JPH02214614A - ワニス含浸方法及びその装置 - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は１例えば電気絶縁板、化粧板等の積層板の製造
に使用される紙、布等の繊維質材からなるシート状の基
材にワニスを含浸させるための方法及び装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

一般に、繊維質材からなるシート状の基材にワニスを含
浸させる場合、ワニスが基材の繊維内部にまで含浸され
、各部のりニス量分布かむらなく均一であることが重要
であり、且つ基材中に残存する気泡を可及的に少なくす
ることが望ましい。

従来の含浸方法では、一般に、基材をこれに予備含浸用
の通常ワニスを予備含浸させた上で、タイミングロール
を経てワニス槽に導いて、通常ワニスを含浸させるよう
にしているのが普通である。

ところが、このような含浸方法では、基材の内部にまで
ワニスを均−且つ充分に含浸させることが困難であり、
ワニスを含浸させるに長時間を要するといった問題があ
った。しかも、基材中に残存する気泡を充分に少なくす
ることが困難である。

かかる問題は、特に高粘度のワニスを使用した場合に顕
著となる。

そこで、近時、上記した予備含浸用の通常ワニスに代え
て溶剤若しくは溶剤を多量に含む稀薄なワニス（以下「
予備含浸液」という）を貯溜した予備含浸槽と通常ワニ
スを貯溜した本含浸槽とを並置して、基材をガイドロー
ルにより予備含浸槽。

本含浸槽を順次通過せしめるようにすることが行われて
いる。

かかる含浸方法によれば、基材が予備含浸液中を通過せ
しめられる間に、基材中の空気が予備含浸液と置換され
て排除されるから、基材を、これに含浸された予備含浸
液を蒸発させつつワニス中にもたらすと、ワニスを効率
良く含浸させ得ると共に、気泡の減少を図ることができ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、予備含浸液中からワニス中への移行段階
において、基材が空気に触れると共に両槽間のガイドロ
ールによる圧縮作用を受けることから、基材中の空気の
排除が充分に行われず、ワニス含浸性、ボイドレス効果
を余り期待できない。

すなわち、基材が上記ガイドロールに至ると。

基材を構成する繊維束に接触面圧力が作用して。

繊維束が開繊することになり、繊維束内の毛管力により
保持されている予備含浸液の液相が破壊される。そして
、このガイドロールを通過した時点で繊維束の圧縮は解
除されるが、この解圧作用によって開繊された繊維束は
再形成される。このように、繊維束における含浸液相の
破壊と開繊された繊維束の再形成とが空気中で行なわれ
ることか−ら、予備含浸液中からワニス中への移行段階
において基材には空気が再侵入する虞れがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、基材にお
けるワニス含浸性、ボイドレス効果を大幅に向上させ得
るワニス含浸方法とこれを好適に実施しうるワニス含浸
装置とを提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決した本発明のワニス含浸方法は。

溶剤等の低粘性液を貯溜せる低粘性液貯溜領域とワニス
を貯溜せるワニス貯溜領域との間に１両貯溜領域にその
液面で液封された状態で連通ずる密閉状の熱サイホン領
域を設けて、繊維質材からなるシート状の基材を低糖性
液貯溜領域、熱サイホン領域、ワニス貯溜領域を順次通
過させるようにし、熱サイホン領域において、基材を加
熱してこれに含浸された低粘性液を蒸発させると共に基
材の出口側に貯溜せる低粘性液を蒸発させ、且つ熱サイ
ホン領域で発生した低粘性液蒸気を基材の出口側から少
なくとも基材の加熱部側へと流動させるようにしたもの
である。

