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JP2020011776A - カーボンナノチューブを備えるキャリアテープ、カバーテープ及び静電気防止バッグ - Google Patents

カーボンナノチューブを備えるキャリアテープ、カバーテープ及び静電気防止バッグ Download PDF

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JP2020011776A
JP2020011776A JP2019129259A JP2019129259A JP2020011776A JP 2020011776 A JP2020011776 A JP 2020011776A JP 2019129259 A JP2019129259 A JP 2019129259A JP 2019129259 A JP2019129259 A JP 2019129259A JP 2020011776 A JP2020011776 A JP 2020011776A
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Japan
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carrier tape
carbon nanotubes
tape
carrier
materials
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English (en)
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デミア メルビン
Demiar Melvin
デミア メルビン
シモンズ ビル
Simons Bill
シモンズ ビル
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Advantek LLC
Original Assignee
Advantek LLC
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Publication date
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Abstract

【課題】改善された特性を有するキャリアテープ、カバーテープ又は帯電防止バッグを提供する。【解決手段】電子部品を輸送するためのキャリアテープ、カバーテープ又は静電気防止バッグは、0.01重量%〜3重量%のポリマー及びカーボンナノチューブから構成される。カーボンナノチューブは、任意の数の壁及び約100nm未満で任意の所望のサイズの直径寸法を有することができる。カーボンナノチューブを含むキャリアテープ、カバーテープ又はバッグは、1×105〜1×1012Ω/sqの測定静電気散逸範囲及び60%〜90%の光透過率を有する。カーボンナノチューブを含むキャリアテープ、カバーテープ又はバッグは、表面欠陥、高密度の絡み合い及び集塊を減少させる。カーボンナノチューブを含む静電気防止バッグは、所望のサイズのバッグに製造されるシート状に形成することができる。【選択図】なし

Description

本発明は、概して、カバーテープ及び帯電防止バッグによって囲まれた状態でキャリアテープによって輸送される電子部品用の帯電防止包装に関し、帯電防止包装は少なくとも部分的にカーボンナノチューブで形成される。帯電防止包装にカーボンナノチューブを含めることは、包装製品の静電気散逸性及び導電性を改善する。
現在、カーボンブラックは、キャリアテープの形成に用いられる標準的に絶縁された材料の導電性を高めるために、キャリアテープにその厚さにわたり均一に添加されるか、又は上部キャップ層及び下部キャップ層の一部として添加されている。カーボンブラック材料の使用は、電子部品の輸送中にキャリアテープに沿った静電気の蓄積を減少させるのに役立つ。蓄積した静電気が放電すると、キャリアテープポケットや静電気防止バッグに入れられて搬送されている敏感な電子部品を損傷させたり、破壊したりする可能性がある。
キャリアテープは、押出されたストック材料から製造することができる。押出されたストック材料は、直接又は再加熱してから、連続工程にてキャリアテープ、カバーテープ又は帯電防止バッグに形成することができる。
現在の静電気防止バッグは、外側層の間の少なくとも1つの箔又は金属化フィルム層と共に積層されている多層から形成されている。少なくとも1つの箔又は金属化フィルム層は、バッグに入れて輸送される電気的に敏感な製品を保護するために、バッグの内容物から電気又は静電気を逸らし又は散逸させるのに使用される導電経路を提供する。静電気の散逸により、静電気防止バッグに入れて輸送される敏感な電子部品を損傷又は破壊する虞のある静電荷が減少する。
静電気防止バッグの層数は、通常3〜5の範囲である。層のうちの1つ以上は、静電気防止性、防湿性、又は耐破壊性などの特性が異なる材料からなってもよい。静電気防止バッグ内の個々の層は通常、0.0127mm〜0.0762mm(0.0005インチ〜0.003インチ)の厚さであり、バッグ全体としての厚さは0.0508mm〜0.203mm(0.002インチ〜0.008インチ)の範囲である。典型的な3層バッグには、静電気散逸性ポリエステル外層、中央のホイルシールド及び静電気散逸性ポリエチレン内側層が使用され得る。追加の層は、強度、防湿性又は静電防止性を更に高めるためにナイロン又は他のポリマーを含むことができる。5層バッグは、単一のホイルシールドの代わりに、中央のポリエステル層によって分離された2つのアルミニウムホイルシールドを含むことができる。
様々な材料を一緒に積層してバッグ材料を形成するときに、静電気防止バッグ内に防湿保護を施してもよい。
