JP2003213592A

JP2003213592A - 積層板用不織布の製造方法および不織布

Info

Publication number: JP2003213592A
Application number: JP2002009616A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Ueno; 浩義上野; Yoshihisa Kato; 由久加藤
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】パラ系アラミド短繊維を主成分とする積層板
基材用不織布の製造において、製造過程で発生する損紙
あるいは製造後の不織布を利用し、経済的且つ環境負荷
が少ない積層板用基材の製造方法を提供する。【解決手段】パラ系アラミド短繊維を主成分とする原
料スラリーから湿式法で抄造する積層板用不織布の製造
方法において、抄造時に発生する損紙を再離解して再生
スラリーとし、該再生スラリーを前記原料スラリーに混
合して使用する。また、パラ系アラミド短繊維を主成分
とし、且つ、蒸留水に5分間浸漬した後の裂断長が4km以
下である回収不織布もしくは損紙を、水中に投入し再離
解して再生スラリーとし、該再生スラリーを前記原料ス
ラリーと混合して使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント基板の基材
シートとして使用される積層板用不織布およびその製造
方法に関する。更に詳細には、パラ系アラミド短繊維を
主成分とし、湿式抄造法により積層板用不織布を製造す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、積層板用不織布として、ガラス繊
維を主体としたものが使用されてきた。これは、エポキ
シ樹脂等のマトリックス樹脂を含浸しFRPとした場合、
耐熱性・吸湿性・加熱時の変形（反り等）及び電気特性
等に優れ、価格も比較的安価であることから広く使用さ
れている。

【０００３】一方、近年、環境問題への配慮から、産業
廃棄物の減少、また、焼却処理等によるＣＯ₂発生量の
減少が強く求められている。

【０００４】しかし、ガラス繊維は耐衝撃強度が低く、
マトリックス樹脂含浸前の不織布であっても、不織布製
造工程で発生する損紙等を再度離解し、原料として利用
することは極めて難しかった。すなわち、ガラス繊維不
織布は、離解するために、繊維同士の結合点を剥がすだ
けのシェアをかけると、繊維自体も折れ、短繊維化が進
行する。このようなガラス繊維を用いて不織布を製造す
ると、著しく強度が低下する。

【０００５】また、古くから積層板用基材として使用さ
れてきた木材パルプを主原料とした積層板基材用不織布
は、不織布製造工程で発生する損紙等を再度離解して利
用することは可能であるが、吸湿率が高く、加熱時の変
形が大きく、細密な配線パターンを要求される多層板基
材用や耐熱性積層板用としては採用されていない。

【０００６】一方、低誘電率・低線膨張率・レーザー加
工性の観点から、近年アラミド繊維を主原料とした不織
布が積層板基材用として採用され、その優れた特性によ
り生産量は増加する傾向にある。しかし、このアラミド
繊維は従来使用されてきた木材パルプやガラス繊維に比
べ、非常に高価であり、これの損紙等の発生は環境負荷
増大のみならず、製造コストの面でも大きな損失とな
る。

【０００７】これらアラミドを主原料とする不織布の損
紙等の再利用については、特開平7-286061号公報「アラ
ミドドープの製造方法及びそれを用いるフィブリッドの
製造方法」に開示されている。

【０００８】しかし、この方法は、主にはメタアラミド
の再利用方法であり、アラミドドープより一旦繊維に紡
糸したものを再び溶解した後、更に紡糸し、その後抄造
するという多くの工程を必要とする。また、これにより
得られるアラミドの形態はフィブリッドのみである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】かかる状況を鑑み、本
発明の目的は、パラ系アラミド短繊維を主成分とする積
層板基材用不織布の製造において、製造過程で発生する
損紙あるいは製造後の不織布を利用し、経済的且つ環境
負荷が少ない積層板用基材の製造方法を提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、耐水強度が一定以下となるよう調整された、パ
ラ系アラミド短繊維を主体とした不織布が、水中で水流
による剪断力を与えることにより再離解可能であること
を見出し、本発明に到達した。

