JP4347709B2

JP4347709B2 - クッション紙

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Publication number: JP4347709B2
Application number: JP2004016599A
Authority: JP
Inventors: 義樹水澤
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2024-01-26
Also published as: JP2005206988A

Description

本発明は、成形熱プレス等の熱加工処理時に用いられるクッション紙に関し、更に詳細には、熱加工処理の対象物である樹脂の流動性の向上を図ったクッション紙の改良に関する。

例えばフレキシブルプリント基板やビルドアップ多層積層板等のプリント配線基板の製造工程においては、図３に示すように熱加工処理の対象物、すなわちプレス対象物１０を熱盤あるいは鏡板と呼ばれるステンレス鋼板のプレス板１１の間に挟み込み、一定の圧力Ｐと熱とをかけて成形加工する方法が用いられる。このとき、精度のよい成形品を得るためプレス対象物１０とプレス板１１との間に平板状の成形熱プレス用クッション材１２を介在させ、プレス対象物１０に加えられる高圧と高熱を全面に亘って均一化することが通常行なわれている。

従来、このようなクッション材１２として、クラフト紙から成るクッション紙の他、ゴム、不織布、あるいはゴムと不織布との積層体等の種々の材料が使用されている。

しかしながら、このクッション材１２の内、クッション紙以外の材料は複数回繰り返して使用できる利点は有するものの、資源の有効利用や環境配慮面、あるいはプリント基板などの製品品質面等の観点から見るといくつかの問題があるため、従来よりこれらの面で優れたクッション紙が成形熱プレスクッション材１２として多用されている。

ところで、上述したように、成形熱プレス時には高圧、高温がかけられるため、このようなクッション紙に対してはとくにプレス中にクッション性が失われないこと、及び焦げ付きや紙成分が融着しないこと等の耐久性、耐熱性が要求される。

しかしながら、従来使用されているクッション紙は熱プレスにより、プレス中にパルプ繊維が変性、硬化してクッション性が失われ不十分なものであった。

上記実情に鑑み、例えば特許文献１に記載されているように、少なくとも表層部と内層部を有する多層抄き用紙の前記内層部に熱発泡性粒子を配合させたクッション紙が本出願人により提案されている。この熱発泡性粒子は、マイクロカプセル内に低沸点溶剤を封入した熱膨張性マイクロカプセルであって、加熱温度により体積が膨張する粒子から成るものである。

このようなクッション紙は、多層抄紙工程のドライヤーパートにおいてドライヤーにより前記発泡性マイクロカプセルが外殻を構成する熱可塑性合成樹脂の軟化点以上に過熱され、同時に封入されている低沸点溶剤が気化して蒸気圧が上昇し、外殻が膨張して独立気泡が形成されるので、紙自体にクッション性を付与することができ、また、古紙の有効な再利用ができることから資源保護にも役立つという利点がある。

ところが、ドライヤーパートにおけるドライヤーの熱温度は、通常、１２０℃未満であり、従って用いる熱発泡性粒子も１２０℃より低い温度で発泡するものであればよいのに対し、熱プレス時には、通常、２０〜５０ｋｇ／ｃｍ^２の高い圧力Ｐと１２０〜２００℃の高い温度Ｔとがかかるため、前記熱発泡性粒子では熱プレス時には発泡せず、このためこのようなクッション紙では、従前のものに較べ、かなりのクッション性は得られるが、さらに十分で満足できるクッション性は得ることができなかった。

このように熱プレス時に十分なクッション性が得られないと、熱により粘性の高い液状になったプレス対象物、すなわちプリント回路基板の製造における樹脂が円滑に流動しなくなり、板厚が均一なプリント回路基板を作ることができない上、空気や樹脂などの揮発成分が外部に放出されずに取り残されて空隙を形成する、いわゆるボイドの原因となり、層間剥離や吸湿高温時の絶縁劣化等のトラブルを生じる。
特開２００２−２６６２９５号公報

本発明は、上述したような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、熱プレス時において粘性の高い液体に変化した樹脂等のプレス対象物の流動性を向上させることにより、板厚が均一でボイドなどの不具合の少ない、品質の優れた成形品を得ることができるクッション紙を提供することにある。

また、本発明の上記目的は、パルプを主原料とし、紙層内部に熱発泡性粒子を配合して成るクッション紙において、前記熱発泡性粒子を発泡温度が１２０℃未満の熱発泡性粒子と発泡温度が１２０〜２００℃の熱発泡性粒子とで構成し、かつ両熱発泡性粒子の配合量を固形分で前記パルプの絶乾坪量換算重量に対し０．７〜３０重量％に設定して成ることを特徴とするクッション紙を提供することにより達成される。