カバーテープの一般的な構成は3層を含む。第1の層は典型的にはカバーテープに剛性を与える二軸延伸フィルムからなる。第1の層は、ポリエチレンテレフタレート(PET/BO−PET)などのポリエステルから形成されてもよい。第2の層又は中間材料は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、及びエチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)から形成され得、シーラント層を使用して第1の層に結合され得る。他のポリマー/化合物を使用してもよい。第3の材料である上記シーラントは、中間材料に使用されている材料によって異なる。第3の材料は、通常、エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、ポリウレタン系樹脂(PU)、ポリエチレン樹脂(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)などを含むがこれらに限定されない2つ以上の一般的なシーラントポリマー成分から形成される。
現在のカバーテープは一般に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)、ポリ(3−プロピル−チオフェン)、ポリ(3−エチルピロール)を含むがこれらに限定されないπ電子共役導電性ポリマー;酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、カーボンブラック、又はそれらの組み合わせなどの導電性を有する微粉末を使用する。共役導電性ポリマーは、フィルム層の導電性を高めるためのベースフィルム層への添加剤とすることができる。カバーテープを使用する際、フィルム層をブロックし、カバーテープの装置側での静電気を防止する熱活性化接着剤でこの層は被覆されている。
なお、上記で言及ないし記載された技術に関し、本明細書で言及する任意の特許、刊行物又は他の情報は、本発明の「先行技術」であると自認することを意図したものではない。
本出願に記載されている全ての米国特許及び米国特許出願ならびに他の全ての公開文献は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。
米国特許出願公開第2008/0085405号明細書
Efficient coating of transparent and conductive carbon nanotube thin films on plastic substrates,M H Andrew Ng、Lysia T Hartadi、Huiwen Tan及びC H Patrick Poa、2008年4月15日公開、英国物理学会出版局、Nanotechnology、第19巻、第20号
本発明の範囲を限定することなく、本発明の特許請求の範囲に記載のいくつかの実施形態の簡単な説明を以下に記載する。本発明の要約された実施形態及び/又は本発明のさらなる実施形態のさらなる詳細は、以下の発明の詳細な説明に見出され得る。
一実施形態では、キャリアテープは整列した複数のポケットを含み、テープ及びポケットは電子部品を輸送し、キャリアテープは、0.99重量%〜99重量%のポリマー及び0.01重量%〜3重量%のカーボンナノチューブから形成される。
別の実施形態では、カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、及び三層以上のカーボンナノチューブ、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される。
別の代替実施形態では、二層カーボンナノチューブ及び三層以上のカーボンナノチューブにおいて、隣接する層間の離間距離は0.20nm〜0.34nmである。
少なくとも1つの実施形態では、各カーボンナノチューブは1nm〜100nmの直径寸法を有する。
いくつかの実施形態において、各カーボンナノチューブは600m/g〜1000m/gの表面積を有する。
少なくとも1つの代替実施形態では、キャリアテープ、カバーテープ又は静電気散逸性バッグに使用されるカーボンナノチューブは、長さ対直径の比が3000:1〜6000:1のアスペクト比を有する。
いくつかの代替実施形態では、カーボンナノチューブは、キャリアテープの押出し前又は静電気散逸性バッグの製造に使用されるシートの形成中に、未加工カーボンナノチューブ材料としてポリマーに添加される。
少なくとも1つの代替実施形態では、ポリマーは、ポリカーボネート(PC)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、スチレン−アクリロニトリル(SAN)、ポリエチレン(PE)、ポリエステル(PETE)及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。
少なくとも1つの代替実施形態では、カーボンナノチューブを含むキャリアテープ、カバーテープ、又は静電気散逸性バッグは、1×10〜1×1012Ω/sqの測定静電気散逸範囲を有する。
いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブを有するキャリアテープ、カバーテープ、又は静電気散逸性バッグは、60%〜90%の光透過率、60%〜70%のヘイズ値、及び/又は25%〜45%の透明度を有する。
いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブを含むキャリアテープ、カバーテープ、及び/又は静電気散逸性バッグは、表面欠陥を低減し、高密度の絡み合いを低減し、及び/又は製造工程中の集塊を低減する。
少なくとも1つの実施形態では、カーボンナノチューブを含むキャリアテープ、カバーテープ、及び/又は静電気散逸性バッグは、炭素材料の移動を減少させる。
少なくとも1つの代替実施形態では、キャリアテープはカバーテープを含み、カバーテープは熱活性化接着剤又は感圧接着剤を有し、カバーテープは少なくとも1つの層から形成され、前記少なくとも1つの層はポリマー及びカーボンナノチューブを含む。
熱活性化接着剤層にカーボンナノチューブを利用することにより、キャリアテープポケット内部の静電制御を改善することが可能になる。これは、キャリアテープのポケットに入れられて運ばれる敏感な電子部品を損傷又は破壊する虞のある静電気の蓄積を減らすのに役立つ。カーボンナノチューブを使用して、ベースフィルム層の表面抵抗率を制御し、透明材料を維持することもできる。
