KR20210129237A - 유리 크로스, 프리프레그, 및 유리 섬유 강화 수지 성형품 - Google Patents

유리 크로스, 프리프레그, 및 유리 섬유 강화 수지 성형품 Download PDF

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Abstract

본원 발명은 3.0~4.4μm의 원 환산 직경을 갖는 유리 필라멘트가 30~44개 집속되어 이루어지는 유리사인 경사와 위사로 구성되고, 상기 경사와 상기 위사의 직밀도가 85~125개/25mm이고, 경사와 위사 중 적어도 하나는 편평 유리 필라멘트로 구성되는 편평 유리사이고, 그 직밀도가 100개/25mm 미만이고, 편평 유리 필라멘트의 장경(DL)이 3.3~6.0μm이고, 단경(DS)이 2.0~3.9μm이고, 편평 유리사의 꼬임수(T)가 0.70회/25mm 이하이고, 편평 유리사를 구성하는 편평 유리 필라멘트의 개수(F)와 꼬임수(T)와 장경(DL)과 단경(DS)이 다음 식을 만족하는 유리 크로스이다. 이에 의해 작업성·제조 효율이 향상되고, 박형이어도 프리프레그에서의 핀홀의 발생을 억제할 수 있다. 89.0≤F×(DL×(1-T1/2)＋DS×T1/2)/(DL/D-S)≤129.0

Description

유리 크로스, 프리프레그, 및 유리 섬유 강화 수지 성형품
본 발명은 유리 크로스(Glass Cloth)와, 이 유리 크로스를 포함하는 프리프레그(Prepreg), 및 상기 유리 크로스를 포함하는 유리 섬유 강화 수지 성형품에 관한 것이다.
종래 프린트 배선 기판의 절연 재료로서 유리 크로스에 에폭시 수지 등의 수지를 함침시킨 프리프레그가 사용되고 있다. 상기 유리 크로스는 복수개의 유리 필라멘트가 집속되어 이루어지는 경사와 위사로 구성되어 있다.
최근 전자기기의 새로운 소형화, 박형화, 고기능화를 위해 상기 프린트 배선 기판 및 상기 프리프레그의 박형화의 요구는 더욱 높아지고 있으며 유리 크로스의 박형화 그리고 경량화의 요구도 마찬가지로 높아지고 있다. 이러한 요구에 따라, 상기 프리프레그에 사용되는 수지량의 감소를 도모하고 있다. 수지량이 감소하면 유리 크로스에 수지를 함침시켜 프리프레그를 제조했을 때 핀홀이 더욱 쉽게 발생한다. 따라서 직밀도가 100개/25mm 이상이고, 두께가 6.5~11.0μm 범위이고, 핀홀의 발생을 억제시킨 유리 크로스가 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 제6536764호 공보
그러나, 특허문헌 1 기재의 유리 크로스의 경우에는 직밀도가 100개/25mm 이상이기 때문에 충분히 경량화, 박형화할 수 없다. 더욱이 사용하는 유리사가 많기 때에 제조시에 경사를 풀어내어 가지런히 하는 정경(warping) 공정의 준비 작업이나 제직 공정에서 직기에 경사를 준비하는 작업에 시간이 소요되고 또한 제직시의 위사 준비 등의 작업도 증가하고 나아가 단위 길이 당 제직 시간이 길어져 작업성·제조 효율이 나쁜 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해소하여 충분히 경량화시키고 작업성·제조 효율을 향상시킬 수 있고, 직밀도를 100개/25mm 미만으로 하여 두께를 10μm 미만으로 박형화시킨 경우에도 이를 포함하는 프리프레그에서의 핀홀의 발생을 억제시킬 수 있는 유리 크로스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 유리 크로스를 포함하는 프리프레그, 및 상기 유리 크로스를 포함하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 유리 크로스는 각각 3.0~4.4μm 범위의 원 환산 직경을 갖는 유리 필라멘트가 30~44개의 범위로 집속되어 이루어지는 유리사(glass yarn)인 경사와 위사로 구성되고, 상기 경사와 상기 위사의 직밀도가 각각 85~125개/25mm 범위에 있고, 상기 경사와 상기 위사 중 적어도 하나는 편평한 단면 형상을 갖는 편평 유리 필라멘트로 구성되는 편평 유리사이고, 그 직밀도가 100개/25mm 미만이고, 상기 편평 유리 필라멘트의 편평한 단면의 장경(長徑)(DL)이 3.3~6.0μm 범위에 있고, 상기 편평 유리 필라멘트의 편평한 단면의 단경(短徑)(DS)이 2.0~3.9μm 범위에 있고, 상기 장경(DL)은 상기 단경(DS)보다 높은 값이고, 상기 편평 유리사의 꼬임수(T)가 0.70회/25mm 이하이고, 상기 편평 유리사를 구성하는 상기 편평 유리 필라멘트의 개수(F)와 상기 꼬임수(T)와 상기 장경(DL)과 상기 단경(DS)이 다음 식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
89.0≤F×(DL×(1－T1/2)＋DS×T1/2)/(DL/DS)≤129.0 ···(1)
본 발명의 유리 크로스에서 상기 경사와 상기 위사는 각각 3.0~4.4μm 범위의 원 환산 직경을 갖는 유리 필라멘트가 30~44개의 범위로 집속되어 이루어질 필요가 있다. 여기서, 상기 원 환산 직경은 상기 유리 필라멘트의 단면적을 완벽한 원으로 환산했을 때의 섬유 직경을 의미한다.
