JP3983578B2 - Thermosetting resin slurry, method for producing prepreg and laminate - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱硬化性樹脂スラリーの製造方法、及びこれを用いてなるプリプレグ並びに積層板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プリント回路板については小型化、高機能化の要求が強くなる反面、価格競争が激しく、特にプリント回路板に用いられる多層積層板やガラス布基材エポキシ樹脂積層板、あるいはガラス不織布を中間層基材としガラス織布を表面層基材とした積層板は、いずれも価格の低減が大きな課題となっている。従来これらに用いられるプリプレグの製造工程では、樹脂ワニスに多量の有機溶剤が用いられてきた。これは、樹脂ワニスの調製が容易で、基材への樹脂の塗布・含浸が均一で容易なためである。この有機溶剤は塗布後の乾燥工程で蒸発除去させるが、その多くは燃焼装置等で処理されるか、あるいはそのまま大気中に放出されてきた。この為地球温暖化や大気汚染の一因となることが指摘されるようになってきた。一方では、有機溶剤使用量の削減が種々検討されているが、基材への樹脂塗布・含浸などの製造上の問題からこの削減は困難であった。
【0003】
有機溶剤を使用せずにプリプレグを製造するために、低融点の樹脂や液状の樹脂を加熱溶融混合して均一化して基材へ塗工する方法(ホットメルト方式)が以前から行われているが、均一性が不充分になることがあり、また、連続生産時に制御温度の低下による装置への樹脂固結や加熱による熱硬化性樹脂成分のゲル化などが発生しやすく、連続的な生産を行うにあたっては問題が多かった。
また、粉末状樹脂をそのまま塗布する方法も提案されているが、粒子径が数十〜数百μmの粉末状樹脂を用いた場合には、材料の均一な混合及び塗工が難しく、樹脂が部分的に硬化したり、基材への含浸が不十分になったりすることがある。一方、さらに粒径の小さな粉末状樹脂を用いた場合は、かさ密度が低下して取り扱いが困難になることに加えて、微粒子化した材料が二次凝集を起こして均一分散性が低下するなどの問題があり、いずれの方法も実用化には至っていない。
【0004】
これとは別に、水性樹脂ワニスについても種々検討されている。例えば、低分子量の液状樹脂を乳化分散させてO/W(水中油滴)型エマルジョン化したものや、水性塗料に代表されるような水に可溶な樹脂を用いた場合には、基材への含浸性は有機溶剤を用いた場合とほぼ同等にできるが、積層板として要求される電気的特性・機械的特性等を満足することが困難であり、更に、これらの原材料を極めて限定された範囲から選択せざるを得ず、有機溶剤を用いた場合と比較してコスト高になることが常であった。
また、樹脂に対して親和性の小さい水などを用い、微粉砕化した粉体樹脂等をこれに分散させてエマルジョン化する方法がある。しかし、一般的に固体材料は粒子径を小さくすることによりかさ密度が低下するため、微粒子化によりみかけ体積は著しく増大してしまう。このような粉体樹脂材料を用いる場合は、増粘作用によるハンドリング性の低下を防ぐために水の比率を高くする必要があり、その後のプリプレグ塗布工程においてプリプレグ用基材に樹脂成分を充分に保持させることが難しくなったり、その乾燥工程においてエネルギーコストが高くなったりすることがあった。
これに対して、水と樹脂組成物との親和性を確保して増粘作用を抑えるために、親油性基と親水性基とを有する界面活性剤などの分散剤を配合する方法もあるが、かかる成分が積層板中に残留すると、用いる分散剤の種類によっては電気的特性、特にマイグレーション性などの信頼性の低下がみられ、高性能化が求められている積層板の要求特性を満足できなくなることがあった。
【0005】
本発明は、以上のような問題を鑑み、プリプレグ製造時の無有機溶剤化を実現するために、これまでなされてきた種々の方法の利点を併せ、欠点を克服する方法として新たに提案されたものである。
即ち、従来製造が困難であった有機溶剤を使用しない樹脂によるプリプレグ及びこのプリプレグを使用した積層板を得んとして研究した結果、微粒子状の熱硬化性樹脂組成物を水に均一分散させた熱硬化性樹脂スラリーを製造し、これを用いてプリプレグを製造することにより、原材料成分の分散性や基材への含浸性が従来の有機溶剤を使用した場合と同等のものが得られるとの知見を得た。そして、本方法によれば、従来の樹脂ワニスに用いられてきた樹脂成分をそのまま使用できるため、積層板に要求される特性を確保することができるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、界面活性剤などの分散剤を用いることなく、粉体樹脂組成物を高濃度かつ高精度に水中に分散させることができる熱硬化性樹脂スラリーの製造方法、及びこのスラリーを用いたプリプレグ並びに積層板の製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、以下の本発明(1)〜(7)によって達成される。
(1)熱硬化性樹脂を必須成分として含有する固形の熱硬化性樹脂組成物を水に分散させてなる熱硬化性樹脂スラリーの製造方法であって、微粒子化した熱硬化性樹脂組成物をノズル噴霧装置から噴霧し、これにノズル霧化装置により微粒子化された水を接触させて得られる樹脂混合物を用いることを特徴とする熱硬化性樹脂スラリーの製造方法。
(2)前記微粒子化した熱硬化性樹脂組成物が、ノズル噴霧装置から噴霧され、旋回流を与えられて流動しているものである上記(1)に記載の熱硬化性樹脂スラリーの製造方法。
(3)熱硬化性樹脂を必須成分として含有する固形の熱硬化性樹脂組成物を水に分散させてなる熱硬化性樹脂スラリーの製造方法であって、熱硬化性樹脂組成物を衝撃式粉砕装置により微粒子化しながら流動させ、これにノズル霧化装置により微粒子化された水を接触させて得られる樹脂混合物を用いることを特徴とする熱硬化性樹脂スラリーの製造方法。
(4)前記衝撃式粉砕装置が、ジェットミルである上記(3)に記載の熱硬化性樹脂スラリーの製造方法。
(5)前記熱硬化性樹脂スラリー中の熱硬化性樹脂組成物が、平均粒子径0.1〜10μmである上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の熱硬化性樹脂スラリーの製造方法。
(6)上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の製造方法で得られた熱硬化性樹脂スラリーを、シート状繊維基材に保持させ、これを加熱乾燥させてなることを特徴とするプリプレグの製造方法。
(7)上記(6)に記載のプリプレグの製造方法により得られたプリプレグを1枚以上重ね合わせ、あるいはさらにその片面または両面に金属箔を重ね合わせ、加熱加圧成形することを特徴とする積層板の製造方法。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の熱硬化性樹脂スラリーの製造方法、及びこれを用いてなるプリプレグ並びに積層板の製造方法について説明する。
本発明の熱硬化性樹脂スラリーの製造方法は、微粒子化した固形の熱硬化性樹脂組成物をノズル噴霧装置から噴霧し、これにノズル霧化装置により微粒子化された水を接触させて得られる樹脂混合物を用いることを特徴とする。
また、本発明のスラリーの製造方法は、固形の熱硬化性樹脂組成物を衝撃式粉砕装置により微粒子化しながら流動させ、これにノズル霧化装置により微粒子化された水を接触させて得られる樹脂混合物を用いることを特徴とする。
そして、本発明のプリプレグの製造方法は、前記熱硬化性樹脂スラリーを、シート状繊維基材に保持させ、これを加熱乾燥させてなることを特徴とする。
さらに、本発明の積層板の製造方法は、前記方法で得られたプリプレグを1枚以上重ね合わせ、あるいはさらにその片面または両面に金属箔を重ね合わせて加熱加圧成形することを特徴とする。
まず、本発明の熱硬化性樹脂スラリーの製造方法について説明する。
【0009】
本発明の熱硬化性樹脂スラリー(以下、「樹脂スラリー」という)の製造方法の第一の形態は、微粒子化した固形の熱硬化性樹脂組成物をノズル噴霧装置から噴霧し、これにノズル霧化装置により微粒子化された水を接触させて得られる樹脂混合物を用いることを特徴とする。
