多孔质片的制造方法及根据该制造方法得到的多孔质片的制作方法

专利名称：多孔质片的制造方法及根据该制造方法得到的多孔质片的制作方法
技术领域：
本发明涉及多孔质片的制造方法及根据该制造方法得到的多孔质片，特别涉及在液晶用玻璃板、半导体晶片或层叠陶瓷电容器的制造等中的吸附搬送、真空吸附固定等中可以应用的多孔质片的制造方法及根据该制造方法得到的多孔质片。
背景技术：
例如层叠电介质片而构成的层叠陶瓷电容器等的电子元件的情况是，吸引固定该电介质片并搬送，作为进一步层叠的构件之一，使用作为吸附固定搬送用片的塑料多孔质片。
作为这样的多孔质片考虑到通气性、刚性、缓冲性等，提出使用由平均分子量50万以上的超高分子量聚乙烯(以下称为“UHMWPE”)构成的多孔质片。
由UHMWPE构成的多孔质片，其制造一般是在金属模中填充UHMWPE并进行烧结等。但是，该方法为分批生产，不能够连续化、长度化。
因此，我们至今为止作为得到长的多孔质片的方法，提出具有这样特征的方法，即，采用加热了填充于金属模中的UHMWPE粉末的水蒸气进行烧结，冷却后进行切削。(例如参照特公平5-66855号)。
由此方法得到的多孔质片因为长而能够在多种用途中使用，并具有强度高、通气性优异这样的特征。
由本方法制造的多孔质片其表面粗糙度为2.0μm左右。这是由于在制造工序中进行的切削引起的。另外，使用例如平均粒径30μm以下的微细的粒子制造多孔质片时有针孔发生，或存在填充时及成型后有裂纹形成的问题，而成型困难。
因此，作为表面粗糙的对策，提出有与塑料膜层叠并加热以使表面平滑的方法(例如，参照特开平09-174694号公报及特开2001-28390号公报)。通过使用这些方法，可以实现表面平滑性的提高。但是近来，要求更高的表面平滑性。
另外，作为成型小径粒子的方式，公开有在载片上涂布使塑料粒子分散在溶剂中的分散液，干燥而形成涂膜后，使粒子之间的接点熔合，从载片上剥离，从而得到多孔质片(例如，参照特开2001-172577号公报)。
在该方法中，虽然能够使小径粒子片化，但是与通过切削而制造的多孔质片相比有强度低这样的缺点。另外，在此制法上，也难以生产超过例如1mm这样的较厚产品。
再有，在本方式中，与粒子的熔点比较，因为使用了具有非常低的沸点的溶剂，所以粒子熔化、烧结时溶剂挥发。若在这样的状态下进行烧结，则粒子流动而不能保持作为当初的形状的球形。其结果是，在由这种方法制作的多孔质片的表面粒子毁坏而变形，由此表面的孔径变小。其结果是成为阻碍通气性的主要原因。
另外，在特开2006-26981号公报中记载的方法是，在与粒子的熔点相比而具有高沸点的溶剂中使塑料粒子分散，在强度比较高的UHMWPE片上形成粒子层。如果根据此方法则具有高强度，且能够制作孔径小的片。但是，由于此方法是将UHMWPE片作为支承层使用，所以难以减薄厚度。为此，制作通气性高的片很困难。

发明内容
本发明鉴于所述的问题点而进行，其目的在于，提供一种表面平滑性及通气性优异、且能够以连续/长尺制造的多孔质片的制造方法及根据此制造方法得到的多孔质片。
本申请发明者等为了达成上述目的，对多孔质片的制造方法及根据此制造方法得到的多孔质片进行研究。其结果指出，通过采用下述的结构能够达成上述目的，从而达到完成本发明。
即，为了解决上述的课题，本发明的多孔质片的制造方法的特征为具有制作使超高分子量聚乙烯粒子分散在溶剂中的分散液的工序；在薄膜上涂布所述分散液而形成涂布层的工序；煅烧所述涂布层的工序；除去所述涂布层所含的所述溶剂的工序。
根据上述的方法，能够得到维持着超高分子量聚乙烯粒子的形状的大部分，且邻接的粒子相互在其接触部位热熔合，并且以非接触部位为孔的微结构的多孔质片。即，若是所述方法，则超高分子量聚乙烯粒子的形状不会变形，能够得到维持其形状的结构的多孔质片。其结果是，能够制造出通气性优异的作为吸附固定被吸附构件的吸附固定用片。另外，若是所述结构的多孔质片，则与被吸附构件的接触状态不是面接触，而形成多点接触，因此能够降低与被吸附构件的有效接触面积，剥离性优异。再有，即使被吸附构件其厚度极其薄，也能够制造可以防止在剥离时破裂和瑕疵发生的多孔质片。
