JP6328807B2 - 吸着用多孔質シートおよび吸着用多孔質シートに用いる交換用表面層 - Google Patents
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Description
本発明は、吸着ユニットの吸着面に配置されることで吸着対象物と吸着面との直接の接触を防ぐ吸着用多孔質シートに関する。また、本発明は、吸着用多孔質シートに用いる交換用表面層に関する。
板状またはシート状の部品を固定または搬送する手法の一つに、吸着ユニットの吸着面に当該部品を吸着させて固定または搬送する方法がある。この方法は、ガラス板（例えば液晶表示装置用ガラス基板）、半導体ウェハ、セラミックグリーンシートなどの固定、搬送に応用されている。その際、吸着ユニットと当該ユニットに吸着させる吸着対象物との直接の接触を防ぐ、通気性を有する吸着用多孔質シートが、一般に吸着ユニットの吸着面に配置される。吸着用多孔質シートの配置により、例えば、吸着対象物を構成する材料（一例として、セラミックグリーンシートに含まれるセラミック粉末）による吸着面の傷つき、汚染を防ぐことができる。吸着ユニットにおける吸着面の傷つきおよび汚染は、その後吸着される吸着対象物における不良発生の要因となる。
吸着用多孔質シートは、一般に樹脂シートである。５０万以上の粘度平均分子量を有する超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）シートを吸着用多孔質シートに使用することが提案されている（特許文献１）。
特許文献２には、多層の吸着用多孔質シートが開示されている。特許文献２の吸着用多孔質シートは、多孔質層と当該シートの少なくとも一方の面に配置された粒子層とを備え、粒子層の表面粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下である。
本発明は、従来にない構成を有する多層の吸着用多孔質シートの提供を目的とする。
本発明の吸着用多孔質シートは、吸着ユニットの吸着面への配置により吸着対象物と前記吸着面との接触を防ぐ吸着用多孔質シートであって、通気性を有する基層と前記基層上に配置された表面層とを含む。前記表面層は、樹脂微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成される。前記表面層における前記基層側とは反対側の主面の表面粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ以下である。前記基層と前記表面層とが、当該基層と当該表面層との間に配置された通気性粘着剤層によって接合されている。
本発明の吸着用多孔質シートでは、通気性粘着剤層によって基層と表面層とを接合しているため、基層に与えるダメージを抑えながら両層を互いに分離して表面層を交換することができる。交換する表面層（吸着用多孔質シートに用いる交換用表面層）に着目すると、本発明の吸着用多孔質シートに用いる交換用表面層は、通気性を有する基層と接合することによって、吸着ユニットの吸着面への配置により吸着対象物と前記吸着面との接触を防ぐ吸着用多孔質シートが形成され、前記形成された吸着用多孔質シートにおける、当該多孔質シートを前記吸着面に配置したときに前記吸着対象物に接する面となる交換用表面層であって、前記表面層は、樹脂微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成され、前記表面層における一方の主面に、当該表面層と前記基層とを接合させる通気性粘着剤層が配置されており、前記表面層における他方の主面の表面粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ以下である。
本発明によれば、従来にない構成を有する多層の吸着用多孔質シートが得られる。
図１に、本発明の吸着用多孔質シートの一例を示す。図１に示す吸着用多孔質シート１は、基層２と、基層２上に配置された表面層３とを含む。基層２と表面層３とは、基層２および表面層３の間に配置された通気性粘着剤層４によって接合されている。基層２は通気性を有し、表面層３は樹脂微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成され、粘着剤層４は通気性を有する。吸着用多孔質シート１を吸着ユニットの吸着面に配置することによって、吸着対象物と当該吸着面との直接の接触を防ぎながら、吸着対象物を吸着ユニットに吸着することができる。このとき、表面層３が吸着対象物と接するように、吸着用多孔質シート１が吸着面に配置される。
表面層３における基層２側とは反対側の主面の表面粗さ（Ｒａ）は、１．０μｍ以下である。すなわち、吸着用多孔質シート１は、その吸着対象物と接する面において高い表面平滑性を有する。これにより、吸着対象物の吸着時（以下、単に「吸着時」）における吸着対象物の変形および歪みの発生ならびに吸着対象物への吸着用多孔質シートの表面形状の転写が抑制される。この効果は、セラミックグリーンシートなど、吸着対象物の厚さが小さい場合に特に大きくなる。当該主面の表面粗さ（Ｒａ）は、好ましくは０．５μｍ以下である。
