JP4174293B2

JP4174293B2 - 基材への含浸方法

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Publication number: JP4174293B2
Application number: JP2002313394A
Authority: JP
Inventors: 義則松▲崎▼; 英雄藤中
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2022-10-28
Also published as: JP2004148544A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材の片面からワニスを浸透させることによって基材にワニスを含浸させる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
積層板の製造に用いられるプリプレグは、基材にワニスを含浸させて乾燥、半硬化させることによって製造することができる。このような基材としては一般に長尺の連続基材が用いられており、この基材を連続して送りながらワニスを含浸させ、さらにワニスを含浸した基材を連続して送りながら加熱炉を通過させることによって、プリプレグを一連の連続した工程で製造することができる。
【０００３】
そしてプリプレグのような成形品の製造に関連して、従来においては連続して走行する繊維（基材）にレジン液（ワニス）を含浸させる装置が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−１４８９０５号公報（第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、基材として、例えばガラスクロスを用いる場合、すなわちガラス糸（フィラメント、単繊維）を撚って作った織り糸（ヤーン、繊維束）を縦糸と横糸として織った布（クロス）を用いる場合、従来のような含浸装置にあっては、ヤーン間の空隙にはワニスを満たすことはできるが、各ヤーン内の空隙（つまりフィラメント間の空隙）には十分な量のワニスを満たすことができないものであり、製造されたプリプレグにおいて未含浸部の残存率が高くなるという問題があった。昨今はプリプレグに対して従来よりも高い品質が求められており、この要求に応えるためにはヤーンを構成するフィラメント間の空隙にもワニスを十分に浸透させる必要がある。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ヤーン間の空隙だけではなくフィラメント間の空隙にも十分な量のワニスを浸透させることができる基材への含浸方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る基材への含浸方法は、基材１の片面からワニス２を浸透させることによって基材１にワニス２を含浸させるにあたって、基材１の温度をワニス２の温度よりも低く設定することを特徴とするものである。
また請求項１の発明は、基材１に冷風を吹き付けて基材１の温度を下げた後にワニス２を基材１に含浸させることを特徴とするものである。
また請求項１の発明は、基材１の温度を３〜５℃にした後にワニス２を基材１に含浸させることを特徴とするものである。
本発明の請求項２に係る基材への含浸方法は、基材１の片面からワニス２を浸透させることによって基材１にワニス２を含浸させるにあたって、基材１の温度をワニス２の温度よりも低く設定することを特徴とするものである。
また請求項２の発明は、基材１を冷却ロール３に通すことによって基材１の温度を下げた後にワニス２を基材１に含浸させることを特徴とするものである。
また請求項２の発明は、基材１の温度を３〜５℃にした後にワニス２を基材１に含浸させることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、基材１とワニス２の温度差を２５〜３０℃にした後にワニス２を基材１に含浸させることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、基材１を除湿した後にワニス２を基材１に含浸させることを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、基材１を水平に搬送しながら基材１の下面にワニス２を接触させることによってワニス２を基材１に含浸させることを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項６の発明は、請求項５において、基材１の下方からワニス２を上方に向けて噴き上げることによって基材１の下面にワニス２を接触させることを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項７の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、基材１を所定の角度で傾斜させて搬送しながら基材１が傾斜している領域においてワニス２を基材１の傾斜に沿って流下させつつ基材１に含浸させることを特徴とするものである。
