JP2020114675A - 表面導電性積層シート及び電子部品包装容器 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品実装時にピックアップノズルがキャリアテープに接触してもキャリアテープの潰れや変形を抑制でき、かつ強度に優れた表面導電性積層シート、及びそれを成形してなる電子部品包装容器、特にキャリアテープ又は電子部品搬送用トレイを提供する。【解決手段】共役ジエン含有量が３．０〜８．２質量％であるポリスチレン系樹脂からなるシート基材層の両面に、共役ジエン含有量が２．０〜７．４質量％であるポリスチレン系樹脂、カーボンブラック、オレフィン系樹脂、芳香族ビニル−共役ジエン系ブロック共重合体の水素添加樹脂を含む導電性樹脂組成物からなる表面層が積層された、５０〜１３０Ｎ/ｍｍ２のマルテンス硬度を有する表面導電性積層シートとする。【選択図】 なし

Description

本発明は、熱可塑性樹脂からなる表面導電性積層シート、及び該積層シートを用いたキャリアテープ、電子部品搬送用トレイ等の電子部品包装容器に関する。

電子機器や自動車などあらゆる工業製品の中間製品の包装容器には、シートを加熱成形して得られる真空成形トレイ、エンボスキャリアテープなどが使用されている。そして静電気を嫌うＩＣや、ＩＣを有する各種の電子部品の包装容器用シートとして、ポリスチレン系樹脂からなる基材層に、カーボンブラック等の導電性フィラーを含有させたポリスチレン系樹脂を積層したシートが使用されている（例えば特許文献１〜３参照）。

近年、電子部品の小型化に伴って、キャリアテープのエンボス部（ポケットともいう）に収納された電子部品を取り出し、プリント基板上に自動実装する場合に、ピックアップノズルがキャリアテープに接触せず精度よく電子部品をピックアップするのは至難になってきている。ピックアップノズルがキャリアテープと接触すると、キャリアテープに潰れや変形が生じ、それらがピックアップの進路を妨げることで発生する、所謂ピックアップ不良が問題となっている。

特開平９−７６４２２号公報 特開平９−７６４２５号公報 特開平９−１７４７６９号公報

本発明は、例えば導電性を有したキャリアテープにおいて、電子部品実装時にピックアップノズルがキャリアテープに接触してもキャリアテープの潰れや変形を抑制でき、かつ強度に優れた表面導電性積層シート、及びそれを成形してなる電子部品包装容器、より詳細には、キャリアテープ又は電子部品搬送用トレイを提供することを課題とする。

本発明者等は、これら課題について鋭意検討した結果、基材層と表面層に共役ジエン含有量が特定範囲にあるポリスチレン系樹脂を含有することによって、前記課題の全てを解決した表面導電性積層シートが得られることを見出し、本発明に至った。

即ち本発明は、共役ジエン含有量が３．０〜８．２質量％であるポリスチレン系樹脂からなるシート基材層の両面に、共役ジエン含有量が２．０〜７．４質量％であるポリスチレン系樹脂、カーボンブラック、オレフィン系樹脂、及び芳香族ビニル−共役ジエン系ブロック共重合体の水素添加樹脂を含む導電性樹脂組成物からなる表面層が積層された、５０〜１３０Ｎ/ｍｍ^２のマルテンス硬度を有する表面導電性積層シートである。

また、前記表面層が、ポリスチレン権樹脂４６〜８５質量％、カーボンブラック１３〜２３質量％、オレフィン系樹脂１〜２０質量％、及び芳香族ビニル−共役ジエン系ブロック共重合体の水素添加樹脂１〜１１質量％を含有することが好ましい。

また、前記基材層および表面層に用いるポリスチレン系樹脂に含有する共役ジエンの体積平均粒子径が２．０〜３．５μｍであることが好ましい。

更に本発明は前記の表面導電性積層シートから成形されてなる電子部品包装容器、詳細にはキャリアテープ、又は電子部品搬送用トレイを包含する。

本発明によれば、共役ジエン含有量が特定範囲にあるポリスチレン系樹脂を基材層及び表面層として用いたので、例えば導電性を有したキャリアテープにおいて、電子部品実装時にピックアップノズルがキャリアテープに接触してもキャリアテープの潰れや変形を抑制でき、且つ実用上十分な強度を有する表面導電性積層シート並びにそのシートを用いたキャリアテープ等の電子部品包装容器を得ることができる。

