KR100551390B1

KR100551390B1 - 열 프레스용 쿠션재 및 적층판의 제조 방법

Info

Publication number: KR100551390B1
Application number: KR1020047006951A
Authority: KR
Inventors: 요시다아키라
Original assignee: 야마우치 가부시키가이샤
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2006-02-09
Also published as: TWI231265B; CN1697727A; US20050014437A1; KR20050030889A; EP1462233A1; EP1462233A4; TW200413165A; JP2003145567A; JP3920627B2; WO2003039832A1; CN100398291C

Abstract

열 프레스용 쿠션재는, 쿠션성과 열전달성의 양쪽을 향상시키기 위해, 섬유(A) 및 섬유(B)의 혼합 섬유로 이루어지는 부직포를 구비하고, 섬유(A)는 방향족 폴리아미드 섬유이고, 섬유(B)는 길이 방향의 열전도율이 10W/(m·K) 이상이고, 분해 시작 온도가 350℃ 이상이고, 초기 인장 저항도가 1000g/d 이상이고, 또한 비전기 저항이 10¹⁰Ω·cm 이상의 섬유이다.

열 프레스용 쿠션재

Description

열 프레스용 쿠션재 및 적층판의 제조 방법{CUSHIONING MATERIAL FOR HOT PRESSING AND PROCESS FOR PRODUCTING LAYERED BOARD}

본 발명은, 열 프레스용 쿠션재 및 적층판의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은, 동장(銅張) 적층판, 플렉시블 프린트 기판, 다층 적층판 등의 프린트 기판이나, IC 카드, 액정 표시판, 세라믹스 적층판 등, 적층 구조를 갖는 정밀 기기 부품(이하, 본 발명에서 「적층판」이라고 칭한다)을 제조하는 공정에서, 대상 제품을 프레스 성형이나 열압착하는 때에 사용되는 열 프레스용 쿠션재 및 해당 쿠션재를 사용한 적층판의 제조 방법에 관한 것이다.

프린트 기판 등의 적층판의 제조에 있어서, 프레스 성형이나 열압착의 공정에서는, 도 16에 도시한 바와 같이 프레스 대상물인 적층판 재료(23)를 열반(熱盤)(24, 24) 사이에 끼워 넣고, 일정한 압력과 열을 가하는 방법이 이용된다. 정밀도가 좋은 성형품을 얻기 위해서는, 열 프레스에 있어서, 적층판 재료(23)에 가하여지는 열과 압력을 전면에 걸쳐서 균일화할 필요가 있다. 이와 같은 목적으로, 열반(24)와 적층판 재료(23)와의 사이에 평판형상의 쿠션재(25)를 개재시킨 상태로 열 프레스가 행하여지고 있다.

열 프레스용 쿠션재(25)로서는, 크라프트지, 유기 또는 무기 섬유를 바인더 로 결합한 것, 고무, 부직포, 고무와 부직포와의 적층체 등, 다양한 종류의 것이 사용되고 있다. 크라프트지 이외는, 기본적으로는 복수회의 프레스에 반복 사용된다. 그 중에서도, 부직포를 이용한 쿠션재(25)는, 열반 및 프레스 단(段) 내 적층물의 두께 불균일을 흡수하는 성능이 우수하기 때문에, 판두께 정밀도가 요구되는 적층판이나 요철이 있는 적층판의 프레스 성형에 있어서, 균일한 가압력을 적층판 재료(23) 전체면에 가할 필요가 있는 경우에 특히 적합하다.

열 프레스용 쿠션재에는 내열성이 요구되기 때문에, 부직포를 이용한 쿠션재의 섬유 소재로서, 종래는, 방향족 폴리아미드 섬유가 일반적으로 사용되고 있다. 공지 문헌으로서, 특개소55-101224호 공보에는, 방향족 폴리아미드 섬유로 이루어지는 다층 니들펠트 쿠션재가 기재되어 있다. 또한, 동 공보에는, 방향족 폴리아미드 섬유에 불소계 섬유, 유리 섬유, 금속 섬유, 탄소 섬유 등을 혼합하여도 좋다고 기재되어 있다.

해마다 프린트 기판 등의 적층판은 정밀화의 경향에 있고, 이 때문에, 적층판을 제조할 때에 이용되는 열 프레스용 쿠션재에는 쿠션성의 향상이 요구되고 있다. 그와 동시에, 적층판의 제조의 효율화를 위해서는 프레스에 요하는 시간을 단축화할 필요가 있고, 그 때문에 쿠션재에는 열전달성의 향상도 요구되고 있다.

그런데, 쿠션재의 쿠션성을 높이기 위해 부직포의 단위면적당 질량(두께)을 크게 하면 열전달성이 나빠지고, 열전달성을 중시하여 부직포의 단위면적당 질량을 작게 하면 쿠션성이 나빠져 버린다. 이와 같이, 쿠션성의 향상과 열전달성의 향상은 상반되는 요구이다. 근래의 적층판의 정밀화 및 적층판의 제조의 효율화에의 흐 름에 대해, 종래 공지인 부직포제 쿠션재로는, 쿠션성의 향상과 열전달성의 향상이라는 2개의 요구를 동시에 만족시킬 수가 없었다.