【００１６】
また請求項８の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、基材１を垂直に搬送しながら基材１の片面にワニス２を供給して接触させることによってワニス２を基材１に含浸させることを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態の一例を示すものである。含浸槽４は上面を開口して形成してあって、この含浸槽４の上方には回転駆動する一対の対向する搬送ロール５，６が所定の間隔をあけて、かつこれらの搬送ロール５，６の最下部が同じ高さとなるように配置してある。一方、塗工槽７も上面を開口して形成してあって、この塗工槽７内には回転駆動するディップロール８が配置してあり、その上方には回転駆動する一対の対向するスクイズロール９，１０が配置してある。さらにスクイズロール９，１０の上方には乾燥機（図示省略）が設けられている。含浸槽４と塗工槽７はいずれもワニス２を貯えており、ディップロール８はこのワニス２に浸漬されるようにして塗工槽７内に配置されている。
【００１９】
ここで、ワニス２としては、積層板の製造に使用されるものであれば特に限定されることなく使用することができる。例えばワニス２は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、ラジカル重合型熱硬化性樹脂等の樹脂原料の他に硬化剤、硬化促進剤、反応性希釈剤、可撓性付与剤等を適宜選択して混合した後、加熱還流させながら一定の反応をさせることによって、調製することができる。
【００２０】
一方、上記ワニス２を含浸させる基材１としては、積層板の製造に使用されるものであれば特に限定されることなく使用することができる。例えば、ガラス繊維、セラミック繊維等の無機繊維や、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリル繊維、ポリイミド繊維等の有機繊維や、セルロース繊維、木綿等の天然繊維を用いたクロス、ペーパー、マット等を用いることができるが、不織布は含まれない。また基材１は長尺帯状に形成されており、長手方向に常に所定の一定速度で送るようにしてある。
【００２１】
そして、基材１にワニス２を含浸させてプリプレグを製造するにあたっては、以下のようにして行うことができる。まず、基材１をガイドロール１１に通して下方に送り、一対の搬送ロール５，６のうち一方の搬送ロール５の下側に接触させてから他方の搬送ロール６の下側に接触させた後に上方に送る。既述のように一対の搬送ロール５，６の最下部は同じ高さであるから、一方の搬送ロール５から他方の搬送ロール６に至るまで基材１は水平に搬送されることとなる。この間、基材１の片面（下面）のみをワニス２の液面に接触させて基材１にワニス２を含浸させるようにしてある。一方、基材１のワニス２と接触する側と反対側の片面（上面）は、雰囲気の気体（通常は空気）にのみ接触しているだけであり、実質的に他の物に接触しないフリーな状態にある。従って、このように基材１の下面からワニス２を浸透させると、このワニス２が基材１の内部に存在する気泡を押し上げてフリーな上面から外部へ追い出すことができるものである。しかし基材１の両面がワニス２に接触していると、つまり基材１がワニス２に浸かっていると、基材１の両面からワニス２が浸透してこのワニス２によって基材１の内部に気泡が閉じ込められてしまうので、含浸槽４におけるワニス２の液面は基材１の下面のみに接触させる必要がある。そのためには一対の搬送ロール５，６の位置を調整したり、含浸槽４に貯えるワニス２の量を増減させてワニス２の液面の高さを調整したりすればよい。
【００２２】
ここで、基材１の下面からワニス２を浸透させることによって押し出される気泡は、主として基材１を構成するヤーン間に存在する気泡であり、ヤーンを構成するフィラメント間に存在する気泡までも押し出すのは困難である。しかし、基材１にワニス２を浸透させる前に、基材１の温度をワニス２の温度よりも低く設定しておくと、逆に言えばワニス２の温度を基材１の温度よりも高く設定しておくと、ヤーン間の空隙だけではなくフィラメント間の空隙にも十分な量のワニス２を浸透させることが可能となり、ヤーン間に存在する気泡に加えてフィラメント間に存在する気泡をも容易に基材１の外部へ押し出すことができるものである。
