KR20020026957A

KR20020026957A - 침윤된 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품

Info

Publication number: KR20020026957A
Application number: KR1020027001325A
Authority: KR
Inventors: 램몬-히린스키카미; 로버트슨월터제이; 우시앙; 로튼어니스트엘; 벨파리베다기리; 노비크부르스이; 라이스윌리암비
Original assignee: 랜닝 지. 브라이어; 피피지 인더스트리즈 오하이오, 인코포레이티드
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2002-04-12
Also published as: WO2001009226A1; HK1046702A1; MXPA02001090A; JP2004500488A; AU6386200A; EP1204698A1

Abstract

본 발명은 다수의 섬유로 구성된 코팅 섬유 스트랜드에 관한 것이다. 여기에서 코팅은 유기성분과 300K에서 열전도도가 1 W/mㆍK 이상인 라멜라 입자로 구성된다. 코팅은 또한 유기성분과 불수화(non-hydratable) 성분 및 라멜라 입자로 구성될 수도 있다. 본 발명은 또한 적어도 상기 섬유의 표면 중 일부 상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물을 포함하는, 다수의 섬유로 구성된 코팅 섬유 스트랜드에 관한 것이다. 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) 비열팽창성(non-heat expandable) 유기물질과 무기 고분자 물질, 비열팽창성 복합재 및 그 혼합물로 구성된 다수의 이산(discrete) 입자로서 입자의 평균 크기가 스트랜드의 웨트아웃(wet out)에 충분한 것, (b) 상기 다수의 이산입자가 아닌, 적어도 하나 이상의 윤활성(lubricious) 물질, 그리고 (c) 적어도 하나 이상의 필름 형성 물질로 구성된다. 본 발명은 또한 적어도 상기 유리섬유의 표면 중 일부 상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물을 포함하는, 다수의 유리섬유로 구성된 코팅 섬유 스트랜드에 관한 것이다. 이때 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) 모스경도값이 상기 유리섬유의 모스경도값보다 크지 않은 다수의 라멜라 무기 입자와 (b) 적어도 하나 이상의 고분자 물질로 구성된다. 본 발명은 또한 적어도 상기 유리섬유의 표면 중 일부 상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물을 포함하는, 다수의 유리섬유로 구성된 코팅 섬유 스트랜드에 관한 것이다. 이때 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) 다수의 중공(hollow) 비열팽창성 유기입자와 (b) 중공유기입자가 아닌, 적어도 하나 이상의 윤활성 물질로 구성된다.

Description

침윤된 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품{IMPREGNATED GLASS FIBER STRANDS AND PRODUCTS INCLUDING THE SAME}

열경화성 형성공정에서는 양호한 "웨트-드로우(wet-through; 고분자 매트릭스 물질이 매트 또는 패브릭에 침투하는 것)" 및 웨트-아웃(wet-out; 고분자 매트릭스 물질이 매트 또는 패브릭 내의 섬유 다발 또는 스트랜드에 침투하는 것)" 특성이 요구된다. 이에 반해, 일반적인 열가소성 형성공정에서는 양호한 분산특성(열가소성 물질 내에 섬유가 고르게 분포하는 특성)이 주된 관심사이다.

패브릭 형태의 섬유 스트랜드 복합재 또는 적층체의 경우에는 양호한 웨트-드로우 및 웨트-아웃 특성 이외에도, 가공시 섬유 스트랜드 표면이 마모되지 않도록 코팅하여 방적, 특히 공기분사 방적(air-jet loom)이 용이하고 섬유 스트랜드와 함께 방적되는 고분자 매트릭스 물질과 양립 가능하도록 해야 한다. 그러나, 사이징(sizing) 성분 중에는 고분자 매트릭스 물질과 양립 불가능한 것이 많아 유리섬유와 고분자 매트릭스 물질 사이의 접착력을 떨어뜨릴 수 있다. 예를 들면, 직물 섬유의 사이징 성분으로 흔히 사용되는 전분(starch)은 일반적으로 고분자 매트릭스 물질과 양립 불가능하다. 따라서, 이들 양립 불가능한 물질은 고분자 매트릭스 물질을 침윤하기 전에 제거해 주어야 한다.

이처럼 수지와 양립 불가능한 사이징 성분을 제거하는 그리스 제거 또는 오일 제거 공정은 다양한 방법에 의해 수행될 수 있다. 이 중 가장 널리 이용되는 방법은 방적 패브릭을 장시간 동안 고온에 노출시켜 사이징 성분을 열분해하는 것이다(이를 열-세정(heat-cleaning)이라고 한다). 기존의 열-세정 공정에서는 패브릭을 380 ℃에서 60 ∼ 80시간 가열한다. 그러나, 이러한 열-세정 공정은 유리섬유의 강도를 떨어뜨릴 수 있으며, 양립 불가능한 물질을 언제나 완전히 제거할 수 있는 것도 아니고, 패브릭에 사이징 성분 분해에 따른 불순물이 포함될 염려도 있다. 사이징 성분을 제거하는 다른 방법으로서 물세척 또는 화학제거 방법이 시도되었다. 그러나, 이러한 방법은 일반적으로 사이징 성분이 물세척 또는 화학제거 공정에 적합해야 하며, 사이징 성분 제거효과가 열-세정에 비해 일반적으로 떨어진다.

또한, 유리섬유 얀(yarn)은 방적과정에서 상당히 마모될 수 있으므로, 날실(warp yarn)로 사용되는 얀은 보통 방적에 앞서 "슬래싱(slashing)"이라는 마모방지 2차 코팅(일반적으로 "슬래싱 사이즈"라고 한다)을 하여 유리섬유의 마모를 최소화하게 된다. 슬래싱 사이즈는 일반적으로 유리섬유 형성과정에서 섬유에 적용하던 원래 사이즈보다 널리 이용되고 있다. 그러나, 일반적으로 슬래싱 사이즈 역시 고분자 매트릭스 물질과는 양립 불가능하므로 수지와 함께 방적하기 전에 제거해 주어야 한다.

또한, 그리스 또는 오일이 제거된 패브릭과 고분자 수지의 접착력을 개선하기 위해 일반적으로 실란 커플링제와 물로 구성된 피니싱(finishing) 사이즈를 패브릭에 가하여 유리섬유를 코팅하는 공정(일반적으로 "피니싱"이라고 한다)을 거치게 된다.

이러한 슬래싱, 그리스 제거, 오일 제거 및 피니싱과 같은 공정은 패브릭 생산에 소요되는 시간과 비용을 증가시키게 된다. 또한, 이들 공정은 일반적으로 상당한 비용이 드는 장치와 인력을 요한다. 더욱이, 이들 공정단계와 관련한 패브릭 취급 과정에서 패브릭의 손상과 품질저하가 생길 수도 있다.

이들 공정단계의 효율 또는 효과를 개선하기 위한 시도가 있었다. 그러나, 여전히 유리섬유의 마모 및 파손을 방지하고, 다양한 매트릭스 물질과 양립 가능하도록 하며, 매트릭스 물질에 의한 웨트-드로우 및 웨트-아웃 특성을 좋게 하기 위한 코팅의 필요성이 요구되고 있다. 또한, 코팅이 최신 공기분사 방적장치와 양립 가능하다면 생산성 증대에 크게 기여할 것이다. 더욱이, 패브릭 형성공정에서 전자제품용 지지체(electronic support)로 사용되는 패브릭의 품질을 유지하고 양호한 적층특성을 제공하면서 불필요한 추가 공정단계를 줄일 수 있다면 좋을 것이다.

본 특허출원은 노비치(Novich) 등이 2000년 5월 11일자로 출원한 미국 특허출원 제09/668,916호 "침윤된 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Impregnated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)"의 계속출원이다. 상기 미국 특허출원 제09/668,916호는 노비치 등이 2000년 4월 12일자로 출원한 미국 특허출원 제09/548,379호 "침윤된 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Impregnated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)"의 계속출원이다. 상기 미국 특허출원 제09/548,379호는 노비치 등이 2000년 3월 16일자로 출원한 미국 특허출원 제09/527,034호 "침윤된 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Impregnated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)"의 계속출원이다. 상기 미국 특허출원 제09/527,034호는 B. 노비치 등이 1998년 10월 13일자로 출원한 미국 특허출원 제09/170,578호 "유리섬유 강화 적층체, 전자회로기판 및 패브릭 조립방법(Glass Fiber-Reinforced Laminates, Electronic Circuit Boards and Methods for Assembling a Fabric)"의 일부계속출원이다. 상기 미국 특허출원 제09/170,578호는 B. 노비치 등이 1998년 8월 6일자로 출원하여 현재 포기된 미국 특허출원 제09/130,270호 "유리섬유 강화 적층체, 전자회로기판 및 패브릭 조립방법(Glass Fiber-Reinforced Laminates, Electronic Circuit Boards and Methods for Assembling a Fabric)"의 일부계속출원이다. 상기 미국 특허출원 제09/130,270호는 (a) B. 노비치 등이 1998년 3월 3일자로 출원하여 현재 포기된 미국 특허출원 제09/034,525호 "무기윤활제-피복된 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Inorganic Lubricant-Coated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)"의 일부계속출원이자, (b) B. 노비치 등이 1998년 3월 3일자로 출원하여 현재 포기된 미국 특허출원 제09/034,525호 "무기윤활제-피복된 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Inorganic Lubricant-Coated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)"의 일부계속출원으로서 B. 노비치 등이 1998년 10월 13일자로 출원한 미국 특허출원 제09/170,780호 "무기윤활제-피복된 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Inorganic Lubricant-Coated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)"의 일부계속출원이자, (c) 1998년 3월 3일자로 출원되어 현재 포기된 미국 특허출원 제09/034,663호의 일부계속출원으로서 B. 노비치 등이 1998년 10월 13일자로 출원한 미국 특허출원 제09/170,781호 "열전도성 무기 고체입자로 코팅한 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Glass Fiber Strands Coated With Thermally Conductive Inorganic Solid Particles and Products Including the Same)"의 일부계속출원이자, (d) 1998년 3월 3일자로 출원되어 현재 포기된 미국 특허출원 제09/034,078호의 일부계속출원으로서 B. 노비치 등이 1998년 10월 13일자로 출원한 미국 특허출원제09/170,579호 "유리섬유 스트랜드의 마모 방지방법(Methods for Inhibiting Abrasive Wear of Glass Fiber Strands)"의 일부계속출원이자, (e) 1998년 3월 3일자로 출원되어 현재 포기된 미국 특허출원 제09/034,077호의 일부계속출원으로서 B. 노비치 등이 1998년 10월 13일자로 출원한 미국 특허출원 제09/170,566호 "침윤된 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Impregnated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)"의 일부계속출원이자, (f) 1998년 3월 3일자로 출원되어 현재 포기된 미국 특허출원 제09/034,056호의 일부계속출원으로서 B. 노비치 등이 1998년 10월 13일자로 출원한 미국 특허출원 제09/170,565호 "무기입자 코팅 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Inorganic Lubricant-Coated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)"의 일부계속출원이다.

본 특허출원은 미국 특허가출원(Provisional Application) 제60/133,075호(1999년 5월 7일자), 제60/133,076호(1999년 5월 7일자), 제60/146,605호(1999년 7월 30일자), 제60/146,862호(1999년 8월 3일자) 및 제60/183,562호(2000년 2월 18일자)에 따른 우선권을 주장한다.

본 특허출원은 B. 노비치 등이 동일자에 출원한 미국 특허출원 제__________호 "무기입자 코팅 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Inorganic Lubricant-Coated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)", B. 노비치 등이 동일자에 출원한 미국 특허출원 제__________호 "무기입자 코팅 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Inorganic Lubricant-Coated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)", 및 B. 노비치 등이 동일자에 출원한 미국 특허출원 제__________호 "무기입자 코팅 유리섬유 스트랜드 및 이를 포함한 제품(Inorganic Lubricant-Coated Glass Fiber Strands and Products Including the Same)"과 관련이 있다.

본 발명은 일반적으로는 복합재(composites)의 강화에 이용되는 코팅 섬유 스트랜드에 관한 것이며, 구체적으로는 스트랜드와 함께 방적되는(incorporated) 매트릭스 물질과 양립 가능하도록 한 코팅 섬유 스트랜드에 관한 것이다.

이상의 요약 내용과 뒤의 상세한 설명 및 바람직한 태양에 관한 내용은 첨부 도면을 참고하면 이해가 쉬울 것이다. 도면의 내용은 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른, 적어도 일부분을 코팅 조성물로 코팅한 코팅 섬유 스트랜드의 투시도이다.

도 2는 본 발명에 따른, 적어도 일부분을 사이징 조성물로 코팅하고 상기 사이징 조성물의 적어도 일부분을 2차 코팅 조성물로 코팅한 코팅 섬유 스트랜드의 투시도이다.

도 3은 본 발명에 따른, 적어도 일부분을 사이징 조성물로 코팅하고 상기 사이징 조성물의 적어도 일부분을 2차 코팅 조성물로 코팅하고, 상기 2차 코팅 조성물의 적어도 일부분을 3차 코팅 조성물로 코팅한 코팅 섬유 스트랜드의 투시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 복합재 제품의 상면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 패브릭의 상면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 패브릭 방적 및 적층체 형성에 관한 개략도이다.

도 7은 본 발명에 따른 전자제품용 지지체의 단면도이다.

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 전자제품용 지지체의 다른 태양에 대한 단면도이다.

도 10은 전자제품용 지지체의 패브릭 층에 구멍(aperture)을 뚫는 방법에 관한 모식도이다.

도 11은 드릴 1차 절단 모서리(primary cutting edge)의 정면도이다.

도 12는 드릴 구멍(hole) 유형의 모식도이다.

도 13은 회로 유형을 나타낸다.

본 발명에 따른 섬유 스트랜드는 바람직하게 섬유 가공과정에서 섬유의 마모 및 파손을 방지해 줄 뿐 아니라 복합재 형성시 양호한 웨트-드로우 특성, 양호한 웨트-아웃 특성 및 분산특성 중 적어도 하나를 제공해 주는 독특한 코팅을 가진다. 이하 상세히 설명하겠지만, "스트랜드"는 다수의 섬유, 즉 적어도 2 이상의 섬유로 구성된다. 본 명세서에서 "복합재"는 본 발명에 따른 코팅 섬유 스트랜드와 타 물질이 혼합된 것을 말한다. 상기 타 물질의 예로는 코팅 섬유 스트랜드와 고분자 매트릭스 물질이 결합되어 적층체를 형성한 하나 이상의 패브릭층이 될 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 코팅 섬유 스트랜드는 이밖에도 양호한 적층체 강도, 양호한 열안정성, 양호한 가수분해 안정성(섬유/고분자 매트리스 물질 사이로 물이 이동하는 것에 대한 저항성), 다습 조건 및 반응성 산 및 알칼리 조건에서 낮은 부식성 및 반응성, 특히 열-세정 또는 가압수 세척(pressurized water cleaning)시 적층 전 코팅의 제거가 불필요할 정도의 다양한 고분자 물질과의 양립 가능성 등의 특징을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 코팅 섬유 스트랜드는 바람직하게 방적 및 편직(knitting)시 양호한 가공특성을 가진다. 본 발명에 따른 코팅 유리섬유 스트랜드는 개별적으로 또는 혼합 사용되었을 때 보풀(fuzz) 및 헤일로(halo)의 생성을 줄여주고 필라멘트의 파손을 줄여주며 스트랜드의 장력을 줄여주고 유연성을 높여주며 삽입시간(insertion time)을 단축하여, 방적 및 편직을 용이하게 하고프린트기판(printed circuit board)의 표면결함을 줄여주는 특성을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 코팅 섬유 스트랜드는 공기분사 방적용으로도 유용하게 사용될 수 있을 것이다. 이때 "공기분사 방적"이라 함은 하나 이상의 공기분사 노즐을 통해 압축공기를 송풍하여 필얀(fill yarn; 씨실)을 날실 내에 삽입시키는 패브릭 방적을 의미한다.

본 발명에 따른 코팅 섬유 스트랜드는 바람직하게 섬유 코팅 표면의 열전도가 가능하도록 해 주는 독특한 코팅을 포함한다. 이러한 본 발명에 따른 코팅 섬유 스트랜드가 전자회로기판용 연속보강재(continuous reinforcement)로 사용되는 경우, 열원(칩 또는 회로)에서 발생하는 열을 보강재를 통해 소산시켜 전자부품 외부로 방출되도록 함으로써 회로부품과 유리섬유 및 고분자 매트리스 물질의 열손상 또는 열변형을 막아줄 수 있다. 본 발명에 따른 코팅 섬유 스트랜드는 매트릭스 물질보다 열전도상(thermal conductivity phase)이 높아 열소산 및 열분산 경로를 제공함으로써 열팽창의 차이에 따른 전자회로기판의 휨을 방지하여 납땜 접합부의 안정성을 높여주는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 코팅 섬유 스트랜드는 바람직하게 매트릭스 수재 내에 열전도성 물질을 첨가할 필요성을 줄여주거나 없애주어 적층체 제조공정을 개선하고 매트릭스 물질 탱크의 세척(purging) 및 관리비용을 절감해 준다.

본 발명에 따른 코팅 섬유 스트랜드는 바람직하게 큰 스트랜드 개방성(openness)을 가진다. 여기에서 "큰 스트랜드 개방성"이란 스트랜드의 단면이 확대되고 스트랜드의 필라멘트들이 서로 밀착되어 있지 않다는 것을 의미한다.스트랜드 개방성이 크면 스트랜드 다발 속으로 매트릭스 물질의 침투 또는 웨트-아웃이 용이해진다.

본 발명에 따른 섬유 스트랜드로 구성된 복합재, 특히 적층체는 바람직하게 낮은 열팽창계수, 양호한 굴곡강도(flexural strength), 양호한 층간(interlaminar) 결합강도 및 양호한 가수분해 안정성(섬유/고분자 매트리스 물질 사이로 물이 이동하는 것에 대한 저항성) 중 적어도 하나의 특징을 가진다. 또한, 본 발명에 따른 섬유 스트랜드로 구성된 전자제품용 지지체 및 전자회로기판은 바람직하게 양호한 천공특성(drillability), 금속 이동에 대한 저항성(CAF, 즉 음극-양극 필라멘트 형성이라고도 함) 중 적어도 하나의 특성을 가진다. 이에 관해서는 Tummala (Ed.) et al., Microelectronics Packaging Handbook, (1989) pp. 896-897과 IPC-TR-476B, "Electrochemical Migration: Electrochemically Induced Failures in Printed Wiring Boards and Assemblies", (1997)을 참고하기 바란다. 본 발명에 따른, 양호한 천공특성을 가지는 섬유 스트랜드는 드릴링 과정에서 공구의 마모가 적으며 드릴 구멍의 위치가 정확하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 일반적인 패브릭 형성공정에서는, 유리섬유 얀(yarn)과 그로부터 생성된 패브릭은 슬래싱, 열-세정 및 피니싱과 같은 추가 공정단계를 거쳐야 한다. 본 발명은 바람직하게 전자 패키지용으로 적합한 우수한 품질을 가지면서도 패브릭 형성공정에서 추가 공정단계가 불필요한, 패브릭, 적층체, 전자제품용 지지체 및 프린트기판의 형성방법을 제공한다. 본 발명의 구현에 따른 그 밖의 장점으로는 생산 사이클시간의 단축, 고가장비의 불필요, 패브릭 처리과정 간소화 및 인건비 절약, 양호한 패브릭 품질 및 양호한 최종 제품특성이 있다.

본 발명은 또한 섬유 스트랜드와 권선장치(winding device), 방적장치 또는 편직장치 등의 접촉에 따른 마모를 방지하는 방법과, 본 발명 고유의 코팅을 이용하여 섬유 스트랜드의 필라멘트 간 마모를 방지하는 방법을 제공한다.

