DE4124226A1

DE4124226A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer impraegnierten warenbahn

Info

Publication number: DE4124226A1
Application number: DE4124226A
Authority: DE
Inventors: Paul Gmeiner
Original assignee: Micafil AG
Current assignee: Micafil AG
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1993-01-07

Description

Technisches Gebiet

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, und von einer Vor richtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Beim kontinuierlichen Imprägnieren von Warenbahnen mit Flüssigkeiten, insbesondere mit Harzschmelzen, Harzlösungen oder Harzdispersionen, entstehen infolge von Luft- oder anderen Gaseinschlüssen harzfreie Stellen, die insbesondere beim Verpressen der imprägnierten Warenbahnen zu Laminatma terial zu Ausschußware führen. Dies gilt insbesondere bei der Herstellung von Leiterplatten für elektronische Bau teile, an die besonders hohe Anforderungen bezüglich Quali tät, vor allem bezüglich Homogenität, gestellt werden.

Es wurden deshalb verschiedene Verfahren zur Befreiung der Warenbahnen von mitgeführten Gasen durch eine Passage in einer Vakuumkammer entwickelt. Nach diesen Verfahren wird die die Vakuumkammer verlassende entgaste Warenbahn sofort imprägniert, wobei zur Erzielung von schneller, gleichmäßiger Durchdringung mit der Flüssigkeit der Druckunter schied zwischen Vakuumkammer und Umgebung ausgenützt wird.

Stand der Technik

Aus der DE-OS 36 22 055 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei denen die Warenbahn durch eine Vakuumkammer geführt wird. Diese Vakuumkammer ist mit einer Einlaßeinrichtung und einer Auslaßeinrichtung, die die Vakuumkammer luftdicht abschließen, versehen. Die Einlaßeinrichtung und die Auslaßeinrichtung sind in der gleichen Weise ausgebildet. Sie weisen ein Gehäuse, in welchem zwei Klemmrollen und eine Reihe von komplizierten Mitteln für den luftdichten Abschluß der Vakuumkammer angeordnet sind, auf. Trotz dieser aufwendigen Einrichtung und sogar genauer materialmäßiger Spezifizierung der Klemmrollen, stellt der dichte Abschluß der Vakuumkammer ein kaum zu lösendes Problem dar. Außerdem kann durch die Klemmrollen eine Beschädigung des Materials erfolgen, was wiederum zu Ausschußware führt. Zur verbesserten Abdichtung der Vakuumkammer wird nach einer bevorzugten Ausführungsform eine Imprägniereinrichtung außerhalb der Vakuumkammer an der Auslaßeinrichtung angeordnet. Letztere funktioniert neben der komplizierten mechanischen Dichtung als zusätzliche äußere Flüssigkeitsdichtung. Eine oder mehrere Imprägnierbäder können sich vollständig in der Vakuumkammer befinden, was jedoch mit apparativen Problemen verbunden ist.

Kurze Darstellung der Erfindung

Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen 1 und 4 definiert ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die Her stellung von imprägnierten Warenbahnen gleichbleibend hoher Qualität gewährleistet, und zugleich eine Vorrichtung an zugeben, welche die Durchführung dieses Verfahrens in besonders vorteilhafter Weise ermöglicht.

