JP3952419B2

JP3952419B2 - 通気性多孔質シートの製法

Info

Publication number: JP3952419B2
Application number: JP33351895A
Authority: JP
Inventors: 陽三長井; 順一森山; 俊光橘
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2015-12-21
Also published as: JPH09174694A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着搬送用の吸着吸引板や高周波用回路基板の誘電体等に用いられる通気性多孔質シートの製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子部品の搬送工程、積層工程等において電子部品を吸着して移動させる方法が広く用いられている。上記吸着に用いられる吸着吸引板には、通気性があること、厚み精度が良いこと、表面平滑性が優れていること等の諸性質が要求され、これに応えるものとして、焼結プラスチック、焼結金属等の材料からなる多孔質シートが汎用されている。なかでも、焼結プラスチックからなる多孔質シートは、適度なクッション性、離型性、耐薬品性等にも優れており、今後、需要の増大が見込まれている。
【０００３】
このような焼結プラスチックからなる多孔質シートの製法としては、従来からプラスチック基材上に、粉末状であるプラスチック粉体を供給し焼結させることにより多孔質体を得るという方法（特開平１−２６２１２２号）が知られている。しかし、上記製法は、上記プラスチック基材上に一定量の粉体を供給することが難しく、粉体のかさ密度のばらつき等の影響で厚み精度の良い多孔質シートを得ることが難しいという問題がある。厚み精度を向上させる目的で、融点以上の温度に加熱する時に加圧する方法も考えられるが、この方法は、機械精度、温度分布による熱膨張等の影響を受けやすく、厚み精度の向上に限界がある。また、加圧することにより気孔率のばらつきが増加する。そこで本願の出願人は、厚み精度を向上させるため、ブロック状の多孔質体を得た後、所定の厚みに切削する方法（特公平５−６６８５５号）を先に提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが最近の電子部品製造業界では、生産性向上の要求が高まっており、吸着、タクトタイム短縮等が重要な課題となってきている。そこで従来以上の品質を備え、しかも、より通気性の高い吸着吸引板が要求されているが、一般に通気性を高くするためには気孔率を高くする必要があり、気孔率を高くすると表面粗さが大きくなってしまうという問題が生じる。吸着吸引板において表面粗さが大きくなると、吸着吸引する際、吸引しようとする部品に対する密着性が低下する。また上記部品に柔軟性があると、吸着吸引板の粗い表面状態が上記部品の吸引面に転写されやすくなるため、製品の歩留りの低下等を招く可能性が高い。このように、高い通気性と表面平滑性を同時に満足させることは困難で、その解決が強く望まれている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、厚みが均一で、かつ高い通気性と優れた表面平滑性とを兼ね備えた、優れた通気性多孔質シートの製法をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の通気性多孔質シートの製法は、超高分子量プラスチック粉体を型に充填する工程と、上記型に充填された超高分子量プラスチック粉体を加熱した後冷却して多孔質焼結体を得る工程と、得られた多孔質焼結体を上記型から脱型する工程と、上記多孔質焼結体をシート状に切削して多孔質シートを得る工程と、上記多孔質シートのシート面を転写用基材の平滑面と接触させた状態で一対の熱板で挟んで加熱し、そのシート面に上記転写用基材の平滑面を熱転写する工程とを備えるという構成をとる。
【０００７】
