TW540177B - Device and method for manufacturing resin-impregnated hard sheet - Google Patents

Description

540177 五、發明説明（1 ) [發明所屬之領域] 本發明爲有關一種例如具撓性的印刷配線板之基板或燃 料電池的電極基底材料之製造裝置及製造方法’尤指可連 續的製造長條狀樹脂浸漬硬化板或長條狀碳系材料板之製 造裝置及製造方法者。 [從來的技術] 由纖維強化塑料所製成的印刷配線板之基板’係如在特 開平2000-77 803號公報的先行技術中也有記載的，是使 用將對丙氨酸醯胺纖維和間丙氨酸醯胺紙漿或熔融液晶性 芳香族聚酯纖維和其紙漿的抄漿板，浸漬於加強複合樹脂 所形成之有機纖維強化預浸漬物所製造者。或者是也有將 由丙氨酸醯胺纖維和聚酯等的熱塑性纖維所構成的混合纖 維網之用熱壓延機使其一體化的乾式板，浸漬於環氧樹脂 以形成爲撓性的（彎曲性）基板之方法。由這些習知方法所 製造的印刷配線板之基板是例如在特開平5-24 1 65號中所 公佈的，將長條狀配線板的基板在製造工程的最後階段切 斷成所要尺寸，以層疊的保管。又上述撓性是指在基板上 賦與局部性的彎曲性者。 又，磷酸型燃料電池用的多孔質電極，以往就是將由碳 短纖維的抄漿所獲得的短節碳纖維板浸漬於熱硬化性樹脂 ，於該樹脂硬化後加以焙燒，以將上述樹脂碳化所製造的 多孔質電極爲主流者。 此種以往的多孔質碳電極基底材料的厚度很大，脆性也 很大，將其彎曲時多會壞掉。到目前爲止的電極頂多是在 540177 五、發明説明（2 ) 碳纖維被此之間交叉部分所黏合，因而其黏合點的數很少 ，其在厚度方向的導電性並不一定會比纖維軸方向的爲高 ，又，爲了要使燃料電池內的氣體或水的流動得以圓滑化 ，以提升化學一電能的轉換效率，而提高多孔質碳電極基 底材料的多孔性時，也會有使導電性本身降低之問題。

因此，例如在特開平1 - 1 60867號公報所公佈的多孔質 電極中，其作爲可碳化的樹脂是倂用可熱硬化的自我硬化 型之甲階酚醛樹脂和非自我硬化型的漆用酚醛樹脂者。由 於如此的採用兩種樹脂，因而在於樹脂硬化時，只有甲階 酚醛樹脂會硬化，而在其後的碳化之際，未硬化的漆用酚 醛樹脂會流動於纖維之間，進入於纖維被此之間的間隙而 被碳化，因而導電性基底材料的導電性會升高。

又，例如在特開平7-142068號公報所公佈的多孔質碳 電極基底材料是在於由碳纖維-碳所形成的多孔質構造之 電極基底材料的增強複合部中，在其電極基底材料的厚度 方向存在著纖維長度爲0.1mm以下的碳質柔軟纖維，因而 配置在厚度方向的纖維被此之間也可在交叉部以外之處黏 合。因此，持有這種構造的電極基底材料是可提升其整體 性的導電性，尤其是在電極基底材料的厚度方向之導電性。 一方面，在特開平8-2979號中有公佈磷酸型燃料電池 用的附有溝槽多孔質碳質材料。該碳質坯料是將含有可碳 纖維化的纖維及/或碳纖維和可碳化或可石墨化的熱硬化 性樹脂抄漿或板材，將該板材加熱加壓成形後，使其持有 餘隙的配置在形成有凹凸部的金屬模型內。然後將上述板 -4- 540177 五、發明説明（3 ) 材再加熱使其膨脹和完全硬化，接著加以焙燒而製成之。 依此電極基底材料的製法時，可形成高精度的槽狀氣體流 路，同時，雖重量輕，但機械性強度很高，也可獲得均勻 性、熱傳導性、及氣體透過性都很優異的基底材料。 可替代於這種磷酸型燃料電池的是固體高分子型燃料電 池。此固體高分子型燃料電池用的多孔質電極係由於其電 流密度是高到磷酸型燃料電池用電極的4〜2 0倍，因而氫 和氧的供應量或由反應所生成的水之除去量會增多。一方 面，固體高分子型燃料電池的運轉溫度是在lOOt前後而 很低，因而所生成的水不會蒸發而會流動，該水會阻塞到 氣體供應路徑，氣體供應路徑會容易成爲狹窄。 因此，固體高分子型燃料電池用的多孔質電極與磷酸型 燃料電池用的多孔質電極比較時，是被更加要求對氣體的 擴散與透過性、可耐處理的強度及柔軟性，以及，可耐電 極製造時或組裝電極時的壓縮之強度。 在特開平9-1 57052號公報中有公佈固體高分子型燃料 電池用之多孔質碳板。在該公報所公佈的多孔質碳板是爲 了要使其可適用於固體高分子型燃料電池，而特意的提高 其厚度方向之透氣性。依該公報時，爲了要提高在厚度方 向的透氣性，是將由碳短纖維的抄漿所獲得的，使碳纖維 在實質上以無規則的分散於二維平面內之板材，浸櫝於甲 階酚醛樹脂與漆用酚醛樹脂的混合比率爲2:1〜1:3之混合 樹脂中，於浸漬所需量後，將該板材加熱使上述樹脂碳化 所製成者。 540177 五、發明説明（4 ) 又’固體高分子型燃料電池用多孔質電極的電流密度是 比磷酸型燃料電池用多孔質電極的爲高，由此，對固體高 分子型燃料電池的小型化之要求也逐漸迫切，要實現此要 求時必須將多孔質電極薄型化。固體高分子型燃料電池的 電極厚度在當今是有汽車用的爲0.2mm，擱置用的〇.3mm 程·度者’而上述特開平9-157052號公報中也有公佈厚度 0.2 mm程度的多孔質碳板，但可預料，將來會被要求更薄 型化者。 [發明欲解決之問題] 然而，如上述的，在於印刷配線基板的製造工程中，是 在於最後工程時被切斷成所欲的短節尺寸之板材，然後依 照各種機器的用途，加工成所欲尺寸來使用。又，在於多 孔質電極基底材料中，也是形成爲如上述的短節板狀，在 一般上是將該基底材料切斷成1 5cmxl 5cm程度的所定電 極尺寸未使用。 如此的將印刷配線基板或多孔質碳電極基底材料製成短 節板狀時，對於這些板材的處理或搬運上會很不方便，而 且，在於電池組裝現場中，不得不再度切斷成爲其實際所 需之尺寸，在此切斷時會產生材料的浪費。爲了要消除這 些不妥當之情形，以提升使用上述印刷配線基板的各種電 子機器或使用上述電極基底材料的電池之生產性，上述印 刷配線基板及電極基底材料是以製成長條狀的捲繞成滾筒 狀者爲理想。 然而，由於通常的印刷配線基板之剛性較高也是其理由 -6- 540177 五、發明説明（5 ) 之一，致使直到現在都是以在其製造工程的最後階段將其 切斷成短節的板狀爲前提之處理方式，並未想到將印刷配 線基板以長條品的捲繞成滾筒狀之方式處理。多孔質電極 基底材料也同樣，由於欠缺柔軟性而未採用捲繞成滾筒狀 者。 尤其是在電極基底材料的場合中，上述的任一公報都未 將要電極基底材料連續的製成長條狀之事考慮在內。因此 ，要沿襲這些公報所公佈的從來之多孔質碳電極基底材料 的製造方法，以製造連續延長的碳電極基底材料時，是可 將碳短纖維抄漿成長條的碳纖維板後，對該長條碳纖維板 連續的賦與熱硬化性樹脂。然而，依照從來的一般上之多 孔質碳電極基底材料之製造方法，是將已賦與樹脂的上述 碳纖維板切斷成所欲短節板材後，用熱壓裝置加熱加壓使 其硬化者。 想要使用這種間歇式熱壓裝置以對賦與熱硬化性樹脂的 長條碳纖維板施加連續性硬化處理時，可考慮在間歇式硬 化裝置的上游側及下游側分別設置調節輥等，將以每一硬 化處理所需長度所運送來的板材之運送暫時的停止，而將 碳纖維板以間歇性的硬化處理之所謂半間歇式的方法。然 而，碳纖維板在加壓處理後會成爲很易碎的，因而，在於 熱壓裝置的邊端，即加壓面與已加壓結束的鄰接面之境界 部分，該板材容易缺損，而難於獲得高品質的製品。 本發明是爲了要克服上述問題點，其一目的是在於提供 一種可連續的將長條狀纖維製板材浸漬於樹脂，並使其硬 -7- 540177 五、發明説明（6 ) 化而製成具撓性的、可捲繞的樹脂浸漬硬化板之製造裝置 及製造方法者。另一目的是在於提供一種可連續的將長條 狀纖維板材浸漬於可碳化的樹脂，並使其碳化而製成具撓 性的、可捲繞的碳系材料板之製造裝置及製造方法者。 [解決問題之手段] 爲了達成上述目的，本件申請專利範圍第1項發明的主 要構成之樹脂浸漬硬化板的製造裝置係具備可將短纖維的 抄漿所獲得的，含有未硬化樹脂的長條狀未硬化纖維板予 以運送之運送裝置，和，可使上述未硬化纖維板的上述未 硬化樹脂硬化，以成形爲樹脂浸漬硬化板之樹脂硬化裝置 ;而，上述運送裝置係具備至少1組的，由驅動滾筒、從 動滾筒、和繞掛於上述驅動滾筒及從動滾筒上的無端環狀 皮帶所組成之旋轉皮帶者。 這種樹脂浸漬硬化板的製造裝置是可一面連續的運送長 條狀纖維板，一面可同時施加硬化處理，因而，可使未硬 化纖維板在遍及於其長度方向獲得均勻的硬化。因此，也 不會產生局部性的強度較弱之部分或缺損等，可在於高生 產性下’製造在長度方向具均勻品質的樹脂浸漬硬化板。 由上述裝置所製造的樹脂浸漬硬化板是例如可作爲印刷 配線基板，而將其捲繞成滾筒狀後供應於使用者，其在處 理上很容易，運送上也很方便。又，要按照各種電子機器 的尺寸切斷來使用時，材料的浪費很少，也可提升製造效 率。 本件申請專利範圍第2項的發明是在申請專利範圍第1 540177 五、發明説明（7 ) 項之構成中’其係並具在於沿著上述樹脂浸漬硬化板的行 走路徑上依序所配置的’由可將上述樹脂浸漬硬化板兩側 邊緣修整之剪邊機、保持捲繞面壓力用的壓緊滾筒、及捲 繞軸所組成之捲繞裝置者。 要將硬化後的纖維板捲繞之前，將其兩側邊緣部位用剪 邊機修整後’再捲繞於捲繞軸。在此捲繞時，是以預先設 定的按壓力，將其卷體的外圍面用壓緊滾筒按壓，因而， 以上述修整相輔相成的，可整然的，且以一定的捲繞密度 連續的捲繞成卷。 依本件申請專利範圍第3項的發明時，上述運送裝置係 至少具備2組一對的，配置成爲可從上下將上述未硬化纖 維板的運送路徑夾在其間之旋轉皮帶者。 如此’將2組的旋轉皮帶配置在上下，將上述未硬化纖 維板夾在其間時，可使遍及於所需長度範圍內的上述板材 由無端環狀皮帶所夾住。因此，可更精密的控制所獲得的 樹脂浸漬硬化板之厚度，且，也可提高其在長度方向的厚 度之均勻性。 上述未硬化樹脂如爲熱硬化性樹脂時，上述樹脂硬化裝 置是採用加熱裝置。在此情形時，其加熱方式是可用加熱 滾筒等的傳導加熱，或由設有加熱領域的對流加熱，或用 遠紅外線等的放射加熱，但從減低熱損失的觀點上，是以 加熱滾筒等的傳導加熱較爲理想。 依本件申請專利範圍第4項的發明時，上述樹脂浸漬硬 化板係具備2支一對的，配置成爲可介由上述無端環狀皮 -9- 540177 五、發明説明（8 ) 帶將上述未硬化纖維板夾住之加熱加壓滾筒者。 