CN114514271B - 间隔件及其制造方法以及复合体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种间隔件,其特征在于:其用于发送接收电波的电装设备;该间隔件包含含有树脂组合物的发泡体,该树脂组合物包含热塑性树脂或热固性树脂作为基材树脂;发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体以外的发泡体的情况下,距发泡体的表面沿厚度方向为20~80%的范围中包含的气泡的气泡径的平均值B相对于与发泡体的表面相接的气泡的气泡径的平均值A的比例(B/A)为0.3以上且小于3.0;发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体的情况下,关于距发泡体的表面沿厚度方向为10~90%的范围中包含的发泡颗粒,距发泡颗粒的表面沿径向为20~80%的范围中包含的气泡的气泡径的平均值B’相对于与发泡颗粒的表面相接的气泡的气泡径的平均值A’的比例(B’/A’)为0.3以上且小于3.0;树脂组合物在高温多湿环境下的吸水率为2.2质量%以下;设发泡体在28GHz的相对介电常数为εr、设发泡体在28GHz的介质损耗角正切为tanδ时,(εr)1/2×tanδ为0.0120以下。
Description
技术领域
本发明涉及间隔件及其制造方法以及复合体。
背景技术
近年来,积极进行了利用高频带(1GHz以上的频率)电波的通信技术、面向汽车的传感器的开发。特别是为了降低高频带中的传送损失,正在寻求低介电常数且低介电损耗的材料。
例如,专利文献1中记载了一种三板型平面缝隙天线,其将底板、下层侧电介质层、下层侧敷铜箔膜基板、上层侧电介质层、缝隙板、以及上层侧敷铜箔膜基板依序层积而形成,通过在各电介质层中使用泡沫片,降低了使用频率(15~40GHz)下的相对介电常数。
另外,专利文献2中记载了一种在热固性树脂的固化体中分散有填料的发泡体,其在频率1GHz的相对介电常数为4以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4764688号公报
专利文献2:日本特开2017-186394号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,上述专利文献1和2所记载的泡沫片和发泡体在降低介电常数和介电损耗的方面、抑制电波的散射的方面、进一步提高耐热性的方面等还有进一步改善的余地。另外,通常具有低介电常数且低介电损耗这样的特性的材料多数为含氟聚合物等昂贵的材料。并且,改变树脂的分子结构来进一步降低介电常数和介电损耗是困难的。
因此,本发明是鉴于上述课题而实施的,其目的在于提供可用于发送接收电波的电装设备中的、能够降低传送损失的间隔件及其制造方法以及复合体。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题进行了深入研究,结果发现,通过使间隔件包含树脂发泡体并使发泡体的气泡径、吸水率以及发泡体的(εr)1/2×tanδ(εr表示在28GHz的发泡体的相对介电常数,tanδ表示在28GHz的发泡体的介质损耗角正切)处于特定的范围,能够解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明如下所述。
[1]
一种间隔件,其特征在于,其用于发送接收电波的电装设备,
该间隔件包含含有树脂组合物的发泡体,该树脂组合物包含热塑性树脂或热固性树脂作为基材树脂,
上述发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体以外的发泡体的情况下,距上述发泡体的表面沿厚度方向为20~80%的范围中包含的气泡的气泡径的平均值B相对于与上述发泡体的表面相接的气泡的气泡径的平均值A的比例(B/A)为0.3以上且小于3.0,
上述发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体的情况下,关于距上述发泡体的表面沿厚度方向为10~90%的范围中包含的发泡颗粒,距上述发泡颗粒的表面沿径向为20~80%的范围中包含的气泡的气泡径的平均值B’相对于与上述发泡颗粒的表面相接的气泡的气泡径的平均值A’的比例(B’/A’)为0.3以上且小于3.0,
上述树脂组合物在高温多湿环境下的吸水率为2.2质量%以下,
设上述发泡体在28GHz的相对介电常数为εr、设上述发泡体在28GHz的介质损耗角正切为tanδ时,(εr)1/2×tanδ为0.0120以下。
[2]
如[1]中所述的间隔件,其中,上述发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体以外的发泡体,上述发泡体的最大气泡径为1.500mm以下。
[3]
如[1]中所述的间隔件,其中,上述发泡体由发泡颗粒构成,上述发泡体的最大气泡径为1.500mm以下。
[4]
如[3]中所述的间隔件,其中,进一步地,距上述发泡颗粒的表面沿径向为20~80%的范围中包含的气泡的气泡径的平均值B’相对于与上述发泡体的表面相接的气泡的气泡径的平均值A的比例(B’/A)为0.3以上且小于3.0。
[5]
如[1]~[4]中任一项所述的间隔件,其与上述电装设备的至少一部分直接接触。
[6]
如[1]~[5]中任一项所述的间隔件,其中,上述发泡体依据UL-94垂直法(20mm垂直燃烧试验)测定的阻燃性为V-2以上。
[7]
如[1]~[6]中任一项所述的间隔件,其中,上述发泡体依据ISO75-1、75-2测定的负荷变形温度为60℃以上。
[8]
如[1]~[7]中任一项所述的间隔件,其中,上述发泡体中的烃气体的含量为1质量%以下。
[9]
一种间隔件的制造方法,其是[1]中所述的间隔件的制造方法,其特征在于,
上述发泡体由发泡颗粒构成,
该方法包括下述工序:向基材树脂中压入气体后,在完成卸压后小于600秒时对上述基材树脂开始加热。
[10]
一种复合体,其特征在于,其包含[1]~[8]中所述的间隔件、以及厚度0.1mm以上的树脂层。
发明的效果
根据本发明,能够提供可用于发送接收电波的电装设备中的、能够降低传送损失的间隔件及其制造方法以及复合体。
附图说明
图1是在本发明的间隔件的一个实施方式中利用扫描电子显微镜(SEM)对于将发泡体沿厚度方向切断时的截面进行观察的图像(倍率:400倍)。
图2是在本发明的间隔件的一个实施方式中利用扫描电子显微镜(SEM)对于将由发泡颗粒构成的发泡体沿厚度方向切断时的截面进行观察的图像(倍率:100倍)。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式(下文中也称为“本实施方式”)进行详细说明。需要说明的是,本发明并不限于以下的实施方式,可以在其要点的范围内进行各种变形来实施。
[间隔件]
本实施方式的间隔件的特征在于,其用于发送接收电波的电装设备;该间隔件包含含有树脂组合物的发泡体,该树脂组合物包含热塑性树脂或热固性树脂作为基材树脂;上述发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体以外的发泡体的情况下,距上述发泡体的表面沿厚度方向为20~80%的范围中包含的气泡的气泡径的平均值B相对于与上述发泡体的表面相接的气泡的气泡径的平均值A的比例(B/A)为0.3以上且小于3.0;上述发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体的情况下,关于距上述发泡体的表面沿厚度方向为10~90%的范围中包含的发泡颗粒,距上述发泡颗粒的表面沿径向为20~80%的范围中包含的气泡的气泡径的平均值B’相对于与上述发泡颗粒的表面相接的气泡的气泡径的平均值A’的比例(B’/A’)为0.3以上且小于3.0;上述树脂组合物在高温多湿环境下的吸水率为2.2质量%以下;设上述发泡体在28GHz的相对介电常数为εr、设上述发泡体在28GHz的介质损耗角正切为tanδ时,(εr)1/2×tanδ为0.0120以下。
