JP2016221960A - 熱プレス用クッション材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
表面層を構成する織物または編物の空隙率が、10〜80%であり、且つ、耐熱性樹脂の含浸量が100〜200g/m2であることにより、表面層を構成する耐熱性繊維部材からなる糸を有する織物または編物の空隙率を、表面に凹凸が形成される程度に調整すると共に、耐熱性樹脂の含浸量を、繊維部材の内部に含浸され、且つ、表面の凹凸を覆わない程度の薄さで織物または編物の表面に付着する程度に調整することができる。
ここで、空隙率とは、実体積と見かけの体積の差から算出される物質内にある空間の割合を意味する。
織物または編物の空隙率は、織物の織り密度または編物の編み密度、糸の径によって変化する。そのため、織物の経糸及び緯糸の織り密度または編物の編み密度を、25〜100本/inとし、且つ、糸の経を、300〜600μmとすることにより、表面層を構成する織物または編物の空隙率を、10〜80%に調整することができる。
熱プレス用クッション材全体の通気度を1.0cm3/cm2・s以下とすることにより、気密性を確保して吸引搬送を可能とすることができる。
たわみ量が5mm未満では、熱プレス用クッション材の柔軟性が低く、プレス対象物に追従しにくく、反りが生じる。一方、たわみ量が150mmを超えると、柔軟性が高すぎて、吸引搬送できない。即ち、熱プレス用クッション材が自重で垂れ下がり吸着パッドから落下する。そこで、熱プレス用クッション材のたわみ量が5〜150mmとすることにより、熱プレス用クッション材の柔軟性(プレス対象物の反り防止)と吸引搬送性とを両立させることができる。
表面層の表面粗さを算術平均粗さRa20μm以上とすることにより、プレス盤等との離型性を良好にすることができる。そして、表面層の表面粗さをRa60μm、より好ましくはRa50μm以下とすることにより、吸引搬送性を確保することができる。従って、表面層の表面粗さをRa20以上であり、且つ、Ra60μm以下、より好ましくはRa50μm以下とすることにより、離型性と吸引搬送性とを両立させることができる。算術平均粗さRaは、JIS B 0031で規定されている。
耐熱性繊維部材がガラス繊維であることから、耐熱性が優れ、高強度、高弾性を有する表面層を構成することができる。
耐熱性樹脂がフッ素樹脂であることから、耐熱性、低圧縮永久歪み性に優れた表面層を構成することができる。
表面層が、360〜430℃の温度下において予め加熱処理が施されている。これにより、従来と比較して高い温度で加熱処理を施すことで、表面層に耐熱性樹脂を含浸する際に添加される分散剤等の接着性の高い有機成分を十分に除去することができると共に、耐熱性樹脂の結晶化度を高くして、表面層の表面をより硬く形成することができ、プレス盤等との離型性をより良好に維持することができる。また、表面層の表面粗さが大きく、表面層に隙間が多く存在するが、表面層に含浸された耐熱性樹脂と表面層の内側に積層されているゴム層のアンカー効果により、ゴム層のゴムが表面層の隙間に滲入され、表面層の隙間が塞がれて通気が遮断され、気密性を高くすることができ、吸引搬送が可能となる。更に、織り密度が小さく、耐熱性樹脂の量が少ないため、熱プレス用クッション材の硬度が小さくなり、熱プレス用クッション材の柔軟性を備えて、プレス対象物に反りが生じるのを防止することができる。
本実施形態に係る熱プレス用クッション材は、銅張積層板、フレキシブルプリント基板、層積層板等のプリント基板、ICカード、セラミックス積層板、液晶表示板等、積層構造を持つ積層板の製造工程において、プレス成形又は熱圧着のための熱プレスに用いられる。
まず、図1に基づいて、本実施形態に係る熱プレス用クッション材を用いた熱プレスについて説明する。
次に、図2及び図3に基づいて、本実施形態に係る熱プレス用クッション材1について説明する。
ここで、最低ムーニー粘度Vm値は、JIS K6300(2013)の規格により測定した値である。
