JP2010260890A - Prepreg using pyridobisimidazole fiber - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a prepreg using a pyridobisimidazole fiber which has excellent heat resistance, flame retardancy, and a low linear expansion coefficient like a polybenzazole fiber, excels in post formability, and has low moisture-absorption characteristics. <P>SOLUTION: In the electron beam diffraction pattern obtained from the surface layer part (surface to 1 μm) of a pyridobisimidazole fiber, when the diffraction peak area derived from the crystal (200) plane in the equatorial direction profile is taken as S1 and the diffraction peak area derived from the crystal (110) plane, (210) plane, and (400) plane is taken as S2, the existing state of the pyridobisimidazole crystal has S2/S1 which meets 0.1-1.5 and the pyridobisimidazole fiber has a root-mean-square roughness of the fiber surface measured by an atomic force microscope of 20 nm or less. The prepreg uses such a pyridobisimidazole fiber. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ピリドビスイミダゾール繊維を用いたプレプレグに関し、詳しくは、従来のピリドビスイミダゾール繊維を用いたプレプレグに比べて、後加工性に優れるだけでなく、より低い吸湿性を有する、プリント配線基板用などの産業用資材として好適なプレプレグに関する。   The present invention relates to a prepreg using pyridobisimidazole fibers, and more specifically, a print having not only excellent post-processability but also lower hygroscopicity than a prepreg using conventional pyridobisimidazole fibers. The present invention relates to a prepreg suitable as an industrial material for wiring boards and the like.

近年、通信用、産業用、民生用の電子機器の分野における実装方法の小型化、高密度化への指向は著しいものがあり、それに伴って材料の面でもより優れた耐熱性、寸法安定性、電気特性が求められるようになった。例えば、プリント配線基板においては、従来、ガラス布を基材とするプリプレグを用いて製造されるガラス布基材銅張り積層板が多く使用されてきたが、近年、軽量化、低誘電率化、レーザー加工性等の要請から、全芳香族ポリアミド繊維、液晶ポリエステル繊維などの有機繊維を基材とするプリプレグを用いたプリント配線板が提案されている。しかしながら、これらの有機繊維を用いると積層板の電気絶縁性、耐熱性、熱膨張率などの点で問題点があった。   In recent years, there has been a remarkable trend toward downsizing and high-density mounting methods in the field of electronic devices for communications, industrial use, and consumer use. Along with this, heat resistance and dimensional stability are also superior in terms of materials. Electrical characteristics are now required. For example, in a printed wiring board, conventionally, a glass cloth base copper-clad laminate produced using a prepreg based on a glass cloth has been used, but in recent years, weight reduction, low dielectric constant, Due to demands for laser processability and the like, printed wiring boards using prepregs based on organic fibers such as wholly aromatic polyamide fibers and liquid crystal polyester fibers have been proposed. However, when these organic fibers are used, there are problems in terms of electrical insulation, heat resistance, coefficient of thermal expansion and the like of the laminate.

そこで、これらの欠点を改善するものとして負の線膨張係数を有するポリベンザゾール繊維で補強する方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。   Therefore, as a method for improving these drawbacks, a method of reinforcing with polybenzazole fiber having a negative coefficient of linear expansion has been proposed (for example, see Patent Document 1).

ポリベンザゾール繊維は、強度、弾性率、耐熱性、難燃性、全ての点において有機繊維の中で最高レベルの性能を有している。そのため、これらの特徴を生かした各種の用途に展開されている。しかしながら、耐熱性、難燃性を生かした用途の中では、補強材繊維の高強度、高弾性率がゆえに、繊維の切断が容易でない。そのため、ポリベンザゾール繊維をプリプレグに用いる場合、後加工性が悪いという欠点があり、後加工性の改善とより低い吸湿性が望まれている。   Polybenzazole fibers have the highest level of performance among organic fibers in all respects, in terms of strength, elastic modulus, heat resistance and flame retardancy. Therefore, it is developed for various uses that make use of these features. However, in applications that make use of heat resistance and flame retardancy, the fibers are not easily cut due to the high strength and high elastic modulus of the reinforcing material fibers. Therefore, when polybenzazole fiber is used for a prepreg, there is a disadvantage that post-processability is poor, and improvement of post-processability and lower hygroscopicity are desired.

特開2001−18324号公報JP 2001-18324 A

本発明の目的は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、ポリベンザゾール繊維のように優れた、耐熱性、難燃性、低線膨張係数を有し、後加工性に優れ、かつ低吸湿性のピリドビスイミダゾール繊維を用いたプレプレグを提供することにある。   The object of the present invention has been made in view of the above circumstances, and has excellent heat resistance, flame retardancy, a low linear expansion coefficient, excellent post-processability, like polybenzazole fiber, and An object of the present invention is to provide a prepreg using low-hygroscopic pyridobisimidazole fibers.

すなわち、本発明は、以下のとおりである。
(1)ピリドビスイミダゾール繊維の表層部(表面〜1μm)から得られた電子線回折図において、赤道方向プロファイルにおける結晶(200)面由来の回折ピーク面積をS1、結晶(110)面、(210)面および(400)由来の回折ピーク面積をS2としたとき、S2/S1が0.1〜1.5を満足するピリドビスイミダゾール結晶の存在状態であり、かつ、原子間力顕微鏡で測定される繊維表面の平均自乗粗さが20nm以下であることを特徴とするピリドビスイミダゾール繊維を用いたプレプレグ。
That is, the present invention is as follows.
(1) In the electron diffraction pattern obtained from the surface layer portion (surface to 1 μm) of pyridobisimidazole fiber, the diffraction peak area derived from the crystal (200) plane in the equator profile is S1, the crystal (110) plane, ( 210) When the diffraction peak area derived from the (400) plane and (400) is S2, S2 / S1 is an existing state of pyridobisimidazole crystals satisfying 0.1 to 1.5, and with an atomic force microscope A prepreg using pyridobisimidazole fibers characterized in that the mean square roughness of the measured fiber surface is 20 nm or less.

(2)ピリドビスイミダゾール繊維の表層部(表面〜1μm)及び中心部から得られたピリドビスイミダゾール結晶の(200)面の電子線回折の方位角プロファイルにおいて、表層部から得た回折ピークの半値幅を中心部から得た回折ピークの半値幅で割った値Tが0.75〜1.25であるピリドビスイミダゾール繊維からなる(1)に記載のピリドビスイミダゾール繊維を用いたプレプレグ。 (2) In the azimuth profile of electron diffraction of (200) plane of pyridobisimidazole crystals obtained from the surface layer part (surface to 1 μm) and the center part of the pyridobisimidazole fiber, the diffraction peak obtained from the surface layer part The pyridobisimidazole fiber according to (1) comprising a pyridobisimidazole fiber having a value T divided by the half-value width of the diffraction peak obtained from the center portion of 0.75 to 1.25 was used. Prepreg.

(3)ピリドビスイミダゾール繊維の面方向の熱膨張率が−3ppm/℃以上、6ppm/℃以下であることを特徴とする(1)又は(2)に記載のピリドビスイミダゾール繊維を用いたプレプレグ。 (3) The thermal expansion coefficient in the surface direction of the pyridobisimidazole fiber is −3 ppm / ° C. or more and 6 ppm / ° C. or less, and the pyridobisimidazole fiber according to (1) or (2) is used. Prepreg.

本発明で用いるピリドビスイミダゾール繊維は、電子線回折法による分析によれば、少なくとも繊維表層部の結晶のa、b軸方向の選択配向がランダム化しており、繊維の表層部と中心部との結晶の配向の差が少なく、繊維全体として結晶の配向がランダム化している。このことにより、高強力繊維に属する繊維でありながら、後加工性に支障がない程度の繊維強度を実現できる。さらに、繊維表面構造が緻密であるため、吸湿性が著しく低下する。
このため、本発明のピリドビスイミダゾール繊維を用いたプレプレグは、優れた耐熱性、難燃性、低線膨張係数を有し、しかも低吸湿性であるため、絶縁特性に優れている。そのため、プリント配線板用プリプレグとして好適である。
The pyridobisimidazole fiber used in the present invention, according to the analysis by the electron beam diffraction method, at least the selective orientation of the crystal of the fiber surface layer portion in the a and b axis directions is randomized, and the surface layer portion and the center portion of the fiber The difference in crystal orientation is small, and the orientation of the crystal as a whole is randomized. This makes it possible to achieve a fiber strength that does not hinder the post-processability even though the fiber belongs to a high-strength fiber. Furthermore, since the fiber surface structure is dense, the hygroscopicity is significantly reduced.
For this reason, the prepreg using the pyridobisimidazole fiber of the present invention has excellent heat resistance, flame retardancy, low linear expansion coefficient, and low hygroscopicity, and therefore has excellent insulating properties. Therefore, it is suitable as a prepreg for a printed wiring board.

本発明で用いられるピリドビスイミダゾール繊維の表層部(表面〜1μm)の制限視野電子線回折図の赤道方向プロファイルの例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the equatorial direction profile of the limited visual field electron diffraction pattern of the surface layer part (surface-1 micrometer) of the pyridobisimidazole fiber used by this invention.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いるピリドビスイミダゾールよりなる繊維は、少なくとも50%が、ピリドビスイミダゾール−2,6−ジイル(2,5−ジヒドロキシ−p−フェニレン)の繰り返し単位からなる。一方、残部は、2,5−ジヒドロキシ−p−フェニレンが置換されているか又は置換されていないアリーレンにより置き換えられており、及び/又はピリドビスイミダゾールが、ベンゾビスイミダゾール、ベンゾビスチアゾール、ベンゾビスオキサゾール、ピリドビスチアゾール及び/又はピリドビスオキサゾールにより置き換えられている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
At least 50% of the fiber made of pyridobisimidazole used in the present invention is composed of repeating units of pyridobisimidazole-2,6-diyl (2,5-dihydroxy-p-phenylene). On the other hand, the remainder is replaced by 2,5-dihydroxy-p-phenylene substituted or unsubstituted arylene and / or pyridobisimidazole is benzobisimidazole, benzobisthiazole, benzobis It is replaced by oxazole, pyridobisthiazole and / or pyridobisoxazole.

