KR101292477B1

KR101292477B1 - 다공질 시트의 제조 방법 및 그의 제조 방법에 의해얻어지는 다공질 시트

Info

Publication number: KR101292477B1
Application number: KR1020070018906A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 이이다; 사또시 사꾸마; 유지 우치다; 주니치 나까조노; 류이치 마츠시마
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2013-07-31
Also published as: CN103421207A; KR20070089071A; JP2007229943A; TWI439501B; US20070202298A1; JP4883763B2; CN101029146A; US20110052872A1; TW200732398A

Abstract

본 발명에 관한 다공질 시트의 제조 방법은, 초고분자량 폴리에틸렌 입자를 용매에 분산시킨 분산액을 제조하는 공정과, 상기 분산액을 필름 상에 도포하여 도포층을 형성하는 공정과, 상기 도포층을 소성하는 공정과, 상기 도포층에 포함되는 상기 용매를 제거하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

다공질 시트, 초고분자량 폴리에틸렌 입자, 피흡착 부재, 흡인 고정, 마이크로 구조

Description

다공질 시트의 제조 방법 및 그의 제조 방법에 의해 얻어지는 다공질 시트 {METHOD FOR PREPARING POROUS SHEET AND POROUS SHEET OBTAINED BY THE METHOD}

도 1은 실시예 1에서 얻어진 다공질 시트 단면의 주사형 전자 현미경 사진이다.

도 2는 비교예 1에서 얻어진 다공질 시트 단면의 주사형 전자 현미경 사진이다.

<1> 일본 특허 공고 (평)5-66855호

<2> 일본 특허 공개 (평)09-174694호

<3> 일본 특허 공개 제2001-28390호

<4> 일본 특허 공개 제2001-172577호

<5> 일본 특허 공개 제2006-26981호

본 발명은 다공질 시트의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 얻어지는 다공질 시트에 관한 것이며, 특히 액정용 유리판, 반도체 웨이퍼 또는 적층 세라믹 컨 덴서의 제조 등에서의 흡착 반송, 진공 흡착 고정 등에 적용 가능한 다공질 시트의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 얻어지는 다공질 시트에 관한 것이다.

예를 들어, 유전 시트를 적층하여 구성되는 세라믹 컨덴서 등의 전자 부품의 경우, 상기 유전 시트를 흡인 고정하여 반송하고, 또한 적층하는 부재 중 하나로서 흡착 고정 반송용 시트로서의 플라스틱 다공질 시트가 사용된다.

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

UHMWPE를 포함하는 다공질 시트는, 일반적으로 금형에 UHMWPE를 충전하고, 소결하는 등에 의해 제조된다. 그러나, 이 방법은 배치에서의 생산이며, 연속화, 장척화는 불가능하다.

따라서, 본 발명자들은 이제까지 장척의 다공질 시트를 얻는 방법으로서, 금형에 충전한 UHMWPE 분말을 가열된 수증기를 사용하여 소결하고, 냉각 후 절삭하는 특징적인 방법을 제안하였다(예를 들면, 일본 특허 공고 (평)5-66855호 참조).

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

본 방법으로 제조된 다공질 시트는 표면 조도가 2.0 ㎛ 정도 된다. 이것은 제조 공정 중에 행하는 절삭에 기인하는 것이다. 또한, 예를 들어 평균 입경 30 ㎛ 이하의 미세한 입자를 사용하여 다공질 시트를 제조하는 경우, 핀홀이 발생하거나, 충전시 및 성형 후에 균열이 형성되는 문제가 있어 성형이 곤란하다.

따라서, 표면 조도의 대책으로서, 플라스틱 필름과 적층하고, 가열하여 표면을 평활하게 하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 (평)09-174694호 공보 및 일본 특허 공개 제2001-28390호 공보 참조). 이들 방법을 이용함으로써 표면 평활성의 향상을 도모하는 것이 가능해졌다. 그러나, 최근 표면 평활성이 한층 더 요구되고 있다.

또한, 소직경 입자를 성형하는 방식으로서, 플라스틱 입자를 용매 중에 분산시킨 분산액을 캐리어 시트에 도포하고, 건조하여 도막을 형성한 후, 입자끼리의 접점을 융착시켜 캐리어 시트로부터 박리함으로써 다공질 시트를 얻는 방법이 개시되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 제2001-172577호 공보 참조).

