JPH04120125A - 超高分子量エポキシ樹脂の製造方法 - Google Patents
超高分子量エポキシ樹脂の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
などに用いられる超高分子量エポキシ樹脂の製造方法に
関する。
ル類を原料として高分子量エポキシ樹脂を製造する方法
は、一般に二段法と呼ばれ、この方法に関する最初の文
献は米国特許第2,615゜008号明細書であり、日
本国内においては、同し出願人による特公昭28−44
94号公報である。この公報の記載によれば重合触媒と
して水酸化ナトリウムを用い、無溶媒下、150〜20
0℃で反応させることにより、エポキシ当量が5゜60
0の高分子量エポキシ樹脂を得ている。この樹脂の平均
分子量は、約11,000であると推定できる。これら
の文献には、溶媒を使用した実施例はない。
、米国特許第3.306,872号明細書がある。特に
、実施例中に溶媒を使用した例が記載されている文献と
しては、特開昭54−52200号公報、特開昭60−
118757号公報、特開昭60−144323号公報
、特開昭60114324号公報などがある。これらの
文献に記載されている溶媒は、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、エチレング
リコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ
メチルエーテルなどである。これらの溶媒は、ケトン系
及びエーテル系(セロソルフ系)溶媒に分類される。
、?各課としてメチルエチルケトン、エチレングリコー
ルモノメチルエーテルのいずれかを用いており、溶液の
固形分濃度は20〜60%である。触媒としてはアルカ
リ金属若しくはヘンシルトリメチルアンモニウムの水酸
化物又はフェノラートを用いている。重合反応温度を7
5〜150℃とし、生成した高分子量エポキシ樹脂の重
量平均分子量が少なくとも40.000以上になるまで
反応を続けている。平均分子量は粘度法によって求めて
おり、50,000〜1,000,000と測定されて
いる。しかしながら、粘度法は算出時に用いるパラメー
タの設定によって、算出値が大きく左右されることが知
られており、したがって必ずしも正確な分子量が測定さ
れているとはいえない。
脂が得られていると考えられる実施例として、特開昭5
4−52200号公報に溶媒としてエチレングリコール
モノエチルエーテルを用いて、平均分子量45,500
の高分子量エポキシ樹脂を得ることが記載されている。
イソブチルケトン、シクロヘキサノン、エチレングリコ
ールモノエチルエーテルを用いて、平均分子量が最大3
1.000の高分子量エボキン樹脂を得ることが記載さ
れている。特開昭60−144323号公報には溶媒に
メチルエチルケトンを用いて、平均分子量53.200
の高分子量エポキシ樹脂を得ることが記載されおり、特
開昭60−144324号公報には溶媒にメチルエチル
ケトンを用いて、平均分子量66.000の高分子量エ
ポキシ樹脂を得ることが記載されている。上記4件の公
報によれば、いずれもゲル浸透クロマトグラフィーによ
って平均分子量を測定しているが、測定条件及び算出方
法等については記載されていない。
用した充填剤の種類、溶離液の種類などの測定条件及び
算出方法などによって大きく異なり、正確な値を得るこ
とは困難であり、必ずしも正確な平均分子量が測定され
ているとはいえない。
脂がフィルム形成能を有するという主旨の記載は見当た
らない。また、得られたエポキシ樹脂はアミド系以外の
溶媒に溶解していることなどから、これらの文献記載の
方法では十分な強度のフィルム形成能を有するまでに直
鎖状に高分子量化したいわゆる超高分子量エポキシ樹脂
が得られていないことは明らかである。
造する際に一般的な重合反応溶媒を用いると、重合反応
時間がかなり長くなることが挙げられる。前記の特許の
実施例においても、ケトン系、エーテル系の溶媒を用い
た場合の反応時間は10〜24時間としている例が多く
、重合反応時に溶媒を用いない場合の重合反応時間1.
