JP3043836B2

JP3043836B2 - 非金属イオン型帯電防止性塩化ビニルシ−トの製造方法

Info

Publication number: JP3043836B2
Application number: JP3149592A
Authority: JP
Inventors: 浩治森; 友敏雄長; 石謙二輿; 原憲一増
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1991-05-24
Filing date: 1991-05-24
Publication date: 2000-05-22
Anticipated expiration: 2015-05-22
Also published as: JPH04349307A

Description

【発明の詳細な説明】

【００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表層にイオン移動性の
アンモニウム塩の導電層を形成して、帯電性を防止した
塩化ビニルシ−トの製造方法に関する。

【００２】

【従来技術】プラスチック部材を使用する精密産業、例
えば、電子産業、バイオ産業などの分野では、帯電静電
気が半導体素子を破壊したり、塵や埃の付着を招いて歩
留まりを低下させたりするので、大きな問題になってい
る。特に半導体素子にプラスチックのパッケ−ジを使用
する場合などは、プラスチックに高い静電気帯電防止性
が要求される。

【００３】従来、この半導体素子のプラスチックパッケ
−ジとしては、帯電防止処理を施した塩化ビニルシ−ト
を使用していたが、その帯電防止処理は、金属や金属酸
化物などの導電性フィラ−を分散させた塗膜を表面に形
成する方法によっていた。この場合、金属や金属酸化物
にアルカリ金属やアルカリ土類金属などの導電性フィラ
−を用いると、品質の低下を招くので、使用していな
い。

【００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法で帯電性を防止するには、高価な導電性フィラ−を有
機バインダ−と同重量以上配合しなければならないた
め、処理費が高価になり、また、透明性、光線透過性な
どが低下したり、塗膜が剥離し易いという問題があっ
た。本発明は、これらの欠点を解消した帯電防止性塩化
ビニルシ−トの製造方法を提供するものである。

【００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、塩化ビニルシ
−ト表面にアクリル酸、メタクリル酸の一方または両
方、あるいはこれらを２５ｗｔ％以上含む溶液を塗布し
た後、塗布面側から電子線を２０〜１００ｋＧｙ照射し
て、塗布モノマ−を塩化ビニルシ−トにグラフト重合さ
せ、その後、塩化ビニルシ−ト表面に残存するモノマ−
または溶液を洗浄して、塩化ビニルシ−トをアンモニア
で処理するようにした。

【００６】

【作用】塩化ビニルシ−ト（以下塩ビシ−トという）表
面にアクリル酸、メタクリル酸の一方または両方、ある
いはこれらを含む溶液を塗布した後、塗布面側から電子
線を照射すると、アクリル酸のアクリロイル基やメタク
リル酸のメタクリロイル基の二重結合部分が塩ビシ−ト
にグラフト重合するので、塩ビシ−ト表面にカルボキシ
ル基を有するグラフト層が形成される。このグラフト層
の形成された塩ビシ−トを洗浄して、表面に残存するモ
ノマ−または溶液を除去した後、塩ビシ−トをアンモニ
アで処理すると、グラフト層中のカルボキシル基がアン
モニアと反応して、カルボン酸アンモニウム（−ＣＯＯ
^-ＮＨ₄ ⁺）になる。

【００７】このカルボン酸アンモニウムのアンモニウム
イオンは、グラフト層のカルボン酸アンモニウムの存在
する層中を自由移動できるので、塩ビシ−ト表面の電気
抵抗が低下し、静電気が漏洩し易くなって帯電防止性が
付与される。このアンモニウムイオンの移動性は、本発
明ではアクリル酸やメタクリル酸をグラフト重合させて
いるため、カルボン酸アンモニウムが連鎖しており、移
動が容易である。

【００８】本発明における塩ビシ−トは、主樹脂が塩ビ
ホモポリマ−であるもののほかに、酢酸ビニルエチレン
などのような塩ビと共重合可能なモノマ−と塩ビとの共
重合体、塩ビホモポリマ−と相溶するポリマ−を塩ビに
ブレンドしたものを含む。また、塩ビには、通常、可塑
剤を添加するが、この可塑剤を添加しないものでもよ
い。さらに、必要に応じて、エポキシ化合物、安定剤、
顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤などを添加する場合も
あるが、本発明での塩ビシ−トはこれらの添加有無を問
わないものである。

