專利名稱：：熱壓用緩沖材料及其制造方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種熱壓用緩沖材料及其制造方法。更詳細而言，本發(fā)明涉及在制造鍍銅疊層板、柔性印刷基板、多層板等的印刷基l和IC卡、液晶顯示板、陶瓷疊層板等的精密儀器部件(以下，在本發(fā)明中稱為"疊層板")的工序中，將對象制品進行擠壓成型或熱壓接時所使用的熱壓用緩沖材料及其制造方法。
背景技術：
：在印刷基板等疊層板的制造中，在擠壓成型和熱壓接的工序中，使用如下方法，如圖1所示，將作為擠壓對象物的疊層板材料2夾持在作為加熱/加壓單元的加熱板3、3之間，并作用一定的壓力和熱的方法。為了獲得精度較高的成型品，而在熱壓中，需JH吏施加于疊層板材料2的熱和壓力在整個面上均勻化。以這樣的目的，在使平板狀的緩沖材料1介于加熱板3和疊層板材料2之間的狀態(tài)下進行熱壓。在此，作為緩沖材料l所要求的一般特性，可列舉出緩沖性，其吸收加熱板3和疊層板材料2所具有的凹凸；面內(nèi)均勻性，用于在擠壓面內(nèi)整體使溫度和壓力均勻地從加熱板3傳遞到疊層板材料2;熱傳導性，用于從加熱板3到疊層板材料2有效地傳導熱；以及耐擠壓溫度的耐熱性等。以往，作為熱壓用緩沖材料l,多使用層疊了320枚左右的牛皮紙、棉短絨紙的紙質(zhì)材料。紙質(zhì)的緩沖材料，除了便宜以外，還具備在緩沖性、面內(nèi)均勻性以及熱傳導性方面均衡的物理性質(zhì)。這被認為是，紙中所包含的適度的空隙發(fā)揮緩沖性的作用，另外，紙的構(gòu)成纖維基本定向于平面方向而發(fā)揮面內(nèi)均勻性的作用，此外每一張的厚度為0.1lmm左右因厚度較薄而發(fā)揮熱傳導性的作用。然而，由于紙質(zhì)的緩沖材料，在擠壓后沒有空隙的復原力，進而構(gòu)成纖維產(chǎn)生熱劣化，而有無法反復用于多次擠壓的缺點。對此，作為可反復使用的熱壓用緩沖材料，使用將有機或者無機纖維用粘合劑^^的材料、橡膠、無紡布、橡膠和無紡布的疊層體等各種類的材料。在日本特開平4-361012號公報中，公開的熱壓用緩沖材料為，將網(wǎng)布和基布交替層疊，并在將已對此進行了針織的穿針(needlepunched)無紡布中含浸耐熱性樹脂，進一步進行加熱加壓處理，成為密度=0.6g/cm30.9g/ci^的熱壓用緩沖材料。在此，作為無紡布的原材料，4吏用間位芳香族聚酰胺纖維、麻(苧麻)以及聚酯，作為耐熱性樹脂，使用硅橡膠、乙烯丙烯橡膠以及EPDM。根據(jù)專利文獻l的構(gòu)成，通過將密度規(guī)定在特定范圍內(nèi)，即使在反復用于多次擠壓的情況下，也能獲得經(jīng)時穩(wěn)定的緩沖性。然而，如日本特開平4-361012號公才艮中所使用的穿針無紡布，與由濕式所制造的紙不同，由于通過將干式的網(wǎng)布進行穿孔而機械地將纖維相互纏繞，因此網(wǎng)布自身的密度不均勻。因此，4吏用了穿針無紡布的熱壓用緩沖材料，與紙質(zhì)的緩沖材料相比存在缺點，即，用于均勻地傳導溫度和壓力的面內(nèi)均勻性變差。另外，穿針無紡布為了在厚度方向上穿孔而使得厚度不得不變厚，例如對于在日本特開平4-361012號/〉才艮中記載的熱壓用緩沖材料而言，由于最終厚度為3.3mm3.7mm左右，因此存在熱傳導性變差的缺點。