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例を含む実施形態に限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係る表面導電性積層シートは、ポリスチレン（ＰＳ）系樹脂を主成分とする基材層と、該基材層の両面に積層された導電性を有する表面層で構成される。

本発明でいうポリスチレン（ＰＳ）系樹脂とは、ポリスチレン樹脂（ＧＰＰＳ）または耐衝撃性ポリスチレン樹脂（ゴム変性スチレン樹脂、ＨＩＰＳ）またはこれらの混合物を主成分とするものをいう。ポリスチレン系樹脂を構成する芳香族ビニル単量体としては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、１，３−ジメチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、１，１−ジフェニルエチレン等がある。これらの芳香族ビニル単量体のうち、通常は、スチレン、ビニルトルエン、ｏ−メチルスチレン等、特にスチレンが使用される。耐衝撃性ポリスチレン樹脂とは、共役ジエンを主分とするゴム状弾性体にスチレン単量体がグラフト重合したポリスチレン樹脂である。使用される共役ジエンとしては、１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン（イソプレン）、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエンなどであるが、特に一般的なものとしては、１，３−ブタジエンがあげられる。

本発明において、基材層に用いるポリスチレン系樹脂中に共役ジエンを３．０〜８．２質量％、好ましくは３．０〜５．０質量％含有し、表面層に用いるポリスチレン系樹脂中に共役ジエンを２．０〜７．４質量％、好ましくは２．０〜４．０質量％含有する。基材層及び表面層に用いるポリスチレン樹脂中の共役ジエンの含有量を前記の範囲とすることにより、後述するマルテンス硬度の範囲が達成される。

ポリスチレン系樹脂中の共役ジエンの含有量は、ＧＰＰＳとＨＩＰＳのブレンドにより調整するのが簡便な方法であるが、ＨＩＰＳの製造段階で調整しても構わない。また、本発明において、基材層及び表面層に使用するＧＰＰＳやＨＩＰＳのメルトフローインデックス（ＪＩＳ−Ｋ−７２１０に準じ測定）は、特に限定されるものではないが、２００℃、荷重５ｋｇの条件で１〜１５ｇ／１０分のものが成形加工面で好適に用いられる。

表面層のポリスチレン系樹脂の含有量は４６〜８５質量％が好ましく、５４〜８１質量％が更に好ましい。この範囲よりも高いとカーボンブラックの添加量比率の低下に伴い導電性が低下し、この範囲よりも低いと引張弾性率が小さくなる傾向にある。

基材層及び表面層に用いるポリスチレン系樹脂に含有する共役ジエンの体積平均粒子径はいずれも２．０〜３．５μｍであることが好ましく、２．４〜３．０μｍが更に好ましい。体積平均粒子径が前記の範囲において良好な機械的性能を得ることが出来る。体積平均粒子径がこの範囲よりも高いと引張弾性率が小さくなり、この範囲よりも低いと耐折強度が低下する傾向にある。

本発明で使用するカーボンブラックは、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等であり、好ましくは比表面積が大きく、樹脂への添加量が少量で高い導電性が得られるという観点から、特にアセチレンブラックが好ましい。表面層へのその添加量は好ましくは１３〜２３質量％であり、より好ましくは１６〜２１質量％である。１３質量％未満では十分な表面抵抗値が得られず、２３質量％を超えると、流動性が低下すると共に得られるシートの機械的強度も低下してしまう場合がある。

本発明でいうオレフィン系樹脂とは、例えば、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどのポリエチレン樹脂、ポリプロピレン、およびプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセンなどＣ３以上のαオレフィン系炭化水素を共重合させたエチレン−αオレフィン共重合体等が挙げられる。また、オレフィン同士のみならず、オレフィンと共重合可能な極性基を有する単量体との共重合物が含まれる。このような樹脂として例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体や、酸無水物との３元共重合体等が挙げられる。これらオレフィン系樹脂は単独で使用する以外に他のオレフィン樹脂と併用して使用することができる。

