CN114127186A - 声匹配层材料、声匹配层材料用组合物、声波探头、声波测定装置及声波探头的制造方法 - Google Patents

声匹配层材料、声匹配层材料用组合物、声波探头、声波测定装置及声波探头的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114127186A
CN114127186A CN202080050930.1A CN202080050930A CN114127186A CN 114127186 A CN114127186 A CN 114127186A CN 202080050930 A CN202080050930 A CN 202080050930A CN 114127186 A CN114127186 A CN 114127186A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acoustic
acoustic matching
matching layer
layer material
acoustic wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080050930.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114127186B (zh
Inventor
滨田和博
中井义博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of CN114127186A publication Critical patent/CN114127186A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114127186B publication Critical patent/CN114127186B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0644—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
    • B06B1/0662—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface
    • B06B1/067—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface which is used as, or combined with, an impedance matching layer
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4272—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4272—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue
    • A61B8/4281—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue characterised by sound-transmitting media or devices for coupling the transducer to the tissue
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/10—Metal compounds
    • C08K3/14—Carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/14—Coupling media or elements to improve sensor contact with skin or tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0093—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy
    • A61B5/0095—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy by applying light and detecting acoustic waves, i.e. photoacoustic measurements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00—Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/70—Specific application
    • B06B2201/76—Medical, dental
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0843—Cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0856—Iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0887—Tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/221—Oxides; Hydroxides of metals of rare earth metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2217—Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
    • C08K2003/222—Magnesia, i.e. magnesium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
    • C08K2003/282—Binary compounds of nitrogen with aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
    • C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/02—Applications for biomedical use

