JPWO2003070812A1 - 静電防止方法及びそれを用いた部材 - Google Patents

Abstract

新規な静電防止方法及びそれを用いた部材を提供する。帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を表面に設けることを特徴とする静電防止方法であり、及び帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を表面に有する部材である。部材は、樹脂を用いたシート、フィルム又は成形物などであり、また、樹脂組成物は、粘着剤、接着剤、印刷用インキ、又は塗料などである。

Description

技術分野
本発明は静電防止方法及びそれを用いた部材に関する。
背景技術
電子部品の包装容器、液晶表示パネルの偏光板に貼り付ける表面保護フィルムなど様々な分野、用途において静電気の発生を低減させることが求められている。
電子部品の包装容器としては、例えば、電子部品を、キャリアテープのエンボス部に収納し、蓋材（カバーテープ）でエンボス部を覆うように熱融着して密閉したエンボスキャリア型テーピングがある。その他、マガジン、トレイ、バッグ等の容器がある。電子部品と包装容器とは接触し静電気を発生する。静電気は電子部品を劣化、破壊させる危険性がある。包装容器同士、あるいは包装容器と他のものが接触し静電気を発生し包装容器を通じて、電子部品を劣化、破壊させる危険性がある。これを防止するために包装容器に導電性や帯電防止性を付与することが行われている。これは発生した静電気を早期に放出、減衰させることに有効である。しかし静電気の発生量そのものを低減させることは困難である。
液晶表示パネルにはその製造工程において表面保護フィルムが貼られている。表面保護フィルムを液晶表示パネル表面から剥離する際に静電気が発生する。静電気はゴミ等を表面に付着させ外観不良を誘発したり、異常表示を発生させたり、表示装置の誤作動あるいは駆動素子の静電破壊を引き起こす問題がある。
特開平８−２４５９３２、特開平９−２６７４４９、特開平１１−２５６１１５には、樹脂フィルムの少なくとも片面にアルカリ金属イオン、第４級アンモニウム塩、金属酸化物等の帯電防止剤を用いて帯電防止処理したものを、粘着テープを構成する部材層として用いる方法が記載されている。特開平６−８３２６７には粘着層そのものに導電剤を練り込む方法が開示されている。これらの方法はいずれも発生する静電気を抑制するのではなく、発生した静電気を早く放出、減衰させることにより静電気障害を防止するものである。
発明の開示
本発明者は、静電気による障害を防止するには、静電気自体の発生を抑制することが重要であることに注目し、次の知見を得た。即ち、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を表面に設けることにより静電気の発生を防止することができ、更に、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を表面に有する部材はその上で電子部品等の物を取り扱っても静電気の発生を抑制することができ、電子部品の静電気による障害を防止することができる。
かくして、本発明は、以下の要旨を有するものである。
１．帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を部材の表面に設けることを特徴とする静電防止方法。
２．帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物が、帯電制御を行う対象物よりプラス側に帯電するものとマイナス側に帯電するものとからなる複数の樹脂組成物からなる請求項１に記載の静電防止方法。
３．複数の樹脂組成物が、帯電量として０．１ｎＣ以上異なる、１又は２に記載の静電防止方法。
４．樹脂組成物が、粘着剤、接着剤、印刷用インキ、又は塗料である、１〜３のいずれかに記載の静電防止方法。
５．部材が、シート、フィルム、又は成形物である、１〜４のいずれかに記載の静電防止方法。
６．帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物の層を表面に有することを特徴とする部材。
