JP2012153775A - フィルム、前記フィルムの製造方法及びそれを用いたledパッケージの製造方法 - Google Patents
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Abstract
良好な離型性と金型追従性を有するフィルムと、それを製造する手段を提供する。
【解決手段】
4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)と、熱可塑性エラストマー(B)と、を含むフィルムであって、前記(B)の含有量が(A)と(B)の合計100重量部に対して10〜50重量部であり、かつ前記フィルムについて示差走査熱量計(DSC)により測定される前記(B)に由来する融点TmB2が100℃以下または前記融点TmB2が実質的に観測されないフィルム。
【選択図】図9
Description
[1]4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)と、熱可塑性エラストマー(B)と、を含むフィルムであって、前記(B)の含有量が(A)と(B)の合計100重量部に対して10〜50重量部であり、かつ前記フィルムについて示差走査熱量計(DSC)により測定される前記(B)に由来する融点TmB2が100℃以下または前記融点TmB2が実質的に観測されないフィルム。
[2]130℃における引張弾性率が1〜15MPaである、[1]に記載のフィルム。
[3]4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)のASTM−0638準拠にして測定される23℃における引張弾性率が500〜2000MPaである、[1]または[2]に記載のフィルム。
[4]熱可塑性エラストマー(B)のJIS K7113‐2に準拠して測定される23℃における引張弾性率が1〜50MPaである、[1]ないし[3]のいずれか一項に記載のフィルム。
[5]熱可塑性エラストマー(B)が、オレフィン系エラストマーまたはスチレン系エラストマーのいずれか1種類以上のエラストマーからなる、[1]ないし[4]のいずれか一項に記載のフィルム。
[6]さらに、プロピレン(共)重合体(C)を含む請求項1に記載のフィルムであって、前記フィルムについて示差走査熱量計(DSC)により測定される前記(C)に由来する融点TmC2が110〜175℃の範囲内にある、[1]ないし[5]のいずれか一項に記載のフィルム。
[7]100重量部の熱可塑性エラストマー(B)に対して1〜30重量部のプロピレン(共)重合体(C)を含む、[1]ないし[6]のいずれか一項に記載のフィルム。
[8]熱可塑性エラストマー(B)の密度が850〜980kg/m3である、[1]ないし[7]のいずれか一項に記載のフィルム。
[9][1]に記載のフィルムの主面に垂直な切断面のTEM像(撮像範囲のフィルム厚さ方向の距離は15μm、かつ撮像面積は45μm2)で、4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)から実質的に構成される相と、熱可塑性エラストマー(B)から実質的に構成される相の相分散構造が観察される、[1]ないし[8]のいずれか一項に記載のフィルム。
[10][1]ないし[9]のいずれか一項に記載のフィルムを含んでなる、金型成形用離型フィルム。
[11][1]に記載の金型成形用離型フィルムを少なくとも一方の主面の表面層または中間層として備える、金型成形用積層離型フィルム。
[12]4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)と、示差走査熱量計(DSC)で得られる融点TmB1が100℃以下である熱可塑性エラストマー(B)とを含んでなり、前記(B)の含有量が(A)と(B)の合計100重量部に対して10〜50重量部の溶融混練物を成形する工程を含む、[1]ないし[11]のいずれか一項に記載のフィルムの製造方法。
[13][10]または[11]に記載の離型フィルムを成形用の金型に配置する第一の工程と、前記離型フィルムを介して前記金型内に封止樹脂を充填するとともに、前記封入樹脂内に発光ダイオードを配置して型締めし、前記封止樹脂を硬化させてLEDパッケージを成形する第二の工程と、成形された前記LEDパッケージを前記離型フィルムから離型させる第三の工程と、を含むLEDパッケージの製造方法。
