JP2019513203A - 圧縮性ガスケット、その製造方法、及びそれを備える電子製品 - Google Patents

Abstract

本開示は、圧縮性ガスケット、圧縮性ガスケットを備える電子製品、及び圧縮性ガスケットを製造する方法を提供する。本開示の圧縮性ガスケットは、連続気泡発泡体マトリックスと、その連続気泡発泡体の連続気泡を充填して、その連続気泡内で硬化される充填媒体とを備え、この充填媒体は、硬化性接着剤と、その硬化性接着剤中に分散されている１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子とを含む。この１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子は、熱伝導性マイクロメートル粒子及び熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子の少なくとも一方を含み、任意選択的に、難燃性マイクロメートル粒子、導電性マイクロメートル粒子、及び電磁波吸収マイクロメートル粒子のうちの少なくとも１種を含む。本発明の圧縮性ガスケットは、衝撃及び振動吸収機能並びにシール機能を提供することができ、かつまた、システム熱管理設計及び／又は電磁適合性設計に関する要件も満たすことができる。【選択図】図３

Description

本開示は、新規な圧縮性ガスケット、その製造方法、及びそれを備える電子製品に関する。この新規な圧縮性ガスケットは、主として、スマートウェアラブル装置、携帯電話、タブレットコンピュータ、ノートブックコンピュータなどの、パーソナルモバイル電子消費者製品の市場において使用され、それらの製品の電磁適合性及びシステム熱管理の設計要件を満たすものであり、また、上記の機能を満たすことが必要とされる、自動車用電子機器、医療用電子機器、及び白物家電製品などの、電子装置並びに電力装置に関しても使用することができる。

パーソナルモバイル電子装置における、高周波及び高性能の計算プロセッサの幅広い用途、並びに、そのパーソナルモバイル電子装置の、ますます薄くなる構造の開発傾向に伴い、有効な熱管理設計及び電磁適合性設計が、パーソナルモバイル電子製品設計の焦点となってきており、その製品設計の直面する課題である。

現在の電子材料市場では、顧客によって広く使用されている単一機能の導電圧縮性ガスケットは、システム熱管理設計及び電磁適合性設計の双方に関する、研究開発技術者の要件を満たすことができない。

それゆえ、衝撃及び振動を吸収するための適切な圧縮性を有し、電子装置若しくは電気装置の狭い空間内で無間隙のシール機能を提供するばかりではなく、熱伝導性、導電性、熱伝導性及び導電性の双方、電磁波吸収特性、並びに難燃特性のうちの少なくとも１つを有し、特に、現在の市場における導電圧縮性ガスケットの可燃性の欠陥を克服することが可能であり、顧客の特殊安全設計要件を満たす良好な難燃特性を有する、圧縮性ガスケットが必要とされている。

本開示は、衝撃及び振動吸収機能並びにシール機能を提供することが可能であり、かつまた、システム熱管理設計及び／又は電磁適合性設計に関する要件も満たすことが可能な、圧縮性ガスケットを提供する。

特定の態様では、本開示は、連続気泡発泡体マトリックスと、その連続気泡発泡体の連続気泡を充填して、その連続気泡内で硬化される充填媒体とを備える、圧縮性ガスケットを提供するものであり、この充填媒体は、硬化性接着剤と、その硬化性接着剤中に分散されている１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子とを含み、この１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子は、熱伝導性マイクロメートル粒子及び熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子の少なくとも一方を含み、任意選択的に、難燃性マイクロメートル粒子、導電性マイクロメートル粒子、及び電磁波吸収マイクロメートル粒子のうちの少なくとも１種を含む。

特定の態様では、本開示は、圧縮性ガスケットを製造する方法を提供するものであり、この方法は、（１）１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子を、硬化性接着剤中に分散させることにより、流動性充填媒体を形成する工程と、（２）連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡を、流動性充填媒体で充填する工程と、（３）硬化性接着剤を硬化させることによって、硬化されるべき充填媒体を、連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡内で硬化させる工程とを含み、この１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子は、熱伝導性マイクロメートル粒子及び熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子の少なくとも一方を含み、任意選択的に、難燃性マイクロメートル粒子、導電性マイクロメートル粒子、及び電磁波吸収マイクロメートル粒子のうちの少なくとも１種を含む。

特定の態様では、本開示は、電子製品を提供するものであり、この電子製品は、圧縮性ガスケットを内部に備える。

本開示によって提供される圧縮性ガスケットは、その圧縮性ガスケットの衝撃及び振動吸収機能並びにシール機能と、システム熱管理設計及び／又は電磁適合性設計に関する要件とを、同時に考慮に入れることができる。

本開示の上述並びに他の目的、特徴、及び利点を、より明らかなものとし、かつ容易に理解することを可能にするために、図面及び実施形態と組み合わせて、本開示を以下で更に説明するものとする。
本開示の特定の実施形態に従って提供される圧縮性ガスケットの、Ｚ方向接触抵抗試験の概略図である。 本開示の特定の実施形態に従って提供される圧縮性ガスケットの、垂直方向熱伝導率試験の概略図である。 本開示の実施例１及び実施例４の圧縮性ガスケットの、電磁波吸収性能（電力損失Ｐ_ｌｏｓｓ）の試験結果である。

本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、当業者は、本説明の教示に従って、他の様々な実施形態を考案し、それらに変更を加えることができる点を理解されたい。それゆえ、以下の実施形態は、限定的な意味を有するものではない。

