KR20090021310A - 비정질 열가소성 섬유를 포함한 복합체 물질 - Google Patents

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Abstract

낮은 전송 에너지 손실을 나타낼 수 있고 또한 온도 저항성을 나타낼 수 있는 복합체가 기재되어 있다. 복합체는 고분자 매트릭스에 보유된 강화 섬유를 포함한다. 강화 섬유는 비정질 폴리머 성분을 포함할 수 있다. 섬유는 직조되거나(woven) 니트되어(knit) 직물을 형성시킬 수 있거나 부직포 직물에 포함될 수 있다. 복합체는 또한 다른 섬유, 예를 들어 섬유유리를 포함할 수 있다. 복합체는 다층 구조물일 수 있고 다른 물질 층, 예를 들어 폴리아라미드, 섬유유리, 또는 탄소 섬유 직조물(woven) 또는 부직포로 형성되는 층을 포함할 수 있다. 복합체는 유리하게는 낮은 손실의 유전체 적용에서, 예를 들어 회로판 기판을 형성하는데 사용될 수 있다.

Description

비정질 열가소성 섬유를 포함한 복합체 물질 {COMPOSITE MATERIALS INCLUDING AMORPHOUS THERMOPLASTIC FIBERS}
전기 분야에서 사용하기 위한 형성가능한 복합체가 공지되어 있다. 이러한 복합체는 대개 전기 디바이스용 지지 기판, 절연층, 및/또는 덮개(casement)로서 사용된다. 이상적으로, 복합체 물질은 우수한 전기적 및 기계적 성질, 예를 들어 높은 회로 밀도(circuit density), 낮은 전송 에너지 손실, 고강도, 경량, 등을 제공하고, 저비용으로 모든 요망되는 특징들을 제공한다. 그러나, 이러한 이상을 달성하는데 여전히 문제점들이 존재한다.
형성가능한 복합체 물질은 대개 열전도도, 접착성, 칼라 등과 같은 특징을 개선시키기 위하여 추가 성분들과 함께 폴리머 매트릭스에 보유된 강화 섬유를 포함한다. 불행하게도, 하나 이상의 요망되는 성질을 지지하면서 복합체를 구성하는 성분들은 종종 다른 성분으로부터 떨어진ㄴ다. 예를 들어, 유리 섬유는 우수한 인장강도 특징을 제공할 수 있지만, 약 6의 유전 상수를 가지며, 따라서 특히 풍족하게 사용되는 경우 낮은 전송 에너지 손실 적용에 대해 부적합하다. 따라서, 유리 섬유는 요망되는 전기적 특징을 나타내는 수지와 조합되어 허용가능한 전기적 및 물리적 성질을 갖는 복합체를 형성하지만, 이는 비용적 측면에서 전체 성능을 다소 손상시킨다.
고분자 물질은 복합체에서 섬유 강화를 제공하기 위해 사용되었다. 지니는 다양한 폴리아라미드 섬유에 따라 예를 들어, 엔지니어링 폴리머(engineering polymer), 예를 들어 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)으로 이루어진 섬유는 시험되었다. 또한 이러한 물질에는 여전히 문제점들이 존재한다. 예를 들어, UHMWPE 섬유는 양호한 전기적 특징을 가질 수 있지만, 대략 135℃의 용융 온도를 갖는 낮은 온도 저항성을 가지며, 따라서, 고온 적용에서 사용될 수 없다. 폴리아라미드 섬유는, 꽤 강력할 수 있지만, 또한 제한된 온도 저항성을 가지고 종종 허용되지 않은 높은 손실을 나타낸다. 또한, 이러한 고도로 변형된(engineered) 폴리머는 종종 제형화 및 공정에 대해 너무 값비싸다.
전기 분야에서 사용하기 위한 복합체를 형성하기 위한 물질 및 방법의 개선점이 기재되어 있지만, 종래 기술내에서 추가 개선 및 변형을 위한 부분이 남아 있다.
발명의 개요
일 구체예에서, 본 발명의 전기 분야에서 사용하기 위한 복합체에 관한 것이다. 복합체는 고분자 수지 매트릭스 및 강화 섬유를 포함할 수 있다. 섬유는 하나 이상의 비정질 폴리머를 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 섬유의 고분자 성분은 단지 비정질일 수 있으며, 섬유는 광각 x-선 산란하에서 관찰할 때 단지 비정질 할로 타입 산란을 나타낼 수 있다. 섬유는 또한 예를 들어, 약 3.5 이하의 낮은 유전 상수를 가질 수 있다. 섬유는 또한 상당히 딱딱하고, 데니어 당 약 70 그램 이상의 모듈러스를 가질 수 있다. 특정의 일 구체예에서, 비정질 폴리머 섬유는 환형 올레핀 코폴리머를 포함할 수 있다.
섬유는 수지 매트릭스에 보유될 수 있는 직물의 성분일 수 있다. 일부 구체예에서, 직물은 제 2 섬유 타입에 추가하여 이러한 제 1 섬유를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 폴리머를 포함한 섬유는 복합체 섬유에 제 2 섬유 타입과 조합될 수 있거나, 제 2 섬유 타입은 직조된 직물에서 비정질 폴리머 섬유와 상호직조(interwoven)될 수 있다. 제 2 섬유는 요망되는 물리적 특징을 나타낼 수 있으며, 예를 들어, 제 2 섬유는 예를 들어 약 150 그램/데니어 이상의 높은 모듈러스를 가질 수 있다. 특정의 일 구체예에서, 직물은 유리 섬유와 조합하여 비정질 폴리머 성분을 포함하는 섬유를 포함할 수 있다.
복합체에서 사용하기 위한 고분자 수지는 열경화성 수지, 열가소성 수지, 또는 이들의 조합물일 수 있다. 예를 들어, 복합체는 층내에 및/또는 층들 간에 동일하거나 상이한 수지를 사용하는 다층 복합체일 수 있다. 다층 구체예에서, 복합체는 상기 기술된 직물 및/또는 섬유를 포함하는 하나 이상의 직물층, 뿐만 아니라 다른 물질의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다층 복합체는 섬유 유리 강화를 포함하는 외부층, 및 본원에 기술된 낮은 유전 상수 섬유를 포함하는 내부층을 포함할 수 있다.
복합체는 수많은 전기 분야에서 매우 적합할 수 있다. 예를 들어, 복합체는 예를 들어 약 4.0 이하의 낮은 유전 상수를 나타낼 수 있고, 경량이고, 약 2.0 g/㎤ 이하의 밀도를 나타낼 수 있다. 기술된 복합체의 대표적인 분야는 회로판 기판, 레이돔(radome) 등을 포함할 수 있다.
도면의 간단한 설명
당업자에 대해 이의 최선의 모드를 포함하는, 본 발명의 모든 설명 및 가능한 설명은 첨부된 도면을 참조로 하여, 명세서의 나머지 부분에서 더욱 구체적으로 기술한다:
도 1은 기술된 복합체에서 사용하기 위한 비정질 열가소성 섬유를 형성시키는 하나의 방법의 개략도이다.
도 2는 기술된 복합체에서 사용하기 위한 비정질 열가소성 섬유를 형성시키는데 사용될 수 있는 압출된 막을 형성하는 하나의 방법의 개략도이다.
본 발명의 명세서 및 도면에서의 참조 문자의 반복 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징 또는 성분을 나타내는 것으로 의도된다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 여러 구체예에 대해 본원에서 더욱 상세하게 언급될 것이며, 하나 이상의 예는 하기에 기술된다. 각 구체예는 본 발명의 설명을 위하여 제공되지만, 이는 본 발명을 제한하지 않는다. 실제로, 여러 개질 및 변형은 본 발명의 범위 또는 정신으로부터 벗어나지 않고 본 발명에서 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 일 구체예의 일부로서 도시되거나 기술되는 특징은 다른 구체예에서 사용되어 또다른 구체예를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 이들의 균등물의 범위내에 이르는 이러한 개질 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
정의
용어 '비정질 폴리머'는 본원에서 임의의 결정도를 나타내지 않는 폴리머를 칭하는 것으로 정의된다. 특히, 비정질 폴리머는 결정 온도를 나타내지 않고 용융 온도를 나타내지 않는다.
용어 '반결정질 폴리머'는 본원에서 결정 구조를 나타낼 수 있는 폴리머를 칭하는 것으로 정의된다. 특히 반결정질 폴리머가 비정질 상태로 발견될 수 있지만, 이들은 비정질 폴리머가 아닌 것으로 이해될 것이다. 따라서, 반결정질 폴리머의 비정질 상태 및 비정질 부분은 비정질 폴리머와 혼동되지 않을 것이다.
