JP3926286B2

JP3926286B2 - 帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体

Info

Publication number: JP3926286B2
Application number: JP2003099299A
Authority: JP
Inventors: 卓郎奥田
Original assignee: 日本ポリペンコ株式会社
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2023-04-02
Also published as: JP2004307549A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、帯電防止性のモノマーキャストナイロン成形体に関し、特に、電子デバイスの生産ライン等に用いられる各種部品、例えば搬送パレット、ハウジング、ローラー等、に好適な帯電防止性を有するモノマーキャストナイロン成形体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子デバイス製造工程では、工程中何らかの原因で該デバイスが静電気を帯びた場合、該静電気を速やかに放電するために、帯電防止性能もしくは導電性を付与された樹脂成形体からなるパレット等の部品が使用されている。しかし、該成形体の導電性が高過ぎると、静電気が急激に放電されて過電流が流れ、デバイスを損傷する場合がある。そこで、適度な帯電防止性能有する部品が求められている。
【０００３】
樹脂成形体に帯電防止性を付与する方法としては、以下のものが知られている。
（ａ）樹脂にカチオン性、アニオン性、両性又は非イオン性の界面活性剤を練りこむ。
（ｂ）界面活性剤を樹脂成形体の表面に塗布する。
（ｃ）樹脂にカーボン系あるいは金属系の物質又は金属メッキ無機物のような電導性充填剤を添加する。
【０００４】
モノマーキャストナイロン成形体に帯電防止性を付与する場合には、従来、主として界面活性剤を練り込む（ａ）法及び/又は無機充填剤を添加する（ｃ）法が使用されている。
【０００５】
しかし、（ａ）法では、添加された界面活性剤が成形体表面にブリードアウトして抵抗値を変動させ、また、環境中の水分の影響を受け易くなり性能が不安定になるという問題がある。また、（ｃ）法において、導電性充填剤として金属系の物質又は金属メッキ無機物を用いる場合には、該充填剤と液状原料（モノマー）との比重差が大きいため、原料注入後の成形金型内で該充填剤を均一に分散させることが困難であり、得られる成形体の機械的強度が不充分となる問題がある。
【０００６】
上記問題を解決するために、所定の球状もしくは粒状の炭素微粒子を配合した帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体が（特許文献１）、また、真比重2.0〜2.3 及び平均粒径1〜30μmの鱗片状炭素微粒子を配合したモノマーキャストナイロン成形体が知られている（特許文献２）。
【０００７】
これらの文献に記載された炭素微粒子は、その添加量が少量であっても高い導電性が得られる。しかし、添加量が少量であると、特に工業規模では秤量のバラツキが相対的に大きくなり、得られる成形体の抵抗値のバラツキを大きくする傾向がある。一方、これらの炭素微粒子を、秤量バラツキの影響が少ないような量で添加すると、導電性が高くなり過ぎ、上述の過電流による素子破壊の問題が起こる。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭64-29428号（請求項１）
【特許文献２】
特開平9-12876号（請求項１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は電子デバイス製造工程に好適な帯電防止性を有し、且つ、工業規模で再現性良く生産することができる帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、ポリアミド樹脂100重量部に対して、炭素微粒子を５〜２０重量部の量で含み、JIS K6911 に準拠する二重電極法により測定される体積固有抵抗値が10 ⁸ 〜10¹²（Ω・cm）オーダーであり、前記炭素微粒子は、2.0 以上 2.20 未満の真比重を有し、前記重量部の範囲内においてその配合量が＋又は−５重量部変化したときに、10 ⁸ 〜 10 ¹² （Ω・ cm ）オーダーを満たす範囲において、−又は＋ 10²（Ω・cm）オーダー以内の体積固有抵抗値の変化を与えるものである、ことを特徴とする帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体である。
上記発明の好ましい態様は以下のものである。
体積固有抵抗値が10⁸〜10¹⁰（Ω・cm）オーダーであることを特徴とする上記帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体。
炭素微粒子を８重量部〜１５重量部の量で含むことを特徴とする上記帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体。
炭素微粒子が、人工グラファイト及び人工コークスから選ばれることを特徴とする上記帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体。
炭素微粒子の、液相沈降法により測定される平均粒径が１〜30μｍであることを特徴とする上記帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体モノマーキャストナイロン成形体。
ポリアミド樹脂が、ナイロン６、ナイロン１２又はε−カプロラクタムとω−ラウリルラクタムとの共重合ナイロンである上記帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体。
又、本発明は上記帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体から得られる二次加工品にも関する。
【００１１】