Die Erfindung macht sich spezifische Eigenschaften der vor zugsweise eine flüssige Harzzubereitung bildenden Imprä gnierflüssigkeit zunutze. Die Imprägnierflüssigkeit befin det sich im austrittsseitigen Endbereich des Vakuumkanals und stellt eine flüssige Innendichtung für den Vakuumkanal dar, die ohne mechanische Teile absolut zuverlässig und wartungsfrei funktioniert. Sie wird als Flüssigkeitspfrop fen durch den im Vakuumkanal herrschenden Unterdruck in Position gehalten. Da eine Flüssigkeit sich definitions gemäß den sie begrenzenden Formen anpaßt, gewährleistet sie den schonenden, beschädigungsfreien Übergang der Waren bahn aus dem Unterdruckbereich in den Normaldruckbereich. Der Endbereich des Vakuumkanals steht über den Führungska nal für die Warenbahn in Verbindung mit einem Imprägnier bad, so daß die Warenbahn aus der Imprägnierflüssigkeit im Vakuumkanal direkt, berührungslos und ohne Luftpassage in das Imprägnierbad gelangt. Mithin handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Imprägnierung um ein Zweiphasenverfahren mit unterschiedlichen Druckverhältnissen in den beiden Phasen, von denen die eine Phase im Vakuumkanal und die andere im Imprägnierbad stattfindet. Während des Imprä gniervorganges wird die Höhe der Imprägnierflüssigkeit im Endbereich des Vakuumkanals auf einen vorbestimmten Wert ge halten, insbesondere soll die Flüssigkeitshöhe einen vorbe stimmten Wert nicht überschreiten, damit die ausreichende Vakuumpassage und mithin die erforderliche Entgasung vor dem Eintauchen gewährleistet wird.

Vorteilhaft wird die Imprägnierflüssigkeit innerhalb des Vakuumkanals im Gegenstrom zur Bewegungsrichtung der Waren bahn geführt, wodurch eine laufende Erneuerung der Flüssig keit herbeigeführt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mit einer entgasten Flüssigkeit imprägniert. Da eine Flüs sigkeit Gase lösen kann, bietet ihre Entgasung eine dop pelte Sicherheit gegen Gaseinschlüsse im imprägnierten Pro dukt, denn etwa noch an der Warenbahn haftende geringe Gas mengen können von der entgasten Flüssigkeit gelöst werden. Der letztgenannte Vorgang kann noch durch ein unter Druck stehendes Imprägnierbad verbessert werden, wobei die unter Druck stehende Imprägnierflüssigkeit vermehrte Gasreste und Einschlüsse zu lösen vermag.

Wenn die Imprägnierflüssigkeit im Kreis geführt wird, kann eine Entgasungsanlage innerhalb des Kreises angeordnet sein. Weiterhin kann im Kreis eine Einrichtung zum Messen und Einstellen der Konzentration der Flüssigkeit, z. B. durch Viskositätsmessung, angeordnet sein.

Durch die Anordnung einer Vakuumdichtstrecke unmittelbar vor dem Vakuumkanal, in dem die eigentliche Entgasung der Warenbahn stattfindet, wird erfindungsgemäß der Verzicht auf eine komplizierte mechanische Dichtung auch am ein trittsseitigen Ende des Vakuumkanals ermöglicht. Die Vaku umdichtstrecke sorgt für die druckdichte Trennung von Umge bung und Vakuumkanal, indem in ihr die mit der eintretenden Warenbahn mitgeführte Luft abgesaugt wird. Dieses Absaugen kann ein- oder mehrstufig geschehen, d. h. es können ein oder mehrere Anschlüsse an einer Vakuumpumpe vorhanden sein. Um mit möglichst kleinem Aufwand zu evakuieren, wird die Vakuumdichtstrecke als verhältnismäßig enger Kanal in der Art einer Labyrinthdichtung ausgebildet. Durch diese besondere Ausgestaltung der Vakuumdichtstrecke kann mit verhältnismäßig niedriger Saugleistung eine gute Dichtungswirkung erzielt werden. Dieser Kanal geht direkt ohne irgendwelche Dichtungselemente in den Vakuumkanal über, der gegenüber der Vakuumdichtstrecke verbreitert ausgebildet sein kann.

Durch die beschriebene Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung ist sowohl am eintrittssei tigen als auch am austrittsseitigen Ende des Vakuumkanals keine statische apparative, sondern eine sich stetig erneu ernde, dynamische fluide Dichtung gegen den Außendruck vorhanden, wobei am eintrittsseitigen Ende durch Absaugen des Fluids und am austrittsseitigen Ende durch Zuführen des Fluids die Dichtwirkung erzielt wird.

