JP2011042723A - 被覆されたポリイミド発泡体とその製造方法、これを用いた断熱材、緩衝材及びシール材 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリイミドが本来有する耐熱性、難燃性を備え、かつ耐屈曲性、耐摩耗性に優れる、被覆されたポリイミド発泡体、その製造方法、ならびにこれを用いた断熱材、緩衝材、シール材を提供する。
【解決手段】被覆されたポリイミド発泡体１０は、可撓性を有するフッ素ポリマー皮膜２００を備える。ポリイミド発泡体１００は、好ましくは連続気泡体であり、フッ素ポリマーは、好ましくはフッ素系エラストマーを含有する。この被覆されたポリイミド発泡体１０は、断熱材、緩衝材、又はシール材として好適に用いられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポリイミド発泡体に関する。詳しくは、ポリイミドが有する耐熱性、難燃性を備え、かつ耐屈曲性、耐摩耗性に優れる、被覆されたポリイミド発泡体とその製造方法、これを用いた断熱材、緩衝材及びシール材に関する。

ポリイミドは、耐熱性、耐寒性、機械的強度等に優れ、かつ難燃性であるため、宇宙航空産業や電子部品産業を始め、様々な用途に用いられている。

このようなポリイミド材料の一つに、ポリイミド発泡体がある。ポリイミド発泡体もまた、その耐熱性、難燃性を活かして、過酷な環境でも使用可能な断熱材、緩衝材等として用いられている。

例えば特許文献１には、エポキシ樹脂と、ポリエーテルイミド等とを含んでなる硬質発泡体、セミフレキシブル発泡体及びフレキシブル発泡体が開示されている。これらは遮音性と断熱性とに優れ、かつ、難燃性と高い耐熱性とを有することが開示されている。

また、特許文献２には、連続気泡構造を有するリサイクル可能なポリエーテルイミド含有発泡体が開示されている。この発泡体も、遮音性に優れ、高い耐熱性を有することが開示されている。

特開２００４−２６３１８４号公報 特開２０００−１４３８６４号公報

しかし、ポリイミド発泡体は、断熱材又は緩衝材として広く用いられているウレタンフォームやグラスウール等と比べ、柔軟性が乏しいという欠点を有する。このため、ポリイミド発泡体は設置時に折り曲げられたり、繰り返し強い力が加えられたりすると、破損するおそれがある。ポリイミド発泡体が断熱材や緩衝材として用いられる場合、必要とされる大きさや形状に合わせてその都度立体成形されなければならず、生産性やコストの面で問題がある。

さらに、これらのポリイミド発泡体が、摩擦や屈曲を繰り返し受けるような環境で用いられた場合、摩耗や破断によって発生した破片が周囲を汚染するおそれがある。このため、例えば半導体製造工場のように高いクリーンレベルが要求される環境では、ポリイミド発泡体は使用しにくい。

現在、半導体製造プロセスにおける断熱材、緩衝材又はシール材として、シリコーンスポンジが広く用いられている。シリコーンスポンジは優れた耐熱性を有するが、シリコーンスポンジから揮散する微量のシロキサンがシリコン基板やシリコン膜の汚染源になるという問題がある。このため、半導体製造プロセスにおいても使用可能な耐熱性を有し、かつ、シリコン基板やシリコン膜を汚染しない、新たな断熱材、緩衝材又はシール材が求められている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ポリイミドが本来有する耐熱性、難燃性を備え、かつ耐屈曲性、耐摩耗性に優れる、被覆されたポリイミド発泡体及びその製造方法を提供することを目的とする。さらには、これを用いた断熱材、緩衝材及びシール材を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係る被覆されたポリイミド発泡体は、可撓性を有するフッ素ポリマー皮膜を備える。

