JPH10287448A - ガラス繊維ヤ−ン用集束剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリント配線板用ガラスクロスは織機で織る過
程で「おさ」などの製造装置と接触することで経糸が痛
み、毛羽が発生する。プリント配線板用積層板に接着す
る銅箔はますます薄いものを使用するようになったの
で、毛羽があると銅箔の接着不良や破れなど回路の不良
原因となりやすい。 【解決手段】ガラス繊維を製造するとき付着させるヤ−
ンの集束剤中にポリエチレングリコ−ルを添加すること
により、後工程で経糸に付与する２次サイズがヤ−ン中
に染込みやすく、接着効果が上がりガラスクロスの毛羽
の発生が減少する。優れた熱脱油性も合わせもってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板基材用
ガラスクロスを構成するガラス繊維（以下ヤーンと呼
ぶ）の毛羽の発生の防止及び製織時の飛走性を向上させ
るガラス繊維用集束剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヤ−ンの製造は、まず溶融ガラスを多数
のノズルから引出し、延伸しガラス繊維とし、集束剤を
付与し数百本集めてストランドとしてケ−キ状に巻取
る。次いで巻取ったケ−キを巻き返しながら、撚をかけ
あるいは掛けないでボビンに巻いてヤ−ンとする。経糸
は織物にする過程で更に毛羽の発生を防止するため再度
糊材（以後２次サイズという）で処理される。織物用ヤ
ーンの集束剤の一般的な原料には、皮膜形成剤潤滑剤、
カチオン系柔軟剤、界面活性剤及び防腐剤が用いられて
いる。皮膜形成剤として澱粉が主に使用され、必要に応
じエポキシ樹脂、ポリビニルアルコ−ル、ポリビニルピ
ロリドン、ウレタン樹脂が単独あるいは複合して使用さ
れる。

【０００３】澱粉は数百本のガラスフィラメントを１本
のストランドに接着しまとめ、更に機械上でのあらゆる
屈曲及び摩擦から糸を保護するために皮膜形成剤として
使われている。澱粉の原料としてはトウモロコシやジャ
ガイモがよく使われており、それらの化学変性物、例え
ばヒドロキシアルキル化の様なエーテル化物、アセチル
化の様なエステル化物、エピクロロヒドリン等の架橋剤
によって反応せしめた架橋化物、そして種々の方法によ
って澱粉分子量を小さくし、粘度を低くした低粘度化物
等が一般的に使われている。

【０００４】又、同じトウモロコシ澱粉やジヤガイモ澱
粉でも成分の違う数種類の物があり、例えばアミロース
成分を約３０％、アミロペクチン成分を約７０％含有す
る通常型澱粉や、アミロース成分を約７０％、アミロペ
クチン成分を約３０％含有するハイアミロース型澱粉と
がある、前者は接着性に優れており、後者は皮膜形成性
に優れている。したがつて、両者の特長を生かすために
混合して使う事が一般的である。潤滑剤はストランドに
滑りを与え、機械上での摩擦を減少し糸を保護するため
に使われている。潤滑剤の種類としては、動植物油に水
素添加した硬化油、パラフィンワックス、及び高級飽和
脂肪酸と高級飽和アルコールの縮合物のような合成油
（特公昭５６−４１５８４）がよく用いられている。

