(57)【要約】【課題】絶縁性及び耐熱性に優れた電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供することを課題とする。【解決手段】ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物から構成され、３５〜１００ｋｇ／ｍ3の範囲の見掛け密度、０．１〜３．０ｍｍの範囲の厚み、１〜１．５の範囲の１０ＭＨｚにおける誘電率、及び絶対値で５％以下の１４０℃における寸法変化率を有することを特徴とする電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体により上記課題を解決する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物から構成され、３５〜１００ｋｇ／ｍ3の範囲の見掛け密度、０．１〜３．０ｍｍの範囲の厚み、１〜１．５の範囲の１０ＭＨｚにおける誘電率、及び絶対値で５％以下の１４０℃における寸法変化率を有することを特徴とする電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体。
【請求項２】
前記電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体が、１〜１．５の範囲の１０ｋＨｚにおける誘電率を有する請求項１に記載の電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体。
【請求項３】
前記電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体が、それを５０％圧縮した際に、２０〜２００ＫＰａの圧縮応力を有する請求項１又は２に記載の電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体。
【請求項４】
前記電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体が、７０％以上の連続気泡率を有する請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体。
【請求項５】
前記電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体が、０．０２〜０．２ｍｍの範囲の平均気泡径を有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体。
【請求項６】
前記樹脂組成物が、前記ポリオレフィン系樹脂２０〜８０重量％及び熱可塑性エラストマー８０〜２０重量％を含む混合樹脂を含み、前記ポリオレフィン系樹脂及び熱可塑性エラストマーが、１４０〜１８０℃の範囲の融点を有する請求項１〜５のいずれか１つに記載の電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体。
【請求項７】
前記ポリオレフィン系樹脂が、８０〜１４０℃の荷重たわみ温度を有する請求項１〜６のいずれか１つに記載の電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体。
【請求項８】
前記熱可塑性エラストマーが、４５〜１６０℃の軟化点を有する請求項６又は７に記載の電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体。
【請求項９】
配線と、それを被覆する絶縁材とを有し、前記絶縁材が、請求項１〜８のいずれか１つに記載の電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体である絶縁材被覆配線。
【請求項１０】
前記絶縁材被覆配線が、同軸ケーブルである請求項９に記載の絶縁材被覆配線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体及び絶縁材被覆配線に関する。更に詳しくは、本発明は、加熱寸法変化率が小さく耐熱性に優れ、かつ絶縁性に優れた電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体及び絶縁材被覆配線に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やパーソナルコンピューターの急速な普及により、通信網構築に使用されるケーブルの需要が増加している。ケーブルは、通常、配線と、配線の長手方向の周囲を覆う絶縁材とから構成されている。このようなケーブルには、より高周波数領域で、より低損失な伝送特性が求められている。
また、近年、電子機器の軽量化及び薄型化が求められているため、配線を大径化することで、電気が流れる断面積を大きくすることが考えられる。しかし、ケーブルの設置のような作業性等を考慮すると、大径化にも限度がある。そこで、ケーブル自体の径を変えずに配線を大径化する方法として、配線を被覆する絶縁材の厚さを低減することが考えられる。
【０００３】
ここで、一般的に市販されている絶縁材は、中実（非発泡）の樹脂成分からなっている。絶縁材の厚さを単純に低減すると絶縁性が不足することがある。この絶縁性は、中実の絶縁材の場合、絶縁材自身の誘電率に依存することになる。誘電率は固有の値であるため、絶縁性を満足させるには、誘電率のより低い材料を使用する必要がある。そのような誘電率の低い材料は、今までのところ報告されていない。
