JP2004148544A

JP2004148544A - Method for impregnating base material

Info

Publication number: JP2004148544A
Application number: JP2002313394A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Matsuzaki; 義則松▲崎▼; Hideo Fujinaka; 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: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-10-28
Also published as: JP4174293B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for impregnating a base material capable of making an enough amount of a varnish soak not only into interstices among yarns but also into interstices among glass fibers. <P>SOLUTION: The method for impregnating the base material 1 with the varnish 2 by making the varnish 2 soak into the base material 1 from one face of the base material 1, is provided. Temperature of the base material 1 is set lower than temperature of the varnish 2. It becomes possible to make the enough amount of the varnish 2 soak not only into the interstices among the yarns but also into the interstices among filaments and therefore, to easily extrude air bubbles existing among the yarns but also air bubbles existing among the filaments to the outside of the base material 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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。
【０００８】
また請求項２の発明は、請求項１において、基材１の温度を１０℃以下にした後にワニス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１５℃以上にした後にワニス２を基材１に含浸させることを特徴とするものである。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５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７の発明は、請求項１乃至６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８の発明は、請求項７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９の発明は、請求項１乃至６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１０の発明は、請求項１乃至６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】
すなわち冷却ユニット１６としては、特に限定されるものではないが、例えば、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２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。
【００５１】
また請求項２の発明は、基材の温度を１０℃以下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１５℃以上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。
【００５３】
また請求項４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。
【００５４】
また請求項５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。
【００５５】
また請求項６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７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８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９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１０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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for impregnating a substrate with varnish by infiltrating the varnish from one side of the substrate.
[0002]
[Prior art]
The prepreg used for manufacturing a laminate can be manufactured by impregnating a base material with varnish, drying and semi-curing. As such a base material, a long continuous base material is generally used, and the varnish is impregnated while continuously feeding the base material. By passing through, the prepreg can be manufactured in a series of successive steps.
[0003]
In connection with the production of a molded product such as a prepreg, a device for impregnating a continuously running fiber (substrate) with a resin liquid (varnish) has conventionally been provided (for example, see Patent Document 1). ).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-148905 (FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when, for example, a glass cloth is used as the base material, that is, when a woven yarn (yarn, fiber bundle) made by twisting glass yarn (filament, single fiber) is used as a warp and a weft as a cloth (cloth), In a conventional impregnating apparatus, the gap between the yarns can be filled with varnish, but the gap in each yarn (that is, the gap between filaments) cannot be filled with a sufficient amount of varnish. However, there is a problem that the residual ratio of the unimpregnated portion in the manufactured prepreg increases. In recent years, prepregs have been required to have higher quality than before, and in order to meet this requirement, it is necessary to sufficiently penetrate the varnish into the voids between the filaments constituting the yarn.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a method for impregnating a base material capable of penetrating a sufficient amount of varnish not only in the gap between yarns but also in the gap between filaments. It is the purpose.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the method for impregnating a base material according to claim 1 of the present invention, when impregnating the varnish 2 into the base material 1 by infiltrating the varnish 2 from one side of the base material 1, the temperature of the base material 1 is set to the temperature of the varnish 2. It is characterized by being set lower.
[0008]
A second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the varnish 2 is impregnated into the substrate 1 after the temperature of the substrate 1 is reduced to 10 ° C. or less.
[0009]
A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect, the varnish 2 is impregnated into the base material 1 after the temperature difference between the base material 1 and the varnish 2 is set to 15 ° C. or more.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the varnish 2 is impregnated into the substrate 1 after blowing the cold air onto the substrate 1 to lower the temperature of the substrate 1. It is.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the varnish 2 is impregnated into the substrate 1 after the temperature of the substrate 1 is lowered by passing the substrate 1 through the cooling roll 3. It is assumed that.
[0012]
The invention of claim 6 is characterized in that, in any one of claims 1 to 5, the varnish 2 is impregnated into the substrate 1 after the substrate 1 is dehumidified.
[0013]
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the varnish 2 is impregnated into the base material 1 by bringing the varnish 2 into contact with the lower surface of the base material 1 while horizontally transporting the base material 1. It is characterized by the following.
[0014]
According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the varnish 2 is brought into contact with the lower surface of the substrate 1 by blowing up the varnish 2 from below the substrate 1.
[0015]
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the varnish 2 is inclined in a region where the substrate 1 is inclined while the substrate 1 is inclined at a predetermined angle and conveyed. The substrate 1 is impregnated while flowing down along.
[0016]
According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the varnish 2 is supplied to and brought into contact with one surface of the base material 1 while vertically transporting the base material 1, thereby causing the varnish 2 to contact the base material 1. It is characterized by being impregnated.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0018]
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention. The impregnation tank 4 is formed with an open upper surface, and above the impregnation tank 4, a pair of

