(57)【要約】  本発明によれば、熱分散物品、それを含むアセンブリ、その製造方法、およびそのための様々な用途が提供される。本発明の一態様では、熱分散物品が提供される。本発明の別の態様では、上記の物品を製造する方法が提供される。本発明のさらに別の態様では、上記の物品を含むアセンブリが提供される。本発明のさらに別の態様では、上記のアセンブリを作製するための方法が提供される。さらに別の態様では、ポータブル電子デバイスによって生成された熱を放散する方法が提供される。
2018518393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の伝導性／保護層、
１つまたは複数の多孔質の熱伝導性の薄型構造体であって、前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体の表面および空隙を実質的に覆うように十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸され、前記配合ＰＣＭは、前記ＰＣＭと混合された５〜２０重量％のゲル化剤を含有する前記ＰＣＭを含有する、多孔質の熱伝導性の薄型構造体、および
第２の伝導性／保護層
を有する熱分散物品であって、
前記１つまたは複数の多孔質の熱伝導性の薄型構造体は、前記第１および第２の伝導性／保護層の間に挟まれており、
前記物品は、少なくとも１００Ｊ／ｃｃの潜熱、および少なくとも１０Ｗ／ｍＫの有効熱伝導率
を有する熱分散物品。
【請求項２】
前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体が、銅メッシュ、銅布、銅発泡体、アルミニウムメッシュ、アルミニウム布またはアルミニウム発泡体を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記多孔質の熱伝導性の薄型構造がワイヤメッシュである、請求項２に記載の物品。
【請求項４】
前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体の厚さが、約５０μｍから約１ｍｍの範囲にある、請求項２に記載の物品。
【請求項５】
前記配合ＰＣＭの厚さが、前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体の厚さの１〜２倍である、請求項２に記載の物品。
【請求項６】
前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体は、約４０％〜約７０％の範囲の面積開口率と、約６０％〜約９５％の範囲の体積開口率とを有している請求項１に記載の物品。
【請求項７】
前記配合ＰＣＭが、５〜２０重量％のゲル化剤を、パラフィン（ＣｎＨ２ｎ＋２）（ここでｎは約２０〜４０の範囲内にある）、または、類似の融解温度範囲を有する脂肪酸（ＣＨ３（ＣＨ２）２ｎＣＯＯＨ）、または、それらの任意の２種以上の混合物から選択される相変化材料と混合することによって調製される、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
前記配合ＰＣＭが、前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体の厚さ全体にわたって実質的に均一にゲル化されている、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記ＰＣＭがカプセル化されている、請求項１に記載の物品。
【請求項１０】
前記多孔質の熱伝導性の薄型構造に、前記配合ＰＣＭが含浸しており、そして
前記含浸された多孔質の熱伝導性の薄型構造体が、感圧接着剤（ＰＳＡ）層を介して熱伝導シートと積層され、ＰＣＭが漏出するのが防止されている、請求項９に記載の物品。
【請求項１１】
前記熱伝導シートが、銅箔、銅メッシュ、銅布、銅発泡体、アルミニウム箔、アルミニウムメッシュ、アルミニウム布、アルミニウム発泡体またはグラファイトシートである、請求項１０に記載の物品。
【請求項１２】
前記熱伝導シートが、２５μｍ〜５００μｍの範囲の厚さを有する、請求項１１に記載の物品。
【請求項１３】
前記熱伝導シートが、２５μｍ〜７０μｍの範囲の厚さを有するグラファイトシートである、請求項１１に記載の物品。
【請求項１４】
前記物品が少なくとも１００Ｊ／ｃｃの潜熱を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１５】
前記物品が少なくとも１０Ｗ／ｍＫの有効熱伝導率を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１６】
５μｍ〜２０μｍの厚さの第１の感圧接着剤層、
約１７μｍ〜５００μｍの範囲の厚さを有する伝導性ベース層、
十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた２５μｍ〜１５０μｍの多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
５μｍ〜１０μｍの厚さの第２の感圧接着剤層、
２５μｍ〜５０μｍの厚さの熱伝導／保護層、および
５μｍ〜１０μｍの厚さの電気絶縁層
を有する熱分散アセンブリ。
【請求項１７】
５μｍ〜２０μｍの厚みの第１の感圧接着剤層、
約１７μｍ〜５００μｍの範囲の厚さを有する伝導性ベース層、
十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた２５μｍ〜１５０μｍの第１の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
５μｍ〜１０μｍの厚さの第２の感圧接着剤層、
