(57)【要約】  エンクロージャを備え、このエンクロージャが、少なくとも５０体積％の非導電性熱伝導性無機粒子を含む硬化エポキシ樹脂組成物を含み、この無機粒子が、アルミナ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、アルミナ三水和物、及びこれらの混合物から選択される、電子デバイスについて記載する。エンクロージャは、電話、ラップトップ、又はマウスのハウジングであってもよい。あるいは、エンクロージャは、電子デバイス用のケースであってもよい。エポキシ樹脂組成物及び電子デバイス用のエンクロージャを製造する方法についても記載されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンクロージャを備え、前記エンクロージャが、少なくとも５０体積％の非導電性熱伝導性無機粒子を含む硬化エポキシ樹脂組成物を含む、電子デバイス。
【請求項２】
前記エンクロージャが、ハウジング又はケースである、請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記電子デバイスが、電話、タブレット、ラップトップ、又はマウスから選択される、請求項１又は２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記電子デバイスが、前記エンクロージャを介して充電することができる電池を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記硬化エポキシ樹脂が、前記硬化エポキシ樹脂中に部分的に埋め込まれた複数の微小球を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記硬化エポキシ樹脂中に部分的に埋め込まれた前記複数の微小球を含む前記硬化エポキシ樹脂が、６Ｈより大きい鉛筆硬度を有する、請求項５に記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記硬化エポキシ樹脂が、少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記非導電性熱伝導性粒子が、＞０ｅＶの電子バンドギャップを有する材料を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項９】
前記硬化エポキシ樹脂が、高周波透過性であり、前記硬化エポキシ樹脂が、１０４〜１０１０Ｈｚの範囲において＜０．０３の誘電損失正接を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項１０】
前記非導電性熱伝導性粒子が、＞１０Ｗ／ｍ・Ｋのバルク熱伝導率を有する材料を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項１１】
前記非導電性熱伝導性粒子が、アルミナ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、アルミナ三水和物、及びこれらの混合物から選択される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項１２】
前記非導電性熱伝導性粒子が、２０、１０、５、又は１ミクロン未満のメジアン粒径を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項１３】
前記硬化エポキシ樹脂組成物が、環状部分を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項１４】
前記硬化エポキシ樹脂組成物が、脂環式部分を含む、請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１５】
前記硬化エポキシ樹脂組成物が、０℃未満のガラス転移温度を有するオリゴマー又はポリマー部分を２〜２０重量％含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項１６】
前記オリゴマー又はポリマー部分が、前記硬化エポキシ樹脂に共有結合している、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項１７】
前記硬化エポキシ樹脂組成物が、１〜１０％の範囲の破断点引張ひずみを有する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項１８】
前記硬化エポキシ樹脂組成物が、５〜５０ＧＰａの範囲の弾性率を有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項１９】
前記オリゴマー又はポリマー部分が、１００〜３０００ｇ／モルの範囲の重量平均分子量を有するエポキシ反応性オリゴマーから誘導される、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項２０】
前記エポキシ反応性オリゴマーが、ヒドロキシル基末端を有する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項２１】
前記オリゴマー又はポリマー部分が、ポリカプロラクトンを含む、請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項２２】
前記硬化エポキシ樹脂組成物が、分散剤を更に含む、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項２３】
前記硬化エポキシ樹脂組成物が、１５０、１２５、又は１００℃未満のガラス転移温度を有する、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項２４】
前記硬化エポキシ樹脂組成物が、単一のガラス転移温度を有する、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項２５】
前記硬化エポキシ樹脂組成物が、５０℃未満のｔａｎδピーク半値幅を有する、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項２６】
前記硬化エポキシ樹脂組成物が、少なくとも２つのガラス転移温度を有する、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項２７】
前記硬化エポキシ樹脂組成物が、５０℃以上のｔａｎδピーク半値幅を有する、請求項１〜２４、及び２６のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項２８】
前記硬化エポキシ樹脂組成物が、硬化後に＞７０の光沢度を有する、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項２９】
請求項１〜２８のいずれか一項に記載の硬化エポキシ樹脂組成物を含む、電子デバイス。
【請求項３０】
エポキシ樹脂を含む第１の部分と、
０℃未満のガラス転移温度を有するエポキシ反応性オリゴマー又はポリマー部分を２〜２０重量％含む第２の部分と、
を含む、有機成分と、
少なくとも５０体積％の非導電性熱伝導性無機粒子と、
を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項３１】
エポキシ樹脂を含む第１の部分と、
０℃未満のガラス転移温度を有するエポキシ反応性オリゴマー又はポリマー部分を含む第２の部分と、
を含む、有機成分と、
少なくとも５０体積％の非導電性熱伝導性無機粒子と、を含み、
前記エポキシ樹脂材料が、硬化後に１００℃未満のガラス転移温度を有する、
エポキシ樹脂組成物。
【請求項３２】
前記エポキシ樹脂組成物が、請求項５〜２８のいずれか一項又は組み合わせによって更に特徴づけられる、請求項３０又は３１に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項３３】
エポキシ樹脂を含む第１の部分と、
エポキシ反応性オリゴマー又はポリマー部分を含む第２の部分と、
を含む、有機成分と、
少なくとも５０体積％の非導電性熱伝導性無機粒子と、を含み、
前記エポキシ樹脂材料が、少なくとも２つのガラス転移温度、又は５５℃以上のｔａｎδピーク半値幅を有する、
エポキシ樹脂組成物。
【請求項３４】
前記エポキシ樹脂組成物が、請求項５〜２３のいずれか一項又は組み合わせによって更に特徴づけられる、請求項３３に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項３５】
請求項３０〜３４のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物を供給することと、前記組成物をハウジング又はケースに成形することと、を含む、電子デバイス用のエンクロージャを製造する方法。
【請求項３６】
前記成形する工程が、前記エポキシ樹脂組成物を鋳型に供給することと、前記エポキシ樹脂組成物を硬化させることと、を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記エポキシ樹脂組成物を供給する前に、転写ポリマー層と、前記転写ポリマー層中に埋め込まれた複数の微小球とを含む転写フィルムを前記鋳型に供給する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記エポキシ樹脂を硬化させた後に、前記転写ポリマー層を除去することを更に含む、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【０００１】
一実施形態において、エンクロージャを備え、このエンクロージャが、少なくとも５０体積％の非導電性熱伝導性無機粒子を含む硬化エポキシ樹脂組成物を含む、電子デバイスについて記載する。エンクロージャは、電話、ラップトップ、又はマウスのハウジングであってもよい。あるいは、エンクロージャは、電子デバイス用のケースであってもよい。
【０００２】
別の実施形態において、エポキシ樹脂を含む第１の部分と、０℃未満のガラス転移温度を有するエポキシ反応性オリゴマー又はポリマー部分を２〜２０重量％含む第２の部分と、を含む、有機成分と、少なくとも５０体積％の非導電性熱伝導性無機粒子と、を含む、エポキシ樹脂組成物について記載する。
【０００３】
別の実施形態において、エポキシ樹脂を含む第１の部分と、０℃未満のガラス転移温度を有するエポキシ反応性オリゴマー又はポリマー部分を含む第２の部分と、を含む、有機成分と、少なくとも５０体積％の非導電性熱伝導性無機粒子と、を含み、エポキシ樹脂材料が、硬化後に１００℃未満のガラス転移温度を有する、エポキシ樹脂組成物について記載する。
【０００４】
別の実施形態において、本明細書に記載のエポキシ樹脂組成物を供給することと、組成物をハウジング又はケースに成形することと、を含む、電子デバイス用のエンクロージャを製造する方法について記載する。一実施形態において、成形する工程は、エポキシ樹脂組成物を鋳型に供給することと、エポキシ樹脂組成物を硬化させることと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】電子デバイスのケースの概略斜視図である。
【図２】電子デバイスのハウジングの斜視図である。
【図３】様々な具体化された硬化エポキシ樹脂組成物の温度の関数としてのｔａｎδのプロットである。
【図４】様々な具体化された硬化エポキシ樹脂組成物の温度の関数としてのｔａｎδのプロットである。
【図５】様々な具体化された硬化エポキシ樹脂組成物の温度の関数としてのｔａｎδのプロットである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