本实施方式的间隔件优选包含含有树脂组合物的发泡体且该树脂组合物包含热塑性树脂或热固性树脂作为基材树脂,更优选由该发泡体构成。
本实施方式的间隔件包含发泡体,由此使其介电常数和介电损耗与空气的介电常数和介电损耗相近,因此可实现低介电损耗。
另外,实施方式的间隔件通过包含树脂发泡体而轻量化。
本实施方式的间隔件用于发送接收电波的电装设备中。本实施方式的间隔件中,从通过提高电装设备的绝热性来抑制因周围的温度变化而对电装设备带来的影响和结露的方面出发,优选按照与电装设备的至少一部分直接接触的方式进行配置。在高频带下,由于水所致的电波衰减较大,因此若在电装设备上附着有结露水,则会由于结露水而使介电损耗增大。另外,由于对电波的透过性高、不容易发生散射,因此特别优选用于在以透过电波为目的而使用的罩材料(雷达罩材料)中。
本实施方式的间隔件可以用于设备内部,此外也可以以具有在设备表面露出的部分的状态进行使用,但从耐冲击性等机械强度的方面出发,优选用于设备内部。不过,在以后述的包含树脂层和间隔件的复合体的形态使用的情况下,由于能够提高机械强度,因此即使具有在设备表面露出的部分,也能够适宜地使用。
本实施方式的间隔件的形状、尺寸等没有特别限定,可以根据使用间隔件的电装设备的形状、尺寸等适宜地设定。
[发泡体]
本实施方式的间隔件中包含的发泡体含有树脂组合物,该树脂组合物包含热塑性树脂或热固性树脂作为基材树脂。
本实施方式的发泡体可以是树脂组合物(其包含含有热塑性树脂或热固性树脂的基材树脂、且进一步任选包含阻燃剂等添加剂)发泡而成的。
作为发泡体,例如可以举出挤出发泡体、注射发泡体、珠粒发泡体(由发泡颗粒构成的发泡体)、拉伸发泡体、溶剂提取发泡体等,分别是指通过后述的挤出发泡法、注射发泡法、珠粒发泡法、拉伸发泡法、溶剂提取发泡法制造的发泡体。
发泡体可以具有独立气泡结构,也可以具有连续气泡结构,但从容易减小气泡径、容易提高发泡体的机械强度、不容易引起水等进入发泡体中的吸水的方面出发,优选具有独立气泡结构。
设树脂组合物为100质量%,基材树脂的含量优选为20质量%以上、更优选为40质量%以上、进一步优选为60质量%以上、特别优选为70质量%以上,并且优选为100%以下、更优选为95%以下。
作为热塑性树脂,可以举出聚苯醚系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂等聚烯烃树脂、聚酰胺系树脂、ABS树脂、氯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、甲基丙烯酸甲酯树脂、尼龙系树脂、氟系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚氨酯树脂、聚酯系树脂、聚酰亚胺系树脂、高分子液晶树脂、聚苯硫醚系树脂等,从耐热性、经济性、发泡性的方面出发,优选聚苯醚系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚丙烯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂。特别是作为适合于本发明的发泡体的基材树脂,优选极性小的树脂、密度小的树脂,例如可以举出聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚苯醚系树脂、氟系树脂等。
这些树脂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
聚苯醚(PPE)系树脂可以为下述通式(1)所表示的聚合物。
此处,式(1)中,R1、R2、R3和R4各自独立地表示氢原子、卤原子、烷基、烷氧基、苯基、或者在卤素与通式(1)中的苯环之间具有至少2个碳原子的卤代烷基或卤代烷氧基且不包含α-叔碳原子的基团。另外,式(1)中,n为表示聚合度的整数。
[化1]
作为聚苯醚系树脂的示例,可以举出聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二丁基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二月桂基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二苯基-1,4-二亚苯基)醚、聚(2,6-二甲氧基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二乙氧基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲氧基-6-乙氧基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-硬脂氧基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二氯-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-苯基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二苄基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙氧基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-氯-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二溴-1,4-亚苯基)醚等,但并不限于此。其中特别优选R1和R2为碳原子数1~4的烷基、R3和R4为氢或碳原子数1~4的烷基的聚苯醚。
这些成分可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
本实施方式中的聚苯醚系树脂的含量相对于基材树脂100质量%优选为20~80质量%、更优选为30~70质量%、进一步优选为35~60质量%。PPE系树脂的含量为20质量%以上的情况下,容易得到优异的耐热性、阻燃性,并且容易降低相对介电常数(εr)、介质损耗角正切(tanδ)。另外,PPE系树脂的含量为80质量%以下的情况下,容易得到优异的加工性。
作为聚苯醚系树脂的重均分子量(Mw),优选为20,000~60,000。
需要说明的是,重均分子量(Mw)是指如下求出的重均分子量:对于树脂进行基于凝胶渗透色谱(GPC)的测定,使用针对市售的标准聚苯乙烯的测定而求出的校正曲线(使用标准聚苯乙烯的峰分子量制作)来求出色谱图的峰分子量,该峰的分子量为重均分子量(Mw)。
聚苯乙烯系树脂是指苯乙烯及苯乙烯衍生物的均聚物、以苯乙烯及苯乙烯衍生物作为主成分(在聚苯乙烯系树脂中包含50质量%以上的成分)的共聚物。
作为苯乙烯衍生物,可以举出邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、二苯基乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。
作为属于均聚物的聚苯乙烯系树脂,例如可以举出聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚氯苯乙烯等。
作为属于共聚物的聚苯乙烯系树脂,可以举出苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-N-烷基马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-N-烷基取代苯基马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸正烷基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸正烷基酯共聚物、乙基乙烯基苯-二乙烯基苯共聚物等二元共聚物;ABS、丁二烯-丙烯腈-α-甲基苯共聚物等三元共聚物;苯乙烯接枝聚乙烯、苯乙烯接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、(苯乙烯-丙烯酸)接枝聚乙烯、苯乙烯接枝聚酰胺等接枝共聚物;等等。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为聚乙烯系树脂,可以举出高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯与α-烯烃的共聚物、丙烯-乙烯共聚物等树脂。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