この場合、繰り返し単位の少なくとも75%は、ピリドビスイミダゾール−2,6−ジイル(2,5−ジヒドロキシ−p−フェニレン)から作られる、ラダーポリマーが好ましい。一方、残部は、2,5−ジヒドロキシ−p−フェニレンが置換されているか又は置換されていないアリーレンにより置き換えられており、及び/又はピリドビスイミダゾールが、ベンゾビスイミダゾール、ベンゾビスチアゾール、ベンゾビスオキサゾール、ピリドビスチアゾール及び/又はピリドビスオキサゾールにより置き換えられている。   In this case, a ladder polymer is preferred in which at least 75% of the repeating units are made from pyridobisimidazole-2,6-diyl (2,5-dihydroxy-p-phenylene). On the other hand, the remainder is replaced with 2,5-dihydroxy-p-phenylene substituted or unsubstituted arylene and / or pyridobisimidazole is benzobisimidazole, benzobisthiazole, benzobis It is replaced by oxazole, pyridobisthiazole and / or pyridobisoxazole.

2,5−ジヒドロキシ−p−フェニレンの部分的置き換え(せいぜい50%まで)の場合、アリーレンジカルボン酸、例えばイソフタル酸、テレフタル酸、2,5−ピリジンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4´−ジフェニルジカルボン酸、2,6−キノリンジカルボン酸及び2,6−ビス(4−カルボキシフェニル)ピリドビスイミダゾールのカルボキシル基の除去後に残存する化合物が好ましい。   In the case of partial replacement of 2,5-dihydroxy-p-phenylene (up to 50%), arylene dicarboxylic acids such as isophthalic acid, terephthalic acid, 2,5-pyridinedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 4 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, 2,6-quinolinedicarboxylic acid and 2,6-bis (4-carboxyphenyl) pyridobisimidazole are preferred compounds that remain after removal of the carboxyl group.

ピリドビスイミダゾール−2,6−ジイル(2,5−ジヒドロキシ−p−フェニレン)の構造単位は、[化1]で示される。   The structural unit of pyridobisimidazole-2,6-diyl (2,5-dihydroxy-p-phenylene) is represented by [Chemical Formula 1].

Figure 2010260890
Figure 2010260890

ポリマーのドープを形成するための好適な溶媒として、クレゾールやそのポリマーを溶解し得る非酸化性の酸が含まれる。好適な酸溶媒としては、例えば、ポリ燐酸、メタンスルホン酸、高濃度の硫酸、或いはそれらの混合物があげられる。より好ましい溶媒は、ポリ燐酸及びメタンスルホン酸であり、特に好ましい溶媒は、ポリ燐酸である。   Suitable solvents for forming the polymer dope include cresol and non-oxidizing acids that can dissolve the polymer. Suitable acid solvents include, for example, polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, high concentration sulfuric acid, or mixtures thereof. More preferred solvents are polyphosphoric acid and methanesulfonic acid, and particularly preferred solvents are polyphosphoric acid.

ドープ中のポリマー濃度は、7質量%以上が好ましく、より好ましくは10質量%以上、特に好ましくは14質量%以上である。例えば、最大濃度は、ポリマーの溶解性やドープ粘度といった実際上の取り扱い性により限定される。それらの限界要因のために、ポリマー濃度は通常では20質量%を越えることはない。   The polymer concentration in the dope is preferably 7% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 14% by mass or more. For example, the maximum concentration is limited by practical handling properties such as polymer solubility and dope viscosity. Due to their limiting factors, the polymer concentration usually does not exceed 20% by weight.

本発明において、好適なポリマーまたはコポリマーとドープは公知の方法で合成される(例えば、特表平8−509516号公報)。好適なモノマーは、非酸化性で脱水性の酸溶液中、非酸化性雰囲気で高速撹拌及び高剪断条件のもと、60℃から230℃までの段階的または一定昇温速度で温度を上げることによって反応させることができる。   In the present invention, a suitable polymer or copolymer and dope are synthesized by a known method (for example, JP-A-8-509516). Suitable monomers should be heated in a non-oxidizing and dehydrating acid solution at a stepwise or constant heating rate from 60 ° C to 230 ° C under fast stirring and high shear conditions in a non-oxidizing atmosphere. Can be reacted.

このようにして重合されるドープは、紡糸部に供給され、紡糸口金から通常100℃以上の温度で吐出される。口金細孔の配列は、通常円周状、格子状に複数個配列されるが、その他の配列であってもよい。口金細孔数は特に限定されないが、紡糸口金面における紡糸細孔の配列は、紡出糸条(ドープフィラメント)間の融着などが発生しないような孔密度を保つことが肝要である。   The dope thus polymerized is supplied to the spinning section and discharged from the spinneret at a temperature of usually 100 ° C. or higher. A plurality of base pores are usually arranged in a circumferential shape or a lattice shape, but may be other types. The number of nozzle holes is not particularly limited, but it is important that the arrangement of the spinning holes on the spinneret surface has a hole density that does not cause fusion between the spun yarns (dope filaments).

紡出糸条において、十分な延伸比(SDR)を得るためには、米国特許第5296185号明細書の記載のように、十分な長さのドローゾーン長を設定することが重要である。さらに、比較的高温(具体的には、ドープの固化温度以上で紡糸温度以下)の整流された冷却風で均一に冷却させることが好ましい。ドローゾーンの長さ(L)は、非凝固性の気体中で固化が完了する長さが要求され、大雑把には単孔吐出量(Q)によって決定される。良好な繊維物性を得るには、ドローゾーンの取り出し応力をポリマー換算で(ポリマーのみに応力がかかるとして)2.2g/dtex以上とすることが好ましい。   In order to obtain a sufficient draw ratio (SDR) in the spun yarn, it is important to set a sufficiently long draw zone length as described in US Pat. No. 5,296,185. Furthermore, it is preferable to cool uniformly with rectified cooling air having a relatively high temperature (specifically, higher than the solidification temperature of the dope and lower than the spinning temperature). The length (L) of the draw zone is required to be a length that completes solidification in a non-solidifying gas, and is roughly determined by the single-hole discharge amount (Q). In order to obtain good fiber properties, it is preferable that the take-out stress in the draw zone is 2.2 g / dtex or more in terms of polymer (assuming that only the polymer is stressed).

本発明においては、上記で得られたピリドビスイミダゾールのドープフィラメント(延伸又は未延伸)は、凝固浴に浸漬される前に、ピリドビスイミダゾールが非相溶性である液体、すなわち、凝固剤の蒸気に積極的に接触させる蒸気処理を施すことが好ましい。   In the present invention, the pyridobisimidazole dope filament (stretched or unstretched) obtained above is a liquid in which pyridobisimidazole is incompatible before being immersed in the coagulation bath, that is, a coagulant. It is preferable to perform a steam treatment for positively contacting the steam.

ポリベンザゾールの凝固剤としては、水、メタノール、エタノール、アセトン、エチレングリコールの少なくとも1種が好ましく、簡便性の点で、水がより好ましい。   As a coagulant for polybenzazole, at least one of water, methanol, ethanol, acetone, and ethylene glycol is preferable, and water is more preferable in terms of simplicity.

この蒸気処理によれば、ドープフィラメントが前記の液体の蒸気を含む気体(空気)に積極的に接触させられるため、ドープフィラメント中に凝固剤が繊維内部全体にわたって急激に浸透、拡散し、凝固核のようなものが繊維中心部方向に形成されるのではないかと考えられる。   According to this vapor treatment, since the dope filament is positively brought into contact with the gas (air) containing the liquid vapor, the coagulant rapidly penetrates and diffuses throughout the fiber inside the dope filament, and solidification nuclei. It is thought that such a thing is formed in the fiber center part direction.

繊維化した後に繊維断面を観察すると、驚くべきことに、構造形成開始のタイミングの違いに基づいて発生したと考えられる境界線、いわゆる、シース・コアと表現できる二層の発現が認められることがある。凝固剤が中心部までよく浸透するほど、コア層は小さくなり、最終的には境界線が認められなくなる。なお、蒸気処理をしない従来の繊維においても、シース・コアの二層構造は認められない。   Surprisingly, when the fiber cross-section is observed after fiber formation, it is surprisingly recognized that the boundary line, which is considered to be generated based on the difference in the timing of the start of structure formation, the expression of a so-called two-layer that can be expressed as a sheath core. is there. The better the coagulant penetrates to the center, the smaller the core layer and eventually the borderline will not be recognized. In addition, in the conventional fiber which is not subjected to steam treatment, a two-layer structure of the sheath / core is not recognized.

蒸気処理の温度は、凝固剤の種類によっても異なるが、水の場合は、水蒸気雰囲気の温度または噴きつける水蒸気の温度は50〜200℃が好ましく、さらに好ましくは60〜160℃である。前記温度が50℃未満では、強度を低下させる効果が小さくなる。一方、前記温度が200℃を越えると、糸切れが多発して生産性が著しく低下する傾向がある。水より低沸点の凝固剤であれば、より低温でもよい。また、水より高沸点の凝固剤であれば、より高温でもよく、沸点と蒸気圧とを考慮して適宜選定することができる。   The temperature of the steam treatment varies depending on the type of coagulant, but in the case of water, the temperature of the steam atmosphere or the temperature of the sprayed steam is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 60 to 160 ° C. If the said temperature is less than 50 degreeC, the effect of reducing an intensity | strength will become small. On the other hand, when the temperature exceeds 200 ° C., yarn breakage frequently occurs and the productivity tends to be remarkably lowered. Any coagulant having a boiling point lower than that of water may be used at a lower temperature. Further, if it is a coagulant having a boiling point higher than that of water, it may be higher and can be appropriately selected in consideration of the boiling point and the vapor pressure.

蒸気相中の全気体成分に対する蒸気成分の含有率は、短時間処理のためには、50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。   The content of the vapor component with respect to the total gas components in the vapor phase is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and further preferably 70% by mass or more for short-time treatment. .