ここで、全散乱強度=結晶性散乱強度+非晶性散乱強度
次に、本実施形態に係る熱プレス用クッション材を製造する製造方法について説明する。
実施例及び比較例では、図2に示す本実施形態に係る熱プレス用クッション材1として、3層のゴム層4と、ゴム層4同士の間に介在する2層の中間層5と、が積層された積層体2と、積層体2の表面に積層される2層の表面層6とから構成された熱プレス用クッション材1を用いた。
まず、比較例1〜15の熱プレス用クッション材1について、表面層6のガラスクロスの織糸の径、織り密度、PTFE含浸量を変化させた場合の吸引搬送性、プレス盤との離型性、柔軟性の評価試験を実施した。尚、比較例1〜15の熱プレス用クッション材1は、表面層6として用いるPTFE含浸ガラスクロスのPTFE含浸加工時の加熱処理温度を350℃とした。
比較例1〜15の熱プレス用クッション材1について、それぞれ、表面層6に用いられるガラスクロスの織糸の径、織り密度、PTFE含浸量、表面層6の表面粗さRaを測定した。ここで、ガラスクロスの織糸の径は、ガラスクロス1枚からガラス繊維の写真を撮影し、短径と長径の平均値より、ガラス織糸1本の径を算出し、算出した10本の径から平均値を算出した。ガラスクロスの織り密度は、一辺5cmの試料の織り密度をJIS L 1096に準拠した方法により測定し、単位インチ(in)あたりの値を算出した。ガラスクロスのPTFE含浸量は、示差熱熱重量同時測定装置を用いて650℃昇温後の重量変化により測定した。表面層6の表面粗さは、表面性状測定機((株)ミツトヨ製SURF TEST500、標準スタイラス型番996133)を用いて、表面層を経糸方向に倣い速度2mm/sで40mmの範囲を計測し、表面粗さRa(JIS B 0031で規定された算術平均粗さ)を測定した。比較例1〜15の熱プレス用クッション材1について、表面層6に用いられるガラスクロスの織り密度、PTFE含浸量、表面層6の表面粗さRaの測定結果を、表1に示す。
比較例1〜15の熱プレス用クッション材1について、それぞれ、PTFEの除いたガラスクロスの空隙率を求めた。比較例1〜15の熱プレス用クッション材1について、ガラスクロスの空隙率の計算結果を、表1に示す。尚、ガラスクロスの空隙率は、下記の手順に従って計算した。
・PTFE含浸ガラスクロスから一辺10cmの試料を切り出し、重量を測定する。
・測定した重量とPTFE含浸量の差より、ガラスクロスのみの重量を算出する。
・切り出した試料の面積に厚みを乗じて、ガラスクロスの体積を算出する。
・算出したガラスクロスの体積とガラス繊維の比重から、空隙率0%の場合の重量を算出する。
・算出したガラスクロスのみの重量と算出した空隙率0%の場合の重量からガラスクロスの占める割合を算出し、そこから空隙率を求める。
次に、比較例1〜15の熱プレス用クッション材1について、それぞれ、吸引搬送性、プレス盤との離型性、柔軟性について評価を行う評価試験を実施した。
上述の吸引搬送性、プレス盤との離型性、柔軟性の評価試験より、以下のことが明らかになった。
そして、比較例1及び比較例16〜19の熱プレス用クッション材1について、表面層6の表面粗さRaと吸引搬送性との相関関係を検証した。尚、比較例16〜19の熱プレス用クッション材1については、まず、比較例1の表面層6として用いたものと同様のガラスクロスに対して、プレス盤に挟んで圧縮するプレス時間を変えて、表面粗さの異なる4種類のガラスクロスを作製した。この4種類のガラスクロスの表面粗さは、比較例1の熱プレス用クッション材1よりも表面層6の表面粗さRaが小さくなるように変量させた。その後、この4種類のガラスクロスを表面層6として、比較例16〜19の熱プレス用クッション材1を、比較例1と同様に作製した。尚、比較例16〜19の熱プレス用クッション材1の表面層6の表面粗さは、熱プレス用クッション材1の作製後に、表面性状測定機((株)ミツトヨ製SURF TEST500、標準スタイラス型番996133)を用いて、表面層6を経糸方向に倣い速度2mm/sで40mmの範囲を計測し、表面粗さRa(JIS B 0031で規定された算術平均粗さ)を測定した。
