JP2004344962A - 熱プレス用シート - Google Patents
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Abstract
【課題】表面の離型性塗膜にひけやへこみが発生するのを防止し、なおかつ耐摩耗性、離型性、屈曲性、および塗膜の塗布作業性も良好な熱プレス用シートを提供する。
【解決手段】熱プレス用シート２０は、シート状の基材１と、基材１の表面に塗布された離型性塗膜２とを含み、塗膜２は基材１の表面全体を完全に被覆しており、熱プレス用シート２０に気密性を与えている。塗膜２は、樹脂組成物をボ材としており、有機粉末および無機粉末は、塗膜を形成する樹脂組成物１００質量％中にそれぞれ５質量％以上混入されており、有機粉末５〜５５質量％および無機粉末５〜５５質量％が合計で３０〜６０質量％混入されている。
【選択図】 図１
【解決手段】熱プレス用シート２０は、シート状の基材１と、基材１の表面に塗布された離型性塗膜２とを含み、塗膜２は基材１の表面全体を完全に被覆しており、熱プレス用シート２０に気密性を与えている。塗膜２は、樹脂組成物をボ材としており、有機粉末および無機粉末は、塗膜を形成する樹脂組成物１００質量％中にそれぞれ５質量％以上混入されており、有機粉末５〜５５質量％および無機粉末５〜５５質量％が合計で３０〜６０質量％混入されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、銅張積層板、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、多層積層板等のプリント基板や、ＩＣカード、セラミックス積層板、液晶表示板など、積層構造をもつ精密機器部品（以下、「積層板」と称する）を製造する工程で、対象製品をプレス成形や熱圧着する際に離型シートあるいはクッション材として使用される熱プレス用シートに関する。特に、この発明は、熱プレス用シートの表面材料の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、積層板の製造において、プレス成形や熱圧着する工程では、図１０に示すように、対象物である積層板材料１１の上下にステンレス等からなる鏡面板１２を当接させ、さらに鏡面板１２の上下に離型シート１３およびクッション材１４を介在させて熱盤１５間に挟み込み、圧力と熱をかける方法が用いられる。精度の良い積層板を得るためには、熱プレスにおいて、積層板材料１１の全面に亘って均一な熱と圧力を加える必要がある。
【０００３】
このため、クッション材１４は、熱盤１５の持つ熱や圧力のムラを緩和し、全面に亘って均一化する機能を果たしている。熱プレス用クッション材１４としては、クラフト紙、有機または無機繊維をバインダーで結合したもの、ゴム、不織布、ゴムと不織布の積層体など、さまざまな種類のものが使用されている。クッション材１４が繊維質の素材からなる場合、繊維の屑がクッション材１４から分離することがある。繊維の屑が積層板材料１１や鏡面板１２に付着すると、積層板材料１１の凹みや傷の原因となる。
【０００４】
また、クッション材１４が離型性の悪い素材からなる場合は、クッション材１４が鏡面板１２に粘着してしまう場合がある。そこで、離型シート１３は、繊維の屑がクッション材１４から分離して浮遊するのを防ぐ機能や、クッション材１４が鏡面板１２に粘着するのを防止する機能を果たしている。なお、クッション材１４自体の表面が離型性を有する場合には、離型シート１３を併用しない場合もある。本発明において、熱プレス用シートという用語は、離型シート１３およびクッション材１４の両方を含む意味で用いている。
【０００５】
従来の熱プレス用離型シートとしては、合成樹脂フィルム単体からなるものや、シート状の基材と基材上に形成された離型性塗膜とを備えた複合材からなるものが知られている。複合材からなる離型シートの公知文献として、特開平９−１８２９９８号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、離型シートが、基材層と表面の離型層とを備えており、離型層は、耐熱性離型塗料あるいは耐熱性離型フィルムで形成されることが開示されている。
【０００６】
熱プレス用クッション材の離型性表面材料の改良に関する公知文献として、特開平６−３２２３２６号公報（特許文献２）がある。特許文献２には、シート状の基材の片面（裏面）に未加硫フッ素ゴムを塗布し、他面（表面）に耐熱塗料を塗布した感熱接着シートを、被着体に対して被着体と未加硫フッ素ゴム塗布面とを当接させて積層し、接着一体化してなるクッション材が開示されている。
【０００７】
特許文献１に記載の離型シートおよび特許文献２に記載のクッション材は、いずれもシート状の基材と、基材上に形成された耐熱塗料による離型性塗膜とを備えている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１８２９９８号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平６−３２２３２６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の熱プレス用シートにおいて、基材の表面に耐熱塗料を塗布し、乾燥させたとき、塗膜に、所謂ひけやへこみと呼ばれる厚みの薄い部分が生じる不具合が発生しやすかった。ここで言うひけやへこみとは、直径１ｍｍ程度の厚みの薄い部分が、熱プレス用シート１ｍ２当りにつき数ヶ所発生する現象であるが、このひけやへこみをなくすことは困難であった。熱プレス用シートには、数百回のプレスに繰り返し使用できる耐久性が要求される。表面にひけやへこみのある熱プレス用シートは、繰り返し使用したときにひけやへこみを起点としてクラックが発生したり、表面の摩耗によってひけやへこみ部分の基材が露出したりして、耐久性に問題が生じることとなる。また、表面にひけやへこみのある熱プレス用シートは、搬送等、取り扱いの際の屈曲に対しても、ひけやへこみを起点としてクラックが発生しやすかった。
