JP2022049202A - 積層多孔質焼結シート - Google Patents
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Abstract
【課題】吸着時の多孔質シートと両面粘着シートとの界面からの空気漏れを差し引いた有効通気量に優れ、多孔質シートと両面粘着シートの界面の接着力に優れた、積層多孔質焼結シートを提供する。【解決手段】樹脂粒子の焼結体である多孔質シートと、前記多孔質シートの一方の面に配置された、厚さ方向に貫通孔を有する両面粘着シートとを有し、前記多孔質シートと前記両面粘着シートとの界面における空隙率Φ1と、前記多孔質シート内部の空隙率Φ2との比R=(Φ1/Φ2)が、2.0以上4.0以下である、積層多孔質焼結シート。【選択図】図1
Description
本発明は、積層多孔質焼結シートに関する。
従来から、液晶用ガラス板や積層セラミックコンデンサ用のグリーンシート等、薄膜状、板状、又はフィルム状の物を、固定又は搬送するための手段として、減圧吸引により前記薄膜状、板状、又はフィルム状の物を吸着ステージ上に吸着固定又は吸着搬送する方法が知られている。
前記吸着ステージには、通常、吸着面に吸着緩衝材として通気性を有する樹脂多孔体が装着されている。これにより、被吸着部材に傷や接触痕が生じることを防ぐことができる。このような吸着緩衝材である樹脂多孔体としては、剛性やクッション性等の観点から、ポリエチレン粉末を焼結成形して得られる焼結成形体が用いられている。
前記吸着ステージには、通常、吸着面に吸着緩衝材として通気性を有する樹脂多孔体が装着されている。これにより、被吸着部材に傷や接触痕が生じることを防ぐことができる。このような吸着緩衝材である樹脂多孔体としては、剛性やクッション性等の観点から、ポリエチレン粉末を焼結成形して得られる焼結成形体が用いられている。
近年、液晶画面や積層セラミックコンデンサは、小型化及び高性能化が進んでおり、原料である液晶用ガラス板やセラミックコンデンサ用のグリーンシートは薄型化が進んでいる。このため、非常に精密な吸着固定又は吸着搬送を行う必要が生じている。
したがって、減圧吸引での吸着ステージに装着する吸着緩衝材についても、優れた表面平滑性や傷を防ぐ表面構造等が求められている。
このような、表面平滑性に優れている吸着緩衝材としての多孔質シートに関して、特許文献1に、多孔質シート上に微粒子の分散液を塗布後乾燥して作製する方法が提案されている。
したがって、減圧吸引での吸着ステージに装着する吸着緩衝材についても、優れた表面平滑性や傷を防ぐ表面構造等が求められている。
このような、表面平滑性に優れている吸着緩衝材としての多孔質シートに関して、特許文献1に、多孔質シート上に微粒子の分散液を塗布後乾燥して作製する方法が提案されている。
また、吸着ステージに多孔質シートを装着する場合、多孔質シートに両面粘着シートや両面粘着層等を配置した積層多孔質焼結シートが用いられる。
このような積層多孔質焼結シートとしては、例えば、特許文献2において、吸着装置の吸着面への配置により吸着対象物と前記吸着面との接触を防ぐ吸着固定用シートであって、厚さ方向に通気性を有する多孔質シートと、前記多孔質シートの一方の面に配置された、基材を有し、かつ厚さ方向に通気性を有する両面粘着シート、又は、前記多孔質シートの一方の面に配置された、架橋された粘着剤から形成され、かつ厚さ方向に通気性を有する基材レスの両面粘着層、とを備える吸着固定用シートが提案されている。
このような積層多孔質焼結シートとしては、例えば、特許文献2において、吸着装置の吸着面への配置により吸着対象物と前記吸着面との接触を防ぐ吸着固定用シートであって、厚さ方向に通気性を有する多孔質シートと、前記多孔質シートの一方の面に配置された、基材を有し、かつ厚さ方向に通気性を有する両面粘着シート、又は、前記多孔質シートの一方の面に配置された、架橋された粘着剤から形成され、かつ厚さ方向に通気性を有する基材レスの両面粘着層、とを備える吸着固定用シートが提案されている。
しかしながら、上述したような多孔質シートと両面粘着シート等を組み合わせた積層多孔質焼結シートは、吸引時に多孔質シートと両面粘着シートとの界面からの空気漏れが発生し、厚さ方向の積層多孔質焼結シートの有効な通気量が減る、という問題点や、両面粘着シートの非開口部と接着している多孔質シート部分において空気が流れにくくなり、吸着面の吸引力にバラつきが生じて、これにより全体としての吸着力の低下する、という問題点を有している。
また、多孔質シートと両面粘着シートの接着性も重要な要素であるが、厚さ方向の通気度や界面からの空気漏れを加味した有効な通気量とのバランスを考慮して調整する必要がある。
また、多孔質シートと両面粘着シートの接着性も重要な要素であるが、厚さ方向の通気度や界面からの空気漏れを加味した有効な通気量とのバランスを考慮して調整する必要がある。
特許文献1に開示されている多孔質シートにおいては、微小な粒子を用いているため、十分な通気性を有していないという問題点を有しており、また、両面粘着シートを貼合した時の有効通気量や接着力に関しては検討されていない。
また特許文献2に開示されている吸着固定用シートは、当該吸着固定用シートの浮き及びズレを防いで、使用面積を大きくしたり、高温下で使用する場合にも吸着対象物に意図しない変形あるいは表面の損傷を与え難くすることを目的としており、吸着時に吸着対象物の表面に生じた形状変化や吸着固定用シートの通気度については検討されているが、吸着時の多孔質シートと両面粘着シートとの界面からの空気漏れを差し引いた有効通気量や接着力については検討されていない。
また特許文献2に開示されている吸着固定用シートは、当該吸着固定用シートの浮き及びズレを防いで、使用面積を大きくしたり、高温下で使用する場合にも吸着対象物に意図しない変形あるいは表面の損傷を与え難くすることを目的としており、吸着時に吸着対象物の表面に生じた形状変化や吸着固定用シートの通気度については検討されているが、吸着時の多孔質シートと両面粘着シートとの界面からの空気漏れを差し引いた有効通気量や接着力については検討されていない。
そこで本発明においては、上述した従来技術が有する問題点に鑑み、吸着時の多孔質シートと両面粘着シートの界面からの空気漏れを差し引いた有効通気量に優れ、多孔質シートと両面粘着シートの界面の接着力に優れた、積層多孔質焼結シートを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、多孔質シートと両面粘着シートの界面の状態を制御することで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は以下のとおりである。
すなわち本発明は以下のとおりである。
〔1〕
樹脂粒子の焼結体である多孔質シートと、
前記多孔質シートの一方の面に配置された、厚さ方向に貫通孔を有する両面粘着シートと、を有し、
前記多孔質シートと前記両面粘着シートとの界面における空隙率Φ1と、
前記多孔質シート内部の空隙率Φ2との比R=(Φ1/Φ2)が、
2.0以上4.0以下である、
積層多孔質焼結シート。
〔2〕
前記多孔質シートと、前記両面粘着シートとの界面における空隙率Φ1が、
40%以上80%以下である、前記〔1〕に記載の積層多孔質焼結シート。
〔3〕
前記多孔質シートの、前記両面粘着シートと接しない側の面の、表面の開口部の平均円相当径に対する平均最大径の比(平均最大径/平均円相当径)が、2.0以下である、前記〔1〕又は〔2〕に記載の積層多孔質焼結シート。
〔4〕
前記多孔質シートの、前記両面粘着シートを配さない側の面の、表面粗さ(Ra)が、16μm以下である、前記〔1〕乃至〔3〕のいずれか一に記載の積層多孔質焼結シート。
〔5〕
前記両面粘着シート全体の面積に対する、前記貫通孔の開口部の面積割合が40%以上である、前記〔1〕乃至〔4〕のいずれか一に記載の積層多孔質焼結シート。
〔6〕
前記多孔質シートがポリエチレン系樹脂を含む、前記〔1〕乃至〔5〕のいずれか一に記載の積層多孔質焼結シート。
〔7〕
前記ポリエチレン系樹脂の粘度平均分子量Mvが1.0×105以上である、前記〔6〕に記載の積層多孔質焼結シート。
〔8〕
吸着固定搬送用シートである、前記〔1〕乃至〔7〕のいずれか一に記載の積層多孔質焼結シート。
樹脂粒子の焼結体である多孔質シートと、
前記多孔質シートの一方の面に配置された、厚さ方向に貫通孔を有する両面粘着シートと、を有し、
前記多孔質シートと前記両面粘着シートとの界面における空隙率Φ1と、
前記多孔質シート内部の空隙率Φ2との比R=(Φ1/Φ2)が、
2.0以上4.0以下である、
積層多孔質焼結シート。
〔2〕
前記多孔質シートと、前記両面粘着シートとの界面における空隙率Φ1が、
40%以上80%以下である、前記〔1〕に記載の積層多孔質焼結シート。
〔3〕
前記多孔質シートの、前記両面粘着シートと接しない側の面の、表面の開口部の平均円相当径に対する平均最大径の比(平均最大径/平均円相当径)が、2.0以下である、前記〔1〕又は〔2〕に記載の積層多孔質焼結シート。
〔4〕
前記多孔質シートの、前記両面粘着シートを配さない側の面の、表面粗さ(Ra)が、16μm以下である、前記〔1〕乃至〔3〕のいずれか一に記載の積層多孔質焼結シート。
〔5〕
前記両面粘着シート全体の面積に対する、前記貫通孔の開口部の面積割合が40%以上である、前記〔1〕乃至〔4〕のいずれか一に記載の積層多孔質焼結シート。
〔6〕
前記多孔質シートがポリエチレン系樹脂を含む、前記〔1〕乃至〔5〕のいずれか一に記載の積層多孔質焼結シート。
〔7〕
前記ポリエチレン系樹脂の粘度平均分子量Mvが1.0×105以上である、前記〔6〕に記載の積層多孔質焼結シート。
〔8〕
吸着固定搬送用シートである、前記〔1〕乃至〔7〕のいずれか一に記載の積層多孔質焼結シート。
本発明によれば、吸着時の多孔質シートと両面粘着シートとの界面からの空気漏れを差し引いた有効通気量に優れ、多孔質シートと両面粘着シートの界面の接着力に優れた、積層多孔質焼結シートを提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。
なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示である、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではなく、本発明は、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示である、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではなく、本発明は、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
〔積層多孔質焼結シート〕
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、
樹脂粒子の焼結体である多孔質シートと、
前記多孔質シートの一方の面に配置された、厚さ方向に貫通孔を有する両面粘着シートと、を、有し、
前記多孔質シートと前記両面粘着シートとの界面における空隙率Φ1と、
前記多孔質シート内部の空隙率Φ2との比R=(Φ1/Φ2)が、
2.0以上4.0以下である。
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、
樹脂粒子の焼結体である多孔質シートと、
前記多孔質シートの一方の面に配置された、厚さ方向に貫通孔を有する両面粘着シートと、を、有し、
前記多孔質シートと前記両面粘着シートとの界面における空隙率Φ1と、
前記多孔質シート内部の空隙率Φ2との比R=(Φ1/Φ2)が、
2.0以上4.0以下である。
(多孔質シート)
本実施形態の積層多孔質焼結シートを構成する多孔質シートは、樹脂粒子の焼結体であり、樹脂粒子を焼結することで得られる。
