KR20120139582A - 성형 프레스용 쿠션재 - Google Patents

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KR20120139582A
KR20120139582A KR1020120064198A KR20120064198A KR20120139582A KR 20120139582 A KR20120139582 A KR 20120139582A KR 1020120064198 A KR1020120064198 A KR 1020120064198A KR 20120064198 A KR20120064198 A KR 20120064198A KR 20120139582 A KR20120139582 A KR 20120139582A
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가즈유키 사와다
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이치가와 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 성형 프레스용 쿠션재로서 우수한 기능, 특히 우수한 쿠션성과 부착 방지 효과를 가지는 쿠션재를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은, 1층 이상의 펠트(felt)층과, 펠트층의 양 외주면에 내열 클로스[예를 들면, 유리 클로스(glass cloth)]를 배치하고, 또한 그 양 외주면에 테트라플루오로에틸렌계 필름을 표층재로서 배치한 성형 프레스용 쿠션재이다.

Description

성형 프레스용 쿠션재{CUSION MATERIAL FOR MOLDING PRESS}
본 발명은, 동 클래드 적층판(Copper Clad Laminate)이나 플렉시블 프린트 기판, 세라믹스 적층판 등의 정밀 기기 부품을 제조하는 공정에서 사용하는 성형 프레스용 쿠션재(이하, 간단히 쿠션재라고 할 경우가 있음)에 관한 것이며, 우수한 쿠션성을 가지는 쿠션재에 관한 것이다.
적층 구조를 가지는 제품(적층 제품)은, 예를 들면, 복수의 열반(熱盤) 사이에 협지되고, 이 열반에 의한 열프레스에 의해 제조된다.
이 방법으로 제조되는 적층 제품의 일례는 다음과 같다. 그리고, 적층 제품에는, 하기에 나타낸 예 외에 다종 다양한 제품이 있다.
(1) 프린트 배선판의 기판이 되는 적층판
이 적층판으로서는, 크라프트지와 페놀 수지로 이루어지는 종이 페놀 적층판이나, 유리 섬유의 직포(織布)와 에폭시 수지로 이루어지는 유리 에폭시 적층판 등이 있다.
(2) 프린트 배선판
이 적층판으로서는, 기판의 한쪽 면에 도체 패턴을 형성한 편면 프린트 배선판이나, 기판의 양면에 도체 패턴을 형성한 양면 프린트 배선판, 기판의 외면 뿐만아니라 내부에도 도체 패턴을 형성한 다층 프린트 배선판 등이 있다.
(3) 평판 디스플레이: 액정 디스플레이, 일렉트로 루미네센스 등이 있다.
(4) 반도체 패키지: 칩과 거의 같은 사이즈의 칩 사이즈 패키지(Chip Size Package, CSP) 등이 있다.
이들 각종 적층 제품(피성형체)을 성형 프레스 장치로 제조하는 공정에서는, 열반과 적층 제품 사이에 쿠션재가 개재된다. 이 쿠션재는, 열반과 적층 제품이 직접 접하지 않도록 쿠션성을 가지는 동시에, 열반에서 발생하는 열을 적층 제품의 전체면에 균일하게 전달하는 기능을 발휘한다.
이 쿠션재의 구체적 사용예를, 도 1에 기초하여 설명한다.
도 1은, 양면 프린트 배선 프린트 판의 제조 장치에 있어서의, 적층판의 성형 프레스의 일례를 나타낸 단면도이다. 도 1에 나타내는 성형 프레스 장치에서는, 대향 배치되는 한쌍의 열반(40)과, 한쌍의 열반(40)보다 내측에 배치되는 한쌍의 쿠션재 C와, 한쌍의 쿠션재 C보다 내측에 배치되는 한쌍의 경면판(50)과, 동박(60)과, 프리프레그(70)가 사용된다.
최종적으로는, 프리프레그(70)와 동박(60)에 의해, 양면 프린트 배선판(적층 제품)이 형성된다. 프리프레그(70)는, 유리 클로스(glass cloth)에 에폭시 수지가 함침(含浸)되고 반큐어(semi-cure)상(狀)으로 되어 있는 판재를, 복수개 중첩함으로써 구성된다.
