KR20210070268A - 열 프레스용 쿠션재 및 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법 - Google Patents

열 프레스용 쿠션재 및 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법 Download PDF

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KR20210070268A
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KR
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hot press
core layer
resin layer
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KR1020217006731A
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아키라 요시다
슈헤이 코우노
Original Assignee
야마우치 가부시키가이샤
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Abstract

열 프레스용 쿠션재(1)는 판형상 형태의 쿠션재 본체와, 쿠션재 본체의 표면 및 이면에 마련되는 표면재(3)를 구비하고, 표면재(3)는 부직 구조의 내열 섬유 재료로 형성되는 코어층(31)과, 코어층의 표면 전체를 덮는 표면 수지층(32)을 포함하고, 코어층(31)은 통기도가 5㎤·㎝-2·s-1 이하이고, 부피 밀도가 0.8g/㎤ 이상이다.

Description

열 프레스용 쿠션재 및 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법
본 발명은 열 프레스용 쿠션재에 관한 것이다. 더 상세하게는 본 발명은 동장(銅張) 적층판, 플렉시블 프린트 기판, 다층판 등의 프린트 기판이나 IC 카드, 액정 표시판, 세라믹스 적층판 등의 정밀 기기 부품(이하, 본 발명에서 「적층판」이라고 칭한다)을 제조하는 공정에서 대상 제품을 프레스 성형이나 열압착할 때에 사용되는 열 프레스용 쿠션재 및 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법에 관한 것이다.
프린트 기판 등의 적층판의 제조에서 프레스 성형이나 열압착의 공정에서는 도 16에 도시하는 바와 같이 프레스 대상 제품인 적층판(52)을 가열·가압 수단으로서의 열반(51) 사이에 끼워 넣고, 일정한 압력과 열을 가하는 방법이 이용된다. 정밀도가 좋은 성형품을 얻기 위해서는 열 프레스에서 적층판(52)에 가해지는 열과 압력을 전면에 걸쳐 균일화할 필요가 있다. 이와 같은 목적으로, 열반(51)과 적층판(52) 사이에 평판형상의 쿠션재(1)를 개재시킨 상태에서 열 프레스가 행해진다. 또한, 적층판(52)과 쿠션재(1) 사이에는 경면판(53)이 개재하고 있다.
여기서, 쿠션재(1)에 요구되는 일반 특성으로서는 열반(51)이나 적층판(52)이 갖는 요철을 흡수하는 쿠션성, 프레스면 내 전체에 걸쳐 열반(51)으로부터 적층판(52)에 온도와 압력을 균일하게 전달하기 위한 면내 균일성, 열반(51)으로부터 적층판(52)에 효율 좋게 열을 전달하기 위한 열 전달성, 프레스 온도에 견딜 수 있는 내열성 등을 들 수 있다.
일반적으로, 열 프레스용 쿠션재는 섬유를 포함하는 판형상 형태의 쿠션재 본체와, 쿠션재 본체의 상하의 최표면에 위치하는 표층을 구비한다. 이와 같은 기술이 특허 문헌 1(일본 특개2014-87999호 공보)에 개시되어 있다. 특허 문헌 1에는 표층은 열 프레스용 쿠션재에 주로 이형성을 부여하기 위해 마련되고, 표층의 재료로서, 합성 수지 필름이나 이형성 수지 도막 등이 사용되고 있는 것이 개시되어 있다.
특허 문헌 2(일본 특개2004-344962호 공보) 및 특허 문헌 3(일본 특개2011-116034호 공보)에는 열 프레스용 쿠션재의 표층재가 개시되어 있다. 특허 문헌 2에는 시트형상의 쿠션재 본체와, 쿠션재 본체상에 형성된 이형성 도막을 구비한 표층재가 개시되어 있다. 표층재의 기재는 구체적으로는 글라스 크로스가 이용되고 있다. 특허 문헌 3에는 표층재의 일방면을 덮는 수지층과, 표층재의 타방면을 덮는 고무층과, 수지층 및 고무층 사이에 배치되는 숭고사(嵩高絲)를 이용한 직포층을 구비하고, 직포층의 수지층측은 직포의 일부에 수지층을 구성하는 수지가 함침한 직포-수지 복합층으로 되고, 직포층의 고무층측은 직포의 일부에 고무층을 구성하는 고무가 함침한 직포-고무 복합층으로 되고, 직포층의 내부에 공극이 마련된 표층재가 개시되어 있다.