蒸気相温度が低すぎると、シース層の厚みが発達せず、逆に温度が高すぎるとシース・コア構造は発現するが、通過中のフィラメントの温度が上昇し、糸切れが多発する傾向がある。蒸気の含有率についても、低すぎるとシース・コア構造を発現しにくくなる。   If the vapor phase temperature is too low, the thickness of the sheath layer will not develop, and conversely if the temperature is too high, the sheath / core structure will appear, but the temperature of the passing filament will rise and the yarn will tend to break frequently. is there. If the vapor content is too low, the sheath / core structure is hardly developed.

蒸気処理する装置は、ドープフィラメントが蒸気に接触し、少なくとも表層部の凝固を進行させることができるものであればよく、連続式、非連続式、密閉形、非密閉形など特に限定されない。   The apparatus for performing the steam treatment is not particularly limited as long as the dope filament is in contact with the steam and can at least solidify the surface layer, and is not particularly limited to a continuous type, a non-continuous type, a sealed type, and a non-sealed type.

蒸気相を通過した後のフィラメントは、次に凝固(抽出)浴に導かれて、ピリドビスイミダゾールの溶剤の抽出とフィラメントの完全な凝固がなされる。凝固浴は、特に限定されず、如何なる形式の凝固浴でもよい。例えばファンネル型、水槽型、アスピレータ型あるいは滝型などが使用できる。   After passing through the vapor phase, the filament is then directed to a coagulation (extraction) bath for solvent extraction of pyridobisimidazole and complete coagulation of the filament. The coagulation bath is not particularly limited, and any type of coagulation bath may be used. For example, funnel type, water tank type, aspirator type or waterfall type can be used.

最終的に、凝固浴においてフィラメント中に残存する溶剤が1質量%以下、好ましくは0.5質量%以下になるように抽出する。本発明における抽出媒体として用いられる液体に特に限定はないが、好ましくはピリドビスイミダゾールに対して実質的に相溶性を有しない水、メタノール、エタノール、アセトン、エチレングリコール等である。抽出液は燐酸水溶液や水が簡便で好ましい。   Finally, extraction is performed so that the solvent remaining in the filament in the coagulation bath is 1% by mass or less, preferably 0.5% by mass or less. The liquid used as the extraction medium in the present invention is not particularly limited, but preferably water, methanol, ethanol, acetone, ethylene glycol or the like that is substantially incompatible with pyridobisimidazole. The extract is preferably a simple phosphoric acid solution or water.

また、凝固(抽出)浴を多段に分離し燐酸水溶液の濃度を順次薄くし、最終的に水で水洗する方法も採用できる。また、凝固(抽出)工程において、フィラメント束を水酸化ナトリウム水溶液などで中和処理して後、水洗することは好ましい方法である。この後乾燥、熱処理を施してシース・コアの二層に識別できる繊維とすることができる。   Further, a method of separating the coagulation (extraction) bath in multiple stages, gradually decreasing the concentration of the phosphoric acid aqueous solution, and finally washing with water can be employed. In the coagulation (extraction) step, it is a preferred method to neutralize the filament bundle with an aqueous sodium hydroxide solution and then wash with water. Thereafter, drying and heat treatment can be applied to form a fiber that can be distinguished into two layers of a sheath and a core.

本発明で用いるピリドビスイミダゾール繊維は、繊維表面の平均自乗粗さが20nm以下であり、好ましくは16nm以下、さらに好ましくは10nm以下である。このことは、従来のものに比べて、特に繊維表面構造が緻密であることを示し、このことにより、吸湿性が下がるため、プリント配線板の部材として使用したとき、信頼性が高まるなどの効果が得られる。   The pyridobisimidazole fiber used in the present invention has a mean square roughness of the fiber surface of 20 nm or less, preferably 16 nm or less, more preferably 10 nm or less. This indicates that the fiber surface structure is particularly dense compared to the conventional one, and this reduces the hygroscopicity, so that when used as a printed wiring board member, the reliability is increased. Is obtained.

繊維表面の平均自乗粗さRmsは、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定することができる。例えば、AFMとしては、Seiko Instruments(SII)社製のSPI3800N−SPA300を使用する。探針はバネ定数2N/m、長さ450μm、幅60μm、厚さ4μmのSi製矩形型カンチレバーSII社からSi−DF3を用いる。スキャナーは100μmスキャナーを観察モードはDFMモードを採用する。走査は速度0.5Hz、走査方向は繊維軸に平行とし、大気中20℃、相対湿度65%の条件で測定する。   The mean square roughness Rms of the fiber surface can be measured using an atomic force microscope (AFM). For example, as AFM, SPI3800N-SPA300 manufactured by Seiko Instruments (SII) is used. The probe uses Si-DF3 from Si rectangular cantilever SII having a spring constant of 2 N / m, a length of 450 μm, a width of 60 μm, and a thickness of 4 μm. The scanner adopts a 100 μm scanner and the observation mode adopts the DFM mode. The scanning is performed at a speed of 0.5 Hz, the scanning direction is parallel to the fiber axis, and the conditions are 20 ° C. in the atmosphere and 65% relative humidity.

測定に供する繊維は、エタノールとn−ヘキサンの混合液で洗浄、乾燥後用いた。観察視野範囲は一片5μm四方の正方形領域とし、観察後付属のソフトウエアの三次元傾斜補正等を施し平面化処理を行う。繊維の曲率の存在により画像を平面化した時に生じる歪みを考慮するため、中心部の3μm四方の正方形領域のみの平均自乗粗さRmsを付属のソフトウエアを用いて補正の後算出する。観察はランダムに10点以上の場所で行い、それぞれのRmsを求め、平均値を算出した。なお、Rmsは下記式を用いて表現することができる。
Rms =[(1/N)Σ(Zi−Z0)0.5
ここでZiは各測定点での高さ、Z0は測定個所全体にわたっての平均の高さ、Nは測定点数を表す。
The fiber used for the measurement was used after washing with ethanol and n-hexane mixed solution and drying. The observation visual field range is a square area of 5 μm square, and after observation, the three-dimensional tilt correction of the attached software is performed and the planarization process is performed. In order to take into account the distortion caused when the image is flattened due to the presence of the curvature of the fiber, the mean square roughness Rms of only the 3 μm square area at the center is calculated after correction using the attached software. Observation was performed at random at 10 or more locations, and each Rms was obtained, and an average value was calculated. Rms can be expressed using the following equation.
Rms = [(1 / N) Σ (Zi−Z0) 2 ] 0.5
Here, Zi represents the height at each measurement point, Z0 represents the average height over the entire measurement site, and N represents the number of measurement points.

次に、繊維表面の平均自乗粗さを20nm以下にして、繊維表面構造を緻密にする方法について述べる。
吸湿性を低下させるためには、繊維表面の結晶配向を高くすることが重要である。このために、抽出過程において繊維ドープの凝固速度を遅くして、繊維の内外層で構造に変化をつけることが肝要である。
Next, a method for densifying the fiber surface structure by setting the mean square roughness of the fiber surface to 20 nm or less will be described.
In order to reduce the hygroscopicity, it is important to increase the crystal orientation on the fiber surface. For this reason, it is important to change the structure in the inner and outer layers of the fiber by slowing the solidification rate of the fiber dope in the extraction process.

凝固速度を遅くする方法としては、凝固液の燐酸水溶液濃度を濃くしたり、浴温度を低くしたり、非水系の凝固剤を選択することが有効である。燐酸水溶液の濃度は50%以上80%未満が好ましい。より好ましくは55%以上70%未満であり、特に好ましくは60%以上65%未満である。   As a method for slowing the coagulation rate, it is effective to increase the concentration of the phosphoric acid aqueous solution in the coagulation liquid, lower the bath temperature, or select a non-aqueous coagulant. The concentration of the phosphoric acid aqueous solution is preferably 50% or more and less than 80%. More preferably, it is 55% or more and less than 70%, and particularly preferably 60% or more and less than 65%.

濃度が高い方が効果は大きいが、重要以上に濃いと繊維強度が低下し、好ましくない。凝固浴温度については、5℃以下であればよい。好ましくは4℃から−30℃、さらに好ましくは0℃から−15℃の温度範囲である。しかしながら、あまり温度を下げすぎても、浴のまわりに露が発生するため、製造機械運転上好ましくない。   The higher the concentration, the greater the effect. However, if the concentration is higher than important, the fiber strength decreases, which is not preferable. The coagulation bath temperature may be 5 ° C. or less. The temperature range is preferably 4 ° C to -30 ° C, more preferably 0 ° C to -15 ° C. However, if the temperature is lowered too much, dew is generated around the bath, which is not preferable for the operation of the production machine.

非水系の凝固剤を選択する場合は、エタノール、メタノールなどのアルコール類、アセトンなどのケトン類、エチレングリコールなどのグリコール類など、水と親和性のある有機溶剤が好ましい。勿論、複数の上記非水系凝固剤や水を混合して使ってもよい。この後、繊維を乾燥させさらに熱処理工程を通す。   When a non-aqueous coagulant is selected, an organic solvent having an affinity for water, such as alcohols such as ethanol and methanol, ketones such as acetone, and glycols such as ethylene glycol, is preferable. Of course, a plurality of non-aqueous coagulants and water may be mixed and used. Thereafter, the fiber is dried and further subjected to a heat treatment step.

乾燥温度は、繊維強度の低下をもたらさない温度であればよく、例えば、150℃以上400℃以下、好ましくは200℃以上300℃以下、さらに好ましくは220℃以上270℃以下とする。熱処理温度については、400℃以上700℃以下、好ましくは500℃以上680℃以下、さらに好ましくは550℃以上630℃以下とする。   The drying temperature may be any temperature that does not cause a decrease in fiber strength, and is, for example, 150 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, more preferably 220 ° C. or higher and 270 ° C. or lower. The heat treatment temperature is 400 ° C. or higher and 700 ° C. or lower, preferably 500 ° C. or higher and 680 ° C. or lower, more preferably 550 ° C. or higher and 630 ° C. or lower.

