JP2005330114A - ガラスロービング、ガラスクロス、プリント配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】位置精度や寸法精度の安定した導通穴を確実に形成することのできる、薄く平坦性の高いプリント配線基板、その製造を可能とするガラスクロスと、その原糸となるガラスロービングを提供する。
【解決手段】本発明のガラスロービングは、ドラムカッターによって２インチ長のチョップドストランドに切断されたときに、静電気帯電量が１０ｋｖ以下であり、且つ該チョップドストランドの開繊率が４０％以上となるものであり、解舒したストランドを３００ｍ／ｍｉｎで走行させ、テンションバーによりしごきを掛けた際、発生する毛羽発生量が５０ｍｇ以下となるものである。また、本発明のガラスクロスは、このようなガラスロービングを使用し、織り上げたものである。さらに、本発明のプリント配線基板は、前記したガラスクロスを基材として構成されたものである。
【選択図】なし

Description

本発明は、プリント配線基板に利用される無機酸化物ガラスによるガラスロービング、ガラスロービングを原糸とするガラス繊維製品であるガラスクロス及びプリント配線基板に関する。

多層基板用途で使用されるプリント配線基板は、電子機器の発達によって多層化、高密度配線化、小孔径化が急速に進んでいる。このため、プリント配線基板を構成するガラスクロスに要求される性能も、従来以上の機能が要求されるようになってきた。プリント配線基板の基本的な性能は、反りやたわみがなく寸法が安定していることに加えて表面平滑性、電気絶縁性、耐熱性や孔開け加工性等によって決まるものである。このような性能について、要求特性を満たすためガラスクロスに対しては、表面の平滑性や平坦性、さらにクロスを構成する繊維束間の空隙がなるべく小さい構造にすることが求められている。

一般にガラスクロスは、経糸と緯糸とが交互に上下交差することによって構成された平織り構造であるが、経糸と緯糸との交差部で繊維束の屈曲が避けられず、この屈曲部分への応力集中に起因し、繊維束に損傷等が発生してミーズリングと呼ばれる繊維束の亀裂発生の問題が指摘されている。この問題の解決策として特許文献１には、シランカップリング剤の改良による樹脂繊維束間の結合力増強や繊維束の開繊による樹脂含有量の増加等の対策が開示されている。さらに特許文献２には、プリント配線基板のドリル加工性や耐熱性等の特性を満足しつつ、さらに樹脂と樹脂間の結合力を向上するシランカップリング剤についての発明が開示されている。

また、この経糸と緯糸の交差箇所は、ガラスクロスの面方向から見ると、バスケットホールと呼称される繊維束密度が少ない空隙箇所が存在している。このバスケットホールの部位では、他の部位に比べて相対的に樹脂含有量が多くなるため、強度や熱分解温度、熱伝導度等の物理的な性状が異なっている。これに起因して、プリント配線基板の絶縁基材を介して設けられた任意の導体層間を連結する０．１ｍｍ以下の導通穴（ビアホールあるいはビア、スルーホール、インナビアホール、ブラインドビアホール、バイアホール等の語で呼称されている）を形成する工程で、ドリル加工やレーザー加工等により所望の寸法精度や位置精度を有する導通穴を穿孔しえないという問題がある。この問題を解消するために各種の改善が行われてきた。例えば、特許文献３には、開繊処理前に予め経糸についてパラフィン処理を施すことによって、導通穴に関する問題を回避するという方法が開示されている。また、特許文献４には、水分を含有するガラス繊維を加熱処理することによって効率的に開繊が行えるという内容の発明が開示されている。
特開昭６１−１９４２５２号公報 特開平５−２８３８２６号公報 特開２００１−３２９４４９号公報 特開２００３−８９９６７号公報

しかし、これまでに行われた改善だけでは、軽薄化と高機能化を兼ね備えたプリント配線基板を安定した品位で大量に生産することを可能にするガラスロービングを実現するには充分なものではない。本発明者は、係る状況に鑑み、位置精度や寸法精度の安定した導通穴を確実に形成することのできる、薄く平坦性の高いプリント配線基板とその製造を可能とするガラスクロスとその原糸となるガラスロービングを提供することを課題とする。

