JP2008050725A - Heat resistant cushion sheet material for heat press, and heat press molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、合成樹脂積層板やプリント基板等を製造する際に行われる熱プレス成形工程において、熱プレス装置の熱盤と被加工物との間に配置して使用される熱プレス用耐熱クッションシート材に関する。 The present invention relates to a heat-resistant cushion for a hot press that is used by being disposed between a hot platen of a hot press device and a workpiece in a hot press molding process performed when manufacturing a synthetic resin laminate or a printed board. It relates to sheet material.
従来、真空加熱および加圧により被加工物の積層貼合せを行う工程が熱プレス成形工程において主に行われていた。その１例としてはフレキシブルプリント基板（以降、「ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）」という。）を製造する工程がある。最近のＦＰＣはＨＤＤサスペンション、携帯電話の液晶部とキーボードとを接続するヒンジ、携帯電話のスライド部分等に導入されるため、屈曲を繰り返す場合の折れ、断線、短絡を防止するため、薄くて高強度のスーパーエンジニアリングプラスチック（以降、「スーパーエンプラ」という。）が採用されている。これらのスーパーエンプラとしてはＰＩ（ポリイミド）や、液晶ポリマー等が使用されはじめており、３００℃を超えるプレス加工温度を必要としている。
ＦＰＣの製造工程においては、ＰＩフィルムや液晶ポリマーフィルム等と銅箔を積層し、減圧雰囲気で約３５０℃、数時間の加熱を与えてプレスを行うが、積層されたプリント配線基板に一定の圧力を均一に加えるため、クッションシート材が使用されている。一定の圧力を均一に加えるには、厚さに均一性がある抄紙式シートが適しており、このような耐熱用途のクッションシート材として用いられる抄紙式シートには無機繊維を主体としたものが使用されている。
Conventionally, a process of laminating and pasting workpieces by vacuum heating and pressurization has been mainly performed in a hot press molding process. One example is a process of manufacturing a flexible printed circuit board (hereinafter referred to as “FPC (Flexible Printed Circuits)”). Recent FPCs are installed in HDD suspensions, hinges that connect the mobile phone's liquid crystal unit and keyboard, mobile phone slides, etc., so they are thin and high in order to prevent bending, disconnection, and short-circuiting when bending repeatedly. High-strength super engineering plastic (hereinafter referred to as “super engineering plastic”) is used. As these super engineering plastics, PI (polyimide), liquid crystal polymer, and the like are beginning to be used, and a press working temperature exceeding 300 ° C. is required.
In the manufacturing process of FPC, PI film, liquid crystal polymer film, etc. and copper foil are laminated and heated for about several hours at a reduced pressure of about 350 ° C. and pressed, but a certain pressure is applied to the laminated printed wiring board. A cushion sheet material is used in order to uniformly add. In order to uniformly apply a certain pressure, a paper type sheet having a uniform thickness is suitable, and the paper type sheet used as a cushion sheet material for such heat-resistant applications is mainly composed of inorganic fibers. in use.
しかしながら、前記抄紙式シートを構成する無機繊維の繊維径は数μｍと太く直線形状であり、そのままではシート状に抄紙することができないので、樹脂バインダやバインダ効果のある合繊類を混合しているものが一般的であるが、何れも耐熱性が弱く減圧雰囲気での加熱時にガスが生じ、ＦＰＣを汚染したり、減圧するまでに時間がかかり生産効率を低下させる問題がある。更に、高価な真空加熱プレス機械を汚すので、メンテナンスに時間がかかる等の悪影響を及ぼす。 However, since the fiber diameter of the inorganic fibers constituting the papermaking sheet is a thick and linear shape of several μm and cannot be made into a sheet as it is, a resin binder or a synthetic fiber having a binder effect is mixed. In general, they have poor heat resistance, and gas is generated during heating in a reduced pressure atmosphere, and there is a problem that the FPC is contaminated or it takes time until the pressure is reduced and production efficiency is lowered. Furthermore, since the expensive vacuum heating press machine is soiled, it has an adverse effect such as taking time for maintenance.
このような耐熱性の要求を満たし、無機繊維のみで抄紙式シートの形成が可能な材料としては、１μｍ以下の極細ガラス繊維があるが、抄造したシートは、加圧を行うと、抄紙式シートを構成しているガラス繊維が折れて微粉化するため飛散を生じ、加工時に被加工物を汚染する危険が伴うとともに、真空加熱プレス機械を汚すので、メンテナンスに時間がかかる等の悪影響を及ぼす。 A material that satisfies such heat resistance requirements and can form a paper-made sheet with only inorganic fibers includes ultrafine glass fibers of 1 μm or less. Since the glass fiber constituting the glass is broken and pulverized, the glass fiber is scattered, and there is a risk of contaminating the workpiece during processing, and the vacuum heating press machine is contaminated.
このような飛散を考慮して、クッション材の表面を金属箔で覆う方法がいくつか提案されている（例えば、特許文献１〜４）。
前記特許文献１〜４に記載されるクッション材の使用温度条件は何れも２００℃以下であったが、最近の３００℃を越える減圧真空プレス加工条件（例えば、３５０℃、５ｋｇｆ／ｃｍ２、５時間、１０−４ｔｏｒｒ）下では耐熱耐久性および分解ガス発生の問題があり、クッション材自身を無機物化する必要があった。
このため、前記クッション材を、ロックウール繊維、スラグ繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、炭素繊維等により構成し、これらを上記金属箔で包み熱プレス用耐熱クッションシート材として使用するようにしていた。
しかしながら、３００℃以上、数時間の真空加熱プレスを行うと、被包している金属箔がプレス機械の加熱部分の金属と焼付きを起こして、毎回プレスごとに機台を停止して、温度を低下させ清掃するメンテナンスが新たに問題となってきた。
Although the use temperature conditions of the cushion materials described in Patent Documents 1 to 4 were all 200 ° C. or lower, the vacuum vacuum press processing conditions (for example, 350 ° C., 5 kgf / cm 2 , 5 Under the condition of 10 −4 torr), there was a problem of heat resistance and generation of cracked gas, and the cushion material itself had to be made inorganic.
