KR20020057947A - 침윤된 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 섬유, 유기성분으로 구성되는 코팅 조성물 및 300K의 온도에서 적어도 1 와트의 열 전도성을 가지고 있는 라멜라 입자로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드를 제공한다. 또한, 본 발명은 다수의 섬유, 유기성분 및 비가수성 라멜라 입자로 구성되는 코팅 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을 함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 비가열성의 팽창가능한 유기물질, 무기 중합체, 300 K의 온도에서 mK당 적어도 1 와트의 열 전도성을 가지고 있는 라멜라 입자 및 상기 물질들의 혼합물로부터 선택된 물질로 형성된 다수의 개별적 입자로서 스트랜드의 웨트-아웃을 충분히 가능하게 하는 평균 입경을 가진 입자; (2) 적어도 다수의 개별적 분자와 다른 하나의 윤활제; 및, (3) 적어도 하나의 필림형성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드를 제공한다. 또한, 본 발명은 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을 함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 유리섬유의 모스 경도값을 초과하지 않는 모스 경도값을 가진 다수의 라멜라 입자와 무기물 입자: 및 (2) 적어도 하나의 중합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드를 제공한다. 본 발명은 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 다수의 중공, 비가열성의 팽창가능한 유기물 입자, 및 (2) 적어도 하나의 중공 유기물 입자와 다른 적어도 하나의 윤활제로 구성되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드를 제공한다

Description

침윤된 유리 섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품{IMPREGNATED GLASS FIBER STRANDS AND PRODUCTS INCLUDING THE SAME}

본 특허출원은 노비치(Novich) 등이 2000년 5월 11일자로 출원한 "침윤된 유리 섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Impregnated glass fibers strands and products including the same)"이라는 명칭의 미국 특허출원 제09/668,916호의 계속출원이며, 이는 노비치 등이 2000년 4월 12일자로 출원한 "침윤된 유리 섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Impregnated glass fibers strands and products including the same)"이라는 명칭의 미국 특허출원 제09/548,379호의 계속출원이며, 이는 또한 노비치 등이 2000년 3월 16일자로 출원한 "침윤된 유리 섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Impregnated glass fibers strands and products including the same)"이라는 명칭의 미국 특허출원 제09/527,034호의 계속출원이다. 본 특허출원은 현재 포기상태에 있는, (1) 1998년 10월 13일에 출원된 미국 특허출원 제 09/170,578호의 일부 계속출원인 "유리섬유-강화된 라미네이트, 전자 회로판 및 섬유의 조합방법(Glass Fiber-Reinforced Laminates, Electronic Circuit Borads and Methods for Assembing a Fabric)"이라는 명칭의 노비치 등의 미국 특허출원 및 1998년 8월 6일에 출원된 미국 특허출원 제 09/130,270호의 일부 계속출원인 "유리섬유-강화된 라미네이트, 전자 회로판 및 섬유의 조합방법(Glass Fiber-Reinforced Laminates, Electronic Circuit Borads and Methods for Assembing a Fabric)"이라는 명칭의 노비치 등의 미국 특허출원; (2) 1998년 10월 13일에 출원된 미국 특허출원 제 09/170,780호의 일부 계속출원인 "무기 윤활제-피복된 유리 섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Inorganic lubricant-coated glass fiber strands and products including the same""이라는 명칭의 노비치 등의 미국 특허출원 및 1998년 3월 3일에 출원된 미국 특허출원 제 09/034,525호의 일부 계속출원인 "유리섬유-강화된 라미네이트, 전자 회로판 및 섬유의 조합방법(Glass Fiber-Reinforced Laminates, Electronic Circuit Borads and Methods for Assembing a Fabric)"이라는 명칭의 노비치 등의 미국 특허출원; (3) 1998년 10월 13일에 출원된 미국 특허출원 제 09/170,781호의 일부 계속출원인 "열전도성 무기 고형입자로 피복된 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Glass fiber strands coated with thermally conductive inorganic slid particles and products including the same"이라는 명칭의 노비치 등의 미국 특허출원과 이와 관련하여 1998년 3월 3일에 출원된 미국 특허출원 제 09/034,663호의 일부 계속출원; (4)1998년 10월 13일에 출원된 미국 특허출원 제 09/170,579호의 일부 계속출원인 "유리섬유의 마멸성 마모을 억제시키는 방법(Methods for inhibiting abrasive wear of glass fiber strands)"이라는 명칭의 노비치 등의 미국 특허출원과 이와 관련하여 1998년 3월 3일에 출원된 미국 특허출원 제 09/034,078호의 일부 계속출원; (5) 1998년 10월 13일에 출원된 미국 특허출원 제 09/170,566호의 일부 계속출원인 "침윤된 유리 섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Impregnated glass fibers strands and products including the same)"이라는 명칭의 노비치 등의 미국 특허출원과 이와 관련하여 1998년 3월 3일에 출원된 미국 특허출원 제 09/034,077호의 일부 계속출원; 및 (6) 1998년 10월 13일에 출원된 미국 특허출원 제 09/170,565호의 일부 계속출원인 "무기 입자로 피복된 유리 섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Inorganic particle-coated glass fiber strands and products including the same)"이라는 명칭의 노비치 등의 미국 특허출원과 이와 관련하여 1998년 3월 3일에 출원된 미국 특허출원 제 09/034,056호의 일부 계속출원과 관련이 있다.

본 특허출원에서는 1999년 5월 7일에 출원한 미국 특허출원 제 60/133,075호; 1999년 5월 7일에 출원한 미국 특허출원 제 60/133,076호; 1999년 5월 26일에 출원한 미국 특허출원 제 60/136,110호; 1999년 7월 30일에 출원한 미국 특허출원 제 60/146,337호; 1999년 7월 30일에 출원한 미국 특허출원 제 60/146,605호; 1999년 8월 3일에 출원한 미국 특허출원 제 60/146,862호; 및 2000년 2월 18일에 출원한 미국 특허출원 제 60/183,562호와 관련하여 미국에서의 가특허신청에 대한 이점을 주장하고 있다.

본 특허출원은 본원과 동일자로 출원된 "무기 입자-피복된 유리 섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Inorganic Particle-Coated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)"이란 명칭의 노비치 등의 미국 특허 출원; 본원과 동일자로 출원된 "무기 입자-피복된 유리 섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Inorganic Particle-Coated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)"이란 명칭의 노비치 등의 미국 특허 출원 ; 및 본원과 동일자로 출원된 "무기 입자-피복된 유리 섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Inorganic Particle-Coated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)"이란 명칭의 노비치 등의 미국 특허 출원과 관련되어 있다.

열경화성 성형공정에 있어서, 양호한 웨트-드로우(wet-through; 중합성 매트릭스 물질을 매트 또는 섬유를 통하여 침투시키는 것) 특성 및 웨트-아웃(wet-out; 매트나 섬유내의 개별적인 다발 또는 스트랜드를 통하여 중합성 매트릭스 물질을 침투시키는 것) 특성은 바람직하다고 할 수 있다. 조적으로 전형적인 성형공정에서는 양호한 분산특성(즉 열가소성 물질 내에서 섬유의 양호한 분포특성)은 주 관심사가 되고 있다.

섬유로 직조된 섬유 스트랜들로부터 형성된 복합체 또는 라미네이트의 경우에, 양호한 웨트-드로우 특성 및 웨트-아웃특성과 더불어 섬유 스트랜드의 표면을 피복하는 경우 섬유가 가공시에 마멸되는 것을 보호할 수 있으며, 특히 에어 제트 직조기상에서 양호한 직조성을 부여하는 동시에 섬유 스트랜드가 피복되는 중합성 매트리스 물질과 상용성을 가지게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 대다수의 사이징 성분은 중합성 매트리스 물질과 상용성을 갖고 있지 않으며 섬유 유리와 중합성 매트리스 물질 간의 접착에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 텍스타일 섬유의 사이징 성분으로서 통상적으로 사용되는 전분의 경우 일반적으로 중합성 매트리스 물질과 상용성을 갖고 있지 않다. 그 결과, 상기 비상용성 물질은 중합성 매트리스 물질과 침윤되기 전에 제거할 필요가 있다.

상기 수지 비상용성 사이징 물질의 제거(즉 섬유의 탈유지 또는 탈오일)는 각종의 기법을 이용하여 처리가 가능하다. 이러한 수지 비상용성 사이징 물질은 직조된 섬유를 장기간 동안 상승된 온도에 노출시켜서 사이징 물질을 열적으로 분해하여 제거한다(통상적으로 열-세정라고 한다). 기존의 열-세정방법은 380 ℃에서 60 ∼ 80 시간에 걸쳐 섬유를 가열시키고 있다. 그러나, 상기 열-세정 단계는 유리섬유의 강도에 해를 가져올 뿐만 아니라 비상용성 물질을 제거하는데 완벽한 방법은 아니며, 사이징 분해물로 인하여 섬유를 오염시킬 가능성이 있다. 사이징 물질을 제거하는 또 다른 방법으로는 물 세척이나 화학적 제거방법을 적용시키는 것이다. 그러나, 상기 방법들은 일반적으로 물세척이나 화학적 제거공정과의 상용성을 위하여 사이징 조성물의 유의적인 제제화공정을 다시 요구하게 되며, 일반적으로 모든 비상용성의 사이징 물질을 제거하는데 열-세정와 같이 일반적으로 유효한 방법은 아니다.

또한, 직조공정이 유리섬유 실에 상당한 마멸성을 부여하기 있기 때문에 날실(warp yarn)을 사용되는 실들은 전형적으로 직조과정에 들어가기 전에 통상적으로 "스래싱(slashing)"이라고 불리우는 2차 코팅단계를 거쳐서 마멸저항 코팅방식(통상적으로 "스래싱 사이즈"라고 함)으로 날실을 피복하는데, 이는 유리섬유의 마멸성 마모를 최소화하는데 도움이 된다. 상기 스래싱 사이즈는 일반적으로 실을 형성하는 과정에서 이전에 유리섬유에 적용하였던 1차 사이즈에 대하여 적용하는 것이다. 그러나, 전형적인 스래싱 사이즈는 일반적으로 중합성 매트릭스 물질과 상용성이 갖고 있지 못하기 때문에 수지에 피복시키기 전에 이들을 직조된 섬유로부터 제거하여야 한다.

더구나, 탈유지화 또는 탈오일화 섬유와 중합성 수지 사이의 접착력을 개선시키기 위하여 전형적으로 실란 커플링 제제 및 물과 같은 마무리 사이즈(통상적으로 "마무리"라고 함)를 섬유에 적용시켜서 또 다른 가공단계에서 유리섬유를 재피복하게 된다

이와 같이 모든 부가가치가 전무한 스래싱, 탈유지화 또는 탈오일화 공정들은 생산사이클 시간 및 비용을 상승시키는 요인이 된다. 또한, 이들 공정들은 자본기기 및 노동력의 엄청난 투자를 일반적으로 요구하고 있다. 더구나, 상기 공정들과 관련된 섬유의 추가적 처리는 섬유의 손상과 열악한 품질로 이어지게 된다.

따라서, 이와 같은 공정단계의 능률성이나 효율성을 개선시키고자 하는 노력이 계속되어 왔다. 그러나, 하기 조건 중에서 한 가지 이상을 만족시킬 수 있는 코팅방법에 대한 필요성이 꾸준히 제기되고 있는 바, 예를 들면 1) 유리섬유의 마멸이나 판손을 억제하고, 2) 다양한 종류의 매트릭스 물질과 상용성을 가져야 하며, 3) 매트릭스 물질에 의한 양호한 웨트-아웃 특성과 웨트-드로우 특성이 부여되어야 한다. 또한, 생산성을 증대시키기 위한 코팅방법이 최근의 에어-제트 직조기기와 상용성이 있는 경우 특히 유익하다고 볼 수 있다. 더구나, 섬유를 형성하는 과정에서 부가가치가 없는 공정단계를 제거하고 전기적 지지적용에 요구되는 섬유를 유지하면서 양호한 라미네이트 특성를 제공한다면 유익하다고 생각된다.

본 발명은 일반적으로 복합물을 강화시키기 위한 피복된 섬유 스트랜드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스트랜드가 함유된 매트릭스 물질과 상용성이 있는 피복된 섬유 스트랜드에 관한 것이다.

하기의 바람직한 양태의 상세한 설명과 더불어 본 발명의 요약 부분을 첨부된 도면을 참조하여 판단하는 경우 더 잘 이해가 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 코팅조성물에 의해 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드의 투시도이고;

도 2는 본 발명에 따라 사이징 조성물 및 적어도 사이징 조성물의 일부에서 2차 코팅조성물에 의해 피복된 섬유 스트랜드의 투시도이고;

도 3은 본 발명에 따라 사이징 조성물, 적어도 2차 조성물의 일부에서 2차 코팅조성물 및 적어도 2차 코팅조성물의 일부에서 3차 코팅조성물에 의해 피복된 섬유 스트랜드의 투시도이고;

도 4는 본 발명에 따른 복합물의 상면도이고;

도 5는 본 발명에 따른 섬유의 상면도이고;

도 6는 본 발명에 따라 섬유를 조합하고 라미네이트를 형성하는 방법의 개괄도이며;

도 7은 본 발명에 따른 전자 지지체의 단면도이고;

도 8 및 9는 본 발명에 따른 전자 지지체의 대체 양태를 나타내는 단면도이고;

도 10은 전자 지지체의 섬유층에서 틈을 형성하는 방법의 개괄도이고;

도 11은 1차 절단 가장자리를 도시하는 드릴의 단면도이고;

도 12는 드릴 구멍 패턴의 개괄도이며;

도 13은 회로 패텅의 도면이다.

본 발명의 섬유 스트랜드는 가공 공정중에 섬유의 마모 및 파손을 바람직하게 억제할 뿐만 아니라, 복합물의 형성시 양호한 웨트-드로우 특성, 웨트-아웃특성 및 분산특성을 제공한다. 이하에 정의한 바와 같이 "스트랜드(strand)"는 다수의 개별적 섬유, 즉 적어도 2개의 섬유로 구성되어 있다. 본 발명에서 사용된 "복합물(composite)"는 본 발명에 따른 피복된 섬유 스트랜드와 추가적 물질과의 조합을 의미하는데, 추가된 물질의 예로서는 라미네이트를 형성하기 위하여 중합성 매트릭스 물질과 함께 피복된 섬유 스트랜드를 포함하는 한 개 이상의 섬유층을 들 수 있다. 본 발명의 피복된 유리 스트랜드에 의해 발현될 수 있는 기타 바람직한 특성들은 고습도이고 반응성이 있는 산 및 알칼리의 존재하에서도 우수한 라미네이트 강도, 우수한 열안정성, 우수한 가수분해 안정성(예를 들면 섬유/중합성 매트릭스 물질의 인터페이스를 따라 물 이동에 대한 저항성), 저부식성 및 저반응, 및 적층하기 전 열세정이나 압력수 세정의 필요성을 제거할 수 있는 다양한 중합성매트릭스 물질과의 상용성 등이다.

본 발명의 피복된 유리섬유 스트랜드의 또 다른 바람직한 특성으로 직조 또는 편직시에 우수한 가공성을 들 수 있다. 직조 또는 편직을 용이하게 하기 위해 본 발명의 피복된 유리섬유 스트랜드에 의해 제공될 수 있는 특성들은 낮은 보플성과 후광성, 파손율이 낮은 필라멘트, 낮은 스트랜드 장력, 높은 유용성 및 짧은 삽입시간 등이며, 이러한 특성들은 인쇄 회로판 용도에 대해 결함이 거의 없는 섬유를 일반적으로 제공한다.

또한, 본 발명의 피복된 섬유 스트랜드는 공기 분사 직조공정에 사용하는데 적합할 수 있다. 본 발명에서 정의하고 있는 "공기 분사 직조"는 한 형태의 섬유직조를 의미하는 바, 이는 메꿈용 실(씨실)을 하나 이상의 공기 분사 노즐로부터 압축된 공기의 파열로 인하여 날실로 삽입할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 피복된 섬유 스트랜드는 바람직한 예로 피복된 섬유의 표면을 따라 열전도를 용이하게 할 수 있는 독특한 코팅방식을 가지고 있다. 본 발명의 피복된 섬유 스트랜드가 전자 회로판의 연속적 보강제로 사용되는 경우 전자부품으로부터 열이 발산되어 전도되는 보강제를 따라 열원(칩 또는 회로)로부터 열의 발산을 촉진시키는 기전을 제공할 수 있으며 이에 따라 회로부품, 유리섬유 및 중합성 매트릭스 물질의 열 분해나 비전도성을 억제하게 된다. 본 발명의 피복된 섬유 스트랜드는 바람직하게 열의 발산이나 분포에서 매트릭스 물질보다 높은 열전도 단계를 제공하며 이에 따라 전자 회로판의 차별적 열 팽창 및 와피지(warpage)를 감소시키고 납땜의 결합능을 개선시킨다.

본 발명의 피복된 섬유 스트랜드는 바람직하게 매트릭스 수지에서 열전도성 물질을 포함시키는 필용성을 감소시키거나 제거하게 되며, 이에 따라 라미네이트의 제조공정을 개선시키고 매트릭스 물질의 공급탱크를 세정하거나 보수하는데 요구되는 고가의 비용을 저렴하게 한다.

본 발명의 피복된 섬유 스트랜드는 바람직하게 고도의 스트랜드 개방성을 유지하고 있다. 본 발명에서 정의하는 "고도의 스트랜드 개방성(high strand openness)"은 스트랜드가 확대된 단편부위를 가지고 있으며 스트랜드의 필라멘트는 서로 밀착되게 결합하고 있지 않다는 것을 의미한다. 고도의 스트랜드 개방성은 매트릭스 물질이 스트랜드 다발로 침투하거나 웨트-아웃하는 것을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 섬유 스트랜드에서 제조된 본 발명의 복합물, 특히 라미네이트의 경우 바람직하게 다음에 열거하는 특성 중에 적어도 한가지를 가지고 있다: 낮은 계수의 열확장, 양호한 굴곡강도, 양호한 라미네이트간 결합강도, 양호한 가수분해 안정성(즉 섬유/매트릭스 인터페이스를 따라 물의 이동에 대한 저항성. 본 발명에 따른 섬유 스트랜드로부터 제조된 본 발명의 전자 지지체 및 프린트 회로판은 바람직하게 다음에 열거하는 특성 중에 적어도 한가지를 가지고 있다: 양호한 드릴성 및 금속 이동에 대한 저항성(음이온-양이온 필라멘트의 형성 또는 CAF라고 한다); 본 발명에서 참고로 인용되고 있는 툼말라(Tummala) 등의 문헌(Microelectronics Packaging Handbook (1989), 페이지 896-897 및 IPC-TR-476B, "Electrochemical Migration: electrochemically Induced Failures in Printed Wiring Boards andAssemblies"(1997)을 참조. 본 발명에 따른 섬유 스트랜드는 양호한 드릴 특성을 나타내는 바, 천공시에 낮은 공구 마모도 및 천공된 구멍의 양호한 위치적 정확도를 가지고 있다.

상기에 언급한 바와 같이, 기존의 섬유형성공정은 섬유유리의 실 및 이에 따른 섬유를 스래싱, 열세정 및 마무리와 같이 부가가치가 없는 가공단계를 포함하고 있다. 본 발명은 바람직하게 섬유, 라미네이트, 전자 지지체 및 프린드 회로판을 형성하는 방법을 제공하고 있기 때문에 섬유형성공정에서 부가가치가 없는 공정단계를 제거할 수 있으며 전자류에 사용하기에 적합한 품질을 지닌 섬유를 제공한다. 본 발명의 바람직한 양태의 또다른 이점으로는 생산사이클 시간을 단축시키며 자본기기의 제거와 더불어 감소된 섬유처리 및 인건비, 양호한 섬유 품질 및 양호한 최종제품의 특성을 들 수 있다.

또한, 본 발명은 독특한 코팅방법에 의한 피복된 섬유 스트랜드를 선택함으로써 감는 기계, 직조기 또는 편물기와 같은 기타 고체 물체와 접촉시 또는 필라멘트간 마멸에 의한 섬유 스트랜드의 마멸성 마모를 억제하는 방법을 제공한다.

실시예를 제외하고 본 명세서의 목적상, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 성분의 양을 표시하는 모든 숫자, 반응조건 등은 "약(about)"라는 용어에 의해 모든 경우에서 수정될 수 있을 것으로 이해한다. 따라서, 역으로 표시되지 않는 한, 이후의 명세서 및 첨부된 청구항세서 기재하게 될 숫자적 변수는 본 발명에 의해 획득하고자 하는 원하는 특성에 따라 상이하게 나타날 수 있는 근사치가 될 것이다. 적어도 그리고 청구범위에 동등한 원칙의 적용을 제한하고자 하지 않는 한, 개개의 숫자적 변수는 보고된 유의적 아라비아 숫자의 수 및 통상적 정수를 사용한다고 해석되어야 한다.

본 발명의 광범위한 범위를 개시하는 숫자적 범위와 변수가 개략치임에도 불구하고 특정 실싱예에 개시되는 숫자값은 가능한한 정확하게 보고하였다. 그러나, 특정한 값은 관련된 실험측정치에서 발견되는 표준오차에 의해 필연적으로 나타나는 특정 오차를 포함하고 있다.

도 1 (이때, 동일한 숫자는 동일한 요소를 지칭한다)을 참고하면, 도 1에서는 피복된 섬유 스트랜드(10)는 본 발명에 따른 다수의 섬유(12)를 포함한다. 본 발명에서 정의하는 "스트랜드"는 다수의 개별적 섬유, 즉 적어도 2개 이상의 섬유로 구성되는 것을 의미하며, 또한 상이한 섬유화가능한(fiberizaable) 물질로 제조된 섬유로 구성될 수 있다(섬유 다발은 "실"이라고 한다). "섬유"라는 용어는 개별적 필라멘트를 의미한다. 본 발명을 제한하고 있지 않으나 섬유(12)는 바람직하게 3 ∼ 35 ㎛의 범위내에서 평균 공칭 섬유 직경을 가지고 있다. 본 발명의 평균 공칭 섬유 지경은 바람직하게 5 ㎛ 이상이다. 미세한 실에 적용시에 평균 공칭 섬유 직경은 5 ∼ 7 ㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다.

유리섬유(12)는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 특정 유형의 섬유화가능한 물질로부터 형성될 수 있으며 이에는 섬유화가능한 무기물질, 섬유화가능한 유기물질 및 이의 혼합물을 포함한다. 상기 무기 및 유기 물질은 인간이 제조하거나 물질이거나 천연물이 될 수도 있다. 당해 분야의 숙련자는 섬유화가능한 무기 및 유기물질이 또한 중합성 물질에서 선택될 수 있음을 이해할 것이다.본 발명에서 정의하는 "중합성 물질"은 서로 결합되어 있는 긴 사슬의 원소와 수용액 및 고체상태에서 혼합될 수 있는 거대분자로부터 형성된 물질을 의미한다. 본 발명에서 정의하는 "섬유화가능한"이라는 용어는 일반적으로 연속 필라멘트, 섬유, 스트랜드 또는 실로 형성될 수 있는 물질을 의미한다.

섬유(12)는 바람직하게 무기물질, 섬유화가능한 유리물질로부터 형성된다. 본발명에서 유용한 섬유화가능한 물질의 예로는 "E-유리", "A-유리", "C-유리", "D-유리", "R-유리", "S-유리" 및 "E-유리 유도체"를 포함한다. 더구나, 본 발명에서 정의하는 "E-유리 유도체"는 소량의 불소 및/또는 붕소를 포함하는 유리조성물을 의미하고, 바람직하게 불소-부재 및/또는 붕소-부재의 조성물이다. 더구나, 본 발명에서 사용된 바와 같이, 소량은 약 1 중량%보다 적은 불소 및 약 5 중량%보다 적은 붕소를 의미한다. 현무암 및 광물 양모섬유는 본 발명에 유용한 기타 유리섬유의 예이다. 바람직한 유리섬유는 E-유리 또는 E-유리 유도체로부터 형성된다. 이러한 조성물 및 이로부터 생성된 유리 필라멘트의 제조방법은 당해 분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있으며, 본 발명의 내용에 비추어 추가로 논의될 필요가 없는 것으로 생각된다.

본 발명의 유리섬유는 이를 형성시에 당해분야에 알려진 적절한 방법을 이용하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 유리섬유는 직접-용융 섬유형성조작이나 간접적 또는 대리석-용융 섬유형성조작에 의해 제조할 수 있다. 직접-용융 섬유형성조작의 경우 해당 원료를 조합한 후에 유리용융 용광로에 녹여서 균질화시킨다. 용융된 유리를 용광로에서 도가니로 이동시키고 섬유성형기구에 넣어지는데 여기에서 용융된 유리는 연속 유리섬유로 가늘어 지게 된다. 대리석 용융 유리형성조작의 경우 최종적으로 원하는 유리조성물을 가진 유리의 단편이나 대리석은 이전에 형성하여 투관으로 주입시키는데 이곳에서 용융물이 녹게 되어 연속 유리섬유로 가늘어 지게 된다. 사전 용융기가 사용되는 경우 먼저 대리석을 사전 용융기에 주입시키고 용융시킨 후에 용융된 유리를 섬유형성 기구에 주입시켜서 가늘어진 유리가 연속 섬유를 형성하게 된다. 본 발명에 따른 유리섬유는 직접 용융 섬유형성 조작에 의해 형성하는 것이 바람직하다.

추가정보가 필요한 경우 이와 같은 유리 조성물 및 섬유화 방법은 본 발명에 참고로 인용되어 있는 로에벤스타인(K. Loewenstein) 등의 문헌에 개시되어 있다(The Manufacturing Technology of Continusous Glass Fibres, (3rd Ed. 1993) at pages 30-44, 47-103, and 115-165; U..S. Patent Nos. 4,542,106 and 5,789,329; and IPG-EG-140 "Specification for Finished Fabric Woven from 'E' Glass for Printed Boards" at page 1, a publication of The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuit (June 1997).

적합한 유리섬유는 비유리 섬유화가능한 무기물질의 비제한적인 예로서는 탄화규소, 탄소, 흑연, 뮬라이트(mullite), 산화알루미늄 및 압전기(piezoelectric) 세라믹 물질과 같은 세라믹류를 포함한다. 적절한 섬유화가능한 유기물질의 비제한적인 예는 면, 셀룰로스, 천연 고무, 아마, 모시, 대마, 사이질삼 및 양모를 포함한다. 적절한 섬유화가능한 유기 중합성물질의 예로서는 폴리아미드(예: 나일론 및 아라미드), 열가소성 폴리에스테르(예: 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 및 폴리부틸렌 텔레프탈레이트), 아크릴계 화합물(예: 폴리아크릴로니트릴), 폴리올레핀, 폴리우레탄 및 비닐 중합체(예: 폴리비닐 알콜)로부터 형성된 섬유를 포함한다. 본 발명에 유용한 비유리 섬유 및 이와 같은 섬유를 제조 및 가공하는 방법은 본 방법에 참고로 인용되어 있는 문헌 "Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vo. 6(1967)"의 505~712면에 충분히 논의되어 있다.

상기 물질의 혼합물 또는 공중합체 및 이의 섬유 조합물은 필요한 경우 본 발명에 사용할 수 있다. 더구나, "스트랜드"라는 용어는 상이한 섬유화가능한 물질로부터 제조된 적어도 두개의 상이한 섬유를 포함한다. 본 발명의 바람직한 양태에서 본 발명의 섬유 스트랜드는 다른 형태의 섬유를 함유하고 있으나 적어도 한 가지 유리섬유를 함유하고 있다.

당해 분야의 숙련자에게 스트랜드(10)가 상기에 언급하 바와 같이 당해 분야에 알려진 특정한 섬유화가능한 물질로부터 형성된 섬유(12)를 포함할 수 있다고 이해할 수 있으나, 이제부터 유리섬유 스트랜드를 주제로 본 발명을 설명하고자 한다. 따라서, 일반적으로 상기에 언급한 기타 섬유에 적용된 유리섬유의 측면에서 언급하고자 한다.

연속적으로 도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 양태에서 본 발명에 따른 섬유 스트랜드(10)의 섬유(12)는 적어도 하나 및 바람직하게 모든 섬유들이 섬유(12)의 표면(16)의 적어도 일부(17)에 바람직하게 코팅조성물의 잔사가 도포되어 코팅조성물의 층(14)이 형성됨으로써 가공공정동안 마멸로부터 보호하고 섬유의 파손을 억제하게 된다. 상기 층(14)는 섬유(12)의 전체 외면(16) 또는 주변부에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 코팅조성물은 수성 코팅조성물이 바람직하며, 보다 바람직하게는 수성 수지 상용성 코팅조성물이다. 안전상의 이유로 바람직하지 않으나, 상기 코팅조성물은 필요시에 알콜 또는 아세톤과 같은 휘발성 유기용매를 함유할 수 있음에도 불구하고 상기 용매를 사용하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 코팅조성물은 1차 사이징 조성물 및/또는 2차 사이징 또는 코팅조성물로서 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에서 정의하고 있는 "사이즈(size)", "사이징화된(sized)" 또는 "사이징(sizing)"이라는 용어는 섬유의 형성후 즉시 섬유에 도포되는 코팅조성물을 의미한다. "2차 사이즈", "2차 사이징" 또는 "2차 코팅"과 같은 용어는 1차 사이즈의 도포가 끝난 후에 섬유에 도포되는 코팅조성물을 의미한다. "3차 사이즈", "3차 사이징" 또는 "3차 코팅"과 같은 용어는 2차 사이즈의 도포가 끝난 후에 섬유에 도포되는 코팅조성물을 의미한다. 이와 같은 코팅물은 섬유가 패브릭에 포함되기 전후에 걸쳐 섬유에 도포할 수 있다. 본 발명의 다른 양태에서 "사이즈", "사이징화된" 또는 "사이징"이라는 용어는 일부 및 전체의 기존의 수지 비상용성 수지조성물이 열처리 또는 화학처리에 의해 제거된 후 섬유에 도포되는 코팅조성물("마무리 사이즈"로 알려짐)을 의미하는데, 이는 패브릭형태에 혼입된 원래의 유리섬유에 마무리 사이즈가 도포된다.

본 발명에서 정의하는 "수지 상용성"이라 함은 유리섬유에 도포된 코팅조성물이 섬유에 혼입될 때에 매트릭스와 상용성을 가지고 있어서 코팅조성물 (또는 선택된 코팅조성물)은 적어도 하기에 열거하는 특성을 하나를 발휘하게 된다: (1) 매트릭스 물질에 혼입되기 전에 제거할 필요가 없음(탈유지 또는 탈오일), (2) 기존의 공정과정 동안에 매트릭스 물질의 양호한 웨트-아웃 및 웨트-드로우 특성을 촉진시키며 이에 따라 최종 복합물이 바람직한 물성을 갖게 된다, (3) 가수분해 안정성이 우수하다.

본 발명의 코팅조성물은 하나 이상의 다수 입자(18)로 구성되어 있어서 이를 도포시에 다수의 섬유(12)의 적어도 하나의 섬유(23)가 적어도 하나의 섬유(23)의 외부표면(16)에 부착되어 도 11에 도시된 바와 같이, 스트랜드(10)의 인접한 유리 섬유 (23, 25) 사이에 하나이상의 격자간 공간(21)을 제공하게 된다. 이와 같은 격자간 공간(21)은 인접한 섬유사이에 위치한 입자(18)의 크기(19)에 일반적으로 부합하고 있다. 본 발명의 입자(18)는 개별적 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 정의하는 "개별적(discrete)"이라는 용어는 기존의 가공조건하에서 연속적 필림을 형성하기 위해 합착하거나 결합되지 않는 것을 의미하고 있으나 그 대신에 이들 입자들은 개별적으로 명료한 특성을 실질적으로 지니고 있으며 일반적으로 개별적 형태나 형상을 유지하고 있다. 본발명의 개별적 입자들은 전단(입자내에서 층이나 시트의 제거), 네킹(necking; 적어도 2개의 입자 사이에 2차순서단계의 전이) 및 기존의 섬유형성과정시에 부분적 합착현상을 겪게 되는데, 이들을 아직도 개별적 입자로 간주하고 있다.

본 발명의 입자(18)은 입체적으로 안정한 것이 바람직하다. 본 발명에서 정의하는 "입체적으로 안정한 입자"라 함은 직조, 로빙 및 기타 가공조작시에 인접한 섬유(23,25) 사이에 원하는 격자간 공간을 유지하기 위하여 인접한 섬유 사이에 발생되는 힘과 같은 기존의 섬유 가공조건하에서 일반적으로 이들의 평균 부분크기 및 형태를 유지하는 것을 의미한다. 이를 바꾸어 설명하면, 입체적으로 안정한 입자들은 코팅조성물 내에서 파손, 용행, 형태변화가 발생하지 않으며, 25 ℃ 이상의 온도, 바람직하게는 100 ℃의 온도 및 보다 바람직하게는 140 ℃의 온도에 노출되는 전형적 유리섬유의 가공조건하에서 선택된 평균 입경보다 작은 최대 치수를 갖는 입자를 형성하고 있다. 또한, 입자(18)는 유리섬유의 가공조건하에서 크기가 실질적으로 확대되거나 팽창하지 않는데, 보다 상세하게는 가공온도가 150 ℃를 초과하는 복합물 가공조건하에서도 입자크기의 변화가 나타나지 않는다. 본 발명에서 정의하고 있는 입자에 대하여 "크기가 실질적으로 확대되지 않는다"는 어구는 해당입자들이 가공시에 입자의 최초 크기보다 약 3배 이상 팽창되거나 증가하지 않는다는 것을 의미한다. 더구나, 본 발명에서 정의하는 "입체적으로 안정한 입자"는 결정 및 비결정 입자를 모두 포함하고 있다.

본 발명의 코팅조성물은 열팽창입자를 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명에서 정의하는 "열팽창입자"라 함은 해당 물질을 휘발시키는데 충분한 온도에 노출시켰을 때 크기가 팽창하거나 실질적으로 확대되는 물질로 충전되거나 이를 함유하는 입자를 의미한다. 상기 열팽창입자는 정상적인 가공조건하에서 발포제와 같은 물질의 상변화로 인하여 팽창하게 된다. 궁극적으로, "비가열성의 팽창입자"라 함은 정상적인 가공조건하에서 입자의 상변화로 인하여 팽창하지 않은 의미하며 본 발명의 양태에서 코팅조성물은 적어도 하나의 비가열성의 팽창입자로 구성되어 있다.

일반적으로, 열팽창입자는 중심부위에 동공을 가진 중공 입자이다. 본 발명의 비제한적 양태에서 상기 동공은 적어도 부분적인 것으로 가스, 액체 및/또는 겔로 충전되어 있다.

본 발명에서 "실질적으로 열팽창입자를 함유하지 않는"이라고 정의를 내린 어구는 총 고형분을 기준으로 50 중량% 이하의 열팽창입자를 의미하며 35중량%의 열팽창입자를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명의 코팅조성물은 열팽창입자를 본질적으로 함유하지 않는 것이 보다 바람직하다. 본 발명에서 "본질적으로 열팽창입자를 함유하지 않는"이라고 정의를 내린 어구는 총 고형분 기준으로 20 중량%의 열팽창입자를 의미하며, 보다 바람직하게는 5 중량% 이하, 그리고 아주 바람직하게는 0.001 중량% 이하를 함유하는 것이다.

입자(18)는 비왁스 성분을 함유하지 않는 것이 바람직하다. "비왁스 성분'이라 함은 형성된 입자가 왁스와 동일하지 않은 물질을 의미한다. 본 발명의 정의에서 "왁스와 동일한"이하는 어구는 25 ∼ 100개의 원소로 구성되는 평균 탄소사슬 길이를 가진 탄화수소와 주로 결합된 상태로 구성된 물질을 의미한다(본 발명에서 참고로 인용되어 있는 스페링(L.H. Sperling)등의 문헌[Introduction of Physical Polymer Science, John Wiley and Sons, Inc. (1986), p 2-5] 및 프쇼등의 문헌[W. Pushaw, et al. "Use of Micronized Waxes and Wax Dispersion in Waterborne Systems' Plymers, Paint, Colors Journal, V.189, No. 4412 January1999 p18-21]을 참조할 수 있다.

입자(18)은 원하는 형상이나 형태를 가질 수 있다. 본 발명을 제한하는 것은 아니지만 적절한 입자형태의 예로서는 구형(비드, 마이크로비드 또는 중공구), 입방형, 평상형 또는 침상형(신장되거나 섬유상)을 들 수 있다. 또한, 입자(18)는 그 내부구조가 중공, 다공성 또는 빈 공간이 없거나 이의 조합물로 구성될 수 있는데, 그 예로서 다공성이며 고형벽을 가진 중심이 중공상태를 들 수 있다. 적합한 입자특성에 대한 상세한 정보를 필요한 경우 본 발명에 인용되어 있는 칼츠(H Katz) 등의 문헌[(Ed.), Handbook of Fillers and Plastics(1987) p 9-10]을 참조할 수 있다.

입자(18)는 중합성 및 비중합성 무기물질, 중합성 및 비중합성 유기물질, 복합물질 및 이의 혼합물로부터 형성될 수 있다. 본 발명에서 정의하는 "중합성 무기물질"이라 함은 탄소이외의 원소로 구성된 중심(backbone) 반복단위를 가지고 있는 중합성 물질을 의미한다. 보다 상세가 정보가 필요한 경우 본 발명에 인용되어 있는 마크(J.E. Mark) 등의 문헌(p 5)을 참조할 수 있다. 또한, 본 발명에서 정의하는 "중합성 유기물질"이라 함은 탄소를 중심 반복단위를 가지고 있는 합성된 중합체성 물질, 준합성된 중합체성 물질 및 천연의 중합성 물질을 의미한다.

본 발명에서 정의하는 "유기물질"은 탄소가 전형적으로 탄소 그 자체, 수소 및 종종 기타 원소에 결합되어 있는 화합물을 의미하며, 이원화 화합물(산화탄소, 탄화물, 카본 디설파이드), 삼원화 화합물(금속 시아니드, 금속 카보닐, 포스겐,카보닐 설파이드) 및 이온성 화합물(금속 카보네이트, 칼슘 카보네이트 및 나트륨 카보네이트)은 제외시킨다. 보다 상세한 정보가 필요한 경우 본 발명에 참고로 인용되어 있는 루이스(R. Lewis) 등의 문헌[Sr., Hawley's Condensed Chemical Dictionary(12th Ed. 1993) p 761-762 및 실버베르그 (M. Silberberg)의 문헌(Chemistry The Molecular Nature of Matter and Change(1996) p 586]을 참조할 수 있다.

본 발명의 정의에서 "무기물질"이라 함은 유기물질이 아닌 물질을 의미한다.

본 발명의 정의에서 "복합물"이라 함은 2가지 이상의 상이한 물질의 조함을 의미한다. 상기 복합물로부터 형성된 입자는 일반적으로 그 표면 밑에 있는 입자의 내부 부분의 경도와 상이한 경도를 갖는다. 보다 상세하게는, 입자의 표면은 기존의 방법에 의해 표면의 특성을 물리화학적으로 변화시키는 방법을 포함하여 기존의 어떠한 방법에 의해서도 개질이 가능한데, 이러한 개질방법을 통하여 입자의 표면강도는 유리섬유의 강도와 동등하거나 그 이하인 반면에, 표면 밑에 있는 입자의 강도는 유리섬유의 강도보다 크게 된다. 예를 들면, 하나의 입자는 하나 이상의 2차 물질에 의해 피복, 도금 또는 캡슐화되는 1차물질로부터 형성되어 표면이 부드러운 복합물 입자를 형성할 수 있다. 본 발명의 또 다른 양태에서 복합물로부터 형성된 입자는 상이한 형태의 1차 물질에 의해 피복, 도금 또는 캡슐화되는 1차물질로부터 형성될 수 있다. 본 발명에 유용한 입자에 대하여 상세한 정보가 필요한 경우 본 발명에서 참고로 인용되어 있는 위피크(G. Wipych)의 문헌[Handbook of Fillers, 2nd Ed.(1999) p 15-202]을 참조할 수 있다.

본 발명의 입자(18)을 형성하는데 유용한 비중합체성 무기물질의 대표적인 예로서는 흑연, 금속, 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 설파이드, 실리케이트, 카보네이트, 설페이트 및 수화물의 군에서 선택한 무기물질을 들 수 있다. 본 발명의 바람직한 양태로서 입자(18)을 형성하는 적절한 무기 질화물의 비제한적 예로서 붕소질화물을 들 수 있다. 육각형의 결정구조를 갖는 붕소질화물 입자는 특히 바람직하다. 유용한 무기 산화물의 비제한적인 로서 아연 산화물을 들 수 있다. 적합한 무기 설파이드의 예로서는 몰리브덴 디설파이드, 탄탈 디설파이드, 텅스텐 디설파이드 및 아연 디설파이드를 들 수 있다. 유용한 무기 실리케이트의 예로서는 버미쿨라이트(vermuculite)와 같은 알루미늄 실리케이트와 마그네슘 실리케이트를 들 수 있다. 적합한 금속물질의 예로서는 몰리브덴, 백금, 팔라듐, 니켈, 알루미늄, 구리, 금, 철, 은, 합금 및 이의 혼합물을 들 수 있다.

