JP2022541162A - 超音波プローブ - Google Patents

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Abstract

トランスデューサー素子のアレイ及び減衰材料を含む超音波トランスデューサーを含む超音波プローブが提供される。減衰材料は、液晶ポリマー及び熱伝導性粒子材料を含むポリマー組成物を含む。液晶ポリマーは、約２７０℃以上の融点、及びＩＳＯ試験番号１１４４３：２００５にしたがって融点より４５℃高い温度及び４００秒－１の剪断速度において求めて約５００Ｐａ・秒以下の溶融粘度を有し、更にポリマー組成物は約０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の面直方向伝導率を有する。【選択図】図１

Description

[0001]本出願は、２０１９年７月１７日出願の米国仮出願第６２／８７５，０２５号（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に対する優先権を主張する。
[0002]超音波イメージングプローブは医療分野において広く使用され続けている。例として、超音波プローブは、広範囲の外部、腹腔鏡、内視鏡、及び血管内イメージング用途のために利用されている。イメージングプローブによって与えられる超音波画像は、例えば診断目的のために使用することができる。プローブは、通常は縦軸に沿って配置された複数の平行な圧電トランスデューサー素子を含み、それぞれの素子は一対の電極に相互接続されている。電子回路によってトランスデューサー素子を励起させて、それらに超音波エネルギーを放出させる。次に、トランスデューサー素子は、受信した超音波エネルギーを電気信号に変換し、これを次に処理して画像を生成するために使用することができる。通常は、トランスデューサーは、それから音響信号が放出される音響面を有する圧電材料の活性層を含む。また、一般に、音響減衰部材が活性層の裏面上に配置されて、望ましくない音響信号（例えば、トランスデューサーから発信され、反射してトランスデューサーの後面に戻され得る信号：これは減衰させなければ音響面で受信される音響信号を妨害する）を減衰させる。残念ながら、殆どのプローブ設計の増大した複雑さのために、電力消費が増大し、これによりプローブによって生成される熱の量の増加をもたらす。この増加した熱の生成は、殆どの音響減衰部材が熱感受性が高くないという事実により問題となり得る。時間経過と共に、これは最終的にカメラセンサーの故障を引き起こし得る。
[0003]したがって、より高度の熱感受性を有する改善された超音波プローブが必要とされている。
[0004]本発明の一実施形態によれば、対象領域に向かって放射するための超音波音響エネルギーに電気エネルギーを変換することができるトランスデューサー素子のアレイを含む超音波トランスデューサー；及び、対象領域に向かって放射した後に、超音波音響エネルギーが超音波トランスデューサーに向かって戻るのを阻害することができる減衰材料を含む超音波プローブが開示される。減衰材料は、液晶ポリマー及び熱伝導性粒子材料を含むポリマー組成物を含む。液晶ポリマーは、約２７０℃以上の融点、及びＩＳＯ試験番号１１４４３：２００５にしたがって、融点より４５℃高い温度及び４００秒－１の剪断速度において求めて約５００Ｐａ・秒以下の溶融粘度を有し、ポリマー組成物はまた、約０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の面直方向伝導率を有する。
[0005]下記において、本発明の他の特徴及び態様をより詳細に示す。
[0006]当業者に対するそのベストモードを含む本発明の完全かつ実施可能な開示を、添付の図面への参照を含む本明細書の残りの部分においてより詳細に示す。
[0007]図１は、超音波プローブ及び対象領域の一実施形態の概略図である。 [0008]図２は、本発明の超音波プローブの一実施形態の等角図である。 [0009]図３は、図２の超音波トランスデューサーの一部の概略図である。
発明の詳細な説明
[0010]当業者であれば、本議論は例示的な実施形態の説明にすぎず、本発明のより広い態様を限定することは意図しないことを理解する。
[0011]一般的に言えば、本発明は、超音波トランスデューサー、及び１００ｋＨｚ～１００ＭＨｚの周波数を有するエネルギーのような、材料に入射する音響エネルギーを減衰させることができる減衰材料を含む超音波プローブに関する。減衰材料は、液晶ポリマー及び熱伝導性粒子材料を含有するポリマー組成物を含む。ポリマー組成物中の成分の性質及びそれらの相対濃度を選択的に制御することによって、得られる組成物は有効な音響減衰材料として働くことができるが、また熱伝達を可能にする良好な熱特性も示すので、「ホットスポット」を速やかに排除することができ、部品の全体的な温度を使用中に低下させることができる。より詳細には、本組成物は、ＡＳＴＭ－Ｅ１４６１－１３にしたがって求めて約０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上、幾つかの実施形態においては約０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上、幾つかの実施形態においては約０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、幾つかの実施形態においては約１～約２５Ｗ／ｍ・Ｋ、幾つかの実施形態においては約２～約２０Ｗ／ｍ・Ｋ、幾つかの実施形態においては約４～約１５Ｗ／ｍ・Ｋの面直方向熱伝導率を示す。
[0012]ここで、本発明の種々の実施形態をより詳細に説明する。
Ｉ．ポリマー組成物
Ａ．液晶ポリマー
[0013]上記に示したように、ポリマーマトリックスにおいて使用される液晶ポリマーは、約２７０℃～約４００℃、幾つかの実施形態においては約２８０℃～約３８０℃、幾つかの実施形態においては約２９０℃～約３７０℃、幾つかの実施形態においては約３００℃～約３５０℃の注意深く制御された範囲内の融点を有する。１つの特に好適な液晶ポリマーは、以下の繰り返し単位（１）～（３）：
Figure 2022541162000002
（式中、
Ｒａ、Ｒｂ、及びＲｆは、独立して、アルキニル、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、ヘテロシクリル、ハロ、又はハロアルキルであり、
ｌ、ｍ、及びｑは、独立して、０～４、幾つかの実施形態においては０～２、幾つかの実施形態においては０～１の整数である）
を含む。
[0014]幾つかの実施形態においては、繰り返し単位（１）は４－ヒドロキシ安息香酸（ＨＢＡ）（ｌは０）から誘導されていてよく、繰り返し単位（２）はヒドロキノン（ＨＱ）（ｍは０）から誘導されていてよく、及び／又は繰り返し単位（３）はイソフタル酸（ＩＡ）（ｑは０）から誘導されていてよい。
