ホーム > 特許ランキング > ティコナ・エルエルシー
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-04-17
(54)【発明の名称】回路構造体
(51)【国際特許分類】
H05K 1/03 20060101AFI20230410BHJP
C08L 101/00 20060101ALI20230410BHJP
C08K 3/01 20180101ALI20230410BHJP
C08K 3/013 20180101ALI20230410BHJP
H01Q 1/38 20060101ALI20230410BHJP
H05K 1/09 20060101ALI20230410BHJP
H05K 1/16 20060101ALI20230410BHJP
【ＦＩ】
H05K1/03 610H
C08L101/00
C08K3/01
C08K3/013
H05K1/03 610R
H01Q1/38
H05K1/09 A
H05K1/09 C
H05K1/16 B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022551595
(86)(22)【出願日】2021-02-18
(85)【翻訳文提出日】2022-10-20
(86)【国際出願番号】 US2021018486
(87)【国際公開番号】W WO2021173412
(87)【国際公開日】2021-09-02
(31)【優先権主張番号】62/981,667
(32)【優先日】2020-02-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/981,681
(32)【優先日】2020-02-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/057,345
(32)【優先日】2020-07-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/057,349
(32)【優先日】2020-07-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500100822
【氏名又は名称】ティコナ・エルエルシー
(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】100129458
【弁理士】
【氏名又は名称】梶田 剛
(72)【発明者】
【氏名】キム，ヤン・シン
【テーマコード（参考）】
4E351
4J002
5J046
【Ｆターム（参考）】
4E351AA02
4E351BB31
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4E351BB35
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4E351GG07
4J002AA011
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5J046AA03
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5J046PA07
(57)【要約】
基板、および基板上に配置された１つまたは複数の導電素子を含む回路構造体が提供される。基板は、ポリマーマトリックス内に分布された導電性充填剤を含むポリマー組成物を含む。ポリマーマトリックスは、１．８ＭＰａの荷重でＩＳＯ ７５－２：２０１３に従って決定される約４０℃以上の荷重たわみを有する少なくとも１種の熱可塑性高性能ポリマーを含有し、ポリマー組成物は、２ＧＨｚの周波数で決定される約４以上の比誘電率、および約０．３以下の誘電正接を示す。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回路構造体であって、ポリマー組成物を含む基板であって、当該ポリマー組成物がポリマーマトリックス内に分布された導電性充填剤を含み、当該ポリマーマトリックスが、１．８ＭＰａの荷重でＩＳＯ ７５－２：２０１３に従って決定される約４０℃以上の荷重たわみを有する少なくとも１種の熱可塑性高性能ポリマーを含有し、さらに当該ポリマー組成物が、２ＧＨｚの周波数で決定される約４以上の比誘電率および約０．３以下の誘電正接を示す、前記基板、ならびに
当該基板上に配置された１つまたは複数の導電素子
を含む、前記回路構造体。
【請求項2】
前記組成物が、約－３０℃～約１００℃の温度サイクルに曝露された後に比誘電率を示し、前記温度サイクル後の比誘電率の前記熱サイクル前の比誘電率に対する比が約０．８以上である、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項3】
前記組成物が、約－３０℃～約１００℃の温度サイクルに曝露された後に誘電正接を示し、前記温度サイクル後の誘電正接の前記熱サイクル前の誘電正接に対する比が約１．３以下である、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項4】
前記熱可塑性高性能ポリマーが、１．８ＭＰａの荷重でＩＳＯ ７５－２：２０１３に従って決定される約１５０℃～約３１０℃の荷重たわみを有する、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項5】
前記熱可塑性高性能ポリマーが、約１００℃～約３２０℃のガラス転移温度および／または約２００℃～約４１０℃の溶融温度を有する、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項6】
前記熱可塑性高性能ポリマーが、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネート、ポリアリーレンスルフィド、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、液晶ポリマーまたはそれらの組合せを含む、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項7】
前記熱可塑性高性能ポリマーが全芳香族液晶ポリマーを含む、請求項６に記載の回路構造体。
【請求項8】
前記液晶ポリマーが、約１５ｍｏｌ．％以下のナフテン系ヒドロキシカルボン酸および／またはナフテン系ジカルボン酸に由来する繰り返し単位の合計量を有する、請求項７に記載の回路構造体。
【請求項9】
前記液晶ポリマーが、約３０ｍｏｌ．％～約７０ｍｏｌ．％の量のＨＢＡ、約２ｍｏｌ．％～約３０ｍｏｌ．％の量のＩＡおよび／またはＴＡ、ならびに約２ｍｏｌ．％～約４０ｍｏｌ．％の量のＢＰおよび／またはＨＱを含有する、請求項８に記載の回路構造体。
【請求項10】
前記ポリマー組成物が、ＡＳＴＭ Ｄ２５７－１４に従って約２０℃の温度で決定される約１×１０１０オーム・ｍ～約１×１０１６オーム・ｍの体積抵抗率および／または約１×１０１２オーム～約１×１０１８オームの表面抵抗率を示す、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項11】
前記ポリマー組成物がスピネル結晶を含まない、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項12】
前記ポリマーマトリックスが前記ポリマー組成物の約３０ｗｔ．％～約８０ｗｔ．％を構成する、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項13】
前記導電性充填剤が約１オーム・ｃｍ未満の体積抵抗率を有する、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項14】
前記導電性充填剤が炭素材料を含む、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項15】
前記炭素材料が、グラファイト、カーボンブラック、炭素繊維、グラフェン、カーボンナノチューブ、またはそれらの組合せを含む、請求項１４に記載の回路構造体。
【請求項16】
前記導電性充填剤が、前記ポリマーマトリックス１００重量部あたり約０．５～約２０重量部の量で前記ポリマー組成物中に存在する、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項17】
前記ポリマー組成物が鉱物充填剤をさらに含む、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項18】
前記鉱物充填剤が、前記ポリマーマトリックス１００重量部あたり約１０～約８０重量部の量で前記ポリマー組成物中に存在する、請求項１７に記載の回路構造体。
【請求項19】
前記鉱物充填剤の前記導電性充填剤に対する重量比が約２～約５００の範囲である、請求項１７に記載の回路構造体。
【請求項20】
前記鉱物充填剤が、鉱物粒子、鉱物繊維またはそれらの組合せを含有する、請求項１７に記載の回路構造体。
【請求項21】
前記鉱物粒子が、タルク、マイカまたはそれらの組合せを含む、請求項２０に記載の回路構造体。
【請求項22】
前記鉱物繊維が珪灰石を含む、請求項２０に記載の回路構造体。
【請求項23】
前記鉱物繊維が約１～約３５マイクロメートルのメジアン径を有する、請求項２２に記載の回路構造体。
【請求項24】
前記鉱物繊維が約１～約５０のアスペクト比を有する、請求項２２に記載の回路構造体。
【請求項25】
前記ポリマー組成物が、１０００ｓ－１のせん断速度および前記組成物の溶融温度を１５℃超える温度で、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１１４４３：２０１４に従って決定される約１０～約２５０Ｐａ・ｓの溶融粘度を有する、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項26】
前記導電素子が、銅、ニッケルまたはそれらの組合せを含む、請求項１に記載の回路構造体。
【請求項27】
前記基板を成型するステップ、基板の表面上にパターンを形成するステップ、および
パターニングされた表面をメッキプロセスに供し、前記導電素子を形成するステップ
を含む、請求項１～２６のいずれかに記載の回路構造体を形成する方法。
【請求項28】
前記パターンが、レーザーアブレーションを含むプロセスによって形成される、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
前記メッキプロセスの前に、前記表面上にシード層を形成するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項30】
前記メッキプロセスが無電解メッキを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項31】
請求項１～２６のいずれかに記載の回路構造体を含むアンテナシステムであって、前記導電素子が、無線周波数信号を送信および受信するように構成されたアンテナ素子である、前記アンテナシステム。
【請求項32】
前記無線周波数信号が５Ｇ信号である、請求項３１に記載のアンテナシステム。
【請求項33】
前記少なくとも１つのアンテナ素子が、約１，５００マイクロメートル未満の特徴サイズを有する、請求項３１に記載のアンテナシステム。
【請求項34】
前記アンテナ素子が、約１，５００マイクロメートル未満の間隔距離によって離間された、請求項３１に記載のアンテナシステム。
【請求項35】
少なくとも１６個のアンテナ素子が前記基板上に配置された、請求項３１に記載のアンテナシステム。
【請求項36】
前記アンテナ素子がアレイ状に配列された、請求項３１に記載のアンテナシステム。
【請求項37】
前記アレイが、少なくとも８個の送信チャネルおよび少なくとも８個の受信チャネルのために構成された、請求項３６に記載のアンテナシステム。
【請求項38】
前記アレイが、１平方センチメートルあたり１，０００個より多いアンテナ素子の平均アンテナ素子密度を有する、請求項３６に記載のアンテナシステム。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出題の相互参照
[0001]本出願は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国仮特許出願第６２／９８１，６６７号（出願日２０２０年２月２６日）、第６２／９８１，６８１号（出願日２０２０年２月２６日）、第６３／０５７，３４５号（出願日２０２０年７月２８日）、および第６３／０５７，３４９号（出願日２０２０年７月２８日）の出願利益を主張する。
[0001]本出願は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国仮特許出願第６２／９８１，６６７号（出願日２０２０年２月２６日）、第６２／９８１，６８１号（出願日２０２０年２月２６日）、第６３／０５７，３４５号（出願日２０２０年７月２８日）、および第６３／０５７，３４９号（出願日２０２０年７月２８日）の出願利益を主張する。
【背景技術】
【0002】
[0002]成形回路部品（ＭＩＤ）は、通常プラスチック構成部品および電子回路トレースを含む三次元電気機械部品である。プラスチック基板を作成し、電気回路およびデバイスをプラスチック基板にメッキする、積層する、または埋め込む。ＭＩＤは通常、従来的に生成されるデバイスに比べて部品が少ないため、省スペースおよび軽量化がもたらされる。現行のＭＩＤの製造方法には、２ショット成型およびレーザー直接構造化が含まれる。レーザー直接構造化は、例えば、基板の金属化を開始するためのシードとして作用するスピネル結晶（例えば、亜クロム酸銅）の使用を含む。金属層を形成した後、レーザーで部品上に配線パターンをエッチングし、金属化のために準備する。その利益にもかかわらず、レーザー直接構造化材料の限界の１つは、スピネル結晶が、アンテナシステムでしばしば遭遇する高周波での組成物の性能に悪影響を与える傾向があることである。したがって、現在、メッキが可能であり、かつ高周波範囲で良好な性能を依然として保持する改善されたポリマー基板に対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
[0003]本発明の一実施形態によると、基板、および基板上に配置された１つまたは複数の導電素子を含む回路構造体が開示される。基板は、ポリマーマトリックス内に分布された導電性充填剤を含むポリマー組成物を含む。ポリマーマトリックスは、１．８ＭＰａの荷重でＩＳＯ ７５－２：２０１３に従って決定される約４０℃以上の荷重たわみを有する少なくとも１種の熱可塑性高性能ポリマーを含有し、ポリマー組成物は、２ＧＨｚの周波数で決定される約４以上の比誘電率、および約０．３以下の誘電正接を示す。
【0004】
[0003]本発明の他の特色および態様が、以下により詳細に記載される。
[0004]本発明の完全かつ実施可能な開示が、当業者に対するその最良の形態を含め、添付の図面への参照を含む本明細書の残り部分でより詳細に記載される。
[0004]本発明の完全かつ実施可能な開示が、当業者に対するその最良の形態を含め、添付の図面への参照を含む本明細書の残り部分でより詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【図1】[0005]アンテナシステムを利用することができる電子構成部品の一実施形態の前面斜視図である。
【図2】アンテナシステムを利用することができる電子構成部品の一実施形態の裏面斜視図である。
【図3】[0006]アンテナシステムの一実施形態の例示的な逆Ｆアンテナ共振素子の上面図である。
【図4】[0007]アンテナシステムの一実施形態の例示的なモノポールアンテナ共振素子の上面図である。
【図5】[0008]アンテナシステムの一実施形態の例示的なスロットアンテナ共振素子の上面図である。
【図6】[0009]アンテナシステムの一実施形態の例示的なパッチアンテナ共振素子の上面図である。
【図7】[0010]アンテナシステムの一実施形態の例示的な多分岐逆Ｆアンテナ共振素子の上面図である。
【図8】[0011]本開示の態様による、基地局、１つまたは複数の中継局、１つまたは複数のユーザコンピューティングデバイス、１つまたは複数のＷｉ－Ｆｉリピーターを含む５Ｇアンテナシステムを示す。
【図9A】[0012]本開示の態様による５Ｇアンテナを含む、例示的なユーザコンピューティングデバイスを上から見た図を示す。
【図11】[0015]本開示の態様による共平面導波管アンテナアレイ構成の側面立面図を示す。
【図12A】[0016]本開示の態様による大規模多入力多出力構成のアンテナアレイを示す。
【図12B】[0017]本開示の態様による、レーザー直接構造化によって形成されたアンテナアレイを示す。
【図12C】[0018]本開示の態様による例示的なアンテナ構成を示す。
【図13】[0019]アンテナシステムを形成するために使用され得るレーザー直接構造化製造プロセスの簡略化された連続図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0006】
[0020]本考察は、例示的な実施形態の説明にすぎず、本発明のより広範な態様を制限するものではないことが当業者によって理解される。
