JP5590895B2

JP5590895B2 - 帯電防止フィルム

Info

Publication number: JP5590895B2
Application number: JP2010014914A
Authority: JP
Inventors: 幸治鶴原
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2030-01-27
Also published as: JP2010201924A

Description

本発明は、帯電防止フィルムに関し、さらに詳しくは、クリーンルームの仕切り、壁及びカーテン、クリーンルーム内の機器等のカバー等に適した、表面固有抵抗と強度に優れた帯電防止フィルムに関する。

近年精密電子部品或いは半導体デバイスの高集積化に伴い回路が高詳細化しており、精密電子部品や半導体デバイスの製造工程で使用されるプラスチックの製品・材料等については、帯電による製品の破壊、静電気を防止する観点から、帯電防止性能が強く求められている。

また、精密電子部品や半導体関連部品は、一般環境に存在する埃やヒトの髪の毛等が部品に付着・混入することを防止するために、塵埃を遮断したクリーンルーム或いはクリーンブース（以下、まとめて「クリーンルーム」という）内で製造されるが、上記クリーンルームには、その清浄性を維持する目的で塵埃の混入を防ぐための仕切り、壁及びカーテンなどが設けられている。

上記クリーンルームの仕切り、壁及びカーテンなどとして用いられるフィルム（シート）としては、従来、ポリ塩化ビニルを主成分とするフィルムが多く用いられてきた。このようなフィルムとしては、例えば、特許文献１に、塩化ビニル系樹脂１００重量部あたり、可塑剤２０〜８０重量部を含む樹脂組成物をシート化し、このシートの少なくとも片面に、真空下、プラズマ重合性を有しない不活性ガスのプラズマと、プラズマ重合性を有する有機化合物とを接触させて、シート表面に有機化合物重合体の皮膜を形成してなる塩化ビニル系樹脂製カーテンが開示されている。

また、上記塩化ビニル系樹脂製カーテンは、カーテン中に含有されている可塑剤が揮発又は分解してアウトガスが発生し、クリーンルーム内に放出されてしまうことから、クリーンルーム内を清浄に保ち且つクリーンルーム内で製造される製品の汚染の原因となるアウトガスの発生量を低減させたクリーンルーム用フィルムを提供するため、エチレン−α−オレフィン共重合体及び帯電防止剤を５００〜５０００ｐｐｍ含有してなるクリーンルーム用フィルムが提案されている（特許文献２）。当該クリーンルーム用フィルムは、汚染物質の発生を低減することが可能であるものの、表面固有抵抗値が１．０×１０^１２Ωのオーダーであり十分な帯電防止性能を未だ達成できていない。特に、近年の精密電子部品或いは半導体デバイスの高集積化に伴う回路の高詳細化から、より高い帯電防止性能を有するクリーンルーム用フィルムが要望されている。

特開昭５８−２２５１３１号公報特開２００８−６９２７３号公報特開２００１−２７８９８５号公報

かかる現状に鑑み、本発明は、帯電防止性能に著しく優れクリーンルーム内での使用にも適しており、機械特性にも優れ、製膜性が良好である帯電防止積層フィルムを提供することを課題とする。

かかる課題を解決するため、本発明は、
（１）少なくとも層（Ａ）と層（Ｂ）とを有する２以上の層から構成される積層フィルムであって、層（Ａ）が１０〜４０重量％のポリプロピレン系樹脂および９０〜６０重量％のポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体を構成成分とするポリマー型帯電防止剤を含む樹脂組成物からなり、層（Ｂ）が８０〜１００重量％のポリプロピレン系樹脂および２０〜０重量％のポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体を構成成分とするポリマー型帯電防止剤を含む樹脂組成物からなる、積層フィルム、
（２）層（Ａ）、層（Ｂ）及び層（Ａ）をこの順で有する（１）に記載の積層フィルム、
（３）層（Ａ）に含まれるポリプロピレン系樹脂のＭＦＲが１〜２０ｇ／１０分（２３０℃、２．１６ｋｇｆ）である（１）又は（２）に記載の積層フィルム、
（４）ポリマー型帯電防止剤のイオン種がリチウムである（１）〜（３）のいずれか一に記載の積層フィルム、
（５）層（Ａ）の厚みが積層フィルム全体の厚みの１０％以上３０％以下である（１）〜（４）のいずれか一に記載の積層フィルム、及び
（６）表面抵抗値が１．０×１０^６〜１．０×１０^８Ω／ｍ^２である（１）〜（５）のいずれか一に記載の積層フィルム、を提供するものである。

本発明により、優れた帯電防止性能を保持しながら、製膜性も良好である積層フィルムが提供される。本発明が提供する積層フィルムは、機械特性にも優れることから、クリーンルームの仕切り、壁及びカーテン、クリーンルーム内の機器等のカバーやデスクマット等に好適に使用することができる。

