KR890001305B1 - 무기섬유직포 및 그 제조방법 - Google Patents

무기섬유직포 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

무기섬유직포 및 그 제조방법
제 1 도는 제 1 발명의 일실시예의 표면확대도.
제 2 도는 제 2 발명의 일실시예의 표면확대도.
제 3 도는 종래품의 표면확대도.
제 4 도는 표면 평활성 시험의 측정방법의 설명도.
본 발명은 무기섬유직포 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 여러가지의 수지 보강용으로 또 인쇄배선기판으로서 사용하기에 적합한 무기섬유직포를 제공하는데 있다.
종래의 기술에 있어서 현재 사용되어 있는 무기섬유 직포는, 유기섬유, 카본섬유, 또는 알루미나 섬유와 같은 무기섬유로 되는 직포이다. 특히 유리섬유의 직포는 수지보강용으로 널리 사용되고 있으나, 최근에는 인쇄배선기판용으로서의 이용도가 높다.
앞에서 설명한 바와 같이 무기섬유의 직포는 무기섬유의 함유율이 높기 때문에 우수한 보강효과를 보유하는 이점이 있다.
그러나 무기섬유직포를 적층한 인쇄배선기판으로 할 경우, 적층간 박리를 발생하기 쉽고, 또 그 표면의 평활성이 열화하는 결점이 있다.
즉, 직포를 형성하고 있는 섬유는 예를들면 유리섬유로는, 통상 필라멘트 직경 5-9μ의 모노필라멘트를 수백개로 하고, 실의 형태를 유지하기 위하여 약간 꼬여진 섬유로 직포의 경사와 위사로 한 것이다. 따라서 직포를 형성하는 무기섬유의 필라멘트는 꼬임가공과 직성에 의하여 현저한 자유도가 구속되어 있다.
그 결과 보강재로서의 무기섬유의 함유율이 높고, 우수한 보강효과를 얻을 수 있는 반면, 경사와 위사를 형성하는 무기섬유의 필라멘트들을 서로 구속하기 때문에 경사와 위사와의 서로 맞붙는 부분에서 부풀어 오르고, 따라서 이에 수지를 함침시킨 기판으로 하였을 경우 그 표면이 직포에 의하여 요철이 생기고, 표면평활성이 충분하지 못하는 결점이 있다.
상기한 표면 평활성의 문제는 무기섬유직포를 적층하는 적층판에서는 중요하며, 특히 인쇄배선기판의 경우에는 배선밀도의 향상과 패톤의 미세화에 의하여 표면평활성의 향상이 전자부품 산업분야의 중요한 요인으로 되어 있으며, 현상의 표준 앙면판(두께 1.6mm)의 경우에서 표면 평활성이 약 7-9μ정도이나, 이 표면 평활성을 더 적게 3μ정도로 하는 요망이 높아가고 있다.
그것뿐만 아니라, 직포를 형성하고 있는 경사와 위사는 수백개에 이르는 무기섬유에 꼬여지고 묶여져 있기 때문에 수지의 함침이 곤란하였다. 이와 같이 수지의 함침이 곤란한 것은 무기섬유를 적층한 기판의 제조속도에 직접영향을 줄 뿐만 아니라, 수지의 불균일화에 의하여 적층판의 기계적 특성, 전기적 특성 및 열적특성에도 영향을 미치게 되며, 따라서 인쇄비선기판등으로 사용하는데에 충분하지 못하였다.
또한 무기섬유의 직포를 적층할 경우, 서로 적층하는 무기섬유의 직포사이에는 무기섬유가 적층방향으로 놓여지지 않기 때문에, 양 직포의 접착이 불충분하며 적층간 박리를 생기게 할 우려가 있다.
종래, 표면평활성 또는 함침성을 개선하기 위하여 직포의 구성사의 형태를 개량하는것, 부직포를 사용하는 것, 또한 롤러를 사용하여 직물에 전단력을 부여하는등의 시도를 하고 있였으며, 또 무기섬유직포의 적층간 박리를 개선하기 위하여 직포에 니들펀칭가공을 하여 기모시키는 방법등 여러가지의 방법이 시도되었으나, 부직포를 사용할 경우, 표면 평활성, 적층간 박리에는 효과를 볼 수 있었으나, 부직포는 필라멘트 서고가 얼켜짐이 없어 구속되지 않고, 접착제로 부직포의 형태를 유지하고 있어 이 접착제가 부직포에 함침하는 수지와 적합할 필요가 있을 뿐만 아니라 부직포는 필라멘트 또는 실이 서로 구속하지 않기 때문에 무기 섬유함량율은 직포의 반이하(약30%정도)밖에 되지 않으므로, 그 보강효과도 당연히 감소하기 때문에 부직포의 경우에는 규격안정성이 감소하는 결점이 있으며, 직포의 구성하는 실의 개량이나, 롤러에서 전단력을 주는 등도 상기 문제점을 해결하는데는 효과면에서 불충분한 것이다.
