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特表2024-538459高い熱伝導率を有する複合体及びその複合体の製造方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】2024-10-22

(54)【発明の名称】高い熱伝導率を有する複合体及びその複合体の製造方法

(51)【国際特許分類】

C09K 5/14 20060101AFI20241015BHJP

C08L 101/00 20060101ALI20241015BHJP

C08K 3/38 20060101ALI20241015BHJP

【ＦＩ】

C09K5/14 E

C08L101/00

C08K3/38

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024522447

(86)(22)【出願日】2022-10-14

(85)【翻訳文提出日】2024-05-01

(86)【国際出願番号】 US2022078170

(87)【国際公開番号】W WO2023064939

(87)【国際公開日】2023-04-20

(31)【優先権主張番号】63/262,537

(32)【優先日】2021-10-14

(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】593150863

【氏名又は名称】サン－ゴバンセラミックスアンドプラスティクス，インコーポレイティド

【氏名又は名称原語表記】ＳＡＩＮＴ－ＧＯＢＡＩＮＣＥＲＡＭＩＣＳＡＮＤＰＬＡＳＴＩＣＳ，ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】ＯｎｅＮｅｗＢｏｎｄＳｔｒｅｅｔ，Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ，ＭＡ０１６１５，ＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓｏｆＡｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ワン，ファ

(72)【発明者】

【氏名】リャン，シュアイ

(72)【発明者】

【氏名】ワトキンズ，ニコラス

(72)【発明者】

【氏名】バザント，マーティンゼット．

(72)【発明者】

【氏名】プレイン，サラエリザベス

(72)【発明者】

【氏名】リー，チュアンピン

(72)【発明者】

【氏名】ハンプデン－スミス，マーク

(72)【発明者】

【氏名】カマス，ミスンエヌ．

(72)【発明者】

【氏名】シュライブス，ダニエル

【テーマコード（参考）】

4J002

【Ｆターム（参考）】

4J002AA001

4J002CP031

4J002DK006

4J002FD206

(57)【要約】

【解決手段】複合物品は、有機ポリマーと、有機ポリマー全体にわたって分布した六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）粒子を含むセラミック粒子とを含む複合体を含み得、ｈＢＮ粒子の量は、複合体の総体積に基づいて４０体積％～９０体積％の範囲であり、複合体は、少なくとも１５Ｗ／ｍＫの面内熱伝導率を有する。複合体内のｈＢＮ粒子は、少なくとも５０％のマーチ・ドーラス配向パラメータηを有し得る。
【選択図】図１Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機ポリマーと、前記有機ポリマー全体に分布した六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）粒子を含むセラミック粒子とを含む複合体を含む複合物品であって、
前記ｈＢＮ粒子の量が、前記複合体の総体積に基づいて４０体積％～９０体積％の範囲であり、
前記セラミック粒子の少なくとも９０体積％が、ｈＢＮ粒子であり、
前記複合体が、少なくとも１３．５Ｗ／ｍＫの面内熱伝導率を有する、複合物品。

【請求項2】

前記複合体内の前記ｈＢＮ粒子の面内マーチ・ドーラス（March－Dollase）配向パラメータηが、少なくとも５０％である、請求項１に記載の複合物品。

【請求項3】

前記複合体の面内熱伝導率が、少なくとも１６．０Ｗ／ｍＫである、請求項１に記載の複合物品。

【請求項4】

前記ｈＢＮ粒子の長さ対厚さの平均アスペクト比が、少なくとも５である、請求項１～３のいずれか一項に記載の複合物品。

【請求項5】

前記ｈＢＮ粒子が、少なくとも１ミクロンかつ１００ミクロン以下の平均粒径（Ｄ５０）を有する、請求項１に記載の複合物品。

【請求項6】

前記ｈＢＮ粒子が、多峰性粒子分布を含む、請求項５に記載の複合物品。

【請求項7】

前記ｈＢＮ粒子の粒径分布が、第１のピーク最大値を有する第１のピーク及び第２のピーク最大値を有する第２のピークを含み、前記第１のピーク最大値対前記第２のピーク最大値の強度比が、少なくとも２：１かつ１０：１以下である、請求項６に記載の複合物品。

【請求項8】

前記第１のピーク最大値と前記第２のピーク最大値との間の距離が、少なくとも２０ミクロンかつ７０ミクロン以下である、請求項６に記載の複合物品。

【請求項9】

前記第１のピーク最大値が、８ミクロン～１３ミクロンの範囲の粒径に対応し、前記第２のピーク最大値が、３５～５０ミクロンの範囲の粒径に対応する、請求項６に記載の複合物品。

【請求項10】

前記ｈＢＮ粒子の前記平均粒径（Ｄ５０）と前記中央粒径との差が少なくとも５ミクロンである、請求項６に記載の複合物品。

【請求項11】

前記複合体の電気体積抵抗率が、少なくとも１．０Ｅ＋１２、又は少なくとも１．０Ｅ＋１３、又は少なくとも１．０Ｅ＋１４である、請求項１に記載の複合物品。

【請求項12】

前記複合体の前記有機ポリマーが、熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーを含む、請求項１に記載の複合物品。

【請求項13】

前記有機ポリマーが、シリコーンポリマー、アクリレートポリマー、ポリウレタン、エポキシドポリマー、ポリアミド、ポリイミド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フルオロポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリエーテルイミド、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ、オレフィン系又はスチレン系）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、若しくはこれらの任意のコポリマー、又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１４に記載の複合物品。

【請求項14】

前記有機ポリマーが、シリコーンポリマーを含む、請求項１４に記載の複合物品。

【請求項15】

前記複合体が、少なくとも２５ミクロンかつ５０００ミクロン以下の厚さを有するシートである、請求項１に記載の複合物品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、有機ポリマーと、高い配向度で有機ポリマー全体に分散された六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）粒子を含むセラミック粒子とを含む複合体、及び複合体を作製する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

