JPH07138401A - ポリエーテルスルホン樹脂発泡体の製造方法 - Google Patents

ポリエーテルスルホン樹脂発泡体の製造方法

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JPH07138401A
JPH07138401A JP5288176A JP28817693A JPH07138401A JP H07138401 A JPH07138401 A JP H07138401A JP 5288176 A JP5288176 A JP 5288176A JP 28817693 A JP28817693 A JP 28817693A JP H07138401 A JPH07138401 A JP H07138401A
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foam
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carbon dioxide
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正康 伊藤
Mitsunori Okada
光範 岡田
Akira Kabumoto
昭 株本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 均一な気泡径を有し表面が平滑であり、電気
的特性にも優れた芳香族ポリエーテルスルホンからなる
樹脂発泡体を工業的に製造できる方法を提供する。 【構成】 加圧下において芳香族ポリエーテルスルホン
からなる樹脂成形体に炭酸ガスを接触させて炭酸ガスを
浸透させる工程と、圧力を解放した後、前記樹脂成形体
を発泡開始温度以上、樹脂のTg以下に加熱して発泡さ
せる工程と、得られた樹脂発泡体を冷却する工程とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に電子・電気部品分
野において特に電気絶縁材料として用いられる微細な気
泡を含有するポリエーテルスルホン樹脂発泡体の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリエチレン、ポリスチレン、ポ
リプロピレンなどの発泡体が、その柔軟性、軽量性、断
熱性などの特徴を活かして、建材、包装材などに広く用
いられている。これらの発泡体の製造方法はビーズ発泡
と称され、あらかじめペレット状の樹脂にガスまたは液
状の発泡剤を含浸させておき金型内で加熱して発泡させ
る方法、分離型の発泡剤を混入しておき加熱発泡させる
方法、または押出機中にて発泡剤と樹脂とを混合してダ
イの出口で発泡させる方法など様々な方法が行われてい
る。
【0003】しかし、いずれの方法で製造された樹脂発
泡体でも、気泡径が大きくかつ気泡が不均質になりやす
いため、平滑な表面が得られなかったり、機械的強度が
低いなどの欠点があり、目的とする用途に対してその性
能は不満足なものであった。
【0004】以上のような問題を解決するための技術と
して、米国特許第4,473,665号明細書に開示さ
れているように、一様に分布した極めて小さな気泡を有
する発泡プラスチックの作製方法が知られている。この
方法では、あらかじめ成形した高分子材料(例えばポリ
スチレンのシート)に加圧下で不活性ガスを含浸させ、
つづいてそのシートにかかっている圧力を下げてガスの
過飽和状態にする。このとき、シートは熱力学的に不安
定な状態となり、気泡の核が多数発生する。このような
状態のシートをガラス転移温度Tg以上にまで加熱して
気泡を成長させ、その後冷却することにより気泡を固定
する。
【0005】前述したようにこの方法では、発泡温度を
Tg以上とすることが開示されている。この理由は明確
に示されてはいないが、Tg以上に加熱することによ
り、樹脂を十分に軟化させて発泡させるという考え方に
基づいているものと思われる。しかし、非晶性樹脂の場
合にはTg以上では非常に軟化するため、高倍率の発泡
体を得るには適している可能性はあるものの、特に炭酸
ガスを高濃度に浸透させて発泡体を製造すると、気泡が
不均一になり、しかもいくつかの気泡が集まった巨大な
気泡が発生して表面性が悪くなるという欠点がある。
【0006】また、特公昭56−5782号公報には、
ポリエーテルスルホンの発泡体の製造方法が開示されて
いる。この方法は、ポリエーテルスルホンに水及びアセ
トンから選ばれた揮発性液体を吸収させた後、(Tg−
50)℃以上の温度で発泡させるものである。同様に、
特開昭63−120628号公報には、ポリエーテルス
ルホン、ポリスルホンなどの熱可塑性樹脂の発泡体の製
造方法が開示されている。この方法は、熱可塑性樹脂に
有機溶剤系の発泡剤を添加し、発泡開始温度以上、ガラ
ス転移点以下の範囲の温度において押出発泡させるもの
である。
【0007】しかし、これらの方法のように発泡剤とし
て溶剤を用いて発泡させると、気泡の均一性が悪く、ま
た気泡径も数100μm以上と大きくなるため、目的の
