JP5177742B2 - 石英ガラスクロス - Google Patents

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Description

本発明は、石英ガラス繊維を用いた石英ガラスクロスに関し更に詳細には多層プリント配線基板、特に周波数が1GHz以上の高周波回路を形成する多層プリント配線基板に用いられる薄物石英ガラスクロスに関する。
近年、ミリ波レーダー等に使用されるIC回路にはGHz領域の高い周波数の利用が検討されており一部実用化が進んでいる。このような回路に使用されるプリント配線基板には比誘電率や誘電正接の向上が要求されるが、これらの誘電特性は基板中に補強剤として使用されているガラスクロス基材の物性が大きな影響を与え、石英ガラスを素材として用いた場合非常に優れた特性が得られる。また同時に多層化が進んでおりこれに用いられるガラスクロスには肉薄化が要求されている。薄物石英ガラスクロスの製造方法としては、例えば、特許文献1は厚さが27μmの石英ガラスクロスを製造する方法を開示している。
一方、プリント配線基板に用いられるガラスクロスのスタイルは、使用されるフィラメントの径、フィラメントを束ねたストランド重量、ストランドの撚り状態、タテ糸とヨコ糸それぞれの織り密度、クロス厚さ、及びクロス重量等で示され、高周波多層プリント配線基板に好適に用いられるプリント配線基板用Eガラスの規格としてIPC−4412Aが国際的な標準となっている。該規格ではφ4μm〜φ9μmの径のフィラメントが使用され、例えば7μmの糸を使用した場合、最も薄いクロスとしてスタイル2112がある。これは1000mあたりの重さが22gのストランドを使用し、クロス中のガラスストランドの1cm当たりの密度が15.7本および15.4本であり、クロスの厚さが0.081mmであり、重さが1mあたり67.0g以上71.0g以下である。
Eガラスの比重を2.54g/mとし石英ガラスの比重を2.2g/mとした場合、石英ガラス換算で1m当たりの重さは58.0g以上61.5g以下となる。しかしながら石英ガラスは非常に高価であり、その硬度はEガラスに比較して非常に高い為、ドリルによる穴あけ加工時にドリルの消耗が非常に激しく、またレーザービア加工も困難であり、前記特許文献1に従った石英ガラスクロスを製造した場合、プリント配線基板用として限定された用途でしか使われなくなる。これを解決する為に、例えばスタイル2112よりも更に薄いクロスを製作しようとして1000mあたり11gのストランドを使用しその他はスタイル2112と同様な規格でクロスを製作した場合、目の粗いものしか得られず、更には両耳部よりほつれが頻繁に生じプリント配線基板用基材としての要求は満たされないといった問題があった。
特開2006−282401号公報
本発明は、直径が9μm以下の石英ガラスフィラメントからなる高周波プリント配線基板用石英クロスとして十分に安価であり、その加工性や外観形状を向上させることを課題としてなされたもので、特に1GHzを超える高周波回路に用いられる多層プリント配線基板に好適に用いられる薄物石英ガラスクロス、好ましくは厚さ45μm以下の石英ガラスクロスを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ね本発明を完成させた。即ち、本発明の石英ガラスクロスは、平均フィラメント径が3μm以上9μm以下の石英ガラスフィラメントを15本以上49本以下の本数に束ねて石英ガラスストランドとし、該石英ガラスストランドを撚り数40t/m以下の撚り掛けをするか又は撚り掛け処理を施さずに構成される石英ガラス糸を、タテ糸およびヨコ糸の織り密度がそれぞれ10本/cm以上95本/cm以下で織布されてなる石英ガラスクロスであって、該石英ガラスクロスの表面はシランカップリング剤により被覆され且つ該石英ガラスクロスの両耳部はほつれ防止加工が施されてなり、タテ糸およびヨコ糸を合わせた総フィラメント数が80,000本/m以上280,000本/m以下であり、前記石英ガラスクロスは開繊処理がなされており、該開繊処理後の前記石英ガラスクロスを構成する石英ガラスストランドの扁平率が3以上10以下であることを特徴とする。
