JPS645533B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ロービングを構成するストランドの
一部を巾方向に偏位させると共にその厚味方向に
も存在せしめたガラス繊維ロービング帯状集合体
に成形用樹脂を含浸させ加圧硬化成形してなるガ
ラス繊維強化プラスチツク板、更に詳細には複数
本のロービングを一方向に引揃えて得られる帯状
のロービングにニードルパンチングを施すことに
よつて、ロービングを構成するストランドの一部
をニードル部において巾方向に屈曲偏位させ、隣
り合うストランド同志を互に搦み合せると共にス
トランドの一部を帯状のロービングの厚味方向に
押込んで厚味方向に向かうストランドを存在せし
めたガラス繊維ロービング帯状集合体に成形用樹
脂を含浸させ加圧硬化成形してなるガラス繊維強
化プラスチツク板に関する。 本発明でいう帯状のロービングとは、紡糸炉か
ら紡出されつつある数百本のガラス繊維フイラメ
ントに集束剤を塗布し集束して得られるストラン
ドを更に十数本引揃えて一本のロービングとし、
該ロービングを数十〜数百本一方向に引揃えた帯
状のものである。 一方ロービングの製造法として近時技術の進歩
に伴つて紡糸炉から紡出されつつある数千本のガ
ラス繊維フイラメントを一本のストランドに集束
し、これをそのままロービングとして使用する方
法も既に実施されており此の場合は一本のストラ
ンドが即一本のロービングということになり、本
発明においては当然このような製法によるロービ
ングも含むものである。 然してこの帯状ロービングは、主として電気絶
縁板、プリント配線基板、更には平板状、棒状そ
の他各種のガラス繊維強化プラスチツクの成形の
際に補強材として広く使用されてきた。然しなが
らこのような補強材を使用して得られたガラス繊
維強化プラスチツクは、単に複数本のロービング
を一方向に引揃え帯状とした補強材で補強されて
いるだけであるため、ロービングの引揃え方向即
ち長さ方向には十分な強度を有する成形品が得ら
れるものの、巾方向及び厚味方向の強度が極めて
不十分であるばかりでなく、強化プラスチツク成
形時、樹脂を含浸させると樹脂の流動に伴つてロ
ービングを構成するストランドが移動した均質な
成形品が得がたいという欠点があつた。 本発明は上述の従来の帯状ロービングに見られ
る欠点を除くためになされたものであつて種々検
討の結果複数本のロービングを一方向に引揃えて
得られる帯状のロービングにニードルパンチング
を施すという簡単な方法によりこれを解決するこ
とができたものである。 複数本のロービングを一方向に引揃えて得られ
る帯状のロービングを作るには例えば既に公知の
技術に従つて、ガラス溶融炉底部に設けられたノ
ズルから数百〜数千のフイラメントを紡糸し、集
束剤またはシラン系カツプリング剤を塗布し１〜
数本のストランドに集束し、そのストランドをパ
ツケージに巻取り、このパツケージからストラン
ドを引出し十数本集めて一本のロービングとし、
更にこのロービングを数十〜数百本一方向に引揃
えて得られる。ロービングの引揃えは公知の整径
装置をそのまま利用できる。このようにして得ら
れた帯状のロービングは次いでニードルパンチン
グ装置に導かれる。ニードルパンチング装置とし
ては既に公知のものをそのまま利用できるけれど
も、ガラス繊維は屈曲摩耗に弱いことからストラ
ンドを構成するガラス繊維フイラメントを全く切
断することなく一方向に引揃えられた帯状のロー
ビングのストランドの一部をニードル部分におい
て巾方向に屈曲偏位させたり厚味方向に押込むこ
とは困難であるが、フイラメント同志は集束剤に
より一本のストランドに軽く結合されているもの
のストランド同志は単に引揃えられてロービング
を構成しているにすぎないから、ストランドを構
成するフイラメントの一部に切断されるものがあ
つたとしてもストランド自体は切断されることな
く容易に開繊移動して、一方向に引揃えられた帯
状のロービングの巾方向に偏位したり厚味方向に
押込まれ保形性を向上せしめることができる。 そしてニードルパンチングの際に一方向に引揃
えられた帯状のロービングに予め湿潤性を与えて
おくと、ロービングを構成するストランド相互間
の摩擦が減少しストランドの移動が容易となつ