그 외에 아라미드 섬유로 이루어지는 직포나 종이가 표층재로서 이용되는 일도 있다.
특허 문헌 1: 일본 특개2014-87999호 공보 특허 문헌 2: 일본 특개2004-344962호 공보 특허 문헌 3: 일본 특개2011-116034호 공보
종래의 표층에서는 취급 중에 치구와의 접촉이나 충격을 받고, 또한 반복 사용함으로써, 표층의 표면에서 보풀이 발생하거나, 표층의 일부가 파손되거나 하는 경우가 있다. 또한, 표층재로서 합성 수지 필름을 이용한 경우, 표면의 평활성이 높기 때문에 열반이나 경면판과 쿠션재가 밀착해 버려 작업 효율이 저하된다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 표층재에서의 보풀의 발생이나 파손을 방지할 수 있고, 열반이나 경면판과의 밀착을 방지할 수 있는 열 프레스용 쿠션재 및 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 열 프레스용 쿠션재는 판형상 형태의 쿠션재 본체와, 쿠션재 본체의 표면 및 이면에 마련되는 표면재를 구비하고, 표면재는 부직 구조의 내열 섬유 재료로 형성되는 코어층과, 코어층의 표면 전체를 덮는 표면 수지층을 포함하고, 코어층은 통기도가 5㎤·㎝-2·s-1 이하이고, 부피 밀도가 0.8g/㎤ 이상이다.
바람직하게는 코어층은 유기 섬유로 이루어진다.
또한, 표면 수지층의 두께가 너무 두꺼우면 프레스 대상 제품에 대해 밀착하여 작업 효율이 저하된다. 또한, 표면 수지층의 두께가 너무 두꺼우면 표면 수지층이 갈라져 탈락할 우려가 있다.
즉, 표면 수지층은 내열 섬유 재료의 섬유의 요철이 나타날 정도의 박막으로 되는 것이 바람직하다.
바람직하게는 표면 수지층은 코어층의 이면 전체를 덮는 이면 고무층을 또한 포함하고, 쿠션재 본체와 표면재는 이면 고무층을 통하여 접착되어 있다.
바람직하게는 표면 수지층은 불소 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, PTFE 및 PEEK로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 수지를 포함한다.
바람직하게는 표면 수지층에는 도전성 충전제를 포함한다.
본 발명에 관한 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법은 판형상 형태의 쿠션재 본체와, 쿠션재 본체의 표면 및 이면에 마련된 표면재를 구비한 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법이다. 표면재의 제조 공정은 부직 구조의 내열 섬유 재료로 형성되는 코어층을 통기도가 5㎤·㎝-2·s-1 이하, 부피 밀도가 0.8g/㎤ 이상이 되도록 가열 가압 처리하는 공정과, 코어층의 내열 섬유 재료의 섬유의 요철이 나타날 정도의 박막이 되도록, 표면 수지층에서 코어층의 표면 전체를 덮는 공정을 구비한다. 열 프레스용 쿠션재의 제조 공정은 상기 공정에서 제조된 표면재를 쿠션재 본체에 첩부하는 공정을 구비한다.
바람직하게는 표면재를 가열 가압 처리하는 공정은 캘린더 처리 또는 열 프레스 처리이다.
본 발명의 열 프레스용 쿠션재 및 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법에 의하면 표층재에서의 보풀의 발생이나 파손을 방지할 수 있고, 열반이나 경면판과의 밀착을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 관한 열 프레스용 쿠션재를 도시하는 도해적 단면도.
도 2는 표층재의 도해적 단면도.
도 3은 본 발명의 한 실시 형태에 관한 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법을 도시하는 플로우 차트.
도 4는 표면재의 제조 방법을 도시하는 플로우 차트.
도 5는 비교례 2의 표층재의 도해적 단면도.
도 6은 비교례 3의 표층재의 도해적 단면도.
도 7은 시험 치구를 모식적으로 도시하는 도.
도 8은 통기도와 부피 밀도의 관계를 도시하는 그래프.
도 9는 쿠션재의 표면을 도시하는 사진으로, (a)는 본 발명례 1의 사진, (b)는 본 발명례 2의 사진, (c)는 비교례 1의 사진, (d)는 비교례 2의 사진, (e)는 비교례 3의 사진, (f)는 비교례 4의 사진, (g)는 비교례 5의 사진.
