JP2005154979A

JP2005154979A - 中性金属合紙

Info

Publication number: JP2005154979A
Application number: JP2003399000A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Yoshida; 敏彦吉田; Shinya Hayakawa; 信也早川; Shinya Izumi; 慎也和泉
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】金属面や金属メッキ面を有する電子部品用基材用合紙として用いた場合、金属部分の変質による問題を確実に防止することができる中性金属合紙及びその製造方法を提供する。
【解決手段】金属の合紙に使用される中性金属合紙において、該中性金属合紙中に、カチオン澱粉が０．２〜２．０質量％、防滑剤が０．２〜２．０質量％及び剥離剤が０．１〜０．４質量％の割合で含有され、且つ、該中性金属合紙中に含まれる硫酸アルミニウムが２００ｐｐｍ以下であることを特徴とする中性金属合紙、並びに、原料パルプの濾水度を特定の範囲となるよう原料パルプを叩解し、且つ、カチオン澱粉、防滑剤及び剥離剤を特定割合で添加することによる中性金属合紙の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、中性金属合紙及びその製造方法に関する。更に詳しくは、金属面や金属メッキ面を有する基材の工程合紙や製品合紙に用いた場合、金属部分の腐蝕や変質を抑制できる中性金属合紙及びその製造方法に関する。

合紙は、各種基材の保護用に用いられている。最近では、リードフレームやシャドウマスクに例示される金属面や金属メッキ面を有する電子部品用基材の保護材（工程合紙や製品合紙）として重要である。

一般に、合紙を製造するには、原料パルプの濾水度、合紙表面への薬品定着性、ピッチ欠陥発生防止などのために、抄造の過程で硫酸バンドを添加する方法が採られている（特許文献１）。

しかしながら、硫酸バンドを添加して抄造した合紙を、電子部品用基材用合紙（いわゆる中性金属合紙）として用いると、合紙中の水分と硫酸バンドの硫酸イオンの影響で金属部分の腐蝕や変色などの変質が生じ、電子部品の性能を損なう問題が生じる。

このような問題を改良するために、合紙中に填料を含まず、合紙中の硫酸イオン濃度と塩素イオン濃度が特定範囲であり、合紙の両面に、特定ＴｇのＳＢＲまたはアクリル系合成樹脂を塗工し、カレンダー加工して得た合紙の表面の平滑度が特定範囲にある合紙が提案されている（特許文献２）。この提案では、合紙を抄造する過程で硫酸バンド等の填料を添加しない。

しかしながら、硫酸バンドを全く添加することなく合紙を抄造すると、原料パルプの濾水度が不安定になり、安定して合紙を抄造することが難しい。また、合紙表面の特性も不均一となり良好な品質の合紙を得ることが困難になる。

更に、最近は電子部品に対する要求特性が高度化したため、例えば、上記提案の合紙を電子部品用基材の工程合紙や製品合紙に用いた場合、湿度の高い雰囲気では銅回路や銀メッキ回路部分の変色、変質を完全には防止できない。このため、上記金属部分の変色、変質による問題が生じない中性金属合紙が要望されている。また、このような合紙を安定して抄造できる方法が望まれている。
特開平０７−１１９０７５号公報（特許請求の範囲）特開２０００−３０３３８３号公報（特許請求の範囲）

本発明者らは上記問題を解決するために種々検討した結果、カチオン澱粉と防滑剤及び剥離剤とを所定の割合で配合して抄紙することにより、濾水性、ドライヤー剥離性をコントロールでき、効率良く金属合紙を製造できることを発見した。

従って、本発明は、上記問題を解消でき、金属面や金属メッキ面を有する電子部品用基材用合紙として用いた場合、金属部分の変質による問題を確実に防止することができる中性金属合紙及びその製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明は以下に記載するものである。

〔１〕金属の合紙に使用される中性金属合紙において、該中性金属合紙中に、カチオン澱粉が０．２〜２．０質量％、防滑剤が０．２〜２．０質量％及び剥離剤が０．１〜０．４質量％の割合で含有され、且つ、該中性金属合紙中に含まれる硫酸アルミニウムが２００ｐｐｍ以下であることを特徴とする中性金属合紙。

