JP2008080595A

JP2008080595A - 耐熱性プレス用緩衝材

Info

Publication number: JP2008080595A
Application number: JP2006261885A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Sawada; 守澤田; Shinichi Noda; 進一野田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】自動積載方式の装置に使用できると共に、耐久性が向上し、且つクッション性を良好にして、圧縮永久歪みを小さくして耐久性を向上させ、かつ熱伝導率を改善し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２に耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維部材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、上記各層３，６の間に熱硬化樹脂含浸クロス７を介在させた構成からなる。
【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ており、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。その代表的なものの構成は、ガラス繊維、アラ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、特許文献１には、表面にガラス繊維、アライド繊維等の耐熱性繊維からなる織布を用いたものもあり、これを積層して使用することもある。この場合、表面の織布のクッション性に加えて、積層した場合には層間にできる空隙により、さらにクッション性が向上するものである。該緩衝材はその表面の繊維材料の脱落や、或いは自動積載装置の真空吸着盤の吸着力が低下し落下するという不具合がある。
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。

また一方、特許文献１に開示された緩衝材では、空間部が多くなり、クッション効果が向上するが、その反面熱伝導率が低くなる問題があった。実際にプレスの温度条件は、室温と約２００℃のサイクルであり、昇温時と降温時の熱の伝導性が悪いと、昇温あるいは降温の速度を早くできないために、１サイクルの時間が長くなる不具合がある。熱伝導性が良いと温度変化が速くなり、生産効率が向上する。

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、耐久性が向上し、且つクッション性を良好にして、圧縮永久歪みを小さくして耐久性を向上させ、かつ熱伝導率を改善した耐熱性プレス用緩衝材を提供することを目的とする。

本願請求項１記載の発明は、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、表面層に耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維部材を、中間層に少なくとも１層の嵩高性の多重織りクロスを配し、上記各層の間に熱硬化樹脂含浸クロスを介在させた耐熱性プレス用緩衝材にある。特に、各層である表面層と中間層、中間層と中間層との間に熱硬化樹脂含浸クロスを介在させることにより加圧加熱成形工程でも染み出しが少なくなって高圧で加熱加圧することができて総厚さを薄くすることができ、熱伝導率を改善することができる。無論、上記緩衝材は耐久性、クッション性、そして耐久性が向上する。

本願請求項２記載の発明は、熱硬化樹脂含浸クロスに使用する熱硬化樹脂がエポキシ樹脂、フェノール樹脂から選ばれた少なくとも１種である耐熱性プレス用緩衝材にある。

本願請求項３記載の発明は、中間層に設ける嵩高性の多重織りクロスが、少なくとも１層の耐熱性プレス用緩衝材にある。

本願発明の耐熱性プレス用緩衝材では、熱硬化樹脂含浸クロスを用いることで、加圧加熱成形工程における染み出しが生じなくなるため、予熱工程が不必要になり、そのため初めから高圧をかけることができ、総厚さが薄くすることができる。総厚さが薄いと、熱伝導性の指標となる熱抵抗の値が低くなる効果がある。また、上記積層構成によって、耐久性、クッション性、そして耐久性が向上する。

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、耐熱性樹脂で含浸処理した耐熱性繊維部材２からなる表面層３と、嵩高性のある多重織りクロス５からなる中間層６と、そして表面層３と中間層６との間には熱硬化樹脂含浸クロス７を介在し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では、嵩高性のある多重織りクロス５からなる中間層６が２層設けられており、耐熱性樹脂で含浸処理した耐熱性繊維部材２からなる表面層３と中間層６の間、中間層６と中間層６の間、中間層６と表面層３の間に熱硬化樹脂含浸クロス７を介在した積層物になっている。
このように本発明の熱プレス用クッション材１は総厚みが小さいことによって熱抵抗が低くなり、熱伝導性が高くなる。

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。
２重織りクロスは表面において緯糸が４本飛んだ経糸に絡に、他方裏面では同一位置にある他の緯糸が同様に４本飛んだ経糸に絡んだ２重織りの構成になり、とりわけ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。