opposing transport rolls

5, 6 that are rotationally driven are spaced apart from each other by a predetermined distance. 6 are arranged so that the lowermost portion has the same height. On the other hand, the coating tank 7 is also formed with an open upper surface, and a dip roll 8 that is driven to rotate is arranged in the coating tank 7, and a pair of opposing squeezes that are driven to rotate are disposed above the dip roll 8.

Rolls

9 and 10 are arranged. Further, a dryer (not shown) is provided above the

squeeze rolls

9 and 10. Both the impregnation tank 4 and the coating tank 7 store the varnish 2, and the dip roll 8 is arranged in the coating tank 7 so as to be immersed in the varnish 2.
[0019]
Here, the varnish 2 can be used without any particular limitation as long as it is used for manufacturing a laminated board. For example, the varnish 2 includes a curing agent, a curing accelerator, a reactive diluent, a flexibility-imparting agent, and the like in addition to resin materials such as an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, a melamine resin, and a radical polymerization type thermosetting resin. After appropriately selecting and mixing, it can be prepared by causing a certain reaction while heating and refluxing.
[0020]
On the other hand, the substrate 1 to be impregnated with the varnish 2 can be used without any particular limitation as long as it is used for manufacturing a laminate. For example, glass fibers, inorganic fibers such as ceramic fibers, and organic fibers such as polyester fibers, polyamide fibers, polyacrylic fibers, and polyimide fibers, and cellulose fibers, and cloth, paper, and mats that use natural fibers such as cotton are used. But not including nonwovens. Further, the substrate 1 is formed in a long strip shape, and is always fed at a predetermined constant speed in the longitudinal direction.
[0021]
Then, in producing a prepreg by impregnating the base material 1 with the varnish 2, it can be performed as follows. First, the base material 1 was fed downward through the guide rolls 11, and was brought into contact with the lower side of one of the pair of transport rolls 5 and 6 and then with the lower side of the other transport roll 6. Later send upwards. As described above, since the lowermost portions of the pair of transport rolls 5 and 6 have the same height, the substrate 1 is transported horizontally from one transport roll 5 to the other transport roll 6. During this time, only one surface (lower surface) of the substrate 1 is brought into contact with the liquid surface of the varnish 2 to impregnate the substrate 1 with the varnish 2. On the other hand, one surface (upper surface) of the substrate 1 opposite to the side in contact with the varnish 2 is only in contact with the atmospheric gas (usually air), and is free from substantial contact with other objects. It is in a state. Therefore, when the varnish 2 penetrates from the lower surface of the base material 1 in this manner, the varnish 2 can push up bubbles existing inside the base material 1 and expel it from the free upper surface to the outside. However, when both surfaces of the substrate 1 are in contact with the varnish 2, that is, when the substrate 1 is immersed in the varnish 2, the varnish 2 penetrates from both surfaces of the substrate 1 and Therefore, the liquid level of the varnish 2 in the impregnation tank 4 needs to be brought into contact only with the lower surface of the substrate 1. For this purpose, the position of the pair of transport rolls 5 and 6 may be adjusted, or the amount of the varnish 2 stored in the impregnation tank 4 may be increased or decreased to adjust the liquid level of the varnish 2.
[0022]
Here, the bubbles extruded by penetrating the varnish 2 from the lower surface of the substrate 1 are mainly bubbles existing between the yarns constituting the substrate 1 and extruding even the bubbles existing between the filaments constituting the yarn. It is difficult. However, if the temperature of the substrate 1 is set lower than the temperature of the varnish 2 before the varnish 2 penetrates into the substrate 1, the temperature of the varnish 2 is set higher than the temperature of the substrate 1 in other words. By setting, it is possible to allow a sufficient amount of the varnish 2 to penetrate not only into the gaps between the yarns but also into the gaps between the filaments. It can be easily pushed out of the substrate 1.
[0023]
The reason why the above-described effects can be obtained by setting the temperature of the base material 1 lower than the temperature of the varnish 2 in this way can be explained as follows. In each yarn, as shown in FIG. 9, there are mixed places ((1)) and places ((2)) where the gap (clearance, gap) between the

