JP2005336499A - Method and apparatus for producing prepreg - Google Patents

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Yoshinori Matsuzaki
義則 松▲崎▼
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a prepreg, that has almost no void or no part where a vanish is not impregnated, without lowering productivity and increasing production cost. <P>SOLUTION: The apparatus is equipped with a vibration generating rotator 30 whose peripheral surface is formed unevenly, an inner cylinder 32 having a lot of small holes 31 in its whole surface, and an outer cylinder 34 having a lot of large holes 33 in its whole surface. The inner cylinder 32 is inserted into the inside of the outer cylinder 34 and set there, and the vibration generating rotator 30 is inserted into the inside of the inner cylinder 32 and set there. The base material 2 is brought into contact with the outer peripheral surface of a reverse-rotating roll 15, and dipped in the varnish 1 that is contained in the inner cylinder 32 and is fluidized by repeated continuous effusion and suction through the small holes 31 and the large holes 33 by rotating the vibration generating rotator 30 against the inner cylinder 32 and the outer cylinder 34. Then, the varnish is passed through the base material 2 in the thickness direction and pushes out air bubbles B existing within the base material 2 out of it. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、積層板の製造等に使用されるプリプレグの製造方法及び製造装置に関するものである。   The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a prepreg used for manufacturing a laminated board.

従来より、ガラス不織布などの基材にワニスを含浸し、これを乾燥させた後、基材中の樹脂を半硬化状態(Bステージ状態)にまで硬化させることによって、プリプレグが製造されているが、基材にワニスを含浸させるにあたっては一般的にプレ含浸と浸漬(ディッピング)を組み合わせた工法が採用されている。すなわち、基材の片面にワニスを塗布して基材の片面からワニスを基材中に含浸させるようにしてプレ含浸を行った後、この基材をワニス中に浸漬することによって、基材にワニスを含浸させるようにしている。そして、この工法ではプレ含浸を行うことにより、基材のワニスを塗布していない他の片面から基材中の空気を押し出すことができるものであり、これにより、ボイドやワニスの未含浸部分が少ないプリプレグを形成することができるのである。   Conventionally, a prepreg is manufactured by impregnating a base material such as a glass nonwoven fabric with varnish, drying it, and then curing the resin in the base material to a semi-cured state (B stage state). In order to impregnate a base material with a varnish, generally, a construction method combining pre-impregnation and dipping (dipping) is employed. That is, after applying the varnish to one side of the substrate and pre-impregnating the varnish into the substrate from one side of the substrate, the substrate is immersed in the varnish, Impregnated with varnish. And by this pre-impregnation in this construction method, the air in the substrate can be pushed out from the other side where the varnish of the substrate is not applied, and thereby, the non-impregnated part of voids and varnishes A small number of prepregs can be formed.

しかし、プレ含浸と浸漬を組み合わせた工法であっても基材の内部にボイドや未含浸部分が多く残留したプリプレグしか製造することができず、このプリプレグを使用して成形しても成形後の積層板にボイドやカスレが生じて成形不良を起こすという問題があった。そこで、ワニスの含浸性を向上させる工法として、特許文献1に記載のように、基材にワニスを含浸させる前に、基材に溶剤を含浸させることが有効であるが、この場合、溶剤を含浸させたり溶剤を乾燥させたりしなければならないために、プリプレグの生産性(生産速度)の低下やコストアップを招くという問題があった。
特公平7−55501号公報
However, even with a method that combines pre-impregnation and immersion, only prepregs with a large amount of voids or unimpregnated portions remaining inside the base material can be produced. Even if molded using this prepreg, There has been a problem that voids and scraps are generated in the laminated plate, resulting in molding defects. Therefore, as a method for improving the impregnation property of the varnish, as described in Patent Document 1, it is effective to impregnate the base material with the solvent before impregnating the base material with the varnish. Since the impregnation or the solvent must be dried, there has been a problem in that the productivity (production rate) of the prepreg is reduced and the cost is increased.
Japanese Patent Publication No. 7-55501

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、生産性の低下やコストアップになることがなく、ボイドやワニスの未含浸部分がほとんどないプリプレグを製造することができるプリプレグの製造方法及び製造装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and a prepreg manufacturing method capable of manufacturing a prepreg that has almost no unimpregnated portions of voids and varnish without lowering productivity or increasing costs, and The object is to provide a manufacturing apparatus.

本発明の請求項1に係るプリプレグの製造方法は、基材2にワニス1を含浸させるプリプレグの製造方法において、周面が凹凸状に形成された振動発生回転体30と、多数の小孔31を全面に亘って設けた内側筒体32と、多数の大孔33を全面に亘って設けた外側筒体34とを備えて反転ロール15を形成し、外側筒体34の内側に内側筒体32を差し込んで配設すると共に内側筒体32の内側に振動発生回転体30を差し込んで配置し、反転ロール15をワニス1中に配置すると共に基材2を反転ロール15の外周面に接触させてワニス1に浸漬し、振動発生回転体30を内側筒体32及び外側筒体34に対して回転させることにより、内側筒体32内のワニス1が小孔31と大孔33から連続的に噴出と吸引を繰り返すようにしてワニス1の流動を発生させることによって、基材2の厚み方向にワニス1を通過させて基材2中の気泡Bを基材外に押し出すことを特徴とするものである。   The prepreg manufacturing method according to claim 1 of the present invention is the prepreg manufacturing method in which the base material 2 is impregnated with the varnish 1, and the vibration generating rotating body 30 having an uneven surface and a large number of small holes 31. Is provided with an inner cylinder 32 provided over the entire surface and an outer cylinder 34 provided with a large number of large holes 33 over the entire surface to form the reversing roll 15, and the inner cylinder is provided inside the outer cylinder 34. 32 is inserted and arranged, and the vibration generating rotator 30 is inserted and arranged inside the inner cylinder 32, the reversing roll 15 is arranged in the varnish 1, and the substrate 2 is brought into contact with the outer peripheral surface of the reversing roll 15. The varnish 1 in the inner cylinder 32 is continuously passed through the small holes 31 and the large holes 33 by immersing the varnish 1 in the varnish 1 and rotating the vibration generating rotator 30 with respect to the inner cylinder 32 and the outer cylinder 34. The crocodile is repeatedly spouted and sucked By generating a flow, it is characterized in that the pushing in the thickness direction of the substrate 2 is passed through the varnish 1 bubbles B in the substrate 2 outside the substrate.