도 10은 본 발명례 1을 도시하는 사진으로, (a)는 도 9(a)를 확대한 사진, (b)는 쿠션재의 종단면의 사진.
도 11은 쿠션재의 표면 부분을 포함하는 종단면의 부분 사진으로, (a)는 비교례 1의 사진, (b)는 비교례 3의 사진.
도 12는 충격 시험을 행한 후의 쿠션재의 표면을 도시하는 사진으로, (a)는 본 발명례 1의 사진, (b)는 본 발명례 2의 사진, (c)는 비교례 1의 사진, (d)는 비교례 2의 사진, (e)는 비교례 3의 사진, (f)는 비교례 4의 사진, (g)는 비교례 5의 사진.
도 13은 충격 시험을 행한 후의 본 발명례 1의 표면 부분을 포함하는 종단면의 부분 사진.
도 14는 충격 시험을 행한 후의 비교례 2의 표면 부분을 포함하는 종단면의 부분 사진.
도 15는 충격 시험을 행한 후의 비교례 3의 표면 부분을 포함하는 종단면의 부분 사진.
도 16은 열 프레스 공정을 설명하기 위한 도.
본 발명의 실시의 형태에 관해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 반복하지 않는다.
이하에 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 관한 열 프레스용 쿠션재(1)를 도시하고 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 열 프레스용 쿠션재(1)는 판형상 형태의 쿠션재 본체(2)와, 쿠션재 본체(2)의 표면 및 이면에 마련되는 표면재(3)를 구비한다.
쿠션재 본체(2)는 예를 들면 직포와, 이 직포에 함침한 고무로 이루어지는 섬유-고무 복합 재료의 층이다. 직포를 구성하는 경사(經絲) 및 위사(緯絲) 중의 적어도 어느 일방에 글라스 섬유로 이루어지는 숭고사(벌키 얀)를 이용한다. 이 섬유-고무 복합 재료의 층은 내부에 공극을 가진다. 섬유-고무 복합 재료층의 두께는 0.5㎜∼5㎜ 정도이고, 시트형상이다.
바람직하게는 직포의 구성 섬유에 대한 고무의 체적 비율이 5∼50%가 되도록, 직포 전체의 간극에 고무를 함침시킨다. 보다 바람직한 고무의 체적 비율은 5∼35%이다. 또한, 섬유-고무 복합 재료층 중에서는 직포의 간극이 고무로 완전히는 막혀져 있지 않고, 어느 정도의 공극성을 가지고 있다. 섬유-고무 복합 재료층의 공극률은 바람직하게는 20∼65%, 보다 바람직하게는 25∼65%이다.
쿠션재 본체(2)를 직포-고무 복합 재료의 층으로 하는 경우, 직포에 함침하는 고무로서는 바람직하게는 불소 고무, EPM, EPDM, 수소화니트릴 고무, 실리콘 고무, 아크릴 고무 및 부틸 고무로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료이다. 또한, 쿠션재 본체(2)는 반드시 직포-고무 복합 재료의 층일 필요는 없고, 종래, 쿠션재 본체로서 이용되고 있는 구조로 할 수 있다. 즉, 쿠션재 본체(2)는 직포, 부직포, 고무 및 합성 수지의 어느 하나의 단체 또는 2종 이상의 복합체의, 단층 구조 또는 동종 또는 이종의 층의 적층 구조로 할 수 있다.
도 2는 표면재(3)를 도시하고 있다. 표면재(3)는 열 프레스용 쿠션재(1)에 주로 이형성을 부여하기 위해 마련되는 것이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 표면재(3)는 코어층(31)과, 코어층(31)의 표면 전체를 덮는 표면 수지층(32)과, 코어층(31)의 이면 전체를 덮는 이면 고무층(33)을 포함한다.
코어층(31)은 부직 구조의 내열 섬유 재료로 형성된다. 또한, 본 발명에서 부직 구조란, 부직포 및 종이(페이퍼)를 포함하는 의미로 이용하고 있다. 구체적으로는 코어층(31)은 유기 섬유로 이루어진다. 유기 섬유는 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리비닐알코올(비닐론), 방향족 폴리아미드(아라미드) 등의 재질의 섬유를 이용할 수 있다.