본 발명의 비제한적인 양태로서 입자(18)은 고형 윤활제로부터 형성된다. 본 발명에서 정의하는 "고형 윤활제"라 함은 두개의 표면 사이에 사용되는 고체를 의미하는데 이는 상대적 동작시에 손상을 예방하며 마찰이나 마모를 감소시키는 역할을 한다. 본 발명에서 정의하는 "무기 고체 윤활제"는 고체 윤활제가 특징적인 결정성 습성을 갖는 것을 의미하는데, 이러한 습성에 의해 입자들이 서로 쉽게 미끄러져서 유리섬유 표면 및 인접한 고형 표면 사이에 마찰방지 윤활효과를 발생하는 얇은 판상형으로 전단된다. 보다 상세한 정보가 필요한 경우 본 발명에서 참고로 인용되어 있는 루이스(R. Lewis)의 문헌[Sr., Hawley's Condensed chemical Dictionary, (12th Ed. 1993), p 712]을 참조할 수 있다. 마찰은 하나의 고형물이 다른 고형물에 대하여 서로 미끄러지는 것에 대한 저항성이다. 보다 상세한 정보가 필요한 경우 본 발명에서 참고로 인용되어 있는 클라우스(F. Clauss)의 문헌[Solid Lubricants and Self-Lubricating Solids(1972) p 1]을 참고할 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에서 입자(18)는 라멜라(lamella) 구조를 갖는다. 라멜라 구조를 갖는 입자들은 6각형 배치에서 원자의 시이트 또는 판으로 구성되며, 시이트 내의 강한 결합 및 시이트 사이에 약한 반데르 발스(van der Waals) 결합으로 시이트 사이에서 낮은 전단강도를 제공한다. 라멜라 구조의 비제한적인 예로서는 6각형 결정구조이다. 보다 상세한 정보가 필요한 경우 본 발명에서 참고로 인용되어 있는 루데마(K. Ludema)의 문헌[Friction, Wear, Lubrication(1996) p125, Solid Lubricants and Self-Lubricating Soldi p 19-22, 42-54, 75-77, 80-81, 82, 90-102, 113-120, 128] 및 캠벨(W. Campbell의 문헌["Solid Lubricants", Boundary Lubrication: An Appraisal of World Literature, ASME Research Committee on Lubrication(1969) p 202-203]을 참조할 수 있다. 라멜라 플레렌(fullerene; buckyball) 구조를 갖는 무기 고형입자도 본 발명에 유용하다.

본 발명의 입자(18)을 형성하는데 유용한 라멜라 구조를 적합한 물질의 비제한적인 예로서는 질화붕소, 흑연, 금속 다칼코게나이드, 운모, 탈크, 서고, 카올리나이트, 방해석, 요오드화 카드뮴, 황화은 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 바람직한 물질로는 질화붕소, 흑연, 금속 다칼코게나이드 및 이들의 혼합물을 포함한다. 적합한 금속 다칼코게나이드의 예로서는 몰리브덴 디설파이드, 몰리브덴디셀렌나이드, 탄탈 디설파이드, 텅스텐 디설파이드, 텅스텐 디셀렌나이드 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.

본 발명의 한가지 양태에서, 입자(18)는 라멜라 구조를 갖고 있는 무기 고형 윤활제물질로부터 형성된다. 본 발명의 코팅조성물에서 사용되는 라멜라 구조를 가진 무기 고형 윤활제물질의 비제한적인 예로는 질화붕소를 들 수 있으며, 6각형 결정구조를 가진 질화붕소가 바람직하다. 질화붕소, 아연 설파이드 및 몬모릴로나이트로부터 형성된 입자는 복합물 내에서 우수한 백색도를 나일론 6,6과 같은 중합성 매트릭스 물질에 제공한다.

본 발명에서 사용하기에 적합한 질화붕소로부터 형성된 입자의 비제한적인 예로는 오하오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션(Advanced Ceramics Corporation)에서 시판하는 폴라썸(PolarTherm, 등록상표) 100 시리즈(PT 120, PT 140, PT 160 및 PT 180, 300 시리즈(PT350) 및 600 시리즈(PT620, PT630, PT640 및 PT670) 질화붕소 분말입자이다. 보다 상세한 정보가 필요한 경우 본 발명에서 참고로 인용되어 있는 오하오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 발행한 기술공보의 "폴라썸(등록상표) 중합성물질에 대한 열전도성 충전제"를 참조할 수 있다. 이들 입자는 25 ℃에서 mK당 약 250 ∼ 300와트의 열전도도, 3.9의 유전상수 및 10¹⁵옴-cm을 갖는다. 100 시리즈 분말입자는 5 ∼ 14 ㎛의 평균 입경을 가지고 있으며, 300 시리즈 분말입자는 100 ∼ 150 ㎛ 그리고 600 시리즈 분말입자는 16 ∼ 200 ㎛ 이상의 평균 입경을 가지고 있다. 특히,상기 공급회사의 보고에 따르면, 폴라썸 160 입자는 6 ∼ 12 ㎛의 평균 입경을 가지고 있으며 서브마이코미터의 입경범위는 70 ㎛이고 입경분포는 하기의 표와 같다.

%>	10	50	90
크기(㎛)	18.4	7.4	0.6

상기 분포에 따르면, 측정된 폴라썸 160 질화붕소입자의 10%는 18.4 ㎛ 이상의 평균 입경을 나타내었다. 본 발명에서 정의하는 "평균 입경"이라 함은 입자의 평균 입자크기를 의미한다.

본 발명에 따른 입자의 평균 입경을 기존의 레이저 산포기법에 의해 측정할 수 있다. 본 발명의 비제한적인 양태에서 평균 입경을 측정시에 베크만 쿨터 LS 230 레이저회절입경기구를 사용하였는데, 이 기구는 입경을 측정하기 위해 750 nm의 파장을 가진 레이저 빔을 사용하였다. 상기 입자의 경우 구상의 형태를 가지고 있다고 생각되는데, 여기에서 "입경"이라 함은 입자를 완전히 에워싸는 가장 작은 구체를 의미한다. 예를 들면, 베크만 쿨터 LS 230 입경분석기에 의해 폴라썸 160 질화붕소 입자를 측정시에 평균 입경은 11.9 ㎛로서 서브마이크로미터에서 35 ㎛의 범위내에 있으며 하기와 같은 입자분포를 가지고 있는 것으로 관찰되었다.

%>	10	50	90
크기(㎛)	20.6	11.3	4.0

상기 분포에 따르면, 측정된 폴라썸 160 질화붕소입자의 10%는 20.6 ㎛ 이상의 평균 입경을 나타내었다.

본 발명의 비제한적인 양태에서, 입자(18)는 비수화성인(non-hydratable) 무기물질로부터 형성된다. 본 발명에서 정의하는 "비수화성인"이라는 용어는 무기입자가 수화물을 형성하기 위해 물분자와 반응하지 않으며 수화성 물이나 결정성 물을 함유하지 않고 있다는 것을 의미한다. "수화물"이라 함은 특정 물질과 물분자 사이의 반응을 통하여 H-OH 결합이 깨지지 않은 생성물을 의미한다.

보다 상세한 정보가 필요한 경우 본 발명에 참고로 인용되어 있는 루이스(R. Lewis) 등의 문헌[Sr., Hawley's Condensed Chemical Dictionary(12th Ed. 1993) p 609-610 및 페로스(T. Perros)의 문헌[Chemistry(1967) p 186-187]을 참조할 수 있다. 수화물의 화학식에서 물분자의 첨가는 통상적으로 중심점으로 표시되는데, 예를 들면 3MgO·4SiO₂·H20(활석), Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O(고령토)를 들 수 있다. 구조학적으로 수화성 무기물질은 공간격자의 층내에 적어도 하나의 히드록시기를 포함하고 있는데(그러나, 히드록시기의 평면상이나 모세관작용에 의해 물을 흡수하는 단위구조 또는 물질의 표면평면에서은 히드록시기를 포함하지 않는다), 이는 도 3,8에 나타낸 고령토의 구조에서 밝혀진 바 있으며[미첼(J. Mitchell)의 문헌 Fundamentals of Soil Behavior(1976), p 34], 또한 도 18 및 19에서 나타낸 1:1 및 2:1 층 미네랄의 구조에서 밝혀진 바 있다[H. van Olphen, Clay Colloid Chemistry, (2d Ed. 19770, p. 62). 상기 문헌들은 본 발명에서 참고용으로 인용된 바 있다. 결정격자의 "층"은 원자의 평면상 조합인 시이트의 조합이다 (본 발명에서 참고로 인용된 바 있는 "Minerals in Soil Environments, Soil Science Society of America(1977), p 196-199). 층 및 층간 물질(양이온)의 집합물을 단위구조라고 한다.

수화물은 수화된 물질중의 양이온과 배위결합하지만 구조 및/또는 구조수(structural water)를 파괴하지 않으면 제거될 수 없으며, 구조중의 격자를 차지하여 전하균형을 혼란하지 않게 않고 정전기 에너지에 첨가하는 배위결합수(coordinated water)를 함유한다. 본 발명에서 참고로 인용된 바 있는 이반스(R. Evans)의 문헌[An Introduction to Crystal Chemistry(1948), p 276]. 일반적으로, 코팅조성물은 50중량% 이상의 수화성 입자를 함유하지 않는다. 본 발명의 비제한적인 양태에서, 코팅조성물은 본질적으로 수화성입자를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명에서 정의하는 "본질적으로 수화성입자를 함유하지 않는" 어구는 코팅조성물이 총 고형분 기준으로 20 중량% 미만의 수화제입자를 구성되어 있는 것을 의미하는데, 보다 바람직하게는 5 중량% 미만 그리고 아주 바람직하게는 0.001 중량%을 함유하는 것이다. 본 발명의 양태에서, 입자(18)는 비수화성 무기 고형 윤활제로부터 형성된다.

본 발명에 따른 코팅조성물은 상기에서 언급한 비수화성 무기물질 이외에도 수화성 또는 수화된 무기물질로부터 형성된 입자를 함유할 수 있다. 상기 수화성 무기물질의 비제한적인 예로는 운모(백운모), 활석, 몬모릴로나이트, 고령토 및 석고를 포함하는 점토 미네랄 엽상 규산염이다. 상기에서 설명한 바와 같이, 수화성 또는 수화된 무기물질로부터 형성된 입자는 일반적으로 코팅조성물내에서 입자의 50 중량%를 구성하고 있다.

본 발명의 양태에서, 입자(18)는 비중합성 유기물질로부터 형성될 수 있다.본 발명에 유용한 비중합성 유기물질의 예로는 스테아레이트(아연 스테아레이트 및 알루미늄 스테아레이트), 카본블랙 및 스테아라미드이다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 입자(18)는 무기 중합체로부터 형성될 수 있다. 유용한 무기 중합체의 비제한적인 예로는 폴리포스파젠, 폴리실란, 폴리게레만, 중합성 설퍼, 중합성 셀레늄, 실리콤 및 이의 혼합물을 들 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 무기 중합체부터 형성된 입자의 비제한적인 예로는 토스펄(TOSPEARL)을 들 수 있는데, 이는 교차가교된 실록산으로부터 형성된 입자이며 현재 일본의 도시바 실리콘 캄파니에서 시판하고 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 입자(18)는 합성유기중합체에서 형성될 수 있다. 적합한 유기 중합체의 예로는 열경화성 물질 및 열가소성 물질을 들 수 있다. 적합한 열경화성의 예로는 열경화성 폴리에스테르, 비닐 에스테르, 에폭시물질, 페놀계, 아미노플라스트, 열경화성 폴리우레탄 및 이의 혼합물을 들 수 있다. 에폭시물질로부터 바람직한 합성유기중합체 입자의 비제한적인 예는 에폭시 마이크로겔 입자이다.

적합한 열가소성 물질의 예로는 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 아크릴계 폴리머, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 비닐 중합체 및 이의 혼합물을 들 수 있다. 바람직한 열가소성 폴리에스테르의 예로는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트, 폴리부틸렌 텔레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트이다. 바람직한 폴리올레핀의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리이소부텐을 들 수 있다. 바람직한 아크릴계 중합체의 예로는 스티렌 및 아크리산 단량체의 공중합체 및 메타크릴레이트를 함유하는 중합체를 들 수 있다. 아크릴계 공중합체로부터 형성된 합성 중합체입자의 비제한적인 예로는 불투명하고 비가교성의 고형 아크릴계입자 유화액인 로프렉스(RHOPLEX, 등록상표) B-85, 불투명하고 필림을 형성하지 않는 스티렌 아크릴계 중합체 합성색소로서 1.0 ㎛의 입경, 26.5%의 고형함량 및 55%의 공체적을 가지고 있는 로파크(ROPAQUE, 등록상표), 불투명하고 필림을 형성하지 않는 스티렌 아크릴계 중합체 합성색소 유화액으로 0.55 ㎛의 입경 및 30.5 중량%의 고형함량을 가지고 있는 로파크(등록상표) HP-543 및 불투명하고 필림을 형성하지 않는 스티렌 아크릴계 중합체 합성색소 유화액으로 0.40 ㎛의 입경 및 36.5 중량%의 고형함량을 가지고 있는 로파크(등록상표) OP-62를 들 수 있다. 상기 각각의 특이적 입자는 펜실베니아주 필라델피아 소재의 롬앤드하스 캄파니에에서 시판하고 있다.

또한, 입자(18)는 반합성 유기중합체 및 천연 중합체로부터 형성될 수 있다. 본 발명의 정의에서 "반합성 물질"이라 함은 화학적으로 개질되었거나 천연에 존재하는 물질을 의미한다. 입자(18)가 형성될 수 있는 적합한 유기중합체의 예로는 메틸셀룰로스 및 셀룰로스 아세테이트와 같은 셀룰로식(celluosic) 및 전분 초산염 및 전분 히드록시에틸 에테르와 같은 개질된 전분을 들 수 있다. 입자(18)가 형성될 수 있는 적합한 천연중합체의 예로는 전분과 같은 폴리사카라이드, 카제인과 같은 폴리펩타이드 및 천연고무와 가타 페차(gutta percha)와 같은 천연 탄화수소를 들 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 중합성 입자(18)는 소수성 중합체로부터 형성되어 피복된 스트랜드에 의해 습기의 흡수를 감소시키거나 제한시킬 수 있다. 상기 소수성 중합체의 비제한적인 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리메틸메타크릴레이트를 들 수 있다. 폴리스티렌 공중합체의 비제한적인 예로는 로파크(등록상표) HP-1055, 로파크(등록상표) OP-96, 로파크(등록상표) HP-543P 및 로파크(등록상표) LO 색소 (상기에서 언급함).

본 발명의 또 다른 양태에서, 중합성 입자(18)는 25 ℃ 이상의 유리전이온도(Tg) 및/또는 융점을 가지고 있는 중합체로부터 형성될 수 있는데, 바람직하게는 50 ℃ 이상이다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 입자(18)는 중합성 및 비중합성 무지물질, 중합성 비중합성 유기물질, 복합물 및 이의 혼합물로부터 선택된 물질에 의해 형성된 중공 입자이다. 상기 중공 입자가 형성될 수 있는 바람직한 물질의 비제한적인 예는 상기에서 언급한 바 있다. 본 발명에 유용한 중공 중합성 입자의 비제한적인 예로는 로파크(등록상표) HP-1055, 로파크(등록상표) OP-96, 로파크(등록상표) 및 로파크(등록상표) LO 색소 (상기에서 언급함). 본 발명에 유용한 중공입자의 또다른 비제한적인 예는 본 발명의 참고에서 인용된 카츠등의 문헌[(Ed.)(1987) p 437-452]에서 참조할 수 있다.

본 발명의 코팅조성물로서 유용한 입자(18)는 수중에서 분산액, 현탁액 또는 유화액의 형태로 존재할 수 있다. 미네랄 올일 또는 알콜(바람직하게는 5 중량% 이하)과 같은 기타 용매는 필요시 상기 분산액, 현탁액 또는 유화액에 포함될 수 있다. 무기물질로부터 형성된 바람직한 분산액 입자의 비제한적인 예로는 오파크 보론 니트라이드 릴리스코트-콩크(OPAQUE BORON NITRIDE RELEASECOAT-COAT)로서 이는 테네시주 오크 릿지 소재의 ZYP 코팅즈에서 시판하는 25 중량%의 수성 질화붕소입자 현탁액이다. 오파크 보론 니트라이드 릴리스코트-콩크에 대한 기술문서는 본 발명의 참고용으로 인용되어 있다. 상기 기술문서에 따르면, 상기 제품에 함유된 질화붕소입자는 3 ㎛의 평균직경을 가지고 있으며 1%의 마그네슘-알루미늄 실리케이트를 함유하고 있어서 분산액을 도포시에 상기 질화붕소입자를 기질에 결합시킬 수 있다. 베크만 쿨터 LS-230 입경분석기를 사용하여 오파크 보론 니트라이드 릴리스코트-콩크 질화붕소에 대한 독자적 시험을 실시하였을 때 평균 입경은 6.2 서 서브마이크로미터에서 35 ㎛의 범위내에 있으며 하기와 같은 입자분포를 가지고 있는 것으로 관찰되었다.

%>	10	50	90
크기(㎛)	10.2	5.5	2.4

상기 분포에 따르면, 측정된 오파크 보론 니트라이드 릴리스코트-콩크 질화붕소입자의 10%는 10.2 ㎛ 보다 큰 평균 입경을 나타내었다.

상기 ZYP 코팅즈에서 시판하는 기타 유용한 제품으로는 보론 니트라이드 루브리코트(BORON NITRIDE LUBRICOAT, 등록상표) 페인트 및 브라즈 스톱(BRAZE STOP) 및 웰드 릴리스(WELD RELESE)을 들 수 있다.

아크릴계 중합체 및 공중합체로부터 형성된 합성 중합체입자의 유화액 및 분산액의 비제한적인 예로는 45 중량%의 고체함량 및 98 ℃의 유리전이온도를 가지고 있는 아크릴계 필림 중합체 유화액인 로프렉스(등록상표) B-85 아크릴계 현탁액(상기에 언급) 및 로프렉스(등록상표) GL-23; 45중량%의 고체함량 및 105℃의 유리전이온도를 가지고 있는 경도의 메타아크릴레이트 중합체 유화액인 에멀션(EMULSION) E-2321; 0.5 ㎛의 입경과 30.5 중량%의 고체함량을 가지고 있는 분산액으로 공급되는 로파크(등록상표) HP-543P; 0.40 ㎛의 입경과 36.5 중량%의 고체함량으로서 분산액으로 공급되는 로파크(등록상표) OP-62 LO; 및 26.5 중량%의 고체함량을 가지고 분산액으로 공급되는 로파크(등록상표) HP-1055를 들 수 있으며, 상기 제품들은 펜실베니아주 필라델피아 소재의 롬앤드하스 캄파니에서 시판하고 있다.

본 발명에 따른 특히 바람직한 양태에서, 코팅조성물은 적어도 하나의 무기입자, 바람직하게는 질화붕소, 특히 바람직하게는 로라셈(등록상표) 및/또는 오파크 보론 니트라이드 릴리스-코트; 및 적어도 하나의 열가소성 물질, 바람직하게는 스티렌 및 아크릴계 단량체, 특히 바람직하게는 로파크(등록상표)와 같은 공중합체의 혼합물로 구성한다.

선택적 입자(18)는 인접한 섬유 사이에 원하는 공간을 충분히 부여할수 있는 평균 입경(19)을 가지게 된다. 예를 들면 공기 분사 직기(loom) 상에서 가공된 섬유(12)에 도포된 사이징 조성물에 혼입된 입자(18)의 평균 입경(19)은 적어도 2개의 인접한 섬유 사이에 충분한 공간을 제공하도록 바람직하게 선택되어 직기를 통과하여 섬유 스트랜드(10)의 에어-제트 수송을 가능하게 한다. 본 발명에서 정의하는 "에어-제트 직기"라 함은 하나의 직기 형태로서 해당분야에 종사하는 숙련자에 알려진 방법에 따라 씨실(씨실)이 하나 이상의 에어-제트 노즐로부터 압축된 공기의 폭발로 인하여 날실에 삽입되게 된다. 또다른 예에서, 중합성 매트릭스 물질에 의해 침윤된 섬유(12)에 도포된 사이징 조성물에 혼입된 입자(18)의평균 입경(19)이 선택되어 적어도 2개의 인접한 섬유 사이에 충분한 공간을 제공하여 섬유 스트랜드(10)의 양호한 웨트-아웃 및 웨트-드로우 특성를 발휘하게 한다.

본 발명을 제한하는 것은 아니지만, 레이저 산포기법에 의해 측정된 입자의 평균입경은 1000 ㎛, 보다 바람직하게는 0.001 ∼ 100 ㎛, 아주 바람직하게는 0.1 ∼ 25 ㎛을 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 비제한적인 양태에서, 입자(18)의 평균 입경(19)은 적어도 0.1 ㎛, 바람직하게는 적어도 0.5 ㎛이며, 그 범위는 0.1 ∼ 5 ㎛이고 바람직하게는 0.5 ∼ 2 ㎛이다. 본 발명의 양태에서, 입자(18)는 코팅조성물이 도포되는 섬유(12)의 평균 직경보다 작은 평균 입경(19)을 가지고 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 평균 입경(19)의 입자(18)로 구성되는 1차 사이징 조성물의 잔사층(14)를 가진 섬유 스트랜드(0)으로부터 제조된 꼬여진 실은 인접한 섬유(23,25)에 충분한 공간을 부여하여 에어-제트 직조성 (즉 직기를 통과하는 에어-제트 수송)을 발휘하게 하며, 섬유 스트랜드(10)의 통합성을 유지시키며 중합성 매트릭스 물질에 의해 침윤시에 허용가능한 웨트-드로우 및 웨트-아웃 특성을 제공하게 된다.

본 발명의 비제한적인 양태에서, 입자(18)의 평균 입경(19)은 적어도 3 ㎛, 바람직하게는 적어도 5 ㎛이며, 그 범위는 3 ∼ 1000 ㎛인데 바람직하게는 5 ∼ 1000 ㎛이며 아주 바람직하게는 10 ∼ 25 ㎛이다. 본 발명의 양태에서 입자(18)의 평균 입경(19)이 일반적으로 유리섬유의 평균 공칭직경과 부합되는 것이 바람직하다. 상기에서 언급한 입경내에서 입자에 의해 피복된 스트랜드로부터 제조된 패브릭은 중합성 매트릭스 물질에 의해 침윤시에 양호한 웨트-드로우 및웨트-아웃 특성을 발휘하게 된다.

유리섬유는 인접한 유리섬유의 거친 부분(asperity) 및/또는 이후의 가공, 예를 들면 직조 또는 로빙동안 유리섬유가 접촉하는 다른 고형물체 또는 물질과 접촉하여 마멸하거나 마모된다. 본 발명에서 정의하는 "마멸성 마모"라 함은 유리섬유에 손상을 주기에 충하게 단단한 물질의 입자, 가장자리 또는 형태(거친 부분)와 마찰 접촉에 의해 유리섬유 표면의 조각의 긁힘 또는 잘단 또는 유리섬유의 파괴를 의미한다. 본 발명에 참고로 인용되어 있는 루데마(K. Ludema)의 문헌(p 129)을 참조할 수 있다. 유리섬유 스트랜드의 마멸성 마모는 가공중에 스트랜드의 파괴 및 직조된 피륙 및 복합물과 같은 제품의 표면 결함을 일으켜 페기물 처리 및 제작비용을 증가시킨다.

예를 들면, 섬유 특히 유리섬유를 형성하는 단계에서 형성패키지로 직조하기 전에 금속모음 편자(metallic gathering shoe), 트래버스 또는 나선형 물체와 같은 고체물에 접촉시킨다. 편물 및 물을 형성하는 공정에서 유리섬유 스트랜드는 섬유조합기구(예를 들면 직조기 또는 편물기)와 같은 고체의 일부와 접촉하게 되어 접촉하는 유리섬유(12)의 표면(16)을 마모시킬 수 있다. 유리섬유의 경도값보다 큰 상기 고체물의 표면은 유리섬유의 마멸성 마모를 야기시키게 된다. 예를 들면, 꼬여진 플레임, 직조기 및 편물기의 많은 부분이 강철과 같은 금속물질로부터 형성되어 8.5 이상의 모스 경도(Mohs' hardness)를 가지고 있다. 상기 고체물의 거친 부분과 접촉시에 발생하는 유리섬유 스트랜드의 마멸성 마모는 가공시에 스트랜드 파괴와 직조된 피륙 및 복합물의 표면결함을 야기시키서 페기물 처리 및제작비용의 상승을 가져온다.

마멸성 마멸을 최소화하기 위하여 본 발명의 비제한적 양태의 하나로서 입자(18)는 상기 유리섬유의 경도값을 초과하지 않는, 즉 이하의 경도값을 갖는다. 중합성 입자 및 유리섬유의 경도값은 비커스(Vickers) 또는 브리넬(Brinell) 경도와 같은 기존의 통상적 측정방법으로 측정할 수 있으나, 바람직하게는 물질 표면의 상대적 스크래치성을 1 ∼ 10의 척도에 의해 나타내는 본래의 모스 경도 스케일에 따라 측정된다. 유리섬유의 모스 경도값은 일반적으로 4.5 ∼ 6.5, 일반적으로는 6이다. 본 발명에 참고로 인용되어 있는 위스트(R. Weast)의 문헌[(Ed.), Handbook of Chemistry and Pysics, CRC Press(1975) p F-22]을 참조할 수 있다. 본 발명의 양태에서 입자(18)의 모스 경도값은 바람직하게는 0.5 ∼ 6이다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 무기물질로부터 형성된 입자의 여러 가지 비제한적 예의 모스 경도값알 하기 표 A에 나타내었다.

상기에 언급된 바와 같이, 모스경도 스케일은 긁힘에 대한 물질의 저항성에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 표면 밑의 입자의 내부의 경도와 다른 이들의표면에서의 경도를 갖는 입자를 고려한다. 보다 상세하게는, 입자의 표면은 당해 분야에서 공지되어 있는 기술을 사용하여 입자를 피복, 클래딩(cladding) 또는 캡슐화하거나 그의 표면특성을 화학적으로 개질시키는 것을 포함하나 이에 제한되지 않은 당해분야에 공지되어 있는 임의의 방법으로 개질시킬 수 있어서 입자의 표면경도는 유리섬유의 경도보다 크지 않고 표면 밑의 입자의 경도는 유리섬유의 경도보다 크게 된다. 본 발명의 양태에서, 입자는 하나이상의 2차 물질에 의해 피복, 클래딩(cladding) 또는 캡슐화되는 1차 물질로부터 형성되어 연질의 표면을 가진 복합물을 제공할 수 있다. 또한, 입자는 상기 1차 물질과 상이한 형태의 물질에 의해 피복, 클래딩(cladding) 또는 캡슐화되는 1차 물질로부터 형성되어 연질의 표면을 가진 복합물을 제공할 수 있다.

본 발명을 제한하고 있지 않지만, 본 발명의 양태에서, 실리콘 카바이드 또는 알루미늄 니트라이드와 같은 무기물질로부터 형성된 무기입자에 실리카, 카보네이트 또는 나노클레이 피복이 제공되어 유용한 복합입자를 형성할 수 있다. 본 발명의 또다른 양태에서, 알킬 측쇄를 갖는 실란 커플링제는 무기산화물로부터 형성된 무기입자의 표면과 반응하여 "보다 연질의" 표면을 갖는 복합입자를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 양태로서 상이한 비중합성 또는 중합성 물질과 함께 다른 비중합성 또는 중합성 물질로부터 형성된 클레딩, 캡슐화 또는 코팅 입자를 들 수 있다. 상기 복합입자의 비제한적인 예로는 듀알라이트(DUALITE)를 들 수 있는데, 이는 뉴욕주 버팔로 소재의 피스 앤드 스티븐스 코포레이션(Pierce and Stevens Corportion)에서 시판하는 칼슘 카보네이트에 의해 피복된 합성 폴리머입자이다. 본 발명의 양태에서, 입자(18)는 열 전도성, 즉 300K의 온도에서 적어도 mK당 0.2 와트의 열전도성을 가지는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 300K의 온도에서 적어도 mK당 0.5 와트의 열전도성을 갖는 것이다. 본 발명의 다른 양태에서, 입자(18)는 적어도 mK당 1 와트의 열전도성을 가지는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 적어도 mK당 5 와트의 열전도성을 갖는 것이다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 입자(18)는 적어도 mK당 25 와트의 열전도성을 가지는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 적어도 mK당 300 와트, 심지어 300K의 온도에서 mK당 100 와트의 열전도성을 가지는 것도 바람직하다. 본 발명의 또다른 바람직한 양태에서, 300K의 온도에서 측정시 입자의 열전도성은 mK당 5 ∼ 2000 와트의 범위에 있으며 바람직하게는 mK당 25 ∼ 2000 와트, 보다 바람직하게는 mK당 30 ∼ 2000 와트, 아주 바람직하게는 mK당 100 ∼ 2000 와트의 범위내에 있는 것이다. 본 발명에서 정의하는 "열전도성"은 그 자체로부터 열을 이동시키는 능력을 나타낸 입자의 특성을 의미하며 본 발명에 참고로 인용되어 있는 루이스(R. Lewis)의 문헌[Sr., Hawley's Condensed Chemical Dictionary, (12th Ed. 1993), p 305]을 참조할 수 있다.

한 물질의 열전도성은 당해 분야의 숙련가에게 공지된 임의의 방법으로 측정할 수 있다. 예를 들면, 실험된 물질의 열전도성이 mK당 0.001 ∼ 100와트의 범위내에 있는 경우 상기 물질의 열전도도는 ASTM C-177 85(본 발명의 참고용으로 인용되었음)에 따라 300K의 온도에서 보호된 고온 플레이트 방법으로 측정할 수 있다. 여기에서 보호된 고온 플레이트는 열전도도가 mK당 0.001 ∼ 20와트의 범위내에 있는 경우에 사용될 수 있다. 상기 열전도도가 mK당 100와트를 초과하는 경우 보호된 고온 유동센서방법이 적용된다. 상기 열전도도가 20 ∼ 100 와트의 범위내에 있는 경우 상기 두 가지 방법 모두를 사용할 수 있다.

보호된 고온 플레이트방법에 의하면, 보호된 가열단위, 2개의 보조 가열플레이트, 2개의 냉각단위, 가장자리 절연, 온도제어 2차 가드 및 온도센서 측정시스템을 포함하는 보호된 고온 플레이트장치를 이용하여 2개의 본질적으로 동일한 시료를 시험하였다. 시료를 보호된 가열단위의 한쪽 면에 위치시키고 그 반대면의 검체를 보조 가열단위와 접촉시켰다. 상기 장치를 가열하여 원하는 시험온도까지 상승시킨 후에 열안정성의 추이를 관찰하기 위하여 일정시간 방치하였다. 안정한 열상태가 확보되는 경우에 시료를 통과하는 열유량(Q) 및 시료를 가로지르는 온도차(△T)를 기록하였다. 상기 시료의 평균 열전도도(K_TC)는 하기 수학식(1)에 의해 산출하였다.

K_{TC =}QL/A-△T (1)

상기에서, L은 시료의 평균 두께, A는 시료를 결합한 부위의 평균을 나타낸다.

고도의 열전도도를 가진 물질의 경우 구멍부위에서 드릴링작업 시에 생성되는 열을 신속하게 발산하여 드릴 선단의 수명을 연장시킨다고 생각된다. 표 A에서 선택된 시료의 열전도도를 하기 표 B에 포함시켰다.

요구되는 사항은 아니지만, 본발명에서 유용한 또다른 양태에서, 입자들은 전기적으로 절연성을 지니고 있거나 고도의 전기저항성을 가지고 있는데, 예를 들면 약 1000 마이크로옴-cm 이상의 전기저항성을 갖는다. 고도의 전기저항성을 갖는 입자를 사용하는 경우 강화제를 통한 전자의 전도로 인하여 전기신호의 손실을 억제할 수 있기 때문에 기존의 전자회로판의 적용시에 바람직하다. 마이크로 회로판, 방사선 주파수 간섭 및 전기자기적 간섭 응용과 같은 특수 용도에 있어서 고도의 전기저항성을 갖는 입자는 요구되지 않는다. 표 A에서 선택된 물질의 전기저항성을 표 B에 기재하였다.

무기 고형 물질	열 전도도(W/m·K, 300K)	전기 저항(μΩ-㎝)	모스 경도(본래 스케일)
질화 붕소	20032	1.7 x 1019 33	234
인화 붕소	35035	-	9.536
인화 알루미늄	13037	-	-
질화 알루미늄	20038	>1019 39	940
질화 갈륨	17041	-	-
인화 갈륨	10042	-	-
탄화 규소	27043	4 x 105내지 1 x 106 44	>945
질화 규소	3046	1019내지 1020 47	948
산화 베릴륨	24049	-	950
32본원에 참고로 인용된 문헌 [G. Slack, "Nonmetallic Crystals with High Thermal Conductivity,J. Phys. Chem. Solids, vol. 34, p.322(1973)]33문헌 [A. Weimer(Ed.), Carbide, Nitride and Boride Materials Synthesis and Processing, p. 654(1997)]34문헌 [Friction, Wear, Lubrication, p. 27]35본원에 참고로 인용된 문헌 [G. Slack, "Nonmetallic Crystals with High Thermal Conductivity,J. Phys. Chem. Solids, vol. 34, p.325(1973)]36본원에 참고로 인용된 문헌 [R. Lewis, Sr.,Hawley's Condensed Chemical Dictionary, (12th Ed.), p. 164(1993)]37본원에 참고로 인용된 문헌 [G. Slack, "Nonmetallic Crystals with High Thermal Conductivity,J. Phys. Chem. Solids, vol. 34, p.333(1973)]38본원에 참고로 인용된 문헌 [G. Slack, "Nonmetallic Crystals with High Thermal Conductivity,J. Phys. Chem. Solids, vol. 34, p.329(1973)]39문헌 [A. Weimer(Ed.), Carbide, Nitride and Boride Materials Synthesis and Processing, p. 654(1997)]40문헌 [Friction, Wear, Lubrication, p. 27]41본원에 참고로 인용된 문헌 [G. Slack, "Nonmetallic Crystals with High Thermal Conductivity,J. Phys. Chem. Solids, vol. 34, p.333(1973)]42본원에 참고로 인용된 문헌 [G. Slack, "Nonmetallic Crystals with High Thermal Conductivity,J. Phys. Chem. Solids, vol. 34, p.321(1973)]43본원에 참고로 인용된 문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 36]44본원에 참고로 인용된 문헌 [A. Weimer(Ed.), Carbide, Nitride and Boride Materials Synthesis and Processing, p. 653(1997)]45문헌 [Friction, Wear, Lubrication, p. 27]46본원에 참고로 인용된 문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 36]47문헌 [A. Weimer(Ed.), Carbide, Nitride and Boride Materials Synthesis and Processing, p. 654(1997)]48문헌 [Friction, Wear, Lubrication, p. 27]49본원에 참고로 인용된 문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 905]50본원에 참고로 인용된 문헌 [Hawley's Condensed Chemical Dictionary, (12th Ed.), p. 141(1993)]

무기 고형 물질	열 전도도(W/m·K, 300K)	전기 저항(μΩ-㎝)	모스 경도(고유 등급)
니켈	9276	6.877	578
알루미늄	20579	4.380	2.581
크롬	6682	2083	9.084
구리	39885	1.786	2.5 - 387
금	29788	2.289	2.5 - 390
철	74.591	992	4 - 593
은	41894	1.695	2.5 - 496
76문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 174]77문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]78문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, page F-22]79문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 174]80문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]81문헌 [Friction, Wear, Lubrication, p. 27]82문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]83문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]84문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, page F-22]85문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 174]86문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]87문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, page F-22]88문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 174]89문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]90문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, page F-22]91문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 174]92본원에 참고로 인용된 [Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, page D-171]93문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, page F-22]94문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 174]95문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]96문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, page F-22]

당해분야의 숙련가에게 본 발명에 따른 코팅조성물의 입자(18)는 상기에서 언급한 입자(18)의 조합물 또는 혼합물임을 알 수 있을 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명를 한정하지 않는 범위내에서 입자(18)은 상기에서 언급한 물질을 사용하여 제조된 추가 입자의 조합물을 포함할 수 있다. 따라서, 모든 입자(18)는동일한 필요는 없다. 이들 입자들은 화학적으로 동일하거나 상이할 수 있으나 형태나 특성에서 상이할 수 있다. 추가된 입자들은 일반적으로 입자(18)의 절반으로 구성되거나, 바람직하게는 입자(18)의 15%까지 구성되는 것이다.

본 발명의 양태에서, 입자(18)는 총 고형분 기준으로 코팅조성물의 0.001 ∼ 99 중량%로 구성되는데, 바람직하게는 50 ∼ 99 중량%, 보다 바람직하게는 75 ∼ 99 중량%를 함유하는 것이다. 본 발명의 양태에서, 특히 바람직한 코팅물의 예로서는, 1) 300K의 온도에서 mK당 적어도 1 와트의 열전도성을 갖는 유기성분과 라멜라 입자로 구성되는 코팅물; 2) 유기성분 및 비가수분해성 라멜라 입자로 구성되는 코팅물; 3) 300K의 온도에서 mK당 적어도 1 와트의 열전도성을 갖는 적어도 붕소가 없는 라멜라 성분으로 구성되는 코팅물; 4) 300K의 온도에서 mK당 적어도 1 와트의 열전도성을 갖는 수성조성물의 잔사; 및 5) 300K의 온도에서 mK당 적어도 1 와트의 열전도성을 갖는 알루미나가 없는 비가수분해성 입자로 구성되는 수성조성물의 잔사로서, 예를 들면 섬유상에서 알루미나가 없고 비가수분해성 입자를 들 수 있다.

본 발명의 또다른 양태에서, 입자(18)는 총 고형분을 기준으로 코팅조성물의 0.001 ∼ 99 중량%로 구성되는데, 바람직하게는 1 ∼ 80 중량%, 보다 바람직하게는 1 ∼ 40 중량%를 함유하는 것이다. 또한, 입자(18)가 비가수분해성 무기입자로 구성된 본 발명의 특정한 양태에서, 입자들은 총 고형분을 기준으로 코팅조성물의 1 ∼ 45 중량%로 구성되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1 ∼ 50 중량%, 아주 바람직하게는 코팅조성물의 25 중량%를 함유하는 것이다.

본 발명의 또다른 양태에서, 입자(18)는 총 고형분을 기준으로 20 중량% 이상의 코팅조성물로 구성되는데, 바람직하게는 20 ∼ 99 중량%, 보다 바람직하게는 25 ∼ 80중량%, 아주 바람직하게는 50 ∼ 60 중량%를 함유하는 것이다. 본 양태에서, 특히 바람직한 코팅물은 무기입자, 유기 중공입자 및 복합입자의 군으로부터 적어도 하나가 선택된 입자가 총 고형분을 기준으로 20 중량% 이상으로 구성되는데, 적어도 하나의 유리섬유의 모스경도값을 초과하지 않은 모스경도값을 가지는 적어도 하나의 입자로 구성된다.

본 발명의 또다른 양태에서, 입자(18)는 총 고형분을 기준으로 코팅조성물의 1 ∼ 80 중량%로 구성되는데, 바람직하게는 1 ∼ 60 중량%을 함유하는 것이다. 하나의 양태에서, 코팅조성물은 총 고형분을 기준으로 20 ∼ 60 중량% 이상의 코팅조성물로 구성되는데, 바람직하게는 35 ∼ 55 중량%, 보다 바람직하게는 30 ∼ 50중량%를 함유하는 것이다. 본 양태에서, 바람직한 코팅물은 수지 상용성 코팅물은 함유하며 (1) 비가열성의 팽창가능한 유기물질, 무기 중합체, 비가열성 복합물 및 이의 혼합물로부터 형성된 다수의 개별적 입자로서 외부에서 열을 가하지 않아도 스트랜드의 웨트-아웃을 충분히 가능하게 하는 평균 입경을 가진 입자; (2) 적어도 다수의 개별적 분자와 다른 하나의 윤활제; 및, (3) 적어도 하나의 필림형성 물질로 구성되는 것이다. 상기 입자이외에, 코팅조성물은 유기, 무기 및 천연 중합체와 같은 하나 이상의 필림형성물질로 구성되는 것이 바람직하다. 유용한 유기물질의 예로는 합성 중합체, 반합성 중합체, 천연 중합체 및 이의 혼합물에서 선택한 중합체를 들 수 있다. 합성 중합체는 열가소성 물질 및 열경화성물질을 포함하고 있다. 중합성 필림형성물질을 일반적으로 유리섬유의 표면(16)에 도포시에 일반적으로 연속적 필림을 형성하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 필림형성물질의 양은 총 고형분을 기준으로 코팅조성물의 1 ∼ 99%로 구성된다. 하나의 양태에서, 필림형성물질의 양은 총 고형분을 기준으로 1 ∼ 50 중량% 이상의 코팅조성물로 구성되는데, 보다 바람직하게는 1 ∼ 25 중량%을 함유하는 것이다. 또다른 양태에서, 필림형성물질의 양은 총 고형분을 기준으로 20 ∼ 99 중량% 이상의 코팅조성물로 구성되는데, 보다 바람직하게는 60 ∼ 80 중량%을 함유하는 것이다.

또다른 양태에서, 필림형성물질의 양은 총 고형분을 기준으로 코팅조성물의 20 ∼ 75%로 구성되는 것이 바람직한데, 보다 바람직하게는 40 ∼ 50 중량%를 함유하는 것이다. 본 양태에서, 특히 바람직한 코팅물은 하나의 필림형성물질로 구성되는 것이며 무기입자, 유기 중공입자 및 복합입자의 군으로부터 적어도 하나가 선택된 입자가 총 고형분을 기준으로 20 중량% 이상으로 구성되는데, 적어도 하나의 유리섬유의 모스경도값을 초과하지 않은 모스경도값을 가지는 적어도 하나의 입자로 구성된다.

또다른 양태에서, 필림형성물질의 양은 총 고형분을 기준으로 코팅조성물의 1 ∼ 60%로 구성되는데, 바람직하게는 5 ∼ 50중량%, 보다 바람직하게는 10 ∼ 30중량%를 함유하는 것이다. 본 양태에서, 바람직한 코팅물은 수지 상용성 코팅물은 함유하며 (1) 비가열성의 팽창가능한 유기물질, 무기 중합체, 비가열성 복합물 및 이의 혼합물로부터 형성된 다수의 개별적 입자로서 외부에서 열을 가하지 않아도 스트랜드의 웨트-아웃을 충분히 가능하게 하는 평균 입경을 가진 입자; (2) 적어도 다수의 개별적 분자와 다른 하나의 윤활제; 및, (3) 적어도 하나의 필림형성 물질로 구성되는 것이다.

