JP2007031869A - 低発塵紙 - Google Patents

Abstract

【課題】
樹脂を含浸しなくても、十分に発塵を抑えることができると共に、樹脂の費用を必要とせず、また抄紙機で仕上げることができるので低コストで製造することができる低発塵紙を提供すること。
【解決手段】
単層又は複数層から成る低発塵紙において、各層のパルプ原料にはＬＢＫＰを８０重量％以上配合して、発塵係数を０．０５個／ｍｍ^２以下にする。
【選択図】 なし

Description

本発明は、クリーンルーム内で使用される低発塵紙に関し、さらに詳細には、金属面や金属メッキ面を有する電子部品用基材の合紙として最適な低発塵紙に関する。

クリーンルーム内でＬＳＩ等の電子部品を実装する場合には、例えば金属面や金属メッキ面を有する電子部品用基材に用いる金属薄板を重ね合わせる際の合紙として紙が使用され、この電子部品用基材のコアのパターンに合うように合紙に穴あけ加工が施される。この加工時には、紙粉、すなわち塵が紙の穴部断面で発生し、この断面積が増加する程、発塵量が多くなる。この塵が電子部品用基材のピンの間に付着すると、製造された電子部品用基材が実際の部品に使用され、電流が流された時に焼き付きが起こり、回路の中でショートする等の問題が生じる。

上述したような問題を解決するために、従来、合紙として無塵紙が使用されている。このような無塵紙として、例えば特許文献１に記載されているような樹脂含浸紙から成る無塵紙が提案されている。この樹脂含浸紙から成る無塵紙は、樹脂エマルジョンや水溶液を含浸させ、パルプ繊維を固めて発塵を抑えているものである。

しかし、このような樹脂含浸紙から成る無塵紙は、樹脂を使用しているため、樹脂の費用がかかるだけでなく、オンマシンで樹脂を含浸する（抄紙機内で樹脂を含浸する）場合には、生産速度が低くなるので操業性が悪くなる。一方、オフマシンで樹脂を含浸する（抄紙機とは別工程で樹脂を含浸する）場合には、抄紙機とは別工程であるため抄紙機で製造した原紙を別の場所へ運搬する費用や人件費等がかかり、製造コストがアップするという問題があった。

また、特許文献１に記載されている紙は、約０．３μｍの塵をも発生しないという無塵紙であったため、非常に高価であった。
特開２００３−２１１６１４号公報

本発明は、上述したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、樹脂を含浸しなくても、十分に発塵を抑えることができると共に、樹脂の費用を必要とせず、また抄紙機で仕上げることができるので低コストで製造することができる低発塵紙を提供することにある。なお、従来の無塵紙とは、０．３μｍの大きさの塵をも発生しないという紙であったが、本発明に係る低発塵紙とは０．３μｍの大きさの塵は発生するが１００μｍの大きさの塵は発生しない紙を言う。

本発明の上記目的は、単層又は複数層から成る低発塵紙において、各層のパルプ原料にはＬＢＫＰが８０重量％以上配合されており、かつ該低発塵紙の試料の断面積に対する発塵量によって求められる発塵係数が０．０５個／ｍｍ^２以下であることを特徴とする低発塵紙を提供することによって、達成される。

また、本発明の上記目的は、前記低発塵紙の各層のパルプに、無塩素漂白化学パルプであるＥＣＦパルプを使用したことを特徴とする低発塵紙を提供することによって、効果的に達成される。

また、本発明の上記目的は、前記低発塵紙のＪＩＳ−Ｐ８１３３で規定される冷水抽出ｐＨが６以上８以下であることを特徴とする低発塵紙を提供することによって、より効果的に達成される。

さらにまた、本発明の上記目的は、前記パルプに、紙力剤及び／又は繊維状のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を配合したことを特徴とする低発塵紙を提供することによって、より効果的に達成される。