７．樹脂組成物の層の厚みが、０．１〜１０，０００μｍである、６に記載の部材。
８．部材が、樹脂製のシート、フィルム、又は成形物である、６又は７に記載の部材。
発明の実施の形態
帯電列とは、２つの物体を摩擦させた際に発生した電荷により、正負の極性の順に列挙したものであり、各種物体の電気特性を把握する手段の１つである。
粘着剤、印刷用インキなどの主剤として使用される主な樹脂の帯電列は下記が知られている。
プラス側
シリコーン樹脂
アクリル樹脂
ウレタン樹脂
ビニル系樹脂
マイナス側
また、主な樹脂についての帯電列は下記が知られている。
プラス側
ポリメチルメタアクリレート樹脂
ポリスチレン樹脂
ポリエステル樹脂
ポリエチレン樹脂
ポリプロピレン樹脂
ポリ塩化ビニル樹脂
ポリテトラフルオロエチレン樹脂
マイナス側
帯電列順位は前記に限られない。帯電列順位は物質同士を摩擦させたときに、プラスに帯電するか、マイナスに帯電するかにより容易に測定することができる。
本発明において、樹脂組成物とは、主な成分として樹脂を含有する組成物であり、例えば粘着剤、接着剤、印刷用インキ、塗料等がある。粘着剤としては、例えば溶剤型、エマルジョン型、ホットメルト型、反応型などの公知のものを使用することができる。印刷用インキとしては、ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等をバインダー樹脂とした一般に市販されているものを用いることができる。
本発明で、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物とは、２種類以上、好ましくは、２又は３種類の樹脂組成物を意味し、帯電列順位の異なる複数の種類の樹脂が一つの組成物中に含まれる場合も含まれる。これらの樹脂組成物を部材の表面に層状に設けるには、例えば、粘着剤の場合には、シートもしくはフィルムからなる部材の表面に、スクリーン法、グラビア法やメッシュ法などにより塗布することにより達成できる。印刷用インキの場合には、スプレー法、バーコート法、ドクターブレード法、ロールコート法、スクリーン法、グラビア法やメッシュ法などにより、印刷用インキをシート、フィルム、成形物に塗工し、乾燥し、有機溶剤を除去し塗膜を得ることができる。樹脂組成物の層の厚みは、特に限定されず、目的に応じた厚みに調整することができるが、通常、好ましくは、０．１〜１０，０００μｍ、特に好ましくは５〜５，０００μｍが選ばれる。
部材上への帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物の設け方法は任意の模様とすることができる。例えば、縞状、ドット状、網目状等が挙げられるが、これに限定されず、ランダムな形状に塗工することができる。例えば、樹脂組成物を部材の表面に全面塗布し、その上に縞状、ドット状、網目状等に異なる帯電列の樹脂組成物を塗布することによっても帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を設けることができる。
帯電列順位の異なる樹脂組成物としては、帯電量が好ましくは０．１ｎＣ以上、特に好ましくは０．５ｎＣ以上異なる樹脂組成物を用いることが好ましい。帯電量は、例えば、ｅｌｅｃｔｒｏ−ｔｅｃｈ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｃ社が販売しているＴｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃＣｈａｒｇｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｏｄｅｌ ７０５の帯電量測定装置を用い，角度２０度に設定した斜面に、測定すべき樹脂組成物を配設してテフロン及び／または水晶製の円柱を斜面上で転がして該円柱の帯電量を測定することにより求められる。なお、樹脂組成物が粘着性等を有するために前記帯電量測定方法を用いることが困難な場合は，図１の装置を用いて被着物から該粘着テープを剥離する際の帯電量（以下「剥離帯電量」と称する）を測定することによっても求められる。
静電防止すべき対象物が明らかな場合、本発明における帯電列順位の異なる樹脂組成物としては、静電防止すべき対象物よりプラス側に帯電するものと、マイナス側に帯電するものとを併用することが好ましい。
