(57)【要約】【課題】  引張強度、毛羽品位、絶縁信頼性を低下させないで、短時間でバインダーを除去し得る極薄地ガラスクロスの製造方法を提供する。【解決手段】  ガラスクロスの生機に、分解温度が２００〜５００℃の酸化性物質をガラスクロスに付着させた後、ガラスクロスの表面の最高到達温度が３５０〜５８０℃になるように、ガラスクロスを連続走行させながら１〜１０秒間加熱処理する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物からなるバインダーを塗布したガラス糸を用いて厚さが１０〜７０μｍのガラスクロスを製織する工程、該ガラスクロスに分解温度２００〜５００℃の酸化性物質を付着させる工程、ローラーに巻かれた該ガラスクロスを別のローラーに巻取りながら両ローラー間において該ガラスクロスの表面の最高到達温度が３５０〜５８０℃に達するように１〜１０秒間加熱処理する工程からなることを特徴とするガラスクロスの製造方法。
【請求項２】
分解温度２００〜５００℃の酸化性物質と有機物からなるバインダーを塗布したガラス糸を用いて厚さが１０〜７０μｍのガラスクロスを製織する工程、ローラーに巻かれた該ガラスクロスを別のローラーに巻取りながら両ローラー間において該ガラスクロスの表面の最高到達温度が３５０〜５８０℃に達するように１〜１０秒間加熱処理する工程からなることを特徴とするガラスクロスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスクロス製織時に使用されるバインダーを除去する方法に関するものであり、特に極薄地ガラスクロスに適したヒ−トクリ−ニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリント配線基板用のガラスクロスとして厚さが１０〜７０μｍの極薄地ガラスクロスの需要が急増している。
通常、製織直後のガラスクロスは、製織時に必要な集束剤や経糸糊剤（以下、総称して「バインダー」という。）が付着したままの状態（以下、「生機」という。）である。プリント配線基板用のガラスクロスは、生機を加熱することによって、該バインダーの残留量が０．１％以下程度となるように除去（以下、「ヒートクリーニング」という。）した後、シランカップリング剤などを表面処理して製造される。通常、ヒートクリーニング方法としては、ロール状に巻かれた生機を加熱炉に入れて２５０〜４５０℃の温度で、４０〜８０時間程度加熱するバッチ方式が一般的である。
しかしながら、このようなバッチ方式のヒートクリーニング方法は、比較的長時間の加熱処理を必要とするため、これを上述の極薄地ガラスクロスに適用すると生産性を低下させるだけでなく、ガラスクロスの引張強度や毛羽品位が悪化する等の問題を生じる。
【０００３】
ヒートクリーニングを短時間で行う方法としては、ＫＮＯ3を含有する経糸糊剤を用いるガラスクロスの製造方法、及び原反をＫＮＯ3溶液で処理するガラスクロスの製造方法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１によると、ＫＮＯ3が約３３０℃で分解して酸素を放出するため、ヒートクリーニング時に酸素不足になりやすいガラスクロスロール内層部でもバインダーの燃焼が充分に行われると記載されている。
また、ガラスクロスを予備焼きし、水又は酸化剤を含む水溶液を付与した後、本焼きするヒートクリーニングする方法が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２記載の実施例には、バインダーが２％付着した生機を５７０℃の熱風炉で１４秒間予備焼きし、３％過酸化水素水１０重量％を付与した後、６００℃の管状電気炉で３０〜６０秒間本焼きをすることが開示されている。
さらに、一次サイジング剤として水溶性エポキシ樹脂を用い、二次サイジング剤としてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを用ることによって、ヒ−トクリ−ニングのかわりに水洗によってバインダーを除去した極薄処理ガラスクロスが提案されている（特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１０８１６７号公報
【特許文献２】特開平９−１３２６３号公報
【特許文献３】特開平９−６７７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、引張強度、毛羽品位、及び絶縁信頼性を低下させずに、短時間で厚さが１０〜７０μｍの極薄地ガラスクロスのバインダーを除去し得るガラスクロスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記の課題を解決するために上記の特許文献等に記載されたバインダー除去方法を厚さが１０〜７０μｍの極薄地ガラスクロスに適用することを試みた。
