JP6790297B1

JP6790297B1 - 熱プレス用クッション材

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Publication number: JP6790297B1
Application number: JP2020097156A
Authority: JP
Inventors: 孝充尾関; 吉田　晃; 晃吉田
Original assignee: Yamauchi Corp
Current assignee: Yamauchi Corp
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2020-06-03
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2040-06-03
Also published as: TWI775469B; EP4163099A4; TW202206291A; KR20230019869A; US20230234315A1; JP2021186851A; EP4163099A1; WO2021246436A1; CN115916518A

Abstract

【課題】２８０℃以上の高温プレスに反復使用した場合でも良好なクッション性を維持できる熱プレス用クッション材の提供【解決手段】クッション部１を有する熱プレス用クッション材１０であって、クッション部１は、織布５を備え、織布５を構成する繊維の表面にポリイミド樹脂６を付着させたものであり、内部に空隙を含み、織布５は、経糸および／または緯糸が、ガラス繊維からなる嵩高糸である。【選択図】図１

Description

この発明は、熱プレス用クッション材に関する。

銅張積層板、フレキシブルプリント基板、多層板等のプリント基板や、ＩＣカード、液晶表示板、セラミックス積層板などの精密機器部品（以下、「積層板」と総称する）を製造する際にはプレス成形、熱圧着などが行われる。

例えば、プリント基板等の積層板の製造において、プレス成形や熱圧着の工程では、図６に示すようにプレス対象物である積層板材料（被プレス材）１２を、加熱・加圧手段としての熱盤１３，１３間に挟み込み、一定の圧力と熱をかける方法が用いられる。精度の良い成形品を得るためには、熱プレスにおいて、被プレス材１２に加えられる熱と圧力を全面に亘って均一化する必要がある。このような目的で、熱盤１３と被プレス材１２との間に平板状のクッション材１１を介在させた状態で熱プレスが行われる。また、クッション材１１と被プレス材１２との間に鏡面板を介在させる場合もある。

クッション材１１に要求される一般特性としては、熱盤１３や被プレス材１２の持つ凹凸を吸収するクッション性、プレス面内全体に亘って熱盤１３から被プレス材１２に温度と圧力とを均一に伝達するための面内均一性、熱盤１３から被プレス材１２に効率良く熱を伝達するための熱伝達性、プレス温度に耐えうる耐熱性等が挙げられる。

特許文献１には、織布と、この織布に含浸されたゴムとからなり、内部に空隙を有する繊維−ゴム複合材料層を備える熱プレス用クッション材１が開示されている。

ここで、第５世代移動通信システム（以下、「５Ｇ」と称する。）は、高速大容量（ｅＭＢＢ；ｅｎｈａｎｃｅｄＭｏｂｉｌｅＢｒｏａｄｂａｎｄ）、高信頼・低遅延通信（ＵＲＬＬＣ；Ｕｌｔｒａ−ＲｅｌｉａｂｌｅａｎｄＬｏｗＬａｔｅｎｃｙＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、多数同時接続（ｍＭＴＣ；ｍａｓｓｉｖｅＭａｃｈｉｎｅＴｙｐｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などのメリットがあることから、脚光をあびている。しかし、５Ｇの本格的な商業化に向けて、プリント基板などの高周波対応が急務となっている。すなわち、５Ｇ導入による通信の高周波数化に伴い、通信基地局や各種端末には、半導体特性および電気特性に優れており、かつ伝送損失が小さいプリント基板が求められる。

従来の基板材料としては、ガラスエポキシ樹脂（ＦＲ−４）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂などが主流であったが、伝送損失が小さいフッ素（ＰＴＦＥ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などが注目されている。

国際公開第２００８／０６５９６９号

従来のガラスエポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテルなどの基板をプレス成形する場合の成形温度は２５０℃程度以下である。しかし、フッ素、液晶ポリマーなどを用いる場合には、より高温（２８０℃〜４００℃）でプレス成形する必要がある。このため、プレス用クッション材には、従来にも増して高温での特性に優れていることが求められる。

しかし、特許文献１に開示されたプレス用クッション材は、ゴムを含浸させるものであるため、２８０℃以上の高温のプレスに用いると、初期段階で劣化し、クッション性などの物性低下または層間剥離等が発生する。

本発明は、２８０℃以上の高温プレスに反復使用した場合でも良好なクッション性を維持できる熱プレス用クッション材を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の目的を達成するべく、ゴムに代わる、クッション性と耐熱性とを兼ね備えた材料について検討した。本発明者らは、耐熱性に優れる材料を選定する過程でポリイミド樹脂などの樹脂に着目した。しかし、ポリイミドの硬さは、デュロメータＡ硬度で１００、デュロメータＤ硬度で７８であり、フッ素ゴム（デュロメータＡ硬度：５０〜９５、デュロメータＤ硬度：２０〜４０）に比べて硬い材料であるため、クッション材として適さないと予想された。本発明者らは、このように硬いポリイミド樹脂をクッション材の一部を構成する材料として使用するべく、種々検討した結果、意外なことに、ポリイミド樹脂を、経糸および／または緯糸にガラス繊維からなる嵩高糸を用いた織布を構成する繊維の表面に付着させた場合に、良好なクッション性を付与できることが判明し、本発明を完成させた。

