特許 7104161 疎水性、疎油性および親油性コーティングのための非ニュートン流体を含む組成物、およびその使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-11

(45)【発行日】2022-07-20

(54)【発明の名称】疎水性、疎油性および親油性コーティングのための非ニュートン流体を含む組成物、およびその使用方法

(51)【国際特許分類】

   C09D 183/04 20060101AFI20220712BHJP

   C09D 125/04 20060101ALI20220712BHJP

   C09D 123/00 20060101ALI20220712BHJP

   C09D 7/61 20180101ALI20220712BHJP

   C09D 7/65 20180101ALI20220712BHJP

   C09D 7/63 20180101ALI20220712BHJP

   C09D 7/20 20180101ALI20220712BHJP

   B05D 5/00 20060101ALI20220712BHJP

   B05D 5/12 20060101ALI20220712BHJP

   B05D 7/00 20060101ALI20220712BHJP

   H05K 3/28 20060101ALI20220712BHJP

【ＦＩ】

C09D183/04

C09D125/04

C09D123/00

C09D7/61

C09D7/65

C09D7/63

C09D7/20

B05D5/00 Z

B05D5/12 D

B05D7/00 H

H05K3/28 C

H05K3/28 G

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2020543245

(86)(22)【出願日】2018-10-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-01-14

(86)【国際出願番号】 US2018057741

(87)【国際公開番号】W WO2019084423

(87)【国際公開日】2019-05-02

【審査請求日】2020-12-17

(31)【優先権主張番号】62/577,471

(32)【優先日】2017-10-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】518084888

【氏名又は名称】サイド・タイムール・アフマド

(73)【特許権者】

【識別番号】520146640

【氏名又は名称】ジャスティン・クレインガルテナー

(73)【特許権者】

【識別番号】520146651

【氏名又は名称】シュルティ・バラスブラマニアン

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100120754

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 豊治

(72)【発明者】

【氏名】サイド・タイムール・アフマド

(72)【発明者】

【氏名】ジャスティン・クレインガルテナー

(72)【発明者】

【氏名】シュルティ・バラスブラマニアン

【審査官】仁科 努

(56)【参考文献】

【文献】特開平０１－１１５９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６１６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平０６－５０５１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７０７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国特許第１０－２００８－００３４６８６（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００６８４６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／１１８７５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３５５５６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０５－０２５３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０８７９７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１１／１４５６３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－０１０７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公平０６－０６２８５０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特表２００９－５０５８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２０６８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５０９５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１８８２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２８３９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２２６７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１１０４０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／０９７５７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００７－５１５５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２０７４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１０２２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５３２４９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０９Ｄ １８３／０４

Ｂ０５Ｄ ５／００

Ｂ０５Ｄ ５／１２

Ｂ０５Ｄ ７／００

Ｃ０９Ｄ ７／２０

Ｃ０９Ｄ ７／６１

Ｃ０９Ｄ ７／６３

Ｃ０９Ｄ ７／６５

Ｃ０９Ｄ １２３／００

Ｃ０９Ｄ １２５／０４

Ｈ０５Ｋ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンフォーマルコーティングでプリント回路基板をコーティングする方法であって、
該方法が、組成物を施用することを含み、該組成物が、少なくとも１つの疎水性流体、及び、官能化ポリシロキサン、線状および環状シリコーン、鉱油またはジエステルで膨潤させたスチレン－エチレン／ブチレン－スチレンまたはスチレン－エチレン／プロピレン－スチレン材料、官能化または非官能化ポリオリゴマーシルセスキオキサン、およびポリオレフィンの１以上を含み、
該コンフォーマルコーティングが、疎水性、電気絶縁性であり、２５ｎｍ～２００μｍの範囲の厚さを有し、プリント回路基板に施用された後に粘弾性又は非ニュートン特性を示し、
該組成物がフェニル化シロキサンを含む、
前記方法。

【請求項2】

コンフォーマルコーティングを、プリント回路基板の少なくとも一方の面の一部または全体に、プリント回路基板上の構成要素をマスキングすることなく施用する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

コンフォーマルコーティングが、プリント回路基板の電気的特性に悪影響を及ぼすことなく、プリント回路基板の雄型コネクター、雌型コネクター、または両方のコネクター、の少なくとも１つを覆う、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

組成物がさらに、金属酸化物、ヒュームド官能化シリカ、フルオロポリマー粒子、粘土粒子、マイカ、金属アルコキシド粒子、希土類および遷移金属、グラフェン、グラファイトおよびカーボンナノチューブから選択される炭素に基づく材料、ならびに金属有機構造体、の１以上を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

汚染物質からプリント回路基板を保護するためのコンフォーマルコーティングであって、該コンフォーマルコーティングが、少なくとも１つの疎水性材料、及び、ポリシロキサン化合物、官能化ポリシロキサン、線状および環状シリコーン、鉱油またはジエステルで膨潤させたスチレン－エチレン／ブチレン－スチレンまたはスチレン－エチレン／プロピレン－スチレン材料、官能化または非官能化ポリオリゴマーシルセスキオキサン、およびポリオレフィン、の１以上を含む組成物から作製され、該コンフォーマルコーティングが、疎水性、電気絶縁性であり、２５ｎｍ～２００μｍの範囲の厚さを有し、プリント回路基板に施用された後に粘弾性又は非ニュートン特性を示し、該組成物がフェニル化シロキサンを含む、前記コンフォーマルコーティング。

【請求項6】

少なくとも１つの疎水性材料がさらに、金属酸化物、ヒュームド官能化シリカ、フルオロポリマー粒子、粘土粒子、マイカ、金属アルコキシド粒子、希土類および遷移金属、グラフェン、グラファイトおよびカーボンナノチューブから選択される炭素に基づく材料、ならびに金属有機構造体、の１以上を含む、請求項５に記載のコンフォーマルコーティング。