粘着テープを被貼着物に貼り合わせ、それを剥がすときに粘着テープの粘着層と被貼着物との間で静電気が発生する。粘着層に異なる樹脂組成の粘着剤を用いると、帯電列が異なるため、発生する静電気が抑制される。例えば被貼着物にアクリル系樹脂を用い、粘着層にシリコーン樹脂とビニル系樹脂を用いると、アクリル系樹脂に対してシリコーン樹脂は帯電列でプラスのため正の静電気が発生するのに対して、ビニル系樹脂では負の静電気が発生する。両者は打ち消し合って静電気の発生を抑制することができる。粘着剤の主剤の上記２種の樹脂の種類が同じであっても、架橋剤、添加剤、助剤等の配合処方の違いにより帯電列順位を変化させた樹脂組成物とすることもできる。
部材としては、例えば、厚みが好ましくは、０．１〜１０，０００μｍを有するシート、フィルム、又は成形物等がある。これらの表面に、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を設けることができる。粘着剤、もしくは印刷用インキの塗工がなされた構成をとることができる。２種以上の樹脂組成物を共押出法により押出し、表面に、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を設けることができる。制電性能を持たせたシートを熱成形することにより成形物としたものでもよい。
本発明においては、静電気を発生しやすい樹脂を用いた部材の表面に、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を設けることが好ましい。部材の樹脂としては何ら限定されるものではないが、部材の表面に設けられる樹脂組成物とは異なる帯電列順位を有するものが好適である。例えば、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、それら樹脂の変性物、又はそれらを混合あるいはアロイ化させたもの等を使用することができる。これらはいずれも市販されているものをそのまま用いることができる。これらの樹脂は、単独で、もしくは２種以上を混合して用いることができ、更に、その他の添加剤を混合しても差し支えない。
シート、フィルムの表面に、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を、例えば、塗装・印刷などの手段を用いて設け、これを成型品表面に貼着したり、転写させると、成型品の表面に、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を設けることができる。成型品としては例えば、半導体搬送用のキャリアテープ、半導体搬送用のトレイ、ＬＣＤモジュールを搬送するコンテナ、ＰＤＰモジュールを搬送するコンテナ、回路基板を搬送するコンテナ、実装基板を搬送するコンテナ、ハードディスクを搬送するコンテナ、ハードディスクのヘッドを搬送するトレイなどがある。
プリンタ内の紙の搬送に使用する部品、プリンタ内で紙と接触する部品、コピー機内の紙の搬送に使用する部品、コピー機内で紙と接触する部品などは静電気を帯びやすい部分であり、それらには、本発明の静電気を抑制する方法を使うことができる。帯電することによりホコリやチリなどを吸着することを防止する目的として用いるもので、テレビの筐体、ＣＲＴの筐体、パソコンの筐体、プリンタの筐体、コピー機の筐体などがある。静電気によりホコリを吸い寄せて黒く汚れるのを防止する目的で用いることができる。帯電することによりホコリやチリなどを吸着することを防止する目的として用いることができる。例えば、クリーンルーム内の壁面や天井に使用する部材に適用すればホコリやチリが付着することを防止することができ、ホコリやチリが何らかの理由により再び空気中に舞い上がりクリーン度が低下するトラブルを防止することができる。例えば、病院内の壁面や天井に使用する部材、食品加工工場内の壁面や天井に使用する部材、食品工場生産ラインのホコリよけに使用する部材などに適用すれば、同様にホコリやチリの付着を防止することができる。