カバーテープは、熱活性化接着剤コーティング全体にわたって、又はベースポリマーフィルム中に分散したカーボンナノチューブ(CNT)を含む。どちらの場合も、ベースフィルム及び接着剤コーティングの表面抵抗率を制御することができ、キャリアテープのポケットにカバーテープで密封された静電気に弱い装置の静電放電による損傷を防ぐことができる。カーボンナノチューブは、一貫した再現性のある表面抵抗率(SR)の測定値を提供し、加熱及び形成サイクルによる影響が少ない。基材に追加されるCNTは少量であるため、完成品は透明である。半透明から透明な材料は、装填、輸送及びピックアンドプレース作業中にポケットの中の装置を見ることができるという利点を有する。
CNTは高いアスペクト比を有し、最小限の添加量で表面抵抗率を一定レベルで制御することができる。カーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの両方を含み、どちらもカバーテープ接着剤及びバッキングフィルムテープへの導電性添加剤として使用することができる。
CNTは、カバーテープに一般的なポリエステルやポリオレフィンなどの様々なポリマーに組み込むことができるが、それらに限定されない。
CNTを用いたコーティング製品の製造は、硬化前のコーティング混合物にカーボンナノチューブを添加し、混合して分散させ、塗布することによって達成することができる。カーボンナノチューブは、マスターバッチ中のCNTの割合に応じて様々な比率で混合することができ、これはカバーテープの熱活性化接着剤に求められる最終表面抵抗率に基づく。
フィルムの場合は、最終樹脂にCNTを予備混合したものを押出機に直接供給してもよいし、あるいはベースフィルムと親和性でありかつ押出前のベース樹脂と混合可能な担体材料を使用してカーボンナノチューブを添加することもできる。
本発明を特徴付けるこれら及び他の実施形態は、添付の特許請求の範囲において詳細に示され、その一部を形成する。しかし、本発明、その使用によって得られる利点及び目的をさらに理解するために、本明細書のさらなる部分を形成する図面及び本発明の実施形態が示され説明されている添付の説明事項を参照されたい。
いくつかの実施形態において、本明細書に開示されるカーボンナノチューブを含むキャリアテープの発明は、均質な押出材料中のキャリアテープ全体に分散されるか、又は多層押出材料のキャップ層としてカーボンナノチューブ(CNT)を利用する。カーボンナノチューブは、より一貫した再現性のある表面抵抗率(SR)の測定値を提供する。カーボンナノチューブを利用した静電気散逸性材料は、1×10〜1×1012Ω/sqの範囲の表面抵抗率の測定値を有する。このレベルの表面抵抗率は、静電放電による部品への損傷の可能性を減らす。カーボンナノチューブをポリマーと組み合わせて使用することにより、より高いSR測定値(10のべき乗で6すなわち10^6)を有するカーボンブラックと比較して、SR測定値をより狭い範囲(10のべき乗で3)に狙って制御することができる。カーボンナノチューブに伴うより小さい粒径により、材料分散性がより向上し、延伸時の密度変化がより一定になるため、カーボンナノチューブを用いて製造した製品は、キャリアテープの形成中に使用される加熱及び形成サイクルから受ける影響が少ない。
特定の実施形態において、一般的なカーボンナノチューブは、単層、二層、及び多層のバリエーションで存在し、多層のバリエーションでは、隣接する各壁の間隔は約0.34nmである。カーボンナノチューブの直径は、約1nm〜約100nmである。
他の実施形態では、1nm〜100nmの範囲のサイズのカーボンナノチューブで許容できる静電気散逸範囲が得られるように、より少量の、通常約3%以下のカーボンナノチューブが使用される。
開示されているサイズ範囲を有するカーボンナノチューブの基材への添加量と比較して、製造された製品に匹敵する表面抵抗率を得るために基材に添加されるカーボンブラックの量は約10〜15%である。
少なくとも1つの実施形態において、カーボンナノチューブは、ポリカーボネート(PC)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリプロピレン(PP)、及びポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)及び直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、スチレン−アクリロニトリル(SAN)、ポリエチレン(PE)、又はポリエステル(PETE)などの様々なポリマーから形成される基材に、他の熱可塑性材料とともに組み込まれ得る。カーボンナノチューブの使用は、上記で特定されたポリマーと共に使用することに限定されず、他のポリマー、又は複合材料を含む他の材料と共に使用されてもよい。
いくつかの実施形態では、所望のSRレベルを得るために少量のCNT材料が使用されるので、完成包装製品はカーボンブラック材料を使用した場合と比較してより透明になる。カーボンブラックを用いて形成された現在の包装材料は不透明であるが、CNTを用いて形成された包装材料は使用されるCNTの量に応じて60%〜90%の光透過率を有する。カーボンナノチューブ材料の使用中、包装材料に見られるヘイズは60%〜70%の範囲にあり、包装材料の透明度は25%〜45%の範囲にある。カーボンブラック材料はキャリアテープを黒く不透明にするので、カーボンブラック材料を用いて作られたキャリアテープのこれらの値は一般に0%である。光透過率、ヘイズ値及び透明度は、キャリアテープに使用される基材の種類及びその初期の基材特性に応じて変化し得る。
少なくとも1つの実施形態では、カーボンナノチューブを用いて形成されたキャリアテープ用の半透明から透明な材料は、電子部品の装填、輸送及びピックアンドプレース作業中にキャリアテープポケットに配置された電子装置を個人が見ることができるという利点を有する。半透明キャリアテープはまた、ポケットに入ったデバイスを検証するためのポケット穴を必要としないため、ポケット穴の打ち抜き中に形成され得る屑がポケット内に入る可能性が低くなる。
いくつかの実施形態では、カーボンブラック材料の代わりにカーボンナノチューブを使用すると、表面欠陥(ゲル/尖端など)が減少するため、キャリアテープの表面仕上げが改善される。尖端の減少は、カーボンブラック材料の使用と比較したCNT材料の添加剤としての使用及びより少量の添加に関係している。
