JP4174293B2

JP4174293B2 - Method of impregnation into substrate

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

Description

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

【００４９】
表１にみられるように、基材１とワニス２の温度が同じである比較例１のものよりも、基材１の温度をワニス２の温度よりも低く設定した実施例１及び比較例２のものの方が、未含浸部残存率が低くなることが確認される。特に、基材１の温度を５℃にすると共に基材１とワニス２の温度差を２５℃にした実施例１のものは、未含浸部残存率を大幅に低下できることが確認される。
【００５０】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る基材への含浸方法は、基材の片面からワニスを浸透させることによって基材にワニスを含浸させるにあたって、基材の温度をワニスの温度よりも低く設定するので、ヤーン間の空隙だけではなくフィラメント間の空隙にも十分な量のワニスを浸透させることが可能となり、ヤーン間に存在する気泡に加えてフィラメント間に存在する気泡をも容易に基材の外部へ押し出すことができるものである。
また請求項１の発明は、基材に冷風を吹き付けて基材の温度を下げた後にワニスを基材に含浸させるので、容易に基材の温度をワニスの温度よりも低く設定することができるものであり、また、基材に塵や埃が付着していたとしても冷風を吹き付けることによって、基材に付着している塵や埃を吹き飛ばして除去することができるものである。
また請求項１の発明は、基材の温度を３〜５℃にした後にワニスを基材に含浸させるので、フィラメント間の空隙に十分な量のワニスを浸透させることができるという効果をさらに高く得ることができるものである。
上記のように本発明の請求項２に係る基材への含浸方法は、基材の片面からワニスを浸透させることによって基材にワニスを含浸させるにあたって、基材の温度をワニスの温度よりも低く設定するので、ヤーン間の空隙だけではなくフィラメント間の空隙にも十分な量のワニスを浸透させることが可能となり、ヤーン間に存在する気泡に加えてフィラメント間に存在する気泡をも容易に基材の外部へ押し出すことができるものである。
また請求項２の発明は、基材を冷却ロールに通すことによって基材の温度を下げた後にワニスを基材に含浸させるので、容易に基材の温度をワニスの温度よりも低く設定することができるものであり、しかも冷却効率を向上させることができるものである。
また請求項２の発明は、基材の温度を３〜５℃にした後にワニスを基材に含浸させるので、フィラメント間の空隙に十分な量のワニスを浸透させることができるという効果をさらに高く得ることができるものである。
【００５２】
また請求項３の発明は、基材とワニスの温度差を２５〜３０℃にした後にワニスを基材に含浸させるので、フィラメント間の空隙に十分な量のワニスを浸透させることができるという効果をさらに高く得ることができるものである。
【００５５】
また請求項４の発明は、基材を除湿した後にワニスを基材に含浸させるので、基材の内部から水分を取り除くことができ、ワニスの浸透によってスムーズに気泡を運ぶことができるものである。
【００５６】
また請求項５の発明は、基材を水平に搬送しながら基材の下面にワニスを接触させることによってワニスを基材に含浸させるので、基材の下面からワニスが浸透して、基材の内部に存在する気泡を押し上げて基材の上面から外部へ出すことができるものである。
【００５７】
また請求項６の発明は、基材の下方からワニスを上方に向けて噴き上げることによって基材の下面にワニスを接触させるので、基材の下面にワニスを接触させるために一対の搬送ロールの位置を調整したり、含浸槽に貯えるワニスの量を増減させてワニスの液面の高さを調整したりする手間を省くことができるものである。
【００５８】
また請求項７の発明は、基材を所定の角度で傾斜させて搬送しながら基材が傾斜している領域においてワニスを基材の傾斜に沿って流下させつつ基材に含浸させるので、基材が傾斜して搬送される間、基材の傾斜に沿って流下しているワニスに基材を接触させて浸透させることができるものであり、基材の送り速度を速くしても十分な量のワニスを基材に含浸させることができ、高速含浸が可能になるものである。
【００５９】
また請求項８の発明は、基材を垂直に搬送しながら基材の片面にワニスを供給して接触させることによってワニスを基材に含浸させるので、基材を水平に搬送する場合のように基材の下面にワニスを接触させるために一対の搬送ロールの位置を調整したり、含浸槽に貯えるワニスの量を増減させてワニスの液面の高さを調整したりする手間を省くことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の他例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態のさらに他例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態のさらに他例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態のさらに他例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態のさらに他例を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態のさらに他例を示す概略断面図である。
【図８】本発明の実施の形態のさらに他例を示す概略断面図である。
【図９】ワニスの浸透速度とヤーンを構成するフィラメント間の広狭との関係を説明するための説明図である。
【図１０】基材とワニスが接触する箇所を拡大した断面図である。
【図１１】本発明の実施例で使用した装置を示す概略断面図である。
【図１２】プリプレグに形成された未含浸部の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１基材
２ワニス
３冷却ロール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of impregnating a varnish into a substrate by infiltrating the varnish from one side of the substrate.
[0002]
[Prior art]
The prepreg used for the production of the laminate can be produced by impregnating a base material with varnish and drying and semi-curing it. In general, a long continuous base material is used as such a base material. The base material impregnated with the varnish is continuously fed through the base material, and the heating furnace is continuously fed through the base material impregnated with the varnish. By passing, the prepreg can be produced in a series of continuous steps.
[0003]