另外,这些聚乙烯系树脂也可以通过交联剂等适宜地具有交联结构。
作为聚酰胺系树脂,例如可以举出聚酰胺、聚酰胺共聚物、这些的混合物。聚酰胺系树脂中可以包括通过氨基羧酸的自缩合、内酰胺的开环聚合、二胺与二羧酸的缩聚而得到的聚合物。
作为聚酰胺,可以举出通过二胺与二羧酸的缩聚得到的尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙46、尼龙1212等、通过内酰胺的开环聚合得到的尼龙6、尼龙12等。
作为聚酰胺共聚物,例如可以举出尼龙6/66、尼龙66/6、尼龙66/610、尼龙66/612、尼龙66/6T(T表示对苯二甲酸成分)、尼龙66/6I(I表示间苯二甲酸成分)、尼龙6T/6I等。
作为这些的混合物,例如可以举出尼龙66与尼龙6的混合物、尼龙66与尼龙612的混合物、尼龙66与尼龙610的混合物、尼龙66与尼龙6I的混合物、尼龙66与尼龙6T的混合物等。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
本实施方式中,从发泡体的加工性的方面出发,PPE系树脂以外的上述热塑性树脂的含量相对于基材树脂100质量%优选为10~100质量%、更优选为20~80质量%。
作为热固性树脂,可以举出酚树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯、三聚氰胺树脂等,其中优选酚树脂、三聚氰胺树脂。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为添加剂,可以举出阻燃剂、阻燃助剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、无机填充剂、抗滴落剂、紫外线吸收剂、光吸收剂、增塑剂、防粘剂、染料/颜料、橡胶成分、上述基材树脂以外的树脂等,可以在不损害本发明效果的范围内进行添加。
作为添加剂的含量,设基材树脂为100质量份,添加剂的含量优选为0~40质量份、更优选为5~30质量份。
此处,作为阻燃剂没有特别限定,可以举出有机系阻燃剂、无机系阻燃剂。
作为有机系阻燃剂,可以举出以溴化合物为代表的卤素系化合物、以磷系化合物、硅酮系化合物为代表的非卤素系化合物等。
作为无机系阻燃剂,可以举出以氢氧化铝、氢氧化镁为代表的金属氢氧化物、以三氧化锑、五氧化锑为代表的锑系化合物等。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
上述阻燃剂中,从环境性的方面出发,优选作为有机系阻燃剂的非卤素系阻燃剂,更优选磷系阻燃剂、硅酮系阻燃剂。
磷系阻燃剂可以使用包含磷或磷化合物的物质。作为磷,可以举出红磷。另外,作为磷化合物,可以举出磷酸酯、在主链具有磷原子与氮原子的键合的磷腈化合物等。
作为磷酸酯,例如可以举出磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三己酯、磷酸三环己酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸二甲苯基苯酯、磷酸二甲基乙酯、磷酸甲基二丁酯、磷酸乙基二丙酯、磷酸羟苯基二苯酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)等,另外还可以举出将它们利用各种取代基进行改性后的类型的磷酸酯化合物、各种缩合型磷酸酯化合物。
其中,从耐热性、阻燃性、发泡性的方面出发,优选磷酸三苯酯、缩合型磷酸酯化合物。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
另外,作为硅酮系阻燃剂,可以举出(单或聚)有机硅氧烷。
作为(单或聚)有机硅氧烷,例如可以举出二甲基硅氧烷、苯基甲基硅氧烷等单有机硅氧烷;将它们进行聚合而得到的聚二甲基硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷;它们的共聚物等有机聚硅氧烷;等等。
在为有机聚硅氧烷的情况下,主链或分支的侧链的连结基团为氢、烷基、苯基,优选为苯基、甲基、乙基、丙基,但并不限定于此。末端连结基团可以为羟基、烷氧基、烷基、苯基。对硅酮类的形状也没有特别限制,可以利用油状、胶状、清漆状、粉体状、粒料状等任意形状。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为阻燃剂的含量,可以为添加剂的含量的范围内,设基材树脂为100质量份,该阻燃剂的含量优选为0~30质量份、更优选为5~25质量份。所添加的阻燃剂越多,越容易得到提高发泡体的阻燃性的效果,但通常在添加阻燃剂时,具有使相对介电常数、介质损耗角正切增加的倾向。
另外,作为橡胶成分,例如可以举出丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯等,但并不限于此。它们优选以颗粒状分散在由聚苯乙烯系树脂构成的连续相中。作为这些橡胶成分的添加方法,可以加入橡胶成分本身,也可以将苯乙烯系弹性体、苯乙烯-丁二烯共聚物等树脂用作橡胶成分供给源。
在添加橡胶成分的情况下,橡胶成分的含量可以为添加剂的含量的范围内,设基材树脂为100质量份,该橡胶成分的含量优选为0.3~15质量份、更优选为0.5~8质量份、进一步优选为1~5质量份。该含量为0.3质量份以上时,树脂的柔软性、伸长性优异,在发泡时发泡单元膜不容易破膜,容易得到成型加工性、机械强度优异的发泡体。
本实施方式中,为了提高间隔件的阻燃性,优选向树脂组合物更多地添加阻燃剂,但阻燃剂的添加量增加时,会对发泡性带来不良影响。这样的情况下,为了对树脂组合物赋予发泡性,适宜使用橡胶成分。特别是在从常温缓慢地升高温度并以非熔融状态使树脂发泡的珠粒发泡中,上述橡胶成分是重要的。
(树脂组合物在高温多湿环境下的吸水率)
通常,在以透过1~300GHz带的电波的目的使用间隔件的情况下,已知在存在水分时,会显著地发生电波的介电损耗或折射、散射等。特别是发送接收电波的电装设备根据设置环境有时也会在高温多湿的条件下使用,因此在高温多湿环境下也降低间隔件的吸水率是必要的。若构成间隔件的发泡体中使用的树脂组合物的吸水率低,则能够降低这样的影响,能够提高电波发送接收的品质。
从这样的方面出发,本实施方式的发泡体中使用的树脂组合物在高温多湿环境下的吸水率为2.2质量%以下、优选为1.5质量%以下、更优选为1.0质量%以下、进一步优选为0.5质量%以下。另外,下限值没有特别限定,例如优选为0.01质量%以上。
若高温多湿环境下的吸水率高于2.2质量%,则由于吸水使介电常数、介质损耗角正切增加并由此导致介电损耗的增加,或者在水局部地存在的情况下引起折射、散射、反射等,难以表现出所期望的电波透过性,使用电波的通信品质趋于劣化。高温多湿下的吸水率高的树脂组合物通常具有与室温(例如23℃、相对湿度55%)等条件下的吸水率之差容易增大、环境对通信品质所带来的影响容易大幅变化的倾向。
作为降低树脂组合物在高温多湿环境下的吸水率的方法,可以举出降低基材树脂的极性、降低分子链末端极性基团等方法。作为优选的树脂,可以举出聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚苯醚系树脂、聚酰亚胺系树脂、氟系树脂、高分子液晶树脂、聚苯硫醚系树脂等。其中,若将加工性、成本、阻燃性的方面也考虑在内,则优选聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚苯醚系树脂。
