PL94698B1 - Laminaty wysokocisnieniowe - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wysokocisnieniowy laminat zawierajacy zespolony w jednolita calosc uklad skladajacy sie z zewnetrznych warstw wyko¬ nanych z impregnowanej zywica tkaniny szklanej oraz z impregnowanej zywica warstwy rdzeniowej stanowiacej przelozony lub rozmieszczony miedzy tymi warstwami zewnetrznymi arkusz wlóknistego papieru, okladajacego sie zasadniczo z wlókien ce¬ lulozowych osadzanych z zawiesiny wodnej.

Stosunkowo tani laminat wysokocisnieniowy we¬ dlug wynalazku wytwarza sie przez umieszczenie papieru z wlókien celulozowych miedzy warstwami arkuszy z impregnowanej zywica epoksydowa tka¬ niny z wlókien szklanych i zespolenie warstw w wa¬ runkach wysokiego cisnienia i temperatury w jed¬ norodny, zestalony laminat.

Jako papier z wlókien celulozowych moze byc sto¬ sowany nasiakliwy papier pakowy siarczanowy. Pa¬ pier posiada wystarczajaco wysoka wytrzymalosc i dzieki temu bez stosowania pomocniczej warstwy podtrzymujacej moze byc traktowanym osobno zywi¬ ca, suszony i poddawany czesciowemu utwardzaniu dla przeprowadzenia zywicy w forme B. Przy wy¬ twarzaniu laminatu mozna do jednej lub obu ze¬ wnetrznych warstw tkaniny szklanej przylaczac folie miedziana lub z innego metalu. Powierzchnie niepowlekanych metalem laminatów mozna uaktyw¬ nic katalitycznie lub uczulac przed nastepnymi pro¬ cesami nakladania róznych warstewek.

Laminatom wedlug wynalazku mozna nadawac "plaska konfiguracje: Laminaty wedlug wynalazku nie ulegaja wypaczeniu lub skrecaniu przy rozta¬ pianiu lutowia lub innych operacjach, podobnie jak laminaty calkowicie szklane lub calkowicie papie¬ rowe. Pod wzgledem podatnosci na przebijanie ot¬ worów, wiercenie, ciecie i wycinanie wykrojnika- mi platerowane lub nieplaterowane laminaty we¬ dlug wynalazku sa równowazne laminatom na pod¬ lozu papierowym. Wyciete otwory sa wolne od pek¬ niec, otoczek, rozwarstwien i strzepów, dzieki cze¬ mu zarówno wyciete, jak i wywiercone otwory na¬ daja sie do platerowania. Lepsza podatnosc na wier¬ cenie umozliwia zestawienie w pakiety do wierce¬ nia wiekszej liczby laminatów. Zuzycie zarówno na- rzexfei przebijakowych, jak i swidrów jest dzieki obecnosci wlókien celulozowych o mniejszej scier- nosci nizsze, jak w przypadku calkowicie szkla¬ nych laminatów, w tym równiez tych, które wyko¬ nane sa czesciowo z bibuly szklanej.

Zalety laminatów wedlug yynalazku stanowia: dobra podatnosc na przebijanie i wiercenie otwo¬ rów oraz nizsze zuzycie narzedzi, bez wprowadze¬ nia do rdzenia cieklych srodków smarowych. Ciekle smary, zwlaszcza te, które nie posiadaja zdolnosci mieszania sie z zywicami epoksydowymi, to znaczy nie wchodza w reakcje ze skladnikami zywic epo¬ ksydowych, moga wydostawac sie w czasie formo¬ wania na zewnatrz, powodujac zanieczyszczanie ko¬ sztownych plyt przekladkowych. W kazdym przy¬ padku srodki smarujace moga wywierac niekorzyst¬ ny wplyw na przebieg procesów powlekania meta¬ lem, utrudniajac osiaganie wysokich wytrzymalosci na odrywanie zlacza folii miedzianej z laminatem.

Na rysunku, fig. 1 przedstawia schemat procesu ob¬ róbki tkaniny lub bibuly szklanej, fig. 2 — sche¬ matyczny rzut pakietu arkuszy tworzacych uklad wysokocisnieniowego laminatu powlekanego meta¬ lem, fig. 3 — przekrój poprzeczny zespolonego . w jednolita calosc powlekanego metalem laminatu wysokocisnieniowego.

Sposób wytwarzania wysokocisnieniowych lami- io natów wedlug wynalazku polega na tym, ze umie¬ szcza sie warstwe z arkuszy papieru osadzanego z zawiesiny wodnej I zlozonego zasadniczo z wló¬ kien celulozowych, miedzy zewnetrznymi warstwa¬ mi tkaniny szklanej. Warstwy zewnetrzne zwiazane sa spoiwem z zywicy epoksydowej.

Laminat charakteryzuje sie zestawem wlasciwo¬ sci, czyniacych go doskonalym podlozem dla obwo¬ dów drukowanych cienkimi warstewkami metali.

