(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を含浸させた基材の上下に金属箔を重ねた被成型品を、ロール内部に加熱手段を持つ複数対の熱ロール間に挟み込んで加熱しながら成型し、前記被成型品を、ロール内部に冷却手段を持つ複数対の冷ロール間に挟み込んで冷却しながら成型し、
前記被成型品が前記熱ロール対から前記冷ロール対の順序で移送され、
第一の熱ロール対で前記被成型品を常温から前記熱可塑性樹脂の軟化開始温度付近まで加熱し、
第一の熱ロール対以外の熱ロール対で前記被成型品を前記熱可塑性樹脂の軟化開始温度付近から溶融温度付近まで加熱し、
第一の冷ロール対で前記被成型品を前記熱可塑性樹脂の冷却硬化開始温度付近まで冷却し、
第一の冷ロール対以外の冷ロール対で前記被成型品を前記熱可塑性樹脂の冷却硬化開始温度付近から常温付近まで冷却する、
熱可塑性樹脂金属貼り積層板の製造方法。
【請求項２】
熱可塑性樹脂を含浸させた基材の上下に金属箔を重ねた被成型品と、
ロール内部に加熱手段を持つ複数の熱ロール対と、
ロール内部に冷却手段を持つ複数の冷ロール対と、
前記各熱ロールに熱媒を供給する熱ロール加熱手段と、前記各冷ロールに冷媒を供給する冷ロール冷却手段と、
第一の熱ロール対が前記被成型品を常温から前記熱可塑性樹脂の軟化開始温度付近まで加熱し、第一の熱ロール対以外の熱ロール対が前記被成型品を前記熱可塑性樹脂の軟化開始温度付近から溶融温度付近まで加熱するよう前記熱ロール加熱手段を制御する熱ロール加熱制御手段と、
第一の冷ロール対が前記被成型品を前記熱可塑性樹脂の溶融温度付近から冷却硬化開始温度付近まで冷却し、第一の冷ロール対以外の冷ロール対が前記被成型品を前記熱可塑性樹脂の冷却硬化開始温度付近から常温付近まで冷却するよう前記冷ロール冷却手段を制御する冷ロール冷却制御手段、
から成る熱可塑性樹脂金属貼り積層板の製造装置。
【請求項３】
前記熱ロール対と前記冷ロール対の上側ロール同士、下側ロール同士にそれぞれ金属製無端ベルトを掛けた、請求項２の熱可塑性樹脂金属貼り積層板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂金属貼り積層板の製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱可塑性樹脂金属貼り積層板の製造に際しては、上下一対の熱盤間に被成型品（熱可塑性樹脂を含浸させた基材（プリプレグ）の表面に金属箔を重ねたもの）を挟み込み、被成型品を熱可塑性樹脂の溶融点以上の温度まで加熱して、被成型品を所望の厚さの積層板に成型する。その後、冷却装置に移送して常温まで冷却硬化させた後、カッター等で切断している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の製造方法では、連続的成型作業が出来ないため、作業効率が悪いと共に、熱盤間から排出される被成型品は、未だ十分に硬化する温度まで冷却されていない為、積層板表面の金属箔とプリプレグとが完全に固着しておらず、この状態で次工程に移送することにより、金属箔面にしわが発生したり、被成型品の歪みが発生する。又まれに金属箔がプリプレグから剥がれる、という問題がある。
また、一対の熱盤で加熱・成型を行うので、被成型品が急激に加熱され、上記の製品不良の発生をより助長している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱可塑性樹脂を含浸させた基板の上下に金属箔を重ねたものを被成型品とし、被成型品をロール内部に加熱手段を持つ複数対の熱ロール間で加熱しながら成型し、さらに被成型品をロール内部に冷却手段を持つ複数対の冷ロール間で冷却しながら成型し、被成型品が熱ロール対から冷ロール対の順序で移送され、第一の熱ロール対で被成型品を常温から熱可塑性樹脂の軟化/硬化開始温度付近まで加熱し、第一の熱ロール対以外の熱ロール対で被成型品を熱可塑性樹脂の軟化/硬化開始温度付近から溶融温度付近まで加熱し、第一の冷ロール対で被成型品を熱可塑性樹脂の溶融温度付近から軟化/硬化開始温度付近まで冷却し、第一の冷ロール対以外の冷ロール対で被成型品を熱可塑性樹脂の軟化/硬化開始温度付近から常温付近まで冷却する、熱可塑性樹脂金属貼り積層板の製造方法である。