多孔質シートの厚さは0.05mm以上5mm以下が好ましく、0.1mm以上3mm以下がより好ましく、0.2mm以上2mm以下がさらに好ましい。多孔質シートの厚さが上記範囲内であることにより、取扱い性の簡便さとコストにより優れる傾向にある。なお、多孔質シートの厚さは実施例に記載の方法により測定することができる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートを構成する多孔質シートは、樹脂粒子の焼結体であり、樹脂粒子を焼結することで得られる。
多孔質シートの厚さは0.05mm以上5mm以下が好ましく、0.1mm以上3mm以下がより好ましく、0.2mm以上2mm以下がさらに好ましい。多孔質シートの厚さが上記範囲内であることにより、取扱い性の簡便さとコストにより優れる傾向にある。なお、多孔質シートの厚さは実施例に記載の方法により測定することができる。
前記多孔質シートを構成する樹脂としては、特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂、又は熱硬化性樹脂が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアリレート、液晶ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、フッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド等が挙げられる。
また、熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、具体的には、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アリル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアリレート、液晶ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、フッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド等が挙げられる。
また、熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、具体的には、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アリル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上述した樹脂の中でも、賦形性、二次加工性等の観点から熱可塑性樹脂が好ましい。さらに熱可塑性樹脂の中でも、ポリエチレン、ポリプロピレンに代表されるポリオレフィン系樹脂がより好ましい。
多孔質シートがポリオレフィン系樹脂を含むことにより、より安価となり、耐薬品性及び加工性により優れ、素材の吸湿性及び吸水性がより低くなる傾向にある。
このようなポリオレフィン系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン等のエチレンの単独重合体;エチレンと、プロピレン、ブテン-1、ヘキセン-1、オクテン-1等の1種以上のα-オレフィンとの共重合体;エチレンと、酢酸ビニル、アクリル酸、メタアクリル酸、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル等との共重合体;ポリプロピレン等のプロピレンの単独重合体;及び、プロピレンと、エチレン、ブテン-1等の1種以上のα-オレフィンとの共重合体等が挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂の中でも、ポリエチレン(単独重合体又は共重合体)が好ましい。ポリエチレンを用いることにより、より安価となり、焼結成形がより容易となり、成形後の加工性及び耐薬品性により優れ、素材自身の吸湿性及び吸水性がより低くなる等の傾向にある。
多孔質シートがポリオレフィン系樹脂を含むことにより、より安価となり、耐薬品性及び加工性により優れ、素材の吸湿性及び吸水性がより低くなる傾向にある。
このようなポリオレフィン系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン等のエチレンの単独重合体;エチレンと、プロピレン、ブテン-1、ヘキセン-1、オクテン-1等の1種以上のα-オレフィンとの共重合体;エチレンと、酢酸ビニル、アクリル酸、メタアクリル酸、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル等との共重合体;ポリプロピレン等のプロピレンの単独重合体;及び、プロピレンと、エチレン、ブテン-1等の1種以上のα-オレフィンとの共重合体等が挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂の中でも、ポリエチレン(単独重合体又は共重合体)が好ましい。ポリエチレンを用いることにより、より安価となり、焼結成形がより容易となり、成形後の加工性及び耐薬品性により優れ、素材自身の吸湿性及び吸水性がより低くなる等の傾向にある。
多孔質シートに用いる樹脂の密度の下限は、好ましくは890kg/m3以上であり、より好ましくは920kg/m3以上であり、さらに好ましくは930kg/m3以上であり、さらにより好ましくは940kg/m3以上である。樹脂の密度の下限が上記範囲内であることにより、多孔質シートの剛性がより向上する傾向にある。
また、多孔質シートに用いる樹脂の密度の上限は、好ましくは970kg/m3以下であり、より好ましくは960kg/m3以下である。樹脂の密度の上限が上記範囲内であることにより、多孔質シートの製造時における取扱い性や、成形後の加工性がより向上する傾向にある。
また、多孔質シートに用いる樹脂の密度の上限は、好ましくは970kg/m3以下であり、より好ましくは960kg/m3以下である。樹脂の密度の上限が上記範囲内であることにより、多孔質シートの製造時における取扱い性や、成形後の加工性がより向上する傾向にある。
多孔質シートに用いる樹脂粒子の粘度平均分子量(Mv)は、10万以上800万以下が好ましく、30万以上800万以下がより好ましい。
特に、多孔質シートに用いるポリエチレン系樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、10万以上800万以下が好ましく、20万以上600万以下がより好ましく、30万以上350万以下がさらに好ましい。
粘度平均分子量が上記範囲内であることにより、焼結成形時に空孔の形成を阻害する要因となる樹脂の流動がより少なくなり、かつ、隣り合う樹脂粒子の融着性により優れる傾向にある。
特に、多孔質シートに用いるポリエチレン系樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、10万以上800万以下が好ましく、20万以上600万以下がより好ましく、30万以上350万以下がさらに好ましい。
粘度平均分子量が上記範囲内であることにより、焼結成形時に空孔の形成を阻害する要因となる樹脂の流動がより少なくなり、かつ、隣り合う樹脂粒子の融着性により優れる傾向にある。
多孔質シートに用いる樹脂粒子の粘度平均分子量は、後述する実施例に記載する方法により測定することができる。
樹脂粒子の粘度平均分子量は、重合条件等を適宜調整することにより、上記数値範囲に制御することができる。具体的には、重合系に水素を存在させたり、重合温度を変化させたりすることにより粘度平均分子量を制御することができる。
樹脂粒子の粘度平均分子量は、重合条件等を適宜調整することにより、上記数値範囲に制御することができる。具体的には、重合系に水素を存在させたり、重合温度を変化させたりすることにより粘度平均分子量を制御することができる。
多孔質シートに用いる樹脂粒子は、粘度平均分子量等が異なる同一種類の樹脂(例えば、ポリエチレン系樹脂)の混合原料であってもよく、異なる種類の樹脂(例えば、ポリエチレン系樹脂とポリエチレン系樹脂以外の原料樹脂)との混合原料であってもよい。
多孔質シートに用いる樹脂粒子の平均粒径は、好ましくは30μm以上300μm以下であり、より好ましくは40μm以上250μm以下であり、さらに好ましくは50μm以上100μm以下である。
樹脂粒子の平均粒径が上記範囲内であることにより、得られる多孔質シートの通気性がより向上するとともに、その強度と剛性のバランスも優れたものとなる傾向にある。
なお、樹脂粒子の平均粒径は、累積質量が50%となる粒子径、すなわちメディアン径であり、レーザー回析式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所社製「SALD-2100」)を用い、メタノールを分散媒として測定することができる。
樹脂粒子の平均粒径が上記範囲内であることにより、得られる多孔質シートの通気性がより向上するとともに、その強度と剛性のバランスも優れたものとなる傾向にある。
なお、樹脂粒子の平均粒径は、累積質量が50%となる粒子径、すなわちメディアン径であり、レーザー回析式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所社製「SALD-2100」)を用い、メタノールを分散媒として測定することができる。
多孔質シートに用いる樹脂粒子の嵩密度は、好ましくは0.20g/cc以上0.65g/cc以下であり、より好ましくは0.30g/cc以上0.60g/cc以下であり、さらに好ましくは0.40g/cc以上0.58g/cc以下である。
嵩密度が0.20g/cc以上であることにより、機械的強度がより向上し、取り扱い性もより向上する傾向にある。また、嵩密度が0.65g/cc以下であることにより、気孔詰まりが抑制され通気度がより向上する傾向にある。
嵩密度が0.20g/cc以上であることにより、機械的強度がより向上し、取り扱い性もより向上する傾向にある。また、嵩密度が0.65g/cc以下であることにより、気孔詰まりが抑制され通気度がより向上する傾向にある。
多孔質シートに用いる樹脂粒子は、親水基を持ったモノマーとの共重合、親水基を持ったモノマーのグラフト、界面活性剤の添加等、公知の手段を用いて帯電防止処理されていてもよい。なお、帯電防止処理は、粉末の状態で帯電防止処理された物を多孔質体に成形して帯電防止性多孔質シートを得てもよく、予め多孔質シートに成形した物を公知の方法で帯電防止処理してもよい。
(両面粘着シート)
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、上述した多孔シートの一方の面に配置された、厚さ方向に貫通孔を有する両面粘着シートを有している。
両面粘着シートは、基材と、基材の一方の面に配された粘着剤層と、他方の面に配された粘着剤層を有している。
それぞれの粘着剤層に含まれる粘着剤は同一であってもよく、または異なる種類の物であってもよい。なお、吸着ステージに貼合される側の粘着剤は、再はく離性に優れるものであることが好ましい。
両面粘着シートの基材としては、特に限定されるものではないが、例えば、樹脂が用いられる。基材用の樹脂としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル;ポリカーボネート(PC);アクリル樹脂が挙げられる。
樹脂は、好ましくはPET、PCであり、より好ましくはPETである。
PET及びPCは、樹脂材料として比較的硬く、本実施形態の積層多孔質焼結シートの面積が大きい場合でも、吸着ステージへの貼合時に当該両面粘着シートにたるみや皺が生じにくい。また、PET及びPCは、高温での使用においても十分な強度を保持できる。
両面粘着シートの粘着剤層に含まれる粘着剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、シリコーン系樹脂、変性シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、反応性ホットメルト、ポリアミド樹脂ホットメルト、ポリウレタンホットメルト、ポリオレフィンホットメルト等の既存のものを使用可能である。特に汎用性の観点からアクリル系樹脂が好ましい。
