JP5113964B2

JP5113964B2 - 樹脂含浸方法及びその装置

Info

Publication number: JP5113964B2
Application number: JP2001179766A
Authority: JP
Inventors: 裕之木下
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: JP2002370224A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なプリプレグの製造工程における繊維基材への樹脂含浸方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板などに用いられるプリプレグは、紙、ガラス布、合成繊維または天然繊維などの織布や不織布などの繊維基材に、フェノール、エポキシ、ポリエステル、ポリイミドなどの液状の熱硬化性樹脂（以下、液状樹脂という）を含浸させ、この液状樹脂の付着量をスクイズロールなどで調整し、熱乾燥により液状樹脂を半硬化状態にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プリプレグ中に気泡が残ると、硬化後にプリプレグの表面が平滑にならず、凹凸面が形成されてしまい、耐熱性などに劣り、性能的に安定したプリプレグが得られない問題がある。
【０００４】
このため、繊維基材への液状樹脂の含浸性を向上させるのに、液状樹脂に浸漬させる時間や距離を長く設定したり、塗工速度を遅く設定したりしている。
【０００５】
しかし、このような方法では、生産性が低く、気泡除去の効果も不十分で、プリプレグ表面の平滑性も困難であると共に、粘度を低下するため溶剤を多くしなければならず、コスト高になるなどの問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、連続的に繊維基材への液状樹脂の含浸ができ、更に繊維基材への液状樹脂の含浸性を向上させることが可能で、均一な含浸と、表面の平滑性が高い樹脂含浸方法及びその装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂含浸方法は、繊維基材とロールの間に液状樹脂を溜めることのできる特定の構造を有するロールによって繊維基材を連続的に移動させながら強制的に液状樹脂を含浸させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の樹脂含浸装置は、繊維基材を供給する供給ロールと、液状樹脂を強制的に加圧して含浸させる強制含浸ロールと繊維基材との間の上方にワニスを供給しその溜めを形成するワニス供給装置を備えたものであり、又液状樹脂を含浸した繊維基材を乾燥させる乾燥炉を備えたものである。
【００１０】
より具体的には、本発明は、繊維基材を回転する第１強制含浸ロールに接して連続的に移動させながら前記繊維基材の一方の面とその面に接する第１強制含浸ロールとの間の上方に第１液状樹脂を供給してその溜めを形成し、前記第１強制含浸ロールによって前記繊維基材に前記第１液状樹脂を加圧含浸させる第１の含浸工程と、
該第１の含浸工程によって前記第１液状樹脂が含浸された前記一方の面とその面に接する第２強制含浸ロールとの間の上方に第２液状樹脂を供給してその溜めを形成し、前記第２強制含浸ロールによって前記繊維基材に前記第２液状樹脂を加圧含浸させる第２の含浸工程と、
該第２の含浸工程後の前記繊維基材を回転する回転ロールによって連続的に移動させながら前記回転ロールと共に第３液状樹脂中に浸漬し含浸させる浸漬工程とを有し、
前記第１強制含浸ロール及び前記第２強制含浸ロールには各々の両端に前記溜めを形成する鍔が設けられ、
前記第１の含浸工程及び前記第２の含浸工程の前記溜めを形成する部分において前記繊維基材を下向きに移動させるように前記第１強制含浸ロールの上流側及び前記第１強制含浸ロールと前記第２強制含浸ロールとの間に搬送ロールが設けられることを特徴とする樹脂含浸方法にある。
【００１１】
又、本発明は、前記繊維基材と強制含浸ロールとの間への液状樹脂の供給段階が少なくとも２段階有し、前記浸漬工程後、前記繊維基材を加熱乾燥させる工程を有することを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明は、繊維基材を回転する第１強制含浸ロールに接して移動させる第１移動手段及び第１液状樹脂を前記繊維基材の前記一方の面とその面に接する第１強制含浸ロールとの間の上方に供給してその溜めを形成する第１液状樹脂供給装置を備えた第１樹脂含浸装置と、
該第１樹脂含浸装置によって前記第１液状樹脂が含浸された前記繊維基材を回転する第２強制含浸ロールに接して移動させる第２移動手段及び前記液状樹脂が含浸された前記一方の面とその面に接する第２強制含浸ロールとの間の上方に第２液状樹脂を供給してその溜めを形成する第２液状樹脂供給装置を備えた第２樹脂含浸装置と、
第３液状樹脂を貯め、前記繊維基材を回転する回転ロールによって連続的に移動させながら前記回転ロールと共に前記第３液状樹脂中に浸漬し含浸させる前記第２樹脂含浸装置の後段に設けられた含浸槽とを備え、
前記第１強制含浸ロール及び前記第２強制含浸ロールには各々の両端に前記溜めを形成する鍔が設けられ、