【００９】塩ビシ−ト表面に塗布するモノマ−は、電子
線反応性官能基であるアクリロイルもしくはメタクリロ
イル基と、アンモニアとの反応によりアンモニウムを形
成するカルボキシル基とを備えていることが必要である
が、アクリル酸またはメタクリル酸以外で、これらの官
能基を有するものであっても、アクリル酸やメタクリル
酸以外のもの、例えば、次のようなものはグラフト重合
が十分起こらないので、使用できない。ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）−ＣＯ−ＯＣＨ₂ＣＨ₂−ＲＲ； −ＯＣＯ（ＣＨ₂）₂−ＣＯＯＨ −ＯＣＯＣ₆Ｈ₄−ＣＯＯＨ −ＯＣＨ₂ＣＨ₂−ＣＯＯＨ

【０１０】アクリル酸やメタクリル酸は、単独で塗布し
ても、混合して塗布してもよい。また、溶液にして塗布
しても本発明の目的を達成できる。この場合、アクリル
酸やメタクリル酸の濃度は単独または合計で２５ｗｔ％
以上にする必要がある。これより濃度が低いと、グラフ
ト重合が十分起こらないため、十分なる帯電防止性が得
られない。これは、グラフト重合量が少ないと、塩ビシ
−トの表層に導入されたカルボキシル基の濃度が低くな
るため、アンモニア処理で生成するカルボン酸アンモニ
ウム濃度も低くなり、電気抵抗が十分低下しないからで
ある。

【０１１】アクリル酸、メタクリル酸などの溶液の溶媒
としては、水、有機溶媒、モノマ−、オリゴマ−、ポリ
マ−などあらゆるものを用いることができるが、その選
択にあたっては、粘度調整性、塩ビシ−トへの溶解性、
膨潤能力などを考慮することが重要である。アクリル酸
やメタクリル酸をそのまま、あるいは溶液で塗布するに
しても、アクリル酸やメタクリル酸のホモ重合を抑制す
るために、モ−ル塩などの重合禁止剤を添加してもよ
い。

【０１２】アクリル酸、メタクリル酸、その溶液の塩ビ
シ−トへの塗布は、公知方法、例えば、スプレ−法、カ
−テンフロ−法、ロ−ルコ−ト法などで行えばよい。

【０１３】アクリル酸、メタクリル酸の塩ビシ−トへの
グラフト重合は、表層のみに行えば静電気の帯電を防止
できるので、照射電子線は、エネルギ−が一般に低エネ
ルギ−型と呼ばれている３００ｋｅＶ未満の電子線で十
分であるが、それ以上のエネルギ−を有する電子線も使
用でき、またγ線も使用できる。

【０１４】照射電子線の線量は、２０〜１００ｋＧｙに
するが、これは、２０ｋＧｙ未満であると、アクリル酸
やメタクリル酸が十分グラフト重合しないため、塩ビシ
−ト表層に導入されたカルボキシル基の濃度が低くな
り、アンモニア処理後のカルボン酸アンモニウム濃度が
不足して、電気抵抗が十分低下しないからである。一
方、１００ｋＧｙを越えると、塩ビシ−トに劣化が起こ
り、黄変して商品価値が大きく低下し、また、表面にタ
ッキング性が生じてしまう。

【０１５】電子線照射後は、塩ビシ−ト表面に残存する
モノマ−やその溶液を洗浄し、アンモニアで処理する。
電子線照射後の溶液中にはアクリル酸やメタクリル酸の
ホモポリマ−が含まれているので、洗浄、除去しない
と、タッキング性が残り、また、アルカリ処理であるア
ンモニア処理工程に酸を持ち込み、ｐＨの低下、異物の
混入をきたし、アンモニウム塩の形成が困難になる。洗
浄には、通常、水を使用するが、有機溶媒でもよい。

【０１６】アンモニア処理は、アンモニアを水、アルコ
−ルなどの溶媒に溶解した溶液に塩ビシ−トを浸漬する
方法、アンモニアガスと接触させる方法などによればよ
いが、溶液に浸漬する場合、溶液のアンモニア濃度、温
度が高い程、また、アンモニアガスと接触させる場合は
アンモニア蒸気圧が高い程短時間にカルボキシル基をカ
ルボン酸アンモニウムにすることができる。