一方、かかる方法を実施するための本発明のワニス含浸
装置は、溶剤等の低粘性液を貯溜した低粘性液貯溜槽と
、ワニスを貯溜したワニス貯溜槽と、各貯溜槽内の液面
下において開口する筒状の基材入口部及び基材出口部を
備えた密閉状の熱サイホン室と、繊維質材からなるシー
ト状の基材を低粘性液貯溜槽から基材入口部を経て熱サ
イホン室に導き更に基材出口部からワニス貯溜槽に導く
基材走行ガイド機構と、熱サイホン室内において基材を
加熱して、これに含浸された低粘性液を蒸発させる基材
加熱機構と、基材出口部に低粘性液貯溜部及び低粘性液
加熱器を備−えており、低粘性液貯溜部の低粘性液を加
熱蒸発させる共に熱サイホン室内で発生する低粘性液蒸
気を基材出口部側から少なくとも基材加熱機構側へと流
動させる蒸気流動機構と、を具備するものである。

〔作用］ 基材が低粘性液貯溜槽内を通過する間において、基材中
の空気が低粘性液と置換されて排除される。

そして、低粘性液を含浸された基材は、引き続き、基材
入口部から熱サイホン室内にもたらされて基材加熱機構
により加熱される。かかる基材の加熱により、これに含
浸された低粘性液は蒸発分離される。

このとき、熱サイホン室内は蒸気流動機構及び基材加熱
機構により発生せしめられた低粘性液蒸気で充満されて
おり、且つその蒸気は蒸気流動機構により基材出口部側
から少なくとも基材加熱機構側へと流動せしめられるこ
とから、少なくとも基材加熱機構から基材出口部に至る
基材通過領域部分は、空気を含まない低粘性液飽和蒸気
雰囲気に保持されることになる。

したがって、基材は低粘性液の飽和蒸気のみを含む状態
で、熱サイホン室からワニス貯溜槽内にもたらされるこ
とになる。すなわち、低粘性液貯溜領域からワニス貯溜
領域への移行段階において基材に空気が侵入することが
なく、ワニス領域には空気を含有しない基材がもたらさ
れることになる。しかも、基材の進行に伴ってワニス貯
溜領域に侵入する低粘性液は極く僅がとな・る。

その結果、基材がワニス貯溜領域にもたらされると、基
材へのワニス含浸が良好に行なわれ、基材には空気を含
まない状態でワニスが均−且つ充分に含浸せしめられる
ことになる。

〔実施例〕

以下１本発明の構成を第１図に示す実施例に基づいて具
体的に説明する。

第１図に示すワニス含浸装置において、１は基材、２は
低粘性液貯溜槽、３はワニス貯溜槽、４は熱サイホン室
、５は基材加熱機構、６は蒸気流動機構、７は基材走行
ガイド機構である。

基材１は繊維質材からなるシート状のもので、合成、天
然の有機、無機繊維からなる織布、不織布１例えば紙、
ガラス繊維布、ガラス繊維不織布。

カーボン繊維布、カーボン繊維不織布、アラミド繊維布
、アラミド繊維不織布等が使用される。

低粘性液貯溜槽２は溶剤等の低粘性液１２を所定量貯溜
した上面開放状のものであり、ワニス貯溜槽３はワニス
１３を所定量貯溜した上面開放状のものである。各貯溜
槽２，３の側壁には溢流堰２ａ、３ａ及び溢流溜２ｂ、
３ｂが設けられていて、各貯溜槽２，３における液面高
さを一定に保持するように工夫しである。なお、溢流溜
２ｂ。

３ｂの液は１図示しない返戻手段により貯溜槽２゜３に
返戻されるようになっている。また、低粘性液１２及び
ワニス１３は、夫々１図示しない温度制御装置により所
定温度に保持されている。

ところで、低粘性液１２としては、基材１に対して充分
な濡れ性を有するものが使用される。具体的には、ワニ
ス１３より低粘度であり且っ１００ｃＰ以下の粘度の溶
剤等を使用するが、含浸させようとするワニスに配合さ
れた溶剤と同質のものを使用しておくことが好ましい。

また、ワニス１３としては、一般に熱硬化性樹脂ワニス
が使用されるが、その他、熱可塑性樹脂、天然樹脂等の
ワニスや無溶剤の液状合成樹脂、液状天然樹脂等も使用
される。