[0015]繰り返し単位（１）～（３）の性質及び相対割合を選択的に制御することによって、本発明者らは、得られるポリマーが上記の範囲内の融点を達成し得るだけでなく、更に有意な程度の連鎖の絡み合いを達成してポリマーが良好な溶融強度を示すことができ、これによりそれを本発明の超音波プローブにおいて容易に使用することが可能になることを見出した。例えば、繰り返し単位（１）は、ポリマーの約４０モル％～約８０モル％、幾つかの実施形態においては約５０モル％～約７０モル％、幾つかの実施形態においては約５５モル％～約６５モル％を構成し得る。また、繰り返し単位（２）及び（３）は、それぞれポリマーの約１モル％～約２０モル％、幾つかの実施形態においては約２モル％～約１５モル％、幾つかの実施形態においては約５モル％～約１０モル％を構成し得る。使用される正確なモル量に関係なく、繰り返し単位（２）の繰り返し単位（３）に対するモル比は、約０．８～約２、幾つかの実施形態においては約０．９～約１．６、及び幾つかの実施形態においては約１～約１．５であるように選択的に制御することができる。幾つかの場合においては、繰り返し単位（２）は繰り返し単位（３）よりも多いモル量で使用され、モル比は１よりも大きい。
[0016]もちろん、ポリマー中に他の繰り返し単位も使用することができることを理解すべきである。
Figure 2022541162000003
（式中、
Ｒｃ、Ｒｄ、及びＲｅは、独立して、アルケニル、アルキル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、ヘテロシクリル、ハロ、又はハロアルキルであり、
ｎ、ｏ、及びｐは、独立して、０～４、幾つかの実施形態においては０～２、幾つかの実施形態においては０～１の整数である）
[0017]幾つかの実施形態においては、繰り返し単位（４）は４，４’－ビフェノール（ＢＰ）（ｎ及びｏは０である）から誘導されていてよく、及び／又は繰り返し単位（５）はテレフタル酸（ＴＡ）（ｐは０である）から誘導されていてよい。
[0018]繰り返し単位（４）及び（５）は、それぞれ、ポリマーの約５モル％～約３０モル％、幾つかの実施形態においては約６モル％～約２５モル％、幾つかの実施形態においては約８モル％～約１５モル％を構成してよい。使用される正確なモル量にか関係なく、繰り返し単位（５）の繰り返し単位（４）に対するモル比は、約０．８～約２、幾つかの実施形態においては約０．９～約１．６、及び幾つかの実施形態においては約１～約１．５であるように選択的に制御することができる。幾つかの場合においては、繰り返し単位（５）は繰り返し単位（４）よりも多いモル量で使用され、モル比は１よりも大きい。
[0019]更に他の繰り返し単位をポリマー中において使用することもできる。例えば、４－ヒドロキシ－４’－ビフェニルカルボン酸、２－ヒドロキシ－６－ナフトエ酸（ＨＮＡ）、２－ヒドロキシ－５－ナフトエ酸、３－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、２－ヒドロキシ－３－ナフトエ酸、４’－ヒドロキシフェニル－４－安息香酸、３’－ヒドロキシフェニル－４－安息香酸、４’－ヒドロキシフェニル－３－安息香酸など、並びにそれらのアルキル、アルコキシ、アリール及びそれらのハロゲン置換体、並びにそれらの組み合わせのようなＨＢＡ以外の芳香族ヒドロキシカルボン酸から誘導される他の芳香族ヒドロキシカルボン酸繰り返し単位を使用することもできる。また、２，６－ナフタレンジカルボン酸（ＮＤＡ）、ジフェニルエーテル－４，４’－ジカルボン酸、１，６－ナフタレンジカルボン酸、２，７－ナフタレンジカルボン酸、４，４’－ジカルボキシビフェニル、ビス（４－カルボキシフェニル）エーテル、ビス（４－カルボキシフェニル）ブタン、ビス（４－カルボキシフェニル）エタン、ビス（３－カルボキシフェニル）エーテル、ビス（３－カルボキシフェニル）エタンなど、並びにそれらのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換体、並びにそれらの組み合わせのようなＴＡ及びＩＡ以外の芳香族ジカルボン酸から誘導される他の芳香族ジカルボン酸を使用することができる。また、レゾルシノール、２，６－ジヒドロキシナフタレン、２，７－ジヒドロキシナフタレン、１，６－ジヒドロキシナフタレン、４，４’－ジヒドロキシビフェニル（又は４，４’－ビフェノール）、３，３’－ジヒドロキシビフェニル、３，４’－ジヒドロキシビフェニル、４，４’－ジヒドロキシビフェニルエーテル、ビス（４－ヒドロキシフェニル）エタンなど、並びにそれらのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換体、並びにそれらの組合せのようなＨＱ及びＢＰ以外の芳香族ジオールから誘導される芳香族ジオール繰り返し単位を使用することもできる。また、芳香族アミド（例えば、アセトアミノフェン（ＡＰＡＰ））及び／又は芳香族アミン（例えば、４－アミノフェノール（ＡＰ）、３－アミノフェノール、１，４－フェニレンジアミン、１，３－フェニレンジアミンなど）から誘導されたもののような繰り返し単位を使用することもできる。種々の他のモノマー繰り返し単位がポリマーに組み込まれてもよいことも理解するべきである。例えば、幾つかの実施形態においては、ポリマーは、脂肪族又は脂環式ヒドロキシカルボン酸、ジカルボン酸（例えばシクロヘキサンジカルボン酸）、ジオール、アミド、アミンなどのような非芳香族モノマーから誘導される１以上の繰り返し単位を含み得る。もちろん、他の実施形態においては、ポリマーは非芳香族（例えば脂肪族又は脂環式）モノマーから誘導される繰り返し単位を有しない点で「完全芳香族」であってもよい。
[0020]必ずしも必須ではないが、液晶ポリマーは、ＮＤＡ、ＨＮＡ、又はそれらの組み合わせのようなナフテンヒドロキシカルボン酸及びナフテンジカルボン酸から誘導される繰り返し単位を低含量で含むことが望ましい場合がある。即ち、ナフテンヒドロキシカルボン酸及び／又はジカルボン酸（例えば、ＮＤＡ、ＨＮＡ、又はＨＮＡとＮＤＡの組み合わせ）から誘導される繰り返し単位の合計量は、通常はポリマーの約１０モル％未満、幾つかの実施形態においては約５モル％未満、幾つかの実施形態においては約１モル％未満である。液晶ポリマーはまた、ＡＰＡＰ、ＡＰ、又はそれらの組み合わせのような芳香族アミド及び芳香族アミンから誘導される繰り返し単位を低含量で含み得る。すなわち、芳香族アミド及び／又はアミン（例えば、ＡＰＡＰ、ＡＰ、又はＡＰＡＰとＡＰの組み合わせ）から誘導される繰り返し単位の合計量は、通常はポリマーの約１０モル％未満、幾つかの実施形態においては約５モル％未満、幾つかの実施形態においては約１モル％未満である。特定の実施形態においては、ポリマーは、０モル％のナフテンヒドロキシカルボン酸（例えばＨＮＡ）、０モル％のナフテンジカルボン酸（例えばＮＤＡ）、０モル％の芳香族アミド（例えばＡＰＡＰ）、及び／又は０モル％の芳香族アミン（例えばＡＰ）を含む。実際、液晶ポリマーは、所望であれば、繰り返し単位（１）～（５）の合計モルパーセントが１００％に等しくなるように、完全に繰り返し単位（１）～（５）から形成されていてよい。
