JPH04345813A - 積層板の連続製造法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気回路用基板等に用
いられる積層板もしくは金属箔張り積層板の連続製造法
及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気回路用基板等に用いられる積
層板もしくは金属箔張り積層板は、一般に紙、ガラスク
ロス等の基材に、熱硬化性樹脂液を含浸後、これを乾燥
して得られるプリプレグを中間材料に用い、所定寸法に
切断後、複数枚重ねて平板プレスで加熱加圧硬化させる
バッチ製造法が採られている。この方法では、プリプレ
グ内の気泡をプレス加圧中に排除するために、加熱溶融
時の樹脂粘度や加圧力を調整し、樹脂の過剰流動を押さ
えている。

【０００３】例えば、前記プリプレグ内の気泡排除を促
進するために、プレス全体を真空減圧化する機構を組み
込むと共に、樹脂流動に即して真空減圧雰囲気条件と平
板加圧条件の時期を調節し、低圧で加圧成形し樹脂の過
剰流動を押さえる方法が特開平１−１５７８２１号に開
示されている。しかし、この方法によるも、平板サイズ
を大きくした広い面積を有する積層板の製造では、中央
部の気泡を外周辺に排除する効果が不充分であり、微小
の残留気泡は避けられない。

【０００４】このような平板プレスによるバッチ製造法
に対し、連続的に長尺シート状プリプレグをベルトで挟
み、送り込みながら徐々に加熱加圧して気泡を排除する
ベルトプレス法がある。図２は一般的に知られた対向エ
ンドレスベルトを用いたベルトプレス法を示す。１は長
尺のシート状プリプレグ、２は上下被覆用フィルムもし
くは金属箔、３はプーリードラム９に掛けられ、且つ対
向配置されたエンドレスベルト、４は加熱加圧装置、１
２は長尺ガスケット紐である。

【０００５】前記複数のプリプレグ１は、フィルムもし
くは金属箔２と共に対向エンドレスベルト３へ引き込ま
れる。このプリプレグ１は加熱加圧装置４により、内部
に含浸された樹脂が溶融硬化して積層板５となる。加熱
加圧装置４はベルト被覆域に設けられており、加圧昇温
域６、硬化成形域７、加圧冷却域８とから構成され、残
留する気泡を縮減するには、加圧力は２０〜５０ｋｇ／
ｃｍ２（＊１０５Ｐａ）を必要とする。そして、加圧昇
温負荷を軽減するためプーリードラム９をベルト余熱器
として用いている。しかし、所定の硬化温度、硬化時間
、生産速度を得るためには、加熱加圧装置全体が長大化
してしまう。

【０００６】ところで、本発明者が行ったベルトプレス
法の実験では、プリプレグ１を連続的に徐々に加熱加圧
しても、期待される気泡排除の効果は得られなかった。 つまり、加熱加圧を途中で停止して送り出された積層板
５を観察すると、気泡が内部に閉じ込められているのが
明らかに認められた。

【０００７】一方、プリプレグ１の加熱昇温を速めれば
、平板プレスと同様に、樹脂の過剰流動が生じた。この
ことから、プリプレグ１をベルトプレスで加熱加圧して
気泡排除するには、平板プレスと同様に加熱溶融時の樹
脂粘度や加圧力の調整が必要なことがわかる。また、ベ
ルトプレス法の欠点として、平板プレスを多段構成とし
たバッチ製造法が、多段収納された材料をまとめて加熱
昇温したり、冷却できるのに対し、ベルトプレス法では
、加圧昇温域６と加圧冷却域８をベルト加圧域内に個別
に必要な長さ設けなければならず、ベルトが長大な装置
となる問題点も有している。

【０００８】このようなベルトプレス法の問題点を解決
する考案が種々なされている。例えば、特開平１−２１
４４１３号の発明は、プレス直前に、ベルトとプリプレ
グ材料とを余熱の温度に維持するものである。しかし、
樹脂を効果に至らない程度の溶融状態にまで均一に余熱
し、なおかつ過剰流動し難い適正粘度に調節するために
は、一旦、硬化成形温度より低い温度を所定時間保たね
ばならず、目的の硬化成形温度までの昇温時間を延ばす
不具合を伴うことになる。

【０００９】さらに、ベルトプレスにより、プリプレグ
材料をより低圧条件で過剰流動させずに加熱加圧できる
よう、減圧下で連続的に加熱加圧成形する方法が特開平
１−２２５５２２号に開示されている。しかし、未溶融
状態のプリプレグに内圧する気泡には減圧脱泡効果が及
ばない。また、本発明者の実験では、プリプレグ内圧気
泡は、加熱溶融状態において、１０トール（ｔｏｒｒ）
以下に減圧しても、上下がベルトで被覆されていると、
気泡排除は不充分であった。したがって、充分な気泡排
除には、加熱溶融の際、各プリプレグが減圧雰囲気に曝
らされることが必要なのである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来方法では積層板から残留気泡を完全になくす
ることが難しく、このため、積層板に膨れ、反り、捩じ
れ、変形等が生じる欠点があることである。本発明は、
従来方法を改良した積層板の連続製造法及びその装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱硬化性樹脂
を基材に含浸し、乾燥させた長尺シート状プリプレグを
加熱加圧して得られる積層板の連続製造法において、こ
のプリプレグを連続的に複数枚繰り出し、１００トール
以下の減圧下雰囲気で加熱溶融して脱泡し、直ちにプリ
プレグの両脇に長尺ガスケット紐を配置し、その上下に
フィルムもしくは金属箔とエンドレスベルトとを重ねて
被覆して所定の厚み調節を行い、続いて樹脂が逆流しな
い程度に増粘した時点から、大気圧もしくはそれ以上の
加圧と加熱を継続し、樹脂を硬化させることを特徴とす
る。