しかしながら、特許文献１記載の方法はバッチ式であるため本質的に短時間という要求を満たすことができない。また、後述の比較例で示すように、ガラスクロスロール内層部のバインダーの充分な除去のために加熱時間が長時間にならざるを得ないことに由来すると思われる品質の劣化（毛羽の増加、及び引張強度の低下）が認められた。
また、特許文献２記載の方法は連続式であるため短時間という要求は満たすことができるが、後述の比較例で示すように、この方法を極薄地ガラスクロスに適用した場合には品質の劣化が大きいという問題が発生した。
また、特許文献３記載の方法は加熱処理を行わないために品質の劣化は発生しない。しかしながら、いかに水溶性のバインダーを使用するとはいえバインダーを水洗で完全に除去することは困難であるため、後述の比較例で示すように、絶縁信頼性に問題が認められた。
【０００７】
上述の結果から、本発明者らは、バインダーを充分に除去するためには加熱法を採用せざるを得ず、短時間で処理するにはロール状ではなく一枚の布状で加熱処理する必要があると考えた。そこで、加熱による極薄地ガラスクロスの品質低下の抑制とバインダーの充分な除去を両立させるため鋭意研究を重ねた結果、極めて短時間の加熱で効果的にバインダーを除去することができる極薄地ガラスクロスの加熱処理方法を見出し、本発明に至った。
即ち、本発明の第１は、有機物からなるバインダーを塗布したガラス糸を用いて厚さが１０〜７０μｍのガラスクロスを製織する工程、該ガラスクロスに分解温度２００〜５００℃の酸化性物質を付着させる工程、ローラーに巻かれた該ガラスクロスを別のローラーに巻取りながら両ローラー間において該ガラスクロスの表面の最高到達温度が３５０〜５８０℃に達するように１〜１０秒間加熱処理する工程からなることを特徴とするガラスクロスの製造方法である。
本発明の第２は、分解温度２００〜５００℃の酸化性物質と有機物からなるバインダーを塗布したガラス糸を用いて厚さが１０〜７０μｍのガラスクロスを製織する工程、ローラーに巻かれた該ガラスクロスを別のローラーに巻取りながら両ローラー間において該ガラスクロスの表面の最高到達温度が３５０〜５８０℃に達するように１〜１０秒間加熱処理する工程からなることを特徴とするガラスクロスの製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のガラスクロスの製造方法によれば、ガラスクロスの引張強度、毛羽品位、及び絶縁信頼性の低下を伴うことなく、きわめて短時間で厚さが１０〜７０μｍの極薄地ガラスクロスのバインダーを効果的に除去できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明について、以下具体的に説明する。
本発明に用いられるガラスクロスは、厚みが１０〜７０μｍのものであれば、ＩＰＣ−４４１２やＪＩＳ−Ｒ−３４１４で示されるガラスクロスのほか、Ｄガラス、Ｓガラス、Ｈガラスなどのヤーンから成るガラスクロスが用いられる。
一方、製織後の生機における澱粉、ＰＶＡ、油剤などのバインダーの付着量は、ヒートクリーニング効率の点で、１．０〜２．９質量％とすることが好ましい。特にバインダーの付着量が３．０〜４．０質量％の生機を使用して本発明の第１の製造方法を用いる場合には、酸化性物質を処理する前に該付着量が１．０〜２．９質量％になるようにあらかじめ一部を除去して付着量を一定にしておくことが毛羽品位向上の点で好ましい。付着量を一定にする方法に制限は無いが、浸漬、噴霧、高圧水流、散水流などによる水洗処理が使用でき、特に高圧水流や散水流で処理する方法が、ガラスクロスの中間製品のたて糸に付着している経糸糊剤を脱落させ、たて糸とよこ糸のバインダー付着量を均一化させる効果を有するために好ましい。
ガラスクロスに付着させる酸化性物質は、分解温度が２００〜５００℃のものが好ましく、３５０〜４５０℃のものがより好ましい。これらの酸化性物質を例示すると、危険物第１類で示される物質が挙げられるが、特にＫＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＣｌＯ4、ＮａＣｌＯ4などの硝酸塩類、塩素酸塩類、過塩素酸塩類、過マンガン酸塩類、重クロム酸塩類で、分解温度が２００〜５００℃の無機化合物が比較的長時間ガラスヤーン内に滞留し、かつ酸素を効率的に放出できる点において好ましい。
【００１０】