【００１１】すなわち、前記課題を解決するため、本発
明は以下の手段を採用した。本発明の第１は、「パラ系
アラミド短繊維を主成分とする原料スラリーから湿式法
で抄造する積層板用不織布の製造方法において、抄造時
に発生する損紙を再離解して再生スラリーとし、該再生
スラリーを前記原料スラリーに混合して使用することを
特徴とする積層板用不織布の製造方法」である。

【００１２】本発明の第２は、「パラ系アラミド短繊維
を主成分とする原料スラリーから湿式法で抄造する積層
板用不織布の製造方法において、パラ系アラミド短繊維
を主成分とし、且つ、蒸留水に5分間浸漬した後の裂断
長が4km以下である回収不織布または損紙を、水中に投
入し再離解して再生スラリーとし、該再生スラリーを前
記原料スラリーと混合して使用することを特徴とする積
層板用不織布の製造方法」である。

【００１３】本発明の第３は、前記第１または第２発明
において、前記再離解は高速離解機により行われること
を特徴とする記載積層板用不織布の製造方法である。

【００１４】本発明の第４は、前記第１〜第３発明にお
いて、前記再離解に際して界面活性剤を添加することを
特徴とする積層板用不織布の製造方法である。

【００１５】本発明の第５は、「パラ系アラミド短繊維
を主成分とする原料スラリーから湿式法で抄造された積
層板用不織布であり、不織布シートを再離解して得た繊
維を含有することを特徴とする積層板用不織布」であ
る。

【００１６】本発明の第６は、上記第５発明において、
不織布の全繊維の乾燥質量に対して該再離解して得た繊
維の乾燥質量が1〜30質量％であることを特徴とする不
織布である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について更に詳細に
説明する。本発明において、「パラ系アラミド短繊維」
とはポリｐ−フェニレンテレフタラミド繊維、ポリp−
フェニレンジフェニールエーテルテレフタラミド繊維
等、芳香族環のパラ位にカルボン酸を有する芳香族ジカ
ルボン酸と、芳香族環のパラ位にアミノ基を有する芳香
族ジアミンが重縮合した形態のパラ系全芳香族ポリアミ
ド繊維であって、チョップ状にカットされた短繊維をい
う。

【００１８】本発明ではパラ系アラミド短繊維を主成分
とするが、ここで主成分とは、全繊維材料中、パラ系ア
ラミド短繊維が50質量％以上を意味する。パラ系アラミ
ド短繊維は、積層板用不織布としての強度、耐熱性など
の要求から繊維径は0.1〜10デニール、好ましくは0.3〜
5デニールである。繊維長は0.5〜80mm好ましくは1〜60m
mである。

【００１９】本発明の不織布を構成する他の繊維成分と
しては、メタ系アラミド短繊維、パラ系アラミド繊維パ
ルプなどが挙げられる。パルプはパラ系アラミド繊維を
叩解して得られるもので、繊維形状は一定していない
が、平均繊維長で0.6〜2mm程度、JIS P-8121に規定され
るカナダ標準ろ水試験方法による値で0〜200cc程度のも
のが使用できる。

【００２０】パルプはそれ自体が抄造時に結合し、ま
た、パラ系アラミド短繊維間を結合してシート強度を発
現するものである。パルプの使用量は、パラ系アラミド
短繊維に対して0〜50質量％が好ましく、より好ましく
は5〜30質量％である。

【００２１】パルプを使用しない場合、シート強度を発
現させるために熱硬化性樹脂バインダーが必要となる。
パルプを使用する場合でも熱硬化性バインダーを併用す
ることが多い。熱硬化性樹脂バインダーとしては、エポ
キシ樹脂が代表的なもので、アミン化合物、アミド化合
物、イソシアネート化合物などの硬化剤を使用する。