本発明で使用されるポリアミド樹脂には、炭素数４〜１２のラクタム類、例えばγ−ブチロラクタム、ε−カプロラクタム、ω−エナントラクタム、ω−カプリロラクタム、ω−ラウロラクタムの１種または２種以上の混合物をモノマーキャスト法により重合して得られる樹脂が包含される。好ましくは、ε−カプロラクタムを主原料とするナイロン６、ω−ラウリルラクタムを主原料とするナイロン１２、及び、ε−カプロラクタムとω−ラウリルラクタムとの共重合ナイロンが使用される。
【００１２】
本発明の成形体は、その体積固有抵抗値が10⁸〜10¹²（Ω・cm）オーダー、より好ましくは10⁸〜10¹⁰（Ω・cm）オーダーである。斯かる範囲の抵抗値であれば、上述の過電流の問題が無く、電子デバイス工程での使用に好適である。抵抗値が前記下限値より小さいと、上述した過電流の問題が生じ得る。一方、前記上限値を超えては、静電気を上手く逃がすことができない。本明細書において、例えば「10⁸オーダー」とは1×10⁸以上1×10⁹未満の範囲を意味する。また、10の次数、上の例では「８」を、抵抗値の「オーダー」と表す場合もある。また、本発明において、体積固有抵抗値（Ω・cm）の測定は、JIS K6911に準拠する方法（二重電極法）により測定し、その詳細については後述する。
【００１３】
本発明で使用される炭素微粒子は、ポリアミド樹脂に対して５〜２０重量部、好ましくは８〜１５重量部、より好ましくは１０〜１５重量部で含有されたときに、上記体積抵抗値範囲を達成する。このように、該炭素微粒子は比較的多い配合量であっても、抵抗値オーダーを８以上とすることができる。さらに、その配合量が上記含有量の範囲内で+/-５重量部変化した場合にも、体積抵抗値を-/+ 10²（Ω・cm）オーダー以内、好ましくは−/+ 10（Ω・cm）オーダー以内で変化するに過ぎない。これによって、配合量のバラツキにほとんど影響を受けない成形体を得ることができる。
【００１４】
該炭素微粒子としては、例えば、人工グラファイト系及びコークス系の炭素微粒子を挙げることができる。前記の範囲内の含有量は、工業規模で再現性良く達成できる。含有量が前記上限値を超えると、炭素微粒子を含むモノマー原料の粘度が高くなり過ぎて、金型内に注入するのが困難となり成形不良を生じ易い。又、原料コストも上がり不利である。一方、含有量が前記下限値以下では、秤量誤差の影響が無視できなくなる。
【００１５】
該炭素微粒子は、好ましくは、その真比重が1.7 以上、より好ましくは2.0 以上であり、且つ、2.20 未満、より好ましくは2.19 以下である。真比重が上記上限値以上であると、若干の添加量のぶれで抵抗値が大きく変化する傾向がある。一方、上記下限値未満の炭素微粒子は、不純物が多く含まれ、成形時の液状原料の反応を阻害し、又は、抵抗値のバラツキを大きくし得る。なお、本発明において、真比重の測定はJIS K7112 に準拠する方法に従い密度勾配管によって測定する。
【００１６】
また、好ましくは、該炭素微粒子の平均粒径は1〜30μm、より好ましくは7〜27μm、最も好ましくは10〜25μmである。平均粒径が上記下限未満であると、液状原料の粘度が上昇し、金型に注入するのが困難になり、成形自体も困難になる。一方、平均粒径が上記上限を越えると、金型内で沈降する炭素微粒子の割合が大きくなり、性能的に均一な成形体ができにくくなる。なお、本発明において、平均粒径は島津製作所製の「島津遠心沈降式粒度分布測定装置SA-CP3」を用い、液相沈降法に基づき、粒子を沈降させて沈降状態を光透過手段で検出して求める。
【００１７】
本発明の成形体は、上述したモノマーを原料とする、モノマーキャスティング法として知られている任意の方法によって作ることができる。即ち、モノマー原料に、上述の鱗片状炭素微粒子、アニオン重合触媒及び助触媒を配合して混合し、金型に注入してアニオン重合させる。アニオン重合触媒としては、従来この種のアニオン重合用として知られている触媒のいずれをも用いることができ、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、これら金属の水素化物、酸化物、水酸化物、炭酸塩、アルキル化物、アルコキシド、グリニャール化合物、それらとω−ラクタムとの反応生成物、及びこれらの混合物が挙げられる。また重合助触媒としては、ナイロンモノマーのアニオン重合において知られている重合助触媒のいかなるものでも使用することができ、各種イソシアネート化合物、尿素誘導体、アシルラクタム、及びこれらの混合物が挙げられる。重合成形温度は、使用するナイロンモノマーの融点以上で、かつ成形されるナイロンの融点以下であり、通常、120〜200℃の範囲内である。また重合所要時間は通常3時間以内である。なお、ナイロン樹脂には、本発明の目的を損なわない範囲で、顔料、染料、補強剤、抗菌剤等の添加剤を配合してもよい。
【００１８】
本発明のモノマーキャスト成形体は、さらに切削等の二次加工に付されて、種々の帯電防止用途の部品となる。該部品の例には、半導体関連製品の生産ラインに用いられる各種部品、例えば搬送パレット、ハウジング、ローラー等、及び、機械部品、例えば車輪、ローラー、歯車、軸受、ガイド等が包含される。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明する。
（１）成形体の調製
ステンレス鋼のビーカーに無水のε−カプロラクタム500gを採り、140〜160℃の温度に加熱し、これに重合助触媒のヘキサメチレンジイソシアネート4g及び予め140〜160℃の温度に加熱しておいた表１に示す各種の炭素微粒子を、同表に示す量（樹脂100重量部当りの重量部）で夫々配合して混合した。
一方、別のステンレス鋼のビーカーに無水のε−カプロラクタム200gを採り、これに重合助触媒の水素化ナトリウム(油性63％)1.2gを加え、140〜160℃に調整する。そして、これと上記の炭素微粒子が混合されたモノマーを混合して150℃の成形金型内に注入し、10分間重合させてから成形体を取り出し、各評価に供した。
【００２０】
（２）体積固有抵抗値の測定方法
得られた各成形体から試験片（5mm×100mm×100mm）を夫々調製し、エレクトロメータR8340/A（（株）アドバンテスト製）を用い、JIS K6911に準拠する二重電極法により測定を行った。
【００２１】
表１に、得られた各成形体の体積固有抵抗値（Ω・cm）のオーダーを示す。表中の体積固有抵抗値の欄が「-」となっているものは、印加電圧100Ｖ、電流レンジ２μＡ〜２０ｍＡの範囲で測定した際に抵抗値オーダーが４以下であり、測定できなかったものである。
【表１】

