JP4369037B2 - エレクトロニクス分野の搬送用冶具 - Google Patents
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Landscapes
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロニクス分野の搬送用冶具に関し、さらに詳しくは永久帯電防止性を備えたエレクトロニクス分野の搬送用冶具に関する。
【0002】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂は、摩耗、剥離などによって著しく帯電し易く、成形物に種々の問題、例えば、使用時の放電による衝撃、埃の付着をもたらす。
【0003】
熱可塑性樹脂に帯電防止性を付与する方法として、アルキルスルホン酸のホスホニウム塩(特開昭62−230835号公報)などの低分子型帯電防止剤を使用する方法とポリエーテルエステルアミドなどの高分子型帯電防止剤を使用する方法が知られている。低分子型帯電防止剤は、当初の効果は高いものの、拭いたり、洗浄したりすると帯電防止性がなくなるなど、環境の変化によって性能が変化する。他方、高分子型帯電防止剤は、半永久的な帯電防止効果を示すが、エンジニアリングプラスチックスに付与する場合、耐熱性、溶融安定性などの面で問題がある場合が多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
高分子型帯電防止剤では、母材との相溶性が適度に低いものを用いることにより、組成物を成形品としたときに表層部で、高分子型帯電防止剤をスジ状に分散させ、スジ状の導電経路を形成し、その結果永久帯電防止性が発現する。この際、スジ状の分散状態に起因して、成型品の表面から成型品を構成する樹脂が糸状(もしくは層状)に剥離する、糸状剥離(層状剥離)が発生する。この糸状剥離(層状剥離)の発生を防ぐためには、高分子型帯電防止剤と母材との相溶性を上げることが有効である。具体的な方法として、ポリアミドエラストマーとエポキシ基含有変性ビニル系重合体とを併用すること(特許2605771号公報)が知られている。しかし、エレクトロニクス分野の搬送用冶具には、さらに過酷な条件下での糸状剥離を抑制する必要がある。
【0005】
また、エレクトロニクス分野の搬送用冶具として用いるためには、特に揮発成分による製品の汚染を防ぐ必要があり、帯電防止剤等の成分に由来するカプロラクタムの発生が少ないことが必要である。
【0006】
本発明は、糸状剥離(層状剥離)が十分に抑制され、カプロラクタムの発生が抑制され、優れた帯電防止性、耐熱性および機械的強度を備えた、エレクトロニクス分野の搬送用冶具を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、
(A)熱可塑性樹脂100重量部に対して、
(B)(イ)全酸成分を基準にしてテレフタル酸成分60〜100mol%及びイソフタル酸成分40〜0mol%からなる酸成分、
(ロ)下記一般式(I)で表されるポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分、
【0008】
【化2】
【0009】
[但し、式中Xは、置換基−H、−CH3、−CH2Cl、−CH2Br、−CH2I及び−CH2OCH3のいずれかを表し、n及びmは、n≧0、m≧0 且つ 120≧(n+m)≧20 を満足するものとする。m≧2ときXは同じでも異なってもよい。]
(ハ)全グリコール成分(但し、(ロ)成分を除く)を基準にしてテトラメチレングリコール65〜100mol%及びエチレングリコール35〜0mol%からなるグリコール成分からなるポリエーテルエステルブロック共重合体であり、かつ(ロ)成分の共重合量が全グリコール成分(但し、(ロ)成分を含む)の40〜80重量%であるポリエーテルエステルブロック共重合体10〜30重量部、
(C)ポリエーテルエステルアミド1〜30重量部から組成される組成物からなるエレクトロニクス分野の搬送用冶具である。
【0010】
搬送用冶具とは、素材、部品、製品等の搬送に用いる冶具であり、例えば、シリコンウェハーキャリア、シリコンウェハーキャリアボックス、シリコンウェハー押え棒、ICトレー、液晶基板搬送用キャリア、HDD及びLCD関連部品搬送用冶具である。
【0011】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0012】
[熱可塑性樹脂]
本発明では熱可塑性樹脂(A)として公知の熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、芳香族熱可塑性ポリエステル等の熱可塑性ポリエステル樹脂;スチレン類、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリロニトリルおよびブタジエンからなる群より選ばれる少なくとも1種を構成単位とする(共)重合体(例えば、ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/ブタジエン/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/メタクリル酸エチル/ブタジエン/スチレン共重合体及びスチレン/メタクリル酸メチル/アクリロニトリル共重合体);ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリカーボネート樹脂;アクリル樹脂;熱可塑性ポリウレタン樹脂;ポリ塩化ビニル樹脂;フッ素樹脂;ポリアミド樹脂;ポリアセタール樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリフェニレンスルフィド樹脂を例示することができる。