[0021]液晶ポリマーは溶融重合プロセスで合成することができる。この方法には、最初に、重縮合反応を開始するために、繰り返し単位（例えば、ＨＢＡ、ＩＡ、ＨＱ、ＴＡ、及び／又はＢＰ）を形成するために使用される１種類又複数のモノマーを反応容器中に導入することを含ませることができる。かかる反応において使用される特定の条件及び工程は周知であり、Calundannの米国特許第４，１６１，４７０号；Linstid, IIIらの米国特許第５，６１６，６８０号；Linstid, IIIらの米国特許第６，１１４，４９２号；Shepherdらの米国特許第６，５１４，６１１号；及びWaggonerのＷＯ－２００４／０５８８５１においてより詳細に説明することができる。反応において使用される容器は特に限定されないが、通常は高粘度流体の反応において一般的に使用されるものを使用することが望ましい。かかる反応容器としては、例えば、アンカー型、多段型、スパイラルリボン型、スクリューシャフト型等ようの可変形状の攪拌羽根付き攪拌機を有する撹拌タンク型装置、又はその変形形状を挙げることができる。かかる反応容器の更なる例としては、ニーダー、ロールミル、バンバリーミキサー等のような樹脂混練において一般的に使用される混合装置を挙げることができる。
[0022]所望であれば、反応は、当該技術において公知のモノマーのアセチル化によって進行させることができる。これは、アセチル化剤（例えば無水酢酸）をモノマーに加えることによって達成することができる。アセチル化は一般に約９０℃の温度で開始される。アセチル化の初期段階の間、還流を用いて、酢酸副生成物及び無水物が蒸留し始める点より低い蒸気相温度を維持することができる。アセチル化中の温度は、通常は９０℃～１５０℃、幾つかの実施形態においては約１１０℃～約１５０℃の範囲である。還流を使用する場合、蒸気相温度は通常は酢酸の沸点より高いが、残留無水酢酸を保持するのに十分低い温度に維持する。例えば、無水酢酸は約１４０℃の温度で気化する。したがって、反応器に約１１０℃～約１３０℃の温度の蒸気相還流を与えることが特に望ましい。実質的に完全な反応を確実にするために、過剰量の無水酢酸を使用することができる。過剰の無水物の量は、使用される特定のアセチル化条件（還流の有無を含む）に依存して変化する。存在する反応物質のヒドロキシル基の全モル数を基準として約１～約１０モルパーセントの過剰量の無水酢酸を使用することは珍しくない。
[0023]アセチル化は別の反応容器内で行うことができ、或いは重合反応容器内でin situで行うことができる。別の反応容器を用いる場合には、モノマーの１以上をアセチル化反応器に導入し、続いて重合反応器に移すことができる。更に、１以上のモノマーを予めアセチル化にかけないで反応容器に直接導入することもできる。
[0024]モノマー及び随意的なアセチル化剤に加えて、重合の促進を助けるために他の成分を反応混合物内に含ませることもできる。例えば、場合によっては、金属塩触媒（例えば、酢酸マグネシウム、酢酸スズ（Ｉ）、チタン酸テトラブチル、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等）、及び有機化合物触媒（例えばＮ－メチルイミダゾール）のような触媒を用いることができる。かかる触媒は、通常は、繰り返し単位前駆体の全重量を基準として約５０～約５００ｐｐｍの量で用いる。別の反応器を用いる場合には、重合反応器ではなくアセチル化反応器に触媒を加えることが通常は望ましいが、これは決して必須要件ではない。
[0025]反応混合物は、一般に重合反応容器内で昇温温度に加熱して、反応物質の溶融重縮合を開始させる。重縮合は、例えば約２７０℃～約４００℃の温度範囲内で行うことができる。例えば、ポリマーを形成するための１つの好適な方法には、前駆体モノマー及び無水酢酸を反応器中に充填し、混合物を約９０℃～約１５０℃の温度に加熱してモノマーのヒドロキシル基をアセチル化し（例えばアセトキシを形成し）、次に温度を約２７０℃～約４００℃に上昇させて溶融重縮合を行うことを含ませることができる。最終重合温度に近付いたら、反応の揮発性副生成物（例えば酢酸）を除去して、所望の分子量を容易に達成することができるようにすることもできる。反応混合物は、一般に重合中に撹拌にかけて、良好な熱及び物質の移動、並びにその結果として良好な材料の均一性を確保する。撹拌器の回転速度は反応の過程中に変動させることができるが、通常は約１０～約１００の毎分回転数（ｒｐｍ）、幾つかの態様においては約２０～約８０ｒｐｍの範囲である。溶融体における分子量を構築するために、重合反応はまた真空下で行うこともでき、これを加えると重縮合の最終段階中に形成される揮発性化合物の除去が促進される。真空は、約５～約３０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）、幾つかの態様においては約１０～約２０ｐｓｉの範囲内のような吸引圧を加えることによって生起させることができる。
[0026]溶融重合の後、溶融したポリマーは、通常は所望の形状のダイを取り付けた押出しオリフィスを通して反応器から排出し、冷却し、回収することができる。通常は、溶融体は、有孔ダイを通して排出してストランドを形成し、これを水浴内で巻き取り、ペレット化し、乾燥する。樹脂はまた、ストランド、顆粒、又は粉末の形態であってもよい。
[0027]使用される特定の方法に関係なく、得られるポリマーは、４００秒－１のせん断速度で求めて約２５～約３５０Ｐａ・秒、幾つかの実施形態においては約３０～約３０５Ｐａ・秒、幾つかの実施形態においては約３５～約２５０Ｐａ・秒のような比較的低い溶融粘度有し得る。溶融粘度は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１１４４３：２００５にしたがって、ポリマーの融点よりも約４５℃高い温度（例えば、３０５℃の融点を有するポリマーについては３５０℃）で求めることができる。
Ｂ．熱伝導性粒子材料
[0028]所望の熱特性を達成するのを助けるために、本ポリマー組成物はまた、熱伝導性粒子材料も含む。粒子状材料は、通常は、例えばＩＳＯ－１３３２０：２００９にしたがい、レーザー回折法を用いて（例えばHoriba LA-960粒径分布分析装置を用いて）求めて約１００～約２，０００マイクロメートル、幾つかの実施形態においては約２５０～約１，４００マイクロメートル、幾つかの実施形態においては約３００～約１，３００マイクロメートル、幾つかの実施形態においては約４００～約１，２００マイクロメートルの平均寸法（例えば直径）を有する。また、熱伝導性粒子材料は、狭い寸法分布を有し得る。即ち、粒子の少なくとも約７０体積％、幾つかの実施形態においては粒子の少なくとも約８０体積％、幾つかの実施形態においては粒子の少なくとも約９０体積％が、上記の範囲内の寸法を有し得る。幾つかの実施形態においては、粒子材料は、約４：１以上、幾つかの実施形態においては約８：１以上、幾つかの実施形態においては約１０：１～約２０００：１のような比較的高いアスペクト比（例えば、平均長さ又は直径を平均厚さで割った値）を有する点で「フレーク」形状を有し得る。平均厚さは、例えば約１０マイクロメートル以下、幾つかの実施形態においては約０．０１マイクロメートル～約８マイクロメートル、幾つかの実施形態においては約０．０５マイクロメートル～約５マイクロメートルであってよい。また、材料の比表面積は、約０．５ｍ２／ｇ以上、幾つかの実施形態においては約１ｍ２／ｇ以上、幾つかの実施形態においては約２～約４０ｍ２／ｇのように比較的高くてよい。比表面積は、当該技術において一般に知られており、Brunauer, Emmet, and Teller（J.Amer.Chem.Soc., vol.60, 1938年2月, pp.309-319）に記載されているように、吸着ガスとして窒素を用いる物理的ガス吸着法（ＢＥＴ法）のような標準的な方法にしたがって求めることができる。粒子材料はまた、例えばＡＳＴＭ－Ｂ５２７－１５にしたがって求めて約０．２～約１．０ｇ／ｃｍ３、幾つかの実施形態においては約０．３～約０．９ｇ／ｃｍ３、幾つかの実施形態においては約０．４～約０．８ｇ／ｃｍ３の粉末タップ密度を有し得る。