上記した例では、シート、フィルムの表面に、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を、例えば、塗装・印刷などの手段を用いて設け、これを成型品表面に貼着などして設けたり、転写させて設けたものを挙げられる。また、この様な方法の代わりに、直接成型品表面に、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を、例えば、塗装・印刷などの手段を用いて設ける方法をとることもできる。
本発明では、シート、フィルムの表面に帯電列順位の異なる樹脂組成物からなる複数の粘着剤を塗工した実施の態様もある。この方法を適用した例としては、これらの粘着シート、粘着フィルムを剥離する際に発生する剥離帯電を抑制することを目的としたものがある。例えば、ダイシングテープ、バックグラインドテープ、ＬＣＤモジュール内に使用されている光学用部品を保護する目的で使用される各種保護フィルム、などがある。粘着シート、粘着テープを剥離する際に発生する剥離帯電により部品が破壊することを防止する。粘着シート、粘着テープの他の用途例としては、金属板や化粧合板、プラスチック板や各種製品の表面が傷ついたり汚れたりすることを防止する目的で使用される保護シート、保護フィルムや、家屋の外壁や金属などを塗装する際に塗装の必要がない部分が塗装されることを防止する目的で使用される養生シート、養生テープなどがある。これらの粘着シート、粘着テープなどを使用目的を達成し剥離する際に、発生した剥離帯電により作業者の手や周囲の部材にまとわりつくことを防止することができる。
更に、本発明では、シート、フィルムの表面に、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を、例えば、塗装・印刷などの手段を用いて設け、これを成型品表面に貼着などして設けたり、転写させて設けたものや、あるいは、直接成型品表面に、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を、例えば、塗装・印刷などの手段を用いて設けたりして、任意の帯電を起こす実施の態様もある。これを適用した用途例としては、静電吸着がある。例えば、エアーフィルターに適用しフィルターを通過する気体中に存在するホコリやチリを帯電させて吸着させたり、掲示ボードなどに適用しボードに掲示する紙やフィルムなどを擦りつけて帯電させて掲示ボードに貼り付けたりするなどがある。
実施例
（実施例１）
厚さが３８μｍのポリエステル系フィルム（帝人・デュポンフィルム社製、ＰＥＴ−ＳＬ）の片面に、付加反応架橋型のシリコーン系粘着剤（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、ＳＤ４５８０、ＴＡＣフィルムに対する帯電量：＋１．４ｎＣ）１００重量部に対して硬化剤（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、ＮＣ２５）０．９重量部を混合した粘着性溶液をバーコーターによって、５ｍｍ巾の短冊状となるように塗布した。１００℃で２分間乾燥した後の厚みは約１０μｍであった。
次いで、アクリル系粘着剤（綜研化学社製、ＳＫダイン１４７３Ｈ、ＴＡＣフィルムに対する帯電量：−９．６ｎＣ）１００重量部に対して硬化剤（日本ポリウレタン工業社製、コロネートＬ−４５）３．０重量部を混合した粘着性溶液をバーコーターによって、先に塗布した粘着剤と被らないように同じく５ｍｍ巾の短冊状に塗布した。１００℃で１分間乾燥した後の厚みは約１０μｍであった。
（実施例２）
耐衝撃性ポリスチレン樹脂をスクリュー径９０ｍｍの単軸押出機（ノンベント）を用い、１３００ｍｍ巾の単層Ｔ型ダイスより押出した溶融樹脂を３本冷却ロール法により冷却してシート状物を得た。該シート表面にグラビアコーターを用いて、ポリビニリデンフルオライド／アクリル（７／３）共重合樹脂（テフロン円柱に対する帯電量：０．０ｎＣ）とアクリル樹脂（テフロン円柱に対する帯電量：−１．８ｎＣ）とからなる、組成が異なる２種の印刷用インキを５ｍｍの等間隔に縞状となるように塗工した。
（実施例３）
実施例２で得られた表面に塗膜を有するシートを８ｍｍ幅にスリットし、ガイド孔を打ち抜くと共に圧縮成形し、キャリアテープを得た。
（比較例１）