〔２〕中性金属合紙中に含まれる塩素の含有割合が塩素イオン濃度換算で２００ｐｐｍ以下である〔１〕に記載の中性金属合紙。

〔３〕電子部品用リードフレームの工程合紙又は製品合紙に使用される〔１〕又は〔２〕に記載の中性金属合紙。

〔４〕合紙中の硫酸アルミニウムが硫酸イオン濃度換算で２００ｐｐｍ以下である中性金属合紙の製造方法であって、原料パルプの濾水度が３００〜５５０ｃｍ³の範囲となるよう原料パルプを叩解し、且つ、原料パルプの水スラリーに、合紙中にカチオン澱粉が０．２〜２．０質量％、防滑剤が０．２〜２．０質量％及び剥離剤が０．１〜０．４質量％の割合で含有されるよう添加し、硫酸アルミニウムを添加せず、原料パルプの水スラリーのｐＨを７〜８の範囲に保って抄紙することを特徴とする中性金属合紙の製造方法。

本発明の中性金属合紙を金属面や金属メッキ面を有する基材（例えば、リードフレームやシャドウマスクに例示される電子部品用基材）の工程合紙や製品合紙に用いた場合、金属部分の腐蝕や変質を抑制できる。また、本発明の中性金属合紙の製造方法によれば、平滑性等の特性に優れた中性金属合紙を効率良く製造できる。

以下、本発明を詳細に説明する。

［中性金属合紙］
本発明の中性金属合紙は、合紙中に、カチオン澱粉が０．２〜２．０質量％、防滑剤が０．２〜２．０質量％及び剥離剤が０．１〜０．４質量％の割合で含有され、且つ、該中性金属合紙中に含まれる硫酸アルミニウムが２００ｐｐｍ以下のものである。

中性金属合紙中の硫酸アルミニウム濃度が２００ｐｐｍを超えると、合紙を電子部品用リードフレームの工程合紙及び／又は製品合紙に用いた際に、リードフレームの金属部分、得に銅や銀で部分を腐蝕或いは変質させる。

このため、本発明の中性金属合紙を抄造する際には、硫酸アルミニウム（例えば、硫酸バンド）は添加しない。

このように、本発明においては抄造の際に硫酸バンドのような添加剤を使用しないが、抄造を安定して行うために、カチオン澱粉、防滑剤及び剥離剤からなる添加剤を所定量抄造の際に添加する。これら添加剤の添加量は、合紙中にカチオン澱粉が０．２〜２．０質量％、防滑剤が０．２〜２．０質量％及び剥離剤が０．１〜０．４質量％の割合で含有される量である。

カチオン澱粉の添加量が０．２質量％未満では充分な紙力が得られず紙粉発生の要因となり、２．０質量％を超えて添加すると紙が固くなり柔軟性が失われ破れ易くなる。一方、防滑剤の添加量が０．２質量％未満では紙が滑り易くなり、２．０質量％を超えて添加してもそれ以上の効果は得られずコストアップとなる。また、剥離剤の添加量が０．１質量％未満では抄紙時に抄紙がドライヤーに貼り付く問題が生じ、０．４質量％を超えて添加すると巻取時に滑りやすくなる。

本発明において、防滑剤とは、カチオン性スチレン系樹脂、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、イソシアナートアジリジン誘導体、コハク酸イミド誘導体、カルボニル誘導体、ロジン無水物、脂肪酸無水物、樹脂型カチオンサイズ剤、ポリマー型カチオンサイズ剤等、紙の滑りを抑制する添加剤のことである。これらのうち、カチオン性スチレン系樹脂が本発明における防滑効果に優れるので特に好ましい。

本発明において剥離剤は、変性炭化水素油、シリコーン油、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、鉱物油等である。これらのうち、変性炭化水素油が抄紙の際にドライヤー等加熱ドラムへの抄紙の貼り付きを防止する効果に優れるので特に好ましい。