filaments

14, 14 is narrow. If the gap between the filaments 14 is narrow as in (1), the penetration rate of the varnish 2 due to the capillary phenomenon is increased at the initial stage, but the amount of the varnish 2 that penetrates is small. The varnish 2 is easily cooled by the heat transfer, and the viscosity of the varnish 2 is easily increased. Therefore, the penetration rate of the varnish 2 gradually decreases. Conversely, if the gap between the filaments 14 is wide as in (2), the penetration rate of the varnish 2 due to the capillary phenomenon is low from the beginning, but the amount of the varnish 2 that penetrates is large. Even if heat transfer to the varnish 1 occurs, the varnish 2 is hardly cooled, and the viscosity of the varnish 2 hardly increases. Therefore, the penetration speed of the varnish 2 is not much different from the initial speed. From the above, if the temperature of the base material 1 is lower than the temperature of the varnish 2, after a certain period of time has passed since the varnish 2 started to permeate, the varnish 2 in (1) and the varnish 2 in (2) were turned into

filaments

14 and 14. The air bubbles 12a can be balanced by being pushed and transported to the same distance (indicated by an arrow in FIG. 9). In other words, if the temperature of the substrate 1 is lower than the temperature of the varnish 2, the distance that the varnish 2 penetrates the yarn and transports the bubbles 12a does not depend on the width of the gap between the filaments 14. Then, no matter where the varnish 2 penetrates from one surface of the substrate 1, the varnish 2 will carry the bubbles 12 a to the same distance in the thickness direction of the substrate 1 after a certain period of time. Since the penetration speed of the varnish 2 permeated from a certain location is low, bubbles 12a at this location are not left behind. However, when the temperature of the substrate 1 and the varnish 2 are the same, the above-mentioned heat transfer does not occur between the two, and when the temperature of the substrate 1 is higher than the temperature of the varnish 2, The heat transfer from the base material 1 to the varnish 2 occurs, and in any of the above cases, the above-mentioned balance is lost, and after a certain period of time has elapsed since the varnish 2 began to penetrate, The varnish 2 and the varnish 2 in (2) cannot push and carry the air bubbles 12a between the

filaments

14 and 14 to the same distance, and the penetration speed of the varnish 2 penetrated from a certain portion of one side of the base material 1 is low. In this case, the air bubbles 12a at this location are left behind and are trapped by the surrounding varnish 2 as they are.
[0024]
More specifically, it is as follows. FIG. 10 is an enlarged view of a portion where the base material 1 and the varnish 2 are in contact with each other in the present invention. At this portion, the yarn 13 is bent upward and protrudes from the liquid surface of the varnish 2. The varnish 2 starts to penetrate simultaneously from the left and right of the yarn 13 (the same as the left and right in FIG. 10), and collects the bubbles 12a in the yarn 13 (that is, the bubbles 12a between the filaments 14 and 14) by pushing in the direction of the solid arrow in FIG. While continuing to penetrate. Eventually, the bubbles 12a are collected at the apex 15 of the yarn 13 as shown in FIG. Subsequently, the bubbles 12a are pressed from the left and right by the varnish 2 and further pressed from below by the varnish 2 which has penetrated between the

yarns

13 and 13 and pushed up the bubbles 12b (that is, the bubbles 12b between the yarns 13 and 13). These

bubbles

12a and 12b are smoothly pushed out from the upper surface of the base material 1 in the direction of the dotted arrow in FIG. 10, so that it is difficult for the bubbles 13a and 12b to be left inside the yarn 13 as well as between the yarns 13. However, if the temperature of the base material 1 is not set lower than the temperature of the varnish 2, the distance that the varnish 2 permeates the yarn 13 and carries the bubbles 12a is not as shown in FIG. The penetration speed of the varnish 2 that permeates from the left and right sides of the yarn 13 varies depending on the width of the gap between the varnishes 14. Therefore, the place where the varnish 2 that has permeated from the left and right of the yarn 13 meets not the apex 15 of the yarn 13 but a part deviated to either the left or right from the apex 15. 12a cannot be carried to the top 15 of the yarn 13 and eventually the air bubbles 12a are trapped in the yarn 13.
[0025]
In addition, as long as the temperature of the substrate 1 is set lower than the temperature of the varnish 2 before the varnish 2 is penetrated into the substrate 1 in the present invention, even if the temperature of the substrate 1 exceeds 10 ° C. Although a sufficient amount of the varnish 2 can be penetrated into the gaps between the

