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KR101726969B1 - 쿠션재용 표층재 및 열 프레스용 쿠션재 - Google Patents

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KR101726969B1
KR101726969B1 KR1020157030895A KR20157030895A KR101726969B1 KR 101726969 B1 KR101726969 B1 KR 101726969B1 KR 1020157030895 A KR1020157030895 A KR 1020157030895A KR 20157030895 A KR20157030895 A KR 20157030895A KR 101726969 B1 KR101726969 B1 KR 101726969B1
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rubber
surface layer
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아키라 요시다
타카미츠 오제키
Original Assignee
야마우치 가부시키가이샤
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Abstract

쿠션재용 표층재(11a)는, 표층재(11a)의 일방면 측에 배치되고, 표층재(11a)의 일방면을 덮는 수지층(12)과, 표층재(11a)의 타방면 측에 배치되고, 표층재(11a)의 타방면을 덮는 고무층(13)과, 수지층(12) 및 고무층(13)의 사이에 배치되고, 경사 및 위사 중의 적어도 어느 한쪽에 숭고사를 사용한 직포 층(14)을 구비한다. 직포 층(14)은, 수지층(12)측에 마련되고, 직포의 일부에 수지층(12)을 구성하는 수지를 함침시켜서 형성되는 직포-수지 복합층(17)과, 고무층(13)측에 마련되고, 직포의 일부에 고무층(13)을 구성하는 고무를 함침시켜서 형성되는 직포-고무 복합층(18)을 포함한다. 직포 층(14)의 내부에는 공극(20)이 마련되어 있다.

Description

쿠션재용 표층재 및 열 프레스용 쿠션재{SURFACE LAYER MATERIAL FOR CUSHIONING MATERIAL AND CUSHIONING MATERIAL FOR HOT-PRESSING}
본 발명은, 열 프레스에 이용되는 쿠션재용 표층재(surface layer material) 및 열 프레스용 쿠션재에 관한 것으로서, 특히, 동장 적층판(copper clad laminated plate), 플렉시블 프린트 기판, 다층판 등의 프린트 기판이나, IC 카드, 액정 표시판, 세라믹스 적층판 등의 정밀 기기 부품(이하, 본 발명에서, 「적층판」이라고 말한다)을 제조하는 공정에서, 대상 제품을 프레스 성형이나 열 압착할 때에 사용되는 열 프레스용 쿠션재 및 쿠션재용 표층재에 관한 것이다.
적층판의 제조 공정에서는, 우선, 재료가 되는 적층판 소재를 겹쳐서 피압축체를 만든다. 그리고, 이것을 열반(hot platen)의 사이에 투입한 후, 열 프레스, 즉, 프레스에 의한 가열 가압을 행하여, 적층판 소재에 포함되는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를, 유동 상태를 경유하여 경화시켜서, 일체화시킨다.
이 가열 가압을 행하는 공정에서, 열반이나 투입 부재인 피압축체에 두께의 불균일, 열에 의한 왜곡, 온도 불균일 등이 있으면, 후에 제품이 되는 피압축체에 균일한 온도, 압력이 가해지지 않는다. 그 결과, 제품에 판두께 불량, 크랙, 휘어짐 등의 결함이 발생한다. 그래서, 제품의 판두께 불량 등을 해소하기 위해, 프레스 성형시에 열 프레스용 쿠션재(이하, 단지 「쿠션재」라고 칭하는 일도 있다.)가 사용된다.
여기서, 쿠션재에 관해서는, 상기한 제품의 판두께 불량 등을 해소하기 위한 양호한 쿠션성에 더하여, 내열성이나, 접촉한 열반에 대한 양호한 박리성 등이 요구된다. 그리고, 요즘의 쿠션재에서는, 박리성 등의 향상의 관점에서, 쿠션성을 갖는 쿠션재 본체에 더하여, 그 표면에 쿠션재용 표층재(이하, 단지 「표층재」라고 칭하는 경우도 있다.)가 이용되는 것이 있다.
이와 같은 표층재를 가지며, 열 프레스에 사용되는 열 프레스용 쿠션재에 관한 기술이, 일본 특개2004-344962호 공보(특허 문헌 1) 및 일본 특허 제3221978(특허 문헌 2)호에 개시되어 있다.
특허 문헌 1에 개시된 열 프레스용 시트는, 쿠션재용 표층재로서, 시트형상의 기재와, 기재상에 형성된 이형성 도막을 구비한 것으로 하고 있다. 그리고, 도막은, 수지 조성물 100질량% 중에, 유기 분말 5 내지 55질량% 및 무기 분말 5 내지 55질량%가 합계로 30 내지 60질량% 혼입된 수지 조성물로 이루어지는 것으로 하고 있다. 이와 같이 함으로서, 표층재에 있어서 표면의 이형성 도막에 가라앉거나 오목홈이 발생하는 것을 방지하는 것으로 하고 있다.
특허 문헌 2에서는, 내열성을 향상시키는 관점에서, 내열성 재료로 이루어지는 시트형상 기재의 양면에 미가황의 불소 고무를 도포하고, 또한 그 위에서 편면에 내열성 도료를 도포하여 이루어지는 열 프레스 성형용 쿠션재의 내열성 감열 접착 시트 즉, 쿠션재용의 표층재를 개시하고 있다.
또한, 아라미드 클로스를 사용한 부재를 표층재에 구비한 열 프레스용 쿠션재도 있다. 즉, 쿠션성을 갖는 시트형상의 부재의 표층에, 아라미드 클로스가 배치된 구성이다.