十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた２５μｍ〜１５０μｍの第２の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
２５μｍ〜５０μｍの厚さの熱伝導／保護層、および
５μｍ〜１０μｍの厚さの電気絶縁層
を有する熱分散アセンブリ。
【請求項１８】
５μｍ〜２０μｍの厚みの第１の感圧接着剤層、
約１７μｍ〜５００μｍの範囲の厚さを有する伝導性ベース層、
十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた２５μｍ〜１５０μｍの第１の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
５μｍ〜１０μｍの厚さの第２の感圧接着剤層、
十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた２５μｍ〜１５０μｍの第２の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
５μｍ〜１０μｍの厚さの第３の感圧接着剤層、
十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた２５μｍ〜１５０μｍの第３の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
２５μｍ〜５０μｍの厚さの熱伝導／保護層、および
５μｍ〜１０μｍの厚さの電気絶縁層
を有する熱分散アセンブリ。
【請求項１９】
多孔質の熱伝導性の薄型構造に、前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体を実質的に濡らすように、十分な量の溶融形態の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させることを含む、請求項１に記載の物品を調製する方法。
【請求項２０】
前記配合相変化材料が、前記ＰＣＭと混合された５〜２０重量％のゲル化剤を含む前記ＰＣＭを含有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載のアセンブリを準備する方法であって、
（ｉ）
第１の感圧接着剤層、
熱伝導ベース層、
配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型構造を含む第１の物品、
第２の感圧接着剤層、
保護層、および／または
電気絶縁層、
を重ねてラミネートする工程、および
（ｉｉ）
安定して接着されたアセンブリを得るために、得られた積層体に十分な力および温度を加える工程
を含む方法。
【請求項２２】
請求項１７に記載のアセンブリを準備する方法であって、
（ｉ）
第１の感圧接着剤層、
熱伝導ベース層、
配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型構造を含む第１の物品、
第２の感圧接着剤層、
配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型構造を含む第２の物品、
保護層、および／または
電気絶縁層、
を重ねてラミネートする工程、および
（ｉｉ）
安定して接着されたアセンブリを得るために、得られた積層体に十分な力および温度を加える工程
を含む方法。
【請求項２３】
請求項１８に記載のアセンブリを準備する方法であって、
（ｉ）
第１の感圧接着剤層、
熱伝導ベース層、
配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型構造を含む第１の物品、
第２の感圧接着剤層、
配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型構造を含む第２の物品、
第３の感圧接着剤層、
配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型構造を含む第３の物品、
保護層、および／または
電気絶縁層、
を重ねてラミネートする工程、および
（ｉｉ）
安定して接着されたアセンブリを得るために、得られた積層体に十分な力および温度を加える工程
を含む方法。
【請求項２４】
コンパクトな電子デバイスによって生成された熱を散逸させる方法であって、前記デバイスを請求項１に記載の物品に接触させることを含む方法。
【請求項２５】
コンパクトな電子デバイスによって生成された熱を散逸させる方法であって、前記デバイスを請求項１６に記載のアセンブリに接触させることを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、熱分散物品、それを含有するアセンブリ、その製造方法、およびそのための種々の用途に関する。一態様では、本発明は、熱分散物品に関する。別の態様では、本発明は、本発明による物品の製造方法に関する。さらに別の態様において、本発明は、本発明の物品を含むアセンブリに関する。さらに別の態様において、本発明は、本発明のアセンブリを作製するための方法に関する。さらに別の態様では、本発明は、ポータブル電子デバイスなどの電子デバイスによって生成された熱を放散する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
電子デバイス、特にポータブル電子デバイス（例えば、スマートフォン、ｉＰｏｄ（登録商標）、タブレット、手持ち式医療デバイス、ゲームシステムなど）は現在、私たちの日常生活の一部となっている。速度および付加的な機能への要求が急速に拡大するにつれて、そのようなデバイスによって生成される熱は劇的に増加する。しかしながら、熱を散逸するのに利用可能な表面積が小さいため、このようなデバイスはますます熱的に制限される傾向がある。
【０００３】