실시예(operating examples)의 경우를 제외하고, 본 명세서 및 청구항에 사용된 성분의 양 또는 반응조건 등을 나타내는 수치는 모두 "대략(about)"이라는 의미로 이해하여야 한다. 따라서, 특별히 명시한 경우를 제외하고, 명세서 및 첨부된 청구항에 표시된 수치는 근사값이며 본 발명에 의해 추구하는 바에 따라 조금씩 달라질 수 있다. 적어도 각 수치는 유효수치(significant digits)를 뜻하는 것으로서 일반적인 의미로 해석해야 하며, 특허청구범위의 해석과 관련한 균등론의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 발명의 영역과 관련된 수치범위 및 변수는 근사값을 의미하는 것이지만, 구체적 실시예의 보고수치는 가능한 한 정확한 값이다. 그러나, 모든 수치는 각 시험측정에 따른 표준편차에 의해 일정범위의 오차를 포함하고 있다.

이제, 도 1을 참고하면(도면 전체에 걸쳐 동일한 번호는 동일한 요소를 지칭한다), 도 1에는 본 발명에 따른, 다수의 섬유(12)로 구성된 코팅 섬유 스트랜드(10)가 도시되어 있다. 여기에서 "스트랜드"는 다수, 즉 적어도 둘 이상의 섬유를 말하며, 스트랜드는 동일하지 않은 섬유화 가능 물질(fiberizable materials)로 구성될 수 있다(스트랜드 다발을 "얀(yarn)"이라고 부르기도 한다)."섬유"는 각 필라멘트를 의미한다. 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니지만, 섬유(12)의 평균 공칭(nominal) 섬유직경은 바람직하게 3 ∼ 35 ㎛이다. 더욱 바람직하게, 본 발명에 따른 평균 공칭 섬유직경은 5 ㎛ 이상이다. "세사(fine yarn)"의 경우 평균 공칭 섬유직경은 바람직하게 5 ∼ 7 ㎛이다.

섬유(12)는 섬유화 가능한 무기물질, 섬유화 가능한 유기물질 및 이들의 혼합물을 포함하여 당업자에게 알려진 임의의 섬유화 가능한 물질로부터 형성될 수 있다. 상기 무기물질 및 유기물질은 인공물질 또는 천연물질일 수 있다. 상기 섬유화 가능한 무기물질 및 유기물질은 고분자 물질일 수 있다. 여기에서, "고분자 물질"이란 긴 원자사슬이 연결되어 용액 또는 고체상태에서 실 형태로 만들 수 있는, 고분자로 구성된 물질을 의미한다[James Mark et al., Inorganic Polymers, Prentice Hall Polymer Science and Engineering Series, (1992) p. 1]. 여기에서 "섬유화 가능" 물질이란 일반적으로 연속적인 필라멘트, 섬유, 스트랜드 또는 얀의 형태로 형성 가능한 물질을 말한다.

섬유(12)는 바람직하게 섬유화 가능한 무기성 유리물질로부터 형성된다. 본 발명에 유용한 섬유화 가능한 유리물질에는 "E-유리", "A-유리", "C-유리", "D-유리", "R-유리", "S-유리" 및 E-유리 유도체와 같은 섬유화 가능 유리 조성물로부터 제조된 유리물질이 포함되나, 이에 국한되는 것은 아니다. 여기에서 "E-유리 유도체"란 소량의 불소 및/또는 붕소를 함유한 유리 조성물을 의미하며, 가장 바람직하게는 불소 및/또는 붕소를 포함하지 함유하지 않은 유리 조성물을 의미한다. 또한, 여기에서 "소량의 불소"는 0.5 중량% 이하의 불소, 바람직하게는0.1 중량% 이하의 불소를 의미하고, "소량의 붕소"는 5 중량% 이하의 붕소, 바람직하게는 2 중량% 이하의 붕소를 의미한다. 본 발명에 유용한 섬유화 가능 유리물질의 다른 예로는 현무암과 광질면(mineral wool)이 있다. 유리섬유는 E-유리 또는 E-유리 유도체로부터 생성된 것이 바람직하다. 이들 조성물은 당업자에게 잘 알려져 있는 것이며 본 특허출원의 목적상 보다 상세한 설명은 불필요한 것으로 생각된다.

본 발명의 유리섬유는 당해 기술분야에서 알려진 임의의 유리섬유 형성 방법으로부터 형성이 가능하다. 예를 들면, 직접용융 섬유 형성공정, 간접용융 섬유 형성공정, 조각(marble) 용융 섬유 형성공정을 통한 유리섬유 형성이 가능하다. 직접용융 섬유 형성공정의 경우, 유리용융로 내에 원재료를 혼합, 용융하여 균질화한다. 용융된 유리는 노(furnace)에서 노상(forehearth)으로, 그리고 섬유 형성장치로 이동한 후 가느다란 연속 유리섬유로 된다. 조각용융 섬유 형성공정의 경우, 원하는 유리 조성을 가지는 유리조각을 먼저 형성한 후, 이를 부싱(bushing)에 투입, 용융하여 가느다란 연속 유리섬유를 형성한다. 프리멜터(premelter)를 사용할 경우, 유리조각을 프리멜터에 투입, 용융한 후 용융된 유리를 섬유 형성장치로 옮겨 가느다란 연속 유리섬유를 형성한다. 본 발명의 경우, 유리섬유는 직접용융 섬유 형성공정을 통해 형성하는 것이 바람직하다. 유리 조성물과 유리섬유의 형성방법에 관한 보다 자세한 사항은K. Loewenstein, The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibres, (3d Ed. 1993) pp. 30-44, 47-103, 115-165와 미국 특허등록 제4,542,106호 및 제5,789,329호, 그리고 TheInstitute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits에서 펴낸 IPC-EG-140 "Specification for Finished Fabric Woven from 'E' Glass for Printed Boards" p. 1 (1997년 6월)을 참고하라.

적절한 비유리성(non-glass) 섬유화 가능 무기물질의 예로는 탄화규소, 탄소, 그래파이트, 멀라이트, 산화알루미늄 및 압전(piezoelectric) 세라믹물질과 같은 세라믹 물질이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 적절한 섬유화 가능 유기물질의 예로는 면(cotton), 셀룰로오스, 천연고무, 아마, 모시, 삼, 사이잘삼, 양모 등이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 적절한 섬유화 가능 유기 고분자 물질의 예로는 폴리아미드계(나일론, 아라미드 등), 열가소성 폴리에스테르계(폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등), 아크릴계(폴리아크릴로니트릴 등), 폴리올레핀계, 폴리우레탄계 및 비닐 고분자(폴리비닐알코올 등)가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 본 발명에 유용한 비유리성 섬유화 가능 물질과 그러한 섬유의 제조 및 가공방법에 관한 상세한 내용은 Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol. 6 (1967) pp. 505-712를 참고하라.

상기 물질의 혼방(blend) 또는 공중합체와 상기 물질을 조합하여 형성한 섬유 역시, 필요한 경우 본 발명에 사용될 수 있는 것으로 생각된다. 또한, 스트랜드라는 용어는 상이한 섬유화 가능 물질로 구성된 둘 이상의 섬유에 대해서도 적용된다. 본 발명의 바람직한 태양에서는 적어도 하나의 유리섬유가 포함되지만, 다른 유형의 섬유도 포함될 수 있다.

이제 유리섬유 스트랜드와 관련하여 본 발명을 설명하고자 한다. 당업자는 스트랜드(10)가 위에서 언급한 바와 같이 당해 기술분야에서 알려진 임의의 섬유화 가능 물질로부터 형성된 섬유(12)로 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이하의 유리섬유에 관한 설명은 위에서 언급한 다른 섬유에도 일반적으로 해당된다.

계속하여 도 1을 참고하면, 바람직한 태양에서, 본 발명의 섬유 스트랜드(10) 중 적어도 하나, 바람직하게는 모든 섬유(12)는 섬유(12) 표면(16)의 적어도 일부(17) 상에 가공과정에서 섬유가 마모 또는 파손되지 않도록 섬유 표면(16)을 보호하기 위한 코팅 조성물로 구성된 층(14)을 가진다. 바람직하게는, 상기 층(14)은 섬유(12)의 외부 표면(16) 전체 또는 주위에 존재한다.

본 발명의 코팅 조성물은 바람직하게는 수성(aqueous) 코팅 조성물이며, 더욱 바람직하게는 수지와 양립 가능한 수성 코팅 조성물이다. 안전상의 이유로 바람직하지는 않지만, 코팅 조성물에는 필요한 경우 알코올이나 아세톤과 같은 휘발성 유기용매가 포함될 수 있으나, 이와 같은 휘발성 유기용매는 없는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 코팅 조성물은 1차 사이징 조성물 및/또는 2차 사이징 또는 코팅 조성물로 사용될 수 있다.

본 명세서에서 바람직한 태양으로서, "사이즈(size)", "사이징화(sized)" 또는 "사이징(sizing)"이라는 용어는 섬유에 도포된 코팅 조성물을 가리킨다. "1차 사이즈" 또는 "1차 사이징"이라는 용어는 섬유 형성 직후 섬유에 도포되는 코팅 조성물을 의미한다. "2차 사이즈" 또는 "2차 사이징"이라는 용어는 1차 사이즈 도포 후 섬유에 도포되는 코팅 조성물을 의미한다. "3차 사이즈" 또는 "3차 사이징"이라는 용어는 2차 사이즈 도포 후 섬유에 도포되는 코팅 조성물을 의미한다. 이들 코팅은 섬유가 패브릭에 침윤되기 전 또는 섬유가 패브릭에 침윤된 후(예 : 패브릭을 코팅하는 경우)에 도포할 수 있다. 다른 태양으로서, "사이즈", "사이징화" 또는 "사이징"이라는 용어는 이밖에 수지와 양립 불가능한 사이징 성분을 열처리 또는 화학처리를 통해 제거한 후, 즉 섬유를 패브릭에 침윤시키기 위하여 피니싱 사이즈를 실시한 후 최소한 섬유의 일부분, 바람직하게는 전부에 도포된 코팅 조성물("피니싱 사이즈"라고도 함)을 가리키기도 한다.

본 명세서에서, "수지와 양립 가능"이라는 용어는 유리섬유에 도포된 코팅 조성물이 유리섬유가 침윤될 매트릭스 물질과 양립 가능하여 코팅 조성물(또는 일부 코팅 성분)이 적어도 다음의 특징 중 하나를 가진다는 것을 의미한다. 즉, 매트릭스 물질에 침윤시키기 전에 (그리스 제거 또는 오일 제거를 통해) 코팅 조성물을 제거할 필요가 없고, 기존의 가공과정에서 매트릭스 물질의 웨트-아웃 및 웨트-드로우 특성이 개선되며, 최종 복합재 제품이 원하는 물리적 특성 및 가수분해 안정성을 가지게 되는 것을 의미한다.

본 발명의 코팅 조성물은 다수의 섬유(12) 중 적어도 하나의 섬유(23)에 도포되는 경우 상기 적어도 하나의 섬유(23)의 외부 표면(16)에 부착되어 스트랜드(10)의 이웃 유리섬유(23, 25) 사이에 하나 이상의 간극(21)을 형성하는 하나 이상의, 바람직하게는 다수의 입자(18)로 구성된다. 상기 간극(21)은 일반적으로 이웃 섬유 사이에 위치하는 입자(18)의 크기(19)와 일치한다. 본 발명의 상기 입자(18)는 바람직하게는 격리된 입자들이다. 여기에서, "격리"란입자들이 일반적인 가공조건에서 서로 뭉치거나 결합하여 연속적인 필름을 형성하지 않으며 독립성을 유지하여 개별적인 형태 또는 모양을 유지한다는 것을 의미한다. 본 발명의 격리된 입자들은 일반적인 섬유가공 과정에서 전단(shearing), 즉 입자의 원자층이 제거되거나, 네킹(necking), 즉 적어도 두 입자 사이에서2차 상전이가 일어나거나, 부분적인 융합이 일어날 수 있으나, 이런 경우에도 "격리된" 입자로 취급한다.

본 발명의 상기 입자들(18)은 바람직하게는 안정된 치수를 가지고 있다. 여기에서 "안정된 치수를 가지는 입자"란 입자의 평균 입자크기와 모양이 일반적인 섬유가공 조건에서 일반적으로 유지된다는 것으로, 방적, 로빙(roving) 및 기타 공정에서 인접 섬유간에 발생하는 힘이 일정하여 인접 섬유(23, 25)간 간극(21)이 일정하게 유지된다는 것을 의미한다. 다시 말하면, 치수가 안정된 입자들은 25 ℃, 바람직하게는 100 ℃, 더욱 바람직하게는 140 ℃의 온도에 노출하는 것과 같은 일반적인 유리섬유 가공조건에서, 코팅 조성물 내에서 부서지거나 용해되거나 크게 변형되거나 하여 최대치수가 선택된 평균 입자크기보다 작아지지 않게 된다. 또한, 상기 입자들(18)은 유리섬유 가공조건에서, 특히 가공온도가 150 ℃를 초과할 수 있는 복합재 가공조건에서 너무 커지거나 팽창하지 않아야 한다. 여기에서, 입자들이 "너무 커지지 않아야 한다"는 것은 상기 입자들이 가공과정에서 초기 크기의 약 3배 이상으로 팽창하지 않아야 한다는 것을 의미한다. 또한, 여기에서 "안정된 치수를 가지는 입자"에는 결정성 및 비결정성 입자가 모두 포함된다.

바람직하게는, 본 발명의 코팅 조성물은 열팽창성 입자가 충분히 적다.여기에서 "열팽창성 입자"란 충분히 높은 온도에 노출되었을 때 팽창하거나 크기가 상당히 커지는 물질로 채워져 있거나, 그런 물질을 함유하고 있는 입자를 말한다. 이러한 열팽창성 입자는 일반적인 가공조건에서 입자 내 물질(예 : 블로잉제)이 상변화를 일으킬 때 팽창하게 된다. 따라서, "비열팽창성 입자"는 일반적인 섬유 가공조건에서 입자 내 물질의 상변화에 따른 팽창을 일으키지 않는 입자를 말하며, 본 발명의 바람직한 태양에서 상기 코팅 조성물은 적어도 하나의 비열팽창성 입자를 포함한다.

일반적으로, 열팽창성 입자는 속이 빈 중공 입자인 경우가 많다. 본 발명의 한 태양에서 상기 중공은 기체, 액체 및/또는 겔과 같은 비고체성 물질로 최소한 일부를 충진할 수 있으나, 이에 구속되는 것은 아니다.

위에서, "열팽창성 입자가 충분히 적다"는 것은 전체 고형성분 기준으로 열팽창성 입자의 함량이 50 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 35 중량% 이하인 것을 의미한다. 본 발명의 코팅 조성물은 열팽창성 입자가 거의 없는 것이 더욱 바람직하다. 여기에서, "열팽창성 입자가 거의 없다"는 것은 전체 고형성분 기준으로 사이징 조성물의 열팽창성 입자 함량이 20 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 5 중량% 이하, 가장 바람직하게는 0.001 중량% 이하인 것을 의미한다.

상기 입자(18)는 비왁스성(non-waxy)인 것이 바람직하다. "비왁스성"이란 입자 구성물질의 성질의 왁스성(wax-like)이 아니라는 것을 의미한다. 여기에서 "왁스성"이란 입자 구성물질이 주로 평균 탄소 사슬길이가 탄소원자 25 ∼ 100개인, 얽히지 않은(unentangled) 탄화수소 사슬로 구성되어 있다는 것을 의미한다[L. H. Sperling, Introduction of Physical Polymer Science, John Wiley and Sons, Inc. (1986) pp 2-5; W. Pushaw, et al., "Use of Micronised Waxes and Wax Dispersions in Waterborne Systems", Polymers, Paint, Colours Journal, V. 189, No. 4412 January 1999, pp. 18-21].

본 발명의 바람직한 한 태양에서, 본 발명의 입자(18)는 격리되어 있고, 안정된 치수를 가지고 있으며, 비왁스성인 입자다.

상기 입자(18)는 임의의 원하는 모양 또는 구조를 가질 수 있다. 적절한 입자 모양의 예를 들면, 구형(비드, 마이크로비드 또는 중공구 등), 입방체형, 판형, 비구형(길쭉한 모양 또는 섬유상)일 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 또한, 상기 입자(18)는 중공(hollow), 세공(porous) 또는 속이 꽉 찬 내부구조, 또는 중앙은 중공 구조이고 벽이 세공, 또는 틈이 없는 것과 같이 이들의 조합으로 된 내부구조를 가질 수 있다. 적절한 입자특성에 관한 보다 자세한 사항은 H. Katz et al. (Ed.), Handbook of Fillers and Plastics (1987), pp.9-10을 참고하라.

상기 입자(18)는 고분자 및 비고분자 무기물질, 고분자 및 비고분자 유기물질, 복합재 및 이들의 혼합물로부터 형성할 수 있다. 여기에서 "고분자 무기물질"은 탄소 이외의 원소 또는 원소들로 구성된 백본 반복단위를 가지는 고분자 물질을 말한다. 보다 자세한 사항은J. E. Mark et al. p. 5를 참고하라. 또한, "고분자 유기물질"은 탄소로 구성된 백본 반복단위를 가지는 합성 고분자 물질, 반합성 고분자 물질 및 천연 고분자 물질를 말한다.

위에서 "유기물질"은 탄소가 탄소 및 수소 도는 일부 타 원소와 결합하여 이루어진 탄소함유 화합물을 의미하나, 이산화탄소, 카바이드, 이황화탄소 등의 이원 화합물(binary compounds), 금속시안화물, 금속카르보닐, 포스겐, 황화카르보닐 등의 삼원 화합물(ternary compounds), 탄산칼슘, 탄산나트륨 등의 금속탄산염과 같은 탄소함유 이온결합 화합물 등은 제외된다. 자세한 사항은 R. Lewis, Sr., Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 12th Ed. (1993), pp. 761-762와 M. Silberberg, Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (1966), p. 586을 참고하라.

위에서 "무기물질"은 유기물질 이외의 물질을 의미한다.

위에서 "복합재"는 들 이상의 다른 물질의 조합으로 구성된 물질을 의미한다. 복합재로부터 형성된 입자는 일반적으로 표면경도가 입자내부의 경도와 다르다. 보다 구체적으로 말하면, 입자표면은 당해 기술분야에서 잘 알려진 임의의 방법으로 개질이 가능하다. 예를 들면, 공지기술을 이용하여 표면의 화학적, 물리적 특성을 변화시켜 입자의 내부경도는 유리섬유 경도보다 크게 하고 입자의 표면경도를 유리섬유의 경도보다 같거나 작게 할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들면, 1차 물질을 하나 이상의 2차 물질로 코팅, 클래딩 또는 캡슐화하여 표면이 부드러운 복합재 입자를 형성할 수 있다. 또 다른 태양으로서, 복합재 입자는 다양한 형태의 1차 물질로 코팅, 클래딩 또는 캡슐화된 1차 물질로부터 형성할 수도 있다. 본 발명에 유용한 입자에 대한 보다 자세한 사항은 G. Wypych, Handbook of Fillers, 2nd Ed. (1999) pp.15-202를 참고하기 바란다.

본 발명의 입자(18) 형성에 유용한 대표적인 비고분자 무기물질에는 그래파이트, 금속, 산화물, 탄화물, 질화물, 붕산화물, 황화물, 규산화물, 황산화물 및 수산화물이 포함된다. 본 발명의 바람직한 태양으로서, 상기 입자(18) 형성에 적절한 무기 질산화물로는 질산화붕소(boron nitride)가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 특히 육방결정(hexagonal crystal) 구조를 가지는 질산화붕소 입자가 바람직하다. 유용한 무기 산화물의 예로는 산화아연이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 적절한 무기 황화물로는 이황화몰리브덴, 이황화탄탈, 이황화텅스텐 및 황화아연 등이 있다. 유용한 무기 규산화물로는 버미쿨라이트와 같은 알루미늄 또는 마그네슘의 규산화물이 있다. 적절한 금속으로는 몰리브덴, 백금, 팔라듐, 니켈, 알루미늄, 구리, 금, 철, 은, 합금 및 이들의 혼합물이 있다.