また、本発明の請求項2に係るプリプレグの製造方法は、請求項1に加えて、基材2をワニス1に浸漬する前に、ワニス1を脱泡することを特徴とするものである。   In addition to claim 1, the method for producing a prepreg according to claim 2 of the present invention is characterized in that the varnish 1 is defoamed before the substrate 2 is immersed in the varnish 1.

また、本発明の請求項3に係るプリプレグの製造方法は、請求項1又は2に加えて、基材2をワニス1に浸漬する前に、基材2にワニス1をプレ含浸することを特徴とするものである。   Moreover, in addition to Claim 1 or 2, the manufacturing method of the prepreg which concerns on Claim 3 of this invention is characterized by pre-impregnating the base material 2 with the varnish 1 before immersing the base material 2 in the varnish 1. It is what.

本発明の請求項4に係るプリプレグの製造装置は、基材2にワニス1を含浸させるプリプレグの製造装置において、基材2中の気泡Bを基材2外に押し出すために、ワニス1中に浸漬した基材2にその厚み方向でワニス1が通過するようにワニス1を流動させるためのワニス流動発生機3を備え、ワニス流動発生機3はワニス1を貯留するための流動発生機槽14と、流動発生機槽14に貯留されたワニス1中に配設される反転ロール15とを備え、反転ロール15は周面が凹凸状に形成された振動発生回転体30と、多数の小孔31を全面に亘って設けた内側筒体32と、多数の大孔33を全面に亘って設けた外側筒体34とを備え、外側筒体34の内側に内側筒体32を差し込んで配設すると共に内側筒体32の内側に振動発生回転体30を差し込んで配置し、振動発生回転体30を内側筒体32及び外側筒体34に対して回転させることにより、内側筒体32内のワニス1が小孔31と大孔33から連続的に噴出と吸引を繰り返すようにしてワニス1の流動を発生させることを特徴とするものである。   The prepreg manufacturing apparatus according to claim 4 of the present invention is a prepreg manufacturing apparatus in which the base material 2 is impregnated with the varnish 1, in order to push the bubbles B in the base material 2 out of the base material 2. A varnish flow generator 3 is provided for flowing the varnish 1 so that the varnish 1 passes through the substrate 2 in the thickness direction, and the varnish flow generator 3 is a flow generator tank 14 for storing the varnish 1. And a reversing roll 15 disposed in the varnish 1 stored in the flow generator tank 14, and the reversing roll 15 has a vibration generating rotating body 30 having an uneven surface and a large number of small holes. 31 is provided with an inner cylinder 32 provided over the entire surface and an outer cylinder 34 provided with a large number of large holes 33 over the entire surface, and the inner cylinder 32 is inserted into the outer cylinder 34 and disposed. In addition, the vibration generating rotator 3 is provided inside the inner cylinder 32. , And the vibration generating rotating body 30 is rotated with respect to the inner cylindrical body 32 and the outer cylindrical body 34, whereby the varnish 1 in the inner cylindrical body 32 is continuously ejected from the small hole 31 and the large hole 33. The flow of the varnish 1 is generated by repeating the suction.

上記のように本発明の請求項1の発明は、基材中の気泡を除去することができ、ボイドやワニスの未含浸部分がほとんどないようにすることができるものである。しかも、基材中の気泡を除去するにあたってプリプレグに不要な溶剤を用いないので、プリプレグに溶剤を含浸させたり溶剤を乾燥させたりすることがなく、生産性の低下やコストアップになることがないものである。   As described above, the invention according to claim 1 of the present invention can remove bubbles in the base material, and can make almost no voids or varnishes impregnated. Moreover, since no unnecessary solvent is used in the prepreg for removing bubbles in the base material, the prepreg is not impregnated with the solvent or dried, so that the productivity is not lowered and the cost is not increased. Is.

また本発明の請求項2の発明は、気泡を含まないワニスを流動させることができ、基材に気泡が供給されにくくなってボイドやワニスの未含浸部分がより発生しにくくなるものである。   In the invention of claim 2 of the present invention, it is possible to flow the varnish containing no bubbles, and it is difficult for bubbles to be supplied to the base material, and voids and varnish unimpregnated portions are less likely to occur.

また本発明の請求項3の発明は、プレ含浸により基材中の空気を除去することができ、ボイドやワニスの未含浸部分がより発生しにくくなるものである。   In the invention of claim 3 of the present invention, the air in the base material can be removed by pre-impregnation, and voids and varnish unimpregnated portions are less likely to occur.

本発明の請求項4の発明は、基材にその厚み方向でワニスが通過するようにワニス流動発生機でワニスを流動させて基材中の気泡を基材外に押し出すことによって、基材中の気泡を除去することができ、ボイドやワニスの未含浸部分がほとんどないようにすることができるものである。しかも、基材中の気泡を除去するにあたってプリプレグに不要な溶剤を用いないので、プリプレグに溶剤を含浸させたり溶剤を乾燥させたりすることがなく、生産性の低下やコストアップになることがないものである。   According to the invention of claim 4 of the present invention, the varnish is flowed with a varnish flow generator so that the varnish passes through the substrate in the thickness direction, and bubbles in the substrate are pushed out of the substrate. Bubbles can be removed, and there can be almost no void or varnish unimpregnated portion. Moreover, since no unnecessary solvent is used in the prepreg for removing bubbles in the base material, the prepreg is not impregnated with the solvent or dried, so that the productivity is not lowered and the cost is not increased. Is.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

図2に本発明の参考例のプリプレグの製造装置の一例を示す。この製造装置は、プレ含浸機10とワニス流動発生機3と浸漬機(ディップ機)20とを備えて形成されている。   FIG. 2 shows an example of a prepreg manufacturing apparatus according to a reference example of the present invention. The manufacturing apparatus includes a pre-impregnation machine 10, a varnish flow generator 3, and an immersion machine (dip machine) 20.