특허 문헌 1 : 일본 특허공개 제2004-344962호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특허공보 제3221978호
특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 나타내는 쿠션재용 표층재에서는, 표층재 자체의 표면이 비교적 딱딱하였다. 그러면, 프레스시에 있어서, 쿠션재와 피압축체 또는 열반과의 사이에 컨태미네이션(contamination), 이른바 이물을 물고 들어간 때에, 표층재를 갖는 쿠션재가 이물의 영향에 의한 미소한 요철을 흡수할 수가 없었다. 즉, 쿠션재의 표면에서의 요철 추종성이 불충분하였다. 그러면, 쿠션재와 피압축체 또는 열반과의 사이에 이물이 물려 들어간 때에, 열 프레스에 의해 제조되는 제품에 요철이 반영되게 되어, 제품의 부적합함을 발생시킬 우려가 있다. 이와 같은 관점에서, 쿠션재에 관해서는, 이물에 의한 미소한 요철에 의한 영향을 흡수하는 높은 요철 추종성이 요구된다. 특히, 요즘의 쿠션재에 대해서는, 박육화의 요구를 겸비하면서, 높은 요철 추종성을 갖는 쿠션재가 요구된다.
또한, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 나타내는 표층재를 갖는 쿠션재에서는, 쿠션재의 유연성이 비교적 낮았다. 그러면, 예를 들면, 쿠션재의 취급시에 있어서, 쿠션재에 잔금이나 주름, 크랙이 생길 우려도 있다. 구체적으로는, 일반적인 적층판의 제조에 이용되는 열 프레스에서 사용되는 쿠션재는, 수m×수m의 사이즈이다. 이와 같은 쿠션재에 관해, 단부를 국소적으로 들어올린 경우, 그 자중에 의해 쿠션재가 아래로 드리워져서, 쿠션재의 일부에 잔금이 가거나, 주름이나 크랙이 생길 우려가 있다. 이와 같은 관점에서, 높은 유연성을 가지며, 운반이나 취급이 용이한 쿠션재가 요구되고 있다.
또한, 상기한 아라미드 클로스를 표층재로 한 쿠션재의 경우에는, 반복 사용에 의해, 그 표면에 보풀이 발생하고 있다. 이 보풀은, 컨태미네이션의 기본이 되기 때문에, 보풀의 발생 자체의 저감이 요구된다. 특히, 요즘은, 폴리이미드 수지 등의 재료가 적층판의 재료로서 사용되고 있고, 비교적 고온에서의 열 프레스, 구체적으로는, 예를 들면, 200℃ 이상에서의 열 프레스가 행하여진다. 이와 같은 고온에서의 열 프레스에서는, 아라미드 클로스의 섬유의 열화가 특히 현저하고, 보풀의 발생이 다발하게 된다. 또한, 아라미드 클로스를 표층재로서 사용한 경우, 사용 후의 열화에 의해 그 표면이 딱딱하게 되어, 상기한 요철 추종성이 악화 되어 버리게 된다.
본 발명의 목적은, 요철 추종성이 우수하고, 잔금이나 주름, 크랙의 발생을 저감시킨 쿠션재용 표층재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 요철 추종성이 우수하고, 잔금이나 주름, 크랙의 발생을 저감시킨 열 프레스용 쿠션재를 제공하는 것이다.
본원의 발명자는, 쿠션재의 내부층인 쿠션재 본체에 쿠션성을 구비시킬 뿐만 아니라, 쿠션재의 표층에 배치되는 쿠션재용 표층재 자체에 대해서도, 쿠션성을 구비시키면 좋을 것이라는 것에 착안하였다. 물론, 쿠션재용 표층재에 대해서는, 상기한 관점에서, 보풀의 발생의 저감이나 박리성, 내부층인 쿠션재 본체에의 접착성도 양호하게 할 필요가 있다.
본 발명에 관한 쿠션재용 표층재는, 열 프레스용 쿠션재의 표층에 배치되는 시트형상의 쿠션재용 표층재로서, 표층재의 일방면 측에 배치되고, 표층재의 일방면을 덮는 수지층과, 표층재의 타방면 측에 배치되고, 표층재의 타방면을 덮는 고무층과, 수지층 및 고무층의 사이에 배치되고, 경사 및 위사 중의 적어도 어느 한쪽에 숭고사(bulky yarn)를 이용한 직포 층을 구비한다. 그리고, 직포 층은, 수지층 측에 마련되고, 직포의 일부에 수지층을 구성하는 수지를 함침시켜서 형성되는 직포-수지 복합층과, 고무층 측에 마련되고, 직포의 일부에 고무층을 구성하는 고무를 함침시켜서 형성되는 직포-고무 복합층을 포함한다. 그리고, 직포 층의 내부에는, 공극이 마련되어 있다.
본원 발명에 관한 표층재는, 직포 층으로서, 경사 및 위사 중의 적어도 어느 한쪽에 숭고사를 사용하고 있다. 이와 같은 숭고사는, 유리사를 구성하는 단섬유끼리가 평행 상태가 아니라, 뒤얽히고, 흐트러진 상태로 정돈시킨 점유 면적의 큰 실이다. 환언하면, 숭고사는 모사(毛絲)와 같은 부품을 갖기 때문에, 숭고사를 사용한 직포는, 통상의 직포와는 달리, 내부에 많은 공극을 포함하고 있다.
그리고, 직포-수지 복합층에서는, 직포에 함침된 수지가 숭고사가 갖는 공극 및 직조 선의 공극에 적당하게 들어가고, 게다가 공극을 완전하게는 막지 않고 어느 정도의 공극성을 유지시키는 것이다. 직포-고무 복합층에서도 마찬가지로, 직포에 함침된 고무가 숭고사가 갖는 공극 및 직조 선의 공극에 적당하게 들어가고, 게다가 공극을 완전하게는 막지 않고 어느 정도의 공극성을 유지시키고 있다. 이와 같은 공극은, 주위의 대부분이 수지나 고무로 덮여 있기 때문에, 눌러찌부리는 압력이 가하여졌다고 하여도, 제압시에, 원래의 형상으로 되돌아 올려는 복원력이 강한 것이다.