본 발명의 비제한적인 한 태양으로서, 상기 입자(18)는 고체 윤활제 물질로부터 형성된다. 여기에서 "고체 윤활제"은 두 표면 사이의 상대적인 움직임에 의한 손상 및/또는 마찰과 마모를 줄일 목적으로 표면 사이에 가하는 고체 물질을 말한다. 한 태양으로서, 상기 고체 윤활성 물질은 무기 고체 윤활제이다. 여기에서 "무기 고체 윤활제"란 결정 특성을 가지고 있어, 서로 미끄러지듯 교차하는 얇은 평판 사이로 침투하여 섬유, 바람직하게는 유리섬유 표면과 인접 고체 표면 사이의 마찰방지 윤활효과를 주는 고체 윤활제를 말한다. Lewis, Sr., Hawley's Condensed Chemical Dictionary, (12th Ed. 1993), p. 712를 참고하라. 마찰은 두 고체가 접촉하여 미끄러질 때 발생하는 저항력을 말한다. F.Clauss, Solid Lubricants and Self-Lubricating Solids (1972), p. 1을 참고하라.

본 발명의 비제한적인 한 태양으로서, 상기 입자(18)는 라멜라 구조를 가진다. 라멜라 구조를 가지는 입자들은 6각형 배열을 한 원자들이 판 내 강한 결합과 판 사이의 약한 반데르발스 결합에 의해 판 또는 층으로 구성되어 판 사이의 전단강도(shear strength)가 약해지게 된다. 라멜라 구조의 예로는 육방결정 구조가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. K. Ludema, Friction, Wear, Lubrication (1996), p. 125와 Solid Lubricants and Self-Lubricating Solids, pp. 19-22, 42-54, 75-77, 80-81, 82, 90-102, 113-120 및 128, W. Campbell, "Solid Lubricants", Boundary Lubrication; An Appraisal of World Literature, ASME Research Committee on Lubrication (1969), pp. 202-203을 참고하라. 라멜라 풀러렌(버키볼) 구조를 가지는 무기 고체입자 역시 본 발명에 이용될 수 있다.

라멜라 구조를 가지는 적절한 물질로서 본 발명의 상기 입자(18) 형성에 적절한 것의 예로는 질산화붕소, 그래파이트, 금속 이칼코겐화물(metal dichalcogenides), 운모, 활석, 석고, 고령석(kaolinites), 방해석, 요오드화카드뮴, 황화은 및 이들의 혼합물이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 이 중 질산화붕소, 그래파이트, 금속 이칼코겐화물 및 이들의 혼합물이 바람직하다. 적절한 금속 이칼코겐화물로는 이황화몰리브덴, 이셀렌화몰리브덴(molybdenum diselenide), 이황화탄탈, 이셀렌화탄탈, 이황화텅스텐, 이셀렌화텅스텐 및 이들의 혼합물이 있다.

한 가지 태양으로서, 상기 입자(18)는 라멜라 구조를 가지는 무기 고체 윤활제 물질로부터 형성된다. 본 발명의 코팅 조성물에 사용되는 라멜라 구조를 가지는 무기 고체 윤활제 물질의 예로는 질산화붕소, 더욱 바람직하게는 육방결정 구조를 가지는 질산화붕소가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 질산화붕소, 황화아연 및 몬모릴로나이트로부터 형성된 입자 역시 나일론 6,6과 같은 고분자 매트릭스 물질과 함께 복합재를 구성하는 경우 양호한 백색도(whiteness)를 나타낸다.

질산화붕소로부터 형성한 입자의 예로서 본 발명에 적절한 것으로는 Advanced Ceramics Corporation(Ohio주 Lakewood)에서 시판중인 POLARTHERM? 100 Series(PT 120, PT 140, PT 160 및 PT 180), 300 Series(PT 350) 및 600 Series(PT 620, PT 630, PT 640 PT및 670) 질산화붕소 분말입자가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. Advanced Ceramics Corporation의 기술관련 출판물인 "PolarTherm? Thermally Conductive Fillers for Polymeric Materials" (1996)를 참고하라. 이들 입자는 열전도도가 25 ℃에서 250 ∼ 300 W/mㆍK, 유전상수가 3.9이며, 부피저항(volume resistivity)은 10¹⁵Ω-cm이다. 평균 입자크기는 100 Series 분말입자가 5 ∼ 14 ㎛이며, 300 Series는 100 ∼ 150 ㎛, 600 Series는 16 ∼ 200 ㎛ 이상이다. Advanced Ceramics Corporation에 의하면, 특히 POLARTHERM 160의 평균 입자크기는 6 ∼ 12 ㎛이며, 입자의 크기분포는 다음 표와 같이 마이크로미터 이하에서부터 70 ㎛까지라고 한다.

%>	10	50	90
크기(㎛)	18.4	7.4	0.6

분포가 이와 같을 경우, POLARTHERM? 160 질산화붕소 입자의 평균 입자크기를 측정하면 10%는 18.4 ㎛ 이상이 된다.

본 발명에 따른 입자의 평균 입자크기는 레이저산란 기법에 의해 측정할 수 있다. 본 발명의 비제한적인 한 태양에서, 입자의 크기는 Beckman Coulter LS 230 레이저회절 입자크기 측정장치로 측정할 수 있다. 이 장치는 입자가 구형이라는 가정 하에, 파장 750 nm의 레이저빔을 이용하여 입자의 크기를 측정한다. 즉, 이때 "입자크기"는 입자를 완전히 둘러싸고 있는 가장 작은 크기의 구의 크기를 의미한다. 예를 들어, Beckman Coulter LS 230 입자크기 분석장치로 측정한 POLARTHERM? 160 질산화붕소 입자의 평균 입자크기는 11.9 ㎛였으며, 입자의 크기분포는 다음 표와 같이 마이크로미터 이하에서부터 35 ㎛까지 였다.

%>	10	50	90
크기(㎛)	20.6	11.3	4.0

분포가 이와 같을 경우, POLARTHERM? 160 질산화붕소 입자의 평균 입자크기를 측정하면 10%는 20.6 ㎛ 이상이 된다.

본 발명의 또 다른 비제한적 태양에서, 상기 입자(18)는 불수화성(non-hydratable) 무기물질로부터 형성된다. 여기에서 "불수화성"이란 무기입자가 물분자와 반응하여 수화물을 형성하거나 수화된 물분자 또는 물분자 결정을 함유하지 않는다는 것을 의미한다. "수화물"은 물분자의H-OH 결합이 끊어지지 않은 상태에서 물분자가 다른 분자와 반응하여 생성된 물질을 말한다. R. Lewis, Sr., Hawley's Condensed Chemical Dictionary, (12th Ed. 1993), pp. 609-610과 T. Perros, Chemistry, (1967), pp. 186-187을 참고하라. 수화물을 화학식으로 표현할 때에는 일반적으로 가운뎃점을 사용하여 물분자를 표시한다. 예를 들면, 3MgO·4SiO2·H2O(활석), Al2O3·2SiO2·2H2O(고령석)와 같다. 수화 가능한(hydratable) 무기물질은 구조적으로 결정격자 층 내에 하나 이상의 수산기(hydroxyl group)를 가진다(그러나, 표면에는 수산기를 가지지 않는데, 이 경우 모세관 작용에 의해 표면에 물이 흡수된다). 예를 들어, 고령석의 구조는J. Mitchell, Fundamentals of Soil Behavior (1976), p. 34의 Fig. 3.8, 1:1 및 2:1 층상광물(layer mineral)의 구조는 각각 H. van Olphen, Clay Colloid Chemistry (2nd Ed. 1977) p. 62의 Fig. 18 및 Fig. 19를 참고하라. 결정격자의 "층(layer)"은 원자로 이루어진 판(plane)이 모인 것을 의미한다(Minerals in Soil Environments, Soil Science Society of America (1977), pp. 196-199를 참고하라). 층과 층간 물질(예 : 양이온)의 집합(assemblage)을 단위구조(unit structure)라고 한다.

수화물에서는 물분자가 수화물 내의 양이온과 배위결합을 하고 있으며 물분자는 구조가 파괴되지 않는 한 제거할 수 없다. 물분자는 구조 사이의 틈에 위치하고 있으며 전하평형에 영향을 주지 않고 정전기적 에너지를 제공해 준다. R. Evans, An Introduction to Crystal Chemistry (1948), p. 276을 참고하라. 일반적으로, 코팅 조성물의 수화가능 입자 함량은 50중량% 이하이다. 본 발명의 비제한적인 한 태양으로서, 코팅 조성물은 수화가능 입자를 거의 포함하지 않는다. 여기에서 "수화가능 입자를 거의 포함하지 않는다"는 것은 코팅 조성물의 수화가능 입자 함량이 전체 고형성분 기준으로 20 중량% 이하, 더욱 바람직하게는5 중량% 이하, 가장 바람직하게는 0.001 중량% 이하라는 것을 의미한다. 본 발명의 한 태양에서, 상기 입자(18)는 불수화 무기 고체 윤활제 물질로부터 형성된다.

본 발명에 따른 코팅 조성물은 위에서 언급한 불수화 무기물질 대신, 또는 그와 함께 수화가능 또는 수화된 무기물질로부터 형성된 입자를 포함할 수 있다. 이러한 수화가능 무기물질의 예로는 운모(예 : 백운모), 활석, 고령석 및 석고와 같은 점토광물(clay mineral) 필로실리케이트(phyllosilicate)가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 위에서 설명한 바와 같이, 이러한 수화가능 또는 수화된 물질로부터 형성된 입자의 코팅 조성물 내 함량은 일반적으로 50 중량% 이하이다.

본 발명의 다른 태양으로서, 상기 입자(18)는 비고분자 유기물질로부터 형성될 수 있다. 본 발명에 유용한 비고분자 유기물질의 예로는 스테아르산염(예 : 스테아르산아연 및 스테아르산알루미늄), 카본블랙, 스테아르아미드(stearamie)가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 또 다른 태양으로서, 상기 입자(18)는 무기 고분자 물질로부터 형성될 수 있다. 유용한 무기 고분자 물질의 예로는 폴리포스파젠(polyphosphazenes), 폴리실란(polysilanes), 폴리게르메인(polygermanes), 고분자 황(polymeric sulfur), 고분자 셀렌, 실리콘(silicone) 및 이들의 혼합물이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 본 발명에 유용한 무기 고분자 물질의 구체적인 비제한적 예로 Toshiba Silicones Company, Ltd.(일본)에서 시판중인, 가교(cross-linked) 실록산으로부터 형성한 입자인 TOSPEARL[R. J. Perry, "Applications for Cross-Linked Siloxane Particles", Chemtech, February 1999, pp. 39-44 참고 ]을 들 수 있다.

본 발명의 또 다른 태양으로서, 상기 입자(18)는 합성 유기 고분자 물질로부터 형성될 수 있다. 이러한 유기 고분자 물질의 예로는 열경화성 물질과 열가소성 물질이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 적절한 열경화성 물질의 예로는 열경화성 폴리에스테르, 비닐에스테르, 에폭시 물질, 페놀류, 아미노플라스트(aminoplasts), 열경화성 폴리우레탄 및 이들의 혼합물이 있다. 에폭시 물질로부터 형성한, 본 발명에 바람직한 합성 고분자 물질의 구체적인 비제한적 예로 에폭시 마이크로겔 입자가 있다.

적절한 열가소성 물질로는 열가소성 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 아크릴 폴리머(acrylic polymers), 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 비닐 폴리머 및 이들의 혼합물이 있다. 바람직한 열가소성 폴리에스테르에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 바람직한 폴리올레핀에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리이소부텐이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 바람직한 아크릴 폴리머에는 스티렌과 아크릴산 단량체의 공중합체와 메타크릴산염(methacrylate)을 함유하는 중합체가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 아크릴 폴리머로부터 형성된 합성 고분자 입자의 비제한적 예로는 불투명한 비가교(non-crosslinking) 고체 아크릴 입자 에멀션인 RHOPLEX? B-85["Chemicals for the Textile Industry" September 1987 참고, Rohm and HaasCompany(Pennsylvania주 Philadelphia)에서 시판중]; 입자크기 1.0 ㎛, 고형 함량 26.5 중량% 및 공극부피(void volume) 55%인 불투명한 비필름형성(non-film-forming) 스티렌 아크릴 폴리머 합성안료인 ROPAQUE? HP-1055["ROPAQUE? HP-1055, Hollow Sphere Pigment for Paper and Paperboard Coatings" 제품특성 안내서, October 1994 참고, Rohm and Haas Company(Pennsylvania주 Philadelphia)에서 시판중]; 입자크기 0.55 ㎛, 고형 함량 30.5 중량%인 불투명한 비필름형성 스티렌 아크릴 폴리머 합성안료 디스퍼션(dispersion)인 ROPAQUE? OP-96["Architectural Coatings - ROPAQUE? OP-96, The All Purpose Pigment" 제품 기술문헌, April 1997, p. 1 참고, Rohm and Haas Company(Pennsylvania주 Philadelphia)에서 시판중] 및 ROPAQUE? HP-543P ROPAQUE? HP-543P와 ROPAQUE? OP-96는 동일한 물질임, 페인트업계에서는 ROPAQUE? HP-543P, 코팅업계에서는 ROPAQUE? OP-96으로 알려져 있음]; 그리고 입자크기 0.40μm, 고형 함량 36.5중량%인 불투명한 비필름형성 스티렌 아크릴 폴리머 합성안료 디스퍼션인 ROPAQUE? OP-62-LO["Architectural Coatings - ROPAQUE? OP-62-LO, The All Purpose Pigment" 제품 기술문헌, April 1997, p. 1 참고, Rohm and Haas Company(Pennsylvania주 Philadelphia)에서 시판중]가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 이들 각 입자는 Rohm and Haas Company(Pennsylvania주 Philadelphia)에서 시판중이다.

본 발명에 따른 상기 입자(18)는 반합성(semisynthetic) 유기 고분자 물질 및 천연 고분자 물질로부터 형성될 수도 있다. 여기에서 "반합성 물질"은 천연 물질을 화학적으로 개질(modification)한 것을 말한다. 상기 입자(18)의 형성에 적절한 반합성 유기 고분자 물질로는 메틸셀룰로오스 및 아세트산셀룰로오스 등의 셀룰로오스계(cellulosics), 아세트산스타치(starch acetate) 및 스타치히드록시에틸에테르(starch hydroxyethyl ethers) 등의 개질 스타치가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 상기 입자(18)의 형성에 적절한 천연 고분자 물질로는 스타치와 같은 다당류, 카세인과 같은 폴리펩티드 및 천연고무 또는 구타페르카와 같은 천연 탄화수소가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 비제한적인 한 태양으로서, 상기 고분자 입자(18)는 코팅 스트랜드의 수분 흡수를 줄이기 위하여 소수성 고분자 물질로부터 형성된다. 이러한 소수성 고분자 물질로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리메틸메타크릴레이트가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 폴리스티렌 공중합체의 예로는 위에서 설명한 바 있는 ROPAQUE? HP-1055, ROPAQUE? OP-96, ROPAQUE? HP-543P 및 ROPAQUE? OP-62-LO 안료가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 또 다른 비제한적 태양으로서, 상기 고분자 입자(18)는 유리전이온도(Tg) 및/또는 녹는점이 25℃ 이상, 바람직하게는 50℃ 이상인 고분자 물질로부터 형성된다.

본 발명의 또 다른 비제한적 태양으로서, 상기 입자(18)는 고분자 및 비고분자 무기물질, 고분자 및 비고분자 유기물질, 복합재 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로부터 형성된 중공 입자일 수 있다. 이러한 중공 입자 형성에 적절한 물질은 위에서 설명한 바와 같으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 본 발명에 유용한 중공 고분자 입자의 예로는 위에서 설명한 바 있는 ROPAQUE? HP-1055,ROPAQUE? OP-96, ROPAQUE? HP-543P 및 ROPAQUE? OP-62-LO 안료가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 이밖에 본 발명에 유용한 중공 입자의 비제한적 예에 대해서는H. Katz et. al, (Ed.) (1987) pp. 437-452를 참고하라.

본 발명에 따른 코팅 조성물에 유용한 상기 입자(18)는 물 속에서 디스퍼션, 서스펜션 또는 에멀션의 형태로 존재할 수 있다. 필요한 경우, 상기 디스퍼션, 서스펜션 또는 에멀션에 미네랄오일 또는 알코올과 같은 타 용매를 가할 수 있다(5 중량% 이하로 하는 것이 바람직). 무기물질로부터 형성된 입자의 바람직한 디스퍼션의 예로는 ZYP Coatings, Inc.(Tennessee주 Oak Ridge)에서 시판중인, 물에 25중량%의 질산화붕소 입자를 디스퍼션시킨 ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. ZYP Coatings, Inc.의 기술문헌인 "ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC"를 참고하라. 상기 기술문헌에 의하면, 본 제품의 질산화붕소 입자는 평균 입자크기가 3 ㎛ 이하이며1%의 마그네슘-알루미늄 규산염을 포함하고 있어 디스퍼션 내의 질산화붕소 입자가 기질에 결합된다고 한다. Beckman Coulter LS 230 입자크기 분석장치를 사용하여 ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC 25 붕산화질소 입자를 분석해 본 결과, 평균 입자크기는 6.2 ㎛이었으며, 입자의 크기 분포는 다음 표와 같이 마이크로미터 이하에서부터 35 ㎛까지 였다.

%>	10	50	90
크기(㎛)	10.2	5.5	2.4

분포가 이와 같은 경우, ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC 25 붕산화질소 입자 중10%는 평균 입자크기가 10.2 ㎛ 이상이 된다.

ZYP Coatings에서 시판중인 타제품 중 본 발명에 유용한 것으로는 BORON NITRIDE LUBRICOAT? 페인트와 BRAZE STOP 및WELD RELEASE 제품이 있다. 아크릴 중합체 및 공중합체로부터 형성한 합성 고분자 입자의 에멀션 및 디스퍼션의 구체적인 예로는 위에서 언급한 RHOPLEX? B-85 아크릴 에멀션과; 고형성분 함량이 45 중량%이며 유리전이온도가 98 ℃인 전아크릴성(all acrylic) 필름 고분자 에멀션인 RHOPLEX? GL-623[Rohm and Haas Company(Pennsylvania주 Philadelphia)의 "Rhoplex? GL-623, Self-Crosslinking Acrylic Binder of Industrial Nonwovens" 제품특성 안내서, March 1997 참고]; 고형성분 함량이 45중량%이며 유리전이온도가 105 ℃인 단단한 메타크릴산염 고분자 에멀션인 EMULSION E-2321[Rohm and Haas Company(Pennsylvania주 Philadelphia)의 "Building Products Industrial Coatings - Emulsion E-2321" 제품특성 안내서, 1990 참고]; 위에서 언급한 바 있는, 입자크기가 0.55 ㎛이며 고형성분 함량이 30.5중량%인 디스퍼션 형태의 ROPAQUE? OP-96 및 ROPAQUE? HP-543P; 위에서 언급한 바 있는, 입자크기가 0.40 ㎛이며 고형성분 함량이 36.5 중량%인 디스퍼션 형태의 ROPAQUE? OP-62-LO; 그리고 위에서 언급한 바 있는, 고형성분 함량이 26.5중량%인 디스퍼션 형태의 ROPAQUE? HP-1055가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 이들 제품은 모두 Rohm and Haas Company(Pennsylvania주 Philadelphia)에서 시판중인 제품이다.

본 발명의 특히 바람직한 한 태양으로서, 상기 코팅 조성물은 적어도 하나의 무기 입자, 구체적으로는 질산화붕소 입자, 보다 구체적으로는 POLARTHERM? 및/또는 ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC라는 상표를 가지는 질산화붕소 입자와적어도 하나의 열가소성 입자, 구체적으로는 스티렌 및 아크릴 단량체의 공중합체, 보다 구체적으로는 ROPAQUE?라는 상표를 가지는 공중합체의 혼합물로 구성된다.

