン－２，３－ジカルボン酸からなる群から選択される。好ましくは、第１の芳香族ジカルボン酸は、イソフタル酸、ナフタレン－２，６－ジカルボン酸、ナフタレン－１，４－ジカルボン酸、ナフタレン－１，５－ジカルボン酸、及びナフタレン－２，３－ジカルボン酸からなる群から選択される。最も好ましくは、第１の芳香族ジカルボン酸はイソフタル酸である。

【0083】

いくつかの実施形態では、芳香族ヒドロキシカルボン酸は、式（ＸＶＩ）及び（ＸＶＩＩ）から選択される式で表される：
ＨＯ－Ａｒ_１－ＣＯＯＨ （ＸＶＩ）
ＨＯ－Ａｒ_２－Ａｒ_３－ ＣＯＯＨ （ＸＶＩＩ）
（式中、Ａｒ_１～Ａｒ_３は、上で定義されており、独立して選択される）。

【0084】

いくつかの実施形態では、芳香族ヒドロキシカルボン酸は、４－ヒドロキシ安息香酸、３－ヒドロキシ安息香酸、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、６－ヒドロキシ－１－ナフトエ酸、２－ヒドロキシ－１－ナフトエ酸、３－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、１－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、５－ヒドロキシ－１－ナフトエ酸、及び４’－ヒドロキシ－［１，１’－ビフェニル］－４－カルボン酸からなる群から選択される。好ましくは、芳香族ヒドロキシカルボン酸は、４－ヒドロキシ安息香酸、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、６－ヒドロキシ－１－ナフトエ酸、２－ヒドロキシ－１－ナフトエ酸、３－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、１－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、及び５－ヒドロキシ－１－ナフトエ酸からなる群から選択される。最も好ましくは、芳香族ヒドロキシカルボン酸は４－ヒドロキシ安息香酸である。

【0085】

本明細書において、ＬＣＰとは、前述のモノマーから形成され、式（ＸＶＩＩＩ）～（ＸＩ）の繰り返し単位（Ｒ_ＬＣＰ）を少なくとも５０％有する任意のポリマーを指す：

【化12】

－［－Ｏ－Ａｒ_１－Ｏ－］－ （ＸＩＸ）
－［－Ｏ－Ａｒ_２－Ｔ_１－Ａｒ_３－Ｏ－］－ （ＸＸ）
－［－ＯＣ－Ａｒ_１－ＣＯ－］－ （ＸＸＩ）
－［－ＯＣ－Ａｒ_２－Ｔ_２－Ａｒ_３－ＣＯ－］－ （ＸＸＩＩ）
－［－Ｏ－Ａｒ_１－ＣＯ－］－ （ＸＸＩＩＩ）
－［－Ｏ－Ａｒ_２－Ａｒ_３－ＣＯ－］－ （ＸＸＩＶ）
（式中、Ａｒ_１～Ａｒ_３、Ｔ_１、及びＴ_２は、上で定義されており、独立して選択される）。

【0086】

当業者であれば、式（ＸＶＩＩＩ）によるＲ_ＬＣＰがテレフタル酸から形成され；式（ＸＩＸ）及び（ＸＸ）によるＲ_ＬＣＰがそれぞれ式（ＸＩＩ）及び（ＸＩＩＩ）によるモノマーから形成され；式（ＸＸＩ）及び（ＸＸＩＩ）によるＲ_ＬＣＰがそれぞれ式（ＸＩＶ）及び（ＸＶ）によるモノマーから形成され；式（ＸＸＩＩＩ）及び（ＸＸＩＶ）によるＲ_ＬＣＰが式（ＸＶＩ）及び（ＸＶＩＩ）によるモノマーから形成されることを認識するであろう。そのため、式（ＸＩＩ）～（ＸＶＩＩ）におけるモノマーについてのＡｒ_１～Ａｒ_３、Ｔ_１、及びＴ_２の選択は、式（ＸＩＸ）～（ＸＩＸＶ）による繰り返し単位Ｒ_ＬＣＰについてのＡｒ_１～Ａｒ_３、Ｔ_１、及びＴ_２も選択する。好ましくは、式（ＸＶＩＩＩ）による繰り返し単位Ｒ_ＬＣＰはテレフタル酸の重縮合によって形成され、式（ＸＩＸ）及び（ＸＸ）による繰り返し単位Ｒ_ＬＣＰは４，４’－ビフェノールの重縮合によって形成され、式（ＸＸＩ）及び（ＸＸＩＩ）による繰り返し単位Ｒ_ＬＣＰはイソフタル酸の重縮合によって形成され、式（ＸＸＩＩＩ）及び（ＸＸＩＶ）による繰り返し単位Ｒ_ＬＣＰは４－ヒドロキシ安息香酸の重縮合によって形成される。