【０００５】カチオン系柔軟剤は、硬いガラスの束を柔
軟にし、更にストランド中フィラメント同士の摩擦等を
減少させるために、ガラス表面上に選択的に吸着され、
更にある程度の潤滑性を示す物が使われている。例え
ば、テトラエチレンペンタミンとステアリン酸とを反応
させて得られるアマイドまたはイミダゾリン、もしくは
約Ｃ₈ からＣ₁₈程度の脂肪酸と分子量約６００から１８
００程度のポリエチレンイミンとの反応生成物 (特開平
３−１８３６４４) 等が用いられている。界面活性剤は
主に潤滑剤の乳化剤として使われており、例えばポリオ
キシエチレンポリアルキルエ−テルもしくはポリオキシ
エチレンアルキルエ−テル等がよく用いられている。防
腐剤はホルマリンが一般的に使用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような原料で構成
された集束剤は、かなり優れた特性を持っており、実際
今まで使われてきた例も多い。しかし、１）エアージェ
ット式織機による製織時に、緯糸はエアーによつて打ち
込まれるが、打ち込まれるときに、緯糸が充分エアーに
乗れず、所定の位置に糸が到達できないという、ヤ−ン
の飛走性の問題、 ２）エアージェット式織機による製織時において、経糸
がおさ及びエアーガイドによってたたかれ、経糸である
ストランド中の一部のフィラメントが切断されること、
緯糸が打ち込まれる時に、強力なエアーに噴かれ、緯糸
であるヤ−ン中の一部のフィラメントが切断されること
等により起こる、製織されたガラスクロス中の毛羽の問
題、 ３）製織されたガラスクロス中に残存している集束剤及
び、２次サイズ剤を酸化、熱分解等により除去する加熱
脱油工程で脱油時、有機物の熱分解がスムーズに行われ
ず、クロスに有機物の分解物や炭素化したものが残り、
着色する脱油不良の問題等があり、すベてを満足するも
のではなかつた。

【０００７】特に近年プリント配線板の多層化、回路の
精細化が進み、５−１０μｍの超薄銅箔が使用され、銅
箔を突き破る可能性のあるクロス毛羽は極力減らす事が
望まれている。このクロス毛羽の発生は、工程上、より
過酷な条件にさらされている経糸の方が緯糸に比ベて圧
倒的に多い事が知られている。そのため、経糸には製織
中「おさ」による摩擦を受けたり、糸同士のたたき合い
から糸を保護するために再度糊付けが施される。。経糸
は、一方緯糸は経糸のように再度糊付けされることはな
い。しかしながら、製品管理上あるいは生産効率上、両
者の集束剤は１種類にすることが望まれている。

【０００８】本発明は、上記のような諸問題を解決し、
脱油性が良好で且つ毛羽の極めて少ないガラスクロス、
充分かつ安定な飛走性を有する緯糸に用いられるヤ−ン
等をバランス良く得ることのできる集束剤を提供する事
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するため鋭意研究の結果、ガラス繊維束に付与した集
束剤が２次サイズにより軟化あるいは再溶解すると２次
サイズの効果を上げることが出来ることを発見し、種々
検討の結果本発明を完成させたものである。本発明は従
来知られている集束剤にポリエチレングリコールを、集
束剤有効成分のうち５−５０重量％含む事を特徴とする
ガラス繊維用集束剤を第１の要旨とし、前記集束剤を
０．０５−１０．０重量％付着させたことを特徴とする
ガラス繊維を第２の要旨とする。

【００１０】ポリエリレングリコールを含むヤ−ン用集
束剤は、皮膜形成成分が常温で固体状態になる澱粉、エ
マルジョンタイプのエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリ
ビニルアルコ−ル、ポリビニルピロリドンなどを使用し
た集束剤において特に効果が大きく、経糸用２次サイズ
で処理した経糸の集束力を向上させガラス繊維の毛羽立
ちを押え、緯糸として使用する際の飛走性及び織り上が
ったガラスクロスの脱油性を向上させるものである。

【００１１】ポリエチレングリコールは分子量によって
その特徴は若干異なるが、親水性物質で水及び湯に容易
に溶ける特性を持っているので、集束剤中にポリエチレ
ングリコールが含まれていると、２次サイズで処理する
際、集束剤が再溶解し、ガラス繊維のモノフィラメント
間に２次サイズが浸透しやすく、集束剤との密着も向上
する。通常２次サイズに使用される原料は基本的には集
束剤と同様の成分の原料が使用され、澱粉、ポリビニル
アルコ−ル、エポキシ樹脂、ポリビニルピロリドン等の
皮膜形成剤が使用されており、この結果２次サイズ剤で
処理した経糸の集束力が大きく向上し前述の効果を表す
ことができる。

