泡沫体的制造方法技术

本发明专利技术涉及形成有独立的多个气泡及／或连续的多个气泡的泡沫体及其制造方法，尤其是涉及在气泡直径为１０μｍ以下的微细气泡的泡沫体中具有期望的厚度、形状、以及泡沫结构的微细气泡的泡沫体的制造方法。本发明专利技术提供一种包括如下工序的泡沫体的制造方法：照射工序，向发泡性组合物照射活性能量线物，所述发泡性组合物含有利用活性能量线的作用产生酸的酸产生剂或产生碱的碱产生剂，还含有具有与酸或碱反应而分解释放出一种以上低沸点挥发性物质的分解发泡性官能团的化合物；以及发泡工序，在分解释放出所述低沸点挥发性物质的温度区域内，在压力控制下使发泡性组合物发泡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及形成有独立的多个气泡及/或连续的多个气泡的泡沫体及其制造方法，尤其是涉及在气泡直径小于等于10μm、以及小于等于1μm的微细气泡的泡沫体中具有期望的厚度、形状、及泡沫结构的微细气泡的。此外，利用本专利技术的制造方法获得的泡沫体是具有现有技术中不能获得的高功能性微细气泡的泡沫体，即涉及如下原料其不仅具有抑制泡沫体的力学强度降低的效果、减小注射成形等成型加工品的收缩、翘曲的效果、以及提高尺寸稳定性的效果，而且可自如控制泡沫体的绝热性、低电容率性、光散射性、光反射性、掩蔽性、白色性、不透明性、波长选择性反射及透射性、轻量性、浮性、隔音性、吸音性、缓冲性、减震性、吸收性、吸附性、贮存性、渗透性、过滤性等特性。本专利申请要求2004年9月30日提交的日本专利申请第2004-287977号、2004年10月28日提交的日本专利申请第2004-313890号、以及2004年11月25日提交的日本专利申请第2004-340884号的优先权，并将其内容引入本申请说明书。
技术介绍
泡沫体的概要惯用的泡沫体大多是由聚氨酯泡沫体或泡沫聚苯乙烯、泡沫聚乙烯这样的有机材料构成的泡沫体，另外也公开了由多孔陶瓷、多孔玻璃等无机材料构成的泡沫体。在由有机材料构成的泡沫体中，以高分子材料为基体的泡沫塑料较多，并且多数有效利用了高分子材料在发泡时为液体、且具有适度粘性这样的特性(参照“発泡体·多孔質体技術と用途展開(即，泡沫体、多孔体技术和用途展开)(发行東レリサ一チセンタ一(即，Toray-research center)，1996年)”、以及“樹脂の発泡成形技術(即，树脂的发泡成形技术)(技術情報協会(即，技术信息协会)，2001年)”)。作为利用各种方法制造的泡沫体的特性，可列举绝热性能、缓冲及减震性能、轻量及浮性、吸振性能等。这些有用的特性在冰箱或建筑材料、食品用托盘、热敏记录纸、包装材料、冲浪板、音响设备等广泛的领域中被利用。另外，当泡沫体具有连续气泡时，由于表面积显著增加，从而表现出对气体材料或液体材料具有吸附性能和贮存性能、载体性能和催化剂性能、以及渗透性能和过滤性能等，并在家庭用海绵、医疗用分离膜等中被利用。在泡沫塑料的代表性的制造方法中，虽然在高分子材料中混入发泡剂的方法占了大半，但也可采用以下方法利用由拉伸处理产生的内部剥离的方法(日本专利特开平11-238112号公报)、利用由高分子材料的交联密度差产生的相分离的方法(日本专利特开平10-504582号公报)等。关于混入发泡剂的方法有很多披露，大致可分类为化学发泡剂和物理发泡剂。化学发泡剂有热分解型和光分解型。热分解型发泡剂进行热分解后释放一种以上的气体，例如氮及二氧化碳等。作为化学发泡剂，公知的有以偶氮二酰胺、偶氮双异丁腈等为代表的偶氮类化合物，以p，p’-氧双苯磺基酰肼等为代表的磺酰肼类化合物等有机化合物，以及碳酸氢钠等无机化合物。使用热分解型发泡剂的发泡法是将发泡剂混合或溶解于在发泡剂的分解温度以下的温度范围内软化的高分子后，加热到发泡剂的分解温度以上的温度范围，已被广泛实用。根据需要可以同时使用辅助发泡剂、交联剂、稳定剂等。光分解型发泡剂通过紫外线、电子射线等活性能量线(辐射)进行分解，从而释放例如氮等气体。可以列举p-叠氮苯甲醛等含叠氮基的化合物、以及p-重氮二苯胺等含重氮基的化合物。使用光分解发泡剂的发泡法是通过能量线照射而使其发泡，或在照射后加热而使其发泡的方法。另外，通常，化学发泡剂也包括在高分子聚合过程中产生气体的有机化合物，其代表性材料可列举聚氨酯等。