すなわち、本発明者らは、厚みが均一でかつ高い通気性と優れた表面平滑性とを兼ね備えた、優れた通気性多孔質シートを得る方法について、一連の研究を重ねた。その研究の過程で多孔質シートをつくり、このシート面に表面平滑な基材の平滑面を熱転写させることができれば、シート面の表面粗さを大きくすることなく、気孔率の高いものを得ることができるのではないかと想起した。そこで、これを中心にさらに研究を重ねた結果、超高分子量プラスチック焼結体をシート状に切削して、剛性に富むとともに高い通気性にも富んだ多孔質シートをつくり、つぎに、この多孔質シートの両面にポリエステルフィルム等の転写用基材を介在させた状態で、一対の熱板で挟んで加熱し、そのシート面に転写用基材の平滑面を転写することにより、上記の目的を達成しうることをみいだし、本発明に到達した。
【０００８】
ここで、本発明における上記熱転写とは、上記切削により得られた多孔質シートを、それを形成する超高分子量プラスチックの融点以上ないし、その近傍の温度に加熱してシート面を軟質化し、これに転写用基材の平滑面を接しさせ、その平滑面を上記切削により得られた多孔質シートのシート面に転写し、上記切削により得られた多孔質シートのシート面を平滑面にすることをいう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
本発明において、多孔質シートの材料としては、焼結させる等の観点から、超高分子量プラスチックが用いられる。この超高分子量プラスチックは、通常、粉末状であり、単独で用いてもよいし、２種以上のものを混合して用いてもよい。
【００１１】
上記超高分子量プラスチックの具体例としては、超高分子量ポリエチレン（以下「ＵＨＭＷＰＥ」という）、超高分子量ポリプロピレン、超高分子量ポリアミド等をあげることができる。なかでもＵＨＭＷＰＥは、成形性等で好適である。
【００１２】
上記超高分子量プラスチックの分子量（粘度法による測定値）は、通常のプラスチックよりもはるかに大きい。例えば、通常のポリエチレンあるいはポリプロピレンの分子量はいずれも約１０万以下であるのに対し、ＵＨＭＷＰＥあるいは超高分子量ポリプロピレンのそれはいずれも約５０万以上である。また、通常のポリアミドの分子量が５０００以下であるのに対し、超高分子量ポリアミドのそれは約４万以上である。
【００１３】
上記超高分子量プラスチックの市販品を例示する。例えばＵＨＭＷＰＥとしては「ハイゼックスミリオン」（三井石油化学工業社製）、「ホスタレンＧＵＲ」（ヘキスト社製）等が知られている。
【００１４】
本発明では、上記超高分子量プラスチック材料を用い、例えば、つぎのようにして通気性多孔質シートを製造する。すなわち、まず、上記超高分子量プラスチック粉体を金型に充填し、上記超高分子量プラスチックの融点よりも低い温度で加熱した後、所定圧力で加圧圧縮させることにより予備成形物化する。つぎに、これを金型に入れたまま、上記超高分子量プラスチックの融点以上の温度に加熱して焼結させ、多孔質焼結体化する。つぎに、生成した多孔質焼結体を上記金型から脱型したのち、旋盤等に掛け、所定厚みのシート状に切削して多孔質シートを得る。上記切削により得られた多孔質シートのシート面に、表面平滑なポリエステルフィルム等の転写用基材の平滑面を重ね、これを、所定温度（超高分子量プラスチックの融点ないし融点近傍の温度）に加熱された一対の熱板で挟んで所定時間経過させ、上記切削により得られた多孔質シートのシート面に転写用基材の平滑面を熱転写させ、ついで冷却し熱板間から取り出す。このようにして、目的とする通気性多孔質シートを得ることができる。
【００１５】
このようにして得られた通気性多孔質シートは、旋盤等による切削によって、通常、厚み０．１〜１０ｍｍのシート状に切り出される。この通気性多孔質シートは、厚みを均一にでき、しかも、超高分子量プラスチック粉体粒子同士の焼結によって連続気孔が形成され、高い通気性を備えている。従来の技術では、高い通気性をもつシートは表面平滑性がどうしても劣るようになるところ、本発明では、上記のようにして、多孔質焼結体の切削により多孔質シートを得たのち、この多孔質シートの表面に転写用基材の平滑な表面状態を熱転写して多孔質シートのシート面を平滑にするため、高通気性であるにもかかわらず優れた表面平滑性を付与することができる。
