JPH0626811B2 - ワニス含浸方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、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、各部のワニス量分布が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
の通常の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
ワニスを均一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、第４図に示す如く、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）１３′ａを貯
溜した予備含浸槽１３′と通常ワニス１３ａを貯溜した
本含浸槽１３とを並置して、基材１１をガイドロール１
７…により予備含浸槽１３′及び本含浸槽１３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１１が予備含浸液１３′
ａ中を通過せしめられる間に、基材１１中の空気が予備
含浸液１３′ａと置換されて排除されるから、基材１１
を、これに含浸された予備含浸液１３′ａを蒸発させつ
つワニス１３ａ中にもたらすと、ワニス１３ａ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１３′ａ中からワニス１３ａ
中への移行段階において、基材１１が空気に触れると共
に両槽１３，１３′間のガイドロール１７′による圧縮
作用を受けることから、基材１１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１１がガイドロール１７′に至ると、基
材１１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、繊維束内に毛管力により保持
されている予備含浸液１３′ａの液相が破壊される。そ
して、ガイドロール１７′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１３′ａ中からワニス１
３ａ中への移行段階において基材１１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、両貯溜領域に連通する密
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と共に、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、且つ前記両貯留領域の液面により密閉シールされ
た熱サイホン領域内を低粘性液蒸気の充満雰囲気に維持
させておく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，熱サイホン室，ワニス貯溜槽を順
次通過させるべくガイドするガイド機構と、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
を蒸発させる加熱機構と、熱サイホン室内の空気を排除
する抽気機構とを具備するものである。

〔作用〕

基材が低粘性液貯溜領域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、熱サ
イホン領域にもたらされて加熱される。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。熱サ
イホン領域は、予め抽気しておくことにより、低粘性液
飽和蒸気で満たされた状態となる。熱サイホン領域にお
いては、基材が熱サイホンのウィックとして機能するこ
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有する
状態で、熱サイホン領域からワニス貯溜領域にもたらさ
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
ことなく、ワニス領域は空気を含有しない基材がもたら
されることになる。

基材がワニス貯溜領域にもたらされると、基材に含有す
る低粘性液の飽和蒸気は飽和液となり、ワニス中に拡散
する。その結果、基材中の低粘性液がワニスと置換さ
れ、基材にワニスが含浸される。このとき、ワニス中に
拡散する低粘性液は微量であり、ワニスを稀釈化するこ
とはない。

したがって、ワニス含浸が良好に行なわれ、基材にはワ
ニスが均一且つ充分に含浸せしめられることになる。

〔実施例〕

以下、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は繊維質材か
らなるシート状の基材、２は溶剤等の低粘性液２ａを貯
溜した上面開放状の低粘性液貯溜槽、３はワニス３ａを
貯溜した上面開放状のワニス貯溜槽、４は両貯溜槽２，
３間の上方部位に配設された熱サイホン室、５は熱サイ
ホン室４内に配設された加熱機構たる加熱ロール、６は
熱サイホン室４内に配設された冷却コイル、７は基材１
を所定の経路に沿って走行させるべくガイドするガイド
機構、８′は熱サイホン室４内の空気を排除する抽気機
構である。

基材１としては、合成，天然の有機，無機繊維からなる
織布，不織布、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２ａ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３ａより
低粘液であり且つ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。ワニス３ａ
に混入した場合にも支障がないからである。なお、低粘
性液２ａは、図示しない温度制御装置により所定温度Ｔ
ｓに保持されている。

ワニス３ａ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。なお、ワニス３ａは、図示しない温度制御装置によ
り低粘性液温度Ｔｓより高温の所定温度Ｔｗに保持され
ている。

熱サイホン室４は、底壁部に筒状の基材入口部４ａ及び
基材出口部４ｂを垂設してなる逆Ｕ字状のサイホン管形
状に構成されている。基材入口部４ａ及び基材出口部４
ｂは、夫々、低粘性液貯溜領域２′及びワニス貯溜領域
３′の液面下において開口されていて、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。なお、基材入口部４ａの断面積を大きくして、
低粘性液飽和蒸気の凝縮部面積が広くなるように工夫す
ると共に、基材出口部４ｂの断面積は小さくして、低粘
性液飽和蒸気の蒸発部面積が狭くなるように工夫してあ
る。

加熱ロール５は、基材１の回行に追従すべく回転自在に
設けられており、熱サイホン領域４′において基材１を
低粘性液２ａの沸点以上若しくはその近傍温度に加熱し
て、これに含浸せる低粘性液２ａを蒸発させるものであ
る。なお、加熱ロール５による基材加熱温度Ｔｈ（＞Ｔ
ｗ）は、図示しない温度制御装置により制御される。と
ころで、加熱ロール５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。