別途明確に記述されない限り、本説明及び「特許請求の範囲」における特徴的なサイズ、量、及び物理化学的特性を表現するために使用されている全ての数字は、全ての状況下で、用語「約」によって修飾されているものとして理解されよう。それゆえ、別途反対の記述のない限り、本説明及び添付の「特許請求の範囲」に列挙されている数値パラメータは近似値であり、当業者は、本明細書で開示されている教示によって得ることが可能な所望の特性に従って、これらの近似値を適切に変更することができる。端点を使用することによって表現されている数値範囲は、それらの範囲内の全ての数、及びそれらの範囲内の任意の範囲を含む。例えば、１〜５は、１、１．１、１．３、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５などを含む。

別途明確に記述されない限り、本開示で説明される「連続気泡発泡」は、連続気泡発泡体材料の発泡プロセスを指す。

別途明確に記述されない限り、本開示で説明される「連続気泡発泡体材料」は、連続気泡発泡によって得られた材料を指すものであり、この材料は、その材料内の他の発泡体気泡から壁膜によって分離されておらず、それらの気泡と相互に連通している、非独立発泡体気泡を含む。

圧縮性ガスケット
特定の態様によれば、本開示は、連続気泡発泡体マトリックスと、その連続気泡発泡体の連続気泡を充填して、その連続気泡内で硬化される充填媒体とを備える、圧縮性ガスケットを提供するものであり、この充填媒体は、硬化性接着剤と、その硬化性接着剤中に分散されている１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子とを含み、この１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子は、熱伝導性マイクロメートル粒子及び熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子の少なくとも一方を含み、任意選択的に、難燃性マイクロメートル粒子、導電性マイクロメートル粒子、及び電磁波吸収マイクロメートル粒子のうちの少なくとも１種を含む。

特定の実施形態によれば、連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡容積の、２０％超、又は３０％超、又は５０％超、又は最大１００％が、充填媒体で充填されている。充填率が２０％超に達している場合に、その充填媒体中に含まれているマイクロメートル粒子の効果を、十分に発揮させることができる。

本開示によって提供される圧縮性ガスケット中の発泡体マトリックスは、内部に連続気泡発泡構造体が分布されており、それら連続気泡発泡構造体の形状は、好ましくは、シート状である。このシート状の連続気泡発泡体は、主として、引張強度及び支持強度をもたらす、骨格構造体の役割を果たすことにより、充填媒体に対する充填空間が提供されると共に、圧縮性がもたらされる。

発泡体マトリックスの材料は、その材料が弾性を有し、外力の影響下で所定の復元力を有する限りは、限定されるものではない。特定の実施形態によれば、連続気泡発泡体マトリックスは、高分子弾性材料又は熱可撓性エラストマーから、発泡プロセスによって形成された、連続気泡発泡体である。特定の実施形態によれば、連続気泡発泡体マトリックス用の高分子弾性材料は、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、シリコン樹脂、エチレン酢酸ビニル（ethylene vinyl acetate；ＥＶＡ）コポリマー、ポリエチレン、又はこれらの混合物である。

特定の実施形態によれば、連続気泡発泡体マトリックスの厚さは、０．１ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍ、又は、最も好ましくは１．０ｍｍ〜３．０ｍｍである。

特定の実施形態によれば、連続気泡発泡体マトリックスの気泡密度は、１０ｐｐｉ〜５００ｐｐｉ、好ましくは５０ｐｐｉ〜３００ｐｐｉ、より好ましくは５０ｐｐｉ〜２００ｐｐｉ、又は、最も好ましくは８０ｐｐｉ〜１５０ｐｐｉである。

特定の実施形態によれば、連続気泡発泡体マトリックス上に、金属層を堆積させることにより、その連続気泡発泡体マトリックスに、導電性及び／又は磁気伝導性を更に付与することができる。

特定の実施形態によれば、この金属層は、ニッケル及びコバルトを含む。特定の実施形態では、Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｎｉ）の重量比は、０．２％〜８５％であり、好ましい一実施形態では、その重量比は２％〜７０％であり、より好ましい一実施形態では、その重量比は５％〜５０％であり、最も好ましい実施形態では、その重量比は５％〜３５％である。

Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｎｉ）の重量比が、上述の範囲内である場合に、優れた磁気性能を得ることができる。

特定の実施形態によれば、ニッケル及びコバルトが堆積されている連続気泡発泡体マトリックスの、（Ｃｏ＋Ｎｉ）／発泡体の重量比は、１％〜５０％、好ましくは２％〜３０％、より好ましくは３％〜２０％、又は、最も好ましくは５％〜１０％である。堆積金属層の厚さは、１０ｎｍ〜２０００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜１８００ｎｍ、より好ましくは１００ｎｍ〜１５００ｎｍ、又は、最も好ましくは２００ｎｍ〜１０００ｎｍである。

特定の実施形態によれば、連続気泡発泡体マトリックス上に堆積されている金属層は、モリブデン、マンガン、銅、クロム、及びこれらの組み合わせなどの金属を更に含む。金属層が堆積されている発泡体マトリックスの、全金属／発泡体の重量比は、１％〜５０％、好ましくは２％〜４０％、より好ましくは３％〜３０％、又は、最も好ましくは５％〜２０％である。全金属／発泡体の重量比が上記の範囲内である場合に、抵抗、特にＺ方向の抵抗を、より小さくすることができる。堆積金属層の厚さは、１０ｎｍ〜２０００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜１８００ｎｍ、より好ましくは１００ｎｍ〜１５００ｎｍ、又は、最も好ましくは２００ｎｍ〜１０００ｎｍである。堆積金属層の厚さが、上記の範囲内である場合に、抵抗、特にＺ方向の抵抗を、より小さくすることができ、その堆積層は、繰り返し圧縮されることによっても、容易には脱落又は破断することがない。