上記多重織りクロス５の構成糸は、ガラス繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ（ポリベンゾビスオキサゾール）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。

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。

熱硬化樹脂含浸クロス７としては、ガラスクロスにエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたものである。熱硬化樹脂含浸クロスを介在させることにより、加圧加熱成形工程でも染み出しが少なくなって高圧で加熱加圧することができ、総厚さを薄くすることができ、熱伝導率を改善することができる。

図１に示す緩衝材の製造方法としては、表面層として耐熱性樹脂で含浸処理した耐熱性繊維部材２、中間層として嵩高性のある多重織りクロス５、表面層と中間層の間に熱硬化樹脂含浸クロス７の５層を積層し、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
表面層になる耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維部材としては、耐熱性エポキシ樹脂を含浸し、硬化したアラミドクロス、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）、表面層と中間層の間に介在させるものとしてエポキシ樹脂含浸ガラスクロスを用意した。

上記表面層、エポキシ樹脂含浸ガラスクロス、中間層、エポキシ樹脂含浸ガラスクロス、表面層の５層を積層して、プレスで温度１７０℃、時間１５分でこれらを硬化一体化して緩衝材を作製した。緩衝材の総厚みは２．２７ｍｍであった。

得られた緩衝材を面圧１０ｋｇ／ｃｍ^２と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＝１０ｋｇ／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、２１％であった。

また、上記緩衝材の熱抵抗の下記方法で測定した。その結果、本実施例の熱抵抗は０．１７Ｋ／Ｗであった。

上記熱抵抗測定では、まず３００×３００ｍｍの熱盤を有するプレス機を使用し、上盤を１８０℃、下盤を３５℃に設定し、断熱材としての２５０×２５０×９ｍｍのフッ素ゴム板の上に、２５０×２５０ｍｍの測定物を重ね、測定物の上、測定物と断熱材の間、断熱材の下の計３ヶ所に熱電対を耐熱テープで貼り付け、それをプレス機で０．５ＭＰａで加圧する。加圧し始めから１０分後の各点の温度より、下記式に従って測定物の熱抵抗を算出した。
ＲＳ＝Ｒ×（ＴＵ−ＴＳ）／（ＴＳ−ＴＬ）
ただし、ＲＳ：測定物の熱抵抗（Ｋ／Ｗ）、Ｒ：断熱材の熱抵抗（０．５７Ｋ／Ｗ）、ＴＵ：測定物の上の温度（℃）、ＴＳ：測定物と断熱材の間の温度（℃）、ＴＬ：断熱材の下の温度（℃）である。

比較例１
表面層になる耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維部材としては、耐熱性エポキシ樹脂を含浸し、硬化したアラミドクロス、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）、表面層と中間層の間に介在させるものとしてフッ素ゴム（デュポン社製のバイトンＶ９００６）を用意した。

実施例１と同様に５層を積層して、プレスで温度１７０℃、時間１５分でこれらを硬化一体化して緩衝材を作製した。緩衝材の総厚みは３．０７ｍｍであった。
得られた緩衝材を面圧１０ｋｇ／ｃｍ^２と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＝１０ｋｇ／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、２７％であった。

また、上記緩衝材の熱抵抗の下記方法で測定した。その結果、本実施例の熱抵抗は０．２２Ｋ／Ｗ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。本発明の他の耐熱性プレス用緩衝材の断面図である。

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
５多重織りクロス
６中間層
７熱硬化樹脂含浸クロス

Claims

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、表面層に耐熱性樹脂で処理された耐熱性繊維部材を、中間層に少なくとも１層の嵩高性の多重織りクロスを配し、上記各層の間に熱硬化樹脂含浸クロスを介在させたことを特徴とする耐熱性プレス用緩衝材。
熱硬化樹脂含浸クロスに使用する熱硬化樹脂がエポキシ樹脂、フェノール樹脂から選ばれた少なくとも１種である請求項１記載の耐熱性プレス用緩衝材。
中間層に設ける嵩高性の多重織りクロスは、少なくとも１層である請求項１または２記載の耐熱性プレス用緩衝材。