即ち、過酸化水素等の分解温度が２００℃未満の酸化性物質は、ガラスクロスに付着したバインダーが分解可能な温度域に達する前に酸素を放出してしまうため、燃焼促進への寄与が小さいので好ましくない。また、分解温度が５００℃を超える酸化性物質は、分解させるために要する加熱温度、又は加熱時間が必要となりガラスクロスの品質低下を招くので好ましくない。これらの酸化性物質は、単体で使用する以外に、混合して使用することができる。ガラスクロスに付着させる酸化性物質の付着率は、付着率が低いと加熱処理時間が長くなること、及び付着率が高いとガラスクロス上に不純物が残留する割合が高くなることから、０．０１〜１０質量％が好ましく、０．１〜５質量％がより好ましい。
【００１１】
上述の酸化性物質をガラスクロスに付着させる方法として、集束剤に酸化性物質を含有させる方法、整経に用いる経糸糊剤に酸化性物質を含有させる方法、あるいは生機に酸化性物質の溶媒に溶かした溶液を処理する方法などを使用することができる。特に、生機に酸化性物質の水溶液を処理する方法としては、高圧水流法、噴霧法、グラビアコーター法や浸漬法などが使用できる。
浸漬法においては、酸化性物質を溶媒に溶かした溶液にガラスクロスを浸漬することによって湿潤させる（以下、「湿潤ガラスクロス」ともいう。）が、該ガラスクロスをスクイーズローラーなどで絞り、水分率を一定にすることが製造条件を安定化するため好ましい。ガラスクロスに含ませる水分率は、加熱処理速度を速める点や酸化性物質の均一付着の点で、ガラスクロスに対して１〜２００質量％が好ましい。溶液濃度は、前記の付着率と上記の水分率を考慮して定めればよい。溶媒としては、酸化性物質の溶解性、及び不燃性の観点から水が好ましいが水以外の溶媒を使用することもできる。
また、生機に酸化性物質の溶液を処理した後、熱風炉、マイクロ波炉、高圧蒸気炉、火炎バーナー炉等の公知の装置で、一旦乾燥させた後、ヒートクリーニングする方法も使用できるが、酸化性物質水溶液で濡れた中間製品を、そのままヒートクリーニングさせてもかまわない。
【００１２】
ヒートクリーニングにおける加熱処理温度や加熱処理時間は、加熱処理速度を速める点、及び過剰加熱によるガラスクロスの引張強度の低下を防止する点で、ガラスクロスの表面の最高到達温度が３５０〜５８０℃になる加熱処理温度で、１〜１０秒間の加熱処理時間が好ましく、４００〜５５０℃で１〜５秒間の加熱処理時間がさらに好ましい。このような加熱処理装置は、熱風炉、マイクロ波炉、高圧蒸気炉、火炎バーナー炉等の公知の装置を使用することができるが、赤外線炉を使用し、赤外線ヒーターの表面温度、及び赤外線ヒーターとガラスクロス間の距離を任意に設定でき、常にガラスクロスの表面の温度を監視できる構造が好ましい。なお、本発明におけるガラスクロスの表面の最高到達温度とは、炉内での温度を直接測定することは困難であること、およびライン速度が速いことから、後述の測定方法によって炉出口にて測定した値で定義するものとする。
【００１３】
さらに、ヒートクリーニングしたガラスクロス（以下、「脱糊ガラスクロス」ともいう。）は、シランカップリング剤などで表面処理するが（以下、「処理ガラスクロス」ともいう。）、該処理の前、又は後の片方、あるいはその両方で水洗することが好ましい。特に、高圧水流や散水流による水洗、又は水蒸気の噴霧による水洗を行うことで、酸化性物質に由来する金属イオンなどを効率的に除去できる点で好ましい。
【実施例】
【００１４】
本発明を実施例、及び比較例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明を何ら限定するものではない。
＜実施例１＞
旭シュエーベル社製のガラスクロス１０３７（ＩＰＣ−４４１２仕様）の生機（澱粉、油剤を主成分とする一次バインダーがガラスヤーンに対し１．５質量％、及びＰＶＡ、油剤を主成分とする二次バインダーが該ガラスヤーンに対し１．５質量％、付着している。）を、３０ｍ／分のライン速度で走行させながら、高圧水流処理で一次バインダーと二次バインダーの合計付着量が２質量％になるよう処理したあと、ＫＮＯ3を１０ｇ／１ｌの濃度で溶解した水を貯留した槽に浸漬して、水分率をガラスクロスに対し１００質量％になるようにスクイーズローラーで定量しながら、ガラスクロスに対するＫＮＯ3の付着率を１質量％に調整した湿潤ガラスクロスを得た。
【００１５】
次に、この湿潤ガラスクロスをローラーによって連続的に走行させながら、ローラー間に設置した赤外線炉（面状赤外線ヒーター／ガラスクロス間距離３０ｍｍ、ヒーター有効長１ｍ、ガラスクロスの表面の最高到達温度４５０℃、加熱処理時間２秒）に導入して、脱糊ガラスクロスを得た。
次に、この脱糊ガラスクロスを、散水流で洗浄し、１７０℃で１分間加熱乾燥した後、シランカップリング剤（東レダウコーニング社製；ＳＺ６０３２）、酢酸をそれぞれ９ｇ／１ｌ、１．５ｇ／１ｌ水に分散させた処理液を含浸させた後、１７０℃で１分間加熱乾燥して、処理ガラスクロスを得た。