また、本発明の上記目的は、前記熱発泡性粒子は発泡性マイクロカプセルであることを特徴とするクッション紙を提供することによって、より効果的に達成される。

さらにまた、本発明の上記目的は、前記発泡性マイクロカプセルは、平均粒径が５〜３０μｍで、８０〜２００℃の加熱により体積が５０〜１３０倍に膨張するマイクロカプセルであることを特徴とするクッション紙を提供することによって、より効果的に達成される。

本発明に係わる上記クッション紙、すなわちパルプを主原料とし紙層内部に熱発泡性粒子を配合して成るクッション紙であって、前記熱発泡性粒子を発泡温度が１２０〜２００℃の熱発泡性粒子で構成し、かつ該熱発泡性粒子の配合量を固形分で前記パルプの絶乾坪量換算重量に対し０．７〜３０重量％に設定して成るクッション紙は、熱発泡性粒子が熱プレス時に発泡し、クッション性が増大するように構成されているので、このクッション紙を例えば熱成型プレスによるプリント配線基板の製造時にクッション材として用いると、粘性の高い液体に変化した樹脂が円滑に流動し、ボイドなどのトラブルが少なく、厚みが均一である優れたプリント配線基板を製造することができる。

とくに、前記熱発泡性粒子を発泡温度が１２０℃未満の熱発泡性粒子と発泡温度が１２０〜２００℃の熱発泡性粒子とで構成し、かつ両熱発泡性粒子の配合量を固形分で前記パルプの絶乾坪量換算重量に対し０．７〜３０重量％に設定して成るクッション紙は、熱発泡性粒子が抄紙時及び熱プレス時の夫々の工程で発泡し、トータルでのクッション性が増大するので、上記の場合よりさらに優れた成形品を得ることができ、また発泡温度の範囲を広げることができる。

また、前記熱発泡性粒子をマイクロカプセルで構成し、さらにまた、このマイクロカプセルに平均粒径が５〜３０μｍで、８０〜２００℃の加熱により体積が５０〜１３０倍に膨張するマイクロカプセルを用いると、本発明をより具体的に実現することができ、かつ一層顕著な上記効果を得ることができる。

以下、本発明に係る熱加工処理用のクッション紙について詳細に説明する。なお、本発明は必ずしも以下の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において、その構成を種々に変更できるものであることはいうまでもない。

図１に断面図で示すように、本実施形態に係わるクッション紙１は、表層部２と下層部３とを有する複数構造を有し、植物繊維のパルプ４を主原料としてこれに熱発泡性粒子５を配合して成っている。

前記熱発泡性粒子５は層全体に均一に分散させてもよいが、本実施形態ではこの熱発泡性粒子５は表層部２の表面に粒子が出現することのないように下層部３側に分散されている。このため、本クッション紙１では、熱発泡性粒子５が摩擦等により紙面から削り取られ、紙粉となって飛散することがなく、また、紙面に孔があくことがないので平滑な紙面を形成することができる。

本クッション紙１に使用される植物繊維、すなわちパルプ４の原料には、広葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプ、広葉樹未晒クラフトパルプ、針葉樹未晒クラフトパルプ、広葉樹亜硫酸パルプ、針葉樹亜硫酸パルプ等の木材繊維を主原料として、化学的に処理されたクラフトパルプ、木材以外の繊維原料であるケナフ、麻、リンター、藁等の非木材繊維を主原料として化学的に処理されたパルプやチップを機械的にパルプ化したグランドパルプ、木材又はチップに化学薬品を添加しながら機械的にパルプ化したケミグランドパルプ、あるいはチップを柔らかくなるまで蒸解した後、リファイナー等でパルプ化したセミケミカルパルプ等のバージンパルプ、及びクラフトパルプ、セミケミカルパルプ、酵素漂白パルプを含むオフィス上物古紙を脱墨、漂白したパルプ、牛乳パック古紙上質断裁落ち古紙、コート断裁落ち古紙、上白、特白、中白等の未印刷の古紙から得られる回収パルプ等があげられる。これらのパルプは単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用してもよい。