更に、配線は、流れる電流により発熱するため、絶縁材には耐熱性が求められている。しかし、厚さを低減すると耐熱性も不足することになる。このため、耐熱性の高いエンジニアリングプラスチックのような絶縁材を使用することが考えられるが、このような絶縁材は、誘電率が高いものが多く、絶縁材として適している材料は、今までのところ報告されていない。
【０００４】
上記のような課題に対して、絶縁性と耐熱性を両立した絶縁材として、発泡体を使用することが報告されている。例えば、特許第３１１５２１５号公報（特許文献１）の実施例では、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ナイロン６、ポリイミド、テトラフルオロエチレンから選択される樹脂の発泡体を電子部材の絶縁材として使用することが提案されている。また、特許第３２６７２２８号公報（特許文献２）の実施例では、ポリオレフィン系樹脂とアイオノマーとの混合樹脂を含む発泡体を電子部材の絶縁材として使用することが提案されている。更に、特開２０１１−９７５７８号公報（特許文献３）の実施例では、ポリプロピレンとポリオレフィン系エラストマーとの混合樹脂を含む発泡体を電子部材の絶縁材として使用することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３１１５２１５号公報
【特許文献２】特許第３２６７２２８号公報
【特許文献３】特開２０１１−９７５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記公報の技術では、電子部材の絶縁材の絶縁性と耐熱性は、十分ではなく、そのため、より絶縁性と耐熱性とが共に向上した電子部材の絶縁材の提供が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かくして本発明によれば、ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物から構成され、３５〜１００ｋｇ／ｍ3の範囲の見掛け密度、０．１〜３．０ｍｍの範囲の厚み、１〜１．５の範囲の１０ＭＨｚにおける誘電率、及び絶対値で５％以下の１４０℃における寸法変化率を有することを特徴とする電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体が提供される。
また、本発明によれば、配線と、それを被覆する絶縁材とを有し、前記絶縁材が、上記電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体である絶縁材被覆配線が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体は、高い絶縁性と耐熱性を有している。このような電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体は、同軸ケーブルのような絶縁材被覆配線の配線を被覆する絶縁材として有用である。
また、電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体が、１〜１．５の範囲の１０ｋＨｚにおける誘電率を有する場合、より高い絶縁性と耐熱性を有する電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供できる。
更に、電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体が、それを５０％圧縮した際に、２０〜２００ＫＰａの圧縮応力を有する場合、より高い絶縁性と耐熱性を有する電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供できる。
【０００９】
また、電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体が、７０％以上の連続気泡率を有する場合、低い応力で容易に圧縮できる柔軟性と高い絶縁性と耐熱性を有する電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供できる。
更に、電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体が、０．０２〜０．２ｍｍの範囲の平均気泡径を有する場合、柔軟性と高い絶縁性と耐熱性を有する電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供できる。
また、樹脂組成物が、前記ポリオレフィン系樹脂２０〜８０重量％及び熱可塑性エラストマー８０〜２０重量％を含む混合樹脂を含み、前記ポリオレフィン系樹脂及び熱可塑性エラストマーが、１４０〜１８０℃の範囲の融点を有する場合、より高い絶縁性と耐熱性を有する電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供できる。
【００１０】
更に、ポリオレフィン系樹脂が、８０〜１４０℃の荷重たわみ温度を有する場合、より高い絶縁性と耐熱性を有する電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供できる。
また、熱可塑性エラストマーが、４５〜１６０℃の軟化点を有する場合、より高い絶縁性と耐熱性を有する電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体）