반결정질 폴리머는 결정질 구조를 나타낼 수 있지만, 비정질 폴리머는 그렇지 않다. 특히, 반결정질 폴리머는 광각 x-선 산란하에서 관찰할 때 결정의 반사 패턴을 나타내도록 이루어질 수 있으며, 광각 x-선 산란은 x-선 산란 점 또는 고리의 패턴에 의해 특징되고, 이로부터 물질 결정상의 대칭성 또는 다른 특징이 결정될 수 있다. 비정질 폴리머는 단지 매우 넓은 비정질 할로(amorphous halo)를 나타내지만, 일부 넓은 고리 구조가 존재할 수 있다. 이러한 패턴은 폴리머 형태학 분야에서 당업자에게 널리 공지되어 있다.
용어 '섬유'는 본원에서 가장 큰 단면 치수(예를 들어, 둥근 섬유에 대한 직경) 이상의 길이를 나타내는 구조를 포함하는 것으로 정의된다. 따라서, 본원에서 사용되는 용어 섬유는 다른 구조물, 예를 들어 플라크(plaque), 용기, 시트, 막 등과는 상이하다. 그러나, 이러한 용어는 단사(monofilament) 섬유, 다사(multi-filament) 섬유, 얀(yarn), 테이프 섬유 등을 포함하는 구조를 포함한다.
용어 '다사 얀(multi-filament yarn)'은 본원에서 단일 얀 구조를 형성시키기 위해 서로 근접하기 전에 방적돌기를 통해 압출 의해 개별적으로 형성되는 적어도 3개의 필라멘트(filament)를 포함하는 구조를 포함하는 것으로 정의된다.
용어 '복합 얀(composite yarn)'은 본원에서 두개의 상이한 섬유 타입의 조합으로부터 형성된 얀을 칭하는 것으로 정의된다.
용어 '직물'은 본원에서 얀, 다사 섬유, 단사 섬유, 또는 이들의 일부 조합물의 엇갈리게 짜여짐(interlacing) 또는 다른 조합에 의해 생성된 임의의 평면 직물 구조를 포함하는 것으로 정의된다.
상세한 설명
일반적으로, 본 발명은 회로판, 절연체, 전자제품 패키지, 안테나, 무선 디바이스 또는 하우징, 레이돔 등과 같이 전기 분야에서 사용하기 위한 낮은 전송 에너지 손실 복합체 물질에 관한 것이다. 복합체는 고분자 매트릭스에 보유된 강화 섬유를 포함한다. 더욱 상세하게는, 강화 섬유는 하나 이상의 비정질 열가소성 폴리머로 이루어진 고분자 섬유를 포함한다. 본 발명의 복합체는 종래에 공지된 복합체 물질과 비교하여 개선된 특징을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 기술된 복합체는 매우 낮은 전송 에너지 손실 및 높은 열저항을 나타내면서 경제적으로 생산될 수 있다.
본 발명에 의해 포함되는 비정질 열가소성 폴리머는 결정 온도를 나타내지 않는 임의의 열가소성 폴리머를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본원에 포함된 비정질 열가소성 폴리머는 광각 x-선 산란 하에서 관찰할 때 단지 비정질 할로 타입 산란을 나타낼 수 있고, 결정 고리 또는 점의 명확한 부재를 나타낼 수 있다. 일 구체예에서, 본 발명의 비정질 열가소성 폴리머는 약 140℃ 이상의 유리전이온도를 나타낸다. 본 발명에 의해 포함되는 비정질 열가소성 폴리머는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 혼성배열(atactic) 폴리스티렌, 환형 올레핀 코폴리머, 폴리카르보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리이소프렌, 폴리부타디엔 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서 적합한 하나의 대표적인 환형 올레핀 코폴리머는 티코나 엔지니어링 폴리머스(Ticona Engineering Polymers)로부터 입수가능한 토파스(Topas®) 수지이다.
강화 섬유를 형성시키는데 사용되는 비정질 폴리머는 임의의 표준 용융 흐름을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 일 구체예에서, 약 1 내지 약 30의 용융 부피 흐름 속도(melt volume flow rate)(MVR)의 범위를 갖는 표준 압출 등급 환형 올레핀 코폴리머(COC) 수지가 사용될 수 있다. 일 구체예에서, 약 2 내지 약 10의 MVR을 갖는 COC가 사용될 수 있다. 일 구체예에서, 섬유를 형성시키는데 사용되는 COC는 약 3 내지 약 7의 MVR을 가질 수 있다.
복합체 물질의 강화 섬유는 하나 이상의 비정질 폴리머로 임의의 조합 또는 배열로 형성될 수 있다. 예를 들어, 비정질 폴리머는 요망되는 경우, 호모폴리머 또는 코폴리머일 수 있다. 더욱이, 코폴리머는 요망되는 경우, 랜덤, 블록, 또는 그라프트(graft) 코폴리머를 포함할 수 있다. 예를 들어, 환형 올레핀 코폴리머는 섬유를 형성시키기 위해 사용될 수 있다. 다른 구체예에서, 폴리머의 블랜드는 대개 당해 분야에 공지된 바와 같이 사용될 수 있다.
코폴리머 및 폴리머의 블랜드를 고려할 때, 섬유는 특정 구체예에서, 반결정질 폴리머 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 섬유는 비정질 성분 및 반결정질 성분을 포함하는 코폴리머로 형성될 수 있다. 유사하게는, 섬유는 반결정질 폴리머, 예를 들얼 폴리프로필렌과 배합된 비정질 폴리머, 예를 들어 혼성배열 폴리스티렌을 포함하는 폴리머 블랜드로부터 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 구체예에서, 반결정질 성분은, 형성된 섬유가 비정질 폴리머의 존재로 인해 얻어질 수 있는 하기에서 더욱 상세히 논의되는 요망되는 전기적 및 열적 특징을 나타내는 양으로 존재할 것이다. 반결정질 폴리머를 지닌 이러한 블랜드 또는 코폴리머는 광각 x-선 산란 하에서 결정질 산란을 나타낼 수 있다. 단지 예로서, 이러한 하나의 블랜드로는 폴리프로필렌과 배합된 환형 올레핀 코폴리머일 것이다. 이러한 배합물은 우수한 가공, 섬유 형성, 및 섬유 인장 성질을 나타내면서 상당한 열적 안정성 및 낮은 유전 상수 및 손실을 보유할 수 있다.
기술된 복합체의 섬유는 단사 또는 다사 섬유일 수 있고, 임의의 적합한 공정에 따라 형성될 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 비정질 폴리머 다사 섬유를 형성시키기 위한 공정(10)의 일 구체예는 도 1에 개략적으로 도시되어 있다.
이러한 구체예에 따라, 고분자 조성물은 압출기 장치(12)로 제공될 수 있다. 고분자 조성물은 일반적으로 당해 분야에 공지된 바와 같이 하나 이상의 비정질 폴리머 및 임의의 요망되는 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 혼합물은 적합한 착색제, 예를 들어 염료 또는 다른 안료를 포함할 수 있다. 혼합물과 조합될 수 있는 다른 첨가제는 예를 들어, 하나 이상이 대전방지제, 항산화제, 항생제, 접착제, 안정화제, 가소화제, 표백 화합물, 정화제(clarifying agent), 자외선광 안정화제, 핵제(nucleating agent), 표면활성제, 방향 또는 보존제, 광산란제, 할로겐 스캐빈제(scavenger) 등을 포함할 수 있다. 또한, 첨가제는 압출 혼합물에 포함될 수 있거나 미연신 형성(undrawn formation) 또는 임의적으로 연신 물질(drawn material)에 대한 표면 처리로서 적용될 수 있다.
일 구체예에서, 압출 제품의 표면 상에 반응성 기를 잔류시킬 수 있는 첨가제가 포함될 수 있다. 반응성 기는 복합체 구조를 형성시키는데 사용되는 다른 물질에 대한 섬유의 접착을 개선시키기 위해 첨가될 수 있다. 예를 들어, 말레산 무수물은 혼합물에 포함되어, 불포화된 폴리에스테르 수지와 반응할 수 있는 섬유의 표면 상에 작용기를 잔류시킨다. 표면 작용성은 2차 물질, 예를 들어 고분자 수지와 섬유의 결합을 개선시킬 수 있고, 복합체를 형성시키는 상이한 물질들 간의 접착성을 개선시킬 수 있다.
압출기 장치(12)는 일반적으로 당해 분야에 공지된 바와 같이 임의의 방적 돌기 장치일 수 있다. 예를 들어, 압출기 장치(12)는 혼합 매니폴드(mixing manifold)(11)를 포함하며, 여기서 고분자 조성물이 조합되고, 혼합되고, 가열되어 압출가능한 조성물을 형성시킬 수 있다. 혼합물은 이후 방적 돌기(14)로 압력하에서 운반될 수 있으며, 여기서 이는 다수의 방적 돌기 오리피스를 통해 고온에서 압출되어 다수의 필라멘트(9)를 형성시킬 수 있다.