[0029]更に、熱伝導性粒子状材料は、約５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、幾つかの実施形態においては約１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、幾つかの態様においては約１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のような高い固有熱伝導率を有していてもよい。かかる材料の例としては、例えば、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素マグネシウム（ＭｇＳｉＮ２）、グラファイト（例えば膨張グラファイト）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、金属酸化物（例えば、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム等）、金属粉末（例えば、アルミニウム、銅、青銅、黄銅等）並びにこれらの組合せを挙げることができる。グラファイトは、本発明のポリマー組成物において用いるのに特に好適である。実際、幾つかの実施形態においては、グラファイトは、ポリマー組成物中において用いる熱伝導性粒子状材料の大部分、例えば熱伝導性粒子状材料の約５０重量％以上、幾つかの態様においては約７０重量％以上、幾つかの態様においては約９０重量％～１００重量％を構成し得る。
[0030]熱伝導性粒子材料は、通常は液晶ポリマー１００部あたり約５０～約２００重量部、幾つかの実施形態においては約７０～約１８０重量部、幾つかの実施形態においては約１００～約１５０重量部の量でポリマー組成物中において使用される。例えば、熱伝導性粒子材料は、ポリマー組成物の約２５重量％～約７０重量％、幾つかの実施形態においては約３０重量％～約６５重量％、幾つかの実施形態においては約４０重量％～約６０重量％を構成し得る。また、液晶ポリマーは、ポリマー組成物の約３０重量％～約７５重量％、幾つかの実施形態においては約３５重量％～約７０重量％、幾つかの実施形態においては約４０重量％～約６０重量％を構成し得る。
Ｃ．随意的な成分
[0031]また、流動性改良剤、滑剤、顔料、酸化防止剤、安定剤、界面活性剤、ワックス、難燃剤、滴下防止添加剤、成核剤（例えば窒化ホウ素）、無機粒子フィラー（例えば、タルク、マイカなど）、無機繊維フィラー（例えばガラス繊維）、並びに特性及び加工性を向上させるために加えられる他の材料、並びに特性及び加工性を向上させるために加えられる他の材料のような種々の他の成分をポリマー組成物中に含ませることもできる。例えば、実質的な分解なしに液晶ポリマーの処理条件に耐えることができる滑剤をポリマー組成物中において使用することができる。かかる滑剤の例としては、脂肪酸エステル、その塩、エステル、脂肪酸アミド、有機リン酸エステル、及びエンジニアリングプラスチック材料の加工において滑剤として一般に使用されるタイプの炭化水素ワックス、並びにそれらの混合物が挙げられる。好適な脂肪酸は、通常はミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、モンタン酸、オクタデシン酸、パリナリン酸などのような約１２～約６０個の炭素原子の主鎖炭素鎖を有する。好適なエステルとしては、脂肪酸エステル、脂肪アルコールエステル、ワックスエステル、グリセロールエステル、グリコールエステル、及び複合エステルが挙げられる。脂肪酸アミドとしては、脂肪第一級アミド、脂肪第二級アミド、メチレン及びエチレンビスアミド、及びアルカノールアミド、例えばパルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－エチレンビスステアラミドなどが挙げられる。ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどのような脂肪酸の金属塩；パラフィンワックス、ポリオレフィン及び酸化ポリオレフィンワックス、並びに微結晶ワックスのような炭化水素ワックスも好適である。特に好適な滑剤は、ステアリン酸の酸、塩、又はアミド、例えばペンタエリトリトールテトラステアレート、カルシウムステアレート、又はＮ，Ｎ’－エチレンビスステアラミドである。使用する場合には、１種類又は複数の滑剤は、通常は、ポリマー組成物の約０．０５重量％～約１．５重量％、幾つかの実施形態においては約０．１重量％～約０．５重量％（重量基準）を構成する。
ＩＩ．形成
[0032]ポリマー組成物の成分（例えば、１種類又複数の液晶ポリマー、１種類又複数の熱伝導性粒子材料など）は、溶融加工又は一緒にブレンドすることができる。成分は、バレル（例えば円筒形のバレル）内に回転可能に取り付けられてその中に収容されている少なくとも１つのスクリューを含み、スクリューの長さに沿って供給セクション、及び供給セクションから下流に位置する溶融セクションを画定し得る押出機に、別々か又は組み合わせて供給することができる。押出機は、一軸又は二軸押出機であってよい。スクリューの速度は、所望の滞留時間、剪断速度、溶融加工温度などを達成するように選択することができる。例えば、スクリュー速度は、約５０～約８００回転／分（ｒｐｍ）、幾つかの実施形態においては約７０～約１５０ｒｐｍ、幾つかの実施形態においては約８０～約１２０ｒｐｍの範囲であってよい。また、溶融ブレンド中のみかけ剪断速度は、約１００秒－１～約１０，０００秒－１、幾つかの実施形態においては約５００秒－１～約５０００秒－１、幾つかの実施形態においては約８００秒－１～約１２００秒－１の範囲であってよい。みかけせん断速度は、４Ｑ／πＲ３（式中、Ｑはポリマー溶融体の体積流量（ｍ３／秒）であり、Ｒはそれを通って溶融ポリマーが流れる毛細管（例えば押出機ダイ）の半径（ｍ）である）に等しい。
[0033]それを形成する特定の様式に関係なく、得られるポリマー組成物は優れた熱特性を有し得る。例えば、ポリマー組成物を小さい寸法を有する金型のキャビティ中に容易に流入させることができるように、ポリマー組成物の溶融粘度を十分に低くすることができる。１つの特定の実施形態においては、ポリマー組成物は、４００秒－１の剪断速度において求めて約５００Ｐａ・秒以下、幾つかの実施形態においては約５０～約４５０Ｐａ・秒、幾つかの実施形態においては約６０～約４００Ｐａ・秒、幾つかの実施形態においては約８０～約３７０Ｐａ・秒、幾つかの実施形態においては約１５０～約３５０Ｐａ・秒の溶融粘度を有し得る。溶融粘度は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１１４４３：２００５にしたがって、組成物の融点よりも４５℃高い温度（例えば３５０℃）において求めることができる。
