KR100975492B1 - 흡착 고정용 시트 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 흡착 고정용 시트는 피흡착 부재의 흡인 고정에 이용하고, 또한 적어도 다공질 시트를 포함하여 구성되는 흡착 고정용 시트이며, 상기 흡착 고정용 시트는 다공질 시트의 적어도 한쪽의 면에 플라스틱의 입자를 포함하여 구성되는 입자층이 마련된 복층 구조를 갖고, 상기 입자층의 표면 거칠기(Ra)는 0.5 ㎛ 이상이다. 이에 의해, 연속, 장척이고, 표면 평활성이 우수한 흡착 고정용 시트 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

다공질 시트, 입자층, 흡착 고정용 시트, 플라스틱 입자, 적층체

Description

흡착 고정용 시트 및 그 제조 방법{SHEET FOR SUCTION AND FIXATION, AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}

본 발명은 다공질 시트를 포함하여 구성되는 흡착 고정용 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이고, 특히 액정용 유리판, 반도체 웨이퍼 또는 적층 세라믹 콘덴서의 제조 등에 있어서의 흡착 반송, 진공 흡착 고정 등을 위한 흡착 고정용 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 유전 시트를 적층하여 구성되는 세라믹 콘덴서 등의 전자 부품의 경우, 상기 유전 시트를 흡인 고정하여 반송하고, 또한 적층하는 부재의 하나로서 흡착 고정 반송용 시트로서의 플라스틱 다공질 시트가 이용된다.

이러한 다공질 시트로서 통기성, 강성, 쿠션성 등을 고려하여 평균 분자량 50만 이상의 초고분자량 폴리에틸렌(이하「UHMWPE」라 함)으로 이루어지는 다공질 시트를 사용하는 것이 제안되어 있다.

UHMWPE로 이루어지는 다공질 시트는, 일반적으로 금형에 UHMWPE를 충전하고, 소결하는 등 하여 제조된다. 그러나, 이 방법은 뱃치(batch)에서의 생산이고, 연속화, 장척화는 불가능하다.

그로 인해, 우리들은 지금까지 장척의 다공질 시트를 얻는 방법으로서, 금형 에 충전한 UHMWPE 분말을 가열된 수증기를 이용하여 소결하고, 냉각 후 절삭하는 특징적인 방법을 제안하고 있다(예를 들어, 일본 특허 공고 평5-66855호 참조).

이 방법으로 얻어진 다공질 시트는, 장척이기 때문에 다양한 용도로 사용하는 것이 가능하고, 강도가 높고 통기성이 우수하다는 특징을 갖고 있다.

본 방법으로 제조된 다공질 시트는 표면 거칠기가 2.0 ㎛ 정도로 된다. 이것은, 제조 공정 중에 행하는 절삭에 기인하는 것이다. 또한, 예를 들어 평균 입자 직경 30 ㎛ 이하의 미세한 입자를 이용하여 다공질 시트를 제조하는 경우, 핀홀이 발생하거나, 충전시 및 성형 후에 크랙이 형성되는 문제가 있어 성형이 곤란하다.

따라서, 표면 거칠기의 대책으로서, 플라스틱 필름과 적층하고, 가열하여 표면을 평활하게 하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 평09-174694호 공보 및 일본 특허 공개 2001-28390호 공보 참조). 이들의 방법을 이용함으로써 표면 평활성의 향상을 도모하는 것이 가능해졌다. 그러나, 최근 표면 평활성이 더 요구되고 있다.

또한, 소경 입자를 성형하는 방식으로서, 플라스틱 입자를 용매 중에 분산시킨 분산액을 캐리어 시트에 도포하고, 건조하여 도포막을 형성한 후, 입자끼리의 접점을 융착시키고, 캐리어 시트로부터 박리함으로써 다공질 시트를 얻는 방법이 개시되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 2001-172577호 공보 참조).

상기 방법에서는, 소경 입자를 시트화하는 것이 가능하다. 또한, 절삭에 의해 제조한 다공질 시트에 비해 강도가 낮고, 강도가 문제로 되지 않는 경우에 적용 되는 것이다. 그 제법상, 예를 들어 1 ㎜를 넘는 두꺼운 물품을 생산하는 것보다도, 박형의 다공질 시트를 제조하는 경우에 적응하고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 비추어 이루어진 것이고, 그 목적은 표면 평활성 및 강도가 우수한 흡착 고정용 시트와, 그러한 흡착 고정용 시트를 연속 또한 장척이고 두꺼운 물품으로서도 제조 가능한 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본원 발명자 등은, 상기 목적을 달성하기 위해 흡착 고정용 시트 및 그 제조 방법에 대해 예의 검토했다. 그 결과, 하기의 구성을 채용하는 것에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키는 데 도달했다.