吸引搬送性を簡易的に評価するために、アスピレータ(アルバック製MDA−015)に吸引評価用の吸着パッド(型式PCG−30)を装着した簡易吸引装置を使用して、簡易吸引試験を行った。そして、先ず、吸引力の基準を明確にするため、この簡易吸引装置を表面粗さRaが5μm以下のステンレス製平板に吸着させて、真空計が0.02MPaになる様、簡易吸引装置の吸引力を調整した。続けて、比較例1及び比較例16〜19の各熱プレス用クッション材1の簡易吸引試験を実施し、真空計の値を記録し、吸引力の指標とした。
表面粗さRaと吸引搬送性の相関関係に加えて、表面粗さRaとプレス盤との離型性の相関関係についても評価した。プレス盤との離型性の評価試験では、比較例1及び比較例16〜19の各熱プレス用クッション材1について、250mm×250mmの試験片を真空プレス試験機のプレス盤の間に挟み、4MPaまで加圧した後、1時間かけて230℃まで昇温して、230℃で1時間保持し、30分間かけて50℃まで冷却後、0MPaに減圧するという工程を1サイクルとして、この工程を100サイクル繰り返したときに、熱プレス用クッション材1がプレス盤に貼り付かず離型できるかどうかに基づいて、プレス盤との離型性(100サイクル)を評価した。プレス盤との離型性(100サイクル)の評価は3段階であり、熱プレス用クッション材1がプレス盤20に貼り付かなければ○、熱プレス用クッション材1がプレス盤20に貼り付いても人手により離型することができれば△、熱プレス用クッション材1がプレス盤20に貼り付いて人手によっても離型することができなければ×とした。
上述の表面層6の表面粗さRaを変化させた場合の吸引搬送性とプレス盤との離型性の評価試験より、以下のことが明らかになった。
更に、実施例1〜3及び比較例1の熱プレス用クッション材1について、表面層6に耐熱性樹脂を含浸加工させた時の加熱処理温度を変化させて、プレス盤等とのプレス盤との離型性(200サイクル)との相関関係を検証した。そこで、比較例1の熱プレス用クッション材1を基準として、表面層6として用いるPTFE含浸ガラスクロスのPTFE含浸加工時の加熱処理温度を変化させた実施例1〜3の3種類の熱プレス用クッション材1を作製した。加熱処理温度は、実施例1の熱プレス用クッション材1が400℃、実施例2の熱プレス用クッション材1が380℃、実施例3の熱プレス用クッション材1が360℃とした。また、比較のために、比較例1の熱プレス用クッション材1も作製した。比較例1の熱プレス用クッション材1の加熱処理温度は上述の通りが350℃である。また、吸引搬送性及び柔軟性の評価試験も実施した。
実施例1〜3及び比較例1の熱プレス用クッション材1の表面層6として用いるガラスクロスについて、示差走査熱量計(DSC)により、窒素雰囲気下で加熱速度10℃/minで40℃から420℃までの温度範囲で測定される融解曲線において、耐熱性樹脂63の融点付近に現れる融解ピーク温度から算出される融解熱量を測定した。また、実施例1〜3及び比較例1の熱プレス用クッション材1の表面層6として用いるガラスクロスについて、X線回折法により測定されるその表面の結晶化度を算出した。尚、算出方法は、上述の通り、例えばX線回折法のθ−2θ法を用いて算出する。実施例1〜3及び比較例1の熱プレス用クッション材1それぞれの、融解熱量と結晶化度の測定結果を、表3に示す。
そして、実施例1〜3及び比較例1の熱プレス用クッション材1について、それぞれ、熱プレス用クッション材1の表面硬度と、気密性(通気度)と、たわみ量とを測定した。尚、実施例1〜3及び比較例1の熱プレス用クッション材1の表面層6に用いられるガラスクロスの織糸の径、織り密度、空隙率、PTFE含浸量、表面層6の表面粗さRaについては、上述の比較例1の熱プレス用クッション材1の測定結果と同様であり、その説明を省略した。実施例1〜3及び比較例1の熱プレス用クッション材1の、熱プレス用クッション材1の通気度と、たわみ量の測定結果を、表3に示す。