本発明の電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体（以下、発泡体ともいう）は、ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物から構成され、３５〜１００ｋｇ／ｍ3の範囲の見掛け密度、０．１〜３．０ｍｍの範囲の厚み、１〜１．５の１０ＭＨｚにおける誘電率、及び、絶対値で５％以下の１４０℃における寸法変化率を有している。
このような誘電率及び寸法変化率を有していることで、高い絶縁性と耐熱性が要求される電子部材絶縁用途で使用できる。また、同等の絶縁性と耐熱性であれば、発泡体をより薄くすることが可能であるため、薄層化及び軽量化が進む電子部材絶縁用途で有用である。
【００１２】
（１）ポリオレフィン系樹脂
ポリオレフィン系樹脂としては、上記見掛け密度、厚み、誘電率及び寸法変化率の発泡体を与えうる樹脂であれば、特に限定されない。例えば、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体、プロピレン−１−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテンランダム共重合体等が挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂は、１４０〜１８０℃の範囲の融点を有することが好ましい。融点が１４０℃未満の場合、絶対値で５％以下の１４０℃における寸法変化率を実現することが困難である。融点が１８０℃を超える場合、高温で樹脂を混練する必要があるため、ポリオレフィン系樹脂の熱劣化を引き起こしたり、その他添加樹脂の物性を著しく低下させることがある。より好ましい融点は、１５５〜１７０℃の範囲である。
【００１３】
また、ポリオレフィン系樹脂は、８０〜１４０℃の荷重たわみ温度を有することが好ましい。この範囲内の荷重たわみ温度を有することで、より耐熱性の向上した発泡体を提供できる。荷重たわみ温度が８０℃未満の場合、絶対値で５％以下の１４０℃における寸法変化率を実現することが困難である。荷重たわみ温度が１４０℃を超える場合、高温で樹脂を混練する必要があるため、ポリオレフィン系樹脂の熱劣化を引き起こしたり、その他添加樹脂の物性を著しく低下させることがある。より好ましい荷重たわみ温度は、９０〜１３０℃の範囲である。
【００１４】
更に、ポリオレフィン系樹脂は、０．２〜５ｇ／１０分のメルトフロレート（ＭＦＲ）を有していることが好ましい。この範囲内のＭＦＲを有することで、より耐熱性の向上した発泡体を提供できる。ＭＦＲが低いと、押出機の負荷が大きくなって、生産性が低下し、又は、発泡剤を含む溶融したポリオレフィン系樹脂が金型内を円滑に流れることができなくなって、得られるポリオレフィン系樹脂発泡体の表面にムラが発生して外観が低下する一方、高いと、金型円環ダイ手前での樹脂圧力が低下し、円環ダイ気泡生成部における樹脂圧力も低下することから、気泡生成部手前で気泡が生成してしまい発泡体形成部で破泡が急激に生じることにより発泡性が低下し、得られる発泡体の外観が低下もしくは、発泡体が得られなくなる可能性がある。そのため、ＭＦＲは０．２〜５ｇ／１０分が好ましく、０．２〜４ｇ／１０分がより好ましい。
【００１５】
ポリオレフィン系樹脂は、上記範囲の融点、荷重たわみ温度、メルトフロレートのいずれかを得るために、ポリプロピレン単独重合体又はプロピレンと他のオレフィンとの共重合体が好ましく、ポリプロピレン単独重合体がより好ましい。プロピレンと共重合する他のオレフィンとしては、例えば、エチレンの他に、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン等の炭素数が４〜１０であるα−オレフィンが挙げられる。プロピレンと他のオレフィンとの共重合体としてはエチレン成分の少ない共重合体が好ましく、ランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれであってもよいが、耐熱性に優れていることから、ブロック共重合体が好ましい。また、本発明に用いられるポリオレフィン系樹脂としては、発泡性に優れることから、高溶融張力ポリプロピレン系樹脂を使用することが好ましい。高溶融張力ポリプロピレン系樹脂としては、電子線架橋等により分子構造中に自由末端長鎖分岐を有している高溶融張力ポリプロピレン（ＨＭＳ−ＰＰ）や、高分子量成分を含むことで溶融張力を上げたもの等がある。この高溶融張力ポリプロピレンとしては、市販品を使用できる。
ポリオレフィン系樹脂は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を適宜組み合わせ混合して用いてもよい。
【００１６】
（２）他の樹脂
樹脂組成物には、熱可塑性エラストマーを含むことが好ましい。ポリオレフィン系樹脂に熱可塑性エラストマーを含ませれば、押出発泡性を向上できるので、より容易に発泡体を製造できる。また、得られた発泡体は適度な柔軟性、緩衝性を有する。
熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとソフトセグメントを組み合わせた構造を有するもので、常温でゴム弾性を示し、高温では熱可塑性樹脂と同様に可塑化され成形できるという性質を有する。一般的には、ハードセグメントがポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂であり、ソフトセグメントがエチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体等のゴム成分又は非結晶性ポリエチレンである。熱可塑性エラストマーとしては、ハードセグメントとなるモノマーとソフトセグメントとなるモノマーの重合を多段階で行い、重合反応容器内において直接製造される重合タイプのエラストマー；バンバリーミキサーや二軸押出機等の混練機を用いてハードセグメントとなるポリオレフィン系樹脂と、ソフトセグメントとなるゴム成分とを物理的に分散させて製造されたブレンドタイプのエラストマー；バンバリーミキサーや二軸押出機等の混練機を用いてハードセグメントとなるポリオレフィン系樹脂と、ソフトセグメントとなるゴム成分とを物理的に分散させる際に架橋剤を加えることによって、ポリオレフィン系樹脂マトリックス中に、ゴム成分を完全架橋又は部分架橋させミクロ分散させて得られる、動的架橋されたエラストマーが挙げられる。