熱伝導性ポリマー複合材は、過熱を回避するために熱を放散することによって、動作温度を著しく低下させ、デバイスの寿命を延ばすことができるので、電気デバイスの熱管理に関して様々な産業において重要な役割を果たす。熱伝導性ポリマー複合材が重要な役割を果たす典型的な産業としては、家庭用電化製品（例えば、携帯電話、タブレット）、電気通信インフラストラクチャ（例えば、セルタワー）、ＬＥＤ照明、ハイブリッド、及び電気自動車（電力モジュール）、データセンタ（サーバボード、スイッチ、監視モジュール、及び電源）、並びに太陽電池が挙げられる。

【0003】

熱管理に適した材料の多様性及び効率を更に高める必要がある。

【図面の簡単な説明】

【0004】

本開示は、添付の図面を参照することによって、より良く理解され、その多数の特徴及び利点が当業者に明らかにされ得る。

【0005】

【図1A】図１Ａは、一実施形態による、小板型ｈＢＮ粒子を示す線図である。

【図1B】図１Ｂは、一実施形態による、面内配向ｈＢＮ粒子を有する複合体の横断面の側面図を示す線画を含む。

【図1C】図１Ｃは、一実施形態による、面貫通方向に配向したｈＢＮ粒子を有する複合スライスの横断面の側面図を示す線画を含む。

【図2A】図２Ａは、一実施形態による、面内配向ｈＢＮ粒子を含む複合体のＸ線スペクトルを示すグラフを含む。

【図2B】図２Ｂは、マーチ・ドーラス法によるｒと配向パラメータηとの関係を示すグラフである。

【図3A】図３Ａは、一実施形態による、複合体に含有されるｈＢＮ粒子の粒子分布を示すグラフを含む。

【図3B】図３Ｂは、比較例の複合体に含まれるｈＢＮ粒子の粒子分布を示すグラフを含む。

【発明を実施するための形態】

【0006】

本明細書で使用される場合、「備える（comprises）」、「備える（comprising）」、「含む（includes）」、「含む（including）」、「有する（has）」、「有する（having）」という用語、又はそれらの任意の他の変形は、非排他的な包含を網羅することが意図される。例えば、特徴のリストを含むプロセス、方法、物品、又は装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されず、明示的に列挙されていないか、又はそのようなプロセス、方法、物品、若しくは装置に固有の他の特徴を含み得る。

【0007】

本明細書で使用される場合、明らかに矛盾する記載がない限り、「又は」は、包含的な又はを指し、排他的な又はを指すものではない。例えば、条件Ａ又はＢは、以下のいずれか１つによって満たされる：Ａが真であり（又は存在し）、Ｂが偽である（又は存在しない）、Ａが偽であり（又は存在せず）、Ｂが真である（又は存在する）、及び、ＡとＢとの両方が真である（又は存在する）。

【0008】

また、「１つの（a）」又は「１つの（an）」の使用は、本明細書に記載の要素及び構成成分を説明するために用いられる。これは、単に便宜上、及び本発明の範囲の一般的な意味を与えるために行われる。この記載は、１つ又は少なくとも１つを含むように読まれるべきであり、単数はまた、そうでないことを意味することが明らかでない限り、複数も含む。

【0009】

本開示は、有機ポリマーと、有機ポリマー全体にわたって分布した六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）粒子を含むセラミック粒子とを含む複合体を含む複合物品であって、ｈＢＮ粒子の量が、複合体の総体積に基づいて４０体積％～９０体積％の範囲であり得、セラミック粒子の少なくとも９０体積％が、ｈＢＮ粒子であってもよく、複合体の面内熱伝導率が、少なくとも１３．５Ｗ／ｍＫであり得る、複合物品に関する。

【0010】

一実施形態では、複合体の面内熱伝導率は、少なくとも１４．０Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１４．５Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１５．０Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１５．５Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１６．０Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１６．５Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１７．０Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１７．５Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１８．０Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１８．５Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１９．０Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１９．５Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも２０Ｗ／ｍＫであり得る。別の態様では、面内熱伝導率は、４０Ｗ／ｍＫ以下、又は３５Ｗ／ｍＫ以下、又は３０Ｗ／ｍＫ以下、又は２５Ｗ／ｍＫ以下であってもよい。

【0011】

本明細書で使用される場合、ｈＢＮ粒子という用語は、別段の指示がない限り、図１Ａに示されるように、少なくとも５の長さ対厚さの平均アスペクト比（Ｌ／Ｔ）を有する小板状ｈＢＮ粒子に関する。複合体に含まれるｈＢＮ粒子は、未改質であっても表面改質されていてもよい。本明細書に具体的に記載されていない場合、ｈＢＮ粒子という用語は、未改質又は表面改質ｈＢＮ粒子の両方に関する。

【0012】

本明細書で更に使用される場合、「面内」という用語は、複合体のｘ－ｙ方向に関する。図１Ｂは、ｈＢＮ粒子（１２）が有機ポリマー（１４）にわたって分布し、ｈＢＮ粒子（１２）が複合体のｘ－ｙ方向に配向又は整列され得る（これは本明細書では互換的に「面内」と呼ばれる）複合体の横断面（１０）を示す。対照的に、図１Ｃは、ｈＢＮ粒子（１２）がｚ方向に整列された複合材スライスの実施形態を示し、本明細書では複合体の「面貫通」方向又は厚さ方向とも交換可能に呼ばれる。

【0013】

一実施形態では、本開示の複合体は、ｈＢＮを含むセラミック粒子と有機ポリマーとを含む混合物を調製することと、混合物の層を型又は支持体に適用することと、ｈＢＮ粒子の整列手順を実行することと、複合体を形成するために有機ポリマーを固化及び／又は硬化させることとによって作製され得る。ｈＢＮと有機ポリマーとの混合物は、液体混合物又は粉末混合物であり得る。