另外，因为本多孔质片虽然是没有支承体等的单层结构，但是却具有高的强度，所以即使厚度比较薄，也具备作为吸附固定用片充分的强度。厚度薄对用于保持高的通气性非常重要，作为吸附固定用片更为优选。还有根据本方式，也能够制作比较热的片。
在所述方法中，作为所述超高分子量聚乙烯粒子，优选使用平均粒径为100μm以下的。
由此，能够制造使表面平滑性提高的多孔质片。即，例如即使被吸附构件柔软性大，也能够防止在吸引固定该被吸附构件时多孔质片的表面状态被被吸附构件进行形状转印。
作为所述溶剂，优选使用沸点比所述超高分子量聚乙烯粒子的熔点高，且与该超高分子量聚乙烯粒子的相溶性低的。
另外，为了解决上述的课题，本发明的多孔质片是根据上述记载的多孔质片的制造方法而得到的，其特征为，表面粗糙度(Ra)为0.5μm以下。
根据所述的结构，因为表面粗糙度(Ra)为0.5μm以下，所以表面平滑性优异。此外，因为是含有超高分子量聚乙烯粒子而被构成的层，所以能够成为摩擦系数低，耐磨损性及耐冲击性优异的多孔质片。再有，例如在吸引固定被吸附构件时，与被吸附构件的接触状态不是面接触，而能够形成多点接触状态。由此降低了被吸附构件和吸附面的有效的接触面积，使被吸附构件和多孔质片的剥离性及通气性提高。其结果是，即使被吸附构件其厚度极其薄，也能够防止在剥离时有破裂和瑕疵等发生。
另外，所述结构优选用于被吸附构件的吸引固定。
本发明根据上述说明的方法，可起到如下所述的效果。
即，根据本发明的多孔质片的制造方法，能够维持超高分子量聚乙烯粒子的形状的大部分，且邻接的粒子相互在其接触部位热熔合，并且成为以非接触部位为孔的微结构，因此能够制造剥离性、表面平滑性及通气性优异的多孔质片。


图1是由实施例1得到的多孔质片的截面的扫描电子显微镜照片。
图2是由比较例1得到的多孔质片的截面的扫描电子显微镜照片。
具体实施例方式
首先，对本实施的方式的多孔质片的制造方法加以说明。该制造方法至少具有制作使超高分子量聚乙烯(以下称为“UHMWPE”)粒子分散在溶剂中的分散液的工序；在薄膜上涂布所述分散液而形成涂布层的工序；煅烧所述涂布层的工序；除去所述涂布层所含的所述溶剂的工序。
首先，在任意的溶剂中分散根据目的的UHMWPE粒子。在本发明中之所以使用UHMWPE粒子，是由于由该UHMWPE粒子得到的多孔质片其摩擦系数低，耐磨损性及耐冲击性优异，且能够以低成本制造。UHMWPE的分子量优选为50万以上，从耐磨损性的观点出发特别优选为100万以上。作为UHMWPE的具体例，可列举例如市场销售的Mipelon(商品名，三井化学社制)、HostaleneGUR(商品名，TICONA社制)等。还有，所述的分子量指的是基于ASTMD4020(粘度测定法)的测定值。
作为所述UHMWPE粒子的平均粒径，能够根据用途等进行适宜设定。但是，为了使表面粗糙度降低，优选为100μm以下，更优选50μm以下。由此，能够使多孔质片自身的表面平滑性提高。因此，例如即使被吸附构件柔软性大，也能够防止在吸引固定该被吸附构件时，被吸附构件上被形状转印上多孔质片的表面状态。但是，若平均粒径在1μm以下，则在多孔质片的形成之时通气性显著降低，以及无孔化。另外，为了防止该无孔化，多孔质片的形成之时还需要加热温度的控制，使工序复杂化。还有，UHMWPE粒子的平均粒径优选为均一。这是由于能够使多孔质片的厚度及孔径均一。平均粒径是通过库尔特粒度仪(Coulter counter)方式测定的值。
另外，UHMWPE粒子的粒子形状能够根据用途等进行适宜设定。例如若为球状或近似球状，则因为多孔质片成为在面内排列UHMWPE粒子的构造，所以对于被吸附构件不是面接触，而成为多点接触。其结果是能够降低接触面积，得到摩擦系数极小的多孔质片。所述粒子形状除了球状或近似球状以外，还能够采用马铃薯状、葡萄状等。还有，UHMWPE粒子的粒子形状优选均一。这是由于能够使多孔质片的厚度及孔质均一。