【0087】

いくつかの実施形態では、式（ＸＶＩＩＩ）～（ＸＸＩＶ）による繰り返し単位Ｒ_ＬＣＰの総濃度は、少なくとも５０ｍｏｌ％、少なくとも６０ｍｏｌ％、少なくとも７０ｍｏｌ％、少なくとも８０ｍｏｌ％、少なくとも９０ｍｏｌ％、少なくとも９５ｍｏｌ％、少なくとも９８ｍｏｌ％、少なくとも９９ｍｏｌ％、又は少なくとも９９．９ｍｏｌ％である。

【0088】

いくつかの実施形態では、式（ＸＶＩＩＩ）による繰り返し単位Ｒ_ＬＣＰの濃度は、５ｍｏｌ％～３０ｍｏｌ％、好ましくは１０ｍｏｌ％～２０ｍｏｌ％である。いくつかの実施形態では、式（ＸＩＸ）及び／又は（ＸＸ）による繰り返し単位Ｒ_ＬＣＰの濃度は、１０ｍｏｌ％～３０ｍｏｌ％、好ましくは１５ｍｏｌ％～２５ｍｏｌ％である。いくつかの実施形態では、式（ＸＸＩ）及び（ＸＸＩＩ）による繰り返し単位Ｒ_ＬＣＰの濃度は、１ｍｏｌ％～２０ｍｏｌ％、好ましくは１ｍｏｌ％～１０ｍｏｌ％である。いくつかの実施形態では、式（ＸＸＩＩＩ）及び（ＸＸＩＶ）による繰り返し単位Ｒ_ＬＣＰの濃度は、３５ｍｏｌ％～８０ｍｏｌ％、好ましくは４５ｍｏｌ％～７５ｍｏｌ％、最も好ましくは５０ｍｏｌ％～７０ｍｏｌ％である。

【0089】

いくつかの実施形態では、ＬＣＰは、少なくとも２０，０００ｇ／ｍｏｌのＭｗを有する。いくつかの実施形態では、ＬＣＰは、８０，０００ｇ／ｍｏｌ以下のＭｗを有する。いくつかの実施形態では、ＬＣＰは、２０，０００ｇ／ｍｏｌ～８０，０００ｇ／ｍｏｌのＭｗを有する。Ｍｗは、ＡＳＴＭ Ｄ５２９６に従って及びヘキサフルオロプロパノール溶媒及びポリ（メチルメタクリレート）標準を使用してゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定することができる。

【0090】

いくつかの実施形態では、ＬＣＰは、少なくとも２２０℃、少なくとも２５０℃、又は少なくとも２８０℃のＴｍを有する。いくつかの実施形態では、ＬＣＰは、４２０℃以下、３９０℃以下、又は３６０℃以下のＴｍを有する。いくつかの実施形態では、ＬＣＰは、２２０℃～４２０℃、２５０℃～３９０℃、又は２８０℃～３６０℃のＴｍを有する。