用途に対して十分な機械的強度が得られないばかりでな
く表面性も悪くなる。また、特公昭56−5782号公
報に開示されているように、表面の未発泡層を厚くして
強度を上げようとすると、作製にかなりの長期間を要す
るため工業的にも適していない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、均一な気泡
径を有し表面が平滑であり、電気的特性にも優れた芳香
族ポリエーテルスルホンからなる樹脂発泡体を工業的に
製造できる方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のポリエーテルス
ルホン樹脂発泡体の製造方法は、加圧下において芳香族
ポリエーテルスルホンからなる樹脂成形体に炭酸ガスを
接触させて炭酸ガスを浸透させる工程と、圧力を解放し
た後、前記樹脂成形体を発泡開始温度以上、前記樹脂の
Tg以下に加熱して発泡させる工程と、得られた樹脂発
泡体を冷却する工程とを具備したことを特徴とするもの
である。
【0010】本発明において用いられる芳香族ポリエー
テルスルホン樹脂は繰り返し単位中にエーテル結合及び
−SO2 −基を有する芳香族ポリマーであれば、特に限
定されない。代表的な繰り返し単位を以下に示す。
【0011】
【化1】
【0012】
【化2】
【0013】
【化3】
【0014】ここで、「化1」の繰り返し単位を有する
樹脂は、ビスフェノールA残基を有するものであり通常
ポリスルホンと称されている。また、「化2」の繰り返
し単位を有する樹脂は、パラフェニレン基がスルホン基
とエーテル基に交互に結合しているのであり通常これを
ポリエーテルスルホンと称している。「化3」の繰り返
し単位を有する樹脂は、ビフェニレン基を有することか
らポリアリルスルホンとも称される。本発明において
は、これらの樹脂を総称してポリエーテルスルホンとい
う。
【0015】以下、本発明の方法をより詳細に示す。ま
ず、あらかじめ成形された未発泡の芳香族ポリエーテル
スルホンからなる樹脂成形体を高圧容器中に封入し、そ
の容器に炭酸ガスを注入し、未発泡樹脂成形体に炭酸ガ
スを浸透させる。この際、圧力及び時間は特に限定され
ない。ただし、高圧であれば短時間(例えば60kg/
cm2 程度では4時間以上)、逆に低圧であれば長時間
(例えば20kg/cm2 程度では24時間以上)とす
ることが好ましい。このようにして樹脂成形体中に炭酸
ガスを十分に浸透させた後、圧力を解放し、取り出した
ガス浸透樹脂成形体を加熱することにより発泡させる。
発泡時の加熱温度は発泡開始温度以上、樹脂のTg以下
の範囲に設定する。この際、加熱手段は特に限定されな
いが、得られる発泡体の特性を考慮して、急加熱する場
合にはオイルなど、徐加熱する場合にはエアーオーブン
などが選択される。また、加熱時間は気泡成長が完了す
る時間を設定する。例えば0.2mm厚程度のサンプル
であれば、60秒以内が適当である。その後、冷却する
ことにより発泡体を得る。
【0016】なお、本発明における発泡開始温度とは発
泡倍率が1.1倍を越える温度を意味する。例えば、
「化1」のポリスルホン(Tg=約190℃)では発泡
開始温度は100℃、「化2」のポリエーテルスルホン
(Tg=約225℃)では発泡開始温度は130℃であ
った。
【0017】本発明は炭酸ガスを使用し、かつ発泡温度
を発泡開始温度以上、Tg以下の範囲に設定することを
特徴とする。炭酸ガスではなく、溶媒(例えばアセト
ン)を用いると、先に述べた特公昭56−5782号公
報の方法と同様であり、発泡体の表面性が悪くなる。一
方、N2 ガスなどを用いると、樹脂成形体中に発泡を起
こさせるのに十分な量のガスを浸透させることができな
いため、発泡体が得られない。また、発泡温度を発泡開
始温度未満にすると発泡体が得られず、一方Tgより高
い温度にすると巨大な気泡が発生しやすくなり、発泡体
の表面性が悪くなる。更に、発泡体としての特性の1つ
である発泡倍率を考慮すると、発泡温度を(発泡開始温
度+30)℃以上に設定することがより好ましい。
【0018】このようにして製造された樹脂発泡体につ
いて、平均気泡径は50μm以下であることが好まし
く、20μm以下であることがより好ましい。気泡径が
大きくなると、先にも述べたように樹脂発泡体の機械的
強度が低下するばかりでなく、表面性も悪くなる。
【0019】本発明の方法によれば、炭酸ガスを用い、
かつ発泡温度を発泡開始温度以上、Tg以下の範囲に設
定することにより、微細な気泡を含有し、かつ表面性に
も優れた芳香族ポリエーテルスルホンからなる樹脂発泡
体を得ることができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例1〜5及び比較例1〜3 以下の実施例1〜5及び比較例1〜3では、0.2mm
厚のポリスルホン成形シート(住友ベークライト社製、
商品名FS1200、前記「化1」に相当するもの)を
用いた。示差走査熱量計(セイコー電子工業社製)を用
いて測定した結果、このポリスルホンのTgは188℃
であった。
【0021】実施例1 ポリスルホン成形シートを高圧容器に封入し、60kg