[0034]勿論、上記のものに加えて、本ポリマー組成物はまた、他の良好な強度特性を示し得る。例えば、本組成物は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１７９－１：２０１０（ＡＳＴＭ－Ｄ２５６－１０ｅ１と技術的に同等）にしたがって２３℃で測定して約１ｋＪ／ｍ２、幾つかの実施形態においては約２～約４０ｋＪ／ｍ２、幾つかの実施形態においては約３～約３０ｋＪ／ｍ２のシャルピーノッチ無し衝撃強さを示し得る。本組成物はまた、約１０～約５００ＭＰａ、幾つかの実施形態においては約２０～約４００ＭＰａ、幾つかの実施形態においては約３０～約３５０ＭＰａの引張強さ；約０．３％以上、幾つかの実施形態においては約０．５％～約１５％、幾つかの実施形態においては約０．６％～約１０％の引張破断歪み、及び／又は約４，０００ＭＰａ～約３０，０００ＭＰａ、幾つかの実施形態においは約６，０００ＭＰａ～約２５，０００ＭＰａ、幾つかの実施形態においては約７，０００ＭＰａ～約２０，０００ＭＰａの引張弾性率を示し得る。引張特性は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．５２７：２０１２（ＡＳＴＭ－Ｄ６３８－１４と技術的に同等）にしたがって２３℃において求めることができる。本組成物はまた、約３０～約５００ＭＰａ、幾つかの実施形態においては約４０～約４００ＭＰａ、幾つかの実施形態においては約５０～約３５０ＭＰａの曲げ強度、及び／又は約０．３％以上、幾つかの実施形態においては約０．４％～約１５％、幾つかの実施形態においては約０．６％～約１０％の曲げ破断歪みも示し得る。曲げ特性は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１７８：２０１０（ＡＳＴＭ－Ｄ７９０－１０と技術的に同等）にしたがって２３℃において求めることができる。本組成物はまた、ＡＳＴＭ－Ｄ６４８－０７（ＩＳＯ試験Ｎｏ．７５－２：２０１３と技術的に等価）にしたがって１．８ＭＰａの規定荷重において測定して約１８０℃以上、幾つかの実施形態においては約１９０℃～約２８０℃の荷重撓み温度（ＤＴＵＬ）も示し得る。
ＩＩＩ．超音波プローブ
[0035]上記のように、本発明のポリマー組成物は、超音波トランスデューサープローブの少なくとも一部において使用される。このプローブは、二次元及び／又は三次元イメージングを生成するために使用することができ、直線状、凸状（湾曲）、フェーズド（セクター）、単一、又はＴＶ型プローブであってもよい。一般的に言えば、超音波プローブは、対象領域に向かって放出させるための超音波音響エネルギーに電気エネルギーを変換することができるトランスデューサー素子のアレイを含む少なくとも１つの超音波トランスデューサーを含む。また、プローブは、超音波音響エネルギーが対象領域に向かって放出された後に超音波トランスデューサーに向かって戻るのを阻害することができる減衰材料も含む。
[0036]プローブの特定の構成は、当業者に公知なように変更することができる。例えば図１を参照すると、少なくとも１つの超音波トランスデューサー１０３を含む超音波プローブ１００の一実施形態が示されている。超音波トランスデューサー１０３は、電気エネルギーを機械（例えば音響）エネルギーに変換し、及び／又は機械エネルギーを電気エネルギーに変換するように動作させることができる機械的活性層であってよい。例えば、超音波トランスデューサー１０３は、超音波イメージング装置１０９からの電気信号を超音波音響エネルギーに変換するように動作させることができる。更に、超音波トランスデューサー１０３は、受信した超音波音響エネルギーを電気信号に変換するように動作させることができる。超音波トランスデューサー１０３には、少なくとも１つの接地電極１１２及び少なくとも１つの信号電極１１３を含ませることができる。信号電極１１３及び接地電極１１２は、それぞれ、少なくとも１つの信号接続１１０（例えば少なくとも１つの信号ワイヤ）及び少なくとも１つの接地接続１１１（例えば少なくとも１つの接地ワイヤ）によって超音波イメージング装置１０９に電気的に相互接続することができる。また、超音波トランスデューサー１０３には、それぞれを信号接続及び接地接続を介して超音波イメージング装置１０９に電気的に接続することができる個々のトランスデューサー素子（図示せず）のアレイを含ませることもできる。アレイは、個々のトランスデューサー素子の単一の行を含む一次元アレイ、又は例えば複数の列及び複数の行で配置された個々のトランスデューサー素子を含む多次元アレイ（例えば二次元）であってよい。アレイ全体の接地接続は集合させることができ、単一の接地接続を介して超音波イメージング装置１０９に電気的に接続することができる。
[0037]超音波画像を生成させるために、超音波イメージング装置１０９は、超音波トランスデューサー１０３に電気信号を送ることができ、次に超音波トランスデューサー１０３は対象領域１０２に向かって放射させるための超音波音響エネルギー１０４に電気エネルギーを変換することができる。対象領域１０２は、臓器のような患者の内部構造物であってよい。対象領域１０２内の構造物は、音響エネルギー１０６の一部を反射して超音波トランスデューサー１０３に向かって戻すことができる。反射された音響エネルギー１０６は、超音波トランスデューサー１０３によって電気信号に変換することができ、これを超音波イメージング装置１０９に送ることができ、そこで信号を処理することができ、対象領域１０２の画像を生成させることができる。超音波イメージング装置１０９からの電気信号を超音波音響エネルギー１０４に変換するプロセスは、対象領域１０２に向かう方向以外の方向に向かう更なる音響エネルギー１０７を生成する可能性がある。この更なる音響エネルギー１０７は、超音波プローブ１００のハウジング１０１のような種々の構造物から反射して超音波トランスデューサー１０３に戻り、そこで電気信号に変換され得る。反射された更なる音響エネルギー１０７からの電気信号は、反射された音響エネルギー１０６からの電気信号と干渉する可能性がある。かかる干渉は、画像品質の劣化をもたらす可能性がある。
[0038]したがって、反射された更なる音響エネルギー１０７からの干渉を低減するために、音響減衰材料１０８を超音波プローブ１００内に含ませることができる。音響減衰材料１０８は、対象領域１０２に対向する超音波トランスデューサー１０３の面（例えば超音波トランスデューサー１０３の裏面）と反対側の超音波トランスデューサー１０３の表面に沿って、超音波トランスデューサー１０３に相互接続することができる。音響減衰材料１０８は、更なる音響エネルギー１０７の相当量が超音波トランスデューサー１０３の裏面に戻るのを妨げることができる。また、音響減衰材料１０８は、他のソースから超音波トランスデューサー１０３の裏面に到達する音響エネルギーの量を減少させることができる。この点に関し、音響減衰材料１０８は、減少した干渉及び画質の向上をもたらすことができる。音響減衰材料１０８が超音波トランスデューサー１０３に直接接続される実施形態においては、信号接続部１１０は音響減衰材料１０８を通過させることができる。