4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)とは、4−メチル−1−ペンテンから導かれる繰り返し単位を有していればよく、それ以外の制限はない。つまり、4−メチル−1−ペンテン(共)重合体とは、4−メチル−1−ペンテンの単独重合体であっても、4−メチル−1−ペンテン以外の4−メチル−1−ペンテンと共重合可能なモノマーとの共重合体であってもよい。なお、後述するプロピレン(共)重合体(C)など、本願明細書における「(共)重合体」とは、4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)と同様に単独重合体も共重合体も含むことを意味する。
本願発明のフィルムに含まれる熱可塑性エラストマー(B)は、本願発明のフィルム自体、すなわち少なくとも前述の4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)と混合している状態のものに対して示差走査熱量計(DSC)により測定される融点TmB2が100℃以下または実質的に融点TmB2が観測されないものである。
本願発明の離型フィルムは、プロピレン(共)重合体(C)をさらに含んでもよい。このようなプロピレン(共)重合体(C)を含むことで、原料の混練時あるいはフィルム成形時のブロッキングの抑制する効果やフィルム成形性を改善するなどの効果が期待できる。
本願発明のフィルムは、上記の成分(A)と成分(B)および/または成分(C)から実質的になるのが前述の相分離構造を形成する上で好ましいが、本願発明の目的を損なわない範囲で、他の樹脂や添加剤を含んでいてもよい。添加剤の例には、耐熱安定剤、耐候安定剤、発錆防止剤、耐銅害安定剤、および帯電防止剤等が含まれる。添加剤の含有量は、本願発明のフィルムを構成する樹脂組成物全体100質量部に対して0.0001〜10質量部とすることが好ましい。
本願発明のフィルムは、他のフィルムと積層させた積層フィルム(金型成形用離型積層フィルム)としても用いることができる。本願発明のフィルムの離型性を生かすため、金型成形を行なう被成形材料と離型フィルムを接触させられるように、本願発明のフィルムを、前記金型成形用離型積層フィルムの少なくとも一方の主面の表面層(最外層)として用いるのが好ましいが、前記フィルムのさらに表層に、後述する薄いスキン層を形成してもよい。また機械的な強度や耐熱性を調整するために、被成形材料と接触させない基材層を備えてもよい。
スキン層は、後述する本願発明のフィルムの製造時に形成される前記フィルム中の成分が偏在することで形成されるものであってもよいし、共押出法によって形成されるものであってよいし、前記離型フィルムを製造後、さらに他のフィルムをラミネートして形成してもよく、塗布法などにより液状の材料を塗工し乾燥させることで形成してもよく、特に限定されない。
また金型成形用離型積層フィルムは、中間層を有していてもよい。前記中間層の少なくとも一方の主面には、本願発明の離型フィルムが備えられており、金型成形時には中間層は被成形材料に接触しないように用いるのが好ましい。
基材層は、本願発明の積層離型フィルムの機械的な強度などを調整するために用いられる。具体的には、プロピレン(共)重合体、4−メチル−1−ペンテン(共)重合体、4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)と熱可塑性エラストマー(B)および/またはプロピレン(共)重合体(C)との混合物であって前記(B)の含有量が(A)と(B)の合計100重量部に対して10重量部未満の混合物、ポリエチレンテレフタラートやポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、およびこれらの混合物が例として挙げられる。これらの材質で形成された基材層と積層させることで、金型追従性と耐破れ性を兼ね備えた離型フィルムとすることができる。
基材層と表面層との間には接着層を配置することが好ましい。接着層を配置することで、基材層と表面層の接着をより確実なものとし、使用時に剥離する等の不具合を効果的に抑制することができる。
本発明の離型フィルムは、任意の方法で製造されうるが、4−メチル−1−ペンテン共重合体(A)と、示差走査熱量計(DSC)で得られる融点TmB1が100℃以下である熱可塑性エラストマー(B)とを含んでなり、前記(B)の含有量が(A)と(B)の合計100重量部に対して10〜50重量部の溶融混練物を成形する工程を含む製造方法で製造するのが好ましい。