filaments

14, 14, the above effect can be further enhanced particularly when the temperature of the substrate 1 is set to a low temperature of 10 ° C. or less. Things. The substantial lower limit of the temperature of the substrate 1 is 3 ° C.
[0026]
Further, in the present invention, as long as the temperature of the substrate 1 is set lower than the temperature of the varnish 2 before infiltrating the varnish 2 into the substrate 1, the temperature difference between the substrate 1 and the varnish 2 is less than 15 ° C. In this case, a sufficient amount of the varnish 2 can be made to penetrate into the space between the

filaments

14, 14, but the above-described effect is obtained particularly when the temperature difference between the base material 1 and the varnish 2 is set to 15 ° C. or more. It can be obtained even higher. The substantial upper limit of the temperature difference between the substrate 1 and the varnish 2 is 30 ° C.
[0027]
In setting the temperature of the substrate 1 to be lower than the temperature of the varnish 2, the cooling unit 16 is disposed above the transport roll 5 of the pair of transport rolls 5, 6 with which the substrate 1 comes into contact first. The temperature of the substrate 1 can be reduced by cooling the substrate 1 with the cooling unit 16.
[0028]
That is, the cooling unit 16 is not particularly limited, but for example, a cold air nozzle 17 from which cool air is blown as shown in FIG. 2 can be used. In this case, the cold-air nozzles 17 can be arranged on both sides with the cold-air outlet 18 facing the surface of the substrate 1 via the substrate 1. Each cool air nozzle 17 is connected to a cool air generator (not shown) via a hose 19, and the cool air generated by the cool air generator is sent to the cool air nozzle 17 through the hose 19. Then, the temperature of the substrate 1 can be easily set lower than the temperature of the varnish 2 by blowing the cold air onto both surfaces of the substrate 1 with the cool air nozzle 17 to lower the temperature of the substrate 1. In addition, since the cool air nozzle 17 does not need to be brought into contact with the substrate 1, that is, it can cool the substrate 1 in a non-contact manner, it is possible to prevent dust and dirt from adhering to the substrate 1. Even if dust and dirt adhere to the substrate 1, the dust and dirt adhering to the substrate 1 can be blown off and removed by blowing cool air.
[0029]
As the cooling unit 16, a cooling roll 3 as shown in FIG. 3 can be used. In this case, only one cooling roll 3 can be used, and a plurality of cooling rolls 3 can be used side by side. A cooling medium such as water is passed through the cooling roll 3 so that the cooling roll 3 itself can be cooled. Then, the temperature of the base material 1 is easily reduced by passing the base material 1 between the plurality of cooling rolls 3 and bringing the base material 1 into contact with the outer peripheral surface of each cooling roll 3 to lower the temperature of the base material 1. 2 can be set lower than the temperature. Moreover, since the cooling roll 3 is in contact with the substrate 1 as described above, the cooling efficiency can be improved.
[0030]
Setting the temperature of the base material 1 lower than the temperature of the varnish 2 means that the temperature of the varnish 2 is set higher than the temperature of the base material 1, that is, raising the temperature of the varnish 2. You may do so. That is, in the embodiment shown in FIG. 4, the jacket 20 is provided so as to surround the outer peripheral surface from the bottom surface to the side surface of the impregnation tank 4. An inflow port 21 and an outflow port 22 communicating with the inside of the jacket 20 are formed outside the jacket 20. Hot water or steam at a constant temperature is supplied from the inflow port 21 to the inside of the jacket 20 and the outflow port 22 is formed. , The varnish 2 can be heated via the outer peripheral surface of the impregnation tank 4 by constantly filling the inside of the jacket 20 with warm water or steam at a constant temperature, and easily. The temperature of the varnish 2 can be set higher than the temperature of the substrate 1. Further, in the embodiment shown in FIG. 5, the heater 23 is disposed in the impregnation tank 4 so as to be immersed in the varnish 2, and the varnish 2 can be directly heated by the heater 23, so that the varnish can be easily formed. The temperature of No. 2 can be set higher than the temperature of the base material 1.
[0031]
Then, as shown in FIG. 1, the base material 1 sent upward through the pair of transport rolls 5 and 6 is sent downward again by the guide roll 29, and the coating tank is brought into contact with the lower side of the dip roll 8. 7 is introduced into the varnish 2 stored in the varnish 7. At this time, the varnish 2 is applied to the surface layer of the substrate 1. Next, the substrate 1 on which the varnish 2 is applied is lifted from the coating tank 7 and passes between the pair of squeeze rolls 9 and 10. By passing between the squeeze rolls 9 and 10, the varnish 2 excessively applied to the surface layer of the substrate 1 is squeezed out. The base material 1 that has passed between the squeeze rolls 9 and 10 is then introduced into a drier, and is heated by the drier so that the resin of the varnish 2 is semi-cured. In this way, by advancing the long base material 1, a prepreg in which the residual ratio of the unimpregnated portion is significantly reduced can be continuously produced. Here, in the case of manufacturing a prepreg having a resin content (resin content) of 40% by mass, it is limited to increase the resin amount to about 30% by mass only by one-side impregnation in which the varnish 2 is penetrated and impregnated from one surface of the substrate 1. However, by adding the dipping by the dip roll 8 as described above, the resin amount can be increased to 40% by mass.
