JP5816901B2 - 塗工装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗工装置、特に、長尺のシート状基材を移送しながら当該基材に樹脂ワニスを塗工する装置に関する。

上記シート状基材は、シート状繊維基材、樹脂フィルム、金属箔等である。
シート状繊維基材は、無機繊維、有機繊維、又はそれら混合繊維の織布又は不織布などであり、これに樹脂ワニスを塗工・含浸し加熱乾燥して半硬化状態（Ｂステージ）にすると、プリプレグとなる。プリプレグは、これを１枚又は複数枚積層して加熱・加圧成形し、硬化状態（Ｃステージ）の成形品を製造するために使用される。
樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート等からなる離型性フィルムであり、これに樹脂ワニスを塗工し加熱乾燥して半硬化状態の樹脂層とする。この半硬化状態の樹脂層は、樹脂フィルムを剥がして接着フィルムとして使用される。
金属箔は、銅箔、アルミニウム箔、ニッケル箔等であり、これに樹脂ワニスを塗工し加熱乾燥して半硬化状態の樹脂層とする。この半硬化状態の樹脂層は接着層であり、接着層付き金属箔はプリント配線板を製造するために用いられる。

上記のシート状基材への樹脂ワニスの塗工は、効率性を考えて、長尺のシート状基材を移送しながら連続して実施することが好ましく、移送される長尺のシート状基材に対し、塗工装置を用いて連続して樹脂ワニスを塗工した後に、加熱乾燥をしている。

長尺のシート状基材に樹脂ワニスを塗工する装置の中で、樹脂ワニスを貯留する樹脂ワニス溜部の上部が開放されている塗工装置としては、リバースロールコーター、コンマコーター、含浸コーター等がある。

コンマコーターを用いた塗工装置について、より詳細に述べると、図１に示すように、バックアップロール２のロール周面に沿わせて移送される長尺のシート状基材１に対し樹脂ワニスを塗工する装置であり、前記ロール周面と当該周面に前記シート状基材を介して接するバックプレート３によって形成される樹脂ワニス溜部４を備えている。樹脂ワニス溜部４は、厳密には、ロール周面とロール周面に接する側が低くなるように傾斜したバックプレート３とバックプレート３の両側に配置されるサイドプレートにより形成されてい
るが、サイドプレートは図示を省略している。
バックアップロール２のロール周面に沿わせて移送される長尺のシート状基材１は、ール周面とバックプレート３の間隙を通って樹脂ワニス溜部４に導入され、シート状基材に付着した樹脂ワニスは、コンマロール５により、塗工量（厚み）を調節され、加熱乾燥工程へと移送される。
バックアップロール２は、駆動軸に接続されて、シート状基材の移送速度に連動して回転する。コンマロール５には、駆動装置はないが、バックアップロール２との離間を調整する機構及びコンマロールの角度を調整する機構を備える。このような塗工装置は、特許文献１（特開２００７−０８３２００号公報）に記載されている。

特開２００７−０８３２００号公報 特開２００３−０８０１３９号公報

しかしながら、図１に示す塗工装置は、バックプレートが平らな板状になっており、樹脂ワニス溜部の大気に触れる上部開口面積が大きく、樹脂ワニスに含まれる溶剤の揮発量が大きいことから、塗工作業中に樹脂ワニス粘度が大きく変化し易い。樹脂ワニスの粘度変化は、塗工厚みを均一にすることに対し、重大な問題となる。
尚、特許文献２（特開２００３−０８０１３９号公報）には、ロール周面に接する水平な底面とこれに続く前記水平な底面に対し屈曲した部位とで形成されたバックプレートが開示されており、図１に示すものに比較すると、樹脂ワニス溜部の大気に触れる上部開口面積を小さくすることができるものの、水平な底面を備えていることから、樹脂ワニスの淀み部分が発生し易いとの問題がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、塗工中の樹脂ワニス粘度の変化を少
なくでき、樹脂ワニスの淀み部分が発生し難い塗工装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下のものに関する。
（１）バックアップロールのロール周面に沿わせて移送される長尺のシート状基材に樹脂ワニスを塗工する装置であって、前記ロール周面と当該周面に前記シート状基材を介して
接するバックプレートによって形成される樹脂ワニス溜部を備えている。前記バックプレートは、前記ロール周面に接する側が低くなるように傾斜した第１傾斜面と、第１傾斜面に続く第２傾斜面とを有し、第２傾斜面の傾斜角度を第１傾斜面の傾斜角度より大となし、かつ、第２傾斜面に続く庇部を備え、当該庇部が、樹脂ワニス溜部に向かって下方に張り出し、第１傾斜面に樹脂ワニスの供給口が開いている塗工装置である。
（２）項（１）において、第１傾斜面及び／又は第２傾斜面は、バックアップロールから離れる方向に、徐々に傾斜角度を大となしている塗工装置である。