厚さが３８μｍのポリエステル系フィルム（帝人・デュポンフィルム社製、ＰＥＴ−ＳＬ）の片側の全面に、アクリル系粘着剤（綜研化学社製、ＳＫダイン１４７３Ｈ）１００重量部に対して硬化剤（日本ポリウレタン工業社製、コロネートＬ−４５）１．０重量部を混合した粘着性溶液をバーコーターにて塗布した。１００℃で２分間乾燥した。粘着層の厚みは約１０μｍであった。
（比較例２）
カーボンブラック１０重量部、耐衝撃性ポリスチレン樹脂９０重量部の原料を各々計量し、高速混合機により均一混合した後に、スクリュー径４５ｍｍのベント式二軸押出機を用いて混練し、ストランドカット法によりペレット化し導電性樹脂組成物を得た。この導電性樹脂組成物をスクリュー径４０ｍｍの押出機（Ｌ／Ｄ＝２６）により肉厚３００μｍのシートを得た。
（制電性能評価）
上記の実施例及び比較例で得られた、粘着テープ、シート、及び成形物について、以下に記載するようにして制電性能の評価を行った。
実施例１及び比較例１
実施例１及び比較例１において得られた粘着テープの制電性能評価として、図１の装置を用いて、被着物（厚みがいずれも５０μｍの、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＥ（ポリエチレン）フィルム）から該粘着テープを剥離する際の静電気量（以下「剥離帯電量」と称する）を測定した。
図１において被着物１は金属板４上に置かれ、留め具１３によって被着物１が移動しないように止められている。金属板４は被着物以上の面積をもつことが好ましい。被着物１の金属板４に接する側で剥離帯電により発生した電気力線を全て捕捉して測定精度を上げるためである。導線５により金属板４と電荷量の測定装置であるクーロンメーター６の測定プローブ７は結線されている。クーロンメーター６は導線８によりアースに常時接続されている。クーロンメーターとは、検出された電荷を一旦コンデンサーに貯めて、貯まった電荷量を測定するという原理の測定器である。市販のものをそのまま使用することができる。
導線９により、金属板４はスイッチ１０を介してアースに接続されている。さらにアースに接続された被着物１の面積と同等、もしくは、それ以上の面積を保つ金属製の除電板１１が別途用意されている。除電板１１は金属製の板であれば何でもよい。除電板１１は被着物、粘着テープのうち面積の大きいものが全て接触できる面積をもつことが好ましい。
金属板４は絶縁物１４を介して金属製の測定台１５に固定されている。絶縁物１４は電気的に絶縁可能で帯電しにくいものであれば何でもよく、例えばセラミックスやガラスなどを用いることができ、好ましくはセラミックスである。
被着物１上に貼着された粘着テープのような試料１２を剥離すると剥離することにより発生した電荷が被着物１に発生する。このとき被着物１に密接している金属板４には正負が反対の極性の電荷が発生すると同時に被着物１に発生した電荷と同じ極性の電荷が導線５を通ってクーロンメーター６の測定プローブ７に伝達され、そのときの剥離帯電電荷量としてクーロンメーター６に表示される。
金属板４を使用することにより、上述したように剥離帯電により発生する被着物１全体で発生した電荷を捕捉することができるため、被着物１全体で発生する剥離帯電量を測定できる。
電荷は粘着テープ１２を剥離するに従い発生するためこの電荷量を時間軸に対してプロットすることで、剥離帯電量のプロファイルを知ることができる。
測定装置はアースに接続された導電性材料でシールドすることが好ましい（図１には図示されていない）。導電性材料とは導電性の材料であって、例えば金属あるいは測定に影響しない程度の穴を空けた金属を用いることができるがこれに限定されるものではない。測定装置のうち上述したクーロンメーター６、測定プローブ７、スイッチ１０などの樹脂が使用されている製品はシールドの外に置くことが好ましい。
前記の装置を用い、下記の条件により、粘着テープを完全に剥離し終えた際の剥離帯電量測定を行った結果を表１に記す。
