DE102015215799A1

DE102015215799A1 - Zusammensetzung für Schallwellensonde und Siliconharz für Schallwellensonde, Schallwellensonde und Ultraschallsonde unter Verwendung derselben sowie Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle, Ultraschall-Diagnosevorrichtung, Vorrichtung zum Messen von Photoschallwelle und Ultraschallendoskop

Info

Publication number: DE102015215799A1
Application number: DE102015215799.7A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Nakai; Atsushi Osawa
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2016-02-25
Also published as: CN105385166B; CN105385166A; US10245006B2; JP6110907B2; JP2016046811A; US20160051228A1

Abstract

Eine Zusammensetzung für eine Schallwellensonde, umfassend eine Polyorganosiloxan-Mischung, worin die Polyorganosiloxan-Mischung enthält: ein Polysiloxan mit einer Vinyl-Gruppe, ein Polysiloxan mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon und Silica-Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft eine Zusammensetzung für eine Schallwellensonde und ein Siliconharz für eine Schallwellensonde, eine Schallwellensonde und eine Ultraschallsonde und deren Verwendung. Diese Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle, eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung, eine Vorrichtung zum Messen einer Photoschallwelle und ein Ultraschallendoskop.
Hintergrund
In einer Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle wird eine Schallwellensonde verwendet, die eine reflektierte Welle (Echo) empfängt, die durch eine Schallwellenbestrahlung auf ein zu untersuchendes Target oder eine zu untersuchende Targetstelle (nachfolgend einfach als ein ”zu untersuchendes Target” bezeichnet) erzeugt ist und ein Signal abgibt. Die Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle entfaltet elektrische Signale, die von der reflektierten Welle umgewandelt sind, die durch die Schallwellensonde als Bild empfangen wird. Hierdurch kann ein Innenbereich des zu untersuchenden Targets visualisiert und beobachtet werden.
Bezüglich der Schallwelle wird eine Welle mit einer geeigneten Frequenz unter einer Ultraschallwelle, einer Photoschallwelle und dergleichen ausgesucht entsprechend einem zu untersuchenden Target, einer Meßbedingung und dergleichen.
Beispielsweise wird in einer Ultraschall-Diagnosevorrichtung durch Transmittieren einer Ultraschallwelle zu einem Innenbereich des zu untersuchenden Targets und anschließendes Aufnehmen einer Ultraschallwelle, die auf einem Gewebe im Inneren des zu untersuchenden Targets reflektiert ist, der Innenbereich als Bild anzeigt. In einer Vorrichtung zum Messen einer Photoschallwelle wird durch Empfangen einer Schallwelle, die vom Innenbereich des zu untersuchenden Targets abgestrahlt ist, aufgrund einer Photo-Schallwirkung der Innenbereich als Bild angezeigt. Die Photoschallwirkung bedeutet ein Phänomen, bei dem dann, wenn ein Puls von elektromagnetischen Wellen wie ein sichtbares Licht, ein fernes Infrarotlicht und eine Mikrowelle auf das zu untersuchende Target gestrahlt wird, das zu untersuchende Target die elektromagnetischen Wellen absorbiert und Wärme erzeugt und thermisch expandiert, wodurch eine Schallwelle (typischerweise eine Ultraschallwelle) erzeugt wird.
Eine Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle führt eine Transmission und Rezeption der Schallwelle mit einem lebenden Körper, der ein zu untersuchendes Target ist, durch und daher ist gewünscht, daß die Erfordernisse wie Konsistenz der akustischen Impedanz mit dem lebenden Körper und Reduktion der Schallwellen-Dämpfungsquantität erfüllt werden.
Beispielsweise wird eine Sonde für eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung, die eine von Schallwellensonden ist (ebenfalls bezeichnet als Ultraschallsonde), mit einem piezoelektrischen Element, das eine Ultraschallwelle transmittiert und empfängt, und einer akustischen Linse versehen, die einen lebenden Körper kontaktiert. Die Ultraschallwelle, die von dem piezoelektrischen Element transmittiert ist, betritt den lebenden Körper durch die akustische Linse. Wenn ein Unterschied einer akustischen Impedanz (Dichte × Schallgeschwindigkeit) zwischen der akustischen Linse und dem lebenden Körper groß ist, wird eine Ultraschallwelle auf der Oberfläche des lebenden Körpers reflektiert, sodaß die Ultraschallwelle nicht effizient in den lebenden Körper eindringt, und daher wird es schwierig, eine hohe Auflösung zu erhalten. Zum Transmittieren und Empfangen einer Ultraschallwelle mit hoher Empfindlichkeit ist es weiterhin gewünscht, daß eine Ultraschall-Dämpfungsquantität der akustischen Linse klein ist.
Als eines der akustischen Linsen-Materialien wird ein Siliconharz hauptsächlich verwendet, das eng bei der akustischen Impedanz (1,4 bis 1,7 × 10⁶ kg/m²/s) des lebenden Körpers liegt und eine kleine Ultraschall-Dämpfungsmenge aufweist.
Beispielsweise offenbaren Patentliteratur 1 und dergleichen eine Zusammensetzung für eine Akustiklinse, worin ein Kautschuk auf Silicon-Basis (Polyorganosiloxan), ein Kautschuk auf Butadien-Basis oder dergleichen als Hauptbestandteil mit einem anorganischen Füllstoff wie Silica und dergleichen befüllt wird.
Weiterhin wird die Akustiklinse im Kontakt mit dem zu untersuchenden Target verwendet, und daher ist eine mechanische Stärke erforderlich, die genügend ist, um einer Langzeitänderung davon zu widerstehen. Hierfür schlägt Patentliteratur 2 eine Zusammensetzung vor, umfassend ein Pulver aus Silicon-Kautschuk, Ytterbiumoxid oder dergleichen und Silica-Teilchen als eine Zusammensetzung für eine Akustiklinse, die die Eigenschaften für eine Akustiklinse erfüllt (Akustik-Impedanz, Ultraschall-Dämpfungsquantität, mechanische Festigkeit und dergleichen).
Liste der Druckschriften
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP-A-2010-213983 (”JP-A” bedeutet nicht-geprüfte, veröffentlichte japanische Patentanmeldung)
Patentliteratur 2: JP-A-2009-72605

Zusammenfassung der Erfindung
Zusammensetzung für eine Schallwellensonde, umfassend eine Polysiloxan-Mischung,
worin die Polysiloxan-Mischung enthält:
ein Polysiloxan mit einer Vinyl-Gruppe,
ein Polysiloxan mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon; und
ein Silica mit einer durchschnittlichen primären Teilchengröße von weniger als 12 nm, worin die Zusammensetzung vorteilhafterweise für ein Siliconharz für eine Schallwellensonde, eine Schallwellensonde, eine Ultraschallsonde, eine Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle, und Ultraschall-Diagnosevorrichtung, eine Vorrichtung zur Messung einer Photo-Schallwelle und ein Ultraschallendoskop verwendet wird.
Technisches Problem
Ein Siliconharz selbst ist weich und hat eine niedrige mechanische Festigkeit. Zur Verbesserung der Härte und mechanischen Festigkeit davon werden anorganische Füllstoffe wie Silica (ebenfalls als anorganischer Füllstoff bezeichnet) und ein Vinylguppen-haltiges Harz (ebenfalls als Verstärkungsmittel bezeichnet) in Kombination mit der Erhöhung des Molekulargewichtes eines Siliconharzes mit Vinyl-Gruppen an beiden Enden davon vermischt. Jedoch gab es ein Problem, daß die Erzielung einer erforderlichen mechanischen Festigkeit die Verwendungsmenge der anorganischen Füllstoffe und des Vinylgruppen-haltigen Harzes in bezug auf das Siliconharz unvermeidbar erhöht, was zu einem Siliconharz mit einer großen Schalldämpfungsmenge durch Störstoffe führt.
Daher ist es schwierig, daß das konventionelle Siliconharz alle Erfordernisse von hoher Harzhärte, hoher mechanischer Stärke und geringer akustischer Dämpfungsmenge in einem hohen Ausmaß erfüllt.
Angesichts der obigen Situation erfüllt diese Erfindung folgendes: eine Zusammensetzung für eine Schallwellensonde, die in der Lage ist, die Härte und mechanische Festigkeit des Siliconharzes stark zu verbessern, während die akustische Dämpfungsmenge niedrig gehalten wird, ein Siliconharz für eine Schallwellensonde, eine Schallwellensonde, eine Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle, eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung, wobei alle die Zusammensetzung für die Schallwellensonde verwenden.
Diese Erfindung soll eine Schallwellensonde angeben, die einen kapazitiven mikromechanischen Ultraschalltransducer (cMUT), der unzureichende Empfindlichkeit hat, als Ultraschalldiagnose-Transducer-Anordnung verwenden kann. Weiterhin soll diese Erfindung eine Zusammensetzung für eine Schallwellensonde und ein Siliconharz für eine Schallwellensonde angeben, die die Empfindlichkeit in einer Vorrichtung zum Messen einer photoakustischen Welle verbessern soll, die eine so niedrige Empfindlichkeit hat, daß die Beobachtung eines tiefen Bereiches eines menschlichen Körpers schwierig ist, weil eine Menge einer Ultraschallwelle, die durch eine Photoschallwelle erzeugt wird, klein ist. Zusätzlich soll diese Erfindung eine Zusammensetzung für eine Schallwellensonde und ein Siliconharz für eine Schallwellensonde, die die Empfindlichkeit verbessern kann, in einem Ultraschallendoskop angeben, das eine so niedrige Empfindlichkeit hat, daß die Verbesserung der Empfindlichkeit aufgrund der Struktur, physikalischen Eigenschaft und Verfahrenseignung schwierig ist, weil ein Signalleitungskabel länger ist im Vergleich zu einem für die Oberfläche des lebenden Körpers.
Lösung des Problems
Als Ergebnis von Studien bezüglich eines Siliconharzes für eine Schallwellensonde haben diese Erfinder festgestellt, daß die obigen Probleme dieser Erfindung gelöst werden können durch Einfügen von Silica-Teilchen mit einer spezifischen durchschnittlichen Primärteilchengröße (nachfolgend einfach als ”Silica” bezeichnet) in eine Zusammensetzung für eine Schallwellensonde, die zur Herstellung des Siliconharzes für eine Schallwellensonde verwendet werden kann.
Die obigen Probleme dieser Erfindung wurden durch folgende Mittel gelöst:

<1> Zusammensetzung für eine Schallwellensonde, umfassend eine Polysiloxan-Mischung, worin die Polysiloxan-Mischung enthält: ein Polysiloxan mit einer Vinyl-Gruppe, ein Polysiloxan mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon; und Silica-Teilchen mit einer durchschnittlichen Primär-Teilchengröße von weniger als 12 nm.
<2> Zusammensetzung für eine Schallwellenprobe gemäß obigem Punkt <1>, worin die Polysiloxan-Mischung von 0,1 bis 30 Massenteile der Silica-Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm in einer Gesamtmenge von 100 Massenteilen der Polysiloxan-Mischung enthält.
<3> Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach obigem Punkt <1> oder <2>, worin die Polysiloxan-Mischung in einer Gesamtmenge von 100 Massenteilen davon enthält: von 10 bis 99,4 Massenteilen des Polysiloxans mit einer Vinyl-Gruppe; und von 0,5 bis 90 Massenteilen des Polysiloxans mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon.
<4> Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach den obigen Punkten <1> bis <3>, worin die Silica-Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm eine Oberfläche aufweisen, die mit einer Silan-Verbindung behandelt ist.
<5> Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der Punkte <1> bis <4>, worin die Silica-Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm eine Oberfläche haben, die mit einem Trimethylsilylierungs-Mittel behandelt ist.
<6> Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der Punkte <1> bis <5>, worin das Polysiloxan mit einer Vinyl-Gruppe eine Phenyl-Gruppe enthält.
<7> Zusammensetzung für eine Schallwellenprobe nach einem der Punkte <1> bis <6>, worin das Polysiloxan mit einer Vinyl-Gruppe ein Molekulargewicht im Massenmittel von 10000 bis 200000 hat.
<8> Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der obigen Punkte <1> bis <7>, worin das Polysiloxan mit einer Vinyl-Gruppe ein Molekulargewicht im Massenmittel von 30000 bis 150000 hat.
<9> Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der Punkte <1> bis <8>, worin das Polysiloxan mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon eine Phenyl-Gruppe enthält.
<10> Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der obigen Punkte <1> <9>, worin die Zusammensetzung für eine Schallwellensonde von 0,00001 bis 0,01 Massenteile Platin oder einer Platin-Verbindung in bezug auf 100 Massenteile der Polysiloxan-Mischung enthält.
<11> Siliconharz für eine Schallwellensonde, worin die Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der obigen Punkte <1> bis <10> gehärtet ist.
<12> Schallwellensonde, umfassend zumindest eines, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einer Akustiklinse und einer Schall-Anpassungsschicht, umfassend das Siliconharz für eine Schallwellensonde nach obigem Punkt <11>.
<13> Ultraschallsonde, umfassend: einen kapazitiven mikroverarbeiteten Ultraschall-Tranducer als Ultraschalltransducer-Anordnung; und eine Schallinse, umfassend das Siliconharz für eine Schallwellensonde gemäß obigem Punkt <11>.
<14> Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle, umfassend die Schallwellensonde gemäß obigem Punkt <12>.
<15> Ultraschall-Diagnosevorrichtung, umfassend die Schallwellensonde des obigen Punktes <12>.
<16> Vorrichtung zur Messung einer Photoschallwelle, umfassend eine Akustiklinse, umfassend das Siliconharz für eine Schallwellensonde, beschrieben im obigen Punkt <11>.
<17> Ultraschallendoskop, umfassend eine Akustiklinse, umfassend das Siliconharz für eine Schallwellensonde nach obigem Punkt <11>.