プレ含浸機10はプレ含浸用のワニス1を貯留するプレ含浸機槽11と、プレ含浸機槽11内に配置される塗布ロール(キッスロール)12と、プレ含浸機槽11の上方に配置される一対の搬送ロール13とを備えて形成されている。塗布ロール12及び搬送ロール13は後述の基材2の搬送方向と直交する方向を回転軸としてモータ等の駆動装置で回転駆動自在に形成されている。また、塗布ロール12はその下側略半分がプレ含浸機槽11に貯留されているワニス1に浸漬されている。また、塗布ロール12は一対の搬送ロール13の間で且つ搬送ロール13よりも下方に配置されている。   The pre-impregnating machine 10 is arranged above the pre-impregnating machine tank 11, a pre-impregnating machine tank 11 for storing the pre-impregnating varnish 1, an application roll (kiss roll) 12 disposed in the pre-impregnating machine tank 11, and the pre-impregnating machine tank 11. And a pair of transport rolls 13. The coating roll 12 and the transport roll 13 are formed so as to be freely rotatable by a drive device such as a motor with a direction orthogonal to the transport direction of the substrate 2 described later as a rotation axis. Moreover, the lower half of the coating roll 12 is immersed in the varnish 1 stored in the pre-impregnation machine tank 11. Further, the application roll 12 is disposed between the pair of transport rolls 13 and below the transport roll 13.

ワニス流動発生機3は流動用のワニス1を貯留する流動発生機槽14と、流動発生機槽14内に配置される反転ロール15と、流動発生機槽14の上方に配置される一対のガイドロール16と、流動発生機槽14内に配置されるノズル4とを備えて形成されている。反転ロール15及びガイドロール16は後述の基材2の搬送方向と直交する方向を回転軸としてモータ等の駆動装置で回転駆動自在に形成されている。また、反転ロール15はその全体が流動発生機槽14に貯留されているワニス1に浸漬されている。また、反転ロール15は一対のガイドロール16の間で且つガイドロール16よりも下方に配置されている。ノズル4はその全体が流動発生機槽14に貯留されているワニス1に浸漬されており、このワニス1を噴出したり吸引したりするための噴出吸引口17がノズル4に設けられている。また、ノズル4の噴出吸引口17からワニス1を噴出したり吸引したりするための駆動源となるポンプ等が接続管18を介してノズル4に接続されている。   The varnish flow generator 3 includes a flow generator tank 14 for storing the flow varnish 1, a reversing roll 15 disposed in the flow generator tank 14, and a pair of guides disposed above the flow generator tank 14. A roll 16 and a nozzle 4 arranged in the flow generator tank 14 are provided. The reversing roll 15 and the guide roll 16 are formed so as to be rotatable and driven by a driving device such as a motor with a direction orthogonal to the conveyance direction of the substrate 2 described later as a rotation axis. Further, the entire reverse roll 15 is immersed in the varnish 1 stored in the flow generator tank 14. The reverse roll 15 is disposed between the pair of guide rolls 16 and below the guide rolls 16. The nozzle 4 is entirely immersed in the varnish 1 stored in the fluid generator tank 14, and a jet suction port 17 for jetting and sucking the varnish 1 is provided in the nozzle 4. Further, a pump or the like serving as a drive source for ejecting or sucking the varnish 1 from the ejection suction port 17 of the nozzle 4 is connected to the nozzle 4 via a connection pipe 18.

浸漬機20は浸漬用のワニス1を貯留する浸漬機槽21と、浸漬機槽21内に配置されるディップロール22と、浸漬機槽21及びディップロール22の上方に配置される一対の除去ロール23とを具備して形成されている。ディップロール22及び除去ロール23は後述の基材2の搬送方向と直交する方向を回転軸としてモータ等の駆動装置で回転駆動自在に形成されている。また、ディップロール22はその全体が浸漬機槽21に貯留されているワニス1に浸漬されている。   The dipping machine 20 has a dipping machine tank 21 for storing the varnish 1 for dipping, a dip roll 22 arranged in the dipping machine tank 21, and a pair of removal rolls arranged above the dipping machine tank 21 and the dip roll 22. 23. The dip roll 22 and the removal roll 23 are formed so as to be freely rotatable by a driving device such as a motor with a direction orthogonal to the conveyance direction of the substrate 2 described later as a rotation axis. Further, the dip roll 22 is entirely immersed in the varnish 1 stored in the immersion machine tank 21.

上記のワニス1としては従来からプリプレグの製造に用いられているものをそのまま使用することができ、例えば、エポキシ樹脂やメラミン樹脂などの熱硬化性樹脂をメチルエチルケトン(MEK)やジメチルホルムアミド(DMF)などの溶剤に溶解させてワニス1を調製することができる。ワニス1の粘度や樹脂濃度は任意に調製することができるが、例えば、粘度は1〜300cps、樹脂濃度は50〜70質量%にそれぞれ設定することができる。また、プレ含浸用のワニス1と流動用のワニス1と浸漬用のワニス1としては同一のものを用いても良いし、粘度や樹脂濃度や樹脂の種類が異なるものを用いても良い。また、上記のワニス1(特に、流動用のワニス1)は基材2に供給される前に予め脱泡しておくのが好ましい。脱泡方法は例えば、内部圧力を真空にしたタンクにワニスを投入することにより行なうことができる。このようにワニス1を脱泡しておくことにより、基材2にワニス1中の気泡が供給されることがなくなって、プリプレグにボイドやワニス1の未含浸部分が発生するのを少なくすることができるものである。   As said varnish 1, what was conventionally used for manufacture of a prepreg can be used as it is, for example, thermosetting resins, such as an epoxy resin and a melamine resin, methyl ethyl ketone (MEK), dimethylformamide (DMF), etc. The varnish 1 can be prepared by dissolving in a solvent. The viscosity and resin concentration of the varnish 1 can be arbitrarily adjusted. For example, the viscosity can be set to 1 to 300 cps, and the resin concentration can be set to 50 to 70% by mass. Moreover, the same thing may be used as the varnish 1 for pre-impregnation, the varnish 1 for a flow, and the varnish 1 for immersion, and the thing from which a viscosity, resin concentration, and the kind of resin differ may be used. The varnish 1 (particularly the varnish 1 for flow) is preferably defoamed before being supplied to the substrate 2. The defoaming method can be performed, for example, by putting varnish into a tank whose internal pressure is evacuated. By defoaming the varnish 1 in this manner, the bubbles in the varnish 1 are not supplied to the base material 2, and the occurrence of voids and unimpregnated portions of the varnish 1 in the prepreg is reduced. It is something that can be done.