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够形成层内的声波特性的变化少、进一步显示出适当快的声速、薄膜且显示出高声阻抗的声匹配片的声匹配层材料、声匹配层材料用组合物、声匹配片、声波探头、声波测定装置及声波探头的制造方法。声匹配层材料含有环氧树脂成分、金属粒子及陶瓷粒子，声速小于3500m/秒，声阻抗为18Mrayl以上。

Description

声匹配层材料、声匹配层材料用组合物、声波探头、声波测定 装置及声波探头的制造方法
技术领域
本发明涉及一种声匹配层材料、声匹配层材料用组合物、声波探头、声波测定装置及声波探头的制造方法。
背景技术
声波测定装置使用声波探头，该声波探头将声波照射到活体等受检对象上，接收其反射波(回波)并输出信号。通过该声波探头接收到的反射波被转换为电信号，并将其显示为图像。因此，通过使用声波探头，能够将受检对象内部影像化并进行观察。
作为声波，根据受检对象或根据测定条件适当地选择超声波、光声波等。
例如，作为声波测定装置的一种的超声波诊断装置，向受检对象内部发送超声波，接收由受检对象内部的组织反射的超声波，并将其显示为图像。
并且，作为声波测定装置的一种的光声波测定装置，通过光声效应接收从受检对象内部发射的声波，并将其显示为图像。光声效应是指，将可见光、近红外光或微波等电磁波脉冲照射到受检对象时，受检对象吸收电磁波而发热并进行热膨胀，由此产生声波(典型的为超声波)的现象。
由于声波测定装置与受检对象之间进行声波的收发，因此要求声波探头与受检对象(典型的为人体)匹配声阻抗。为了满足该要求，声波探头上设置有声匹配层。以作为声波探头的一种的超声波诊断装置用探头(也称为超声波探头)为例对此进行说明。
超声波探头具备收发超声波的压电元件和与活体接触的声透镜，在压电元件与声透镜之间配置有声匹配层。从压电元件振荡出的超声波透过声匹配层，进一步透过声透镜入射到活体上。声透镜与活体之间的声阻抗(密度×声速)通常存在差异。若该差异大，则超声波容易在活体表面反射，超声波向活体内的入射效率降低。因此，要求声透镜具有接近活体的声阻抗特性。
另一方面，压电元件与活体之间的声阻抗之差通常较大。因此，压电元件与声透镜之间的声阻抗之差通常也较大。因此，在设为压电元件与声透镜的层叠结构的情况下，从压电元件振荡出的超声波在声透镜表面反射，超声波向活体的入射效率降低。为了抑制该超声波的反射，在压电元件与声透镜之间设置上述声匹配层。声匹配层的声阻抗取活体或声透镜的声阻抗与压电元件的声阻抗之间的值，由此提高超声波从压电元件向活体的传播效率。并且，近年来，正在进行如下声匹配层的开发：将声匹配层形成为层叠多个声匹配片(片状声匹配层材料)而成的多层结构，从压电元件侧向声透镜侧对声阻抗设置倾斜，由此更提高超声波的传播效率。
声匹配层的声阻抗能够通过对声匹配层形成材料中调配金属粒子等填料来调整。例如专利文献1及专利文献2中记载有，将金属、氧化铝及碳化硅等分散在环氧树脂等树脂中而成的薄片用作声匹配层的技术。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-169397号公报
专利文献2：日本特开2017-60196号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在多层结构的声匹配层中，上述声阻抗的倾斜设计为，越接近压电元件，声匹配片的声阻抗越大，越接近声透镜，声阻抗越小。即，分别要求在压电元件侧接近压电元件的声阻抗(通常为25Mrayl左右)，在声透镜侧接近活体的声阻抗(在人体中为1.4～1.7Mrayl)的声匹配片。从使倾斜更平缓的方面考虑，要求进一步增加声阻抗不同的声匹配片的层叠数。在这种情况下，要求各声匹配片更薄膜化。
声匹配片的声阻抗通过将薄片构成材料的密度和声速相乘来确定。因此，当试图提高用于压电元件侧的声匹配片的声阻抗时，可以考虑使用高密度且高声速的材料。作为满足该条件的材料，可以举出金属材料。但是，将金属材料原样用作声匹配片时，由于声速过快，声波也会成为长波长(波长＝声速/频率)，薄片的薄膜化受到限制。
并且，当将金属材料加工成片状时金属的延展性会受到限制，且从加工性的观点考虑，将金属材料原样制成声匹配片也存在问题。
因此，如上所述，正在进行将金属粒子分散在树脂中而调整声阻抗的技术(例如专利文献1及2)。但是，本发明人等进行研究结果，在将金属粒子调配在树脂中的方式中发现了如下问题：(I)金属粒子的调配量的增加会导致声速的显著降低，为了实现所期望的高声阻抗，需要以相当高的调配来设定金属粒子的调配量；(II)若以这种方式高调配金属粒子，则使金属粒子均匀地分散在树脂中本身是困难的。若金属粒子在树脂中的分散不均匀，则声匹配片的面内的声波特性的变化会变大。
本发明的课题在于，提供一种能够形成层内的声波特性的变化少、进一步显示出适当快的声速、薄膜且显示出高声阻抗的声匹配片的声匹配层材料、及适合于制备声匹配层材料的声匹配层材料用组合物。
并且，本发明的课题还在于，提供一种薄片内的声波特性的变化少、进一步显示出适当快的声速、薄膜状且显示出高声阻抗的声匹配片。
并且，本发明的课题还在于，提供一种使用上述声匹配片的声波探头、及使用该探头的声波测定装置。
并且，本发明的课题还在于，提供一种使用上述声匹配层材料的声波探头的制造方法。
用于解决技术课题的手段
本发明人等鉴于上述问题进一步进行研究结果发现了如下内容：当固化前的环氧树脂与多量的金属粒子混合时，通过使用自转公转搅拌机来代替通常使用的捏合机、混合机等，能够有效地提高环氧树脂中的金属粒子的分散性；而且通过将金属粒子的一部分替换为陶瓷粒子，将其固化而得到的薄片(层材料)能够享受金属粒子的高密度化的优点的同时能够适当地提高其声速，能够实现充分地显示出高声阻抗的所期望的薄膜状声匹配片。本发明是根据这些见解进一步反复进行研究而完成的。
即，本发明的上述课题通过下述方法得到了解决。
＜1＞
一种声匹配层材料，其含有环氧树脂成分、金属粒子及陶瓷粒子，声速小于3500m/秒，声阻抗为18Mrayl以上。
＜2＞
根据＜1＞所述的声匹配层材料，其还含有固化剂成分。
＜3＞
根据＜1＞或＜2＞所述的声匹配层材料，其中，上述环氧树脂成分含有双酚A型环氧树脂成分及双酚F型环氧树脂成分中的至少一种。
＜4＞
根据＜2＞所述的声匹配层材料，其中，上述固化剂成分含有伯胺成分及仲胺成分中的至少一种。
＜5＞
根据＜1＞至＜4＞中任一项所述的声匹配层材料，其中，上述金属粒子含有周期表第4～12族中的至少一种金属。
＜6＞
根据＜1＞至＜5＞中任一项所述的声匹配层材料，其中，上述金属粒子的比重为9以上。
＜7＞
根据＜1＞至＜6＞中任一项所述的声匹配层材料，其中，上述陶瓷粒子含有周期表第1～3族及13～17族中的至少一种原子。
＜8＞
根据＜1＞至＜7＞中任一项所述的声匹配层材料，其中，上述陶瓷粒子含有Mg、Ca、Ba、B、Al、Y及Si中的至少一种和O、C、N及S中的至少一种。
＜9＞
根据＜1＞至＜8＞中任一项所述的声匹配层材料，其中，上述陶瓷粒子含有堇青石、碳化硼、碳化硅、氧化铝、氮化铝、氧化镁、氮化硅、氮化硼及氧化钇中的至少一种。
