JP2004148634A

JP2004148634A - 帯電防止機能を有する積層体

Info

Publication number: JP2004148634A
Application number: JP2002315818A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Umeyama; 浩梅山; Isao Morimoto; 功森本; Masahito Oya; 将人大矢
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】湿度水分に影響されず、微粒子等の析出のない帯電防止機能を有する積層体、特にクリーン性を必要とする電子部品等の包装用積層体の提供にある。
【解決手段】繊維状のカーボンナノチューブ５からなる導電性材料がベース樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部配合され、積層体の流れ方向Ｐに並んでいる帯電防止機能を有する積層体１で、このカーボンナノチューブ５の大きさが、内径１〜９ｎｍ、外径１０〜５０ｎｍ、長さ０．５〜１０μｍであり、前記ベース樹脂７がポリオレフィン系樹脂からなるものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーン性を必要とする半導体ウェハーやプリント基板、ＩＣチップ、オーディオビデオテープヘッド、磁気ヘッド等の包装分野に用いられる帯電防止機能を有する積層体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハーやプリント基板、ＩＣチップ、オーディオビデオテープヘッド、磁気ヘッド等の包装分野に用いられる包装材料は、最終製品として使用する際にも静電気によって塵埃が吸着され易く、種々の問題が発生する。例えばオーディオビデオテープヘッドや磁気ヘッドの場合には、テープ走行・記録盤の回転によって静電気が発生し、テープ・記録盤に吸着された塵埃が再生ヘッド部分に堆積して音や映像などの記録情報の質を低下させたり、またはヘッドを破壊させたりするという問題があり、ヘッド環境のクリーン性保持用包装材料のニーズがある。
【０００３】
そこで、帯電防止剤として界面活性剤をベース樹脂に対して配合することは既に公知であるが、水洗や摩擦あるいは経時によって消失することがあり各種工程や環境下を通る物品には不向きであった。
【０００４】
また、上記界面活性剤（分子量：３００〜１０００以下）の不安定さを解消した高分子型帯電防止剤（分子量：２０００〜３０００以上）においても、親水性高分子型の帯電防止剤の場合の環境下における湿度などの影響を完全に無視することはできず、特に低湿度環境下では設計通りの表面固有抵抗率が発現しないことがあった。
【０００５】
更に、帯電防止能力を付与するために３０〜５０ｎｍ程度の炭素粒子（カーボンブラック）を５〜２０％程度添加することも行なわれているが、このカーボンブラックを添加する方法では、目的の包装材としては色が黒くなり、炭素が脱落し、微粒子として表面に析出してクリーン性にも問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであり、その課題とするところは、湿度、水分に影響されず、微粒子などの析出のない帯電防止機能を有する積層体、特にクリーン性を必要とする電子部品等の包装材（シーラントフィルム）を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１の発明では、繊維状のカーボンナノチューブからなる導電性材料がベース樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部配合され、一方向に並んでいることを特徴とする帯電防止機能を有する積層体としたものである。
【０００８】
また、請求項２の発明では、上記カーボンナノチューブの大きさが、内径１〜９ｎｍ、外径１０〜５０ｎｍ、長さ０．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載の帯電防止機能を有する積層体としたものである。
【０００９】
また、請求項３の発明では、上記ベース樹脂がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の帯電防止機能を有する積層体としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を説明する。
本発明の帯電防止機能を有する積層体は、図１に示すように、ベース樹脂（５）１００重量部の中に繊維状のカーボンナノチューブ（７）が０．１〜１０重量部配合され、積層体の流れ方向（Ｐ）に並んでいる帯電防止機能を有する積層体（１）である。
【００１１】
上記カーボンナノチューブ（７）は、少量でもベース樹脂中でカーボンナノチューブ同士が接触すれば、帯電防止能力は発現するため、上記のように０．１重量部以上添加すれば良く、また１０重量部を越えて添加すると、帯電防止能力は発現しやすくなるが、カーボンの色（黒色）がつくことなどの理由から好ましくない。