前記ポリイミド発泡体は、連続気泡体であることが好ましい。

前記フッ素ポリマーは、フッ素系エラストマーを含有することが好ましい。

前記被覆されたポリイミド発泡体は、可撓性を有する網目状シート材が接着されていてもよい。

前記網目状シート材は、その一部又は全部が前記フッ素ポリマー皮膜に埋め込まれることにより接着されていることが好ましい。

前記網目状シート材は、交差結合布であってもよい。

前記交差結合布は、ポリイミド、アラミド又はバサルトで形成されていることが好ましい。

本発明に係る被覆されたポリイミド発泡体は、
前記網目状シート材は、前記ポリイミド発泡体の表面に接着されており、
前記網目状シート材を挟んで前記ポリイミド発泡体と対向する位置に、可撓性を有するポリイミド樹脂層をさらに備えていてもよい。

前記ポリイミド樹脂層は、ポリイミドフィルムであって、
前記ポリイミドフィルムは、前記フッ素ポリマーによって接着されていることが好ましい。

本発明の第２の観点に係る被覆されたポリイミド発泡体の製造方法は、
ポリイミド発泡体にフッ素ポリマーの溶液を塗布する工程と、
塗布された前記フッ素ポリマーを硬化させて前記ポリイミド発泡体の表面に皮膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする。

本発明の第３の観点に係る被覆されたポリイミド発泡体の製造方法は、
ポリイミド発泡体をフッ素ポリマーの溶液に浸漬する工程と、
前記ポリイミド発泡体に付着した前記フッ素ポリマーを硬化させて前記ポリイミド発泡体の表面に皮膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする。

本発明の第４の観点に係る断熱材は、本発明の第１の観点に係る被覆されたポリイミド発泡体を用いたことを特徴とする。

本発明の第５の観点に係る緩衝材は、本発明の第１の観点に係る被覆されたポリイミド発泡体を用いたことを特徴とする。

本発明の第６の観点に係るシール材は、本発明の第１の観点に係る被覆されたポリイミド発泡体を用いたことを特徴とする。

本発明によれば、ポリイミドが本来有する耐熱性、難燃性を備え、かつ耐屈曲性、耐摩耗性に優れる、被覆されたポリイミド発泡体及びその製造方法を提供できる。この被覆されたポリイミド発泡体は、断熱材、緩衝材、シール材に適している。

（ａ）は本発明の第１実施形態に係る被覆されたポリイミド発泡体の断面図である。（ｂ）はその変形例を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る被覆されたポリイミド発泡体の断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２実施形態の変形例に係るポリイミド発泡体の断面図である。 （ａ）は本発明の第３実施形態に係る被覆されたポリイミド発泡体の断面図である。（ｂ）はその変形例を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る被覆されたポリイミド発泡体の製造方法を説明するための図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る被覆されたポリイミド発泡体の製造方法を説明するための図である。

以下、本発明に係る被覆されたポリイミド発泡体及びその製造方法、これを用いた断熱材、緩衝材、シール材の実施形態について、必要に応じて図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る被覆されたポリイミド発泡体とその製造方法について図１を参照しながら説明する。図１（ａ）に示すように、本発明に係る被覆されたポリイミド発泡体１０は、ポリイミド発泡体１００の表面が、可撓性を有するフッ素ポリマー皮膜２００で被覆されている。

ポリイミド発泡体１００がフッ素ポリマー皮膜２００で被覆されているとは、ポリイミド発泡体１００の表面に、連続するフッ素ポリマーの層が形成されていることを言う。このとき、ポリイミド発泡体１００の内部にフッ素ポリマーの一部が浸透していてもよい。

ポリイミド発泡体１００は、ポリイミド又はポリイミドを主成分とする樹脂材料で形成されている連続気泡体である。ここで、連続気泡体とは、その内部に含まれる気泡のうち、他の気泡と連通している気泡、いわゆる連続気泡が大部分を占める発泡体をいう。これに対し、その内部に含まれる気泡のうち、他の気泡と連通していない気泡、いわゆる独立気泡が大部分を占める発泡体は独立気泡体と呼ばれる。ここでは、吸水率が５％以下のものを独立気泡体、５％を超えるものを連続気泡体と定義する。

吸水率は、例えば、約２５℃の水中に、体積を７５％に圧縮したポリイミド発泡体を約５ｃｍの深さまで沈め、２４時間放置後、表面に付着した水分を取り除いてその重量増加を測定することによって求めることができる。この場合の吸水率の算出式は以下の通りである。