吸着用多孔質シート１では、通気性粘着剤層４が示す接合力（粘着力）により、基層２と表面層３とが接合されている。これにより、例えば、基層２に与えるダメージを抑えながら基層２および表面層３を互いに分離することが可能となり、表面層３を交換可能とすることができる。また、通気性粘着剤層４が有する粘弾性を利用して、吸着用多孔質シート１に強い圧力が加わる吸着時にも、基層２の表面の凹凸が表面層３の上記主面の平滑性に与える影響を低減でき、吸着用多孔質シートとしての高い表面平滑性を維持できる。一方、従来の多層の吸着用多孔質シート、例えば特許文献２の吸着用多孔質シートでは、多孔質層と粒子層とが熱融着（焼結）により接合されており、これらの効果が得られない。従来の多層の吸着用多孔質シートでは、多孔質層および／または粒子層にダメージを与えることなく両層を分離することは困難であり、また、吸着時に多孔質層の表面の凹凸が粒子層表面の平滑性に強い影響を与えやすい。
表面層３が交換可能である点は、吸着対象物の吸着に加熱および／または加圧が伴う場合に特に有利である。例えば、セラミックグリーンシートの吸着では、当該シートを吸着搬送し、積層する際に、積層したシート間の接着強度を確保するために加熱加圧を併用することがある。その際、熱および圧力によって吸着用多孔質シートが変形したり破れたりするダメージを受けやすく、これらのダメージは、セラミックグリーンシートに接する表面付近に集中する傾向がある。従来、表面のみがダメージを受けたとしても吸着用多孔質シート全体を交換する必要があったが、表面層３が交換可能であれば必ずしも吸着用多孔質シート全体を交換する必要がなくなるため、吸着対象物を用いた製品の生産性が向上する。
表面層３は、樹脂微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成され、通気性（当該層の主面に垂直な方向の通気性）を有する。表面層３は、例えば、樹脂微粒子を焼結して形成される。表面層３を構成する樹脂微粒子は、例えば、加熱による溶融によって互いに結着し（焼結され）、多孔体となる微粒子である。具体的な例は、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリプロピレンなどの微粒子である。吸着時に加わる圧力に対する耐性（耐衝撃性）に優れること、吸着対象物との離型性に優れること、焼結時に粒子形状を保持しやすく均一で安定した多孔体を得やすいことから、表面層３を構成する樹脂微粒子がＵＨＭＷＰＥ微粒子を含むことが好ましく、表面層３を構成する樹脂微粒子がＵＨＭＷＰＥ微粒子であることがより好ましい。なお、ＵＨＭＷＰＥとは粘度平均分子量が５０万以上のポリエチレンである。耐摩耗性に優れる表面層３とするためには、その粘度平均分子量が１００万以上であることが好ましい。
表面層３の平均孔径は、吸着時における吸着対象物の変形などを抑制できることから、好ましくは１〜２５μｍである。表面層３の平均孔径が過度に小さくなると、当該層の通気性が低下して、吸着用多孔質シートとしての使用が難しくなる。表面層３の平均孔径が過度に大きくなると、通気性は高くなるものの、吸着対象物に接する主面の表面粗さ（Ｒａ）を１．０μｍ以下とすることが難しくなる。また、樹脂微粒子間の結着点の密度が低下するために表面層３の強度が低下して、吸着用多孔質シートとしての使用が難しくなる。
表面層３は、例えば、樹脂微粒子を溶媒に分散して分散液とし、当該分散液を表面が平滑なキャリアフィルム上に塗工して塗布膜を形成した後、当該塗布膜の加熱により溶媒の揮発と樹脂微粒子の焼結とを行って形成できる。より具体的に、表面層３は、例えば特開2010-247446号公報に記載の方法によって形成できる。なお、特開2010-247446号公報に記載の方法は、ＵＨＭＷＰＥ微粒子以外の樹脂微粒子を用いた表面層３の形成への応用が可能である。
表面層３の形成に使用する樹脂微粒子の平均粒径は、好ましくは１０〜２００μｍであり、より好ましくは２０〜１００μｍである。樹脂微粒子の平均粒径が過度に小さくなると、形成した表面層３の平均孔径が過度に小さくなって十分な通気性が確保できなくなる。樹脂微粒子の平均粒径が過度に大きくなると、形成した表面層３の平均孔径が過度に大きくなって、表面層３における吸着対象物に接する主面の表面粗さ（Ｒａ）を１．０μｍ以下とすることが難しくなる。また、表面層３の強度が低下して吸着用多孔質シートとしての使用が難しくなる。
表面層３の厚さは、好ましくは２０〜５００μｍである。表面層３の厚さが過度に小さくなると、当該層の強度が低下して吸着用多孔質シートとしての使用が難しくなる。表面層３の厚さが過度に大きくなると、当該層の通気性が低下して吸着用多孔質シートとしての使用が難しくなる。また、単独で十分な強度を持つようになるため、敢えて多層の吸着用多孔質シートとするメリットが少なくなる。
基層２の構成は、通気性（当該層の主面に垂直な方向の通気性）を有し、吸着用多孔質シート１として使用可能な柔軟性が確保される限り、限定されない。基層２は、例えば、樹脂微粒子を焼結して形成される多孔体である。この場合、基層２を構成する樹脂微粒子は、例えば、加熱による溶融によって互いに結着し（焼結され）、多孔体となる微粒子である。具体的な例は、ポリエチレン、ＵＨＭＷＰＥ、ポリプロピレンなどの微粒子である。吸着時に加わる圧力に対する耐性（耐衝撃性）に優れること、焼結時に粒子径状を保持しやすく均一で安定した基層を得やすいことから、ＵＨＭＷＰＥ微粒子が好ましい。この場合、基層２はＵＨＭＷＰＥにより構成される。基層２はＵＨＭＷＰＥを含むことが好ましく、ＵＨＭＷＰＥにより構成されることがより好ましい。