【００１７】
本発明では、非架橋エラストマー及び架橋エラストマー共に利用することが可能であり、ソフトセグメントとなるゴム成分とを物理的に分散させて製造された非架橋エラストマーは、製造された発泡体のリサイクル性を考慮すると好ましい。また、通常のポリオレフィン系樹脂を押出発泡成形する場合と同様の押出機での製造が容易に可能となる。更に、発泡体をリサイクルし再び押出機へ供給して同じ発泡成形をする場合でも、架橋ゴムによる発泡不良等が抑えられる。一方、ソフトセグメントとなるゴム成分とを物理的に分散させると同時に、ゴム成分を部分架橋又は動的架橋された架橋エラストマーは、ポリオレフィン系樹脂との相溶性に優れることや、得られる発泡体の耐熱性を向上できること等から好ましい。なお、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体エラストマーを構成するジエン成分としては、例えばエチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン等が挙げられる。ここで、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体エラストマーは一種あるいは二種以上を混合して用いられてもよく、このようなエチレン−プロピレン−ジエン共重合体エラストマーを使用することにより、通常のポリオレフィン系樹脂を押出発泡成形する場合と同様の押出機での製造が容易となる。
【００１８】
熱可塑性エラストマーは、１４０〜１８０℃の範囲の融点を有することが好ましい。融点が１４０℃未満の場合、絶対値で５％以下の１４０℃における寸法変化率を実現することが困難である。融点が１８０℃を超える場合、高温でエラストマーを混練する必要があるため、エラストマー自体の熱劣化を引き起こすことに加えて、その他ポリオレフィン系樹脂又は添加剤等の物性を著しく低下させることがある。好ましい融点は、１５０〜１７０℃の範囲である。
【００１９】
また、熱可塑性エラストマーは、４５〜１６０℃の軟化点を有することが好ましい。この範囲内の軟化点を有することで、より耐熱性の向上した発泡体を提供できる。軟化点が４５℃未満の場合、絶対値で５％以下の１４０℃における寸法変化率を実現することが困難である。軟化点が１６０℃を超える場合、高温でエラストマーを混練する必要があるため、エラストマー自体の熱劣化を引き起こすことに加えて、その他ポリオレフィン系樹脂又は添加剤等の物性を著しく低下させることがある。好ましい軟化点は、７０〜１５０℃の範囲である。
【００２０】
更に、熱可塑性エラストマーは、０．１〜２０ｇ／１０分のメルトフロレート（ＭＦＲ）を有していることが好ましい。ＭＦＲが０．１ｇ／１０分未満の場合、押出機の負荷が上がり、押出ができない状況になる場合がある。ＭＦＲが２０ｇ／１０分を超える場合、樹脂組成物の溶融粘度が低下し、押出機内部に圧力を保持できないため、発泡シートを得ることができないことがある。好ましいＭＦＲは、０．２〜１５ｇ／１０分の範囲である。
【００２１】
樹脂組成物が、熱可塑性エラストマーを含む場合、上記ポリオレフィン系樹脂及び熱可塑性エラストマーの含有割合は、それぞれ２０〜８０重量％及び８０〜２０重量％であることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂が２０重量％未満の場合、得られるポリオレフィン系樹脂発泡体の緩衝性や柔軟性が乏しくなることがある。また、８０重量％より多い場合、熱可塑性樹脂組成物のゴム弾性が強くなりすぎて発泡性が低下したり、得られたポリオレフィン系樹脂発泡体の収縮が大きくなることがある。より好ましいポリオレフィン系樹脂及び熱可塑性エラストマーの含有割合は、それぞれ、４０〜８０重量％及び６０〜２０重量％であり、更に好ましい含有割合は、それぞれ、５０〜７０重量％及び５０〜３０重量％である。
【００２２】
（３）他の添加剤
樹脂組成物は、必要に応じて、上記以外の他の添加剤を含んでいてもよい。例えば、界面活性剤、分散剤、耐候性安定剤、光安定剤、顔料、染料、難燃剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤等が挙げられる。
界面活性剤は、すべり性及びアンチブロッキング性を付与するものである。また、分散剤は、樹脂組成物の構成成分の分散性を向上させるものである。分散剤としては、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等が挙げられる。
他の添加剤の含有量は、気泡の形成、発泡体の物性等を損なわない範囲で適宜選択でき、通常の発泡体に含まれる含有量を採用できる。
【００２３】
（４）電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体の各種物性