少なくとも1つの実施形態では、キャリアテープ又は帯電防止バッグの形成に使用される添加剤の割合が低いほど、包装材料全体にCNTがより安定して分散するようになり、高密度の絡み合い又は集塊の蓄積が減少する。集塊は、ナノ材料の粒子が集まったものであり、永久的に一緒に引き寄せられた10から1000の個々のナノ粒子からなる。これが存在すると、元のナノ粒子のサイズが大幅に増大する。この状況は、最終的に導電性などの意図された特性を変化させることにつながり得る。
少なくとも1つの実施形態において、基材への添加材料の分散不良は、2つの重要な結果をもたらす:1つは静電放電をより容易に伝導することになる表面上の大量の未分散材料であり、もう1つは静電放電を低減する粒子間の間隙である。
いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブを用いて形成されたキャリアテープは、添加剤の含有量がより少なく粒径がより小さいために、カーボンブラック系材料と比較してカーボン材料の移動(剥離)が少ない。カーボンブラックは絡み合って比較的大きな表面積を形成するので、キャリアテープポケット内のカーボンブラック表面積と接触している装置又は材料の表面上に、削り取られて移動(剥離)しやすくなる。一般的なカーボンブラックは、個々の一次粒子として存在するのではなく、多数の粒子が結合して50μm〜500μmの共通サイズを有する凝集体を形成している。一方、CNT材料は1nm〜100nmの範囲のサイズである。
いくつかの実施形態では、カーボンナノチューブはカーボンブラック(凝集して不規則な形状を有する)と比較してより高いアスペクト比(3000:1〜6000:1の長さ/直径比)を有するため、CNTは体積当たりの露出表面が大きく、CNTをより効果的な導体にしている。アスペクト比は、直径に対する長さの比である。CNTのアスペクト比が高いほど、カーボンブラック材料と比べて表面積の割合が高くなる。カーボンブラックはまた、通常、重なり合った凝集体を有し、これはカーボンブラックの有効表面積をさらに減少させる。CNTの表面積は600m/g〜1000m/gの範囲であるのに対し、カーボンブラックは50m/g〜150m/gの範囲である。カーボンブラック材料を用いて形成されたキャリアテープと比較して、CNTを用いて形成されたキャリアテープはより効果的な導体となる。
多くの実施形態において、カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの両方を含み、これらは、キャリアテープへの導電性添加剤として利用され得る。
いくつかの実施形態では、カーボンナノチューブを用いた押出製品/ポリマーからのキャリアテープの製造は、カーボンナノチューブをペレット化された状態で押出機に加えることによって達成され得る。これには、キャリアテープの材料とは別のポリマーを使用し、CNTの量は、単層CNT及び多層CNTの両方について、0.01重量%から最大3重量%までの範囲で提供される。カーボンナノチューブ及びポリマー担体は、マスターバッチに望まれる目標の表面抵抗率に応じて、本明細書で言及したようなLLDPE、PET、SAN、ABSなどの熱可塑性材料と、あるいはこれらの材料と同等な材料と、0.01%から最大3%までの様々な比率で混合できる。マスターバッチに望まれる目標の表面抵抗率は、キャリアテープに求められる最終表面抵抗率に基づく。カーボンナノチューブを、押出機に直接供給することができる最終樹脂に予備配合することも可能である。これは、CNTと所望の熱可塑性樹脂とを押出機で混合し、押出生成物をペレット化することによって行われる。
少なくとも1つの実施形態では、キャリアテープは、静電気散逸性又は導電性のためにキャリアテープと一体化されたカーボンナノチューブを利用してもよい。カーボンナノチューブを含むキャリアテープは、CNTを含む樹脂をシート状に押し出すことによって形成することができる。次いで、このシートを、接触加熱、IR加熱、又は対流加熱などの加熱方法を用いた熱成形操作で再加熱し、次いで成形工具及びダイを使用してエンボス加工、空気圧又は真空成形によってポケットを形成することができる。CNTを有するシートは、押出してダイ上に直接キャスティングし、その後カーボンナノチューブを組み込んだキャリアテープを形成することもできる。これらの方法は、0.015%から最大約3%の範囲のカーボンナノチューブを利用する。
いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブは、押出工程中に未加工の形態で添加されてもよく、あるいは予め配合された濃縮添加剤として添加されてもよい。あるいは、カーボンナノチューブは、製造工程中に押出機に直接供給するために樹脂供給業者によって他のポリマーと配合されてもよい。押出し後、CNTを含む樹脂をキャリアテープ材料全体に分散させることができ、あるいは多層製品内の層の組み合わせで使用されるように特定の層と一体化することができる。
カーボンナノチューブを含むキャリアテープの表面抵抗率の目標値は一般に1×10〜1×1012Ω/sqの範囲であり、これは国家規格ANSI/ESD−S541によって定義される静電気散逸範囲として知られ、カーボンナノチューブのレベルは最終製品の目標値を満たすために調整される。
別の実施形態では、静電気防止バッグは、バッグ全体に均一な材料として分散されているカーボンナノチューブ(CNT)か、又は一緒に積層されて多層積層材料を形成し得る1つ以上の個々の層に組み込まれたCNTを利用する。静電気防止バッグの層の総数は、通常3〜5の範囲であり、内側及び外側に静電気散逸層があり、静電気散逸層の間又は内部にホイル層が配置されている。
カーボンナノチューブは、より安定した再現性のある表面抵抗率(SR)の測定値を提供し、静電気防止バッグの一部として使用される積層バッグ材料の製造中の加熱及び加工サイクルによる影響を受けにくい。より少量のCNT(典型的にはカーボンブラック材料の10〜15%と比較して3%未満のCNT)が、静電気防止バッグの外層に使用するための基材樹脂に添加される。基材は典型的にはポリエステル又はポリエチレンを使用するが、静電気散逸特性を有するように、カーボンナノチューブなどの静電気散逸性化合物を混合した他のポリマーから製造することができる。CNTを添加した内層が、内側ホイル層を置き換えるために使用されてもよく、それにより静電気防止バッグをより透明又は半透明にする。静電気防止バッグに使用される半透明から透明な材料は、静電気防止バッグの使用中に、中に入れられた輸送中の内容物の目視観察を可能にし、個人が静電気防止バッグの内側に位置するラベルを読むことができるという利点を提供する。いくつかの実施形態では、CNTを使用した静電気防止バッグの中に配置された内側のバーコードを視認することができる。