本発明のガラスロービングは、ドラムカッターによって２インチ長のチョップドストランドに切断されたときに、該チョップドストランドの静電気帯電量が１０ｋｖ以下であり、且つ該チョップドストランドの開繊率が４０％以上となることを特徴とする。

ここで、ドラムカッターによって２インチ長のチョップドストランドに切断されたときに、該チョップドストランドの静電気帯電量が１０ｋｖ以下であり、且つ該チョップドストランドの開繊率が４０％以上となるとは、ドラムカッターを使用することで２インチ長のチョップドストランドに切断した後の開繊状態となったチョップドストランドの伸張方向に対しての垂直方向の幅について、開繊前のストランドの幅に対して開繊後に広がった幅の寸法の比率が４０％以上であって、且つこのチョップドストランドの静電気帯電量が１０ｋｖ以下であることを意味していている。

ここで、ドラムカッターによるストランドの切断に関しては、使用するドラムカッターがその構成部材として、ＳＵＳ（ステンレス鋼）製のホルダーとＳＫ（炭素工具鋼）製のカッターを備え、さらに硬質ウレタン製の押さえローラーを備えたドラムカッターを使用するものである。また切断条件については、温度２２±３℃、湿度５０±５％の屋内環境下において、予めガラスロービングを完全に切断することができるようにカッターの切圧を調整した状態で、ガラスロービングからのストランドを速度１００ｍ／ｍｉｎで２分間（すなわち２００ｍ分を）切断したものである。

２インチ長のチョップドストランドについては、１つのチョップドストランドについて、その伸張方向の長さの精度が±０．２ｍｍのものであるならば、静電気の測定用の試料として採用することができる。

また、上記のドラムカッターによる切断後のチョップドストランドの静電気計測方法としては、ドラムカッターによるストランドの切断直後１０秒以内に、シシド静電気株式会社製スタチロンＭのセンサーを被測定物である２インチ長のチョップドストランドからの距離が１０ｃｍとなるように固定した状態で、×１０の測定レンジにて計測を行うことで測定することができる。

また、チョップドストランドの伸張方向に対する垂直方向の幅について、開繊前のストランドの幅に対して開繊後に広がった幅の寸法の比率が４０％以上となると前記したが、このチョップドストランドの開繊率に関しては、数１に表した式によって表記したＫの値を算出することでより正確に表現することができる。

ここで、Ｋ：チョップドストランドの開繊率（％）、
Ｗ：２インチに切断した後のチョップドストランドの幅、
Ｄ：切断前のチョップドストランド幅、
を表す。（ただしＷとＤの寸法単位は、同じ単位にて計測した値によるものである。）

２インチに切断後のチョップドストランド幅の計測は、チョップドストランドの中央を裁ち鋏で切断して、その切断面の切り口についての測定を行うことで得ることができる。

開繊率を４０％以上としたのは、このストランドの開繊率が４０％に満たない場合には、開繊した状態のストランドの厚みが大きすぎるため、幾重にも積層して使用されるガラスクロスとして利用する際には、他の有機材料等と複合化して成形した成形構造物、例えばプリント配線基板等の構成材料として使用する場合に、その構造物の強度や孔開け性能等の基本的な性能に関して支障の発生する場合があり、高い性能を有するガラスロービングではなくなるため好ましくない。このため、より高い性能を実現するためにはガラスストランドの開繊率は４０％以上とすることが好ましく、より安定した品位を実現するためには４５％以上とすることが好ましい。

また、本発明のガラスロービングは、上記に加え、解舒したストランドを３００ｍ／ｍｉｎで走行させ、テンションバーによりしごきを掛けた際、発生する毛羽発生量がストランド１ｋｇ当たり１４．４５ｍｇ以下となることを特徴とする。

ここで、解舒したストランドを３００ｍ／ｍｉｎで走行させ、テンションバーによりしごきを掛けた際、発生する毛羽発生量が１ｋｇ当たり１４．４５ｍｇ以下となるとは、テンションバーによってガラスストランドをしごく操作により、発生する毛羽の量が３．４６ｋｇ当たり５０ｍｇ以下となることを意味している。