【請求項7】

さらに、界面活性剤、分散剤、またはレオロジー改質剤から選択される１以上の添加剤を含む、請求項５に記載のコンフォーマルコーティング。

【請求項8】

組成物を、低分子量鉱油、パラフィンもしくはイソパラフィン、アルカンもしくはイソアルカン、低分子量線状シリコーンもしくは環状シリコーン、アルキルアセテート、ケトン、完全もしくは部分的にハロゲン化された炭化水素、またはアルデヒドから選ばれる少なくとも１つの化合物で構成されるキャリヤー溶媒に懸濁させる、請求項５に記載のコンフォーマルコーティング。

【請求項9】

コーティングが液状または粒子状汚染物質に対する耐性を向上させる、請求項５に記載のコンフォーマルコーティング。

【請求項10】

コンフォーマルコーティングを有するプリント回路基板であって、該コンフォーマルコーティングが、少なくとも１つの疎水性材料、及び、ポリシロキサン化合物、官能化ポリシロキサン、線状および環状シリコーン、鉱油またはジエステルで膨潤させたスチレン－エチレン／ブチレン－スチレンまたはスチレン－エチレン／プロピレン－スチレン材料、官能化または非官能化ポリオリゴマーシルセスキオキサン、およびポリオレフィン、の１以上を含む組成物から作製され、該コンフォーマルコーティングが、疎水性、電気絶縁性であり、２５ｎｍ～２００μｍの範囲の厚さを有し、プリント回路基板に施用された後に粘弾性又は非ニュートン特性を示し、該組成物がフェニル化シロキサンを含む、前記プリント回路基板。

【請求項11】

組成物がさらに、金属酸化物、ヒュームド官能化シリカ、フルオロポリマー粒子、粘土粒子、マイカ、金属アルコキシド粒子、希土類および遷移金属、グラフェン、グラファイトおよびカーボンナノチューブから選択される炭素に基づく材料、ならびに金属有機構造体、の１以上を含む、請求項１０に記載のプリント回路基板。

【請求項12】

組成物がさらに、界面活性剤、分散剤、吸湿性材料またはレオロジー改質剤の１以上を含む、請求項１０に記載のプリント回路基板。

【請求項13】

組成物を、低分子量鉱油、パラフィンもしくはイソパラフィン、アルカンもしくはイソアルカン、低分子量線状シリコーンもしくは環状シリコーン、アルキルアセテート、ケトン、完全もしくは部分的にハロゲン化された炭化水素、またはアルデヒドから選ばれる少なくとも１つの化合物で構成されるキャリヤー溶媒に懸濁させる、請求項１２に記載のプリント回路基板。

【請求項14】

吸湿性材料が、多糖ガム、カルボマー、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１２に記載のプリント回路基板。

【請求項15】

コンフォーマルコーティングが汚染物質に対するプリント回路基板の耐性を向上させる、請求項１０に記載のプリント回路基板。

【請求項16】

汚染物質が液状または粒子状である、請求項１５に記載のプリント回路基板。

【請求項17】

液状の汚染物質が水、体液、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１６に記載のプリント回路基板。

【請求項18】

耐水性または防水性である請求項１７に記載のプリント回路基板。

【請求項19】

プリント回路基板が組み立てられている、請求項１０に記載のプリント回路基板。

【請求項20】

コンフォーマルコーティングを、プリント回路基板の少なくとも一方の面の一部または全体に、施用する、請求項１０に記載のプリント回路基板。

【請求項21】

コンフォーマルコーティングが、プリント回路基板の電気的特性に悪影響を及ぼすことなく、プリント回路基板の雄型コネクター、雌型コネクター、または両方のコネクター、の少なくとも１つを覆う、請求項２０に記載のプリント回路基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[001]本出願は２０１７年１０月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／５７７４７１号の優先権を主張するものであり、これを、本明細書中で参考として明示的に援用する。

【0002】

[002]本開示は一般に、疎水性、疎油性および／または親油性コーティングを形成する非ニュートン流体を含む組成物、ならびにそのようなコーティングを含有する電子デバイスに関する。本開示はまた、開示された組成物をプリント回路基板などのデバイスの所望の部分に施用することによって、液体汚染物質から電子デバイスを保護する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

[003]電子デバイスは導電性および絶縁性構成要素で構成されており、これらはさまざまな汚染物質によって悪影響を受ける可能性がある。水のような液体に暴露されると、多くの場合、これらの構成要素の腐食、または最終的に電子デバイスの機能を破壊する短絡が起こる。加えて、そのようなデバイスは機能性の向上に伴いより高度化されるので、汚染物質、特に液体からのより一層の保護を要する、より有害な環境で使用されている。

【0004】

[004]結果として、耐水性コーティングは、このようなデバイスの保護のより一般的な形態になってきている。従来の耐水性コーティングは、コンフォーマルコーティングまたは真空コーティングからなる。これらのコーティングを電子デバイスに施用する前に、電子デバイスの特定の構成要素は、電流の流れが確実に阻害されないように、マスキングをする必要がある。このプロセスは費用および時間がかかる。これに加えて、従来のコーティングの厚さは、電子デバイスの機能性に悪影響を及ぼし、断熱材として働く可能性がある。さらに、従来のコンフォーマルコーティングは、摩耗のために摩滅する可能性もある。

【0005】

[005]コーティングに使用される非ニュートン挙動を示す組成物の既存の使用は、例えば、米国特許公報第４７２８５７８号および米国特許出願第１１／２６９５９３号に見ることができる。電子デバイスに施用するための湿潤透明導電性フィルムの例は、米国特許出願第１３／６１１５７５号に見ることができる。液体噴霧コーティングの例は、米国特許公報第５１０８７９９号に見ることができる。これらの例のいずれも、電子デバイスを保護するための有効な組成物または方法を提供していない。