本発明に係る低発塵紙によれば、樹脂を含浸しなくても十分に発塵を抑えることができると共に、樹脂の費用を必要とせず、またオンマシンで仕上げることができるので、低コストで製造することができる。また、金属面や金属メッキ面を有する電子部品用基材のピンの間隔は、通常、１００μｍであることから、約５０μｍ以下の大きさの塵であればピンの間を通り抜けてしまうので、後の工程で焼き付きが起こらず、また、約０．３μｍの大きさの塵をも発生しない無塵紙よりも低コストで製造することができるという利点を有する。

また、本発明に係る低発塵紙によれば、パルプとして、無塩素漂白化学パルプであるＥＣＦパルプを使用し、ＪＩＳ−Ｐ８１３３に規定される冷水抽出ｐＨが６以上８以下となっているので、銅製の電子部品用基材の腐食が発生し難く、また電子部品用基材の溶解を起こさないという利点も有する。

以下、本発明に係る低発塵紙について、公知の抄紙機で抄造され、紙層が表層及び下層の２層から成っている場合を例に詳細に説明する。

通常、低発塵紙の基紙のパルプ原料としては、例えば広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）の木材パルプに加え、マニラ麻、楮、三椏、雁皮などの非木材パルプ等の天然パルプ、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の合成繊維を使用することができる。これらのパルプは、単独でも使用し得るが、低発塵紙の使用目的やニーズに応じて２種以上を適宜混合して使用することもできる。

しかし、後述する実施例１で示すようにＮＢＫＰが多く配合されると、長繊維の割合が多くなり、これに伴って発塵量が多くなってしまうので、本低発塵紙はＬＢＫＰが８０重量％以上配合されている必要がある。従って、本低発塵紙は、ＬＢＫＰが８０重量％以上配合されていれば、残りのパルプは上述したような公知の種々のパルプを使用することができる。

なお、本低発塵紙は、主としてリードフレームやシャドウマスク等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（以下、単に「電子部品用基材」と言う。）に代表される半導体関連分野の合紙として使用されるため、電子部品用基材と合紙とが擦れたときに発塵しないこと、また合紙が電子部品用基材のコアのパターンに打ち抜かれて使用されるときに発塵しないことが要求されている。従って、後述する実施例１で示すように本低発塵紙は発塵係数が０．０５個／ｍｍ^２以下であることが好ましい。

なお、本発明でいう発塵係数とは下記の通りの試験及び式１により求められる数値である。

先ず、低発塵紙を５０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさに断裁し、これを１０枚重ねる（以下、この断裁した低発塵紙を１０枚重ねたものを「試料」という。）。次に、この試料をグローブボックス中に置き、１０分間、塵を吸引しながら放置し、その後発塵性の測定を行う。この発塵性の測定とは、試料の長辺側の両端面、及び短辺側の両端面をグローブボックス中で、すべての試料が捲れるように１０回ずつしごき、発塵量（個数）をパーティクルカウンターで測定することをいう。発生した塵の内、５０μｍ以上の大きさの塵の個数を下記の（式１）に代入して発塵係数を求める。
（式１）
発塵係数＝発塵量／断面積
ここに、発塵量とは、上述したとおり５０μｍ以上の大きさの塵の個数であり、また断面積とは試料の総断面積、すなわち試料の長辺と短辺の断面積の和であり、単位はｍｍ^２である。

また、電子部品用基材のピンの間隔は通常１００μｍであるので、発生した塵の大きさが５０μｍ以下であれば、塵はピンの間を通り抜けてしまい、後の工程で焼き付きが起こらない。従って、測定する塵の大きさは５０μｍ以上のものとした。これにより本低発塵紙は、約０．３μｍの大きさの塵をも出さないという無塵紙よりも低コストで製造することができる。

なお、試料として、上記試験においては５０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさに断裁した低発塵紙を１０枚重ねたものを用いたが、本発明における試料は、このような大きさ及び枚数の低発塵紙に限らず、他の大きさ及び枚数の低発塵紙であっても良い。また、上記試験においては、試料全体、特に試料の総断面から発塵するように試料をしごけば良い。