【００２２】次に、本発明に関する積層板基材用アラミ
ド系繊維不織布を製造する方法について説明する。ま
ず、パラ系アラミド短繊維を主成分とする原料繊維を水
に分散してスラリーとする。スラリーの濃度は、高すぎ
ると離解に長時間を要したり、一旦分散した繊維同士が
絡み合い、結束を生じる等の不具合が発生する。そのた
め、スラリーの濃度は3質量％以下であることが好まし
く、特に、0.1〜1質量％が好ましい。

【００２３】繊維原料を水に分散する際に必要に応じ
て、界面活性剤、粘剤などを添加しても良く、界面活性
剤により、積層板用基材として使用される不織布への水
の浸透が早まり、また分散した後の繊維同士の凝集など
を抑制することができる。

【００２４】前記スラリーを通常の抄紙機により抄紙網
上で脱水してウェブを形成し、必要に応じて熱硬化性樹
脂バインダーを塗布し、熱風や赤外線などにより加熱し
て、バインダーによりある程度のシート強度を発現させ
る。この際のシート強度は、その後のカレンダー工程な
どに必要な強度があれば良い。

【００２５】前記で得られた不織布を通常は熱カレンダ
ーに掛け、厚さを薄くすると同時に不織布としてのシー
ト強度を発現させる。

【００２６】次に、本発明の損紙を再離解する工程につ
いて説明する。ここで言う損紙とは、不織布の製造工程
で発生した、製品にならない不織布を言う。損紙は不織
布製造の各工程で発生する。特に抄造の開始時期、紙切
れの時に抄造条件が安定するまでの間に多く発生する。
また、寸法を揃えるために断裁された耳部も損紙であ
る。ウェッブ形成後でバインダーを塗布する前の損紙、
あるいはバインダーを塗布してもバインダーによりシー
ト強度が発現していない損紙は、通常の抄紙用パルパー
に投入して水中で攪拌することにより離解できる。

【００２７】バインダーを塗布し加熱乾燥した後の不織
布シートは、バインダーによりある程度のシート強度が
発現している。この段階で発生する損紙は、強度が弱い
場合には前記と同様に通常の抄紙用パルパーに投入して
水中で攪拌することにより離解できる。再離解可能なシ
ート強度の目安としては、蒸留水中に5分間浸析した後
のシートの裂断長を採用する。裂断長はJIS P-8113に規
定されており、本発明では、シートのマシン方向に測定
した裂断長とマシン方向と直角方向に測定した裂断長の
相乗平均値を裂断長として採用する。シートのマシン方
向に測定した裂断長とマシン方向と直角方向に測定した
裂断長（水中5分浸析後）の相乗平均値が4km以下であれ
ば通常のパルパー若しくは高速離解機で離解することが
できる。裂断長が１km以上の場合、両者を併用すること
で速やかに且つ良質な(繊維結束などの少ない)再生スラ
リーを得ることができる。

【００２８】高速離解機とは、ある一定の間隔をもって
向かい合った一対の歯が回転することにより、強い水流
を発生させる離解機である。この場合、歯の間隔が狭い
方が解繊の効果は高まるが、狭すぎると繊維が切断され
る、若しくは繊維の表面が削られて強度が低下する等の
弊害が生じるため、適宜調整することが必要である。本
発明においては0.5mm〜5mmで良好な結果が得られる。

【００２９】前記したように、一般にパラアラミド繊維
を主体とした積層板基材は、不織布抄造後、熱カレンダ
ー等により加熱加圧処理される。この段階で発生する損
紙もある。加熱加圧処理を施された不織布は、水中での
強度は加熱加圧処理前に比べ強くなる傾向があるが、そ
の場合であっても水中5分間浸析した後の裂断長が4km以
下であれば、前記した高速離解機などのように、高いせ
ん断力を与えて再離解することが可能である。

