JPH0413770A - 絶縁材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、微小中空球体により電気的特性等を向上せ
しめた絶縁材料とその製造方法に関する。

［従来の技術］ 四フッ化エチレン樹脂、ポリエチレンなどの誘電率の低
い樹脂は、電気絶縁材料として従来より広く用いられて
いる。また最近では、電気的特性をより向上させるため
、これを多孔質化させて使用することが検討されている
。

例えば多孔質四フッ化エチレン樹脂の製造方法について
は、溶融時における四フッ化エチレン樹脂の粘度が著し
く高いために、不活性ガスの吹き込みによる物理的発泡
、あるいは発泡剤による化学発泡等の一般の熱可塑性樹
脂もしくは他のフッ素系樹脂において行われている方法
を適用することができず、特殊な方法が採られている。

その方法としては、例えば、四フッ化エチレン樹脂に抽
出や溶解によって除去される物質を昆和して加圧成形し
た後、これらの物質を除去する方法（特公昭３５−１３
０４３号）、四フッ化エチレン樹脂微粉末に液体潤滑剤
を添加し、これを押し出し、圧延などの剪断力が加わる
条件下で成形した後液体潤滑剤を除去し、次いで延伸し
た後焼成する方法（特公昭４２−１３５６０号、特公昭
５６−１７２１６号、及び特公昭５７−３００５７号）
、四フッ化エチレン樹脂の未焼成成形体を、例えばハロ
ゲン化炭化水素、石油系炭化水素、アルコール、ケトン
などの四フッ化エチレン樹脂を濡らし得る液体中で延伸
させた後、焼成する方法などが知られている。

このように、多孔質四フッ化エチレン樹脂の製造方法と
して種々の方法が提案されているが、いずれの方法にお
いても得られる多孔質体は、連続気孔性のものとなる。

このため、わずかな圧縮力によっても内部の空孔が潰れ
、圧縮を受けた部分が非多孔質構造に変化しやすい。そ
の傾向は、誘電率を低下させるために空孔率を高めた場
合に特に顕著である。したがって、これを例えばテープ
状やシート状などに成形し、電線、プリント基板等の絶
縁体として用いると、誘電率等の電気的特性が不安定に
なりやすく、きわめて取り扱いにくいという欠点があっ
た。

そこで、このような従来技術の欠点を改良するものとし
て、本出願人は、窒素ガス、炭酸ガスなどの不活性気体
が内部に封入されたカラスあるいはシリカからなる微小
中空球体を四フッ化エチレン樹脂微粉末に比相し、これ
を圧延などの剪断力が加わる条件下で成形加工すること
により、母材である四フッ化エチレン樹脂を繊維質化さ
せて微小中空球体を包み込み、実質的に微小中空球体に
封入された気体部分が空隙部として残る独立気孔性の多
孔質構造にすることを既に提案している（特公平１−２
５７６９号参照）。

［発明が解決しようとする課題］ 上記構成としたことにより、連続気孔性多孔質四フッ化
エチレン樹脂が有する欠点の大半は改善され、実用上の
問題点は解消されたが、より一層の低誘電率化を計るた
め、微小中空球体の配合量を大幅に増やしても、その割
りには電気的特性は向上しないという課題が残されてい
た。本発明者はこれについてさらに検討を重ねた結果、
本発明に想到したのである。

即ち本発明は、多孔質四フッ化エチレン樹脂に代表され
る連続気孔性の多孔質高分子材料がもつ欠点を解消し、
低誘電率でありながら圧縮等の外力に対して安定した電
気的特性を維持することのできる絶縁材料とその製造方
法の提供をその目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、この発明による絶縁材料では
、連続気孔性の低誘電率多孔質高分子基材と、この低誘
電率多孔質高分子基材の空孔内に担持されて該空孔の潰
れを阻止する多数の低誘電率硬質微小中空球体を備えた
構成とする。

また、かかる絶縁材料は、多数の低誘電率硬質微小中空
球体が分散した液体中に、連続気孔性の低誘電率多孔質
高分子基材を浸漬し、超音波の作用下で前記低誘電率多
孔質高分子基材の空孔内に前記低誘電率硬質微小中空球
体を入り込ませた後、加熱により前記低誘電率多孔質高
分子基材を若干収縮せしめて前記低誘電率硬質微小中空
球体を空孔内に固定することによって得ることができる
。

ここで、上記低誘電率多孔質高分子基材の空孔内に担持
されて該空孔の潰れを阻止する多数の低誘電率硬質微小
中空球体は、低誘電率多孔質高分子基材の空孔の径によ
って適宜選択され、例えはガラスなどの硬質の絶縁材料
からなる粒径０．１〜５０μｍ程度の中空球体が挙げら
れる。中でも二酸化ケイ素の含有量が８０％以上のガラ
ス製の中空球体が好適に使用される。その中空部には、
窒素、二酸化炭素などの気体が封入されているため、低
誘電率、低誘電正接、低比重となっている。これら微小
中空球体の配合量については特に限定されないが、−船
釣には絶縁材料中に０．１〜２０重量％の範囲で混入す
ることができ、好ましくは１〜１０重量％であることが
望ましい。

低誘電率多孔質高分子基材としては、溶出法、エマルジ
ョン法、放射線照射法、焼結法、延伸法等、公知の方法
により連続気孔性の微細な多孔質構造に形成されたフッ
素系樹脂、ポリオレフィンなどの材料が好適で、その中
でも例えば特公昭５１−１８９９１号に記載の方法、即
ち延伸により多孔質化させたものが好ましい。延伸する
ことにより、繊維と該繊維によって互いに連結された結
節とからなる微細な連続気孔性の多孔質構造が形成され
る。この場合、その繊維径と長さ、結節の大きさやそれ
らの数は延伸と焼成の条件によって変化させることがで
きるので、低誘電率多孔質高分子基材の孔径と空孔率は
自白に選択することができる。