【0006】

[006]したがって、ダストおよび汚れを含む微粒子などの汚染物、ならびに水および汗を含む体液などの液体から電子デバイスを保護することを可能にする、コーティングされた電子デバイスおよび方法が必要とされている。さらに、コーティング前の構成要素のマスキングを必要とせずに施用することができるコーティングが必要とされている。また、デバイスの機能性を阻害することなく、そしてコーティングを容易に摩滅させることなく、プリント回路基板全体を覆うことができるコーティングが必要とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】米国特許公報第４７２８５７８号

【文献】米国特許出願第１１／２６９５９３号

【文献】米国特許出願第１３／６１１５７５号

【文献】米国特許公報第５１０８７９９号

【発明の概要】

【0008】

[007]前述のことを考慮して、電子デバイスの少なくとも一部の中または上部にコーティングとして施用された後に化合物が再分布する(redistribute)ことを可能にする、粘性および弾性の両方の特性を示す組成物を開示する。

【0009】

[008]一態様において、電子デバイス上に非ニュートンコーティングを形成するための組成物を記載する。該組成物は、少なくとも１つの疎水性流体を含み、該疎水性流体は、電気絶縁特性を有し、そして疎水性、疎油性、親油性またはそれらの組み合わせである、粘弾性コーティングを形成する。

【0010】

[009]電子デバイスに粘弾性コーティングを施用することによる電子デバイスの処理方法を記載する。該方法は、電子デバイスに組成物を施用することを含み、該組成物は、少なくとも１つの疎水性流体を含み、該疎水性流体は、電気絶縁特性を有し、そして疎水性、疎油性、親油性またはそれらの組合せである、粘弾性コーティングを形成する。

【0011】

[0010]他の態様において、基材を保護するためのコーティングを開示する。例えば、コーティングは、ポリシロキサン化合物を含み、そして電気絶縁特性を有する、少なくとも１つの疎水性材料を含むことができ、該コーティングは、疎水性、疎油性または親油性であり、電子構成要素への施用後に再分布することが可能になる粘弾性特性を示す。

【0012】

[0011]さらに他の態様において、基材を保護するためのコーティングであって、該コーティングが、電気絶縁特性を有し、そしてポリシロキサン化合物を含む、少なくとも１つの疎水性材料を含み、該コーティングが、疎水性、疎油性、または親油性であり、電子構成要素への施用後に再分布することが可能になる粘弾性特性を示す、前記コーティングを開示する。

【0013】

[0012]さらに他の態様において、粘弾性フィルムが付着している電子デバイスを開示する。該フィルムは、本明細書に記載される組成物を含む。例えば、電子デバイスはプリント回路基板であり、その全体を、構成要素のいずれかを最初にマスキングすることなく処理することができる。

【発明を実施するための形態】

【0014】

[0013]本明細書で使用される場合、「周囲条件」は、７２°Ｆおよび湿度４５％をさす。
[0014]本明細書中で使用される場合、「非ニュートン流体」またはその変形は、加えられる応力または力に基づき粘度が変動しうる流体を意味する。得られるコーティングは、コーティングの剪断応力と剪断速度の非線形関係または降伏応力の存在によって説明される非ニュートン挙動を示す。

【0015】

[0015]非ニュートン流体は、非ニュートン挙動を示す単相または多相流体を含む。それはまた、単一または複数の構成成分を包含していてもよい。
[0016]非ニュートン流体は、複合流体と呼ばれることもある。一態様において、非ニュートン流体は粘弾性流体である。

【0016】

[0017]本明細書中で使用される場合、「粘弾性流体」は、変形を経たときに粘性および弾性の両方の特性を示す流体を意味する。水または体液、ダストまたは他の微粒子などのような汚染物質から電子デバイスを保護するために、非ニュートン流体を含む組成物を開示する。さらに、本明細書中に記載するような非ニュートン流体で電子デバイスを処理する方法、ならびに非ニュートン流体を含む電子デバイスを開示する。

【0017】

[0018]一態様において、非ニュートン流体は、粘性および弾性の両方の特性を示す粘弾性流体を含む。粘弾性流体は、純粋な弾性材料とは異なり、荷重下では粘性液体のように流れるが、荷重下にないときには固体の弾性特性を維持する。粘弾性は十分に研究されており、粘弾性流体の挙動は当分野で公知である。開示された化合物に付随する弾性特性は、材料が、液体汚染および物体力（例えば、重力）による材料変形に抵抗することを可能にし、粘性特性は、材料が、応力下で経時的にそれ自体を再分布させて、例えば、力が加えられたときに変位する(displace)、または表面を均一に覆うことを可能にする。

【0018】

[0019]したがって、非ニュートン流体の特性により、それは、電子デバイス上のコーティングとして使用するのに好ましいものになっている。望ましい非ニュートン流体は、典型的にはナノメートルからオングストロームの範囲の薄フィルムが維持されるように電子デバイスの表面に付着または吸着する材料から構成される。このようなフィルムはファンデルワールス力によって実現し、流体の大部分が変位した後でも薄いコーティングが存在することが可能になる。流体が降伏応力を示す場合、より厚い薄フィルムを達成することができる。

【0019】

[0020]コーティングとして非ニュートン流体を使用することにより、従来のコンフォーマルコーティングまたは真空コーティングの使用では存在しない利点を達成することができる。非ニュートン流体の粘性特性は、電子デバイスをコーティングする前に特定の構成要素をマスキングする必要性を排除することができる。典型的には、コーティングの開口部を通る電流の流れが可能になるように、特定の構成要素のマスキングが使用される。その代わりに、非ニュートン流体コーティングは、構成要素が電子デバイスに導入されたときに、変位することによって粘性特性を示す。変位により、妨害なしで構成要素を電子デバイスに接続することが可能になる。変位した非ニュートン流体コーティングは粘性特性を示し、それ自体を再分布させて電子デバイスを保護する。電流は構成要素を通るので構成要素をマスキングする必要はないが、望ましい場合は依然としてマスキングを行ってもよい。