【０００５】
本発明の方法をとることにより、熱成型完了後の被成型品は、各ロール対に成型されながら、熱可塑性樹脂が十分に硬化する常温付近まで冷却されるので、金属箔面のしわ、歪み、金属箔の剥離といった製品不良を防ぐことが出来る。
又、加熱の際には一旦第一の熱ロールで軟化/硬化開始温度まで加熱した後、加工に適した温度まで加熱し、冷却の際にも一旦第一の冷ロールで軟化/硬化開始温度まで冷却した後、常温まで冷却するという方法で、急熱・急冷を避け、より製品の形態を安定させている。
【０００６】
本発明は又、熱可塑性樹脂を含浸させた基板の上下に金属箔を重ねた被成型品と、ロール内部に加熱手段を持つ複数の熱ロール対と、ロール内部に冷却手段を持つ複数の冷ロール対と、前記各熱ロールに熱媒を供給する熱ロール加熱手段と、前記各冷ロールに冷媒を供給する冷ロール冷却手段と、第一の熱ロール対が前記被成型品を常温から前記熱可塑性樹脂の軟化開始温度付近まで加熱し、第一の熱ロール対以外の熱ロール対が前記被成型品を前記熱可塑性樹脂の軟化開始温度付近から溶融温度付近まで加熱するよう前記熱ロール加熱手段を制御する熱ロール加熱制御手段と、第一の冷ロール対が前記被成型品を前記熱可塑性樹脂の溶融温度付近から硬化開始温度付近まで冷却し、第一の冷ロール対以外の冷ロール対が前記被成型品を前記熱可塑性樹脂の硬化開始温度付近から常温付近まで冷却するよう前記冷ロール冷却手段を制御する冷ロール冷却制御手段、から成る熱可塑性樹脂金属貼り積層板の製造装置である。
【０００７】
また、上記の構成に加え、各ロール対の上側ロール同士、下側ロール同士にそれぞれ金属製無端ベルトを掛け、被成型品が金属製無端ベルトを介して各ロールに挟み込まれる構成とすることが好ましい。即ち、無端ベルトなしの構成では、被成型品はロールとの線接触によりステップ状に温度変化し、次のロールまで移送される間の大気への熱放散により、その温度は低下する。（被成型品の送り速度はかなり遅いため、ロール間の移送には比較的長時間を要する）それに対し、無端ベルトありの構成では、被成型品は無端ベルトとの間の面接触による熱の授受を行い、その温度変化はより連続的である。また、無端ベルトが被成型品から大気への熱放散を防止する効果もあり、より正確に被成型品の温度制御を行うことができる。更に、被成型品の成型開始時や終了時に、被成型物前縁・後縁の移送がスムーズになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
ここで示す例は、本発明の実施形態のうち、最小数のロール対で実現される、熱ロール２対と冷ロール２対の構成である。なお、熱ロール対、冷ロール対ともに２対以上とすることは可能である。
【０００９】
図１は本発明における、積層板の成型工程を模式的に示した正面図である。
図１において、徐熱ロール対３、主熱ロール対４、徐冷ロール対５、主冷ロール対６がこの順序で被成型品の送り方向に並べられている。また、これらのロール対の図中上側のロール同士、図中下側のロール同士はそれぞれ金属製無端ベルト１で連結されており、無端ベルト１はベルトドラム２に案内されている。図中上側の無端ベルトと図中下側の無端ベルトとの間には、隙間調整機構（図示せず）によって所望の間隔に調整された隙間がある。
金属箔７は、上下の金属箔ロール８から供給される。
プリプレグ９は、ガラス等の無機繊維からなる織布に熱可塑性樹脂を含浸させたもの、あるいはポリイミドフィルム等である。プリプレグ９は、プリプレグロール１０から供給される。
【００１０】
図１中に示すように、金属箔７とプリプレグ９は、金属箔７がプリプレグ９の上下両面に重ねられた状態で、図１中左側から前記ロール対の間に挿入される。（このプリプレグ９の上下両面に金属箔７が重ねられたものを、以後「被成型品」と称する。）前記ロール対の各ロールは、被成型品を図１中右側に移送する方向に回転している。（各ロールの回転駆動機構は後述）