【００１２】
また、上記カーボンナノチューブの種類としては、製法により大きさなどか異なるが、一般的にカーボンナノチューブと言われているもので良く、その繊維状のカーボンナノチューブの大きさが、内径１〜９ｎｍ，外径１０〜５０ｎｍ，長さ０．５〜１０ｎｍの範囲が好ましく、より好ましくは気層流動法により製造された、内径３〜５ｎｍ，外径２０ｎｍ，長さ１μｍ，かさ比重０．００１のカーボンナノチューブである。
【００１３】
上記繊維状のカーボンナノチューブは、割れにくいため、ベース樹脂に練り込まれたものは、微粒子として脱落しにくい性質を有していて、クリーン性に寄与するものである。
【００１４】
また、本発明では、図１に示すように、上記繊維状のカーボンナノチューブ（５）は、ベース樹脂（７）中で積層体（１）の流れ方向（Ｐ）に並んでいる帯電防止機能を有する積層体（１）としたもので、このことによって、繊維状のカーボンナノチューブ同士が線で接触しやすくなるため、導電しやすくなり、より帯電防止能力を発現しやすいものである。
【００１５】
上記のように繊維状のカーボンナノチューブの向きを揃えることは、加工条件の制御により揃えることができる。
例えば、押出し成形によりフィルムを製膜する場合は、押出し機からダイを介してフィルムを引き取るとき、引き取り速度と押出し機の押出し速度のバランスで、繊維状のカーボンナノチューブを流れ方向に揃え並べることができる。また、インフレ法によりフィルムを製膜する場合は、インフレーションするときのブロー比とフィルムの引き取り速度で、繊維状のカーボンナノチューブを流れ方向あるいはインフレーション方向（流れと直角方向）のどちらかに揃えることができる。また、上記押出しあるいはインフレ法で製膜したフィルムあるいはシートを再加熱して、延伸成形して延伸フィルムとする方法では、縦、横の延伸倍率、延伸のタイミング延伸温度により、繊維状のカーボンナノチューブを揃えて並べることができる。更にまた、射出成形の場合でも、金型のゲートの形状、射出速度，射出温度などにより、繊維状のカーボンナノチューブを揃えることができる。またブロー成形においても、ブロー比、樹脂温度などにより、繊維状のカーボンナノチューブを揃えることができる。
【００１６】
また、本発明の帯電防止機能を有する積層体（１）を構成するベース樹脂（７）としては、高分子材料であれば、いかなるものでも良いが、成形時に繊維状のカーボンナノチューブを揃え易いことや積層体を包装袋として使用するなどの理由から、ヒートシールにより袋化しやすいポリエチレン，ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂が用いられる。
【００１７】
また、図２に示すように、他の層（２）と積層しても良い。その他の層（２）としては、ベース樹脂単膜層、ポリアミド層、ポリエステル層、ポリエチレン層、ポリプロピレン層などの樹脂層、アルミニウム、銅などの金属箔層、セラミック蒸着層でも良く、これらを積層した複数層でも良い。この他の層（２）を積層する理由としては、帯電防止機能を有する積層体（１）に、ガスバリア性、各種強度，耐薬品性の付与や向上などがある。
【００１８】
上記帯電防止機能を有する積層体の構造としては、総厚１００μｍ以下のフィルム、総厚１００μｍ以上のシート、またはブローボトルや射出成形品でも構わない。
【００１９】
【実施例】
次に実施例により、本発明を具体的に説明する。
〈実施例１〜４〉
以下のポリエチレン樹脂に以下のカーボンナノチューブの添加量を変えて添加し、インフレーション成形あるいは押出し（キャスト）成形により、加工温度、引取速度を変えて３０μｍのシーラントフィルムを作成した。
（材料）
・カーボンナノチューブ：気層流動法により製造されたもの（内径３〜５ｎｍ、外径２０ｎｍ、長さ１μｍ、かさ比重０．００１）
・ＬＤ：ポリエチレン樹脂（ｄ＝０．９２０汎用ＬＤ樹脂）
・ＨＤ：ポリエチレン樹脂（ｄ＝０．９５０汎用ＨＤ樹脂）
【００２０】
〈実施例５〜６〉
以下のポリエチレン樹脂とそのポリエチレン樹脂に以下のカーボンナノチューブを３％添加して、多層インフレーション成形あるいは多層押出し（キャスト）成形により、２層構成の３０μｍのシーラントフィルムを作成した。
（材料）
・カーボンナノチューブ：気層流動法により製造されたもの（内径３〜５ｎｍ、外径２０ｎｍ、長さ１μｍ、かさ比重０．００１）
・ＬＤ：ポリエチレン樹脂（ｄ＝０．９２０汎用ＬＤ樹脂）
・ＨＤ：ポリエチレン樹脂（ｄ＝０．９５０汎用ＨＤ樹脂）
【００２１】
〈比較例１〉
ポリエチレン樹脂にカーボンナノチューブを添加しない以外は、実施例１と同様にしてシーラントフィルムを作成した。
【００２２】
〈比較例２〉
ポリエチレン樹脂にカーボンナノチューブを添加しない以外は、実施例４と同様にしてシーラントフィルムを作成した。
【００２３】
上記実施例１〜６および比較例１〜２に於ける成膜条件とそれで得られたシーラントフィルムの単位表面積あたりの抵抗をＪＩＳＫ６９１１に準拠して、ＨｉｒｅｓｔａＭＣＰ−ＨＴ２５０（三菱化学社製）を用い、表面固有抵抗率として測定した。その結果を表１に示した。
【００２４】
【表１】