【0013】
これらのうち好ましいものは、芳香族熱可塑性ポリエステル;ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、スチレン/アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/ブタジエン/スチレン共重合体、スチレン/メタクリル酸メチル/アクリロニトリル共重合体、ポリプロピレン、ポリエチレンである。
【0014】
就中、芳香族熱可塑性ポリエステルが好ましく、このようなポリエステルとして、テレフタル酸または2,6−ナフタレンジカルボン酸を主たる酸成分とし、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族ジオールを主たるジオール成分としてなる芳香族熱可塑性ポリエステルを挙げることができる。
【0015】
主たる酸成分とは、全酸成分に対して70モル%、好ましくは80モル%、更に好ましくは90モル以上の酸成分をいい、主たるジオール成分とは、全ジオール成分に対して70モル%、好ましくは80モル%、更に好ましくは90モル%以上のジオール成分をいう。
【0016】
この芳香族熱可塑性ポリエステルとして、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン−2,6−ナフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートを挙げることができる。
【0017】
これらの中で結晶化速度の速いポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン−2,6−ナフタレートが好ましく、特にポリブチレンテレフタレートが好ましい。
【0018】
芳香族熱可塑性ポリエステルとしては、上述のポリエステルの一部を共重合成分で置換したものでもよく、かかる共重合成分としては、イソフタル酸、フタル酸;メチルテレフタル酸、メチルイソフタル酸等のアルキル置換フタル酸類;2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸等のナフタレンジカルボン酸類;4,4’−ジフェニルジカルボン酸、3,4’−ジフェニルジカルボン酸等のジフェニルジカルボン酸類、4,4’−ジフェノキシエタンジカルボン酸等のジフェノキシエタンジカルボン酸類等の芳香族ジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、デカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸類などの脂肪族または脂環族ジカルボン酸;1,4−シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族ジオール;ハイドロキノン、レゾルシン等のジヒドロキシベンゼン類;2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−スルホン等のビスフェノール類、ビスフェノール類とエチレングリコールのごときグリコールとから得られるエーテルジオールなどの芳香族ジオール;ε−オキシカプロオン酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシエトキシ安息香酸等のオキシカルボン酸等が挙げられる。さらに上述の芳香族ポリエステルに分岐成分として、トリメシン酸、トリメリット酸のごとき多官能のエステル形成能を有する酸またはグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多官能のエステル形成能を有するアルコールを1.0モル%以下、好ましくは0.5モル%以下、更に好ましくは0.3モル%以下を共重合せしめてもよい。
【0019】
本発明で熱可塑性ポリエステル樹脂が用いられる場合、その固有粘度は好ましくは0.6〜1.2である。固有粘度が0.6より小さいと十分な特性が得られず、1.2より大きくなると溶融粘度が高く流動性が低下して成形性が損なわれるため好ましくない。ここで、固有粘度とは35℃におけるオルトクロルフェノール中での測定値である。
【0020】
[ポリエーテルエステルブロック共重合体]
本発明に用いられるポリエーテルエステルブロック共重合体(B)は、
(イ)全酸成分を基準にしてテレフタル酸成分60〜100mol%及びイソフタル酸成分40〜0mol%からなる酸成分、