又’將2支一對的上述加熱加壓滾筒，在未硬化纖維板 的運送方向配置多數對者爲理想，此時，成對加熱加壓滾 筒在上述運送方向的節距及加熱加壓滾筒的直徑是可考慮 加熱加壓滾筒前後的無端環狀皮帶之過度變化或未硬化纖 維板本身所受的壓力變動等，適宜的決定之。 又，上述加熱加壓滾筒的加熱溫度（硬化時的溫度）或壓 緊壓力也可做適當的設定，但，例如要製造碳系材料板之 際，在於要製造其中間製品的未硬化纖維板時，其硬化時 的溫度是以3 50°C以下，壓緊壓力是以線壓力爲1.5xl04 N/m以上、1.0xl〇5N/m以下爲理想。 本件申請專利範圍第5項的發明是，上述樹脂硬化裝置 係具備一種利用流體壓力，將上述未硬化纖維板與上述無 端環狀皮帶予以夾住之連續加熱液壓裝置，以取代於上述 加熱加壓滾筒者。 可適用於上述連續加熱液壓裝置的加壓流體是只要可滿 足在所欲溫度內不產生劣化和變質的耐熱性者即可，並無 特別限制，因而可依照所欲溫度適宜的決定之。在一般上 ，使用耐熱性優異的矽系油是很合適。 加壓流體也可使用氣體，但，通常是用傳熱效率較高的 液體較有利。 本發明的上述連續加熱液壓裝置是本件申請專利範圍第 4項的加熱加壓滾筒不相同，在於通過本連續加熱液壓裝 置期間，可連續的賦與面壓力，因而，可適合於利用在需 -10- 540177 五、發明説明（9 ) 要較長處理時間之場合，又，也可視其所需，以多數的配 置在上述被處理纖維板的面方向。 又，也可倂設上述加熱加壓滾筒。 依此連續加熱液壓裝置的理想形態時，是對被處理纖維 板介以無端環狀皮帶，以連續的，且同時的加熱加壓，因 而要引進高溫的加壓流體。此高溫的加壓流體是以循環的 利用，但也有將其密封在裝置內予以利用者。 此連續加熱液壓裝置可例舉如三菱嫘縈工程技術股份公 司所製造銷售的「連續加熱裝置」，其詳情是例如在特公 平3-51205號、特公平2-62371號、特公平2-62 370號等 中有所公佈。 依本發明申請專利範圍第6項的發明時，上述樹脂硬化 裝置係至少具備預熱部和加熱加壓部者。在上述預熱部中 ，使熱硬化性樹脂預先軟化，就可在後續的加熱加壓部中 ，將樹脂浸漬硬化板的厚度控制的很好。此時，預熱部的 溫度是設定在熱硬化性樹脂的黏度會成爲最低的溫度以上 爲理想。又，加熱加壓部的溫度是設定在比預熱部的溫度 高出5(TC以上爲理想。由此，可使熱硬化性樹脂充分的硬 化。 本件申請專利範圍第7項發明的主要構成係包含；使用 上述申請專利範圍第1〜5項中任一項的樹脂浸漬硬化板 之製造裝置，使長條狀上述未硬化纖維板的上述未硬化樹 脂硬化，以連續的製造長條狀樹脂浸漬硬化板，並將其捲 繞成卷的樹脂浸漬硬化板之製造方法者。 -11- 540177 五、發明説明（10 ) 又’本件申請專利範圍第8項的發明是在其由短纖維的 抄漿所獲得的纖維製板係含有碳短纖維和有機高分子系黏 合劑者。 由短纖維的抄漿所獲得的纖維製板之上述短纖維是有如 聚丙烯腈系纖維、聚酯纖維、聚乙烯醇纖維等之各種合成 纖維或碳纖維，除這些纖維外，也可使用作爲補強用的玻 璃纖維、丙氨酸纖維、或陶瓷纖維。 將有機高分子系黏合劑添加於這些短纖維中加以抄漿， 而將所獲得的含水凝膠粒浸漬於未硬化樹脂，並予以乾燥 ，而可獲得未硬化纖維板。上述未硬化樹脂是以在常溫下 呈現黏著性或流動性者爲理想。 將上述樹脂浸漬硬化板予以碳化就可獲得碳系材料板。 此碳化處理裝置在一般上是可用碳纖維用焙燒爐，此焙燒 爐是有將被處理體向水平方向移送之臥式焙燒爐和將被處 理體向垂直方向移送之立式焙燒爐。要將上述樹脂浸漬硬 化板予以碳化時，也有可能使用立式焙燒爐，該立式焙燒 爐是有不必設置導輥等之有利之點，但，考慮到對氣氛氣 體的密閉性或異常時的處理性等，還是以採用臥式焙燒爐 爲理想。 因而，本件申請專利範圍第9項發明的主要構成是一種 可使由短纖維的抄漿所獲得的，含有未硬化樹脂的長條狀 未硬化纖維板之經過硬化後所製成的樹脂浸漬硬化板碳化 ，以製造碳系材料板所用之裝置，而其係具備可將上述樹 脂浸漬硬化板向水平方向連續的移送，並使其碳化之碳化 -12- 540177 五、發明説明（11 ) 處理室和配置在該碳化處理室內和導輥所構成的碳系材料 板之製造裝置者。 上述導輥是以採用石墨製的圓棒或圓管者爲理想，使用 石墨時，雖在於該導輥兩端只用石墨製的導輥支承台支承 的簡單構造，也會由石墨本身的自我潤滑性而可容易的旋 轉。只要配置多支導輥時，其導輥節距是可依據樹脂浸漬 硬化板的重量、碳化處理時的張力，做適當的決定。 在上述碳化處理室內如未設置導輥時，樹脂浸漬硬化板 會由於其自重而摩擦到碳化處理室的底面，成爲引起破損 或缺損的起因’碳化處理後所獲得的碳系材料板之品質會 降低。 所獲得的長條狀碳系材料板是也可將其切斷成所需的所 定長度，以作例如多孔質碳電極基底材料之用，但，如上 述的，以連續的進行硬化及碳化所獲得的碳系材料板，係 在長度方向具備均勻的，充分的柔軟性者。因而，可將其 捲繞成滾筒狀供應於使用者。 