상기 입자(18)는 원하는 인접 섬유간 간격을 확보하기에 충분한 평균 입자크기(19)를 가지는 것을 선택한다. 예를 들면, 공기분사 방적에 사용되는 섬유(12)에 도포하는 사이징 조성물에 포함되는 입자(18)의 평균 입자크기(19)는 적어도 인접 섬유간 간격을 충분히 제공하여 섬유 스트랜드(10)를 통한 공기분사가 용이하도록 하는 것이 바람직하다. 여기에서 "공기분사 방적"은 당업자에게 잘 알려진 방법을 이용하여 하나 이상의 공기분사 노즐로 압축공기를 송풍하여 필얀(씨실)을 날실 사이로 삽입하는 방식의 방적을 의미한다. 다른 예로서, 고분자 매트릭스 물질에 침윤되는 섬유(12)에 도포하는 사이징 조성물에 포함되는 입자(18)의 평균 입자크기(19)는 적어도 인접 섬유간 간격을 충분히 제공하여 섬유 스트랜드(10)의 웨트-아웃 및 웨트-드로우 특성을 좋게 하도록 한다.

본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니지만, 레이저산란 기법을 이용하여 측정한 상기 입자(18)의 평균 크기는 바람직하게는 1000 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.001 ∼ 100 ㎛, 가장 바람직하게는 0.1 ∼ 25 ㎛이다.

본 발명의 구체적인 비제한적 태양에서, 상기 입자(18)의 평균 입자크기(19)는 최소한 0.1 ㎛, 바람직하게는 최소한 0.5 ㎛이며, 입자의 크기 분포는 0.1 ∼ 5 ㎛, 바람직하게는 0.5 ∼ 2 ㎛이다. 본 발명의 한 태양에서, 상기 입자(18)의 평균 입자크기(19)는 일반적으로 코팅이 도포되는 섬유(12)의 평균 직경보다 작다. 관찰 결과, 위에서 언급한 평균 입자크기(19)를 가지는 입자(18)로 구성된 1차 사이징 조성물의 잔류물층(14)을 가지는 섬유 스트랜드(10)로 제작된 꼬인 실(twisted yarn)은 인접 섬유(23, 25)간 간격이 충분하여 공기분사 방적특성이 우수하며(공기분사 방적시 공기 이동이 용이함) 섬유 스트랜드(10)가 잘 보존되고 고분자 매트릭스 물질에 침윤하는 경우 양호한 웨트-드로우 및 웨트-아웃 특성을 가지는 것으로 나타났다.

본 발명의 또 다른 구체적인 비제한적 태양에서, 입자(18)의 평균 입자크기(19)는 최소한 0 ㎛, 바람직하게는 최소한 5 ㎛이며, 입자의 크기 분포는 3 ∼ 1000 ㎛, 바람직하게는 5 ∼ 1000 ㎛, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 25 ㎛이다. 이때 상기 입자(18)의 평균 입자크기(19)는 일반적으로 유리섬유의 평균 공칭직경과 일치하는 것이 바람직하다. 관찰 결과, 위에서 언급한 크기를 가지는 입자로 코팅한 스트랜드로 제작된 패브릭은 고분자 매트릭스 물질에 침윤시 양호한 웨트-드로우 및 웨트-아웃 특성을 가지는 것으로 나타났다.

당업자는 평균 입자크기(19)가 다른 하나 이사의 입자(18)를 혼합하여 본 발명에 따른 코팅 조성물을 얻는 경우에도 섬유 스트랜드(10) 및 그로부터 제작한 제품의 원하는 물성 및 가공특성을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 보다 구체적으로 말하면, 크기가 다른 입자들을 적정량 조합하여 양호한 공기분사 수송특성을 가지는 스트랜드를 얻을 수 있으며, 양호한 웨트-드로우 및 웨트-아웃 특성을 가지는 패브릭을 얻을 수 있다.

섬유는 인접 섬유의 거친 부분 및/또는 방적이나 로빙 등의 추후 가공시 유리섬유와 접하게 되는 기타 고체 또는 물질과의 접촉에 의해 마모된다. 여기에서 "마모"란 단단한 입자, 모서리 기타 물체와의 마찰성 접촉에 의해 섬유표면이 긁히거나, 절단되거나 파손되는 것을 의미한다. 이에 관해서는 K. Ludema, p. 129를 참고하라. 섬유 스트랜드의 마모는 가공과정에서 스트랜드가 파손되거나 직물제품 또는 복합재 제품의 표면에 결함이 발생하는 등 섬유 스트랜드에 나쁜 영향을 끼칠 수 있다. 이 경우, 불량제품의 양이 증가하고 제작비용이 상승하게 된다.

예를 들면, 형성단계에서 섬유, 특히 유리섬유는 형성 패키지(forming package)에 감기기 전에 금속성 개더링슈(gathering shoe) 및 트래버스(traverse) 또는 스파이럴(spiral) 등의 고체 물체와 접촉하게 된다. 편직 또는 방적과 같은 패브릭 제작과정에서 유리섬유 스트랜드가 섬유 제작도구(예 : 직조장치 또는 편직장치)의 일부와 접촉하면 유리섬유(12)의 표면(16)이 마모될 수 있다. 유리섬유와 접촉할 수 있는 직조장치 부분에는 공기분사구와 북(shuttle)이 있다. 이들 고체 물체의 거친 표면은 단단하므로 유리섬유 표면의 마모를 일으킬 수 있다. 예를 들면, 트위스트 프레임(twist frame)과 직조장치(loom) 및 편직장치의 많은 부분은 강철과 같이 모스경도가 8.5 이상인 금속물질로 되어 있다[Handbook of Chemistry and Physics, p. F-22 참고]. 유리섬유 스트랜드가 이들 고체 물체의 거친 부분에 의해 마모되면 가공시 스트랜드가 파손되거나 직물제품 또는 복합재 제품의 표면에 결함이 발생할 수 있으며, 이 경우, 불량제품의 양이 증가하고 제작비용이 상승하게 된다. 마모를 최소화하기 위해, 본 발명의 비제한적인 한 태양에서, 상기 입자(18)는 경도가 유리섬유의 경도보다 크지 않은 것으로 한다. 입자와 유리섬유의 경도는 Vickers 또는 Brinell 경도와 같은 기존의 경도 측정방법에 의해 측정할 수 있으나, 물질표면의 상대적인 긁힘을 기준으로 경도를 1 ∼ 10으로 표시하는 모스경도계를 사용하는 것이 바람직하다. 유리섬유의 모스경도는 일반적으로 4.5 ∼ 6.5이며, 보통은 6이다. R. Weast (Ed.), Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press (1975) p. F-22를 참고하라. 본 태양에서, 상기 입자(18)의 모스경도는 0.5 ∼ 6인 것이 바람직하다. 아래의 표 A에는 본 발명에 사용하기에 적절한 비제한적인 몇 가지 무기물질로부터 형성한 입자들의 모스경도값이 제시되어 있다.

위에서 언급한 바와 같이, 모스경도계는 물질의 긁힘에 대한 저항성과 관련된 것이다. 따라서, 본 발명에서는 물질 내부의 경도보다는 물질 표면의 경도를 고려한다. 보다 구체적으로 말하면, 위에서 언급한 바와 같이, 입자 표면은 당해 기술분야에서 잘 알려진 임의의 방법으로 개질이 가능하다. 비제한적인 예를 들면, 당해 기술분야에서 잘 알려진 기법을 이용하여 입자의 표면특성을 화학적으로 변화시켜 입자 표면 이하의 경도는 유리섬유의 경도보다 큰 채로 놓아둔 채 입자의 표면 경도는 유리섬유의 경도보다 같거나 작게 할 수 있다. 한편, 1차 물질을 하나 이상의 2차 물질로 코팅, 클래딩 또는 캡슐화하여 표면 경도가 작은 복합재 입자를 얻을 수도 있다. 또 다른 방법으로, 1차 물질을 다른1차 물질로 코팅, 클래딩 또는 캡슐화하여 표면 경도가 작은 복합재 입자를 얻을 수도 있다.

본 발명의 범위를 제한하지 않는 한 가지 예로서, 탄화규소 또는 질산알루미늄과 같은 무기물질로 형성된 무기 입자에 실리카, 탄산염 또는 미세점토(nanoclay) 코팅을 도포하여 유용한 복합재 입자를 얻을 수 있다. 또 다른 비제한적 예로서, 알킬 곁사슬(side chain)을 가지는 실란 커플링제(coupling agent)를 무기 입자 표면과 반응시켜 "부드러운" 표면을 가지는 유용한 무기산화물 복합재 입자를 얻을 수도 있다. 이 밖에 비고분자 또는 고분자 물질을 다른 비고분자 또는 고분자 물질로 클래딩, 캡슐화 또는 코팅할 수 있다. 이러한 복합재 입자의 구체적인 예로는 Pierce and Stevens Corporation(NY주 Buffalo)에서 시판중인 탄산칼슘 코팅 합성 고분자 입자인 DUALITE가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 본 발명의 한 태양으로서, 상기 입자(18)는 열전도성을 가진다. 즉, 상기 입자는 300 K에서 측정한 열전도도가 바람직하게는 적어도 0.2 W/mㆍK, 더욱 바람직하게는 적어도0.5 W/mㆍK이다. 본 발명의 비제한적인 한 태양으로서, 300 K에서 측정한 상기 입자(18)의 열전도도는 적어도 1 W/mㆍK, 더욱 바람직하게는 적어도 5 W/mㆍK이다. 본 발명의 바람직한 태양에서, 300 K에서 측정한 상기 입자(18)의 열전도도는 적어도 25W/mㆍK, 더욱 바람직하게는 적어도 30W/mㆍK, 더더욱 바람직하게는 적어도 100W/mㆍK이다. 본 발명의 또 다른 바람직한 태양에서, 300 K에서 측정한 상기 입자의 열전도도 범위는 5 ∼ 2000 W/m·K, 바람직하게는 25 ∼ 2000 W/m·K, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 2000 W/mㆍK, 가장 바람직하게는 100 ∼ 2000 W/mㆍK이다. 여기에서 "열전도도"란 입자 자체를 통하여 열을 전달할 수 있는 능력을 나타내는 입자의 성질을 의미한다. R. Lewis, Sr., Hawley's Condensed Chemical Dictionary, (12th Ed. 1993) p. 305를 참고하라.

물질의 열전도도는 당업자가 알고 있는 임의의 방법을 통해서 측정할 수 있다. 예를 들어, 시험 대상 물질의 열전도도 범위가 0.001 ∼ 100 W/mㆍK라면, 그 물질의 열전도도는 300 K에서 ASTM C-177-85에 따른 고온 플레이트 가드법(guarded hot plate method)으로 측정할 수 있다. 대상 물질의 열전도도 범위가 20 ∼ 1200 W/mㆍK라면, 그 물질의 열전도도는 ASTM C-518-91에 따른 고온 플럭스 센서 가드법(guarded hot flux sensor method)으로 측정할 수 있다. 다시 말하면, 열전도도 범위가 0.001 ∼ 20 W/mㆍK이면 고온 플레이트 가드법을 사용한다. 또한, 열전도도가 100 W/mㆍK이상이면 고온 플럭스 센서 가드법을 사용한다. 열전도도 범위가 20 ∼ 100 W/mㆍK이면 둘 중의 어느 방법을 사용해도 된다.

고온 플레이트 가드법에서는 가열 가드장치(guarded heating unit)와 2개의 보조가열 플레이트, 2개의 냉각장치, 모서리 단열장치(edge insulation), 온도제어 2차가드(secondary guard), 온도센서 식별(read-out) 시스템을 갖춘 고온 플레이트 가드장치를 사용하여2개의 거의 동일한 샘플을 테스트한다. 가열 가드장치의 양쪽에 각 샘플을 올려 놓고 샘플을 보조 가열장치의 반대편에 접촉시킨다. 다음으로, 장치를 원하는 온도까지 가열하고 열평형 상태에 도달할 때까지 기다린다. 열평형 상태에 도달하면, 샘플을 통과하는 열류량(Q)과 샘플간 온도차이(ΔT)를 기록한다. 다음으로, 다음 식에 의해 샘플의 평균 열전도도(KTC)를 계산한다.

K_TC= QL/A·ΔT

위 식에서L은 샘플의 평균 두께이고A는 샘플의 평균 면적이다.

열전도도가 큰 물질은 드릴링 과정에서 구멍 주위에 발생한 열을 신속히 소산시켜 드릴 팁의 수명을 연장해 주는 것으로 알려져 있다. 표 A에서 선택된 물질의 열전도도는 표 B에 제시되어 있다.

반드시 필요한 것은 아니지만, 본 발명의 또 다른 유용한 태양에서, 입자들은 전기적으로 부도체이거나 높은 전기저항(electrical resistivity)을 가진다. 즉, 전기저항이 1000 μΩㆍcm 이상이다. 기존의 전자회로기판용으로는 전기저항이 큰 입자를 사용하여 보강재 내의 전자 전도에 의한 전기신호 손실을 방지하는 것이 바람직하다. 마이크로파, 무선주파수 간섭 및 전자파 간섭용 회로기판과 같은 특수 용도의 경우, 입자의 전기저항은 높을 필요가 없다. 표 A에서 선택된 물질의 열전도도는 표 B에 제시되어 있다.

무기 고형 물질	열 전도도(W/mㆍK, 300K)	전기 저항(μΩ-㎝)	모스 경도값(본래 스케일)
질산화 붕소	200³²	1.7 x 10^{19 33}	2³⁴
인화 붕소	350³⁵	-	9.5³⁶
인화 알루미늄	130³⁷	-	-
질화 알루미늄	200³⁸	>10^{19 39}	9⁴⁰
질산 갈륨	170⁴¹	-	-
인화 갈륨	100⁴²	-	-
탄화 규소	270⁴³	4 x 10⁵내지 1 x 10^{6 44}	>9⁴⁵
질산 규소	30⁴⁶	10¹⁹내지 10^{20 47}	9⁴⁸
산화 베릴륨	240⁴⁹	-	9⁵⁰
³²본원에 참고로 인용된 문헌 [G. Slack, "Nonmetallic Crystals with High Thermal Conductivity,J. Phys. Chem. Solids, vol. 34, p.322(1973)]³³문헌 [A. Weimer(Ed.), Carbide, Nitride and Boride Materials Synthesis and Processing, p. 654(1997)]³⁴문헌 [Friction, Wear, Lubrication, p. 27]³⁵본원에 참고로 인용된 문헌 [G. Slack, "Nonmetallic Crystals with High Thermal Conductivity,J. Phys. Chem. Solids, vol. 34, p.325(1973)]³⁶본원에 참고로 인용된 문헌 [R. Lewis, Sr.,Hawley's Condensed Chemical Dictionary, (12th Ed.), p. 164(1993)]³⁷본원에 참고로 인용된 문헌 [G. Slack, "Nonmetallic Crystals with High Thermal Conductivity,J. Phys. Chem. Solids, vol. 34, p.333(1973)]³⁸본원에 참고로 인용된 문헌 [G. Slack, "Nonmetallic Crystals with High Thermal Conductivity,J. Phys. Chem. Solids, vol. 34, p.329(1973)]³⁹문헌 [A. Weimer(Ed.), Carbide, Nitride and Boride Materials Synthesis and Processing, p. 654(1997)]⁴⁰문헌 [Friction, Wear, Lubrication, p. 27]⁴¹본원에 참고로 인용된 문헌 [G. Slack, "Nonmetallic Crystals with High Thermal Conductivity,J. Phys. Chem. Solids, vol. 34, p.333(1973)]⁴²본원에 참고로 인용된 문헌 [G. Slack, "Nonmetallic Crystals with High Thermal Conductivity,J. Phys. Chem. Solids, vol. 34, p.321(1973)]⁴³본원에 참고로 인용된 문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 36]⁴⁴본원에 참고로 인용된 문헌 [A. Weimer(Ed.), Carbide, Nitride and Boride Materials Synthesis and Processing, p. 653(1997)]⁴⁵문헌 [Friction, Wear, Lubrication, p. 27]⁴⁶본원에 참고로 인용된 문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 36]⁴⁷문헌 [A. Weimer(Ed.), Carbide, Nitride and Boride Materials Synthesis and Processing, p. 654(1997)]⁴⁸문헌 [Friction, Wear, Lubrication, p. 27]⁴⁹본원에 참고로 인용된 문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 905]⁵⁰본원에 참고로 인용된 문헌 [Hawley's Condensed Chemical Dictionary, (12th Ed.), p. 141(1993)]

무기 고형 물질	열 전도도(W/mㆍK, 300K)	전기 저항(μΩ-㎝)	모스 경도(고유 등급)
니켈	92⁷⁶	6.8⁷⁷	5⁷⁸
알루미늄	205⁷⁹	4.3⁸⁰	2.5⁸¹
크롬	66⁸²	20⁸³	9.0⁸⁴
구리	398⁸⁵	1.7⁸⁶	2.5 - 3⁸⁷
금	297⁸⁸	2.2⁸⁹	2.5 - 3⁹⁰
철	74.5⁹¹	9⁹²	4 - 5⁹³
은	418⁹⁴	1.6⁹⁵	2.5 - 4⁹⁶
⁷⁶문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 174]⁷⁷문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]⁷⁸문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, page F-22]⁷⁹문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 174]⁸⁰문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]⁸¹문헌 [Friction, Wear, Lubrication, p. 27]⁸²문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]⁸³문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]⁸⁴문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, page F-22]⁸⁵문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 174]⁸⁶문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]⁸⁷문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, page F-22]⁸⁸문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 174]⁸⁹문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]⁹⁰문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, page F-22]⁹¹문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 174]⁹²본원에 참고로 인용된 [Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, page D-171]⁹³문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, page F-22]⁹⁴문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 174]⁹⁵문헌 [Microelectronics Packaging Handbook, p. 37]⁹⁶문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, page F-22]

당업자는 본 발명의 코팅 조성물에 사용되는 입자(18)에는 이상에서 언급한 입자(18)의 조합 또는 혼합물이 포함될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 보다 구체적으로 말하면, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니지만, 상기 입자(18)에는 위에서 언급한 물질로 된 추가 입자의 조합이 포함될 수 있다. 따라서,모든 입자(18)는 동일할 필요는 없으며, 화학적으로 다를 수 있고 화학적으로 동일하다 하더라도 구성(configuration) 또는 물성이 다를 수 있다. 추가 입자의 함량은 일반적으로 상기 입자(18)의 절반까지, 바람직하게는 상기 입자(18)의 15%까지이다.

본 발명의 한 태양에서, 상기 입자(18)는 전체 고형성분 기준으로 0.001~99중량%의 코팅 조성물, 바람직하게는 50 ∼ 99 중량%의 코팅 조성물, 더욱 바람직하게는 75 ∼ 99 중량%의 코팅 조성물로 구성된다. 본 태양에서, 특히 코팅은i) 유기성분과 300 K에서 열전도도가 적어도 1 W/mㆍK인 라멜라 입자로 구성된 코팅, ii) 유기성분과 불수화성 라멜라 입자로 구성된 코팅, iii) 적어도 하나의 300 K에서 열전도도가 적어도 1 W/mㆍK인, 붕소 불포함 라멜라 입자로 구성된 코팅, iv) 300 K에서 열전도도가 적어도 1W/mㆍK인 라멜라 입자로 구성된 수용성 성분 잔류물, 즉 섬유 위에 잔류하는 라멜라 입자, 그리고 v) 300 K에서 열전도도가 적어도 1 W/mㆍK인 알루미늄 불포함 불수화성 입자로 구성된 수용성 성분 잔류물, 즉 섬유 위에 잔류하는 알루미늄 불포함 불수화성 입자를 포함하는 것이 바람직하나, 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 다른 태양에서, 상기 입자(18)는 전체 고형성분 기준으로 0.001 ∼ 99 중량%의 코팅 조성물, 바람직하게는 1 ∼ 80 중량%의 코팅 조성물, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 40 중량%의 코팅 조성물로 구성된다. 또한, 상기 입자(18)가 불수화성 무기입자인 본 발명의 구체적인 태양에서, 상기 입자는 바람직하게는 전체 고형성분 기준으로 1 ∼ 50 중량%의 코팅 조성물, 더욱 바람직하게는 최대 25중량%의 코팅 조성물로 구성된다.