【0091】

液晶ポリマーは、公知の方法によって製造することができる。

【0092】

ポリエステル
いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーはポリエステルである。本明細書において、ポリエステルとは、エステル基（－Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－）を含む繰り返し単位（Ｒ_ＰＥ）を少なくとも５０ｍｏｌ％含む任意のポリマーを指す。いくつかの実施形態では、ポリエステルは、式（ＸＸＶ）の繰り返し単位（Ｒ_ＰＥ）を含む：

【化13】

（式中、
－ Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ若しくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ若しくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、及び第四級アンモニウムからなる群から選択され；
－ Ｔは、結合であるか、又は一価のアルキル基と一価の脂環式基とを含む置換脂環式基であり；
－ ｉは０～４の整数であり；
－ ｊは０～２の整数であり；
－ ｎは１～１２の整数である）。

【0093】

繰り返し単位（Ｒ_ＰＥ）において、それぞれのフェニレン部位は、独立して、Ｒ以外の部位への１，２－、１，３－、又は１，４－結合を有し得る。いくつかの実施形態では、フェニレン部位は、それぞれ独立して、Ｒ以外の部位への１，３－又は１，４－結合を有する。好ましくは、フェニレン部位は、Ｒ以外の部位への１，４－結合を有する。

【0094】

いくつかの実施形態では、ｉ及びｊはそれぞれ０であり、Ｔは結合であり、並びに／又はｎは１、２、若しくは４である。いくつかのそのような実施形態では、ポリエステルポリマーはポリトリメチレンテレフタレート（ｉ及びｊは０であり、Ｔは結合であり、ｎは１である）；ポリエチレンテレフタレート（ｉ及びｊは０であり、Ｔは結合であり、ｎは２である）；又はポリブチレンテレフタレート（ｉ及びｊは０であり、Ｔは結合であり、ｎは４である）である。

【0095】

いくつかの実施形態では、ポリエステル中の繰り返し単位の少なくとも６０ｍｏｌ％、少なくとも７０ｍｏｌ％、少なくとも８０ｍｏｌ％、少なくとも９０ｍｏｌ％、少なくとも９５ｍｏｌ％、少なくとも９８ｍｏｌ％、少なくとも９９ｍｏｌ％、又は少なくとも９９．９ｍｏｌ％が繰り返し単位（Ｒ_ＰＥ）である。そのような実施形態では、ポリエステルは繰り返し単位（Ｒ_ＰＥ）から本質的になる。別の実施形態では、ポリエステルは、繰り返し単位の１００ｍｏｌ％が繰り返し単位（Ｒ_ＰＥ）であるものである。そのような実施形態によれば、ポリエステルは繰り返し単位（Ｒ_ＰＥ）からなる。

【0096】

いくつかの実施形態では、ポリエステルは、少なくとも１０，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも２０，０００ｇ／ｍｏｌ、又は少なくとも３０，０００ｇ／ｍｏｌのＭ_ｗを有する。いくつかの実施形態では、ポリエステルは、１００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、９０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は８０，０００ｇ／ｍｏｌ以下のＭ_ｗを有する。いくつかの実施形態では、ポリエステルは、１０，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌ、２０，０００ｇ／ｍｏｌ～９０，０００ｇ／ｍｏｌ、３０，０００ｇ／ｍｏｌ～８０，０００ｇ／ｍｏｌのＭ_ｗを有する。ポリエステルのＭ_ｗは、ポリメチルメタクリレート標準を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（「ＧＰＣ」）を用いて測定することができる。

【0097】

いくつかの実施形態では、ポリエステルは、少なくとも２５０℃、好ましくは少なくとも２６０℃、より好ましくは少なくとも２７０℃、最も好ましくは少なくとも２８０℃のＴｍを有する。いくつかの実施形態では、ポリエステルポリマーは、最大３５０℃、好ましくは最大３４０℃、より好ましくは最大３３０℃、最も好ましくは最大３２０℃の融点を有する。いくつかの実施形態では、ポリエステルは、２５０℃～３５０℃、２６０℃～３４０℃、２７０℃～３３０℃、又は２８０℃～３２０℃のＴｍを有する。