ここでは、硬化エポキシ樹脂組成物を含む電子デバイス用のエンクロージャ（例えば、ハウジング又はケース）について述べる。硬化性エポキシ樹脂組成物についても記載されている。
【０００７】
図１に関して、具体化された例示的なケース１００（ケース１００）は、三次元であり、概ね、外側主表面（図示せず）に平行な内側主表面１１０と、側壁１１５とを含む。ケースは、電子デバイス１２０を受け入れて合わせるように成形及びサイズ決めされる。ケース１００は、典型的には開口部１０１を含む。電子デバイス１２０のカメラレンズ及びフラッシュは、典型的には開口部１０１を通して露出される。あるいは、ケース１００及びカバー１２０が電子デバイス１２０用の防水エンクロージャを形成するように、開口部１０１は、十分に透明なフィルムを更に含んでもよい。ケース１００は、電子デバイス１２０のディスプレイ１３０をフィルム１２５を通して見ることができるように、任意で、十分に透明なフィルム１２５を含むカバー１２０を含んでもよい。いくつかの実施形態において、ケース１００全体が、本明細書に記載の硬化エポキシ樹脂組成物を含む。カバー１２０のフレーム１２１はまた、本明細書に記載の硬化エポキシ樹脂組成物を含んでもよい。いくつかの実施形態において、ケースの一部のみが、本明細書に記載の硬化エポキシ樹脂組成物を含む。いくつかの実施形態において、ケース又はその一部は、ケースを通して電池を充電できるように、電池と電気的に連通している。
【０００８】
図１及び図２に関して、具体化された例示的なハウジング２００及び２２０（ハウジング２００及び２２０）は、三次元であり、概ね、外側主表面（図示せず）に平行な内側主表面２１０と、側壁２１５とを含む。ハウジング２００及び２２０は、典型的には電子デバイスの背面を形成する。ハウジング２２０は、電子デバイス１２０の前面（例えば、ディスプレイ表面）１３０に取り付けられる。電子部品（図示せず）（例えば、電池、回路、コンピュータチップなど）は、電子デバイス１２０の前面（例えば、ディスプレイ表面）１３０とハウジング２２０との間に配置される。ハウジング２００及び２２０は、典型的にはハウジング内に組み込まれたカメラレンズ２０５及びフラッシュ２０６を含む。いくつかの実施形態において、ハウジング２００全体が、本明細書に記載の硬化エポキシ樹脂組成物を含む。他の実施形態において、ハウジングの一部のみが、本明細書に記載の硬化エポキシ樹脂組成物を含む。いくつかの実施形態において、ハウジング又はその一部は、ケースを通して電池を充電できるように、電池と電気的に連通している。
【０００９】
本明細書に記載のエポキシ樹脂組成物は、様々な電子デバイス用のエンクロージャ（例えば、ケース及び／又はハウジング）としての使用に好適である。例示的な電子デバイスとしては、携帯電話、テーブルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、及びリモートマウスなどの電池で動作するアクセサリが挙げられる。
【００１０】
エポキシ樹脂組成物は、概ね、少なくとも２つのエポキシド基を含む少なくとも１つのエポキシ樹脂を含む。エポキシド基は、３個の環原子を有する環状エーテルであり、グリシジル基又はオキシラン基とも呼ばれることもある。エポキシ樹脂は、典型的には周囲温度で液体である低分子量モノマーである。
【００１１】
エポキシ樹脂組成物は、概ね、少なくとも１つの環状部分を含む少なくとも１つのエポキシ樹脂を含む。環状部分は、芳香族又は環式脂肪族であってもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂組成物は、ビスフェノールエポキシ樹脂を含む。ビスフェノールエポキシ樹脂は、エピクロロヒドリンをビスフェノールＡと反応させて、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを形成することから形成される。
【００１３】
市販のビスフェノールエポキシ樹脂の例としては、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（例えば、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から商品名ＥＰＯＮ  ８２８、ＥＰＯＮ  １００１、ＥＰＯＮ  １００４、ＥＰＯＮ  ２００４、ＥＰＯＮ  １５１０、及びＥＰＯＮ  １３１０で入手可能なもの、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から商品名Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３２、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３４、及びＤ．Ｅ．Ｎ．４３９で入手可能なもの）；ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル（例えば、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商品名ＡＲＡＬＤＩＴＥ  ＧＹ  ２８１で入手可能なもの）又はビスフェノールＡ樹脂とＦ樹脂とのブレンド（例えば、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．からのＥＰＩＫＯＴＥ  ２３２）；難燃性エポキシ樹脂（例えば、商品名ＤＥＲ  ５６０で入手可能なもの、及びＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なものなどの臭素化ビスフェノール型エポキシ樹脂）が挙げられる。
【００１４】
芳香族エポキシ樹脂はまた、ビフェニルジオール及びトリフェニルジオール並びにトリオールなどの芳香族アルコールとエピクロロヒドリンとの反応によって調製することもできる。このような芳香族ビフェニルエポキシ樹脂及び芳香族トリフェニルエポキシ樹脂は、ビスフェノールエポキシ樹脂ではない。１つの代表的な化合物は、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）からＴａｃｔｉｘ（商標）７４２として入手可能なトリス−（ヒドロキシルフェニル）メタン系エポキシである。
【００１５】
ノボラックエポキシ樹脂は、フェノールとホルムアルデヒドとの反応によって形成され、その後エピクロロヒドリンでのグリシジル化により、エポキシフェノールノボラック（ＥＰＮ）及びエポキシクレゾールノボラック（ＥＣＮ）などのエポキシ化ノボラックを生成する。これらは、固体樹脂に対して非常に粘稠であり、約２〜６の典型的な平均エポキシド官能価を有する。代表的な市販のノボラックエポキシ樹脂は、Ｄｏｗから商品名「Ｄ．Ｅ．Ｎ．４３１」として市販されている半固体エポキシノボラック樹脂である。このようなノボラックエポキシ樹脂は、２５℃で液体であるエポキシ樹脂と組み合わせて使用することができる。
【００１６】
好ましいエポキシ樹脂は、１分子当たり２つ以上の１，２エポキシ基を含む脂環式エポキシ樹脂である。これらは概ね、当該技術分野において既知であるように、過酸化水素、又は過酢酸及び過安息香酸などの過酸を使用して、シクロオレフィンなどの不飽和芳香族炭化水素化合物をエポキシ化することによって調製される。
【００１７】
このような脂環式エポキシ樹脂は、飽和（すなわち、非芳香族）環構造を有し、エポキシド基は、環の一部であるか、又は環構造に結合している。これらのエポキシ樹脂は、典型的にはエポキシド基の間に１つ以上のエステル結合を含む。アルキレン（Ｃ１〜Ｃ４）結合はまた、典型的にはエポキシド基とエステル結合との間、又はエステル結合の間に存在する。
【００１８】
１つの好ましい脂環式エポキシ樹脂は、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートであり、以下のように示される。
【化１】
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【００１９】
別の好ましい例示的な脂環式エポキシ樹脂は、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペートであり、以下のように示される。
【化２】
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【００２０】
別の好適な脂環式エポキシ樹脂としては、２つのエポキシド基（１つは環構造の一部である）を含むビニルシクロヘキサンジオキシド；３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、及びジシクロペンタジエンジオキシドが挙げられる。
【００２１】
グリシジルエーテルを含む他の好適な脂環式エポキシ樹脂としては、１，２−ビス（２，３−エポキシシクロペンチルオキシ）−エタン；２，３−エポキシシクロペンチルグリシジルエーテル；ジグリシジルシクロヘキサン−１，２−ジカルボキシレート；３，４−エポキシシクロヘキシルグリシジルエーテル；ビス−（２，３−エポキシシクロペンチル）エーテル；ビス−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エーテル；５（６）−グリシジル−２−（１，２−エポキシエチル）ビシクロ［２．２．１］ヘプタン；シクロヘキサ−１，３−ジエンジオキシド；３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル３’，４’−エポキシ−６’−メチルシクロヘキサンカルボキシレートが挙げられる。
【００２２】
また、１，２−エポキシ基が様々なヘテロ原子又は官能基に結合しているエポキシ樹脂も好適であり、このような化合物としては、例えば、４−アミノフェノールのＮ，Ｎ，Ｏ−トリグリシジル誘導体、３−アミノフェノールのＮ，Ｎ，Ｏ−トリグリシジル誘導体、サリチル酸のグリシジルエーテル／グリシジルエステル、Ｎ−グリシジル−Ｎ’−（２−グリシジルオキシプロピル）−５，５−ジメチルヒダントイン、又は２−グリシジルオキシ−１，３−ビス−（５，５−ジメチル−１−グリシジルヒダントイン−３−イル）プロパンが挙げられる。
【００２３】
エポキシ樹脂は、典型的には、エポキシド基１つ当たり５０〜２５０、３００、３５０、４００、４５０、又は５００グラムのエポキシ当量重量を有する。エポキシ樹脂は、典型的には、２５℃で約１０００ｃｐｓ未満の粘度を有する。いくつかの実施形態において、粘度は、少なくとも５０、１００、１５０、２００、２５０、又は３００センチポアズである。いくつかの実施形態において、粘度は、９００、８００、７００、６００、又は５００センチポアズ以下である。単一のエポキシ樹脂又はエポキシ樹脂の組み合わせを利用してもよい。エポキシ樹脂組成物は、典型的には、総エポキシ樹脂組成物の重量を基準にして、少なくとも５、６、７、８、９、又は１０重量％のエポキシ樹脂を含む。高濃度の熱伝導性無機粒子により、エポキシ樹脂の量は、典型的には２０重量％以下であり、いくつかの実施形態において、１９、１８、１７、１６、又は１５重量％以下である。
【００２４】
いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂組成物は、オリゴマー又はポリマー成分を更に含む。オリゴマー又はポリマー成分は、硬化エポキシ樹脂組成物に可撓性、耐熱衝撃性、耐クラック性、及び耐衝突性を付与することができる。特に指定のない限り、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、実施例に記載の試験方法に従って決定されるガラス転移温度を指す。オリゴマー又はポリマー成分は、概ね、０℃未満のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。いくつかの実施形態において、オリゴマー成分のガラス転移温度は、−２０℃、−３０℃、−４０℃、−５０℃、−６０℃未満である。オリゴマー成分のガラス転移温度は、典型的には少なくとも−８０℃又は−７０℃である。様々なホモポリマーのガラス転移温度は、文献に報告されている。様々なコポリマーのガラス転移温度もまた文献に報告されているか、又はＦｏｘ式を使用して概算することができる。
【００２５】
いくつかの実施形態において、オリゴマー又はポリマー成分は、強化剤、エポキシ反応性オリゴマー若しくはポリマー成分、又はこれらの組み合わせである。エポキシ樹脂組成物は、少なくとも１つの強化剤及び少なくとも１つのエポキシ反応性オリゴマー若しくはポリマー成分、２つ以上の強化剤、又は２つ以上のエポキシ反応性オリゴマー及び／若しくはポリマー成分を含み得る。
【００２６】
オリゴマー又はポリマー成分の非存在下でのエポキシ樹脂のガラス転移温度は、１００℃よりも高い。いくつかの実施形態において、オリゴマー又はポリマー成分の非存在下でのエポキシ樹脂のガラス転移温度は、少なくとも１１０℃、１２０℃、１３０℃、１４０℃、又は１５０℃である。オリゴマー又はポリマー成分の非存在下でのエポキシ樹脂のガラス転移温度は、典型的には３００℃、２７５℃、２５０℃、２２５℃、２００℃、又は１７５℃以下である。
【００２７】
オリゴマー又はポリマー成分が強化剤である場合、強化剤を含有するエポキシ樹脂組成物のガラス転移は、エポキシ樹脂単独と同じ範囲に収まり得る。いくつかの実施形態において、強化剤を含めることにより、エポキシ樹脂組成物のＴｇをエポキシ樹脂単独に対して１０、２０、３０、４０、又は５０℃以上低下させることができる。いくつかの実施形態において、例えば、エポキシ反応性オリゴマー及び／又はポリマー成分が利用される場合、硬化エポキシ樹脂組成物は、１４０、１３５、又は１３０℃未満のＴｇを有する。いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、１２５、１２０、１１５、１１０、１０５、又は１００℃未満のＴｇを有する。いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、１００℃未満のＴｇを有する。いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、少なくとも５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、又は１００℃のＴｇを有する。
【００２８】
いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、図３に示すような単一のガラス転移温度を有する。例えば、一実施形態において、エポキシ樹脂組成物がオリゴマー又はポリマー部分（例えば、ポリカプロラクトン）を含み、分散剤がオリゴマー又はポリマー部分と混和性である（例えば、ポリカプロラクトン）部分を含む場合、硬化エポキシ樹脂は、単一のＴｇを有し得る。硬化エポキシ樹脂組成物が単一のＴｇを有する場合、ｔａｎδピークは、典型的には比較的狭い。例えば、ｔａｎδピーク半値幅は、５０℃以下である。
【００２９】
他の実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、図４に示すような少なくとも２つのガラス転移温度を有する。
【００３０】
別の実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、図５に示すような比較的広いｔａｎδピークと組み合わせて、単一の又は複数のＴｇを示すことができる。本実施形態において、ｔａｎδピーク半値幅は、５０℃よりも大きい。例えば、いくつかの実施形態において、ｔａｎδピーク半値幅は、少なくとも５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、又は９０℃である。ｔａｎδピーク半値幅は、典型的には１２５、１２０、１１５、又は１１０℃以下である。
【００３１】
エポキシ樹脂組成物は、典型的には、全エポキシ樹脂組成物の重量を基準にして、少なくとも１、１．５、２、又は２．５重量％のオリゴマー及び／又はポリマー成分を含む。オリゴマー及び／又はポリマー成分の量は、典型的には２０、１９、１８、１７、１６、又は１５重量％以下である。いくつかの実施形態において、オリゴマー及び／又はポリマー成分の量は、１４、１３、１２、１１、又は１０重量％以下である。
【００３２】
エポキシ樹脂とオリゴマー及び／又はポリマー成分との重量比は、様々であり得る。典型的には、エポキシ樹脂の重量は、オリゴマー及び／又はポリマー成分の量に等しいか又はそれより大きい。エポキシ樹脂とオリゴマー及び／又はポリマー成分との重量比は、１：１〜１０：１の範囲であり得る。いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂とオリゴマー及び／ポリマー成分との重量比は、少なくとも１．１：１、１．２：１、１．３：１、１．４：１、又は１．５：１である。いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂とオリゴマー及び／又はポリマー成分との重量比は、７：１又は６：１又は５：１又は４：１又は３：１以下である。
【００３３】
いくつかの実施形態において、オリゴマー又はポリマー成分は、強化剤として特徴づけることができる。強化剤は、典型的には、硬化エポキシ樹脂中で相分離する有機ポリマー添加剤である。強化剤は、非反応性オリゴマー又はポリマー成分であると特徴づけることができる。強化剤としては、例えば、ブロックコポリマー、両親媒性ブロックコポリマー、アクリルブロックコポリマー、カルボキシル末端ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＣＴＢＮ）、コアシェルゴム（ＣＳＲ）、直鎖ポリブタジエン−ポリアクリロニトリルコポリマー、オリゴマーポリシロキサン、シリコーンポリエーテル、オルガノポリシロキサン樹脂、又はこれらの混合物が挙げられる。
【００３４】
他のエポキシ反応性ポリマー強化剤としては、カルボキシル末端ポリブタジエン、ポリスルフィド系強化剤、アミン末端ブタジエンニトリルゴム、ポリチオエーテル、又はこれらの混合物が挙げられる。
【００３５】
両親媒性ポリエーテルブロックコポリマー強化剤としては、エチレンオキシド（ＥＯ）などのアルキレンオキシドから誘導された少なくとも１つのエポキシ混和性ポリエーテルブロックセグメントと、例えば、ブチレンオキシド（ＢＯ）として一般に知られる１，２−エポキシブタンなどのアルキレンオキシドから誘導された少なくとも１つのエポキシ不混和性ポリエーテルブロックセグメントと、を含む、１つ以上のポリエーテルブロックコポリマーが挙げられる。不混和性ブロックセグメントはまた、共重合して不混和性ブロックセグメントをもたらすＣ３又はより高炭素数の類似体モノマーの混合物から構成されてもよい。
【００３６】
エポキシ樹脂混和性ポリエーテルブロックセグメントの例としては、ポリエチレンオキシドブロック、プロピレンオキシドブロック、ポリ（エチレンオキシド−ｃｏ−プロピレンオキシド）ブロック、ポリ（エチレンオキシド−ｒａｎ−プロピレンオキシド）ブロック、又はこれらの混合物が挙げられる。好ましくは、本発明において有用なエポキシ樹脂混和性ポリエーテルブロックセグメントは、ポリエチレンオキシドブロックであり得る。
【００３７】
エポキシ樹脂不混和性ポリエーテルブロックセグメントの例としては、ポリブチレンオキシドブロック、１，２−エポキシヘキサンから誘導されたポリヘキシレンオキシドブロック、１，２−エポキシドデカンから誘導されたポリドデシレンオキシドブロック、又はこれらの混合物が挙げられる。好ましくは、本発明において有用なエポキシ樹脂不混和性ポリエーテルブロックセグメントは、ポリブチレンオキシドブロックであり得る。
【００３８】
両親媒性ポリエーテルブロックコポリマー強化剤としては、例えば、ジブロックコポリマー、直鎖トリブロック、直鎖テトラブロック、他のマルチブロック構造、分枝鎖ブロック構造、又は星形ブロック構造が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３９】
両親媒性ポリエーテルジブロックコポリマー強化剤の例としては、ポリ（エチレンオキシド）−ｂ−ポリ（ブチレンオキシド）（ＰＥＯ−ＰＢＯ）又は両親媒性ポリエーテルトリブロックコポリマー、例えば、ポリ（エチレンオキシド）−ｂ−ポリ（ブチレンオキシド）−ｂ−ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ−ＰＢＯ−ＰＥＯ）が挙げられる。
【００４０】
別の実施形態において、エポキシ樹脂組成物は、典型的なポリマーと比較して比較的少数の繰り返し単位を含むエポキシ反応性オリゴマー成分を含む。エポキシ反応性オリゴマー成分の重量平均分子量は、典型的には少なくとも１５０、２００、１５０、３００、３５０、４００、４５０、又は５００ｇ／モルである。いくつかの実施形態において、オリゴマー成分の重量平均分子量は、１０，０００、９，０００、８，０００、７，０００、又は６，０００ｇ／モル以下であり、いくつかの実施形態において、５，０００、４，５００、４，０００、３，５００、３，０００、２，５００、２，０００、１，５００、又は１，０００ｇ／モル以下である。オリゴマー強化剤はまた、この範囲内の分子量を有し得る。他の実施形態において、ポリマー強化剤は、最大１，０００，０００ｇ／モル又は２，０００，０００ｇ／モル以上の範囲の、より高い分子量を有し得る。例えば、ポリマー強化剤が架橋熱硬化性である場合、分子量は、従来技術を使用して測定するには高すぎる場合がある。いくつかの実施形態において、ポリマー強化剤は、５００，０００、４００，０００、３００，０００、又は２００，０００ｇ／モル以下の重量平均分子量を有する。
【００４１】
いくつかの実施形態において、エポキシ反応性オリゴマー成分は、３０℃又は２５℃以下の融点を有する。融点は、典型的には少なくとも約０℃、５℃、又は１０℃である。
【００４２】
いくつかの実施形態において、エポキシ反応性オリゴマー成分は、カプロラクトンから誘導された直鎖又は分枝鎖ポリエステルジオールである。ポリカプロラクトン（Polycaprolactone）（ＰＣＬ）ホモポリマーは、約６０℃の低融点及び約−６０℃のガラス転移温度を有する生分解性ポリエステルである。ＰＣＬは、当該技術分野において既知であるように、オクタン酸スズなどの触媒を使用してε−カプロラクトンの開環重合によって調製することができる。
【００４３】
カプロラクトンから誘導された１つの好適な直鎖ポリエステルジオールは、Ｃａｐａ（商標）２０５４であり、これは、２００〜２１５ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価及び１８〜２３℃の融点を有することが報告されている。
【００４４】
別の好適な三官能性ポリオールは、Ｄｏｗ  ＴＯＮＥ（商標）３０１ポリオールであり、これは、５６１のヒドロキシル価及び０〜２４℃の融点を有することが報告されている。
【００４５】
いくつかの実施形態において、オリゴマー成分は、半結晶性成分として特徴づけることができる。
【００４６】