그래서, 본 발명의 하나의 목적은, 쿠션성과 열전달성의 양쪽을 향상시킬 수 있는 열 프레스용 쿠션재를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 열 프레스용 쿠션재의 쿠션성과 열전달성의 양쪽을 향상시킴에 의해, 정밀한 적층판을 효율적으로 제조할 수 있는 적층판의 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명자는, 열 프레스용 쿠션재에 이용하는 부직포를, 방향족 폴리아미드 섬유에 다른 섬유를 혼합한 혼합 부직포로 함으로써 상기 과제를 해결하려고 시도하였다. 상기 특개소55-101224호 공보에도 기재되어 있는 바와 같이, 열 프레스용 쿠션재에 이용하는 부직포로서, 방향족 폴리아미드 섬유와 다른 섬유를 혼합하는 시도는 종래로부터 이루어지고 있다. 그러나, 쿠션성의 향상과 열전달성의 향상이라는 상반되는 요구를 동시에 만족시킬 수 있는 열 프레스용 쿠션재는, 종래 공지의 혼합 부직포로부터는 얻어지지 않았다.

본 발명자는, 예의 연구를 거듭한 결과, 방향족 폴리아미드 섬유에 특정한 섬유를 혼합함에 의해, 쿠션성의 향상과 열전달성의 향상을 동시에 달성할 수 있음을 발견하였다.

즉, 하나의 양상에 있어서, 본 발명에 의한 열 프레스용 쿠션재는, 하기 섬유(A) 및 하기 섬유(B)의 혼합 섬유로 이루어지는 부직포를 구비하는 것을 특징으 로 한다.

섬유(A) : 방향족 폴리아미드 섬유

섬유(B) : 길이 방향의 열전도율이 10W/(m·K) 이상이고, 분해 시작 온도가 350℃ 이상이고, 초기 인장 저항도가 1000g/d 이상이고, 또한 비전기(比電氣) 저항이 10¹⁰Ω·cm 이상인 섬유

또한, 다른 양상에 있어서, 본 발명에 의한 열 프레스용 쿠션재는, 하기 섬유(A) 및 하기 섬유(B)의 혼합 섬유로 이루어지는 부직포를 구비하는 것을 특징으로 한다.

섬유(A) : 방향족 폴리아미드 섬유

섬유(B) : 폴리벤자졸 섬유

열 프레스용 쿠션재를 상기 섬유(A)와 상기 섬유(B)와의 혼합 섬유로 이루어지는 부직포를 구비하는 구성으로 함으로써, 열 프레스용 쿠션재의 쿠션성과 열전달성이 함께 향상한다.

쿠션성과 열전달성의 양자를 향상시키기 위해, 바람직하게는, 중량분율(重量分率)로 표시한 상기 섬유(A) 및 상기 섬유(B)의 혼합비율(섬유(A)/섬유(B))을 95/5 내지 55/45로 한다.

바람직하게는, 상기 부직포는, 기포(基布)의 상하에 상기 혼합 섬유를 적층하고, 니들펀치에 의해 일체화한 것이다. 니들펀치를 시행함에 의해, 웹(web)을 구성하는 섬유, 특히 높은 열전도율을 나타내는 섬유(B)를 쿠션재의 두께 방향으로 배향시킬 수 있기 때문에, 쿠션재의 열전달성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

쿠션재의 열전달성을 향상시킴과 함께, 쿠션성의 경시 변화량을 작게 하기 위해, 바람직하게는, 상기 부직포에 대해, 미리, 두께 1mm당의 단위면적당 질량이 350g/(m²·mm) 내지 1500g/(m²·mm)로 되도록 압축 처리를 시행하여 두는 것이 좋다.

하나의 실시예로는, 쿠션재는, 2층 이상의 상기 부직포가 접착한 구조를 구비한다. 또한, 다른 실시예로는, 상기 쿠션재는 3층 이상의 적층 구조이고, 상기 부직포는 표면층과 이면층과의 사이에 위치하고, 상기 부직포의 표면 및 이면에 위치하는 섬유가 해당 표면 및 이면에 접하는 층에 의해 고정되어 있다. 이 경우, 예를 들면, 상기 표면층과 상기 이면층과의 사이에 고무층을 포함한다. 상기 표면층 및 상기 이면층은, 바람직하게는, 필름, 직포, 종이, 박(箔), 시트 및 판으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.

하나의 양상에 있어서, 본 발명에 의한 적층판의 제조 방법은, 적층판 재료와 가열·가압 수단과의 사이에 쿠션재를 개재시킨 상태에서 가열·가압 처리하는 적층판의 제조 방법으로서, 쿠션재는, 하기 섬유(A) 및 하기 섬유(B)의 혼합 섬유로 이루어지는 부직포를 구비하는 것을 특징으로 한다.

섬유(A) : 방향족 폴리아미드 섬유

섬유(B) : 길이 방향의 열전도율이 10W/(m·K) 이상이고, 분해 시작 온도가 350℃ 이상이고, 초기 인장 저항도가 1000g/d 이상이고, 또한 비전기 저항이 10¹⁰Ω ·cm 이상인 섬유

다른 양상에 있어서, 본 발명에 의한 적층판의 제조 방법은, 적층판 재료와 가열·가압 수단과의 사이에 쿠션재를 개재시킨 상태에서 가열·가압 처리하는 적층판의 제조 방법으로서, 쿠션재는, 하기 섬유(A) 및 하기 섬유(B)의 혼합 섬유로 이루어지는 부직포를 구비하는 것을 특징으로 한다.

섬유(A) : 방향족 폴리아미드 섬유

섬유(B) : 폴리벤자졸 섬유

열 프레스용 쿠션재를 상기 섬유(A)와 상기 섬유(B)와의 혼합 섬유로 이루어지는 부직포를 구비하는 구성으로 함으로써, 열 프레스용 쿠션재의 쿠션성과 열전달성이 함께 향상한다. 쿠션재의 쿠션성이 향상함에 의해 정밀한 적층판을 제조할 수 있게 되고, 쿠션재의 열전달성이 향상함에 의해 프레스 시간을 단축할 수 있고, 적층판을 효율적으로 제조할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 열 프레스용 쿠션재의 한 실시예를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 열 프레스용 쿠션재의 다른 실시예를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 열 프레스용 쿠션재의 또다른 실시예를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 열 프레스용 쿠션재의 또다른 실시예를 도시한 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 열 프레스용 쿠션재의 또다른 실시예를 도시한 단면 도.