Therefore, the cushion material is composed of rock wool fiber, slag fiber, glass fiber, basalt fiber, alumina fiber, silica fiber, carbon fiber, etc., and these are wrapped with the above metal foil and used as a heat-resistant cushion sheet material for hot press I was trying to do it.
However, when a vacuum heating press is performed at 300 ° C. or more for several hours, the encapsulated metal foil seizes with the metal in the heating part of the press machine, and the machine base is stopped for each press, Maintenance that lowers and cleans has become a new problem.
本発明の熱プレス用耐熱クッションシート材は、前記課題を解決するべく、請求項１に記載の通り、無機繊維不織布シートからなるクッション基材の全面を、自己発塵を防止し得る無機繊維不織布シートの表被材により被包して実質的に無機物のみから構成されることを特徴とする。
また、請求項２記載の本発明は、請求項１記載の熱プレス用耐熱クッションシート材において、前記クッション基材を構成する無機繊維不織布シートが、無機繊維を湿式抄造してなる抄紙シートであることを特徴とする。
また、請求項３記載の本発明は、請求項１または２記載の熱プレス用耐熱クッションシート材において、前記クッション基材を構成する無機繊維が、平均繊維径４μｍ以下の無機繊維であることを特徴とする。
また、請求項４記載の本発明は、請求項３記載の熱プレス用耐熱クッションシート材において、前記クッション基材を構成する無機繊維が、平均繊維径１．５μｍ以下の無機繊維であることを特徴とする。
また、請求項５記載の本発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の熱プレス用耐熱クッションシート材において、前記表被材を構成する無機繊維不織布シートが、ＢＥＴ法による比表面積当たりの水酸基の量が２０μｍｏｌ／ｍ２以上、レーザー散乱法による平均粒径が２μｍ以下、アスペクト比が１０以上のシリカ系鱗片状無機物を主体とする無機バインダで結着された無機繊維紙であることを特徴とする。
また、請求項６記載の本発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の熱プレス用耐熱クッションシート材において、前記表被材を構成する無機繊維不織布シートが、アクリル繊維不織布を焼成して炭化させてなるシートであることを特徴とする。
また、本発明の熱プレス成形方法は、請求項７に記載の通り、無機繊維不織布シートからなるクッション基材を金属箔の表被材で被包した実質的に無機物のみから構成される熱プレス用耐熱クッションシート材を使用し、前記クッションシート材の熱盤と接する面側に、自己発塵を防止し得る実質的に無機物のみからなる無機繊維不織布シートを介装状態に配置することを特徴とする。
また、請求項８記載の熱プレス成形方法は、請求項７記載の熱プレス成形方法において、前記無機繊維不織布シートが、ＢＥＴ法による比表面積当たりの水酸基の量が２０μｍｏｌ／ｍ２以上、レーザー散乱法による平均粒径が２μｍ以下、アスペクト比が１０以上のシリカ系鱗片状無機物を主体とする無機バインダで結着された無機繊維紙、または、アクリル繊維不織布を焼成して炭化させてなるシートであることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the heat-resistant cushion sheet material for hot press according to the present invention is an inorganic fiber nonwoven fabric capable of preventing self-dusting over the entire surface of the cushion base material composed of the inorganic fiber nonwoven fabric sheet as described in claim 1. It is characterized in that it is encapsulated by a sheet covering material and is substantially composed only of an inorganic substance.
The invention according to claim 2 is a heat-resistant cushion sheet material for hot press according to claim 1, wherein the inorganic fiber nonwoven fabric sheet constituting the cushion base material is a papermaking sheet formed by wet papermaking of inorganic fibers. It is characterized by that.
Moreover, this invention of Claim 3 WHEREIN: In the heat-resistant cushion sheet material for hot press of Claim 1 or 2, the inorganic fiber which comprises the said cushion base material is an inorganic fiber with an average fiber diameter of 4 micrometers or less. Features.
Moreover, this invention of Claim 4 WHEREIN: In the heat-resistant cushion sheet material for hot presses of Claim 3, the inorganic fiber which comprises the said cushion base material is an inorganic fiber with an average fiber diameter of 1.5 micrometers or less. Features.
Further, the present invention according to claim 5 is the heat-resistant cushion sheet material for hot press according to any one of claims 1 to 4, wherein the inorganic fiber nonwoven fabric sheet constituting the cover material is a ratio by the BET method. An inorganic fiber paper bound with an inorganic binder mainly composed of a silica-based scaly inorganic substance having an amount of hydroxyl groups per surface area of 20 μmol / m 2 or more, an average particle diameter by laser scattering of 2 μm or less, and an aspect ratio of 10 or more. It is characterized by being.
Moreover, this invention of Claim 6 is a heat-resistant cushion sheet material for hot presses in any one of Claims 1-4. WHEREIN: The inorganic fiber nonwoven fabric sheet which comprises the said cover material is an acrylic fiber nonwoven fabric. It is a sheet formed by firing and carbonizing.