【0098】

ポリエステルは、公知の方法によって製造することができる。

【0099】

熱伝導性充填剤
ポリマー組成物は、熱伝導性充填剤を含む。本明細書において、熱伝導性充填剤は、ＡＳＴＭ Ｅ１４６１－１３によって測定したときに、少なくとも０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）、少なくとも２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、又は少なくとも４Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有する。有用な熱伝導性充填剤としては、限定するものではないが、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化亜鉛、酸化マグネシウム及び二酸化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム及び窒化ケイ素を含むがこれらに限定されない無機酸化物及び窒化物；金属及び金属合金；炭化ケイ素粉末；硫化亜鉛、炭酸マグネシウム、及びフッ化カルシウム粉末；などが挙げられる。

【0100】

好ましくは、熱伝導性充填剤は、無機酸化物又は窒化物からなる群から選択され、より好ましくは、熱伝導性充填剤は、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、及びこれらの組み合わせから選択される。いくつかの実施形態では、窒化ホウ素が特に好ましい。

【0101】

いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、少なくとも５重量％、少なくとも１０重量％、又は少なくとも１５重量％の熱伝導性充填剤を含む。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、５０重量％以下、４５重量％以下、又は４０重量％以下の熱伝導性充填剤を含む。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、５重量％～５０重量％、又は１０重量％～４５重量％、又は１５重量％～４０重量％の熱伝導性充填剤を含む。

【0102】

導電性炭素繊維
ポリマー組成物は、導電性炭素繊維を含む。本明細書において、導電性炭素繊維は、２０μΩ・ｍ未満、１０μΩ・ｍ未満、５μΩ・ｍ未満、又は３μΩ・ｍ未満の抵抗率を有する。

【0103】

いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、少なくとも５重量％、又は少なくとも１０重量％、又は少なくとも１５重量％の導電性炭素繊維を含む。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、４０重量％以下、又は３５重量％以下、又は３０重量％以下の導電性炭素繊維を含む。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、５重量％～４０重量％、又は１０重量％～３５重量％、又は１５重量％～３０重量％の導電性炭素繊維を含む。

【0104】

炭素繊維は概して円筒形であり、（炭素繊維の長軸に沿った）長さと、長軸に垂直な断面直径（単に直径と呼ぶ）とによって特徴付けられる。

【0105】

いくつかの実施形態では、炭素繊維は、少なくとも５μｍ、少なくとも５０μｍ、少なくとも１００μｍ、少なくとも１５０μｍ、又は少なくとも１７５μｍの平均長さを有する。いくつかの実施形態では、炭素繊維は、４００μｍ以下、３５０μｍ以下、３００μｍ以下、２５０μｍ以下、又は２２５μｍ以下の平均長さを有する。いくつかの実施形態では、炭素繊維は、５μｍ～４００μｍ、５０μｍ～３５０μｍ、１００μｍ～３００μｍ、１５０μｍ～２５０μｍ、又は１７５μｍ～２２５μｍの平均長さを有する。

【0106】

いくつかの実施形態では、炭素繊維は、少なくとも１μｍ、少なくとも５μｍ、少なくとも７μｍ、又は少なくとも８μｍの平均直径を有する。いくつかの実施形態では、炭素繊維は、２０μｍ以下、１５μｍ以下、１３μｍ以下、又は１２μｍ以下の平均直径を有する。いくつかの実施形態では、炭素繊維は、１μｍ～２０μｍ、５μｍ～１５μｍ、７μｍ～１３μｍ、又は８μｍ～１２μｍの平均直径を有する。

【0107】

いくつかの実施形態では、炭素繊維の長さは、その直径よりも大幅に大きい。いくつかの実施形態では、炭素繊維は、長さ（「Ｌ」）と最大直径（「Ｄ」）との平均比（Ｌ／Ｄ）として定義される、少なくとも５、少なくとも１０、少なくとも１５、少なくとも２０、又は少なくとも２５、又は少なくとも３０、又は少なくとも５０のアスペクト比を有する。