前記石英ガラスクロスは開繊処理がなされており、該開繊処理後の前記石英ガラスクロスを構成する石英ガラスストランドの扁平率が3以上10以下とされている
本発明の石英ガラスクロスは、前記シランカップリング剤による被覆及び前記ほつれ防止加工が施される前の石英ガラスクロスの厚さが6μm以上45μm以下であり、前記シランカップリング剤による被覆及び前記ほつれ防止加工が施される前の石英ガラスクロスのクロス目付けが3.5g/m以上35g/m以下であることが好適である。
また、本発明の石英ガラスクロスは、前記石英ガラスフィラメントの平均フィラメント径をXμmとした時の前記シランカップリング剤による被覆及び前記ほつれ防止加工が施される前のクロス目付けが1.25Xg/m以上3.75Xg/m以下の範囲にあり、且つタテ糸及びヨコ糸の織り密度がそれぞれ90/X本/cm以上270/X本/cm以下の範囲にあることが好適である。
前記シランカップリング剤が、アルコキシシランであることが好ましい。
本発明の石英ガラスクロスは、プリント配線基板として、特に好適に用いられる。
本発明の石英ガラスクロスの製造方法の第1の態様は、平均フィラメント径が3μm以上9μm以下の石英ガラスフィラメントを15本以上49本以下の本数に束ねてなる石英ガラスストランドから構成される無撚りの石英ガラス糸を形成する工程と、
該石英ガラス糸を、タテ糸およびヨコ糸の織り密度がそれぞれ10本/cm以上95本/cm以下で織布して石英ガラスクロスとする工程と、
該石英ガラスクロスに開繊処理を施す工程と、
石英ガラスクロスの表面をシランカップリング剤で被覆する工程と、
石英ガラスクロスの両耳部にほつれ防止加工を施す工程と、を含み、
前記石英ガラスクロスのタテ糸およびヨコ糸を合わせた総フィラメント数が80,000本/m 以上280,000本/m 以下であり、前記開繊処理後の前記石英ガラスクロスを構成する石英ガラスストランドの扁平率が3以上10以下であることを特徴とする。
本発明の石英ガラスクロスの製造方法の第2の態様は、平均フィラメント径が3μm以上9μm以下の石英ガラスフィラメントを15本以上49本以下の本数に束ねて石英ガラスストランドとする工程と、
石英ガラスストランドを、撚り数40t/m以下で撚りを掛けて石英ガラス糸とする工程と、
該石英ガラス糸を、タテ糸およびヨコ糸の織り密度がそれぞれ10本/cm以上95本/cm以下で織布して石英ガラスクロスとする工程と、
該石英ガラスクロスに開繊処理を施す工程と
石英ガラスクロスの表面をシランカップリング剤で被覆する工程と、
石英ガラスクロスの両耳部にほつれ防止加工を施す工程と、を含み、
前記石英ガラスクロスのタテ糸およびヨコ糸を合わせた総フィラメント数が80,000本/m 以上280,000本/m 以下であり、前記開繊処理後の前記石英ガラスクロスを構成する石英ガラスストランドの扁平率が3以上10以下であることを特徴とする。
本発明の石英ガラスクロスの製造方法において、前記石英ガラスクロスのタテ糸およびヨコ糸を合わせた総フィラメント数が80,000本/m以上280,000本/m以下とされている
本発明の石英ガラスクロスの製造方法は、前記石英ガラスクロスに開繊処理を施す工程を含むものとされる
本発明によれば、直径9μm以下の石英ガラス繊維を用いプリント配線基板用基材として十分に使用可能である、加工性や外観形状が向上したクロスを低コストで製造することが可能となる。この直径9μm以下の極細石英ガラス繊維を用いれば、特に1GHzを超える高周波回路に用いられる多層プリント配線基板に好適に用いられる厚さ45μm以下の石英ガラスクロスを製造することが可能となる。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、これは例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
本発明の石英ガラスクロスは、平均フィラメント径が3μm以上9μm以下の石英ガラスフィラメントを15本以上49本以下の本数に束ねてストランドとし、該ストランドを撚り数40t/m以下の撚り掛けをするか又は撚り掛け処理を施さずに構成される石英ガラス糸を、タテ糸およびヨコ糸の織り密度10本/cm以上95本/cm以下で織布されてなるガラスクロスであって、該ガラスクロスの表面はシランカップリング剤により被覆され且つ該ガラスクロスの両耳部はほつれ防止加工が施されてなり、タテ糸およびヨコ糸を合わせた総フィラメント数が80,000本/m以上280,000本/m以下であることを特徴とする。