ポリイミド発泡体１００は、独立気泡体であってもよいが、連続気泡体であることが好ましい。連続気泡体は、同じ材料から形成された独立気泡体に比べて一般に柔軟性に富んでおり、より耐屈曲性に優れる被覆されたポリイミド発泡体１０が得られるからである。また、連続気泡体は、一般に独立気泡体よりも液体の吸収率が高いため、フッ素ポリマー皮膜２００を形成する際にフッ素ポリマー溶液の一部がポリイミド発泡体１００の内部に入り込み、ポリイミド発泡体１００とフッ素ポリマー皮膜２００との界面の接着がより強固なものとなるからである。使用可能なポリイミド発泡体として、例えば、ソリミド（登録商標、エボニック・フォームズ・インク社製）などが挙げられる。

フッ素ポリマー皮膜２００は、フッ素ポリマーで形成された、可撓性を有する皮膜である。ここで、フッ素ポリマーとは、フッ素置換オレフィンを重合させて得られるポリマーの総称である。例えば、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロエチレン−プロピレンコポリマー、パーフルオロアルコキシアルカン、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、フッ化ビニル−パーフルオロプロピレンコポリマー、又はこれらの混合物が挙げられる。

フッ素ポリマー皮膜２００に用いられるフッ素ポリマーは、フッ素ゴム等のフッ素系エラストマーを含有することが好ましい。フッ素ポリマー皮膜２００が、可撓性が高くゴム弾性を有するフッ素系エラストマーを含有することで、被覆されたポリイミド発泡体１０の耐屈曲性がより高くなるからである。

フッ素ポリマー皮膜２００に用いられるフッ素ポリマーは、ポリイミド発泡体１００と少なくとも同程度の耐熱性を有するものが好ましい。具体的には、最高使用温度が２００℃以上のものが好ましく、２５０℃以上のものがより好ましい。最高使用温度が２００℃未満のフッ素ポリマーが用いられた場合、ポリイミド発泡体１００が有する耐熱性を十分に活用することができない。

被覆されたポリイミド発泡体１０のうち、フッ素ポリマー皮膜２００が占める割合は、１０〜９９質量％が好ましく、３０〜９５質量％がより好ましく、５０〜９０質量％が特に好ましい。フッ素ポリマー皮膜２００の割合が９９質量％を超える場合、ポリイミド発泡体１００に含まれる気泡の大部分がフッ素ポリマーによって置換される結果、被覆されたポリイミド発泡体１０の柔軟性や断熱性が損なわれる。一方、フッ素ポリマー皮膜２００の割合が１０％未満の場合、フッ素ポリマー皮膜２００の厚みが不足する結果、被覆されたポリイミド発泡体１００の耐摩耗性や耐屈曲性が不足する。

被覆されたポリイミド発泡体１０は、例えば次のようにして製造される。硬化剤を含有するフッ素ポリマー溶液中に、ポリイミド発泡体１００が浸漬される。ポリイミド発泡体１００の表面に付着したフッ素ポリマー溶液から溶剤が除かれると、ポリイミド発泡体１００の表面はフッ素ポリマーで覆われる。これを加熱するとフッ素ポリマーが硬化され、フッ素ポリマー皮膜２００が形成される。このようにして、被覆されたポリイミド発泡体１０が得られる。

フッ素ポリマー溶液に用いられる溶剤は、フッ素ポリマー皮膜２００が形成されるまでの間にポリイミド発泡体１００を侵さないものであればよい。使用できる溶剤として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、クロロホルムが挙げられる。

フッ素ポリマーの硬化条件は、十分な強度を有するフッ素ポリマー皮膜２００が得られるよう選択されればよく、特に限定されないが、通常はフッ素ポリマー溶液に含まれていた溶剤がフッ素ポリマー皮膜２００に残留しないような温度、圧力及び時間が選択される。一例を挙げれば、常圧下では、１００〜１５０℃の温度で、１〜４時間かけて硬化が行われる。