Moreover, the hot press molding method of the present invention is a hot press comprising substantially only an inorganic material in which a cushion base material made of an inorganic fiber nonwoven fabric sheet is encapsulated with a metal foil covering material as described in claim 7. Heat-resistant cushion sheet material is used, and on the surface side of the cushion sheet material that comes into contact with the hot platen, an inorganic fiber nonwoven fabric sheet that is substantially made of only an inorganic substance capable of preventing self-dusting is disposed in an interposed state. And
The hot press molding method according to claim 8 is the hot press molding method according to claim 7, wherein the inorganic fiber nonwoven fabric sheet has a hydroxyl group amount per specific surface area of 20 μmol / m 2 or more according to the BET method, laser scattering. An inorganic fiber paper bound with an inorganic binder mainly composed of a silica-based scaly inorganic material having an average particle size of 2 μm or less and an aspect ratio of 10 or more, or a sheet obtained by firing and carbonizing an acrylic fiber nonwoven fabric It is characterized by being.
本発明の熱プレス用耐熱クッションシート材によれば、無機繊維不織布シートをクッション基材とし、自己発塵を防止し得る無機繊維不織布シートの表被材により被包することにより、高温下でのプレス機への焼付き現象が起きず、プレス作業性を向上させることができる。また、クッション基材および表被材を含めて全体が実質的に無機物のみから構成されるので、従来の有機物を含んだクッションシート材よりも耐熱性が向上し、３００℃以上の高温下でも実用可能となる。また、加熱および真空処理時にガスの発生がなく、ＦＰＣやプレス機械の汚染を生じない。また、無機繊維自体の飛散がなく、周囲を汚染しない。
また、無機繊維不織布シートは、無機繊維を湿式抄造してなる抄紙シートとした場合には、均一な厚さが得られるので、積層されたプリント配線基板に一定の圧力を均一に加えることができ、積層プレス品の加工精度を向上することができる。
また、熱プレス用耐熱クッションシート材からのガス発生がないため、真空加工処理の時間が短くなり、ＦＰＣ等の被加工物の生産性向上が図れる。
According to the heat-resistant cushion sheet material for hot press of the present invention, an inorganic fiber nonwoven fabric sheet is used as a cushion base material, and is encapsulated by a cover material of an inorganic fiber nonwoven fabric sheet that can prevent self-dusting. The seizure phenomenon to the press machine does not occur, and the press workability can be improved. In addition, since the entire structure including the cushion base material and the cover material is substantially composed only of inorganic substances, the heat resistance is improved compared to the cushion sheet material containing conventional organic substances, and it is practical even at a high temperature of 300 ° C. or higher. It becomes possible. Further, no gas is generated during heating and vacuum processing, and the FPC and press machine are not contaminated. Moreover, there is no scattering of inorganic fiber itself and the surroundings are not polluted.
In addition, when the inorganic fiber nonwoven fabric sheet is a paper sheet made by wet papermaking of inorganic fibers, a uniform thickness can be obtained, so that a certain pressure can be uniformly applied to the laminated printed wiring board. The processing accuracy of the laminated press product can be improved.
Further, since there is no gas generation from the heat-resistant cushion sheet material for hot press, the time for vacuum processing is shortened, and the productivity of workpieces such as FPC can be improved.
本発明の熱プレス用耐熱クッションシート材は、無機繊維不織布シートからなるクッション基材の全面を、自己発塵を防止し得る無機繊維不織布シートの表被材により被包して構成されているため、耐熱性が優れている。 The heat-resistant cushion sheet material for hot press of the present invention is configured by encapsulating the entire surface of a cushion base material composed of an inorganic fiber nonwoven fabric sheet with a cover material of the inorganic fiber nonwoven fabric sheet that can prevent self-dusting. Excellent heat resistance.
前記クッション基材を構成する無機繊維不織布シートは、微細ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維等の無機繊維から構成することができるが、好ましくは平均繊維径４μｍ以下、より好ましくは１．５μｍ以下の微細ガラス繊維から構成することが好ましい。
尚、ガラス繊維は他の無機繊維に比べ、溶融温度が低いため微細繊維化が容易であるため微細ガラス繊維を湿式抄造してシート状に形成することが好ましい。これにより、クッション基材をより均一な厚さとすることができ、熱プレス工程において、被加工物に一定の圧力を均一に加えることができる。例えば、ＦＰＣの場合であれば、銅箔と絶縁プラスチック材との接着精度、加工精度を向上することが可能になる。前記微細ガラス繊維は、例えば、耐酸性のＣガラスを、約１１００℃で溶融、紡糸後、バーナの火炎でエネルギーを与え、吹き飛ばして得られた平均繊維径が０．２μｍ〜４μｍのものが好ましい。
The inorganic fiber nonwoven fabric sheet constituting the cushion base material can be composed of inorganic fibers such as fine glass fibers, alumina fibers, silica fibers, etc., but preferably has an average fiber diameter of 4 μm or less, more preferably 1.5 μm or less. It is preferable to comprise fine glass fibers.
Since glass fibers have a lower melting temperature than other inorganic fibers and can be easily made into fine fibers, it is preferable to form fine glass fibers into a sheet by wet papermaking. Thereby, a cushion base material can be made more uniform thickness and a fixed pressure can be uniformly applied to a workpiece in a hot press process. For example, in the case of FPC, it is possible to improve the bonding accuracy and processing accuracy between the copper foil and the insulating plastic material. The fine glass fiber preferably has an average fiber diameter of 0.2 μm to 4 μm obtained by melting and spinning acid-resistant C glass at about 1100 ° C., applying energy with a flame of a burner, and blowing off. .