本発明の石英ガラスクロスに使用される石英ガラスフィラメントは、平均直径が3μm以上9μm以下であり、5μm以上9μm以下が好ましく、5μm以上7μm以下がより好ましい。この時、石英ガラスフィラメントの平均直径は、石英ガラスクロス中のタテ糸およびヨコ糸それぞれの任意のフィラメント50本を取り出し、光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡により任意の位置を測定して得られた値を平均する事により得られる。
前記石英ガラスフィラメントの製造方法は特に制限はないが、石英ガラス素材をバーナー火炎中に導入し加熱延伸することにより得られるものが好ましい。該石英ガラス素材の直径Dは、0.10〜1.40mmであることが好適である。
上記により得られたフィラメントの径はφ3μm〜φ9μmであり、延伸時には切断防止および集束のためフィラメントを15本以上、好ましくは20本以上、より好ましくは25本以上、及び49本以下、好ましくは45本以下、より好ましくは40本以下の範囲の本数に束ね、1次サイズ剤を付与しながらストランドとする。フィラメント本数が15本より少ないと、プロセス中で糸に生じる張力に耐える力が得にくくなるばかりでなく、糸切れ多発による製織不良となりクロスの品質を悪化させることになる為好ましくない。フィラメント本数が49本より多いと開繊処理を施した際にフィラメントの広がりが不十分となり加工性が悪化する可能性が高くなるため好ましくない。
前記石英ガラスフィラメントの製造に用いられる石英ガラス素材は、不純物の少ない高純度なものを用いることが好ましく、石英ガラス素材中の不純物の濃度が、アルカリ金属であるNa、K、Liの総和が10ppm以下、Bが1ppm以下、Pが1ppm以下、Uが0.1ppb以下であることがより好ましい。この時、金属不純物濃度はサイズ剤を除去した後、原子吸光法により測定を行った。
前記ストランドを、撚り数40t/m以下に撚り掛けした石英ガラス糸もしくは無撚りの石英ガラス糸がガラスクロスの構成糸として使用される。撚り掛けを行う理由は糸切れなどを防止するためであるが、撚り掛けの際には2次サイズ剤が塗布されるため更には後述するようにカバリング処理が施されるため必要な撚り数は40t/m以下で十分であり、好ましくは20t/m以下、更に好ましくは10t/m以下である。延伸時に1次サイズ剤が既に用いられている為、実質的に無加撚状態であってもよい。本発明において、撚り掛け処理を施していない状態を無撚りと称する。本発明において、撚り数はJIS R3420 7−5に準じた方法で行う。
前記石英ガラス糸を、タテ糸およびヨコ糸の織り密度をそれぞれ10本/cm以上、好ましくは12本/cm以上、より好ましくは15本/cm以上、及び95本/cm以下、好ましくは40本/cm以下、より好ましくは28本/cm以下の範囲で製織してガラスクロスとする。
ガラスクロスの製織方法は特に制限はなく、例えば、レピア織機によるもの、シャトル織機によるもの、エアジェットルームによるものなどが挙げられる。
本発明のガラスクロスのタテ糸およびヨコ糸を合わせた総フィラメント本数は1mあたり80,000本以上280,000本以下である。総フィラメント本数が80,000本よりも少ない場合はクロスの目が粗く不均一となり更には強度が弱く取扱が困難となる為好ましくない。280,000本よりも多くなる場合、加工性が悪くなるばかりでなく開繊処理により目の粗密が大きくなりすぎる部分が発生する可能性があるため好ましくない。
また、本発明のガラスクロスは、シランカップリング剤による被覆及びほつれ防止加工が施される前のクロス目付けが3.5g/m以上、好ましくは10g/m以上、及び35g/m以下、好ましくは18g/m以下であることが好適である。以下、本願明細書において、特別の説明がない場合、クロス目付けはシランカップリング剤によりガラスクロスを被覆する前であり且つほつれ防止加工が施される前に測定された測定値を意味するものとする。本発明におけるクロス目付け測定は、シランカップリング剤を被覆する前のあるいはシランカップリング剤等有機物を除去した後にJIS R 3420 7−2−2に準じた方法で行う。