尚、本発明における添加剤のうち、カチオン澱粉と防滑剤は、上記の合紙を安定して抄造するための効果、得られた合紙の表面特性を向上させる効果の他に、合紙中での硫酸イオン或いは塩素イオンの発生を抑制し、その結果金属部分の変色、変質を抑制する効果がある。また、本発明における添加剤のうち、剥離剤は、上記の合紙を安定して抄造するための効果がある。

本発明の中性金属合紙中に含まれる塩素の含有割合は塩素イオン濃度換算で２００ｐｐｍ以下であることが好ましい。この塩素イオン濃度が２００ｐｐｍを超えると、合紙を電子部品用リードフレームの工程合紙及び／又は製品合紙に用いた際に、リードフレームの金属部分、得に銅や銀で部分を腐蝕或いは変質させることがある。

尚、本発明において中性紙とは、紙面のｐＨが、６〜８の範囲であるものをいう。

［中性金属合紙の製造方法］
本発明の中性金属合紙は、原料パルプの濾水度が３００〜５５０ｃｍ³の範囲となるよう原料パルプを叩解し、且つ、原料パルプの水スラリーに、合紙中にカチオン澱粉が０．２〜２．０質量％、防滑剤が０．２〜２．０質量％及び剥離剤が０．１〜０．４質量％の割合で含有されるよう添加し、硫酸アルミニウムを添加せず、原料パルプの水スラリーのｐＨを７〜８の範囲に保って抄紙することで製造できる。

本発明の中性金属合紙の製造方法では、製造工程として少なくとも原料工程、抄紙工程、乾燥工程、カレンダー工程を有する。先ず、原料工程にて原料パルプの濾水度が３００〜５５０ｃｍ³の範囲となるよう原料パルプを叩解する。次いで、カチオン澱粉、防滑剤及び剥離剤よりなる添加剤を、合紙中にカチオン澱粉が０．２〜２．０質量％、防滑剤が０．２〜２．０質量％及び剥離剤が０．１〜０．４質量％の割合で含有されるよう添加する。原料パルプの濾水度を上記の範囲とすることにより、安定して合紙を抄造することができる。また、得られる合紙の表面平滑性等の品質を均一にすることができる。

尚、本発明においては、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）は添加しないが、原料パルプ中に含まれていた硫酸バンドや、抄紙設備に残存していた硫酸バンド等の混入により、中性金属合紙中に硫酸アルミニウムが２００ｐｐｍ以下の微量であれば含まれても良い。

更に、原料パルプの水スラリーのｐＨは７〜８の範囲となるよう調整する。ｐＨの調整は、例えば原料パルプ槽などに水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液或いは、クエン酸等の有機酸の水溶液を添加することにより行う。ｐＨの調整には、硫酸、塩酸などの金属腐蝕性無機酸は用いない。

抄紙工程にて上記濾水度とｐＨを調整した原料パルプの水スラリーを、例えば金網とフェルト無端帯とを備えた抄紙機にて抄紙して湿合紙を得る。

次いで乾燥工程にて湿合紙の表面を乾燥機の加熱ドラム表面に接触させて乾燥して乾燥合紙を得る。更にカレンダー工程にて乾燥合紙の表面をカレンダー加工することにより、本発明の中性金属合紙を製造する。

本発明の中性金属合紙の製造には、表層用原料パルプとして主に模造古紙、新聞古紙、雑誌古紙などの古紙を脱墨処理した脱墨パルプや晒木材パルプを用いることができる。多層抄き紙の場合の中層と裏層の原料としては、新聞古紙、雑誌古紙、段ボール古紙、地券古紙、雑古紙などの回収パルプ、またはクラフトパルプ等の木材パルプなどが使用可能である。