즉, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 흡착 고정용 시트는 피흡착 부재의 흡인 고정에 이용하고, 또한 적어도 다공질 시트를 포함하여 구성되는 흡착 고정용 시트이며, 상기 다공질 시트의 적어도 한쪽의 면에, 플라스틱의 입자를 포함하여 구성되는 입자층이 마련되어 있고, 상기 입자층의 표면 거칠기(Ra)는 0.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 따르면, 적어도 다공질 시트 상에 입자층이 형성된 구성이므로 강도가 우수하다. 또한, 입자층의 표면 거칠기(Ra)가 0.5 ㎛ 이하이므로, 표면 평활성이 우수하다. 또한, 입자층은 플라스틱 입자를 포함하여 구성되는 층이므로, 피흡착 부재와의 접촉 상태를 면접촉이 아닌 다점 접촉으로 한다. 이에 의해, 피흡착 부재와 흡착면과의 유효 접촉 면적을 저감하고, 피흡착 부재와 흡착 고정용 시트와의 박리성을 향상시킨다. 그 결과, 피흡착 부재가 매우 두께가 얇은 것이라도 박리시에 찢어짐이나 손상 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 다공질 시트는 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 소결체로 구성되는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 따르면, 마찰 계수가 낮고 내마모성 및 내충격성이 우수한 다공질 시트로 할 수 있다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 흡착 고정용 시트의 제조 방법은 피흡착 부재의 흡인 고정에 이용하고, 또한 적어도 다공질 시트를 포함하여 구성되는 흡착 고정용 시트의 제조 방법이며, 플라스틱 입자를 용매에 분산시킨 분산액을 제작하는 공정과, 상기 분산액을 필름 상에 도포하여 도포층을 형성하는 공정과, 상기 도포층 상에 다공질 시트를 적재하는 공정과, 상기 도포층을 소성하는 공정과, 상기 도포층에 포함되는 상기 용매를 제거하여 상기 플라스틱 입자로 이루어지는 입자층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 방법에 따르면, 다공질 시트 상에 플라스틱 입자를 포함하여 구성된 입자층을 형성하므로, 박리성이 우수한 흡착 고정용 시트를 제조할 수 있다. 또한, 상기 방법에 있어서는, 다공질 시트 상에 입자층을 형성한 적층 구조물을 제조하므로, 예를 들어 소경 입자를 시트화한 것과 비교하여 강도가 큰 흡착 고정용 시트를 얻을 수 있다.

상기 플라스틱 입자로서, 평균 입자 직경이 100 ㎛ 이하의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 방법이면, 평균 입자 직경이 100 ㎛ 이하의 플라스틱 입자를 포함하여 구성되는 입자층이 형성되므로 표면 평활성이 우수한 흡착 고정용 시트를 제조할 수 있다. 그 결과, 피흡착 부재가 매우 두께가 얇은 것이라도, 박리시에 찢어짐이나 손상 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 다공질 시트는 초고분자량 폴리에틸렌 분말을 금형에 충전하고, 소정 조건으로 소결하여 블럭형 다공질체를 제작하는 공정과, 상기 블럭형 다공질체를 소정 두께의 시트형으로 절삭하여 다공질 시트를 제작하는 공정을 적어도 행하는 것에 의해 제작된다.

상기한 방법에 따르면, 초고분자량 폴리에틸렌을 다공질 시트의 재료에 사용하므로, 마찰 계수가 낮고 내마모성 및 내충격성이 우수한 다공질 시트가 얻어진다. 또한 초고분자량 폴리에틸렌은 저렴하므로 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한, 초고분자량 폴리에틸렌으로 이루어지는 블럭형 다공질체를 절삭하여 다공질 시트를 제작하므로, 연속적이고 또한 장척의 흡착 고정용 시트를 제조할 수 있다. 또한, 절삭시의 두께를 임의로 변경할 수 있으므로, 예를 들어 1 ㎜를 넘는 두꺼운 물품의 흡착 고정용 시트의 제조도 가능하다.

본 발명은 상기에 설명한 수단에 의해, 이하에 서술하는 바와 같은 효과를 발휘한다.

즉, 본 발명에 관한 흡착 고정용 시트는 입자층의 표면 거칠기(Ra)가 0.5 ㎛ 이하로 표면 평활성이 우수하므로, 예를 들어 피흡착 부재가 유연성이 있는 것이라도, 상기 피흡착 부재의 흡인면에 입자층의 표면 상태가 전사되는 것을 억제한다. 그 결과, 제품의 수율을 향상시키는 것도 가능해진다. 또한, 플라스틱 입자를 포함하여 구성되는 입자층을 구비하므로 박리성도 우수하고, 피흡착 부재가 매우 두께가 얇은 것이라도, 박리시에 찢어짐이나 손상 등을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 흡착 고정용 시트의 제조 방법은, 다공질 시트 상에 플라스틱 입자를 포함하여 구성되는 입자층을 형성하므로, 종래의 흡착 고정용 시트보다도 강도, 표면 평활성 및 박리성이 우수한 흡착 고정용 시트가 얻어진다. 또한, 초고분자량 폴리에틸렌을 다공질 시트의 재료에 이용한 경우에는, 초고분자량 폴리에틸렌으로 이루어지는 블럭형 다공질체를 절삭하여 다공질 시트를 제작하므로, 연속적이고 또한 장척의 흡착 고정용 시트를 제조할 수 있다. 또한, 절삭시의 두께를 임의로 변경할 수 있으므로 두꺼운 물품의 흡착 고정용 시트의 제조도 가능하다.

도1은 본 발명의 실시의 일 형태에 관한 흡착 고정용 시트의 개략을 도시하는 단면 모식도이다.