本発明における固形の熱硬化性樹脂組成物(以下、「樹脂組成物」という)とは、熱硬化性樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、着色剤などからなり、これらを混合したものをいう。なお、分散媒体として用いる水は、通常は水単独で用いられるが、このほか、樹脂組成物に配合する水溶性の成分を含有していてもよく、このような場合も本発明に含まれる。
また、本発明において樹脂混合物とは、前記樹脂組成物の粒子表面が水で濡れた状態のもの、あるいは、樹脂組成物の粒子表面が水で濡れた状態で水中に分散しているものをいう。
前記樹脂組成物を微粒子化した状態とする方法としては特に限定されないが、例えば、予め微粒子化した樹脂組成物を用いる方法が挙げられる。この場合、樹脂組成物は各材料をそれぞれ公知の装置である各種粉砕装置などを用いて目的とする粒度まで微粒子化するか、あるいは目的とする性状に加工された市販の材料を用いてもよく、いずれもこれらを混合することにより用いることができる。
【0010】
微粒子化した樹脂組成物は、ノズル噴霧装置を用いて噴霧する。これにより、樹脂組成物に十分な運動エネルギーを与えられるとともに、特に微粉砕化したあと二次凝集しやすいような性状の材料を用いる場合でも、噴霧時に与えられるエネルギーによって二次凝集体を解離させることができ、一次微粒子の状態で混合系内に供給することができる。
ノズル噴霧装置から噴霧する場合は、樹脂組成物を直接ホッパーなどから供給して噴霧してもよいし、樹脂組成物を空気等を用いた流動層発生装置に供給し、流動層を形成した樹脂混合物を空気とともに噴霧することもできる。樹脂組成物の凝集性が高く、直接噴霧すると供給量が安定しにくい場合は、流動層発生装置を用いることにより供給量を安定化させることができる。
【0011】
本発明の樹脂スラリーの製造方法の第二の形態は、樹脂組成物を衝撃式粉砕装置により微粒子化しながら流動させ、これにノズル霧化装置により微粒子化された水を接触させて得られる樹脂混合物を用いることを特徴とする。前記衝撃式粉砕装置としては特に限定されないが、例えば旋回流粉体衝突型ジェットミル、粉体衝突型カウンタージェットミルなどのジェットミルが挙げられる。ジェットミルは、空気などを媒体とした高速のジェット流により樹脂混合物どうしを衝突させて微粒子化する装置であり、単一材料の粉砕を行うだけでなく、複数種類の材料を同時に処理することにより、微粒子化とともに混合あるいは複合化を同時に行うことができ、混合精度の向上や省工程化を図ることができる。
【0012】
本発明の樹脂スラリーの製造方法においては、前記いずれの形態においても、水はノズル霧化装置により微粒子化された水を用い、これを前記樹脂組成物に接触させ、樹脂混合物を得る。ノズル霧化装置としては特に限定されないが、一般的なノズル霧化装置のほか、衝突型ノズル霧化装置などを用いることもできる。水はこのようなノズル霧化装置を用いて直接混合系内に供給してもよいし、樹脂組成物と接触させる際、水にさらに大きな衝突力、拡散力などを与えたい場合は、前記装置から供給された水の微粒子をさらに大きな運動エネルギーを有する別の流動媒体にのせて供給することもできる。流動媒体としては通常圧縮空気などが用いられるが特に限定されない。
【0013】
前記樹脂混合物と水とを接触させる方法については特に限定されないが、本発明のスラリーの製造方法における第一の形態の場合は、特に樹脂組成物をノズル噴霧装置から噴霧して供給し、装置内で旋回流を与えることが好ましい。これにより、樹脂組成物が微粒子化した状態で運動している時間を長くすることができ、装置内に供給された水と接触する機会をより多くすることができる。さらに、樹脂組成物は旋回流によって流動する際に自らは自転運動しながら移動するので、自身の全方向表面に対して水と接触する機会を得やすくなり、これにより、水との接触のバラツキを低減できる。
この方法は、樹脂組成物を旋回流動させる空間を必要とするが、ノズル噴霧された樹脂組成物が高い運動エネルギーを保持したまま流動するため、樹脂組成物粒子の再凝集を抑えることができ、別に供給される水と効率的かつ迅速に接触させ、連続的な処理を行うのにも適したものである。
なお、接触後の材料は旋回流にのせたままサイクロン等により回収してもよいし、接触により生じた比重差を利用して重力分離することもできる。このようにして、樹脂混合物を得ることができる。
また、本発明のスラリーの製造方法における第二の形態の場合は、樹脂組成物を衝撃式粉砕装置により微粒子化あるいは微粒子化しながら複合化させて流動させ、これにノズル霧化装置により微粒子化した水を接触させればよい。すなわち、衝撃式粉砕装置自体を混合物製造装置として用いることにより、樹脂混合物を得ることができる。
【0014】
本発明の樹脂スラリーは、以上のような方法で得られた樹脂混合物を用いて製造することを特徴とする。樹脂スラリーを製造する方法としては特に限定されないが、前記樹脂混合物をそのまま用いて樹脂スラリーとしてもよいし、これを希釈あるいは濃縮してもよい。
希釈する方法としては特に限定されないが、例えば、樹脂混合物をディスパーザーなどの分散混合装置中で水と混合する方法が挙げられる。本発明の製造方法により得られた樹脂混合物は、粒子表面が水により充分に濡らされているため、このような簡易な方法により水中に分散させることができる。
また、濃縮する方法としては、樹脂組成物と水とを分離できる方法であれば特に限定されないが、遠心分離装置を用いた固液分離法が生産性、コストの面で好ましく、特に、スクリュウデカンタ型の遠心沈降分離装置が最も好適に用いられる。かかる装置は数μm程度の大きさの微粒子であっても容易に固液分離することができる。このほか、真空蒸留、ろ過、電気泳動等の濃縮方法を用いてもよい。
このような操作により得られた樹脂スラリーは特に限定されないが、樹脂スラリー中の樹脂組成物濃度を50〜80重量%とすることが好ましい。これにより、ハンドリング性に優れ、後述するシート状繊維基材へ保持させるのに適した樹脂スラリーとして用いることができる。
【0015】
次に、本発明の樹脂スラリーに用いられる材料について説明する。
樹脂スラリー中の樹脂組成物中、熱硬化性樹脂としては特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。また、用いる熱硬化性樹脂が硬化剤や硬化促進剤を必要とする場合には、これを配合することができる。例えば、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である場合は、硬化剤として酸無水物化合物系、アミン系、特にジシアンジアミドと芳香族アミン、テトラメチレンヘキサミン及びノボラック樹脂等を好適に用いることができ、硬化促進剤としては、イミダゾール化合物、第3級アミン等を好適に用いることができる。このほか、必要に応じて水酸化アルミニウムやシリカ粉などの無機基材、着色剤等を配合してもよい。
【0016】
本発明の樹脂スラリー中の樹脂組成物の粒径は特に限定されないが、平均粒径が0.1〜10μmであることが好ましく、さらに好ましくは1〜6μmである。これにより、樹脂スラリーの粘度をハンドリング性に優れたものとすることができる。また、樹脂スラリー並びにプリプレグの製造時における各材料の均一分散性と、プリプレグ並びに積層板製造時における樹脂成分の均一硬化性を向上できる。さらに、樹脂組成物粒子が基材の繊維間へ侵入しやすくなるとともに、後述するプリプレグ製造時の加熱乾燥工程においても溶融・含浸が容易になり、含浸性の良好なプリプレグを得ることができる。平均粒径が前記下限値未満では、樹脂スラリーの増粘作用によりハンドリング性が低下することがあり、前記上限値を超えると、均一分散性や含浸性が低下する傾向がみられるようになる。
また、樹脂組成物の粒子径を前記範囲内とすることにより、樹脂スラリー中の樹脂組成物粒子はミクロブラウン運動が支配的となり、重力沈降速度の極めて緩やかなコロイド分散系が得られる。これにより、樹脂スラリーの分散状態を長時間均一に保つことができる。
【0017】
次に、本発明のスラリーの製造方法を図面で説明する。
図1は、本発明のスラリーの製造方法の第一の形態を適用した装置の一例であり、樹脂組成物をノズル噴霧装置から噴霧するとともに、装置内で旋回流を与えて流動させ、これにノズル噴霧装置により微粒子化した水を供給し、両者を接触させて混合物を製造するものである。図1において、(a)は樹脂組成物供給部、(b)は水供給部、(c)は樹脂混合物の製造部と回収部である。