まず、発泡体は、３５〜１００ｋｇ／ｍ3の範囲の見掛け密度及び０．１〜３．０ｍｍの範囲の厚さを有する。このような薄い発泡体であっても、絶縁性と耐熱性とが共に高い発泡体を得ることができる。より好ましい見掛け密度及び厚さは、３５〜８０ｋｇ／ｍ3の範囲及び０．２〜３ｍｍの範囲である。
次に、発泡体は、１〜１．５の範囲の１０ＭＨｚにおける誘電率を有する。このような誘電率を有することで、発泡体に高い絶縁性を付与できる。より好ましい１０ＭＨｚにおける誘電率は、１〜１．４の範囲である。
更に、発泡体は、絶対値で５％以下の１４０℃における寸法変化率を有する。このような寸法変化率を有することで、高い耐熱性により電子部材絶縁用として好適に用いることができる。より好ましい寸法変化率は、３％以下である。
【００２４】
また更に、発泡体は、絶縁性及び耐熱性を向上させる観点から、以下の物性を有することが好ましい。
まず、発泡体は、１０ｋＨｚにおいても、１〜１．５の範囲の誘電率を有していることが好ましい。１０ｋＨｚでの誘電率を確認することで、発泡体が、種々の周波数の電子部材の絶縁用に有用であることが確認できる。より好ましい１０ｋＨｚにおける誘電率は、１〜１．４の範囲である。
更に、発泡体は、それを５０％圧縮した際に、２０〜２００ＫＰａの圧縮応力を有することが好ましい。この範囲の圧縮応力を有することで、高い機械的特性を発泡体に付与できる。より好ましい圧縮応力は、２５〜１５０ＫＰａの範囲である。
また、発泡体は、７０％以上の連続気泡率を有することが好ましい。この範囲の連続気泡率を有することで、高い耐熱性、寸法安定性を発泡体に付与できる。より好ましい連続気泡率は、７０〜９５％の範囲である。
【００２５】
更に、発泡体は、０．０２〜０．２ｍｍの範囲の平均気泡径を有することが好ましい。この範囲の平均気泡径を有することで、高い絶縁性を発泡体に付与できる。また、薄層化可能で、高い柔軟性を維持できる。より好ましい平均気泡径は、０．０５〜０．１８ｍｍの範囲である。
本発明の発泡体は、優れた絶縁性と耐熱性を有しており、絶縁性と耐熱性が要求される種々の絶縁材被覆配線に使用可能である。より具体的には、発泡体は、同軸ケーブルのような通信ケーブルの配線被覆絶縁材、配線基板の配線被覆絶縁材等に使用可能である。
【００２６】
（５）電子部材絶縁用ポリオレフィン系樹脂発泡体の製造方法
発泡体は、樹脂組成物と、気泡核剤と、発泡剤としての二酸化炭素とを含む溶融物を押出すことにより得られる。溶融物は、必要に応じて熱可塑性エラストマー等の他の樹脂及び他の添加剤を含んでいてもよい。
（ｉ）気泡核剤
気泡核剤はポリオレフィン系樹脂発泡用組成物が気泡を形成する際に気泡核の生成を促すものであり、気泡の微細化と均一性に効果を示す。気泡核剤としては、例えばタルク、マイカ、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸バリウム、炭酸水素ナトリウム、ガラスビーズ等の無機化合物；ポリテトラフルオロエチレン、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウムとクエン酸の混合物等の有機化合物、窒素等の不活性ガス等が挙げられる。その中でも、無機化合物ではタルク、有機化合物ではポリテトラフルオロエチレンが気泡微細化に効果が高いため好ましい。また、ポリテトラフルオロエチレンは分散させた際にフィブリル状になることで樹脂の溶融張力が上がるようになるものが特に好ましい。
【００２７】
気泡核剤は、そのものの形態で配合樹脂組成物と混合し熱可塑性樹脂組成物として、又は個別に押出機内へ供給してもよく、更にマスターバッチとして配合樹脂組成物と混合し熱可塑性樹脂組成物として、又は個別に押出機内へ供給してもよい。
マスターバッチの基材樹脂としては、配合樹脂組成物に対する相溶性に優れるものであれば、特に限定されず、例えば、ホモポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等を好適に使用できる。
上記気泡核剤及び前記添加剤は、取扱いの容易性や粉体飛散による製造環境汚染の防止のため、又熱可塑性樹脂中への分散性を向上させるため、マスターバッチとして、使用することもできる。
【００２８】
マスターバッチは、通常、熱可塑性の基材樹脂に、添加剤等を高濃度で練り込み、ペレット状とすることにより、得ることができる。基材樹脂としては、配合樹脂組成物に対する相溶性に優れるものであれば、特に限定されず、例えば、ホモポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等を好適に使用できる。
気泡核剤の使用量は、溶融物中の樹脂１００重量部あたり、０．０１〜１５重量部が好ましい。０．０１重量部未満の場合、得られる発泡体の気泡数を増加させることが困難となり、得られる発泡体の表面平滑性が低下することがある。１５重量部を超える場合、二次凝集を起こしやすくなり押出発泡不良による発泡体の表面平滑性が低下することがある。より好ましい使用量は、０．１〜１２重量部である。
【００２９】
（ｉｉ）発泡剤
発泡剤は二酸化炭素を使用することが好ましい。二酸化炭素は発泡体からの抜けが早く、この性質を利用することで、絶対値で５％以下の１４０℃における寸法変化率を容易に実現できる。
二酸化炭素は、どのような状態で樹脂組成物中に圧入されても発泡体を得ることができるが、超臨界状態であることが好ましい。超臨界状態の二酸化炭素を使用することで、溶融物への二酸化炭素の含浸量を増大させることが可能となり、より微細な気泡を有する発泡体を提供できる。なお、二酸化炭素は、３１℃の臨界温度以上及び７．４ＭＰａの臨界圧力以上で超臨界状態となる。
【００３０】
