JPH0247332A - 樹脂含浸シート用ガラスクロスおよびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガラスクロスおよびその製造法に関し、さらに
詳しくは各種の積層板特にプリント配線基板の材料であ
る樹脂含浸シートに有用なガラスクロスおよびその製造
法に関するものである。

〔従来の技術〕

ガラス繊維織物を補強材としてなる積層板は、ガラス繊
維織物に樹脂を含浸した含浸シート（またはプリプレグ
）を必要枚数重ねた後圧縮成形して得られるが、近年は
これに金属箔を重ねて得られる金属箔張り積層板がプリ
ント配線基板として利用度が高い。このプリント基板の
技術分野では、搭載する集積回路の集積度が飛曜的に高
まるにつれて配線密度も高密度化し、かつ多層化が急激
に進んでいる。そしてこうした技術に対応するためには
集積板の寸法指定性をよくし配線の位置精度を従来にも
増して高めることが必要となるが、従来から行われてい
る加熱下での高圧圧縮成形法で得られる積層板には成形
歪が内部に残留し、これが寸法安定性を阻害することか
ら、できるだけ成形圧力を低くして成形することが重要
となっている。

しかしながら上記のごとく積層板の成形圧を低下させた
場合、基材を構成するガラス繊維フィラメント間に存在
する微少な気泡を除去することが困難になり、ついには
残留気泡を内在したプリント回路基板を形成することに
なるが、これはプリント回路基板の電気絶縁抵抗など電
気特性不良の原因や半田耐熱性の低下原因となることか
ら、絶対回避する必要がある。従ってこれを回避させる
にはいかに気泡が少なく、かつ成形時に容易に脱泡させ
得る樹脂含浸シートを使用するかが重要である。−船釣
に樹脂含浸シートは樹脂を溶剤に溶かしたフェスまたは
加熱溶融した状態でガラスクロス基材に含浸されるが、
残留気泡を少なくさせるには十分に樹脂が繊維間に浸透
するよう極めて低速で樹脂塗工工程を走らせたり、ワ°
ニスの溶剤成分比率を高めて低粘度化したり、または真
空吸引装置等で脱泡する方法がとられたりしている。

しかしながら、これらの方法は著しいコストの上昇、操
作の複雑化を招き産業上好ましくない。

一方、ガラスクロスに様々な加工を施して樹脂の含浸性
を高める方法が検討されている。例えば特開昭６３−２
１９６９号ではガラスクロスを物体の稜線で擦り合わせ
る方法、特開昭６１−１９４２５２号ではガラスクロス
に高圧のウォータージェットを噴射して開繊する方法が
開示されている。しかしながらこうした加工をガラスク
ロスに施した場合、ガラス繊維の損傷が激しくフィラメ
ント切断による毛羽が発生し、これが樹脂含浸シートに
おいて樹脂溜りによる表面突起物を形成させるがこの突
起物はプリント回路板の製造上重要な欠点となることか
ら、こうした方法も好ましい対策とはいえなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、従来のガラスクロスを基材としてなる
樹脂含浸シートにおいて、基材への樹脂含浸性を高め、
かつ表面突起物のないものを安価に提供すること、さら
に該含浸シートを重ねてなる積層板の成形圧を低下せし
め、寸法安定性および半田耐熱性に優れた高品質の積層
板を経済的に供給することを可能ならしめるガラスクロ
スおよびその製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上述した課題を解決するため鋭意研究した
結果、樹脂含浸シートの基材であるガラスクロスに、特
定の繊維構造を有するガラス繊維を使用することにより
極めて優れた樹脂含浸性を有しかつ毛羽等が非常に少な
いガラスクロスを経済的に作成できることを見いだし、
本発明に至った。

すなわち本発明は、ガラス繊維を織成して得られたガラ
スクロスにおいて、該クロスを形成している経糸および
緯糸またはいずれか一方が、繊維方向に沿って開繊部分
と交絡部分を交互に有し、開繊部の直径が交絡部の直径
の３倍以下であるガラス繊維からなることを特徴とする
樹脂含浸シート用ガラスクロスである。