需要说明的是,树脂组合物在高温多湿环境下的吸水率为在温度60℃、相对湿度85%的条件下测定的吸水率,具体地说,可以通过实施例中记载的方法进行测定。
(发泡体的发泡倍率)
本实施方式的发泡体的发泡倍率优选为1.5~50cm3/g、更优选为2.0~30cm3/g、进一步优选为3.0~25cm3/g。发泡倍率为上述范围时,发泡体中的轻质性、绝热性提高,此外可得到低介电常数、低介质损耗角正切,并且具有容易维持优异的刚性的倾向。
需要说明的是,发泡倍率具体地说可以通过实施例中记载的方法进行测定。
(发泡体中的气泡的表层气泡径及中央部气泡径)
本说明书中,“与发泡体的表面相接的气泡”(表层气泡)是指,在对于将发泡体沿厚度方向切断的截面进行观察时,在其整体包含在发泡体中的气泡中,气泡的轮廓线的一部分与表示发泡体的表面的线一致的气泡。
另外,本说明书中,“距发泡体的表面沿厚度方向为20~80%的范围中包含的气泡”(中央部气泡)是指,在对于将发泡体沿厚度方向切断的截面进行观察时,在其整体包含在发泡体中的气泡中,设发泡体的厚度为100%,其至少一部分包含在距发泡体的表面为20~80%的厚度的范围内、且与发泡体的表面不相接(不是表层气泡)的气泡。
图1是利用扫描电子显微镜(SEM)对于将本实施方式的发泡体的一例沿厚度方向切断时的截面进行观察的图像。图1中,例如气泡2的轮廓线的一部分与表示发泡体的表面的线1一致,气泡2为表层气泡。另外,气泡3的至少一部分包含在距发泡体的表面沿厚度方向为20~80%的范围(未图示)中,气泡3为中央部气泡。
需要说明的是,关于气泡径的测定,在使用扫描电子显微镜(SEM)对于将发泡体沿厚度方向切断的截面进行观察时,对于在将气泡的轮廓线上的2点进行连结而得到的线段的长度中的最长的线段进行测定,将其作为气泡径。
关于表层气泡径的平均值A,对于至少15个表层气泡的气泡径进行测定,将该测定值平均,所得到的值为该平均值A。另外,关于中央部气泡径的平均值B,对于至少30个中央部气泡的气泡径进行测定,将该测定值平均,所得到的值为该平均值。
表层气泡径和中央部气泡径具体地说可以通过实施例中记载的方法进行测定。
本实施方式的发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体(珠粒发泡体)以外的发泡体(例如挤出发泡体、注射发泡体、拉伸发泡体、溶剂提取发泡体等)的情况下,中央部气泡径的平均值B相对于表层气泡径的平均值A的比例(B/A)为0.3以上3.0以下、优选为0.5以上且小于2.0、更优选为0.6~1.8。B/A为上述范围的发泡体的发泡性均匀,因此介电常数的均匀性优异,能够降低电波的折射、散射。
(发泡颗粒中的气泡的最外层气泡径及中心气泡径)
本说明书中,“与发泡颗粒的表面相接的气泡”(最外层气泡)是指,在对于将由发泡颗粒构成的发泡体沿厚度方向切断的截面进行观察时,关于由表示发泡颗粒的表面的线(发泡颗粒的轮廓线)所包围的各发泡颗粒整体包含在距发泡体的表面沿厚度方向为10~90%的范围中的发泡颗粒,在其整体包含在各发泡颗粒中的气泡中,气泡的轮廓线的一部分与表示发泡颗粒的表面的线(发泡颗粒的轮廓线)一致的气泡。
另外,本说明书中,“距发泡颗粒的表面沿径向为20~80%的范围中包含的气泡”(中心气泡)是指,在对于将由发泡颗粒构成的发泡体沿厚度方向切断的截面进行观察时,关于由表示发泡颗粒的表面的线(发泡颗粒的轮廓线)所包围的各发泡颗粒整体包含在距发泡体的表面沿厚度方向为10~90%的范围中的发泡颗粒,在其整体包含在各发泡颗粒中的气泡中,设发泡颗粒的粒径为100%,其至少一部分包含在距发泡颗粒的表面为20~80%的粒径的范围内、且与发泡颗粒的表面不相接(不是最外层气泡)的气泡。
图2是利用扫描电子显微镜(SEM)对于将本实施方式的由发泡颗粒构成的发泡体的一例沿厚度方向切断时的截面进行观察的图像。图2中,例如气泡5的轮廓线的一部分与表示发泡颗粒的表面的线(发泡颗粒的轮廓线)4一致,气泡5为最外层气泡。另外,气泡6的至少一部分包含在距发泡颗粒的表面沿径向为20~80%的范围(未图示)中,气泡6为中心气泡。
需要说明的是,由发泡颗粒构成的发泡体是指发泡体中的发泡颗粒(源自预发泡颗粒)为50质量%以上的发泡体。
由发泡颗粒构成的发泡体中,除了存在于发泡颗粒中的气泡以外,其他部分可以为实心的,在发泡颗粒之间不存在空间(气泡)。
需要说明的是,关于气泡径的测定,在使用扫描电子显微镜(SEM)对于将发泡体沿厚度方向切断的截面进行观察时,仅将能够由截面图像中清楚地观察到整体的气泡作为对象,对于在将气泡的轮廓线上的2点进行连结而得到的线段的长度中的最长的线段进行测定,将其作为气泡径。
关于最外层气泡径的平均值A’,对于至少15个表层气泡的气泡径进行测定,将该测定值平均,所得到的值为该平均值A’。另外,关于中心气泡径的平均值B’,对于至少30个中央部气泡的气泡径进行测定,将该测定值平均,所得到的值为该平均值B’。
最外层气泡径和中心气泡径具体地说可以通过实施例中记载的方法进行测定。
本实施方式的发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体的情况下,中心气泡径的平均值B’相对于最外层气泡径的平均值A’的比例(B’/A’)为0.3以上3.0以下、优选为0.5以上且小于2.0、更优选为0.6~1.8。B’/A’为上述范围的发泡体的发泡性均匀,因此发泡体内部的介电常数的均匀性优异,能够降低电波的折射、散射。
另外,本实施方式的发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体的情况下,中心气泡径的平均值B’相对于表层气泡径的平均值A的比例(B’/A)优选为0.3以上3.0以下、更优选为0.5以上且小于2.0、进一步优选为0.6~1.8。B’/A为上述范围的发泡体的发泡性均匀,因此发泡体表面附近的介电常数的均匀性优异,能够降低电波的折射、散射。
(发泡体中的气泡的最大气泡径)
本实施方式的发泡体中,发泡体中的气泡的最大气泡径优选为1.500mm以下、更优选为1.300mm以下、进一步优选为1.000mm以下、更进一步优选为0.800mm以下、特别优选为0.500mm以下。在高频带,若存在大小与波长接近的结构体,则会产生电波的散射,但若最大气泡径为1.500mm以下,则由于发泡体中包含的气泡的气泡径小,即使在高频带也能够降低电波的散射。特别地,相对于电波的波长最大气泡径越小,越不容易引起电波的散射。
根据上述观点,在28GHz的发泡体的最大气泡径/波长优选小于0.15、更优选为0.12以下、进一步优选为0.10以下。
本说明书中,关于发泡体中的气泡的“最大气泡径”,对于珠粒发泡体以外的发泡体是指上述的发泡体的表层气泡径和中央部气泡径的全部测定值中的最大值。另外,对于珠粒发泡体是指上述发泡体的表层气泡径、发泡颗粒的最外层气泡径以及中心气泡径的全部测定值中的最大值。
作为将发泡体的最大气泡径控制在上述范围的方法,例如在珠粒发泡体的情况下,如下文所述,可以举出缩短从气体向基材树脂中的浸渗压力释放完成起到开始加热(发泡)为止的时间,由此能够降低进行发泡时的加热开始时气体向发泡颗粒中的浸渗不均,使发泡体的气泡径均匀,并且可防止气泡径的增大。另外,通常,作为降低发泡体的最大气泡径的方法,例如可以举出提高发泡工序中的基材树脂中的发泡剂的浓度;在发泡剂为气体的情况下,浸渗工序中提高浸渗到基材树脂中的气体的压力或降低温度;调整发泡工序中的发泡温度;调整基材树脂的表面张力;调整基材树脂的玻璃化转变温度;等等。
(发泡体的相对介电常数εr及介质损耗角正切tanδ)
本实施方式的发泡体中,在设28GHz的相对介电常数为εr、设上述发泡体在28GHz的介质损耗角正切为tanδ时,(εr)1/2×tanδ为0.0120以下、优选为0.010以下、更优选为0.0080以下。对于下限没有特别限制,例如为0.00001以上。通常频率越大,则电波在电介质中通过时的损失越趋于增大,(εr)1/2×tanδ处于上述范围时,即使在高频带(1~100GHz)中也能够实现低传送损失。