코어층(31)은 부직 구조의 내열 섬유 재료를 가열 가압 처리함에 의해 형성된다. 가열 가압 처리는 가열하면서 가압하는 것이고, 구체적으로는 캘린더 처리 또는 열 프레스 처리이다. 캘린더 처리는 예를 들어 200℃ 이상으로 가열한 열 롤과 수지 롤 사이의 닙 부분에 부직 구조의 섬유 재료를 통과시켜서, 가열 온도, 닙압에 의해, 처리 후의 부직 구조물의 두께, 평활성 등을 제어할 수 있는 처리이다. 열 프레스 처리는 예를 들어 200℃ 이상으로 가열하면서 가압하는 처리이다.
가열 가압 처리를 행함에 의해, 코어층(31)은 통기도가 5㎤·㎝-2·s-1 이하, 부피 밀도가 0.8g/㎤ 이상으로 할 수 있다. 코어층(31)의 통기도가 5㎤·㎝-2·s-1을 초과하고, 부피 밀도가 0.8g/㎤ 미만이면 표면에 도포한 수지가 코어층(31)의 내부에 침투해 버려 코어층(31)의 표면 전체를 표면 수지층(32)으로 커버할 수 없기 때문에 코어층(31)의 보풀을 방지할 수 없다. 또한, 코어층(31)의 보풀은 가열 가압 처리함으로써, 면방향으로 플랫하게 된다.
표면 수지층(32)은 코어층(31)의 섬유의 요철이 나타날 정도의 박막으로 한다. 구체적으로는 표면 수지층(32)의 두께는 0.5㎛∼200㎛이고, 바람직하게는 1㎛∼50㎛이다. 표면 수지층(32)에 코어층(31)의 섬유의 요철이 나타나고 있기 때문에 열 프레스용 쿠션재(1)가 열반(51)이나 경면판(53)에 밀착하지 않는다. 표면 수지층(32)이 너무 얇으면 충분히 섬유를 커버할 수 없기 때문에 보풀이 발생할 우려가 있고, 또한, 표면 수지층(32)에 도전성 충전제를 혼입한 경우라도 정전기가 발생할 우려가 있다. 표면 수지층(32)이 너무 두꺼우면 표면 수지층(32)상에 코어층(31)의 섬유의 요철이 나타나지 않기 때문에 열반(51)이나 경면판(53)과 밀착하고, 작업 효율이 저하된다. 표면 수지층(32)은 코어층(31)의 표면 부분에 스며들어서, 섬유 사이의 공극에 들어간다.
표면 수지층(32)은 예를 들어 불소 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, PTFE 및 PEEK로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 수지를 포함한다. 또한, 표면 수지층(32)은 도전성 충전제를 포함하는 것이 바람직하다. 도전성 충전제는 예를 들어 도전성 산화아연, 도전성 산화티탄, 카본 블랙, 카본 수지, 카본 나노 튜브 등이다. 표면 수지층(32)에 도전성 충전제를 혼합함으로써, 정전기의 발생을 억제할 수 있다.
이면 고무층(33)은 쿠션재 본체(2)와 표면재(3)를 접착하는 역할을 다한다. 이면 고무층(33)은 예를 들어 불소 고무의 접착제이다. 고무는 불소 고무, EPM, EPDM, 수소화니트릴 고무, 실리콘 고무, 아크릴 고무 및 부틸 고무로 이루어지는 군에서 선택되는 1종류의 고무 또는 2종류 이상의 고무의 혼합물이다. 이면 고무층(33)은 코어층(31)의 이면 부분에 스며들어서, 섬유 사이의 공극에 들어간다.
이어서, 도 3, 도 4를 참조하여 본 실시의 형태의 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법에 관해 설명한다.
우선, 판형상 형태의 쿠션재 본체(2)를 준비한다(스텝 S1). 쿠션재 본체(2)로서 섬유-고무 복합 재료층을 이용하는 경우, 이 공정(스텝 S1)에서는 고무 용액을 직포에 함침시키고, 건조시킴으로써 용액을 제거한다. 직포에 함침한 고무의 가황 처리는 이 단계에서 행할 수 있는데, 이 단계에서는 행하지 않고 후술하는 스텝 S3의 공정에서 행할 수도 있다.