In der Erläuterung dieser Erfindung können, wenn nichts anderes angegeben ist, wenn eine Vielzahl von Gruppen mit identischen Zeichen in einer Formel existiert, diese Gruppen identisch oder verschieden voneinander sein. Weiterhin kann eine Gruppe (beispielsweise eine Alkyl-Gruppe), die in jeder Gruppe angegeben wird, weiterhin mit einem Substituenten substituiert sein. Weiterhin bedeutet eine ”Si-H-Gruppe” eine Gruppe mit drei Bindungen ”–” an einem Siliciumatom. In der Erläuterung dieser Erfindung werden diese drei ungepaarten Elektronen zur Bindung aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung weggelassen.
Bei der Erläuterung dieser Erfindung bedeutet ein numerischer Wertebereich, der unter Verwendung von ”bis” enthält, ein Bereich, der die numerischen Werte vor und nach ”bis” als untere bzw. obere Grenze enthält.
Das Molekulargewicht im Massenmittel gemäß dieser Erfindung ist, wenn nichts anderes angegeben ist, ein Wert (Polystyrol-Umwandlung), gemessen durch Gel-Permeationschromatographie (GPC).
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Diese Erfindung ermöglicht das Vorsehen einer Zusammensetzung für eine Schallwellensonde, die in der Lage ist, die Härte und mechanische Festigkeit eines Siliconharzes stark zu verbessern, während eine niedrige Dämpfungsquantität der Schallwelle (insbesondere bevorzugt Ultraschallwelle) aufrecht erhalten bleibt; ein Siliconharz für eine Schallwellensonde, eine Schallwellensonde, eine Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle und eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung anzugeben, die jeweils die Zusammensetzung für die Schallwellensonde verwenden.
Diese Erfindung ist auch in der Lage, eine Ultraschallsonde anzugeben, die cMUT als Ultraschall-Transucer-Anordnung verwendet, und ein Siliconharz für eine Schallwellensonde, die in der Lage ist, die Empfindlichkeit einer Vorrichtung zum Messen einer Photoschallwelle zu verbessern, und ein Ultraschallendoskop anzugeben.
Es wird angenommen, daß diese Wirkungen durch Silica mit einer kleinen und spezifischen durchschnittlichen Primärteilchengröße erfolgen, das als Stopper für einen feinen Riß agiert, der erzeugt wird, wenn eine mechanische Spannung bei einem Siliconharz für eine Schallwellensonde auferlegt wird. Insbesondere wird angenommen, daß ein Abstand zwischen Teilchen aufgrund der kleinen durchschnittlichen Primärteilchengröße kurz wird und als Ergebnis, daß solche Teilchen effektiver eine Funktion als Stopper erzielen und hierbei wird die Reißfestigkeit des Siliconharzes stark verbessert.
Es wird überlegt, daß als Ergebnis die Erhöhung der Falldämpfungsquantität unterdrückt wird und die Härte und mechanische Festigkeit des Siliconharzes für eine Schallwellensonde verbessert werden.
Andere und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aufgrund der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ersichtlicher.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
{Fig. 1}
1 ist eine perspektivische-transmittierende Ansicht eines Beispiels einer konvexen Anordnung einer Ultraschallsonde, die ein Ausführungsbeispiel einer Schallwellensonde ist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
<<Zusammensetzung für eine Schallwellensonde>>
Die Zusammensetzung für eine Schallwellensonde (Probe zum Ermitteln einer Schallwelle) (nachfolgend wird diese Zusammensetzung einfach als Zusammensetzung bezeichnet) dieser Erfindung ist eine Zusammensetzung für eine Schallwellensonde, umfassend eine Polysiloxan-Mischung, worin ein Polysiloxan mit einer Vinyl-Gruppe, ein Polysiloxan mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon und Silica-Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm wenigstens enthalten sind.
Der Gehalt des Silica mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm in einer Gesamtmenge von 100 Massenteilen Polysiloxan-Mischung ist bevorzugt von 0,1 bis 30 Massenteile, mehr bevorzugt 1 bis 25 Massenteile und noch mehr bevorzugt 5 bis 20 Massenteile.
Der Gehalt des Polysiloxans mit einer Vinyl-Gruppe in einer Gesamtmenge von 100 Massenteilen der Polysiloxan-Mischung ist bevorzugt von 10 bis 99,4 Massenteilen und der Gehalt des Polysiloxans mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon in einer Gesamtmenge von 100 Massenteilen der Polysiloxan-Mischung ist bevorzugt 0,5 bis 90 Massenteile. Der Gehalt des Polysiloxans mit einer Vinyl-Gruppe ist mehr bevorzugt von 50 bis 90 Massenteilen und der Gehalt des Polysiloxans mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon ist bevorzugt 1 bis 50 Massenteile.
Die Polysiloxan-Mischung ist eine Mischung ohne Katalysator, der eine Vernetzungspolymerisation (Härtung) des Polysiloxans mit einer Vinyl-Gruppe und des Polysiloxans mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon triggert. Daher sind die Silica-Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm in der Polysiloxan-Mischung enthalten, aber ein Katalysator ist darin nicht enthalten.
Die Gesamtmenge von 100 Massenteilen der Polysiloxan-Mischung bedeutet, daß der individuelle Gehalt der Bestandteile, die in der Polysiloxan-Mischung enthalten sind, 100 Massenteile ist.
Jedes der obigen Polysiloxane, die in der Polysiloxan-Mischung enthalten sind, kann irgendein Polysiloxan sein, solange das Polysiloxan eine Vinyl-Gruppe oder zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon aufweist. Erfindungsgemäß sind die Polysiloxane bevorzugt ein Polyorganosiloxan (A) mit einer Vinyl-Gruppe und ein Polyorganosiloxan (B) mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon.
Erfindungsgemäß ist daher eine Zusammensetzung bevorzugt, weil die Zusammensetzung als Bestandteil zumindest ein Polyorganosiloxan (A) mit einer Vinyl-Gruppe, ein Polyorganosiloxan (B) mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon und Silica-Teilchen (C) mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm in einer Polyorganosiloxan-Mischung enthält.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird detailliert unten beschrieben, worin eine Polysiloxan-Mischung das Polyorganosiloxan (A) mit einer Vinyl-Gruppe und das Polyorganosiloxan (B) mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon enthält. Jedes der Polysiloxane die in der Polysiloxan-Mischung enthalten sind, ist nicht auf jedes der Polyorganosiloxane (A) und (B) beschränkt.
<Polyorganosiloxan (A) mit Vinyl-Gruppe>
Das Polyorganosiloxan (A) mit einer Vinyl-Gruppe (einfach auch als Polyorganosiloxan (A)) bezeichnet, das erfindungsgemäß verwendet wird, hat zumindest zwei Vinyl-Gruppen in der Molekülkette davon.
Beispiele des Polyorganosiloxans (A) mit einer Vinyl-Gruppe umfassen ein Polyorganosiloxan (a) mit Vinyl-Gruppen an zumindest beiden Enden der Molekülkette davon (nachfolgend einfach als Polyorganosiloxan (a) bezeichnet) und ein Polyorganosiloxan (b) mit zumindest zwei -O-Si(CH₃)₂(CH=CH₂)-Gruppen in der Molekülkette davon (einfach auch als Polyorganosiloxan (b) bezeichnet). Unter diesen ist ein Polyorganosiloxan (a) mit Vinyl-Gruppen an zumindest beiden Enden der Molekülkette davon bevorzugt.
Das Polyorganosiloxan (a) ist bevorzugt ein geradkettiges und das Polyorganosiloxan (b) ist bevorzugt ein Polyorganosiloxan (b), worin -O-Si(CH₃)₂(CH=CH₂) an Si-Atom bindet, das eine Hauptkette davon ausmacht.
Das Polyorganosiloxan (A) mit einer Vinyl-Gruppe wird durch eine Reaktion mit einem Polyorganosiloxan (B) mit zumindest zwei Si-H-Gruppen, beispielsweise unter der Bedingung, daß ein Platin-Katalysator co-existiert, hydrolysiert. Eine Vernetzungs-(Härtungs)-Struktur wurde durch diese Hydrosilylierungs-Reaktion (Additionshärtungs-Reaktion) gebildet.
Der Gehalt der Vinyl-Gruppe in dem Polyorganosiloxan (A) ist nicht besonders beschränkt. Angesichts der Bildung eines adäquaten Netzwerkes unter den Bestandteilen, die in der Zusammensetzung für eine Schallwellensonde enthalten sind, ist der Gehalt der Vinyl-Gruppe beispielsweise bevorzugt von 0,01 bis 5 mol% und mehr bevorzugt 0,05 bis 2 mol%.
Der Gehalt der Vinyl-Gruppe bedeutet einen molaren Prozentsatz einer Vinylgruppen-haltigen Siloxan-Einheit, vorausgesetzt, daß die Gesamtmenge der Einheiten, die das Polyorganosiloxan (A) ausmachen, 100 mol% ist. Beispielsweise wenn alle Si-Atome von Si-O-Einheiten, die eine Hauptkette ausmachen und Si am Ende jeweils eine Vinyl-Gruppe aufweist, ist der Gehalt der Vinyl-Gruppe 100 mol%.
Das Polyorganosiloxan (A) hat bevorzugt eine Phenyl-Gruppe. Der Gehalt der Phenyl-Gruppe in dem Polyorganosiloxan (A) ist nicht besonders beschränkt. Angesichts der mechanischen Festigkeit des Siliconharzes für eine Schallwellensonde ist der Gehalt der Phenyl-Gruppe beispielsweise bevorzugt 1 bis 80 mol% und mehr bevorzugt 2 bis 40 mol%.
Der Gehalt der Phenyl-Gruppe bedeutet einen molaren Prozentsatz einer Phenylgruppen-haltigen Siloxan-Einheit, vorausgesetzt, daß die Gesamtmenge der Einheit, die das Polyorganosiloxan (A) ausmachen, 100 mol% ist. Wenn beispielsweise alle Si-Atome von Si-O-Einheiten, die eine Hauptkette ausmachen, und Si am Ende jeweils eine Phenyl-Gruppe aufweisen, ist der Gehalt der Phenyl-Gruppe 100 mol%.
Die Einheit bedeutet eine Si-O-Einheit, die eine Hauptkette ausmacht und Si an den Enden des Polyorganosiloxans hat.
Ein Polymerisationsgrad und spezifisches Gewicht sind nicht besonders beschränkt. Angesichts der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, Härte, chemische Stabilität und dergleichen des Siliconharzes für eine Schallwellenprobe, die erhalten werden soll (nachfolgend einfach als Siliconharz bezeichnet), ist der Polymerisationsgrad bevorzugt von 200 bis 3000 und mehr bevorzugt 400 bis 2000 und das spezifische Gewicht ist bevorzugt 0,9 bis 1,1.
Angesichts der mechanischen Festigkeit, Härte und Verarbeitungsleichtigkeit ist das Molekulargewicht im Massenmittel des Polyorganosiloxanes mit einer Vinyl-Gruppe bevorzugt von 10000 bis 200000, mehr bevorzugt 30000 bis 150000 und noch mehr bevorzugt 45000 bis 120000.
Das Molekulargewicht im Massenmittel kann beispielsweise durch Verwendung von HLC-8220 (Marke, GPC-Anlage, hergestellt von TOSOH CORPORATION) und RI-Detektor mit Toluol (hergestellt von Shonanwako corporation) als Eluent und TSK-Gel (eingetragene Marke) G3000HXL und TSKgel (eingetragene Marke) G2000HXL als Säule unter der Bedingung: Temperatur 23°C und Fließrate 1 ml/min, gemessen werden.
Die kinematische Viskosität bei 25°C ist bevorzugt 1 × 10^–5 bis 10 m²/s, mehr bevorzugt 1 × 10^–4 bis 1 m²/s und weiter bevorzugt 1 × 10^–3 bis 0,5 m²/s.
Die kinematische Viskosität kann unter Verwendung eines Ubbelohde-Viskometers (beispielsweise Markenname: SU, hergestellt von SIBATA SCIENTIFIC TECHNOLOGY LTD.) bei 25°C entsprechend JIS J8803 gemessen werden.
Das Polyorganosiloxan (a) mit Vinyl-Gruppen an zumindest beiden Enden der Molekülkette davon ist bevorzugt ein Polyorganosiloxan mit der Formel (A).
In der Formel (A) ist R^a1 eine Vinyl-Gruppe und R^a2 und R^a3 sind jeweils unabhängig eine Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe. x1 und x2 bedeuten jeweils unabhängig eine ganze Zahl von 1 oder mehr. Mehrere Gruppen R^a2 können gleich oder verschieden voneinander sein und mehrere Gruppen R^a3 können gleich oder verschieden voneinander sein. Jede Gruppe, dargestellt durch R^a2 oder R^a3 kann mit einem Substituenten substituiert sein.
Die Zahl der Kohlenstoffatome der Alkyl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^a2 oder R^a3, ist bevorzugt 10 bis 10, mehr bevorzugt 1 bis 4, weiter bevorzugt 1 oder 2 und besonders bevorzugt 1. Beispiele der Alkyl-Gruppe umfassen Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, n-Hexyl, n-Octyl, 2-Ethylhexyl und n-Decyl.