【００１２】本発明の集束剤に使用されるポリエチレン
グリコールは、２次サイズ中に集束剤が溶解することが
望ましいので、分子量は大きい方で平均分子量２万５千
以下、小さいほうは分子量１０６のジエチレングリコ−
ルまでのものを使用するのが望ましい。含有量として
は、集束剤有効成分のうち５−５０重量％で、好ましく
は７−３５重量％である。５重量％以下では効果がな
く、５０重量％以上では集束力の低下が大きい。

【００１３】本発明のポリエチレングリコールを含有す
る集束剤は、ヤーンに付着させるが、ヤーンはガラス組
成、フイラメントの直径、フィラメントの断面形、スト
ランドを構成するフィラメント数などにより限定され
ず、任意のヤーンに適用可能である。ヤーンに付着させ
るポリエチレングリコールを含有する集束剤の量は、
０．０５−１０．０重量％で、特に好ましくは０．３−
３．０重量％である。０．０５重量％以下では集束剤と
しての効果がほとんどなく、１０．０重量％以上ではヤ
−ンが硬くなりすぎて後工程で問題が起きる。

【００１４】

【実施例】

実施例１ ハイアミロース型エーテル化トウモロコシ澱粉を１ｋ
ｇ、通常型エ−テル化低粘度化トウモロコシ澱粉を２ｋ
ｇ秤量し、８０ｋｇの水に分散する。これを加熱昇温
し、９５℃で３０分間糊化した後、６５℃まで冷却す
る。別に、あらかじめ加熱溶解しておいた水素添加植物
油１ｋｇ、パラフィンワックス１ｋｇ、及び乳化剤（ポ
リオキシエチレンポリプロピレンエーテル）２００ｇを
秤量し、ホモミキサーで攪拌しつつ熱湯を加えて、反転
後５分間攪拌を続けてから熱湯で希釈し４ｋｇとする。
又、別容器にテトラエチレンペンタミンとステアリン酸
の縮合物の酢酸活性化物を２００ｇ秤り、熱湯を加えて
３ｋｇとしておき、平均分子量３００のポリエチレング
リコールを５００ｇ秤り、熱湯で３ｋｇとしておく。ホ
ルマリンは１００ｇ秤取り、１０倍にうすめておく。６
５℃の澱粉糊液に油の乳化液、カチオン系柔軟剤の水溶
液、ポリエチレングリコ−ル水溶液そしてホルマリン水
溶液を順次加えた後、湯を加えて総重量１００ｋｇに合
わせて、６０℃で保温する。以上の手順で調合した集束
剤を、ガラス繊維の紡糸工程でベルトタイプアプリケタ
−により有効成分で０．９５重量％付着させたＥＣＥ
２２５ １／０ １Ｚのヤーン製造した。

【００１５】経糸には整経工程で更に、２次サイズとし
て、部分けん化型ポリビニルアルコ−ル５．０重量％、
ハイアミコ−ンエ−テル化澱粉１．０重量％、パラフィ
ンエマルジョン０．５重量％、ホルマリン０．１重量
％、残りは水からなる水溶液を糊付機を用いて有効成分
として１．５３重量％付着させた。緯糸はそのまま使用
し、高速エアージェット式織機（津田駒工業（株）製Ｚ
Ａ）にて製織した。ガラスクロスの品質及びヤーンの飛
走性を表１に示すが、極めて少ないクロス毛羽、そして
充分かつ安定な飛走性と優れた脱油性を示した。