[0032]
If moisture exists inside the base material 1 before the varnish 2 has penetrated, the moisture may hinder the varnish 2 from pushing and carrying the bubbles 12. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, the entire environment for manufacturing the prepreg is surrounded by the chamber 24, and the inside of the chamber 24 is dehumidified. In this way, moisture can be removed from the inside of the base material 1 and the bubbles 12 can be smoothly carried by the penetration of the varnish 2. In particular, since it is sufficient to dehumidify the base material 1 before the varnish 2 is permeated, in addition to enclosing the entire environment for producing the prepreg in the chamber 24, only the base material 1 before the varnish 2 is permeated is surrounded by the chamber. The inside of the chamber may be dehumidified.
[0033]
FIG. 6 shows another example of the embodiment of the present invention. In the present embodiment, a varnish ejection device 25 is arranged in the impregnation tank 4. The upper surface of the varnish ejection device 25 is opposed to the lower surface of the base material 1 that is conveyed horizontally with a certain distance. A plurality of varnish ejection ports (not shown) are formed on the upper surface of the varnish ejection device 25, and a varnish suction port (not shown) is formed below the varnish ejection device 25.
[0034]
When the varnish 2 is brought into contact with the lower surface of the substrate 1 which is conveyed horizontally, the varnish ejection device 25 is operated to suck the varnish 2 in the impregnation tank 4 from the varnish suction port into the varnish ejection device 25. The varnish 2 is blown upward from the varnish outlet. A part of the varnish 2 that has been blown up comes into contact with the lower surface of the substrate 1 and penetrates into the substrate 1 as it is. At this time, one surface (upper surface) of the substrate 1 on the side opposite to the side in contact with the varnish 2 is only in contact with the atmospheric gas (usually air) and does not substantially contact other objects. In a free state. Therefore, when the varnish 2 penetrates from the lower surface of the base material 1 in this way, the varnish 2 can push up the bubbles 12 existing inside the base material 1 and expel it from the free upper surface to the outside. On the other hand, the other varnish 2 hits the lower surface of the base material 1 and rebounds, falls down into the upper surface of the varnish jetting device 25 or the impregnation tank 4, and can be reused. Moreover, in the embodiment shown in FIG. 6, the varnish 2 is brought into contact with the lower surface of the base material 1 by blowing up the varnish 2 from below the base material 1, so that the embodiment shown in FIG. As in the embodiment, the liquid of the varnish 2 is prepared by adjusting the positions of the pair of transport rolls 5 and 6 so that the varnish 2 contacts only the lower surface of the substrate 1 or by increasing or decreasing the amount of the varnish 2 stored in the impregnation tank 4. This eliminates the need to adjust the height of the surface. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG.
[0035]
FIG. 7 shows still another example of the embodiment of the present invention. In the present embodiment, the plate pan 26 is disposed in the impregnation tank 4 at an angle of θ = 15 to 30 ° like a slide, and is disposed at the upper end of the plate pan 26 in the impregnation tank 4. Is provided with a supply portion 4a, and a receiving portion 4b is provided at the lower end of the plate pan 26, respectively. The varnish 2 is supplied to the supply unit 4a from an inflow port (not shown) at a predetermined constant flow rate. The varnish 2 thus supplied to the supply unit 4a overflows from the supply unit 4a, and the overflowed varnish 2 flows into the inclined upper surface of the plate pan 26 from its upper end, flows down, and flows into the receiving unit 4b from its lower end. It is supposed to. The varnish 2 that has flowed into the receiving portion 4b flows out from an outlet (not shown), but is circulated to the supply portion 4a.
[0036]
Above the plate pan 26, the base material 1 is bridged between the pair of transport rolls 5 and 6 and is inclined so as to be parallel to the upper surface of the plate pan 26. The gap is set to be substantially equal to the liquid thickness of the varnish 2 flowing down the upper surface of the plate pan 26. The distance between the substrate 1 and the plate pan 26 is generally set to 1 to 5 mm.
[0037]