5〜10時間と比較して著しく長(なっている。
ルム形成能を有するまでに直鎖状に高分子量化した超高
分子量エポキシ樹脂を、著しく短い時間で製造すること
のできる方法を提供することを目的とする。
の製造方法は、二官能エポキシ樹脂と官能フェノール類
を触媒の存在下、重合反応溶媒中で加熱して重合させ、
高分子量エポキシ樹脂を製造する方法において、二官能
エポキシ樹脂と官能フェノールの配合当量比をエポキシ
基/フェノール性水酸基−1:0.9〜1.1とし、重
合反応溶媒としてケトン系溶媒を使用し、反応時の固形
分濃度を30重量%以下にして重合することを特徴とす
る。
エポキシ基をもつ化合物であればどのようなものでもよ
く、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキ
シ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂
、二官能フェノール類のジグリシジルエーテル化物、二
官能アルコール類のジグリシジルエーテル化物、これの
ハロゲン化物、これらの水素添加物などがある。これら
の化合物の分子量はどのようなものでもよい。
た二官能エポキシ樹脂以外の成分が、不純物として含ま
れていても構わない。
ル性水酸基をもつ化合物であればどのようなものでもよ
く、例えば、単環二官能フェノールであるヒドロキノン
、レゾルシノール、カテコール、多環二官能フェノール
であるビスフェノールA、ビスフェノールF及びこれら
のハロゲン化物、アルキル基置換体などがある。これら
の化合物の分子量はどのようなものでもよい。これらの
化合物は何種類かを併用することができる。また二官能
フェノール類以外の成分が、不純物として含まれていて
も構わない。
基のエーテル化反応を促進させるような触媒能をもつ化
合物であればどのようなものでもよく、例えばアルカリ
金属化合物、アルカリ土類金属化合物、イミダゾール類
、有機りん化合物、第二級アミン、第三級アミン、第四
級アンモニウム塩などがある。中でもアルカリ金属化合
物が最も好ましい触媒であり、アルカリ金属化合物の例
としては、ナ1−リウム、リチウム、カリウムの水酸化
物、ハロゲン化物、有機酸塩、アルコラード、フェノラ
ート、水素化物、ホウ水素化物、アミドなどがある。こ
れらの触媒は併用することができる。
脂とフェノール類を溶解すれば、どのようなものでもよ
く、例えばメチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、
4−ヘプタノン、2−オクタノン、シクロヘキサノン、
アセチルアセトン、2.4−ペンタンジオン、2,3−
ブタンジオンなどの脂肪族ケトン系溶媒、環状脂肪族ケ
トン系溶媒、脂肪族ジケトン系溶媒が用いられる。これ
らの溶媒は併用することができる。またアミド系溶媒、
エーテル系溶媒などに代表されるその他の溶媒と併用し
ても構わない。
と二官能フェノール類の配合当量比は、エポキシ基/フ
ェノール性水酸基=1:0.9〜1゜1とする。01g
当量より少ないと、直鎖状に高分子量化せずに、副反応
が起きて架橋し、溶媒に不溶になる。1.1当量より多
いと高分子量化が進まない。
脂1モルに対して触媒はO,OOO1〜0゜2モル程度
である。この範囲より少ないと高分子量化反応が著しく
遅く、この範囲より多いと副反応が多(なり直鎖状に高
分子量化しないことがある。
、60℃より低いと高分子量化反応が著しく遅く、15
0℃より高いと副反応が多くなり直鎖状に高分子量化し
ないことがある。
%(重量%、以下同じ)以下さらに好ましくは30%以
下にする。高濃度になるにしたがい副反応が多くなり、
直鎖状に高分子量化しにくくなる。したがって、比較的
高濃度で重合反応を行い、しかも直鎖状の超高分子量エ
ポキシ樹脂を得ようとする場合には、反応温度を低くし
、触媒量を少なくすればよい。
形成能を有する超高分子量エポキシ樹脂であり、従来の
高分子量エポキシ樹脂に比較して、枝分かれが少なく、
更に高分子量化が進んでいると考えられ、十分な強度の
フィルム形成能を有する。得られたフィルムは、従来の
高分子量エポキシ樹脂を使用して成形したフィルムでは
実現が不可能な特性を有する。すなわち、強度が著しく
大きく、伸びが著しく大きい。
トン系溶媒を用いることによって、重合反応が著しく速
く進むことが挙げられる。
発明はこれに限定されるものではない。