즉, 이와 같은 쿠션재용 표층재는, 일방면 측에 배치되는 수지층과 타방면 측에 배치되는 고무층과의 사이에 마련된 직포 층의 내부에 공극을 갖기 때문에, 요철 추종성을 우수한 것으로 할 수 있음과 함께, 유연성을 높게 할 수 있다. 그러면, 쿠션재와 피압축체 또는 열반과의 사이에 미소한 이물이 물려 들어간 경우에도, 이물에 의한 요철의 영향을 흡수할 수 있다. 따라서 제품에 대한 요철의 영향을 적게 할 수 있다. 또한, 유연성이 높기 때문에, 잔금이나 주름, 크랙의 발생을 저감할 수 있다. 또한, 이와 같은 쿠션재용 표층재는, 일방면 측이 수지층으로 구성되어 있기 때문에, 보풀의 발생을 저감할 수 있음과 함께, 열반 등에 대한 박리성을 향상시킬 수 있다. 또한, 타방면 측이 고무층으로 구성되어 있기 때문에, 쿠션재 본체에 대한 표층재의 접착성을 높일 수 있다.
직포 층에 관해서는, 직포를 구성하는 경사 및 위사 중의 어느 한쪽에 숭고사를 사용하는 것이라고 하였지만, 물론 양쪽에 숭고사를 사용하여도 좋다. 경사 및 위사 중의 어느 한쪽이 부피가 실인 경우, 다른 쪽은, 통상의 단사 또는 합연사(合挻絲)로 구성할 수 있다. 또한, 숭고사의 종류로서는, 벌키 얀(bulked yarn), 스태플 얀(staple yarn), 슬라이버 얀(sliver yarn) 등을 들 수 있다. 벌키 얀은, 에어 제트 등으로 부피가 크게 가공한 실이다. 스태플 얀은, 면형상의 유리 단섬유를 방적하여 실 형상으로 한 것이다. 슬라이버 얀는, 꼬지 않은 부피가 큰 단섬유(슬라이버 : sliver)에 꼬아서 만든 실이다.
또한, 기재(基材)로서의 직포에 대한 직포 층의 공극 잔존률은, 70% 이상이다. 직포 층에 관해, 이와 같은 공극 잔존률로 함으로서, 보다 확실하게 요철 추종성 및 높은 유연성을 확보할 수 있다.
여기서, 공극 잔존률에 관해 설명한다. 우선, 기재로서의 직포, 즉, 수지 및 고무를 함침하지 않은 상태에서의 직포의 공극률을 산출한다. 공극률은, 우선, 직포의 두께에 면적을 곱한 것을 직포 전체의 체적으로 하고, 단위면적당 중량 및 숭고사의 비중으로부터 숭고사의 체적을 산출하고, 직포 전체의 체적으로부터 숭고사의 체적을 공제한 것을 공극의 체적으로 하였다. 그리고, 직포 전체의 체적에 대한 공극의 체적의 비율을, 공극률로서 산출하였다. 공극 잔존률에 관해서는, 우선, 수지 및 고무를 함침한 직포에서의 공극률을, 또한 고무 및 수지의 비중을 이용하여 산출한다. 그리고, 수지 및 고무를 함침하지 않은 직포의 공극률에 대한 수지 및 고무를 함침한 직포에서의 공극률의 비율을, 공극 잔존률로 하였다. 즉, 공극 잔존률은, 수지 및 고무를 함침하지 않은 상태에서의 직포의 공극에 대해, 수지 및 고무를 함침한 직포에서의 공극이 어느 정도 잔존하고 있는지를 나타내는 것이다.
수지로서는, 상기한 열 프레스에 의한 열에의 내성을 갖는 내열성 수지인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 한 예로서, 내열성 수지의 융점 및 유리 전이점 중의 적어도 어느 한쪽은, 200℃ 이상인 수지를 사용하는 것이 좋다. 열 프레스에 관해서는, 요즘, 고온에서의 처리가 요구된다. 예를 들면, 제조되는 제품의 내열성을 높이기 위해, 제품을 구성하는 수지에 대해서도, 내열성을 갖는 수지가 사용된다. 그러면, 쿠션재용 표층재에 대해서도, 200℃의 온도에 견딜 수 있는 수지가 요구된다. 즉, 융점 및 유리 전이점 중의 적어도 어느 한쪽이 200℃ 이상이면, 제품이 내열성 수지로 구성되어 있고, 고온, 예를 들면, 200℃ 정도의 온도로 열 프레스가 행하여져도, 쿠션재용 표층재로서 사용에 견딜 수 있다. 물론, 융점 및 유리 전이점의 쌍방이, 200℃ 이상이라도 좋다.
수지로서는, 예를 들면, 불소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 열경화성 아크릴 수지, 푸란 수지, 우레아 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 폴리우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종의 수지 또는 2종 이상의 수지의 혼합물인 것이 바람직하다. 특히 내열성 등이 양호한 불소 수지가 가장 바람직하다.
또한, 수지에는, 도전성을 갖는 무기 분말이 함유되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로서, 비교적 대전되기 쉬운 수지의 대전을 억제할 수 있다. 무기 분말으로서는, 카본 분말, 알루미늄 분말, 산화티탄 분말, 산화아연 분말, 산화철 분말로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종의 분말 또는 2종 이상의 분말의 혼합물인 것이 바람직하다. 또한, 무기 분말의 평균 입자경에 관해서는, 0.1㎛ 내지 10.0㎛ 정도가 좋다.