例えばスペースの都合、冷却装置の信頼性の問題、それによって発生するノイズなどのために、能動的な冷却は、一般的にこのようなデバイスでは適切ではない。１つの可能な解決策として、相変化材料（ＰＣＭ）の使用が提案されている。基本的には、適切に高い潜熱（レイテンシー）を有するＰＣＭが使用される。例えば、ヘビーユース期間中に生成される過剰パワーの一部を管理することができる温度範囲内でＰＣＭが溶融し、その結果溶融したＰＣＭは、ローユース期間中に再凝固することができ、それにより要求に応じて性能を高めることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
残念ながら、従来のＰＣＭの（例えば、ワックス、オイル、等）は、典型的には非常に低い熱伝導率（約０．２Ｗ／ｍＫ以上）を有し、したがって、そのような材料は断熱材として機能する傾向がある。ポータブル型電子デバイスのサイズおよび体積の制限のために、ＰＣＭは、典型的には伝熱通路の内部に直接配置され、他のパッケージング／熱拡散コンポーネントと空間を共有するため、熱管理設計において深刻なジレンマが生じる。加えて、ＰＣＭベースの熱的解決策の利点を達成するために、ＰＣＭは、その全体積にわたって迅速に熱を吸収することができなければならず、これはＰＣＭが高い熱伝導率を有することを必要とする。
【０００５】
上述した制限のために、現在、ポータブル電子デバイスのような電子デバイス用の実用的なＰＣＭベースの熱的解決策は存在しない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、熱分散性物品、それを含むアセンブリ、その製造方法、およびそのための様々な用途が提供される。本発明の一態様では、熱分散物品が提供される。本発明の別の態様では、上記の物品を製造する方法が提供される。本発明のさらに別の態様では、上記の物品を含むアセンブリが提供される。本発明のさらに別の態様では、上記のアセンブリを作製するための方法が提供される。さらに別の態様では、ポータブル電子デバイスによって生成された熱を放散する方法が提供される。
【０００７】
本発明の物品は、相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型（ｌｏｗ−ｐｒｏｆｉｌｅ）構造体を含み、前記熱伝導性の薄型構造体は、第１および第２の伝導性／保護層の間に挟まれている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明に係る例示的な第１の物品（１０）である。この物品は：  第１の伝導性／保護層（１２）（すなわち、「２５μｍのＣｕ」）、  十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）が、多孔質の熱伝導性の薄型構造体の表面および空隙を実質的に覆うように含浸された多孔質の熱伝導性の薄型構造体（すなわち、「１５０μｍメッシュ＋ＰＣＭ」；この層は、単一層または複数のメッシュ層の積層体であってもよく、ここで、メッシュ層のそれぞれは、その表面および空隙が実質的に覆われるように、十分な量の配合ＰＣＭが含浸されている）の少なくとも１つの層（１４）（厚さ約１００μｍ〜約２００μｍまで）、  第１の感圧接着剤層（１６）（すなわち、「１０μｍ  ｐｓａ／ｅｐｓａ」）、  第２の伝導性／保護層（１８）（すなわち、「２５μｍのＣｕ」）、および  第２の感圧接着剤層（１９）（すなわち、「１０μｍ  ｐｓａ／ｅｐｓａ」）を含む。
【０００９】
【図２】図２は、本発明に係る第二の実施の物品（２０）を示す。この物品は：  第１の伝導性／保護層（２２）（すなわち、「２５μｍのＣｕ」）、  第１の感圧接着剤層（２４）（すなわち、「１０μｍ  ｅｐｓａ」）、  多孔質の熱伝導性の薄型構造体の表面および空隙を実質的に覆うように各層に十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた３層の多孔質の熱伝導性の薄型構造体（２６）（すなわち、３×「５０μｍメッシュ＋ＰＣＭＩ」）、  第２の感圧接着剤層（２７）（すなわち、「１０μｍ  ｐｓａ／ｅｐｓａ」）、  第２の伝導性／保護層（２８）（すなわち、「２５μｍグラファイト」）、および  第３の感圧接着剤層（２９）（すなわち、「１０μｍ  ｐｓａ／ｅｐｓａ」）を含む。
【００１０】
【図３】図３は、本発明に係る第三の実施の物品（３０）を示す。この物品は：  第１の伝導性／保護層（３２）（すなわち、「２５μｍのＣｕ」）、  第１の感圧接着剤層（３４）（すなわち、「１０μｍ  ｐｓａ」）、  その表面および空隙を実質的に覆うように、十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた  多孔質の熱伝導性の薄型構造体（３６）（すなわち、「２２５μｍのＰＣＭを有するメッシュ」）、  第２の感圧接着剤層（３７）（すなわち、「１０μｍ  ｐｓａ／ｅｐｓａ」）、  第２の伝導性／保護層（３８）（すなわち、「４０μｍグラファイト」）、  支持層（３９）（すなわち、「５μｍ  ＰＥＴ」）、および  第３の感圧接着剤層（４０）（すなわち、「１０μｍ  ｐｓａ／ｅｐｓａ」）を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
発明の詳細な説明
本発明によれば、
第１の伝導性／保護層、
１つまたは複数の多孔質の熱伝導性の薄型構造体であって、前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体の表面および空隙を実質的に覆うように十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸されており、ここで、前記配合ＰＣＭは、前記ＰＣＭと混合された５〜２０重量％のゲル化剤を含有する前記ＰＣＭを含有する薄型構造体、および
第２の伝導性／保護層