本発明において、それぞれのフィラメント径を選択した場合に目付けと織り密度にはより好適な範囲が存在する。本発明のガラスクロスは、総フィラメント本数を満たしつつクロス目付けと織り密度を最適な状態に保つことにより、加工性や外観形状をさらに向上させることができる。
具体的には、フィラメント径をX(単位:μm)とした時、クロス目付けは2.5×X(単位:g/m)の50%〜150%の範囲、即ち、1.25X以上3.75X以下(単位:g/m)の範囲となることが好ましい。各フィラメント径におけるクロス目付けの好ましい範囲の上限値と下限値を表1に示した。表1に示した如く、例えばフィラメント径がφ5μmの場合においては、クロス目付けを6.25g/m以上18.75g/m以下とすることが好適である。クロス目付が6.25g/mより少ない場合、クロスは目が粗く不均一となり更には強度が弱くなり取り扱いが難しくなるため好ましくない。クロス目付が18.75g/mより大きいクロスでは、加工性や厚さ均一性の点において問題が生じ易くなるため好ましくない。
Figure 0005177742
また、フィラメント径をX(単位:μm)とした時、タテ糸及びヨコ糸の織り密度はそれぞれ、180÷X(単位:本/cm)の50%〜150%の範囲、即ち、90/X以上270/X以下(単位:本/cm)の範囲となることが好ましい。各フィラメント径における織り密度の好ましい範囲の上限値と下限値を表2に示した。表2に示した如く、例えばフィラメント径がφ5μmの場合においては、タテ糸およびヨコ糸の織り密度をそれぞれ約18本/cm以上約54本/cm以下とすることが好適である。
Figure 0005177742
本発明において、前記ストランド中のフィラメントの本数が最大でも49本である事を考慮すると、製織に先立ち上記ストランドを別材質の糸でカバリングしたものを使用してもよい。ここで、カバリング用糸の材質は石英ガラスフィラメントに対し毛羽や傷などを生じず、最終的に除去されるものが良い。またカバリング用糸は石英ガラス糸を出来る限り覆う状態がよい。これによりクロス製織時に石英ガラスフィラメントが表面に露出せず毛羽や糸切れなどを生じないばかりか通常の方法で製織することが可能となり作業効率が上がる。
製織後のカバリング糸の除去方法としては、溶液による溶解や加熱による焼き飛ばし等の一般的な方法が考えられるが、特に水溶性繊維を用いお湯で溶解除去する方法が好ましい。この方法によりカバリング糸が除去されるばかりでなく、ガラスクロスを構成するストランドのフィラメントが広がった状態、即ち開繊処理となり、さらに予期しないことにカバリング糸が除去されることにより生じた僅かな隙間の存在により、広がったフィラメントは波状にうねった状態となる。この為目付けやフィラメント本数が小さいにも拘わらず粗密が比較的均一であり、表面の凹凸が小さい滑らかなクロスを得ることが可能となる。
またカバリング糸の溶解除去後に更にヒートクリーニングを行うことで完全な除去が達成される。
本発明において、製織後、ガラスクロスに開繊処理を施すことが好ましい。ガラスクロスに開繊処理を施す工程順は特に制限はないが、シランカップリング剤による被覆処理より前に行うことが好ましい。また、前述した如く、カバリング糸の除去処理により開繊処理を施しても良い。
開繊処理方法としては、公知の開繊処理方法を用いることができる。例えば、特開昭61−194252号公報ではクロス表面に複数のノズルから高圧のウォータージェットを均一に噴射させ開繊処理を行っている。特に前述のカバリング糸の除去処理においては温水中において超音波処理を行うことにより、より効率的に開繊を行うことが可能となる。
前記開繊処理により、ストランド中のタテ糸及びヨコ糸が広がり扁平状態となり波状にうねった状態のストランドにより構成されるガラスクロスが得られる。
図1は、ストランドの扁平率を説明する概略説明図であり、(a)は、石英ガラスクロスを構成する石英ガラス糸の側面図を示し、(b)は石英ガラスクロスの平面図を示した。図1において、10は石英ガラスフィラメント、12は石英ガラス糸、14は石英ガラスクロスである。