また本発明のガラスクロスの製法は、気体の乱流帯域ま
たは渦流帯域を、フィラメントが緩むのを防ぐに十分な
張力下でガラス繊維フィラメントを通過せしめ、繊維方
向に沿って開繊部分と交絡部分を交互に有するガラス繊
維を形成し、次いでこれを経糸および緯糸またはいずれ
か一方に使用し、ガラスクロスを゛織成し、ガラスクロ
ス中における該繊維の開繊部の直径が交絡部の直径の３
倍以下であることを特徴とするものである。

本発明のガラスクロスを構成するガラス繊維は直径数ミ
クロンから十数ミクロンのフィラメント数百本からなる
多繊条糸であり、これを構成する成分としてはいかなる
ものでもよいが、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｄガラス等がプ
リント配線板に多用される。

本発明のガラスクロスの経糸と緯糸の単位長さ当りの打
ち込み本数、厚さ、単位面積当りの重量としてはＪＩＳ
　　Ｒ−３４１４やＭＩＬ規格に該当するものが好まし
いが、これに限定されるものでなく如何なるものでも使
用できる。

次に本発明の製造方法について説明すれば、先ずガラス
繊維を気体の乱流帯域または渦流帯域を通過せしめ、繊
維方向に沿って開繊部分と交絡部分を交互に有するガラ
ス繊維を作成する。ここで気体の渦流とは気体が一定の
軸を有して回転しながら流動している状態を表し、乱流
とは一定の規則性を有さずに流動している状態を表す。

複数の渦流により乱流を形成することもある。渦流また
は乱流を形成させる方法は公知の方法でよく特に限定さ
れない。

本発明において、糸の交絡部分とは、繊維を構成するフ
ィラメントどうしが不規則な状態でお互いに絡み合い、
しかも隣りあったフィラメントどうしの摩擦力により全
体としてその交絡を維持している部分を称し、そうでな
い部分は交絡部分に対比して開繊部分と称する。交絡部
分はフィラメントが交絡しているため通常は本発明の加
工が施される以前の糸の直径に比べてその直径は小さく
なり、開繊部分はフィラメント間の距離が広がるためそ
の直径は大きくなることが多いが、これは必ずしも全て
に当てはまるわけではない。

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は、本発明の開繊部分と交絡部分を交互に有する
ガラス繊維糸の外観図、第２図および第３図は開繊部分
と交絡部分の形成が不適当な場合のガラス繊維糸の外観
図、第４図（イ）、（ロ）、（ハ）は、それぞれ本発明
のガラス繊維糸を製造するのに好適なインターレース器
を示す断面図である。第１図および第２図において、１
１は交絡部分、１２は開繊部分の各直径を示す。

本発明のガラス繊維糸を製造する装置としては、特公昭
３６−１２２３０号やその他多くの特許公報で開示され
ているインターレース器（インターレーサーまたは流体
噴射装置）があげられる。インターレース器は、第４図
（イ）〜（ハ）に示されるように一般には高速で流れる
流体が糸の軸に直角に波射されるように置かれた１個あ
るいは２個以上の流体導管１と、これと組み合わされた
糸道路２とを有する。流体の流れは糸の軸に対して垂直
な方向であることが好ましいが、糸の軸に沿って前方か
後方に差し支えない範囲で角度をもたせてもよい。糸の
通路は断面が円形、矩形が望ましく、糸の通路に平行な
軸を持つ解放された樋でもよい。また流体導管１は糸道
２に沿って間隔を置いて配列してもよく、または糸道の
長さに沿って向き合って配列してもよい。流体導管１は
糸の線と共に移動するように配列したり、または糸の線
の周を回転するようにもすることができる。いずれにし
ろ本発明で使用できるインターレース器は特別に指定さ
れるものでなく、一般に実用化され使用に供されている
ものであればいずれも使用できる。

第５図は、本発明に用いる加工装置の全体図である。原
糸は、ガラスヤーン１１からガイド１２．１３−１．１
３−２を通ってフィードロール１４に供給され、ここか
らインターレース器１５に入って加工処理された後、デ
リベリロール１６を経てティクアップロール１８により
パーン１９に巻き上げられる。

従来よりインターレース器は多繊条糸の無撚糸に疑似的
な仮撚りの効果を持たせ、真の撚糸工程を省くために使
用されている。しかしながら本発明においてはガラス繊
維が軸方向に沿って開繊部分と交絡部分を交互に有し、
織成されたガラスクロスにおいて第１図に示すごとく該
繊維の開繊部分の直径が交絡部分の直径の３倍以下に織
り込まれるようにガラス繊維がインターレース器におい
てコントロールされる必要がある。