此外，在日本特開平4-361012號7>才艮中記載的熱壓用緩沖材料，由于是在穿針無紡布中含浸耐熱性樹脂之后，進行加熱加壓處理，因此空隙率變小、緩沖性也變得不那么好。即，在日本特開平4-361012號公報中記載的熱壓用緩沖材料，是為了即使在反復使用的情況下也使物性經(jīng)時穩(wěn)定化之目的，而犧牲面內(nèi)均勻性、熱傳導性以及緩沖性。在曰本特開平9-277295號公報中公開的熱壓用緩沖材料，是在厚度為0.1-10mm的耐熱性纖維基材中含浸氟系橡膠、硅橡膠或者丁基橡膠，使厚度方向的熱傳導率為4.0xl(^cal/cm/sec/。C以上。在此，作為耐熱性纖維基材，使用不銹鋼的針織毛氈、碳纖維的墊狀的無紡布、玻璃纖維的無紡布等。日本特開平9-277295號公報的發(fā)明，以提高熱傳導性為技術課題。然而，由于該公報所記載的熱壓用緩沖材料是，在每11112的厚度為0.1~10mm的纖維基材中含浸3~10kg之大量的橡膠，因此纖維基材的空隙幾乎完全被橡膠堵塞，因此存在緩沖性變得非常差的缺點。即，日本特開平9-277295號公報中記載的熱壓用緩沖材料，為了提高熱傳導性而犧牲緩沖性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠反復用于多次熱壓，并且在緩沖性、面內(nèi)均勻性、熱傳導性的任意一個方面都具有優(yōu)越特性的熱壓用緩沖材料及其制造方法。本發(fā)明涉及的熱壓用緩沖材料，其特征在于，是由纖維材料構(gòu)成的紙和在該紙中含浸的橡膠的復合體，纖維材料和橡膠的體積比為1/1.51/7.5，并且復合體的空隙率為60卯％。由于本發(fā)明的熱壓用緩沖材料為，紙和含浸于紙中的橡膠的復合體，因此構(gòu)成紙的纖維的表面由橡膠覆蓋，而且在纖維間的空隙中適度地存在有橡膠，因此在某種程度上還具有作為所謂的纖維加強橡膠(FRR)的強度。緩沖材料，由于空隙的存在，而在擠壓時發(fā)揮緩沖性。另一方面，由于緩沖材料是纖維和橡膠的復合構(gòu)造，因此由于橡膠的存在就能夠防止纖維的破損，并且在擠壓后發(fā)揮空隙的復原力。因此，緩沖材料能夠反復用于多次的熱壓。另外，由于基材為紙的形態(tài)，纖維定向于面方向，還可以減薄每一枚的厚度，從而獲得與以往使用的牛皮紙等的紙質(zhì)緩沖材料同等的面內(nèi)均勻性和熱傳導性。此外，由于纖維材料和橡膠的體積比為1/1.51/7.5，并且復合體整體的空隙率為60卯％，因此作為熱壓用緩沖材料的緩沖性優(yōu)越，即使在反復用于多次捐:壓的情況下也能維持緩沖性，成為耐久性優(yōu)越的材料。在此，當橡膠的體積相對于纖維材料的體積1的比率小于1.5時，則擠壓后的空隙的復原力就會降低，另外由于纖維易產(chǎn)生破損，因此在反復使用的情況下緩沖性會急劇降低。另一方面，當橡膠的體積相對于纖維材料的體積1的比率大于7.5的情況下，由于空隙率過少，因而會使緩沖材料本身的緩沖性變差。當整體的空隙率小于60%的情況下，由于空隙率過少，也使緩沖材料本身的緩沖性變差。另一方面，當蒼昧的空隙率大于90%的情況下，由于作為纖維加強橡膠(FRR)的強度會降低，因此反復用于多次擠壓的情況下的耐久性就會降寸氐。