另外,本实施方式的发泡体在28GHz的相对介电常数εr优选为1.00~5.00、更优选为1.00~3.00。
另外,本实施方式的发泡体在28GHz的介质损耗角正切tanδ优选为0.05以下、更优选为0.03以下、进一步优选为0.01以下。
作为将(εr)1/2×tanδ控制在上述范围的方法,例如可以举出:选择相对介电常数εr和/或介质损耗角正切tanδ低的树脂作为发泡体的基材树脂;提高发泡体的发泡倍率;对添加至基材树脂中的添加剂进行选择;等等。
另外,作为降低发泡体中使用的基材树脂的相对介电常数εr和介质损耗角正切tanδ的方法,可以举出选定未发泡树脂的密度低的物质、未发泡树脂的极性低的物质、分子链末端极性基团少的物质等作为基材树脂的方法。作为从这方面出发特别优选的树脂,可以举出聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚苯醚系树脂、聚酰亚胺系树脂、氟系树脂、高分子液晶树脂、聚苯硫醚系树脂等。其中,若将加工性、成本、阻燃性的方面也考虑在内,则优选聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚苯醚系树脂。
需要说明的是,相对介电常数εr和介质损耗角正切tanδ具体地说可以通过实施例中记载的方法进行测定。
(发泡体的负荷变形温度)
本实施方式的发泡体依据ISO75-1、75-2测定的负荷变形温度(HDT)优选为60℃以上、更优选为80℃以上、进一步优选为100℃以上。发泡体的负荷变形温度可以根据制造时发泡倍率的大小而变化。发泡体的负荷变形温度为60℃以上时,能够得到耐热性及结构稳定性优异的间隔件。
另外,负荷变形温度也根据树脂的种类而变化。因此,通过选择负荷变形温度容易升高的树脂(通常为玻璃化转变温度高的树脂),能够提高发泡体的负荷变形温度。在使用负荷变形温度容易升高的树脂作为发泡体的基材树脂的情况下,尽管也取决于成型时的加热条件、上述的气体浸渗条件等,但通常具有气泡径容易减小的倾向。
需要说明的是,负荷变形温度具体地说可以通过实施例中记载的方法进行测定。
(发泡体的阻燃性)
本实施方式的发泡体优选具备UL94标准中的V-2以上的阻燃性、更优选具备V-1以上的阻燃性、进一步优选具备V-0的阻燃性。阻燃性可以根据制造时树脂的种类、与树脂同时使用的阻燃剂的种类和含量而发生变化。通过使发泡体具备高阻燃性,即使在电装设备中由于短路(short)、爆炸等而发生了燃烧,也能够抑制燃烧的扩散。
需要说明的是,关于基于UL94标准的阻燃性,具体地说,可以通过实施例中记载的方法进行测定。
(发泡体的烃气体含量)
本实施方式的发泡体中,发泡体中所包含的烃气体的含量优选为1质量%以下、更优选为0.5质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。烃气体的含量为1质量%以下时,容易维持阻燃性,并且能够抑制发泡体成型后的膨胀(后膨胀),因此能够提高发泡体的尺寸稳定性、提高气泡的均匀性、降低最大气泡径。
需要说明的是,烃气体含量可以通过气相色谱进行测定,具体地说,可以通过实施例中记载的方法进行测定。
[发泡体的制造方法]
本实施方式的发泡体的制造方法没有特别限定,例如可以举出挤出发泡法、注射发泡法、珠粒发泡法(模具内发泡法)、拉伸发泡法、溶剂提取发泡法等。
挤出发泡法为下述方法:使用挤出机向熔融状态的树脂中压入有机或无机发泡剂,在挤出机出口释放压力,由此得到具有一定的截面形状的板状、片状或柱状的发泡体。
注射发泡法为下述方法:对具备发泡性的树脂进行注射成型,在模具内使其发泡,由此得到具有空孔的发泡体。
珠粒发泡法(模具内发泡法)为下述方法:将发泡颗粒填充在模具内,利用水蒸气等进行加热,使发泡颗粒膨胀,同时使发泡颗粒彼此热熔接,由此得到发泡体。
拉伸发泡法为下述方法:预先将填料等添加剂混炼在树脂中,对树脂进行拉伸,由此使其产生微小孔隙来制作发泡体。
溶剂提取发泡法为下述方法:向树脂中添加可溶解在特定溶剂中的添加剂,将成型品浸在特定溶剂中,提取添加剂,制作发泡体。
在挤出发泡的情况下,所得到的发泡体为板状、片状等,为了对其进行加工,需要进行切断成所期望的形状的冲裁工序、将切取的部分进行贴合的热贴工序等。
另一方面,在珠粒发泡法的情况下,制作所期望形状的模具,向其中填充发泡颗粒来进行成型,因此容易将发泡体成型为更微细的形状或复杂的形状。
在注射发泡法的情况下,也能够将发泡体成型为复杂的形状,但在珠粒发泡的情况下,容易提高发泡体的发泡倍率,除了绝热性以外还容易表现出柔软性。
作为发泡剂没有特别限定,可以使用通常使用的气体。
作为其示例,可以举出空气、二氧化碳、氮气、氧气、氨气、氢气、氩气、氦气、氖气体等无机气体;三氯氟甲烷(R11)、二氯二氟甲烷(R12)、氯二氟甲烷(R22)、四氯二氟乙烷(R112)、二氯氟乙烷(R141b)、氯二氟乙烷(R142b)、二氟乙烷(R152a)、HFC-245fa、HFC-236ea、HFC-245ca、HFC-225ca等氟化烃;丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷等饱和烃;二甲醚、二乙醚、甲乙醚、异丙醚、正丁醚、二异丙醚、呋喃、糠醛、2-甲基呋喃、四氢呋喃、四氢吡喃等醚类;二甲基酮、甲基乙基酮、二乙基酮、甲基正丙基酮、甲基正丁基酮、甲基异丁基酮、甲基正戊基酮、甲基正己基酮、乙基正丙基酮、乙基正丁基酮等酮类;甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇等醇类;甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、甲酸戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等羧酸酯类;氯代甲烷、氯代乙烷等氯化烃类;等等。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
从阻燃性的方面出发,发泡剂优选可燃性和助燃性少或不存在,从气体的安全性的方面出发,更优选为无机气体。另外,无机气体比烃等有机气体更不容易溶于树脂中,在发泡工序、成型工序后容易将气体从树脂中抽出,因此还具有成型后的发泡体的经时尺寸稳定性更为优异的优点。此外,在使用无机气体的情况下,还具有下述优点:不容易由于残留气体而引起树脂的塑化;不经历熟化等工序而容易从更早阶段起表现出优异的耐热性。无机气体中,从在树脂中的溶解性、处理容易性的方面出发,优选二氧化碳。另外,烃系有机气体通常可燃性高,在残留在发泡体中的情况下,具有阻燃性恶化的倾向。
本实施方式的发泡体优选通过上述珠粒发泡法制造,优选由发泡颗粒构成。
通过使用珠粒发泡法进行成型,能够提高间隔件的赋形性。
珠粒发泡法中使用的发泡颗粒可以通过使发泡剂包含(浸渗)在基材树脂中并使其产生发泡而得到。具体地说,例如可以举出下述方法:依据日本特开平4-372630号公报的实施例1中记载的方法,将基材树脂(粒料状、珠粒状等)存储在耐压容器中,将容器内的气体用干燥空气置换后,压入发泡剂(气体),使发泡剂(气体)浸渗在基材树脂中后,释放压力,将基材树脂粒料从压力容器输送到发泡炉,在发泡炉内一边使搅拌叶片旋转一边利用加压水蒸气对基材树脂粒料进行加热使其发泡,由此制造发泡颗粒。
使发泡剂(气体)浸渗到基材树脂中时的条件没有特别限定,从更有效地进行发泡剂(气体)向基材树脂中的浸渗的方面出发,例如优选浸渗压力为0.3~30MPa、浸渗温度为-20~100℃、浸渗时间为10分钟~96小时。另外,从容易得到所期望的倍率、使外观良好的方面出发,发泡炉内的加压水蒸气的最大蒸气压优选为30~700kPa·G。
上述发泡颗粒的制造方法中,从完成耐压容器内的卸压(浸渗压力的释放)起到在发泡炉内利用加压水蒸气开始加热为止的时间优选小于600秒、更优选为300秒以内、进一步优选为120秒以内、特别优选为60秒以内。该时间为上述范围内时,能够抑制浸渗在基材树脂中的气体发生不均匀扩散,因此能够使气泡径均匀、并且防止气泡径的增大。