【0108】

添加剤
ポリマー組成物は、可塑剤、着色剤、顔料（例えばカーボンブラック及びニグロシンなどの黒色顔料）、帯電防止剤、染料、潤滑剤（例えば直鎖低密度ポリエチレン、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、又はモンタン酸ナトリウム）、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、核形成剤、及び酸化防止剤などの、当技術分野において一般に使用される１種以上の従来の添加剤も含み得る。本明細書においては、熱伝導性充填剤及び導電性炭素繊維は添加剤から除外される。

【0109】

添加剤を含む実施形態では、添加剤の総濃度は５重量％未満、又は４重量％未満、又は３重量％未満、又は２重量％未満、又は１重量％未満である。

【0110】

ポリマー組成物
本発明のポリマー組成物は、熱可塑性ポリマーと、熱伝導性充填剤と、導電性炭素繊維とを含む。また、前述したように、ポリマー組成物は実質的にガラス繊維を含まない。

【0111】

いくつかの実施形態では、ポリマー組成物中の導電性炭素繊維の総重量対全ての非熱可塑性ポリマー成分の総重量の重量比は、１：３．８以下、又は１：３．７以下、又は１：３．６以下、又は１：３．５以下、又は１：３．４以下、又は１：３．３以下、又は１：３．２以下、又は１：３．１以下、又は１：３．０以下である。

【0112】

いくつかの実施形態では、ポリマー組成物中の導電性炭素繊維の総重量対全ての非熱可塑性ポリマー成分の総重量の比は、少なくとも１：１、又は少なくとも１：１．１、又は少なくとも１：１．２、又は少なくとも１：１．３、又は少なくとも１：１．４、又は少なくとも１：１．５、又は少なくとも１：１．６、又は少なくとも１：１．７、又は少なくとも１：１．８である。

【0113】

いくつかの実施形態では、ポリマー組成物中の導電性炭素繊維の総重量対全ての非熱可塑性ポリマー成分の総重量の比は、１：１．０～１：３．８、又は１：１．１～１：３．７、又は１：１．２～１：３．６、又は１：１．３～１：３．５、又は１：１．４～１：３．４、又は１：１．５～１：３．３、又は１：１．６～１：３．２、又は１：１．７～１：３．１、又は１：１．８～１：３．０である。

【0114】

上述したように、導電性炭素繊維の使用により、純粋に熱伝導性である充填剤のみを使用してそのような改善を達成しようとする場合の固有の制約に遭遇することなしに、ポリマー組成物の熱伝導特性を改善することができる。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、少なくとも７Ｗ／（ｍ・Ｋ）、又は少なくとも８Ｗ／（ｍ・Ｋ）、又は少なくとも９Ｗ／（ｍ・Ｋ）、又は少なくとも１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、又は少なくとも１１Ｗ／（ｍ・Ｋ）、又は少なくとも１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、又は少なくとも１３Ｗ／（ｍ・Ｋ）の面内熱伝導率を示す。言い換えると、ポリマー組成物は、導電性炭素繊維をガラス繊維に置き換えた類似のポリマー組成物の熱伝導率の少なくとも１．５倍、又は少なくとも２倍、又は少なくとも２．５倍、又は少なくとも３倍の熱伝導率を示す。面内熱伝導率は、ＡＳＴＭ Ｅ１４６１－１３「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｄｉｆｆｕｓｉｖｉｔｙ ｂｙ ｔｈｅ Ｆｌａｓｈ Ｍｅｔｈｏｄ」に従ってフラッシュ法により測定することができる。