図1(a)において、樹脂組成物1は、別工程において微粉砕、混合され、ホッパ2にストックされたものを用いる。ホッパ内部でのブリッジ発生を防ぐため、必要に応じて撹拌装置3を用いる。樹脂組成物は水との混合比率に応じてロータリーバルブ4により順次定量供給され、ノズル噴霧装置5により装置内に供給される。6はノズル噴霧用に用いられる空気供給用のエアコンプレッサーである。
また、図1(b)において、水8はこれを定量供給する液送ポンプ9により順次供給され、ノズル霧化装置10により、装置内に供給される。11はノズル噴霧用に用いられる空気供給用のエアコンプレッサーである。
図1(c)において、樹脂組成物は供給部7から装置13内に噴霧される。装置13は円筒形状であり、樹脂組成物は噴霧された後装置内で旋回流14を与えられ、装置内を旋回しながら上昇していく。一方、水は供給部12から装置内に噴霧される。水の一部は噴霧時に樹脂組成物と接触するとともに、樹脂組成物の旋回流にのって樹脂組成物と同じ方向へ流動するため、ここでも接触が行われる。樹脂混合物は、空気吸引18により装置上部15から排出され、サイクロン16を経て貯留部17へ送られる。また、樹脂混合物の比重が大きい場合は、装置の下部より回収することもできる。
【0018】
また、図2は、本発明のスラリーの製造方法の第二の形態を適用した装置の一例であり、樹脂組成物を粉砕する衝撃式粉砕装置と、微粒子化した水を供給する装置とを有し、衝撃式粉砕装置内で樹脂組成物と水とを接触させ、混合物を製造するものである。図2は衝撃式粉砕装置としてジェットミルを用いた場合の一例である。
樹脂組成物19はホッパ20にストックしておく。ここで樹脂組成物19は、前記第一の形態で用いた樹脂組成物1と同じものであってもよいし、これより粒度が大きいものを用いることもできる。ホッパ内部でのブリッジ発生を防ぐため、必要に応じて撹拌装置21を用いる。樹脂組成物は水との混合比率に応じてロータリーバルブ22により順次定量供給され、ジェットミル本体23へジェットミル本体の上部24の位置から供給される。樹脂組成物はジェットミル内でノズル25(図示したものは2箇所であるが、これに限定されず、これより多くてもよい)により高速のジェット流を与えられて互いに衝突を繰り返し、微粒子化あるいは微粒子化しながら複合化され、装置内の上部へ送られる。
水は図1(b)に示した装置を適用し、ジェットミル内へ供給部12から噴霧する。これにより、微粒子化された樹脂組成物と接触が行われる。樹脂混合物は空気吸引29によりジェットミル上部から26へ排出され、サイクロン27を経て貯留部28へ送られる。
【0019】
次に、本発明のプリプレグの製造方法について説明する。本発明のプリプレグの製造方法は、上記の方法で得られた樹脂スラリーを、シート状繊維基材(以下、「基材」という)に保持させ、これを加熱乾燥させてなることにより得られるものである。
【0020】
前記基材としては特に限定されないが、ガラス織布、ガラス不繊布等のガラス繊維基材の他、紙、合成繊維等からなる織布や不織布、金属繊維、カーボン繊維、鉱物繊維等からなる織布、不織布、マット類等が挙げられる。また、これらの基材の原料繊維を混合したものを使用することもできる。
前記樹脂スラリーを基材に保持させる方法としては特に限定されないが、ディップ方式、キスロールによる転写方式、スプレーによる噴付方式、ナイフコーター、コンマコーター等の各種コーターによる塗工方式などがあり、これらを適宜選択することができる。
【0021】
樹脂スラリーを基材に保持させた後、これを加熱乾燥する。これにより、水が実質的に全て蒸発するとともに、樹脂成分等が溶融して基材繊維間に含浸したプリプレグを得ることができる。なお、必要に応じて樹脂成分が半硬化状態になるまで熱を加えてもよい。
前記加熱乾燥する条件としては特に限定されないが、通常100〜220℃、好ましくは120〜190℃で2〜10分間行う。
また、プリプレグに保持させる樹脂組成物の量は特に限定されないが、通常、プリプレグ重量(基材分+樹脂組成物分)全体に対して、40〜60重量%程度である。
【0022】
次に、本発明の積層板の製造方法について説明する。本発明の積層板の製造方法は、上記プリプレグを用いて、これを1枚以上重ね合わせ、あるいはさらにその片面または両面に金属箔を重ね合わせ、加熱加圧成形することにより得られるものである。加熱加圧成形の条件としては特に限定されないが、一例を挙げると、温度150〜200℃、圧力2〜6MPa、時間15〜100分間で成形することができる。
【0023】
本発明の樹脂スラリーの製造方法によれば、微粒子化した樹脂組成物に水を接触させることにより水との濡れ性が向上し、樹脂組成物粒子の二次凝集による分散性の低下が起こりにくい樹脂混合物を得ることができる。そして、この樹脂混合物を用いることにより、従来の方法では製造が困難であった高濃度かつ分散性に優れた樹脂スラリーを製造することができる。この樹脂スラリーは、取り扱い性に優れ、シート状基材に容易に保持させることができる。さらに、好ましくは樹脂スラリー中の樹脂組成物の粒度が小さいものを用いることにより、含浸性の良好なプリプレグと、諸特性に優れた積層板を製造することができるものである。
このような本発明の製造方法を適用することにより、有機溶剤を使用せずに、従来の方法で製造したものと実質的に同等な特性を有する積層板を得ることができる。これにより、省資源化、省エネルギー化、及び低コスト化が図られ、さらには作業環境の改善や大気汚染の低減にも寄与することができるものである。
【0024】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。ここで記載されている「部」及び「%」は全て「重量部」及び「重量%」を示す。
【0025】
1.樹脂スラリーの製造
<実施例1>
(1)樹脂組成物の調製
下記の配合からなる材料をヘンシェルミキサーで予備混合後、粉体衝突型ジェットミル装置(ホソカワミクロン(株)製・カウンタージェットミル200AFG、ノズル径3mm×3本)を用いて平均粒径2μmの樹脂組成物を得た。
▲1▼エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製・臭素化エポキシ樹脂Ep5048、エポキシ当量675):100部
▲2▼硬化剤(ジシアンジアミド):2部
▲3▼硬化促進剤(2−フェニル−4−メチルイミダゾール):0.1部
(2)樹脂混合物の調製
図1に示した装置を用いて行った。上記調製した樹脂組成物を供給するノズル噴霧装置として、株式会社アトマックス製・BN−90S−ISを用い、空気圧を4.0kg/cm2として100g/分で供給するとともに、混合装置内に旋回流を発生させた。水供給側のノズル霧化装置としては、扶桑精機株式会社製・マジックカットe−ミスト(ノズル型FN−Z40)を用い、空気圧を4.0kg/cm2として25g/分で供給した。これらを内径300mm×内高さ400mmの円筒形状の装置内に供給し、樹脂組成物と水との接触を行い、これをサイクロンで回収して樹脂混合物を得た。この樹脂混合物の水分率は20%であった。
(3)樹脂スラリーの製造
上記樹脂混合物を用い、これに更に水を加え、ディスパーザーで撹拌処理(回転数1500rpm、10分間)し、樹脂組成物濃度が50%の樹脂スラリーを製造した。
【0026】
<実施例2>
(1)樹脂組成物の調製
実施例1と同様に行った。
(2)樹脂混合物の調製
樹脂組成物を50g/分、水を50g/分で供給して樹脂混合物を調製し、装置下部よりこれを回収した以外は、実施例1と同様の方法で行った。この樹脂混合物の水分率は50%であった。
(3)樹脂スラリーの製造
上記樹脂混合物をそのまま用い、樹脂組成物濃度が50%の樹脂スラリーとした。
【0027】
<実施例3>
(1)樹脂組成物の調製
下記の配合からなる材料をヘンシェルミキサーで予備混合後、粉体衝突型ジェットミル装置(ホソカワミクロン(株)製・カウンタージェットミル200AFG、ノズル径3mm×3本)を用いて平均粒径2μmの樹脂組成物を得た。
▲1▼エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製・臭素化エポキシ樹脂Ep5048、エポキシ当量675):100部
▲2▼硬化促進剤(2−フェニル−4−メチルイミダゾール):1.5部
(2)樹脂混合物の調製