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、上述した多孔シートの一方の面に配置された、厚さ方向に貫通孔を有する両面粘着シートを有している。
両面粘着シートは、基材と、基材の一方の面に配された粘着剤層と、他方の面に配された粘着剤層を有している。
それぞれの粘着剤層に含まれる粘着剤は同一であってもよく、または異なる種類の物であってもよい。なお、吸着ステージに貼合される側の粘着剤は、再はく離性に優れるものであることが好ましい。
両面粘着シートの基材としては、特に限定されるものではないが、例えば、樹脂が用いられる。基材用の樹脂としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル;ポリカーボネート(PC);アクリル樹脂が挙げられる。
樹脂は、好ましくはPET、PCであり、より好ましくはPETである。
PET及びPCは、樹脂材料として比較的硬く、本実施形態の積層多孔質焼結シートの面積が大きい場合でも、吸着ステージへの貼合時に当該両面粘着シートにたるみや皺が生じにくい。また、PET及びPCは、高温での使用においても十分な強度を保持できる。
両面粘着シートの粘着剤層に含まれる粘着剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、シリコーン系樹脂、変性シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、反応性ホットメルト、ポリアミド樹脂ホットメルト、ポリウレタンホットメルト、ポリオレフィンホットメルト等の既存のものを使用可能である。特に汎用性の観点からアクリル系樹脂が好ましい。
前記両面粘着シートは、厚さ方向に貫通孔を有する。当該貫通孔により通気性を確保できる。
両面粘着シートの貫通孔の形状は、特に限定されないが、例えば、円、楕円、正方形、矩形が好ましく、取り扱い性の観点から円又は楕円がより好ましく、円がさらに好ましい。
また、貫通孔の形状は上記形状が1種類であってもよく、2種以上を併用してもよい。
両面粘着シートの貫通孔の形状は、特に限定されないが、例えば、円、楕円、正方形、矩形が好ましく、取り扱い性の観点から円又は楕円がより好ましく、円がさらに好ましい。
また、貫通孔の形状は上記形状が1種類であってもよく、2種以上を併用してもよい。
両面粘着シートの貫通孔のサイズは特に限定されるものではないが、いずれの形状においても、長辺が2mm以上16mm以下であることが好ましく、より好ましくは、4mm以上12mm以下である。長辺の長さが2mm以上であることにより通気性が確保され、16mm以下であることにより吸引時の多孔質シートの変形を防ぐことができる。
両面粘着シートの貫通孔の配置は特に限定されるものではないが、孔の中心が正方格子状あるいは六方格子状に並んでいてもよく、ランダムに並んでいてもよい。
また、これらの貫通孔は両面粘着シートの全体、少なくとも吸着ステージの吸引孔のある領域全体に亘って分布していることが、通気量の均一性の観点から好ましい。
また、これらの貫通孔は両面粘着シートの全体、少なくとも吸着ステージの吸引孔のある領域全体に亘って分布していることが、通気量の均一性の観点から好ましい。
両面粘着シートの貫通孔の開口率とは両面粘着シート全体の面積に対する開口部の面積の割合である。
両面粘着シートの貫通孔の開口率は、40%以上が好ましく、40%以上80%以下がより好ましく、50%以上70%以下がさらに好ましく、50%以上60%以下がさらにより好ましい。開口率が40%以上であることにより、十分な通気度を確保できる。また80%以下であることにより両面粘着シートの自立性を維持でき取り扱いが容易となる。また同時に多孔質シートと粘着シートの接着力を確保できる。
両面粘着シートの貫通孔の開口率は、40%以上が好ましく、40%以上80%以下がより好ましく、50%以上70%以下がさらに好ましく、50%以上60%以下がさらにより好ましい。開口率が40%以上であることにより、十分な通気度を確保できる。また80%以下であることにより両面粘着シートの自立性を維持でき取り扱いが容易となる。また同時に多孔質シートと粘着シートの接着力を確保できる。
(積層多孔質焼結シートの具体的な物性)
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、前記多孔質シートと前記両面粘着シートを備え、両者を貼り合わせたものである。
これらを貼り合わせる方法は、特に限定されるものではないが、多孔質シートの一方の面に両面粘着シートを重ね、ローラーやプレス機等で圧力をかける方法が挙げられる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、前記多孔質シートと前記両面粘着シートを備え、両者を貼り合わせたものである。
これらを貼り合わせる方法は、特に限定されるものではないが、多孔質シートの一方の面に両面粘着シートを重ね、ローラーやプレス機等で圧力をかける方法が挙げられる。
<空隙率比R(Φ1/Φ2)>
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、多孔質シートと両面粘着シートの界面における空隙率Φ1と、多孔質シート内部の空隙率Φ2との比R=(Φ1/Φ2)を測定することにより、多孔質シートと両面粘着シートとの界面及び多孔質シート内部での空気の流れ性を評価することができる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートの空隙率比Rは、2.0以上4.0以下であり、好ましくは2.2以上3.0以下であり、より好ましくは2.4以上2.9以下である。
前記空隙率比Rが2.0以上であることにより、両面粘着シートの開口部から吸引される空気の流れが、非開口部まで広がることにより、吸引される空気が面方向全体に広がり、空気の流れが均一になり、かつ吸引の効率が上がり全体としての通気度が高くなる。
また、前記空隙率比Rが4.0以下であることにより、開口部から吸引された空気の流れが、多孔質シートの面に平行な方向、すなわち側面の解放部へつながり、多孔質シートからの吸引力が低下することを防ぐことができる。以下この現象を「真空漏れ」と称する。また、多孔質シートと両面粘着シートの接着力を十分なものにすることができる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、多孔質シートと両面粘着シートの界面における空隙率Φ1と、多孔質シート内部の空隙率Φ2との比R=(Φ1/Φ2)を測定することにより、多孔質シートと両面粘着シートとの界面及び多孔質シート内部での空気の流れ性を評価することができる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートの空隙率比Rは、2.0以上4.0以下であり、好ましくは2.2以上3.0以下であり、より好ましくは2.4以上2.9以下である。
前記空隙率比Rが2.0以上であることにより、両面粘着シートの開口部から吸引される空気の流れが、非開口部まで広がることにより、吸引される空気が面方向全体に広がり、空気の流れが均一になり、かつ吸引の効率が上がり全体としての通気度が高くなる。
また、前記空隙率比Rが4.0以下であることにより、開口部から吸引された空気の流れが、多孔質シートの面に平行な方向、すなわち側面の解放部へつながり、多孔質シートからの吸引力が低下することを防ぐことができる。以下この現象を「真空漏れ」と称する。また、多孔質シートと両面粘着シートの接着力を十分なものにすることができる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートの多孔質シートと両面粘着シートの界面における空隙率Φ1、及び多孔質シート内部の空隙率Φ2は、X線CT装置を用いて測定することができる。
例えば、X線CT装置を用いて積層多孔質焼結シートの三次元構造を得た後、積層多孔質焼結シートの一方の面から厚み方向に段階ごとに断面画像を得て、各層の空隙の画像を2値化し、断面空隙率を求める。この方法により、積層多孔質焼結シートの厚み方向の空隙率のプロファイルを得ることができる。
多孔質シートと両面粘着シートの界面における空隙率Φ1は、空隙率のプロファイルにて積層多孔質焼結シートの多孔質シート側から空隙率の変化を追った際に、両面粘着シートとの界面において、両面粘着シートの存在により空隙率が0%まで急落する手前の最高値とする。
多孔質シート内部の空隙率Φ2は、空隙率のプロファイルにおいて、多孔質シートの両面粘着シートのない方の面の表面から内側方向へ80μmまでの部分と、積層多孔質焼結シートの多孔質シート側から空隙率の変化を追った際に、両面粘着シートとの界面において、両面粘着シートの存在により空隙率が0%になった部分から内側に80μmまでの部分とを除いた領域(多孔質シートの内部)の平均値とする。なお、この測定は両面粘着シートの貫通孔の無い部分で行う。
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、空隙率比Rが上記範囲であるため、多孔質シートの内部の空隙率Φ2よりも、界面の空隙率Φ1が大きく、吸着ステージから吸引された空気の流れを多孔質シート全体に分布させ、両面粘着シートの多孔質シートへの接着力が十分な状態にすることができる。
例えば、X線CT装置を用いて積層多孔質焼結シートの三次元構造を得た後、積層多孔質焼結シートの一方の面から厚み方向に段階ごとに断面画像を得て、各層の空隙の画像を2値化し、断面空隙率を求める。この方法により、積層多孔質焼結シートの厚み方向の空隙率のプロファイルを得ることができる。
多孔質シートと両面粘着シートの界面における空隙率Φ1は、空隙率のプロファイルにて積層多孔質焼結シートの多孔質シート側から空隙率の変化を追った際に、両面粘着シートとの界面において、両面粘着シートの存在により空隙率が0%まで急落する手前の最高値とする。
多孔質シート内部の空隙率Φ2は、空隙率のプロファイルにおいて、多孔質シートの両面粘着シートのない方の面の表面から内側方向へ80μmまでの部分と、積層多孔質焼結シートの多孔質シート側から空隙率の変化を追った際に、両面粘着シートとの界面において、両面粘着シートの存在により空隙率が0%になった部分から内側に80μmまでの部分とを除いた領域(多孔質シートの内部)の平均値とする。なお、この測定は両面粘着シートの貫通孔の無い部分で行う。
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、空隙率比Rが上記範囲であるため、多孔質シートの内部の空隙率Φ2よりも、界面の空隙率Φ1が大きく、吸着ステージから吸引された空気の流れを多孔質シート全体に分布させ、両面粘着シートの多孔質シートへの接着力が十分な状態にすることができる。
このような積層多孔質焼結シートを得る、すなわち積層多孔質焼結シートの空隙率比Rを上記範囲に制御するためには、多孔質シートと両面粘着シートの界面の状態を制御することが重要である。
多孔質シートと両面粘着シートの界面の状態を制御する方法としては、(1)多孔質シートの両面粘着シートを配する面を、両面粘着シートを貼合しても界面の空間が埋まらないように調整する方法、(2)両面粘着シートの多孔質シートと接する側の粘着層を、多孔質シートと貼合しても界面の空間が埋まらないように調整する方法、及び(3)多孔質シートと両面粘着シートの貼合する際に、界面の空間が埋まらないようにする方法等が挙げられる。