상기 경사 또는 상기 위사를 구성하는 상기 유리 필라멘트의 원 환산 직경이 4.4μm를 초과하거나 또는 상기 유리 필라멘트의 개수가 44개를 초과할 때에는 유리 크로스를 충분히 경량화할 수 없다. 또한 상기 유리 필라멘트의 원 환산 직경을 3.0μm 미만으로 하면 실 끊김이나 보풀의 발생을 막기 위해 제조 효율이 저하된다. 그리고 상기 유리 필라멘트의 개수를 30개 미만으로 하면 상기 유리 크로스를 포함하는 프리프레그에서의 핀홀의 발생을 억제하기 어려워진다.
또한 본 발명의 유리 크로스에서 상기 경사와 상기 위사를 사용한 경우에는 상기 경사와 상기 위사의 직밀도가 각각 85~125개/25mm 범위에 있을 필요가 있다. 상기 경사 또는 상기 위사의 직밀도가 125개/25mm를 초과하면 유리 크로스를 충분히 경량화할 수 없고 유리 크로스를 효율적으로 제조하기 어려워진다. 한편, 상기 경사 또는 상기 위사의 직밀도를 85개/25mm 미만으로 한 경우에는, 상기 유리 크로스를 포함하는 프리프레그에서의 핀홀의 발생을 억제하기 어려워진다.
또한 본 발명의 유리 크로스는, 상기 경사와 상기 위사 중 적어도 하나는, 편평한 단면 형상을 갖는 편평 유리 필라멘트로 구성되는 편평 유리사이고, 그 직밀도가 100개/25mm 미만일 필요가 있다.
또한 본 발명의 유리 크로스는 상기 편평 유리 필라멘트의 편평한 단면의 장경(DL)이 3.3~6.0μm 범위에 있고, 상기 편평 유리 필라멘트의 편평한 단면의 단경(DS)이 2.0~3.9μm 범위에 있고, 상기 장경(DL)은 상기 단경(DS)보다 높은 값이며, 상기 편평 유리사의 꼬임수(T)가 0.70회/25mm 이하일 필요가 있다. 상기 장경(DL)이 6.0μm를 초과하면 유리 크로스를 충분히 경량화할 수 없고, 상기 장경(DL)이 3.3μm 미만이 되면 핀홀의 발생을 억제하기 어려워진다. 상기 단경(DS)이 3.9μm를 초과하면 유리 크로스를 충분히 박형화시킬 수 없고, 상기 단경(DS)을 2.0μm 미만으로 하는 것은 기술적으로 어렵다. 상기 꼬임수(T)가 0.70회/25mm를 초과하면 유리 크로스를 균일하게 박형화할 수 없다.
상기 장경(DL)이 유리 크로스의 직밀도의 감소에 기여하고 상기 단경(DS)이 유리 크로스의 두께의 감소에 기여함으로써, 상기 편평 유리 필라멘트로 구성되는 유리사를 이용하여 유리 크로스를 제조하는 경우, 상기 편평 유리 필라멘트와 동일한 원 환산 직경을 갖는 원형 단면 유리 필라멘트로 구성되는 유리사를 이용하여 유리 크로스를 제조하는 경우와 비교하여 보다 높은 제조 효율로 보다 얇은 유리 크로스를 제조하는 것이 가능하다. 특히, 동일한 정도의 두께의 유리 크로스를 제조하는 경우, 상기 편평 유리 필라멘트로 구성되는 유리사를 이용하여 유리 크로스를 제조함으로써 제조 효율을 크게 높이는 것이 가능해진다.