【0020】

[0021]いくつかの態様において、コーティングは、電気絶縁特性を有することができる。本明細書中で使用される場合、電気絶縁特性を有するコーティングは、電界の影響下で、流れる電流を全くまたはほとんど有さないコーティングとして定義される。一般に、電気絶縁体は電気伝導性が無に等しい材料であり、したがって、それを流れることができる電流は無に等しい。

【0021】

[0022]さまざまな態様において、電子デバイスの任意の部分をマスキングすることを必要とせずに、追加の構成要素をデバイスに導入する前に、電子デバイスの内部構成要素の一部または内部構成要素の全体を非ニュートン流体でコーティングすることができる。コーティングを施用した後に構成要素を導入することができ、コーティングによって構成要素と電子デバイスの間の電流の流れが阻害されることはない。製造コストおよび製造上の問題は一般に、マスキングに起因して増大する。本明細書に開示されるような非ニュートン流体コーティングを用いると、マスキングの必要性が大幅に低下または完全に排除されているため、製造コストおよび製造上の問題の両方の低減をもたらすことができる。

【0022】

[0023]非ニュートン流体の粘性特性は、特定の状況において非ニュートン流体が流れることを可能にする。粘性特性は、非ニュートン流体が電子デバイスにコーティングとして施用された場合、修復を容易にすることを可能にする。従来のコンフォーマルコーティングおよび真空コーティングでは、構成要素または他の原因によって引き起こされる摩耗が、摩耗したコーティングを置き換えない限り、液体汚染に対する全体的な耐性を低下させる。従来法を使用してのコーティングの置き換えは、費用および時間がかかる。

【0023】

[0024]本明細書で使用される場合、「再分布する」は、雄型構成要素と雌型構成要素の間に接続を生じさせるときに穴を作る場合などに、コーティングに対する損傷をコーティングが修復することが可能になるように、コーティングが本質的に自己回復する能力を記載するために用いる。コーティングが再分布する能力は、損傷領域において材料の再流動をもたらす可動性の一時的な増大に起因する。コーティングの再分布または固有の自己回復は、回復剤などの外的因子の添加、または熱もしくは圧力などの外部因子の施用を必要としない。一態様において、コーティングは、力に反応することができるが、力が除去されたときのコーティングの逆流を妨げる接続が生じている場合などは、所定の位置に留まる。

【0024】

[0025]記載するように、開示される非ニュートン流体コーティングは、それ自体を再分布させるか、または「自己回復」して、摩耗により摩滅しているか他の様式で損傷しているコーティング領域を置き換える。非ニュートン流体は経時的にそれ自体を再分布させて、非ニュートン流体コーティングの表面における不整合(inconsistency)を修正する。再分布または「自己回復」能力は、コーティングの施用および維持に関連するコストを低減することができる。

【0025】

[0026]いくつかの態様において、コーティングは、以下の式に示される拡張係数（Ｓ）によって記載されるように、基材上に広がることができる：

【0026】

【数1】

【0027】

[0027]上記式において、γ_ＳＡは基材と空気の間の表面張力を表し、γ_ＳＣは基材とコーティングの間の表面張力を表し、γ_ＬＡは、界面張力を表す。拡張係数が正の場合、またはγ_ＳＡが（γ_ＳＣ＋γ_ＬＡ）より大きい場合、拡張が生じることができる。拡張係数が正である場合、これは、基材上のコーティングを完全に湿潤させることができることを意味する。一方、拡張係数が正でない場合、完全に湿潤させることができない。その代わりに、広がる液体は、小球または浮遊レンズを形成することができる。

【0028】

[0028]一態様において、コーティングとして施用する場合、非ニュートン流体コーティングは、厚さが２５ｎｍ～２００μｍ、例えば５０ｎｍ～５０μｍ、例えば２５～２５０ナノメートル、例えば５０～１５０ナノメートル、さらには８０～１２０ナノメートルの範囲にあることができる。コーティング厚さは、偏光解析法などの非破壊光学技術のほか、干渉分析法や共焦点顕微鏡法のような分光反射率技術によって、測定することができる。コーティング厚さを測定するための破壊的方法の非限定的な例としては、ＳＥＭが挙げられる。コンフォーマルコーティングおよび真空コーティングなどの従来のコーティングは、典型的にははるかに厚い。例えば、従来のコーティングは典型的には厚さが数百ミクロンまでの範囲であり、これは、電子デバイスの高周波およびＷｉ－Ｆｉ伝送の両方を妨げる可能性があり、さらに、断熱材として働く。より薄い範囲の非ニュートン流体コーティングは、電子デバイスの機能性に悪影響を及ぼさず、また、断熱材として働くこともない。機能的な電子デバイスの非限定的な例は、完全に組み立てられたプリント回路基板である。非ニュートン流体コーティングを有する完全に組み立てられたプリント回路基板は、通常の高周波性能、通常の熱的特性、および他の通常の機能性を示す。

【0029】

[0029]非ニュートン流体の非限定的な例としては、官能化ポリシロキサン、線状および環状シリコーン、金属酸化物（例えば、シリカおよびチタニアなど）、ヒュームド官能化シリカ、鉱油またはジエステルで膨潤させたスチレン－エチレン／ブチレン－スチレンまたはスチレン－エチレン／プロピレン－スチレン材料、長鎖脂肪族アルコール、官能化フルオロポリマー、官能化または非官能化ポリオリゴマーシルセスキオキサンや、カルボマー、多糖ガムなどの親水性ゲル化剤、ポリオレフィン（例えば、線状または分岐状ポリエチレン、線状または分岐状ポリプロピレンなど）を挙げることができる。

【0030】

[0030]一態様において、開示された組成物はさらに、粒子、例えば、フルオロポリマー粒子、粘土粒子（例えば、限定されるものではないが、カオリナイト、ラポナイトなど）、マイカ、希土類および遷移金属からの金属アルコキシド粒子、グラフェン、グラファイトおよびカーボンナノチューブなど炭素に基づく材料および分子、金属有機構造体を含むことができる。