樹脂組成物を40g/分、水を80g/分で供給して樹脂混合物を調製し、装置下部よりこれを回収した以外は、実施例1と同様の方法で行った。この樹脂混合物の水分率は32%であった。
(3)樹脂スラリーの製造
上記樹脂混合物を遠心分離装置を用い、5000rpmで3分間処理して上澄み液を除去し、樹脂組成物濃度が50%の樹脂スラリーを製造した。
【0028】
<実施例4>
(1)樹脂組成物の調製
下記の配合からなる材料をヘンシェルミキサーで予備混合して、樹脂組成物を得た。
▲1▼エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製・臭素化エポキシ樹脂Ep5048、エポキシ当量675、平均粒径80μm):100部
▲2▼硬化剤(ジシアンジアミド、平均粒子径15μm):2部
▲3▼硬化促進剤(2−フェニル−4−メチルイミダゾール、平均粒径15μm):0.1部
(2)樹脂混合物の調製
図2に示した装置を用いて行った。衝撃式粉砕装置として、粉体衝突型ジェットミル装置(ホソカワミクロン(株)製・カウンタージェットミル200AFG、ノズル径3mm×3本)を用い、空気圧力600kPa、圧空量1.7m3/minにて処理した。樹脂組成物は100g/分で供給し、水供給側のノズル霧化装置としては実施例1と同じものを用い、空気圧を4.0kg/cm2として25g/分で供給した。これをサイクロンで回収して樹脂混合物を得た。この樹脂混合物の水分率は20%であった。
(3)樹脂スラリーの製造
上記樹脂混合物を用い、これに更に水を加え、ディスパーザーで撹拌処理(回転数1500rpm、10分間)し、樹脂組成物濃度が50%の樹脂スラリーを製造した。なお、樹脂スラリー中の樹脂組成物の平均粒径は5.7μmであった。
【0029】
<比較例1>
実施例1で用いた樹脂組成物100部を、ディスパーザーを使用して(回転数1500rpm)水100部に分散させて樹脂スラリーの製造を試みたが、処理中に増粘して流動性を失い、ハンドリング可能な樹脂スラリーとすることができなかった。
【0030】
<比較例2>
実施例4で用いた樹脂組成物100部を、ディスパーザーを使用して(回転数1500rpm、10分間)水100部に分散させ、樹脂スラリーを製造した。
【0031】
<比較例3>
実施例4で用いた樹脂組成物をそのまま使用した。
【0032】
<比較例4>
エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製・臭素化エポキシ樹脂Ep5048、エポキシ当量675)100部、硬化剤(ジシアンジアミド)2部、及び硬化促進剤(2−エチル−4−メチルイミダゾール)0.1部を、メチルセルソルブ100部に溶解し、樹脂ワニスを調製した。
【0033】
2.プリプレグの製造
(1)実施例1〜4で得られた樹脂スラリーを用い、坪量104g/m2 のガラス織布の両面に均等にコンマコーターで塗布し、樹脂組成物重量114g/m2 とし、次いで、170℃の熱風加熱機で3分間加熱乾燥してプリプレグを得た。
(2)比較例2で得られた樹脂スラリーを用い、坪量104g/m2 のガラス織布の両面に均等にコンマコーターで塗布し、樹脂組成物重量114g/m2 とし、次いで、170℃の熱風加熱機で3分間加熱乾燥してプリプレグを得た。
(3)比較例3で得られた樹脂組成物を用い、104g/m2 のガラス織布の上面にナイフコーターで樹脂組成物重量が57g/m2 になるように均一に塗工し、170℃の熱風加熱機で1分間加熱溶融後、ガラスクロスを表裏反対にし、もう一方の面にナイフコーターで樹脂組成物合計重量が114g/m2 になるように均一に塗工し、170℃の熱風加熱機で2分間加熱乾燥してプリプレグを得た。
(4)比較例4で得られた樹脂ワニスを用い、このワニスを坪量104g/m2 のガラス織布に浸漬して樹脂組成物重量114g/m2 となるように調整し、これを170℃の熱風加熱機で3分間加熱乾燥してプリプレグを得た。
【0034】
3.銅張積層板の製造
実施例及び比較例で得られたプリプレグを2枚重ね合わせ、さらにその表裏に厚さ18μmの電解銅箔を重ね合わせ、真空プレス装置を用い、温度165℃、圧力4MPaで90分間加熱加圧成形して、厚さ0.22mmの銅張積層板を製造した。
【0035】
実施例及び比較例で得られた樹脂スラリー、プリプレグ、及び積層板について、各特性の評価を行った。結果を表1に示す。
【表1】
【0036】
4.測定方法
(1)樹脂組成物または樹脂スラリー中の樹脂組成物の平均粒径:粒度分布計(HORIBA LA−910)により測定した。
(2)プリプレグ
▲1▼ 含浸性:プリプレグを実体顕微鏡にて観察し、ガラス繊維間のボイドの有無を確認した。ボイドが実質的に観察されなかったものを「良好」とした。
(3)積層板
▲1▼ エッチング外観:銅張積層板の銅箔をエッチングして、目視により硬化剤等の析出の有無を観察し、樹脂組成物の均一分散性を評価した。硬化剤等の析出や色調ムラ等がみられないものを「良好」とした。
▲2▼ 成形性:エッチング外観の評価用試料を用い、目視により確認した。かすれ等がないものを「良好」とした。
▲3▼ 銅箔引き剥し強さ:JIS C 6481により測定した。
▲4▼ 半田耐熱性:50×50mmの積層板を、2時間煮沸した後、260℃の半田浴に1分間フロートさせ、ふくれ等の有無を確認した。処理後に変化がみられなかったものを「変化なし」とした。
▲5▼ 絶縁抵抗:JIS C 6481により測定した。
(4)その他
樹脂混合物中の水分量及び樹脂スラリー中の樹脂組成物含有量は、各々の試料を150℃の乾燥器中で3時間加熱処理し水分を除去して、処理前後の試料の重量を測定し算出した。
【0037】
実施例1〜3はいずれも、微粒子化した樹脂組成物をノズル噴霧装置から噴霧し、これにノズル霧化装置により微粒子化された水を接触させて得られる樹脂混合物を使用した樹脂スラリーであり、また、実施例4は樹脂組成物を衝撃式粉砕装置により微粒子化しながら流動させ、これにノズル霧化装置により微粒子化された水を接触させて得られる樹脂混合物を使用した樹脂スラリーである。これらはいずれも高濃度でありながらハンドリング性に優れたものであった。そして、これらの樹脂スラリーを用いて製造したプリプレグ及び積層板は、比較例4で示した従来の有機溶剤ワニスを用いて製造したものと同等の性能が得られた。
一方、比較例1は実施例1〜3で用いた粒径の小さい樹脂組成物を用いて、従来の方法で樹脂スラリー化することを試みたが、ハンドリング可能な樹脂スラリーにすることができなかった。比較例2は、これより大きな粒径の樹脂混合物を用いたが、プリプレグにボイドが確認され、均一分散性の不足によると思われる色調ムラと、半田耐熱性処理時のミーズリングが発生した。また、比較例3は粉体塗工法で製造したものであるが、比較例2と同様の結果になった。
【0038】
【発明の効果】
本発明は、微粒子化した固形の熱硬化性樹脂組成物をノズル噴霧装置から噴霧し、これにノズル霧化装置により微粒子化された水を接触させて得られる樹脂混合物を用いることを特徴とする熱硬化性樹脂スラリーの製造方法であり、有機溶剤を用いることなく、ハンドリング性に優れた樹脂スラリーを製造することができる。この樹脂スラリーを用いたプリプレグ及び積層板は、従来の有機溶剤を使用した樹脂ワニスを用いて製造したものと同等の特性を有するものである。従って本発明の製造方法は、省資源化、省エネルギー化、及び低コスト化を図ることができ、さらには作業環境の改善や大気汚染の低減にも寄与することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の製造方法を実施した樹脂混合物製造装置の一例の側断面図
【図2】 本発明の製造方法を実施した樹脂混合物製造装置の一例の側断面図
【符号の説明】
1 樹脂組成物
4 ロータリーバルブ
5 ノズル噴霧装置
8 水
9 液送ポンプ
10 ノズル霧化装置
13 樹脂混合物製造装置本体
14 樹脂組成物に与えられた旋回流
16 サイクロン
19 樹脂組成物
23 衝撃式粉砕装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a thermosetting resin slurry, and a method for producing a prepreg and a laminated board using the slurry.