＜10＞
一种声匹配层材料用组合物，其为用于制造＜1＞至＜9＞中任一项所述的声匹配层材料的组合物，所述声匹配层材料用组合物含有：
环氧树脂、金属粒子及陶瓷粒子。
＜11＞
一种声匹配片，其由＜1＞至＜9＞中任一项所述的声匹配层材料构成。
＜12＞
一种声波探头，其具有＜11＞所述的声匹配片作为声匹配层。
＜13＞
一种声波测定装置，其具备＜12＞所述的声波探头。
＜14＞
根据＜13＞所述的声波测定装置，其中，上述声波测定装置为超声波诊断装置。
＜15＞
一种＜1＞至＜9＞中任一项所述的声匹配层材料的制造方法，其包括：将含有环氧树脂、金属粒子及陶瓷粒子的组合物用自转公转搅拌机进行搅拌的工序。
＜16＞
一种声波探头的制造方法，其包括：使用＜1＞至＜9＞中任一项所述的声匹配层材料形成声匹配层的工序。
在本发明的说明中，“～”是以将记载于其前后的数值作为下限值及上限值而包含的含义来使用。
发明效果
本发明的声匹配层材料能够形成层内的声波特性的变化少、进一步显示出适当快的声速、薄膜且显示出高声阻抗的声匹配片。
本发明的声匹配层材料用组合物通过使其固化能够得到上述声匹配层材料。
本发明的声匹配片在薄片内的声波特性的变化少、进一步显示出适当快的声速、薄膜状且显示出高声阻抗。
并且，本发明的声波探头具有上述声匹配片。
本发明的声波测定装置具有声波探头。
并且，根据本发明的声波探头的制造方法能够得到使用上述声匹配层材料的声波探头。
附图说明
图1是关于作为声波探头的一方式的凸面型超声波探头的一例的立体透视图。
具体实施方式
[声匹配层材料]
本发明的声匹配层材料(以下，也简称为“本发明的层材料”。)含有环氧树脂成分(源自环氧树脂的成分)、金属粒子及陶瓷粒子，声速(25℃)小于3500m/秒，声阻抗(25℃)为18Mrayl以上。
本发明的层材料是以环氧树脂成分作为基质且在该基质中均匀分散有金属粒子及陶瓷粒子的形态的材料。该均匀分散状态例如能够通过后述的特定的搅拌方法来实现。
声速的下限为2000m/秒为实用。通过将声速设为2000m/秒以上，能够将使用层材料而形成的声匹配片薄膜化的同时能够进一步提高声阻抗。优选的声速的下限为2300m/秒。进一步优选的声速为2300m/秒以上且小于2750m/秒。
声阻抗的上限为30Mrayl为实用。
上述声速及声阻抗通过后述的实施例中所记载的方法来确定。另外，在实施例中使用厚度为1mm的薄片进行了测定，但是实际上声速和密度的测定值不受厚度的影响。因此，能够通过将层材料适当地加工成适合于测定的片状，对该薄片中的独立的3处测定声速和密度，得到各算术平均值来确定层材料的声速和声阻抗。
本发明的层材料的形状并无特别限制，例如可以举出片状、圆柱状及棱柱状，优选片状。
以下，有时将环氧树脂成分称为“粘合材料”。在这种情况下，当本发明的层材料含有后述的固化剂成分时，将环氧树脂成分和固化剂成分统称为“粘合材料”。
(环氧树脂)
作为用于产生本发明的层材料所含有的环氧树脂成分的环氧树脂，能够使用通常的环氧树脂，例如，优选双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂及苯酚酚醛清漆型环氧树脂，从声波特性的变化方面考虑，更优选双酚A型环氧树脂及双酚F型环氧树脂。
本发明中使用的双酚A型环氧树脂并无特别限制，能够广泛使用作为环氧系粘接剂的主剂通常使用的树脂。作为优选的具体例，可举出双酚A二缩水甘油醚(jER825、jER828及jER834(均为商品名)，Mitsubishi Chemical Corporation制造)及双酚A丙氧基化物二缩水甘油醚(Sigma-Aldrich Co.LLC制造)。
本发明中使用的双酚F型环氧树脂并无特别限制，能够广泛使用作为环氧系粘接剂的主剂通常使用的树脂。作为优选的具体例，可举出双酚F二缩水甘油醚(商品名：EPICLON830，DIC Corporation制造)及4,4’-亚甲基双(N,N-二缩水甘油苯胺)。
本发明中使用的苯酚酚醛清漆型环氧树脂并无特别限制，能够广泛使用作为环氧系粘接剂的主剂通常使用的树脂。这种苯酚酚醛清漆型环氧树脂例如由Sigma-AldrichCo.LLC以产品编号406775(聚[(苯基缩水甘油醚)-co-甲醛])市售。
环氧树脂可以由上述环氧树脂形成，除了上述环氧树脂以外，在不损害本发明的效果的范围内，也可以含有其他环氧树脂(例如，脂肪族型环氧树脂)。环氧树脂中的上述3种环氧树脂的含量(双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂及苯酚酚醛清漆型环氧树脂的总含量)优选为80质量％以上，更优选为90质量％以上。
环氧树脂可以单独使用一种，也可以组合两种以上使用。
本发明的层材料中，环氧树脂成分可以是单独固化环氧树脂的成分，也可以是与固化剂进行反应而固化的成分。即，本发明的层材料可以含有固化剂成分(源自固化剂的成分)。
(固化剂)
固化剂能够并无特别限制地使用已知的环氧树脂的固化剂。例如，可以举出脂肪族胺、芳香族胺、双氰胺、二酰肼化合物、酸酐、酚醛树脂等。
从提高交联密度以使得到的层材料的声学特性的变化更少的观点考虑，优选使用伯胺及仲胺中的至少一种。其中，优选一个分子中具有伯胺和仲胺的化合物，作为其具体例，能够举出聚酰胺基胺、三亚乙基四胺等。
(金属粒子)
本发明的层材料含有金属粒子。通过调整层材料中的该金属粒子的含量，能够调整层材料的密度，并能够将层材料的声阻抗调整为所期望的水准。金属粒子也可以进行表面处理。例如能够参考国际公开第2019/088148号进行该表面处理。
构成金属粒子的金属并无特别限制。可以说单独的金属原子，也可以是金属的碳化物、氮化物、氧化物或硼化物。并且，也可以形成合金。作为合金的种类，可举出高张力钢(Fe-C)、铬钼钢(Fe-Cr-Mo)、锰钼钢(Fe-Mn-Mo)、不锈钢(Fe-Ni-Cr)、42合金、因瓦合金(Fe-Ni)、铁钴(Fe-Co)、硅钢(Fe-Si)、丹铜、Tom Vac(Cu-Zn)、铜镍锌合金(Cu-Zn-Ni)、青铜(Cu-Sn)、白铜(Cu-Ni)、红铜(Cu-Au)、康斯坦合金(Cu-Ni)、旋铝(Al-Cu)、哈斯特洛依合金(Ni-Mo-Cr-Fe)、蒙乃尔合金(Ni-Cu)、因科镍合金(Ni-Cr-Fe)、镍铬合金(Ni-Cr)、锰铁(Mn-Fe)、超硬合金(WC/Co)等。
构成金属粒子的金属优选含有周期表第4～12族的金属中的至少一种。
并且，从降低声速且提高声阻抗的观点考虑，构成金属粒子的金属的比重(25℃、g/cm3)优选为9以上，更优选为10以上，优选使用Mo及W。
从后述的声匹配层材料用组合物的粘度、声匹配层材料的声波特性的变化的观点考虑，本发明中使用的金属粒子的粒径优选0.01～100μm，更优选1～10μm。在此，金属粒子的“粒径”是指平均一次粒径。另外，在金属粒子被表面处理的情况下，经表面处理的金属粒子的平均一次粒径优选在上述范围内。