徐熱ロール対３、主熱ロール対４の各ロールは、ロール内部に加熱手段を有しており、それぞれ徐熱ロール加熱手段３１、主熱ロール加熱手段４１から熱媒の供給を受けて、被成型品を加熱することが出来る。また、徐冷ロール対５、主冷ロール対６の各ロールは、ロール内部に冷却手段を有しており、それぞれ徐冷ロール冷却手段５１、主冷ロール冷却手段６１から冷媒の供給を受けて、被成型品を冷却することが出来る。
図１中左側から徐熱ロール対３の隙間に挿入された被成型品は、
徐熱ロール対３→主熱ロール対４→徐冷ロール対５→主冷ロール対６
の順に各ロール対の間を移送されながら、加熱・成型され、冷却される。
【００１１】
図２に本実施例での被成型品の温度変化を示し、本図を参照しながら説明を進める。
まず、被成型品は、徐熱ロール対３に挟み込まれ、ロールからの加熱により、含浸樹脂の軟化開始温度よりもよりもやや高い温度まで加熱される。（図２中A部）
次に、被成型品は、主熱ロール対４に挟み込まれ、ロールからの加熱により、被成型物の成型に適した温度、即ち含浸樹脂の溶融温度よりもやや低い温度まで加熱され、所望の厚さの積層板に成型される。（図２中B部）
このように、一対の熱ロールで被成型品を成型温度まで加熱し、成型するのではなく、先ず一対の熱ロールで被成型品を軟化開始温度まで加熱し、更に別の熱ロール対で被成型品を加工に適した温度まで加熱することで、被成型品の急激な加熱を避け、被成型品にしわや歪みが発生することを防止できる。
次に、被成型品は、徐冷ロール対５に挟み込まれ、含浸樹脂の硬化開始温度よりやや高い温度まで冷却される。（図２中C部）
最後に、被成型品は、主冷ロール対６に挟み込まれ、常温付近まで冷却される。（図２中D部）
このように、加熱・成型後の被成型品をロール対の間を通しながら、即ち被成型品の形態を整えながら、含浸樹脂が十分硬化する常温付近まで冷却することで、被成型品の形態を安定させ、製品にしわや歪みが発生することを防止することが出来る。また、従来まれに発生していた、金属箔の剥離といった製品不良も防止できる。
また、まず一対の冷ロールで被成型品を硬化開始温度まで冷却し、更に別の冷ロール対で被成型品を常温付近まで冷却することで、被成型品の急激な冷却を避け、被成型品の形態をより安定させることが出来る。
【００１２】
ちなみに、被成型品は、薄い樹脂板の表面に非常に薄い金属箔を貼り付けたものであり、各ロールに比べると熱容量が非常に小さいため、被成型物はロールに接触すると、ほぼロールの温度と等しい温度となる。従って、被成型物の温度を上記の説明のように変化させるには、各ロールの温度を被成型物の目標温度とほぼ等しくしておけば良い。
【００１３】
各ロールの温度制御装置の構成図を図３から図６に示す。
図３は、徐熱ロール加熱制御装置の構成図である。
図４は、主熱ロール加熱制御装置の構成図である。
図５は、徐冷ロール冷却制御装置の構成図である。
図６は、主冷ロール冷却制御装置の構成図である。
【００１４】
図３から図６に示す各ロールの温度制御装置は、それぞれ同様の方法でロールの温度制御を行うため、図３に示す徐熱ロール加熱制御装置を代表として説明する。
徐熱ロール加熱制御装置３２は、徐熱ロール温度センサ３２aと徐熱ロール加熱制御回路３２bから成る。徐熱ロール温度センサ３２aは、徐熱ロールに設けられ、徐熱ロールの温度に応じた電気信号を徐熱ロール加熱制御回路３２bに与える。徐熱ロール加熱制御回路３２bは、任意に設定しうる徐熱ロールの目標設定温度を、徐熱ロール温度センサ３２aから得られた温度と比較し、ロール温度が目標設定温度に近付くよう徐熱ロール加熱手段３１を制御する。
主熱ロール加熱制御手段４２、徐冷ロール冷却制御手段５２、主冷ロール冷却制御手段６２も、これと同様、各ロールの温度を温度センサで測定し、各ロールの温度が目標設定温度に近付くよう、加熱手段又は冷却手段を制御する。
【００１５】
また、本実施例では、各ロール対の上側ロールを金属製無端ベルトで連結し、下側のロールを別の金属製無端ベルトで連結し、被成型品がこれら上下の無端ベルト間に挟み込まれ、移送される構成としているが、これら無端ベルトを省略することも可能である。ただし、前述のように、無端ベルトを有する構成によれば、より確実な被成型品の温度制御が可能となり、かつ成型開始時や終了時に、被成型品前縁・後縁の移送がスムーズとなる。