作为所述溶剂没有特别被限定，但是具体来说，能够例示例如丙三醇(glycerine)、乙二醇(ethylene glycol)、聚乙二醇(polyethylene glycol)等。另外，溶剂优选沸点在UHMWPE粒子的熔点以上，且与UHMWPE粒子的相溶性低。若是沸点比UHMWPE粒子的熔点低的溶剂，则在UHMWPE粒子的烧结时该溶剂蒸发，烧结在气相中进行。气相中的烧结因为会使UHMWPE粒子熔化而产生流动，所以变形发生。其结果是，多孔质片的表层部分毁坏，与被吸附构件的接触面积增加，摩擦系数变大。另外，若对于所述溶剂的UHMWPE粒子的相溶性良好，则UHMWPE粒子溶胀，发生粒子的变形。另外，溶剂从操作性的观点出发优选为规定的粘度，更具体地说，优选具有20Pa·s的粘度。该粘度是由布鲁克菲尔德(Brookfield)粘度计测定的值。还有，测定之时的转速为10rpm。
UHMWPE粒子和溶剂的混合比例没有被特别限定，但是对于UHMWPE粒子1优选溶剂在约0.5～10(体积比)的范围内，更优选在1～3的范围内。
另外能够在分散液中添加界面活性剂。由此，能够使UHMWPE粒子的分散性提高。再有，以防止在UHMWPE粒子和溶剂的调配时发生的气泡为目的，而在分散液中添加消泡剂，或调配后也可以根据例如真空脱泡等的方法进行脱泡。
接着，在薄膜上涂布分散液而形成涂布层。涂布能够通过涂布粘稠物时所用的一般性的方法进行。例如，可列举涂布一般性的粘合剂的涂布机，作为涂敷方式，可列举模涂方式、辊涂(comma coater)、逆转涂布机(reversecoater)等。另外，作为此简易的方式，也可以是使用涂抹器(applicator)和刮刀(doctor blade)等的夹具的方式。
涂布层的厚度根据使用目的和分散液所含的UHMWPE粒子的大小进行适宜设定即可。但是，优选涂布层的烧结后的厚度约在10～1000μm的范围内，更优选约在50～500μm的范围内。若厚度比10μm小，则有难以在面内使UHMWPE粒子排列的情况。另一方面，若比1000μm大，则有通气性降低的情况。
作为所述薄膜，优选耐热性、表面平滑性优异的。从耐热性的观点出发而选择薄膜时，薄膜根据UHMWPE粒子的材料适宜采用即可。更具体地说，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)和聚酰亚胺(polyimide)等。这是由于由这些材料构成的薄膜具有充分的耐热性，另外它们的表面一般为平滑。另外，若从表面平滑的观点出发而选择薄膜，则使UHMWPE粒子之中与支承体的接触部位平坦化时，该平坦面的平滑性良好。其结果是，在吸引固定被吸附构件时，与该被吸附构件的紧贴性提高。
为了在所述薄膜的表面提高与分散液的亲和性，也可以实施亲水化处理。作为亲水化处理的方法，能够例示有电晕处理、等离子处理、亲水性单体的嫁接(graft)处理等。
接着，以规定的温度加热煅烧涂布层。由此，进行涂布层中的UHMWPE粒子的烧结。作为煅烧温度，优选例如130～200℃，更优选140～180℃。另外，煅烧时间根据煅烧温度等进行适宜设定即可，例如约1分钟～1小时。如上述进行了烧结之后，进行涂布层的冷却。作为冷却的方法，能够采用烧结后在室温下放置，使之通过冷却辊等的方法。另外，也可以在这种状态下直接投入提取槽等从烧结至提取连续地进行。
接下来，进行涂布层所含的溶剂的除去。溶剂的除去能够由其他的溶剂萃取、使之干燥来进行。用于萃取的其他溶剂根据所述溶剂的种类适宜选择即可。具体地说，可列举例如乙醇、甲醇、离子交换水等。另外，也可以采用它们的混合物。另外萃取也可以在利用例如超声波等的振荡下或加温来进行。由此，能够进一步高效率地进行上述溶剂的萃取。施加超声波等的振动时，例如，优选进行振动数10～200kHz的超声波的振荡1～10分钟的。另外，加温的情况下，例如，优选以30～100℃的温度进行1～100分钟。