열경화성 중합체 필름형성물질은 본 발명의 피복된 유리섬유 스트렌드에 대한 수성 사이징 조성물에서 사용하기에 바람직한 중합체 필름형성물질이다. 이런 물질은 인쇄 회로판용 적층체로서 사용되는 열경화성 매트릭스 물질, 예를 들면, FR-4 에폭시 수지와 상용성이며, 이러한 에폭시 수지는 다작용성 에폭시 수지로서, 본 발명의 하나의 특정 양태에 있어서 이작용성 브롬화된다. 본 발명에 참고로 인용되어 있는 문헌 [Electronic Materials Handbook, ASM International(1989), p534-537]을 참조할 수 있다.

유용한 열경화성 물질은 열경화성 폴리에스테르, 에폭시 물질, 비닐, 에스테르, 페놀계 화합물, 아미노플라스트, 열경화성 폴리우레탄 및 이들의 혼합물을 포함한다. 적합한 열경화성 폴리에스테르는 미조리주 칸사스시 소재의 쿡 컴포지츠 앤드 폴리머즈(Cook Composites and Polymers)로부터 시판중인 스티폴(STYPOL) 폴리에스테르 및 이탈리아 코모 소재의 DSM B.V.으로부터 시판중인 네옥실(NEOXIL) 폴리에스테르를 포함한다.

본 발명의 비제한적인 예에서, 열경화성 중합체 물질은 에폭시 물질이다. 유용한 에폭시 물질은 분자에서 하나 이상의 에폭시 또는 옥시란기를 포함하고, 예를 들면 다가 알콜 또는 티올의 폴리글리시딜 에테르이다. 적합한 에폭시 필름-형성 중합체의 예는 텍사스주 휴스턴 소재의 쉘 케미칼 캄파니(ShellChemical Company)로부터 시판중인 에폰(EPON, 등록상표) 826 및 에폰(등록상표) 880 에폭시 수지를 포함한다.

본 발명의 또다른 비제한적 양태에서, 바람직한 중합성 필림형성물질은 비닐 중합체이다. 본 발명에서 유용한 비닐 중합체의 예로는 폴리비닐 피롤리돈, 예를 들면 PVP K-15, PVP K-30, PVP K-60 및 PVP K-90이고, 이들 각각은 뉴저지주 웨인 소재의 아이에스피 케미칼즈(ISP Chemicals)에서 시판하고 있다. 또다른 적합한 비닐 중합체는 내셔날 스타치(National Starch)에서 시판하는 레진(Resyn) 2828 및 레진 1037 비닐 아세테이트 중합체 유화액 및 펜실베니아주 알렌타운 소재의 에이치. 비. 풀러(H.B. Fuller) 및 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈 캄파니(Air Products and Chemicals Co.)로부터 시판중인 기타 폴리비닐 아세테이트를 포함한다.

본 발명에서 유용한 열가소성 폴리에스테르는 데스모펜(DESMOPHEN) 2000 및 데스모펜 2001KS를 포함하고, 이들 둘다는 펜실베니아주 피츠버그 소재의 바이엘(Bayer)로부터 상업적으로 구입가능하다. 바람직한 폴리에스테르는 오하이오주 컬럼버스 소재의 보덴 케미칼즈(Borden Chemicals)로부터 시판중인 RD-847A 폴리에스테르이다. 유용한 폴리아미드는 제네랄 밀즈 케미칼즈 인코포레이티드 (General Mills Chemicals, Inc.)로부터 시판중인 버사미드(VERSAMID)를 포함한다. 유용한 열가소성 폴리우레탄은 일리노이주 시카고 소재의 위트코 케미칼 코포레이션(Witco Chemical Corp.)으로부터 시판중인 위트코본드(WITCOBOND, 등록상표) W-290H 및 뉴욕주 힉스빌 소재의 루코 폴리머 코포레이션(Ruco Polymer Corp.)으로부터 시판중인 루코탄(RUCOTHANE, 등록상표) 2011L 폴리우레탄 포함한다.

본 발명의 코팅조성물은 하나 이상의 열경화성 중합체 물질과 하나 이상의 열가소성 중합체 물질의 혼합물을 포함할 수 있다. 인쇄 회로판용 적층체에 바람직한 양태에서, 수성 사이징 조성물의 중합체 물질은 RD-847A 폴리에스테르 수지, PVP K-3- 폴리비닐 피롤리돈, 데스모펜 2000 폴리에스테르 및 버사미드 폴리아미드의 혼합물을 포함한다. 인쇄 회로판용 적층체에 바람직한 다른 양태에서, 수성 사이징 조성물의 중합체물질은 에폰 826 에폭시 수지와 PVP K-3 폴리비닐 피롤리돈의 혼합물을 포함한다.

중합성 필림형성물질로서 사용하기에 적합한 반합성 중합체의 예로는 히드록시프로필셀룰로스와 같은 셀룰로식 및 네덜란드 소재의 아베베(AVEBE)에서 시판하는 콜로텍스(Kollotex) 1250(에틸렌 옥사이드로 에테르화된 저점도, 저아밀로즈 감자계 전분)을 들 수있다.

중합성 필림형성물질로서 사용하기에 적합한 천연 폴리머의 예로는 감자, 옥수수, 밀, 찰옥수수, 사고(sago), 쌀, 마일로(milo) 및 이들의 혼합물로부터 제조된 전분을 들 수 있다.

전분은 그 자체의 성격에 따라 입자(18) 및/또는 필림형성물지의 역할을 모두 담당할 수 있다는 점에 유의할 필요가 있다. 보다 상세하게는, 일부 전분은 용매, 특히 물에 완전히 용해되어 필림형성물질의 역할을 담당하게 되나, 다른 전분은 용매에 완전히 용해되지 않고 특수한 낟알 크기를 유지하여 입자(18)로서의 역할을 담당하게 된다. 상기 전분(천연물 및 합성물)은 본 발명에 따라 사용될수 있으나, 본 발명의 코팅조성물은 실질적으로 전분물질이 없는 것이 바람직하다. 본 발명에서 정의하는 "실질적으로 전분이 없는"이라는 어구는 코팅조성물이 총 고형분을 기준으로 50%의 전분을 함유하는 것이며, 바람직하게는 35% 이하의 전분을 함유하는 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 코팅조성물은 본질적으로 전분물질이 함유하지 않는 것이다. 발명에서 정의하는 "실질적으로 전분물질을 함유하지 않은"이라는 어구는 코팅조성물이 총 고형분을 기준으로 20%의 전분을 함유하는 것이며, 바람직하게는 2% 이하의 전분을 함유하는 것이다.

프린트 회로판의 라미네이트에 혼입되는 섬유 스트랜드에 도포된 전분을 함유하는 전형적인 1차 사이징 조성물의 경우 수지와 비상용성이므로 중합성 매트릭스 물질로 혼입시키지 전에 제거되어야 하다. 상기에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 코팅조성물은 수지와 상용성을 갖는 것이 바람직하며 패브릭가공을 하기 전에 섬유 스트랜드 또는 섬유로부터 제거할 필요가 없다. 본 발명의 코팅조성물은 회로판을 제조하는데 사용되는 매트릭스 물질과 상용성을 갖는 것이 보다 바람직하며, 아주 바람직하네는 에폭시 수지와 상용성을 갖는 것이다.

중합성 필림형성물질은 수용성, 유화성, 분산성 및 또는 경화성일 수 있다. 본 발명에서 정의하는 "수용성"이라 함은 중합성 물질이 순수한 용액(true solution)을 형성하기 위해 본질적으로 균질하게 물에 블렌딩되거나 분자 또는 이온성으로 물에 분산될 수 있는 것을 의미한다. 본 발명에 참고로 인용되어 있는 문헌 [Hawley's, p107]를 참조할 수 있다.

"유화성"이라 함은 중합성 물질이 유화제의 존재하에서 본질적으로 안정한혼합물을 형성할 수 있거나 또는 물에 현탁될 수 있는 것을 의미한다. 본 발명에 참고로 인용되어 있는 문헌 [Hawley's, p46]을 참조할 수 있다. 적합한 유화제의 비제한적인 예는 하기에 개시되어 있다. "분산성"이라 함은 중합성 물질의 임의의 성분이 라텍스와 같은 미분된 입자로서 물 전체에 걸쳐 분포될 수 있는 것을 의미한다. 본 발명에 참고로 인용되어 있는 문헌 [Hawley's, p43]을 참조할 수 있다. 분산액의 균일성은 이하에 개시되는 습윤제, 분산제 또는 유화제(계면활성제)의 첨가에 의해 증가될 수 있다. "경화성"이라 함은 중합성 물질 및 사이징 조성물의 다른 성분이 중합체 물질의 물성을 변화시키기 위해 필름으로 응집되거나 서로 가교결합할 수 있는 것을 의미한다. 본 발명에 참고로 인용되어 있는 문헌 [Hawley's, p107]를 참조할 수 있다.

상기에 언급한 중합성 물질 이외에, 본 발명의 코팅조성물은 바람직하게는 하나 이상의 유리 섬유 커플링제 (예를 들면 오가노 실란 커플링제), 전이금속 커플링제, 포스포네이트 커플링제, 알루미늄 커플링제, 아미노-함유 워너(Warner) 커플링제 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이들 커플링제는 전형적으로 이작용성을 갖는다. 각각의 금속 또는 규소 원자는 섬유 표면 및 또는 수성 사이징 조성물중의 성분들과 반응하거나 혼화될 수 있는 하나 이상의 기와 결합한다. 본 발명에서 정의하는 "상용성"이라 함은 작용기 예를 들면 극성력, 습윤력 또는 용매화력에 의해 섬유 표면 또는 코팅조성물의 성분에 화학적으로 끌어당겨지나 결합하지 않는 것을 의미한다. 본 발명의 비제한적인 양태에서, 각각의 금속이나 실리콘원소는 상기 커플링제가 유리섬유와 반응할 수 있게 하는 하나 이상의 가수분해성 작용기에 부착되어 있거나, 상기 커플링제가 수지 매트릭스의 성분과 반응할 수 있도록 하나 이상의 작용기에 부착되어 있다.

(여기에서, R¹은 C₁-C₃알킬이고; R²는 H 또는 C₁-C₄알킬이며; R³및 R⁴는 독립적으로 H, C₁-C₄알킬 또는 C₆-C₈아릴 중에서 선택되고; R⁵는 C₄-C₇알킬렌이다), 및 1,2- 또는 1,3-글리콜의 모노하이드록시 및/또는 환상 C₂-C₃잔기. 적합한 혼화성 또는 작용기의 예로는 에폭시, 글리시독시, 머캅토, 시아노, 알릴, 알킬, 우레타노, 할로, 이소시아네이토, 우레이도, 이미다졸리닐, 비닐, 아크릴레이토, 메타크릴레이토, 아미노 또는 폴리아미노 기가 포함된다.

관능성 오가노-실란 커플링제는 본 발명에 사용되기에 바람직하다. 유용한 관능성 오가노-실란 커플링제의 예는 감마-아미노프로필트리알콕시실란을 포함한다. 바람직한 작용성 오가노 실란 커플링제의 예로는 감마-아미노프로필트리알콕시실란, 감마-이소시아나토프로필트리알콕시실란, 비닐트리알콕시실란, 글리시독시-프로필트리메톡시실란 및 우레이도프로필트리에톡시실란을 들 수 있다. 바람직한 관능성 오가노-실란 커플링제의 예로는 A-187 감마-글리시독시-프로필트리메톡시실란, A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, A-1100 감마-아미노프로필트리에톡시실란 실란 커플링제, A-1108 아미노 실란 커플링제 및 A-1160 감마-우레이도프로필트리에톡시실란(이들 각각은 뉴욕주 태리타운 소재의 CK 위트코 (Witco) 코포레이션에서 시판중임)을 포함한다. 오가노 실란 커플링제는 바람직하게는 약 1:1의 화학량론비로 섬유에 도포하기 전에 물로 적어도 부분적으로 가수분해될 수 있거나 경우에 따라 가수분해되지 않은 형태로 도포될 수 있다. 물의 pH는 산이나 염기를 추가시에 개질되어 상기 커플링제제의 가수분해를 개시하거나 촉진시킬 수 있다.

적절한 전이 금속커플링제는 티탄, 지르코늄, 이트륨 및 크롬 커플링제를 포함한다. 적절한 티타네이트 커플링제 및 지르코네이트 커플링제는 켄리치 피트로케미칼 캄파니(Kenrich Petrochemical Company)에서 시판하고 있다. 적합한 크롬 착물은 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이.아이. 듀퐁 드 네무르(E.I. dupont de Nemours)로부터 상업적으로 구입할 수 있다. 아미노-함유 웨르너(Werner) 유형의 커플링제는 크롬과 같은 3가 핵 원자가 아미노 작용기를 갖는 유기산에 배위된 착재 화합물이다. 그밖에 당해 분야의 숙련자에게 공지된 금속 킬레이트 및 배위형 커플링제를 본 발명에 사용할 수 있다.

커플링제의 양은 총 고형분을 기준으로 코팅조성물을 1 ∼ 99 중량%의 범위내에서 구성될 수 있다. 한 양태에서, 커플링제의 양은 총 고형분을 기준으로 코팅조성물을 1 ∼ 99 중량%의 범위내에서 구성될 수 있으며, 바람직하게는 1 ∼ 10 중량%, 보다 바람직하게는 2 ∼ 8 중량%를 함유한다.

본 발명의 코팅조성물은 하나이상의 연화제 또는 계면활성제를 추가로 포함할 수 있는데, 이들은 섬유표면에 균일한 부하를 인가하여 섬유들이 서로 반발하게하고 윤활제로서의 기능을 위하여 섬유간의 마찰을 감소시킨다. 본 발명에서 요구되는 사항은 아니지만, 하나의 연화제는 코팅조성물의 성분과 화학적으로 상이한 것이 바람직하다. 상기 연화제의 예로는 양이온성 연화제, 비이온성 연화제 또는 음이온성 연화제 및 이들의 혼합물, 예를 들면 지방산의 아민염, 알킬 이미다졸린 유도체(뉴저지주 프린스톤 소재의 롱프랑에 시판하고 있는 케이션(CATION X)), 산 가용화된 지방산 아미드[에머리(EMERT, 등록상표) 6717, 오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 시판하는 부분적으로 아미드화된 폴리에틸렌 이민)을 포함한다.

코팅조성물은 연화제를 60 중량%까지 포함할 수 있으나 바람직하게는 20 중량%, 보다 바람직하게는 5 중량% 이하의 연화제를 함유하는 것이다. 연화제에 대한 보다 상세한 정보가 필요한 경우 본 발명에서 참고로 인용되는 할(A.J. Hall)의 문헌[Textile Finishing, 2nd Ed.(1957) p 108-115]를 참조할 수 있다.

본 발명의 코팅조성물의 경우 상기에 언급한 중합성 물질이나 연화제와 화학적으로 상이한 하나 이상의 유활제를 포함할 수 있으며, 이들은 직조가공시에 섬유 스트랜드에 바람직한 가공특성을 부여한다. 적합한 윤호라제는 오일, 왁스, 유지 및 이들의 혼합물로부터 선택할 수 있다. 본 발명에 유용한 왁스물질의 비제한적인 예로는 수성, 유화성 또는 분산성 왁스물질, 예를 들면 식물성 왁스, 동물성 왁스, 광물성 왁스, 합성 왁스 또는 석유왁스(파라핀등)을 들 수 있다. 본 발명에 유용한 오일류로는 천연 오일, 반합성 오일 및 합성 오일을 들 수 있다. 일반적으로 왁스나 기타 윤활제의 양은 총 고형물을 기준으로 사이징 조성물의 0∼ 80 중량%의 범위내에서 포함되며 바람직하게는 1 ∼ 50 중량%, 보다 바람직하게는 20 ∼ 40 중량%, 아주 바람직하게는 25 ∼ 35 중량%을 함유하는 있다.

바람직한 윤활제는 극성을 가진 왁스 및 오일을 포함하며, 보다 바람직하게는 극성과 함께 약 35 ℃의 융점을 갖는 고도의 결정 왁스, 아주 바람직하게는 약 45 ℃의 융점을 갖는 것이다. 상기 물질은 극성을 나타내지 않은 왁스 및 오일을 함유하는 사이징 조성물에 의해 피복된 섬유 스트랜드와 비교시, 극성물질을 함유한 사이징 조성물에 의해 피복된 섬유 스트랜드 상에서 극성수지의 웨트-아웃 및 웨트-드로우 특성을 개선시키는 것으로 확인된 바 있다. 극성을 가진 바람직한 윤활제는 (1) 모노카복시산 및 (2) 모노히드릭 알콜과 반응하여 형성된 에스테르를 포함한다. 본 발명에 유용한 상기 지방산 에스테르의 예로는 세틸 팔미테이트(뉴저지주 메이우드 소재의 스테판 캄파니에서 시판하는 KESSCO 653 또는 STEPANTEX 653), 세틸 미리스테이트 (스테판 캄파니에서 시판하는 STEPANLUBE 654), 세틸 라우레이트, 옥타데실 라우레이트, 옥타데실 미리스테이트, 옥타데실 팔미테이트 및 옥타데실 스테아레이트를 들 수 있다. 본 발명에 유용한 기타 지방산 에스테르 및 윤활제의 예로는 트리페라고네이트, 천연 스페르마세티 및 트리글리세라이드 오일, 콩기름, 아마씨 오일, 에폭시화된 콩기름 및 에폭시화된 아마씨 오일을 들 수 있다.

또한, 윤활제는 수용성 중합체를 포함할 수 있다. 유용한 수용성 중합체의 예로는 폴리알킬렌 폴리올 및 폴리옥시알킬렌 폴리올(뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 MACOL E-300 및 코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 시판하는 CARBOWAX 300 및 400을 들 수 있다. 유용한 윤활제의 비제한적인 예로는 코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 시판하는 POLYOX WSR 310로서 폴리(에틸렌 옥사이드) 제제이다.

본 발명의 코팅조성물은 상기에 언급한 윤활제 이외에도 비극성 석유왁스와 같은 하나 이상의 윤활제를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 비극성 석유 왁스의 비제한적인 예는 마이크로크리스탈린 왁스(오하오주 신시네티 소재의 미첼만 인코포레이티드에서 시판중인 POLYMEKON LUBE 296와 죠지아주 컴밍 소재의 베이커 페트로라이트에서 시판중인 PETROLITE 75 마이크로스탈린 왁스)를 들 수 있다. 일반적으로, 상기 왁스의 양은 사이징 조성물의 총 고형분 함량의 10중량%까지 함유시킬 수 있다.

또한 본 발명의 코팅조성물은 수지 반응성 희석제를 포함시켜서 본 발명의 피복된 스트랜드의 윤활성을 개선하고, 또한 제조공정시에 발생할 수 있는 보플, halo 및 끊어진 필라멘트를 감소시킴으로써 패브릭 및 편물의 양호한 가공성을 부여할 수 있으며 수지와의 상용성을 유지한다. 본 발명에서 정의하는 "수지 반응성 희석제"는 상기 희석제가 코팅조성물과 상용성이 있는 동일한 수지와 화학적으로 반응할 수 있는 관능기를 포함하는 것을 의미한다. 희석제의 경우 희석계와 반응하는 한가지 이상의 관능기를 가진 윤활제를 포함할 수 있으며 보다 바람직하게는 FR-4 에폭시 수지계와 반응하는 관능기이다. 적합한 윤활제의 비제한적인 예로는 아미노기, 알콜기, 안하이드라이드기, 산기 또는 에폭시기와의 반응성 윤활젤르 포함한다. 아미노기와 반응하는 윤활제의 예로는 에머리 6717(오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 시판하는 부분적으로 아미드화 된 폴리에킬렌 이민)을 들 수 있다. 알콜기와 반응하는 윤활제의 비제한적인 예로서는 폴리에틸렌 글리콜을 들 수 있으며, 그 예로 CARBOWAX 300(코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 시판하는 폴리에틸렌 글리콜)을 들 수 있다. 산기와 반응하는 윤활제의 예로는 스테아린산과 스테아린산의 염을 들 수 있다. 에폭시기와 반응하는 윤활제의 예로는 에폭시화된 콩기름 및 에폭시화된 아미씨 오일을 들 수 있다(예: 코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 시판하는 FLEXOL LOE(에폭시화 아마씨오일) 및 FLEXOL EPO(에폭시화 콩기름), 및 뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 LE-9300(에폴시화 실리콘 유화액). 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니지만, 사이징 조성물은 총 고형분 기준으로 사이징 조성물의 15중량%의 양으로 수지반응성 희석제를 포함할 수 있다.

본 발명의 코팅조성물은 코팅조성물의 성분을 유화시키거나 분산시킬 수 있는 하나 이상의 유화제를 추가적으로 포함시킬 수 있다(예: 입자(18) 및/또는 윤활제). 적합한 유화제 및/또는 계면활성제의 비제한적인 예로는 폴리옥시알킬렌 블록 공중합체(예: 뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 PLURONIC F-108(등록상표)이며 유럽의 경우 경우 그 상품명은 SYNPERONIC F-108임), 에톡실화 알킬 페놀(뉴저지주 웨인 소재의 GAF 코포레이션에서 시판하는 IGEPAL CA630), 폴리옥시에틸렌 옥틸페놀 글리콜 에테르, 소르비톨 에스테르의 에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리옥시에틸화 뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는식물성 오일(예: 롱프랑에서 시판하는 알카무스(ALKAMUS) EL-719) 및 노릴페놀 계면활성제(예: 뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 MACOL NP-6 및 베네룩스의 CON BEA에서 시판하는 SERMUL EN 668)을 들 수 있다. 일반적으로, 유화제의 양은 총 고형분을 기준으로 코팅조성물의 1~30중량%이며, 바람직하게는 1 ∼ 15 중량%이다.

멜라닌 포름알데히드와 같은 가교제 및 프탈레이트, 트리메리테이트 및 아디페이트 와 같은 가소제는 코팅조성물에 또한 포함시킬 수 잇다. 상기 가교제나 가소제의 양은 고형분을 기준으로 코팅조성물의 1 ∼ 5 중량%이다.

기타 첨가제, 예를 들어 실리콘, 살진균제, 살균데 및 소포성물질은 일반적으로 5 중량% 미만의 양으로 코팅조성물에 포함될 수 있다. 코팅조성물의 pH를 2 ∼ 10으로 조정하기에 충분한 양의 유기산, 무기산 또는 염기가 코팅조성물에 포함될 수 있다. 적절한 실리콘 유화액의 비제한적인 예로는 뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 LE-9300 에폭시화 실리콘 유화액이다. 적절한 살균제의 예는 뉴저지 라웨이 소재의 M&T 케미칼즈에서 시판하는 비노메트(BIOMET) 66 항미생물 화합물이다. 적합한 소포성 물질은 뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 SAG 물질 및 뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 마즈(MAZU) DF-136이다. 수산화 암모늄은 경우에 따라 코팅의 안정화를 기하기 위하여 코팅조성물에 첨가될 수 있다. 물(바람직하게는 탈이온수)는 스트랜드상에서 전체적으로 균일한 코팅을 촉진시키기에 충분한 양으로 코팅조성물에 포함된다. 코팅조성물의 고체 중량%는 일반적으로 1 ∼ 20 중량%이다.

본 발명의 한 양태에서, 본 발명의 코팅조성물은 본질적으로 유리물질을 포함하지 않는다. 본 발명에서 정의하는 "본질적으로 유리물질을 포함하지 않는다"이란 어구는 코팅조성물이 유리복합물을 합성하는 유리 매트릭스물질을 50체적% 미만으로, 바람직하게는 35체적% 미만으로 함유한다. 보다 바람직한 양태에서, 본 발명의 코팅조성물은 본질적으로 유리물질을 함유하지 않는다. 본 발명에서 정의하는 "본질적으로 유리물질을 포함하지 않는다"이란 어구는 코팅조성물이 유리복합물을 합성하는 유리 매트릭스물질을 20체적% 미만으로, 바람직하게는 50체적% 미만, 더욱 바람직하게는 전혀 함유하지 않는다는 것을 의미한다. 유리 메트릭스 물질의 예로는 당해 분야의 숙련자에게 널리 공지된 흑색 유리 세라믹 메트릭스 물질 또는 알루미노실리케이트 메트릭스 물질을 들 수 있다.

본 발명의 한 구현예에서, 다수의 섬유를 함유하는 섬유 스트랜드는 300K의 온도에서 mK당 적어도 1 와트의 열전도성을 갖는 유기성분 및 라멜라 입자로 구성된 코팅조성물에 의해 적어도 부분적으로 피복된 것이다. 또다른 양태에서, 다수의 섬유를 함유하는 섬유 스트랜드는 유기성분, 비가수분해성 및 라멜라 입자로 구성된 코팅조성물에 의해 적어도 부분적으로 피복된 것이다. 상기와 같은 두가지 양태에서, 유기성분 및 라멜라 입자는 상기에 언급한 코팅조성물로부터 선택될 수 있다. 상기 유기성분 및 라멜라 입자는 동일하거나 상이할 수 있으며, 코팅물은 수성 코팅조성물이나 분말 코팅조성물의 잔사일 수도 있다.

또다른 양태에서, 다수의 섬유를 함유하는 섬유 스트랜드는 300K의 온도에서mK당 1 와트 이상의 열전도성을 갖는 붕소가 없는 라멜라 입자로 구성된 코팅조성물에 의해 적어도 부분적으로 피복된 것이다. 또다른 양태에서, 다수의 섬유를 함유하는 섬유 스트랜드는 300K의 온도에서 mK당 1 와트 이상의 열전도성을 갖는 라멜라 입자를 포함하는 수성 조성물의 잔사에 의해 적어도 부분적으로 피복된 것이다. 또다른 양태에서, 다수의 섬유를 함유하는 섬유 스트랜드는 300K의 온도에서 mK당 1 와트 이상의 열전도성을 갖는 알루미나가 없는, 비가수분해성 입자를 포함한 수성 조성물의 잔사에 의해 적어도 부분적으로 피복된 것이다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을 함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 비가열성의 팽창가능한 유기물질, 무기 중합체, 비가열성 복합물 및 이의 혼합물로부터 형성된 다수의 개별적 입자로서 스트랜드의 웨트-아웃을 충분히 가능하게 하는 평균 입경을 가진 입자; (2) 적어도 다수의 개별적 분자와 다른 하나의 윤활제; 및, (3) 적어도 하나의 필림형성 물질로 구성되는 것이다. 본 양태에 개시된 성분들은 상기에 언급한 코팅조성물로부터 선택될 수 있다. 또다른 양태에서, 다수의 개별적인 입자들은 적어도 상기 섬유중의 하나 및 적어도 인접한 하나의 섬유 사이에 격자공간을 제공한다.

또다른 구현예에서, 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을 함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 다수의 입자로서 (i) 적어도 하나의유기물질로부터 형성된 적어도 하나의 분자 및 (ii) 질화붕소, 흑연 및 금속 디찰코게나이드의 군에서 선택된 적어도 하나의 무기물질로 형성된 적어도 하나의 입자를 함유하며 스트랜드의 웨트-아웃을 충분히 가능하게 하는 균 입경을 가진 다수의 입자; (2) 적어도 다수의 개별적 분자와 다른 하나의 윤활제; 및, (3) 적어도 하나의 필림형성 물질로 구성되는 것이다.

또다른 구현예에서, 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을 함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 유기물질, 무기 중합체, 복합물 및 이의 혼합물로부터 형성된 다수의 개별적 입자로서 해당입자의 입경을 레이저 산포기법으로 측정시에 0.1 ∼ 0.5 ㎛의 범위내에 있으며; (2) 적어도 다수의 개별적 분자와 다른 하나의 윤활제; 및, (3) 적어도 하나의 필림형성 물질로 구성되는 것이다.

또다른 양태에서, 상기에 개시된 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 총 고형분 기준으로 다수의 개별적 입자에 대하여 20 ∼ 60 중량%, (2) 총 고형분 기준으로 적어도 하나의 윤활제의 함량이 0 ∼ 80 중량%, 및 (3) 총 고형분 기준으로 적어도 하나의 필림형성물질의 함량이 1 ∼ 60 중량%, 바람직하게는 5 ∼ 50 중량%, 보다 바람직하게는 10 ∼ 30 중량%로 구성되는 것이다.

또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을 함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 유기물질, 복합물 및 이의 혼합물로부터 선택된 물질에 의해 형성된 다수의 개별적 및 비왁스성 입자로서 해당입자의 입경을 레이저 산포기법으로 측정시에 0.1 ∼ 0.5 ㎛의 범위내에 있으며; (2) 적어도 다수의 개별적 분자와 다른 하나의 윤활제; 및, (3) 적어도 하나의 필림형성물질로 구성되는 것이다.

또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을 함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 무기물질, 유기 중공입자 및 복합물에서 선택된 적어도 한가지 입자의 함량이 총 고형분 기준으로 20 중량% 이상을 함유하며, 적어도 상기 섬유중 하나의 입자는 적어도 하나의 유리섬유의 모스 경도값을 초과하지 않는 모스 경도값을 가지고 있는 적어도 하나의 입자로 구성되는 것이다.

또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을 함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 적어도 하나의 유리섬유의 모스 경도값을 초과하지 않는 모스 경도값을 가진 적어도 하나의 라멜라 입자 및 무기물 입자: 및 (2) 적어도 하나의 중합체로 구성되는 것이다.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을 함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 적어도 하나의 중공 유기입자 및 비가열성의 팽창가능한 유기입자; 및 (2) 적어도 하나의 중공 유기입자와 상이한 적어도 하나의 윤활제로 구성되는 것이다.

상기 각각의 양태에서 사용되는 성분들은 상기에서 언급한 코팅조성물로부터 선택할 수 있으며, 추가적 성분도 상기와 동일하게 선택할 수 있다.

본 발명의 양태에서, 하나의 섬유는 300K의 온도에서 mK당 적어도 1 와트의 열전도성을 갖는 유기성분 및 라멜라 입자로 구성된 조성물에 의해 피복되는 것이다. 또 다른 양태에서, 하나의 섬유는 유기물질 및 비가수분해성 라멜라 입자로 구성된 조성물에 의해 피복되는 것이다. 또 다른 양태에서, 하나의 섬유는 300K의 온도에서 mK당 1 와트 이상의 열전도성을 갖는 적어도 하나의 붕소가 없는 라멜라 입자로 구성된 조성물에 의해 피복되는 것이다. 또 다른 양태에서, 하나의 섬유는 300K의 온도에서 mK당 1 와트 이상의 열전도성을 갖는 적어도 하나의 알루미나가 없는, 비가수분해성 무기입자로 구성된 조성물에 의해 피복되는 것이다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 하나의 섬유는 (1) 비가열성의 팽창가능한 유기물질, 무기 중합체, 비가열성 복합물 및 이의 혼합물로부터 형성된 다수의 개별적 입자로서 스트랜드의 웨트-아웃을 충분히 가능하게 하는 평균 입경을 가진 입자; (2) 적어도 다수의 개별적 분자와 다른 하나의 윤활제; 및, (3) 적어도 하나의 필림형성 물질로 구성된 조성물에 의해 피복되는 것이다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 하나의 섬유는 (1) 유기물질, 무기 중합체, 복합물 및 이의 혼합물로부터 형성된 다수의 개별적 입자로서 해당입자의 입경을 레이저 산포기법으로 측정시에 0.1 ∼ 0.5 ㎛의 범위내에 있으며; (2) 적어도 다수의 개별적 분자와 다른 하나의 윤활제; 및, (3) 적어도 하나의 필림형성 물질로 구성된 조성물에 의해 피복되는 것이다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 하나의 섬유는 (1) 유기물질, 복합물 및 이의 혼합물로부터 선택된 물질에 의해 형성된 다수의 개별적 및 비왁스성 입자로서 해당입자의 입경을 레이저 산포기법으로 측정시에 0.1 ∼ 0.5 ㎛의 범위내에 있으며; (2) 적어도 다수의 개별적 분자와 다른 하나의 윤활제; 및, (3) 적어도 하나의 필림형성물질로 구성된 조성물에 의해 피복되는 것이다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 하나의 섬유는 적어도 상기 섬유중 하나의 입자는 적어도 하나의 유리섬유의 모스 경도값을 초과하지 않는 모스 경도값을 가지고 있는 적어도 하나의 입자로 구성된 수지 조성물에 의해 피복되는 것이다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 하나의 섬유는 (1) 다수의 라멜라 입자 및 무기입자, 및 (2) 적어도 하나의 중합체로 구성된 조성물에 의해 피복되는 것이다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 하나의 섬유는 (1) 다수의 중공 유기입자 및 비가열성의 팽창가능한 유기입자 및 (2) 적어도 하나의 중공 유기입자와 상이한 적어도 하나의 중합체로 구성된 조성물에 의해 피복되는 것이다. 본 발명의 추가적 양태에서, 하나의 섬유는 상기 섬유의 표면의 적어도 일부에서 사이징 조성물에 의한 1차 코팅과, 적어도 사이징 조성물에 의한 1차 코팅이 실시된 부분에 도포된 다수의 개별적 입자로 구성된 수성 코팅조성물의 잔사를 포함하는 2차 코팅을 거친 수지 상용성 코팅조성물에 의해 피복되는 것이다.

상기 각각의 양태에서 사용되는 성분들은 상기에서 언급한 코팅조성물로부터 선택할 수 있으며, 추가적 성분도 상기와 동일하게 선택할 수 있다.

본 발명의 비제한적인 예에서, 본 발명에 따른 섬유 스트랜드의 섬유 중에서적어도 그 일부분의 섬유에 폴라셈(등록상표) 160 질화붕소 분말 및/또는 보론 니트라이드 릴리스코트 분산액, 에폰 826 에폭시 필림형성물질, PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈, A-187 에폭시-기능성 오가노 실란 커플링제, 알카물스 EL-719 폴리옥시에틸화된 식물오일, 이게팔 CA-630 에톡실화된 옥틸페녹시에탄올, 케스코 페그 600 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트 에스테르(일리노이즈주 시카고 소재의 스테판 캄파니에서 시판중) 및 에메리(등록상표) 8717 부분적으로 아미드화된 폴리에틸렌 이민으로 구성된 수성 코팅조성물을 도포한 바 있다.

피륙을 직조하기 위하여 본 발명의 또 다른 비제한적인 양태에서, 본 발명에 따른 섬유 스트랜드의 섬유 중에서 적어도 그 일부분의 섬유에 폴라셈(등록상표) 160 질화붕소 분말 및/또는 보론 니트라이드 릴리스코트 분산액, RD-847A 폴리에스테르, PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈, 데스모펜 2000 폴리에스테르, A-174 아크릴계-기능성 오가노 실란 커플링제, A-187 에폭시-기능성 오가노 실란 커플링제, 플루로닉 F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체, 마콜 NP-6 노닐페놀 계면활성제, 베르사미드 140 폴리아미드 및 LE-9300 에폭시화된 실리콘 유화액으로 구성된 수성 코팅조성물을 도포한 바 있다.

전기 회로판에 본 발명의 패브릭을 사용하고자 하는 또 다른 비제한적인 양태에서, 본 발명에 따른 섬유 스트랜드의 섬유 중에서 적어도 그 일부분의 섬유에 폴라셈(등록상표) 160 질화붕소 분말 및/또는 오파크 보론 니트라이드 릴리스코트-콘크 25 분산액, PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈, A-174 아크릴계-기능성 오가노 실란 커플링제, A-187 에폭시-기능성 오가노 실란 커플링제, 알카물스 EL-719 폴리옥시에틸화된 식물오일, 에메리(등록상표) 8717 부분적으로 아미드화된 폴리에틸렌 이민, RD-847A 폴리에스테르, 데스모펜 2000 폴리에스테르, 플루로닉 F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체, 이코놀 NP-6 알킬화 노닐 페놀 및 사그 10 소포제로 구성된 수성 코팅조성물을 도포한 바 있다.

전기 회로판에 본 발명의 패브릭을 사용하고자 하는 또 다른 비제한적인 양태에서, 본 발명에 따른 섬유 스트랜드의 섬유 중에서 적어도 그 일부분의 섬유에 폴라셈(등록상표) 160 질화붕소 분말 및/또는 오파크 보론 니트라이드 릴리스코트-콘크 25 분산액, RD-847A 폴리에스테르, PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈, 데스모펜 2000 폴리에스테르, A-174 아크릴계-기능성 오가노 실란 커플링제, A-187 에폭시-기능성 오가노 실란 커플링제, 플루로닉 F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체, 베르사미드 140 폴리아미드 및 마콜 NP-6 노닐페놀 계면활성제로 구성된 수성 코팅조성물의 잔사를 도포한 바 있다. 필요한 경우 로파크(등록상표) HP-1055 및/또는 로파크(등록상표) OP-96 스티렌-아크릴계 공중합체 중공구를 상기 특수한 양태에 임의적으로 포함시킬 수 있다.

라미네이트화된 전기 회로판에 본 발명의 패브릭을 사용하고자 하는 또 다른 비제한적인 양태에서, 본 발명에 따른 섬유 스트랜드의 섬유 중에서 적어도 그 일부분의 섬유에 로파크(등록상표) HP-1055 및/또는 로파크(등록상표) OP-96 스티렌-아크릴계 공중합체 중공구, PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈, A-174 아크릴계-기능성 오가노 실란 커플링제, A-187 에폭시-기능성 오가노 실란 커플링제, 에메리(등록상표) 8717 부분적으로 아미드화된 폴리에틸렌 이민, 스테판텍스 653 세틸 팔미테이트, 솔비톨 에스테르의 트마즈 81 에틸렌 옥사이드, 마콜 OP-10 에톡실화된 알킬페놀 및 마즈 DF-136 소포제로 구성된 1차 수성 코팅조성물의 잔사를 도포한 바 있다. 본 발명에 요구되는 것은 아니지만, 상기 특수한 양태에서는 바람직하게 폴라셈(등록상표) 160 질화붕소 분말 및/또는 오파크 보론 니트라이드 릴리스코트-콘크 25 분산액을 포함하고 있다.

전기 회로판에 본 발명의 패브릭을 사용하고자 하는 또 다른 비제한적인 양태에서, 본 발명에 따른 섬유 스트랜드의 섬유 중에서 적어도 그 일부분의 섬유에 데스모펜 2000 폴리에스테르, A-174 아크릴계-기능성 오가노 실란 커플링제, A-187 에폭시-기능성 오가노 실란 커플링제, 플루로닉 F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체, 데스모펜 2000 폴리에스테르, 마콜 NP-6 노닐페놀, 폴리옥스 WSR 301 폴리(에틸렌 옥사이드) 및 디나콜 SI 100 로진으로 구성된 수성 코팅조성물을 도포한 바 있다. 또한, 이 특수한 양태는 로파크(등록상표) HP-1055 및/또는 로파크(등록상표) OP-96 스티렌-아크릴계 공중합체 중공구, 및/또는 폴라셈(등록상표) 160 질화붕소 분말 및/또는 오파크 보론 니트라이드 릴리스코트-콘크 25 분산액을 추가적으로 포함하고 있다.

전기 회로판에 본 발명의 패브릭을 사용하고자 하는 또 다른 비제한적인 양태에서, 본 발명에 따른 섬유 스트랜드의 섬유 중에서 적어도 그 일부분의 섬유에 데스모펜 2000 폴리에스테르, A-174 아크릴계-기능성 오가노 실란 커플링제, A-187 에폭시-기능성 오가노 실란 커플링제, 신페로닉 F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체, 유레더 140 폴리아미드, 폴리옥스 WSR 301 폴리(에틸렌 옥사이드) 및 디나콜 SI 100 로진으로 구성된 수성 코팅조성물의 잔사를 도포한 바 있다. 또한, 이 특수한 양태는 로파크(등록상표) HP-1055 및/또는 로파크(등록상표) OP-96 스티렌-아크릴계 공중합체 중공구, 및/또는 폴라셈(등록상표) 160 질화붕소 분말 및/또는 오파크 보론 니트라이드 릴리스코트-콘크 25 분산액을 추가적으로 포함하고 있다.

본 발명에서 바람직하지 않지만, 상기와 유사한 방법으로 입자(18)가 없는 코팅조성물의 잔사로 구성된 섬유 스트랜드를 본 발명에 따라 제조할 수 있다. 특히, 하나 이상의 필림형성물질(PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈); 하나 이상의 실란 커플링제(A-174 아크릴계-기능성 오가노 실란 커플링제 및 A-187 에폭시-기능성 오가노 실란 커플링제); 사이징 조성물에 대하여 총 고형분을 기준으로 25중량%의 극성을 지닌 하나의 유활제로 구성된 수지 상용성 코팅조성물은 본 발명에 따라 제조할 수 있다고 생각된다. 당해 분야에 종사하는 숙련가에게 본질적으로 입자(18)가 없는 수지 상용성 코팅조성물을 포함하는 섬유 스트랜드는 본 발명에 따라 패브릭로 직조하여 이를 전기 지지체 및 전자회로판에 적용할 수 있다는 사실을 이해하게 될 것이다.

본 발명의 코팅조성물은 당해 분야에 종사하는 숙련가에게 공지된 기존의 혼합방법과 같은 적합한 방법을 이용하여 제조할 수 있다. 상기에서 언급한 성분들을 물로 희석하여 원하는 중량%의 고형분 및 혼합물을 제조하는 것이 바람직하다. 코팅물의 나머지 성분과 혼합하기 전에 입자(18)를 미리 물과 혼합하여 유화시키거나 하나 이상의 코팅조성물에 추가할 수 있다.

본 발명에 따른 코팅조성물은 여러 방면에서 다양하게 적용할 수 있는데, 그 예로서 필라멘트를 롤러 또는 벨트 어플리케이터, 스프레이 및 기타 수단에 사용하는 것이다. 피복된 섬유는 실온 또는 상승온도에 건조시키는 것이 바람직하다. 건조기를 사용하여 섬유의 과다한 습기를 제거하고 필요시에 경화성 사이징 조성물의 성분을 경화시킨다. 유리섬유를 건조하는데 필요한 온도와 시간은 코팅조성물에서 고형분의 백분율, 코팅조성물의 성분 및 섬유형태와 같은 변수에 따라 다르게 된다.