基層２が多孔体により構成される場合、基層２の平均孔径は、吸着時の通気抵抗が低くなることから１０〜５０μｍが好ましい。基層２の平均孔径が過度に小さくなると、当該層の通気性が低下して吸着用多孔質シートとしての使用が難しくなる。基層２の平均孔径が過度に大きくなると、通気性は高くなるものの、基層２の強度が低下して吸着用多孔質シートとしての使用が難しくなる。
基層２は、例えば、樹脂微粒子を金型に充填して加熱処理し、得られた多孔体ブロックを旋盤などにより切削加工して形成できる。必要に応じて、切削加工した後、歪みをとるための熱処理を実施できる。金型の形状は特に限定されない。予め、得たい基層２の厚さに対応した深さを有する金型を準備することにより、切削加工を省略してもよい。
基層２の形成に使用する樹脂微粒子の平均粒径は、好ましくは１０〜５００μｍであり、より好ましくは２０〜２５０μｍである。樹脂微粒子の平均粒径が過度に小さくなると、形成した基層２の平均孔径が過度に小さくなって十分な通気性が確保できなくなる。樹脂微粒子の平均粒径が過度に大きくなると、形成した基層２の平均孔径が過度に大きくなって当該層の強度が低下し、吸着用多孔質シートとしての使用が難しくなる。
基層２の厚さは、好ましくは８０〜５０００μｍである。基層２の厚さが過度に小さくなると、当該層の強度が低下して吸着用多孔質シートとしての使用が難しくなる。基層２の厚さが過度に大きくなると、当該層の通気性が低下して吸着用多孔質シートとしての使用が難しくなる。また、吸着時に基層の側面へのリーク量が増すことで、吸着対象物の吸着が難しくなる。
吸着用多孔質シート１では、基層２および表面層３の平均孔径および厚さが異なることが好ましい。すなわち、吸着用多孔質シート１は、異なる平均孔径および厚さを有する２種類の層（基層２、表面層３）を通気性粘着剤層４によって接合した構成を有することが好ましい。
吸着用多孔質シート１では、表面層３の厚さが基層２の厚さよりも小さいことが好ましい。この場合、表面層３を交換する際に、基層２と表面層３との分離が容易となる。また、基層２の厚さが相対的に厚くなることにより、基層２の長寿命化を図ることができる。
吸着用多孔質シート１では、基層２が多孔体により構成され、基層２の平均孔径よりも表面層３の平均孔径の方が小さいことが好ましい。この場合、吸着用多孔質シート１における通気性と表面平滑性との良好なバランスが実現する。また、表面層３の交換にあたって基層２と表面層３とを分離したときに基層２側に残留する粘着剤の割合を低減できる。基層２の長寿命化を図るためには、表面層３を分離したときに基層２側に残留する粘着剤の割合を低くすることが好ましい。具体的には、基層２と表面層３とが接合した吸着用多孔質シート１の状態における粘着剤の量を１００重量％として、基層２と表面層３とを分離した後に、表面層３側に残留する粘着剤の割合が６０重量％以上（基層２側に残留する粘着剤の割合が４０重量％以下）となることが好ましい。
通気性粘着剤層４は、通気性（主面に垂直な方向の通気性）を有する、粘着剤により構成される層である。吸着用多孔質シート１では、通気性粘着剤層４によって基層２と表面層３とが接合されている。これにより、接着剤あるいは熱融着（焼結）によって両層が結合されている場合とは異なり、表面層３が交換可能である。
通常、粘着剤自体は通気性を有さないため、通気性粘着剤層４では、基層２および表面層３の主面に垂直な方向から見て全面に粘着剤が配置されているのではなく、吸着用多孔質シート１の通気性を確保できる程度に部分的に存在しない状態で配置されていることが好ましい。少なくとも粘着剤が存在しない箇所によって、吸着用多孔質シート１の通気性が確保される。通気性粘着剤層４では、例えば、基層２および表面層３の主面に垂直な方向から見てストライプ状、ドット状あるいは繊維状に粘着剤が配置されている。このような通気性粘着剤層４は、例えば、粘着剤を吹き付けることにより形成できる。このとき、基層２または表面層３に直接粘着剤を吹き付けるよりも、一度離型フィルム上に吹き付けた後、離型フィルム上に形成された通気性粘着剤層４を基層２または表面層３に転写することが好ましい。直接吹き付けた場合、粘着剤が基層２または表面層３の細孔に浸透して、当該層の表面に配置される粘着剤の量の制御が難しくなる。また、粘着剤が吹き付けられた層が目詰まりし、通気性が低下することがある。
通気性粘着剤層４における粘着剤の配置の状態および量は、吸着用多孔質シート１を用いた吸着時に基層２と表面層３とが剥離しないように調整することが好ましい。また、表面層３の交換を考慮すると、吸着時には基層２と表面層３とが剥離しないが、交換時には基層２にダメージをできるだけ与えることなく両層の分離が可能となるように調整することが好ましい。
通気性粘着剤層４における粘着剤の量は、例えば、１．５〜１５ｇ／ｍ2であり、５〜１０ｇ／ｍ2が好ましい。粘着剤の吹きつけにより通気性粘着剤層４を形成する場合、その粘着剤の塗布量が、通常、通気性粘着剤層４における粘着剤の量となる。当該塗布量は、例えば、３〜１５ｇ／ｍ2であり、５〜１０ｇ／ｍ2が好ましい。