【００１１】
本発明者は、耐熱塗料中に粉末充填剤を混入することが、ひけやへこみの防止に対して効果的であることを実験により確認した。しかしながら、普通に粉末充填剤を混入した場合、塗膜の耐摩耗性、離型性、屈曲性、塗布作業性等の熱プレス用シートへの一般的要求特性を悪化させやすいことが判明し、これらの要求特性を悪化させずにひけやへこみを防止する事が新たな課題となった。
【００１２】
そこで、この発明の目的は、表面の離型性塗膜にひけやへこみが発生するのを防止し、なおかつ耐摩耗性、離型性、屈曲性、および塗膜の塗布作業性も良好な熱プレス用シートを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明による熱プレス用シートは、シート状の基材と、基材上に形成された離型性塗膜とを備え、塗膜は、樹脂組成物１００質量％中に、有機粉末５〜５５質量％および無機粉末５〜５５質量％が合計で３０〜６０質量％混入された樹脂組成物からなることを特徴とする。
【００１４】
塗膜を形成する樹脂組成物中に、有機粉末と無機粉末とを合計で３０〜６０質量％混入することにより、ひけやへこみが発生するのを防止することができる。有機粉末および無機粉末の混入割合が合計で３０質量％に満たないと、ひけやへこみが発生しやすい。一方、有機粉末および無機粉末の混入割合が合計で６０質量％を越えると、塗膜の屈曲性が悪くなってクラックが発生しやくすなり、また塗液の粘度上昇により塗布作業性も悪くなる。有機粉末と無機粉末との合計の混入割合は、好ましくは３５〜５０質量％である。
【００１５】
有機粉末および無機粉末の混入割合の合計が３０〜６０質量％であっても、有機粉末の混入割合が５質量％に満たない場合、塗膜の耐摩耗性および屈曲性が悪くなる。樹脂組成物１００質量％中の有機粉末の混入割合は、好ましくは１０質量％以上であり、さらに好ましくは１５質量％以上である。
【００１６】
また、有機粉末および無機粉末の混入割合の合計が３０〜６０質量％であっても、無機粉末の混入割合が５質量％に満たない場合、塗膜の離型性が悪くなる。樹脂組成物１００質量％中の無機粉末の混入割合は、好ましくは１０質量％以上であり、さらに好ましくは１５質量％以上である。
【００１７】
有機粉末および無機粉末のいずれかの混入割合が５５質量％を越える場合は、有機粉末と無機粉末の合計の混入割合が３０〜６０質量％という条件の上限を越えてしまう。
【００１８】
好ましくは、有機粉末および無機粉末の混入比率は２：５〜５：２である。有機粉末の無機粉末に対する混入比率が２：５よりも小さいと、塗膜の耐磨耗性および屈曲性が悪くなる恐れがあり、有機粉末の無機粉末に対する混入比率が５：２を越えると、塗膜の離型性が悪くなる恐れがある。
【００１９】
好ましくは、有機粉末および無機粉末の平均粒径は、０．１〜１０．０μｍである。
【００２０】
基材は、表面全面に亘って凹凸を有しており、このような基材の凹凸が塗膜の表面に現れているのが好ましい。塗膜の表面に基材の凹凸が現れることにより、熱プレス用シートの離型性が向上する。
【００２１】
なお、基材は、単層構造あるいは積層構造のいずれであってもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明による熱プレス用シート２０を示す。熱プレス用シート２０は、シート状の基材１と、基材１の表面に塗布された離型性塗膜２とからなる。塗膜２は、基材１の表面全体を完全に被覆しており、熱プレス用シート２０に気密性を与えている。熱プレス用シート２０は気密性を有しているので、熱プレス装置周辺で熱プレス用シート２０を取り扱う際に、吸引搬送が可能である。
【００２４】
塗膜２は、樹脂組成物を母材としており、樹脂組成物中に、有機粉末および無機粉末が混入されている必要がある。さらに、前述のとおり、有機粉末および無機粉末は、塗膜を形成する樹脂組成物１００質量％中にそれぞれ５質量％以上混入されており、有機粉末および無機粉末の混入量の合計が、３０〜６０質量％となることが必要である。
【００２５】
好ましくは、有機粉末および無機粉末の混入比率は、２：５〜５：２である。有機粉末の無機粉末に対する混入比率が２：５よりも小さいと、塗膜の耐摩耗性および屈曲性が悪くなる恐れがある。一方、有機粉末の無機粉末に対する混入比率が５：２を越えると、塗膜の離型性が悪くなる恐れがある。有機粉末および無機粉末の混入比率は、さらに好ましくは３：５〜５：３である。
【００２６】
塗膜２を形成する樹脂組成物の母材としては、フッ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂等の耐熱性樹脂が単独、ブレンドあるいは共重合体として用いられる。中でも、ポリイミド樹脂およびフッ素樹脂が好ましい。
【００２７】
塗膜２を形成する樹脂組成物中に混入される有機粉末としては、前記母材として例示した耐熱性樹脂と同様の耐熱性樹脂からなる粉末を用いることができるが、中でもフッ素樹脂粉末を用いるのが好ましい。また、有機粉末は、平均粒子径が０．１μｍ〜１０．０μｍのものを用いるのが好ましい。
【００２８】