본 발명의 또 다른 태양에서, 상기 입자(18)는 전체 고형성분 기준으로 20 중량% 이상의 코팅 조성물, 바람직하게는 20 ∼ 99 중량%의 코팅 조성물, 더욱 바람직하게는 25 ∼ 80 중량%의 코팅 조성물, 가장 바람직하게는 50 ∼ 60 중량%의 코팅 조성물로 구성된다. 본 태양에서, 특히 코팅은 20 중량% 이상의, 전체 고형성분 기준으로 적어도 하나의 무기입자, 유기 중공입자 및 복합재 입자 중에서 선택된 입자와 모스경도값이 적어도 하나의 유리섬유의 경도값보다 큰 적어도 하나의 입자로 구성된, 수지와 양립 가능한 코팅 조성물을 포함하나, 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 다른 태양에서, 상기 입자(18)는 전체 고형성분 기준으로 1 ∼ 80 중량%의 코팅 조성물, 바람직하게는 1 ∼ 60 중량%의 코팅 조성물로 구성된다. 한 태양에서, 코팅 조성물은 전체 고형성분 기준으로 상기 입자(18)를20 ∼ 60 중량%, 바람직하게는 35 ∼ 55 중량%, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 50 중량% 포함한다. 본 태양에서 코팅은 (a) 비열팽창성 유기물질, 무기 고분자 물질, 비열팽창성 복합재 및 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로부터 형성된 다수의 격리 입자로서 외부에서 열을 가해 주지 않아도 스트랜드의 웨트-아웃이 가능한 평균 입자크기를 갖는 입자, (b) 상기 다수의 격리 입자 이외에 적어도 하나의 윤활성 물질, 그리고 (c) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성된, 수지와 양립 가능한 코팅을 포함하는 것이 바람직하다. 입자 이외에, 코팅 조성물은 유기, 무기 및 천연 고분자 물질과 같은 하나 이상의 필름형성 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 유용한 유기물질에는 합성 고분자 물질, 반합성 고분자 물질, 천연 고분자 물질 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 고분자 물질이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 합성 고분자 물질에는 열가소성 물질과 열경화성 물질이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 바람직하게, 고분자 필름형성 물질은 유리섬유의 표면(16)에 도포되었을 때 일반적으로 연속적인 필름을 형성한다.

일반적으로, 필름형성 물질의 양은 전체 고형성분 기준으로 코팅 조성물의 1 ∼ 99 중량%이다. 한 태양으로서, 필름형성 물질의 양은 바람직하게는 1 ∼ 50 중량%, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 25 중량%이다. 다른 태양에서, 필름형성 물질의 양은 2 ∼ 99 중량%, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 80 중량%이다.

본 발명의 다른 태양에서, 필름형성 물질의 양은 전체 고형성분 기준으로 코팅 조성물의 20 ∼ 75 중량%, 더욱 바람직하게는 40 ∼ 50 중량%이다. 본 태양에서, 특히 코팅은 필름형성 물질과 전체 고형성분 기준으로 20 중량% 이상의, 무기입자, 유기 중공입자 및 복합재 입자로부터 선택된 적어도 하나의 입자, 그리고 모스경도값이 적어도 하나의 유리섬유의 경도값보다 큰 적어도 하나의 입자로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 태양으로서, 고분자 필름형성 물질의 양은 전체 고형성분 기준으로 코팅 조성물의 1 ∼ 60 중량%, 바람직하게는 5 ∼ 50 중량%, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 30 중량%이다. 본 태양에서 바람직한 코팅은 (a) 비열팽창성 유기물질, 무기 고분자 물질, 비열팽창성 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로부터 형성된 다수의 격리 입자로서 외부에서 열을 가해 주지 않아도 스트랜드의 웨트-아웃이 가능한 평균 입자크기를 갖는 입자, (b) 상기 다수의 격리 입자 이외에 적어도 하나의 윤활성 물질, 그리고 (c) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성되는, 수지와 양립 가능한 코팅을 포함한다.

본 발명의 비제한적인 한 태양에서, 유리섬유 스트랜드 코팅용 코팅 조성물로 사용되는 고분자 필름형성 물질로는 열경화성 고분자 필름형성 물질이 바람직하다. 이러한 물질은 FR-4에폭시 수지와 같은 인쇄회로기판용 적층물로 사용되는 열경화성 매트릭스 물질과 양립 가능하다. FR-4에폭시 수지는 본 발명의 구체적인 한 태양인 여러 작용기를 갖는(polyfunctional) 에폭시 수지로서, 이중기를 갖는(difunctional) 브롬화 에폭시 수지이다. Electronic Materials Handbook™, ASM International (1989), pp. 534-537을 참고하라.

유용한 열경화성 물질에는 열경화성 폴리에스테르, 에폭시 물질, 비닐에스테르, 페놀류, 아미노플라스트, 열경화성 폴리우레탄 및 이들의 혼합물이 포함된다. 적절한 열경화성 폴리에스테르에는 Cook Composites and Polymers(Missouri주Kansas City)에서 시판중인 STYPOL 폴리에스테르와 DSM B.V.(이탈리아, Como)에서 시판중인 NEOXIL 폴리에스테르가 포함된다.

열경화성 고분자 물질의 예로는 에폭시 물질이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 유용한 에폭시 물질은 다가알코올 또는 티올의 폴리글리시딜 에테르와 같이 분자 내에 적어도 하나의 에폭시기 또는 옥시란기를 포함한다. 적절한 에폭시 필름형성 고분자의 예로는 Shell Chemical Company(Texas주 Houston)에서 시판중인 EPON? 826 및 EPON? 880 에폭시 수지가 있다.

유용한 열경화성 고분자 물질에는 비닐 폴리머, 열경화성 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드(예 : 지방족 폴리아미드 또는 아라미드와 같은 방향족 폴리아미드), 열경화성 폴리우레탄, 아크릴 폴리머(예 : 폴리아크릴산) 및 이들의 혼합물이 있다.

본 발명의 다른 비제한적 태양에서, 상기 바람직한 고분자 필름형성 물질은 비닐 폴리머이다. 본 발명에 유용한 비닐 폴리머에는 International Specialty Products Chemicals(New Jersey주 Wayne)에서 시판중인 PVP K-15, PVP K-30, PVP K-60 및 PVP-K90과 같은 폴리비닐피롤리돈이 포함되나, 이에 국한되는 것은 아니다. 그 외에 적절한 비닐 폴리머로는 National Starch and Chemicals(New Jersey주 Bridgewater)에서 시판중인 RESYN 2828및 RESYN 1037 아세트산비닐 공중합체 에멀션과 H. B. Fuller와 Air Products and Chemicals Company(Pennsylvania주 Allentown)에서 시판중인 기타 폴리비닐아세테이트, 그리고 역시 Air Products and Chemicals Company에서 시판중인 폴리비닐알코올이 있다.

본 발명에 유용한 열가소성 폴리에스테르에는 Bayer Corp.(Pennsylvania주 Pittsburgh)에서 시판중인 DESMOPHEN 2000과 DESMOPHEN 2001KS가 있다. 바람직한 폴리에스테르는 Borden Chemicals(Ohio주 Columbus)에서 시판중인 RD-847A 폴리에스테르 수지와 Eka Chemicals AB(스웨덴)에서 시판중인 DYNAKOLL Si 100 화학개질 로진이 있다. 유용한 폴리아미드로는 Cognis Corp.(Ohio주 Cincinnati)에서 시판중인 VERSAMID 제품과 Ciba Geigy(벨기에)에서 시판중인 EUREDOR 제품이 있다. 유용한 열가소성 폴리우레탄에는 CK Witco Corp.(Connecticut주 Greenwich)에서 시판중인 WITCOBOND? W-290H과 Ruco Polymer Corp.(New York주 Hicksville)에서 시판중인 RUCOTHANE? 2011L 폴리우레탄 라텍스가 있다.

본 발명의 코팅 조성물은 하나 이상의 열경화성 고분자 물질과 하나 이상의 열가소성 고분자 물질의 혼합물로 구성될 수 있다. 인쇄회로기판용 적층체용으로 특히 유용한 본 발명의 비제한적인 한 태양에서, 수용성 사이징 조성물의 고분자 물질은 RD-847A 폴리에스테르 수지와 PVP K-30 폴리비닐피롤리돈, DESMOPHEN 2000 폴리에스테르 및 VERSAMID 폴리아미드의 혼합물로 구성된다. 인쇄회로기판용 적층체에 적합한 다른 비제한적 태양에서, 수용성 사이징 조성물의 고분자 물질은 EPON 826 에폭시 수지와 조합되거나 조합되지 않은 PVP K-30 폴리비닐피롤리돈으로 구성된다.

고분자 필름형성 물질로 사용하기에 적절한 반합성 고분자 물질에는 히드록시프로필셀룰로오스와 같은 셀룰로오스류와 AVEBE(네덜란드)에서 시판중인 KOLLOTEX 1250(감자전분을 산화에틸렌으로 에테르화하여 점도가 낮고 아밀로오스 성분이 적은 개질 전분)과 같은 개질 전분이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

고분자 필름형성 물질로 사용하기에 적절한 천연 고분자 물질에는 감자, 옥수수, 밀, 찰옥수수(waxy maize), 사고녹말(sago), 쌀, 마일로(milo) 및 이들의 혼합물로부터 제조된 전분이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

전분의 특성에 따라 전분은 입자(18)와 필름형성 물질의 기능을 둘 다 행한다는 것을 이해해야 한다. 보다 구체적으로 말하면, 일부 전분은 용매, 특히 물 속에서 완전히 용해되어 필름형성 물질의 기능을 하는 반면, 일부 전분은 완전히 용해되지 않고 특정한 크기의 알갱이 형태로 남아서 입자(18)의 기능을 하게 된다. 전분은(천연 전분 및 반합성 전분 모두) 본 발명에 따라 사용이 가능하지만, 본 발명의 코팅 조성물은 전분 물질이 충분히 적은 것이 바람직하다. 여기에서 "전분 물질이 충분히 적다"는 것은 코팅 조성물의 전분 물질 함량이 전체 고형성분 기준으로 코팅 조성물의 50 중량% 이하, 바람직하게는 35 중량% 이하인 것을 의미한다. 본 발명의 코팅 조성물은 전분 물질이 거의 없는 것이 보다 바람직하다. 여기에서 "전분 물질이 거의 없다"는 것은 코팅 조성물의 전분 물질 함량이 전체 고형성분 기준으로 코팅 조성물의 20 중량% 이하, 바람직하게는 5 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 전분 물질이 전혀 없는 것을 의미한다.

인쇄회로기판용 적층체에 침윤되는 섬유 스트랜드에 도포되는, 전분을 함유하는 일반적인 1차 사이징 조성물은 수지와 양립 가능하지 않으므로 고분자 매트릭스 물질에 침윤되기 전에 제거하여야 한다. 앞에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 코팅 조성물은 수지와 양립 가능하여 패브릭 가공 전에 섬유 스트랜드 또는 섬유로부터 제거할 필요가 없는 것이 바람직하다. 본 발명의 코팅 조성물은 인쇄회로기판 제작에 사용되는 매트릭스 물질과 양립 가능한 것이 더욱 바람직하며, 에폭시 수지와 양립 가능한 것이 가장 바람직하다.

고분자 필름형성 물질은 수용성, 에멀션화 가능, 디스퍼션화 가능 및/또는 큐어링 가능할 수 있다. 여기에서 "수용성"이란 고분자 물질이 물 속에서 완전히 균일하게 혼합되거나 이온적으로 분산되어 참용액(true solution)을 형성할 수 있다는 것을 의미한다. Hawley, p. 1075를 참고하라. "에멀션화 가능"이란에멀션화제가 존재하는 경우 고분자 물질이 물 속에서 본질적으로 안정한 혼합물을 형성하거나 현탁될 수 있다는 것을 의미한다. Hawley, p. 461를 참고하라. 적절한 에멀션화제의 비제한적인 예는 아래에 제시되어 있다. "디스퍼션화 가능"이란 고분자 물질의 성분이 물 속에서 라텍스와 같이 미분된 입자의 형태로 고르게 분포할 수 있다는 것을 의미한다. Hawley, p. 435를 참고하라. 디스퍼션의 균일성은 아래에서 설명할 습윤제, 분산제 또는 에멀션화제(계면활성제)를 첨가하여 증가시킬 수 있다. "큐어링 가능"이란 고분자 물질과 사이징 조성물의 기타 성분이 합쳐져 필름을 형성하거나 가교결합을 하여 고분자 물질의 물리적 특성이 변화될 수 있다는 것을 의미한다. Hawley, p. 331를 참고하라.

이상에서 언급한 필름형성 물질 대신, 또는 그에 추가하여, 본 발명의 바람직한 코팅 조성물은 유기실란 커플링제, 전이금속 커플링제, 포스포네이트 커플링제, 알루미늄 커플링제, 아미노기를 가지는 Werner 커플링제 또는 이상의 혼합물로 구성된 하나 이상의 유리섬유 커플링제를 포함한다. 각 금속 또는 규소원자는 섬유 표면 및/또는 수지 매트릭스 성분과 반응하거나 혼화해 주는(compatablizing) 하나 이상의 작용기를 가진다. 여기에서 "혼화한다"는 것은 작용기가 코팅 조성물의 섬유 표면 및/또는 수지 매트릭스 성분에 화학적으로 끌리지만 결합을 하지 않는다는 것으로, 예를 들면 습윤 또는 용매화에 따른 인력이 그것이다. 본 발명의 비제한적인 한 태양에서, 각 금속 또는 규소원자는 커플링제가 유리섬유 표면과 반응하도록 해 주는 하나 이상의 가수분해 가능 작용기와, 커플링제가 수지 매트릭스 성분과 반응하도록 해 주는 하나 이상의 작용기를 가진다. 가수분해 가능 작용기의 예는 다음과 같다.

이밖에 1,2- 또는 1,3-글리콜의 모노히드록시 및/또는 사이클릭 C₂~C₃기가 있다. 위에서 R1은 C₁~C₃알킬; R²는 H 또는 C₁~C₄알킬; R³와 R⁴는 각각 H, C₁~C₄알킬 또는 C₆~C₈아릴; R⁵는 C₄~C₇알킬렌이다. 적절한 혼화기 또는 작용기로는 에폭시, 글리시독시, 메르캅토, 시아노, 알릴, 알킬, 우레타노, 할로, 이소시아나토, 우레이도, 이미다졸리닐, 비닐, 아크릴라토, 메타크릴라토, 아미노 또는 폴리아미노기가 있다. 기능성(functional) 유기실란 커플링제는 본 발명에 사용하기에 바람직하다. 유용한 기능성 유기실란 커플링제의 예로는 γ-아미노프로필트리알콕실란, γ-이소시아나토프로필트리에톡실란, 비닐트리알콕실란, 글리시독시프로필트리알콕실란 및 우레이도프로필트리알콕실란이 있다. 바람직한 기능성 유기실란 커플링제로는 A-187 γ-글리시독시프로필트리메톡실란, A-174 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡실란, A-1100 γ-아미노프로필트리에톡실란 실란 커플링제, A-1108 아미노실란 커플링제 및 A-1160 γ-우레이도프로필트리에톡실란(모두 CK Witco Corporation(New York주 Tarrytown)에서 시판중인 제품임)이 있다. 유기실란 커플링제는 섬유에 도포하기 전에 물에 의해 적어도 부분적으로 가수분해가 가능하며, 바람직하게는 1:1의 화학정량비로 또는 필요한 경우 가수분해되지 않은 형태로 사용할 수 있다. 당해 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이, 물에 산 또는 염기를 가하여 pH를 변화시킴으로써 커플링제의 가수분해를 개시하거나 가속화할 수 있다.

적절한 전이금속 커플링제에는 티타늄, 지르코늄, 이트륨 및 크롬 커플링제가 포함된다. 적절한 티탄산염 커플링제 및 지르콘산염 커플링제는 Kenrich Petrochemical Company에서 시판중이다. 적절한 크롬 착체는 E. I. DuPont de Nemours(Delaware주 Wilmington)에서 시판중이다. 아미노기 함유 Werner 유형 커플링제는 크롬과 같은 3가 핵원자가 아미노기를 가지는 유기산과 배위결합을 하고 있는 착화합물이다. 이 밖에 본 발명에서는 당업자에게 알려진 금속 킬레이트 및 배위형 커플링제를 사용할 수 있다.

커플링제의 사용량은 일반적으로 전체 고형성분 기준으로 코팅 조성물의 1 ∼ 99 중량%이다. 본 발명의 한 태양에서, 커플링제의 양은 전체 고형성분 기준으로 코팅 조성물의 1 ∼ 30 중량%, 바람직하게는 1 ∼ 10 중량%, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 8 중량%이다.

본 발명의 코팅 조성물은 섬유 표면에 균일한 전하를 공급하여 섬유 사이에 척력이 작용하도록 함으로써 섬유간 마찰을 줄이는 윤활제 기능을 하는 하나 이상의 연화제(softening agent) 또는 계면활성제를 포함할 수 있다. 필수적인 것은 아니지만, 상기 연화제는 코팅 조성물의 다른 성분과는 화학적 특성이 다른 것이 바람직하다. 그러한 연화제로는 양이온성, 비이온성 또는 음이온성 연화제와 이들의 혼합물이 있다. 예를 들면, 지방산의 아민염, Rhone Poulenc/Rhodia(New Jersey주 Priceton)에서 시판중인 CATION X와 같은 알킬이미다졸린 유도체, 산 가용성 지방산 아미드, 지방산 및 폴리에틸렌이민농축물(condensate), 그리고 Cognis Corporation(Ohio주 Cincinnati)에서 시판중인 부분 아미드화 폴리에틸렌이민인 EMERY? 6717과 같은 아미드 치환 폴리에틸렌이민이 있다. 코팅 조성물의 연화제 함량은 최대 60 중량%까지 허용되나, 바람직한 코팅 조성물의 연화제 함량은 20 중량% 이하이며, 더욱 바람직하게는 5 중량% 이하이다. 연화제에 대한 보다 자세한 사항은 A. J. Hall, Textile Finishing, 2nd Ed. (1957), pp. 108-115를 참고하라.

본 발명의 코팅 조성물에는 위에서 언급한 고분자 물질 및 연화제와 화학적 조성이 다른 윤활성 물질을 가하여 섬유 스트랜드 방적시 원하는 가공특성을 가지게 할 수 있다. 적절한 윤활성 물질은 오일, 왁스, 그리스 및 이들의 혼합물로부터 선택할 수 있다. 본 발명에 유용한 왁스 물질의 예로는 식물성 왁스, 동물성 왁스, 광랍(mineral wax), 합성 왁스 또는 파라핀과 같은 석랍(petroleum wax) 등의 수용성, 에멀션화 가능 또는 디스퍼션화 가능 왁스 물질이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 일반적으로, 왁스 또는 기타 윤활성 물질의 사용량은 전체 고형성분 기준으로 사이징 조성물의 0 ∼ 80 중량%, 바람직하게는 1 ∼ 50 중량%, 더욱 바람직하게는 20 ∼ 40 중량%, 가장 바람직하게는 25 ∼ 35 중량%이다.

바람직한 윤활성 물질에는 극성을 가지는 왁스 및 오일, 더욱 바람직하게는 극성을 가지며 녹는점이 35 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 45 ℃ 이상인 고결정성 왁스가 포함된다. 이와 같은 극성 물질을 함유하는 사이징 조성물로 코팅한 섬유 스트랜드는 극성을 가지지 않는 왁스 및 오일을 함유하는 사이징 조성물로 코팅한 섬유 스트랜드에 비해 극성 수지의 웨트-아웃 및 웨트-드로우 특성이 좋아지는 것으로 생각된다. 극성을 가지는 윤활성 물질의 바람직한 예로는 (1) 모노카르복시산 및 (2) 1가알코올(monohydric alcohol)의 반응에 의해 생성된 에스테르가 있다. 본 발명에 유용한 지방산 에스테르의 예로는, 세틸팔미테이트(Stepan Company(New Jersey주 Maywood)에서 시판중인 KESSCO 653 또는 STEPANTEX 653이 바람직), 세틸미리스테이트(Stepan Company에서 시판중인 STEPANLUBE 654), 세틸라우레이트, 옥타데셀라우레이트, 옥타데실미리스테이트, 옥타데실팔미테이트 및 옥타데실스테아레이트가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 본 발명의 윤화성 물질로 유용한 다른 지방산 에스테르로는 트리메틸올프로판 트리펠라고네이트(trimetylolpropane tripelargonate), 천연 경랍(spermaceti) 및 트리글리세리드 오일이 있다. 트리글리세리드 오일에는 콩기름, 아마인유, 에폭시화 콩기름 및 에폭시화 아마인유가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

윤활성 물질에는 수용성 고분자 물질도 포함될 수 있다. 유용한 물질의 예로는 폴리알킬렌폴리올, BASF Corporation(New Jersey주 Parsippany)에서 시판중인 MACOL E-300과 같은 폴리옥시알킬렌폴리올, 그리고 Union Carbide Corporation(Connecticut주 Danbury)에서 시판중인 CARBOWAX 300 및 CARBOWAX 400이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 유용한 윤활성 물질의 다른 비제한적인 예로는 Union Carbide Corporation(Connecticut주 Danbury)에서 시판중인 폴리(산화에틸렌)인 POLYOX WSR 301이 있다.