[0021]一般に、本発明は、基板およびその上に配置された１つまたは複数の導電素子を含有する回路構造体に関する。基板は、導電性充填剤を含むポリマー組成物を含有し、導電性充填剤は、高性能熱可塑性ポリマーを含むポリマーマトリックス内に分布される。組成物の種々の態様を選択的に制御することによって、本発明者は、得られる組成物が、アンテナシステムなどの種々の種類の電子構成部品で使用するための高比誘電率と低誘電正接の独特の組合せを維持できることを発見した。例えば、ポリマー組成物は、２ＧＨｚの周波数でスプリットポスト共振法によって決定される約４以上、一部の実施形態では約５以上、一部の実施形態では約６以上、一部の実施形態では約８～約３０、一部の実施形態では約１０～約２５、一部の実施形態では約１２～約２４の高比誘電率を示してもよい。そのような高い比誘電率は、薄い基板を形成する能力を促進し、さらにほんの最小レベルの電気的干渉と同時に動作する複数の導電素子（例えば、アンテナ）の利用を可能にすることができる。また、エネルギー損失率の測定値である誘電正接（ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ）は比較的低くてもよく、例えば２ＧＨｚの周波数でスプリットポスト共振法によって決定される約０．３以下、一部の実施形態では約０．２以下、一部の実施形態では約０．１以下、一部の実施形態では約０．０６以下、一部の実施形態では約０．０４以下、一部の実施形態では約０．００１～約０．０３であってもよい。本発明者らはまた、比誘電率および誘電正接は、約－３０℃～約１００℃の温度などの種々の温度に曝露された場合でも、上述の範囲内に維持され得ることを発見した。例えば、本明細書に記載される熱サイクル試験に供された場合、熱サイクリング後の比誘電率の初期比誘電率に対する比は、約０．８以上、一部の実施形態では約０．９以上、一部の実施形態では約０．９５～約１．１であってもよい。同様に、高温への曝露後の誘電正接の初期誘電正接に対する比は、約１．３以下、一部の実施形態では約１．２以下、一部の実施形態では約１．１以下、一部の実施形態では約１．０以下、一部の実施形態では０．９５以下、一部の実施形態では約０．１～約０．９５、一部の実施形態では約０．２～約０．９であってもよい。誘電正接の変化（すなわち、初期誘電正接－熱サイクリング後の誘電正接）も、約－０．１～約０．１、一部の実施形態では約－０．０５～約０．０１、一部の実施形態では約－０．００１～０の範囲であり得る。
[0021]一般に、本発明は、基板およびその上に配置された１つまたは複数の導電素子を含有する回路構造体に関する。基板は、導電性充填剤を含むポリマー組成物を含有し、導電性充填剤は、高性能熱可塑性ポリマーを含むポリマーマトリックス内に分布される。組成物の種々の態様を選択的に制御することによって、本発明者は、得られる組成物が、アンテナシステムなどの種々の種類の電子構成部品で使用するための高比誘電率と低誘電正接の独特の組合せを維持できることを発見した。例えば、ポリマー組成物は、２ＧＨｚの周波数でスプリットポスト共振法によって決定される約４以上、一部の実施形態では約５以上、一部の実施形態では約６以上、一部の実施形態では約８～約３０、一部の実施形態では約１０～約２５、一部の実施形態では約１２～約２４の高比誘電率を示してもよい。そのような高い比誘電率は、薄い基板を形成する能力を促進し、さらにほんの最小レベルの電気的干渉と同時に動作する複数の導電素子（例えば、アンテナ）の利用を可能にすることができる。また、エネルギー損失率の測定値である誘電正接（ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ）は比較的低くてもよく、例えば２ＧＨｚの周波数でスプリットポスト共振法によって決定される約０．３以下、一部の実施形態では約０．２以下、一部の実施形態では約０．１以下、一部の実施形態では約０．０６以下、一部の実施形態では約０．０４以下、一部の実施形態では約０．００１～約０．０３であってもよい。本発明者らはまた、比誘電率および誘電正接は、約－３０℃～約１００℃の温度などの種々の温度に曝露された場合でも、上述の範囲内に維持され得ることを発見した。例えば、本明細書に記載される熱サイクル試験に供された場合、熱サイクリング後の比誘電率の初期比誘電率に対する比は、約０．８以上、一部の実施形態では約０．９以上、一部の実施形態では約０．９５～約１．１であってもよい。同様に、高温への曝露後の誘電正接の初期誘電正接に対する比は、約１．３以下、一部の実施形態では約１．２以下、一部の実施形態では約１．１以下、一部の実施形態では約１．０以下、一部の実施形態では０．９５以下、一部の実施形態では約０．１～約０．９５、一部の実施形態では約０．２～約０．９であってもよい。誘電正接の変化（すなわち、初期誘電正接－熱サイクリング後の誘電正接）も、約－０．１～約０．１、一部の実施形態では約－０．０５～約０．０１、一部の実施形態では約－０．００１～０の範囲であり得る。
【0007】
[0022]従来的に、高比誘電率と低誘電正接の組合せを有するポリマー組成物は、基板の金属化を可能にするのに十分高い導電率を同時に有さないと考えられていた。しかし、本発明者は、ポリマー組成物が、実質的な量の電流が部品を通って流れないように、一般に本質的に帯電防止性であり続けることを可能にする制御された抵抗率を示すことができるが、それにもかかわらず、メッキおよびその上の導電トレースの形成を容易にするために十分な程度の静電気消散（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）を示すことを発見した。表面抵抗率は、例えば、例えばＡＳＴＭ Ｄ２５７－１４（技術的にＩＥＣ６２６３１－３－１と同等である）に従って決定される約１×１０１２オーム～約１×１０１８オーム、一部の実施形態では約１×１０１３オーム～約１×１０１８オーム、一部の実施形態では約１×１０１４オーム～約１×１０１７オーム、一部の実施形態では約１×１０１５オーム～約１×１０１７オームの範囲であってもよい。同様に、組成物はまた、例えばＡＳＴＭ Ｄ２５７－１４（技術的にＩＥＣ６２６３１－３－１と同等である）に従って約２０℃の温度で決定される約１×１０１０オーム・ｍ～約１×１０１６オーム・ｍ、一部の実施形態では約１×１０１１オーム・ｍ～約１×１０１６オーム・ｍ、一部の実施形態では約１×１０１２オーム・ｍ～約１×１０１５オーム・ｍ、一部の実施形態では約１×１０１３オーム・ｍ～約１×１０１５オーム・ｍの体積抵抗率を示してもよい。
【0008】
[0023]本発明のポリマー組成物はまた、優れた強度特性を有してもよい。例えば、組成物は、２３℃でＩＳＯ試験Ｎｏ．１７９－１：２０１０に従って測定して約２ｋＪ／ｍ２、一部の実施形態では約４～約４０ｋＪ／ｍ２、一部の実施形態では約６～約３０ｋＪ／ｍ２のノッチなしおよび／またはノッチ付きシャルピー衝撃強度を示してもよい。組成物はまた、約２０～約５００ＭＰａ、一部の実施形態では約５０～約４００ＭＰａ、一部の実施形態では約６０～約３５０ＭＰａの引張強度；約０．５％以上、一部の実施形態では約０．８％～約１５％、一部の実施形態では約１％～約１０％の引張破断歪み；および／または約５，０００ＭＰａ～約３０，０００ＭＰａ、一部の実施形態では約７，０００ＭＰａ～約２５，０００ＭＰａ、一部の実施形態では約１０，０００ＭＰａ～約２０，０００ＭＰａの引張弾性率を示してもよい。引張特性は、２３℃でＩＳＯ試験Ｎｏ．５２７：２０１９に従って決定されてもよい。組成物はまた、約４０～約５００ＭＰａ、一部の実施形態では約５０～約４００ＭＰａ、一部の実施形態では約１００～約３５０ＭＰａの曲げ強度；約０．５％以上、一部の実施形態では約０．８％～約１５％、一部の実施形態では約１％～約１０％の曲げ破断歪み；および／または約７，０００ＭＰａ以上、一部の実施形態では約９，０００ＭＰａ以上、一部の実施形態では約１０，０００ＭＰａ～約３０，０００ＭＰａ、一部の実施形態では約１２，０００ＭＰａ～約２５，０００ＭＰａの曲げ弾性率を示してもよい。曲げ特性は、２３℃でＩＳＯ試験Ｎｏ．１７８：２０１９に従って決定されてもよい。
【0009】
[0024]上記で示されたように、本発明の１つの利益は、ポリマー組成物から形成された基板が、従来のレーザー活性化可能スピネル結晶を使用することなく容易にメッキできることであり、結晶は、一般に式ＡＢ２Ｏ４（式中、Ａは２の価数を有する金属カチオン（例えばカドミウム、クロム、マンガン、ニッケル、亜鉛、銅、コバルト、鉄、マグネシウム、スズまたはチタン）であり、Ｂは３の価数を有する金属カチオン（例えばクロム、鉄、アルミニウム、ニッケル、マンガンまたはスズ）である）を有する。一般的に、上記式中のＡは第１の金属酸化物クラスターの主カチオン成分を与え、Ｂは第２の金属酸化物クラスターの主カチオン成分を与える。例えば、第１の金属酸化物クラスターは一般に四面体構造を有し、第２の金属酸化物クラスターは、一般に八面体クラスターを有する。そのようなスピネル結晶の特定の例として、例えばＭｇＡｌ２Ｏ４、ＺｎＡｌ２Ｏ４、ＦｅＡｌ２Ｏ４、ＣｕＦｅ２Ｏ４、ＣｕＣｒ２Ｏ４、ＭｎＦｅ２Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＴｉＦｅ２Ｏ４、ＦｅＣｒ２Ｏ４またはＭｇＣｒ２Ｏ４が挙げられる。ポリマー組成物は、そのようなスピネル結晶を含まなくてもよいか（すなわち、０ｗｔ．％）、またはそのような結晶は、約１ｗｔ．％以下、一部の実施形態では約０．５ｗｔ．％以下、一部の実施形態では約０．００１ｗｔ．％～約０．２ｗｔ．％の量などのほんのわずかな濃度で存在してもよい。
【0010】
[0025]ここで、本発明の種々の実施形態をより詳細に記載する。
Ｉ．ポリマー組成物
Ａ．ポリマーマトリックス
[0026]ポリマーマトリックスは、一般に全ポリマー組成物の約３０ｗｔ．％～約８０ｗｔ．％、一部の実施形態では約４０ｗｔ．％～約７５ｗｔ．％、一部の実施形態では約５０ｗｔ．％～約７０ｗｔ．％の量の１種または複数の熱可塑性高性能ポリマーを一般に含有する。高性能ポリマーは、１．８ＭＰａの荷重でＩＳＯ７５－２：２０１３に従って決定される約４０℃以上、一部の実施形態では約５０℃以上、一部の実施形態では約６０℃以上、一部の実施形態では約１００℃～約３２０℃、一部の実施形態では約１５０℃～約３１０℃、一部の実施形態では約２２０℃～約３００℃の荷重たわみ温度（「ＤＴＵＬ」）によって反映されるように、高度の耐熱性を有してもよい。高度の耐熱性を示すことに加え、ポリマーは、典型的に約４０℃以上、一部の実施形態では約５０℃以上、一部の実施形態では約６０℃以上、一部の実施形態では約７０℃以上、一部の実施形態では約８０℃以上、一部の実施形態では約１００℃～約３２０℃などの高いガラス転移温度も有する。半結晶性または結晶性ポリマーが利用される場合、高性能ポリマーは、約１４０℃以上、一部の実施形態では約１５０℃～約４２０℃、一部の実施形態では約２００℃～約４１０℃、一部の実施形態では約３００℃～約４００℃などの高い溶融温度も有することができる。ガラス転移温度および溶融温度は、示差走査熱量測定（「ＤＳＣ」）を使用して当技術分野で周知のように決定されてもよく、例えばＩＳＯ １１３５７－２：２０２０（ガラス転移）および１１３５７－３：２０１８（溶融）によって決定されてもよい。
Ｉ．ポリマー組成物
Ａ．ポリマーマトリックス
[0026]ポリマーマトリックスは、一般に全ポリマー組成物の約３０ｗｔ．％～約８０ｗｔ．％、一部の実施形態では約４０ｗｔ．％～約７５ｗｔ．％、一部の実施形態では約５０ｗｔ．％～約７０ｗｔ．％の量の１種または複数の熱可塑性高性能ポリマーを一般に含有する。高性能ポリマーは、１．８ＭＰａの荷重でＩＳＯ７５－２：２０１３に従って決定される約４０℃以上、一部の実施形態では約５０℃以上、一部の実施形態では約６０℃以上、一部の実施形態では約１００℃～約３２０℃、一部の実施形態では約１５０℃～約３１０℃、一部の実施形態では約２２０℃～約３００℃の荷重たわみ温度（「ＤＴＵＬ」）によって反映されるように、高度の耐熱性を有してもよい。高度の耐熱性を示すことに加え、ポリマーは、典型的に約４０℃以上、一部の実施形態では約５０℃以上、一部の実施形態では約６０℃以上、一部の実施形態では約７０℃以上、一部の実施形態では約８０℃以上、一部の実施形態では約１００℃～約３２０℃などの高いガラス転移温度も有する。半結晶性または結晶性ポリマーが利用される場合、高性能ポリマーは、約１４０℃以上、一部の実施形態では約１５０℃～約４２０℃、一部の実施形態では約２００℃～約４１０℃、一部の実施形態では約３００℃～約４００℃などの高い溶融温度も有することができる。ガラス転移温度および溶融温度は、示差走査熱量測定（「ＤＳＣ」）を使用して当技術分野で周知のように決定されてもよく、例えばＩＳＯ １１３５７－２：２０２０（ガラス転移）および１１３５７－３：２０１８（溶融）によって決定されてもよい。
【0011】
[0027]この目的のための好適な高性能熱可塑性ポリマーは、例えばポリアミド（例えば脂肪族、半芳香族、または芳香族ポリアミド）、ポリエステル、ポリアリーレンスルフィド、液晶ポリマー（例えば、全芳香族ポリエステル、ポリエステルアミドなど）、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキシド、ポリイミド（例えば、ポリエーテルイミド）など、およびこれらのブレンドを含んでもよい。ポリマー系の正確な選択は、組成物中に含まれる他の充填剤の性質、組成物が形成および／または加工される方法、ならびに意図される用途の特定の要件などの種々の要因に依存する。
【0012】
[0028]例えば、芳香族ポリマーは、ポリマーマトリックスに使用するのに特に好適である。芳香族ポリマーは、実質的に非晶質、半結晶、または結晶性であり得る。好適な半結晶性芳香族ポリマーの１つの例は、例えば芳香族ポリエステルであり、これは少なくとも１種のジオール（例えば、脂肪族および／または環式脂肪族）と、４～２０個の炭素原子、一部の実施形態では８～１４個の炭素原子を有するものなどの少なくとも１種の芳香族ジカルボン酸との縮合生成物であり得る。好適なジオールとして、例えばネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、２，２－ジメチル－１，３－プロパンジオール、および式ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨ（式中、ｎは２～１０の整数である）の脂肪族グリコールを挙げることができる。好適な芳香族ジカルボン酸として、例えばイソフタル酸、テレフタル酸、１，２－ジ（ｐ－カルボキシフェニル）エタン、４，４’－ジカルボキシジフェニルエーテルなど、およびこれらの組合せを挙げることができる。１，４－、または１，５－、または２，６－ナフタレンジカルボン酸におけるように、縮合環が存在してもよい。そのような芳香族ポリエステルの特定の例として、例えばポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（１，４－ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、ポリ（１，３－プロピレンテレフタレート）（ＰＰＴ）、ポリ（１，４－ブチレン２，６－ナフタレート）（ＰＢＮ）、ポリ（エチレン２，６－ナフタレート）（ＰＥＮ）、ポリ（１，４－シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）（ＰＣＴ）ならびに上述の混合物が挙げられてもよい。
【0013】
[0029]芳香族ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）の誘導体および／またはコポリマーも利用されてもよい。例えば、一実施形態では、変性酸および／またはジオールを使用し、そのようなポリマーの誘導体を形成してもよい。本明細書で使用される用語「変性酸」および「変性ジオール」は、それぞれポリエステルの酸およびジオール繰り返し単位の一部を形成することができ、かつポリエステルを変性してその結晶化度を低減させる、またはポリエステルを非晶質にすることができる化合物を定義することを意図する。変性酸成分の例として、これらに限定されないが、イソフタル酸、フタル酸、１，３－シクロヘキサンジカルボン酸、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸、２，６－ナフタリンジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、スベリン酸、１，１２－ドデカン二酸などが挙げられてもよい。実際には、多くの場合、ジカルボン酸のジメチル、ジエチルまたはジプロピルエステルなどのこれらの官能性酸誘導体を使用することが好ましい。実用的な場合、これらの酸の無水物または酸ハロゲン化物も利用されてもよい。変性ジオール成分の例として、これらに限定されないが、ネオペンチルグリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、１，２－プロパンジオール、１，３－プロパンジオール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，２－シクロヘキサンジオール、１，４－シクロヘキサンジオール、１，２－シクロヘキサンジメタノール、１，３－シクロヘキサンジメタノール、２，２，４，４－テトラメチル１，３－シクロブタンジオール、Ｚ，８－ビス（ヒドロキシメチルトリシクロ－［５．２．１．０］－デカン（ここで、Ｚは３、４または５を表す）；１，４－ビス（２－ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、４，４’－ビス（２－ヒドロキシエトキシ）ジフェニルエーテル［ビス－ヒドロキシエチルビスフェノールＡ］、４，４’－ビス（２－ヒドロキシエトキシ）ジフェニルスルフィド［ビス－ヒドロキシエチルビスフェノールＳ］、および鎖中に１つまたは複数の酸素原子を含有するジオール、例えばジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールなどを挙げることができる。一般に、これらのジオールは、２～１８個、一部の実施形態では２～８個の炭素原子を含有する。脂環式ジオールは、それらのシスもしくはトランス立体配置で、または両方の形態の混合物として利用することができる。