【0031】

[0031]一態様において、開示された組成物はさらに、組成物の製造を改善する添加剤、例えば、界面活性剤、分散剤などを含むことができる。該組成物は、化学配合物のレオロジー特性を改変および改善する添加剤を包含することもできる。界面活性剤の例としては、Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ、Ｃａｐｓｔｏｎｅなどのイオン性および非イオン性工業用界面活性剤、ならびに表面活性特性を示す脂肪酸アルコール、エステル、酸またはアミドなどの分子を挙げることができる。分散剤およびレオロジー改質剤の例としては、長鎖ポリアクリル酸など静電的に安定化する分子、立体的に安定化する高度に分岐したポリマー分子、体積粘性率を上昇させるナノ粒子、またはサブミクロンサイズの金属酸化物粒子を挙げることができる。粘弾性特性を示す他の材料を非ニュートン流体コーティングとして使用してもよい。

【0032】

[0032]いくつかの態様において、非ニュートン流体はまた、適したキャリヤー溶媒中に懸濁させることができる。適したキャリヤー溶媒の非限定的な例は、低分子量鉱油、パラフィンもしくはイソパラフィン、アルカンもしくはイソアルカン、低分子量線状シリコーンもしくは環状シリコーン、アルキルアセテート、ケトン、完全もしくは部分的にハロゲン化された炭化水素（例えば、限定されるものではないが、アルカン、アルケン、アルキン、芳香族化合物など）、またはアルデヒドであることができる。

【0033】

[0033]非ニュートン流体は、さまざまなタイプの液体汚染物質に抵抗するように設計することができる。非ニュートン流体は、疎水性、親水性、疎油性もしくは親油性の特性、またはそれらの任意の組み合わせを示すことができる。一態様において、非ニュートン流体は、官能化ポリシロキサンなどの疎水性材料を含有する。

【0034】

[0034]官能化ポリシロキサンコーティングは、デバイスの疎水性を向上させることができる一方、表面張力を低下させることもできる。官能化ポリシロキサンは親油性の特徴も示す。親油性化合物は、人体から分泌される油などの油を吸収するためのコーティングに望ましい。本実施例において、官能化ポリシロキサンは、人体によって分泌される油を吸収するための親油性化合物として働くことができる。油の吸収が有用であり得る一例は、電子デバイス上の指紋を低減または排除することである。非ニュートン流体の親油性化合物は、皮脂を吸収することによって皮脂をコーティングに融合させることができ、これにより、電子デバイス上の指紋を低減または排除することができる。

【0035】

[0035]他の態様において、非ニュートン流体は、多糖ガムまたはカルボマーなどの親水性または吸湿性材料を含有する。吸湿性材料は、空気から湿分を吸収することができる。本実施例では、吸湿性材料が非ニュートン流体中に存在していてもよく、これにより、化合物が周囲の湿分を吸収して体積膨張することが可能になり、それによって、コーティングされたデバイスを水との接触から遮断することができる。非ニュートン流体における吸湿性材料の使用は、電子デバイスのコーティング上の曇りを減少させるために用いることができる。吸湿性材料は空気中の湿分を吸収し、これをコーティングされた表面全体に広げ、それによって、コーティング上に形成される霧滴の量を減少させることができる。

【0036】

[0036]いくつかの態様では、非ニュートン流体に美的な変更を加えてもよい。コーティングの屈折率は、当分野で公知の技術を用いて設計することができる。一態様では、非ニュートン流体コーティングを、透明材料の屈折率に適合するように設計することができる。透明材料の屈折率に適合させることにより、最終製品の明澄性および透明性を維持することができる。他の態様において、非ニュートン流体コーティングの屈折率は、他の望ましい材料の屈折率と適合するように設計することができる。

【0037】

[0037]一態様において、電子デバイスを液体汚染から保護する方法を記載する。この態様では、電子デバイスの保護を、先に開示したように、電子デバイスを非ニュートン流体で処理することにより達成することができる。

【0038】

[0038]記載したコーティングを形成するために、いくつかの異なる方法を用いることができる。開示されたコーティングを形成するために用いることができる方法の非限定的な例としては、印刷、噴霧、浸漬、ローリング、刷毛塗り、噴射、またはニードル吐出(needle dispensing)などの物理的プロセスが挙げられる。耐湿性コーティングを形成するために、他の技術を用いることもできる。

【0039】

[0039]先に開示したように、非ニュートン流体の特性により、処理前の構成要素のマスキングを必要とせずに、電子デバイスを処理することが可能になる。したがって、開示された方法は、マスキングした構成要素またはマスキングしていない構成要素で電子デバイスを処理することを包含する。構成要素は、電子デバイスと構成要素の間の電流を妨げることなく、コーティングに続いて導入することができる。

【0040】

[0040]一態様では、電子デバイスの内部構成要素の一部または全体を、単回の施用で非ニュートン流体でコーティングすることができる。他の態様では、非ニュートン流体を、電子デバイスの特定の部分のみへのコーティングとして施用することができる。さらに、他の態様では、非ニュートンコーティングを、複数回の施用で電子デバイスに施用することができる。

【0041】

[0041]従来のコンフォーマルコーティングおよび真空コーティングは、施用方法が限定されている。電子デバイス上の多くの構成要素をマスキングする必要があるため、特定のコーティング方法は利用することができない。コーティングとして非ニュートン流体を施用するためには、より多様な施用方法を用いることができる。特定の施用方法は、より薄い非ニュートン流体コーティングを電子デバイスに施用することを可能にすることができる。非ニュートン流体を電子デバイスに施用することができる方法の非限定的な例としては、霧化または非霧化噴霧、浸漬コーティング、フィルムコーティング、噴射、またはニードル吐出が挙げられる。非ニュートン流体は、従来の方法を用いて、例えば、蒸着によって施用することもできる。これらの蒸着技術の非限定的な例としては、化学蒸着（ＣＶＤ）、プラズマに基づくコーティングプロセス、原子層堆積（ＡＬＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、真空蒸着プロセス、スパッタリングなどが挙げられる。