本発明でオレフィン系樹脂は、ポリスチレン系樹脂とカーボンブラックのみからなる樹脂組成物ではカーボンブラックの脱離が生じる場合があるため、その脱離を防止するために添加する。表面層へのその添加量は好ましくは１〜２０質量％であり、より好ましくは２〜１８質量％である。添加量が１質量％未満ではその効果が不十分であり、２０質量％を越えると得られるポリスチレン樹脂組成物中に均一に分散させることが困難となる場合がある。オレフィン系樹脂が均一分散していない樹脂組成物を用いると、作製したシートからのカーボンの脱離が生じやすくなる。また、作製したシートの引張弾性率が低下し、成形してなる電子部品包装容器のポケットの強度が低下する場合がある。

本発明でいう芳香族ビニル−共役ジエン系ブロック共重合体の水素添加樹脂としては、代表的には、スチレン−ブタジエンブロック共重合体の水素添加樹脂、スチレン−イソプレンブロック共重合体の水素添加樹脂等が挙げられ、中でもスチレン−ブタジエンブロック共重合体の水素添加樹脂、即ちＳＥＢＳ（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体）やＳＢＢＳ（スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレンブロック共重合体）が本発明において特に好適に用いられる。

ＳＥＢＳは、例えばスチレンブロック−ブタジエンブロック−スチレンブロック、スチレンブロック−（ブタジエン−スチレンランダムブロック）−スチレンブロック、ブタジエンブロック−スチレンブロック−ブタジエンブロック−スチレンブロックなどの構造を有するスチレン−ブタジエンブロック共重合体を水素添加して得られ、また、ＳＢＢＳはブタジエンの特定部分を選択的に水素添加して得られる。製造方法には特に限定されないが、特開昭６４−３８４０２号、特開昭６０−２２０１４７号、特開昭６１−３３１３２号、特開昭６１−２８５０７号、特開昭６１−５７５２４号等に報告されているものであり、市販のものをそのまま使用することができる。

本発明において、芳香族ビニル−共役ジエン系ブロック共重合体の水素添加樹脂は、ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂を均一混合するための相溶化剤としての役割で添加する。表面層へのその添加量は好ましくは１〜１１質量％であり、より好ましくは１〜７質量％である。添加量が１質量％未満ではその効果が不十分であり、１１質量％を越えると得られるポリスチレン樹脂組成物中に均一に分散させることが困難となる恐れがある。芳香族ビニル−共役ジエン系ブロック共重合体の水素添加樹脂が均一分散していない樹脂組成物を用いると、作製したシートからのカーボンの脱離が生じやすくなる。また、作製したシートの引張弾性率が低下し、成形してなる電子部品包装容器の剛性が低下する場合がある。

基材層及び表面層には、本発明の課題で要求される特性を阻害しない範囲で、必要に応じて滑剤、可塑剤、熱安定剤、加工助剤、無機フィラーや艶消し剤等の各種添加剤を添加することが可能である。

本発明の表面導電性積層シートの表面層の表面抵抗率は１０^２〜１０^１０Ω/□であることが好ましい。表面抵抗率がこの範囲よりも高いと静電気による電子部品の破壊を抑制することが困難となり、表面抵抗率がこの範囲よりも低いと外部から静電気等による電気の流入を容易にし、電子部品が破壊してしまう可能性がある。

本発明の表面導電性積層シートのマルテンス硬度は５０〜１３０Ｎ/ｍｍ^２とする。この範囲よりも高いと耐折強度が低下し、この範囲よりも低いとシートの潰れや変形を抑制することが困難となる。

本発明の表面導電性積層シートの全体厚みは、その用途から０．１〜３．０ｍｍが一般的であり、かつ全体厚みに占める表面層の厚みは２〜８０％であることが好ましく、５〜６０％が特に好ましい。全体厚みが０．１ｍｍ未満では、包装容器に成形したとき、その強度が不足し、また３．０ｍｍを超えると圧空成形、真空成形、熱板成形等の成形が困難となることがある。また表面層の厚みが２％未満では、包装容器に成形したとき、その表面抵抗率が著しく高くなり、十分な静電気抑制効果が得られず、８０％を超えると圧空成形、真空成形、熱板成形等の成形性が低下してしまうことがある。