本実施形態では、フッ素ポリマー溶液はポリイミド発泡体１００に含浸されたが、スプレー、刷毛、ローラー等を用いて塗布されてもよい。使用可能なフッ素ポリマー溶液として、例えば、パーフロン（登録商標）ペイント（金陽社製）などが挙げられる。フッ素ポリマー皮膜２００の厚みを大きくしたい場合は、塗布又は浸漬を複数回繰り返して行うこともできる。また、塗布と浸漬とを組み合わせて行うこともできる。例えば、先に比較的高い粘度を有するフッ素ポリマー溶液にポリイミド発泡体１００が浸漬され、乾燥された後、比較的低い粘度を有するフッ素ポリマー溶液がスプレー法により塗布されてもよい。ポリイミド発泡体１００が最初に浸漬されるフッ素ポリマー溶液の粘度を調整することで、ポリイミド発泡体１００の内部へと浸透するフッ素ポリマーの量を調整することができる。また、スプレー法により塗布されるフッ素ポリマー溶液の粘度を低くすることで、スプレー装置の噴射口がフッ素ポリマーによって閉塞されるのを防ぎ、作業性を向上させることができる。この場合、ポリイミド発泡体１００の表面は既に、最初に浸漬された際に付着したフッ素ポリマーによって覆われているため、粘度が低いフッ素ポリマー溶液が吹き付けられても、フッ素ポリマー溶液がポリイミド発泡体１００に過度に浸透することがない。このため、可撓性を有するフッ素ポリマー皮膜２００の厚みや、被覆されたポリイミド発泡体１０の重量を、用途に応じて適切な範囲に制御することができる。

被覆されたポリイミド発泡体１０は、表面が可撓性を有するフッ素ポリマー皮膜２００で被覆されている。この被覆されたポリイミド発泡体１０は、ポリイミド発泡体１００の表面がフッ素ポリマー皮膜２００により保護されているため、強く屈曲された場合でも破損しにくく、耐屈曲性に優れる。また、仮にポリイミド発泡体１００が破断した場合でも、表面がフッ素ポリマー皮膜２００により被覆されているため、ポリイミド発泡体１００の破片が周囲を汚染するおそれが小さい。このため、被覆されたポリイミド発泡体１０は、例えば半導体製造プロセスのように高いクリーンレベルが要求される環境でも使用が可能である。

また、被覆されたポリイミド発泡体１０は、フッ素ポリマー皮膜２００を備えるため、耐摩耗性にも優れる。このため、摩耗によって生じたポリイミド発泡体１００の破片が周囲を汚染するおそれは極めて小さい。このような特性を有する被覆されたポリイミド発泡体１０は、例えば半導体製造プロセスのように高いクリーンレベルが要求される環境でも使用が可能である。

また、フッ素ポリマーは酸や有機溶剤に対する耐性を有し、さらにポリイミド発泡体と同様に高い耐熱性と、難燃性とを有する。このため、本発明に係る被覆されたポリイミド発泡体１０も、酸や有機溶剤に対して耐性を有し、さらにポリイミドが本来有する高い耐熱性、難燃性を有する。このような特性を有する被覆されたポリイミド発泡体１０は、高温下や、酸、有機溶剤等と接触するような過酷な環境で用いられる断熱材、緩衝材、シール材等に特に適している。

なお、本実施形態においては全面がフッ素ポリマー皮膜２００に被覆されたポリイミド発泡体１０を示したが、例えば、図１（ｂ）に示すように、１つの面のみがフッ素ポリマー皮膜２００により被覆されていてもよい。このような、１つの面のみが被覆されたポリイミド発泡体は、軽量化が求められる用途や、屈曲される方向又は摩擦される面が限定されている場所への使用に適している。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る被覆されたポリイミド発泡体について図２を参照しながら説明する。図２に示すように、被覆されたポリイミド発泡体２０は、ポリイミド発泡体１００の表面がフッ素ポリマー皮膜２００により被覆されており、さらに、その一つの面には、網目状シート材である交差結合布２５０が接着されている。交差結合布２５０は、フッ素ポリマー皮膜２００に埋め込まれることにより接着されている。