本発明が提供する積層フィルムは、少なくとも層（Ａ）と層（Ｂ）とを有する２以上の層から構成される積層フィルムであって、層（Ａ）が１０〜４０重量％のポリプロピレン系樹脂および９０〜６０重量％のポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体を構成成分とするポリマー型帯電防止剤を含む樹脂組成物からなり、層（Ｂ）が８０〜１００重量％のポリプロピレン系樹脂および２０〜０重量％のポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体を構成成分とするポリマー型帯電防止剤を含む樹脂組成物からなる、積層フィルムである。

フィルム構成
本発明における積層フィルムは、少なくとも層（Ａ）と層（Ｂ）を有しており、全体として２以上の層から構成される。具体的には、層（Ａ）と層（Ｂ）のみから構成される２層フィルム、層（Ａ）／層（Ｂ）／層（Ｃ）から構成される３層フィルムなどがあげられる。なお、層（Ｃ）は、帯電防止剤を含有していてもいなくてもいずれでもよく、積層フィルムの用途に応じ適宜選択すればよい。また層（Ｃ）は層（Ａ）または層（Ｂ）と同一組成であっても、異なる組成であってもよい。層（Ｃ）としては、例えば、１０〜１００重量％のポリプロピレン系樹脂および９０〜０重量％のポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体を構成成分とするポリマー型帯電防止剤を含む樹脂組成物からなるものがあげられる。更に、本発明における積層フィルムは、層（Ａ）と層（Ｂ）との間、層（Ｂ）と層（Ｃ）との間等、各層の間に他の層（例えば、接着層等）を有するように３以上の層から構成されていてもよい。

本発明の積層フィルムの全体の厚みは、使用用途により適宜選択され、特に限定されるものではないが、強度と取り扱い易さの点から、０．０５〜０．５ｍｍ程度であるのがよい。

また、本発明の積層フィルムにおいて、層（Ａ）の厚みは、優れた表面固有抵抗を維持するために、積層フィルム全体の厚みに対して１０％〜３０％の範囲にあることが好ましく、また、１５μｍ以上であることが好ましい。更に層（Ｃ）が帯電防止剤を含有している場合、積層フィルムのもう一方の表面（層（Ｃ）の表面）が優れた表面固有抵抗を維持するためには、層（Ｃ）の厚みが積層フィルム全体の厚みに対して１０％〜３０％の範囲にあることが好ましく、また、１５μｍ以上であることが好ましい。

ポリプロピレン系樹脂
本発明の積層フィルムにおいては、層（Ａ）が１０〜４０重量％のポリプロピレン系樹脂および９０〜６０重量％のポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体を構成成分とするポリマー型帯電防止剤を含む樹脂組成物からなり、層（Ｂ）が８０〜１００重量％のポリプロピレン系樹脂および２０〜０重量％のポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体を構成成分とするポリマー型帯電防止剤を含む樹脂組成物からなる。ここで、本発明の積層フィルムの層（Ａ）に用いられるポリプロピレン系樹脂と層（Ｂ）に用いられるポリプロピレン系樹脂とは、同じであっても異なっていてもよい。また、層（Ａ）に使用されるポリプロピレン系樹脂のＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇｆで測定）は、フィルムの製膜性の観点から、好ましくは１〜２０ｇ／１０分、更に好ましくは５〜１２ｇ／１０分である。

ここでポリプロピレン系樹脂とは、プロピレン単独共重合体、プロピレンとエチレンもしくは炭素数４以上のαオレフィンとのランダム共重合体やブロック共重合体を挙げることができ、これらの混合物であってもよい。また、プロピレンと共重合させるエチレンもしくは炭素数４以上のαオレフィンであるコモノマーは、１種でもそれ以上であっても良い。

炭素数４以上を有するαオレフィンとしては、例えば、１−ブテン、２−メチル−１−プロペン、１−ペンテン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、２−エチル−１−ブテン、２，３−ジメチル−１−ブテン、２−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、３，３−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、メチル−１−ヘキセン、ジメチル−１−ペンテン、エチル−１−ペンテン、トリメチル−１−ブテン、１−オクテン等を挙げることができる。

ポリマー型帯電防止剤
本発明に使用されるポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体を構成成分とするポリマー型帯電防止剤は、ポリオレフィン（ａ）のブロックと、体積固有抵抗値が１０^５〜１０^１１Ω・ｃｍの親水性ポリマー（ｂ）のブロックとが、繰り返し交互に結合した構造を有することを特徴とするポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体（例えば、特許文献３参照。）を構成成分とし、帯電防止性能を有し、溶融加工可能なものをいう。