前記表被材を構成する無機繊維不織布シートは、クッション基材を被覆するために加工の容易な薄いシートが求められるが、シート強度上からは５０μｍ〜２００μｍの厚さとすることが好ましい。 The inorganic fiber nonwoven fabric sheet constituting the cover material is required to be a thin sheet that can be easily processed in order to cover the cushion base material, but it is preferable to have a thickness of 50 μm to 200 μm from the viewpoint of sheet strength.
また、前記表被材を構成する無機繊維不織布シートは、自己発塵しないように形成される。本明細書において、「自己発塵を防止し得る」とは、表被材からプレス加工時に繊維などの離散がＦＰＣを製造するのに支障を起こさない程度の発塵であることをいうものとする。
また、前記表被材は、ＢＥＴ法による比表面積当たりの水酸基の量が２０μｍｏｌ／ｍ２以上、レーザー散乱法による平均粒径が２μｍ以下、アスペクト比が１０以上のシリカ系鱗片状無機物を主体とする無機バインダで結着された無機繊維紙であることが好ましい。表被材を無機質繊維で構成することに加えて、前記鱗片状の無機バインダにより結着することで無機繊維の飛散防止を図ることができるからである。
Moreover, the inorganic fiber nonwoven fabric sheet which comprises the said cover material is formed so that self-dust generation may not occur. In the present specification, the phrase “can prevent self-dusting” means that dust is generated to such an extent that the discreteness of fibers and the like does not hinder the production of FPC during pressing from the surface material. To do.
The surface material is mainly composed of a silica-based scaly inorganic material having a hydroxyl group amount of 20 μmol / m 2 or more by a BET method, an average particle size of 2 μm or less by a laser scattering method, and an aspect ratio of 10 or more. It is preferable that the inorganic fiber paper is bound with an inorganic binder. This is because, in addition to constituting the cover material with inorganic fibers, the inorganic fibers can be prevented from scattering by being bound by the scale-like inorganic binder.
前記鱗片状の無機バインダはシリカゲルを原料としたＳｉＯ２９８％以上の合成化学製品で、一次粒子が厚さ０．１μｍ以下で長さが数μｍの鱗片形状をしており、比表面積が５０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇと大きく、微細孔（０．１〜０．７ｃｃ／ｇ）を備え、積層して自己造膜する性質があるため、混抄またはコーティング加工すると、柔軟性を備えた無機バインダ層を形成してシートに強度を与えることができる。また、耐熱性はＳｉＯ２９８％以上であるため、数百℃程度の加熱ではバインダ自体の強度低下を生じることはない。 The scaly inorganic binder is a synthetic chemical product of SiO 2 98% or more using silica gel as a raw material, the primary particles have a scaly shape with a thickness of 0.1 μm or less and a length of several μm, and a specific surface area of 50 m. 2 / g ~ 300 m 2 / g, large pores (0.1 to 0.7 cc / g), laminated and self-forming, so when mixed or coated, it was flexible An inorganic binder layer can be formed to give strength to the sheet. Moreover, since the heat resistance is 98% or more of SiO 2 , the strength of the binder itself is not reduced by heating at about several hundred degrees Celsius.
従来の無機バインダとして知られている酸化物ゾルは積層して自己造膜する性質はなく、繊維の交点を完全に固結して、柔軟性は得られず脆いシートしか得られない。また、従来の鱗片状の無機バインダとして天然雲母や合成雲母があるが、平均粒径３μｍ以下のものが得られずサイズが大きいため、バインダとしての接着力は得にくい。更に、雲母は耐水性が低いので、均一シートを得るための抄紙法に適用するには不適当である。そのほかに、粘土結晶を沈降積層させるいわゆる商品名「クレースト」（産総研）が積層シート化できるので、無機バインダとして適用が可能かと思われたが、沈降積層を形成するのには５０℃で５時間もかかるため、工業的に採用するには問題がある。 Oxide sols known as conventional inorganic binders do not have the property of laminating and self-forming, and the crossing points of the fibers are completely consolidated, so that flexibility cannot be obtained and only a brittle sheet is obtained. Moreover, although there exist natural mica and synthetic mica as a conventional scale-like inorganic binder, since the thing with an average particle diameter of 3 micrometers or less cannot be obtained and size is large, it is difficult to obtain the adhesive force as a binder. Furthermore, since mica has low water resistance, it is not suitable for application to a papermaking method for obtaining a uniform sheet. In addition, the so-called trade name “Crust” (AIST), which deposits clay crystals by sedimentation, can be made into a laminated sheet, so it was thought that it could be applied as an inorganic binder. Since it takes time, there is a problem in adopting industrially.