성형 프레스 장치에서는 열반(40, 40)에 의해 열과 압력을 가하여, 성형하는 것이지만, 이 때의 성형 조건은, 에폭시 수지 원료의 배합 등에 따라 상이하다. 또한, 성형 공정에서 사용되는 쿠션재의 열이동량[승온(昇溫) 속도: ℃/min]이 제조 조건과 합치하지 않으면, 적층 제품에 물성차가 발생할 우려가 있었다. 또한, 균일한 적층 제품을 제조하기 위해서는, 일정한 압력과 열을 인가할 필요가 있지만, 적층판에 가하는 열과 압력이 쿠션재의 전체면에 있어서 균일하지 않으면 안된다. 도 1은, 이와 같은 구성으로 열반(40)과 프리프레그(70) 사이에 평판의 쿠션재 C를 개재시켜, 열프레스가 행해진다. 그러나, 이와 같은 열프레스가 반복적으로 행해지면, 열반(40) 및/또는 경면판(50)에 맞닿는 쿠션재 표면이 지나치게 평활하게 되어, 쿠션재 C가 열반(40) 및/또는 경면판(50)에 부착되는 현상을 관찰할 수 있게 된다.
특히, 쿠션재가 니들 펀칭 타입인 경우, 쿠션재 표면의 요철(凹凸)[니들 펀치의 침혈(針穴)의 요철]은, 쿠션재의 반복적인 사용에 의해 섬유의 얽힘이 느슨하게 되므로, 쿠션재 표면의 거칠기가 감소하여 평활화되기 때문에, 열반(40) 및/또는 경면판(50)에 쿠션재가 부착되는 현상을 관찰할 수 있게 된다.
즉, 반복 열프레스 횟수(성형 프레스의 횟수)가 증가할수록, 쿠션재 표면은 평활하게 되기 때문에, 부착 현상이 더욱 증가하는 것이다. 쿠션재 C가 열반(40) 및/또는 경면판(50)에 부착되면, 그 이후의 적층 제품의 제조를 저해하기 때문에, 쿠션재 C를 교환하지 않으면 안된다.
그런데, 현재 시판되고 있는 쿠션재는, 고무, 펠트(felt)상 제품(부직포 등), 고무와 펠트의 적층체 등, 다양한 종류가 사용되고 있다. 최근에는 균일한 적층 제품을 제조하는 것에 주력하고 있지만, 쿠션재가 열반 및/또는 경면판에 부착되는 현상을 회피할 수 있는 쿠션재가 요구되고 있다.
종래부터, 성형 프레스용 쿠션재로서는, 전술한 니들 펀치로 일체화된 펠트형 부직포를 사용하여, 쿠션성 및 열전달성을 높인 것에 대하여 특허 문헌 1에 기재되어 있다.
예를 들면, 이와 같은 쿠션재로서 도 2에 도시한 것이 있다. 도 2에 있어서, 쿠션재 C4는, 기체(基體)(11B)와, 기체(11B)의 표면 및 배면에 니들 펀칭된 인조 섬유(stable fiber)의 펠트재(11A)가 2층으로 적층되어 있는 것으로 이루어진다.
여기서, 인조 섬유는, 메타계 방향족 폴리아미드와 폴리벤즈아졸 섬유에 의해 구성되어 있다. 또한, 기체(11B)는, 내열성 섬유로 이루어지는 날실(11B1)과 씨실(11B2)에 의한 직포가 사용되고 있다. 이 쿠션재에 의하면, 프린트 회로 기판에 다소의 요철이 있어도, 어느 정도 균일화해 압력을 가할 수 있다. 그러나, 이 쿠션재를 연속적으로 사용하면, 열반 및/또는 경면판에 접하는 쿠션재 표면의 요철 형상(니들 펀치에 의한 침혈의 요철)이 평활화되므로, 쿠션재가 열반 및/또는 경면판에 부착되는 현상이 관찰된다.
또한, 종래의 성형 프레스용 쿠션재로서, 내열성 고무로 이루어지는 쿠션재로서, 심재(芯材)로서 내열성 수지를 함침시킨 유리 클로스를 사용하고, 표면 층에 알루미늄판을 부착시킨 것에 대하여 특허 문헌 2에 기재되어 있다. 이 쿠션재는, 플렉시블 프린트 기판의 제조 공정에 있어서, 폴리이미드계 필름을 기재(基材)로 하는 커버 레이 필름을 플렉시블 기판에 압착시킬 때, 배선부의 요철에 기인하여 생기는 보이드(void)의 발생에 대처할 수 있지만, 이 쿠션재를 사용해도, 열반 및/또는 경면판에 접하는 쿠션재 표면(폴리이미드계 필름을 기재로 하는 커버 레이 필름)의 요철 표면이, 쿠션재의 연속적인 사용에 따라 평활화되기 때문에, 쿠션재 C가 열반 및/또는 경면판에 부착되는 현상이 관찰되었다.