【0014】

一態様では、整列手順は、混合物の層の面内方向（ｘ－ｙ方向）に直交する圧力を加えることを含み得る。

【0015】

一実施形態では、ｈＢＮ粒子は、少なくとも５、又は少なくとも７、又は少なくとも１０、又は少なくとも２０、又は少なくとも３０、又は少なくとも４０、又は少なくとも５０、又は少なくとも６０、又は少なくとも７０、又は少なくとも８０、又は少なくとも９０、又は少なくとも１００、又は少なくとも１１０、又は少なくとも１２０のｈＢＮ粒子の長さ（Ｌ）対厚さ（Ｔ）の平均アスペクト比を有し得る。ある特定の態様では、アスペクト比は、２００以下、又は１２０以下、又は８０以下、又は５０以下、又は３０以下、又は１５以下であってもよい。

【0016】

別の実施形態では、ｈＢＮ粒子は、少なくとも１ミクロン、又は少なくとも３ミクロン、又は少なくとも５ミクロン、又は少なくとも１０ミクロン、又は少なくとも１５ミクロン、又は少なくとも２０ミクロン、又は少なくとも２５ミクロン、又は少なくとも３０ミクロンの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。更なる態様では、ｈＢＮ粒子は、１００ミクロン以下、又は５０ミクロン以下、又は４５ミクロン以下、又は４０ミクロン以下、又は３５ミクロン以下、又は３０ミクロン以下、又は２５ミクロン以下、又は２０ミクロン以下、又は１０ミクロン以下、又は５ミクロン以下の平均粒径を有してもよい。

【0017】

ある実施形態では、複合体のｈＢＮ粒子は、多峰性粒子分布、例えば、２峰性又は３峰性分布を有し得る。特定の態様では、粒子分布は、２峰性粒子分布（ＰＳＤ）であり得る。

【0018】

一態様では、ｈＢＮ粒子の粒径分布は、第１のピーク最大値を有する第１のピーク及び第２のピーク最大値を有する第２のピークを含み得、第１のピーク最大値対第２のピーク最大値の強度比は、少なくとも１．５：１、又は少なくとも２：１、又は少なくとも２．５：１、又は少なくとも３．０：１であり得る。別の態様では、第１のピーク最大値対第２のピーク最大値の強度比は、１０：１以下、又は７：１以下、又は５：１以下、又は４：１以下、又は３．５：１以下、又は３．０：１以下であってもよい。

【0019】

別の態様では、ｈＢＮ粒径分布の第１のピーク最大値と第２のピーク最大値との間の距離は、少なくとも２０ミクロン、又は少なくとも２５ミクロン、又は少なくとも３０ミクロン、又は少なくとも３５ミクロンであり得る。更なる態様では、第１のピーク最大値と第２のピーク最大値との間の距離は、７０ミクロン以下、又は６０ミクロン以下、又は５０ミクロン以下、又は４０ミクロン以下、又は３５ミクロン以下であってもよい。

【0020】

更に別の態様では、第１のピーク最大値は、８ミクロン～１３ミクロンの範囲のｈＢＮ粒径に対応し得、第２のピーク最大値は、３５～５０ミクロンの範囲のｈＢＮ粒径に対応し得る。

【0021】

別の態様では、ｈＢＮ粒子の平均粒径（Ｄ５０）と中央粒径との差は、少なくとも２ミクロン、又は少なくとも３ミクロン、又は少なくとも４ミクロン、又は少なくとも５ミクロン、又は少なくとも６ミクロン、又は少なくとも７ミクロン、又は少なくとも８ミクロン、又は少なくとも９ミクロン、又は少なくとも１０ミクロンであり得る。更なる態様では、ｈＢＮ粒子の平均粒径（Ｄ５０）と中央粒径との差は、２０ミクロン以下、又は１５ミクロン以下、又は１４ミクロン以下、又は１３ミクロン以下、又は１２ミクロン以下、又は１１ミクロン以下、又は１０ミクロン以下であってもよい。

【0022】

特定の態様では、ｈＢＮ粒子の平均粒径（Ｄ５０）は９ミクロン～１３ミクロンの範囲であり得、中央粒径は１５ミクロン～２５ミクロンの範囲であり得る。

【0023】

別の態様では、ｈＢＮ粒子分布の８０パーセント分布値（Ｄ９０－Ｄ１０）は、少なくとも１５ミクロン、又は少なくとも２０ミクロン、又は少なくとも２５ミクロン、又は少なくとも３０ミクロン、又は少なくとも３５ミクロン、又は少なくとも４０ミクロン、又は少なくとも４５ミクロン、又は少なくとも５０ミクロンであり得る。別の態様では、ｈＢＮ粒子分布の８０パーセント分布値（Ｄ９０－Ｄ１０）は、８０ミクロン以下、又は７０ミクロン以下、又は６０ミクロン以下、又は５０ミクロン以下、又は４５ミクロン以下、又は４０ミクロン以下であり得る。

【0024】

有機ポリマーは、熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーであり得る。

【0025】

特定の態様では、有機ポリマーは、官能基を含む重合性ポリマーであり得る。ある特定の態様では、重合性モノマーの硬化が、圧縮成形後及び／又は圧縮成形中に必要とされる場合がある。

【0026】

重合性ポリマーの非限定的な例は、シリコーンポリマー、又はアクリレートポリマー、又はエポキシポリマーを含み得る。

【0027】

ある特定の態様では、重合性ポリマーは、ビニル基を含むシリコーンポリマーであり得る。非限定的な実施形態では、ビニル基を含むシリコーンポリマーは、架橋剤を用いた架橋によって重合され得る。一態様では、ビニル基を含むシリコーンポリマーの架橋剤に対する重量パーセント比は、０．５～５、又は１～３、又は１～２であり得る。

【0028】

特定の態様では、シリコーンポリマーは、少なくとも１０，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも１００，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも２００，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも４００，０００ｇ／ｍｏｌ、又は少なくとも７００，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有し得る。他の特定の態様では、シリコーンポリマーの分子量は、１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は８００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は７００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は５００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は３００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は１００，０００ｇ／ｍｏｌ以下であってもよい。