본 발명에서 정의하는 "경화(cure)"는 조성물과 관련하여 사용하는데, 그 예로서 "경화된 조성물"이라 함은 조성물의 가교가능한 성분이 적어도 부분적으로 가교결합되어 있다는 것을 의미한다. 본 발명의 특정한 양태에서, 가교가능한 성분의 가교결합 밀도, 즉 가교결합의 정도는 완전한 가교결합의 5 ∼ 100%에 달하고 있다. 또다른 양태에서 상기 가교결합의 밀도는 모든 가교결합의 35 ∼ 85%에 달하고 있다. 또다른 양태에서 상기 가교결합의 밀도는 모든 가교결합의 50 ∼ 80%에 달하고 있다. 당해 분야에 종사하는 숙련가는 가교결합의 존재 및 정도(즉 가교결합의 밀도)는 질소기류하에서 실시된 폴리머 라보라토리즈의 MK III DMTA(동력기계적열분석) 분석기를 사용하는 DMTA와 같은 각종의 방법에 의해 측정할 수 있다는 것을 이해하게 될 것이다. 이와 같은 방법을 통하여 코팅물 또는 중합체의 프리필림(free film)에 대한 유리전이온도 및 가교결합의 밀도를 측정할 수 있다. 경화물질의 물성은 가교결합된 네트워크의 구조와 관련이 있다.

상기 방법에 따라 분석될 시료의 길이, 넓이 및 두께를 먼저 측정한 후, 이를 라보라토리즈의 MK III 장치에 완전히 장착시키고 치수측정을 실시한다. 열 스캔은 분당 3℃의 가열속도, 1Hz의 주파수, 120%의 스트레인(strain) 및 0.01N의 정전기력의 조건하에서 실시하고 시료를 2초에 한번씩 측정한다. 시료의 의곡상태, 유리전이온도 및 가교결합 밀도는 상기 방법에 따라 측정할 수 있다. 고도의 가교결합 밀도는 코팅물의 높은 가교결합 상태를 나타내는 것이다.

섬유 스트랜드에 함유된 코팅조성물의 양은 30중량% 이하로 함유시키는 것이 바람직하나, 보다 바람직하게는 10 중량% 이하, 아주 바람직하게는 강열감량(LOI)으로 측정시에 0.1 ∼ 5 중량%의 범위내로 함유시키는 것이다. 섬유 스트랜드의 코팅조성물은 수성 코팅조성물 또는 분말 코팅조성물의 잔사일 수도 있다. 본 발명의 양태에서, 건조감량은 1 중량% 이하이다. 본 발명에서 정의하는 "강열감량(loss of ignition)"은 섬유 스트랜드의 표면에 존재하는 건조 코팅조성물의 중량%를 의미하며 하기 수학식 1에 의해 측정될 수 있다.

[수학식 1]

LOI= 100 X [(W_dry-W_bare)/W_dry]

상기에서, W_dry는 220℉(약 104℃)의 오븐에서 60분동안 건조시킨 코팅조성물의 중량을 포함한 섬유 스트랜드이 중량, W_bare는 1150℉(약 521℃)의 오븐에서 20분동안 건조하고 가열시킨 후에 데시케이터에서 실온으로 냉각시킨 원래의 섬유 스트랜드 중량이다.

1차 사이즈(섬유를 형성시킨 후에 도포한 최초의 사이즈)를 도포한 후, 섬유를 모아서 스트랜드당 2 ∼ 15,000 섬유의 스트랜드로 제조하였으며 바람직하게는 100 ∼ 1600개의 섬유로 하였다. 2차 코팅조성물은 스트랜드를 피복시키거나 침윤시킬 수 있는 유효한 양으로 1차 사이즈에 도포하였는데, 그 예로서 2차 코팅조성물을 함유하는 욕조에 피복된 스트랜드를 침적시키고 나서 피복된 스트랜드에 2차 코팅조성물을 분무하거나 어플리케이터에 의해 피복된 스트랜드를 접촉시켰다. 피복된 스트랜드를 다이에 통과시켜서 적어도 부분적으로 2차 코팅조성물을 건조 및 경화시키는데 충분한 시간을 부여하여 스트랜드에 존재하는 과다한 코팅조성물을 제거할 수 있다. 스트랜드에 2차 코팅조성물을 도포하는 방법과 장치는 스트랜드 물질의 형태에 의해 결정하였다. 상기 스트랜드는 당해 분야에서 공지된 방식에 따라 2차 코팅조성물을 도포후에 건조시키는 것이 바람직하다.

적합한 2차 코팅조성물은 상기에서 언급한 바와 같이 하나 이상의 필림형성물질, 윤활제 및 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 2차 코팅물은 1차 사이징 조성물과 상이한 것이 바람직한데, 즉 2차 코팅물은 (1) 사이징 조성물의 성분과 화학적으로 상이한 적어도 한가지 성분을 함유하여야 하며; 또는 (2) 사이징 조성물에 함유된 동일한 성분과 상이한 양을 함유하는 적어도 한가지 성분을 가지고 있어야 한다는 점이다. 폴리우레탄을 포함한 적합한 2차 코팅조성물의 비제한적인 예는 본 발명에서 참고로 인용되어 있는 미국특허 제4,762,750호 및 제4,762,751호에 개시되어 있다.

본 발명의 또 다른 양태인 도 2를 참조해 보면, 피복된 섬유 스트랜드(210)의 유리섬유는 상기에서 언급한 양을 기준으로 사이징 성분을 함유할 수 있는 1차사이징 조성물의 1차층(214)에 도포시킬 수 있다. 적합한 사이징 조성물의 예는 본 발명에서 참고로 인용되어 있는 로웬스타인(Lowenstein)의 문헌[237~291면, (3rd Ed. 1993)] 및 미국특허 제4,390,647호 및 제4,795,678호에 개시되어 있다. 2차 코팅조성물의 2차층(215)은 1차층(214)의 적어도 일부분에 도포되거나 바람직하게는 전체의 외부면을 도포하는 것이 바람직하다. 입자(18)에서 상세히 언급한 바와 같이, 2차 코팅조성물은 하나 이상의 입자(216)으로 구성되어 있다. 본 발명의 양태에서, 2차 코팅물은 2차 코팅조성물의 잔사이며, 특히 1차 코팅부위의 적어도 일부분에서 라멜라 입자를 포함하는 2차 수성 코팅조성물의 잔사이다. 본 발명의 또다른 양태에서, 2차 코팅물은 분말상의 코팅조성물이며, 특히 1차 코팅부위의 적어도 일부분에서 라멜라 입자를 포함하는 분말상의 코팅조성물이다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 2차 코팅조성물의 입자들은 친수성 입자의 격자내에서 물을 흡수하고 유지시킬 수 있는 친수성 무기고형입자를 함유한다. 친수성 무기고형입자는 물과 접촉하거나 화학적 반응을 일으킬 때 물을 흡수하고 팽윤되어 점적성의 겔과 같은 용액을 형성함으로써 물의 진입을 차단하거나 억제하고 피복된 유리섬유 스트랜드를 강화시킬 때 사용되는 연락 케이블의 격자 속으로 진입하게 된다. 본 발명에서 정의하는 "흡수"라 함은 물이 친수성 물질의 내부구조나 격자 속으로 침투하여 실질적으로 계속 유지상태에 있는 것을 의미한다. 본 발명에서 참고로 인용되어 문헌[Webster's New Collegiate Dictionary(1977), p 1178). 친수성 입자의 경우 물과 접촉 시에 원래의 건조중량에 대하여 적어도 1.5배의 크기로 팽윤되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 원래의 중량에 대하여2~6배의 크기로 팽윤되는 것이다. 친수성 무기고형 윤활제입자의 비제한적인 예로는 스멕타이트(예: 버미큐라이드 및 몬트모릴로나이트), 제오라이트 흡수제 및 무기흡수제 겔을 들 수 있다. 상기 친수성 입자는 끈적끈적한 사이징이나 기타 끈적끈적한 2차 코팅물질에 대하여 분말형태로 도포시킨다.

본 발명의 양태에서, 다수의 섬유로 구성되는 섬유 스트랜드는 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물에 의해 피복되며, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 사이징 조성물의 1차 코팅과, 사이징 조성물의 1차 코팅부위의 적어도 일부분에 도포된 적어도 하나의 개별적 입자를 포함한 수성 코팅조성물의 잔사로 구성된 2차 코팅으로 이루어 진다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 적어도 하나의 개별적 입자는 친수성 입자의 격자내에서 물을 흡수하고 유지하는 친수성 입자로부터 선택된다.

본 발명의 또다른 양태에서, 2차 코팅조성물의 입자 양은 총 고형분 기준으로 1 ∼ 99 중량%의 범위로 하며 바람직하게는 1 ∼ 99 중량%, 보다 바람직하게는 25 ∼ 80 중량%, 아주 바람직하게는 50 ∼ 60 중량%의 범위로 하는 것이다.

도 3에 나타낸 본 발명의 또다른 양태에서, 3차 코팅조성물의 3층(320)의 경우 2차층(315)의 표면의 적어도 일부분에 도포할 수 있으며 바람직하게는 그 외부면 전체를 도포하는 것이다. 또한, 상기 섬유 스트랜드(312)는 1차 사이징의 1차층(314), 2차 코팅조성물의 2차층 및 3차 코팅조성물의 외부층(320)을 가지고 있다. 3차 코팅물은 (1) 1차 사이징 의 성분 및 2차 코팅조성물과 화학적으로 상이한 적어도 한가지 성분을 함유하여야 하며; 또는 (2) 1차 사이징 조성물이나 2차코팅조성물에 함유된 동일한 성분의 양과 상이한 양을 함유하는 적어도 한가지 성분을 가지고 있어야 한다는 점이다.

본 발명의 양태에서, 2차 코팅조성물은 상기에서 언급한 하나이상의 중합체(예: 폴리우레탄)을 포함하고 있으며, 또한 3차 분말상 코팅조성물은 상기에서 언급한 바와 같이 폴라셈(등록상표) 질화붕소 분말 및 중공구(예: 로파크(등록상표) 색소)를 포함하고 있다. 상기 분말성 코팅물은 끈적끈적한 2차 코팅조성물에 분말입자를 접착시킬 수 있는 유동상 또는 분무장치를 통하여 액체상태에 잇는 2차 코팅조성물을 가진 스트랜드를 통과하여 도포하게 된다. 또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 스트랜드는 3차 코팅층(920)이 도포되기 전에 패브릭(912)에 조합될 수 있다. 패브릭(912)에 수지(914)를 첨가한 복합물 또는 라미네이트(910)의 경우 이후 상세히 설명하는 도 8에 개시된 구조와 유사하게 전기전도층(922)를 포함하고 있다. 피복된 섬유 스트랜드(310)에 부착된 분말상 고형입자의 중량%는 건조된 스트랜드의 총중량 기준으로 0.1 ∼ 75 중량%의 범위에 있으며, 바람직하게는 0.1 ∼ 30 중량%의 범위내에 있는 것이다.

또한, 3차 분말상 코팅물은 하나 이상의 중합체(예: 아크릴계 중합체), 에폭사이드 또는 폴리올레틴, 당해 분야에서 공지된 기존의 안정화제 및 기타 개질제를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 건조 분말상태를 유지하는 것이다.

본 발명의 구현예에서, 다수의 섬유를 함유하는 섬유는 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 사이징 조성물의 1차 코팅과, 사이징 조성물의 1차 코팅부위의 적어도 일부분에 도포된 중합체를 포함한 2차 코팅조성물 및 2차 코팅부위의 적어도일부분에 도포된 개별적 입자를 포함하는 3차 코팅조성물로 구성된다. 본 발명의 또다른 양태에서, 다수의 섬유를 함유하는 섬유는 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 도포되는 사이징 조성물의 1차 코팅에 의해 적어도 부분적으로 피복되며, 중합체를 포함하는 2차 코팅조성물은 1차 조성물이 코팅한 부위의 적어도 일부분에 도포되며, 라멜라 입자를 함유한 2차 코팅 조성물은 2차 조성물이 코팅한 부위의 적어도 일부분에 도포된다.

본 발명의 바람직한 양태에서, 상기에 언급한 양태 중에서 적어도 사용된 코팅물의 하나는 서로 다르다. 또한, 상기에 언급한 양태 중에서 적어도 사용된 코팅물의 2가지는 서로 동일하다. 또한, 3차 코팅물은 수성 유화액이나 분말상 코팅조성물의 잔사일 수 도 있다. 각각의 코팅조성물은 상기에서 언급한 하나 이상의 코팅성분을 포함한다.

피복된 스트랜드의 각종 양태는 연속적 스트랜드로 적용될 수 있으며, 더 나아가 개조용 스트랜드, 꼬인 스트랜드, 로빙 및/또는 단일방향의 패브릭을 포함한 각종의 패브릭(예: 직조물, 비직조물), 편물 및 매트등과 같은 다양한 제품으로 가공할 수 있다. 또한, 패브릭의 휘거나 메우는 실로 사용되는 피복된 스트랜드는 직조공정을 실시하기 전에는 꼬여지지 않거나 꼬여진 상태가 될 수 있으며, 본 발명에 따른 패브릭의 경우 꼬이거나 꼬여지지 않은 실과 메우는 실의 다얗한 조합을 이용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태들은 상기에서 상세하게 설명된 다수의 섬유조직들로 구성되는 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 이루어지는 적어도 부분적으로 피복된패브릭을 포함한다. 그러므로, 본 발명에서는 다수의 섬유조직들로 구성되는 공개된 각 섬유 스트랜드로 만들어진 적어도 부분적으로 피복된 패브릭이 고려된다. 예를 들어, 본 발명의 바람직한 양태의 하나는 다수의 섬유조직들로 구성되는 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 이루어지는 적어도 부분적으로 피복된 패브릭, 유기성분을 포함하는 피복과 절대온도 300K에서 1 W/MㆍK의 열 전도율을 가지는 박막입자들에 관련된다.

본 발명의 구현 예에서, 본 발명에 따른 피복 성분들은 개별적인 섬유조직에 적용된다. 다른 구현 예에서, 피복은 적어도 하나의 섬유 스트랜드에 적용된다. 또 다른 구현 예에서, 본 발명에 따른 피복성분은 패브릭에 적용된다. 이러한 선택적인 구현 예들은 전체적으로 아래에서 설명된다.

이미 설명된 것은 일반적으로 섬유조직이 형성된 후 광섬유에 본 발명의 피복성분이 직접 적용되어지고 결과적으로 섬유조직들이 패브릭에 일체화되는 것과 관련되지만, 또한 본 발명은 본 발명의 피복 성분이 패브릭에 적용되는 양태를 포함한다. 상기 피복성분은 예를 들어, 패브릭이 제조되기 전에 상기 피복을 섬유스트랜드에 적용함으로써, 또는 본 기술분야에 널리 알려진 다양한 기술들을 이용하여 제조된 후에 상기 피복을 상기 패브릭에 적용함으로써 패브릭에 적용될 수 있다. 상기 패브릭의 제조과정에 의존하여, 본 발명의 상기 피복성분은 상기 패브릭의 유리섬유들에 직접적으로 적용되거나 또는 패브릭 및/또는 유리섬유들에 다른 피복이 적용될 수 있다. 예를 들어, 유리섬유들은 형성된 후 전통적인 전분-오일 사이징(starch-oil sizing)로 피복될 수 있고 패브릭로 짜질 수 있다.상기 패브릭은 본 발명의 상기 피복성분을 적용하기 전에 전분-유 사이징이 제거 될 수 있다. 이러한 사이징 제거는 예를 들어 열처리 또는 패브릭 씻기와 같이 본 발명의 기술분야에서 널리 사용되고 있는 것이다. 예를 들어, 상기 피복성분은 상기 패브릭의 섬유조직들의 표면을 직접적으로 피복한다. 형성 후에 처음에 유리섬유들에 적용된 사이징 성분이 제거되지 않으면, 본 발명의 상기 피복성분은 직접적으로 상기 섬유조직 표면보다는 남아있는 사이징 성분에 적용되게 된다.

본 발명의 다른 양태에서, 본 발명의 상기 피복성분의 선택된 성분들은 형성된 후 즉시 상기 유리섬유들에 적용될 수 있고 그리고 제조된 후 상기 피복성분의 남아있는 성분들은 상기 패브릭에 적용될 수 있다. 상기에서 언급된 유사한 경우에, 선택된 성분들의 전부 또는 일정 성분들은 섬유조직들과 패브릭에 남아있는 성분들을 피복하기 전에 상기 유리섬유들로부터 제거될 수 있다. 결과적으로, 남아있는 성분들은 직접적으로 상기 패브릭의 섬유 스트랜드들의 표면을 피복하거나 또는 상기 섬유조직표면으로부터 제거되지 않은 선택된 성분들을 피복한다.

본 발명에 따른 다른 바람직한 양태에서, 다수의 섬유조직들로 구성되는 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 이루어지는 패브릭은 적어도 주 피복으로 부분적으로 피복되어지고, 그리고 적어도 상기 주요한 피복 위에 절대온도 300K에서 1W/M·K보다도 큰 열전도율을 가지는 무기재료의 입자를 포함하는 부수적인 피복으로 피복되어 진다.

다른 양태에서, 다수의 섬유조직들로 구성되는 적어도 하나의 섬유스트랜드로 이루어지는 패브릭은 (a) 적어도 하나의 유리섬유의 모오스 경도 값을 초과하지 않는 모오스 경도를 가지는 무기 입자, 박막과 (b) 필름을 형성하는 재료를 포함하는 피복으로 적어도 부분적으로 피복된다.

다른 양태에서, 다수의 섬유조직들을 포함하는 적어도 하나의 섬유 스트랜드를 포함하는 패브릭은 (a) 적어도 하나의 유리섬유의 모오스 경도 값을 초과하지 않는 모오스 경도를 가지는 인디윰(indium), 탈륨(thallium), 주석(tin), 구리(copper), 아연(zinc), 금(gold), 은(silver)으로부터 선택된 금속입자들과 (b) 필름을 형성하는 재료를 포함하는 피복으로 적어도 부분적으로 피복된다.

다른 양태에서, 다수의 섬유조직들로 구성되는 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 이루어지는 패브릭은 주피복과 적어도 상기 주피복 위에 친수성입자들의 틈에 물을 흡수하여 함유하는 다수의 친수성입자들을 포함하는 부수피복이 적어도 부분적으로 피복된다.

본 발명의 다른 양태에서, 다수의 섬유조직들로 구성되는 적어도 하나의 섬유스트랜드로 이루어지는 패브릭은 적어도 상기 패브릭의 표면에 수지 호환성 피복성분을 가진다. 상기 수지 호환성 피복성분은 유기물질, 무기 중합체재료, 복합물, 그리고 혼합물 중에서 선택된 재료들로부터 형성된 레이저산란에 의하여 측정된 평균입자크기가 0.1 에서 5 ㎛ 범위 내에 있는 다수의 별개의 입자들과 (b) 상기 다수의 별개의 입자들로부터 적어도 하나의 윤활재료와 (c) 적어도 하나의 필름을 형성하는 재료를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 다수의 섬유조직들로 구성되는 적어도 하나의섬유 스트랜드로 이루어지는 패브릭은 상기 패브릭의 표면 위에 적어도 수지 호환성 피복성분을 가진다. 상기 수지 호환성 피복성분은 (a)다수의 속이 빈 유기입자들과 (b)상기 속이 빈 유기입자들과 다른 적어도 하나의 중합체 재료를 포함한다.

본 발명의 다른 양태는 다수의 섬유조직들로 구성되는 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 이루어지는 패브릭에 관련된다. 여기서, 상기 패브릭의 적어도 일부분은 0.1에서 1.6 범위내의 감열감량(loss on ignition)과 ASTM(미국재료시험협회) D 737에 따라 측정된 10 ft³/m/ft²보다 크지 않은 공기 투과성을 가지는 수지 호환성 피복을 가진다.

여기서 사용된 공기투과성은 공기가 상기 패브릭을 통하여 얼마나 투과할 수 있는가를 의미한다. 공기투과성은 섬유패브릭의 공기투과성을 위한 ASTM(미국재료시험협회) D 737 표준 시험방법에 의하여 측정될 수 있다.

상기와 같은 다양한 양태에서 사용된 이러한 성분들은 상기에서 설명된 피복성분들로부터 선택되어질 수 있으며, 그리고, 부가적인 성분들은 위에서 인용된 것들로부터 선택되어질 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에서, 전자지지체(electronic support)를 강화하기 위하여 적용된 패브릭은 다음과 같은 단계들을 포함하는 방법에 의하여 제조된다.

(a) 다수의 패브릭을 포함하는 적어도 하나의 씨실(fill yarn)을 획득하고 적어도 하나의 충만한 방적사의 적어도 일부분 위에 피복된 첫 번째 호환성 수지를가지는 단계;

(b) 다수의 패브릭을 포함하는 적어도 하나의 날실(warp yarn)를 획득하고 적어도 하나의 날실 방적사의 적어도 일부분 위에 피복된 두 번째 호환성 수지를 가지는 단계;

(c) 전자지지체(electronic support)를 강화하기 위하여 적용된 패브릭을 형성하기 위하여 중량에 대하여 2.5퍼센트(%)보다도 작은 감열감량(loss on ignition)을 가지는 단계;

본 발명의 다른 양태에서, 패브릭은 (a) 첫 번째 유리섬유 스트랜드의 유리섬유의 모오스 경도 값(Mohs' hardness)보다 큰 모오스 경도를 가지는 표면 거칠기, 섬유조직체부분의 꺼칠꺼칠한 표면과 접촉하며 슬라이딩되는 다수의 섬유조직의 표면의 연마되어 닳아 없어지는 것을 방지하기 위하여, 개별적이거나 또는 합하여 이전의 양태의 어느 하나에 따라 피복표면의 적어도 한 부분을 가지는 다수의 유리섬유를 포함하는 첫 번째 유리섬유 스트랜드의 적어도 한 부분과 미끄러지듯이 접촉하기와 (b) 패브릭을 형성하기 위하여 첫 번째 유리섬유 스트랜드와 두 번째 유리섬유 스트랜드를 상호 짜기에 의하여 조립된다.

본 발명의 다른 양태들은 고체물질의 꺼칠꺼칠한 표면을 미끄러지듯이 접촉함으로써 적어도 하나의 유리섬유를 포함하는 섬유 스트랜드의 연마되어 닳아 없어지는 것을 방지하기 위하여 다음과 같은 단계를 가지는 방법과 관련된다.

(a) 유리섬유 스트랜드의 적어도 하나의 유리섬유의 표면의 적어도 한 부분에 개별적으로 또는 합하여 이전의 양태들의 어느 하나에 따라 피복 성분을 적용하는 단계;

(b) 적어도 하나의 유리섬유의 표면의 적어도 한 부분 위에 상기 성분의 잔류물을 가지는 사이징된 유리섬유 스트랜드를 형성하기 위하여 적어도 부분적으로 성분을 건조하는 단계; 그리고,

(c) 고체물질이 거친 표면과 접촉함으로써 유리섬유 스트랜드의 적어도 하나의 유리섬유의 연마되어 닳아 없어지는 것을 방지하는 피복성분에 의하여 내재되어 있는 적어도 하나의 유리섬유의 경도 값보다 큰 경도 값을 가지는 표면거칠기, 고체물질의 거친 표면과 접촉하는 유리섬유 스트랜드의 적어도 한 부분을 미끄러지는 단계;

상기에서, 이러한 양태 들에 사용된 피복성분들은 위에서 언급된 피복성분들로부터 선택되어지고, 그리고 부수적인 성분들은 위에서 인용된 다른 것들로부터 선택될 수 있다.

피복된 섬유 스트랜드들(10, 210, 310)과 이들로부터 형성된 제품들 예를 들어, 위에서 언급된 피복된 패브릭들은 폭넓은 다양한 적용분야에 사용될 수 있으나, 도 4에 도시된 복합물(414)을 형성하기 위하여 중합체 메트릭스 재료(412)를 강화하기 위하여 강화제(410)로도 사용될 수 있다. 이에 대하여는 아래에서 자세하게 설명한다. 그러나, 이러한 적용 예들은 인쇄회로기판(printed circuit boards), 장거리통신케이블용 강화제(reinforcements for telecommunications cables), 다양한 다른 복합물을 위하여 적층하는 데에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 패브릭들과 피복된 스트랜드들은 인쇄회로기판과전자지지체(electronic support)를 제작하기 위하여 사용된 전형적인 중합체 메트릭스 수지들과 호환성 있는 것이 바람직하다.

게다가, 피복된 섬유가락들은 이러한 적용들에 강화된 패브릭들을 제조하기 위하여 범용적으로 사용되는 에어 제트 직기(air-jet looms)에 사용되기에 적합하다. 에어 제트 직기를 사용하여 직조되어지는 패브릭에 적용되는 전통적인 사이징 성분들은 이러한 수지방식에 일반적으로 호환성이 없는 전분과 기름과 같은 성분들을 포함한다. 본 발명에 따라 입자(18)를 포함하는 피복성분들로 피복된 섬유 스트랜드들의 특성들을 짜는 것은 사이징 성분에 근거하여 전통적인 전분/기름으로 피복된 섬유 스트랜드들의 특성들을 짜는 것에 근접하고, 그리고, FR-4 에폭시 수지와 호환성이 있다. 어느 특정 이론에 한정되는 것을 의미하는 것은 아니지만, 어떤 의미로는 본 발명 기능에 있어 입자들(18)은 과정 중에 전통적인 전분/기름 사이징 성분들의 전분성분과 그리고, 필요한 섬유조직분리를 제공함으로써 에어-제트 짜기 그리고 어떤 의미로는 에폭시 수지방식(resin system)과 융화할 수 있는 전통적인 성분들과는 다른 의미로 기능하는 에어-제트 짜기를 위한 에어 드랙(air drag)과 유사하다.

예를 들어, 입자(18)는 전분피복의 마르고, 유활 특성과 유사한 피복에 마르고, 분말인 특성을 제공한다.

본 발명의 피복된 실 가닥에서, 입자들은 이롭게도 실 가닥 섬유들 사이의 틈들을 제공한다. 상기 틈들은 매트릭스 물질의 흐름이 그것들 사이에서 실 가닥 섬유들을 더 빠르고 균일하게 담그고 적시도록 촉진한다. 부가하여, 바람직하게는 상기 가닥들이 높은 가닥 개방상태(상술됨)를 가져서 다발 속으로 매트릭스 물질 흐름을 또한 촉진한다. 놀랍게도 어떤 양태들에서는 입자들의 양이 섬유에 적용된 피복 성분 중에 총 고형물의 20% 중량비를 초과하지만, 여전히 섬유에 적절히 들러붙을 수 있고, 입자 피복 없는 실 가닥들과 적어도 필적하는 취급 특성을 갖는 실 가닥들을 제공할 수 있다.

이제 도 8에 관하여, 본 발명의 피복된 가닥들의 하나의 이점은, 피복된 가닥들을 통합한 패브릭(812)로부터 만든 적층(810)이 상기 패브릭(812)과 중합 매트릭스 물질(814) 사이의 경계면에서 양호한 결합을 가질 수 있다는 것이다. 양호한 경계면 결합은 적층(810)으로부터 만들어진 전자 지지부(818) 내에 메탈 마이그레이션(전술됨)에 가수분해 안정성 및 저항성을 제공할 수 있다.

도 5에서 보이는 또 다른 무제한 양태에서, 본 발명에 따라 만들어진 피복된 섬유 가닥(510)은 짜여진 패브릭(512) 보강재 내에 날실 및/또는 씨실 가닥(514, 및 516)으로 사용될 수 있어, 바람직하게는 (도 7 ∼ 9) 인쇄회로기판용 적층을 형성한다. 요구되진 않지만, 상기 날실 가닥(514)은 당해 분야의 숙련가에게 알려진 어떤 전형적인 꼬임 기술에 의해 사용에 앞서 꼬여질 수 있다. 그러한 일 기술에서는 가닥에 인치당 0.5 내지 3 회전의 꼬임을 첨가하는 꼬임틀을 사용한다. 상기 보강 패브릭(512)은 바람직하게는 센티미터당 5 내지 100개의 날실 가닥(514)(인치당 약 13 내지 254개의 날실 가닥)을 포함할 수 있고, 바람직하게는 센티미터당 6 내지 50개의 씨실 가닥(인치당 약 15 내지 127개의 씨실 가닥)을 갖는다. 짜서 만든 구조는 (도 5에서 보이는) 보통의 평범한 짠 패브릭이나 망상패브릭이 될 수도 있는 반면, 능패브릭이나 수자 패브릭과 같이 당해 분야의 기술자들에게 잘 알려진 다른 어떤 짜는 스타일이 사용될 수도 있다.

일 양태에서 본 발명의 적당하게 짜여진 보강 패브릭(512)은 셔틀 직기, 에어제트 직기, 또는 래피어 직기와 같은 당해 분야의 기술자들에게 잘 알려진 어떤 전형적인 직기를 사용하여 형성될 수 있지만, 바람직하게는 에어제트 직기를 사용하여 형성된다. 선호되는 에어제트 직기는 다음으로부터 상업적으로 이용할 수 있다. 일본의 츠다코마의 모델번호 103,103l, 1033 또는 ZAX; 스위스 취리히의 슐쩌 브라더스로부터 상업적으로 이용 가능한 슐쩌 루티 모델번호 L-5000,L5100,L-5200; 및 토요다 모델번호 JAT610.

상기 도면들에서 설명된 바와 같이 에어제트 짜임은, 씨실(610)이 상술된 바와 같이 (도 6 및 6a에서 보인) 일 또는 그이상의 에어제트 노즐(618)로부터 송풍된 압축 공기(614)에 의해 나오는 날실 속으로 삽입되는 (도 6에서 보인) 에어제트 직기(626)를 사용하는 패브릭 짜임의 일 형태이다. 상기 씨실(610)은 압축 공기에 의해 패브릭(628)의 폭(624)(약 10 내지 60 인치)을 가로질러, 더욱 바람직하게는 0.91 미터(약 36 인치)를 가로질러 나아간다.

에어제트 충진 시스템은 하나의 주노즐(616)을 가질 수 있지만, 바람직하게는 씨실(610)에 보조 공기(622) 송풍을 제공하기 위해 방사되는 날실(612)을 따라 복수의 보조하는 릴레이 노즐(620)도 또한 구비한다. 이리하여 씨실(610)이 패브릭(628)의 폭(624)을 가로질러 갈 때에 원하는 공기압을 유지할 수 있다. 주 공기노즐(616)에 공급되는 (게이지)공기압은 바람직하게는 103에서 413 kPa(약 15에서 60psi)이며, 더욱 바람직하게는 310 kPa(약 45psi)이다. 바람직한 스타일의 주 공기노즐(616)은 슐쩌 리티 니들 에어제트 노즐 유니트, 모델번호 044455001(노스 캐롤라이나의 스파르탄버그의 슐쩌 리티로부터 상업적으로 이용 가능하다)인데, 이는 2 mm의 직경(617)을 갖는 에어제트 챔버와, 20 cm의 길이(621)를 갖는 노즐 출구 튜브(619)를 구비한다. 바람직하게는 상기 에어제트 충진 시스템은 15 내지 20개의 보조 에어노즐(620)을 구비하는데, 이는 씨실(610)의 운동 방향에서 보조 송풍 공기를 공급하여 상기 실(610)이 직기(626)를 가로질러 나아가도록 돕는다. 각 보조 에어 노즐(620)에 공급되는 (게이지)공기압은 바람직하게는 3에서 6 bar 범위이다.

씨실(610)은 보급 시스템(632)에 의해 180 내지 550 m/s, 바람직하게는 274 m/s(약 300 야드/s)의 보급률로 공급 패키지(630)로부터 당겨진다. 씨실(610)은 클램프를 통해 주 노즐(618) 속으로 보급된다. 송풍 공기는 컨퓨져 가이드를 통해 (대략 패브릭의 원하는 폭과 같은) 소정 실의 길이를 나아간다. 삽입이 완결되면, 주 노즐(618)로 향하는 상기 실 말단부의 끝은 커터(634)에 의해 잘린다.

에어제트 짜임 공정을 갖는 다른 실들의 적합성 및 공기역학적 특성은, 이 글에서 일반적으로 "에어제트 수송 항력" 검사 방법으로 언급될 다음의 방법에 의해 결정될 수 있다. 에어제트 수송 항력 검사는 상기 실이 에어제트의 힘에 의해 에어제트 노즐 내로 끌려들어 갈 때, 상기 실에 가해지는 인력('항력")을 측정하는데 사용된다. 이 방법에서 각 실 견본은 2 mm의 직경(617)을 갖는 내부 에어제트 챔버와 20 cm의 길이(621)를 갖는 노즐 출구 튜브(619)를 갖는 슐쩌 루티 니들 에어제트 노즐 유니트 모델번호 044455001(노스 캐롤라이나의 스파르탄버그의 슐쩌 루티로부터 상업적으로 이용 가능하다)을 통해 274미터(약 300 야드)/분의 비율로 310 kPa(약 45psi)의 게이지 공기압으로 보급된다. 에어제트 노즐로 진입하는 실에 앞선 위치에 장력계가 상기 실과 접촉하여 위치한다. 상기 장력계는 실이 에어제트 노즐 내로 끌려 들어갈 때 에어제트에 의해 실에 가해지는 그램 포스(항력)의 측정치를 제공한다.

단위 질량당 항력이 실 견본들의 상대적 비교를 위한 근거로 사용될 수 있다. 상대적 비교를 위해 항력 측정치들은 1 cm의 실 길이에 관해 표준화된다. 1cm 길이의 실의 그램 질량은 식 2에 따라 결정될 수 있다.:

그램 질량 = (π(d/2)²)(N)(ρ_glass)(실의 1 ㎝ 길이) (식 2)

여기서 d는 실 다발의 단일 섬유의 직경이고, N은 실 다발에서 섬유의 수이며, ρ_glass는 25 ℃ 온도에서 유리의 밀도(약 2.6 그램/m³)이다. 표 C는 몇몇 전형적인 유리섬유 실 제품에 있어 실 내의 섬유의 직경과 개수의 리스트이다.

실 타입	섬유 직경(cm)	다발에서 섬유의 개수
G75	9×10-4	400
G150	9×10-4	200
E225	7×10-4	200
D450	5.72×10-4	200

예를 들어, G75 실의 1cm 길이의 그램 질량은 (π(9×10^-4/2)²(400)(2.6g/cm³) (1cm 길이의 실) = 6.62×10^-4그램 질량이 된다. D450에 대해서는, 그램 질량은 1.34×10^-4그램 질량이다. 단위 질량당 상대적 항력("에어제트 수송 항력")은 장력계에 의해 결정된 항력 측정치(그램 포스)를 검사된 실 타입에 대한 그램 질량으로 나눔으로써 계산된다. 예를 들어, G75 실 견본에 대하여 항력의 장력계 측정치가 68.5 이면, 에어제트 수송 항력은 68.5를 6.62×10^-4로 나눈 값, 즉 103,474 그램 포스/실의 그램 질량 이 된다.

상술된 에어제트 수송 항력 검사 방법에 따라 결정된, 본 발명에 따른 적층용 짜임 패브릭을 형성하는데 사용되는 실의 에어제트 수송 항력은, 바람직하게는 100,000 그램 포스/실의 그램 질량 보다 크고, 더욱 바람직하게는 100,000 내지 400,000 그램 포스/실의 그램 질량의 범위에 있으며, 더더욱 바람직하게는 120,000 내지 300,000 그램 포스/실의 그램 질량 의 범위에 있다.

본 발명의 패브릭은 이 글에서 참고서적으로 명확하게 편입된, 사우스 캐롤라이나, 앤더슨의 클라크-슈웨벨의 기술 보고서인 "세계의 패브릭"에서 공개된 것과 같이, 전자 지지체 또는 인쇄회로기판용의 적층에 사용되기에 적합한 스타일로 짜여지는 것이 바람직하다. 상기 적층은 패브릭의 각 층에서 대부분의 섬유, 실, 또는 가닥들이 동일 방향으로 방향 지어진 일 방향 적층일 수 있다.

예를 들어, E225 E-유리섬유를 사용하는 무제한 패브릭 형태는 2116 스타일인데, 이는 5 cm 당 118개의 날실과 114개의 씨실(인치당 60개의 날실과 58개의 씨실)을 구비한다.; 7221×0(E225 1/0) 인 날실과 씨실을 사용한다.; 0.094 mm(약 0.037인치)의 명목 패브릭 두께를 구비한다.; 그리고 103.8 그램/m²(약 3.06 온스/yd²) 의 패브릭 중량(기본 중량)을 갖는다. G75 E-유리섬유 실을 사용하는 무제한 패브릭 형태의 예는 7628 스타일인데, 9681×0(G75 1/0) 인 날실과 씨실을 사용한다.; 0.173mm(약 0.0068인치)의 명목 패브릭 두께를 구비한다.; 그리고 203.4 그램/m²(약 6.00 온스/yd²)의 패브릭중량을 갖는다. D450 E-유리섬유 실을 사용하는 무제한 패브릭 형태의 예는 1080 스타일인데, 5cm당 118개의 날실과 93개의 씨실(인치당 60개의 날실과 47개의 씨실)을 구비한다.; 5111×0(D450 1/0) 인 날실과 씨실을 사용한다.; 0.053mm(약 0.0021인치)의 명목 패브릭 두께를 구비한다.; 그리고 46.8 그램/m²(약 1.38 온스/yd²)의 패브릭중량을 갖는다. D900 E-유리섬유 실을 사용하는 무제한 패브릭 형태의 예는 106 스타일인데, 5cm당 110개의 날실과 110개의 씨실(인치당 56개의 날실과 56개의 씨실)을 구비한다.; 55.51×0(D900 1/0) 인 날실과 씨실을 사용한다.; 0.033mm(약 0.013인치)의 명목 패브릭 두께를 구비한다.; 그리고 24.4 그램/m²(약 0.72 온스/yd²)의 패브릭중량을 갖는다. D900 E-유리섬유 실을 사용하는 무제한 패브릭 형태의 또 다른 예는 108 스타일인데, 5cm당 118개의 날실과 93개의 메우기 실(인치당 60개의 날실과 56개의 씨실)을 구비한다.; 7 22 1×0(E225 1/0) 인 날실과 5 11 1×0(D450 l×0) 인 씨실을 사용한다.; 0.079mm(약 0.0031인치)의 명목 패브릭 두께를 구비한다.; 그리고 78.0 그램/m²(약 2.30 온스/yd²)의 패브릭중량을 갖는다. G50 및 G75 E-유리섬유 실을 사용하는 무제한 패브릭 형태의 예는 7535 스타일인데, 5 cm당 87개의 날실과 57개의 씨실(인치당 44개의 날실과 29개의 씨실)을 구비한다.; 9 68 1×0(G75 1/0) 인 날실과 9 99 1×0(G50 l×0) 인 씨실을 사용한다.; 0.201mm(약 0.0079인치)의 명목 패브릭 두께를 구비한다.; 그리고 232.3 그램/m²(약 6.85 온스/yd²)의 패브릭중량을 갖는다.

상기 및 다른 유용한 패브릭 스타일 명세는 이 글에서 명확히 참조문헌으로 편입된 전자회로 연결 및 패키징을 위한 학회의 출판물인, IPC-EG-140 "인쇄기판용 'E' 유리로부터 짜인 완성 패브릭용 명세"에 주어져 있다. 전술한 패브릭 스타일들은 꼬인 실을 사용하지만, 꼬인 실과 함께 또는 이를 대신하여 꼬임없는 실이나 조방사를 사용하는 상기 또는 다른 패브릭 스타일들이 본 발명에 따라 제조될 수 있다고 예상된다.

본 발명이 일 양태에 있어서, 패브릭(fabric)에는 얼마간의 또는 모든 날실 방적사가 사이징 조성물(sizing composition)과 호환할 수 있는 제1수지(resin)로 피복된 섬유들을 가질 수 있고, 얼마간의 또는 모두 채워진 방적사가 제1복합물과는 다른 피복물과 호환할 수 있는 제2수지로 피복된 섬유들을 가질 수 있다. 즉, 제2 조성물은 (1) 제1사이징 조성물의 성분들과는 화학적으로 다르거나 형태에 있어서 다른 적어도 하나의 성분을 함유하거나; (2) 제1사이징 조성물에 함유된 동일 성분의 양과 양에 있어 다른 적어도 하나의 성분을 함유한다.

도 7을 참조하면, 바람직하게는 열가소성 또는 열 경화성 매트릭스 재료(716)를 형성하는 중합 필름인, 매트릭스(matrix) 재료를 피복 및/또는 주입시킴으로써, 패브릭(712)은 복합물 또는 적층물(714)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 복합물 또는 적층물(714)은 전자지지체(electronic support)로서 사용되는 것이 적합할 수 있다. 여기에 사용된 "전자지지체(elecronic support)"는 기계적으로 요소들을 지지 및/또는 전기적으로 서로 연결시키는 구조를 의미한다.

실예들은 능동적인 전자 구성요소들, 수동적인 전자 구성요소들, 인쇄된 서킷들, 통합된 서킷들, 반도체 장치들 그리고 커넥터들(connectors), 소켓들(sockets), 유지하고 있는 클립들(clips), 및 히트 싱크들(heat sinks)을 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는, 그러한 요소들과 관련된 다른 하드웨어를 포함한다. 그러나 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 바람직한 양태들은 앞서 상세히 논의한 다수의 섬유들을 포함하는 적어도 하나의 부분적으로 피복된 섬유 가닥을 포함하는 보강된 복합물에 관련된다. 그 결과 다수의 섬유들을 포함하는 개시된 섬유 가닥들의 각각으로부터 만들어진 보강된 복합물들은 본 발명에 의해 고려되어진다. 예를 들어, 본 발명의 바람직한 일 양태는 매트릭스 재료와, 300K 온도에서 적어도 1W/mㆍK의 열전도성을 가지는 유기 성분과 적층 입자들을 포함하는 피복물인, 적어도 다수의 섬유들을 포함하는 적어도 하나의 부분적으로 피복된 섬유 가닥을 포함하는 보강된 복합물에 관련되어 있다.