In connection with the production of a molded product such as a prepreg, there has conventionally been provided an apparatus for impregnating a continuously running fiber (base material) with a resin liquid (varnish) (see, for example, Patent Document 1). ).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-4-148905 (FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when using, for example, a glass cloth as a base material, that is, when using a cloth (cloth) woven as warp and weft yarns (yarn, fiber bundle) made by twisting glass yarn (filament, single fiber), In a conventional impregnation apparatus, the gap between yarns can be filled with varnish, but the gap in each yarn (that is, the gap between filaments) cannot fill a sufficient amount of varnish. In the manufactured prepreg, there is a problem that the remaining ratio of the unimpregnated portion is high. In recent years, prepregs are required to have higher quality than before, and in order to meet this demand, it is necessary to sufficiently infiltrate the varnish into the gaps 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 allowing a sufficient amount of varnish to permeate not only into gaps between yarns but also into gaps between filaments. It is the purpose.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In the method of impregnating the base material according to claim 1 of the present invention, the base material 1 is impregnated with the varnish 2 by impregnating the varnish 2 from one side of the base material 1. It is characterized by setting it lower.
  The invention of claim 1 is characterized in that the base material 1 is impregnated with the varnish 2 after the temperature of the base material 1 is lowered by blowing cold air onto the base material 1.
The invention of claim 1 is characterized in that the base material 1 is impregnated with the varnish 2 after the temperature of the base material 1 is 3 to 5 ° C.
  In the method for impregnating a base material according to claim 2 of the present invention, when the base material 1 is impregnated with the varnish 2 by impregnating 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 setting it lower.
  The invention of claim 2 is characterized in that the base material 1 is impregnated with the varnish 2 after the temperature of the base material 1 is lowered by passing the base material 1 through a cooling roll 3.
The invention of claim 2 is characterized in that the base material 1 is impregnated with the varnish 2 after the temperature of the base material 1 is 3 to 5 ° C.
[0009]
  And claims3The invention of claim 1Or 2The temperature difference between the substrate 1 and the varnish 225-30 ° CThen, the base material 1 is impregnated with the varnish 2.
[0012]
  And claims4The invention of claim 1 to claim 13In any of the above, the substrate 1 is impregnated with the varnish 2 after the substrate 1 is dehumidified.
[0013]
  And claims5The invention of claim 1 to claim 14In any of the above, the base material 1 is impregnated with the varnish 2 by bringing the base material 1 into contact with the lower surface of the base material 1 while transporting the base material 1 horizontally.
[0014]
  And claims6The invention of claim5The varnish 2 is brought into contact with the lower surface of the substrate 1 by spraying the varnish 2 upward from below the substrate 1.
[0015]
  And claims7The invention of claim 1 to claim 14In any of the above, the base material 1 is impregnated into the base material 1 while flowing down the base material 1 in the region where the base material 1 is inclined while transporting the base material 1 at a predetermined angle. It is characterized by.
[0016]
  And claims8The invention of claim 1 to claim 14In any of the above, the substrate 1 is impregnated with the varnish 2 by supplying the varnish 2 and bringing it into contact with one side of the substrate 1 while conveying the substrate 1 vertically.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[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 a pair of