본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 단, 설명에 불필요한 부분은 생략하고, 또한 설명을 용이하게 하기 위해 확대 또는 축소 등 하여 도시한 부분이 있다.

우선, 본 실시 형태에 관한 흡착 고정용 시트에 대해, 도1을 기초로 하여 설명한다. 도1에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 관한 흡착 고정용 시트는 피흡착 부재의 흡인 고정에 이용하는 것이며, 다공질 시트(12) 상에 입자층(13)이 설치된 흡착 고정용 시트(11)를 적어도 포함하여 구성된다.

상기 다공질 시트(12)는, 예를 들어 플라스틱의 다공질체로 이루어지는 시트이다.

상기 플라스틱으로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 종래 공지의 다양한 것을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌(이하,「UHMWPE」라 함), 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리아크릴, 불소 수지(폴리테트라플루오로에틸렌 등), 부타디엔 고무, 스틸렌 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무 등의 고분자 재료로 이루어지는 것을 들 수 있다.

이들의 플라스틱 중, 본 발명에 있어서는 UHMWPE가 적절하다. UHMWPE로 이루어지는 다공질 시트(12)이면 마찰 계수가 낮고 내마모성 및 내충격성이 우수하고, 저비용이기 때문이다. 여기서, UHMWPE의 분자량은 50만 이상의 것이 적합하고, 100만 이상의 것이 내마모성의 관점으로부터 특히 적절하다. UHMWPE의 구체예로서는, 예를 들어 시판되고 있는 하이젝스 밀리언(Hi-Zex Million)(상품명, 미쯔이 화학사제), 호스탈렌 GUR(상품명, 티코너사제) 등을 들 수 있다. 또한, 상기한 분자량은 ASTMD4020(점도법)에 의한 측정치를 말한다.

다공질 시트(12)의 두께는, 상기 다공질 시트(12)가 UHMWPE로 이루어지는 경우, 용도 등에 따라서 적절하게 설정할 수 있지만, 0.1 ㎜ 내지 3.0 ㎜의 범위 내인 것이 바람직하다. 두께가 0.1 ㎜보다 얇으면 흡착 고정용 시트(11)의 기계적 강도가 저하하고, 사용시에 찢어지는 경우가 있고, 또한 흡착 고정용 시트(11)를 적층 지그 등에 설치할 때의 작업성도 저하할 우려가 있다. 한편, 두께가 3.0 ㎜보다 두꺼우면 다공질 시트(12)의 통기성이 저하한다.

또한, 다공질 시트(12)의 기공률은, 상기 다공질 시트(12)가 UHMWPE로 이루어지는 경우, 용도 등에 따라서 설정할 수 있지만 10 내지 70 ％의 범위 내인 것이 바람직하다. 기공률이 10 ％ 미만이면 통기성의 저하나 마찰 계수가 상승하는 경향을 볼 수 있다. 한편, 70 ％를 넘으면, 다공질 시트(12)의 기계적 강도가 저하한다. 또한, 기공률은 하기식 (1)로부터 산출된다.

[수식 1]

기공률(％) ＝ {1 - (외관 밀도/UHMWPE의 실제 비중)} × 100

본 발명에 관한 흡착 고정용 시트(11)는 대전 방지를 위해 계면활성제나 도전성 폴리머 등의 대전 방지제를 함침시켜도 좋다. 그 외에, 카본블랙이나 도전성 폴리머를 성형시에 혼합해 두어 대전 방지성을 부여해도 좋다. 또한, 절삭 후의 시트형으로 대전 방지제를 함침시켜도 좋다. 이에 의해, 예를 들어 반도체 웨이퍼의 다이싱 공정에 있어서 다공질 시트(12)의 대전에 의한 스파크를 회피할 수 있고, 스파크에 기인하는 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 먼지나 쓰레기가 반도체 웨이퍼 등의 피가공물에 부착하는 것도 방지할 수 있다.

입자층(13)은 플라스틱 입자를 포함하여 구성되는 층이다. 인접하는 플라스틱 입자끼리는, 접촉하고 있는 부분에서 융착(소결)하고 있는 부위가 있다. 상기 입자층(13)은 반도체 웨이퍼 등을 흡인 고정하기 위한 흡착면측으로 된다.

입자층(13)의 표면 거칠기(Ra)는 0.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.4의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 표면 거칠기가 0.5 ㎛를 넘으면, 표면이 거칠어져 피흡착 부재가 매우 얇은 경우 등 피흡착 부재에 데미지를 부여할 우려가 있다. 또한, 0.1 ㎛ 미만에서는 표면이 평활하게 되어 피흡착 부재를 박리할 때의 박리성이 저하할 우려가 있다. 표면 거칠기(Ra)가 0.5 ㎛ 이하이면, 적층 세라믹 콘덴서용 그린 시트와 같이 두께가 매우 얇고 강성이 작은 피흡착 부재라도, 입자층(13)의 구멍 내에 피흡착 부재가 잠입하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 박층의 피흡착 부재에 요철이나 손상 등의 결함이 생기는 것을 방지하고, 작업성도 향상한다.