このようなポリマー型帯電防止剤は、一般的には、高濃度のポリエーテルブロックを含む種々の高分子物質であり、ポリエーテルに沿ったイオン導電により、１０^８〜１０^１３Ω／ｃｍ^２の表面固有抵抗を生じる。このようなイオン導電性のポリマー型帯電防止剤のイオン種としては、ナトリウム、リチウム、カリウムなどが一般的であるが、本発明においてはリチウムを主成分とするものが好ましく使用される。

本発明で用いられるポリマー型帯電防止剤の製品例として、三洋化成社製のペレスタット２３０、ＶＨ２３０、３０３、３００、三光化学社製のサンコノールＴＢＸ３５，ＴＢＸ２５，ＴＢＸ３１０，ＴＢＸ３２０などを挙げることができる。

また、本発明の積層フィルムにおいては、層（Ａ）と層（Ｂ）で使用するポリマー型帯電防止剤は同じであっても異なっていてもよい。
本発明では、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の帯電防止剤や他のポリマー型帯電防止剤を併用しても良い。

混合比
本発明の積層フィルムにおいては、層（Ａ）を構成する樹脂組成物中のポリプロピレン系樹脂とポリマー型帯電防止剤の各々の含有量が１０〜４０重量％／９０〜６０重量％であり、層（Ｂ）を構成する樹脂組成物中のポリプロピレン系樹脂とポリマー型帯電防止剤の各々の含有量が８０〜１００重量％／２０〜０重量％であることが特徴の一つである。層（Ａ）におけるポリマー型帯電防止剤の含有量が６０重量％よりも少ないと、十分な表面固有抵抗を得ることができず、９０重量％を超えると製膜性が劣り実用的なフィルムを得ることが困難となる。また、層（Ｂ）におけるポリマー型帯電防止剤の含有量が２０重量％を超えると、製膜性が劣り実用的なフィルムを得ることが困難となる。

他の添加剤
また、本発明では、必要に応じて、ポリプロピレン系樹脂に配合される公知の酸化防止剤、中和剤、滑剤、アンチブロッキング剤、可塑剤、安定剤、染顔料、結晶核剤、紫外線吸収剤、充填剤、剛性を付与する無機フィラー、及び柔軟性を付与するエラストマー等を、本発明の効果を阻害しない範囲において用いてよく、ポリオレフィン系樹脂以外の他の材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ＡＳ、ＡＢＳ、ＥＰＲ、ＥＰＤＭ、ＳＥＢＳ、ＮＢＲなどを添加することも可能である。この中でも、透明性を向上するために、結晶核剤を添加することが好ましい。

成分の混合方法
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂およびポリマー型帯電防止剤、並びに必要に応じて用いる熱可塑性樹脂（又はポリオレフィン系樹脂）およびその他添加剤を配合する方法としては、特に制限されるものではなく、ポリプロピレン系樹脂にポリマー型帯電防止剤を均一に分散させることができる公知の方法が挙げられる。例えば、ポリプロピレン系樹脂をペレット状態のままスーパーミキサー、ヘンシェルミキサーなどでドライブレンドし、後述する成形機のホッパーに直接供給する方法や、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー、タンブラーミキサー等で混合し、その混合物を、押出機で一度溶融混練する方法が挙げられる。

フィルムの成形方法
本発明の積層フィルムの加工法としては、公知の成形方法を利用できる。例えば、Ｔダイによる押出成形、インフレーションフィルム成形、カレンダー成形などが挙げられ、連続的に多層フィルムを製造する方法としては、一般的な方法として、押出成形法が挙げられるが、特に本発明で用いるポリオレフィン系樹脂は、樹脂の粘度、得られるフィルム厚みの点から押出し成形法が適している。以下、押出成形法による多層シートの製造方法に関して詳細に述べる。

複数台の押出機に上記に記載の方法でブレンドした原料を投入し、押出機を通って溶融状態となった樹脂原料を、フィードブロック等の合流装置部分で合流させ、ダイスなどから平板状に押し出し、これを表面が平滑に回転する一対のロールで挟み込みながら連続的に冷却固化と表面への平滑性賦与を行う方法、ロールの代わりに表面が平滑なベルトを１つあるいは２つ用いる方法、一旦表面の平滑性にかまわず平板状に固化させたものを再度加熱した上で表面が平滑なロールやベルトを押し当て、最終的に表面が平滑なシートを得る方法、さらに溶融状態の樹脂材料を円筒状に押し出し周囲から水流や気流によって冷却固化する方法等が挙げられる。

また、非連続的に製造する方法としては、一旦何らかの方法で平板状にした表面が平滑でないシートを、表面が平滑な一対の板の間に置き熱を加えながら板同士を押しつけることによって表面を平滑にする方法、溶融状態の樹脂原料を表面が平滑な一対の板の間に供給し板で圧力を加えながら冷却固化させる方法等が挙げられる。