Die Zahl der Kohlenstoffatome der Cycloalkyl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^a2 und R^a3, ist bevorzugt 3 bis 10, mehr bevorzugt 5 bis 10 und weiter bevorzugt 5 oder 6. Die Cycloalkyl-Gruppe ist bevorzugt ein 3-, 5- oder 6-gliedriger Ring und mehr bevorzugt ein 5- oder 6-gliedriger Ring. Beispiele der Cycloalkyl-Gruppe umfassen Cyclopropyl, Cyclopentyl und Cyclohexyl.
Die Zahl der Kohlenstoffatom der Alkenyl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^a2 und R^a3, ist bevorzugt 2 bis 10, mehr bevorzugt 2 bis 4 und weiter bevorzugt 2. Beispiele der Alkenyl-Gruppe umfassen Vinyl, Allyl und Butenyl.
Die Zahl der Kohlenstoffatome der Aryl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^a2 und R^a3, ist bevorzugt 6 bis 12, mehr bevorzugt 6 bis 10 und weiter bevorzugt 6 bis 8. Beispiele der Aryl-Gruppe umfassen Phenyl, Tolyl und Naphthyl.
Diese Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe und Aryl-Gruppe können einen Substituenten haben. Beispiele eines solchen Substituenten umfassen ein Halogenatom, ein Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Alkylthio-, Arylthio-, Silyl- und Cyano-Gruppe.
Beispiele der Gruppe mit einem Substituenten umfassen eine halogenierte Alkyl-Gruppe.
R^a2 und R^a3 sind jeweils bevorzugt eine Alkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe, mehr bevorzugt eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Vinyl-Gruppe oder Phenyl-Gruppe und weiter bevorzugt eine Methyl-Gruppe, Vinyl-Gruppe oder Phenyl-Gruppe.
Unter diesen ist R^a2 bevorzugt eine Methyl-Gruppe. R^a3 ist bevorzugt eine Phenyl-Gruppe. In der Wiederholungseinheit, an die x1 angebunden ist, ist es bevorzugt, daß beide von Ra3 eine Phenyl-Gruppe sind.
x1 ist bevorzugt eine ganze Zahl von 1 bis 3000, mehr bevorzugt eine ganze Zahl von 5 bis 1000.
x2 ist bevorzugt eine ganze Zahl von 1 bis 3000, mehr bevorzugt eine ganze Zahl von 40 bis 1000.
Beispiele des Polyorganosiloxans mit Vinyl-Gruppen an zumindest beiden Enden der Molekülkette davon umfassen die DMS-Serien (z. B. DMS-V31, DMS-V31S15, DMS-V33, DMS-V35, DMS-V35R, DMS-V41, DMS-V42, DMS-V46, DMS-V51 und DMS-V52) und PDV-Serien (z. B. PDV-0341, PDV-0346, PDV-0535, PDV-0541, PDV-1631, PDV-1635, PDV-1641, PDV-2335), PMV-9925, PVV-3522, FMV-4031 und EDV-2022, die jeweils Markennamen sind und von Gelest, Incl. hergestellt werden.
In DMS-V31S15 ist pyrogene Kieselsäure hauptsächlich vermischt und daher das Kneten in einer besonderen Maschine nicht erforderlich.
Bezüglich des Polyorganosiloxans (A) mit einer Vinyl-Gruppe in dieser Erfindung kann zumindest eine Art davon oder zumindest zwei Arten davon in Kombination verwendet werden.
<Polyorganosiloxan (B) mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon>
Das Polyorganosiloxan (B) mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon, das erfindungsgemäß verwendet wird (nachfolgend auch als Polyorganosiloxan (B) bezeichnet), hat zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon.
Das Vorhandensein von zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette ermöglicht das Vernetzen mit einem Polyorganosiloxan mit zumindest zwei Vinyl-Gruppen.
Das Polyorganosiloxan (B) kann eine geradkettige oder verzweigte Struktur haben, und eine geradkettige Struktur ist bevorzugt.
Das Molekulargewicht im Massenmittel der geradkettigen Struktur ist bevorzugt von 500 bis 100000 und mehr bevorzugt 1500 bis 50000 angesichts der mechanischen Festigkeit und Härte.
Weiterhin hat das Polyorganosiloxan (B) bevorzugt eine Phenyl-Gruppe. Der Gehalt der Phenyl-Gruppe in dem Polyorganosiloxan (B) ist nicht besonders beschränkt. Angesichts der mechanischen Festigkeit des Siliconharzes für eine Schallwellensonde ist der Gehalt der Phenyl-Gruppe beispielsweise bevorzugt von 20 bis 80 mol% und mehr bevorzugt 30 bis 70 mol%.
Der Gehalt einer Phenyl-Gruppe ist ein Gehalt, berechnet durch Ersetzen des Polyorganosiloxans (A) gegen Polyorganosiloxan (B) in dem Gehalt der Phenyl-Gruppe des Polyorganosiloxans (A).
Die Äquivalenzmenge des Polyorganosiloxans (B) ist bevorzugt 1300 g/mol oder weniger, mehr bevorzugt 500 g/mol oder weniger. Auf der anderen Seite ist die Äquivalenzmenge bevorzugt 50 g/mol oder mehr, mehr bevorzugt 100 g/mol oder mehr.
Erfindungsgemäß haben sowohl das Polyorganosiloxan (A) als auch das Polyorganosiloxan (B) bevorzugt eine Phenyl-Gruppe zur Verbesserung der Kompatibilität für einander.
Es ist bevorzugt, daß durch Einfügen einer massigen Phenyl-Gruppe in das Siliconharz für eine Schallwellensonde dieser Erfindung die Schallgeschwindigkeit, Härte und das spezifische Gewicht davon verbessert werden können. Als Ergebnis kann die akustische Impedanz verstärkt werden.
Das geradkettige Polyorganosiloxan (B) mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon ist bevorzugt ein Polyorganosiloxan mit der folgenden Formel (B).
In der Formel (B) bedeuten R^b1 und R^b2 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe, Aryl-Gruppe oder -O-Si(R^b6)₂(R^b5). R^b5 und R^b6 bedeuten jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe. R^b3 und R^b4 sind jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe, Aryl-Gruppe oder -O-Si(R^b8)₂(R^b7). R^b7 und R^b8 sind jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe. y1 ist eine ganze Zahl von 0 oder mehr. y2 ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr. Mehrere Gruppen R^b1 können gleich oder verschieden voneinander sein, mehrere Gruppen R^b2 können gleich oder verschieden voneinander sein, mehrere Gruppen R^b3 können gleich oder verschieden voneinander sein, mehrere Gruppen R^b4 können gleich oder verschieden voneinander sein, mehrere Gruppen R^b5 können gleich oder verschieden voneinander sein, mehrere Gruppen R^b6 können gleich oder verschieden voneinander sein, mehrere Gruppen R^b7 können gleich oder verschieden voneinander sein, mehrere Gruppen R^b8 können gleich oder verschieden voneinander sein. Jede Gruppe, dargestellt durch eines von R^b1 bis R^b8, kann mit einem Substituenten substituiert sein. Zumindest zwei Si-H-Gruppen sind in der Molekülkette vorhanden.
Die Alkyl-Gruppe und die Cycloalkyl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^b1 und R^b2, haben jeweils die gleiche Bedeutung wie die Alkyl-Gruppe und die Cycloalkyl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^a2 und R^a3, und die bevorzugten Bereiche davon sind ebenfalls gleich. Die Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe und Alkenyl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^b3 und R^b4 haben jeweils die gleiche Bedeutung wie die Alkyl-Gruppe, die Cycloalkyl-Gruppe und die Alkenyl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^a2 und R^a3, und bevorzugte Bereiche davon sind ebenfalls gleich. Die Zahl der Kohlenstoffe der Aryl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^b1 bis R^b4, ist bevorzugt 6 bis 12, mehr bevorzugt 6 bis 10, besonders bevorzugt 6 bis 8. Die Beispiele der Aryl-Gruppe umfassen eine Phenyl-Gruppe, Tolyl-Gruppe und Naphthyl-Gruppe.
Die Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe und Aryl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^b5 und R^b6 in -O-Si(R^b6)₂(R^b5), haben jeweils die gleiche Bedeutung wie die Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe und Aryl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^b1 und R^b2, und bevorzugte Bereiche davon sind ebenfalls die gleichen.
Die Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe und Aryl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^b7 und R^b8 in -O-Si(R^b8 ₂(R^b7) haben jeweils die gleiche Bedeutung wie die Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe und Aryl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^b3 und R^b4, und bevorzugte Bereiche davon sind ebenfalls gleich.
R^b1 und R^b2 sind jeweils bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe, Aryl-Gruppe oder -O-Si(R^b6)₂(R^b5); und mehr bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Phenyl-Gruppe oder -O-Si(CH₃)₂H.
R^b3 und R^b4 sind jeweils bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe, Aryl-Gruppe oder -O-Si(R^b8)₂(R^b7); und mehr bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Vinyl-Gruppe, Phenyl-Gruppe oder -Si(CH₃)₂H.
Unter diesen sind R^b1 und R^b2 jeweils bevorzugt ein Wasserstoffatom, Alkyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe; und mehr bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-Gruppe; und weiter bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Methyl-Gruppe. Bevorzugt ist eine Kombination, worin R^b1 ein Wasserstoffatom ist und R^b2 eine Methyl-Gruppe ist.
R^b3 ist bevorzugt ein Wasserstoffatom, Alkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe, Aryl-Gruppe oder -O-Si(R^b8)₂(R^b7); mehr bevorzugt Wasserstoffatom oder Alkyl-Gruppe und besonders bevorzugt Wasserstoffatom.
R^b4 ist bevorzugt ein Wasserstoffatom, Alkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe, Aryl-Gruppe oder -O-Si(R^b8)₂(R^b7); mehr bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe; weiter bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Methyl-Gruppe oder Phenyl-Gruppe; noch mehr bevorzugt eine Methyl-Gruppe oder Phenyl-Gruppe; und besonders bevorzugt eine Phenyl-Gruppe.
y1 ist bevorzugt eine ganze Zahl von 1 oder mehr.
Die Summe von y1 und y2 (y1 + y2) ist bevorzugt eine ganze Zahl von 5 bis 2000, mehr bevorzugt eine ganze Zahl von 7 bis 1000, weiter bevorzugt eine ganze Zahl von 10 bis 50 und besonders bevorzugt eine ganze Zahl von 15 bis 30.
In bezug auf die Kombination von R^b1 bis R^b3 ist es bevorzugt, daß R^b1 ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R^b2 eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen; und R^b3 ein Wasserstoffatom sind und mehr bevorzugt, daß R^b1 eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R^b2 eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und R^b3 ein Wasserstoffatom sind.
Beispiele des geradkettigen Polyorganosiloxans (B) umfassen HMS-064 (MeHSiO: 5 bis 7 mol%) HMS-082 (MeHSiO: 7 bis 8 mol%), HMS-301 (MeHSiO: 25 bis 30 mol%) und HMS-501 (MeHSiO: 50 bis 55 mol%), die jeweils Methylhydrosiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymere sind (Trimethylsiloxan-Ende); HMS-991 (Äquivalenzmenge von Si-H: 67 g/mol), das ein Methylhydrosiloxan-Polymer (Trimethylsiloxan-Ende) ist, und HPM-502 (Äquivalenzmenge von Si-H: 165 g/mol), das ein Methylhydrosiloxan-Phenylmethylsiloxan-Copolymer (Wasserstoff-Ende) ist (jeweils Warennamen, hergestellt von Gelest Inc.).
Der Molprozentsatz von MeHSiO hat die gleiche Bedeutung wie bei einem Wert, erhalten durch Modifizieren von 100 mit y2/(y1 + y2) in der bevorzugten Kombination von R^b1 bis R^b3.
Es ist bevorzugt für die geradkettige und die verzweigte Struktur, daß keine Vinyl-Gruppe darin vorhanden ist, angesichts der Unterdrückung eines Fortschritts der Vernetzungsreaktion in dem Molekül. Insbesondere ist es bevorzugt, daß die verzweigte Struktur keine Vinyl-Gruppe hat.
Das verzweigte Polyorganosiloxan (B) mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon hat eine Verzweigungsstruktur und zumindest zwei Hydrosilyl-Gruppen (Si-H-Gruppen).
Das spezifische Gewicht ist bevorzugt von 0,9 bis 0,95.
Das verzweigte Polyorganosiloxan (B) ist bevorzugt dargestellt durch die folgende durchschnittliche Zusammensetzungsformel (b).
Durchschnittliche Zusammensetzungsformel (b):