本発明においては、樹脂ワニス溜部の底部に水平部分をなくすことで、樹脂の淀み部分を少なくすることができる。また、第２傾斜面の傾斜角度を第１傾斜面の傾斜角度よりも大とすることで、樹脂ワニス溜部の大気に触れる上部開口面積を小さくできることから、樹脂ワニスの揮発量を抑えて樹脂ワニスの粘度変化を小さくすることができる。結果として、塗工作業継続中の塗工厚みの均一化を行うことができる。又、樹脂ワニスを溜める部分が小さくなるので、塗工終了時や樹脂ワニスの品種切替時に発生する廃棄樹脂ワニスの量を削減できる。
第１傾斜面及び／又は第２傾斜面の傾斜角度を、バックアップロールから離れるに従って、徐々に大となす場合は、より一層、樹脂ワニス溜部の大気に触れる上部開口面積を小さくできることから、樹脂ワニスの粘度変化を小さくすることができる。

第２傾斜面に続く庇部を備え、当該庇部が、樹脂ワニス溜部に向かって下方に張り出しているので、更に樹脂ワニスの揮発量を小さくできる。
バックプレートが、その第１傾斜面に、樹脂ワニス供給口を有するので、樹脂ワニス溜部に張り出す庇部の影響を受けずに樹脂ワニスの供給をできると共に、樹脂ワニスの供給時に、樹脂ワニス溜部の底部位置から樹脂ワニス攪拌を効率的に行うことができ、樹脂成分の沈殿や分離等を、抑制することができる。

従来例である、コンマコーターを用いた塗工装置の概略断面図を示す。 本発明の参考例であり、コンマコーターを用いた塗工装置の概略断面図を示す。 本発明の他の参考例であり、樹脂ワニス溜部に張り出す庇部を備えているコンマコーターを用いた塗工装置の概略断面図を示す。 図３の樹脂ワニス溜部に張り出す庇部が分割式である塗工装置の概略断面図を示す。 本発明の更に他の参考例であり、第１傾斜面と第２傾斜面の傾斜角度を徐々に大となしているコンマコーターを用いた塗工装置の概略断面図を示す。 本発明の実施例であり、図３の第１傾斜面に樹脂ワニス供給口が開いているコンマコーターを用いた塗工装置の概略断面図を示す。

＜バックアップロール＞
本発明にて述べるバックアップロールは、塗工すべき長尺のシート状基材をそのロール周面に沿わせて移送するものであり、材質は、強度及び精度の観点から、金属製のものを用いることが好ましく、より具体的には、炭素鋼の表面に防錆用のニッケルメッキを施したものを用いることができる。
バックアップロールの径及び長さは、特に制限されるものではなく、用途及び塗工すべき対象により、適宜選択することができる。

＜シート状基材＞
本発明にて述べるシート状基材は、樹脂ワニスを塗工可能なものであれば良い。
樹脂ワニスを塗工しプリプレグを製造するために用いるシート状基材であれば、ガラス繊維、アラミド繊維等を使用した織布又は不織布である。
シート状基材は、「背景技術」で述べた樹脂フィルムや金属箔であっても良い。
また、シート状基材は、そのままでも、表面処理しても使用することができる。シート状基材を表面処理することにより、樹脂ワニスのシート状基材への塗工性を向上させることができる。

＜樹脂ワニス溜部＞
本発明にて述べる樹脂ワニス溜部は、先に述べたバックアップロールのロール周面と当該周面にシート状繊維基材を介して接するバックプレートにより形成され、樹脂ワニスを蓄える部分である。厳密には、バックプレートの両側に配置したサイドプレートも樹脂ワニス溜部の構成部材となっているが、以下では、説明を省略する。
バックアップロールのロール周面に沿わせて移送される長尺のシート状基材は、ロール周面とバックプレートの間隙を通って樹脂ワニス溜部に導入される。

＜バックプレート＞
本発明にて述べるバックプレートは、前記ロール周面に接する側が低くなるように傾斜した第１傾斜面と、第１傾斜面に続く第２傾斜面とを有し、第２傾斜面の傾斜角度を第１傾斜面の傾斜角度より大となしている。
これにより、樹脂ワニス溜部は、樹脂ワニスの淀み部分がなく、大気に触れる上部の面積を小さくすることができる。
第１傾斜面及び／又は第２傾斜面は、バックアップロールから離れる方向に、徐々に傾斜角度を大となす。これにより、より一層、樹脂ワニスが大気に触れる樹脂ワニス溜部の上部開口面積を小さくすることができる。
尚、徐々に傾斜角度を変えるとは、複数の平面を徐々に角度を変えながら連結することであってもよいし、滑らかな曲面とし変えていくことであってもよく、これらを複合させたものであっても良い。