[0039]音響減衰材料１０８は、超音波プローブ１００内の音響エネルギーを減衰させるために、超音波プローブ１００内の他の位置に配置することもできる。例えば、一定量の音響減衰材料１１４をハウジング１０１に対して配置することができ、又はこれによってハウジング１０１の全部又は一部を形成して、そのようにしない場合にはハウジング１０１の内面から反射し、画質を低下させ得る音響エネルギーを減衰（例えば吸収）することができる。図１ではハウジング１０１の内部の一方の側全体をライニングするように図示されているが、音響減衰材料１１４は、音響エネルギーを減衰させることが有益であり得るハウジング１０１の任意の表面又はその部分に沿って配置することができることも理解すべきである。また、音響減衰材料１１４は、超音波プローブ１００内の他の構造物（例えば回路基板）に隣接して配置して、これがなければ他の構造物から反射する可能性のある音響エネルギーを減衰させることができる。
[0040]図２は、超音波プローブアセンブリ１２００の１つの特定の実施形態の斜視図を示す。プローブアセンブリ１２００は、ハウジング１２０１及びケーブル１２０２を含む。ケーブル１２０２は、超音波イメージング装置（図示せず）に相互接続される。一般に、プローブアセンブリ１２００は、ハウジング１２０１内に収容され、プローブアセンブリ１２００の一端に沿ってプローブアセンブリ面１２０３を通して超音波エネルギーを伝達するように動作させることができる複数の超音波トランスデューサーを含む。超音波エネルギーは、音波の形態で、患者の外面に向けるか、又は患者の内部構造物中に向けることができる。音波は種々の内部の特徴と相互作用して反射することができる。次に、これらの反射をプローブアセンブリ１２００によって検出して、超音波イメージング装置によって患者の内部構造物の画像として表示することができる。
[0041]プローブアセンブリ１２００は、イメージングボリューム１２０８をスキャンするように動作させることができる。これは、可動部材上に一次元トランスデューサーアレイを取り付けることによって達成することができる。一般に、一次元トランスデューサーアレイは、縦軸１２０５に沿って複数のトランスデューサー素子を含む単一の行を含む。電子制御によって、音響エネルギーのビームを縦軸１２０５に沿って掃引することができる。音響エネルギーの一部が反射してトランスデューサーアレイに戻り、そこでトランスデューサーアレイによって音響エネルギーから電気信号に変換される。次に、これらの電気信号を、音響エネルギーによって掃引された領域の二次元画像に変換することができる。プローブアセンブリ１２００には、仰角軸１２０４に沿って機械的に掃引（例えば回転）することができる一次元トランスデューサーアレイを含ませることができる。したがって、縦軸１２０５に沿った電子掃引と、仰角軸１２０４に沿ったトランスデューサーアレイの機械的掃引との組み合わせによって、音響エネルギーのビームを、イメージング領域１２０８を通して掃引することができる。反射してトランスデューサーアレイに戻されたエネルギーーは、イメージングボリューム１２０８の三次元画像に変換することができる。
[0042]プローブアセンブリ１２００内のトランスデューサーアレイはまた、仰角軸１２０４に沿って機械的に掃引（例えば回転）することができる二次元アレイであってもよい。回転軸（例えば仰角軸１２０４）に対して垂直のアレイの寸法を利用して、伝達された音響エネルギーを更に制御することができる。例えば、仰角軸１２０４に沿ってトランスデューサーを使用して音響エネルギーを成形して、サイドローブを低減し、仰角軸１２０４に沿った焦点を改善することができる。
[0043]図３を参照すると、一次元超音波トランスデューサーシステム１３００の断面概略図が提示される。超音波トランスデューサーシステム１３００は、縦軸１３０５及び仰角軸１３０４を有し、それらは例えば図２のプローブアセンブリの縦軸１２０５及び仰角軸１２０４にそれぞれ類似している。超音波トランスデューサーシステム１３００は、超音波信号を送信及び／又は受信するように動作させることができる。
[0044]一般に、当業者に公知なように、トランスデューサー１３１５（圧電層１３０６のような活性層、及びそれに取り付けられた任意の随意的な整合層（下記において説明する）を含む）は、長手軸１３０５に沿って所定数の別個のセクション（例えばセクション１３０９ａ～１３０９ｎ（ここで、ｎは所定数の別個のセクションを表す））に分割することができる。これらの別個のセクションのそれぞれはトランスデューサー素子であってよい（例えば、別個のセクション１３０９ａはトランスデューサー素子であってよい）。別個のセクションは、２以上の別個のセクションが単一のトランスデューサー素子として動作するように電気的に相互接続することができる（例えば、別個のセクション１３０９ａ及び１３０９ｂを電気的に相互接続して、単一のトランスデューサー素子として機能させることができる）。バッキング１３１３も存在し得る。
[0045]図３は、超音波トランスデューサーシステム１３００を縦軸１３０５に沿って直線であるように示している。超音波トランスデューサーシステム１３００は、縦軸１３０５に沿って湾曲させてもよい。この曲率は、例えば、個々の平面状トランスデューサー素子を縦軸１３０５に沿って互いに角度をなして配置することによって達成することができる。図３はまた、超音波トランスデューサーシステム１３００の個々のトランスデューサー素子を仰角軸１３０４に沿った平面として示している。別の構成においては、超音波トランスデューサーシステム１３００の個々のトランスデューサー素子を、仰角軸１３０４に沿って湾曲させてもよい。
[0046]トランスデューサー１３１５には圧電層１３０６を含ませることができる。圧電層１３０６には、圧電材料１３２０の層、第１の電極層１３２１、及び第２の電極層１３２２を含ませることができる。圧電材料１３２０の層には、セラミックベースの材料（例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ））を含ませることができる。第１の電極層１３２１及び第２の電極層１３２２には、導電性材料の１以上の層を含ませることができる。それぞれの個々のトランスデューサー素子に接続された第１の電極層１３２１の部分は、その個々のトランスデューサー素子のための信号電極として働かせることができる。同様に、それぞれの個々のトランスデューサー素子に接続された第２の電極層１３２２の部分は、その個々のトランスデューサー素子のため接地電極として働かせることができる。
[0047]一般に、信号電極及び接地電極は図３に示すように配置され、接地電極は圧電材料１３２０のイメージングする領域に対向する面上に配置される。信号電極と接地電極の位置は逆転させることができる。かかる実施形態においては、信号層をシールドするために更なる接地層を設ける必要がある場合がある。接地電極は、図３に示されるように個々の電極であってよく、又は個々のトランスデューサー素子のそれぞれの上に配置された接地材料の１つの連続層であってもよい。個々のトランスデューサー素子電極を電子回路に相互接続することができ、これによって音波の発生及び感知を与えることができる。
[0048]随意的な音響整合層を圧電層１３０６に相互接続することができる。図３の超音波トランスデューサーシステム１３００は、第１の随意的な整合層１３０７、及び圧電層１３０６に相互接続された第２の随意的な整合層１３０８を示している。随意的な整合層の存在及び数は、図３に示す構成と異なってもいてもよい。トランスデューサー１３１５は、圧電層１３０６を、それに取り付けられた任意の随意的な整合層と共に含む。