또한 적층 사이의 박리를 개선하기 위하여 직포에 니들펀칭가공을 할 경우에는, 직포의 직성밀도와 니들 펀칭 밀도의 격차, 니들펀칭의 형상과 직포조직과의 큰 격차 및 펀칭의 방식에서 구성사를 완전하게 절단파괴하거나 손상이 발생하고, 또 니들펀칭되지 않은 직포부분이 많이 남고, 따라서 균일한 기모, 깃털 밀생가공은 실제상 불가능하다. 또 구성사의 절단파괴는 직포의 불균일을 가져온다. 또 니들펀칭가공에서는 펀칭 가공부분과 펀치가공되지 않은 부분으로 되기 때문에 표면평활성의 열화를 발생시킬 우려도 있다.
본 발명은 위에 설명한 종래의 무기섬유직포를 사용한 보강판에서의 표면 평활성에 열화와 이 직포에 대한 수지함침의 결점을 개선하는 동시에 무기섬유 직포를 적층하였을 경우의 적층간 박리를 개선하여 기계적 강도와 규격상의 안전성에 우수한 무기섬유직포 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제 1 발명은 무기섬유 직성하여 얻은 직포에 있어서, 이 직포를 형성하고 있는 경사와 위사의 직포표면에 노출하고 있는 부분이 개섬(開纖)되어 있는 무기섬유직포이며, 또 제 2발명은 무기섬유를 직성하여 얻은 직포에 있어서, 이 직포를 형성하고 있는 경사와 위사의 직포표면에 노출하고 있는 부분이 개섬되며 또한 각각 기모되어 미세한 깃털이 균일하게 밀접하고 있는 무기섬유직포이며, 또 제 3 발명은 무기섬유를 직성하여 얻어진 직포에 다수의 노즐을 가지며 또한 분사압을 조사할 수 있는 고압분사수를 균일하게 분사하는 구성으로 되는 무기섬유직포의 제조방법이다.
본 발명의 무기섬유직포는 필라멘트 직경 5-9μ의 무기섬유 모노필라멘트 수백개의 집합체를 구성사로하여 직성한 것으로서, 사용되는 무기섬유는 유리섬유, 탄소섬유 또는 알루미나 섬유등의 여러가지가 사용된다.
먼저 본 발명의 제조방법에 대해 설명하면, 여러개의 작은 직경(약 0.1-0.2mm)의 회전 노즐이 직포의 폭방향으로 균등한 간격으로 배치된 고압분사를 이용하여 이 여러개의 회전노즐을 축중심으로 부터 약10mm정도 편심시키면서 회전(2,000-3,000rpm)시키는 동시에 여러개의 노즐을 직포의 폭방향 10-20mm를 매분 50-500회, 가급적 100-300회정도 왕복운동시켜 분사한다.
이 경우 직포가 분사에너지에 의하여 변형되지 않도록 또 분사에너지가 직포위에 직접 전달되기 때문에 직포표면에 스테인레스강의 망 및 고압분사수를 수납하기 좋은 수단을 구비한 장치로 하여 고압분사수를 균일하게 직포에 분사할 수 있도록 하는 것이 필요하다. 또한 여기서 사용하는 고압분사수는 그 분사압을 적절히 조정할 수 있게 구성되어 있다.
또한 고압분사수는 회전노즐 대신에 내압파이프의 축에 따라 여러개의 작은 직경의 구멍을 뚫은 것 몇개를 등 간격으로 또는 구멍위치를 변경하여 직포의 폭방향으로 배치하고 바람직하기는 이 내압파이프에 폭방향의 왕복운동을 하게 하여 여러개의 작은 직경의 구멍에서 직포위에 고압분사수를 균일하게 분사하는 것도 가능하다.
제 3 도는 고압분사수를 가하지 않은 경우의 무기섬유 직포표면의 확대도를 도시한 것이나, 직포를 형성하고 있는 경사와 위사는 각각 다수의 필라멘트가 밀집으로 구성되어 있으며 경사와 위사와의 서로 맞붙는 부위에 공격(p)가 형성되어 있다.