本発明の熱プレス用耐熱クッションシート材は、例えば、次のような方法により製造することができる。
まず、クッション基材となる無機繊維不織布シートを製造する一例を以下に示す。
（１）無機繊維、例えば所定量の微細ガラス繊維を、ミキサー、パルパー等の分離機により水中で均一に分散・混合して、抄紙種を得、タンクに貯蔵する。
（２）タンクから連続的に抄紙種を円網、長網または傾斜式抄紙機に供給して湿式抄造し、脱水を行い、所定厚みの抄紙式シートを形成する。
（３）前記抄紙式シートを乾燥して原反シートを得、所定のサイズに裁断してクッション基材とする。尚、必要に応じ、複数枚を積層してクッション基材とするようにしてもよい。
次に、表被材となる無機繊維不織布シートを製造する一例を示す。
（１）微細ガラス繊維を８０質量％と、ガラス繊維の飛散を防止する無機バインダとして、前述の鱗片状のシリカバインダ２０質量％をミキサー、パルパー等の分離機に投入する。注水を行い、水中で均一に分散・混合する。
（２）鱗片状のシリカバインダをガラス繊維に吸着・保持するため、アクリルアミド等の高分子凝集剤を適量添加し、水中で混合して凝集させる。得られた抄紙種をタンクに貯蔵する。
（３）タンクから連続的に抄紙種を円網、長網または傾斜式抄紙機に供給して湿式抄造し、脱水を行い、所定厚みの抄紙式シートを形成する。
（４）前記抄紙式シートを乾燥して柔軟性のある表被材の原反シートを得、クッション基材を被覆できるように所定サイズに裁断して表被材とする。表被材のサイズは、クッション基材をその上下から２枚の表被材で被包することができるようにクッション基材よりも大きいサイズとする。
（５）１枚の表被材上にクッション基材を載せ、クッション基材の周囲に表被材が延在した状態とし、表被材の周縁部に前述の鱗片状のシリカバインダを塗布し、その上にもう１枚別の表被材を載せ、上下の表被材の周縁部で接着シールして熱プレス用耐熱クッションシート材を得る。
（６）上記製法ではいわゆる抄紙法の内部添加法を示したが、鱗片状のシリカバインダをコートまたはスプレーすることによる外部添加法を用いてもよい。
また、表被材としてアクリル繊維の不織布を焼成して炭化させた無機繊維不織布シートを使用してもよい。更に、前記クッション基材を金属箔の表被材で被包し、更に、焼付き防止用に、自己発塵を防止し得る実質的に無機物のみからなる無機繊維不織布シートを、その少なくとも片面に積層するようにしてもよい。表裏両面に積層してもよい。該焼付き防止用の無機繊維不織布シートが積層された面を熱プレス装置の熱盤側に向けて使用すれば、クッションシート材の焼き付きを防止して良好な熱プレス成形が行える。該焼付き防止用の無機繊維不織布シートとしては、ＢＥＴ法による比表面積当たりの水酸基の量が２０μｍｏｌ／ｍ２以上、レーザー散乱法による平均粒径が２μｍ以下、アスペクト比が１０以上のシリカ系鱗片状無機物を主体とする無機バインダで結着された無機繊維紙、または、アクリル繊維不織布を焼成して炭化させてなるシートが使用できる。
The heat-resistant cushion sheet material for hot presses of the present invention can be produced, for example, by the following method.
First, an example which manufactures the inorganic fiber nonwoven fabric sheet used as a cushion base material is shown below.
(1) An inorganic fiber, for example, a predetermined amount of fine glass fiber is uniformly dispersed and mixed in water by a separator such as a mixer or a pulper to obtain a papermaking type and stored in a tank.
(2) Paper type is continuously supplied from a tank to a circular net, long net or inclined type paper machine, wet-made, and dehydrated to form a paper-type sheet having a predetermined thickness.
(3) The papermaking sheet is dried to obtain an original sheet, and cut into a predetermined size to obtain a cushion base material. If necessary, a plurality of sheets may be laminated to form a cushion base material.
Next, an example which manufactures the inorganic fiber nonwoven fabric sheet used as a surface material is shown.
(1) 80% by mass of fine glass fiber and 20% by mass of the above-mentioned scaly silica binder as an inorganic binder for preventing the glass fiber from scattering are introduced into a separator such as a mixer or a pulper. Add water and disperse and mix evenly in water.
(2) In order to adsorb and retain the scaly silica binder on the glass fiber, an appropriate amount of a polymer flocculant such as acrylamide is added, and the mixture is aggregated by mixing in water. The obtained papermaking seed is stored in a tank.
(3) Paper type is continuously supplied from a tank to a circular net, long net or inclined type paper machine, wet-made, and dehydrated to form a paper type sheet having a predetermined thickness.
(4) The papermaking sheet is dried to obtain a flexible sheet material of the cover material, and cut into a predetermined size so as to cover the cushion base material to obtain a cover material. The size of the cover material is set to be larger than that of the cushion base material so that the cushion base material can be encapsulated with two cover materials from above and below.
(5) A cushion base material is placed on one cover material, the cover material extends around the cushion base material, and the above-mentioned scaly silica binder is applied to the periphery of the cover material. Then, another cover material is placed thereon and adhesively sealed at the peripheral edge portions of the upper and lower cover materials to obtain a heat-resistant cushion sheet material for hot pressing.
(6) In the above production method, the internal addition method of the so-called papermaking method was shown, but an external addition method by coating or spraying a scaly silica binder may be used.
Moreover, you may use the inorganic fiber nonwoven fabric sheet which baked and carbonized the nonwoven fabric of the acrylic fiber as a surface material. Furthermore, the cushion base material is encapsulated with a cover material of metal foil, and further, an inorganic fiber non-woven sheet made of substantially only an inorganic substance capable of preventing self-dusting is provided on at least one side thereof for preventing seizure. You may make it laminate | stack. You may laminate on both front and back. If the surface on which the inorganic fiber nonwoven fabric sheet for preventing seizure is laminated is directed toward the hot platen side of the hot press device, seizure of the cushion sheet material can be prevented and good hot press molding can be performed. As the inorganic fiber nonwoven fabric sheet for preventing seizure, the amount of hydroxyl group per specific surface area by the BET method is 20 μmol / m 2 or more, the average particle size by the laser scattering method is 2 μm or less, and the aspect ratio is 10 or more. An inorganic fiber paper bound with an inorganic binder mainly composed of a fibrous inorganic material or a sheet obtained by firing and carbonizing an acrylic fiber nonwoven fabric can be used.