특히, 본 발명의 유리 크로스는 상기 편평 유리사를 구성하는 상기 편평 유리 필라멘트의 개수(F)와 상기 꼬임수(T)와 상기 장경(DL)과 상기 단경(DS)이 다음 식 (1)을 만족함으로써 고도로 경량화하면서 작업성·제조 효율을 향상할 수 있고, 나아가 두께를 10μm 미만과 같이 고도로 박형화했을 때에도 그것을 포함하는 프리프레그에서의 핀홀의 발생을 억제할 수 있다.
89.0≤F×(DL×(1－T1/2)＋DS×T1/2)/(DL/DS)≤129.0 ···(1)
또한 본 발명의 유리 크로스는 상기 편평 유리사를 구성하는 상기 편평 유리 필라멘트의 개수(F)와 상기 꼬임수(T)와 상기 장경(DL)과 상기 단경(DS)이 다음 식 (2)를 만족하는 것이 바람직하고, 두께를 더욱 고도로 박형화했을 때에도 그것을 포함하는 프리프레그에서의 핀홀의 발생을 확실히 억제할 수 있다.
97.0≤F×(DL×(1－T1/2)＋DS×T1/2)/(DL/DS)≤122.5 ···(2)
본 발명의 프리프레그는 전술한 구성을 구비하는 본 발명의 유리 크로스를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 프리프레그는 전술한 구성을 구비하는 본 발명의 유리 크로스를 포함함으로써 핀홀의 발생을 억제할 수 있고 또한 고도로 박형화할 수 있고 고도로 경량화할 수 있다.
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 전술한 구성을 구비하는 본 발명의 유리 크로스를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 전술한 구성을 구비하는 본 발명의 유리 크로스를 포함함으로써 고도로 박형화할 수 있고 고도로 경량화할 수 있다.
이어서 본 발명의 실시의 형태에 대해 더욱 상세히 설명한다.
본 실시형태의 유리 크로스는 경사와 위사로 구성된다. 상기 경사와 상기 위사는 각각 유리 필라멘트를 30~44개 범위, 바람직하게는 34~42개 범위로 집속하여 이루어진다. 상기 유리 필라멘트는 3.0~4.4μm 범위, 바람직하게는 3.4~4.2μm 범위의 원 환산 직경(이하, 필라멘트 직경으로 기재할 수도 있음)을 갖는다. 상기 경사와 상기 위사의 직밀도는 각각 85~125개/25mm 범위, 바람직하게는 85~107개/25mm의 범위에 있다.
본 실시형태의 유리 크로스는 상기 경사와 상기 위사 중 적어도 하나, 바람직하게는 상기 경사와 상기 위사 모두는, 편평한 단면 형상을 갖는 편평 유리 필라멘트로 구성되는 편평 유리사이고, 그 직밀도가 100개/25mm 미만이고, 바람직하게는 85~98개/25mm의 범위에 있다. 그리고, 본 실시형태의 유리 크로스는 상기 편평 유리 필라멘트의 편평한 단면의 장경(DL)이 3.3~6.0μm 범위, 바람직하게는 3.5~6.0μm 범위, 보다 바람직하게는 3.6~6.0μm, 더욱 바람직하게는 4.0~6.0μm 범위, 특히 바람직하게는 4.3~5.5μm 범위에 있고, 상기 편평 유리 필라멘트의 편평한 단면의 단경(DS)이 2.0~3.9μm 범위, 바람직하게는 2.5~3.5μm 범위에 있고, 상기 장경(DL)은 단경(DS)보다 높은 값이고, 상기 편평 유리사의 꼬임수(T)가 0.70회/25mm 이하, 바람직하게는 0.50회/25mm 이하, 보다 바람직하게는 0.40회/25mm 이하, 더욱 바람직하게는 0.20회/25mm 이하, 특히 바람직하게는 0.09회/25mm 이하이고, 상기 편평 유리사를 구성하는 상기 편평 유리 필라멘트의 개수(F)와 상기 꼬임수(T)와 상기 장경(DL)과 상기 단경(DS)이 다음 식 (1)을 만족하고, 나아가 다음 식 (2)를 만족하는 것이 바람직하고, 다음 식 (3)을 만족하는 것이 보다 바람직하고, 다음 식 (4)를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
89.0≤F×(DL×(1－T1/2)＋DS×T1/2)/(DL/DS)≤129.0 ···(1)
97.0≤F×(DL×(1－T1/2)＋DS×T1/2)/(DL/DS)≤122.5 ···(2)
97.0≤F×(DL×(1－T1/2)＋DS×T1/2)/(DL/DS)≤105.0 ···(3)
97.5≤F×(DL×(1－T1/2)＋DS×T1/2)/(DL/DS)≤100.0 ···(4)
또한 본 실시형태의 유리 크로스는 상기 편평 유리 필라멘트의 편평한 단면의 장경(DL)과 상기 편평 유리 필라멘트의 편평한 단면의 단경(DS)의 비(DL/DS)는 예를 들어 1.05~2.20의 범위이고, 바람직하게는 1.10~1.90이고, 보다 바람직하게는 1.25~1.80의 범위이고, 더욱 바람직하게는 1.26~1.75, 특히 바람직하게는 1.27~1.72, 특히 바람직하게는 1.50~1.70의 범위이다.