opposed transport rolls

5 and 6 that are rotationally driven are provided above the impregnation tank 4 with a predetermined interval therebetween, and these transport rolls 5 6 is arranged so that the lowest part is at 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 rotationally driven is disposed in the coating tank 7, and a pair of opposing squeeze that is rotationally driven above the coating tank 7.

Rolls

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

squeeze rolls

9 and 10. The impregnation tank 4 and the coating tank 7 both store the varnish 2, and the dip roll 8 is disposed in the coating tank 7 so as to be immersed in the varnish 2.
[0019]
Here, as varnish 2, if it is used for manufacture of a laminated board, it can be used without being specifically limited. For example, the varnish 2 contains a curing agent, a curing accelerator, a reactive diluent, a flexibility imparting agent, etc. in addition to resin raw materials such as an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, a melamine resin, and a radical polymerization type thermosetting resin. The mixture can be prepared by appropriately selecting and mixing, and then allowing a certain reaction while heating and refluxing.
[0020]
On the other hand, the base material 1 impregnated with the varnish 2 can be used without particular limitation as long as it is used for the production of a laminated board. For example, inorganic fibers such as glass fibers and ceramic fibers, organic fibers such as polyester fibers, polyamide fibers, polyacrylic fibers and polyimide fibers, and cloth, paper, mats and the like using natural fibers such as cellulose fibers and cotton are used. Can be, but non-woven is not included. Moreover, the base material 1 is formed in a long strip shape, and is always sent at a predetermined constant speed in the longitudinal direction.
[0021]
And when making the base material 1 impregnate the varnish 2 and manufacturing a prepreg, it can carry out as follows. First, the base material 1 is sent downward through the guide roll 11, brought into contact with the lower side of one of the pair of transport rolls 5, 6 and then brought into contact with the lower side of the other transport roll 6. Later send up. 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 so that the substrate 1 is impregnated with the varnish 2. On the other hand, the one surface (upper surface) opposite to the side that contacts the varnish 2 of the substrate 1 is only in contact with the atmospheric gas (usually air), and is substantially free of contact with other objects. It is in a state. Therefore, when the varnish 2 is infiltrated from the lower surface of the base material 1 in this way, the varnish 2 can push up the air bubbles existing inside the base material 1 and drive the air 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 the varnish 2 causes the inside of the substrate 1. Therefore, the liquid level of the varnish 2 in the impregnation tank 4 needs to be brought into contact with only the lower surface of the substrate 1. For that 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 pushed out by infiltrating the varnish 2 from the lower surface of the substrate 1 are mainly bubbles existing between yarns constituting the substrate 1, and even bubbles existing between filaments constituting the yarn are pushed out. It is difficult. However, if the temperature of the base material 1 is set lower than the temperature of the varnish 2 before the varnish 2 is infiltrated into the base material 1, conversely, the temperature of the varnish 2 is higher than the temperature of the base material 1. If set, a sufficient amount of the varnish 2 can be infiltrated not only into the gap between the yarns but also into the gap between the filaments. It can be easily pushed out of the substrate 1.
[0023]
The reason why the above-described effect can be obtained by setting the temperature of the substrate 1 lower than the temperature of the varnish 2 can be explained as follows. In each yarn, as shown in FIG. 9, there are mixed portions (1) and wide portions (2) where the gaps (clearance, gap) between the

filaments

14 and 14 are narrow. When the gap between the

filaments

14 and 14 is narrow as in (1), the penetration speed of the varnish 2 due to capillary action increases in the initial stage, but the amount of the varnish 2 penetrating is small, so that the varnish 2 is transferred from the varnish 2 to the substrate 1. Due to this heat transfer, the varnish 2 is easily cooled, and the viscosity of the varnish 2 is likely to increase. Therefore, the penetration speed of the varnish 2 gradually decreases. Conversely, when the gap between the

filaments

14 and 14 is wide as in (2), the penetration rate of the varnish 2 due to capillary action is slow from the beginning, but the amount of the varnish 2 that penetrates is large. Even if heat transfer to 1 occurs, the varnish 2 is not easily cooled, and the viscosity of the varnish 2 is difficult to increase. 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, the varnish 2 in (1) and the varnish 2 in (2) become

filaments

14, 14 after a lapse of a certain time from the start of penetration of the varnish 2. The air bubbles 12a can be balanced so as to be pushed and carried to the same distance (indicated by the 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 carries the bubbles 12a does not depend on the width of the gap between the

filaments

14 and 14. Then, no matter where the varnish 2 permeates from one side of the base material 1, the varnish 2 carries the bubbles 12 a to the same distance in the thickness direction of the base material 1 after a certain period of time. Since the penetration speed of the varnish 2 infiltrated from a certain location is slow, the bubbles 12a at this location are not left behind. However, when the temperature of the base material 1 and the varnish 2 is the same, the above heat transfer does not occur between them, and when the temperature of the base material 1 is higher than the temperature of the varnish 2 The heat transfer from the base material 1 to the varnish 2 occurs. In any of the above cases, the balance described above is lost, and after a certain period of time has passed since the varnish 2 started to permeate, The varnish 2 in the varnishes 2 and (2) cannot carry the air bubbles 12a between the