この評価方法についての具体的な条件を以下に示す。まず、テンションバーは直径１０ｍｍの真鍮製でこのテンションバー３本の内の２本を水平位置で平行に６０ｍｍの間隔で配設した状態で固定し、その２本から互いに３０ｍｍにある位置を起点としてその起点から２００ｍｍ離れた垂直位置に３本目のテンションバーを固定した状態とする。この３本のテンションバーの内、水平位置に保持された２本の一方側からストランドを送り速度３００ｍ／ｍｉｎで、しごきを掛けながら３４６０ｇ（すなわち３．４６ｋｇ）のストランドを走行させる。そしてこのようなテンションバーによりしごきをかけながらガラスストランドの走行によって、テンションバー直下に堆積するストランドからの毛羽とテンションバーに絡みついたガラスストランドの毛羽をいずれも採取してその質量を計測することによって、毛羽発生量が計測でき、この量が５０ｍｇ以下（解舒量１ｋｇ当たり１４．４５ｍｇ）となることが大切である。

上記したような計測方法によって、毛羽発生量が５０ｍｇを越える場合には、ガラスストランドをガラスクロスに平織りする操作等でガラスストランドの切断が発生し易くなり、安定した品位の製品を得ることが困難となる危険がある。よって、解舒したストランドを３００ｍ／ｍｉｎで走行させ、テンションバーによりしごきを掛けた際、発生する毛羽発生量は、５０ｍｇ以下（解舒量１ｋｇ当たり１４．４５ｍｇ）とすることが好ましく、さらに安定した品位を実現するためには４０ｍｇ以下（解舒量１ｋｇ当たりの換算では、１１．５６ｍｇ以下）とする方がよい。

また、本発明のガラスロービングは、上記に加え珪酸塩ガラスよりなることを特徴とする。

ここで、珪酸塩ガラスよりなるとは、シリカ（ＳｉＯ₂）を２５質量％以上含有する無機ガラスであることを意味している。

珪酸塩ガラスであることによって、既存の多数のシランカップリング剤を選択することができるものであり、必要とされる用途や機能に応じて、その表面性状を微調整することが可能である。また、珪酸塩ガラスであることによって、これまで培われた製造技術を活用することが可能であって、経済的にも安価な製品とすることができる。しかし、２５質量％よりシリカの含有量が少ないと、ガラス繊維に必要となる強度と化学的な耐久性について支障の発生する場合がある。よって２５質量％以上であることがよく、さらに好ましくは３０質量％以上であることである。

本発明のガラスロービングは、その材質が珪酸塩ガラスであれば特に限定されるものではないが、プリント配線板という用途から要求される電気的、化学的、強度的な性能について、満足できる所望の性能を有するものであって、ガラス繊維製品の一般的な製造方法として多数のブッシングから同時に多数のほぼ同一の直径を有するフィラメントを引き出す製法を適用することが可能なガラス組成であるならば支障はない。とりわけ、「Ｅガラス（汎用の無アルカリガラス）」、「Ａガラス（耐アルカリ性ガラス）」、「Ｃガラス（耐酸性のアルカリ石灰含有ガラス）」、「Ｄガラス（低誘電率ガラス）」、「Ｓガラス（高強度、高弾性率ガラス）」、「Ｔガラス（高強度、高弾性率ガラス）」そして「Ｈガラス（高誘電率ガラス）」等のガラスを本発明に適用するのが好適なものである。

また、本発明のガラスロービングは、モノフィラメント（単繊維ともいう）の直径が１〜５０μｍの範囲であって、モノフィラメントの集束本数が５０〜１００００本のものである。そして、本発明のガラスロービングの静電気状態や開繊率の規定がより効果的なものとなるためには、好ましくはモノフィラメントの直径が５〜２３μｍでモノフィラメントの集束本数が１００〜６０００本、さらに好ましくはモノフィラメント直径が９〜１７μｍ、モノフィラメント収束本数が２０００〜４８００本であることが好ましい。

本発明のガラスロービングの形態としては、ＤＷＲ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｗｏｕｎｄ Ｒｏｖｉｎｇの略称）、合糸ロービングがあるが、直接巻き取り法で製造されたＤＷＲが好ましい。