또한, 입자층(13)은 플라스틱 입자를 포함하여 구성되는 층이므로, 피흡착 부재를 흡인 고정할 때에는 피흡착 부재에 대해 면접촉이 아닌 다점 접촉으로 한다. 이에 의해, 박리성이 우수하여, 피흡착 부재가 매우 두께가 얇은 것이라도 박리시에 찢어짐이나 손상 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 덧붙여, 피흡착 부재의 흡인ㆍ이탈에 필요로 하는 시간, 즉 제조 공정의 택트 시간을 저감할 수 있다.

상기 플라스틱 입자의 구성 재료는 용도 등에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 후술하는 제조 방법을 채용하는 경우에는 열가소성인 것이 바람직하다. 또한, 표면 거칠기나 강도의 관점으로부터는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등이 바람직하다. 또한, 예시한 화합물 중 초고분자량 폴리에틸렌이 특히 바람직하다.

플라스틱 입자의 평균 입자 직경은 용도 등에 따라서 적절하게 설정할 수 있 다. 단, 표면 거칠기를 저하시키기 위해서는 100 ㎛ 이하가 바람직하고, 30 ㎛ 이하가 더 바람직하다. 이에 의해, 흡착 고정용 시트(11) 자체의 표면 평활성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어 피흡착 부재가 유연성이 큰 것이라도, 상기 피흡착 부재를 흡인 고정했을 때에, 피흡착 부재에 입자층(13)의 표면 상태가 형상 전사되는 것을 방지할 수 있다. 단, 평균 입자 직경이 1 ㎛ 이하이면, 입자층(13)의 형성시에 무공화(無孔化)하는 일이 있다. 또한, 이 무공화를 방지하기 위해, 입자층(13)의 형성시 가열 온도의 제어도 필요하게 되어 공정이 번잡화한다. 또한, 플라스틱 입자의 평균 입자 직경은 균일한 것이 바람직하다. 입자층(13)의 두께 및 구멍 직경을 균일하게 할 수 있기 때문이다. 평균 입자 직경은 코울터 카운터(Coulter Counter) 방식에 의해 측정한 값이다.

또한, 플라스틱 입자의 입자 형상은 용도 등에 따라서 적절하게 설정할 수 있다. 예를 들어 구형 또는 대략 구형이면, 입자층(13)은 플라스틱 입자가 면내에 배열한 구조로 되기 때문에, 피흡착 부재에 대해 면접촉이 아닌 다점 접촉으로 된다. 그 결과, 접촉 면적을 저감할 수 있고, 마찰 계수가 매우 작은 흡착 고정용 시트가 얻어진다. 상기 입자 형상은 구형 또는 대략 구형 외에 감자형, 포도형 등도 채용할 수 있다. 또한, 플라스틱 입자의 입자 형상은 균일한 것이 바람직하다. 입자층(13)의 두께 및 구멍 직경을 균일하게 할 수 있기 때문이다.

입자층(13)의 두께는 용도 등에 따라서 적절하게 설정할 수 있지만, 10 ㎜ 내지 500 ㎜의 범위 내인 것이 바람직하고, 20 ㎜내지 200 ㎜의 범위 내인 것이 바람직하다.

본 실시 형태에 관한 흡착 고정용 시트(11)는, 피흡착 부재를 흡인 고정하여 반송한 후에 박리하는 경우, 가능한 한 박리성이 우수한 쪽이 바람직하다. 이 박리성을, 일반적인 점착 테이프[No.31, 니토 전공(가부시끼가이샤)제]에 있어서의 접착력에 의해 평가한 경우, 접착력이 작을수록 박리성이 우수하기 때문에 접착력이 작은 쪽이 좋다. 구체적으로는, 접착력이 2.0 N/19 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 1.5 N/19 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 접착력이 2.0 N/19 ㎜보다 크면, 유전 시트를 박리했을 때 입자층(13)의 표면에 피흡착 부재가 그대로 남고, 박리의 문제점이 생길 우려가 있다. 또한, 이 접착력은 표면 거칠기가 클수록 작아지는 경향이 있다. 이로 인해, 접착력이 지나치게 작으면 표면 거칠기가 지나치게 커서 피흡착 부재의 흡인 고정시에 손상 등이 발생한다. 따라서, 이러한 관점으로부터는 접착력이 0.3 N/19 ㎜ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 본 실시 형태에 관한 흡착 고정용 시트(11)는, 피흡착 부재를 흡인하기 위한 택트 시간의 문제로부터 통기성이 우수한 쪽이 바람직하다. 구체적으로는, 프래질 시험기에 의한 통기성이 0.3 ㎤/㎠ㆍsec 이상이 바람직하고, 또한 1.0 ㎤/㎠ㆍsec 이상이 바람직하다. 통기성이 저하하는 경우, 전술한 바와 같이 피흡착 부재의 흡착 고정에 필요로 하는 택트 시간이 길어져 생산성이 저하할 우려가 있다.