폴리머의 압출 후에, 윤활제는 섬유에 도포될 수 있다. 예를 들어, 스핀 피니시(spin finish)는 일반적으로 당해 분야에 공지된 바와 같이, 스핀 피니시 도포기 용기(spin finish applicator chest)(22)에서 도포될 수 있다. 임의의 적합한 윤활제는 필라멘트(9)에 도포될 수 있다. 예를 들어, 적합한 오일-계열 피니시, 예를 들어 고울스톤 테크놀로지스 인크(Ghoulston Technologies, Inc.)로부터 입수가능한 루롤(Lurol) PP-912는 필라멘트(9)에 도포될 수 있다. 피니싱(finishing) 또는 윤활 코트의 첨가는 후속 가공 동안 섬유 다발의 조작(handling)을 개선시킬 수 있고, 또한 피니시된 얀 상에 확립된 마찰 및 정전기를 감소시킬 수 있다. 또한, 얀 상의 피시니 코트는 연신 공정(drawing process) 동안에 얀의 개개의 필라멘트들 사이에 슬립(slip)을 개선시킬 수 있고, 달성가능한 연신비(draw ratio)를 증가시킬 수 있고, 따라서 연신된 다사 얀의 모듈러스 및 강도(tenacity)를 증가시킬 수 있다.
필라멘트(9)는 연신될 수 있는 섬유 다발(28)을 형성시키기 위해 모여질 수 있다. 예를 들어, 섬유 다발(28)은 일련의 가열된 고데트(godet) 롤(30, 32, 34)을 이용하여 연신될 수 있다. 켄칭 단계 후 얀을 신장시키기 위해 얀을 가압할 수 있는 임의의 적합한 공정이 임의적으로 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 닙 롤(nip roll), 고데트 롤, 스팀 캔, 공기, 스팀, 또는 다른 가스 제트를 포함한 임의의 기계적 장치는 임의적으로 얀을 연신시키기 위하여 사용될 수 있다. 당해 분야에 공지된 바와 같이, 연신 단계 동안 열의 적용은 균일하게 연신된 얀을 촉진시킬 수 있다. 얀 연신 단계 후에, 연신된 다사 얀(30)은 테이크-업 롤(take-up roll)(40) 상에서 감겨질 수 있다.
일 구체예에서, 피니시된 다사 얀(30)은 도시된 바와 같이, 스풀(spool) 또는 테이크-업 릴(take-up reel)(40)로 감겨질 수 있고, 본 발명의 복합체 물질의 형성을 위해 제 2 위치로 이동될 수 있다. 대안적인 구체예에서, 다사 얀은 제 2 가공 라인으로 직접 공급될 수 있으며, 여기서 얀은 추가로 가공될 수 있다.
본 발명은 상기 기술된 공정에 따라 형성된 균질한 섬유로 제한되지 않는다. 예를 들어, 비정질 폴리머 섬유는 폴리머, 첨가제, 또는 이들의 조합에 대해 상이할 수 있는 상이한 조성으로 이루어진 별도의 섹션을 포함시키기 위해 압출될 수 있다. 예를 들어, 두개 이상의 조성물은 코어/쉘 배열을 갖는 섬유를 형성시키기 위해 압출될 수 있다. 다른 구체예에서, 섬유는 섬유의 길이에 따라 조성을 변경시킬 수 있으며, 섬유의 인접 길이는 상이한 조성으로 이루어질 수 있다.
더욱이, 기술된 복합체의 섬유는 압출된 섬유로 제한되지 않는다. 일 구체예에서, 섬유는 습식 방사(wet spinning) 또는 건식 방사 공정에서 용매로부터 캐스팅될 수 있으며, 이후 상술된 바와 같이 연신을 통해 지향될(oriented) 수 있다.
기술된 복합체 구조물은 막으로부터 형성된 비정질 폴리머 섬유를 도입할 수 있다. 이러한 구체예에 따라, 막은 임의의 공지된 막-형성 공정에 따라 형성될 수 있고, 형성 후에 막은 추가로 가공되어 비정질 폴리머 섬유를 형성시킬 수 있다.
압출된 막을 형성시키기 위한 일 구체예는 도 2에 개략적으로 도시된다. 알 수 있는 바와 같이, 이러한 구체예에 따라, 고분자 조성물은 압출기 장치(112)에 공급될 수 있고, 막 또는 시트(109) 형태로 다이(die)(114)를 통해 압출될 수 있다. 막(109)의 두께는 대개 요망되는 최종 용도에 따라 선택될 수 있고, 공정 조건의 조절에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 막(109)은 일 구체예에서 100 mil(2.5 mm) 이하의 두께를 가질 수 있다. 일 구체예에서, 막(109)은 2 내지 20 mil(0.05 내지 0.5 mm)의 두께를 가질 수 있다. 그러나, 막으로부터 형성되는 섬유에 대해 요망되는 특징에 따라, 막(109)은 임의적으로 이러한 범위를 벗어나는 두께로 캐스팅될 수 있다.
압출 후에, 막(109)은 가열된 캐스팅 드럼(102) 상에서 켄칭될 수 있다. 그러나, 가열된 캐스팅 드럼 상에서의 켄칭은 요구되지 않지만, 다른 구체예에서, 막은 공기에서 또는 물과 같은 유체에서 켄칭될 수 있으며, 이는 가열될 수 있다.
캐스팅(및 임의의 경우, 연신) 후에, 막(109)은 (104)에서와 같이 캘린더링(calendered)될 수 있다. 캘린더링 후에, 막(109)은 막의 파열(catastrophic failure)이 일어나는 조건의 미만 하에서 연신될 수 있다. 일 구체예에서, 캘린더링 및 연신 단계 둘 모두를 고려하여, 조합된 연신비는 적어도 10:1일 수 있다. 일 구체예에서, 비정질 폴리머 막에 대한 조합된 연신비는 약 10:1 내지 약 40:1일 수 있다.
상기에서 논의된 다사 섬유 형성 공정과 관련하여, 연신은 차가운 상태에서 및/또는 예를 들어 가열된 욕에서, 가열된 연신 롤 등을 이용하여 상승된 온도에서 수행될 수 있다. 또한, 연신 단계는 도시된 바와 같이 두개의 연신 롤(132, 134), 또는 임의적으로 다수의 연신 롤, 뿐만 아니라 임의의 다른 적합한 연신 방법을 이용할 수 있다.
연신 단계 후에, 막(109)은 추가 가공을 위해 롤(140) 상에 수집될 수 있거나 임의적으로 추가 가공을 위해 제 2 라인으로 송부될 수 있다. 막의 최종 두께는 대개 캐스팅 두께, 캘린더링 두께 및 연신비의 조합에 의해 결정될 수 있다. 일 구체예에서, 막의 최종 두께는 약 1 내지 약 20 mil(약 0.025 내지 약 0.5 mm)일 수 있다. 다른 구체예에서, 막 두께는 약 3 내지 약 10 mil(약 0.075 내지 약 0.25 mm)일 수 있다.
상기 공정은 단지 대표적인 공정이며, 비정질 폴리머의 막은 다른 압출 방법 또는 스핀 캐스팅과 같은 용액 캐스팅 방법을 포함한 캐스팅 방법을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 일반적으로 당해 분야에 공지된 임의의 막 형성 공정에 따라 형성될 수 있다.
막의 형성 후에, 막은 섬유를 형성시키기 위해 추가로 가공될 수 있다. 예를 들어, 막은 다수의 섬유를 형성시키기 위해 일반적으로 당해 분야에 공지된 방법에 따라 슬라이싱(slice)되거나 절단될 수 있다.
형성 후에, 비정질 폴리머 섬유는 낮은 유전상수 뿐만 아니라 낮은 유전성 손실을 가질 수 있다. 예를 들어, 섬유의 유전 상수는 일부 구체예에서, 약 3.5 이하, 또는 약 2.5 이하, 또는 약 2.2 이하일 수 있다.
또한, 섬유는 열적으로 저항성을 지닐 수 있다. 예를 들어, 섬유는 약 140℃ 이상의 유리전이온도를 가질 수 있다. 바람직한 구체예에서, 섬유는 약 160℃ 이상의 유리전이온도를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 섬유는 ASTM D2256-02(본원에 참고문헌으로 포함됨)에 따라 측정하여 약 50 그램/데니어 이상의 모듈러스를 가질 수 있다. 일 구체예에서, 섬유는 약 70 그램/데니어 이상의 모듈러스를 가질 수 있다. 또한, 섬유는 ASTM D2256-02에 따라 측정하여 약 2.0 그램/데니어 이상의 강도(tenacity)를 가질 수 있다. 일 구체예에서, 섬유는 약 2.5 그램/데니어 이상의 강도를 가질 수 있다.