更優(yōu)選為，纖維材料和橡膠的體積比為1/2.51/6，并且復合體整體的空隙率為6580%。5作為構(gòu)成紙的纖維材料，優(yōu)選為，玻璃、石棉、碳、陶瓷、金屬、聚苯并唑(polybenzazole)、聚酰亞胺、芳香族聚酰胺以及聚酰胺。纖維材料可以只使用上述材料中的一種，也可以混合兩種以上使用。由于這些纖維材料，都具有優(yōu)越的耐熱性和強度，因此作為熱壓用緩沖材料能夠獲得反復使用的情況下的耐久性。其中，由于作為無機纖維的玻璃、碳、陶瓷以及金屬，對于熱和壓縮力的尺寸穩(wěn)定性更為優(yōu)越，因此較為優(yōu)選。特別是玻璃纖維，在耐熱性、強度方面優(yōu)越，利用濕式抄紙法易于加工成纖維均勻分歉的紙，而且成本低，因此最為優(yōu)選。作為含浸于紙中的橡膠，優(yōu)選為，氟系橡膠、EPM、EPDM、氬化丁腈橡膠(nitrilehydriderubber)、珪橡膠、丙烯橡膠以及丁基橡膠。橡膠，可以只使用上述材料中的一種，也可以混合兩種以上使用。這些橡膠都具有優(yōu)越的耐熱性。其中由于氟系橡膠，在耐熱性、強度等的物性方面特別優(yōu)越，因此最為優(yōu)選。對于紙而言，優(yōu)選使用厚度為0.11.0mm的紙。由于使用1.0mm以下的紙，因此能夠減薄每一枚緩沖材料的厚度，從而作為緩沖材料能夠獲得優(yōu)越的熱傳導性和面內(nèi)均勻性。反之，當紙的厚度超過l.Omm時，熱傳導性和面內(nèi)均勻性變差。另一方面，當紙的厚度小于O.lmm時，則在含浸橡膠的情況下難于確保規(guī)定的空隙率，因而不能得到良好的緩沖性。從使橡膠充分地浸透在紙中，而且在含浸橡膠后確保規(guī)定的空隙率的必要性來看，優(yōu)選為，使用紙本身具有足夠的空隙率的紙。從該觀點來看，作為紙優(yōu)選為使用具有8499%的空隙率，更優(yōu)選為使用具有8698%的空隙率的紙。本發(fā)明涉及的熱壓用緩沖材料的制造方法，是由纖維材料構(gòu)成的紙和在該紙中含浸的橡膠的復合體構(gòu)成的熱壓用緩沖材料的制造方法，其特征在于，具備對紙浸透未硫化橡膠溶液的工序、干燥上述紙中浸透的未硫化橡膠溶液的工序、以及將干燥了的未硫化橡膠硫化的工序，通過以上工序，獲得纖維材料和橡膠的體積比為1/1.51/7,5，空隙率為60卯％紙和橡膠的復合體，在此，優(yōu)選為，硫化工序中的硫化是在非壓縮狀態(tài)下進行。通過在非壓縮狀態(tài)下進行硫化，就能夠在熱壓用緩沖材料中確保足夠的空隙，從而獲得緩沖性優(yōu)越的熱壓用緩沖材料。圖1是疊層板的制造方法的說明圖。具體實施例方式以下，表示本發(fā)明的實施方式的一例。首先，作為由纖維材料構(gòu)成的紙，準備厚度為0.1~l.Omm的玻璃砂紙。作為玻璃砂紙，可以使用將纖維徑為3nm15nm、纖維長為5mm30mm的玻璃纖維利用濕式抄紙法薄片化的材料。這樣的玻璃砂紙為，"GRABESTOS"(Oribest公司制)、"CUMULUS"(日本Vilene公司制)等，在市場有售。然后，對玻璃砂紙浸透未硫化氟系橡膠溶液。