本発明で用いる基材2は長尺に形成されるものであって、従来からプリプレグの製造に用いられているものをそのまま使用することができ、例えば、ガラス不織布、ガラス織布、ポリエステル繊維やポリアミド繊維などの合成繊維を用いた不織布や織布などを用いることができる。また、基材2の厚みや目付量には特に制限はないが、基材2から気泡Bを除去しやすくするために、基材2の厚みは0.06〜0.20mm、目付量は28〜120g/mにそれぞれ設定するのが好ましい。 The base material 2 used in the present invention is formed in a long shape, and those conventionally used for the production of prepregs can be used as they are, for example, glass nonwoven fabric, glass woven fabric, polyester fiber, Nonwoven fabrics and woven fabrics using synthetic fibers such as polyamide fibers can be used. Further, the thickness and basis weight of the base material 2 are not particularly limited, but in order to easily remove the bubbles B from the base material 2, the thickness of the base material 2 is 0.06 to 0.20 mm, and the basis weight is 28. It is preferable to set each to ˜120 g / m 2 .

上記のプリプレグの製造装置を用いて基材2にワニス1を含浸させるにあたっては、次のようにして行う。まず、長尺の基材2が連続的にプレ含浸機10とワニス流動発生機3と浸漬機20とをこの順で通過して進行するように、基材2を図2に示すようにセットする。このように基材2をセットすると、プレ含浸機10においては一対の搬送ロール13の下側周面に基材2の上面(表面)が接触し、且つ塗布ロール12の上側周面に基材2の下面(裏面)が接触した状態となり、また、ワニス流動発生機3においては一対のガイドロール16の上側周面に基材2の下面が接触し、且つ反転ロール15の下側周面に基材2の上面が接触した状態となり、さらに、浸漬機20においては基材2の上面がディップロール22の下側周面に接触し、且つ一対の除去ロール23の間を基材2が通過した状態となる。また、ワニス流動発生機3においては噴出吸引口17が基材2の方に向くようにノズル4が配置されている。すなわち、ノズル4はその噴出吸引口17が一方(導入側)のガイドロール16と反転ロール15の間において基材2の片面(裏面)の方に向くように配置されている。また、ノズル4はその噴出吸引口17が基材2の片面に近接あるいは接触するように配置されている。   When the base material 2 is impregnated with the varnish 1 using the above-described prepreg manufacturing apparatus, it is performed as follows. First, the base material 2 is set as shown in FIG. 2 so that the long base material 2 continuously passes through the pre-impregnation machine 10, the varnish flow generator 3 and the immersion machine 20 in this order. To do. When the base material 2 is set in this manner, in the pre-impregnation machine 10, the upper surface (surface) of the base material 2 is in contact with the lower peripheral surface of the pair of transport rolls 13, and the upper peripheral surface of the coating roll 12 is the base material. 2, and the lower surface of the substrate 2 is in contact with the upper peripheral surface of the pair of guide rolls 16 and the lower peripheral surface of the reversing roll 15. In addition, in the dipping machine 20, the upper surface of the substrate 2 contacts the lower peripheral surface of the dip roll 22, and the substrate 2 passes between the pair of removal rolls 23. It will be in the state. Further, in the varnish flow generator 3, the nozzle 4 is arranged so that the ejection suction port 17 faces the base material 2. That is, the nozzle 4 is arranged so that the ejection suction port 17 faces the one surface (back surface) of the substrate 2 between the one (introduction side) guide roll 16 and the reverse roll 15. In addition, the nozzle 4 is arranged such that its ejection suction port 17 is close to or in contact with one surface of the base material 2.

そして、上記のように基材2をセットした状態を維持しつつ、搬送ロール13、塗布ロール12、ガイドロール16、反転ロール15、ディップロール22、除去ロール23を回転駆動させることにより、長尺の基材2をその長手方向に連続的に進行させて基材2にワニス1を含浸させていく。   And while maintaining the state which set the base material 2 as mentioned above, the conveyance roll 13, the application | coating roll 12, the guide roll 16, the reverse roll 15, the dip roll 22, and the removal roll 23 are rotationally driven, and it is long. The base material 2 is continuously advanced in the longitudinal direction, and the base material 2 is impregnated with the varnish 1.

すなわち、まず、プレ含浸機10で基材2にワニス1をプレ含浸する。プレ含浸は塗布ロール12の上側周面を基材2の下面に接触させることにより塗布ロール12の周面に付着したワニス1を基材2の下面に塗布し、基材2の下面から内部及び上面へとワニス1を含浸させるものであり、これにより、基材2内の空気がワニス1の含浸により押されて基材2の下面側から上面側へと移動し、基材2の上面から基材2外へ押し出されて排出されるのである。   That is, first, the base material 2 is pre-impregnated with the varnish 1 by the pre-impregnation machine 10. In the pre-impregnation, the upper surface of the coating roll 12 is brought into contact with the lower surface of the base material 2 to apply the varnish 1 attached to the peripheral surface of the coating roll 12 to the lower surface of the base material 2. The upper surface is impregnated with the varnish 1, whereby the air in the base material 2 is pushed by the impregnation of the varnish 1 and moves from the lower surface side to the upper surface side of the base material 2. It is pushed out of the substrate 2 and discharged.