바람직하게는, 직포는, 벌키 얀을 사용한 유리 섬유이다. 유리 섬유의 벌키 얀을 사용한 직포로서는, 예를 들면, 유니치카 주식회사제의 A305, A330, A400, A415, A450, A500, T330, T540, T790, T860, T900이나, 닛토방적 주식회사제의 KS4010, KS4155, KS4325 등이 시판되고 있다. 또한, 직포로서, 아라미드 섬유를 사용할 수도 있다.
직포에 관해서는, 1중직(重織) 또는 다중직된 것이라도 좋다. 직포의 직조 방법으로서는, 평직(平織), 능직(綾織), 기타의 직조 방법이 있지만, 특정한 직조 방법으로 한정되지 않는다. 실의 번호, 직밀도(織密度), 직조 방법 등을 적절히 선택하여, 직포의 단위면적당 무게의 정밀도나 공극률을 조정할 수 있다.
고무는, 불소 고무, EPM, EPDM, 수소화니트릴 고무, 실리콘 고무, 아크릴 고무 및 부틸 고무로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종의 고무 또는 2종 이상의 고무의 혼합물인 것이 바람직하다. 이들의 고무는 모두, 내열성이 우수하기 때문에, 열 프레스용으로서 양호하다. 특히, 불소 고무에 관해서는, 내열성, 및 강도 등의 물성이 우수하다는 관점에서, 가장 바람직하다.
본 발명의 다른 국면에서는, 열 프레스용 쿠션재는, 열 프레스에 이용되는 열 프레스용 쿠션재로서, 열 프레스용 쿠션재는, 그 표층에 배치되는 시트형상의 쿠션재용 표층재를 포함한다. 쿠션재용 표층재는, 표층재의 일방면 측에 배치되고, 표층재의 일방면을 덮는 수지층과, 표층재의 타방면 측에 배치되고, 표층재의 타방면을 덮는 고무층과, 수지층 및 고무층의 사이에 배치되고, 경사 및 위사 중의 적어도 어느 한쪽에 숭고사를 사용한 직포 층을 구비한다. 그리고, 직포 층은, 수지층 측에 마련되고, 직포의 일부에 수지층을 구성하는 수지를 함침시켜서 형성되는 직포-수지 복합층과, 고무층 측에 마련되고, 직포의 일부에 고무층을 구성하는 고무를 함침시켜서 형성되는 직포-고무 복합층을 포함한다. 그리고, 직포 층의 내부에는, 공극이 마련되어 있다.
이와 같은 열 프레스용 쿠션재는, 요철 추종성이 우수하고 있고, 잔금이나 주름, 크랙의 발생을 저감할 수 있다. 따라서 양호한 제품을 효율적으로 제조할 수 있음과 함께, 취급이 양호하고 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 쿠션재용 표층재에 의하면, 일방면 측에 배치되는 수지층과 타방면 측에 배치되는 고무층과의 사이에 마련된 직포 층의 내부에 공극을 갖기 때문에, 요철 추종성을 우수한 것으로 할 수 있음과 함께, 유연성을 높게할 수 있다. 그러면, 쿠션재와 피압축체 또는 열반과의 사이에 미소한 이물이 물려 들어간 경우에도, 이물에 의한 요철의 영향을 흡수할 수 있다. 따라서 제품에 대한 요철의 영향을 적게 할 수 있다. 또한, 유연성이 높기 때문에, 잔금이나 주름, 크랙의 발생을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 열 프레스용 쿠션재는, 양호한 제품을 효율적으로 제조할 수 있음과 함께, 취급이 양호하고, 내구성을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재를 두께 방향으로 절단한 경우의 모식도.
도 2는 본 발명의 한 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재의 단면 사진이고, 약 60배로 확대한 경우를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 한 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재의 단면 사진이고, 약 32배로 확대한 경우를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 한 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재를 포함하는 열 프레스용 쿠션재를 두께 방향으로 절단하여 분해한 경우의 개략 단면도.
도 5는 통기도를 시험하는 프라지르형(Frazir type) 시험기의 개략도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재를 포함하는 열 프레스용 쿠션재를 두께 방향으로 절단하여 분해한 경우의 개략 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재를 포함하는 열 프레스용 쿠션재를 두께 방향으로 절단하여 분해한 경우의 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재를 포함하는 열 프레스용 쿠션재를 두께 방향으로 절단하여 분해한 경우의 개략 단면도.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 한 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재를 두께 방향으로 절단한 경우의 모식도이다. 도 2는, 본 발명의 한 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재의 단면 사진이고, 약 60배로 확대한 경우를 나타낸다. 도 3은, 본 발명의 한 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재의 단면 사진이고, 약 32배로 확대한 경우를 나타내다. 또한, 도 1은, 도 2 및 도 3을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재를 모식적으로 도시한 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재(11a)는, 후술하는 열 프레스용 쿠션재 본체의 표층, 구체적으로는, 열 프레스용 쿠션재 본체의 표면측 및 이면측에 배치되는 것이다. 쿠션재용 표층재(11a)는, 시트형상이다. 표층재(11a)는, 일방면 측에 배치되고, 표층재(11a)의 일방면을 덮는 수지층(12)과, 표층재(11a)의 타방면 측에 배치되고, 표층재(11a)의 타방면을 덮는 고무층(13)을 구비한다. 그리고, 수지층(12)과 고무층(13)과의 사이에는, 직포 층(14)이 구비되어 있다. 즉, 표층재(11a)의 두께 방향에서, 수지층(12)과 고무층(13)과의 사이에 끼워 넣어지도록 하여, 직포 층(14)이 배치되어 있다. 수지층(12)의 표면(15a) 및 고무층(13)의 표면(15b)은, 비교적 평활한 면이다. 직포 층(14), 구체적으로는 직포 층(14)을 구성하는 숭고사(16)는, 표면(15a, 15b)으로부터 거의 노출하지 않은 구성이다.