【0042】

[0042]一態様において、非ニュートン流体を電子デバイスに施用する開示された方法のいずれかの使用は、８０ｎｍ～１００μｍの範囲の厚さを有する非ニュートン流体コーティングを電子デバイス上にもたらす。コーティング厚さは、電子デバイスの機能性または熱的特性を阻害しないものであることができる。さらに、非ニュートン流体に用いられる粘弾性流体の粘性特性は、構成要素が導入されるときにコーティングが変位することを可能にすることができる。

【0043】

[0043]上記のように、非ニュートン流体を施用することができる電子デバイスの非限定的な例は、プリント回路基板である。プリント回路基板に従来のコンフォーマルコーティングおよび真空コーティングを使用することは、多くの構成要素をマスキングする必要があり、用いることができる施用方法の数が限られているため、費用がかかる。例えば、浸漬コーティングは、コーティングがどこにでも浸透し、したがってマスキングが完璧でなければならないので、コンフォーマルコーティング用途として使用することが難しい。本例では、マスキングの必要がないので、プリント回路基板を、浸漬コーティング法を用いて非ニュートン流体組成物コーティングでコーティングすることができる。プリント回路基板上のベース雌型コネクターに雄型コネクターを接続するような任意のコネクターは、電流に影響を及ぼすことなく、コーティング後に接続させることができる。非ニュートン流体コーティングが変位して、接続が生じることが可能になる。

【0044】

[0044]他の態様において、基材を保護するためのコーティングについて記載する。該コーティングは、ポリシロキサン化合物を含み、そして電気絶縁特性を有する、少なくとも１つの疎水性材料を含む。一態様において、コーティングは疎水性、疎油性、親油性であり、電子構成要素への施用後に再分布することを可能にする粘弾性特性を示す。

【0045】

[0045]本明細書中に記載されるコーティングにおいて、少なくとも１つの疎水性材料はさらに、１以上の官能化ポリシロキサン、線状および環状シリコーン、金属酸化物、ヒュームド官能化シリカ、鉱油またはジエステルで膨潤させたスチレン－エチレン／ブチレン－スチレンまたはスチレン－エチレン／プロピレン－スチレン材料、長鎖脂肪族アルコール、官能化フルオロポリマー、官能化または非官能化ポリオリゴマーシルセスキオキサンや、カルボマー、多糖ガムから選択される親水性ゲル化剤、およびポリオレフィンを含む。

【0046】

[0046]本明細書中に記載されるコーティングはさらに、フルオロポリマー粒子、粘土粒子、マイカ、金属アルコキシド粒子、希土類および遷移金属、グラフェン、グラファイトおよびカーボンナノチューブから選択される炭素に基づく材料、ならびに金属有機構造体、から選択される１以上の固体粒子を含むことができる。

【0047】

[0047]本明細書中に記載されるコーティングはさらに、界面活性剤、分散剤、またはレオロジー改質剤から選択される１以上の添加剤を含むことができる。
[0048]本明細書中に記載されるコーティングにおいて、該組成物は、低分子量鉱油、パラフィンもしくはイソパラフィン、アルカンもしくはイソアルカン、低分子量線状シリコーンもしくは環状シリコーン、アルキルアセテート、ケトン、完全もしくは部分的にハロゲン化された炭化水素、またはアルデヒドから選ばれる少なくとも１つの化合物で構成されるキャリヤー溶媒中に懸濁させることができる。

【0048】

[0049]本明細書中に記載されるコーティングは、電子デバイスに施用される場合、２５ｎｍ～２００μｍの範囲の厚さを有することができる。
[0050]一態様において、コーティングはさらに、多糖ガム、カルボマー、またはそれらの組み合わせを含む少なくとも１つの吸湿性材料を含む。

【0049】

[0051]一態様において、開示された化合物を含む電子デバイスであって、該化合物が、少なくとも１つの疎水性または親油性化合物を含む保護コーティングを有する電子デバイスがもたらされるように、開示された方法を用いてコーティングされている、前記電子デバイスを開示する。電子デバイスに施用されると、非ニュートン流体コーティングは、液体汚染物に対する電子デバイスの耐性を向上させる。他の態様において、電子デバイスに施用される非ニュートン流体コーティングにより、デバイスは完全に防水性になる。

【0050】

[0052]さらに、他の態様において、電子デバイスに施用される非ニュートン流体コーティングは、人体から分泌される油などの油を吸収するように設計された親油性化合物を含有する。吸収は、電子デバイス上の指紋の減少または完全な防止をもたらすことができる。他の態様において、施用される非ニュートン流体は多糖ガムまたはカルボマーなどの吸湿性材料を含有し、該材料は、周囲の湿分を吸収して体積膨張し、それによって水との接触から遮断することができる。この態様は、非ニュートン流体コーティングの曇りを低減することができる。さらに、他の態様において、電子デバイスに施用される非ニュートン流体は、疎水性、親水性、疎油性および親油性化合物を含有する。
代表的な付着方法
[0053]一態様において、開示された組成物は、シリンジおよびニードルを用いて分配することができる。例えば、シリンジには、１０～３２の範囲のゲージサイズを有するゲージを有するニードル、例えば、１６、１８または２０のゲージサイズを有するニードルを取り付けることができ、これは、必要とされる用途に応じて変動する。

【0051】

[0054]他の態様において、開示された組成物は、手動式噴霧装置を用いて分配することができる。例えば、手持ち式スプレーガンを用いると、圧縮空気または窒素を使用することなどにより、コーティングを霧化することができる。

【0052】

[0055]他の態様において、開示された組成物は、電子デバイスにコーティングを施用するために用いることができる自動分配機構を用いて分配することができる。例えば、Ｎｏｒｄｓｏｎ Ａｓｙｍｔｅｋ^ＴＭワイドビーム噴霧弁などのさまざまなノズルを、本明細書中に記載されるようなコーティングの分配に用いることができる。他の態様において、ノズルは、ＰＶＡフィルムコート弁、またはＰＶＡデルタ６自動コーティング分配機に用いられる弁を含む、噴霧弁を含むことができる。
測定技術
[0056]電子デバイスにコーティングを施用した後、さまざまな特性を以下の方法で測定することができる。