交差結合布２５０は、例えば、ポリイミド繊維、アラミド繊維、バサルト繊維等で形成された経緯直交不織布である。経緯直交不織布とは、経糸と緯糸とが織られることなく略直交するよう配置され、その交点において接着されることにより形成された網目状シート材をいう。交差結合布２５０は、経糸と緯糸とで形成された２軸交差結合布であり、グリッド構造を有する。グリッドの間隔は、例えば、４〜５ｍｍである。交差結合布２５０は、フッ素ポリマー皮膜２００に埋め込まれ、ポリイミド発泡体１００と一体化されている。

交差結合布２５０は、例えばポリイミド繊維、アラミド繊維、バサルト繊維等で形成されており、高い引張強度を有する。高い引張強度を有する交差結合布２５０が接着されていることにより、被覆されたポリイミド発泡体２０は、第１実施形態に係る被覆されたポリイミド発泡体１０よりもさらに高い引張強度を有する。

また、交差結合布２５０は、例えばポリイミド繊維、アラミド繊維、バサルト繊維等で形成されており、高い耐熱性を有する。このため、交差結合布２５０は、ポリイミド発泡体１００及びフッ素ポリマー皮膜２００が有する耐熱性を損なうことなく、被覆されたポリイミド発泡体２０の引張強度を高めることができる。特に、交差結合布２５０がバサルト繊維で形成されている場合、この交差結合布２５０は極めて高い耐熱性を有するため、ポリイミド発泡体１００やフッ素ポリマー皮膜２００が高温により劣化した場合でも、被覆されたポリイミド発泡体２０の破損を防ぐことができる。

なお、ここでは網目状シート材として２軸交差結合布である交差結合布２５０が用いられたが、網目状シート材はこれに限定されない。例えば、交差結合布は、２軸交差結合布に斜め糸を付加した３軸交差結合布又は４軸交差結合布であってもよい。これらは２軸交差結合布よりもさらに引張強度に優れる。かつ、斜め糸が配置されていることにより、斜め方向からの力にも対応でき、被覆されたポリイミド発泡体２０にさらに高い引張強度を与える。使用可能な交差結合布の例として、例えば、積水化学株式会社などから市販されている各種ソフが挙げられる。

または、網目状シート材として、交差結合布の代わりに、例えば金属製や樹脂製の網を使用することもできる。金属製の網は、機械的強度及び耐熱性に優れる。一方、樹脂製の網は軽量性、可撓性、断熱性に優れる。使用される樹脂は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂のような、いわゆるエンジニアリングプラスチックが好ましい。

本実施形態においては、交差結合布２５０がフッ素ポリマー皮膜２００に埋め込まれている例を示したが、接着方法はこれに限定されない。例えば、フッ素ポリマー皮膜２００の上に、接着剤等を用いて網目状シート材が接着されていてもよい。

本実施形態においては、ポリイミド発泡体１００の一つの面にのみ交差結合布２５０が接着されている例を示したが、例えば図３（ａ）に示すように、ポリイミド発泡体１００の両方の面に交差結合布２５０が接着されていてもよい。又は、図３（ｂ）に示すように、２つのポリイミド発泡体１００の間に、交差結合布２５０が挟まれるようにして接着されていてもよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る被覆されたポリイミド発泡体とその製造方法について、図４乃至図６を参照しながら説明する。図４（ａ）に示すように、被覆されたポリイミド発泡体３０は、被覆されたポリイミド発泡体２０の、交差結合布２５０を挟んでポリイミド発泡体１００と対向する側の面に、さらにポリイミドフィルム３００が接着されている。ポリイミドフィルム３００はフッ素ポリマーが硬化される前に配置され、フッ素ポリマーが硬化されることにより接着されている。