직포 층(14)은, 경사 및 위사 중의 적어도 어느 한쪽에 숭고사(16)를 사용한 직포가 적용된다. 숭고사(16)로서는, 예를 들면, 벌키 얀을 사용한 유리 섬유 또는 아라미드 섬유가 사용된다.
또한, 수지층(12) 내에는, 도시는 하지 않지만, 도전성을 갖는 무기 분말이 함유되어 있다. 이에 의해, 비교적 대전하기 쉬운 수지의 대전을 억제할 수 있다.
여기서, 직포 층(14)에 관해서는, 수지층(12)측에 마련되고, 직포의 일부에 수지층(12)을 구성하는 수지를 함침시켜서 형성되는 직포-수지 복합층(17)과 고무층(13)측에 마련되고, 직포의 일부에 고무층(13)을 구성하는 고무를 함침시켜서 형성되는 직포-고무 복합층(18)을 포함하는 구성이다. 직포-수지 복합층(17)과 직포-고무 복합층(18)은, 대향하는 면(19a, 19b)이 대부분의 영역에서 접촉하고 있는 구성이다.
즉, 표층재(11a)는, 도 1 중에서, 지면(紙面) 상측부터, 수지층(12), 직포-수지 복합층(17), 직포-고무 복합층(18), 고무층(13)의 순서로 배치되는 구성이다. 수지층(12)과 직포-수지 복합층(17)은, 대부분의 영역에서 연속하여 연결되는 구성이고, 고무층(13)과 직포-고무 복합층(18)도, 대부분의 영역에서 연속하고 연결된 구성이다. 한편, 직포-수지 복합층(17)과 직포-고무 복합층(18)은, 대부분의 영역에서 반드시 연결되어 있지는 않고, 여기저기에서 직포-수지 복합층(17)과 직포-고무 복합층(18)의 사이에, 직포 및 직포 사이에 위치하는 공극만으로 구성되는 부분도 존재한하다. 또한, 도 1에서는, 직포-수지 복합층(17) 및 직포-고무 복합층(18)의 두께가 거의 같은 정도이고, 수지층(12) 및 고무층(13)의 두께가 비교적 얇게 도시되어 있지만, 용도 등에 응하여, 각 층의 두께는 임의로 변경된다.
여기서, 직포 층(14)의 내부에는, 공극(20)이 마련되어 있다. 여기서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 직포-수지 복합층(17)의 내부, 및 직포-고무 복합층(18)의 내부에 각각, 공극(20)이 마련되어 있다. 이와 같은 공극(20)의 대부분은, 기재로서의 직포 층(14)을 구성하는 숭고사(16) 자신이 원래 갖는 공극이 잔존한 것이다. 이 공극에 관해서는, 그 대부분 부분이 수지나 고무에 덮여진 것이다. 따라서 눌러찌부리는 압력이 가하여졌다고 하여도, 제압시에, 원래의 형상으로 되돌아 올려는 복원력이 강한 것이다.
다음에, 이와 같은 표층재(11a)의 제조 방법에 관해, 간단히 설명한다. 우선, 상기한 구성의 시트형상의 직포를 준비한다. 그리고, 시트형상의 직포의 일방측의 면에 수지를 함침시킨다. 이 경우, 직포에 함침시키기 쉽도록 수지를 용제에 녹이거나, 바니쉬 상태로 한 것을 사용하면 좋다. 또한, 미리 수지에 함유시키는 도전성을 갖는 무기 분말을 가하고 있어서도 좋다. 함침에 즈음해서는, 직포의 일방측의 면에 수지층이 형성되고, 타방측의 면까지 수지가 스며 전해지지 않도록 하여 함침시킨다. 즉, 일방면 측은, 수지층이 노출하고, 타방면 측은, 직포를 구성하는 숭고사가 노출하도록 함침시킨다. 이와 같이 하여, 우선, 수지층 및 직포-수지 복합층을 형성한다. 그 후, 소성을 행하여, 용제를 휘발시켜, 수지층 및 직포-수지 복합층을 굳힌다.
다음에, 타방면 측부터 고무를 함침시킨다. 이 경우, 직포의 타방면에 고무층이 형성되고, 직포의 두께 방향에 걸쳐서 함침시키도록 한다. 구체적으로는, 예를 들면, 점도가 낮은 미가황의 불소 고무를, 타방면 측부터 도포하도록 하여 함침시킨다. 그 후, 소정의 시간 건조시킨다.
이와 같이 하여, 본 발명에 관한 표층재를 제조한다. 이 경우, 함침 정도, 구체적으로는, 예를 들면, 바니쉬 상태로 한 수지의 점도나 함침 시간, 함침 온도, 미가황 불소 고무의 도포 상태, 또한, 직포에서의 숭고사가 짜는 상태 등을 고려하여 직포 층의 내부에 잔존시키는 공극의 정도, 즉, 잔존 공극률을 조정한다.
이와 같은 표층재는, 상기한 바와 같이, 표층재 자체, 구체적으로는, 표층재의 내부에 배치되는 직포 층의 내부에 공극이 마련되어 있기 때문에, 표층재 자체가 요철 추종성을 가지며, 또한, 유연성이 높은 것으로 된다. 또한, 일방면 측이 수지층으로 구성되어 있기 때문에, 박리성 등이 양호하다. 또한, 타방면 측이 고무층으로 구성되어 있기 때문에, 접착성이 양호하다.
다음에, 상기한 도 1 등에 도시하는 쿠션재용 표층재를 포함하는 열 프레스용 쿠션재의 구성에 관해 설명한다. 도 4는, 본 발명의 한 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재를 포함하는 열 프레스용 쿠션재를 두께 방향으로 절단하여 분해한 경우의 개략 단면도이다.