【0115】

熱伝導率の向上は、ポリマー組成物の電気抵抗率を犠牲にするものではない。そうではなく、本発明のポリマー組成物の抵抗率は、驚くべきことに、そして予想外にも、導電性炭素繊維をガラス繊維に置き換えた類似のポリマー組成物と比較して、実質的に維持される。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、少なくとも１０^９Ω・ｃｍ、又は少なくとも１０^１０Ω・ｃｍ、又は少なくとも１０^１１Ω・ｃｍ、又は少なくとも１０^１２Ω・ｃｍ、又は少なくとも１０^１３Ω・ｃｍ、又は少なくとも１０^１４Ω・ｃｍ、又は少なくとも１０^１５Ω・ｃｍ、又は少なくとも１０^１６Ω・ｃｍの体積抵抗率を有する。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、１０^１８Ω・ｃｍ以下の体積抵抗率を有する。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、１０^９Ω・ｃｍ～１０^１８Ω・ｃｍ、１０^１０Ω・ｃｍ～１０^１８Ω・ｃｍ、１０^１１Ω・ｃｍ～１０^１８Ω・ｃｍ、１０^１２Ω・ｃｍ～１０^１８Ω・ｃｍ、１０^１３Ω・ｃｍ～１０^１８Ω・ｃｍ、１０^１４Ω・ｃｍ～１０^１８Ω・ｃｍ、１０^１５Ω・ｃｍ～１０^１８Ω・ｃｍ、又は１０^１６Ω・ｃｍ～１０^１８Ω・ｃｍの体積抵抗率を有する。体積抵抗率は、ＡＳＴＭ Ｄ２５７に従って測定することができる。

【0116】

さらに驚くべきことは、炭素繊維を含むポリマー組成物の引張弾性率及び曲げ弾性率が、導電性炭素繊維をガラス繊維に置き換えた類似のポリマー組成物と比較して増加するという事実である。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、少なくとも２５ＧＰａ、少なくとも３０ＧＰａ、又は少なくとも３５ＧＰａの曲げ弾性率を有する。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、５５ＧＰａ以下、５０ＧＰａ以下、又は４５ＧＰａ以下の曲げ弾性率を有する。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、２５ＧＰａ～５５ＧＰａ、３０ＧＰａ～５０ＧＰａ、又は３５ＧＰａ～４５ＧＰａの曲げ弾性率を有する。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、少なくとも２５ＧＰａ、少なくとも３０ＧＰａ、又は少なくとも３５ＧＰａの引張弾性率を有する。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、５５ＧＰａ以下、５０ＧＰａ以下、又は４５ＧＰａ以下の引張弾性率を有する。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、２５ＧＰａ～５５ＧＰａ、３０ＧＰａ～５０ＧＰａ、又は３５ＧＰａ～４５ＧＰａの引張弾性率を有する。

【0117】

いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、単一の熱可塑性ポリマー及び／又は単一の熱伝導性充填剤のみを有する。いくつかのそのような実施形態では、熱可塑性ポリマーはポリフェニルスルフィド若しくはポリフタルアミドのいずれかである、及び／又は熱伝導性充填剤は窒化ホウ素である。

【0118】

ポリマー組成物の製造方法
ポリマー組成物の製造方法も提供される。

【0119】

ポリマー組成物は、当業者に周知の方法によって作製され得る。例えば、そのような方法としては、溶融混合プロセスが挙げられるが、これらに限定されない。溶融混合プロセスは、典型的には、ポリマー成分を熱可塑性ポリマーのガラス転移温度又は溶融温度より上に加熱することによって行われる。好適な溶融混合装置は、例えば、ニーダー、バンバリー（Ｂａｎｂｕｒｙ）ミキサー、一軸押出機、及び二軸押出機である。好ましくは、所望の成分の全てを押出機に、押出機のスロート又はバレルのいずれかに供給するための手段を備えた押出機が使用される。成分は、同時に、すなわち１種以上の粉末顆粒の乾燥ブレンドとして供給されてもよく、或いは別々に供給されてもよい。

【0120】

溶融混合中に成分を混ぜ合わせる順序は、特に限定されない。一実施形態では、成分は、所望量の各成分が一緒に添加され、続いて混合されるような、単一バッチで混合することができる。別の実施形態では、最初のサブセットの成分が、最初に一緒に混合され得、１種以上の残りの成分が、さらなる混合のために混合物に添加され得る。明確にするために、それぞれの成分の全所望量は、単一量として混合される必要はない。例えば、１種以上の成分について、部分量が最初に添加及び混合され得、その後に、残りの一部又は全てが添加及び混合され得る。

