DE9207044U1 - Transparent antistatic composite film - Google Patents
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Description
Die Neuerung betrifft eine durchsichtige, antistatische Verbundfolie für Beutel und Umhüllungen für elektronische BauteiIe.The innovation concerns a transparent, antistatic composite film for bags and packaging for electronic components.
Verbundfolien dieser Art sind in DE PS 2750 357 beschrieben. Sie zeichnen sich dadurch aus, daß der spezifische Flächenwiderstand der inneren, dem elektronischen Bauteil zugewandten Oberfläche einen größeren spezifischen Flächenwiderstand hat als die äußere Oberfläche. Der VoIu-Composite films of this type are described in DE PS 2750 357. They are characterized by the fact that the specific surface resistance of the inner surface facing the electronic component has a greater specific surface resistance than the outer surface. The volume
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menwiderstand durch die Verbundfolie soll dabei 10 &OHgr;&khgr;resistance through the composite film should be 10 Ω&khgr;
cm oder mehr betragen. Diese geforderten Eigenschaftencm or more. These required properties
werden in 3 unterschiedlichen Ausführungsformen realisiert. are realized in 3 different designs.
In einer ersten Ausführungsform ist die Verbundfolie aus einer Trägerschicht aus einem Polymermaterial, z.B. Polyester, und einer mit dieser Trägerschicht verbundenen, ein Antistatikum enthaltenden, wärmeverschweißbaren Polymerschicht, z.B. aus Polyäthylen, aufgebaut. Auf der Trägerschicht ist eine elektrisch leitfähige Metallschicht aufgebracht, die wiederum durch eine Deckschicht aus einem abriebfesten Harz, die die äußere Oberfläche der Verbundfolie bildet, geschützt wird.In a first embodiment, the composite film is made up of a carrier layer made of a polymer material, e.g. polyester, and a heat-weldable polymer layer, e.g. polyethylene, which contains an antistatic agent and is connected to this carrier layer. An electrically conductive metal layer is applied to the carrier layer, which in turn is protected by a cover layer made of an abrasion-resistant resin, which forms the outer surface of the composite film.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich davon, daß die wärmeverschweißbare Polymerschicht kein Antistatikum enthält und eine zusätzliche, Antistatikum enthaltende Schicht auf die wärmeverschweißbare Polymerschicht aufgebracht ist. Bei der dritten Ausführungsform besteht die Folie aus einer einzigen, Antistatikum enthaltenden, wärmeverschweißbaren Polymerschicht, einer elektrisch leitfähigen Metallschicht und einer Deckschicht,die die äußere Oberfläche der Folie bildet.The second embodiment differs in that the heat-sealable polymer layer does not contain an antistatic agent and an additional layer containing an antistatic agent is applied to the heat-sealable polymer layer. In the third embodiment, the film consists of a single heat-sealable polymer layer containing an antistatic agent, an electrically conductive metal layer and a cover layer which forms the outer surface of the film.
Die dritte Ausführungsform weist wegen der gegenüber den ersten beiden Ausführungsformen fehlenden Trägerschicht keine ausreichende Festigkeit auf. Die beiden ersten Ausführungsformen haben aber den Nachteil, da/? nur die die innere Oberfläche des Beutels bildende Schicht mit Antistatikum ausgestattet ist. Es ist bekannt, da/? antistatische Mittel an die Oberfläche diffundieren und mit der vorhandenen Luftfeuchtigkeit einen leitenden antistatischen Film bilden. Dies führt zu einer Verarmung an Antistatikum in der Polymerschicht. Diese Verarmung wird noch dadurch verstärkt, da/? zwischen der äußeren, Antistatikum enthaltenden Schicht und der weiter innen liegenden Polymerschicht, die kein Antistatikum enthält, ein Konzentrationsgradient entsteht, der zu einer Diffusion von Antistatikum in die weiter innenliegende Polymerschicht führt. Als Folge davon lassen die antistatischen Eigenschaften der inneren Oberfläche nach und sind insbesondere nach einer längeren Lagerzeit nicht mehr ausreichend, um die geforderte Schutzwirkung eines antistatischen Beutels für elektronische Bauteile zu erfüllen.The third embodiment does not have sufficient strength because of the lack of a carrier layer compared to the first two embodiments. The first two embodiments, however, have the disadvantage that only the layer forming the inner surface of the bag is provided with an antistatic agent. It is known that antistatic agents diffuse to the surface and form a conductive antistatic film with the existing air humidity. This leads to a depletion of antistatic agent in the polymer layer. This depletion is further increased by the fact that a concentration gradient is created between the outer layer containing the antistatic agent and the polymer layer further inside, which does not contain an antistatic agent, which leads to a diffusion of antistatic agent into the polymer layer further inside. As a result, the antistatic properties of the inner surface decrease and are no longer sufficient, especially after a long storage period, to meet the required protective effect of an antistatic bag for electronic components.
