JP3875500B2

JP3875500B2 - 成形用制電性シート

Info

Publication number: JP3875500B2
Application number: JP2001060574A
Authority: JP
Inventors: 直也三荒; 展康鈴木
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2021-03-05
Also published as: JP2004002486A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空成形性及び帯電防止性に優れた成形用制電性シートに係り、詳しくはＩＣ、ＬＳＩ、シリコンウエハー、ハードディスク、液晶基板、電子部品等の電子材料の保管、移送、装着に際し、それらの電子部品を静電気等による破壊やゴミ付着等から守るために使用される容器やキャリアテープに、真空及び圧空成形により容易にかつ所定形状に成形できる成形用制電性シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、小型電子部品特にＩＣ、ダイオード等のチップ型電子部品の需要が伸びてきている。また、パソコン及びハードディスク等の部品製造場所と、部品組立場所とが全世界的に点在して来ている。従って、部品の小型化、半製品部品等の保管、移送、装着の機会が多くなって来ている。その際に使用されるトレー、キャリアテープ等の容器に関しても、静電気の帯電による部品の静電破壊や確実な装着を困難にして来ている。
【０００３】
これらの問題点を解消するため、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等の成形用押出シートに制電性（帯電防止性）を付与するために、カーボンブラック（ＣＢ）、低分子量界面活性剤を練り込んだり、界面活性剤を塗布することがよく使われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＢを樹脂に練り込む方法は、成形用押出シートの表面抵抗率及び体積抵抗率を所定の制電領域に容易に到達させることができるが、下記の欠点を持つ。
（ｉ）成形した後に伸ばされた部分の抵抗値が変化し、制電効果が発現しないことがある。
（ii）シート自身の成形加工性（伸び）が低下する。
（iii ）完全に不透明になり、電子部品を収納した内部を確認することが困難であり、光センサ等を用いた位置決めが困難である。
【０００５】
一方、低分子量の界面活性剤を練り込んだり、塗布する方法は、透明性及び初期の制電効果は確保できるが、これも下記の欠点を持つ。
（ｉ）湿度の影響が大きい。
（ii）水洗いにより制電性能が無くなる傾向にあり、永久制電性とは言い難い。（iii ）成形用押出シートの表面の滑性が悪くなるので成形不良を起こす。
【０００６】
また、これらの欠点を補うため、高分子型永久帯電防止ポリマーのポリエーテルエステルアミドを１５重量部以下充填した樹脂組成物により、射出成形容器を作る方法も考えられている（特開平９−１４３２３号公報）。射出成形品では、該ポリエーテルエステルアミドが冷却段階に金型壁面との強い剪断により縞状に分散することによって表面抵抗を下げ、制電効果を得ている。
【０００７】
しかし、前記公報では、押出成形に関しては考慮されていない。そして、押出成形においては、その剪断が弱いため、前記充填量では十分な制電効果が得られず、また、充分な制電効果を得ようとするとポリエーテルエステルアミドの充填量が多くなる。そして、ポリエーテルエステルアミドの充填量が多くなるとシートのこしが弱くなるとともにコスト的にも実用上問題があった。
【０００８】
また、電子部品の搬送トレー等は、その部品の多様性により、設備投資が小さくてすむ真空成形が大部分を占めることに鑑み、市場は成形用制電性シートで永久制電性、成形性、透明性の良好なものを要求している。永久制電性の要求を満たすためには体積抵抗率を１０¹²Ω・ｃｍ以下にする必要がある。しかし、体積抵抗率を１０¹²Ω・ｃｍ以下にするようにポリエーテルエステルアミドを熱可塑性樹脂中に分散させていくと、該ポリエーテルエステルアミドの重量比率が大きくなり、該ポリエーテルエステルアミドの物性の影響を受けてシート自身のこしが無くなり、成形はできても成形品としてのトレー等の物性が搬送用としては不適となる。
【０００９】
一方、トレーとしての物性を確保するために表層のみ表面抵抗率を１０¹⁰Ω以下にすることも提案（特表２０００−５０７８９１）されている。しかし、近年、部品の集積度及び小型化により、静電気により繊細になっているため部品への影響を考えると、トレーの厚み方向にも静電気の散逸性を確保しておかなければ制電性が完全とは言い難くなってきている。