本開示によって提供される圧縮性ガスケット内の充填媒体は、連続気泡発泡体の連続気泡を充填して、その連続気泡内で硬化されるために使用される。この充填媒体は、その中に、熱伝導性マイクロメートル粒子及び熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子の少なくとも一方を含み、あるいは、難燃性マイクロメートル粒子、導電性マイクロメートル粒子、及び電磁波吸収マイクロメートル粒子のうちの少なくとも１種を更に含むため、この圧縮性ガスケットは、全体として熱伝導性を有し得るものであり、また、導電性及び電磁波吸収性能を有し得るか、あるいは、難燃特性を有し得る。

特定の実施形態によれば、熱伝導性マイクロメートル粒子は、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、及び窒化銅のうちの少なくとも１種を含み、熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子は、銀粉末、アルミニウム粉末、及びニッケル粉末などの金属粉末、あるいは、銀めっきアルミニウム粉末及び銀めっきガラス粉末などの、表面上に導電性金属がめっきされている粒子を含み、難燃性マイクロメートル粒子は、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウムなどを含み、電磁波吸収マイクロメートル粒子は、カルボニル鉄粉末（carbonyl iron powder；ＣＩＰ）などの金属磁気吸収性粒子、ニッケル亜鉛フェライト、マンガン亜鉛フェライト、及びバリウムフェライトなどのフェライト波動吸収材料、センダストなどの合金波動吸収材料、並びに、炭化ケイ素及びホウケイ酸アルミニウムなどのセラミック波動吸収材料を含む。

特定の実施形態によれば、これらのマイクロメートル粒子は、粒状又は繊維状である。

特定の実施形態によれば、これらのマイクロメートル粒子のサイズは、１μｍ〜１０００μｍの範囲内とすることができる。粒状マイクロメートル粒子に関しては、Ｄ_５０は、好ましくは１μｍ〜５００μｍ、より好ましくは１μｍ〜１００μｍの範囲内である。繊維状マイクロメートル粒子に関しては、それらの繊維の平均長さは、好ましくは５０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは６０μｍ〜３００μｍ、又は、特に好ましくは７５μｍ〜１５０μｍである。特定の実施形態によれば、それらの繊維の長さと直径との比は、２〜２０、好ましくは５〜１５である。

特定の実施形態によれば、充填媒体中のマイクロメートル粒子は、硬化性接着剤中に均一に分散されており、連続気泡発泡体の連続気泡内に注入され、硬化性接着剤の硬化によって、その連続気泡発泡体の連続気泡内で安定的に結合される。

特定の実施形態によれば、硬化性接着剤は、熱硬化性接着剤、ホットメルト接着剤、及び架橋硬化性接着剤を含む。この硬化性接着剤は、シリカゲル、エポキシ接着剤、ポリウレタン接着剤、及びアクリル酸接着剤からなる群から選択することができる。好ましい一実施形態では、この硬化性接着剤は、システム全体の耐高温性を向上させるシリカゲルであり、それゆえ、その圧縮性ガスケットに、より良好な難燃特性がもたらされる。更に好ましくは、このシリカゲルは、液体二成分シリカゲルとすることができる。

特定の実施形態によれば、充填媒体中での、マイクロメートル粒子に対する接着剤の質量比は、９９：１〜５：９９、好ましくは５０：５０〜５：９５、又は、より好ましくは８０：２０〜５：９５である。この比の範囲内で、マイクロメートル粒子を、接着剤中に均一に分散させることができ、硬化した充填媒体は、熱伝導性及び導電性などの要求性能を実現することができる。

特定の実施形態によれば、より良好な性能を圧縮性ガスケットに付与するために、又は、圧縮性ガスケットの使用を容易にするために、他の機能層もまた、その圧縮性ガスケット上に一体化させることができる。

特定の実施形態によれば、他の機能層は、導電層又は剥離紙を含み得る。

特定の実施形態によれば、圧縮性ガスケットに衝撃吸収特性及び振動遮断特性を付与すると共に、そのガスケットが所定の間隙内にプレスフィットされている際の良好な密着性を確実なものとするために、この圧縮性ガスケットの圧縮性変形は、初期の厚さの５０％超、好ましくは７０％超、より好ましくは８０％超、又は、最も好ましくは９０％超である。この場合の圧縮変形は、５０ＰＳＩ以下の力の影響下での値である。

特定の実施形態によれば、この圧縮性ガスケットは、特定の復元力を有し、圧縮性ガスケットから外力が除去された時点での、その圧縮性ガスケットの残留変形（永久変形）は、５０％未満、好ましくは３０％未満、より好ましくは２０％未満、又は、最も好ましくは１０％未満である。

特定の実施形態によれば、圧縮性ガスケットが十分な熱伝導性を有することを可能にするために、ＡＳＴＭ Ｄ−５４７０−１２に従って測定される、この圧縮性ガスケットの垂直熱伝導率は、０．５０ｗ／ｍｋ超、又は、より好ましくは０．８０ｗ／ｍｋ超である。