を有する熱分散物品であって、
前記１つまたは複数の多孔質の熱伝導性の薄型構造体は、前記第１および第２の伝導性／保護層の間に挟まれており、
前記物品は、
少なくとも１００Ｊ／ｃｃの潜熱、および
少なくとも１０Ｗ／ｍＫの有効熱伝導率
を有する物品が提供される。
【００１２】
種々の伝導性／保護層が、本明細書で使用することが意図される。典型的な伝導性／保護層としては、銅箔、銅メッシュ（例えば、拡張または織物メッシュ）、銅布（例えば、拡張または織物布）、発泡銅、アルミニウム箔、アルミニウムメッシュ（例えば、拡張または織物メッシュ）、アルミニウム布（例えば、拡張または織物布）、発泡アルミニウム、グラファイトシートなどが挙げられる。
【００１３】
本明細書において伝導性／保護層として使用することが企図される例示的なホイル材料は、約１０μｍから約２００μｍまでの範囲の厚さを有する材料を含む。本明細書において伝導性／保護層として使用することが意図されている例示的なメッシュ／布材料には、約６０ワイヤ／インチから約２００ワイヤ／インチの範囲のメッシュサイズを有する材料が含まれる。本明細書では伝導性／保護層として使用することが意図されている典型的な発泡体材料には、相互接続された固体ストラットのネットワークからなる多孔質構造または連続気泡発泡体が含まれ、ここで、石鹸泡またはビール泡のように、泡を形成する元の泡は、類似の大きさの泡の３次元の完全にパックされた配列であり、各泡は最小の表面積および表面エネルギーを有する。本明細書において伝導性／保護層として使用することが意図される例示的なシート材料としては、約２０孔／ｃｍ２〜約４０孔／ｃｍ２の範囲の孔径および約３％〜１２％の範囲の相対密度を有する材料が挙げられる。
【００１４】
本発明の実施において、種々の多孔質の熱伝導性の薄型構造体を採用することができ、例えば、銅メッシュ、銅布、銅発泡体、アルミニウムメッシュ、アルミニウム布、アルミニウム発泡体等である。
【００１５】
本明細書中で使用が意図される多孔質の熱伝導性の薄型構造体は、典型的には約５０μｍから約１ｍｍの範囲の厚さを有する。いくつかの実施形態では、多孔質の熱伝導性の薄型構造体の厚さは、１５０〜２００μｍの範囲にある。
【００１６】
本明細書で使用が意図される多孔質の熱伝導性の薄型構造体は、さらにその「面積開口率」及び／又は「体積開口率」を参照することで特徴づけられる。本明細書では、「面積開口率」とは、相変化材料で濡れるのを受容する多孔質の熱伝導性の薄型構造の表面のパーセンテージを指し、相変化材料との濡れを受容しない多孔質の熱伝導性の薄型構造体の表面に対するものである。同様に、「体積開口率」とは、多孔質の熱伝導性の薄型構造体の内部容積の部分であって、相変化材料との濡れ性を受容する部分を指し、相変化材料による濡れを受容しない多孔質の熱伝導性の薄型構造体の内部容積の部分に対するものである。
【００１７】
本明細書での使用が意図される多孔質の熱伝導性の薄型構造体は、典型的には約４０％から約７０％までの範囲内の面積開口率、および約６０％〜約９５％の範囲の体積開口率を有する。いくつかの実施形態において、本明細書での使用が意図される多孔質の熱伝導性の薄型構造は、典型的には、約５０％〜約６０％の範囲の面積開口率を有し、ある実施形態では、使用が企図される多孔質の熱伝導性の薄型構造は、典型的には、約６０％の面積開口率を有する。いくつかの実施形態では、使用が意図された多孔質の熱伝導性の薄型構造は、典型的には約７０％〜約８５％の範囲の体積開口率を有し、ある実施形態では、使用が意図される多孔質の熱伝導性の薄型構造は、典型的には約８５％の面積開口率を有する。
【００１８】
本明細書で使用するために意図される例示的なメッシュ／布材料は、拡張または織物メッシュとして特徴付けることができ、使用が意図される典型的な発泡体材料は、開放セル低密度発泡体として特徴付けることができる。
【００１９】
ある実施形態では、使用が意図される多孔質の熱伝導性の薄型構造体は、約３０％から約６０％までの範囲の面積開口率を有するワイヤメッシュを含む。
【００２０】
使用が意図される配合ＰＣＭは、５％〜２０重量％のゲル化剤を相変化材料と混合することにより調製することができる。ある実施形態では、配合ＰＣＭは、１０重量％のゲル化剤を相変化材料と混合することによって調製することができる。
【００２１】
使用が意図される典型的な相変化材料としては：
式：ＣｎＨ２ｎ＋２（ここでｎは約２０〜４０の範囲内にある）を有するパラフィン、
類似の融解温度範囲を有し、式：ＣＨ３（ＣＨ２）２ｎＣＯＯＨを有する脂肪酸、
など、ならびに
これらの任意の２種以上の混合物が挙げられる。
【００２２】
ある実施形態において、相変化材料は、ポータブル電子デバイスが使用されるネイティブ環境の最終的な平衡温度より約２０℃低い温度以下の融点を有する。ある実施形態において、相変化材料は、ポータブル電子デバイスが使用されるネイティブ環境の最終平衡温度より約１５℃低い温度以下の融点を有する。ある実施形態において、相変化材料は、ポータブル型電子デバイスが使用されるネイティブ環境の最終平衡温度より約１０℃低い温度以下の融点を有する。
【００２３】
使用が意図される例示的なゲル化剤としては、ポリマーワックスゲル化剤、ブロックコポリマーのゲル化剤、高表面積無機顔料／充填剤（例えば、モンモリロナイト、珪藻土、拡張／膨張黒鉛）、形態安定（ｆｏｒｍ  ｓｔａｂｌｅ）パラフィン／ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）複合物などが挙げられる。
【００２４】
