JP2006334876A - プリプレグの製造方法およびプリプレグ - Google Patents

Abstract

【課題】 繊維基材に高度の含浸性で液状樹脂を含浸させることができるプリプレグの製造方法、および、この方法により得られるプリプレグを提供する。
【解決手段】 長尺の繊維基材に液状樹脂を含浸させてなるプリプレグの製造方法において、液状樹脂中に下部が浸漬されたキスロールにおける樹脂に浸漬されていない周面に、繊維基材を接触させながら移送することにより、繊維基材の一方の面から液状樹脂を含浸させる工程を有し、かつこの工程を連続して２つ以上有することを特徴とするプリプレグの製造方法、およびかかる製造方法により得られてなるプリプレグ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリプレグの製造方法およびこれにより得られたプリプレグに関する。

プリント回路基板等に用いられる積層板を製造するにあたり、用いられるプリプレグは、一般に、長尺の繊維基材（以下、単に「基材」ということがある）に液状樹脂を含浸させ、乾燥ないし半硬化させることにより得られる。このような基材としてはクロス状のものが挙げられ、材質としては、ガラス繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維などが挙げられる。液状樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂に必要に応じて硬化剤などを配合し有機溶剤に溶解させた樹脂ワニスが挙げられる。これらの繊維基材を連続して送りながら液状樹脂を含浸させることにより、プリプレグを連続して得ることができる。ここで、この基材に液状樹脂を含浸させる方法としては、基材を液状樹脂の中に浸漬するディップ方式が一般的であるが、ディップ方式では、基材の内部に空気が閉じ込められ未含浸部分（ボイド）が残存し易いという問題がある。

そこで未含浸部分をなくす方法としてキスロール方式が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。キスロール方式は、液状樹脂の付着したキスロールの周面に連続的に移送しつつ繊維基材を押圧し、この基材の片面から樹脂を基材中に押し込むことで含浸させる方法である。しかしキスロール方式においては、一般的に基材とキスロールとの接触距離が１００ｍｍ程度と短いため、液状樹脂を基材に含浸させる時間が短く、含浸効果が不十分である欠点があった。

特開昭６０−１６５２１３号公報

本発明は、繊維基材に高度の含浸性で液状樹脂を含浸させることができるプリプレグの製造方法、および、この方法により得られるプリプレグを提供するものである。

このような目的は、下記（１）〜（４）に記載の本発明により達成される。
（１） 長尺の繊維基材に液状樹脂を含浸させてなるプリプレグの製造方法において、液状樹脂中に下部が浸漬されたキスロールにおける樹脂に浸漬されていない周面に繊維基材を接触させながら移送することにより、繊維基材の一方の面から液状樹脂を含浸させる工程を有し、かつこの工程を連続して２つ以上有することを特徴とするプリプレグの製造方法。
（２） 前記繊維基材の一方の面と前記液状樹脂とが接触する時間が、合計２秒間以上である前記（１）に記載のプリプレグの製造方法。
（３） 前記繊維基材が、ガラス織布である前記（１）又は（２）に記載のプリプレグの製造方法。
（４） 前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の製造方法により得られてなるプリプレグ

本発明は、繊維基材に高度の含浸性で液状樹脂を含浸させることができるプリプレグの製造方法、及び、この方法により得られるプリプレグを提供するものである。

以下に、本発明のプリプレグの製造方法、及びかかる方法により得られたプリプレグについて詳細に説明する。
本発明のプリプレグの製造方法（以下、単に「製造方法」ということがある）は、長尺の繊維基材に液状樹脂を含浸させてなるプリプレグの製造方法において、液状樹脂中に下部が浸漬されたキスロールにおける樹脂に浸漬されていない周面に、繊維基材を接触させながら移送することにより、繊維基材の一方の面から液状樹脂を含浸させる工程を有し、かつこの工程を連続して２つ以上有することを特徴とするものである。また本発明のプリプレグは、上記本発明の製造方法により得られたものである。