又，本件申請專利範圍第1 〇項的發明是其係並具在上 述碳系材料板的行走路徑上依序配置的，由要將上述碳系 材料板的兩側邊緣修整之剪邊機、保持捲繞面壓力的壓緊 滾筒、及捲繞軸所構成之捲繞裝置。該捲繞裝置是以採用 其捲繞筒管的轉換作業容易之雙軸轉台式捲繞裝置，在提 高生產率上較爲理想。 又，本件申請專利範圍第11項發明的主要構成是包含 ;使用一種具備可將由短纖維的抄漿所獲得的，含有未硬 -13- 540177 五、發明説明（12 ) 化樹脂之長條狀未硬化纖維板運送之運送裝置，和可使上 述未硬化纖維板的上述未硬化樹脂硬化’以成形爲樹脂浸 漬硬化板之樹脂硬化裝置’而上述運送裝置係具備至少1 組的，由驅動滾筒、從動滾筒和繞掛於上述驅動滾筒及上 述從動滾筒上的無端環狀皮帶所組成之旋轉皮帶所構成的 樹脂浸漬硬化板之製造裝置’以使長條狀上述未硬化纖維 板的上述未硬化樹脂硬化，而連續的製造長條狀樹脂浸漬 硬化板；和使用申請專利範圍第9項之碳化裝置，使長條 狀上述樹脂浸漬硬化板碳化，以連續的製造長條狀碳系材 料板，然後，將該碳系材料板捲繞成卷的碳系材料板之製 造方法者。 爲了使上述碳系材料板可捲繞於外徑75mm以上的滾筒 ，而要使該板材料有充分的柔軟性時，上述板材的厚度是 以0.05〜0.5 mm，容積密度是以0.35〜0.8g/cm2，彎曲強 度是以45MPa以上者爲理想。而且，其短纖維是以含有 總纖維量的50重量％以上的平均直徑爲未滿5 // m，纖維 長度爲3〜1 0mm的極細短纖維者爲理想。 由短纖維的抄漿所獲得的纖維製板之上述短纖維，係除 碳纖維外，也可使用玻璃纖維、丙氨酸醯胺纖維、或陶瓷 纖維作爲其補強之用。 上述未硬化樹脂是以在常溫下呈現黏合性或流動性者爲 理想，尤於要製造碳系材料板時，上述未硬化樹脂是以其 碳化後會殘留導電性物質的酚醛樹脂和呋喃樹脂爲理想， 該樹脂的濃度是以5wt%以上70wt%以下爲理想。 -14- 540177 五、發明説明（13 ) 又，依本件申請專利範圍第1 2項的發明時，其由短纖 維的抄漿所獲得的纖維製板係含有碳短纖維和有機高分子 系黏合劑者。由此，於短纖維的抄漿後，可確保纖維製板 的強度，而很理想。 依本件申請專利範圍第1 3項的發明時，上述碳短纖維 的平均直徑係以未滿5 // m爲理想。由此，可達成碳系材 料板的平滑性，並可使電阻減低化。又，由抄漿的分散性 之觀點上，纖維長度是以3mm以上、10mm以下爲理想。 依本件申請專利範圍第14項的發明時，上述有機高分 子系黏合劑的碳化收獲率是以40 wt%以下爲理想。由此 ，可確保碳系材料板的氣體透過性。有機高分子系黏合材 料是以例如聚乙烯醇的紙漿狀物或短纖維者爲理想。此有 機高分子系黏合劑的相對於上述纖維製板之含有率是以5 wt%以上，40 wt%以下爲理想。 依本件申請專利範圍第1 5項的發明時，是將浸漬過上 述未硬化樹脂的纖維板預熱後，再經過加熱加壓，以製造 樹脂浸漬硬化板者爲理想。如上述的，由預熱使熱硬化性 樹脂軟化，然後由後續的加熱加壓，就可將樹脂浸漬硬化 板的厚度控制的很好。 又，依本件申請專利範圍第1 6項的發明時，在上述加 熱加壓時的溫度是以高於預熱溫度的50°C以上者爲理想。 由此可使熱硬化性樹脂充分的硬化。 在此，上述預熱溫度是以可使上述熱硬化性樹脂的黏度 會成爲最終的溫度以上爲理想。 -15- 540177 五、發明説明（14 ) [發明之實施形態] 以下，參照圖面，詳細的說明本發明的理想實施形態。 第1圖是依本發明的理想第1實施形態之樹脂浸漬硬化 板製造裝置1 0的槪略圖。又，在本實施形態中，是要對 於製造樹脂浸漬硬化板的情形加以說明。此樹脂浸漬硬化 板是要製造碳系材料板時作爲其中間製品的，將可碳化的 熱硬化性樹脂浸漬和硬化者。但，本發明的樹脂浸漬硬化 板之製造裝置並不限定於上述樹脂浸漬硬化板之製造，而 ，也可使用於例如印刷配線基板等的製造上。 上述樹脂浸漬硬化板的製造裝置1 0是要將由短纖維的 抄漿所獲得的長條狀纖維製板之經賦與未硬化的熱硬化性 樹脂之未硬化纖維樹脂1 a連續的加熱，以使上述熱硬化 性樹脂硬化，而連續的製造長條狀的樹脂浸漬硬化板lb 之裝置者。 上述樹脂浸漬硬化板製造裝置1 0是具備可將長條板狀 物（未硬化纖維板la、樹脂浸漬硬化板lb)l連續的運送之 運送裝置。該運送裝置係具備設在運送方向上游側的驅動 滾筒2a、設在運送方向下游側的從動滾筒2b，及繞掛於 這些驅動滾筒2a及從動滾筒2b上的無端環狀皮帶2c所 構成之1組旋轉皮帶2。上述無端環狀皮帶2c的上面是成爲 上述板狀物1 a、1 b的運送面。又，在本實施形態中是將 驅動滾筒2a置於運送方向的上游側，從動滾筒2b置於下 游側之構成，但也可將此驅動滾筒2a與從動滾筒2b互相 對調的配置。 -16- 540177 五、發明説明（15 ) 在上述樹脂浸漬硬化板製造裝置丨0中，並具備可使上 述未硬化纖維板1 a的熱硬化性樹脂硬化，以成形爲樹脂 浸漬硬化板1 b之樹脂硬化裝置3。該樹脂硬化裝置3係如 第1圖所示，是以要將上述板狀物1和上述無端環狀皮帶 2c —起夾住似的，將上述板狀物1及上述無端環狀皮帶 2c夾在其間，配置在其上下的2支成對之加熱加壓滾筒 3 a，並在板狀物1的運送方向配置有3對者。