이에 대하여 제 1 도는 동일한 무기섬유직포에 고압분사수를 가하였을 경우 표면의 확대도이나, 직포를 구성하고 있는 각 경사와 위사가 헐거운 상태로 개섬되어 있는 것이 보인다. 또 제 1 도에서는 도시되진 않았으나 경사와 위사와의 서로 맞붙는 부위에 의하여 직포표면의 요철도 극히 적으며, 따라서 직표표면의 평활성도 크게 개선되어 있다. 제 1 도에 도시한 바와 같이 경사와 위사의 개섬 및 표면 평활성의 개선은 고압분사수의 분사압 30-150kg/㎠정도로 충분한 것이다.
또 제 2 도는 고압분사수의 분사압을 150-1,000kg/㎠, 가급적 200-500kg/㎠로 하였을 경우 무기섬유 직포표면의 확대도이나, 직포표면에 노출하고 있는 경사와 위사의 표면이 균일하게 기모되어 있는 것이 보여지며, 또 경사와 위사가 각각 헐겹게 개섬되어 있는 것을 보여준다.
제 1 도 및 제2도에서 도시한 바와 같이 무기섬유직포를 구성하고 있는 경사와 위사가 헐겹게 개섬된 상태를 형성하면 여기에 수지액을 함침시켰을 경우, 함침속도는 종래에 비하여 크게 개선되며, 또 함침수지의 균일화가 달성될 수 있다.
따라서, 이렇게 얻은 무기섬유직포를 수지보강재로서 사용할 때는 직포로서의 형성은 하등손상되지 않으므로 기계적 강도는 물론, 규격안정성에도 우수하며, 동시에 그 표면은 종래에 없는 표면평활성을 가지게 할 수 있다.
또 제 2 도에 도시한 바와 같이 고압분사수의 분사압을 높게 하는 것에 의해 작포표면에 노출하고 있는 경사와 위사가 헐겁게 개섬될 수 있는 동시에 또한 경사와 위사의 표면을 균일하게 기모시킬 수 있으며, 이렇게 기모된 무기섬유직포에 수지를 함침시켜 수지함침가공재 시트를 적층하였을 경우, 균일하게 기모된 섬유가 피적층시트에 대하여 앵커효과를 발휘하여 내박리효과를 크게 향상한다.
또 직포표면의 기모섬유에 의해 표면에서의 수지함유율이 높아지며 경화성형에 의해 더욱더 표면평활성이 개선된다.
또한 본 발명의 무기섬유 직포는 이에 고압분사수를 분사하는 간단한 조작이기 때문에 작업도 원활한 것이며이 무기섬유직포에 대한 함침속도도 빨라지며, 또 균일하게 작업효율을 향상시킬 수 있다.
또 본 발명은 고압분사수의 분사압을 조정하는 것에 의해서 경사와 위사가 개섬되는 직포 또는 경사와 위사의 표면을 기모시킨 직포를 적당히 선택할 수 있으며, 무기섬유직포의 목적, 용도에 따라 임의 선택하여 제조할 수 있는 효과가 있다.
[실시예]
본 발명의 방법에 의하여 얻어진 여러가지 직포의 특성을 나타내기 위하여 고압분사수의 분사압에 의한 직포상태의 변화 및 이 직포를 사용한 적층판의 표면평활성 및 적층간 박리성에 대해 설명한다. 또한 실시예에서 사용한 고압수분사수는 일본국 특공소 57-22692호 공보에 기재되어 있는 「초 고압수 가공장치」에 의해 얻어진 것이며, 사용조건은 제 1 표에 표사한 바와 같다.
[제 1 표]
Figure kpo00001
주 :*1) 직포면과 노즐 사이의 거리
*2) 직포의 이동속도
또 실시예에서 사용한 유리섬유직포는 모두 니또 보세끼회사제의 시판상품명[WE 18 WBZ2], [WE 116 EBZ2]이며, 이 재료의 사양은 제 2 표와 같다.
[제 2 표]
Figure kpo00002
다음, 본 발명의 방법에 의하여 얻은 유리섬유직포의 고압분사수의 분사압에 의한 직포의 상태변화를 (1)투기성시험, (2) 인장강도 시험, (3) 수지함침성시험, 및 (4) 수지함유량에 의하여 표시하고, 또한 이 유리섬유직포를 사용하여 작성된 적층판의 특성에 대하여 (5) 적층판의 표면평활성, (6) 적층판매의 적층간 박리성의 데이터를 표시한다.