(ロ)下記一般式(I)で表されるポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分、
【0021】
【化3】
【0022】
[但し、式中Xは、置換基−H、−CH3、−CH2Cl、−CH2Br、−CH2I及び−CH2OCH3のいずれかを表し、n及びmは、n≧0、m≧0 且つ 120≧(n+m)≧20 を満足するものとする。m≧2ときXは同じでも異なってもよい。]
(ハ)全グリコール成分(但し、(ロ)成分を除く)を基準にしてテトラメチレングリコール65〜100mol%及びエチレングリコール35〜0mol%からなるグリコール成分からなるポリエーテルエステルブロック共重合体であり、かつ(ロ)成分の共重合量が全グリコール成分(但し、(ロ)成分を含む)の40〜80重量%であるポリエーテルエステルブロック共重合体である。
【0023】
ポリエーテルエステルブロック共重合体(B)におけるテトラメチレングリコール成分は、全グリコール成分(但し、(ロ)成分を除く)を基準にして65mol%以上であることが必要である。テトラメチレングリコール成分が65mol%未満では成形性が悪くなる。
【0024】
ポリエーテルエステルブロック共重合体(B)には酸成分(イ)としてテレフタル酸、イソフタル酸以外のジカルボン酸、例えば、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸が共重合せしめられていてもよい。
【0025】
これらの成分が共重合される場合、共重合量は全酸成分量を基準に、好ましくは40モル%未満、更に好ましくは20モル%未満である。
【0026】
ポリエーテルエステルブロック共重合体(B)にはグリコール成分(ハ)として、テトラメチレングリコール、エチレングリコール以外のジオール、例えば、トリメチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールが共重合せしめられてもよい。
【0027】
これらの成分が共重合される場合、共重合量は全グリコール成分量(但し、(ロ)成分を除く)を基準に、好ましくは40モル%未満、更に好ましくは20モル%未満である。
【0028】
ポリエーテルエステルブロック共重合体(B)にはポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分(ロ)が共重合されている。ポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分(ロ)は、ランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体であってもよい。
【0029】
この(ロ)成分の共重合量は全グリコール成分(但し、(ロ)成分を含む)の40〜80重量%、好ましくは40〜70重量%である。40重量%より少ないと帯電防止性の効果が小さく、80重量%より多くなるとポリマーの融着、膠着が起こり工程上問題が生じる。
【0030】
上記ポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分(ロ)は、下記の化学式(I)で表される構造をとる。
【0031】
【化4】
【0032】
前記式(I)において、Xは、水素原子(−H)又は置換基−CH3、−CH2Cl、−CH2Br、−CH2I若しくは−CH2OCH3を表わす。
【0033】
このXが、これら以外の複雑な基の場合、立体障害のために共重合ポリマーの重合度を上げるのが困難になる。ポリエチレングリコール単位の主鎖に直接ハロゲンやアルコキシ基を置換したものはポリマーの分解性が強い。Xは水素原子であることが好ましい。
【0034】
前記式(I)中n及びmは、n≧0、m≧0且つ120≧(n+m)≧20を満足することを要する。(n+m)の値が20に満たない場合、ブロック共重合体のブロック性が低下し、帯電防止性が不十分となり、一方(n+m)の値が120を越えると重合度が低下し、充分な重合度の共重合ポリマーを得ることが困難となるばかりでなく、帯電防止性が低下する。mが2以上である場合、上記Xは同じでも異なってもよい。このポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分(ロ)は該成分自体ランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体であってもよい。
【0035】
本発明に用いられるポリエーテルエステルブロック共重合体(B)の配合量は熱可塑性樹脂100重量部に対して10〜30重量部である。10重量部より少ないと十分な帯電防止性を付与できない。上限値を超え50重量部より多いと機械的物性の低下の面で問題が生じる。
【0036】
[ポリエーテルエステルアミド]
ポリエーテルエステルアミド(C)としては、両末端にカルボキシル基を有するポリアミド(C1)とビスフェノール類のエチレンオキシド付加物(C2)とから誘導(重合)されるポリエーテルエステルアミドが好ましい。
【0037】
両末端にカルボキシル基を有するポリアミド(C1)の数平均分子量は、好ましくは500〜5000、さらに好ましくは500〜3000である。数平均分子量が500未満ではポリエーテルエステルアミド自体の耐熱性が低下し、5000を超えると反応性が低下するためポリエーテルエステルアミドの製造コストが高くなり好ましくない。
