JPH09132898A - 電気絶縁積層板原紙 - Google Patents

電気絶縁積層板原紙

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JPH09132898A
JPH09132898A JP28364895A JP28364895A JPH09132898A JP H09132898 A JPH09132898 A JP H09132898A JP 28364895 A JP28364895 A JP 28364895A JP 28364895 A JP28364895 A JP 28364895A JP H09132898 A JPH09132898 A JP H09132898A
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JP
Japan
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cellulose
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laminated
paper
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JP28364895A
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Tomoyuki Terao
知之 寺尾
Junji Osawa
純二 大澤
Makoto Kaneko
誠 金子
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New Oji Paper Co Ltd
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Oji Paper Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 寸法安定性、耐銀マイグレーション性に優れ
た積層板を製造するのに適した積層板原紙を提供する。 【解決手段】 セルロース繊維を主成分とする基紙に、
エチレン尿素系セルロース架橋剤水溶液を含有させた
後、乾燥してなる積層板原紙。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気絶縁積層板に
用いられる積層板原紙に関するものであり、特に寸法安
定性を損なうことなく、耐銀マイグレーション性が良好
な積層板を提供する積層板原紙に関する。
【0002】
【従来の技術】通常の積層板、特に電気絶縁積層板は、
積層板原紙にフェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化
性樹脂を含浸し、これを加熱乾燥して半硬化樹脂のプリ
プレグにし、このプリプレグを複数枚積層し、金属箔と
ともに熱圧成型することにより製造される。このような
積層板は比較的安価で、通常の電気あるいは電子機器に
使用されるための性能をほぼ満足しているため家庭用電
気製品を中心に多く使用されている。しかしながら、近
年の電気製品の軽薄短小化により、電気部品の実装密度
が高くなり、プリント配線板の導体パターンの細線化が
進んでいる。さらには、紙を基材とするプリント配線板
においても、導体パターンの両面化が進み、表裏の電気
的接続を目的とした銀スルーホールが使用されるように
なっている。このため、積層板の加工性、寸法安定性、
打ち抜き性はもちろんのこと、銀マイグレーション現象
による電気絶縁性の劣化が問題となり、銀マイグレーシ
ョンの防止性能(以下耐銀マイグレーション性と記す)
の改良要求がますます厳しくなってきている。
【0003】従来、積層板原紙に使用されるパルプは、
広葉樹木材からの未叩解晒クラフトパルプ(LBKP)
が用いられるのが一般的であるが、用途によっては積層
板原紙の強度を高めるために針葉樹晒クラフトパルプを
配合したり、コスト低減を目的に未晒パルプを配合した
り、また、高白色度化のためにサルファイトパルプ(S
P)を用いたりする場合がある。このようなパルプは公
知の抄紙機で抄紙され、得られる原紙の密度は0.45
〜0.55g/cm3 という低い水準のものである。
【0004】プリント配線板の耐銀マイグレーション性
を改良するために、原紙に要求される特性としては、銀
のイオン化および金属銀としての析出に寄与する原紙中
の残留イオンが少ないこと、熱硬化性樹脂の含浸性が良
好なこと、吸湿性が低いこと等が挙げられる。上記課題
を解決する方法として、無機イオン交換体を含有する樹
脂ワニスを使用する方法(特開平2-133442号公報、特開
平5-162245号公報)が知られているが、積層板原紙を使