本発明において、石英ガラスクロス14の側面を平面写真に撮影し、石英ガラス糸12の厚さを測定して得られた測定値A(図1の(a)のA)と、石英ガラスクロス14の平面を同様に平面写真に撮影し、石英ガラス糸12の幅を測定して得られた測定値B(図1の(b)のB)の比(B/A)を、ストランドの扁平率と称する。本発明の石英ガラスクロスは、開繊処理後のガラスクロスを構成するストランドの扁平率が3以上10以下であることが好ましい。なお、開繊処理をシランカップリング剤による被覆処理前に行う場合、扁平率もシランカップリング剤による被覆処理前に測定する。
本発明の石英ガラスクロスは、製織後、ガラスクロスをシランカップリング剤による表面処理を行い、ガラスクロスの表面をシランカップリング剤で被覆するものである。シランカップリング剤による被覆処理の工程順は特に制限はないが、前述したカバリングを行う場合は、カバリング糸を除去した後に被覆処理を行うことが好ましい。
前記シランカップリング剤としては、公知のシランカップリング剤を用いることができるが、アルコキシシランが好ましく、ガンマアミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマアミノプロピルトリエトキシシラン、エヌベータアミノエチルガンマアミノプロピルトリメトキシシラン、エヌベータアミノエチルガンマアミノプロピルトリエトキシシラン、ガンマメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマメタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される1種又は2種以上がより好ましい。
上記シランカップリング剤の濃度は通常0.1重量%〜5重量%の間の希薄水溶液で使用されるが、特に0.1重量%〜1重量%の間で使用するのが効果的である。本発明によるクロスを用いることで、上記シランカップリング剤が均一に付着しガラスクロス表面に対して、より均一な保護作用をもたらし取扱がし易くなるばかりでなく、プリプレグを製作する際に用いられる樹脂に対しても均一でムラのない塗布が可能となる。
本発明の石英ガラスクロスは、製織後、ガラスクロスの両耳部にほつれ防止加工を施すものである。該ほつれ防止加工の工程順は特に制限はないが、シランカップリング剤による表面処理が行われた後、あるいは該表面処理と同時にほつれ防止加工を行うことが好ましい。ほつれ防止加工は両耳部から糸が抜け落ちないために行われる処理であり、耳端部より幅5mm以上15mm以内に施されることが好適である。
ほつれ防止加工方法は特に制限はなく、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の固着材を用い、ローラーで糊付けする等の公知の方法を用いることができる。本発明のガラスクロスは目付けが小さく糸同士の拘束が比較的緩いためほつれ防止加工を行うことは必須となる。
本発明によれば、厚さ45μm以下の薄物石英ガラスクロスを得ることができる。本発明において、シランカップリング剤による被覆処理及びほつれ防止加工が施される前の石英ガラスクロスの厚さは、好ましくは6μm以上、より好ましくは15μm以上であり、且つ好ましくは45μm以下、より好ましくは30μm以下である。本発明において、厚さ測定はJIS R3420 7−10に準じた方法で行う。
本発明によれば、1MHzおよび1GHzの比誘電率がそれぞれ3.9以下および4.0以下であり、誘電正接がそれぞれ1×10−4以下および2×10−4以下であり、高周波プリント配線基板用として十分な性能を持つ石英ガラスクロスを得ることができる。
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
(実施例1)
直径Dが0.15mmの石英ガラス素材をバーナー火炎中に導入し加熱延伸することにより平均フィラメント径φ6μm、フィラメント本数40本の石英ガラスストランドを得た。この時ストランドには1.0%濃度のポリビニルアルコール水溶液が1次サイズ剤として付与された。このストランドの周りに5.5texの水溶性ポリビニルアルコール繊維を300t/mでカバリングしたものを用意した。この時の石英ガラスストランドは実質上無撚りである。