次いで、繊維を乾燥させ、さらに重要に応じて熱処理工程を通す。乾燥温度は、凝固剤や溶剤が飛びやすい温度であれば特に限定されない。具体的には150〜400℃、好ましくは200〜300℃、さらに好ましくは220〜270℃とする。弾性率を向上させる目的で、重要に応じて張力下にて熱処理を施してもよい。熱処理温度については、400〜700℃、好ましくは500〜680℃、さらに好ましくは550〜630℃とする。かける張力は0.3〜1.2g/dtex、好ましくは0.5〜1.1g/dtex、さらに好ましくは0.6〜1.0g/dtexである。   The fiber is then dried and further subjected to a heat treatment step if necessary. The drying temperature is not particularly limited as long as the coagulant and the solvent are easy to fly. Specifically, it is set to 150 to 400 ° C, preferably 200 to 300 ° C, more preferably 220 to 270 ° C. For the purpose of improving the elastic modulus, heat treatment may be performed under tension as necessary. About heat processing temperature, it is 400-700 degreeC, Preferably it is 500-680 degreeC, More preferably, you may be 550-630 degreeC. The tension applied is 0.3 to 1.2 g / dtex, preferably 0.5 to 1.1 g / dtex, more preferably 0.6 to 1.0 g / dtex.

上記のような方法で製造された、本発明で用いるピリドビスイミダゾール繊維は、電子線回折法による繊維微細構造分析により、下記のような特徴が得られる。
すなわち、本発明で用いるピリドビスイミダゾール繊維は、表層部(表面〜1μm)から得られたポリベンザゾール結晶の電子線回折図(図1参照)において、赤道方向プロファイルにおける結晶(200)面由来の回折ピーク面積を(S1)、結晶(110)、(210)面及び(400)面由来の回折ピーク面積を(S2)としたとき、S2/S1が0.1〜1.5であることが重要である。
The pyridobisimidazole fiber used in the present invention produced by the method as described above has the following characteristics by fiber fine structure analysis by an electron diffraction method.
That is, the pyridobisimidazole fiber used in the present invention is derived from the crystal (200) plane in the equatorial profile in the electron diffraction pattern (see FIG. 1) of the polybenzazole crystal obtained from the surface layer portion (surface to 1 μm). When the diffraction peak area of (S1) and the diffraction peak area derived from the crystal (110), (210) plane and (400) plane are (S2), S2 / S1 is 0.1 to 1.5. is important.

S2/S1は、好ましくは0.2〜1.3である。0.1未満では繊維の強度低下が不十分になりやすく、逆に1.5を超えると後加工性は高くても繊維の強度低下が大きくなりすぎて、操業性、工程通過性などが悪くなることがある。   S2 / S1 is preferably 0.2 to 1.3. If it is less than 0.1, the fiber strength tends to be insufficiently reduced. Conversely, if it exceeds 1.5, even if post-processability is high, the fiber strength decreases too much, resulting in poor operability and processability. May be.

また、ピリドビスイミダゾール繊維の表層部(表面から1μm)及び中心部から得られたポリベンザゾール結晶の(200)面の電子線回折の方位角プロファイルにおいて、表層部から得た回折ピークの半値幅を中心部から得た回折ピークの半値幅との比Tが0.75〜1.25であることが好ましい。より好ましくは、0.85〜1.15である。   In addition, in the azimuth angle profile of electron diffraction of the (200) plane of the polybenzazole crystal obtained from the surface portion (1 μm from the surface) and the center portion of the pyridobisimidazole fiber, half of the diffraction peak obtained from the surface layer portion. It is preferable that the ratio T of the value width to the half value width of the diffraction peak obtained from the center is 0.75 to 1.25. More preferably, it is 0.85-1.15.

前記の半値幅比Tが0.75未満では、繊維の強度低下が不十分になることがある。一方、1.25を超えると繊維の強度低下が大きくなりすぎて、操業性、工程通過性などが悪くなることがある。   When the half width ratio T is less than 0.75, the strength of the fiber may not be sufficiently lowered. On the other hand, if it exceeds 1.25, the strength of the fiber is excessively lowered, and the operability, process passability and the like may be deteriorated.

本発明で用いるピリドビスイミダゾール繊維について、電子線回折法による分析法で回折図や解析結果を得るには、公知の方法が採用できる。測定用繊維は、繊維軸(長さ)方向で、かつ繊維の表層部と中心部とを含むように、厚さ70nm程度の超薄切片としたものを使用する。   For the pyridobisimidazole fiber used in the present invention, a known method can be adopted to obtain a diffraction diagram and an analysis result by an analysis method using an electron diffraction method. As the measurement fiber, an ultrathin section having a thickness of about 70 nm is used so as to be in the fiber axis (length) direction and include the surface layer portion and the center portion of the fiber.

すなわち、単繊維をLuft法(J.Biophys.Biochem.Cytol.,9,409(1961))にしたがって調製したエポキシ樹脂に包埋し、60℃のオーブン中で一夜放置し、固化固定して繊維を包埋させたレジンブロックを得る。次に、このレジンブロックをライヘルト社製のウルトラマイクロトームに取り付け、ガラスナイフを用いて、包埋した繊維がブロック表面近傍に現れるまで研磨し、次いでダイアトーム社製ダイアモンドナイフを用いて単繊維の繊維軸方向に平行な方向に切削する。   That is, a single fiber was embedded in an epoxy resin prepared according to the Luft method (J. Biophys. Biochem. Cytol., 9, 409 (1961)), left in an oven at 60 ° C. overnight, solidified and fixed, and A resin block in which is embedded is obtained. Next, the resin block is attached to an ultra microtome manufactured by Reichert, and is polished using a glass knife until the embedded fibers appear in the vicinity of the block surface, and then a single fiber using a diamond knife manufactured by Diatom Cut in a direction parallel to the axial direction.

例えば、単繊維の直径が10μmの場合、繊維表面から連続的に約70nmの厚さの超薄切片を切削すると、約140枚の切片に切り分けることができる。切削した全ての切片を、切削順に10枚ごとのグループとして銅グリッドに選択的に回収した。切削開始から10枚目までをグループ1とし、順次グループ1,グループ2・・・グループnと定義する。   For example, when the diameter of a single fiber is 10 μm, when an ultrathin section having a thickness of about 70 nm is continuously cut from the fiber surface, it can be cut into about 140 sections. All cut sections were selectively collected on a copper grid as a group of every 10 sheets in the cutting order. The first to tenth sheets from the start of cutting are defined as group 1, and are sequentially defined as group 1, group 2... Group n.

このグループのうちnが偶数の場合には(n/2)番目のグループを、奇数の場合には(n/2−0.5)番目のグループを制限視野電子線回折測定に供する。一本の単繊維を、ほぼ同じ厚さの超薄切片に全て切り分けると、上記のグループの繊維切片は、繊維の表層部(表面)と中心部との両方が含まれたものとなる。   Among these groups, when n is an even number, the (n / 2) th group is used for the limited-field electron diffraction measurement when the nth group is odd, and when the n is an odd number, the (n / 2-0.5) th group is used. When one single fiber is all cut into ultrathin sections having substantially the same thickness, the above-described group of fiber sections includes both the surface layer portion (surface) and the center portion of the fibers.

厚さ約70nmで、繊維の表層部(表面)と中心部との両方が含まれた超薄切片を作成後、得られた超薄切片を、300メッシュの銅グリッド上に回収し、薄くカーボン蒸着を施す。なお、本発明における中心部とは、繊維の断面を円とみなしたときに中心点とみなせる部分を含む場所であり、直径で数ミクロン程度までの芯部を意味し、超薄切片で言えば、両表面の中間部である。   After making an ultrathin slice with a thickness of about 70 nm and including both the surface layer (surface) and the center of the fiber, the resulting ultrathin slice is collected on a 300 mesh copper grid and thinly carbonized. Vapor deposition is performed. The central part in the present invention is a place including a part that can be regarded as a central point when the cross section of the fiber is regarded as a circle, and means a core part having a diameter of up to several microns. , The middle part of both surfaces.

次いで、電子顕微鏡内に超薄切片を導入し、繊維の表層部と中心部の両方について制限視野電子線回折像を撮影し、電子線回折図を得る。なお、前記の電子線回折像を撮影する際、制限視野(アパチャー)の径は1μm以下とし、繊維の超薄切片に切削時に発生したアーティファクト(例えば、シワや切片のやぶれなど)の無い部分を回折像撮影部位に選択した。   Next, an ultrathin section is introduced into the electron microscope, and a limited-field electron diffraction image is taken for both the surface layer portion and the center portion of the fiber to obtain an electron diffraction pattern. When taking the electron beam diffraction image, the diameter of the limited field of view (aperture) is 1 μm or less, and a portion free from artifacts (for example, wrinkles and blurring of the section) generated in the ultrathin section of the fiber is cut. It was selected as a diffraction image photographing site.

得られた電子線回折図のうち、赤道方向のプロファイルを、ローレンツ関数を用いて近似して、(200)と(110)、(210)および(400)由来の回折ピークの積分強度(面積)と半値幅を算出し、(200)由来の面積をS1、(110)、(210)および(400)由来の面積の和をS2とし、S2/S1を算出する。
また、見かけの結晶サイズ(ACS)は、次式を用いて算出する。
ACS=0.9λ/βcosθ
ここで、λは電子線の波長、βは半値幅(単位はラジアン)、θは回折角2θの半値である。
Among the obtained electron diffraction patterns, the profile in the equator direction is approximated using a Lorentz function, and the integrated intensity (area) of diffraction peaks derived from (200) and (110), (210) and (400). The half width is calculated, and the area derived from (200) is S1, and the sum of the areas derived from (110), (210) and (400) is S2, and S2 / S1 is calculated.
The apparent crystal size (ACS) is calculated using the following equation.
ACS = 0.9λ / βcosθ
Here, λ is the wavelength of the electron beam, β is the full width at half maximum (in radians), and θ is the half value of the diffraction angle 2θ.

さらに(200)回折については、方位角方向の回折プロファイルをローレンツ関数で近似して半値幅を算出する。   Further, for (200) diffraction, the half-value width is calculated by approximating the diffraction profile in the azimuth angle direction with a Lorentz function.