用した紙基材フェノール樹脂積層板の場合は、積層板原
紙がパルプ繊維から製造されるものであるため、上記の
方法では無機イオン交換体はパルプ中の不純物イオンを
十分に除去する時間をかけられないことから、根本的な
解決にはならず、耐銀マイグレーション性は十分なもの
ではなかった。
【0005】また、特開平5-162245号公報のものでは、
積層板表面上に無機イオン交換体層を設け、原紙中の残
留イオンの影響が金属箔に及ばないようにしているが、
この方法ではスルーホール間のマイグレーション抑制に
はなんら効果を得ることができなかった。また、特開昭
63-1452 号公報のものでは、各種溶液中からのイオン除
去フィルターとして、パルプ繊維間に無機イオン交換体
を担持するようにしているが、この方法では粒径の大な
る無機イオン交換体粒子、あるいは湿式抄紙原料中にて
2次凝集を起こした無機イオン交換体粒子が紙基材中に
存在するため、フェノールワニス含浸不良、成型後の耐
熱性の不良を生ずることから安易に採用することはでき
ない。
【0006】一方、積層板の電気特性を改良するため
に、α−セルロース含有率を高くする方法(特開昭60-7
9952号公報)が提案されている。α−セルロース含有率
を高くする方法が、アルカリ精製、アルカリ抽出工程を
挟んで公知の漂白剤によって高度の漂白を行う、または
蒸解に先立って加熱蒸気により前加水分解を行う、また
は後段で冷アルカリ精製を行う手段をとっており、この
ような場合にはα−セルロース含有率を大幅に向上しよ
うとすると、繊維の屈曲率が大きくなり積層板の寸法安
定性や反りが悪化する欠点があった。また、耐銀マイグ
レーション性の改良に関しては、全く触れられていな
い。更に、α−セルロース含有率の高いリンターパルプ
を使用すると、絶縁抵抗が向上することは公知の事実で
あるが、リンターパルプは繊維が著しく屈曲しているた
め、積層板の寸法安定性および反りが悪いという欠点が
あり、さらに、リンターパルプは綿実を原料としている
ため、原料供給が不安定でしかも価格は高価で変動しや
すく採用が難しかった。他方、含浸する熱硬化性樹脂の
改質により、耐銀マイグレーション性を改良する工夫が
なされているが、他の積層板特性が悪化することがある
こと、および紙基材フェノール樹脂積層板の場合は、原
紙の本質的特性に依存する部分が強く、さらなる原紙の
改良が必要とされていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、寸法
安定性を損なうことなく、耐銀マイグレーション性が良
好な積層板を製造するのに適した積層板原紙の製造方法
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、セルロース繊
維を主原料とした基紙に、エチレン尿素系のセルロース
架橋剤水溶液を含有せしめた後、乾燥することを特徴と
する電気絶縁積層板原紙の製造方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明でいうセルロース架橋剤と
は、セルロース繊維と反応し、繊維内架橋結合を生成す
るものである。従来、エチレン尿素系のセルロース架橋
剤は衣料の防皺性、防縮性付与剤として広く使用されて
おり、紙の寸法安定化剤としても利用できることが知ら
れているが、耐銀マイグレーション性を向上させる効果
については、全く知られていないものである。しかしな
がら、本発明者らは、セルロース繊維を主原料とする基
紙に、エチレン尿素系架橋剤水溶液を含有させて得られ
る積層板原紙は、寸法安定性を損なうことなく、耐銀マ
イグレーション性に優れた積層板を製造するのに適した
ものであることを見出した。本発明に使用されるセルロ
ース繊維としては、特に限定されず、クラフトパルプ、
亜硫酸パルプ、機械パルプ等の木材パルプ、リンター、
麻等の非木材パルプなどが使用できる。
【0010】エチレン尿素系のセルロース架橋剤として
は、特に限定されず、例えばN,N'−ジメチロールエ
チレン尿素、N−メチロール−N' −アルコキシメチル
エチレン尿素、N,N' −ジアルコキシメチルエチレン
尿素、N,N' −ジメチル−4,5−ジヒドロキシエチ
レン尿素、N,N' −ジメチロール−4,5−ジヒドロ
キシエチレン尿素、N−メチロール−N' −アルコキシ
メチル−4,5ジヒドロキシエチレン尿素、N,N' −
ジアルコキシメチル−4,5−ジヒドロキシエチレン尿
素、N−メチロール−N' −アルコキシメチル−4−ヒ
ドロキシ−5−アルコキシエチレン尿素、N,N' −ジ
アルコキシメチル−4−ヒドロキシ−5−アルコキシエ
チレン尿素等を例示することができ、これらは単独ある
いは併用して使用される。
【0011】基紙に含有させる架橋剤水溶液の添加量
は、使用する架橋剤によりセルロースとの反応性が異な