[0002]
[Prior art]
There is a strong demand for miniaturization and high functionality for printed circuit boards, but price competition is fierce. In particular, multilayer boards used for printed circuit boards, glass cloth base epoxy resin laminates, or glass nonwoven fabrics are used as intermediate layers. As for the laminated board which used the material and the glass woven fabric as the surface layer base material, reduction of a price has become a big subject in all. Conventionally, a large amount of an organic solvent has been used for a resin varnish in a prepreg manufacturing process used for these. This is because the resin varnish is easy to prepare, and the application and impregnation of the resin to the substrate is uniform and easy. The organic solvent is removed by evaporation in the drying step after coating, but most of the organic solvent has been processed by a combustion device or the like, or has been released into the atmosphere as it is. For this reason, it has been pointed out that it contributes to global warming and air pollution. On the other hand, various attempts have been made to reduce the amount of organic solvent used, but this reduction was difficult due to manufacturing problems such as resin coating and impregnation on the substrate.
[0003]
In order to produce a prepreg without using an organic solvent, a method (hot melt method) in which a low melting point resin or a liquid resin is heated, melted and mixed, and then uniformly applied to the substrate (hot melt method) has been performed. However, the uniformity may be insufficient, and continuous production is likely to cause resin consolidation to equipment due to a decrease in control temperature during continuous production and gelation of thermosetting resin components due to heating. There were many problems in doing.
In addition, a method of directly applying a powdery resin has been proposed, but when a powdery resin having a particle size of several tens to several hundreds of μm is used, it is difficult to uniformly mix and apply the materials, and the resin It may be partially cured or the impregnation of the substrate may be insufficient. On the other hand, when a powdery resin with a smaller particle size is used, the bulk density decreases and handling becomes difficult, and the finely divided material causes secondary agglomeration and the uniform dispersibility decreases. None of these methods have been put into practical use.
[0004]
Apart from this, various investigations have also been made on aqueous resin varnishes. For example, when a low molecular weight liquid resin is emulsified and dispersed to form an O / W (oil-in-water) emulsion, or a water-soluble resin such as a water-based paint is used, Although the impregnating property can be almost the same as when using an organic solvent, it is difficult to satisfy the electrical and mechanical properties required for a laminate, and these raw materials are extremely limited. In other words, it was necessary to select from the above range, and the cost was usually higher than when an organic solvent was used.
Further, there is a method of emulsifying by using water having a low affinity for the resin and dispersing finely pulverized powder resin or the like in the resin. However, since the bulk density of a solid material generally decreases as the particle size is reduced, the apparent volume increases significantly due to the formation of fine particles. When using such a powder resin material, it is necessary to increase the ratio of water in order to prevent a decrease in handling properties due to thickening action, and the resin component is sufficiently retained on the prepreg substrate in the subsequent prepreg coating process. In some cases, it is difficult to perform the drying process, and the energy cost is increased in the drying process.
On the other hand, there is a method of blending a dispersant such as a surfactant having a lipophilic group and a hydrophilic group in order to ensure the affinity between water and the resin composition and suppress the thickening action. If these components remain in the laminate, depending on the type of dispersant used, the electrical characteristics, particularly the reliability such as migration, are reduced, and the required properties of the laminate that require high performance are satisfied. I couldn't do it.
[0005]
In view of the above problems, the present invention has been newly proposed as a method for overcoming the drawbacks, in addition to the advantages of various methods that have been made so far, in order to realize the elimination of organic solvents during prepreg production. Is.
That is, as a result of research on obtaining a prepreg made of a resin that does not use an organic solvent, which has been difficult to produce in the past, and a laminate using the prepreg, a heat obtained by uniformly dispersing a fine-particle thermosetting resin composition in water. Knowledge that by producing a curable resin slurry and using this to produce a prepreg, the dispersibility of raw material components and the impregnation of the base material can be equivalent to those using conventional organic solvents. Got. And according to this method, since the resin component used for the conventional resin varnish can be used as it is, the characteristic requested | required of a laminated board can be ensured.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention uses a method for producing a thermosetting resin slurry that can disperse a powder resin composition in water with high concentration and high accuracy without using a dispersant such as a surfactant, and this slurry. A method for producing a prepreg and a laminate is provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the following present inventions (1) to (7).
(1) A method for producing a thermosetting resin slurry in which a solid thermosetting resin composition containing a thermosetting resin as an essential component is dispersed in water, wherein the thermosetting resin composition is made into fine particles. A method for producing a thermosetting resin slurry, characterized in that a resin mixture obtained by spraying from a nozzle spraying device and contacting water atomized by a nozzle atomizing device is used.
(2) The method for producing a thermosetting resin slurry according to the above (1), wherein the finely divided thermosetting resin composition is sprayed from a nozzle spraying device and is given a swirling flow. .
(3) A method for producing a thermosetting resin slurry in which a solid thermosetting resin composition containing a thermosetting resin as an essential component is dispersed in water, wherein the thermosetting resin composition is impact-pulverized. A method for producing a thermosetting resin slurry, characterized by using a resin mixture obtained by causing fluidization while making fine particles by an apparatus and bringing the water into contact with water atomized by a nozzle atomizer.
(4) The method for producing a thermosetting resin slurry according to (3), wherein the impact pulverizer is a jet mill.
(5) The production of the thermosetting resin slurry according to any one of (1) to (4), wherein the thermosetting resin composition in the thermosetting resin slurry has an average particle size of 0.1 to 10 μm. Method.
(6) The thermosetting resin slurry obtained by the production method according to any one of (1) to (5) is held on a sheet-like fiber base material, and this is heated and dried. A method for manufacturing a prepreg.
(7) Lamination characterized in that one or more prepregs obtained by the method for producing prepreg described in (6) above are overlaid, or further, metal foil is overlaid on one or both sides of the prepreg, followed by heat and pressure molding. A manufacturing method of a board.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Below, the manufacturing method of the thermosetting resin slurry of this invention, the prepreg using this, and the manufacturing method of a laminated board are demonstrated.
