JPS61185418A - 基材への樹脂含浸方法 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、積層板などを製造する際の繊維質の基材に樹
脂液を含浸するための方法に関するものである。

［背景技術］ 積層板は、織布や不繊布など繊維質の基材にワニス請に
ＩＩ製した軸イ脂液を会澄させ、さちに加部乾燥するこ
とによってＢステージ状態のプリプレグ（レジンクロス
）を調製し、このプリプレグを複数枚及び必要に応じて
金属筒を重ね、加熱加圧による積層成形をおこなうこと
によって製造される。

そしてこのとき、繊維質に形成される基材において繊維
間には空気が含まれているために、空気によって阻害さ
れて基村内に樹脂液を十分に浸透させることが困難であ
り、このように基材への樹脂の含浸が不十分であると製
造された積層板の耐湿性、すなわち吸湿後の耐熱性が低
下するという問題が生じる。

そこで従来より基材に樹脂液を含浸させる工程において
、含浸の直前に基材の片面に樹脂液を塗布し、毛細管現
象によって繊維間の空気を追い出しつつこの樹脂液を基
材の繊維間に浸透させて基材の反対側面にまで至らせ、
この後に樹脂液中に基材をディップロールなどによって
浸漬させて基材への樹脂の付着量をコントロールするこ
とがなされている。この方法によれば基材への樹脂の含
浸性の改良がある程度可能ではあるが、繊維間の空気全
十分に追い出すことはできず繊維間の空気を取り囲んだ
まま樹脂液が反対側面に至るようになるというのが現状
である。しかもこの場合基材への樹脂液の塗布の後にも
空気が基材内に残っていると、基材を樹脂液中にディッ
ピングしさらに樹脂液中の溶剤の蒸発と樹脂の硬化のた
めに乾燥したのちにおいて空気は却って抜は難くなり、
プリプレグ状態において繊維間に微少の空気が残ること
になり、また布目間の樹脂部分にはさらに大きな球形の
気泡が残ることになる。空気が残留せず繊維と樹脂とが
完全に接触していれば繊維が見え難くなるが、空気層の
存在で繊維と樹脂との接触が悪いと光は空気層との界面
で屈折率の違いから反射をするので光って見えることに
なり、このことは容易に発見される。このようなプリプ
レグを用いて積層成形をおこなうと、高圧の加圧によっ
て気体の体積は圧力に逆比例して小さくなり、また気体
の一部は樹脂中に溶は込むことになると考えられ、成形
後の積層板を拡大して見ても繊維間に大きな間隙は見ら
れなくなるが、繊維と樹脂との間隙にはわずかの空隙が
存在し、また特に積層板の表面近くの樹脂部分において
は時として空隙（ボイド）が存在することが見受けられ
ることになる。そしてこのような積層板を、１３３℃、
１００％の水蒸気中で１時間以上処理したのちに２６０
℃の半田浴に２０秒間浸漬してデラミネーシヨンやミー
ズリングの発生の有無を評価する試験（夏季条件での加
速試験）で、吸湿後の耐熱特製を測定すると、たとえば
Ｇ−１０タイプのエポキシ樹脂積層板ではデラミネーシ
ヨンが５０％程度発生することになる。夏季におけるプ
リント積層基板の半田付は時のトラブルを防ぐためには
、このような試験をパスする（１０個ウマ個以上問題な
し）ことが必要であることが分かっているところ、上記
試験でデラミネーシヨンが５０％程度発生することは問
題となるものであった。