根据这样的方法得到的UHMWPE粒子的多孔质片，如上述邻接的UHMWPE粉未可维持其形状的大部分，并且粒子相互在其接触部位热熔合而呈现片形状，且具有以粒子相互的非接触部位为孔的微结构。该多孔质片的微结构，例如能够沿厚度方向切断多孔质片，由扫描电子显微镜观察其切割面(倍率可适宜设定，但通常约为100～1000倍)。
接着，就由本发明的制造方法得到的多孔质片加以说明。多孔质片能够用于例如被吸附构件的吸引固定，含有UHMWPE粒子而构成。
多孔质片的厚度能够根据用途等进行适宜地设定，但是优选在0.1mm～3.0mm的范围内。若厚度比0.1mm薄，则多孔质片的机械的强度降低，在使用时有破损的情况，另外也有将多孔质片安装在层叠夹具等时的作业性降低的可能。另一方面，若厚度比3.0mm厚，则多孔质片的通气性降低。
还有，多孔质片的气孔率能够根据用途等进行适宜设定，但是优选在5～50％的范围内，更优选在15～40％的范围内。若气孔率低于5％，则可见通气性的降低和摩擦系数上升的倾向。另一方面，若超过50％，则有多孔质片的机械的强度降低的可能。还有，气孔率由下式(1)计算。
气孔率(％)＝{1-(表观密度/UHMWPE的真比重)}×100 (1)本发明的多孔质片为了防止带电也可以使之浸渍界面活性剂和导电性聚合体等的带电防止剂。此外，在成型时混合碳黑和导电性聚合体也可以附加带电防止性。另外，也可以在切削后的片状下使之浸渍带电防止剂。由此，在例如半导体晶片的划片(dicing)工序中能够避免多孔质片的带电造成的电火花，从而能够防止因电火花引起的晶片的损伤。另外，也能够防止尘埃和废物附着在半导体晶片等的被加工物上。
多孔质片的表面粗糙度(Ra)优选在0.5μm以下，更优选在0.1～0.4的范围内。若表面粗糙度超过0.5μm，则表面变粗糙，被吸附构件在极薄等的情况下，有对被吸附构件造成损害的危险。另外，当低于0.1μm，表面变得平滑，有可能在剥落被吸附构件时剥离性降低。若表面粗糙度(Ra)在0.5μm以下，则如层叠陶瓷电容器用印刷电路基板这样厚度极薄，即使是刚性小的被吸附构件，也能够防止多孔质片的孔中有被吸附构件潜入。其结果是，防止了薄层的被吸附构件上产生凹凸和伤痕等的缺陷，也使作业性提高。
另外，多孔质片因为是含有UHMWPE粒子而构成的层，所以在吸引固定被吸附构件时，对于被吸附构件不是面接触，而是多点接触。由此，剥离性优异，即使被吸附构件厚度薄，也能够防止剥离时破损和瑕疵等发生。此外，能够降低被吸附构件的吸引/脱离所需的时间，即制造工序的节拍时间(tact time)。另外，邻接的UHMWPE粒子之间在接触的部分有熔合(烧结)的地方。
本实施方式的多孔质片，在吸引固定被吸附构件并搬送后进行剥离时，尽可能优选剥离性优异的。该剥离性根据一般的粘合带(No.31，日东电工(株)制)的粘附力评价时，因为粘附力越小剥离性越优异，所以粘附力小的为佳。具体来说，优选粘附力在2.0N/19mm以下，更优选为1.5N/19mm以下。若粘附力比2.0N/19mm大，则剥离电介质片时在多孔质片的表面被吸附构件就此残留，有可能产生剥离的问题。另外，该粘附力有随着表面粗糙度大而变小的倾向。为此，若粘附力过小，则表而粗糙度过大，在被吸附构件的吸引固定时有伤痕发生。因此，从这一观点出发，粘附力优选为0.3N/19mm以上。
另外，本实施方式的多孔质片，由于为了吸引被吸附构件的节拍时间的问题，优选通气性优异的。具体来说优选来自FRAGILE试验机的通气性为0.3cm3/cm2·sec以上，进一步优选为1.0cm3/cm2·sec以上。通气性降低时，如前述被吸附构件的吸附固定所需的节拍时间变长，有生产率降低的危险。
还有，本发明的多孔质片也可以是单体，另外也可以是多层层叠了孔径和强度、通气度等不同的其他多孔质片的层叠体。这种情况下，在多孔质片在与多孔质片的吸附面的相反面上层叠。在多孔质片上层叠其他多孔质片时，除了良好的表面平滑性，还能够赋予作为吸引固定搬送用充分的强度。