도 4를 참조하면, 열 프레스용 쿠션재(21)는, 상기한 구성의 2장의 표층재(11a, 11b)와, 4장의 쿠션재 본체(22a, 22b, 22c, 22d)를 구비하는 구성이다.
열 프레스용 쿠션재(21)는, 표면이 되는 일방면 측 및 이면이 되는 타방면 측에 2장의 쿠션재용 표층재(11a, 11b)가 배치되는 구성이다. 표면측에 배치되는 제1의 표층재(11a)에 관해서는, 수지층이 외방면(外方面), 즉, 도 4 중의 지면 상측이 되도록 마련된다. 한편, 이면측에 배치되는 제2의 표층재(11b)에 관해서는, 수지층이 외방면, 즉, 도 4 중의 지면 하측이 되도록 마련된다. 제1의 표층재(11a)는, 고무층의 표면과 쿠션재 본체(22a)의 표면을 접착하도록 하여 부착된다. 또한, 제2의 표층재(11b)는, 고무층의 표면과 쿠션재 본체(22d)의 표면을 접착하도록 하여 부착된다. 구체적으로는, 미가황의 불소 고무층과 쿠션재 본체를 접촉시키고, 압력과 열을 가하여 미가황 불소 고무를 가황하는 동시에 전체를 접착 일체화시키도록 한다. 각 쿠션재 본체(22a 내지 22d)는, 각각의 두께 방향의 사이에 접착재(23a, 23b, 23c)를 개재하도록 하여 접착된다. 이와 같이 하여, 열 프레스용 쿠션재(21)가 구성되어 있다.
이와 같은 열 프레스용 쿠션재(21)는, 제1 및 제2의 표층재(11a, 11b), 구체적으로는, 제1 및 제2의 표층재(11a, 11b) 중의 수지층에 의해, 열반이나 피압축체에 대한 박리성이 양호하다. 따라서 열 프레스시에 있어서, 열반 및 피압축체의 사이에 끼여진 경우에도, 열반 및 피압축체에의 달라붙음을 저감할 수 있다. 또한, 이와 같은 열 프레스용 쿠션재(21)는, 제1 및 제2의 표층재(11a, 11b), 구체적으로는, 제1 및 제2의 표층재(11a, 11b) 중의 고무층에 의해, 쿠션재 본체(22a, 22b)와의 접착성이 양호하다.
또한, 이와 같은 열 프레스용 쿠션재(21)는, 제1 및 제2의 표층재(11a, 11b)에 의해, 요철 추종성이 양호하고, 또한, 유연성이 양호하기 때문에, 양호한 제품을 효율적으로 제조할 수 있음과 함께, 취급이 양호하고, 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
실시례
직포로서, 벌키 얀을 사용한 유리 직포「A515」(유니치카 주식회사제)를 사용하였다. 유리 섬유의 비중은, 2.54(g/㎥)이고, 단위면적당 중량은, 515(g/㎡)이다. 그리고, 준비한 유리 직포에 대해, 유리 직포의 편면측에 바니쉬 상태로 한 불소 수지를 도포하고, 소성을 행하였다. 불소 수지의 비중은, 1.71(g/㎥)이다. 여기서, 불소 수지 중에는, 도전성 무기 산화물「23K」(하쿠스이텍(주)제)를 소정량 함유시켰다. 소성 후, 그 이면에 미가황의 불소 고무를 도포하고, 건조시켰다. 불소 고무의 비중은, 1.96(g/㎥)이다. 이와 같이 하여, 상기한 구성의 표층재를 얻었다.
쿠션재 본체로서는, 이하와 같이 제조하였다. 우선, 벌키 얀을 사용한 유리 직포「T860」(유니치카 주식회사제)를 준비하고, 미가황 불소 고무 용액에 함침시켰다. 그리고, 이것을 충분히 건조시켜서 용제를 제거하였다. 그 후, 230℃로 5 시간, 베이킹 처리하여, 쿠션재 본체를 얻었다. 또한, 쿠션재 본체의 구성 및 제조 방법의 상세에 관해서는, 일본 특개2008-132656호 공보를 참조하면 좋다.
이와 같이 하여 얻어진 쿠션재 본체를, 2장의 표층재로 끼워 넣고, 본 발명에 관한 열 프레스용 쿠션재를 제조하였다. 얻어진 열 프레스용 쿠션재의 특성을, 실시례 1로서 평가하였다.
또한, 비교례 1로서, 특허 문헌 1에 기재된 표층재를 이용하였다. 구체적인 비교례 1의 구성으로서, 표층재로서의 열 프레스용 시트는, 단위면적당 중량 200(g/㎡)의 유리 클로스「H201」(유니치카 주식회사제)의 편면에 도포량 30(g/㎡)의 이형성 도막을 형성하고, 그 이면에 불소 고무를 도포하여 이루어지는 것이다. 이형성 도막의 비중으로서는, 1.09(g/㎥)이다. 불소 고무의 비중은, 2.22(g/㎥)이다.
비교례 2로서, 아라미드 클로스만으로 이루어지는 표층재를 이용하였다. 아라미드 클로스의 비중은, 1.37(g/㎥)이고, 단위면적당 중량 200(g/㎡)이다.
비교례 3으로서, 미처리의 벌키 클로스, 즉, 수지층이나 고무층이 형성되지 않은 실시례 1의 유리 직포「A515」를 표층재로서 이용하였다.
비교례 4로서, 특허 문헌 2에 기재된 표층재를 이용하였다. 구체적인 비교례 4의 구성으로서, 표층재로서의 접착 시트는, 단위면적당 중량 200(g/㎡)의 유리 클로스「H201」(유니치카 주식회사제)로 이루어지는 기재의 양면에 미가황의 불소 고무를 도포하고, 또한 그 위에서 폴리이미드 수지계의 내열 도료를 도포하여 이루어지는 구성이다. 수지의 비중은, 2.19(g/㎥)이다. 또한, 불소 고무는, 비교례 1과 같은 것을 사용하고 있다.