본 발명의 코팅 조성물에는 위에서 언급한 윤활성 물질 대신, 또는 그에 추가하여 하나 이상의 다른 윤활성 물질을 포함할 수 있다. 비극성 석랍의 비제한적인 예로는 MICHEM? LUBE 296 미소납(microcrystalline wax), POLYMEKON? SPP-W미소납 및 PETROLITE 75 미소납이 있다. 이들은 각각 Michelman Inc.(Ohio주 Cincinnati), Baker Petrolite의Polymer Division(Georgia주 Cumming)에서 시판중이다. 일반적으로, 이들 왁스의 사용량은 사이징 조성물의 전체 고형성분에 대하여 최대 10 중량%까지이다.

본 발명의 코팅 조성물은 또한 수지의 양립 가능성을 유지하면서 코팅 섬유 스트랜드의 윤활성을 높이고 제조공정에서 보풀, 헤일로 및 섬유의 파손을 줄여 방적 및 편직시 가공성을 개선하기 위하여 수지 반응성 희석제(resin reactive diluent)를 포함할 수 있다. 여기에서 "수지 반응성 희석제"란 코팅 조성물과 양립 가능한 동일 수지와 화학적 반응이 가능한 작용기를 가지는 희석제를 말한다. 희석제로는 수지 시스템과 반응하는 하나 이상의 작용기를 가지는 임의의 윤활제, 바람직하게는 에폭시 수지 시스템과 반응하는 작용기를 가지는 윤활제, 더욱 바람직하게는 FR-4 에폭시 수지 시스템과 반응하는 작용기를 가지는 윤활제를 사용할 수 있다. 그러한 윤활제의 예로는 아민기, 알코올기, 무수물기(anhydride group), 산기 및 에폭시기를 가지는 윤활제가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 아민기를 가지는 윤활제의 비제한적 예로는 Cognis Corporation(Ohio주 Cincinnati)에서 시판중인 EMERY 6717 부분 아미드화 폴리에틸렌이민과 같은 개질 폴리에틸렌아민이 있다. 알코올기를 가지는 윤활제의 비제한적 예로는 Union Carbide Corp.(Connecticut주 Danbury)에서 시판중인 CARBOWAX 300 폴리에틸렌글리콜과 같은 폴리에틸렌글리콜이 있다. 산기를 가지는 윤활제의 비제한적 예로는스테아르산 및 스테아르산염과 같은 지방산이 있다. 에폭시기를 가지는 윤활제의 비제한적 예로는 Union Carbide Corp.(Connecticut주 Danbury)에서 시판중인 FLEXOL LOE 에폭시화 아마인유 및 FLEXOL EPO 에폭시화 콩기름, CK Witco Corporation(New York주 Tarrytown)에서 시판중인 LE-9300 에폭시화 실리콘(silicone) 에멀션과 같은 에폭시화 콩기름 및 에폭시화 아마인유가 있다. 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니지만, 사이징 조성물은 위에서 언급한 수지 반응성 희석제를 전체 고형성분 기준으로 사이징 조성물의 최대 15 중량%까지 함유할 수 있다.

코팅 조성물은 추가적으로 상기 입자(18) 및/또는 윤활성 물질과 같은 코팅 조성물 성분을 에멀션화 또는 분산시키기 위하여 하나 이상의 에멀션화제를 포함할 수 있다. 적절한 에멀션화제 또는 계면활성제의 비제한적 예로는 폴리옥시알킬렌 블록공중합체(예 : BSAF Corporation(New Jersey주 Parsippany)에서 시판중인 PLURONIC™ F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체, PLURONIC F-108 공중합체는 유럽에서는 SYNPERONIC F-108이라는 상표명으로 판매되고 있다), 에톡시화 알킬페놀(예 : GAF Corporation(New Jersey주 Wayne)에서 시판중인 IGEPAL CA-630 에톡시화 옥틸페녹시에탄올), 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐글리콜에테르, 소르비톨 에스테르의 산화에틸렌 유도체(예 : BSAF Corporation(New Jersey주 Parsippany)에서 시판중인 TMAZ 81), 폴리옥시에틸화 식물성 유지(예 : Rhone-Poulenc/Rhodia에서 시판중인 ALKAMULS EL-719), 에톡시화 알킬페놀(예 : BSAF에서 시판중인 MACOL OP-10 SP), 그리고 노닐페놀 계면활성제(예 : BSAF에서 시판중인 MACOL NP-6 및ICONOL NP-6, CON BEA(베네룩스)에서 시판중인 SERMUL EN 668)가 있다. 일반적으로, 에멀션화제의 사용량은 전체 고형성분 기준으로 코팅 조성물의 1 ∼ 30 중량%, 바람직하게는 1 ∼ 15 중량%이다.

멜라민 포름알데히드와 같은 가교성(crosslinking) 물질과 프탈레이트, 트리멜리테이트(trimellitate) 및 아디페이트와 같은 가소제 역시 코팅 조성물에 포함될 수 있다. 가교제 또는 가소제의 사용량은 전체 고형성분 기준으로 코팅 조성물의 1~5중량%이다.

이 밖에 일반적으로 실리콘(silicone), 곰팡이 제거제, 살균제, 소포제 등의 첨가제를 코팅 조성물에 5 중량% 이하로 첨가할 수 있다. 코팅 조성물에 유기 및/또는 무기 산 또는 염기를 적정량 가하여 코팅 조성물의 pH를 2 ∼ 10으로 조절할 수 있다. 적절한 실리콘 에멀션의 비제한적 예로는 CK Witco Corporation(New York주 Tarrytown)에서 시판중인 LE-9300 에폭시화 실리콘 에멀션이 있다. 적절한 살균제의 예로는 M & T Chemicals(New Jersey주 Rahway)에서 시판중인 BIOMET 66 살균제가 있다. 적절한 수포제의 예로는 CK Witco Corporation(Connecticut주 Greenwich)에서 시판중인 SAG와 BASF Company(New Jersey주 Parsippany)에서 시판중인 MAZU DF-136이 있다. 필요한 경우, 코팅 조성물에 수산화암모늄을 가할 수 있다. 일반적으로 코팅 조성물이 스트랜드에 균일하게 도포될 수 있도록 코팅 조성물에 물을 가하는 것이 바람직하며, 탈이온수를 가하는 것이 더욱 바람직하다. 코팅 조성물의 고형성분 함량은 일반적으로 1 ∼ 20 중량%이다.

본 발명의 한 태양에서, 본 발명의 코팅 조성물은 유리 물질을 충분히 적게 함유한다. 여기에서 "유리 물질을 충분히 적게 함유한다"는 것은 코팅 조성물 내에 유리 복합재 형성을 위한 유리 매트릭스 물질의 함량이 50 부피% 이하, 바람직하게는 35 부피% 이하인 것을 의미한다. 더욱 바람직한 태양에서, 본 발명의 코팅 조성물은 유리 물질을 거의 함유하지 않는다. 여기에서 "유리 물질을 거의 함유하지 않는다"는 것은 코팅 조성물 내에 유리 복합재 형성을 위한 유리 매트릭스 물질의 함량이 20부피% 이하, 바람직하게는 5 부피% 이하, 더욱 바람직하게는 전혀 없는 것을 의미한다. 이러한 유리 매트릭스 물질의 예로는 당업자에게 잘 알려진 블랙글래스(black glass) 세라믹 매트릭스 물질 또는 알루미노실리케이트 매트릭스 물질이 있다.

본 발명의 한 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가 300 K에서 열전도도가 1 W/m ㆍK 이상인 라멜라 입자와 유기성분으로 구성된 코팅으로 코팅되어 있다. 본 발명의 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가 유기성분과 불수화성 라멜라 입자로 구성된 코팅으로 코팅되어 있다. 이상의 각 태양에서, 유기성분과 라멜라 입자는 위에서 언급한 코팅 성분으로부터 선택할 수 있다. 유기성분과 라멜라 입자는 같거나 다를 수 있으며, 코팅은 수용성 코팅 조성물 또는 분말성 코팅 조성물의 잔류물일 수 있다.

본 발명의 또 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가 300 K에서 열전도도가 1W/mㆍK 이상인, 붕소를 함유하지 않는 라멜라 입자로 구성된 코팅으로 코팅되어 있다. 본 발명의 다른 태양에서, 다수의 섬유로구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가 300 K에서 열전도도가 1W/mㆍK 이상인, 라멜라 입자로 구성된 수용성 조성물 잔류물로 코팅되어 있다. 본 발명의 또 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가 300 K에서 열전도도가 1 W/mㆍK 이상인, 알루미늄을 함유하지 않는 불수화성 입자로 구성된 수용성 조성물 잔류물로 코팅되어 있다.

이들 태양의 각 성분은 위에서 언급한 코팅 성분으로부터 선택할 수 있으며, 추가 성분 역시 위에서 언급한 성분으로부터 선택할 수 있다.

본 발명의 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가 상기 섬유의 적어도 일부 표면 상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물로 코팅되어 있다. 이때 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) 비열팽창성 유기물질, 무기 고분자 물질, 비열팽창성 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로 형성된 다수의 격리된 입자로서 평균 입자크기가 스트랜드의 웨트-아웃에 충분한 것, (b) 상기 다수의 격리된 입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질, 그리고 (c) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성된다. 이들 태양의 각 성분은 언급한 코팅 성분으로부터 선택할 수 있다. 본 발명의 더 구체적인 태양에서, 다수의 격리된 입자는 적어도 하나의 상기 섬유와 적어도 하나의 인접 섬유 사이에 간극(interstitial space)을 제공해 준다.

본 발명의 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가 상기 섬유의 적어도 일부 표면 상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물로 코팅되어 있다. 이때 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) (i) 적어도 하나의 유기물질로 형성된 입자와 (ii) 질산화붕소, 그래파이트 및 금속 이칼코겐화물 중에서 선택된 적어도 하나의 무기물질로 형성된 입자로 구성된 다수의 입자로서, 상기 다수 입자의 평균 입자크기가 스트랜드의 웨트-아웃에 충분한 것, (b) 상기 다수의 격리된 입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질, 그리고 (c) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성된다.

본 발명의 또 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가 상기 섬유의 적어도 일부 표면 상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물로 코팅되어 있다. 이때 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) 유기물질, 무기 고분자 물질, 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로 형성된 다수의 격리된 입자로서 레이저산란 기법에 의해 측정한 평균 입자크기가 0.1 ∼ 5 ㎛인 것, (b) 상기 다수의 격리된 입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질, 그리고 (c) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성된다.

보다 구체적인 태양에서, 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) 전체 고형성분 기준으로 20 ∼ 60 중량%, 바람직하게는 35 ∼ 55 중량%, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 50 중량%의 다수의 격리된 입자, (b) 전체 고형성분 기준으로 0 ∼ 80 중량%, 바람직하게는 1 ∼ 50 중량%, 더욱 바람직하게는 20 ∼ 40 중량%의, 적어도 하나의 윤활성 물질, 그리고 (c) 전체 고형성분 기준으로 1 ∼ 60 중량%, 바람직하게는 5 ∼ 50 중량%, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 30 중량%의, 적어도 하나의 필름형성 물질을 포함한다.

본 발명의 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가 상기 섬유의 적어도 일부 표면 상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물로 코팅되어 있다. 이때 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) 유기물질, 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로 형성된 다수의 격리된 비왁스성 입자로서 레이저산란 기법에 의해 측정한 평균 입자크기가 0.1 ∼ 5 ㎧인 것과 (b) 상기 다수의 격리된 입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질로 구성된다.

본 발명의 또 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가 상기 섬유의 적어도 일부 표면 상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물로 코팅되어 있다. 이때 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 무기입자, 유기 중공입자 및 복합재 입자로부터 선택된 적어도 하나의 입자로서 모스경도값이 상기 섬유 중 적어도 하나의 경도값보다 크지 않은 것을 전체 고형성분 기준으로 20 중량% 이상 포함한다.

본 발명의 또 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가 상기 섬유의 적어도 일부 표면 상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물로 코팅되어 있다. 이때 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) 모스경도값이 상기 섬유 중 적어도 하나의 경도값보다 크지 않은 적어도 하나의 라멜라 무기입자와 (b) 적어도 하나의 고분자 물질로 구성된다.

본 발명의 추가적인 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가 상기 섬유의 적어도 일부 표면상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물로 코팅되어 있다. 이때 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) 적어도 하나의 중공 비열팽창성 유기입자와 (b) 상기 적어도 하나의 중공 유기입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질로 구성된다.

이상의 각 태양에서 각 성분은 위에서 언급한 코팅 성분으로부터 선택할 수 있으며, 추가적 성분 역시 위에서 언급한 성분으로부터 선택할 수 있다.

본 발명의 한 태양에서, 섬유는 유기성분과 300 K에서 열전도도가 적어도 1 W/m ㆍK인 라멜라 입자로 구성된 조성물로 코팅되어 있다. 본 발명의 다른 태양에서, 섬유는 유기성분과 불수화성 라멜라 입자로 구성된 조성물로 코팅되어 있다. 본 발명의 또 다른 태양에서, 섬유는 300 K에서 열전도도가 1 W/m ㆍK 이상인, 적어도 하나의 붕소를 함유하지 않는 라멜라 입자로 구성된 조성물로 코팅되어 있다. 본 발명의 또 다른 태양에서, 섬유는 300 K에서 열전도도가 1 W/mㆍK 이상인, 적어도 하나의 라멜라 입자로 구성된 조성물로 코팅되어 있다. 본 발명의 또 다른 태양에서, 섬유는 300 K에서 열전도도가 1 W/mㆍK 이상인, 적어도 하나의 알류미늄을 함유하지 않는 불수화성 무기입자로 구성된 조성물로 코팅되어 있다.

본 발명의 다른 태양에서, 섬유는 (a) 비열팽창성 유기물질, 무기 고분자 물질, 비열팽창성 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 다수의 격리된 입자로서 평균 입자크기가 스트랜드의 웨트아웃에 충분한 것, (b) 상기 다수의 격리된 입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질, 그리고 (c) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성된 조성물로 코팅되어 있다. 본 발명의 또 다른 태양에서, 섬유는 (a) (i) 유기물질로 형성된 적어도 하나의 입자와 (ii) 질산화붕소, 그래파이트 및 금속 이칼코겐화물 중에서 선택된 무기물질로 형성된 적어도 하나의 무기물질로 구성된 다수의 입자로서, 평균 입자크기가 스트랜드의 웨트아웃에 충분한 것, (b) 상기 다수의 격리된 입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질, 그리고 (c) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성된 조성물로 코팅되어 있다.

본 발명의 또 다른 태양에서, 섬유는 (a) 유기물질, 무기 고분자 물질, 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 다수의 격리된 입자로서 레이저산란 기법에 의해 측정한 평균 입자크기가 0.1 ∼ 5 ㎛인 것, (b) 상기 다수의 격리된 입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질, 그리고 (c) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성된 조성물로 코팅되어 있다.

본 발명의 다른 태양에서, 섬유는 (a) 유기물질, 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 다수의 격리된 비왁스성 입자로서 레이저산란 기법에 의해 측정한 평균 입자크기가 0.1 ∼ 5 ㎛인 것, (b) 상기 다수의 격리된 입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질로 구성된 조성물로 코팅되어 있다. 본 발명의 또 다른 태양에서, 섬유는 무기입자, 유기 중공입자 및 복합재 입자로부터 선택된 다수의 입자로서 상기 입자의 모스경도값이 상기 유리섬유의 모스경도값보다 크지 않은 것을 전체 고형성분 기준으로 20중량% 이상 포함하는, 적어도 하나의 코팅으로 구성된, 수지와 양립 가능한 코팅 조성물로 구성된 조성물로 코팅되어 있다.

본 발명의 다른 태양에서, 섬유는 (a) 다수의 라멜라 무기입자와 (b) 적어도 하나의 고분자 물질로 구성된 조성물로 코팅되어 있다. 본 발명의 다른 태양에서, 섬유는 (a) 다수의 중공 비열팽창성 유기입자와 (b) 상기 중공 유기입자와 다른 적어도 하나의 고분자 물질로 구성된 조성물로 코팅되어 있다. 본 발명의추가적인 태양에서, 섬유는 상기 섬유의 표면 중 적어도 일부 상에 사이징 조성물이 1차 코팅되어 있고, 다수의 격리된 입자로 구성된 수용성 코팅 조성물의 잔류물로 구성된 2차 코팅이 상기 사이징 조성물의 1차 코팅의 적어도 일부 위에 도포된, 수지와 양립 가능한 코팅 조성물로 코팅되어 있다.

위의 각 태양에서, 각 성분은 위에서 언급한 코팅 성분으로부터 선택할 수 있으며, 추가적 성분 역시 위에서 언급한 성분으로부터 선택할 수 있다.

본 발명의 비제한적인 한 태양에서, 본 발명의 섬유 스트랜드의 적어도 한 섬유 중 적어도 일부에는 POLARTHERM? 160 질산화붕소 분말 및/또는 BORON NITRIDE RELEASECOAT 디스퍼션, EPON 826 에폭시 필름형성 물질, PVP K-30 폴리비닐피롤리돈, A-187 에폭시기 함유 유기실란 커플링제, ALKAMULS EL-719 폴리옥시에틸화 식물성 유지, IGEPAL CA-630 에톡시화 옥틸페녹시에탄올, Stepan Company(Illinois주 Chicago)에서 시판중인 KESSCO PEG 600 폴리에틸렌글리콜 모노라우레이트 에스테르, 그리고 EMERY? 6717 부분 아미드화 폴리에틸렌이민으로 구성된 수용성 코팅 조성물이 도포되어 있다.

직물(cloth)의 방적과 관련된 본 발명의 다른 비제한적 태양에서, 본 발명의 섬유 스트랜드의 적어도 한 유리섬유 중 적어도 일부에는 POLARTHERM? 160 질산화붕소 분말 및/또는 BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC 25 디스퍼션, RD-847A 폴리에스테르 수지, PVP K-30 폴리비닐피롤리돈, DESMOPHEN 2000 폴리에스테르, A-174 아크릴기 함유 유기실란 커플링제 및 A-187 에폭시기 함유 유기실란 커플링제, PLURONIC F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체, MACOL NP-6 노닐페놀계면활성제, VERSAMID 140, 그리고 LE-9300 에폭시화 실리콘 에멀션으로 구성된 수용성 코팅 조성물의 건조 잔류물이 도포되어 있다.

전자회로기판용 패브릭과 관련된 본 발명의 다른 비제한적 태양에서, 본 발명의 섬유 스트랜드의 적어도 한 유리섬유 중 적어도 일부에는 POLARTHERM? PT 160 질산화붕소 분말 및/또는 ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC 25 디스퍼션, PVP K-30 폴리비닐피롤리돈, A-174 아크릴기 함유 유기실란 커플링제, A-187 에폭시기 함유 유기실란 커플링제, ALKAMULS EL-719 폴리옥시에틸화 식물성 유지, IGEPAL CA-630 에톡시화 옥틸페녹시에탄올, EMERY? 6717 부분 아미드화 폴리에틸렌이민, RD-847A 폴리에스테르, DESMOPHEN 2000 폴리에스테르, PLURONIC F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체, ICONOL NP-6 알콕시화 노닐페놀, 그리고 SAG 10 수포제로 구성된 수용성 코팅 조성물이 도포되어 있다. 필요한 경우, 본 구체적 태양에 ROPAQUE? HP-1055 및/또는 ROPAQUE? OP-96 스티렌-아크릴 공중합체 중공구(hollow sphere)를 추가로 포함시킬 수 있다.