特定の実施形態によれば、この圧縮性ガスケットは、ＵＬ９４ Ｖ−０燃焼等級試験に合格する。

圧縮性ガスケットを製造する方法
特定の態様によれば、本開示は、圧縮性ガスケットを製造する方法を提供するものであり、この方法は、（１）１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子を、硬化性接着剤中に分散させることにより、流動性充填媒体を形成する工程と、（２）連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡を、流動性充填媒体で充填する工程と、（３）硬化性接着剤を硬化させることによって、硬化されるべき充填媒体を、連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡内で硬化させる工程とを含み、この１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子は、熱伝導性マイクロメートル粒子及び熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子の少なくとも一方を含み、任意選択的に、難燃性マイクロメートル粒子、導電性マイクロメートル粒子、及び電磁波吸収マイクロメートル粒子のうちの少なくとも１種を含む。

特定の実施形態によれば、圧縮性ガスケットを製造するための連続気泡発泡体マトリックスは、高分子弾性材料又は熱可撓性エラストマーから、発泡プロセスによって形成された、連続気泡発泡体である。連続気泡発泡体マトリックス用の高分子弾性材料は、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、シリコン樹脂、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）コポリマー、ポリエチレン、又はこれらの混合物である。

特定の実施形態によれば、圧縮性ガスケットを製造するための、シート連続気泡発泡体マトリックスは、ポリウレタンなどの高分子弾性材料を重合及び発泡させることにより、連続気泡発泡本体、すなわち連続気泡発泡体を形成する工程と、次いで、その連続気泡発泡体を、規定の厚さを有するシート状の連続気泡発泡体へと切断する工程とを実行することによって、製造することができる。

特定の実施形態によれば、このシート状の連続気泡発泡体上に、導電処理を更に実行することにより、表面上に金属層が堆積されているシート状の導電性連続気泡発泡体を得ることができる。この導電処理は、金属蒸着、金属マグネトロンスパッタリング、金属溶液電気めっき、金属溶液化学めっき、又はこれらの組み合わせを含み得る。

この連続気泡発泡体マトリックス上に堆積されている金属層の説明に関しては、本説明の「圧縮性ガスケット」部分を参照されたい。

本開示では、圧縮性ガスケットは、硬化性接着剤と、その硬化性接着剤中に分散されている１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子とを含む、充填媒体を、連続気泡発泡体の連続気泡内に充填して硬化させることによって製造されるものであり、最初に、流動性充填媒体が形成され、次いで、その流動性充填媒体が、連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡を充填し、最終的に、硬化性接着剤を硬化させることによって、硬化されるべき充填媒体が、連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡内で硬化する。

特定の実施形態によれば、流動性充填媒体は、硬化性接着剤中に、１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子を分散させることによって形成される。攪拌などの手段によって、その中にマイクロメートル粒子を均一に分散させることを可能にするために、使用される接着剤は、液体状態である。

特定の実施形態によれば、この硬化性接着剤は、熱硬化性接着剤、ホットメルト接着剤、及び放射線硬化性接着剤を含む。そのような接着剤は、室温で液体状態のものとすることができ、又は、ホットメルト接着剤などの、加熱された場合に液体状態のものとすることもできる。

特定の実施形態によれば、連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡を、充填媒体で充填する工程は、連続気泡発泡体上に流動性充填媒体を注ぎ、次いで、連続気泡発泡体の連続気泡内に、その充填媒体を押し込む工程、又は、流動性充填媒体中に連続気泡発泡体を含浸させ、次いで、その含浸させた連続気泡発泡体を取り出して、連続気泡の外側の充填媒体を除去する工程を含む。

特定の実施形態によれば、硬化性接着剤の硬化は、加熱硬化、放射線硬化、又は、ホットメルト接着剤の（低温）固化を含む。

接着剤、マイクロメートル粒子、及びそれらの比率の詳細な説明に関しては、本説明の「圧縮性ガスケット」部分を参照されたい。

電子製品
特定の態様によれば、本開示は、本開示の圧縮性ガスケットを備える、電子製品を提供する。

特定の実施形態によれば、この電子製品は、スマートウェアラブル装置、携帯電話、コンピュータ、自動車用電子機器、医療用電子機器、及び白物家電製品を含む。

以下の実施形態を使用して、本開示を限定的にではなく、むしろ例示的に説明する。

実施形態１は、連続気泡発泡体マトリックスと、その連続気泡発泡体の連続気泡を充填して、その連続気泡内で硬化される充填媒体とを備える、圧縮性ガスケットであり、この充填媒体は、硬化性接着剤と、その硬化性接着剤中に分散されている１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子とを含み、この１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子は、熱伝導性マイクロメートル粒子及び熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子の少なくとも一方を含み、任意選択的に、難燃性マイクロメートル粒子、導電性マイクロメートル粒子、及び電磁波吸収マイクロメートル粒子のうちの少なくとも１種を含む。

実施形態２は、連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡容積の、２０％超、又は３０％超、又は５０％超、又は最大１００％が、充填媒体で充填されている、実施形態１による圧縮性ガスケットである。

実施形態３は、連続気泡発泡体マトリックスが、高分子弾性材料又は熱可撓性エラストマーから、発泡プロセスによって形成された、連続気泡発泡体である、実施形態１又は実施形態２による圧縮性ガスケットである。

実施形態４は、高分子弾性材料が、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、シリコン樹脂、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）コポリマー、ポリエチレン、又はこれらの混合物である、実施形態３による圧縮性ガスケットである。

実施形態５は、金属層が、連続気泡発泡体マトリックス上に堆積されている、実施形態１〜４のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態６は、金属層がニッケル及びコバルトを含む、実施形態５による圧縮性ガスケットである。