前記(1)多孔質シートの両面粘着シートを配する面を、両面粘着シートを貼合しても界面の空間が埋まらないように調整する方法としては、両面粘着シートを配する面に適度に大きな粒子を配し、焼結する際にそれらの粒子を必要以上に溶融・融着して表面が平滑にならないようにする方法が挙げられる。具体的には、2種類以上の粒径のパウダーを使用し、細かい粒径のパウダーを先に乗せて焼結する方法や、粒度分布のあるパウダーを使用し、ホッパーを振動させて分級しながら乗せて焼結する方法、無端コンベアベルトに樹脂粒子を堆積させた後にオーブンで加熱する際に、最初の加熱ゾーンでは上側の温度を樹脂粒子の融点~融点より10℃高い範囲に設定し、下側は樹脂粒子の融点の60℃~70℃以上に設定し4~6分間加熱し、2番目の加熱ゾーンでは上側の温度を樹脂粒子の融点より40℃~50℃高くし、下側の温度は樹脂粒子の融点より60℃~70℃以上に設定して2~3分加熱し、3番目の加熱ゾーンでは上側と下側の温度を樹脂粒子の融点より60℃~70℃高くし、4~6分加熱する方法が挙げられる。
前記(2)両面粘着シートの多孔質シートと接する側の粘着層を、多孔質シートと貼合しても界面の空間が埋まらないように調整する方法としては、多孔質シートに必要以上に浸み込まない粘着層を使用することが挙げられ、具体的には、多孔質シートに貼合する側の粘着剤の保持力を1.0mm/50000秒以下、好ましくは、0.5mm/50000秒以下にすること、多孔質シートに貼合する側の粘着層の厚みを10μm以上30μm以下とすることが挙げられる。なお、保持力は以下のようにして測定できる。試験片を幅25mm、長さ130mmに切断する。試験板の一端に、試験片の端「25mm×25mm」の部分を貼り付け、1kgローラーで一往復圧着する。圧着後23±2℃の温度下で1時間放置、所定の時間が経過したら試験片の下端に9.8Nの重りを吊り下げ、50000秒後に重りがずれた距離を計測する。
前記(3)多孔質シートと両面粘着シートの貼合する際に、界面の空間が埋まらないようにする方法としては、貼合時に粘着層が多孔質シートに必要以上に浸み込まないようにすることが挙げられる。圧力をかける方法としては、特に限定されないが、ゴムローラーで押し付ける方法や金属製のプレス機を用いてプレスする方法等が挙げられる。具体的には、貼合時に多孔質シートを50℃以上80℃以下の温度で予熱すること、貼合時に0.05以上0.15MPa以下で5以上10秒以下プレスすること等が挙げられる。
多孔質シートと両面粘着シートの界面の状態を制御する方法としては、(1)多孔質シートの両面粘着シートを配する面を、両面粘着シートを貼合しても界面の空間が埋まらないように調整する方法、(2)両面粘着シートの多孔質シートと接する側の粘着層を、多孔質シートと貼合しても界面の空間が埋まらないように調整する方法、及び(3)多孔質シートと両面粘着シートの貼合する際に、界面の空間が埋まらないようにする方法等が挙げられる。
前記(1)多孔質シートの両面粘着シートを配する面を、両面粘着シートを貼合しても界面の空間が埋まらないように調整する方法としては、両面粘着シートを配する面に適度に大きな粒子を配し、焼結する際にそれらの粒子を必要以上に溶融・融着して表面が平滑にならないようにする方法が挙げられる。具体的には、2種類以上の粒径のパウダーを使用し、細かい粒径のパウダーを先に乗せて焼結する方法や、粒度分布のあるパウダーを使用し、ホッパーを振動させて分級しながら乗せて焼結する方法、無端コンベアベルトに樹脂粒子を堆積させた後にオーブンで加熱する際に、最初の加熱ゾーンでは上側の温度を樹脂粒子の融点~融点より10℃高い範囲に設定し、下側は樹脂粒子の融点の60℃~70℃以上に設定し4~6分間加熱し、2番目の加熱ゾーンでは上側の温度を樹脂粒子の融点より40℃~50℃高くし、下側の温度は樹脂粒子の融点より60℃~70℃以上に設定して2~3分加熱し、3番目の加熱ゾーンでは上側と下側の温度を樹脂粒子の融点より60℃~70℃高くし、4~6分加熱する方法が挙げられる。
前記(2)両面粘着シートの多孔質シートと接する側の粘着層を、多孔質シートと貼合しても界面の空間が埋まらないように調整する方法としては、多孔質シートに必要以上に浸み込まない粘着層を使用することが挙げられ、具体的には、多孔質シートに貼合する側の粘着剤の保持力を1.0mm/50000秒以下、好ましくは、0.5mm/50000秒以下にすること、多孔質シートに貼合する側の粘着層の厚みを10μm以上30μm以下とすることが挙げられる。なお、保持力は以下のようにして測定できる。試験片を幅25mm、長さ130mmに切断する。試験板の一端に、試験片の端「25mm×25mm」の部分を貼り付け、1kgローラーで一往復圧着する。圧着後23±2℃の温度下で1時間放置、所定の時間が経過したら試験片の下端に9.8Nの重りを吊り下げ、50000秒後に重りがずれた距離を計測する。
前記(3)多孔質シートと両面粘着シートの貼合する際に、界面の空間が埋まらないようにする方法としては、貼合時に粘着層が多孔質シートに必要以上に浸み込まないようにすることが挙げられる。圧力をかける方法としては、特に限定されないが、ゴムローラーで押し付ける方法や金属製のプレス機を用いてプレスする方法等が挙げられる。具体的には、貼合時に多孔質シートを50℃以上80℃以下の温度で予熱すること、貼合時に0.05以上0.15MPa以下で5以上10秒以下プレスすること等が挙げられる。
<界面の空隙率Φ1>
本実施形態の積層多孔質焼結シートの、前記多孔質シートと前記両面粘着シートとの界面の空隙率Φ1は、40%以上80%以下が好ましく、50%以上70%以下がより好ましく、さらに好ましくは50%以上60%以下である。
前記界面の空隙率Φ1を40%以上にすることにより面方向の空気の流れが確保でき、全体としての通気度が確保できる。また80%以下とすることで、多孔質シートと粘着シートの接着力を確保することができる。
なお、Φ1の測定方法は先に述べた通りである。
本実施形態の積層多孔質焼結シートの、前記多孔質シートと前記両面粘着シートとの界面の空隙率Φ1は、40%以上80%以下が好ましく、50%以上70%以下がより好ましく、さらに好ましくは50%以上60%以下である。
前記界面の空隙率Φ1を40%以上にすることにより面方向の空気の流れが確保でき、全体としての通気度が確保できる。また80%以下とすることで、多孔質シートと粘着シートの接着力を確保することができる。
なお、Φ1の測定方法は先に述べた通りである。
界面の空隙率Φ1を上記範囲に制御する方法としては、多孔質シートを得る際に、連続焼結工程で、無端コンベアベルトに樹脂粒子を堆積させた後にオーブンで加熱する方法においては、当該加熱の際に、最初の加熱ゾーンでは上側の温度を樹脂粒子の融点~融点より10℃高い範囲に設定し、下側は樹脂粒子の融点の60℃~70℃以上に設定し4~6分間加熱し、2番目の加熱ゾーンでは上側の温度を樹脂粒子の融点より40℃~50℃高くし、下側の温度は樹脂粒子の融点より60℃~70℃以上に設定して2~3分加熱し、3番目の加熱ゾーンでは上側と下側の温度を樹脂粒子の融点より60℃~70℃高くし4~6分加熱する方法が挙げられる。
また、樹脂粒子の焼結工程で、金型を用いる方法においては、横に寝かせた金型の底面に粒径の小さいパウダーを敷き均し、その上に粒径の大きな粒子を敷き均した後に焼結する方法が挙げられる。
また、用いる両面粘着シートの多孔質シートに貼合される面の保持力を1.0mm/50000秒以下、好ましくは0.5mm/50000秒以下とし、厚さを1μm以上50μm以下、好ましくは10μm以上30μmとする方法、両面粘着シートと多孔質シートを貼合する際に、予め多孔質シートを50℃以上80℃以下に予熱し、プレス機にて0.05以上0.15MPa以下で5秒以上10秒以下プレスする方法等が挙げられる。
また、樹脂粒子の焼結工程で、金型を用いる方法においては、横に寝かせた金型の底面に粒径の小さいパウダーを敷き均し、その上に粒径の大きな粒子を敷き均した後に焼結する方法が挙げられる。
また、用いる両面粘着シートの多孔質シートに貼合される面の保持力を1.0mm/50000秒以下、好ましくは0.5mm/50000秒以下とし、厚さを1μm以上50μm以下、好ましくは10μm以上30μmとする方法、両面粘着シートと多孔質シートを貼合する際に、予め多孔質シートを50℃以上80℃以下に予熱し、プレス機にて0.05以上0.15MPa以下で5秒以上10秒以下プレスする方法等が挙げられる。
<積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面の開口部の平均円相当径に対する平均最大径の比>
本実施形態の積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面の開口部の平均円相当径に対する平均最大径の比(平均最大径/平均円相当径)は、2.0以下が好ましく、1.0以上2.0以下がより好ましく、さらに好ましくは1.0以上1.9以下であり、さらにより好ましくは1.3以上1.7以下である。
平均円相当径に対する平均最大径の比が、上記範囲内にあることにより、本実施形態の積層多孔質焼結シートを吸着緩衝材として使用する際に、被吸着部材に傷や接触痕が生じることをより効果的に防ぐことができる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面の開口部の平均円相当径に対する平均最大径の比(平均最大径/平均円相当径)は、2.0以下が好ましく、1.0以上2.0以下がより好ましく、さらに好ましくは1.0以上1.9以下であり、さらにより好ましくは1.3以上1.7以下である。
平均円相当径に対する平均最大径の比が、上記範囲内にあることにより、本実施形態の積層多孔質焼結シートを吸着緩衝材として使用する際に、被吸着部材に傷や接触痕が生じることをより効果的に防ぐことができる。
平均円相当径に対する平均最大径の比は、以下のようにして得られる。
積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面を、形状測定レーザーマイクロスコープ(キーエンス社製「VK―X100」)を用いて、対物レンズ10倍で測定し、5×5の画像連結を行い、幅6284μm×縦3658μmの視野を得る。
この視野にて装置付属の解析アプリケーション(VK-H1X4A:Ver.3.4)を用い、得られた形状データから最低部と最高部の間を100%として、最低部から30%の閾値で2値化処理し、開口部を特定する。
この開口部を上限1000個までの面積を求め、その結果から円相当径と最大径を求める。それぞれの平均値を算出し平均円相当径に対する平均最大径の比を求める。
積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面を、形状測定レーザーマイクロスコープ(キーエンス社製「VK―X100」)を用いて、対物レンズ10倍で測定し、5×5の画像連結を行い、幅6284μm×縦3658μmの視野を得る。
この視野にて装置付属の解析アプリケーション(VK-H1X4A:Ver.3.4)を用い、得られた形状データから最低部と最高部の間を100%として、最低部から30%の閾値で2値化処理し、開口部を特定する。
この開口部を上限1000個までの面積を求め、その結果から円相当径と最大径を求める。それぞれの平均値を算出し平均円相当径に対する平均最大径の比を求める。
平均円相当径に対する平均最大径の比を2.0以下、好ましくは1.0以上2.0以下とする方法としては、例えば、多孔質シートを得る際に、連続焼結においては、無端コンベアベルトに樹脂粒子を堆積させた後にオーブンで加熱する方法においては、最初の加熱ゾーンでは上側の温度を樹脂粒子の融点~融点より10℃高い範囲に設定し、下側は樹脂粒子の融点の60℃~70℃以上に設定し4~6分間加熱し、2番目の加熱ゾーンでは上側の温度を樹脂粒子の融点より40℃~50℃高くし、下側の温度は樹脂粒子の融点より60℃~70℃以上に設定して2~3分加熱し、3番目の加熱ゾーンでは上側と下側の温度を樹脂粒子の融点より60℃~70℃高くし4~6分加熱する方法が挙げられる。
また、焼結において金型を用いる方法においては、横に寝かせた金型の底面に粒径の小さいパウダーを敷き均し、その上に粒径の大きな粒子を敷き均した後に焼結する方法が挙げられる。
また、焼結において金型を用いる方法においては、横に寝かせた金型の底面に粒径の小さいパウダーを敷き均し、その上に粒径の大きな粒子を敷き均した後に焼結する方法が挙げられる。