[Ha(R^b6)_3-aSiO_1/2]_y3[SiO_4/2]_y4

Hierin bedeutet R^b6 eine Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe; a ist 0,1 bis 3 und y3 und y4 sind jeweils unabhängig eine ganze Zahl von 1 oder mehr.
Die Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe und Aryl-Gruppe, dargestellt durch R^b6, haben jeweils die gleiche Bedeutung wie die Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe und Aryl-Gruppe, dargestellt durch eines von R^a2 und R^a3, und bevorzugte Bereiche davon sind ebenfalls gleich.
a ist bevorzugt 1.
Der Gehalt der Hydrosilyl-Gruppe, dargestellt durch a/3, ist bevorzugt mehr als 0,1 und weniger als 0,6 und mehr bevorzugt mehr als 0,1 und weniger als 0,4.
Auf der anderen Seite, wenn das verzweigte Polyorganosiloxan (B) durch eine chemische Struktur dargestellt wird, ist ein Polyorganosiloxan, worin -O-Si(CH₃)₂(H) an das Si-Atom bindet, das eine Hauptkette davon darstellt, bevorzugt und eines mit einer Struktur, dargestellt durch die folgende Formel (Bb) ist mehr bevorzugt.
In der Formel (Bf) bedeutet * eine Bindung an zumindest das Si-Atom des Siloxans.
Beispiele des verzweigten Polyorganosiloxans (BI) umfassen HQM-107 (Markenname, hergestellt von Gelest, Inc., HYDRIDE Q RESIN), HDP-11 (Markenname, hergestellt von Gelest, Inc., Polyphenyl(dimethylhydroxy)siloxan (Wasserstoff-Ende), [(HMe₂SiO)(C₆H₃Si)O]: 99 bis 100 mol%).
Als Polyorganosiloxan (B) mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon, das erfindungsgemäß verwendet wird, kann nur eine Art davon alleine verwendet werden oder zumindest zwei Arten davon können in Kombination verwendet werden. Weiterhin können ein geradkettiges und ein verzweigtes Polyorganosiloxan (B) in Kombination verwendet werden.
<Silica-Teilchen (C) mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm>
Die Silica-Teilchen (C) mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm, die erfindungsgemäß verwendet werden, sind ein Bestandteil der zur Verbesserung der Härte und mechanischen Festigkeit eines zu erhaltenden Siliconharzes, insbesondere zur Verbesserung der Reißfestigkei.
Erfindungsgemäß wird angenommen, daß bei einer durchschnittlichen Primärteilchengröße der Silica-Teilchen (C) von weniger als nur 12 nm die Unterdrückung der Erhöhung der akustischen Dämpfungsmenge zur Verbesserung der Reißfestigkeit des Siliconharzes erzielt wird.
Das heißt, es wird angenommen, daß ein Riß des Siliconharzes aufgrund einer mechanischen Spannung durch die Wirkung der feinen Silica-Teilchen (C) als Stopper unterdrückt wird. Insbesondere wird angenommen, daß der Abstand zwischen den Teilchen klein wird aufgrund einer kleinen durchschnittlichen Primärteilchengröße, und daher agieren die Teilchen als Stopper effektiver, wodurch eine Reißfestigkeit des Siliconharzes verbessert wird.
Beispiele der Silica-Teilchen (C) umfassen pyrogene Kieselsäure, gebranntes Silica, abgesetztes Silica und ein Vinylgruppen-haltiges Siliconharz. Bezüglich der Silica-Teilchen (C) kann nur eine Art davon alleine verwendet werden, oder zumindest zwei Arten davon können in Kombination verwendet werden.
Die durchschnittliche Primärteilchengröße der Silica-Teilchen (C), die erfindungsgemäß verwendet werden, ist weniger als 12 nm, bevorzugt mehr als 3 nm und weniger als 12 nm und mehr bevorzugt mehr als 3 nm und weniger als 10 nm angesichts der Unterdrückung der Erhöhung der Dämpfungsmenge des Siliconharzes und der Verbesserung der Reißfestigkeit.
Die durchschnittliche Primärteilchengröße wird in Katalogen beschrieben, die von Silica-Teilchen-Herstellern herausgegeben werden. Bezüglich der Silica-Teilchen, deren durchschnittlichen Polymer-Teilchengrößen nicht in den Katalogen beschrieben sind, oder neu hergestellter Silica-Teilchen kann die durchschnittliche Primärteilchengröße davon berechnet werden durch Mitteln der Teilchengrößen, die durch ein Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM) gemessen sind. Unter Bezugnahme von Teilchen, photographiert durch TEM, werden spezifisch eine Nebenachse und eine Hauptachse davon gemessen und durchschnittliche Längen werden als Teilchengröße für das eine Teilchen berechnet. Erfindungsgemäß werden die Teilchengröße von zumindest 300 Teilchen gemittelt und der erhaltene Wert als durchschnittliche Teilchengröße definiert.
Wenn die Silica-Teilchen (C) der unten beschriebenen Oberflächenbehandlung unterworfen wurden, bedeutet die durchschnittlichen Primärteilchengröße eine durchschnittliche Primärteilchengröße des Oberflächen-behandelten Silica-Teilchens (C).
Bezüglich der Silica-Teilchen (C), die erfindungsgemäß verwendet werden, ist angesichts der Verbesserung der Härte und mechanischen Festigkeit des zu erhaltenen Siliconharzes die spezifische Oberfläche davon bevorzugt von 50 bis 400 m²/g und mehr bevorzugt 100 bis 400 m²/g.
Bezüglich der Silica-Teilchen (C), die erfindungsgemäß verwendet werden, sind Silica-Teilchen bevorzugt, deren Oberfläche einer Oberflächenbehandlung unterworfen ist. Silica-Teilchen, verarbeitet mit einer gesättigten aliphatischen Säure oder Silan als einem Oberflächenbehandlungsmittel, sind bevorzugt. Insbesondere sind Silica-Teilchen, die mit einem Silan verarbeitet sind, bevorzugt.
Bezüglich der Silan-Behandlung wird eine Silica-Teilchenoberfläche bevorzugt mit einem Silan-Kupplungsmittel behandelt. Insbesondere ist angesichts der Verbesserung der Härte und mechanischen Festigkeit des Siliconharzes ein Silan-Kupplungsmittel mit einer hydrolysierbaren Gruppe bevorzugt. Die hydrolysierbare Gruppe in dem Silan-Kupplungsmittel wird mit Wasser hydrolysiert, unter Bildung einer Hydroxyl-Gruppe, und diese Hydroxyl-Gruppe verursacht eine Dehydratisierungs-Kondensations-Reaktion mit einer Hydroxyl-Gruppe auf der Oberfläche der Silica-Teilchen, wodurch eine Oberflächenbehandlung der Silica-Teilchen durchgeführt wird, so daß die Härte und mechanische Festigkeit des zu erhaltenden Siliconharzes verbessert werden kann. Beispiele der hydrolysierbaren Gruppe umfassen eine Alkoxy-Gruppe, Acyloxy-Gruppe und ein Halogenatom.
Es ist bevorzugt, daß die Oberfläche des Silica-Teilchens bezüglich der Oberfläche verbessert ist, so daß sie hydrophob wird, weil die Affinität der Silica-Teilchen (C) für das Polyorganosiloxan (A) und das Polyorganosiloxan (B) verbessert wird, wodurch die Härte und mechanische Festigkeit des zu erhaltenden Siliconharzes verbessert werden.
Beispiele des Silan-Kupplungsmittels mit einer hydrophoben Gruppe als funktionelle Gruppe umfassen: ein Alkoxysilan wie Methyltrimethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, n-Propyltrimethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, Hexyltrimethoxysilan, Hexyltriethoxysilan und Decyltrimethoxysilan; Chlorsilan wie Methyltrichlorsilan, Dimethyldichlorsilan (DDS), Trimethylchlorsilan und Phenyltrichlorsilan; und Hexamethyldisilazan (HMDS).
Beispiele des Silan-Kupplungsmittels mit einer Vinyl-Gruppe als funktionelle Gruppe umfassen: ein Alkoxysilan wie Methacryloxypropyltriethoxysilan, Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Metharcyloxypropylmethyldiethoxysilan, Methacryloxypropylmethyldimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan und Vinylmethyldimethoxysilan; Chlorsilane wie Vinyltrichlorsilan und Vinylmethyldichlorsilan und Divinyltetramethyldisilazan.
Bezüglich der Silica-Teilchen (C), die erfindungsgemäß verwendet werden, sind Silica-Teilchen, deren Oberfläche mit einer Silan-Verbindung behandelt wurden, bevorzugt. Silica-Teilchen, die mit einem Trialkylsilylierungsmittel behandelt sind, sind mehr bevorzugt. Silica-Teilchen, die mit einem Trimethylsilylierungsmittel behandelt sind, sind noch mehr bevorzugt.
Beispiele der Silan-Verbindung umfassen die obigen Silan-Kupplungsmittel und Silan-Kupplungsmittel, deren funktionelle Gruppe mit einer Alkyl-Gruppe substituiert ist.
Beispiele des Trialkylsilylierungsmittels umfassen: Trimethylchlorsilan und Hexamethyldisilazan (HMDS), beschrieben als Beispiele des obigen Silan-Kupplungsmittels; Trimethylmethoxysilan, das ein Silan-Kupplungsmittel, dessen funktionelle Gruppe mit einer Alkyl-Gruppe substituiert ist.
Beispiele eines kommerziell erhältlichen Silan-Kupplungsmittels enthalten Hexamethyldisilazan (HMDS) (Markenname: HEXAMETHYLDISILAZAN (SIH6110.1), hergestellt von Gelest, Inc.).
Die Silanol-Gruppe (Si-OH-Gruppe), die auf der Oberfläche der Silica-Teilchen vorhanden ist, reagiert mit Hexamethyldisilazan (HMDS), und die Oberfläche der Silanol-Gruppe wird mit einer Trimethylsilyl-Gruppe bedeckt, wodurch die Oberfläche der Silica-Teilchen in eine hydrophobe Eigenschaft umgewandelt wird.
Beispiele von kommerziell erhältlichen Silica-Teilchen (C) umfassen: AEROSIL (eingetragene Marke) R812 (durchschnittliche Primärteilchengröße 7 nm, HMDS-Oberflächen-behandelt), AEROSIL (eingetragene Marke) R812S (durchschnittliche Primärteilchengröße 7 nm, HMDS-Oberflächen-behandelt), AEROSIL (eingetragene Marke) RX300 (durchschnittliche Primärteilchengröße 7 nm, HMDS-Oberflächen-behandelt), AEROSIL (eingetragene Marke) RX380S (durchschnittliche Primärteilchengröße 5 nm, HMDS-Oberflächen-behandelt), AEROSIL (eingetragene Marke) R976S (durchschnittliche Primärteilchengröße 7 nm, DDS-Oberflächen-behandelt), die alle ein hydrophobes gebranntes Silica sind, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.; und AEROSIL (eingetragene Marke) 300 (durchschnittliche Primärteilchengröße 7 nm), AEROSIL (eingetragene Marke) 300CF (durchschnittliche Primärteilchengröße 7 nm), AEROSIL (eingetragene Marke) 380 (durchschnittliche Primärteilchengröße 7 nm), die alle ein hydrophiles gebranntes Silica sind, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.
Üblicherweise reagieren die Vinyl-Gruppe, die das Polyorganosiloxan (A) aufweist, und die Si-H-Gruppe, die das Polyorganosiloxan (B) hat, stöchiometrisch in einem Anteil 1:1.
Erfindungsgemäß ist jedoch die durchschnittliche Primärteilchengröße der Silica-Teilchen (C) so klein, daß die Silica-Teilchen (C) dicht in den Räumen zwischen dem Polyorganosiloxan (A) und dem Polyorganosiloxan (B) gepackt sind, und daher ist die Molekular-Kettenbewegung des Polyorganosiloxans (A) und des Polyorganosiloxans (B) beschränkt.
Als Ergebnis ist, damit alle Vinyl-Gruppen mit den Si-H-Gruppen reagieren, eine äquivalente Menge der Si-H-Gruppe, die das Polyorganosiloxan (B) hat, in bezug auf die Vinyl-Gruppe, die das Polyorganosiloxan (A) hat, das heißt Vinyl-Gruppe:Si-H-Gruppe bevorzugt von 1:1,1 bis 1:8, mehr bevorzugt 1:1,2 bis 1:5.
<Andere Bestandteile>
Zusätzlich zu dem Polyorganosiloxan (A) mit einer Vinyl-Gruppe, dem Polyorganosiloxan (B) mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon und den Silica-Teilchen (C) mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm kann die Zusammensetzung für die Schallwellensonde dieser Erfindung angemessen einen Platin-Katalysator für die Additionspolymerisationsreaktion, einen Härtungsverzögerer, ein Lösungsmittel, Dispergiermittel, Pigment, Farbstoff, Antistatikmittel, Antioxidanz, Flammwidrigkeitsmittel, thermische Leitfähigkeit-Verbesserer und dergleichen enthalten.
– Katalysator –
Beispiele des Katalysators umfassen Platin und eine Platin-haltige Verbindung (ebenfalls als Platin-Verbindung bezeichnet). Bezüglich des Platins und der Platin-Verbindung können willkürliche Materialien verwendet werden.
Beispiele davon umfassen Platin-Schwarz, Platin, getragen auf Silica, Ruß oder dergleichen, Platinchlorid oder eine Alkohol-Lösung aus Platinchlorid, ein komplexes Salz aus Platinchlorid und Olefin, ein komplexes Salz aus Platinchlorid und Vinylsiloxan und dergleichen. Bezüglich des Katalysators kann nur eine Art davon verwendet werden oder zumindest zwei Arten davon können in Kombination verwendet werden.
Der Gehalt des Katalysators kann angemessen innerhalb einer katalytischen Menge bestimmt werden.
Der Katalysator ist in der Hydrosilylierungsreaktion erforderlich, worin die Si-H-Gruppe des Polyorganosiloxans (B) an die Vinyl-Gruppe des Polyorganosiloxans (A) addiert. Das Polyorganosiloxan (A) wird mit dem Polyorganosiloxan (B) durch Additions-Härtungsreaktion aufgrund einer Hydrosilylierung vernetzt, wodurch ein Siliconharz gebildet wird.
Der Katalysator kann in der Zusammensetzung für eine Schallwellensonde dieser Erfindung enthalten sein. Alternativ kann der Katalysator mit der Zusammensetzung für eine Schallwellensonde in Kontakt gebracht werden, ohne daß er in der Zusammensetzung für die Schallwellensonde enthalten ist. Von diesen ist das Zuletztgenannte bevorzugt.
Beispiele eine kommerziell erhältlichen Platin-Katalysators umfassen eine Platin-Verbindung (Markenname: PLATINUM CYCLOVINYLMETHYLSILOXAN COMPLEX IN CYCLIC METHYLVINYLSILOXANES (SIP6832.2), Pt-Konzentration: 2 mass%, hergestellt von Gelest, Inc.).
Wenn die Zusammensetzung für eine Schallwellensonde dieser Erfindung einen Katalysator enthält, ist der Gehalt des Katalysators angesichts der Reaktivität bevorzugt von 0,00001 bis 0,05 Massenteilen, mehr bevorzugt von 0,00001 bis 0,01 Massenteilen, noch mehr bevorzugt von 0,00002 bis 0,01 Massenteilen und besonders bevorzugt von 0,00005 bis 0,005 Massenteilen zu 100 Massenteilen der Polysiloxanmischung.
Weiterhin kann eine Temperatur zum Härten eingestellt werden, indem ein angemessener Platin-Katalysator ausgewählt wird. Beispielsweise wird Platin-Vinyldisiloxan für die Härtung bei Raumtemperatur (RTV) bei 50°C oder weniger verwendet, während Platin-cyclisches Vinylsiloxan für die Hochtemperaturhärtung (HTV) bei 130°C oder mehr verwendet wird.