前記第１樹脂含浸装置及び前記第１樹脂含浸装置の前記溜めを形成する部分において前記繊維基材を下向きに移動させるように前記第１強制含浸ロールの上流側及び前記第１強制含浸ロールと前記第２強制含浸ロールとの間に搬送ロールが設けられることを特徴とし、又、前記含浸槽の後段に前記第３液状樹脂を含浸した前記繊維基材を乾燥させる乾燥炉を備えたことを特徴とする樹脂含浸装置にある。
【００１３】
強制含浸ロール及び液状樹脂供給装置が各々少なくとも２段階に接続されて設けられていること、又前記強制含浸ロールはロール面の両端に液状樹脂の溜めを形成させる所望の高さの円盤の鍔を有し、ロール面の幅は繊維基材の幅と略同じにすることにより液状樹脂の漏洩を防ぐことができる。
【００１４】
ワニス供給装置には、一定速度で繊維基材に供給できるものであれば、どのようなものでもよく、通常の液状樹脂を蓄える槽の底部に液状樹脂供給口を設け、電磁弁で開度を制御して、液状樹脂の供給速度が一定になるように制御すればよい。
【００１５】
強制含浸ロールは加圧ロールとしても作用し、図に示すように含浸させる繊維基材と同じ幅の溝があり、繊維基材と加圧ロールとの間の上方に液状樹脂が溜められる構造となっており、繊維基材の進入角度を調整してその貯蔵量を多くすることができる。
【００１６】
本発明によれば、液状樹脂を強制含浸ロールと繊維基材との間に挟み込むことで、強制含浸ロール側から液状樹脂加圧して、液状樹脂と外気との間で圧力差を発生させ、液状樹脂が繊維基材を通過しようとする作用により、短時間で繊維基材中の気泡を除去し、効率よく液状樹脂の含浸を図る。
【００１７】
また、本発明は、液状樹脂を繊維基材の片側から含浸させることで、繊維基材内の空気を効率的に抜くことができる。そして、その反対面の含浸量が少ない分を回転ロールと共に含浸槽中の第３液状樹脂中に浸漬し含浸させることによって補うことができ、全体として均一で、効率的な含浸を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の樹脂含浸装置の全体構成図である。図１に示す本発明の装置は、液状樹脂４を貯める含浸槽５、液状樹脂４を繊維基材１と強制含浸ロール３間に供給する２段階の液状樹脂供給装置２、液状樹脂４を含浸した繊維基材１を乾燥させる乾燥炉６を備えており、２段階の強制含浸ロール３は、その外側直径Ａ：４００ｍｍ、内側直径Ｂ：３００ｍｍ、溝幅Ｃ：１０５０ｍｍで、繊維基材１に対して加圧する機構を有する。液状樹脂供給装置２から液状樹脂４を０．００３ｍ³／分の速度で供給した。
【００１９】
強制含浸ロール３はロール面８の両端に液状樹脂４の溜めを形成させる所望の高さの円盤の鍔９を有し、繊維基材１と鍔９との間に液状樹脂４の溜め部が形成されて、ゆっくりした回転によって所定の時間維持されながら繊維基材１に液状樹脂４が加圧と共に強制的に含浸される。円盤の鍔９の高さによって溜めの深さを調整できる。
【００２０】
本実施例では強制含浸ロール３と液状樹脂供給装置２とは２段階に連続して設置され、より効率的な含浸を行うことができる。そして、強制含浸ロール３側の含浸の反対側はその含浸量が若干低いので回転ロールと共に含浸槽５に浸漬させて全体として均一な含浸を行うことができる。そして、本実施例においては、繊維基材１と最初の強制含浸ロール３及び次の強制含浸ロール３との各間の２段階の強制含浸ロール３の溜めを形成する部分において繊維基材１を下向きに移動させるように前記第１強制含浸ロール及び前記第２強制含浸ロールを順次下方に配置させることによって繊維基材１と最初の強制含浸ロール３及び次の強制含浸ロール３との各間に溜めが形成される。
【００２１】
繊維基材１の送り装置としては、乾燥炉６の出口側に巻き取りロール（図示せず）を設けて巻き取ることによるものであり、その巻き取り速度を１０ｍ／分とした。
【００２２】
液状樹脂４には、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製、商品名ＤＥＲ−５１８を使用した）１００重量部及びジシアンジアミド３重量部を、エチレングコールモノメチルエーテル２０重量部に溶解してワニスとした。このワニスの３０℃における粘度は、１００ｍＰａ・ｓであった。このワニスを含浸槽５に注入し、さらに溶剤によって希釈して３０ｍＰａ・ｓの粘度まで低めたワニスを強制含浸ロール３と繊維基材１間に供給した。繊維基材は、厚さ２００μｍのガラス布（日東紡績株式会社製）を用いてプリプレグを作製した。
【００２３】
これにより得られたプリプレグは、上面から見た際の単位面積当たりに占める気泡の割合、つまりプリプレグの気泡面積率は３０％であった。
【００２４】
比較のものとして、上述の本発明に係わる液状樹脂供給装置を使用しないで、上記実施例と同じ条件でプリプレグを製造した。その結果、得られたプリプレグの気泡面積率は４８％であった。
【００２５】
このことから明らかなように、本発明の樹脂含浸装置によると、従来法よりも液状樹脂の含浸率が高く、又含浸速度を高めることができることが確認できた。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、短時間で効率よく、繊維基材中の気泡を除去し、低コストで繊維基材に対する液状樹脂の含浸率を向上させ、又、均一な含浸と、表面の平滑性の高いプリプレグを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における樹脂含浸装置の全体構成図である。
【図２】本発明における強制含浸ロールの斜視図である。
【符号の説明】
１…繊維基材、２…液状樹脂供給装置、３…強制含浸ロール、４…液状樹脂、５…含浸槽、６…乾燥炉、７…受け皿、８…ロール面、９…鍔。

