泡沫體、泡沫體的制造方法及功能性泡沫體技術

本發明專利技術提供一種具有均勻的微細氣泡結構且韌性及耐熱性優異的新泡沫體及其制造方法。另外，本發明專利技術提供一種包含如上所述的泡沫體且賦予有各種功能的功能性泡沫體。本發明專利技術的泡沫體具有球狀氣泡，該球狀氣泡的平均孔徑低于20μm，該泡沫體的密度為0.15g/cm3～0.9g/cm3，在180°的彎曲試驗中不產生裂痕。本發明專利技術的功能性泡沫體包含本發明專利技術的泡沫體。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種泡沫體、泡沫體的制造方法及功能性泡沫體。
技術介紹
泡沫體在吸水材料、保水材料、緩沖材料、絕熱材料、吸音材料、隔離物、反射材料、電路基板等各種基板、印刷板等的保持構件、支承構件、研磨工藝用的研磨墊及用于支承其的平臺、用于對半導體或各種基板等通過自背面抽成真空等而加以保持或搬送的支承臺等各種用途中得到廣泛利用。以往，泡沫體通過利用濕式凝固法或干式轉印法、使用了化學發泡劑的化學發泡法、使用了熱膨脹性塑料微球或熱塑性樹脂的水分散液的物理發泡法、在熱塑性樹脂的水分散液中混合有空 氣的機械發泡法等成形泡沫層而獲得(例如，參照專利文獻I 3)。然而，利用濕式凝固法所獲得的泡沫體，雖為多孔質體，但存在孔徑尺寸在厚度方向上不均勻、無法表現出充分的機械強度的問題。另外，存在為進行濕式凝固而需要較長時間的問題。利用干式轉印法所獲得的復合片材、或利用在熱塑性樹脂的水分散液中混合空氣的機械發泡法所獲得的復合片材中，孔徑尺寸在厚度方向上大致均勻地分布。但是，由于是通過氣體而形成孔，故而存在難以控制孔徑尺寸，因此有時會形成大直徑的孔，無法表現出充分的機械強度的問題。另外，在干式轉印法中，存在制造步驟中必需使用有機溶劑等環境負荷物質，為保護環境，必需最后通過加熱干燥等除去樹脂中所含的環境負荷物質的問題。利用使用了化學發泡劑的化學發泡法所獲得的泡沫體、或通過熱膨脹性塑料微球所獲得的泡沫體，在其制造步驟中要求較高的溫度控制性，故而存在必然地需要價格昂貴且大型的專用設備的問題。另外，利用使用了化學發泡劑的化學發泡法所獲得的泡沫體、或通過熱膨脹性塑料微球所獲得的泡沫體，其中所包含的泡沫層的大小變成發泡處理前的3 5倍的大小，且孔徑也增大，因此存在無法表現出充分的機械強度的問題。通過熱塑性樹脂的擠出成形而獲得泡沫體的情形時，存在加熱保存時尺寸顯著變化、因熱塑性樹脂熔融等而引起氣泡結構崩塌、無法表現出充分的耐熱性的問題(例如，參照專利文獻I)。利用使用了熱塑性樹脂的水分散液的物理發泡法所獲得的泡沫體，雖為微多孔體，但多孔質層的密度的控制范圍僅限于0.5g/cm3 0.9g/cm3的狹小范圍內。另外，涂布水分散液時的間隙適當的是50 μ m 600 μ m的程度，通過使水分揮發，多孔質層的厚度與處理前相比下降，因此存在多孔質層的厚度的控制范圍變得狹小的問題(例如，參照專利文獻3)。另一方面，W/0(water-1n_oil,油包水)型乳液尤其是作為W/0型的HIPE(highinternal phase emulsion)(高不連續相乳液)而為人所知(例如,參照專利文獻4),業界通過形成外部油相包含聚合性單體的W/0型HIPE且進行聚合，而研究乳液的油相與水相的幾何學配置。例如，報告有通過制備包含90%的水相成分且油相成分中使用苯乙烯單體的W/0型HIPE，然后進行聚合，而研究乳液的油相與水相的幾何學配置(例如，參照非專利文獻I)。非專利文獻I中，報告有通過使用親油性的乳化劑攪拌油相與水相而制備W/0型HIPE，然后進行聚合，形成具有由該W/0型HIPE的前體的相關系決定的氣泡形狀的硬質多孔質體。通過使W/0型乳液聚合而形成的多孔質體的物性，受構成該W/0型乳液的成分的種類、以及制備該W/0型乳液時的乳化條件的影響。例如，報告有由至少包含90重量份的水、聚合性單體、以及含有表面活性劑及聚合催化劑的油相而成的W/0型HIPE，制備吸收性的多孔性聚合物的方法(例如，參照專利文獻5)。報告有通過對至少包含水相成分、聚合性單體、以及含有表面活性劑及聚合催化劑的油相成分而成的W/0型HIPE，在進行聚合后反復進行洗滌與脫水，而制備具有低于約100mg/cc的干燥密度的疏水性多孔質體的方法(例如，參照專利文獻6)。例如，報告有連續地進行自W/0型HIPE的制備至其聚合為止的步驟的多孔質交聯聚合物的制造方法(例如，參照專利文獻7)。例如，報告有對W/0型HIPE進行光聚合而制造泡沫體(foam)的方法(例如，參照專利文獻8)。