実施形態７は、硬化性接着剤が、熱硬化性接着剤、ホットメルト接着剤、及び架橋硬化性接着剤を含む、実施形態１〜６のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態８は、硬化性接着剤が、シリカゲル、エポキシ接着剤、ポリウレタン接着剤、及びアクリル酸接着剤からなる群から選択される、実施形態１〜７のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態９は、シリカゲルが、液体二成分シリカゲルである、実施形態８による圧縮性ガスケットである。

実施形態１０は、熱伝導性マイクロメートル粒子が、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、及び窒化銅のうちの少なくとも１種を含み、熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子が、銀粉末、アルミニウム粉末、及びニッケル粉末などの金属粉末、あるいは、銀めっきアルミニウム粉末及び銀めっきガラス粉末などの、表面上に導電性金属がめっきされている粒子を含み、難燃性マイクロメートル粒子が、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウムなどを含み、電磁波吸収マイクロメートル粒子が、カルボニル鉄粉末（ＣＩＰ）などの金属磁気吸収性粒子、ニッケル亜鉛フェライト、マンガン亜鉛フェライト、及びバリウムフェライトなどのフェライト波動吸収材料、センダストなどの合金波動吸収材料、並びに、炭化ケイ素及びホウケイ酸アルミニウムなどのセラミック波動吸収材料を含む、実施形態１〜９のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態１１は、マイクロメートル粒子が、粒状又は繊維状である、実施形態１〜１０のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態１２は、充填媒体中での、マイクロメートル粒子に対する接着剤の質量比が、９９：１〜５：９９、好ましくは５０：５０〜５：９５、又は、より好ましくは８０：２０〜５：９５である、実施形態１〜１１のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態１３は、連続気泡発泡体マトリックスの厚さが、０．１ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍ、又は、最も好ましくは１．０ｍｍ〜３．０ｍｍである、実施形態１〜１２のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態１４は、連続気泡発泡体マトリックスの気泡密度が、１０ｐｐｉ〜５００ｐｐｉ、好ましくは５０ｐｐｉ〜３００ｐｐｉ、より好ましくは５０ｐｐｉ〜２００ｐｐｉ、又は、最も好ましくは８０ｐｐｉ〜１５０ｐｐｉである、実施形態１〜１３のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態１５は、圧縮性ガスケットの圧縮性変形が、初期の厚さの５０％超、好ましくは７０％超、より好ましくは８０％超、又は、最も好ましくは９０％超である、実施形態１〜１４のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態１６は、圧縮性ガスケットの残留変形が、５０％未満、好ましくは３０％未満、より好ましくは２０％未満、又は、最も好ましくは１０％未満である、実施形態１〜１５のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態１７は、ＡＳＴＭ Ｄ−５４７０−１２に従って測定される、圧縮性ガスケットの垂直熱伝導率が、０．５０ｗ／ｍｋ超、又は、より好ましくは０．８０ｗ／ｍｋ超である、実施形態１〜１６のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態１８は、圧縮性ガスケットが、ＵＬ９４ Ｖ−０燃焼等級試験に合格する、実施形態１〜１７のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態１９は、圧縮性ガスケットが、更に他の機能性層と一体化されている、実施形態１〜１８のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケットである。

実施形態２０は、圧縮性ガスケットを製造する方法であり、この方法は、
（１） １つ以上のタイプのマイクロメートル粒子を、硬化性接着剤中に分散させることにより、流動性充填媒体を形成する工程と、
（２） 連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡を、流動性充填媒体で充填する工程と、
（３） 硬化性接着剤を硬化させることによって、充填媒体を、連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡内で硬化させる工程とを含み、
この１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子は、熱伝導性マイクロメートル粒子及び熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子の少なくとも一方を含み、任意選択的に、難燃性マイクロメートル粒子、導電性マイクロメートル粒子、及び電磁波吸収マイクロメートル粒子のうちの少なくとも１種を含む。

実施形態２１は、連続気泡発泡体マトリックスが、高分子弾性材料又は熱可撓性エラストマーから、発泡プロセスによって形成された、連続気泡発泡体である、実施形態２０による方法である。

実施形態２２は、連続気泡発泡体マトリックスが、導電処理を施されている、実施形態２０又は実施形態２１による方法である。

実施形態２３は、導電処理が、金属蒸着、金属マグネトロンスパッタリング、金属溶液電気めっき、金属溶液化学めっき、又はこれらの組み合わせを含む、実施形態２２による方法である。

実施形態２４は、硬化性接着剤が、熱硬化性接着剤、ホットメルト接着剤、及び放射線硬化性接着剤を含む、実施形態２０〜２３のうちのいずれか１つによる方法である。

実施形態２５は、熱伝導性マイクロメートル粒子が、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、及び窒化銅のうちの少なくとも１種を含み、熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子が、銀粉末、アルミニウム粉末、及びニッケル粉末などの金属粉末、あるいは、銀めっきアルミニウム粉末及び銀めっきガラス粉末などの、表面上に導電性金属がめっきされている粒子を含み、難燃性マイクロメートル粒子が、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウムなどを含み、電磁波吸収マイクロメートル粒子が、カルボニル鉄粉末（ＣＩＰ）などの金属磁気吸収性粒子、ニッケル亜鉛フェライト、マンガン亜鉛フェライト、及びバリウムフェライトなどのフェライト波動吸収材料、センダストなどの合金波動吸収材料、並びに、炭化ケイ素及びホウケイ酸アルミニウムなどのセラミック波動吸収材料を含む、実施形態２０〜２４のうちのいずれか１つによる方法である。