Folia metalowa np. miedziana lub aluminiowa, mo- Ze byc zespalana w czasie procesu wytwarzania la¬ minatu bezposrednio z jedna lub obydwiema ze¬ wnetrznymi warstwami z tkaniny szklanej, korzy¬ stnie bez stosowania oddzielnych warstw laczacych. - z wytworzeniem laminatu w otulinie metalowej. Po odpowiednim uczuleniu rdzenia i/lub powierzchni mozna prowadzic procesy nanoszenia dla wytworze¬ nia obwodów drukowanych na niepowlekanych me¬ talem laminatach wedlug wynalazku.

Jako tkaniny stosowac mozna lekkie tkaniny szklane, spelniajace wymagania elektryczne oraz wymagania decydujace o zastosowaniach dla lami¬ natów wysokocisnieniowych. W handlu dostepne sa takie materialy o splocie plóciennym z ciaglych wlókien, w szerokim asortymencie gatunków o róz- nym wykonczeniu, zazwyczaj o grubosci okolo 0,025^-0,178 mm i gramaturze okolo 20,3—203.5 g/m*.

Tkanina dostepna jest w postaci nawinietych na role odcinków o znacznej dlugosci. Tkanina ASTM Style 594-4 charakteryzuje sie np. gramatura 40 197,7 g/m1, gruboscia 0,178 mm, liczba nitek 42X32 (osnowa i wypelnienie), wytrzymaloscia na rozcia¬ ganie 250 i 200 (osnowa i wypelnienie) i jest wy¬ konana z przedzy 75—1/0 (osnowa i wypelnienie) o splocie plóciennym. Wykonczenie winno zalezec 45 od zastosowanego rodzaju zywicy.

'Fig. 1 przedstawia urzadzenie 10 do wytwarzania laminatu wedlug wynalazku zawierajace zbior¬ nik 11 z impregnatem epoksydowym oraz piec 13.

Tkanina szklana 14 odbierana jest ze szpuli 15 50 i wprowadzana do zbiornika zywicy 11, gdzie zanu¬ rzana jest w impregnacie 12 przy pomocy rolki 16.

Przy wynurzaniu ze zbiornika tkanina przechodzi miedzy rolkami 17', 18, które usuwaja nadmiar zy¬ wicy i jest kierowana do pieca 13, gdzie jest pod- 55 grzewana dla spowodowania czesciowego utwardze¬ nia zywicy na nie lepka, lecz topliwa postac B Po ostygnieciu tkanina lub material preimpre^no- wany zywica w postaci B nawijany jest na szpule odbiorcza 19. 6o Do wytwarzania laminatów wedlug wynalazku nadaja sie miedzy innymi zywice epoksydowe zna¬ ne powszechnie pod nazwa epoksydów „dgeba", to znaczy zywice stanowiace produkt reakcji miedzy epichlorohydryna i bisfenolem A w srodowisku al- ti5 kalicznym. Przykladem dostepnej w handlu zywi-94 698 7 cy epoksydowej nadajacej sie do wytwarzania la¬ minatów wedlug wynalazku jest zywica Epon 1001 DGEBA produkcji f-my Shell Chemical Company.

Stosowac mozna równiez inne fenole dwuwodoro- tlenowe obok lub zamiast bisfenolu A. Mozliwe jest równiez stosowanie nowolaków epoksydowych, cze¬ sciowo lub calkowicie zastepujacych epoksydowe ^zwiazku bisfenolu. Nowolaki wytwarza sie droga \ *?-ik^^«aiedzy epichlorohydryna i produktami kon- ^^donsaeji~4enolu--.^.„formaldehydem. Obok fenolu mozna ponadto stosowac alkilofenole.

Zamiast formaldehydu stosowac mozna np. alde¬ hyd octowy, aldehyd maslowy i furfurol. Dla nada¬ nia utwardzonemu produktowi cech niepalnosci sto¬ sowac mozna chlorowane fenole i chlorowane alde¬ hydy. Chlorowane i zwlaszcza bromowane zywice epoksydowe sa z powodzeniem stosowane dla na¬ dawania laminatom cech niepalnosci wymaganych przez omówione wyzej przepisy. Przyklad dostepnej w handlu bromowanej zywicy epoksy nadajacej sie do wytwarzania laminatów wedlug wynalazku jest zywica DER 511 produkcji Dow. Chemical Compa¬ ny. Dla nadania produktowi zwiekszonego stopnia odpornosci na dzialanie ognia lub plomieni mozna do impregnatu dodawac trójtlenek antymonu, nie¬ które fosforany i inne srodki, zmniejszajace palnosc.

Oczywistym jest, ze dla zapewnienia odpowiednie¬ go cieklego stanu impregnatu w zbiorniku impreg¬ nacyjnym stosowac mozna rozpuszczalnik i/lub reak¬ tywne* lub obojetne rozcienczalniki. Srodek ciekly winien zawierac równiez katalizator, srodki przy¬ spieszajace reakcje i/lub srodki ~ utwardzajace lub srodki sieciujace dla umozliwienia lub ulatwienia zapoczatkowania przemiany zywicy epoksydowej w topliwa postac B, a nastepnie w postac nieroz¬ puszczalna lub postac C. Reaktywnosc po przemia¬ nie w postac B musi ulec dostatecznemu zmniej¬ szeniu, aby proces utwardzania nawinietego podlo¬ za nie mógl postepowac w znaczacej mierze przy przechowywaniu w dowolnych warunkach i okre¬ sach czasu.