冷却コイル６は基材出口部４ｂの上端部位に配設されて
おり、熱サイホン領域４′で発生する低粘性液蒸気２′
ａを基材出口４ｂ側で凝縮液化させて、熱サイホン現象
を効果的に行なわしめると共に低粘性液蒸気２′ａがワ
ニス貯溜領域３′で凝縮するのを極力回避させるもので
ある。なお、冷却コイル温度Ｔｃは低粘性温度Ｔｓより
低温に維持されている。また、熱サイホン室４の底壁部
には、基材出口部４ｂの上端突出部で区画された冷却コ
イル直下位の凝縮液溜４ｃとこの凝縮液溜４ｃから連な
って基材入口部４ａへと下り傾斜する流下面４ｄとが形
成されていて、冷却コイル６により凝縮液化された低粘
性液２ａを基材入口部４ａから低粘性液貯溜槽２に回収
しうるように工夫してある。

ガイド機構７は、低粘性液貯溜槽２上及び各貯溜槽２，
３内に配設したガイドロール７ａ…，７ｂ…からなり、
基材１が基材供給源１′から低粘性液貯溜領域２′を通
過して基材入口部４ａから熱サイホン領域４′に至り、
加熱ロール５及び冷却コイル６を通過して基材出口部４
ｂからワニス貯溜槽３に至り、ワニス貯溜領域３′を通
過せしめられるようにガイドするものである。この実施
例では、ワニス貯溜領域３′に配設されているガイドロ
ールの一部７ｂ…を、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して、基材１の
進行方向に対して直角方向のワニス含浸を促進させるよ
うに図っている。また、ワニス貯溜槽３上にはスクイズ
ロール又はスクイズバーからなるワニス含浸量調整機構
９が配設されていて、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しうるように
工夫されている。

抽気機構８′は、熱サイホン室４に抽気管８を接続して
なり、この抽気管８には排気ポンプ１０及び圧力制御弁
１１が介設されていて、熱サイホン領域４′の空気を排
除すると共に該領域４′の圧力を制御するようになって
いる。また、抽気管８はエアセパレータ１２に導かれて
いて、抽気管８から排除される空気中に含まれる低粘性
液蒸気２′ａを飽和液２ａとして分離回収するようにな
っている。エアセパレータ１２により分離された低粘性
液２ａは、回収管１２ａから低粘性液貯溜槽２に回収さ
れる。

次に、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、基材１は基材供給源１′から低粘性液貯溜槽２内
にもたらされて、低粘性液２ａ中に浸漬され、基材１中
の空気が低粘性液２ａと置換される。

すなわち、基材１が低粘性液２ａの液面に至ると、低粘
性液２ａが毛細管現象により基材１を構成する繊維束１
ａに浸透し、同時に、その浸透力によって繊維束１ａ中
の空気は押出される。かかる浸透作用は、繊維束１ａに
おける浸透抵抗のため或る段階で停止する。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１ａの
低粘性液２ａへの侵入速度Ｖ_１が浸透速度Ｖ_２より小さ
い場合は液面上で生じ（第２図(Ａ)参照）、Ｖ_１＞Ｖ_２
の場合は液面下で生じる（同図(Ｂ)参照）。

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、繊維束１ａ中の空気はすべて低粘性液２ａと置換
されて排除されることになる。

そして、低粘性液２ａを含浸された基材１は、低粘性液
貯溜領域２′の液面下において開口する基材入口部４ａ
から熱サイホン室４内にもたらされ、加熱ロール５によ
り加熱されて、基材１に含浸されている低粘性液２ａが
蒸発除去される。

このとき、基材１はその進行速度で低粘性液２ａを基材
加熱部５へ供給し続けることから、基材１は熱サイホン
としてのウィックの役割を果たすことになる。一方、熱
サイホン室４内は、空気を排気ポンプ１０により予め排
除しておくことにより、低粘性液の飽和蒸気で満たされ
ることになる。

また、基材加熱温度Ｔｈ＞ワニス温度Ｔｗ＞低粘性液温
度Ｔｓ＞冷却コイル温度Ｔｃとなっていることから、熱
サイホン領域４′における低粘性液２ａの各部蒸気圧は
基材加熱部蒸気圧Ｐｈ＞ワニス液面蒸気圧Ｐｗ＞低粘性
液面蒸気圧Ｐｓ＞冷却コイル部蒸気圧Ｐｃとなり、低粘
性液蒸気２′ａがこの圧力勾配により音速にて移動し、
その殆どが基材加熱部５から低粘性液貯溜槽２へと回収
され、ワニス貯溜槽３に侵入することがない。すなわ
ち、基材加熱部５で発生した低粘性液蒸気２′ａは、第
１図に示す如く、熱サイホン室４から基材入口部４ａを
経て低粘性液貯溜槽２に戻され、或いは冷却コイル６に
より液化されて凝縮液溜４ｃから流下面４ｄを経て低粘
性液貯溜槽２へと戻されるのである。