この石英ガラスのカバリング糸を用い、タテ糸24本/cm、ヨコ糸24本/cmの織り密度をもつガラスクロスを、手織り織機を用い幅250mm長さ400mmの大きさに平織りで製織し、総フィラメント本数192,000本/mの製織クロスを得た。
次に70℃のお湯に製織クロスを含浸し20分超音波をかけながらカバリング糸の溶解除去及び開繊処理を施した後、50℃のオーブンに入れ乾燥した。乾燥後のクロスの目付けは13.3g/mであった。石英ガラスクロスを観察したところ目付けが小さいにも拘わらず疎密が比較的均一であり、波状のうねりを示す滑らかなクロスを得ることができた。この時のクロスの厚さは25μmであり、ストランド扁平率は5となった。
更に本ガラスクロスをガンマアミノプロピルトリメトキシシランの0.5%水溶液に浸した後、乾燥し、両耳部の端より幅15mmにエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いローラーで糊付けを行なった。これにより耳部より糸のほつれがないクロスを得る事が可能となった。
(実施例2)
実施例1と同様に石英ガラス素材を加熱延伸することにより平均フィラメント径φ5μm、フィラメント本数49本の石英ガラスストランドを得た。この時ストランドには2%濃度の、澱粉に油剤エマルジョンを加えたものが1次サイズ剤として付与された。このストランドを同様に1.5%濃度の、澱粉に油剤エマルジョンを加えた2次サイズ剤を付与しながら撚糸機により撚り数10t/mで撚り掛けをした後、この糸の周りに5.5texの水溶性ポリビニルアルコール繊維を300t/mでカバリングしたものを用意した。
この石英ガラスのカバリング糸を用い、タテ糸25本/cm、ヨコ糸25本/cmの織り密度をもつガラスクロスを、手織り織機を用い幅250mm長さ400mmの大きさに平織りで製織し、総フィラメント本数245,000本/mの製織クロスを得た。
次に70℃のお湯に製織クロスを含浸し20分超音波をかけながらカバリング糸の溶解除去及び開繊処理を施した後、50℃のオーブンに入れ乾燥した。乾燥後、500℃、5時間大気炉中で熱処理を行い完全にカバリング糸を除去した。このクロスの目付けは13.0g/mであった。石英ガラスクロスを観察したところ目付けが小さいにも拘わらず疎密が比較的均一であり、波状のうねりを示す滑らかなクロスを得ることができた。この時のストランド扁平率は6となった。この時のクロスの厚さは21μmであった。
更に本ガラスクロスをガンマアミノプロピルトリメトキシシランの0.5%水溶液に浸した後、乾燥し、両耳部の端より幅15mmにエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いローラーで糊付けを行なった。これにより耳部より糸のほつれがないクロスを得る事が可能となった。
(実施例3)
実施例1と同様に石英ガラス素材を加熱延伸し、平均フィラメント径φ7.5μm、フィラメント本数49本の石英ガラスストランドを得た。この時ストランドには2%濃度の、澱粉に油剤エマルジョンを加えたものが集束剤として付与された。このストランドを同様に1.5%濃度の、澱粉に油剤エマルジョンを加えた2次サイズ剤を付与しながら撚糸機により撚り数15t/mで撚り掛けをした後、この糸の周りに10texの水溶性ポリビニルアルコール繊維を200t/mでダブルカバリングしたものを用意した。
この石英ガラスのカバリング糸を用い、タテ糸28本/cm、ヨコ糸28本/cmの織り密度をもつガラスクロスを、手織り織機を用い幅250mm長さ400mmの大きさに平織りで製織し、総フィラメント本数274,400本/mの製織クロスを得た。
次に70℃のお湯に製織クロスを含浸し20分超音波をかけながらカバリング糸の溶解除去及び開繊処理を施した後、50℃のオーブンに入れ乾燥した。乾燥後500℃、5時間大気炉中で熱処理を行い完全にカバリング糸を除去した。このクロスの目付けは27.8g/mであった。石英ガラスクロスを観察したところ目付けが小さいにも拘わらず疎密が比較的均一であり、波状のうねりを示す滑らかなクロスを得ることができた。この時のストランド扁平率は5となった。この時のクロスの厚さは32μmであった。