In this case, the base material 1 is inclined at the same predetermined angle as the plate pan 26 and conveyed while the varnish 2 is caused to overflow from the supply section 4a and flow down the upper surface of the plate pan 26 as shown by an arrow in FIG. Then, the lower surface of the substrate 1 contacts the liquid surface of the varnish 2 on the plate pan 26 in the region where the substrate 1 is inclined, and the varnish 2 permeates the substrate 1 from the lower surface. On the other hand, one surface (upper surface) of the substrate 1 opposite to the side in contact with the varnish 2 is only in contact with the atmospheric gas (usually air), and is free from substantial contact with other objects. It is in a state. Therefore, when the varnish 2 penetrates from the lower surface of the base material 1 in this way, the varnish 2 can push up the bubbles 12 existing inside the base material 1 and expel it from the free upper surface to the outside. Moreover, in the embodiment shown in FIG. 7, the base material 1 is brought into contact with the varnish 2 flowing down along the inclination of the base material 1 from the upper end to the lower end of the plate pan 26. The varnish 2 can be impregnated with a sufficient amount of the varnish 2 even when the feeding speed of the substrate 1 is increased, and high-speed impregnation can be performed. Generally, the time for bringing the substrate 1 into contact with the varnish 2 is at least 30 seconds. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG.
[0038]
FIG. 8 shows still another example of the embodiment of the present invention. In the present embodiment, a pair of transport rolls 5 and 6 are disposed above and below the impregnation tank 4 at a predetermined interval, and a base material bridged between the pair of transport rolls 5 and 6 is provided. 1 is conveyed vertically downward. Further, the varnish supply device 27 is arranged at a height between the pair of transport rolls 5 and 6, which is closer to the upper transport roll 5. The side surface of the varnish supply device 27 is opposed to one surface of the vertically conveyed substrate 1 at a fixed interval, and a plurality of varnish supply ports (not shown) are formed on the side surface of the varnish supply device 27. Have been.
[0039]
Then, when the varnish 2 is brought into contact with one surface of the substrate 1 which is conveyed vertically, the varnish supply device 27 is operated so that the varnish 2 is ejected to the side from the varnish supply port and supplied. I'm going. A part of the varnish 2 that has been blown out contacts the one surface of the substrate 1 and permeates into the substrate 1 as it is. At this time, one side of the substrate 1 opposite to the side in contact with the varnish 2 is only in contact with the atmospheric gas (usually air), and is in a free state in which it does not substantially contact with other objects. It is in. Therefore, when the varnish 2 is penetrated from one side of the base material 1 in this manner, the varnish 2 can push out the bubbles 12 existing inside the base material 1 and expel it from one free side to the outside. On the other hand, the other varnish 2 flows down while being in contact with one surface of the substrate 1, and during this time, an opportunity to permeate the inside of the substrate 1 can be obtained. Since the varnish 2 that has not penetrated into the inside of the base material 1 flows down into the impregnation tank 4, if a circulating system for returning the varnish 2 from the impregnation tank 4 to the varnish supply device 27 is constructed, the varnish 2 can be reused. Can be achieved. Further, in the embodiment shown in FIG. 8, the varnish 2 is impregnated into the base material 1 by supplying the varnish 2 to one side of the base material 1 while vertically transporting the base material 1 and bringing the varnish 2 into contact with the varnish 2. As shown in the embodiment shown in FIG. It is possible to save the trouble of adjusting the liquid level of the varnish 2 by increasing or decreasing it. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG.
[0040]
In addition, depending on the environment in which the prepreg is manufactured, as described above, the base material may be transported horizontally, the substrate may be transported at an angle, or the substrate may be transported vertically to transport the substrate. By changing the direction, it is possible to avoid being restricted by space.
[0041]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples.
[0042]
FIG. 11 shows an apparatus used in carrying out the present invention. Reference numeral 28 denotes a single-sided impregnating device. In practice, the impregnating tank is formed with an open upper surface, and a pair of opposing transport rolls rotationally driven above the impregnating tank are spaced at a predetermined interval, and Although the lowermost portions of these transport rolls are arranged at the same height, the impregnation tank and a pair of transport rolls are not shown. On the other hand, a coating tank 7 is formed with an open upper surface, and a dip roll 8 that is driven to rotate is disposed in the coating tank 7, and a pair of opposing squeezes that are driven to rotate are disposed above the dip roll 8.