[0049]圧電層１３０６は、電気エネルギーを機械エネルギーに、及び機械エネルギーを電気エネルギーに変換するように動作させることができる機械的活性層であってよい。前述のように、圧電層１３０６には、接地電極と信号電極との間にサンドイッチされたＰＺＴ材料の層を含ませることができる。音響信号を生成させることができる種々の部品及び材料を、圧電層１３０６の少なくとも一部に代えて使用することができる。かかる部品及び材料としては、セラミック材料、強誘電体材料、複合材料、コンデンサ微細加工超音波トランスデューサー（ＣＭＵＴ）、圧電微細加工超音波トランスデューサー（ＰＭＵＴ）、及びこれらの任意の組合せが挙げられる。具体的な部品、動作の電気機械原理、又は材料に関係なく、機械的活性層には、電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する手段を含ませることができ、これは音響面１３１４、及び個別に制御することができる複数のトランスデューサー素子を有する。一般に、イメージング目的のために使用することができる超音波音響信号を生成させるための当業者に公知の任意のシステムを、機械的活性層において利用することができる。
[0050]それぞれの個々の別個のセクションは、トランスデューサー１３１５のダイシング中に生成されるカーフ（例えば、別個のセクション１３０９ｃと１３０９ｄの間のカーフ１３１０）によって、隣接する別個のセクションから分離することができる。カーフにフィラー材料を充填することができる。更に、１つ又は複数の音響レンズを音響面１３１４に相互接続することができる。
[0051]圧電層１３０６が音響エネルギーを放出すると、一部の音響エネルギーはバッキング１３１３中に透過する。かかる音響エネルギーはイメージングボリューム１２０８に向けられないので、この音響エネルギーは減衰させることが望ましい。この音響エネルギーを減衰させることは、反射して圧電層１３０６の裏側を通って圧電層１３０６中に戻される音響エネルギーの量を減少させるのに役立つ。かかる反射音響エネルギーは、反射してイメージングボリューム１２０８から圧電体１３０６に戻される音響エネルギーを妨害し、その結果、画像の劣化を生じさせる可能性がある。
[0052]示される実施形態においては、バッキング１３１３は複数の層（例えば、第１の層１３０１及び第２の層１３０２）を含む。勿論、バッキング１３１３は単一の層から形成することもできることを理解すべきである。それにもかかわらず、バッキング１３１３の少なくとも一部に、音響減衰材料として働かせるために本発明のポリマー組成物を含ませることができる。例えば一実施形態においては、第２の層１３０２及び／又は第１の層１３０１をポリマー組成物から形成することができる。勿論、かかる層に、例えばエポキシ樹脂、シリコーンゴム、タングステン、酸化アルミニウム、マイカ、微小球体、又はこれらの組み合わせのような超音波トランスデューサー設計の当業者に公知の他の材料を含ませることもできる。
[0053]ポリマー組成物から形成される超音波プローブの部品（例えば、バッキング、ハウジングなど）は、種々の異なる技術を使用して形成することができる。例えば好適な技術としては、射出成形、低圧射出成形、押出圧縮成形、ガス射出成形、フォーム射出成形、低圧ガス射出成形、低圧フォーム射出成形、ガス押出圧縮成形、フォーム押出圧縮成形、押出成形、フォーム押出成形、圧縮成形、フォーム圧縮成形、ガス圧縮成形などを挙げることができる。例えば、その中でポリマー組成物を射出することができる金型を含む射出成形システムを使用することができる。射出機内部の時間は、ポリマーマトリクスが早期に固化しないように制御及び最適化することができる。サイクル時間に達して、バレルが排出のために満杯になった時点で、ピストンを使用して組成物を金型キャビティに射出することができる。圧縮成形システムを使用することもできる。射出成形と同様に、ポリマー組成物の所望の物品への成形も金型内で行われる。組成物は任意の公知の技術を使用して、例えば自動化ロボットアームによって取り上げることによって圧縮金型中に配置することができる。金型の温度は、固化を可能にするために、所望の時間、ポリマーマトリクスの固化温度又はそれ以上に維持することができる。次に、成形品を融点より低い温度にすることによって固化させることができる。得られた生成物を離型することができる。それぞれの成形プロセスに関するサイクル時間は、ポリマーマトリクスに適合するように、十分な結合を達成するように、及びプロセス全体の生産性を高めるように調整することができる。
[0054]本発明は以下の実施例を参照することにより、より良好に理解することができる。
試験方法
[0055]熱伝導率：面内方向及び面直方向熱伝導率の値は、ＡＳＴＭ－１４６１－１３にしたがって求める。
[0056]溶融粘度：溶融粘度（Ｐａ・秒）は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１１４４３：２００５にしたがって、４００秒－１の剪断速度、及び融点（例えば３０５℃）より４５℃高い温度において、Dynisco LCR7001毛細管流量計を用いて求めることができる。流量計オリフィス（ダイ）は、１ｍｍの直径、２０ｍｍの長さ、２０．１のＬ／Ｄ比、及び１８０°の入口角を有していた。バレルの直径は９．５５ｍｍ±０．００５ｍｍであり、ロッドの長さは２３３．４ｍｍであった。
[0057]融点：融点（Ｔｍ）は、当該技術において公知なように示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって求めることができる。融点は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１１３５７：２０１３によって求められる示差走査熱量測定（ＤＳＣ）ピーク融解温度である。ＤＳＣ手順においては、TA-Q2000装置上で行うＤＳＣ測定を用いて、ＩＳＯ標準規格１０３５０に示されているように試料を２０℃／分で加熱及び冷却した。
[0058]荷重撓み温度（ＤＴＵＬ）：荷重撓み温度は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．７５－２：２０１３（ＡＳＴＭ－Ｄ６４８－０７と技術的に同等）にしたがって求めることができる。より詳しくは、８０ｍｍの長さ、１０ｍｍの厚さ、及び４ｍｍの幅を有する試験片試料を、規定荷重（最大外繊維応力）が１．８メガパスカルである沿層方向３点曲げ試験にかけることができる。試験片をシリコーン油浴中に降下させ、０．２５ｍｍ（ＩＳＯ試験Ｎｏ．７５－２：２０１３に関しては０．３２ｍｍ）歪むまで温度を２℃／分で上昇させることができる。
[0059]引張弾性率、引張応力、及び引張伸び：引張特性は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．５２７：２０１２（ＡＳＴＭ－Ｄ６３８－１４と技術的に同等）にしたがって試験することができる。８０ｍｍの長さ、１０ｍｍの厚さ、及び４ｍｍの幅を有する同じ試験片試料について、弾性率及び強度の測定を行うことができる。試験温度は２３℃であってよく、試験速度は１又は５ｍｍ／分であってよい。