「結晶性」とは、示差走査熱量計（differential scanning calorimetry）（ＤＳＣ）によって組成物中で測定したときに、材料が２０℃以上で結晶融点を示すことを意味する。測定された吸熱のピーク温度を、結晶融点とする。結晶相は、材料が立体配座をとる複数の格子を含み、この立体配座では、材料が構成される隣接する化学部分の高度に規則的な配置が観察される。格子内の充填構造（最密配置）は、その化学的見地及び幾何学的見地の両方において高度に規則的である。
【００４７】
半結晶性成分は、典型的には、２０℃以上で非晶質及び結晶性の両方の状態又は相に現れる長いセグメントのポリマー鎖を含む。非晶質相は、ランダムに絡まったポリマー鎖の塊であると考えられる。非晶質ポリマーのＸ線回折パターンは、ポリマー構造が秩序化されていないことを示す拡散ハロである。非晶質ポリマーは、ガラス転移温度で軟化挙動を示すが、真の融解又は一次転移は示さない。半結晶性状態の材料は特徴的融点を示し、その点を超えると、結晶性格子は不規則になり、急速にその固有性を失う。かかる「半結晶性」材料のＸ線回折パターンは、概ね、結晶秩序の性質を示す同心環又はスポットの対称アレイのいずれかにより区別される。
【００４８】
他のエポキシ反応性オリゴマー成分の例としては、例えば、脂肪酸；ポリアゼライン酸無水物及びドデセニルコハク酸無水物などの脂肪酸無水物；エチレングリコールなどのジオール、ポリオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールのポリマーなどのポリエーテルジオール、脂肪族アルコール、並びにヒドロキシル基、カルボキシルエポキシ、及び／又はカルボン酸無水物官能基を有する他の材料が挙げられる。他の好適なオリゴマー成分としては、三価及び二価のカルボキシル末端、カルボン酸無水物末端、グリシジル末端、及びヒドロキシル末端ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、又はポリブチレングリコールが挙げられる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂組成物は、柔軟な骨格鎖を含むビスフェノールエポキシ樹脂を含む。１つの代表的な構造は、以下のとおりである：
【化３】
2021509539.tif 000005
［式中、大きい中央ブロックがオリゴマーセグメントを表し、小さいブロックが任意選択の極性セグメントを表す］。柔軟な骨格鎖を含む１つの代表的なビスフェノールエポキシ樹脂は、ＤＥＣ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（日本）から商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ  ＥＸＡ  ４８５０−１５０」で市販されている。本実施形態において、オリゴマー成分は、エポキシ樹脂と予備反応させたエポキシ反応性成分として特徴づけることができる。
【００５０】
いくつかの実施形態において、柔軟な骨格鎖を含むビスフェノールエポキシ樹脂の粘度は、２５℃で５０，０００、４５，０００、４０，０００、３５，０００、３０，０００、又は２５，０００ｃｐｓ未満である。粘度は、典型的には２５℃で少なくとも５，０００ｃｐｓである。いくつかの実施形態において、柔軟な骨格鎖を含むビスフェノールエポキシ樹脂の分子量は、少なくとも２００、２５０、又は３５０ｇ／モルである。他の実施形態において、柔軟な骨格鎖を含むビスフェノールエポキシ樹脂の分子量は、少なくとも４００、５００、６００、又は７００ｇ／モルである。更に他の実施形態において、柔軟な骨格鎖を含むビスフェノールエポキシ樹脂の分子量は、少なくとも７５０、８００、又は９００ｇ／モルである。分子量は、典型的には２０００又は１５００ｇ／モル以下である。
【００５１】
他の好適なエポキシ反応性オリゴマー成分としては、一般式
【化４】
2021509539.tif 000006
［式中、ｎは１０〜３００の整数である］を有する変性ヒドロキシ末端シリコーンが挙げられる。
【００５２】
他の好適なエポキシ反応性オリゴマー成分としては、ブタジエンに基づく、カルボキシル末端、ヒドロキシル末端、メルカプト末端、又はグリシジルエーテル末端コポリマー、及び極性エチレン性不飽和コモノマーが挙げられる。約１２００〜１３００の平均分子量を有する１つの好適なエポキシ化ブタジエンプレポリマーは、Ｅｌｆ  Ａｔｏｃｈｅｍ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ．からＰｏｌｙ  Ｂｄ  ６０５として市販されている。
【００５３】
エポキシ樹脂組成物は、任意で硬化剤を含む。エポキシ樹脂の一般的な部類の硬化剤としては、アミン、アミド、尿素、イミダゾール、及びチオールが挙げられる。硬化剤は、典型的には周囲温度においてエポキシド基との反応性が高い。
【００５４】
いくつかの実施形態において、硬化剤は、反応性−ＮＨ基又は反応性−ＮＲ１Ｒ２基［式中、Ｒ１及びＲ２は、独立して、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、最も典型的にはＨ又はメチルである］を含む。
【００５５】
一部類の硬化剤は、一級、二級、及び三級ポリアミンである。ポリアミン硬化剤は、直鎖、分枝鎖、又は環状であってもよい。いくつかの好ましい実施形態において、ポリアミン架橋剤は脂肪族である。あるいは、芳香族ポリアミンを利用することができる。
【００５６】
有用なポリアミンは、一般式Ｒ５−（ＮＲ１Ｒ２）ｘ［式中、Ｒ１及びＲ２は、独立して、Ｈ又はアルキルであり、Ｒ５は、多価のアルキレン又はアリーレンであり、ｘは、少なくとも２である］のポリアミンである。Ｒ１及びＲ２のアルキル基は、典型的にはＣ１〜Ｃ１８アルキルであり、より典型的にはＣ１〜Ｃ４アルキルであり、最も典型的にはメチルである。Ｒ１及びＲ２を組み合わせて、環状アミンを形成し得る。いくつかの実施形態において、ｘは２（すなわち、ジアミン）である。他の実施形態において、ｘは３（すなわち、トリアミン）である。更に他の実施形態において、ｘは４である。
【００５７】
有用なジアミンは、一般式：
【化５】
2021509539.tif 000007
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、独立して、Ｈ又はアルキルであり、Ｒ５は、二価のアルキレン又はアリーレンである］で表してよい。いくつかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれＨであり、ジアミンは、一級アミンである。他の実施形態において、Ｒ１及びＲ４は、それぞれＨであり、Ｒ２及びＲ４は、それぞれ独立して、アルキルであり、ジアミンは、二級アミンである。更に他の実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、独立して、アルキルであり、ジアミンは、三級アミンである。
【００５８】
いくつかの実施形態において、一級アミンが好ましい。例としては、ヘキサメチレンジアミン；１，１０−ジアミノデカン；１，１２−ジアミノドデカン；２−（４−アミノフェニル）エチルアミン；イソホロンジアミン；ノルボルナンジアミン、４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン；及び１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンが挙げられる。例示的な６員環ジアミンとしては、例えば、ピペラジン及び１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（「ＤＡＢＣＯ」）が挙げられる。
【００５９】
他の有用なポリアミンとしては、少なくとも３つのアミノ基を有するポリアミンが挙げられ、３つのアミノ基は、一級、二級、又はこれらの組み合わせである。例としては、３，３’−ジアミノベンジジン及びヘキサメチレントリアミンが挙げられる。
【００６０】
脂環式エポキシ樹脂を硬化させるために使用される一般的な硬化剤としては、少なくとも１つの無水物基を有するカルボン酸から誘導される無水物が挙げられる。このような無水物硬化剤は、米国特許第６，１９４，０２４号に記載され、これは、本明細書に参照として組み込まれる。
【００６１】
いくつかの実施形態において、例えば、エポキシ反応性オリゴマー成分ではなく強化剤が利用される場合、硬化剤は、当量を基準にして、エポキシ樹脂の約２０％〜約１２０％、好ましくは約８０〜１１０％、及びエポキシド当量の好ましくは約７５％〜約１００％を構成する量で用いられ得る。
【００６２】
しかしながら、エポキシ反応性オリゴマー成分が利用される場合、（例えば、ヒドロキシル官能性）エポキシ反応性成分は、硬化剤として作用することができる。本実施形態において、エポキシ樹脂組成物は、エポキシド当量の２０％、１５％、１０％、５％未満の量で硬化剤を含有し得る。
【００６３】
いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂組成物は、触媒を更に含む。エポキシ樹脂に好適な触媒としては、例えば、三級アミン、並びにオクトエートスズ及び六フッ化アンチモンなどの酸性触媒、並びにイミダゾールが挙げられる。他の好適な触媒は、四級アンモニウムの水酸化物及びハロゲン化物；四級ホスホニウムハロゲン化物；アルシン、アミンオキシド；アミノフェノール；ホスフィンオキシド；ホスフィン；ホスホニウムハロゲン化物；アミン；ホスホルアミド；ホスフィンアミン；及び三級アミノフェノールを含む完全に置換された化合物である。触媒の混合物もまた好適である。
【００６４】
触媒の濃度は、典型的には、全エポキシ樹脂組成物の重量を基準にして、約３、２．５、２、１．５、又は１重量％未満である。いくつかの実施形態において、触媒の量は、少なくとも０．００５、０．０１、０．０２５、０．０５、又は０．１重量％である。
【００６５】
エポキシ樹脂組成物は、熱伝導性無機粒子を含む。概ね、無機粒子の種類及び充填レベルは、所望の熱伝導率を提供するように選択される。いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物の熱伝導率（実施例に記載される試験方法によって決定される）は、少なくとも０．９０、０．９５、又は１．０Ｗ／ｍ・Ｋである。いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物の熱伝導率は、少なくとも１．１０、１．１５、又は１．２０Ｗ／ｍ・Ｋである。いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物の熱伝導率は、３．０、２．９、２．８、２．７、２．６、２．５、２．４、２．３、２．３、２．１、又は２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。
【００６６】
いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、十分に伝導性であるため、そのような硬化エポキシ樹脂組成物を含むエンクロージャ（例えば、ハウジング及び／又はケース）を通して電池を含む電子デバイスを充電することができる。また、熱伝導性無機粒子を含めることにより、硬化エポキシ樹脂組成物は、触ると冷たくなり、プラスチック材料よりもむしろセラミックに似たものとなる。
【００６７】
エポキシ樹脂組成物は、エポキシ組成物の総体積を基準にして、４５体積％を超える量の熱伝導性粒子を含む。いくつかの実施形態において、熱伝導性無機充填剤の量は、少なくとも４６、４７、４８、４９、又は５０体積％である。熱伝導性無機充填剤の量は、典型的には、エポキシ組成物の総体積を基準にして、７５、７４、７３、７２、７１、７０、６９、６８、６７、６６、６５、６４、６３、６２、６１、又は６０体積％以下である。