일본 특허출원 공개번호 2003-145567호 공보 일본 특허출원 공개번호 평8-148814호 공보
본 발명은, 전술한 문제점을 감안하여, 성형 프레스용 쿠션재로서 우수한 쿠션성과, 또한 적층판에 가하는 열과 압력이 쿠션재의 전체 면에서 균일하고, 열반에 맞닿는 쿠션재 표면이 지나치게 평활하게 되지 않으며, 따라서, 쿠션재가 열반 및/또는 경면판에 부착되지 않는 성형 프레스용 쿠션재를 제공한다.
본 발명자는 상기 과제를 해결한, 우수한 쿠션성을 가지고, 또한 열을 전체면에 균일하게 전달하는, 성형 프레스용 쿠션재는,
(1) 적어도 1층 이상의 펠트층을 가지는 성형 프레스용 쿠션재로서, 상기 펠트층의 양 외주면에 내열(耐熱) 클로스를 배치하고, 또한 그 양 외주면에 테트라플루오로에틸렌계 필름을 표층재로서 배치한 것을 특징으로 하는, 성형 프레스용 쿠션재이다.
(2) 상기 펠트층과 내열 클로스 사이에 테트라플루오로에틸렌계 필름을 배치시킨 것을 특징으로 하는, (1)에 기재된 성형 프레스용 쿠션재이다.
(3) 상기 펠트층이, 파라계 방향족 폴리아미드의 인조 섬유 또는 메타계 방향족 폴리아미드의 인조 섬유 중 어느 하나, 또는 이들을 혼합한 인조 섬유를 사용한 펠트층인 것을 특징으로 하는, (1) 또는 (2) 중 어느 하나에 기재된 성형 프레스용 쿠션재이다.
(4) 상기 내열 클로스가, 유리 섬유, 실리카 섬유, 알루미나 섬유, 세라믹스 섬유로부터 선택되는 섬유의 직포(클로스)인 것을 특징으로 하는, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 성형 프레스용 쿠션재이다.
(5) 상기 내열 클로스가, 두께 100㎛ 이상 300㎛ 이하, 또한 질량이 100 g/m2 내지 300 g/m2의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는, (4)에 기재된 성형 프레스 쿠션재이다.
(6) 상기 내열 클로스가, 두께 150㎛ 이상 250㎛ 이하, 또한 질량 150 g/m2 내지 250 g/m2의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는, (4)에 기재된 성형 프레스 쿠션재이다.
(7) 상기 테트라플루오로에틸렌계 필름이, 테트라플루오로에틸렌?에틸렌 공중합체(ETFE), 테트라플루오로에틸렌?퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌?헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로부터 선택되는 필름인 것을 특징으로 하는, (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 성형 프레스용 쿠션재이다.
(8) 성형 프레스용 쿠션재의 표면 거칠기(Ra)가, 3㎛ 이상 30㎛ 이하의 거칠기를 가지는 것을 특징으로 하는, (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 성형 프레스용 쿠션재이다.
여기서, 적어도 1층 이상의 펠트층은, 섬도(纖度) 1.0?10.0 dtex, 바람직하게는 섬도 1.0?6.0 dtex의 내열성 인조 섬유로, 니들 펀칭에 의한 섬유 사이의 얽힘에 의해 형성된 펠트층을 1층, 또는 2층 이상 포함하는 것이다.
상기 펠트층은, 기체가 되는 직포 또는 격자형 소재를 포함해도 된다. 바람직하게는, 내열 섬유로 이루어지는 날실과 씨실을 직제(織製)하여 이루어지는 직포에 의해 구성되어 있는 것이다. 실(絲) 소재는, 메타계 방향족 폴리아미드, 파라계 방향족 폴리아미드 외에, 전방향족(全芳香族) 폴리에스테르 섬유, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸(PBO) 섬유, 스테인레스 섬유 등을 적절하게 채용할 수 있다.
또한, 기체는, 전술한 바와 같이 날실과 씨실을 직제한 직포가 강도 면에서 바람직하지만, 이 직포 뿐만 아니라, 날실과 씨실을 단순히 중첩한 구성 등을 적절하게 채용할 수 있다.
본 품 발명에서는, 상기 펠트층과 내열 클로스 사이의 접합은, 내열성 수지에 의한 접합(접착)을 일반적으로 사용할 수 있지만, 내열성 수지로서 테트라플루오로에틸렌계 필름을 배치시켜 접합할 수 있다. 이 경우, 테트라플루오로에틸렌계 필름의 배치는, 상기 펠트층과 내열 클로스 사이의 접합재의 역할을 한다.