次に、本発明の熱プレス成形方法について説明する。
本発明は、無機繊維不織布シートからなるクッション基材を金属箔の表被材で被包した実質的に無機物のみから構成される熱プレス用耐熱クッションシート材を使用し、前記クッションシート材の熱盤と接する面側に、自己発塵を防止し得る実質的に無機物のみからなる無機繊維不織布シート（焼付き防止シート）を介装状態に配置することにより、クッションシート材の焼き付きを防止できるものである。
該自己発塵を防止し得る無機繊維不織布シート（焼付き防止シート）としては、ＢＥＴ法による比表面積当たりの水酸基の量が２０μｍｏｌ／ｍ２以上、レーザー散乱法による平均粒径が２μｍ以下、アスペクト比が１０以上のシリカ系鱗片状無機物を主体とする無機バインダで結着された無機繊維紙、または、アクリル繊維不織布を焼成して炭化させてなるシートが使用できる。
前記金属箔としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、銅箔等を使用することができる。
また、前記熱盤とは、ニクロムなどの熱線や熱媒を配管したプレス基盤をいう。
また、該無機繊維不織布シートを介装状態に配置するとは、熱プレス成形時において、クッションシート材の熱盤と接する面側の金属箔表被材と熱盤との間に該無機繊維不織布シートが介装状態に配置されていることを示しており、例えば、該金属箔表被材で被包されたクッションシート材に予め該無機繊維不織布シートを接着等により積層一体化して使用する場合や、該金属箔表被材で被包されたクッションシート材に該無機繊維不織布シートを載せて使用する場合も含まれる。尚、後者の場合は、クッションシート材と焼付き防止シートとが別体となっている（使用後の分離が容易に可能）ので、それぞれの部材の耐久性（使用可能回数）に違いがある場合でも、他方の部材に影響を受けることなく本来の使用可能回数まで使用できる利点がある。
尚、この成形方法において使用する無機繊維不織布シートからなるクッション基材は、上述の自己発塵を防止し得る無機繊維不織布シートの表被材により被包してなる熱プレス用耐熱クッションシート材において使用するクッション基材と同じものを使用することができる。
Next, the hot press molding method of the present invention will be described.
The present invention uses a heat-resistant heat-resistant cushion sheet material that is substantially composed only of an inorganic material in which a cushion base material composed of an inorganic fiber nonwoven fabric sheet is encapsulated with a metal foil covering material, and the heat of the cushion sheet material. By placing an inorganic fiber nonwoven fabric sheet (anti-seizure sheet) made of only inorganic material that can prevent self-dusting on the surface in contact with the board, it can prevent seizure of the cushion sheet material. It is.
The inorganic fiber nonwoven fabric sheet (anti-seizure sheet) capable of preventing self-dusting has an amount of hydroxyl groups per specific surface area of 20 μmol / m 2 or more by the BET method, an average particle size of 2 μm or less by the laser scattering method, an aspect ratio An inorganic fiber paper bound with an inorganic binder mainly composed of a silica-based scaly inorganic material having a ratio of 10 or more, or a sheet obtained by firing and carbonizing an acrylic fiber nonwoven fabric can be used.
As said metal foil, aluminum, stainless steel, copper foil, etc. can be used, for example.
The hot plate refers to a press board in which a hot wire such as nichrome or a heat medium is piped.
Further, when the inorganic fiber nonwoven fabric sheet is arranged in an interposed state, the inorganic fiber nonwoven fabric sheet is interposed between the metal foil cover material on the surface side in contact with the hot platen of the cushion sheet material and the hot platen during hot press molding. Is disposed in an interposed state, for example, when the inorganic fiber nonwoven fabric sheet is laminated and integrated in advance by bonding or the like to the cushion sheet material encapsulated with the metal foil cover material or The case where the inorganic fiber nonwoven fabric sheet is placed on the cushion sheet material encapsulated with the metal foil cover material is also included. In the latter case, the cushion sheet material and the anti-seizure sheet are separate bodies (separation after use is possible easily), so there is a difference in the durability (usable number of times) of each member. Even in this case, there is an advantage that it can be used up to the original usable number of times without being affected by the other member.
In addition, the cushion base material which consists of an inorganic fiber nonwoven fabric sheet used in this shaping | molding method is in the heat-resistant cushion sheet material for hot press formed by the surface covering material of the inorganic fiber nonwoven fabric sheet which can prevent the above-mentioned self-dusting. The same cushion base material to be used can be used.
次に、本発明の具体的な実施例について、従来例と共に詳細に説明するが、本発明はこの例に限定されるものではない。
まず、実施例１の熱プレス用耐熱クッションシート材及び実施例２、３の熱プレス成形方法並びに従来例２のクッションシート材に共通して使用するクッション基材として、平均繊維径が１μｍの微細ガラス繊維１００質量％を水中で分散・混合後、通常の抄紙機にてシートを形成し、１０５℃で乾燥して厚さ３．０ｍｍ、密度０．１４ｇ／ｃｍ３のクッション基材を得た。
Next, specific examples of the present invention will be described in detail together with conventional examples, but the present invention is not limited to these examples.
First, as a cushion base material commonly used in the heat-resistant heat-resistant cushion sheet material of Example 1, the heat press molding method of Examples 2 and 3, and the cushion sheet material of Conventional Example 2, an average fiber diameter of 1 μm is fine. After dispersion and mixing of 100% by mass of glass fiber in water, a sheet was formed with a normal paper machine and dried at 105 ° C. to obtain a cushion base material having a thickness of 3.0 mm and a density of 0.14 g / cm 3 . .