【００１６】実施例２ 集束剤としてハイアミロース型エーテル化トウモロコシ
澱粉１．９重量％、通常型エステル化トウモロコシ澱粉
１．９重量％、サッカロースラウリレート（モノエステ
ル７５％、ジ、トリエステル２５％）０．２重量％、水
素添加植物油０．７重量％、パラフィンワックス０．７
重量％、テトラエチレンペンタミンとステアリン酸の縮
合物の酢酸活性化物０．２重量％、乳化剤０．２重量
％、平均分子量１０，０００のポリエチレングリコール
１．０重量％、ホルマリン０．０３重量％（純分１００
％換算）及び残り水からなる水溶液を有効成分で０．８
重量％ガラス繊維に付着させたヤーンを用いた他は、実
施例１と同様にして、ガラスクロスを製織した。ガラス
クロスの品質及びヤーンの飛走性を表１に示すが、極め
て少ないクロス毛羽、そして充分かつ安定な飛走性と優
れた脱油性を示した。

【００１７】実施例３ ハイアミロース型エーテル化トウモロコシ澱粉０．５重
量％、重合度１，０００のポリビニルアルコ−ル２．７
重量％、水素添加植物油０．７重量％、パラフィンワッ
クス０．８重量％、テトラエチレンペンタミンとステア
リン酸の縮合物の酢酸活性化物０．２５重量％、乳化剤
０．２重量％、平均分子量２，０００のポリエチレング
リコール１．５重量％、ホルマリン０．０３重量％（純
分１００％換算）及び残り水からなる本発明の集束剤を
０．８５重量％付着させたヤーンを用いた他は、実施例
１と同様にしてガラスクロスを製織した。ガラスクロス
の品質及びヤーンの飛走性を表１に示すが、極めて少な
いクロス毛羽、そして充分かつ安定な飛走性と優れた脱
油性を示した。

【００１８】比較例１ 平均分子量３００のポリエチレングリコール０．５重量
％の代わりに水を添加することを除いては、実施例１と
同様の方法にて得られたガラスクロスの品質及びヤーン
の飛走性を表１に示す。

【００１９】毛羽の評価は、織機で織つた後のクロス表
面の毛羽を数えて８ランクに分けたものである。１が最
も少なく、８が最も多いことを示し、２−３以下であれ
ば通常の使用には充分耐えるものである。飛走性は、織
機にヤーンを緯糸として打ち込み、到達タイミングを測
定機によって測った結果と、織機停台回数等の製織性を
総合判定して、８ランクに分けたもので、いずれも値の
小さい方が優れた結果の得られたことを示す。脱油性
は、クロスの加熱脱油をした後、白度や着色（脱油不
良）を総合判定して８ランクに分けたもので、同じく値
の小さい方が優れた結果の得られたことを意味する。

【００２０】

【発明の効果】ガラスクロスの毛羽は、ヤーンの品質、
特に経糸の集束力に依存する。毛羽の発生しやすい高速
化織機で製織したにも係わらず、表１の極めて少ない毛
羽のクロスが得られるのは、本発明のヤ−ン用の集束剤
剤の効果が極めて優れているためである。又、表１のク
ロスが優れた脱油性を有するのは、本発明の集束剤が、
脱油時、熱分解が容易におこなわれるためである。実施
例１の毛羽によるガラスクロスの格下げ率は、比較例１
の毛羽によるガラスクロスの格下げ率の約１／８、実施
例１の飛走性に起因する織機の停台回数は、比較例１の
飛走性に起因する織機の停台回数の約１／２であった。

【００２１】

【表１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエチレングリコールを、集束剤の有
   効成分のうち５−５０重量％含むことを特徴とするガラ
   ス繊維ヤ−ン用集束剤。
2. 【請求項２】 ポリエチレングリコ−ルの平均分子量が
   １０６−２５，０００である請求項１記載の集束剤。
3. 【請求項３】請求項１の集束剤を有効成分で０．０５％
   −１０．０重量％付着させたことを特徴とするガラス繊
   維ヤ−ン。