未硫化氟系橡膠溶液，可以將未硫化氟系橡膠以固體部分濃度為10%50%左右的方式溶解到乙酸乙酯、乙酸丁酯(n-butylacetate)、丁酮(methyle也ylketone)等溶劑中來調(diào)制。通過將該未硫化氟系橡膠溶液，涂敷于上述玻璃砂紙，或者將玻璃砂紙浸漬到未硫化氟系橡膠溶液中，而使未硫化氟系橡膠溶液充分地浸透到玻璃砂紙。根據(jù)需要，用輥等擠壓浸透了未硫化氟系橡膠溶液的玻璃砂紙，來調(diào)整未硫化氟系橡膠溶液的含浸量。接下來，使浸透了未硫化氟系橡膠溶液的玻璃砂紙干燥，并去除氟系橡膠的溶劑。接下來，若在160n250X:的溫度下將浸透了未硫化氟系橡膠的玻璃砂紙加熱15分鐘~10小時，并對氟系橡膠進行石克化，就能夠得到熱壓用緩沖材料。為了在熱壓用緩沖材料中確保足夠的空隙，優(yōu)選為，在非壓縮狀態(tài)下進行氟系橡膠的硫化。另外，通過適當?shù)剡x定及調(diào)整紙的材質(zhì)和等級、橡膠的材質(zhì)、橡膠溶液的固體部分濃度、干燥前的朝:壓量等，能夠使紙和橡膠的復合體中的纖維材料和橡膠的體積比為1/1.51〃.5，并且空隙率為60卯％。在將本發(fā)明涉及的熱壓用緩沖材料用于疊層板的熱壓時，可以將緩沖材料以單體，或者25枚左右重疊起來使用。另外，也可以將熱壓用緩沖材料構(gòu)成為由本發(fā)明涉及的緩沖材料形成的層與由橡膠、表面起模薄膜等其它材料形成的層的疊層構(gòu)造。7改變各種條件得到了樣品122。作為由纖維材料構(gòu)成的紙，使用了利用濕式抄紙法將E玻璃纖維(纖維徑為9nm、纖維長為13mm)薄片化了的玻璃砂紙"GRABESTOS"(帝人會社制)。玻璃砂紙，使用了克重53g/m2、厚度0.46mm(樣品19)，和克重80g/m2、厚度0.64mm(樣品1022)的兩種。另一方面，準備了在醋酸丁酯溶劑中溶解未硫化氟系橡膠而成的、固體成分為30.8%的未硫化氟系橡膠溶液。在將各玻璃砂紙浸漬于未硫化氟系橡膠溶液之后，用兩根輥進行了擠壓。于是，以使未硫化氟系橡膠的固體部分量成為表1所示的M積比例的方式，在玻璃砂紙內(nèi)浸透未疏化氟系橡膠溶液。接著，使浸透了未硫化氟系橡膠溶液的各玻璃砂紙充分地干燥，去除了溶劑。之后，用烤箱在非壓縮狀態(tài)下，以230'C的溫度將附著了未硫化氟系橡膠溶液的玻璃砂紙加熱5小時，對未硫化氟橡膠進行硫化。各樣品的橡膠/纖維體積比以及整體空隙率如表1所示。表l。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由于各樣品，基材都是紙的形態(tài)，纖維定向于面方向，另外，由于每一枚的厚度較薄，因此在構(gòu)造上能夠明確地獲得不遜于牛皮紙等的紙質(zhì)緩沖材料的面內(nèi)均勻性和熱傳導性。對各樣品測量了緩沖性。緩沖性的測量方法為，將樣品;^溫度200'C的熱板間，預熱2分鐘后，測量以lmm/分的升壓速度從OMPa到4MPa加壓時的厚度變化量，并以此作為緩沖性的指標。另外，以同樣的條件反復擠壓，也測量緩沖性是如何變化的。對于各樣品，將初期緩沖性、擠壓1次后的緩沖性及擠壓10次后的緩沖性，一并記AjM。作為參考，也對定量l卯g/m2、厚度0.31mm的牛皮紙的緩沖性進行了測量，一并記A^1。對于牛皮紙，在第3次的擠壓中由于纖維的碳化，導致材料破壞，失去了作為緩沖材料的功能。