【００１０】
本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は必要な物性（強度）を有し、かつ信頼性の高い制電性を備えた搬送用トレー等の成形品を真空成形や圧空成形で容易に得ることができる成形用制電性シートを提供することにある。第２の目的はさらに透明性も良好な成形品を容易に得ることができる成形用制電性シートを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明者らは前記要求に応えるべく、鋭意研究を重ねた結果、前記目的を達成することができる発明を完成した。
【００１２】
前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、常温での引張弾性率が９００ＭＰａ以上、かつ体積抵抗率が１０^１２Ω・ｃｍ以下であるポリエーテルエステルアミドを熱可塑性樹脂中に分散させた芯層の両面に、表面抵抗率が１０^１０Ω以下であるポリエーテルエステルアミドを熱可塑性樹脂中に分散させた外層を設け、前記熱可塑性樹脂がスチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとからなる共重合体である。
【００１３】
この発明の成形用制電性シートでは、永久帯電防止性に優れ、かつ搬送時に支障を来す変形を防止できる物性を有する成形品を真空成形及び圧空成形により容易に成形できる。なお、「永久帯電防止性」とは帯電防止性能が長期に渡って保たれることを意味する。また、この発明では、ポリエーテルエステルアミドの分散性と成形品に必要な物性を確保するのが容易になる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記芯層及び外層が共押出しにより形成された。従って、この発明の成形用制電性シートは、通常の共押出しにより容易に製造することができる。
【００１５】
第２の目的を達成するため、請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ポリエーテルエステルアミド及び前記熱可塑性樹脂が透明性を有しており、かつ該ポリエーテルエステルアミドと該熱可塑性樹脂との屈折率の差が０．０３以内である。従って、この発明では、さらに透明性も良好な成形品を容易に得ることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記外層は、前記ポリエーテルエステルアミド３５〜７０重量％と前記熱可塑性樹脂６５〜３０重量％の範囲に設定される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を説明する。
図１に示すように、成形用制電性シート１は、芯層２の両面に外層３が設けられている。芯層２及び外層３は共押出しにより形成されている。芯層２は、基本的に成形用制電性シート１の物性及び厚さ方向の静電気散逸性を保証する役割を果たす。外層３は基本的に成形用制電性シート１の表層の静電気散逸性を保証する。
【００１８】
芯層２は、ポリエーテルエステルアミドを熱可塑性樹脂中に分散させた材質で形成され、常温（２３℃）での引張弾性率が９００ＭＰａ以上、かつ体積抵抗率が１０¹²Ω・ｃｍ以下である。成形用制電性シート１を真空成形により、搬送トレー等に成形した際の該トレーの強度には形状因子も影響するが、特にシート物性上の判断基準として引張弾性率をその代用特性として種々検討した。その結果、９００ＭＰａ以上あればトレーを積載した場合の凹み、ゆがみが発生せず、引張弾性率９００ＭＰａ以上がトレーとして実用上問題ないレベルであることが分かった。
【００１９】
ポリエーテルエステルアミドの材質及び熱可塑性樹脂の組合せに特に制限はないが、透明性が要求される場合は、ポリエーテルエステルアミドと熱可塑性樹脂との屈折率の差が０．０３以内となる組合せが採用される。熱可塑性樹脂として、スチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとからなる共重合体を使用するのが好ましい。ポリエーテルエステルアミドとしては屈折率１．５３の市販品を好適に使用できる。
【００２０】
厚さ方向の静電気散逸性を保証するための体積抵抗率である１０¹²Ω・ｃｍ以下の値と、シート物性（引張弾性率）とを両立させるためには、前記ポリエーテルエステルアミドと熱可塑性樹脂との混合割合が、ポリエーテルエステルアミド２５〜５０重量％、熱可塑性樹脂７５〜５０重量％の範囲が好適である。
【００２１】