また、本発明のガラスロービングは、フィルムフォーマー、カップリング剤、潤滑剤、帯電防止剤、柔軟剤あるいは界面活性剤等による表面処理が施されているものであって、必要に応じて所定の目的に対して２種類以上の処理を併用することによって、ガラスの表面性状を効果的に変更することができるものである。

フィルムフォーマーは、皮膜形成剤、フィルム形成性物質等とも呼ばれるが、ガラス繊維と樹脂との結合に関与するものである。本発明では、このフィルムフォーマーとして本発明のガラス繊維とそのガラス繊維を含有する樹脂に求められる機能を満足するものとなるものを添加することができる。具体的に例示するならば、処理剤としてポリエーテル系、ウレタン系、エポキシ系、アクリル系等の樹脂を利用することができ、特に好ましくはエポキシ系の樹脂が好適である。

カップリング処理としては、公知の方法を採用することができる。そしてカップリング剤の種類としては、例えばエポキシシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、ウレイドシランカップリング剤、アクリルシランカップリング剤、ビニルシランカップリング剤、各種官能基付きシランカップリング剤を使用することができ、特にエポキシシランカップリング剤が好ましい。

潤滑剤としては、プロピレングリコール等のグリコール類や脂肪酸の合成ワックス及び非イオン系界面活性剤等が使用可能である。

柔軟剤や帯電防止剤についても、本発明の効果を妨げないものであれば、使用することができる。

また、界面活性剤であれば、カチオン系界面活性剤（アマイド系、４級アンモニウム塩、アミド系等）、ベタイン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等が利用でき、特にアミド系が好適である。

これらの各種の表面処理剤は、例えば０．０１〜１０質量％程度の濃度に調整した水溶液として使用することができる。またこれらのカップリング剤等を含む表面処理剤（集束剤とも呼ばれる）を配合した集束剤は、定法によりガラスストランドに塗布される。

本発明のガラスクロスは、ドラムカッターによって２インチ長のチョップドストランドに切断されたときに、該チョップドストランドの静電気帯電量が１０ｋｖ以下であり、且つ該チョップドストランドの開繊率が４０％以上となるガラスロービング、前記特徴を有し、且つ解舒したストランドを３００ｍ／ｍｉｎで走行させ、テンションバーによりしごきを掛けた際、発生する毛羽発生量が３．４６ｋｇ当たり５０ｍｇ以下（解舒量１ｋｇ当たり１４．４５ｍｇ以下）となるガラスロービング、または前記双方または一方の特徴を有し、且つ珪酸塩ガラスよりなるガラスロービングのいずれかのガラスロービングを原糸とするものである。

ここで、上記のいずれかに記載のガラスロービングを原糸とするガラスクロスとは、前記したようにドラムカッターによって切断され、静電気帯電量が１０ｋｖ以下で２インチ長のチョップドストランドの開繊率が４０％以上となるガラスロービング、解舒したストランドを３００ｍ／ｍｉｎで走行させ、テンションバーによりしごきを掛けた際、発生する毛羽発生量が５０ｍｇ以下となるガラスロービングであり、珪酸塩ガラスであるガラスロービングの何れかを原糸として、織り上げたガラスクロスを意味するものである。

ここで、ガラスクロスの織り組織としては特に限定されず、例えば平織り、朱子（繻子）織、魚子（七子）織、綾織（斜文織）、斜子織、畦織、からみ織、三軸織または横縞織等が適宜採用でき、いかなるものであってもよいが、この中でも平織りや朱子織が本発明のガラスクロスとして好適である。

本発明のガラスロービングを実際に開繊する方法としては、ＤＷＲを外取りする（ロービングの外周側からストランドの引き出し操作を行う）ことによって開繊する場合に特に好適なものであるが、それ以外の場合であっても採用することはできる。すなわち、連続的な加圧処理等の機械的な処理操作を行うものであっても、他の方法を採用するものであっても所望の開繊状態を実現することができるものであればよい。例えば、その具体例を例示すれば高圧エアの噴射を利用する方法、ウオータージェットの均一噴射を利用する方法等の従来から公知の開繊技術となっている方法を組み合わせることも可能である。