【００６８】
熱伝導性粒子の濃度が比較的高いため、硬化エポキシ樹脂組成物は、より高い密度を有することができる。例えば、以下の比較例１及び２によって明らかなように、熱伝導性粒子を含まない組成物は、約１．１ｇ／ｃｃ〜約１．３ｇ／ｃｃの範囲の密度を有し得る。４５体積％の熱伝導性粒子を含有する比較例３は、２．２９ｇ／ｃｃの密度を有する。しかしながら、例示される組成物は、２．２９ｇ／ｃｃを超える密度を有する。いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、少なくとも２．３０、２．３１、２．３２、２．３３、２．３４、２．３５、２．３６、２．３７、２．３８、２．３９、又は２．４０ｇ／ｃｃの密度を有する。いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、少なくとも２．４１、２．４２、２．４３、２．４４、２．４５、２．４６、２．４７、２．４８、２．４９、又は２．５０ｇ／ｃｃの密度を有する。いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、２．６５、２．６４、２．６３、２．６２、２．６１、又は２．６０ｇ／ｃｃ以下の密度を有する。
【００６９】
熱伝導性無機粒子は、好ましくは、非導電性材料である。好適な非導電性熱伝導性材料としては、金属酸化物、水酸化物、オキシ水酸化物、ケイ酸塩、ホウ化物、炭化物、及び窒化物などのセラミックスが挙げられる。好適なセラミック充填剤としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、三水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）、窒化ホウ素、炭化ケイ素、及び酸化ベリリウムが挙げられる。このような材料は、導電性ではなく、すなわち、０ｅＶを超える電子バンドギャップ、いくつかの実施形態において、少なくとも１、２、３、４、又は５ｅＶである電子バンドギャップを有する。いくつかの実施形態において、このような材料は、１５又は２０ｅＶ以下の電子バンドギャップを有する。エポキシ樹脂組成物は、任意で、０ｅＶ未満又は２０ｅＶを超える電子バンドギャップを有する、少濃度の熱伝導性粒子を更に含んでもよい。
【００７０】
好ましい実施形態において、熱伝導性粒子は、＞１０Ｗ／ｍ・Ｋのバルク熱伝導率を有する材料を含む。いくつかの代表的な無機材料の熱伝導率は、以下の表に記載される。
【００７１】
【表１】
2021509539.tif 000008
【００７２】
いくつかの実施形態において、熱伝導性粒子は、少なくとも１５又は２０Ｗ／ｍ・Ｋのバルク熱伝導率を有する材料を含む。他の実施形態において、熱伝導性粒子は、少なくとも２５又は３０Ｗ／ｍ・Ｋのバルク熱伝導率を有する材料を含む。更に他の実施形態において、熱伝導性粒子は、少なくとも５０、７５、又は１００Ｗ／ｍ・Ｋのバルク熱伝導率を有する材料を含む。更に他の実施形態において、熱伝導性粒子は、少なくとも１５０Ｗ／ｍ・Ｋのバルク熱伝導率を有する材料を含む。典型的な実施形態において、熱伝導性粒子は、約３５０又は３００Ｗ／ｍ・Ｋ以下のバルク熱伝導率を有する材料を含む。
【００７３】
熱伝導性粒子は、多数の形状、例えば、球体、不規則形状、板状、及び針状で利用可能である。熱伝導性粒子は、概ね、１００：１、７５：１、又は５０：１未満のアスペクト比を有する。いくつかの実施形態において、熱伝導性粒子は、３：１、２．５：１、２：１、又は１．５：１未満のアスペクト比を有する。いくつかの実施形態において、概ね対称（例えば、球形又は半球形）粒子が使用されてもよい。
【００７４】
いくつかの実施形態において、熱伝導性粒子のメジアン粒径ｄ（０．５０）は、１００、９０、８０、７０、６０、５０ミクロン以下である。いくつかの実施形態において、熱伝導性粒子の粒径ｄ（０．５０）は、４０、３５、３０、２５、２０、１５ミクロン以下である。いくつかの実施形態において、熱伝導性粒子の粒径ｄ（０．５０）は、１０、５、又は１ミクロン未満である。いくつかの実施形態において、熱伝導性粒子の粒径ｄ（０．５０）は、少なくとも１０、１５、２０、又は２５ナノメートルである。いくつかの実施形態において、熱伝導性粒子の粒径ｄ（０．５０）は、少なくとも５０、７５、１００、１２５、１５０、又は２００ナノメートルである。いくつかの実施形態において、熱伝導性粒子の粒径ｄ（０．５０）は、少なくとも５００ｎｍ、７５０ｎｍ、１ミクロン、２ミクロン、又は３ミクロンである。粒径は、多くの場合、熱伝導性粒子の製造業者によって報告される。硬化エポキシ樹脂は、熱分解に供され得、粒径は、ＡＳＴＭ  Ｂ８２２−１７「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｅｔａｌ  Ｐｏｗｄｅｒｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ  ｂｙ  Ｌｉｇｈｔ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ」を利用して測定することができる。
【００７５】
典型的な実施形態において、粒径は、「一次粒径」を指し、単一の（アグリゲートしていない、アグロメレートしていない）粒子のメジアン径を意味する。一次粒子は、「粒塊」、すなわち、電荷又は極性によってまとまる場合があり、かつより小さい構成要素に分解可能である、一次粒子間の弱い会合を形成し得る。これらの弱く結合した粒塊は、典型的には高エネルギー混合プロセス中に分解する。
【００７６】
いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂組成物は、異なるサイズの熱伝導性粒子を含み、及び／又は異なる材料の熱伝導性粒子を含む。
【００７７】
いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂組成物は、１つ以上の分散剤を含む。概ね、分散剤は、分散剤を含まない組成物中の無機充填剤粒子を安定化させるように作用する場合があり、粒子は凝集する場合がある。好適な分散剤は、熱伝導性粒子の特定の独自性及び表面化学に依存し得る。いくつかの実施形態において、本開示による好適な分散剤は、少なくとも結合基及び相溶化セグメントを含み得る。結合基は、粒子表面にイオン結合されてもよい。アルミナ粒子の結合基の例としては、リン酸、ホスホン酸、スルホン酸、カルボン酸、及びアミンが挙げられる。相溶化セグメントは、硬化性マトリックスと混和性であるように選択されてもよい。エポキシ樹脂の場合、有用な相溶化剤としては、ポリアルキレンオキシド、例えば、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレンオキシド、並びにポリカプロラクトン、及びこれらの組み合わせを挙げることができる。市販の例としては、ＢＹＫ  Ｗ−９０１０（ＢＹＫ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ  ａｎｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）、ＢＹＫ  Ｗ−９０１２（ＢＹＫ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ  ａｎｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）、Ｄｉｓｂｅｒｂｙｋ  １８０（ＢＹＫ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ  ａｎｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）、及びＳｏｌｐｌｕｓ  Ｄ５１０（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）が挙げられる。
【００７８】
いくつかの実施形態において、分散剤は、エポキシ樹脂組成物の総重量を基準にして、少なくとも０．１、０．２、０．３、又は０．４重量％〜最大１０重量％の量でエポキシ樹脂組成物中に存在し得る。いくつかの実施形態において、分散剤の量は、９、８、７、６、５、４、３、又は２重量％以下である。
【００７９】
いくつかの実施形態において、分散剤は、（例えば、エポキシ樹脂及び／又はエポキシ反応性）有機成分に組み込む前に、熱伝導性粒子と予混合されてもよい。このような予混合は、ニュートン流体のような未硬化エポキシ樹脂組成物を容易にするか、又はずり減粘効果挙動を可能にすることができる。
【００８０】
エポキシ組成物は、任意で、様々な添加物、例えば、酸化防止剤／安定剤、着色剤、研磨顆粒、熱分解安定剤、光安定剤、導電性粒子、粘着付与剤、流動化剤、増粘剤、艶消し剤、非導電性充填剤、結合剤、発泡剤、殺真菌剤、殺菌剤、界面活性剤、可塑化剤、及び当業者に既知のその他の添加剤を更に含み得る。これらの添加剤は、存在する場合、それらに意図される目的に有効な量で添加される。このような添加剤の総量は、概ね、全エポキシ樹脂組成物の１０、９、８、７、６、４、３、２、１．５、１、又は０．５重量％以下である。
【００８１】
いくつかの実施形態において、硬化性組成物は、第１の部分がエポキシ樹脂を含み、第２の部分がエポキシ反応性オリゴマー成分と硬化剤などの他のエポキシ反応性成分とを含む、２剤型組成物として提供（例えば、パッケージ化）されてもよい。オリゴマー成分が強化剤である場合、強化剤は、典型的にはエポキシ樹脂と組み合わされる。
【００８２】
硬化性組成物の他の成分（例えば、熱伝導性粒子、分散剤、触媒、酸化防止剤などの添加剤など）は、第１及び第２の部分の一方又は両方に含まれ得る。いくつかの実施形態において、硬化性組成物は、第１のチャンバ及び第２のチャンバを備えるディスペンサ内に提供される。第１のチャンバは、第１の（例えば、エポキシ樹脂）部分を含み、第２のチャンバは、第２の（例えば、エポキシ反応性成分）部分を含む。
【００８３】
比較的高濃度の熱伝導性粒子を含むことは、機械的特性に影響を及ぼし得る。エポキシ樹脂及びオリゴマー成分は、電子デバイスのエンクロージャ（例えば、ハウジング又はケース）として特に有用な硬化エポキシ樹脂組成物を与えるように選択される。
【００８４】
いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、（実施例により詳細に記載されるように）ＡＳＴＭ  Ｄ６３８に従って測定されると、少なくとも１、２、３、４、５、６、又は７％の破断点ひずみを有する。破断点ひずみは、典型的には、熱伝導性粒子を含まない同じエポキシ樹脂組成物（例えば、２０％）より小さい。いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、１５％又は１０％以下の破断点ひずみを有する。
【００８５】
いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、（実施例により詳細に記載されるように）ＡＳＴＭ  Ｄ６３８に従って測定されると、少なくとも２、３、４、５、６、又は７ＧＰａの弾性率を有する。いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、又は１５ＧＰａ以下の弾性率を有する。
【００８６】
いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、高周波透過性（radio frequency transparent）であり、硬化エポキシ樹脂は、１０４〜１０１０ヘルツの範囲の周波数に対して＜０．０３の損失正接を有する。