熱サイホン室４は両針溜槽２，３間の上方部位に配設さ
れた密閉状のもので、底壁部から垂下する筒状の基材入
口部４ａ及び基材出口部４ｂを備えた逆Ｕ字状の略サイ
ホン管形状に構成されている。基材入口部４ａ及び基材
出口部４ｂは、夫々、低粘性液貯溜槽２における低粘性
液貯溜領域２′及びワニス貯溜槽３におけるワニス貯溜
領域３′の液面１２’、１３’下において開口されてい
る。したがって、基材入口部４ａ内及び基材出口部４ｂ
内には低粘性液溜１２ａ及びワニス溜１３ａが形成され
て、熱サイホン室４内を液封により密閉された熱サイホ
ン領域４′に形成している。また、この実施例では、基
材入口部４ａ及び基材出口部４ｂを含む熱サイホン室４
の周壁４ｃをジャケット構造に構成して、その内部に適
宜の加熱媒体を供給。

流動させることによって、周壁４Ｃを低粘性液１２の沸
点以上に加熱、保温し、装置起動時に熱サイホン室４内
の圧力が低粘性液１２の飽和蒸気圧に迅速に達するよう
に、つまり迅速な立上りが可能となるように図ると共に
、低粘性液蒸気が周壁４ｃ内面に凝縮付着するのを防止
すべく図っている。勿論、周壁４Ｃにおけるジャケット
の外壁は断熱材で構成されている。

基材加熱機構５は、熱サイホン室４内に加熱ロール５ａ
を基材１の回行に追従すべく回転自在に設けてなる。こ
の加熱ロール５ａは、熱サイホン室４内の熱サイホン領
域４′において基材１を低粘性液１２の沸点以上に加熱
して、これに含浸せる低粘性液１２を蒸発させるもので
ある。ところで。

加熱ロール５ａによる基材加熱温度は図示しない温度制
御装置により制御されようになっているが、その蒸発能
力は、基材１に含浸されて熱サイホン室４内に持込まれ
る最大量の低粘性液１２を蒸発させ得るに充分なものと
されている。なお、加熱ロール５ａは基材１の通過方向
に回転駆動させるようにしておいてもよい、この場合、
ロール周速を基材１の走行速度に一致させておくことは
いうまでもない。

蒸気流動機構６は、基材出口部４ｂに低粘性液貯溜部８
及び低粘性液加熱器９を設けると共に、低粘性液溜１２
ａに自己制御加熱器１０を配置してなる。低粘性液貯溜
部８は基材出口部４ａの下端部に形成されており、低粘
性液貯溜槽２に連通８ａさせることによって、低粘性液
貯溜槽２内の低粘性液１２ａが所定量貯溜されている。

この低粘性液貯溜部８の液面は、腋部８の低粘性液蒸発
に拘らず、低粘性液貯溜槽２の液面１２′に一致せしめ
られる。低粘性液加熱器９は、低粘性液貯溜部８を囲繞
するジャケット構造壁で構成されていて、その内部に適
宜の加熱媒体を供給、流動させることによって、低粘性
液貯溜部８の低粘性液１２を加熱蒸発させるものである
。この低粘性液加熱器９におけるジャケット壁は、低粘
性液貯溜部８及びワニス溜１３ａに接する部分を除いて
断熱材で構成されており、その熱がワニス溜１３ａ周辺
のワニス１３に伝わらないように工夫しである。

なお、この実施例では、低粘性液加熱器９を熱サイホン
室４の周壁４ｃＥこ連通する一連のジャケット構造壁に
構成しである。自己制御加熱器１０は例えば内部に加熱
媒体を供給、流動させる伝熱コイルで構成されたもので
、低粘性液溜１２ａの低粘性液１２を加熱蒸発させる。

この自己制御加熱器１０は、その蒸発能力を低粘性液加
熱器９よりも小さくしたものであるが、低粘性液溜１２
ａにおいて上下方向に延びる低粘性液加熱面１０ａを有
していて、熱サイホン室４内の蒸気圧力の変動に応じて
蒸発能力を自己制御しうるように構成されている。すな
わち、熱サイホン室４内の蒸気圧力が下降、上昇すると
、これに伴って低粘性液溜１２ａの液面（及びワニス溜
１３ａの液面）が上昇、下降して、加熱面１０ａと低粘
性液１２との接触面積したがって蒸発能力が自動的に増
減調整されるようになっている。また、熱サイホン室４
には抽気管１１が接続されていて、熱サイホン室４内の
空気排除を行ないうるように工夫しである。