【0053】

[0057]コーティングの疎水性または親水性は、コーティングの表面上に水滴が作る接触角を観察することによって測定することができる。コーティングの疎油性または親油性は、コーティングの表面上にヘキサデカンの液滴が作る接触角を観察することによって測定することができる。

【0054】

[0058]また、コーティングの電気絶縁は、コーティングされた回路基板上の耐電圧を測定することによって決定することができる。連続的に上昇している電圧を、コーティングされた回路基板上に印加することができ、電流が空気中でアークを発生する電圧を決定することができる。この電圧は、コーティングの有効性の尺度である。

【0055】

[0059]コーティングの電気絶縁は、ネットワークアナライザーを使用して、誘電正接または誘電率などのコーティングの材料電気特性を測定することによって決定することもできる。

【0056】

[0060]コーティングの非ニュートン性は、さまざまな特性を見ることによって測定することができる。加えられた応力または歪みに対するコーティングの応答は、コーティングの変形を検討するためのレオメーターを用いて測定することができる。粘弾性率は、小角振動応力掃引(Small Angle Oscillatory Stress sweep)を用いて測定することができ、降伏応力および高剪断粘度は、応力掃引を用いて測定することができる。

【0057】

[0061]本発明の特徴および利点を、例示の目的で提供される以下の実施例によって、より完全に示す。これは、いかなる形であれ本発明を限定するものと解釈されるべきではない。

【実施例】

【0058】

[0062]以下の実施例で、電子デバイスへのコーティングとして施用するための非ニュートン組成物の調製方法を開示する。調製後、該組成物を、保護コーティングを形成するための公知の技術を用いて電子デバイスに施用することができる。
実施例１
[0063]以下の実施例は、多くの公知の撹拌技術の１つを用いて溶媒中で疎水性液体を混合することにより、電気絶縁能力を有する疎水性液体を調製するための方法を提供する。得られるコーティングの非極性の性質が、コーティングの疎水性を促進する。

【0059】

[0064]２０重量％のフェニル化シロキサンおよび８０重量％のトルエンを含有する混合物を、２５℃において、Ｃｏｗｌｅｓブレードミキサーを用いて、２０００ｒｐｍで３０分間、または両方の成分が完全に混合されるまで混合した。
実施例２
[0065]以下の実施例は、多くの公知の撹拌技術の１つを用いて溶媒中で２以上の疎水性液体を混合することにより、電気絶縁能力を有する疎水性液体の混合物を調製するための方法を提供する。

【0060】

[0066]１０重量％のフェニル化シロキサン、２０重量％のフルオロアルカン、および７０重量％のハイドロフルオロカーボン（ＤｕＰｏｎｔ^ＴＭ Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＸＦの名称で販売されており、これは、ＨＦＣ ４３－１０ｍｅｅまたは２，３－ジヒドロデカフルオロペンタン；実験式Ｃ_５Ｈ_２Ｆ_１０である）を含有する混合物を、２５℃において、インペラーミキサーを用いて、２０００ｒｐｍで３０分間、または３つの成分すべてが均質な混合物を形成するまで、一緒に混合した。
実施例３
[0067]以下の実施例は、多くの公知の撹拌技術の１つを用いて、２以上の疎水性液体を２以上の疎水性粒子と混合することにより、ともに電気絶縁能力を有する疎水性の液体と固体粒子の混合物を調製するための方法を提供する。

【0061】

[0068]１０重量％のフェニル化シロキサン、２０重量％のフルオロアルカン、５重量％の沈降疎水性処理シリカ、および６５重量％のハイドロフルオロカーボン（ＤｕＰｏｎｔ^ＴＭ Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＸＦの名称で販売されている）を含有する混合物を、ローター－ステーターホモジナイザーを用いて一緒に混合した。

【0062】

[0069]フェニル化シロキサン、フルオロアルカン、およびハイドロフルオロカーボン溶媒を、最初に、２５℃においてロト－ステーターミキサーを用いて１００００ｒｐｍで５分間、均質な溶液が得られるまで一緒に混合した。

【0063】

[0070]その後、固体の疎水処理された沈降シリカを徐々に導入した。ローター－ステーターは、シリカを導入するたびに１００００ｒｐｍで動かした。均質な分散液が得られるまで、このプロセスを繰り返した。