Außer auf dem Verzicht des komplizierten mechanischen Dichtsystems weist das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung weitere Vorteile auf.

Indem keine dichtenden Klemmrollen verwendet werden, wird eine Verzerrung oder sonstwie Beschädigung der Warenbahn vor der Imprägnierung vermieden.

Durch den kontinuierlichen Ersatz der durch die eintau chende Warenbahn verbrauchten Imprägnierflüssigkeit wird ein Gegenstromzustand geschaffen, was für eine gute Durch mischung und gleichbleibende Qualität der Imprägnierung sorgt.

Indem die Warenbahn beim Verlassen des Vakuumbereiches und vor dem Eintauchen in die Imprägnierflüssigkeit keiner Stauchwirkung durch Klemmrollen ausgesetzt wird, wird eine in die kleinsten im Vakuumbereich freigesetzten Räume ein dringende Imprägnierung erzielt.

Durch Druckbeaufschlagen des Imprägnierbades kann diese Im prägnierung noch beschleunigt und verbessert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt die einzige Figur eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfin dung.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Die in der Figur dargestellte Vorrichtung weist einen eine durchgehende Warenbahn 36 führenden Kanal 4 auf, dessen eintrittsseitiger Bereich als Vakuumdichtstrecke 6 ausgebildet ist. Die Vakuumdichtstrecke 6 enthält zwei Bereiche 8, 10 mit erweitertem Querschnitt, die jeweils beidseitig mit einer Leitung 42, 44 verbunden sind. Die Leitungen führen über eine Leitung 46 zu einer Vakuumpumpe 48. Die beiden Bereiche 8, 10 wirken als Stufenabdichtung oder Labyrinthdichtung eines an die Vakuumdichtstrecke 6 anschließenden Vakuumkanals 20. Im Vakuumkanal 20 ist der in der Vakuumdichtstrecke 6 sehr enge flache Kanal 4 etwas erweitert. Der Vakuumkanal 20 ist mittels einer Wand 21, durch welche die Warenbahn 36 annähernd gasdicht geführt ist, in zwei Abschnitte 22 und 23 aufgeteilt. Der Abschnitt 22 des Vakuumkanals 20 ist durch die Leitung 46 ebenfalls an die Vakuumpumpe 48 angeschlossen. Der Abschnitt 23 ist über eine Leitung 47 an eine Vakuumpumpe 49 angeschlossen. Die Leitungen 46 und 47 können bei Bedarf über ein Ventil 41 miteinander verbunden werden. Bei Ausfall einer der beiden Vakuumpumpen 48 oder 49 kann dann die noch intakte Pumpe vorübergehend die Funktion der defekten Pumpe über nehmen und sowohl die Vakuumdichtstrecke 6 und den Abschnitt 22 des Vakuumkanals 20 als auch den Abschnitt 23 des Vakuumkanals evakuieren. Jede der Leitungen 42, 44, 46, 47 ist mit eigenen Sperr- und gegebenenfalls Meßorganen ausgestattet. Der der Vakuumdichtstrecke 6 abgewandte Endbereich 24 des Vakuumkanals 20 ist zur Aufnahme von Imprägnierflüssigkeit, vorzugsweise Harzzubereitung, bestimmt. Dieser Endbereich 24 steht über ein enges Verbindungsteil 26 des Kanals 4 mit einem Imprägnierbad 28 in Verbindung. Gleichzeitig ist der Endbereich 24 mit einem Überlaufstutzen 30 versehen, der zum Abführen und dadurch zur Niveauregulierung der im Vakuumkanal 20 befindlichen Imprägnierflüssigkeit dient. Mithin besteht der Kanal 4 aus vier Teilen: Vakuumdichtstrecke 6, Abschnitt 22 und Abschnitt 23 des Vakuumkanals 20 und enges Verbindungsteil 26. Vor und nach dem Kanal 4 sind Führungsrollen 32, 33 und Kalibrierrollen 34, 35 für die Warenbahn 36 angeordnet.