– Härtungsverzögerer –
Der Härtungsverzögerer für die Hartungsreaktion wird nach Bedarf verwendet. Der Härtungsverzögerer wird verwendet, um die Additions-Härtungsreaktion in der Gegenwart eines Platin-Katalysators zu verzögern. Beispiele davon umfassen ein Vinylmethylsiloxan-Homopolymer mit geringem Molekulargewicht (Markenname: VMS-005, hergestellt von Gelest, Inc.).
Die Härtungsgeschwindigkeit, das heißt die Arbeitsstunden können eingestellt werden durch den Gehalt des Härtungsverzögerers.
<Herstellungsverfahren der Zusammensetzung für Schallwellensonde und Siliconharz für Schallwellensonde>
Die Zusammensetzung für die Schallwellensonde dieser Erfindung kann auf willkürliche Weise hergestellt werden.
Beispielsweise kann die Zusammensetzung für die Schallwellensonde erhalten werden durch Kneten der Bestandteile mit Hilfe eines Kneters, Druckkneters, Banbury-Mischers (kontinuierlicher Kneter) oder Walzenknetmaschine. Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Additionsreihenfolge eines jeden Bestandteils.
Angesichts des Erhalts einer homogenen Zusammensetzung ist zunächst bevorzugt, daß die Silica-Teilchen (C) mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm in dem Polyorganosiloxan (A) mit einer Vinyl-Gruppe und dem Polyorganosiloxan (B) mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon dispergiert sind, um eine Polyorganosiloxan-Mischung zu erzeugen. Danach wird ein Katalysator zu der Polyorganosiloxan-Mischung gegeben, in der die Silicagel-Teilchen (C) dispergiert sind, und dann kann durch Entgasen unter vermindertem Druck die Zusammensetzung für eine Schallwellensonde hergestellt werden.
Durch Härten der somit erhaltenen Zusammensetzung für eine Schallwellensonde dieser Erfindung kann das Siliconharz für eine Schallwellensonde dieser Erfindung erhalten werden. Spezifisch kann beispielsweise durch Erwärmen und Härten der Zusammensetzung bei 20 bis 200°C für 5 bis 500 Minuten das Siliconharz für eine Schallwellensonde erhalten werden.
<Mechanische Festigkeit und akustische Eigenschaft des Siliconharzes>
Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung bezüglich der mechanischen Festigkeit und die akustischen Eigenschaften des Siliconharzes angegeben.
Die akustischen Eigenschaften werden bezüglich der Ultraschalleigenschaften beschrieben. Die akustischen Eigenschaften sind jedoch nicht auf die Ultraschalleigenschaften beschränkt, sondern beziehen sich auf akustische Eigenschaften mit angemessenen Frequenzen, die ausgewählt sind in Abhängigkeit von einem zu untersuchenden Target, Meßbedingungen und dergleichen.
[Härte]
In bezug auf ein 2 mm dickes Siliconharz-Blatt wird eine Durometerhärte vom Typ A gemessen unter Verwendung eines Kautschuk-Härtetestgerätes (zum Beispiel RH-201A, Markenname, hergestellt von EXEL INC.), und zwar entsprechend wird JIS K6253-3 (2012).
Die Härte ist bevorzugt zumindest 20 und mehr bevorzugt zum 30. Die obere Grenze ist praktisch 80 oder weniger. Es ist bevorzugt, daß die Härte innerhalb des obigen Bereiches liegt, es wird verhindert, daß das Siliconharz für eine Schallwellensonde sich deformiert, wenn es in eine Schallwellensonde eingefügt und als Teil davon verwendet wird.
[Zugfestigkeitstest]
In bezug auf eine 1 mm dicke Siliconharz-Lage werden die Zugfestigkeit beim Bruch und die Dehnung beim Bruch entsprechend JIS K6251 (2010) gemessen.
Die Zugfestigkeit beim Bruch ist bevorzugt 2,0 MPa oder mehr, und die Zugdehnung beim Bruch ist bevorzugt 300% oder mehr. Die obere Grenze ist praktisch 10 MPa oder weniger bezüglich der Zugfestigkeit beim Bruch und praktisch 1500% oder weniger bezüglich der Zugdehnung beim Bruch.
[Test der Reißfestigkeit]
In bezug auf eine 2 mm dicke Siliconharz-Lage wird eine Trouser-Typ-Probe hergestellt und die Reißfestigkeit davon wird entsprechend JIS K6252 (2007) gemessen.
Die Reißfestigkeit ist bevorzugt 20 N/cm oder mehr und mehr bevorzugt 30 N/cm oder mehr. Die obere Grenze ist praktisch 100 N/cm oder weniger.
[Wiliams-Abriebstest]
Eine Siliconharz-Lage mit einer Größe: Länge 20 mm × Breite 20 mm × Dicke 10 mm wird einem Test entsprechend JIS K6264-2 durch Verwendung einer Anlage für einen Williams-Abriebstest unterworfen, wodurch die Masse der Siliconharz-Lage vor dem Test und die Masse der Siliconharz-Lage nach dem Test gewogen werden. Ein Reduktionsanteil (%) der Masse, berechnet durch folgende Formel, wird als Williams-Abriebsmenge (%) bewertet. (”Masse der Siliconharz-Lage vor dem Test” – ”Masse der Siliconharz-Lage nach dem Test”)/”Masse der Siliconharz-Lage vor dem Test” × 100
Die Williams-Abriebsmenge ist bevorzugt 1% oder weniger, mehr bevorzugt 0,7% oder weniger, weiter bevorzugt 0,5% oder weniger, und je kleiner die Williams-Abriebsmenge ist, um so mehr ist dies bevorzugt.
[Akustische Impedanz]
In bezug auf eine 2 mm dicke Siliconharz-Lage wird eine Dichte bei 25°C unter Verwendung eines elektronischen Densitometers (zum Beispiel ”SD-200L”, Markenname, hergestellt von Alfa Mirage Co., Ltd.) entsprechend eines Dichte-Meßverfahrens des A-Verfahrens (Verfahren zum Sammeln von Gas über Wasser), beschrieben in JIS-K7112 02 (19999) gemessen. Die Schallgeschwindigkeit der Schallwelle wird bei 25°C unter Verwendung einer Schallgeschwindigkeitsmeßanlage vom Sing-Typ (zum Beispiel ”UVM-2-Modell”, Markenname, hergestellt von ULTRASONIC ENGINEERING CO., LTD.) entsprechend JIS 22353-2003 gemessen. Die akustische Impedanz wird von einem Produkt der gemessenen Dichte und der Schallgeschwindigkeit berechnet.
[Akustische(Ultraschall)-Dmäpfungsquantität und Empfindlichkeit]
Ein Sinuswellensignal von 5 MHz (1 Welle), erzeugt durch einen Ultraschalloszillator (beispielsweise Funktionsgenerator ”FG-350”, Markenname, hergestellt von IWATSU TEST INSTRUMENT CORPORATION) wird in eine Ultraschallsonde (zum Beispiel hergestellt von Japan Probe Corporation) gegeben und eine Pulswelle mit einer Zentrumfrequenz von 5 MHz von der Ultraschallsonde wird in Wasser erzeugt. Die Größenordnung der Amplituden vor und nachdem die erzeugte Ultraschallwelle durch eine 2 mm dicke Siliconharz-Lage gelangt, werden unter der Bedingung einer Wassertemperatur von 25°C unter Verwendung eines Ultraschall-Empfangsgerätes (zum Beispiel Oszilloskop ”VP-5204A”, Markenname, hergestellt von Panasonic Corporation) und durch Vergleichen der akustischen (Ultraschall)-Empfindlichkeiten wird die akustische (Ultraschall)-Dämpfungsmenge einer jeden Lage miteinander verglichen.
Die akustische (Ultraschall)-Empfindlichkeit ist ein Wert, erhalten von der folgenden Berechnungsformel.
In der folgenden Berechnungsformel stellt Vin einen Spannungspeakwert der Eingangswelle mit einer Halbwertsbreite von 50 ns oder weniger durch einen Ultraschall-Oszillator dar. Vs bedeutet einen Spannungswert, der erhalten ist, wenn nach Durchleiten einer erzeugten akustischen Welle (Ultraschallwelle) durch eine Lage der Ultraschall-Oszillator die akustische Welle (Ultraschallwelle) empfängt, die von der anderen Seite dieser Lage reflektiert wird. Akustische(Ultraschall)-Empfindlichkeit = 20 × Log(Vs/Vin)
In dem Auswertungssystem in dieser Erfindung ist die akustische (Ultraschall)-Empfindlichkeit –72 dB und mehr bevorzugt –71 dB oder mehr.
Die Zusammensetzung für eine Schallwelleprobe dieser Erfindung ist nützlich als Teil einer medizinischen Vorrichtung und kann beispielsweise bevorzugt verwendet werden für eine Schallwellensonde und eine Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle. Die Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle dieser Erfindung ist nicht auf eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung oder eine Vorrichtung zum Messen einer Photoschallwelle beschränkt, aber bedeutet eine Vorrichtung, die eine Schallwelle empfängt, die auf einem Target reflektiert oder von diesem erzeugt wird und darauf das Target als Bild oder Signal Intensitäten entfaltet.
Insbesondere kann die Zusammensetzung für eine Schallwellensonde dieser Erfindung beispielsweise verwendet werden für: Schallinse bei Ultraschall-Diagnosevorrichtung, Material für eine Ultraschall-Anpassungsschicht, die zwischen einem piezoelektrischen Element und einer Schallinse lokalisiert ist und eine Rolle hat, eine akustische Impedanz zwischen dem piezoelektrischen Element und der akustischen Linse anzupassen; ein Material einer akustischen Linse in einer Vorrichtung zum Messen einer Photoschallwelle und in einem Ultraschallendoskop, einer akustischen Linse in einer Ultraschallsonde, mit einem kapazitiven mikroverarbeiteten Ultraschalltransducer (cMUT) als Ultraschalltransducer-Vorrichtung versehen ist.
Das Siliconharz für eine Schallwellensonde dieser Erfindung kann bevorzugt speziell beispielsweise für Ultraschall-Diagnosevorrichtungen, beschrieben in JP-A-2005-253751 , JP-A-2003-169802 und dergleichen, und Vorrichtungen zum Messen einer Schallwelle wie Vorrichtungen zum Messen einer photoakustischen Welle verwendet werden, beschrieben in JP-A-2013-202050 , JP-A-2013-188465 , JP-A-2013-180330 , JP-A-2013-158435 , JP-A-2013-154139 und dergleichen.
<<Sucheinheit (Sonde) für eine Schallwelle>>
Nachfolgend wird eine detailliertere Erläuterung bezüglich einer Konfiguration der Schallwellensonde dieser Erfindung auf der Basis der Konfiguration der Ultraschallsonde in der Ultraschall-Diagnosevorrichtung gegeben, die in 1 gezeigt ist. Die Ultraschallsonde ist eine Sonde, die eine Ultraschallwelle als Schallwelle einer Schallwellensonde verwendet. Daher kann eine Grundstruktur der Ultraschallsonde für eine Schallwellensonde ohne irgendeine Änderung verwendet werden.
– Ultraschallsonde –
Die Ultraschallsonde 10 ist eine strukturelle Hauptkomponente der Ultraschall-Diagnosevorrichtung und hat eine Funktion, daß nicht nur eine Ultraschallwelle erzeugt wird, sondern daß ebenfalls ein Ultraschallstrahl transmittiert und empfangen wird. Bezüglich der Konstitution der Ultraschallsonde 10, wie in 1 gezeigt, sind eine Schallinse 1, Schallanpassungsschicht 2, piezoelektrische Elementschicht 3 und Rückmaterial 4 in dieser Reihenfolge an der Spitze (Seite, die einen lebenden Körper kontaktiert, der ein zu untersuchendes Target ist) angeordnet. Für den Empfang einer harmonischen Welle höherer Ordnung wurde eine Ultraschallsonde mit einer Laminatstruktur, die sich aus einem Ultraschall-Oszillator für die Transmission (piezoelektrisches Element) und einem Ultraschall-Oszillator für den Empfang (piezoelektrisches Element) zusammensetzt, dessen Materialien voneinander verschieden sind, vorgeschlagen.
<Piezoelektrische Elementschicht>
Die piezoelektrische Elementschicht 3 ist ein Anteil für die Erzeugung einer Ultraschallwelle. Elektroden sind an beiden Seiten des piezoelektrischen Elementes gebunden, und wenn eine Spannung auferlegt wird, vibriert das piezoelektrische Element durch Wiederholung der Kontraktion und Expansion, wodurch eine Ultraschallwelle erzeugt wird.
Bezüglich der Materialien, die das piezoelektrische Element bilden, werden die folgenden Materialien im großen Umfang verwendet: ein Einzelkristall wie Quarzkristall, LiNbO₃, LiTaO₃ und KNbO₃; ein dünner Film aus ZnO, AlN und dergleichen; und ein sogenannter anorganischer Keramik-piezoelektrischer Körper, worin ein Sinterkörper auf Pb(Zr, Ti)O₃-Basis und dergleichen einer Polarisierungsbehandlung unterworfen ist. Allgemein werden piezoelektrische Keramiken wie PZT, Bleizirkonattitanat und dergleichen, das eine hohe Umwandlungseffizienz hat, verwendet.
Bezüglich des piezoelektrischen Elementes, das eine Empfangswelle auf der Hochfrequenzseite empfängt, ist weiterhin eine breitere Bandbreitenempfindlichkeit erforderlich. Als piezoelektrisches Element, das für eine hohe Frequenz und Breitband geeignet ist, wird ein organischer piezoelektrischer Körper unter Verwendung einer organischen makromolekularen Substanz wie Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder dergleichen verwendet.
Weiterhin offenbaren JP-A-2011-071842 und dergleichen cMUT unter Verwendung einer MEMS(Micfro Electro Mechanical Systems)-Technik, durch die eine Wegstruktur, die ausgezeichnete Kurzpulseigenschaften und Breitbandeigenschaften entfaltet, eine ausgezeichnete Produktivität mit geringer Dispersion bezüglich der Eigenschaften aufweist, erhalten werden kann.
Erfindungsgemäß kann irgendeines der piezoelektrischen Elementmaterialien bevorzugt verwendet werden.
<Rückmaterial>
Das Rückmaterial 4 ist auf einer Rückseite der piezoelektrischen Elementschicht 3 angeordnet. Durch Unterdrückung einer überflüssigen Vibration wird die Pulsbreite der Ultraschallwelle verkürzt, was zur Verbesserung der Bereichsauflösung eines Ultraschall-Diagnosebildes beiträgt.
<Akustische Anpassungsschicht>
Die akustische Anpassungsschicht 2 ist angeordnet, um einen Unterschied der akustischen Impedanz zwischen der piezoelektrischen Elementschicht 3 und einem zu untersuchenden Target zu vermindern, um hierdurch effizient eine Ultraschallwelle zu transmittieren und zu empfangen.