도 6은 본 발명에 따른 열 프레스용 쿠션재의 또다른 실시예를 도시한 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 열 프레스용 쿠션재의 또다른 실시예를 도시한 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 열 프레스용 쿠션재의 또다른 실시예를 도시한 단면도.

도 9는 본 발명에 따른 열 프레스용 쿠션재의 또다른 실시예를 도시한 단면도.

도 10은 본 발명에 따른 열 프레스용 쿠션재의 또다른 실시예를 도시한 단면도.

도 11은 본 발명에 따른 열 프레스용 쿠션재의 또다른 실시예를 도시한 단면도.

도 12는 본 발명에 따른 열 프레스용 쿠션재의 또다른 실시예를 도시한 단면도.

도 13은 본 발명에 의한 적층판의 제조 방법에 이용하는 열 프레스 장치의 개략을 도시한 단면도.

도 14는 열저항 측정을 위한 시험기의 개략을 도시한 단면도.

도 15는 쿠션성 측정을 위한 시험기의 개략을 도시한 단면도.

도 16은 종래의 열 프레스 장치의 개략을 도시한 단면도.

이하, 본 발명의 실시예에 관해, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1 내지 도 12는, 본 발명에 의한 열 프레스용 쿠션재의 실시예를 도시한다. 어느 쿠션재도, 기포(1)의 상하 양면에 웹(2)을 적층하고, 니들펀치에 의해 일체화한 부직포를 구비하고 있다. 또한, 도 2 내지 도 12에는, 부직포층(3)에 있어서 기포(1)의 도시를 생략하고 있다.

부직포(층)(3)에 있어서, 웹(2)은, 방향족 폴리아미드 섬유(섬유(A))와 소정의 물성을 갖는 섬유(섬유(B))와의 혼합 섬유로 이루어지는 섬유 집합체이다. 섬유(B)는, 길이 방향의 열전도율이 10W/(m·K) 이상이고, 분해 시작 온도가 350℃ 이상이고, 초기 인장 저항도가 1000g/d 이상이고, 또한 비전기 저항이 10¹⁰Ω·cm 이상이라는 조건을 충족시킬 필요가 있다.

길이 방향으로 10W/(m·K) 이상이라는 높은 열전도율을 나타내는 섬유를 방향족 폴리아미드 섬유에 혼합함에 의해, 열 프레스용 쿠션재의 열전달성이 향상한다. 여기서, 섬유(B)의 길이 방향의 열전도율의 측정은, 예를 들면 Jpn. J. Appl·Phys., 36, 5633(1997)에 도시한 방법으로 측정할 수 있지만, 이 이외의 공지의 방법에 의해 측정하여도 상관 없다.

열 프레스용 쿠션재는, 가열하에서 반복 사용되기 때문에, 내열성이 요구된다. 이 때문에, 방향족 폴리아미드 섬유에 혼합하는 섬유는, 분해 시작 온도가 350℃ 이상일 필요가 있다. 방향족 폴리아미드에 혼합하는 섬유의 내열성이 낮으면, 열 프레스에 반복 사용하고 있는 사이에 이 섬유가 열분해할 우려가 있다. 섬유가 열분해하면, 쿠션재의 물성이 저하되거나, 섬유 자체가 파손되거나, 섬유의 성분이 블리드물이나 가스로 되어 쿠션재의 밖으로 누출하고, 프레스 대상 제품이나 주위의 환경을 오염하거나 한다는 문제가 발생한다. 방향족 폴리아미드 섬유(섬유(A))는 융점을 갖지 않고, 열분해 온도는 일반적으로 400℃ 내지 550℃ 정도이다. 이에 더하여, 방향족 폴리아미드 섬유에 혼합하는 섬유(섬유(B))도 분해 시작 온도가 350℃ 이상으로 함에 의해, 이들의 섬유를 혼합한 부직포를 구비한 쿠션재는 쿠션성 그 밖의 물성이 장기에 걸쳐서 저하되지 않는 것으로 된다. 또한, 분해 시작 온도는, JIS K7120에 규정된 열중량 측정 방법에 의해 측정할 수 있다.

1000g/d 이상이라는 높은 초기 인장 저항도를 갖는 섬유를 방향족 폴리아미드 섬유에 혼합함에 의해, 열 프레스용 쿠션재는 비가압 상태에서는 비교적 부피가 크고, 가압시에는 두께의 변화량이 크고, 또한 가압 해제시에는 두께의 회복성이 우수한 것으로 된다. 즉 쿠션재의 쿠션성이 향상한다. 또한, 초기 인장 저항도는, JIS L1013에 규정되는 방법에 의해 측정할 수 있다.

열 프레스용 쿠션재를 구성하는 부직포의 섬유 재료는, 절연성 섬유일 필요가 있다. 그 이유는, 일반적으로, 프린트 기판 등의 적층판은, 절연성의 기재에 정밀한 회로가 형성되기 때문에, 쿠션재에 도전성 섬유를 사용한 경우, 만약 그 섬유가 어떠한 원인으로 적층판중으로 혼입되면, 적층판에 있어서 치명적인 이상으로 되기 때문이다. 이 때문에, 방향족 폴리아미드 섬유와 혼합하는 섬유는 비전기 저 항이 10¹⁰Ω·cm 이상의 절연성 섬유로 한다. 또한, 이 의미에서, 금속 섬유나 탄소 섬유 등의 도전성 섬유는 사용할 수 없다.