비정질 폴리머 섬유는 섬유/수지 복합체에서 강화 물질로서 제공할 수 있다. 특정의 일 구체예에서, 섬유는 수지 매트릭스에 보유될 수 있는 직물의 성분일 수 있다. 예를 들어, 비정질 폴리머 섬유는 직조 직물(weave fabric)(즉, 직조 및/또는 니트화(knitting) 공정에 따라 형성된 직물)로서 본원에 언급된, 사전결정되고, 조직화되고, 엇갈리게 짜여진 패턴에 따라 형성된 직물에 포함될 수 있다. 대안적으로, 섬유는 랜덤(random) 패턴(부직포 직물)에 따라 형성된 직물에 포함될 수 있거나, 섬유는 단방향 프리프레그(prepreg) 직물에 포함될 수 있으며, 여기서 다중 단방향 섬유는 고분자 매트릭스에 정렬되고 보유된다.
직조 직물은 임의의 직물 형성 공정에 따라, 그리고 일반적으로 당해 분야에 공지된 비정질 폴리머 섬유와 함께 사용하기에 적합한 임의의 직조 및/또는 니트화 직물 형성 시스템 및 디바이스를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 섬유는 약 40 데니어의 비교적 작은 얀의 형태일 수 있으며, 얀은 한 방향 또는 양방향으로 인치당 100 위사(pick) 이하의 직조 구조에 도입될 수 있다. 예를 들어, 약 10,000 데니어 이하, 또는 이보다 큰 데니어 이하의 큰 얀이 고려될 때, 섬유는 단지 인치 당 약 10 또는 심지어 수 위사를 갖는 직물 구조에 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 다양한 두께 및 물리적 성질의 복합체가 제조될 수 있다. 또한, 얀의 강도가 수지 성분으로 이동될 수 있는 임의의 직조 패턴이 허용가능하다. 예를 들어, 당해 분야에 널리 공지된 능직물(twill) 및 새틴(satin)과 같은 직조 패턴은 단독으로 또는 기술딘 구조와 조합하여 사용될 수 있다.
비정질 폴리머 섬유가 도입된 부직포 직물은 대개 당해 분야에 공지된 임의의 적합한 형성 공정에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 본원에 기술된 다수의 비정질 폴리머 섬유는 임의적으로 접착제, 적용된 열, 적용된 압력, 또는 이들의 일부 조합을 이용하여 서로 결합될 수 있다. 적합한 접착제는 일반적으로 당해 분야에 공지되어 있고, 요망되는 경우 섬유 형성 공정 동안 또는 웹(web)-형성 공정 동안에 도포될 수 있다.
일 구체예에서, 기술된 복합체에 함유시키는 직물은 전체적으로 비정질 폴리머 섬유로 형성될 수 있다. 예를 들어, 직조 직물의 위사(pick) 및 경사(wrap yarn) 둘 모두는 오로지 비정질 폴리머 얀일 수 있다. 그러나, 비정질 폴리머 얀은 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 얀은 폴리머 구성(make-up), 첨가제 등이 상이할 수 있다.
다른 구체예에서, 직물은 비정질 폴리머 섬유 이외에 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 폴리머 섬유는 복합체 얀을 형성시키기 위해 다른 섬유 물질과 조합될 수 있다. 예를 들어, 단사 또는 다사 비정질 폴리머 섬유는 복합체 얀을 형성시키기 위해 상이한 물질의 섬유, 예를 들어 유리 섬유, 탄소 섬유, 또는 다른 폴리머, 예를 들어 초고분자량 폴리에틸렌 (UHMWPE), 플루오로카본-계열 섬유, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 또는 폴리아라미드, 예를 들어 폴리-파라페닐렌 테레프탈아미드(예를 들어, Kevlar®)로 형성된 섬유와 조합될 수 있다.
복합체 섬유는 임의의 적합한 복합체 섬유-형성 공정에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 두개 이상의 섬유는 트위스팅(twisting), 가연기(false twist texturing), 에어 텍스쳐링(air texturing), 또는 임의의 다른 얀 텍스쳐링 또는 조합 공정을 통해 조합될 수 있다. 일 구체예에서, 제 1 물질로 형성된 내부 섬유 및 상이한 물질을 포함하는 외부 랩핑(wrapping)을 포함하는 복합체 얀이 형성될 수 있다. 예를 들어, 복합체 섬유는 고강도 내부 섬유, 예를 들어 폴리아라미드 섬유 및 본원에 기술된 낮은 유전 상수, 고온 저항성 비정질 폴리머 섬유의 외부 랩핑 섬유를 포함할 수 있다. 이러한 복합체 얀을 형성시키기 위한 하나의 대표적인 방법은 미국특허번호 6,701,703호(Patrick)에 기재되어 있으며, 이는 본원에 참고문헌으로 포함된다.
다른 구체예에서, 복합체 얀은 에어-제트(air-jet) 조합 방법, 예를 들어 미국특허번호 6,440,558호(Klaus 등)에 기술된 방법에 따라 형성될 수 있으며, 이러한 문헌은 또한 본원에 참고문헌으로 포함된다. 그러나, 이들은 주로 대표적인 방법으로서, 이러한 다수의 적합한 조합 공정은 당업자에게 널리 공지되어 있고, 따라서 본원에서 상세히 기술하지 않는다.
하나의 복합체 얀 구체예에서, 복합체 얀은 임의의 적합한 조합 방법에 따라 반결정질 폴리머 섬유와 조합된 비정질 폴리머 섬유를 포함할 수 있다. 예를 들어, 약 135℃의 융점을 갖는 폴리에틸렌 섬유와 같은 명확히 낮은 융점을 나타내는 반결정질 섬유와 조합된 비정질 폴리머 섬유를 포함하는 복합체 얀이 사용될 수 있다. 형성 후에, 복합체 얀을 포함한 직물은 반결정질 구성성분을 용융시키기 위해 충분한 열 및/또는 압력으로 처리될 수 있다. 따라서 반결정질 구성성분은 직물을 결합시키고/거나 강화시키기 위해 제공될 수 있거나, 복합체 물질의 고분자 매트릭스를 형성시킬 수 있다. 다수의 고분자 조성물은 이러한 구체예를 위해 적절하게는 낮은 융점을 갖는 당업자에게 널리 공지되어 있고, 섬유로서 형성될 수 있으며, 이에 따라 본원에서 상세히 기술하지 않는다.
다른 구체예에서, 직물은 섬유 또는 얀 타입의 혼합물로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 복합체 섬유, 또는 임의의 다른 섬유 타입과 조합하여 비정질 폴리머 섬유를 포함하는 직물이 형성될 수 있다. 직물 중의 제 2 섬유의 크기, 전체 수, 방향 및 위치는 직물의 특징을 개선시키거나 규정지을 수 있다. 예를 들어, 직물의 휨 및/또는 인장 강도는 직물의 위사 및/또는 경사에서 사전결정된 위치로 제 2 섬유의 첨가를 통해 조절될 수 있다.
비정질 폴리머 섬유와 수지 매트릭스를 조합하기 전에, 이로부터 형성된 개개의 섬유 또는 직물은 예를 들어, 습윤성 또는 접착성을 개선시키기 위하여 사전 처리될 수 있다. 예를 들어, 섬유는 섬유 또는 이로부터 형성된 직물의 물리적 특징을 개선시키거나 향상시키기 위해 세동화되거나(fibrillated), 플라즈마 또는 코로나 처리로 수행되거나, 표면 사이징(surface sizing)으로 처리될 수 있으며, 이들 모두는 일반적으로 당해 분야에 공지되어 있다. 일 구체예에서, 섬유 또는 직물은 섬유 강화와 수지 매트릭스 사이에 접착력을 개선시키기 위해 예를 들어 세동 공정을 통해 물질의 표면적을 증가시키도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 섬유, 필름 또는 직물은 접착력을 개선시키기 위해 세동화되거나 마이크로-세동화될 수 있다.
일 구체예에서, 복합체를 형성하는 물질은 예를 들어 복합체 형성 공정 동안 물질들 간의 강력한 결합의 형성을 촉진하기 위하여 표면 작용화될 수 있다. 작용화는 임의의 적합한 방법에 따라 얻어질 수 있다. 예를 들어, 섬유 사이징은 직물을 형성시키기 전의 개개의 섬유 상에 또는 임의적으로 직물 자체 상에 코팅될 수 있다. 적합한 사이징은 섬유 표면에 결합시킬 수 있으면서 매트릭스 수지에 결합시키거나 복합체의 다른 층에 직접 결합시키기 위한 반응성 기를 잔류시킬 수 있는 임의의 사이징을 포함할 수 있다.
특정의 일 구체예에서, 복합체 구조물에 포함되는 유기 물질은 물질들 간의 보다 양호한 결합을 촉진시키기 위하여, 산화될 수 있다. 예를 들어, 비정질 폴리머 섬유는 코로나 방전, 화학적 산화, 화염 처리, 산소 플라즈마 처리, 또는 UV 조사를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 산화 방법에 따라 직물 형성 공정 전 또는 후에 산화될 수 있다. 특정의 일 예에서, 중간 전력 수준에서 80% 헬륨 및 20% 산소 대기를 이용하여 Enercon Plasma3 유닛으로 형성되는 대기압 플라즈마가 형성될 수 있으며, 직물 또는 섬유는 열경화성 수지, 예를 들어 에폭시 또는 불포화된 폴리에스테르 수지 시스템에 대한 섬유의 습윤성 및 결합성을 개선시킬 수 있는 반응성 기를 형성시키기 위해 플라즈마로 처리될 수 있다.