本発明で用いるピリドビスイミダゾール繊維において、シース層とコア層の二層構造が形成されている場合、その簡便な判別は、繊維断面を光学顕微鏡で観察することによって可能である。すなわち、繊維断面を光学顕微鏡で観察できる厚さに切断し、光学顕微鏡で40倍程度に拡大して観察すると、シース層とコア層の境界が円形の線として認められる。この円形の線の外側がシース層で、内側がコア層である。   In the pyridobisimidazole fiber used in the present invention, when a two-layer structure of a sheath layer and a core layer is formed, simple discrimination thereof can be performed by observing the fiber cross section with an optical microscope. That is, when the fiber cross section is cut to a thickness that can be observed with an optical microscope, and magnified about 40 times with an optical microscope, the boundary between the sheath layer and the core layer is recognized as a circular line. The outer side of the circular line is a sheath layer, and the inner side is a core layer.

シース層が凝固剤蒸気の浸透に起因して形成された場合、シース層の厚みはできるだけ厚く、コア層の直径はできるだけ小さい方が好ましい。本発明で用いるピリドビスイミダゾール繊維におけるコア層の割合、すなわち、繊維断面方向におけるコア層の平均径rの、繊維断面径rに対する比率であるR(%)[=(r/r)×100]は、90%以下であることが好ましい。より好ましくは80%以下であり、さらに好ましくは60%以下であり、0%に近づくことが最も好ましい。蒸気が、よく浸透、拡散するような蒸気処理条件を選択すれば、コア層の比率が低くなり、最終的にコア層の比率を0%にすることができる。 When the sheath layer is formed due to the penetration of the coagulant vapor, it is preferable that the thickness of the sheath layer is as large as possible and the diameter of the core layer is as small as possible. The ratio of the core layer in the pyridobisimidazole fiber used in the present invention, that is, the ratio of the average diameter r 2 of the core layer in the fiber cross-sectional direction to the fiber cross-sectional diameter r 1 R (%) [= (r 2 / r 1 ) × 100] is preferably 90% or less. More preferably, it is 80% or less, more preferably 60% or less, and most preferably close to 0%. If steam treatment conditions are selected so that the steam penetrates and diffuses well, the ratio of the core layer can be lowered, and the ratio of the core layer can be finally reduced to 0%.

本発明で用いるピリドビスイミダゾール繊維が、適度に強度低下し、後加工性が向上する理由は明確ではない。
しかしながら、上記の電子線回折法によるピリドビスイミダゾール結晶の電子線回折図から下記のように推定される。
(a)少なくとも繊維表層部の結晶のa、b軸方向の選択配向が、従来のものに比べてランダム化している。
(b)繊維の表層部と中心部との結晶の配向の差が少なくなり、繊維全体として結晶の配向が従来のものに比べてランダム化している。
(c)このことにより、繊維強度が低下し、ピリドビスイミダゾール繊維の後加工性が向上するものと考えられる。
The reason why the pyridobisimidazole fiber used in the present invention moderately decreases in strength and improves the post-processability is not clear.
However, it is estimated as follows from the electron diffraction pattern of the pyridobisimidazole crystal by the above-mentioned electron beam diffraction method.
(A) At least the selective orientation of the crystals in the fiber surface layer portion in the a and b axis directions is randomized as compared with the conventional one.
(B) The difference in crystal orientation between the surface layer portion and the center portion of the fiber is reduced, and the crystal orientation of the fiber as a whole is randomized as compared with the conventional one.
(C) It is considered that this reduces the fiber strength and improves the post-processability of the pyridobisimidazole fiber.

また、結晶の選択配向が適度に乱れて特定方向への応力集中が緩和され、繊維内部の潜在歪も少なくなるため、フィブリル化が抑制できるものと考えられる。   In addition, the selective orientation of crystals is moderately disturbed, stress concentration in a specific direction is relaxed, and latent strain inside the fiber is reduced, so that fibrillation can be suppressed.

本発明で用いるピリドビスイミダゾール繊維の使用形態としては、前記の方法で得たフィラメントを用いた織物、UD(一軸方向に繊維を平行に並べて作成した補強材)、不織物などのシート状物が挙げられる。シート状物の密度を調整するなどの目的で、ガラス、アラミド、天然セルロース系繊維のクロス又はミクロフィブリルを混用してもよい。   Examples of the usage of the pyridobisimidazole fiber used in the present invention include woven fabric using the filament obtained by the above method, UD (reinforcing material prepared by arranging fibers in parallel in a uniaxial direction), and non-woven fabric sheet. Is mentioned. Glass, aramid, natural cellulosic fiber cloth or microfibrils may be mixed for the purpose of adjusting the density of the sheet-like material.

織物にする場合は、例えば、特開平2006−203142号公報に記載の方法によって好適に得ることができる。
織物の組織は、平組織、綾組織、その他通常プリプレグに用いられる組織のいずれを用いてもよいが、好ましくは平組織、綾組織など目ずれが起きにくい組織を用いると、高い補強性能を発現させることができる。織物に使用される繊維は、600dtex以下、好ましくは300dtex以下、さらに好ましくは200dtex以下の低い繊度であると、高い性能を得やすい。また、織り密度は。40本/25mm以下であることも重要である。さらに、織物の目付は200g/m以下であり、好ましくは150g/mであると性能を発揮できる。
In the case of making a woven fabric, for example, it can be suitably obtained by the method described in JP-A No. 2006-203142.
The texture of the woven fabric may be any of a plain structure, a twill structure, or any other structure that is usually used for a prepreg, but preferably exhibits a high reinforcing performance when a structure such as a plain structure or a twill structure that does not cause misalignment is used. Can be made. If the fibers used in the woven fabric have a low fineness of 600 dtex or less, preferably 300 dtex or less, more preferably 200 dtex or less, high performance is easily obtained. What is the weaving density? It is also important that the number is 40/25 mm or less. Furthermore, when the fabric weight is 200 g / m 2 or less, and preferably 150 g / m 2 , performance can be exhibited.

さらに、ピリドビスイミダゾール繊維を用いたプレプレグは、プリント配線板用の基布に用いることができる。すなわち、プリント配線板は、前記のシート状物に硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを積層して、構成される。   Furthermore, the prepreg using pyridobisimidazole fiber can be used for a base fabric for a printed wiring board. That is, the printed wiring board is configured by laminating a prepreg impregnated with a curable resin on the sheet-like material.

プリント配線板に用いられる硬化性樹脂組成物として、エポキシ樹脂を成分として含有する硬化性樹脂組成物が好ましい。上記のエポキシ樹脂としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を含有する樹脂であればよく、公知の樹脂が1種若しくは2種以上の組み合わせて用いられる。また、エポキシ樹脂以外の硬化性樹脂としては、例えば、シアネート系樹脂、ビスマレイミドトリアジン系樹脂も好適である。   As the curable resin composition used for the printed wiring board, a curable resin composition containing an epoxy resin as a component is preferable. As said epoxy resin, what is necessary is just a resin containing 2 or more epoxy groups in 1 molecule, and well-known resin is used 1 type or in combination of 2 or more types. Further, as the curable resin other than the epoxy resin, for example, a cyanate resin and a bismaleimide triazine resin are also suitable.

このようなエポキシ樹脂として、例えば、フェノール類またはアルコール類とエピクロルヒドリンとの反応によって得られるグリヂジルエーテル型エポキシ樹脂、カルボン酸類とエピクロルヒドリンとの反応によって得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、アミン類またはシアヌル酸とエピクロルヒドリンとの反応によって得られるグリシジル型エポキシ樹脂、2重結合の酸化によって得られる内部エポキシ樹脂等、又はエポキシ樹脂変成BT樹脂、エポキシ樹脂変成シアネートエステル樹脂が挙げられる。   As such an epoxy resin, for example, a glycidyl ether type epoxy resin obtained by reaction of phenols or alcohols with epichlorohydrin, a glycidyl ester type epoxy resin obtained by reaction of carboxylic acids with epichlorohydrin, amines or cyanuric Examples thereof include a glycidyl type epoxy resin obtained by a reaction between an acid and epichlorohydrin, an internal epoxy resin obtained by oxidation of a double bond, etc., an epoxy resin modified BT resin, and an epoxy resin modified cyanate ester resin.

また、上記エポキシ樹脂の硬化剤としては、例えば、ポリアミン系硬化剤、ポリメルカプタン系硬化剤、アニオン重合触媒型硬化剤、カチオン重合触媒型硬化剤、潜在型硬化剤等が使用できる。また、用途に応じて所望の性能を発現せしめる目的で、本来の性質を損なわない範囲で、充填剤や添加物を硬化性樹脂組成物に配合させてもよい。   Examples of the epoxy resin curing agent include polyamine curing agents, polymercaptan curing agents, anionic polymerization catalyst curing agents, cationic polymerization catalyst curing agents, and latent curing agents. Further, for the purpose of expressing desired performance depending on the use, a filler or an additive may be added to the curable resin composition within a range that does not impair the original properties.

プリプレグ中におけるピリドビスイミダゾール繊維の割合は、5〜90質量%が好ましく、より好ましくは10〜80質量%、特に好ましくは20〜70質量%である。ピリドビスイミダゾール繊維の割合が5質量%未満では、硬化後の寸法安定性や強度が不十分となりやすい。また、この割合が90質量%を越えると、接着力不足や金属箔のはがれが発生しやすくなる。   The proportion of the pyridobisimidazole fiber in the prepreg is preferably 5 to 90% by mass, more preferably 10 to 80% by mass, and particularly preferably 20 to 70% by mass. When the ratio of the pyridobisimidazole fiber is less than 5% by mass, the dimensional stability and strength after curing tend to be insufficient. On the other hand, if this ratio exceeds 90% by mass, insufficient adhesion and peeling of the metal foil are likely to occur.