また本発明のガラスクロスは、断面が扁平状態となった開繊されたガラスロービングによって構成されるものであり、高い開繊率を有するものであるため、その１枚の厚みが７０μｍ以下の寸法であることが好ましく、より好ましくは６０μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下である。

また、本発明のガラスクロスは、前記のような開繊方法によって得られたストランドを所望の方法を使用して織り上げることによって実質的に繊維束密度が少なくなる空隙箇所（バスケットホール）の発生を著しく低減することができるものである。空隙箇所の発生状態を評価するためには、クロスとして織り上げた状態での１ストランドの拡幅比率を比較すればよい。これを拡幅率として定義付けるなら拡幅率が大きくなる程、空隙箇所の発生率は少なくなる。例えば、本発明のガラスロービングを使用してガラスクロスを織り上げる場合、モノフィラメント直径１３μｍ、フィラメント本数４０００本のストランドによるガラスクロスを織り上げれば、ガラスフィラメントが理想的に横並びとなった拡幅５２ｍｍの９０％（すなわちこれを拡幅率９０％と表す）に相当する４７ｍｍまでは均一に拡幅された状態となったクロスとすることができ、空隙箇所が著しく減少した状態とすることができる。

また、本発明のプリント配線基板は、ドラムカッターによって２インチ長のチョップドストランドに切断されたときに、該チョップドストランドの静電気帯電量が１０ｋｖ以下であり、且つ該チョップドストランドの開繊率が４０％以上となるガラスロービング、前記特徴を有し、且つ解舒したストランドを３００ｍ／ｍｉｎで走行させ、テンションバーによりしごきを掛けた際、発生する毛羽発生量が３．４６ｋｇ当たり５０ｍｇ以下（解舒量１ｋｇ当たり１４．４５ｍｇ以下）となるガラスロービング、または前記双方または一方の特徴を有し、且つ珪酸塩ガラスよりなるガラスロービングのいずれかを原糸とするガラスクロスを使用していることを特徴とする。

ここで、前記のようなガラスクロスは、ドラムカッターによって２インチ長のチョップドストランドに切断されたときに、該チョップドストランドの静電気帯電量が１０ｋｖ以下であり、且つ該チョップドストランドの開繊率が４０％以上となるガラスロービング、解舒したストランドを３００ｍ／ｍｉｎで走行させ、テンションバーによりしごきを掛けた際、発生する羽毛発生量が３．４６ｋｇ当たり５０ｍｇ以下（解舒量１ｋｇ当たり１４．４５ｍｇ以下）となるガラスロービングまたは珪酸塩ガラスであるガラスロービングの何れかを原糸として、織り上げたガラスクロスである。すなわち請求項１から請求項３のいずれか１以上のガラスクロスである。

プリント配線基板については、公知の方法により作製することができる。前記したような各種の織り組織を採用した状態のガラスクロスをプリント配線基板用のマトリックス樹脂に含浸させてプリプレグを作製する。この際に、本発明のガラスクロスを使用するため、ガラスクロス中に空隙なくマトリックス樹脂を含浸することができる。次いで、このプリプレグを所定複数枚だけ積層し、上下に銅箔を置くか内層コア板の上に積層して加熱加圧成型することによって積層板を得ることができる。

プリント配線基板に利用できる樹脂としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、トリアジン系樹脂、フェノール樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＢＴ）系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、シアネート系樹脂等の熱硬化性樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等の熱可塑性樹脂、さらにこれらの複合化、混合化させた樹脂、無機フィラー（無機充填材）としてシリカ、アルミナ、ガラスフィラー、結晶化ガラスフィラー等の無機分散材を適量分散させた樹脂等を使用することができる。

また、これらの樹脂に必要に応じて各種硬化剤、硬化促進剤等の添加剤を適量配合することができる。例えば熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いるならば、硬化剤としては無水フタル酸、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルメタン、ジシアンジアミド、無水ピロメット酸、フェノールノボラック、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のフェノール系硬化剤、第一アミン、第二アミン等のアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤などを１種類あるいは複数種混合してエポキシ樹脂に対して０．０１〜０．５当量配合使用することができる。また、硬化促進剤としては、特に限定する必要はないが、例えば第３級アミン、第４級アンモニウム塩、イミダゾール系化合物等の適用が可能であって、これについても１種または複数種の組み合わせができるものである。