在此，平均一次粒径表示体积平均粒径。该体积平均粒径如下确定。
将金属粒子添加到甲醇中以成为0.5质量％，并施加超声波10分钟，由此使金属粒子分散。通过激光衍射散射式粒度分布测定装置(HORIBA,Ltd.制造，商品名：LA950V2)测定以这种方式进行处理的金属粒子的粒度分布，将该体积基准中值粒径作为体积平均粒径。另外，中值粒径相当于将粒径分布表示为累积分布时的累积50％。
(陶瓷粒子)
本发明中使用的陶瓷粒子并无特别限制，能够广泛使用作为声匹配层材料的填料通常使用的陶瓷粒子。
本发明中使用的陶瓷粒子优选含有周期表第1～3族及13～17族中的至少一种原子，更优选为含有Mg、Ca、Ba、B、Al、Y及Si中的至少一种(优选1～3种)和O、C、N及S中的至少一种(优选1种)的物质。
作为本发明中使用的陶瓷粒子，优选含有Mg、Ba、B、Al、Y及Si中的至少一种(优选1～3种)的碳化物、氮化物或氧化物，具体而言，可以举出镁-铝尖晶石(铝酸镁尖晶石、MgO·Al2O3)、硅灰石(CaSiO3)、堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)、碳化硼(B4C)、碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化镁(MgO)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)及氧化钇(Y2O3)。从降低声速且提高声阻抗的观点考虑，优选使用堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)、碳化硼(B4C)、碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化镁(MgO)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)及氧化钇(Y2O3)中的至少一种，更优选使用堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)、碳化硼(B4C)、碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化镁(MgO)、氮化硅(Si3N4)、及氮化硼(BN)中的至少一种。
从声匹配层材料用组合物的粘度、声匹配层材料的声波特性的变化的观点考虑，本发明中使用的陶瓷粒子的粒径(平均一次粒径)优选0.01～100μm，更优选1～15μm。陶瓷粒子的粒径能够与上述金属粒子的粒径同样地进行测定。
本发明的层材料中，粘合材料、金属粒子及陶瓷粒子的各含量，可以根据目标声速及声阻抗(声速小于3500m/秒，声阻抗为18Mrayl以上)来适当地调整。
本发明的层材料中的粘合材料的含量优选为1～10质量％，更优选为3～7质量％。本发明的层材料中的金属粒子的含量优选80～98质量％，更优选85～95质量％，进一步优选86～93质量％，尤其优选87～92质量％。本发明的层材料中的陶瓷粒子的含量优选1～18质量％，更优选2～12质量％，进一步优选3～10质量％，尤其优选3～8质量％。
本发明的层材料可以由粘合材料、金属粒子及陶瓷粒子构成。并且，在不损害本发明的效果的范围内，也可以含有这些以外的成分。作为在粘合材料以外的成分中除了金属粒子及陶瓷粒子以外的成分(其他成分)，例如可以举出固化延迟剂、分散剂、颜料、染料、防静电剂、抗氧化剂、阻燃剂及导热性改进剂等。
本发明的层材料中，粘合材料、金属粒子及陶瓷粒子各含量的合计优选80质量％以上，更优选90质量％以上。
本发明的层材料能够抑制在形成为片状时的面内的声波特性的变化。例如，形成为片状时的面内的声阻抗(Mrayl)的标准偏差(Mrayl)优选小于0.7，更优选小于0.5。该标准偏差的下限可以是0，标准偏差通常为0.1以上。该标准偏差根据后述的实施例中所记载的方法来确定。具体而言，将加工成片状的层材料在厚度方向上分成三等份，对于得到的3张薄片分别测定独立的3处的声阻抗，作为合计9处的声阻抗的标准偏差来确定该标准偏差。另外，薄片的厚度实际上不影响声速和密度。
＜声匹配层材料用组合物＞
本发明的声匹配层材料用组合物(本发明的声匹配层材料中使用的组合物、以下，也称为“本发明的组合物”。)含有环氧树脂、金属粒子及陶瓷粒子。
并且，本发明的组合物可以含有上述的固化剂，也可以含有上述其他成分。
在本发明的组合物含有环氧树脂和固化剂作为粘合材料的情况下，即使在温和的条件下，在组合物中，有时环氧树脂的固化反应也会经时进行。因此，有时该组合物的性状会经时变化而不稳定。然而，例如通过将上述组合物在-10℃以下的温度下进行保存，能够制作不发生固化反应或充分地抑制而使各成分稳定地维持的状态的组合物。
并且，也优选将含有环氧树脂和金属粒子的树脂组合物作为主剂，将主剂和固化剂分别分开的声匹配层用材料组的形态。在制备声匹配层材料时，混合主剂和固化剂来制备本发明的组合物，并通过使该组合物进行固化反应来能够制备声匹配层材料。
构成粘合材料的环氧树脂与固化剂的质量比可以根据所使用的固化剂的种类等而适当地调整。例如，能够为环氧树脂/固化剂＝99/1～20/80，优选90/10～40/60。
并且，在使用上述声匹配层用材料组制备层材料时将主剂和固化剂进行混合而使用本发明的组合物的情况下，优选设为以环氧树脂与固化剂的质量比成为环氧树脂/固化剂＝99/1～20/80的方式混合使用主剂和固化剂的形态，更优选设为以成为90/10～40/60的方式混合使用主剂和固化剂的形态。
＜声匹配层材料用组合物的制备＞
本发明的声匹配层材料用组合物例如能够通过将构成声匹配层材料用组合物的成分进行混合来得到。该混合方法只要能够将各成分实质上均匀地混合则并无特别限制，例如，能够使用自转公转搅拌机进行混炼来均匀混合，因此优选。
另外，自转公转搅拌机是指，将装有材料的容器倾斜并利用通过使其以高速进行自转和公转(如行星绕太阳旋转的运动、行星运动)而产生的离心力引起的材料对流和剪切应力来进行混合的机器。
并且，在设为含有主剂(由含有环氧树脂、金属粒子及陶瓷粒子的树脂组合物构成)及该环氧树脂的固化剂的声匹配层用材料组的情况下，通过混合环氧树脂、金属粒子及陶瓷粒子来能够得到主剂。在制作声匹配层材料时，能够通过混合该主剂和固化剂来得到本发明的声匹配层材料用组合物。通过成型并固化该组合物，能够制备声匹配层材料或其前体。
[声匹配片(声匹配层)]
根据需要，本发明的层材料能够通过将其切削及切割成所期望的厚度或形状而得到声匹配片。并且，也能够通过常规方法将该声匹配片进一步加工成所期望的形状。