Die Zusammensetzung für eine Ultraschallsonde dieser Erfindung kann bevorzugt als Material der akustischen Anpassungsschicht verwendet werden, weil ein Unterschied zwischen einer biogenen akustischen Impedanz (1,4 bis 1,7 × 10⁶ kg/m²·s) und der obigen Zusammensetzung klein ist. Die Schallanpassungsschicht dieser Erfindung enthält bevorzugt 10 mass% oder mehr eines Siliconharzes für eine Schallwellensonde, erhalten durch Härten der Zusammensetzung für eine Ultraschallsonde dieser Erfindung.
<Akustische Linse>
Eine akustische Linse 1 ist angeordnet zum Fokussieren einer Ultraschallwelle zu der Schnittrichtung durch die Verwendung der Refraktion, wodurch die Auflösung verbessert wird. Die Schallinse muß fest an einen lebenden Körper anhaften, der ein zu untersuchendes Target ist, wodurch eine Ultraschallwelle mit einer biogenen akustischen Impedanz (1,4 bis 1,7 × 10⁶ kg/m2·s im menschlichen Körper) konsistent zu machen, und es ist erforderlich, daß die Ultraschalldämpfungsmenge der akustischen Linse 1 als solches klein ist.
Bezüglich des Materials für die akustische Linse wird, wenn die Schallgeschwindigkeit davon adäquat kleiner ist als die Schallgeschwindigkeit des menschlichen Körpers und die Ultraschalldämpfung klein ist und die akustische Impedanz davon eng bei einem Wert der Haut des menschlichen Körpers liegt, die Ultraschalltransmission und Empfangsempfindlichkeit verbessert.
Die Zusammensetzung für eine Schallwellensonde (die eine Zusammensetzung für eine Ultraschallsonde ist) dieser Erfindung kann ebenfalls bevorzugt als akustisches Linsenmaterial verwendet werden.
Es erfolgt eine Erläuterung bezüglich des Verhaltens der Ultraschallsonde 10 mit der oben genannten Konstitution. Eine piezoelektrische Elementschicht 3 wird durch Auferlegung einer Spannung auf Elektroden, die auf beiden Seiten des piezoelektrischen Elementes liegen, zum Schwingen gebracht und die erzeugten Ultraschallsignale werden von einer akustischen Linse zu einem zu untersuchenden Target transmittiert. Zum Zeitpunkt des Empfangs wird die piezoelektrische Elementschicht 3 durch reflektierte Signale (Echosignale) von dem zu untersuchenden Target und die erzeugte Vibration wird elektrisch in Signale umgewandelt, wodurch ein Bild erhalten wird.
Insbesondere wenn die akustische Linse, erhalten von der Zusammensetzung für eine Ultraschallsonde dieser Erfindung, in dem allgemein verwendeten medizinischen Ultraschalltransducer verwendet wird, kann eine deutliche Verbesserungswirkung der Empfindlichkeit bei ungefähr 5 MHz oder mehr der Ultraschall-Transmissionsfrequenzen bestätigt werden. Insbesondere kann eine besonders deutliche Verbesserung der Wirkung der Empfindlichkeit bei 10 MHz oder mehr der Ultraschall-Übertragungsfrequenzen erwartet werden.
Es folgt eine detaillierte Beschreibung für eine Vorrichtung, in die die akustische Linse, erhalten aus der Zusammensetzung für eine Ultraschallsonde dieser Erfindung eingefügt wird, insbesondere eine Funktion in bezug auf die vorhergehenden Probleme erzielt.
Für andere Vorrichtungen als die folgenden Vorrichtungen erzeugt die Zusammensetzung für eine Ultraschallsonde dieser Erfindung ausgezeichnete Wirkungen.
– Ultraschallsonde, versehen mit cMUT (kapazitiver mikrobearbeiteter Ultraschalltransducer) –
Wenn cMUT-Vorrichtungen, beschrieben in JP-A-2006-157320 , JP-A-2011-71842 und dergleichen für einen Transducer-Weg für Ultraschalldiagnose verwendet werden, wird üblicherweise die Empfindlichkeit dafür niedriger im Vergleich zu einem Transducer unter Verwendung einer allgemein verwendeten piezoelektrischen Keramik (PZT).
Bei Verwendung der akustischen Linse, erhalten aus der Zusammensetzung für eine Ultraschallsonde dieser Erfindung kann jedoch die unzureichende Empfindlichkeit des cMUT kompensiert werden. Die Kompensation ermöglicht, daß die Empfindlichkeit von cMUT sich an die Leistung von konventionellen Transducern annähert.
Die cMUT-Vorrichtung wird hergestellt durch eine MEMS-Technik, wodurch eine Ultraschallsonde mit höherer Massenproduktionseigenschaft mit niedrigeren Kosten im Vergleich zu piezoelektrischen Keramiksonden auf den Markt gegeben werden können.
– Vorrichtung zum Messen einer Photoakustikwelle durch Photo-Ultraschallbildgebung –
In der Photo-Ultraschallbildgebung (PAI: Photoschallbildgebung), beschrieben in JP-A-2013-158435 und dergleichen, wird ein Bild erzeugt durch Bildgebung der Ultraschallwelle, die zu dem Zeitpunkt erzeugt wird, wenn das Innere des menschlichen Körpers mit Licht (elektromagnetische Welle) bestrahlt und dann ein menschliches Gewebe adiabatisch durch das bestrahlte Licht expandiert wird oder alternativ Signalintensitäten der erzeugten Ultraschallwelle entfaltet werden.
Ein Schalldruck der Ultraschallwelle, bestrahlt durch Lichtstrahlung, hat einen so kleinen Wert, daß dies ein Problem der Schwierigkeit verursacht, einen tiefen Teil des menschlichen Körpers zu beobachten.
Durch Verwendung der Akustiklinse, erhalten aus der Zusammensetzung für eine Schallwellensonde dieser Erfindung, können Wirkungen bezüglich des obigen Problems entfaltet werden.
– Ultraschallendoskop –
Bezüglich der Ultraschallwelle in dem Ultraschallendoskop, beschrieben in JP-A-2008-311700 und dergleichen, ist ein Signalkabeldraht länger aufgrund seiner Struktur im Vergleich zu einem Transducer für eine Körperoberfläche, und als Ergebnis liegt eine Aufgabe in der Verbesserung der Empfindlichkeit des Transducers gegenüber einem Kabelverlust. Bezüglich dieser Aufgabe wird jedoch gesagt, daß es kein effektives Mittel zur Verbesserung der Empfindlichkeit aus den unten angegebenen Gründen gibt.
In der Ultraschall-Diagnosevorrichtung für eine Körperoberfläche ist es zunächst möglich, einen Amplifiziererkreislauf, AD-Umwandlungs-IC und dergleichen, an der Spitze des Transducers zu installieren. Weil das Ultraschallendoskop verwendet wird, indem es in das Innere des Körpers eingeführt wird, ist im Gegensatz dazu der Raum für den Transducer klein, so daß es schwierig ist, die Verstärkerschaltung, AD-Umwandlungs-IC und dergleichen an der Spitze des Transducers zu installieren.
Bezüglich der physikalischen Eigenschaften und Verarbeitungseignung ist es schwierig, einen piezoelektrischen Einzelkristall, der in einem Transducer der Ultraschall-Diagnosevorrichtung für eine Körperoberfläche verwendet wurde, bei einem Transducer mit einer Transmissionsfrequenz der Ultraschallwelle in einem Bereich von 7 bis 8 MHz oder mehr zu verwenden. Weil der Ultraschalltransducer für ein Endoskop im allgemeinen eine Sonde mit einer Transmissionsfrequenz der Ultraschallwelle im Bereich v an 7 bis 8 MHz oder mehr ist, ist eine Verbesserung der Empfindlichkeit durch Verwendung eines piezoelektrischen Einzelkristallmaterials schwierig.
Durch Verwendung der akustischen Linse, erhalten aus der Zusammensetzung für eine Schallwellensonde dieser Erfindung, kann die Empfindlichkeit des Ultraschalltransducers für ein Endoskop verbessert werden.
Wenn mit der gleichen Transmissionsfrequenz (zum Beispiel 10 MHz) der Ultraschallwelle wird die Effektivität insbesondere entfaltet, wenn die Schallinse, erhalten aus der Zusammensetzung für eine Schallwellensonde dieser Erfindung in dem Ultraschalltranducer für ein Endoskop verwendet wird.
Diese Erfindung wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele erläutert, aber diese Erfindung soll nicht hierauf beschränkt sein.
Beispiele
Nachfolgend wird diese Erfindung detailliert auf der Basis der Beispiele erläutert, worin eine Ultraschallwelle als Welle verwendet wird. Diese Erfindung ist nicht auf die Ultraschallwelle beschränkt, aber eine Ultraschallwelle mit einer Audiofrequenz kann verwendet werden, solange eine adäquate Frequenz entsprechend dem zu untersuchenden Target den Meßbedingungen und dergleichen ausgewählt wird.
[Beispiel 1]
79,6 Massenteile eines Vinyl-terminierten Polydimethylsiloxans (”DMS-V42”, Marke, hergestellt von Gelest Inc., Molekulargewicht im Massenmittel 72000), 2,4 Massenteile eines Methylhydrosiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymers (”HMS-301”, Marke, hergestellt von Gelest Inc., Molekulargewicht im Massenmittel 2000, Anteil von Methylhydrosiloxan: 27 mol%) und 18 Massenteile pyrogene Kieselsäure (”AEROSIL RX300”, Marke, hergestellt von NIPPON AEROSIL CO., LTD., durchschnittliche Primärteilchengröße 7 nm, Hexamethyldisilazan(HMDS)-Oberflächen-behandelt) wurden 2 Stunden unter Verwendung eines Kneters geknetet, zur Herstellung einer homogenen Paste. Zu dieser Paste wurden 500 ppm einer Platin-Katalysatorlösung (”SIP6821.3”, Marke, hergestellt von Gelest, Inc.) gegeben und vermischt und diese wurde dann unter vermindertem Druck entgast. Dann wurde die entgaste Mischung in der Metallform mit 150 mm × 150 mm gegeben und einer thermischen Behandlung bei 60°C für 3 Stunden unterworfen. Somit wurden Siliconharz-Lagen mit einer Dicke von 1 mm bzw. 2 mm erhalten.
(Beispiele 2 bis 18 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3)
Bestimmte Siliconharz-Lagen wurden erhalten, mit der Ausnahme, daß die Bestandteile und die Zusammensetzung der Polysiloxan-Mischung von Beispiel 1 geändert wurden, wie in den folgenden Tabellen 1 bis 3 gezeigt ist.
<Auswertungen der mechanischen Festigkeit und Ultraschalleigenschaften>
Unter Bezug auf die Siliconharz-Lagen der Beispiele 1 bis 18 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurden die folgenden Auswertungen durchgeführt.
[Härte]
Unter Bezugnahme auf die oben erhaltene Siliconharz-Lage mit einer Dicke von 2 mm wurde die Durometerhärte vom Typ A unter Verwendung eines Kautschukhärte-Testgerätes (”RH-201A”, Marke, hergestellt von EXCELINC.) entsprechend JIS K6253-3 (2012) gemessen.
[Zugfestigkeitstest]
Unter Bezugnahme auf die erhaltene Siliconharz-Lage mit einer Dicke von 1 mm wurde die Zugfestigkeit beim Bruch und die Zugdehnung beim Bruch entsprechend JIS K6251 gemessen.
[Test der Reißfestigkeit]
Unter Bezugnahme auf die oben erhaltene Siliconharz-Lage mit einer Dicke von 2 mm wurde eine Probe vom Trouser-Typ hergestellt und die Reißfestigkeit davon entsprechend JIS K6252 (2007) gemessen.
[Williams-Abriebstest]
In den Beispielen 1 bis 18 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurden Proben mit einer Größe von: Länge 20 mm × Breite 20 mm × Höhe 10 mm gleichermaßen hergestellt. Die erhaltene Probe wurde einem Test gemäß JIS K6264-2 unter Verwendung einer Anlage (Nr. 275) für einen Williams-Abriebstest, hergestellt von YASUDA SEIKI SEISAKUSHO, LTD. unterworfen, wodurch die Masse der Probe vor dem Test und die Masse der Probe nach dem Test gewogen und ein Reduktionsanteil (%) der Masse aufgrund der folgenden Formel berechnet wurde. In den Tabellen 1 bis 3 ist der Reduktionsanteil (%) der Masse, berechnet durch folgende Formel als Williams-Abriebsmenge (%), beschrieben. (”Masse der Siliconharz-Lage vor dem Test” – ”Masse der Siliconharz-Lage nach dem Test”)/”Masse der Siliconharz-Lage vor dem Test” × 100
[Akustische Impedanz]
In bezug auf die erhaltene Siliconharz-Lage mit einer Dicke von 2 mm wurde eine Dichte bei 25°C unter Verwendung eines elektronischen Densitometers (”SD-200L”, Marke, hergestellt von Alfa Mirage Co., Ltd.) entsprechend einem Dichte-Meßverfahren A-Verfahrens (Verfahren zum Sammeln von Gas über Wasser), beschrieben in JIS-K7112 (1999) gemessen. Die Schallgeschwindigkeit der Ultraschallwelle bei 25°C unter Verwendung einer Schallgeschwindigkeits-Meßanlage vom Zwitscher-Typ (”UVM-2-Modell”, Marke, hergestellt von ULTRASONIC ENGINEERING CO., LTD.) entsprechend JIS Z2353 2003) gemessen. Die akustische Impedanz wurde erhalten durch Multiplizieren der gemessenen Dichte durch die Ultraschallgeschwindigkeit.
[Akustische(Ultraschall)-Empfindlichkeit]
Ein Sinus-Wellensignal von 5 MHz (1 Welle) erzeugt durch einen Ultraschall-Oszillator (Funktionsgenerator ”FG-350”, Marke, hergestellt von IWATSU TEST INSTRUMENT CORPORATION) wurde in eine Ultraschallprobe (hergestellt von Japan Probe Corporation) gegeben und eine Pulswelle mit einer Mittelfrequenz von 5 MHz wurde von der Ultraschallwelle als Sonde in Wasser erzeugt. Skalen der Amplituden vor und nach Durchleiten der erzeugten Ultraschallwelle durch die erhaltene 2 mm dicke Siliconharz-Lage wurden unter der Bedingung der Wassertemperatur von 25°C unter Verwendung eines Ultraschall-Empfangsgerätes (Oszilloskop ”VP-5204A”, Marke, hergestellt von Panasonic Corporation) und durch Vergleichen der Schall-(Ultraschall)-Empfindlichkeit gemessen, und die Schall-(Ultraschall)-Dämpfungsmenge einer jeden Lage wurde miteinander verglichen.
Die Schall-(Ultraschall)-Empfindlichkeit ist ein Wert, erhalten aus der folgenden Berechnungsformen.
In der folgenden Berechnungsformel bedeutet Vin einen Spannungs-Peak-Wert der Eingangswelle mit einer Halbwertsbreite von 50 ns oder weniger durch einen Ultraschall-Oszillator. Vs bedeutet einen Spannungswert, der erhalten wird, wenn nach Durchleiten einer erzeugten Schallwelle (Ultraschallwelle) durch eine Lage der Ultraschall-Oszillator die Schallwelle (Ultraschallwelle) empfängt, die von der anderen Seite der Lage reflektiert. Akustische(Ultraschall)-Empfindlichkeit = 20 × Log/Vs/Vin)
Die erhaltenen Werte sind zusammen in den folgenden Tabellen 1 bis 3 gezeigt.
In den Tabellen 1 bis 3 wird das Molekulargewicht im Massenmittel des Polyorganosiloxans (A) und (B) einfach als ”Molekulargewicht” beschrieben. Die Art eines jeden Materials wird durch den Markennamen beschrieben.
<Bemerkungen in den Tabellen>
[Polyorganosiloxan-Komponente (A)]
DMS U(Marke) Serie und PDV (Marke) Serie, hergestellt von Gelest, Inc.