脂(エポキシ当量: 177.5) 177゜5g、二
官能フェノール類としてビスフェノールA(水酸基当量
:115.5)115.5g、エーテル化触媒として水
酸化ナトリウム1.20gをメチルイソブチルケトン6
86.5 gに溶解させ、反応系中の固形分濃度を30
%とした。これを機械的に攪拌しながら、125℃のオ
イルバス中で反応系中の温度を120℃に保ち、そのま
ま4時間保持した。その結果、粘度が5,120mPa
−5の高分子量エポキシ樹脂溶液が得られた。このエポ
キシ樹脂の重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ
ィーによって測定した結果では74,000、光散乱法
によって測定した結果では60゜900であった。この
高分子量エポキシ樹脂溶液をガラス板に塗布し、200
℃で1時間乾燥して、厚さ30μmのエポキシ樹脂フィ
ルムを得た。このフィルムの引っ張り強度は26.8
M P a 、伸びは36.0%、引っ張り弾性率は4
25MPaであった。またガラス転移温度は100℃2
熱分解温度は345℃であった。
樹脂(エポキシ当量: 177.5) 177゜5g、
二官能フェノール類としてビスフェノールA(水酸基当
量:115.5)115.5g、エーテル化触媒として
水酸化ナトリウム1.20 gをシクロヘキサノン68
6.5 gに溶解させ、反応系中の固形分濃度を30%
とした。これを機械的に攪拌しながら、125℃のオイ
ルバス中で反応系中の温度を120℃に保ち、そのまま
4時間保持した。
キシ樹脂溶液が得られた。このエポキシ樹脂の重量平均
分子量は、ゲル透過クロマトグラフィーによって測定し
た結果では123,000、光散乱法によって測定した
結果では86,700であった。この高分子量エポキシ
樹脂溶液をガラス板に塗布し、200℃で1時間乾燥し
て、厚さ32μmのエポキシ樹脂フィルムを得た。この
フィルムの引っ張り強度は36.8 M P a、伸び
は46.5%、引っ張り弾性率は385MPaであった
。
であった。
樹月旨(エポキシ当量: 177.5) 177゜5
g、二官能フェノール類としてビスフェノールA(水酸
基当量: 115.5)115.5g、エーテル化触媒
としてナトリウムメトキシド1.62 gを2−へブタ
ノン687.4 gに溶解させ、反応系中の固形分濃度
を30%とした。これを機械的に撹拌しながら、125
’Cのオイルハス中で反応系中の温度を120℃に保
ち、そのまま4時間保持した。その結果、粘度が6,1
40mPa−5の高分子量エポキシ樹脂溶液が得られた
。このエポキシ樹脂の重量平均分子量は、ゲル透過クロ
マトグラフィーによって測定した結果では94,000
、光散乱法によって測定した結果では72,900であ
った。この高分子量エポキシ樹脂溶液をガラス板に塗布
し、200℃で1時間乾燥して、厚さ24μmのエポキ
シ樹脂フィルムを得た。このフィルムの引っ張り強度は
28.9 M P a、伸びは42.2%、引っ張り弾
性率は390MPaであった。
あった。
樹脂(エポキシ当量: 177.5) 177゜5gに
官能フェノール類としてビスフェノールA(水酸基当量
:115.5)115.5g、エーテル化触媒としてナ
トリウムメトキシド1.62 gを2.4−ペンタジオ
ン687.4 gに溶解させ、反応系中の固形分濃度を
30%とした。これを機械的に攪拌しながら、125℃
のオイルハス中で反応系中の温度を120℃に保ち、そ
のまま4時間保持した。その結果、粘度が6,920m
Pa・Sの高分子量エポキシ樹脂溶液が得られた。この
エポキシ樹脂の重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグ
ラフィーによって測定した結果では101゜000、光
散乱法によって測定した結果では78゜600であった
。この高分子量エポキシ樹脂溶液をガラス板に塗布し、
200℃で1時間乾燥して、厚さ32μmのエポキシ樹
脂フィルムを得た。このフィルムの引っ張り強度は34
.9 M P a、伸びは46.2%、引っ張り弾性率
は430MPaであった。またガラス転移温度は100
℃1熱分解温度は350℃であった。
樹脂(エポキシ当量: 173.2) 173゜2g、
二官能フェノール類としてヒドロキノン(水酸基当量:
55.3)55.3g、エーテル化触媒としてナトリウ
ムフェノキシト3.48gをシクロへキサノン917.