て、フイラメントの過剰な切断およびこれを原因
とする静電気の発生を防ぎ、ケバの発生、切断フ
イラメントの脱落を減少せしめることができる。 なおニードルパンチング装置の針の密度、針の
形状、ニードルパンチングの深さなどを変化する
ことによつて、巾方向に屈曲偏位したり厚味方向
に押込まれるストランドの量および状態を任意に
増減し、種々性能の異なつたガラス繊維ロービン
グ帯状集合体が得られることは勿論である。 かくして得られたガラス繊維ロービング帯状集
合体は、構成ストランドがニードルパンチングに
より部分的に開繊されているため、ストランドそ
のものよりも遥かに優れた樹脂含浸特性を有する
ばかりでなく、ニードルパンチングにより巾方向
にストランドが屈曲偏位して互にからみ合つたり
厚味方向にも繊維が押込まれているため、従来の
一方向に引揃えて得られる帯状のロービングに較
べ三次元方向に強度があつても良く保形性を保ち
樹脂含浸性が優れていることと相俟つて、平板状
成形品の場合には長手方向は勿論厚味方向、巾方
向の強度が大巾に向上し、また全体として良く締
つた剛性の高い均質な板状物を得ることができ
た。 特にプリント配線基板は厚さが均一で表面が平
滑であることが必須の条件である。このためには
補強用繊維基材は単位重量が均一であることが必
要である。然るに補強用繊維基材たるガラス連続
フイラメントマツトは単位重量の変動が±14％、
ガラス繊維チヨツプドストランドマツトは単位重
量の変化が±18％もあり、均一な厚さの基板を作
ることが極めて困難である。更にはロービングク
ロスは単位重量の変動は小さいが、ロービングの
交叉部に起因する凹凸のためにこれまた表面平滑
性に問題がある。このため現在では単位重量の変
動が±３％と小さいガラスクロスを多層に積層し
たものがプリント配線基板の補強用繊維基材とし
て最適であるといわれている。然しながらガラス
クロスにも目ずれが生ずるとか、製織工程を必要
とするので生産性が低く従つて高価であるという
欠点がある。そこで最近プリント配線基板用ガラ
ス繊維基材として、ガラスクロスの代りにチヨツ
プドストランドマツトや連続フイラメントマツト
を内層に使用し、外層の上下各１層にガラスクロ
スを使用したサンドイツチ構造の基板、いわゆる
コンポジツト板が使用されるようになつたが、こ
れも上述したチヨツプドストランドマツトや連続
フイラメントマツトの持つ欠点を完全に解決する
に至つていない。本発明で用いるガラス繊維ロー
ビング帯状集合体は単位重量の変動が±５％と小
さく、織物のように緯糸経糸の交叉部や目ずれが
なく取扱いが容易であり、製織工程を必要としな
いので生産性が高く、従つて安価であり、上述の
補強用繊維基材の持つ諸欠点を悉く解消したもの
である。 なおプリント配線基板用樹脂には、現在はほと
んどエポキシ樹脂が使用されているが、ポリエス
テル、フエノール、ポリイミド等各種の熱硬化性
樹脂が使用できる。 以下、ニードルパンチングを施してなるガラス
繊維ロービング帯状集合体をガラス繊維強化樹脂
板用強化材として用いることの利点を実施例につ
き具体的に説明する。 実施例 １ 紡糸炉から紡出されつつある17μ、2000本のフ
イラメントにシラン系カツプリング剤を塗布しな
がら集束して得られる一本のストランドからなる
ロービングをロービングロス用の整径装置を使用
して経糸密度4.1本／cmの一方向に引揃えた帯状
のロービングを作つた。更にこの帯状のロービン
グを針密度50本／cm²、ニードル深さ20mmのニード
ルパンチング装置によりニードルパンチングを行
いロービング帯状集合体を作り、その表面および
裏面にサーフエーシングクロスを各１層積層した
後、全米電気製造者協会のNEMA規格に従つて
樹脂を含浸しプリプリグを作製した後、35μの銅
箔を表面に重ね合せ一体に硬化積層し、厚さ1.6
mmのプリント配線基板用のエポキシ銅張積層板を
作製した。一方これと対比するため各種繊維基材
を使用して作つたエポキシ銅張積層板との性能の
比較を行つた。エポキシ銅張積層板の基材構成を
下記に示す。 試料１ 本発明品（450ｇ／m²）を２層積層し、
その表面および裏面にガラスサーフエーシング
クロスを各１層積層し、樹脂を含浸して得られ
るプリプリグ上に銅箔を重ね合せ一体に硬化形
