JP5112640B2

JP5112640B2 - 耐熱性プレス用クッション材

Info

Publication number: JP5112640B2
Application number: JP2006073085A
Authority: JP
Inventors: 進一野田; 守澤田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: JP2007245579A

Description

本発明は耐熱性プレス用クッション材に係り、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、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、アラ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、アラミド繊維、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、これを用い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、成形品によってそれぞれ求められているクッション性が異なり、同一構成のクッション材ではクッション性が小さすぎたりするという問題があった。また、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、厚さのバラツキが大きいことや、耐久性が劣るといった問題があった。

また、ゴム層のゴム材料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を提供することを目的とする。

即ち、本願発明では、熱プレス盤と成形品との間に配置して用いる耐熱性プレス用クッション材であり、耐熱性繊維から織られた多重織りクロスをその表面層として用い、前記表面層の間に中間層を有しており、前記多重織りクロスが少なくとも２種類の異なる耐熱性繊維から構成され、最外層の緯糸にはアラミド繊維を使用し、それ以外の緯糸と経糸には捲縮加工が施されている耐熱性プレス用クッション材であり、耐熱性繊維から織られた多重織りクロスをその表面層として用いており、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。

本願発明では、多重織りクロスとして２重織り乃至４重織りクロスを使用する場合、多重織りクロスは少なくとも２種類の異なる耐熱性繊維から構成され、最外層の糸には耐摩耗性に優れる繊維を使用している場合、また中間層にゴム材料のみを用いる場合も含む。この場合、中間層にゴム材料のみを使用する場合には、ゴム層が１層であるため、ゴムが加硫時に可塑化してクロスの空間へ流れ込み、本来のクロスのクッション性を減ずるという問題を、ゴム層も数を１層に減らすことによって緩和することができる。

本願発明では、中間層には２重織りクロスを少なくとも１枚以上使用するクッション材も含み、この場合であればクッション性が良好で、圧縮永久歪みが小さく、耐久性が向上する。しかも、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。

本願発明の耐熱性プレス用緩衝材では、耐熱性繊維から織られた多重織りクロスをその表面層として用いており、空間部分を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、また中間層には２重織りクロスが少なくとも１枚以上使用すれば、クッション性を高めることができる効果がある。

以下に添付図面を参照し、本実施を説明する。図１は本発明に係る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、耐熱性繊維から織られた多重織りクロスからなる表面層２、ゴム材料からなる中間層３、そして同様の表面層２を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。表面層２には、多重織りクロスの嵩高性のある繊維を使用し、中間層３のゴム材料が一部侵入しても空間部分が多く存在するため、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。

多重織りクロスは２重織り乃至４重織りクロスが使用され、少なくとも２種類、例えば耐摩耗性を有するアラミド繊維とガラス繊維からなる耐熱性繊維が使用される。図１においては、多重織りクロスが３重織りクロスであり、プレスに面する側に位置する最外側の緯糸には耐摩耗性、耐熱性を有する繊維が使用される。

上記の３重織りクロスは、図１に示すように、経糸９ａ〜９ｋ等が平行に配置され、最外層の緯糸８Ａが経糸９ｃ〜９ｇの上側に位置し、中間層の緯糸８Ｂが経糸９ｄ〜９ｆの上側に位置し、そして最内層の緯糸８Ｃが９ｅの上側に位置した構成からなっている。このように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。

具体的には、最外層の緯糸８Ａ、中間層の緯糸８Ｂ、最内層の緯糸８Ｃには、例えば２種類の異なる耐熱性繊維が使用される。外側のプレスに面する側に位置する緯糸８Ａには、特に耐摩耗性を有する繊維（例えば、アラミド繊維）が使用される。

また、２重織りクロスは図２に示すように、例えば経糸９ａ〜９ｋ等が平行に配置され、最外層の緯糸８Ａが経糸９ｂ〜９ｄ、９ｆ〜９ｈ等の上側に位置し、最内層の緯糸８Ｃが経糸９ｃ、９ｇ、９ｋの上側に位置した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。

更に４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〜９ｋ等が平行に配置され、最外層の緯糸８Ａが経糸９ｃ〜９ｉの上側に位置し、中間層の緯糸８Ｂが経糸９ｄ〜９ｈの上側に位置し、中間層の緯糸８Ｃが経糸９ｅ〜９ｇの上側に位置し、そして最内層の緯糸８Ｄが９ｆの上側に位置した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。

また、図４に示される耐熱性プレス用クッション材１においては、多重織りクロスからなる表面層２，２の間に位置する中間層３は、２枚の２重織りクロス６，６と、このクロス６，６の間と表面にゴム材料７を積層し、加硫して一体化している。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クッション性のある中間層３を用いているために、プレスを繰り返した際の永久変形を阻止する機能を有している。