본 발명의 다른 바람직한 양태는 (a) 적어도 하나의 적층 입자를 포함하는피복물인, 다수의 섬유들을 포함하는 적어도 하나의 부분적으로 피복된 섬유 가닥과 (b) 매트릭스 재료를 포함하는 보강된 복합물에 관련되어 있다.

그럼에도 불구하고, 다른 바람직한 양태는 (a) (i) 유기 재료들, 무기중합 재료들, 합성 재료들 그리고 그것의 혼합물로부터 선택된 재료들로부터 형성된 다수의 분리된 입자들과; (ii) 상기 다수의 분리된 입자들과 다른 적어도 하나의 포착하기 어려운 재료; 및 (iii)적어도 하나의 재료를 형성하는 필름;을 포함하는 수성 복합물의 잔여물을 포함하는 피복물인, 다수의 유리 섬유들을 포함하는 적어도 하나의 부분적으로 피복된 섬유 가닥과; (b) 매트릭스 재료를 포함하는 보강된 복합물에 관련되어 있다.

그래도, 본 발명의 다른 바람직한 양태는 보강된 복합물은 (a) 유기 재료들, 무기중합 재료들, 합성 재료들 그리고 그것의 혼합물로부터 선택된 재료들로부터 형성된 다수의 분리된 입자들과; (b) 상기 다수의 분리된 입자들과 다른 적어도 하나의 포착하기 어려운 재료; 및 (c) 적어도 하나의 재료를 형성하는 필름을 포함하는 수성 복합물의 잔여물을 더 포함하는 점에 있어서, 적어도 하나의 섬유 가닥과 매트릭스 재료를 포함하는 보강된 복합물에 관련되어 있다.

본 발명의 다른 바람직한 양태는 (a) 상기 유리 섬유들의 적어도 하나의 모스 경도(Mohs' hardness) 값을 초과하지 않는 모스 경도를 가지는 분리된 입자들의 전체 고체를 토대로 하여 20 중량 퍼센트 이상을 포함하는 수성 복합물의 잔여물을 포함하는 피복물인, 다수의 유리 섬유들을 포함하는 적어도 하나의 부분적으로 피복된 섬유 가닥과; (b) 매트릭스 재료를 포함하는 보강된 복합물에 관련되어 있다.

다른 바람직한 양태는 보강된 복합물은 상기 유리 섬유들의 적어도 하나의 모스 경도 값을 초과하지 않는 모스 경도를 가지는 분리된 입자들의 전체 고체를 토대로 하여 20 중량 퍼센트 이상을 포함하는 수성 복합물의 잔여물을 더 포함하는 점에 있어서, 다수의 유리 섬유들과 매트릭스 재료를 포함하는 적어도 하나의 섬유가닥을 포함하는 보강된 복합물에 관련되어 있다.

본 발명의 부가적인 양태는 (a) 분리된 입자들은 5마이크로미터들보다 평균적으로 작은 크기를 가지는 것으로서, 유기 재료들, 무기중합 재료들, 합성 재료들 그리고 그것의 혼합물들로부터 선택된 재료들로부터 형성된 다수의 분리된 입자들을 포함하는 복합물과 호환할 수 있는 수지로 피복된 가닥인, 다수의 유리 섬유들을 포함하는 적어도 하나의 섬유 가닥과; (b) 매트릭스 재료를 포함하는 보강된 복합물에 관련되어 있다. 특히, 다수의 분리된 입자들은 비가열적으로 팽창할 수 있는 유기 재료들, 무기중합 재료들, 비가열적으로 팽창할 수 있는 복합물 재료들, 앞서 말한 어떤 것의 혼합물로부터 선택된 재료들로부터 형성되어 있다.

보강된 복합물들에 관련된 전술한 양태들에 사용된 복합물들과 호환할 수 있는 피복물과 수지의 성분들은 앞서 논의한 피복 성분들로부터 선택될 수 있으며 부가적인 성분들은 또한 앞서 인용한 것들로부터 선택될 수 있다.

본 발명에서 유용한 바람직한 매트릭스 재료들은 열경화성 폴리에스테르, 비닐 에스테르(vinyl esters), 에폭시드(폴리히드록시 알코올 또는 티올의 폴리글리시딜 에테르들(polyglycidyl ethers)과 같은, 분자상으로 적어도 하나의 에폭시 또는 옥시레인기를 함유하는), 석탄산(phenolic), 아미노플래스트(aminoplasts), 열경화성 폴리우레탄, 앞서 말한 어떤 것의 파생물들, 이의 혼합물과 같은 열경화성 재료들을 포함한다. 인쇄된 서킷 보드들을 위한 적층물을 형성하기 위한 바람직한 매트릭스 재료들은 이중기능적인(difunctional) 브롬처리된 에폭시 수지, 당업자들에게 잘 알려진 복합물들인, 폴리이미드(polyimides)과 결정성 중합체와 같은 다기능 에폭시 수지인 FR-4 에폭시 수지이다.

그러한 복합물에 관한 보다 상세한 정보가 필요하다면, 본 발명에서 참조로 인용하고 있는 문헌[Electronic MaterialsHandbook ^TM, ASM International(1989) p 534-537]를 참조할 수 있다.

적합한 중합 열가소성 매트릭스 물질들의 비제한적인 예로는 폴리올레핀, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄과 열가소성 폴리에스테르, 비닐 중합체, 이의 혼합물을 포함한다. 유용한 열가소성 재료들에 대한 그 이상의 예들은 폴리이미드, 폴리에테르 술폰, 폴리페닐 술폰들(polyphenyl sulfones), 폴리에테르케톤, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리페닐렌 황화물, 폴리아세탈, 폴리비닐 클로라이드와 폴리카보나이트을 포함한다.

바람직한 매트릭스 재료 공식화는 ESPN 1120-A80 에폭시 수지(Shell Chemical Company of Houston, Texas로부터 상업적으로 유용할 수 있는), 다이시아다이아미드(dicyandiamide), 2-메틸이미다졸과 DOWANOL PM 글리콜 에테르(미시간주 미드랜등 소재의 다우 케미칼 캄파니에서 시판중)를 포함한다.

복합물에 중합 매트릭스 재료들과 보강된 재료를 포함할 수 있는 다른 성분들은 착색제 또는 안료, 윤활제 또는 가공 보조물, 자외선(UV) 안정제들, 산화방지제, 다른 충전제 그리고 희석제를 포함한다. 바람직한 양태에 있어서, 무기 재료들은 중합 매트릭스 재료들은 포함한다. 이러한 무기 재료들은 세라믹 재료들과 금속 재료들을 포함하며, 앞서 상술한 무기 재료들로부터 선택될 수 있다.

패브릭(712)은 예를 들어, 본 발명에서 참고로 인용되어 있는 문헌[R. Tummala(Ed.),Microelectronicspackaging Handbook, (1989), p 895-896]에서 알 수 있는 바와 같이, 중합 매트릭스 재료(716) 용액에 패브릭(712)을 담금으로써 피복되고 주입될 수 있다. 보다 일반적으로, 절단된 또는 연속적인 섬유 가닥 보강 재료는 수작업에 의해 또는 어떤 적합한 자동화된 급송장치 또는 중합 매트릭스 재료 전체에 걸쳐 통상적으로 고르게 보강 재료를 분배하는 혼합 장치에 의해 매트릭스 재료로 전파될 수 있다. 예를 들어, 보강 재료는 동시발생적으로 또는 순차적으로 모든 성분들을 건조 혼합함으로써, 중합 매트릭스 재료에 전파될 수 있다.

중합 매트릭스 재료(716)와 가닥은 사용된 중합 매트릭스 재료의 유형과 같은 요인들에 종속되는 다양한 방법에 의해 복합물 또는 적층물(714)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 열경화성 매트릭스 재료를 위해, 복합물은 압축 또는 주입 몰딩(injection molding), 펄트루션(pultrusion), 필라멘트 와인딩(filament winding), 핸드 레이-업(hand lay-up), 스프레이-업(spray-up)에 의해 또는 시트 몰딩(sheet molding)에 의해 또는 압축 또는 주입 몰딩에 수반된 벌크 몰딩(bulk molding)에 의해 형성될 수 있다. 열경화성 중합 매트릭스 재료들은 예를 들어, 매트릭스 재료에 교차결합기들(crosslinkers)의 함유물 및 또는 열의 적용에의해 경화될 수 있다. 중합 매트릭스 재료를 교차결합하기에 적합한 교차결합기들은 상기에 논의된 것이다. 열경화성 중합 매트릭스 재료를 위한 온도와 경화 시간은 사용된 중합 매트릭스 재료의 유형, 매트릭스 시스템에 있어서 다른 첨가물들 그리고 복합물의 두께와 같은 요인들에 종속되어 있다. 그러나 이에 한정되지는 않는다.

열가소성 매트릭스 재료를 위하여, 복합물을 형성하기 위한 적합한 방법들은 직접 몰딩 또는 주입 몰딩에 의해 수반되는 압출 혼합(compounding)을 포함한다. 상기 방법들에 의해 복합물을 형성하기 위한 방법들과 장치는 본 발명에서 참고로 인용되어 있는 문헌[I. Rubin, Handbook of Plastic Material and Technology(1990), p 955-1062, 1179-1215, 1225-1271]에 언급되어 있다.

본 발명의 부가적인 바람직한 양태들은 앞서 상세히 논의된 적어도 하나의 섬유 가닥을 포함하는 적어도 하나의 부분적으로 피복된 패브릭을 포함하는 전자지지체(electronic support)를 위해 적합하게 된 보강된 적층물들에 관련되어 있다. 따라서, 적어도 하나의 섬유 가닥을 포함하는 개시된 패브릭들의 각각으로부터 만들어진 전자지지체(electronic support)를 위해 적합하게 된 보강된 적층물은 본 발명에서 고려되어진다. 예를 들어, 본 발명의 바람직한 일 양태는 매트릭스 재료와, 300K 온도에서 적어도 1W/mㆍK의 열전도성을 가지는 유기 성분과 적층물 입자들을 포함하는 피복물인, 적어도 하나의 섬유 가닥을 포함하는 적어도 하나의 부분적으로 피복된 패브릭을 포함하는 전자지지체에 적합하게 된 보강된 적층물에 관련되어 있다. 그 이상의 양태에 있어서, 피복물은 전자지지체를 위해 적합하게 된 보강된 적층물에 있어서 매트릭스 재료와 호환할수 있다.

본 발명의 부가적인 양태는 상기 전자지지체를 위해 적합하게 된 상기 보강된 적층물에 있어서, (a) 매트릭스 재료, 그리고 매트릭스 재료와 양립되는 피복물을 가지는 적어도 하나의 패브릭의 최소한 일부분인, 적어도 하나의 섬유 가닥을 포함하는 적어도 하나의 그리스 제거를 하지 않은(non-degreased)패브릭을 포함하는 적층물인, 전자지지체(electronic support)를 위해 적합하게 된 보강된 적층물에 관련되어 있다.

본 발명의 또 다른 양태는 (a) 매트릭스 재료, 그리고 (b) 적어도 하나의 섬유 가닥을 포함하고, 패브릭 표면의 적어도 일부분에 피복 복합물과 호환할 수 있는 끝손실되지 않은(non-finishing) 수지를 가지는 적어도 하나의 패브릭을 포함하는 적층물인, 전자지지체(electronic support)를 위해 적합하게 된 보강된 적층물에 관련되어 있다.

여기에서 사용된 바와 같이, "그리스 제거를 하지 않은 패브릭"이란 패브릭로부터 사이징(sizing) 재료와 양립하는 비-수지(non-resin)를 제거하는 통상의 섬유 가공을 거치지 않은 패브릭이다. 앞서 논의한 바와 같이, 열 클리닝(heat cleaning)과 워터-제트 워싱(water-jet washing), 더불어 스크러빙(scrubbing)은 그러한 통상적인 섬유 가공들의 예들이다. 여기에서 사용된 바와 같이, 피복 복합물과 호환할 수 있는 "끝손질되지 않은" 수지는 통상의 섬유 끝손질 가공들에 사용되지 않은 앞서 논의된 피복 복합물들과 호환할 수 있는 수지를 가리킨다. 예를 들어, 피복 복합물과 호환할 수 있는 끝손질되지 않은 수지는 앞서 논의된제1, 제2 및/또는 제3 피복 복합물을 가리킨다. 그러나, 예를 들어, 에이전트(agent)와 물을 결합한 시레인(silane)으로부터 제조된, 그리고, 그리스를 제거한 후에 섬유에 적용된 전형적인 끝손질 풀들(sizes)을 가리키지는 않는다. 하지만, 본 발명은 피복물에 적용된 끝손질 풀을 가지는 본 발명에 따른 피복물과 호환할 수 있는 수지를 포함하는 피복 복합물을 고려한다.

또다른 본 발명의 바람직한 양태는 전자지지체로 응용하기 위한 라미네이트를 형성시키는 방법에 관한 것으로, 다음과 같은 과정을 포함한다:

(a) 적어도 하나의 날실과 적어도 하나의 씨실을 엮어 제작한 전자지지체를 보강하기 위한 패브릭을 제조한다. 여기서, 씨실은 다수의 섬유를 포함하여 적어도 하나의 씨실의 한 부위상에 첫 번째 수지 상용성 피복을 지니고 있으며, 또한 날실은 다수의 섬유를 포함하여 적어도 하나의 날실의 한 부위상에 두 번째 수지 상용성 피복을 지니고 있다;

(b) 상기 패브릭의 적어도 한 부위를 매트릭스재 수지로 부분적으로 피복한다;

(c) 적어도 부분적으로라도 피복된 패브릭을 부분적으로 제거하여 프리프레그층(prepreg layer)을 형성한다;

(d) 두 개 이상의 프리프레그층(prepreg layer)을 함께 라미네이팅시켜 전자지지체용으로 적당한 라미네이트를 제작한다.

이전의 양태에서 사용된 라미네이트 보강용 피복 성분들은 상술한 피복성분들 중에서 선택 사용할 수 있으며, 추가적으로 상기에서 재언급된 것들 중에서 선택한다.

또다른 본 발명의 바람직한 양태는 상술한 적어도 하나의 섬유 스트랜드를 포함하고 또한 적어도 부분적으로는 피복된 패브릭을 포함한 전자지지체용 프리프레그(prepreg)에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 적어도 하나의 섬유 스트랜드를 포함한 패브릭 각각으로 만들어진 전자지지체용 프리프레그도 포함한다.

본 발명의 또다른 양태는 전자지지체용 프리프레그(prepreg)에 관한 것으로, 이 프리프레그는 (a) 매트릭스 재, 그리고 적어도 하나의 섬유 스트랜드를 포함하고 있는 적어도 하나의 그리스가 제거되지 않은(non-degreased) 패브릭, 상기 전자지지체용 프리프레그에서 매트릭스재와 상용성인 피복을 한 적어도 하나의 패브릭의 한 부위를 포함한다. 그러나, 전자지지체용 프리프레그(prepreg)에 관한 본 발명의 또다른 양태에서 이 프리프레그는 (a) 매트릭스재, 그리고 (b) 적어도 하나의 섬유 스트랜드를 포함하고, 패브릭 표면의 적어도 한 부위상에 마무리 되지 않은(non-finishing) 수지 상용성 피복조성물을 지닌 적어도 하나의 패브릭을 포함하고 있다.

이상에서와 같이, 이전의 양태에서 사용된 피복 성분들은 상술한 피복성분들 중에서 선택 사용할 수 있으며, 추가적으로 상기에서 재언급된 것들 중에서 선택한다.

특히, 도 8에서는 본 발명의 한정되지 않은 양태를 나타내고 있으며, 여기서 복합물 또는 라미네이트 80은 상용성 매트릭스재 814와 함께 침윤된 패브릭 812를 포함하고 있다. 그런 다음, 한세트의 미터링 롤(metering roll) 사이에서 일정량의 매트릭스재만 남도록 침윤된 패브릭을 압착하고, 건조시켜 반가공(semicured) 기질 또는 프리프레그(prepreg) 형태의 전자지지체를 만든다. 그리고, 하기의 명세서에서 개시한 바와 같이 프리프레그의 측면 822 부위를 따라 전도성 층 820을 배치하고, 그 프리프레그를 가공하여 전도성 층을 지닌 전자지지체 818을 제조한다. 본 발명의 또다른 양태에서, 즉 보다 전형적인 전자지지체 산업에서는 두 개 이상의 프리프레그를 하나 이상의 전도성 층들과 결합시킨 다음 함께 라미네이트시키고 공지된 방법에 따라 가공하여 다층구조의 전자지지체를 형성시키기도 한다. 가령, 본 발명을 한정하지는 않는, 프리프레그 스택(stack)을 가령, 철판사이에서 예정된 시간동안 상승된 온도 및 압력으로 압축하여 라미네이트시켜 중합체 매트릭스를 가공하여 목적으로 하는 두께의 라미네이트를 제작한다. 또한, 라미네이션 전 또는 후에 전도성 층을 하나 이상의 프리프레그 부위에 제공하여 결과되는 전자지지체가 노출된 표면부위를 따라 적어도 하나의 전도성 층을 지니고 있는 라미네이트가 되도록 가공한다(이하, 이를 "피복 라미네이트"라 함).

그런 다음, 공지된 기술을 이용하여 단일층 또는 다층 구조의 전자지지체로부터 회로를 형성시켜 인쇄회로판(printed circuit board) 또는 인쇄배선판(printed wiring board) 형태의 전자지지체를 제작한다(이하, 총체적으로 "전자회로판"이라 함).

추가적으로, 본 발명의 바람직한 양태는, 상술한 적어도 하나의 섬유 스트랜드를 지니고 적어도 부분적으로 피복된 패브릭을 포함하고 있는 전자지지체 및 전자회로판에 관한 것이다. 따라서, 이와 같이, 본 발명은 적어도 하나의 섬유스트랜드를 지닌 패브릭 각각으로 만들어진 전자지지체 및 전자회로판도 포함한다.

본 발명의 또다른 양태는 (a) 적어도 하나의 섬유 스트랜드를 포함하고 있는 적어도 하나의 비그리스성(non-degreased) 패브릭, 즉, 매트릭스재와 상용성인 피복을 한 적어도 하나의 패브릭의 한 부위; 그리고 (b) 전자지지체에서 적어도 하나의 패브릭 부위상의 적어도 하나의 매트릭스재를 포함하고 있는 전자지지체에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 추가적인 양태는 (a) 적어도 하나의 섬유 스트랜드와 패브릭 표면의 적어도 한 부위상에 마무리 되지 않은(non-finishing) 수지 상용성 피복조성물을 지닌 적어도 하나의 패브릭; 그리고 (b) 전자지지체에서 적어도 하나의 패브릭중 한 부위상에 있는 적어도 하나의 매트릭스재를 포함하고 있는 전자지지체에 관한 것이다.

그러나, 본 발명의 또다른 양태는 전자지지체를 제작하는 방법에 관한 것이며, 다음과 같은 과정을 포함한다:

(a) 적어도 하나의 날실과 적어도 하나의 씨실을 엮어 제작한 전자지지체를 보강하기 위한 패브릭을 제조한다. 여기서, 씨실은 다수의 섬유를 포함하여 적어도 하나의 씨실의 한 부위상을 피복한 상용성의 첫 번째 수지를 지니고 있으며, 또한 날실은 다수의 섬유를 포함하여 적어도 하나의 날실의 한 부위상을 피복한 상용성의 두 번째 수지를 지니고 있다;

(b) 상기 패브릭의 적어도 한 부위를 매트릭스재 수지로 부분적으로 피복한다;

(c) 상기 피복된 패브릭의 일부 피복을 적어도 부분적으로라도 가공하여 프리프레그층(prepreg layer)을 형성한다;

(d) 하나 이상의 프리프레그층(prepreg layer)을 하나 이상의 전도성 층과 함께 라미네이팅시켜 전자지지체를 제작한다.

추가적으로 본 발명의 바람직한 양태는 적어도 하나의 패브릭과 적어도 하나의 매트릭스를 이용하여 전자지지체내에 첫 번째 복합물 층을 형성시킬 수 있다. 본 발명의 또다른 추가적인 양태로는 이들 전자지지체가 첫 번째 복합물층과는 다른 두 번째 복합물층을 추가적으로 포함한다.

또다른 본 발명의 바람직한 양태는 전자회로판 내부에 포함된 지지체 및 전도성층으로서, 각각 적어도 하나의 섬유 스트랜드를 포함하고 있는 적어도 하나의 그리스제거를 하지 않은(non-degreased) 패브릭, 즉, 매트릭스재와 상용성인 피복을 한 적어도 하나의 그리스 제거를 하지 않은(non-degreased) 패브릭의 한 부위(i), 그리고 전자지지체에서 적어도 하나의 패브릭 부위상의 적어도 하나의 매트릭스재(ii)를 포함하고 있는 전자지지체(a); 그리고 전도성 층(b)을 포함하는 전자회로판에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 추가적인 양태는 전자회로판 내부에 포함된 지지체 및 전도성층으로서, 각각 적어도 하나의 섬유 스트랜드와 패브릭 표면의 적어도 한 부위상에 마무리되지 않은(non-finishing) 수지 상용성 피복조성물을 지닌 적어도 하나의 패브릭(i); 그리고 전자지지체에서 적어도 하나의 패브릭중 한 부위상에 있는 적어도 하나의 매트릭스재(ii)를 포함하고 있는 전자지지체(a); 그리고 전도성 층(b)을 포함하는 전자회로판에 관한 것이다.

추가적으로 바람직한 본 발명의 양태는 전도성 층을 전자지지체의 특정부위에 인접하게 위치시키는 것이다. 또다른 본 발명의 바람직한 양태는 적어도 하나의 패브릭과 적어도 하나의 매트릭스를 이용하여 첫 번째 복합물 층을 형성시킬 수 있다는 것이다. 또한, 또다른 양태에서 전자지지체는 첫 번째 복합물 층과는 다른 두 번째 복합물 층을 추가적으로 포함하기도 한다. 바람직하기로는, 전도성 층을 전자지지체의 첫 번째 및/또는 두 번째 복합물 층의 특정부위에 인접하게 위치시키는 것이다.

본 발명의 또다른 양태는 인쇄회로판을 제작하는 방법에 관한 것으로, 다음과 같은 공정을 포함한다:

(a) 적어도 하나의 날실과 적어도 하나의 씨실을 엮어 제작한 전자지지체를 보강하기 위한 적어도 하나의 패브릭과 하나이상의 전도성 층을 포함하고 있는 전자지지체를 제작한다. 여기서, 씨실은 다수의 섬유를 포함하여 적어도 하나의 씨실의 한 부위상에 첫 번째 수지 상용성 피복을 지니고 있으며, 또한 날실은 다수의 섬유를 포함하여 적어도 하나의 날실의 한 부위상에 두 번째 수지 상용성 피복을 지니고 있다;

(b) 하나 이상의 전자지지체 전도성 층 중 적어도 하나에 무늬를 넣어 인쇄회로판을 제작한다.

전자지지체 및 전자회로판과 관련하여 이전의 양태에서 사용된 피복 성분으로는 상술한 피복 성분들 중에서 선택 사용할 수 있으며, 추가적인 성분 또한 상기 재언급된 것들 중에서 선택할 수 있다.

바람직하기로는, 전자지지체내에 기계적인 드릴링 또는 레이저 드릴링(이에 한정되지는 않는다)과 같은 통상의 공지된 편리한 방법으로 틈 또는 구멍을 만들어 전자지지체내의 반대 표면상에 있는 회로 및/또는 성분들 사이에 전기적으로 상호 연결시킬 수 있다. 도 10에서는, 보다 특이하게 틈 1060은 본 발명의 전자지지체 1054의 패브릭 1012 중 적어도 한 개층 1062까지 뻗어 있다. 여기서, 패브릭 1012는 다양한 중합체 매트릭스재와 상용성인 층을 지닌 다수의 유리섬유를 포함하고 있는 피복된 섬유 스트랜드를 포함하고 있다. 틈 1060을 형성시키는데 있어서, 격자간 형성 도구인 트릴 빗 1064 또는 레이저 팁으로 전자지지체 1054를 레지스트리(registry)에 위치시킨다. 이러한 틈 1060을 드릴 1064 또는 레이저를 이용한 드릴링으로 패브릭 1012 중 적어도 한 개층 1062의 한 부위 1066에 형성시킨다.

보다 바람직한 양태에서, 라미네이트는 3개의 라미네이트 스택을 통과하는 2000개의 구멍을 드릴링한 후 평방 센티미터당 62개의 구멍 밀도(평방 인치당 400개의 구멍)의 편차 거리와 0.46㎜(0.018inch) 지름 텅스텐 카바이드 드릴을 이용해 36㎛이하의 0.001의 칩 부하(chip load)를 지니고 있다. 추가적인 양태에서, 라미네이트는 3개의 라미네이트 스택을 통과하는 2000개의 구멍을 드릴링한 후 평방 센티미터당 62개의 구멍 밀도(평방 인치당 400개의 구멍)를 갖는 드릴 툴 %마모도(drill tool % wear)와 0.46㎜(0.018inch) 지름 텅스텐 카바이드 드릴을 이용해 32%이하의 0.001의 칩 부하(chip load)를 지니고 있다.

추가적인 양태에서, 본 발명은 무기 윤활유를 포함하는 유체액을 틈형성 장치에 근접하도록 투여하여 무기 윤활유가 틈형성 장치 및 전자지지체 사이의 접촉면 중 적어도 한 부위에 접촉하게끔 한다. 보다 바람직하게는, 무기 윤활유를 상술한 무기 윤활유 중에서 선택한다.

본 발명의 또다른 양태는 전자회로판용 전자시스템 지지체의 패브릭 층에 틈을 형성하는 방법에 관한 것으로, 다음과 같은 공정을 포함한다:

(1) 피복 섬유 스트랜드를 포함하는 패브릭층의 한 부위를 포함하는 전자시스템 지지체를 위치시킨다. 여기서, 피복섬유 스트랜드는 틈형성 도구를 이용하여 틈을 레지스트리에 형성시키는 패브릭 표면의 적어도 한 부위상에 수지 상용성 피복 조성물을 포함한다; 그리고, (2) 패브릭 층 부위에 틈을 형성시킨다. 틈을 형성시킨 후, 전도성 물질의 층을 틈의 벽에 위치시키거나 또는 틈을 전도성 물질로 채워 전자지지체 1054 및/또는 열소산의 표면상에서 하나 이상의 전도성 층(도 10에서는 나타나 있지 않음) 사이에 필요한 전기적 상호연결을 가능하게 한다. 이와 같은 바이어스(vias)는 전자지지체 및/또는 인쇄회로판을 부분적으로 통과하거나 또는 완전히 관통할 수도 있으며, 전자지지체 및/또는 인쇄회로판의 한쪽 또는 양 표면에 노출될 수도 있고, 전자지지체 및/또는 인쇄회로판의 내부에 묻히거나 또는 포함될 수도 있다("buried via").

도 8에 나타낸 전도성 층 820은 공지의 선행기술로 제작할 수 있다. 가령, 전도성 층은 반가공 또는 가공 프리프레그(prepreg) 또는 라미네이트 측면의 한 부위상에서 얇은 시트(sheet)나 금속재 호일을 라미네이트시켜 제조할 수 있다(본 발명이 이에 한정되지는 않는다). 또다른 방법으로서, 전도성 층은 금속 물질 층을 전기분해 플레이팅(electrolytic plating), 일렉트로레스 플레이팅(electroless plating) 또는 스퍼터링(sputtering)과 같은 공지의 기술(이에 한정되지는 않는다)로 반가공 또는 가공 프리프레그(prepreg) 또는 라미네이트 측면의 한 부위상으로 처리함으로써 제조할 수 있다. 이러한 전도성 층으로 사용하는데 적절한 금속 물질로는 구리(바람직하다), 은, 알루미늄, 금, 주석, 주석합금, 팔라듐 및 이들의 혼합물이 있으며, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 또다른 양태는 전자지지체가 하나 이상의 전자회로판(상술)이 하나 이상의 피복 라미네이트(상술) 및/또는 하나 이상의 프리프레그(상술)와 함께 라미네이트되어 제조된 다층구조의 전자회로판 형태인 것이다. 바람직하기로는, 추가적인 전도성 층을 가령, 다층 구조의 전자회로판의 노출측면 부위를 따라 전자지지체와 결합시킬 수 있다. 게다가, 필요하다면, 상술한 방법으로 전도성 층을 이용하여 추가적인 회로를 만들 수도 있다. 회로판은 다층 구조의 전자회로판 층의 상대적인 위치에 따라, 내부 및 외부 회로 둘 다를 가질 수 있다는 것을 알 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 판을 부분적으로 또는 완전히 관통하여 일정 위치에서 층사이에 전기적인 상호연결이 가능하도록 틈을 추가적으로 만들 수도 있다. 따라서, 결과되는 구조는 그 구조를 완전히 관통하는 틈 또는 단지 부분적으로만 관통하는 틈, 그리고 완전히 구조내부에 존재하는 틈을 지니고 있음을 알 수 있다.

전자지지체 254를 형성하는 라미네이트의 두께는 0.051㎜(약 0.002 inch) 이상이 바람직하며, 0.13㎜(약 0.005 inch)에서 2.5㎜(약 0.1 inch)가 더욱 바람직하다. 스타일 7628 패브릭의 8겹 라미네이트의 경우, 그 두께는 일반적으로 1.32㎜(약 0.052 inch)이다. 라미네이트에서 패브릭 층의 수는 목적으로 하는 라미네이트 두께에 따라 다양하게 변화될 수 있다.

라미네이트의 수지 함량은 35 내지 80 중량% 범위가 바람직하며, 40 내지 75 중량%가 더욱 바람직하다. 라미네이트내 패브릭의 양은 20 내지 65 중량% 범위가 바람직하며, 25 내지 60 중량%가 더욱 바람직하다.

E-글래스 패브릭로 엮고 110℃의 최소 글래스 전이 온도를 갖는 FR-4 에폭시 수지 매트릭스 물질을 이용해 형성시킨 라미네이트의 경우, 크로스 머신 또는 너비 방향(일반적으로 패브릭의 경도 축에 직각으로, 가령 메우기 방향)으로의 최소 휨강도는 3 ×10⁷㎏/㎡이상이 바람직하고, 3.52 ×10⁷㎏/㎡이상(약 50kpsi)이 더욱 바람직하며, 4.9 ×10⁷㎏/㎡이상(약 70kpsi)이 훨씬 더 바람직하다[IPC-4011 "Specification for Base Materials for Rigid and Multilayer Printed Boards" at page 29, a publication of The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits(December 1997)]. IPC-4011은 여기서 완전히 참고로서 인용되어 있을 뿐이다. 길이 방향(일반적으로 패브릭의 경도 축에 나란한 방향, 가령 휨 방향)으로, 최소 휨 강도는 4 ×10⁷㎏/㎡이 바람직하며, 4.23 ×10⁷㎏/㎡이 더욱 바람직하다. 여기서, 휨강도는 ASTM D-790 및 IPC-TM-650 방법에 따라 IPC-4101의 섹션 3.8.2.4에 따라 에칭(etching)으로 완전히 제거된 금속 피복으로 측정하였다[ASTM D-790 and IPC-TM-650 Test Method Manual of the Institute forInterconnecting and Packaging Electronics(December 1994)(which are specifically incorporated by reference herein)]. 본 발명에 따른 전자지지체의 잇점으로는 라미네이트를 포함한 회로판의 변성을 줄일 수 있도록, 높은 휨강도(인장강도 및 압축강도)와 높은 모듈러스(modulus)를 갖는다는 점이다.

구리 피복 FR-4 에폭시 라미네이트 형태의 본 발명에 따른 전자지지체는 z-방향의 라미네이트("Z-CTE")에서, 가령, 라미네이트의 두께를 가로질러, 50℃에서 288℃까지의 열팽창계수를 지니고 있다. 이때 IPC 테스트방법 2.4.41(참고례)에 따르면, 열팽창계수로는 5.5% 이하, 그리고 0.01 내지 5.0 중량% 범위가 더욱 바람직하다. 각각의 이러한 라미네이트는 8개 층의 7628 스타일의 패브릭을 포함하며, 이때 패브릭 스타일로는 106, 108, 1080, 2113, 2116 또는 7535 스타일의 패브릭을 사용할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 라미네이트는 이들 패브릭 스타일의 결합체와 결합할 수도 있다. 일반적으로, 낮은 열팽창계수를 갖는 라미네이트는 팽창 및 수축에 덜 민감하여 판의 뒤틀림 현상을 최소화 할 수 있다.

본 발명은 또한 여기에 개시된 방법에 따라 만들어진 적어도 하나의 복합물 층과 그와는 다른 방법, 가령 통상의 유리섬유 복합물 기술을 이용해 제조된 적어도 하나의 복합물 층을 포함하는 다층 구조의 라미네이트와 전자회로판을 제조하는 방법을 포함한다. 보다 특이하게, 당업자에게 이미 공지된 바와 같이, 패브릭을 엮는데 사용된 연속적인 유리 섬유 스트랜드의 필라멘트를 부분적으로 또는 완전히 덱스트린화된 전분 또는 아밀로스, 야채경화유, 양이온성 습윤제, 유화제 및물을 포함한 전분(starch)/오일 사이징으로 처리하며, 이들 사이징에는 뢰벤스테인(Loewenstein)의 237-244페이지에 개시된 것들을 포함하며, 이에 한정되지는 않는다(참고례). 그런 다음, 이러한 스트랜드에서 생산된 날실을 엮기에 앞서 가령, 미국특허제4,530,876호의 칼럼 3의 67줄부터 칼럼 4의 11줄까지에 개시된 바와 같이 폴리(비닐/알콜)(참고례)과 같은 용액으로 처리하여 스트랜드가 엮기 과정동안 마모되는 것을 방지한다. 공통적으로 이러한 과정을 슬래싱(slashing)이라 한다. 일반적으로, 전분/오일 사이즈 뿐만 아니라 폴리(비닐 알콜)은 복합물 제조업자에 의해 사용된 중합체 매트릭스 물질과 상용성을 나타내지 않으며, 이와 같이 짜여진 패브릭을 침전시키기에 앞서 패브릭을 세척하여 유리섬유 표면에서 필히 모든 유기 물질을 제거한다. 이는 다양한 방법이 있으며, 가령, 패브릭을 세탁하거나 또는 더 일반적인 것은 통상의 공지된 방법으로 패브릭을 열처리한다. 세탁 결과, 패브릭을 침전시키는 데 사용된 중합체 매트릭스재와 세탁된 유리섬유 표면 사이에 적당한 접촉면이 없으며, 그로 인해 이 유리섬유 표면에 커플링제를 적용시켜야 한다. 때때로 이 과정은 당업자들에게는 마무리(finishing)로 언급되기도 한다. 이러한 마무리 공정에 가장 공통적으로 사용되는 커플링제로는 실란(silane)이며, 이는 E. P. 플루에드만(Plueddemann)의 실란 커플링제(Silane Coupling Agents(1982))의 페이지 146 - 147에 개시된 것을 포함하며, 이에 한정되지 않는다(참고예). 또한, 뢰벤스테인(Loewenstein)의 249 - 256 페이지(1993 ed. 1993)도 참조한다. 실란을 처리한 후, 패브릭을 상용성 중합체 매트릭스재로 침전시키고 한세트의 미터링 롤 사이에서 압착한 후 건조시켜 상술한 바와 같이 반가공 프리프레그를 제작한다. 본 발명에서는 사이징의 성질에 따라, 세척공정 및/또는 복합물에 사용된 매트릭스 수지, 슬래싱 및/또는 마무리 공정을 생략할 수 있음을 알 수 있다. 그런 다음, 통상적인 유리섬유 복합물 기술을 결합시킨 하나 이상의 프리프레그를 본 발명에 따른 하나 이상의 프리프레그와 결합하여 상술한 전자지지체를 제조하고, 특히 다층구조의 라미네이트나 또는 전자회로판을 제조하기도 한다.

전자회로판의 제조방법에 대한 보다 상세한 정보는 다음을 참조한다(Electronic Materials Handbook, ASM International(1989) at pages 113-115, R. Tummala(Ed),Microelectronics Packaging Handbook, (1989) at pages 858-861 and 895-909, M. W. Jawitz,Printed Circuit Board Handbook(1997) at pages 9.1 - 9.42, and C. F. Coombs, Jr.(Ed.),Printed Circuit Handbook(3Ed. 1988), pages 6.1 - 6.7, which are specifically incorporated by reference herein).

본 발명에 따른 전자지지체를 형성하는 복합물 및 라미네이트는 전자 산업에서 사용되는 패키징하는데 이용될 수 있으며, 보다 특히 튜말라(Tummala) 25 - 43 페이지에 개시된 바와 같이 첫 번째, 두 번째 및/또는 세 번째 수준의 패키징을 하는데 이용될 수 있다. 또한, 본 발명은 다른 수준의 패키징을 위해서도 사용될 수 있다.

본 발명의 비제한적인 양태에서, 스타일 7628, E-유리 패브릭 및 140 ℃의T_g값을 갖는 FR-4 중합체 수지로 형성된 8개의 층 또는 겹의 프리프레그로 본 발명에 따라 만든 후(참고례) IPC-TM-650, No. 2.4.4 방법으로 테스트한, 피복되지 않은 라미네이트의 휨강도는 패브릭의 휨방향과 나란한 방향으로 테스트했을때 평방인치당 100,000 파운드(약 690메가파스칼) 이상이 바람직하며, 패브릭의 메우기 방향과 나란한 방향으로 테스트한 경우에는 평방인치당 80,000 파운드(약 552 메가파스칼) 이상이 바람직하다.

본 발명의 또다른 비제한적인 양태에서, 스타일 7628, E-유리 패브릭 및 140℃의 T_g값을 갖는 FR-4 중합체 수지로 형성된 8개의 층 또는 겹의 프리프레그로 본 발명에 따라 만든 후(참고례), 두께 대비 전장 길이의 비가 5인 것을 이용하여 ASTM D 2344-84 방법으로 테스트한, 피복되지 않은 라미네이트의 단광 마모강도는 패브릭의 휨방향과 나란한 방향으로 테스트했을때 평방인치당 7,400 파운드(약 51메가파스칼) 이상이 바람직하며, 패브릭의 메우기 방향과 나란한 방향으로 테스트한 경우에는 평방인치당 5,600 파운드(약 39 메가파스칼) 이상이 바람직하다.

본 발명의 또다른 비제한적인 양태에서, 스타일 7628, E-유리 패브릭 및 140℃의 T_g값을 갖는 FR-4 중합체 수지로 형성된 8개의 층 또는 겹의 프리프레그로 본 발명에 따라 만든 후(참고예), 24시간동안 끓는 물에 담근 후 두께 대비 전장 길이의 비가 5인 것을 이용하여 ASTM D 2344-84 방법으로 테스트한, 피복되지 않은 라미네이트의 단광 마모강도는 패브릭의 휨방향과 나란한 방향으로 테스트했을때 평방인치당 5,000 파운드(약 34메가파스칼) 이상이 바람직하며, 패브릭의 메우기 방향과 나란한 방향으로 테스트한 경우에는 평방인치당 4,200 파운드(약 30 메가파스칼) 이상이 바람직하다.

또한, 본 발명은 매트릭스재를 보강하여 복합물을 만드는 방법을 포함하며, 그 과정은 다음과 같다: (1) 스트랜드의 인접한 섬유 사이에 틈새 공간을 제공하는 입자를 포함하는 상술한 적어도 하나의 1차, 2차 및/또는 3차 피복 조성물을 섬유 스트랜드 보강재에 적용시킨다; (2) 피복을 건조시켜 보강재상에 피복을 형성시킨다; (3) 보강재와 매트릭스 물질을 결합시킨다; 그리고 (4) 매트릭스 물질을 부분적으로 가공하여 보강 복합물에 제공한다. 본 발명을 제한하지 않는 한 양태는 이들 보강재를 가령, 매트릭스재 내에 분산시켜 중합체 매트릭스 물질과 결합시킬 수 있다. 이들 피복 또는 피복들을 건조시켜 보강재상에 단일 형태의 피복을 형성시키는 것이 바람직하다. 본 발명의 또다른 양태에서, 입자는 전체 고체기준으로 사이징 조성물중 적어도 20중량%를 포함한다. 또다른 양태에서, 입자는 적어도 3 ㎛의 최소 평균입자차원을 가지며, 그리고 5 ㎛의 최소 평균입자차원을 갖는 것이 바람직하다. 추가적인 양태에서, 입자는 섬유 스트랜드내에 포함된 어떤 유리 섬유의 모오스 경도값보다 적은 모오스 경도값을 갖는다.

또한, 본 발명은 섬유 스트랜드의 인접한 섬유사이의 접착을 억제하는 방법을 포함하며, 그 방법은 다음과 같다: (1) 스트랜드의 인접한 섬유 사이에 틈새 공간을 제공하는 입자를 포함하는 상술한 적어도 하나의 1차, 2차 및/또는 3차 피복 조성물을 섬유 스트랜드에 적용시킨다; (2) 피복을 건조시켜 섬유스트랜드의 섬유상에 피복을 형성시켜 스트랜드의 인접한 섬유들 사이에 접착이 억제되도록 한다.이들 피복 또는 피복들을 건조시켜 보강재상에 단일 형태의 피복을 형성시키는 것이 바람직하다. 본 발명의 또다른 양태에서, 입자는 전체 고체기준으로 사이징 조성물중 적어도 20 중량%를 포함한다. 또다른 양태에서, 입자는 적어도 3 ㎛의 최소 평균입자차원을 가지며, 그리고 적어도 5㎛의 최소 평균입자차원을 갖는 것이 바람직하다. 가령, 원형 입자의 경우 최소 평균입자차원은 입자의 지름에 상응하며, 직사각형 모양의 입자의 경우 최소 평균입자 차원은 입자의 평균 길이, 너비 또는 높이를 언급하는 것이다. 추가적인 양태에서, 입자는 섬유 스트랜드내에 포함된 어떤 유리 섬유의 모오스 경도값보다 적은 모오스 경도값을 갖는다.