加工される糸の太さやフィラメントの数、または糸の保
護のために通用されている糊剤などは加工条件に影響を
与える。使用に供される糸は撚りがかけられていても、
または無撚であってもよい。

インターレース条件としては気体噴流圧、糸の通過スピ
ード、糸の張力が重要な因子であり、インターレース器
の構造も加工糸の形状に影響する。

気体噴流圧が低すぎると開繊部および交絡部は生成され
ないが、高すぎても交絡しなくなり、またフィラメント
にループが発生したり、フィラメント切れを生ずること
がある。また開繊部および交絡部が交互に生じた場合で
も気体噴流圧が不適正な場合、第２図に示すごとく、交
絡部の集束が強くなり開繊部の直径が交絡部のそれの３
倍以上になり好ましくない。すなわち本発明の特徴は糸
の開繊部分だけでなく、糸の交絡部分であってもガラス
クロスへの樹脂の含浸性はきわめて優れていることであ
るが、交絡が余りに強すぎるとその部分への樹脂の含浸
が阻害されるので好ましくない。

しかしながら開繊部分の直径が交絡部分のそれの３倍以
下である場合は、驚くべきことにだとえ交絡部分の直径
が加工される前の糸の直径より小さくなるほど交絡し集
束されていた場合であっても樹脂の含浸性は通常のガラ
スクロスに比べてはるかに優れている。これはガラス繊
維が気体乱流帯域または気体渦流帯域を通過する際振動
しフィラメント間の融着が開放され、または再配列され
ることにより、樹脂がガラスクロスに含浸する際の障壁
となる極挟小部が解除されることによると推察される。

本発明においてフィラメントが緩むのを防ぐに十分な張
力下とは、乱流帯域を通過させる糸が該域中で緩み、そ
の結果としてクリンプやループが生じ実質的にバルク化
されるのを防ぐのに必要かつ十分な張力を意味する。イ
ンターレース器にガラス糸を通過させる際、その張力が
余りに強すぎると開繊部、交絡部の形成が妨げられ好ま
しくないが、逆に張力がかけられていなかったり、また
はオーバフィード気味に糸がインフィードされた場合、
フィラメントにループが形成されたり、またはフィラメ
ント切れを生ずることから、適正な張力下で通過させる
必要がある。

開繊部と交絡部の直径の差がほとんどなくても、該ガラ
ス繊維を気体乱流帯域または気体渦流帯域を通過させる
ことにより上述の主旨が達成され、本発明の効果は発現
される。この場合でも開繊部と交絡部が交互に形成され
る。

本発明において、糸の通過スピードやインターレース器
の構造は単位長さ当りの糸の交絡数や、開繊部および交
絡部の長さに影響を与えるが、これらの物性は本発明に
とって必ずしも重要でない。

しかしながら余りに交絡数が多くなるとガラスクロスの
外観が悪くなることや、毛羽発生の機会が増加すること
、および加ニスピードも制限されることから、適正な範
囲にコントロールされるのが望ましい。

また本発明にはガラス繊、維を加工する方法として気体
が利用されているが、具体的には窒素ガスや炭酸ガスな
ど不活性なものが好ましいが任意なものが使用できる。

好適には空気である。

なお、本発明において繊維方向に沿って開繊部分と交絡
部分を交互に有したガラス繊維を作成するに使用される
装置としては必ずしも上述のインターレース器に限定さ
れるものでなく、気体乱流帯域あるいは気体渦流帯域を
形成し、かつ該領域にガラス繊維を通過せしむることに
よってガラス繊維が開繊部分と交絡部分を交互に形成さ
せることができる装置であればよく、例えばかさ高なガ
ラス繊維（一般にテクスチャードヤーンと呼ばれる）を
作成する際に使用されるテクスチャリングノズルの一部
を通用することも可能である。

本発明におけるガラスクロスにおいて、開繊部分と交絡
部分を交互に有し、開繊部の直径が交絡部の直径の３倍
以下であるガラス繊維を経糸および緯糸の両方に使用さ
れることは、発明の本旨からも好ましい形態であるが、
いずれか一方に使用される場合も本発明の目的に十分適
合するガラスクロスを提供することができる。