本願発明の離型フィルムは、金型成形用の離型フィルムとして好適に用いられるが、特に樹脂封止半導体の製造に好ましく用いられ、特にLEDパッケージの製造に好ましく用いられる。本願発明のLEDパッケージ製造方法は、離型フィルムを成形用の金型に配置する第一の工程と、前記離型フィルムを介して前記金型内に封止樹脂を充填するとともに、前記封入樹脂内に発光ダイオードを配置して型締めし、前記封止樹脂を硬化させてLEDパッケージを成形する第二の工程と、 成形された前記LEDパッケージを前記離型フィルムから離型させる第三の工程と、を含む。以下、上述の離型フィルムを使用方法についてLEDパッケージの製造方法を例に挙げて図面を参照しつつ説明する。
金型成形用離型フィルムに含まれる4−メチル−1−ペンテン共重合体(A)として、表1に示される4−メチル−1−ペンテン共重合体(A1)(商品名 TPX DX310、三井化学(株)製)、4−メチル−1−ペンテン共重合体(A2)(商品名 TPX MX004、三井化学(株)製)、4−メチル−1−ペンテン共重合体(A3)(商品名 TPX DX350、三井化学(株)製)を用いた。
ASTM−0638に準拠し、射出成形体について弾性率を測定した。
2)MFRの測定
ASTM D1238に準拠して、温度240℃または260℃、荷重2.16kgの条件で測定した。
熱可塑性エラストマー(B)を以下のように合成した。
(合成例1)
充分に窒素置換した2000mlの重合装置に、833mlの乾燥ヘキサン、100gの1−ブテン、および1.0mmolのトリイソブチルアルミニウムを常温で仕込んだ後、重合装置内の温度を40℃に昇温して、プロピレンで系内の圧力を0.76MPaになるように加圧した。次いで、重合装置内の圧力を、エチレンで0.8MPaに調整した。次いで、0.001mmolのジメチルメチレン(3−tert−ブチル−5−メチルシクロペンタジエニル)フルオレニルジルコニウムジクロライドと、アルミニウム換算で0.3mmolのメチルアルミノキサン(東ソー・ファインケム社製)とを接触させたトルエン溶液を、重合装置内に添加し、内温40℃、エチレンで系内圧力を0.8MPaに保ちながら20分間重合させた後、20mlのメタノールを添加して重合反応を停止させた。脱圧後、2Lのメタノール中で重合溶液からポリマーを析出させて、真空下130℃で12時間乾燥させて、36.4gの熱可塑性エラストマー(B1)を得た。
(合成例2〜3)
プロピレン、エチレンおよび1−ブテンの共重合比を表2に示すように変更した以外は、合成例1と同様にして熱可塑性エラストマー(B2)〜(B3)を得た。
合成例1〜3で得られた熱可塑性エラストマー(B1)〜(B3)の組成を表にまとめた。その結果を表2に示す。
熱可塑性エラストマー(B)とプロピレン(共)重合体(C)との混合物である組成物(D)を以下のようにして合成した。
合成例2で得られた95重量部の熱可塑性エラストマー(B2)と、プロピレン(共)重合体(C)として5重量部のホモポリプロピレン(C1)(プライムポリマー製F107BV、融点=160℃、260℃でのMFR=14g/10分)とを200℃で2軸押出機にて混練し、組成物(D1)を得た。
(合成例5)
合成例3で得られた90重量部の熱可塑性エラストマー(B3)と、プロピレン(共)重合体(C)として10重量部のホモポリプロピレン(C1)(プライムポリマー製F107BV、融点=160℃、260℃でのMFR=14g/10分)とを混練した以外は、合成例4と同様にして組成物(D2)を得た。
(合成例6)
合成例1で得られた85重量部の熱可塑性エラストマー(B1)と、プロピレン(共)重合体(C)として15重量部のホモポリプロピレン(C1)(プライムポリマー製F107BV、融点=160℃、260℃でのMFR=14g/10分)とを混練した以外は、合成例4と同様にして組成物(D3)を得た。
得られた組成物(D1)〜(D3)のMFRを前述と同様にして測定した。また4)引張弾性率(室温)および密度と融点は以下のように測定した。それらの結果を表3に示す。
JIS K7113−2に準拠し、試験温度を室温(23℃)、試験速度を200mm/分とし、フィルムのMD方向における弾性率を測定した。
4)密度
ASTM D1505に準拠して測定した。
5)融点
JIS K7122に準拠して測定した。
60重量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(A1)と、40重量部の合成例4で得られた組成物(D1)を260℃で2軸押出機にて混練し、混合物(E1)を得た。
(合成例8)
60重量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(A1)と、40重量部の合成例5で得られた組成物(D2)を260℃で2軸押出機にて混練し、混合物(E2)を得た。