【0121】

造形品及び製造方法
本発明のポリマー組成物を含むフィラメント及び造形品、並びにフィラメント及び造形品を製造する方法も提供される。

【0122】

ポリマー組成物は、多様な用途に有用な物品の製造によく適している。例えば、本発明のポリマー組成物は、ｉ）電子デバイス、ｉｉ）自動車、ｉｉｉ）モーター、ｉｖ）電池、ｖ）ＬＥＤ、ｖｉ）電子基板、ｖｉｉ）電気自動車充電ステーション、ｖｉｉｉ）真空又は真空システムなどの機能部分又は構造部分としての使用に特に適すると考えられる。

【0123】

造形品は、射出成形、押出成形、回転成形、圧縮成形、又はブロー成形などの、任意の適切な溶融加工方法を使用してポリマー組成物から製造することができる。

【0124】

造形品は付加製造によって製造することもでき、この場合、造形品はポリマー組成物から印刷される。

【0125】

付加製造システムは、１つ以上の付加製造技術によって造形体のデジタル表現から造形体を印刷するか又は他の方法で構築するために使用される。商業的に利用可能な付加製造技術の例としては、押出ベースの技術、選択的レーザー焼結、粉末／バインダー噴射、電子ビーム融解及びステレオリソグラフィプロセスが挙げられる。これらの技術のそれぞれについて、造形体のデジタル表現が最初に水平多層にスライスされる。それぞれの層について、工具経路が次にもたらされ、それが、所与の層を印刷するように特定の付加製造システムに命令を与える。

【0126】

例えば、押出ベースの付加製造システムにおいて、造形品は、ポリマー組成物のストリップを押し出し、隣接させることによって層ごとに造形品のデジタル表現から印刷され得る。ポリマー組成物は、システムの印刷ヘッドにより運ばれる押出先端部を通して押し出され、ｘ－ｙ面での圧盤上に一連の道として堆積される。押し出された材料は、前に堆積された材料と融合し、冷えるにつれて固化する。基材に対する印刷ヘッドの位置は、ｚ軸（ｘ－ｙ面に垂直の）に沿って次に増分され、このプロセスが繰り返されて、デジタル表現に類似する造形品を形成する。押出ベースの付加製造システムの例は、溶融フィラメント製造（「ＦＦＦ」）である。

【0127】

別の例として、粉末ベースの付加製造システムにおいて、レーザーが、粉末を局部的に焼結させて固体部品にするために用いられる。造形品は、粉末の層を順次堆積し、引き続き画像をその層上へ焼結させるためのレーザパターンによってもたらされる。粉末ベースの付加製造システムの例は、選択的レーザー焼結（「ＳＬＳ」）である。

【0128】

別の例として、造形品は、連続繊維強化熱可塑性樹脂（ＦＲＴＰ）印刷方法を用いて製造することができる。この方法は、熱溶解積層法に基づいており、繊維と樹脂との組み合わせを印刷する。

【0129】

したがって、いくつかの実施形態は、押出ベースの付加製造システム（例えばＦＦＦ）、粉末ベースの付加製造システム（例えばＳＬＳ）、又はＦＲＴＰ印刷法によって造形品を形成するためにポリマー組成物の層を印刷することを含む、造形品の製造方法を含む。