상기 편평 유리 필라멘트가 갖는 편평한 단면 형상으로서는 예를 들어 긴 원형(직사각형의 단변 부분을, 그 단변을 직경으로 하는 반원으로 각각 치환한 형상), 타원형 및 직사각형을 들 수 있다.
상기 유리 필라멘트는 소정의 조성이 되도록 조합된 유리 배치(유리 원재료)를 용융시키고, 소정의 온도로 제어된 부싱의 노즐 팁을 통해 인출하여 급냉시킴으로써 얻을 수 있다. 또한 상기 노즐 팁을 돌기부나 절결부 또는 홈부를 갖는 것으로 하고 용융 유리 온도를 제어함으로써 편평한 단면 형상을 갖는 유리 필라멘트를 얻을 수 있다. 상기 유리 필라멘트의 조성으로서는 예를 들어 E 유리 섬유(범용 유리 섬유) 조성, 고강도 유리 섬유 조성, 저유전율 유리 섬유 조성 등의 조성을 구비하는 것을 이용할 수 있다. 여기서 상기 E 유리 섬유 조성은 SiO2를 52~56 질량%, B2O3를 5~10 질량%, Al2O3를 12~16 질량%, CaO와 MgO를 합계 20~25 질량%, Na2O와 K2O와 Li2O를 합계 0~1 질량% 포함한다. 또한 상기 고강도 유리 섬유 조성은 SiO2를 57~70 질량%, Al2O3를 18~30 질량%, CaO를 0~13 질량%, MgO를 5~15 질량%, Na2O와 K2O와 Li2O를 합계 0~1 질량%, TiO2를 0~1 질량%, B2O3를 0~2 질량% 포함한다. 또한 상기 저유전율 유리 섬유 조성은 SiO2를 48~62 질량%, B2O3를 17~26 질량%, Al2O3를 9~18 질량%, CaO를 0.1~9 질량%, MgO를 0~6 질량%, Na2O와 K2O와 Li2O를 합계 0.05~0.5 질량%, TiO2를 0~5 질량%, SrO를 0~6 질량%, F2와 Cl2를 합계 0~3 질량%, P2O5를 0~6 질량% 포함한다.
상기 유리 필라멘트는 범용성을 위해서는 상기 E 유리 섬유 조성인 것이 바람직하고, 프리프레그로 했을 때의 휨을 억제시키기 위해서는 상기 고강도 유리 섬유 조성인 것인 것이 바람직하다. 이 때, 상기 고강도 유리 섬유 조성은 SiO2를 64~66 질량%, Al2O3를 24~26 질량%, MgO를 9~11 질량% 포함하고, SiO2와 Al2O3와 MgO를 합계 99 질량% 이상 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 유리 필라멘트는 30~44개 범위의 개수이고, 그 자체 공지의 방법에 의해 집속되어 상기 경사 또는 상기 위사가 된다. 아울러 유리 배치를 용융시키고 섬유화하여 유리 필라멘트를 얻고, 이어서 이 유리 필라멘트 복수개를 집속하여 경사 또는 위사를 얻는 것을 방사라 한다.
본 실시형태의 유리 크로스는 상기 경사와 상기 위사를 이용하여 그 자체 공지의 직기에 의해 제직하고 개섬(opening) 처리를 수행함으로써 얻을 수 있다. 상기 직기로서는 예를 들어 에어 제트 또는 워터 제트 등의 제트식 직기, 셔틀식 직기, 레피어 직기 등을 들 수 있다. 또한 상기 직기에 의한 직조 방법으로서는 예를 들어 평직, 주자직, 바스켓직, 능직 등을 들 수 있다.
상기 개섬 처리로서는 예를 들어 수류 압력에 의한 개섬, 액체를 매체로 한 고주파의 진동에 의한 개섬, 면압(面壓)을 갖는 유체의 압력에 의한 개섬, 롤에 의한 가압에서의 개섬 등을 들 수 있다. 이러한 개섬 처리 중에서는 수류 압력에 의한 개섬 또는 액체를 매체로 한 고주파의 진동에 의한 개섬을 사용하는 것이, 경사 또는 위사 각각에 있어서 개섬 처리 후의 사폭(絲幅)의 불균형이 감소되므로 바람직하다. 또한 상기 개섬 처리는 복수의 처리 방법을 병용함으로써, 상기 개섬 처리에 기인하는 망목 변형 등의 유리 크로스 외관상의 결함의 발생을 억제할 수 있다.