るため、一概に限定できないが、通常、絶乾セルロース
繊維重量に対し、架橋剤固形分で1〜10重量%であ
る。さらに、架橋反応を促進する目的で、触媒を併用す
ることが望ましい。触媒としては酸(塩酸、硫酸、ホウ
弗化水素酸、酢酸、グリコール酸、マレイン酸、乳酸、
クエン酸、酒石酸、シュウ酸等)、金属塩類(塩化マグ
ネシウム、硝酸マグネシウム、ホウ弗化マグネシウム、
ホウ弗化亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、重硫酸ナトリウム
等)、塩化アンモニウム、有機アミンもしくはアルカノ
ールアミンなどの塩酸塩等が挙げられ、これらは単独ま
たは併用して使用される。触媒の添加量は、触媒の種類
により作用が異なるため一概に限定できないが、通常セ
ルロース架橋剤固形分100重量%に対し、固形分で5
〜20重量%程度である。架橋剤水溶液( 加工液) を基
紙に含有させる方法は、特に限定されるものではなく、
サイズプレス、塗工、含浸、スプレー等の各種の手法が
採用できる。もちろん、これらはオンマシンあるいはオ
フマシンのいずれでもかまわない。そして、架橋剤水溶
液( 加工液) を含有させた後の乾燥工程、あるいは積層
板製造時の加熱工程において、繊維内架橋が進行し、本
発明の効果が得られるのである。
【0012】加工液を含有させた後の乾燥方法は、特に
限定されるものではなく、公知のあらゆる手法が採用で
きる。乾燥後の積層板原紙の水分は好ましくは6%以
下、より好ましくは4%以下である。架橋を進行させる
目的で、乾燥後にさらに加熱処理を行うことも可能であ
る。加熱処理条件は、使用する架橋剤や触媒の種類によ
り架橋反応性が異なるため、一概に限定はできないが、
通常温度は80〜200℃、好ましくは100〜150
℃であり、加熱時間は通常20秒〜20分、好ましくは
60秒〜10分である。
【0013】
【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
具体的に説明するが、もちろん本発明はこれによって何
ら制限されるものではない。なお、実施例および比較例
中の%は特に断らない限り重量%を表す。
【0014】実施例1 国内産未叩解晒LBKP100%からなるパルプを抄紙
原料とし、実験室角形手抄マシンにおいて坪量125g
/m2 、厚さ250μm 、密度0.5g/cm 3 の基紙
を得た。次に、エチレン尿素系セルロース架橋剤とし
て、N−メチロール−N' −メトキシメチル−4,5−
ジヒドロキシエチレン尿素(架橋剤Aとする)、架橋反
応触媒としてホウ弗化亜鉛を固形分換算で5:1の割合
で水に溶解し、さらに水で希釈して架橋剤Aの濃度が
2.5%の含浸加工液を得た。この加工液を基紙に含浸
した後、温度120℃で5分間乾燥して積層板原紙を得
た。積層板原紙の架橋剤A含有量は5%であった。この
積層板原紙を用いて積層板を作製した。
【0015】実施例2 架橋剤Aの代わりにN,N' −ジメチル−4,5−ジヒ
ドロキシエチレン尿素(架橋剤Bとする)を用いた以外
は、実施例2と同様にして積層板原紙および積層板を得
た。積層板原紙の架橋剤B含有量は5%であった。
【0016】実施例3 架橋剤Aの代わりにN,N' −ジメチロールエチレン尿
素(架橋剤Cとする)を用いた以外は、実施例2と同様
にして積層板原紙および積層板を得た。積層板原紙の架
橋剤C含有量は5%であった。
【0017】比較例1 含浸液を水とした以外は、実施例1と同様にして積層板
原紙および積層板を得た。 比較例2 リンター100%からなるパルプを抄紙原料とした以外
は、比較例1と同様にして積層板原紙および積層板を得
た。
【0018】基紙へのセルロース架橋剤水溶液の添加
法、セルロース架橋剤含有量の測定法、積層板の製造
法、耐銀マイグレーション性の測定法、寸法安定性の評
価法は次の通りである。
【0019】基紙へのセルロース架橋剤水溶液の添加法 基紙へのセルロース架橋剤水溶液の添加法は、卓上含浸
機(商品名:リコーエッチングプロセッサー/(株)リ
コー製)を用い、架橋剤水溶液と触媒水溶液の混合液
を、水で所定の濃度に希釈した含浸液を用いて、基紙を
一回通すことにより、架橋剤水溶液を基紙に含有させ
た。
【0020】セルロース架橋剤含有量の測定法 セルロース架橋剤含有量の測定法は、架橋剤や触媒の選
択吸収がないものと仮定し、架橋剤含浸前後のシート重
量と含浸液の架橋剤濃度から下式に従って求めた。架橋
剤含有量(%)={(W2 −W1 )×D/W0 } ただしW0 :基紙の絶乾重量( 絶乾セルロース繊維重量
%) (g/m2 ) W1 :含浸直前のシート重量(g/m2 ) W2 :含浸直後のシート重量(g/m2 ) D :含浸液の架橋剤濃度(%)とする。