【0029】

別の特定の態様では、有機ポリマーは、熱可塑性ポリマーであり得る。熱可塑性ポリマーの非限定的な例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリエーテルイミド、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ、オレフィン系又はスチレン系）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフルオロポリマー、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、若しくはエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、又はそれらの任意のコポリマー、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。

【0030】

一実施形態では、ｈＢＮ粒子は、それらを有機ポリマーと組み合わせる前に表面官能化され得る。例えば、ｈＢＮ粒子の表面官能化は、酸素プラズマ処理、又はシラン表面官能化、又はフッ素表面官能化、又はエポキシ表面官能化、又はアミン表面官能化、又はヒドロキシル表面官能化を含み得る。ｈＢＮ粒子の表面官能化は、有機ポリマー内のｈＢＮ粒子のより高い固体充填量を得るために有利であり得る。特定の態様では、表面官能化の前に、ｈＢＮ粒子を、ＯＨ導入化合物による処理によって剥離及び／又は活性化に供し得る。

【0031】

ある特定の態様では、有機ポリマーはシリコーンであり得、ｈＢＮ粒子は、シランで、又は酸素プラズマ処理を介して、又はフッ素表面官能化を介して表面官能化され得る。シラン化合物の非限定的な例は、ＳｉＨ_４又はアミノシランを含み得る。フッ素表面官能化の例としては、ＣＦ４、又はＣＨＦ３、ＳＦ_６、又はＣ_２Ｆ_６によるプラズマ処理を含み得る。

【0032】

別の態様では、有機ポリマーはエポキシポリマーであり得、ｈＢＮ粒子はエポキシ化合物、又はアミン、又はヒドロキシル基で表面官能化されていてもよい。エポキシ化合物を導入する非限定的な例は、グリシジルメタクリレートでのプラズマ処理又はアリルグリシジルエーテルでのプラズマ処理であり得る。アミン官能化の例としては、アリルアミン又は３－（アミノプロピル）トリエトキシシランによるプラズマ処理を含み得る。

【0033】

更なる態様では、有機ポリマーはポリエチレンであり得、ｈＢＮ粒子はフッ素表面官能化又はシラン官能化に供され得る。

【0034】

更に別の態様では、有機ポリマーは、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）であり得、ｈＢＮ粒子は、エポキシ化合物、アミン、又はヒドロキシル基で官能化され得る。特定の更なる態様では、ＰＢＴはまた、酸素プラズマ処理、空気プラズマ処理、熱処理と組み合わせたホウ酸／尿素による処理、又は熱処理と組み合わせたホウ酸／メラミンによる処理によって表面官能化され得る。

【0035】

特定の実施形態では、複合体内に含有されるセラミック粒子の大部分、例えば、セラミック粒子の総体積に基づいて少なくとも９０体積％、又は少なくとも９２体積％、又は少なくとも９４体積％、又は少なくとも９６体積％、又は少なくとも９８体積％、又は少なくとも９９体積％は、ｈＢＮ粒子であり得る。ある特定の実施形態では、セラミック粒子は、ｈＢＮ粒子から本質的になることができ、ｈＢＮ粒子から本質的になるとは、本明細書において、ｈＢＮ粒子ではないセラミック粒子を０．５体積％以下有することを意味する。

【0036】

複合体内のｈＢＮ粒子の配向（本明細書ではｈＢＮ粒子の交換可能な整列とも呼ばれる）は、Ｘ線回折法を行い、マーチ・ドーラス法に従ってＸ線スペクトルを分析することによって測定され得る（実施例の詳細な説明を参照）。マーチ・ドーラス配向パラメータηは、複合体内に分散したｈＢＮ粒子の整列の程度を特徴付けるための適切な定量的表現であり得ることが見出された。良好な整列は、本開示において、少なくとも５０％のマーチ・ドーラス配向パラメータηであると考えられる。特定の態様では、複合体中のｈＢＮ粒子のマーチ・ドーラス配向パラメータは、少なくとも５２％、又は少なくとも５４％、又は少なくとも５６％、又は少なくとも５８％、又は少なくとも６０％であり得る。

【0037】

実施例において更に実証されるように、驚くべきことに、複合体に含有されるｈＢＮ粒子の特定のサイズ変動が、複合体の熱伝導率の大幅な増加に寄与し得ることが見出された。

【0038】

多くの異なる態様及び実施形態が可能である。それらの態様及び実施形態のいくつかを本明細書に記載する。本明細書を読んだ後、当業者は、それらの態様及び実施形態が例解的であるに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではないことを理解するであろう。実施形態は、以下に列挙される実施形態のうちのいずれか１つ以上に従い得る。

【0039】

実施形態
実施形態１．有機ポリマーと、有機ポリマー全体にわたって分布した六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）粒子を含むセラミック粒子とを含む複合体であって、ｈＢＮ粒子の量が、複合体の総体積に基づいて４０体積％～９０体積％の範囲であり、
セラミック粒子の少なくとも９０体積％が、ｈＢＮ粒子であり、
複合体が、少なくとも１３．５Ｗ／ｍＫの面内熱伝導率を有する、複合物品。

【0040】

実施形態２．複合体内のｈＢＮ粒子の面内マーチ・ドーラス（March－Dollase）配向パラメータηが、少なくとも５０％である、実施形態１に記載の複合物品。

【0041】

実施形態３．マーチ・ドーラス（March－Dollase）配向パラメータηが、少なくとも５２％、又は少なくとも５４％、又は少なくとも５６％、又は少なくとも５８％、又は少なくとも６０％である、実施形態１又は２に記載の複合物品。

【0042】

実施形態４．複合体の面内熱伝導率が、少なくとも１４．０Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１４．５Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１５．０Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１５．５Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１６．０Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１６．５Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１７．０Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１７．５Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１８．０Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１８．５Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１９．０Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも１９．５Ｗ／ｍＫ、又は少なくとも２０Ｗ／ｍＫである、実施形態１～３のいずれか１つに記載の複合物品。