9gに溶解させ、反応系中の固形分濃度を20%とした
。これを機械的に攪拌しながら、110℃のオイルバス
中で反応系中の温度を100℃に保ち、そのまま6時間
保持した。
キシ樹脂溶液が得られた。このエポキシ樹脂の重量平均
分子量は、ゲル透過クロマトグラフィーによって測定し
た結果では131,000、光散乱法によって測定した
結果では70,500であった。この高分子量エポキシ
樹脂溶液をガラス板に塗布し、200℃で1時間乾燥し
て、厚さ26μmのエポキシ樹脂フィルムを得た。この
フィルムの引っ張り強度は31.3MPa、伸びは38
.5%、引っ張り弾性率は380 M P aであった
。
あった。
樹脂(エポキシ当量: 173.2) 173゜2g、
二官能フェノール類としてヒドロキノン(水酸基当量:
55.3)55.3g、エーテル化触媒としてナトリウ
ムフェノキシド3.48 gをメチルイソブチルケトン
917.9gに溶解させ、反応系中の固形分濃度を20
%とした。これを機械的に攪拌しながら、110℃のオ
イルハス中で反応系中の温度を100℃に保ち、そのま
ま6時間保持した。その結果、粘度が2,300mPa
−5の高分子量エポキシ樹脂溶液が得られた。このエポ
キシ樹脂の重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ
ィーによって測定した結果では131゜000、光散乱
法によって測定した結果では95゜700であった。こ
の高分子量エポキシ樹脂溶液をガラス板に塗布し、20
0℃で1時間乾燥して、厚さ29μmのエポキシ樹脂フ
ィルムを得た。このフィルムの引っ張り強度は35.4
M P a、伸びは49.0%、引っ張り弾性率は4
50MPaであった。またガラス転移温度は78℃1熱
分解温度は350℃であった。
樹脂(エポキシ当量: 177.5) 177゜5g、
二官能フェノール類としてレゾルシノール(水酸基当量
:55.4)55.4g、エーテル化触媒として水酸化
リチウム0.72gを2−オクタノン700.9gに溶
解させ、反応系中の固形分濃度を25%とした。これを
機械的に攪拌しながら、125℃のオイルハス中で反応
系中の温度ヲ120゛Cに保ち、そのまま4時間保持し
た。その結果、粘度が4,230mPa・Sの高分子量
エポキシ樹脂溶液が得られた。このエポキシ樹脂の重量
平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィーによって測
定した結果では140,000、光散乱法によって測定
した結果では97,400であった。
00℃で1時間乾燥して、厚さ27μmのエポキシ樹脂
フィルムを得た。このフィルムの引っ張り強度は32.
3 M P a、伸びは37.5%、引っ張り弾性率は
360MPaであった。またガラス転移温度は79℃1
熱分解温度は345℃であった。
樹脂(エポキシ当量: 177.5) 177゜5g、
二官能フェノール類としてレゾルシノール(水酸基当量
:55.4)55.4g、エーテル化触媒として水酸化
リチウム0.72 gを4−へブタノン700.9 g
に溶解させ、反応系中の固形分濃度を25%とした。こ
れを機械的に攪拌しながら、125℃のオイルバス中で
反応系中の温度を120℃に保ち、そのまま4時間保持
した。その結果、粘度が3,330mPa−5の高分子
量エポキシ樹脂溶液が得られた。このエポキシ樹脂の重
量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィーによって
測定した結果では136,000、光散乱法によって測
定した結果では106,000であった。
00℃で1時間乾燥して、厚さ32μmのエポキシ樹脂
フィルムを得た。このフィルムの引っ張り強度は36.