樹脂組成物と基材との複合方法については、例えば、樹脂生成物を溶融して基材中に含浸させる溶融法、樹脂組成物を溶媒に溶解後基材に含浸させ次いで溶媒を乾燥してプリプレグを得る湿式法等が好適である。成形及び硬化は、温度80〜300℃、時間1分〜10時間、圧力0.1〜500kg/cmの範囲が好ましく、より好ましくは温度150〜250℃、時間1分〜5時間、圧力1〜100kg/cmの範囲である。 As for the method of combining the resin composition and the substrate, for example, a melting method in which the resin product is melted and impregnated in the substrate, the resin composition is dissolved in a solvent, impregnated in the substrate, and then the solvent is dried. A wet method for obtaining a prepreg is preferred. Molding and curing are preferably performed at a temperature of 80 to 300 ° C., a time of 1 minute to 10 hours, and a pressure of 0.1 to 500 kg / cm 2 , more preferably a temperature of 150 to 250 ° C., a time of 1 minute to 5 hours, and a pressure of 1 It is the range of -100 kg / cm < 2 >.

積層体に用いる金属箔としては、例えば、銅箔やアルミニウム箔が挙げられる。その厚みは、例えば、3〜200ミクロンが好ましく、より好ましくは5〜120ミクロンである。本発明のプリプレグは、両面に銅箔を積層して硬化することにより、銅張積層板を得ることができる。また、プリプレグをプリント配線板の上下に積層した後、レーザー照射によりビアホールを形成し、次いでメッキしてビアホールの接続とパターン形成する、いわゆるブルドアップ工法用プリプレグとして用いることができる。この時は、予め金属箔の片面にプリプレグ積層した、いわゆる樹脂つき銅箔の形で使用してもよい。また、プリント配線板の外側にプリプレグを積層する際に、最外層に銅箔を同時に積層することもできる。この場合、最外層の銅箔はレーザーによるビア形成の時に利用できる。   As metal foil used for a laminated body, copper foil and aluminum foil are mentioned, for example. The thickness is preferably, for example, 3 to 200 microns, more preferably 5 to 120 microns. The prepreg of the present invention can obtain a copper clad laminate by laminating and curing a copper foil on both sides. Alternatively, the prepreg can be used as a prepreg for a so-called bull-up method in which via holes are formed by laser irradiation after the prepregs are laminated on the upper and lower sides of a printed wiring board and then plated to form a connection and pattern of via holes. At this time, it may be used in the form of a so-called resin-coated copper foil in which a prepreg is laminated on one side of a metal foil in advance. Moreover, when laminating a prepreg on the outside of the printed wiring board, a copper foil can be simultaneously laminated on the outermost layer. In this case, the outermost copper foil can be used when forming vias by laser.

さらに、本発明のプリプレグに、レーザー又は機械的パンチングにより穴加工し、次いでこの穴に導電性ペーストを充填した後に、その両面に銅箔を積層し硬化することによりコア材とすることができる。このコア材をパターニングし、プリント配線板を作製し、次いで同様に作製された充填剤含有プリプレグを、引き続き積層する多層配線板にも用いることができる。   Furthermore, after drilling the prepreg of the present invention by laser or mechanical punching, and then filling the hole with a conductive paste, a copper foil is laminated on both sides and cured to form a core material. The core material can be patterned to produce a printed wiring board, and the filler-containing prepreg produced in the same manner can be used for a multilayer wiring board that is subsequently laminated.

以下、実施例を例示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例で用いたピリドビスイミダゾール繊維及びそれを用いたプリント配線板の特性値の測定及び各種評価は下記の通りである。   Hereinafter, although an example is illustrated and the present invention is explained concretely, the present invention is not limited by these. In addition, the measurement and various evaluation of the characteristic value of the pyridobisimidazole fiber used in the Example and a printed wiring board using the same are as follows.

(1)極限粘度
メタンスルホン酸を溶媒として、0.5g/Lの濃度に調製したポリマー溶液の粘度を、オストワルド粘度計を用いて、25℃に制御された恒温槽中で測定した。
(1) Intrinsic Viscosity The viscosity of a polymer solution prepared to a concentration of 0.5 g / L using methanesulfonic acid as a solvent was measured using a Ostwald viscometer in a thermostatic chamber controlled at 25 ° C.

(2)繊維断面におけるコア層の平均径rの繊維断面径rに対する比率R(%)
測定用繊維をエポキシ樹脂(ガタン社製、G−2)に胞埋した後、クロスセクションポリッシャー(日本電子(株)製、SM−09010)を用いてアルゴンイオンエッチングして、観察用繊維断面を得た。次いで、光学顕微鏡によってコア層とシース層との境界線を観察し、コア層の平均径rと繊維断面径rとを測定し、コア層の平均径rの繊維断面径rに対する比率R(%)を下記式により算出した。
R(%)=(r/r)×100
(2) ratio of the fiber cross-sectional diameter r 1 of the average diameter r 2 of the core layer in the fiber cross section R (%)
After burying the measurement fiber in an epoxy resin (manufactured by Gatan, G-2), argon ion etching was performed using a cross section polisher (manufactured by JEOL Ltd., SM-09010), and the cross section of the observation fiber was obtained. Obtained. Then, observing the boundary line between the core layer and the sheath layer by light microscopy, to the average diameter r 2 and the fiber cross-sectional diameter r 1 and measured, the fiber cross sectional diameter r 1 of the average diameter r 2 of the core layer of the core layer The ratio R (%) was calculated by the following formula.
R (%) = (r 2 / r 1 ) × 100

(3)引張強度及び弾性率
標準状態(温度:20±2℃、相対湿度(RH):65±2%)の試験室内に24時間以上放置後、繊維の引張強度及び弾性率を、JIS L 1013に準じて引張試験機にて測定した。
(3) Tensile strength and elastic modulus After standing for 24 hours or more in a test chamber in a standard state (temperature: 20 ± 2 ° C., relative humidity (RH): 65 ± 2%), the tensile strength and elastic modulus of the fiber are measured according to JIS L. It was measured with a tensile tester according to 1013.

(4)耐熱性
熱重量分析計(TA Instrument社、TGA Q50)を用いて、空気中、20℃/minの昇温速度で、常温から温度を上昇させたときに、重量保持率[(ある温度のときのサンプル重量/元のサンプル重量)×100]が90%となる温度で評価した。
(4) Heat resistance When using a thermogravimetric analyzer (TA Instrument, TGA Q50) and increasing the temperature from room temperature at a temperature increase rate of 20 ° C./min in the air, the weight retention rate [(there is Sample weight at the time of temperature / original sample weight) × 100] was evaluated at a temperature at which 90%.

(5)S2/S1、見かけの結晶サイズ、及び半値幅
電子線回折測定用サンプルは、以下に記載した方法で、測定用繊維を繊維軸(長さ)方向で、かつ繊維の表層部と中心部とを含むように、厚さ70nm程度の超薄切片にしたものを使用した。
(5) S2 / S1, apparent crystal size, and full width at half maximum The sample for electron diffraction measurement is the method described below, and the measurement fiber is in the fiber axis (length) direction, and the surface layer portion and the center of the fiber. And an ultra-thin slice having a thickness of about 70 nm was used.

すなわち、単繊維をLuft法(J.Biophys.Biochem.Cytol.,9,409(1961))にしたがって調製したエポキシ樹脂に包埋し、60℃に制御されたオーブン中で一夜放置し、固化固定して繊維を包埋させたレジンブロックを得た。次に、このレジンブロックをウルトラマイクロトーム(ライヘルト社製)に取り付け、ガラスナイフを用いて、包埋した繊維がブロック表面近傍に現れるまで研磨した。次いで、ダイアトーム社製ダイアモンドナイフを用いて、単繊維の繊維軸方向に平行な方向に切削して、厚さ約70nmで、繊維の表層部(表面)と中心部との両方を含む超薄切片を作成した。   That is, the monofilament was embedded in an epoxy resin prepared according to the Luft method (J. Biophys. Biochem. Cytol., 9, 409 (1961)), left in an oven controlled at 60 ° C. overnight, and solidified and fixed. Thus, a resin block in which fibers were embedded was obtained. Next, this resin block was attached to an ultra microtome (manufactured by Reichert) and polished using a glass knife until the embedded fibers appeared near the block surface. Next, using a diamond knife made by Diatome, cut in a direction parallel to the fiber axis direction of a single fiber, and an ultrathin slice having a thickness of about 70 nm and including both the surface layer portion (surface) and the center portion of the fiber It was created.

得られた超薄切片を、300メッシュの銅グリッド上に回収し、薄くカーボン蒸着を施し、次いで電子顕微鏡内に超薄切片を導入し、繊維の表層部と中心部の両方について制限視野電子線回折像を撮影し(この際、制限視野(アパチャー)の径は1μm以下とし、繊維の超薄切片に切削時に発生したアーティファクト(例えば、シワや切片のやぶれなど)の無い部分を回折像撮影部位に選択した)電子線回折図を得た。   The obtained ultrathin sections are collected on a 300-mesh copper grid, thinly carbon-deposited, and then introduced into an electron microscope, and a limited-field electron beam is applied to both the surface layer and the center of the fiber. A diffraction image is taken (in this case, the diameter of the limited field of view (aperture) is 1 μm or less, and an ultrathin section of the fiber is free from artifacts (for example, wrinkles and blurring of the section) that occur during cutting. An electron diffraction pattern was selected.

得られた電子線回折図のうち、赤道方向のプロファイルを、ローレンツ関数を用いて近似して、(200)と(110)、(210)及び(400)由来の回折ピークの積分強度(面積)と半値幅を算出した。(200)由来の面積をS1、(110)、(210)および(400)由来の面積の和をS2とし、S2/S1を算出した。
また、見かけの結晶サイズ(ACS)は、次式を用いて算出した。
ACS=0.9λ/βcosθ
ここで、λは電子線の波長、βは半値幅(単位はラジアン)、θは回折角2θの半値である。
Among the obtained electron diffraction patterns, the profile in the equator direction is approximated using a Lorentz function, and the integrated intensity (area) of diffraction peaks derived from (200) and (110), (210) and (400). And the full width at half maximum was calculated. The area derived from (200) was S1, and the sum of the areas derived from (110), (210) and (400) was S2, and S2 / S1 was calculated.
The apparent crystal size (ACS) was calculated using the following formula.
ACS = 0.9λ / βcosθ
Here, λ is the wavelength of the electron beam, β is the full width at half maximum (in radians), and θ is the half value of the diffraction angle 2θ.