【0043】

実施形態５．複合体の面内熱伝導率が、４０Ｗ／ｍＫ以下、又は３５Ｗ／ｍＫ以下、又は３０Ｗ／ｍＫ以下、又は２５Ｗ／ｍＫ以下である、実施形態１～４のいずれか１つに記載の複合物品。

【0044】

実施形態６．ｈＢＮ粒子の長さ対厚さの平均アスペクト比が、少なくとも５、又は少なくとも１０、又は少なくとも２０、又は少なくとも３０、又は少なくとも４０、又は少なくとも５０、又は少なくとも６０、又は少なくとも７０、又は少なくとも８０、又は少なくとも９０、又は少なくとも１００、又は少なくとも１１０、又は少なくとも１２０である、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0045】

実施形態７．ｈＢＮ粒子の平均アスペクト比が、２００以下、又は１２０以下、又は８０以下、又は５０以下、又は３０以下、又は１５以下である、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0046】

実施形態８．ｈＢＮ粒子が、少なくとも１ミクロン、又は少なくとも３ミクロン、又は少なくとも５ミクロン、又は少なくとも１０ミクロン、又は少なくとも１５ミクロン、又は少なくとも２０ミクロン、又は少なくとも２５ミクロン、又は少なくとも３０ミクロンの平均粒径（Ｄ５０）を有する、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0047】

実施形態９．ｈＢＮ粒子が、１００ミクロン以下、又は５０ミクロン以下、又は４５ミクロン以下、又は４０ミクロン以下、又は３５ミクロン以下、又は３０ミクロン以下、又は２５ミクロン以下、又は２０ミクロン以下、又は１０ミクロン以下、又は５ミクロン以下の平均粒径を有する、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0048】

実施形態１０．ｈＢＮ粒子が、多峰性粒子分布を有する、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0049】

実施形態１１．ｈＢＮ粒子が、２峰性粒子分布を含む、実施形態１０に記載の複合物品。

【0050】

実施形態１２．ｈＢＮ粒子の粒径分布が、第１のピーク最大値を有する第１のピーク及び第２のピーク最大値を有する第２のピークを含み、第１のピーク最大値対第２のピーク最大値の強度比が、少なくとも１．５：１、又は少なくとも２：１、又は少なくとも２．５：１、又は少なくとも３．０：１である、実施形態１０～１１のいずれか１つに記載の複合物品。

【0051】

実施形態１３．ｈＢＮ粒子の粒径分布が、第１のピーク最大値を有する第１のピーク及び第２のピーク最大値を有する第２のピークを含み、第１のピーク最大値対第２のピーク最大値の強度比が、１０：１以下、又は７：１以下、又は５：１以下、又は４：１以下、又は３．５：１以下、又は３．０：１以下である、実施形態１０～１２のいずれか１つに記載の複合物品。

【0052】

実施形態１４．第１のピーク最大値と第２のピーク最大値との間の距離が、少なくとも２０ミクロン、又は少なくとも２５ミクロン、又は少なくとも３０ミクロン、又は少なくとも３５ミクロンである、実施形態１２又は１３に記載の複合物品。

【0053】

実施形態１５．第１のピーク最大値と第２のピーク最大値との間の距離が、７０ミクロン以下、又は６０ミクロン以下、又は６０ミクロン以下、又は５０ミクロン以下、又は４０ミクロン以下、又は３５ミクロン以下である、実施形態１２～１４のいずれか１つに記載の複合物品。

【0054】

実施形態１６．第１のピーク最大値が、８ミクロン～１３ミクロンの範囲の粒径に対応し、第２のピーク最大値が、３５～５０ミクロンの範囲の粒径に対応する、実施形態１２～１５のいずれか１つに記載の複合物品。

【0055】

実施形態１７．ｈＢＮ粒子の平均粒径（Ｄ５０）と中央粒径との差が、少なくとも２ミクロン、又は少なくとも３ミクロン、又は少なくとも４ミクロン、又は少なくとも５ミクロン、又は少なくとも６ミクロン、又は少なくとも７ミクロン、又は少なくとも８ミクロン、又は少なくとも９ミクロン、又は少なくとも１０ミクロンである、実施形態１０～１６のいずれか１つに記載の複合物品。

【0056】

実施形態１８．ｈＢＮ粒子の平均粒径（Ｄ５０）と中央粒径との差が、２０ミクロン以下、又は１５ミクロン以下、又は１４ミクロン以下、又は１３ミクロン以下、又は１２ミクロン以下、又は１１ミクロン以下、又は１０ミクロン以下である、実施形態１０～１７のいずれか１つに記載の複合物品又は方法。

【0057】

実施形態１９．ｈＢＮ粒子の８０パーセント分布値（Ｄ９０－Ｄ１０）が、少なくとも１５ミクロン、又は少なくとも２０ミクロン、又は少なくとも２５ミクロン、又は少なくとも３０ミクロン、又は少なくとも３５ミクロン、又は少なくとも４０ミクロン、又は少なくとも４５ミクロン、又は少なくとも５０ミクロンである、実施形態１０～１８のいずれか１つに記載の複合物品。

【0058】

実施形態２０．ｈＢＮ粒子の８０パーセント分布値（Ｄ９０－Ｄ１０）が、８０ミクロン以下、又は７０ミクロン以下、又は６０ミクロン以下、又は５０ミクロン以下、又は４５ミクロン以下、又は４０ミクロン以下であり得る、実施形態１０～１９のいずれか１つに記載の複合物品。

【0059】

実施形態２１．ｈＢＮ粒子の粒径のＤ９０値が、少なくとも３０ミクロン、又は少なくとも３５ミクロン、又は少なくとも４０ミクロン、又は少なくとも４５ミクロン、又は少なくとも５０ミクロン、又は少なくとも５５ミクロン、又は少なくとも６０ミクロンである、実施形態１０～２０のいずれか１つに記載の複合物品。