Z dalszych przykladów wynika, ze korzystnym utwardzaczem lub katalizatorem dla impregnatu epoksydowego w powierzchniowych warstwach tka¬ niny jest dwucyjanodwuamid, a dla impregnatu epoksydowego _w papierowej warstwie rdzeniowej z wlókien celulozowych — bezwodnik kwasu sze- * sciochloroendometylenoczterowodoroftalowego. Jest równiez oczywiste, ze w czasie procesu obróbki zy¬ wica przedostaje sie do wolnych przestrzeni i rów¬ niez pokrywa wlókna tworzac arkusz. Jezeli to jest zadane, to wytwarzac mozna powierzchnie o wy¬ sokiej zawartosci zywicy. Odnosi sie to do warstw wewnetrznych, jak i zewnetrznych. Nalezy jednak podkreslic, ze wysycony zywica epoksydowa uklad laminatu wedlug wynalazku nie zawiera cieklych olejów smarowych, takich jak Mobisol „66" lub Mo- bisol „44". Bez stosowania takich olejów i z unik¬ nieciem niedogodnosci powodowanych ich obecno¬ scia laminaty wedlug wynalazku zapewniaja dobra podatnosc na przebijanie otworów, przy mniejszym zuzyciu narzedzi. Takie niereaktywne oleje usuwa¬ ne sa z laminatów w czasie typowych procesów od¬ tluszczania przy pomocy pary, a w zwalnianych wskutek tego wolnych przestrzeniach pochlaniana 8 jest woda, co prowadzi do pogarszania sie wlasci¬ wosci elektrycznych. Platerowanie przez otwory lub ksztaltowanie sciezek obwodu moze byc utrudnione wskutek zanieczyszczen olejem. Dzieki nie stosowa- niu olejów smarowych przy wytwarzaniu lamina¬ tów wedlug wynalazku mozna bez trudnosci powle¬ kac laminaty wedlug wynalazku metalem i odtlu¬ szczac parami trójchloroetylenu i nadchloroetylenu, nie powodujac przy tym zmniejszenia wysokiej od- io pornosci na dzialanie wilgoci.

Papierowy rdzen podloza laminatów wedlug wy¬ nalazku wytworzony jest z arkusza z wlókien ce- lulo^wych osadzonych z zawiesiny wodnej, pod¬ danych odpowiedniej obróbce lub fibrylacji, dla za- pewnienia dobrego zwiazania wlókien w arkuszu i wynikajacej stad dostatecznej wytrzymalosci, dzie¬ ki której arkusz moze byc obrabiany metoda ciagla bez stosowania dodatkowych srodków podtrzymuja¬ cych. ' ¦ s . 20 Istnieja rózne teorie na temat natury sil spójnosci miedzy wlóknami papieru i choc w gre wchodzic moga oddzialywania innych sil, to prawdopodobnie fibrylacja wlókien jest najwazniejszym czynnikiem umozliwiajacym wytwarzanie w warunkach prak- tycznych papierów o wysokiej wytrzymalosci. Na¬ turalna scianka otaczajaca wlókna celulozy di zew- nej stanowi przeszkode dla laczenia sie wlókien, i musi byc usuwana. Pekanie i czesciowe usunie¬ cie naturalnej scianki prowadzi do wyeksponowania wtórnej scianki/która ulega w czasie typowego pro¬ cesu mielenia masy papierniczej rozstrzepieniu na delikatne wlókienka zapewniajace powstawanie wia¬ zan o wysokiej wytrzymalosci.

Wlókna • celulozowe stanowia najtanszy i najpo- wszechniej stosowany surowiec do wytwarzania pa¬ pieru. Mozna je równiez stosowac jako korzystny surowiec do wytwarzania .arkuszy warstw rdzenio¬ wych laminatów wedlug wynalazku; Przecietna dlu¬ gosc wlókien wynosi okolo 0,5—5 mm. Stosowac 40 mozna mieszaniny stosunkowo krótkich (srednia dlugosc 0,5—2 mm) wlókien celulozy z drewna drzew lisciastych i stosunkowo dlugich (srednia dlu¬ gosc 2,5—5 mm) wlókien celulozy z drewna drzew iglastych, a miazge na arkusze warstw rdzeniowych 45 laminatów wedlug wynalazku wytwarzac mozna róznymi znanymi sposobami. Miazge te zmieszana z woda naklada sie na sito lub inna porowata po¬ wierzchnie. Wode usuwa sie i znanym sposobem wytwarza papier. 50 Odpowiednie operacje wytwarzania papieru mo¬ ga byc dobierane odpowiednio dla uzyskania „ot¬ wartego" arkusza, dla zapewnienia szybkiego i cal¬ kowitego wnikania zywicy w urzadzenia do obróbki papieru. Takie „otwarte" arkusze sa w handlu zna- 55 ne jako chlonne rdzeniowe papiery z masy papier¬ niczej.