ポリイミドフィルム３００は、可撓性を有し、機械的強度に優れ、高い耐熱性、耐薬品性及び難燃性を有する。ポリイミドフィルム３００で表面が被覆されていることにより、被覆されたポリイミド発泡体３０は、機械的強度に優れ、高い耐熱性、耐薬品性及び難燃性を有する。このため、被覆されたポリイミド発泡体３０は、耐薬品性を求められる用途に特に適している。使用可能なポリイミドフィルムとして、例えば、カプトン（登録商標、東レ・デュポン株式会社製）等が挙げられる。

また、ポリイミドフィルム３００は交差結合布２５０の上に配置されるため、交差結合布２５０は露出されない。このため、交差結合布２５０がフッ素ポリマー皮膜２００に完全に埋め込まれていなくても、被覆されたポリイミド発泡体３０の表面を平坦にすることができる。表面を平坦にするためにフッ素ポリマー溶液を塗り重ねてフッ素ポリマー皮膜２００を厚くする必要がないため、軽量化が可能であり、また生産性やコストの面でも有利である。

本実施形態においては、ポリイミドフィルム３００がポリイミド発泡体１００の片面にのみ配置されている例を示したが、例えば図４（ｂ）に示すように、ポリイミドフィルム３００は、ポリイミド発泡体１００の両面に配置されていてもよい。

また、交差結合布２５０の代わりに、他の網目状シート材が用いられてもよい。使用可能な網目状シート材の例は、第２実施形態において述べたものと同様であるが、フッ素ポリマー溶液を透過させるものが特に好ましい。網目状シート材を、フッ素ポリマー溶液を透過させるものとすることで、ポリイミド発泡体１００と、網目状シート材と、ポリイミドフィルム３００とがより強固に一体化されるからである。

被覆されたポリイミド発泡体３０の製造方法について、図５及び図６を参照しながら説明する。まず、図５（ａ）に示すように、ポリイミド発泡体１００が用意される。次に、図５（ｂ）に示すように、ポリイミド発泡体１００の表面に、フッ素ポリマー溶液２１０が塗布される。続いて、図５（ｃ）に示すように、フッ素ポリマー溶液２１０が塗布された面に、交差結合布２５０が重ね合わせられる。この際、交差結合布２５０は、フッ素ポリマー溶液２１０が乾燥するよりも前に重ね合わせられる。

次に、図６（ａ）に示すように、交差結合布２５０が配置された面に、ポリイミドフィルム３００が重ね合わせられる（なお、理解を容易にするため、図６（ａ）では、完全に重ね合わせられる前の状態が示されている）。この際、ポリイミドフィルム３００は、フッ素ポリマー溶液２１０が乾燥するよりも前に重ね合わせられる。全ての部材が重ね合わせられた状態で、フッ素ポリマー溶液２１０は加熱によって硬化され、ポリイミド発泡体１００と、交差結合布２５０と、ポリイミドフィルム３００とが接着され、図６（ｂ）に示すように一体化される。このようにして、被覆されたポリイミド発泡体３０が得られる。

本実施形態では、ポリイミドフィルム３００が、交差結合布２５０を挟んでポリイミド発泡体１００と接着される例を示したが、交差結合布２５０を挟まず、ポリイミドフィルム３００とポリイミド発泡体１００とを直接接着することも可能である。ただし、この場合、フッ素ポリマーが硬化する際の収縮により、ポリイミドフィルム３００にしわが生じたり、被覆されたポリイミド発泡体３０全体の平坦性が損なわれたりする場合がある。ポリイミドフィルム３００とポリイミド発泡体１００とは、交差結合布２５０を挟んで接着されることが好ましい。

以上説明したように、本発明に係る被覆されたポリイミド発泡体は耐屈曲性に優れるため、断熱材や緩衝材として用いられる場合、板状に形成してそれを対象物に巻き付けたり、あるいは折り曲げて空隙に詰め込んだりすることで、容易に対象物を被覆することができる。ポリイミド発泡体をあらかじめ対象物の形状や大きさに合わせて立体成形したり、削りだしたりする必要がないため、コストや生産性の面で有利である。