전자회로기판용 패브릭과 관련된 본 발명의 다른 비제한적 태양에서, 본 발명의 섬유 스트랜드의 적어도 한 유리섬유 중 적어도 일부에는 POLARTHERM? PT 160 질산화붕소 분말 및/또는 ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC 25 디스퍼션, RD-847A 폴리에스테르, PVP K-30 폴리비닐피롤리돈, DESMOPHEN 2000 폴리에스테르, A-174 아크릴기 함유 유기실란 커플링제, A-187 에폭시기 함유 유기실란 커플링제, PLURONIC F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체, VERSAMID 140 폴리아미드, 그리고 MACOL NP-6 노닐페놀로 구성된 수용성 사이징 조성물의 잔류물이 도포되어 있다. 필요한 경우, 본 구체적 태양에 ROPAQUE? HP-1055 및/또는 ROPAQUE? OP-96 스티렌-아크릴 공중합체 중공구를 추가로 포함시킬 수 있다.

적층체 프린트기판용 패브릭의 방적과 관련된 본 발명의 또 다른 비제한적 태양에서, 본 발명의 섬유 스트랜드의 적어도 한 유리섬유 중 적어도 일부에는 ROPAQUE? HP-1055 및/또는 ROPAQUE? OP-96 스티렌-아크릴 공중합체 중공구, PVP K-30 폴리비닐피롤리돈, A-174 아크릴기 함유 유기실란 커플링제 및 A-187 에폭시기 함유 유기실란 커플링제, EMERY? 6717 부분 아미드화 폴리에틸렌이민, STEPANTEX 653 세틸팔미테이트, TMAZ 81 소르비톨 에스테르의 산화에틸렌 유도체, MACOL OP-10 에톡시화 알킬페놀, 그리고 MAZU DF-136 수포제로 구성된 수용성1차 코팅 조성물의 잔류물이 도포되어 있다. 필수적인 것은 아니지만, 본 구체적 태양에 POLARTHERM? PT 160 질산화붕소 분말 및/또는 ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC 25 디스퍼션을 추가로 포함시킬 수 있다.

전자회로기판용 패브릭과 관련된 본 발명의 또 다른 비제한적 태양에서, 본 발명의 섬유 스트랜드의 적어도 한 유리섬유 중 적어도 일부에는 DESMOPHEN 2000 폴리에스테르, A-174 아크릴기 함유 유기실란 커플링제, A-187 에폭시기 함유 유기실란 커플링제, PLURONIC F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체, VERSAMID 140 폴리아미드, MACOL NP-6 노닐페놀, POLYOX WSR-301 폴리(산화에틸렌) 및 DYNAKOLL Si 100 로진으로 구성된 수용성 코팅 조성물의 잔류물이 도포되어 있다. 또한, 본 구체적 태양에 ROPAQUE? HP-1055 및/또는 ROPAQUE? OP-96 스티렌-아크릴 공중합체 중공구, 및/또는 POLARTHERM? PT 160 질산화붕소 분말 및/또는 ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC 25 디스퍼션을 추가로 포함시킬 수 있다.

전자회로기판용 패브릭과 관련된 본 발명의 다른 비제한적 태양에서, 본 발명의 섬유 스트랜드의 적어도 한 유리섬유 중 적어도 일부에는 DESMOPHEN 2000 폴리에스테르, A-174 아크릴기 함유 유기실란 커플링제, A-187 에폭시기 함유 유기실란 커플링제, SYNPERONIC F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체, EUREDUR 140 폴리아미드, MACOL NP-6 노닐페놀, SERMUL EN 668 에톡시화 노닐페놀, POLYOX WSR-301 폴리(산화에틸렌) 및 DYNAKOLL Si 100 로진으로 구성된 수용성 코팅 조성물의 잔류물이 도포되어 있다. 또한, 본 구체적 태양에 ROPAQUE? HP-1055 및/또는 ROPAQUE? OP-96 스티렌-아크릴 공중합체 중공구, 및/또는 POLARTHERM? PT 160 질산화붕소 분말 및/또는 ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC 25 디스퍼션을 추가로 포함시킬 수 있다.

바람직한 것은 아니지만, 본 발명으로부터 위에서 언급한 코팅 조성물과 유사한, 상기 입자(18)를 함유하지 않는 코팅 조성물 잔류물을 가지는 섬유 스트랜드를 제조할 수 있다. 특히, 본 발명에 따라 PVP K-30 폴리비닐피롤리돈과 같은 하나 이상의 필름형성 물질, A-174 아크릴기 함유 유기실란 커플링제 및 A-187 에폭시기 함유 유기실란 커플링제와 같은 하나 이상의 실란 커플링제, 그리고 STEPANTEX 653 세틸팔미테이트와 같은 극성을 가지는 윤활성 물질을 전체 고형성분 기준으로 적어도 사이징 조성물의 25중량% 이상 포함하는, 수지와 양립 가능한 조성물을 제조할 수 있을 것으로 생각된다. 또한, 당업자는 이하에서 설명하는바와 같이, 상기 입자(18)가 거의 없는, 수지와 양립 가능한 코팅 조성물을 가지는 섬유 스트랜드는 본 발명에 따라 패브릭으로 방적될 수 있으며 전자제품용 지지체 및 전자회로기판으로 제작될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 코팅 조성물은 당업자에게 잘 알려진 기존의 적절한 혼합방법을 통해 제조할 수 있다. 바람직하게는, 위에서 설명한 성분을 물로 희석하여 원하는 중량%의 고형물을 얻은 후 함께 혼합한다. 상기 입자(18)는 미리 물과 섞거나, 에멀션화 또는 하나 이상의 코팅 조성물 성분을 가한 후 코팅의 나머지 성분과 혼합할 수 있다.

본 발명에 따른 코팅 조성물은 롤러 또는 벨트 어플리케이터를 사용하여 필라멘트를 접촉시키거나, 분무 또는 기타의 방법을 통하여 도포할 수 있다. 코팅한 섬유는 실온 또는 고온에서 건조하는 것이 바람직하다. 건조기는 섬유의 잔여 수분을 제거해 주며, 큐어링 가능한 사이징 조성물 성분이 있는 경우 이를 큐어링해 준다. 유리섬유의 건조온도 및 건조시간은 코팅 조성물의 고형성분 함량, 코팅 조성물 성분 및 섬유 유형 등에 따라 달라진다.

본 명세서에서 "큐어링"이라는 용어는 "큐어링된 조성물"과 같이 조성물과 관련하여 사용되는데, 조성물의 가교 가능한 성분이 적어도 일부 가교되어 있다는 것을 의미한다. 본 발명의 한 태양에서, 가교 가능한 성분의 가교밀도, 즉 가교정도는 완전가교(complete crosslinking)의 5 ∼ 100%이다. 본 발명의 다른 태양에서, 가교밀도는 완전가교(full crosslinking)의 35 ∼ 85%이다. 당업자는 가교의 존재, 및 가교정도 즉 가교밀도를 질소 존재 하에서 PolymerLaboratories MK III DMTA 분석기를 사용하여 행하는 DMTA(dynamic mechanical thermal analysis)와 같은 다양한 방법으로 측정할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이 방법에서는 유리전이온도와 코팅 또는 고분자 필름의 가교밀도를 측정한다.

본 방법에 의하는 경우, 먼저 샘플을 Polymer Laboratories MK III 장치에 장착한 후 샘플의 길이와 폭, 그리고 두께를 분석한다. 가열속도 3 ℃/분, 주파수 1Hz, 스트레인 120%, 정지력(static force) 0.01 N에서2초마다 열스캔(thermal scan)을 실시한다. 이 방법을 통해 샘플의 변형 모드, 유리전이온도 및 가교밀도를 측정할 수 있다. 가교밀도값이 클수록 코팅의 가교 정도가 큰 것이다.

섬유 스트랜드 상에 존재하는 코팅 조성물의 양은 연소손실(LOI)을 측정했을 때 30 중량% 이하인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10중량% 이하, 가장 바람직하게는 0.1 ∼ 5 중량%이다. 섬유 스트랜드 상의 코팅 조성물은 수용성 코팅 조성물 또는 분말 코팅 조성물의 잔류물일 수 있다. 본 발명의 한 태양에서, LOI는 1 중량% 이하이다. 여기에서 "연소손실"이란 다음의 식1에 의해 정해지는, 섬유 스트랜드의 표면에 존재하는 건조 코팅 조성물의 중량%를 의미한다.

LOI = 100 x [(W_dry-W_bare)/W_dry]

위 식에서 W_dry는 220 ℉(약 140 ℃)의 오븐에서 60분간 건조한 후 측정한 섬유 스트랜드의 중량과 코팅 조성물의 중량을 합한 값이고, W_bare는 1150 ℉(약 621 ℃)의 오븐에서 20분간 가열하였다가 데시케이터에서 실온까지 냉각한 후 측정한 섬유 스트랜드의 중량이다.

1차 사이즈를 도포한 후, 즉 섬유형성 후 초기 사이즈 도포가 끝난 후, 섬유 2 ∼ 15,000개, 바람직하게는 100 ∼ 1600개가 모여 하나의 스트랜드를 구성한다.

1차 사이즈 위에 2차 사이징 조성물을 도포할 수 있다. 도포량은 스트랜드의 일부를 효과적으로 코팅 또는 침윤시킬 수 있는 양으로 하며, 도포방법은 코팅된 스트랜드를 2차 코팅 조성물이 들어 있는 배쓰에 담그거나, 코팅된 스트랜드 상에 2차 코팅 조성물을 분무하거나, 앞에서 언급한 바와 같이 코팅된 스트랜드를 어플리케이터와 접촉시키는 방법이 있다. 코팅된 스트랜드는 다이(die)를 통과시켜 스트랜드의 잉여 코팅 조성물을 제거하거나, 앞에서 언급한 바와 같이 적어도 2차 코팅 조성물의 일부를 부분적으로 건조 또는 큐어링하기에 충분한 시간 동안 건조할 수 있다. 2차 코팅 조성물을 스트랜드에 도포하는 방법과 장치는 스트랜드 물질의 구성(configuration)과도 관련이 있다. 스트랜드는 2차 코팅 조성물을 도포한 후 당업자가 잘 알고 있는 방법을 통해 건조하는 것이 좋다.

적절한 2차 코팅 조성물에는 하나 이상의 필름형성 물질, 윤활제 및 위에서 언급한 기타 첨가제가 포함될 수 있다. 2차 코팅 조성물은 1차 코팅 조성물과 다른 것이 바람직하다. 즉, 2차 코팅 조성물은 (1) 1차 코팅 조성물과 화학적으로 다른 성분을 적어도 하나 포함하거나, (2) 1차 코팅 조성물과 동일한 성분이라 하더라도 함유량이 다른 성분을 적어도 하나 포함하는 것이 바람직하다. 적절한 2차 코팅 조성물의 비제한적 예는 미국 특허등록 제4,672,750호 및 제4,672,751호에 개시되어 있다.

이제 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 다른 태양에서, 코팅 섬유 스트랜드(210)의 유리섬유(212)는 임의의 사이징 조성물을 위에서 언급한 양만큼 포함하는 1차 사이징 조성물로 구성된 1차층(214)으로 코팅될 수 있다. 적절한 사이징 조성물의 예는 Lowenstein, pp. 237-291 (3rd Ed. 1993)과 미국 특허등록 제4,390,647호 및 제4,795,678호에 개시되어 있다. 2차 코팅 조성물의 2차층(215)은 상기 1차층(214)의 적어도 일부분, 바람직하게는 외부 표면 전체에 도포된다. 2차 코팅 조성물은 위에서 상세히 언급한 입자(18)와 같은 하나 이상의 유형으로 된 입자(216)로 구성된다. 본 발명의 한 태양에서, 2차 코팅 조성물은 수용성2차 코팅 조성물의 잔류물이며, 특히 1차 코팅 조성물의 적어도 일부 상에 라멜라 입자로 구성된 수용성2차 코팅 조성물의 잔류물이다. 본 발명의 다른 태양에서, 2차 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물이며, 특히 1차 코팅 조성물의 적어도 일부 상에 라멜라 입자로 구성된 분말 코팅 조성물이다.

본 발명의 다른 태양에서, 2차 코팅 조성물 입자는 입자간 간극에 존재하는 물을 흡수, 간직하는 친수성 무기 고체입자로 구성된다. 상기 친수성 무기 고체입자는 물과 접촉하는 경우 물을 흡수하거나 팽창할 수 있으며, 물과의 화학반응을 통해 점성이 있는 겔 유사 용액을 형성할 수 있다. 이러한 겔 유사 용액은 간극 내로의 수분 침투를 억제하므로 통신 케이블용 코팅 유리섬유 스트랜드로 사용된다. 여기에서, "흡수"란 물이 친수성 물질의 내부구조 또는 간극에 침투하여 충분히 안정화된다는 것을 의미한다. Hawley's Condensed Chemical Dictionary, p. 3을 참고하라. "팽창"이란 친수성 입자의 크기 또는 부피가 증가하는 것을 의미한다. Webster's New Collegiate Dictionary (1977), p. 1178을 참고하라. 친수성 입자는 물과 접촉하는 경우 적어도 원래 건조중량의 1.5배 이상 팽창하는 것이 바람직하며, 원래 중량의 2 ∼ 6배 팽창하는 것이 더욱 바람직하다. 물과 접촉시 팽창하는 친수성 무기 고체 윤활제 입자의 비제한적인 예로는 버미쿨라이트 및 몬모릴로나이트와 같은 스멕타이트(smectite), 흡수성 제올라이트 및 무기 흡수성 겔이 있다. 이들 친수성 입자는 끈적끈적한 사이징 물질 또는 기타 끈적끈적한 2차 코팅물질 위에 분말 형태로 도포하는 것이 바람직하다.

본 발명의 한 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가, 섬유의 적어도 일부 표면상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물로 코팅되어 있다. 이때 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 적어도 한 섬유의 적어도 일부 표면 상에 사이징 조성물의 1차 코팅과, 상기 사이징 조성물 1차 코팅의 적어도 일부 상에 적어도 하나의 격리된 입자로 구성된 수용성 코팅 조성물 잔류물로 구성된 2차 코팅 조성물을 포함한다. 본 발명의 바람직한 태양에서, 상기 적어도 하나의 격리된 입자는 입자 간극 사이에 존재하는 물을 흡수, 간직하는 친수성 입자로부터 선택한다.

보다 구체적인 태양에서, 2차 코팅 조성물의 입자 함량은 전체 고형성분 기준으로 1 ∼ 99 중량%, 바람직하게는 20 ∼ 90 중량%, 더욱 바람직하게는 25 ∼ 80 중량%, 더더욱 바람직하게는 50 ∼ 60 중량%이다.

도 3에 도시된 본 발명의 다른 태양에서, 3차 코팅 조성물의 3차층(320)이 2차층(315)의 적어도 표면 일부, 바람직하게는 표면 전체에 도포되어 있다. 즉, 이러한 섬유 스트랜드(312)는 1차 사이징의 1차층(314)과 2차 코팅 조성물의 2차층(315), 그리고 3차 코팅의 외곽층(320)을 가진다. 코팅 섬유 스트랜드(310)의 3차 코팅은 1차 사이징 조성물 및 2차 코팅 조성물과 다른 것이 바람직하다. 즉, 3차 코팅 조성물은 (1) 1차 사이징 조성물 및 2차 코팅 조성물과 화학적으로 다른 성분을 적어도 하나 포함하거나, (2) 1차 사이징 조성물 및 2차 코팅 조성물과 동일한 성분이라 하더라도 함유량이 다른 성분을 적어도 하나 포함하는 것이 바람직하다.

본 태양에서, 2차 코팅 조성물은 위에서 언급한 폴리우레탄과 같은 하나 이상의 고분자 물질로 구성되며, 3차 분말 코팅 조성물은 위에서 언급한 POLARTHERM? 질산화붕소 입자와 같은 고체입자와 ROPAQUE? 안료와 같은 중공입자 등의 고체입자로 구성된다. 분말 코팅의 도포는 액체 2차 코팅 조성물이 도포된 스트랜드를 유동층(fluidized bed) 또는 분무장치에 통과시켜 분말입자를 끈적끈적한 2차 코팅 조성물에 부착시키는 방법으로 한다. 또한, 도9에서 보는 바와 같이, 스트랜드를 패브릭(912) 형태로 조합한 다음 3차 코팅(920)을 도포할 수도 있다. 패브릭(912)과 수지(914)를 결합시켜 주는 복합재 또는 적층체(910)에는 도 8과 비슷한 구성을 가지는 전기전도층(922)이 포함되는데, 이에 대해서는 뒤에 상술하기로 하겠다. 코팅 섬유 스트랜드(310)에 부착된 분말 고체입자의 함량은 전체 고형성분 기준으로 건조 섬유의 0.1 ∼ 75 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 30 중량%이다.

3차 분말 코팅에는 아크릴 폴리머, 에폭사이드 또는 폴리올레핀과 같이 앞에서 언급한 고분자 물질, 일반적인 안정제, 그리고 당해 기술분야에서 공지된 기타 개질제를 하나 이상 포함할 수 있으며, 건조 분말된 형태가 바람직하다.

본 발명의 한 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가, 적어도 한 섬유의 적어도 일부 표면 상에 사이징 조성물의 1차 코팅과, 상기 1차 조성물의 적어도 일부에 도포된 고분자 물질로 구성된 2차 코팅 조성물, 그리고 상기 2차 조성물의 적어도 일부에 도포된 격리 입자로 구성된 3차 코팅 조성물로 코팅되어 있다. 본 발명의 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 섬유 스트랜드는 적어도 일부가, 적어도 상기 섬유 중 하나의 적어도 일부 표면 상에 사이징 조성물의 1차 코팅과, 상기 1차 조성물의 적어도 일부에 도포된 고분자 물질로 구성된 2차 코팅 조성물, 그리고 상기 2차 조성물의 적어도 일부에 도포된 라멜라 입자로 구성된 3차 코팅 조성물로 코팅되어 있다.

본 발명의 바람직한 한 태양에서, 상기 각 태양 중 적어도 하나의 코팅은 같지 않다. 본 발명의 다른 바람직한 태양에서, 상기 각 태양 중 적어도 두 코팅은 동일하다. 또한, 3차 코팅은 수용성 에멀션 또는 분말 코팅 조성물의 잔류물일 수 있다. 코팅 조성물은 위에서 언급한 하나 이상의 코팅 성분으로 구성된다.

위에서 언급한 코팅 섬유 스트랜드의 다양한 태양은 연속 스트랜드의 형태로 사용할 수 있으며, 촙드(chopped) 스트랜드나 트위스티드(twisted) 스트랜드, 로빙 및/또는 직물(wovens), 부직포(무방향성 패브릭 포함), 니트 등의 패브릭, 그리고 매트의 형태로 가공할 수 있다. 또한, 패브릭의 날실 및 씨실 스트랜드로 사용되는 코팅 섬유 스트랜드는 꼬거나 또는 꼬지 않고(언트위스티드 또는 제로트위스트라고도 함) 방적할 수 있으며, 패브릭에는 트위스티드 및 언트위스티드 씨실 및 날실 스트랜드의 다양한 조합이 포함될 수 있다.

본 발명의 바람직한 태양은 위에서 상술한 바와 같이, 다수의 섬유로 구성되는 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성된, 적어도 일부가 코팅된 패브릭을 포함한다. 따라서, 위에서 언급한, 다수의 섬유로 구성되는 각 섬유 스트랜드로 제작한, 적어도 일부가 코팅된 패브릭 역시 본 발명의 범위에 포함된다. 예를 들면, 본 발명의 바람직한 태양은 다수의 섬유로 구성된 적어도 하나의 스트랜드로 구성되는, 적어도 일부가 코팅된 패브릭이다. 이때, 코팅은 유기성분과 300 K에서 열전도도가 1 W/mㆍK 이상인 라멜라 입자로 구성된다.