Weiterhin bestehen die Verbundfolien dieser beiden Ausführungsformen aus unterschiedlichen Polymermaterialien, was die Wiederaufbarbeitung in Recycling-Prozessen erschwert oder gar unmöglich macht. Aber gerade die Wiederverwertbarkeit und Recycle-Fähigkeit von Verpackungsmaterialien sind heute im Sinne einer Abfal1vermeidung ein wichtiges Kriterium.Furthermore, the composite films of these two designs consist of different polymer materials, which makes reprocessing in recycling processes difficult or even impossible. But the reusability and recyclability of packaging materials are an important criterion today in terms of waste prevention.
Allen drei Ausführungsformen gemeinsam ist der hohe Volumenwiderstand von 10 &OHgr; &khgr; cm oder mehr durch die Verbundfolie, der sich negativ für die Ableitung elektrostatischer Ladung im Inneren des Beutels auswirkt.What all three designs have in common is the high volume resistance of 10 Ω x cm or more through the composite film, which has a negative effect on the dissipation of electrostatic charge inside the bag.
Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es daher, die Nachteile der in DE PS 2750 357 beschriebenen Ausführungsformen zu vermeiden und insbesondere eine Verbundfolie zuThe aim of the present innovation is therefore to avoid the disadvantages of the embodiments described in DE PS 2750 357 and in particular to produce a composite film
schaffen, die sich durch eine ausreichende Festigkeit auszeichnet, recycle-fähig ist, einen möglichst konstanten Anteil an Antistatikum an der inneren Oberfläche aufweist und das Ableiten sich an der inneren Oberfläche aufbauender elektrischer Ladungen gewährleistet.which is characterized by sufficient strength, is recyclable, has as constant a proportion of antistatic agent as possible on the inner surface and ensures the dissipation of electrical charges that build up on the inner surface.
Diese Aufgabe wird durch eine durchsichtige antistatische Verbundfolie mitThis task is carried out by a transparent antistatic composite film with
a) einer Deckschicht aus einem abriebfesten Harz, die die äußere Oberfläche der Verbundfolie bildet,(a) a covering layer of an abrasion-resistant resin forming the outer surface of the composite film,
b) einer darunterliegenden, elektrisch leitfähigen Metal 1 schicht,b) an underlying, electrically conductive metal 1 layer,
c) einer Trägerschicht aus einem Polymermaterial, auf der die elektrisch leitfähige Metallschicht aufgebracht ist,c) a carrier layer made of a polymer material on which the electrically conductive metal layer is applied,
d) einer mit der Trägerschicht verbundenen, ein Antistatikum enthaltenden, wärmeverschweißbaren Polymerschicht, die die innere Oberfläche der Verbundfolie bildet, wobei der spezifische Oberflächenwiderstand der äußeren Oberfläche kleiner ist als der der inneren Oberfläche,d) a heat-weldable polymer layer containing an antistatic agent bonded to the carrier layer, which forms the inner surface of the composite film, the specific surface resistance of the outer surface being smaller than that of the inner surface,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerschicht und die wärmeverschweißbare Polymerschicht aus dem gleichen Polymer bestehen, wobei
die Trägerschicht gereckt und die wärmeverschweißbare Schicht nicht gereckt ist, die Trägerschicht und die
Deckschicht ein Antistatikum enthalten und der VoIu-characterized,
that the carrier layer and the heat-weldable polymer layer consist of the same polymer, the carrier layer being stretched and the heat-weldable layer not being stretched, the carrier layer and the cover layer containing an antistatic agent and the volume
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menwiderstand der Verbundfolie 10 - 10 &OHgr; cm beträgt.resistance of the composite film is 10 - 10 Ω cm.