バックアップロールのロール周面とバックプレート（第１傾斜面）との隙間は、バックアップロールのロール周面に沿わせて移送されるシート状基材の厚みにより変化させるものであり、塗工時に樹脂ワニスが漏れないように、ロール周面にシート状基材を介して第１傾斜面が接する。
バックプレートの材質は、用いる樹脂ワニスに耐性を有するものであれば、特に制限されるものではないが、樹脂ワニスに対して異物発生が少なく、強度の高い、金属製のものを用いることが好ましく、より具体的には、炭素鋼、ステンレス等を用いることができるが、炭素鋼を用いる場合には、防錆のニッケルめっき等を行うことが好ましい。

＜庇部＞
本発明にて述べる庇部は、第２傾斜面に続いて設けられるものであり、樹脂ワニス溜部に向かって下方に又は上方に張り出して、樹脂ワニス溜部の上部開口部を覆っている。
庇部は、樹脂ワニス液面との離間距離を短くした方が、樹脂ワニスの揮発を抑えられ好ましいが、樹脂ワニスの供給しやすさを考えて、適宜設定することができる。
また、庇部の材質は、特に制限されるものではないが、先に述べたバックプレートと、同じ材質とすることが、熱膨張係数が等しく、好ましい。
尚、庇部は、樹脂ワニス溜部の清掃等を行うことを考慮し、脱着自在に固定されるようにすることが好ましい。

＜樹脂ワニスの供給口＞
本発明にて述べる樹脂ワニスの供給口は、樹脂ワニス溜部に対し、樹脂ワニスを供給する部分であり、先に述べた庇部の存在が障害にならず、樹脂ワニス供給時に樹脂ワニス全体を攪拌できるよう、バックプレートの低い位置、即ち、第１傾斜面に、開いている。
樹脂ワニスの供給は、塗工により樹脂ワニス溜部から減少していく量に合わせて、連続的に供給することも、一定時間又は一定塗工量毎に、一度に供給することもできるが、常に樹脂を攪拌させることができるように、連続的に供給することが好ましい。

（樹脂ワニス）
本発明の塗工装置に用いる樹脂ワニスは、特に制限されるものではないが、樹脂成分は、具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることができる。
また、これらの樹脂成分は、塗工条件等により、適宜の溶剤を用いて希釈する。溶剤としては、メチルエチルケトン、アセトン、メチルグリコール、ＤＭＦ等を用いることができる。

（コンマロール）
本発明の塗工装置には、更にコンマロール、そのほかの塗工厚さ調整手段を取り付けることができる。コンマロールは、駆動装置を必要とせず、バックアップロールとの離間を調整する機構及びコンマロールの角度が変えられる機構を備えていれば良い。コンマロールの材質は、強度及び精度の観点から、金属製のものを用いることができ、より具体的には、炭素鋼の表面にニッケルメッキを施した炭素鋼を用いることが好ましい。

＜参考例１＞
図２は、本発明の参考例であるコンマコーターを用いた塗工装置の概略図である。
より具体的には、図２に示すように、直径：１６０ｍｍのバックアップロール２、このバックアップロール２のロール周面にシート状基材１を介して接するように設置されるバックプレート３、バックアップロール２との離間を調整する直径：１２０ｍｍのコンマロール５を有している。バックアップロール２は、駆動軸に接続されて、シート状基材１の移送速度：１ｍ／分と連動して回転する。
コンマロール５には、駆動装置はないが、バックアップロール２との離間を調整する機構及びコンマロール５の角度が変えられる機構を備える。
樹脂ワニス溜部４を構成するバックプレート３は、ロール周面に接する側が低くなるように傾斜した第１傾斜面３ａと、第１傾斜面３ａに続く第２傾斜面３ｂとからなっている。水平面に対し、第１傾斜面３ａの傾斜角度を３０度、第２傾斜面３ｂの傾斜角度を６０度とした。

＜参考例２＞
図３は、本発明の他の参考例であるコンマコーターを用いた塗工装置の概略図である。
より具体的には、図３に示すように、第２傾斜面３ｂに続く庇部７を一体に備えたことが、実施例１との相違点である。
庇部７は、樹脂ワニス溜部４に向かって下方に張り出しており、樹脂ワニス溜部４の大気に触れる上部開口面積の５０％を覆っている。