【0038】
他方、ビスフェノール類のエチレンオキシド付加物(C2)の数平均分子量は、好ましくは1600〜3000であり、さらに好ましくはエチレンオキシドモル数で32〜60のものである。数平均分子量が1600未満では帯電防止性が不十分であり、3000を超えると反応性が低下するためポリエーテルエステルアミドの製造コストが高くなり好ましくない。
【0039】
ポリエーテルエステルアミドは、公知の方法を利用して製造することができる。たとえば、アミド形成性モノマー及びジカルボン酸を反応させて両末端にカルボキシル基を有するポリアミド(C1)を形成させ、これにビスフェノール類のエチレンオキシド付加物(C2)を加えて、高温、減圧下で重合反応を行い、ポリエーテルエステルアミドを得る方法を例示することができる。
【0040】
本発明に用いられるポリエーテルエステルアミド(C)の配合量は熱可塑性樹脂100重量部に対して1〜30重量部であり、好ましくは5〜20重量部である。1重量部未満であると十分な帯電防止性を付与できない。30重量部を越えると機械的物性の低下の面で問題が生じる。
【0041】
[カプロラクタムの発生量]
本発明のエレクトロニクス分野の搬送用冶具は、上述の構成により、150℃で60分間熱処理したときに発生するカプロラクタムの発生量を5ppm以下とすることができる。
【0042】
そこで、本発明はまた、150℃で60分間熱処理したときに発生するカプロラクタムの発生量が5ppm以下である、上述のエレクトロニクス分野の搬送用冶具である。
【0043】
カプロラクタムの発生量が5ppmを超えると搬送用冶具を、その用途である素材、部品、製品等の搬送に用いたときに、素材、部品、製品等を汚染することになる。
【0044】
[添加剤]
本発明の樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、各種添加剤を添加することができる。
【0045】
添加剤としては、例えば、モンタン酸ワックス、ポリエチレンワックス、シリコンオイルなどの離型剤、難燃剤、難燃助剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、顔料、染料を挙げることができる。
【0046】
また、本発明の目的を損なわない範囲で他の熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、フッソ樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド;熱硬化性樹脂、例えばフェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂;軟質熱可塑性樹脂、例えばエチレン/酢ビ共重体、ポリエステルエラストマ、エポキシ変性ポリオレフィンを添加ですることができ、さらに他の充填剤、例えば、タルク、カオリン、ワラストナイト、クレー、シリカ、セリサイト、酸化チタン、カーボンブラック、グラファイト、金属粉末、ガラスビーズ、ガラスバルーン、ガラスフレーク、ガラスパウダー、ガラス繊維を添加することができる。
【0047】
[製造方法]
本発明のエレクトロニクス分野の搬送用冶具を構成する樹脂組成物は、上記(A)、(B)および(C)成分を任意の配合方法により配合することにより得ることができる。
【0048】
通常これらの配合成分はより均一に分散させることが好ましく、その全部もしくは一部を同時にあるいは均一に分散させることが好ましい。樹脂組成物の製造において、その成分の全部もしくは一部を同時にあるいは別々に例えばブレンダー、ニーダー、バンバリーミキサー、ロール、押出機等の混合機で混合し均質化させる方法を用いることができる。予めドライブレンドされた組成物を加熱した押出機で溶融混練して均質化した後針金状に押出し、次いで所望の長さに切断して粒状化する方法を用いることもできる。
【0049】
本発明のエレクトロニクス分野の搬送用冶具の製造方法を、熱可塑性樹脂として代表的な熱可塑性芳香族ポリエステルを(A)成分として用いた場合を例に挙げて説明する。
【0050】
成形機として、三菱80MSP射出成形機を用いた場合、シリンダー250℃、金型温度60℃、射出速度/射出圧力40〜60%の条件で、好ましく製造することができる。
【0051】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
【0052】
実施例において使用した原料及び評価方法は以下のとおりである。表2における成分の配合量の単位は重量%である。
【0053】
(1)原料:
各種原料は以下のものを使用した。
・ポリエーテルエステルブロック共重合体1〜4