【0064】

[0071]本発明の他の態様は、当業者であれば、本明細書中に開示した本発明の詳述および実施を検討することにより、導き出させるであろう。該明細書および実施例は単に模範的なものとみなされることを意図したものであり、本発明の真の範囲は以下の特許請求の範囲により示される。
本発明は以下の態様を含む。
［１］
電子デバイス上に非ニュートンコーティングを形成するための組成物であって、
該組成物が、少なくとも１つの疎水性流体を含み、
該疎水性流体が、電気絶縁特性を有し、そして疎水性、疎油性、親油性またはそれらの組み合わせである、粘弾性コーティングを形成する、
前記組成物。
［２］
前記粘弾性コーティングが、基材への施用後に再分布することができる、［１］に記載の組成物。
［３］
さらに、１以上の官能化ポリシロキサン、線状および環状シリコーン、金属酸化物、ヒュームド官能化シリカ、鉱油またはジエステルで膨潤させたスチレン－エチレン／ブチレン－スチレンまたはスチレン－エチレン／プロピレン－スチレン材料、長鎖脂肪族アルコール、官能化フルオロポリマー、官能化または非官能化ポリオリゴマーシルセスキオキサン、およびポリオレフィンを含む、［１］に記載の組成物。
［４］
さらに、フルオロポリマー粒子、粘土粒子、マイカ、金属アルコキシド粒子、希土類および遷移金属、グラフェン、グラファイトおよびカーボンナノチューブから選択される炭素に基づく材料、ならびに金属有機構造体、から選択される１以上の固体粒子を含む、［１］に記載の組成物。
［５］
さらに、界面活性剤、分散剤、またはレオロジー改質剤から選択される１以上の添加剤を含む、［１］に記載の組成物。
［６］
組成物を、低分子量鉱油、パラフィンもしくはイソパラフィン、アルカンもしくはイソアルカン、低分子量線状シリコーンもしくは環状シリコーン、アルキルアセテート、ケトン、完全もしくは部分的にハロゲン化された炭化水素、またはアルデヒドから選ばれる少なくとも１つの化合物で構成されるキャリヤー溶媒に懸濁させる、［１］に記載の組成物。
［７］
コーティングが、電子デバイスに施用したときに２５ｎｍ～２００μｍの範囲の厚さを有する、［１］に記載の組成物。
［８］
コーティングが液状または粒子状汚染物質に対する耐性を向上させ、電気絶縁性を示す、［１］に記載の組成物。
［９］
電子デバイスに粘弾性コーティングを施用することによる電子デバイスの処理方法であって、
該方法が、電子デバイスに組成物を施用することを含み、該組成物が、少なくとも１つの疎水性流体を含み、
該疎水性流体が、電気絶縁特性を有し、そして疎水性、疎油性、親油性またはそれらの組合せである、粘弾性コーティングを形成する、
前記処理方法。
［１０］
電子デバイスがプリント回路基板を含む、［９］に記載の方法。
［１１］
化合物を、プリント回路基板の少なくとも一方の面の一部または全体に、プリント回路基板上の構成要素をマスキングすることなく施用する、［９］に記載の方法。
［１２］
粘弾性コーティングが、プリント回路基板の電気的特性に悪影響を及ぼすことなく、プリント回路基板の雄型、雌型いずれも、または両方の構成要素を覆う、［１１］に記載の方法。
［１３］
組成物が、１以上の官能化ポリシロキサン、線状および環状シリコーン、金属酸化物、ヒュームド官能化シリカ、鉱油またはジエステルで膨潤させたスチレン－エチレン／ブチレン－スチレンまたはスチレン－エチレン／プロピレン－スチレン材料、長鎖脂肪族アルコール、官能化フルオロポリマー、官能化または非官能化ポリオリゴマーシルセスキオキサン、およびポリオレフィンを含む、［９］に記載の方法。
［１４］
組成物がさらに、フルオロポリマー粒子、粘土粒子、マイカ、金属アルコキシド粒子、希土類および遷移金属、グラフェン、グラファイトおよびカーボンナノチューブから選択される炭素に基づく材料、ならびに金属有機構造体、から選択される１以上の粒子を含む、［９］に記載の方法。
［１５］
組成物がさらに、１以上の界面活性剤、分散剤、またはレオロジー改質剤を含む、［９］に記載の方法。
［１６］
組成物を溶媒キャリヤーに懸濁させ、該溶媒キャリヤーが、少なくとも１以上の低分子量鉱油、パラフィンもしくはイソパラフィン、アルカンもしくはイソアルカン、低分子量線状シリコーンもしくは環状シリコーン、アルキルアセテート、ケトン、完全もしくは部分的にハロゲン化された炭化水素、またはアルデヒドを含む、［９］に記載の方法。
［１７］
コーティングを、２５ｎｍ～２００μｍの範囲の厚さを達成するように付着させる、［９］に記載の方法。
［１８］
組成物の施用を、霧化または非霧化噴霧、浸漬コーティング、フィルムコーティング、噴射、およびニードル吐出から選ばれる少なくとも１つの方法により実施する、［９］に記載の方法。
［１９］
基材を保護するためのコーティングであって、該コーティングが、電気絶縁特性を有し、そしてポリシロキサン化合物を含む、少なくとも１つの疎水性材料を含み、該コーティングが、疎水性、疎油性または親油性であり、電子構成要素への施用後に再分布することを可能にする粘弾性特性を示す、前記コーティング。
［２０］
少なくとも１つの疎水性材料がさらに、１以上の官能化ポリシロキサン、線状および環状シリコーン、金属酸化物、ヒュームド官能化シリカ、鉱油またはジエステルで膨潤させたスチレン－エチレン／ブチレン－スチレンまたはスチレン－エチレン／プロピレン－スチレン材料、長鎖脂肪族アルコール、官能化フルオロポリマー、官能化または非官能化ポリオリゴマーシルセスキオキサンおよびポリオレフィンを含む、［１９］に記載のコーティング。
［２１］
さらに、フルオロポリマー粒子、粘土粒子、マイカ、金属アルコキシド粒子、希土類および遷移金属、グラフェン、グラファイトおよびカーボンナノチューブから選択される炭素に基づく材料、ならびに金属有機構造体、から選択される１以上の固体粒子を含む、［１９］に記載のコーティング。
［２２］
さらに、界面活性剤、分散剤、またはレオロジー改質剤から選択される１以上の添加剤を含む、［１９］に記載のコーティング。
［２３］
組成物を、低分子量鉱油、パラフィンもしくはイソパラフィン、アルカンもしくはイソアルカン、低分子量線状シリコーンもしくは環状シリコーン、アルキルアセテート、ケトン、完全もしくは部分的にハロゲン化された炭化水素、またはアルデヒドから選ばれる少なくとも１つの化合物で構成されるキャリヤー溶媒に懸濁させる、［１９］に記載のコーティング。
［２４］
コーティングが、電子デバイスに施用したときに２５ｎｍ～２００μｍの範囲の厚さを有する、［１９］に記載のコーティング。
［２５］
コーティングが液状または粒子状汚染物質に対する耐性を向上させ、電気絶縁性を示す、［１９］に記載のコーティング。
［２６］
基材が電子デバイスを含む、［１９］に記載のコーティング。
［２７］
［１９］に挙げた少なくとも１つのコーティングを含む電子デバイス。