【００２３】
このように基材１の温度をワニス２の温度よりも低く設定することによって上記のような効果が得られる理由は、次のように説明することができる。各ヤーンには、図９に示すようにフィラメント１４，１４間の空隙（クリアランス、隙間）が狭い箇所（▲１▼）や広い箇所（▲２▼）が混在している。▲１▼のようにフィラメント１４，１４間の空隙が狭いと、毛細管現象によるワニス２の浸透速度は初期において速くなる反面、浸透するワニス２の量が少ないために、ワニス２から基材１への熱移動によりワニス２が冷やされやすく、ワニス２の粘度が上昇しやすくなる。よって、ワニス２の浸透速度は徐々に低下するものである。逆に、▲２▼のようにフィラメント１４，１４間の空隙が広いと、毛細管現象によるワニス２の浸透速度は初期から遅い反面、浸透するワニス２の量が多いために、ワニス２から基材１への熱移動が起こってもワニス２は冷やされにくく、ワニス２の粘度は上昇しにくくなる。よって、ワニス２の浸透速度は初期における速度とあまり変わらないものである。以上から、基材１の温度がワニス２の温度よりも低ければ、ワニス２が浸透し始めてから一定時間経過後において、▲１▼におけるワニス２と▲２▼におけるワニス２が、フィラメント１４，１４間の気泡１２ａを同じ距離（図９の矢印で示す）まで押して運ぶようにバランスをとることができるものである。言い換えると、基材１の温度がワニス２の温度よりも低ければ、ワニス２がヤーン内を浸透して気泡１２ａを運ぶ距離はフィラメント１４，１４間の空隙の広狭には依存しなくなる。そうすると、基材１の片面のどの箇所からワニス２を浸透させても、一定時間経過後にはワニス２は基材１の厚み方向において同じ距離まで気泡１２ａを運ぶこととなり、基材１の片面のある箇所から浸透させたワニス２の浸透速度が遅いためにこの箇所の気泡１２ａが取り残されるというようなことがなくなるものである。しかし、基材１とワニス２の温度が同じである場合にはこの両者の間で上記のような熱移動が起こらず、また、基材１の温度がワニス２の温度よりも高い場合には基材１からワニス２への熱移動が起こるものであり、上記いずれの場合であっても既述のバランスが崩れてしまい、ワニス２が浸透し始めてから一定時間経過後において、▲１▼におけるワニス２と▲２▼におけるワニス２は、フィラメント１４，１４間の気泡１２ａを同じ距離まで押して運ぶことができなくなり、基材１の片面のある箇所から浸透させたワニス２の浸透速度が遅いためにこの箇所の気泡１２ａが取り残されてそのまま周囲のワニス２によって閉じ込められてしまうものである。
【００２４】
もう少し具体的に説明すると、次のようになる。図１０は、本発明において基材１とワニス２が接触している箇所を拡大したものであり、この箇所においてワニス２の液面からヤーン１３が上向きに屈曲して突出している。ワニス２は、ヤーン１３の左右（図１０の左右と同じ）から同時に浸透し始め、ヤーン１３内の気泡１２ａ（つまりフィラメント１４，１４間の気泡１２ａ）を図１０の実線矢印の向きに押して集めながら浸透し続ける。やがて、ヤーン１３の左右から浸透して上昇してきたワニス２により、気泡１２ａが図１０のようにヤーン１３の頂点１５に集められる。引き続きこの気泡１２ａはワニス２により左右から押し付けられ、さらにヤーン１３，１３間を浸透して気泡１２ｂ（つまりヤーン１３，１３間の気泡１２ｂ）を押し上げてきたワニス２によっても下方から押し付けられるので、この気泡１２ａ，１２ｂは基材１の上面から図１０の点線矢印の向きにスムーズに押し出されることとなり、ヤーン１３，１３間はもちろんヤーン１３内にも取り残されにくくなるものである。しかし、基材１の温度をワニス２の温度よりも低く設定していないと、ワニス２がヤーン１３内を浸透して気泡１２ａを運ぶ距離は、図９のようにはならず、フィラメント１４，１４間の空隙の広狭に依存するので、ヤーン１３の左右から浸透するワニス２の浸透速度に差が生じるものである。そのためヤーン１３の左右から浸透してきたワニス２が出会う箇所は、ヤーン１３の頂点１５ではなく、この頂点１５から左右のいずれかに偏った箇所となるものであり、つまりフィラメント１４，１４間の気泡１２ａをヤーン１３の頂点１５にまで運ぶことができず、結局は気泡１２ａをヤーン１３内に閉じ込めてしまうものである。
【００２５】
なお、本発明において基材１にワニス２を浸透させる前に基材１の温度がワニス２の温度よりも低く設定しておきさえすれば、基材１の温度が１０℃を超えていても、フィラメント１４，１４間の空隙に十分な量のワニス２を浸透させることはできるが、特に基材１の温度を１０℃以下の低温にしておくと、上記の効果をさらに高く得ることができるものである。なお、基材１の温度の実質上の下限は３℃である。