更に本ガラスクロスをガンマアミノプロピルトリメトキシシランの0.5%水溶液に浸した後、乾燥し、両耳部の端より幅15mmにエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いローラーで糊付けを行なった。これにより耳部より糸のほつれがないクロスを得る事が可能となった。
(実施例4)
実施例1と同様に石英ガラス素材を加熱延伸し、平均フィラメント径φ5μm、フィラメント本数25本の石英ガラスストランドを得た。この時ストランドには2%濃度の、澱粉に油剤エマルジョン等を加えたものが集束剤として付与された。このストランドを同様に1.5%濃度の、澱粉に油剤エマルジョンを加えた2次サイズ剤を付与しながら撚糸機により撚り数40t/mで撚り掛けをしたものを用意した。
この石英ガラス糸を用い、タテ糸16本/cm、ヨコ糸16本/cmの織り密度をもつガラスクロスを、手織り織機を用い幅250mm長さ400mmの大きさに平織りで製織し、総フィラメント本数80,000本/mの製織クロスを得た。
次に純水に製織クロスを含浸し20分超音波をかけながら開繊処理を施した後、50℃のオーブンに入れ乾燥した。乾燥後500℃、5時間大気炉中で熱処理を行った。このクロスの目付けは4.1g/mであった。石英ガラスクロスを観察したところ目付けが小さいにも拘わらず疎密が比較的均一であり、波状のうねりを示す滑らかなクロスを得ることができた。この時のストランド扁平率は3となった。この時のクロスの厚さは12μmであった。
更に本ガラスクロスをガンマアミノプロピルトリメトキシシランの0.5%水溶液に浸した後、乾燥し、両耳部の端より幅15mmにエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いローラーで糊付けを行なった。これにより耳部より糸のほつれがないクロスを得る事が可能となった。
(比較例1)
直径Dが0.18mmの石英ガラス素材をバーナー火炎中に導入し加熱延伸することにより平均フィラメント径φ10μm、フィラメント本数40本の石英ガラスストランドを得た。このストランドを、撚糸機を用い撚り数20t/mで撚り掛けを行ない、石英ガラス糸を得た。この石英ガラス糸を用い、タテ糸25本/cm、ヨコ糸25本/cmの織り密度をもつガラスクロスを、手織り織機を用い幅250mm長さ400mmの大きさに平織りで製織し、総フィラメント本数200,000本/mの製織クロスを得た。
この時の目付けは35.2g/mでクロスの厚さは30μmであった。このクロスのストランド扁平率は2であり、目の粗密が大きくストランド中のフィラメントが密着した状態となり実用に供する事はできなかった。
(比較例2)
実施例1と同様に石英ガラス素材を加熱延伸し、平均フィラメント径9μm、フィラメント本数35本の石英ガラスストランドを得た。このストランドを、撚糸機を用い撚り数20t/mで撚り掛けを行ない、石英ガラス糸を得た。この石英ガラス糸を用い、タテ糸11本/cm、ヨコ糸11本/cmの織り密度をもつガラスクロスを、手織り織機を用い幅250mm長さ400mmの大きさに平織りで製織し、総フィラメント本数77,000本/mの製織クロスを得た。
この時の目付けは13.2g/mでクロスの厚さは25μmであった。このクロスを観察したところ、ストランド扁平率は2となりストランド間の疎密が大きくクロスとして実用に供する事はできなかった。
(比較例3)
実施例1と同様に石英ガラス素材を加熱延伸し、平均フィラメント径6μm、フィラメント本数14本の石英ガラスストランドを得た。このストランドを、撚糸機を用い撚り数50t/mで撚り掛けを行ない、石英ガラス糸を得た。この石英ガラス糸を用い、タテ糸27本/cm、ヨコ糸27本/cmの織り密度をもつガラスクロスを、手織り織機を用い幅250mm長さ400mmの大きさに平織りで製織し、総フィラメント本数75,600本/mの製織クロスを得た。
この時の目付けは5.2g/mでクロスの厚さは14μmであった。このクロスを観察したところ、ストランド扁平率は1.5となりストランド間の疎密が大きくまた、製織時の糸切れが頻繁に発生しクロスとして実用に供する事はできなかった。