まず、本発明のプリプレグの製造方法について説明する。
以下に、本発明の製造方法を、具体的な実施の形態に基づいて説明する。

図１は本発明の製造方法における実施形態の一例を示すものである。
図１において、繊維基材１は、例えばシート状の繊維基材の長尺品を巻物形態としたものなどを用い、これより連続的に巻き出すことにより供給することができる。
繊維基材１は、反転ロール２および４によってキスロール３と接触しており、また、反転ロール４および６によってキスロール５と接触しており、さらに、反転ロール６および８によってキスロール７と接触している。キスロール３，５，７はそれぞれ下部が貯留装置１０内に貯留された液状樹脂１１に接触していて、基材１がキスロール３，５，７に接し移送される間に、キスロール周面に付着し汲み上げられた液状樹脂が基材に浸透する。これにより、基材への液状樹脂の含浸が行われる。液状樹脂が含浸された基材は、反転ロール９を経て、次の工程に移送される。

また図２は図１の形態とは異なる実施形態の一例を示すものである。
図２において、繊維基材２１は図１の場合と同様のものを用いることができる。
繊維基材２１は、反転ロール２２および２８によってキスロール２３，２４，２５，２６，２７に連続して接触している。これらのキスロールはそれぞれ下部が貯留装置３０内に貯留された液状樹脂３１に接触していて、基材１がキスロール２３，２４，２５，２６，２７に接し移送される間に、液状樹脂が基材に浸透する。これにより、基材への液状樹脂の含浸が行われる。液状樹脂が含浸された基材は、反転ロール２９を経て、次の工程に移送される。

本発明の製造方法においては、繊維基材の一方の面が連続して２つ以上のキスロールと接触しながら液状樹脂に含浸させることを特徴とするが、これにより、この基材下面とキスロールが接触することで、繊維基材に対し摩擦力が働き、基材繊維のヤーンが解れるため、ヤーン内部の空気が流動し、上部より空気が排出されやすくなる。この状態で、さらに、基材下面から連続して液状樹脂を供給することにより、基材内部に含まれる空気を基材上部から排出しながら、空気と液状樹脂を容易に置換することができる。
これにより、繊維基材への液状樹脂の含浸性を向上させることができる。このような含浸工程を含むことにより、含浸性に優れ、ボイドの少ないプリプレグを製造することができる。

本発明の製造方法において、繊維基材をキスロールに接触させる時間は、複数あるキスロールすべての接触時間を合計して少なくとも２秒間を確保するのが一般的であり、好ましくは少なくとも５秒間である。これにより、上記効果を高度に発現させることができる。接触する時間が２秒間未満では、基材に作用する摩擦力が十分でないため、含浸効果が不十分となりやすい。この接触時間の上限値は特に限定されないが、通常３０秒間以下とすることが、生産性や装置規模の観点から好ましい。

本発明の製造方法において、キスロールの回転周速度はそれぞれ等しいことが好ましい。異なる速度で回転させた場合、基材１、２１にフィラメントのよじれが発生する恐れがある。

本発明の製造方法において、上記のキスロールによる含浸工程は、プリプレグを製造する際の、繊維基材に液状樹脂を含浸させる含浸工程中、任意の段階で適用することができる。即ち、本発明の製造方法におけるキスロールによる含浸工程の前段階及び／又は後段階において、本発明の製造方法とは異なる方式による含浸工程を設けることもできる。このような含浸工程としては、例えば、繊維基材を液状樹脂中に浸漬させるディップ方式、繊維基材に液状樹脂をコーターにより塗布する方式などが挙げられる。このような場合も本発明に含まれるものである。また、含浸工程として、本発明の製造方法を単独で用いることもできる。

本発明の製造方法に適用される液状樹脂としては、特に限定されないが、通常、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。
樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用い、必要に応じてこれらの硬化剤、硬化促進剤を配合することができる。このほか、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどの無機充填材、可塑剤、着色剤などの各種添加剤を配合することもできる。
さらに、上記の樹脂（樹脂組成物）を液状にするために、上記成分を溶解又は分散する溶剤（例えば、アセトン等のケトン類、メタノール等のアルコール類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類）を添加混合して、樹脂ワニスの形態としたものが好適に用いられる。

また、本発明の製造方法に適用される繊維基材としては、特に限定されないが、織布、不織布などのシート状繊維基材を好適に用いることができる。
繊維基材の材質としては特に限定されないが、ガラス繊維、炭素繊維などの無機繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維などの有機繊維、あるいは、これらを混抄したものを用いることができる。また、これら基材を構成する繊維束（ヤ−ン）は、モノフィラメントヤーン、マルチフィラメントヤーンのいずれであってもよい。
これらの中でも、ガラス織布を適用することが好ましい。これにより、本発明の製造方法による含浸性向上効果を高度に発現させることができるとともに、このようにして得られたプリプレグを、回路基板などの積層板用材料として好適に用いることができる。