外層３はポリエーテルエステルアミドを熱可塑性樹脂中に分散させた材質で形成され、表面抵抗率が１０¹⁰Ω以下である。この表面抵抗率を得るためには、ポリエーテルエステルアミドと熱可塑性樹脂との混合割合が、ポリエーテルエステルアミド３５〜７０重量％、熱可塑性樹脂６５〜３０重量％の範囲が好適である。ポリエーテルエステルアミドは芯層２に使用されるものと基本的に同じものが使用される。
【００２２】
芯層２及び外層３の厚さは、成形用制電性シート１が前記の特性を満たせば特に制限はないが、材料コスト及び成形用制電性シート１の加工性等を考慮すると、外層３／芯層２／外層３＝０．０１ｍｍ〜０．５０ｍｍ／０．５０ｍｍ〜１．００ｍｍ／０．０１ｍｍ〜０．５０ｍｍが好適である。両外層３の厚さは同じでなくてもよい。
【００２３】
成形用制電性シート１を共押出しで成形する際、芯層２及び外層３に使用する熱可塑性樹脂が同一樹脂の方がその界面接着力の点から好ましいが、熱接着可能な樹脂同士なら異なっていても問題は無い。設備的には、一般的な共押出し設備で特に問題はない。例えば、２台の押出機により芯層２及び外層３それぞれの熱可塑性樹脂組成物を口金に供給し、フィードブロック又はマルチ口金によって合流させてシート状に賦形し、キャスティングロールを通して冷却・固化させて、シートを巻き取ることで製造される。
【００２４】
前記スチレン系モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン等を上げることができる。また、（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート等を用いることができる。ここで上記（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを示している。
【００２５】
スチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとの比率は、ポリエーテルエステルアミドの屈折率に近くなるように選択されるが、通常３０〜９０／７０〜１０重量％の範囲で溶融粘度等他の特性も考慮しながら適宜調整される。
【００２６】
本発明において最も好適に用いられるスチレン系モノマーはスチレンであり、一方、（メタ）アクリル酸エステル系モノマーはメチルメタクリレート（ＭＭＡ）及びブチルアクリレート（ＢＡ）である。この理由は、工業的に非常に多く生産されているため原料としてのコスト性に優れ、しかも重合時の反応性が高い共重合が可能なためである。
【００２７】
本発明で用いられるポリエーテルエステルアミドは、特に制限されるものはないが、一般に下記の３構成単位から構成される。
（ｉ）炭素原子数６以上のアミノカルボン酸又はラクタム、もしくは炭素数６以上のジアミンとジカルボン酸の塩。
【００２８】
アミノカルボン酸としては、ω−アミノエナント酸、ω−アミノカプロン酸等が挙げられる。ラクタムとしてはカプロラクタム、エナントラクタム等が挙げられる。ジアミンとジカルボン酸の塩としては、ヘキサメチレンジアミン−アジピン酸塩等が挙げられる。
（ii）ポリエーテル
ポリエチレングリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール等が挙げられる。
（iii)ジカルボン酸
テレフタル酸等の炭素数４〜２０のジカルボン酸が挙げられる。
（実施例）
以下、実施例及び比較例によりさらに詳しく説明する。
【００２９】
＜実施例１＞
芯層２用の配合として、ポリエーテルエステルアミド（商品名：ペレスタットＮＣ７５３０：三洋化成（株））３５重量部と、スチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとからなる共重合体（商品名：クリアパクトＴＩ３５０：大日本インキ化学工業（株））６５重量部とをペレット混合したものを、４０ｍｍ同方向２軸押出機にてシート口金に供給する。ポリエーテルエステルアミドの屈折率は１．５３、前記共重合体の屈折率は１．５６であった。
【００３０】
外層３用配合としてポリエーテルエステルアミド（商品名：ペレスタットＮＣ７５３０：三洋化成（株））４０重量部と、スチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとからなる共重合体（商品名：クリアパクトＴＩ３５０：大日本インキ化学工業（株））６０重量部とをペレット混合したものを、９０ｍｍ同方向２軸押出機にてシート口金に供給する。
【００３１】
それぞれ供給された樹脂組成物は、シート口金中にて合流し２種３層で、外層／芯層／外層＝０．２ｍｍ／０．６ｍｍ／０．２ｍｍの総厚１ｍｍのシートを得た。