ストランドの扁平率を説明する概略説明図であり、(a)は、石英ガラスクロスを構成する石英ガラス糸の側面図を示し、(b)は石英ガラスクロスの平面図を示した。
符号の説明
10:石英ガラスフィラメント、12:石英ガラス糸、14:石英ガラスクロス。

Claims (7)

  1. 平均フィラメント径が3μm以上9μm以下の石英ガラスフィラメントを15本以上49本以下の本数に束ねて石英ガラスストランドとし、該石英ガラスストランドを撚り数40t/m以下の撚り掛けをするか又は撚り掛け処理を施さずに構成される石英ガラス糸を、タテ糸およびヨコ糸の織り密度がそれぞれ10本/cm以上95本/cm以下で織布されてなる石英ガラスクロスであって、該石英ガラスクロスの表面はシランカップリング剤により被覆され且つ該石英ガラスクロスの両耳部はほつれ防止加工が施されてなり、タテ糸およびヨコ糸を合わせた総フィラメント数が80,000本/m以上280,000本/m以下であり、前記石英ガラスクロスは開繊処理がなされており、該開繊処理後の前記石英ガラスクロスを構成する石英ガラスストランドの扁平率が3以上10以下であることを特徴とする石英ガラスクロス。
  2. 前記シランカップリング剤による被覆及び前記ほつれ防止加工が施される前の前記石英ガラスクロスは、厚さが6μm以上45μm以下であり、クロス目付けが3.5g/m以上35g/m以下であることを特徴とする請求項1記載の石英ガラスクロス。
  3. 前記シランカップリング剤による被覆及び前記ほつれ防止加工が施される前の前記石英ガラスクロスは、前記石英ガラスフィラメントの平均フィラメント径をXμmとした時のクロス目付けが1.25Xg/m以上3.75Xg/m以下の範囲にあり、且つタテ糸及びヨコ糸の織り密度がそれぞれ90/X本/cm以上270/X本/cm以下の範囲にあることを特徴とする請求項1又は2記載の石英ガラスクロス。
  4. 前記シランカップリング剤が、アルコキシシランであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の石英ガラスクロス。
  5. プリント配線基板に用いられることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の石英ガラスクロス。
  6. 平均フィラメント径が3μm以上9μm以下の石英ガラスフィラメントを15本以上49本以下の本数に束ねてなる石英ガラスストランドから構成される無撚りの石英ガラス糸を形成する工程と、
    該石英ガラス糸を、タテ糸およびヨコ糸の織り密度がそれぞれ10本/cm以上95本/cm以下で織布して石英ガラスクロスとする工程と、
    該石英ガラスクロスに開繊処理を施す工程と、
    石英ガラスクロスの表面をシランカップリング剤で被覆する工程と、
    石英ガラスクロスの両耳部にほつれ防止加工を施す工程と、を含み、
    前記石英ガラスクロスのタテ糸およびヨコ糸を合わせた総フィラメント数が80,000本/m 以上280,000本/m 以下であり、かつ前記開繊処理後の前記石英ガラスクロスを構成する石英ガラスストランドの扁平率が3以上10以下であることを特徴とする石英ガラスクロスの製造方法。
  7. 平均フィラメント径が3μm以上9μm以下の石英ガラスフィラメントを15本以上49本以下の本数に束ねて石英ガラスストランドとする工程と、
    石英ガラスストランドを、撚り数40t/m以下で撚りを掛けて石英ガラス糸とする工程と、
    該石英ガラス糸を、タテ糸およびヨコ糸の織り密度がそれぞれ10本/cm以上95本/cm以下で織布して石英ガラスクロスとする工程と、
    該石英ガラスクロスに開繊処理を施す工程と
    石英ガラスクロスの表面をシランカップリング剤で被覆する工程と、
    石英ガラスクロスの両耳部にほつれ防止加工を施す工程と、を含み、
    前記石英ガラスクロスのタテ糸およびヨコ糸を合わせた総フィラメント数が80,000本/m 以上280,000本/m 以下であり、かつ前記開繊処理後の前記石英ガラスクロスを構成する石英ガラスストランドの扁平率が3以上10以下であることを特徴とする石英ガラスクロスの製造方法。
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