(合成例9)
80重量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(A1)と、20重量部の合成例5で得られた組成物(D2)を260℃で2軸押出機にて混練し、混合物(E3)を得た。
(合成例10)
60重量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(A2)と、40重量部の合成例5で得られた組成物(D2)を260℃で2軸押出機にて混練し、混合物(E4)を得た。
(合成例11)
80重量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(A2)と、20重量部の合成例5で得られた組成物(D2)を260℃で2軸押出機にて混練し、混合物(E5)を得た。
(合成例12)
60重量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(A1)と、20重量部の合成例5で得られた組成物(D2)と、さらにプロピレン(共)重合体(C)として20重量部のホモポリプロピレン(プライムポリマー製F107BV、融点=160℃、260℃でのMFR=14g/10分)を260℃で2軸押出機にて混練し、混合物(E6)を得た。
(合成例13)
80重量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(A1)と、10重量部の合成例5で得られたプロピレン系エラストマー組成物(D2)と、さらにプロピレン(共)重合体(C)として10重量部のホモポリプロピレン(プライムポリマー製F107BV、融点=160℃、260℃でのMFR=14g/10分)を260℃で2軸押出機にて混練し、混合物(E7)を得た。
(合成例14)
60重量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(A1)と、40重量部の合成例6で得られた組成物(D3)を260℃で2軸押出機にて混練し、混合物(E8)を得た。
(合成例15)
95重量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(A1)と、5重量部の合成例6で得られた組成物(D3)を260℃で2軸押出機にて混練し、混合物(E9)を得た。
得られた混合物(E1)〜(E9)のMFRを前述と同様にして測定した。その結果を表4に示す。
金型用離型フィルムの原料として混合物E1を、フルフライト型のスクリューを備えた押出機に投入し、溶融混練させ、押出温度を260℃とし、溶融樹脂を単層Tダイで押出し成形した。
(実施例2〜8、比較例1〜4)
金型用離型フィルムの原料として混合物E1を表5に示されるような原料に変更した以外は、実施例1と同様にして金型用離型フィルムを得た。
JIS K7127に準拠し、試験温度130℃、試験速度200mm/分とし、離型フィルムのMD方向における弾性率を測定した。図11に、実施例2と比較例4の応力―歪み曲線(S−Sカーブ)を示す。引張弾性率は、S−Sカーブにおいて、伸び量ゼロを起点とししたS−Sカーブの接線の傾きから算出した。
図6に示すように、クッション性マット、ステンレス板(厚さ:1mm)、ポリイミドテープ(厚さ:50ミクロン)、シリコーン樹脂、離型フィルム、金型、ステンレス板(厚さ:1mm)をこの順に積層し、押さえ金具で離型フィルムを固定し、20t油圧成形機(東邦マシナリー社製)を使用して上下方向に圧縮した(図7)。圧縮条件は、温度130℃、圧力51kgf/cm2(3MPa)、圧縮時間:3分または5分間とした。なお、ステンレス板の平面寸法は12×20cm、離型フィルムの平面寸法は15×20cm、金型の平面寸法は6.5×11cmである。また、金型には半径1.25mmの半球状の孔100個と、半径0.9mmの半球状の孔300個が、それぞれ均等な間隔で配置されている。
半径1.25mmのレンズ100個上に、離型フィルム残渣が存在するレンズの数で評価を行なった。残渣の有無はマイクロスコープ(倍率100倍)で確認した。
7−2)追従性
レンズ高さを金型深さで除し、100をかけたもの(100×(レンズ高さ)/(金型深さ))を追従性として評価した。前記追従性の数値が高いほど、金型の形がレンズに反映されており、追従性が高いと評価できる。
7−3)レンズ表面の平滑性
光学顕微鏡下(100倍)でレンズ表面に50〜100μmの間隔の皺が観測されないものが○、観測されるものが×と評価した。