使用が意図される典型的なブロックコポリマーのゲル化剤としては、ＪＳＲ（ＪＳＲ社製）ダイナロン６３６０Ｂ（オレフィン結晶−エチレン，ブチレン−オレフィン結晶ブロック共重合体（ＣＥＢＣ）または結晶性ブロック−ポリ（エチレン／ブチレン）−結晶性ブロック（ＣＥＢＣ））、Ｋｒａｔｏｎ  ＳＢＳ（スチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー）、Ｋｒａｔｏｎ  ＳＥＢＳ（スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロックコポリマー）などが挙げられる。
【００２５】
ある実施形態において、本発明の物品の配合ＰＣＭは、多孔質の熱伝導性の薄型構造体（単数、複数）の厚さ全体にわたって実質的に均一にゲル化されている。
【００２６】
多孔質の熱伝導性の薄型構造体を含浸するために用いられる配合ＰＣＭの厚さは、典型的には、多孔質の熱伝導性の薄型構造体の厚さの１〜２倍である。
【００２７】
任意選択で、本発明の実施において採用されるＰＣＭはカプセル化されることができる。そのようなカプセル化が達成され得る１つの方法は：
前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体に前記配合ＰＣＭを含浸させ、次いで
前記含浸された多孔質の熱伝導性の薄型構造体を、感圧接着剤（ＰＳＡ）層を介して熱伝導性シートと積層し、ＰＣＭが漏出するのを防止することによって達成できる。
【００２８】
本発明のこの実施形態における使用のために意図される熱伝導シートは、典型的には２５μｍから５００μｍの範囲の厚さを有する。
【００２９】
あるいは、熱伝導シートがグラファイトシートである場合、そのような構造は、典型的には、２５μｍ〜７０μｍの範囲の厚さを有する。
【００３０】
ポータブル電子デバイスからの熱の放散が有効であるためには、本発明の物品は、典型的には少なくとも１００Ｊ／ｃｃの潜熱を有することになる。ある実施形態において、本発明の物品は、少なくとも２４０Ｊ／ｃｃの潜熱を有する。
【００３１】
本発明の物品を、有効熱伝導率に関してさらに規定することができる。ある実施形態において、熱伝導率は少なくとも１０Ｗ／ｍＫである。ある実施形態において、熱伝導率は  ５０Ｗ／ｍＫ以上である。
【００３２】
本発明の別の実施形態によると、以下を含む熱分散アセンブリが提供される：
５μｍ〜２０μｍの厚さの第１の感圧接着剤層、
約１７μｍ〜５００μｍの範囲の厚さを有する伝導性ベース層、
２５μｍ〜１５０μｍの本発明による多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
５μｍ〜１０μｍの厚さの第２の感圧接着剤層、
２５μｍ〜５０μｍの厚さの熱伝導／保護層、および
５μｍ〜１０μｍの厚さの電気絶縁層。
【００３３】
使用が意図される感圧接着剤層は、適切な粘着付与剤（例えば、ロジンエステル）を配合したエラストマー（例えば、アクリレート）等が挙げられる。ＰＳＡは、アクリルポリマー、例えば以下の組成を有するものまたは以下の重合により調製されるものから製造することができる：
（ｉ）次式のアクリルまたはメタクリル酸誘導体（例えば、メタクリル酸エステル）であるアクリルモノマー：
ＣＨ２＝ＣＨ（Ｒ１）（ＣＯＯＲ２）、
ここで：
Ｒ１はＨまたはＣＨ３であり、
Ｒ２はＣ１−２０、好ましくはＣ１−８のアルキル鎖および
（ｉｉ）ペンダント反応性官能基を有するモノマーであって、以下に詳細に記載され、モノマー（ｉｉ）の量はアクリルポリマー１００ｇあたり約０．００１〜約０．０１５当量であるモノマー。
【００３４】
重合プロセスでは、（ｉ）および適切な場合に（ｉｉ）のモノマー成分が、ラジカル重合によってアクリル系ポリマーに変換される。モノマーは、Ｄ．  Ｓａｔａｓ、  “Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”、ｖａｎ  Ｎｏｓｔｒａｎｄ、ＮＹ（１９８９）に従って、得られたポリマーを使用してＰＳＡを調製することができるように選択される。
【００３５】
モノマー混合物（ｉ）の成分として有用なアクリレートおよび／またはメタクリレートの例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、メチルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｎ−ペンチルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘプチルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、アクリル酸ｎ−ノニルアクリレート、アクリル酸ラウリルアクリレート、アクリル酸シクロヘキシルアクリレート、および分岐（メタ）アクリレート、例えばｉ−ブチルアクリレート、ｉ−ブチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ステアリルメタクリレート、イソオクチルアクリレート等が挙げられる。
【００３６】
典型的なアクリルモノマー混合物（ｉ）は、０℃未満のＴｇ値、約１０，０００〜約２，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば５０，０００〜１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、望ましくは１００，０００〜７００，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する。混合物（ｉ）は、ホモポリマーが０℃未満のＴｇを有するならば、単一のモノマーであってもよい。
【００３７】
適当なモノマー（ｉｉ）の例は、接着フィルムにグリーン強度を提供することができるものであり、脂環式エポキシドモノマーＭ１００及びＡ４００（ダイセル）、オキセタンモノマーＯＸＥ−１０（コーワ社から市販されている）、ジシクロペンタジエニルメタクリレートエポキシド（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏ．、Ｅｘｔｏｎ、ＰＡから市販されているＣＤ５３５）、および４−ビニル−１−シクロヘキセン−１，２−エポキシド（Ｄｏｗから市販されている）が挙げられる。