また、本発明に係る被覆されたポリイミド発泡体は、耐摩耗性に優れている。このため、例えばＯリングのように、摺動部に配置されるシール材にも適している。

本発明に係る被覆されたポリイミド発泡体は、耐酸性及び耐有機溶剤性を有するフッ素ポリマーで被覆され、さらにポリイミドが有する高い耐熱性と難燃性とを有する。これを用いて得られる断熱材、緩衝材、シール材もまた、耐酸性及び耐有機溶剤性を有し、さらに、高い耐熱性と難燃性とを有する。このため、本発明に係る断熱材、緩衝材、シール材は、半導体製造プロセス、エンジンルーム、加熱炉のように高温に曝される環境や、有機溶剤、酸等の化学薬品と接触するような環境で用いられるのに特に適している。

このように、本発明に係るポリイミド発泡体は様々な分野への応用が可能である。本発明に係るポリイミド発泡体が特に適している用途として、例えば、液晶デバイス、有機ＥＬデバイス、半導体デバイス等の製造ラインに用いられる、配管用断熱材がある。

現在、これらの製造ラインに備えられる配管用の断熱材として、耐熱性に優れるシリコーンスポンジが広く用いられている。しかし、シリコーンスポンジはシリコン化合物であるシロキサンを含有する。シリコーンスポンジから揮散する微量のシロキサンが、これらのデバイスに用いられるシリコン基板やシリコン膜を汚染し、成膜異常を引き起こしたり、界面抵抗を増加させたりといった問題がある。また、シリコーンスポンジは比重が例えば０．３〜０．５と発泡体の中では大きいため、細く長い配管に用いられる場合、配管にかかる負荷が大きいという問題もある。

これに対し、本発明に係る被覆されたポリイミド発泡体はシロキサンを含有しないため、シリコン基板やシリコン膜を汚染するおそれがない。さらに、ポリイミド発泡体の比重は、例えば０．００５〜０．０１と小さい。フッ素ポリマー皮膜の厚さを調整することで、シリコーンスポンジよりもはるかに軽い断熱材とすることができる。このように、本発明に係るポリイミド発泡体は、半導体デバイス等の製造ラインに用いられる、配管用断熱材として特に適している。

以下、実施例を示して本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
（実施例）
ポリイミドからなる連続気泡体であるソリミド（登録商標、エボニック・フォームズ・インク社製、最高使用温度２６０℃、密度７ｋｇ／ｍ^３）は、１５０ｍｍ×３０ｍｍ×２０ｍｍの大きさに切断された。切断されたソリミドの平均質量は０．７ｇであった。次に、パーフロン（登録商標）ペイント（金陽社製、最高使用温度２５０℃）原液と、パーフロンペイント硬化剤とが混合され、フッ素系エラストマー溶液が調製された。このフッ素系エラストマー溶液中に、切断されたソリミドが５秒間浸漬され、フッ素系エラストマー溶液が含浸された。フッ素系エラストマー溶液が含浸されたソリミドは、金網上で室温下３０分〜１時間放置され、乾燥された。つづいて１００℃に調温された恒温槽中に、乾燥されたソリミドが３時間置かれ、フッ素系エラストマーが硬化された。このようにして、試験片を得た。同じものを複数本作製した。各試験片の質量の平均値は、４．９ｇ（比重約０．０５）であった。そのうち１本を切断して断面を観察すると、フッ素ポリマー皮膜の厚みはおよそ２．５ｍｍであった。

（比較例）
ソリミドが、１５０ｍｍ×３０ｍｍ×２０ｍｍの大きさに切断され、試験片が作製された。各試験片の平均質量は０．７ｇであった。

実施例、比較例で得た試験片の引張強度、耐屈曲性、耐摩耗性の評価は、それぞれ以下のように行われた。

（引張強度）
引張強度は、定速伸張型引張試験機により、当業者に公知の方法によって測定された。実施例、比較例で得られた各試験片が、それぞれつかみ間隔１００ｍｍ、引張速度５０ｍｍ／分で引っ張られ、引張強さ（Ｎ）と伸び率（％）とが測定された。試験室の温度は２０℃、湿度は６５％であった。試験は複数の試験片について行われ、その平均値が記録された。結果を表１に示す。