【００２６】
また、本発明において基材１にワニス２を浸透させる前に基材１の温度がワニス２の温度よりも低く設定しておきさえすれば、基材１とワニス２の温度差が１５℃未満であっても、フィラメント１４，１４間の空隙に十分な量のワニス２を浸透させることはできるが、特に基材１とワニス２の温度差を１５℃以上にしておくと、上記の効果をさらに高く得ることができるものである。なお、基材１とワニス２の温度差の実質上の上限は３０℃である。
【００２７】
基材１の温度をワニス２の温度よりも低く設定するにあたっては、一対の搬送ロール５，６のうち基材１が最初に接触することになる搬送ロール５の上方に冷却ユニット１６を配置して、この冷却ユニット１６で基材１を冷却することによって基材１の温度を下げることができる。
【００２８】
すなわち請求項１の発明において冷却ユニット１６としては、図２に示すように冷風が吹き出す冷風ノズル１７を用いることができる。この場合、冷風ノズル１７は、冷風の吹出口１８を基材１の表面に向けて、基材１を介して両側に配置することができる。各冷風ノズル１７はホース１９を介して冷風発生装置（図示省略）と連通してあり、冷風発生装置によって発生した冷風がホース１９内を通って冷風ノズル１７に送られるようにしてある。そして、冷風ノズル１７で基材１の両面に冷風を吹き付けて基材１の温度を下げることによって、容易に基材１の温度をワニス２の温度よりも低く設定することができるものである。しかも冷風ノズル１７は基材１に接触させる必要がなく、つまり非接触で基材１を冷却することができるので、基材１に塵や埃が付着するのを防止することができ、またたとえ基材１に塵や埃が付着していたとしても、冷風を吹き付けることによって基材１に付着している塵や埃を吹き飛ばして除去することができるものである。
【００２９】
また請求項２の発明において冷却ユニット１６としては、図３に示すような冷却ロール３を用いることもできる。この場合、冷却ロール３は、１本のみを用いることができるほか、複数本を並設して用いることができる。冷却ロール３の内部には水などの冷媒を通し、冷却ロール３自体を冷却することができるようにしてある。そして、複数本の冷却ロール３の間に基材１を通して、各冷却ロール３の外周面に基材１を接触させて基材１の温度を下げることによって、容易に基材１の温度をワニス２の温度よりも低く設定することができるものである。しかも上記のように冷却ロール３は基材１に接触させているので、冷却効率を向上させることができるものである。
【００３０】
基材１の温度をワニス２の温度よりも低く設定するということは、逆に言えばワニス２の温度を基材１の温度よりも高く設定するということであるから、ワニス２の温度を上げるようにしてもよい。すなわち図４に示す実施の形態においては、含浸槽４の底面から側面にわたる外周面を囲い込むようにジャケット２０を設けてある。このジャケット２０の外部には、ジャケット２０の内部と連通する流入口２１と流出口２２が形成してあり、一定温度の温水又は蒸気を流入口２１からジャケット２０の内部へ供給すると共に流出口２２からジャケット２０の外部へ排出して、ジャケット２０の内部を絶えず一定温度の温水又は蒸気で満たしておくことによって、含浸槽４の外周面を介してワニス２を加温することができ、容易にワニス２の温度を基材１の温度よりも高く設定することができるものである。また図５に示す実施の形態においては、ヒーター２３をワニス２に浸漬されるようにして含浸槽４内に配置してあり、ヒーター２３によって直接ワニス２を加温することができ、容易にワニス２の温度を基材１の温度よりも高く設定することができるものである。
【００３１】
そして、図１に示すように一対の搬送ロール５，６を通して上方に送られた基材１は、ガイドロール２９によって再び下方へ送られ、ディップロール８の下側に接触するように塗工槽７に貯えられたワニス２内に導入される。このとき基材１の表層部にワニス２が塗布される。次にワニス２が塗布された基材１は、塗工槽７から引き上げられて一対のスクイズロール９，１０の間を通過する。上記スクイズロール９，１０の間を通過させることによって、基材１の表層部に余剰に塗布されたワニス２がしぼり取られる。上記スクイズロール９，１０の間を通過した基材１はその後、乾燥機内に導入され、乾燥機で加熱されてワニス２の樹脂が半硬化する。このようにして、長尺の基材１を進行させることによって、未含浸部の残存率を大幅に低下させたプリプレグを連続的に製造することができるものである。ここで、樹脂量（レジンコンテント）が４０質量％のプリプレグを製造する場合、基材１の片面からワニス２を浸透させて含浸させる片面含浸のみでは樹脂量を３０質量％程度に上げるのが限界であるが、上記のようにディップロール８によるディッピングを追加することによって、樹脂量を４０質量％にまで引き上げることができるものである。