次に、実施例１の熱プレス用耐熱クッションシート材並びに従来例１及び２のクッションシート材について説明する。 Next, the heat-resistant cushion sheet material for hot press of Example 1 and the cushion sheet materials of Conventional Examples 1 and 2 will be described.
（実施例１）
表被材を作製するために、平均繊維径が１μｍの微細ガラス繊維を８０質量％と、ガラス繊維の飛散を防止する無機バインダとして、２０質量％の鱗片状のシリカバインダ（サンラブリＬＦＳ−ＨＮ−０５０：旭硝子エスアイテック（株）製）をパルパーに投入する。次に、注水を行い、水中で均一に分散・混合する。厚さ０．１ｍｍのガラス繊維シート中に鱗片状のシリカバインダを吸着・保持するため、アクリルアミドの高分子凝集剤を５０ｐｐｍ量添加し、水中で混合して凝集させた。得られた抄紙種を通常の抄紙機にてシートを形成し、１０５℃で乾燥して厚さ０．１ｍｍ、密度０．２０ｇ／ｃｍ３の表被材を得た。先に作製した厚さ３．０ｍｍのクッション基材を表被材間に挟み込むとともに表被材の四辺を鱗片状シリカバインダで接着して、熱プレス用耐熱クッションシート材を作製した。
(Example 1)
In order to produce a surface material, 80% by mass of fine glass fibers having an average fiber diameter of 1 μm and 20% by mass of a scaly silica binder (Sunlabry LFS-HN-) as an inorganic binder for preventing glass fibers from scattering. 050: Asahi Glass S-Tech Co., Ltd.) is put into the pulper. Next, water is injected and dispersed and mixed uniformly in water. In order to adsorb and retain the scaly silica binder in a glass fiber sheet having a thickness of 0.1 mm, an acrylamide polymer flocculant was added in an amount of 50 ppm, and the mixture was aggregated by mixing in water. The obtained paper type was formed into a sheet with a normal paper machine and dried at 105 ° C. to obtain a cover material having a thickness of 0.1 mm and a density of 0.20 g / cm 3 . The cushion base material having a thickness of 3.0 mm prepared above was sandwiched between the cover materials, and the four sides of the cover material were bonded with a scaly silica binder to prepare a heat-resistant cushion sheet material for hot press.
（従来例１）
針葉樹クラフトパルプ１００質量％を水中で分散・混合後、円網抄紙機にてシートを形成し、１０５℃で乾燥して厚さ１．０ｍｍのクラフトシートを得、このシートを３枚重ねた後、厚さ４０μｍの硬質アルミニウム箔で被包し、周縁部である４辺のアルミニウム箔を折り込み、従来例１のクッションシート材を作製した。
(Conventional example 1)
After dispersing and mixing 100% by weight of softwood kraft pulp in water, forming a sheet with a circular paper machine, drying at 105 ° C. to obtain a kraft sheet having a thickness of 1.0 mm, and stacking three sheets of this sheet Then, it was encapsulated with a hard aluminum foil having a thickness of 40 μm, and four sides of the aluminum foil as the peripheral portion were folded to produce the cushion sheet material of Conventional Example 1.
（従来例２）
先に作製した厚さ３．０ｍｍのクッション基材を厚さ４０μｍの硬質アルミニウム箔で被包し、周縁部である４辺のアルミニウム箔を折り込み、内側のクッション基材からの繊維が飛散することがないように従来例２のクッションシート材を作製した。
(Conventional example 2)
Encapsulate the cushion base material with a thickness of 3.0 mm previously made with a hard aluminum foil with a thickness of 40 μm, fold the aluminum foil on the four sides, which is the peripheral part, and the fibers from the cushion base material on the inside will scatter The cushion sheet material of the conventional example 2 was produced so that there was not.
次に、実施例２及び３の熱プレス成形方法について説明する。 Next, the hot press molding method of Examples 2 and 3 will be described.
（実施例２）
先に作製した厚さ３．０ｍｍのクッション基材を厚さ４０μｍの硬質アルミニウム箔で被包し、周縁部である４辺のアルミニウム箔を折り込み、内側のクッション基材からの繊維が飛散することがないように構成した。更に、この上に実施例１で作製した、鱗片状のシリカバインダで繊維を固定した厚さ０．１ｍｍの無機繊維不織布シート（実施例１の表被材）をプレス機の熱盤と当接する部位に載せて３５０℃、５時間、５ＭＰａの加圧をかけて熱プレス成形を行った。
(Example 2)
Encapsulate the cushion base material with a thickness of 3.0 mm previously made with a hard aluminum foil with a thickness of 40 μm, fold the aluminum foil on the four sides, which is the peripheral part, and the fibers from the cushion base material on the inside will scatter It was configured so that there was no. Further, the 0.1 mm-thick inorganic fiber non-woven sheet (covering material of Example 1) produced in Example 1 and fixed with a scale-like silica binder is brought into contact with the hot platen of the press machine. It was placed on the part and subjected to hot press molding by applying a pressure of 5 MPa at 350 ° C. for 5 hours.