다음으로, 쿠션재 본체(2)의 표면 및 이면에 마련되는 표면재(3)를 준비한다(스텝 S2). 이 공정(스텝 S2)에서는 도 2에 도시하는 표면재(3)를 제조하기 위해, 코어층(31)이 되는 부직 구조의 내열 섬유 재료와, 표면 수지층(32)이 되는 수지와, 이면 고무층(33)이 되는 접착제를 준비한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 준비한 코어층(31)을 가열 가압 처리한다(스텝 S21). 구체적으로는 코어층(31)의 내열 섬유 재료의 섬유를 캘린더 처리 또는 열 프레스 처리한다. 이에 의해, 통기도가 5㎤·㎝-2·s-1 이하, 부피 밀도가 0.8g/㎤ 이상이 된다.
다음으로, 코어층(31)의 표면 전체를 표면 수지층(32)으로 덮는 공정을 행한다(스텝 S22). 구체적으로는 코어층(31)의 섬유의 요철이 나타날 정도의 박막이 되도록, 코어층(31)의 표면 전체에 수지를 도포하여 표면 수지층(32)을 형성한다. 또한, 코어층(31)의 이면 전체에 이면 고무층(33)이 되는 접착제를 도포한다.
최후에 도 3에 도시하는 바와 같이, 쿠션재 본체(2)의 표면 및 이면에 표면재(3)를 첩부하는 공정을 행한다(스텝 S3). 구체적으로는 표면재(3)의 이면 고무층(33)측이 쿠션재 본체(2)와 접하도록 쿠션재 본체(2)와 표면재(3)를 적층하고, 가열 가압 처리함에 의해, 이면 고무층(33)의 가황과 함께 쿠션재 본체(2)와 표면재(3)를 일체화시킨다. 또한, 쿠션재 본체(2)에 함침한 고무의 가황은 스텝 S1의 공정에서 행하지 않는 경우는 쿠션재 본체(2)와 표면재(3)를 접착 일체화할 때의 가열 가압 처리로, 이면 고무층(33)의 가황과 함께 행할 수 있다.
본 실시의 형태의 열 프레스용 쿠션재 및 그 제조 방법에 의하면 코어층(31)을 가열 가압 처리하는 공정(스텝 S21)에 의해, 통기도가 5㎤·㎝-2·s-1 이하, 부피 밀도가 0.8g/㎤ 이상이 되고, 표면 수지층(32)이 코어층(31)의 표면 전체를 덮는 공정(스텝 S22)에 의해, 표면재(3)의 보풀을 방지할 수 있다. 또한, 표면 수지층(32)이 코어층(31)의 내열 섬유 재료의 섬유의 요철이 나타날 정도의 박막이 되기 때문에 열 프레스용 쿠션재(1)가 열반(51)이나 경면판(53)에 밀착하지 않고, 작업 효율이 향상한다.
실시례
이하, 실시례를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하는데, 본 발명은 이들로 한정되는 것이 아니다.
표 1은 본 발명례 1, 2 및 비교례 1∼5에 관해 행한 실험의 평가 결과를 표시한다.
우선, 쿠션재 본체를 준비하였다(스텝 S1). 쿠션재 본체는 벌키 얀을 이용한 글라스 직포 「T860」(유니치카 주식회사제)를 이용하였다. 이 직포는 위사가 E 글라스 섬유(섬유경 6㎛) 3200개로 이루어지는 번호 305tex의 합연사를 숭고 가공한 벌키 얀이고, 경사가 E 글라스 섬유(섬유경 6㎛) 1600개로 이루어지는 번호 135tex가 숭고 가공하지 않은 합연사이고, 위사와 경사를 겹짜기로 제직한 것이다. 이 직포는 중량이 850g/㎡, 두께가 1.02㎜, 공극률이 67%이다. 한편, 아세트산부틸과 메틸케톤을 질량비 1: 1의 비율로 혼합한 용제에 미가황 불소 고무를 소정의 농도로 용해하여 이루어지는 미가황 불소 고무 용액을 준비하였다. 글라스 직포를 각 미가황 불소 고무 용액에 침지한 후, 각각 2개의 롤로 짜냈다. 이어서, 미가황 불소 고무 용액이 침투한 각 글라스 직포를 충분히 건조시켜서 용제를 제거하였다. 이와 같이 하여 쿠션재 본체를 2장 작성하였다.