또한, 본 발명에 관한 흡착 고정용 시트는 흡착 고정용 시트(11) 단일체라도 좋고, 또한 구멍 직경이나 강도, 통기도 등이 같지 않은 다른 다공질 시트를 복수적층하는 적층체라도 좋다. 이 경우, 다른 다공질 시트는 흡착 고정용 시트(11)의 흡착면[즉, 입자층(13)]과는 반대측의 면에 적층된다. 다른 다공질 시트를 흡착 고정용 시트(11)에 적층한 경우에는, 양호한 표면 평활성과 함께 흡인 고정 반송용으로서 충분한 강도를 부여할 수 있다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 흡착 고정용 시트의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명에 관한 흡착 고정용 시트의 제조 방법은 다공질 시트를 제작하는 공정과, 플라스틱 입자를 용매에 분산시킨 분산액을 제작하는 공정과, 상기 분산액을 필름 상에 도포하여 도포층을 형성하는 공정과, 상기 도포층 상에 상기 다공질 시트를 적재하는 공정과, 상기 도포층을 소성하는 공정과, 상기 도포층에 포함되는 상기 용매를 제거하는 공정을 포함한다. 이하에서는, UHMWPE를 이용한 경우를 예로 들어 설명한다.

상기 UHMWPE로 이루어지는 다공질 시트(12)의 제작은, 종래 공지의 다양한 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 추출법이나 소결법(일본 특허 공고 평5-66855호) 등을 들 수 있다.

예를 들어, 상기 소결법은 다음과 같이 하여 행해진다. 즉, 우선 UHMWPE 분말(입자 직경은 보통 30 내지 200 ㎛)을 금형에 충전하고, 계속해서, 이것을 UHMWPE의 융점 이상으로 가열된 수증기 분위기 중에서 소결하여 블럭형 다공질체로 한다. 이와 같이 UHMWPE 분말을 금형에 충전하고, 이것을 가열된 수증기 분위기 중에서 소결하므로, 금형으로서는 적어도 하나의 개구부(가열 수증기 도입용)를 갖는 것을 이용한다. 소결에 필요로 하는 시간은 분말의 충전량이나 수증기의 온도 등에 의해 바뀌지만, 통상 약 1 내지 12 시간이다.

이때에 이용하는 수증기는 UHMWPE의 융점 이상으로 승온시키기 위해 가압 상태로 되므로, 금형에 충전된 UHMWPE 분말 사이에 용이하게 진입할 수 있다. 또한, UHMWPE 분말 사이로의 가열 수증기의 진입을 보다 용이하게 하기 위해 상기 분말을 금형에 충전하고, 이 금형을 내압 용기에 넣어 감압 상태로 하는 탈기 조작을 실시하고, 그 후 가열된 수증기 분위기 중에서 소결하도록 해도 좋다. 이때의 감압 정도는 특별히 한정되지 않지만, 약 0.13 내지 13 ㎪가 바람직하다.

따라서, 금형에 충전된 UHMWPE 분말의 소결은, 상기 내압 용기에 수증기 도입관 및 그 개폐 밸브를 설치해 두고, 상기 분말 사이의 공기를 탈기한 후, 감압을 정지 혹은 감압을 계속하면서 수증기 밸브를 개방하여 가열 수증기를 도입하는 방법에 의해 행할 수 있다.

이 소결시에 있어서, UHMWPE 분말은 융점 이상의 온도로 가열되지만 그 용융 점도가 높으므로 너무 유동하지 않고, 그 분말 형상을 일부 내지 대부분 유지하고, 인접하는 분말 상호가 그 접촉 부위에 있어서 열융착하여 블럭형 다공질체(분말 상호의 비접촉부가 상기 다공질 성형체의 구멍이 됨)가 형성된다. 또한, 소결시에 소망에 따라 가압할 수도 있지만, 그 압력은 통상 약 1 ㎫ 이하로 하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 하여 소결을 행한 후 냉각한다. 냉각시에 있어서는, 블럭형 다공질체로의 균열의 발생을 방지하기 위해 급냉을 피하는 것이 바람직하다. 냉각의 방법으로서는, 예를 들어 실온에 방치하는 등의 방법을 채용할 수 있다. 또한, 냉각은 블럭형 다공질체를 금형에 넣은 상태로 행해도 좋고, 혹은 금형으로부터 취출하여 행해도 좋다. 블럭형 다공질체의 냉각 후, 상기 블럭형 다공질체를 선반 등을 이용하여 소정 두께로 절삭한다. 이에 의해, 다공질 시트(12)를 얻을 수 있다.

상기 방법에 의해 얻어지는 다공질 시트(12)의 구멍의 구멍 직경 및 기공률은, 이용하는 UHMWPE 분말의 입자 직경이나 소결시에 있어서의 가압의 유무에 의해 결정된다. 다른 조건이 동일하면, 이용한 분말의 입자 직경이 클수록 구멍의 구멍 직경이 크고, 기공률이 높은 다공질 시트(12)가 얻어진다. 또한, 소결시에 가압하지 않는 경우에는 가압한 경우에 비해 구멍의 구멍 직경이 크고, 기공률이 높은 다공질 시트(12)가 얻어진다. 또한, 소결시에 가압한 경우는 그 압력이 높을수록 구멍의 구멍 직경이 작아지고, 기공률의 낮은 다공질 시트(12)가 얻어진다.