実施形態２６は、連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡を、流動性充填媒体で充填する工程が、連続気泡発泡体上に流動性充填媒体を注ぎ、次いで、連続気泡発泡体の連続気泡内に、その充填媒体を押し込む工程、又は、流動性充填媒体中に連続気泡発泡体を含浸させ、次いで、その含浸させた連続気泡発泡体を取り出して、連続気泡の外側の充填媒体を除去する工程を含む、実施形態２０〜２５のうちのいずれか１つによる方法である。

実施形態２７は、硬化性接着剤の硬化が、加熱硬化、放射線硬化、又は、ホットメルト接着剤の固化を含む、実施形態２０〜２６のうちのいずれか１つによる方法である。

実施形態２８は、電子製品であり、この電子製品は、実施形態１〜１９のうちのいずれか１つによる圧縮性ガスケット、又は、実施形態２０〜２７のうちのいずれか１つによる方法を使用して製造された圧縮性ガスケットを備える。

実施形態２９は、電子製品が、スマートウェアラブル装置、携帯電話、コンピュータ、自動車用電子機器、医療用電子機器、及び白物家電製品を含む、実施形態２８による電子製品である。

以下のとおり提示される実施例及び比較例は、本発明を理解するために役立つ。これらの実施例及び比較例は、本発明の範囲に対する限定として理解されるものではない。別途記述のない限り、全ての部及び百分率は、重量におけるものである。

Ｉ． 原材料及び製造方法
本開示の実施例及び比較例で使用された原材料、並びにその供給元が、表１に要約されている。

^＊：液状有機シリカゲルＡは、ビニル末端直鎖シリコン油、及び有機白金触媒を主成分として含み、液状有機シリカゲルＢは、ビニル末端直鎖シリコン油、及び分岐鎖を含む水素含有シリコン油を主成分として含む。

ポリウレタン発泡体ＭＦ−５０Ｐのパラメータを、以下のとおり、表２に列挙する。

電気めっきポリウレタン発泡体マトリックスを製造する方法は、以下のとおりである：
最初に、以下の条件下で、ポリウレタン発泡体ＭＦ−５０Ｐ上に、ウェブ化学真空蒸着前処理を実行することにより、１平方メートル当たり０．１５ｇ／ｍ^２〜０．２０ｇ／ｍ^２の重量のニッケルでコーティングされている、ニッケルめっき層を得た。

真空度：約０．２Ｐａ；
蒸着装置の外部温度：室温；
ターゲット材料：金属的に純粋なニッケル。

その後、電気めっき溶液を使用することによって、コバルト及びニッケル合金電気めっきを実行した。この電気めっき溶液中の成分、及び成分の割合に関しては、表３を参照されたい。この電解浴の陽極は、ニッケル板とし、陰極は、電気めっき前処理された発泡体とし、浴溶液温度は、室温とし、動作電圧は、１２Ｖ未満とした。

ＩＩ． 試験方法
圧縮性ガスケットのＺ方向導電性は、本開示では、「圧縮性ガスケットのＺ方向接触抵抗」を使用することによって、評価するものとした。

圧縮性ガスケットの熱伝導性は、本開示では、「圧縮性ガスケットの垂直熱伝導率」を使用することによって、評価するものとした。

圧縮性ガスケットの電磁波吸収性能は、本開示では、ＩＥＣ６２３３３に従って測定された「電力損失Ｐ_ｌｏｓｓ」を使用することによって、評価するものとした。

圧縮性ガスケットの難燃性能は、本開示では、ＵＬ９４垂直難燃性試験規格に従って測定された「燃焼等級」を使用することによって、評価するものとした。

圧縮性ガスケットの垂直（Ｚ方向）接触抵抗試験
ＭＩＬ−Ｇ−８３５２８によって規定されている標準試験治具を使用するものとし、この治具の電極に、金メッキ処理を施した。図１に示されるように、この電極と被試験サンプルとの接触面積は、２５．４ｍｍ×５．４ｍｍとし、２ｋｇの正圧を電極の上方に加え、それら電極の両端を、ＴＴｉ ＢＳ４０７精密抵抗計に接続するものとした。

圧縮性ガスケットの垂直熱伝導率試験
図２に示されるように、ＡＳＴＭ Ｄ−５４７０−１２によって規定されている標準試験治具を使用するものとし、試験サンプルは、２５ｍｍの直径を有する円形シートとした。

圧縮性ガスケットの電磁波吸収性能試験
ＩＥＣ６２３３３によって規定されている標準試験治具を使用して、電力損失性能を試験するものとした。サンプルは、長さ１００ｍｍ及び幅５０ｍｍとし、マイクロストリップラインの表面上に配置するものとした。ベクトルネットワークアナライザによって測定された、パラメータＳ１１（ｄＢ）及びパラメータＳ２１（ｄＢ）をデータとして使用することにより、電力損失Ｐ_ｌｏｓｓを算出し、プロットするものとした。

圧縮性ガスケットの難燃特性試験
ＵＬ９４垂直難燃性試験規格に準拠して、１２５ｍｍ（長さ）×１３ｍｍ（幅）×１．８ｍｍ（厚さ）の試験サイズに基づく、着火時間を測定するものとした。

実施例１〜５
本開示の実施例１〜５の圧縮性ガスケットは、以下のステップに従って、表４及び表５に示されるような原材料及びそれらの割合を使用することによって、製造されたものである。

圧縮性ガスケットの製造プロセス
ステップ１：上記の表中の、銀めっきアルミニウム粉末などのマイクロメートル粒子と、液状有機シリカゲルとを混合して、混合スラリーを形成する（マイクロメートル粒子の割合は、質量百分率で約７４％である）。