상기 인조 섬유(단섬유)는, 내열성 인조 섬유인, 파라계 방향족 폴리아미드의 인조 섬유 및/또는 메타계 방향족 폴리아미드의 인조 섬유를 포함하는 것이며, 내열성 인조 섬유와 다른 인조 섬유를 혼면한 것에 대하여, 내열성 인조 섬유를 적어도 50 중량% 이상 포함하는 개념이다.
내열성 인조 섬유의 구체예로서는, 파라계 방향족 폴리아미드[케블라(Kevlar); 상품명/듀퐁 제조, 트와론(Twaron); 상품명/테이진 제조]의 인조 섬유, 및/또는 메타계 방향족 폴리아미드[코넥스(Conex); 상품명/테이진 제조, 노멕스(Nomex); 상품명/듀퐁 제조]의 인조 섬유를 각각 사용하거나, 또는 각각을 일정량씩 혼합한 인조 섬유를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 내열 클로스는, 내열성과 강도가 우수하며, 화학적으로 안정된 유리 장섬유 등으로 직조한 직포(예를 들면, 유리 클로스)이며, 능직물(twill fabric)이나 평직(plain weave)의 조직을 사용할 수 있다. 섬유 재료로서는 유리 섬유, 실리카 섬유, 알루미나 섬유, 세라믹스 섬유로부터 선택되는 섬유를 사용할 수 있다. 본 발명에서는, 더욱 바람직하게는 유리 클로스를 사용할 수 있다.
또한, 상기 내열 클로스는, 두께가 100㎛ 이상 300㎛ 이하의 범위를 가지며, 또한 질량 100 g/m2 내지 300 g/m2의 범위를 가지는 것을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 내열 클로스가, 두께 150㎛ 이상 250㎛ 이하, 또한 질량 150 g/m2 내지 250 g/m2의 범위를 가지는 것이다.
내열 클로스의 두께가 100㎛ 이상이면서 질량이 100 g/m2 이상인 것은, 열반에 맞닿는 쿠션재 표면이 지나치게 평활하게 되어, 쿠션재가 열반 및/또는 경면판에 부착되는 것을 방지하는 데 유리하다. 또한, 내열 클로스의 두께가 300㎛ 이하이면서 질량이 300 g/m2 이하인 것은, 적층판에 가하는 열과 압력이 쿠션재의 전체면에 있어서 균일하게 되도록 하는 데 유리하다.
상기 테트라플루오로에틸렌계 필름은, 테트라플루오로에틸렌?에틸렌 공중합체(ETFE), 테트라플루오로에틸렌?퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌?헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로부터 선택되는 필름으로서, 바람직하게는 필름 두께가 20㎛ 내지 100㎛인 것까지 사용할 수 있다. 필름 두께를 20㎛ 이상으로 하는 것은, 내열 클로스의 요철이 쿠션재 표면에 크게 나타나는 것을 방지하고, 적층판에 가하는 열과 압력이 쿠션재의 전체면에서 균일하게 되도록 하는 데 유리하다. 또한, 필름 두께를 100㎛ 이하로 하는 것은, 열반에 맞닿는 쿠션재 표면이 지나치게 평활하게 되는 것을 방지하며, 또한 쿠션재가 열반 및/또는 경면판에 부착되는 것을 방지하는 면에서 바람직하다.
본 발명의 쿠션재는, 일면 측의 레이업(layup)으로 설명하면, 펠트층/내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)/테트라플루오로에틸렌계 필름(표층재)과 같이 구성되므로, 열반에 의한 온도와 압력에 대한 쿠션성은 펠트층이 담당하고, 열반 및/또는 경면판으로의 부착 방지에는, 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)의 표면 요철(직포면의 요철)이 표층재인 테트라 플루오로에틸렌계 필름의 표면에 나타나기 때문에, 이것이 기여하고 있다.
본 발명에서는, 보다 바람직한 구성으로서 일면 측의 레이업으로 설명하면, 펠트층/테트라플루오로에틸렌계 필름/내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)/테트라플루오로에틸렌계 필름(표층재)의 구성과 같이, 펠트층과 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스) 사이에 테트라플루오로에틸렌계 필름을 접합재로서 배치할 수 있다. 즉, 이 구성에서는, 펠트층의 양 외주면에 테트라플루오로에틸렌계 필름을 개재하여 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)를 배치하고, 또한 그 양 외주면에 테트라플루오로에틸렌계 필름을 표층재로서 배치한 것을 특징으로 한다. 펠트층과 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)는 테트라플루오로에틸렌계 필름을 개재하여 접합되어 있다. 또한, 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)의 외주면에도 테트라플루오로에틸렌계 필름이 접합되어 쿠션재의 표층재로서 배치되어 있는 것이다.