【０１７】

【実施例】可塑剤添加量の異なる塩ビシ−トの表面にバ
−コ−タ−＃２０で種々のモノマ−またはその溶液を塗
布して、その塗布面側から電子線を加速電圧２００ｋＶ
で線量を変化させながら照射した。その後、塩ビシ−ト
を水で洗浄して、表面に残存する溶液を除去し、種々の
濃度のアンモニア水（４０℃）に１分間浸漬するか、ア
ンモニア飽和蒸気中に１０分間静置し、水洗、乾燥し
た。

【０１８】乾燥後、各シ−トの表面固有抵抗（ＪＩＳ
Ｋ６９１１）、帯電圧（ＪＩＳＬ１０９４）を温度２
３℃、湿度５０％の条件で測定した。また、目視でシ−
トの透明性を評価した。表１、表２に実施例を、表３、
表４に比較例を処理条件とともに示す。なお、比較例で
用いたモノマ−のうち、モノマ−Ａ、ＢおよびＣは次の
ものである。モノマ−Ａ；ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）−ＣＯ−ＯＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣＯ（ＣＨ₂）₂−ＣＯＯＨモノマ−Ｂ；ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）−ＣＯ−ＯＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣＯＣ₆Ｈ₄−ＣＯＯＨモノマ−Ｃ；ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）−ＣＯ−ＯＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣＨ₂ＣＨ₂−ＣＯＯＨ

【０１９】また、アンモニア処理でのアルカリＡ、Ｂお
よびＣは次のような構造のものである。アルカリＡ；１０ｗｔ％（ＣＨ₃）₄Ｎ・ＯＨ水溶液アルカリＢ；４０ｗｔ％Ｃ₆Ｈ₅ＣＨ₂Ｎ（ＣＨ₃）₃・Ｏ
Ｈ水溶液アルカリＣ；９０ｗｔ％ＮＨ₂ＮＨ₂・Ｈ₂Ｏ水溶液

【０２０】

【表１】

【０２１】

【表２】

【０２２】

【表３】

【０２３】

【表４】（注１）＊印のものは酸臭が残存していた。（注２）★印のものは黄変していた。（注２）不透明なものはいずれも表面にタッキング性が
認められた。

【０２４】

【発明の効果】以上のように、本発明法は、塩ビシ−ト
表層にアクリル酸やメタクリル酸をグラフト重合させた
後、アンモニアで処理して、表層に導電層を形成するの
であるから、従来の導電性フィラ−を充填した塗膜を塩
ビシ−ト表面に形成する場合に比べて、処理費が安価
で、塩ビシ−トの透明は保持される。また、導電層は、
塩ビシ−トと化学結合しているので、剥離することがな
く、塩ビシ−トの物性は、導電層を形成してもほとんど
変化しない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ０８Ｋ 5/20 Ｃ０８Ｋ 5/20 Ｈ０１Ｂ 13/00 ５０３Ｈ０１Ｂ 13/00 ５０３ＺＨ０５Ｆ 1/02 Ｈ０５Ｆ 1/02 Ｋ (72)発明者増原憲一千葉県市川市高谷新町７番地の１日新製鋼株式会社新材料研究所内 (56)参考文献特開昭64−36639（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−166465（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−196774（ＪＰ，Ａ) 特公昭38−16337（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01B 5/14 B05D 5/12 B32B 27/08 C08F 259/04 C08J 7/04 C08K 5/20 H01B 13/00 503 H05F 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塩化ビニルシ−ト表面にアクリル酸、メ
タクリル酸の一方または両方、あるいはこれらを２５ｗ
ｔ％以上含む溶液を塗布した後、塗布面側から電子線を
２０〜１００ｋＧｙ照射して、塗布モノマ−を塩化ビニ
ルシ−トにグラフト重合させ、その後、塩化ビニルシ−
ト表面に残存するモノマ−または溶液を洗浄して、塩化
ビニルシ−トをアンモニアで処理することを特徴とする
非金属イオン型帯電防止性塩化ビニルシ−トの製造方
法。