成したもの。 試料２ 試料１においてニードルパンチングを施
してなるロービング帯状集合体の代りにロービ
ングクロス（570ｇ／m²）を３層使用したもの。 試料３ 試料１においてニードルパンチングを施
してなるロービング帯状集合体の代りにチヨツ
プドストランドマツト（450ｇ／m²）を２層使
用したもの。 試料４ 試料１においてニードルパンチングを施
してなるロービング帯状集合体の代りに連続フ
イラメントマツト（450ｇ／m²）を２層使用し
たもの。 試料５ ガラスクロス（200ｇ／m²）を８層積層
し、樹脂を含浸して得られるプリプリグ上に銅
箔を重ね合せ一体に硬化形成したもの。 上記５種類の基材構成からなるエポキシ銅張積
層板についはJIS−Ｃ−6481に従つて性能を測定
した。 試験結果を表１に示す。

【表】

【表】 表１から明らかな通り、本発明の実施例である
試料１は従来品（試料２、３、４）のいづれより
も明らかに優れた性能を示し、高価なガラスクロ
ス基板（試料５）と性能的にほとんど差がない。
このことからニードルパンチングを施してなるガ
ラス繊維帯状集合体は従来のガラスクロス、ロー
ビングクロス、チヨプドストランドマツト、連続
フイラメントマツトに比べて、その価格と性能を
総合的に勘案するとプリント配線基板や電気絶縁
板の補強用ガラス繊維基材として画期的なものと
いえる。 実施例 ２ 紡糸炉から紡出されつつある17μ、2000本のフ
イラメントにシラン系カツプリング剤を塗布しな
がら集束して得られる一本のストランドからなる
ロービングをロービングクロス用の整径装置を使
用して経糸密度4.1本／cmの一方向に引揃えた帯
状のロービングを作つた。更にこの帯状のロービ
ングを針密度50本／cm²、ニードル深さ20mmのニー
ドルパンチング装置によりニードルパンチングを
行つたガラス繊維ロービング帯状集合体を作つ
た。ニードルパンチング前の帯状のロービングと
ニードルパンチング後のロービング帯状集合体と
にそれぞれ不飽和ポリエステル樹脂を含浸せしめ
常法により加圧硬化成形して強化プラスチツク板
を得た。 得られた成形品の物理的性質は次の通りであつ
た。 なお得られた数値はそれぞれテストピース10枚
につき測定を行い平均値を求めた。 テストピースは450ｇ／m²のニードルパンチン
グを施したガラス繊維ロービング帯状集合体４層
を重ね合せ3.4mm厚の成形品を得た。比較のため
のニードルパンチングを施してないガラス繊維帯
状ロービング使用品の厚さは2.5mmになつた。使
用した樹脂は昭和高分子株式式会社製の不飽和ポ
リエステル樹脂リゴラツク1557である。

【表】 表２から明らかなように本発明のニードルパン
チングを施したガラス繊維ロービング帯状集合体
を使用した強化プラスチツクは、ニードルパンチ
ングを施してないガラス繊維帯状ロービングを使
用した強化プラスチツクに比べ、ガラス含有量が
３分の２以下であるにもかかわらず、横方向の曲
げ強さ、剪断強さとも２倍以上に向上しているこ
とがわかる。また縦方向では曲げ強さこそガラス
含有量の減少にほぼ比例して約３分の２に低下し
ているものの、剪断強さは約1.5倍に向上してい
ることがわかる。 なお実施例２では熱硬化性の不飽和ポリエステ
ル樹脂で補強した強化プラスチツクについて記述
したが、ニードルパンチングを施したガラス繊維
ロービング帯状集合体は加熱成形法による熱可塑
性樹脂強化プラスチツク（FRTP）用の補強材と
して使用できることはいうまでもない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数本のロービングを一方向に引揃えて得ら
   れる帯状のロービングにニードルパンチングを施
   したガラス繊維ロービング帯状集合体に、成形用
   樹脂を含浸させ加圧硬化成形してなるガラス繊維
   強化プラスチツク板。 ２ 複数本のロービングを一方向に引揃えて得ら
   れる帯状のロービングにニードルパンチングを施
   したガラス繊維ロービング帯状集合体の上下両面
   にガラスサーフエシングクロスを重ね合せ、成形
   用樹脂を含浸して得られるプリプリグ上に銅箔を
   重ね合せ一体に硬化成形してなる、プリント配線
   基板用ガラス繊維強化プラスチツク板。