また、本クッション紙１に使用される熱発泡性粒子５は、熱可塑性合成樹脂の微細粒子外殻、すなわちマイクロカプセルの内部に低沸点溶剤を封入して成る熱膨張性のマイクロカプセルであって、少なくとも１２０〜２００℃の温度での加熱により体積が５０〜１３０倍に膨張する平均粒径が５〜３０μｍの粒子である。熱発泡性粒子５の体積膨張が５０倍未満であると、クッション紙の膨張率が低くなる。一方、熱発泡性粒子の体積膨張が１３０倍を超えると、クッション紙の剥離強度等の紙力が低くなる。また、熱発泡性粒子５の粒径が５μｍ未満であると、抄紙時の熱発泡性粒子５の歩留りが悪くなり、クッション紙の膨張率が低くなる。一方、熱発泡性粒子５の粒径が３０μｍを超えると、粒径が５μｍ未満の場合と同様に抄紙時の熱発泡性粒子の歩留りが悪く、クッション紙の膨張率が低くなる。

なお、外殻を構成する熱可塑性合成樹脂としては、通常、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の共重合体が使用され、低沸点ハロゲン化炭化水素、メチルシラン等が使用できる。

前記発泡性マイクロカプセルでは、外殻を構成する熱可塑性合成樹脂が軟化点以上に加熱され、同時に封入されているイソブタン等の低沸点溶剤が気化して蒸気圧が上昇し、外殻が膨張して独立気泡を形成する。

このような発泡性マイクロカプセルとしては、例えば松本油脂製薬株式会社のマツモトクロスフェアーＦ−３０Ｄ、同Ｆ−３０ＧＳ、Ｆ−２０Ｄ、Ｆ−５０Ｄ、Ｆ−８０Ｄ、あるいは日本フェライト株式会社のエクスパンセルＷＵ、同ＤＵ等が知られているが、これに限るものではない。

本クッション紙１では、パルプ４を主原料とする紙層内部すなわち下層部３の内部に、発泡温度が１２０〜２００℃である上記熱発泡性粒子５が、固形分でパルプ４の絶乾坪量換算重量に対し０．７〜３０重量％配合されている。なお、本明細書でいう発泡温度とは、熱発泡性粒子５が発泡を開始する温度、すなわち熱発泡性粒子の外殻を構成する熱可塑性合成樹脂の軟化点を指す。後述する実施例で示すように、熱発泡性粒子５の発泡温度が１２０℃未満であると、抄紙工程のドライヤーパートで発泡し、熱プレス時には発泡しないので好ましくなく、一方、熱発泡性粒子５の発泡温度が２００℃を超えると、熱プレス時においても発泡することがないので好ましくない。なお、このような熱発泡性粒子５は、過度に加熱されると収縮する特性を有している。また、この熱発泡性粒子５の配合量が固形分でパルプ４の絶乾坪量換算重量に対し０．７重量％より少ないと、粒子が十分に発泡しないためにクッション紙として必要な嵩（すなわち厚み）が出ず、所望のクッション性を得ることができない。一方、この配合量が３０重量％を超えると、クッション性は増大するがクッション紙の剥離強度等の紙力が低くなり、紙が破壊し易くなるので、熱発泡性粒子５の配合量は上記の範囲に設定することが好ましい。

本クッション紙１は以上のとおり構成されているので、１２０℃以上の高温を発生する熱プレス時に熱発泡性粒子５が発泡し、十分なクッション性が得られた時点でプレスすることができる。よって本クッション紙１によれば、前述したような板厚が均一でボイドなどの不具合の少ない、品質の優れたプリント配線基板を製造することができる。

図２は、本発明の他の実施形態であるクッション紙１Ａの断面図である。本クッション紙１Ａは、図示するように、層構成が上層部２ａと下層部３ａとの間に内層部６を有して成る多層抄き構造の紙である。なお、このような多層抄き構造の紙とするためには、例えば円網多層抄紙機、ウルトラフォーマー多層抄紙機、ベンボンドフォーマー多層抄紙機等の公知の抄紙機が使用できる。

本クッション紙１Ａでは、前記実施形態と同様に、パルプ４を主原料とする紙層内部、主として内層部６の内部に、温度が１２０℃未満で発泡する熱発泡性粒子５ａ１と、温度が１２０〜２００℃で発泡する熱発泡性粒子５ａ２とが分散配合されている。この熱発泡性粒子５ａ１と熱発泡性粒子５ａ２との両者の配合量は固形分でパルプ４ａの絶乾坪量換算重量に対し０．７〜３０重量％に設定されている。