【0021】積層板の製造法 積層板の製造法は、積層板原紙に、市販水溶性フェノー
ル樹脂(商品名:ショウノールBRL−2854/昭和
高分子(株)製)を含浸し、乾燥機で乾燥することによ
り、樹脂と基材の比率が15:85の一次プリプレグを
作製し、次にこの一次プリプレグに市販の油変性フェノ
ール樹脂(商品名:ショウノールBLS−3122/昭
和高分子(株)製)を含浸し、乾燥して、水溶性フェノ
ール樹脂と油変性フェノール樹脂の両方を合わせた樹脂
と基材の比率が50:50のプリプレグを製造した。次
にプリプレグを8枚重ね、165℃、100kg/cm
2、60分間加圧成型することによって、フェノール樹
脂積層板を得た。
【0022】積層板の耐銀マイグレーション性の評価法 積層板に銀ペーストで先幅1mm、線間1mmの櫛形電
極を作製し、イオンマイグレーション評価システム(商
品名:AMI−025−P/タバイエスペック(株)
製)を使用して、60℃、93%RHの恒温恒湿槽中
で、50Vの直流電圧を印加した状態で電極間の絶縁抵
抗を測定した。評価にあたって、試験開始時の結露防止
のため、60℃で1時間放置し、サンプルが十分その温
度に安定した後、湿度設定を行い、湿度設定1時間後よ
り測定を開始した。評価基準としては、電極間絶縁抵抗
を連続測定し、106 Ω以下になった基板にはマイグレ
ーションが発生していると判断した。この連続測定デー
タより、初回マイグレーション発生までの時間(故障発
生時間)を評価の目安とした。通常の市販回路基板の評
価を行った場合、前記の条件下において1000時間以
上の耐久性が要求されるが、前記の積層板作製法のよう
に基板に全く耐湿処理をしていない場合には300時間
以上の耐久性を持つものは概ね良好と判断される。
【0023】寸法安定性の評価法 積層板の寸法安定性の評価法は、次の方法により寸法変
化率を測定することにより行った。積層板にスパン25
0mmで標点を付け、加熱冷却前後の標点間の寸法を高
精度2次元座標測定装置(商品名:デジタルリーダーD
R−555−D/大日本スクリーン製造(株)製)で測
定した。寸法変化率αは下式より求めた。積層板原紙が
通常の抄紙機で製造され、異方性を有する場合、寸法変
化率は縦方向、横方向をもって示す。寸法変化率は、根
本的には0%に近いほど良好である。 α(%)=
[(L0 −L1 )/L0 ]×100 ただしL0 :加熱冷却前の標点間の長さ L1 :160℃、1時間加熱処理、冷却後の標点間の長
【0024】実施例および比較例から得られた結果を表
1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】表1から明らかなように、本発明の製造方
法による積層板原紙から製造される積層板は、寸法安定
性が良好で、耐銀マイグレーション性に極めて優れたも
のであった。
【0027】
【発明の効果】前記したごとく、本発明は、積層板加工
時の寸法安定性を損なうことなく、プリント配線板の耐
銀マイグレーション性が良好な積層板を製造するのに最
も適した積層板原紙の製造方法を提供するという効果を
奏する。従って、その工業的意義は極めて大きい。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セルロース繊維を主原料とした基紙に、
    エチレン尿素系のセルロース架橋剤水溶液を含有せしめ
    た後、乾燥してなる電気絶縁積層板原紙。
JP28364895A 1995-10-31 1995-10-31 電気絶縁積層板原紙 Pending JPH09132898A (ja)

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JP28364895A JPH09132898A (ja) 1995-10-31 1995-10-31 電気絶縁積層板原紙

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JPH09132898A true JPH09132898A (ja) 1997-05-20

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JP (1) JPH09132898A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104294711A (zh) * 2014-10-14 2015-01-21 长沙理工大学 一种含天丝纤维的绝缘纸的制备方法
KR20200111224A (ko) * 2018-04-12 2020-09-28 쇼와 덴코 가부시키가이샤 은 나노와이어 잉크 및 투명 도전 필름

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