다음으로, 표면재를 준비하였다(스텝 S2). 구체적으로는 코어층으로서 제조 과정에서 캘린더 처리가 시행된 아라미드 종이 「노멕스페이퍼 타입 410(5mil)」(듀폰 데이진 어드번스드페이퍼사제)를 이용하였다. 표면 수지층으로서 도전성 산화티탄을 혼입한 폴리이미드 수지 바니시를 섬유의 요철이 나타날 정도의 박막으로서 코어층의 표면에 도포하였다. 이에 의해, 폴리이미드 수지로 이루어지는 표면 수지층을 형성하였다. 표면 수지층의 두께는 1∼10㎛이었다. 이어서, 코어층의 이면측에 미가황 불소 고무 용액을 도포하고, 건조시켜서 접착층으로서의 이면 고무층을 형성하였다. 이와 같이 하여 표면재를 2개 작성하였다. 상술한 2층의 쿠션재 본체를 접착재를 사이에 끼우고 적층하고, 또한 그 표면 및 이면에 표면재를 이면 고무층이 쿠션재 본체에 당접하도록 적층하였다. 이 적층물에 대해 열 프레스를 행하고, 쿠션재 본체에 함침한 미가황 불소 고무 및 표면재의 이면에 도포한 미가황 불소 고무를 가황하고, 전체를 접착 일체화하였다. 이것을 본 발명례 1로 하였다.
이하에 나타내는 본 발명례 2 및 비교례 1∼5의 쿠션재의 제조 방법은 기본적으로 본 발명례 1과 마찬가지였지만, 표면재의 구성이 하기 표 1에 표시하는 바와 같이 달랐다.
표면재의 코어층으로서 열 프레스 처리를 행한 PPS(폴리페닐렌술파이드)지 「PPS 페이퍼」(히로세 제지 주식회사제)를 이용한 것을 본 발명례 2로 하였다.
표면 수지층을 마련하지 않은 것을 비교례 1로 하였다.
표면재의 코어층으로서 열 프레스 처리를 행하지 않은 PPS(폴리페닐렌술파이드)지 「PPS 페이퍼」(히로세 제지 주식회사제)를 이용한 것을 비교례 2로 하였다. 비교례 2의 표층재(3A)의 도해적 단면도를 도 5에 도시한다. 비교례 2의 표면재(3A)는 코어층(31a)에 열 프레스 처리를 행하지 않았기 때문에 본 발명례 1과 비교하여 통기도가 높고, 부피 밀도 낮다. 그 때문에 코어층(31a)의 내부까지 표면 수지층(32a)이 되는 수지가 스며들고, 표면 수지층(32a)은 코어층(31a)의 표면을 완전하게 커버할 수 없고, 보풀이 보인다.
표면재의 코어층으로서 아라미드 섬유(데이진 주식회사제 「코넥스」)의 니들 펀치 부직포에 열 프레스 처리를 행한 것을 비교례 3으로 하였다. 비교례 3의 표층재(3B)의 도해적 단면도를 도 6에 도시한다. 비교례 3의 표면재(3B)는 코어층(31b)에 열 프레스 처리를 행하고 있지만, 본 발명례 1과 비교하여 통기도가 높고, 부피 밀도 낮았다. 그 때문에 코어층(31b)의 내부에도 표면 수지층(32b)이 되는 수지가 스며들고, 표면 수지층(32b)은 코어층(31b)의 표면을 완전히 커버할 수 없고, 보풀이 보인다.
표면재의 코어층으로서 글라스 크로스를 이용한 것을 비교례 4로 하였다. 또한, 비교례 4는 일본 특개2004-344962호 공보(특허 문헌 2)에 상세히 개시되어 있다.
표면 수지층의 두께를 300㎛로 한 것을 비교례 5로 하였다. 비교례 5의 표면 수지층은 코어층의 섬유의 요철을 다 메우고 있다.
(평가 방법)
본 발명례 1, 2, 비교례 1∼5에 관해, 표면 상태의 확인, 프레스 압축 시험 및 충격 시험을 행하였다.
표면 상태의 확인: 육안으로 표면 상태를 확인하였다.
프레스 압축 시험: SUS 플레이트로 이루어지는 경면판과 쿠션재를 겹쳐서, 프레스기로 두께 방향으로 4㎫의 압력으로 가압한 상태에서 230℃로 60분간 가열하고, 이어서 10분간 냉각하고, 그 후 프레스를 해제하였다. 프레스를 해방했을 때의 경면판과의 밀착 상태를 확인하였다.