섬유(B)로서의 상기 물성을 모두 구비한 섬유로서, 폴리벤자졸(PBZ) 섬유를 들 수 있다. PBZ 섬유에는, 폴리 파라페닐렌벤조비스옥사졸(PBO) 섬유나 폴리 파라페닐렌 벤조비스티아졸(PBT) 섬유, 또는 이들의 랜덤 또는 블록 공중합체로 이루어지는 섬유가 포함된다. 그 중에서, 현재는 PBO 섬유가 최적이다. PBO 섬유는, 상품명 「ZYLON」으로서 동양방적사에서 시판되고 있는 것이 입수 가능한다.

방향족 폴리아미드 섬유에 혼합하는 섬유(B)로서, PBZ 섬유 또는 상기 물성을 모두 구비하고 있는 섬유를 이용함에 의해, 열 프레스용 쿠션재의 쿠션성과 열전달성을 함께 향상시킬 수 있고, 적층판의 제조에 적합한 열 프레스용 쿠션재로 할 수 있다.

섬유(A)와 섬유(B)의 혼합비율(섬유(A)/섬유(B))은, 95/5 내지 55/45, 보다 바람직하게는 90/10 내지 55/45의 범위 내에서 설정하는 것이 바람직하다. 섬유(A)에 대한 섬유(B)의 비율이 이보다 작으면, 섬유(B)를 혼합하는 효과가 작다. 한편, 섬유(A)에 대한 섬유(B)의 비율이 이보다 크면, 쿠션재의 열전달성이 지나치게 커지고, 열의 완충 작용에 떨어지는 것으로 되고, 성형 재료에 전달하는 열이 불균일하게 될 우려가 있다.

쿠션재는, 기포(1)의 상하 양면에 웹(2)을 적층하고, 니들펀치에 의해 일체화한 부직포이다. 기포(1)는, 유리 섬유, 방향족 폴리아미드 섬유, 폴리벤자졸 섬 유 등의 내열성 섬유로 이루어지는 직포나, 이들의 직포에 불소고무 등의 내열성 접착제를 도포한 것 등이 매우 적합하게 사용된다. 기포(1)는, 쿠션재의 치수 안정성에 기여하고 있고, 기포(1)와 웹(2)이 니들펀치에 의해 서로 꼬여 있음에 의해, 열 프레스에 반복 사용한 경우에도, 쿠션재의 형상이 유지될 수 있고, 내구성에 우수한 것으로 된다. 또한, 도 1에 있어서, 기포(1)는 1층뿐이지만, 2층 이상의 기포(1)와 웹(2)을 교대로 적층한 것이라도 상관 없다.

쿠션재가 니들펀치 부직포를 구비하는 것은, 본 발명에 있어서는 다음과 같은 특유의 작용 효과를 이룬다. 즉, 니들펀치를 시행함에 의해, 웹(2)을 구성하는 섬유는 두께 방향으로 배향된다. 웹(2)에는, 길이 방향으로 10W/(m·K) 이상이라는 높은 열전도율을 나타내는 섬유(B)가 혼합되어 있고, 이 섬유(B)가 니들펀치에 의해 두께 방향으로 배향함에 의해, 쿠션재의 열전달성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 니들펀치의 정도를 변경하여 섬유의 배향 정도를 조절함에 의해, 쿠션재의 열전달성을 최적으로 조정하는 것도 가능한다.

쿠션재로서의 부직포는, 적층판의 제조에 사용하기 전에, 프레스 등의 방법으로 압축 처리를 시행함에 의해, 두께 1mm당의 단위면적당 질량을 350g/(m²·mm) 내지 1500g/(m²·mm)로 하여 두는 것이 바람직하다. 미리 압축 처리를 시행하여 둠에 의해, 쿠션재의 열전달성이 향상한다. 또한, 미리 압축 처리를 시행하여 둠에 의해, 적층판의 제조에 반복 사용하는 사이에 쿠션재에 발생하는 쭈구러드는 량을 작게 할 수 있고, 쿠션성의 경시 변화량을 작게 할 수 있다.

다음에, 도 2 내지 도 12에 도시한 각 열 프레스용 쿠션재의 구성에 관해 설명한다. 각 열 프레스용 쿠션재에 있어서, 같은 재료에는 같은 부호를 사용하고 있다.

도 2에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 도 1에 도시한 구성의 부직포층(3)의 양면에 표면층(4) 및 이면층(5)이 접착되어 있다. 표면층(4) 및 이면층(5)은, 내열성의 유기 또는 무기 재료로 이루어지는 필름, 직포, 종이, 박, 시트, 판 등이다. 이들의 재료의 편면(片面)에 접착제 등에 의해 접착성을 부여한 것을 붙일 수 있다. 또한, 필름의 한 형태로서, 액상 수지를 코팅하고, 경화시켜서 표면층(4), 이면층(5)을 형성하여도 좋다. 표면층(4) 및 이면층(5)으로서 특히 바람직한 것으로서, 유리 크로스 기재의 편면(접착면)에 불소고무계의 접착제를 도포하고, 다른면(표면)에 폴리이미드 수지를 코팅한 시트를 들 수 있다.

도 3에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 도 1에 도시한 구성의 부직포층(3)을 2층 이용하고, 2층의 부직포층(3, 3)이 접착 보강층(6)에 의해 접착되어 있다. 상하의 부직포층(3, 3)의 표면에는, 각각 표면층(4) 및 이면층(5)이 접착되어 있다. 접착 보강층(6)는, 유리 섬유, 방향족 폴리아미드 섬유, 폴리벤자졸 섬유 등의 내열성 섬유로 이루어지는 직포의 양면에 접착제 등에 의해 접착성을 부여한 것을 이용할 수 있다. 한 예로서, 유리 크로스의 양면에 불소고무계의 접착제를 도포한 것을 들 수 있다.

