JP2006116596A - 耐熱性プレス用緩衝材 - Google Patents

Abstract

【課題】クッション性を良好にして、圧縮永久歪みを小さくし、そして耐久性を向上させた耐熱性プレス用緩衝材を提供することを目的とする。
【解決手段】熱プレス盤と成形品との間に用いる耐熱性プレス用緩衝材１であり、表面層３に耐熱性樹脂で処理されたクロスである耐熱性繊維部材２を、中間層６に嵩高性を高めるように捲縮加工を施した高強度、高弾性な繊維を主要繊維として用いた２重織りクロス５を配し、上記表面層３と中間層６との間にフッ素ゴムからなるゴム層７を介在させた積層物である。
【選択図】図１

Description

本発明は耐熱性プレス用緩衝材に係り、詳しくは熱プレス盤と成形品との間に配置し、熱プレス盤や成形品の疵を防止するとともに均一な圧力と熱を伝える耐熱性プレス用緩衝材に関する。

耐熱性プレス用緩衝材は、熱プレス盤と成形品との間に配置して加圧成形時に熱プレス盤の疵防止や均一な圧力と熱を加えるために用いられ、クッション性、熱伝導性、耐久性が要求されている。従来からクラフト紙を５〜２０枚程度重ねたものが用いられていたが、使用回数も１〜５回程度であったため、耐久性が悪いために近年ほとんど使用されていない。

これに対し、耐久性の向上した緩衝材として、合成ゴムを用いたものが提供され、現在も多く使用されている。その代表的な構成は、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維等の耐熱性繊維からなる織布あるいは不織布の層と、フッ素ゴム等の合成ゴム層とを組み合わせて積層一体化したものである。また、これらに離型性を持たせるため、緩衝材の表面にフッ素樹脂フィルムや耐熱樹脂をコートしたシート等の耐熱性離型層を接着一体化することが知られている。

一方、表面にガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維等の耐熱性繊維からなる織布を用い、これを積層して使用することもある。（特許文献１に記載）この場合、表面の織布のクッション性に加えて、積層した場合に発生する層間の空隙により、さらにクッション性が向上するといった特長があるが、反面該緩衝材はその表面にある繊維材料の脱落や、自動積載装置の真空吸着盤の吸着力が低下して落下するという不具合があった。
特許第３２５９７４１号明細書

しかしながら、従来から良く使用されているフェルトを構成部材として用いると、構成繊維の自由度が大きく柔らかいため、わずかな重量の斑が存在した場合でも積層板などの被処理物に厚み斑を発生させ易いという問題や寿命が短いという問題があった。

本発明は叙上の如き実状に鑑み、これに対処するもので、自動積載方式の装置に使用できると共にクッション性を良好にして、圧縮永久歪みを小さくし耐久性を向上させた耐熱性プレス用緩衝材を提供することを目的とする。

即ち、本発明は熱プレス盤と成形品との間に用いる耐熱性プレス用緩衝材であり、少なくとも１層の嵩高性の多重織りクロスをその構成部材として用いることに特徴があり、クッション性が良好で、圧縮永久歪みが小さく、そして耐久性が向上する。

また、本発明は、表面層に耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維部材を、中間層に１層の多重織りクロスを配し、上記表面層と中間層との間にゴム層を介在させた場合を含むため更にクッション性が良好で、圧縮永久歪みが小さく、そして耐久性が向上する。

また、本発明は、表面層に耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維部材を、中間層に２層の多重織りクロスを配し、上記表面層と中間層との間にゴム層を介在させた場合には、総厚みが増して圧縮変形時の撓み量が大きくなっても、圧縮永久歪みを小さく、クッション性を維持することができる。

また、本発明は多重織りクロスの構成糸が捲縮加工糸である場合、多重織りクロスが２重織りクロスである場合、多重織りクロスの構成糸がガラス繊維、カーボン繊維、そしてセラミックス繊維から選ばれた少なくとも１種の無機繊維である場合、そして表面層と中間層との間には、短繊維で補強されたゴム層が介在している場合を含んでいる。

本願発明の耐熱性プレス用緩衝材では、少なくとも１層の嵩高性の多重織りクロスをその構成部材としているため、空間部分が多く設けてクッション性とプレスを繰り返した際の緩衝材の変形を阻止する機能を有し、圧縮歪を小さくして耐久性を向上させることができると言った効果がある。