具体而言，例如，在不发生固化反应的低温区域或固化速度充分慢的低温区域将本发明的组合物成型为所期望的片状。接着，根据需要通过加热等使成型品形成交联结构而固化后，根据需要将其切削及切割成所期望的厚度或形状，从而制成声匹配片或其前体薄片。即，所形成的声匹配片优选为固化本发明的组合物而形成三维网状结构的固化物。该声匹配片用作声波探头的声匹配层。关于包含声匹配层的声波探头的结构，将在后面进行叙述。
[声波探头]
本发明的声波探头具有本发明的声匹配片作为声匹配层的至少一层。
关于本发明的声波探头的结构，将其一例示于图1中。图1所示的声波探头是超声波诊断装置中的超声波探头。另外，超声波探头是尤其使用超声波作为声波探头中的声波的探头。因此，超声波探头的基本结构能够原样适用于声波探头。
＜超声波探头＞
超声波探头10为超声波诊断装置的主要构成组件，其具有在产生超声波的同时收发超声波光束的功能。在超声波探头10的结构中，如图1所示，从前端(与作为受检对象的活体接触的面)部分依次设置有声透镜1、声匹配层2、压电元件层3及背材4。另外，近年来，以接收高次谐波为目的，也提出有将发送用超声波振子(压电元件)与接收用超声波振子(压电元件)由不同的材料构成并形成为层叠结构。
(压电元件层)
压电元件层3是产生超声波的部分，在压电元件的两侧贴附有电极，若施加电压，则压电元件反复进行收缩和膨胀，并进行振动，由此产生超声波。
作为构成压电元件的材料，广泛利用将水晶、LiNbO3、LiTaO3及KNbO3等单晶、ZnO及AlN等薄膜以及Pb(Zr、Ti)O3系等烧结体进行极化处理的所谓的陶瓷无机压电体。通常，使用转换效率良好的PZT：锆钛酸铅等压电陶瓷。
并且，检测高频侧的接收波的压电元件中，需要具有更宽的带宽的灵敏度。因此，作为适合于高频、宽频带的压电元件，使用利用了聚偏氟乙烯(PVDF)等有机系高分子物质的有机压电体。
而且，在日本特开2011-071842号公报等中记载有利用了MEMS(Micro ElectroMechanical Systems)技术的cMUT，其显示优异的短脉冲特性及宽频带特性，批量生产性优异，可得到特性变化较少的层结构。
在本发明中，任意的压电元件材料均能够优选使用。
(背材)
背材4设置于压电元件层3的背面，通过抑制多余的振动而缩短超声波的脉冲宽度，有助于提高超声波诊断图像中的距离分辨率。
(声匹配层)
声匹配层2是为了减小压电元件层3与受检对象之间的声阻抗之差，有效地收发超声波而设置的。
(声透镜)
声透镜1是为了利用折射使超声波向切片方向聚焦以提高分辨率而设置的。并且，要求与作为受检对象的活体紧密接触，使超声波与活体的声阻抗(在人体中为1.4～1.7Mrayl)匹配、以及使声透镜1本身的超声波衰减量较小。
即，作为声透镜1的材料，使用声速比人体的声速充分小，超声波的衰减少，并且，声阻抗接近人体皮肤值的材料，由此可以提高超声波的收发灵敏度。
对具有这种结构的超声波探头10的动作进行说明。对设置于压电元件两侧的电极施加电压以使压电元件层3进行共振，将超声波信号从声透镜发送至受检对象。在接收时，通过来自受检对象的反射信号(回波信号)使压电元件层3振动，将该振动电转换为信号，并得到图像。
[声波探头的制造]
本发明的声波探头使用本发明的声匹配片，除此以外，能够通过常规方法来制作。即，本发明的声波探头的制造方法包括使用本发明的声匹配片在压电元件上形成声匹配层的工序。压电元件能够通过常规方法设置于背材上。
并且，使用声透镜的形成材料通过常规方法在声匹配层上形成声透镜。
[声波测定装置]
本发明的声波测定装置具有本发明的声波探头。声波测定装置具备显示由声波探头接收到的信号的信号强度或对该信号进行图像化的功能。
本发明的声波测定装置还优选为使用超声波探头的超声波测定装置。
实施例
以下，根据使用超声波作为声波的实施例，对本发明进一步详细地进行说明。另外，本发明并不限定于超声波，只要根据受检对象及测定条件等选择适当的频率，则也可以使用可听频率的声波。以下，室温表示25℃。
[合成例]
＜1＞声匹配层材料用组合物的制备
(1)实施例1中使用的声匹配层材料用组合物的制备
通过自转公转装置(商品名：ARV-310、THINKY CORPORATION制造)将金属粒子(铁粉(Fe)(EW-I(粒径：2μm)(商品名，BASF公司制造))90质量份、陶瓷粒子(合成堇青石微粒产品SS-400(粒径：4.5μm)(商品名，MARUSU GLAZE.,Co.,Ltd制造))5质量份、环氧树脂(双酚A二缩水甘油醚(Mitsubishi Chemical Corporation制造“jER825”(商品名)，环氧当量170))4质量份及固化剂(D-1)异佛尔酮二胺(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造)1质量份进行混合而制备了实施例1中使用的声匹配层材料用组合物。
(2)实施例2～33及比较例1～10中使用的声匹配层材料用组合物的制备
变更为下述表1中记载的组成，除此以外，以与实施例1中使用的声匹配层材料用组合物的制备相同的方式制备了实施例2～33及比较例1～10中使用的声匹配层材料用组合物。
(3)比较例11中使用的声匹配层材料用组合物的制备
使用捏合机(商品名：TDr100-3，TOSHIN CO.,LTD.制造)在30℃、20rpm的条件下尝试混合下述表1中所记载的组成的原料结果，刀片不旋转无法进行混合。
(4)比较例12中使用的声匹配层材料用组合物的制备
使用加压捏合机(商品名：TD0.3-3，TOSHIN CO.,LTD.制造)在30℃、20rpm的条件下尝试混合下述表1中所记载的组成的原料结果，叶片不旋转无法进行混合。
(5)比较例13中使用的声匹配层材料用组合物的制备
使用班伯里混合机(商品名：Br600，Toyo Seiki Seisaku-sho.Ltd.制造)在30℃、20rpm的条件下尝试混合下述表1中所记载的组成的原料结果，刀片不旋转无法进行混合。
(6)比较例14中使用的声匹配层材料用组合物的制备
使用三辊(商品名：Br-100VIII，AIMEX.CO.,Ltd.制造)在83rpm的条件下混合下述表1中所记载的组成的原料而制备了比较例14中使用的声匹配层材料用组合物。
＜2＞声匹配层材料(声匹配片)的制作
(1)实施例1的声匹配片的制作
将实施例1中使用的声匹配层材料用组合物浇注到直径40mm、深度3mm的圆型模具中，在80℃下固化18小时，然后在150℃下固化1小时，由此制作了直径40mm、厚度3mm的圆形声匹配片。将该薄片用切片机切割成3张直径40mm、厚度1mm的圆形声匹配片，使用中央的1张声匹配片(厚度1mm)进行了下述测定。
(2)实施例2～25、27～36、比较例1～10及14的声匹配片的制作
使用了实施例2～25、27～36及比较例1～10及14中使用的声匹配层材料用组合物来代替实施例1中使用的声匹配层材料用组合物，除此以外，以与实施例1中使用的声匹配片的制作相同的方式制作了声匹配片(厚度1mm)，并将其用于下述测定。
(3)实施例26的声匹配片的制作