[0060]曲げ弾性率、曲げ応力、及び曲げ歪み：曲げ特性は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１７８：２０１０（ＡＳＴＭ－Ｄ７９０－１０と技術的に同等）にしたがって試験することができる。この試験は６４ｍｍの支持材スパンに関して行うことができる。試験は、未切断のＩＳＯ－３１６７多目的棒材の中央部分について行うことができる。試験温度は２３℃であってよく、試験速度は２ｍｍ／分であってよい。
[0061]ノッチ無しシャルピー衝撃強さ：シャルピー特性は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１７９－１：２０１０（ＡＳＴＭ－Ｄ２５６－１０，方法Ｂと技術的に同等）にしたがって試験することができる。この試験は、タイプ１の試験片寸法（８０ｍｍの長さ、１０ｍｍの幅、及び４ｍｍの厚さ）を用いて行うことができる。試験温度は２３℃であってよい。
実施例
[0062]超音波プローブにおいて使用するためのポリマー組成物は、５５重量％のグラファイトフレーク及び４５重量％の本明細書に記載の液晶ポリマーから形成することができる。この組成物は、下表に示す熱的及び機械的特性を示すことができる。
Figure 2022541162000004
本発明のこれら及び他の修正及び変更は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者によって実施することができる。更に、種々の態様の複数の形態は、全体的又は部分的の両方で相互に交換することができることを理解すべきである。更に、当業者であれば、上記の記載は例のみの目的であり、添付の特許請求の範囲において更に記載されている発明を限定することは意図しないことを認識するであろう。

Claims (22)

  1. 超音波プローブであって、
    対象領域に向かって放射するための超音波音響エネルギーに電気エネルギーを変換することができるトランスデューサー素子のアレイを含む超音波トランスデューサー；及び
    前記対象領域に向かって放射した後に、前記超音波音響エネルギーが前記超音波トランスデューサーに向かって戻るのを阻害することができる減衰材料であって、前記減衰材料は液晶ポリマー及び熱伝導性粒子材料を含むポリマー組成物を含み、前記液晶ポリマーは、約２７０℃以上の融点、及びＩＳＯ試験番号１１４４３：２００５にしたがって前記融点より４５℃高い温度及び４００秒－１の剪断速度において求めて約５００Ｐａ・秒以下の溶融粘度を有し、更に前記ポリマー組成物は約０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の面直方向伝導率を有する上記減衰材料；
    を含む、前記超音波プローブ。
  2. 前記液晶ポリマーが繰り返し単位（１）～（３）：
    Figure 2022541162000005
     （式中、
    Ｒａ、Ｒｂ、及びＲｆは、独立して、アルキニル、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、ヘテロシクリル、ハロ、又はハロアルキルであり、
    ｌ、ｍ、及びｑは、独立して０～４の整数である）
    を含む、請求項１に記載の超音波プローブ。
  3. 前記繰り返し単位（１）が４－ヒドロキシ安息香酸から誘導され、前記繰り返し単位（２）がヒドロキノンから誘導され、前記繰り返し単位（３）がイソフタル酸から誘導される、請求項２に記載の超音波プローブ。
  4. 前記繰り返し単位（１）が前記ポリマーの約４０モル％～約８０モル％を構成し、前記繰り返し単位（２）及び（３）がそれぞれ前記ポリマーの約１モル％～約２０モル％を構成する、請求項２に記載の超音波プローブ。
  5. 前記繰り返し単位（２）の前記繰り返し単位（３）に対するモル比が約０．８～約２である、請求項２に記載の超音波プローブ。
  6. 前記液晶ポリマーが繰り返し単位（４）及び（５）：
    Figure 2022541162000006
     （式中、
    Ｒｃ、Ｒｄ、及びＲｅは、独立して、アルキニル、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、ヘテロシクリル、ハロ、又はハロアルキルであり、
    ｎ、ｏ、及びｐは、独立して０～４の整数である）
    を更に含む、請求項２に記載の超音波プローブ。
  7. 前記繰り返し単位（４）が４，４’－ビフェノールから誘導され、前記繰り返し単位（５）がテレフタル酸から誘導される、請求項６に記載の超音波プローブ。
  8. 前記繰り返し単位（４）及び（５）が、それぞれ前記ポリマーの約５モル％～約３０モル％を構成する、請求項７に記載の超音波プローブ。
  9. 前記繰り返し単位（５）の前記繰り返し単位（４）に対するモル比が約０．８～約２である、請求項７に記載の超音波プローブ。
  10. 前記熱伝導性粒子材料が約１００～約２，０００マイクロメートルの平均寸法を有する、請求項１に記載の超音波プローブ。
  11. 前記熱伝導性粒子材料が約５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の固有熱伝導率を有する、請求項１に記載の超音波プローブ。
  12. 前記熱伝導性粒子材料が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マグネシウムケイ素、グラファイト、炭化ケイ素、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、金属酸化物、金属粉末、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の超音波プローブ。
  13. 前記熱伝導性粒子材料が、前記液晶ポリマー１００部あたり約５０～約２００部の量で前記ポリマー組成物中に存在する、請求項１に記載の超音波プローブ。
  14. 前記熱伝導性粒子材料が前記ポリマー組成物の約２５重量％～約７０重量％を構成し、前記液晶ポリマーが前記ポリマー組成物の約３０重量％～約７５重量％を構成する、請求項１に記載の超音波プローブ。
  15. 前記ポリマー組成物が約４～約１５Ｗ／ｍ・Ｋの面直方向伝導率を有する、請求項１に記載の超音波プローブ。
  16. 前記超音波プローブが、前記電気エネルギーを前記超音波トランスデューサーに送るように構成されている超音波イメージング装置に接続されている、請求項１に記載の超音波プローブ。
  17. 前記減衰材料が、前記超音波トランスデューサーの表面に電気的に接続されている、請求項１に記載の超音波プローブ。
  18. 前記超音波トランスデューサーを被包するハウジングを更に含む、請求項１に記載の超音波プローブ。
  19. 前記ハウジングの少なくとも一部が前記減衰材料から形成されている、請求項１８に記載の超音波プローブ。
  20. 前記減衰材料が前記ハウジングの表面上に配置されている、請求項１９に記載の超音波プローブ。
  21. 前記超音波トランスデューサーがバッキングに隣接して配置されている圧電層を含む、請求項１に記載の超音波プローブ。
  22. 前記バッキングが前記減衰材料を含む、請求項２１に記載の超音波プローブ。
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