本発明の表面導電性積層シートの製造方法は特に限定されない。例えば、基材層及び表面層の原料を高速混合機により均一に混合するか、更に押出機等を用いた公知の方法によって混練、ペレット化した後、押出機等を用いた公知の方法によって本発明の表面導電性積層シートとする。

基材層に表面層を積層する方法としては、それぞれを別々の押出機によりシートもしくはフィルム状に成形した後、熱ラミネート法、ドライラミネート法および押出ラミネート法等により段階的に積層することも可能であるし、あるいは予め成形した基材層シートの両面に、表面層となる樹脂組成物を押出コーティング等の方法により積層することも可能であるが、より安価に製造するには、マルチマニフォールドダイやフィードブロックを用いた多層共押出法により一括して積層シートを得ることが好ましい。またこの種の積層シートの製造方法では、シートや成形容器の製造工程で発生するスクラップ樹脂を粉砕し、基材層にリサイクルするのが一般的であり、本発明の表面導電性積層シートにおいても、強度低下や、スリット等した際のバリの発生等に大きな影響を及ぼさない範囲でスクラップ樹脂を基材層に混合することができる。

本発明の表面導電性積層シートは、真空成形法、圧空成形法、プレス成形法等といった公知の熱成形方法によって、用途に応じた形状に成形することが出来る。

本発明の表面導電性積層シートは、ＩＣ等の半導体、ＩＣを用いた電子部品の包装容器の材料として、真空成形トレー、マガジン、エンボスキャリアテープ、及びエンボスキャリアテープに電子部品を収納し、その上面にカバーテープをヒートシールした電子部品包装体等に使用することができ、特にエンボスキャリアテープに好適に使用できる。

以下に実施例をもって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。

［評価方法］
各評価はシートの押出方向にサンプリングし、次に示す方法によって行った。
（１）マルテンス硬度
シートサンプルについてＩＳＯ１４５７７に準拠し、東陽テクニカ社製Ｎａｎｏ Ｉｎｄｅｎｔｅｒ Ｇ２００を用いて表面中任意の５点を測定し、その平均値をマルテンス硬度とした。この時、圧子の接近速度５００ｎｍ／ｓ、最大試験荷重５ｍＮで測定を行った。
（２）引張弾性率
シートサンプルについてＪＩＳ−Ｋ−７１２７に準拠し、東洋精機製作所製ストログラフＶＥ―１Ｄを用いて試験片タイプ５で測定した。
（３）耐折強度
シートサンプルについてＪＩＳ−Ｐ−８１１５（２００１年）に準拠し、長さ１５０ｍｍ、幅１５ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの試験片を作製し、東洋精機製作所製ＭＩＴ耐折疲労試験機を用いてＭＩＴ耐折強度の測定を行った。この時、折り曲げ角度１３５度、折り曲げ速度１７５回毎分、測定荷重２５０ｇにて試験を行った。
（４）表面抵抗値
三菱化学アナリテック社製ハイレスタ−ＵＸ（ＭＣＰ−ＨＴ８００）を用いて測定した。
（５）共役ジエン含有量
耐衝撃ポリスチレン中の共役ジエン含有量はゴム変性ポリスチレンで一般的に用いられている赤外吸収スペクトル法で、９６０ｃｍ^−１、９１０ｃｍ^−１における吸光度を測定して求めた。
（６）体積平均粒子径
分散粒子の体積平均粒子径は、耐衝撃性ポリスチレン０．５ｇをジメチルホルムアミド１００ｇに溶解し、日科機社製コールターカウンター（ＬＳ−２３０）を用いて測定した。