以下に添付図面を参照し、本実施を説明する。図１は本発明の耐熱性プレス用緩衝材の断面図であり、本発明に係る耐熱性プレス用緩衝材１は、耐熱性樹脂４で含浸処理した耐熱性繊維部材２からなる表面層３、嵩高性のある多重織りクロス５からなる中間層６、及び表面層３と中間層６との間には表面層３へ深く含浸したゴム層７を介在した加硫一体化して各層間を接着させた積層物になっている。中間層６は嵩高性のある繊維を使用し、しかも多重織りクロスであるために、空間部分が多く存在しクッション性とプレスを繰り返した際の緩衝材の変形を阻止する機能を有している。

また、図２に示す耐熱性プレス用緩衝材１は、嵩高性のある多重織りクロス５からなる中間層６が２枚積層されている。即ち、この緩衝材１は耐熱性樹脂４で含浸処理した耐熱性繊維部材２からなる表面層３と、２層の嵩高性のある多重織りクロス５からなる中間層６と、及び表面層３と中間層６との間、中間層６と中間層６の間、そして中間層６と表面層３の間にゴム層７を介在して加硫一体化して各層間を接着させた積層物になっている。上記耐熱性プレス用緩衝材１は、総厚みが大きくなっても１層の中間層６を用いた場合に比べて圧縮率が変化しないことから、撓み量を大きくしてもクッション効果を維持することができる。

本発明では、多重織りクロス５からなる中間層６を３〜５枚程度、積層することができる。

上記嵩高性のある多重織りクロス５は、２重織りクロス、３重織りクロス、あるいは４重織りクロス等があり、嵩高加工した構成糸を使用し、あるいはクロス状態で嵩高加工したものであってもよい。

例えば、２重織りクロスは図１に示すように、表面において緯糸８ａが４本目の経糸９に絡み、他方裏面では同一位置にある他の緯糸８ｂが同様に４本目の経糸９に絡んだ２重織りの構成になっている。このように２重織りクロスは多くの間隙部分を保有していることから、クッション性とプレスを繰り返した際の緩衝材の変形を阻止する機能を有している。プレス成形時の使用環境が２００℃以上で、かつ３０分程度の使用時間を要することから、耐熱性がなければ緩衝材を補強できずに変形させてしまう。また、フィラメント間に空隙が存在しないと、高いクッション性が発現しない。従って、耐熱性があり、高強度、高弾性な繊維で、加えて捲縮加工したものである。

また３重織りクロスは、例えば図３にその概略図を示すように、経糸９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ等が平行に配置され、最外層の緯糸８Ａが経糸９ｂと４本目の９ｆに絡み、中間層の緯糸８Ｂが経糸９ｃと２本目の経糸９ｅに絡み、そして最内層の緯糸８Ｃが経糸９ｄに絡んだ構成からなっている。３重織りクロスは３本の緯糸８Ａ、８Ｂ、８Ｃを積層した構造になっている。

更に４重織りクロスは、例えば図４にその概略図を示すように、経糸９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ等が平行に配置され、最外層の緯糸８Ａが経糸９ｂと６本目の９ｈに絡み、２層目の緯糸８Ｂが経糸９ｃと４本目の経糸９ｇに絡み、３層目の緯糸８Ｃが経糸９ｄと２本目の９ｆに絡み、そして最内層の緯糸８Ｄが経糸９ｅに絡んだ構成からなっている。４重織りクロスは４本の緯糸８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを積層した構造になっている。

上記多重織りクロス５の構成糸は、アラミド繊維、ＰＢＯ（ポリベンゾビスオキサゾール）繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、セラミックス繊維等の高強度、高弾性、そして耐熱性を有する繊維であり、好ましくはガラス繊維、カーボン繊維、セラミックス繊維等の無機繊維が挙げられる。

上記表面層３を形成する耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維部材２は、プレス成形時の使用環境が２００℃以上で、かつ３０分程度の使用時間を要することから、耐熱性がなければ被着物に密着する。また、自動積載方式の装置で使用可能とするためには、表面が未処理の織物のままでは吸引時に空気が漏れ、スムーズにピックアップできない。従って、耐熱性の樹脂で含浸処理され、かつ凹凸面の付いているものが必要となる。