3 M P a、伸びは44.5%、引っ張り弾性率は
380MPaであった。またガラス転移温度は78℃2
熱分解温度は350℃であった。
g(エポキシ樹脂に対して1.00当量)を80.9g
(エポキシ樹脂に対して0.70当量)に変え、シクロ
ヘキサノンの配合量686.5 gを605、7 gに
変えた以外は、実施例1と同様にして行った。その結果
、1時間後にゲル化し、溶媒に不溶になった。
g(エポキシ樹脂に対して1.00当量)を80.9g
(エポキシ樹脂に対して0.70当量)に変え、シクロ
ヘキサノンの配合量686.5gを605、7 gに変
えた以外は、実施例1と同様にして行ったが、ゲル化す
る前に加熱を中止し、粘度が890mPa−5の高分子
量エポキシ樹脂溶液を得た。得られた樹脂の重量平均分
子量は、ゲル透過クロマトグラフィーによって測定した
結果では、83.000、光散乱法によって測定した結
果では128,000であった。この高分子量エポキシ
樹脂溶液をガラス板に塗布し、200 ”Cで1時間乾
燥したが、取り扱い上十分な強度の50μm以下のエポ
キシ樹脂フィルムは得られなかった。
に変えた以外は、実施例1と同様にして行ったが、加熱
開始後8時間後の粘度は2.6mPa−5であった。得
られた樹脂の重量平均分子量ば、ゲル透過クロマトグラ
フィーによって測定した結果では1,500であり、光
散乱法では測定できなかった。この高分子量エポキシ樹
脂溶液をガラス板に塗布し、200℃で1時間乾燥した
が、エポキシ樹脂フィルムは得られなかった。
ルモノメチルエーテルに変えた以外は実施例1と同様に
して行ったが、加熱開始後8時間後の粘度は78.2m
Pa−5であった。得られた樹脂の重量平均分子量は、
ゲル透過クロマトグラフィーによって測定した結果では
19,300であり、光散乱法では13,300であっ
た。この高分子量エポキシ樹脂溶液をガラス板に塗布し
、200℃で1時間乾燥したが、取り扱い上十分な強度
の50μm以下のエポキシ樹脂フィルムは得られなかっ
た。
(東部化成)の平均分子量を測定した。
均分子量は68,000、光散乱法による平均分子量は
77.000であった。この樹脂はメチルエチルケトン
に容易に溶解した。また、シクロへキサノン20%溶液
粘度は205mPa・Sであった。この高分子量エポキ
シ樹脂溶液をガラス板上に塗布し、乾燥品中で加熱乾燥
してエポキシ樹脂フィルムを作製することを試みたが、
100μm以下の厚さのフィルムは得られなかった。
(東部化成)の平均分子量を測定した。
均分子量は145,000、光散乱法による平均分子量
は61,000であった。この樹脂はメチルエチルケト
ンに容易に溶解した。また、シクロへキサノン20%溶
液粘度は12.8 m P a・Sであった。この高分
子量エポキシ樹脂溶液をガラス板上に塗布し、乾燥品中
で加熱乾燥してエポキシ樹脂フィルムを作製することを
試みたが、100μm以下の厚さのフィルムは得られな
かった。
に示す。
ムは、TSKge lG6000+G5000+G40
00+G’3000+G2000である。溶離液には、
N、N−ジメチルアセトアミドを使用し、試料濃度は2
%とした。様々な分子量のスチレンを用いて分子量と溶
出時間との関係を求めた後、溶出時間から分子量を算出
し、スチレン換算重量平均分子量とした。光散乱光度計
は、大塊電子■製DLS−700を用いた。引っ張り強
度、伸び、引っ張り弾性率は、東洋ボールドウィン製テ
ンシロンを用いた。フィルム試料サイズは50X10m
、引っ張り速度は5m/minとした。ガラス転移温度
(Tg)はデュポン製910型示差走査熱量計(DSC
)を用いて測定した。熱分解温度は、真空理工型の示差
熱天秤TCD−3000を用いて空気中での減量開始温
度を熱分解温度とした。
量を過剰にした場合には枝分かれが多いと考えられ、分
子量が100,000以上とかなり高分子量化している
にもかかわらず、100μm以下のフィルムは成形でき
なかった。
ノールA型超高分子量エポキシ樹脂であるフェノキシ樹
脂も、かなり高分子量化しているにもかかわらず、メチ
ルエチルケトンに溶解し、シクロへキサノン20%溶液
の粘度は、本発明の超高分子量エポキシ樹脂溶液の粘度
に比べて著しく低かった。これらの樹脂についても10
0μm以下のフィルムは成形できなかった。
低分子量のエポキシ樹脂を用いた場合には、フィルムは
成形できるが強度が著しく低かった。
十分な強度のエポキシ樹脂フィルムが得られる。
来は得られなかったl100u以下さらには50μm以
下の十分に薄く、十分な強度を有するエポキシ樹脂フィ