<積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面粗さ(Ra)>
本実施形態の積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面粗さ(Ra)は、好ましくは16μm以下であり、より好ましくは3μm以上16μm以下であり、さらに好ましくは3μm以上12μm以下であり、さらにより好ましくは3μm以上10μm以下である。
表面粗さRaが上記範囲内にあることにより、本実施形態の積層多孔質焼結シートを吸着緩衝材として使用する際に、被吸着部材に傷や接触痕が生じることをより効果的に防ぐことができる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面粗さ(Ra)は、好ましくは16μm以下であり、より好ましくは3μm以上16μm以下であり、さらに好ましくは3μm以上12μm以下であり、さらにより好ましくは3μm以上10μm以下である。
表面粗さRaが上記範囲内にあることにより、本実施形態の積層多孔質焼結シートを吸着緩衝材として使用する際に、被吸着部材に傷や接触痕が生じることをより効果的に防ぐことができる。
積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面粗さ(Ra)を上記範囲内に調整する方法としては、例えば、堆積法により多孔質シートを作製する方法、得られた多孔質焼結体を切削して多孔質シートを作製方法、作製された多孔質シートを熱プレスにてプレスする方法等が挙げられる。
表面粗さ(Ra)は、触針式表面粗さ計(株式会社東京精密社製「ハンディサーフE-35B」)を用い、先端径R:5μm、速度:0.6mm/s、測定長:12.5mm、カットオフ値λc:2.5mm、測定回数:n=5の条件にて測定することができる。
表面粗さ(Ra)は、触針式表面粗さ計(株式会社東京精密社製「ハンディサーフE-35B」)を用い、先端径R:5μm、速度:0.6mm/s、測定長:12.5mm、カットオフ値λc:2.5mm、測定回数:n=5の条件にて測定することができる。
〔積層多孔質シートの製造方法〕
本実施形態の積層多孔質シートは、後述する製造方法により多孔質シート、及び両面粘着シートを製造し、これらを貼合することで得られる。
本実施形態の積層多孔質シートは、後述する製造方法により多孔質シート、及び両面粘着シートを製造し、これらを貼合することで得られる。
(多孔質シートの製造方法)
本実施形態の積層多孔質焼結シートを構成する多孔質シートは、公知の焼結成型法を用いて製造することができる。
焼結成型法としては、樹脂粒子を焼結させることにより多孔質シートを得る方法であれば特に制限されないが、例えば、堆積工程と焼結工程とを経て多孔質シートを得る「堆積法」や、金型に樹脂粒子を充填して焼結する「金型法」等が挙げられる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートを構成する多孔質シートは、公知の焼結成型法を用いて製造することができる。
焼結成型法としては、樹脂粒子を焼結させることにより多孔質シートを得る方法であれば特に制限されないが、例えば、堆積工程と焼結工程とを経て多孔質シートを得る「堆積法」や、金型に樹脂粒子を充填して焼結する「金型法」等が挙げられる。
<堆積法>
堆積法は、堆積工程と焼結工程を含む、多孔質シートを製造する方法である。
堆積工程と焼結工程は、連続的な工程としても行うこともできる。このような堆積法は、多孔質シートの連続生産性や厚みの自由度の観点から好ましい。
堆積法における堆積工程としては、樹脂粒子が充填された原料ホッパーを振動させることにより、無端コンベアベルト上に樹脂粒子をシート状に堆積させる方法等が挙げられる。
無端コンベアベルト上に樹脂粒子を供給する際に、樹脂粒子が充填された原料ホッパーを振動させることにより、原料の樹脂粒子の堆積を均一に行うことができる。なお、原料ホッパー下の供給ローラーの移動速度は、無端コンベアベルトの移動速度に対して、3%~5%遅いことが好ましい。
堆積法における焼結工程は、シート状に堆積させた樹脂粒子を焼結することにより多孔質シートを得る工程である。焼結温度は、特に制限されないが、用いる樹脂の融点Tmを基準として、好ましくはTm~Tm+80℃であり、より好ましくはTm~Tm+70℃であり、さらに好ましくはTm~Tm+60℃である。より具体的な焼結温度は、樹脂種にもよるが、好ましくは190℃~230℃である。
焼結時間は、樹脂の流動性にもよるが、好ましくは1分~30分であり、より好ましくは3分~20分であり、さらに好ましくは5分~15分である。
多孔質シートを製造する際、焼結工程後、加温した加圧ローラーを用いて、多孔質シートを圧縮する圧縮工程をさらに有してもよい。また、加圧ローラーに代えて、加圧板や無端ベルト状の加圧装置などの加圧部材により、加圧圧縮することもできる
圧縮工程後は、速やかに多孔質シートを加圧部材から剥離させて、冷却することが好ましい。
堆積法は、堆積工程と焼結工程を含む、多孔質シートを製造する方法である。
堆積工程と焼結工程は、連続的な工程としても行うこともできる。このような堆積法は、多孔質シートの連続生産性や厚みの自由度の観点から好ましい。
堆積法における堆積工程としては、樹脂粒子が充填された原料ホッパーを振動させることにより、無端コンベアベルト上に樹脂粒子をシート状に堆積させる方法等が挙げられる。
無端コンベアベルト上に樹脂粒子を供給する際に、樹脂粒子が充填された原料ホッパーを振動させることにより、原料の樹脂粒子の堆積を均一に行うことができる。なお、原料ホッパー下の供給ローラーの移動速度は、無端コンベアベルトの移動速度に対して、3%~5%遅いことが好ましい。
堆積法における焼結工程は、シート状に堆積させた樹脂粒子を焼結することにより多孔質シートを得る工程である。焼結温度は、特に制限されないが、用いる樹脂の融点Tmを基準として、好ましくはTm~Tm+80℃であり、より好ましくはTm~Tm+70℃であり、さらに好ましくはTm~Tm+60℃である。より具体的な焼結温度は、樹脂種にもよるが、好ましくは190℃~230℃である。
焼結時間は、樹脂の流動性にもよるが、好ましくは1分~30分であり、より好ましくは3分~20分であり、さらに好ましくは5分~15分である。
多孔質シートを製造する際、焼結工程後、加温した加圧ローラーを用いて、多孔質シートを圧縮する圧縮工程をさらに有してもよい。また、加圧ローラーに代えて、加圧板や無端ベルト状の加圧装置などの加圧部材により、加圧圧縮することもできる
圧縮工程後は、速やかに多孔質シートを加圧部材から剥離させて、冷却することが好ましい。
<金型法>
金型法は、金型に樹脂粒子を充填し、焼結することで多孔質シートを製造する方法である。
例えば、シート状の焼結多孔質体を成形する場合、多孔質シートが所望の厚さになるよう調整された2枚の金属(例えばアルミニウム)の板の隙間に樹脂粒子を充填し、その後、融点以上に温度を維持した加熱炉内に投入して焼結させ、その後冷却し、金型から連続気孔を有する多孔質焼結体を取り出す方法が挙げられる。
その後、得られた多孔質焼結体をスライス加工、又はスカイブ加工することにより、多孔質シートを得ることができる。
樹脂粒子を充填した後、金型を水平に載置し、バイブレーターで振動を与えることで、より細かい粒子がシートの片面に偏在させることもできる。
金型法は、金型に樹脂粒子を充填し、焼結することで多孔質シートを製造する方法である。
例えば、シート状の焼結多孔質体を成形する場合、多孔質シートが所望の厚さになるよう調整された2枚の金属(例えばアルミニウム)の板の隙間に樹脂粒子を充填し、その後、融点以上に温度を維持した加熱炉内に投入して焼結させ、その後冷却し、金型から連続気孔を有する多孔質焼結体を取り出す方法が挙げられる。
その後、得られた多孔質焼結体をスライス加工、又はスカイブ加工することにより、多孔質シートを得ることができる。
樹脂粒子を充填した後、金型を水平に載置し、バイブレーターで振動を与えることで、より細かい粒子がシートの片面に偏在させることもできる。
(樹脂の親水化)
多孔質シートの製造工程においては、樹脂粒子は、界面活性剤と混合してから用いてもよい。
界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、ポリオキシソルビタンモノラウレート等が挙げられる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートを構成する多孔質シートの製造方法においては、2種類以上の粒径のパウダーを使用し、細かい粒径のパウダーを先に乗せて焼結する方法や、粒度分布のあるパウダーを使用し、ホッパーを振動させて分級しながら乗せて焼結する方法が好ましい。
多孔質シートの製造工程においては、樹脂粒子は、界面活性剤と混合してから用いてもよい。
界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、ポリオキシソルビタンモノラウレート等が挙げられる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートを構成する多孔質シートの製造方法においては、2種類以上の粒径のパウダーを使用し、細かい粒径のパウダーを先に乗せて焼結する方法や、粒度分布のあるパウダーを使用し、ホッパーを振動させて分級しながら乗せて焼結する方法が好ましい。
(堆積法による好ましい形態)
本実施形態の積層多孔質焼結シートを構成する多孔質シートは、最初の加熱ゾーンでは上側の温度を樹脂粒子の融点~融点より10℃高い範囲に設定し、下側は樹脂粒子の融点の60℃~70℃以上に設定し4~6分間加熱し、2番目の加熱ゾーンでは上側の温度を樹脂粒子の融点より40℃~50℃高くし、下側の温度は樹脂粒子の融点より60℃~70℃以上に設定して2~3分加熱し、3番目の加熱ゾーンでは上側と下側の温度を樹脂粒子の融点より60℃~70℃高くし4~6分加熱することが好ましい。
このように加熱することで、両面粘着シートを配する側の面を、必要以上に加熱することなく、凹凸を残して焼結できる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートを構成する多孔質シートは、最初の加熱ゾーンでは上側の温度を樹脂粒子の融点~融点より10℃高い範囲に設定し、下側は樹脂粒子の融点の60℃~70℃以上に設定し4~6分間加熱し、2番目の加熱ゾーンでは上側の温度を樹脂粒子の融点より40℃~50℃高くし、下側の温度は樹脂粒子の融点より60℃~70℃以上に設定して2~3分加熱し、3番目の加熱ゾーンでは上側と下側の温度を樹脂粒子の融点より60℃~70℃高くし4~6分加熱することが好ましい。
このように加熱することで、両面粘着シートを配する側の面を、必要以上に加熱することなく、凹凸を残して焼結できる。
(両面粘着シートの製造方法)
本実施形態の積層多孔質焼結シートを構成する両面粘着シートは、所定の貫通孔の無い両面粘着シートに例えば、トムソン刃による打ち抜きや、レーザー照射、プロッタカッターによる方法を適用し、貫通孔を形成することにより製造できる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートを構成する両面粘着シートは、所定の貫通孔の無い両面粘着シートに例えば、トムソン刃による打ち抜きや、レーザー照射、プロッタカッターによる方法を適用し、貫通孔を形成することにより製造できる。
(積層の方法)
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、上述のようにして製造した多孔質シートと両面粘着シートを貼合することで得られる。
これらを貼合する方法としては、特に限定されないが、例えば、多孔質シートに両面粘着シートをゴムローラーで押し付ける方法や、金属製のプレス機を用いてプレスする方法等が挙げられる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートにおいて、多孔質シートと両面粘着シートを貼合する際には、予め多孔質シートを50℃以上80℃以下に予熱し、プレス機にて0.05以上0.15MPa以下で5以上10秒以下プレスすることが好ましい。