Diese Verbundfolie schafft eine feste und hermetisch abgeschlossene Umhüllung für elektronische Bauteile, die die Bauteile gegen externe elektrostatische Felder abschirmt, einen Masseweg für externe statische elektrischeThis composite film creates a solid and hermetically sealed enclosure for electronic components, which shields the components against external electrostatic fields, a ground path for external static electrical
Ladungen schafft, die die Umhüllung berühren, die die Entwicklung elektrostatischer Ladung infolge einer Relativbewegung zwischen dem elektronischen Bauteil und der Innenseite der Umhüllung einschränkt, die das Abfließencharges touching the enclosure, which limits the development of electrostatic charge due to relative movement between the electronic component and the inside of the enclosure, which prevents the flow
dieser elektrostatischen Ladungen nach außen gewährleistet, wenn sie auftreten, einer Verarmung von Antistatikum in der inneren Schicht durch Diffusion in die Trägerschicht verhindert und die recycle-fähig ist. Die leitende Schicht weist vorzugsweise ein Metall oder eine Metal lverbi ndung auf. Geeignete Metalle sind Aluminium, Kupfer, Silber, Gold und Nickel, wobei Aluminium ein Optimum bezüglich der Leitfähigkeit, der Korrosionsbeständigkeit und der Kosten darstellt. Die leitfähige Metallschicht wird dabei vorzugsweise durch Aufdampfen im Vakuum thermisch oder mit dem Elektronenstrahl auf die Trägerschicht aufgebracht. Die leitende Metallschicht wird nach außen durch eine Deckschicht aus Akrylharz, die ebenfalls ein Antistatikum enthält, geschützt. Insgesamt wird so ein spezifischer Oberflächenwiderstand der äuße-of these electrostatic charges to the outside when they occur, prevents a depletion of antistatic agent in the inner layer through diffusion into the carrier layer and is recyclable. The conductive layer preferably comprises a metal or a metal compound. Suitable metals are aluminum, copper, silver, gold and nickel, with aluminum being the optimum in terms of conductivity, corrosion resistance and cost. The conductive metal layer is preferably applied to the carrier layer by vapor deposition in a vacuum, thermally or with an electron beam. The conductive metal layer is protected on the outside by a cover layer made of acrylic resin, which also contains an antistatic agent. Overall, this results in a specific surface resistance of the outer
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ren Oberfläche im Bereich zwischen 10 und 10 &OHgr; pro Flächeneinheit eingestellt.surface in the range between 10 and 10 Ω per unit area.
Die Trägerschicht und die wärmeverschweißbare Polymerschicht bestehen aus der gleichen Polymerverbindung, vorzugsweise einem Polyolefin. Als besonders geeignet hat sich ein Polyäthylen niederer Dichte erwiesen.The carrier layer and the heat-weldable polymer layer consist of the same polymer compound, preferably a polyolefin. Low-density polyethylene has proven to be particularly suitable.
Im Gegensatz zur wärmeverschweißbaren Polymerschicht ist die Trägerschicht gereckt, wodurch eine höhere mechanische Festigkeit und ein höherer Schmelzpunkt im Vergleich zur wärmeverschweißbaren Polymerschicht erreicht wird. Zur Ausbildung der Verbundfolie werden beide Schichten durch Aufkaschieren miteinander verbunden. Dies kann nach einem der in DE -A-40 00 495 beschriebenen Verfahren erfolgen .In contrast to the heat-weldable polymer layer, the carrier layer is stretched, which results in higher mechanical strength and a higher melting point compared to the heat-weldable polymer layer. To form the composite film, both layers are bonded together by lamination. This can be done using one of the processes described in DE-A-40 00 495.
■■' &Ggr; ■■ ,-;■■■' Γ ■■ ,-;■
Dabei wird zunächst eine ungereckte Folie vorgeheizt und in einen Streckbereich transportiert, in dem die Folie gereckt wird, und anschließend nachtemperiert wird. Gleichzeitig wird eine nicht gereckte Folie kontinuierlich und mit gleicher Geschwindigkeit wie die gereckte Folie hinter deren Streckbereich mit dieser zusammengeführt und unter Wärme an diese angepreßt, so daß eine Folie auf die andere aufkaschiert wird. Dazu wird die für die Streckung benötigte Erwärmung ausgenutzt. Dabei kann zur Beschleunigung des Verfahrens die ungereckte Folie vor dem Kaschieren vorgeheizt werden.First, an unstretched film is preheated and transported to a stretching area where the film is stretched and then tempered. At the same time, an unstretched film is brought together with the stretched film behind its stretching area at the same speed and pressed against it under heat so that one film is laminated onto the other. The heating required for stretching is used for this purpose. To speed up the process, the unstretched film can be preheated before laminating.
Die Kombination einer gereckten und einer ungereckten Polymerschicht gewährleistet sowohl eine gute Wärmeverschweißbarkeit als auch eine hohe mechanische Festigkeit der antistatischen Verbundfolie. Da das gleiche Polymermaterial verwendet wird und durch das Aufkaschieren keine zusätzlichen Klebstoffe notwendig sind, kann die Verbundfolie leicht recycelt werden.The combination of a stretched and an unstretched polymer layer ensures both good heat-sealability and high mechanical strength of the antistatic composite film. Since the same polymer material is used and no additional adhesives are required due to the lamination, the composite film can be easily recycled.