【００８７】
いくつかの実施形態において、硬化エポキシ樹脂組成物は、実施例に記載される試験方法に従って測定されると、少なくとも７０、７５、８０、又は８５の光沢度値を有する。光沢度値は、典型的には９５又は９０以下である。
【００８８】
エポキシ樹脂組成物に好適な任意の既知の成形方法を使用して、硬化性エポキシ樹脂組成物をエンクロージャに形成することができる。一実施形態において、硬化性エポキシ樹脂組成物は、２剤型組成物として提供されてもよい。概ね、２剤型組成物の２つの成分は、エポキシ樹脂組成物を鋳型に供給することなどによってエンクロージャに形成される前に混合されてもよい。
【００８９】
一実施形態において、エポキシ樹脂組成物を供給する前に、剥離ライナーと、剥離ライナー上に配置された転写ポリマー層と、転写ポリマー層中に埋め込まれた複数の微小球とを含む転写フィルムを鋳型に供給する。本方法は、エポキシ樹脂を硬化させた後に、剥離ライナー及び転写ポリマー層を除去することを更に含む。転写フィルム及び成形された完成物品を作製することに関する更なる詳細は、米国特許第６２／５５２４６５号に記載され、これは、本明細書に参照として組み込まれる。
【００９０】
微小球は、ガラス、ガラスセラミックス、セラミックス、ポリマー、金属、及びこれらの組み合わせを含む。ガラスは非晶質材料であり、一方、セラミックは結晶性又は部分的に結晶性の材料を指す。ガラスセラミックスは、非晶質相と１つ以上の結晶相とを有する。このような材料は、当該技術分野で既知である。
【００９１】
いくつかの実施形態において、微小球はガラスビーズである。ガラスビーズは大部分が球形である。ガラスビーズは、典型的には通常のソーダ石灰ガラス又はホウケイ酸ガラスを粉砕することによって、典型的にはグレイジング及び／又はガラス製品などのリサイクル源から製造される。通常の工業用ガラスは、これらの組成に応じて様々な屈折率のものであり得る。ソーダ石灰ケイ酸塩及びホウケイ酸塩は、一般的な種類のガラスである。ホウケイ酸ガラスは、典型的には、ボリア及びシリカを、アルカリ金属酸化物、アルミナなどの他の元素酸化物と共に含有する。他の酸化物のうち、特にボリア及びシリカを含有する、当業界で用いられるいくつかのガラスとしては、Ｅガラス、及びＳｃｈｏｔｔ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｋａｎｓａｓ  Ｃｉｔｙ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）から商品名「ＮＥＸＴＥＲＩＯＮ  ＧＬＡＳＳ  Ｄ」で入手可能なガラス、及びＣｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）から商品名「ＰＹＲＥＸ」で入手可能なガラスが挙げられる。
【００９２】
いくつかの実施形態において、微小球は実質的に球形であり、例えば、真球度が少なくとも８０％、８５％、又は更には９０％である。真球度は、球（所定の粒子と同じ体積）の表面積を粒子の表面積で除したものと定義され、百分率で報告される。
【００９３】
微小球は、透明、半透明、又は不透明であってもよい。一実施形態において、微小球は、少なくとも１．４、１．６、１．８、２．０、又は更には２．２の屈折率を有する。屈折率は、標準的なベッケ線法によって測定することができる。
【００９４】
いくつかの実施形態において、平均微小球直径の有用な範囲は、少なくとも５、１０、２０、２５、４０、５０、７５、１００、又は更には１５０μｍ（マイクロメートル）、最大で２００、４００、５００、６００、８００、９００、又は更には１０００μｍである。微小球は、用途に応じて単峰性又は多峰性（例えば、二峰性）のサイズ分布を有し得る。
【００９５】
硬化エポキシ樹脂中に部分的に埋め込まれた微小球を含めることにより、鉛筆硬度を高めることができる。一実施形態において、鉛筆硬度は、少なくとも６Ｋ、７Ｈ、８Ｈ、９Ｈ、又は１０Ｈである。鉛筆硬度は、典型的には１０Ｈ以下である。
【００９６】
本開示の利点及び実施形態を、以下の実施例により更に例示するが、これらの実施例に記載の特定の材料及びこれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本発明を不当に限定するものと解釈してはならない。これらの実施例において、全ての百分率、割合及び比は、別途記載しない限り、重量に基づく。
【実施例】
【００９７】
特に記載のない限り、実施例及び本明細書のその他の箇所における全ての部、百分率、比などは、重量によるものである。特に記載のない限り、他の全ての試薬はＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）などのファインケミカル業者から入手したか、又は入手可能であり、あるいは知られている方法で合成することができる。
【００９８】
実施例において使用される材料の略記を以下の表１に掲載する。
【００９９】
【表２】
2021509539.tif 000009
【０１００】
試験方法
機械的試験−弾性率及び破断点ひずみ
全ての実施例は、ガラス鋳型中で樹脂を熱硬化させることによって調製した。ガラス鋳型を、離型剤、ＦＲＥＫＯＴＥ  ５５ＮＣ（Ｈｅｎｋｅｌ（Ｄｕｓｓｅｌｄｏｒｆｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ））で前処理し、３回乾燥させた後に、樹脂を注入した。ガラス板を適切な厚さのゴムガスケット材料によって分離した。１／８インチ（３．１８ミリメートル（ｍｍ））厚さを、引張試験片及びＤＭＡ試験片に使用した。小板（plaque）を、その厚さで約６インチ×８インチ（１５．２４センチメートル（ｃｍ）×２０．３２ｃｍ）の寸法で硬化させた。この小板から、６つの引張試験片を４．５インチ×０．７５インチ（１１．４３ｃｍ×１．９１ｃｍ）に切断し、ルータを使用して０．２５インチ（６．３５ｍｍ）ゲージセクションにトリミングして、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８タイプＩＶ幾何学的形状と一致する試験片を作製した。これらのサンプルを、ロード変位を得るための伸び計及びロードセルを備えたＭＴＳ  Ｉｎｓｉｇｈｔ（Ｅｄｅｎ  Ｐｒａｉｒｉｅ，ＭＮ）ロードフレームで５ｍｍ／分の変位速度で引張状態を試験し、最終的に弾性率及び平均破断点ひずみを表４に報告した。
【０１０１】
硬化樹脂密度は、空気中のサンプルの質量を測定し、ヘプタン中に沈めた同じサンプルの質量を測定することによって決定した。次いで、密度をアルキメデスの原理に基づいて算出した。
【０１０２】
熱伝導率
樹脂を直径１２．７ｍｍのバイアル瓶内で硬化させることにより、直径約１２．７ｍｍ、厚さ約２ｍｍの硬化樹脂ディスクを調製した。バイアル瓶を離型剤（ＦＲＥＫＯＴＥ  ５５ＮＣ）処理した。硬化後、樹脂をバイアル瓶から取り出し、以下に記載のように、レーザーフラッシュ分析（ＬＦＡ）用の厚さ２ｍｍのディスクに切断した。
【０１０３】
光フラッシュ熱物性分析器（Ｎｅｔｚｓｃｈ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ  ＬＬＣ（Ｂｏｓｔｏｎ，ＭＡ）から入手した「ＨＹＰＥＲＦＬＡＳＨ  ＬＦＡ  ４６７」）を使用して、ＡＳＴＭ  Ｅ１４６１（２０１３）に従ってフラッシュ分析法を使用して直接熱拡散率測定を行った。全サンプルセットは、拡散率測定の制御方法として機能する参照サンプル（Ｎｅｔｚｓｃｈ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａから商品名「ＰＹＲＯＣＥＲＡＭ  ９６０６」で入手）を含んだ。サンプルの光衝突側及び検出側を３〜５マイクロメートルのグラファイト（Ｍｉｒａｃｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）から商品名「ＤＧＦ  １２３  ＤＲＹ  ＧＲＡＰＨＩＴＥ  ＦＩＬＭ  ＳＰＲＡＹ」で入手）のスプレー層でコーティングして、全てのサンプルについて表面の浸透率及び吸光率を正規化した。「ショット」と呼ばれる単一の測定では、ＩｎＳｂ  Ｉｒ検出器上の電圧で測定した場合、光の短持続時間パルス（キセノンフラッシュランプ、２３０Ｖ、持続時間１５マイクロ秒）をサンプルの片側に衝突させ、サンプルの反対側のサーモグラム（測定温度の時間トレース）を記録した。拡散率は、厚さ方向についてはサーモグラムをＣｏｗａｎ＋パルス補正モデルへ適合させて計算した。厚さ方向（through-plane）の拡散率は、Ｃｏｗａｎ法に加えて有限パルス幅補正を使用して計算し、平面方向（in-plane）の拡散率は、ソフトウェア（Ｎｅｔｚｓｃｈ（Ｓｅｌｂ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から商品名「Ｐｒｏｔｅｕｓ」で入手）の助けを借りて等方性モデルを使用した。２５℃で各サンプルについて５回のショットを得た。測定された密度（２．５４ｃｍ（１インチ）ディスクからの幾何学的密度）、比熱容量（示差走査熱量計による）、及び拡散率の積で熱伝導率を得る。すなわち、
【数１】
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【０１０４】
動的機械分析（Dynamic Mechanical Analysis、ＤＭＡ）
ガラス転移温度は、ＤＭＡによって測定される弾性率のｔａｎ（δ）ピークから決定した。サンプルを、１．７ｍｍ×１２．７ｍｍ×３０ｍｍの寸法で調製し、約２０ｍｍのスパンを有する単一のカンチレバー固定具に装着した。サンプルを、１０Ｈｚの周波数で２０μｍの振れを有する単一のカンチレバーモードで試験し、貯蔵弾性率（Ｅ’）及び損失弾性率（Ｅ”）を測定した。ｔａｎ（δ）値を計算した。
ｔａｎ（δ）＝Ｅ”／Ｅ’
温度を０℃から１７５℃まで３℃／分で昇温しながら測定を行った。報告されたガラス転移温度（Ｔｇ）は、最大ｔａｎ（δ）での温度である。
【０１０５】
硬化エポキシ樹脂組成物が少なくとも２つのガラス転移温度を有する場合、硬化Ｔｇは、最高温度転移であってもよい最高強度の極限Ｔｇ又はｔａｎδ転移として定義される。
【０１０６】
光沢度測定
３インチ×３インチ×１／８インチ（７．６２ｃｍ×７．６２ｃｍ×３．１８ｍｍ）試験片を小板から切断し、粒径の関数として光沢度を測定するために使用した。光沢度測定（表５）は、成形サンプル上でＢＹＫスペクトロガイド光沢計（製品番号６８３４、ＢＹＫ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ  ａｎｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｗｅｓｅｌ，Ｇｅｒｍａｎｙ））を使用して行った。光沢計は、６０°の角度で測定した。高光沢材料は、７０光沢単位（gloss unit）（ＧＵ）を超える値を有するものとして定義された。
【０１０７】
鉛筆硬度
ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−５  ０５（２０１１）ｅ２に従って、試験片の鉛筆硬度を評価した。研磨紙（粒度番号４００）を、平坦で滑らかなベンチトップに両面テープで接着した。Ｎｅｗｅｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒｍａｉｄ  Ｏｆｆｉｃｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｏａｋ  Ｂｒｏｏｋ，ＩＬ）の子会社であるＰｒｉｓｍａｃｏｌｏｒ  Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ  Ａｒｔ  Ｓｕｐｐｌｉｅｓからの鉛筆の芯（Ｔｕｒｑｕｏｉｓｅ  Ｐｒｅｍｉｕｍの鉛筆の芯（硬度１０Ｈ〜６Ｂ））を使用した。鉛筆の芯は、機械的芯ホルダー（Ｃｒｅｔａｃｏｌｏｒ（Ｈｉｒｍ，Ａｕｓｔｒｉａ）製のＴＯＴＩＥＮＳ  ２１０  ９９）を研磨紙に対して９０°の角度で保持し、平坦で滑らかな円形の断面が得られるまで、芯の縁部にチップ又は切れ目を含まないように研磨した。鉛筆の先端部の力は、７．５ニュートン（Ｎ）に固定されたか、場合によってはより小さい値に固定された。各試験用に新たに調製した鉛筆の芯を用い、Ｅｌｃｏｍｅｔｅｒ  ３０８６電動式鉛筆硬度試験機（Ｅｌｃｏｍｅｔｅｒ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ  １５  Ｈｉｌｌｓ，ＭＩ））を用い、芯を断片に対して４５°の角度及び所望の荷重でしっかりと押しつけ、試験パネルにわたって「順」方向に少なくとも１／４インチ（６．４ｍｍ）の長さの線を引いた。３本の鉛筆線を、芯の硬度の各等級について作成した。検査前に、砕けた芯を、イソプロピルアルコールで濡らした湿ったペーパータオルを用い、試験領域から除去した。欠陥については目視で、及び各鉛筆トラックの最初の１／８〜１／４インチ（３．２〜６．４ｍｍ）については光学顕微鏡（５０Ｘ〜１０００Ｘ倍率）で、試験パネルを検査した。フィルムに擦り傷を付けることもフィルムを断裂することもない、又は、いずれの微小球も脱落若しくは部分的に脱落させることもない鉛筆が見出されるまで、より堅い芯からより軟らかい芯に換えて硬度のスケールを下げながら、上記のプロセスを繰り返した。各芯硬度の３本の線のうちの少なくとも２本がこれらの基準を満たすことを、合格の必要条件とした。合格した芯のうちの最も硬いものの硬度をその試験パネルの鉛筆硬度として記録した。５ニュートンの力において、３Ｈ以上の硬度の値が望ましい。
【０１０８】
ＲＦ透過性の比誘電率及び損失正接測定
用語「比誘電率」、「誘電損失」、「損失正接」は、それらの一般的に理解される定義と同じように使用される。（任意の周波数での）比誘電率は、電界振動のサイクル毎に蓄積されたエネルギーの量であり、Ｍａｘｗｅｌｌの式で定義された複素誘電率の実部として決定される。（任意の周波数での）誘電損失は、電界振動のサイクル毎に消散されたエネルギーの量であり、Ｍａｘｗｅｌｌの式で定義された複素誘電率の虚部として決定される。（任意の周波数での）損失正接は、誘電損失と比誘電率との比である。
【０１０９】
最大１ＭＨｚまでの誘電特性測定は、Ｎｏｖｏｃｏｎｔｒｏｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｍｏｎｔａｂａｕｒ，Ｇｅｒｍａｎｙ）のＡｌｐｈａ−Ａ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒモジュール式測定システムを用いて行った。全ての試験は、ＡＳＴＭ  Ｄ１５０試験規格に従って行った。フィルムのうちのいくつかは、銅塗料で塗装され、一部は、電極表面にいかに良好にサンプルが適合できたかに応じて、銅塗料を用いずに真鍮電極上に直接積層した(laminated directly)。各サンプルを２つの光学的に研磨された真鍮ディスク（直径４０．０ｍｍ及び厚さ２．００ｍｍ）の間に配置すると、Ｎｏｖｏｃｏｎｔｒｏｌ  ＺＧＳ  Ａｌｐｈａ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｃｅｌｌを実施した。
【０１１０】
１ＭＨｚ超の誘電特性測定は、それぞれ２．５ＧＨｚ、５．６ＧＨｚ、及び９．５ＧＨｚの３つの別個のスプリッドポスト誘電体共振器を用いて行った。１ＭＨｚ超の全ての測定は、規格ＩＥＣ  ６１１８９−２−７２１に従って行った。
【０１１１】
屈折率測定（ベッケ線法）
Ｃａｒｇｉｌｌｅ  ｏｆ  Ｃｅｄａｒ  Ｇｒｏｖｅ（Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）から入手可能な所定の屈折率試験液のセットを使用して、以下に記載の手順を用いて透明微小球の屈折率を決定した。
【０１１２】
透明微小球のサンプルを顕微鏡スライド上に置き、試験液の滴をサンプルと接触させ、カバースリップで被った。ビーズに焦点を合わせるように顕微鏡を調整した。焦点を合わせると、焦点を使用して顕微鏡のステージを下げ、焦点が変化するにつれて、微小球の輪郭に明るい線が観察される。ステージが下がるにつれて、明るい線が液体の中へ外向きに移動する場合、液体はビーズよりも高い屈折率を有した。一方、明るい線がビーズ内に移動する場合、微小球の屈折率がより高かった。異なる率の一連の液体を試験することにより、微小球のおおよその率が特定された。２つの液体が微小球の屈折率の両側に存在する場合、真の値の補間が行われた。
【０１１３】
実施例及び比較例
表１の材料は、特に記載のない限り、受け入れたままの状態で使用した。成分の重量％を表２（無機含有物及び分散剤）及び表３（硬化性有機樹脂）に記載する。熱伝導性粒子の体積％（体積％（vol.%））は、投入材料の質量を基準にして、３．９グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）のアルミナ粒子密度、２．２ｇ／ｃｃのアルミニウム三水和物（ＡＴＨ）粒子密度、及び１．１５ｇ／ｃｃの樹脂密度を仮定して計算した。
【０１１４】
【表３】
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【０１１５】
【表４】
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【０１１６】
比較例（ＣＥ）１及び２は、代表的な非充填エポキシ樹脂である。オリゴマージオールを組み込むことなく、ＣＥ１は非常に脆く、引張サンプルに機械加工することができなかった。代表的な比較例１では、３００ｇ容量のスピードミックスカップ（ＦｌａｃｋＴｅｋ  Ｉｎｃ．（Ｌａｎｄｒｕｍ，ＳＣ））中で、９０グラム（ｇ）の脂環式エステル（Ｌ１９０）、６０ｇのＣ２０５４、及び３．７５ｇのＣＸＣ−１６１２を組み合わせた。毎分２２００回転（ｒｐｍ）で３０秒間、ＤＡＣ６００  ＶＡＣミキサー（ＦｌａｃｋＴｅｋ  Ｉｎｃ．）中で大気圧条件下で、成分をスピード混合した後、８００ｒｐｍで３分間スピード混合しながら真空脱気した。真空下で到達した最終圧力は、約１０ミリバール（ｍｂａｒ）であった。ＣＥ２を混合し、表３と一致する樹脂量を使用して同じ方法で脱気した。
【０１１７】
ＣＥ１、Ｅｘ１、及びＣＸＣ−１６１２で硬化された任意の実施例の硬化サイクルは、８０℃で３０分、続いて１２０℃で６０分であった。ＣＥ２の硬化サイクル及びＮＢＤＡで硬化された任意の材料は、８０℃で１時間であった。硬化後、樹脂小板を室温まで冷却し、脱型し、機械的試験−弾性率及び破断点ひずみの節に記載のように適切な幾何学的形状に切断した。
【０１１８】
Ｅｘ３〜Ｅｘ９は全て、表２及び表３と一致する成分の重量比率で同様に処理した。代表的な実施例３では、ＦｌａｃｋＴｅｋスピードミックスカップ中で、２４０ｇのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を１．２ｇのＢ９０１２と組み合わせ、ＤＡＣ６００．２  ＶＡＣミキサー（ＦｌａｃｋＴｅｋ  Ｉｎｃ．）中で１５００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、１．５ｇのＣＸＣ−１６１２、３３．２ｇのＬ１９０、及び２４．１ｇのＣ２０５４を、スピードミックスカップに添加した後、２２００ｒｐｍで３０秒間、大気圧条件下でスピード混合し、８００ｒｐｍで３分間スピード混合しながら真空脱気した。真空下で到達した圧力は、約１０ｍｂａｒであった。混合後、樹脂は流動性であったが完全に脱アグロメレートされなかったため、セラミックローラー（Ｅｘａｋｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．，Ｍｏｄｅｌ  ５０  Ｉ）を備える３ロールミルに通して脱アグロメレートした。最終混合工程及び脱気工程を、１平方インチ当たり１０ポンド（ｐｓｉ）、又は０．０６９メガパスカル（ＭＰａ）まで減少させた真空圧で８００ｒｐｍで適用した。混合し脱気した樹脂を離型処理したガラス鋳型に注ぎ、８０℃で３０分間硬化させ、続いて１２０℃で１時間硬化させた。硬化後、樹脂小板を室温まで冷却し、脱型し、以下に記載のように適切な幾何学的形状に切断した。Ｅｘ３〜Ｅｘ９では、同じ手順及び硬化サイクルを使用した。
【０１１９】
ＣＥ３及びＥｘ２は、熱伝導性充填剤で充填された、ＣＥ２に記載のエポキシ樹脂からなる。アルミナ粒子を、エポキシ及び硬化剤（ＮＢＤＡ）成分中に別々に混合した。エポキシ及び硬化剤の両方は、表３の総重量％に等しい重量％でアルミナ粒子を含有した。代表的なＥｘ２では、３００ｇ容量のスピードミックスカップ中で、２０９ｇのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を１．０４ｇのＢ９０１２と、１５００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。このカップに、２８ｇのビス−Ａエポキシ及び２４ｇの鎖延長エポキシ（Ｅ４８５０）を添加し、混合物をスピード混合し、上記のように３ロールミルに通した。別個の２００ｇ容量のスピードミックスカップ中で、３１ｇのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を０．１５ｇのＢ９０１２と組み合わせ、２２００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、７．９グラムのＮＢＤＡ（硬化剤）を添加し、２２００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。単一の３００ｇのスピードミックスカップ中で、アルミナ充填エポキシ及びアルミナ充填硬化剤を組み合わせ、１０ｍｂａｒの真空圧に達するまで８００ｒｐｍで３分間真空脱気した。混合樹脂を離型剤で処理したガラス鋳型に注ぎ、８０℃で１時間硬化させた。ＣＥ３は、表２及び３に記載の量を使用して、Ｅｘ３〜Ｅｘ９と同じ手順によって調製した。Ｅｘ１０は、硬度及び耐擦傷性を改善するためにホウケイ酸ガラスビーズ表面を有する、Ｅｘ４からのエポキシ樹脂組成物であった。
【０１２０】
ホウケイ酸ガラス粉末を、水素／酸素火炎に３グラム／分の速度で通過させることによって火炎処理装置に２回通過させ、微小球を形成し、ステンレス鋼容器に回収し、磁石を用い、金属の不純物を除去した。得られたガラス微小球を以下の方法により、６００ｐｐｍのＡ１１００で処理した。シランを水に溶解した後、混合しながら微小球に加え、終夜風乾した後、１１０℃で２０分間乾燥した。次いで、乾燥したシラン処理微小球をふるい分けしてあらゆる粒塊を除去し、サイズが７５μｍ以下で自由流動性の微小球を得た。得られた透明シラン処理微小球を、約１４０℃（２８４°Ｆ）まで予熱した、９７μｍ（０．００３８インチ）のポリエステル剥離ライナー上にコーティングされた２５μｍ（０．００１０インチ）低密度ポリエチレンを含む転写キャリアフィルム上に機械的シフターを使用してカスケードコーティングして、拡大画像システムによって決定される直径の約３０〜４０％に対応する深さまで低密度ポリエチレン層中に埋め込まれた透明微小球の均一層を有するビーズキャリアを形成した。
【０１２１】