본 발명의 쿠션재의 사용에 의해, 적층 제품(피성형체)을 반복적으로 가열 프레스 성형할 때, 적층판에 가하는 열과 압력이 쿠션재의 전체면에 있어서 균일하며, 열반 또는 경면판에 맞닿는 쿠션재 표면이 지나치게 평활하게 되지 않으며, 따라서, 쿠션재가 열반 및/또는 경면판에 부착되지 않는다.
본 발명의 쿠션재에서는, 성형 프레스 장치에서 반복적으로 사용되는 기간에는, 쿠션재의 양 외주면(표 배면)의 거칠기(Ra)가 3㎛ 내지 30㎛인 것이 바람직하다. 거칠기(Ra)를 3㎛ 이상으로 하면, 쿠션재 표면이 지나치게 평활하게 되어 열반 또는 경면판에 부착되는 것을 방지하는 면에서 바람직하다. 또한, 거칠기(Ra)를 30㎛ 이하로 하는 것은, 적층판에 가하는 열과 압력을 쿠션재의 전체면에서 균일하게 하는 면에서 바람직하다.
도 1은 적층판 성형 프레스의 예를 나타낸다.
도 2는 종래의 성형 프레스용 쿠션재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 성형 프레스용 쿠션재의 태양의 예를 나타낸다.
도 4는 성형 프레스용 쿠션재의 다른 태양의 예를 나타낸다.
본 발명의 기본 구성은, 적어도 1층 이상의 펠트층을 가지는 성형 프레스용 쿠션재로서, 상기 펠트층의 양 외주면에 내열 클로스를 배치하고, 또한 그 양 외주면에 테트라플루오로에틸렌계 필름을 표층재로서 배치한 것을 특징으로 하는, 성형 프레스용 쿠션재이다.
여기서, 본 발명에 따른 실시의 태양을, 도 3에 따라 설명한다.
도 3에 있어서, 부호 "10"은 본 발명의 쿠션재이며, 기체(10B)와, 기체(10B)의 열반 측면(1E)에 제1 펠트층(1A)과, 그 반대측에 제2 펠트층(1B)과, 제1 펠트층(1A)의 외주면에 제1 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(1C)와, 제2 펠트층(1B)의 외주면에 제2 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(1D)가 배치되어 있다. 제1 펠트층(1A)과 제1 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(1C)와의 접합, 및 제2 펠트층(1B)과 제2 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(1D)와의 접합은, 내열성 수지에 의한 접합(접착)을 사용할 수 있다.
그리고, 제1 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(1C)와 제2 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(1D)에는, 각각 그 외주면에 표층재로서 테트라플루오로에틸렌계 필름 P1과 P2가 배치되어 있다.
이와 같은 쿠션재(10)는, 열반에 맞닿는 쿠션재 표면(1E)과, 경면판에 맞닿는 쿠션재 표면(2E)으로 구성되어 있다.
그리고, 도 3에 있어서의 쿠션재(10)는, 제1 펠트층(1A)과 제2 펠트층(1B)이, 기체(10B)에 접합되어 있다. 도 3의 본 발명에서는, 기체(10B)의 외주면에 내열성 인조 섬유의 단섬유를 니들 펀칭하여, 제1 펠트층(1A)과 제2 펠트층(1B)을 각각 기체(10B)에 접합시키고 있다. 그러나, 기체(10B)를 사용하지 않고, 사전에 내열성 인조 섬유의 단섬유를 니들 펀칭하여 이루어지는 펠트층을 1층 또는 복수 층 사용할 수 있다.
한편, 도 3에 있어서, 제1 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(1C)와 제2 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(1D)의 양 외주면에는, 테트라플루오로에틸렌계 필름 P1과 P2가 배치된 구성으로 되어 있지만, 테트라플루오로에틸렌계 필름은, 그 용융 온도 이상에서 열프레스함으로써 제1 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(1C)와 제2 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(1D)의 양 외주면에 접합할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시의 다른 태양을, 도 4에 따라 설명한다.
도 4에 있어서, 부호 "20"은 본 발명의 쿠션재이며, 기체(10B)와, 기체(10B)의 열반 측면(1E)에 제1 펠트층(21A)과, 그 반대측에 제2 펠트층(21B)과, 제1 펠트층(21A)의 외주면과 그 사이에 테트라플루오로에틸렌계 필름 P3가 개재된 제1 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(21C)와, 제2 펠트층(21B)의 외주면과 그 사이에 테트라플루오로에틸렌계 필름 P4가 개재된 제2 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(21D)가 배치되어 있다.