【００３２】
＜参考例＞
実施例１記載のスチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとからなる共重合体に代えて共重合ポリエステル（ＰＥＴＧ：イーストマンケミカルカンパニー）を使用した以外、実施例１と同様に成形して総厚１ｍｍのシートを得た。前記共重合ポリエステルの屈折率は１．５８であった。
【００３３】
＜比較例１＞
芯層２用の配合として、ポリエーテルエステルアミド（商品名：ペレスタットＮＣ７５３０：三洋化成（株））４０重量部と、スチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとからなる共重合体（商品名：クリアパクトＴＩ３５０：大日本インキ化学工業（株））を６０重量部をペレット混合したものを使用した以外、実施例１と同様に成形して総厚１ｍｍのシートを得た。
【００３４】
＜比較例２＞
芯層２用の配合として、ポリエーテルエステルアミド（商品名：ペレスタットＮＣ７５３０：三洋化成（株））４０重量部と、スチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとからなる共重合体（商品名：クリアパクトＴＩ３５０：大日本インキ化学工業（株））を６０重量部をペレット混合したものを使用し、外層３用配合としてポリエーテルエステルアミド（商品名：ペレスタットＮＣ７５３０：三洋化成（株））３０重量部と、スチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとからなる共重合体（商品名：クリアパクトＴＩ３５０：大日本インキ化学工業（株））を６０重量部をペレット混合したものを使用する以外、実施例１と同様にして総厚１ｍｍのシートを得た。
【００３５】
前記各サンプルを用いて、下記の測定試験及び評価を行った。結果を表１及び表２に示した。
［引張弾性率］
引張弾性率をＪＩＳＫ７１１２に準拠して測定した。
【００３６】
評価は、常温（２３℃）での引張弾性率が９００ＭＰａ以上で成形後の剛性を確保できるので○、９００ＭＰａ未満では成形後の剛性を確保できないので×とした。
【００３７】
［表面抵抗率及び体積抵抗率］
表面抵抗率及び体積抵抗率をＪＩＳＫ６９１１に準拠して測定した。表面抵抗率は正方形の試験片で測定した。
【００３８】
評価は、表面抵抗率が１０¹⁰Ω以下で、かつ体積抵抗率が１０¹²Ω・ｃｍ以下であれば帯電防止効果が大きく制電性に問題がないので○とし、表面抵抗率が１０¹⁰Ω以下又は体積抵抗率が１０¹²Ω・ｃｍ以下であれば帯電防止効果はあるが完全とは言い難いので△とした。また、表面抵抗率が１０¹⁰Ωより大きく、かつ体積抵抗率が１０¹²Ω・ｃｍより大きければ帯電防止効果はあるが、制電性に問題があるので×とした。
【００３９】
［全光線透過率、ヘーズ］
全光線透過率、ヘーズをＪＩＳＫ７１０５に準拠して測定した。
評価は、全光線透過率が８０％以上、ヘーズが４０％以下のものを透明性が良好として○、それ以外のものを透明性が悪いと判断して×とした。
【００４０】
［屈折率］
屈折率をＪＩＳＫ７１０５に準拠して測定した。
評価は、屈折率の差が０．０３以内のものを透明性で○、屈折率の差が０．０３を超えるものは透明性で×とした。
【００４１】
【表１】

【００４２】
【表２】

表１及び表２から、芯層２の体積抵抗率が１０¹²Ω・ｃｍ以下で、外層の表面抵抗率が１０¹⁰Ω以下の場合、制電性が良好であることを確認できる。また、引張弾性率が９００ＭＰａ以上の場合は、成形用制電性シート１が真空成形あるいは圧空成形に必要なこしを有することが確認できる。また、ポリエーテルエステルアミド及び熱可塑性樹脂が透明性を有しており、かつ該ポリエーテルエステルアミドと熱可塑性樹脂との屈折率の差が０．０３以内のときに透明性が良いことを確認できる。
【００４３】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）成形用制電性シート１が、基本的に成形用制電性シート１の物性及び厚さ方向の静電気散逸性を保証する役割を果たす芯層２と、基本的に成形用制電性シート１の表層の静電気散逸性を保証する外層３とにより構成されている。従って、永久帯電防止性に優れ、かつ搬送時に支障を来す変形を防止できる物性を有する成形品を真空成形及び圧空成形により容易に成形できる。そして、その成形品を使用してＩＣ、ＬＳＩ、シリコンウエハー、ハードディスク、液晶基板、電子部品等の電子材料の保管、移送に際し、それらの電子部品を静電気等による破壊やゴミ付着等から守ることができる。
【００４４】
（２）成形用制電性シート１は、芯層２及び外層３を共押出して製造されるため、成形用制電性シート１を容易に製造することができる。