【００１６】
なお、上記製法では、上記超高分子量プラスチックの融点よりも低い温度で加熱した後、所定圧力で加圧することにより予備成形物化したが、本発明の製法は、必ずしもこの工程を経る必要はない。すなわち、超高分子量プラスチック粉体が充填された型を、直接、融点以上の温度に加熱後焼結させて多孔質体を得、これ以降の工程を上記製法と同様にして、平滑性のある通気性多孔質シートを得ることができる。
【００１７】
また、上記製法では、上記切削により得られた多孔質シートのシート面に転写用基材の平滑面を圧接し熱転写しているが、上記熱転写する工程の前に、予め、上記切削により得られた多孔質シートを加熱して軟化させておいてもよい。
【００１８】
また、上記予備成形物化を行う際に行う加圧は、目的とする多孔質体の通気度に応じて調整するが、通常、０．３〜４０ｋｇ／ｃｍ²である。
【００１９】
また、上記製法において、上記多孔質焼結体を得る工程での加熱は、超高分子量プラスチックの融点〜（融点＋５０℃）の範囲の加熱を行うことが好適である。
【００２０】
また、熱転写に用いる表面平滑な転写用基材としては、合成樹脂フィルムや、金属表面を鏡面のように研磨した鏡面金属等を用いることができる。なかでも、合成樹脂フィルムを用いることが好ましい。そして上記フィルムは、特に限定するものではないが、ポリエステルフィルム等が好適である。
【００２１】
上記転写用基材は、平滑面の平均表面粗さ（接触針式表面粗さ計で測定する）が、０．５μｍ以下の範囲にあるものが好適である。すなわち、平均表面粗さが０．５μｍを超えると、本発明の製法により得られる通気性多孔質シートに必要とされる表面平滑性を付与できないからである。
【００２２】
また、上記転写用基材を用いてその平滑面を熱転写するため、上記切削により得られた多孔質シートに対して行う加熱温度は、そのシートを構成する超高分子量プラスチックの融点の上下２０℃の範囲の温度にすることが好ましい。すなわち、上記融点範囲よりも温度が低いと表面平滑化の効果が得られず、逆に上記融点範囲よりも温度が高いと厚み変化、通気性の低下等が発生するからである。なお、加熱する方法は、上記切削により得られた多孔質シート単独で加熱したり上記切削により得られた多孔質シートと基材の接触態様に応じて適宜選択される。例えば、上記熱板挟持を行う場合には、プレスによるバッチ方式が採用される。
【００２３】
また、上記製法により得られる通気性多孔質シートの通気性は、その用途に応じて適宜設定されるが、吸着吸引板として用いるには、通常、通気性の程度を表すガーレ値が０．１〜５秒／１００ｃｃとなるように設定することが好適である。すなわち、ガーレ値が上記範囲より小さいと断面からのリークにより所定の圧力に到達せず吸着力が低下するからであり、逆に、上記範囲より大きいと所定の圧力に到達するのに時間がかかりタクトタイムが延びるからである。
【００２４】
また、上記製法により得られる通気性多孔質シートの気孔率は、上記ガーレ値に深く関与するが、クッション性等、他の特性も考慮して、通常３０〜６０％となるように設定することが好適である。すなわち、気孔率が上記範囲より小さいとガーレ値が低下するからであり、逆に、上記範囲より大きいとガーレ値が上昇するからである。また、上記通気性多孔質シートの気孔率と孔径は、材料となる超高分子量プラスチック粉体の粒子径や焼結の際の加圧程度により調整することができる。
【００２５】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００２６】
【実施例１】