【００３０】水中5分間浸析した後の裂断長を4km以下と
する方法は、繊維間を接合し、不織布形態を保持させる
ために配合される熱硬化性樹脂バインダーの添加量を減
少させる、若しくは硬化度を調整するなどが挙げられ
る。一般に、不織布製造時に加えられる乾燥熱量が少な
いほど、硬化度が低くなり、水中での強度は低くなる。
しかし、一般にパラアラミド繊維を主体とした積層板基
材は、不織布抄造後、熱カレンダー等により加熱加圧処
理工程を経る。熱硬化性樹脂バインダーの硬化度が低す
ぎるとこの工程で、樹脂バインダーの熱ロールへの焼き
付き等が生じるおそれがあるので、適宜硬化度は調整す
る必要がある。また、熱硬化性樹脂バインダーの量を例
えば不織布中で0〜20質量％と少なくし、前記したパル
プを5〜30質量％使用した不織布は再離解しやすいので
好ましい。

【００３１】本発明では以上のような損紙の他、工場内
にストツクされていた不織布、返品された不織布なども
対象とし、これを回収不織布と称する。回収不織布につ
いても、再離解可能性は、損紙と同様に水に浸析した後
の裂断長により判断できる。損紙あるいは回収不織布の
うち、熱硬化性樹脂の量が多く充分に硬化して再離解し
難くなった不織布については、有機溶剤を使用して繊維
とバインダーの接着強度を下げたり、叩解機により軽く
叩解処理するなどの前処理を行ない、その後再離解する
ことも可能である。これらの際にはスクリーンで樹脂固
形分を除去することも有効である。

【００３２】再離解する際の水中における繊維濃度は全
繊維分の乾燥質量で0.1〜5質量％程度で行なうことがで
きる。また、再離解に際しても界面活性剤を添加するこ
とも前記と同様の理由で有効である。界面活性剤として
は、ポリエーテル系、ポリエステル系、アルキルベタイ
ン系など一般的に分散剤や乳化剤に使用されているもの
が利用できるが、電気的な影響を勘案すると非イオン系
のものが好ましい。以上のようにして再離解された繊維
スラリーは、通常の原料（バージン原料）と同様の濃度
に調整し、通常の原料スラリーと混合し、通常の湿式法
で抄造することで、バージン原料のみで製造されたもの
と同等の性能を有する積層板基材用不織布を得ることが
できる。

【００３３】なお、特に限定されるわけではないが、不
織布全体の繊維質量に対して、損紙あるいは回収不織布
を再離解した繊維の質量は1〜30％程度とすることが好
ましい。30質量％を越えると、再離解した繊維に付随し
て硬化したバインダーが混入し、不織布の強度、耐熱性
等に悪影響を及ぼす恐れがある。同様の理由で、より好
ましくは、3〜20％である。

【００３４】得られた積層板基材用不織布は、通常250
℃〜390℃の一対の熱ロールにより、加熱加圧処理さ
れ、必要に応じて更に高温のロールに接触させる等の方
法で熱処理が施され、積層板用基材とされる。

【００３５】得られた積層板用基材に、高純度のエポキ
シ樹脂、ポリイミド樹脂等を含浸し、適宜乾燥させてプ
リプレグを製造する。このプリプレグを用いて得られた
積層板は、バージン原料のみで製造した積層板基材用不
織布を使用した場合と同等の性能を有する。

【００３６】

【実施例】＜実施例1〜13、比較例1＞表1〜表６の「不
織布原料配合」欄に記載した配合により湿式法にて抄造
した不織布を、表1〜表６の「離解方法」欄に記載した
方法にて離解した。得られたスラリーをバージン原料に
混合し、湿式法にて抄造した。不織布を離解して得られ
た繊維の配合量／バージン繊維の配合量の比率を2／8と
した。なお、実施例1、2、3、4、7、8、9、はバインダ
ーを塗布して乾燥した後の損紙を使用し、実施例６はバ
インダー塗布し乾燥後の耳部の断裁片を使用した。実施
例5、10は操業開始時期にカレンダー掛けが安定するま
でに発生したカレンダー掛け後の損紙を使用した。比較
例１は実施例５と同様であるが、カレンダー後に更に高
温カレンダー処理して密度を高めた後の損紙を使用し
た。また、実施例5、7、8、9、11では、抄紙用パルパー
で離解した後に高速離解機で離解した。高速離解機は新
浜ポンプ社製で、向かい合った一対の歯が回転すること
により、強い水流を発生させるタイプである。実施例
４，５，１１ではポリエーテル系界面活性剤を再生スラ
リー固形分に対し0.05%添加した。実施例12は実施例１
と同様であるが、再離解繊維とバージン繊維の比率を1
／9とした。実施例13は実施例３と同様であるが、再離
解繊維とバージン繊維の比率を3／97とした。実施例14
は実施例３と同様であるが、再離解繊維とバージン繊維
の比率を3／7とした。得られた積層板基材用不織布の外
観・強度を表1〜表６に示す。