filaments

14 and 14 to the same distance, and the penetration rate of the varnish 2 that has penetrated from a part of one side of the substrate 1 is slow. In other words, the bubbles 12a are left behind and are trapped by the surrounding varnish 2 as they are.
[0024]
A more specific explanation 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, and the yarn 13 is bent upward and protrudes from the liquid surface of the varnish 2 at this portion. The varnish 2 begins to penetrate simultaneously from the left and right sides of the yarn 13 (the same as the left and right sides 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 them in the direction of the solid arrows in FIG. While continuing to penetrate. Eventually, the varnish 2 that penetrates and rises from the left and right sides of the yarn 13 causes the bubbles 12a to be collected at the apex 15 of the yarn 13 as shown in FIG. Subsequently, the air bubbles 12a are pressed from the left and right by the varnish 2, and further pressed from below by the varnish 2 that has penetrated between the

yarns

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

bubbles

12a and 12b are smoothly pushed out from the upper surface of the base material 1 in the direction of the dotted line arrow in FIG. 10, and are not easily left in the yarn 13 as well as between the

yarns

13 and 13. However, if the temperature of the substrate 1 is not set lower than the temperature of the varnish 2, the distance that the varnish 2 penetrates the yarn 13 and carries the bubbles 12a is not as shown in FIG. Since it depends on the width of the gap between the gaps 14, a difference occurs in the penetration speed of the varnish 2 penetrating from the left and right of the yarn 13. Therefore, the place where the varnish 2 penetrating from the left and right sides of the yarn 13 meets is not the vertex 15 of the yarn 13 but a place biased to either the left or right from the vertex 15, that is, the bubbles between the

filaments

14, 14. 12a cannot be transported to the apex 15 of the yarn 13, and eventually the bubble 12a is confined in the yarn 13.
[0025]
In addition, even if the temperature of the base material 1 exceeds 10 ° C. as long as the temperature of the base material 1 is set lower than the temperature of the varnish 2 before the varnish 2 penetrates into the base material 1 in the present invention. A sufficient amount of the varnish 2 can be infiltrated into the gap between the

filaments

14 and 14, but the above effect can be further enhanced particularly when the temperature of the substrate 1 is kept at a low temperature of 10 ° C. or lower. Is. In addition, the practical minimum of the temperature of the base material 1 is 3 degreeC.
[0026]
In the present invention, the temperature difference between the base material 1 and the varnish 2 is less than 15 ° C. as long as the temperature of the base material 1 is set lower than the temperature of the varnish 2 before the varnish 2 is infiltrated into the base material 1. Even so, a sufficient amount of the varnish 2 can be infiltrated into the gap between the