さらに、上記の他に必要に応じて消泡剤、増粘剤、レベリング剤、難燃剤等を添加することができる。

また、本発明のプリント配線基板に導通穴を加工する方法としては、ドリル等の機械装置を使用する方法やレーザー等による穿孔方法を採用することができるが、特にレーザーを採用する場合に好適なものである。また、レーザー加工の場合には、特に限定されるものではないが、エキシマレーザー、ＹＡＧレーザーそして炭酸ガスレーザー等を適宜選択することが可能である。選択の基準としては、導通穴の径の寸法や貫通あるいは非貫通の何れであるかも考慮することができ、ドリル加工も併用することが可能である。

（１）以上のように、本発明のガラスロービングによれば、ドラムカッターによって２インチ長のチョップドストランドに切断されたときに、該チョップドストランドの静電気帯電量が１０ｋｖ以下であり、且つ該チョップドストランドの開繊率が４０％以上となるものであるため、ガラスフィラメント間の電気的な結合力が弱く、摩擦抵抗が小さいためガラスフィラメントに大きな物理的外力を印加することなく、ＤＷＲを外取りし、拡幅したガラス原糸を用いてガラスクロスを作製する場合に好適なものであって、均一な開繊状態を数少ない工程によって容易に実現することを可能とするものであり、従来のロービングに比し勝れた性能を有するものである。

（２）また、本発明のガラスロービングは、解舒したストランドを３００ｍ／ｍｉｎで走行させ、テンションバーによりしごきを掛けた際、発生する毛羽発生量がストランド１ｋｇ当たり１４．４５ｍｇ以下となるものであるため、ガラスストランドを開繊する操作等で発生するガラスフィラメントの切断が防止でき、そのため開繊されたストランドの幅や厚み等の変動が少ない状態で開繊されたものとなり、このストランドを利用するガラスクロスの表面凹凸を少なくすることが可能となるものである。

（３）さらに、本発明のガラスロービングは、珪酸塩ガラスよりなるものであるため、従来のガラス繊維材質を利用することによって、安価にその機能の強化を実現できるものであり、経済的に大きな負担をすることなく、効率的な性能の向上の実現を行うことができるものである。

（４）本発明のガラスクロスは、ドラムカッターによって２インチ長のチョップドストランドに切断されたときに、該チョップドストランドの静電気帯電量が１０ｋｖ以下であり、且つ該チョップドストランドの開繊率が４０％以上となるガラスロービング、前記特徴を有し、且つ解舒したストランドを３００ｍ／ｍｉｎで走行させ、テンションバーによりしごきを掛けた際、発生する毛羽発生量が１ｋｇ当たり１４．４５ｍｇ以下となるガラスロービング、または前記双方または一方の特徴を有し、且つ珪酸塩ガラスよりなるガラスロービングのいずれかのガラスロービングを原糸とするものであるため、ガラスクロスの平坦性や強度等のガラスクロスに必要とされる条件と軽薄短小化という市場からの要求性能の両方をカバーすることのできるものであって、優れた品位を有するものである。

（５）本発明のプリント配線基板は、ドラムカッターによって２インチ長のチョップドストランドに切断されたときに、該チョップドストランドの静電気帯電量が１０ｋｖ以下であり、且つ該チョップドストランドの開繊率が４０％以上となるガラスロービング、前記特徴を有し、且つ解舒したストランドを３００ｍ／ｍｉｎで走行させ、テンションバーによりしごきを掛けた際、発生する毛羽発生量が３．４６ｋｇ当たり５０ｍｇ以下（解舒量１ｋｇ当たり１４．４５ｍｇ以下）となるガラスロービング、または前記双方または一方の特徴を有し、且つ珪酸塩ガラスよりなるガラスロービングを原糸とする（請求項４に記載）ガラスクロスを使用しているものであるため、電子機器の小型化、薄型化や高密度化に対応することのできる高い機能を有するものである。