Rolls

9 and 10 are arranged. Further, a dryer (not shown) is provided above the squeeze rolls 9 and 10. Both the impregnation tank and the coating tank 7 in the single-side impregnation device 28 store the varnish 2, and the dip roll 8 is arranged in the coating tank 7 so as to be immersed in the varnish 2. Note that the temperature of the varnish 2 is maintained at 30 ° C.
[0043]
Further, four temperature control rolls 30 are arranged in front of the one-side impregnation device 28 so that the temperature of the base material 1 can be adjusted to a constant temperature by the temperature control rolls 30. Needless to say, the temperature control roll 30 functions as a cooling roll if a refrigerant is passed through the inside.
[0044]
Here, as the varnish 2, 67.3 parts by mass of a brominated bis-A novolak type epoxy resin (“DER514 EK80” manufactured by Dow Chemical) and a novolak type epoxy resin (“YDCN220 EK75” manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) 3 parts by mass, dicyandiamide ("DICY" manufactured by Nippon Carbide Industry Co., Ltd.) 3.9 parts by mass, dimethylformamide 18.5 parts by mass, and 2-methyl-4-methylimidazole 0.03 parts by mass are obtained. And a FR-4 type laminate having a viscosity of 50 cP / 30 ° C. was used.
[0045]
On the other hand, as the substrate 1 to be impregnated with the varnish 2, “7628H258” (Temperature: 5 ° C., 20 ° C., 30 ° C.) manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., which is a long band-shaped glass cloth, was used.
[0046]
Then, the following experiment was performed using the above apparatus. First, the substrate 1 was adjusted to a constant temperature (5 ° C., 20 ° C., 30 ° C.) by passing the substrate 1 in the longitudinal direction at a constant speed of 300 mm / 10 sec. . Next, the base material 1 adjusted to a constant temperature was sent to the one-sided impregnating device 28, and the varnish 2 adjusted to 30 ° C. penetrated from the lower surface of the base material 1. Next, it passes through the guide roll 29 and is introduced into the varnish 2 stored in the coating tank 7 and is brought into contact with the lower side of the dip roll 8. Passed through. Thereafter, the prepreg was introduced into a dryer (not shown) and heated by the dryer to produce a prepreg.
[0047]
For each of the prepregs thus obtained, the unimpregnated portion residual ratio was determined as follows. That is, as shown in FIG. 12, of the unimpregnated portions 31 formed along the filaments of the base material 1, they remain at the intersections 33 between the warp and the weft of the base material 1 (portions surrounded by dotted lines in FIG. 12). The total amount of the non-impregnated portions 31 is derived based on the length and the number of the non-impregnated portions 31 in the base material 1 to be immersed without performing cooling of the base material 1 and impregnation of the varnish 2 by one-side contact of the base material 1. The total amount of the non-impregnated portion 31 of the prepreg obtained by only applying the varnish 2 by impregnation (dipping) is set to 100%, and based on this, the cooling of the substrate 1 and the one-side contact of the substrate 1 are performed at each temperature. Of the prepreg obtained by impregnating the varnish 2 with the varnish 2 was determined. Table 1 shows the results.
[0048]
[Table 1]