次に、本発明のプリプレグについて説明する。
本発明のプリプレグは、上記本発明の製造方法により得られるものである。

本発明のプリプレグは、上記に説明したように、本発明の製造方法におけるキスロールによる含浸、あるいは、かかる含浸を包含する含浸工程を経た後、必要に応じて、繊維基材に対する液状樹脂の含浸量を調節して、これを加熱乾燥することにより製造することができる。
上記加熱乾燥する条件は、液状樹脂の成分、含浸量などにより異なるため特に限定されないが、例えば、１５０〜１９０℃で１〜１０分間実施することができる。

本発明のプリプレグは、プリント配線板に好適に用いることができる。
具体的には、上記プリプレグを１枚あるいは複数枚重ねて、これを加熱加圧成形することによって積層板を製造することができる。また、１枚あるいは複数枚重ねたプリプレグの片面又は両面に銅箔などの金属箔を重ねて加熱加圧成形することによって金属箔張り積層板を製造することできる。そして、この金属箔張り積層板の金属箔をプリント配線加工して回路形成することによって、プリント配線板を製造することができるものである。

以下、本発明を実施例及び比較例により説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。

１．液状樹脂組成物の調製
テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン製「エピコート５０４７」、エポキシ当量５５０）８５重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製「エピクロンＮ−６９０」、エポキシ当量２１０）１５重量部、ジシアンジアミド２．３重量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール０．１重量部をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解させ、不揮発分濃度５５重量％の液状樹脂組成物を調製した。

２．繊維基材
厚さ０．１８ｍｍ、幅１０００ｍｍの長尺のガラス織布（日東紡社製「ＷＥＡ−７６２８」）を用いた。

３．プリプレグの製造
（実施例１）
図１に示す装置を用いて繊維基材への液状樹脂組成物の含浸を行った。装置の仕様、運転条件は以下の通りである。
（１）基材の移送速度：５ｍ／分
（２）キスロール３および５および７の直径：３００ｍｍ
（３）キスロール３および５および７と基材が接触する距離：それぞれ１５０ｍｍ
（４）キスロール３および５および７と基材が接触する時間：合計５．４秒間
含浸後の基材を、１８０℃の加熱乾燥装置で２分間加熱乾燥して、樹脂組成物の含有量が５１重量％であるプリプレグを製造した。

（実施例２）
基材の移送速度を９ｍ／分とし、キスロール３，５，７と基材の接触時間を合計３．０秒間とした以外は実施例１と同じ方法にてプリプレグを製造した。

（実施例３）
図２に示す装置により、実施例１と同じ繊維基材および液状樹脂組成物を用いて、繊維基材への液状樹脂組成物の含浸を行った。装置の仕様、運転条件は以下の通りである。
（１）基材の移送速度：４．８ｍ／分
（２）キスロール２３，２４，２５，２６および２７の直径：２００ｍｍ
（３）キスロール２３，２４，２５，２６および２７と基材が接触する距離：それぞれ８０ｍｍ
（４）キスロール２３，２４，２５，２６および２７と基材が接触する時間：合計４．８秒
含浸後の繊維基材を、１８０℃の加熱乾燥装置で２分間加熱乾燥して、樹脂組成物の含有量が５１重量％であるプリプレグを製造した。

（比較例１）
図３に示すキスロール装置により、実施例１と同じ繊維基材及び液状樹脂組成物を用いて、繊維基材への液状樹脂組成物の含浸を行った。
図３において、繊維基材５１は、ロール５２とロール５４とにより、その間でキスロール５３上面側円周部に接触している。キスロール５３は、下部が貯留装置５６内に貯留された液状樹脂組成物５７中に浸漬しており、キスロール５３の回転により、液状樹脂組成
物５７が繊維基材に接触して含浸が行われるものである。

装置の仕様、運転条件は以下の通りである。
（１）キスロール５３の直径：２００ｍｍ
（２）キスロール５３と繊維基材とが接触する距離（基材の移送方向）：１００ｍｍ
（３）キスロール５３の回転数：１０ｒｐｍ
（４）繊維基材の移送速度：５ｍ／分
含浸後の繊維基材を、実施例１と同様にして、樹脂組成物の含有量が５１重量％であるプリプレグを製造した。