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、上述のようにして製造した多孔質シートと両面粘着シートを貼合することで得られる。
これらを貼合する方法としては、特に限定されないが、例えば、多孔質シートに両面粘着シートをゴムローラーで押し付ける方法や、金属製のプレス機を用いてプレスする方法等が挙げられる。
本実施形態の積層多孔質焼結シートにおいて、多孔質シートと両面粘着シートを貼合する際には、予め多孔質シートを50℃以上80℃以下に予熱し、プレス機にて0.05以上0.15MPa以下で5以上10秒以下プレスすることが好ましい。
〔用途〕
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、通気性と表面平滑性に優れ、また粘着層を有しているため、貼合する基体との交換が容易であるため、吸着緩衝材として好適に用いることができる。
吸着緩衝材とは、液晶用ガラス板や積層セラミックコンデンサ用のシート等の、薄膜状、板状、又はフィルム状の物を固定又は搬送するために、減圧吸引での吸着ステージで吸着固定又は吸着搬送する方法において、その吸着ステージの吸着面に装着するものである。
すなわち、本実施形態の積層多孔質焼結シートは、吸着固定搬送用シートとして好適に用いることができる。
薄膜の物としては、例えばセラミックグリーンシートが挙げられる。
セラミックグリーンシートは、通常、セラミック粉体、バインダ(アクリル系樹脂、ブチラール系樹脂等)、可塑剤(フタル酸エステル類、グリコール類、アジピン酸、燐酸エステル類)及び有機溶剤(トルエン、MEK、アセトン等)からなるセラミック塗料を準備し、このセラミック塗料を、ドクターブレード法等によりキャリアシート上に塗布し、加熱乾燥させたものである。
本実施形態の積層多孔質焼結シートは、通気性と表面平滑性に優れ、また粘着層を有しているため、貼合する基体との交換が容易であるため、吸着緩衝材として好適に用いることができる。
吸着緩衝材とは、液晶用ガラス板や積層セラミックコンデンサ用のシート等の、薄膜状、板状、又はフィルム状の物を固定又は搬送するために、減圧吸引での吸着ステージで吸着固定又は吸着搬送する方法において、その吸着ステージの吸着面に装着するものである。
すなわち、本実施形態の積層多孔質焼結シートは、吸着固定搬送用シートとして好適に用いることができる。
薄膜の物としては、例えばセラミックグリーンシートが挙げられる。
セラミックグリーンシートは、通常、セラミック粉体、バインダ(アクリル系樹脂、ブチラール系樹脂等)、可塑剤(フタル酸エステル類、グリコール類、アジピン酸、燐酸エステル類)及び有機溶剤(トルエン、MEK、アセトン等)からなるセラミック塗料を準備し、このセラミック塗料を、ドクターブレード法等によりキャリアシート上に塗布し、加熱乾燥させたものである。
以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて、本実施形態をより詳細に説明するが、以下の実施例及び比較例により何ら限定されるものではない。
各材料の各物性の測定は以下のとおりに行った。
各材料の各物性の測定は以下のとおりに行った。
〔多孔質シートと両面粘着シートとの界面における空隙率Φ1〕
X線CT装置(マイクロフォーカスX線CTシステムHPCinspeXioSMX-225CT:島津製作所製)を用い、X線条件を160kV/40μAで金属フィルター無、撮影条件は、露光時間0.33秒相当にて1200枚/360°回転で1024×1024pixの画像サイズにて空間解像度5μm/pixで、積層多孔質焼結シートの三次元構造を得た。
積層多孔質焼結シートの一方の面から、厚み方向に段階ごとに断面画像を得て、各層の空隙を画像のOtsuの方法により2値化し、断面空隙率を求めた。
この方法により、積層多孔質焼結シートの厚み方向の空隙率のプロファイルを得た。
多孔質シートと両面粘着シートとの界面における空隙率Φ1は、多孔質シート側から空隙率の変化を追った際に、両面粘着シートとの界面において、両面粘着シートの存在により空隙率が0%まで急落する手前の最高値とした。
X線CT装置(マイクロフォーカスX線CTシステムHPCinspeXioSMX-225CT:島津製作所製)を用い、X線条件を160kV/40μAで金属フィルター無、撮影条件は、露光時間0.33秒相当にて1200枚/360°回転で1024×1024pixの画像サイズにて空間解像度5μm/pixで、積層多孔質焼結シートの三次元構造を得た。
積層多孔質焼結シートの一方の面から、厚み方向に段階ごとに断面画像を得て、各層の空隙を画像のOtsuの方法により2値化し、断面空隙率を求めた。
この方法により、積層多孔質焼結シートの厚み方向の空隙率のプロファイルを得た。
多孔質シートと両面粘着シートとの界面における空隙率Φ1は、多孔質シート側から空隙率の変化を追った際に、両面粘着シートとの界面において、両面粘着シートの存在により空隙率が0%まで急落する手前の最高値とした。
〔前記空隙率Φ1と、多孔質シート内部の空隙率Φ2との比R〕
前記空隙率のプロファイルにおいて、両面粘着シートのない方の面においては表面から内部の80μmまでの部分を除き、また両面粘着シートのある方の面では、両面粘着シートの存在により空隙率が0%になった部分から内側に80μmの部分を除いた領域の、空隙率の平均値を、多孔質シート内部の空隙率Φ2とした。
これらの比(Φ1/Φ2)を空隙率比Rとした。
前記空隙率のプロファイルにおいて、両面粘着シートのない方の面においては表面から内部の80μmまでの部分を除き、また両面粘着シートのある方の面では、両面粘着シートの存在により空隙率が0%になった部分から内側に80μmの部分を除いた領域の、空隙率の平均値を、多孔質シート内部の空隙率Φ2とした。
これらの比(Φ1/Φ2)を空隙率比Rとした。
〔平均円相当径に対する平均最大径の比〕
積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面を、形状測定レーザーマイクロスコープ(キーエンス社製「VK―X100」)を用いて、対物レンズ10倍で測定し、5×5の画像連結を行い、幅6284μm×縦3658μmの視野を得た。
この視野にて装置付属の解析アプリケーション(VK-H1X4A:Ver.3.4)を用い、得られた形状データから最低部と最高部の間を100%として、最低部から30%の閾値で2値化処理し、開口部を特定した。
この開口部を上限1000個までの面積を求め、その結果から、円相当径と最大径を求めた。
これらの平均値を算出し、平均円相当径に対する平均最大径の比(平均最大径/平均円相当径)を求めた。
積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面を、形状測定レーザーマイクロスコープ(キーエンス社製「VK―X100」)を用いて、対物レンズ10倍で測定し、5×5の画像連結を行い、幅6284μm×縦3658μmの視野を得た。
この視野にて装置付属の解析アプリケーション(VK-H1X4A:Ver.3.4)を用い、得られた形状データから最低部と最高部の間を100%として、最低部から30%の閾値で2値化処理し、開口部を特定した。
この開口部を上限1000個までの面積を求め、その結果から、円相当径と最大径を求めた。
これらの平均値を算出し、平均円相当径に対する平均最大径の比(平均最大径/平均円相当径)を求めた。
〔表面粗さ(Ra)〕
触針式表面粗さ計(株式会社東京精密社製「ハンディサーフE-35B」)を用い、先端径R:5μm、速度:0.6mm/s、測定長:12.5mm、カットオフ値λc:2.5mmの条件にて、積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面粗さRaを測定した。
測定位置は、多孔質シートの面の中心1箇所と、面を出来るだけ同じ形状になるように4等分した際、その4等分された面の中心1箇所ずつ、合計5箇所を測定し、平均値を算出し、これを表面粗さRaとした。
触針式表面粗さ計(株式会社東京精密社製「ハンディサーフE-35B」)を用い、先端径R:5μm、速度:0.6mm/s、測定長:12.5mm、カットオフ値λc:2.5mmの条件にて、積層多孔質焼結シートの両面粘着シートを配さない側の面の表面粗さRaを測定した。
測定位置は、多孔質シートの面の中心1箇所と、面を出来るだけ同じ形状になるように4等分した際、その4等分された面の中心1箇所ずつ、合計5箇所を測定し、平均値を算出し、これを表面粗さRaとした。
〔粘度平均分子量(Mv)〕
ポリエチレン樹脂の粘度平均分子量を、ISO1628-3(2010)に従って、以下に示す方法によって測定した。
まず、溶解管に、ポリエチレン樹脂粒子を、4.0~4.5mgの範囲内で秤量(秤量した質量を下記数式中で「m」と表記する。)し、溶解管内部の空気を真空ポンプで脱気し、窒素で置換した後、真空ポンプで脱気し窒素で置換した20mLのデカヒドロナフタレン(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノールを1g/L加えたもの、以下、デカリンと表記する。)を加え、150℃で90分間攪拌してポリエチレン樹脂粒子を溶解させ、デカリン溶液とした。
その後、前記デカリン溶液を、135℃の恒温液槽中で、キャノン-フェンスケ粘度計(柴田科学器械工業社製/粘度計番号:100)に投入し、標線間の落下時間(ts)を測定した。
さらに、ブランクとしてポリエチレン樹脂粒子を入れていない、デカリンのみの落下時間(tb)を測定し、下記の(数式A)に従って比粘度(ηsp)を求めた。
ηsp=(ts/tb)-1 (数式A)
比粘度(ηsp)と、濃度(C)(単位:g/dL)から、下記(数式B)、(数式C)を用いて、極限粘度IVを算出した。
濃度C=m/(20×γ)/10(単位:g/dL) (数式B)
γ=(デカリン20℃での密度)/(デカリン135℃での密度)
=0.888/0.802=1.107
極限粘度IV=(ηsp/C)/(1+0.27×ηsp) (数式C)
この極限粘度IVを、下記(数式D)に代入し、粘度平均分子量(Mv)を求めた。
粘度平均分子量(Mv)=(5.34×104)×[η]1.49 (数式D)
ポリエチレン樹脂の粘度平均分子量を、ISO1628-3(2010)に従って、以下に示す方法によって測定した。
まず、溶解管に、ポリエチレン樹脂粒子を、4.0~4.5mgの範囲内で秤量(秤量した質量を下記数式中で「m」と表記する。)し、溶解管内部の空気を真空ポンプで脱気し、窒素で置換した後、真空ポンプで脱気し窒素で置換した20mLのデカヒドロナフタレン(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノールを1g/L加えたもの、以下、デカリンと表記する。)を加え、150℃で90分間攪拌してポリエチレン樹脂粒子を溶解させ、デカリン溶液とした。
その後、前記デカリン溶液を、135℃の恒温液槽中で、キャノン-フェンスケ粘度計(柴田科学器械工業社製/粘度計番号:100)に投入し、標線間の落下時間(ts)を測定した。
さらに、ブランクとしてポリエチレン樹脂粒子を入れていない、デカリンのみの落下時間(tb)を測定し、下記の(数式A)に従って比粘度(ηsp)を求めた。
ηsp=(ts/tb)-1 (数式A)
比粘度(ηsp)と、濃度(C)(単位:g/dL)から、下記(数式B)、(数式C)を用いて、極限粘度IVを算出した。
濃度C=m/(20×γ)/10(単位:g/dL) (数式B)
γ=(デカリン20℃での密度)/(デカリン135℃での密度)
=0.888/0.802=1.107
極限粘度IV=(ηsp/C)/(1+0.27×ηsp) (数式C)
この極限粘度IVを、下記(数式D)に代入し、粘度平均分子量(Mv)を求めた。