したがって、熱サイホン室４で加熱された基材１は低粘
性液２ａの飽和蒸気２′ａを含有するのみとなり、空気
を含まない状態で基材出口部４ｂからワニス貯溜槽３内
にもたらされ、ワニス２ａ中に浸漬される。

そして、基材１に含まれた低粘性液飽和蒸気２′ａはワ
ニス貯溜領域３′に侵入する際、微量の低粘性液飽和液
となってワニス３ａ中に拡散する。

したがって、基材１がワニス貯溜領域３′を通過する間
において、基材１にはワニス３ａが均一且つ充分に含浸
せしめられることになる。

このとき、上述した如く、熱サイホン室４で発生する低
粘性液蒸気２′ａの殆どが低粘性液貯溜槽２に回収され
ること、及び基材１によって直接ワニス貯溜槽３内に持
ち込まれる低粘性液飽和蒸気２′ａが微量であることか
ら、ワニス貯溜槽３内のワニス粘度が低下するようなこ
とはない。

また、基材１にはエキスパンダ式ガイドロール７ｂ…を
通過する際に幅方向への伸展力が加わり、この伸展力が
ロール通過後に解消されるため、ワニス３ａ中で幅方向
の繊維束も拡繊・再収束が行なわれて、幅方向の含浸性
も向上することになる。その結果、基材１の繊維束内部
にまで充分にワニス３ａが含浸されることになる。

ところで、基材１として電子基材用ガラス布＃７６２８
を、ワニス３ａとして下表に示す組成のものを、また低
粘性液２ａとしてワニス３ａの配合溶剤であるメチルエ
チルケトンを夫々使用して、Ｔｈ＝１５０℃，Ｔｗ＝３
０℃，Ｔｓ＝２０℃，Ｔｃ＝１０℃の温度条件下で上記
装置を運転させたところ、ワニス貯溜槽３に持ち込まれ
た低粘性液量は極く僅か（体積％で１０％であり、重量
％で０．０１２８％）であり、ワニス貯溜槽３のワニス
粘度が低下する等の不都合を生じることなく、基材１中
の気泡を皆無として、基材１にワニス３ａを均一且つ充
分に含浸させうることが確認された。なお、低粘性液２
ａとして使用したメチルエチルケトンの温度・蒸気圧線
図は第３図に示す通りである。

〔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、基材にワニスを均一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。

したがって、本発明によりワニスを含浸させた基材を使
用すれば、複合材、例えば電気絶縁板，化粧板等の最終
製品の品質を大幅に向上させることができる。

また、本発明によれば、タイミングロール等を必要とし
ないことから、装置構造の大幅な小形化，簡略化を図る
ことができる。

さらに、低粘性液中からワニス中への移行段階において
基材を加熱し、低粘性液を殆ど蒸発分離するので、低粘
性液の損失及びワニスの稀釈化を効果的に防止しうると
共に含浸作用の更なる促進を図りうる。しかも、基材に
おける低粘性液使用量が極く僅かとなり、ワニス含浸後
の乾燥工程における乾燥炉排気量を大幅に減ずることが
できる。

【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実施例を示す断
面図であり、第２図(Ａ)(Ｂ)は夫々低粘性液の浸透作用
を示す説明図であり、第３図は低粘性液であるメチルエ
チルケトンの温度・蒸気圧線図であり、第４図は従来技
術を示す断面図である。 １……基材、２……低粘性液貯溜槽、２′……低粘性液
貯溜領域、２ａ……低粘性液、２′ａ……低粘性液蒸
気、３……ワニス貯溜槽、３′……ワニス貯留領域、３
ａ……ワニス、４……熱サイホン室、４′……熱サイホ
ン領域、４ａ……基材入口部、４ｂ……基材出口部、５
……加熱ロール（加熱機構）、７……ガイド機構、８′
……抽気機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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と共
   に、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、且つ前記両貯留領域の液面
   により密閉シールされた熱サイホン領域内を低粘性液蒸
   気の充満雰囲気に維持させておくようにしたことを特徴
   とするワニス含浸方法。
2. 【請求項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質と、繊維質材からなるシート
   状の基材を低粘性液貯溜槽，熱サイホン室，ワニス貯溜
   槽を順次通過させるべくガイドするガイド機構と、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加熱機構と、熱サイホン室内の空気
   を排除する抽気機構と、を具備することを特徴とするワ
   ニス含浸装置。