本発明になるガラスクロスは、公知のごとく製織された
後、糊剤等の有機物を取り除くためヒートクリーニング
などの脱糊工程にかけられ、その後シランカップリング
剤などで表面処理され、樹脂含浸用に供される。

〔実施例〕

本発明を実施例によって説明するが、本発明における各
性能評価は次の方法によって行った。

〔含浸性〕

５センチ×５センチのガラスクロス上に３　ｃｃの樹脂
ワニスを滴かし、ガラス繊維から気泡が抜けるまでの時
間を測定した。使用した樹脂ワニスの組成は次の通り。

エピコート１００１　　（シェル化学ａ製）１００重量
部 ジシアンジアミド　　　　　　　　　　２重量部ベンジ
ルジメチルアミン　　　　　０．２　重量部メチルオキ
シトール　　　　　　１００重量部〔樹脂含浸シートの
表面突起物、透明性〕ガラスクロスに上記樹脂ワニスを
塗布したのち、１５０℃で１０分乾燥して含浸シートを
作成し、その表面の突起物および透明性を観察した。

〔樹脂含浸シートの泡抜は性〕

上記樹脂含浸シートを８枚重ね、両面に１８ミクロンの
銅箔を重ねて１７５に温度コントロールされた圧縮成形
機で、成形圧を変えながら圧縮成形しその泡抜は性を観
察した。

〔寸法安定性〕

ＪＩＳ　　Ｃ−６４８１によって評価した。

〔半田耐熱性〕

ＪＩＳ　　Ｃ−６４８１によって評価した。

実施例−１ 直径９ミクロンのフィラメント４００本よりなるＥガラ
ス繊維（日本電気ガラス製、Ｏ７５１１０１、ＯＺ）を
第４図（イ）のインターレース器を使い第５図に示す加
工装置の気体の乱流帯域に導き、糸の通過速度５００ｍ
／分、空気圧２．０ｋｇ　／　ｃｒＡ、かつフィラメン
トがタリンブループを生じないで暖むのを防ぐに十分な
張力下で加工して、開繊部と交絡部の直径の比率が２．
０、交絡数が８０回／ｍの糸を得だ。次にこの糸を経糸
および緯糸に使い、エアージェット織機でスタイル７６
２８のガラスクロスを製織した後、通常の方法でヒート
クリーニングおよびシランカップリング処理を施した。

このガラスクロスへのワニス含浸性および樹脂含浸シー
トの透明性は優れていた。またこのシートを使用した積
層板は従来品に比べ低圧で成形ができ、寸法変化率も非
常に小さかった。

また半田耐熱性も優れた結果を示した。これらの物性を
表−１に示す。

比較例−１ 実施例＝１と同じガラス繊維を使い、インターレース加
工をせずに通常のガラスクロスを製織した後、実施例と
同様にして各種の物性を測定した。

表−１に示す。樹脂含浸シートの表面突起物が実施例と
同等な以外、全てにおいて劣っていた。

実施例−２ 実施例−１と同じガラス繊維を使い、同様な方法でイン
ターレース加工した糸を得た。そして織物の経糸には、
比較例−１で使用した通常の糸を使い緯糸にのみ本加工
糸を使用してガラスクロスを製織した。このクロスを使
い、実施例−１と同様にして各種の物性を測定した。本
織物については経糸に比べ特に緯糸に対する樹脂の含浸
性が劣っているため、緯糸のみに加工糸を使用したにも
係わらず、実施例−１とさほど遜色のない物性が得られ
た。表−１にその結果を示す。

実施例−３ 実施例−１と同じガラス繊維を使用し、インターレース
器として第４図（ロ）に示したものを第５図の加工装置
に取り付け、糸の通過スピード５００ｍ／分、空気圧２
．５ｋｇ／ｃｒ＆で加工して、開繊部と交絡部の直径の
比率カ月、５、交絡数６０回／ｍの糸を得た。これを使
用して実施例−１と同様にガラスクロスを作成し諸物性
を測定した。その結果を表−１に示す。