【００３７】得られた湿式不織布を、325℃の1対の熱ロ
ールにて加熱加圧処理し、密度0.65g/cm³となるよう線
圧を適宜調整し、積層板用基材を得た。

【００３８】得られた積層板用基材に高純度のエポキシ
樹脂を含浸し、150℃で乾燥させてプリプレグを得た。
そのプリプレグを5枚重ね、更にその表裏に銅箔を配
し、180℃でプレスして積層板を得た。

【００３９】ペーパー外観の評価参考例と同様全く問題がないものを○とした。少し繊維
結束が見られるが実用的には問題ないものを△とした。
未離解の損紙が存在する、若しくは繊維結束が非常に多
く問題があるものを×とした。

【００４０】積層板の評価＜ハンダ耐熱性＞得られた積層板を3cm角に切断し、沸
騰水中で1時間処理した後、260℃のハンダ浴に20秒間浸
漬した。そして、銅箔に膨れ等外観不良が生じたものを
×、生じなかったものを○とした。＜絶縁性＞得られた積層板をJIS C6481「プリント配線
板用銅貼り積層板試験方法」に準拠した方法で沿層絶縁
抵抗試験用試料を切り出し、プレッシャークッカ−にて
200時間処理した後、JIS C6481「プリント配線板用銅
貼り積層板試験方法」に準拠した方法で測定し、測定値
が1.0×10¹³Ω以上のものを○、それに満たないものを
×とした。

【００４１】＜参考例1〜5＞表１〜表５で、同一表内の
実施例と同様の原料配合にて、バージン原料のみで抄造
した場合の強度・ペーパー外観及びはんだ耐熱性・絶縁
性を示す。実施例においては、いずれの場合も強度・不
織布外観・ハンダ耐熱性・絶縁性ともバージン原料のみ
で抄造したものに遜色ないものであった。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】

【表３】

【００４５】

【表４】

【００４６】

【表５】

【００４７】

【表６】

【００４８】

【発明の効果】本発明により、高価な繊維を有効に利用
でき、また、廃棄物を減少することにも寄与する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パラ系アラミド短繊維を主成分とする原
料スラリーから湿式法で抄造する積層板用不織布の製造
方法において、抄造時に発生する損紙を再離解して再生
スラリーとし、該再生スラリーを前記原料スラリーに混
合して使用することを特徴とする積層板用不織布の製造
方法。
【請求項２】パラ系アラミド短繊維を主成分とする原
料スラリーから湿式法で抄造する積層板用不織布の製造
方法において、パラ系アラミド短繊維を主成分とし、且
つ、蒸留水に5分間浸漬した後の裂断長が4km以下である
回収不織布または損紙を、水中に投入し再離解して再生
スラリーとし、該再生スラリーを前記原料スラリーと混
合して使用することを特徴とする積層板用不織布の製造
方法。
【請求項３】前記再離解は高速離解機により行われる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層
板用不織布の製造方法。
【請求項４】前記再離解に際して界面活性剤を添加す
ることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記
載の積層板用不織布の製造方法。
【請求項５】パラ系アラミド短繊維を主成分とする原
料スラリーから湿式法で抄造された積層板用不織布であ
り、不織布シートを再離解して得た繊維を含有すること
を特徴とする積層板用不織布。
【請求項６】前記再離解して得た繊維の乾燥質量が、
不織布の全繊維の乾燥質量に対して1〜30質量％である
ことを特徴とする請求項５に記載の積層板用不織布。