該加熱加壓 滾筒3a是在其兩端或以多點的受到支承，又，該加熱加 壓滾筒3a的熱源是可適宜的採用電熱或熱媒等。 上述加熱加壓滾筒3a的直徑及3對的成對加熱加壓滾 筒3a之間的節距是經考慮在於加熱加壓滾筒3a前後的無 端環狀皮帶2c之溫度變化，及板狀物1本身所受到的壓 力變動等，做適宜的決定。又加熱加壓滾筒3a的溫度及 壓緊壓力是根據熱硬化性樹脂材料之材質，做適宜的決定 。例如要製造作爲製造碳系材料板用的中途製品之樹脂浸 漬硬化板lb之場合中，要使可碳化樹脂硬化的溫度範圍 .是在3 50°C以下，而壓緊線壓力是設在未滿線壓力爲 1.5xl04N/m 以上，1.0xl05N/m 以下爲理想。 第2圖是本發明的上述實施形態之理想變形例的，樹脂 浸漬硬化板製造裝置11之槪略構成圖。又，其與上述實 施形態相同的構成是附與相同符號，從略其詳細說明。 此樹脂浸漬硬化板製造裝置Π中，在驅動滾筒2a及從 動滾筒2b上繞掛無端環狀皮帶2c所構成的旋轉皮帶2， 係在上下各配置1組，以將所運送的上述板狀物1 a、1b -17- 540177 五、發明説明（16 ) 夾在其間者。即上述板狀物1 a、1 b是由上下的旋轉皮帶2 的各無端環狀皮帶2c所夾住而運送者。 在本裝置11中，2支加熱加壓滾筒3a是配置成爲可將 由上下無端環狀皮帶2c所夾持的上述板狀物1 ’從上述無 端環狀皮帶2c的外側加以夾住者。 如此，由2組旋轉皮帶2從上下將板狀物夾在其中間時 ，上述板狀物1不僅在於加熱加壓滾筒3 a的設置位置， 也在於遍及所要的長度上都受到無端環狀皮帶2c所夾住 ，因而，可精密的控制所獲得的樹脂浸漬硬化板1 b的厚 度，且，可提高其在長度方向的厚度之均勻性。 第3圖是要將浸滲在未硬化纖維板內的熱硬化性樹脂， 以連續的加熱加壓用的樹脂硬化裝置之另一實施形態。此 樹脂硬化裝置的詳情是如上述之，已在例如特公平2-6237 1號公報中有所公佈，可使用三菱工程技術股份公司 也有製造銷售之「連續加壓裝置」。上述樹脂硬化裝置的 連續加熱加壓裝置30是要將上述未硬化纖維板1 a和上述 無端環狀皮帶2c用高溫高壓流體加以夾住，且加熱加壓 者。 圖中所示的連續加熱加壓裝置3 0係具備在其前後左右 有側壁3 1 a，其開口面是配置在面對於上下一對的各無端 環狀皮帶2c的背面之金屬製匣體31。在該金屬製匣體31 的底部3 1 b係形成有可從外部將高溫高壓的加熱流體引入 於該金屬製匣體3 1與無端環狀皮帶2c的背面之間的加壓 空間之引入口 3 lc，並形成有可將該加熱流體排出於外部 -18- 540177 五、發明説明（17 ) 之排出口 3 1 d。 又，在上述金屬製匣體3 1的全側壁部3丨a的開口側端 面部上’係設有連續的密封部3 2。此密封部3 2係具連續 的形成在沿著上述側壁部3 1 a的開口側端面之滑動構件嵌 合槽3 2a ’和嵌入在該滑動構件嵌合槽3 2a內可滑動自如 之滑動構件3 3。在上述金屬製匣體3丨的側壁部3丨a上係 形成有要使滑動構件嵌合槽3 2a的底面與滑動構件3 3的 嵌入端面之間的空間部降壓的阻尼用流體之吸引通路3 2 a _! 。也可在上述空間部內裝上彈簧類，以取代於阻尼用流體 的吸引。當然的’以此情形時，可排除上述吸引通路32a-1 和圖未示的吸引源，以及其所用的配管等。 又，在上述滑動構件33上係形成有連通於其面對於無 端環狀皮帶2c的端面及其與上述滑動構件嵌合槽3 2a的 嵌合面之間’而在面對於無端環狀皮帶2c的端面形成縫 隙狀開口之密封用流體通路3 3 a。在與該密封用流體通路 3 3a的引入側端部相對的上述滑動構件嵌合槽32a的對應 部上’係形成有可從外部引入密封用流體之密封用流體引 入路32a-2。上述金屬製匣體31是被固定在圖未示的裝置 之外框上，並由其所支承。 適用於本裝置的高溫加壓流體是只要在所欲溫度下不產 生劣化或變質的，是耐熱性者，並無特別的限制，而可依 照樹脂的硬化溫度做適當的選擇。在一般上是使用耐熱性 優異的矽系油。加壓流體也可用氣體，但通常是用傳熱效 率較局的液體較爲有利。 -19- 發明説明（18 ) 高溫的加壓流體會從金屬製匣體3 1的引入口 3 1 c被引 入於該匣體3 1的內部空間，而從排出口 3 1 d排出於外部 。在圖不例中，高溫的加壓流體是由設置在外部的圖未示 之送流泵所吐出的高壓流體之經由圖未示的加熱裝置加熱 到所要溫度後，被引入於金屬製匣體3 1的內部，然後由 排出口 3 1 d排出於外部而回到上述流體泵內。在本發明中 ’也可使加熱加壓流體不這樣的循環，而將其封閉在上述 金屬製匣體3 1的內部。以此情形時，必需在金屬製匣體 3 1上附設持有加熱溫度的控制機構之加熱裝置。 在於將上述高溫加壓流體引入於金屬製匣體3 1的內部 空間之同時，也從上述密封用流體引入路32a-2經由滑動 構件33的密封用流體通路33a引入密封用流體，使其從 上述滑動構件33的面對於無端環狀皮帶2c之端面，以高 壓力的噴出。