被着物１を留め具１３を用いて、被着物と同じ面積（１２５ｍｍ×５０ｍｍ）で絶縁物１４（セラミックス）の上に置かれた金属板４（ＪＩＳＧ４３０５記載のステンレス製の厚さが１．５ｍｍ、表面状態はＪＩＳＲ６２５３記載の２８０番の耐水研磨紙で試験板の幅方向に研磨紙で軽く指標を付け、この指標が完全に消えるまで全長にわたって長さ方向に均一に研磨したもの。）に固定し、１２５ｍｍ×２５ｍｍ（実際に貼着する部分は１００ｍｍ×２５ｍｍ）の粘着テープをＪＩＳＺ−０２３７準拠のローラーで３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で貼着し（被着物にあらかじめ粘着テープを貼ったものを使用することもできる）、除電板１１（ＪＩＳＧ４３０５記載のステンレス製の厚さが１．５ｍｍ、表面状態はＪＩＳＲ６２５３記載の２８０番の耐水研磨紙で試験板の幅方向に研磨紙で軽く指標を付け、この指標が完全に消えるまで全長にわたって長さ方向に均一に研磨したもの。）を粘着テープの上に載せると同時に、スイッチ１０を切り替えて金属板４をアースに接続し、３０秒間放置する。この後、速やかに除電板１１を取り除き、スイッチ１０を切り替えて金属板４とアースとの接続を切る。セラミック製のピンセットで粘着テープを５００ｍｍ／秒の速度で剥離することで、剥離帯電量を測定した。クーロンメーターとして春日電機株式会社のＮＫ−１００１を使用した。

表１に示されるように、２種の粘着剤を交互に塗工した実施例１のサンプルにて剥離帯電量を測定したところ、単独塗工した比較例１のサンプルの測定値より小さな値を示した。上記と同様な結果が被着体を問わず得られており、剥離帯電量の制御が可能であり、制電性能に優れることがわかる。
実施例２〜３、及び比較例２
実施例２〜３及び比較例２に記載のシート、成形物の上にＩＣを載せ、振動機にて振動速度：６００回／分、摩擦時間：３０秒にて摩擦を行った後に、セラミック製のピンセットにより摘み取ったＩＣをファラデーケージ内に投入してＩＣの摩擦表面に発生した電荷量を測定した。帯電電荷量の測定には、Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｔｅｃｈ Ｓｙｓｔｅｍ社のナノクーロンメーター及びファラデーケージを使用した。

表２に示されるように、帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を表面に設けることにより表面に発生する電荷量を低減させ、制電性能に優れる部材を得ることができる。
産業上の利用可能性
帯電列順位の異なる２種以上の樹脂組成物が部材の少なくとも片側の最外表面に露出して存在する構成を意図的に設けることにより、剥離もしくは接触、摩擦により発生する静電気を制御した制電体が得られる。このようにして得られる制電体を用いることにより、被貼着物や内容物、もしくは摩擦体の樹脂種、形態を問わず、あらゆる静電気障害を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、剥離帯電量測定装置の概略図である。各符号の意味は次のとおりである。
１、被着物 ２、測定装置 ３、観測窓
４、金属板 ５、導線 ６、クーロンメーター
７、測定プローブ ８、導線 ９、導線
１０、スイッチ １１、除電板 １２、試料
１３、留め具 １４、絶縁物 １５、金属製の測定台

Claims (8)

1. 帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物を部材の表面に設けることを特徴とする静電防止方法。
2. 帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物が、帯電制御を行う対象物よりプラス側に帯電するものとマイナス側に帯電するものとからなる複数の樹脂組成物からなる請求項１に記載の静電防止方法。
3. 複数の樹脂組成物が、帯電量として０．１ｎＣ以上異なる請求項１又は２に記載の静電防止方法。
4. 樹脂組成物が、粘着剤、接着剤、印刷用インキ、又は塗料である請求項１〜３のいずれかに記載の静電防止方法。
5. 部材が、シート、フィルム、又は成形物である請求項１〜４のいずれかに記載の静電防止方法。
6. 帯電列順位の異なる複数の樹脂組成物の層を表面に有することを特徴とする部材。
7. 樹脂組成物の層の厚みが、０．１〜１０，０００μｍである請求項６に記載の部材。
8. 部材が、樹脂製のシート、フィルム、又は成形物である請求項６又は７に記載の部材。

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