Wszystkie korzysci plynace z zastosowania lami¬ natów wedlug wynalazku osiagane byc moga jedy¬ nie w przypadku zastosowania papierów zlozonych 6o zasadniczo z wlókien celulozowych, np. wfókien z celulozy drzewnej. Dla uzyskania arkuszy o wy¬ sokiej wytrzymalosci uzywac mozna równiez innych wlókien celulozowych, takich jak wlókna z celulozy lintersów bawelnianych, które mozna równiez osa- G5 dzac z zawiesiny wodnej.94 698 9 Z uwagi na niemoznosc wytwarzania fibryl z wlókien nieorganicznych, obecnosc wlókien nie¬ organicznych w papierze stosowanym do wytwarza¬ nia laminatów wedlug wynalazku jest niepozadana. a korzystnie jest stosowac materialy nie zawierajace wcale wlókien nieorganicznych. Jakkolwiek mozna tolerowac drobne zawartosci tych wlókien w ilo¬ sciach nie wywierajacych wplywu na zasadnicze wlasciwosci arkuszy papieru z wlókien celulozo¬ wych, to nawet niewielkie ich ilosci moga na przy¬ klad zwiekszac zuzywanie sie narzedzi.

Mozna oczywiscie wprowadzac inne typowe c^ mieszki stosowane w produkcji chlonnych papierów celulozowych. Wysciólke bawelniana wykonuje sie z wlókien bawelnianych o kilka rzedów wielkosci dluzszych od okreslonych powyzej wartosci oraz stosunkowo dlugich wlókien celulozowych. Wysciól- ka bawelniana nie stanowi wiec arkusza z wlókien osadzanych z zawiesiny wodnej i z reguly wytwarza sie J4 przez wyczesywanie lub tkanie. Nie nadaje sie ona do stosowania w charakterze arkuszy rdze¬ niowych laminatów wedlug wynalazku.

Wlókna celulozowe moga byc traktowane zywi¬ cami fenolowymi i/lub opisanymi powyzej zywica¬ mi epoksydowymi omówionymi powyzej w odnie¬ sieniu do tkanin szklanych sposobem, dla uzyska¬ nia arkuszy impregnowanych zywica przeprowa¬ dzana w postac B.

W przypadku papieru impregnowanego zywica epoksydowa korzystnie jest stosowac utwardzacz bezwodnikowy lub inny srodek, np. bezwodnik kwa¬ su szesciochloroendometylenoczterowodoroftalowego, obok utwardzacza dwucyjanodwuamidowego, który korzystnie jest stosowac dla tkaniny szklanej. Nie¬ oczekiwanie stwierdzono, ze zawartosc bezwodnika lub aminy, np. dwiucyjanodwuamidu kwasu dwu- cyjanowego w tkaninie szklanej nie wplywaja szko¬ dliwie na przebieg procesów zestalania i utwardza¬ nia arkuszy zawierajacych zywice w postaci prepo- limeru B. To szczególnie polaczenie pozwala na uzy¬ skanie bardziej elastycznego, mniej twardego rdze¬ nia od otrzymywanych przez zastosowanie amino¬ wego srodka utwardzajacego, takiego jak dwucyja- nodwuamid i prowadzi nawet do pózniejszego po¬ lepszenia jakosci przebitego otworu.

Higroskopijnosc mozna utrzymywac na minimal¬ nym poziomie przez traktowanie arkuszy papieru celulozowego rozcienczonym roztworem zywicy fe¬ nolowej w mieszaninie metanolu i wody w celu roz- pulchnienia, polimeryzacje zywicy w postac B i na¬ stepnie traktowanie arkuszy zywica epoksydowa z katalizatorem bezwodnikowym, przy drugim prze¬ puszczaniu przez urzadzenie do obróbki laminatów.

Na fig. 2 przedstawiony jest uformowany zestaw elementów skladowanych laminatu wedlug wy¬ nalazku przygotowany do obórbki i zlozony z jed¬ nego lub wiekszej liczby papierowych arkuszy rdze-. niowych 21, o wlóknach stanowiacych zasadniczo wlókna celulozowe, arkuszy powierzchniowych 22, 23 z tkaniny szklanej i arkuszy folii miedzianej 24 o gramaturze 3,05 g/dcm5. "Arkusze rdzeniowe i po¬ wierzchniowe traktuje sie zywica dla naniesienia "okolo 2,0—23,0 g zywicy (w przeliczeniu na staly prepolimer B) na 1 g arkusza bez zywicy/Stosuje sie przy tym chlonny papier pakowy siarczanowy z wlókien osadzanych z zawiesiny wodnej, którego wlókna stanowia mieszanine rozwlóknionych wló¬ kien z drewna drzew lisciastych i drzew iglastych, dzieki czemu srednia dlugosc wlókien wynosi oko- lo 0,5—5 mm. Wytrzymalosc papieru jest dostatecz¬ nie duza, dzieki czemu moze byc on poddawany obróbce w typowym urzadzeniu* poziomym, bez do¬ datkowej warstwy podtrzymujacej, jak jest to zilu¬ strowane na fig. 1. Tkanine szklana traktuje sie io w podobny do opisanego powyzej sposób zywica epoksydowa, dla osiagniecia stosunku ilosci zywicy do tkaniny okolo 1,5—2,5. Zestaw elementów lami¬ natu wraz z arkuszem rozdzielajacym z polifluorku winylowego umieszczonym po przeciwnej w stosun- ku do folii miedzianej stronie, umieszcza sie mie¬ dzy plytami prasujacymi i wprowadza do prasy wyposazonej w plyty ogrzewcze i utwardza pod ci¬ snieniem okolo 35,2—105,5 kg/cm2 w temperaturze okolo 150—200°C w ciagu 1—1,5 godziny, az do przeprowadzenia zywic w postac C. Tym sposobem otrzymuje sie wysokocisnieniowy, powlekany mie¬ dzia laminat przedstawiony na fig. 3.