【0014】
[0030]上記のような芳香族ポリエステルは、典型的に、１．８ＭＰａの荷重でＩＳＯ ７５－２：２０１３に従って決定される約４０℃～約８０℃、一部の実施形態では約４５℃～約７５℃、一部の実施形態では約５０℃～約７０℃のＤＴＵＬ値を有する。芳香族ポリエステルは、同様に、例えばＩＳＯ １１３５７－２：２０２０によって決定される約３０℃～約１２０℃、一部の実施形態では約４０℃～約１１０℃、一部の実施形態では約５０℃～約１００℃のガラス転移温度、ならびに例えばＩＳＯ １１３５７－２：２０１８に従って決定される約１７０℃～約３００℃、一部の実施形態では約１９０℃～約２８０℃、一部の実施形態では約２１０℃～約２６０℃の溶融温度を典型的に有する。芳香族ポリエステルはまた、例えばＩＳＯ １６２８－５：１９９８に従って決定される約０．１ｄｌ／ｇ～約６ｄｌ／ｇ、一部の実施形態では約０．２～約５ｄｌ／ｇ、一部の実施形態では約０．３～約１ｄｌ／ｇの固有粘度を有してもよい。
【0015】
[0031]ポリアリーレンスルフィドも、好適な半結晶性芳香族ポリマーである。ポリアリーレンスルフィドは、ホモポリマーまたはコポリマーであってもよい。例えば、ジハロ芳香族化合物の選択的な組合せにより、２つ以上の異なる単位を含有するポリアリーレンスルフィドコポリマーを生じることができる。例えば、ｐ－ジクロロベンゼンをｍ－ジクロロベンゼンまたは４，４’－ジクロロジフェニルスルホンと組み合わせて使用する場合、式：
【0016】
【化1】
【0017】
の構造を有するセグメント、および式：
【0018】
【化2】
【0019】
の構造を有するセグメント、または式：
【0020】
【化3】
【0021】
の構造を有するセグメントを含有するポリアリーレンスルフィドコポリマーを形成することができる。
[0032]ポリアリーレンスルフィドは、線状、半線状、分岐または架橋型であってもよい。線状ポリアリーレンスルフィドは、典型的に８０ｍｏｌ％以上の繰り返し単位－（Ａｒ－Ｓ）－を含有する。そのような線状ポリマーは、少量の分岐単位または架橋単位も含んでもよいが、分岐または架橋単位の量は、典型的にポリアリーレンスルフィドの全モノマー単位の約１ｍｏｌ％未満である。線状ポリアリーレンスルフィドポリマーは、上述の繰り返し単位を含有するランダムコポリマーまたはブロックコポリマーであってもよい。半線状ポリアリーレンスルフィドは、同様に３つ以上の反応性官能基を有する少量の１種または複数のモノマーがポリマー中に導入された架橋構造または分岐構造を有してもよい。例として、半線状ポリアリーレンスルフィドの形成に使用されるモノマー成分は、分岐ポリマーの調製に利用可能な、分子あたり２個以上のハロゲン置換基を有する一定量のポリハロ芳香族化合物を含んでもよい。そのようなモノマーは、式Ｒ’Ｘｎ（式中、各Ｘは、塩素、臭素およびヨウ素から選択され、ｎは３～６の整数であり、Ｒ’は、最大約４個のメチル置換基を有し得る価数ｎの多価芳香族基であり、Ｒ’中の炭素原子の合計数は６～約１６の範囲内である）によって表すことができる。半線状ポリアリーレンスルフィドの形成に利用可能な、分子あたり２個より多いハロゲンで置換されている一部のポリハロ芳香族化合物の例として、１，２，３－トリクロロベンゼン、１，２，４－トリクロロベンゼン、１，３－ジクロロ－５－ブロモベンゼン、１，２，４－トリヨードベンゼン、１，２，３，５－テトラブロモベンゼン、ヘキサクロロベンゼン、１，３，５－トリクロロ－２，４，６－トリメチルベンゼン、２，２’，４，４’－テトラクロロビフェニル、２，２’，５，５’－テトラ－ヨードビフェニル、２，２’，６，６’－テトラブロモ－３，３’，５，５’－テトラメチルビフェニル、１，２，３，４－テトラクロロナフタレン、１，２，４－トリブロモ－６－メチルナフタレンなど、およびこれらの混合物が挙げられる。
[0032]ポリアリーレンスルフィドは、線状、半線状、分岐または架橋型であってもよい。線状ポリアリーレンスルフィドは、典型的に８０ｍｏｌ％以上の繰り返し単位－（Ａｒ－Ｓ）－を含有する。そのような線状ポリマーは、少量の分岐単位または架橋単位も含んでもよいが、分岐または架橋単位の量は、典型的にポリアリーレンスルフィドの全モノマー単位の約１ｍｏｌ％未満である。線状ポリアリーレンスルフィドポリマーは、上述の繰り返し単位を含有するランダムコポリマーまたはブロックコポリマーであってもよい。半線状ポリアリーレンスルフィドは、同様に３つ以上の反応性官能基を有する少量の１種または複数のモノマーがポリマー中に導入された架橋構造または分岐構造を有してもよい。例として、半線状ポリアリーレンスルフィドの形成に使用されるモノマー成分は、分岐ポリマーの調製に利用可能な、分子あたり２個以上のハロゲン置換基を有する一定量のポリハロ芳香族化合物を含んでもよい。そのようなモノマーは、式Ｒ’Ｘｎ（式中、各Ｘは、塩素、臭素およびヨウ素から選択され、ｎは３～６の整数であり、Ｒ’は、最大約４個のメチル置換基を有し得る価数ｎの多価芳香族基であり、Ｒ’中の炭素原子の合計数は６～約１６の範囲内である）によって表すことができる。半線状ポリアリーレンスルフィドの形成に利用可能な、分子あたり２個より多いハロゲンで置換されている一部のポリハロ芳香族化合物の例として、１，２，３－トリクロロベンゼン、１，２，４－トリクロロベンゼン、１，３－ジクロロ－５－ブロモベンゼン、１，２，４－トリヨードベンゼン、１，２，３，５－テトラブロモベンゼン、ヘキサクロロベンゼン、１，３，５－トリクロロ－２，４，６－トリメチルベンゼン、２，２’，４，４’－テトラクロロビフェニル、２，２’，５，５’－テトラ－ヨードビフェニル、２，２’，６，６’－テトラブロモ－３，３’，５，５’－テトラメチルビフェニル、１，２，３，４－テトラクロロナフタレン、１，２，４－トリブロモ－６－メチルナフタレンなど、およびこれらの混合物が挙げられる。
【0022】
[0033]上記のようなポリアリーレンスルフィドは、典型的に１．８ＭＰａの荷重でＩＳＯ ７５－２：２０１３に従って決定される約７０℃～約２２０℃、一部の実施形態では約９０℃～約２００℃、一部の実施形態では約１２０℃～約１８０℃のＤＴＵＬ値を有する。ポリアリーレンスルフィドは、同様に、例えばＩＳＯ １１３５７－２：２０２０によって決定される約５０℃～約１２０℃、一部の実施形態では約６０℃～約１１５℃、一部の実施形態では約７０℃～約１１０℃のガラス転移温度、ならびに例えばＩＳＯ １１３５７－３：２０１８に従って決定される約２２０℃～約３４０℃、一部の実施形態では約２４０℃～約３２０℃、一部の実施形態では約２６０℃～約３００℃の溶融温度を典型的に有する。
【0023】
[0034]上記に示したように、明確な融点温度を欠く実質的に非晶質のポリマーも、利用することができる。好適な非晶質ポリマーは、例えば芳香族ポリカーボネートを含むことができ、これは典型的に、式－Ｒ１－Ｏ－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－の繰り返し構造カーボネート単位を含有する。ポリカーボネートは、Ｒ１基の総数の少なくとも一部（例えば、６０％以上）が芳香族部分を含有し、その残部が脂肪族、脂環式、または芳香族であるという点で芳香族である。一実施形態では、例えば、Ｒ１はＣ６～３０芳香族基であってもよく、すなわち少なくとも１つの芳香族部分を含有する。典型的に、Ｒ１は、一般式ＨＯ－Ｒ１－ＯＨのジヒドロキシ芳香族化合物、例えば以下に参照される特定の式：
ＨＯ－Ａ１－Ｙ１－Ａ２－ＯＨ
（式中、
Ａ１およびＡ２は、独立して単環式二価芳香族基であり、
Ｙ１は、単結合またはＡ１とＡ２とを分離する１つもしくは複数の原子を有する架橋基である）を有するものに由来する。１つの特定の実施形態では、ジヒドロキシ芳香族化合物は、以下の式（Ｉ）：
ＨＯ－Ａ１－Ｙ１－Ａ２－ＯＨ
（式中、
Ａ１およびＡ２は、独立して単環式二価芳香族基であり、
Ｙ１は、単結合またはＡ１とＡ２とを分離する１つもしくは複数の原子を有する架橋基である）を有するものに由来する。１つの特定の実施形態では、ジヒドロキシ芳香族化合物は、以下の式（Ｉ）：
【0024】
【化4】
【0025】
（式中、
ＲａおよびＲｂは、それぞれ独立してハロゲンまたはＣ１～１２アルキル基、例えば、各アリーレン基上のヒドロキシ基に対してメタに配置されたＣ１～３アルキル基（例えば、メチル）であり、
ｐおよびｑは、それぞれ独立して０～４（例えば、１）であり、
Ｘａは、２つのヒドロキシ置換芳香族基を接続する架橋基を表し、架橋基および各Ｃ６アリーレン基のヒドロキシ置換基は、Ｃ６アリーレン基上で互いに対してオルト、メタ、またはパラ（特にパラ）に配置される）
に由来してもよい。
ＲａおよびＲｂは、それぞれ独立してハロゲンまたはＣ１～１２アルキル基、例えば、各アリーレン基上のヒドロキシ基に対してメタに配置されたＣ１～３アルキル基（例えば、メチル）であり、
ｐおよびｑは、それぞれ独立して０～４（例えば、１）であり、
Ｘａは、２つのヒドロキシ置換芳香族基を接続する架橋基を表し、架橋基および各Ｃ６アリーレン基のヒドロキシ置換基は、Ｃ６アリーレン基上で互いに対してオルト、メタ、またはパラ（特にパラ）に配置される）
に由来してもよい。
【0026】
[0035]一実施形態では、Ｘａは、置換または非置換Ｃ３～１８シクロアルキリデン、式－Ｃ（Ｒｃ）（Ｒｄ）－（式中、ＲｃおよびＲｄは、それぞれ独立して水素、Ｃ１～１２アルキル、Ｃ１～１２シクロアルキル、Ｃ７～１２アリールアルキル（arylalcyl）、Ｃ７～１２ヘテロアルキル、または環式Ｃ７～１２ヘテロアリールアルキルである）のＣ１～２５アルキリデン、または式－Ｃ（＝Ｒｅ）－（式中、Ｒｅは二価のＣ１～１２炭化水素基である）の基であってもよい。例示的なこの種類の基として、メチレン、シクロヘキシルメチレン、エチリデン、ネオペンチリデンおよびイソプロピリデン、ならびに２－［２．２．１］－ビシクロヘプチリデン、シクロヘキシリデン、シクロペンチリデン、シクロドデシリデン、およびアダマンチリデンが挙げられる。Ｘａが置換シクロアルキリデンである特定の例は、以下の式（ＩＩ）：
【0027】
【化5】
【0028】
（式中、
Ｒａ’およびＲｂ’は、それぞれ独立してＣ１～１２アルキル（例えば、メチルなどのＣ１～４アルキル）であり、任意選択でシクロヘキシリデン架橋基に対してメタに配置されてもよく、
Ｒｇは、Ｃ１～１２アルキル（例えば、Ｃ１～４アルキル）またはハロゲンであり、
ｒおよびｓは、それぞれ独立して１～４（例えば１）であり、
ｔは０～１０、例えば０～５である）
のシクロヘキシリデン架橋アルキル置換ビスフェノールである。
Ｒａ’およびＲｂ’は、それぞれ独立してＣ１～１２アルキル（例えば、メチルなどのＣ１～４アルキル）であり、任意選択でシクロヘキシリデン架橋基に対してメタに配置されてもよく、
Ｒｇは、Ｃ１～１２アルキル（例えば、Ｃ１～４アルキル）またはハロゲンであり、
ｒおよびｓは、それぞれ独立して１～４（例えば１）であり、
ｔは０～１０、例えば０～５である）
のシクロヘキシリデン架橋アルキル置換ビスフェノールである。
【0029】
[0036]シクロヘキシリデン架橋ビスフェノールは、２モルのｏ－クレゾールと１モルのシクロヘキサノンの反応生成物であってもよい。別の実施形態では、シクロヘキシリデン架橋ビスフェノールは、２モルのクレゾールと１モルの水素化イソホロン（例えば、１，１，３－トリメチル－３－シクロヘキサン－５－オン）の反応生成物であってもよい。このようなシクロヘキサン含有ビスフェノール、例えば２モルのフェノールと１モルの水素化イソホロンの反応生成物は、高いガラス転移温度および高い熱変形温度を有するポリカーボネートポリマーを作製するのに有用である。
【0030】
[0037]別の実施形態では、Ｘａは、Ｃ１～１８アルキレン基、Ｃ３～１８シクロアルキレン基、縮合Ｃ６～１８シクロアルキレン基、または式－Ｂ１－Ｗ－Ｂ２－（式中、Ｂ１およびＢ２は、独立してＣ１～６アルキレン基であり、ＷはＣ３～１２シクロアルキリデン基またはＣ６～１６アリーレン基である）の基であってもよい。
【0031】
[0038]Ｘａはまた、以下の式（ＩＩＩ）：
【0032】
【化6】
【0033】
（式中、
Ｒｒ、Ｒｐ、ＲｑおよびＲｔは、それぞれ独立して水素、ハロゲン、酸素、またはＣ１～１２有機基であり、
Ｉは、直接結合、炭素、または二価の酸素、硫黄、または－Ｎ（Ｚ）－であり、ここでＺは水素、ハロゲン、ヒドロキシ、Ｃ１～１２アルキル、Ｃ１～１２アルコキシまたはＣ１～１２アシルであり、
ｈは０～２であり、
ｊは１または２であり、
ｉは０または１であり、
ｋは０～３であり、ただしＲｒ、Ｒｐ、ＲｑおよびＲｔの少なくとも２つは一緒になって縮合環式脂肪族、芳香族、またはヘテロ芳香族環である）
の置換Ｃ３～１８シクロアルキリデンであってもよい。
Ｒｒ、Ｒｐ、ＲｑおよびＲｔは、それぞれ独立して水素、ハロゲン、酸素、またはＣ１～１２有機基であり、
Ｉは、直接結合、炭素、または二価の酸素、硫黄、または－Ｎ（Ｚ）－であり、ここでＺは水素、ハロゲン、ヒドロキシ、Ｃ１～１２アルキル、Ｃ１～１２アルコキシまたはＣ１～１２アシルであり、
ｈは０～２であり、
ｊは１または２であり、
ｉは０または１であり、
ｋは０～３であり、ただしＲｒ、Ｒｐ、ＲｑおよびＲｔの少なくとも２つは一緒になって縮合環式脂肪族、芳香族、またはヘテロ芳香族環である）
の置換Ｃ３～１８シクロアルキリデンであってもよい。
【0034】
[0039]他の有用な芳香族ジヒドロキシ芳香族化合物は、以下の式（ＩＶ）：
【0035】
【化7】
【0036】
（式中、
Ｒｈは、独立してハロゲン原子（例えば、臭素）、Ｃ１～１０ヒドロカルビル（例えば、Ｃ１～１０アルキル基）、ハロゲン置換Ｃ１～１０アルキル基、Ｃ６～１０アリール基、またはハロゲン置換Ｃ６～１０アリール基であり、
ｎは０～４である）
を有するものを含む。
Ｒｈは、独立してハロゲン原子（例えば、臭素）、Ｃ１～１０ヒドロカルビル（例えば、Ｃ１～１０アルキル基）、ハロゲン置換Ｃ１～１０アルキル基、Ｃ６～１０アリール基、またはハロゲン置換Ｃ６～１０アリール基であり、
ｎは０～４である）
を有するものを含む。
【0037】
[0040]式（Ｉ）のビスフェノール化合物の特定の例として、例えば１，１－ビス（４－ヒドロキシフェニル）メタン、１，１－ビス（４－ヒドロキシフェニル）エタン、２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）プロパン（以下「ビスフェノールＡ」または「ＢＰＡ」）、２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）オクタン、１，１－ビス（４－ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１－ビス（４－ヒドロキシフェニル）ｎ－ブタン、２，２－ビス（４－ヒドロキシ－１－メチルフェニル）プロパン、１，１－ビス（４－ヒドロキシ－ｔ－ブチルフェニル）プロパン、３．３－ビス（４－ヒドロキシフェニル）フタルイミジン、２－フェニル－３，３－ビス（４－ヒドロキシフェニル）フタルイミジン（ＰＰＰＢＰ）、および１，１－ビス（４－ヒドロキシ－３－メチルフェニル）シクロヘキサン（ＤＭＢＰＣ）が挙げられる。１つの特定の実施形態では、ポリカーボネートは、ビスフェノールＡに由来する線状ホモポリマーであってもよく、ここで式（Ｉ）において、Ａ１およびＡ２のそれぞれはｐ－フェニレンであり、Ｙ１はイソプロピリデンである。
【0038】
