專利名稱：層壓板材的制造方法及電氣用層壓板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作電子儀器、電氣設(shè)備中的電路板和絕緣材料的電氣用層壓板及構(gòu)成該層壓板的層壓板材的制造方法。
近年來，對廣泛應(yīng)用于電視、錄像、音響設(shè)備、計算機、辦公設(shè)備、家用電氣設(shè)備等的電氣用層壓板，除了電氣絕緣性、耐水性、成型性、加工性等性能之外，還要求其具有阻燃性。為使材料滿足這些性能要求，已往已有人提出，讓紙質(zhì)基體材料初次浸滲具優(yōu)異的電氣絕緣性、耐水性及阻燃性的氨基改性酚醛樹脂底漆，其后，再浸滲具有優(yōu)異的成型性和加工性的酚醛樹脂的二道漆料，將由此形成的層壓板材制成層壓板。這種情況，是使紙質(zhì)基體材料浸滲氨基改性酚醛樹脂的底漆，再在130℃以上的高溫下干燥，然后浸滲二道漆料，但是，在這一高溫干燥過程中，隨著底漆中溶劑的揮發(fā)，底漆中的氨基改性酚醛樹脂向基體材料的表面方向移動并覆蓋基材表面。這樣，不僅基材內(nèi)部浸滲量不足，也妨礙了二道漆料浸滲基材內(nèi)部，其結(jié)果，是在基體材料內(nèi)部不能充分進行上述二種酚醛樹脂的反應(yīng)，很難獲得作為電氣用層壓板所要求的上述性能。
本發(fā)明提供了一種克服以前的上述問題的、有用的層壓板的制造方法以及電氣用層壓板的制造方法，根據(jù)本發(fā)明，可以制造同時具有電氣絕緣性、耐水性、成型性、加工性及阻燃性的層壓板材以及電氣層壓板。根據(jù)本發(fā)明的方法，對由纖維素纖維組成的紙質(zhì)基體材料，初次浸滲以氨基改性酚醛樹脂為主成分的水性底漆，然后，將浸滲了底漆的這種紙質(zhì)基體材料在10-120℃的溫度下干燥，制造紙質(zhì)基材中含水量為5～25%(重量)的一次層壓板材;接著，使一次層壓板材浸滲以具有親水基和疏水基的酚醛樹脂為主成分的二道漆料，然后，在100-170℃的溫度下干燥浸滲了底漆和二道漆料的紙質(zhì)基體材料，得到層壓板材。通過在10～120℃的溫度下干燥浸滲了底漆的紙質(zhì)基材，底漆中的氨基改性酚醛樹脂轉(zhuǎn)移至基材的表面一側(cè)，并不在此發(fā)生硬化，而能保持大致均勻分散于基材中的狀態(tài)。然后，可在基材中，與浸滲的二道漆料中的酚醛樹脂充分混合，該二種樹脂可充分發(fā)生反應(yīng)，而得到所希望的性能。在上述10-120℃的溫度下干燥底漆，可以將基材中的水分調(diào)節(jié)至5～25%(重量)，當(dāng)水份在此范圍內(nèi)時，底漆和二道漆中的樹脂可以在基材中充分混合。須補充說明的是，當(dāng)一次層壓板材干燥后基材中的水分含量不到5%(重量)時，二道漆中的酚醛樹脂和基材中已經(jīng)浸滲的底漆中的氨基改性酚醛樹脂的縮合反應(yīng)就不充分;而當(dāng)基材中的水份含量大于25%(重量)時，則二道漆中的樹脂無法深入浸透到基材內(nèi)部。即只有當(dāng)基體材料中的含水量處于上述范圍之內(nèi)，二道漆料中的樹脂才能完全浸透已浸滲底漆中的樹脂的基體材料內(nèi)部，在二種樹脂間充分發(fā)生縮后反應(yīng)，而得到所希望的性能。
作為紙質(zhì)基體材料，可以使用牛皮紙和棉絨紙等。
作為底漆中的氨基改性酚醛樹脂，可以使用以脲醛樹脂、蜜胺樹脂、鳥糞胺樹脂改性的酚醛樹脂，其在干燥后的一次層壓板材中的浸滲量最好在5～25%(重量)。作為用于底漆的溶劑最好用甲醇水溶液，對1份重量的水可使用溶解0.5-4份重量甲醇的溶液，調(diào)節(jié)底漆中的樹脂含量為23～38%(重量)。此時，在甲醇水溶液的共沸點以下、10℃以上的溫度條件下進行一次層壓板材的干燥，可使底漆中的樹脂充分地浸透紙質(zhì)基體材料。關(guān)于底漆的浸滲方法雖然并無限制，但底漆用輥涂布于紙質(zhì)基體材料的一面的方法。因可以使用于底漆的溶劑量減少并能調(diào)節(jié)樹脂的浸滲量，該方法在工業(yè)上具有有利之處。