【００３８】
アクリルポリマーは、ポストＵＶカチオン活性化反応を受けることが可能であり、従って、接着フィルムに高温保持力を提供する。例示的なアクリルポリマーは、以下の組成を有するものまたは以下の重合によって調製することができるものである：
（ｉ）次の式のアクリル酸またはメタクリル酸誘導体であるアクリルモノマー：
ＣＨ２＝ＣＨ（Ｒ１）（ＣＯＯＲ２）、
ここで
Ｒ１はＨまたはＣＨ３であり、
Ｒ２はＣ１−２０アルキル鎖であり、
（ｉｉ）（１）脂環式エポキシド、オキセタン、ベンゾフェノンまたはこれらの混合物、および（２）一置換オキシランの両方から選択されるペンダント反応性官能基の組み合わせを有するモノマー。
【００３９】
モノマー（ｉｉ）の量は、アクリルポリマー１００グラム当たり、約０．００１〜約０．０１５当量である。アクリルポリマーは、本質的に、マルチ（メタ）アクリレート、ポリオールまたはＯＨ官能基を含まず、ポリマーは重合後に実質的に線状のままである。特定の実施形態では、モノマー（ｉｉ）の量は、アクリルポリマー１００グラム当り、約０．００２から約０．０１当量である。
【００４０】
調製されるアクリルポリマーは、一般に、１０，０００〜２，０００，０００グラム／モル、例えば５０，０００〜１，０００，０００グラム／モル、例えば１００，０００〜７００，０００の間のような重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。Ｍｗは、ゲル浸透クロマトグラフィーまたはマトリックス支援レーザー脱離／イオン化質量分析法によって測定される。
【００４１】
モノマー（ｉｉ）として有用なモノ置換オキシランの例としては、グリシジルメタクリレート、１，２−エポキシ−５−ヘキセン、４−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、脂環式エポキシドモノマーＭ１００およびＡ４００、ＯＸＥ−１０、ＣＤ５３５エポキシド、及び４−ビニル−１−シクロヘキセン−１，２−エポキシドが挙げられる。
【００４２】
ＰＳＡはまた、可塑剤、粘着付与剤、及び充填剤などの様々な他の添加剤を含んでいてもよく、これらのすべては従来のＰＳＡの調製に使用されているものである。添加される可塑剤としては、低分子量のアクリルポリマー、フタレート、ベンゾエート、アジペート、または可塑剤樹脂などの多数が可能である。添加される粘着付与剤または粘着付与樹脂としては、文献に記載されている任意の公知の粘着付与樹脂を使用することができる。非限定的な例として、ピネン樹脂、インデン樹脂、およびそれらの不均化、水素化、重合およびエステル化誘導体および塩、脂肪族および芳香族炭化水素樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、Ｃ５樹脂、Ｃ９樹脂および他の炭化水素樹脂が挙げられる。得られる接着剤の特性を所望の最終特性に従うように調整するために、これらまたは他の樹脂の任意の所望の組み合わせを使用することができる。
【００４３】
ＰＳＡはさらに、老化防止剤、酸化防止剤、光安定剤、配合（複合化）剤、および／または促進剤として１種以上の添加剤を配合してもよい。
【００４４】
使用が意図される熱伝導性ベース層としては、銅箔、銅メッシュ、銅布、銅発泡体、アルミニウム箔、アルミメッシュ、アルミニウム布、アルミニウム発泡体等が挙げられる。
【００４５】
本発明のさらに別の実施形態によれば、上述したアセンブリを製造する方法が提供され、該方法は：
（ｉ）
第１の感圧接着剤層、
熱伝導ベース層、
配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型構造を含む第１の物品、
第２の感圧接着剤層、
保護層、および／または
電気絶縁層、
を重ねてラミネートする工程、および
（ｉｉ）
安定して接着されたアセンブリを得るために、得られた積層体に十分な力および温度を加える工程
を含む。
【００４６】
本発明の別の実施形態によると、以下を含む熱分散アセンブリが提供される：
５μｍ〜２０μｍの厚さの第１の感圧接着剤層、
約１７μｍ〜５００μｍの範囲の厚さを有する伝導性ベース層、
２５μｍ〜１５０μｍの本発明による第１の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
５μｍ〜１０μｍの厚さの第２の感圧接着剤層、
２５μｍ〜１５０μｍの本発明による第２の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
２５μｍ〜５０μｍの厚さの熱伝導／保護層、および
５μｍ〜１０μｍの厚さの電気絶縁層。
【００４７】
本発明のさらに別の実施形態によれば、上述したアセンブリを製造する方法が提供され、該方法は：
（ｉ）
第１の感圧接着剤層、
熱伝導ベース層、
配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型構造を含む第１の物品、
第２の感圧接着剤層、
配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型構造を含む第２の物品、
保護層、および／または
電気絶縁層、
を重ねてラミネートする工程、および
（ｉｉ）
安定して接着されたアセンブリを得るために、得られた積層体に十分な力および温度を加える工程
を含む。
【００４８】
本発明の別の実施形態によると、以下を含む熱分散アセンブリが提供される：
５μｍ〜２０μｍの厚さの第１の感圧接着剤層、
約１７μｍ〜５００μｍの範囲の厚さを有する伝導性ベース層、
２５μｍ〜１５０μｍの本発明による第１の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