［作用］ 本発明による絶縁材料では、その多孔性空間内に低誘電
率で硬質の微小中空球体を保持しているから、これが圧
縮力に対して空孔の潰れを有効に阻止し、かつ微小中空
球体の周囲には空隙部分が残されているので、低誘電率
で電気的特性の安定した多孔質絶縁材料となる。

さらに、本発明の方法によれば、低誘電率硬質微小中空
球体を低誘電率多孔質高分子基材の多孔性空間内に分散
する際に超音波振動を利用しているので、該低誘電率多
孔質高分子基材に圧縮力が負荷されることは全くない。

したがって、低誘電率多孔質高分子基材が有する本来の
誘電率が維持され、低誘電率硬質微小中空球体の充填効
果と相俟って良好な電気的特性をもつ絶縁材料が得られ
る。

［実施例］ 以下、具体例をもって本発明の絶縁材料について説明す
るが、本発明は何らこれらの実施例に限定されるもので
はない。

低誘電率多孔質高分子基材として、公知の延伸法により
形成された空孔率７５．４％、厚み１００μｍ１誘電率
１．２０の連続気孔性多孔質四フッ化エチレン樹脂シー
トを用意した。一方、低誘電率硬質微小中空球体として
ガラス製微小中空球体（エマーソンアンドカミング社製
　ＳＩ、誘電率１．２０．１５μｍ通過品）をアセトン
中に加えて分散混合した。この分散液を金属容器に入れ
、周波数５０ＫＨｚ、出力３０Ｗの超音波振動子上に設
置した。超音波を作用させながら分散液中に、上記連続
気孔性多孔質四フッ化エチレン樹脂シートを５分間浸漬
し、さらにシートの上下面を逆にして再び上記と同様の
超音波の作用による含浸操作を行った。次いで、シート
の乾燥並びに多孔性空間内に入り込んだガラス製微小中
空球体を固定するため、このシートを拘束しない状態で
２００℃、１分間の加熱を行い、シートを若干収縮せし
め、本発明による絶縁材料を得た。

第１図と第２図は、微小中空球体を入り込ませたシート
の加熱前の状態、同じく加熱後の状態をそれぞれ示す電
子顕微鏡写真である。この写真から明らかなように、微
小中空球体は全く破壊されることなく連続気孔性多孔質
四フッ化エチレン樹脂シートの多孔性空間内に入り込み
、繊維化した四フッ化エチレン樹脂によって固定されて
いることがわかる。さらに、微小中空球体の周囲にはか
なりの空隙部分が残り、高い空孔率が維持されている。

このシートは、多孔性空間内にガラス製微小中空球を重
量で１０％保持したもので、その誘電率は１．２５と極
めて低いものであった。そして、このシートの耐圧縮性
を調べるため、１０ｋｇ／ｃｄの荷重を３０分間かけた
後におけるシートの誘電率を測定した。その結果を次表
に示す。

比較例１として、四フッ化エチレン樹脂微粉末とガラス
製微小中空球体とを前記実施例と同じ配合比で混合した
組成物をロールで圧延することによりシート状に成形し
た試料（本出願人が特公平１−２５７６９号で提案した
もの、内部構造は第３図参照）、さらに比較例２として
、ガラス製微小中空球体を含まない同程度の誘電率を有
する連続気孔性多孔質四フッ化エチレン樹脂シートにつ
いて、それぞれ同様な試験を行った。その結果を表に示
す。

［発明の効果］ 表より明らかなように、低誘電率硬質微小中空球体によ
る効果は極めて顕著であり、本発明に係る多孔質絶縁材
料が、圧縮力に対してその空″孔が潰れにくく、電気的
特性の変化の少ないものであることがわかる。しかも、
従来の方法によって製造されるものに比べ、低誘電率化
が可能であるという優れた効果が得られる。

したがって、例えばフィルム状、シート状などに成形し
これを電線、ケーブル、プリント基板等の絶縁体として
使用すれば、低誘電率で、かつ外力に対して安定した特
性を保持するものが得られ、それらの高性能化に大きく
寄与する。

なお、上記実施例では四フッ化エチレン樹脂を用いた場
合について説明したが、これに代えて例えば連続気孔性
のポリエチレンなどに適用してもよく、この発明の技術
思想内での種々の変更はもちろん可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による絶縁材料の加熱前の多孔質構造
を示す顕微鏡写真、第２図は同じく加熱により若干収縮
せしめられた状態を示す顕微鏡写真、第３図は微小中空
球体を含有する従来の多孔質絶縁材料の構造を示す顕微
鏡写真である。 ｉ　【う １：ｒ　Ｇ、　２ 手続補正書坊即 平成２年８月６日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続気孔性の低誘電率多孔質高分子基材と、この
   低誘電率多孔質高分子基材の空孔内に担持されて該空孔
   の潰れを阻止する多数の低誘電率硬質微小中空球体を備
   える絶縁材料。
2. （２）多数の低誘電率硬質微小中空球体が分散した液体
   中に、連続気孔性の低誘電率多孔質高分子基材を浸漬し
   、超音波の作用下で前記低誘電率多孔質高分子基材の空
   孔内に前記低誘電率硬質微小中空球体を入り込ませた後
   、加熱により前記低誘電率多孔質高分子基材を若干収縮
   せしめて前記低誘電率硬質微小中空球体を空孔内に固定
   したことを特徴とする絶縁材料の製造方法。