복합체의 섬유 강화 물질 및 수지는 임의의 여러 적합한 공정에 따라 조합될 수 있다. 본 발명의 목적을 위하여 복합체 형성 공정은 넓게는 압축 몰딩 형성 공정 또는 열경화성 수지 몰딩 공정으로서 분류된다. 임의적으로, 공정의 두 타입 모두의 조합이 물질을 조합하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 수지는 먼저 압축 몰딩 공정에 의해 섬유 강화 물질과 조합될 수 있으며, 이러한 개시 공정 이후에 이에 따라 형성된 중간물은 열경화성 수지 몰딩 공정에 의해 추가 층과 조합되어 다층 복합체 구조물을 형성시킬 수 있다.
일 구체예에서, 압축 몰딩 공정이 사용될 수 있으며, 여기서 섬유 강화 물질, 예를 들어 직물은 저용융 열가소성 수지 시스템으로 압축 몰딩될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 필름의 층은 비정질 폴리머 섬유를 포함한 직물에 인접하여 위치될 수 있다. 압축 몰딩 공정 동안 열 및 압력의 첨가시에, 열가소성 필름은 적어도 부분적으로 용융되고 직물의 비정질 폴리머 섬유와 결합될 수 있다.
수지 시스템으로서 사용하기 위한 가능한 열가소성 수지 및 필름은 예를 들어, 저용융 폴리에틸렌, 일반적으로 당해분야에 공지된 저용융 폴리프로필렌 코폴리머, 또는 저용융 플루오로폴리머를 포함할 수 있다.
열경화성 수지 시스템은 또한 기술된 복합체에서 사용될 수 있다. 일반적으로 당해 분야에 공지된 바와 같이, 열경화성 매트릭스 수지는 형성된 직물 또는 임의적으로 직물을 형성하는 섬유에 적용될 수 있으며, 복합체 구조물은 일반적으로 몰드(mold)에서 형태화될 수 있으며, 열경화성 수지는 경화될 수 있으며, 임의적으로, 구조물이 압력하에서 보유되는 동안 경화될 수 있다.
임의의 표준 열경화성 매트릭스 수지는 비정질 폴리머 섬유와 함께 사용될 수 있다. 본 발명의 복합체를 형성하는데 사용하기에 적합한 대표적인 열경화성 수지는 페놀성 폴리머, 멜라민 폴리머, 에폭시, 실리콘, 불포화된 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리부타디엔, 폴리에테르 블록 아미드, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리우레아, 비닐 에스테르, 플루오로폴리머, 시아네이트 에스테르, 폴리이소프렌, 디엔 블록 코폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 바람직한 일 구체예에서, 열경화성 수지는 물질의 특정 물리적 및 전기적 특징을 기초로 하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 낮은 손실의 열경화성 수지, 예를 들어 낮은 손실 에폭시 또는 시아네이트 에스테르 수지.
일부 구체예에서, 복합체는 하나 이상의 요망되는 수지 시스템(들)을 이용하여, 압축 몰딩, 열경화성 몰딩, 또는 이들의 조합에 의해 서로 고정될 수 있는 다수의 섬유 층을 포함하는 다층 구조물일 수 있다. 인접한 층은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 두개 이상의 인접하고 필수적으로 동일한, 비정질 포리머 섬유를 포함하는 직물은 적합한 압축 몰딩 공정을 이용하여 열가소성 수지와 서로 고정될 수 있다.
유사하게는, 열경화성 수지 시스템을 고려할 때, 열경화성 수지는 임의의 적합한 공정에 따라 다층 구조물에 적용될 수 있다. 예를 들어, 개개의 층들이 몰드에서 근접하게 되거나 형태화된 후에, 액체 경화성 수지는 몰드에서 주입되고 경화될 수 있다.
시스템의 조합이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 층은 중간 라미네이를 형성시키기 위해 압축 몰딩딜 수 있으며, 다수의 중간 물질은 이후 열경화성 수지 시스템과 조합될 수 있다.
비정질 폴리머 섬유를 도입하는 하나 이상의 층 이외에, 기술된 발명의 복합체는 다른 물질의 직물 또는 층을 포함할 수 있다. 포함될 수 있는 비제한적인 물질의 목록은 섬유유리 직조물 및 부직포 직물; 탄소 섬유 직조물 및 부직포; 고분자 직조물, 부직포, 막, 시트, 및, 임의의 여러 고분자 섬유, 고분자 매트릭스, 또는 이들의 일부 조합, 예를 들어 할로겐화된 폴리머(PTFE, PVC, PVA, 등)와 함께 형성된 섬유-강화된 열경화성 매트릭스, 폴리아라미드 (예를 들어, Kevlar®), UHMWPE1 등을 포함할 수 있는 것; 금속막 및 호일; 및/또는 액정 물질을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이러한 추가 층들은 복합체 구조물에 대한 요망되는 물리적 특징, 예를 들어 인장강도, 휨강도, 또는 교차방향 투과 강도를 부가할 수 있다. 예를 들어, 복합체 구조물은 구조물을 가로질러 외부 기판에 의한 관통 또는 침투(예를 들어, 사출, 액체 침투 등)에 대한 층으로 이루어진 구조물의 저항성을 증가시킬 수 있는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 특정의 일 구체예에서, 다층 복합체의 한쪽 또는 양쪽 외부 표면은 높은 모듈러스 및 보다 낮은 열팽창 계수를 갖는 강화 섬유, 예를 들어 유리를 포함할 수 있다.
기술된 복합체 구조물의 임의의 층은 임의적으로 구조물을 가로질러 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 예를 들어, 복합체는 회로판으로서 사용될 수 있고, 낮은 손실의 기판 상에 전기 회로를 형성시키기 위해 패턴으로 배열된 전도성 물질을 포함하는 층을 포함할 수 있다. 본원에서 정의된 바와 같이, 전도성 물질과 같은 물질의 패턴화된 형성은 기술된 복합체 구조물의 단일층으로 고려될 수 있지만, 이러한 형성은 구조물의 인접 층의 표면을 가로질러 불연속적일 수 있다. 예를 들어, 복합체 물질의 다층은 각각 전기 전도성 물질로 패턴화되어 회로를 형성시킬 수 있으며, 이후 이러한 층들은 결합되어 당해 분야에 널리 공지된 다층 전기 회로판을 형성시킬 수 있다.
비정질 폴리머 섬유 및 수지 매트릭스 이외에, 복합체는 일반적으로 당해 분야에 공지된 바와 같이, 충전제 및/또는 다른 강화 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복합체는 세라믹 충전제(예를 들어, 실리카) 또는 카본 블랙을 포함할 수 있다. 충전제는 일 구체예에서, 구조물에 특정의 전기적 또는 기계적 특징을 제공하기 위해 포함될 수 있다.
복합체에 사용되는 비정질 폴리머의 낮은 유전 상수 및 높은 열저항으로 인해, 복합체 구조물은 접합(solder) 가공을 포함하는 것을 포함하는 많은 낮은 소실 전기적 적용에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 복합체는 유익하게는 전자기적 송신 및/또는 수신 디바이스용 보호망, 예를 들어 레이돔으로 또는 안테나 기판 또는 회로판으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 복합체는 일 구체예에서 약 4.0 이하의 유전 상수를 나타낼 수 있다. 다른 구체예에서, 유전 상수는 예를 들어 약 3.7 이하의 보다 낮을 수 있거나, 또다른 구체예에서 예를 들어 약 3.5 이하의 더더욱 낮을 수 있다.
본 발명의 복합체는 또한 일 구체예에서 예를 들어 약 1.7 g/㎤ 이하의 낮은 밀도를 가질 수 있다. 다른 구체예에서, 복합체는 예를 들어 약 1.5 g/㎤ 이하의 보다 낮은 밀도를 가질 수 있다.
본원에 기술된 바와 같은 낮은 손실 복합체 기판은 비정질 고분자 물질과 관련된 비교적 낮은 비용 및 복합체를 형성하는데 사용될 수 있는 낮은 비용의 형성 방법으로 인해 수많은 종래 공지된 낮은 손실 기판에 비해 보다 늦은 비용으로 제공될 수 있다.
본원에 기술된 복합체는 기상, 먼지, 및/또는 디바이스 내부를 손상시킬 수 있는 다른 성분들로부터 내용물을 보호할 수 있는 보호 인케이싱 구조(protective encasing structure)를 형성시키는데 사용될 수 있다. 복합체가 또한 다양한 주파수의 전자기파에 대해 투과되기 때문에, 복합체는 디바이스의 작동을 방해하지 않으면서 인케이싱된(encased) 전기 디바이스를 보호하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 보호 용기는 여러 조합으로 다수의 복합체 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 용기의 적어도 일부는, 하나 또는 두개의 외부층이 높은 강도의 강화 섬유, 예를 들어 유리, Kevlar®, UHMWPE 등, 및 하나 하나 이상의 내부층이 비정질 폴리머 강화 섬유를 포함하는 다층의 전자기적으로 투과성인 복합체로부터 형성될 수 있다.