塗膜２を形成する樹脂組成物中に混入される無機粉末は、種類は特に限定されないが、カーボン、アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄等が例示できる。無機粉末の平均粒子径は、０．１μｍ〜１０．０μｍであるのが好ましい。
【００２９】
基材１への塗膜２の塗布は、ブレードコート、ナイフコート、キャストコート等の公知の方法により行なうことができる。
【００３０】
塗膜２の付着性を良好にするために、基材１は、表面全面に亘って凹凸を有しているのが好ましい。この意味で、基材１は、耐熱性の有機繊維あるいは無機繊維からなる織布、不織布および紙の中から選択される材料を表面に備えるのが好ましい。織布、不織布および紙の中から選択された基材１は、表面全面に亘って、織布の織り目による凹凸や、不織布や紙の繊維による凹凸を有しているので、塗膜２の付着性が良好である。
【００３１】
さらには、基材１の凹凸が、塗膜２の表面に現れているのが好ましい。塗膜２の表面に基材１の凹凸が現れることにより、熱プレス用シート２０の離型性が向上する。熱プレス用シート２０の離型性を向上させるために、塗膜２の表面粗さ（Ｒａ：ＪＩＳ−Ｂ０６０１に定義される算術平均粗さ）が、１〜１００μｍとなるようにするのが好ましい。より好ましくは、塗膜２の表面粗さ（Ｒａ）は３〜３０μｍである。塗膜２の表面に基材１の凹凸が現れるようにするために、塗膜２の塗布量は、乾燥時で１０ｇ／ｍ２〜４０ｇ／ｍ２程度とするのが好ましい。塗膜２の塗布量が少なすぎると、基材１の全面を完全に被覆するのが困難となる。塗膜２の塗布量が多すぎると、塗膜２の表面に基材１の凹凸が現れなくなる。
【００３２】
熱プレス用シート２０には、寸法安定性が要求されるので、この意味から、基材１の表面は織布であるのが最も好ましい。特に寸法安定性、強度および耐熱性を考慮して、基材１の表面は、ガラス繊維等の無機繊維からなる織布であるのが最も好ましい。
【００３３】
なお、基材１は、単層構造あるいは積層構造のいずれであってもよい。基材１を積層構造とする場合は、熱プレスの条件や、熱プレス用シート２０に対するクッション性、熱伝導性等の要求特性に応じて、織布、不織布、ゴム等からなる層を適宜組み合わせて積層することができる。織布や不織布としては、ポリアミド、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリイミド等の耐熱性繊維を素材とするものが好適であり、ゴムとしては、水素化ＮＢＲ、フッ素ゴム、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ等の耐熱性ゴムの使用が好適である。
【００３４】
図２に、本発明による一つの実施形態として、基材１が単層構造の場合の熱プレス用シート３０の断面図を示す。熱プレス用シート３０は、目付け重量２００ｇ／ｍ２のガラスクロス３の上下両面に、塗布量２５ｇ／ｍ２の離型性塗膜２が形成されている。図３は、図２に示した熱プレス用シート３０の斜視図であり、ガラスクロス３の織り目による凹凸が塗膜２の表面全面に亘って現れている様子を示している。なお、この例において、ガラスクロス３の表面粗さ（Ｒａ）は８．７μｍであり、塗膜２の表面粗さ（Ｒａ）は６．９μｍであった。
【００３５】
図４〜図８に、本発明による他の実施形態として、基材１が積層構造をもつ場合の熱プレス用シートの断面図を示す。
【００３６】
図４に示した熱プレス用シート４０は、目付け重量２００ｇ／ｍ２の３層のガラスクロス３が、フッ素ゴムからなる接着層４を介して積層され、さらに上下に位置するガラスクロス３の表面に、離型性塗膜２が形成されている。
【００３７】
図５に示した熱プレス用シート５０は、目付け重量５００ｇ／ｍ２の２層の芳香族ポリアミド不織布５が、ガラスクロスを埋設したフッ素ゴムからなる接着兼補強層６を介して積層され、さらに上下の不織布層５の表面に、フッ素ゴムからなる接着層４を介して目付け重量２００ｇ／ｍ２のガラスクロス３が積層され、さらに上下に位置するガラスクロス３の表面に、離型性塗膜２が形成されている。
【００３８】
図６に示した熱プレス用シート６０は、厚み０．５ｍｍの２層のフッ素ゴム層７が、補強ガラスクロス８を介して積層され、さらに上下のフッ素ゴム層７の表面に、目付け重量５００ｇ／ｍ２の芳香族ポリアミド不織布層５が積層され、さらに上下の不織布層５の表面に、フッ素ゴムからなる接着層４を介して目付け重量２００ｇ／ｍ２のガラスクロス３が積層され、さらに上下に位置するガラスクロス３の表面に、離型性塗膜２が形成されている。
【００３９】
図７に示した熱プレス用シート７０は、目付け重量５００ｇ／ｍ２の２層の芳香族ポリアミド不織布５が、ガラスクロスを埋設したフッ素ゴムからなる接着兼補強層６を介して積層され、さらに上下の不織布層５の表面に、厚み０．５ｍｍのフッ素ゴム層７が積層され、さらに、上下のフッ素ゴム層７の表面に、目付け重量２００ｇ／ｍ２のガラスクロス３が積層され、さらに上下に位置するガラスクロス３の表面に、離型性塗膜２が形成されている。
【００４０】
図８に示した熱プレス用シート８０は、厚み０．５ｍｍの２層のフッ素ゴム層７が、補強ガラスクロス８を介して積層され、さらに上下のフッ素ゴム層７の表面に、目付け重量２００ｇ／ｍ２のガラスクロス３が積層され、さらに上下に位置するガラスクロス３の表面に、離型性塗膜２が形成されている。
【００４１】