聚氨酯是多元醇(具有两个以上醇式羟基即-OH基的低聚体)和聚异氰酸脂(分子中具有两个以上异氰酸基即-NCO基的物质)的聚合物，在聚合反应过程中产生CO2气体而形成泡沫体。作为物理发泡剂，可列举以低沸点挥发性物质例如丁烷和戊烷等为代表的挥发性饱和烃类物质、以及以氟代乙烷等为代表的挥发性氟化烃类物质等。作为物理发泡剂，大多使用在常温下为液体、而在50～100℃下挥发变成气体的低沸点挥发性物质，将它们在其沸点以下的温度下浸渍到高分子材料中，再将其加热至物理发泡剂的沸点以上的温度，从而可形成泡沫体。此外，在常温常压下为气态的惰性气体、例如二氧化碳及氮等也可以作为物理发泡剂使用。此时，使处于气态的惰性气体溶解于控制为适当压力和温度的熔融状态的高分子材料，然后将该混合系统暴露于常温常压的状态下，从而液态物质迅速气化、膨胀而得到泡沫体。作为其他的发泡剂，公知的还有用热塑性高分子材料作外壳、将低沸点挥发性物质密封在其内部而制成的胶囊状发泡剂。近年来，麻省理工大学(Massachusetts Institute of Technology)的N.P.Sshu等人提出了一种含有微细气泡的泡沫体、即被称为微孔塑料(MCP)的材料，其特征在于气泡直径为0.1～10μm，气泡密度为109～1015个/cm3(美国专利第4473665号公报)。作为具备目前没有的结构的新发泡体而受到注目，在各种研究机构都在积极进行MCP的研究。据报告，通过微细泡沫化可以实现抑制由发泡引起的力学强度降低的效果，减小注射成形等成型加工品的收缩、翘曲的效果，以及提高尺寸稳定性。在该微孔塑料的制造方法即MCP发泡法中，在高压下或超临界状态下，作为物理发泡剂使二氧化碳、氮气等不活泼气体浸渍到塑料中使其达到饱和，然后进行减压和加热，从而得到微孔塑料。由于气泡的微细化是通过提高溶解在树脂中的惰性气体的过饱和度而实现的，所以该MCP发泡法在气体浸渍时采用高压浸渍而获得较高的饱和浸渍量，从而在发泡时释放该压力而获得较高的过饱和度。通常，越是低温，气体的溶解度就越高，所以形成气泡直径为10μm以下的微细泡沫可采用可常温高压浸渍的间歇法。间歇法中存在气体达到饱和需要较长浸渍时间的问题。例如，据报告，使二氧化碳浸渍到聚对苯二甲酸乙二醇酯中至饱和需要几天时间，造成制造效率低的问题。为了缩短惰性气体的浸渍时间，使用容易浸渍的材料则马上就可以解决问题。但是，在容易浸渍的性质的反面中，具有一旦浸渍的气体也容易发生逃逸的性质。因此，即使实现了浸渍时间的缩短，在高压状态下浸渍到塑料中的气体的一部分在通过减压工序进行发泡前，发生从塑料表面大量地扩散的气体逃逸现象，所以难以获得可有效发泡的高过饱和度，从而难以实现气泡微细化。间歇法在气泡微细化与低制造效率之间陷入了基本原理上的困境。MCP发泡法中也有高制造效率的注射法或挤出法。在滚筒中将超临界状态的惰性气体导入熔融状态的树脂中并进行混炼，使其溶解，与间歇法比较，由于气体浸渍时间短，而且采用连续制造法，所以制造效率高。但是，在发泡工序中保持高过饱和状态是很难的，使气泡直径达到几十微米级以下被认为是困难的。可以认为，高温浸渍中可浸渍的惰性气体量变少的原因在于，由于经过熔融高温状态而发泡，所以气体容易发生逃逸，或气泡因为粘度低而容易长大。因此，以实用为目的通过MCP发泡法获得厚度100μm以下及气泡直径1μm以下的泡沫体是困难的。最近，本专利技术人专利技术了光酸、碱分解发泡法，其特征在于，可以容易获得微细气泡的泡沫体，即气泡直径为1μm以下的超微孔塑料(SMCP)，可制成厚度为100μm以下的薄型泡沫体(日本专利特开20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泡沫体的制造方法，包括如下工序：照射工序，向发泡性组合物照射活性能量线，所述发泡性组合物含有利用活性能量线的作用产生酸的酸产生剂或产生碱的碱产生剂，还含有具有与酸或碱反应而分解释放出一种以上低沸点挥发性物质的分解发泡性官能团的化 合物；以及发泡工序，在分解释放出所述低沸点挥发性物质的温度区域内，在压力控制下使发泡性组合物发泡。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高田知行，小岛淳也，神野文夫，
申请(专利权)人：王子制纸株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]