그리고, 제1 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(21C)와 제2 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)(21D)에는, 각각 그 외주면에 표층재로서 테트라플루오로에틸렌계 필름 P1과 P2가 배치되어 있다.
이와 같은 쿠션재(20)는, 열반에 맞닿는 쿠션재 표면(1E)과, 경면판에 맞닿는 쿠션재 표면(2E)으로 구성되어 있다.
그리고, 도 4에 있어서의 쿠션재(20)는, 제1 펠트층(21A)과 제2 펠트층(21B)이, 기체(10B)에 접합되어 있다. 도 4의 본 발명에서는, 기체(10B)의 외주면에 내열성의 인조 섬유의 단섬유를 니들 펀칭하여, 제1 펠트층(21A)과 제2 펠트층(21B)을 각각 기체(10B)에 접합시키고 있다. 그러나, 기체(10B)를 사용하지 않고, 사전에 내열성 인조 섬유의 단섬유를 니들 펀칭하여 이루어지는 펠트층을 1층 또는 복수 층을 사용할 수 있다.
한편, 도 4에 있어서, 제1 펠트층(21A)과 제2 펠트층(21B)의 양 외주면에는, 테트라플루오로에틸렌계 필름 P3와 P4가 배치된 구성으로 되어 있다.
테트라플루오로에틸렌계 필름은, 그 용융 온도 이상에서 열프레스함으로써 제1 펠트층(21A)과 제2 펠트층(21B)의 양 외주면에 접합할 수 있다.
또는, 사전에 내열 클로스(예를 들면, 유리 클로스)의 양 외주면에 2장의 테트라플로오로에틸렌계 필름을 열 프레스하여 접합한 후, 상기 유리 클로스를 펠트층의 외주면에 접합하도록 할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 성형 프레스용 쿠션재에 대하여, 실시예를 사용하여 더욱 상세하게 설명하지만, 이들은 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 먼저, 실시예 및 비교예에 있어서, 하기의 구성은 모두 공통되는 것을 사용하였다.
(1) 쿠션재에 배치되는 기체:
?메타계 방향족 폴리아미드의 방적사(spun yarn)[6 dtex(데시텍스)의 50 mm 컷 길이의 단섬유로 이루어지는 방적사]로 직제한 직포를 사용하였다. 그리고, 구체적인 섬유로서는, 코넥스(상품명/테이진 제조)를 사용하였다. 직포의 질량은 200 g/m2였다.
(2) 니들 펀칭의 조건
?펠트층의 제조; 상기 직포의 양 외주면(표면 및 배면)에, 파라계 방향족 폴리아미드인 케블라(상품명/듀퐁 제조)의 인조 섬유로 2 dtex(데시텍스)의 50 mm 컷 길이의 단섬유를 사용하고, 1능(twill weave)당 6 미늘(barb)의 침을 사용하여, 니들 펀칭 횟수를 50 회/cm2로 설정하여 펠트층을 설치하였다. 따라서, 직포의 질량 200 g/m2와 표면측 펠트 질량 250 g/m2와 배면측 펠트 질량 250 g/m2로 해서, 합계 질량이 700 g/m2인 펠트층이 된다.
?상기 니들 펀칭을 행한 후, 상기 펠트층의 양 외주면(표면 및 배면)에 메타계 방향족 폴리아미드인 코넥스(상품명/테이진 제조)의 인조 섬유로 2 dtex(데시텍스)의 50 mm 컷 길이의 단섬유를 사용하고, 1능당 6 미늘의 침을 사용하여, 니들 펀칭 횟수를 50 회/cm2로 설정하여, 펠트층을 추가로 설치하였다. 추가된 펠트층은 표면측에 질량 150 g/m2와 배면측에 질량 150 g/m2가 추가되어, 합계 질량이 1000 g/m2인 펠트층이 되었다.
? 상기 니들 펀칭을 행한 후, 상기 펠트층의 양 외주면(표면 및 배면)을, 2능당 18 미늘의 침을 사용하여, 니들 펀칭 횟수를 80 회/cm2로 설정하여, 마무리 니들 펀칭을 행하여, 본 발명의 펠트층을 제조하였다(합계 질량은 1000 g/m2).