The method for producing a thermosetting resin slurry of the present invention is obtained by spraying a finely divided solid thermosetting resin composition from a nozzle spraying device and bringing it into contact with water atomized by a nozzle atomizing device. It is characterized by using a resin mixture.
In addition, the slurry production method of the present invention is a resin obtained by causing a solid thermosetting resin composition to flow while being atomized by an impact pulverizer, and contacting water that has been atomized by a nozzle atomizer. It is characterized by using a mixture.
And the manufacturing method of the prepreg of this invention makes the said thermosetting resin slurry hold | maintain on a sheet-like fiber base material, and heat-drys this, It is characterized by the above-mentioned.
Furthermore, the method for producing a laminated board of the present invention is characterized in that one or more prepregs obtained by the above method are superposed, or further, metal foil is superposed on one or both sides and heat-pressed.
First, the manufacturing method of the thermosetting resin slurry of this invention is demonstrated.
[0009]
The first form of the method for producing a thermosetting resin slurry (hereinafter referred to as “resin slurry”) of the present invention is to spray a finely divided solid thermosetting resin composition from a nozzle spraying device, onto which nozzle mist is sprayed. It is characterized by using a resin mixture obtained by contacting finely divided water with a pulverizing apparatus.
The solid thermosetting resin composition (hereinafter referred to as “resin composition”) in the present invention is composed of a thermosetting resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, a colorant, and the like, and these are mixed. Say things. The water used as a dispersion medium is usually water alone, but in addition, it may contain a water-soluble component to be blended in the resin composition, and such a case is also included in the present invention.
In the present invention, the resin mixture refers to a resin composition in which the particle surface of the resin composition is wet with water, or a resin composition in which the particle surface of the resin composition is dispersed in water. .
The method for making the resin composition into a finely divided state is not particularly limited, and examples thereof include a method using a resin composition finely divided in advance. In this case, as the resin composition, each material may be made into fine particles to a target particle size using various known crushers, or commercially available materials processed into the target properties may be used. Any of these can be used by mixing them.
[0010]
The finely divided resin composition is sprayed using a nozzle spray device. As a result, sufficient kinetic energy can be given to the resin composition, and the secondary aggregate can be dissociated by the energy given at the time of spraying even when a material having a property that tends to be secondary agglomerated after being finely pulverized is used. And can be fed into the mixing system in the form of primary particles.
When spraying from a nozzle spray device, the resin composition may be supplied directly from a hopper or the like and sprayed, or the resin composition is supplied to a fluidized bed generator using air or the like to form a fluidized bed. The mixture can also be sprayed with air. When the cohesiveness of the resin composition is high and the supply amount is difficult to stabilize when sprayed directly, the supply amount can be stabilized by using a fluidized bed generator.
[0011]
The second embodiment of the method for producing a resin slurry of the present invention is a resin mixture obtained by allowing a resin composition to flow while being atomized by an impact pulverizer and contacting water atomized by a nozzle atomizer with this resin composition. It is characterized by using. The impact pulverizer is not particularly limited, and examples thereof include jet mills such as a swirling powder collision type jet mill and a powder collision type counter jet mill. A jet mill is a device that makes resin mixture collide with each other by a high-speed jet flow using air as a medium, and not only pulverizes a single material but also simultaneously processes multiple types of materials. Further, mixing or compounding can be performed simultaneously with the formation of fine particles, so that the mixing accuracy can be improved and the number of processes can be reduced.
[0012]
In the method for producing a resin slurry of the present invention, in any of the above forms, water is water atomized by a nozzle atomizer and is brought into contact with the resin composition to obtain a resin mixture. Although it does not specifically limit as a nozzle atomizer, A collision type nozzle atomizer etc. other than a general nozzle atomizer can also be used. Water may be supplied directly into the mixing system using such a nozzle atomizing device, or when it is desired to give a larger collision force, diffusion force, etc. to the water when contacting with the resin composition, the device It is also possible to supply the fine particles of water supplied from above on another fluid medium having a larger kinetic energy. The fluid medium is usually compressed air or the like, but is not particularly limited.
[0013]
The method of bringing the resin mixture into contact with water is not particularly limited. However, in the case of the first embodiment in the slurry production method of the present invention, the resin composition is supplied by spraying from a nozzle spray device, It is preferable to give a swirl flow. As a result, the time during which the resin composition is moving in a fine particle state can be lengthened, and the chance of contact with water supplied into the apparatus can be increased. Furthermore, since the resin composition moves while rotating by itself when it flows by the swirling flow, it becomes easy to obtain an opportunity to come into contact with water with respect to its omnidirectional surface. Can be reduced.
This method requires a space for swirling the resin composition, but the resin composition sprayed by the nozzle flows while maintaining high kinetic energy, so that reaggregation of the resin composition particles can be suppressed, It is also suitable for continuous treatment by bringing it into contact with water supplied separately and efficiently.
The contacted material may be collected by a cyclone or the like while being placed in a swirling flow, or may be separated by gravity using a specific gravity difference caused by the contact. In this way, a resin mixture can be obtained.
Further, in the case of the second form in the slurry production method of the present invention, the resin composition is made fine particles by the impact type pulverizer or combined with the fine particles to flow, and then finely divided by the nozzle atomizer. What is necessary is just to make water contact. That is, a resin mixture can be obtained by using the impact pulverizer itself as a mixture production apparatus.
[0014]
The resin slurry of the present invention is produced using the resin mixture obtained by the above method. Although it does not specifically limit as a method to manufacture a resin slurry, It is good also as a resin slurry using the said resin mixture as it is, and diluting or concentrating this.
Although it does not specifically limit as a method to dilute, For example, the method of mixing a resin mixture with water in dispersion | distribution mixing apparatuses, such as a disperser, is mentioned. Since the particle surface is sufficiently wetted with water, the resin mixture obtained by the production method of the present invention can be dispersed in water by such a simple method.
The concentration method is not particularly limited as long as it can separate the resin composition and water, but a solid-liquid separation method using a centrifugal separator is preferable in terms of productivity and cost, and in particular, a screw decanter. A centrifugal sedimentation device of the type is most preferably used. Such an apparatus can easily perform solid-liquid separation even for fine particles having a size of about several μm. In addition, concentration methods such as vacuum distillation, filtration, and electrophoresis may be used.
The resin slurry obtained by such an operation is not particularly limited, but the resin composition concentration in the resin slurry is preferably 50 to 80% by weight. Thereby, it is excellent in handling property and can be used as a resin slurry suitable for making it hold | maintain to the sheet-like fiber base material mentioned later.
[0015]
Next, the material used for the resin slurry of this invention is demonstrated.
Although it does not specifically limit as a thermosetting resin in the resin composition in a resin slurry, For example, an epoxy resin, a phenol resin, a polyester resin etc. are mentioned. Moreover, when the thermosetting resin to be used requires a hardening | curing agent and a hardening accelerator, this can be mix | blended. For example, when the thermosetting resin is an epoxy resin, an acid anhydride compound type, an amine type, particularly dicyandiamide and an aromatic amine, tetramethylenehexamine, and a novolac resin can be suitably used as a curing agent. As the agent, an imidazole compound, a tertiary amine or the like can be preferably used. In addition, an inorganic base material such as aluminum hydroxide or silica powder, a colorant, or the like may be blended as necessary.
[0016]
Although the particle size of the resin composition in the resin slurry of this invention is not specifically limited, It is preferable that an average particle diameter is 0.1-10 micrometers, More preferably, it is 1-6 micrometers. Thereby, the viscosity of the resin slurry can be made excellent in handling properties. Moreover, the uniform dispersibility of each material at the time of manufacture of a resin slurry and a prepreg, and the uniform curability of the resin component at the time of manufacture of a prepreg and a laminated board can be improved. Furthermore, the resin composition particles can easily enter between the fibers of the base material, and can be easily melted and impregnated in a heating and drying process at the time of manufacturing the prepreg described later, whereby a prepreg with good impregnation properties can be obtained. When the average particle size is less than the lower limit, handling properties may be reduced due to the thickening action of the resin slurry. When the average particle size exceeds the upper limit, uniform dispersibility and impregnation tend to be reduced.