いくつかの実施形態では、カーボンナノチューブはカーボンブラック(凝集して不規則な形状を有する)と比較してより高いアスペクト比(3000:1〜6000:1の長さ/直径比)を提供するため、CNTは体積当たりの露出表面が大きく、CNTを組み込んだ材料をより効果的な導体にしている。アスペクト比は、直径に対する長さの比である。CNTのアスペクト比が高いほど、カーボンブラックと比べて表面積の割合が高くなる。カーボンブラックはまた、通常、重なり合った凝集体を有し、これはカーボンブラックの有効表面積をさらに減少させる。CNTの表面積は600〜1000m/gの範囲であるのに対し、カーボンブラックは50m/g〜150m/gである。したがって、CNTを用いて形成されたキャリアテープや、静電気防止バッグに利用される多層材料は、カーボンブラック材料と比較して、より効果的な導体となる。カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの両方を含み、これらは、互いに積層されて静電気防止バッグやキャリアテープに形成される個々のポリマー層内の導電性成分として利用され得る。
いくつかの実施形態では、CNTを使用して押出成形又はブロー成形された静電気防止バッグを作製することは、担体として別の又は異なるポリマーを使用したペレットの状態でカーボンナノチューブを押出機に添加することによって達成され得る。カーボンナノチューブは、マスターバッチ中のCNTの割合に応じて様々な比率で混合することができ、これは静電気防止バッグ、カバーテープ又はキャリアテープに求められる最終表面抵抗率に基づく。CNTを、静電気防止用バッグ、カバーテープ、又はキャリアテープの形成中に押出機に直接供給できる最終樹脂に予備配合することも可能である。
静電気防止バッグは、静電気散逸特性又は導電特性を提供するために、バッグを形成する材料の層内にカーボンナノチューブを利用してもよい。カーボンナノチューブは、ブロー成形フィルム又は押出成形シートのいずれにも組み込むことができ、そのブロー成形フィルム又は押出成形シートを、均質な材料又は多層積層のバッグ材料として使用することができる。カーボンナノチューブは、押出中に未加工の形態で添加されてもよく、あるいは予め配合された濃縮添加剤として添加されてもよい。
静電気防止バッグは、個別の包装された敏感な部品、電子部品及び装置、あるいはバルクコンテナ、テープとリールによる梱包、トレイ梱包又は他の包装に入った多数の部品や装置を保護するのに利用されてもよい。静電気防止バッグのサイズは、包装される物品の大きさにぴったり一致させることができる。静電気防止バッグは、物品を中に入れてヒートシールし輸送する前に、空気を除去するために真空密閉してもよい。あるいは、静電気防止バッグは、機械的手段又は接着手段によって封止されてもよい。あるいは、温度変化にさらされて結露した結果生じ得る腐食の可能性を減らすために、静電気防止バッグを密封する前に空気を不活性ガスで置き換えることもできる。
いくつかの実施形態では、CNTを用いた材料の表面抵抗率の目標値は、一般に1×10〜1×1010Ω/sqの範囲であり、CNTの量は最終製品の表面抵抗率の目標値を満たすように調整される。
カバーテープは、熱活性化接着剤の静電気散逸性又は導電性を高めるために、カーボンナノチューブを接着剤に混合してベースフィルムをコーティングすることにより、又は、コーティング前に熱活性化接着剤と混合されるプレミックスキャリア材料として、カーボンナノチューブを利用することができる。
カバーテープのベースフィルムは、ベース材料と共に供給することができる親和性担体と予め混合させたカーボンナノチューブを用いて形成することができ、あるいは、ベースフィルムの形成中にカーボンナノチューブを押出機に直接投入して配合することができる。
カバーテープのシーラント材料は、カーボンナノチューブと直接混合してもよく、予備混合してもよく、又は直接配合してもよい。
表面抵抗率の目標値は一般に1×10〜1×1010Ω/sqの範囲であり、CNTの量は最終製品の目標値を満たすように調整される。
実施例
実施例1:整列した複数のポケットを有するキャリアテープを以下の条件に従って形成した:
カーボンナノチューブは単層であり、各々約20nmの直径寸法を有する;
カーボンナノチューブの表面積は750m/gである;
カーボンナノチューブは450:1のアスペクト比を有する;
カーボンナノチューブは、押出成形前に基材に原料として添加した;
カーボンナノチューブは、形成されたキャリアテープの材料の約0.1重量%を構成した;
基材は、形成されたキャリアテープの以下の重量%を構成した:
ポリカーボネート(PC)(99.90%);
形成されたキャリアテープの表面抵抗率は1×1012Ω/sqであった;
形成されたキャリアテープの光透過率は80%であった;
形成されたキャリアテープのヘイズ値は50.5%であった;
形成されたキャリアテープの透明度は26%であった;
形成されたキャリアテープの表面欠陥(尖端など)は0%の値に減少した;
形成されたキャリアテープにおける高密度の絡み合い又は集塊の蓄積の測定値は0%の値に減少した;
形成されたキャリアテープの炭素材料移動(剥離)の測定値は0%の値に減少した。
実施例2:整列した複数のポケットを有するキャリアテープを以下の条件に従って形成した:
カーボンナノチューブは二層又は多層であり、層間の離間距離は約0.3nmである;
各カーボンナノチューブの直径は約50nmである;
カーボンナノチューブの表面積は600m/gである;
カーボンナノチューブは3000:1のアスペクト比を有する;
カーボンナノチューブは、押出成形前に予備配合された濃縮添加剤として基材に添加した;
カーボンナノチューブを有する予備配合された樹脂は、形成されたキャリアテープの材料の約2.5重量%を構成した;
カーボンナノチューブは、形成されたキャリアテープの材料の約0.25重量%を構成した;
基材は、形成されたキャリアテープの以下の重量%を構成した:
ポリカーボネート(PC)(97.5%);
形成されたキャリアテープの表面抵抗率は1×10Ω/sqであった;
形成されたキャリアテープの光透過率は10%であった;