作為二道漆中的酚醛樹脂，最好是用桐油改性酚醛樹脂，必要時，也可含有滑石、粘土、二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鋁等無機粉末填充料、玻璃纖維、石棉纖維、紙漿纖維、合成纖維、陶瓷纖維等的纖維質(zhì)填充料。上述酚醛樹脂，連同底漆中的樹脂，在干燥后的最終的層壓板材中最好浸滲35～75%(重量)。作為用于二道漆的溶劑，最好是甲醇，將二道漆中的樹脂含量調(diào)節(jié)至40-60%(重量)。桐油改性酚醛樹脂，其桐油雖有疏水基，但其中羥基卻是對紙質(zhì)基體材料具很好親和性的親水基，因此，能很好滲透至含水份的一次層壓板材中的紙質(zhì)基體材料中去，并與底漆中的氨基改性酚醛樹脂充分反應(yīng)。
由上述方法所制得的層壓板材，可多層重疊，加熱加壓后制成電氣用層壓板。必要時，也可在此層壓板中加金屬箔層壓，作為金屬箔，可使用鋼、鋁、鎳、黃銅、鐵等的單質(zhì)金屬箔及它們的合金箔或復(fù)合箔。層壓條件，可根據(jù)層壓板材和金屬箔的厚度，任意地選擇硬化溫度、硬化時間、成型壓力，并可選用沖壓方式，雙層皮帶方式，多輥成型方式等。
下面說明本發(fā)明的實施例和比較例。
實施例1用126g/m2的牛皮紙作為紙質(zhì)基體材料，使該紙質(zhì)基體材料浸滲底漆并干燥后，再浸滲二道漆料，加熱干燥紙質(zhì)基材后，制成層壓板材。底漆使用蜜胺改性酚醛樹脂，二道漆料使用桐油改性酚醛樹脂，分別如下配制底漆的配制使苯酚100重量份與37%(重量)的福爾馬林(甲醛水溶液)70重量份反應(yīng)，生成可溶酚醛樹脂型酚反應(yīng)生成物A，使蜜胺100重量份與福爾馬林(固體成分37%(重量))100重量份反應(yīng)，生成蜜胺反應(yīng)生成物B。然后，將可溶酚醛樹脂型的酚反應(yīng)生成物A50重量份和蜜胺反應(yīng)生成物B50重量份的混合物，用水與甲醇以1∶1混合的甲醇水溶液稀釋，配制固體成分為30%(重量)的底漆。
二道漆料的配制使苯酚100重量份和37%(重量)的福爾馬林80重量份、桐油30重量份反應(yīng)，生成桐油改性的可溶酚醛樹脂型酚反應(yīng)生成物，以對該反應(yīng)生成物為20%(重量)的比率加入阻燃劑四溴雙酚A，以甲醇稀釋后，得到固體成份為55%(重量)的二道漆料。在該桐油改性的可溶酚醛樹脂型酚醛樹脂中，桐油為疏水基，羥基為親水基。
層壓板材的制造用輥將底漆由紙質(zhì)基體材料之一側(cè)涂布于該紙質(zhì)基材，進行首次浸滲，在120℃的干燥器中干燥30秒，得樹脂半硬化的一次層壓板材。該一次層壓板材中的樹脂含有率為紙質(zhì)基體材料的15%(重量)，其含水量為6%(重量)。然后，再使該一次層壓板材浸滲上述二道漆料，于155℃的干燥器中加熱干燥100秒，得到樹脂半硬化的層壓板材。該層壓板材中的樹脂含量，以底漆的樹脂和二道漆料中的樹脂合計為52%(重量)。
層壓板的制造將以上制得的層壓板材8塊相重疊，在最上層用粘結(jié)劑配以0.035mm厚的銅箔，作為疊層體，將此疊層體在壓力100kg/cm2、溫度160℃的條件下加熱加壓60分鐘，得到厚度1.6mm的電氣用層壓板。
實施例2紙質(zhì)基體材料、底漆及二道漆料使用與實施例1同樣的材料，使紙質(zhì)基體材料首次浸滲底漆，在100℃的干燥器中干燥30秒，得到樹脂半硬化的一次層壓板材。該一次層壓板材中的樹脂含有率對紙質(zhì)基材為15%(重量)，含水量為9%(重量)。然后，在與實施例1同樣的條件下浸滲二道漆料并干燥，制成層壓板材，將該層壓板材在與實施例1同樣的條件下重疊，制得厚度1.6mm的電氣用層壓板。
實施例3紙質(zhì)基體材料、底漆及二道漆料使用與實施例1同樣的材料，使紙質(zhì)基體材料首次浸滲底漆，在80℃的干燥器中干燥30秒，得到樹脂半硬化的一次層壓板材。該一次層壓板材中的樹脂含有率對紙質(zhì)基材為15%(重量)，含水量為12%(重量)。然后，在與實施例1同樣的條件下浸滲二道漆料并干燥，制成層壓板材，將該層壓板材在與實施例1同樣的條件下重疊，制得厚度1.6mm的電氣用層壓板。
實施例4紙質(zhì)基體材料、底漆及二道漆料使用與實施例1同樣的材料，使紙質(zhì)基體材料首次浸滲底漆，在70℃的干燥器中干燥30秒，得到樹脂半硬化的一次層壓板材。該一次層壓板材中的樹脂含有率對紙質(zhì)基材為15%(重量)，含水量為18%(重量)。然后，在與實施例1同樣的條件下浸滲二道漆料并干燥，制成層壓板材，將該層壓板材在與實施例1同樣的條件下重疊，制得厚度1.6mm的電氣用層壓板。