filaments

14, 14. However, when the temperature difference between the base material 1 and the varnish 2 is set to 15 ° C. or more, the above effect is obtained. It can be obtained even higher. The practical upper limit of the temperature difference between the substrate 1 and the varnish 2 is 30 ° C.
[0027]
In setting the temperature of the base material 1 to be lower than the temperature of the varnish 2, the cooling unit 16 is disposed above the transport roll 5 where the base material 1 comes into contact first among the pair of transport rolls 5 and 6. The temperature of the substrate 1 can be lowered by cooling the substrate 1 with the cooling unit 16.
[0028]
IeIn the invention of claim 1As the cooling unit 16The figureAs shown in FIG. 2, a cold air nozzle 17 from which cold air blows out can be used. In this case, the cold air nozzle 17 can be disposed on both sides of the base material 1 with the cold air outlet 18 facing the surface of the base material 1. Each cold air nozzle 17 communicates with a cold air generator (not shown) via a hose 19 so that the cold air generated by the cold air generator is sent to the cold air nozzle 17 through the hose 19. And the temperature of the base material 1 can be easily set lower than the temperature of the varnish 2 by spraying cold air on both surfaces of the base material 1 with the cold air nozzle 17 to lower the temperature of the base material 1. In addition, the cold air nozzle 17 does not need to be in contact with the base material 1, that is, the base material 1 can be cooled in a non-contact manner, so that dust and dirt can be prevented from adhering to the base material 1. Even if dust or dirt adheres to the base material 1, the dust or dirt attached to the base material 1 can be blown away by blowing cold air.
[0029]
AlsoIn the invention of claim 2As the cooling unit 16, the cooling roll 3 as shown in FIG. 3 can also be used. In this case, only one cooling roll 3 can be used, and a plurality of cooling rolls 3 can be used in parallel. A coolant such as water is passed through the cooling roll 3 so that the cooling roll 3 itself can be cooled. And the temperature of the base material 1 is easily varnished 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. The temperature can be set lower than 2. And since the cooling roll 3 is contacting the base material 1 as mentioned above, 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. You may do it. That is, in the embodiment shown in FIG. 4, the jacket 20 is provided so as to surround the outer peripheral surface extending from the bottom surface to the side surface of the impregnation tank 4. An inlet 21 and an outlet 22 communicating with the inside of the jacket 20 are formed outside the jacket 20, and hot water or steam having a constant temperature is supplied from the inlet 21 to the inside of the jacket 20 and the outlet 22. The varnish 2 can be warmed through the outer peripheral surface of the impregnation tank 4 by discharging from the jacket 20 to the outside of the jacket 20 and constantly filling the inside of the jacket 20 with hot water or steam at a constant temperature. The temperature of the varnish 2 can be set higher than the temperature of the substrate 1. In the embodiment shown in FIG. 5, the heater 23 is placed 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. The temperature of 2 can be set higher than the temperature of the substrate 1.
[0031]
Then, as shown in FIG. 1, the base material 1 sent upward through the pair of transport rolls 5, 6 is again sent downward by the guide roll 29, so as to contact the lower side of the dip roll 8. 7 is introduced into the varnish 2 stored. At this time, the varnish 2 is applied to the surface layer portion of the substrate 1. Next, the base material 1 coated with the varnish 2 is pulled up 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 portion 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 dryer and heated by the dryer, so that the resin of the varnish 2 is semi-cured. In this way, the prepreg in which the remaining ratio of the unimpregnated portion is greatly reduced can be continuously produced by advancing the long base material 1. Here, when manufacturing a prepreg having a resin amount (resin content) of 40% by mass, it is only possible to increase the resin amount to about 30% by mass by impregnating the varnish 2 from one side of the substrate 1 by impregnation. However, by adding dipping by the dip roll 8 as described above, the amount of resin can be increased to 40% by mass.
[0032]
In addition, when moisture exists inside the base material 1 before infiltrating the varnish 2, the moisture may prevent 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. If it does in this way, a water | moisture content can be removed from the inside of the base material 1, and the bubble 12 can be smoothly conveyed by osmosis | permeation of the varnish 2. FIG. In particular, since it is sufficient to dehumidify the base material 1 before infiltrating the varnish 2, in addition to enclosing the entire environment for manufacturing the prepreg in the chamber 24, only the base material 1 before infiltrating the varnish 2 is enclosed in 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 substrate 1 that is transported horizontally at a certain interval. A plurality of varnish outlets (not shown) are formed on the upper surface of the varnish ejection device 25, and a varnish suction port (not shown) is formed at the lower portion of the varnish ejection device 25.
[0034]