＜参考例３＞
図４は、本発明の更に他の参考例であるコンマコーターを用いた塗工装置の概略図である。
より具体的には、図４に示すように、第２傾斜面３ｂに着脱可能に取り付けたことが、参考例２との相違点である。第２傾斜面３ｂからの延設面に、庇部７を後からビス止めすることにより、前記構成を実現している。

＜参考例４＞
図５は、本発明の他の参考例であるコンマコーターを用いた塗工装置の概略図である。
より具体的には、図５に示すように、水平面に対し、第１傾斜面３ａの傾斜角度を３０度としたことは上記各参考例と同様であるが、第２傾斜面３ｂは傾斜角度を徐々に変えて滑らかな曲面で構成し、第１の傾斜面の傾斜角度より大きくしている。
また、第２傾斜面３ｂに続く庇部７を一体に備えている。この庇部７は、樹脂ワニス溜部４に向かって上方に張り出しており、樹脂ワニス溜部４の大気に触れる上部開口面積の３０％を覆っている。
尚、バックアップロール２及びコンマロール５の構成、シート状基材１の移送速度は、他の参考例と同様である。

＜実施例１＞
図６は、本発明の実施例であるコンマコーターを用いた塗工装置の概略図である。
より具体的には、図６に示すように、第１傾斜面３ａに樹脂ワニスの供給口６が開いていることが、参考例２との相違点である。樹脂ワニスの供給口６は、バックアップロール２の軸方向に、３箇所配置されている。

＜比較例１＞
比較例１では、先に述べた図１に記載される装置を用いた。
より具体的には、図１に示すように、バックプレート３は、傾斜角度は３０度とした一つの傾斜面で構成されている。
バックアップロール２及びコンマロール５の構成、シート状基材１の移送速度は、上記の各参考例、実施例と同様である。

（樹脂ワニスの揮発量の測定）
参考例１〜４、実施例１及び比較例１に記載する装置を用いて、樹脂ワニスの揮発量の測定を行った。溶剤揮発量の測定は、次のようにして行った。
エポキシ樹脂ワニスを用いて、塗工作業中の樹脂ワニスの供給を停止した状態で塗工を行い、シート状基材への塗工ムラが発生した時点で、塗工を終了する。そして、本来含有されているべき溶剤量と、樹脂ワニス溜部から抜取った樹脂ワニスのオーブンによる加熱前後の質量変化から求めた含有溶剤量との差から、塗工作業中の溶剤揮発量を求めた。

（樹脂ワニス廃棄量の測定）
参考例１〜４、実施例１及び比較例１に記載する装置を用いて、樹脂ワニス廃棄量の測定を行った。樹脂ワニス廃棄量の測定は、次のようにして行った。
エポキシ樹脂ワニスを用いて、塗工作業中の樹脂ワニスの供給を停止した状態で塗工を行い、シート状基材への塗工ムラが発生した時点で、塗工を終了する。そして、塗工終了時に樹脂ワニス溜部に残った樹脂ワニスを抜取り、質量を測定した。

樹脂ワニスの揮発量及び樹脂ワニス廃棄量について、その測定結果を、以下の表１に示す。
表１に示す数値は、比較例１における値を「１」とした場合の、質量相対値にて示している。

表１に示す通り、実施例１の塗工装置では、比較例１の塗工装置に比べ、樹脂ワニスの揮発量、樹脂ワニス廃棄量ともに少なく、特に庇部を設けた参考例２〜３とともに、樹脂ワニスの揮発量を一層低減することができることが判る。樹脂ワニスの供給口を設けた実施例１は、樹脂ワニスの撹拌が可能となり、より安定した均一な塗工作業を実施することができる。

１…シート状基材、２…バックアップロール、３…バックプレート、３ａ…第１傾斜面、３ｂ…第２傾斜面、４…樹脂ワニス溜部、５…コンマロール、６…樹脂ワニスの供給口、７…庇部

Claims (2)

1. バックアップロールのロール周面に沿わせて移送される長尺のシート状基材に樹脂ワニスを塗工する装置であって、
   前記ロール周面と当該周面に前記シート状基材を介して接するバックプレートによって形成される樹脂ワニス溜部を備え、
   前記バックプレートは、前記ロール周面に接する側が低くなるように傾斜した第１傾斜面と、第１傾斜面に続く第２傾斜面とを有し、第２傾斜面の傾斜角度を第１傾斜面の傾斜角度より大となし、かつ、第２傾斜面に続く庇部を備え、当該庇部が、樹脂ワニス溜部に向かって下方に張り出し、
   第１傾斜面に樹脂ワニスの供給口が開いていることを特徴とする塗工装置。
2. 第１傾斜面及び／又は第２傾斜面は、バックアップロールから離れる方向に、徐々に傾斜角度を大となしている請求項１記載の塗工装置。

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