Moreover, by setting the particle diameter of the resin composition within the above range, the resin composition particles in the resin slurry are dominated by micro-Brownian motion, and a colloidal dispersion system having a very gentle gravity sedimentation rate can be obtained. Thereby, the dispersion state of the resin slurry can be kept uniform for a long time.
[0017]
Next, the manufacturing method of the slurry of this invention is demonstrated with drawing.
FIG. 1 is an example of an apparatus to which the first embodiment of the method for producing a slurry of the present invention is applied. The resin composition is sprayed from a nozzle spraying apparatus, and a swirling flow is applied in the apparatus to cause it to flow. Water that has been atomized by a nozzle spray device is supplied and both are brought into contact with each other to produce a mixture. In FIG. 1, (a) is a resin composition supply part, (b) is a water supply part, (c) is a production part and a recovery part of a resin mixture.
In FIG. 1A, the resin composition 1 is pulverized and mixed in a separate process and stocked in a hopper 2. In order to prevent bridging inside the hopper, the stirring device 3 is used as necessary. The resin composition is sequentially and quantitatively supplied by the rotary valve 4 in accordance with the mixing ratio with water, and is supplied into the apparatus by the
Further, in FIG. 1B, water 8 is sequentially supplied by a liquid feed pump 9 for supplying a constant amount thereof, and is supplied into the apparatus by a
In FIG. 1 (c), the resin composition is sprayed into the
[0018]
FIG. 2 is an example of an apparatus to which the second embodiment of the slurry production method of the present invention is applied. The apparatus has an impact pulverization apparatus for pulverizing the resin composition and an apparatus for supplying fine water. Then, the resin composition and water are brought into contact with each other in an impact pulverizer to produce a mixture. FIG. 2 shows an example in which a jet mill is used as an impact pulverizer.
The
Water is sprayed from the
[0019]
Next, the manufacturing method of the prepreg of this invention is demonstrated. The method for producing the prepreg of the present invention is obtained by holding the resin slurry obtained by the above method on a sheet-like fiber base material (hereinafter referred to as “base material”) and heating and drying it. It is.
[0020]
The base material is not particularly limited, but in addition to glass fiber base materials such as glass woven fabric and glass non-woven fabric, woven fabric and non-woven fabric made of paper, synthetic fiber, etc., woven made of metal fiber, carbon fiber, mineral fiber, etc. Examples thereof include cloth, non-woven fabric, and mats. Moreover, what mixed the raw material fiber of these base materials can also be used.
The method of holding the resin slurry on the substrate is not particularly limited, but includes a dip method, a transfer method using a kiss roll, a spraying method using a spray, a coating method using various coaters such as a knife coater and a comma coater. It can be selected appropriately.
[0021]
After the resin slurry is held on the substrate, it is dried by heating. Thereby, substantially all of the water evaporates, and the prepreg impregnated between the base fibers by melting the resin component and the like can be obtained. In addition, you may apply heat until a resin component will be in a semi-hardened state as needed.
Although it does not specifically limit as said heat-drying conditions, Usually, 100-220 degreeC, Preferably it carries out at 120-190 degreeC for 2 to 10 minutes.
The amount of the resin composition to be held in the prepreg is not particularly limited, but is usually about 40 to 60% by weight with respect to the entire prepreg weight (base material + resin composition).
[0022]
Next, the manufacturing method of the laminated board of this invention is demonstrated. The method for producing a laminate of the present invention is obtained by using one or more of the above prepregs, or by superimposing metal foils on one or both sides and heating and pressing. Although it does not specifically limit as conditions of heat-pressure shaping | molding, If an example is given, it will shape | mold in temperature 150-200 degreeC, pressure 2-6 MPa, and time 15-100 minutes.
[0023]
According to the method for producing a resin slurry of the present invention, the wettability with water is improved by bringing water into contact with the finely divided resin composition, and the dispersibility is not easily lowered due to secondary aggregation of the resin composition particles. A resin mixture can be obtained. By using this resin mixture, a resin slurry having a high concentration and excellent dispersibility, which has been difficult to produce by conventional methods, can be produced. This resin slurry is excellent in handleability and can be easily held on a sheet-like substrate. Further, by using a resin composition having a small particle size in the resin slurry, it is possible to produce a prepreg having a good impregnation property and a laminate having excellent characteristics.
By applying such a production method of the present invention, a laminate having substantially the same characteristics as those produced by a conventional method can be obtained without using an organic solvent. Thereby, resource saving, energy saving, and cost reduction are achieved, and further, it can contribute to improvement of the working environment and reduction of air pollution.
[0024]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. “Parts” and “%” described here all indicate “parts by weight” and “% by weight”.
[0025]
1. Production of resin slurry
<Example 1>
(1) Preparation of resin composition
After premixing the material having the following composition with a Henschel mixer, a resin composition having an average particle diameter of 2 μm using a powder impingement jet mill apparatus (manufactured by Hosokawa Micron Corporation, counter jet mill 200AFG, nozzle diameter 3 mm × 3) I got a thing.
(1) Epoxy resin (Japan Epoxy Resin Co., Ltd., brominated epoxy resin Ep5048, epoxy equivalent 675): 100 parts
(2) Curing agent (dicyandiamide): 2 parts
(3) Curing accelerator (2-phenyl-4-methylimidazole): 0.1 part
(2) Preparation of resin mixture
This was performed using the apparatus shown in FIG. As a nozzle spraying apparatus for supplying the prepared resin composition, Atmax Co., Ltd., BN-90S-IS was used, and the air pressure was 4.0 kg / cm. 2 As 100 g / min and a swirling flow was generated in the mixing apparatus. As the nozzle atomizing device on the water supply side, magic cut e-mist (nozzle type FN-Z40) manufactured by Fuso Seiki Co., Ltd. is used, and the air pressure is 4.0 kg / cm. 2 As 25 g / min. These were supplied into a cylindrical apparatus having an inner diameter of 300 mm and an inner height of 400 mm, contacted with the resin composition and water, and recovered with a cyclone to obtain a resin mixture. The moisture content of this resin mixture was 20%.
(3) Production of resin slurry
Using the above resin mixture, water was further added thereto, followed by stirring with a disperser (rotation speed: 1500 rpm, 10 minutes) to produce a resin slurry having a resin composition concentration of 50%.
[0026]
<Example 2>
(1) Preparation of resin composition
The same operation as in Example 1 was performed.
(2) Preparation of resin mixture
A resin mixture was prepared by supplying the resin composition at 50 g / min and water at 50 g / min, and the same procedure as in Example 1 was performed except that the resin mixture was recovered from the lower part of the apparatus. The moisture content of this resin mixture was 50%.
(3) Production of resin slurry
The resin mixture was used as it was to obtain a resin slurry having a resin composition concentration of 50%.
[0027]
<Example 3>
(1) Preparation of resin composition
After premixing the material having the following composition with a Henschel mixer, a resin composition having an average particle diameter of 2 μm using a powder impingement jet mill apparatus (manufactured by Hosokawa Micron Corporation, counter jet mill 200AFG, nozzle diameter 3 mm × 3) I got a thing.
(1) Epoxy resin (Japan Epoxy Resin Co., Ltd., brominated epoxy resin Ep5048, epoxy equivalent 675): 100 parts
(2) Curing accelerator (2-phenyl-4-methylimidazole): 1.5 parts
(2) Preparation of resin mixture
A resin mixture was prepared by supplying the resin composition at 40 g / min and water at 80 g / min, and the same procedure as in Example 1 was performed except that the resin mixture was recovered from the lower part of the apparatus. The water content of this resin mixture was 32%.