由此密封用流體的噴出，可阻止引入於金屬 製匣體3 1的內部空間之高溫加壓流體從金屬製匣體3 1漏 出於外部。 如此的，將加熱加壓流體引入於金屬製匣體3 1之內部 空間時，經介以無端環狀皮帶2c所運送的未硬化纖維板 1 a會介由該無端環狀皮帶2c，被加熱加壓流體以連續的 ，且同時的均勻的加熱加壓，熱硬化性樹脂會硬化，而連 續的製成厚度均勻之樹脂浸漬硬化板1 b。在此硬化處理時 ，可滑動的嵌合於形成在金屬製匣體3 1的滑動構件嵌合 槽32a內之上述滑動構件33會由於滑動構件嵌合槽32a 與滑動構件33之間的阻尼功能和上述密封用流體的噴出 -20- 540177 五、發明説明（19 ) 之相輔，其與無端環狀皮帶2c之間會經常保持著微小的 空隙，因而，滑動構件33不會接觸於無端環狀皮帶2c的 背面滑動，可防止無端環狀皮帶2c的損傷。 尤其是，本實施形態的連續加熱加壓裝置3 0是與第1 圖所示的實施形態中之加熱加壓滾筒3 a有所不同，而可 在於板狀物1通過該裝置30的期間連續的施加面壓力， 因而，在處理時間較長的場合中是很適合。又，於必要時 ，也可在上述板狀物的運送方向或寬度方向以多數的配置 。又，在本實施形態中也可倂用上述加熱加壓滾筒3a。 如上述的，本發明的樹脂浸漬硬化板之製造裝置10係 可一邊連續的運送長條狀的板狀物1，一邊可同時的加熱 加壓，因而，可在遍及於板狀物1的長度方向均勻的加熱 加壓。其結果是不會產生局部性的強度較弱部分或缺損， 可以高生產性的製造在其在長度方向具均勻品質之樹脂浸 漬硬化板1 b。 y 第4圖是本發明再一實施形態的碳系材料板製造裝置2〇 之槪略構成圖。 上述碳系材料板製造裝置20是可連續的長條狀樹脂浸 漬硬化板1 b的上述樹脂碳化，以製造碳系材料板者。 上述碳系材料板製造裝置20是採用可將板狀物（樹脂浸 漬硬化板lb、碳系材料板1C)向水平方向運送並使其碳化 之臥式焙燒爐者。在該臥式焙燒爐的碳化處理室4之底壁 4a上，係設有相隔一定節距的多數導輥支承台5a，在該 導輥支承台5a上設有由該支承台5a將其兩端或以多點所 -21- 540177 五、發明説明（2()) 支承之導輥5 b。上述板狀物1 b、1 c是在上述多數的導輥 5b上面被向水平方向運送。又圖中，符號4b是碳化處理 室的頂壁。 上述導輥5b是將石墨製的圓棒或圓管之兩端，只用石 墨製的上述支承台5a支承之簡單構造者，上述導輥5b是 由於石墨本身具有自我潤滑性，因而可容易的旋轉。 又’多數的上述導輥5b之節距是可依據板狀物1 b、1 c 的重量及碳化處理時的上述板狀物1 b、1 c之張力，而可 在於上述板狀物1 b、1 c不致於接觸、摩擦到碳化處理室4 的底壁4a之條件下，做適當的決定。又，要製造碳系材 料板lc時，上述碳化處理室4內的溫度是設定在1〇〇〇。以 上。 由於在碳化處理室4內設置上述導|昆5b，因而，可使樹 脂浸漬硬化板1 b及碳系材料板i c在遍及於上述處理室4 的全長範圍內休持所定高度，而安定的行走。由此就不會 產生上述樹脂浸漬硬化板1 b及碳系材料板丨c的由於其自 重而接觸到碳化處理室4的底面4a而引起破損或缺損之 起因，而可製造高品質的碳系材料板丨c。 第5圖是適用於本發明的捲繞裝置丨3 一例之槪略構成 圖。 上述捲繞裝置13的捲繞部係沒有具有捲繞中的捲繞筒 管6a和備用筒管6b之雙軸轉台式捲繞機6。 上述捲繞裝置13並在其上述轉台式捲繞機6的上游側 ，設有可修整長條狀碳系材料板lc的寬度方向兩端用之 -22- 發明説明（21 ) 剪邊機7。且，在上述捲繞筒管6a的近旁，設有可使碳系 材料板1 c的對於上述捲繞筒管6a之捲繞面壓力保持一定 之壓緊滾筒8。該壓緊滾筒8的配置，係可使其接觸於捲 繞面’或者，也可使其對捲繞面形成非接觸狀態。 π成碳化處理所獲得的長條狀碳系材料板1 c會由上述 剪邊機7切斷其寬度方向的兩端，使其捲繞端面成爲一致 後’由上述壓緊滾筒8將其捲繞面壓力保持在一定的狀態 下，捲繞於捲繞筒管上。 以下，將本發明以實施例及比較例，具體的說明之。 又，在以下的實施例及比較例中，其纖維製板及熱硬化 性樹脂是採用如下的相同規格者。 •纖維製板 碳短纖維的抄漿板狀物：寬度350mm、厚度0.5mm 碳短纖維的平均直徑：4//m 碳短纖維的平均纖維長度：3mm 黏合劑：在聚乙烯醇（PVA)短纖維或碳纖維中的含有比 率爲15wt% •熱硬化性樹脂 將上述纖維製板浸漬於酚醛樹脂（大日本油墨化學股份 公司製吩萊特J-325)的20質量％甲醇溶液中，使其附著相 對於碳纖維1〇重量份的120重量份。 •實施例1 如第2圖所示，是使用一種設有2組的旋轉皮帶2，以 五、發明説明（22) 將板狀物的運送路徑夾在其中間，且，在運送方向以一定 節距的設置2支爲一對的加熱加壓滾筒3a共6對之樹脂 浸漬硬化板製造裝置。上述加熱加壓滾筒3a的直徑都是 160mm，成對的上述加熱加壓滾筒3a在板狀物運送方向 的節距爲220mm。上述加熱加壓滾筒3a在溫度300°C是 以5x 1 04N/m作爲其夾緊條件，從第1對加熱加壓滾筒到 第6對加熱加壓滾筒之間的逗留時間爲2分鐘，以處理速 度0.066m/分鐘連續的進行硬化處理。 