【００３２】
なお、ワニス２を浸透させる前の基材１の内部に水分が存在していると、ワニス２が気泡１２を押して運ぶのを水分が妨げるおそれがある。そこで、図１に示す実施の形態においては、プリプレグを製造する環境全体をチャンバー２４で囲い込み、このチャンバー２４内を除湿するようにしてある。このようにすると、基材１の内部から水分を取り除くことができ、ワニス２の浸透によってスムーズに気泡１２を運ぶことができるものである。特にワニス２を浸透させる前の基材１を除湿すればよいので、プリプレグを製造する環境全体をチャンバー２４で囲い込む以外に、ワニス２を浸透させる前の基材１のみをチャンバーで囲い込み、このチャンバー内を除湿するようにしてもよい。
【００３３】
図６は本発明の実施の形態の他例を示すものである。本実施の形態においては、含浸槽４内にワニス噴出装置２５を配置してある。このワニス噴出装置２５の上面は、水平に搬送される基材１の下面と一定の間隔をおいて対向している。またワニス噴出装置２５の上面にはワニス噴出口（図示省略）が複数形成されており、ワニス噴出装置２５の下部にはワニス吸入口（図示省略）が形成されている。
【００３４】
そして、水平に搬送される基材１の下面にワニス２を接触させるにあたっては、ワニス噴出装置２５を作動させて、含浸槽４内のワニス２をワニス吸入口からワニス噴出装置２５の内部に吸入し、このワニス２をワニス噴出口から上方に向けて噴き上げるようにして行っている。噴き上げられたワニス２のうち一部は基材１の下面に接触してそのまま基材１の内部に浸透する。このとき、基材１のワニス２と接触する側と反対側の片面（上面）は、雰囲気の気体（通常は空気）にのみ接触しているだけであり、実質的に他の物に接触しないフリーな状態にある。従って、このように基材１の下面からワニス２を浸透させると、このワニス２が基材１の内部に存在する気泡１２を押し上げてフリーな上面から外部へ追い出すことができるものである。一方、その他のワニス２は基材１の下面に当たって跳ね返り、ワニス噴出装置２５の上面や含浸槽４内に落下するので、再度利用することができるものである。しかも図６に示す実施の形態においては、基材１の下方からワニス２を上方に向けて噴き上げることによって基材１の下面にワニス２を接触させるようにしてあるので、図１に示す実施の形態のように基材１の下面のみにワニス２を接触させるために一対の搬送ロール５，６の位置を調整する手間や、含浸槽４に貯えるワニス２の量を増減させてワニス２の液面の高さを調整する手間を省くことができるものである。なお、その他の構成については図１に示した実施の形態と同様である。
【００３５】
図７は本発明の実施の形態のさらに他例を示すものである。本実施の形態においては、含浸槽４内にプレートパン２６を滑り台のようにθ＝１５〜３０°の角度で傾斜させて配置してあって、含浸槽４内においてプレートパン２６の上端部には供給部４ａを、プレートパン２６の下端部には受け部４ｂをそれぞれ設けてある。供給部４ａには流入口（図示省略）からワニス２が所定の一定流量で供給されている。このように供給部４ａに供給されたワニス２は供給部４ａからオーバーフローし、オーバーフローしたワニス２はプレートパン２６の傾斜する上面にその上端から流入して流下し、受け部４ｂにその下端から流入するようになっている。受け部４ｂに流入したワニス２は流出口（図示省略）から流出されるが、供給部４ａへと循環されるようになっている。
【００３６】
プレートパン２６の上方において基材１は一対の搬送ロール５，６の間に架け渡してプレートパン２６の上面と平行になるように傾斜させてあり、基材１とプレートパン２６との間の隙間はプレートパン２６の上面を流下するワニス２の液厚みとほぼ等しくなるように設定してある。基材１とプレートパン２６との間の間隔は、一般的には１〜５ｍｍに設定されるものである。
【００３７】
このものにあって、供給部４ａからオーバーフローさせてワニス２をプレートパン２６の上面を流下させながら、図７の矢印のように基材１をプレートパン２６と同じ所定の角度で傾斜させて搬送すると、基材１が傾斜している領域において基材１の下面はプレートパン２６の上のワニス２の液面に接触し、基材１にワニス２がその下面から浸透する。一方、基材１のワニス２と接触する側と反対側の片面（上面）は、雰囲気の気体（通常は空気）にのみ接触しているだけであり、実質的に他の物に接触しないフリーな状態にある。従って、このように基材１の下面からワニス２を浸透させると、このワニス２が基材１の内部に存在する気泡１２を押し上げてフリーな上面から外部へ追い出すことができるものである。しかも図７に示す実施の形態においては、基材１がプレートパン２６の上端部から下端部に至るまでの間、基材１の傾斜に沿って流下しているワニス２に基材１を接触させて浸透させることができるものであり、基材１の送り速度を速くしても十分な量のワニス２を基材１に含浸させることができ、高速含浸が可能になるものである。基材１をワニス２に接触させる時間は、少なくとも３０秒を確保するのが一般的である。なお、その他の構成については図１に示した実施の形態と同様である。