通気性粘着剤層４による基層２と表面層３との間の接合力が、ＪＩＳ Ｚ０２３７に規定されている「１８０°引き剥がし粘着力の測定方法」に準拠して測定した値にして０．５Ｎ／２５ｍｍ以上であることが好ましい。この場合、吸着時における基層２と表面層３との剥離が抑制される。当該接合力の上限は特に限定されないが、表面層３の交換を考慮すると、両層を分離する際の基層２のダメージを抑制できることから、５．０Ｎ／２５ｍｍ以下が好ましい。当該接合力は、０．５Ｎ／２５ｍｍ以上５．０Ｎ／２５ｍｍ以下が好ましく、０．５Ｎ／２５ｍｍ以上３．０Ｎ／２５ｍｍ以下がより好ましく、０．６Ｎ／２５ｍｍ以上３．０Ｎ／２５ｍｍ以下がさらに好ましい。
通気性粘着剤層４を構成する粘着剤の種類は特に限定されない。例えば、アクリル系；シリコーン系；ウレタン系；エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＡ）系；ポリオレフィン系；ハードセグメントがポリスチレンからなるとともにソフトセグメントがポリブタジエン、水添（水素添加）ポリブタジエン、ポリイソプレン、水添イソプレン、ポリブチレン、水添ポリブチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンから選ばれるいずれか単一もしくは複合した鎖からなるスチレン系ブロックポリマー；合成ゴム系；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、不飽和ポリエステルなどのポリエステル系；ポリアミド系（例えばダイマー酸系ポリアミド）；フェノール系の各種の粘着剤およびこれらを主成分とする混合系粘着剤を使用できる。より好ましくは、上述の成分からなるホットメルト剤および上述の成分を主成分とする混合系ホットメルト剤を使用できる。
吸着用多孔質シート１は、基層２、表面層３、および通気性粘着剤層４または通気性粘着剤層４となる粘着剤を用いて、任意の方法により形成できる。例えば、基層２（または表面層３）の表面に粘着剤を吹き付けて通気性粘着剤層４を形成し、表面層３（または基層２）を押しつけて両層を接合してもよい。上述したように、離型フィルム上に粘着剤を吹き付けて通気性粘着剤層４を別途形成することが好ましいが、この場合、形成した通気性粘着剤層４は表面層３側に最初に貼り合わせ、その後、離型フィルムを剥離して、さらに基層２を貼り合わせることが好ましい。この手順で吸着用多孔質シート１を形成した場合、通気性粘着剤層４に表面層３を先に貼り合わせるため、後に貼り合わせる基層２よりも表面層３の方に通気性粘着剤層４がより粘着する。このため、表面層３を交換する場合に、基層２と表面層３との分離後に基層２側に残留する粘着剤の割合を低減できる。この効果は、基層２の平均孔径よりも表面層３の平均孔径の方が小さい場合に、粘着剤に対するアンカー効果が表面層３側に発現しやすくなるために、より顕著となる。表面層３の交換後にも繰り返し使用される基層２側への粘着剤の残留の割合を低減することにより、基層２の通気性が低下して吸着用多孔質シートとしての使用が難しくなったり、基層２の表面に残留した粘着剤の凹凸により、新しい表面層３を貼り付けたときに表面層３の表面平滑性が低下したりすることが抑制される。
本発明の吸着用多孔質シートの構成は、基層２と表面層３とを含み、基層２と表面層３とが基層２および表面層３の間に配置された通気性粘着剤層４によって接合されている限り限定されない。本発明の吸着用多孔質シートは、基層２、表面層３および通気性粘着剤層４以外の任意の層を有していてもよい。例えば、基層２における表面層３側の面とは反対側の面に、当該任意の層が配置される。
本発明の交換用表面層は、例えば、図１に示す表面層３および通気性粘着剤層４により構成される。流通性を考慮すると、通気性粘着剤層４に接するようにセパレータフィルムがさらに配置されていることが好ましい。交換用表面層の使用時、すなわち、吸着用多孔質シートにおける表面層３の交換時には、セパレータフィルムを剥離して通気性粘着剤層４を露出させた後、古い表面層３を除去した基層２に、基層２と通気性粘着剤層４とが接するように貼り合わせればよい。
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。
最初に、本実施例において作製した吸着用多孔質シートの評価方法を示す。シート状物品などの吸着対象物の固定、搬送に使用される吸着用多孔質シートでは、吸着による吸着対象物への影響の有無が評価の対象となる。本実施例ではこの点と、通気性粘着剤層による基層／表面層間の接合力（粘着力）および基層から表面層を引き剥がした際に、通気性粘着剤層に由来する粘着剤が表面層にどの程度残留するかを評価した。
［表面層の表面粗さ（Ｒａ）］
表面層の表面粗さ（Ｒａ：算術平均粗さ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１の規定に準拠して求めた。具体的には、触針式表面粗さ計（東京精密製、サーフコム５５０Ａ）を用い、触針半径が２５０μｍＲ、測定速度（Ｘ軸）が０．３ｍｍ／秒、測定長が８ｍｍの条件にて求めた。なお、５回の測定の平均値をＲａとした。