【００２５】
上記表１からシーラントフィルムの単位表面積あたりの表面固有抵抗率は、添加されたカーボンナノチューブの添加量に略反比例するもので、比較例での無添加の場合は、帯電防止効果のないものであった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果がある。
即ち、上記請求項１に係る発明においては、繊維状のカーボンナノチューブからなる導電性材料がベース樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部配合されている積層体とすることによって、黒ずまず、かつ湿度、水分に依存されずに安定して半永久的に帯電防止能力を発現するフィルム等積層体を提供できる効果があり、さらには、繊維状のカーボンナノチューブが一方向に並んでいる積層体とすることによって、より帯電防止能力を発現するフィルム等積層体を提供できる。
【００２７】
また、上記請求項２に係る発明においては、上記カーボンナノチューブの大きさが、内径１〜９ｎｍ、外径１０〜５０ｎｍ、長さ０．５〜１０μｍと比較的長い繊維状のものとしたので、その繊維同士が接触し易くなり、よってその添加量が少なくしても十分な帯電防止能力を発現するフィルム等積層体を提供できる効果がある。
【００２８】
さらにまた、上記請求項３に係る発明においては、上記ベース樹脂をポリオレフィン系樹脂とすることによって、ヒートシール等が可能な包装材とすることができ、クリーン性が要求される電子部品等を包装するための帯電防止機能を有する積層体とすることができる。
【００２９】
従って本発明は、クリーン性を必要とする半導体ウェハーやプリント基板、ＩＣチップあるいはオーディオビデオテープヘッド等の包装分野に用いられる帯電防止機能を有する積層体として、優れた実用上の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯電防止機能を有する積層体の一実施の形態を側断面で表した模式図である。
【図２】本発明の帯電防止機能を有する積層体の他の一実施の形態を側断面で表した模式図である。
【符号の説明】
１‥‥帯電防止機能を有する積層体
２‥‥他の層
５‥‥カーボンナノチュウブ
７‥‥ベース樹脂
Ｐ‥‥積層体の流れ方向

Claims

繊維状のカーボンナノチューブからなる導電性材料がベース樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部配合され、一方向に並んでいることを特徴とする帯電防止機能を有する積層体。
上記カーボンナノチューブの大きさが、内径１〜９ｎｍ、外径１０〜５０ｎｍ、長さ０．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載の帯電防止機能を有する積層体。
上記ベース樹脂がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の帯電防止機能を有する積層体。