さらに(200)回折については、方位角方向の回折プロファイルをローレンツ関数で近似して半値幅を算出した。   Further, for (200) diffraction, the FWHM was calculated by approximating the diffraction profile in the azimuth direction with a Lorentz function.

(6)繊維表面の平均自乗粗さ(Rms)
Rmsは原子間力顕微鏡(Seiko Instruments(SII)社製、SPI3800N−SPA300)を用い、探針はバネ定数2N/m、長さ450μm・幅60μm・厚さ4μmのSi製矩形型カンチレバーSII社からSi−DF3を用いた。スキャナーは100μmスキャナーを観察モードはDFMモードを採用し、走査は速度0.5Hz、走査方向は繊維軸に平行とし、大気中で20℃、相対湿度65%の条件で測定した。
(6) Mean square roughness of fiber surface (Rms)
Rms uses an atomic force microscope (manufactured by Seiko Instruments (SII), SPI3800N-SPA300). Si-DF3 was used. The scanner was a 100 μm scanner, the observation mode was the DFM mode, the scanning was performed at a speed of 0.5 Hz, the scanning direction was parallel to the fiber axis, and measurement was performed in the atmosphere at 20 ° C. and relative humidity of 65%.

測定に供する繊維は、エタノールとnヘキサンの混合液で洗浄、乾燥後用いた。観察視野範囲は一片5μm四方の正方形領域とし、観察後付属のソフトウエアの三次元傾斜補正等を施し平面化処理を行なった。繊維の曲率の存在により画像を平面化した時に生じる歪みを考慮するため、中心部の3μm四方の正方形領域のみの平均自乗粗さRmsを、付属のソフトウエアを用いて補正後算出する。観察はランダムに10点以上の場所で行い、それぞれのRmsを求め、平均値を算出した。なお、Rmsは下記式を用いて算出した。
Rms =[(1/N)Σ(Zi−Z0)0.5
(ここで、Ziは各測定点での高さ、Z0は測定個所全体にわたっての平均の高さ、Nは測定点数を表す。)
The fiber used for the measurement was used after washing with ethanol and n-hexane mixed solution and drying. The observation visual field range was a square area of 5 μm square, and after the observation, the three-dimensional tilt correction of the attached software was performed and the planarization process was performed. In order to take into account the distortion that occurs when the image is flattened due to the presence of the curvature of the fiber, the mean square roughness Rms of only the 3 μm square area at the center is calculated after correction using the attached software. Observation was performed at random at 10 or more locations, and each Rms was obtained, and an average value was calculated. Rms was calculated using the following formula.
Rms = [(1 / N) Σ (Zi−Z0) 2 ] 0.5
(Here, Zi is the height at each measurement point, Z0 is the average height over the entire measurement point, and N is the number of measurement points.)

(7)後加工性
押込捲縮法により座屈捲縮を与えた評価繊維を、カット長44mmにカットしてステープルとした。得られたステープルをオープナーにより開綿後、ローラーカードにより目付450g/mのウェブを作製した。得られたウェブを順次9枚積層し、Foster社製ニードル(品番:15×18×40×3.5PB−A F20 2−18−3B/LI/CC/CONICAL)を用いて、針深度7mmで、フェルトの片側面からのみ、ニードルパンチング数が2000/cmになるまでニードルパンチしてフェルトを得た。ウェブを順次積層してフェルトを得るまでの間に折れたニードルの本数(出来上がりのフェルト1m当たりの本数に換算)を調べた。折れた本数が少ないほど後加工性が良好である。
(7) Post-workability The evaluation fiber which gave buckling crimp by the indentation crimping method was cut into a cut length of 44 mm to obtain a staple. The obtained staple was opened with an opener, and then a web having a basis weight of 450 g / m 2 was produced with a roller card. Nine sheets of the obtained webs were laminated in sequence, using a Foster needle (product number: 15 × 18 × 40 × 3.5 PB-A F20 2-18-3B / LI / CC / CONICAL) at a needle depth of 7 mm. A felt was obtained by needle punching only from one side of the felt until the needle punching number reached 2000 / cm 2 . The number of needles (converted to the number per 1 m 2 of finished felt) was examined until the felt was obtained by sequentially laminating the webs. The smaller the number of broken wires, the better the post-processability.

(8)工程通過性
紡糸から繊維ウェブ製造に至るまでの工程における製造トラブルの発生状況をもとに、工程通過性を判断した。
(8) Process passability The process passability was judged based on the occurrence of production troubles in the processes from spinning to fiber web production.

(9)プリント配線板のマイグレーションテスト
40μmピッチの櫛形電極に、電圧(DC60V)を印荷し、85℃、85%RHの恒温恒湿槽(FX412Pタイプ、エタック社製)の中に入れ、電圧負荷状態のまま5分毎に絶縁抵抗値を測定し、記録した。線間の抵抗値が100Mオーム以下に達する時間を測定し、マイグレーションの評価とした。
(9) Printed wiring board migration test A voltage (DC60V) is imprinted on a 40 μm pitch comb-shaped electrode and placed in a constant temperature and humidity chamber (FX412P type, manufactured by ETAC) at 85 ° C. and 85% RH. The insulation resistance value was measured and recorded every 5 minutes in the loaded state. The time for the resistance value between the lines to reach 100 M ohms or less was measured and used as an evaluation of migration.

(10)線膨張係数
熱膨張率は、TMA(セイコーインスツルメンツ社)を使用して、熱機械的分析方法(TMA法)により測定した。
(10) Linear expansion coefficient The thermal expansion coefficient was measured by a thermomechanical analysis method (TMA method) using TMA (Seiko Instruments Inc.).

(実施例1)
先に繊維の調整法について述べる。
米国特許第4533693号明細書に示される方法によって得られた、30℃のメタンスルホン酸溶液で測定した固有粘度が19.3dL/gであるピリドビスイミダゾール(14.0質量%)及び五酸化リンの含有率が83.17%のポリ燐酸から成る紡糸ドープを紡糸に用いた。
Example 1
First, the fiber adjustment method will be described.
Pyridobisimidazole (14.0% by mass) and pentoxide obtained by the method shown in US Pat. No. 4,533,693 and having an intrinsic viscosity of 19.3 dL / g measured with a methanesulfonic acid solution at 30 ° C. A spinning dope composed of polyphosphoric acid having a phosphorus content of 83.17% was used for spinning.

ドープは金属網状の濾材を通過させた後、2軸混練装置で混練りと脱泡を行った。次いで、昇圧し、重合体溶液温度を170℃に保ちながら、孔数66を有する紡糸口金から170℃で紡出し、温度60℃の冷却風を用いて吐出糸条を冷却した。さらに、自然冷却で40℃まで吐出糸条を冷却した後、凝固浴中に導入した。凝固浴では、まず0.3秒間蒸気にさらした後、凝固液に接触せしめた。凝固液はイソプロパノール、その温度は20℃に調整して繊維を作成した。   The dope was passed through a metal net-like filter medium and then kneaded and defoamed with a biaxial kneader. Subsequently, the pressure was increased, while the polymer solution temperature was maintained at 170 ° C., spinning was performed at 170 ° C. from a spinneret having a number of holes 66, and the discharged yarn was cooled using cooling air having a temperature of 60 ° C. Further, the discharged yarn was cooled to 40 ° C. by natural cooling, and then introduced into the coagulation bath. In the coagulation bath, it was first exposed to steam for 0.3 seconds and then contacted with the coagulation liquid. The coagulation liquid was isopropanol, and the temperature was adjusted to 20 ° C. to prepare a fiber.

次に、繊維をゴゼットロールに巻き付け一定速度を与えて第2の抽出浴中でイオン交換水で糸条を洗浄した後、0.1規定の水酸化ナトリウム溶液中に浸漬し、中和処理を施した。さらに、水洗浴で水洗した後、巻き取り、80℃の乾燥オーブン中で乾燥し、繊維中に含まれる水分率が2%以下になるまで放置した。次いで、張力5.0g/d、温度600℃の状態で、2.4秒間熱処理を行った。   Next, the fiber is wound around a gosset roll, the yarn is washed with ion-exchanged water in a second extraction bath at a constant speed, and then immersed in a 0.1 N sodium hydroxide solution for neutralization treatment. did. Further, after washing with water in a water bath, it was wound up, dried in a drying oven at 80 ° C., and allowed to stand until the moisture content in the fiber was 2% or less. Next, heat treatment was performed for 2.4 seconds in a tension of 5.0 g / d and a temperature of 600 ° C.

得られた繊維は、S2/S1が1.1、Tが0.98、平均自乗粗さが15.4nm、線膨張係数が−4ppm/℃であった。
また、得られたピリドビスイミダゾール繊維の工程通過性は特に問題はなく、繊維ウェブを積層してフェルトを製造する前記の後加工性の評価では、折れたニードルの本数は60本/mであり、後加工性が優れていることが確認できた。
The obtained fiber had S2 / S1 of 1.1, T of 0.98, an average square roughness of 15.4 nm, and a linear expansion coefficient of −4 ppm / ° C.
In addition, the processability of the obtained pyridobisimidazole fiber is not particularly problematic, and in the evaluation of post-processability in which a felt is produced by laminating fiber webs, the number of broken needles is 60 / m 2. It was confirmed that the post-processability was excellent.

次に、上述の方法で得られた繊維(104dtex)を用いて、平織物(織密度:経糸、緯糸とも25mmあたり25本)を得た。
さらに、ビスフェノールAエポキシ樹脂(100質量部)、2−メチル−4−メチルイミダゾール(3質量部)を、メチルエチルケトン(100質量部)に溶解してワニスを作製した。次いで、該ワニスを上述のピリドビスイミダゾール繊維を用いた平織物に含浸してプリプレグを作製した。
Next, using the fibers (104 dtex) obtained by the above-described method, a plain woven fabric (weave density: 25 warps and wefts per 25 mm) was obtained.
Furthermore, bisphenol A epoxy resin (100 parts by mass) and 2-methyl-4-methylimidazole (3 parts by mass) were dissolved in methyl ethyl ketone (100 parts by mass) to prepare a varnish. Subsequently, the varnish was impregnated into a plain fabric using the above pyridobisimidazole fiber to prepare a prepreg.