表面層の表面粗さ（Ｒａ：算術平均粗さ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１の規定に準拠して求めた。具体的には、触針式表面粗さ計（東京精密製、サーフコム５５０Ａ）を用い、触針半径が２５０μｍＲ、測定速度（Ｘ軸）が０．３ｍｍ／秒、測定長が８ｍｍの条件にて求めた。なお、５回の測定の平均値をＲａとした。
［吸着による吸着対象物への影響］
作製した吸着用多孔質シートを１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズに裁断した後、裁断した当該シートを、当該シートの基層と吸着ユニットの吸着面とが接するように当該吸着面に配置した。次に、当該シートの表面層上に厚さ１２μｍのアルミ箔を乗せた後、吸着ユニットに接続した真空ポンプを作動させることにより、吸着用多孔質シートを介してアルミ箔を吸着ユニットに吸着させた。ここで、吸着時におけるアルミ箔の表面の状態を目視により観察して、吸着による吸着対象物への影響の有無を評価した。
作製した吸着用多孔質シートを１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズに裁断した後、裁断した当該シートを、当該シートの基層と吸着ユニットの吸着面とが接するように当該吸着面に配置した。次に、当該シートの表面層上に厚さ１２μｍのアルミ箔を乗せた後、吸着ユニットに接続した真空ポンプを作動させることにより、吸着用多孔質シートを介してアルミ箔を吸着ユニットに吸着させた。ここで、吸着時におけるアルミ箔の表面の状態を目視により観察して、吸着による吸着対象物への影響の有無を評価した。
［基層と表面層との接合力（粘着力）］
作製した吸着用多孔質シートにおける基層と表面層との接合力は、ＪＩＳ Ｚ０２３７に規定されている「１８０°引き剥がし粘着力の測定方法」に準拠して求めた。
作製した吸着用多孔質シートにおける基層と表面層との接合力は、ＪＩＳ Ｚ０２３７に規定されている「１８０°引き剥がし粘着力の測定方法」に準拠して求めた。
［基層から表面層を引き剥がした際における表面層への粘着剤の残留割合］
ＪＩＳ Ｚ０２３７の「１８０°引き剥がし粘着力の測定方法」に規定されている引き剥がし方法に基づいて、作製した吸着用多孔質シートから表面層を引き剥がし、引き剥がした後の基層および表面層の重量を測定した。次に、各層をトルエンに一晩浸漬させて、各層に残留している粘着剤を除去した。次に、各層をトルエンから引き上げてよく乾燥させた後、それぞれの重量を測定し、最初に測定した重量との差から、基層と表面層とを引き剥がした際に表面層側に残留した粘着剤の割合を求めた。
ＪＩＳ Ｚ０２３７の「１８０°引き剥がし粘着力の測定方法」に規定されている引き剥がし方法に基づいて、作製した吸着用多孔質シートから表面層を引き剥がし、引き剥がした後の基層および表面層の重量を測定した。次に、各層をトルエンに一晩浸漬させて、各層に残留している粘着剤を除去した。次に、各層をトルエンから引き上げてよく乾燥させた後、それぞれの重量を測定し、最初に測定した重量との差から、基層と表面層とを引き剥がした際に表面層側に残留した粘着剤の割合を求めた。
［平均孔径］
吸着用多孔質シートの作製に用いた基層および表面層の平均孔径は、水銀ポロシメーター（マイクロメリティックス製、オートポアＩＶ９５１０）を用い、水銀圧入圧力が約４ｋＰａ〜４００ＭＰａ、測定モードが昇圧過程、測定セル容積が約５ｃｍ3の条件にて、その細孔分布を測定することにより求めた。
吸着用多孔質シートの作製に用いた基層および表面層の平均孔径は、水銀ポロシメーター（マイクロメリティックス製、オートポアＩＶ９５１０）を用い、水銀圧入圧力が約４ｋＰａ〜４００ＭＰａ、測定モードが昇圧過程、測定セル容積が約５ｃｍ3の条件にて、その細孔分布を測定することにより求めた。
次に、吸着用多孔質シートの作製に用いた基層、表面層および通気性粘着剤層の作製方法を示す。
［表面層の作製方法Ａ］
粘度平均分子量４５０万の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）粉末と、水、分散剤（ＴｒｉｔｏｎＸ−１００、Ｒｏｃｈｅ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ製）および増粘剤（カルボキシメチルセルロースナトリウム）とを混合し、当該粉末の分散液を得た。このときの各材料の混合比（体積比）は、水／ＵＨＭＷＰＥ粉末／分散剤／増粘剤＝１００／６０／５／２とした。次に、得られた分散液を、表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ未満のポリイミドフィルム上にドクターブレードを用いて塗布し、当該分散液の塗布膜を形成した。次に、ポリイミドフィルムおよび形成した塗布膜を含む全体を１８０℃にセットした乾燥機に投入し、１０分間静置して塗布膜を焼結させた。その後、塗布膜の焼結により形成された、ポリイミドフィルムとＵＨＭＷＰＥ焼結多孔体膜との積層体を乾燥機から取り出して自然冷却させた後、ポリイミドフィルムを焼結多孔体膜から剥離した。次に、得られた焼結多孔体膜を蒸留水中で超音波洗浄することにより、分散剤である界面活性剤を当該膜から十分に除去して、ＵＨＭＷＰＥ微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成された表面層を得た。