ステップ２：ＰＥＴ保護フィルム上に、非電気めっきシート状ポリウレタンマトリックス、又は電気めっきシート状ポリウレタンマトリックスを配置して、そのＰＥＴ保護フィルムをカレンダに通過させ、ステップ１における混合サンプルスラリーを、その発泡体マトリックス上に注ぎ、連続気泡発泡体マトリックス内にスラリーが浸透することを可能にするように、カレンダに通してカレンダ処理する。

ステップ３：ステップ２におけるサンプルを、１０分間にわたって１００℃で焼成して硬化させる。

ステップ４：硬化させた後、このシート状発泡体マトリックスを反転させ、裏面上に、ステップ２及びステップ３のプロセスを実行する。

上記のステップの完了後に、実施例１〜５の、５つの圧縮性ガスケットのサンプルが製造済みとされた。

性能試験及び結果
「試験方法」で説明されている方法に従って、実施例１〜５の圧縮性ガスケットサンプルの、Ｚ方向導電性、熱伝導性、電磁波吸収性能、及び難燃性能を測定した。

実施例１〜５の、垂直（Ｚ方向）接触抵抗試験及び垂直（Ｚ方向）熱伝導率試験の結果が、表６に示されている。

実施例１及び実施例４の電磁波吸収性能（電力損失Ｐ_ｌｏｓｓ）試験の結果が、図３に示されている。

実施例１〜５の難燃性能試験の結果が、表７に示されている。


^＊：ＵＬ９４垂直難燃性試験規格に従って、サンプルが１０秒を超えた後も着火しなかった場合には、それらのサンプルを合格とした。

上記の性能試験の結果から理解することができるように、本開示の実施例１〜５の圧縮性ガスケットは、良好な熱伝導性及び難燃性能を有し、電磁波吸収マイクロメートル粒子が添加されることにより良好な電磁波吸収性能を有し、電気めっきポリウレタン発泡体マトリックス及び／又は導電性マイクロメートル粒子が使用される場合に良好な導電性を有する。

比較例１
比較例１の圧縮性ガスケットは、実施例１〜５と同じ電気めっきポリウレタン発泡体マトリックスを使用することによって製造するものとしたが、この電気めっきポリウレタン発泡体マトリックスは、いずれの充填媒体も含まない。

実施例と同じ方法を使用することによって、性能試験が実行されており、その性能試験結果が、実施例２と比較されて表８に示されている。

この表の結果によれば、比較例１のサンプルと比較して、熱伝導性粒子が添加されている実施例２のサンプルは、圧縮性を維持しつつも、顕著に良好な熱伝導性を有する。

要約すれば、本開示の圧縮性ガスケットは、圧縮性を提供することができ、かつまた、システム熱管理設計及び／又は電磁適合性設計に関する要件も満たすことができる。

上記の実施形態は、例示の目的上、多くの具体的詳細を含むものであるが、当業者には、これらの詳細の様々なバリエーション、修正、置換、及び変更が、それらの実施形態により保護される本開示の範囲内にあることが理解されよう。それゆえ、これらの実施形態で説明されている本開示は、それらの実施形態によって保護される本開示に対して、いずれの制限も構成するものではない。本開示の適切な範囲は、「特許請求の範囲」及びその適切な法的等価物によって定義されるものとする。引用される全ての文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (29)