【００１６】
図７は、図１に示した本発明の機構を示した正面図である。
徐熱ロール対３、主熱ロール対４、徐冷ロール対５、主冷ロール対６の上側のロール、および２つのベルトドラム２の回転軸は、フレーム１２の軸受部に嵌合されており、これらロールと２つのベルトドラムはフレーム１２を通じて一体となっている。
これと同様、徐熱ロール対３、主熱ロール対４、徐冷ロール対５、主冷ロール対６の下側のロール、および２つのベルトドラム２の回転軸は、架構１４の一部として形成されているフレーム１２’の軸受部に嵌合されており、これらロールと２つのベルトドラムはフレーム１２’を通じて一体となって架構１４に支持されている。
【００１７】
上側のフレーム１２は、架構１４とアクチュエータ１３を通じて結合されている。アクチュエータ１３は、フレーム１２を上下に移動させ、またフレーム１２に図中下向きの方向に押しつける力を与えることが出来る作動機である。  被成型品が上下のロール間を通過し成型される間、各ロール対の上側ロールは被成型品から上向きの力を受ける。被成型品を所望の厚さの積層板１１に成型するには、この力に抗して上側ロールを下向きに押しつける必要があり、アクチュエータ１３は、上側のフレーム１２を下向きに押しつける力を発生する。ただし、フレーム１２は、図示されない隙間調整機構により、その下降量が制限されている。その制限値を、上下の無端ベルト間の隙間が積層板１１の所望厚さとなるように設定すれば、無端ベルト間の隙間を通過する被成型品は所望の厚さに成型されながら積層板１１となる。
【００１８】
徐熱ロール対３、主熱ロール対４、徐冷ロール対５、冷却ロール対６の各ロールはそれぞれ個別のロール駆動装置３３、４３、５３、６３によって回転駆動されている。各ロールを個別のロール駆動装置で駆動することにより、成型過程の被成型品にその移送方向に働く張力を与え、積層板１１表面のしわの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における、積層板の成型工程を模式的に示した正面図である。
【図２】本発明の実施例における、被成型品の温度変化を示した図である。
【図３】本発明の実施例における、徐熱ロール加熱制御装置の構成図である。
【図４】本発明の実施例における、主熱ロール加熱制御装置の構成図である。
【図５】本発明の実施例における、徐冷ロール冷却制御装置の構成図である。
【図６】本発明の実施例における、主冷ロール冷却制御装置の構成図である。
【図７】本発明における、熱可塑性樹脂金属貼り積層板の製造装置の機構を示した正面図である。
【符号の説明】
１    無端ベルト
２    ベルトドラム
３    徐熱ロール
４    主熱ロール
５    徐冷ロール
６    主冷ロール
７    金属箔
８    金属箔ロール
９    プリプレグ
１０  プリプレグロール
１１  積層板
１２、１２’   フレーム
１３  アクチュエータ
１４  架構
３１  徐熱ロール加熱手段
４１  主熱ロール加熱手段
５１  徐冷ロール冷却手段
６１  主冷ロール冷却手段
３２  徐熱ロール加熱制御装置
３２a  徐熱ロール温度センサ
３２b  徐熱ロール加熱制御回路
４２  主熱ロール加熱制御装置
４２a  主熱ロール温度センサ
４２b  主熱ロール加熱制御回路
５２  徐冷ロール加熱制御装置
５２a  徐冷ロール温度センサ
５２b  徐冷ロール冷却制御回路
６２  主冷ロール加熱制御装置
６２a  主冷ロール温度センサ
６２b  主冷ロール冷却制御回路
３３、４３、５３、６３  ロール駆動機
【図１】
0004121204.tif 000002
【図２】
0004121204.tif 000003
【図３】
0004121204.tif 000004
【図４】
0004121204.tif 000005
【図５】
0004121204.tif 000006
【図６】
0004121204.tif 000007
【図７】
0004121204.tif 000008