以下に本発明のガラスロービングとガラスロービングを利用するガラスクロスさらにプリント配線基板及びガラスロービングの製造方法に関して、実施例に基づいて説明する。

先にガラス繊維の表面処理剤の準備として以下の操作を行う。フィルムフォーマーとしてビスフェノールＡ型骨格を有する樹脂を乳化したエマルジョンを５質量％、シランカップリング剤としてエポキシシランカップリング剤を０．５質量％、さらに界面活性剤としてポリアルキレンポリアミン誘導体（アミド系）を０．５質量％含有する表面処理剤を均質混合して調整する。次いでこのようにして得られた表面処理剤を定法によりガラス溶融炉からブッシング成形した直径１３μｍのＥガラス繊維に塗布する。

この様にして得られたＥガラスのフィラメントは４０００本を集束して巻き取ることでガラスロービングが得られる。このガラスロービングの表面処理剤の付着率は、計量すると０．４質量％であり、その番手は１５００テックス（ｔｅｘ）のガラスストランドを有するものである。

このガラスロービングの性能を評価するために、ＳＵＳ３０４製のホルダーにＳＫ製カッターを備え、硬質ウレタン製の押さえローラーを備えたドラムカッターを使用して、温度２３℃、湿度５２％の屋内において、ストランドを１００ｍ／ｍｉｎの速度で２分間切断した。得られたチョップドストランドの寸法は長さ精度が±０．０８ｍｍであった。そして、切断直後のチョップドストランドＦの静電気の計測方法については、図１に示したように、計測装置Ｓとしてシシド静電気製スタチロンＭを使用し、そのセンサー部Ｔを絶縁保持台Ａ上の１本の開繊したチョップドストランドＦから１０ｃｍ離した状態で、×１０の測定レンジを使用して計測した。この一連の測定を３回行い、その平均値をこのチョップドストランドの静電気帯電量として採用した。その結果、表１にまとめたように８．５ｋｖであることが判明した。

また、チョップドストランドの開繊率については、任意に１０検体のチョップドストランドの中央を裁ち鋏で切断し、その切り口についての計測を行い、１０検体についての平均値を採用した。その結果、表１に表した様にガラスストランドの開繊率は４５％であった。

次いで、このガラスロービングの毛羽発生量についての調査を行うため、図２に示したように真鍮製の３本のテンションバーＬを使用して、その内２本の水平保持されたテンションバーＬの間隔を６０ｍｍで固定し、その２本から互いに３０ｍｍにある位置を起点としてその起点から３本目のテンションバーまでの寸法を２００ｍｍ離れた状態で固定し、走行速度Ｖが３００ｍ／ｍｉｎでしごきを掛けながら３．４６ｋｇのガラスストランドＧを走行させた。その際に発生したテンションバーＬ直下に堆積するストランドからの毛羽Ｍとテンションバーに絡みついたガラスストランドの毛羽Ｍを採取し、合わせてガラス毛羽Ｍの量を計測したところ、その値は表１にあるように１０ｍｇであった。

実施例１と同様の操作を行うことによって、Ｅガラスの代わりにＤガラスを使用することで、実施例１同様の１５００テックス（ｔｅｘ）のガラスストランドを有するガラスロービングを得た。そして、このガラスロービングを拡幅して得られたガラス原糸を用いて、ガラスクロス製織工程で平織りすることによって、ガラスクロスを得た。このガラスクロスを加熱処理した後エポキシ樹脂に含浸することによって、プリント配線基板用として使用することのできるプリプレグを形成し、このプリプレグを試験的に５枚積層することによってプリント配線基板用の１００ｃｍ²の面積を有する試験用試料を得た。この試料に対して、ドリル加工を行った時のドリルの位置ずれ状態を調べたところ、再現性よく０．１ｍｍ以下の寸法精度で孔開け加工が可能となるものであった。

また、ガラスロービングについての静電気帯電量、開繊率、毛羽発生量については、実施例１と同様の評価を行い、その結果は表１に表したように静電気帯電量は４２ｋｖ、開繊率は４２％、毛羽発生量は３５ｍｇという結果であった。