本発明は、このような知見に基づいて「クッション部を有する熱プレス用クッション材であって、前記クッション部は、織布と、織布を構成する繊維の表面に付着させたポリイミド樹脂とを備え、内部に空隙を含み、前記織布は、経糸および／または緯糸が、ガラス繊維からなる嵩高糸である、熱プレス用クッション材。」を要旨とする。

本発明によれば、２８０℃以上の高温プレスに反復使用した場合でも良好なクッション性を維持できる熱プレス用クッション材を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る熱プレス用クッション材１０を示す図である。図２は、ガラス繊維からなる嵩高糸（バルキーヤーン）１ａを示す図である。図３は、通常のガラス繊維糸（単糸または合撚糸）１ｂを示す図である。図４は、他の実施形態に係る熱プレス用クッション材１０ａを示す図である。図５は、他の実施形態に係る熱プレス用クッション材１０ｂを示す図である。図６は、プリント基板等のプレス成形装置を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る熱プレス用クッション材について詳しく説明する。

［本実施形態に係る熱プレス用クッション材１０］
図１は、本実施形態に係る熱プレス用クッション材１０を示す。図１に示すように、本実施形態に係る熱プレス用クッション材１０は、少なくともクッション部１を備える。クッション部１は、織布５と、織布５を構成する繊維の表面に付着させたポリイミド樹脂６とで構成される、シート状のクッション部材（クッションシート）である。クッション部１は、内部に空隙７を含む。また、クッション部１において、前記織布５の経糸５ａおよび／または緯糸５ｂが、ガラス繊維からなる嵩高糸である。図１においては、経糸５ａがガラス繊維の合撚糸、緯糸５ｂがガラス繊維の嵩高糸である。

本実施形態に係る熱プレス用クッション材１０は、このようなクッション部１を備えるので、２８０℃以上の高温プレスに反復使用した場合でも良好なクッション性を維持できる。

クッション部１の織布５を構成する繊維には、ガラス繊維からなる嵩高糸（texturized yarn）が用いられる。ガラス繊維からなる嵩高糸は、ガラス糸を構成する短繊維同士が平行状態ではなく、絡み合い、乱れた状態で引きそろえられた占有面積の大きな糸である。言い換えれば、嵩高糸は毛糸のような膨らみを持つので、嵩高糸を用いた織布は、通常の織布とは異なり内部に多くの空隙を含んでいる。

クッション部１は、シート状物である。その厚さは、小さすぎるとクッション性に劣るおそれがあり、厚すぎると熱伝達性に劣るおそれがある。このため、クッション部１の適切な厚さは、用途にもよるが、例えば、０．５〜５．０ｍｍの範囲で設定するのがよい。また、２層以上のクッション部１を積層して用いる場合には、合計厚さを０．５〜５．０ｍｍの範囲とするのがよい。

クッション部１は、織布５を構成する繊維の表面にポリイミド樹脂６が付着したものである。ポリイミド樹脂６は、嵩高糸の持つ空隙７および織り目の空隙７に適度に入り込んでいるが、空隙７を完全には塞いでいないため、クッション部１には、空隙７が残存している。このため、本実施形態に係る熱プレス用クッション材１０は、良好なクッション性を発揮する。さらに、嵩高糸が織られており、織布の形状をとるので、不織布に比べて目付け精度が良好であり、面内均一性に優れたものとなる。また、織布の形状をとるので、不織布よりも厚みを小さくでき、熱伝達性にも優れたものとすることができる。

ガラス繊維は耐熱性があり、熱による寸法変化も少ないため、これを用いた熱プレス用クッション材は、２８０℃以上の高温プレスに反復使用した場合でも寸法安定性が良好である。織布５を構成する繊維の表面に付着したポリイミド樹脂６は、ガラス繊維を保護するとともに繊維の接点（経糸と緯糸との接点のほか、嵩高糸を構成するフィラメント繊維同士の接点も含む）を結合している。このため、本実施形態に係る熱プレス用クッション材１０は、熱プレスに反復使用した場合のガラス繊維の破損を低減し、織布５のいわゆるヘタリを抑止することができるので、良好なクッション性を維持できる。すなわち、耐久性に優れている。

ポリイミド樹脂６は、プレス温度（２８０℃以上）を超える熱分解温度（５％重量減少温度）と、ガラス転位温度を持つものであることが好ましい。例えば、熱分解温度およびガラス転位温度が４００℃以上のポリイミド樹脂を用いるのが好ましい。