図２〜図８に示した熱プレス用シート３０、４０、５０、６０、７０および８０は、図１０に典型的に示される熱プレスにおいて、離型シート１３あるいはクッション材１４として使用することができる。図２に示した熱プレス用シート３０は、離型シート１３としての使用に適している。図４に示した熱プレス用シート４０は、離型シート１３およびクッション材１４のどちらの使用にも適している。図５〜図８に示した熱プレス用シート５０、６０、７０および８０は、クッション材１４としての使用に適している。
【００４２】
【実施例】
本発明の効果を確認するため、以下の比較実験を行なった。
［サンプルの作成］
次のようにして、熱プレス用シートのサンプル１〜１７を作成した。各サンプルは、図９に示す構成とした。基材１として、サイズ２００ｍｍ×２００ｍｍ、目付け重量２００ｇ／ｍ２の平織りガラスクロスを用いた。塗膜２は、母材として固形分量２５〜３５％のポリイミド樹脂ワニス（リカコートＳＮ−２０：新日本理化株式会社製）を、有機粉末として平均粒子径５μｍのフッ素樹脂粉末（ルブロンＬ−５：ダイキン工業株式会社製）を、無機粉末として平均粒子径０．３〜０．５μｍの酸化チタン粉末（ＪＡ−３：テイカ株式会社製）および平均粒子径０．３〜０．７μｍの酸化亜鉛粉末（正同化学工業株式会社製）をそれぞれ使用した。表１に示す配合に従って塗膜２の材料を混合し、ナイフコート方式によって基材１の表面に塗布した後、温度１６０℃で３分間加熱し、更に温度２２０℃で３分間加熱して塗膜２を形成した。塗膜２の塗布量は、乾燥後の質量が３５ｇ／ｍ２となるようにした。なお、表１における配合は、乾燥後の質量％である。
【００４３】
【表１】
【００４４】
［評価方法］
ひけ・へこみ
サンプル表面を目視により確認し、ひけおよびへこみの有無を調べた。
塗布作業性
優 ： 塗布作業性が良好
可 ： 塗布作業が可能
不可： 塗布作業が困難
耐摩耗性
＃８００のサンドペーパーを用い、接地面を幅４０ｍｍ、長さ５０ｍｍとし、加圧力０．００４ＭＰａ、移動距離１００ｍｍ、摩擦回数２０往復での摩耗減少質量を測定した。
【００４５】
優 ： 減少質量０．００２ｇ未満
可 ： 減少質量０．００２ｇ以上〜０．００３ｇ未満
不可： 減少質量０．００３ｇ以上
離型性
各サンプルを、厚み１．２ｍｍのステンレス製鏡面板に重ね合わせ、加圧力６ＭＰａ、加熱温度２５０℃で６０分間加熱し、続いて加圧を維持した状態で１５分間水冷した。解放後、サンプルと鏡面板との密着状態を調べた。
【００４６】
優 ： 密着なし
可 ： 若干の密着あり
不可： 激しく密着し、塗膜の樹脂剥がれが発生
耐屈曲性
デマッチャ式屈曲試験機を使用し、サンプルサイズ２０ｍｍ×１５０ｍｍ、屈曲試験回数８万回、振幅距離４０ｍｍの屈曲試験を行ない、折れやチギレの発生状況を調べた。なお、サンプル１〜５については、ひけやへこみの発生していない箇所で試験を行なった。
【００４７】
優 ： 折れなし
可 ： 塗膜に折れが発生したが、チギレはなし
不可： チギレ発生
総合評価
フッ素樹脂粉末と酸化チタン粉末の混入割合が合計で３０質量％に満たないサンプル１〜５は、表面にひけやへこみの発生が見られたので、本発明の課題を解決できなかった。フッ素樹脂粉末と酸化チタン粉末の混入割合が合計で６５質量％になるサンプル１５は、塗布作業性および耐屈曲性に問題があった。フッ素樹脂粉末のみを混入したサンプル１６は、離型性に問題があった。酸化チタン粉末のみを混入したサンプル１７は、耐摩耗性および耐屈曲性に問題があった。
【００４８】
これらに対し、有機粉末５〜５５質量％および無機粉末５〜５５質量％が合計で３０〜６０質量％混入されているサンプル６〜１４は、いずれもひけやへこみが生じることなく、その他の物性においても特に欠点が見られず、良好な結果が得られた。特に、有機粉末および無機粉末がいずれも１５質量％以上混入され、有機粉末と無機粉末の合計が３５〜５０質量％であり、有機粉末と無機粉末の混入比率が３：５〜５：３であるサンプル９〜１３は、極めて優れた結果が得られた。
【００４９】
図面を参照してこの発明の一実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態に限定されるものではない。本発明と同一の範囲内において、または均等の範囲内において、図示した実施形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明による熱プレス用シートは、塗膜を形成する樹脂組成物中に、有機粉末と無機粉末とを合計で３０質量％以上混入するので、塗膜にひけやへこみが発生するのを防止できて耐久性が向上する。さらに、有機粉末の混入割合を５質量％以上とし、無機粉末の混入割合も５質量％以上とし、有機粉末と無機粉末の合計の混入割合を６０質量％以下としているので、耐摩耗性、離型性、屈曲性および塗膜の塗布作業性も良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱プレス用シートの一般的な構成を示す断面図である。
【図２】本発明による熱プレス用シートの一例を示す断面図である。
【図３】図２に示した熱プレス用シートの表面状態を示す斜視図である。
【図４】本発明による熱プレス用シートの他の例を示す断面図である。
【図５】本発明による熱プレス用シートの更に他の例を示す断面図である。
【図６】本発明による熱プレス用シートの更に他の例を示す断面図である。
【図７】本発明による熱プレス用シートの更に他の例を示す断面図である。
【図８】本発明による熱プレス用シートの更に他の例を示す断面図である。
【図９】比較実験に用いたサンプルの構成を示す断面図である。