그리고, 본 발명은 섬유-보강 복합물의 매트릭스재 가수분해를 억제하는 방법을 포함하며, 그 과정은 다음과 같다: (1) 전체 고체기준으로 20중량% 이상의 입자를 포함하는 상술한 적어도 하나의 1차, 2차 및/또는 3차 피복 조성물을 섬유 스트랜드 보강재에 적용시킨다; (2) 피복을 건조시켜 보강재상에 피복을 형성시킨다; (3) 보강재와 매트릭스 물질을 결합시킨다; 그리고 (4) 매트릭스 물질을 부분적으로 가공하여 보강 복합물에 제공한다. 이때, 이들 피복 또는 피복들을 건조시켜 보강재상에 단일 형태의 피복을 형성시키는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 이들 보강재를 가령, 매트릭스재 내에 분산시켜 중합체 매트릭스 물질과 결합시킬 수 있다.

본 발명을 제한하지 않는 또 하나의 양태에서, 패브릭은 스타일 7628의 패브릭로 짜는 것이 바람직하며, 이는 텍스타일 패브릭의 공기 투과율 측정을 위한 ASTM D 737 표준 테스트 방법으로 측정하여 분당 10 입방피트(cubic feet) 이하의공기 투과율을 지니고, 또한 분당 5 입방피트 이하의 공기투과율을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명을 제한하지 않는 한 양태의 경우, 본 발명에 따른 패브릭의 공기 투과율은 하기에 기술한 바와 같이 본 발명의 날실의 신장된 횡단면과 높은 스트랜드의 개방성 때문에 슬래쉬 날실을 이용한 통상의 패브릭과 비하여 더 감소된다.

전술한 바와 같이, 전자지지체용으로의 통상적인 위빙공정에서, 날실은 위빙공정동안에 날실이 접착되는 것을 방지하기 위해 위빙공정에 앞서 슬래싱 사이즈로 전형적으로 피복처리한다. 이때, 슬래싱 사이즈 조성물은 전적으로 날실에 적용시키고자 하는 것으로, 날실을 슬래싱 사이즈를 포함하고 있는 깊은 형태의 접시 또는 바스(bath)에 통과시킨 다음, 한 세트 이상의 압축롤에 통과시켜 과량 물질을 제거한다. 가령, 전형적인 슬래싱 사이즈 조성물은 필름형성 물질, 가소제 및 윤활유를 포함할 수 있다. 또한, 여기서, 슬래싱 사이즈 조성물에 공통적으로 사용되는 필름형성 물질은 폴리비닐 알콜이다. 슬래싱 후, 날실을 건조시키고 룸빔(loom beam)상에서 직조한다. 날실 말단의 수와 공간(spacing)은 직조하고자 하는 패브릭의 스타일에 따라 상이하다. 건조 후, 슬래싱한 날실의 점화율은 1차 및 슬래싱 사이즈의 결합으로 인해 전형적으로 2.0%이상 손실을 보게 될 것이다.

직조된 패브릭을 침전시키기에 앞서 패브릭을 세척하여 유리섬유 표면에서 필히 모든 유기 물질을 제거되도록 전자지지체 보강용으로 패브릭을 결합시키는 경우, 전분/오일 사이즈 뿐만 아니라, 슬래싱 사이징은 복합물 제조업자에 의해 사용된 중합체 수지물질과 일반적으로 상용성을 나타내지 않는다. 이러한 세척은 다양한 방법이 있으며, 가령, 패브릭을 세탁하거나 또는 더 일반적인 것으로 통상의 공지된 방법으로 패브릭을 열처리한다. 세척 결과, 패브릭을 침전시키는 데 사용된 중합체 매트릭스재와 세탁된 유리섬유 표면 사이에 적당한 접촉면이 없으며, 그로 인해 이 유리섬유 표면에 커플링제를 적용시켜야 한다. 때때로 이 과정은 당업자들에게는 마무리(finishing)로 언급되기도 한다. 전형적으로, 마무리 사이즈로 패브릭에 0.1% 이하의 LOI를 제공한다.

마무리 사이즈 처리후, 패브릭을 상용성 중합체 매트릭스재로 침전시키고 한세트의 미터링 롤 사이에서 압착한 후 건조시켜 상술한 바와 같이 반가공 프리프레그를 제작한다. 전자회로판의 제조방법에 대한 보다 상세한 정보는 다음을 참조한다[Electronic Materials Handbook, ASM International(1989) at pages 113-115, R. Tummala(Ed),Microelectronics Packaging Handbook, (1989) at pages 858-861 and 895-909, M. W. Jawitz,Printed Circuit Board Handbook(1997) at pages 9.1 - 9.42, and C. F. Coombs, Jr.(Ed.),Printed Circuit Handbook(3Ed. 1988), pages 6.1 - 6.7, which are specifically incorporated by reference herein].

날실이 슬래싱 공정을 거치면 상대적으로 피복이 두꺼워지기 때문에 실은 슬래싱 처리하지 않은 날실에 비하여 더 경직되고 유연성이 없게 된다. 슬래싱 사이즈는 일반적으로 실을 원형 횡단면을 갖는 번들로 함께 유지시켜 주는 경향이 있다. 본 발명의 제한되지 않는 양태에서, 중합체 수지 물질이 이러한 실구조(가령, 탄탄한 번들 및 원형 횡단면)로 인해 침전 이전, 슬래싱 사이즈가 제거된 이후에 조차 연속 공정동안 날실 번들내로 침투되지 못하고 있다고 믿어진다.

본 발명에서 슬래싱은 해롭지는 않다고 하더라도, 선호되지는 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 바람직한 양태는 위빙에 앞서 슬래싱 공정을 하기에는 날실이 적당하지 않으며 실질적으로 슬래싱 사이즈 잔기가 존재하지 않는 것이다. 여기서, "실질적으로 존재하지 않는다"는 용어는 날실이 20 중량%이하의 슬래싱 사이즈 잔기를 지니거나, 보다 바람직하게는 5 중량% 이하의 슬래싱 사이즈 잔기를 지닌 것을 의미한다. 본 발명의 보다 바람직한 양태에서는, 위빙에 앞서 슬래싱 공정을 하기에는 날실이 적당하지 않으며 완전히 슬래싱 사이즈 잔기가 존재하지 않는 것이다. 여기서, "완전히 존재하지 않는다"는 용어는 날실의 표면상에 0.5 중량%이하의 슬래싱 사이즈 잔기를 지니거나, 보다 바람직하게는 0.1 중량% 이하 및 가장 바람직하게는 0 중량%의 슬래싱 사이즈 잔기를 지닌 것을 의미한다. 그러나, 만일 날실이 위빙공정에 앞서 2차 피복을 수행한다면, 위빙공정에 앞서 날실의 표면에 적용된 2차 피복량은 사이즈 처리된 날실의 0.7 중량% 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 바람직한 한 양태에서, 위빙(weaving) 동안에 날실의 점화손실율(Loss on Ignition)은 2.5 중량%이하가 바람직하고, 1.5 중량% 이하는 더욱 바람직하며, 0.8 중량% 이하가 가장 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 패브릭의 전체적인 점화 손실율은 0.1 내지 1.6 중량% 범위가 바람직하며, 0.4 내지 1.3 중량%가 더욱 바람직하고, 그리고 0.6 내지 1 중량%가 훨씬 더 바람직하다.

또다른 본 발명의 제한없는 양태에서, 날실은 바람직하게 신장된 횡단면과 높은 스트랜드 개방도를 지니고 있다. 여기서, "신장된 횡단면(elongated cross-section)"이란 용어는 날실이 일반적으로 편평하거나 또는 계란모양의 횡단면 모양을 지닌 것을 의미한다. 또한, 상술한 높은 스트랜드 개방도라 함은 실 또는 스트랜드의 개개 섬유가 타이트하게 함께 유지되지 못하고 하나 이상의 개개 섬유사이에 오픈된 공간이 존재하여 매트릭스 물질이 번들내로 침투할 수 있는 특징을 말한다. 슬래쉬 날실은 일반적으로 원형 횡단면과 낮은 정도의 스트랜드 개방도를 지니고 있어 상기와 같은 침투가 불가능하다. 본 발명에서 한정되지 않는 것으로, 라미네이션 동안 수지가 날실 번들내로 잘 침투해 들어가면(i.e., good resin wet-out), 라미네이트 및 전자지지체내로 습기가 진입할 경로를 감소시키거나 제거함으로써 본 발명의 방법에 따라 만든 라미네이트 및 전자지지체의 전체적인 가수분해 안정성이 향상된다. 또한, 이로 인해 상기 라미네이트 및 전자지지체를 이용해 만든 인쇄회로판이 바이어스(bias)하에서 습한 조건에 노출되는 경우 전도성 음이온 필라멘트의 형성으로 인해 전기적인 단락을 나타내는 경향을 감소시키는데 긍정적인 효과를 나타낸다.

스트랜드 개방의 정도는 F-인덱스(index) 테스트를 이용해 측정한다. F-인덱스 테스트에서, 측정될 실을 일련의 직각으로 배열된 롤러에 통과시키고, 실의 직각 축이 빛 발산 및 빛 감지 표면과 나란히 배열되도록 빛발산 표면 및 반대의 빛 감지표면을 포함하는 수평으로 배치된 감각 장치에 인접하게 위치시킨다. 여기서, 빛 감지장치는 수직으로 배열된 롤러사이의 반쯤에 위치시켜 수직으로 설치하고 실과 감지 장치사이의 수평거리는 롤러를 감지장치의 앞뒤로 움직여 조절한다. 실이 롤러를 통과함에 따라(전형적으로 분당 약 30미터), 스트랜드의 개방도에 따라 실의 하나 이상의 부위는 빛 감지표면에서 반응하기 시작하면서 빛 발산표면 부위와 겹쳐 식(蝕)이 이루어지게 된다. 그런 다음, 식의 수를 실의 일정길이(전형적으로 약 10 미터) 대비로 도표화하고 결과되는 비율(가령, 단위 길이당 식의 수)을 스트랜드 개방도의 척도로 간주한다.

상술한 바와 같이 낮은 개방도 뿐만 아니라 통상적이면서 슬래쉬 처리한 유리섬유 실을 이용한, 튼튼한 날실 구조를 이용해 패브릭을 짜면 본 발명의 바람직한 공기투과율보다 높은 공기투과율을 갖는 통상의 패브릭을 결과한다. 여기서, 본 발명에 따른 패브릭은 신장된 날실 횡단면과 높은 날실 개방도를 나타내는 것이 바람직하다. 본 발명을 제한하지 않는 양태에서, 패브릭을 ASTM D 737 표준 테스트 방법으로 측정한 결과, 평방 피트당 분당 10 표준입방피트(cubic feet)(about 0.05 standard cubic meters per minute per square meter: 평방미터당 분당 약 0.05 표준입방미터) 이하의 공기 투과율을 지니고, 또한 평방피트당 분당 5 입방피트(1.52 standard cubic meters per minute per square meter) 이하의 공기투과율을 갖는 것이 더욱 바람직하며, 평방피트당 분당 3 입방피트(0.91 standard cubic meters per minute per square meter) 이하의 공기투과율을 갖는 것이 가장 바람직하다. 또다른 본 발명을 제한하지 않는 한 양태의 경우, 패브릭을 짜 7628 스타일의 패브릭로 만들고, 이 패브릭을 ASTM D 737 표준 테스트 방법으로 측정한 결과, 평방 피트당 분당 10 표준입방피트(cubic feet) 이하의 공기투과율을 지니고, 또한 평방피트당 분당 5 입방피트 이하의 공기투과율을 갖는 것이 더욱 바람직하며, 평방피트당 분당 3 입방피트 이하의 공기투과율을 갖는 것이 가장 바람직하다.

어떤 특정 이론으로 본 발명을 한정하지는 못할지라도, 신장 또는 편평한 횡단면을 지닌 날실을 이용하면 날실과 결합된 패브릭로 제조된 라미네이트상에서 드릴링을 보다 잘 수행할 수 있다라고 가정된다. 더욱 상세하게는, 신장된 횡단면을 지닌 날실을 가진 패브릭에서 날실과 씨실 사이의 포인트상의 크로스(cross)가 원형 횡단면을 지닌 날실과 결합된 통상적인 패브릭보다 낮은 프로파일을 가질 것이기 때문에, 패브릭을 통과하는 드릴링은 드릴링시 유리섬유와 훨씬 덜 접촉하게 될 것이고 그 결과 접촉성 마모를 줄일 수 있게 된다.

이전에 살핀 바와 같이, 본 발명에 따른 한 양태에서 날실과 씨실 둘다 수지 상용성 1차 피복조성물을 적용하는 것이 바람직하다. 날실에 적용되는 수지 상용성 1차 피복조성물은 씨실에 적용되는 수지 상용성 1차 피복조성물과 동종이거나 또는 다를 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같이, 날실에 적용되는 수지 상용성 1차 피복조성물에 대응되는 "씨실에 적용되는 수지 상용성 1차 피복조성물과 다른"이라는 어구는 적어도 날실에 적용되는 1차 피복 조성물의 성분이 씨실에 적용되는 1차 피복조성물의 성분과는 다른 양으로 존재함을 의미하거나, 또는 날실에 적용된 1차 피복 조성물에 존재하는 적어도 한 성분이 씨실에 적용된 1차 피복조성물에는 존재하지 않거나, 또는 씨실에 적용된 1차 피복조성물에 존재하는 적어도 한 성분이 날실에 적용된 1차 피복조성물내에는 존재하지 않는다는 것을 의미한다.

본 발명의 또다른 비제한적인 양태의 경우, 패브릭 중 실의 유리섬유는 입방센티미터당 2.60 그람이하의 밀도를 갖는 E-유리 섬유를 포함한다. 본 발명의 또다른 바람직한 양태에서는, 7628 스타일의 패브릭을 직조하는 경우, E-유리 섬유 실을 이용해 동일한 스타일의 통상적인 열처리 세척 및 마무리처리한 패브릭의 장력(휨방향으로)보다 큰, 휨방향과 나란한 장력을 지닌 패브릭을 만든다. 본 발명의 또다른 양태의 경우, 수지 상용성 1차 피복조성물에는 실질적으로 "끈적끈적한(tacky)" 필름-형성용 물질이 존재하지 않는다. 가령, 1차 피복조성물에는 전체 고체상 기준으로 10 중량% 이하를 포함하는 것이 바람직하며, 5 중량% 이하를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 바람직한 양태에서, 수지 상용성 1차 피복조성물에는 완전히 "끈적끈적한(tacky)" 필름-형성용 물질이 존재하지 않는다, 가령, 1차 피복조성물에는 전체 고체상 기준으로 1 중량% 이하를 포함하는 것이 바람직하며, 0.5 중량% 이하를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 전체 고체상 기준으로 0.1 중량% 이하를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 이러한 끈적끈적한(tacky) 필름-형성용 물질은 씨실의 에어-젯 수송성(air-jet transportability)을 감소시키고 휨선이 서로 부착되게끔 하여 적용되는 실의 위빙능력에 해로울 수 있다. 특히, 이러한 끈적끈적한(tacky) 필름-형성용 물질의 예로는 수용성 에폭시 수지 필름-형성용 물질이 있다.

이제부터, 본 발명에 따른 전자지지체로 용용하기 위한 또다른 패브릭 제조방법에 대해 일반적으로 설명할 것이며, 다음과 같은 공정을 포함한다: (1) 다수의유리섬유를 포함하고 실의 일부에 적용된 첫 번째 수지 상용성 피복을 지니고 있는 적어도 하나의 씨실을 얻는다; (2) 다수의 유리섬유를 포함하고 실의 일부에 적용된 두 번째 수지 상용성 피복을 지니고 있는 적어도 하나의 날실을 얻는다; 그리고 (3) 2.5 중량% 이하의 점화손실율을 지니고 있는 적어도 하나의 씨실과 적어도 하나의 날실을 위빙(weaving)하여 전자지지체를 보강하기에 적당한 패브릭을 제조한다.

여기서는 전자지지체용으로 적당한 라미네이트를 제조하는 일반적인 방법을 설명할 것이다. 이러한 방법은 다수의 유리섬유를 포함하고 실의 일부에 적용된 첫 번째 수지 상용성 피복을 지니고 있는 적어도 하나의 씨실과 다수의 유리섬유를 포함하고 실의 일부에 적용된 두 번째 수지 상용성 피복을 지니고 있는 적어도 하나의 날실을 위빙(weaving)하여 패브릭을 제조하는 공정을 포함한다. 이때, 날실은 위빙시 2.5 중량% 이하의 점화손실율을 갖는다. 본 발명의 바람직한 양태로 패브릭에는 슬래싱 사이즈 잔기가 완전히 존재하지 않는 것이 바람직하다.

이전에 살핀 바와 같이, 패브릭을 제조하는 전형적인 과정에서 유리섬유 및/또는 실에 적용되는 통상적인 사이징 조성물(가령, 1차 사이징 조성물과 슬래싱 사이즈 조성물)은 수지 상용성이 아니며, 따라서 중합체 수지 물질과 함께 패브릭을 침전시키기에 앞서 패브릭로부터 이들을 제거하여야 한다. 상술한 바와 같이, 위빙(weaving) 후, 가장 공통적으로 열크리닝 방법을 통해 패브릭을 세척한다. 그러나, 열크리닝 방법으로 처리하면 유리섬유의 강도가 저하되며(따라서, 그로부터 실과 패브릭이 제조됨), 유리가 조밀하게 된다. 본 발명에 따른 수지 상용성 피복은 위빙 이전에 휨 및/또는 씨실에 적용할 수 있으며, 침전 이전에 제거할 필요가 없고 열-크리닝도 불필요하게 된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 제한없는 양태로, 침전 이전에 패브릭에 열처리나 열변형시키는 과정이 없게 된다.

추가적으로, 통상의 패브릭 제조과정에서는 열-크리닝을 통해 사이징 조성물을 제거한 후 마무리 사이즈를 침전이전에 적용시켜 패브릭과 중합체 수지사이의 상용성을 개선시킨다. 그러나, 본 발명은 위빙(weaving)에 앞서 날실 및/또는 씨실에 수지 상용성 피복을 적용시킴으로써 패브릭 마무리 공정에 대한 필요성을 제거하였다. 따라서, 본 발명에 따른 또다른 바람직한 양태는 패브릭에 2차 피복 또는 마무리 사이즈로부터의 잔기들이 실질적으로 존재하지 않는 것으로, 가령 15 중량% 이하가 바람직하며, 또한 2차 피복 또는 마무리 사이즈로부터의 잔기 중량의 10 중량% 이하가 더욱 바람직하다. 본 발명의 보다 바람직한 양태의 경우는, 패브릭에 2차 피복 또는 마무리 사이즈로부터의 잔기들이 완전히 존재하지 않는 것이다. 여기에서, "완전히 존재하지 않는"이라는 용어는 패브릭이 2차 피복 또는 마무리 사이즈로부터의 잔기들을 1 중량%이하 포함하고 있거나 또는 0.5 중량%이하로 포함하는 것이 더욱 바람직하다는 것을 의미한다.

이하, 본 발명을 하기의 구체적이고 비제한적인 실시예를 통하여 설명한다.

실시예 1

표 1A에 개시된 양의 각각의 성분을 혼합하여 상기와 유사한 방식으로 본 발명에 따른 수성 성형 사이즈 조성물 A 내지 F를 형성하였다. 1중량% 미만의 아세트산이 각각의 조성물에 포함되어 있다. 수성 성형 사이즈 조성물 A 내지 F를 E-유리 섬유 스트랜드에 피복시켰다. 각각의 성형 사이즈 조성물은 2.5중량%의 고형물을 가졌다. 각각의 피복된 유리 섬유 스트랜드는 종래의 꼬임 장치를 이용하여 유사한 방식으로 꼬여서 실을 형성하여 감겨서 얼레를 형성하였다. 시료 B_vac를 수성 성형 사이즈 조성물 B에 의해 피복시켰으나 약 46시간동안 190 ℉에서 진공건조하였다. 각각의 시료 A 내지 F는 1중량% 미만의 강열감량값를 가졌다. 시료 C_hi및 D_hi는 각각 1.59중량% 및 1.66중량%의 건조감량치를 가졌다.

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
	샘플
성 분	A	B	C	D	E	F
RD-847A97	28.6	29.1	31.58	50.71	0	0
데스모펜 200098	43.7	39.1	0	0	0	0
에피-레즈(EPI-REZ) 3522-W-6699	0	0	21.05	0	0	0
에폰 826100	0	0	0	0	16.12	63.54
PVP-K30101	0	9.7	15.79	15.21	1.31	5.18
A-187102	2.3	2.3	8.42	8.11	3.17	12.51
A-174103	4.7	4.8	0	0	0	0
A-1100104	0	0	8.42	8.11	0	0
플루로닉 F-108105	10.7	5.6	0	0	0	0
이게팔 CA-630106	0	0	4.74	6.39	1.63	6.44
버사미드 140107	4.8	4.8	0	0	0	0
알카멀스 EL-719108	0	0	0	0	1.63	6.44
케스코 PEG 600109	0	0	0	0	0.79	3.11
마콜 NP-6110	3.6	3.6	4.74	6.39	0	0
97오하이오주 콜럼버스 소재의 보던 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 RD-847A 폴리에스테르 수지98펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 데스모펜 2000 폴리에틸렌 아디페이트 디올99텍사스주 휴스턴 소재의 쉘 케미칼 캄파니에서 상업적으로 시판하는 에피-레즈(등록상표) 3522-W-66100텍사스주 휴스턴 소재의 쉘 케미칼 캄파니에서 상업적으로 시판하는 에폰 826101뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈102뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란103뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란104뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-1100 아미노-작용성 유기 실란 커플링제105뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플루로닉(등록상표) F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체106뉴저지주 웨인 소재의 GAF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 이게팔 CA-630 에톡실화 옥틸페녹시에탄올107오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 버사미드 140 폴리아미드108론-폴렌크에서 상업적으로 시판하는 알카멀스 EL-719 폴리옥시에틸화 식물성 오일109일리노이주 시카고 소재의 스테판 캄파니에서 상업적으로 시판하는 케스코 PEG 600 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트 에스테르110뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF에서 상업적으로 시판하는 마콜 NP-6 노닐페놀 계면활성제

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
	샘플
성 분	A	B	C	D	E	F
에머리 6717111	0	0	0	0	0.40	1.56
에머리 6760112	0	0	4.21	4.06	0	0
폴리옥스 WSR-301113	0.6	0	0	0	0	0
폴라썸 PT 160114	1.0	1.0	0	0	74.78	1.00
릴리즈코트-콘크 25115	0	0	1.05	1.01	0	0
111오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 에머리R6717 부분 아미드화 폴리에틸렌 이민112오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 에머리R6760 윤활제113코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드에서 상업적으로 시판하는 폴리옥시 WSR-301 폴리(에틸렌 옥사이드)114오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸(등록상표) PT 160 질화 붕소 분말 입자115테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는 수성 분산액 형태의 오르팩 보론 니트라이드 릴리즈코트-콘크 25 질화 붕소 입자

또한, 시판제품인 631 및 633 D-450 전분오일에 의해 피복된 실과 PPG 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판되는 690 및 695 전분오일에 의해 피복된 실의 비교용 시료에 대하여 평가하였다. 이어서 하기 표 1B에 개시된 동일한 수성 성형 조성물(X)에 의해 피복된 3개의 비교용 샘플 (X1, X2 및 X3) 각각에 대하여 테스트를 행한 바 있다. 비교용 시료 X1은 2.5중량%의 고형물을 가졌다. 비교용 시료 X2는 4.9중량%의 고형물을 가졌으며 25 ℃에서 약 8시간동안 공기 건조시켰다. 비교용 시료 X3은 4.6중량%의 고형물을 가졌다.

	총 고형물 기준에 대한 성분들의 중량%
성분	시료X
RD0847A116	28.9
DESMOPHEN 2000117	44.1
A-187118	2.3
A-174119	4.8
PLURONIC F-108120	10.9
VERSAMID 140121	4.8
MACOL NP06122	3.6
POLYOX WSR-301123	0.6
116오하이오주 콜롬버스 소재의 보르덴 케미칼즈에서 시판하는 폴리에스테르 수지.117펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 시판하는 폴리에틸렌 아디페이트 디올.118뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란.119뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란.120뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체.121오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 시판하는 폴리아미드.122뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 노닐페놀 계면활성제.123코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 시판하는 폴리(에틸렌 옥사이드).

시료 A 내지 F의 실 및 비교예 시료에 대하여 상기에서 상세하게 언급한 바 있는 "공기 분사 수송 견인력" 시험방식을 사용하여 강열감량(LOI) 및 공기 분사 상용성(공기 견인)을 측정하였다.

310kPa(제곱인치당 45파운드) 게이지의 공기압력에서 2 ml의 직경을 가진 내부 공기 분사챔버가 장착된 슐저 루티(Sulzer Ruti) 바늘 공기 분사 노즐 (모델번호: 044 455 001) 및 20cm의 길이를 가진 노즐 배출튜브 (북 캘로라이나주 스파르탄버그 소재의 슐저 루티사에서 시판되고 있음)을 통해 각각의 실 시료를 1분당 274m(300 야드)의 속도에서 공급하였다. 실이 공기 분사 노즐에 주입되기 전에표면장력계를 특정 위치에 놓고 실과 접촉하도록 하였다. 관련 실 시료가 공기 분사 노즐에 끌어 당겨질 때 공기 분사에 의해 각각의 실 시료에 가해지는 그램력 (견인력)을 측정하기 위하여 표면장력계를 사용하였다. 상기 견인력에 대한 수치를 하기 표 1C에 나타내었다.

시료번호	실의 형태	강열감량(%)	견인력 (그램력)	공기 분사 수송 견인력 (그램질량당 그램력)
A	G-75	0.35	68.5	103,474
B	G-75	0.30	84.9	128,248
Bvac	G-75	0.35	95.0	143,587
C	D-450	0.52	37.33	278,582
D	D-450	0.40	47.1	351,493
E	G-75	0.35	79.3	119,789
F	G-75	0.35	83.2	125,680
비교용 시료
631×	D-450	1.6	21.45	160,075
633×	D-450	1.3	38.1	284,328
690×	G-75	1.0	108.23	163,489
695×	G-75	1.0	100.46	151,752
1383	G-75	0.75	14.47	21,858
X1	G-75	0.33	36.4	54,985
X2	G-75	0.75	19.0	28,701
X3	D-450	1.37	12.04	89,851
Chi	D-450	1.59	9.00	67,164
Dhi	D-450	1.66	10.43	77,836

주) ×전분오링 사이징 제법에 의한 코팅된 것임.

표 1C에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 중합체 매트릭스물질 상용성 사이징 조성물로 피복된 각각의 실 A 내지 F는 100,000보다 큰 공기 분사 수송 견인값을 가졌다. 상기에서 언급한 중합체 매트릭스물질과 일반적으로 비상용성인 전분오일 사이징 시판용 스트랜드 만이 100,000보다 큰 공기 분사 수송 견인값을가졌다. 중합체 매트릭스 상용성 조성물로 코팅된 실 시료인 C_hi및 D_hi의 경우 실 시료에 대한 높은 코팅값으로 인하여 100,000 이하의 공기 분사 수송 견인값을 가진 바 있는데, 즉 1.5%보다 큰 강열감량을 가짐으로써 공기 분사에 의해 실의 섬유를 분리시키거나 필라멘트화를 억제하였다.

라미네이트의 강도를 평가하기 위하여 7628 스타일 패브릭(상기에서 언급한 스타일 변수)이 각각 695, 시료 B 및 시료 B_vacG-75 실과 같은 시료로부터 형성되었다. 각 패브릭 시료의 8겹은 라미네이트를 형성하기 위하여 EPON 1120-A80 에폭시 수지(텍사스주 휴스톤 소재의 셀 케미칼 캄파니에서 시판되고 있음)의 FR-4 수지시스템, 디시안디아미드, 2-메틸리미다졸 및 DOWANOL PM 글리콜 에테르 (미시간주 미드랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니에서 시판되고 있음)에 의해 적층화시켰다.

IPC-4101의 항목 3.82.4에 따른 에칭에 의해 완벽하게 제거된 금속 클레딩(metal cladding)을 행한 각각의 라미네이트에 대하여, 내부간 및 포장 전자공학연구소(interconnecting and Packaging Electronics)에서 1994년 12월에 발간한 ASTM D-790 및 IPC-TM-650 시험방법 매뉴얼(본 발명의 참고용으로 특별히 인용함)에 따라 굴곡강도(최대 파손응력)시험과 ASTM D-2344 시험방법 (본 발명의 참고용으로 특별히 인용함)에 따라 1분당 15.9 밀리미터 (5/8 인치)의 전장(span) 및 1.27 밀리미터(0.05 인치)의 크로스헤드 속도를 이용하여 라미네이트간 전단강도를 평가하였다. 상기 평가결과를 하기 표 1D에 나타내었다.

시료	굴곡강도	굴곡계수	짧은 빔 전단강도
	Pascal	psi	Pascal	psi	Pascal	psi
B	4.9x108	71534	2.4x1010	3465000	2.6x107	3742
Bvac	5.0x108	72215	2.4x1010	3450600	2.5x107	3647
695	4.3x108	62959	2.3x1010	3360800	2.3x107	3264

표 1D에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 라미네이트 B 및 B_vac는 695 전분오일에 의해 피복된 유리섬유 실로 제조한 라미네이트 시료와 비교하여 높은 수치의 굴곡강도, 굴곡계수 및 유사한 정도의 짧은 빔 전단강도를 가졌다.

또한, 인장측정장치들 사이에 직선경로로부터 5cm에 실을 위치시키도록 그 사이에 탑재된 약 5cm(2인치)의 정적 크롬 포스트를 갖는 한쌍의 종래의 인장측정장치를 통해 1분당 274m(300야드)의 속도로 시료를 잡아 당기면서 각각의 실 시료에 약 30g의 인장을 가함으로써 시료 A, B 및 비교용 시료 1383, X1에 대한 마찰력을 평가하였다. g단위인 힘의 차이를 하기 표 1E에 나타내었다. 상기 마찰력 시험은 직조 조작동안에 실에 가해지는 마찰력을 모의하기 위한 것이다.

또한, 시료 A, B 및 비교용 시료 1383, X1의 경우 마멸 시험기를 이용하여 끊어진 필라멘트에 대해 평가하였다. 마멸시험장치를 통해 5분동안 1분당 0.46m(18인치)의 속도로 각각의 시험시료를 잡아 당기면서 각각의 실 시료에 200g의 인장을 가하였다. 각각의 시료 및 비교용 시료에 대하여 2회씩 평가하고 끊어진 필라멘트 수의 평균을 하기 표 1E에 나타내었다. 마멸시험기는 각각의 열(row)이 1인치 떨어지게 위치한 2개의 평형한 강철 리드의 열(row)로 구성되어 있다. 가각의 시험 실 시료를 리드의 제 1열(row)의 2개의 인접한 리드들 사이에 실을 꿴 후, 이어서 리드의 제 2열(row)의 2개의 인접한 리드들 사이에 실을 꿰고 리드의 열(row) 사이에 1/2인치 거리를 두었다. 리드는 1분당 240사이클의 속도로 실의 이동방향과 평행한 방향으로 길이는 4인치 정도로 하여 앞뒤로 움직였다.

	시료
	A	B	비교용 시료 No. 1383	비교용 시료 No. X1
마찰력(g)	24.7	18.3	23.9	38.1
실의 야드당 끊어진 필라멘트의 수	2.0	1.0	3.8	1.0

실시예 2

표 2A에 개시된 양의 각각의 성분을 혼합하여 상기와 유사한 방식으로 본 발명에 따른 수성 성형 사이즈 조성물 G, H 및 비교용 샘플 Y를 형성하였다. 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만의 아세트산이 각각의 조성물에 포함되었다. 실시예 1의 표 1에 나타낸 각각의 수성 성형 사이즈 조성물 및 표 2A의 G, H 및 비교용 시료 Y를 G-75 E-유리 섬유 스트랜드에 피복시켰다. 각각의 성형 사이즈 조성물은 6 내지 25중량%의 고형물을 가졌다.

	총 고형물 기준에 대한 성분들의 중량%
	시료
성분	G	H	비교용 시료 Y
EPON 86124	16.12	63.54	60.98
PVP K-30125	1.31	5.18	4.97
ALKAMULS EL-719126	1.63	6.44	6.18
IGEPAL CA-630127	1.63	6.44	2.98
KESSCO PEG 600128	0.79	3.11	2.98
A-187129	3.17	12.51	12.00
EMERY 6717130	0.40	1.56	1.50
PROTOLUBE HD131	0	0	4.61
POLARTHERM PT 160132	0	0	0
RELEASECOAT-CONC25133	74.78	1.00	0
124텍사스주 휴스톤 소재의 쉘 케미칼 캄파니에서 시판하고 있음.125뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼즈에서 시판하는 폴리비닐 피롤리돈.126롱프랑에서 시판하고 있는 폴리옥시에틸화된 식물오일.127뉴저지주 웨인 소재의 GAF 코포레이션에서 시판하는 에톡실화된 옥틸페녹시에탄올.128일리노이즈주 시카고 소재의 스테판 캄파니에서 시판하는 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트 에스테르.129뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란.130오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 시판하는 부분적으로 아미드화된 폴리에틸렌 이민(등록상표).131뉴저지주 버밍행 소재의 시브론 케미칼즈에서 시판하는 고밀도 폴리에틸렌 유화액.132오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 시판하는 보론 니트라이드 분말입자(등록상표).133테네시주 오크 릿지 소재의 ZYP 코팅즈에서 시판하는 수성 분산액 중의 보론 니트라이드 입자.

각각의 피복된 유리섬유 스트랜드를 종래의 꼬임장치를 이용하여 유사한 방식으로 꼬여서 얼레로 감았다. 시료 F 및 H의 실은 꼬임 동안에 사이징이 떨어져 나가는 것이 최소이며, 시료 E 및 G의 실은 꼬임 동안에 사이징이 심하게 떨어져 나갔다.

시료 E 내지 H 및 비교용 시료 Y의 경우 표 2B에 표시된 압력으로 2개의 얼레 시료에 대해 공기 견인력 값을 측정한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 유사한방식으로 공기 견인력에 대해 평가하였다. 각각의 실의 경우 영국의 SDL 인터내셔날 인코포레이티드에서 시판하는 셔리(Shirley) 모델 84 041L의 끊어진 필라멘트 탐지기를 이용하여 1분당 200m에서 실의 1200m에 대해 끊어진 필라멘트의 평균 수를 평가하였다. 이들 값은 각 실의 4개의 얼레에서 측정된 평균을 나타낸다. 끊어진 필라멘드 값은 완전한 얼레, 얼레로부터 풀린 실의 136g(3/10파운드) 및 272g(6/10파운드)으로부터 보고된 것이다.

또한, 각각의 얀의 경우 하기 표 2B에 개시된 게이트 인장시험에 대해 평가하였다. 게이트 인장방법에 따라 측정된 끊어진 필라멘트의 수는 200m/분의 속도로 얼레로부터 실의 시료를 풀어서, 실을 일련의 8개의 평행한 세라믹 핀을 통해 실을 꿰고 실을 상기에 언급한 셜리의 끊어진 필라멘트 탐지기를 통과시켜 끊어진 필라멘트의 수를 계수함으로써 결정된다.

	시료
실의 미터당 끊어진 필라멘트의수	E	F	G	H	비교용 시료 Y
전체 얼레	0.887	0.241	10 이상	0.065	0.192
136g(3/10파운드)	0.856	0.017	10 이상	0.013	0.320
272g(6/10파운드)	0.676	0.030	10 이상	0.101	0.192
게이트 인장(m당 헤어의 수)
게이트 2		0.039		0.0235	0.721
게이트 3		0.025		0.028	0.571
게이트 4		0.0125		0.068	0.4795
게이트 5		0.015		0.093	0.85
게이트 6		0.0265		0.118	0.993
게이트 7		0.0695		0.31	1.0835
게이트 8		0.117		0.557	1.81
공기 견인력(g)
25psi	얼레 1		10.420		10.860	11.610
	얼레 2		10.600		7.850	11.610
30psi	얼레 1		11.690		12.500	13.680
	얼레 2		12.200		8.540	13.850
35psi	얼레 1		13.490		14.030	15.880
	얼레 2		13.530		9.570	15.630
40psi	얼레 1		14.740		14.110	17.560
	얼레 2		14.860		11.010	17.610
45psi	얼레 1		16.180		16.390	19.830
	얼레 2		16.680		12.700	18.950
50psi	얼레 1		17.510		19.280	22.410
	얼레 2		17.730		14.000	20.310
55psi	얼레 1		19.570		23.350	29.350
	얼레 2		19.660		20.250	26.580

상기 표 2B의 시험결과는 본 발명의 시료 E 내지 H가 일반적으로 비교용 시료 Y보다 더 높은 내마모성를 갖고 있음를 나타내는 것으로 생각되지만, 이러한 결과는 시료 E 내지 H에 존재하지 않는 비교용 시료 Y의 폴리에틸렌 유화액 성분이 실의 마모성에 기여하는 것으로 믿어지고 있기 때문에 결정적인 것은 아니다.

실시예 3

표 3A에 개시된 양의 각각의 성분을 혼합하여 상기와 유사한 방식으로 본 발명에 따른 수성 성형 사이즈 조성물 K 내지 N을 형성하였다. 각 수성 사이즈조성물은 상기에 언급한 방식으로 제조하였다. 각 조성물에는 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만의 아세트산이 포함되었다.

표 3A의 수성 성형 사이즈 조성물을 2G-17 E-유리 섬유 스트랜드에 피복시켰다. 각각의 성형 사이즈 조성물은 6 내지 25중량%의 고형물을 가졌다.

	총 고형물 기준에 대한 성분들의 중량%
	시료
성분	K	L	M	N	비교용 샘플 Z
열가소성 폴리우레단 필림-형성 중합체134	34.4	34.2	33.4	31.35	34.5
열가소성 폴리우레단 필림-형성 중합체135	51.5	51.2	50.18	46.9	51.7
폴리옥시알킬렌 폴리올 공중합체	0.3	0.3	0.3	0.3	0.33
에폭시화 폴리에스테르 윤활제	7.2	7.1	7.0	6.55	7.22
감마-아미노프로필 트리에톡시실란 커플링제	2.7	2.7	2.7	2.5	2.76
감마-우레이도프로필 트리에톡시실란 커플링제	3.3	3.3	3.2	3.0	3.34
아미노-작용성 유기실란 커플링제	0.1	0.1	0.1	0.1	0.14
RELEASECOAT-CONC 25136	0.1	1.0	2.9	9.1	0
강열감량(%)	1.11	1.14	1.05	1.08	1.17
13465%의 고체함량, 음이온 입자 전하, 약 2㎛의 입경, 7.5의 pH 및 25℃에서 400의 센티포이즈(브룩필드(Brookfield) LVF)를 갖는 열가소성 폴리에스테르계 폴리우레탄 수성 유화액.13562%의 고체함량, 약 10의 pH 및 약 0.8~2.5㎛의 범위에서 평균 입경을 갖는 열가소성 폴리에스테르계 폴리우레탄 수성 유화액.136테네시주 오크 릿지 소재의 ZYP 코팅즈 인코포레이티드에서 시판하는 수성 분산액 형태의 오팩 보론 나트라이드 릴리스코트-콘크(ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOT-CONC) 질화붕소 입자.

상기 코팅된 섬유 시료 및 비교용 시료 Z에 대한 각각의 복합시료를 270℃에서 48초동안 약 7MPa(975psi)에서 압축성형시켜 254x254x3.175mm(10x10x0.125인치)의 플라크를 제조하였다. 각각의 검체에 대하여 ASTM 방법 D-638에 따른 인장강도, 연신율 및 인장계수; ASTM 방법 D-790에 따른 유연강도 및 유연계수; 및 후술된 유리함량에서 ASTM 방법 D-256에 따른 새긴 눈이 있는 이조드(Izod) 및 새긴 눈이 없는 이조드 충력강도에 대해 시험하였다.

하기 표 3B는 기존의 나일론 6,6 매트릭스 수지를 사용하여 제조된 복합물을 대상으로 행한 시험결과를 제시하고 있다.

	시료
	단위	K	L	M	N	비교용 시료 Z
인장강도	kpsi	27.1	27.6	27.3	27.4	26.2
	MPa	186.9	190.34	188.27	188.96	180.68
연신율	%	3.32	3.37	3.36	3.42	3.32
인장계수	mpsi	1.48	1.55	1.47	1.44	1.51
	GPa	10.2	10.7	10.1	9.9	10.4
유연강도	kpsi	44.6	46.3	45.7	45.5	44.0
	MPa	307.6	319.3	315.2	313.8	303.4
유연계수	mpsi	1.52	1.56	1.54	1.54	1.5
	GPa	10.5	10.7	10.6	10.6	10.6
새긴 눈이 있는 이조드 충격강도	ft Ibf/in	1.86	2.24	1.94	1.63	1.16
	kJ/m2	7.89	9.50	8.23	6.91	4.02
새긴 눈이 없는 이조드 충격강도	ft Ibf/in	21.8	22.9	21.1	20.5	22.0
	kJ/m2	92.43	97.10	89.46	86.92	93.28
유리 함량	%	32.9	32.6	32.4	32.3	32.4

표 3B에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 질화붕소 입자로 코팅된 유리섬유 스트랜드 (시료 K 내지 N)는 유사한 성분을 갖고 있으나 나일론 6,6 강화재에 질화붕소를 함유하지 않은 비교용 시료 Z와 비교하여 개선된 인장강도 및 새긴 눈이 있는 이조드 충격특성을 나타내었으며, 연신율, 인장계수, 유연강도, 유연계수 및 새긴 눈이 없는 이조드 충격특성면에서는 유사하였다. 유사한 조건하세 나일론 6 수지를 사용하여 평가하였을 때 개선된 인장강도 및 새긴 눈이 있는 이조드 충격특성이 관찰되지 않았다.