도 4에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 도 1에 도시한 구성의 부직포층(3)을 3층 이용하고, 각 부직포층(3', 3, 3')의 사이에 접착 보강층(6, 6)을 개재시켜서 접착되어 있다. 상하의 부직포층(3', 3')의 표면에는, 각각 표면층(4) 및 이면층(5)이 접착되어 있다. 도 4에 도시한 구성에 있어서, 부직포층(3)은 접착 보강층(6)을 개재시켜서 4층 이상으로 하여도 상관 없다.

도 5에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 도 1에 도시한 구성의 부직포층(3)을 2층 이용하고, 2층의 부직포층(3, 3)의 사이에 고무층(7)이 개재되어 있다. 상하의 부직포층(3, 3)의 표면에는, 각각 표면층(4) 및 이면층(5)이 접착되어 있다. 고무층(7)과 부직포층(3, 3)은, 접착제층을 개재시키는 일 없이, 고무층(7)의 가황에 의해 접착되어 있다. 고무층(7)의 재료로서는, 불소고무, EPDM 등의 내열성의 고무를 이용할 수 있다.

도 6에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 도 1에 도시한 구성의 부직포층(3)을 2층 이용하고, 2층의 부직포층(3, 3)의 사이에 고무층(7)이 개재되어 있다. 상하의 부직포층(3, 3)의 표면에는, 각각 표면층(4) 및 이면층(5)이 접착되어 있다. 고무층(7)과 부직포층(3, 3)은, 접착 보강층(6, 6)을 개재시켜서 접착되어 있다.

도 7에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 도 1에 도시한 구성의 부직포층(3)을 2층 이용하고, 2층의 부직포층(3, 3)의 사이에는, 2층의 고무층(7, 7)의 사이에 유리 섬유, 방향족 폴리아미드 섬유, 폴리벤자졸 섬유 등의 내열성 섬유로 이루어지는 직포인 보강층(8)이 끼워진 적층 구조가 개재되어 있다. 상하의 부직포층(3, 3)의 표면에는, 각각 표면층(4) 및 이면층(5)이 접착되어 있다. 고무층(7)과 부직포층(3) 및 고무층(7)과 보강층(8)은, 접착제층을 개재시키는 일 없이, 고무층(7)의 가황에 의해 접착되어 있다.

도 8에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 도 1에 도시한 구성의 부직포층(3)을 4층 이용하고 있다. 상부의 2층의 부직포층(3', 3) 및 하부의 2층의 부직포층(3, 3')은, 각각 접착 보강층(6)을 개재시켜서 접착되어 있다. 상부의 2층의 부직포층(3', 3)과 하부의 2층의 부직포층(3, 3')의 사이에는 2층의 고무층(7, 7)의 사이에 보강층(8)이 끼워진 적층 구조가 개재되어 있다. 상하의 부직포층(3', 3')의 표면에는, 각각 표면층(4) 및 이면층(5)이 접착되어 있다. 고무층(7)과 부직포층(3) 및 고무층(7)과 보강층(8)은, 접착제층을 개재시키는 일 없이, 고무층(7)의 가황에 의해 접착되어 있다.

도 9에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 도 1에 도시한 구성의 부직포층(3)의 상하 양면에 고무층(7, 7)이 적층되고, 또한 그 상하 양면에 표면층(9) 및 이면층(10)이 적층되어 있다. 표면층(9) 및 이면층(10)은, 내열성의 유기 또는 무기 재료로 이루어지는 필름, 직포, 종이, 박, 시트, 판 등을 이용할 수 있다. 고무층(7)과 부직포층(3) 및 고무층(7)과 표면층(9), 이면층(10)은, 접착제층을 개재시키는 일 없이, 고무층(7)의 가황에 의해 접착할 수 있다. 표면층(9) 및 이면층(10)으로서 특히 바람직한 것으로서는, 불소수지 필름을 들 수 있다. 표면층(9) 및 이면층(10)은, 불소수지 필름 대신에, 도 2 등에서 사용되는 표면층(4), 이면층(5)과 동일한 재료, 즉 유리 크로스 기재의 편면(접착면)에 불소고무계의 접착제를 도포하고, 다른면(표면)에 폴리이미드 수지를 코팅한 시트도 사용할 수 있다.

도 10에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 도 1에 도시한 구성의 부직포층(3)의 상하 양면에 고무층(7, 7)이 적층되고, 또한 그 상하 양면에 표면층(9) 및 이면층(10)이 적층되어 있다. 고무층(7, 7)과 부직포층(3) 및 고무층(7, 7)과 표면층(9), 이면층(10)은, 접착 보강층(6, 6, 6, 6)을 통하여 접착되어 있다.

도 11에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 도 1에 도시한 구성의 부직포층(3)을 2층 이용하고, 2층의 부직포층(3, 3)이 접착 보강층(6)에 의해 접착되어 있다. 상하의 부직포층(3, 3)의 표면에는, 각각 고무층(7, 7)이 적층되고, 또한 상하의 고무층(7, 7)의 표면에 표면층(9) 및 이면층(10)이 적층되어 있다. 고무층(7, 7)과 부직포층(3, 3) 및 고무층(7, 7)과 표면층(9), 이면층(10)은, 접착제층을 개재시키는 일 없이, 고무층(7)의 가황에 의해 접착할 수 있다.