粘度平均分子量(Mv)=(5.34×104)×[η]1.49 (数式D)
〔通気度〕
積層多孔質シートの通気度を、通気度測定機(TEXTEST社製「FX3360PORTAIR」)を用い、測定範囲20cm2、測定差圧125Paの条件にて測定し、以下の判定基準に基づき評価した。
〇:通気度が8cm3/cm2/sec以上
△:通気度が5cm3/cm2/sec以上8cm3/cm2/sec未満
×:通気度が5cm3/cm2/sec未満
積層多孔質シートの通気度を、通気度測定機(TEXTEST社製「FX3360PORTAIR」)を用い、測定範囲20cm2、測定差圧125Paの条件にて測定し、以下の判定基準に基づき評価した。
〇:通気度が8cm3/cm2/sec以上
△:通気度が5cm3/cm2/sec以上8cm3/cm2/sec未満
×:通気度が5cm3/cm2/sec未満
〔真空漏れ〕
積層多孔質焼結シートの真空漏れを、以下の方法により測定した。
積層多孔質焼結シートの多孔質シート側の表面に、通気性のないシートとして厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートシートをスプレー糊で貼り付けて、前記の通気度測定機にて通気度を測定した。
この通気度を真空漏れの値とし、以下の判定基準に基づき評価した。
〇:通気度が0.15cm3/cm2/sec未満
△:通気度が0.15cm3/cm2/sec以上0.20cm3/cm2/sec未 満
×:通気度が0.20cm3/cm2/sec以上
積層多孔質焼結シートの真空漏れを、以下の方法により測定した。
積層多孔質焼結シートの多孔質シート側の表面に、通気性のないシートとして厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートシートをスプレー糊で貼り付けて、前記の通気度測定機にて通気度を測定した。
この通気度を真空漏れの値とし、以下の判定基準に基づき評価した。
〇:通気度が0.15cm3/cm2/sec未満
△:通気度が0.15cm3/cm2/sec以上0.20cm3/cm2/sec未 満
×:通気度が0.20cm3/cm2/sec以上
〔接着力〕
積層多孔質焼結シートにおける、多孔質シートと両面粘着シートとの接着力を、以下の方法により測定した。
積層多孔質焼結シートを、幅2.5cm、長さ20cmのサイズに切り、両面粘着シートの剥離紙を剥がし、5cm×20cm、厚さ2mmのステンレス板に貼り付けた。
多孔質シートを両面粘着シートから約2cm剥がし、剥がされた両面粘着シートをマスキングテープでステンレス板に貼り付けた。はく離した多孔質シートを100mm/minのスピードで、90°の角度で剥離し、その際の強度を測定し、以下の判定基準に基づき評価した。
〇:強度が2.2N/25mm未満
×:強度が2.2N/25mm以上
積層多孔質焼結シートにおける、多孔質シートと両面粘着シートとの接着力を、以下の方法により測定した。
積層多孔質焼結シートを、幅2.5cm、長さ20cmのサイズに切り、両面粘着シートの剥離紙を剥がし、5cm×20cm、厚さ2mmのステンレス板に貼り付けた。
多孔質シートを両面粘着シートから約2cm剥がし、剥がされた両面粘着シートをマスキングテープでステンレス板に貼り付けた。はく離した多孔質シートを100mm/minのスピードで、90°の角度で剥離し、その際の強度を測定し、以下の判定基準に基づき評価した。
〇:強度が2.2N/25mm未満
×:強度が2.2N/25mm以上
〔総合評価〕
積層多孔質焼結シートの総合評価は、前記通気度、真空漏れ、及び接着力のバランスを評価して行い、以下の判定基準に基づき評価した。
〇:上記3項目すなわち通気度と真空漏れ、接着力の評価が全て〇であるもの
△:上記3項目のうち一つが△または×であるもの
×:〇、△、××以外のもの
××:上記3項目のうち少なくとも2つが×であるもの
積層多孔質焼結シートの総合評価は、前記通気度、真空漏れ、及び接着力のバランスを評価して行い、以下の判定基準に基づき評価した。
〇:上記3項目すなわち通気度と真空漏れ、接着力の評価が全て〇であるもの
△:上記3項目のうち一つが△または×であるもの
×:〇、△、××以外のもの
××:上記3項目のうち少なくとも2つが×であるもの
〔吸着状態の評価〕
積層多孔質焼結シートを吸着ステージ(厚さ15mm、縦横200mmのアルミ製板に、直径1mmの通気口を縦横10mmのピッチで設け、片面から吸引ポンプで吸引できるようにしたもの)に装着し、積層多孔質焼結シートを介して、厚み50μmの銀箔を、圧力60Paで吸着固定し、目視にて銀箔表面に凹凸が認められるかどうかを確認し、以下の判定基準に基づき評価した。
〇:目視で確認できる凹凸がないもの。
×:目視で確認できる凹凸があるもの。
積層多孔質焼結シートを吸着ステージ(厚さ15mm、縦横200mmのアルミ製板に、直径1mmの通気口を縦横10mmのピッチで設け、片面から吸引ポンプで吸引できるようにしたもの)に装着し、積層多孔質焼結シートを介して、厚み50μmの銀箔を、圧力60Paで吸着固定し、目視にて銀箔表面に凹凸が認められるかどうかを確認し、以下の判定基準に基づき評価した。
〇:目視で確認できる凹凸がないもの。
×:目視で確認できる凹凸があるもの。
〔実施例1〕
粘度平均分子量(Mv)30万、平均粒径が97μm、嵩密度が0.53g/ccの超高分子量ポリエチレン(PE)100質量部に対して、ポリオキシソルビタンモノラウレート0.3質量部を添加して、ブレンダーで混合し、超高分子量ポリエチレン組成物を得た。
当該超高分子量ポリエチレン組成物を、ホッパーに投入してホッパー下部のローラーを移動速度(円周)9.5cm/minで回転させ、超高分子量ポリエチレン組成物を供給した。
供給した超高分子量ポリエチレン組成物を、140℃に加熱し、移動速度10cm/minで回転している金属製の無端コンベアベルト上に厚さ0.505mmになるように堆積させた。
次に、上側が120℃、下側が190℃にセットされた第一の加熱ゾーンを5分間かけて通過させ、次に上側が160℃、下側が200℃にセットされた第二の加熱ゾーンを3分間かけて通過させ、次に上側が200℃、下側が200℃にセットされた第三の加熱ゾーンを5分間かけて通過させた。
加熱ゾーンの出口の超高分子量ポリエチレン組成物の温度は190℃であった。
15秒後に無端コンベアベルトから剥がし、多孔質焼結体の原反を得た。
続いて前記多孔質焼結体の原反を、100℃にて型枠厚み0.500mmで90秒間1MPの条件で加圧プレスすることにより、厚み0.501mmの多孔質シートを得た。
次に、日榮新化製 両面粘着シート NE-tak透明PET21-WF-R/S(基材が厚さ21μmのポリエステルフィルムであり、再剥離側(吸着ステージに貼り付ける側)にはアクリル系粘着剤RC-910が厚さ15μmで形成されたものであり、強粘着側(多孔質シートに貼り付ける側)にはアクリル系粘着剤L-100が厚さ25μmで形成されたもの)に、中心間距離が12mmの六方格子状になるように直径9mmの円形の孔を全面に亘って開け、両面粘着シートに開口部を形成した。
開口部の全体に対する面積割合は、50%であった。
次に、下側を80℃に加熱した金属プレスの下板上に、多孔質シートの、無端コンベアベルトに接していた面を下にして60秒載置し多孔質シートを予熱した後、前記開口部を有する両面粘着シートの強粘着側を軽く押し付けた後、0.1MPaで10秒プレスすることで積層多孔質焼結シートを得た。
得られた積層多孔質焼結シートの断面空隙率のプロファイルを図1に示す。
また、積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
粘度平均分子量(Mv)30万、平均粒径が97μm、嵩密度が0.53g/ccの超高分子量ポリエチレン(PE)100質量部に対して、ポリオキシソルビタンモノラウレート0.3質量部を添加して、ブレンダーで混合し、超高分子量ポリエチレン組成物を得た。
当該超高分子量ポリエチレン組成物を、ホッパーに投入してホッパー下部のローラーを移動速度(円周)9.5cm/minで回転させ、超高分子量ポリエチレン組成物を供給した。
供給した超高分子量ポリエチレン組成物を、140℃に加熱し、移動速度10cm/minで回転している金属製の無端コンベアベルト上に厚さ0.505mmになるように堆積させた。
次に、上側が120℃、下側が190℃にセットされた第一の加熱ゾーンを5分間かけて通過させ、次に上側が160℃、下側が200℃にセットされた第二の加熱ゾーンを3分間かけて通過させ、次に上側が200℃、下側が200℃にセットされた第三の加熱ゾーンを5分間かけて通過させた。
加熱ゾーンの出口の超高分子量ポリエチレン組成物の温度は190℃であった。
15秒後に無端コンベアベルトから剥がし、多孔質焼結体の原反を得た。
続いて前記多孔質焼結体の原反を、100℃にて型枠厚み0.500mmで90秒間1MPの条件で加圧プレスすることにより、厚み0.501mmの多孔質シートを得た。
次に、日榮新化製 両面粘着シート NE-tak透明PET21-WF-R/S(基材が厚さ21μmのポリエステルフィルムであり、再剥離側(吸着ステージに貼り付ける側)にはアクリル系粘着剤RC-910が厚さ15μmで形成されたものであり、強粘着側(多孔質シートに貼り付ける側)にはアクリル系粘着剤L-100が厚さ25μmで形成されたもの)に、中心間距離が12mmの六方格子状になるように直径9mmの円形の孔を全面に亘って開け、両面粘着シートに開口部を形成した。
開口部の全体に対する面積割合は、50%であった。
次に、下側を80℃に加熱した金属プレスの下板上に、多孔質シートの、無端コンベアベルトに接していた面を下にして60秒載置し多孔質シートを予熱した後、前記開口部を有する両面粘着シートの強粘着側を軽く押し付けた後、0.1MPaで10秒プレスすることで積層多孔質焼結シートを得た。
得られた積層多孔質焼結シートの断面空隙率のプロファイルを図1に示す。
また、積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
〔実施例2〕
平均粒径が120μm、嵩密度が0.48g/ccの超高分子量ポリエチレンを用いたこと以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
平均粒径が120μm、嵩密度が0.48g/ccの超高分子量ポリエチレンを用いたこと以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
〔実施例3〕
粘度平均分子量(Mv)340万、平均粒径が101μm、嵩密度が0.42g/ccの超高分子量ポリエチレンを用いたこと以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
粘度平均分子量(Mv)340万、平均粒径が101μm、嵩密度が0.42g/ccの超高分子量ポリエチレンを用いたこと以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
〔実施例4〕
平均粒径が50μm、嵩密度が0.58g/ccの超高分子量ポリエチレンを用いたこと以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
平均粒径が50μm、嵩密度が0.58g/ccの超高分子量ポリエチレンを用いたこと以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
〔実施例5〕
実施例3と実施例4で用いたポリエチレンを、50質量部ずつ混合して用いたこと以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
実施例3と実施例4で用いたポリエチレンを、50質量部ずつ混合して用いたこと以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
〔実施例6〕