５μｍ〜１０μｍの厚さの第２の感圧接着剤層、
２５μｍ〜１５０μｍの本発明による第２の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
５μｍ〜１０μｍの厚さの第３の感圧接着剤層、
２５μｍ〜１５０μｍの本発明による第３の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
２５μｍ〜５０μｍの厚さの熱伝導／保護層、および
５μｍ〜１０μｍの厚さの電気絶縁層。
【００４９】
本発明のさらに別の実施形態によれば、上述したアセンブリを製造する方法が提供され、該方法は：
（ｉ）
第１の感圧接着剤層、
熱伝導ベース層、
配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型構造を含む第１の物品、
第２の感圧接着剤層、
配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型構造を含む第２の物品、
第３の感圧接着剤層、
配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸された熱伝導性の薄型構造を含む第３の物品、
保護層、および／または
電気絶縁層、
を重ねてラミネートする工程、および
（ｉｉ）
安定して接着されたアセンブリを得るために、得られた積層体に十分な力および温度を加える工程
を含む。
【００５０】
本発明のさらに別の実施形態によれば、本明細書に記載の物品を調製するための方法が提供され、この方法は、多孔質の熱伝導性の薄型構造に、前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体を実質的に濡らすように、十分な量の溶融形態の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させることを含む。
【００５１】
ある実施形態において、前記配合相変化材料は、前記ＰＣＭと混合された約５〜２０重量％のゲル化剤を含む前記ＰＣＭを含有する。
【００５２】
本発明のさらに別の実施形態によれば、コンパクトな電子デバイスによって生成された熱を散逸させる方法であって、前記デバイスを本明細書記載のアセンブリに接触させることを含む方法が提供される。
【００５３】
本発明の様々な態様は、以下の非限定的な実施例によって示される。これらの実施例は説明のためのものであり、本発明を実施する上での制限ではない。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、変更および修正を行うことができることが理解されよう。当業者は、本明細書に記載の試薬および成分を合成する方法または商業的に入手する方法を容易に知ることができる。
【実施例】
【００５４】
実施例１
本発明によるＰＣＭベースの熱システムの性能特性を、同等の熱拡散能力を有するがＰＣＭを含有しない従来の熱管理システムの性能特性と比較した。
【００５５】
結果より、ＰＣＭベースのシステムでは、トランジット（ｔｒａｎｓｉｔ）期間中に、接合部温度を大幅に低下させることが実証された。おそらくＰＣＭの蓄熱効果によると考えられる。
【００５６】
実施例２
本発明による例示のＰＣＭベースの熱システムを、（そのＰＣＭが非常に低い温度範囲内で、その潜熱を解放するように）かなり低い溶融温度を有するＰＣＭを有する２つの従来のＰＣＭベースの解決方法と比較した。
【００５７】
結果より、本発明の熱分散物品は、ポータブル電子デバイスで発生した熱を除去するための従来のＰＣＭベースの解決方法よりも優れていることが実証された。
【００５８】
本明細書に示され記載されたものに加えて、本発明の種々の改変が、上記説明の技術の当業者には明らかであろう。そのような改変も、添付の特許請求の範囲に含まれる。
【００５９】
本明細書で言及した特許および刊行物は、本発明が関係する当業者のレベルを示すものである。これらの特許および刊行物は、各個々の出願または刊行物が具体的かつ個々に参照により本明細書に組み込まれているのと同じ程度に参照により本明細書に組み込まれる。
【００６０】
上記の説明は、本発明の特定の実施形態の例示であるが、本発明の実施を限定するものを意図するものではない。その全ての等価物を含む添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲を定めるものである。
【図１】
2018518393.tif 000003
【図２】
2018518393.tif 000004
【図３】
2018518393.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月5日(2018.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の伝導性／保護層、
１つまたは複数の多孔質の熱伝導性の薄型構造体であって、前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体の表面および空隙を実質的に覆うように十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）が含浸され、前記配合ＰＣＭは、前記ＰＣＭと混合された５〜２０重量％のゲル化剤を含有する前記ＰＣＭを含有する、多孔質の熱伝導性の薄型構造体、および
第２の伝導性／保護層
を有する熱分散物品であって、
前記１つまたは複数の多孔質の熱伝導性の薄型構造体は、前記第１および第２の伝導性／保護層の間に挟まれており、
前記物品は、少なくとも１００Ｊ／ｃｃの潜熱、および少なくとも１０Ｗ／ｍＫの有効熱伝導率
を有する熱分散物品。
【請求項２】