【図１０】熱プレス装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 基材、２ 塗膜、３ ガラスクロス、４ 接着層、５ 不織布層、６ 接着兼補強層、７ フッ素ゴム層、８ ガラスクロス、１１ 積層板材料、１２ 鏡面板、１３ 離型シート、１４ クッション材、１５ 熱盤。
【発明の属する技術分野】
この発明は、銅張積層板、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、多層積層板等のプリント基板や、ＩＣカード、セラミックス積層板、液晶表示板など、積層構造をもつ精密機器部品（以下、「積層板」と称する）を製造する工程で、対象製品をプレス成形や熱圧着する際に離型シートあるいはクッション材として使用される熱プレス用シートに関する。特に、この発明は、熱プレス用シートの表面材料の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、積層板の製造において、プレス成形や熱圧着する工程では、図１０に示すように、対象物である積層板材料１１の上下にステンレス等からなる鏡面板１２を当接させ、さらに鏡面板１２の上下に離型シート１３およびクッション材１４を介在させて熱盤１５間に挟み込み、圧力と熱をかける方法が用いられる。精度の良い積層板を得るためには、熱プレスにおいて、積層板材料１１の全面に亘って均一な熱と圧力を加える必要がある。
【０００３】
このため、クッション材１４は、熱盤１５の持つ熱や圧力のムラを緩和し、全面に亘って均一化する機能を果たしている。熱プレス用クッション材１４としては、クラフト紙、有機または無機繊維をバインダーで結合したもの、ゴム、不織布、ゴムと不織布の積層体など、さまざまな種類のものが使用されている。クッション材１４が繊維質の素材からなる場合、繊維の屑がクッション材１４から分離することがある。繊維の屑が積層板材料１１や鏡面板１２に付着すると、積層板材料１１の凹みや傷の原因となる。
【０００４】
また、クッション材１４が離型性の悪い素材からなる場合は、クッション材１４が鏡面板１２に粘着してしまう場合がある。そこで、離型シート１３は、繊維の屑がクッション材１４から分離して浮遊するのを防ぐ機能や、クッション材１４が鏡面板１２に粘着するのを防止する機能を果たしている。なお、クッション材１４自体の表面が離型性を有する場合には、離型シート１３を併用しない場合もある。本発明において、熱プレス用シートという用語は、離型シート１３およびクッション材１４の両方を含む意味で用いている。
【０００５】
従来の熱プレス用離型シートとしては、合成樹脂フィルム単体からなるものや、シート状の基材と基材上に形成された離型性塗膜とを備えた複合材からなるものが知られている。複合材からなる離型シートの公知文献として、特開平９−１８２９９８号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、離型シートが、基材層と表面の離型層とを備えており、離型層は、耐熱性離型塗料あるいは耐熱性離型フィルムで形成されることが開示されている。
【０００６】
熱プレス用クッション材の離型性表面材料の改良に関する公知文献として、特開平６−３２２３２６号公報（特許文献２）がある。特許文献２には、シート状の基材の片面（裏面）に未加硫フッ素ゴムを塗布し、他面（表面）に耐熱塗料を塗布した感熱接着シートを、被着体に対して被着体と未加硫フッ素ゴム塗布面とを当接させて積層し、接着一体化してなるクッション材が開示されている。
【０００７】
特許文献１に記載の離型シートおよび特許文献２に記載のクッション材は、いずれもシート状の基材と、基材上に形成された耐熱塗料による離型性塗膜とを備えている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１８２９９８号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平６−３２２３２６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の熱プレス用シートにおいて、基材の表面に耐熱塗料を塗布し、乾燥させたとき、塗膜に、所謂ひけやへこみと呼ばれる厚みの薄い部分が生じる不具合が発生しやすかった。ここで言うひけやへこみとは、直径１ｍｍ程度の厚みの薄い部分が、熱プレス用シート１ｍ２当りにつき数ヶ所発生する現象であるが、このひけやへこみをなくすことは困難であった。熱プレス用シートには、数百回のプレスに繰り返し使用できる耐久性が要求される。表面にひけやへこみのある熱プレス用シートは、繰り返し使用したときにひけやへこみを起点としてクラックが発生したり、表面の摩耗によってひけやへこみ部分の基材が露出したりして、耐久性に問題が生じることとなる。また、表面にひけやへこみのある熱プレス用シートは、搬送等、取り扱いの際の屈曲に対しても、ひけやへこみを起点としてクラックが発生しやすかった。
【００１１】
本発明者は、耐熱塗料中に粉末充填剤を混入することが、ひけやへこみの防止に対して効果的であることを実験により確認した。しかしながら、普通に粉末充填剤を混入した場合、塗膜の耐摩耗性、離型性、屈曲性、塗布作業性等の熱プレス用シートへの一般的要求特性を悪化させやすいことが判明し、これらの要求特性を悪化させずにひけやへこみを防止する事が新たな課題となった。
【００１２】
そこで、この発明の目的は、表面の離型性塗膜にひけやへこみが発生するのを防止し、なおかつ耐摩耗性、離型性、屈曲性、および塗膜の塗布作業性も良好な熱プレス用シートを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明による熱プレス用シートは、シート状の基材と、基材上に形成された離型性塗膜とを備え、塗膜は、樹脂組成物１００質量％中に、有機粉末５〜５５質量％および無機粉末５〜５５質量％が合計で３０〜６０質量％混入された樹脂組成物からなることを特徴とする。