このように基材の繊維間に空気が含まれている状態では
基材に樹脂を十分に含浸させることは困難であるため、
他の試みとして、真空中で基材に樹脂液を含浸させるこ
とが提案されているが、含浸のための！Ｊｉｍ液は有機
溶剤に樹脂を溶解したフェスとして調製されているのが
通常であり、このように減圧状態となった真空中で含浸
をおこなうと、樹ＷＩ液中の溶剤が急速に蒸発してしま
うことになって、樹脂液の７ニス組成が変わっていくこ
とになると共にまたフェス温度も低下していくことにな
る。従ってこのために基材への樹脂付着量に変動が生じ
易く、またフェス温度の低下に伴う空気中の水分の凝縮
でフェスや基材に水分が付着したりするという問題が発
生することになり、実用化は困難である。さらに超音波
等によって基材の中の空気を追い出す試みもなされてい
るが、このものでは大掛かりな設備を必要とする割にほ
とんど効果が認められないものであり、同様に実用化は
困難である。

［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、基材
中への樹脂液の浸透を良好におこなえて、基材のＮ＆維
に樹脂を密着させた状態で十分に樹脂の含浸をおこなう
ことができる基材への樹脂含浸方法を提供することを目
的とするものである。

［発明の開示１ しかして本発明に係る基材への樹脂含浸方法は、繊維質
の基材に樹脂液を含浸するにあたって、基材の繊維間の
空気を樹脂液に溶解する気体で置換したのちに基材に樹
脂液を含浸させることを特徴とするものであり、基材の
繊維間の空気を樹脂液に溶解する気体で置換したのちに
基材に樹脂液を含浸させることで、この繊維間の気体が
樹脂液に溶解することによって樹脂液を良好に繊維間に
入り込むようにし、基材中への樹脂液の浸透が促進され
るようにしたものであって、以下本発明の詳細な説明す
る。

基材は積層板の製造に用いられる繊維質のもの一般が使
用でき、天然繊維、無機繊維、合成繊維、例えばガラス
繊維や炭素繊維、アラミド繊維（例えばデュポン社製ケ
プラー）、ポリエステル繊維、ナイロン、テトロンなど
による織布や不織布を使用することができる。特に合成
繊維において本発明では大きな効果を得ることができる
。そしてこの基材に樹脂を含浸させるが、含浸の直前に
基材中の繊維（単繊維）間の空気を他の気体と置換して
おく。

置換する気体としては、含浸させる樹脂液に溶解するも
の、例えば樹脂液がワニスとして調製されたものである
なら樹脂ワニスに溶解されるものが用いられる。そして
樹脂ワニスは溶剤として有機溶剤を主として用いるため
に、置換用気体として有機物の蒸気であることが好まし
く、一種または二種以上の混合で使用される。さらに、
基材はその温度が通常１０〜３０℃であるので、基材の
表面（繊維の表面）で気体が多量に凝縮して液体化する
のを防ぐために、気体の沸点が５０℃以下であることが
好ましい。このように沸点が５０℃以下有機物の気体（
１００％のものおよび５０％以上の〃ス濃度のもの）を
用いると基材を加熱するような必要がなくなることにな
る。ここで沸点が５０℃以下の有機化合物としては、７
セトアルデヒド（沸点２１．１℃）、エチルアミン（沸
点１６゜７℃）、エチルエーテル（沸点３５℃）、エチ
ルメチルエーテル（沸点１０℃）、二チルメルカプタン
（沸点３６．７℃）、エチレンキサイド（沸点１０．６
℃）、塩化アリル（沸点４５．２℃）、塩化エチル（沸
点１２．２℃）、ｎ−塩化７’　口ｈ’　ｋ（沸点４６
．３℃）、塩化イソプロピル（沸点３５℃）、ぎ酸メチ
ル（沸点３２．２℃）、ジクロルエチレン−１，１（沸
点３７℃）、臭化エチル（沸点３８℃）、二硫化炭素（
沸点４３．８℃）、ペンタン（沸点３６．１℃）、メタ
ン（沸点−１６１，５℃）、エタン（沸点−８９℃）、
プロパン（沸点−４２，１℃）、アセチレン（沸点−８
３，６℃）、ホルムアルデヒド（沸点−１９，３℃）、
メチルアミン（沸点−６，３℃）、ブタン（沸点−０，
５℃）、エチレン（沸点−１０３，７℃）、プロピレン
（沸点−４７，０℃）、１−ブテン（沸点−６゜２５℃
）などが挙げられるが、これらのなかには引火爆発の危
険性のあるものが多く、密閉状態で使用できないものが
おおいので、燃焼しないハロゲン化炭化水素が使用上好
ましい、このような沸点が５０℃以下の不燃性ハロゲン
化炭化水素としでは、塩化メチレン（沸点３９．８℃）
、トリクロルモノフルオルメタン（７レオン１１；沸点
２３゜８℃）、ジクロルノフルオルメタン（７レオン１
２；沸点−２９，８℃）、ジクロルフルオルメタン（７
レオン２１；沸点８．９℃）、クロルジフルオルメタン
（７レオン２２；沸点−４０，８℃）、トリクロルトＩ
Ｊ　フルオルメタン（７レオン１１３；沸点４７゜６℃
）、ジクロルテトラフルオルエタン（７レオン１１４；
沸点３．５５℃）などを挙げることができるが、この中
でも毒性の少ないフッ素を含むフッ素系のハロゲン化炭
化水素が適している。