（比較例２）
図４に示すキスロール装置により、実施例１と同じ繊維基材及び液状樹脂組成物を用いて、繊維基材への液状樹脂組成物の含浸を行った。
図４において、繊維基材６１は、ロール６２とロール６４とにより、その間でキスロール６３上部円周に、またロール６８および７０により、その間でキスロール６９上部円周にそれぞれ接触している。キスロール６３は、下部が貯留装置７２内に貯留された液状樹脂組成物７３中に、キスロール６９は、下部が貯留装置７６内に貯留された液状樹脂組成物７７中に浸漬しており、キスロール６３および６９の回転により、液状樹脂組成物７３，７７が繊維基材に接触して含浸が行われるものである。キスロール６３と６９の間に、貯留装置７４内に貯留された液状樹脂組成物７５があり、ロール６５、６６、６７により、ディップ方式で液状樹脂組成物７５が含浸される。

装置の仕様、運転条件は以下の通りである。
（１）キスロール６３および６９の直径：２００ｍｍ
（２）キスロール６３および６９と繊維基材とが接触する距離（基材の搬送方向）：それぞれ１００ｍｍ
（３）キスロール６３および６９の回転数：それぞれ１０ｒｐｍ
（４）繊維基材の移送速度：５ｍ／分
含浸後の繊維基材を、実施例１と同様にして、樹脂組成物の含有量が５１重量％であるプリプレグを製造した。

上記の実施例１〜３及び比較例１〜２で得られたプリプレグを１０×１０ｃｍの大きさに切断した後、１５０℃の乾燥機内に１５分間吊り下げて加熱し、次いで冷却した後に樹脂が含浸されていない部分の有無を目視で観察して評価した。得られた結果を表１に示す。

表１にみられるように、実施例１〜３で得られたプリプレグは、未含浸部は少ないか全くないものであり、含浸性は良好なものであった。
比較例１は、含浸工程がキスロール１つのみの場合であるが、得られたプリプレグは未含浸部があり、含浸性が悪かった。
比較例２は、キスロールが２つであり、これらが連続していない場合である。得られたプリプレグは未含浸部があり、含浸性は比較例１よりは良かったが、実施例１〜３よりは悪かった。

本発明は、繊維基材に液状樹脂を含浸させるにあたり、繊維基材の一方の面が連続して２つ以上のキスロールと接触しながら液状樹脂に含浸させることを特徴とするプリプレグの製造方法、及びかかる方法で得られたプリプレグであり、従来のものと比較して、高度の含浸性を発現できる。

本発明における含浸工程の実施形態の一例を示す概略断面図である。 本発明における含浸工程の実施形態の他例を示す概略断面図である。 比較例１における含浸工程を示す概略断面図である。 比較例２における含浸工程を示す概略断面図である。

符号の説明

１，２１，５１，６１ 繊維基材
２，４，６，８，９ 反転ロール
３，５，７ キスロール
１０ 液状樹脂の貯留装置
１１ 液状樹脂
２２，２８，２９ 反転ロール
２３，２４，２５，２６，２７ キスロール
３０ 液状樹脂の貯留装置
３１ 液状樹脂
５２，５４，５５ 反転ロール
５３ キスロール
５６ 液状樹脂の貯留装置
５７ 液状樹脂
６２，６４，６５，６７，６８，７０，７１ 反転ロール
６３，６９ キスロール
６６ 浸漬ロール
７２，７４，７６ 液状樹脂の貯留装置
７３，７５，７７ 液状樹脂

Claims (4)

1. 長尺の繊維基材に液状樹脂を含浸させてなるプリプレグの製造方法において、液状樹脂中に下部が浸漬されたキスロールにおける樹脂に浸漬されていない周面に繊維基材を接触させながら移送することにより、繊維基材の一方の面から液状樹脂を含浸させる工程を有し、かつこの工程を連続して２つ以上有することを特徴とするプリプレグの製造方法。
2. 前記繊維基材の一方の面と前記液状樹脂とが接触する時間が、合計２秒間以上である請求項１に記載のプリプレグの製造方法。
3. 前記繊維基材が、ガラス織布である請求項１又は２に記載のプリプレグの製造方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の製造方法により得られてなるプリプレグ。
   

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