【0130】

いくつかの実施形態は、ポリマー組成物を含むフィラメントを含む。好ましくは、フィラメントは、ＦＦＦなどの、上記のような付加製造法での使用に好適である。

【0131】

参照により本明細書に援用される任意の特許、特許出願及び刊行物の開示が、ある用語を不明確にし得る程度まで本出願の記載と矛盾する場合、本記載が優先するものとする。

【0132】

ここで、以下の非限定的な実施例において例示的な実施形態を説明する。

【実施例】

【0133】

抵抗率、熱伝導率、及び機械的特性を、様々な実施形態について評価した。

【0134】

出発原料
Ｓｏｌｖａｙ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ＵＳＡ，Ｌ．Ｌ．Ｃ．製のＲＹＴＯＮ（登録商標）ＰＰＳ。
Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．製の窒化ホウ素。
ＤｒｅｙＴｅｋ，Ｉｎｃ．製の酸化亜鉛（ＺｎＯ）。
Ｕｂｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．製の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）。
３Ｂ－ｔｈｅ ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ ｃｏｍｐａｎｙ製のガラス繊維。
Ｓｏｌｖａｙ Ｃｙｔｅｃ製の炭素繊維。
Ｎｅｘｅｏ Ｐｌａｓｔｉｃｓ製の離型剤、ＨＤＰＥ６００７Ｇ。

【0135】

ポリマー組成物の混錬
各配合物を、４８：１のＬ／Ｄ比を有する２６ｍｍ直径Ｃｏｐｅｒｉｏｎ（登録商標）ＺＳＫ－２６同方向回転部分噛合二軸押出機を用いて溶融混錬した。バレルセクション２～１２及びダイを、以下の通りの設定点温度に加熱した：バレル２～６：３００℃；バレル７～１２：３００℃；ダイ：３００℃。

【0136】

各場合において、熱可塑性ポリマーは、３０～３５ポンド／時の範囲のスループット速度で重量測定フィーダーを使用してバレルセクション１で供給した。押出機は、およそ２００ＲＰＭのスクリュー速度で作動した。約２７インチの水銀の真空レベルを用いてバレルゾーン１０に真空を適用した。単一孔ダイをポリマー組成物の全てに対して用いて、直径およそ２．６～２．７ｍｍのフィラメントを生じさせ、ダイから出てくるポリマーフィラメントを水中で冷却し、ペレタイザーに供給して長さおよそ２．７ｍｍのペレットを生成した。ペレットは、射出成形してサンプルにする前に、サンプルに適用される試験手順に従って乾燥した。

【0137】

電気的特性の評価
体積抵抗率は、ＡＳＴＭ Ｄ２５７に従って測定した。

【0138】

機械的特性の評価
下記のＩＳＯ試験方法を、配合物の機械的特性を評価する際に用いた：
引張特性：ＩＳＯ ５２７
曲げ特性ＩＳＯ １７８
サンプルは、ＩＳＯ手順に従って製造した。

【0139】

熱特性の評価
面内及び面直方向の熱伝導率は、ＡＳＴＭ Ｅ１４６１－１３「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｄｉｆｆｕｓｉｖｉｔｙ ｂｙ ｔｈｅ Ｆｌａｓｈ Ｍｅｔｈｏｄ」に従ってフラッシュ法により測定した。

【0140】

実験結果

【0141】

【表1】

【0142】

表１は、調製された配合物及びそれに関して得られたデータを示す。驚くべきことに、また予想外にも、図１にも示されているように、ガラス繊維が炭素繊維で置き換えられたポリマー組成物（本発明の実施例Ｅ１～Ｅ４）は、ガラス繊維を用いた同じ組成物（比較例Ｃ１～Ｃ４）よりも少なくとも２倍大きい面内熱伝導率を示した。面直伝導率、引張弾性率、及び曲げ弾性率の増加も観察された。

【0143】

さらに、表１及び図２に示されているように、炭素繊維と少なくとも１種の熱伝導性充填剤とからなるがガラス繊維を実質的に含まないポリマー組成物（本発明の実施例Ｅ１～Ｅ３）は、熱伝導性充填剤を含まない組成物（比較例Ｃ５～Ｃ７）又はガラス繊維を含まない組成物（比較例Ｃ１～Ｃ４）と比較して、体積抵抗率を実質的に又は全く損なうことなしに、これらの驚くべき結果を示した。この結果も驚くべきものであり、また予想外である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】