表1に記載された組成になるようにジメチルテレフタレート、ジメチルイソフタレート、テトラメチレングリコール、エチレングリコール及び(変性)ポリエチレングリコール並びに触媒としてテトラブチルチタネート(酸成分に対して0.090モル%)を反応器に仕込み、内温190℃でエステル化反応を行った。理論量の約80%のメタノールが留出した後、昇温を開始し、徐々に減圧しながら重縮合反応を行った。1mmHg以下の真空度に到達後、240℃で200分間反応を継続した。次いで酸化防止剤イルガノックス1010をポリエチレングリコール又は変性ポリエチレングリコールに対して5重量%添加し、反応を終了した。実施例に使用したものは合成例1で得られた共重合体である。以下、合成例1で得られた共重合体を表中TRB−EKVと称する。
【0054】
【表1】
【0055】
・ポリブチレンテレフタレート(「PBT」と略称することがある)
帝人(株)製 TRB−QK
・ポリエーテルエステルアミド(「PEEA」と略称することがある)
三洋化成(株)製 ペレスタット6321
表面抵抗率:1×109 Ω
融点 :203℃
・BF−7M 住友化学工業(株)製
【0056】
モノマー成分としてエチレン64wt%、グリシジルメタアクリレート6wt%及びアクリル酸メチル30wt%からなる共重合体
【0057】
(2)帯電防止性(抵抗率):
帯電防止性は、超絶縁計(東亜電波工業(株)製SM−10E)を用いて測定した表面抵抗率によって評価した。
半減衰時間及び表面抵抗率は試料を温度23℃、相対湿度50%の雰囲気下で24時間調湿した後、環境温度23℃、相対湿度50%下で測定した。
【0058】
(3)カプロラクタムの測定
下記条件によるヘッドスペース法により行った。サンプルはシリコンウェハーキャリアボックスを約5mm角に切削したものを約3g取り評価した。
・パーキンエルマー社製 HS−40
・カラム:OV1701
・50℃・2minHold→10℃/min→250℃・10minHold・ガス発生条件:150℃×60min
【0059】
(4)糸状剥離の発生状況の判断
JISK7204(摩耗リング:CS17、1kg重、1000rpm)に準拠し、キャリアボックスの側壁を切出しのテーバー摩耗試験を実施した。そして、その表面状態を観察し、約3mm以上の糸上剥離物があるかないかを判定した。無い場合を○、ある場合を×と表記する。
【0060】
[実施例1,2、比較例1〜4]
各種原料を表2に記載の量割合で予め均一にドライブレンドした後、スクリュー径44mmのベント付き二軸押出機を用いてシリンダー温度240〜260度、スクリュー回転数160〜220rpm、吐出量50kg/hにて溶融混練し、ダイスから吐出するスレッドを冷却後、切断して成形用ペレットを得た。
【0061】
次いでこのペレットを用いて射出圧力750kg/cm2、射出速度70cm3/sec、冷却時間15秒及び全成形サイクル90秒の条件で射出成形によりシリコンウェハーキャリアボックスを作成した。更にこのシリコンウェハーキャリアボックスの側面部を必要な大きさに切断して上記の評価を行った。
【0062】
これらの評価結果を表2に示す。
【0063】
【表2】
【0064】
表2に示すように帯電防止処方として適量のTRB−EKVとPEEAを使用し、カプロラクタム発生量が5ppm以下に抑えられた実施例1及び2は糸状剥離はなく、且つ1E+11Ω/□の帯電防止性を示す。他方、従来の処方、例えば、相溶性を改善するためにPEEAとエポキシ化合物を併用した比較例1は1E+11Ω/□の良好が帯電防止性を示すが、糸状剥離及びカプロラクタム発生が大である。比較例2、3に示すように多量にB)、C)成分を用いるとカプロラクタム発生量が増大するだけでなく、押出/成形性が悪くなる。比較例4に示すようにTRB−EKV単独系では、十分な帯電防止効果が生じない。
【0065】
【発明の効果】
本発明によれば、糸状剥離(層状剥離)が十分に抑制され、カプロラクタムの発生が抑制され、優れた帯電防止性、耐熱性および機械的強度を備えた、エレクトロニクス分野の搬送用冶具を提供することができる。
Claims (2)
- (A)熱可塑性樹脂100重量部に対して、
(B)(イ)全酸成分を基準にしてテレフタル酸成分60〜100mol%及びイソフタル酸成分40〜0mol%からなる酸成分、
(ロ)下記一般式(I)で表されるポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分、
[但し、式中Xは、置換基−H、−CH3、−CH2Cl、−CH2Br、−CH2I及び−CH2OCH3のいずれかを表し、n及びmは、n≧0、m≧0 且つ120≧(n+m)≧20 を満足するものとする。m≧2ときXは同じでも異なってもよい。]
(ハ)全グリコール成分(但し、(ロ)成分を除く)を基準にしてテトラメチレングリコール65〜100mol%及びエチレングリコール35〜0mol%からなるグリコール成分からなるポリエーテルエステルブロック共重合体であり、かつ(ロ)成分の共重合量が全グリコール成分(但し、(ロ)成分を含む)の40〜80重量%であるポリエーテルエステルブロック共重合体10〜30重量部、
(C)ポリエーテルエステルアミド1〜30重量部から組成される組成物からなるエレクトロニクス分野の搬送用冶具。 - 150℃で60分間熱処理したときに発生するカプロラクタムの発生量が5ppm以下である、請求項1記載のエレクトロニクス分野の搬送用冶具。
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