実施例及び比較例に使用したポリスチレン系樹脂を表１に示す。

（実施例１）
カーボンブラックとして、デンカ社製のアセチレンブラック粒状を用いた。
オレフィン系樹脂として、エチレン−アクリル酸エチル共重合体樹脂（以下、ＥＥＡという）は、アクリル酸エチル含有量（ＪＩＳ−Ｋ−７１９２に準じ測定）＝１８％、メルトフローインデックス（ＪＩＳ−Ｋ−７１９２に準じ測定）＝５．０g／１０分のものを用いた。また、高密度ポリエチレン樹脂（以下、ＨＤＰＥという）は、メルトフローインデックス（ＪＩＳ−Ｋ−６９２２−２に準じ測定）＝０．２０g／１０分のものを用いた。
芳香族ビニル−共役ジエン系ブロック共重合体の水素添加樹脂として、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体（以下、ＳＥＢＳという）は、メルトフローインデックス（ＪＩＳ−Ｋ−７１９２に準じ測定）＝４．０g／１０分、スチレンとブタジエンの質量％比率は６０：４０のものを用いた。
表面層用として、表２に示すようにポリスチレン樹脂と耐衝撃性ポリスチレン樹脂Ａ、カーボンブラック、ＥＥＡ、ＨＤＰＥ、ＳＥＢＳを各々２９：３１：２０：９：８：３の割合となるように計量し、高速混合機により均一混合した後、φ４５ｍｍベント式二軸押出機を用いて混練し、ストランドカット法によりペレット化し導電性樹脂組成物を得た。
一方、基材層用として、表２に示すようにポリスチレン樹脂及び耐衝撃性ポリスチレン樹脂Ｂを各々４３：５７の割合となるように計量し、高速混合機により均一にした混合物を得た。
前記のペレット状の導電性樹脂組成物、及びポリスチレン樹脂と耐衝撃性ポリスチレン樹脂Ｂとの均一混合物を用い、基材層の両面に表面層がほぼ同じ肉厚となる様に、基材層用としてφ６５ｍｍ押出機（Ｌ／Ｄ＝２８）、表面層用としてφ４０ｍｍ押出機（Ｌ／Ｄ＝２６）及び５００ｍｍ幅のＴダイを用いたフィードブロック法により積層し、表面層と基材層の厚み比率が１：１８：１で全体の肉厚が０．２ｍｍとなる表面導電性積層シートを得た。

（実施例２〜１３、比較例１〜４）
前記実施例１の方法に従い、表面導電性積層シートを得た。各原料及びそれらの混合割合を表２及び表３に示す。

各実施例および比較例で作製したシートの評価結果を表２及び表３に纏めて示した。

表２及び表３に示した結果から以下のことが明らかになった。各実施例の表面導電性積層シートは、各種の電子部品包装用のシートとして、実用上十分な引張弾性率、耐折強度及び表面抵抗率を確保しながら、マルテンス硬度も高く、これらのシートを成形して得たキャリアテープは、ピックアップノズルが接触しても潰れや変形を生じないことが確認された。一方、比較例１及び３の表面導電性積層シートは、マルテンス硬度が高すぎ、耐折強度が低く、また、比較例２及び４の表面導電性積層シートは、マルテンス硬度が低すぎ、これらのシートを成形して得たキャリアテープは、ピックアップノズルが接触して潰れや変形を生じることが確認された。

Claims (5)

1. 共役ジエン含有量が３．０〜８．２質量％であるポリスチレン系樹脂からなるシート基材層の両面に、共役ジエン含有量が２．０〜７．４質量％であるポリスチレン系樹脂、カーボンブラック、オレフィン系樹脂、及び芳香族ビニル−共役ジエン系ブロック共重合体の水素添加樹脂を含む導電性樹脂組成物からなる表面層が積層され、マルテンス硬度が５０〜１３０Ｎ/ｍｍ^２である表面導電性積層シート。
2. 前記表面層が、ポリスチレン権樹脂４６〜８５質量％、カーボンブラック１３〜２３質量％、オレフィン系樹脂１〜２０質量％、及び芳香族ビニル−共役ジエン系ブロック共重合体の水素添加樹脂１〜１１質量％を含有する請求項１に記載の表面導電性積層シート。
3. 前記基材層および表面層に用いるポリスチレン系樹脂に含有する共役ジエンの体積平均粒子径が２．０〜３．５μｍである請求項１又は２に記載の表面導電性積層シート。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の表面導電性積層シートから成形されてなる電子部品包装容器。
5. キャリアテープ又は電子部品搬送用トレイである請求項４に記載の電子部品包装容器。