And when contacting the varnish 2 with the lower surface of the base material 1 conveyed horizontally, the varnish ejection device 25 is operated, and the varnish 2 in the impregnation tank 4 is sucked into the varnish ejection device 25 from the varnish suction port. The varnish 2 is sprayed upward from the varnish spout. A part of the spouted varnish 2 comes into contact with the lower surface of the substrate 1 and penetrates into the substrate 1 as it is. At this time, the one surface (upper surface) opposite to the side in contact with the varnish 2 of the base material 1 is only in contact with the atmospheric gas (usually air) and does not substantially contact other objects. It is in a free state. Therefore, when the varnish 2 is infiltrated 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 drive the air 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 bounces off and falls into the upper surface of the varnish ejection device 25 and the impregnation tank 4 so that it can be reused. In addition, in the embodiment shown in FIG. 6, the varnish 2 is brought into contact with the lower surface of the base material 1 by spraying the varnish 2 upward from below the base material 1, so that the embodiment shown in FIG. The liquid of the varnish 2 by increasing / decreasing the amount of the varnish 2 stored in the impregnation tank 4 or the trouble of adjusting the positions of the pair of transport rolls 5 and 6 in order to bring the varnish 2 into contact with only the lower surface of the base material 1 It is possible to save the trouble of adjusting 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 so as to be inclined at an angle of θ = 15 to 30 ° like a slide, and the upper end of the plate pan 26 in the impregnation tank 4 is arranged. Is provided with a supply part 4a and a receiving part 4b at the lower end of the plate pan 26. The supply unit 4a is supplied with the varnish 2 from the inlet (not shown) at a predetermined constant flow rate. Thus, the varnish 2 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 and flows into the receiving unit 4b from its lower end. It is supposed to be. 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 a pair of transport rolls 5, 6 and inclined so as to be parallel to the upper surface of the plate pan 26, and between the base material 1 and 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 interval between the substrate 1 and the plate pan 26 is generally set to 1 to 5 mm.
[0037]
In this apparatus, the base material 1 is inclined at the same predetermined angle as the plate pan 26 as shown by the arrow in FIG. 7 while the varnish 2 is caused to overflow from the supply unit 4 a and flow down the upper surface of the plate pan 26. Then, in the region where the substrate 1 is inclined, the lower surface of the substrate 1 comes into contact with the liquid surface of the varnish 2 on the plate pan 26, and the varnish 2 penetrates into the substrate 1 from its lower surface. On the other hand, the one surface (upper surface) opposite to the side that contacts the varnish 2 of the substrate 1 is only in contact with the atmospheric gas (usually air), and is substantially free of contact with other objects. It is in a state. Therefore, when the varnish 2 is infiltrated 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 drive the air from the free upper surface to the outside. In addition, 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 until the base material 1 reaches from the upper end portion to the lower end portion of the plate pan 26. The base material 1 can be impregnated with a sufficient amount of the varnish 2 even if the feed rate of the base material 1 is increased, and high-speed impregnation becomes possible. In general, 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, 6 are arranged above and below the impregnation tank 4 at a predetermined interval, and the base material spanned between the pair of transport rolls 5, 6. 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 and close to the upper transport roll 5. The side surface of the varnish supply device 27 is opposed to one side of the substrate 1 that is vertically conveyed at a certain interval, and a plurality of varnish supply ports (not shown) are formed on the side surface of the varnish supply device 27. Has been.
[0039]
When the varnish 2 is brought into contact with one surface of the substrate 1 conveyed vertically, the varnish supply device 27 is operated so that the varnish 2 is ejected from the varnish supply port to the side and supplied. Is going. A part of the ejected varnish 2 comes into contact with one side of the base material 1 and penetrates into the base material 1 as it is. At this time, one side of the substrate 1 opposite to the side that contacts the varnish 2 is only in contact with the atmospheric gas (usually air), and is in a free state that does not substantially contact other objects. It is in. Therefore, when the varnish 2 is infiltrated from one side of the base material 1 in this way, the varnish 2 can press the bubbles 12 existing inside the base material 1 and drive the air from the free one side to the outside. On the other hand, the other varnish 2 flows down while contacting one side of the base material 1, and during this time, an opportunity to penetrate into the base material 1 can be obtained. Further, since the varnish 2 that has not penetrated into the base material 1 flows down into the impregnation tank 4, the varnish 2 can be reused by constructing a circulation system for returning the varnish 2 from the impregnation tank 4 to the varnish supply device 27. Can be achieved. Moreover, in the embodiment shown in FIG. 8, the base material 1 is impregnated with the varnish 2 by supplying and contacting the varnish 2 to one side of the base material 1 while transporting the base material 1 vertically. As in the embodiment shown in FIG. 1, the amount of varnish 2 stored in the impregnation tank 4 and the trouble of adjusting the positions of the pair of transport rolls 5, 6 in order to bring the varnish 2 into contact only with the lower surface of the substrate 1. It is possible to save time and effort to adjust the liquid level of the varnish 2 by increasing and decreasing. 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, the base material is transported horizontally as described above, the base material is inclined and transported, or the base material is transported vertically. By changing the direction, space constraints can be avoided.
[0041]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
[0042]
FIG. 11 shows an apparatus used for carrying out the present invention. 28 is a single-side impregnation device, in fact, an impregnation tank is formed with an open upper surface, and a pair of opposed transport rolls that are rotationally driven above the impregnation tank are spaced apart by a predetermined distance, and Although the lowermost part of these conveyance rolls is arrange | positioned so that it may become the same height, the said impregnation tank and a pair of conveyance roll are abbreviate | omitting illustration. On the other hand, a coating tank 7 is formed with an open upper surface, and a dip roll 8 that is rotationally driven is disposed in the coating tank 7, and a pair of opposing squeeze that is rotationally driven above the coating tank 7.