接著，如第4圖所示的，使用一種採用在碳化處理室4 內部設有樹脂浸漬硬化板的導輥5b之臥式焙燒爐的碳系 材料板製造裝置，連續的進行碳化處理。上述導輥5b的 直徑爲12mm，導輥5b在板狀物運送方向的節距爲30mm 。上述處理室4內的最高溫度爲2000°C，在該處理室4內 逗留時間爲1 0分鐘，以連續的進行碳化處理後所獲得的 碳系材料板，用第5圖所示的捲繞裝置捲繞成爲滾筒狀。 所獲得的碳系材料板是一種無破損或缺損等問題的，處 理性也優異，且彎曲強度很高之高品質者。又由於可連續 的製造長條狀碳系材料板，因而其生產效率也很高。 •實施例2 使用一種具備預熱部、加熱加壓滾筒和2組無端環狀皮 帶的樹脂浸漬硬化板製造裝置。上述預熱部是將20(TC的 熱風吹入，使皮帶溫度成爲135 °C。而在後續的第1對加熱 加壓滾筒上，以300°C、線壓力6.6xl04N/m壓緊，連續 的進行硬化處理。 -24- 540177 五、發明説明（23 ) 接著，和實施例1同樣進行碳化處理後捲繞成滾筒狀。 所獲得的碳系材料板是一種無破損或缺損等問題的，處 理性也優異，且，彎曲強度爲82MPa之良好品質者。又 ，可連續的製造長條狀碳系材料板，其高生產效率已獲得 證實。 •實施例3 使用實施例1的樹脂浸漬硬化板製造裝置，而除樹脂硬 化裝置是以第3圖的加熱加壓裝置取代於加熱加壓滾筒， 夾住壓力爲5x1 04N/m，在該裝置中逗留2分鐘壓緊之外 ’其他的條件是和實施例1相同條件下，連續的進行硬化 處理。 接著和實施例1同樣做碳化處理，並捲繞成滾筒狀。 所獲得的碳系材料板係持有表面爲平滑面的均勻厚度， 無破損或缺損，在處理性上也很優異，彎曲強度爲85MPa 是品質良好者。又’由於可連續的製造長條狀碳系材料板 ，因而其生產效率也很高。 •比較例1 除樹脂浸漬硬化板製造裝置是採用熱壓機，以半間歇性 的對長條狀未硬化纖維板施加硬化處理以外，其他的是禾口 實施例1同樣條件下製造長條狀碳系材料板。 在熱壓機中，對其處理溫度、壓力、及處理時間的各種 條件加以變更，但無論在那一條件下所製造的樹脂浸漬石更 化板’其在經過碳化處理後的最後所製成之碳系材料丨反是^ 在其壓緊境界線附近成爲非常的脆弱，品質降低，I，& -25- 540177 五、發明説明（24 ) 缺柔軟性，在處理性上很差。 •比較例2 除使用未設置導輥5b的臥式焙燒爐，以進行碳化外， 其他的是和實施例1同樣條件下，製造長條狀碳系材料板。 在所獲得的碳系材料板之表面上可看出被認爲是與焙燒 爐的底壁摩擦所產生的起毛現象，且，在與碳系材料板的 運送方向成正交的寬度方向邊端產生缺損，是一種品質及 成品率很低者。 如以上所說明，採用本發明的樹脂浸漬硬化板製造裝置 時，就可對以連續運送來的長條狀未硬化纖維板，以連續 的同時進行加熱和加壓，因而，與從來的以間歇性硬化方 法比較時，可顯著的提升生產性及碳系材料板的處理性。 且，使用本發明的碳系材料板製造裝置時，在碳系材料板 上不會產生破j貝或缺j貝’而可製造品質優異的碳系材料板 。由於可如此的連繪製造長條狀碳系材料板，因而，可提 升生產性之同時’也可將局品質的長條狀碳系材料板以滾 同狀的供應於使用者。 [附圖簡單說明] 弟1 Η 本發明的理想樹曰浸漬硬化板製造裝置之槪略 圖。 第2圖本發明的另一理想樹脂浸漬硬化板製造裝置之 槪略圖。 第3圖在本發明的另一理想樹脂浸漬硬化板製造裝置 中的加熱加壓裝置之槪略斷面圖。 -26- 540177 五、發明説明（25 ) 第4圖 本發明的理想碳系材料板製造裝置之槪略圖。 第5圖 本發明的碳系材料板之捲繞裝置槪略圖。 [符號之說明] la 未硬化纖維板 lb 樹脂浸漬硬化板 lc 碳系材料板 2 旋轉皮帶 2 a 驅動滾筒 2b 從動滾筒 2c 無端環狀皮帶 3 樹脂硬化裝置 3a 加熱加壓滾筒 4 碳化處理室 4a 碳化處理室的底壁 4b 碳化處理室的頂壁 5a 導輥支承台 5b 導輥 6 轉台式捲繞機 6a 捲繞筒管 7 剪邊機 8 壓緊滾筒 3〇 連續加熱加壓裝置 31 金屬製匣體 31a 側壁部 -27- 540177 五、發明説明（26 ) 3 lb 底部 3 1c (加熱加壓流體的）引入口 3 Id (加熱加壓流體的）排出口 32 密封部 32a 滑動構件嵌合槽 32a-l 阻尼用流體的吸引通路 32a-2 密封用流體引入路 33 滑動構件 -28-