図２は、ガラス繊維からなる嵩高糸（バルキーヤーン）１ａを示す。図３は、通常のガラス繊維糸（単糸または合撚糸）１ｂを示す。図２に示すように、バルキーヤーン１ａは、単糸または合撚糸とは異なり、単糸の開繊または合撚糸の膨らませを行ない、毛糸のような膨らみを持たせた加工糸である。バルキーヤーン１ａは、糸自体が空隙を多く含んでいるため、樹脂を適度に含浸することができる。嵩高糸としては、バルキーヤーン（bulked yarn）のほか、ステープルヤーン（staple yarn）、スライバヤーン（sliver yarn）等を用いることができる。ステープルヤーンは、綿状のガラス短繊維を紡績して糸状にしたものである。スライバヤーンは、撚りのない嵩高の短繊維（スライバ：sliver）に撚りをかけて作る糸である。ガラス繊維のバルキーヤーン１ｂを用いた織布としては、例えばユニチカ株式会社製のＡ３０５、Ａ３３０、Ａ４００、Ａ４１５、Ａ４５０、Ａ５００、Ｔ３３０、Ｔ５４０、Ｔ７９０、Ｔ８６０、Ｔ９００や、日東紡績株式会社製のＫＳ４０１０、ＫＳ４１５５、ＫＳ４３２５等が市販されている。

クッション部１の織布５としては、経糸５ａおよび緯糸５ｂのいずれか一方に嵩高糸１ａを用い、他方に通常のガラス繊維糸１ｂを用いて織ったものでもよいし、経糸５ａおよび緯糸５ｂの両方に嵩高糸１ａを用いて織ったものでもよい。経糸５ａおよび緯糸５ｂのいずれか一方に嵩高糸１ａを用いる場合、他方は通常のガラス繊維糸（単糸または合撚糸）１ｂで構成することができる。織布５としては、１重織または２重織されたものが好ましい。ただし、３重織以上の場合、厚くなりすぎて、へたりが大きくなったり、熱伝達性が低下したりすることがある。また、織布５を構成する繊維の表面に付着させるために織布５に含侵させるポリイミド樹脂６の浸透が不十分となる場合もある。なお、糸の番手、織密度、織り方等を適宜選択することにより、織布の目付け精度や空隙性を調節することができる。

（クッション部１の空隙率）
熱プレス用クッション材１０が良好な特性を維持するために、クッション部１は十分な空隙７を備えている必要がある。ただし、クッション部１の空隙率については断面観察などによる方法では正確に把握するのは難しい場合がある。本発明者らは、クッション部１の空隙率を評価する方法について鋭意研究を行い、下記の要領により試験した結果により推定することが可能であることを見出した。

すなわち、熱プレス用クッション材１０の厚さをｔ_０とし、熱プレス用クッション材１０を、下記のプレス試験条件で圧縮した時の厚さをｔ_１とするとき、単位体積当たりの空隙量は「（ｔ_０−ｔ_１）」の計算値から推測できる。また、熱プレス用クッション材１０を構成する部材（クッション部１のほか、後述の表層部２、接着層部３、接着シート部４など）の中で、空隙７を含み、圧縮変形する大部分はクッション部１であるため、この「（ｔ_０−ｔ_１）」はクッション部１の空隙量と見なせる。そのため、熱プレス用クッション材１０中の、表層部２などの他の部材を除いたクッション部１の厚みをｔ_２とするとき、クッション部１の空隙率Ｆｎは「（ｔ_０−ｔ_１）／ｔ_２」の計算値から推測することができる。すなわち、熱プレス用クッション材１０に、２５℃の温度環境下で、１０ＭＰａの加圧力で圧縮すると、熱プレス用クッション材１０中のクッション部１に存在していた空隙７の大部分が潰されるため、この値を空隙率に応じた値、つまり、疑似空隙率と考えることができる。熱プレス用クッション材１０の厚さｔ_０は、例えばダイヤルシックネスゲージ、デジタルマイクロスコープ等によって測定することができる。熱プレス用クッション材１０を、下記のプレス試験条件で圧縮した時の厚さｔ_１は、インストロン万能材料試験機（インストロン社製）、オートグラフ精密万能試験機（株式会社島津製作所製）などの圧縮機能を有する試験機によって測定することができる。

［空隙率評価プレス試験条件］
加圧力：１０ＭＰａ
温度：２５℃
加圧速度：５ｍｍ／ｍｉｎ
サンプルサイズ：２．５ｃｍ角

熱プレス用クッション材１０に使用されているクッション部１の厚みｔ_２は、経糸５ａおよび／または緯糸５ｂを嵩高糸で構成したガラス繊維からなる織布５の厚みとする。クッション部１の厚みｔ_２は、熱プレス用クッション材１０から、クッション部１を構成する織布の経糸５ａおよび緯糸５ｂに沿って約２．５ｃｍ四方の正方形に採取したサンプルの断面をデジタルマイクロスコープで２０〜１００倍に拡大して観察し、計測ツールでクッション部１の断面に沿った屈曲した繊維（経糸５ａまたは緯糸５ｂ）のクッション部１上辺に位置する頂点２点を結んだ線（図１に示す例では経糸５ａの屈曲点Ａ１およびＡ２を結んだ線）と、下辺に位置する頂点２点を結んだ線（図１に示す例では緯糸５ｂの屈曲点Ｂ１およびＢ２を結んだ線）との距離（図１に示すｈ）を計測する。

また、計測値については、サンプルの各辺の中央部付近１か所で行い、計４か所の平均値とする。クッション部１が複数層ある場合は、各層で厚み計測し、その合計をクッション部１の厚みｔ_２とする。

なお、熱プレス用クッション材１０は、通常、一辺が２０ｃｍ〜２５０ｃｍの四角形の板状である。比較的大きい熱プレス用クッション材の場合、測定サンプルは、できる限り面内でのばらつきを考慮した位置から採取するべきである。例えば、その輪郭線に内接する正方形の一辺の長さが３０ｃｍ以上である熱プレス用クッション材の場合、測定サンプル（２．５ｃｍ角）の採取位置は、熱プレス用クッション材１０の４つの角と中央とを結ぶ直線の中間点付近の合計４か所とし、空隙率は計４か所の平均値とする。また、その輪郭線に内接する正方形の一辺の長さが３０ｃｍ未満である熱プレス用クッション材の場合、測定サンプル（２．５ｃｍ角）の採取位置は、端から５ｃｍ以上離れた位置から１か所とする。

このようにして測定された、Ｆｎの下限は、０．２０とするのが好ましい。このような範囲とすれば、熱プレス用クッション材１０に十分なクッション性を付与することができる。Ｆｎの下限は、０．２５とするのがより好ましい。Ｆｎは、少なくとも、未使用の熱プレス用クッション材１０について満たしておればよい。ただし、Ｆｎの値はその使用回数に応じて小さくなる。すなわち、複数回のプレスに使用した熱プレス用クッション材１０であっても、そのＦｎが０．２０以上であれば、良好なクッション性を維持することができる。例えば、３００℃、１０ＭＰａの条件でのプレスを１回行った後の熱プレス用クッション材１０のＦｎ値も０．２０以上であることが好ましい。

ところで、実施例に示すように、本発明に係る熱プレス用クッション材１０の場合、比較的高温の４００℃、４ＭＰａの条件のプレスを１００回行ってもクッション性の保持率は７９％以上となっている。このため、使用済みの熱プレス用クッション材１０を入手した時に、その使用条件（プレス温度、圧力、回数など）が不明であったとしても、Ｆｎ値が０．１０以上の範囲にある場合には、その熱プレス用クッション材１０が未使用の状態でのＦｎ値が０．２０以上であったと推測することが可能である。

Ｆｎの上限は定めない。Ｆｎは大きいほどクッション性の面では有利であるが、熱伝達性が劣化するおそれがあるので、Ｆｎの上限は、０．５０とするのが好ましい。より好ましい上限は０．４５である。なお、未使用の熱プレス用クッション材１０のＦｎが０．５０を超えていたとしても、１回目のプレス後に０．５０以下になっておればよい。

なお、上記Ｆｎは、熱プレス用クッション材１０がクッション部１のみで構成される場合でも、クッション部１以外の層、例えば、接着シート部４や、表面に接着層部３を介して表層部２を含む場合でも同じ基準で管理することが可能である。これは、上記の通り、表層部２、接着層部３および接着シート部４にはほとんど空隙が存在しておらず、熱プレス用クッション材１０に存在する空隙のほとんどはクッション部１に存在するからである。したがって、熱プレス用クッション材１０にクッション部１以外の層が含まれる場合でも、熱プレス用クッション材１０全体に存在する空隙率と、クッション部１のみに存在する空隙率とは、実質的に同一となる。本発明において、経糸５ａおよび／または緯糸５ｂが嵩高糸であるガラス繊維からなる織布５を基材とし、その織布５を構成する繊維の表面にポリイミド樹脂６が付着しており、空隙７を含む、という条件を満たしている層をクッション部１と定義する。したがって、接着シート部４、接着層部３および表層部２であっても、このような条件を満たす場合はクッション部１と見なす。言い換えれば、経糸５ａおよび／または緯糸５ｂが嵩高糸であるガラス繊維からなる織布５を基材とし、その織布５を構成する繊維の表面にポリイミド樹脂６が付着しており、空隙７を含む、という条件を満たしていない層はクッション部１ではない。

［他の実施形態に係る熱プレス用クッション材］
熱プレスクッション材１０は、少なくともクッション部１を備えておればよく、クッション部１のみであってもよい。熱プレスクッション材１０のクッション部１は、１層でもよいし、複数層でもよい。

図４には、他の実施形態に係る熱プレス用クッション材１０ａを示す。図４に示すように、熱プレス用クッション材１０ａにおいては、クッション部１の表面に接着層部３を介して、表層部２が積層されている。表層部２は、主として熱プレス用クッション材に離型性を付与するために設けられる。表層部２の材料としては、合成樹脂フィルムや、織布からなる基材の表面側に離型性樹脂を塗布したものなどが使用できる。特に、高温プレスに耐えるべく、高温使用時にも寸法安定性が少なく、変形、密着なく、離型性がよい材料を用いるのが好ましい。また、表層部２の厚さは、例えば、０．１〜０．５ｍｍとするのが好ましい。また、接着層部３としては、基材層１で用いられる樹脂と同じポリイミド樹脂を用いるのがよい。

図５には、他の実施形態に係る熱プレス用クッション材１０ｂを示す。図５に示すように、熱プレス用クッション材１０ｂにおいては、２層のクッション部１が接着シート部４を介して積層されている。また、各クッション部１の上下の表面には、それぞれ接着層部３を介して表層部２が積層されている。クッション部１は、ガラス繊維製の織布に樹脂を含浸させて構成されているため、その厚さには限界があるが、このように２層のクッション部１を積層する構成であれば、クッション部１の総厚さをさらに厚くできるというメリットがある。また、クッション部１間の接着は、単に接着剤のみで行うこともできるが、この場合、クッション部１の織り目の隙間が接着剤で埋まり、クッション性が低下する場合がある。このため、接着シート部４を用いるのが好ましい。なお、接着シート部４は、例えば、通常のガラス繊維糸１ｂで構成される平織りの織布に接着剤を塗布した、シート状の接着層である。この接着剤としては、クッション部１で用いられる樹脂と同様にポリイミド樹脂を用いるのがよい。側面からの繊維ほつれ、毛羽の脱落を防ぐため、製造された熱プレス用クッション材の側面に耐熱樹脂を塗布してもよい。

［実施形態に係る熱プレス用クッション材の製造方法］
まず、経糸および／または緯糸が、ガラス繊維からなる嵩高糸（ガラスバルキーヤーン）である織布を用意する。織布の織り方には、限定はなく、例えば、平織り、綾織、その他の公知の織りを採用できる。

次に、織布を構成する繊維の少なくとも表面にポリイミド樹脂を付着させる。例えば、濃度２〜１０％のポリイミド樹脂ワニスを織布に塗布し、１５０〜２５０℃の温度で３〜１０分乾燥させることにより、織布を構成する繊維の表面にポリイミド樹脂を付着させ、クッション部（クッションシート）１を作製することができる。このとき、樹脂の付着量は、例えば、２０〜２００ｇ／ｍ^２とするのがよい。樹脂の付着量は、樹脂ロール、ゴムロール、金属ロール等にて圧力０．１〜５ｋｇ／ｃｍ^２で絞ることにより調整することができる。

塗布するポリイミド樹脂ワニスについては、溶剤ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）で希釈し、固形分濃度が２〜１０％、粘度２０〜１００ｍＰａ・ｓ程度になるように調整したものを使用するのが好ましい。また、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液を用いてもよい。

このようにして得られた、繊維の表面にポリイミド樹脂が付着した織布は、繊維が固定され、カバーされた状態になるので、高温での使用においても、嵩高糸（バルキーヤーン）の形状および空隙を維持することできる。このため、繰り返し使用した場合でも、良好なクッション性が確保できる。

熱プレス用クッション材が、表層部（表層シート）２を有する場合には、例えば、基材となるシートの片面にポリイミド樹脂を塗布し、乾燥させた後、他の面にポリイミド樹脂を塗布し、乾燥させて得た表層部２を用いることができる。

熱プレス用クッション材が、接着シート部（接着シート）４を有する場合に、例えば、基材となるシートの両面に樹脂を塗布し、乾燥して得た接着シート部４を用いることができる。樹脂は、例えば、ポリイミド樹脂である。接着シート部４は、ＰＥＴフィルム上にポリイミド樹脂ワニス（厚み４０〜６０μｍ）を塗布し、半乾燥させた後、ＰＥＴフィルムから剥してフィルム状にすることにより作製してもよい。

クッション部１と、複数のシート状物を積層し（例えば、表層シート２、クッションシート１、接着シート４、クッションシート１、表層シート２を積層し）、熱プレスによって一体化させる。

本発明による熱プレス用クッション材は、プリント基板等の積層板の製造において、プレス成形や熱圧着する際、従来と同様に図６に示すような方法で使用することができる。すなわち、熱盤１３と被プレス材１２との間に熱プレス用クッション材１１を介在させた状態で熱プレスを行うことにより、被プレス材１２に加えられる熱と圧力とを全面に亘って均一化することができる。

以下、実施例および比較例のクッション材を製造し、各種物性を調査した結果を示す。なお、実施例１〜４および比較例１は表層シートおよび接着シートを含んだ構成であり、比較例２〜１４は表層シート、接着シートなどを含まず、クッションシートのみで構成されている。
（実施例１）
織布材料として、経糸にガラスヤーン（番手６７．５ｔｅｘ）を２本合撚したもの（単繊維径５μｍ、単繊維本数２４００本の嵩高加工していない糸）、緯糸にガラスヤーン（番手６７．５ｔｅｘ）を４本合撚しバルキー加工したもの（単繊維径５μｍ、単繊維本数４８００本の嵩高糸）を用いた２重綾織りバルキーガラス織布を用意した。また、樹脂材料として、熱分解温度：５１２℃、ガラス転移温度：４００℃以上のポリイミド樹脂ワニス（濃度５％）を用意した。ガラス織布にこのポリイミド樹脂ワニスを含侵した後、２００℃で５分乾燥して、織布材料に対して１．７質量％の割合のポリイミド樹脂を付着させたクッションシートを用意した。

一方、表層シートとして、平織りガラス織布の片面（表面側）にポリイミド樹脂ワニスを塗布し、乾燥した後、反対面（接着層）にポリイミド樹脂ワニスを塗布し、乾燥したものを用意した。また、接着シートとして、平織りガラス織布の両面（接着層）にポリイミド樹脂ワニスを塗布し、乾燥したものを用意した。

得られた表層シート、クッションシート、接着シート、クッションシート、表層シートを順に積層し、１０ＭＰａ×１９０℃、加熱６０分＋冷却１０分の条件でプレスし、その後、３００℃×５時間の熱処理を行い、熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（実施例２）
実施例１から樹脂付着量を３．４質量％に変えたクッションシートを使用し、実施例１と同構成とした熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（実施例３）
実施例１から樹脂付着量を８．８質量％に変えたクッションシートを使用し、実施例１と同構成とした熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（実施例４）
実施例１から樹脂付着量を１３．２質量％に変えたクッションシートを使用し、実施例１と同構成とした熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例１）
実施例１と同じバルキーガラス織布に対して、１０．５質量％の割合のフッ素ゴムを含侵させたクッションシートを用意した。また、表層シートと接着シートについては、実施例１の接着層としてのポリイミド樹脂ワニスの代わりにフッ素ゴムワニスを付着させたものを用意し、実施例１と同構成とした熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例２）
経糸にガラスヤーン（番手６７．５ｔｅｘ）を４本合撚したもの（嵩高加工していない糸）、緯糸にガラスヤーン（番手６７．５ｔｅｘ）を４本合撚したもの（嵩高加工していない糸）を用い、織密度が経３４本／２．５ｃｍ、緯２２本／２．５ｃｍの綾織織布にポリイミド樹脂（実施例１のポリイミド樹脂と同じもの）を付着させ、２３０℃×５ｈで乾燥させ、基材質量に対し樹脂付着量が２．８質量％の割合の厚み０．７５ｍｍのクッションシートを用意した。このクッションシートを３枚重ねて熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例３）
経糸にガラスヤーン（番手６７．５ｔｅｘ）を４本合撚したもの（嵩高加工していない糸）、緯糸にガラスヤーン（番手６７．５ｔｅｘ）を４本合撚したもの（嵩高加工していない糸）を用い、織密度が経４５本／２．５ｃｍ、緯３０本／２．５ｃｍの朱子織の織布にポリイミド樹脂（実施例１のポリイミド樹脂と同じもの）を付着させ、２３０℃×５ｈで乾燥させ、基材質量に対し樹脂付着量が３．１質量％の割合の厚み１．１０ｍｍのクッションシートを用意した。このクッションシートを２枚重ねて熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例４）
経糸にポリメタフェニレンイソフタラミド紡績糸（番手５９．１ｔｅｘ、綿番手：１０番手）を２本合撚したもの、緯糸にポリメタフェニレンイソフタラミド紡績糸（番手５９．１ｔｅｘ、綿番手：１０番手）を３本合撚したものを用い、織密度が経９３本／２．５ｃｍ、緯６６本／２．５ｃｍの３重綾織の織布（厚み２．４０ｍｍ）としたクッションシートを用意した。このクッションシート１枚で構成する熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例５）
比較例４の織布に対し、ポリメタフェニレンイソフタラミド樹脂（濃度１０％）を含侵させ、２３０℃×５ｈで乾燥させ、基材質量に対し樹脂付着量が３．３質量％の割合とした厚み２．４０ｍｍのクッションシートを用意した。このクッションシート１枚で構成する熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例６）
比較例４の織布に対し、ポリイミド樹脂（実施例１のポリイミド樹脂と同じもの）を含侵させ、２３０℃×５ｈで乾燥させ、基材重量に対し樹脂付着量が３．１質量％の割合とした厚み２．４０ｍｍのクッションシートを用意した。このクッションシート１枚で構成する熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例７）
経糸にポリメタフェニレンイソフタラミド紡績糸（番手５９．１ｔｅｘ、綿番手：１０番手）を２本合撚したもの、緯糸にポリメタフェニレンイソフタラミド紡績糸（番手５９．１ｔｅｘ、綿番手：１０番手）を３本合撚したものを用い、織密度が経１０９本／２．５ｃｍ、緯８５本／２．５ｃｍの４重綾織の織布（厚み２．６０ｍｍ）としたクッションシートを用意した。このクッションシート１枚で構成する熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例８）
比較例７の織布に対し、ポリメタフェニレンイソフタラミド樹脂（濃度１０％）を含侵させ、２３０℃×５ｈで乾燥させ、基材重量に対し樹脂付着量が３．３質量％の割合とした厚み２．６０ｍｍのクッションシートを用意した。このクッションシート１枚で構成する熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例９）
比較例７の織布に対し、ポリイミド樹脂（実施例１のポリイミド樹脂と同じもの）を含侵させ、２３０℃×５ｈで乾燥させ、基材重量に対し樹脂付着量が３．０質量％の割合とした厚み２．６０ｍｍのクッションシートを用意した。このクッションシート１枚で構成する熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例１０）
経糸にポリパラフェニレンベンズオキサゾール紡績糸（番手２９．５ｔｅｘ、綿番手：２０番手）を２本合撚したもの、緯糸にポリパラフェニレンベンズオキサゾール紡績糸（番手２９．５ｅｘ、綿番手：２０番手）を２本合撚したものを用い、織密度が経６８本／２．５ｃｍ、緯６０本／２．５ｃｍの綾織の織布とした厚み０．５２ｍｍのクッションシートを用意した。このクッションシートを４枚重ねて熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例１１）
比較例１０の織布に対し、ポリイミド樹脂（実施例１のポリイミド樹脂と同じもの）を含侵させ、２３０℃×５ｈで乾燥させ、基材重量に対し樹脂付着量が３．３質量％の割合としたクッションシートを用意した。このクッションシートを４枚重ねて熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例１２）
ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維（繊維：東洋紡（株）製ザイロン）のウェブ３層とガラスクロス寒冷紗の基布２層とを交互に積層し、ニードルパンチした、厚み４．５ｍｍの不織布からなるクッションシートを用意した。このクッションシート１枚で構成される熱プレス用クッション材のサンプルを得た。なお、目付重量は、１３５０ｇ／ｍ^２（ウェブ：１１８０ｇ／ｍ^２、基布：１７０ｇ／ｍ^２）とした。

（比較例１３）
ＳＵＳ繊維からなるウェブをニードルパンチした、厚み５．０ｍｍの不織布からなるクッションシートを用意した。このクッションシート１枚で構成される熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

（比較例１４）
比較例１３の不織布に対し、ポリイミド樹脂（実施例１のポリイミド樹脂と同じもの）を含侵させ、２３０℃×５ｈで乾燥させ、基材重量に対し樹脂付着量が３．４質量％の割合とした厚み５．０ｍｍクッションシートを用意した。このクッションシート１枚で構成される熱プレス用クッション材のサンプルを得た。

表１には、各種クッションシートの基材を示す。表２には、各種クッションシートの条件を示す。

各種熱プレス用クッション材について下記の要領でプレス耐久性試験を行い、試験前後の厚さおよびクッション性の変化を測定した。その結果を表３〜８に示す。
［プレス耐久性試験条件］
加圧力：４．０ＭＰａ
温度：４００℃、３００℃、２８０℃
加熱時間：７０分（３０分間で２５℃から所定温度まで昇温し、その状態を４０分間保持）
冷却時間：３０分（水冷）
開放時間：１分
サンプルサイズ：２００ｍｍ角
プレス機：コンパクトプレスＭＨＰＣ−ＶＦ−４５０−４５０−１−８０（株式会社日本製鋼所製）

（厚さの評価方法）
各種サンプルについて、プレス前の厚さ、ならびに、１回、１０回、５０回および１００回のプレス後の厚さ（ｍｍ）を、ダイヤルシックネスゲージを用いて測定した。

（クッション性の評価方法）
各種サンプルについて、プレス前、ならびに、１回、１０回、５０回および１００回のプレス後に、クッション性を評価した。クッション性は、各種サンプルに下記の加圧試験を行い、加圧前と加圧下での厚みの差（μｍ）により圧縮クッション性を求めた。
加圧力：４．０ＭＰａ
加圧温度：４００℃、３００℃、２８０℃
予熱：０．０５ｋｇｆ／ｃｍ^２×２分
加圧速度：１ｍｍ／ｍｉｎ
サンプルサイズ：２５ｍｍφ
サンプル採取位置：耐久性試験用サンプルの、端から５ｃｍ以上離れた位置から１か所
試験装置：インストロン万能材料試験機５５６５型（インストロンジャパンカンパニィリミテッド製）