将实施例33中使用的声匹配层材料用组合物浇注到直径40mm、厚度3mm的圆形模具中，在150℃下固化1小时，由此制作了直径40mm、厚度3mm的圆形声匹配片。将该薄片用切片机切割成3张直径40mm、厚度1mm的圆形声匹配片，使用中央的1张声匹配片(厚度1mm)进行了下述测定。
[试验例1]声速的测定
超声波声速按照JIS Z2353(2003)使用声循环(sing-around)式声速测定装置(UltrasonicEngineering Co.,Ltd.制造，商品名“UVM-2型”)在25℃下进行了测定。关于上述中得到的直径40mm、厚度1mm的圆形声匹配片，针对彼此不重叠的直径1.5cm的3个圆形区域，以这些圆形区域3处的内部整体(单声道的小探头尺寸)作为测定对象。计算出上述3个圆形区域的声速的算术平均值，并适用于下述评价基准进行了评价。A～C为本试验的合格。若为D，则需要加厚薄片才能起到作为声匹配层的作用，这在声波的衰减、探头设计方面并不优选。若被评价为B，则能够以高水准实现兼顾高声阻抗和薄片的薄膜化这两者，在实用上更优选。
-评价基准-
A：2000[m/秒]以上且小于2300[m/秒]
B：2300[m/秒]以上且小于2750[m/秒]
C：2750[m/秒]以上且小于3500[m/秒]
D：3500[m/秒]以上
[试验例2]密度的测定及声阻抗的计算
针对上述中得到的直径40mm、厚度1mm的圆形声匹配片，从在上述中测得声速的3个圆形区域内分别切出了10mm×10mm的试验片。按照JIS K7112(1999)中所记载的A法(水中置换法)的密度测定方法，使用电子比重计(Alfa Mirage Co.,Ltd.制造，商品名“SD-200L”)测定了分别切出的样品在25℃下的密度，得到了3个圆形区域的密度的算术平均值。由如此得到的密度与上述声速的乘积(密度的算术平均值×声速的算术平均值)计算出声阻抗，并适用于下述评价基准进行了评价。A及B为本试验的合格。
-评价基准-
A：22Mrayl以上
B：18Mrayl以上且小于22Mrayl
C：15Mrayl以上且小于18Mrayl
D：小于15Mrayl
[试验例3]声阻抗(AI)的变化
使用了从上述中得到的直径40mm、厚度3mm的圆形声匹配片切割的直径40mm、厚度1mm的圆形声匹配片3张。关于3张薄片的每一个，对彼此不重叠的直径1.5cm的3个圆形区域分别计算了声阻抗。关于各实施例及比较例，求出从合计9处圆形区域得到的9个声阻抗的标准偏差，并适用于下述评价基准评价了声学特性的变化。A及B为本试验的合格。
＜声速＞
超声波声速按照JIS Z2353(2003)使用声循环(sing-around)式声速测定装置(UltrasonicEngineering Co.,Ltd.制造，商品名“UVM-2型”)在25℃下进行了测定。关于各薄片，将直径1.5cm的3个圆形区域的内部整体(单声道的小探头尺寸)作为声速测定对象。
＜密度＞
从上述声速测定对象(直径1.5cm的圆形)切出10mm×10mm的试验片。按照JISK7112(1999)中所记载的A法(水中置换法)的密度测定方法，使用电子比重计(Alfa MirageCo.,Ltd.制造，商品名“SD-200L”)测定了在25℃下的试验片的密度。
-评价基准-
A：小于0.5Mrayl
B：0.5Mrayl以上且小于0.7Mrayl
C：0.7Mrayl以上
Figure BDA0003468004420000171
Figure BDA0003468004420000181
＜表注＞
“-”：表示不含有对应的成分等。
[环氧树脂]
(C-1)双酚A二缩水甘油醚(Mitsubishi Chemical Corporation制造的“jER825”(商品名)，环氧当量170)
(C-2)双酚A二缩水甘油醚(Mitsubishi Chemical Corporation制造的“jER828”(商品名)，环氧当量190)
(C-3)双酚A二缩水甘油醚(Mitsubishi Chemical Corporation制造的“jER834”(商品名)，环氧当量230)
(C-4)双酚F二缩水甘油醚(DIC Corporation制造的“EPICLON830”(商品名)，环氧当量170)
(C-5)双酚A丙氧基化物二缩水甘油醚(Sigma-Aldrich Co.LLC制造，环氧当量228)
(C-6)4,4'-亚甲基双(N,N-二缩水甘油苯胺)(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造，环氧当量106)
(C-7)聚[(苯基缩水甘油醚)-co-甲醛](Sigma-Aldrich Co.LLC制造，环氧当量172)
[固化剂]
(D-1)异佛尔酮二胺(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造)
(D-2)三亚乙基四胺(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)
(D-3)2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(Nacalai Tesque Inc.制造，商品名“LUVEAKDMP-30”)
(D-4)聚酰胺基胺(DIC Corporation制造，商品名“LUCKAMIDE EA-330”)
(D-5)mensen diamine(Aldrich,CO.LTD.制造)
(D-6)间苯二胺(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造)
(D-7)聚醚胺T-403(商品名，BASF公司制造)
(D-8)2-乙基-4-甲基咪唑(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)
(D-9)六氢邻苯二甲酸酐(New Japan Chemical Co.,Ltd.制造，商品名“RIKACIDHH”)
[催化剂]
(E-1)2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(Nacalai Tesque Inc.制造，商品名“LUVEAKDMP-30”)
[金属粒子]
Fe：EW-I(粒径：2μm、比重：7.9)(BASF公司制造)
Co：钴粉末S-系列(粒径：4μm、比重：8.9)(Freeport Cobalt公司制造)
Zr：RC-100氧化锆(粒径：1～4μm、比重：5.7)(DAIICHI KIGENSO KAGAKU KOGYOCO.,LTD制造)
Mo：钼粉Mo-6(粒径：6μm、比重：10.3)(商品名，JAPAN NEW METALS CO.,LTD.制造)
WC：均粒碳化钨粉(粒径：9μm、比重：15.6)(A.L.M.T.Corp.制造)
W：均粒钨粉(粒径：5μm、比重：19.3)(A.L.M.T.Corp.制造)