（耐屈曲性、耐摩耗性）
耐屈曲性及び耐摩耗性は、ＪＩＳ Ｌ１０９６に記載されている繊維製品の摩耗強さ試験のうち、Ｂ法（スコット形法）に準拠して行われた。実施例、比較例で得られた各試験片が、スコット形試験機にセットされた。試験片は往復摩擦され、その幅方向に、試験片の幅のおよそ半分以上の長さの亀裂が入るまでに要した回数が記録された。試験室の温度は２０℃、湿度は６５％であった。試験は複数の試験片について行われ、その平均値が記録された。結果を表１に示す。数値が大きいほど、耐屈曲性及び耐摩耗性が高いことを示している。

表１に示した通り、実施例の試験片は比較例の試験片よりもおよそ３割高い引張強度を示した。本発明の被覆されたポリイミド発泡体が、引張強度に優れることが確認された。

また、表１に示した通り、実施例の試験片は比較例の試験片よりも往復摩擦に対しておよそ３倍の耐久性を示した。本発明の被覆されたポリイミド発泡体が、極めて高い耐屈曲性及び耐摩耗性を有することが確認された。なお、ソフが接着されたもの、さらにポリイミドフィルムが接着されたものについても同様に試験が行われ、いずれも高い耐屈曲性及び耐摩耗性、高い引張強度を有することが確認された。

１０，２０，３０ 被覆されたポリイミド発泡体
１００ ポリイミド発泡体
２００ フッ素ポリマー皮膜
２１０ フッ素ポリマー溶液
２５０ 交差結合布（網目状シート材）
３００ ポリイミドフィルム

Claims (14)

1. 可撓性を有するフッ素ポリマー皮膜を備える、被覆されたポリイミド発泡体。
2. 前記ポリイミド発泡体は、連続気泡体である、
   請求項１に記載の被覆されたポリイミド発泡体。
3. 前記フッ素ポリマーは、フッ素系エラストマーを含有する、
   請求項１又は２に記載の被覆されたポリイミド発泡体。
4. さらに、可撓性を有する網目状シート材が接着されている、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被覆されたポリイミド発泡体。
5. 前記網目状シート材は、その一部又は全部が前記フッ素ポリマー皮膜に埋め込まれることにより接着されている、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の被覆されたポリイミド発泡体。
6. 前記網目状シート材は、交差結合布である、
   ことを特徴とする、請求項４又は５に記載の被覆されたポリイミド発泡体。
7. 前記交差結合布は、ポリイミド、アラミド又はバサルトで形成されている、
   ことを特徴とする、請求項６に記載の被覆されたポリイミド発泡体。
8. 前記網目状シート材は、前記ポリイミド発泡体の表面に接着されており、
   前記網目状シート材を挟んで前記ポリイミド発泡体と対向する位置に、可撓性を有するポリイミド樹脂層をさらに備える、
   請求項４乃至７のいずれか１項に記載の被覆されたポリイミド発泡体。
9. 前記ポリイミド樹脂層は、ポリイミドフィルムであって、
   前記ポリイミドフィルムは、前記フッ素ポリマーによって接着されている、
   ことを特徴とする、請求項８に記載の被覆されたポリイミド発泡体。
10. ポリイミド発泡体にフッ素ポリマーの溶液を塗布する工程と、
    塗布された前記フッ素ポリマーを硬化させて前記ポリイミド発泡体の表面に皮膜を形成する工程と、
    を備えることを特徴とする、被覆されたポリイミド発泡体の製造方法。
11. ポリイミド発泡体をフッ素ポリマーの溶液に浸漬する工程と、
    前記ポリイミド発泡体に付着した前記フッ素ポリマーを硬化させて前記ポリイミド発泡体の表面に皮膜を形成する工程と、
    を備えることを特徴とする、被覆されたポリイミド発泡体の製造方法。
12. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の被覆されたポリイミド発泡体を用いた、断熱材。
13. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の被覆されたポリイミド発泡体を用いた、緩衝材。
14. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の被覆されたポリイミド発泡体を用いた、シール材。

Images