전자기적으로 투과성인 보호 구조물의 특정의 일예로는 레이돔이며, 레이돔의 내에서 전자기파가 접시 안테나로부터 발생되고 전송될 수 있다. 이러한 파동(wave)은 이후 레이돔, 및 특히 본원에 기술된 복합체 구조물을 포함하는 레이돔의 일부를 통과할 수 있다. 물체, 예를 들어 구름, 또는 비행기로부터의 파동 반사 후에, 파동은 다시 역으로 레이돔을 통과하고, 접시 안테나에 다시 수신될 수 있다.
전자기파를 송신하고/거나 수신하기 위한 다른 공지된 방법은 레이다 적용과 관련된 것 이외에, 임의적으로 본 발명의 다양한 전기적 적용을 위해 고려될 수 있다. 예를 들어, 본원에 기술된 보호 구조물은 레이저, 메이저(maser), 다이오드, 및 다른 전자기파 발생 및/또는 수신 디바이스를 하우징하고 보호하기 위해 사용될 수 있다. 특정의 일 구체예에서, 본원에 기술된 보호 구조물은 라디오 주파수 파동, 예를 들어 약 100 100 kHz 내지 약 100 GHz, 또는 일 구체예에서 약 1 MHz 내지 약 50 GHz, 또는 다른 구체예에서, 약 10 MHz 내지 약 20 GHz으로 작동하는 디바이스와 함께 사용될 수 있다. 본 발명의 보호 구조물은 기상 패턴을 모니터하거나, 공중 또는 도로 교통을 모니터하거나, 항공기, 보트 또는 군함을 포함한 군사 시설 주변의 다른 운송수단의 존재를 검색하기 위해 사용되는 전기 장비를 보호하는데 유용하 수 있다.
다른 전기적 구체예에서, 본 발명의 라미네이트 복합체 구조물은 전기 회로용, 및 특히 고주파수 회로용 기판으로서 사용될 수 있다. 본 발명의 목적을 위하여, 용어 '고주파수'는 본원에서 100 KHz 이상인 것으로 규정된다. 따라서, 본 발명의 고주파수 전기 회로판은 유익하게는 약 100 KHz 이상에서 작동할 수 있는 회로를 위해 사용될 수 있다. 일 구체예에서, 본 발명의 기판은 보다 높은 주파수 회로, 예를 들어 일 구체예에서 약 1 MHz 이상, 예를 들어 약 1 GHz 이상에서 작동하는 회로와 함께 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 회로판은 다층으로 이루어질 수 있으며, 적어도 하나는 전기 회로를 형성하기 위해 사전결정된 패턴으로 전도성 물질을 포함하며, 적어도 다른 하나는 강화 비정질 폴리머 섬유를 포함하는 기판층이다. 임의적으로, 전도성 물질은 다층에 포함될 수 있고/거나 상이한 전도성 물질은 단일층 포함되고 예를 들어 본 산업에서 일반적으로 공지된 홀에 의해 서로 전기적 소통으로 배치될 수 있다. 임의적으로, 기판의 하나 이상의 층은 다른 비전도성 물질, 예를 들어 낮은 열팽창계수와 같은 다층 기판에 대한 추가적은 구조적 잇점을 제공할 수 있는 유리 섬유를 포함하는 복합체 물질의 하나 이상이 층으로부터 형성될 수 있다.
일반적으로, 회로판은, 먼저 적절한 주파수의 전자기적 신호를 제공하고, 신호를 와이어, 케이블, 납땜 조인트, 및/또는 당해 분야에 널리 공지된 다른 디바이스를 통해 회로판의 회로로 전달하고, 전도성 스트립 및/또는 스트립라인, 뿐만 아니라, 캐패시터(capacitor), 트랜지스터, 및 당해 분야에 일반적으로 공지된 임의의 다른 회로 요소를 포함할 수 있는 회로의 전도성 배열을 따라 신호를 전파하고, 이후 요망되는 경우, 회로판에 대해 내부적이거나 외부적일 수 있는 다른 요소에서 이러한 신호를 수신하므로써 사용될 수 있다. 외부 요소는 예를 들어, 컴퓨터 칩, 메모리 칩, 또는 임의의 다른 외부 전기 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 신호는 임의적으로 안테나, 또는 대안적으로는 마이크로파 전력원, 예를 들어 집적 회로 또는 진공 튜브에서 이용가능한 것, 또는 당업자에게 일반적으로 공지된 임의의 다른 소스로부터 무선 통신에 의해 제공될 수 있다.
회로판은 낮은 유전 상수 및 낮은 유전성 손실의 잇점을 제공할 수 잇으며, 이는 당해 분야에 널리 공지된 다른 잇점들 중에서 보다 높은 신호 보존, 보다 낮은 데이타 손실, 및 보다 낮은 회로 작동 전압을 초래할 수 있다. 회로판은 또한 고온 적용에서 사용하기 위해, 높은 열전도도를 가질 수 있다. 기술된 회로판은 휴대폰의 통합 부분일 수 있거나, 유리하게는 전화 스위칭 장치, 컴퓨터, 고전력 마이크로파 디바이스, 또는 당해 분야에서 일반적으로 공지된 마이크로파 주파수에서 작동하는 전기 디바이스에서 사용될 수 있다.
다른 구체예에서, 복합체 구조물은 높은 휨 강도 및/또는 모듈러스를 나타내는 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 층은 섬유 유리 직조물 또는 부직포, 폴리아라미드 부직포, 예를 들어 Kevlar® 직물, 또는 탄소 섬유 매트 또는 부직포로 형성될 수 있다. 특정의 일 구체예에서, 이러한 다른 물질은 복합체 구조물의 외부층을 형성할 수 있으며, 하나 이상의 층은 비정질 폴리머 강화 섬유를 함유하는 두개 사이에 샌드위치된다. 외부층은 이러한 특정 물질의 잇점을 복합체에 제공할 수 있지만, 복합체 구조물은 매우 경량일 수 있고 종래에 공지된 복합체에 비해 보다 낮은 비용으로 제공될 수 있으며, 복합체에 비정질 폴리머 섬유의 포함으로 인해 요망되는 강도 특징을 달성할 수 있다.
본 발명은 하기 실시예를 참고로 하여 더욱 이해될 수 있다.
실시예 1
Topas® 6017 환형 올레핀 코폴리머를 Ticona로부터 입수하였다. 펠렛을 압출기의 온도가 압출기 구역 1 내지 3에서 190℃, 230℃ 및 270℃로 셋팅되고 용융 펌프 및 스핀 해드를 290℃로 가열된 3/4" 압출기에 공급하였다. 폴리머를 0.020" 직경의 15개의 오리피스(orifice)를 구비한 방적 돌기를 통해 압출하고, ~ 3 미터의 실온 공기를 통과시키고, 이후 1000 m/분으로 구동하는 제 1 고데트(godet) 위에 올려놓고, 150℃의 온도로 셋팅하였다. 이에 따라 형성된 얀을 이후 1320 m/분으로 구동하고 또한 150℃로 셋팅된 제 2 고데트로 통과시키고, 얀을 제 1 고데트와 제 2 고데트 사이에서 연신시켰다. 제 1 얀을 이후 1320 m/분으로 구동하는 제 3 고데트를 통과시키고, 이후 실패(bobbin)에 감았다. 연신된 얀의 크기는 60 데니어이었다. 제 1 얀을 이후 60 경사/인치를 갖는 450개의 유리 얀으로 이루어진 랩(wrap)을 가로질르는 씨실(weft) 얀으로서 직조하였다. 씨실 얀을 47 위사/인치로 직조하였다. 이러한 직물을 이후 에폭시 수지에 담그고, 몰드에서 총 8개의 층으로 층을 형성시키고, 과도한 수지를 제거하기 위해 가압하고, 경화시켰다. 이에 따라 형성된 복합체를 몰드로부터 회수하고, 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 전기적 및 기계적 성질에 대해 측정하였다.
비교 목적을 위하여, 랩에 60 단부/인치 및 충전물에 47 단부/인치로 450개의 유리 얀을 지닌 유리 직물, 스타일(style)(1080)을 상술된 복합체에 유사하게 몰딩하였다. 복합체를 유사하게 시험하고, 결과를 표 1에 나타내었다.