粘度平均分子量４５０万の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）粉末と、水、分散剤（ＴｒｉｔｏｎＸ−１００、Ｒｏｃｈｅ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ製）および増粘剤（カルボキシメチルセルロースナトリウム）とを混合し、当該粉末の分散液を得た。このときの各材料の混合比（体積比）は、水／ＵＨＭＷＰＥ粉末／分散剤／増粘剤＝１００／６０／５／２とした。次に、得られた分散液を、表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ未満のポリイミドフィルム上にドクターブレードを用いて塗布し、当該分散液の塗布膜を形成した。次に、ポリイミドフィルムおよび形成した塗布膜を含む全体を１８０℃にセットした乾燥機に投入し、１０分間静置して塗布膜を焼結させた。その後、塗布膜の焼結により形成された、ポリイミドフィルムとＵＨＭＷＰＥ焼結多孔体膜との積層体を乾燥機から取り出して自然冷却させた後、ポリイミドフィルムを焼結多孔体膜から剥離した。次に、得られた焼結多孔体膜を蒸留水中で超音波洗浄することにより、分散剤である界面活性剤を当該膜から十分に除去して、ＵＨＭＷＰＥ微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成された表面層を得た。
［表面層の作製方法Ｂ］
粘度平均分子量９００万のＵＨＭＷＰＥ粉末を外径５００ｍｍ、高さ６００ｍｍの円筒形の金型に充填し、これを金属製の耐圧容器に収容して当該容器内を圧力１０００Ｐａまで減圧した。次に、耐圧容器内に加熱水蒸気を導入し、当該容器内の圧力を６気圧に保持したまま１６５℃で６時間加熱した後、徐冷して、円筒状のＵＨＭＷＰＥ焼結多孔体を得た。次に、得られた焼結多孔体を旋盤を用いて切削加工し、シートとした。次に、得られたシートに対してその歪みを除去する加熱処理（熱プレス機を用いた熱プレス：プレス温度１３０℃、荷重３．０ｋｇｆ／ｃｍ2、プレス保持時間１時間）を行い、ＵＨＭＷＰＥ微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成された表面層を得た。
粘度平均分子量９００万のＵＨＭＷＰＥ粉末を外径５００ｍｍ、高さ６００ｍｍの円筒形の金型に充填し、これを金属製の耐圧容器に収容して当該容器内を圧力１０００Ｐａまで減圧した。次に、耐圧容器内に加熱水蒸気を導入し、当該容器内の圧力を６気圧に保持したまま１６５℃で６時間加熱した後、徐冷して、円筒状のＵＨＭＷＰＥ焼結多孔体を得た。次に、得られた焼結多孔体を旋盤を用いて切削加工し、シートとした。次に、得られたシートに対してその歪みを除去する加熱処理（熱プレス機を用いた熱プレス：プレス温度１３０℃、荷重３．０ｋｇｆ／ｃｍ2、プレス保持時間１時間）を行い、ＵＨＭＷＰＥ微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成された表面層を得た。
［基層の作製方法Ａ］
表面層の作製方法Ｂに従って、円筒状のＵＨＭＷＰＥ焼結多孔体を得た。次に、得られた焼結多孔体を旋盤を用いて切削加工し、シートとした。次に、得られたシートに対してその歪みを除去する加熱処理（熱プレス機を用いた熱プレス：プレス温度１３０℃、荷重３．０ｋｇｆ／ｃｍ2、プレス保持時間１時間）を行い、ＵＨＭＷＰＥ微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成された基層を得た。
表面層の作製方法Ｂに従って、円筒状のＵＨＭＷＰＥ焼結多孔体を得た。次に、得られた焼結多孔体を旋盤を用いて切削加工し、シートとした。次に、得られたシートに対してその歪みを除去する加熱処理（熱プレス機を用いた熱プレス：プレス温度１３０℃、荷重３．０ｋｇｆ／ｃｍ2、プレス保持時間１時間）を行い、ＵＨＭＷＰＥ微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成された基層を得た。
［基層の作製方法Ｂ］
粘度平均分子量５００万のＵＨＭＷＰＥ粉末を１００ｍｍ（縦）×１００ｍｍ（横）×１．８ｍｍ（深さ）の直方体状の空間を内部に有する金型に充填し、当該金型の開放面に金属板を固定して金型内部を密閉状態とした。金型の内面および金属板における金型の内部に面する面には、予め離型処理を施した。次に、金型の内部を密閉状態としたまま、温度１６０℃および圧力０．４９ＭＰａで加熱、加圧し、５分間その状態を保持した。その後、室温まで徐冷して、ＵＨＭＷＰＥ微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成された基層を得た。
粘度平均分子量５００万のＵＨＭＷＰＥ粉末を１００ｍｍ（縦）×１００ｍｍ（横）×１．８ｍｍ（深さ）の直方体状の空間を内部に有する金型に充填し、当該金型の開放面に金属板を固定して金型内部を密閉状態とした。金型の内面および金属板における金型の内部に面する面には、予め離型処理を施した。次に、金型の内部を密閉状態としたまま、温度１６０℃および圧力０．４９ＭＰａで加熱、加圧し、５分間その状態を保持した。その後、室温まで徐冷して、ＵＨＭＷＰＥ微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成された基層を得た。