Rolls

9 and 10 are arranged. Further, a dryer (not shown) is provided above the squeeze rolls 9 and 10. The impregnation tank and the coating tank 7 in the single-side impregnation apparatus 28 both store the varnish 2, and the dip roll 8 is disposed in the coating tank 7 so as to be immersed in the varnish 2. The temperature of the varnish 2 is kept at 30 ° C.
[0043]
Further, four temperature control rolls 30 are arranged in front of the single-side impregnation apparatus 28 so that the base material 1 can be adjusted to a constant temperature by the temperature control roll 30. Needless to say, the temperature control roll 30 functions as a cooling roll if a refrigerant is passed through it.
[0044]
Here, as the varnish 2, 67.3 parts by mass of brominated bis A novolak type epoxy resin (“DER514 EK80” manufactured by Dow Chemical), novolak type epoxy resin (“YDCN220 EK75” manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) 3 parts by mass, dicyandiamide (“DICY” manufactured by Nippon Carbide Industries Co., Ltd.) 3.9 parts by mass, 18.5 parts by mass of dimethylformamide, and 0.03 parts by mass of 2-methyl-4-methylimidazole are obtained. An FR-4 type laminate for forming a laminate having a viscosity of 50 cP / 30 ° C. was used.
[0045]
On the other hand, “7628H258” (temperature: 5 ° C., 20 ° C., 30 ° C.) manufactured by Nittobo Co., Ltd., which is a glass cloth formed in a long band shape, was used as the base material 1 impregnated with the varnish 2.
[0046]
And the following experiment was conducted using said apparatus. First, the base material 1 was always sent in the longitudinal direction at a constant speed of 300 mm / 10 seconds, and the base material 1 was adjusted to a constant temperature (5 ° C., 20 ° C., 30 ° C.) through the temperature control roll 30. . Next, the base material 1 adjusted to a constant temperature was sent to the single-side impregnation apparatus 28, and the varnish 2 adjusted to 30 ° C. was infiltrated from the lower surface of the base material 1. Next, the guide roll 29 is passed through the varnish 2 stored in the coating tank 7, brought into contact with the lower side of the dip roll 8, and then lifted from the coating tank 7 to form a pair of squeeze rolls 9, 10. Passed between. Then, the prepreg was manufactured by introduce | transducing in a dryer (illustration omitted) and heating with a dryer.
[0047]
For each prepreg thus obtained, the unimpregnated portion remaining rate was determined as follows. That is, as shown in FIG. 12, among the unimpregnated portions 31 formed along the filaments of the base material 1, they remain at the intersections 33 (the portions surrounded by dotted lines in FIG. 12) of the warp yarns and the weft yarns of the base material 1. The total amount of the unimpregnated portions 31 is derived based on the length and number of the unimpregnated portions 31 in the substrate 1 to be immersed, and the immersion is performed without cooling the substrate 1 and impregnating the varnish 2 by one-side contact with the substrate 1. The total amount of the non-impregnated portion 31 of the prepreg obtained by performing only the application of the varnish 2 by impregnation (dipping) is defined as 100%, and based on this, the substrate 1 is cooled and the substrate 1 is contacted on one side for each temperature. The residual ratio of the non-impregnated part of the prepreg obtained by impregnating the varnish 2 was determined. The results are shown in Table 1.
[0048]
[Table 1]