次に、プレ含浸された基材2をワニス流動発生機3に導入し、ここでワニス1の流動により基材2の繊維間に残存している気泡(ボイド)Bを基材2外へ押し出して除去するのである。つまり、プレ含浸だけでは基材2から十分に空気を除去することができず、図1(a)に示すように、プレ含浸した基材2には空気が多数の気泡Bとして残存している。そこで、本発明では図1(b)に矢印で示すようにワニス流動発生機3において、ワニス1が基材2をその厚み方向(表裏方向)に通過するようにワニス1を流動させることによって、基材2中の気泡Bをワニス1の流動で基材2外に強制的に押し出すと共にワニス1を基材2中に強制的に供給して含浸させるものであり、これにより、図1(c)に示すように基材2中に気泡が存在しないようにすることができるものである。図1に示す実施の形態では、ノズル4の噴出吸引口17からワニス1を基材2に向けて連続的に噴出したり、あるいはノズル4の噴出吸引口17からワニス1を連続的に吸引したり、あるいはノズル4の噴出吸引口17からのワニス1の噴出や吸引を交互に繰り返し連続的に行ってワニス1を振動させることによって、上記のワニス1の流動を発生させるものである。この時、ワニス1の流速は基材2の進行速度等によっても異なるが、基材2の進行速度が2m/分の場合、ワニス1の流速は10mm/秒以上にするのが好ましい。尚、基材2の進行速度は通常2〜20m/分であるので、ワニス1の流速は10〜100mm/秒に設定することができる。   Next, the pre-impregnated base material 2 is introduced into the varnish flow generator 3, where air bubbles (voids) B remaining between the fibers of the base material 2 are pushed out of the base material 2 by the flow of the varnish 1. And remove it. That is, air cannot be sufficiently removed from the base material 2 only by pre-impregnation, and air remains as a large number of bubbles B in the pre-impregnated base material 2 as shown in FIG. . Therefore, in the present invention, by flowing the varnish 1 so that the varnish 1 passes through the base material 2 in the thickness direction (front and back direction) in the varnish flow generator 3 as shown by an arrow in FIG. The bubbles B in the substrate 2 are forced out of the substrate 2 by the flow of the varnish 1, and the varnish 1 is forcibly supplied into the substrate 2 to be impregnated. ), It is possible to prevent bubbles from being present in the substrate 2. In the embodiment shown in FIG. 1, the varnish 1 is continuously ejected from the ejection suction port 17 of the nozzle 4 toward the substrate 2, or the varnish 1 is continuously suctioned from the ejection suction port 17 of the nozzle 4. Alternatively, the flow of the varnish 1 is generated by oscillating the varnish 1 by alternately repeating and continuously ejecting and sucking the varnish 1 from the ejection suction port 17 of the nozzle 4. At this time, the flow rate of the varnish 1 varies depending on the traveling speed of the base material 2 and the like, but when the traveling speed of the base material 2 is 2 m / min, the flow speed of the varnish 1 is preferably 10 mm / second or more. In addition, since the advancing speed of the base material 2 is 2-20 m / min normally, the flow rate of the varnish 1 can be set to 10-100 mm / sec.

次に、ワニス流動発生機3で気泡Bがほとんど除去された基材2を浸漬機20に導入し、ここでワニス1に基材2を浸漬する。上記のように基材2にはほとんど気泡Bが残存していないが、浸漬機20でワニス1に基材2を浸漬させることでより完全に気泡Bを基材2から除去するものである。また、ワニス流動発生機3でのワニス1の流動により基材2中でワニス1が偏在化してワニス1の未含浸部分が生じている場合もあるので、浸漬機20でワニス1に基材2を浸漬させることにより均一にワニス1を基材2に含浸させるものである。そして、基材2はワニス1に浸漬後に一対の除去ロール23間を通して引き上げられることになるが、一対の除去ロール23間を通過する際に基材2の両面に除去ロール23が接触するものであり、これにより、基材2の両面に付着した余剰のワニス1を除去するものである。   Next, the base material 2 from which the bubbles B have been almost removed by the varnish flow generator 3 is introduced into the immersion machine 20 where the base material 2 is immersed in the varnish 1. As described above, almost no bubbles B remain in the substrate 2, but the bubbles B are more completely removed from the substrate 2 by immersing the substrate 2 in the varnish 1 with the dipping machine 20. Further, since the varnish 1 is unevenly distributed in the substrate 2 due to the flow of the varnish 1 in the varnish flow generator 3, an unimpregnated portion of the varnish 1 may be generated. The base material 2 is uniformly impregnated with the varnish 1 by dipping. And after the base material 2 is immersed in the varnish 1, it will be pulled up through between a pair of removal rolls 23, When the removal roll 23 contacts between both surfaces of the base material 2 when passing between a pair of removal rolls 23, it is. Yes, thereby removing the excess varnish 1 adhering to both surfaces of the substrate 2.

このようにしてプレ含浸機10とワニス流動発生機3と浸漬機20によりワニス1を含浸した基材2を乾燥し、この後、加熱等により基材2中の樹脂を半硬化状態にまで硬化させることによりプリプレグを形成することができる。そして、このプリプレグはワニス1の流動により基材2中の気泡Bを基材2外に強制的に押し出して除去することにより形成されているので、ボイドやワニスの未含浸部分がほとんどないものである。しかも、基材2中の気泡Bを除去するにあたってプリプレグに不要な溶剤を含浸させるのではなく、プリプレグに必要なワニス1を含浸させているので、従来のようにプリプレグに不要な溶剤を含浸させたり溶剤を乾燥させたりすることがなく、生産性の低下やコストアップになることがないものである。   In this way, the base material 2 impregnated with the varnish 1 is dried by the pre-impregnation machine 10, the varnish flow generator 3 and the dipping machine 20, and then the resin in the base material 2 is cured to a semi-cured state by heating or the like. By doing so, a prepreg can be formed. This prepreg is formed by forcibly extruding and removing the bubbles B in the base material 2 out of the base material 2 by the flow of the varnish 1, so that there is almost no void or varnish unimpregnated portion. is there. Moreover, since the prepreg is impregnated with the varnish 1 necessary for removing the air bubbles B in the substrate 2, the prepreg is impregnated with an unnecessary solvent as in the prior art. And the solvent is not dried, and the productivity is not lowered and the cost is not increased.