加熱ゾーンの温度条件を以下のように変更した以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
上側が200℃、下側が200℃にセットされた加熱ゾーンを8分間かけて通過させた。
加熱ゾーンの出口の樹脂温度は190℃であった。
加熱ゾーンの温度条件を以下のように変更した以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
上側が200℃、下側が200℃にセットされた加熱ゾーンを8分間かけて通過させた。
加熱ゾーンの出口の樹脂温度は190℃であった。
〔実施例7〕
多孔質シートと両面粘着シートを貼り合わせる際の圧力の条件を、0.5MPaで20秒プレスするものとした以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
多孔質シートと両面粘着シートを貼り合わせる際の圧力の条件を、0.5MPaで20秒プレスするものとした以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
〔実施例8〕
粘度平均分子量(Mv)650万、平均粒径が151μm、嵩密度が0.42g/ccの超高分子量ポリエチレンを用いた以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
粘度平均分子量(Mv)650万、平均粒径が151μm、嵩密度が0.42g/ccの超高分子量ポリエチレンを用いた以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
〔実施例9〕
両面粘着シートとして日榮新化製 NE-tak透明PET21-WF-R/Sに、中心間距離が11mmの六方格子状になるように直径7mmの円形の孔を全面に亘って開けたもの(開口部の全体に対する面積割合は37%)を用いた以外は、実施例3と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
両面粘着シートとして日榮新化製 NE-tak透明PET21-WF-R/Sに、中心間距離が11mmの六方格子状になるように直径7mmの円形の孔を全面に亘って開けたもの(開口部の全体に対する面積割合は37%)を用いた以外は、実施例3と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表1に示す。
〔比較例1〕
粘度平均分子量(Mv)5万、平均粒径が97μm、嵩密度が0.53g/ccの超高分子量ポリエチレンを用いた以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
粘度平均分子量(Mv)5万、平均粒径が97μm、嵩密度が0.53g/ccの超高分子量ポリエチレンを用いた以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
〔比較例2〕
粘度平均分子量(Mv)850万、平均粒径が200μm、嵩密度が0.40g/ccの超高分子量ポリエチレンを用いた以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
粘度平均分子量(Mv)850万、平均粒径が200μm、嵩密度が0.40g/ccの超高分子量ポリエチレンを用いた以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
〔比較例3〕
加熱ゾーンの温度条件を以下のように変更した以外は、実施例1と同様にして多孔質シートを得た。
上側が200℃、下側が200℃にセットされた加熱ゾーンを8分間かけて通過させた。
加熱ゾーンの出口の樹脂温度は190℃であった。
得られた多孔質シートと実施例1と同じ両面粘着シートを用い、貼り合わせる際のプレス機を加熱せず、条件を0.2MPaで10秒とし、積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
加熱ゾーンの温度条件を以下のように変更した以外は、実施例1と同様にして多孔質シートを得た。
上側が200℃、下側が200℃にセットされた加熱ゾーンを8分間かけて通過させた。
加熱ゾーンの出口の樹脂温度は190℃であった。
得られた多孔質シートと実施例1と同じ両面粘着シートを用い、貼り合わせる際のプレス機を加熱せず、条件を0.2MPaで10秒とし、積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
〔比較例4〕
実施例1と同じ超高分子量ポリエチレンを使用し、クリアランス1.0mmに調整されたアルミニウム製の金型に30秒間バイブレーターで振動を与えながら、超高分子量ポリエチレンを充填し、金型温度が200℃になるまで加熱、冷却後離形し、厚み0.99mmの多孔質シートを得た。
得られた多孔質シートに、実施例1と同様の方法で、両面粘着シートを貼り付け、積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
実施例1と同じ超高分子量ポリエチレンを使用し、クリアランス1.0mmに調整されたアルミニウム製の金型に30秒間バイブレーターで振動を与えながら、超高分子量ポリエチレンを充填し、金型温度が200℃になるまで加熱、冷却後離形し、厚み0.99mmの多孔質シートを得た。
得られた多孔質シートに、実施例1と同様の方法で、両面粘着シートを貼り付け、積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
〔比較例5〕
実施例1と同じ超高分子量ポリエチレンを使用し、メッシュ状の円筒状金型(内径250mm、高さ500mm)に充填し、30秒間バイブレーターで振動を与えながら超高分子量ポリエチレンを充填した。
これを耐圧容器に入れ、水蒸気(160℃、8気圧)を導入し、10時間加熱焼結し、その後、25℃の室温に放置して冷却し、円筒状の多孔質焼結体ブロックを得た。
得られた円筒状の多孔質焼結体ブロックを切削することにより、厚み0.50mmの多孔質シートを得た。
得られた多孔質シートに、実施例1と同様の方法で、両面粘着シートを貼り付け、積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
実施例1と同じ超高分子量ポリエチレンを使用し、メッシュ状の円筒状金型(内径250mm、高さ500mm)に充填し、30秒間バイブレーターで振動を与えながら超高分子量ポリエチレンを充填した。
これを耐圧容器に入れ、水蒸気(160℃、8気圧)を導入し、10時間加熱焼結し、その後、25℃の室温に放置して冷却し、円筒状の多孔質焼結体ブロックを得た。
得られた円筒状の多孔質焼結体ブロックを切削することにより、厚み0.50mmの多孔質シートを得た。
得られた多孔質シートに、実施例1と同様の方法で、両面粘着シートを貼り付け、積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
〔比較例6〕
多孔質シートと両面粘着シートを貼り付ける際の、圧力を0.02MPaとした以外は実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
多孔質シートと両面粘着シートを貼り付ける際の、圧力を0.02MPaとした以外は実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
〔比較例7〕
粘度平均分子量(Mv)30万、平均粒径が120μm、嵩密度が0.48g/ccの超高分子量ポリエチレンを用い、両面粘着シートに関し、強粘着側(多孔質シートに貼り付ける側)に用いるアクリル系粘着剤L-100を、厚さ8μmに変更したものを使用した以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
粘度平均分子量(Mv)30万、平均粒径が120μm、嵩密度が0.48g/ccの超高分子量ポリエチレンを用い、両面粘着シートに関し、強粘着側(多孔質シートに貼り付ける側)に用いるアクリル系粘着剤L-100を、厚さ8μmに変更したものを使用した以外は、実施例1と同様にして積層多孔質焼結シートを得た。
該積層多孔質焼結シートの特性を下記表2に示す。
本発明の積層多孔質焼結シートは、液晶用ガラス板や積層セラミックコンデンサ用のグリーンシート等、薄膜状、板状、又はフィルム状の物を固定または搬送する際に用いる吸着緩衝材である吸着固定搬送用シートとして産業上の利用可能性を有する。
Claims (8)
- 樹脂粒子の焼結体である多孔質シートと、
前記多孔質シートの一方の面に配置された、厚さ方向に貫通孔を有する両面粘着シートと、を、有し、
前記多孔質シートと前記両面粘着シートとの界面における空隙率Φ1と、
前記多孔質シート内部の空隙率Φ2との比R=(Φ1/Φ2)が、
2.0以上4.0以下である、
積層多孔質焼結シート。 - 前記多孔質シートと、前記両面粘着シートとの界面における空隙率Φ1が、
40%以上80%以下である、
請求項1に記載の積層多孔質焼結シート。 - 前記多孔質シートの、前記両面粘着シートと接しない側の面の、表面の開口部の平均円相当径に対する平均最大径の比(平均最大径/平均円相当径)が、2.0以下である、
請求項1又は2に記載の積層多孔質焼結シート。 - 前記多孔質シートの、前記両面粘着シートを配さない側の面の、表面粗さ(Ra)が、16μm以下である、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の積層多孔質焼結シート。 - 前記両面粘着シート全体の面積に対する、前記貫通孔の開口部の面積割合が40%以上である、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の積層多孔質焼結シート。 - 前記多孔質シートがポリエチレン系樹脂を含む、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の積層多孔質焼結シート。 - 前記ポリエチレン系樹脂の粘度平均分子量Mvが1.0×105以上である、
請求項6に記載の積層多孔質焼結シート。 - 吸着固定搬送用シートである、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の積層多孔質焼結シート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020155290A JP2022049202A (ja) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 積層多孔質焼結シート |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020155290A JP2022049202A (ja) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 積層多孔質焼結シート |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022049202A true JP2022049202A (ja) | 2022-03-29 |
Family
ID=80853695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020155290A Pending JP2022049202A (ja) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 積層多孔質焼結シート |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2022049202A (ja) |
-
2020
- 2020-09-16 JP JP2020155290A patent/JP2022049202A/ja active Pending
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