Fig. 3 przedstawia zespolony w iednolita calosc zestaw lub zlozony laminat 30 o rdzeniu z impreg- 23 nowanych zywica arkuszy papierowych 31 przelo¬ zonych miedzy zewnetrznymi warstwami 32, 33 ~ 2 tkaniny szklanej i okladzina miedziana 34. Rezyg¬ nujac ze stosowania okladziny miedzianej otrzymu¬ je sie laminaty niepowlekane. Do zywic mozna so wprowadzac katalizatory, dzieki czemu warstwy metalowe moga byc nanoszone na cala powierzch¬ nie lub na wybrane jej czesci, w z góry okreslonym zarystó obwodu. Oddzielnie katalizowana warstwa wiazaca moze byl odkladana na zawierajacym lub nie zawierajacym katalizatora laminacie niepowle- kanym. Zamiast folii miedzianej mozna stosowac folie aluminiowa. Korzystne moze byc stosowanie protektorowej warstwy folii aluminiowej o po¬ wierzchni anodyzowanej kwasem fosforowym, dla *o zapewnienia udoskonalonej powierzchni wiazacej dla obwodów wytworzonych droga nanoszenia. Po¬ wszechnie znany jest sposób bezpradowego nanosze¬ nia wstepnej powloki miedzianej na uaktywnionych powierzchniach, takich jak uaktywnione katalizato- 45 rem lub uczulone powierzchnie otworów przeloto¬ wych. Na powlokach wste^.iych osadzac mozna grubsze warstwy miedzi lub innych metali prze¬ wodzacych.

Laminaty wedlug wynalazku mozna z powodze- 50 niem stosowac do wytwarzania róznymi sposobami obwodów drukowanych. Wynalazek zilustrowany jest nastepujacymi przykladami.

Przyklad I. Ze szpuli odbiera sie wstege o sze- 55 rokosci 91,44 cm osadzanego z zawiesiny wodnej nasiakliwego papieru celulozowego ze scharaktery¬ zowanej powyzej rozwlóknionej celulozy z drewna drzew lisciastych i iglastych, o grubosci nominal¬ nej 0,508 mm, nominalnej wytrzymalosci na prze- 6o puklenie 2,46 kg/cm* (TAPPI — 403), gestosci 5,75— 6,71 kg/dm8 oraz porowatosci nominalnej 2 (TAPPI — T 452) ii przepuszcza najpierw systemem ciaglym, bez stosowania pomocniczego arkusza podtrzymuja¬ cego, przez roztwór zywicy fenolowo-formaldehy- 65 dowej (Union Carbide's Bakelite BLL — 3913)11 w mieszaninie metanolu i wody, zawierajacej oko¬ lo 20% stalej substancji. Nasycony papier przecho¬ dzi przez rolki wyzymajace i przepuszczany jest na¬ stepnie przez przestrzenie grzejne o temperaturze okolo 93^149°C, gdzie nastepuje przemiana zywicy fenolowej w postac B. Na papier nanoszona jest tylko nieznaczna ilosc zywicy fenolowej (stosunek zywicy okolo 1,1—1,2).

Papier wysycony niewielka iloscia zywicy trak¬ towany jest ponownie zywica. W tym celu przepu¬ szcza sie go przez zawierajacy 50% stalej substancji _rQ2twóc-zywicy epoksydowej (Epon 1001-A-80; Shell Chem. Co.) i bezwodnika kwasu szesciochloroendo- metylehoczterowodopoftalowego w toluenie, zawiera¬ jacy ponadto dodatkowe srodki dla zwiekszenia og- nioodpornosci. Papier wysycony zywica fenolowa i epoksydowa przepuszczany jest miedzy rolkami wyzymajacymi i wprowadzany do przestrzeni grzej¬ nych o temperaturze okolo 115—149°C, gdzie prze¬ bywa az do momentu przemiany zyw&cy epoksydo¬ wej w postac B. W czasie tego drugiego etapu ob¬ róbki nanoszona jest wieksza ilosc zywicy epoksy¬ dowej (stosunek zywicy okolo 2,2—2,8). Zaimpreg¬ nowany prepolimerem papier ciety jest na arkusze 0 wymiarach okolo 91,4X243,8 cm i jest pózniej stosowany jako arkusze rdzeniowe.