【００３８】
図８は本発明の実施の形態のさらに他例を示すものである。本実施の形態においては、含浸槽４の上方に一対の搬送ロール５，６が所定の間隔をあけて上下に配置してあり、これら一対の搬送ロール５，６の間に架け渡した基材１が垂直下向きに搬送されるようにしてある。また一対の搬送ロール５，６の間の高さであって、上側の搬送ロール５寄りの高さにワニス供給装置２７を配置してある。このワニス供給装置２７の側面は、垂直に搬送される基材１の片面と一定の間隔をおいて対向しており、ワニス供給装置２７の上記側面にはワニス供給口（図示省略）が複数形成されている。
【００３９】
そして、垂直に搬送される基材１の片面にワニス２を接触させるにあたっては、ワニス供給装置２７を作動させて、ワニス２をワニス供給口から側方に向けて噴き出させて供給するようにして行っている。噴き出されたワニス２のうち一部は基材１の片面に接触してそのまま基材１の内部に浸透する。このとき、基材１のワニス２と接触する側と反対側の片面は、雰囲気の気体（通常は空気）にのみ接触しているだけであり、実質的に他の物に接触しないフリーな状態にある。従って、このように基材１の片面からワニス２を浸透させると、このワニス２が基材１の内部に存在する気泡１２を押し付けてフリーな片面から外部へ追い出すことができるものである。一方、その他のワニス２は基材１の片面に接触しながら流下するが、この間にも基材１の内部に浸透する機会を得ることができるものである。また基材１の内部に浸透しなかったワニス２は含浸槽４内に流れ落ちるので、含浸槽４からワニス供給装置２７へワニス２を返送するような循環系を構築すれば、ワニス２の再利用を図ることができるものである。しかも図８に示す実施の形態においては、基材１を垂直に搬送しながら基材１の片面にワニス２を供給して接触させることによってワニス２を基材１に含浸させるようにしてあるので、図１に示す実施の形態のように基材１の下面のみにワニス２を接触させるために一対の搬送ロール５，６の位置を調整する手間や、含浸槽４に貯えるワニス２の量を増減させてワニス２の液面の高さを調整する手間を省くことができるものである。なお、その他の構成については図１に示した実施の形態と同様である。
【００４０】
また、プリプレグを製造する環境に応じて、既述のように基材を水平に搬送したり、基材を傾斜させて搬送したり、基材を垂直に搬送したりして、基材の搬送方向を変えることによって、スペース上の制約を受けないようにすることができるものである。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００４２】
図１１は本発明を実施するにあたって使用した装置を示すものである。２８は片面含浸装置であって、実際には、含浸槽が上面を開口して形成してあり、この含浸槽の上方に回転駆動する一対の対向する搬送ロールが所定の間隔をあけて、かつこれらの搬送ロールの最下部が同じ高さとなるように配置してあるが、上記含浸槽と一対の搬送ロールは図示省略している。一方、塗工槽７が上面を開口して形成してあって、この塗工槽７内には回転駆動するディップロール８が配置してあり、その上方には回転駆動する一対の対向するスクイズロール９，１０が配置してある。さらにスクイズロール９，１０の上方には乾燥機（図示省略）が設けられている。片面含浸装置２８における含浸槽と塗工槽７はいずれもワニス２を貯えており、ディップロール８はこのワニス２に浸漬されるようにして塗工槽７内に配置されている。なお、ワニス２の温度は３０℃に保持してある。
【００４３】
さらに、片面含浸装置２８の手前に温調ロール３０を４本並設して、この温調ロール３０で基材１を一定の温度に調節することができるようにしてある。なお、温調ロール３０は、内部に冷媒を通せば、冷却ロールとして機能することはいうまでもない。
【００４４】
ここで、ワニス２としては、ブロム化ビスＡノボラック型エポキシ樹脂（ダウ・ケミカル製「ＤＥＲ５１４ＥＫ８０」）６７．３質量部、ノボラック型エポキシ樹脂（東都化成（株）製「ＹＤＣＮ２２０ＥＫ７５」）１０．３質量部、ジシアンジアミド（日本カーバイド工業（株）製「ＤＩＣＹ」）３．９質量部、ジメチルホルムアミド１８．５質量部、２−メチル−４−メチルイミダゾール０．０３質量部を配合して得られる、粘度５０ｃＰ／３０℃のＦＲ−４タイプの積層板形成用のものを用いた。