【００１４】
塗膜を形成する樹脂組成物中に、有機粉末と無機粉末とを合計で３０〜６０質量％混入することにより、ひけやへこみが発生するのを防止することができる。有機粉末および無機粉末の混入割合が合計で３０質量％に満たないと、ひけやへこみが発生しやすい。一方、有機粉末および無機粉末の混入割合が合計で６０質量％を越えると、塗膜の屈曲性が悪くなってクラックが発生しやくすなり、また塗液の粘度上昇により塗布作業性も悪くなる。有機粉末と無機粉末との合計の混入割合は、好ましくは３５〜５０質量％である。
【００１５】
有機粉末および無機粉末の混入割合の合計が３０〜６０質量％であっても、有機粉末の混入割合が５質量％に満たない場合、塗膜の耐摩耗性および屈曲性が悪くなる。樹脂組成物１００質量％中の有機粉末の混入割合は、好ましくは１０質量％以上であり、さらに好ましくは１５質量％以上である。
【００１６】
また、有機粉末および無機粉末の混入割合の合計が３０〜６０質量％であっても、無機粉末の混入割合が５質量％に満たない場合、塗膜の離型性が悪くなる。樹脂組成物１００質量％中の無機粉末の混入割合は、好ましくは１０質量％以上であり、さらに好ましくは１５質量％以上である。
【００１７】
有機粉末および無機粉末のいずれかの混入割合が５５質量％を越える場合は、有機粉末と無機粉末の合計の混入割合が３０〜６０質量％という条件の上限を越えてしまう。
【００１８】
好ましくは、有機粉末および無機粉末の混入比率は２：５〜５：２である。有機粉末の無機粉末に対する混入比率が２：５よりも小さいと、塗膜の耐磨耗性および屈曲性が悪くなる恐れがあり、有機粉末の無機粉末に対する混入比率が５：２を越えると、塗膜の離型性が悪くなる恐れがある。
【００１９】
好ましくは、有機粉末および無機粉末の平均粒径は、０．１〜１０．０μｍである。
【００２０】
基材は、表面全面に亘って凹凸を有しており、このような基材の凹凸が塗膜の表面に現れているのが好ましい。塗膜の表面に基材の凹凸が現れることにより、熱プレス用シートの離型性が向上する。
【００２１】
なお、基材は、単層構造あるいは積層構造のいずれであってもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明による熱プレス用シート２０を示す。熱プレス用シート２０は、シート状の基材１と、基材１の表面に塗布された離型性塗膜２とからなる。塗膜２は、基材１の表面全体を完全に被覆しており、熱プレス用シート２０に気密性を与えている。熱プレス用シート２０は気密性を有しているので、熱プレス装置周辺で熱プレス用シート２０を取り扱う際に、吸引搬送が可能である。
【００２４】
塗膜２は、樹脂組成物を母材としており、樹脂組成物中に、有機粉末および無機粉末が混入されている必要がある。さらに、前述のとおり、有機粉末および無機粉末は、塗膜を形成する樹脂組成物１００質量％中にそれぞれ５質量％以上混入されており、有機粉末および無機粉末の混入量の合計が、３０〜６０質量％となることが必要である。
【００２５】
好ましくは、有機粉末および無機粉末の混入比率は、２：５〜５：２である。有機粉末の無機粉末に対する混入比率が２：５よりも小さいと、塗膜の耐摩耗性および屈曲性が悪くなる恐れがある。一方、有機粉末の無機粉末に対する混入比率が５：２を越えると、塗膜の離型性が悪くなる恐れがある。有機粉末および無機粉末の混入比率は、さらに好ましくは３：５〜５：３である。
【００２６】
塗膜２を形成する樹脂組成物の母材としては、フッ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂等の耐熱性樹脂が単独、ブレンドあるいは共重合体として用いられる。中でも、ポリイミド樹脂およびフッ素樹脂が好ましい。
【００２７】
塗膜２を形成する樹脂組成物中に混入される有機粉末としては、前記母材として例示した耐熱性樹脂と同様の耐熱性樹脂からなる粉末を用いることができるが、中でもフッ素樹脂粉末を用いるのが好ましい。また、有機粉末は、平均粒子径が０．１μｍ〜１０．０μｍのものを用いるのが好ましい。
【００２８】
塗膜２を形成する樹脂組成物中に混入される無機粉末は、種類は特に限定されないが、カーボン、アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄等が例示できる。無機粉末の平均粒子径は、０．１μｍ〜１０．０μｍであるのが好ましい。
【００２９】
基材１への塗膜２の塗布は、ブレードコート、ナイフコート、キャストコート等の公知の方法により行なうことができる。
【００３０】
塗膜２の付着性を良好にするために、基材１は、表面全面に亘って凹凸を有しているのが好ましい。この意味で、基材１は、耐熱性の有機繊維あるいは無機繊維からなる織布、不織布および紙の中から選択される材料を表面に備えるのが好ましい。織布、不織布および紙の中から選択された基材１は、表面全面に亘って、織布の織り目による凹凸や、不織布や紙の繊維による凹凸を有しているので、塗膜２の付着性が良好である。
【００３１】