이러한 방법에 의해 얻어지는 UHMWPE의 다공질 시트(12)는, 상기한 바와 같이 인접하는 UHMWPE 분말이 그 형상의 일부 내지 대부분을 유지하는 동시에 분말 상호가 그 접촉 부위에 있어서 열융착하여 시트 형상을 이루고, 또한 분말 상호의 비접촉 부위를 구멍으로 하는 미크로 구조를 갖고 있다. 이 다공질 시트의 미크로 구조는, 예를 들어 다공질 시트(12)를 두께 방향을 따라 절단하고, 그 절단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰(배율은 적절하게 설정하지만, 통상 약 100 내지 1000배임)할 수 있다.

다음에, 입자층(13)의 형성 방법에 대해 설명한다. 우선, 목적에 따른 플라스틱 입자를 임의의 용매에 분산시킨다. 용매로서는 특별히 한정되는 것은 아니 고, 종래 공지의 것을 채용할 수 있다. 단, 비점이 후술하는 플라스틱 입자 소결시의 온도 이상의 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 관점으로부터는, 구체적으로는, 예를 들어 글리세린, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등을 예시할 수 있다.

플라스틱 입자와 용매와의 혼합 비율은 특별히 한정은 되지 않지만, 플라스틱 입자 1에 대해 용매가 약 0.5 내지 10(체적비)의 범위 내인 것이 바람직하고, 1 내지 3의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

또한 분산액에는 계면활성제 등의 분산 조제나 소포제 등을 첨가할 수 있다. 이에 의해, 플라스틱 입자의 분산성을 향상시키거나, 분산액을 후술하는 필름 상에 도포할 때에 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

다음에, 분산액을 필름 상에 도포한다. 도포는 점조물을 도포하는 경우에 이용되는 일반적인 방법에 의해 행할 수 있다. 도포층의 두께는 사용 목적이나 분산액에 포함되는 플라스틱 입자의 크기에 의해 적절하게 설정하면 좋다. 단, 도포층의 소결 후의 두께가 약 10 내지 500 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 약 20 내지 200 ㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 두께가 10 ㎛보다 작으면, 플라스틱 입자를 면내에 배열시키는 것이 곤란한 경우가 있다. 한편, 500 ㎛보다도 크면 통기성이 저하하는 경우가 있다.

상기 필름으로서는 내열성, 표면 평활성이 우수한 것이 바람직하다. 내열성의 관점으로부터 필름을 선택하는 경우, 필름은 플라스틱 입자의 재료에 따라서 적절하게 채용하면 좋다. 예를 들어, 플라스틱 입자의 재료가 UHMWPE나 폴리프로필 렌 입자인 경우, 상기 필름으로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리이미드 등이 바람직하다. 이들의 재료로 이루어지는 필름은 내열성을 충분히 갖고 있고, 또한 그것들의 표면은 일반적으로 평활하기 때문이다. 또한, 표면 평활성의 관점으로부터 필름을 선택하면, 플라스틱 입자 중 지지체와의 접촉 부위를 평탄화할 때 상기 평탄면의 평활성이 양호해진다. 그 결과, 피흡착 부재를 흡인 고정할 때에 상기 피흡착 부재와의 밀착성이 향상한다.

상기 필름의 표면에는 분산액과의 친화성을 높이기 위해 친수화 처리를 실시해도 좋다. 친수화 처리의 방법으로서는 코로나 처리, 플라즈마 처리, 친수성 모노머의 그래프트 처리 등을 예시할 수 있다.

다음에, 필름 상에 형성한 도포층 상에 다공질 시트(12)를 적층한다. 적층의 방법으로서는, 간단히 도포층 상에 다공질 시트(12)를 배치하는 것만으로 좋다. 또한, 필요에 따라서 쌍이 되는 롤 사이를 통과시켜 닙(nip)해도 좋다. 닙을 하면, 형성하는 입자층(13)의 표층 부분(피흡착 부재와의 접촉 부위)의 플라스틱 입자를 평탄화할 수 있다. 그 결과, 피흡착 부재를 흡인 고정할 때에 상기 피흡착 부재와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

다공질 시트(12)는 그대로 사용해도 좋고, 분산액에 사용하는 용매를 함침시켜도 좋다. 또한, 다공질 시트(12)의 배면측(도포층과 접하는 측과는 반대측의 면)에, 또한 상기 필름을 형성해도 좋다. 다공질 시트(12)에 용매를 함침시키거나, 혹은 다공질 시트(12)의 배면측에 필름을 설치함으로써 성형시의 용매의 증발을 억제할 수 있다.

다음에, 도포층 상에 다공질 시트(12)를 적재한 구성인 상태에서 소정의 온도로 가열한다. 이에 의해, 플라스틱 입자끼리의 접점을 융착(소결)시킨다. 상기 가열 온도로서는, 예를 들어 다공질 시트(12)의 재료에 UHMWPE를 이용하는 경우 130 내지 200 ℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 140 내지 180 ℃의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 폴리프로필렌을 이용하는 경우 150 내지 220 ℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 170 내지 200 ℃의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

소결 후 냉각한다. 또한, 필름을 박리한 후 도포층에 포함되는 용매를 고온하에서 증발시킨다. 혹은, 다른 용매에서 추출, 건조함으로써 목적으로 하는 흡착 고정용 시트(11)를 제조할 수 있다. 용매의 추출은, 상기 도포층에 포함되는 용매의 종류에 따라서 적절하게 선택하면 좋다. 또한, 용매 추출시에는, 예를 들어 초음파 등을 거는 것에 의해 진동을 부여하거나, 혹은 가습하거나 함으로써 효율적으로 용매의 추출을 할 수 있다.