如上所述，已知有幾種由W/0型乳液制造多孔質體的方法。但是，這樣的多孔質體存在幾個問題。例如，報告有使用包含(甲基)丙烯酸系單體、多官能(甲基)丙烯酸系單體及山梨糖醇酐單油酸酯等親油性乳化劑作為連續油相成分的W/0型HIPE，或者包含(甲基)丙烯酸系單體、芳香族氨基甲酸酯丙烯酸酯及山梨糖醇酐單油酸酯等親油性乳化劑作為連續油相成分的W/0型HIPE，進行 光聚合而制造泡沫體的方法。但是，包含交聯型(甲基)丙烯酸系聚合物的泡沫體，雖在可提供具有較高氣泡率的泡沫體方面優異，但存在氣泡結構的均勻性不充分的問題，或通過該泡沫體的180°彎曲試驗及80%以上的高壓縮試驗，該泡沫體產生龜裂(裂痕)等韌性較差的問題(例如，參照專利文獻8)。另外，即便W/0型乳液的連續油相成分組成(例如單體/交聯劑含量、乳化劑量、乳化劑種類的選擇)、乳化時的溫度、攪拌條件等發生極細微的變化，W/0型乳液的乳液狀態也會被破壞，它們的至少一部分明確地分離成水相或油相。因此，無法容易地制備適宜獲得目標泡沫體的W/0型乳液。S卩，以往極難提供具有均勻的微細氣泡結構且韌性及耐熱性優異的泡沫體。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本專利特開2001-9952號公報專利文獻2:日本專利特開2001-38837號公報專利文獻3:國際公開手冊第2002/101141號說明書專利文獻4:美國專利第3565817號說明書專利文獻5:日本專利特公平3-66323號公報專利文獻6:日本專利特表2003-514052號公報專利文獻7:日本專利特開2001-163904號公報專利文獻8:日本專利特表2003-510390號公報非專利文獻I 中以及高不連續相比的水/聚合物乳液”(Lissant及Mahan,Journal of Colloid and Interfacecience，Vol.42，N0.1，1973 年 I 月，201 208 頁)
技術實現思路
本專利技術的課題在于，提供一種具有均勻的微細氣泡結構且韌性及耐熱性優異的新泡沫體及其制造方法。另外，本專利技術的課題在于，提供一種包含如上所述的泡沫體且賦予有各種功能的功能性泡沫體。解決問題的技術手段本專利技術的泡沫體具有球狀氣泡，且該球狀氣泡的平均孔徑低于20 μ m,該泡沫體的密度為0.15g/cm3 0.9g/cm3,在180°的彎曲試驗中不產生裂痕。在優選的實施方式中，本專利技術的泡沫體于125 °C下保存22小時之時的尺寸變化率低于±5%。在優選的實施方式中，本專利技術的泡沫體于125°C下保存14日之時的拉伸強度變化率低于±20%。`在優選的實施方式中，本專利技術的泡沫體具有在相鄰的球狀氣泡間具備貫通孔的連續氣泡結構。在優選的實施方式中，上述貫通孔的平均孔徑為5μπι以下。在優選的實施方式中，本專利技術的泡沫體為片狀的泡沫體片材。本專利技術的泡沫體的制造方法，是制造具有球狀氣泡的泡沫體的方法，其包括:步驟(I)，制備包含連續油相成分、及與該連續油相成分具有不混合性的水相成分的W/0型乳液；步驟(II)，對所獲得的W/0型乳液進行賦形；步驟(III)，使經賦形的W/0型乳液進行聚合；及步驟(IV)，對所獲得的含水聚合物進行脫水；該連續油相本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.31 JP 2010-194124;2010.08.31 JP 2010-194121.一種泡沫體，其具有球狀氣泡， 該球狀氣泡的平均孔徑低于20 μ m, 該泡沫體的密度為0.15g/cm3 0.9g/cm3, 在180°的彎曲試驗中不產生裂痕。2.如權利要求1所述的泡沫體，其中， 在125°C下保存14日后的尺寸變化率低于±5%。3.如權利要求1所述的泡沫體，其中， 在125°C下保存14日后的拉伸強度變化率低于±20%。4.如權利要求1所述的泡沫體，其中， 具有在相鄰的球狀氣泡間具備貫通孔的連續氣泡結構。5.如權利要求4所述的泡沫體，其中， 所述貫通孔的平均孔徑為5 μ m以下。6.如權利要求1所述的泡沫體，其為片狀的泡沫體片材。7.一種泡沫體的制造方法，其是制造具有球狀氣泡的泡沫體的方法，其包括: 步驟(I)，其制備包含連續油相成分、及與該連續油相成分具有不混合性的水相成分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：平尾昭，土井浩平，伊關梓，仲山雄介，長崎國夫，
申請(專利權)人：日東電工株式會社，
類型：
國別省市：