【００４５】
一方、上記ワニス２を含浸させる基材１としては、長尺帯状に形成されたガラスクロスである日東紡（株）製「７６２８Ｈ２５８」（温度：５℃、２０℃、３０℃）を使用した。
【００４６】
そして、上記の装置を使用して次のような実験を行った。まず、基材１を長手方向に常に３００ｍｍ／１０秒の一定速度で送るようにして、温調ロール３０に通して基材１を一定の温度（５℃、２０℃、３０℃）に調節した。次に、一定温度に調節した基材１を片面含浸装置２８に送って、基材１の下面から３０℃に調節したワニス２を浸透させた。次に、ガイドロール２９を通し、塗工槽７に貯えられたワニス２内に導入してディップロール８の下側に接触させた後に塗工槽７から引き上げて一対のスクイズロール９，１０の間を通過させた。その後、乾燥機（図示省略）内に導入して乾燥機で加熱することによって、プリプレグを製造した。
【００４７】
このようにして得られた各プリプレグについて、次のようにして未含浸部残存率を求めた。すなわち図１２に示すように、基材１のフィラメントに沿って形成される未含浸部分３１のうち、基材１の縦糸と横糸との交点部分３３（図１２において点線で囲んだ部分）に残存する基材１内の未含浸部分３１の長さ及び数に基づいて未含浸部分３１の総量を導出し、基材１の冷却及び基材１の片面接触によるワニス２の含浸を行わずに浸漬含浸（ディッピング）によるワニス２の塗布のみを行って得られたプリプレグの未含浸部分３１の総量を１００％とし、これを基準として、各温度につき、基材１の冷却及び基材１の片面接触によるワニス２の含浸を行って得られたプリプレグの未含浸部残存率を求めた。結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】

【００４９】
表１にみられるように、基材１とワニス２の温度が同じである比較例１のものよりも、基材１の温度をワニス２の温度よりも低く設定した実施例１及び比較例２のものの方が、未含浸部残存率が低くなることが確認される。特に、基材１の温度を５℃にすると共に基材１とワニス２の温度差を２５℃にした実施例１のものは、未含浸部残存率を大幅に低下できることが確認される。
【００５０】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る基材への含浸方法は、基材の片面からワニスを浸透させることによって基材にワニスを含浸させるにあたって、基材の温度をワニスの温度よりも低く設定するので、ヤーン間の空隙だけではなくフィラメント間の空隙にも十分な量のワニスを浸透させることが可能となり、ヤーン間に存在する気泡に加えてフィラメント間に存在する気泡をも容易に基材の外部へ押し出すことができるものである。
また請求項１の発明は、基材に冷風を吹き付けて基材の温度を下げた後にワニスを基材に含浸させるので、容易に基材の温度をワニスの温度よりも低く設定することができるものであり、また、基材に塵や埃が付着していたとしても冷風を吹き付けることによって、基材に付着している塵や埃を吹き飛ばして除去することができるものである。
また請求項１の発明は、基材の温度を３〜５℃にした後にワニスを基材に含浸させるので、フィラメント間の空隙に十分な量のワニスを浸透させることができるという効果をさらに高く得ることができるものである。
上記のように本発明の請求項２に係る基材への含浸方法は、基材の片面からワニスを浸透させることによって基材にワニスを含浸させるにあたって、基材の温度をワニスの温度よりも低く設定するので、ヤーン間の空隙だけではなくフィラメント間の空隙にも十分な量のワニスを浸透させることが可能となり、ヤーン間に存在する気泡に加えてフィラメント間に存在する気泡をも容易に基材の外部へ押し出すことができるものである。
また請求項２の発明は、基材を冷却ロールに通すことによって基材の温度を下げた後にワニスを基材に含浸させるので、容易に基材の温度をワニスの温度よりも低く設定することができるものであり、しかも冷却効率を向上させることができるものである。
また請求項２の発明は、基材の温度を３〜５℃にした後にワニスを基材に含浸させるので、フィラメント間の空隙に十分な量のワニスを浸透させることができるという効果をさらに高く得ることができるものである。
【００５２】
また請求項３の発明は、基材とワニスの温度差を２５〜３０℃にした後にワニスを基材に含浸させるので、フィラメント間の空隙に十分な量のワニスを浸透させることができるという効果をさらに高く得ることができるものである。
【００５５】
また請求項４の発明は、基材を除湿した後にワニスを基材に含浸させるので、基材の内部から水分を取り除くことができ、ワニスの浸透によってスムーズに気泡を運ぶことができるものである。