本発明において、中性金属合紙の抄造に用いる原料パルプは、上記したものを用いることができるが、特に、硫酸バンドを含有しないか、或いは硫酸バンドの含有量が少ないもの、例えば、硫酸アルミニウム含有が２００ｐｐｍ以下のものを用いることが好ましい。硫酸アルミニウム含量が２００ｐｐｍを超えるパルプを原料パルプとして使用する場合は、硫酸アルミニウム含量の少ないパルプと混合して用いることが好ましい。或いは、原料工程等において硫酸アルミニウムを水で抽出した後、水を分離したパルプを用いることが好ましい。

得られた中性金属合紙は、巻き取りリールにてロール状に巻き取り製品とすることができる。

［金属面や金属メッキ面を有する基材］
本発明の中性金属合紙は、金属面や金属メッキ面を有する基材用合紙である。この金属面や金属メッキ面を有する基材としては、例えば、電子部品用基材のリードフレームやシャドウマスクを挙げることができる。

次に実施例をあげて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、実施例における各評価特性は、以下の方法で測定した。

［硫酸アルミニウム濃度］
合紙中の硫酸アルミニウム濃度を以下の試験方法により測定した。
（１）試験片を１０ｍｍ角以下に小さく切り、ＪＩＳＰ８１１１の条件に一致する大気中で４０ｇ用意する。
（２）蒸留水を純水用イオン交換樹脂に通した後、５〜６分沸騰させて純水を得る。
（３）空気冷却管付き三角フラスコ内に、（１）の試験片４０ｇと（２）の純水３５０ｃｍ³を加え、恒温槽にて１００℃で１時間加熱した後、２３℃±５℃に冷却し、ガラスフィルターにて濾過する。
（４）濾液２００ｃｍ³をビーカーに採り、塩酸２ｃｍ³を添加し、沸騰するまで加熱する。
（５）２個の１００ｃｍ³のビーカーに（４）で調整した試料を５０ｃｍ³ずつ採る。
（６）両方のビーカーにグリセリン溶液１０ｃｍ³と塩化ナトリウム溶液５ｃｍ³とをそれぞれ加え、撹拌機でよくかき混ぜる。（グリセリン溶液は、グリセリンと純水とを１質量部対１質量部で混合したものである。塩化ナトリウム溶液はＮａＣｌ４０ｇとＨＣｌ２０ｃｍ³に純水を加えて１０００ｃｍ³にした後、５Ｃ濾紙で濾過したものである）
（７）一方のビーカーに塩化バリウム０．３ｇを加え、１分間かき混ぜた後、４分間静置し、再び１５秒間かき混ぜる。
（８）吸光セルに塩化バリウムを加えた溶液の一部をとり、塩化バリウムを加えない溶液を対照として、波長４２０ｎｍ付近の吸光度を測定する。
（９）検量線から、硫酸イオン（ｍｇＳＯ₄ ^2-）の量を求め、硫酸アルミニウム量に換算する。（検量線は、予め既知硫酸イオン濃度の溶液の波長４２０ｎｍ付近の吸光度を測定し作製しておく。）
［塩素イオン濃度］
合紙中の塩素イオン濃度を以下の試験方法により測定した。
（１）試験片を１０ｍｍ角以下に小さく切り、ＪＩＳＰ８１１１の条件に一致する大気中で１０ｇ用意する。
（２）蒸留水を純水用イオン交換樹脂に通した後、５〜６分沸騰させて純水を得る。
（３）空気冷却管付き三角フラスコ内に、（１）の試験片１０ｇと（２）の純水１８０ｃｍ³を加え、恒温槽にて１００℃で１時間加熱した後、２３℃±５℃に冷却し、濾紙（２Ｃ）にて濾過する。
（４）濾液５０ｃｍ³を比色管に分取する。空試験として、純水５０ｃｍ³も準備する。
（５）各々の試料に硫酸鉄アンモニウム溶液１０ｃｍ³とチオシアン酸水銀エタノール５ｃｍ³を加え、栓をしてよく振り混ぜた後、１０分間放置する。
（６）（５）で作製した溶液を各々吸光セルに移し、空試験の溶液を対照として、波長４７３ｎｍの吸光度を測定する。
（７）検量線から、塩素イオン（ｍｇＣｌ^-）の量を求める。（検量線は、予め既知塩素イオン濃度の溶液の波長４７３ｎｍの吸光度を測定し作製しておく。）
［金属表面の変質］
合紙と銅回路及び銀メッキ回路部分のある電子部品のリードフレームとを交互に５０層重ね合わせ、加速試験（１００℃、６０分）を行い、銅回路及び銀メッキ回路部分を観察し下記基準にて評価した。
○：銅回路及び銀メッキ回路部分に変色が認められない。
△：銅回路及び銀メッキ回路部分に変色がややあり。
×：銅回路及び銀メッキ回路部分に変色が顕著に認められる。