충격 시험: 도 7에 도시하는 바와 같이, 가압 시험기의 치구(41)에 SUS로 작성한 직경 10㎜, 높이 2㎜의 구형상 단자(42)를 부착한 해머(40)를 사용하였다. 쿠션재의 외연 단면에 속도 300㎜/min의 속도로 해머(40)를 맞히고, 하중 5㎏f의 충격을 가하는 테스트를 10회 반복하였다.
본 발명례 1, 2, 비교례 1∼5의 쿠션재에 관해, 상술한 조건으로, 표면 상태를 확인하고, 프레스 압축 시험 및 내충격 시험을 행하였다. 그 결과를 표 1에 표시한다.
표 1의 표면 상태에서 「○」는 요철을 확인할 수 있었던 것, 또는 보풀을 확인할 수 없었던 것을 나타내고 있고, 「×」는 요철을 확인할 수 없었던 것, 또는 보풀을 확인할 수 있었던 것을 나타내고 있다. 또한, 표 1의 프레스 압축 시험에서 「○」는 정전기가 발생하지 않았던 것, 또는 경면판과 밀착하지 않았던 것을 나타내고 있고, 「×」는 정전기가 발생한 것, 또는 경면판과 밀착한 것을 나타내고 있다. 또한, 표 1의 충격 시험에서 「○」는 보풀이나 파손이 발생하지 않았던 것을 나타내고 있고, 「×」는 보풀이나 파손이 발생한 것을 나타내고 있다.
[표 1]
Figure pct00001
도 8은 본 발명례 1, 2 및 비교례 1∼3, 5에서 이용한 코어층의 통기도 및 부피 밀도를 도시하는 그래프이다. 도 8의 A는 본 발명례 1, 비교례 1 및 비교례 5에서 이용한 캘린더 처리를 행한 아라미드 종이이고, 통기도가 0㎤·㎝-2·s-1, 부피 밀도가 0.9g/㎤ 이었다. 도 8의 B는 본 발명례 2에서 이용한 열 프레스 처리를 행한 PPS 종이이고, 통기도가 4. 8㎤·㎝-2·s-1, 부피 밀도가 0.88g/㎤ 이었다. 도 8의 C는 비교례 2에서 이용한 열 프레스 처리를 행하지 않은 PPS 종이이고, 통기도가 29. 5㎤·㎝-2·s-1, 부피 밀도가 0.43g/㎤ 이었다. 도 8의 D는 비교례 3에서 이용한 열 프레스 처리를 행한 아라미드 부직포이고, 통기도가 2. 8㎤·㎝-2·s-1, 부피 밀도가 0.68g/㎤ 이었다.
(평가 결과)
도 9∼도 11은 본 발명례 1, 2 및 비교례 1∼5의 표면 상태를 도시하는 사진이다. 우선, 표면 상태에 관해 확인하면 본 발명례 1(도 9(a), 도 10(a), 도 10(b))는 표면에 요철이 존재하고, 보풀의 발생은 보이지 않았다. 본 발명례 2(도 9(b))도 마찬가지였다.
한편으로, 비교례 1(도 9(c), 도 11(a))은 표면에 요철이 존재하지만, 보풀의 발생이 보였다. 이것은 표면 수지층을 마련하지 않았기 때문이다.
비교례 2(도 5, 도 9(d))는 표면에 요철이 존재하지만, 보풀의 발생이 보였다. 이것은 비교례 2는 열 프레스 처리를 행하지 않았기 때문에 본 발명례 2와 비교하여 통기도가 높고, 부피 밀도가 낮다. 그 때문에 비교례 2에서는 코어층의 표면을 표면 수지층으로 충분히 피복할 수 없고, 코어층의 보풀이 발생해 버리기 때문이다.
비교례 3(도 6, 도 9(e), 도 11(b))은 표면에 요철이 존재하지만, 보풀의 발생이 보였다. 이것은 비교례 3은 열 프레스 처리를 행하고 있지만, 코어층의 통기도가 높고, 부피 밀도가 낮다. 그 때문에 비교례 3에서는 코어층의 표면을 표면 수지층으로 충분히 피복할 수 없었기 때문이다.
비교례 4(도 9(f))는 표면에 요철이 존재하고, 보풀의 발생도 보이지 않았다. 비교례 5(도 9(g))는 표면에 요철이 존재하지 않고, 보풀의 발생이 보이지 않았다. 이것은 표면 수지층의 도포를 코어층의 섬유의 요철을 다 메우도록 다량으로 했기 때문이다.