【0060】

実施形態２２．ｈＢＮ粒子の粒径のＤ９０値が、１２０ミクロン以下、又は１１０ミクロン以下、又は９０ミクロン以下、又は８０ミクロン以下、又は７０ミクロン以下、又は６０ミクロン以下、又は５５ミクロン以下である、実施形態１０～２０のいずれか１つに記載の複合物品。

【0061】

実施形態２３．ｈＢＮ粒子の粒径のＤ５０値が、少なくとも６ミクロン、又は少なくとも７ミクロン、又は少なくとも８ミクロン、又は少なくとも９ミクロン、又は少なくとも１０ミクロン、又は少なくとも１１ミクロン、又は少なくとも１２ミクロン、又は少なくとも１３ミクロン、又は少なくとも１５ミクロン、又は少なくとも２０ミクロンである、実施形態１０～２２のいずれか１つに記載の複合物品。

【0062】

実施形態２４．ｈＢＮ粒子の粒径のＤ５０値が、４０ミクロン以下、又は３５ミクロン以下、又は３０ミクロン以下、又は２５ミクロン以下、又は２０ミクロン以下、又は１５ミクロン以下である、実施形態１０～２２のいずれか１つに記載の複合物品。

【0063】

実施形態２５．ｈＢＮ粒子の粒径のＤ１０値が、少なくとも１ミクロン、又は少なくとも２ミクロン、又は少なくとも３０ミクロン、又は少なくとも４ミクロン、又は少なくとも５ミクロン、又は少なくとも６ミクロンである、実施形態１０～２４のいずれか１つに記載の複合物品。

【0064】

実施形態２６．ｈＢＮ粒子の粒径のＤ１０値が、１２ミクロン以下、又は１０ミクロン以下、又は８ミクロン以下、又は６ミクロン以下、又は４ミクロン以下、又は２ミクロン以下である、実施形態１０～２４のいずれか１つに記載の複合物品。

【0065】

実施形態２７．ｈＢＮ粒子の平均粒径（Ｄ５０）が９ミクロン～１３ミクロンの範囲であり、中央粒径が１５ミクロン～２５ミクロンの範囲である、実施形態１０～２６のいずれか１つに記載の組成物。

【0066】

実施形態２８．前記複合体の電気体積抵抗率が、少なくとも１．０Ｅ＋１２、又は少なくとも１．０Ｅ＋１３、又は少なくとも１．０Ｅ＋１４である、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0067】

実施形態２９．複合体の有機ポリマーが、熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーを含む、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0068】

実施形態３０．有機ポリマーが、シリコーンポリマー、アクリレートポリマー、ポリウレタン、エポキシドポリマー、ポリアミド、ポリイミド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フルオロポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリエーテルイミド、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ、オレフィン系又はスチレン系）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、若しくはこれらの任意のコポリマー、又はこれらの任意の組み合わせを含む、実施形態２９に記載の複合物品。

【0069】

実施形態３１．有機ポリマーが、シリコーンポリマーを含む、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0070】

実施形態３２．有機ポリマーが、シリコーンポリマーから本質的になる、実施形態２４に記載の複合物品。

【0071】

実施形態３３．シリコーンポリマーが、少なくとも１０，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも１００，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも２００，０００ｇ／ｍｏｌ、少なくとも４００，０００ｇ／ｍｏｌ、又は少なくとも７００，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する、実施形態２４又は２５のいずれか１つに記載の複合物品。

【0072】

実施形態３４．シリコーンポリマーが、１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は８００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は７００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は５００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は３００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、又は１００，０００ｇ／ｍｏｌ以下の分子量を有する、実施形態２４～２６のいずれか１つに記載の複合物品。

【0073】

実施形態３５．前記複合体が、界面活性剤を更に含む、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0074】

実施形態３６．界面活性剤の量が、複合体の総重量に基づいて、少なくとも０．１重量％、少なくとも０．５重量％、又は少なくとも１重量％、又は少なくとも２重量％、又は少なくとも３重量％、又は少なくとも４重量％である、実施形態３５に記載の複合物品。

【0075】

実施形態３７．界面活性剤の量が、複合体の総重量に基づいて、７重量％以下、又は５重量％以下、又は３重量％以下、又は２重量％以下である、実施形態３５に記載の複合物品。

【0076】

実施形態３８．界面活性剤が、ポリシロキサンである、実施形態３５～３７のいずれか１つに記載の複合物品。

【0077】

実施形態３９．複合体のセラミック粒子が、セラミック粒子の総体積に基づいて９２体積％、又は少なくとも９４体積％、少なくとも９６体積％、若しくは少なくとも９８体積％、若しくは少なくとも９９体積％のｈＢＮ粒子を含む、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0078】

実施形態４０．複合体のセラミック粒子が、ｈＢＮ粒子から本質的になる、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0079】

実施形態４１．ｈＢＮ粒子の表面が、官能化化合物を含む、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0080】

実施形態４２．官能化化合物が、シラン化合物、又はエポキシ化合物、又はアミン化合物、又はフッ素化合物、又はヒドロキシル基を含む、実施形態４１に記載の複合物品。

【0081】

実施形態４３．複合体が、少なくとも２５ミクロン、又は少なくとも５０ミクロン、又は少なくとも１００ミクロン、又は少なくとも３００ミクロン、又は少なくとも５００ミクロン、又は少なくとも１０００ミクロン、又は少なくとも５０００ミクロンの厚さを有するシートである、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0082】

実施形態４４．複合体が、１００００ミクロン以下、又は５０００ミクロン以下、又は１０００ミクロン以下の厚さを有するシートである、先行する実施形態のいずれか１つに記載の複合物品。

【0083】

実施形態４５．複合物品を形成する方法であって、
セラミック粒子と有機ポリマーとの混合物を調製することであって、セラミック粒子が、セラミック粒子の総体積に基づいて少なくとも９０体積％のｈＢＮ粒子を含み、ｈＢＮ粒子の量が、混合物の総体積に基づいて４０体積％～９０体積％の範囲である、ことと、
混合物の層を型又は支持体に適用することと、
ｈＢＮ粒子の整列手順を行うことと、
複合体を形成するために有機ポリマーを固化及び／又は硬化させることと、
複合体の面内熱伝導率が、少なくとも１３．５Ｗ／ｍＫである、方法。