Ze szpuli odwija sie tasme o szerokosci 91,44 cm tkaniny szklanej ASTM Style 594-4 (Clark-Schwebel Fiber Glass Corp. Style 7628) o grubosci nominal¬ nej 0,178 mm i przepuszcza systemem ciaglym przez roztwór bromowanej zywicy epoksydowej (Epon 1045, Sheil Chemical Co. lub DER — 511, Dow. Che¬ mical Co.) zawierajacej dwucyjano-dwuamid w cha¬ rakterze utwardzacza- i dwumetylobenzyloamine ja¬ ko przyspieszacz reakcji utwardzania. Zaimpregno¬ wana tkanina szklana po przejsciu przez rolki wy¬ zymajace wprowadzona jest do przestrzeni ogrzew¬ czych, gdzie przebywa w temperaturze okolo 107— zl8°C do czasu przemiany zywicy epoksydowej w postac B. Osiagac mozna stosunek ilosci zywicy do tasmy w granicach 1,6—1,9. Nasycona prepolimerem tkanina szklana cieta jest na arkusze o wymiarach okolo 91,4 X 243,8 cm, które przeznaczone sa do pózniejszego stosowania jako arkusze zewnetrzne lub powierzchniowe laminatów wedlug wynalazku.

Stanowiace rdzen trzy arkusze papieru impreg¬ nowanego prepolimerem przeklada sie miedzy dwo¬ ma arkuszami tkaniny szklanej nasyconej prepoli¬ merem. Na jednym z arkuszy tkaniny szklanej im¬ pregnowanej, prepolimerem umieszcza sie arkusz foKi miedzianej o gramaturze 3,05 g/dm' uzyskanej metoda elektrolityczna, posiadajacej równiez wy¬ miary 91,4X243,8 cm, a na drugim umie^cza ar¬ kusz przedzielajacy z polifluorku winylowego (Ted- lar, produkcji E. I. du Pont), o takich samych wy¬ mianach. Pakiet taki lub zestaw umieszcza sie mie¬ dzy okladzinami prasujacymi i wprowadza pomie¬ dzy plyty grzejne prasy hydraulicznej. Dla uzyska¬ nia wielcszej wydajnosci mozna umieszczac w pra¬ sie wieksza liczbe zestawów równoczesnie. Zestawy ogrzewa sie w ciagu okolo 1 godziny w temperatu¬ rze okolo 200°C, a nastepnie schladza w ciagu okolo 1 godziny przed wyjeciem z prasy. Zilustrowanym tu sposobem wytwarza sie otulony miedza laminat o grubosci 1,59 mm. Wyniki prób wytwarzanych la-» 698 12 minatów wedlug wynalazku zestawione sa w tabli¬ cyL - Tablica I 1 1 . Mierzone wlasciwosci Wytrzymalosc na zgi¬ nanie (kg/cm1) wzdluz w poprzek Opornosc pojemnoscio- 1 wa (MQ! cm) 1 Rezystancja powierzchniowa (MJ7) Higroskopijnosc (%) Wytrzymalosc die¬ lektryczna na przebi¬ cie (kV) Stala dielektryczna Wspólczynnik roz¬ proszenia Odpornosc na wy¬ ladowania elektr.

Powstawanie pecherzy (s, A 260°C) Wytrzymalosc spoiny (kg/om szerokosci) 8,5 g Cu/dm« - 6,1 g Cu/dm* Palnosc (ts) f Kondycjo- nowanie A A C 96/3S/90 C 96/35/90 1} 24/23 D 48/50 D 24/23 D 24/23 D 48/50 - - - - - A A* A Wynik dla produktu wedlug przykladu I 4219 - 3164 11X10* J 5X?LV . 0,17 >70 M . * 0,030 90 ~ 60+. 1 V* 2,31 7 Dodatkowe badanie próbek omówionych w przy¬ kladzie I wskazuje na to, ze po uformowaniu sa one co najmniej tak samo plaskie jak laminaty otrzy¬ mywane przy zastosowaniu wylacznie szklanych 40 tkanin, lecz czesciej laminaty wedlug wynalazku góruja pod tym wzgledem jakoscia nad laminata¬ mi o tkaninach wylacznie szklanych.

Próbki otrzymane sposobem zilustrowanym w przykladzie I wykazuja znacznie lepsza jakosc, nie 45 ulegajac wypaczeniu i/lub skrecaniu przy próbach roztapiania lutowia.

W przypadku stosowania wszystkich laminatów o tkaninach wylacznie szklanych oraz znanych la¬ minatów zlozonych z bibula i tkanina szklana na- 50 lezy liczyc sie z trudnosciami powodowanymi wy¬ paczeniem i/lub skreceniem przy roztapianiu luto¬ wia lub wskutek innych procesów obróbki obwo¬ dów drukowanych zwiazanych ze stosowaniem trudnych warunków, zwlaszcza wysokiej tempera- 55 tury.