표 1
본 발명의 얀을 함유한 직물 비교 유리 섬유
유전상수 3.52 4.65
손실 탄젠트 0.018 0.021
휨 모듈러스 2764 ksi 3125 ksi
휨 강도 42.4 ksi 43.3 ksi
밀도 1.2 g/㎤ 1.6 g/㎤
제 2 얀을, 폴리머 흐름이 보다 높게 하는 것을 제외하고 상술된 제 1 얀과 동일한 조건으로 제조하여, 120 데니어의 얀을 형성하였다. 얀을 트위스팅하고, 이후 상술된 것과 동일한 구성으로 직조하였다. 이러한 얀을 또한 450개의 유리 얀과 트위스트 플라잉(twist plied)시켰다. 이러한 복합체 얀을 상술된 직물과 동일한 구성으로 직조하였다.
상술된 제 1 얀을 450개의 유리 얀과 트위스트 플라잉시켰다. 이러한 복합체 얀을 표 1에 기술된 본 발명의 직물과 동일한 구성으로 직조하였다. 직물을 결함에 대해 시험하였고, 이는 회로판 기판 적용을 위해 허용가능한 것으로 나타났다.
설명을 위해 제공되는 상기 실시예는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않을 것으로 인식될 것이다. 본 발명의 상기에 단지 몇가지의 대표적인 구체예가 상세히 기술되었지만, 당업자는 본 발명의 신규한 교시 및 장점을 실질적으로 벗어나지 않으면서 수많은 개질이 대표적인 구체예에서 가능하다고 용이하게 인식할 것이다. 따라서, 이러한 모든 개질은 하기 청구범위 및 이에 대한 모든 균등물에서 규정되는 본 발명의 범위내에 포함되는 것으로 의도된다. 또한, 다수의 구체예는 일부 구체예의 모든 장점을 달성하지 않는 것으로 이해될 수 있지만, 특정 장점의 부재는 이러한 구체예가 본 발명의 범위를 벗어난다고 반드시 의미하는 것으로 해석되지 않을 것이다.

Claims (26)

  1. 고분자 수지 매트릭스;
    고분자 수지 매트릭스에 보유된, 유전 상수가 약 3.5 이하이고 비정질 폴리머를 포함하는 다수의 제 1 섬유; 및
    고분자 수지 매트릭스에 보유된 다수의 제 2 섬유를 포함하는 복합체(composite).
  2. 제 1항에 있어서, 다수의 제 1 섬유 및 다수의 제 2 섬유가 직물(fabric)인 복합체.
  3. 제 1항에 있어서, 제 2 섬유가 유리 섬유인 복합체.
  4. 제 1항에 있어서, 수지가 열경화성 수지인 복합체.
  5. 제 1항에 있어서, 제 1 섬유가 환형 올레핀 코폴리머를 포함하는 복합체.
  6. 제 1항에 있어서, 제 1 섬유의 모듈러스(modulus)가 약 70 그램/데니어(grams/denier) 이상인 복합체.
  7. 제 1항에 있어서, 복합체의 유전 상수가 약 4.0 이하인 복합체.
  8. 제 1항에 있어서, 제 1 섬유가 광각 x-선 산란 하에서 관찰할 때 비정질 할로 타입 산란만을 나타내는 복합체.
  9. 제 1항에 있어서, 제 2 섬유의 모듈러스가 약 150 그램/데니어 이상인 복합체.
  10. 제 1 고분자 수지 매트릭스, 및 제 1 고분자 수지 매트릭스에 보유된, 비정질 폴리머를 포함하고 유전 상수가 약 3.5 이하인 다수의 고분자 섬유를 포함하는 제 1 직물을 포함하는 제 1 층; 및
    제 1 층에 고정된, 제 2 고분자 수지 매트릭스 및 제 2 고분자 수지 매트릭스에 보유된 제 2 직물을 포함하는 제 2 층을 포함하는 다층 복합체.
  11. 제 10항에 있어서, 제 1 직물이 제 2 섬유와 함께 고분자 섬유를 포함하는 다층 복합체.
  12. 제 11항에 있어서, 제 2 섬유가 유리 섬유인 다층 복합체.
  13. 제 10항에 있어서, 제 1 층 또는 제 2 층에 고정된 불연속 층을 추가로 포함 하는 다층 복합체.
  14. 제 13항에 있어서, 불연속 층이 전기 회로를 형성하는 다층 복합체.
  15. 제 10항에 있어서, 제 2 직물이 섬유유리 직물인 다층 복합체.
  16. 제 15항에 있어서, 제 2 층이 외부층인 다층 복합체.
  17. 제 10항에 있어서, 복합체 구조의 평균 밀도가 약 2.0 g/㎤ 이하인 다층 복합체.
  18. 제 10항에 있어서, 복합체 구조의 유전 상수가 약 4.0 이하인 다층 복합체.
  19. 제 10항에 있어서, 제 1 층 및 제 2 층이 제 3 고분자 수지로 서로 고정되는 다층 복합체.
  20. 제 10항에 있어서, 다층 복합체가 회로판인 다층 복합체.
  21. 제 10항에 있어서, 제 1 고분자 수지 매트릭스의 고분자 수지와 제 2 고분자 수지 매트릭스의 고분자 수지가 동일한 고분자 수지인 다층 복합체.
  22. 약 100 kHz 내지 약 100 GHz 주파수의 전자기파를 제공하고;
    전자기파의 경로에, 제 1 고분자 수지 매트릭스 및 제 1 고분자 수지 매트릭스에 보유된, 비정질 폴리머를 포함하고 유전 상수가 약 3.5 이하인 다수의 고분자 섬유를 포함하는 제 1 직물을 포함하는 제 1 층을 포함하는 라미네이트(laminate) 구조물을 배치시키고;
    라미네이트 구조물에 전자기파를 통과시키는 것을 포함하는, 전자기파를 전송시키기 위한 방법.
  23. 제 22항에 있어서, 전자기파가 접시 안테나로부터 전송되는 방법.
  24. 제 22항에 있어서, 라미네이트 구조물이 전자기파 송신기, 전자기파 수신기, 또는 둘 모두를 하우징하는 보호망(protective enclosure)의 일부인 방법.
  25. 제 22항에 있어서, 제 1 층이 라미네이트 구조물의 내부층이며, 라미네이트 구조물이 유리 섬유, 폴리아라미드 섬유, 및 초고분자량 폴리에틸렌 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 섬유를 포함하는 외부층을 추가로 포함하는 방법.
  26. 제 22항에 있어서, 물체로부터 전자기파를 반사시키고, 이어서 라미네이트 구조물에 다시 한번 전자기파를 통과시킴을 추가로 포함하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140010016A (ko) * 2010-12-14 2014-01-23 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. 레이돔을 위한 물질 및 이의 제조 방법

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7648758B2 (en) * 2007-02-06 2010-01-19 Innegrity, Llc Low dielectric loss composite material
US8574696B2 (en) * 2007-07-31 2013-11-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electronic device housing assembly
JP4906695B2 (ja) * 2007-12-07 2012-03-28 三菱電機株式会社 レドーム及びその製造方法
JP4957681B2 (ja) * 2008-08-28 2012-06-20 三菱電機株式会社 レドーム
CH699576A1 (de) * 2008-09-29 2010-03-31 Alstom Technology Ltd Roebelstab für rotierende elektrische maschinen.
GB0907011D0 (en) * 2009-04-23 2009-06-03 Vestas Wind Sys As Incorporation of functional cloth into prepeg composites
FR2946179B1 (fr) * 2009-05-29 2012-11-30 Saint Gobain Quartz Sas Ruban dielectrique preimpregne pour radome
CN102152501B (zh) * 2010-11-15 2013-05-08 易科美德（天津）环保建材有限公司 保温节能一体板基板及其制备方法
US9281098B2 (en) * 2011-02-09 2016-03-08 Waukesha Electric Systems, Inc. Dry type electrical insulation
JP2014531800A (ja) * 2011-09-12 2014-11-27 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． 複合レドーム壁
WO2013057329A1 (es) * 2011-10-18 2013-04-25 SERRA TEIXIDÓ, Mª, Dolors Banda textil para máquinas introductoras, secadoras y planchadoras de ropa
US8975305B2 (en) 2012-02-10 2015-03-10 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Rigid renewable polyester compositions having a high impact strength and tensile elongation
WO2013190149A1 (en) * 2012-06-22 2013-12-27 Katholieke Universiteit Leuven, KU LEUVEN R&D Hybrid self-reinforced composite material
WO2014018524A1 (en) 2012-07-23 2014-01-30 Kadant Inc. Doctor blade including combination carbon / glass yarns
US8564497B1 (en) 2012-08-31 2013-10-22 Redline Communications Inc. System and method for payload enclosure
CN102850726A (zh) * 2012-09-07 2013-01-02 广东生益科技股份有限公司 复合材料、用其制作的高频电路基板及其制作方法
TWI512155B (zh) * 2012-11-28 2015-12-11 Univ Nat Taipei Technology 包芯紗、纖維布及其製造方法
KR101449204B1 (ko) 2012-12-27 2014-10-13 주식회사 포스코 연속 탄소섬유 강화 열가소성 프리프레그의 제조 방법
WO2015187198A1 (en) 2014-06-06 2015-12-10 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Hollow porous fibers
MX2015016874A (es) 2013-06-12 2016-04-07 Kimberly Clark Co Fibras de poliolefina porosas.