해당 방법에서는 소직경 입자를 시트화하는 것이 가능하지만, 절삭에 의해 제조한 다공질 시트에 비하여 강도가 낮다는 결점을 갖는다. 또한, 그 제조 방법 상, 예를 들어 1 mm를 초과하는 두꺼운 제품을 생산하는 것도 곤란하다.

또한, 본 방식에서는 입자의 융점에 비하여 매우 낮은 비점을 갖는 용매를 사용하고 있기 때문에, 입자가 용융, 소결할 때에는 용매는 휘발된다. 이러한 상태에서 소결을 행하면, 입자가 유동하여 당초의 형상인 구형을 유지할 수 없다. 그 결과, 이러한 방법으로 제조된 다공질 시트의 표면에서는 입자가 찌부러져 형상이 변형되며, 그에 따라 표면에서의 공경이 작아진다. 그 결과, 통기성을 저해하는 요인이 되었다.

또한, 일본 특허 공개 제2006-26981호 공보에는, 입자의 융점에 비하여 높은 비점을 갖는 용매에 플라스틱 입자를 분산시켜 비교적 강도가 높은 UHMWPE 시트 상 에 입자층을 형성하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법이라면 고강도이고, 공경이 작은 시트의 제조가 가능하다. 그러나, 이 방법은 UHMWPE 시트를 지지층으로서 사용하기 때문에, 두께를 얇게 하는 것이 곤란하다. 따라서, 통기성이 높은 시트를 제조하는 것은 곤란하다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 표면 평활성 및 통기성이 우수하고, 연속ㆍ장척으로 제조 가능한 다공질 시트의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 얻어지는 다공질 시트를 제공하는 데 있다.

본원 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 다공질 시트의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 얻어지는 다공질 시트에 대하여 검토하였다. 그 결과, 하기의 구성을 채용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있다는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 다공질 시트의 제조 방법은 초고분자량 폴리에틸렌 입자를 용매에 분산시킨 분산액을 제조하는 공정과, 상기 분산액을 필름 상에 도포하여 도포층을 형성하는 공정과, 상기 도포층을 소성하는 공정과, 상기 도포층에 포함되는 상기 용매를 제거하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 방법에 따르면, 초고분자량 폴리에틸렌 입자 형상의 대부분을 유지하고, 또한 인접하는 입자 상호가 그 접촉 부위에서 열 융착함과 동시에, 비접촉 부 위를 구멍으로 하는 마이크로 구조의 다공질 시트가 얻어진다. 즉, 상기 방법이면, 초고분자량 폴리에틸렌 입자의 형상이 찌부러지지 않고, 그 형상을 유지한 구조의 다공질 시트가 얻어진다. 그 결과, 피흡착 부재를 흡착 고정하는 흡착 고정용 시트로서, 통기성이 우수한 것을 제조할 수 있다. 또한, 상기 구조의 다공질 시트이면, 피흡착 부재와의 접촉 상태를 면 접촉이 아니라 다점 접촉으로 하기 때문에, 피흡착 부재와의 유효 접촉 면적을 감소시켜 박리성이 우수한 것으로 할 수 있다. 또한, 피흡착 부재가 매우 두께가 얇은 것이라도, 박리시에 깨짐이나 흠집 등이 발생하는 것을 방지할 수 있는 다공질 시트의 제조가 가능해진다.

또한, 본 다공질 시트는 지지체 등이 없는 단층 구조이면서 높은 강도를 갖기 때문에, 비교적 두께가 얇아도 흡착 고정용 시트로서 충분한 강도를 구비하고 있다. 두께가 얇은 것은 높은 통기성을 갖게 하기 위해서는 매우 중요하며, 흡착 고정용 시트로서는 보다 바람직하다. 또한, 본 방식이라면, 비교적 두꺼운 시트의 제조도 가능하다.

상기 방법에 있어서는, 상기 초고분자량 폴리에틸렌 입자로서, 평균 입경이 100 ㎛ 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 표면 평활성을 향상시킨 다공질 시트의 제조가 가능해진다. 즉, 예를 들어 피흡착 부재가 유연성이 큰 것이라도, 상기 피흡착 부재를 흡인 고정했을 때, 다공질 시트의 표면 상태가 피흡착 부재에 형상 전사되는 것을 방지할 수 있다.