도 12에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 도 1에 도시한 구성의 부직포층(3)을 3층 이용하고, 각 부직포층(3', 3, 3')의 사이에 접착 보강층(6, 6)을 개재시켜서 접착되어 있다. 상하의 부직포층(3', 3')의 표면에는, 각각 고무층(7, 7)이 적층되고, 또한 상하의 고무층(7, 7)의 표면에 표면층(9) 및 이면층(10)이 적층되어 있다. 고무층(7, 7)과 부직포층(3', 3') 및 고무층(7, 7)과 표면층(9), 이면층(10)은, 접착제층을 개재시키는 일 없이, 고무층(7)의 가황에 의해 접착할 수 있다. 도 12에 도시한 구성에 있어서, 부직포층(3)은 접착 보강층(6)을 개재시키고 4층 이상으로 하여도 상관 없다.

도 3 내지 도 8, 도 11 및 도 12에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 2층 이상의 부직포층(3)이 접착된 구조를 구비하고 있다. 즉, 부직포를 복수의 층으로 분할하고 있다. 이 때문에, 개개의 부직포층(3)은 쭈구러들기가 어렵고, 치수 안정성에 우수한 것으로 되고, 결과로서 쿠션재 전체로서도 쭈구러듬, 치수 변화, 쿠션성의 경시 변화 등의 문제를 억제할 수 있다. 특히, 두께 1mm당의 단위면적당 질량이 350g/(m²·mm) 내지 1500g/(m²·mm)로 되도록 압축 처리가 시행된 부직포층(3)을 2층 이상 접착한 구조로 함에 의해, 쿠션재의 쭈구러듬, 치수 변화, 쿠션성의 경시 변화 등을 억제하는 효과는 우수한 것으로 된다. 각 부직포층마다, 섬유(A)와 섬유(B)의 혼합비율이나 단위면적당 질량이 다르도록 하여도 좋다.

도 2 내지 도 12에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 모두 3층 이상의 적층 구조를 구비하고, 부직포층(3)은 표면층(4, 9)과 이면층(5, 10)과의 사이에 위치하고, 부직포층(3)의 표면 및 이면에 위치하는 섬유가 해당 표면 및 이면에 접하는 층에 의해 고정된 구조로 되어 있다. 이 때문에, 쿠션재를 가압하여도 부직포층(3)의 표면에 위치하는 섬유는 영구적인 어긋남을 일으키지 않는다. 그 결과, 부직포층(3)의 형상 회복력이 우수한 것으로 된다. 또한, 쿠션재의 쭈구러듬을 방지할 수 있고, 반복 사용하여도 쿠션성을 유지할 수 있는 것으로 된다.

또한, 부직포층(3)의 표면을, 면방향의 치수가 안정된 접착 보강층(6), 표면층(4), 이면층(5) 등에 고정함에 의해, 쿠션재 전체의 치수 안정성이 우수한 것으로 된다. 이들의 특징을 구비한 쿠션재를 이용함에 의해, 품질이 우수한 적층판을 안정되게 제조할 수 있게 된다. 또한, 부직포층(3)의 표면 및 이면에 위치하는 섬유를 해당 표면 및 이면에 접하는 층에 의해 고정함에 의해, 부직포층(3)의 표면의 보풀이나 부직포층(3)으로부터의 섬유의 이산(離散)에 의해 정밀 기기 부품인 적층판에 이상을 발생시키는 것을 방지할 수 있다.

도 5 내지 도 12에 도시한 열 프레스용 쿠션재는, 어느것이나 표면층(4, 9)과 이면층(5, 10)과의 사이에 고무층(7)을 포함하는 구성으로 되어 있다. 고무층(7)을 포함시킴에 의해, 쿠션재의 열 및 가압력을 완충시키는 성능이 향상하는 결과, 프레스 대상물에 전달되는 열과 가압력을 면 전체에 걸쳐서 균일화하는 성능이 향상한다. 또한, 적당한 두께의 고무층(7)을 개재시킴에 의해, 쿠션재의 열전달성을 조정할 수 있다. 도 9, 도 11 및 도 12에 도시한 열 프레스용 쿠션재에서는, 표면층(9) 및 이면층(10)에 직접 접하는 내측에 고무층(7)을 마련하고 있기 때문에, 표면층(9) 및 이면층(10)을 합성 수지 필름으로 한 경우에는 프레스 대상물에 대해 고무 탄성을 유효하게 작용시킬 수 있고, 열과 가압력을 면 전체에 걸쳐서 고르지 않음 없이 균일화시키는 성능이 특히 우수한 것으로 된다.

다음에, 본 발명에 의한 적층판의 제조 방법에 관해 설명한다. 도 13은 본 발명에 의한 적층판의 제조 방법에 이용하는 열 프레스 장치의 개략을 도시한 단면도이다. 본 발명에 의한 적층판의 제조는, 적층판 재료(11)와 가열·가압 수단(12, 12)과의 사이에 쿠션재(13, 13)를 개재시킨 상태에서 가열·가압 처리함에 의해 행하여진다. 가열·가압 수단(12, 12)은, 일반적으로는 열반이지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 진공 프레스의 경우에는, 가열·가압 수단은 대기압으로 된다. 쿠션재(13)는, 지금까지 상세히 설명하여 온 본 발명에 의한 열 프레스용 쿠션재가 이용된다. 쿠션재(13)와 적층판 재료(11)와의 사이에 경면판 등의 당판(堂板)을 개재시키는 경우도 있다. 또한, 경면판 등의 당판을 개재시켜서 적층판 재료(11)를 다단(多段)으로 쌓아올리고, 복수장의 적층판 재료(11)를 단번에 열 프 레스하는 경우도 있다. 또한, 도 13에서는 적층판 재료(11)의 상하에 2장의 쿠션재(13)를 사용하고 있지만, 쿠션재(13)는 적층판 재료(11)의 편면측에만 사용하는 경우도 있다. 이와 같은 열 프레스 장치를 이용하여, 적층판 재료(11)를 프레스 성형 또는 열압착함에 의해, 동장 적층판, 플렉시블 프린트 기판, 다층 적층판 등의 프린트 기판이나, IC 카드, 액정 표시판, 세라믹스 적층판 등의 적층판을 제조할 수 있다.