본 실시형태의 프리프레그는 전술한 본 실시형태의 유리 크로스를 포함한다.
본 실시형태의 프리프레그는 전술한 유리 크로스에 그 자체 공지의 방법에 의해 수지를 함침시키고 반경화시킴으로써 얻을 수 있다.
본 실시형태의 프리프레그에 있어서, 전술한 유리 크로스에 함침되는 수지는 특별히 한정되지 않는다. 이러한 수지로서, 열경화성 수지로서는 예를 들어 에폭시 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지, 변성 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 또한 열가소성 수지로서는, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 변성 폴리페닐렌에테르 수지, 불소 수지 등을 들 수 있다.
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 전술한 본 실시형태의 유리 크로스를 포함한다.
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 예를 들어 전술한 본 실시형태의 프리프레그를 경화시킴으로써 얻을 수 있다. 또한 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 전술한 본 실시형태의 유리 크로스, 전술한 수지, 및 기타 첨가제를 이용하여 시트 와인딩 성형, 인퓨전 성형, 저압 RIM 성형 등의 그 자체 공지의 방법으로 얻을 수 있다.
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품의 용도로서는 프린트 배선 기판, 전자기기의 케이스, 연료 전지의 세퍼레이터 등을 들 수 있다.
이어서 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타낸다.
실시예
[실시예 1]
본 실시예에서는 먼저, E 유리 섬유 조성의 유리 필라멘트를 방사하여 경사와 위사를 얻었다. 상기 경사는 장경(DLt)이 4.2μm, 단경(DSt)이 3.2μm, 원 환산 직경이 3.7μm인 편평 유리 필라멘트가 40개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Tt)가 0.30회/25mm인 유리사이고, 상기 위사는 장경(DLy)이 4.2μm, 단경(DSy)이 3.2μm, 원 환산 직경이 3.7μm인 편평(타원) 유리 필라멘트가 40개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Ty)가 0.30회/25mm인 유리사이다.
이어서, 에어 제트식 직기를 이용하여 제직하고, 상기 경사의 직밀도를 95개/25mm로 하고 상기 위사의 직밀도를 95개/25mm로 하여 평직의 유리 크로스를 얻었다.
상기 유리 크로스에 탈유 처리, 표면 처리 및 개섬 처리를 실시하여 본 실시예의 유리 크로스를 얻었다.
여기서, 탈유 처리로서는 유리 크로스를 분위기 온도가 350℃℃인 가열로 내에 60시간 배치하고, 상기 유리 크로스에 부착되어 있는 방사용 집속제와 제직용 집속제를 가열 분해하는 처리를 채용했다.
또한 표면 처리로서는 유리 크로스에 실란 커플링제를 도포하고 130℃의 가열로 내에 연속적으로 통과시키면서 경화시키는 처리를 채용했다.
또한 개섬 처리로서는 유리 크로스의 경사에 50N의 장력을 인가하고 수류 압력을 1.0MPa로 설정한 수류 압력에 의한 개섬 처리를 채용했다.
이어서, 본 실시예에서 얻어진 유리 크로스를 메틸에틸케톤으로 희석한 에폭시 수지(DIC 주식회사, 상품명:EPICLON1121N-80N) 내에 침지하여 상기 유리 크로스에 수지를 함침시키고,폭 13μm의 슬릿 사이를 통과시켜 잉여의 수지를 제거한 후 건조기에서 150℃의 온도하에 1분간 보존하여, 상기 에폭시 수지를 함침시킨 유리 크로스를 반경화시켜 평가용 프리프레그 시트 샘플을 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
표 1에서 상기 유리 크로스의 두께는 JIS R 3420에 준거하여 유리 크로스 내 15점에서 그 두께를 마이크로미터로 측정했을 때의 측정값의 평균값이다.
또한 상기 경사 또는 위사의 장경과 단경은 상기 경사 또는 상기 위사의 단면 각각 50점에 대해 주사형 전자현미경(주식회사 히타치하이테크놀로지, 상품명:S-3400N, 배율:3000배)으로, 상기 경사 또는 상기 위사를 구성하는 유리 필라멘트 단면의 대략 중심을 통과하는 가장 긴 변을 장경으로 하고, 상기 장경과 유리 필라멘트 단면의 대략 중심에서 직교하는 변을 단경으로 하여 각각의 길이를 측정한 때의 측정값의 평균값이다. 또한 상기 경사 또는 위사를 구성하는 유리 필라멘트의 개수는, 상기 경사 또는 상기 위사의 단면 각각 50점에 대해 주사형 전자현미경(주식회사 히타치하이테크놀로지, 상품명:S-3400N, 배율:500배)으로 상기 경사 또는 상기 위사를 구성하는 유리 필라멘트의 개수를 계측한 때의 계측값의 평균값이다.