さらには、基材１の凹凸が、塗膜２の表面に現れているのが好ましい。塗膜２の表面に基材１の凹凸が現れることにより、熱プレス用シート２０の離型性が向上する。熱プレス用シート２０の離型性を向上させるために、塗膜２の表面粗さ（Ｒａ：ＪＩＳ−Ｂ０６０１に定義される算術平均粗さ）が、１〜１００μｍとなるようにするのが好ましい。より好ましくは、塗膜２の表面粗さ（Ｒａ）は３〜３０μｍである。塗膜２の表面に基材１の凹凸が現れるようにするために、塗膜２の塗布量は、乾燥時で１０ｇ／ｍ２〜４０ｇ／ｍ２程度とするのが好ましい。塗膜２の塗布量が少なすぎると、基材１の全面を完全に被覆するのが困難となる。塗膜２の塗布量が多すぎると、塗膜２の表面に基材１の凹凸が現れなくなる。
【００３２】
熱プレス用シート２０には、寸法安定性が要求されるので、この意味から、基材１の表面は織布であるのが最も好ましい。特に寸法安定性、強度および耐熱性を考慮して、基材１の表面は、ガラス繊維等の無機繊維からなる織布であるのが最も好ましい。
【００３３】
なお、基材１は、単層構造あるいは積層構造のいずれであってもよい。基材１を積層構造とする場合は、熱プレスの条件や、熱プレス用シート２０に対するクッション性、熱伝導性等の要求特性に応じて、織布、不織布、ゴム等からなる層を適宜組み合わせて積層することができる。織布や不織布としては、ポリアミド、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリイミド等の耐熱性繊維を素材とするものが好適であり、ゴムとしては、水素化ＮＢＲ、フッ素ゴム、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ等の耐熱性ゴムの使用が好適である。
【００３４】
図２に、本発明による一つの実施形態として、基材１が単層構造の場合の熱プレス用シート３０の断面図を示す。熱プレス用シート３０は、目付け重量２００ｇ／ｍ２のガラスクロス３の上下両面に、塗布量２５ｇ／ｍ２の離型性塗膜２が形成されている。図３は、図２に示した熱プレス用シート３０の斜視図であり、ガラスクロス３の織り目による凹凸が塗膜２の表面全面に亘って現れている様子を示している。なお、この例において、ガラスクロス３の表面粗さ（Ｒａ）は８．７μｍであり、塗膜２の表面粗さ（Ｒａ）は６．９μｍであった。
【００３５】
図４〜図８に、本発明による他の実施形態として、基材１が積層構造をもつ場合の熱プレス用シートの断面図を示す。
【００３６】
図４に示した熱プレス用シート４０は、目付け重量２００ｇ／ｍ２の３層のガラスクロス３が、フッ素ゴムからなる接着層４を介して積層され、さらに上下に位置するガラスクロス３の表面に、離型性塗膜２が形成されている。
【００３７】
図５に示した熱プレス用シート５０は、目付け重量５００ｇ／ｍ２の２層の芳香族ポリアミド不織布５が、ガラスクロスを埋設したフッ素ゴムからなる接着兼補強層６を介して積層され、さらに上下の不織布層５の表面に、フッ素ゴムからなる接着層４を介して目付け重量２００ｇ／ｍ２のガラスクロス３が積層され、さらに上下に位置するガラスクロス３の表面に、離型性塗膜２が形成されている。
【００３８】
図６に示した熱プレス用シート６０は、厚み０．５ｍｍの２層のフッ素ゴム層７が、補強ガラスクロス８を介して積層され、さらに上下のフッ素ゴム層７の表面に、目付け重量５００ｇ／ｍ２の芳香族ポリアミド不織布層５が積層され、さらに上下の不織布層５の表面に、フッ素ゴムからなる接着層４を介して目付け重量２００ｇ／ｍ２のガラスクロス３が積層され、さらに上下に位置するガラスクロス３の表面に、離型性塗膜２が形成されている。
【００３９】
図７に示した熱プレス用シート７０は、目付け重量５００ｇ／ｍ２の２層の芳香族ポリアミド不織布５が、ガラスクロスを埋設したフッ素ゴムからなる接着兼補強層６を介して積層され、さらに上下の不織布層５の表面に、厚み０．５ｍｍのフッ素ゴム層７が積層され、さらに、上下のフッ素ゴム層７の表面に、目付け重量２００ｇ／ｍ２のガラスクロス３が積層され、さらに上下に位置するガラスクロス３の表面に、離型性塗膜２が形成されている。
【００４０】
図８に示した熱プレス用シート８０は、厚み０．５ｍｍの２層のフッ素ゴム層７が、補強ガラスクロス８を介して積層され、さらに上下のフッ素ゴム層７の表面に、目付け重量２００ｇ／ｍ２のガラスクロス３が積層され、さらに上下に位置するガラスクロス３の表面に、離型性塗膜２が形成されている。
【００４１】
図２〜図８に示した熱プレス用シート３０、４０、５０、６０、７０および８０は、図１０に典型的に示される熱プレスにおいて、離型シート１３あるいはクッション材１４として使用することができる。図２に示した熱プレス用シート３０は、離型シート１３としての使用に適している。図４に示した熱プレス用シート４０は、離型シート１３およびクッション材１４のどちらの使用にも適している。図５〜図８に示した熱プレス用シート５０、６０、７０および８０は、クッション材１４としての使用に適している。
【００４２】
【実施例】
本発明の効果を確認するため、以下の比較実験を行なった。
［サンプルの作成］
次のようにして、熱プレス用シートのサンプル１〜１７を作成した。各サンプルは、図９に示す構成とした。基材１として、サイズ２００ｍｍ×２００ｍｍ、目付け重量２００ｇ／ｍ２の平織りガラスクロスを用いた。塗膜２は、母材として固形分量２５〜３５％のポリイミド樹脂ワニス（リカコートＳＮ−２０：新日本理化株式会社製）を、有機粉末として平均粒子径５μｍのフッ素樹脂粉末（ルブロンＬ−５：ダイキン工業株式会社製）を、無機粉末として平均粒子径０．３〜０．５μｍの酸化チタン粉末（ＪＡ−３：テイカ株式会社製）および平均粒子径０．３〜０．７μｍの酸化亜鉛粉末（正同化学工業株式会社製）をそれぞれ使用した。表１に示す配合に従って塗膜２の材料を混合し、ナイフコート方式によって基材１の表面に塗布した後、温度１６０℃で３分間加熱し、更に温度２２０℃で３分間加熱して塗膜２を形成した。塗膜２の塗布量は、乾燥後の質量が３５ｇ／ｍ２となるようにした。なお、表１における配合は、乾燥後の質量％である。