[실시예]

본 발명의 효과를 확인하기 위해, 이하와 같이 비교 실험을 행하였다. 사용한 섬유는 PBO 섬유(상품명 「ZYLON-AS」 : 동양방적사제), 메타계 방향족 폴리아미드 섬유(상품명 「코넥스」 : 데이진사제) 및 E 유리 섬유(상품명 「찹트스토란드」 : 유니치카 글래스 파이버사제)이다. 각 섬유의 물성을 표 1에 나타낸다.

	PBO 섬유	메타계 방향족 폴리아미드 섬유	E 유리 섬유
열전도율[W/(m·K)]	60	0.15	2.25
분해 시작 온도[℃]	650	400	850
초기 인장 저항도 [g/d]	1300	140	-

[샘플 1 내지 5]

부직포의 기포로서, 직물의 올과 올사이가 성긴 유리 크로스에 불소고무를 도포하여 이루어지는 접착성 기포를 이용하였다. 이 기포의 양면에, 메타계 방향족 폴리아미드 섬유와 PBO 섬유를 표 2에 나타낸 비율로 혼합한 웹을 적층하고, 니들펀치를 시행하여 부직포로 하였다. 얻어진 부직포의 단위면적당 질량은 650g/m²이 다.

[샘플 6 내지 9]

부직포의 기포로서, 직물의 올과 올사이가 성긴 유리 크로스에 불소고무를 도포하여 이루어지는 접착성 기포를 이용하였다. 이 기포의 양면에, 메타계 방향족 폴리아미드 섬유와 E 유리 섬유를 표 2에 나타낸 비율로 혼합한 웹을 적층하고, 니들펀치를 시행하여 부직포로 하였다. 얻어진 부직포의 단위면적당 질량은 650g/m²이다.

[샘플 10 내지 12]

부직포의 기포로서, 직물의 올과 올사이가 성긴 유리 크로스에 불소고무를 도포하여 이루어지는 접착성 기포를 이용하였다. 이 기포의 양면에, 메타계 방향족 폴리아미드 섬유의 웹을 적층하고, 니들펀치를 시행하여 부직포로 하였다. 얻어진 부직포의 단위면적당 질량은 각각 표 2에 나타낸 바와 같다.

[열저항의 시험]

샘플 1 내지 12에 관해, 다음 방법으로 열저항을 측정하였다. 도 14에 도시한 바와 같이, 아래로부터 하측 가열 가압반(加壓盤)(30℃, 수냉)(14), 단열재(열저항 12. 55℃/W)(15), 열전대(16), 평가 샘플(17)의 순으로 쌓아올리고, 그 위에서 상측 가열 가압반(185℃)(18)에 의해 압력 3.92MPa로 가압하고, 열전대(16)의 온도를 판독하였다.

여기서, 일반적으로, 열류(Q), 고온부 온도(T1), 저온부 온도(T2), 열저항(R)의 사이에는, 식 1로 나타나는 열(熱)회로에 있어서의 옴의 법칙이 성립되는 것이 알려져 있다.

Q=(T1-T2)/R ..... (식 1)

본 시험에 있어서, 상측 가열 가압반(18)의 온도를 TU, 하측 가열 가압반(14)의 온도를 TL, 열전대(16)의 온도를 TS, 단열재(15)의 열저항을 RI, 평가 샘플(17)의 열저항을 RS라고 하면, 식 1에 의거하여 다음과 같이 평가 샘플(17)의 열저항(RS)을 구할 수 있다.

Q=(TU-TL)/(RS＋RI) ..... (식 2)

Q=(TU-TS)/RS ..... (식 3)

식 2, 식 3으로부터,

RS=(TU-TS)/(TS-TL)×RI ..... (식 4)

시험의 결과를 표 2에 나타낸다.

이 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 메타계 방향족 폴리아미드 섬유와 PBO 섬유를 혼합한 부직포를 이용함에 의해, 열 프레스용 쿠션재의 열전달성이 향상한다. 또한, 메타계 방향족 폴리아미드 섬유에 유리 섬유를 혼합하여도, 열전달성은 그다지 개선되지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, PBO 섬유를 100%로 하면, 열전달성이 지나치게 좋아서 열의 완충 작용에 떨어지게 될 우려가 있다.

[쿠션성의 시험]

다음에, 샘플 1 내지 5 및 샘플 10 내지 12의 각 부직포를 이용하여 열 프레스용 쿠션재를 작성하고, 쿠션성의 비교 시험을 행하였다.

시험에 사용한 쿠션재는, 도 3에 도시한 구성으로 하였다. 여기서, 접착 보강층(6)은, 두께 0.2mm의 유리 크로스의 양면에 미가황 상태의 불소고무를 도포한 감열 접착 시트를 사용하였다. 접착 보강층(6)이 되는 접착 시트의 상하 양면에 위치하는 부직포층(3, 3)으로서, 각 샘플의 부직포를 사용하였다. 상하의 부직포층(3, 3)의 더욱 상하에 위치하는 표면층(4) 및 이면층(5)으로서, 두께 0.2mm의 유리 크로스의 양면에 미가황 상태의 불소고무를 도포하고, 또한 표면측에만 폴리이미드 수지를 도포하여 이루어지는 표면측에 이형성을 부여한 감열성 접착 시트를 사용하였다. 각 층을 도 3에 도시한 순서로 적층한 후, 180℃, 1.96MPa의 조건으로 프레스하여, 접착 보강층(6) 및 표면층(4), 이면층(5)에 도포한 불소고무의 가황과 함께 전체를 접착 일체화하였다. 쿠션재를 작성한 상태에서, 각 부직포층(3)의 단위면적당 질량은 650g/m², 두께는 0.9mm이였다.