以下，例示性地详细说明此发明的优选的实施例。但是，该实施例所述的材料和调配量等并非特别限定性的记载，那些不是限定此发明的范围的宗旨，只不过仅是说明例。
(实施例1)将UHMWPE粉末(平均分子量200万，熔点135℃，平均粒径30μm，粒子形状球状)与丙三醇及界面活性剂混合，调制分散液。分散液的固形部分为40体积％。接着使用涂抹器在PET膜(商品名Lumirror S10，厚100μm)上涂布该分散液。涂布层的厚度(包含溶剂)为250μm。
将PET膜上形成有涂布层的层叠物投入设置在150℃的干燥机中静置30分钟。其后，取出层叠物自然冷却直至室温。再者，剥落PET膜并浸渍于乙醇中，萃取分散溶剂。这时为了更有效地萃取分散溶剂而利用超声波施加振动。超声波的振动数为38h，振荡时间为10分钟。其后，在室温下使乙醇挥发，制作本实施例的多孔质片。
(比较例1)除了将实施例1中作为分散溶剂使用的丙三醇替换成离子交换水以外，均与实施例1同样，制作本比较例的多孔质片。
(各种的测定及评价)对于如以上制作的各多孔质片，分别测定其表面粗糙度、厚度、通气性及摩擦系数，进行SEM照片观察。这些结果在表1中显示。还有，测定方法及测定条件如下。
各多孔质片的表面粗糙度使用触针式表面粗糙度计((株)东京精密，SURFCOM550A)测定。测定条件为，前端径R250μm，速度0.3mm/sec，测定长4mm。
各多孔质片的厚度使用1/1000测微计测定。
各多孔质片的通气性使用FRAGILE试验机测定。通气性是对于各多孔质片整体的方向的值。
利用往复摩擦试验机(バ一デンレ一ベン式磨擦试验机)(ORIENTEC(株)社制，AST-15B)，作为配合件使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(50μm)，测定试验载荷200g，移动速度150mm/min的条件下的动摩擦系数，求得平均值。
根据多孔质片的截面的扫描电子显微镜(SEM)照片进行。测定条件为倍率400倍，倾斜面15°。
表1

如表1所表明的，实施例1的多孔质片，表面粗糙度(Ra)显示低值，为0.3μm，确认为表面平滑性优异。另外，多孔质片的表面状态，如图1所示的SEM照片所表明，可确认UHMWPE粒子维持球状的形状，通气性也优异。另一方面，比较例1的多孔质片的情况，表面虽然平滑，但是如图2所示的SEM照片所表明的，UHMWPE粒子的表面毁坏，通气性也低。
权利要求
1.一种多孔质片的制造方法，其特征在于，具有制作使超高分子量聚乙烯粒子分散在溶剂中的分散液的工序；在薄膜上涂布所述分散液而形成涂布层的工序；煅烧所述涂布层的工序；除去所述涂布层中含有的所述溶剂的工序。
2.根据权利要求1所述的多孔质片的制造方法，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯粒子，其平均粒径为100μm以下。
3.根据权利要求1所述的多孔质片的制造方法，其特征在于，所述溶剂，其沸点比所述超高分子量聚乙烯粒子的熔点高，且与该超高分子量聚乙烯粒子的相溶性低。
4.一种多孔质片，其特征在于，根据权利要求1所述的多孔质片的制造方法制造，其表面粗糙度Ra为0.5μm以下。
5.根据权利要求4所述的多孔质片，其特征在于，用于被吸附构件的吸引固定。
全文摘要
本发明的多孔质片的制造方法，其特征为具有制作使超高分子量聚乙烯粒子分散在溶剂中的分散液的工序；在薄膜上涂布所述分散液而形成涂布层的工序；煅烧所述涂布层的工序；除去所述涂布层所含的所述溶剂的工序。
文档编号C08L23/06GK101029146SQ20071000622
公开日2007年9月5日 申请日期2007年2月7日 优先权日2006年2月27日
发明者饭田博之, 佐久间哲志, 内田阳二, 中园淳一, 松岛良一 申请人:日东电工株式会社