실시예 4

하기 표 4A에 개시된 양의 각각의 성분을 혼합하여 상기와 유사한 방식으로 본 발명에 따른 수성 성형 사이즈 조성물 P 내지 S를 형성하였다. 각 수성 사이즈 조성물은 상기에 언급한 방식으로 제조하였다. 각 조성물에는 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만의 아세트산이 포함되었다.

하기 표 4A의 수성 성형 사이즈 조성물의 각각을 G-31 E-유리 섬유 스트랜드에 피복시켰다. 각각의 성형 사이즈 조성물은 10중량%의 고형물을 가졌다.

	총 고형물 기준에 대한 성분들의 중량%
	시료
성분	P	Q	R	S
열가소성 폴리우레단 필림-형성 중합체137	23	28.75	28.75	23
열가소성 폴리우레단 필림-형성 중합체138	34.45	43.1	43.1	34.45
폴리옥시알킬렌 폴리올 공중합체	0.22	0.27	0.27	0.22
에폭시화 폴리에스테르 윤활제	4.8	6.0	6.0	4.8
감마-아미노프로필 트리에톡시실란 커플링제	1.84	2.3	2.3	1.84
감마-우레이도프로필 트리에톡시실란 커플링제	2.22	2.78	2.78	2.22
아미노-작용성 유기실란 커플링제	0.1	0.12	0.12	0.1
POLARTHERM PT 160139	33.3	16.7	0	0
VANTALC 2003140	0	0	16.7	33.3
강열감량(%)	0.52	0.81	0.80	0.64
13765%의 고체함량, 음이온 입자 전하, 약 2㎛의 입경, 7.5의 pH 및 25℃에서 400의 센티포이즈(브룩필드(Brookfield) LVF)를 갖는 열가소성 폴리에스테르계 폴리우레탄 수성 유화액.13862%의 고체함량, 약 10의 pH 및 약 0.8~2.5㎛의 범위에서 평균 입경을 갖는 열가소성 폴리에스테르계 폴리우레탄 수성 유화액.139오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 시판하는 보론 니트라이드 분말입자(등록상표).140코넷티컷주 노르위크 소재의 R.T. 발데르빌트 캄파니 인코포레이티드 (R.T. Vanderbilt Company, Inc)에서 시판하는 활석 분말입자.

상기 표 4A에서 코팅된 유리섬유 시료 및 표 3A에서 비교용 샘플 Z의 각각에 대한 복합 시료를 상기 실시예 3에 개시된 조건하에 압출성형시켜 400x400x2.5mm(16x160x0.100인치)의 플라크를 제조하였다. 각각의 검체에 대하여 인장강도, 연신율, 인장계수 및 후술된 유리함량에서 상기 실시예 3에 개시된 바 있는 새긴 눈이 있는 이조드(Izod) 및 새긴 눈이 없는 이조드 충력강도에 대해 평가하였다.

색채 시험은 3.175mm(1/8인치)의 두께 및 76.2mm(3인치)의 직경를 갖는 복합물상에서 헌터(Hunter) 비색계 모델 D25-PC2A를 사용하여 실시하였다. 물질 취급 특성을 평가하기 위해, 분쇄된 유리섬유의 시료상에서 깔때기 유도시험을 실시하였다. 깔때기는 18인치 길이 및 17인치 직경의 상부 개구부 및 2인치 직경의 하부 개구부를 가졌다.

깔때기를 진동시키고 20파운드의 시료물질이 깔대기를 통과하여 유동하는데 걸리는 시간을 기록하였다. PD-104 시험은 분쇄된 유리섬유 시료의 필라멘트화에 대한 저항성을 평가하는 것이다. 60g의 샘플, 140g의 연마물질(하몬 프로덕츠 캄파니(Hammon Products Company)에서 시판하는 땅 호두 껍질입자 No. 6/10) 및 기존 발포체 유형의 대전방지 건조기 시이트를 4L 들이 스테인리스 강철 비이커에 담고, 레드 데빌 페인트 쉐이커 (Red Devil paint shaker) 모델 5400E3을 사용하여 6분간 건조시켰다. 진동시킨 물질을 미국 표준 시험용 체 5호 및 6호를 사용하여 스크린링(screening)하였다. 스크린에 수거된 보풀성 물질(fuzz matterial)의 중량%를 이하에 나타내었다.

하기 표 4B는 나일론 6,6 매트릭스 수지를 사용하고 시료 P 내지 S 및 비교용 샘플 Z를 사용하여 제조된 복합물상에서 실시된 시험결과를 제시한 것이다.

		시료
	단위	P	Q	R	S	비교용 시료 Z
인장강도	kpsi	29.5	28.6	28.7	27.7	29.6
	Mpa	203.5	197.2	197.9	191.0	204.1
연신율	%	3.03	3.05	2.98	2.97	3.01
연신계수	kpsi	1866	1779	1720	1741	1748
	GPa	12.86	12.26	11.86	12.0	12.05
새긴 눈이 있는 이조드 충격강도	ft Ibf/in	2.10	1.96	1.94	1.78	2.26
	kJ/m2	8.90	8.31	8.23	7.55	9.58
새긴 눈이 있는 이조드 충격강도	ft Ibf/in	24.9	23.4	22.8	22.2	26.4
	kJ/m2	105.58	99.22	96.67	94.13	111.94
실제 강열감량(%)	%	0.81	0.52	0.80	0.64	1.17
PD 104	%	1.3	0.7	0.1	1.4	0.1
깔때기 유동	초	13.8	15.2	15.4	23.5	13.0
백색도		-15.1	-12.0	-17.6	-18.5	-18.2
황색도		40.0	37.5	42.5	43.4	43.6
유리 함량	%	33.30	33	32.90	31.70	33.80

표 4B에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 질화붕소 입자로 코팅된 유리섬유 스트랜드(시료 P 내지 S)는 유사한 성분을 갖고 있으나 나일론 6,6 강화재에 질화붕소를 함유하지 않은 비교용 시료 Z와 비교하여 개선된 백색도 및 황색도를 나타내었으며, 인장강도, 연신율, 인장계수, 유연강도, 유연계수 및 새긴 눈이 없는 이조드 충격특성면에서는 유사하였다.

실시예 5

하기 표 5에 개시된 양의 각각의 성분을 혼합하여 상기와 유사한 방식으로본 발명에 따른 수성 성형 사이즈 조성물 T 및 U를 형성하였다. 각 수성 사이즈 조성물은 상기에 언급한 방식으로 제조하였다. 각 조성물에는 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만의 아세트산이 포함되었다.

하기 표 5A는 나일론 6,6 매트릭스 수지를 사용하고 시료 T 및 U 및 비교용 샘플 Z(상기 실시예 3의 표 3A에 언급한 바 있으며 이하 반복되었음)를 사용하여 제조된 복합물상에서 실시된 백색도 및 황색도에 대한 시험결과를 제시한 것이다. 색채 시험은 3.175mm(1/8인치)의 두께 및 76.2mm(3인치)의 직경를 갖는 복합물상에서 헌터 비색계 모델 D25-PC2A를 사용하여 실시하였다.

	총 고형물 기준에 대한 성분들의 중량%
	시료
성분	T	U	비교용 시료 Z
열가소성 폴리우레단 필림-형성 중합체141	31.35	28.75	34.5
열가소성 폴리우레단 필림-형성 중합체142	46.9	43.1	51.7
폴리옥시알킬렌 폴리올 공중합체	0.3	0.27	0.3
에폭시화 폴리에스테르 윤활제	6.55	6.0	7.22
감마-아미노프로필 트리에톡시실란 커플링제	2.5	2.3	2.76
감마-우레이도프로필 트리에톡시실란 커플링제	3.0	2.78	3.34
아미노-작용성 유기실란 커플링제	0.1	0.12	0.14
RELEASECOAT-CONC 25143	9.1	16.7	0
백색도	-16.3	-15.0	-20.7
황색도	39.3	38.1	42.7
14165%의 고체함량, 음이온 입자 전하, 약 2㎛의 입경, 7.5의 pH 및 25℃에서 400의 센티포이즈(브룩필드(Brookfield) LVF)의 점성도를 갖는 열가소성 폴리에스테르계 폴리우레탄 수성 유화액.14262%의 고체함량, 약 10의 pH 및 약 0.8~2.5㎛의 범위에서 평균 입경을 갖는 열가소성 폴리에스테르계 폴리우레탄 수성 유화액.오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 시판하는 보론 니트라이드 분말입자(등록상표).143테네시주 오크 릿지 소재의 ZYP 코팅즈 인코포레이티드에서 시판하는 수성 분산액 형태의 오팩 보론 나트라이드 릴리스코트-콘크(ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOT-CONC) 질화붕소 입자.

표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따는 질화붕소 입자를 포함하는 사징조성물로 각각 코팅된 시료 T 및 U는 나일론 6,6에 질화붕소를 함유하지 않은 유사한 제법의 비교용 시료 Z에 비해 더 낮은 백색도를 가졌다.

실시예 6

PPG 인터스트리즈 인코포레이티드에서 시판하는 ADFLO-C™ 니들화되고(needled), 초핑된 유리섬유 매트 5층을 쌓아서 제곱 m당 4614g의 표면 중량(제곱 피트당 약 15온스)을 갖는 매트를 형성하였다. 각 시료의 두께는 25mm(약 1인치)였다. 이 매트의 8제곱인치를 가진 4개의 시료를 649 ℃(약 1200 ℉)의 온도로 가열하여 시료로부터 본질적으로 모든 사이징 성분을 제거하였다.

2개의 피복된 시료를 비교용 시료(비교용 시료)로 사용하였다. 또 다른 2개의 시료(시료 X)를 1150ml의 ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC(수성 분산액 중에서 25 중량%의 질화붕소 입자) 및 5 중량%의 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란 수성용액(150ml)으로 구성된 수성 피복 조성물의 욕조에 담그고 포화시켰다. 수성 피복 조성물의 총 고형물은 18.5 중량%이었다. 각각의 매트 시료에 적용에 질화붕소 입자의 양은 120g이었다. 피복된 매트시료를 25 ℃의 온도에서 하룻밤동안 공기중에서 건조시키고 3시간동안 150 ℃의 오븐에서 가열하였다.

각 시료의 세트를 본 발명에서 특별히 참고로 인용된 ASTM 방법 C-177에 따라 300K(약 70℉)의 온도에서 공기내의 열 전도성 및 내열성에 대하여 평가하였다.각 시료에 대한 열 전도성 및 내열성 값을 하기 표 6에 나타내었다.

	시료
	X	비교용 시료
두께(인치)	1.09	1.0
(cm)	2.77	2.54
온도(℉)	75.62	74.14
(℃)	24.23	23.41
열전도성
Btu 인치/제곱피트·℉·시간	0.373	0.282
와트/m·K	0.054	0.041
내열성
Btu 인치/제곱피트·℉·시간	2.92	3.55
와트/m2·K	0.515	0.626

표 6에 나타낸 바와 같이, 300K 온도에서 본 발명에 따라 질화붕소 입자로 피복된 시험 시료의 열 전도성은 질화붕소 입자로 피복되지 않은 비교용 시료의 열 전도성보다 더 컸다.

실시예 7

필라멘트로 감긴 원통형 복합물을 상기 실시예 2의 사이징 G 및 PPG 인터스트리즈 인코포레이티드에서 시판하는 1062 유리섬유 실로 피복된 G-75 실의 시료로부터 제조하였다. 원통을 실 공급체로부터 실의 8개의 끝을 뽑아내고, 하기에 개시된d 매트릭스 물질을 이용하여 실을 피복하고 기존의 필라멘트 감기 장치를 이용하여 실을 원통형으로 필라멘트를 감아서 제조하였다. 각각의 원통은 높이가 12.7cm(5인치), 내경이 14.6cm (5.75인치), 그리고 벽 두께가 0.635cm(0.25인치)였다.

매트릭스 물질은 100부의 EPON 880 에폭시 수지(셀 케미칼에서 시판중), 80부의 AC-220J 메틸 테트라하이드로프탈산 무수물 (뉴저지주의 뉴와크 소재 안하이드라이드 앤드 케미칼즈 인코포레이티드에서 시판중) 및 1부의 ARALDITE(등록상표) DY 062 벤질 디메틸아민 가속제(시바-가이기에서 시판중)의 혼합물이었다. 필라멘트로 감긴 원통은 100℃에서 2시간동안 경화시킨 후 150 ℃에서 3시간동안 경화시켰다.

공기중에서 각 시험 시료의 방사상 열 분산도 (열 전도성/(열 용량 x 밀도))은 시료의 원통벽 한 면을 6.4kJ 플레시 램프에 노출시키고 CCD 어레이 적외선 카메라를 이용하여 1초당 2000 프레임까지의 속도에서 벽의 반대편 상에서의 온도변화를 감지하여 결정하였다. 또한, 열 확산율 값은 실의 길이를 따라서(원주), 그리고 원통의 길이 및 높이(축)을 따라 결정하였다. 상기 시험결과를 하기 표 7에 나타내었다.

	열 확산율
	방사상	축	원주
시료	0.37	0.33	0.49
비교용 시료	0.38	0.38	0.57

표 7에 나타낸 바와 같이, 시험 시료(소량의 질화붕소로 피복된 것)의 열 확산율 값은 질화붕소로 피복되지 않은 비교용 시료의 값보다 더 적다. 필라멘트로 감긴 원통 및 시험된 작은 시료 영역의 공기 공극이 이들 결과에 영향을 줄 수 있는 인자이다.

실시예 8

B_vac로 피복된 실(상기 실시예 1)의 시료로부터 제조된 8층의 7628 스타일 패브릭 및 695 전분오일로 피복된 실 (실시예 1; 대조군)을 함유하는 각각의 라미네이트에 대하여 라미네이트의 z-방향, 즉 라미네이트의 두께를 교차하는 열 팽창계수를 평가하였다. 라미네이트를 상기 실시예 1에 기재된 FR-4 에폭시 수지를 사용하여 제조하였으며, 본 발명에서 특별히 인용하고 있는 IPC 시험방법 2.4.41항에 따라 구리를 피복시켰다. 각각의 라미네이트 시료에 대한 z-방향에서의 열 팽창계수를 IPC 시험방법 2.4.41항에 따라 288 ℃에서 평가하였다. 상기 평가결과를 하기 표 8에 나타내었다.

시료	Z-CTE(%)
시료 Bvac1	4.10
시료 Bvac1(재시험)	4.41
시료 Bvac2	4.06
시료 Bvac2(재시험)	4.28
시료 Bvac3	4.17
시료 Bvac3(재시험)	4.26
대조군 1	5.0
대조군 2	5.4

표 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 라미네이트 시료 A1 내지 A3의 경우 라미네이트의 z-방향에서 열 팽창계수는 795 전분오일로 코팅한 실로부터 제조된 대조군 시료 1 및 2보다 더 적었다.

실시예 9

표 9A에 개시된 양의 각각의 성분을 혼합하여 본 발명에 따른 수성 프라이머리 사이즈 조성물 AA, BB 및 CC를 형성하였다. 각각의 수성 프라이머리 사이징 조성물은 상기와 유사한 방식으로 제조하였다. 각 조성물에는 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만의 아세트산이 포함되었다.

표 9A의 각각의 수성 사이징 조성물을 G-75 E-유리 섬유 스트랜드를 형성하는 패브릭에 피복시켰다.

각각의 피복된 유리 섬유 스트랜드를 건조시키고 이를 종래의 꼬임 장치를 이용하여 유사한 방식으로 꼬여서 실을 형성하여 얼레에 감았다. 상기 사이징 조성물로 피복시킨 실은 꼬임과정동안 사이징이 최소로 떨어져 나갔다.

	총 고형물 기준에 대한 성분들의 중량%
	시료
성분	AA	BB	CC
PVP K-30144	14.7	14.7	13.4
STEPANTEX 653145	30.0	29.9	27.3
A-187146	1.8	1.8	1.6
A-174147	3.7	3.7	3.3
EMERY 6717148	2.4	2.4	2.2
MACOL OP-10149	1.6	1.6	1.5
TMAZ-81150	3.3	3.3	3.0
MAZU DF-136151	0.2	0.2	0.2
ROPAQUE HP-1055152	0	42.4	0
ROPAQUE OP96153	42.3	0	38.6
RELEASECOAT-CONC 25154	0	0	6.3
POLARTHRMPT 160155	0	0	2.6
144뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼즈에서 시판하는 폴리비닐 피롤리돈.145뉴저지주 메이우스 소재의 스테판 캄파니에서 시판하고 있음.146뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란.147뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란.148오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 시판하는 부분적으로 아미드화된 폴리에틸렌 이민(등록상표).149에톡시화된 알킬페놀으로서 OP-10 SP가 촉매를 제거하기 위하여 사후처리를 받아야 한다는 것을 제외하고는 MACOL OP-10과 유사한데, MACOL OP-10은 현재 시판되지 않고 있음.150뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 소르비톨 에스테르의 에틸렌 옥사이드 유도체.151뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 소포제.152펜실베니아주 필라델피아 소재의 롬앤드하스(Rohm & Haas) 캄파니에서 시판하는 1.0마이크론 입자 분산액.153펜실베니아주 필라델피아 소재의 롬앤드하스(Rohm & Haas) 캄파니에서 시판하는 0.55마이크론 입자 분산액.154테네시주 오크 릿지 소재의 ZYP 코팅즈에서 시판하는 보론 니트라이드 분산액155오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 시판하는 보론 니트라이드 분말입자.

각각의 사이징 조성물(AA, BB 및 CC)에 의해 크기가 부여된 실의 경우 슐저 루티 모델 5200 공기제트 직기(loom)을 사용하여 7628 스타일 패브릭을 엮는씨실(fill yarn)로 사용되었다. 날실은 상이한 수진 상용성 사이징 조성물¹⁵⁶에 의해 코팅된 섬유를 사용한 꼬여진 G-75 E-유리 섬유 스트랜드이었다. 상기 패브릭을 140 ℃의 Tg를 갖는 FR-4 에폭시 수지(캘리포니아주 아나하임 소재의 넬코 인터네셔날 코포레이션에 의해 4000-2로 명명)를 사용하여 프리프레그(prepreg) 가공을 행하였다. 사이징 조성물은 프리프레그 가공을 행하기 전에 패브릭로부터 제거하지 않았다. 라미레이트는 1온스 구기의 2개 층 사이에 프리프레그 가공을 행한 물질의 8겹을 적층시키고, 이들을 355 ℉(약 179 ℃)의 온도하에서 150분동안(총 사이클 시간) 제곱인치당 300파운드의 압력(약 2.1 megaPascal)으로 라미네이팅하여 제조하였다. 구리를 함유하지 않은 라미네이트의 두께는 0.043인치(약 0.11cm)에서 0.050인치(약 0.13cm)의 범위 내에 있었다.

발포공정이 종료된 후에 상기 라미네이트 물질(제조된 섬유 스트랜드에 따라 AA, BB 및 CC라고 명명)에 대하여 시험을 행하였으며, 그 결과를 하기 표 9B에 나타내었다. 시험기간동안 첫 번째 라미네이트와 동시에 시험한 라미네이트 BB는 사이징 조성물 시료 AA에 의해 코팅된 유리섬유 실 (이하 '라미네이트 시료 AA1)로부터 제조되었다. 이후, 라미네이트 CC는 사이징 조성물 시료 CC에 의해 코팅된 유리섬유 실 (이하 '라미네이트 시료 AA2)로부터 제조된 두 번째 라미네이트와 동시에 시험하였다.

		라미네이트 시료
시험항목	단위	AA1×	BB×	AA2××	CC××
평균두께	인치	0.048	0.048	0.053-0.055	0.053-0.055
납땜 부유물	초	409	386	235	253
납땜 침적	초	320	203	243	242
굴곡강도 휨 방향157	kpsi	99	102	91	90
굴곡강도 휨 방향158	kpsi	86	81	73	72
주) ×2개의 시료기준.××3개의 시료기준.156PPG 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판하는 섬유 유리 실제품으로서 상기 회사의 1383 결합제에 의해 코팅된 G-75 유리섬유 실로 명명되고 있음.157Per IPC-TM-650 "라미네이트의 굴곡강도(대기온도하에서)", 12/94, 수정판 B.158상동.

납땜 부유물 시험은 550℉(약 288℃)의 공융 납-주석 납땜 욕조상에서 벗겨지는 현상이나 탈라미네이트화가 관찰될 때 까지 4인치/4인치 제곱(10.16cm/10.16cm)의 구리를 입힌 라미네이트를 부유시킴으로써 실시되었다. 최초의 벗겨지는 현상이나 탈라미네이트가 발생하는 시간을 초단위로 기록하였다.

납땜 침적시험은 라미네이트 시료를 절단한 후에 에칭에 의해 상기 시료로부터 구리를 제거하고 시료의 단면을 연마제로 부드럽게 하여 60분동안 250℉(약 121℃)의 온도와 제곱인치당 15파운드(약 0.1 megaPascal)의 압력 쿠커(cooker)에 시료를 위치시켰다. 하기 표에서 상기 시험은 압력 쿠커시험으로 기재된 바 있다. 상기 시료를 60분간 노출시킨 후 압력 쿠커로부터 제거하고 가볍게 두둘겨서 건조시킨 다음에 벗겨지는 현상이나 탈라미네이트화가 관찰될 때 까지 550℉(약 288℃)의 공융 납-주석 납땜 욕조상에 침적시켰다. 최초의 벗겨지는 현상이나 탈라미네이트가 발생하는 시간을 초단위로 기록하였다.

굴곡강도 시험은 이미 언급된 바 있는 IPC 기준에 따라 실시하였다.

각각의 사이징 조성물 AA, BB 및 CC에 의해 크기가 부여된 섬유 스트랜드를 상용하여 제조된 라미네이트 AA, BB 및 CC는 인쇄화된 회로보드에 대한 전기 지지체로서 이용가능한 특성을 가졌다(표 9B에 기재함).

하기 시험은 관련시료 AA, BB 및 CC에 대하여 실시한 것이며 그 결과를 표 9C에 나타내었다.

		시료
시험항목	단위	AA	BB	CC
DSC에 의한 절대온도, 0/30/60분	℃	141/140/139	140/141/141	138/140/139
압력 쿠커	습도흡수율(%)	0.37	0.37	0.38
물 저항159	중량이득(%)	0.12	0.09	0.09
DMF 저항	중량이득(%)	0.35	0.27	0.29
MeCl2저항160	중량이득(%)	0.77	0.82	0.68
구리 필(peel) 강도161(휨/메워짐)	파운드	11.8/11.0	12.1/11.1	11.2/11.4
라미네이트간 결합강도162	인치당 파운드	12.8	14.2	15.4
159Per IPC-TM-650, No. 2.6.2.1, "Water Absorption, Metal Clad Plastic Laminates", 5/86, Revision A.160Per IPC-TM-650, No. 2.3.4.3, "Chemical Resistance of Core Materials to Methylene Chloride", 5/86.161Per IPC-TM-650, No. 2.4.8, "Peel Strength: As Received, After Thermal Stress, After Process Chemicals", 1/86, Revision B.162Per IPC-TM-650, No. 2.4.40, "Inner Layer Bond Strength of Multilayer Printed Circuit Boards", 10/87

실시예 10

표 10에 개시된 양의 각각의 성분을 혼합하여 본 발명에 따른 수성 사이즈 조성물 시료 DD, EE 및 FF를 형성하였다. 총 중량을 기준으로 0.5중량% 미만의 아세트산이 각각의 조성물에 포함되었다.

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
	샘플
성분	DD	EE	FF
PVP K-30163	12.3	11.7	12.3
스테판텍스 653164	25.0	23.9	25.0
TMAZ-81165	3.5	3.9	2.7
마콜 OP-10166	1.8	2.0	1.4
폴라썸 PT 160167	2.4	2.3	2.4
에머리 6717168	2.0	2.0	2.0
A-174169	3.1	2.9	3.1
A-187170	1.5	1.4	1.5
릴리즈코트-콘크 25171	5.7	5.5	5.6
마주 DF-136172	0.2	0.2	0.2
로파크 OP-96173	35.2	33.7	35.3
플렉솔 LOE174	7.3	10.5	0
플렉솔 EPO175	0	0	7.3
고형물 중량%	3.4	3.5	3.4
LOI	0.42	0.39	0.30
163뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈164일리노이주 시카고 소재의 스테판 캄파니에서 상업적으로 시판하는 스테판텍스 653165뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는TMAZ-81 솔비톨 에스테르의 에틸렌 옥사이드 유도체166마콜 OP-10 에톡실화 알킬페놀; 이 물질은 OP-10 SP가 촉매 제거를 위해 후처리를 받는 것을 제외하고 마콜 OP-10 SP와 유사하다; 마콜 OP-10은 더 이상 시판하지 않는다167오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 케미칼스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸(등록상표) PT 160 질화 붕소 분말168오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 에머리(등록상표) 6717 부분 아미드화 폴리에틸렌 이민169뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란170뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란171테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는, 수중 약 25 중량% 질화 붕소 입자의 분산액인 오르팩 보론 니트라이드 릴리즈코트-콘크 25 질화 붕소 분산액172뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 마주 DF-136 소포제173펜실바니아주 필라델피아 소재의 롬 앤 하스 캄파니에서 상업적으로 시판하는 로파크(등록상표) OP-96, 0.55 ㎛ 입자 분산액174코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플렉솔 LOE 에폭시화 아마인유175코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플렉솔 EPO 에폭시화 대두유

표 10의 각각의 수성 사이즈 조성물을 사용하여 G-75 E-유리 섬유 스트랜드를 형성하는 유리 섬유를 피복시켰다. 각각의 피복된 유리 섬유 스트랜드는 종래의 꼬임장치를 이용하여 유사한 방식으로 건조시킨 후, 꼬여서 실을 형성하고 감겨서 얼레를 형성한다.

시료 DD의 실은 피복된 실을 시료 DD와 유사하나 에폭시화된 아마유 오일을 함유하지 않은 사이징 조성물에 의해 피복된 실(이하 "비교용 시료 1")과 비교하여 평가하였다. 이와 같은 비교시험은 공기 분사 직기상에서 엮어진 7628 스타일 패브릭의 외관에 대한 시각검사를 포함하였다. 엮어진 패브릭은 날실로서 상이한 수지 상용성 사이징 조성물¹⁷⁶에 의해 코팅된 섬유를 포함하는 꼬여진 G-75 E-유리 섬유 스트랜드를 메우는 실로 시료 DD를 사용한 바 있다. 시료 DD에 의해 코팅된 실로 엮어진 패브릭의 경우 비교용 시료 1에 의해 코팅된 실로 엮어진 패브릭과 비교시에 직기상의 접촉점, 특히 실 누적기상에서 수거된 보풀량이 적었을 뿐만 아니라 푸석푸석한 보풀의 발생량도 적었음이 관찰되었다. 직기상에서 관찰된 최초 보풀양이 높게 나타났기 때문에 시료 EE 또는 FF에 의해 코팅된 섬유를 사용하는 실로 패브릭을 엮지 않았다. 상기와 같은 상황은 과량의 보풀형성을 방지하는데 요구되는 수치보다 낮은 강열감량의 결과로 믿어지고 있다. 본 발명에 따르면, 상기 사이징 조성물에 대한 최소 0.40의 강열감량값이 패브릭을 엮는 과정동안에 보풀형성을 감소시키는데 요구된다고 생각되고 있다.

실시예 11

시료 AA, BB, CC 및 비교용 시료 2¹⁷⁷(전분/오일 사이징에 의해 피복된 실)의 여러 물성, 예를 들면 강열감량(LOI), 공기 분사 상용성(공기 견인) 및 마찰력에 대해 평가하였으며 그 결과를 하기 표 11에 나타내었다.

각 샘플의 강열감량(유리의 총중량으로 나눈 성형 사이즈 조성물에 대한 고형분의 중량% 및 건조된 성형 사이즈 조성물)이 하기 표 11에 개시되어 있다.

각각의 실을 실에 인장을 가하는 체크라인 인장계 및 138kPa(제곱인치당 20파운드)의 공기 압력에서 루티(Ruti) 2mm 직경의 에어노즐을 통하여 1분당 274m(300야드)의 제어된 공급 속도에서 실을 공급함으로써 공기 견인력 또는 인장에 대하여 평가하였다.

또한, 인장측정장치들 사이에 직선경로로부터 5cm에 실을 위치시키도록 그 사이에 탑재된 약 5cm(2인치)의 정적 크롬 포스트를 갖는 한쌍의 종래의 인장측정장치를 통해 1분당 274m(300야드)의 속도로 시료를 잡아 당기면서 각각의 실 시료에 약 20g의 인장을 가함으로써 각각의 시료 및 비교용 시료 2에 대한 마찰력을 평가하였다. g단위인 힘의 차이를 하기 표 11에 나타내었다. 상기 마찰력 시험은 직조 조작동안에 실에 가해지는 마찰력을 모의하기 위한 것이다.

시험기간동안 시료 BB 및 비교용 시료 2는 사이징 조성물 시료 AA에 의해 코팅된 유리섬유 실 (이하 '시료 AA3')의 첫 번째 양으로서 동시에 테스트하였으며, 시료 CC는 사이징 조성물 시료 AA에 의해 코팅된 유리섬유 실 (이하 '시료 AA4')의두 번째 양으로서 동시에 테스트하였다. 시료 AA3, AA4 및 BB의 고형분 함량은 2.8중량%이었다. 시료 CC의 고형분 함량은 3.2중량%이었다. 비교용 시료 2의 고형분 함량은 5.9중량%로 관찰되었다.

	시료
	AA3	BB	2	AA4	CC
강열감량(중량%)	0.42	0.49	1.11	0.38	0.37
공기 견인력(g)	56.2	51.2	52.9	58.8	53.2
마찰력(g)	53.6	61.5	95.1	48.8	68.9

표 11에 나타낸 바와 같이 사이징 조성물 시료 AA, BB 및 CC는 비교용 샘플 2(전분/오일 결합제)와 비교할 수 있는 공기 견인력을 가지고 있음이 확인되었다. 더구나, 사이징 조성물 시료 AA, BB 및 CC에서 비교용 시료 2와 비교하여 더 낮은 마찰력이 관찰되었다는 것은 실을 엮는 과정중에 실이 직기의 누적체에서 보다 용이하게 제거될 수 있음을 보여주는 것이라고 할 수 있다.

실시예 12

하기 표 12에 표시된 압력하에서 한개의 얼레 시료에 대해 공기 견인력 값을 측정한 것을 제외하고는 상기 실시예 11과 유사한 방법으로 시료 AA, BB 및 CC는 비교용 시료 2에 대한 공기 견인력을 평가하였다.

각각의 실의 경우 영국의 SDL 인터내셔날 인코포레이티드에서 시판하는 셔리(Shirley) 모델 84 041L의 끊어진 필라멘트 탐지기를 이용하여 1분당 200m에서 실의 1200m에 대해 끊어진 필라멘트의 평균 수를 평가하였다(시험예 1로서 표 12에 개시함). 이들 값은 각 실의 4개의 얼레에서 측정된 평균을 나타낸다. 끊어진 필라멘드 값은 완전한 얼레, 얼레로부터 풀린 실의 227g(0.5파운드)를 제거한 동일한 얼레 및 4540g(10파운드)를 제거한 동일한 얼레로부터 보고되어 있다.

또한, 각각의 실에 대하여 그 인장 및 마멸성이 증가된 상태에서 끊어진 필라멘트의 수를 평가하였다(시험예 2로서 표 12에 개시함). 상기 실험예 2에서 200m/분의 속도로 얼레로부터 실의 시료를 풀어서, 균일한 인장제어장치(흔히 '게이트 인장장치'라고 함) 상에서 실을 일련의 8개의 평행한 세라믹 핀을 통해 실을 꿰고 실을 상기에 언급한 셜리의 끊어진 필라멘트 탐지기(상기에서 언급함)를 통과시켜 끊어진 필라멘트의 수를 계수함으로써 결정된다.

인장장치상에서 핀의 공간은 상이한데, 이는 실에서 다양한 수치의 인장값을 부여하기 위하여 상이한 다이알 세팅 (dial settign)을 이용하기 때문이다. 이와 같은 특정 테스트에서는 남 캐로라이나주의 스틸 헤들 캄파니에서 시판하는 모델 UTC-2003 인장장치를 사용하였다. 끊어진 필라멘트는 실의 1m당 끊어진 필라멘트의 수로 하여 보고하였다. 시료 AA, BB 및 CC는 비교용 시료 2에 대한 시험결과를 하기 표 12에 나타내었다. 실시예 11과 유사한 방식으로 시료 BB 및 비교용 시료 2는 사이징 조성물 시료 AA에 의해 코팅된 유리섬유 실 (이하 '시료 AA5')의 첫 번째 양으로서 동시에 테스트하였으며, 이후 시료 CC는 사이징 조성물 시료 AA에 의해 코팅된 유리섬유 실 (이하 '시료 AA6')의 두 번째 양으로서 동시에 테스트하였다.

	시료
	AA5	BB	2	AA6	CC
공기 견인력(g)
15psi	46.10	42.50	42.23	47.47	42.33
20psi	56.20	51.20	52.94	58.84	53.18
25psi	67.33	60.30	64.13	69.45	67.66
30psi	77.34	70.84	75.74	75.29	77.63
35psi	89.42	89.96	85.96	83.70	82.74
40psi	104.97	101.21	98.48	87.23	92.18
45psi	113.41	107.74	110.34	99.91	102.91
실험예1
완전한 얼레	0.170	0.882	0.032	1.735	0.066
227g(0.5파운드)	0.160	0.648	0.041	0.904	0.075
4540g(10파운드)	0.098	1.348	0.008	0.518	0.022
실험예 2
세팅2	0.683	5.017	0.119	0.372	0.011
세팅3	0.753	4.772	0.083	0.450	0.017
세팅4	0.713	3.753	0.147	0.367	0.017
세팅5	1.267	4.025	0.150	0.811	0.061
세팅6	1.608	8.383	0.322	0.286	0.044
세팅7	4.128	6.517	0.611	0.403	0.058
세팅8	4.472	14.800	0.978	0.406	0.128

표 11에 나타낸 바와 같이, 사이징 시료 AA, BB 및 CC는 비교용 시료 2(전분/오일 결합제)와 비교할 수 있는 공기 견인력 값을 갖는다.

실시예 13

상이한 사이징 조성물을 함유한 실에 의해 구성된 프리프레그(prepreg) 복합패브릭로부터 제조한 전기적 등급의 라미네이트를 시험하여 이들의 천공특성을 평가하였는데, 보다 상세하게는 (i) 라미네이트를 통하여 드릴구멍에 사용된 드릴의 선단 마모, 및 (ii) 라미네이트를 통하여 천공된 구멍의 위치적 정확도에 대하여 평가하였다. 대조군 GG 및 시료 HH는 라미네이트로서 상기에 언급한 7628 스타일 패브릭을 통합한 것이다. 대조군 GG의 패브릭은 클라크 쉬바벨에서 시판하고 있는 것으로 가열하여 청결을 유지한 후 실란으로 마무리한 패브릭로서 7628-718로 확인되고 있다. 시료 HH의 패브릭은 본 발명의 참고용 및 표 13A에 개시된 바와 같이, 수지 상용성 사이징에 의해 코팅된 유리섬유를 함유하는 씨실로부터 엮어진 것이다. 또한, 상기 패브릭은 날실로서 시료 HH를 포함하다고 있다고 생각된다. 그러나, 날실이 PPG 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판하는 1383 유리섬유 실제품일 가능성도 있다. 시료 HH에 엮어진 유리섬유는 0.35%의 강열감량을 가졌다.

시료 HH에 사용된 사이징과 관련하여 총 고형물 기준에 대한 성분들의 중량%

성분	시료 HH
RD-847A178	27.0
DESMOPHEN 2000179	36.2
PVP K-30180	9.0
A-187181	2.1
A-174182	4.4
PLURONIC F-108183	9.0
VERSAMID 140184	4.4
MACOL NP-6185	5.4
POLARTHERM PT 160186	0.9
RELEAECOAT-CONC 25187	1.5
초산	<0.1
178오하이오 콜롬버스 소재의 보덴 케미칼즈에서 시판하는 폴리에스테르 수지.179펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 시판하는 폴리에틸렌 아디페이트 디올.180뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼즈에서 시판하는 폴리비닐 피롤리돈.181뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란.182뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란.183뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체.184오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 시판하는 폴리아미드.185뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 노닐페놀 계면활성제.186오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 시판하는 보론 니트라이드 분말입자.187테네시주 오크 릿지 소재의 ZYP 코팅즈에서 시판하고 있음.

프리프레그는 핸드 레이업 방식으로 제조되었는데, 이 방식에서는 표준 FR-4 에폭시 수지(셀 케미칼 캄파니에서 시판하는 EPON 1220-A80 수지)를 페인트 솔을 사용하는 패브릭에 적용하고 있다. 상기 수지에 의해 포화된 패브릭을 즉각 건조시킨 후, 171 ℃(약 340℉)의 온도에서 124초의 원하는 겔 시간에 도달할 때 까지 163 ℃(약 325℉)의 온도에서 3 ∼ 3.25분간 배출구가 달린 뜨거운 공기 오븐에서 B 단계를 수행하였다. 프리프레그를 46cm/46cm(18인치/18인치)의 단편으로절단하고 그 중량을 달아 수지함량을 측정하였다. 44%±2%의 수지함량을 가진 프리프레그 만을 이후의 라미네이트 공정에 사용하였다.

프리프레그는 높이를 8층으로 적층하였으며 177 ℃(약 350℉)의 온도와 345 newton/cm²(500 psi)의 조건하에서 70분동안 와바시 프레스(Wabashi Press)에 의해 성형시켰다. 라미네이트의 경우 각종 수치의 에어 엔트랩트먼트가 관찰되었다. 이러한 현상은 라미네이트 과정시에 진공상태의 결여와 온도 램핑(ramping)에 기인되는 것으로 생각된다.

공구마모분석

첫 번째로 실시된 일련의 시험은 드릴 선단의 마모를 평가하기 위한 것이었다. 선단 마모는 '드릴 선단 백분율 마모'로 나타내었으며 이는 하기 공식을 이용하여 산출하였다.

드릴 선단 백분율 마모 = 100 x (P_i-P_f)/P_i

위 식에서 P_i는 프라이머리 절단 모서리의 최초 넓이, P_f는 지정한 구멍을 드릴링한 후 프라이머리 절단 모서리의 최초 넓이를 나타낸다.

상기 드릴링은 단일의 헤드 드릴링기를 이용하여 실시하였다. 두께가 0.203mm(0.008 인치)의 알루미늄 진입구와 두께가 1.88mm(0.074인치)의 페이퍼 코아 페놀에 의해 피복된 지지체를 포함하는 높이가 3층으로 적층된 라미네이트에 대하여 상기 드릴링을 실시하였다. 3층의 라미네이트를 드릴링하는 것은 업계에서 일반적으로 사용하는 있는 표준방식이다. 드릴 선단 백분율 마모는 2개의 드릴 직경, 즉 0.35mm(0.0138인치) 및 0.46mm(0.018인치)에 대하여 측정하였다. 상기 드릴은 캘리포니아주 가르데니아 소재의 트론 캄파니에서 시판하는 시리즈용 508 텅스텐 카바이드 드릴을 사용하였다. 상기 드릴링 공정시에 칩의 부하는 각 공구당 0.001를 항상 유지하였다. 본 발명에서 사용되는 '칩의 부하'는 분당 회전수(rpm)로 측정된 주축 속도에 대하여 분당 인치로 측정된 드릴 삽입속도의 비율을 의미한다. 0.35mm의 직경을 가진 드릴의 경우 1분당 주축 속도는 100,000rpm이었으며 삽입속도는 100인치(254cm)로 관찰되었다. 0.46mm의 직경을 가진 드릴의 경우 1분당 주축 속도는 80,000rpm이었으며 삽입속도는 80인치(203cm)로 관찰되었다. 1분당 2.54m(1000인치)의 철회속도와 1.65mm(0.065인치)의 상부 드릴 헤드 상한거리는 상기 2개의 도구 직경에 일정하게 유지시켰다. 본 발명에서 사용되는 '드릴 헤드 상한거리'는 드릴 선단이 라미네이트의 상부 표면 이상으로 철회되는 거리를 의미한다.

드릴 선단 백분율 마모는 도 12에 나타낸 바와 같이 500개의 구멍 드릴링 패턴을 기준으로 측정하였는데, 이에는 0.635cm x 10.16cm(0.25인치 x 4 인치) 블록(단면 1280)으로 천공된 391개의 구멍을 포함하여 10 x 10 구멍의 패턴으로 100개의 구멍(단면 1282) 및 3 x 3 구멍의 패턴으로 9개의 구멍(단면 1284)으로 이루어지게 된다. 각 단면의 구멍들은 제곱 cm당 62개의 구멍(제곱인치당 400개의 구멍)의 밀도로 드릴링을 행하였다. 상기 패턴은 총 2000개에 대하여 3번의 추가 회수를 통하여 반복되었다.

실험예 1 및 2를 위한 드릴링은 우닐린(Uniline) 2000 단일 헤드 드릴링기를 사용하여 실시하였으며 실험예 3을 위한 드릴링은 CNC-7 단일 머리 드릴링기를 사용하여 실시하였다. 상기 2개의 드릴링기는 워싱톤주 벨레부 소재의 에스테르린 테크놀로지스에서 시판하고 있다.

표 13B는 상기에 언급한 패턴에 따라 2000개의 구멍을 천공한 후에 0.35 및 0.46mm의 직경을 가진 드릴에 대해 대조군 GG 및 시료 HH의 드릴 선단 백분율 마모를 나타낸 것이다. 각각의 시험은 새로운 드릴 비트(bit)로 시작하였다.