【００５６】
また請求項５の発明は、基材を水平に搬送しながら基材の下面にワニスを接触させることによってワニスを基材に含浸させるので、基材の下面からワニスが浸透して、基材の内部に存在する気泡を押し上げて基材の上面から外部へ出すことができるものである。
【００５７】
また請求項６の発明は、基材の下方からワニスを上方に向けて噴き上げることによって基材の下面にワニスを接触させるので、基材の下面にワニスを接触させるために一対の搬送ロールの位置を調整したり、含浸槽に貯えるワニスの量を増減させてワニスの液面の高さを調整したりする手間を省くことができるものである。
【００５８】
また請求項７の発明は、基材を所定の角度で傾斜させて搬送しながら基材が傾斜している領域においてワニスを基材の傾斜に沿って流下させつつ基材に含浸させるので、基材が傾斜して搬送される間、基材の傾斜に沿って流下しているワニスに基材を接触させて浸透させることができるものであり、基材の送り速度を速くしても十分な量のワニスを基材に含浸させることができ、高速含浸が可能になるものである。
【００５９】
また請求項８の発明は、基材を垂直に搬送しながら基材の片面にワニスを供給して接触させることによってワニスを基材に含浸させるので、基材を水平に搬送する場合のように基材の下面にワニスを接触させるために一対の搬送ロールの位置を調整したり、含浸槽に貯えるワニスの量を増減させてワニスの液面の高さを調整したりする手間を省くことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の他例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態のさらに他例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態のさらに他例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態のさらに他例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態のさらに他例を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態のさらに他例を示す概略断面図である。
【図８】本発明の実施の形態のさらに他例を示す概略断面図である。
【図９】ワニスの浸透速度とヤーンを構成するフィラメント間の広狭との関係を説明するための説明図である。
【図１０】基材とワニスが接触する箇所を拡大した断面図である。
【図１１】本発明の実施例で使用した装置を示す概略断面図である。
【図１２】プリプレグに形成された未含浸部の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１基材
２ワニス
３冷却ロール

Claims

基材の片面からワニスを浸透させることによって基材にワニスを含浸させるにあたって、基材に冷風を吹き付けて基材の温度をワニスの温度よりも下げて３〜５℃にした後にワニスを基材に含浸させることを特徴とする基材への含浸方法。
基材の片面からワニスを浸透させることによって基材にワニスを含浸させるにあたって、基材を冷却ロールに通すことによって基材の温度をワニスの温度よりも下げて３〜５℃にした後にワニスを基材に含浸させることを特徴とする基材への含浸方法。
基材とワニスの温度差を２５〜３０℃にした後にワニスを基材に含浸させることを特徴とする請求項１又は２に記載の基材への含浸方法。
基材を除湿した後にワニスを基材に含浸させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基材への含浸方法。
基材を水平に搬送しながら基材の下面にワニスを接触させることによってワニスを基材に含浸させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基材への含浸方法。
基材の下方からワニスを上方に向けて噴き上げることによって基材の下面にワニスを接触させることを特徴とする請求項５に記載の基材への含浸方法。
基材を所定の角度で傾斜させて搬送しながら基材が傾斜している領域においてワニスを基材の傾斜に沿って流下させつつ基材に含浸させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基材への含浸方法。
基材を垂直に搬送しながら基材の片面にワニスを供給して接触させることによってワニスを基材に含浸させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基材への含浸方法。