• DMS-V31: Marke, Vinyl-terminiertes Polydimethylsiloxan, Molekulargewicht im Massenmittel: 28000
• DMS-V35: Marke, Vinyl-terminiertes Polydimethylsiloxan, Molekulargewicht im Massenmittel: 49500
• DMS-V42: Marke, Vinyl-terminiertes Polydimethylsiloxan, Molekulargewicht im Massenmittel: 72000
• DMS-V46: Marke, Vinyl-terminiertes Polydimethylsiloxan, Molekulargewicht im Massenmittel: 117000
• DMS-V52: Marke, Vinyl-terminiertes Polydimethylsiloxan, Molekulargewicht im Massenmittel: 155000
• PDV-0541: Marke, Vinyl-terminiertes Diphenylsiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymer Molekulargewicht im Massenmittel: 60000, Anteil von Diphenylsiloxan: 5 mol%
• PDV-0535: Marke, Vinyl-terminiertes Diphenylsiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymer Molekulargewicht im Massenmittel: 47500, Anteil von Diphenylsiloxan: 5 mol%
• PDV-1641: Marke, Vinyl-terminiertes Diphenylsiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymer Molekulargewicht im Massenmittel: 55000, Anteil von Diphenylsiloxan: 16 mol%
• PDV-1635: Marke, Vinyl-terminiertes Diphenylsiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymer Molekulargewicht im Massenmittel: 35300, Anteil von Diphenylsiloxan: 16 mol%
• PDV-1631: Marke, Vinyl-terminiertes Diphenylsiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymer Molekulargewicht im Massenmittel: 19000, Anteil von Diphenylsiloxan: 16 mol%