実施例−４ 直径７ミクロンのフィラメント２００本よりなるＥガラ
ス繊維（日本電気ガラス製、Ｅ２２５１１０　１、Ｏ２
）を第４図（イ）のインターレース器を使い第５図に示
す加工装置に導き、糸の通過速度５００ｍ／分、空気圧
１．７ｋｇ／ｃｎｔで加工して、開繊部と交絡部の直径
の比率が１．６、交絡数が１００回／ｍの糸を得た。次
にこの糸を経糸および緯糸に使い、エアージェット織機
でスタイル２１６のガラスクロスを製織した後、実施例
−１と同様にして各種物性を測定した。表−２にその結
果を示す。

比較例−２ 実施例−４と同じガラス繊維を使い、インターレース加
工をせずに通常のガラスクロスを製織した後、実施例−
４と同様にして各種の物性を測定した。表−２に示す。

樹脂含浸シートの表面突起物が実施例と同様な以外、全
てにおいて劣っていた。

実施例−５ 実施例−１と同じガラス繊維を使用し、空気加工器とし
て第４図（ハ）に示したものを第５図の加工装置に取り
付け、糸の通過スピード５００ｍ／分、空気圧２．５ｋ
ｇ／ｃＪ、糸の張力５ｇで糸がノンオーバフィードにコ
ントロールされた状態で加工して、開繊部と交絡部の直
径の比率が１．８、交絡数４０回／ｍの糸を得た。これ
を使用して実施例−１と同様にガラスクロスを作成し諸
物性を測定した。その結果を表−１に示す。

比較例−３ 実施例−４と同じガラス繊維を使い、インターレース加
工条件として空気圧を４．０ｋｇ／ａｎ！にした他は実
施例−４と同一条件でガラスクロスを製織した後、実施
例−４と同様にして各種の物性を測定した。表−２に示
す。この糸の開繊部の直径と交絡部の直径の比は３．５
、交絡数８５回／ｃｆｌＩであった。樹脂含浸シートの
表面突起物が実施例−４に比べて多く、実用上問題があ
った。

表−１ 往：透明性　５　極めて透明 ↓ １　不透明 〔発明の効果〕 本発明によれば、ガラスクロスを基材としてなる樹脂含
浸シートにおいて、基材への樹脂含浸性を高め、表面突
起物をなくすとともに、かつ該含浸シートを重ねてなる
積層板の成形圧を低下せしめ、寸法安定性および半田耐
熱性に優れた高品質の積ＷＩ板を経済的に゛供給するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は開繊部分と交絡部分を交互に有し、開繊部の直
径が交絡部の直径の３倍以下であるガラス繊維（本発明
品）の外観図、第２図はこの比が３倍より大きいガラス
繊維（本発明外品）の外観図、第３図は一般的に汎用さ
れるガラス繊維の外観図、第４図（イ）は気体噴流導管
を２個有するインターレース器断面図、第４図（ロ）は
空気導入管を１個有するインターレース器の断面図、第
４図（ハ）は本発明に適用可能なタスランノズルの断面
図、第５図は本発明に用いるガラス繊維の加工装置の全
体図である。図中、■は流体導管、２は糸の通路、１１
はガラスヤーン、１２．１３１．１３−２はガイド、１
４はフィードロール、１５はインターレース器、１６は
デリベリロール、１８はティクアップロール、１９は加
工された糸（パーン巻き糸）をそれぞれ示す。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第１図 第２図 鋼３図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス繊維を織成して得られたガラスクロスにお
   いて、該クロスを形成している経糸および緯糸またはい
   ずれか一方が、繊維方向に沿って開繊部分と交絡部分を
   交互に有し、開繊部の直径が交絡部の直径の３倍以下で
   あるガラス繊維からなることを特徴とする樹脂含浸シー
   ト用ガラスクロス。
2. （２）気体の乱流帯域または渦流帯域を、フィラメント
   が緩むのを防ぐに十分な張力下でガラス繊維フィラメン
   トを通過せしめ、繊維方向に沿って開繊部分と交絡部分
   を交互に有するガラス繊維を形成し、次いでこれを経糸
   および緯糸またはいずれか一方に使用し、ガラスクロス
   を織成し、ガラスクロス中における該繊維の開繊部の直
   径が交絡部の直径の３倍以下であることを特徴とする樹
   脂含浸シート用ガラスクロスの製造法。