[0049]
  As seen in Table 1, Comparative Example in which the temperature of the base material 1 and the varnish 2 is the same1Example 1 in which the temperature of the substrate 1 was set lower than the temperature of the varnish 2 andComparative exampleIt is confirmed that the unsaturated part remaining rate is lower in the case of 2. Particularly, an example in which the temperature of the substrate 1 is set to 5 ° C. and the temperature difference between the substrate 1 and the varnish 2 is set to 25 ° C.1It is confirmed that the unimpregnated portion remaining rate can be greatly reduced.
[0050]
【The invention's effect】
  As described above, in the method for impregnating a base material according to claim 1 of the present invention, when the base material is impregnated with the varnish by infiltrating the varnish from one side of the base material, the temperature of the base material is set higher than the temperature of the varnish. Since it is set low, it is possible to allow a sufficient amount of varnish to penetrate not only the gaps between yarns but also the gaps between filaments. It can be pushed out of the substrate.
  In the invention of claim 1, since the substrate is impregnated with the varnish after cold air is blown onto the substrate to lower the temperature of the substrate, the temperature of the substrate can be easily set lower than the temperature of the varnish. In addition, even if dust or dirt adheres to the base material, the dust or dust attached to the base material can be blown off and removed by blowing cold air.
Moreover, since the invention of claim 1 impregnates the varnish after making the temperature of the substrate 3-5 ° C., the effect that a sufficient amount of varnish can be permeated into the gaps between the filaments is further enhanced. It can be obtained.
  As described above, in the method for impregnating a base material according to claim 2 of the present invention, the base material temperature is set to be higher than the varnish temperature when the base material is impregnated with the varnish by impregnating the varnish from one side of the base material. Since it is set low, it is possible to allow a sufficient amount of varnish to penetrate not only the gaps between yarns but also the gaps between filaments. In addition to bubbles existing between yarns, bubbles existing between filaments can be easily formed. It can be pushed out of the substrate.
  In the invention of claim 2, since the substrate is impregnated with the varnish after the temperature of the substrate is lowered by passing the substrate through a cooling roll, the temperature of the substrate is easily set lower than the temperature of the varnish. In addition, the cooling efficiency can be improved.
In the invention of claim 2, since the varnish is impregnated into the substrate after the temperature of the substrate is adjusted to 3 to 5 ° C., the effect that a sufficient amount of varnish can be infiltrated into the gap between the filaments is further enhanced. It can be obtained.
[0052]
  And claims3In the invention, the temperature difference between the substrate and the varnish25-30 ° CSince the varnish is impregnated into the base material after the formation, the effect that a sufficient amount of varnish can be permeated into the gaps between the filaments can be further enhanced.
[0055]
  And claims4In the invention, since the base material is impregnated with the varnish after dehumidifying the base material, moisture can be removed from the inside of the base material, and air bubbles can be smoothly carried by the penetration of the varnish.
[0056]
  And claims5In the invention, the varnish is impregnated into the substrate by bringing the varnish into contact with the lower surface of the substrate while transporting the substrate horizontally, so that the varnish penetrates from the lower surface of the substrate and exists inside the substrate. The bubbles can be pushed up and taken out from the upper surface of the substrate.
[0057]
  And claims6Since the varnish is brought into contact with the lower surface of the base material by spraying the varnish upward from below the base material, the position of the pair of transport rolls can be adjusted to bring the varnish into contact with the lower surface of the base material. Further, it is possible to save the trouble of adjusting the liquid level of the varnish by increasing or decreasing the amount of varnish stored in the impregnation tank.
[0058]
  And claims7In this invention, the substrate is impregnated while the substrate is inclined at a predetermined angle while the substrate is impregnated while flowing down along the inclination of the substrate in the region where the substrate is inclined. The substrate can be infiltrated by contacting the varnish flowing down along the inclination of the substrate while it is being conveyed, and a sufficient amount of varnish can be obtained even if the substrate feed rate is increased. The substrate can be impregnated and high-speed impregnation is possible.
[0059]
  And claims8Since the varnish is impregnated in the base material by supplying the varnish to one side of the base material and bringing it into contact with the base material while the base material is transported vertically, the bottom surface of the base material is transported as in the case of transporting the base material horizontally. It is possible to save the trouble of adjusting the position of the pair of transport rolls to bring the varnish into contact with each other and adjusting the liquid level of the varnish by increasing or decreasing the amount of varnish stored in the impregnation tank. .
[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 speed of varnish and the width between the filaments constituting the yarn.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a portion where a base material and a varnish contact each other.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an apparatus used in an example of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory view showing a state of an unimpregnated portion formed in a prepreg.
[Explanation of symbols]
1 Base material
2 Varnish
3 Cooling roll

Claims

When impregnating the varnish by infiltrating the varnish from one side of the base material, cool air is blown to the base material to lower the temperature of the base material from the temperature of the varnish to 3 to 5 ° C. A method for impregnating a base material, wherein the base material is impregnated.

When impregnating the varnish by infiltrating the varnish from one side of the substrate, the temperature of the substrate is lowered from the temperature of the varnish to 3 to 5 ° C. by passing the substrate through a cooling roll. A method for impregnating a base material, comprising impregnating the base material.

The method for impregnating a substrate according to claim 1 or 2, wherein the substrate is impregnated with the varnish after the temperature difference between the substrate and the varnish is 25 to 30 ° C.

Impregnation of the substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the impregnating varnish on the substrate after dehumidifying the substrate.

The method for impregnating a substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate is impregnated with the varnish by bringing the varnish into contact with the lower surface of the substrate while horizontally conveying the substrate.

The method for impregnating a base material according to claim 5 , wherein the varnish is brought into contact with the lower surface of the base material by spraying the varnish upward from below the base material.

5. The substrate according to claim 1, wherein the substrate is impregnated while flowing down along the inclination of the substrate in a region where the substrate is inclined while the substrate is conveyed while being inclined at a predetermined angle . The impregnation method to the base material in any one .

The substrate is impregnated according to any one of claims 1 to 4 , wherein the substrate is impregnated with the varnish by supplying and contacting the varnish to one side of the substrate while vertically conveying the substrate. Method.