図3に本発明の実施の形態を示す。このプリプレグの製造装置はプレ含浸機10と浸漬機20が上記と同様に形成されており、ワニス流動発生機3が上記と異なるもので形成されている。すなわち、ワニス流動発生機3はノズル4を具備せずに、図4に示すように、流動用のワニス1を貯留する流動発生機槽14と、流動発生機槽14内に配置される反転ロール15と、流動発生機槽14の上方に配置される一対のガイドロール16とを備えて形成されている。反転ロール15及びガイドロール16は後述の基材2の搬送方向と直交する方向を回転軸として回転駆動自在に形成されている。また、反転ロール15はその全体が流動発生機槽14に貯留されているワニス1に浸漬されている。また、反転ロール15は一対のガイドロール16の間で且つガイドロール16よりも下方に配置されている。そして、この反転ロール15は振動装置であって、ワニスを振動させて流動させるためのロール5として形成されている。   FIG. 3 shows an embodiment of the present invention. In this prepreg manufacturing apparatus, the pre-impregnation machine 10 and the dipping machine 20 are formed in the same manner as described above, and the varnish flow generator 3 is formed of a different one from the above. That is, the varnish flow generator 3 does not include the nozzle 4, but as shown in FIG. 4, the flow generator tank 14 for storing the flow varnish 1 and the reversing roll disposed in the flow generator tank 14. 15 and a pair of guide rolls 16 disposed above the flow generator tank 14. The reversing roll 15 and the guide roll 16 are formed so as to be rotatable and driven with a direction orthogonal to the conveyance direction of the substrate 2 described later as a rotation axis. Further, the entire reverse roll 15 is immersed in the varnish 1 stored in the flow generator tank 14. The reverse roll 15 is disposed between the pair of guide rolls 16 and below the guide rolls 16. And this inversion roll 15 is a vibration apparatus, Comprising: It forms as the roll 5 for vibrating a varnish and making it flow.

反転ロール15は図5(a)(b)に示すように、周面が凹凸状に形成された振動発生回転体30と、多数の小孔31を全面に亘って設けた内側筒体32と、多数の大孔33を全面に亘って設けた外側筒体34とを備えて形成されている。小孔31は内側筒体32を貫通して形成されており、また、大孔33は外側筒体34を貫通するように形成されている。そして、外側筒体34の内側に内側筒体32を差し込んで配設すると共に内側筒体32の内側に振動発生回転体30を差し込んで配置することによって反転ロール15が形成されており、これにより、反転ロール15の基材接触面(反転ロール15の外周面)は多孔構造に形成されている。また、振動発生回転体30と内側筒体32と外側筒体34とは互いに回転自在に形成されている。さらに、振動発生回転体30と内側筒体32と外側筒体34とは基材2の搬送方向と直交する方向を回転軸としてモータ等の駆動装置で回転駆動自在に形成されているが、振動発生回転体30は内側筒体32及び外側筒体34と逆向きに回転するように設定されている。すなわち、内側筒体32及び外側筒体34はその下部が基材2の進行方向と同方向となるように回転駆動され、振動発生回転体30はその下部が基材2の進行方向と逆方向となるように回転駆動されるものである。   As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the reversing roll 15 includes a vibration generating rotating body 30 having an uneven surface and an inner cylinder 32 having a large number of small holes 31 provided over the entire surface. And an outer cylindrical body 34 provided with a large number of large holes 33 over the entire surface. The small hole 31 is formed so as to penetrate the inner cylinder 32, and the large hole 33 is formed so as to penetrate the outer cylinder 34. And the inversion roll 15 is formed by inserting and arrange | positioning the inner cylinder 32 inside the outer cylinder 34, and inserting and arrange | positioning the vibration generation | occurrence | production rotation body 30 inside the inner cylinder 32, thereby. The substrate contact surface of the reversing roll 15 (the outer peripheral surface of the reversing roll 15) is formed in a porous structure. Further, the vibration generating rotator 30, the inner cylinder 32, and the outer cylinder 34 are formed to be rotatable with respect to each other. Further, the vibration generating rotator 30, the inner cylinder 32, and the outer cylinder 34 are formed so as to be freely rotatable by a driving device such as a motor with a direction orthogonal to the conveying direction of the substrate 2 as a rotation axis. The generating rotator 30 is set to rotate in the opposite direction to the inner cylinder 32 and the outer cylinder 34. That is, the inner cylindrical body 32 and the outer cylindrical body 34 are rotationally driven so that the lower part thereof is in the same direction as the traveling direction of the base material 2, and the lower part of the vibration generating rotating body 30 is opposite to the traveling direction of the base material 2. It is rotationally driven so that

このようなプリプレグの製造装置を用いて基材2にワニス1を含浸させるにあたっては、次のようにして行う。まず、図2に示す上記のものと同様にして長尺の基材2をプレ含浸機10とワニス流動発生機3と浸漬機20にセットする。次に、上記のように基材2をセットした状態を維持しつつ、搬送ロール13、塗布ロール12、ガイドロール16、反転ロール15、ディップロール22、除去ロール23を回転駆動させることにより、長尺の基材2をその長手方向に連続的に進行させて基材2にワニス1を含浸させていく。   When the base material 2 is impregnated with the varnish 1 using such a prepreg manufacturing apparatus, it is performed as follows. First, the long base material 2 is set in the pre-impregnation machine 10, the varnish flow generator 3, and the dipping machine 20 in the same manner as described above shown in FIG. 2. Next, while maintaining the state in which the base material 2 is set as described above, the transport roll 13, the coating roll 12, the guide roll 16, the reverse roll 15, the dip roll 22, and the removal roll 23 are rotationally driven, thereby increasing the length. The scale substrate 2 is continuously advanced in the longitudinal direction thereof, and the substrate 2 is impregnated with the varnish 1.