또한 상기 경사 또는 위사의 꼬임수는 JIS R 3912에 준거하여 검연기(Twist Counter)를 이용하여 시험편의 해연(untwisting)에 필요한 턴 수 및 시험편의 해연전의 표준 장력하에서의 길이로부터 산출하여 구할 수 있다.
또한 상기 경사의 직밀도는 JIS R 3420에 준거하여 직물 분해경을 이용하여 위도 방향의 25mm 범위에 있는 경사의 개수를 셈으로써 구할 수 있다. 또한 상기 위사의 직밀도는 JIS R 3420에 준거하여 직물 분해경을 이용하여 경도 방향의 25mm 범위에 있는 위사의 개수를 셈으로써 구할 수 있다.
또한 상기 경사 또는 위사의 사폭은 유리 크로스로부터 60mm×100mm 샘플 3장을 잘라 각 샘플 당 각각 30개의 경사 또는 위사에 대해 마이크로스코프(주식회사 키엔스, 상품명:VHX-2000, 배율:200배)로 측정한 때의 측정값의 평균값이다.
또한 상기 평가용 프리프레그 시트 샘플의 핀홀의 발생수(핀홀수)는 상기 평가용 프리프레그 시트 샘플의 표면 200mm×600mm 영역을 눈으로 확인하여 핀홀이 없는 경우를 '○'(좋음), 핀홀이 존재하는 경우를 '×'(불가)로 하였다. 상기 핀홀은 유리 크로스 내의 공극부에 수지가 충전되어 있지 않은 부분으로서 관찰된다.
또한 제조 시간 지수는, 경사를 풀어내어 가지런히 하는 정경 공정부터 10000m의 본 실시예의 유리 크로스를 제직할 때까지의 제조 시간을 구하고, 후술하는 비교예 1에서, 경사를 풀어 가지런히 하는 정경 공정부터 10000m의 비교예 1의 유리 크로스를 제직할 때까지의 제조 시간으로 나눈 수치이다. 제조 시간 지수가 작을수록 작업성·제조 효율이 향상되어 있음을 의미한다.
[실시예 2]
본 실시예에서는 먼저 E 유리 섬유 조성의 유리 필라멘트를 방사하여 경사와 위사를 얻었을 때에 상기 경사를 장경(DLt)이 4.6μm, 단경(DSt)이 2.8μm, 원 환산 직경이 3.6μm인 유리 필라멘트가 38개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Tt)가 0.03회/25mm인 유리사로 하고, 상기 위사를 장경(DLy)이 4.6μm, 단경(DSy)이 2.8μm, 원 환산 직경이 3.6μm인 유리 필라멘트가 38개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Ty)가 0.03회/25mm인 유리사로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 실시예의 유리 크로스를 얻었다.
이어서, 본 실시예에서 얻어진 유리 크로스를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 실시예의 평가용 프리프레그 시트 샘플을 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 3]
본 실시예에서는 먼저 E 유리 섬유 조성의 유리 필라멘트를 방사하여 경사와 위사를 얻었을 때에 상기 경사를 장경(DLt)이 3.6μm, 단경(DSt)이 2.8μm, 원 환산 직경이 3.2μm인 유리 필라멘트가 40개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Tt)가 0.30회/25mm인 유리사로 하고, 상기 위사를 장경(DLy)이 3.6μm, 단경(DSy)이 2.8μm, 원 환산 직경이 3.2μm인 유리 필라멘트가 40개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Ty)가 0.30회/25mm인 유리사로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 실시예의 유리 크로스를 얻었다.
이어서, 본 실시예에서 얻어진 유리 크로스를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 실시예의 평가용 프리프레그 시트 샘플을 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 4]
본 실시예에서는 먼저 E 유리 섬유 조성의 유리 필라멘트를 방사하여 경사와 위사를 얻었을 때에 상기 경사를 장경(DLt)이 3.6μm, 단경(DSt)이 3.6μm, 원 환산 직경이 3.6μm인 유리 필라멘트가 38개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Tt)가 0.70회/25mm인 유리사로 하고, 경사의 직밀도를 105개/25mm로 하고, 상기 위사를 장경(DLy)이 5.2μm, 단경(DSy)이 3.3μm, 원 환산 직경이 4.1μm인 유리 필라멘트가 38개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Ty)가 0.03회/25mm인 유리사로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 실시예의 유리 크로스를 얻었다.
