JP2007090796A

JP2007090796A - 耐熱性プレス用クッション材の製造方法

Info

Publication number: JP2007090796A
Application number: JP2005286036A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Sawada; 守澤田; Shinichi Noda; 進一野田; Takayuki Tagawa; 孝之田川
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP4712504B2

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耐久性を向上させた耐熱性プレス用クッション材の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】表面層３に耐熱性繊維部材２を、中間層６に少なくとも１層の嵩高性の多重織りクロス５を配し、上記表面層３と中間層６との間および／あるいは中間層６間に、未加硫のゴム層７を介在した積層物を作製した後、この積層物を加熱下において無圧状態で放置し、ゴム層７の架橋反応が開始し始める直後に加圧して加硫し、積層一体化して耐熱性プレス用クッション材１を製造する方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は耐熱性プレス用クッション材の製造方法に係り、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、しかもクッション性を高めた耐熱性プレス用クッション材の製造方法に関する。

耐熱性プレス用クッション材は、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、耐久性の向上したクッション材として、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、不織布あるいはフェルトの層と、ブチルゴム、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、クッション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。

また、表面にガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ＰＢＯ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。
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クッション材の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やボイド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。

また、成形品の構成により求められる撓み量が異なる。大きな撓み量が必要な成形品の場合、クッション材の撓み量が不足するという問題があった。

また、ゴム層のゴムは加硫時に可塑化して、織布あるいは不織布の層の空隙部へ流れ込み、本来織布あるいは不織布の層が持っているクッション性能を減ずる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、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クッション材の製造方法を提供することを目的とする。

即ち、本願の発明では、熱プレス盤と成形品との間に用いる耐熱性プレス用クッション材の製造方法において、表面層に耐熱性繊維部材を、そして中間層に少なくとも１層の嵩高性の多重織りクロスを配し、上記表面層と中間層との間および／あるいは中間層間に、未加硫のゴム層を介在した積層物を作製した後、該積層物を加熱下において無圧状態で放置し、ゴム層の架橋反応が開始し始める直後に加圧して加硫し、積層一体化するものであり、無圧状態に放置して架橋し始めた直後のゴム層を加圧して加硫することによって、多重織りクロスへのゴム染み込みを抑制することができ、空気を内在させる空間を充分に確保することによってクッション性を高め、圧縮永久歪みを小さく、そして耐久性を向上させた耐熱性プレス用クッション材を製造することができる。

本発明は、積層物を温度１５０℃〜１８０℃、無圧状態で０．２〜１５分間放置した後、この温度を維持した状態で加圧して加硫し、積層一体化するものであり、確実に加硫時に多重織りクロスへのゴム染み込みを抑制することができる。

本発明は、表面層に耐熱性繊維部材を、そして中間層に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。

本発明は、表面層に耐熱性繊維部材を、そして中間層に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も含み、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、多重織りクロスが４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、表面層の耐熱性繊維部材が、芳香族ポリアミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維から選ばれた少なくとも１種の耐熱性繊維である場合、表面層の耐熱性繊維部材が芳香族ポリアミド繊維のスパン糸で構成されている場合、表面層の耐熱性繊維部材が耐熱性樹脂で処理されている場合、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クッション材の製造方法では、積層物を無圧状態に放置して架橋し始めた直後のゴム層を加圧して加硫し、積層一体化することによって、加硫時に多重織りクロスへのゴム染み込みを抑制することができ、空気を内在させる空間を充分に確保することによってクッション性を高めることができ、更には少なくとも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クッション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いった効果がある。

以下に添付図面を参照し、本実施を説明する。図１は本発明の方法によって得られた耐熱性プレス用クッション材の断面図であり、本発明に係る耐熱性プレス用クッション材１は、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や中間層６へ一部含浸したゴム層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クッション材の変形を阻止する機能を有している。

また、図２に示される耐熱性プレス用クッション材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、このクッション材１は耐熱性繊維部材２からなる表面層３、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、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、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クッション材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。