（３）芯層２及び外層３の材質としてのポリエーテルエステルアミド及び熱可塑性樹脂が透明性を有しており、かつ該ポリエーテルエステルアミドと熱可塑性樹脂との屈折率の差を０．０３以内とすることにより、成形用制電性シート１の透明性が良好になり、良好な成形品を容易に得ることができる。
【００４５】
（４）熱可塑性樹脂がスチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとからなる共重合体であるため、ポリエーテルエステルアミドの分散性と成形品に必要な物性を確保するのが容易になる。
【００４６】
（５）芯層２の材質としてのポリエーテルエステルアミドと熱可塑性樹脂との混合割合を、ポリエーテルエステルアミド２５〜５０重量％、熱可塑性樹脂７５〜５０重量％の範囲にすることにより、厚さ方向の静電気散逸性を保証するための体積抵抗率である１０¹²Ω・ｃｍ以下の値と、シート物性（引張弾性率）とを両立させるのが容易になる。
【００４７】
（６）外層３の材質としてのポリエーテルエステルアミドと熱可塑性樹脂との混合割合を、ポリエーテルエステルアミド３５〜７０重量％、熱可塑性樹脂６５〜３０重量％の範囲にすることにより、表層の静電気散逸性を保証するための表面抵抗率である１０¹⁰Ω以下の値を得るのが容易になる。
【００４８】
（７）芯層２及び外層３の厚さを、外層３／芯層２／外層３＝０．０１ｍｍ〜０．５０ｍｍ／０．５０ｍｍ〜１．００ｍｍ／０．０１ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲にすることにより、成形用制電性シート１の真空成形性が良好で材料コストも満足できるものが得られる。
【００４９】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 成形用制電性シート１を共押出しではなく、芯層２となるシート（フィルム）と、外層３となるシート（フィルム）とを別々に製造し、ラミネートで成形用制電性シート１を形成してもよい。
【００５０】
前記実施の形態から把握される技術的思想（発明）について、以下に記載する。
（１）請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記芯層の材質であるポリエーテルエステルアミドと熱可塑性樹脂との混合割合を、ポリエーテルエステルアミド２５〜５０重量％、熱可塑性樹脂７５〜５０重量％の範囲に設定した。
【００５２】
（３）請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記芯層及び外層の厚さを、外層／芯層／外層＝０．０１ｍｍ〜０．５０ｍｍ／０．５０ｍｍ〜１．００ｍｍ／０．０１ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲に設定した。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１〜請求項４に記載の発明の成形用制電性シートを使用することにより、必要な物性（強度）を有し、かつ信頼性の高い制電性を備えた搬送用トレー等の成形品を真空成形及び圧空成形で容易に得ることができる。また、請求項３に記載の発明では、さらに透明性も良好な成形品を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態の成形用制電性シートの模式断面図。
【符号の説明】
１…成形用制電性シート、２…芯層、３…外層。

Claims

常温での引張弾性率が９００ＭＰａ以上、かつ体積抵抗率が１０^１２Ω・ｃｍ以下であるポリエーテルエステルアミドを熱可塑性樹脂中に分散させた芯層の両面に、表面抵抗率が１０^１０Ω以下であるポリエーテルエステルアミドを熱可塑性樹脂中に分散させた外層を設け、前記熱可塑性樹脂がスチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとからなる共重合体である成形用制電性シート。
前記芯層及び外層が共押出しにより形成された請求項１に記載の成形用制電性シート。
前記ポリエーテルエステルアミド及び前記熱可塑性樹脂が透明性を有しており、かつ該ポリエーテルエステルアミドと該熱可塑性樹脂との屈折率の差が０．０３以内である請求項１又は請求項２に記載の成形用制電性シート。
前記外層は、前記ポリエーテルエステルアミド３５〜７０重量％と前記熱可塑性樹脂６５〜３０重量％の範囲に設定される請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の成形用制電性シート。