(실시예)

이하에, 본 발명의 적합한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 본 실시예에 기재되어 있는 재료나 배합량 등은 특별히 한정적인 기재가 없는 한은, 본 발명의 범위를 그것들만으로 한정하는 취지의 것이 아닌 단순한 설명예에 지나지 않는다.

(제1 실시예)

UHMWPE 분말(분자량 900만, 융점 135 ℃, 평균 입자 직경 110 ㎛)을 내경 500 ㎜, 높이 1000 ㎜의 금형에 충전하고, 이것을 금속제 내압 용기에 넣어 용기 내를 4 × 10³ ㎩까지 감압했다.

이 후, 가열된 수증기를 도입하고, 160 ℃× 6기압에서 5시간 가열한 후, 서냉하여 원기둥형의 소결 다공질체(블럭형 다공질체)를 제작했다. 이 소결 다공질체를, 선반을 이용하여 1.0 ㎜의 두께로 절삭하여 시트형으로 하고, UHMWPE로 이루어지는 다공질 시트를 얻었다.

다음에, 입자 직경이 다른 UHMWPE 분말(평균 분자량 200만, 융점 135 ℃, 평균 입자 직경 30 ㎛, 입자 형상 : 구형)을 글리세린 및 계면활성제와 혼합하고, 분산액을 조제했다. 분산액의 고형분은 40 체적％로 했다. 계속해서 이 분산액을, 표면에 코로나 처리를 실시한 폴리이미드 필름(캡톤 100 H) 상에 어플리케이터를 이용하여 도포했다. 도포층의 두께(용매를 포함함)는 100 ㎛로 했다.

도포층의 형성 직후에, 상기 도포층 상에 상기 다공질 시트를 적재했다. 또한, 다공질 시트의 배면측에는 폴리이미드 필름을 설치했다. 이 적층물을 150 ℃로 세트된 건조기에 투입하고, 30분간 정치했다. 그 후, 적층물을 취출하여 실온까지 자연 냉각했다. 또한, 표리의 폴리이미드 필름을 각각 박리하고, 에틸알코올에 침지하여 분산 용매를 추출했다. 이때 분산 용매를 효율적으로 추출하기 위해 초음파에 의한 진동을 부여했다. 그 후, 실온에서 에틸알코올을 휘발시켜, 제1 실시예에 관한 흡착 고정용 시트를 얻었다.

(제2 실시예)

상기 제1 실시예와 마찬가지로 하여 행하는 것에 의해 다공질 시트를 제작했 다.

다음에, 폴리프로필렌 수지를 분쇄기에 의해 분쇄한 후, 체를 이용하여 분급(280 메쉬패스)했다. 이에 의해, 폴리프로필렌 분말(융점 170 ℃, 평균 입자 직경 50 ㎛, 부정 형상)을 얻었다.

계속해서, 폴리프로필렌 분말을 글리세린 및 계면활성제와 혼합하고 분산액을 조제했다. 분산액의 고형분은 40 체적％로 했다.

이 분산액을 표면에 코로나 처리한 폴리이미드 필름(캡톤 100 H) 상에 어플리케이터를 이용하여 도포했다. 도포층의 두께(용매를 포함함)는 100 ㎛로 했다.

도포층의 형성 직후에, 상기 도포층 상에 상기 다공질 시트를 적재했다. 또한, 다공질 시트의 배면측에는 폴리이미드 필름을 설치했다. 이 적층물을 170 ℃로 세트된 건조기에 투입하고, 30분간 정치했다. 그 후, 적층물을 취출하여 실온까지 자연 냉각했다. 또한, 표리의 폴리이미드 필름을 각각 박리하고, 에틸알코올에 침지하여 분산 용매를 추출했다. 이때 분산 용매를 효율적으로 추출하기 위해 초음파에 의한 진동을 부여했다. 그 후, 실온에서 에틸알코올을 휘발시켜, 제2 실시예에 관한 흡착 고정용 시트를 얻었다.

(제1 비교예)

UHMWPE 분말(분자량 200만, 융점 135 ℃, 평균 입자 직경 30 ㎛, 구형)과 계면활성제와 이온 교환수를 혼합하고, 분산액을 조제했다. 분산액의 고형분은 40 체적 ％로 했다. 이 분산액을 표면에 코로나 처리한 폴리이미드 필름(캡톤 100 H) 상에 어플리케이터를 이용하여 도포했다. 도포층의 두께(용매를 포함함)는 100 ㎛ 로 했다.

다음에, 그 상태에서 150 ℃로 세트된 건조기에 투입하고, 30분간 정치했다. 그 후, 폴리이미드 필름을 취출하여 실온까지 자연 냉각했다. 또한, 에틸알코올에 침지하여 분산 용매를 추출했다. 그 후, 실온에서 에틸알코올을 휘발시켜, 제1 비교예에 관한 흡착 고정용 시트를 얻었다.