다음으로, 프레스 압축 시험에 관해 확인하면 표 1에 표시하는 바와 같이, 본 발명례 1, 2 및 비교례 2, 3, 4는 정전기가 발생하지 않고, 경면판에 대해 밀착하지 않았다. 한편으로, 비교례 1은 정전기가 발생하고, 프레스기에 대해 밀착하였다. 비교례 1은 표면 수지층이 마련되어 있지 않았기 때문이다. 비교례 5는 정전기는 발생하지 않았지만 경면판에 밀착하였다. 이것은 표면 수지층이 두껍고, 코어층의 섬유의 요철을 다 메우고 있기 때문이다.
도 12∼도 15는 본 발명례 1, 2 및 비교례 1∼5에 충격 시험을 행한 후의 쿠션재의 표면을 도시하는 사진이다.
충격 시험에서는 본 발명의 본 발명례 1(도 12(a)) 및 본 발명례 2(도 12(b))는 전혀 문제는 없었다. 즉, 표면에서의 보풀이나 파손은 보이지 않았다. 한편으로, 비교례 1∼4(도 12(c)∼(f))는 섬유의 풀림이나 섬유 보풀의 탈락 등이 보였다. 특히, 코어층을 표면 수지층으로 덮이지 않은 비교례 1, 및, 코어층의 표면 전체를 표면 수지층으로 덮을 수 없게 되어 있는 비교례 2(도 14) 및 비교례 3(도 15)은 충격을 가하면 표면부터 파손이 보였다. 코어층이 글라스 크로스인 비교례 4(도 12(f))는 충격에 의해 표면재의 파손이 보였다.
충격 시험의 결과로부터, 본 발명례 1, 2 및 비교례 5의 쿠션재는 비교례 1∼4의 쿠션재보다도 충격에 대해 내구성을 갖는 것이 분명해졌다.
이상의 결과로부터, 본 발명례 1, 2는 보풀을 방지할 수 있고, 열반이나 경면판의 밀착도 일어나지 않고, 충격에도 강하다는 것이 밝혀졌다.
금회 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고, 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타나고, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1: 열 프레스용 쿠션재 2: 쿠션재 본체
3, 3A, 3B: 표면재 31, 31a, 31b: 코어층
32, 32a, 32b: 표면 수지층 33: 이면 고무층
40: 해머 41: 가압 시험기의 치구
42: 구형상 단자 51: 열반
52: 적층판 53: 경면판

Claims (8)

  1. 판형상 형태의 쿠션재 본체와,
    상기 쿠션재 본체의 표면 및 이면에 마련되는 표면재를 구비하고,
    상기 표면재는 부직 구조의 내열 섬유 재료로 형성되는 코어층과, 상기 코어층의 표면 전체를 덮는 표면 수지층을 포함하고,
    상기 코어층은 통기도가 5㎤·㎝-2·s-1 이하이고, 부피 밀도가 0.8g/㎤ 이상인 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어층은 유기 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 표면 수지층은 상기 내열 섬유 재료의 섬유의 요철이 나타날 정도의 박막으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 수지층은 상기 코어층의 이면 전체를 덮는 이면 고무층을 또한 포함하고,
    상기 쿠션재 본체와 상기 표면재는 상기 이면 고무층을 통하여 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 수지층은 불소 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, PTFE 및 PEEK로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 수지층에는 도전성 충전제를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  7. 판형상 형태의 쿠션재 본체와,
    상기 쿠션재 본체의 표면 및 이면에 마련된 표면재를 구비한 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법에 있어서,
    상기 표면재의 제조 공정은 부직 구조의 내열 섬유 재료로 형성되는 코어층을 통기도가 5㎤·㎝-2·s-1 이하, 부피 밀도가 0.8g/㎤ 이상이 되도록 가열 가압 처리하는 공정과,
    상기 코어층의 상기 내열 섬유 재료의 섬유의 요철이 나타날 정도의 박막이 되도록, 표면 수지층에서 상기 코어층의 표면 전체를 덮는 공정을 구비하고,
    열 프레스용 쿠션재의 제조 공정은 상기 표면재를 상기 쿠션재 본체에 첩부하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 표면재를 가열 가압 처리하는 공정은 캘린더 처리 또는 열 프레스 처리인 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재의 제조 방법.
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