상기 용매로서, 상기 초고분자량 폴리에틸렌 입자의 융점보다 비점이 높고, 또한 상기 초고분자량 폴리에틸렌 입자와의 상용성이 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 다공질 시트는 상기에 기재된 다공질 시트의 제조 방법에 의해 얻어진 것이며, 표면 조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 따르면, 표면 조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하이기 때문에, 표면 평활성이 우수하다. 또한, 초고분자량 폴리에틸렌 입자를 포함하여 구성되는 층이기 때문에 마찰 계수가 낮고, 내마모성 및 내충격성이 우수한 다공질 시트로 할 수 있다. 또한, 예를 들면 피흡착 부재를 흡인 고정할 때에는, 피흡착 부재와의 접촉 상태를 면 접촉이 아니라 다점 접촉으로 할 수 있다. 이에 따라, 피흡착 부재와 흡착면의 유효 접촉 면적을 감소시켜, 피흡착 부재와 다공질 시트의 박리성 및 통기성을 향상시킨다. 그 결과, 피흡착 부재가 매우 두께가 얇은 것이라도, 박리시에 깨짐이나 흠집 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 구성은 피흡착 부재의 흡인 고정에 사용되는 것인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기에 설명한 수단에 의해, 이하에 설명하는 효과를 발휘한다.

즉, 본 발명에 관한 다공질 시트의 제조 방법에 따르면, 초고분자량 폴리에틸렌 입자 형상의 대부분을 유지하고, 또한 인접하는 입자 상호가 그 접촉 부위에서 열 융착함과 동시에, 비접촉 부위를 구멍으로 하는 마이크로 구조로 할 수 있기 때문에 박리성, 표면 평활성 및 통기성이 우수한 다공질 시트의 제조가 가능해진 다.

우선, 본 실시 형태에 관한 다공질 시트의 제조 방법에 대하여 설명한다. 해당 제조 방법은, 초고분자량 폴리에틸렌(이하, 「UHMWPE」라고 한다) 입자를 용매에 분산시킨 분산액을 제조하는 공정과, 상기 분산액을 필름 상에 도포하여 도포층을 형성하는 공정과, 상기 도포층을 소성하는 공정과, 상기 도포층에 포함되는 상기 용매를 제거하는 공정을 적어도 갖는다.

우선, 목적에 따른 UHMWPE 입자를 임의의 용매에 분산시킨다. 본 발명에서 UHMWPE 입자를 사용하는 것은, 해당 UHMWPE 입자에 의해 얻어지는 다공질 시트가 마찰 계수가 낮고, 내마모성 및 내충격성이 우수한 것으로 할 수 있으며, 저비용으로 제조할 수 있기 때문이다. UHMWPE의 분자량은 50만 이상인 것이 바람직하고, 100만 이상인 것이 내마모성의 관점에서 특히 바람직하다. UHMWPE의 구체예로서는, 예를 들면 시판되고 있는 미페론(상품명, 미쯔이 가가꾸사 제조), 호스타렌 GUR(상품명, 티코나사 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 분자량은 ASTMD4020(점도법)에 의한 측정치를 말한다.

상기 UHMWPE 입자의 평균 입경으로서는, 용도 등에 따라 적절하게 설정할 수 있다. 단, 표면 조도를 저하시키기 위해서는 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 50 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 다공질 시트 자체의 표면 평활성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어 피흡착 부재가 유연성이 큰 것이라도, 상기 피흡착 부재를 흡인 고정했을 때, 피흡착 부재에 다공질 시트의 표면 상태가 형상 전사되는 것을 방지할 수 있다. 단, 평균 입경이 1 ㎛ 이하이면, 다공질 시트의 형성시에 통기성이 현저하게 저하하거나, 무공화(無孔化)되는 경우가 있다. 또한, 이 무공화를 방지하기 위해, 다공질 시트의 형성시, 가열 온도의 제어도 필요해져 공정이 번잡해진다. 또한, UHMWPE 입자의 평균 입경은 균일한 것이 바람직하다. 다공질 시트의 두께 및 공경을 균일하게 할 수 있기 때문이다. 평균 입경은 콜터 카운터 방식에 의해 측정한 값이다.