上述したようなパルプにおいて、漂白処理が施される場合には、後述する実施例２で示すように無塩素漂白化学パルプを用いることが好ましい。ここでいう無塩素漂白化学パルプとは、漂白処理工程において分子状塩素を使用せずに製造した化学パルプを意味し、ＥＣＦ（Elementary Chlorine Free）パルプは分子状塩素（Cl₂）を使用せずに、二酸化塩素（ClO₂）を主体として漂白したパルプの総称である。従って、ＥＣＦパルプを使用した低発塵紙は金属腐食性の強い塩素イオンの含有量が少なく、銅製の電子部品用基材の腐食の発生が少なくなる。また、低温焼却されたとしてもダイオキシン等の有機塩素化合物生成の危険性は極めて低くなることから、環境に配慮したパルプである。

また、本発明に係る低発塵紙は、上述したように電子部品用基材に代表される半導体関連分野の合紙として使用されるため、銅製の電子部品用基材の腐食原因となる塩素イオン、ナトリウムイオン等のあらゆるイオンは少ない方が良い。従って、ＪＩＳ−Ｐ８１３３に基づく冷水抽出ｐＨが６以上８以下となるようにする。冷水抽出ｐＨが６以上となるように低発塵紙を製造すると、後述する実施例２で示すように銅製の電子部品用基材の腐食の発生がないので好ましい。また、冷水抽出ｐＨが１４などの強アルカリ領域では、電子部品用基材の溶解が起こってしまうので、冷水抽出ｐＨが８以下となるように低発塵紙を製造することが好ましい。

また、本低発塵紙には、発塵をより抑える目的で、紙力剤及び／又は繊維状ＰＶＡを配合することが好ましい。

紙力剤としては、上述した理由により、ｐＨが６未満とならないように、塩素化合物を含有しない、あるいは含有していても少量である澱粉、ポリアクリルアマイド等を使用することが好ましい。また、この場合、紙力剤の配合量は特に限定されるものではないが、パルプに対し固形分で０．１〜２．０重量％配合されることが好ましい。後述する実施例１で示すように、紙力剤が０．１重量％以上配合されると、発塵を抑える効果が発揮され、発塵係数が０．０５個／ｍｍ^２以下となる。一方、２．０重量％より多く配合しても、発塵を抑える効果は２．０重量％配合した場合と殆ど変わらない、すなわち発塵係数に殆ど変化が見られない。

また、繊維状ＰＶＡが配合される場合、その配合量は特に限定されるものではないが、パルプに対し１〜１０重量％配合されることが好ましい。後述する実施例１で示すように、繊維状ＰＶＡが１重量％以上配合されると、発塵を抑える効果が発揮され、発塵係数が０．０５個／ｍｍ^２以下となる。一方、１０重量％より多く配合しても、発塵を抑える効果は１０重量％配合した場合と殆ど変わらない、すなわち発塵係数に殆ど変化が見られない。

さらにまた、本低発塵紙に、上記紙力剤及び繊維状ＰＶＡの両方を配合することによって、後述する実施例１で示すように、発塵をより抑えることができる。

なお、本低発塵紙に使用されるバインダーは、繊維状ＰＶＡに限らず、この他にもポリアクリルアマイド、澱粉等の塩素化合物を含有しない公知の種々のバインダーを添加することができる。また、これらのバインダーは単独でも使用し得るが、２種以上を混合して使用しても良い。

また、本発明に添加される薬品には、上述したような紙力剤、バインダーの他に、必要に応じて分散剤、苛性ソーダ、アンモニア水等のｐＨ調整剤、消泡剤、防腐剤、蛍光染料、離型剤、染料、耐水化剤、流動変性剤、歩留り向上剤等を適宜添加することができる。

上述したようなパルプは叩解して使用され、叩解されたパルプに上述したような紙力剤、バインダー、その他の薬品が添加される。

叩解されたパルプに薬品を添加した原料は、通常の多層抄き可能な抄紙機を用いて抄造される。抄紙機のワイヤーパートとしては、円網、長網、短網あるいはそれらを組み合わせた多層抄紙機が使用できる。