すなわち、まず、上記と同様にしてプレ含浸機10で基材2にワニス1をプレ含浸する。次に、プレ含浸された基材2をワニス流動発生機3に導入し、ここで上記と同様にワニス1の流動により基材2に残存している気泡(ボイド)Bを基材2外へ押し出して除去するのである。図3に示す実施の形態では、反転ロール15の振動発生回転体30を回転させることによって、ワニス1に連続的に振動を起こしてワニス1が基材2をその厚み方向(表裏方向)に通過するようにワニス1を流動させるものである。すなわち、振動発生回転体30を内側筒体32及び外側筒体34に対して回転させると、振動発生回転体30の周面の凹凸形状の作用により内側筒体32に流れ込んだワニス1が、図5(b)に矢印で示すように、小孔31と大孔33とを通じて連続的に反転ロール15から噴出したり反転ロール15内に吸引されたりあるいは噴出と吸引を繰り返したりするものであり、これにより、ワニス1を連続的に振動させてワニス1の流動を発生させるものである。そして、このワニス1の流動により図1(a)〜(c)に示す上記と同様の作用が起こり、基材2に残存している気泡Bを基材2外へ押し出して除去することができるものである。ワニス1の振動の周波数は基材2の進行速度等によっても異なるが、基材2の進行速度が2m/分の場合、ワニス1の振動の周波数は80〜120Hzにするのが好ましい。尚、基材2の進行速度は通常2〜20m/分であるので、ワニス1の振動の周波数は80〜1200Hzに設定することができる。また、外側筒体34は基材2の進行速度と同じ回転速度であってもよいし、異なった回転速度であってもよく、異なる回転速度のほうが、大孔33の位置が進行に従って基材2に対する場所を変えることができ、これにより、ワニス1を基材2に均一に含浸させることができるので好ましい。   That is, first, the base material 2 is pre-impregnated with the varnish 1 by the pre-impregnation machine 10 as described above. Next, the pre-impregnated base material 2 is introduced into the varnish flow generator 3, and air bubbles (voids) B remaining on the base material 2 due to the flow of the varnish 1 are moved out of the base material 2 as described above. Extrude and remove. In the embodiment shown in FIG. 3, by rotating the vibration generating rotating body 30 of the reversing roll 15, the varnish 1 continuously vibrates and the varnish 1 passes through the base material 2 in the thickness direction (front and back direction). Thus, the varnish 1 is made to flow. That is, when the vibration generating rotator 30 is rotated with respect to the inner cylinder 32 and the outer cylinder 34, the varnish 1 that has flowed into the inner cylinder 32 by the action of the irregular shape on the peripheral surface of the vibration generating rotator 30 is illustrated in FIG. 5 (b), as indicated by an arrow, is continuously ejected from the reversing roll 15 through the small hole 31 and the large hole 33, sucked into the reversing roll 15, or repeatedly ejected and sucked. Thereby, the varnish 1 is continuously vibrated to generate a flow of the varnish 1. Then, the flow of the varnish 1 causes the same action as shown in FIGS. 1A to 1C, and the bubbles B remaining on the base material 2 can be pushed out of the base material 2 and removed. Is. The frequency of vibration of the varnish 1 varies depending on the traveling speed of the base material 2 and the like, but when the traveling speed of the base material 2 is 2 m / min, the frequency of vibration of the varnish 1 is preferably 80 to 120 Hz. In addition, since the advancing speed of the base material 2 is 2-20 m / min normally, the frequency of the vibration of the varnish 1 can be set to 80-1200 Hz. Further, the outer cylinder 34 may have the same rotational speed as the traveling speed of the base material 2, or may have a different rotational speed. The different rotational speeds cause the base material 33 to move as the position of the large hole 33 progresses. 2 can be changed, which is preferable because the varnish 1 can be uniformly impregnated into the substrate 2.

次に、ワニス流動発生機3で気泡Bがほとんど除去された基材2を浸漬機20に導入し、ここで上記と同様にしてワニス1に基材2を浸漬する。この後、上記と同様にして基材2を乾燥した後、加熱等により基材2中の樹脂を半硬化状態にまで硬化させることによりプリプレグを形成することができる。そして、このプリプレグにおいてもワニス1の流動により基材2中の気泡Bを基材2外に強制的に押し出して除去することにより形成されているので、ボイドやワニスの未含浸部分がほとんどないものである。しかも、基材2中の気泡Bを除去するにあたってプリプレグに不要な溶剤を含浸させるのではなく、プリプレグに必要なワニス1を含浸させているので、従来のようにプリプレグに不要な溶剤を含浸させたり溶剤を乾燥させたりすることがなく、生産性の低下やコストアップになることがないものである。   Next, the base material 2 from which the bubbles B have been almost removed by the varnish flow generator 3 is introduced into the immersion machine 20, where the base material 2 is immersed in the varnish 1 in the same manner as described above. Then, after drying the base material 2 in the same manner as described above, the prepreg can be formed by curing the resin in the base material 2 to a semi-cured state by heating or the like. And also in this prepreg, it is formed by forcibly extruding and removing the bubbles B in the base material 2 out of the base material 2 by the flow of the varnish 1, so there is almost no void or varnish unimpregnated portion. It is. Moreover, since the prepreg is impregnated with the varnish 1 necessary for removing the air bubbles B in the substrate 2, the prepreg is impregnated with an unnecessary solvent as in the prior art. And the solvent is not dried, and the productivity is not lowered and the cost is not increased.