比較例紙質(zhì)基體材料、底漆及二道漆料使用與實施例1同樣的材料，使紙質(zhì)基體材料首次浸滲底漆，在135℃的干燥器中干燥30秒，得到樹脂半硬化的一次層壓板材。該一次層壓板材中的樹脂含有率對紙質(zhì)基材為15%(重量)，含水量為2%(重量)。然后，在與實施例1同樣的條件下浸滲二道漆料并干燥，制成層壓板材，將該層壓板材在與實施例1同樣的條件下重疊，制得厚度1.6mm的電氣用層壓板。
關(guān)于電絕緣性，根據(jù)JIS C6481標(biāo)準(zhǔn)，測量在溫度20℃、相對濕度65%的大氣中放置96小時后的絕緣電阻、以及浸漬于經(jīng)煮沸的高溫?zé)崴?小時進行煮沸處理后的絕緣電阻。
關(guān)于焊錫耐熱性，是測定浮在260℃的焊錫上，直至發(fā)生膨脹所經(jīng)過的時間。
關(guān)于吸水率，是用酸浸法全面除去銅箔，將試驗片在溫度50℃的大氣中放置24小時，測定其在吸水處理之前的重量，然后，再測得在溫度23℃的水中浸漬24小時進行吸水處理后的重量，求得吸水處理后和吸水處理前的重量相對于吸水處理前的重量的重量變化率，并將該值作為吸水率。
關(guān)于阻燃性，是根據(jù)UL規(guī)格的94V-O試驗方法，測定點燃的火焰熄滅所需的時間，以10個試驗片的平均熄滅時間判定。
上述評估試驗的結(jié)果以下表表示。如該表所示，可以確認，本實施例的電氣層壓板與比較例相比，任一特征都是優(yōu)良的。
如上所述，本發(fā)明制得的電氣層壓板是將浸滲了底漆的紙質(zhì)基體材料的干燥溫度控制在10-120℃，可以將紙質(zhì)基體材料中的水分調(diào)節(jié)在5-25%(重量)，并且，由此可以維持底漆中的氨基改性酚醛樹脂在紙質(zhì)基體材料中大致均勻的分散狀態(tài)，然后，使該底漆中的樹脂與浸滲的二道漆料中的酚醛樹脂充分混合，能發(fā)生充分的縮合反應(yīng)，其結(jié)果，如上述評估試驗所確認的，可以得到在電絕緣性、耐水性以及阻燃性等方面皆具優(yōu)異特性的電氣用層壓板。
權(quán)利要求
1.一種層壓板材的制造方法，其特征在于使由纖維素纖維組成的紙質(zhì)基體材料首次浸滲以氨基改性酚醛樹脂為主成分的水性底漆中；在10-120℃的溫度下干燥浸滲了底漆的紙質(zhì)基體材料，得到該紙質(zhì)基體材料中含水量為5-25%(重量)的一次層壓板材；使一次層壓板材浸滲以具有親水基和疏水基的酚醛樹脂為主成分的二道漆料中；然后，將如上所述浸滲了底漆和二道漆料的紙質(zhì)基材在100-170℃的溫度下干燥。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述二道漆料中的酚醛樹脂為桐油改性酚醛樹脂。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述底漆中的氨基改性酚醛樹脂為蜜胺改性酚醛樹脂。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述底漆中的溶劑為水和醇的混合物，所述方法將浸滲了底漆的紙質(zhì)基體材料在從10℃至該混合物的共沸點的溫度下干燥。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項所述的方法，其中包括由輥式涂布法將所述底漆涂布于所述紙質(zhì)基體材料的一面的首次浸滲方法。
6.一種電氣用層壓板的制造方法，其特征在于，將由權(quán)利要求1至5之任一項所述的方法得到的層壓板材多塊重疊，對其加熱加壓，形成層壓板。
全文摘要
一種層壓板材以及電氣用層壓板的制造方法。由將一種紙質(zhì)基材浸滲于以氨基改性酚醛樹脂為主成分的水性底漆中，然后在10—120℃的溫度下干燥該基材，使該基體材料中的含水量為5—25％(重量)，再浸滲于具親水基和疏水基的酚醛樹脂為主成分的二道漆中，最后在100—170℃下干燥，得到浸滲了底漆和二道漆料的層壓板材。由對上述層壓板材多塊重疊，即得到層壓板。本發(fā)明所得的層壓板在電絕緣性、耐水性及阻燃性等方面皆具有優(yōu)異特性。
文檔編號H01B3/36GK1106337SQ94101229
公開日1995年8月9日 申請日期1994年2月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月2日
發(fā)明者澤佳秀, 小川昭彥, 根本一彥 申請人:松下電工株式會社