CN103612443A (zh) * 2013-11-19 2014-03-05 常熟市一心无纺制品有限公司 不助燃无纺布
JP2017522399A (ja) * 2014-06-06 2017-08-10 キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド 多孔質高分子シートから形成される熱成形物品
US9359055B2 (en) 2014-08-05 2016-06-07 Confluence Outdoor, Llc Composite paddles
CN104441678A (zh) * 2014-09-30 2015-03-25 湖北三江航天江北机械工程有限公司 异型结构宽频透波树脂基天线罩的制备方法
CA2972911A1 (en) 2015-01-22 2016-07-28 Neptune Research, Inc. Composite reinforcement systems and methods of manufacturing the same
WO2016122619A1 (en) 2015-01-30 2016-08-04 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Absorbent article package with reduced noise
BR112017015171B1 (pt) 2015-01-30 2022-09-20 Kimberly-Clark Worldwide, Inc Película, método para formação da película, e, artigo absorvente
CN105860198A (zh) * 2016-04-20 2016-08-17 广德天运新技术股份有限公司 一种利用废旧纺织品生产纤维基固化板的制备方法
CN108912578B (zh) * 2018-06-13 2021-02-02 金发科技股份有限公司 一种改性环状聚烯烃材料及其应用
TWI690633B (zh) * 2019-10-04 2020-04-11 財團法人紡織產業綜合研究所 熔噴不織布
JP7420952B2 (ja) * 2019-12-30 2024-01-23 サン－ゴバン パフォーマンス プラスティックス コーポレイション レドーム設計
CN113773576A (zh) * 2020-12-29 2021-12-10 上海普利特复合材料股份有限公司 一种低密度低介电常数高耐候聚丙烯材料及其制备方法
CN112959761B (zh) * 2021-02-10 2022-09-06 浙江沪通模具有限公司 一种高强度的低介电常数低介质损耗复合材料及制备方法

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3620903A (en) 1962-07-06 1971-11-16 Du Pont Lightweight nonpatterned nonwoven fabric
US3859158A (en) 1971-04-20 1975-01-07 Celanese Corp Production of pervious low density carbon fiber reinforced composite articles
US3996404A (en) 1974-07-30 1976-12-07 Japan Vilene Company Ltd. Conjugate polycarbonate fibers and fibrous sheets made thereof
US4498941A (en) 1981-08-05 1985-02-12 Goldsworthy Engineering, Inc. Method for producing fiber reinforced sheet structures
ATE68991T1 (de) 1984-06-13 1991-11-15 Inst Nat Rech Chimique Verfahren zur herstellung von hohlfasern und ihre verwendung in membrantrennverfahren.
US5093435A (en) 1984-06-29 1992-03-03 Amoco Corporation Molded electrical device and composition therefore
GB8423219D0 (en) 1984-09-14 1984-10-17 Raychem Ltd Shaped woven fabrics
US4616057A (en) 1985-07-10 1986-10-07 Sun Chemical Corporation Polymer emulsion containing an interpenetrating polymer network
US5190997A (en) 1985-07-10 1993-03-02 Sequa Chemicals, Inc. Adhesive composition
US4772509A (en) * 1987-04-13 1988-09-20 Japan Gore-Tex, Inc. Printed circuit board base material
US4886578A (en) 1987-09-24 1989-12-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company High heat resistant oil-impregnatable electrical insulating board
US4937132A (en) * 1987-12-23 1990-06-26 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Laminating material for printed circuit board of low dielectric constant
US4997702A (en) 1989-03-06 1991-03-05 Rogers Corporation Shape retaining flexible electrical circuit
US4985293A (en) 1989-08-14 1991-01-15 Eastman Kodak Company Polymer blend for molded circuit boards and other selectively conductive molded devices
US5279879A (en) * 1989-12-28 1994-01-18 Tonen Corporation Hybrid prepreg containing carbon fibers and at least one other reinforcing fiber in specific positions within the prepreg
TW224561B (ko) 1991-06-04 1994-06-01 Akocho Co
US5869412A (en) 1991-08-22 1999-02-09 Minnesota Mining & Manufacturing Co. Metal fibermat/polymer composite
US5356691A (en) 1991-09-30 1994-10-18 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Flexible composite sheet for electric insulation
US5367046A (en) 1992-04-10 1994-11-22 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Low dielectric polyimide fibers
US5548034A (en) 1992-07-31 1996-08-20 International Business Machines Corporation Modified dicyanate ester resins having enhanced fracture toughness
TW312696B (ko) * 1994-04-22 1997-08-11 Mitsui Petroleum Chemicals Ind
US6071836A (en) 1994-10-13 2000-06-06 World Properties, Inc. Polybutadiene and polyisoprene thermosetting compositions and method of manufacture thereof
US5858887A (en) 1994-10-13 1999-01-12 World Properties, Inc. Single resin polybutadiene and polyisoprene thermosetting compositions and method of manufacture thereof
US5571609A (en) 1994-10-13 1996-11-05 Rogers Corporation Polybutadiene and polyisoprene based thermosetting compositions and method of manufacture thereof
US5667743A (en) 1996-05-21 1997-09-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Wet spinning process for aramid polymer containing salts
US6683783B1 (en) 1997-03-07 2004-01-27 William Marsh Rice University Carbon fibers formed from single-wall carbon nanotubes
US6168855B1 (en) * 1997-12-01 2001-01-02 Polyeitan Composites Ltd. Polyolefin composites for printed circuit board and antenna base material
US6337379B2 (en) 1997-12-18 2002-01-08 Asahi Glass Company Ltd. Fluorine-containing polymer composition
KR20010043884A (ko) * 1998-05-29 2001-05-25 메리 이. 보울러 가염성 플루오로중합체 섬유 및 필름
DE19915955C2 (de) 1999-04-09 2001-09-13 Schuller Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines strangartigen Faserverbundes aus Glasfasern
JP3942326B2 (ja) 1999-04-22 2007-07-11 株式会社クレハ 熱可塑性樹脂組成物
US6447886B1 (en) 2000-03-20 2002-09-10 3Tex, Inc. Base material for a printed circuit board formed from a three-dimensional woven fiber structure
US6980076B1 (en) 2000-05-19 2005-12-27 Mcgraw Edison Company Electrical apparatus with synthetic fiber and binder reinforced cellulose insulation paper
US6539596B1 (en) 2000-09-25 2003-04-01 Shell Oil Company Nonwovens from polytrimethylene terephthalate based staple fibers
US6420024B1 (en) 2000-12-21 2002-07-16 3M Innovative Properties Company Charged microfibers, microfibrillated articles and use thereof
US6929848B2 (en) 2001-08-30 2005-08-16 E.I. Du Pont De Nemours And Company Sheet material especially useful for circuit boards
US6701703B2 (en) 2001-10-23 2004-03-09 Gilbert Patrick High performance yarns and method of manufacture
DE60237851D1 (de) 2001-11-01 2010-11-11 Mitsubishi Chem Corp Modifiziertes Propylenpolymer, dieses enthaltende Zusammensetzung und deren Verwendung
US6866912B2 (en) 2002-03-13 2005-03-15 Milliken & Company Textile constructions with stabilized primary backings and related methods
US6890965B1 (en) 2002-07-02 2005-05-10 Hughes Processing, Inc Foamed composites and methods for making same
CN1312335C (zh) 2002-08-05 2007-04-25 东丽株式会社 多孔纤维
US20040092183A1 (en) 2002-11-12 2004-05-13 Shalom Geva Antiballistic composite material comprising combinations of distinct types of fibers
US7006052B2 (en) 2003-05-15 2006-02-28 Harris Corporation Passive magnetic radome
JP4296408B2 (ja) * 2003-12-10 2009-07-15 日本ゼオン株式会社 繊維および不織布
US20050201715A1 (en) 2004-03-29 2005-09-15 Panorama Flat Ltd. System, method, and computer program product for magneto-optic device display
US7326043B2 (en) 2004-06-29 2008-02-05 Cornell Research Foundation, Inc. Apparatus and method for elevated temperature electrospinning
US7074483B2 (en) 2004-11-05 2006-07-11 Innegrity, Llc Melt-spun multifilament polyolefin yarn formation processes and yarns formed therefrom
KR100619352B1 (ko) 2005-04-29 2006-09-06 삼성전기주식회사 개질된 환형 올레핀 공중합체를 이용한 섬유 직물 강화재,및 인쇄회로기판용 수지기판
US7648758B2 (en) * 2007-02-06 2010-01-19 Innegrity, Llc Low dielectric loss composite material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140010016A (ko) * 2010-12-14 2014-01-23 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. 레이돔을 위한 물질 및 이의 제조 방법

Also Published As

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