このようにして得られたプリプレグを8枚重ね、上下に18μm厚の銅箔を重ね、ステンレス板で挟み、真空プレス成型機を用い、4MPaの圧力で170℃、90分間の加熱成型を行った。こうして半導体パッケージ用多層プリント配線板のコア材を製造した。   Eight prepregs obtained in this manner were stacked, 18 μm thick copper foils were stacked on the top and bottom, sandwiched between stainless plates, and subjected to heat molding at 170 ° C. for 90 minutes at a pressure of 4 MPa using a vacuum press molding machine. . Thus, the core material of the multilayer printed wiring board for semiconductor packages was manufactured.

さらに、同様のコア材の両面に、接着シートとして厚み40μmのABF SH−9K(味の素テクノファイン社製、商品名)を用い、従来のセミアディティブ工法によりビルドアップ層をそれぞれ2層ずつ形成したプリント配線板を製造した。   Furthermore, a print in which two layers of build-up layers are formed by a conventional semi-additive method using ABF SH-9K (product name, manufactured by Ajinomoto Techno Fine Co., Ltd.) having a thickness of 40 μm as an adhesive sheet on both surfaces of the same core material. A wiring board was manufactured.

得られたプリプレグは、吸湿率が1.7%、面方向の熱膨張係数が1ppm/℃であった。また、プリント配線板は、マイグレーションテストの結果が473時間であった。   The obtained prepreg had a moisture absorption rate of 1.7% and a thermal expansion coefficient in the plane direction of 1 ppm / ° C. The printed wiring board had a migration test result of 473 hours.

(比較例1)
凝固液として20%燐酸水溶液(40℃)を使うこと以外は実施例1と同じ方法で繊維を製造した。
得られた繊維は、S2/S1が0.97、Tが1.1、平均自乗粗さが39.1nm、線膨張係数が−4ppm/℃であった。
また、得られたピリドビスイミダゾール繊維の工程通過性は問題なしであり、繊維ウェブを積層してフェルトを製造する前記の後加工性の評価では、折れたニードルの本数は370本/mであり、後加工性に問題があった。
(Comparative Example 1)
Fibers were produced in the same manner as in Example 1 except that 20% phosphoric acid aqueous solution (40 ° C.) was used as the coagulation liquid.
The obtained fiber had S2 / S1 of 0.97, T of 1.1, an average square roughness of 39.1 nm, and a linear expansion coefficient of −4 ppm / ° C.
Further, the processability of the obtained pyridobisimidazole fiber is not a problem, and in the evaluation of the post-processability for producing a felt by laminating fiber webs, the number of broken needles is 370 / m 2. And there was a problem in post-workability.

さらに、得られた繊維から実施例1と同様にして、平織物、プリプレグ、プリント配線板を作製した。
得られたプリプレグは、吸湿率が4.5%、面方向の熱膨張係数が1ppm/℃であった。また、プリント配線板は、マイグレーションテストの結果が171時間であった。
Further, a plain woven fabric, a prepreg, and a printed wiring board were produced from the obtained fibers in the same manner as in Example 1.
The obtained prepreg had a moisture absorption rate of 4.5% and a thermal expansion coefficient in the plane direction of 1 ppm / ° C. The printed wiring board had a migration test result of 171 hours.

これらの結果より、本発明は、従来に比べて吸湿率の著しい低下が認められ、物性上、極めて優れていることが理解できる。   From these results, it can be understood that the present invention is remarkably reduced in moisture absorption rate as compared with the prior art and is extremely excellent in physical properties.

本発明は、これまで得られなかった繊維表面が緻密であるという特異な繊維微細構造を有し、後加工性に優れ、かつ低吸湿性、低誘電率であるピリドビスイミダゾール繊維を用いたプレプレグであるため、産業用資材として利用分野の拡大における貢献が高い。   The present invention uses a pyridobisimidazole fiber having a unique fiber microstructure in which a fiber surface that has not been obtained so far is dense, excellent in post-processing properties, low hygroscopicity, and low dielectric constant. Because it is a prepreg, it contributes greatly in expanding the field of use as an industrial material.

すなわち、シリコンチップを実装するための高密度高性能回路基板用途はもとより、ケーブル、電線や光ファイバー等のテンションメンバー、ロープ、等の緊張材、ロケットインシュレーション、ロケットケイシング、圧力容器、宇宙服の紐、惑星探査気球、等の航空、宇宙資材、耐弾材等の耐衝撃用部材、手袋等の耐切創用部材、消防服、耐熱フェルト、プラント用ガスケット、耐熱織物、各種シーリング、耐熱クッション、フィルター、等の耐熱耐炎部材、ベルト、タイヤ、靴底、ロープ、ホース、等のゴム補強剤、釣り糸、釣竿、テニスラケット、卓球ラケット、バトミントンラケット、ゴルフシャフト、クラブヘッド、ガット、弦、セイルクロス、ランニングシューズ、マラソンシューズ、スパイクシューズ、スケートシューズ、バスケットボールシューズ、バレーボールシューズ、等の運動靴、競技(走)用自転車及びその車輪、ロードレーサー、ピストレーサー、マウンテンバイク、コンポジットホイール、ディスクホイール、テンションディスク、スポーク、ブレーキワイヤー、変速機ワイヤー、競技(走)用車椅子及びその車輪、プロテクター、レーシングスーツ、スキー、ストック、ヘルメット、落下傘等のスポーツ関係資材、アバンスベルト、クラッチファーシング等の耐摩擦材、各種建築材料用補強剤及びその他ライダースーツ、スピーカーコーン、軽量乳母車、軽量車椅子、軽量介護用ベッド、救命ボート、ライフジャケット、など広範にわたる用途に好適である。   In other words, not only for high-density and high-performance circuit boards for mounting silicon chips, but also for tension members such as cables, electric wires and optical fibers, ropes, etc., rocket insulation, rocket casing, pressure vessels, space suits Aviation such as strings, planetary exploration balloons, impact materials such as space materials, bulletproof materials, cut resistant materials such as gloves, fire clothes, heat felt, plant gaskets, heat resistant fabrics, various seals, heat cushions, Heat-resistant flame-resistant members such as filters, rubber reinforcements such as belts, tires, shoe soles, ropes, hoses, fishing lines, fishing rods, tennis rackets, table tennis rackets, badminton rackets, golf shafts, club heads, guts, strings, sail cloths , Running shoes, marathon shoes, spike shoes, skate shoes, Athletic shoes such as ketball shoes, volleyball shoes, bicycles for competition (running) and its wheels, road racers, pis racers, mountain bikes, composite wheels, disc wheels, tension discs, spokes, brake wires, transmission wires, competitions ( Running wheelchairs and their wheels, protectors, racing suits, sports materials such as skis, stocks, helmets, parachutes, friction materials such as avant belts, clutch facings, various building material reinforcements and other rider suits, speakers Suitable for a wide range of applications such as cones, lightweight baby carriages, lightweight wheelchairs, lightweight nursing beds, lifeboats, life jackets.

また、従来得られていなかった、低誘電率及び停吸湿性に高度に優れているため、特に、プリント配線基板材料、半導体実装分野や次世代情報携帯電話分野で有用である。   Further, since it is highly excellent in low dielectric constant and moisture absorption, which has not been obtained so far, it is particularly useful in printed wiring board materials, semiconductor mounting fields and next-generation information mobile phone fields.

Claims (3)

ピリドビスイミダゾール繊維の表層部(表面〜1μm)から得られた電子線回折図において、赤道方向プロファイルにおける結晶(200)面由来の回折ピーク面積をS1、結晶(110)面、(210)面および(400)由来の回折ピーク面積をS2としたとき、S2/S1が0.1〜1.5を満足するピリドビスイミダゾール結晶の存在状態であり、かつ、原子間力顕微鏡で測定される繊維表面の平均自乗粗さが20nm以下であるピリドビスイミダゾール繊維を用いたプレプレグ。   In the electron diffraction pattern obtained from the surface layer portion (surface to 1 μm) of pyridobisimidazole fiber, the diffraction peak area derived from the crystal (200) plane in the equatorial profile is S1, the crystal (110) plane, and the (210) plane. And when the diffraction peak area derived from (400) is S2, S2 / S1 is an existing state of pyridobisimidazole crystals satisfying 0.1 to 1.5, and is measured by an atomic force microscope. A prepreg using a pyridobisimidazole fiber having an average square roughness of the fiber surface of 20 nm or less. ピリドビスイミダゾール繊維の表層部(表面〜1μm)及び中心部から得られたピリドビスイミダゾール結晶の(200)面の電子線回折の方位角プロファイルにおいて、表層部から得た回折ピークの半値幅を中心部から得た回折ピークの半値幅で割った値Tが0.75〜1.25であるピリドビスイミダゾール繊維からなる請求項1に記載のピリドビスイミダゾール繊維を用いたプレプレグ。   In the azimuth profile of electron diffraction of the (200) plane of the pyridobisimidazole crystal obtained from the surface layer part (surface to 1 μm) and the center part of the pyridobisimidazole fiber, the half width of the diffraction peak obtained from the surface layer part The prepreg using the pyridobisimidazole fiber of Claim 1 which consists of a pyridobisimidazole fiber whose value T which divided by the half width of the diffraction peak obtained from the center part is 0.75-1.25. ピリドビスイミダゾール繊維の面方向の熱膨張係数が−3ppm/℃以上、6ppm/℃以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のピリドビスイミダゾール繊維を用いたプレプレグ。   The prepreg using the pyridobisimidazole fiber according to claim 1 or 2, wherein a thermal expansion coefficient in a plane direction of the pyridobisimidazole fiber is -3 ppm / ° C or more and 6 ppm / ° C or less.
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