［合紙の抄造性］
合紙を２４時間連続生産した際、抄紙工程での断紙及び表面の毛羽立ち状態を確認し、下記基準にて評価した。
○：断紙及び表面の毛羽立ちが認められない。
×：断紙が１回以上発生し、又は表面の毛羽立ちが認められた。

［合紙の巻取り仕上げ性］
合紙を連続１０，０００ｍ小巻仕上げする際に、巻き取りの変形（紙管ズレ）と仕上げ機のペーパーロールへの紙粉付着について確認し、下記基準にて評価した。
○：巻き取りの紙管ズレ及び仕上げ機への紙粉付着が認められない。
×：巻き取りの紙管ズレが認められる。または仕上げ機への紙粉付着が認められる。

［実施例１］
原料パルプとしてのＬＢＫＰを用い、濾水度が４００ｃｍ³となるよう叩解し、原料パルプの水スラリー（パルプ濃度３質量％）を調成した。この水スラリー中に、カチオン澱粉を１．０質量％、防滑剤としてカチオン性スチレン系樹脂を０．２質量％及び剥離剤として変性炭化水素油を０．１質量％の割合で添加し、硫酸アルミニウムを添加せず、原料パルプの水スラリーのｐＨを７．５に調整してヤンキー抄紙機に供給し、抄紙して中性金属合紙を製造した。この合紙の評価結果を表１に示す。

［実施例２〜３及び比較例１〜３］
カチオン澱粉、防滑剤及び剥離剤の配合量を表１に示す通りに変更した以外は実施例１と同様に中性金属合紙を製造した。得られた合紙の評価結果を表１に示す。

尚、表１中の添加剤は、下記のものである。
カチオン澱粉：日本ＮＳＣ株式会社製、品番ケイト３０４
防滑剤：荒川化学工業株式会社製、品番ＮＡサイズ
剥離剤：星光ＰＭＣ株式会社製、品番ＣＡ−９００（変性炭化水素油）
表１に示した結果から明らかなように、実施例の中性金属合紙は抄造性、巻取仕上性が良好あり、金属面の変色が無く、中性金属合紙として優れたものであった。

Claims

金属の合紙に使用される中性金属合紙において、該中性金属合紙中に、カチオン澱粉が０．２〜２．０質量％、防滑剤が０．２〜２．０質量％及び剥離剤が０．１〜０．４質量％の割合で含有され、且つ、該中性金属合紙中に含まれる硫酸アルミニウムが２００ｐｐｍ以下であることを特徴とする中性金属合紙。
中性金属合紙中に含まれる塩素の含有割合が塩素イオン濃度換算で２００ｐｐｍ以下である請求項１に記載の中性金属合紙。
電子部品用リードフレームの工程合紙又は製品合紙に使用される請求項１又は２に記載の中性金属合紙。
合紙中の硫酸アルミニウムが硫酸イオン濃度換算で２００ｐｐｍ以下である中性金属合紙の製造方法であって、原料パルプの濾水度が３００〜５５０ｃｍ³の範囲となるよう原料パルプを叩解し、且つ、原料パルプの水スラリーに、合紙中にカチオン澱粉が０．２〜２．０質量％、防滑剤が０．２〜２．０質量％及び剥離剤が０．１〜０．４質量％の割合で含有されるよう添加し、硫酸アルミニウムを添加せず、原料パルプの水スラリーのｐＨを７〜８の範囲に保って抄紙することを特徴とする中性金属合紙の製造方法。