基材の繊維間の空気を上記気体と置換するにあたっては
、図に示すように気体流入口１と気体流出口２とを具備
する置換容器３内に上記気体を充填しつつ基材６をこの
置換容器３に通過させることによって、気体を基材６に
接触させることでおこなうことができる。ここで空気と
気体との置換は完全になされることが勿論望ましいが、
空気が完全に置換されていずども空気の大部分が気体と
置換されていれば、置換の効果は十分に得ることができ
る。そしてこのように基材の空気と気体とを置換したの
ちに、樹脂ワニスなどの樹脂液４を充満した含浸槽５内
に基材６を通過させ、基材６内に樹脂液４を浸透させて
含浸させ、紋りパー７によって過剰の樹脂液４をかき落
として所定量の樹脂付着量に調整する。基材に含浸させ
る樹脂としては熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂、７
エ／−ル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、Ｂ
Ｔ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂、ポリブタジェン
樹脂やこれらの変性樹脂などが用いられ、その他テフロ
ン樹脂（四７）化エチレン樹脂）なども用いられる。

そしてこのように基材を樹脂液に通して浸漬すると、基
材内において繊維間や糸間に置換された気体が樹脂液に
溶解し、このため基材の繊維間や糸間は減圧状態となっ
て樹脂がこの部分の内部に入り込み、このことが進行し
て基材内の気体が総て樹脂液に溶けると樹脂は繊維間や
糸間に＃ｌ雑と密着した状態で浸透することになる。従
って基材内にはほとんど空気が残留することなく、基材
の繊維と密着した状態で樹脂を十分に浸透させて含浸さ
せることができることになるものである。このように基
材に樹脂液を含浸させたのち、乾燥してプリプレグを調
製し、これを常法に従って積層成形することによって積
層板を作成するものである。そしてこのようにして得た
積層板にあっては、樹脂がち密で均質になって積層板内
における気泡やボイドが減少し、耐湿性を向上させるこ
とができるものである。尚、上記においては本発明を積
層板の場合について説明したが、本発明はこれのみに限
定されるものではなく、ＦＲＰ一般、中でも絶縁材料に
おいての用途において有用に使用されるものである。