[0041]好適な芳香族ジヒドロキシ化合物の他の例として、これらに限定されないが、４，４’－ジヒドロキシビフェニル、１，６－ジヒドロキシナフタレン、２，６－ジヒドロキシナフタレン、ビス（４－ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４－ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタン、ビス（４－ヒドロキシフェニル）－１－ナフチルメタン、１，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）エタン、１，１－ビス（４－ヒドロキシフェニル）－１－フェニルエタン、２－（４－ヒドロキシフェニル）－２－（３－ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４－ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２－ビス（４－ヒドロキシ－３－ブロモフェニル）プロパン、１，１－ビス（ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１－ビス（４－ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１－ビス（４－ヒドロキシフェニル）イソブテン、１，１－ビス（４－ヒドロキシフェニル）シクロドデカン、トランス－２，３－ビス（４－ヒドロキシフェニル）－２－ブテン、２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）アダマンタン、アルファ，アルファ’－ビス（４－ヒドロキシフェニル）トルエン、ビス（４－ヒドロキシフェニル）アセトニトリル、２，２－ビス（３－メチル－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（３－エチル－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（３－ｎ－プロピル－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（３－イソプロピル－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（３－ｓｅｃ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（３－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（３－シクロヘキシル－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（３－アリル－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（３－メトキシ－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，１－ジクロロ－２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）エチレン、１，１－ジブロモ－２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）エチレン、１，１－ジクロロ－２，２－ビス（５－フェノキシ－４－ヒドロキシフェニル）エチレン４，４’－ジヒドロキシベンゾフェノン、３，３－ビス（４－ヒドロキシフェニル）－２－ブタノン、１，６－ビス（４－ヒドロキシフェニル）－１，６－ヘキサンジオン、エチレングリコールビス（４－ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４－ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４－ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（４－ヒドロキシフェニル）スルホキシド、ビス（４－ヒドロキシフェニル）スルホン、９，９－ビス（４－ヒドロキシフェニル）フロリン、２，７－ジヒドロキシピレン、６，６’－ジヒドロキシ－３，３，３’，３’－テトラメチルスピロ（ビス）インダン（「スピロビインダンビスフェノール」）、３，３－ビス（４－ヒドロキシフェニル）フタルイミド、２，６－ジヒドロキシジベンゾ－ｐ－ジオキシン、２，６－ジヒドロキシチアントレン、２，７－ジヒドロキシフェノキサチン、２，７－ジヒドロキシ－９，１０－ジメチルフェナジン、３，６－ジヒドロキシジベンゾフラン、３，６－ジヒドロキシジベンゾチオフェン、および２，７－ジヒドロキシカルバゾール、レゾルシノール、５－メチルレゾルシノール、５－エチルレゾルシノール、５－プロピルレゾルシノール、５－ブチルレゾルシノール、５－ｔ－ブチルレゾルシノール、５－フェニルレゾルシノール、５－クミルレゾルシノール、２，４，５，６－テトラフルオロレゾルシノール、２，４，５，６－テトラブロモレゾルシノールなどの置換レゾルシノール化合物など；カテコール；ヒドロキノン；２－メチルヒドロキノン、２－エチルヒドロキノン、２－プロピルヒドロキノン、２－ブチルヒドロキノン、２－ｔ－ブチルヒドロキノン、２－フェニルヒドロキノン、２－クミルヒドロキノン、２，３，５，６－テトラメチルヒドロキノン、２，３，５，６－テトラ－ｔ－ブチルヒドロキノン、２，３，５，６－テトラフルオロヒドロキノン、２，３，５，６－テトラブロモヒドロキノンなどの置換ヒドロキノンなど、およびその組合せが挙げられてもよい。
【0039】
[0042]上記のような芳香族ポリカーボネートは、典型的に、１．８ＭＰａの荷重でＩＳＯ７５－２：２０１３に従って決定される約８０℃～約３００℃、一部の実施形態では約１００℃～約２５０℃、一部の実施形態では約１４０℃～約２２０℃のＤＴＵＬ値を有する。また、ガラス転移温度は、例えばＩＳＯ１１３５７－２：２０２０によって決定される約５０℃～約２５０℃、一部の実施形態では約９０℃～約２２０℃、一部の実施形態では約１００℃～約２００℃であってもよい。そのようなポリカーボネートはまた、例えばＩＳＯ１６２８－４：１９９８に従って決定される約０．１ｄｌ／ｇ～約６ｄｌ／ｇ、一部の実施形態では約０．２～約５ｄｌ／ｇ、一部の実施形態では約０．３～約１ｄｌ／ｇの固有粘度を有してもよい。
【0040】
[0043]上記で言及されたポリマーに加え、高結晶性芳香族ポリマーもポリマー組成物で利用することができる。そのようなポリマーの特に好適な例は、金型の小さな空間を有効に充填することを可能にする高い結晶化度を有する液晶ポリマーである。液晶ポリマーは、一般的に棒状構造を有し、それらの溶融状態（例えば、サーモトロピックネマチック状態）で結晶挙動を示すことができる限り、「サーモトロピック」と分類される。そのようなポリマーは、典型的に１．８ＭＰａの荷重でＩＳＯ７５－２：２０１３に従って決定される約１２０℃～約３４０℃、一部の実施形態では約１４０℃～約３２０℃、一部の実施形態では約１５０℃～約３００℃のＤＴＵＬ値を有する。ポリマーはまた、約２５０℃～約４００℃、一部の実施形態では約２８０℃～約３９０℃、一部の実施形態では約３００℃～約３８０℃などの比較的高い溶融温度を有する。そのようなポリマーは、当技術分野で公知のように１つまたは複数の種類の繰り返し単位から形成されてもよい。液晶ポリマーは、例えば、一般に以下の式（Ｉ）：
【0041】
【化8】
【0042】
（式中、
環Ｂは、置換または非置換の６員アリール基（例えば、１，４－フェニレンまたは１，３－フェニレン）、置換または非置換の５または６員アリール基に縮合した置換または非置換の６員アリール基（例えば２，６－ナフタレン）、あるいは置換または非置換の５または６員アリール基に連結した置換または非置換の６員アリール基（例えば４，４－ビフェニレン）であり；
Ｙ１およびＹ２は、独立してＯ、Ｃ（Ｏ）、ＮＨ、Ｃ（Ｏ）ＨＮ、またはＮＨＣ（Ｏ）である）
によって表される１つまたは複数の芳香族エステル繰り返し単位を含有してもよい。
環Ｂは、置換または非置換の６員アリール基（例えば、１，４－フェニレンまたは１，３－フェニレン）、置換または非置換の５または６員アリール基に縮合した置換または非置換の６員アリール基（例えば２，６－ナフタレン）、あるいは置換または非置換の５または６員アリール基に連結した置換または非置換の６員アリール基（例えば４，４－ビフェニレン）であり；
Ｙ１およびＹ２は、独立してＯ、Ｃ（Ｏ）、ＮＨ、Ｃ（Ｏ）ＨＮ、またはＮＨＣ（Ｏ）である）
によって表される１つまたは複数の芳香族エステル繰り返し単位を含有してもよい。
【0043】
[0044]典型的に、Ｙ１およびＹ２の少なくとも１つはＣ（Ｏ）である。そのような芳香族エステル繰り返し単位の例として、例えば芳香族ジカルボン酸繰り返し単位（式Ｉ中Ｙ１およびＹ２はＣ（Ｏ）である）、芳香族ヒドロキシカルボン酸繰り返し単位（式Ｉ中Ｙ１はＯであり、Ｙ２はＣ（Ｏ）である）、ならびにこれらの種々の組合せを挙げることができる。
【0044】
[0045]例えば、４－ヒドロキシ安息香酸；４－ヒドロキシ－４’－ビフェニルカルボン酸；２－ヒドロキシ－６－ナフトエ酸；２－ヒドロキシ－５－ナフトエ酸；３－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸；２－ヒドロキシ－３－ナフトエ酸；４’－ヒドロキシフェニル－４－安息香酸；３’－ヒドロキシフェニル－４－安息香酸；４’－ヒドロキシフェニル－３－安息香酸など、ならびにこれらのアルキル、アルコキシ、アリールおよびハロゲン置換体、ならびにこれらの組合せなどの芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する芳香族ヒドロキシカルボン酸繰り返し単位が利用されてもよい。特に好適な芳香族ヒドロキシカルボン酸は、４－ヒドロキシ安息香酸（「ＨＢＡ」）および６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸（ＨＮＡ）である。利用される場合、ヒドロキシカルボン酸（例えばＨＢＡおよび／またはＨＮＡ）に由来する繰り返し単位は、典型的にポリマーの約４０ｍｏｌ．％以上、一部の実施形態では約４５ｍｏｌ．％以上、一部の実施形態では約５０ｍｏｌ．％～１００ｍｏｌ．％を構成する。一実施形態では、例えば、ＨＢＡに由来する繰り返し単位は、ポリマーの約３０ｍｏｌ．％～約９０ｍｏｌ．％、一部の実施形態ではポリマーの約４０ｍｏｌ．％～約８５ｍｏｌ．％、一部の実施形態ではポリマーの約５０ｍｏｌ．％～約８０ｍｏｌ．％を構成してもよい。同様に、ＨＮＡに由来する繰り返し単位は、ポリマーの約１ｍｏｌ．％～約３０ｍｏｌ．％、一部の実施形態ではポリマーの約２ｍｏｌ．％～約２５ｍｏｌ．％、一部の実施形態ではポリマーの約３ｍｏｌ．％～約１５ｍｏｌ．％を構成してもよい。
【0045】
[0046]また、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテル－４，４’－ジカルボン酸、１，６－ナフタレンジカルボン酸、２，７－ナフタレンジカルボン酸、４，４’－ジカルボキシビフェニル、ビス（４－カルボキシフェニル）エーテル、ビス（４－カルボキシフェニル）ブタン、ビス（４－カルボキシフェニル）エタン、ビス（３－カルボキシフェニル）エーテル、ビス（３－カルボキシフェニル）エタンなど、ならびにこれらのアルキル、アルコキシ、アリールおよびハロゲン置換体、ならびにこれらの組合せなどの芳香族ジカルボン酸に由来する芳香族ジカルボン酸繰り返し単位が利用されてもよい。特に好適な芳香族ジカルボン酸として、例えばテレフタル酸（「ＴＡ」）、イソフタル酸（「ＩＡ」）、および２，６－ナフタレンジカルボン酸（「ＮＤＡ」）を挙げることができる。利用される場合、芳香族ジカルボン酸（例えば、ＩＡ、ＴＡ、および／またはＮＤＡ）に由来する繰り返し単位は、典型的にポリマーの約１ｍｏｌ．％～約５０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約２ｍｏｌ．％～約４０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約５ｍｏｌ．％～約３０％を構成する。
【0046】
[0047]他の繰り返し単位もポリマーに利用することができる。例えば、特定の実施形態では、ヒドロキノン、レゾルシノール、２，６－ジヒドロキシナフタレン、２，７－ジヒドロキシナフタレン、１，６－ジヒドロキシナフタレン、４，４’－ジヒドロキシビフェニル（または４，４’－ビフェノール）、３，３’－ジヒドロキシビフェニル、３，４’－ジヒドロキシビフェニル、４，４’－ジヒドロキシビフェニルエーテル、ビス（４－ヒドロキシフェニル）エタンなど、ならびにこれらのアルキル、アルコキシ、アリールおよびハロゲン置換体、ならびにこれらの組合せなどの芳香族ジオールに由来する繰り返し単位が利用されてもよい。特に好適な芳香族ジオールとして、例えばヒドロキノン（「ＨＱ」）および４，４’－ビフェノール（「ＢＰ」）を挙げることができる。利用される場合、芳香族ジオール（例えば、ＨＱおよび／またはＢＰ）に由来する繰り返し単位は、典型的にポリマーの約１ｍｏｌ．％～約３０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約２ｍｏｌ．％～約２５ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約５ｍｏｌ．％～約２０％を構成する。また、芳香族アミド（例えば、アセトアミノフェン（「ＡＰＡＰ」））および／または芳香族アミン（例えば、４－アミノフェノール（「ＡＰ」）、３－アミノフェノール、１，４－フェニレンジアミン、１，３－フェニレンジアミンなど）に由来するものなどの繰り返し単位が利用されてもよい。利用される場合、芳香族アミド（例えば、ＡＰＡＰ）および／または芳香族アミン（例えば、ＡＰ）に由来する繰り返し単位は、典型的にポリマーの約０．１ｍｏｌ．％～約２０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約０．５ｍｏｌ．％～約１５ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約１ｍｏｌ．％～約１０％を構成する。また、ポリマーに種々の他のモノマー繰り返し単位が導入されてもよいことが理解されるべきである。例えば、特定の実施形態では、ポリマーは、脂肪族または脂環式ヒドロキシカルボン酸、ジカルボン酸、ジオール、アミド、アミンなどの非芳香族モノマーに由来する１つまたは複数の繰り返し単位を含有してもよい。当然ながら、他の実施形態では、ポリマーは非芳香族（例えば、脂肪族または脂環式）モノマーに由来する繰り返し単位を含まないという点で「全芳香族」であってもよい。
【0047】
[0048]必ずしも必要ではないが、液晶ポリマーは、ナフタレン－２，６－ジカルボン酸（「ＮＤＡ」）、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸（「ＨＮＡ」）またはこれらの組合せなどの、ナフテン系ヒドロキシカルボン酸およびナフテン系ジカルボン酸に由来する繰り返し単位を比較的高い含有量で含有する限り、「低ナフテン」ポリマーであってもよい。つまり、ナフテン系ヒドロキシカルボン酸および／またはジカルボン酸（例えば、ＮＤＡ、ＨＮＡまたはＨＮＡとＮＤＡの組合せ）に由来する繰り返し単位の合計量は、典型的にポリマーの約１５ｍｏｌ．％以下、一部の実施形態では約１０ｍｏｌ．％以下、一部の実施形態では約１ｍｏｌ．％～約８ｍｏｌ．％である。１つの特定の実施形態では、例えば、ナフタレン－２，６－ジカルボン酸（「ＨＮＡ」）に由来する繰り返し単位は、ポリマーの約０．５ｍｏｌ．％～約１５ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約１ｍｏｌ．％～約１０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約２ｍｏｌ．％～約８ｍｏｌ．％のみの量で存在してもよい。そのような実施形態では、液晶ポリマーは、種々の他のモノマー、例えば約３０ｍｏｌ．％～約７０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約４０ｍｏｌ．％～約６５ｍｏｌ．％の量の芳香族ヒドロキシカルボン酸（例えば、ＨＢＡ）；約２ｍｏｌ．％～約３０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約５ｍｏｌ．％～約２５ｍｏｌ．％の量の芳香族ジカルボン酸（例えば、ＩＡおよび／もしくはＴＡ）；ならびに／または約２ｍｏｌ．％～約４０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約５ｍｏｌ．％～約３５ｍｏｌ．％の量の芳香族ジオール（例えば、ＢＰおよび／またはＨＱ）も含有してもよい。
【0048】
[0049]当然ながら、他の実施形態では、液晶ポリマーは、ナフタレン－２，６－ジカルボン酸（「ＮＤＡ」）、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸（「ＨＮＡ」）、またはそれらの組合せなどのナフテン系ヒドロキシカルボン酸およびナフテン系ジカルボン酸に由来する繰り返し単位を比較的高い含有量で含有する限り、「高ナフテン」ポリマーであってよい。すなわち、ナフテン系ヒドロキシカルボン酸および／またはジカルボン酸（例えば、ＮＤＡ、ＨＮＡ、またはＨＮＡとＮＤＡの組合せ）に由来する繰り返し単位の合計量は、典型的にポリマーの約１５ｍｏｌ．％より高い、一部の実施形態では約１８ｍｏｌ．％以上、一部の実施形態では約２０ｍｏｌ．％～約６０ｍｏｌ．％である。１つの特定の実施形態では、例えば、ナフタレン－２，６－ジカルボン酸（「ＮＤＡ」）に由来する繰り返し単位は、ポリマーの約１０ｍｏｌ．％～約４０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約１２ｍｏｌ．％～約３５ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約１５ｍｏｌ．％～約３０ｍｏｌ．％を構成してもよい。そのような実施形態では、液晶ポリマーは、種々の他のモノマー、例えば約２０ｍｏｌ．％～約６０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約３０ｍｏｌ．％～約５０ｍｏｌ．％の量の芳香族ヒドロキシカルボン酸（例えば、ＨＢＡ）；約２ｍｏｌ．％～約３０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約５ｍｏｌ．％～約２５ｍｏｌ．％の量の芳香族ジカルボン酸（例えば、ＩＡおよび／もしくはＴＡ）；ならびに／または約２ｍｏｌ．％～約４０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約５ｍｏｌ．％～約３５ｍｏｌ．％の量の芳香族ジオール（例えば、ＢＰおよび／もしくはＨＱ）も含有してもよい。
【0049】
[0050]ある特定の実施形態では、液晶ポリマーのすべてが上述のような「低ナフテン」ポリマーである。他の実施形態では、液晶ポリマーのすべてが上述のような「高ナフテン」ポリマーである。一部の場合では、このようなポリマーのブレンドも使用されてもよい。例えば、低ナフテン液晶ポリマーは、組成物中の液晶ポリマーの合計量の約１ｗｔ．％～約５０ｗｔ．％、一部の実施形態では約２ｗｔ．％～約４０ｗｔ．％、一部の実施形態では約５ｗｔ．％～約３０ｗｔ．％を構成してもよく、高ナフテン液晶ポリマーは、組成物中の液晶ポリマーの合計量の約５０ｗｔ．％～約９９ｗｔ．％、一部の実施形態では約６０ｗｔ．％～約９８ｗｔ．％、一部の実施形態では約７０ｗｔ．％～約９５ｗｔ．％を構成してもよい。
【0050】
Ｂ．導電性充填剤