【００１２】また、前記のエンドレスベルトが対向配置
され、このベルトの入口側の対向面に、連続的に繰り込
まれる複数枚のプリプレグを個別に溶融させる加熱器を
内蔵した減圧仕切り室を構成し、この減圧仕切り室内で
プリプレグを、その上下からフィルムもしくは金属箔と
共に重ね合わせて被覆して厚み調節した後、前記ベルト
外側面を一旦減圧にする副減圧仕切り室を通過させ、続
いて大気圧下で加熱ロールにより挟むことを特徴とする
。

【００１３】

【作用】エポキシ等の熱硬化性樹脂液を含浸させ乾燥し
て得られたプリプレグは、通常目視でも認められる気泡
を多数含んでいる。これらは樹脂液含浸の再に巻き込ん
だ空気や基材繊維との濡れ不足による境界空気層や乾燥
時の樹脂溶媒沸騰ガス等からなっている。

【００１４】本発明では、この気泡を含んだ各プリプレ
グを積層前に加熱溶融し、連続的に減圧脱泡する。この
減圧雰囲気を１００トール以下とし、プリプレグを個別
に均等加熱し、部分的なゲル化進行を押さえて脱泡する
。その後、ベルトで上下被覆し、加熱硬化を進める。 この結果、内在気泡を圧縮排除するための加圧操作は不
要となる。むしろベルト被覆した直後では、大気圧の作
用で溶融樹脂が減圧仕切り室側へ逆流するために、上下
被覆ベルト間隙の調節後は、ベルト外面を減圧調節する
ことが必要となるのである。この溶融樹脂の流動防止は
板厚の精度及びフィルムや金属箔の皺防止硬化を得るた
めに極めて重要である。

【００１５】そして、樹脂のゲル化が進み、溶融粘度が
約１０００ポイズにまで増粘した時点で、ベルト背圧を
減圧状態から大気圧状態とする。その結果、上下ベルト
と長尺ガスケット紐で密封被覆されている材料は、大気
圧で加圧されているために、表面平滑な積層板となる。 このようにして得られた積層板は、そのままベルト開放
しても膨れることはない。そのため、樹脂硬化を完了さ
せれば、冷却時の加圧操作も不要である。

【００１６】

【実施例】本発明を実施する装置を図１を参照して説明
する。なお、図２と同等部分には同一符号を付してある
。エンドレスベルト３の対向域において、このエンドレ
スベルト３の内側に挟み加熱ロール１４が配設されてい
る。また、エンドレスベルト３のプリプレグ入口側の対
向面に減圧仕切り室１０が設けられている。そして、こ
の減圧仕切り室１０内には、連続的に繰り出される複数
枚のプリプレグ１を個別に溶融させる加熱器１１が内蔵
されている。プリプレグ１入口側のプーリードラム９と
、これに接して設けられたロール１６とエンドレスベル
ト３とで副減圧仕切り室１３が囲み形成されている。 エンドレスベルト３のプリプレグ１出口側には、冷却ロ
ール１５が配設されている。

【００１７】さらに説明すると、複数枚の長尺シート状
プリプレグ１は、上下被覆用フィルムもしくは金属箔２
と共に１００トール以下に設定された減圧仕切り室１０
に各個別に引き込まれ、遠赤外線等の加熱器１１で硬化
開始温度にまで昇温される。溶融した樹脂は数百ポイズ
にまで低粘度化するため、瞬時に脱泡される。この時、
樹脂硬化反応も同時進行するから各プリプレグ１を直ち
に重ね合わせて長尺のガスケット紐１２と共にベルト被
覆する。

【００１８】減圧仕切り室１０を出たベルト被覆体は、
大気圧により圧縮され、低粘度状態の樹脂は容易に流動
し、減圧仕切り室１０へ逆流する。このため、ベルト外
面を減圧に維持しながら樹脂が増粘する加熱時間を確保
する必要がある。そこで、ベルトで被覆された直後の所
定区域では、ベルト外面側を減圧状態とする副減圧仕切
り室１３が設けられている。プリプレグ１はこの副減圧
仕切り室１３を通過した後、挟み加熱ロール１４によっ
て樹脂硬化温度を維持して、ベルト被覆体により大気圧
加圧されながら密封状態で移送される。移送途中に設け
られた前記挟み加熱ロール１４は、ベルトの加熱機構と
積層体の反り変形とを拘束する支持機構を有している。 そして、積層体５はベルトより解放された後、矯正機能
を有する冷却ロール１５を通過して徐冷される。