形成されたキャリアテープの表面欠陥(尖端など)は0%の値に減少した;
形成されたキャリアテープにおける高密度の絡み合い又は集塊の蓄積の測定値は0%の値に減少した;
形成されたキャリアテープの炭素材料移動(剥離)の測定値は0%の値に減少した。
実施例3:整列した複数のポケットを有するキャリアテープを以下の条件に従って形成した:
カーボンナノチューブは単層であり、各々約10nmの直径寸法を有する;
カーボンナノチューブの表面積は850m/gである;
カーボンナノチューブは5500:1のアスペクト比を有する;
カーボンナノチューブは、押出成形前に基材に原料として添加した;
カーボンナノチューブは、形成されたキャリアテープの材料の約0.2重量%を構成した;
基材は、形成されたキャリアテープの以下の重量%を構成した:
直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)(19.8%);
アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)(80%);
形成されたキャリアテープの表面抵抗率は1×1010Ω/sqであった;
形成されたキャリアテープの光透過率は84%であった;
形成されたキャリアテープのヘイズ値は59.5%であった;
形成されたキャリアテープの透明度は26%であった;
形成されたキャリアテープの表面欠陥(尖端など)は0%の値に減少した;
形成されたキャリアテープにおける高密度の絡み合い又は集塊の蓄積の測定値は0%の値に減少した;
形成されたキャリアテープの炭素材料移動(剥離)の測定値は0%の値に減少した。
実施例4:整列した複数のポケットを有するキャリアテープを以下の条件に従って形成した:
カーボンナノチューブは単層であり、各々約60nmの直径寸法を有する;
カーボンナノチューブの表面積は750m/gである;
カーボンナノチューブは6000:1のアスペクト比を有する;
カーボンナノチューブは、押出成形前に基材に原料として添加した;
カーボンナノチューブは、形成されたキャリアテープの材料の約0.25重量%を構成した;
基材は、形成されたキャリアテープの以下の重量%を構成した:
直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)(19.75%);
スチレン−アクリロニトリル(SAN)(80%);
形成されたキャリアテープの表面抵抗率は1×1011Ω/sqであった;
形成されたキャリアテープの光透過率は81%であった;
形成されたキャリアテープのヘイズ値は69.5%であった;
形成されたキャリアテープの透明度は34%であった;
形成されたキャリアテープの表面欠陥(尖端など)は0%の値に減少した;
形成されたキャリアテープにおける高密度の絡み合い又は集塊の蓄積の測定値は0%の値に減少した;
形成されたキャリアテープの炭素材料移動(剥離)の測定値は0%の値に減少した。
実施例5:静電気散逸性キャリアバッグを以下の条件に従って形成した:
カーボンナノチューブは単層であり、各々約23nmの直径寸法を有する;
カーボンナノチューブの平均表面積は750m/gである;
カーボンナノチューブは4500:1のアスペクト比を有する;
カーボンナノチューブは、シートに押出成形する前に基材に原料として添加した;
カーボンナノチューブは、形成された散逸性バッグの材料の約0.2%を構成した;
基材は、形成された静電気散逸性キャリアバッグの以下の割合を構成した:
直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)(99.80%);
形成された静電気散逸性キャリアバッグの表面抵抗率は1×1010Ω/sqであった。
形成された静電気散逸性キャリアバッグの光透過率は80%であった;
形成された静電気散逸性キャリアバッグのヘイズ値は80%であった;
形成された静電気散逸性キャリアバッグの透明度は54%であった;
形成された静電気散逸性キャリアバッグ(ニブなど)の表面欠陥は、0%の値に減少した;
形成された静電気散逸性キャリアバッグにおける高密度の絡み合い又は集塊の蓄積の測定値は0%の値に減少した;
形成された静電気散逸性キャリアバッグの炭素材料移動(剥離)の測定値は0%の値に減少した。
実施例6:静電気散逸性キャリアバッグを以下の条件に従って形成した:
カーボンナノチューブは多層であり、層間の離間距離は約0.34nmである;
各カーボンナノチューブの直径は約45nmである;
カーボンナノチューブの平均表面積は1000m/gである;
カーボンナノチューブは3000:1のアスペクト比を有する;
カーボンナノチューブは、静電気散逸性キャリアバッグをブロー成形する前に、予備配合された濃縮添加剤として基材に添加した;
カーボンナノチューブは、ブロー成形された静電気散逸性キャリアバッグの材料の約2.0%を構成した。
基材は、ブロー成形された静電気散逸キャリアバッグの以下の割合を構成した:
ポリエチレンテレフタレート(PET)(48.00%);
直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)(50%);
ブロー成形された静電気散逸性キャリアバッグの表面抵抗率は1×1010Ω/sqであった;
ブロー成形された静電気散逸性キャリアバッグの光透過率は60%であった;
ブロー成形された静電気散逸性キャリアバッグのヘイズ値は60%であった;
ブロー成形された静電気散逸性キャリアバッグの透明度は30%であった;
ブロー成形された静電気散逸性キャリアバッグの表面欠陥(ニブなど)は、0%の値に減少した。
ブロー成形された静電気散逸性キャリアバッグにおける高密度の絡み合い又は集塊の蓄積の測定値は0%の値に減少した;
ブロー成形された静電気散逸性キャリアバッグの炭素材料移動(剥離)の測定値は0%の値に減少した。
実施例7:静電気散逸性キャリアバッグを以下の条件に従って形成した:
カーボンナノチューブは単層であり、各々約20nmの直径寸法を有する;
カーボンナノチューブの平均表面積は850m/gである;
カーボンナノチューブは5500:1のアスペクト比を有する;
カーボンナノチューブは、シートに押出成形する前に基材に原料として添加した;
カーボンナノチューブは、形成された帯電防止カバーテープの材料の約0.3%を構成した。