押出機内に圧入される発泡剤の量は、所望する発泡体の発泡倍率に応じて適宜、調整されればよいが、発泡剤の使用量は、溶融物中の樹脂１００重量部あたり、１〜１０重量部が好ましい。１重量部未満の場合、発泡体の発泡倍率が低くなり、絶縁性、軽量性及び断熱性が低下することがある。１０重量部を超える場合、金型内において発泡を生じ、破泡を生じたり、あるいは、発泡体中に大きな空隙が生じることがある。より好ましい使用量は、２〜８重量部である。
【００３１】
（ｉｉｉ）押出機
押出には、単軸押出機、二軸押出機、タンデム型押出機等の押出機を使用できる。これらの内、押出条件を調整しやすいことから、タンデム型押出機が好ましい。
樹脂組成物は、押出機内で混練溶融されて溶融物となり、溶融物が押出機から押出されて発泡することで発泡体となる。溶融物が押出機から押出される部位には、通常ダイが設置されている。
ここで、ダイの気泡生成部における溶融物の吐出速度Ｖが、５０〜３００ｋｇ／ｃｍ2・ｈｒかつ、ダイ手前での溶融物圧力が７ＭＰａ以上となる条件下で押出発泡させることが好ましい。
【００３２】
ダイ手前での溶融物圧力は、押出機先端からダイまでの流路において、ストレインゲージのような測定器によって測定される圧力である。具体的には、押出機先端フランジ、両サイドにフランジのある直管金型、ダイと順に接続した直管金型部に取り付けた、ストレインゲージにて測定できる。
吐出速度Ｖが５０ｋｇ／ｃｍ2・ｈｒより小さい場合、気泡の微細化や高発泡倍率の発泡体を得ることが困難となることがある。３００ｋｇ／ｃｍ2・ｈｒより大きい場合、金型気泡生成部で樹脂が発熱して気泡破れをきたし、発泡倍率が低下しやすくなることに加え、皺状のコルゲートが発生しやすくなり気泡径が不均一となって発泡体の表面平滑性が低下することがある。吐出速度Ｖは、ダイの気泡生成部の断面積、押出吐出量により適宜調節できる。
ここで、溶融物の吐出速度Ｖ（ｋｇ／ｃｍ2・ｈｒ）は、下記式によって、定義された値である。
Ｖ＝溶融物重量／金型気泡生成部断面積・時間
【００３３】
ダイ手前での溶融物の圧力は、７ＭＰａよりも低いとダイの気泡生成部より手前で気泡生成が始まり、良好な発泡体が得られないことがある。また、圧力が高すぎると押出機の負荷が高くなるため、溶融物の圧力は２０ＭＰａ程度以下であることが好ましい。
ダイ手前での溶融物圧力は、溶融物粘度と押出吐出量、ダイの気泡生成部断面積によって適宜調節できる。更に溶融物粘度は樹脂の種類と発泡剤の添加量、及び溶融物温度によって適宜調節できる。また、溶融物温度とは、ダイ手前での溶融物圧力を測定する直管金型において、溶融物に直接接触させる形で取り付けられた熱電対にて測定された温度を意味する。
【００３４】
溶融物温度は、概ねポリオレフィン系樹脂の融点より５〜２５℃高くすることが、発泡性を高める上で好ましい。溶融物温度が融点に近づくと、ポリオレフィン系樹脂の結晶化が始まり、急激に粘度が上昇し押出条件が不安定になったり、押出機の負荷が上昇したりすることがある。逆に高すぎると発泡後の樹脂固化が発泡スピードに追い着かず、発泡倍率が上がらないことがある。
本発明の発泡体は、押出された発泡体から、表皮を剥離したものであってもよい。表層を剥離することで、より優れた絶縁性の発泡体を得ることができる。剥離には、公知のスプリッティングマシンを利用できる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。実施例及び比較例における各種値の測定法を下記する。
・融点
ポリオレフィン系樹脂及び熱可塑性エラストマーの融点は、ＪＩＳ  Ｋ７１２１  プラスチックの転移温度測定方法に準拠して、下記の様にして、測定された値をいう。
具体的には、加熱・冷却速度：１０ ℃／分、測定開始・終了温度：−４０℃〜２２０℃で行なう。測定装置には、ＳＩＩナノテクノロジー社製の型番名ＤＳＣ６２２０型の示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いる。
【００３６】
・ＭＦＲ
ポリオレフィン系樹脂及び熱可塑性エラストマーのＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０  熱可塑性プラスチックの流れ試験方法に準拠して、下記の様にして、測定された値をいう。
具体的には、試験温度２３０℃、試験荷重２１．１８Ｎ、予熱時間５分間で測定を行う。測定装置には、東洋精機製作所社製のセミオートメルトインデクサーを用いる。
【００３７】
・荷重たわみ温度
ポリオレフィン系樹脂の荷重たわみ温度は、ＪＩＳ  Ｋ７１９１  Ｂ法に準拠して、測定された値をいう。
【００３８】
・軟化点
熱可塑性エラストマーの軟化点は、ＪＩＳ  Ｋ７１９６熱可塑性プラスチックフィルム及びシートの熱機械分析（ＴＭＡ）による軟化温度測定方法に準拠して、下記の様にして、測定された値をいう。
具体的には、試験片サイズ：Φ１０×１(ｍｍ）、昇温速度：５℃／分、測定モード ：針入り試験モード（先端Φ１ｍｍ）、荷重：５００ｍＮで測定を行う。測定装置には、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製の熱・応力・歪測定装置であるＥＸＳＴＡＲ  ＴＭＡ／ＳＳ６１００を用いる。
【００３９】
・見掛け密度
発泡体の見掛け密度はＪＩＳ  Ｋ  ７２２２−１９９９記載の方法に準拠して、下記の様にして、測定された値をいう。
具体的には、試料から１０ｃｍ3以上（半硬質及び軟質材料の場合は１００ｃｍ3以上）の試験片を試料の元のセル構造を変えない様に切断し、その質量を測定し、次式により算出する。