ホウケイ酸ビーズが埋め込まれた転写フィルムの２００ｍ×２００ｍｍ（７．９インチ×７．９インチ）セクションを、ガラス鋳型（２００ｍｍ×２５０ｍｍ×３ｍｍのキャビティを有する）の１つの内面にビーズ化側が内側を向くように接着し、これにより、鋳型にエポキシ樹脂組成物を充填したときに、ホウケイ酸ビーズがエポキシ樹脂組成物に接触し、かつエポキシ樹脂組成物に部分的に埋め込まれる。鋳型に、Ｅｘ４に記載の樹脂を充填した。エポキシ、ビーズ化表面、及び鋳型を、９０℃のオーブン内で１時間加熱して、エポキシをゲル化した。鋳型を分解し、ポリエステル剥離ライナーを低密度ポリエチレンと共にケイ酸塩ビーズから除去し、ビーズ化ホウケイ酸表面をエポキシ樹脂上に残した。これを１２０℃で１時間硬化した。上記のように張力及び鉛筆硬度についてＥｘ１０を機械的に試験し、結果はそれぞれ表４及び表６に含まれている。
【０１２２】
【表５】
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【０１２３】
【表６】
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【０１２４】
【表７】
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【０１２５】
【表８】
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【０１２６】
実施例１１
ＦｌａｃｋＴｅｋスピードミックスカップ中で、１５０．３グラムのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を、４８．７７グラムのＳｙｎａ  Ｅｐｏｘｙ  ２１、１９．１１グラムのＣ２０５４、及び４．８１グラムのＣ３０３１と組み合わせ、ＤＡＣ  ６００．２ＶＡＣミキサー（ＦｌａｃｋＴｅｋ  Ｉｎｃ．）中で２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、０．７６グラムのＢＹＫ  ９０１０を添加し、配合物を２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、残存する１５０．３３グラムのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を、１．８４グラムのＣＸＣ１６１２と共に添加し、２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。混合後、樹脂は流動性であったが完全に脱アグロメレートされなかったため、セラミックローラー（Ｅｘａｋｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．，Ｍｏｄｅｌ  ５０  Ｉ）を備える３ロールミルに通して脱アグロメレートした。ＤＡＣ  ６００．２を使用した最終混合工程及び脱気工程を、１平方インチ当たり１０ポンド（ｐｓｉ）まで減少させた真空圧で２００秒にわたって適用した。混合し脱気した樹脂を離型処理した鋳型に注ぎ、硬化させた。硬化後、樹脂小板を室温まで冷却し、脱型し、以下に記載のように適切な幾何学的形状に切断した。
【０１２７】
実施例１２
ＦｌａｃｋＴｅｋスピードミックスカップ中で、５０．３グラムのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を、１６．７３５グラムのＳｙｎａ  Ｅｐｏｘｙ  ２１、７．１７８グラムのＣ２０５４と組み合わせ、ＤＡＣ  ６００．２ＶＡＣミキサー（ＦｌａｃｋＴｅｋ  Ｉｎｃ．）中で２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、０．４９８グラムのＢＹＫ  ９０１０を添加し、配合物を２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、残存する５０．２グラムのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を、０．６００９グラムのＣＸＣ１６１２と共に添加し、２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。混合後、樹脂は流動性であったが完全に脱アグロメレートされなかったため、セラミックローラー（Ｅｘａｋｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．，Ｍｏｄｅｌ  ５０  Ｉ）を備える３ロールミルに通して脱アグロメレートした。ＤＡＣ  ６００．２を使用した最終混合工程及び脱気工程を、１平方インチ当たり１０ポンド（ｐｓｉ）まで減少させた真空圧で２００秒にわたって適用した。混合し脱気した樹脂を離型処理した鋳型に注ぎ、硬化させた。硬化後、樹脂小板を室温まで冷却し、脱型し、以下に記載のように適切な幾何学的形状に切断した。
【０１２８】
実施例１３
ＦｌａｃｋＴｅｋスピードミックスカップ中で、５０．２グラムのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を、１７．９２５グラムのＳｙｎａ  Ｅｐｏｘｙ  ２１、５．９５８グラムのＣ２０５４と組み合わせ、ＤＡＣ  ６００．２ＶＡＣミキサー（ＦｌａｃｋＴｅｋ  Ｉｎｃ．）中で２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、０．４９６８グラムのＢＹＫ  ９０１０を添加し、配合物を２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、残存する４９．９５グラムのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を、０．５９７４グラムのＣＸＣ１６１２と共に添加し、２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。混合後、樹脂は流動性であったが完全に脱アグロメレートされなかったため、セラミックローラー（Ｅｘａｋｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．，Ｍｏｄｅｌ  ５０  Ｉ）を備える３ロールミルに通して脱アグロメレートした。ＤＡＣ  ６００．２を使用した最終混合工程及び脱気工程を、１平方インチ当たり１０ポンド（ｐｓｉ）まで減少させた真空圧で２００秒にわたって適用した。混合し脱気した樹脂を離型処理した鋳型に注ぎ、硬化させた。硬化後、樹脂小板を室温まで冷却し、脱型し、以下に記載のように適切な幾何学的形状に切断した。
【０１２９】
実施例１４
ＦｌａｃｋＴｅｋスピードミックスカップ中で、４９．９８グラムのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を、１８．０８２グラムのＳｙｎａ  Ｅｐｏｘｙ  ２１、６．０４１グラムのＣ２０５４と組み合わせ、ＤＡＣ  ６００．２ＶＡＣミキサー（ＦｌａｃｋＴｅｋ  Ｉｎｃ．）中で２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、０．２５１６グラムのＢＹＫ  ９０１２を添加し、配合物を２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、残存する５０．２グラムのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を、０．６０３３グラムのＣＸＣ１６１２と共に添加し、２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。混合後、樹脂は流動性であったが完全に脱アグロメレートされなかったため、セラミックローラー（Ｅｘａｋｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．，Ｍｏｄｅｌ  ５０  Ｉ）を備える３ロールミルに通して脱アグロメレートした。ＤＡＣ  ６００．２を使用した最終混合工程及び脱気工程を、１平方インチ当たり１０ポンド（ｐｓｉ）まで減少させた真空圧で２００秒にわたって適用した。混合し脱気した樹脂を離型処理した鋳型に注ぎ、硬化させた。硬化後、樹脂小板を室温まで冷却し、脱型し、以下に記載のように適切な幾何学的形状に切断した。
【０１３０】
実施例１５
ＦｌａｃｋＴｅｋスピードミックスカップ中で、６２．２６グラムのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を、１８．５２２８グラムのＳｙｎａ  Ｅｐｏｘｙ−２１、１１．３６５グラムのＣ２０５４と組み合わせ、ＤＡＣ  ６００．２ＶＡＣミキサー（ＦｌａｃｋＴｅｋ  Ｉｎｃ．）中で２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、０．６２２４グラムのＢＹＫ  ９０１２を添加し、配合物を２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、残存する６２．２５グラムのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を、０．７４７３グラムのＣＸＣ１６１２と共に添加し、２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。混合後、樹脂は流動性であったが完全に脱アグロメレートされなかったため、セラミックローラー（Ｅｘａｋｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．，Ｍｏｄｅｌ  ５０  Ｉ）を備える３ロールミルに通して脱アグロメレートした。ＤＡＣ  ６００．２を使用した最終混合工程及び脱気工程を、１平方インチ当たり１０ポンド（ｐｓｉ）まで減少させた真空圧で２００秒にわたって適用した。混合し脱気した樹脂を離型処理した鋳型に注ぎ、硬化させた。硬化後、樹脂小板を室温まで冷却し、脱型し、以下に記載のように適切な幾何学的形状に切断した。
【０１３１】
実施例１６
ＦｌａｃｋＴｅｋスピードミックスカップ中で、５０．０５グラムのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を、１６．０３９グラムのＳｙｎａ  Ｅｐｏｘｙ−２１、７．８９グラムのＣ２０５４と組み合わせ、ＤＡＣ  ６００．２ＶＡＣミキサー（ＦｌａｃｋＴｅｋ  Ｉｎｃ．）中で２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、０．４９９１グラムのＢＹＫ  ９０１２を添加し、配合物を２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。次いで、残存する５０．１５グラムのＡＸ１Ｍアルミナ粒子を、０．５９５２グラムのＣＸＣ１６１２と共に添加し、２０００ｒｐｍで３０秒間スピード混合した。混合後、樹脂は流動性であったが完全に脱アグロメレートされなかったため、セラミックローラー（Ｅｘａｋｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．，Ｍｏｄｅｌ  ５０  Ｉ）を備える３ロールミルに通して脱アグロメレートした。ＤＡＣ  ６００．２を使用した最終混合工程及び脱気工程を、１平方インチ当たり１０ポンド（ｐｓｉ）まで減少させた真空圧で２００秒にわたって適用した。混合し脱気した樹脂を離型処理した鋳型に注ぎ、硬化させた。硬化後、樹脂小板を室温まで冷却し、脱型し、以下に記載のように適切な幾何学的形状に切断した。
【０１３２】
【表９】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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