本発明の製造方法では、多重織りクロス５の両面にそれぞれ厚さ０．１０〜０．５０ｍｍの未加硫のゴムシートであるゴム層７を積層し、更にゴム層７のそれぞれの表面に耐熱性繊維クロス２を積層して、積層物を通常のプレス加硫装置に温度１５０〜１８０℃、０．２〜１５分間、そして無圧状態で放置する。ゴム層７が架橋し始めた直後に上記温度を維持した状態で面圧を０．１〜５．０ＭＰａに高め、時間１０〜４０分で加硫し、積層一体化して図１に示される耐熱性プレス用クッション材１を作製する。

また、図２に示される耐熱性プレス用クッション材１の製造方法では、多重織りクロス５の両面にそれぞれ厚さ０．１０〜０．５０ｍｍの未加硫のゴムシートであるゴム層７を積層し、更に多重織りクロス５を積層した後、片面に同様のゴム層７を積層することで２層の中間層６を形成し、そして両面に耐熱性繊維クロス２を積層した後に通常のプレス加硫装置に温度１５０℃〜１８０℃、０．２〜１５分間、無圧状態で放置し、ゴム層７の架橋反応を開始させる。そのままの温度で、面圧を０．１〜５．０ＭＰａに高め、時間１０〜４０分でこれらを加硫し、積層一体化する。このようにゴム層を予め無圧力状態で架橋反応を開始させ、表面層と中間層とを積層一体化することで、加硫時に多重織りクロスへのゴム染み込みを抑制することができ、空気を内在させる空間を充分に確保することによってクッション性を高めることができる。

無圧力状態で放置する時間は、レオメータ試験の最小トルク値時の時間以上、最高トルク値時の時間未満がよい。本発明の場合には、０．２〜１５分間が好ましい。最小トルク値時の時間未満の場合には、積層物を加圧、加硫するときに、ゴム層が多重織りクロス５へ流れて繊維間の空隙を充填することになって充分なクッション性、耐久性が得られなくなる。他方、最高トルク値時の時間以上であると、ゴム層と多重織りクロスとの接着が悪くなり、表面層と中間層との剥離が起こりやすくなる。

また、更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クッション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８０分程度の使用時間を要することから、耐熱性がなければクッション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を形成する耐熱性繊維部材２は、プレス成形時の使用環境が２００℃以上で、かつ８０分程度の使用時間を要することから、耐熱性がなければ熱溶融して被着物に密着する。

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。

尚、場合によっては、耐熱性繊維部材２を耐熱性の樹脂で含浸処理してもよい。この上記耐熱性樹脂としては、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、クッション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（ＪＩＳＡ）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繊維，ガラス繊維等の耐熱性繊維が使用される。

実施例１
表面層の耐熱性繊維クロスとしては、コーネックス織物（帝人社製のＣＯ１９１０）、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（日東紡製の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。

中間層が２枚積層した構造とし、フッ素ゴムをカレンダーロールにより厚さ０．３０ｍｍのシートにし、中間層間、中間層と表面層との間に積層して、プレスで初期５分間、温度１６５℃、無圧状態で保持してフッ素ゴムを部分的に架橋し、その後、面圧を２．０ＭＰａにして、温度１６５℃、時間１５分でこれらを加硫し、積層一体化してクッション材を作製した。クッション材の総厚みは３．１５ｍｍであった。

得られたクッション材を面圧１ＭＰａと面圧５ＭＰａ時の撓み量を測定した。その結果、それぞれ０．５５ｍｍと０．９５ｍｍであった。

また、得られたクッション材を面圧５ＭＰａの状態とし、５０℃から２００℃に３０分かけて昇温し、２００℃で１５分保持した後、５０℃まで３０分かけて降温し、無加圧状態にする。このパターンを２００回繰り返した結果、面圧１ＭＰａと面圧５ＭＰａ時の撓み量はそれぞれ０．４５ｍｍと０．６０ｍｍであった。

実施例２
中間層を４重織りクロスとし、１枚積層した構造である以外は実施例１と同様にクッション材を作製した。クッション材の厚みは３．１２ｍｍであった。得られたクッション材の面圧１ＭＰａと面圧５ＭＰａ時の撓み量は、それぞれ０．９５ｍｍと１．２０ｍｍであった。