또한, UHMWPE 입자의 입자 형상은, 용도 등에 따라 적절하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 구상 또는 대략 구상이면, 다공질 시트는 UHMWPE 입자가 면 내에 배열된 구조가 되기 때문에, 피흡착 부재에 대하여 면 접촉이 아니라 다점 접촉이 된다. 그 결과, 접촉 면적을 감소시킬 수 있고, 마찰 계수가 매우 작은 다공질 시트가 얻어진다. 상기 입자 형상은, 구상 또는 대략 구상 외에 고구마상, 포도상 등도 채용할 수 있다. 또한, UHMWPE 입자의 입자 형상은 균일한 것이 바람직하다. 다공질 시트의 두께 및 공경을 균일하게 할 수 있기 때문이다.

상기 용매로서는 특별히 한정되는 것이 아니지만, 구체적으로는 예를 들면 글리세린, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등을 예시할 수 있다. 또한, 용매는 비점이 UHMWPE 입자의 융점 이상이고, 또한 UHMWPE 입자와의 상용성이 낮은 것이 바람직하다. UHMWPE 입자의 융점보다 낮은 비점의 용매이면, UHMWPE 입자의 소결시 상기 용매가 증발하여 소결을 기상 중에서 행하게 된다. 기상 중에서의 소결은 UHMWPE 입자를 용융시켜 유동을 일으키게 하기 때문에 형상 변형이 발생한다. 그 결과, 다공질 시트의 표층 부분이 찌부러져, 피흡착 부재와의 접촉 면적이 증가하고, 마찰 계수가 커진다. 또한, 상기 용매의 UHMWPE 입자에 대한 상용성이 양호하 면, UHMWPE 입자가 팽윤하여 입자의 형상 변형이 발생한다. 또한, 용매는 작업성의 관점에서 소정의 점도, 보다 구체적으로는 0.1 내지 20 Paㆍs의 점도를 갖는 것이 바람직하다. 해당 점도는, 브룩 필드 점도계로 측정한 값이다. 또한, 측정시의 회전수는 10 rpm으로 하였다.

UHMWPE 입자와 용매의 혼합 비율은 특별히 한정되지 않지만, UHMWPE 입자 1에 대하여 용매가 약 0.5 내지 10(부피비)의 범위 내인 것이 바람직하고, 1 내지 3의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

또한, 분산액에는 계면활성제를 첨가할 수 있다. 이에 따라, UHMWPE 입자의 분산성을 향상시킬 수 있다. 또한, UHMWPE 입자와 용매의 배합시에 발생하는 기포를 방지하는 것을 목적으로서 분산액에 소포제를 첨가하거나, 배합 후에 예를 들면 진공 탈포 등의 방법에 의해 탈포할 수도 있다.

이어서, 분산액을 필름 상에 도포하여 도포층을 형성한다. 도포는 점조물을 도포하는 경우에 사용되는 일반적인 방법에 의해 행할 수 있다. 예를 들면, 일반적인 점착제를 도포하는 도공기를 들 수 있으며, 도공 방식으로서는 다이 방식, 코머 코터, 리버스 코터 등을 들 수 있다. 또한, 간편한 방식으로서는 어플리케이터나 닥터 블레이드 등의 지그를 이용한 방식일 수도 있다.

도포층의 두께는 사용 목적이나 분산액에 포함된 UHMWPE 입자의 크기에 따라 적절하게 설정하는 것이 바람직하다. 단, 도포층의 소결 후의 두께가 약 10 내지 1000 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 약 50 내지 500 ㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 두께가 10 ㎛보다 작으면, UHMWPE 입자를 면 내에 배열시키는 것이 곤란한 경우가 있다. 한편, 100O ㎛보다 크면 통기성이 저하하는 경우가 있다.

상기 필름으로서는 내열성, 표면 평활성이 우수한 것이 바람직하다. 내열성의 관점에서 필름을 선택하는 경우, 필름은 UHMWPE 입자의 재료에 따라 적절하게 채용하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리이미드 등이 바람직하다. 이들 재료를 포함하는 필름은 내열성을 충분히 가지며, 또한 이들의 표면은 일반적으로 평활하기 때문이다. 또한, 표면 평활성의 관점에서 필름을 선택하면, UHMWPE 입자 중 지지체와의 접촉 부위를 평탄화할 때, 상기 평탄면의 평활성이 양호해진다. 그 결과, 피흡착 부재를 흡인 고정할 때, 상기 피흡착 부재와의 밀착성이 향상된다.

상기 필름의 표면에는 분산액과의 친화성을 높이기 위해 친수화 처리를 실시할 수도 있다. 친수화 처리의 방법으로서는 코로나 처리, 플라즈마 처리, 친수성 단량체의 그래프트 처리 등을 예시할 수 있다.