[陶瓷粒子]
堇青石：合成堇青石微粒产品SS-400(粒径：4.5μm)(商品名，MARUSU GLAZE.,Co.,Ltd制造)
尖晶石：TATEMIC SN-1形状(粒径：3μm)(商品名，Tateho Chemical IndustriesCo.,Ltd.制造)
硅灰石：KGP-H40(粒径：4μm)(商品名，Marutou CO.,LTD制造)
B4C：碳化硼粉末F1000(粒径：1～10μm)(商品名，ESK SERAMICS公司制造)
SiC：SiC粉末β-SiC1200(粒径：6μm)(商品名，Superior Graphite Co.,Ltd.制造)
Al2O3：DAM-03(粒径：8μm)(商品名，Denka Company Limited制造)
AlN：氮化铝FAN-f05-A1(粒径：4μm)(商品名，MATSUO SANGYO Co.,Ltd.制造)
MgO：SMO-5(粒径：5μm)(SAKAI CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.制造)
Si3N4：UBE氮化硅高纯度产品SN-XLF(粒径：2μm)(商品名，Ube Industries,Ltd.制造)
BN：氮化硼粉HGP(粒径：5μm)(商品名，Denka Company Limited制造)
Y2O3：标准产品3N(粒径：4μm)(商品名，NIPPON YTTRIUM CO.,LTD.制造)
从表1可知，本发明的声匹配片能够兼顾显示出适当快的声速、实现声匹配层的薄膜化及声阻抗的提高，并且，层内的声波特性的变化少。
符号说明
1-声透镜，2-声匹配层，3-压电元件层，4-背材，7-壳体，9-塞绳，10-超声波探头(探头)。

Claims (16)

1.一种声匹配层材料，其含有环氧树脂成分、金属粒子及陶瓷粒子，声速小于3500m/秒，声阻抗为18Mrayl以上。
2.根据权利要求1所述的声匹配层材料，其还含有固化剂成分。
3.根据权利要求1或2所述的声匹配层材料，其中，所述环氧树脂成分含有双酚A型环氧树脂成分及双酚F型环氧树脂成分中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的声匹配层材料，其中，所述固化剂成分含有伯胺成分及仲胺成分中的至少一种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的声匹配层材料，其中，所述金属粒子含有周期表第4～12族中的至少一种金属。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的声匹配层材料，其中，所述金属粒子的比重为9以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的声匹配层材料，其中，所述陶瓷粒子含有周期表第1～3族及13～17族中的至少一种原子。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的声匹配层材料，其中，所述陶瓷粒子含有Mg、Ca、Ba、B、Al、Y及Si中的至少一种和O、C、N及S中的至少一种。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的声匹配层材料，其中，所述陶瓷粒子含有堇青石、碳化硼、碳化硅、氧化铝、氮化铝、氧化镁、氮化硅、氮化硼及氧化钇中的至少一种。
10.一种声匹配层材料用组合物，其为用于制造权利要求1至9中任一项所述的声匹配层材料的组合物，所述声匹配层材料用组合物含有：
所述环氧树脂、所述金属粒子及所述陶瓷粒子。
11.一种声匹配片，其由权利要求1至9中任一项所述的声匹配层材料构成。
12.一种声波探头，其具有权利要求11所述的声匹配片作为声匹配层。
13.一种声波测定装置，其具备权利要求12所述的声波探头。
14.根据权利要求13所述的声波测定装置，其中，
所述声波测定装置为超声波诊断装置。
15.一种权利要求1至9中任一项所述的声匹配层材料的制造方法，其包括：将含有所述环氧树脂、所述金属粒子及所述陶瓷粒子的组合物用自转公转搅拌机进行搅拌的工序。
16.一种声波探头的制造方法，其包括：
使用权利要求1至9中任一项所述的声匹配层用材料形成声匹配层的工序。
CN202080050930.1A 2019-08-30 2020-08-11 声匹配层材料、声匹配层材料用组合物、声波探头、声波测定装置及声波探头的制造方法 Active CN114127186B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019159043 2019-08-30
JP2019-159043 2019-08-30
PCT/JP2020/030554 WO2021039374A1 (ja) 2019-08-30 2020-08-11 音響整合層材、音響整合層材用組成物、音響整合シート、音響波プローブ、音響波測定装置、及び音響波プローブの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114127186A true CN114127186A (zh) 2022-03-01
CN114127186B CN114127186B (zh) 2024-07-05

Family

ID=74684708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080050930.1A Active CN114127186B (zh) 2019-08-30 2020-08-11 声匹配层材料、声匹配层材料用组合物、声波探头、声波测定装置及声波探头的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220125404A1 (zh)
JP (1) JP7162143B2 (zh)
CN (1) CN114127186B (zh)
WO (1) WO2021039374A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023079673A (ja) * 2021-11-29 2023-06-08 三菱鉛筆株式会社 音響整合層
CN114487108A (zh) * 2022-01-19 2022-05-13 杭州电子科技大学 一种超声换能器匹配层及其制作方法、换能器
CN116214820B (zh) * 2023-03-27 2024-01-12 青岛海林港工业有限公司 一种水质净化eps泡粒的制备工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4313229A1 (de) * 1993-04-22 1994-10-27 Siemens Ag Ultraschall-Wandleranordnung mit einem Dämpfungskörper