（実施例３）
先に作製した厚さ３．０ｍｍのクッション基材を厚さ４０μｍの硬質アルミニウム箔で被包し、周縁部である４辺のアルミニウム箔を折り込み、内側のクッション基材からの繊維が飛散することがないように構成した。更に、この上に０．５ｍｍ厚さの焼成して炭化させたアクリル繊維不織布（ラスタン：旭化成商事サービス（株）製）をプレス機の熱盤と当接する部位に載せて、３５０℃、５時間、５ＭＰａの加圧をかけて熱プレス成形を行った。
(Example 3)
Encapsulate the cushion base material with a thickness of 3.0 mm previously made with a hard aluminum foil with a thickness of 40 μm, fold the aluminum foil on the four sides, which is the peripheral part, and the fibers from the cushion base material on the inside will scatter It was configured so that there was no. Further, a 0.5 mm thick baked and carbonized acrylic fiber non-woven fabric (Lastan: manufactured by Asahi Kasei Service Co., Ltd.) is placed on the portion that comes into contact with the hot platen of the press machine, at 350 ° C. for 5 hours. Hot press molding was performed by applying a pressure of 5 MPa.
次に、実施例１の熱プレス用耐熱クッションシート材および従来例１、２のクッションシート材に対して、耐熱プレス試験として、３５０℃、５時間、５ＭＰａの加圧をかけて状況変化の観察試験を行った。
また、実施例２及び３の熱プレス成形方法を実施した状況変化の観察試験を行った。
上記観察試験の結果を、表１に示す。
Moreover, the observation test of the state change which implemented the hot press molding method of Example 2 and 3 was done.
The results of the observation test are shown in Table 1.
表１から明らかなように、実施例１の熱プレス用耐熱クッションシート材のクッション基材および表被材は、ガラス繊維が主体で鱗片状シリカバインダを使用しているものであるから、３５０℃の高温加熱時にも、変色もなく着火もせずガスの発生はなかった。更に、繊維の飛散も表被材を設けることで防ぐことができ、ＦＰＣの製造工程において使用したとしてもＦＰＣおよびプレス機を汚染することがない。また、実施例１は、実施例２および３の熱プレス成形方法で使用したクッションシート材とは異なり、焼付き防止シートを設けなくても焼付きを防ぐことができているので生産工程の手順が減り、工業的には有効であることがわかる。 As apparent from Table 1, the cushion base material and the covering material of the heat-resistant cushion sheet material for hot press of Example 1 are mainly made of glass fiber and using a scaly silica binder, and therefore, 350 ° C. During high temperature heating, no discoloration or ignition occurred and no gas was generated. Further, the scattering of the fibers can be prevented by providing a cover material, and even when used in the FPC manufacturing process, the FPC and the press machine are not contaminated. In addition, unlike the cushion sheet material used in the hot press molding methods of Examples 2 and 3, Example 1 can prevent seizure even without providing a seizure prevention sheet, and thus the production process procedure. It can be seen that this is industrially effective.
従来例１は、クッション基材がクラフトパルプであるため、表被材にアルミニウム箔を使用しても耐熱性がなく、炭化・ガス発生があり、着火の危険があるので実用に適さなかった。 In Conventional Example 1, since the cushion base material is kraft pulp, even if an aluminum foil is used as the cover material, heat resistance is not achieved, carbonization / gas generation occurs, and there is a risk of ignition, so it is not suitable for practical use.
従来例２は、構成材料が無機物のみであるため、ガス発生はないが、プレス装置の熱盤にアルミニウム箔が焼き付き、取り除く作業に手数がかかる問題があり、生産性を悪化させることがわかった。 In Conventional Example 2, since the constituent material is only an inorganic material, no gas is generated. However, it has been found that there is a problem in that the aluminum foil is baked on the hot platen of the press device and requires a lot of work to remove, and the productivity is deteriorated. .
実施例２の熱プレス成形方法では、焼付き防止策として、焼成して炭化させたアクリル繊維不織布（ラスタン：旭化成商事サービス（株）製）を焼付き防止シートとして使用し、３５０℃までの加熱加工に使用することができ、焼付き防止効果が確認された。尚、実施例２において使用したクッションシート材は、４００℃までは未炭化のポリアクリロニトリルからガス成分が生じることはないが、この温度を超えた場合には加工温度や減圧条件に注意を払う必要があると考えられる。 In the heat press molding method of Example 2, as a measure for preventing seizure, a baked and carbonized acrylic fiber nonwoven fabric (Lastan: manufactured by Asahi Kasei Service Co., Ltd.) is used as a seizure preventing sheet, and heating up to 350 ° C. It could be used for processing, and the anti-seizure effect was confirmed. The cushion sheet material used in Example 2 does not generate gas components from uncarbonized polyacrylonitrile up to 400 ° C. However, if this temperature is exceeded, it is necessary to pay attention to the processing temperature and decompression conditions. It is thought that there is.
実施例３の熱プレス成形方法では、焼付き防止策として、実施例１で作製したガラス繊維が主体で鱗片状シリカバインダにより結着したシートを焼付き防止シートとして使用したため、３５０℃での加熱プレス加工には焼付きもなく問題がなかった。 In the hot press molding method of Example 3, since the sheet mainly composed of the glass fiber prepared in Example 1 and bound by the scaly silica binder was used as an anti-seizure sheet, heating at 350 ° C. There was no problem in the press work without seizure.
従って、上記結果から、本発明の実施例は、高温に加熱および加圧して積層貼合せを行う製造工程で使用される熱プレス成形に適しており、積層品の加工精度を向上することができることがわかった。 Therefore, from the above results, the examples of the present invention are suitable for hot press molding used in the manufacturing process in which lamination is performed by heating and pressurizing to a high temperature, and the processing accuracy of the laminated product can be improved. I understood.
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