前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体が、銅メッシュ、銅布、銅発泡体、アルミニウムメッシュ、アルミニウム布またはアルミニウム発泡体を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記多孔質の熱伝導性の薄型構造がワイヤメッシュである、請求項２に記載の物品。
【請求項４】
前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体の厚さが、約５０μｍから約１ｍｍの範囲にある、請求項２に記載の物品。
【請求項５】
前記配合ＰＣＭの厚さが、前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体の厚さの１〜２倍である、請求項２に記載の物品。
【請求項６】
前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体は、約４０％〜約７０％の範囲の面積開口率と、約６０％〜約９５％の範囲の体積開口率とを有している請求項１に記載の物品。
【請求項７】
前記配合ＰＣＭが、５〜２０重量％のゲル化剤を、パラフィン（ＣｎＨ２ｎ＋２）（ここでｎは約２０〜４０の範囲内にある）、または、類似の融解温度範囲を有する脂肪酸（ＣＨ３（ＣＨ２）２ｎＣＯＯＨ）、または、それらの任意の２種以上の混合物から選択される相変化材料と混合することによって調製される、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
前記配合ＰＣＭが、前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体の厚さ全体にわたって実質的に均一にゲル化されている、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記ＰＣＭがカプセル化されている、請求項１に記載の物品。
【請求項１０】
前記多孔質の熱伝導性の薄型構造に、前記配合ＰＣＭが含浸しており、そして
前記含浸された多孔質の熱伝導性の薄型構造体が、感圧接着剤（ＰＳＡ）層を介して熱伝導シートと積層され、ＰＣＭが漏出するのが防止されている、請求項９に記載の物品。
【請求項１１】
前記熱伝導シートが、銅箔、銅メッシュ、銅布、銅発泡体、アルミニウム箔、アルミニウムメッシュ、アルミニウム布、アルミニウム発泡体またはグラファイトシートである、請求項１０に記載の物品。
【請求項１２】
前記熱伝導シートが、２５μｍ〜５００μｍの範囲の厚さを有する、請求項１１に記載の物品。
【請求項１３】
前記熱伝導シートが、２５μｍ〜７０μｍの範囲の厚さを有するグラファイトシートである、請求項１１に記載の物品。
【請求項１４】
５μｍ〜２０μｍの厚さの第１の感圧接着剤層、
約１７μｍ〜５００μｍの範囲の厚さを有する伝導性ベース層、
十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた２５μｍ〜１５０μｍの多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
５μｍ〜１０μｍの厚さの第２の感圧接着剤層、
２５μｍ〜５０μｍの厚さの熱伝導／保護層、および
５μｍ〜１０μｍの厚さの電気絶縁層
を有する熱分散アセンブリ。
【請求項１５】
５μｍ〜２０μｍの厚みの第１の感圧接着剤層、
約１７μｍ〜５００μｍの範囲の厚さを有する伝導性ベース層、
十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた２５μｍ〜１５０μｍの第１の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
５μｍ〜１０μｍの厚さの第２の感圧接着剤層、
十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた２５μｍ〜１５０μｍの第２の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
２５μｍ〜５０μｍの厚さの熱伝導／保護層、および
５μｍ〜１０μｍの厚さの電気絶縁層
を有する熱分散アセンブリ。
【請求項１６】
５μｍ〜２０μｍの厚みの第１の感圧接着剤層、
約１７μｍ〜５００μｍの範囲の厚さを有する伝導性ベース層、
十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた２５μｍ〜１５０μｍの第１の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
５μｍ〜１０μｍの厚さの第２の感圧接着剤層、
十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた２５μｍ〜１５０μｍの第２の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
５μｍ〜１０μｍの厚さの第３の感圧接着剤層、
十分な量の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させた２５μｍ〜１５０μｍの第３の多孔質の熱伝導性の薄型構造体、
２５μｍ〜５０μｍの厚さの熱伝導／保護層、および
５μｍ〜１０μｍの厚さの電気絶縁層
を有する熱分散アセンブリ。
【請求項１７】
多孔質の熱伝導性の薄型構造に、前記多孔質の熱伝導性の薄型構造体を実質的に濡らすように、十分な量の溶融形態の配合相変化材料（ＰＣＭ）を含浸させることを含む、請求項１に記載の物品を調製する方法。
【請求項１８】
前記配合相変化材料が、前記ＰＣＭと混合された５〜２０重量％のゲル化剤を含む前記ＰＣＭを含有する、請求項１７に記載の方法。
【国際調査報告】
2018518393.tif 000006
2018518393.tif 000007