（比較例１）次いで比較例として、実施例１と同様の条件でガラスロービングを作製した。ただし、表面処理剤中のフィルムフォーマーとしては、実施例１で採用したものに代えて酢酸ビニル樹脂エマルジョンを採用し、実施例１と同様の処理方法でおこなった。このガラスロービングについて、実施例１と同様の手順でガラスストランドの開繊率、静電気帯電量、毛羽発生量について評価したところ、表２に示すように開繊率は１０％と低く、静電気帯電量が８．５ｋｖ、毛羽発生量が５０ｍｇという状態であって、本発明には相当しないものであった。またこのガラスロービングから実施例１と同様に織り上げた平織りのクロスについて、拡幅率と拡幅状態の調査を行ったところ、拡幅率が７３．０％と低く、拡幅状態にムラがあってプリント配線基板の構成部材として利用するには支障のあるものであった。

（比較例２）次いで、実施例１と同様の表面処理剤の濃度が半分以下となるように希釈したものを調製した。そしてこの表面処理剤を実施例１と同様の方法によって定法により表面処理を施し、表面処理剤の付着率が０．１５質量％となるガラスロービングを作製した。このガラスロービングについて前記同様の評価を実施した。その結果、表２に示すように開繊率が４２％であるが、静電気帯電量は１５ｋｖと大きく、さらに毛羽発生量は４５ｍｇであった。そして、このガラスロービングを平織りしたガラスクロスの性能を評価したところ、拡幅率が９０％となるものの、拡幅状態については断線箇所が認められ、プリント配線基板として利用することが困難になるものであった。

（比較例３）次いで、実施例１と比較して単繊維（モノフィラメント）直径が１３μｍから２５ｍμのばらつきを有する状態でフィラメント１２００本を集束して巻き取られたガラスロービングについて、実施例同様の調査を実施した。その結果、表２に示したように開繊率は６０％、静電気帯電量は４．５ｋｖであったが、毛羽発生量は１００ｍｇと非常に多く、プリント配線基板用として使用する場合には、品質上の問題の発生が懸念されるものであった。そしてこのガラスロービングをガラスクロス製繊工程で平織りしその性能を評価したところ、拡幅率は９６．１％と高いものの、拡幅されたガラス繊維には断線箇所が目立ち、良好とは言えない品位状態であることが判明した。

以上の実施例、比較例から判るように本発明のガラスロービングは、開繊率が高く、しかも帯電していないガラスロービングであって、毛羽発生量も少ないものであり、ガラスクロスとして織り上げた場合には、バスケットホールのない均一な表面状態を実現することが可能となり、樹脂含浸性能に優れたものとなる。そしてこのようなガラスクロスが使用されたプリント配線基板は、精度の高い孔開け加工が可能となるものである。

本発明のガラスロービングは、拡幅における寸法安定性に優れた性能を有し、ステッチや熱硬化性及び熱可塑性樹脂をマトリックスとしたテープやテープ状プリプレグにも適した性状を有するものである。

本発明のガラスロービングの静電気帯電量の計測方法の説明図 本発明のガラスロービングの解舒したストランドについてテンションバーでしごきをかける操作についての説明図

符号の説明

Ｓ 静電気測定装置
Ｔ 静電気測定装置のセンサー部
Ｈ 測定距離
Ｆ チョップドストランド
Ａ 絶縁保持台
Ｌ テンションバー
Ｗ 水平保持されたテンションバーの間隔
Ｃ ３本目のテンションバーまでの寸法
Ｍ テンションバーによるしごき操作で発生する毛羽
Ｖ ストランド走行方向
Ｇ ガラスストランド

Claims (5)

1. ドラムカッターによって２インチ長のチョップドストランドに切断されたときに、該チョップドストランドの静電気帯電量が１０ｋｖ以下であり、且つ該チョップドストランドの開繊率が４０％以上となることを特徴とするガラスロービング。
2. 解舒したストランドを３００ｍ／ｍｉｎで走行させ、テンションバーによりしごきを掛けた際、発生する毛羽発生量がストランド１ｋｇ当たり１４．４５ｍｇ以下となることを特徴とする請求項１に記載のガラスロービング。
3. 珪酸塩ガラスよりなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガラスロービング。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のガラスロービングを原糸とするガラスクロス。
5. 請求項４に記載のガラスクロスを使用しているプリント配線基板。