作为使用发泡颗粒进行发泡体的成型的方法没有特别限定,例如可以举出下述方法:将发泡颗粒填充在成型用模具的成型腔内,通过加热使其发生膨胀并同时使发泡颗粒彼此热熔接,之后通过冷却使生成物固化,由此进行成型。发泡颗粒的填充方法没有特别限定,可以使用公知的方法。
在将发泡颗粒填充在成型用模具的成型腔内之前,优选利用气体对于发泡颗粒进行加压处理。通过对发泡颗粒的气泡赋予一定的气体压力,能够使构成所得到的发泡体的发泡颗粒彼此牢固地熔接,能够改善成型体的刚性、外观。作为加压处理中使用的气体没有特别限定,从处理容易性和经济性的方面出发,优选空气、无机气体。作为加压处理的方法没有特别限定,可以举出下述方法:将发泡颗粒填充在加压容器内,之后导入加压气体,用时10分钟~96小时升压至最大压力0.1~20MPa,由此向该加压容器内供给气体;等等。
将发泡颗粒成型时的加热方法可以举出使用水蒸气等热介质的加热、利用IR加热器等加热器进行的加热、使用微波的加热等。在进行使用热介质的加热时,可以为通用的热介质,从有效地对树脂进行加热的方面出发,优选为水蒸气。
本实施方式中,作为将发泡体加工成目标形状的方法没有特别限定,可以举出将发泡颗粒、熔融树脂填充在模具中进行成型的方法;利用锯齿刀或冲模刀等刀具进行切断的方法;利用磨机进行切削的方法;利用热或粘接剂粘接多个发泡体的方法;等等。
本实施方式的发泡体可以单独使用,也可以与未发泡树脂等组合使用。此时,可以将分别成型加工的发泡体粘接使用,也可以一体成型后使用。
本实施方式的发泡体的形状、大小、厚度等没有特别限定,可以根据间隔件的形状、大小、厚度等适宜地确定,从容易得到均匀的气泡径的方面出发,厚度优选为0.3~300mm的范围。
(复合体)
将包含本实施方式的发泡体的间隔件在例如用于使电波透过的罩材中使用的情况下,出于提高机械强度、耐候性、阻燃性的目的,可以与树脂层复合制成复合体。
作为用于复合的方法,例如可以举出将树脂层与间隔件利用粘合粘接剂进行贴合的方法等。
作为构成树脂层的树脂,优选机械强度、介电特性优异的树脂,例如优选使用上述的适合于降低相对介电常数εr和介质损耗角正切tanδ的树脂、机械强度(特别是耐冲击性)优异的聚碳酸酯、ABS树脂、ASA树脂、AES树脂、AS树脂、ACS树脂、AAS树脂等。
为了提高电波的透过性、降低散射、折射等,树脂层优选不包含玻璃纤维、碳纤维。
另外,从提高机械强度并且提高电波透过性的方面出发,树脂层优选为0.1~3mm的厚度、更优选为0.1~2.0mm。
出于赋形性良好;由于不需要发泡体的2次加工因而不会露出截面,可降低粉尘等的产生;将树脂层与间隔件进行复合时防止树脂或粘合粘接剂进入到发泡体的截面处,可得到良好的外观、密合性、电波透过特性的原因,用于复合体的间隔件中所包含的发泡体优选为珠粒发泡体。
实施例
以下通过实施例更详细地说明本发明,但本发明并不受下述实施例的任何限定。
以下对实施例、比较例以及参考例中使用的评价方法进行说明。
(1)发泡体的发泡倍率
以30mm见方、10mm厚度为基准从后述实施例和比较例中得到的发泡体中切割出样品,测定该样品的质量W(g),将样品体积(cm3)除以质量而得到的值(V/W)作为发泡倍率(cm3/g)。
需要说明的是,在不容易进行上述切割的情况下,可以准备与各实施例和各比较例相同的材料,测定样品质量,通过水没法测定体积,使用各值计算出密度。
(2)发泡体的负荷变形温度(HDT)
依据ISO75-1、75-2,如以下所记载对于后述实施例和比较例中得到的发泡体的负荷变形温度进行测定。
首先,由后述实施例和比较例中得到的发泡体切割出长度80mm×宽度13mm×厚度10mm的样品。将所得到的样品按照支点间距离为64mm的方式置于株式会社东洋精机制作所制造的HDT试验装置Machine Test(型号3M-2)。在所放置的样品的中央部分设置压入夹具,在施加0.45MPa的力的状态下浸渍在油浴中。其后,一边以120℃/小时的速度升高温度,一边移动压入夹具,直至弯曲阈值达到0.34mm为止,将此时的样品温度作为负荷变形温度(℃)。
(3)发泡体的阻燃性
对于后述的实施例和比较例中得到的发泡体,依据美国UL标准的UL-94垂直法(20mm垂直燃烧试验)进行试验,进行阻燃性的评价。
以下示出测定方法的详细情况。
使用5片由发泡体切割出的长125mm、宽13mm、厚5mm的试验片。将试验片垂直地安装于夹头,利用20mm火焰进行2次的10秒火焰接触,通过其燃烧行为来进行V-0、V-1、V-2的判定。
V-0:第1次、第2次的有焰燃烧持续时间均为10秒以内,此外第2次的有焰燃烧持续时间与无焰燃烧时间合计为30秒以内,此外5片试验片的有焰燃烧时间合计为50秒以内,不存在燃烧至固定用夹头的位置的试样,不存在由燃烧落下物引起的棉花点燃。
V-1:第1次、第2次的有焰燃烧持续时间均为30秒以内,此外第2次的有焰燃烧持续时间与无焰燃烧时间合计为60秒以内,此外5片试验片的有焰燃烧时间合计为250秒以内,不存在燃烧至固定用夹头的位置的试样,不存在由燃烧落下物引起的棉花点燃。
V-2:第1次、第2次的有焰燃烧持续时间均为30秒以内,此外第2次的有焰燃烧持续时间与无焰燃烧时间合计为60秒以内,此外5片试验片的有焰燃烧时间合计为250秒以内,不存在燃烧至固定用夹头的位置的试样,存在由燃烧落下物引起的棉花点燃。
需要说明的是,将上述V-0、V-1、V-2均不符合的情况记为不适合(×)。
(4)发泡体的最大气泡径、表层气泡径的平均值A、以及中央部气泡径的平均值B、发泡颗粒的最外层气泡径的平均值A’及中心气泡径的平均值B’
将实施例和比较例中得到的发泡体沿厚度方向切断,使用基恩士公司制造的3DReal Surface View Microscope VE-9800以倍率30~400倍的范围对其截面进行观察,求出后述的发泡体的最大气泡径、表层气泡径的平均值A和中央部气泡径的平均值B、珠粒发泡体中的发泡颗粒的最外层气泡径的平均值A’和中心气泡径的平均值B’。根据所得到的各值,对于珠粒发泡体以外的发泡体计算出B/A,对于珠粒发泡体计算出B’/A’、B’/A。
需要说明的是,在测定气泡径时,仅将能够由截面图像中清楚地观察到整体的气泡作为对象,对于在将气泡的轮廓线上的2点进行连结而得到的线段的长度中的最长线段进行测定,将其作为气泡径。另外,在1个截面图像内不存在下述特定个数以上的气泡的情况下,追加截面图像直至达到特定个数以上为止,实施测定。
(4-1)发泡体的最大气泡径
关于发泡体的最大气泡径(μm),对于珠粒发泡体以外的发泡体是指下述发泡体的表层气泡径和中央部气泡径的全部测定值中的最大值。另外,对于珠粒发泡体是指下述发泡体的表层气泡径、发泡颗粒的最外层气泡径以及中心气泡径的全部测定值中的最大值。
(4-2)发泡体的表层气泡径的平均值A
发泡体的表层气泡径是指,在截面图像中对于将发泡体沿厚度方向切断的截面进行观察时,在其整体包含在发泡体中的气泡中,气泡的轮廓线的一部分与表示发泡体的表面的线一致的气泡。对该发泡体的表层气泡径进行15个以上的测定,将该测定值平均,作为平均值A(μm)。
(4-3)发泡体的中央部气泡径的平均值B
发泡体的中央部气泡径是指,在截面图像中对于将发泡体沿厚度方向切断的截面进行观察时,在其整体包含在发泡体中的气泡中,设发泡体的厚度为100%,其至少一部分包含在距发泡体的表面为20~80%的厚度的范围内、且与发泡体的表面不相接(不是表层气泡)的气泡。对该发泡体的中央部气泡径进行30个以上的测定,将该测定值平均,作为平均值B(μm)。
(4-4)发泡颗粒的最外层气泡径的平均值A’
由发泡颗粒构成的发泡体中的发泡颗粒的最外层气泡径是指,在截面图像中对于将发泡体沿厚度方向切断的截面进行观察时,关于由表示发泡颗粒的表面的线(发泡颗粒的轮廓线)所包围的各发泡颗粒整体包含在距发泡体的表面沿厚度方向为10~90%的范围中的发泡颗粒,气泡的轮廓线的一部分与表示发泡颗粒的表面的线(发泡颗粒的轮廓线)一致的气泡。对于该由发泡颗粒构成的发泡体中的发泡颗粒的最外层气泡径进行15个以上的测定,将该测定值平均,作为平均值A’(μm)。
(4-5)发泡颗粒的中心气泡径的平均值B’