また、得られたクッション材を面圧５ＭＰａの状態とし、５０℃から２００℃に３０分かけて昇温し、２００℃で１５分保持した後、５０℃まで３０分かけて降温し、無加圧状態にする。このパターンを２００回繰り返した結果、面圧１ＭＰａと面圧５ＭＰａ時の撓み量はそれぞれ０．５５ｍｍと０．６５ｍｍであった。

比較例１
実施例１と同様の材料と積層構造とし、プレスで面圧を２．０ＭＰａにして、温度１６５℃、時間１５分でこれらを加硫一体化してクッション材を作製した。クッション材の総厚みは２．２８ｍｍであった。得られたクッション材の面圧１ＭＰａと面圧５ＭＰａ時の撓み量は、それぞれ０．０５ｍｍと０．１５ｍｍであった。

比較例２
中間層に捲縮加工したガラス繊維からなる４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４重織りクロスを用いた以外は実施例２と同様の積層構造であり、プレスで面圧を２．０ＭＰａにして、温度１６５℃、時間１５分でこれらを加硫一体化してクッション材を作製した。クッション材の厚みは２．４５ｍｍであった。得られたクッション材の面圧１ＭＰａと面圧５ＭＰａ時の撓み量は、それぞれ０．２１ｍｍと０．３５ｍｍであった。

比較例３
中間層にガラス繊維からなる４重織りクロスの代わりに、メタ系アラミド繊維からなるフェルトを用いた以外は比較例２と同様にクッション材を作製した。緩衝材の厚みは２．１０ｍｍであった。得られたクッション材の面圧１ＭＰａと面圧５ＭＰａ時の撓み量は、それぞれ０．２３ｍｍと０．４３ｍｍであった。

本発明に係る耐熱性プレス用クッション材は、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。

本発明の方法によって得られた耐熱性プレス用クッション材の断面図である。本発明の方法によって得られた他の実施例である耐熱性プレス用クッション材の断面図である。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耐熱性プレス用クッション材
２耐熱性繊維部材
３表面層
５多重織りクロス
６中間層
７ゴム層
８緯糸
９経糸

Claims

熱プレス盤と成形品との間に用いる耐熱性プレス用クッション材の製造方法において、表面層に耐熱性繊維部材を、そして中間層に少なくとも１層の嵩高性の多重織りクロスを配し、上記表面層と中間層との間および／あるいは中間層間に、未加硫のゴム層を介在した積層物を作製した後、該積層物を加熱下において無圧状態で放置し、ゴム層の架橋反応が開始し始める直後に加圧して加硫し、積層一体化することを特徴とする耐熱性プレス用クッション材の製造方法。
積層物を温度１５０℃〜１８０℃、無圧状態で０．２〜１５分間放置した後、この温度を維持した状態で加圧して加硫し、積層一体化する請求項１記載の耐熱性プレス用クッション材の製造方法。
表面層に耐熱性繊維部材を、そして中間層に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または２記載の耐熱性プレス用クッション材の製造方法。
表面層に耐熱性繊維部材を、そして中間層に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または２記載の耐熱性プレス用クッション材の製造方法。
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４の何れかに記載の耐熱性プレス用クッション材の製造方法。
多重織りクロスが２重織りクロスである請求項１乃至５の何れかに記載の耐熱性プレス用クッション材の製造方法。
多重織りクロスが４重織りクロスである請求項１乃至５の何れかに記載の耐熱性プレス用クッション材の製造方法。
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７の何れかに記載の耐熱性プレス用クッション材の製造方法。
表面層の耐熱性繊維部材が、芳香族ポリアミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維から選ばれた少なくとも１種の耐熱性繊維で構成されている請求項１乃至８の何れかに記載の耐熱性プレス用クッション材の製造方法。
表面層の耐熱性繊維部材が、芳香族ポリアミド繊維のスパン糸で構成されている請求項１乃至８の何れかに記載の耐熱性プレス用クッション材の製造方法。
表面層の耐熱性繊維部材が、耐熱性樹脂で処理された請求項１乃至１０の何れかに記載の耐熱性プレス用クッション材の製造方法。
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１１の何れかに記載の耐熱性プレス用クッション材の製造方法。