Das Imprägnierbad 28 steht in seinem oberen Bereich über eine Leitung 50 und in seinem unteren Bereich über eine Leitung 52 und eine Förderpumpe 54 mit einer Entgasungseinrichtung 56 in Verbindung. Vom Überlaufstutzen 30 an der Vakuumkammer 20 führt ebenfalls eine Leitung 58 zur Entgasungseinrichtung 56. Letztere ist über eine Leitung 60 mit der Vakuumpumpe 49 verbunden. Die Fließrichtung in den einzelnen Leitungen ist durch Pfeile angegeben. Das Imprägnierbad 28 ist vorzugsweise ein geschlossener Behälter, in dem mittels Luft oder eines Inertgases Überdruck erzeugt wird.

Im Betrieb wird durch Einschalten der Vakuumpumpen 48 und 49 in der Vakuumdichtstrecke 6 und im Vakuumkanal 20 Unter druck erzeugt. Dadurch wird die Imprägnierflüssigkeit durch das Verbindungsteil 26 in den Vakuumkanal 20 hineingesaugt, so daß sie den bis zum Stutzen 30 reichenden Endbereich 24 füllt. Von hier und vom oberen Bereich des Bades 28 wird die Imprägnierflüssigkeit durch die Leitungen 50, 58 der Entgasungseinrichtung 56 zugeführt. Die entgaste Flüssig keit wird durch die Leitung 52 in den unteren Teil des Im prägnierbades 28 eingeführt.