この油気管１１は気液分離器１１ａを介して低粘性液貯
溜槽２に導かれており、油気により排出される低粘性液
蒸気を低粘性液貯溜槽２に凝縮回収しつるように工夫し
である。

基材走行ガイド機構７は、少なくとも各貯溜槽２．３内
に配設した適当数のガイドロール７ａ・・・７ｂ・・・
からなり、基材１が基材供給源から低粘性液貯溜槽２内
の低粘性液貯溜領域２′に至り、基材入口部４ａから熱
サイホン室４内の熱サイホン領域４′に至り、加熱ロー
ル５ａを通過して基材出口部４ｂからワニス貯溜槽３内
の９ニス貯溜領域３′に至り、ワニス貯溜槽３上のワニ
ス含浸量調整機構１４を通過せしめられるようにガイド
するものである。なお、各貯溜領域２’、３’に配設さ
れているガイドロール７ａ・・・、７ｂ・・・の一部は
、基材１にその幅方向への伸展力を付与しうるエキスパ
ンダ式のものに構成されていて、基材１の進行方向に対
して直角方向の、低粘性液貯溜領域２′における空気と
低粘性液との置換及びワニス貯溜領域３′におけるワニ
ス含浸を、夫々促進させるように図っている、また、ワ
ニス含浸量調整機構１４はスクイズロール又はスクイズ
バーからなるもので。

ワニス貯溜槽３を経過した基材１をスクイズして、その
ワニス含浸量を調整する。

なお、熱サイホン室４内には、加熱ロール５ａからワニ
ス溜１３ａに至る基材通過経路に沿って基材１を囲繞す
る筒状等の加熱壁（又は断熱壁）１５が配設されていて
、この間において基材１を低粘性液蒸気の凝縮温度以上
に加熱、保温しうるように工夫している・ 次に１以上のように構成されたワニス含浸装置を用いて
、本発明の方法を具体的に説明する。

まず、熱サイホン室４内の空気を抽気管１１により排除
すると共に、低粘性液貯溜部８及び低粘性液’／＠　１
２　ａの低粘性液１２を加熱器９，１０により加熱蒸発
させて、熱サイホン室４内を低粘性液蒸気で充満させる
。

しかる後、基材１を走行させると、基材ｌは基材供給源
から低粘性液貯溜槽２内にもたらされて、低粘性液１２
中に浸漬され、基材１中の空気が低粘性液１２と置換さ
れる。

このとき、基材１が低粘性液貯溜槽２の液面１２′に至
ると、低粘性液１２が毛細管現象により基材１を構成す
る繊維束に浸透し、同時に、その浸透力によって繊維束
中の空気は押出される。かかる浸透作用は、繊維束にお
ける浸透抵抗のため成る段階で停止する。つまり、浸透
作用の停止は、基材１の走行速度つまり繊維束の低粘性
液１２への侵入速度が浸透速度より大きい場合は液面１
２′上で生じ、逆の場合は液面１２′下で生じる。

したがって、基材１が低粘性液貯溜領域２′を通過する
間に、エキスパンダ式ガイドロール７ａによる作用を受
けることとも相俟って、繊維束中の空気はすべて低粘性
液１２と置換されて排除されることになる。