각 샘플의 부직포를 사용한 열 프레스용 쿠션재에 관해, 다음의 방법으로 쿠 션성을 측정하였다. 도 15에 도시한 바와 같이, 상측 가열 가압반(19)와 하측 가열 가압반(20)과의 사이에 평가 샘플(21)을 끼우고, 소정의 조건으로 프레스한 때의 평가 샘플(21)의 두께 변화량을 상측 가열 가압반(19)의 상부에 위치한 압력 감지기(22)로 판독하고, 이 값을 쿠션량으로 하였다. 또한, 프레스의 조건은, 가압 범위 9.81×10^-4(접촉압) 내지 3.92MPa, 가압 속도 5mm/min, 가열 온도 30℃로 하였다. 시험의 결과는 표 2에 나타낸 바와 같다.

이들의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 부직포에 100％ 메타계 방향족 폴리아미드 섬유를 사용한 샘플 10 내지 12에서는, 쿠션재의 쿠션성을 높이기 위해 부직포의 단위면적당 질량을 크게 하면 열전달성이 나빠지고, 열전도성을 중시하여 부직포의 단위면적당 질량을 작게 하면 쿠션성이 나빠져 버린다. 메타계 방향족 폴리아미드 섬유와 PBO 섬유를 혼합한 부직포를 이용함에 의해, 열 프레스용 쿠션재의 열전달성과 쿠션성이 함께 향상한다.

본 발명은, 동장 적층판, 플렉시블 프린트 기판, 다층 적층판 등의 프린트 기판이나, IC 카드, 액정 표시판, 세라믹스 적층판 등의 대상 제품을 프레스 성형이나 열압착하는데 사용되는 열 프레스용 쿠션재에 유리하게 적용될 수 있다.

Claims

방향족 폴리아미드 섬유인 섬유(A)와,길이 방향의 열전도율이 10W/(m·K) 이상이고, 분해 시작 온도가, 350℃ 이상이고, 초기 인장 저항도가 1000g/d 이상이고, 또한 비전기 저항이 10¹⁰Ω·cm 이상인 섬유, 또는 폴리벤자졸 섬유인 섬유(B)의 혼합 섬유로 이루어지는 부직포를 구비하는 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
제 1항에 있어서,

중량분율로 표시한 상기 섬유(A) 및 상기 섬유(B)의 혼합비율이 95/5 내지 55/45인 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
제 1항에 있어서,

상기 부직포는, 기포의 상하에 상기 혼합 섬유를 적층하고, 니들펀치에 의해 일체화한 것을 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
제 1항에 있어서,

상기 부직포는, 두께 1mm당의 단위면적당 질량이 350g/(m²·mm) 내지 1500g/(m²·mm)로 되도록 압축 처리가 시행되어 있는 것을 특징으로 하는 열 프레스 용 쿠션재.
제 1항에 있어서,

2층 이상의 상기 부직포가 접착한 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
제 1항에 있어서,

상기 쿠션재는 3층 이상의 적층 구조이고, 상기 부직포는 표면층과 이면층과의 사이에 위치하고, 상기 부직포의 표면 및 이면에 위치하는 섬유가 해당 표면 및 이면에 접하는 층에 의해 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
제 6항에 있어서,

상기 표면층과 상기 이면층과의 사이에 고무층을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
제 6항에 있어서,

상기 표면층 및 상기 이면층은, 필름, 직포, 종이, 박, 시트 및 판으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
적층판 재료와 가열·가압 수단과의 사이에 쿠션재를 개재시킨 상태에서 가 열·가압 처리하는 적층판의 제조 방법으로서,

상기 쿠션재는, 방향족 폴리아미드 섬유인 섬유(A)와, 길이 방향의 열전도율이 10W/(m·K) 이상이고, 분해 시작 온도가 350℃ 이상이고, 초기 인장 저항도가 1000g/d 이상이고, 또한 비전기 저항이 10¹⁰Ω·cm 이상인 섬유, 또는 폴리벤자졸 섬유인 섬유(B)의 혼합 섬유로 이루어지는 부직포를 구비하는 것을 특징으로 하는 적층판의 제조 방법.
제 9항에 있어서,

중량분율로 표시한 상기 섬유(A) 및 상기 섬유(B)의 혼합비율이 95/5 내지 55/45인 것을 특징으로 하는 적층판의 제조 방법.
제 9항에 있어서,

상기 부직포는, 기포의 상하에 상기 혼합 섬유를 적층하고, 니들펀치에 의해 일체화한 것을 것을 특징으로 하는 적층판의 제조 방법.
제 9항에 있어서,

상기 부직포는, 두께 1mm당의 단위면적당 질량이 350g/(m²·mm) 내지 1500g/(m²·mm)로 되도록 압축 처리가 시행되어 있는 것을 특징으로 하는 적층판의 제조 방법.
제 9항에 있어서,

상기 쿠션재는, 2층 이상의 상기 부직포가 접착한 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 적층판의 제조 방법.
제 9항에 있어서,

상기 쿠션재는 3층 이상의 적층 구조이고, 상기 부직포는 표면층과 이면층과의 사이에 위치하고, 상기 부직포의 표면 및 이면에 위치하는 섬유가 해당 표면 및 이면에 접하는 층에 의해 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 적층판의 제조 방법.
제 14항에 있어서,

상기 쿠션재는, 상기 표면층과 상기 이면층과의 사이에 고무층을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층판의 제조 방법.
제 14항에 있어서,

상기 표면층 및 상기 이면층은, 필름, 직포, 종이, 박, 시트 및 판으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 적층판의 제조 방법.