이어서, 본 실시예에서 얻어진 유리 크로스를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 실시예의 평가용 프리프레그 시트 샘플을 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 5]
본 실시예에서는 먼저 E 유리 섬유 조성의 유리 필라멘트를 방사하여 경사와 위사를 얻었을 때에 상기 위사를 장경(DLy)이 4.5μm, 단경(DSy)이 3.5μm, 원 환산 직경이 4.0μm인 편평 유리 필라멘트가 38개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Ty)가 0.03회/25mm인 유리사로 한 것을 제외하고는 실시예 4와 완전히 동일하게 하여 본 실시예의 유리 크로스를 얻었다.
이어서, 본 실시예에서 얻어진 유리 크로스를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 실시예의 평가용 프리프레그 시트 샘플을 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 6]
본 실시예에서는 먼저 E 유리 섬유 조성의 유리 필라멘트를 방사하여 경사와 위사를 얻었을 때에 상기 위사를 장경(DLy)이 4.6μm, 단경(DSy)이 2.8μm, 원 환산 직경이 3.6μm인 편평 유리 필라멘트가 38개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Ty)가 0.03회/25mm인 유리사로 한 것을 제외하고는 실시예 4와 완전히 동일하게 하여 본 실시예의 유리 크로스를 얻었다.
이어서, 본 실시예에서 얻어진 유리 크로스를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 실시예의 평가용 프리프레그 시트 샘플을 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 7]
본 실시예에서는 먼저 E 유리 섬유 조성의 유리 필라멘트를 방사하여 경사와 위사를 얻었을 때에 상기 위사를 장경(DLy)이 4.6μm, 단경(DSy)이 2.8μm, 원 환산 직경이 3.6μm인 편평 유리 필라멘트가 38개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Ty)가 0.09회/25mm인 유리사로 한 것을 제외하고는 실시예 4와 완전히 동일하게 하여 본 실시예의 유리 크로스를 얻었다.
이어서, 본 실시예에서 얻어진 유리 크로스를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 실시예의 평가용 프리프레그 시트 샘플을 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
[비교예 1]
본 비교예에서는 먼저 E 유리 섬유 조성의 유리 필라멘트를 방사하여 경사와 위사를 얻었을 때에 상기 위사를 장경(DLy)이 3.6μm, 단경(DSy)이 3.6μm, 원 환산 직경이 3.6μm인 유리 필라멘트가 38개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Ty)가 0.70회/25mm인 유리사로 하고, 위사의 직밀도를 110개/25mm로 한 것을 제외하고는 실시예 4와 완전히 동일하게 하여 본 비교예의 유리 크로스를 얻었다.
이어서, 본 비교예에서 얻어진 유리 크로스를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 비교예의 평가용 프리프레그 시트 샘플을 얻었다. 결과를 표 2에 나타냈다.
[비교예 2]
본 비교예에서는 먼저 E 유리 섬유 조성의 유리 필라멘트를 방사하여 경사와 위사를 얻었을 때에 상기 위사를 장경(DLy)이 3.9μm, 단경(DSy)이 3.5μm, 원 환산 직경이 3.7μm인 편평 유리 필라멘트가 38개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Ty)가 0.03회/25mm인 유리사로 한 것을 제외하고는, 실시예 4와 완전히 동일하게 하여 본 비교예의 유리 크로스를 얻었다.
이어서, 본 비교예에서 얻어진 유리 크로스를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 비교예의 평가용 프리프레그 시트 샘플을 얻었다. 결과를 표 2에 나타냈다.
[비교예 3]
본 비교예에서는 먼저 E 유리 섬유 조성의 유리 필라멘트를 방사하여 경사와 위사를 얻었을 때에 상기 위사를 장경(DLy)이 4.4μm, 단경(DSy)이 2.2μm, 원 환산 직경이 3.1μm인 편평 유리 필라멘트가 38개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Ty)가 0.03회/25mm인 유리사로 한 것을 제외하고는 실시예 4와 완전히 동일하게 하여 본 비교예의 유리 크로스를 얻었다.
이어서, 본 비교예에서 얻어진 유리 크로스를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 비교예의 평가용 프리프레그 시트 샘플을 얻었다. 결과를 표 2에 나타냈다.
[비교예 4]
본 비교예에서는 먼저 E 유리 섬유 조성의 유리 필라멘트를 방사하여 경사와 위사를 얻었을 때에 상기 위사를 장경(DLy)이 4.6μm, 단경(DSy)이 2.8μm, 원 환산 직경이 3.6μm인 편평 유리 필라멘트가 32개 집속되어 이루어지고, 꼬임수(Ty)가 0.03회/25mm인 유리사로 한 것을 제외하고는 실시예 4와 완전히 동일하게 하여 본 비교예의 유리 크로스를 얻었다.