そして、低粘性液１２を含浸された基材１は。

基材入口部４ａから熱サイホン室４内にもたらされ、加
熱ロール５ａにより加熱されて、基材１に含浸されてい
る低粘性液１２が蒸発除去される。

このとき、熱サイホン室４内で発生する低粘性液蒸気は
、蒸気圧力の上昇に伴って自己制御加熱器１０による蒸
発量が減少することとも相俟って。

第１図に示す如く、基材出口部４ｂ側から基材加熱部５
ａ側へと、更には基材入口部４ａ側へと流動せしめられ
ることになり、少なくとも基材加熱部５ａからワニス溜
１３ａに至る基材通過領域部分は、空気が存在しない低
粘性液飽和蒸気雰囲気に保持される。また、基材１はそ
の進行速度で低粘性液１２を基材加熱部５ａへ供給し続
けることから、基材１は熱サイホンとし寸のウィックの
役割を果たすことになる。また、熱サイホン室４内で発
生する低粘性液蒸気は、抽気管１１による抽気操作若し
くは低粘性液溜１２ａでの凝縮作用により低粘性液貯溜
領域２′に凝縮回収される。

そして、加熱ロール５ａを経過した基材１は、引き続き
基材出口部４ｂからワニス溜１３ａを通過してワニス貯
溜領域３′にもたらされる。

このとき、基材１及びその周辺は加熱壁１５及び加熱器
９により低粘性液蒸気の凝縮温度以上に加熱、保温され
ているから、加熱ロール５ａからワニス溜１３ａに至る
基材通過領域部分は完全な低粘性液蒸気雰囲気に保持さ
れることになり、この基材通過領域部分における低粘性
液蒸気が凝縮されて、基材面に付着したり或いはワニス
溜１３ａに侵入したりすることがない。

ところで、ワニス温度は一般に低粘性液の飽和蒸気温度
よりも低いため、基材１がワニス１３中に進入する際、
これに含まれている低粘性液蒸気が凝縮されることにな
る。

しかし、ワニス溜１３ａの液面部分が加熱器９により低
粘性液１２の沸点以上に加熱されていることから、上記
した如くワニス溜１３ａに進入する際に生じる凝縮液は
再蒸発されて、ワニス１３中には殆ど侵入しない。

これらのことから、基材１の進入に伴って低粘性液１２
がワニス１３中に侵入する虞れは殆どなく、ワニス１３
が稀釈化される心配はない。

このようにしてワニス貯溜領域３′にもたらされた基材
１は、該領域３′を通過する間にワニス１３を含浸され
る。

このとき、基材１には空気が含有されていないため、エ
キスパンダ式ガイドロール７ｂによる作用を受けること
とも相俟って、その繊維内部にまでワニス１３が均−且
つ充分に含浸せしめられることになる。その結果、ボイ
ドレスの極めて高品質のプリプレグを得ることができる
。

ところで１本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その基本原理を逸脱しない範囲内において種々の変
更、改良が可能である。

例えば、蒸気流動機構６において、第２図に示す如く、
基材入口部４ａ側に前記加熱器１０に代えて冷却コイル
等の冷却器１６を設けてもよい。

熱サイホン室４内で発生する低粘性液蒸気は冷却器１６
により凝縮されて、低粘性液溜１２ａに回収され、その
結果、上記した低粘性液蒸気の流動を生じる。なお、こ
の場合、前記油気管１１は、特に必要としない、また基
材入口部４ａ側には、第３図に示す如く、前記加熱器、
１１及び冷却器１６の何れも設けないようにすることも
できる。

また、第３図に示す如く、低粘性液貯溜槽２の上面を、
基材１の導入口２ｄを有する蓋体２ｃで閉塞し、導入口
２ｄに冷却コイル等の冷却機構１７を配設するようにし
ておいてもよい、このようにすれば、低粘性液１２の放
散を確実に防止して。

環境汚染や低粘性液の損失を防止することができると共
に、引火性のものであっても低粘性液１２として安全に
使用できる。かかる構成は、ワニス貯溜槽３についても
適用することが可能である。

また、第４図に示す如く、基材出口部４ｂに低粘性液回
収部１８を設けて、これを低粘性液貯溜部８に連通８ａ
させておくようにしてもよい、この場合、低粘性液回収
部１８に冷却器１６を配設して、低粘性液蒸気を低粘性
液回収部１８に凝縮回収するようにする。