○:レンズ表面が平滑
×:レンズ表面に凹凸
7−4)レンズ表面の光沢
光学顕微鏡下(100倍)でレンズ表面が平滑であり透明性があるものを○、レンズ表面がマット上であり透明性がないものを×と評価した。
○:光沢あり
×:光沢なし
実施例2のフィルムの、厚み100μmの試料片を用意した。この試料片を、MD方向と平行方向とTD方向に平行方向とで切り出して得た断面を、それぞれ透過電子顕微鏡(TEM、日立製作所製H−7650(装置名))を用いて、10000倍率でそれぞれ観察した。図9は、実施例2のフィルムのMD方向に平行な断面TEM写真であり、図10はフィルムのTD方向に平行な断面TEM写真である。
2a,61 上金型
2b,64 下金型
2 金型
3 基板
5 LED
7,66 キャビティ
9、63 封止樹脂
15 LEDパッケージ62 ポリイミドテープ
65 押さえ金具
88 レンズ(成形体)
Claims (13)
- 4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)と、
熱可塑性エラストマー(B)と、
を含むフィルムであって、
前記(B)の含有量が(A)と(B)の合計100重量部に対して10〜50重量部であり、かつ前記フィルムについて示差走査熱量計(DSC)により測定される前記(B)に由来する融点TmB2が100℃以下または前記融点TmB2が実質的に観測されないフィルム。 - 130℃における引張弾性率が1〜15MPaである、請求項1に記載のフィルム。
- 4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)のASTM−0638準拠にして測定される23℃における引張弾性率が500〜2000MPaである、請求項1または2に記載のフィルム。
- 熱可塑性エラストマー(B)のJIS K7113‐2に準拠して測定される23℃における引張弾性率が1〜50MPaである、請求項1ないし3のいずれか一項に記載のフィルム。
- 熱可塑性エラストマー(B)が、オレフィン系エラストマーまたはスチレン系エラストマーのいずれか1種類以上のエラストマーからなる、請求項1ないし4のいずれか一項に記載のフィルム。
- さらに、プロピレン(共)重合体(C)を含む請求項1に記載のフィルムであって、前記フィルムについて示差走査熱量計(DSC)により測定される前記(C)に由来する融点TmC2が110〜175℃の範囲内にある、請求項1ないし5のいずれか一項に記載のフィルム。
- 100重量部の熱可塑性エラストマー(B)に対して1〜30重量部のプロピレン(共)重合体(C)を含む、請求項1ないし6のいずれか一項に記載のフィルム。
- 熱可塑性エラストマー(B)の密度が850〜980kg/m3である、請求項1ないし7のいずれか一項に記載のフィルム。
- 請求項1に記載のフィルムの主面に垂直な切断面のTEM像(撮像範囲のフィルム厚さ方向の距離は15μm、かつ撮像面積は45μm2)で、4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)から実質的に構成される相と、熱可塑性エラストマー(B)から実質的に構成される相の相分散構造が観察される、請求項1ないし8のいずれか一項に記載のフィルム。
- 請求項1ないし9のいずれか一項に記載のフィルムを含んでなる、金型成形用離型フィルム。
- 請求項1に記載の金型成形用離型フィルムを少なくとも一方の主面の表面層または中間層として備える、金型成形用積層離型フィルム。
- 4−メチル−1−ペンテン(共)重合体(A)と、示差走査熱量計(DSC)で得られる融点TmB1が100℃以下である熱可塑性エラストマー(B)とを含んでなり、前記(B)の含有量が(A)と(B)の合計100重量部に対して10〜50重量部の溶融混練物を成形する工程を含む、請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載のフィルムの製造方法。
- 請求項10または請求項11に記載の離型フィルムを成形用の金型に配置する第一の工程と、前記離型フィルムを介して前記金型内に封止樹脂を充填するとともに、前記封入樹脂内に発光ダイオードを配置して型締めし、前記封止樹脂を硬化させてLEDパッケージを成形する第二の工程と、成形された前記LEDパッケージを前記離型フィルムから離型させる第三の工程と、を含むLEDパッケージの製造方法。
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