(실시예 1)
상기 펠트층의 양 외주면(표면 및 배면)에 불소 고무계 접착제를 도포하고, 이어서, 그 표면 및 배면에 내열 클로스로서 유리 클로스를 접합시키고, 또한 그 표면 및 배면에 테트라플루오로에틸렌계 필름을 표층재로 하여, 전술한 순서로 배치하여 실시예 1의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다. 그리고, 테트라플루오로에틸렌계 필름 및 유리 클로스와 배치 후의 가공 조건을 상세하게 설명하면 하기와 같다.
?테트라플루오로에틸렌계 필름(표층재); 테트라플루오로에틸렌?헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)로 두께 25㎛.
? 유리 클로스; 질량 200 g/m2이며 두께 200㎛.
기공 조건; 상기 성형 프레스용 쿠션재를 280℃에서 가압 조건 10 kg/cm2, 시간 20 분간의 열프레스를 실시하였다.
(실시예 2)
실시예 1의 불소 고무계 접착제 대신, 두께 25㎛의 테트라플루오로에틸렌계 필름(FEP)을 접합재로서 배치하고, 그 외에는 동일한 조건으로 실시예 2의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다.
(실시예 3)
실시예 2의 표층재 테트라플루오로에틸렌계 필름(FEP)을 두께 50㎛로 변경하였고, 그 외에는 동일한 조건으로 실시예 3의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다.
(실시예 4)
실시예 2의 표층재 테트라플루오로에틸렌계 필름(FEP)을 두께 100㎛로 변경하였고, 그 외에는 동일한 조건으로 실시예 4의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다.
(실시예 5)
실시예 2의 유리 클로스의 질량을 150 g/m2로, 두께를 150㎛로 변경하였고, 그 외에는 동일한 조건으로 실시예 5의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다.
(실시예 6)
실시예 2의 유리 클로스의 질량을 250 g/m2로, 두께를 250㎛로 변경하였고, 그 외에는 동일한 조건으로 실시예 6의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다.
(실시예 7)
실시예 2의 유리 클로스의 질량을 100 g/m2로, 두께를 100㎛로 변경하였고, 그 외에는 동일한 조건으로 실시예 7의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다.
(실시예 8)
실시예 2의 유리 클로스의 질량을 300 g/m2로, 두께를 300㎛로 변경하였고, 그 외에는 동일한 조건으로 실시예 8의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다.
(실시예 9)
실시예 2의 표층재 테트라플루오로에틸렌계 필름을, 두께 25㎛의 테트라플루오로에틸렌?에틸렌 공중합체(ETFE)로 변경하였고, 그 외에는 동일한 조건으로 실시예 9의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다.
(실시예 10)
실시예 2의 표층재 테트라플루오로에틸렌계 필름을, 두께 25㎛의 테트라플루오로에틸렌?퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA)로 변경하였고, 가공 조건 중, 가열 온도를 315℃로 변경하였다. 그 외에는 동일한 조건으로 실시예 10의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다.
(실시예 11)
실시예 2의 표층재 테트라플루오로에틸렌계 필름을, 두께 25㎛의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 변경하였고, 가공 조건 중, 가열 온도를 330℃로 변경하였다. 그 외에는 동일한 조건으로 실시예 11의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다.
(비교예 1)
상기 펠트층의 표면 및 배면에, 표층재로서 테트라플루오로에틸렌계 필름을 배치하여 비교예 1의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다. 그리고, 테트라플루오로에틸렌계 필름과, 배치 후의 가공 조건은 하기와 같다.
?테트라플루오로에틸렌계 필름(표층재); 두께 25㎛의 테트라플루오로에틸렌?헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP).
가공 조건; 상기 비교예 1의 성형 프레스용 쿠션재를 280℃에서 가압 조건 10 kg/cm2, 시간 20분간의 열프레스를 실시하였다.
(비교예 2)
상기 펠트층의 표면 및 배면에, 접합재로서 두께 25㎛의 테트라플루오로에틸렌계 필름, 및 유리 클로스를, 전술한 순서로 배치하여 비교예 2의 성형 프레스용 쿠션재를 제조하였다. 그리고, 테트라플루오로에틸렌계 필름 및 유리 클로스와, 배치 후의 가공 조건을 상세하게 설명하면 하기와 같다.
?테트라플루오로에틸렌계 필름(접합재); 두께 25㎛의 테트라플루오로에틸렌?헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP).
?유리 클로스; 질량 200 g/m2이며 두께 200㎛.
가공 조건; 상기 성형 프레스용 쿠션재를 280℃에서 가압 조건 10 kg/cm2, 시간 20 분간의 열프레스를 실시하였다.