[0051]上述のように、ポリマー組成物の所望の表面および／または体積抵抗率の値を達成するのを支援するために、導電性充填剤もポリマー組成物に利用される。これは、所望の抵抗率を有する充填剤のための単一の材料を選択することによって、または得られる充填剤が所望の抵抗率を有するように複数の材料を一緒に（例えば、絶縁性および導電性）ブレンドすることによって達成されてもよい。１つの特定の実施形態では、例えば、例えばＡＳＴＭＤ２５７－１４（技術的にＩＥＣ６２６３１－３－１と同等である）に従って約２０℃の温度で決定される約１オーム・ｃｍ未満、一部の実施形態では約０．１オーム・ｃｍ未満、一部の実施形態では約１×１０－８オーム・ｃｍ～約１×１０－２オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する導電性材料が利用されてもよい。好適な導電性炭素材料として、例えばグラファイト、カーボンブラック、炭素繊維、グラフェン、カーボンナノチューブなどを挙げることができる。他の好適な導電性充填剤として、同様に、金属（例えば金属粒子、金属フレーク、金属繊維など）、イオン液体などを挙げることができる。利用される材料にかかわらず、導電性充填剤は、典型的にポリマーマトリックス１００重量部あたり約０．５～約２０重量部、一部の実施形態では約１～約１５重量部、一部の実施形態では約２～約８重量部を構成する。例えば、導電性充填剤は、ポリマー組成物の約０．１ｗｔ．％～約１０ｗｔ．％、一部の実施形態では約０．２ｗｔ．％～約８ｗｔ．％、一部の実施形態では約０．５ｗｔ．％～約４ｗｔ．％を構成してもよい。
[0051]上述のように、ポリマー組成物の所望の表面および／または体積抵抗率の値を達成するのを支援するために、導電性充填剤もポリマー組成物に利用される。これは、所望の抵抗率を有する充填剤のための単一の材料を選択することによって、または得られる充填剤が所望の抵抗率を有するように複数の材料を一緒に（例えば、絶縁性および導電性）ブレンドすることによって達成されてもよい。１つの特定の実施形態では、例えば、例えばＡＳＴＭＤ２５７－１４（技術的にＩＥＣ６２６３１－３－１と同等である）に従って約２０℃の温度で決定される約１オーム・ｃｍ未満、一部の実施形態では約０．１オーム・ｃｍ未満、一部の実施形態では約１×１０－８オーム・ｃｍ～約１×１０－２オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する導電性材料が利用されてもよい。好適な導電性炭素材料として、例えばグラファイト、カーボンブラック、炭素繊維、グラフェン、カーボンナノチューブなどを挙げることができる。他の好適な導電性充填剤として、同様に、金属（例えば金属粒子、金属フレーク、金属繊維など）、イオン液体などを挙げることができる。利用される材料にかかわらず、導電性充填剤は、典型的にポリマーマトリックス１００重量部あたり約０．５～約２０重量部、一部の実施形態では約１～約１５重量部、一部の実施形態では約２～約８重量部を構成する。例えば、導電性充填剤は、ポリマー組成物の約０．１ｗｔ．％～約１０ｗｔ．％、一部の実施形態では約０．２ｗｔ．％～約８ｗｔ．％、一部の実施形態では約０．５ｗｔ．％～約４ｗｔ．％を構成してもよい。
【0051】
Ｃ．鉱物充填剤
[0052]所望される場合、ポリマー組成物は、ポリマーマトリックス中に分布された１種または複数の鉱物充填剤を含有してもよい。そのような鉱物充填剤は、典型的にポリマーマトリックス１００重量部あたり約１０～約８０部、一部の実施形態では約２０～約７０部、一部の実施形態では約３０～約６０部を構成する。鉱物充填剤は、例えば、ポリマー組成物の約５ｗｔ．％～約６０ｗｔ．％、一部の実施形態では約１０ｗｔ．％～約５５ｗｔ．％、一部の実施形態では約２５ｗｔ．％～約４０ｗｔ．％を構成してもよい。さらに、導電性充填剤に対する鉱物充填剤の重量比は、約２～約５００、一部の実施形態では約３～約１５０、一部の実施形態では約４～約７５、一部の実施形態では約５～約１５の範囲であってもよい。鉱物充填剤の種類および相対量を選択的に調整することによって、本発明者は、機械的特性を改善することができるだけでなく、ポリマー組成物の全体の導電率に大きな影響を与えることなく熱伝導率を増加させることができることを発見した。これにより、組成物は、「ホットスポット」を迅速に排除し、使用中に全体の温度を低下させることができるように、得られる電子デバイスから離れる熱伝達のための熱経路を作成することが可能になる。組成物は、例えば、ＡＳＴＭ Ｅ １４６１－１３に従って決定される約０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約０．６Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約０．８Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約１～約３．５Ｗ／ｍ・Ｋの面内熱伝導率を示してもよい。組成物はまた、ＡＳＴＭ Ｅ １４６１－１３に従って決定される約０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約０．４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約０．７～約２Ｗ／ｍ・Ｋの面直熱伝導率を示してもよい。注目すべきことに、そのような熱伝導率は、高度の固有熱伝導率を有する従来の材料を使用することなく達成できることが発見された。例えば、ポリマー組成物は、一般に５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の固有熱伝導率を有する充填剤を含まなくてもよい。そのような高い固有熱伝導率の材料の例として、例えば窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素マグネシウム、グラファイト（例えば、膨張化グラファイト）、炭化ケイ素、カーボンナノチューブ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、アルミニウム粉末、および銅粉末を挙げることができる。通常はそのような高い固有熱伝導率の材料の存在を最小にすることが望ましいが、それらは、それにもかかわらず特定の実施形態ではポリマー組成物の約１０ｗｔ．％以下、一部の実施形態では約５ｗｔ．％以下、一部の実施形態では約０．０１ｗｔ．％～約２ｗｔ．％の量のような比較的低いパーセンテージで存在してもよい。
[0052]所望される場合、ポリマー組成物は、ポリマーマトリックス中に分布された１種または複数の鉱物充填剤を含有してもよい。そのような鉱物充填剤は、典型的にポリマーマトリックス１００重量部あたり約１０～約８０部、一部の実施形態では約２０～約７０部、一部の実施形態では約３０～約６０部を構成する。鉱物充填剤は、例えば、ポリマー組成物の約５ｗｔ．％～約６０ｗｔ．％、一部の実施形態では約１０ｗｔ．％～約５５ｗｔ．％、一部の実施形態では約２５ｗｔ．％～約４０ｗｔ．％を構成してもよい。さらに、導電性充填剤に対する鉱物充填剤の重量比は、約２～約５００、一部の実施形態では約３～約１５０、一部の実施形態では約４～約７５、一部の実施形態では約５～約１５の範囲であってもよい。鉱物充填剤の種類および相対量を選択的に調整することによって、本発明者は、機械的特性を改善することができるだけでなく、ポリマー組成物の全体の導電率に大きな影響を与えることなく熱伝導率を増加させることができることを発見した。これにより、組成物は、「ホットスポット」を迅速に排除し、使用中に全体の温度を低下させることができるように、得られる電子デバイスから離れる熱伝達のための熱経路を作成することが可能になる。組成物は、例えば、ＡＳＴＭ Ｅ １４６１－１３に従って決定される約０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約０．６Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約０．８Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約１～約３．５Ｗ／ｍ・Ｋの面内熱伝導率を示してもよい。組成物はまた、ＡＳＴＭ Ｅ １４６１－１３に従って決定される約０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約０．４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では約０．７～約２Ｗ／ｍ・Ｋの面直熱伝導率を示してもよい。注目すべきことに、そのような熱伝導率は、高度の固有熱伝導率を有する従来の材料を使用することなく達成できることが発見された。例えば、ポリマー組成物は、一般に５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、一部の実施形態では１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の固有熱伝導率を有する充填剤を含まなくてもよい。そのような高い固有熱伝導率の材料の例として、例えば窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素マグネシウム、グラファイト（例えば、膨張化グラファイト）、炭化ケイ素、カーボンナノチューブ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、アルミニウム粉末、および銅粉末を挙げることができる。通常はそのような高い固有熱伝導率の材料の存在を最小にすることが望ましいが、それらは、それにもかかわらず特定の実施形態ではポリマー組成物の約１０ｗｔ．％以下、一部の実施形態では約５ｗｔ．％以下、一部の実施形態では約０．０１ｗｔ．％～約２ｗｔ．％の量のような比較的低いパーセンテージで存在してもよい。
【0052】
[0053]鉱物粒子、鉱物繊維（または「ウィスカー」）など、およびそのブレンドのように、ポリマー組成物に利用される鉱物充填剤の性質は変化してもよい。好適な鉱物繊維として、例えばシリケート、例えばネオシリケート、ソロシリケート、イノシリケート（例えば、珪灰石などのカルシウムイノシリケート；トレモライトなどのカルシウムマグネシウムイノシリケート；アクチノライトなどのカルシウムマグネシウム鉄イノシリケート；アントフィライトなどのマグネシウム鉄イノシリケートなど）、フィロシリケート（例えば、パリゴルスカイトなどのアルミニウムフィロシリケート）、テクトシリケートなど；硫酸カルシウムなどの硫酸塩（例えば、脱水または無水石膏）；鉱物ウール（例えば、ロックまたはスラグウール）などに由来するものを挙げることができる。商品名ＮＹＧＬＯＳ（登録商標）（例えば、ＮＹＧＬＯＳ（登録商標）４ＷまたはＮＹＧＬＯＳ（登録商標）８）でＮｙｃｏ Ｍｉｎｅｒａｌｓから入手可能な珪灰石繊維などのイノシリケートが特に好適である。鉱物繊維は、約１～約３５マイクロメートル、一部の実施形態では約２～約２０マイクロメートル、一部の実施形態では約３～約１５マイクロメートル、一部の実施形態では約７～約１２マイクロメートルのメジアン径を有してもよい。鉱物繊維はまた、狭いサイズ分布を有してもよい。つまり、繊維の少なくとも約６０体積％、一部の実施形態では繊維の少なくとも約７０体積％、一部の実施形態では繊維の少なくとも約８０体積％が、上記の範囲内のサイズを有してもよい。理論によって限定されることを意図しないが、上記のサイズ特徴を有する鉱物繊維は、成型機器を通ってより容易に移動することができ、これによりポリマーマトリックス内の分布が向上し、表面欠陥の生成が最小になると考えられる。上記のサイズ特徴を有することに加え、鉱物繊維はまた、得られるポリマー組成物の機械的特性および表面品質をさらに向上させるのを助ける比較的高いアスペクト比（平均長をメジアン径で除したもの）を有してもよい。例えば、鉱物繊維は、約２～約１００、一部の実施形態では約２～約５０、一部の実施形態では約３～約２０、一部の実施形態では約４～約１５のアスペクト比を有してもよい。そのような鉱物繊維の体積平均長は、例えば約１～約２００マイクロメートル、一部の実施形態では約２～約１５０マイクロメートル、一部の実施形態では約５～約１００マイクロメートル、一部の実施形態では約１０～約５０マイクロメートルの範囲であってもよい。
【0053】
[0054]他の好適な鉱物繊維は、鉱物粒子である。粒子の平均直径は、例えば約５マイクロメートル～約２００マイクロメートル、一部の実施形態では約８マイクロメートル～約１５０マイクロメートル、一部の実施形態では約１０マイクロメートル～約１００マイクロメートルの範囲であってもよい。粒子の形状は、例えば顆粒状、フレーク形状などのように所望通り異なってもよい。例えば約４以上、一部の実施形態では約８以上、一部の実施形態では約１０～約５００などの比較的高いアスペクト比（例えば、平均直径を平均厚さで除したもの）を有するフレーク形状の粒子が利用されてもよい。同様に、そのようなフレーク形状の粒子の平均厚さは、約２マイクロメートル以下、一部の実施形態では約５ナノメートル～約１マイクロメートル、一部の実施形態では約２０ナノメートル～約５００ナノメートルであってもよい。それらの形状およびサイズにかかわらず、粒子は典型的に、天然および／または合成ケイ酸塩鉱物、例えばタルク、マイカ、ハロイサイト、カオリナイト、イライト、モンモリロナイト、バーミキュライト、パリゴルスカイト、パイロフィライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、珪灰石などから形成される。タルクおよびマイカが特に好適である。例えば、白雲母（ＫＡｌ２（ＡｌＳｉ３）Ｏ１０（ＯＨ）２）、黒雲母（Ｋ（Ｍｇ，Ｆｅ）３（ＡｌＳｉ３）Ｏ１０（ＯＨ）２）、金雲母（ＫＭｇ３（ＡｌＳｉ３）Ｏ１０（ＯＨ）２）、紅雲母（Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）２－３（ＡｌＳｉ３）Ｏ１０（ＯＨ）２）、海緑石（Ｋ，Ｎａ）（Ａｌ，Ｍｇ，Ｆｅ）２（Ｓｉ，Ａｌ）４Ｏ１０（ＯＨ）２）などを含む任意の形態のマイカが一般的に利用されてもよい。白雲母ベースのマイカが、ポリマー組成物で使用するのに特に好適である。
【0054】
Ｄ．任意選択の添加剤
[0055]ガラス繊維、衝撃改質剤、滑剤、顔料（例えば、カーボンブラック）、酸化防止剤、安定剤、界面活性剤、ワックス、難燃剤、垂れ防止添加剤、核形成剤（例えば、窒化ホウ素）、ならびに特性および加工性を向上させるために添加される他の材料などの、多種多様なさらなる添加剤がポリマー組成物に含まれてもよい。例えば、滑剤は、ポリマー組成物の約０．０５ｗｔ．％～約１．５ｗｔ．％、一部の実施形態では約０．１ｗｔ．％～約０．５ｗｔ．％（重量）の量でポリマー組成物中に利用されてもよい。そのような滑剤の例として、脂肪酸エステル、その塩、エステル、脂肪酸アミド、有機リン酸エステル、およびエンジニアリングプラスチック材料の加工において滑剤として一般的に使用されるタイプの炭化水素ワックスが挙げられ、これらの混合物が含まれる。好適な脂肪酸は、典型的に約１２～約６０個の炭素原子の骨格炭素鎖を有し、例えばミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、モンタン酸、オクタデシン酸、パリン酸などである。好適なエステルとして、脂肪酸エステル、脂肪アルコールエステル、ワックスエステル、グリセロールエステル、グリコールエステル、および複合エステルが挙げられる。脂肪酸アミドとして、脂肪第一級アミド、脂肪第二級アミド、メチレンおよびエチレンビスアミド、ならびに例えばパルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－エチレンビスステアラミドなどのアルカノールアミドが挙げられる。また、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸の金属塩；パラフィンワックス、ポリオレフィンおよび酸化ポリオレフィンワックス、ならびに微結晶性ワックスを含む炭化水素ワックスも好適である。特に好適な滑剤は、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ステアリン酸カルシウム、またはＮ，Ｎ’－エチレンビスステアラミドなどのステアリン酸の酸、塩、またはアミドである。さらに別の好適な滑剤は、内部潤滑を改善させ、また別の表面に遭遇する組成物の摩耗および摩擦特性を強化するのに役立つシロキサンポリマーであってもよい。そのようなシロキサンポリマーは、典型的に組成物に利用されるポリマーマトリックス１００部あたり約０．２～約２０部、一部の実施形態では約０．５～約１０部、一部の実施形態では約０．８～約５部を構成する。様々なシロキサンポリマーのいずれかが一般に利用されてもよい。シロキサンポリマーは、例えば、式：
ＲｒＳｉＯ（４－ｒ／２）
（式中、
Ｒは、独立して水素または置換もしくは非置換の炭化水素基であり、
ｒは０、１、２または３である）
を有する骨格にシロキサン単位を含む任意のポリマー、コポリマーまたはオリゴマーを包含してもよい。