US20020161301A1 (en) * 2001-02-27 2002-10-31 Venkataramani Venkat Subramaniam Matching layer having gradient in impedance for ultrasound tranducers
JP2006174992A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波探触子
JP2009273835A (ja) * 2008-05-19 2009-11-26 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 超音波診断装置
JP2015082764A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 三菱鉛筆株式会社 音響整合層とその製造方法
WO2016083808A1 (en) * 2014-11-28 2016-06-02 168 Ultrasound Pte Ltd Matching layers for ultrasound apparatus and manufacturing methods therefore

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101405090A (zh) * 2005-11-02 2009-04-08 视声公司 阵列式超声换能器
JP2013192113A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Panasonic Corp 超音波探触子及びその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4313229A1 (de) * 1993-04-22 1994-10-27 Siemens Ag Ultraschall-Wandleranordnung mit einem Dämpfungskörper
US20020161301A1 (en) * 2001-02-27 2002-10-31 Venkataramani Venkat Subramaniam Matching layer having gradient in impedance for ultrasound tranducers
JP2006174992A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波探触子
JP2009273835A (ja) * 2008-05-19 2009-11-26 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 超音波診断装置
JP2015082764A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 三菱鉛筆株式会社 音響整合層とその製造方法
WO2016083808A1 (en) * 2014-11-28 2016-06-02 168 Ultrasound Pte Ltd Matching layers for ultrasound apparatus and manufacturing methods therefore

Also Published As

Publication number Publication date
JP7162143B2 (ja) 2022-10-27
JPWO2021039374A1 (zh) 2021-03-04
WO2021039374A1 (ja) 2021-03-04
US20220125404A1 (en) 2022-04-28
CN114127186B (zh) 2024-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114127186B (zh) 声匹配层材料、声匹配层材料用组合物、声波探头、声波测定装置及声波探头的制造方法
JP7022761B2 (ja) 音響整合層用樹脂組成物、硬化物、音響整合シート、音響波プローブ、音響波測定装置、音響波プローブの製造方法、及び音響整合層用材料セット
JP6149425B2 (ja) 超音波探触子の製造方法
JP3345580B2 (ja) 超音波プローブの製造方法
JP2008302098A (ja) 超音波探触子、超音波探触子用バッキング材及びその製造方法
JP2009071393A (ja) 超音波探触子、超音波探触子用音響整合材及びその製造方法
US11649352B2 (en) Resin composition for acoustic matching layer, acoustic matching sheet, acoustic wave probe, acoustic wave measuring apparatus, method for manufacturing acoustic wave probe, and material set for acoustic matching layer
JP5488036B2 (ja) 超音波探触子用バッキング材、それを用いた超音波探触子、及び超音波医用画像診断装置
JP6961709B2 (ja) 音響整合層用樹脂組成物、硬化物、音響整合シート、音響波プローブ、音響波測定装置、音響波プローブの製造方法、及び音響整合層用材料セット
WO2023054203A1 (ja) 音響整合層材、音響整合シート、音響整合層材用組成物、音響波プローブ、音響波測定装置、及び音響波プローブの製造方法
WO2023054204A1 (ja) 音響整合層材、音響整合シート、音響整合層材用組成物、音響波プローブ、音響波測定装置、及び音響波プローブの製造方法
JP7286886B2 (ja) 音響整合層材料、音響整合シート、音響整合シート形成用組成物、音響波プローブ、及び、音響波測定装置、並びに、音響整合層材料及び音響波プローブの各製造方法
JP5545056B2 (ja) 超音波探触子用バッキング材、それを用いた超音波探触子、及び超音波医用画像診断装置
CN111279720B (zh) 声匹配层用树脂组合物、固化物、片材、声波探头及其制造方法、声波测定装置、材料组
JP2022160286A (ja) 超音波プローブ用組成物及び超音波プローブ用シリコーン樹脂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant