JPH0375118A - 成形プレス用耐熱クッション材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プリント基板用積層板や建築用化粧合板な
どを製造するホットプレス工程に好適なりッション材に
関するものである。

〔従来の技術〕

各種電子機器に多用されるプリント配線用銅張り積層板
は通常、樹脂製プレプリグの両面に銅箔を積層した後、
これらを電気ないしは蒸気で加熱された熱盤で加圧して
製造する（第４図）。

この熱プレス工程において、プレプリグは加熱によりい
ったん粘度が下がって液体状態に戻った後、徐々に硬化
が進行する。従って、プレス時の昇温と加圧のタイ逅ン
グを樹脂の熱的特性に応じて適宜調整しなければならな
い、また、この工程での温度分布と圧力分布を均一化す
るために、高温・高圧下での繰り返し使用に耐えるクッ
ション材を介在させることが不可欠となる。

そして、一般にこの種の成形ブレス用耐熱クッション材
としては、紙、不織布、織布、樹脂、無機質材料、ゴム
などの単一素材で構成されたものと、複合材料で構成さ
れたものとがあった。

〔発明が解決しようとしている課題〕

上記従来の成形プレス用耐熱クッション材は、■クッシ
ョン性■耐熱性■熱移動特性■表面平滑性■寸法安定性
■質量の均一性、などの緒特性を満足することが要求さ
れるが、高温・高圧下での繰り返し使用によってこれら
の特性が劣化し、特に、クッション性と耐熱性が持続で
きないことがあった。

（１）　　クラフト紙はクッション性において極めて優
れているが、数回程度の繰り返し使用しかできず、耐久
性が劣り、粉塵発生の恐れもある。

（２）複合材としては、ガラスクロスと不織布を組み合
わせ、ゴムで一体化した積層基材の表面に芳香族ポリア
ミドシートを接着したものが知られている。この複合材
は、表面の耐熱性は改善されているものの、熱や圧力に
よる内部構造の劣化のため、寿命が不十分である。

（３）　　ロックウールとノぐルプ状の芳香族ポリアミ
ド粒子の混合体を複数枚積層して熱圧着し、表面にボリ
アミドシートを複数枚積層させたものは、耐熱性やクッ
ション性に優れているが、構成材料が無機質主体である
ため、粉塵が発生しやすく、折れやすいなどの欠点があ
る。

（４）　　このほかにも、種々の繊維で構成したものが
提案されている。

例えば、「ホットプレス機用二−ドルフェルトクッシゴ
ン材」　（実開昭５３−２６３８６）は、無機及び有機
繊維で構成され、 目付＝３００〜５０００　ｇ／ｍ” 密度＝０．１〜０．８ｇ／ｃｍ’ に設定された不織布が提案されている。

しかしながら、ガラス転移温度の低い素材を用いるため
クッション性の回復が悪くなる。また、ガラス転移温度
の高い素材を用いた場合でも、繊維太さや繊維長さなど
の条件が不適当であれば、良好なりッション性を得るこ
とができない。

また、「成形プレス用クッション材」　（実開昭５８−
７６４８）では、芳香族ポリアミド繊維を一部に用いた
シート材が提案されている。

しかしながら、構成繊維の条件に対する検討が不十分で
あり、クッション性と耐久性がともに優れたクッション
材を実現するに至っていない。

二の発明は上記の点に鑑み、長時間運転時の耐久性に冨
みながら、クッション性と耐熱性を維持できる成形プレ
ス用耐熱クッション材を提供することを目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するためこの発明の成形プレス用耐熱
クッション材は、太さ＝２〜１３ｄ、長さ＝３５〜１０
０　ｍｍ、捲縮数＝５〜２０個／インチ、の全芳香族ボ
リアミド繊維からなるウェッブを積層し、該積層体を一
または複数枚の基布とともに、密度＝０．１〜０．５ｇ
／ｃｍ’、目付＝３００〜５０００ｇ／ｍ３、となるよ
うニードリング接結し、耐久性を維持しながら、クッシ
ョン性と耐熱性を実現できるようにしたものである。

さらに、前記ニードリング接結後の積層体を、密度＝０
．５〜０．８ｇ／ｃｍ”　、となるよう圧縮し、長時間
運転時の圧縮率の変動を小さくできるように構成したも
のである。

〔実施例〕

実施例の説明に先立ち、成形プレス用耐熱クッション材
の特性を支配する諸要因を解析し、本願発明の構成要件
である限定条件の意味を明らかにしておく。

臣耐熱繊維について 芳香族ボリア湾ド繊維（ポリメタフェニレンイソフタル
アξド）は分解温度が４１５°Ｃと極めて高く、耐熱性
に優れ、しかも「腰」が強いため、クッション材の素材
として好適な特質を有している。

降繊維の太さ 繊維の太さは、主としてクッション性に大きく影響する
。即ち、ウェッブを構成する繊維が太くなるほど歪みに
対する反発力は増大するが、あまり太くなり過ぎると塑
性変形を起こしやすくなり、特に１３ｄ以上ではウェッ
ブの厚さの変形回復力が低下する。一方、繊維太さが細
くて２ｄ以下であっても変形回復力は低下して、繰り返
し使用時にウェッブ厚さが減少してしまう。

この結果、ウェッブ密度の増大により熱伝達速度が上昇
し、被加熱部材に不均一な熱分布が生じやすくなる。ま
た、クッション性や耐久性も低下する。従って、繊維の
太さは２〜１３ｄの範囲内が比較的良好で、３〜１０ｄ
程度がより好ましい。

し繊維長さについて ウェッブを構成する繊維は、３５ｍｍ以下ではニードリ
ングによる交絡効果が低下し、３次元フェルト構造を実
現できず、所定のクッション性を得ることができなくな
る。一方、繊維長さが１００ｍｍを越えると、ウェッブ
を均一に製造すること自体が困難になる。このため、繊
維長は３５〜１００ｍｍの範囲であることが望ましく、
さらに４゛０〜８０ｍｍの範囲が好適である。

（＞捲縮数または捲縮率について 捲縮数と捲縮率は、ウェッブのクッション性に大きく影
響する。捲縮数が２０個／インチ以上になると、繊維の
弾性が大きくなり過ぎてニードル効果が低下し、３次元
構造となりにくくなる。即ち、個々の繊維は弾性を有し
ていても、繊維集合体であるウェッブとしては復元力の
ある不織布とならない。このため、 捲縮数＝１０〜１５個／インチ または、 捲縮率＝５〜２０％ 程度が望ましい。

し密度について 密度はクッション性、耐久性、熱移動特性などクッショ
ン材に必要な特性のすべてに影響する。

即ち、ニードリング後のみかけの密度が０．１　ｇ／　
ｃ　ｍ　”未満のフェルトは柔らかすぎて「腰」がなく
、しっかりしたクッション性を維持することができない
、一方、みかけの密度が０．　５ｇ／ｃｍ３以上では、
構成繊維間の空隙が少ないため各繊維が移動しづらくな
り、柔軟なりッション性を得ることができなくなる。ま
た、密度が高すぎるとニードリング時の針抵抗が大きく
なり、針折れや繊維の損傷が多くなるという問題も生じ
る。こうした理由から、クッション材としてのみかけ密
度は０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３の範囲内であることが好
ましい。

但し、ニードリング処理を施しただけの状態でクッショ
ン材として使用することが可能な場合もないわけではな
いが、初期変動を小さくして安定使用できるようにする
ため、予め熱プレスで圧縮することに、よりより良好な
りッション性をえることができる。圧縮後の密度は、０
．５ｇ／ｃｍ”以下では使用初期の厚み変動が大き過ぎ
、逆に、圧縮後に密度が０．８以上になると繊維の永久
変形が大きくなり、厚みの復元性が悪くなる。このため
、圧縮後の密度は０．５〜０．８ｇ／ｃｍ’程度が望ま
しい。

し織布について クッション材としての寸法安定性を確保し、ニードル作
業を容易にするには基布となる織布が必要となる。該織
布の素材としては耐熱性の高いものが好ましく、例えば
、芳香族ボリアミドなどが好適である。また、織布の組
織は寸法安定性に優れる平織が望ましく、繊維はスパン
糸かマルチフィラメントヤーンが好適である。これは、
モノフィラメントのように硬く、太い糸を使った織布で
は積層板に凹凸のプレスマークがついてしまい、製品品
質の低下につながるからである。

但し、基布自体はクッション性には寄与せず、むしろ平
滑性の低下やコストアップ要因となるため、寸法安定性
を確保できる最低限度の使用にとどめるべきである。具
体的には、フェルト全体に対して、重量で３５％以下と
なるよう構成することが望ましい。

〉目（寸げについて 目付けは、前記みかけの密度と同様に、クッション材の
熱移動性に影響を与える。即ち、目付けが５０００　ｇ
／ｍ”を越えると熱移動性が悪くなり、熱プレス加工時
間を長くしなければならず、能率低下と積層板の欠陥発
生を誘発する恐れも生じる。一方、目付けが３００ｇ／
ｍ”以下であっては、クッション性が低下して「腰」の
ない状態になり、取り扱いが困難となる。

従って、目付は範囲としては、３００〜５０００ｇ／ｍ
”程度が望ましい。

上述のような考察と種々の実験結果に基づき、下記の実
施例に示すような戒形プレス用耐熱クッジョン材を構成
した。

以下、この発明を添付の図面に示す一実施例に基づいて
説明する。

第１図は本願成形ブレス用耐熱クッション材の斜視図、
第２図は試験機の加熱・加圧サイクルを示す運転特性図
、第３図は長時間運転時の圧縮率変化を示す特性図、第
４図はプリント配線板用積層板のプレス成形構成を示す
原理図である。

図において、１は本願成形ブレス用耐熱クッション材で
、該クッション材１は、ウェッブＷを積層した積層体を
基布Ｋにニードリング接結し、さらに積層体と基布Ｋを
３段に重ねてニードリング接結して構成されている。

即ち、まず、 太さ＝５ｄ 長さ＝７６ｍｍ 捲縮数＝１０〜１２個／インチ の全芳香族ポリアミド繊維（商品名「コーネックス」）
を、カーデイングマシン、クロスラッパーによって ０１寸け＝１９０ｇ／ｍ” のウェッブＷに積層した後、該積層体を０１寸け＝１０
０ｇ／ｍ” の基布Ｋ（平織）にニードリングして一体化し、層状構
成とする。

次に、この層状体に別のウェッブＷからなる積層体と基
布Ｋを重ねてニードリングすることを複数回繰り返す。

これにより、 目付け一３０００ｇ／ｍ” 密　度＝０．１８ｇ／ｃｍ’ の積層体からなるフェルト体が構成される。

さらに、このフェルト体を 温　度＝２００℃、加圧力＝８０ｋｇ／ｃｍ’なる条件
で、熱盤プレス機により圧縮加工し、密　度＝０．５５
４ｇ／ｃｍ” ０１寸け＝３０２０ｇ／ｍ” のクッション材１を得た。

（実験） 上記のように構成したクッション材１と、■クラフト紙 ■強化ゴム複合品 ■ロックウール・芳香族ポリアミド積層品の３種の従来
製品について、クッション性と耐久性の比較試験を行っ
た。

第２図は、クッション性の比較テストをする際、被試験
材に与える負荷条件となる熱盤プレスの温度−圧力サイ
クルを示す特性図である。

ここで、試験条件は、 試験機−テスト用熱盤プレス機 最高温度＝　１８０　’Ｃ 加圧力＝　１５〜５０　ｋ　ｇ／　ｃｍ”加圧時間（５
０ｋｇ／ｃｏ＋”）　＝　５０分などとなっている。

第３図は上記条件による圧縮率の変動を示すもので、従
来品が２〜３％の圧縮率であるのに対し、本願クッショ
ン材は５％のレベルで安定し、高いクッション性を有す
ることが確認できる。但し、ここで、 圧縮率＝（（ｔ＋ｓ　　ｔｓ。）　／　ｔ’ｓ’）　Ｘ
　１００ｔ　＋ｓ＝　１５ｋｇ／ｃｍ”負荷時の試料厚
さｔ、。＝　５０ｋｇ／ｃ−負荷時の試料厚さと定義し
である。

この実験から、本願クッション材が２００回程度の繰り
返し負荷後でも、高いクッション性を維持できることが
明らかになった。

そこで、上記４種の各クッション材を、エポキシ樹脂積
層板のクッション材として、 温度＝１８０°Ｃ 加熱＝４０分 冷却＝３０分 なる条件で実機運転に適用した。その結果、強化ゴム複
合品はゴムの劣化により、また、ロックウール・芳香族
ポリアミド積層品は粉末化して折れ、それぞれ２００回
程度で使用不能となったのに対し、本願クッション材は
６００〜７００回でもクッション性が失われず長寿命で
あることが確認された。

〔発明の効果〕

上記のようにこの発明の成形ブレ入用耐熱クッション材
は、太さ＝２〜１３ｄ、長さ−３５〜１００　ｍ　ｍ　
Ｓ捲縮数＝５〜２０個／インチ、の全芳香族ボリアミド
繊維からなるウェッブを積層し、該積層体を一または複
数枚の基布とともに、密度＝０．１〜０．５ｇ／ｃｍ’
　、目（寸−３００〜５０００ｇ／ｍ３、となるようニ
ードリング接結したことを特徴としているので、耐久性
を維持しながら、クッション性と耐熱性において、従来
品をはるかに上回る高性能を実現できる。

また、ニードリング接゛結後の積層体を、密度＝０．５
〜０．８ｇ／ｃｍ３、となるよう圧縮することで、長時
間運転時の圧縮率の変動を小さくすることができる。

この結果、積層板や化粧合板の製造工程の効率化と製品
品質の向上に多大な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願成形プレス用耐熱りッシッン材の斜視図、
第２図は試験機の加熱・加圧サイクルを示す運転特性図
、第３図は長時間運転時の圧縮率変化を示す特性図、第
４図はプリント配線板用積層板のプレス底形構成を示す
原理図である。 １・−成形プレス用耐熱りツション材 Ｋ　−基布 Ｗ−・ウェッブ（積層体） 代　理　人　弁理士 羽村行弘 第１１！ｉ 第２図 第４ｉ！１ 時間（今）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）太さ＝２〜１３ｄ、長さ＝３５〜１００ｍｍ、捲
   縮数＝５〜２０個／インチ、の全芳香族ポリアミド繊維
   からなるウエッブを積層し、該積層体を一または複数枚
   の基布とともに、密度＝０．１〜０．５ｇ／ｃｍ＾３、
   目付＝３００〜５０００ｇ／ｍ＾２、となるようニード
   リング接結したことを特徴とする成形プレス用耐熱クッ
   ション材。
2. （２）前記ニードリング接結後の積層体を、密度＝０．
   ５〜０．８ｇ／ｃｍ＾３、となるように圧縮したことを
   特徴とする成形プレス用耐熱クッション材。