[0055]ガラス繊維、衝撃改質剤、滑剤、顔料（例えば、カーボンブラック）、酸化防止剤、安定剤、界面活性剤、ワックス、難燃剤、垂れ防止添加剤、核形成剤（例えば、窒化ホウ素）、ならびに特性および加工性を向上させるために添加される他の材料などの、多種多様なさらなる添加剤がポリマー組成物に含まれてもよい。例えば、滑剤は、ポリマー組成物の約０．０５ｗｔ．％～約１．５ｗｔ．％、一部の実施形態では約０．１ｗｔ．％～約０．５ｗｔ．％（重量）の量でポリマー組成物中に利用されてもよい。そのような滑剤の例として、脂肪酸エステル、その塩、エステル、脂肪酸アミド、有機リン酸エステル、およびエンジニアリングプラスチック材料の加工において滑剤として一般的に使用されるタイプの炭化水素ワックスが挙げられ、これらの混合物が含まれる。好適な脂肪酸は、典型的に約１２～約６０個の炭素原子の骨格炭素鎖を有し、例えばミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、モンタン酸、オクタデシン酸、パリン酸などである。好適なエステルとして、脂肪酸エステル、脂肪アルコールエステル、ワックスエステル、グリセロールエステル、グリコールエステル、および複合エステルが挙げられる。脂肪酸アミドとして、脂肪第一級アミド、脂肪第二級アミド、メチレンおよびエチレンビスアミド、ならびに例えばパルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－エチレンビスステアラミドなどのアルカノールアミドが挙げられる。また、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸の金属塩；パラフィンワックス、ポリオレフィンおよび酸化ポリオレフィンワックス、ならびに微結晶性ワックスを含む炭化水素ワックスも好適である。特に好適な滑剤は、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ステアリン酸カルシウム、またはＮ，Ｎ’－エチレンビスステアラミドなどのステアリン酸の酸、塩、またはアミドである。さらに別の好適な滑剤は、内部潤滑を改善させ、また別の表面に遭遇する組成物の摩耗および摩擦特性を強化するのに役立つシロキサンポリマーであってもよい。そのようなシロキサンポリマーは、典型的に組成物に利用されるポリマーマトリックス１００部あたり約０．２～約２０部、一部の実施形態では約０．５～約１０部、一部の実施形態では約０．８～約５部を構成する。様々なシロキサンポリマーのいずれかが一般に利用されてもよい。シロキサンポリマーは、例えば、式：
ＲｒＳｉＯ（４－ｒ／２）
（式中、
Ｒは、独立して水素または置換もしくは非置換の炭化水素基であり、
ｒは０、１、２または３である）
を有する骨格にシロキサン単位を含む任意のポリマー、コポリマーまたはオリゴマーを包含してもよい。
【0055】
[0056]好適な基Ｒの一部の例として、例えば任意選択で置換されたアルキル、アリール、アルキルアリール、アルケニルまたはアルキニル、またはシクロアルキル基が挙げられ、これらはヘテロ原子によって中断されてもよく、すなわち、炭素鎖または環中にヘテロ原子を含有してもよい。好適なアルキル基として、例えばメチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｎ－ペンチル、イソペンチル、ネオペンチルおよびｔｅｒｔ－ペンチル基、ヘキシル基（例えばｎ－ヘキシル）、ヘプチル基（例えばｎ－ヘプチル）、オクチル基（例えばｎ－オクチル）、イソオクチル基（例えば２，２，４－トリメチルペンチル基）、ノニル基（例えばｎ－ノニル）、デシル基（例えばｎ－デシル）、ドデシル基（例えばｎ－ドデシル）、オクタデシル基（例えばｎ－オクタデシル）などを挙げることができる。同様に、好適なシクロアルキル基として、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル基、メチルシクロヘキシル基などを挙げることができ、好適なアリール基として、フェニル、ビフェニル、ナフチル、アントリル、およびフェナントリル基を挙げることができ、好適なアルキルアリール基として、ｏ－、ｍ－、またはｐ－トリル基、キシリル基、エチルフェニル基などを挙げることができ、好適なアルケニルまたはアルキニル基として、ビニル、１－プロペニル、１－ブテニル、１－ペンテニル、５－ヘキセニル、ブタジエニル、ヘキサジエニル、シクロペンテニル、シクロペンタジエニル、シクロヘキセニル、エチニル、プロパルギル、１－プロピニルなどを挙げることができる。置換炭化水素基の例は、ハロゲン化アルキル基（例えば、３－クロロプロピル、３，３，３－トリフルオロプロピル、およびペルフルオロヘキシルエチル）、ならびにハロゲン化アリール基（例えば、ｐ－クロロフェニルおよびｐ－クロロベンジル）である。１つの特定の実施形態では、シロキサンポリマーは、Ｓｉ原子の少なくとも７０ｍｏｌ％に結合したアルキル基（例えばメチル基）、任意選択でＳｉ原子の０．００１～３０ｍｏｌ％に結合したビニルおよび／またはフェニル基を含む。シロキサンポリマーはまた、好ましくは主としてジオルガノシロキサン単位から構成される。ポリオルガノシロキサンの末端基は、トリアルキルシロキシ基、特にトリメチルシロキシ基、またはジメチルビニルシロキシ基であってもよい。しかし、これらのアルキル基の１つまたは複数が、ヒドロキシ基、またはメトキシもしくはエトキシ基などのアルコキシ基で置換されている可能性もある。シロキサンポリマーの特に好適な例として、例えばジメチルポリシロキサン、フェニルメチルポリシロキサン、ビニルメチルポリシロキサン、およびトリフルオロプロピルポリシロキサンが挙げられる。
【0056】
[0057]シロキサンポリマーはまた、ポリマーのシロキサンモノマー単位の少なくとも一部に、ビニル基、ヒドロキシル基、ヒドリド、イソシアネート基、エポキシ基、酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシおよびプロポキシ）、アシルオキシ基（例えば、アセトキシおよびオクタノイルオキシ）、ケトキシメート基（例えば、ジメチルケトキシム、メチルケトキシム、およびメチルエチルケトキシム）、アミノ基（例えば、ジメチルアミノ、ジエチルアミノおよびブチルアミノ）、アミド基（例えば、Ｎ－メチルアセトアミドおよびＮ－エチルアセトアミド）、酸アミド基、アミノ－オキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基（例えば、ビニルオキシ、イソプロペニルオキシおよび１－エチル－２－メチルビニルオキシ）、アルコキシアルコキシ基（例えば、メトキシエトキシ、エトキシエトキシおよびメトキシプロポキシ）、アミノキシ基（例えば、ジメチルアミノキシおよびジエチルアミノキシ）、メルカプト基などのうちの１つまたは複数などの反応性官能基を含んでもよい。
【0057】
[0058]その特定の構造にかかわらず、シロキサンポリマーは典型的に比較的高い分子量を有するため、ポリマー組成物の表面に移動または拡散する可能性が減少し、したがって相分離の可能性がさらに最小限に抑えられる。例えば、シロキサンポリマーは典型的に、モルあたり約１００，０００グラム以上、一部の実施形態ではモルあたり約２００，０００グラム以上、一部の実施形態ではモルあたり約５００，０００グラム～モルあたり約２，０００，０００グラムの重量平均分子量を有する。シロキサンポリマーはまた、約１０，０００センチストークス以上、一部の実施形態では約３０，０００センチストークス以上、一部の実施形態では約５０，０００～約５００，０００センチストークスのような比較的高い動粘度を有してもよい。
【0058】
[0059]所望される場合、シリカ粒子（例えば、ヒュームドシリカ）をシロキサンポリマーと組み合わせて利用し、組成物中に分散するその能力の向上を助けることもできる。そのようなシリカ粒子は、例えば約５ナノメートル～約５０ナノメートルの粒径、グラムあたり約５０平方メートル（ｍ２／ｇ）～約６００ｍ２／ｇの表面積、および／または立方メートルあたり約１６０キログラム（ｋｇ／ｍ３）～約１９０ｋｇ／ｍ３の密度を有してもよい。利用される場合、シリカ粒子は、典型的にシロキサンポリマー１００重量部に対して約１～約１００重量部、一部の実施形態では約２０～約６０重量部を構成する。一実施形態では、シリカ粒子をシロキサンポリマーと組み合わせ、その後この混合物をポリマー組成物に添加することができる。例えば、超高分子量ポリジメチルシロキサンおよびヒュームドシリカを含む混合物をポリマー組成物中に組み込むことができる。そのような予め形成された混合物は、Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ，ＡＧからＧｅｎｉｏｐｌａｓｔ（登録商標）Ｐｅｌｌｅｔ Ｓとして入手可能である。
【0059】
[0060]ポリマー組成物を形成するために使用される成分は、当技術分野で公知のように様々な異なる技術のいずれかを使用して一緒に組み合わされてもよい。１つの特定の実施形態では、例えば熱可塑性高性能ポリマー、導電性充填剤、および他の任意選択の添加剤を押出機内で混合物として溶融加工し、ポリマー組成物を形成する。混合物は、例えば約２５０℃～約４５０℃の温度で一軸または多軸押出機で溶融混練することができる。一実施形態では、混合物は、複数の温度ゾーンを含む押出機で溶融加工することができる。個々のゾーンの温度は、ポリマーの溶融温度に対して約－６０℃～約２５℃の範囲内で通常設定される。例として、混合物は、Ｌｅｉｓｔｒｉｔｚ １８ｍｍ共回転完全噛み合い二軸押出機などの二軸押出機を使用して溶融加工することができる。混合物を溶融加工するために、汎用スクリュー設計を使用することができる。一実施形態では、成分をすべて含む混合物を、定量フィーダーによって第一のバレルのフィード口にフィードすることができる。別の実施形態では、公知のように、押出機の異なる添加ポイントで異なる成分を添加することができる。例えば、ポリマーをフィード口に適用し、それより下流に位置する同一または異なる温度ゾーンで特定の添加剤（例えば、導電性充填剤）を供給することができる。いずれにせよ、得られた混合物を溶融して混合し、その後ダイを通して押し出すことができる。次に、押し出されたポリマー組成物を水浴中でクエンチして固化し、ペレタイザーで造粒し、続いて乾燥することができる。
【0060】
[0061]得られる組成物の溶融粘度は、一般に小型回路基板を形成するための金型の空洞内に組成物が容易に流入できるように十分に低い。例えば、１つの特定の実施形態では、ポリマー組成物は、１０００秒－１のせん断速度で決定される約１０～約２５０Ｐａ・ｓ、一部の実施形態では約１５～約２００Ｐａ・ｓ、一部の実施形態では約２０～約１５０Ｐａ・ｓ、一部の実施形態では約３０～約１００Ｐａ・ｓの溶融粘度を有してもよい。溶融粘度は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１１４４３：２０１４に従い、組成物の溶融温度よりも１５℃高い温度（例えば、約３２５℃の溶融温度に対して約３４０℃）で決定されてもよい。
【0061】
ＩＩ．基板
[0062]基板は、様々な異なる技術を使用してポリマー組成物から形成されてもよい。好適な技術として、例えば射出成型、低圧射出成型、押出圧縮成型、ガス射出成型、発泡射出成型、低圧ガス射出成型、低圧発泡射出成型、ガス押出圧縮成型、発泡押出圧縮成型、押出成型、発泡押出成型、圧縮成型、発砲圧縮成型、ガス圧縮成型などを挙げることができる。例えば、ポリマー組成物が注入され得る金型を含む射出成型システムが利用されてもよい。ポリマーマトリックスが予め固化しないように、注入器内の時間を制御し、最適化することができる。サイクル時間に達し、バレルが排出のために満杯になると、ピストンを使用して金型の空洞に組成物を注入してもよい。圧縮成型システムも利用されてもよい。射出成型と同様に、ポリマー組成物の所望の物品への成形も金型内で行われる。組成物は、自動化されたロボットアームによってピックアップされることなどにより、任意の公知の技術を使用して圧縮金型に配置されてもよい。金型の温度は、固化を可能にするために、所望の時間にわたってポリマー組成物の固化温度以上に維持されてもよい。その後、成型品を溶融温度未満の温度にすることによって固化させてもよい。得られた製品を脱型してもよい。各成型プロセスのサイクル時間は、十分な結合を達成するため、またプロセス全体の生産性を向上させるためにポリマー組成物に合わせて調整することができる。ポリマー組成物の有益な特性に部分的に起因して、得られる基板は、約５ミリメートル以下、一部の実施形態では約４ミリメートル以下、一部の実施形態では約０．５～約３ミリメートルの厚さなどの非常に小さなサイズを有してもよい。典型的に、成形部品は、１成分射出成型プロセスを使用して成型される。
[0062]基板は、様々な異なる技術を使用してポリマー組成物から形成されてもよい。好適な技術として、例えば射出成型、低圧射出成型、押出圧縮成型、ガス射出成型、発泡射出成型、低圧ガス射出成型、低圧発泡射出成型、ガス押出圧縮成型、発泡押出圧縮成型、押出成型、発泡押出成型、圧縮成型、発砲圧縮成型、ガス圧縮成型などを挙げることができる。例えば、ポリマー組成物が注入され得る金型を含む射出成型システムが利用されてもよい。ポリマーマトリックスが予め固化しないように、注入器内の時間を制御し、最適化することができる。サイクル時間に達し、バレルが排出のために満杯になると、ピストンを使用して金型の空洞に組成物を注入してもよい。圧縮成型システムも利用されてもよい。射出成型と同様に、ポリマー組成物の所望の物品への成形も金型内で行われる。組成物は、自動化されたロボットアームによってピックアップされることなどにより、任意の公知の技術を使用して圧縮金型に配置されてもよい。金型の温度は、固化を可能にするために、所望の時間にわたってポリマー組成物の固化温度以上に維持されてもよい。その後、成型品を溶融温度未満の温度にすることによって固化させてもよい。得られた製品を脱型してもよい。各成型プロセスのサイクル時間は、十分な結合を達成するため、またプロセス全体の生産性を向上させるためにポリマー組成物に合わせて調整することができる。ポリマー組成物の有益な特性に部分的に起因して、得られる基板は、約５ミリメートル以下、一部の実施形態では約４ミリメートル以下、一部の実施形態では約０．５～約３ミリメートルの厚さなどの非常に小さなサイズを有してもよい。典型的に、成形部品は、１成分射出成型プロセスを使用して成型される。
【0062】
ＩＩＩ．導電素子
[0063]メッキ（例えば、電解メッキ、無電解メッキなど）、印刷（例えば、デジタル印刷、エアロゾルジェット印刷など）などの様々な公知の金属堆積技術のいずれかを使用して、１つまたは複数の導電素子を基板上に堆積させてもよい。導電素子は、金属、例えば金、銀、ニッケル、アルミニウム、銅、およびそれらの混合物または合金などの様々な導電性材料のうちの１種または複数を含有してもよい。一実施形態では、例えば、導電素子は、銅および／またはニッケル（例えば、純粋またはその合金）を含んでもよい。所望される場合、金属堆積プロセスを容易にするために、最初に基板上にシード層が形成されてもよい。
[0063]メッキ（例えば、電解メッキ、無電解メッキなど）、印刷（例えば、デジタル印刷、エアロゾルジェット印刷など）などの様々な公知の金属堆積技術のいずれかを使用して、１つまたは複数の導電素子を基板上に堆積させてもよい。導電素子は、金属、例えば金、銀、ニッケル、アルミニウム、銅、およびそれらの混合物または合金などの様々な導電性材料のうちの１種または複数を含有してもよい。一実施形態では、例えば、導電素子は、銅および／またはニッケル（例えば、純粋またはその合金）を含んでもよい。所望される場合、金属堆積プロセスを容易にするために、最初に基板上にシード層が形成されてもよい。
【0063】
[0064]堆積技術としてメッキが利用される場合、プロセスは所望に応じて変化してもよい。ある特定の実施形態では、例えば、プロセスは、所望の回路相互接続パターンに基づいて基板の表面上にパターンを最初に形成することを含んでもよい。これは、種々の公知の技術、例えばレーザーアブレーションまたはパターニング、プラズマエッチング、紫外線処理、酸エッチングなどを使用して達成されてもよい。いずれにせよ、基板上に所望のパターンを形成した後、パターニングされた領域を任意選択で活性化プロセスに供し、その後の金属堆積に備えてもよい。このプロセスの間、パターニングされた基板を、パラジウム、白金、イリジウム、ロジウムなどの金属、およびそれらの混合物を含有する活性化溶液と接触させてもよい。パラジウムが特に好適である。表面を上述のように調整した後、例えば無電解メッキとして公知のプロセスにより、パターニングされた基板上に第１の金属層をその上に形成してもよい。無電解メッキは、表面上に堆積した金属がさらなる堆積のための触媒として作用する自己触媒反応によって生じてもよい。典型的に、ニッケルおよび／または銅が、パターニングされた基板の表面上に無電解メッキされる。無電解ニッケルメッキは、例えばニッケル塩（例えば、硫酸ニッケル）を含有する溶液を使用して達成することができる。所望される場合、パターニングされた基板は、最終的な金属コーティング層を形成するために、１つまたは複数の追加のステップに供されてもよい。追加のコーティング層は、典型的に、電解メッキとして公知のプロセスを使用して堆積され、その間にパターニングされた基板を金属溶液と接触させ、電流に供して金属の堆積を開始させる。例えば、第２の金属層は、第１の金属層（例えば、無電解メッキされた銅および／またはニッケル）の上に電解堆積されてもよい。第２の金属層は、例えば銅またはニッケルを含んでもよい。ある特定の実施形態では、銅および／またはニッケルなどの１つもしくは複数の追加の金属層も、第２の金属層上に電解堆積されてもよい。
【0064】
ＩＶ．電子構成部品