見掛け密度（ｋｇ／ｍ3）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ3）×１０3
【００４０】
・平均気泡径
シート状の発泡体の平均気泡径は、ＡＳＴＭ  Ｄ２８４２−６９の試験方法に準拠して、下記の様にして、測定された値をいう。
具体的には、発泡体を厚み方向に平行な直線を含む任意の面で切断し、その切断面（Ｄ1）の中央部を走査型電子顕微鏡（日立製作所社製Ｓ−３０００Ｎ）で拡大して撮影する。
次に、撮影した画像をＡ４用紙上に印刷し、画像上に長さ６０ｍｍの直線を一本、描く。なお、それぞれの画像の水平方向（シートに対して水平）と垂直方向（シートに対して垂直）に直線を描く。このとき、６０ｍｍの直線上に気泡が１０〜２０個程度となる様に、上記の電子顕微鏡での拡大倍率を調整する。
【００４１】
上記直線上に存在する気泡数から気泡の平均弦長（ｔ）を下記式により算出する。
平均弦長ｔ＝６０／（気泡数×写真の倍率）
なお、直線を描くにあたっては、できるだけ直線が気泡に点接触することなく貫通した状態となるようにする。また、一部の気泡が直線に点接触してしまう場合には、この気泡も気泡数に含め、更に、直線の両端部が気泡を貫通することなく、気泡内に位置した状態となる場合には、直線の両端部が位置している気泡も気泡数に含める。
前記式で算出された平均弦長ｔに基づいて次式により気泡径を算出する。
気泡径（ｍｍ）Ｄ＝ｔ／０．６１６
同様にして、前記断面（Ｄ1）と垂直な面で切断した切断面（Ｄ2）と発泡体の厚み方向と平行な直線と直交する直線を含む面で発泡体を切断した切断面（Ｄ3）で同様にして気泡径を算出する。
そして、それぞれの相加平均値をポリオレフィン系樹脂発泡体の平均気泡径とする。
平均気泡径（ｍｍ）＝（Ｄ1＋Ｄ2＋Ｄ3）／３
【００４２】
・連続気泡率
連続気泡率は、ＡＳＴＭ  Ｄ−２８５６−８７に準拠して、測定する。具体的には、島津製作所社製環式自動密度計を用いて試験片（幅５０ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ１００ｍｍ）の体積Ｖを測定する。また、試験片の外形から試験片の見掛けの体積Ｖ０を算出する。体積Ｖ及びＶ０を下記式に代入することで連続気泡率を算出する。
連続気泡率（％）＝（Ｖ０−Ｖ）／Ｖ０×１００
【００４３】
・誘電率
誘電率は、下記式により求められる。
εT＝（ｔa×Ｃp）／（Ａ×ε0）＝（ｔa×Ｃp）／（Π×（ｄ／２）2×ε0）
εT：試験片の誘電率
ｔa：試験片の平均厚さ（ｍ）
Ｃp：試験片の並列容量（Ｆ）
Ａ：主電極の面積（ｍ2）
ε0：真空の誘電率（８．８５４×１０-12）
Π：円周率(３．１４)
ｄ：主電極の直径（ｍ）
測定装置としては、ヒューレット・パッカード社製４１９２ＡＬＦインピーダンスアナライザを用いる。
【００４４】
・加熱寸法変化率
発泡体の加熱寸法変化率は、ＪＩＳ  Ｋ６７６７  発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法に記載の方法に準拠して、下記の様にして、測定された値をいう。
具体的には、１５０ｍｍ×１５０ｍｍに裁断した試験片の内側に１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形を描き、シート流れ方向（ＭＤ方向）とシート幅方向（ＴＤ方向）の長さを測定する。長さを測定した試験片を試験温度で２２時間加熱し、標準状態で１時間静置した後の内側のＭＤ方向及びＴＤ方向の寸法変化率の測定を行い、次式により算出する。
寸法変化率(%)＝100×（加熱後寸法(mm)−初めの寸法(mm)）／初めの寸法(mm)
算出したＭＤ方向及びＴＤ方向の寸法変化率のうち、変化率（絶対値）の大きい数値を寸法変化率とする。
【００４５】
・圧縮応力
圧縮応力は、ＪＩＳ  Ｋ６７６７  発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法に記載の方法に準拠して、下記の様にして、測定された値をいう。
具体的には、５０ｍｍ×５０ｍｍに裁断した試験片を１ｍｍ／分で圧縮した際の圧縮応力の測定を行う。測定装置としては、オリエンテック社製テンシロン万能試験機ＵＣＴ−１０Ｔを用いることができる。試験した厚みは、約２ｍｍである。
【００４６】
実施例１
口径が６５ｍｍの第一押出機の先端に、口径が７５ｍｍの第二押出機を接続してなるタンデム型押出機を用意した。
このタンデム型押出機の第一押出機に、ポリオレフィン系樹脂としてのポリプロピレン樹脂（融点：１６４℃、ＭＦＲ：０．３ｇ／１０分、荷重たわみ温度：１１６℃）１００重量部に、非架橋エチレン−プロピレン−ジエン共重合体エラストマーである熱可塑性エラストマー（三菱化学社製サーモランＺ１０１Ｎ、ＭＦＲ：１１ｇ／１０ｍｉｎ、融点１７０℃、軟化点１４２℃）を６７重量部加えた樹脂組成物１００重量部に、気泡核剤として平均粒子径１３μｍのタルクを７０重量％含有したマスターバッチ１０重量部と顔料１０重量部を混合させたポリオレフィン系樹脂発泡用組成物を第一押出機に供給して溶融混練した。第一押出機の途中から発泡剤として超臨界状態の二酸化炭素を４．２重量部圧入して、溶融状態のポリオレフィン系樹脂発泡用組成物と二酸化炭素を均一に混合混練した上で、この発泡剤を含む溶融物を第二押出機に連続的に供給して溶融混練しつつ発泡に適した樹脂温度に冷却した。
【００４７】