【００４３】
【表１】
［評価方法］
ひけ・へこみ
サンプル表面を目視により確認し、ひけおよびへこみの有無を調べた。
塗布作業性
優 ： 塗布作業性が良好
可 ： 塗布作業が可能
不可： 塗布作業が困難
耐摩耗性
＃８００のサンドペーパーを用い、接地面を幅４０ｍｍ、長さ５０ｍｍとし、加圧力０．００４ＭＰａ、移動距離１００ｍｍ、摩擦回数２０往復での摩耗減少質量を測定した。
【００４５】
優 ： 減少質量０．００２ｇ未満
可 ： 減少質量０．００２ｇ以上〜０．００３ｇ未満
不可： 減少質量０．００３ｇ以上
離型性
各サンプルを、厚み１．２ｍｍのステンレス製鏡面板に重ね合わせ、加圧力６ＭＰａ、加熱温度２５０℃で６０分間加熱し、続いて加圧を維持した状態で１５分間水冷した。解放後、サンプルと鏡面板との密着状態を調べた。
【００４６】
優 ： 密着なし
可 ： 若干の密着あり
不可： 激しく密着し、塗膜の樹脂剥がれが発生
耐屈曲性
デマッチャ式屈曲試験機を使用し、サンプルサイズ２０ｍｍ×１５０ｍｍ、屈曲試験回数８万回、振幅距離４０ｍｍの屈曲試験を行ない、折れやチギレの発生状況を調べた。なお、サンプル１〜５については、ひけやへこみの発生していない箇所で試験を行なった。
【００４７】
優 ： 折れなし
可 ： 塗膜に折れが発生したが、チギレはなし
不可： チギレ発生
総合評価
フッ素樹脂粉末と酸化チタン粉末の混入割合が合計で３０質量％に満たないサンプル１〜５は、表面にひけやへこみの発生が見られたので、本発明の課題を解決できなかった。フッ素樹脂粉末と酸化チタン粉末の混入割合が合計で６５質量％になるサンプル１５は、塗布作業性および耐屈曲性に問題があった。フッ素樹脂粉末のみを混入したサンプル１６は、離型性に問題があった。酸化チタン粉末のみを混入したサンプル１７は、耐摩耗性および耐屈曲性に問題があった。
【００４８】
これらに対し、有機粉末５〜５５質量％および無機粉末５〜５５質量％が合計で３０〜６０質量％混入されているサンプル６〜１４は、いずれもひけやへこみが生じることなく、その他の物性においても特に欠点が見られず、良好な結果が得られた。特に、有機粉末および無機粉末がいずれも１５質量％以上混入され、有機粉末と無機粉末の合計が３５〜５０質量％であり、有機粉末と無機粉末の混入比率が３：５〜５：３であるサンプル９〜１３は、極めて優れた結果が得られた。
【００４９】
図面を参照してこの発明の一実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態に限定されるものではない。本発明と同一の範囲内において、または均等の範囲内において、図示した実施形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明による熱プレス用シートは、塗膜を形成する樹脂組成物中に、有機粉末と無機粉末とを合計で３０質量％以上混入するので、塗膜にひけやへこみが発生するのを防止できて耐久性が向上する。さらに、有機粉末の混入割合を５質量％以上とし、無機粉末の混入割合も５質量％以上とし、有機粉末と無機粉末の合計の混入割合を６０質量％以下としているので、耐摩耗性、離型性、屈曲性および塗膜の塗布作業性も良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱プレス用シートの一般的な構成を示す断面図である。
【図２】本発明による熱プレス用シートの一例を示す断面図である。
【図３】図２に示した熱プレス用シートの表面状態を示す斜視図である。
【図４】本発明による熱プレス用シートの他の例を示す断面図である。
【図５】本発明による熱プレス用シートの更に他の例を示す断面図である。
【図６】本発明による熱プレス用シートの更に他の例を示す断面図である。
【図７】本発明による熱プレス用シートの更に他の例を示す断面図である。
【図８】本発明による熱プレス用シートの更に他の例を示す断面図である。
【図９】比較実験に用いたサンプルの構成を示す断面図である。
【図１０】熱プレス装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 基材、２ 塗膜、３ ガラスクロス、４ 接着層、５ 不織布層、６ 接着兼補強層、７ フッ素ゴム層、８ ガラスクロス、１１ 積層板材料、１２ 鏡面板、１３ 離型シート、１４ クッション材、１５ 熱盤。
Claims (6)
- シート状の基材と、前記基材上に形成された離型性塗膜とを備え、
前記塗膜は、樹脂組成物１００質量％中に、有機粉末５〜５５質量％および無機粉末５〜５５質量％が合計で３０〜６０質量％混入された樹脂組成物からなることを特徴とする、熱プレス用シート。 - 前記有機粉末および無機粉末の混入比率は２：５〜５：２である、請求項１に記載の熱プレス用シート。
- 前記有機粉末および無機粉末の平均粒径は、０．１〜１０．０μｍである、請求項１または２に記載の熱プレス用シート。
- 前記基材は、表面全面に亘って凹凸を有しており、当該凹凸が前記塗膜の表面に現れている、請求項１〜３のいずれかに記載の熱プレス用シート。
- 前記塗膜の表面粗さは、１〜１００μｍであり、前記塗膜の塗布量は乾燥時で１０〜４０ｇ／ｍ２程度である、請求項１〜４のいずれかに記載の熱プレス用シート。
- 前記基材は積層構造を持つ、請求項１〜５のいずれかに記載の熱プレス用シート。
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