基材は、形成された静電気散逸性キャリアバッグの以下の割合を構成した:
二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(BO−PET)(39.85%);
中間材料は、形成された静電気散逸性キャリアバッグの以下の割合を構成した:
エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)(40.00%);
シーラント材料は、形成された静電気散逸性キャリアバッグの以下の割合を構成した:
エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)+ポリウレタン系樹脂(PU)+ポリエチレン樹脂(PE)(39.85%);
形成された静電気散逸性キャリアバッグの表面抵抗率は1×1010Ω/sqであった;
形成されたキャリアテープの光透過率は74%であった;
形成されたキャリアテープのヘイズ値は60.5%であった;
形成されたキャリアテープの透明度は20%であった。
実施例8:静電気散逸性キャリアバッグを以下の条件に従って形成した:
カーボンナノチューブは単層であり、各々約25nmの直径寸法を有する;
カーボンナノチューブの平均表面積は900m/gである;
カーボンナノチューブは5000:1のアスペクト比を有する;
カーボンナノチューブは、シートに押出成形する前に基材に原料として添加した;
カーボンナノチューブは、形成された帯電防止カバーテープの材料の約0.4%を構成した。
基材は、形成された静電気散逸性キャリアバッグの以下の割合を構成した:
二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(BO−PET)(39.80%);
中間材料は、形成された静電気散逸性キャリアバッグの以下の割合を構成した:
ポリプロピレン(PP)(40.00%);
シーラント材料は、形成された静電気散逸性キャリアバッグの以下の割合を構成した:
ポリプロピレン(PP)、ポリウレタン系樹脂(PU)、ポリエチレン樹脂(PE)(39.85%);
形成された静電気散逸性キャリアバッグの表面抵抗率は1×10Ω/sqであった;
形成されたキャリアテープの光透過率は84%であった;
形成されたキャリアテープのヘイズ値は60.5%であった;
形成されたキャリアテープの透明度は20%であった。
第1の代替実施形態では、キャリアテープは整列した複数のポケットを含み、ポケットは電子部品の輸送用に構成及び配置され、キャリアテープは複数の材料から形成され、前記複数の材料はポリマー及びカーボンナノチューブを含み、ポリマーは前記複数の材料のうち0.99重量%〜99重量%を占め、カーボンナノチューブは前記複数の材料のうち0.01重量%〜3重量%を占める。
第2の代替実施形態では、第1の代替実施形態におけるカーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、及び三層又は多層カーボンナノチューブ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。
第3の代替実施形態では、第2の代替実施形態における二層カーボンナノチューブ及び三層又は多層カーボンナノチューブにおいて、隣接する層間の離間距離は0.20nm〜0.34nmである。
第4の代替実施形態では、第2の代替実施形態におけるカーボンナノチューブは各々1nm〜100nmの直径寸法を有する。
第5の代替実施形態では、第2の代替実施形態におけるカーボンナノチューブは各々600m/g〜1000m/gの表面積を有する。
第6の代替実施形態では、第2の代替実施形態におけるカーボンナノチューブは3000:1〜6000:1のアスペクト比を有する。
第7の代替実施形態では、第1の代替実施形態におけるカーボンナノチューブは、キャリアテープ、カバーテープ又は静電気散逸性バッグの押出しの前に、未加工カーボンナノチューブ材料としてポリマーに添加される。
第8の代替実施形態では、第1の代替実施形態におけるポリマーは、ポリカーボネート(PC)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、スチレン−アクリロニトリル(SAN)、ポリエチレン(PE)、ポリエステル(PETE)及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。
第9の代替的実施形態では、第1の代替的実施形態におけるキャリアテープは1×10〜1×1012Ω/sqの測定静電気散逸範囲を有する。
第10の代替実施形態では、第2の代替実施形態におけるキャリアテープは60%〜90%の光透過率を有する。
第11の代替実施形態では、第10の代替実施形態におけるキャリアテープは60%〜70%のヘイズ値を有する。
第12の代替実施形態では、第11の代替実施形態におけるキャリアテープは25%〜45%の透明度を有する。
第13の代替実施形態では、第2の代替実施形態におけるキャリアテープは10%以下の表面欠陥の測定値を有する。
第14の代替実施形態では、第2の代替実施形態におけるキャリアテープは5%以下の高密度絡み合いの測定値を有する。
第15の代替実施形態では、第2の代替実施形態におけるキャリアテープは5%以下の集塊の測定値を有する。
第16の代替実施形態では、第2の代替実施形態におけるキャリアテープは、1%以下の炭素材料移動(剥離)の測定値を有する。
第17の代替実施形態では、第1の代替実施形態におけるキャリアテープはさらにカバーテープを含み、カバーテープは熱活性化接着剤又は感圧接着剤を有し、カバーテープは、ポリマー及びカーボンナノチューブから形成された少なくとも1つの層を有する。
第18の代替実施形態では、カバーテープは長尺のテープ部分から形成され、前記長尺のテープ部分は複数の材料から形成され、前記複数の材料はポリマー及びカーボンナノチューブを含み、ポリマーは前記複数の材料のうち0.99重量%〜99重量%を占め、カーボンナノチューブは前記複数の材料のうち0.01重量%〜3重量%を占め、前記長尺のテープ部分は、熱活性化又は圧力活性化を介してキャリアテープに結合するように構成及び配置されている。