【0084】

実施形態４６．整列手順が、混合物の層に圧力を加えることを含む、実施形態４３に記載の方法。

【0085】

実施形態４７．圧力が、固化及び／又は硬化後の複合体の面内マーチ・ドーラス配向パラメータの程度が少なくとも５０％であるように調整される、実施形態４４に記載の方法。

【0086】

実施形態４８．圧力が、少なくとも２ＭＰａ、又は少なくとも１００ＭＰａ、又は少なくとも５００ＭＰａである、実施形態４４又は４５に記載の方法。

【0087】

実施形態４９．有機ポリマーが、官能基を含む重合性ポリマーである、実施形態４３～４６のいずれか１つに記載の方法。

【0088】

実施形態５０．重合性ポリマーが、シリコーンポリマー、又はアクリレートポリマー、又はエポキシポリマーを含む、実施形態４７に記載の方法。

【0089】

実施形態５１．重合性ポリマーが、ビニル基を含むシリコーンポリマーである、実施形態４８に記載の方法。

【0090】

実施形態５２．混合物が、分散液を本質的に含まない、実施形態４３～４９のいずれか１つに記載の方法。

【0091】

実施形態５３．混合物が、乾燥粉末混合物である、実施形態４３に記載の方法。

【0092】

実施形態５４．混合物を調製する前に、ｈＢＮ粒子を表面官能化することを更に含む、実施形態４３～５１のいずれか１つに記載の方法。

【0093】

実施形態５５．ｈＢＮ粒子の表面官能化が、酸素プラズマ処理、又はシラン表面官能化、又はフッ素表面官能化、又はエポキシ表面官能化、又はアミン表面官能化、又はヒドロキシル表面官能化を含む、実施形態５２の方法。

【0094】

実施形態５６．表面官能基化が、シラン表面官能基化を含み、有機ポリマーが、シリコーンポリマーを含む、実施形態５３に記載の方法。

【実施例】

【0095】

以下の非限定的な実施例は、本発明を例示する。

【0096】

実施例１
ｈＢＮ－シリコーン複合体の調製
ｈＢＮ粒子試料を、シリコーンゴム（ＡＢｓｐｅｃｉａｌｔｙＡｎｄｉｇｕｍＨ１１０－０）及び架橋剤の２，４－ジクロロベンゾイルペルオキシド（ポリジメチルシロキサン中５０％；Ｇｅｌｅｓｔ）と混合することによって混合物を調製した。架橋剤対シリコーンの重量％比は、約１～１．５であった。混合物は、２重量％のＳｉｌｔｅｃｈシリコーン界面活性剤及び３重量％のＥｖｏｎｉｋＶＳ１００００を更に含有した。分散液の混合は、ブラベンダー混合物中、室温で約４０分間行った。実施例１の全ての実験において、ｈＢＮの量は、液体混合物の総体積に基づいて６４体積％であった。

【0097】

実施された一連の実験において、ｈＢＮ粒子は、異なる平均（Ｄ５０）粒径を有するｈＢＮ粉末の組み合わせを使用することによって変化した。以下のｈＢＮ粉末：５．５ミクロンのＤ５０サイズを有するｈＢＮ－１、１６ミクロンのＤ５０サイズを有するｈＢＮ－２、及び３０ミクロンのＤ５０サイズを有するｈＢＮ－３を使用した。これらも表１にまとめる。

【表1】

【0098】

ｈＢＮ含有ポリマー混合物を調製した後、２枚の金属板の間に化合物を挟み、次いで２～１１０ＭＰａの圧力で２０分間、約０．３５ｍｍの所定の厚さにプレスすることによって、複合体を作製した。具体的には、２枚の１２インチ×１２インチの金属板の間で、６０，０００ポンドの重量をかけてプレスを行った。所望のシート厚さを有するスペーサとしてシムを含有する２枚の金属板の間で混合物をプレスすることによって、所定の厚さを得た。冷間プレス後、プレスされたシート（シート）を、シリコーンポリマーを硬化させるために１２０℃のオーブン中で４分間硬化させた。

【0099】

表２にまとめたデータから、ｈＢＮの総量が６８体積％であり、ｈＢＮ１、ｈＢＮ２、及びｈＢＮ３の粉末の組み合わせでは、１８．３Ｗ／ｍＫの高い熱伝導率が達成されたことが分かる。対照的に、ｈＢＮ１とｈＢＮ２との組み合わせ（比較試料Ｃ１）、又は粉末ｈＢＮ１のみ（比較試料Ｃ２）を使用すると、測定された熱伝導率ははるかに低かった。理論に束縛されるものではないが、試料Ｅ１のｈＢＮ粉末の組み合わせの驚くべき利点は、形成された複合体内のｈＢＮ粒子の最適化された整列及び改善された充填密度に関連し得る。

【0100】

ｈＢＮ１／ｈＢＮ２／ｈＢＮ３の１：１：１混合物についての粒径分布（ＰＳＤ）測定のグラフを図３Ａに示す。ＰＳＤは２峰性分布であることが分かる。第１のピーク最大値は１０．１ミクロンであり、これは１１．５ミクロンのＤ５０粒子サイズに非常に近いが、第２のピークは更に離れて４４．９ミクロンに位置する。第１のピークと第２のピークとの強度比は、２．９８～１．０である。

【0101】

対照的に、比較試料Ｃ１のＰＳＤ（図３Ｂを参照）は、単峰性分布を示し、Ｄ５０値及びＤ中央値は互いに非常に近い（１．３ミクロン）。

【表2】

【0102】

実施例２
液体混合物中のｈＢＮの総量を変化させる以外は、試料Ｅ１について実施例１に記載したように実験を行う。総ｈＢＮ量は、４５体積％（試料Ｅ２）、５５体積％（試料Ｅ３）、及び７０体積％（試料Ｅ５）である。熱伝導率が測定されており、１５Ｗ／ｍＫより大きいと予想される。