Die Warenbahn 36 wird von oben nach unten in den Kanal 4 eingeführt, wo sie zuerst die sehr enge Vakuumdichtstrecke 6 passiert. Dabei wird durch die Leitungen 42, 44 mitge führte Luft abgesaugt. Die Menge der abgesaugten Luft nimmt vom ersten zum zweiten Vakuumanschluß ab. Die Vakuumdicht strecke kann auch nur mit einem Vakuumanschluß bei genü gender Länge der Strecke 6 ausgestattet sein. Die Warenbahn gelangt, ohne mit irgendwelchen Führungs- oder Transport mitteln in Berührung zu kommen, von der Vakuumdichtstrecke 6 in den Vakuumkanal 20. Innerhalb des Vakuumkanals 20 wird die Warenbahn gründlich entgast, so daß keine eine gleichmäßige Imprägnierung hindernden Gaseinschlüsse mehr vorhanden sind. Der Druck im Vakuumkanal wird über Diffe renzdruckschalter oder über separate Druckschalter derart gesteuert, daß der Druck in dem an den Imprägnierflüs sigkeit aufnehmenden Endbereich 24 anschließenden Ab schnitt 23 stets kleiner ist als der Druck in dem an die Vakuumdichtstrecke 6 anschließenden Abschnitt 22, jedoch immer größer als der Dampfdruck der Imprägnierflüssigkeit. Hierdurch wird eine besonders gute Entgasung der Warenbahn 36 erreicht. Von besonderem Vorteil ist hierbei jedoch vor allem, daß aus dem Vakuumkanal 20 lediglich eine ver gleichsweise geringe Menge eines Luft-Lösungsmitteldampf- Gemisches entfernt werden muß. Ein solches Gemisch bildet sich im Vakuumkanal 20 durch Mischung von aus dem Imprä gnierbad 28 in Dampfform zuströmenden, in der Imprägnier flüssigkeit enthaltenden Lösungsmittel und im Vakuumkanal 20 noch vorhandener Luft. Durch Vorschaltung des Abschnitts 22 wird der Luftanteil im Abschnitt 23 gegenüber einer An ordnung, in der der Vakuumkanal keine Unterteilung in Ab schnitte aufweist, erheblich herabgesetzt und dadurch die Menge des abzupumpenden Luft-Lösungsmitteldampf-Gemisches entscheidend reduziert Vor Verlassen des Vakuumkanals 20 taucht die Warenbahn 36 im Endbereich 24 in die Imprägnierflüssigkeit ein und ge langt in bereits imprägniertem Zustand in das eigentliche Imprägnierbad 28. Durch die nach oben nachströmende Imprä gnierflüssigkeit wird ein Gegenstromzustand ausgebildet, der einerseits für gute Durchdringung der Warenbahn 36 und andererseits für gute Durchmischung der Imprägnierflüssigkeit am Anfang des Imprägniervorganges sorgt. Durch Wegfüh ren der Imprägnierflüssigkeit aus dem Endbereich 24 des Vakuumkanals 20 wird einerseits für eine ausreichende freie Vakuumstrecke und mithin Entgasung der Warenbahn und für die Erneuerung der Imprägnierflüssigkeit an dieser Stelle gesorgt. Das Wegführen der Imprägnierflüssigkeit erfolgt durch entsprechende Neigung und/oder Verbindung der Weg führleitung mit einer Unterdruckquelle. Die Höhe der Imprä gnierflüssigkeit kann z. B. über ein im Vakuumkanal 20 ange ordnetes Schauglas kontrolliert werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer imprägnierten Warenbahn (36), bei dem die im Vakuum entgaste Warenbahn (36) mit einer Flüssigkeit imprägniert wird, dadurch gekenn zeichnet, daß die Warenbahn (36) innerhalb eines Vakuumkanals (20) im Anschluß an das Entgasen in die Imprägnierflüssigkeit eingeführt wird, daß die Imprä gnierflüssigkeit mittels des im Vakuumkanal (20) herr schenden Unterdrucks aus einem mit dem Vakuumkanal (20) kommunizierenden Imprägnierbad (28) in den Vaku umkanal (20) hineingesaugt und dort auf einer vorbe stimmten Höhe gehalten wird, und daß die Warenbahn (36) außerhalb des Vakuumkanals (20) aus dem Imprä gnierbad (28) herausgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierflüssigkeit innerhalb des Vakuumka nals (20) im Gegenstrom zur Bewegungsrichtung der Warenbahn (36) geführt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Imprägnierflüssig keit im Vakuumkanal (20) durch kontinuierliches Weg führen von Imprägnierflüssigkeit konstant gehalten wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumkanal (20) an eine die Warenbahn (36) von außen in seinen Innenraum führende Vakuumdichtstrecke (6) angeschlos sen ist und einen die Warenbahn (36) in das Imprägnierbad (28) führenden Endbereich (24) aufweist, welcher mittels eines zur Durchführung der Warenbahn (36) vorgesehenen Kanals (26) mit dem Imprägnierbad kommuniziert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumdichtstrecke (6) mehrstufig, vorzugs weise in der Art einer Labyrinthdichtung, ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumdichtstrecke (6) einen engen Kanal mit mindestens einem Vakuumanschluß aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Imprägnierbad (28) kommunizierende Endbereich (24) des Vakuumkanals (20) über einen Abführstutzen (30) mit einer Entgasungsein richtung (56) für die Imprägnierflüssigkeit in Verbin dung steht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (24) und der obere Teil des Imprä gnierbades (28) eintrittsseitig mit der Entgasungsein richtung (56) verbunden sind, und daß der untere Teil des Imprägnierbades (28) austrittsseitig mit der Ent gasungseinrichtung (56) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumkanal (20) mindestens zwei an Vakuum angeschlossene und zumindest annähernd gasdicht gegeneinander abgeschottete Abschnitte (22, 23) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Vakuumkanal (20) derart gesteuert ist, daß er in einem an den Endbereich (24) an schließenden ersten Abschnitt (23) kleiner als in einem an die Vakuumdichtstrecke (6) anschließenden zweiten Abschnitt (22) aber größer als der Dampfdruck der Imprägnierflüssigkeit ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (23) mit einer auf die Ent gasungseinrichtung (56) wirkenden ersten Vakuumpumpe (49) und der zweite Abschnitt (22) mit einer auf die Vakuumdichtstrecke (6) wirkenden zweiten Vakuumpumpe (48) verbunden ist.