이어서, 도포층을 소정의 온도로 가열하여 소성한다. 이에 따라, 도포층 중의 UHMWPE 입자의 소결을 행한다. 소성 온도로서는, 예를 들면 130 내지 200℃가 바람직하고, 140 내지 180℃가 보다 바람직하다. 또한, 소성 시간은 소성 온도 등에 따라 적절하게 설정하면 되며, 예를 들면 약 1분 내지 1시간이다. 상기한 바와 같이 소결을 행한 후, 도포층의 냉각을 행한다. 냉각 방법으로서는 소결 후 실온에서 방치하거나, 냉각 롤에 통과시키는 등의 방법을 채용할 수 있다. 또한, 그 상태로 직접 추출조에 투입하는 등으로 인해 소결에서부터 추출까지를 연속적으로 행하는 것도 가능하다.

이어서, 도포층에 포함되는 용매의 제거를 행한다. 용매의 제거는 다른 용매로 추출, 건조시킴으로써 행할 수 있다. 추출에 사용하는 다른 용매는, 상기 용매의 종류에 따라 적절하게 선택하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면 에틸알코올, 메틸알코올, 이온 교환수 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 혼합물을 사용할 수도 있다. 또한, 추출은, 예를 들면 초음파 등에 의한 가진하에서, 또는 가온하여 행할 수도 있다. 이에 따라, 상기 용매의 추출을 한층 효율적으로 행할 수 있다. 초음파 등의 진동을 부여하는 경우, 예를 들면 진동수 10 내지 200 kHz의 초음파의 가진을 1 내지 10 분간 행하는 것이 바람직하다. 또한, 가온의 경우, 예를 들면 30 내지 100℃의 온도에서 1 내지 100 분간 행하는 것이 바람직하다.

이와 같은 방법에 의해 얻어지는 UHMWPE 입자의 다공질 시트는, 상기한 바와 같이 인접하는 UHMWPE 분말이 그 형상의 대부분을 유지함과 동시에, 입자 상호가 그 접촉 부위에서 열 융착하여 시트 형상을 나타내며, 또한 입자 상호의 비접촉 부위를 구멍으로 하는 마이크로 구조를 갖는다. 이 다공질 시트의 마이크로 구조는, 예를 들면 다공질 시트를 두께 방향을 따라 절단하고, 그 절단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰(배율은 적절하게 설정하지만, 통상 약 100 내지 1000배임)할 수 있다.

이어서, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 다공질 시트에 대하여 설명한다. 다공질 시트는, 예를 들면 피흡착 부재의 흡인 고정에 사용할 수 있고, UHMWPE 입자를 포함하여 구성되어 있다.

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또한, 다공질 시트의 기공률은, 용도 등에 따라 적절하게 설정할 수 있지만, 5 내지 50 ％의 범위 내인 것이 바람직하고, 15 내지 40 ％의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 기공률이 5 ％ 미만이면, 통기성의 저하나 마찰 계수가 상승하는 경향이 보여진다. 한편, 50 ％를 초과하면, 다공질 시트의 기계적 강도가 저하할 우려가 있다. 또한, 기공률은 하기 수학식 1로부터 산출된다.

기공률(％)={1-(겉보기 밀도/UHMWPE의 진비중)}×100

본 발명에 관한 다공질 시트는 대전 방지를 위해 계면활성제나 도전성 중합체 등의 대전 방지제를 함침시킬 수도 있다. 그 밖에 카본 블랙이나 도전성 중합체를 성형시에 혼합해 두고, 대전 방지성을 부여할 수도 있다. 또한, 절삭 후의 시트상으로 대전 방지제를 함침시킬 수도 있다. 이에 따라, 예를 들면 반도체 웨이퍼의 다이싱 공정에 있어서 다공질 시트의 대전에 의한 스파크를 회피할 수 있고, 스파크에 기인하는 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 쓰레기나 먼지가 반도체 웨이퍼 등의 피가공물에 부착되는 것도 방지할 수 있다.

다공질 시트의 표면 조도(Ra)는 0.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.4의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 표면 조도가 0.5 ㎛를 초과하면, 표면이 거칠어져 피흡착 부재가 매우 얇은 경우 등에 피흡착 부재에 손상을 줄 우려가 있다. 또한, 0.1 ㎛ 미만에서는 표면이 평활해져 피흡착 부재를 박리할 때의 박리성이 저하될 우려가 있다. 표면 조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하이면, 적층 세라믹 컨덴서용 그린 시트와 같이 두께가 매우 얇고, 강성이 작은 피흡착 부재라도 다공질 시트의 구멍 중에 피흡착 부재가 잠기는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 박층의 피흡착 부재에 요철이나 흠집 등의 결함이 생기는 것을 방지하여 작업성도 향상된다.