以上のとおり構成された本クッション紙１Ａは、抄紙時、すなわちドライヤーパートにおいてドライヤーにより熱発泡性粒子５ａ１が発泡して所望の紙厚とクッション性を得ることができ、その後、熱プレス時において熱発泡性粒子５ａ２が発泡することにより、さらに所望の紙厚とクッション性を得ることができ、これにより本クッション紙１Ａのトータルのクッション性を増大させることができる。よって、本クッション紙１Ａによれば、成形熱プレス等の熱加工処理において粘性の高い液体に変化した樹脂の流動性を一層向上させることができ、これにより品質の優れた成形品を製造することができる。また、熱発泡のための温度範囲を広範囲に広げることができるので設計が容易となる利点がある。

なお、上述したような抄紙時のドライヤーパートで用いられるドライヤーとしては、例えばヤンキードライヤー、多筒ドライヤー、熱風ドライヤー、赤外線ドライヤー等の公知のドライヤーが使用できる。

本発明の効果を確認するため、１１種類の試料（試料１〜６、比較試料１〜５）を作製し、これらの各試料におけるクッション性及び紙力について次のような評価実験を行なった。

その実験として、表１に示すように、熱発泡性粒子の種類と配合量とを条件に選定し、夫々の数値を微小に変え、本発明に係るクッション紙試料を６種類（試料１〜６）、従来のクッション紙試料を５種類（比較試料１〜５）を抄造した後、各試料及び比較試料を１７０℃の温度に設定した熱風乾燥機内で２分間加熱した。

また、その評価として、クッション性については抄造時（抄紙段階）での紙厚（μｍ）に対する加熱後の紙厚（μｍ）の膨張率（％）をもって、また、紙力については抄造時の紙の剥離強度（ＭＰａ）と加熱後の紙の剥離強度（ＭＰａ）とを相対比較することにより評価した。

なお、表１中の「紙厚（μｍ）」とはＪＩＳ−Ｐ８１１８に基づいて測定した値であり、また、「剥離強度（ＭＰａ）」とは、ＴＡＰＰＩＵＭ５２２に基づいて測定した値である。

上記実験及び評価の結果は表１のとおりであつた。

表１から、熱発泡性粒子の配合量が０．７〜３０重量％であるクッション紙であると優れた剥離強度（紙力）及び膨張率（クッション性）が得られ、熱発泡性粒子の配合量が０．７重量％より低いものでは十分なクッション性が得られず、逆に熱発泡性粒子の配合量が３０重量％より高いとクッション性は得られるが、十分な紙力は得られないことが分かる。

また、発泡温度が１２０〜２００℃である熱発泡性粒子を使用すると、十分なクッション性が得られることが分かる。

なお、上記結果は、加熱条件として加熱温度を１７０℃、加熱時間を２分とする１水準のみのものであるが、この加熱温度を１２０〜２００℃の範囲に設定し、かつ、加熱時間を数分に設定した場合にも、その評価結果は上記の場合と大差のないことが本発明者によって確認されている。

以上、本発明の内容を紙層が複数構造のクッション紙である場合を例に説明したが、本発明はこの紙層が必ずしも複数構造である必要はなく、これが単層であってもよい。また、本発明の内容を主としてプリント配線基板の製造を例に説明したが、本発明に係るクッション紙は、この他、クッション材を用いて行なう熱成形プレス等の全ての熱加工処理時に適用することができる。

本発明の一実施形態に係わるにクッション紙の構造を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係わるにクッション紙の構造を示す断面図である。従来のクッション紙を用いた熱プレス加工工程の概要を示す断面図である。

符号の説明

１、１Ａクッション紙
２、２ａ上層部
３、３ａ下層部
４パルプ
５、５ａ１、５ａ２熱発泡性粒子
６内層部
１０プレス対象物
１１プレス板
１２クッション材

Claims

パルプを主原料とし、紙層内部に熱発泡性粒子を配合して成るクッション紙において、前記熱発泡性粒子を発泡温度が１２０℃未満の熱発泡性粒子と、発泡温度が１２０〜２００℃の熱発泡粒子とで構成し、かつ両熱発泡性粒子の配合量を固形分で前記パルプの絶乾坪量換算重量に対し０．７〜３０重量％に設定して成ることを特徴とするクッション紙。
前記熱発泡性粒子は発泡性マイクロカプセルであることを特徴とする請求項１に記載のクッション紙。
前記発泡性マイクロカプセルは、平均粒径が５〜３０μｍで、８０〜２００℃の加熱により体積が５０〜１３０倍に膨張するマイクロカプセルであることを特徴とする請求項２に記載のクッション紙。