［空隙率評価プレス試験条件］
各種サンプルについて、プレス前、ならびに、１回、１０回、５０回および１００回のプレス後に、クッション部の空隙率Ｆｎを求めた。なお、本比較実験においては、耐久性試験用サンプルのサイズが２００ｍｍ角と小さいため、空隙率Ｆｎ評価用サンプルの採取位置は、端から５ｃｍ以上離れた位置から１か所のみとした。
加圧力：１０ＭＰａ
温度：２５℃
加圧速度：５ｍｍ／ｍｉｎ
サンプルサイズ：２５ｍｍ角
サンプル採取位置：耐久性試験用サンプルの、端から５ｃｍ以上離れた位置から１か所
試験装置：オートグラフ精密万能試験機ＡＧ−Ｘ（（株）島津製作所製）

（空隙率評価方法）
クッションシートの織布としてバルキーガラスを用いた実施例１〜４および比較例１については、上記条件での圧縮前のサンプルの厚さｔ_０およびクッション部１の厚みｔ_２、ならびに、圧縮時の厚さｔ_１を測定した。なお、圧縮前のサンプルの厚さｔ_０は、サンプルの中央部付近１点をダイヤルシックネスゲージにて測定し、圧縮時の厚さｔ_１については、上記、空隙率評価プレス試験条件のもとオートグラフ精密万能試験機で計測した。また、クッション部１の厚みｔ_２は、サンプルの断面をデジタルマイクロスコープ（キーエンスＶＨＸシリーズ）で５０倍に拡大して観察し、計測ツールでクッションシートの断面に沿った屈曲した繊維（経糸もしくは緯糸）のクッションシート上辺に位置する頂点２点を結んだ線と、下辺に位置する頂点２点を結んだ線との距離を計測した。クッションシートが複数層ある場合には、その合計厚さをクッション部１の厚みｔ_２とした。厚さｔ_２については、上記サンプルの各辺の中央部付近１か所（合計４か所）の平均値とした。

表２〜８に示すように、本発明の条件を満たす実施例１〜４においては、いずれの試験温度においても良好なクッション性を有してした。すなわち、実施例１〜４は、いずれの試験温度においても１００回のプレスにおいても高い空隙率を維持しており、良好な耐久性とクッション性を有してした。一方、比較例１〜１４では、一回の試験でも厚みおよびクッション性が極端に低下していた。特に、４００℃の試験においては、比較例１ではフッ素ゴムが炭化し、比較例４〜９でもポリメタフェニレンイソフタラミド繊維が炭化劣化しており、十分な耐熱性を備えていなかった。また、比較例１３、１４では、耐久性試験において、厚み、クッション性が著しく低下したため、繰り返し使用した場合に安定したクッション性が得られないものであった。

なお、表３〜８の「評価」のＡ〜Ｇの意味は、下記のとおりである。
Ａ良好
Ｂプレス１回でクッション性が低下した。
Ｃゴムが炭化した。また、表層が剥離して形状を維持できなかった。
Ｄプレス１回で厚み、クッション性が著しく低下した。
Ｅプレス１回で炭化劣化した。
Ｆプレス１０回でクラックが発生した。また、厚み、クッション性が著しく低下した。
Ｇ厚み、クッション性が著しく低下した。
Ｈプレス５０回でクラックが発生した。厚み、クッション性が著しく低下した。

１クッション部
２表層部
３接着層部
４接着シート部
５織布
５ａ経糸
５ｂ緯糸
６ポリイミド樹脂
７空隙
１１クッション材
１２被プレス材
１３，１３熱盤
１４鏡面板

Claims

クッション部を有する熱プレス用クッション材（ゴムを含浸させたものを除く）であって、
前記クッション部は、織布と、前記織布を構成する繊維の表面に付着させたポリイミド樹脂とを備え、内部に空隙を含み、
前記織布は、経糸および／または緯糸が、ガラス繊維からなる嵩高糸である、
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厚さをｔ_０、前記熱プレス用クッション材を、２５℃、１０．０ＭＰａの条件で圧縮した時の厚さをｔ_１、前記クッション部の厚さをｔ_２とするとき、下記（１）式から求められるＦｎが、０．２０以上である、
請求項１に記載の熱プレス用クッション材。
Ｆｎ＝（ｔ_０−ｔ_１）／ｔ_２・・・（１）
加圧条件４．０ＭＰａで、３０分間で２５℃から３００℃まで昇温し、その状態を４０分間保持し、続いて３０分間の水冷を行うという条件のプレスを１回行った後においても、上記（１）から求められるＦｎが、０．２０以上である、
請求項２に記載の熱プレス用クッション材。