(제2 비교예)

제1 실시예에서 이용한 UHMWPE 다공질 시트의 상면에 두께 0.25 ㎜의 PET막(도레이제 루미러 S10)을 적층하고, 프레스 장치로 프레스했다. 프레스의 조건으로서는 온도 140 ℃, 압력 5 × 10³ ㎩로 하고 3시간 가열했다. 그 후, 프레스한 상태에서 냉각하여, 표면을 평활화한 제2 비교예에 관한 흡착 고정용 시트를 제작했다.

(각종 측정 및 평가)

이상과 같이 하여 제작한 각 흡착 고정용 시트에 대해, 표면 거칠기 및 인장 강도를 각각 측정했다. 그것들의 결과를 하기 표 1에 나타낸다. 또한, 측정 방법 및 측정 조건은 이하와 같다.

[표면 거칠기]

흡착 고정용 시트의 표면 거칠기는 촉침식 표면 조도계[(가부시끼가이샤) 도쿄 정밀, 서프컴 550A]를 이용하여 측정했다. 측정 조건은 선단부 직경(R) 250 ㎛, 속도 0.3 ㎜/sec, 측정 길이 4 ㎜로 했다.

[인장 강도]

인장 강도는 인장 시험기[(가부시끼가이샤) 시마쯔 제작소제, 오토그래프 AG-I)를 이용하여 측정했다. 측정 조건은 시료 폭 10 ㎜, 인장 속도 200 ㎜/min로 했다.

[두께]

각 흡착 고정용 시트의 두께는 1/1000 마이크로미터를 이용하여 측정했다.

[통기성]

각 흡착 고정용 시트의 통기성은 프래질 시험기를 이용하여 측정했다. 또한, 통기성은 각 흡착 고정용 시트 전체의 두께 방향에 대한 값이다.

[접착력]

접착력은 인장 시험기[(가부시끼가이샤) 시마쯔 제작소제, 오토그래프 AG-1]를 이용하여 측정했다. 측정 조건으로서는 점착 테이프(No.31B, 니토 전공제, 19 ㎜ 폭)를 이용하여 20 N 롤러 1 왕복으로 부착하고, 실온 방치를 5분간, 박리 방향을 180°, 박리 속도를 300 ㎜/분으로 했다.

[표 1]

	표면 거칠기(Ra) (㎛)	인장 강도 (㎫)	두께 (㎜)	통기성 (㎤/ ㎠ㆍsec)	접착력 (N/19 ㎜)
제1 실시예	0.3	9	1.02	1.8	1.2
제2 실시예	0.4	10	1.03	2.0	0.9
제1 비교예	0.2	0.2	0.05	4.0	1.1
제2 비교예	1.2	8	0.98	2.1	0.2

표 1로부터 명백한 바와 같이, 제1 실시예 및 제2 실시예에 관한 흡착 고정 용 시트는 UHMWPE로 이루어지는 다공질 시트를 베이스층으로 하여, 상기 다공질 시트 상에 입자층을 형성한 구성이므로, 인장 강도는 양호한 값을 나타냈다. 또한, 표면 거칠기(Ra)에 관해서도 낮은 값을 나타내고, 표면 평활성이 우수한 것이 확인되었다. 한편, 제1 비교예에 관한 흡착 고정용 시트의 경우, 표면은 평활했지만 인장 강도는 낮았다. 또한, 제1 비교예에 관한 제조 방법이면, 흡착 고정용 시트의 박층화는 곤란했다. 제2 비교예에 관한 흡착 고정용 시트의 경우, 인장 강도는 양호했지만 표면 거칠기(Ra)는 커서 표면 평활성이 떨어지는 것이 확인되었다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 피흡착 부재의 흡인 고정에 이용하고, 또한 적어도 다공질 시트를 포함하여 구성되는 흡착 고정용 시트이며,

   상기 다공질 시트의 적어도 한쪽의 면에, 플라스틱의 입자를 포함하여 구성되는 입자층이 마련되어 있고,

   상기 입자층의 표면 거칠기(Ra)는 0.5 ㎛ 이하이고,

   상기 다공질 시트는 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 소결체로 구성되는 것을 특징으로 하는 흡착 고정용 시트.
3. 삭제
4. 피흡착 부재의 흡인 고정에 이용하고, 또한 적어도 다공질 시트를 포함하여 구성되는 흡착 고정용 시트의 제조 방법이며,

   플라스틱 입자를 용매에 분산시킨 분산액을 제작하는 공정과,

   상기 분산액을 필름 상에 도포하여 도포층을 형성하는 공정과,

   상기 도포층 상에 다공질 시트를 적재하는 공정과,

   상기 도포층을 소성하는 공정과,

   상기 도포층에 포함되는 상기 용매를 제거하여, 상기 플라스틱 입자로 이루어지는 입자층을 형성하는 공정을 포함하고,

   상기 플라스틱 입자로서, 평균 입자 직경이 100 ㎛ 이하의 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 흡착 고정용 시트의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 다공질 시트는,

   초고분자량 폴리에틸렌 분말을 금형에 충전하고, 소결하여 블럭형 다공질체를 제작하는 공정과,

   상기 블럭형 다공질체를 시트형으로 절삭하여, 다공질 시트를 제작하는 공정을 적어도 행하는 것에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 흡착 고정용 시트의 제조 방법.

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