ワイヤーパート、プレスパートを経て形成された２層抄き紙は通常のドライパートで乾燥されるが、ドライパートの中間に設置されるサイズプレス装置で、澱粉を主体とする表面サイズ処理が行われる。この表面サイズ処理を行うことで発塵を抑えることができる。このような表面サイズ処理に用いられる澱粉としては、ＰＶＡ、澱粉、ポリアクリルアミド等の塩素化合物を含有しない公知の種々の表面サイズ処理剤が使用される。なお、これらの薬品は単独で使用しても良いし、２種以上を混合して使用しても良い。

本低発塵紙は、上述したようにオンマシンで抄造されるため、運搬費用や人件費等が高くなるオフマシンで抄造する場合に比べ、低コストで製造することができる。

以上、本発明に係る低発塵紙について、表層及び下層の２層の紙層から成る低発塵紙について詳細に説明してきたが、本発明はこのような低発塵紙に限らず、例えば単層から成る低発塵紙や、表層の下に表下層を設ける等した３層の紙層から成る低発塵紙のように、低発塵紙の使用目的やニーズ等に応じてその構成を適宜変更することができる。

本発明に係る低発塵紙の効果を確認するため、以下のような各種の試料を作製し、これらの各試料に対する各種の特性を評価する実験を行った。なお、本発明はこれら実施例によって制限を受けるものではない。

本発明に係る１０種類の低発塵紙（これを「試料１」ないし「試料１０」とする）と、これらの試料１ないし試料１０と比較検討するための７種類の低発塵紙（これを「比較試料１」ないし「比較試料７」とする）を表１に示す条件に基づき作製した。

なお、これらの各試料及び比較試料は、５０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさに断裁した低発塵紙を１０枚重ねたもので、この試料の長辺側及び短辺側の両端面をグローブボックス中で１０回ずつしごいて発塵させた。

［試料１］パルプ原料として、ＬＢＫＰを１００重量％使用し、繊維状ＰＶＡをパルプに対して１．０重量％配合して低発塵紙を得る。

［試料２］パルプ原料として、ＬＢＫＰを８０重量％、ＮＢＫＰを２０重量％使用したことを除くその他の点は、試料１と同様にして得た低発塵紙。

［試料３〜４］繊維状ＰＶＡの配合量を表１のように変更したことを除くその他の点は、試料１と同様にして得た低発塵紙。

［試料５］繊維状ＰＶＡの代わりに紙力剤をパルプに対して０．１重量％配合したことを除くその他の点は、試料１と同様にして得た低発塵紙。

［試料６］パルプ原料として、ＬＢＫＰを８０重量％、ＮＢＫＰを２０重量％使用したことを除くその他の点は、試料５と同様にして得た低発塵紙。

［試料７〜８］紙力剤の配合量を表１のように変更したことを除くその他の点は、試料５と同様にして得た低発塵紙。

［試料９〜１０］パルプ原料として、ＬＢＫＰを８０重量％、ＮＢＫＰを２０重量％使用し、繊維状ＰＶＡ及び紙力剤の配合量を表１のようにして得た低発塵紙。

［比較試料１］パルプ原料として、ＬＢＫＰを６０重量％、ＮＢＫＰを４０重量％使用し、繊維状ＰＶＡをパルプに対して１１重量％配合して得た低発塵紙。

［比較試料２］パルプ原料として、ＬＢＫＰを６０重量％、ＮＢＫＰを４０重量％使用したことを除くその他の点は、試料５と同様にして得た低発塵紙。

［比較試料３〜４］繊維状ＰＶＡの配合量を表１のように変更したことを除くその他の点は、試料１と同様にして得た低発塵紙。

［比較試料５］繊維状ＰＶＡの配合量を表１のように変更したことを除くその他の点は、試料２と同様にして得た低発塵紙。

［比較試料６］紙力剤の配合量を表１のように変更したことを除くその他の点は、試料５と同様にして得た低発塵紙。

［比較試料７］紙力剤の配合量を表１のように変更したことを除くその他の点は、試料６と同様にして得た低発塵紙。

これらの全試料及び比較試料に関する発塵係数について測定を行った結果は、表１のとおりであった。

なお、表１中の「発塵係数（個／ｍｍ^２）」とは、上記式１を用いて得られた値である。

表１から、パルプ原料にＬＢＫＰを８０重量％以上配合させた場合に、発塵係数が低くなる、すなわち発塵を抑えるができることが分かる。特に、ＬＢＫＰを１００重量％配合させたパルプ原料を使用した低発塵紙であると、より発塵係数を低くすることができることが分かる。