また、ワニス溜１３ａを加熱することによりワニス１３
中の溶剤等が蒸発し、これが熱サイホン室４内に侵入す
る虞れのある場合には、ワニス１３中に浸漬する基材出
口部４ｂ部分における基材通路を基材１が通過しうる範
囲内において可及的に狭くして、ワニス貯溜領域３′と
熱サイホン領域４′との境界面積つまり基材出口部４ｂ
内におけるワニス表面積を小さくしておけばよい、この
ようにしておけば、ワニス溜１３ａの加熱によるワニス
１３中の溶剤等の蒸発を可及的に防止できると共に、そ
の蒸気の熱サイホン室４への侵入を基材１の進行により
可及的に防止できる。しかも、ワニス溜１３ａの液面で
の低粘性液蒸気の凝縮も可及的に防止できる。

さらに、熱サイホン室４の周壁、例えば基材出口部４ｂ
の周壁に低粘性液蒸気を吹き込むノズルを設けておいて
もよい、このようにすれば、前記した熱サイホン室４の
周壁４ｃによる加熱作用と相俟って、装置起動時におけ
る迅速な立上りを更に図ることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から容易に理解されるように、本発明によれ
ば、基材にワニスを均−且つ充分に短時間で含浸させる
ことができ、しかも基材中の気泡を皆無とすることがで
きる。かかる効果は、高粘度のワニスを含浸させる場合
に著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るワニス含浸装置の一実施例を示す
縦断側面図、第２図〜第４図は夫々その変形例を示す第
１図相当の縦断側面図である。 １・・・基材、２・・・低粘性液貯溜槽、２′・・・低
粘性液貯溜領域、３・・・ワニス貯溜槽、３′・・・ワ
ニス貯溜領域、４・・・熱サイホン室、４′・・・熱サ
イホン領域、４ａ・・・熱サイホン領域と低粘性液貯溜
領域との連通部である基材入口部、４ｂ・・・熱サイホ
ン領域とワニス貯溜領域との連通部である基材出口部、
５・・・基材加熱機構、５ａ・・・加熱ロール、６・・
・蒸気流動機構、７・・・基材走行ガイド機構、７ａ、
７ｂ・・・ガイドロール、８・・・低粘性液貯溜部、９
・・・低粘性液加熱器。 鼻願人　株式会社タクマ 株式会社田熊総合研究所

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶剤等の低粘性液を貯溜せる低粘性液貯溜領域と
   ワニスを貯溜せるワニス貯溜領域との間に、両貯溜領域
   にその液面で液封された状態で連通する密閉状の熱サイ
   ホン領域を設けて、繊維質材からなるシート状の基材を
   低粘性液貯溜領域、熱サイホン領域、ワニス貯溜領域を
   順次通過させるようにし、熱サイホン領域において、基
   材を加熱してこれに含浸された低粘性液を蒸発させると
   共に基材の出口側に貯溜せる低粘性液を蒸発させ、且つ
   熱サイホン領域で発生した低粘性液蒸気を基材の出口側
   から少なくとも基材の加熱部側へと流動させるようにし
   たことを特徴とするワニス含浸方法。
2. （２）溶剤等の低粘性液を貯溜した低粘性液貯溜槽と、
   ワニスを貯溜したワニス貯溜槽と、各貯溜槽内の液面下
   において開口する筒状の基材入口部及び基材出口部を備
   えた密閉状の熱サイホン室と、繊維質材からなるシート
   状の基材を低粘性液貯溜槽から基材入口部を経て熱サイ
   ホン室に導き更に基材出口部からワニス貯溜槽に導く基
   材走行ガイド機構と、熱サイホン室内において基材を加
   熱して、これに含浸された低粘性液を蒸発させる基材加
   熱機構と、基材出口部に低粘性液貯溜部及び低粘性液加
   熱器を備えており、低粘性液貯溜部の低粘性液を加熱蒸
   発させる共に熱サイホン室内で発生する低粘性液蒸気を
   基材出口部側から少なくとも基材加熱機構側へと流動さ
   せる蒸気流動機構と、を具備することを特徴とするワニ
   ス含浸装置。