또한, 비교례 1 내지 비교례 4의 쿠션재 본체는, 실시례 1에서의 쿠션재 본체와 같다. 즉, 실시례 1, 비교례 1 내지 비교례 4에서의 쿠션재는, 표층재만이 다른 구성이다.
Figure 112015104135914-pat00001
Figure 112015104135914-pat00002
표 1 및 표 2 중의 프레스의 조건에 관해서는, 온도 230℃로 가압력 4MPa의 하중을 가한 것이다. 프레스의 사이클로서는, 가열 60분, 냉각 15분으로 하였다. 또한, 프레스 10회 후란, 프레스를 10회 행한 후의 상태에서 측정한 것이다. 또한, 표 1 중, 「-」는, 측정하지 않은 것을 나타내고, 통기도의 「0」은, 전혀 통기하지 않는 상태, 즉, 기밀성이 가장 양호한 것을 나타낸다. 표 2 중, ○표시는, 「양호」한 상태를 나타내고, △표시는, 「약간 문제 있음」이라는 상태를 나타내고, ×표시는, 「문제 있음」이라는 상태를 나타낸다. 또한, 표 1 중의 수지 부착량이란, 수지를 직포에 함침시킨 때에 수지가 직포에 부착한 양이고, 수지층 및 직포-수지 복합층에 있는 수지의 양이다. 고무 부착량이란, 고무를 직포에 함침시킨 때에 고무가 직포에 부착한 양이고, 고무층 및 직포-고무 복합층에 있는 고무의 양이다.
여기서, 통기도를 산출하는 통기성 시험의 시험 방법에 관해서는, JIS R3420(2006년)에 준거한 방법이고, 이하, 간단히 설명한다. 통기성 시험에 관해서는, 도 5에 도시하는 프라지르형(Frazier type) 시험기(31)를 이용한다. 프라지르형 시험기(31)는, 수직형 유기압계(32)와, 경사형 유기압계(33)와, 2개의 저유조(34a, 34b)와, 시험편(S)을 누른 클램프(35)와, 원통의 칸막이벽(36)과, 공기구멍(37)과, 공기 전환판(38)과, 공기 방출구(39)와, 흡입 팬(40)을 구비한다.
조작 방법에 관해서는, 이하와 같다. 원통의 일단에 시험편(S)을 놓고, 클램프(35)로 눌러서, 부착한다. 가감 저항기에 의해 경사형 유기압계(33)가 124.5Pa의 압력을 나타내도록 공기를 흡입하고, 흡입 팬(40)을 조정한다. 그 때의 수직형 유기압계(32)가 나타내는 압력과, 사용한 공기구멍(37)의 종류로부터, 시험기에 부속된 표에 의해, 시험편(S)을 통과하는 공기량 ㎤×㎝-2×s-1(㎤/㎠sec(초))을 구한다.
통기도, 이른바, 기밀성에 관해서는, 열 프레스용 쿠션재의 취급시에 있어서의 흡인 반송을 하기 쉬움 등의 관점에서, 그 값이 낮은 쪽이 좋다.
표 1을 참조하면, 실시례 1의 공극 잔존률은, 초기에는 85. 2%, 프레스 10회 후에는 70.5%이고, 프레스 10회 후에서도, 70% 이상이다. 이에 대해, 비교례 1의 공극 잔존률은, 초기에는 68.4%, 프레스 10회 후에는 46.9%, 비교례 4의 공극 잔존률은, 초기에는 68.3%, 프레스 10회 후에는 51.3%이고, 어느 경우도 70%를 못미치고 있다. 통기도에 관해서는, 실시례 1은, 초기에는 0.2(㎤/㎠sec), 프레스 10회 후에는 0이고, 기밀성이 매우 높은 것이다. 비교례 1 및 비교례 4에 대해서도, 기밀성은 양호하지만, 비교례 2 및 비교례 3에 관해서는, 초기에는 각각 14.9(㎤/㎠sec), 19.5(㎤/㎠sec), 프레스 10회 후에도 각각, 1.0(㎤/㎠sec), 2.0(㎤/㎠sec)이고, 기밀성에 관해 문제가 있는 레벨이다.
표 2를 참조하면, 실시례 1에 관한 열 프레스용 쿠션재는, 초기 및 프레스 10회 후에서도, 요철 추종성, 굽힘 주름, 보풀 발생, 박리성의 점에서, 전부 양호하였다. 이에 대해, 비교례 1 및 비교례 4는, 초기 및 프레스 10회 후의 어느것에서도, 요철 추종성 및 굽힘 주름에 관해, 문제가 있다. 박리성에 대해서도, 불충분하였다. 비교례 2는, 초기에는 박리성에 문제가 있고, 보풀 발생에 관해 불충분하였다. 프레스 10회 후에서는, 굽힘 주름 이외의 항목에서, 문제가 있다. 비교례 3은, 초기에는, 보풀 발생에 관해 문제가 있다. 프레스 10회 후에서는, 요철 추종성 및 보풀 발생에 관해 문제가 있다.
이상으로부터, 실시례 1에 관해서는, 요철 추종성, 굽힘 주름, 보풀 발생, 박리성의 점에서, 전부 양호하고, 또한, 기밀성이 양호하다. 한편, 비교례 1 내지 비교례 4에서는, 상기한 항목의 적어도 하나에 문제가 있는 레벨이다.