次に本発明をさらに実施例によって具体的に説明する。

：ｍ 基材として旭シュウェーベル社製ガラス布（ＡＳＣＯ−
７６２８−ＡＳ４５０Ｓ）を用い、図の装置において７
レオン２２の気体を供給して基材に７レオン２２を接触
させることによって、基材中の空気を７レオン２２と置
換した。またシェル化学社製エピコー）１００１を主成
分としシェル化学社製エピコート８２８を添加したエポ
キシ樹脂に硬化剤としてノシアンジアミドを、硬化剤の
溶剤としてメチルセロソルブ（ＭＣ）とジメチルホルム
アミド（Ｄ　Ｍ　Ｆ　）を、触媒としてベンジルジメチ
ルアミン（ＢＤＭＡ）をそれぞれ配合してＧ−１０クラ
スの樹脂ワニスを調製し、これを含浸槽に供給して７レ
オン２２と置換した直後の基材を浸漬させた。３分間浸
漬したのちに基材を引き上げで絞りバーに通し、その後
１５０℃の乾燥機内に３分間通すことによってプリプレ
グを得た。プリプレグの外観は透明性が良好で気泡が少
ないことが目視によって確認された。ここで７レオン２
２と接触しなかった部分の基材は切除して次工程に供し
た０次いで、このようにして作成したプリプレグ８枚と
３５ミクロン厚の銅箔とを重ね、加熱加圧成形すること
によって、厚さ１．６１１ＩＩの両面銅張積層板を得た
。

このようにしで得た両面銅張積層板の＃！箔をエツチン
グによって除去し、１３３℃、１００％の水蒸気中で６
０分間処理したのちに２６０℃の半田浴に２０秒間浸漬
してデラミネーシヨンやミーズリングの発生の有無を評
価する試験（試験１）に供した。その結果、試験片１０
個のいずれにも問題は生じなかった。また上記試験１の
うち水蒸気６０分間処理の替わりに水蒸気７５分間処理
する試験（試験２）に供したところ、試験片１０個のう
ち゛　　７個に問題が生じなかった。

艮１乱Ｌ フレオン２２の替わりに７レオン１２を用いた他は実施
例１と同様にしてプリプレグ及び両面銅張積層板を得た
。このものについて試験１及び試験２をおこなったとこ
ろ、試験１では試験片１０個のいずれにも問題は生じず
、また試験２では試験片１０個のうち７個に問題は生じ
なかった。

Ｋ１乱影 実施例１における７レオン２２の替わりにエチルエーテ
ルを主成分とする気体を用いた。この気体はエチルエー
テルが一部空気と混合されたもので、エチルエーテルを
空気孔を設けたフラスコに入れて２５℃の水浴に浮かべ
、図における置換容器の気体流出口にゴムホースを付け
てアスピレータ−で吸引しつつ気体流入口に７ラスフを
ゴムホースでつないで、エチルエーテルが主体となった
気体が基材に接触されるようにしたものである。

あとは実施例１と同様にしてプリプレグ及び両面銅張積
層板を得た。このものについて試験１及び試験２をおこ
なったところ、試験１では試験片１０個のいずれにも問
題は生じず、また試験２では試験片１０個のうち６個に
問題は生じないものであった。

肛１乱 ７レオン２２による気体置換処理をおこなわなか、った
他は、実施例１と同様にしてプリプレグ及び両面銅張積
層板を得た。このものについて試験１及び試験２をおこ
なったところ、試験１では試験片１０個のうち６個は問
題がなかったが、残りの４個にデラミネーションが発生
し、また試験２では試験片１０個の総てにデラミネーシ
ヨンが発生した。

上記実施例１〜３及び比較例の結果、基材中の空気を気
体によって置換したことによる効果が確認される。

［発明の効果１ 上述のように本発明にあっては、基材の繊維間の空気を
樹脂液に溶解する気体で置換したのちに基材に樹脂液を
含浸させるようにしたので、基材内において置換された
気体が樹脂液に溶解して樹脂がこの部分の内部に入り込
み、基材内にほとんど空気が残留することなく、基材の
繊維と密着した状態で樹脂を十分に浸透させて含浸させ
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に用いる気体の置換及Ｖ樹脂の含浸のための
装置の一例を示す概略図である。 ４は樹脂液、６は基材である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維質の基材に樹脂液を含浸するにあたって、基
   材の繊維間の空気を樹脂液に溶解する気体で置換したの
   ちに基材に樹脂液を含浸させることを特徴とする基材へ
   の樹脂含浸方法。
2. （２）気体は有機物質の蒸気であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の基材への樹脂含浸方法。