上記耐熱性繊維部材２としては、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、フッ素繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、そしてセラミックス繊維等が使用され、クロス、不織物、編物、フェルト等を使用することができる。そのうち、耐熱性の樹脂で含浸処理され、かつ凹凸面の付いているクロスが耐熱性と表面の剥離性に富んでいるために、最も好ましい。

上記耐熱性樹脂４としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラニン樹脂、フッ素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の単体またはブレンド系または共重合体が挙げられる。

ゴム層７としては、緩衝材のクッション性を発現させるもので、要求される特性としては耐熱性と低圧縮歪み性であり、厚みは０．０５〜１．００ｍｍ、ゴム硬度（ＪＩＳ Ａ）は６５〜８５°が好ましい。このゴム層７として使用するゴムとして、フッ素ゴムやシリコンゴムがある。フッ素ゴムはその原料として含フッ素アクリレートの重合体、フッ化ビニリデンの共重合体、含フッ素珪素ゴム、含フッ素ポリエステルゴムなどある。

このフッ素ゴムやシリコンゴムには、加硫剤としてジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、ジアリルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２・５−ジメチル−２・５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−ヘキサン−３、１・３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−イソプロピル）ベンゼン、１・１−ジ−ブチルパーオキシ−３、３、５−トリメチルシクロヘキサン等の有機過酸化物系加硫剤、ヘキサメチレンカルバメート、Ｎ，Ｎ’−ジシアニルジエン−１、６−ヘキサジアミン、ビスフェノールＡＦ、ベンジルトリフェニルホスフォニウムクロライド等のポリオール系加硫剤、およびトリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、トリエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）、ヘキサメチレンジアミン（ＨＭＤＡ）等のアミン系加硫剤といった、フッ素ゴムの加硫剤として公知のものを用いることができる。その添加量はポリマー１００質量部に対して約０．２〜５．０質量部であり、好ましくは０．５〜３．０質量部である。

それ以外に必要に応じて充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤のような通常のゴム配合物に使用されるものが含有される。また、ゴム補強のために長さ１〜１０ｍｍの短繊維をゴム１００質量部に対して５〜３０質量部充填してもよい。この短繊維としては、例えば商品名コーネックス、ノーメックス、ケブラー、テクノーラ、トワロン等のアラミド繊維、ＰＢＯ（ポリベンゾビスオキサゾール）繊維，ガラス繊維等の耐熱性繊維が使用される。

そして、多重織りクロス５に厚さ０．１０〜０．５０ｍｍのフッ素ゴムのシートを積層し、さらに耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維クロス２を積層して、通常のプレス加硫で温度１６０〜１８０℃、時間１０〜４０分でこれらを加硫一体化して作製する。また、さらなる耐圧縮ひずみ性を向上させるため、アフターキュアを２００〜２５０℃、３０分〜４時間実施してもよい。上記耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維クロス２はフッ素ゴムから出る揮発物がプレス成形品を汚染することを防ぎ、また表面の離型性を高めている。

実施例１
耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維クロスとしては、耐熱性エポキシ樹脂を含浸し、硬化したガラスクロス（カネボウ社製のＫＳ１６００）、中間層としては捲縮加工したガラス繊維からなる２重織りクロス（カネボウ社製のＫＳ４３２５）、フッ素ゴムとしてはポリオール加硫系のフッ素ゴム（デュポン社製のバイトンＶ９００６）を用意した。

フッ素ゴムをカレンダーロールにより厚さ０．６０ｍｍのシートにし、中間層と表面層との間に積層して、プレスで温度１７０℃、時間１５分でこれらを加硫一体化して緩衝材を作製した。緩衝材の総厚みは２．１０ｍｍであった。

得られた緩衝材を面圧１０ｋｇ／ｃｍ^２と面圧４０ｋｇ／ｃｍ^２のサンプルの加圧厚みを測定し、クッション性（圧縮率（％）＝〔（ｔ１０−ｔ４０）／ｔ１０〕×１００、ｔ１０＝１５ｋｇ／ｃｍ^２負荷時のサンプル厚さ、ｔ４０＝４０ｋｇ／ｃｍ^２負荷時のサンプル厚さ、と定義）を測定した。その結果、圧縮率は１１．３％であった。