또한, 다공질 시트는 UHMWPE 입자를 포함하여 구성되는 층이기 때문에, 피흡착 부재를 흡인 고정할 때에는 피흡착 부재에 대하여 면 접촉이 아니라 다점 접촉으로 한다. 이에 따라, 박리성이 우수하고, 피흡착 부재의 두께가 매우 얇은 것이라도 박리시에 깨짐이나 흠집 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 피흡착 부재의 흡인ㆍ이탈에 요하는 시간, 즉 제조 공정의 택트 시간을 감소시킬 수 있다. 또한, 인접하는 UHMWPE 입자끼리는 접촉하는 부분에서 융착(소결)되어 있는 부분이 있다.

본 실시 형태에 관한 다공질 시트는, 피흡착 부재를 흡인 고정하여 반송한 후 박리하는 경우, 될 수 있는 한 박리성이 우수한 것이 바람직하다. 이 박리성을 일반적인 점착 테이프(No.31, 닛또 덴꼬(주) 제조)에서의 접착력에 의해 평가했을 경우, 접착력이 작을수록 박리성이 우수하기 때문에, 접착력이 작은 쪽이 바람직하다. 구체적으로는, 접착력이 2.0 N/19 mm 이하인 것이 바람직하고, 1.5 N/19 mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 접착력이 2.0 N/19 mm보다 크면, 유전 시트를 박리했을 때, 다공질 시트 표면에 피흡착 부재가 그대로 남아 박리 문제가 생길 우려가 있다. 또한, 상기 접착력은 표면 조도가 클수록 작아지는 경향이 있다. 이 때문에, 접착력이 지나치게 작으면 표면 조도가 지나치게 커서 피흡착 부재의 흡인 고정시에 흠집 등이 발생한다. 따라서, 이러한 관점에서는, 접착력이 0.3 N/19 mm 이상인 것이 바람직하다.

또한, 본 실시 형태에 관한 다공질 시트는, 피흡착 부재를 흡인하기 위한 택트 타임의 문제로부터 통기성이 우수한 것이 바람직하다. 구체적으로는 프라질 시험기에 의한 통기성이 0.3 cm³/cm²ㆍsec 이상인 것이 바람직하고, 1.0 cm³/cm²ㆍsec 이상인 것이 더욱 바람직하다. 통기성이 저하하는 경우, 상술한 바와 같이 피흡착 부재의 흡착 고정에 요하는 택트 타임이 길어져 생산성이 저하될 우려가 있다.

또한, 본 발명에 관한 다공질 시트는 단체일 수도 있고, 또한 공경이나 강도, 통기도 등이 상이한 다른 다공질 시트를 복수 적층하는 적층체일 수도 있다. 이 경우, 다른 다공질 시트는, 다공질 시트의 흡착면과는 반대측면에 적층된다. 다른 다공질 시트를 다공질 시트에 적층한 경우에는, 양호한 표면 평활성과 함께 흡인 고정 반송용으로서 충분한 강도를 부여할 수 있다.

<실시예>

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 재료나 배합량 등은 특별히 한정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 이것들로만 한정한다는 취지의 것이 아니며, 단순한 설명예에 불과하다.

<실시예 1>

UHMWPE 분말(평균 분자량 200만, 융점 135℃, 평균 입경 30 ㎛, 입자 형상: 구상)을 글리세린 및 계면활성제와 혼합하여 분산액을 제조하였다. 분산액의 고형분은 40 부피％로 하였다. 이어서, 상기 분산액을 PET 필름(상품명; 루미러 S10, 두께 100 ㎛) 상에 어플리케이터를 이용하여 도포하였다. 도포층의 두께(용매를 포함함)는 250 ㎛로 하였다.