また、繊維状ＰＶＡをパルプに対して１重量％〜１０重量％配合することが好ましいことが分かる。繊維状ＰＶＡを１重量％以上配合すると、発塵を抑える効果が発揮され、発塵係数が０．０５個／ｍｍ^２以下となる。一方、繊維状ＰＶＡを１０重量％より多く配合しても、発塵を抑える効果は繊維状ＰＶＡを１０重量％配合した場合と殆ど変わらない、すなわち発塵係数に殆ど変化が見られない。

また、紙力剤をパルプに対して０．１重量％〜２．０重量％配合することが好ましいことが分かる。紙力剤を０．１重量％以上配合すると、発塵を抑える効果が発揮され、発塵係数が０．０５個／ｍｍ^２以下となる。一方、紙力剤を２．０重量％より多く配合しても、発塵を抑える効果は紙力剤を２．０重量％配合した場合と殆ど変わらない、すなわち発塵係数に殆ど変化が見られない。

さらにまた、パルプに繊維状ＰＶＡ及び紙力剤の両方を配合することによって、より発塵係数が低い、すなわちより発塵を抑えることができることが分かる。

次に、本発明に係る低発塵紙の効果を確認するため、以下のような各種の試料を作製し、これらの各試料の冷水抽出ｐＨの測定及び電子部品用基材に対する腐食を評価する実験を行った。なお、本発明はこれらの実施例によって制限を受けるものではない。

本発明に係る７種類の低発塵紙（これを「試料１」ないし「試料７」とする）と、これらの試料１ないし試料７と比較検討するための６種類の低発塵紙（これを「比較試料１」ないし「比較試料６」とする）を表２に示すようなパルプ原料の配合量で、硫酸バンドの添加量により冷水抽出ｐＨを変更して夫々作製した。

全試料及び比較試料について、冷水抽出ｐＨの測定及び電子部品用基材に対する腐食を評価する実験を行った結果は、表２に示すとおりであった。

なお、表２中の「冷水抽出ｐＨ」とはＪＩＳ−Ｐ８１３３に基づいて測定した値である。

また、「腐食評価」とは、次のような方法で評価した電子部品用基材の腐食試験で、腐食した電子部品用基材の個数である。各試料及び比較試料を１ｃｍ角の小片に断裁し、電子部品用基材として１ｃｍ角の銅片（厚さ１００μｍ）を使用する。この断裁した各試料及び比較試料を夫々、銅片５０個と混合して秤量瓶に入れ、４０℃、８０％（相対湿度）環境下にて３０日間放置する。その後秤量瓶から銅片を取り出し、銅片を一つ一つ顕微鏡で観察し腐食が発生している銅片の個数を数える。

表２から、パルプ原料にＥＣＦパルプを配合させた場合に、腐食を少なくすることができることが分かる。また、冷水抽出ｐＨが６以上であると、電子部品用基材の腐食の発生がないことが分かる。

Claims (4)

1. 単層又は複数層から成る低発塵紙において、各層のパルプ原料にはＬＢＫＰが８０重量％以上配合されており、かつ該低発塵紙の試料の断面積に対する発塵量によって求められる発塵係数が０．０５個／ｍｍ^２以下であることを特徴とする低発塵紙。
2. 前記低発塵紙の各層のパルプに、無塩素漂白化学パルプであるＥＣＦパルプを使用したことを特徴とする請求項１に記載の低発塵紙。
3. 前記低発塵紙のＪＩＳ−Ｐ８１３３で規定される冷水抽出ｐＨが６以上８以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の低発塵紙。
4. 前記パルプに、紙力剤及び／又は繊維状のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を配合したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の低発塵紙。