次に、実施例1〜3及び比較例1の熱プレス用クッション材1について、それぞれ、プレス盤との離型性について評価を行う評価試験を実施した。
上述の吸引搬送性、プレス盤との離型性、柔軟性の評価試験より、以下のことが明らかになった。
2 積層体
4 ゴム層
5 中間層
6 表面層
60 織物
61 経糸
62 緯糸
63 耐熱性樹脂
Claims (10)
- プレス盤とプレス対象物との間に介在させて用いる熱プレス用クッション材であって、
少なくとも2層のゴム層と、前記ゴム層同士の間に介在する多重織クロスからなる中間層と、が積層された積層体と、
耐熱性繊維部材からなる糸を有する織物または編物からなり、前記積層体の最外側の前記ゴム層の両側に積層された表面層と、を備え、
前記表面層は、前記糸の内部に含浸され、且つ、前記糸が交差して表面に形成された凹凸を覆わない程度の薄さで前記織物または編物の表面に付着された耐熱性樹脂を有し、更に、360〜430℃の温度下において予め加熱処理が施された、熱プレス用クッション材。 - プレス盤とプレス対象物との間に介在させて用いる熱プレス用クッション材であって、
少なくとも2層のゴム層と、前記ゴム層同士の間に介在する多重織クロスからなる中間層と、が積層された積層体と、
耐熱性繊維部材からなる糸を有する織物または編物からなり、前記積層体の最外側の前記ゴム層の両側に積層された表面層と、を備え、
前記表面層は、前記糸の内部に含浸され、且つ、前記糸が交差して表面に形成された凹凸を覆わない程度の薄さで前記織物または編物の表面に付着された耐熱性樹脂を有し、更に、示差走査熱量計により窒素雰囲気下で加熱速度10℃/minで40℃から420℃までの温度範囲で測定される融解曲線において、前記耐熱性樹脂の融点付近に現れる融解ピーク温度から算出される融解熱量が4.0mJ/mg以上であり、且つ、前記表面をX線回折法により測定される結晶化度が80%以上である、熱プレス用クッション材。 - 前記表面層は、前記織物または編物の空隙率が、10〜80%であり、且つ、前記耐熱性樹脂の含浸量が100〜200g/m2である、請求項1または2の熱プレス用クッション材。
- 前記織物の経糸及び緯糸の織り密度または前記編物の編み密度が、25〜100本/inであり、且つ、前記糸の径が、300〜600μmである、請求項3に記載の熱プレス用クッション材。
- 前記熱プレス用クッション材全体の通気度が1.0cm3/cm2・s以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱プレス用クッション材。
- 前記熱プレス用クッション材のたわみ量が5〜150mmである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱プレス用クッション材。
- 前記表面層の表面粗さは、算術平均粗さRa20μm以上であり、且つ、Ra60μm以下、より好ましくはRa50μm以下である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱プレス用クッション材。
- 前記耐熱性繊維部材がガラス繊維である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱プレス用クッション材。
- 前記耐熱性樹脂がフッ素樹脂である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の熱プレス用クッション材。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の熱プレス用クッション材の製造方法であって、
前記表面層は、前記耐熱性樹脂を含浸させた前記織物または編物を、360〜430℃の温度下において予め加熱処理を施して形成されることを特徴とする熱プレス用クッション材の製造方法。
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