ルムを形成することができる超高分子量エポキシ樹脂を
製造することが可能となり、また、この超高分子量エポ
キシ樹脂を短時間で得ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、二官能エポキシ樹脂と二官能フェノール類を触媒の
存在下、重合反応溶媒中で加熱して重合させ、高分子量
エポキシ樹脂を製造する方法において、二官能エポキシ
樹脂と二官能フェノール類の配合当量比をエポキシ基/
フェノール水酸基=1:0.9〜1.1とし、重合反応
溶媒としてケトン系溶媒を使用し、反応時の固形分濃度
を30重量%以下にして重合することを特徴とする超高
分子量エポキシ樹脂の製造方法。 2、ケトン系溶媒が脂肪族ケトン系溶媒である請求項1
記載の超高分子量エポキシ樹脂の製造方法。 3、ケトン系溶媒が環状脂肪族ケトン系溶媒である請求
項1記載の超高分子量エポキシ樹脂の製造方法。 4、ケトン系溶媒が脂肪族ジケトン系溶媒である請求項
1記載の超高分子量エポキシ樹脂の製造方法。 5、触媒がアルカリ金属水酸化物である請求項1ないし
4いずれか記載の超高分子量エポキシ樹脂の製造方法。 6、触媒がアルカリ金属アルコラードである請求項1な
いし4いずれか記載の超高分子量エポキシ樹脂の製造方
法。 7、触媒がアルカリ金属フェノラートである請求項1な
いし4いずれか記載の超高分子量エポキシ樹脂の製造方
法。 8、重合反応温度が150℃以下である請求項1ないし
7いずれか記載の超高分子量エポキシ樹脂の製造方法。 9、重合反応温度が130℃以下である請求項1ないし
8いずれか記載の超高分子量エポキシ樹脂の製造方法。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2240545A JPH0768327B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | 超高分子量エポキシ樹脂の製造方法 |
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JPH0768327B2 JPH0768327B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=17061124
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0768327B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN109897163A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-18 | 华南理工大学 | 一种超高分子量环氧树脂及其制备方法 |
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KR102051272B1 (ko) | 2011-03-28 | 2019-12-03 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 다층 수지 시트, 수지 시트 적층체, 다층 수지 시트 경화물 및 그 제조 방법, 금속박이 형성된 다층 수지 시트, 그리고 반도체 장치 |
KR102579529B1 (ko) | 2019-01-23 | 2023-09-15 | 후지필름 가부시키가이샤 | 조성물, 열전도 시트, 열전도층 부착 디바이스 |
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EP4101892B1 (en) | 2020-02-06 | 2024-02-21 | FUJIFILM Corporation | Composition, thermally conductive material, thermally conductive sheet, and device with thermally conductive layer |
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- 1990-09-11 JP JP2240545A patent/JPH0768327B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH0768327B2 (ja) | 1995-07-26 |
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