이어서, 본 비교예에서 얻어진 유리 크로스를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 본 비교예의 평가용 프리프레그 시트 샘플을 얻었다. 결과를 표 2에 나타냈다.
[표 1]
Figure pct00001
[표 2]
Figure pct00002
표 1로부터, 실시예 1~7의 유리 크로스에 의하면 작업성·제조 효율을 향상시키면서 두께를 10μm 미만과 같이 고도로 박형화한 경우에도 상기 유리 크로스를 포함하는 프리프레그에서 핀홀의 발생이 없음이 명백하다.
한편, 표 2로부터, 경사와 위사가 둘 모두 편평 유리 필라멘트가 아닌 비교예 1의 유리 크로스에 의하면, 상기 유리 크로스를 포함하는 프리프레그에서 핀홀의 발생은 없으나 상기 유리 크로스의 두께를 10μm 미만으로 할 수 없다.
또한 위사가 편평 유리 필라멘트로 이루어지나, DL/DS의 값이 1.11로 이형비가 낮고, 상기 편평 유리 필라멘트의 개수(F)와 꼬임수(T)와 장경(DL)과 단경(DS)이 상기 식 (1)을 만족하지 않는 비교예 2의 유리 크로스에 의하면, 상기 유리 크로스의 두께를 10μm 미만으로 할 수 없고, 더욱이 상기 유리 크로스를 포함하는 프리프레그에서 핀홀이 발생한다.
또한 위사가 편평 유리 필라멘트로 이루어지나, DL/DS의 값이 2.00으로 이형비가 높고, 상기 편평 유리 필라멘트의 개수(F)와 꼬임수(T)와 장경(DL)과 단경(DS)이 상기 식 (1)을 만족하지 않는 비교예 3의 유리 크로스에 의하면, 상기 유리 크로스를 포함하는 프리프레그에서 핀홀의 발생은 없기는 하나, 상기 편평 유리 필라멘트의 장경이 두께 방향에 위치할 수 있어 상기 유리 크로스의 두께를 10μm 미만으로 할 수 없다.
또한 위사가 편평 유리 필라멘트로 이루어지나, 상기 편평 유리 필라멘트의 개수(F)와 꼬임수(T)와 장경(DL)과 단경(DS)이 상기 식 (1)을 만족하지 않는 비교예 4의 유리 크로스에 의하면, 상기 유리 크로스의 두께는 10μm 미만으로 할 수 있으나, 상기 유리 크로스를 포함하는 프리프레그에서 핀홀이 발생한다.

Claims (4)

  1. 각각 3.0~4.4μm 범위의 원 환산 직경을 갖는 유리 필라멘트가 30~44개의 범위로 집속되어 이루어지는 유리사인 경사와 위사로 구성되고,
    상기 경사와 상기 위사의 직밀도가 각각 85~125개/25mm 범위에 있고,
    상기 경사와 상기 위사 중 적어도 하나는, 편평한 단면 형상을 갖는 편평 유리 필라멘트로 구성되는 편평 유리사이고,
    그 직밀도가 100개/25mm 미만이고,
    상기 편평 유리 필라멘트의 편평한 단면의 장경(DL)이 3.3~6.0μm 범위에 있고, 상기 편평 유리 필라멘트의 편평한 단면의 단경(DS)이 2.0~3.9μm 범위에 있고,
    상기 장경(DL)은 단경(DS)보다 높은 값이고,
    상기 편평 유리사의 꼬임수(T)가 0.70회/25mm 이하이고,
    상기 편평 유리사를 구성하는 상기 편평 유리 필라멘트의 개수(F)와 상기 꼬임수(T)와 상기 장경(DL)과 상기 단경(DS)이 다음 식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 유리 크로스.
    89.0≤F×(DL×(1-T1/2)＋DS×T1/2)/(DL/DS)≤129.0 ···(1)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편평 유리사를 구성하는 상기 편평 유리 필라멘트의 개수(F)와 상기 꼬임수(T)와 상기 장경(DL)과 상기 단경(DS)이 다음 식 (2)을 만족하는 것을 특징으로 하는 유리 크로스.
    97.0≤F×(DL×(1-T1/2)＋DS×T1/2)/(DL/DS)≤122.5 ···(2)
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 유리 크로스를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리프레그.
  4. 제1항 또는 제2항에 기재된 유리 크로스를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 섬유 강화 수지 성형품.
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