【0103】

実施例３
有機ポリマーをＴＰＵ（試料Ｅ５）及びＢＭＰ（試料Ｅ６）に変更した以外は、試料Ｅ１について実施例１に記載したように実験を行う。熱伝導率が測定されており、１５Ｗ／ｍＫより大きいと予想される。

【0104】

実施例４
試料Ｅ１について実施例１で得られた複数の複合シートを、硬化前にシートの多層スタックに加える。スタックは、圧力を加えることによって圧縮処理され、その後、シリコーンポリマーの硬化を行うために熱処理される。

【0105】

プレスされ硬化された多層積層体から、厚さ０．５ｍｍの複合材スライスをダイヤモンドワイヤで切断する。複合材スライスは、熱伝導率についてその厚さ方向（ｚ）で分析される。複合材スライスの厚さ方向（ｚ方向、面貫通方向とも呼ばれる）全体にわたる熱伝導率が測定されており、試料Ｅ１の多層複合体の面内熱伝導率の少なくとも９０％であると予想される。面貫通方向に配向したｈＢＮ粒子（１４）を有する複合材スライスの図を図１Ｃに示す。

【0106】

熱伝導率の測定
熱伝導率は、過渡平面光源デバイス（ＴＰＳ２５００Ｓ、ＨｏｔＤｉｓｋＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）を使用して測定した。機器及び測定は、試験材料の２つの試料の間に温度センサを配置し、試験試料の表面に熱パルスを導入し、温度変化を測定し、それに基づいて熱伝導率を計算することによって設計される。温度センサは、Ｐａｔｏｎ－ｉｎｓｕｌａｔｅｄＨｏｔＤｉｓｋ（登録商標）センサモデル５５０１（半径６．４ｍｍ）であった。熱パルスを６０～１５０ｍＷの範囲で３～１５秒間変化させて、導電率値がパルスパラメータとは無関係に一定のままであることを確実にした。測定は、ＨｏｔＤｉｓｋ（登録商標）からのＨｏｔＤｉｓｋＴｈｅｒｍａｌＣｏｎｓｔａｎｔｓＡｎａｌｙｓｅｒＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｎｕａｌ（２０１５－０４－１５）に従って行った。面内熱伝導率の測定にはスラブモジュールを使用し、面貫通熱伝導率の測定には異方性法を適用した。

【0107】

マーチ・ドーラス配向パラメータηの測定
Ｘ線回折分析を行って、複合体内のｈＢＮ粒子の配向（本明細書では整列とも呼ばれる）の程度を判定した。面内配向したｈＢＮ小板の場合、対象となる主面は、表面に平行な面内方向（（００２）面など）であった。最初に、２ＤＸＲＤスペクトルを、１０°～８０°の範囲の角度位置で工程スキャンモードで集束ＣｕＫα線（λ＝１．５４１８Å）を用いてＢｒｕｋｅｒＤ８回折計で試料のスポット回折後に得た。その後、１次元（１Ｄ）ＸＲＤスペクトルを、Ｂｒｕｋｅｒ製のＥＶＡソフトウェアの内蔵機能を使用して２Ｄスペクトルの積分によって得た。リートベルト（Ｒｉｅｔｖｅｌｄ）ピークフィッティング法を用いて、配向ｈＢＮパターンの（００２）ピーク強度を非配向ｈＢＮデータベースパターンと比較して、配向の定量化可能な測定値を得た。（００２）ピークを示すＸＲＤスペクトルを図２Ａに示す。より多くの（００２）ｈＢＮ面が表面に平行に整列するにつれて、（００２）実験ピークの相対強度は、データベースピークと比較して上昇する。

【0108】

Ｂｒｕｋｅｒ製のＴｏｐａｓ定量ソフトウェアを使用して、ＸＲＤパターンのピークフィッティングを行った。Ｔｏｐａｓソフトウェアは、マーチ・ドーラス関数Ｗ（α）を使用してマーチ・ドーラスパラメータを決定するための組み込み改良機能を有する。以下の式（１）を参照されたい。

【数1】

式中、Ｗ（α）は好ましい方向に配向された結晶子の割合であり、αは結晶子面（ｈｋｌ）法線と好ましい配向方向との間の角度であり、ｒはマーチ・ドーラスパラメータである。

【0109】

マーチ・ドーラスパラメータｒの関数としての優先配向度η（ｒ）は、以下の式（２）に従って計算され得る。

【数2】

【0110】

図２Ｂに示すグラフは、マーチ・ドーラスパラメータｒと、本明細書では「マーチ・ドーラス配向パラメータη」とも呼ばれる優先配向度η（ｒ）との間の関係を示す。グラフ中の実線は、実際に測定された曲線を示し、破線は、曲線を簡略化された線形傾向線に変換したものである。

【0111】

電気体積抵抗率の測定
試料の電気抵抗率をＡＳＴＭＤ２５７に従って測定した。

【0112】

ｈＢＮ粒子の粒径分布の測定
ｈＢＮ粒子の粒径分布は、Ｈｏｒｉｂａ製のＬａｓｅｒＳｃａｔｔｅｒｉｎｇＰａｒｔｉｃｌｅＳｉｚｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＡｎａｌｙｚｅｒＬＡ－９５０を使用して、レーザー散乱によって測定した。中心サイズ（Ｄ５０）及び平均サイズという表現は、ＨＯＲＩＢＡマニュアル定義に従って使用される。

【0113】

前述の明細書では、特定の実施形態を参照して概念を記載してきた。しかしながら、当業者であれば、以下の特許請求の範囲に掲げる本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を行うことができることを理解する。そのため、明細書及び図面は、限定的な意味ではなく、例解的な意味で考慮されるべきであり、全てのそのような修正は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。

【図1A】