【００２２】
【発明の効果】
表１から分かるように、本発明の成形体は８〜１２オーダーの体積固有抵抗値を示し、過電流に弱い電子デバイスの製造ラインにおける使用に適する。また、含有量が５重量部増えても、抵抗値の低下が２オーダー以下であり、所望の抵抗値を工業的に再現性良く達成できる。

Claims

ポリアミド樹脂100重量部に対して、炭素微粒子を５〜２０重量部の量で含み、JIS K6911 に準拠する二重電極法により測定される体積固有抵抗値が10 ⁸ 〜10¹²（Ω・cm）オーダーであり、
前記炭素微粒子は、2.0 以上 2.20 未満の真比重を有し、前記重量部の範囲内においてその配合量が＋又は−５重量部変化したときに、10 ⁸ 〜 10 ¹² （Ω・ cm ）オーダーを満たす範囲において、−又は＋ 10²（Ω・cm）オーダー以内の体積固有抵抗値の変化を与えるものである、
ことを特徴とする帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体。
体積固有抵抗値が10⁸〜10¹⁰（Ω・cm）オーダーであることを特徴とする請求項１記載の帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体。
炭素微粒子を８重量部〜１５重量部の量で含むことを特徴とする請求項１または２記載の帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体。
炭素微粒子が、人工グラファイト及び人工コークスから選ばれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体。
炭素微粒子の、液相沈降法により測定される平均粒径が１〜30μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体。
ポリアミド樹脂が、ナイロン６、ナイロン１２又はε−カプロラクタムとω−ラウリルラクタムとの共重合ナイロンである請求項１〜５のいずれか１項記載の帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体。
請求項１〜６のいずれか１項記載の帯電防止性モノマーキャストナイロン成形体から得られる二次加工品。