次に、処理ガラスクロスにエポキシ樹脂〔ワニスＥ５０４６Ｂ８０（油化シェルエポキシ社製）を８３質量部、１０８Ｓ７５Ｂ７０（油化シェルエポキシ社製）を１７質量部、ジシアンジアミドを２質量部、２−エチル、４−メチルイミダゾール０．２質量部、２−メトキシエタノールを８．５質量部、ジメチルホルムアミドを８．５質量部の混合品〕を含浸、乾燥（１７０℃で３０秒間）して、樹脂含量４５質量％のプリプレグを得た。
【００１６】
さらに、プリプレグ１６枚に厚さ１２μｍの銅箔を重ねて１７５℃、４０ｋｇ／ｃｍ2で加熱加圧して積層板を得た。
［ガラスクロスの表面温度を測定する方法］
ヒーター出口から機械方向に２０ｃｍ離れた位置で、かつガラスクロス面から垂直方向に３ｍ離れた位置から、連続的に送り出されるガラスクロスの表面温度を、放射温度計（横河Ｍ＆Ｃ社製；ＰＭ１１１）で測定した。
［ＴＣ値測定方法］
脱糊ガラスクロスに付着している有機物量を、ガスクロ（住化分析センター社製スミグラフＮＣ９０Ａ）で測定して得たＴＣ値（全炭素量値）で評価した。
［引張強度測定方法］
処理ガラスクロスの引張強度を、ＪＩＳ−Ｒ−３４２０の通りに測定した。
［毛羽数評価方法］
プリプレグ１ｍ2の表裏に発生した樹脂突起を数えて評価した。
［絶縁信頼性評価方法］
積層板の上に０．２ｍｍ間隔のスルーホールを配する銅配線パターンを作成し、温度１２０℃湿度８５％の雰囲気下でスルーホール電極間に１０Ｖの電圧をかけ、抵抗値の変化を測定した。抵抗値が１ＭΩ未満になった場合を不良として、総試験片数４に対する不良試験片数の割合で評価した。
これらの評価結果などを表１に示す。
【００１７】
＜実施例２＞
実施例１の生機に替え、澱粉、油剤を主成分とする一次バインダーがヤーンに対し１．５質量％、及びＰＶＡ、ＫＮＯ3、油剤を主成分とする二次バインダーがヤーンに対し２．５質量％（うち、１．０質量％がＫＮＯ3）付着している生機を使用し、該生機を湿潤ガラスクロスとせずにそのまま加熱脱糊処理すること以外は、実施例１と同じ製造方法により処理ガラスクロス、プリプレグ、積層板を作成した。
測定結果を表１に示す。
＜比較例１＞
実施例１と同様にして得た湿潤ガラスクロスを、１７０℃の熱風炉で乾燥しながら、直径３４０ｍｍの中空の鉄心ローラーに巻き取った後、４００℃に温調したバッチ式熱風炉に４０時間滞留させて脱糊ガラスクロスを得たこと以外は実施例１と同じ製造方法により処理ガラスクロス、プリプレグ、積層板を作成した。  測定結果を表１に示す。
【００１８】
＜比較例２＞
実施例１のＫＮＯ3をＨ2Ｏ2としたこと、及びライン速度を２ｍ／分、ガラ
スクロスの表面の最高到達温度を６００℃、加熱処理時間を３０秒間に変更した以外は、実施例１と同じ製造方法により処理ガラスクロス、プリプレグ、積層板を作成した。
測定結果を表１に示す。
＜比較例３＞
アミン変性エポキシ樹脂を集束剤として用いたガラスクロス（１次サイジング剤としてヤーンに対し１．５％、２次サイジング剤としてヤーンに対して１．５％）をノズルから噴射した高圧水流で、一次サイジング剤と二次サイジング剤の合計付着量がガラスクロスに対して０．０８％となるよう水流脱糊処理して、脱糊ガラスクロスを得た。その後は実施例１と同じ製造方法により処理ガラスクロス、プリプレグ、積層板を作成した。
測定結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
2005248404.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明のガラスクロスの製造方法は、プリント配線基板用の高品質の極薄地ガラスクロス製造の分野で好適に利用できる。
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月9日(2004.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
＜比較例２＞
実施例１のＫＮＯ３をＨ２Ｏ２としたこと、及びライン速度を２ｍ／分、ガラスクロスの表面の最高到達温度を６００℃、加熱処理時間を３０秒間に変更した以外は、実施例１と同じ製造方法により処理ガラスクロス、プリプレグ、積層板を作成した。
測定結果を表１に示す。
＜比較例３＞
一次サイジング剤として水溶性エポキシ樹脂をヤーンに対して０．３質量％、更に二次サイジング剤としてポリオキシエチレンノニルフェンルエーテルをヤーンに対して０．７質量％付着している生機を、ノズルから噴射した高圧水流で、一次サイジング剤と二次サイジング剤の合計付着量がガラスクロスに対して０．０８％となるよう水流脱糊処理して、脱糊ガラスクロスを得た。その後は実施例１と同じ製造方法により処理ガラスクロス、プリプレグ、積層板を作成した。
測定結果を表１に示す。