在樣品1~22中，滿足纖維材料和橡膠的體積比率為1/1.5~1/7.5,并且整體的空隙率為60%~卯％之#^的是，樣品3~7、12~19，這些樣品，初期的緩沖性;s^復使用后的緩沖性都良好。另外，滿足纖維材料和橡膠的體積比為1/2.5~1/6,并且整體的空隙率為65%~80%之條件的是，樣品4~6、14~17，這些樣品，初期的緩沖性優(yōu)越，而且即使在反復使用的情況下由于緩沖性降低的程度較低，因此作為熱壓用緩沖材料具備特別優(yōu)越的物性。以上，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行了說明，然而本發(fā)明不限定于圖示的實施方式。在與本發(fā)明相同的范圍內(nèi)，或者均等的范圍內(nèi)，可以對圖示的實施方式施加各種修正和變形。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明，在制造鍍銅疊層板、柔性印刷基板、多層板等的印刷基板、IC卡、液晶顯示板、陶瓷疊層板等的疊層板的工序中，在將對象制品進行擠壓成型或熱壓接時，能夠作為緩沖材料而有效地利用，并作為這樣的緩沖材料的制造方法而有效地利用。權利要求1.一種熱壓用緩沖材料，其特征在于，是由纖維材料構(gòu)成的紙和在上述紙中含浸的橡膠的復合體，上述纖維材料和上述橡膠的體積比率為1/1.5～1/7.5，上述復合體的空隙率為60～90％。2.根據(jù)權利要求1所述的熱壓用緩沖材料，其特征在于，上述纖維材料包括從玻璃、石棉、碳、陶瓷、金屬、聚苯并唑、聚酰亞胺、芳香族聚酰胺以及聚酰胺構(gòu)成的組群中選出的一種或者兩種以上的材料。3.根據(jù)權利要求1所述的熱壓用緩沖材料，其特征在于，上述纖維材料是玻璃。4.根據(jù)權利要求l所述的熱壓用緩沖材料，其特征在于，上述橡膠包括從氟系橡膠、EPM、EPDM、氫化丁腈橡膠、硅橡膠、丙烯橡膠以及丁基橡膠構(gòu)成的組群中選出的一種或者兩種以上的材料。5.根據(jù)權利要求1所述的熱壓用緩沖材料，其特征在于，上述橡膠是氟系橡膠。6.根據(jù)權利要求1所述的熱壓用緩沖材料，其特征在于，上述紙的厚度為011.0mm。7.—種熱壓用緩沖材料的制造方法，該熱壓用緩沖材料是由纖維材料構(gòu)成的紙和在上述紙中含浸的橡膠的復合體，上述纖維材料和上述橡膠的體積比為1/1.51/7.5,上述復合體的空隙率為60卯％，其特征在于，具備4吏未石克化橡膠溶液浸透紙的工序；使上述紙中浸透的上述未硫化橡膠溶液干燥的工序；將干燥了的未-克化橡膠硫化的工序。8.根據(jù)權利要求7所述的熱壓用緩沖材料的制造方法，其特征在于，上述硫化在非壓縮狀態(tài)下進行。全文摘要本發(fā)明提供一種熱壓用緩沖材料，該熱壓用緩沖材料是纖維材料構(gòu)成的紙和在紙中含浸的橡膠的復合體，纖維材料和橡膠的體積比率為1/1.5～1/7.5，復合體的空隙率為60～90％。文檔編號B29C43/32GK101489752SQ20078002686公開日2009年7月22日申請日期2007年6月12日優(yōu)先權日2006年7月18日發(fā)明者吉田晃申請人:山內(nèi)株式會社