[Polyorganosiloxan-Komponente (B)]
JMS(Marke)-Serie und HPM(Marke)-Serie, hergestellt von Gelest, Inc.

• HMS-064: Marke, Methylhydrosiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymer, Molekulargewicht im Massenmittel: 60000, Anteil von Methylhydrosiloxan: 6 mol%
• HMS-301: Marke, Methylhydrosiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymer, Molekulargewicht im Massenmittel: 2000, Anteil von Methylhydrosiloxan: 27 mol%
• HMS-501: Marke, Methylhydrosiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymer, Molekulargewicht im Massenmittel: 1100, Si-H-Äquivalenzmenge: 135 g/mol
• HMS-991: Marke, Methylhydrosiloxan-Polymer, Molekulargewicht im Massenmittel: 1600, Si-H-Äquivalenzmenge: 67 g/mol
• HPM-502: Marke, Methylhydrosiloxan-Phenylmethylsiloxan-Copolymer, Molekulargewicht im Massenmittel: 4500, Si-H-Äquivalenzmenge: 165 g/mol

[Silica-Teilchen (C))
Rauchendes Silica: AEROSIL(Marke)-Serie, hergestellt von NIPPON AEROSIL CO., LTD. (oben in den Tabellen beschrieben mit ”AEROSIL”)

• AEROSIL RX300: Marke, durchschnittliche Primärteilchengröße: 7 nm, Hexamethyldisilazan(HMDS)-Oberflächen-behandelt
• AEROSIL RX200: Marke, durchschnittliche Primärteilchengröße: 12 nm, HMDS-Oberflächen-behandelt
• AEROSIL RX380S: Marke, durchschnittliche Primärteilchengröße: 5 nm, HMDS-Oberflächen-behandelt
• AEROSIL R976S: Marke, durchschnittliche Primärteilchengröße: 7 nm, Dimethyldichlorsilan(DDS)-Oberflachen-behandelt
• AEROSIL 300: Marke, durchschnittliche Primärteilchengröße: 7 nm, keine Oberflächenbehandlung
• AEROSIL 200: Marke, durchschnittliche Primärteilchengröße: 12 nm, keine Oberflächenbehandlung

Trockenes Silica durch Brennverfahren: HDK(Marke)-Serie, hergestellt von Wacker Asahikasei Silicone Co., Ltd. (in den Tabellen oben mit ”HDK” beschrieben)
HDK H 20: Marke, durchschnittliche Primärteilchengröße: 10 nm, HMDS-Oberflächen-behandelt
Wie in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt ist, waren die Siliconharze für eine Schallwellensonde gemäß den Beispielen 1 bis 12 ausgezeichnet bezüglich der Harzhärte, Zugfestigkeit beim Bruch, Reißfestigkeit und Resistenz gegenüber Abrieb, während sie zumindest –72 dB Schall-(Ultraschall)-Empfindlichkeit aufrechterhielten. Die Siliconharze für eine Schallwellensonde gemäß den Beispielen 13 bis 18, worin das Silicon Phenyl-Gruppen hatte, waren ausgezeichnet bezüglich der Schall-(Ultraschall)-Empfindlichkeit, Harzhärte, Zugfestigkeit beim Bruch, Reißfestigkeit und Resistenz gegenüber Abrieb und hatten eine hohe akustische Impedanz. Unter diesen hatten die Siliconharze für eine Ultraschallwelle gemäß den Beispielen 15 bis 18, worin die Polyorganosiloxane (A) und (B) Phenyl-Gruppen aufwiesen, eine verbesserte akustische Impedanz. Im Gegensatz dazu erzielten die Siliconharze für eine Ultraschallwelle gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 jeweils keine adäquate Reißfestigkeit und adäquate Resistenz gegenüber Abrieb.
Aufgrund dieser Ergebnisse wird festgestellt, daß die Zusammensetzung für die Schallwellensonde dieser Erfindung nützlich ist als Teil von medizinischen Vorrichtungen. Weiterhin kann das Siliconharz dieser Erfindung vorteilhaft für eine akustische Linse und/oder akustische Anpassungsschicht einer Schallwellensonde und ebenfalls für eine Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle und eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung verwendet werden. Insbesondere kann die Zusammensetzung für eine Schallwellensonde und das Siliconharz für eine Schallwellensonde vorteilhaft zur Verbesserung der Empfindlichkeit in einer Ultraschallsonde, die cMUT als Transducer-Weg für Ultraschalldiagnose verwendet, eine Vorrichtung zum Messen einer Photoakustikwelle und ein Ultraschallendoskop verwendet werden.
Nach Beschreibung dieser Erfindung in bezug auf die Ausführungsbeispiele ist es die Intention, daß diese Erfindung nicht durch irgendwelche Details der Beschreibung beschränkt werden soll, wenn nichts anderes angegeben ist, sondern soll breit innerhalb des Rahmens und Umfangs verstanden werden, wie durch die beigefügten Patentansprüche angegeben wird.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Patentanmeldung 2014-169909 , angemeldet in Japan am 22. August 2014, die hier durch Bezugnahme eingefügt wird.
Bezugszeichenliste

1: Linse
2: Akustikanpassungsschicht
3: Piezoelektrische Elementschicht
4: Rückmaterial
7: Gehäuse
9: Code
10: Ultraschall-Sucheinheit (Sonde)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2005-253751 A [0154]
JP 2003-169802 A [0154]
JP 2013-202050 A [0154]
JP 2013-188465 A [0154]
JP 2013-180330 A [0154]
JP 2013-158435 A [0154, 0175]
JP 2013-154139 A [0154]
JP 2011-071842 A [0160]
JP 2006-157320 A [0172]
JP 2011-71842 A [0172]
JP 2008-311700 A [0178]
JP 2014-169909 [0205]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS J8803 [0048]
JIS K6253-3 (2012) [0139]
JIS K6251 (2010) [0141]
JIS K6252 (2007) [0143]
JIS K6264-2 [0145]
JIS-K7112 02 (19999) [0147]
JIS 22353-2003 [0147]
JIS K6253-3 (2012) [0188]
JIS K6251 [0189]
JIS K6252 (2007) [0190]
JIS K6264-2 [0191]
JIS-K7112 (1999) [0192]
JIS Z2353 2003) [0192]

Claims

Zusammensetzung für eine Schallwellensonde, umfassend eine Polysiloxan-Mischung, worin die Polysiloxan-Mischung enthält: ein Polysiloxan mit einer Vinyl-Gruppe, ein Polysiloxan mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon; und Silica-Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm.
Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach Anspruch 1, worin die Polysiloxan-Mischung von 0,1 bis 30 Massenteile der Silica-Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm in einer Gesamtmenge von 100 Massenteilen der Polysiloxan-Mischung enthält.
Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach Anspruch 1 oder 2 worin die Polysiloxan-Mischung in einer Gesamtmenge von 100 Massenteilen davon enthält: von 10 bis 99,4 Massenteile des Polysiloxans mit einer Vinyl-Gruppe; und von 0,5 bis 90 Massenteile des Polysiloxans mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon.
Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Silica-Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm eine Oberfläche aufweisen, die mit einer Silan-Verbindung behandelt ist.
Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Silica-Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 12 nm eine Oberfläche haben, die mit einem Trimethylsilylierungs-Mittel behandelt ist.
Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Polysiloxan mit einer Vinyl-Gruppe eine Phenyl-Gruppe enthält.
Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das Polysiloxan mit einer Vinyl-Gruppe ein Molekulargewicht im Massenmittel von 10000 bis 200000 hat.
Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das Polysiloxan mit einer Vinyl-Gruppe ein Molekulargewicht im Massenmittel von 30000 bis 150000 hat.
Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das Polysiloxan mit zumindest zwei Si-H-Gruppen in der Molekülkette davon eine Phenyl-Gruppe enthält.
Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die Zusammensetzung für eine Schallwellensonde von 0,00001 bis 0,01 Massenteile Platin oder eine Platin-Verbindung in bezug auf 100 Massenteile der Polysiloxan-Mischung enthält.
Siliconharz für eine Schallwellensonde, worin die Zusammensetzung für eine Schallwellensonde nach einem der Ansprüche 1 bis 10 gehärtet ist.
Schallwellensonde, umfassend zumindest eines, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Akustiklinse und einer Schall-Anpassungsschicht, umfassend das Siliconharz für eine Schallwellensonde nach Anspruch 11.
Ultraschallsonde, umfassend: eine kapazitiven mikroverarbeiteten Ultraschall-Transducer als Ultraschalltransducer-Anordnung; und eine Schallinse, umfassend das Siliconharz für eine Schallwellensonde nach Anspruch 11.
Vorrichtung zum Messen einer Schallwelle, umfassend die Schallwellensonde nach Anspruch 12.
Ultraschall-Diagnosevorrichtung, umfassend die Schallwellensonde nach Anspruch 12.
Vorrichtung zur Messung einer Photoschallwelle, umfassend eine Akustiklinse, umfassend das Siliconharz für eine Schallwellensonde gemäß Anspruch 11.
Ultraschallendoskop, umfassend eine Akustiklinse, umfassend das Siliconharz für eine Schallwellensonde nach Anspruch 11.