[0065]本発明の回路構造体は、プリント回路基板、フレックス回路、コネクタ、熱管理機能、ＥＭＩシールド、大電流導体、ＲＦＩＤ装置、アンテナ、無線電力デバイス、センサー、ＭＥＭＳ装置、ＬＥＤデバイス、マイクロプロセッサ、メモリデバイス、ＡＳＩＣ、受動デバイス、インピーダンス制御デバイス、電気機械装置、センサーまたはこれらの組合せなどの広範な電子構成部品に利用されてもよい。一実施形態では、例えば、導電素子は、得られる部品がアンテナシステムを形成するように、アンテナ素子（例えば、アンテナ共振素子）であってもよい。導電素子は、パッチアンテナ素子、逆Ｆアンテナ素子、閉および開スロットアンテナ素子、ループアンテナ素子、モノポール、ダイポール、平面逆Ｆアンテナ素子、これらの設計の混成などから形成される共振素子を有するアンテナなど、様々な異なる種類のアンテナを形成することができる。得られるアンテナシステムは、様々な異なる電子構成部品に利用することができる。例として、アンテナシステムは、デスクトップコンピュータ、ポータブルコンピュータ、手持ち型電子デバイス、自動車機器などの電子構成部品に形成することができる。１つの好適な構成では、アンテナシステムは、利用可能な内部空間が比較的小さい、比較的コンパクトなポータブル電子構成部品のハウジング内に形成される。好適なポータブル電子構成部品の例として、携帯電話、ラップトップコンピュータ、小型ポータブルコンピュータ（例えば、ウルトラポータブルコンピュータ、ネットブックコンピュータおよびタブレットコンピュータ）、腕時計デバイス、ペンダントデバイス、ヘッドフォンおよびイヤフォンデバイス、無線通信機能付きメディアプレーヤー、手持ち型コンピュータ（パーソナルデジタルアシスタントとも呼ばれる場合もある）、リモートコントローラ、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）デバイス、手持ち型ゲームデバイスなどが挙げられる。また、アンテナは、手持ち型デバイスのカメラモジュール、スピーカー、またはバッテリーカバーなど、他の構成部品と一体化させることもできる。
[0065]本発明の回路構造体は、プリント回路基板、フレックス回路、コネクタ、熱管理機能、ＥＭＩシールド、大電流導体、ＲＦＩＤ装置、アンテナ、無線電力デバイス、センサー、ＭＥＭＳ装置、ＬＥＤデバイス、マイクロプロセッサ、メモリデバイス、ＡＳＩＣ、受動デバイス、インピーダンス制御デバイス、電気機械装置、センサーまたはこれらの組合せなどの広範な電子構成部品に利用されてもよい。一実施形態では、例えば、導電素子は、得られる部品がアンテナシステムを形成するように、アンテナ素子（例えば、アンテナ共振素子）であってもよい。導電素子は、パッチアンテナ素子、逆Ｆアンテナ素子、閉および開スロットアンテナ素子、ループアンテナ素子、モノポール、ダイポール、平面逆Ｆアンテナ素子、これらの設計の混成などから形成される共振素子を有するアンテナなど、様々な異なる種類のアンテナを形成することができる。得られるアンテナシステムは、様々な異なる電子構成部品に利用することができる。例として、アンテナシステムは、デスクトップコンピュータ、ポータブルコンピュータ、手持ち型電子デバイス、自動車機器などの電子構成部品に形成することができる。１つの好適な構成では、アンテナシステムは、利用可能な内部空間が比較的小さい、比較的コンパクトなポータブル電子構成部品のハウジング内に形成される。好適なポータブル電子構成部品の例として、携帯電話、ラップトップコンピュータ、小型ポータブルコンピュータ（例えば、ウルトラポータブルコンピュータ、ネットブックコンピュータおよびタブレットコンピュータ）、腕時計デバイス、ペンダントデバイス、ヘッドフォンおよびイヤフォンデバイス、無線通信機能付きメディアプレーヤー、手持ち型コンピュータ（パーソナルデジタルアシスタントとも呼ばれる場合もある）、リモートコントローラ、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）デバイス、手持ち型ゲームデバイスなどが挙げられる。また、アンテナは、手持ち型デバイスのカメラモジュール、スピーカー、またはバッテリーカバーなど、他の構成部品と一体化させることもできる。
【0065】
[0066]図１～２に示される１つの特に好適な電子構成部品は、携帯電話機能付き手持ち型デバイス１０である。図１に示されるように、デバイス１０は、プラスチック、金属、他の好適な誘電材料、他の好適な導電性材料、またはそのような材料の組合せから形成されたハウジング１２を有してもよい。タッチスクリーンディスプレイなどのディスプレイ１４が、デバイス１０の前面上に設けられてもよい。デバイス１０はまた、スピーカーポート４０および他の入出力ポートを有してもよい。ユーザ入力を収集するために、１つまたは複数のボタン３８および他のユーザ入力デバイスが使用されてもよい。図２に示されるように、アンテナシステム２６もデバイス１０の裏面４２上に設けられるが、アンテナシステムは、一般にデバイスの任意の所望の位置に配置することができることを理解されたい。アンテナシステムは、様々な公知の技術のいずれかを使用して電子デバイス内の他の構成部品に電気的に接続されてもよい。図１～２を再び参照すると、例えば、ハウジング１２またはハウジング１２の一部は、アンテナシステム２６のための導電グランド面として機能してもよい。これは、図３により詳細に図示されており、この図は、正アンテナ給電端子５４およびグランドアンテナ給電端子５６で無線周波数源５２によって給電されるアンテナシステム２６を示す。正アンテナ給電端子５４はアンテナ共振素子５８に結合されてもよく、グランドアンテナ給電端子５６はグランド素子６０に結合されてもよい。共振素子５８は、主アーム４６、および主アーム４６をグランド６０に接続する短絡ブランチ４８を有してもよい。
【0066】
[0067]アンテナシステムを電気的に接続するための種々の他の構成も企図される。例えば図４では、アンテナシステムはモノポールアンテナ構成に基づいており、共振素子５８は曲がった蛇行経路形状を有する。このような実施形態では、給電端子５４は共振素子５８の一端に接続されてもよく、グランド給電端子５６は、ハウジング１２または他の好適なグランド面素子に結合されてもよい。図５に示される別の実施形態では、導電アンテナ素子６２は、閉スロット６４および開スロット６６を画定するよう構成される。構造体６２から形成されるアンテナは、正アンテナ給電端子５４およびグランドアンテナ給電端子５６を使用して給電されてもよい。この種類の配列において、スロット６４および６６は、アンテナ素子２６のためのアンテナ共振素子として機能する。スロット６４および６６のサイズは、アンテナ素子２６が所望の通信帯域（例えば、２．４ＧＨｚおよび５ＧＨｚなど）で動作するように構成されてもよい。アンテナ素子２６の別の可能な構成が図６に示される。この実施形態では、アンテナ素子２６は、パッチアンテナ共振素子６８を有し、正アンテナ給電端子５４およびグランドアンテナ給電端子５６を使用して給電されてもよい。グランド６０は、ハウジング１２またはデバイス１０の他の好適なグランド面素子に関連付けられてもよい。図７は、アンテナシステム２６のアンテナ素子に使用され得るさらに別の例示的な構成を示す。示されるように、アンテナ共振素子５８は、２つの主アーム４６Ａおよび４６Ｂを有する。アーム４６Ａは、アーム４６Ｂよりも短く、したがってアーム４６Ａよりも高い動作周波数に関連付けられる。異なるサイズの２つ以上の別個の共振素子構造体を使用することにより、アンテナ共振素子５８は、より広い帯域幅または目的の１つより多くの通信帯域をカバーするように構成することができる。
【0067】
[0068]本発明のある特定の実施形態では、回路構造体は、基地局、リピーター（例えば、「フェムトセル」）、中継局、端子、ユーザデバイス、および／または５Ｇシステムの他の好適な構成部品で使用するための高周波数アンテナおよびアンテナアレイに特に良好に適合する可能性がある。本明細書で使用される場合、「５Ｇ」は一般に、無線周波数信号を介した高速データ通信を指す。５Ｇネットワークおよびシステムは、前世代のデータ通信規格（例えば、「４Ｇ」、「ＬＴＥ」）よりもはるかに速い速度でデータを通信することが可能である。例えば、本明細書で使用される場合、「５Ｇ周波数」は、１．５ＧＨｚ以上、一部の実施形態では約２．０ＧＨｚ以上、一部の実施形態では約２．５ＧＨｚ以上、一部の実施形態では約３．０ＧＨｚ以上、一部の実施形態では約３ＧＨｚ～約３００ＧＨｚ以上、一部の実施形態では約４ＧＨｚ～約８０ＧＨｚ、一部の実施形態では約５ＧＨｚ～約８０ＧＨｚ、一部の実施形態では約２０ＧＨｚ～約８０ＧＨｚ、一部の実施形態では約２８ＧＨｚ～約６０ＧＨｚの周波数を指してもよい。５Ｇ通信の要件を定量化する種々の規格および仕様が発表されている。一例として、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｕｎｉｏｎ（ＩＴＵ）は、２０１５年にＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ－２０２０（「ＩＭＴ－２０２０」）規格を発表した。ＩＭＴ－２０２０規格は、５Ｇのための種々のデータ送信基準（例えば、ダウンリンクおよびアップリンクのデータレート、レイテンシなど）を規定する。ＩＭＴ－２０２０規格は、アップリンクおよびダウンリンクのピークデータレートを、５Ｇシステムがサポートしなければならないデータのアップロードおよびダウンロードの最小データレートとして定義する。ＩＭＴ－２０２０規格は、ダウンリンクのピークデータレート要件を２０Ｇｂｉｔ／ｓ、アップリンクのピークデータレートを１０Ｇｂｉｔ／ｓと設定する。別の例として、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ（登録商標））は、「５ＧＮＲ」と呼ばれる５Ｇの新しい規格を近年発表している。３ＧＰＰ（登録商標）は、２０１８年に５ＧＮＲの標準化のための「フェーズ１」を定義する「Ｒｅｌｅａｓｅ １５」を公開した。３ＧＰＰ（登録商標）は、５Ｇ周波数帯を、一般に６ＧＨｚ未満の周波数を含む「Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒａｎｇｅ１」（ＦＲ１）、および２０～６０ＧＨｚの範囲の周波数帯としての「Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒａｎｇｅ２」（ＦＲ２）と定義している。本明細書に記載されたアンテナシステムは、Ｒｅｌｅａｓｅ １５（２０１８）などの３ＧＰＰ（登録商標）によって発表された規格、および／またはＩＭＴ－２０２０規格に基づき「５Ｇ」を満たすことができ、または適格とすることができる。
【0068】
[0069]高周波数での高速データ通信を実現するために、アンテナ素子およびアレイは、アンテナ性能を向上させることができる小さな特徴サイズ／間隔（例えば、ファインピッチ技術）を利用することができる。例えば、特徴サイズ（アンテナ素子間の間隔、アンテナ素子の幅）などは、一般に、アンテナ素子がその上に形成される基板誘電体を伝搬する所望の送信および／または受信無線周波数の波長（「λ」）に依存する（例えば、ｎλ／４（ここでｎは整数である））。さらに、ビームフォーミングおよび／またはビームステアリングは、複数の周波数範囲またはチャネルにわたる受信および送信を容易にするために利用されてもよい（例えば、多入力多出力（ＭＩＭＯ）、大規模ＭＩＭＯ）。
【0069】
[0070]高周波数５Ｇアンテナ素子は、種々の構成を有することができる。例えば、５Ｇアンテナ素子は、共平面導波路素子、パッチアレイ（例えば、メッシュグリッドパッチアレイ）、他の好適な５Ｇアンテナ構成であってもよく、またはそれを含んでもよい。アンテナ素子は、ＭＩＭＯ、大規模ＭＩＭＯ機能、ビームステアリングなどをもたらすように構成されてもよい。本明細書で使用される場合、「大規模」ＭＩＭＯ機能は、一般にアンテナアレイで多数の送信および受信チャネル、例えば８個の送信（Ｔｘ）および８個の受信（Ｒｘ）チャネル（８×８と略称される）を提供することを指す。大規模ＭＩＭＯ機能は、８×８、１２×１２、１６×１６、３２×３２、６４×６４以上で提供されてもよい。
【0070】
[0071]アンテナ素子は、様々な構成および配列を有することができ、様々な製造技術を使用して製作することができる。一例として、アンテナ素子および／または関連素子（例えば、グランド素子、給電ラインなど）は、ファインピッチ技術を利用することができる。ファインピッチ技術は、一般に、それらの構成部品またはリード間の小さいまたは細かい間隔を指す。例えば、アンテナ素子間（またはアンテナ素子とグランド面との間）の特徴寸法および／または間隔は、約１，５００マイクロメートル以下、一部の実施形態では１，２５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では７５０マイクロメートル以下（例えば、１．５ｍｍ以下の中心間間隔）、６５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では５５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では４５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では３５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では２５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では１５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では１００マイクロメートル以下、一部の実施形態では５０マイクロメートル以下であってもよい。しかし、より小さいおよび／またはより大きい特徴サイズおよび／または間隔が本開示の範囲内で利用され得ることを理解されたい。
【0071】
[0072]このような小さい特徴寸法の結果として、アンテナシステムは、小さなフットプリントで多数のアンテナ素子を用いて実現することができる。例えば、アンテナアレイは、１平方センチメートルあたり１，０００個より多いアンテナ素子、一部の実施形態では１平方センチメートルあたり２，０００個より多いアンテナ素子、一部の実施形態では１平方センチメートルあたり３，０００個より多いアンテナ素子、一部の実施形態では１平方センチメートルあたり４，０００個より多いアンテナ素子、一部の実施形態では１平方センチメートルあたり６，０００個より多いアンテナ素子、一部の実施形態では１平方センチメートルあたり約８，０００個より多いアンテナ素子の平均アンテナ素子濃度を有してもよい。アンテナ素子のそのような緻密な配列は、アンテナ面積の単位面積あたりのＭＩＭＯ機能のチャネル数を増加させることができる。例えば、チャネル数は、アンテナ素子の数に対応してもよい（例えば、等しいまたは比例してもよい）。
【0072】
[0073]図８を参照すると、基地局１０２、１つもしくは複数の中継局１０４、１つもしくは複数のユーザコンピューティングデバイス１０６、１つもしくは複数のＷｉ－Ｆｉリピーター１０８（例えば、「フェムトセル」）、および／または５Ｇアンテナシステム１００の他の好適なアンテナ構成部品も含む５Ｇアンテナシステム１００の一実施形態が示される。中継局１０４は、基地局１０２とユーザコンピューティングデバイス１０６および／または中継局１０４との間で信号を中継するまたは「繰り返す」ことにより、ユーザコンピューティングデバイス１０６および／または他の中継局１０４による基地局１０２との通信を容易にするよう構成されてもよい。基地局１０２は、中継局１０４、Ｗｉ－Ｆｉリピーター１０８、および／またはユーザコンピューティングデバイス１０６と直接、無線周波数信号１１２を受信および／または送信するように構成されたＭＩＭＯアンテナアレイ１１０を含むことができる。ユーザコンピューティングデバイス１０６は、必ずしも本発明によって限定されず、５Ｇスマートフォンなどのデバイスを含む。
【0073】
[0074]ＭＩＭＯアンテナアレイ１１０は、中継局１０４に対して無線周波数信号１１２を集中させるまたは導くために、ビームステアリングを利用することができる。例えば、ＭＩＭＯアンテナアレイ１１０は、Ｘ－Ｙ面に対する仰角１１４、および／またはＺ－Ｙ面で規定され、Ｚ方向に対するヘディング角１１６を調整するよう構成されてもよい。同様に、中継局１０４、ユーザコンピューティングデバイス１０６、Ｗｉ－Ｆｉリピーター１０８のうちの１つまたは複数は、基地局１０２のＭＩＭＯアンテナアレイ１１０に対するデバイス１０４、１０６、１０８の感度および／または電力送信を方向調節することによって（例えば、それぞれのデバイスの相対仰角および／または相対方位角の一方または両方を調整することによって）ＭＩＭＯアンテナアレイ１１０に対する受信および／または送信能力を改善するためにビームステアリングを利用してもよい。
【0074】
[0075]図９Ａおよび９Ｂは、例示的なユーザコンピューティングデバイス１０６を上から見た図および側面立面図をそれぞれ示す。ユーザコンピューティングデバイス１０６は、１つまたは複数のアンテナ素子２００、２０２（例えば、それぞれのアンテナアレイとして配列される）を含むことができる。図９Ａを参照すると、アンテナ素子２００、２０２は、Ｘ－Ｙ面でビームステアリングを行うように（矢印２０４、２０６によって図示され、相対方位角と対応するように）構成されてもよい。図９Ｂを参照すると、アンテナ素子２００、２０２は、Ｚ－Ｙ面でビームステアリングを行うように（矢印２０４、２０６によって図示されるように）構成されてもよい。
【0075】
[0076]図１０は、それぞれの給電ライン３０４を使用して接続された（例えば、フロントエンドモジュールと）複数のアンテナアレイ３０２の簡略化された概略図である。アンテナアレイ３０２は、本発明のポリマー組成物から形成され得る基板３０８の側面３０６に取り付けられてもよい。アンテナアレイ３０２は、複数の垂直に接続された素子を含むことができる（例えば、メッシュグリッドアレイとして）。したがって、アンテナアレイ３０２は、一般に基板３０８の側面３０６と平行に延びてもよい。シールドが任意選択で基板３０８の側面３０６上に設けられてもよく、それによりアンテナアレイ３０２は、基板３０８に対するシールドの外側に位置する。アンテナアレイ３０２の垂直に接続された素子間の垂直の間隔距離は、アンテナアレイ３０２の「特徴サイズ」に対応してもよい。したがって、一部の実施形態では、これらの間隔距離は、アンテナアレイ３０２が「ファインピッチ」アンテナアレイ３０２であるように比較的小さくてもよい（例えば、約７５０マイクロメートル未満）。