本発明では、中間層の２重織りクロス６は２〜４枚程度、積層することができる。

本発明の製造方法では、厚さ０．１０〜０．５０ｍｍの未加硫のゴムシートであるゴム材料（中間層３）が表面層２になる２枚の３重織りクロスの間に介在するように積層する。上記３重織りクロスは、例えば外側のプレスに面する側に位置する最外層の緯糸には、耐摩耗性を有するアラミド繊維、そして中間層の緯糸、最内層の緯糸には捲縮加工したカラス繊維、また全ての経糸に捲縮加工したガラス繊維を使用する。

この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。ゴム材料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。

図４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、前記と同じ構成からなる２枚の３重織りクロス、中間層になる２枚の２重織りクロス、そしてこれらのクロス間、即ち３重織りクロスと２重織りクロス、２重織りクロスと２重織りクロス、２重織りクロスと３重織りクロスの間に厚さ０．１０〜０．５０ｍｍの未加硫のゴムシートであるゴム材料を介在して積層した。上記２重織りクロスに経糸、緯糸は全てガラス繊維である。

上記積層物を、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、ゴム材料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、ゴム材料がクロス２，６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、ゴム材料と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。

上記ゴム材料としては、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。このゴム材料に使用するゴムとしては、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
最外層の緯糸に耐摩耗性を有するアラミド繊維（帝人社製コーネックス糸）、そして中間層の緯糸、最内層の緯糸には捲縮加工したカラス繊維、また全ての経糸に捲縮加工したガラス繊維を用いた３重織りクロスを用意した。また、ゴム材料としては、ポリオール加硫系のフッ素ゴム（デュポン社製バイトンＶ９００６）を用意し、フッ素ゴムをカレンダーロールにより厚さ０．３０ｍｍに圧延したシートにした。

２枚の３重織りクロスのアラミド繊維が外側になるように配置し、この中にフッ素ゴムシートをこの間に挟んだ後、面圧０．１〜２．０ＭＰａ、温度１６０〜１８０℃、時間５〜４０分の条件でこれらをプレス加硫して厚さ２．３０ｍｍもクッション材を作製した。

得られたクッション材を面圧１ＭＰａ時のサンプルの加圧厚みを測定し、クッション性（圧縮率（％）＝〔（ｔ０−ｔ１ＭＰａ）／ｔ０〕×１００、ｔ０は無負荷のサンプル厚さ、ｔ１ＭＰａ＝１ＭＰａ負荷時のサンプル厚さ、と定義）を測定した。その結果、圧縮率は２４％であった。

比較例１
使用したクロスはコーネックスクロス（帝人社製ＣＯ−１９１０）嵩高性のカラスクロス２重織り（日東紡社製ＫＳ４３２５）、および実施例１と同様のフッ素ゴムを用意し、このゴムをカレンダーロールにより厚さ０．３０ｍｍに圧延したシートにした。

コーネックスクロス、フッ素ゴムシート、カラスクロス２重織り、フッ素ゴムシート、カラスクロス２重織り、フッ素ゴムシート、コーネックスクロスの順に積層した。そしてこれらを面圧０．０１〜０．１ＭＰａ、温度１６０〜１８０℃、時間１〜１０分の条件で余熱した後、更に面圧０．１〜２．０ＭＰａ、温度１６０〜１８０℃、時間５〜４０分の条件でこれらをプレス加硫して厚さ２．８３ｍｍもクッション材を作製した。

得られたクッション材を面圧１ＭＰａ時のサンプルの加圧厚みを測定し、クッション性（圧縮率（％）＝〔（ｔ０−ｔ１ＭＰａ）／ｔ０〕×１００、ｔ０は無負荷のサンプル厚さ、ｔ１ＭＰａ＝１ＭＰａ負荷時のサンプル厚さ、と定義）を測定した。その結果、圧縮率は２０％であった。実施例１のクッション材に対して低い歪み率であり、クッション性に劣ることを示している。

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。

本発明に係る耐熱性プレス用クッション材の断面図である。２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。本発明の他の耐熱性プレス用クッション材の断面図である

符号の説明

１耐熱性プレス用クッション材
２表面層
３中間層
６２重織りクロス
７ゴム材料
８緯糸
９経糸

Claims

熱プレス盤と成形品との間に配置して用いる耐熱性プレス用クッション材であり、耐熱性繊維から織られた多重織りクロスをその表面層として用い、前記表面層の間に中間層を有しており、前記多重織りクロスが少なくとも２種類の異なる耐熱性繊維から構成され、最外層の緯糸にはアラミド繊維を使用し、それ以外の緯糸と経糸には捲縮加工が施されていることを特徴とする耐熱性プレス用クッション材。
多重織りクロスが２重織り乃至４重織りクロスである請求項１記載の耐熱性プレス用クッション材。
中間層にはゴム材料のみが使用される請求項１または２に記載の耐熱性プレス用クッション材。
中間層には２重織りクロスが少なくとも１枚以上使用される請求項１または２に記載の耐熱性プレス用クッション材。
ゴム材料が、フッ素ゴムそしてシリコンゴムから選ばれた少なくとも一種である請求項３に記載の耐熱性プレス用クッション材。