또한, 상기한 실시의 형태에서, 열 프레스용 쿠션재는, 2장의 표층재와, 4장의 쿠션재 본체를 구비하는 것으로 하였지만, 이와 같은 형태로 한하지 않고, 예를 들면, 이하와 같은 구성의 것이라도 좋다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 쿠션재용 표층재를 포함하는 열 프레스용 쿠션재를 두께 방향으로 절단하여 분해한 경우의 개략 단면도이다. 도 6을 참조하면, 열 프레스용 쿠션재(41)는, 2장의 표층재(42a, 42b)와, 1장의 쿠션재 본체(43)를 구비한다. 2장의 표층재(42a, 42b)에 관해서는, 쿠션재 본체(43)의 표리에 부착되도록 하여 배치된다. 이 경우도 상기한 도 4에 도시하는 쿠션재와 마찬가지로, 표층재(42a, 42b)의 각각의 고무층이, 쿠션재 본체(43)의 양면에 접착하도록 하여 부착된다. 이와 같은 구성이라도 좋다.
또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 쿠션재(46)는, 2장의 표층재(47a, 47b)와, 복수장의 쿠션재 본체(48)를 구비하는 구성이라도 좋다. 즉, 복수장의 쿠션재 본체(48)를 각각, 접착재(49)로 접착하고, 쿠션재(46)의 최외면이 되는 표면측 및 이면측에, 2장의 표층재(47a, 47b)를 배치시킨다. 이와 같은 구성이라도 좋다.
또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, 쿠션재(51)는, 2장의 표층재(52a, 52b)와, 2장의 쿠션재 본체(53a, 53b)에 더하여, 시트형상의 불소 고무(54)를 배치시키도록 하여도 좋다. 이 경우, 불소 고무(54)와 쿠션재 본체(53a, 53b)와의 사이를 접착재(55a, 55b)에 의해 접착하도록 한다. 이와 같은 구성이라도 좋다.
또한, 상기한 실시의 형태에서는, 수지로서 내열성 수지를 사용하는 것으로 하였지만, 이것으로 한하지 않고, 프레스시에 고온의 열이 가하여지지 않는 경우에는, 내열성을 갖지 않는 수지를 사용할 수도 있다. 또한, 이 경우, 고무에 대해서도, 내열성을 갖지 않는 고무를 적용하는 것으로 하여도 좋다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시의 형태를 설명하였지만, 본 발명은, 도시한 실시의 형태의 것으로 한정되지 않는다. 도시한 실시의 형태에 대해, 본 발명과 동일한 범위 내에서, 또는 균등한 범위 내에서, 여러 가지의 수정이나 변형을 가한 것이 가능하다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 관한 쿠션재용 표층재 및 열 프레스용 쿠션재는, 적층판의 양호한 생산성 등이 요구되는 경우에 유효하게 이용된다.
11a, 11b, 42a, 42b, 47a, 47b, 52a, 52b : 표층재
12 : 수지층
13 : 고무층
14 : 직포 층
15a, 15b : 표면
17 : 직포-수지 복합층
18 : 직포-고무 복합층
19a, 19b : 면
20 : 공극
21, 41, 46, 51 : 쿠션재
22a, 22b, 22c, 22d, 43, 48, 53a, 53b : 쿠션재 본체
23a, 23b, 23c, 49, 55a, 55b : 접착재
31 : 프라지르형 시험기
32 : 수직형 유기압계
33 : 경사형 유기압계
34a, 34b : 저유조
35 : 클램프
36 : 칸막이벽
37 : 공기구멍
38 : 공기 전환판
39 : 공기 방출구
40 : 흡입 팬
54 : 불소 고무

Claims (9)

  1. 열 프레스에 이용되는 열 프레스용 쿠션재에 있어서,
    쿠션재 본체와, 상기 쿠션재 본체의 표층에 배치되는 시트형상의 표층재를 포함하며,
    상기 표층재는,
    상기 표층재의 일방면 측에 배치되고, 상기 표층재의 일방면을 덮는 수지층과,
    상기 표층재의 타방면 측에 배치되고, 상기 표층재의 타방면을 덮는 고무층과,
    시트형상의 직포로 구성되어 있고, 상기 수지층 및 상기 고무층의 사이에 배치되고, 경사 및 위사 중의 적어도 어느 한쪽에 숭고사를 사용한 직포 층을 구비하고,
    상기 표층재 중의 상기 직포 층은,
    상기 표층재 중의 상기 수지층 측에 마련되고, 상기 직포의 일부에 상기 수지층을 구성하는 수지를 함침시켜서 형성되는 직포-수지 복합층과,
    상기 표층재 중의 상기 고무층 측에 마련되고, 상기 직포의 일부에 상기 고무층을 구성하는 고무를 함침시켜서 형성되는 직포-고무 복합층을 포함하고,
    상기 표층재 중의 상기 직포 층의 내부에는 공극이 마련되어 있으며,
    상기 표층재 중의 상기 직포 층의 공극 잔존율은 70% 이상인 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수지는, 내열성 수지인 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 내열성 수지의 융점 및 유리 전이점 중 적어도 어느 한쪽은, 200℃ 이상인 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수지는, 불소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 열경화성 아크릴 수지, 푸란 수지, 우레아 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 폴리우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종의 수지 또는 2종 이상의 수지의 혼합물인 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수지에는, 도전성을 갖는 무기 분말이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 무기 분말은, 카본 분말, 알루미늄 분말, 산화티탄 분말, 산화아연 분말, 산화철 분말로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종의 분말 또는 2종 이상의 분말의 혼합물인 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 직포는, 벌키 얀을 사용한 유리 섬유 또는 아라미드 섬유인 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 직포는, 1중직 또는 다중직된 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 고무는, 불소 고무, EPM, EPDM, 수소화니트릴 고무, 실리콘 고무, 아크릴 고무 및 부틸 고무로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종의 고무 또는 2종 이상의 고무의 혼합물인 것을 특징으로 하는 열 프레스용 쿠션재.
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