ＵＨＭＷＰＥ粉体（分子量５００万、融点１３５℃、平均粒径３０μｍ）を金型に充填し、１３０℃で加熱後、加圧し気孔率５０％の予備生成物を得、この予備生成物を１６０℃に加熱し焼結させた後冷却し、多孔質焼結体を得た。つづいて、得られた多孔質焼結体を旋盤により厚さ３ｍｍに切削し、多孔質シートを得た。さらに、得られた多孔質シートの両表面を平滑化するため上下に表面平滑なポリエステルフィルムをセットし、１２５℃に加熱した熱板間に３０分間保持し、その後冷却し、表面平滑な多孔質シートを得た。得られたシートを１００ｍｍ×１００ｍｍに切断し、シートの厚み、通気度、表面粗さを測定した。厚みは、面方向にばらついた任意の２０個所において、その個所での厚みを測定し平均をとった。通気度はＪＩＳＰ８１１７に準じて測定した。また、表面粗さについては、接触針表面粗さ計を用い、その８００μｍＲの針先を用い所定数サンプリングしてシートの表面粗さを測定し、これらを平均化する方法とこれらのなかの最大値と最小値の差を求める方法で測定した。その結果を下記の表１に示す。
【００２７】
【実施例２，３】
多孔質シートの両表面を平滑化する工程において、フィルムの平滑面を多孔質シートのシート面に熱転写するための加熱温度を、１１５℃、１５５℃、と変化させた。それ以外は上記実施例１と同様にして表面平滑な多孔質シートを得、上記実施例１と同様の評価方法を行った。その結果を同じく下記の表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【比較例１】
多孔質シートの表面平滑化を行わないこと以外は上記実施例１と同様にして多孔質シートを得、上記実施例１と同様の評価方法を行った。その結果を下記の表２に示す。
【００３０】
【比較例２】
気孔率が２５％になるようにしたこと以外は上記比較例１と同様にして多孔質シートを得、上記実施例１と同様の評価方法を行った。その結果を同じく下記の表２に示す。
【００３１】
【比較例３】
ステンレス製の凹型成形金型（縦１１０ｍｍ、横１１０ｍｍ、深さ５ｍｍ）の内面にポリエステルフィルムをセットし、その上に実施例１で用いたＵＨＭＷＰＥ粉体を均一に充填した。さらに、凸型成形金型にセットし、１６０℃に加熱しながら、金型間の距離が３ｍｍに加圧して冷却し多孔質シートを得、上記実施例１と同様の評価方法を行った。その結果を同じく下記の表２に示す。
【００３２】
【表２】

【００３３】
これらの結果から、実施例品はいずれも通気性に優れ、かつ表面平滑性に優れている。これに対し比較例品は、通気性のよいものは表面平滑性が劣っており、また、表面平滑性に優れているものは通気性が悪い。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の通気性多孔質シートの製法は、超高分子量プラスチック粉体から多孔質焼結体をつくり、これをシート状に切削し、そのシート面に表面平滑な熱転写用基材の平滑面を所定の方法により熱転写するものである。この方法によれば、多孔質シートのシート面に対し、表面平滑な転写用基材の平滑面を加熱下で圧接させる等の熱転写を行うといった簡単な操作で、優れた表面平滑性を付与することができる。そして、このようにして多孔質シートの厚みを均一に揃えることができ、また、得られる多孔質シートには、高い通気性と優れた表面平滑性を付与することができる。このため、本発明の製法により得られた通気性多孔質シートを吸着吸引板として用いると、吸着、タクトタイム等の短縮を実現し、生産性向上を達成することができる。また、吸着面が平滑なために、吸着しようとする部分が柔軟であっても、この部品に悪影響を及ぼすことがなく、製品の歩留まり低下を招くことがない。

Claims

超高分子量プラスチック粉体を型に充填する工程と、上記型に充填された超高分子量プラスチック粉体を加熱した後冷却して多孔質焼結体を得る工程と、得られた多孔質焼結体を上記型から脱型する工程と、上記多孔質焼結体をシート状に切削して多孔質シートを得る工程と、上記多孔質シートのシート面を転写用基材の平滑面と接触させた状態で一対の熱板で挟んで加熱し、そのシート面に上記転写用基材の平滑面を熱転写する工程とを備えたことを特徴とする通気性多孔質シートの製法。
上記熱転写する工程の前に、予め、上記切削により得られた多孔質シートを加熱して軟化させる請求項１記載の通気性多孔質シートの製法。