1. 連続気泡発泡体マトリックスと、前記連続気泡発泡体の連続気泡を充填して、前記連続気泡内で硬化される充填媒体とを備える、圧縮性ガスケットであって、前記充填媒体が、硬化性接着剤と、前記硬化性接着剤中に分散されている１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子とを含み、前記１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子が、熱伝導性マイクロメートル粒子及び熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子の少なくとも一方を含み、任意選択的に、難燃性マイクロメートル粒子、導電性マイクロメートル粒子、及び電磁波吸収マイクロメートル粒子のうちの少なくとも１種を含む、圧縮性ガスケット。
2. 前記連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡容積の、２０％超、又は３０％超、又は５０％超、又は最大１００％が、前記充填媒体で充填されている、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
3. 前記連続気泡発泡体マトリックスが、高分子弾性材料又は熱可塑性エラストマーから発泡プロセスによって形成された連続気泡発泡体である、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
4. 前記高分子弾性材料が、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、シリコン樹脂、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）コポリマー、ポリエチレン、又はこれらの混合物である、請求項３に記載の圧縮性ガスケット。
5. 金属層が、前記連続気泡発泡体マトリックス上に堆積されている、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
6. 前記金属層が、ニッケル及びコバルトを含む、請求項５に記載の圧縮性ガスケット。
7. 前記硬化性接着剤が、熱硬化性接着剤、ホットメルト接着剤、及び架橋硬化性接着剤を含む、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
8. 前記硬化性接着剤が、シリカゲル、エポキシ接着剤、ポリウレタン接着剤、及びアクリル酸接着剤からなる群から選択される、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
9. 前記シリカゲルが、液体二成分シリカゲルである、請求項８に記載の圧縮性ガスケット。
10. 前記熱伝導性マイクロメートル粒子が、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、及び窒化銅のうちの少なくとも１種を含み、前記熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子が、銀粉末、アルミニウム粉末、及びニッケル粉末などの金属粉末、あるいは、銀めっきアルミニウム粉末及び銀めっきガラス粉末などの、表面上に導電性金属がめっきされている粒子を含み、前記難燃性マイクロメートル粒子が、酸化アルミニウム及び水酸化アルミニウムを含み、前記電磁波吸収マイクロメートル粒子が、カルボニル鉄粉末（ＣＩＰ）などの金属磁気吸収性粒子、ニッケル亜鉛フェライト、マンガン亜鉛フェライト、及びバリウムフェライトなどのフェライト波動吸収材料、センダストなどの合金波動吸収材料、並びに、炭化ケイ素及びホウケイ酸アルミニウムなどのセラミック波動吸収材料を含む、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
11. 前記マイクロメートル粒子が、粒状又は繊維状である、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
12. 前記充填媒体中での、前記マイクロメートル粒子に対する前記接着剤の質量比が、９９：１〜５：９９、好ましくは５０：５０〜５：９５、又は、より好ましくは８０：２０〜５：９５である、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
13. 前記連続気泡発泡体マトリックスの厚さが、０．１ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍ、又は、最も好ましくは１．０ｍｍ〜３．０ｍｍである、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
14. 前記連続気泡発泡体マトリックスの気泡密度が、１０ｐｐｉ〜５００ｐｐｉ、好ましくは５０ｐｐｉ〜３００ｐｐｉ、より好ましくは５０ｐｐｉ〜２００ｐｐｉ、又は、最も好ましくは８０ｐｐｉ〜１５０ｐｐｉである、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
15. 前記圧縮性ガスケットの圧縮性変形が、初期の厚さの５０％超、好ましくは７０％超、より好ましくは８０％超、又は、最も好ましくは９０％超である、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
16. 前記圧縮性ガスケットの残留変形が、５０％未満、好ましくは３０％未満、より好ましくは２０％未満、又は、最も好ましくは１０％未満である、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
17. ＡＳＴＭ Ｄ−５４７０−１２に従って測定される前記圧縮性ガスケットの垂直熱伝導率が、０．５０ｗ／ｍｋ超、又は、より好ましくは０．８０ｗ／ｍｋ超である、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
18. 前記圧縮性ガスケットが、ＵＬ９４ Ｖ−０燃焼等級試験に合格する、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
19. 前記圧縮性ガスケットが、更に他の機能性層と一体化されている、請求項１に記載の圧縮性ガスケット。
20. 圧縮性ガスケットを製造する方法であって、
    （１）１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子を、硬化性接着剤中に分散させることにより、流動性充填媒体を形成する工程と、
    （２）連続気泡発泡体マトリックスの連続気泡を、前記流動性充填媒体で充填する工程と、
    （３）前記硬化性接着剤を硬化させることによって、前記充填媒体を、前記連続気泡発泡体マトリックスの前記連続気泡内で硬化させる工程と、を含み、
    前記１つ以上のタイプのマイクロメートル粒子が、熱伝導性マイクロメートル粒子及び熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子の少なくとも一方を含み、任意選択的に、難燃性マイクロメートル粒子、導電性マイクロメートル粒子、及び電磁波吸収マイクロメートル粒子のうちの少なくとも１種を含む、方法。
21. 前記連続気泡発泡体マトリックスが、高分子弾性材料又は熱可撓性エラストマーから、発泡プロセスによって形成された、連続気泡発泡体である、請求項２０に記載の方法。
22. 前記連続気泡発泡体マトリックスが、導電処理を施されている、請求項２０に記載の方法。
23. 前記導電処理が、金属蒸着、金属マグネトロンスパッタリング、金属溶液電気めっき、金属溶液化学めっき、又はこれらの組み合わせを含む、請求項２２に記載の方法。
24. 前記硬化性接着剤が、熱硬化性接着剤、ホットメルト接着剤、及び放射線硬化性接着剤を含む、請求項２０に記載の方法。
25. 前記熱伝導性マイクロメートル粒子が、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、及び窒化銅のうちの少なくとも１種を含み、前記熱伝導性かつ導電性マイクロメートル粒子が、銀粉末、アルミニウム粉末、及びニッケル粉末などの金属粉末、あるいは、銀めっきアルミニウム粉末及び銀めっきガラス粉末などの、表面上に導電性金属がめっきされている粒子を含み、前記難燃性マイクロメートル粒子が、酸化アルミニウム及び水酸化アルミニウムを含み、前記電磁波吸収マイクロメートル粒子が、カルボニル鉄粉末（ＣＩＰ）などの金属磁気吸収性粒子、ニッケル亜鉛フェライト、マンガン亜鉛フェライト、及びバリウムフェライトなどのフェライト波動吸収材料、センダストなどの合金波動吸収材料、並びに、炭化ケイ素及びホウケイ酸アルミニウムなどのセラミック波動吸収材料を含む、請求項２０に記載の方法。
26. 前記連続気泡発泡体マトリックスの前記連続気泡を、前記流動性充填媒体で充填する工程が、連続気泡発泡体上に前記流動性充填媒体を注ぎ、次いで、前記連続気泡発泡体の前記連続気泡内に、前記充填媒体を押し込む工程、又は、前記流動性充填媒体中に前記連続気泡発泡体を含浸させ、次いで、前記含浸させた連続気泡発泡体を取り出して、前記連続気泡の外側の前記充填媒体を除去する工程を含む、請求項２０に記載の方法。
27. 前記硬化性接着剤の前記硬化が、加熱硬化、放射線硬化、又は、ホットメルト接着剤の固化を含む、請求項２０に記載の方法。
28. 請求項１〜１９のいずれか一項に記載の圧縮性ガスケットを備える、電子製品。
29. 前記電子製品が、スマートウェアラブル装置、携帯電話、コンピュータ、自動車用電子機器、医療用電子機器、及び白物家電製品を含む、請求項２８に記載の電子製品。