		대조군 GG	시료 HH
실험예 10.35mm 직경의 드릴	공구의 수	3	3
	평균 드릴 선단 백문율 마모	28.8	22.2
실험예 20.46mm 직경의 드릴	공구의 수	20	20
	평균 드릴 선단 백문율 마모	34.0	24.4
실험예 30.46mm 직경의 드릴	공구의 수	10	10
	평균 드릴 선단 백문율 마모	30.8	29.3

표 13B에 나타낸 바와 같이, 라미네이트 매트릭스 수지와 상용성이 있는 본 발명의 사이징 조성물로 코팅한 유리섬유 필라멘트를 포함하고 있는 실험예 1 및 2의 시료 HH는 실란을 함유한 마무리 사이징 조성물로 코팅하기 전에 가열에 의해 청결성을 유지시켜야 하는 유리섬유 필라멘트를 포함한 대조군 GG에 비해, 2000개의 구멍을 천공한 후에 유의적으로 낮은 드릴 선단 백분율 마모가 관찰된 바 있다. 실험예 3은 시료 HH의 경우 낮은 수치의 드릴 선단 백분율 마모를 나타내고 있으나이는 드릴링 시험에서 실험예 1 및 2에 사용된 우닐린 2000 드릴링기보다 사용된 CNC 드릴링기의 연수가 오래되었고 드릴링 제어능력이 떨어진다는 사실에 기인하다고 생각된다.

위치적 정확도

라미네이트의 드릴링 성능을 평가하는데 사용되는 통상적 측정기준은 구멍의 위치적 정확도이다. 이 시험은 그 의도된 위치에서 실제적 구멍이 위치한 거리의 오차를 측정하는데 그 목적이 있다. 구멍의 위치는 의도된 구멍의 위치나 그 정확한 구멍의 위치로부터 가장 큰 불일치를 나타날 것으로 기대하고 있기 때문에 드릴이 3층의 라미네이트 적층부위에서 빠져나간 후에 그 하부 라미네이트의 낮은 표면에 대하여 측정을 실시하였다. 이러한 차이는 '오차거리', 즉 라미네이트의 표면상에서 천공된 구멍의 실제적으로 올바른 중심에서 해당 구멍의 의도된 올바른 중심까지의 거리라는 측면에서 평가하였다. 이 오차거리는 상기에서 언급한 500개의 구멍에 대한 천공을 4회 반복하여 각각의 공구가 총 2000개의 구멍을 천공한 후에 측정하였다. 상기 오차거리는 마지막으로 천공된 100개의 구멍 패턴, 즉 마지막으로 천공된 단편 582에 대하여 측정하였다. 해당 구멍의 드릴링은 상기에서 언급한 바와 같이 투론 컴파니에서 시판하는 0.46mm(0,018인치)의 직경을 가진 시리즈용 508 드릴을 사용하여 시행하였다. 공구 마모시험에서 이용된 바와 같이, 드릴에 대한 주축속도는 80,000rpm이었으며 0.001의 칩 부하에 대한 1분당 삽입속도는 80인치였다. 상기 시험의 경우 각각의 시험에 새로운 드릴을사용하여 대조군 GG 및 시료 HH에 대하여 8번을 반복 실시하였다.

표 13C는 2000개의 구멍을 천공한 후에 대조군 GG 및 시료 HH에 대한 위치적 정확도의 시험결과이다.

	대조군 GG	시료 HH
드릴의 수	8	8
평균 오차거리(㎛)	38	28

표 13C에 나타낸 바와 같이, 시료 HH는 대조군 GG에 비하여 보다 낮은 오차거리를 나타내었는데, 이는 라미네이트가 다수의 구멍과 회로를 통합하는 전기 지지체로서 사용시에 특히 유의적인 사항으로 생각된다. 이와 같은 시험결과는 상기 표 13B에 나타낸 드릴 선단 백분율 마모데이터와 일치하는 것이다. 보다 구체적으로 설명하면, 보다 적은 드릴 선단 백분율 마모를 나타내는 라미네이트의 경우 보다 적은 오차거리를 나타낼 수 있다고 기대될 수 있는 바, 이는 드릴 선단이 보다 많은 수의 천공에 대하여 보다 예리하다는 사실을 입증하고 있기 때문이다.

실시예 14

본 실시예에서는 드릴 공구 백분율 마모시험을 추가적으로 실시하였다. 이와 같은 마모시험을 실시하기 위하여 전기적 등급의 상기에서 언급한 7628 스타일 패브릭을 혼합한 라미네이트인 대조군 JJ 및 시료 AA, BB 및 KK를 사용하였다. 대조군 JJ의 패브릭은 클라크-쉬베벨 인코포레이트에서 시판하는 7628-718 패브릭을 사용하였다. 시료 AA, BB 및 KK의 패브릭은 실시예 9의 표 9A 및 하기 표 14A에 개시된 바와 같이, 수지 상용성 사이징에 의해 코팅된 유리섬유를 함유하는 씨실로부터 엮어졌으며, 날실은 상이한 폴리머 매트릭스물질 상용성 코팅조성물¹⁸⁸에 의해 피복된 유리섬유를 함유하고 있다.

시료 KK에 사용된 사이징과 관련하여 총 고형물 기준에 대한 성분들의 중량%

	총 고형물 기준에 대한 성분들의 중량%
	시료
성분	KK
PVPK-30189	13.4
A-187190	1.9
A-174191	3.8
EMERY 6717192	1.9
SAG 10193	0.2
RELEASECOAT-CONC 25194	3.8
POLARTHERM PT 160195	5.9
RD-847A196	23.0
DESMOPHEN 2000197	31.0
PLURONIC F-108198	8.4
ALKAMULES EL-719199	2.5
ICONOL NP-6200	4.2
강열감량(%)	0.35
188PPG 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판하는 섬유 유리 실제품으로서 상기 회사의 1383 결합제에 의해 코팅된 G-75 유리섬유 실로 명명되고 있음.189뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼즈에서 시판하는 폴리비닐 피롤리돈.190뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란.191뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란.192오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 시판하는 부분적으로 아미드화된 폴리에틸렌 이민193코네시컷주 그린위치 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 소포제.194테네시주 오크 릿지 소재의 ZYP 코팅즈에서 시판하는 보론 니트라이드 분산액.195오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 시판하는 보론 니트라이드 분말입자(등록상표).196오하이오 콜롬버스 소재의 보덴 케미칼즈에서 시판하는 폴리에스테르 수지.197펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 시판하는 폴리에틸렌 아디페이트 디올.198뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체.199롱프랑에서 시판하는 폴리옥시에틸화된 야채오일.200뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 알콕시화된 노닐 페놀.

이어서 패브릭을 140℃의 절대온도를 갖고 있는 FR-4 에폭시 수지(캘리포니아주 아나하임 소재의 넬코 인터네셔날 코포레이션)를 함유한 프리프레그에 형성시켰다. 사이징 조성물은 프리프레그 과정 이전에 패브릭로부터 제거하지 않았다. 라미네이트는 8겹의 프리프레그 물질 및 4개층의 1온스 구리(이하에 기재함)를 적층시키고 이들을 150분(총 사이클 시간)동안 355℉(약 179℃)의 온도와 제곱인치당 300파운드(약 2.1 megaPascal)의 압력에서 라미네이트화시켰다. 구리를 입힌 라미네이트의 두께는 0.052인치(약 0.132cm) 내지 0.065인치(약 0.165cm)의 범위내에 있었다. 라미네이를 형성하기 위하여 8개의 프리프레그를 하기와 같은 방식으로 구리층과 함께 적층시켰다.

광채를 띤 하나의 구리층(1 oz/ft²)

3개의 프리프레그층

하나의 역처리 호일 구리층(1 oz/ft²)

2개의 프리프레그층

하나의 역처리 호일 구리층(1 oz/ft²)

3개의 프리프레그층

광채를 띤 하나의 구리층(1 oz/ft²)

마무리된 라미네이틀르 40.4cm x 50.8cm (16인치 x 20인치)의 길이로 절단하였다. 드릴링 공정은 우닐린 2000 단독 헤드 드릴링기를 사용하여 실시하였다. 두께가 0.010dlscl(0.254mm)의 알루미늄 진입구와 두께가 0.1인치(2.54인치)의 알루미늄을 입힌 입자판을 포함하는 높이가 3층으로 적층된 라미네이트에 대하여 상기 드릴링을 실시하였다. 드릴공구 백분율 마모는 캘리포니아주 가르데니아 소재의 투론 컴파니에서 시판하는 0.34mm(0.0135인치)의 직경을 가진 시리즈용 80 텅스텐 카바이드 드릴을 사용하여 측정하였다. 드릴링 시의 칩의 부하는 0.001을 유지하였으며, 드릴에 대한 주축속도는 95,000rpm 및 1분당 삽입속도는 95인치(241cm)였다. 드릴의 철회속도는 1분당 90인치(2.29m)이었으며 상부 드릴헤드 한계점은 0.059인치(1.5mm)로 관찰되었다.

드릴 선단 백분율 마모는 1500 및 2500개의 구멍을 갖는 드릴링 패턴을 기준으로 조사하였다. 각 단면의 구멍을 제곱센치당 28개의 구멍(제곱인치당 약 178개의 구멍)의 밀도로 천공하였다.

하기 표 14B는 1500 및 2500개의 구멍을 천공한 후에 대조군 JJ 및 시료 AA, BB 및 KK에 대한 드릴 선단 백분율 마모를 보여주고 있다. 각각의 구멍은 매회 새로운 기계를 사용하여 천공하였고 각층의 라미네이트는 10개의 1500 구멍군과 10개의 2500 구멍군을 가졌다. 각각의 섬유타입에 대하여 3개층의 라미네이트를 드릴링하여 30회의 드릴링에 대한 드릴 선단 백분율을 각 시료에 대하여 측정하였다.

	드릴 선단 백분율 마모
	시료 AA	시료 BB	시 료 KK	대조군 JJ
1500개의 구멍	21.5	19.5	19.8	24.9
2500개의 구멍	28.0	24.3	25.3	28.3

표 14B에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 라미네이트 매트릭스 수지와 상용성이 있는 사이징 조성물로 코팅된 유리섬유 필라멘트를 포함하는 시료 AA, BB및 KK의 경우 실란을 함유한 마무리 사이징 조성물로 코팅하기 전에 가열에 의해 청결성을 유지시켜야 하는 유리섬유 필라멘트를 포함한 대조군 JJ에 비해, 유의적으로 낮은 백분율 마모가 관찰되었다. 2000개의 구멍을 천공한 후에 시료 AA, BB 및 KK의 드릴 선단 백분율 마모량은 대조군 JJ보다 계속 낮았으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 이와 같은 현상은 대다수의 공구 마모는 구멍군의 드릴링에서 마지막 구멍보다 초기에 천공한 구멍에서 일어날 수 있다고 생각된다.

상기 결과에 따라, 본 발명을 제한하는 것은 아니지만, 본 발명에 따라 중합체 매트릭스 상용성 사이징 조성물에 의해 피복된 유리섬유를 함유하여 제조된 프리프레그는 약 32%의 드릴 선단 백분율 마모량을 가지는 것이 바람직하며, 특히 바람직하게는 30% 이상을 넘지 않아야 하며 아주 바람직하게는 0.46mm (약 0.018 인치)의 직경을 가진 텅스텐 카바이드를 사용하여 제곱인치당 400개의 구멍밀도와 0.001의 칩부하와 함께 8개의 프리프레그를 포함하는 3개층이 적층된 각각의 라미네이드에 대하여 2000개의 구멍을 드릴링한 후 측정시에 25%를 넘지 않는 것이 좋다.

또한, 상기 결과에 따라, 본 발명을 제한하는 것은 아니지만, 본 발명에 따라 중합체 매트릭스 상용성 사이징 조성물에 의해 피복된 유리섬유를 함유하여 제조된 프리프레그는 약 36㎛의 초차거리를 가지는 것이 바람직하며, 특히 바람직하게는 33㎛ 이상을 넘지 않아야 하며 아주 바람직하게는 0.46mm (약 0.018 인치)의 직경을 가진 텅스텐 카바이드를 사용하여 제곱인치당 400개의 구멍밀도와 0.001의 칩부하와 함께 8개의 프리프레그를 포함하는 3개층이 적층된 각각의 라미네이드에대하여 2000개의 구멍을 드릴링한 후 측정시에 31㎛를 넘지 않는 것이 좋다.

또한, 특정한 이론에 의해서 구애를 받는 것은 아니지만, 본 발명에 따른 유리섬유 코팅조성물에 함유된 고형 활탁제 및 하나의 특정한 구현예에서 질화붕소가 존재하는 경우 본 발명에 따른 라미네이트의 드릴링 특성을 개선시키는데 기여한다는 이론이 대두되고 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 고형 윤활제는 드릴 마모를 감소시키고 드릴 구멍의 위치적 정확도를 개선시키는데 기여할 수 있는 물질이라는 점이다.

본 발명에 따라 수지 상용성 사이징 조성물에 의해 피복된 유리섬유를 함유하여 제조된 라미네이트의 경우 개서된 드릴링 특성은 여러 가지 이점을 부여하고 있다. 첫 번째로, 보다 드릴기의 수명이 늘어나게 되면 기계의 날을 갈거나 폐기처분하지 않고 많은 수의 구멍을 천공할 수 있다는 점이다. 또한, 본 발명의 라미네이트를 통하여 천공된 구멍의 위치적 정확도가 기존의 라미네이트보다도 높은 것으로 확인되고 있기 때문에 3개 이상의 라미네이트를 적층시켜도 기존의 3개층을 가진 라미네이트에서 기대되고 있는 동일한 정확도로 한번의 드릴링을 실시할 수 있게 한다. 상기와 같은 두 가지 이점은 보다 경제적으로 효율적인 드릴링 공정을 가져 올 수 있다. 더구나, 라미네이트 상에서 천공된 구멍의 위치적 정확도가 개선되어 라미네이트를 포함하는 전기지지체의 품질을 개선시킬 수 있는 계기가 될 것이다.

실시예 15

표 15에 개시된 시료는 본 발명의 또 다른 구현예를 나타내고 있다. 코팅시료 LL을 제조하였으나 시험을 실시하지는 않았다. 코팅시료 MM-QQ는 제조하지 않았다.

	총 고형물 기준에 대한 성분들의 중량%
	시료
성분	LL	MM	NN	OO	PP	QQ
POLYOX WSR 301201	0.56	0.55	0.61	0.43	0.47	0.34
A-174202	3.68	4.31	4.74	3.32	3.68	2.61
A-187203	1.74	2.08	2.29	1.60	1.78	1.26
DYNAKOLL Si204	26.60	26.58		20.46		16.08
SERUMUL EN 668205	3.33
DESMOPHEN 2000206	40.58	39.93	43.92	30.75	34.14	24.15
SYNPERONIC F-108207	9.98
POLARTHERM PT 160208	5.46	5.45			6.00	6.00
ENREDUR 140209	4.43
PLURONIC F-108210		9.83	10.81	7.56	8.40	5.94
MACOL NP-6211		3.28	3.60	2.52	2.80	1.98
VERSAMID 140212		4.36	4.80	3.36	3.73	2.64
RELEASECOAT-CONC 25213	3.64	3.63			4.00	4.00
ROPAQUE OP96214			29.23	30.00	35.00	35.00
코팅시 추정 고형분(%)	5.4	5.6	5.1	7.3	6.5	9.3
201코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 시판하는 폴리(에틸렌 옥사이드).202뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란.203뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란.204스웨덴의 에카 케미칼즈 AB에서 시판하는 로진.205베네룩스의 콘 베아(CON BEA)에서 시판하는 에톡실화된 노닐페놀.206펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 시판하는 폴리에스테르 폴리올.207폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체; 이는 유럽의 PLURONIC F-108에 대응한다.208오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 시판하는 보론 니트라이드 분말입자.209벨기에의 시바 가이기에서 시판하는 폴리아미드 수지.210뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체.211뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 노닐페놀 계면활성제.212오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 시판하는 폴리아미드 수지.213테네시주 오크 릿지 소재의 ZYP 코팅즈에서 시판하는 보론 니트라이드 분산액.214펜실베니아주 필라델피아 소재의 롬앤드하스(Rohm & Haas) 캄파니에서 시판하는 0.55마이크론 입자 분산액.

실시예 16

라미네이트 공정시에 구리를 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 9에 기재된 물질과 제조방법에 의해 비도금된 라미네이트를 제조하였다. 각각의 비도금된 라미네이트를 52개로 절단하고 1인치 x 1/2인치(약 2.54cm x 약 1.27cm)의 길이를 가진 직사각형의 단편으로 하였다. 상기 단편의 절반을 휨 방향과 평행하게 절단하였으며, 또 그 단편의 절반을 메우기 방향과 평행하게 절단하였다. 각각의 라미네이트에서 절단한 26개의 직사각형 단편(13개의 단편은 휨 방향과 평행하게 절단하였으며 또 다른 13개의 단편은 메우기 방향으로 절단하였음)을 물과 함께 환류기에 넣고 물을 끓게 하였다. 상기 물은 24시간 끓도록 방치하였다. 24시간이 경과한 후 상기 단편을 물에서 제거하고 타월로 건조시켰다. 나머지 26개의 라미네이트 단편은 끓는 상태에 두지 않았다. 비도금된 대조용 라미네이트는 실험예의 라미네이트를 제조하는 상기 실시예 9와 유사한 방법으로 기존의 가열로 청결하게 하고 마무리된 섬유를 사용해서 제조한 후에 이를 상기와 같은 방법으로 절단하여 테스트하였다.

상기 끓이거나 끓이지 않은 단편들의 짧은 빔 전단응력을 ASTM D2344-84 방법에 따라 측정하였다. 하기 표 9에 나타낸 상기 시험결과에 따르면, 비도금된 시료 AA, BB 및 CC는 각각 사이징 조성물 AA, BB 및 CC에 의해 크기가 부여된 섬유(실시예 9)를 함유하고 있는 패브릭을 사용하여 제조된 라미네이트와 물성이 부합되었다. 상기에서 언급한 바와 같이, 대조용 시료는 가열로 청결하게 하고마무리된 섬유를 사용하여 제조하였다. 실험용 라미네이트(비도금된 시료 AA, BB 및 CC)의 두께는 0.050인치(약 0.127cm) 내지 0.063인치(약 0.160cm)의 범위내에 있었다. 시료 두께에 대한 전장길이의 비율은 5로 확인되었다.

실험예	단위	AA	BB	CC	대조용 시료
짧은 빔 전단강도, 무비등, 휨 방향	제곱인치당 파운드(megaPascal)	7787(54)	8477(56)	7769(54)	7382(51)
시료 두께 N=13	인치(cm)	0.060(0.152)	0.050(0.127)	0.056(0.142)	0.055(0.140)
짧은 빔 전단강도, 무비등, 메우기 방향	제곱인치당 파운드(megaPascal)	6626(46)	7594(52)	7118(49)	5506(38)
시료 두께 N=13	인치(cm)	0.061(0.155)	0.050(0.127)	0.060(0.152)	0.055(0.140)
짧은 빔 전단강도, 무비등, 휨 방향	제곱인치당 파운드(megaPascal)	5695(39)	6522(45)	5081(35)	4929(34)
시료 두께 N=13	인치(cm)	0.061(0.155)	0.051(0.130)	0.057(0.145)	0.057(0.145)
짧은 빔 전단강도, 무비등, 메우기 방향		5266(36)	5832(40)	5179(36)	4116(28)
시료 두께 N=13	인치(cm)	0.063(0.160)	0.051(0.130)	0.062(0.157)	0.056(0.142)

실험용 라미네이트(비도금된 시료 AA, BB 및 CC)에 대한 휨 방향 및 메우기 방향에서의 짧은 빔 전단강도 및 물을 끊이기 전후의 실험결과에서 본 발명의 라미네이트가 대조용 시료보다 높은 것으로 관찰되었다.

실시예 17

실시예 9의 표 9A에 개시된 사이징 조성물 CC에 의해 크기가 부여된 E-유리 섬유 스트랜드로부터 제조한 씨실 및 PPG 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판하는 1383 유리 섬유 실을 엮어서 공기 분사 직기를 이용하여 7628 스타일 섬유를 제조하였다. 상기 섬유를 프리프레그 과정을 거쳐 라미네이트로 형성한 실시예 8에 기재한 구리를 입힌 라미네이트를 형성하였다

이어서, 구리를 입힌 라미네이트 CC(실시예 9에 기재)를 가공화(즉, 드릴링, 판금 화 및 패턴화)하여 금속의 이동성능을 시험하고자 다수의 시험용 패턴을 갖고 이T는 시험용 보드에 위치시켰다. 보다 상세하게 설명하면, 각각의 보드는 도 13에 나타낸 바와 같이 7개의 유사한 회로패턴 1310의 세 가지 세트를 포함하고 있다. 한 가지 세트의 패턴은 보드의 X축을 지향하고 있으며, 또 다른 패턴은 보드의 Y축을 향하고 있는 반면에 나머지 하나는 보드를 가로 질러 45도의 각도를 유지하고 있다. 각각의 회로패턴 1310은 50열의 5개 드릴구멍을 포함하고 있으며, 각 구멍의 직경이 13.5 mm이며 인접한 열 사이에서 중심 대 중심의 공간은 40 ∼ 54.7mm이었다. 이들 구멍을 천공 시에 2개의 보드를 함께 적층시켜서 단독의 드릴링 조작이 가능하게 하였다. 각 패턴에서 구멍들의 교차된 열이 도 13에 나타낸 바와 같이 보드의 첫 번째 주요 표면을 따라 버스 바(bus bar) 1314 및 리드 1316에 의해 상호 연결되어 있다. 와이어 리드(wire lead)를 각 버스 바에 납땜하여 전원과 연결시키도록 하였다. 각 회로는 1K 옴의 표면 저항기를 포함하는데 이는 한 개의 회로가 단락된다고 해도 나머지 회로에 전원공급이 가능하도록 하기 위한 것이다. 각각의 보드를 76.7℃(170℉)의 온도에서 비이온수에 10분간 침적시킨 후 납땜의 유출잔류물을 제거하여 건조시켰다. 이어서 상기 보드를 85℃(185℉)의 온도와 85%의 상대습도를 유지하는 챔버에 위치시키고 13.5 볼트의DC 전류를 패턴을 가로질러 연속적으로 인가하였다. 매 200시간마다 채버를 페쇄시키고 챔버 문을 열어서 상기 패턴이 대기압 상태에 있는 연구소 온도에 안정하도록 하였으며 각 패턴에 대한 절연저항을 측정하였다.

본 시험에는 2개의 시료 CC 보드 및 2개의 대조용 보드를 사용하였다. 대조용 보드는 시료 CC와 동일한 방식으로 제조하였으나 기종의 가열처리 및 마무리 섬유를 이용하였다. 각각의 보드는 시료 CC 보드 및 대조용 보드에 대하여 시험한 총 42개의 회로 중에서 21개의 회로패턴 (즉 3 세트의 7개 회로 패턴)을 포함하였다. 200, 400 및 1000시간이 경과후에 나타난 시험결과를 하기 표 17에 나타내었으며 그 측정된 값은 특정 저항을 가지고 있는 패턴의 수를 나타낸다.

시료 RR 사이징과 관련된 총 고형물 기준에 대한 성분들의 중량%

절연저항	시료 CC	대조용 시료
OHMS	200시간	400시간	1000시간	400시간
짧음	0	1	7	42
105	1	4	2	0
106	1	1	1	0
107	0	2	0	0
108	1	0	1	0
109	3	2	1	0
≥1010	36	32	30	0

시료 CC의 보드는 200시간의 노출 후에 대조용 보드에 보다 짧은 저항성을 나타내었다. 400시간이 경과 후에 모든 대조용 보드의 패턴은 나타나지 않았다. 상기 시험용 시료의 목적상 "짧음"이라는 용어는 10⁵옴보다 작은 절연저항을 의미한다.

실시예 18

표 18A에 개시된 양의 각각의 성분을 혼합하여 본 발명에 따른 수성 수지 상용성 프라이머리 사이즈 시료 RR을 형성하였다. 총 중량을 기준으로 1중량% 미만의 아세트산이 각각의 조성물에 포함되어 있다. 시료 RR을 유리 섬유를 형성하는 E-유리 섬유 스트랜드에 피복시켰다. 각각의 피복된 유리 섬유 스트랜드는 종래의 꼬임 장치를 이용하여 유사한 방식으로 꼬여서 실을 형성하여 감겨서 얼레를 형성하였다. 피복된 실의 강렬감량은 0.35%였다.

성분	시료 RR
RD-847A215	27.0
DESMOPHEN 2000216	36.2
PVP K-30217	9.0
A-187218	2.1
A-174219	4.4
PLURONIC F-108220	9.0
VERSAMID 140221	4.4
MACOL NP-6222	5.4
POLARTHERM PT 160223	0.9
RELEAECOAT-CONC 25224	1.5
초산	<0.1
215오하이오 콜롬버스 소재의 보덴 케미칼즈에서 시판하는 폴리에스테르 수지.216펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 시판하는 폴리에틸렌 아디페이트 디올.217뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼즈에서 시판하는 폴리비닐 피롤리돈.218뉴욕주 테리타운 소재의 OSi 스페셜티 인코포레이티드에서 시판하는 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란.219뉴욕주 테리타운 소재의 OSi 스페셜티 인코포레이티드에서 시판하는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란.220뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체.221제너럴 밀즈 케미칼즈 인코포레이티드에서 시판하는 폴리아미드.222뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 노닐페놀 계면활성제.223오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 시판하는 보론 니트라이드 분말입자.224테네시주 오크 릿지 소재의 ZYP 코팅즈에서 시판하고 있음.

표 18B에 개시된 양의 각각의 성분을 혼합하여 본 발명에 따른 수성 수지 상용성 프라이머리 사이즈 시료 SS를 형성하였다. 총 중량을 기준으로 1중량% 미만의 아세트산이 각각의 조성물에 포함되어 있다. 시료 RR을 유리 섬유를 형성하는 E-유리 섬유 스트랜드에 피복시켰으며 꼬이지는 않았다. 피복된 실의 강렬감량은 0.7%였다.

성분	시료 SS
MAPEG 600 DOT225	9.24
ALUBRASPIN 226226	1.9
A-174227	10.9
A-187228	5.45
A-1100229	2.41
EPON 880230	91.1
PLURONIC F-108231	9.11
ALCAMULS EL-719232	9.11
MACOL OP-10-SP233	4.57
EPIREZ 3522234	20.9
초산	2.6
225BASF 코포레이션에서 시판하는 에틸옥시화된 디-탈레이트.226뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 부분적으로 아미드화된 폴리에틸렌 이민.227뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란.228뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란.229뉴욕주 테리타운 소재의 CK 위트코 코포레이션에서 시판하는 아미노-작용성 유기실란 커플링제.230텍사스주 휴스톤 소재의 쉘 케미칼 캄파니에서 시판하는 에폭시 수지.231뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체.232롱프랑에서 시판하는 폴리옥시에틸화된 야채오일.233뉴저지주 파르시파니 소재의 BASF 코포레이션에서 시판하는 에톡실화된 알킬페놀.234텍사스주 휴스톤 소재의 쉘 케미칼 캄파니에서 시판하는 고형분 비스페놀 글리시딜 에테르 에폭시 수지의 분산액

시료 RR 및 SS에 의해 크기가 부여된 실을 각각 날실 및 씨실(씨실)로 사용하여 이들을 엮어서 7628 스타일 섬유로 제조하였다. 대조용 실의 경우 PPG 695 사이징 조성물로 코팅된 섬유를 함유한 G-75 E-유리로 꼬여진 실로서 펜실베니아주 피츠버그 소재의 PPG 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판하고 있는 물질인데, 이를 또한 엮어서 7628 스타일 섬유로 제조하였다. 크기가 부여된 날실과 씨실의 강렬감량은 1%였다. 실을 직조하지 전에 날실에 폴리비닐 알콜 조성물에 가하여 날실의 강렬감량을 약 2 ∼ 2.5%까지 증가시켰다. 그 결과 섬유의 강렬감량은 1.6 ∼ 1.9%였다.

텍스타일 패브릭의 공기 침투성에 대한 ASTM D 737 표준시험방법에서 설정된 시험절차에 따라 각 패브릭의 공기 침투성을 시험하였다. 엮어진 패브릭에 대한 평균 공기 침투성을 하기 표 18C에 나타내었다.

	공기침투성(제곱피트당 1분당 표준 입방피트)
대조용 시료	41
시료 RR	2.8
시료 SS	1.6

상기 표 18C에 나타낸 바와 같이, 시료 A 및 B를 함유하여 엮어진 패브릭에 대한 공기 침투성은 대조용 시료보다 유의적 낮았다.

실시예 19

하기 표 19는 궁극적으로 섬유로 엮어지는 유리섬유에 피복된 비제한적 사이징 조성물을 개시하고 있다. 1 중량% 미만의 아세트산이 각각의 조성물에 포함되어 있다.

성분의 중량%(총 고형물 기준)
성분	샘플 TT	샘플 UU	샘플 XX	샘플 YY
PVP K-30235	13.7	13.5	15.3	14.7
스테판텍스 653236	27.9		13.6
A-187237	1.7	1.9	1.9	1.8
A-174238	3.4	3.8	3.8	3.7
에머리6717239	2.3	1.9	2.5	2.4
마콜 OP-10240	1.5		1.7	1.6
TMAZ-81241	3.0		3.4	3.3
마주 DF-136242	0.2		0.3	0.2
로파크 OP-96243	39.3		43.9	42.3
릴리즈코트-콘크 25244	4.2	6.4
폴라썸 PT 160245	2.7	2.6
SAG 10246		0.2
235뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈236뉴저지주 메이우드 소재의 스테판 캄파니에서 상업적으로 시판하는 스테판텍스 653237뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란238뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란239오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 에머리(등록상표) 6717 부분 아미드화 폴리에틸렌 이민240마콜 OP-10 에톡실화 알킬페놀; 이 물질은 OP-10 SP가 촉매 제거를 위해 후처리를 받는 것을 제외하고 마콜 OP-10 SP와 유사하다; 마콜 OP-10은 더 이상 시판하지 않는다241뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는TMAZ-81 솔비톨 에스테르의 에틸렌 옥사이드 유도체242뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 마주 DF-136 소포제243펜실바니아주 필라델피아 소재의 롬 앤 하스 캄파니에서 상업적으로 시판하는 로파크(등록상표) OP-96, 0.55 ㎛ 입자 분산액244테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는 오르팩 보론 니트라이드 릴리즈코트-콘크 25 질화 붕소 분산액245오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 케미칼스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸(등록상표) PT 160 질화 붕소 분말246코넥티컷주 그린위치 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 SAG 10 소포제

성분의 중량%(총 고형물 기준)
성분	샘플 TT	샘플 UU	샘플 XX	샘플 YY
RD-847A247		23.2
데스모펜 2000248		31.2
플루로닉 F-108249		8.5
알카멀스 EL-719250		3.4
이코놀 NP-6251		3.4
플렉솔 EPO252			13.6	30.0
247오하이오주 콜럼버스 소재의 보던 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 RD-847A 폴리에스테르 수지248펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 데스모펜 2000 폴리에틸렌 아디페이트 디올249뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플루로닉(등록상표) F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체250론-폴렌크에서 상업적으로 시판하는 알카멀스 EL-719 폴리옥시에틸화 식물성 오일251미국 뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 이코놀 NP-6 알콕실화 노닐 페놀252코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플렉솔 EPO 에폭시화 대두유

전술한 설명으로부터, 본 발명이 우수한 열안정성, 낮은 부식성 및 높은 습도, 반응성 산 및 알칼리의 존재 하에서의 반응성, 다양한 중합체 매트리스 물질과의 상용성을 제공하는 내마모성 피복을 갖은 유리섬유 스트랜드를 제공함을 알 수 있다. 이들 스트랜드는 프린트된 회로판 등의 복합체를 위한 강화재와 같은 광범위한 용도에서 사용하기 위해, 꼬이거나 잘려서, 조방사, 잘린 매트 또는 연속적 스트랜드 매트 또는 섬유로 직조 또는 편조물을 형성할 수 있다.

본 발명의 넓은 개념으로부터 벗어나지 않고 상기 개시된 형태로 변화시킬 수 있음은 당 분야에 숙련된 자들에게는 명확하다. 따라서, 본 발명이 개시된 특정한 양태로 한정되지 않고, 첨부된 특허청구범위에 한정된 바와 같은 발명의 진의및 범위 내에서 변화될 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (56)

1. 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을 함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 비가열성의 팽창가능한 유기물질, 무기 중합체, 300 K의 온도에서 mK당 적어도 1 와트의 열 전도성을 가지고 있는 라멜라 입자 및 상기 물질들의 혼합물로부터 선택된 물질로 형성된 다수의 개별적 입자로서 스트랜드의 웨트-아웃을 충분히 가능하게 하는 평균 입경을 가진 입자; (2) 적어도 다수의 개별적 분자와 다른 하나의 윤활제; 및, (3) 적어도 하나의 필림형성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 수성 코팅조성물의 잔사인 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 분말성 코팅조성물인 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
4. 제 1 항에 있어서, 적어도 부분적으로 피복된 유리 스트랜드는 적어도 하나의 유리섬유로 구성되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
5. 제 1 항에 있어서, 적어도 부분적으로 피복된 유리 스트랜드는 다수의 유리섬유로 구성되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 다수의 유리섬유는 E-유리섬유, D-유리섬유, S-유리섬유, Q-유리섬유 및 E-유리 유도체섬유로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 다수의 유리섬유는 E-유리섬유인 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 다수의 유리섬유는 E-유리 유도체섬유인 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
9. 제 1 항에 있어서, 비가열성의 팽창가능한 유기물질은 열경화성 물질, 열가소성 물질 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
10. 제 9 항에 있어서, 비가열성의 팽창가능한 유기물질은 열경화성 폴리에스테르, 비닐 에스테르, 에폭시 물질, 페놀계 물질, 아미노플라스트, 열경화성 폴리우레탄 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
11. 제 1 항에 있어서, 비가열성의 팽창가능한 유기물질은 열가소성 폴리에스테르, 폴리올레핀, 아크릴계 중합체, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 비닐 중합체 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 무기 중합체는 폴리포스파젠, 폴리실란, 폴리실록산, 폴리게레만, 중합체 유황, 중합체 셀레늄, 실리콘 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 라멜라 입자는 무기물질인 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 라멜라 입자는 질화붕소, 몰리브덴 디설파이드, 흑연, 몰리브덴 디셀레나이드, 탄탈 디설파이드, 탄탈 디셀레나이드, 텅스텐 디설파이드, 텅스텐 디셀레나이드 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 비가열성의 팽창가능한 복합물질은 그 표면 밑에 있는 입자의 내부 부분의 경도와 다른 표면의 경도를 가지고 있는 입자로부터 선택된 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
16. 제 15항에 있어서, 상기 비가열성의 팽창가능한 복합물질은 적어도 하나의 2차 물질로 피복, 도금 또는 캡슐화되는 1차 물질에 의해 형성된 입자로부터 선택된 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
17. 제 15항에 있어서, 상기 비가열성의 팽창가능한 복합물질은 적어도 다른 형태의 1차 물질로 피복, 도금 또는 캡슐화되는 1차 물질에 의해 형성된 입자로부터 선택된 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
18. 제 1항에 있어서, 다수의 개별적 입자는 적어도 하나의 섬유와 적어도 하나의 인접한 섬유 사이에 격자공간을 제공하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
19. 제 1항에 있어서, 다수의 개별적 입자는 레이저 분산기법에 의해 그 입경을 측정시에 0.5 ∼ 5 마이크론의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
20. 제 1항에 있어서, 다수의 개별적 입자는 총 고형물 기준으로 수지 상용성 코팅조성물의 1 ∼ 80 중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
21. 제 20항에 있어서, 다수의 개별적 입자는 총 고형물 기준으로 수지 상용성 코팅조성물의 20 ∼ 60 중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
22. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 윤활제는 오일, 왁스 및 유지에서 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
23. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 윤활제는 총 고형물 기준으로 수지 상용성 코팅조성물의 1 ∼ 50 중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
24. 제 23항에 있어서, 적어도 하나의 윤활제는 총 고형물 기준으로 수지 상용성 코팅조성물의 20 ∼ 40 중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로피복된 섬유 스트랜드.
25. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 필림형성 물질은 유기 중합체, 무기 중합체 및 천연 중합체의 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
26. 제 25항에 있어서, 적어도 하나의 필림형성 물질은 열가소성 물질 및 열경화성 물질로부터 선택된 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
27. 제 26항에 있어서, 상기 열가소성 물질은 열경화성 폴리에스테르, 에폭시 물질, 비닐 에스테르, 페놀계 물질, 아미노플라스트, 열경화성 폴리우레탄 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
28. 제 26 항에 있어서, 상기 열경화성 물질은 비닐 중합체, 열가소성 폴리에스테로, 폴리올레핀, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 아크릴계 중합체 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
29. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 필림형성 물질은 총 고형물 기준으로 수지 상용성 코팅조성물의 5 ∼ 50 중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
30. 제 29항에 있어서, 적어도 하나의 필림형성 물질은 총 고형물 기준으로 수지 상용성 코팅조성물의 10 ∼ 30 중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
31. 제 1항에 있어서, 수지 상용성 코팅조성물은 수지 반응성 희석제로 구성되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
32. 제 31항에 있어서, 상기 수지 반응성 희석제는 에폭시 수지계와 반응할 수있는 하나 이상의 작용기를 구성하는 윤활제이며 아미노기, 알콜기, 안하이드라드기, 산기 및 에폭시기의 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
33. 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을 함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 다수의 입자로서 (i) 적어도 하나의 유기물질로부터 형성된 적어도 하나의 분자 및 (ii) 질화붕소, 흑연 및 금속 디찰코게나이드의 군에서 선택된 적어도 하나의 무기물질로 형성된 적어도 하나의 입자를 함유하며 스트랜드의 웨트-아웃을 충분히 가능하게 하는 균 입경을 가진 다수의 입자; (2) 적어도 다수의 개별적 분자와 다른 하나의 윤활제; 및, (3) 적어도 하나의 필림형성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
34. 제 33항에 있어서, 적어도 하나의 유기물질은 중합성 유기물질인 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
35. 제 34항에 있어서, 중합성 유기물질은 비닐 중합체, 열가소성 폴리에스테르,폴리올페핀, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄 및 아크릴계 중합체의 군으로부터 선택된 열경화성 물질인 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
36. 제 34항에 있어서, 중합성 유기물질은 스티렌 및 아크릴계 단량체의 공중합체로부터 선택된 아크릴계 공중합체인 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
37. 제 33항에 있어서, 다수의 입자는 레이저 분산기법에 의해 그 평균입경을 측정시에 0.5 ∼ 5 마이크론의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
38. 제 33항에 있어서, 다수의 입자는 총 고형물 기준으로 수지 상용성 코팅조성물의 1 ∼ 80 중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
39. 제 34항에 있어서, 다수의 입자는 총 고형물 기준으로 수지 상용성 코팅조성물의 20 ∼ 60 중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
40. 제 33항에 있어서, 적어도 하나의 윤활제는 총 고형물 기준으로 수지 상용성 코팅조성물의 1 ∼ 50 중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
41. 제 40항에 있어서, 적어도 하나의 윤활제는 총 고형물 기준으로 수지 상용성 코팅조성물의 20 ∼ 40 중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
42. 제 33항에 있어서, 적어도 하나의 필림형성 물질은 총 고형물 기준으로 수지 상용성 코팅조성물의 5 ∼ 50 중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
43. 제 42항에 있어서, 적어도 하나의 필림형성 물질은 총 고형물 기준으로 수지 상용성 코팅조성물의 10 ∼ 30 중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
44. 다수의 섬유, 적어도 하나의 유기성분을 함유하는 코팅물질 및 300K의 온도에서 mK당 적어도 1와트의 열전도성을 가지고 있는 라멜라 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
45. 제 44항에 있어서, 적어도 하나의 유기성분 및 라멜라 입자는 동일한 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
46. 제 44항에 있어서, 적어도 하나의 유기성분 및 라멜라 입자는 상이한 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
47. 제 45항에 있어서, 상기 라멜라 입자는 무기물질인 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
48. 제 44항에 있어서, 상기 라멜라 입자는 300K의 온도에서 mK당 적어도 5와트의 열전도성을 가지는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
49. 제 44항에 있어서, 상기 라멜라 입자는 300K의 온도에서 mK당 적어도 5 ∼ 200와트의 열전도성을 가지는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
50. 제 44항에 있어서, 상기 라멜라 입자는 질화붕소, 몰리브덴 디설파이드, 흑연, 몰리브덴 디셀레나이드, 탄탈 디설파이드, 탄탈 디셀레나이드, 텅스텐 디설파이드, 텅스텐 디셀레나이드 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
51. 적어도 하나의 섬유의 표면 일부에 수지 상용성 코팅조성물을 함유한 다수의 섬유로 구성되는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드에 있어서, 상기 수지 상용성 코팅조성물은 (1) 유리섬유의 모스 경도값을 초과하지 않는 모스 경도값을 가진 다수의 라멜라 입자와 무기물 입자: 및 (2) 적어도 하나의 중합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
52. 제 51항에 있어서, 상기 라멜라 입자는 0.5 ∼ 6의 범위에서 모스값을 가지는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
53. 제 51항에 있어서, 적어도 하나의 중합체는 유기 중합체, 무기 중합체 및 천연 중합체의 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
54. 제 53항에 있어서, 적어도 하나의 중합체는 열가소성 물질 및 열경화성 물질로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
55. 제 54항에 있어서, 열가소성 물질은 열경화성 폴리에스테르, 에폭시 물질, 비닐 에스테르, 페놀계 물질, 아미노플라스트, 열경화성 폴리우레단 및 이의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.
56. 제 54항에 있어서, 열경화성 물질은 비닐 중합체, 열가소성 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레단, 아크릴계 중합체 및 이의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 부분적으로 피복된 섬유 스트랜드.