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 第90 1 1 7069號「樹脂浸漬硬化板之製造裝置及製造方法 ，與碳系材料板之製造裝置及製造方法」專利案 (92年2月20日修正） 六申請專利範圍： 1 . 一種樹脂浸漬硬化板之製造裝置，係包含有： 可將由短纖維的抄漿所獲得的，含有未硬化樹脂 的長條狀未硬化纖維板予以運送之運送裝置；和 可使該未硬化纖維板的該未硬化樹脂硬化，以成形 爲樹脂浸漬硬化板之樹脂硬化裝置；而 其特徵爲，該運送裝置係具備至少1組的，由驅動 滾筒、從動滾筒、和繞掛於該驅動滾筒及從動滾筒上 的無端環狀皮帶所組成之旋轉皮帶者。 2 ·如申請專利範圍第1項之樹脂浸漬硬化板之製造裝置 ，其再具有：捲繞裝置，係由在沿著該樹脂浸漬硬化 板的行走路徑上依序所配置的，將該樹脂浸漬硬化板 的兩側邊緣修整之剪邊機和保持捲繞面壓力用的壓緊 滾筒、及捲繞軸所組成。 3 .如申請專利範圍第1項之樹脂浸漬硬化板之製造裝置 ，其中， 該運送裝置係至少具備2組一對的，配置成爲可從 上下將該未硬化纖維板之運送路徑夾在其間之旋轉皮 帶者。 4 .如申請專利範圍第2項之樹脂浸漬硬化板之製造裝置 _1一 540177 六、申請專利範圍 ，其中， 該運送裝置係至少具備2組一對的，配置成爲可從 上下將該未硬化纖維板之運送路徑夾在其間之旋轉皮 帶者。 5 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之樹脂浸漬硬化 板之製造裝置，其中， 該樹脂硬化裝置係具備2支一對的，配置成爲可介 由該無端環狀皮帶將該未硬化纖維板夾住之加熱加壓 滾筒者。 6 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之樹脂浸漬硬化 板之製造裝置，其中， 該樹脂硬化裝置係具備配置成爲可介由該無端環 狀皮帶將該未硬化纖維板夾住之加熱液壓裝置者。 7 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之樹脂浸漬硬化 板之製造裝置，其中， 該樹脂硬化裝置係至少具備預熱部和加熱加壓部者 〇 8 · —種樹脂浸漬硬化板之製造方法，其特徵爲包含有使 用申請專利範圍第1至6項中任一項所記載的樹脂浸 漬硬化板之製造裝置，而使長條狀該未硬化纖維板的 該未硬化樹脂硬化，以連續的製造長條狀樹脂浸漬硬 化板，並將其捲繞成卷者。 9 ·如申請專利範圍第8項的樹脂浸漬硬化板之製造方法 -2- 540177 六、申請專利範圍 ，其中， 該短纖維的抄漿所獲得的纖維製板係含有碳短纖維 和有機高分子系黏合劑者。 1 〇 · —種碳系材料板之製造裝置’其係使由短纖維的抄漿 所獲得的，含有未硬化樹脂的長條狀未硬化纖維板之 經過硬化後所製成的樹脂浸漬硬化板碳化，以製造碳 系材料板，其特徵爲具備： 可使該樹脂浸漬硬化板一邊以連續的水平方向移動 ’一邊使其碳化之碳化處理室，和配置在該碳化處理 室內的導輥者。 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項的碳系材料板之製造裝置， 其更具有捲繞裝置，係由沿著上述碳系材料板的行走 路徑上依序所配置的，將該碳系材料板的兩側邊緣修 整之剪邊機和保持捲繞面壓力的壓緊滾筒、及捲繞軸 所構成。 1 2 · —種碳系材料板之製造方法，包含： 使用一種具備可將由短纖維的抄漿所獲得的，含有 未硬化樹脂之長條狀纖維板運送之運送裝置，和可使 該未硬化纖維板的該未硬化樹脂硬化；以成形爲樹脂 浸漬硬化板之硬化裝置；而該運送裝置係具備至少1 組的，由驅動滾筒、從動滾筒、和繞掛於該驅動滾筒 及從動滾筒上的無端環狀皮帶所組成之旋轉皮帶所構 成的樹脂浸漬硬化板之製造裝置，以使長條狀該未硬 -3- 540177 六、申請專利範圍 化纖維板的該未硬化樹脂硬化，而連續的製造長條狀 樹脂浸漬硬化板；和 使用申請專利範圍第1 〇項所記載之碳系材料板之 製造裝置，使長條狀該樹脂浸漬硬化板碳化，以連續 的製造長條狀碳系材料板，然後，將該碳系材料板捲 繞成卷者。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項的碳系材料板之製造方法， 其中， 上述由短纖維的抄漿所獲得的纖維製板，係含有 碳短纖維和有機高分子系黏合劑者。 1 4 .如申請專利範圍第1 2項的碳系材料板之製造方法， 其中， 上述碳短纖維的平均直徑爲未滿5 μ m者。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項的碳系材料板之製造方法， 其中， 上述碳短纖維的平均直徑爲未滿5 m者。 1 6 ·如申請專利範圍第1 2〜1 5項中任一項的碳系材料板 之製造方法，其中， 上述有機高分子系黏合劑的碳化收獲率爲4 0 w t %以 下者。 1 7 ·如申請專利範圍第1 2〜1 5項中任一項的碳系材料板 之製造方法，其中， 將上述浸漬過未硬化樹脂的纖維板預熱後，再由加 一 4 - 540177 六、申請專利範圍 熱加壓’以製造樹脂浸漬硬化板者。 1 8 ·如申請專利範圍第1 6項的碳系材料板之製造方法， 其中， 將上述浸漬過未硬化樹脂的纖維板預熱後，再由加 熱加壓，以製造樹脂浸漬硬化板者。 1 9 ·如申請專利範圍第1 7項的碳系材料板之製造方法， 其中， 上述加熱加壓時的溫度是設定在高於預熱溫度的 50°C以上者。 2〇 ·如申請專利範圍第1 8項的碳系材料板之製造方法， 其中， 上述加熱加壓時的溫度是設定在高於預熱溫度的 50°C以上者。 - 5 -