図6に他の実施の形態を示す。このプリプレグの製造装置は、図2に示すワニス流動発生機3において、反転ロール15として図3の振動装置として形成されたものを用いたものであり、その他の構成は他の実施の形態と同様に形成されている。このプリプレグの製造装置ではノズル4と反転ロール15の両方によりワニス1の流動を発生させることになる。   FIG. 6 shows another embodiment. This prepreg manufacturing apparatus uses the varnish flow generator 3 shown in FIG. 2 using the reversing roll 15 formed as the vibration device of FIG. 3, and other configurations are the same as those of the other embodiments. Is formed. In this prepreg manufacturing apparatus, the flow of the varnish 1 is generated by both the nozzle 4 and the reverse roll 15.

そして、プレ含浸機10と浸漬機20のみを用いた従来のプリプレグの製造に比べて、本発明ではボイドやワニス1の未含浸部分の面積を80%減少させることができた。   And compared with the manufacture of the conventional prepreg using only the pre-impregnation machine 10 and the immersion machine 20, in this invention, the area of the non-impregnation part of the void and the varnish 1 was able to be reduced by 80%.

本発明の参考例の一例を示し、(a)〜(c)は概略の断面図である。An example of a reference example of the present invention is shown, and (a) to (c) are schematic cross-sectional views. 同上の参考例の製造装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the manufacturing apparatus of a reference example same as the above. 本発明の実施の形態の製造装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the manufacturing apparatus of embodiment of this invention. 同上のワニス流動発生機の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a varnish flow generator same as the above. 同上の(a)は反転ロールの一例を示す一部が破断された斜視図、(b)は一部を拡大した断面図である。(A) is a perspective view in which a part of the reversing roll is partially broken, and (b) is an enlarged sectional view of a part. 同上の他の実施の形態の一例を示す概略の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of other embodiment same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

1 ワニス
2 基材
3 ワニス流動発生機
14 流動発生機槽
15 反転ロール
30 振動発生回転体
31 小孔
32 内側筒体
33 大孔
34 外側筒体
B 気泡
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Varnish 2 Base material 3 Varnish flow generator 14 Flow generator tank 15 Inversion roll 30 Vibration generating rotary body 31 Small hole 32 Inner cylinder 33 Large hole 34 Outer cylinder B Bubble

Claims (4)

基材にワニスを含浸させるプリプレグの製造方法において、周面が凹凸状に形成された振動発生回転体と、多数の小孔を全面に亘って設けた内側筒体と、多数の大孔を全面に亘って設けた外側筒体とを備えて反転ロールを形成し、外側筒体の内側に内側筒体を差し込んで配設すると共に内側筒体の内側に振動発生回転体を差し込んで配置し、反転ロールをワニス中に配置すると共に基材を反転ロールの外周面に接触させてワニスに浸漬し、振動発生回転体を内側筒体及び外側筒体に対して回転させることにより、内側筒体内のワニスが小孔と大孔から連続的に噴出と吸引を繰り返すようにしてワニスの流動を発生させることによって、基材の厚み方向にワニスを通過させて基材中の気泡を基材外に押し出すことを特徴とするプリプレグの製造方法。   In a method for manufacturing a prepreg in which a base material is impregnated with a varnish, a vibration generating rotating body having an uneven surface, an inner cylindrical body having a large number of small holes over the entire surface, and a large number of large holes on the entire surface A reversing roll is formed with the outer cylinder provided over the inner cylinder, and the inner cylinder is inserted into the inner cylinder, and the vibration generating rotor is inserted into the inner cylinder. The reversing roll is placed in the varnish and the substrate is brought into contact with the outer peripheral surface of the reversing roll and immersed in the varnish, and the vibration generating rotating body is rotated with respect to the inner cylinder body and the outer cylinder body. The varnish is continuously ejected and sucked from the small and large holes to generate varnish flow, thereby passing the varnish in the thickness direction of the substrate and pushing out bubbles in the substrate to the outside of the substrate. Of prepreg characterized in that Law. 基材をワニスに浸漬する前に、ワニスを脱泡することを特徴とする請求項1に記載のプリプレグの製造方法。   The method for producing a prepreg according to claim 1, wherein the varnish is defoamed before the substrate is immersed in the varnish. 基材をワニスに浸漬する前に、基材にワニスをプレ含浸することを特徴とする請求項1又は2に記載のプリプレグの製造方法。   The method for producing a prepreg according to claim 1 or 2, wherein the substrate is pre-impregnated with the varnish before the substrate is immersed in the varnish. 基材にワニスを含浸させるプリプレグの製造装置において、基材中の気泡を基材外に押し出すために、ワニス中に浸漬した基材にその厚み方向でワニスが通過するようにワニスを流動させるためのワニス流動発生機を備え、ワニス流動発生機はワニスを貯留するための流動発生機槽と、流動発生機槽に貯留されたワニス中に配設される反転ロールとを備え、反転ロールは周面が凹凸状に形成された振動発生回転体と、多数の小孔を全面に亘って設けた内側筒体と、多数の大孔を全面に亘って設けた外側筒体とを備え、外側筒体の内側に内側筒体を差し込んで配設すると共に内側筒体の内側に振動発生回転体を差し込んで配置し、振動発生回転体を内側筒体及び外側筒体に対して回転させることにより、内側筒体内のワニスが小孔と大孔から連続的に噴出と吸引を繰り返すようにしてワニスの流動を発生させることを特徴とするプリプレグの製造装置。
In a prepreg manufacturing apparatus that impregnates a varnish into a base material, in order to extrude air bubbles in the base material out of the base material, the varnish flows through the base material immersed in the varnish so that the varnish passes in the thickness direction The varnish flow generator includes a flow generator tank for storing the varnish, and a reverse roll disposed in the varnish stored in the flow generator tank. The outer cylinder includes a vibration generating rotating body having an uneven surface, an inner cylinder provided with a large number of small holes over the entire surface, and an outer cylinder provided with a large number of large holes over the entire surface. An inner cylinder is inserted and arranged inside the body, and a vibration generating rotator is inserted and arranged inside the inner cylinder, and the vibration generating rotator is rotated with respect to the inner cylinder and the outer cylinder. The varnish in the inner cylinder is connected from the small and large holes. Prepreg manufacturing apparatus characterized by as to repeat the ejection and suction generates a flow of the varnish.
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