その後、第二押出機の先端に取り付けた金型の円環ダイから吐出量３０ｋｇ／ｈｒ（吐出速度Ｖ＝１０９ｋｇ／ｃｍ2・ｈｒ）、溶融物温度１７５℃、円環ダイ手前での溶融物圧力９．８ＭＰａの条件で押出発泡させることで、円筒状の発泡体を得た。円環ダイは、気泡生成部口径φ３５ｍｍ、金型の気泡生成部間隔０．２５ｍｍ（気泡生成部の断面積：０．２７５ｃｍ2）、発泡体成形部の間隔３．４ｍｍ、発泡体成形部の出口口径φ７０を有している。円環ダイの発泡体成形部において成形された円筒状の発泡体を冷却されているマンドレル上に添わせるとともに、その外面をエアリングからエアーを吹き付けて冷却した。冷却された円筒状の発泡体を、マンドレル上の一点で、カッターにより切開して、シート状のポリオレフィン系樹脂発泡体を得た。上記方法により得られた発泡体は、コルゲートの発生が無く、表面平滑性に優れていた。また、この発泡体は、スライス加工のような二次加工性に優れていた。更に、二次加工を行なうのに充分な厚みが維持されていた。
なお、上記コルゲートは、円環ダイから出た発泡体が体積膨張による円周方向の線膨張分を吸収するために波打ちしてできる、多数の山谷状のヒダのことを意味する。
【００４８】
実施例２
実施例１で得られた発泡体の両面をスプリッティングマシンによりスライス加工して表皮を除去することで、厚さ１．０ｍｍのスライス加工された発泡体を得た。
実施例３
実施例１で得られた発泡体の両面をスプリッティングマシンによりスライス加工して表皮を除去することで、厚さ０．５ｍｍのスライス加工された発泡体を得た。
実施例４
実施例１で得られた発泡体の両面をスプリッティングマシンによりスライス加工して表皮を除去することで、厚さ０．３ｍｍのスライス加工された発泡体を得た。
【００４９】
実施例５
ポリオレフィン系樹脂をＭＦＲ：０．３ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６１℃、荷重たわみ温度１１５℃のポリプロピレン樹脂に変え、熱可塑性エラストマーをＭＦＲ：７ｇ／１０ｍｉｎ、融点１５４℃、軟化点１００℃の熱可塑性エラストマー（三井化学社製ノティオ）に変え、溶融物温度１７９℃、円環ダイ手前での溶融物圧力１０．０ＭＰａとしたこと以外は、実施例１と同様にして、シート状のポリオレフィン系樹脂発泡体を得た。上記方法により得られた発泡体は、コルゲートの発生が無く、表面平滑性に優れていた。また、この発泡体は、スライス加工のような二次加工性に優れていた。更に、二次加工を行なうのに充分な厚みが維持されていた。
【００５０】
実施例６
熱可塑性エラストマーをＭＦＲ：１．５ｇ／１０ｍｉｎ、融点１５５℃、軟化点８１℃の熱可塑性エラストマー（プライムポリマー社製Ｒ１１０Ｅ）に変え、溶融物温度１８０℃、円環ダイ手前での溶融物圧力１０．２ＭＰａとしたこと以外は、実施例１と同様にして、シート状のポリオレフィン系樹脂発泡体を得た。上記方法により得られた発泡体は、コルゲートの発生が無く、表面平滑性に優れていた。また、この発泡体は、スライス加工のような二次加工性に優れていた。更に、二次加工を行なうのに充分な厚みが維持されていた。
【００５１】
実施例７
ポリオレフィン系樹脂をＭＦＲ：２．４ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６１℃、荷重たわみ温度１１４℃のポリプロピレン樹脂に変え、溶融物温度１７７℃、円環ダイ手前での溶融物圧力７．９ＭＰａとしたこと以外は、実施例６と同様にして、シート状のポリオレフィン系樹脂発泡体を得た。上記方法により得られた発泡体は、コルゲートの発生が無く、表面平滑性に優れていた。また、この発泡体は、スライス加工のような二次加工性に優れていた。更に、二次加工を行なうのに充分な厚みが維持されていた。
【００５２】
比較例１
ポリオレフィン系樹脂として、ＭＦＲ：２．４ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６１℃、荷重たわみ温度１１４℃のポリプロピレン樹脂とＭＦＲ：０．３ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６４℃、荷重たわみ温度１１６℃のポリプロピレン樹脂とを１：２の重量比率で配合した組成物を用い、溶融物温度１７７℃、円環ダイ手前での溶融物圧力６．３ＭＰａとしたこと以外は、実施例１と同様にして、シート状のポリオレフィン系樹脂発泡体を得た。
比較例２
気泡核剤を使用せず、樹脂温度１７６℃、円環ダイ手前での樹脂圧力１１．７ＭＰａとしたこと以外は、実施例１と同様にして、シート状のポリオレフィン系樹脂発泡体を得た。
比較例３
実施例１で得られたシートを熱プレスし、気泡の無い、ソリッド状のポリオレフィン系樹脂シートとした。このシートは約９４０ｋｇ／ｍ3の密度を有していた。
【００５３】
比較例４
市販されているポリエチレンに電子線を照射した独立気泡発泡体（東レ社製ペフ）を用いた。
比較例５
市販されているポリエチレンに電子線を照射した独立気泡発泡体（積水化学社製ソフトロン）の両面をスプリッティングマシンによりスライス加工して表皮を除去した厚さ１．０ｍｍの発泡体を用いた。
比較例６
市販されているマイクロセルポリマーシート(イノアック社製ポロンＬ−２４)を用いた。
上記実施例及び比較例で得られた発泡体の特性を表１に示す。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
実施例の発泡体は、いずれも誘電率が低く、かつ高温での寸法変化率が小さいことが分かる。見掛け密度が大きい比較例１及び２と非発泡の比較例３は、誘電率が大きかった。これらの結果は、比較例１、２及び３の発泡体の絶縁性が、実施例の発泡体より大きく劣っていることを意味している。
比較例４は、発泡体が溶融することにより寸法変化率を測定できなかった。