PET 필름에 도포층을 형성한 적층물을 150℃로 세팅된 건조기에 투입하여 30분간 정치하였다. 그 후, 적층물을 취출하여 실온까지 자연 냉각하였다. 또한, PET 필름을 박리하고, 에틸알코올에 침지하여 분산 용매를 추출하였다. 이 때 분산 용매를 효율적으로 추출하기 위해 초음파에 의한 진동을 제공하였다. 초음파의 진동수는 38 Hz, 가진 시간은 10분간으로 하였다. 그 후, 실온에서 에틸알코올을 휘발시켜 본 실시예에 관한 다공질 시트를 제조하였다.

<비교예 1>

실시예 1에서 사용한 분산 용매로서의 글리세린을 이온 교환수로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 본 비교예에 관한 다공질 시트를 제조하였다.

(각종 측정 및 평가)

이상과 같이 하여 제조한 각 다공질 시트에 대하여 표면 조도, 두께, 통기성 및 마찰 계수를 각각 측정하여 SEM 사진 관찰을 행하였다. 이들의 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 측정 방법 및 측정 조건은 이하와 같다.

[표면 조도]

각 다공질 시트의 표면 조도는 촉침식 표면 조도계((주)도꾜 세미쯔, 서푸콤 550A)를 사용하여 측정하였다. 측정 조건은 선단 직경 R 250 ㎛, 속도 0.3 mm/sec, 측정 길이 4 mm로 하였다.

[두께]

각 다공질 시트의 두께는 1/1000 마이크로 미터를 사용하여 측정하였다.

[통기성]

각 다공질 시트의 통기성은 프라질 시험기를 이용하여 측정하였다. 통기성은, 각 다공질 시트 전체의 두께 방향에 대한 값이다.

[마찰 계수]

왕복 운동 마찰 시험기(바덴 레벤식 마찰 시험기)(오리엔테크(주) 제조, AST-15B)에 의해, 상대재로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(50 ㎛)을 사용하여 시험 하중 200 g, 이동 속도 150 mm/min의 조건하에서의 동마찰 계수를 측정하고, 평균치를 구하였다.

[SEM 사진 관찰]

다공질 시트 단면의 주사형 전자 현미경(SEM) 사진에 의해 행하였다. 측정 조건은 배율 400배, 경사면 15°로 하였다.

표 1로부터 명확한 바와 같이, 실시예 1에 관한 다공질 시트에 대해서는 표면 조도(Ra)가 0.3 ㎛로 낮은 값을 나타내고, 표면 평활성이 우수하다는 것이 확인되었다. 또한, 다공질 시트의 표면 상태에 대해서는, 도 1에 나타낸 SEM 사진으로부터 명확한 바와 같이 UHMWPE 입자는 구상의 형상을 유지하고 있고, 통기성도 우수한 것이 확인되었다. 한편, 비교예 1에 관한 다공질 시트의 경우, 표면은 평활했지만, 도 2에 나타낸 SEM 사진으로부터 명확한 바와 같이 UHMWPE 입자의 표면이 찌부러져 통기성도 낮았다.

본 발명에 따르면, 표면 평활성 및 통기성이 우수하고, 연속ㆍ장척으로 제조 가능한 다공질 시트의 제조 방법 및 그의 제조 방법에 의해 얻어지는 다공질 시트를 제공할 수 있다.

Claims

초고분자량 폴리에틸렌 입자를 용매에 분산시킨 분산액을 제조하는 공정과,

상기 분산액을 필름 상에 도포하여 도포층을 형성하는 공정과,

상기 도포층을 소성하는 공정과,

상기 필름을 도포층으로부터 박리하는 공정과,

상기 도포층에 포함되는 상기 용매를 제거하는 공정

을 갖는 것을 특징으로 하는 단층의 다공질 시트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 초고분자량 폴리에틸렌 입자로서, 평균 입경이 100 ㎛ 이하인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 단층의 다공질 시트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 용매로서, 상기 초고분자량 폴리에틸렌 입자의 융점보다 비점이 높고, 상기 초고분자량 폴리에틸렌 입자와의 상용성이 낮은 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 단층의 다공질 시트의 제조 방법.
제1항에 기재된 단층의 다공질 시트의 제조 방법에 의해 얻어지며, 표면 조도(Ra)가 0.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 단층의 다공질 시트.
제4항에 있어서, 피흡착 부재의 흡인 고정에 사용되는 것임을 특징으로 하는 단층의 다공질 시트.
제1항에 있어서, 상기 도포층을 소성하는 공정이, 상기 도포층을 소결하여 소결후의 두께가 50 내지 500 ㎛인 도포층을 형성하는 공정인 단층의 다공질 시트의 제조 방법.