Próbki wedlug przykladu I góruja równiez znacz¬ nie jakoscia nad laminatami epoksydowymi na pod¬ lozu papierowym, pod wzgledem trwalosci konfigu¬ racja plaskiej przy topieniu lutowia lub przy innych # 60 etapach obróbki w wysokiej temperaturze. Podat¬ nosc na przebijanie otworów, ciecie, wiercenie oraz inne wlasciwosci obróbki mechanicznej sa dla la¬ minatów wedlug wynalazku wytworzonych sposo¬ bem zilustrowanym w przykladzie I równiez lepsze os niz dla laminatów na podlozu wylacznie szklanej94 69$ 13 14 tkaniny. Przebite otwory nie wykazuja pekniec, ani otoczek, a jakosc ich pozwala na platerowanie po¬ wierzchni wewnetrznych, co nie jest mozliwe dla laminatów o podlozu wykonanym w calosci z tka¬ niny szklanej. Jakosc wywierconego otworu umozli¬ wia równiez równoczesne pokrywanie metalem we¬ wnetrznej powierzchni otworu wiekszej liczby la¬ minatów, niiz w przypadku konstrukcji wykonanych calkowicie z tkaniny szklanej.

Zuzycie przyrzadów przy obróbce laminatów we¬ dlug wynalazku jest nizsze, niz dla dowolnych zna- jaych_laminatów_ na podlozu wylacznie szklanych wlókien. Wszystkie te korzysci osiaga sie przy znacz¬ nie nizszych kosztach materialów i/lub kosztach ob¬ róbki, niz w przypadku innych laminatów posiada¬ jacych tylko niektóre z omówionych zalet.

Ocena ukladów innych zywic dla rdzeni papie¬ rowych impregnowanych prepolimerami swiadczy o tym, ze wykorzystujac istote wynalazku mozna osiagnac znaczne korzysci przy zastosowaniu innych zywic. Teze te ilustruja nastepne przyklady.

"Przyklad II. Metodyka wykonania próbek jest identyczna do opisanej w przykladzie I, z ta róz¬ nica, ze do wtórnej obróbki papieru zamiast roz- - tworu zywic Epon 1000-A-80 i bezwodnika kwasu szesciochloroendometylenoczterowodoroftalowego stosuje sie zywice fenolowa modyfikowana olejem -1 zywica epoksydowa. Obserwuje sie pewne pogor- wana zywice epoksydowa z utwardzaczem dwucyja- nodwuamidowym oraz katalizatorem dwumetyloben- zyloaminowym. Obserwuje sie jedynie drobne obni¬ zenie jakosci przebijanych otworów, lecz jakosc ta jest dostateczna dla powlekania metalem wewnetrz¬ nych powierzchni otworów. Pozostale wlasciwosci sa zasadniczo takie same.

Przyklad IV. Sposobem identycznym do zilu- trowanego w przykladzie I wykonuje sie próbki la¬ minatów, z ta róznica, ze pomija sie pierwszy etap nasycenia zywica fenolowa. Zmiana ta wywiera wplyw na elektryczne wlasciwosci laminatu, glów¬ nie ze wzgledu na wieksza higroskopijnosc. Efekt ten mozna zmniejszyc stosujac papier o nizszej ge¬ stosci i wiekszym rozpulchnieniu dla zapewnienia -lepszego zwilzania w czasie pojedynczego zabiegu impregnacji zywica epoksydowa. Wyniki prób wy¬ konanych na laminatach wedlug przykladu II, III i IV zestawione sa w tablicy II.

We wszystkich laminatach wytworzonych sposo¬ bem zilustrowanym w poprzednich przykladach stosowana jest taka sama liczba arkuszy rdzenio¬ wych i ta sama tkanina szklana. W laminacie omó¬ wionym w nastepnym przykladzie stosuje sie inna konstrukcje.

Przyklad V. Sposób wykonania próbek lami¬ natów jest identyczny do omówionego w przykla¬ dzie I, z ta róznica, ze na rdzen laminatu o nomi- 1 Tab Mierzone wlasciwosci Wytrzymalosc na zginanie (kg/cm2) 1 wzdluz w poprzek Opornosc pojemnosciowa (M£?/cm) Rezystancja powierzchniowa (MQy Higroskopijnosc (%) 1 Wytrzymalosc dielektryczna na przebicie (kV) Stala dielektryczna Wspólczynnik rozproszenia lica II [ Przyklad II 2709 2005 3,5X10' 1,6X10* 0,215 >35 4,5 0,028 Przyklad III 3751 3004 1,9X108 7,1X105 0,137 >60 4,35 0,030 Przyklad IV 4036 3130 1,3X10* 3X10* 0,43 >60 4,45 0,044 szenie wlasciwosci, lecz wyniki swiadcza o tym, ze laminat wedlug wynalazku góruje w znacznym stopniu jakoscia nad wszystkimi laminatami na pod- 45 lozu papieru, a wplyw na obrabialnosc mechanicz¬ na jest niewielki.

Przyklad III. Sposobem identycznym do zilu¬ strowanego w przykladzie I wykonuje sie próbki laminatów, z ta róznica, ze do nasycenia zarówno 50 papieru, jak i tkaniny szklanej stosuje sie bromo- nalnej grubosci 0,794 mm stosuje sie jeden, zamiast trzech arkuszy papieru impregnowanego. Wyniki prób zestawione sa w tablicy III.