また、得られた緩衝材を２００℃に設定したプレスに面圧４０ｋｇｆ／ｃｍ^２で３０分間の加圧を繰り返した結果、１回目の加圧後の厚み変化量は０．０３ｍｍ、３０回目の加圧後の厚み変化量は０．０５ｍｍであり、２００回目の加圧後の厚み変化量は０．０８ｍｍであった。

実施例２
実施例１と同様の耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維クロスと、中間層としては実施例１と同様の捲縮加工したガラス繊維からなる２重織りクロスを２層用意した。上記表面層と中間層、中間層間、そして中間層と表面層間に、厚さ０．０３ｍｍのポリオール加硫系のフッ素ゴム（デュポン社製のバイトンＶ９００６）を介在して積層し、プレスで温度１７０℃、時間１５分でこれらを加硫一体化して緩衝材を作製した。緩衝材の総厚みは２．２６ｍｍであった。

そして、実施例１と同一の条件で圧縮率と厚み変化量を測定した結果、圧縮率は１１．２％であり、１回目の加圧後の厚み変化量は０．０５ｍｍ、３０回目の加圧後の厚み変化量は０．０８ｍｍであり、２００回目の加圧後の厚み変化量は０．１０ｍｍであった。本実施例では、圧縮率が実施例１とほぼ同じであり、撓み量を大きくしてもクッション性を維持できることが判る。

比較例１
中間層に捲縮加工したガラス繊維からなる２重織りクロスの代わりに、捲縮加工していないガラス繊維からなる２重織りクロスを用いた以外は実施例１と同様に緩衝材を作製した。緩衝材の厚みは２．１０ｍｍであった。そして、実施例１と同一の条件で圧縮率と厚み変化量を測定した結果、圧縮率は６．４％であり、１回目の加圧後の厚み変化量は０．１０ｍｍ、３０回目の加圧後の厚み変化量は０．１７ｍｍであった。

比較例２
中間層にガラス繊維からなる２重織りクロスの代わりに、アラミド繊維（コーネックス：帝人社製）からなるフェルトを用いた以外は実施例１と同様に緩衝材を作製した。緩衝材の厚みは２．１０ｍｍであった。そして、実施例１と同一の条件で圧縮率と厚み変化量を測定した結果、圧縮率は７．８％であり、１回目の加圧後の厚み変化量は０．２１ｍｍ、３０回目の加圧後の厚み変化量は０．３０ｍｍであり、２００回目の加圧後の厚み変化量は０．３４ｍｍであった。

本発明に係る耐熱性プレス用緩衝材は、熱プレス盤と成形品との間に介在することによって、加圧成形時に熱プレス盤の疵を防止し、また均一な圧力と熱を与えるものである。

本発明の耐熱性プレス用緩衝材の断面図である。 本発明の他の実施例である耐熱性プレス用緩衝材の断面図である。 ３重織りクロスの概略図である。 ４重織りクロスの概略図である。

符号の説明

１ 耐熱性プレス用緩衝材
２ 耐熱性繊維部材
３ 表面層
４ 耐熱性樹脂
５ 多重織りクロス
６ 中間層
７ ゴム層
８ 緯糸
９ 経糸

Claims (7)

1. 熱プレス盤と成形品との間に用いる耐熱性プレス用緩衝材であり、少なくとも１層の嵩高性の多重織りクロスをその構成部材として用いることを特徴とする耐熱性プレス用緩衝材。
2. 表面層に耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維部材を、中間層に１層の多重織りクロスを配し、上記表面層と中間層との間にゴム層を介在させた請求項１記載の耐熱性プレス用緩衝材。
3. 表面層に耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維部材を、中間層に２層の多重織りクロスを配し、上記表面層と中間層との間にゴム層を介在させた請求項１記載の耐熱性プレス用緩衝材。
4. 多重織りクロスの構成糸が捲縮加工糸である請求項１乃至３の何れかに記載の耐熱性プレス用緩衝材。
5. 多重織りクロスが２重織りクロスである請求項１乃至４の何れかに記載の耐熱性プレス用緩衝材。
6. 多重織りクロスの構成糸がガラス繊維、カーボン繊維、そしてセラミックス繊維から選ばれた少なくとも１種の無機繊維である請求項１乃至５の何れかに記載の耐熱性プレス用緩衝材。
7. 表面層と中間層との間には、短繊維で補強されたゴム層が介在している請求項１乃至６の何れかに記載の耐熱性プレス緩衝材
   

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