(3) Production of resin slurry
Using the centrifugal separator, the resin mixture was treated at 5000 rpm for 3 minutes to remove the supernatant, and a resin slurry having a resin composition concentration of 50% was produced.
[0028]
<Example 4>
(1) Preparation of resin composition
A material having the following composition was premixed with a Henschel mixer to obtain a resin composition.
(1) Epoxy resin (Japan Epoxy Resin Co., Ltd., brominated epoxy resin Ep5048, epoxy equivalent 675, average particle size 80 μm): 100 parts
(2) Curing agent (dicyandiamide,
(3) Curing accelerator (2-phenyl-4-methylimidazole,
(2) Preparation of resin mixture
This was performed using the apparatus shown in FIG. As an impact pulverizer, a powder impingement type jet mill device (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd., counter jet mill 200AFG, nozzle diameter 3 mm × 3), an air pressure of 600 kPa and a pressurized air amount of 1.7 m are used. Three / Min. The resin composition is supplied at a rate of 100 g / min, and the same nozzle atomizer as that used in Example 1 is used as the water supply side nozzle, and the air pressure is 4.0 kg / cm. 2 As 25 g / min. This was recovered with a cyclone to obtain a resin mixture. The moisture content of this resin mixture was 20%.
(3) Production of resin slurry
Using the above resin mixture, water was further added thereto, followed by stirring with a disperser (rotation speed: 1500 rpm, 10 minutes) to produce a resin slurry having a resin composition concentration of 50%. The average particle size of the resin composition in the resin slurry was 5.7 μm.
[0029]
<Comparative Example 1>
100 parts of the resin composition used in Example 1 was dispersed in 100 parts of water by using a disperser (rotation number: 1500 rpm), and an attempt was made to produce a resin slurry. The resin slurry was lost and could not be handled.
[0030]
<Comparative Example 2>
100 parts of the resin composition used in Example 4 was dispersed in 100 parts of water using a disperser (rotation speed: 1500 rpm, 10 minutes) to produce a resin slurry.
[0031]
<Comparative Example 3>
The resin composition used in Example 4 was used as it was.
[0032]
<Comparative Example 4>
Epoxy resin (Japan Epoxy Resin Co., Ltd., brominated epoxy resin Ep5048, epoxy equivalent 675) 100 parts, curing agent (dicyandiamide) 2 parts, and curing accelerator (2-ethyl-4-methylimidazole) 0.1 parts Was dissolved in 100 parts of methyl cellosolve to prepare a resin varnish.
[0033]
2. Manufacture of prepreg
(1) Basis weight of 104 g / m using the resin slurry obtained in Examples 1 to 4 2 Evenly applied to both sides of the glass woven fabric with a comma coater, the resin composition weight 114 g / m 2 And then dried with a hot air heater at 170 ° C. for 3 minutes to obtain a prepreg.
(2) Using the resin slurry obtained in Comparative Example 2, the basis weight is 104 g / m. 2 Evenly applied to both sides of the glass woven fabric with a comma coater, the resin composition weight 114 g / m 2 And then dried with a hot air heater at 170 ° C. for 3 minutes to obtain a prepreg.
(3) Using the resin composition obtained in Comparative Example 3, 104 g / m 2 The weight of the resin composition is 57 g / m with a knife coater on the upper surface of the glass woven fabric. 2 After coating with a hot air heater at 170 ° C. for 1 minute, the glass cloth is turned upside down and the total weight of the resin composition is 114 g / m with a knife coater on the other side. 2 Then, it was uniformly coated and dried with a hot air heater at 170 ° C. for 2 minutes to obtain a prepreg.
(4) Using the resin varnish obtained in Comparative Example 4, this varnish was obtained with a basis weight of 104 g / m. 2 A resin composition weight of 114 g / m 2 The prepreg was obtained by heating and drying with a hot air heater at 170 ° C. for 3 minutes.
[0034]
3. Manufacture of copper clad laminate
Two prepregs obtained in the examples and comparative examples are overlapped, and an electrolytic copper foil with a thickness of 18 μm is overlapped on the front and back, and heat pressing is performed at a temperature of 165 ° C. and a pressure of 4 MPa for 90 minutes using a vacuum press apparatus. Thus, a copper-clad laminate having a thickness of 0.22 mm was produced.
[0035]
Each characteristic was evaluated about the resin slurry, the prepreg, and the laminated board which were obtained by the Example and the comparative example. The results are shown in Table 1.
[Table 1]
[0036]
4). Measuring method
(1) Average particle diameter of resin composition in resin composition or resin slurry: measured by a particle size distribution meter (HORIBA LA-910).
(2) Prepreg
(1) Impregnation: The prepreg was observed with a stereomicroscope, and the presence or absence of voids between the glass fibers was confirmed. A sample in which no void was substantially observed was defined as “good”.
(3) Laminated board
(1) Etching appearance: The copper foil of the copper clad laminate was etched, and the presence or absence of precipitation of a curing agent or the like was visually observed to evaluate the uniform dispersibility of the resin composition. A sample in which no curing agent or color tone unevenness was observed was defined as “good”.
(2) Formability: Using a sample for evaluation of etching appearance, it was confirmed visually. Those with no fading were defined as “good”.
(3) Copper foil peel strength: Measured according to JIS C 6481.
{Circle around (4)} Solder heat resistance: A 50 × 50 mm laminated board was boiled for 2 hours and then floated in a 260 ° C. solder bath for 1 minute to check for blistering. Those that did not change after the treatment were defined as “no change”.
(5) Insulation resistance: Measured according to JIS C 6481.
(4) Other
The amount of water in the resin mixture and the content of the resin composition in the resin slurry are calculated by measuring the weight of the sample before and after the treatment by heating each sample in a dryer at 150 ° C. for 3 hours to remove the water. did.
[0037]
Each of Examples 1 to 3 is a resin slurry using a resin mixture obtained by spraying a finely divided resin composition from a nozzle spraying device and bringing it into contact with water atomized by a nozzle atomizing device. Further, Example 4 is a resin slurry using a resin mixture obtained by causing a resin composition to flow while being atomized by an impact pulverizer and contacting water atomized by a nozzle atomizer. All of these were excellent in handling properties despite their high concentration. The prepreg and laminate produced using these resin slurries obtained the same performance as those produced using the conventional organic solvent varnish shown in Comparative Example 4.
On the other hand, Comparative Example 1 tried to make a resin slurry by a conventional method using the resin composition having a small particle diameter used in Examples 1 to 3, but it could not be handled as a resin slurry. It was. In Comparative Example 2, a resin mixture having a particle size larger than this was used, but voids were observed in the prepreg, and color unevenness considered to be due to lack of uniform dispersibility and mesling during solder heat resistance treatment occurred. Moreover, although the comparative example 3 was manufactured by the powder coating method, it became the same result as the comparative example 2.
[0038]
【The invention's effect】
The present invention is characterized by using a resin mixture obtained by spraying a microparticulated solid thermosetting resin composition from a nozzle spraying device and bringing it into contact with water atomized by a nozzle atomizing device. This is a method for producing a thermosetting resin slurry, and a resin slurry having excellent handling properties can be produced without using an organic solvent. The prepreg and laminate using this resin slurry have characteristics equivalent to those produced using a resin varnish using a conventional organic solvent. Therefore, the production method of the present invention can achieve resource saving, energy saving, and cost reduction, and can also contribute to improvement of the working environment and reduction of air pollution.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side cross-sectional view of an example of a resin mixture production apparatus that implements the production method of the present invention
FIG. 2 is a side cross-sectional view of an example of a resin mixture production apparatus that implements the production method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Resin composition
4 Rotary valve
5 Nozzle spray device
8 water
9 Liquid feed pump
10 Nozzle atomizer
13 Resin mixture production equipment
14 Swirl flow given to resin composition
16 Cyclone
19 Resin composition
23 Impact type crusher
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