(1)통기성시험
유리섬유직포표면에 고압분사수를 균일하게 분사한 것의 통기성을 제 3 표에 표시한다.
[제 3 표]
Figure kpo00003
주 : 본 시험은 JIS L 1096「투기성 시험법」에 의한다(플라쥴 시험기 사용)
제 3 표에서 분명한 바와 같이, 직포에 분사수를 분사하는 것에 의하여 경사와 위사가 헐겁게 개섬되며, 통기성 변화한다. 분사압이 200kg/cm2이하에서는 경사와 위사의 개섬에 의하여 공격이 감소하여 통기성이 저하한다. 또 분사압이 300kg/cm2이상에서는 경사와 위사의 기모현상으로 인하여 통기성이 증가한다.
(2) 인장강도 시험
실시예 1-5에서 얻은 유리섬유직포의 인장강도를 제 4 표에 표시한다.
[제 4 표]
Figure kpo00004
주 : 시험방법 : JIS R-3420 5·4 유리섬유 일반적 시험방법에 의함
제 4 표에 표시한 바와 같이, 직포에 분사수를 분사하는 것에 의하여 인장강도는 저하하여 분사압 500kg/㎠의 경우, WE18WBZ2는 약 20% WE116EBZ2는 약 15% 비교예에 보다도 저하한다. 이것은 고압분사수가 분사되는 것에 의하여 필라멘트의 평행성이 나빠지고, 필라멘트자체가 손상되어 경우에 따라서는 파손 및 절단되기 때문으로생각되어지나, 500kg/㎠의 고압분사수를 분사되여도 약 80%의 인장강도를 유지하고 있었다는 사실은 직물로서의 특성을 충분하게 유지하고 있다고 하겠다.
(3) 수지함침성의 시험
상기와 동일한 유리섬유직포에 고압분사수를 분사하였을 경우의 수지함침 속도를 측정하여 제 5 표와 같은 결과를 얻었다.
또한 여기에 사용한 수지는 다음의 조성으로 되는 에폭시수지이다
에피코우트 1001(셀케미칼회사의 에폭시소지)……………………100중량부
디시안 다마이드……………………………………………………………2중량부
벤질메칠아민……………………………………………………………0.2중량부
메칠로지톨……………………………………………………………약 100중량부
[제 5 표]
Figure kpo00005
또한 수지함침성의 시험법은 일정면벅(10cm×10cm)의 직포위에 일정량(10c)의 수지를 떨어뜨리고, 꼬인 실에 포말이 사라질때까지 소요되는 시간을 측정하였다.
제 5 표에서 볼수 있는 바와 같이, 분사수를 분사하는 것에 의하여 경사와 위사는 개섬하여 현저하게 수지의 함침속도가 개선되며, 특히 분사압을 증가시킴에 따라, 수지함침속도는 매우 크게 개선되었다. 따라서 분사수처리에 의해 얻어진 무기섬유의 직포를 적층판의 보강재로 사용할 경우, 그 생산 능률을 향상시키며 동일 생산속도의 경우에는 함침속도의 큰 만큼 우수한 특성이 우수한 적층판을. 얻을 수 있다.
(4) 수지함량시험
고압분사수를 분사였을 경우의 직포에 수지를 함침시켜 얻은 수지함침 가공재시트의 수지함량을 시험하여 제 6 표의 결과를 얻었다. 또한 직포 및 수지는 상기(1) 및 (3)과 동일한 것이다. 또 수지함량을 직포 [WE18WBZ2]의 블랭크의 수지함량이 39%로 되면 동일조건하에서 수지함침가공재시트를 작성하는 것으로 한다. 또한 이 시험법은 JIS-R 3420·5-3「일반적 유리섬유시험방법」에 의한다.
[제 6 표]
Figure kpo00006
제 6 표에서 볼 수 있는 바와 같이, 분사압이 증가함에 따라 수지함량도 증가하며, 특히 분사압 200kg/㎠이상에서는 경사와 위사의 표면이 기모한 상태이기 때문에 블랭크에 비교하여 더 증가되는 것이 알 수 있다.