由发泡颗粒构成的发泡体中的发泡颗粒的中心气泡径是指,在截面图像中对于将发泡体沿厚度方向切断的截面进行观察时,关于由表示发泡颗粒的表面的线(发泡颗粒的轮廓线)所包围的各发泡颗粒整体包含在距发泡体的表面沿厚度方向为10~90%的范围中的发泡颗粒,设发泡颗粒的粒径为100%,其至少一部分包含在距发泡颗粒的表面为20~80%的粒径的范围内、且与发泡颗粒的表面不相接(不是最外层气泡)的气泡。对于该由发泡颗粒构成的发泡体中的发泡颗粒的中心气泡径进行30个以上的测定,将该测定值平均,作为平均值B’(μm)。
(5)发泡体的相对介电常数εr和介质损耗角正切tanδ
由实施例和比较例中记载的发泡体切割出450mm×450mm×10mm厚度的样品,做好准备。
接着,将上述样品置于KEYCOM公司制造的频率变化法介电常数-介质损耗角正切测定装置DPS10-02的带电介质透镜的透过衰减测定夹具,在室温(温度26℃、湿度60%)的条件下测定透过衰减量和相位变化量。基于所得到的结果和样品的厚度实施透过衰减量与相位变化量的计算值和实测值的拟合,求出最优拟合时的相对介电常数、介质损耗角正切,将其作为相对介电常数、介质损耗角正切的测定值。
(6)树脂组合物在高温多湿环境下的吸水率的测定
按照下述方法测定实施例和比较例中记载的树脂组合物(基材树脂粒料)和参考例中记载的树脂片的吸水率。
首先,使用实施例和比较例中记载的树脂组合物(基材树脂粒料),通过热压法制作厚度0.2~1.0mm×长100mm×宽100mm的片。
接着,将上述得到的片和参考例的树脂片投入到60℃的烘箱中干燥1天,测定干燥后的质量。接着在调整为60℃、相对湿度85%的恒温恒湿槽中吸水8小时。吸水结束后,迅速擦去附着于周围的水滴,测定质量。通过下式计算出吸水率(质量%)。
吸水率=100×{吸水后的质量-干燥后的质量(吸水前的质量)}/干燥后的质量(吸水前的质量)
(7)发泡体中的烃气体的含量
由实施例和比较例中记载的发泡体中切割出12mm×12mm×3cm的发泡体,测定其体积和质量。其后将切割出的样品投入到顶空样品瓶中,加热至树脂发生熔融的温度以上(例如200℃以上),保温2小时。其后收集顶空样品瓶内的空间部中包含的气体,通过气相色谱(Agilent公司制造)进行分析,设上述收集的气体中包含的烃气体全部由发泡体产生,对发泡体中包含的烃气体量进行定量。
(7)28GHz的电波透过率的测定
按照下述方法测定实施例中得到的复合体和参考例3的间隔件在28GHz的电波透过率。
首先以200mm×200mm×各厚度的尺寸由实施例中得到的复合体和参考例3的间隔件来准备样品。接着将上述样品置于KEYCOM公司制造的频率变化法介电常数-介质损耗角正切测定装置DPS10-02的带电介质透镜的透过衰减测定夹具,在室温(温度26℃、湿度60%)的条件下测定透过衰减量。将所测定的透过衰减量(dB)转换成电波透过率(%),计算出电波透过率。
(8)穿刺冲击吸收能量的测定
按照下述方法测定实施例中得到的复合体和参考例3的间隔件的穿刺冲击吸收能量。
首先,以100mm×100mm×各厚度的尺寸由实施例中得到的复合体和参考例3的间隔件来准备样品。接着置于IMATEK公司制造的冲击压缩试验机IM10T-20HV中,依据JIS K7211-2,在20Ф的半球形撞针、锤9.7kg、冲击速度4.4m/s的条件下进行冲击试验。由所得到的测定值(位移(mm)和力(kN)的曲线图)计算出穿刺冲击吸收能量(J)。
(实施例1)
加入作为聚苯醚系树脂(PPE)的S201A(旭化成株式会社制造)60质量%、作为非卤素系阻燃剂的双酚A-双(二苯基磷酸酯)(BBP)15质量%、橡胶浓度为6质量%的耐冲击性聚苯乙烯树脂(HIPS)10质量%、以及作为通用聚苯乙烯树脂(PS)的GP685(PS Japan株式会社制)15质量%,利用挤出机在加热熔融混炼后进行挤出,制作基材树脂粒料。
依据日本特开平4-372630号公报的实施例1中记载的方法,将基材树脂粒料存储在耐压容器中,将容器内的气体用干燥空气置换后,注入作为发泡剂的二氧化碳(气体),在压力3.0MPa、温度10℃的条件下用时3小时使二氧化碳浸渗到基材树脂粒料中,之后从压力容器中取出,立即输送基材树脂粒料,在发泡炉内一边使搅拌叶片以77rpm旋转一边利用最大210kPa·G的加压水蒸气使基材树脂粒料发泡,得到发泡颗粒。此时,从结束浸渗并完成卸压的时刻起到开始导入加压蒸气为止的时间为10秒。另外,在发泡后立即利用气相色谱测定发泡颗粒的烃气体的含量,但为检测限(0.01质量%)以下。
其后,将该发泡颗粒装入容器内,导入加压空气(用时4小时升压至0.4MPa,其后在0.4MPa保持16小时),由此实施加压处理。将其填充在具有水蒸气孔的模内成型模具内,利用水蒸气加热,使发泡颗粒相互膨胀、熔接后,进行冷却,从成型模具中取出,得到由发泡颗粒构成的发泡体的间隔件。
对于所得到的发泡体(厚度10mm),按照上述评价方法进行评价,将结果示于表1。
如表1所记载,可知相对介电常数εr和介质损耗角正切tanδ足够小,能够充分抑制电磁波的损失。另外可知,发泡体的“在28GHz的最大气泡径/电磁波的波长”小于0.15、足够小,在应用于发送接收电磁波的电装设备的情况下,能够减小基于电磁波的散射等的损失。
(实施例2)
除了将由基材树脂粒料制造发泡颗粒时的加压水蒸气的最大蒸气压变更为260kPa·G以外,与实施例1同样地制作发泡体的间隔件,进行上述评价。将结果示于表1。
(实施例3)
除了将由基材树脂粒料制造发泡颗粒时的加压水蒸气的最大蒸气压变更为280kPa·G以外,与实施例1同样地制作发泡体的间隔件,进行上述评价。将结果示于表1。
(实施例4)
除了将由基材树脂粒料制造发泡颗粒时的加压水蒸气的最大蒸气压变更为330kPa·G以外,与实施例1同样地制作发泡体的间隔件,进行上述评价。将结果示于表1。
需要说明的是,对于上述发泡体,进行不同频率(1GHz、5GHz、28GHz、以及79GHz)下的相对介电常数、介质损耗角正切的测定,将结果示于表2。可知该发泡体在高频带(1GHz~100GHz)的范围具有优异的介电特性,为适合用于高频带的间隔件。
(实施例5)
除了如下变更基材树脂粒料的制作工序以外,与实施例4同样地制作发泡体的间隔件,进行上述评价。将结果示于表1。
基材树脂粒料制造工序:
将作为聚苯乙烯系树脂(PS)的GP685(PS Japan株式会社制造)60质量%和作为聚苯醚系树脂(PPE)的S201A(旭化成株式会社制造)40质量%利用挤出机在加热熔融混炼后进行挤出,制作基材树脂粒料。
(实施例6)
在由基材树脂粒料制造发泡颗粒时,将从完成浸渗压力的释放的时刻起到开始加热(加压蒸气的导入)为止的时间变更为60秒,除此以外与实施例5同样地制作发泡体的间隔件,进行上述评价。将结果示于表1。
(实施例7)
利用与日本特开平4-372630号公报的实施例中记载的方法相同的方法得到发泡颗粒(3次发泡颗粒)。在发泡后立即测定所得到的发泡颗粒(3次发泡颗粒)的烃气体的含量,但为检测限(0.01质量%)以下。将所得到的发泡颗粒利用与实施例1相同的方法进行成型,制作发泡体的间隔件,进行上述评价。将结果示于表1。
(实施例8)
参考日本特开2006-077218号公报,以如下顺序制作发泡体。
首先,将低密度聚乙烯(PE)(密度922kg/m3、MI=7.0g/10分钟)与相对于该树脂100质量份为1.2质量份的作为气泡核形成剂的滑石粉末(粒径8.0μm)和0.8质量份的气体透过调整剂(硬脂酸单甘油酯)一起以900kg/小时的速度供给至具有150mm的机筒内径的螺杆型挤出机的供给区域。将挤出机的机筒温度调整为190~210℃,将相对于该树脂100质量份为3质量份的由正丁烷100质量%构成的发泡剂从安装于挤出机前端的发泡剂注入口压入,与该熔融树脂组合物混合,制成发泡性熔融混合物。
将该发泡性熔融混合物利用安装于挤出机出口的冷却装置冷却至108℃后,在常温、大气压下的气氛中由具有约4.0mm的平均厚度和约226mm宽度的开口部形状的孔板连续地挤出,进行发泡,一边调整树脂发泡体的引出速度一边进行成型,得到厚度52mm、宽度560mm、长度1000mm、密度100kg/m3的板状发泡体。该树脂发泡体中包含的烃气体的含量为2.4质量%。在40℃的环境下保存3个月,确认到烃气体的含量为检测下限以下(0.01质量%)后,进行上述评价。将结果示于表1。