［通気性粘着剤層の作製方法Ａ］
離型フィルムであるポリエステルフィルム（日東電工製、ＲＴ−７５Ｇ）の表面に、１８０℃に加熱したホットメルト接着剤（ヤスハラケミカル製、ヒロダイン５１３２）を０．４９ＭＰａの圧力で網目状に均一に吹き付けて、通気性粘着剤層を作製した。
離型フィルムであるポリエステルフィルム（日東電工製、ＲＴ−７５Ｇ）の表面に、１８０℃に加熱したホットメルト接着剤（ヤスハラケミカル製、ヒロダイン５１３２）を０．４９ＭＰａの圧力で網目状に均一に吹き付けて、通気性粘着剤層を作製した。
（実施例１）
平均粒径３５μｍのＵＨＭＷＰＥ粉末を使用し、表面層の作製方法Ａに従うことによって、厚さ２００μｍの表面層を作製した。なお、表面層を作製する際の塗布膜の厚さは４００μｍとした。
平均粒径３５μｍのＵＨＭＷＰＥ粉末を使用し、表面層の作製方法Ａに従うことによって、厚さ２００μｍの表面層を作製した。なお、表面層を作製する際の塗布膜の厚さは４００μｍとした。
これとは別に、平均粒径１５０μｍのＵＨＭＷＰＥ粉末を使用し、基層の作製方法Ａに従うことによって、厚さ１．８ｍｍの基層を作製した。切削加工の厚さは１．８ｍｍに設定した。
次に、通気性粘着剤層の作製方法Ａに従って、通気性粘着剤層を作製した。このとき、ホットメルト接着剤の離型フィルムへの塗布量は１０ｇ／ｍ2とした。続いて、作製した通気性粘着剤層に、上記作製した表面層を圧力０．１ＭＰａで貼り合わせた。次に、通気性粘着剤層から離型フィルムを剥離した後、当該離型フィルムを剥離した後の通気性粘着剤層に、上記作製した基層を貼り合わせて、吸着用多孔質シートを得た。
（実施例２）
平均粒径７５μｍのＵＨＭＷＰＥ粉末を表面層の作製に使用した以外は実施例１と同様にして、吸着用多孔質シートを得た。
平均粒径７５μｍのＵＨＭＷＰＥ粉末を表面層の作製に使用した以外は実施例１と同様にして、吸着用多孔質シートを得た。
（実施例３）
ホットメルト接着剤の離型フィルムへの塗布量を５ｇ／ｍ2として通気性粘着剤層を作製した以外は実施例１と同様にして、吸着用多孔質シートを得た。
ホットメルト接着剤の離型フィルムへの塗布量を５ｇ／ｍ2として通気性粘着剤層を作製した以外は実施例１と同様にして、吸着用多孔質シートを得た。
（実施例４）
平均粒径７５μｍのＵＨＭＷＰＥ粉末を使用し、基層の作製方法Ｂに従うことによって厚さ１．８ｍｍの基層を作製した以外は実施例１と同様にして、吸着用多孔質シートを得た。
平均粒径７５μｍのＵＨＭＷＰＥ粉末を使用し、基層の作製方法Ｂに従うことによって厚さ１．８ｍｍの基層を作製した以外は実施例１と同様にして、吸着用多孔質シートを得た。
（実施例５）
ホットメルト接着剤の離型フィルムへの塗布量を５０ｇ／ｍ2として通気性粘着剤層を作製した以外は実施例１と同様にして、吸着用多孔質シートを得た。
ホットメルト接着剤の離型フィルムへの塗布量を５０ｇ／ｍ2として通気性粘着剤層を作製した以外は実施例１と同様にして、吸着用多孔質シートを得た。
（実施例６）
ホットメルト接着剤の離型フィルムへの塗布量を３０ｇ／ｍ2として通気性粘着剤層を作製した以外は実施例１と同様にして、吸着用多孔質シートを得た。
ホットメルト接着剤の離型フィルムへの塗布量を３０ｇ／ｍ2として通気性粘着剤層を作製した以外は実施例１と同様にして、吸着用多孔質シートを得た。
（比較例１）
平均粒径１２０μｍのＵＨＭＷＰＥ粉末を使用し、表面層の作製方法Ｂに従うことによって、厚さ２００μｍの表面層を作製した。表面層を作製する際の切削加工の厚さは２００μｍに設定した。
平均粒径１２０μｍのＵＨＭＷＰＥ粉末を使用し、表面層の作製方法Ｂに従うことによって、厚さ２００μｍの表面層を作製した。表面層を作製する際の切削加工の厚さは２００μｍに設定した。
これとは別に、平均粒径７５μｍのＵＨＭＷＰＥ粉末を使用し、基層の作製方法Ｂに従うことによって、厚さ１．８ｍｍの基層を作製した。
次に、通気性粘着剤層の作製方法Ａに従って、通気性粘着剤層を作製した。このとき、ホットメルト接着剤の離型フィルムへの塗布量は２．５ｇ／ｍ2とした。続いて、作製した通気性粘着剤層に、上記作製した表面層を圧力０．１ＭＰａで貼り合わせた。次に、通気性粘着剤層から離型フィルムを剥離した後、当該離型フィルムを剥離した後の通気性粘着剤層に、上記作製した基層を貼り合わせて、吸着用多孔質シートを得た。
（比較例２）
平均粒径３５μｍのＵＨＭＷＰＥ粉末をグリセリンおよび界面活性剤と混合し、当該粉末の分散液を調製した。分散液の固形分は、４０体積％とした。次に、作製した分散液を、コロナ処理を表面に施したポリイミドフィルム（カプトン１００Ｈ）上にアプリケータを用いて塗布した。塗布により形成された塗布膜（溶媒を含む）の厚さは１００μｍとした。
平均粒径３５μｍのＵＨＭＷＰＥ粉末をグリセリンおよび界面活性剤と混合し、当該粉末の分散液を調製した。分散液の固形分は、４０体積％とした。次に、作製した分散液を、コロナ処理を表面に施したポリイミドフィルム（カプトン１００Ｈ）上にアプリケータを用いて塗布した。塗布により形成された塗布膜（溶媒を含む）の厚さは１００μｍとした。
次に、実施例１と同様に作製した基層を、形成した塗布膜上に、当該塗布膜の形成直後に配置した。続いて、基層における塗布膜とは反対側の面に、ポリイミドフィルムを配置した。このようにして得たポリイミドフィルム／塗布膜／基層／ポリイミドフィルムの積層体を、１５０℃に保持した乾燥機に収容し、３０分間静置した。その後、乾燥機から積層体を取り出して、室温まで自然冷却した。次に、積層体の双方の面からポリイミドフィルムを剥がし、剥がした後の積層体をエチルアルコールに浸漬して、積層体に残留するＵＨＭＷＰＥ粉末の分散媒を抽出した。このとき、分散媒の効率よい抽出のために、超音波による振動をエチルアルコールおよび積層体に与えた。その後、室温でエチルアルコールを揮発させ、吸着多孔質シートを得た。
実施例１〜６および比較例１，２で作製した吸着用多孔質シートの評価結果を、作製した各層の平均孔径の値を含めて以下の表１，２にまとめる。なお、表２の「吸着対象物への影響」の欄における「良（○）」および「不可（×）」は、「良」が吸着対象物であるアルミ箔に歪みが見られないことを、「不可」が吸着対象物であるアルミ箔に歪みが確認されたことを、それぞれ意味する。
表２に示すように、表面層における吸着対象物と接する主面の表面粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ以下（実施例２の値に基づけば０．９μｍ以下）の実施例１〜６および比較例２では、吸着対象物であるアルミ箔への歪みの発生が見られず、良好な吸着が実施できた。これに対して、表面層における吸着対象物と接する主面の表面粗さ（Ｒａ）が１．４μｍである比較例１では、吸着対象物であるアルミ箔に歪みが発生した。
また、基層と表面層との間の接合力（層間接合力）が０．５Ｎ／２５ｍｍ以上（実施例３の値に基づけば０．６Ｎ／２５ｍｍ以上）である実施例１〜６では、アルミ箔の吸着によっても、基層と表面層との間に剥がれや浮きといった接合不良が見られず、両層は良好な接合状態を保っていた。これに対して、層間接合力が０．３Ｎ／２５ｍｍである比較例１では、アルミ箔の吸着によって基層と表面層との間に若干の浮きが発生したことが確認され、吸着対象物の吸着時に両層の十分な接合状態が維持できなかった。
基層の平均孔径に比べて表面層の平均孔径が小さい実施例１〜６では、基層からの表面層の引き剥がしによって表面層の側に粘着剤が残留しやすいことが確認された。これに対して、基層の平均孔径に比べて表面層の平均孔径が大きい比較例１では、基層からの表面層の引き剥がしによって基層の側に粘着剤が残留しやすいことが確認された。
次に、吸着対象物への影響が良であった実施例１〜６および比較例２について、表面層を引き剥がした後の基層に対して引き剥がした表面層と同じ種類の表面層を貼り合わせることにより、再度、吸着用多孔質シートを作製した。作製した吸着用多孔質シートに対して上述したアルミ箔の吸着試験を実施したところ、いずれの吸着用多孔質シートも、歪みが発生することなくアルミ箔を吸着できた。また、アルミ箔の吸着によっても、基層と表面層との間に剥がれや浮きといった接合不良が見られなかった。ただし、実施例５では、表面層の交換は問題なく行えるものの、基層から表面層を剥離する過程において表面層がやや伸びる現象が見られた。このため、表面層を交換可能な層間接合力としては上限付近にあると考えられる。一方、加熱処理によって表面層を基層上に設けた比較例２では、表面層と基層とが融着しており、基層からの表面層の剥離および表面層の交換ができなかった。
本発明の吸着用多孔質シートは、従来の吸着用多孔質シートと同様の用途、例えば、ガラス板（例えば画像表示装置に使用するガラス基板）、半導体ウェハ、セラミックグリーンシートなどの板状またはシート状の物品の吸着固定、吸着搬送に使用できる。
１ 吸着用多孔質シート
２ 基層
３ 表面層
４ 通気性粘着剤層
２ 基層
３ 表面層
４ 通気性粘着剤層
Claims (5)
- 吸着ユニットの吸着面への配置により吸着対象物と前記吸着面との接触を防ぐ吸着用多孔質シートであって、
通気性を有する基層と、前記基層上に配置された表面層と、を含み、
前記表面層は、樹脂微粒子が互いに結着してなる多孔体により構成され、
前記表面層における前記基層側とは反対側の主面の表面粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ以下であり、
前記基層と前記表面層とが、当該基層と当該表面層との間に配置された通気性粘着剤層によって接合されており、
前記通気性粘着剤層を構成する粘着剤について、前記基層と前記表面層とを分離したときに前記表面層側に残留する前記粘着剤の割合が６０重量％以上である吸着用多孔質シート。 - 前記樹脂微粒子が超高分子量ポリエチレン微粒子である請求項１に記載の吸着用多孔質シート。
- 前記基層が超高分子量ポリエチレンにより構成される請求項１または２に記載の吸着用多孔質シート。
- 前記基層が多孔体により構成され、
前記基層の平均孔径よりも前記表面層の平均孔径の方が小さい請求項１〜３のいずれかに記載の吸着用多孔質シート。 - 前記基層の厚さよりも前記表面層の厚さの方が小さい請求項１〜４のいずれかに記載の吸着用多孔質シート。
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