Przyklad VI. Sposobem identycznych do zi¬ lustrowanego w przykladzie I, z ta róznica, ze jako rdzen stosuje sie cztery, zamiast trzech arkuszy pa¬ pieru impregnowanego prepolimerem wytwarza sie laminat o grubosci nominalnej 2,382 mm. Wyniki przeprowadzonych prób zestawione sa w tablicy III.

Tablica III 1 Mierzone wlasciwosci Opornosc pojemnosciowa Rezystancja powierzchniowa Higroskopijnosc Wytrzymalosc dielektryczna na przebicie Stala dielektryczna Wspólczynnik rozpraszania Wytrzymalosc na zginanie wzdluz w poprzek Kondycjonowanie C-96/35/90 C-96/35/90 E-1/105+DES+D-24/23 D-48/50+D-12/23 D-24/23 D-24/23 A A Przyklad V 7,52X107 6,9X105 0,289 60 4,542 0,0306 7750 5862 Przyklad VI 2,08X108 4,25X108 0,187 4 60 4,298 0,0297 3256 2929 |94 698 16 Nalezy podkreslic, ze laminat wedlug wynalazku o grubosci 2,382 mm omówiony w przykladzie VI nie wykazuje minimalnej wytrzymalosci na zgina¬ nie wymaganej przepisami MIL-P-13949E. Wyma¬ gania te mozna jednakowoz spelnic przez zwieksze¬ nie udzialu arkuszy tkaniny z wlókna szklanego w grubosci laminatu.

Przez wyeliminowanie arkusza folii miedzianej i wprowadzenie niewielkiej ilosci odpowiedniego srodka katalitycznego (CAT-10, produkcji Photocir- cuits Corporation) do roztworów zywicy omówionych w przykladzie I, otrzymuje sie uaktywniony lami¬ nat nadajacy sie do powlekania warsitw przez nano¬ szenie, zwlaszcza powlekanie otworów. Alternatyw¬ nie lub dodatkowo mozna nanosic lub przylaczac do niepowlekanej powierzchni laminatu warstwe adhezyjna zawierajaca katalizator lub srodek uak¬ tywniajacy. Takie katalizatory, aktywatory, sensy- tiilizatory oraz warstwy adhezyjne sa znane i omó¬ wione np. w opisach patentowych Stanów Zjedn.

Ameryki nr nr 3625758, 3600330, 3546009, 3226256.

Zamiast folii miedzianej mozna stosowac w lami¬ natach wedlug wynalazku arkusz folii aluminiowej anodyzowanej kwasem fosforowym. Strawianie anodyzowanej folii aluminiowej daje powierzchnie, która wiaze sie z nanoszonymi warstwami obwo¬ dów drukowanych. Folia anodyzowana omówiona jest w opisie patentowym Stanów Zjedn. Ameryki nr 3620933.

Claims (9)

Zastrzezenia patentowe

1. Laminaty wysokocisnieniowe z impregnowa¬ nych zywicami warstw bawelnianych, papierowych lub warstw z tkanin szklanych, znamienne tym, ze zawieraja zespolony* w jednorodna calosc uklad warstw zewnetrznych z impregnowanej zywica epo¬ ksydowa tkaniny szklanej oraz impregnowanej zy- 10 15 20 25 35 wica warstwy rdzeniowej utwardzonej z arkusza Wlóknistego papieru o wlóknach zlozonych zasadni¬ czo z osadzonych z zawiesiny wodnej wlókien ce¬ lulozowych, przy czym arkusz papierowy przelozo¬ ny jest lub umieszczony pomiedzy okreslonymi po¬ wyzej warstwami zewnetrznymi.

2. Laminaty wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze posiadaja przynajmniej jedna z warstw zewnetrz¬ nych, do których przylaczona jest folia metalowa.

3. Laminaty wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze jako folie metalowa zawieraja folie miedziana.

4. Laminaty wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze posiadaja warstwe rdzeniowa, "która tworzy szereg impregnowanych zywica arkuszy papierowych, przy czym wlókna tworzace papier skladaja sie zasad¬ niczo z rozwlóknionej celulozy drzewnej o sredniej dlugosci wlókien 0,5—5,0 mm.

5. Laminaty wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze posiadaja arkusze papierowe pokryte warstwa zy¬ wicy fenolowej, na której odlozona jest zywica, epo¬ ksydowa.

6. Laminaty wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze posiadaja warstwy zewnetrzne impregnowane zywi¬ ca epoksydowa, utwardzana utwardzaczem amino¬ wym i arkusze papierowe impregnowane zywica epoksydowa, utwardzane utwardzaczem bezwodni- kowym.

7. Laminaty wedlug zastrz. 6, znamienne tym, ze jako utwardzacz aminowy zawieraja dwucyjano- dwuamid.

8. Laminaty wedlug zastrz. 6, znamienne tym, ze jako utwardzacz bezwodnikowy posiadaja bezwod¬ nik kwasu szesciochloroendometylenoczterowodoro- .ftalowego.

9. Laminaty wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jako zywice epoksydowa w warstwach zewnetrz¬ nych posiadaja bromowana zywice epoksydowa. S 22 FIG.2 FIG.3 PZG Bydg., zam. 2333/77, nakl. 120+20 • Cena 10 zl