【0076】
[0077]図１１は、共平面導波管アンテナ４００の構成の側面立面図を示す。１つまたは複数の共平面グランド層４０２は、アンテナ素子４０４（例えば、パッチアンテナ素子）と平行に配列されてもよい。別のグランド層４０６は、本発明のポリマー組成物から形成され得る基板４０８によってアンテナ素子から離間されてもよい。１つまたは複数の追加のアンテナ素子４１０は、第２の層または基板４１２によってアンテナ素子４０４から離間されてもよく、この基板も本発明のポリマー組成物から形成することができる。寸法「Ｇ」および「Ｗ」は、アンテナ４００の「特徴サイズ」に対応してもよい。「Ｇ」寸法は、アンテナ素子４０４と共平面グランド層４０６との間の距離に対応してもよい。「Ｗ」寸法は、アンテナ素子４０４の幅（例えば、線幅）に対応してもよい。したがって、一部の実施形態では、寸法「Ｇ」および「Ｗ」は、アンテナ４００が「ファインピッチ」アンテナ４００であるように比較的小さくてもよい（例えば、約７５０マイクロメートル未満）。
【0077】
[0078]図１２Ａは、本開示の別の態様によるアンテナアレイ５００を示す。アンテナアレイ５００は、本発明のポリマー組成物から形成され得る基板５１０およびその上に形成される複数のアンテナ素子５２０を含むことができる。複数のアンテナ素子５２０は、Ｘ方向および／またはＹ方向でほぼ等しい大きさであってもよい（例えば、正方形または長方形）。複数のアンテナ素子５２０は、Ｘおよび／またはＹ方向でほぼ等間隔で離間することができる。アンテナ素子５２０の寸法および／またはその間の間隔は、アンテナアレイ５００の「特徴サイズ」に対応してもよい。したがって、一部の実施形態では、寸法および／または間隔は、アンテナアレイ５００が「ファインピッチ」アンテナアレイ５００であるように比較的小さくてもよい（例えば、約７５０マイクロメートル未満）。楕円５２２によって図示されるように、図１２に図示されるアンテナ素子５２０の列の数は、単なる例として提供される。同様に、アンテナ素子５２０の行の数は、単なる例として提供される。
【0078】
[0079]同調アンテナアレイ５００は、例えば基地局において（例えば、図８に関して上述したように）大規模ＭＩＭＯ機能を提供するために使用することができる。より具体的には、種々の素子間の無線周波数相互作用は、複数の送信および／または受信チャネルを提供するように制御または同調することができる。送信電力および／または受信感度は、例えば図８の無線周波数信号１１２に関して説明したように、無線周波数信号を集中させるまたは導くように方向制御することができる。同調アンテナアレイ５００は、小さなフットプリントで多数のアンテナ素子５２２を提供することができる。例えば、同調アンテナ５００は、１平方ｃｍあたり１，０００個以上のアンテナ素子の平均アンテナ素子密度を有することができる。このような緻密なアンテナ素子の配列は、単位面積あたりのＭＩＭＯ機能のチャネル数を増加させることができる。例えば、チャネル数は、アンテナ素子の数に対応してもよい（例えば、等しいまたは比例してもよい）。
【0079】
[0080]図１２Ｂは、アンテナ素子を形成するために任意選択で利用可能なレーザー直接構造化で形成されたアンテナアレイ５４０を示す。アンテナアレイ５４０は、複数のアンテナ素子５４２、およびアンテナ素子５４２を（例えば、他のアンテナ素子５４２、フロントエンドモジュール、または他の好適な構成部品と）接続する複数の給電ライン５４４を含むことができる。アンテナ素子５４２は、それぞれの幅「ｗ」およびその間の間隔距離「Ｓ１」および「Ｓ２」（例えば、それぞれＸ方向およびＹ方向で）を有することができる。これらの寸法は、所望の５Ｇ周波数で５Ｇ無線周波数通信を実現するように選択することができる。より具体的には、寸法は、５Ｇ周波数スペクトル内にある無線周波数信号を使用したデータの送信および／または受信のためにアンテナアレイ５４０を同調するように選択することができる。寸法は、基板の材料特性に基づいて選択することができる。例えば、「ｗ」、「Ｓ１」または「Ｓ２」のうちの１つまたは複数は、基板材料を通る所望の周波数の伝搬波長（「λ」）の倍数に対応し得る（例えば、ｎλ／４（ここでｎは整数である））。
【0080】
[0081]一例として、λは以下のように計算することができる：
【0081】
【数1】
【0082】
（式中、ｃは真空中の光の速さであり、
【0083】
【数2】
【0084】
は基板（または周囲材料）の比誘電率であり、ｆは所望の周波数である）。
[0082]図１２Ｃは、本開示の態様による例示的なアンテナ構成５６０を示す。アンテナ構成５６０は、本発明のポリマー組成物から形成され得る基板５６４の平行な長辺に配列された複数のアンテナ素子５６２を含むことができる。種々のアンテナ素子５６２は、所望の周波数および／または周波数範囲での受信および／または送信のためにアンテナ構成５６０を同調するそれぞれの長さ「Ｌ」（およびその間の間隔距離）を有することができる。より具体的には、そのような寸法は、例えば図１２Ｂを参照して上述したように、基板材料に対する所望の周波数での伝搬波長λに基づいて選択することができる。
[0082]図１２Ｃは、本開示の態様による例示的なアンテナ構成５６０を示す。アンテナ構成５６０は、本発明のポリマー組成物から形成され得る基板５６４の平行な長辺に配列された複数のアンテナ素子５６２を含むことができる。種々のアンテナ素子５６２は、所望の周波数および／または周波数範囲での受信および／または送信のためにアンテナ構成５６０を同調するそれぞれの長さ「Ｌ」（およびその間の間隔距離）を有することができる。より具体的には、そのような寸法は、例えば図１２Ｂを参照して上述したように、基板材料に対する所望の周波数での伝搬波長λに基づいて選択することができる。
【0085】
[0083]図１３Ａ～図１３Ｃは、本開示の態様によるアンテナ素子および／またはアレイを形成するために使用することができるレーザー直接構造化製造プロセスの簡略化した連続図である。図１３Ａを参照すると、基板６００は、任意の所望の技術（例えば、射出成型）を使用して本発明のポリマー組成物から形成することができる。ある特定の実施形態では、図１３Ｂに示されるように、レーザー６０２を使用してレーザー活性化可能な添加剤を活性化し、アンテナ素子および／またはアレイの１つもしくは複数を含み得る回路パターン６０４を形成することができる。例えば、レーザーは、回路パターン６０４を形成するためにポリマー組成物中の導電性粒子を溶融することができる。図１３Ｃを参照すると、基板６００を無電解銅浴に浸漬して回路パターン６０４をメッキし、アンテナ素子、素子アレイ、他の構成部品、および／またはその間に導電ラインを形成することができる。
【0086】
[0084]本発明は、以下の実施例を参照してより良好に理解することができる。
【実施例】
【0087】
試験方法
[0085]溶融粘度：溶融粘度（Ｐａ・ｓ）は、Ｄｙｎｉｓｃｏ ＬＣＲ７００１キャピラリーレオメーターを使用して、せん断速度４００ｓ－１および溶融温度を１５℃超える温度（例えば、約３５０℃）で、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１１４４３：２０１４に従って決定されてもよい。レオメーターオリフィス（ダイ）は、直径１ｍｍ、長さ２０ｍｍ、Ｌ／Ｄ比２０．１、および入口角１８０°を有していた。バレルの直径は９．５５ｍｍ＋０．００５ｍｍ、ロッド長さは２３３．４ｍｍであった。
[0085]溶融粘度：溶融粘度（Ｐａ・ｓ）は、Ｄｙｎｉｓｃｏ ＬＣＲ７００１キャピラリーレオメーターを使用して、せん断速度４００ｓ－１および溶融温度を１５℃超える温度（例えば、約３５０℃）で、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１１４４３：２０１４に従って決定されてもよい。レオメーターオリフィス（ダイ）は、直径１ｍｍ、長さ２０ｍｍ、Ｌ／Ｄ比２０．１、および入口角１８０°を有していた。バレルの直径は９．５５ｍｍ＋０．００５ｍｍ、ロッド長さは２３３．４ｍｍであった。
【0088】
[0086]溶融温度：溶融温度（「Ｔｍ」）は、当技術分野で公知のように示差走査熱量測定（「ＤＳＣ」）によって決定されてもよい。溶融温度は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１１３５７－３：２０１８によって決定される示差走査熱量測定（ＤＳＣ）のピーク溶融温度である。ＤＳＣ手順に基づき、ＴＡ Ｑ２０００装置上で行うＤＳＣ測定を使用し、ＩＳＯ標準１０３５０に記述されるように、試料を１分あたり２０℃で加熱および冷却した。
【0089】
[0087]荷重たわみ温度（「ＤＴＵＬ」）：荷重たわみ温度は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．７５－２：２０１３（技術的にＡＳＴＭ Ｄ６４８と同等である）に従って決定されてもよい。より詳細には、長さ８０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、および幅４ｍｍの試験片試料を、指定の荷重（最大外部繊維応力）が１．８メガパスカルであるエッジワイズ三点屈曲試験に供してもよい。検体をシリコーン油浴中に下げ、検体が０．２５ｍｍ（ＩＳＯ試験Ｎｏ．７５－２：２０１３では０．３２ｍｍ）たわむまで温度を１分あたり２℃で上昇させる。
【0090】
[0088]引張弾性率、引張応力および引張伸び：引張特性は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．５２７：２０１９（技術的にＡＳＴＭ Ｄ６３８と同等である）に従って試験されてもよい。弾性率および強度の測定は、長さ８０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、および幅４ｍｍの同じ試験片試料で行われてもよい。試験温度は２３℃であってもよく、試験速度は１または５ｍｍ／分であってもよい。
【0091】
[0089]曲げ弾性率、曲げ応力および曲げ伸び：曲げ特性は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１７８：２０１９（技術的にＡＳＴＭ Ｄ７９０と同等である）に従って試験されてもよい。この試験は、６４ｍｍの支持スパン上で実施されてもよい。試験は、切断されていないＩＳＯ ３１６７マルチパーパスバーの中心部で行われてもよい。試験温度は２３℃であってもよく、試験速度は２ｍｍ／分であってもよい。
【0092】
[0090]シャルピー衝撃強度：シャルピー特性は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．ＩＳＯ１７９－１：２０１０（技術的にＡＳＴＭ Ｄ２５６－１０、方法Ｂと同等である）に従って試験されてもよい。この試験は、タイプ１検体サイズ（長さ８０ｍｍ、幅１０ｍｍ、および厚さ４ｍｍ）を使用して行われてもよい。ノッチ付き衝撃強度を試験する場合、ノッチはタイプＡノッチ（０．２５ｍｍベース半径）であってもよい。検体は、一本歯フライス盤を使用してマルチパーパスバーの中心から切り出してもよい。試験温度は２３℃であってもよい。
【0093】
[0091]比誘電率（「Ｄｋ」）および誘電正接（「Ｄｆ」）：比誘電率（または相対静的誘電率）および誘電正接は、Ｂａｋｅｒ－Ｊａｒｖｉｓら、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ、５（４）、５７１頁（１９９８年）およびＫｒｕｐｋａら、Ｐｒｏｃ．７ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ：Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、ＩＥＥＥ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ．４３０（１９９６年９月）に記載されるものなどの公知のスプリット－ポスト誘電共振法を使用して決定される。より詳細には、サイズ８０ｍｍ×９０ｍｍ×３ｍｍの板状試料を２つの固定された誘電共振器の間に挿入した。共振器により、検体の面における誘電率成分を測定した。５つの試料を試験し、平均値を記録する。スプリット－ポスト共振器を使用し、低ギガヘルツ領域、例えば２ＧＨｚから１ＧＨｚで誘電測定を行うことができる。
【0094】
[0092]熱サイクル試験：検体を温度制御チャンバに入れ、－３０℃～１００℃の温度範囲内で加熱／冷却する。まず、１００℃の温度に達するまで試料を加熱し、その時点ですぐに冷却した。温度が－３０℃に達したとき、検体を１００℃に達するまですぐに再び加熱する。３時間にわたって２３回の加熱／冷却サイクルを実施してもよい。
【0095】
[0093]表面／体積抵抗率：表面および体積抵抗率の値は、ＩＥＣ６２６３１－３－１：２０１６またはＡＳＴＭ Ｄ２５７－１４に従って決定することができる。この手順によると、標準検体（例えば、１メートルの立方体）を２つの電極の間に配置する。電圧を６０秒間印加し、抵抗を測定する。表面抵抗率は、電位勾配（Ｖ／ｍ単位）と単位電極長あたりの電流（Ａ／ｍ単位）の商であり、一般に絶縁材料の表面に沿った漏れ電流に対する抵抗を表す。電極の４つの端が正方形を画定するため、商において長さを約分して表面抵抗率をオームで報告するが、より説明的な単位であるオームパースクエアを見ることも一般的である。また、体積抵抗率は、材料中の電流に平行な電位勾配の電流密度に対する比として決定される。ＳＩ単位では、体積抵抗率は、その材料の１メートルの立方体の対向面間の直流抵抗（オーム・ｍまたはオーム・ｃｍ）に数値的に等しい。
【0096】
実施例１
[0094]試料１～４を、種々のパーセンテージの液晶ポリマー（「ＬＣＰ１」および「ＬＣＰ２」）、珪灰石繊維（Ｎｙｇｌｏｓ（商標）８）、カーボンブラック顔料、炭素繊維ならびに滑剤（Ｇｌｙｃｏｌｕｂｅ（商標）Ｐ）から形成する。ＬＣＰ１は、ＨＢＡ６０ｍｏｌ．％、ＨＮＡ５ｍｏｌ．％、ＢＰ１２ｍｏｌ．％、ＴＡ１７．５ｍｏｌ．％およびＡＰＡＰ５ｍｏｌ．％から形成される。ＬＣＰ２は、ＨＢＡ７３ｍｏｌ．％およびＨＮＡ２７ｍｏｌ．％から形成される。配合は、１８ｍｍ単軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（６０ｍｍ×６０ｍｍ）にする。
[0094]試料１～４を、種々のパーセンテージの液晶ポリマー（「ＬＣＰ１」および「ＬＣＰ２」）、珪灰石繊維（Ｎｙｇｌｏｓ（商標）８）、カーボンブラック顔料、炭素繊維ならびに滑剤（Ｇｌｙｃｏｌｕｂｅ（商標）Ｐ）から形成する。ＬＣＰ１は、ＨＢＡ６０ｍｏｌ．％、ＨＮＡ５ｍｏｌ．％、ＢＰ１２ｍｏｌ．％、ＴＡ１７．５ｍｏｌ．％およびＡＰＡＰ５ｍｏｌ．％から形成される。ＬＣＰ２は、ＨＢＡ７３ｍｏｌ．％およびＨＮＡ２７ｍｏｌ．％から形成される。配合は、１８ｍｍ単軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（６０ｍｍ×６０ｍｍ）にする。
【0097】
【表1】
【0098】
[0095]試料１～４を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表２に記載する。
【0099】
【表2】
【0100】
[0096]また、試料３～４を上述の熱サイクル試験に供した。試験後、試料について得られた誘電正接は、それぞれ０．０２１および０．０１５と決定された。したがって、試料３および４の熱サイクル試験後の誘電正接の初期誘電正接に対する比は、それぞれ１．２４および０．８６であった。また、試験後、試料について得られた比誘電率は、それぞれ１２．９および１２．６と決定された。したがって、試料３および４の熱サイクル試験後の比誘電率の初期比誘電率に対する比は、それぞれ０．９８および１．０１であった。
【0101】
[0097]試料５～９を、種々のパーセンテージの液晶ポリマー（「ＬＣＰ１」および「ＬＣＰ２」）、Ｎｙｇｌｏｓ（商標）８、カーボンブラック顔料、グラファイト、ならびにＧｌｙｃｏｌｕｂｅ（商標）Ｐから形成する。配合は、１８ｍｍ単軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（６０ｍｍ×６０ｍｍ）にする。
【0102】
【表3】
【0103】
[0098]試料５～９を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表４に記載する。
【0104】
【表4】
【0105】
[0099]また、試料５～７を上述の熱サイクル試験に供した。試験後、試料について得られた誘電正接は、それぞれ０．０５７８、０．０２１４および０．００９８と決定された。したがって、試料５、６および７の熱サイクル試験後の誘電正接の初期誘電正接に対する比は、それぞれ１．１７、１．０６および１．０９であった。また、試験後、試料について得られた比誘電率は、それぞれ１２．６、８．９および６．３と決定された。したがって、試料５、６および７の熱サイクル試験後の比誘電率の初期比誘電率に対する比は、それぞれ１．０、１．０および１．０であった。
【0106】
[00100]本発明のこれらおよび他の修正および変形は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく当業者によって実施可能である。さらに、種々の実施形態の態様は、全体的または部分的の両方で相互交換可能であることが理解されるべきである。さらに、当業者は、上述の記載が単なる例示であり、したがってそのような添付の特許請求の範囲にさらに記載される本発明を制限するものではないことを理解する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【国際調査報告】