【００１９】この装置を使用して積層板を製造した。プ
リプレグ基材に平織ガラスクロス（商品名：日東紡社製
ＷＥ−１８Ｗ、厚み０．２ｍｍ、坪量２０９ｇ／ｍ２）
を用い、樹脂としてエポキシ樹脂（商品名：ダウ社製、
ＤＥＲ−５１１）、硬化剤にジシアンジアミドを４重量
部、硬化促進剤に２−エチル−４メチルイミダゾール０
．０５重量部、粘度調整希釈溶剤にメチルセルソルブ１
００重量部を混合して塗布乾燥し、１７０℃加熱の樹脂
ゲル化時間２００秒、樹脂重量比率５０％のプリプレグ
を作成した。このプリプレグを８枚構成として、本発明
の対向エンドベルト装置で１７０℃、１０分の加熱加圧
を行った。ベルト入口では１７０℃、加熱溶融減圧脱泡
を５０トールで１０秒間処理した。

【００２０】得られた１．６ｍｍ厚みの積層板内の２０
ミクロン直径以上の残存気泡数は皆無であった。また、
耐熱評価である２００℃の雰囲気加熱では、３０分経過
しても積層板表面には膨れが認められなかった。

【００２１】比較例 同様のプリプレグを８枚構成として、ロール加圧方式の
ベルトプレス法により、加圧を２０ｋｇ／ｃｍ２で、昇
温時間を３分とり１７０℃、１０分の加熱加圧を行った
。

【００２２】得られた１．６ｍｍ厚みの積層板内の２０
ミクロン直径以上の残存気泡数は、２０個以上／ｃｍ２
認められた。また、耐熱評価である２００℃雰囲気加熱
では、３分で積層板表面に膨れが発生した。

【００２３】

【発明の効果】本発明による効果は、次の通りである。 （１）残留気泡がなく、耐熱性の優れた積層板が得られ
る。 （２）圧縮気泡が残留していないので、積層板の反り変
形や寸法変化が小さい。 （３）圧縮に伴う樹脂流動がないため、積層板の厚み精
度が優れている。 （４）圧縮に伴う樹脂流動がないため、積層板のフィル
ムもしくは金属箔の皺発生がない。 （５）長尺ガスケット紐で密封しているため、樹脂バリ
がなく、端部ロスも少ない。

【００２４】また、本発明の装置によると、次の通りで
ある。 （１）対向エンドレスベルトには、特殊な加圧機構を必
要としない。そして、ベルト幅を大きくでき、生産能力
を上げられる。 （２）プリプレグの昇温加熱をベルト被覆前に行い、樹
脂硬化後、ベルト被覆中の加圧冷却が不要となるため、
ダブルベルト装置の全長を短縮できる。 （３）ベルト加熱温度は樹脂硬化条件設定のみの一様な
温度設定となるため、ベルト面を均等温度に調節し易い
。 （４）ベルト温度は全域で均等温度に加熱すればよく、
ベルトの熱膨張収縮変形がなく、寿命を長くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の説明図である。

【図２】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１　　　　長尺シート状プリプレグ ２　　　　上下被覆用フィルムもしくは金属箔３　　　
　エンドレスベルト ９　　　　プーリードラム １０　　　　減圧仕切り室 １１　　　　加熱器 １２　　　　長尺ガスケット紐 １３　　　　副減圧仕切り室 １４　　　　挟み加熱ロール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　熱硬化性樹脂を基材に含浸し、乾燥さ
   せた長尺シート状プリプレグを加熱加圧して得られる積
   層板の連続製造法において、このプリプレグを連続的に
   複数枚繰り出し、１００トール以下の減圧下雰囲気で加
   熱溶融して脱泡し、直ちにプリプレグの両脇に長尺ガス
   ケット紐を配置し、その上下にフィルムもしくは金属箔
   とエンドレスベルトとを重ねて被覆して所定の厚み調節
   を行い、続いて樹脂が逆流しない程度に増粘した時点か
   ら、大気圧もしくはそれ以上の加圧と加熱を継続し、樹
   脂を硬化させることを特徴とする積層板の連続製造法。
2. 【請求項２】　　前記エンドレスベルトが対向配置され
   、このベルトの入口側の対向面に、連続的に繰り込まれ
   る複数枚のプリプレグを個別に溶融させる加熱器を内蔵
   した減圧仕切り室を構成し、この減圧仕切り室内でプリ
   プレグをその上下からフィルムもしくは金属箔と共に重
   ね合わせて被覆して厚みを調節した後、前記ベルト外面
   側を一旦減圧にする副減圧仕切り室を通過させ、続いて
   大気圧下で加熱ロールにより挟むことを特徴とする積層
   板の連続製造装置。