Claims

繊維基材を回転する第１強制含浸ロールに接して連続的に移動させながら前記繊維基材の一方の面とその面に接する第１強制含浸ロールとの間の上方に第１液状樹脂を供給してその溜めを形成し、前記第１強制含浸ロールによって前記繊維基材に前記第１液状樹脂を加圧含浸させる第１の含浸工程と、
該第１の含浸工程によって前記第１液状樹脂が含浸された前記一方の面とその面に接する第２強制含浸ロールとの間の上方に第２液状樹脂を供給してその溜めを形成し、前記第２強制含浸ロールによって前記繊維基材に前記第２液状樹脂を加圧含浸させる第２の含浸工程と、
該第２の含浸工程後の前記繊維基材を回転する回転ロールによって連続的に移動させながら前記回転ロールと共に第３液状樹脂中に浸漬し含浸させる浸漬工程とを有し、
前記第１強制含浸ロール及び前記第２強制含浸ロールには各々の両端に前記溜めを形成する鍔が設けられ、
前記第１の含浸工程及び前記第２の含浸工程の前記溜めを形成する部分において前記繊維基材を下向きに移動させるように前記第１強制含浸ロールの上流側及び前記第１強制含浸ロールと前記第２強制含浸ロールとの間に搬送ロールが設けられることを特徴とする樹脂含浸方法。
請求項１において、前記浸漬工程後、前記繊維基材を加熱乾燥させることを特徴とする樹脂含浸方法。
繊維基材を回転する第１強制含浸ロールに接して移動させる第１移動手段及び第１液状樹脂を前記繊維基材の一方の面とその面に接する前記第１強制含浸ロールとの間の上方に供給してその溜めを形成する第１液状樹脂供給装置を備えた第１樹脂含浸装置と、
該第１樹脂含浸装置によって前記第１液状樹脂が含浸された前記繊維基材を回転する第２強制含浸ロールに接して移動させる第２移動手段及び前記第１液状樹脂が含浸された前記一方の面とその面に接する第２強制含浸ロールとの間の上方に第２液状樹脂を供給してその溜めを形成する第２液状樹脂供給装置を備えた第２樹脂含浸装置と、
第３液状樹脂を貯め、前記繊維基材を回転する回転ロールによって連続的に移動させながら前記回転ロールと共に前記第３液状樹脂中に浸漬し含浸させる前記第２樹脂含浸装置の後段に設けられた含浸槽とを備え、
前記第１強制含浸ロール及び前記第２強制含浸ロールには各々の両端に前記溜めを形成する鍔が設けられ、
前記第１樹脂含浸装置及び前記第１樹脂含浸装置における前記溜めを形成する部分において前記繊維基材を下向きに移動させるように前記第１強制含浸ロールの上流側及び前記第１強制含浸ロールと前記第２強制含浸ロールとの間に搬送ロールが設けられることを特徴とする樹脂含浸装置。
請求項３において、前記含浸槽の後段に前記第３液状樹脂を含浸した前記繊維基材を乾燥させる乾燥炉を備えたことを特徴とする樹脂含浸装置。
請求項３又は４において、前記第１強制含浸ロール及び第２強制含浸ロールはロール面の両端に前記溜めを形成する所望の高さの円盤の鍔を有することを特徴とする樹脂含浸装置。