/cm2 の炭酸ガス中に24時間静置してガスを浸透さ
せた。圧力を解放した後直ちにシートを100℃のシリ
コーンオイルバスに30秒浸漬して加熱発泡させ、ポリ
スルホン発泡体を得た。
【0022】実施例2〜4 発泡温度をそれぞれ140℃(実施例2)、160℃
(実施例3)、170℃(実施例4)とした以外は実施
例1と同様にしてポリスルホン発泡体を得た。
【0023】実施例5 炭酸ガスの圧力を30kg/cm2 とした以外は実施例
4と同様にしてポリスルホン発泡体を得た。
【0024】比較例1、2 発泡温度をそれぞれ230℃(比較例1)、90℃(比
較例2)とした以外は実施例1と同様にしてポリスルホ
ン発泡体を得た。
【0025】比較例3 N2 ガスを使用した以外は実施例4と同様にしてポリス
ルホン発泡体を得た。 実施例11〜15及び比較例11〜14 以下の実施例11〜15及び比較例11〜14では、
0.2mm厚のポリエーテルスルホン成形シート(住友
ベークライト社製、商品名FS1300、前記「化2」
に相当するもの)を用いた。示差走査熱量計(セイコー
電子工業社製)を用いて測定した結果、このポリエーテ
ルスルホンのTgは224℃であった。
【0026】実施例11 ポリエーテルスルホン成形シートを高圧容器に封入し、
60kg/cm2 の炭酸ガス中に24時間静置してガス
を浸透させた。圧力解放後直ちにシートを140℃のシ
リコーンオイルバスに30秒浸漬して加熱発泡させ、ポ
リエーテルスルホン発泡体を得た。
【0027】実施例12〜14 発泡温度をそれぞれ160℃(実施例12)、170℃
(実施例13)、200℃(実施例14)とした以外は
実施例11と同様にしてポリエーテルスルホン発泡体を
得た。
【0028】実施例15 炭酸ガスの圧力を30kg/cm2 とした以外は実施例
14と同様にしてポリエーテルスルホン発泡体を得た。
【0029】比較例11 ポリエーテルスルホン成形シートを室温のアセトン中に
5日間浸漬した。このシートをアセトン含有量が約8%
になるまで放置した後、200℃のエアオーブン中に3
0秒静置して加熱発泡させ、ポリエーテルスルホン発泡
体を得た。
【0030】比較例12、13 発泡温度をそれぞれ230℃(比較例12)、120℃
(比較例13)とした以外は実施例11と同様にしてポ
リエーテルスルホン発泡体を得た。
【0031】比較例14 N2 ガスを使用した以外は実施例14と同様にしてポリ
エーテルスルホン発泡体を得た。
【0032】得られた各々の樹脂発泡体について、密
度、平均気泡径、及び表面性を調べた。密度は水中置換
法により測定した。発泡体の平均気泡径は、日立製作所
製S800型電界放射型走査電子顕微鏡(SEM)で断
面写真を撮影し、任意の30個の気泡を抽出して気泡径
の平均値を求めることにより決定した。発泡体の表面性
は目視にて観察した。
【0033】実施例1〜5及び比較例1〜3の結果を表
1に示す。また、製造されたポリスルホン発泡体につい
て、発泡温度と発泡倍率との関係を図1に示す。実施例
11〜15及び比較例11〜14の結果を表2に示す。
また、製造されたポリエーテルスルホン発泡体につい
て、発泡温度と発泡倍率との関係を図2に示す。
【0034】表1及び表2から、炭酸ガスを用い、発泡
温度を発泡開始温度以上、Tg以下に設定した場合にの
み、微細な気泡を含有し、表面性に優れた樹脂発泡体が
得られることがわかる。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の方法によれ
ば、炭酸ガスを用い、かつ発泡温度を発泡開始温度以
上、Tg以下の範囲に設定することにより、微細な気泡
を含有し、かつ表面性にも優れた芳香族ポリエーテルス
ルホンからなる樹脂発泡体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例において製造されたポリスルホ
ン発泡体について、発泡温度と発泡倍率との関係を示す
特性図。
【図2】本発明の実施例において製造されたポリエーテ
ルスルホン発泡体について、発泡温度と発泡倍率との関
係を示す特性図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 尚樹 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加圧下において芳香族ポリエーテルスル
    ホンからなる樹脂成形体に炭酸ガスを接触させて炭酸ガ
    スを浸透させる工程と、圧力を解放した後、前記樹脂成
    形体を発泡開始温度以上、前記樹脂のTg以下に加熱し
    て発泡させる工程と、得られた樹脂発泡体を冷却する工
    程とを具備したことを特徴とするポリエーテルスルホン
    樹脂発泡体の製造方法。
  2. 【請求項2】 発泡温度が(発泡開始温度+30℃)以
    上、Tg以下であることを特徴とする請求項1記載のポ
    リエーテルスルホン樹脂発泡体の製造方法。
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