Sowohl die Trägerschicht als auch die wärmeverschweißbare Polymerschicht enthalten ein Antistatikum. Geeignete antistatische Mittel sind quaternäre Ammoniumverbindungen, Polyäthylenglykole und deren Monoether, Äthanol amine, Monoglyceride gesättigter Fettsäuren im Bereich zwischen C6 und C und Seifen als Phosphorsäureester. Als besondersBoth the carrier layer and the heat-weldable polymer layer contain an antistatic agent. Suitable antistatic agents are quaternary ammonium compounds, polyethylene glycols and their monoethers, ethanolamines, monoglycerides of saturated fatty acids in the range between C6 and C and soaps as phosphoric acid esters. Particularly
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geeignet haben sich erwiesen quaternäre Ammoniumverbindungen mit Alkylresten mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen, Tetraalkylammoni umäthylsulfat, Polyoxyethylen-20-sorbitanmonooleat und Stearamidopropyldimethyl-ß-hydroxyethylammoni umnitrat.Quaternary ammonium compounds with alkyl radicals having 14 to 18 carbon atoms, tetraalkylammonium ethyl sulfate, polyoxyethylene-20-sorbitan monooleate and stearamidopropyldimethyl-ß-hydroxyethylammonium nitrate have proven suitable.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten Trägerschicht und die wärmeverschweißbare Polymerschicht das gleiche Antistatikum in gleicher Konzentration, wobei die Konzentration im Bereich zwischen 1 und 7 Gew.-% Antistatikum, bezogen auf das Gesamtgewicht von TrägerschichtIn a preferred embodiment, the carrier layer and the heat-weldable polymer layer contain the same antistatic agent in the same concentration, the concentration being in the range between 1 and 7% by weight of antistatic agent, based on the total weight of the carrier layer
und wärmeverschweißbarer Polymerschicht, liegt. Bevorzugt ist ein Bereich zwischen 3 und 5 Gew.-%. Dadurch, daß das Polymermateri al , das Anti stati kutn und die Konzentration des Antistatikunis in der Trägerschicht und der wärmeverschweißbaren Polymerschicht identisch sind, bildet sich kein Konzentrationsgradient an Antistatikum zwischen den beiden Schichten aus, was einer Verarmung an antistatischem Mittel in der inneren Schicht der verbundfolie entgegenwirkt. Der spezifische Flächenwiderstand der inneren Oberfläche der Verbundfolie liegt dabei im Bereich zwi-and heat-weldable polymer layer. A range between 3 and 5 wt.% is preferred. Because the polymer material, the antistatic agent and the concentration of the antistatic agent in the carrier layer and the heat-weldable polymer layer are identical, no concentration gradient of antistatic agent is formed between the two layers, which counteracts a depletion of antistatic agent in the inner layer of the composite film. The specific surface resistance of the inner surface of the composite film is in the range between
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sehen 10 und 10 &OHgr; pro Flächeneinheit.see 10 and 10 Ω per unit area.
Insgesamt kann durch den Aufbau der Verbundfolie ein Vo-Overall, the structure of the composite film can provide a
lumenwiderstand durch die Folie im Bereich zwischen 10lumen resistance through the foil in the range between 10
1414
bis 10 Q &khgr; cm eingestellt werden, wodurch eine sich an der inneren Oberfläche ausbildenden elektrostatischen Ladung nach außen abgeführt werden kann.up to 10 Q &khgr; cm, whereby an electrostatic charge that forms on the inner surface can be discharged to the outside.
/7 Verpackungsmaterialien aus der beanspruchten Verbundfo- L-I lie, deren Polymerisatfolien aus demselben Material bestehen, können ohne größeren Aufwand recycelt werden. Die antistatische abriebfeste Schicht, die aus einer umweltfreundlichen, wasserverdünnbaren Acrylatschient besteht, sowie das Anstistatikum und die dünne transparente Metallschicht werden sich lediglich bei dem Recycl e-Proze/? als tolerierbare Verunreinigung auswirken./7 Packaging materials made from the claimed composite film , whose polymer films are made of the same material, can be recycled without great effort. The antistatic, abrasion-resistant layer, which consists of an environmentally friendly, water-dilutable acrylic resin, as well as the antistatic agent and the thin transparent metal layer will only have a tolerable effect on the recycling process as contamination.
Abb. 1 gibt den Aufbau der Verbundfolie in schematischer Weise wieder. Dabei ist die wärmeverschwei/Jbare Polymerschicht mit 1, die Trägerschicht mit 2, die elektrisch leitfähige Metallschicht mit 3 und die abriebfeste Deckschicht mit 4 bezeichnet.Fig. 1 shows the structure of the composite film in a schematic way. The heat-weldable polymer layer is designated with 1, the carrier layer with 2, the electrically conductive metal layer with 3 and the abrasion-resistant cover layer with 4.
Claims (1)
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