[0049]
As can be seen from Table 1, those of Examples 1 and 2 in which the temperature of the substrate 1 was set lower than the temperature of the varnish 2 were higher than those of the comparative example in which the temperature of the substrate 1 and the varnish 2 were the same. However, it is confirmed that the residual rate of the unimpregnated portion is low. In particular, in the case of Example 2 in which the temperature of the base material 1 was set to 5 ° C. and the temperature difference between the base material 1 and the varnish 2 was set to 25 ° C., it was confirmed that the residual rate of the unimpregnated portion could be significantly reduced.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, in the method of impregnating a substrate according to claim 1 of the present invention, when impregnating the substrate with the varnish by impregnating the varnish from one side of the substrate, the temperature of the substrate is higher than the temperature of the varnish. Since it is set low, it is possible to make a sufficient amount of varnish penetrate not only into the gap between the yarns but also into the gap between the filaments.In addition to the bubbles existing between the yarns, the bubbles existing between the filaments can be easily removed. It can be extruded outside the substrate.
[0051]
According to the second aspect of the present invention, the varnish is impregnated into the base material after the temperature of the base material is set to 10 ° C. or lower, so that a sufficient amount of varnish can be permeated into the gaps between the filaments. Is what you can do.
[0052]
Further, the invention of claim 3 impregnates the base material with the varnish after setting the temperature difference between the base material and the varnish to 15 ° C. or more, so that a sufficient amount of the varnish can penetrate into the gaps between the filaments. It can be obtained even higher.
[0053]
Further, according to the invention of claim 4, since the base material is impregnated with the varnish after the base material is cooled by blowing cold air, the temperature of the base material can be easily set lower than the temperature of the varnish. In addition, even if dust or dust adheres to the substrate, the dust or dust adhering to the substrate can be blown off and removed by blowing cool air.
[0054]
According to the invention of claim 5, since the base material is impregnated with the varnish after lowering the temperature of the base material by passing the base material through a cooling roll, the temperature of the base material can be easily set lower than the temperature of the varnish. The cooling efficiency can be improved.
[0055]
According to the invention of claim 6, since the base material is impregnated with the varnish after the base material is dehumidified, moisture can be removed from the inside of the base material, and the bubbles can be smoothly carried by permeation of the varnish. .
[0056]
According to the invention of claim 7, the varnish is impregnated in the base material by bringing the varnish into contact with the lower surface of the base material while horizontally transporting the base material. The air bubbles existing inside can be pushed up and taken out from the upper surface of the base material.
[0057]
Further, according to the invention of claim 8, since the varnish is brought into contact with the lower surface of the base material by blowing up the varnish upward from below the base material, the position of the pair of transport rolls for bringing the varnish into contact with the lower surface of the base material is provided. It is possible to save the trouble of adjusting the varnish and adjusting the liquid level of the varnish by increasing or decreasing the amount of the varnish stored in the impregnation tank.
[0058]
According to the ninth aspect of the present invention, the substrate is impregnated with the varnish flowing down along the inclination of the substrate in a region where the substrate is inclined while the substrate is inclined at a predetermined angle and conveyed. While the material is conveyed inclined, it is possible to make the base material contact and penetrate the varnish flowing down along the inclination of the base material. The substrate can be impregnated with an amount of varnish, thereby enabling high-speed impregnation.
[0059]
Further, the invention of claim 10 impregnates the substrate with the varnish by supplying and contacting the varnish on one side of the substrate while vertically transporting the substrate, so that the substrate is transported horizontally as in the case of transporting the substrate horizontally. Adjusting the position of the pair of transport rolls to bring the varnish into contact with the lower surface of the base material, or reducing the amount of varnish stored in the impregnation tank and adjusting the liquid level of the varnish eliminates the need for labor. You can do it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing still another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing still another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic sectional view showing still another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing still another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing still another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic sectional view showing still another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the penetration rate of varnish and the width between filaments constituting yarn.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a place where a base material and a varnish come into contact.
FIG. 11 is a schematic sectional view showing an apparatus used in an example of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a state of an unimpregnated portion formed on a prepreg.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 Varnish
3 Cooling roll

Claims

A method for impregnating a substrate, wherein the temperature of the substrate is set lower than the temperature of the varnish when impregnating the substrate with the varnish by infiltrating the varnish from one side of the substrate.

The method for impregnating a substrate according to claim 1, wherein the varnish is impregnated into the substrate after the temperature of the substrate is reduced to 10 ° C or lower.

The method for impregnating a substrate according to claim 1 or 2, wherein the varnish is impregnated into the substrate after the temperature difference between the substrate and the varnish is set to 15 ° C or more.

The method for impregnating a substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the substrate is impregnated with a varnish after the temperature of the substrate is lowered by blowing cold air onto the substrate.

The method for impregnating a substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the varnish is impregnated into the substrate after the temperature of the substrate is lowered by passing the substrate through a cooling roll.

The method for impregnating a substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein the substrate is impregnated with a varnish after the substrate is dehumidified.

The method for impregnating a substrate according to any one of claims 1 to 6, wherein the varnish is impregnated into the substrate by bringing the varnish into contact with the lower surface of the substrate while horizontally transporting the substrate.

The method for impregnating a substrate according to claim 7, wherein the varnish is brought into contact with the lower surface of the substrate by blowing up the varnish upward from below the substrate.

The substrate according to claim 1, wherein the substrate is impregnated while flowing down the varnish along the inclination of the substrate in a region where the substrate is inclined while conveying the substrate at a predetermined angle. The method for impregnating a substrate according to any one of the above.

The varnish is impregnated into the base material by supplying and contacting the varnish on one side of the base material while vertically transporting the base material, thereby impregnating the base material with the varnish according to any one of claims 1 to 6. Method.