另外,由于所得到的发泡体为板状发泡体,因此通过进行切削、粘接等2次加工来得到间隔件。
(实施例9)
如下变更基材树脂粒料的制作工序;在由基材树脂粒料制造发泡颗粒的工序中,将加压水蒸气的最大蒸气压变更为70kPa·G;除此以外与实施例1同样地制作发泡体的间隔件,进行上述评价。将结果示于表1。
基材树脂粒料制造工序:
将作为聚苯乙烯系树脂(PS)的GP685(PS Japan株式会社制造)100质量%利用挤出机在加热熔融混炼后进行挤出,制作基材树脂粒料。
(比较例1)
在由基材树脂粒料制造发泡颗粒时,将从完成浸渗压力的释放的时刻起到开始加热(加压蒸气的导入)为止的时间变更为600秒,除此以外与实施例4同样地制作发泡体的间隔件,进行上述评价。将结果示于表1。
(比较例2)
加入作为聚苯醚系树脂(PPE)的S201A(旭化成株式会社制造)60质量%、作为非卤素系阻燃剂的双酚A-双(二苯基磷酸酯)(BBP)15质量%、橡胶浓度为6质量%的耐冲击性聚苯乙烯树脂(HIPS)10质量%、以及作为通用聚苯乙烯树脂(PS)的GP685(PS Japan株式会社制)15质量%,利用挤出机在加热熔融混炼后进行挤出,制作基材树脂粒料。将所得到的基材树脂粒料铺展在模具框内,在270℃的温度下通过热压法得到树脂片。
对于所得到的树脂片进行上述评价。将结果示于表1。
需要说明的是,关于密度测定,由所得到的树脂片切割出30mm见方、10mm厚度的样品,测定该样品的质量W(g),求出质量W除以样品的体积V(cm3)的值,将所得到的值(W/V)作为密度(g/cm3)。
另外,将厚度变更为4mm来进行HDT测定。相对介电常数εr和介质损耗角正切tanδ的测定中,切割出200mm×200mm×3mm厚度的样品来进行。
(比较例3)
在由基材树脂粒料制造发泡颗粒时,将从完成浸渗压力的释放的时刻起到开始加热(加压蒸气的导入)为止的时间变更为600秒,除此以外与实施例5同样地制作发泡体的间隔件,进行上述评价。将结果示于表1。
(参考例1)
对于聚醚酰亚胺片(AS-1公司制造、型号:HJA-A4、厚度225μm×100mm×100mm)的片,在高温多湿环境下测定吸水率,将结果示于表1。
(参考例2)
对于亚克力片(KURARAY公司制造、CLAREX(注册商标)、厚度500μm×100mm×100mm)的片,在高温多湿环境下测定吸水率,将结果示于表1。
[表2]
(实施例21)
将PPE树脂(Xyron 340Z、旭化成株式会社制造)在270℃进行热压,将由此制作的树脂片(厚度0.5mm)作为树脂层,使用粘接剂(Cemedine公司制造SX720W)贴合在实施例4的间隔件的表面(外皮面)上,得到复合体。
对于所得到的复合体,测定28GHz的电波透过率和穿刺冲击吸收能量。将结果示于表3。
(实施例22)
除了变更树脂层的厚度以外,利用与实施例21相同的方法得到复合体。对于所得到的复合体,测定28GHz的电波透过率和穿刺冲击吸收能量。将结果示于表3。
(实施例23)
将实施例4的间隔件切断,制作发泡体的截面,将发泡体的截面与树脂片按照借助粘接剂贴合的方式进行贴合,除此以外利用与实施例21相同的方法得到复合体。对于所得到的复合体,测定28GHz的电波透过率和穿刺冲击吸收能量。将结果示于表3。
需要说明的是,粘接剂层是以平均厚度的形式计算的,但粘接剂侵入到截面中,混杂有厚的部分和薄的部分。
(参考例3)
对于实施例4的间隔件,测定28GHz的电波透过率和穿刺冲击吸收能量。将结果示于表3。
[表3]
工业实用性
根据本发明,能够提供用于发送接收电波的电装设备中的、降低了传送损失的间隔件。
符号的说明
1 表示发泡体的表面的线
2、3 气泡
4 表示发泡颗粒的表面的线(发泡颗粒的轮廓线)
5、6 气泡
Claims (20)
1.一种间隔件,其特征在于,其用于发送接收电波的电装设备,
该间隔件包含含有树脂组合物的发泡体,该树脂组合物包含热塑性树脂或热固性树脂作为基材树脂,
所述发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体以外的发泡体的情况下,距所述发泡体的表面沿厚度方向为20%~80%的范围中包含的气泡的气泡径的平均值B相对于与所述发泡体的表面相接的气泡的气泡径的平均值A的比例B/A为0.3以上且小于3.0,
所述发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体的情况下,关于距所述发泡体的表面沿厚度方向为10%~90%的范围中包含的发泡颗粒,距所述发泡颗粒的表面沿径向为20%~80%的范围中包含的气泡的气泡径的平均值B’相对于与所述发泡颗粒的表面相接的气泡的气泡径的平均值A’的比例B’/A’为0.3以上且小于3.0,
所述树脂组合物在高温多湿环境下的吸水率为2.2质量%以下,所述高温多湿环境下的吸水率是在温度60℃、相对湿度85%的条件下测定的吸水率,
设所述发泡体在28GHz的相对介电常数为εr、设所述发泡体在28GHz的介质损耗角正切为tanδ时,(εr)1/2×tanδ为0.0120以下。
2.如权利要求1所述的间隔件,其中,所述发泡体为由发泡颗粒构成的发泡体以外的发泡体,所述发泡体的最大气泡径为1.500mm以下。
3.如权利要求1所述的间隔件,其中,所述发泡体由发泡颗粒构成,所述发泡体的最大气泡径为1.500mm以下。
4.如权利要求3所述的间隔件,其中,进一步地,距所述发泡颗粒的表面沿径向为20%~80%的范围中包含的气泡的气泡径的平均值B’相对于与所述发泡体的表面相接的气泡的气泡径的平均值A的比例B’/A为0.3以上且小于3.0。
5.如权利要求1~4中任一项所述的间隔件,其与所述电装设备的至少一部分直接接触。
6.如权利要求1~4中任一项所述的间隔件,其中,所述发泡体依据UL-94垂直法、即20mm垂直燃烧试验测定的阻燃性为V-2以上。
7.如权利要求1~4中任一项所述的间隔件,其中,所述发泡体依据ISO75-1、75-2测定的负荷变形温度为60℃以上。
8.如权利要求1~4中任一项所述的间隔件,其中,所述发泡体中的烃气体的含量为1质量%以下。
9.如权利要求1~4中任一项所述的间隔件,其中,所述间隔件由所述发泡体构成。
10.如权利要求1~4中任一项所述的间隔件,其中,所述树脂组合物包含60质量%以上的基材树脂。
11.如权利要求1~4中任一项所述的间隔件,其中,所述基材树脂为热塑性树脂。
12.如权利要求1~4中任一项所述的间隔件,其中,所述热塑性树脂选自由聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚苯醚系树脂组成的组。
13.如权利要求1~4中任一项所述的间隔件,其中,所述树脂组合物在高温多湿环境下的吸水率为1.0质量%以下。
14.如权利要求1~4中任一项所述的间隔件,其中,所述发泡体的发泡倍率为3.0cm3/g~25cm3/g。
15.如权利要求1或2所述的间隔件,其中,所述比例B/A为0.6~1.8。
16.如权利要求1、3~4中任一项所述的间隔件,其中,所述比例B’/A’为0.6~1.8。
17.如权利要求1~4中任一项所述的间隔件,其中,所述(εr)1/2×tanδ为0.0080以下。
18.一种间隔件的制造方法,其是权利要求1所述的间隔件的制造方法,其特征在于,
所述发泡体由发泡颗粒构成,
该方法包括下述工序:向基材树脂中压入气体后,在完成卸压后小于600秒时对所述基材树脂开始加热。
19.如权利要求18所述的间隔件的制造方法,其中,所述工序中,在完成卸压后120秒以内对所述基材树脂开始加热。
20.一种复合体,其特征在于,其包含:
权利要求1~17中任一项所述的间隔件、以及
厚度0.1mm以上的树脂层。
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