이들 실시예와 비교예에서 제조한 샘플을, 도 1에 나타내는 것과 동일한 구조를 가지는 시험기를 사용하여, 쿠션재의 성능을 측정하였다. 그리고, 쿠션재는, 온도 190℃, 가압 조건 40 kg/cm2를 60분 유지하고, 그 후 수냉 15분, 가압 개방 15분을 1 사이클로 하고, 이것을 300 사이클 반복하였고, 프레스 횟수마다 하기의 측정을 실시하였다.
?쿠션 변위량(㎛)의 측정: 180℃의 가열 하에 있어서, 0.2 kg으로 프레스한 경우와, 50 kg으로 프레스 한 경우의 쿠션재의 두께를 측정하였다. 그리고, 50 kg 시로부터 0.2 kg 시의 차이를 구하여, 쿠션 변위량(㎛)으로 하였다. 평가로서는, 쿠션량이 300㎛ 이상을 「우수함」, 200㎛ 이상 300㎛ 미만을 「양호」, 200㎛ 미만을 「불량」으로 했다.
?표면 거칠기(㎛)의 측정: 쿠션재의 외주면의 거칠기(Ra)를 측정하였다. 평가로서는, 거칠기(Ra)가 3㎛ 이상 30㎛ 이하를 「적합」, 그 외를 「부적합」으로 했다.
?부착의 유무: 열반 또는 경면판에 부착되었는지의 여부는, 육안 관찰에 의해 부착의 유무를 확인하였다. 부착되지 않은 것을 「우수함」, 부착되더라도 5초 이하에서 박리되는 것을 「양호」, 5초 이상 부착되거나, 또는 밀착되어 박리되지 않는 것을 「불량」으로 했다.
상기 시험기를 사용한 쿠션재의 성능의 결과를, 표에 나타낸다. 이에 따르면, 본 발명에 따른 실시예에서는, 쿠션재로서 우수한 쿠션성과 부착 방지 효과를 가지는 것이 확인되었다.
거칠기(Ra)가 3㎛ 미만인 비교예 1에서는, 쿠션재 표면이 지나치게 평활하게 되어 열반 및 경면판에 부착되었다. 또한, 거칠기(Ra)가 30㎛를 초과한 비교예 2에서는, 적층판에 가하는 열과 압력이 쿠션재의 전체면에서 균일하게 되지 않았다.
[표 1]
Figure pat00001
10, 20: 쿠션재
10B: 기체
1A, 1B, 21A, 21B: 펠트층
1C, 1D, 21C, 21D: 내열 클로스
1E: 쿠션재의 열반 측면
2E: 쿠션재의 경면판 측면
P1, P2, P3, P4: 테트라플루오로에틸렌계 필름

Claims (8)

  1. 적어도 1층 이상의 펠트(felt)층을 가지는 성형 프레스용 쿠션재로서, 상기 펠트층의 양 외주면에 내열(耐熱) 클로스(cloth)를 배치하고, 또한 상기 양 외주면에 테트라플루오로에틸렌계 필름을 표층재로서 배치한, 성형 프레스용 쿠션재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펠트층과 상기 내열 클로스 사이에 테트라플루오로에틸렌계 필름을 배치시킨, 성형 프레스용 쿠션재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 펠트층이, 파라계 방향족 폴리아미드의 인조 섬유(stable fiber) 또는 메타계 방향족 폴리아미드의 인조 섬유 중 어느 하나, 또는 이들을 혼합한 인조 섬유를 사용한 펠트층인, 성형 프레스용 쿠션재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내열 클로스가, 유리 섬유, 실리카 섬유, 알루미나 섬유, 세라믹스 섬유로부터 선택되는 섬유의 직포(織布)(클로스)인, 성형 프레스용 쿠션재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내열 클로스가, 두께 100㎛ 이상 300㎛ 이하, 또한 질량 100 g/m2 내지 300 g/m2의 범위를 가지는, 성형 프레스용 쿠션재.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 내열 클로스가, 두께 150㎛ 이상 250㎛ 이하, 또한 질량 150 g/m2 내지 250 g/m2의 범위를 가지는, 성형 프레스용 쿠션재.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테트라플루오로에틸렌계 필름이, 테트라플루오로에틸렌?에틸렌 공중합체(ETFE), 테트라플루오로에틸렌?퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌?헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로부터 선택되는 필름인, 성형 프레스용 쿠션재.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    성형 프레스용 쿠션재의 표면 거칠기(Ra)가, 3㎛ 이상 30㎛ 이하의 거칠기를 가지는, 성형 프레스용 쿠션재.
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