(5) 적층판의 표면 평활성시험
적층판은 그 앞뒤양면이 우리섬유직포(WE18WBZ2)에 고압분사수로 처리한 표면으로 하고, 그 내측에 고압분사수가 처리하지 않는 유리섬유직포로 되는 수지함침가공재시트(6매)가 적층된 것이며, 또한 그 앞뒤 양면의 외측에 각각 구리박판(두께 18μ)이 적층된 것이다. 여기서 수지함침가공재시트에 사용한 수지는 상기(3) 수지함침성시험에 사용한 수지와 동일한 것을 사용하고, 또 적층판의 성형조건은 프레스압 50kg/㎠, 프레스 경화온도 170℃, 프레스경화시간 90분간이었다.
표면 평활성 시험은 JIP BO 601「표면조도 측정방법」에 의거 한 것이며, 제 4 도에 도시한 바와 같이 100㎠의 표본의 표면내의 각 점선상 10개소(총 60개소)에서 1개소의 길이 10mm로하여 만능형상측정기(고사까겐꾸쇼회사제 상품명 SEF-IA형)을 사용하여 측정하여 제 7 표의 결과를 얻었다. 또 비교하기 위하여 고압분사수처리를 하지 않은 상기와 동일한 유리섬유직포 8매를 적층한 종래의 제품의 결과를 병기하였다.
[제 7 표]
Figure kpo00007
주 :*n=60의 평균치
제 7 표에서 볼 수 있는 바와같이, 분사압 300kg/㎠의 유리섬유직포를 사용한 것에는 적층판의 표면 평활성은
Figure kpo00008
3μ 이하이며 종래의 제품의 절반이하로 대폭적으로 개선할 수 있다.
(6)적층간 박리시험
유리섬유 직포(WE18WBZ2)는 상기(1) 통기성 시험의 비교예 및 실시예1 내지 5의 각 유리섬유 직포를 사용하여 상기(3) 수지함침성 시험에서 사용한 예폭시 수지를 함침시킨 수지함침 가공제시트를 각각 적층시켜, 상기(5) 적층판의 표면 평활성 시험과 동일한 성형조건에서 적층판을 형성한다.
적층간 빅리성 시험은 ASTMD-2344에 의거한 시트빔 3점지지에 의하여 측정하여 제 8 표의 결과를 얻었다. 또한 측정방법 및 표본규격은 다음과 같다.
측정방법 : 스펜(Span) 12mm 하중속도 2mm/min
표본규격 : 두께 약 3.0mm 폭 약 10mm 길이 약 40mm
[제 8 표]
Figure kpo00009
주 : 평균측정치는 위사 방향의 n=5의 평균치
제 8 표에서 볼 수 있는 바와 같이, 분사압 100kg/㎠의 직포를 사용하였을 경우는 종래의 지품에 대하여 5%, 분사압 300-500kg/㎠의 직포에서는 약 30-40% 적층간 전단력이 향상되어 있으며, 분사수의 분사로 기모시킨 섬유가 적층간 박리성에 기여하고 있는 것이 인정되었다.
본 발명은 고압분사수를 무기섬유직포에 균일하게 분사시키는 것에 의하여 직포 본래의 특성을 가지면서 직포를 구성하는 실이 개섬되며, 또 분사압의 조정에 의해 균일하게 기모시킨 깃털을 밀생시키는 것에 의하여 수지함침이 크게 향상되고, 또 경사와 위사의 서로 맞붙는 부분이 뭉그러지므로 표면평활성도 향상된다.
또한 본 발명의 직포를 사용한 적층판의 표면 평활성 적층간 박리성은 종래 제품에 비교하여 현저하게 개선할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

Claims (3)

  1. 무기섬유를 직성하여 얻은 직포에 있어서, 이 직포를 형성하고 있는 경사와 위사의 직포표면에 노출하고 있는 부분이 개섬되어 있는 것을 특징으로 하는 무기섬유직포.
  2. 청구범위 1에 있어서, 이 직포를 형성하고 있는 경사와 위사의 직포표면에 노출하고 있는 부분이 개섬되며, 또한 각각 기모되어서 미세한 깃털이 균일하게 밀생되어 있는 것을 특징으로 하는 무기섬유직포.
  3. 무기섬유를 직성하여 얻은 직포에 여러개의 노즐로서 분사압을 조정할 수 있는 고압분사수를 균일하게 분사하는 것을 특징으로 하는 무기 섬유직포의 제조방법.
KR1019860001162A 1985-02-19 1986-02-19 무기섬유직포 및 그 제조방법 KR890001305B1 (ko)

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JP60031101A JPS61194252A (ja) 1985-02-19 1985-02-19 補強用無機繊維織布及びその製造法
JP85-31101 1985-02-19

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