第19の代替実施形態では、帯電防止バッグは複数の層から形成され、前記複数の層は積層されて互いに結合され、前記帯電防止バッグは電子部品の輸送用に構成及び配置されており、前記複数の層のうちの少なくとも1つは複数の材料から形成され、前記複数の材料はポリマー及びカーボンナノチューブを含み、ポリマーは前記複数の材料のうち0.99重量%〜99重量%を占め、カーボンナノチューブは前記複数の材料のうち0.01重量%〜3重量%を占める。
米国特許出願公開第2008/0085405号は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。以下に特定された刊行物もまた、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
Efficient coating of transparent and conductive carbon nanotube thin films on plastic substrates(プラスチック基板上への透明な導電性カーボンナノチューブ薄膜の効率的なコーティング)、M H Andrew Ng、Lysia T Hartadi、Huiwen Tan及びC H Patrick Poa、2008年4月15日公開、英国物理学会出版局、Nanotechnology、第19巻、第20号。
本発明の好ましい実施形態及び代替実施形態の説明は以上であるが、当業者は、本明細書に記載の特定の実施形態に対する他の均等物を認識することができ、これら均等物は添付の特許請求の範囲によって包含されることが意図されている。
上記の開示は例示を意図しており、本発明を網羅するものではない。この説明により、当業者には多くの変更例及び代替例が示唆されるであろう。個々の図に示され、上記で説明された様々な要素は、必要に応じて組み合わせることができ、また、組み合わせのために変更することができる。これらの全ての代替例及び変更例は特許請求の範囲に含まれることが意図されており、特許請求の範囲において、「含む」という用語は「含むがそれに限定されない」ことを意味する。
本発明を特徴付けるこれら及び他の実施形態は、添付の特許請求の範囲において詳細に示され、その一部を形成する。しかし、本発明ならびにその使用によって得られるその利点及び目的をさらに理解するためには、本明細書のさらなる部分を形成する図面及び本発明の実施形態が示され説明されている添付の説明事項を参照されたい。

Claims (19)

  1. キャリアテープであって、整列した複数のポケットを含み、前記ポケットは電子部品の輸送用に構成及び配置されており、キャリアテープは複数の材料から形成され、前記複数の材料はポリマー及びカーボンナノチューブを含み、ポリマーは前記複数の材料のうち0.99重量%〜99重量%を占め、カーボンナノチューブは前記複数の材料のうち0.01重量%〜3重量%を占めるキャリアテープ。
  2. カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、及び三層又は多層カーボンナノチューブ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載のキャリアテープ。
  3. 二層カーボンナノチューブ及び三層又は多層カーボンナノチューブにおける隣接する層間の離間距離は0.20nm〜0.34nmである、請求項2に記載のキャリアテープ。
  4. カーボンナノチューブは各々1nm〜100nmの直径寸法を有する、請求項2に記載のキャリアテープ。
  5. カーボンナノチューブは各々600m/g〜1000m/gの表面積を有する、請求項2に記載のキャリアテープ。
  6. カーボンナノチューブは3000:1〜6000:1のアスペクト比を有する、請求項2に記載のキャリアテープ。
  7. カーボンナノチューブは、キャリアテープの押出しの前に、未加工カーボンナノチューブ材料としてポリマーに添加される、請求項1に記載のキャリアテープ。
  8. ポリマーは、ポリカーボネート(PC)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、スチレン−アクリロニトリル(SAN)、ポリエチレン(PE)、ポリエステル(PETE)及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載のキャリアテープ。
  9. 1×10〜1×1012Ω/sqの測定静電気散逸範囲を有する、請求項1に記載のキャリアテープ。
  10. 60%〜90%の光透過率を有する、請求項2に記載のキャリアテープ。
  11. 60%〜70%のヘイズ値を有する、請求項10に記載のキャリアテープ。
  12. 25%〜45%の透明度を有する、請求項11に記載のキャリアテープ。
  13. 10%以下の表面欠陥の測定値を有する、請求項2に記載のキャリアテープ。
  14. 5%以下の高密度絡み合いの測定値を有する、請求項2に記載のキャリアテープ。
  15. 5%以下の集塊の測定値を有する、請求項2に記載のキャリアテープ。
  16. 1%以下の炭素材料移動(剥離)の測定値を有する、請求項2に記載のキャリアテープ。
  17. キャリアテープはさらにカバーテープを含み、カバーテープは熱活性化接着剤又は感圧接着剤を有し、カバーテープは、前記ポリマー及び前記カーボンナノチューブから形成された少なくとも1つの層を有する、請求項1に記載のキャリアテープ。
  18. カバーテープであって、長尺のテープ部分を含み、前記長尺のテープ部分は複数の材料から形成され、前記複数の材料はポリマー及びカーボンナノチューブを含み、ポリマーは前記複数の材料のうち0.99重量%〜99重量%を占め、カーボンナノチューブは前記複数の材料のうち0.01重量%〜3重量%を占め、前記長尺のテープ部分は、熱活性化又は圧力活性化を介してキャリアテープに結合するように構成及び配置されているカバーテープ。
  19. 帯電防止バッグであって、複数の層を含み、前記複数の層は積層されて互いに結合され、前記帯電防止バッグは電子部品の輸送用に構成及び配置されており、前記複数の層のうちの少なくとも1つは複数の材料から形成され、前記複数の材料はポリマー及びカーボンナノチューブを含み、ポリマーは前記複数の材料のうち0.99重量%〜99重量%を占め、カーボンナノチューブは前記複数の材料のうち0.01重量%〜3重量%を占める帯電防止バッグ。
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