以上に述べた製造方法のうち、品質の安定性や生産性の面からは、表面が平滑なロールやスチールベルトで連続的に成形する方法が好ましい。

本発明の積層フィルムは、帯電防止性及び機械的特性に極めて優れているので、クリーンルームの仕切り、壁及びカーテン、クリーンルーム内の機器等のカバーやデスクマット等に好適に使用することができる。

以下、本発明の実施例及び比較例を示して、具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。
尚、以下の実施例及び比較例で使用した材料、評価した特性の測定方法等は、次の通りである。

［使用材料］
帯電防止剤（Ａ）：三光化学サンコノールＴＢＸ−３１０
ポリプロピレン（ＰＰ）（Ａ）：日本ポリプロ製ノバテックＦＸ３Ａ（融点１３８℃、ＭＦＲ８．５ｇ／１０分）

［表面固有抵抗測定］
ダイアインスツルメンツ社製ハイレスタUP高抵抗率計（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）を用いた。印加電圧１０Ｖ、電極：２重リング法（URSプローブ）。
電圧印加後、１０秒後の値を測定値として採用した。尚、ＯＲ（オーバーレンジ）は、１０の１３乗より高い値を持つため、測定不可であることを示す。

［フィルム製膜性］
フィルム成形時の厚み精度、フィルム外観を確認し、良好なものは○、ひどく劣るもの、フィルム化できないものは×で示した。×は実用に供することができない。

［破断強度］
ＪＩＳＫ７１６１に従い、フィルムから採取した試験片（ＪＩＳＫ６７３２図３）を２３℃、６０％ＲＨの雰囲気下、引張試験機にて、引張速度：３００ｍｍ／分で引張破断強度（ＭＰａ）を測定した。引張破断強度が３０ＭＰａ以下のものは、実使用上適さない。

［実施例１〜３、比較例２、３］
各々表１に記載されている配合により、ペレット状態でドライブレンドし、３台の東芝機械製単軸押出機（外層（層（Ａ））用：３５φｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２５、中間層（層（Ｂ））用：５０φｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２）のホッパーに、ブレンドした原料を投入し、外層用、中間層用押出機温度をＣ１：１９０℃、Ｃ２：２００℃、Ｃ３：２００℃、Ｃ４：２００℃、Ｃ５：２００℃のように設定し、セレクターを通し、フィードブロック部（温度設定２００℃）にて、外層／中間層／外層の２種３層構成に合流させ、５５０ｍｍ幅Ｔダイ（温度設定２００℃ リップ開度０．３ｍｍ）から押出した。厚み構成は、２０μｍ／６０μｍ／２０μｍになるよう各押出機回転数を設定した。
押出された溶融樹脂は、冷却ロールを備えた巻き取り機（冷却ロール７００ｍｍ幅×φ３５０ｍｍ、ロール温度３０℃）にて冷却固化、巻取りし、０．１ｍｍの実施例１〜３および比較例２、３の多層フィルムを各々得た。

[実施例４、比較例１]
同様に厚み構成を外層２０μｍ／中間層８０μｍ、１００μｍ単層とし０．１ｍｍの実施例４および比較例１のフィルムを各々得た。

得られた該多層フィルムを用いて、上記記載の方法にてフィルムの表面固有抵抗および破断強度を測定した。結果を表１に示す。

この様に、本発明の構成により得られる多層フィルムは、製膜性に優れ、優れた帯電防止性能を有しており、かつ破断強度などの機械特性にも優れている。

本発明の帯電防止積層フィルムは、帯電防止性に極めて優れているので、非常に高い帯電防止性が要求される各種精密電子部品或いは半導体デバイスを製造する工程において好適に用いることができ、また、クリーンルーム用フィルムとしても使用することができる。

Claims

少なくとも層（Ａ）と層（Ｂ）とを有する２以上の層から構成される積層フィルムであって、層（Ａ）が１０〜４０重量％のポリプロピレン系樹脂および９０〜６０重量％のポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体を構成成分とするポリマー型帯電防止剤を含む樹脂組成物からなり、層（Ｂ）が８０〜９０重量％のポリプロピレン系樹脂および２０〜１０重量％のポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体を構成成分とするポリマー型帯電防止剤を含む樹脂組成物からなり、層（Ａ）に含まれるポリプロピレン系樹脂のＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇｆで測定）が５〜１２ｇ／１０分であり、層（Ａ）、層（Ｂ）及び層（Ａ）をこの順で有する、積層フィルム。
ポリマー型帯電防止剤のイオン種がリチウムである請求項１に記載の積層フィルム。
層（Ａ）の厚みが積層フィルム全体の厚みの１０％以上３０％以下である請求項１又は２に記載の積層フィルム。
表面抵抗値が１．０×１０^６〜１．０×１０^８Ω／ｍ^２である請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層フィルム。