본 발명의 한 태양에서, 본 발명에 따른 코팅 조성물은 개별 섬유에 도포된다. 본 발명의 다른 태양에서, 코팅은 적어도 하나의 섬유 스트랜드에 도포된다. 본 발명의 다른 태양에서, 본 발명에 따른 코팅 조성물은 패브릭에 도포된다. 이들 각 태양에 대해서는 아래에서 상술하기로 하겠다.

전술한 내용은 일반적으로 본 발명의 코팅 조성물을 섬유 형성 후 유리섬유에 직접 도포하고 섬유를 패브릭에 조합하는 것에 관한 것이지만, 본 발명의 코팅 조성물을 패브릭에 도포하는 것 역시 본 발명에 포함된다. 코팅 조성물의 도포는, 패브릭 제작 전에 섬유 스트랜드에 코팅을 도포하거나 당해 기술분야에서 잘 알려진 여러 방법을 통해 패브릭을 제작한 후 패브릭에 코팅을 도포한다. 패브릭의 가공방법에 따라, 본 발명의 코팅 조성물은 패브릭 내 유리섬유에 직접 도포하거나 유리섬유 및/또는 패브릭에 이미 도포되어 있는 다른 코팅에 도포한다. 예를 들면, 유리섬유는 형성 후 일반적인 전분-오일 사이징으로 코팅하여 패브릭 형태로 방적할 수 있다. 그 후 패브릭을 처리하여 전분-오일 사이징을 제거한 다음 본 발명의 코팅 조성물을 도포할 수 있다. 이러한 사이징의 제거는 패브릭의 열처리 또는 열-세정 등 당해 기술분야에서 잘 알려져 있는 방법으로 할 수 있다. 본 예에서, 코팅 조성물은 패브릭의 섬유 표면에 직접 코팅된다. 형성 후 유리섬유에 처음 도포된 사이징 조성물 중 제거되지 않은 것이 있는 경우, 본 발명의 코팅 조성물은 섬유 표면에 직접 도포하는 것보다는 남아 있는 사이징 조성물 부분에 도포하는 것이 좋다.

본 발명의 다른 태양에서, 본 발명의 코팅 조성물 중에서 선택된 일부 성분을 성형 직후 유리섬유에 도포하고, 코팅 조성물의 나머지 성분은 패브릭 제작 후에 도포할 수 있다. 위에서 언급한 것과 비슷한 방법으로, 선택된 성분의 일부 또는 전부를 유리섬유에서 제거한 후 나머지 성분으로 섬유 및 패브릭을 코팅할 수 있다. 결과적으로, 나머지 성분은 패브릭의 섬유 표면에 직접 코팅되거나 섬유 표면에서 제거되지 않은 일부 성분에 코팅된다.

본 발명에 따른 바람직한 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 적어도 하나의 스트랜드로 구성되는 패브릭은 적어도 일부가, 1차 코팅 및 1차 코팅의 적어도 일부 상에 코팅된 2차 코팅으로 코팅되어 있다. 이때 2차 코팅은 300 K에서 열전도도가 1 W/mㆍK 이상인 무기물질 입자로 구성된다.

본 발명의 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 적어도 하나의 스트랜드로구성되는 패브릭은 적어도 일부가, (a) 모스경도값이 적어도 하나의 유리섬유 경도값보다 크지 않은 라멜라 무기입자와 (b) 필름형성 물질로 구성되는 코팅으로 코팅되어 있다.

본 발명의 또 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 적어도 하나의 스트랜드로 구성되는 패브릭은 적어도 일부가, (a) 모스경도값이 적어도 하나의 유리섬유 경도값보다 크지 않은 라멜라 금속입자로서 인듐, 탈륨, 주석, 구리, 아연, 금 및 은 중에서 선택된 것과 (b) 필름형성 물질로 구성되는 코팅으로 코팅되어 있다.

본 발명의 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 적어도 하나의 스트랜드로 구성되는 패브릭은 적어도 일부가, 1차 코팅과, 1차 코팅의 적어도 일부 상의 2차 코팅으로 코팅되어 있다. 이때 2차 코팅은 입자 간극에 존재하는 물을 흡수, 간직하는 다수의 친수성 입자로 구성된다.

본 발명의 또 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 적어도 하나의 스트랜드로 구성되는 패브릭은 적어도 패브릭 표면 일부 상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물을 가진다. 이때 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) 유기물질, 무기 고분자 물질, 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로 형성된 다수의 격리 입자로서 레이저산란 기법에 의해 측정한 평균 입자크기가 0.1 ∼ 5 ㎛인 것, (b) 상기 다수의 격리된 입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질, 그리고 (c) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성된다.

본 발명의 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 적어도 하나의 스트랜드로 구성되는 패브릭은 적어도 패브릭 표면 일부 상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물을 가진다. 이때 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) 유기물질, 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로 형성된 다수의 격리된 비왁스성 입자와 (b) 상기 다수의 격리된 입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질로 구성된다.

본 발명의 또 다른 태양에서, 다수의 섬유로 구성된 적어도 하나의 스트랜드로 구성되는 패브릭은 적어도 패브릭 표면 일부 상에 수지와 양립 가능한 코팅 조성물을 가진다. 이때 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은 (a) 다수의 중공 유기입자와 (b) 다수의 중공 유기입자와 다른 적어도 하나의 고분자 물질로 구성된다.

본 발명의 다른 태양은 다수의 섬유로 구성되는 적어도 하나의 스트랜드로 구성된 패브릭에 관한 것으로, 이때 패브릭의 적어도 일부는 연소손실이 0.1 ∼ 1.6이고, ASTM D 737에 따라 측정한 공기투과도가 10 표준 ft3/분/ft2 이하인, 수지와 양립 가능한 코팅을 가진다. 여기에서 "공기투과도"는 패브릭의 공기투과 정도를 말한다. 공기투과도는 ASTM D 737 Standard Test Method for Air Permeability of Textile Fabrics에 따라 측정할 수 있다.

이러한 다양한 태양에 사용되는 성분들은 위에서 언급한 코팅 성분으로부터 선택할 수 있으며, 추가 성분 역시 위에서 언급한 성분으로부터 선택할 수 있다.

본 발명의 바람직한 태양에서, 전자제품 지지체 보강용 패브릭은 다음 단계로 구성된 방법을 통해 제작된다.

(a)다수의 섬유로 구성되며 하나의 씨실 중 적어도 일부 상에 수지와 양립 가능한 제1 코팅을 가지는, 적어도 하나의 씨실을 얻는 단계,

(b)수의 섬유로 구성되며 하나의 날실 중 적어도 일부 상에 수지와 양립가능한 제2 코팅을 가지는, 적어도 하나의 날실을 얻는 단계, 및

(c)연소손실이 2.5 중량% 이하인 상기 적어도 하나의 씨실과 적어도 하나의 날실을 방적하여 전자제품 지지체 보강용 패브릭을 형성하는 단계

본 발명의 추가적인 태양에서, 패브릭은 (a) 다수의 섬유로 구성되며 적어도 일부 표면상에, 상기 다수의 유리섬유 표면의 마모를 방지하기 위한, 전술한 임의의 태양에 따른 코팅 단독 또는 조합으로 구성된 제1 유리섬유 스트랜드의 적어도 일부분을 모스경도값이 상기 유리섬유 스트랜드의 유리섬유 모스경도값보다 큰 패브릭 조합장치 표면의 거친 부분과 미끄러지듯 접촉시키고, (b) 제1 유리섬유 스트랜드를 제2 섬유 스트랜드와 함께 방적하여 패브릭을 형성한다.

본 발명의 보다 구체적인 태양은 다음과 같이, 적어도 하나의 유리섬유로 구성된 섬유 스트랜드를 고체 물체의 거친 표면과 미끄러지듯 접촉시켜 섬유 스트랜드의 마모를 방지하는 방법에 관한 것이다.

(a)전술한 임의의 태양에 따른 코팅 조성물을 단독으로 또는 조합하여 유리섬유 스트랜드의 적어도 한 유리섬유 표면의 적어도 일부에 도포시키는 단계,

(b)조성물을 적어도 부분적으로 건조하여, 적어도 하나의 유리섬유의 적어도 일부 표면 상에 조성물의 잔류물을 가지는 사이징된 유리섬유 스트랜드를 형성하는 단계, 및

(c)유리섬유의 적어도 일부분을 미끄러지게 하여 고체 물체의 거친 표면에 접촉시키되, 상기 거친 표면은 경도값이 적어도 한 유리섬유의 경도값보다 커서 상기 유리섬유 스트랜드 중 적어도 하나의 유리섬유와 고체 물체의 거친 표면과의접촉에 의한 마모가 상기 코팅 조성물에 의해 방지되도록 하는 단계

이상에서, 이들 태양에 사용되는 성분들은 위에서 언급한 코팅 성분으로부터 선택할 수 있으며, 추가 성분 역시 위에서 언급한 성분으로부터 선택할 수 있다.

코팅 섬유 스트랜드(10, 210, 310)와 위에서 언급한 코팅 패브릭과 같이 그로부터 형성한 제품은 다양한 용도로 사용될 수 있으나, 도 4에서와 같이 고분자 매트릭스 물질(412)의 보강을 위한 보강재(410)로 사용하여 복합재(414)를 형성하는 것이 바람직하다. 이에 대해서는 아래에서 자세히 설명하기로 하겠다. 이와 같은 용도에는 프린트기판용 적층체, 통신 케이블용 보강재 및 기타 다양한 복합재가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 코팅 스트랜드 및 패브릭은 전자제품용 지지체 및 프린트기판 제작에 사용되는 일반적인 고분자 매트릭스 수지와 양립 가능한 것이 바람직하다. 또한, 상기 코팅 섬유 스트랜드는 이러한 용도의 보강용 패브릭 제작에 널리 사용되는 공기분사 방적에도 적합하다. 공기분사 방적에 사용되는 방적용 섬유에 도포되는, 전분 및 오일과 같은 기존의 사이징 조성물은 일반적으로 이러한 수지 시스템과는 양립 불가능하다. 관찰 결과, 본 발명에 따른 입자(18)로 구성된 코팅 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드의 방적특성은 기존의 전분/오일 사이징 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드의 방적특성과 유사하며 FR-4 에폭시 수지와 양립 가능하였다. 특정 이론에 구속되는 것은 아니지만, 본 발명의 입자(18)는 가공 및 공기분사 방적과정에서 기존의 전분/오일 사이징 조성물과 비슷한 방식으로 섬유를 분리해 주고 공기분사 방적에 필요한 공기저항력을 제공하는 기능을 하는 것으로생각되나, 기존의 조성물과는 다른 방식으로 기능하여 에폭시 수지 시스템과 양립 가능하게 되는 것으로 생각된다. 예를 들면, 입자(18)는 전분 코팅의 건조 윤활특성과 비슷한 건조 분말특성을 코팅에 제공해 준다.

본 발명의 코팅 스트랜드에서, 입자는 스트랜드 섬유 사이의 간극을 제공하여 간극 간 매트릭스 물질의 유동을 원활하게 하고 스트랜드 섬유의 웨트-아웃 및 웨트-드로우를 보다 신속 및/또는 균일하게 해 주는 장점을 가질 수 있다. 또한, 상기 스트랜드는 우수한 스트랜드 개방성을 가져 매트릭스 물질이 실뭉치 속으로 유동하는 것을 원활히 해 주는 것이 바람직하다. 본 발명의 일부 태양에서는 놀랍게도 입자의 양이 전체 고형성분 기준으로 섬유에 도포된 코팅 조성물의 20 중량%를 초과하는 경우에도 섬유에 적절히 부착된 상태로 유지되며 입자 코팅이 없는 경우와 적어도 동등한 처리특성을 제공해 준다.

이제 도 8을 참고하면, 본 발명의 코팅 스트랜드의 한 가지 장점은 패브릭(812)이 코팅 스트랜드와 결합하여 형성된 적층체(810)는 패브릭(812)과 고분자 매트릭스 물질(814)의 경계에서 커플링이 양호하다는 점이다. 경계 커플링이 양호하면 적층체(810)로 제작한 전자제품 지지체(818)의 가수분해 안정성과 금속 이동에 대한 저항성이 좋아지게 된다.

도 5에 도시된 본 발명의 다른 비제한적 태양에서, 본 발명에 따라 제작된 코팅 섬유 스트랜드(510)는 니트 또는 부직포 패브릭(512) 보강재의 날실 스트랜드(514) 및/또는 씨실 스트랜드(516)로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 프린트기판용 적층체를 형성할 수 있다(도 7~9 참고). 필수적인 것은 아니지만,날실 스트랜드(514)는 사용하기 전에 당해 기술분야에서 공지된 임의의 꼬기(twisting) 방법으로 꼴 수 있다. 이러한 방법의 한 가지 예는 트위스트 프레임을 사용하여 0.5 ∼ 3회/인치로 스트랜드를 꼬는 것이다. 보강용 패브릭(512)의 날실 스트랜드 수는 1 cm 당 5 ∼ 100개(1인치 당 약 13 ∼ 254개)가 바람직하며, 씨실 스트랜드 수는 1 cm 당 6 ∼ 50개(1인치 당 약 15 ∼ 127개)가 바람직하다. 방적 모양(weave construction)은 일반적인 플레인(plain)형 또는 메시형일 수 있으나(도 5 참고), 능직(twill weave), 사틴(satin weave) 등 당해 기술분야에서 잘 알려진 다른 방적 유형을 적용할 수 있다.

본 발명의 한 태양에서, 본 발명의 적절한 보강용 패브릭(512)은 셔틀 직조기, 공기분사 직조기 또는 레이피어(rapier) 직조기 등 당업자에게 잘 알려진 임의의 직조기를 통해 형성될 수 있으나, 공기분사 직조기가 바람직하다. 바람직한 공기분사 직조기로는 Tsudakoma(일본)의 Model Nos. 103, 1031, 1033(ZAX)과, Sulzer Brothers LTD.(스위스 Zurich)의 Sulzer Ruti Model Nos. L-5000, L-5100, L-5200, 그리고 Toyoda Model No. JAT610이 있다.

도면에서 보는 바와 같이, 공기분사 방적이란 공기분사 직조기(626)를 사용하는 패브릭 방적 방법인데(도 6 참고), 이것은 하나 이상의 공기분사 노즐(618)을 통해 압축공기(614)를 송풍하여 날실 셰드 사이로 씨실(610)을 삽입하는 방법이다. 씨실(610)은 압축공기에 의해 패브릭(628)의 폭(624)(약 10 ∼ 60인치, 바람직하게는 0.91 m(약 30인치))에 걸쳐 삽입된다.

공기분사 충진 시스템은 하나의 메인노즐(616)로 구성될 수 있으나, 날실 셰드(612)에 걸쳐 다수의 보조 릴레이노즐(620)을 갖추는 것이 바람직하다. 보조 릴레이노즐은 씨실(610)에 보조공기(622)를 송풍하여 패브릭(628) 폭(624) 방향의 날실(610) 공기압력을 일정하게 유지해 준다. 메인 공기노즐(616)에 공급되는 공기압력(게이지)은 103 ∼ 413 kPa(약 15 ∼ 60lb/in²(psi))가 바람직하며, 보다 바람직하게는 310 kPa(약 45 psi)이다. 메인 공기노즐(616)의 유형으로는 내부 공기분사 체임버 직경(617)이 2 mm, 노즐 배출관(619) 길이(621)가 20 cm인 Sulzer Ruti 니들 공기분사 노즐 Model No. 044 455 001(Sulzer Ruti(North Carolina주 Spartanburg)에서 시판중)이 바람직하다. 공기분사 충진 시스템은 15~20개의 보조 공기노즐(620)을 갖춘 것이 바람직하다. 보조 공기노즐은 씨실(610) 이동방향으로 보조공기를 송풍하여 씨실(610)이 직조기(626)를 가로질러 이동하는 것을 돕는다. 각 보조 공기노즐(620)의 공기압력(게이지)은 3~6바가 바람직하다.

씨실(610)은 공급 시스템(632)에 의해 180 ∼ 550 m/분, 바람직하게는 274 m/분(약 300야드/분)의 속도로 공급 패키지(630)에서 빠져 나온다. 씨실(610)은 클램프를 통하여 메인노즐(618)로 공급된다. 송풍된 공기에 의해 일정 길이의 씨실(원하는 패브릭의 폭과 거의 비슷함)이 컨퓨저(confusor) 가이드를 통해 이동하게 된다. 삽입이 완료되면 메인노즐(618)의 날 말단부에 위치한 커터(634)에 의해 날실이 잘리게 된다.

공기분사 방적과정에 따른 얀의 양립 가능성 및 공기역학 특성은 "Air Jet Transport Drag Force" Test Method라고 하는 다음의 방법으로 측정할 수 있다.Air Jet Transport Drag Force Test는 공기분사력에 의해 얀이 공기분사 노즐로 이동할 때 얀에 가해지는 인력 또는 척력("저항력")을 측정할 때 사용되는 방법이다. 이 방법에서는 각 얀 샘플을 274 m/분(약 300 야드/분)의 속도로 310 kPa(약 45 psi) 게이지의 공기압력에서, 내부 공기분사 체임버 직경(617)이 2 mm, 노즐 배출관(619) 길이(621)가 20 cm인 Sulzer Ruti 니들 공기분사 노즐 Model No. 044 455 001(Sulzer Ruti(North Carolina주 Spartanburg)에서 시판중)에 공급한다. 얀이 공기분사 노즐에 투입될 때 얀에 가해지는 힘(저항력)을 장력계(tensiometer)로 측정한다.

단위질량 당 저항력을 기준으로 얀 샘플을 상대적으로 비교할 수 있다. 상대적 비교를 위한 저항력 측정값을 얀 1 cm에 대하여 표준화한다. 다음의 식 2로부터 얀 1 cm의 Gram Mass(그램질량)을 측정한다.

그램 질량 = (π(d/2)²)(N)(ρ_glass)(실의 1 ㎝ 길이)

위 식에서 d는 실뭉치의 섬유 하나의 직경이고, N은 실뭉치의 섬유 수, ρ_glass는 25 ℃에서 측정한 유리밀도(약 2.6 g/cm³)이다. 표 C는 몇 가지 대표적인 유리섬유 얀 제품의 지경 및 섬유 수를 나타낸 것이다.

얀 유형	섬유 직경 (㎝)	실뭉치의 섬유의 수
G75	9 x 10^-4	400
G150	9 x 10^-4	200
E225	7 x 10^-4	200
D450	5.72 x 10^-4	200

예를 들면, G75 얀의 Gram Mass는 (π(9 ×10^-4/2)²)(400)(2.6 g/cm³) = 6.62 ×10^-4gram mass가 된다. D450 얀의 경우, Gram Mass는 1.34 ×10^-4gram mass이다. 단위질량 당 상대적 저항력("Air Jet Transport Drag Force")은 장력계로 측정한 저항력 측정값(g중)을 해당 얀의 Gram Mass로 나누면 된다. 예를 들어 G75 얀의 경우 저항력의 장력계 측정값이 68.5라면, Air Jet Transport Drag Force는 68.5를 6.62 ×10^-4로 나눈 값인 103,474 g중/g이 된다.

본 발명에 따른 적층체용 부직포 형성에 사용되는 얀의 Air Jet Transport Drag Force는 100,000 g중/g 이상이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 100,000 ∼ 400,000 g중/g, 더더욱 바람직하게는 120,000 ∼ 300,000 g중/g이다.

본 발명의 패브릭은 Clark-Schwebel, Inc.(South Carolina주 Anderson)의 기술문헌인 "Fabrics Around the World" (1995)에 개시된 것과 같은 전자제품용 지지체 또는 프린트기판용으로 적합한 형태의 직물로 방적하는 것이 바람직하다. 적층체는 각 층 내 섬유와 얀 및 스트랜드의 대부분이 같은 방향으로 배향되어 있는 1방향성 적층체일 수 있다.

예를 들면, E225 E-유리섬유 얀을 사용하는 비제한적인 패브릭 유형은 Style 2116으로, 이것은 5 cm마다 118개의 날실과 114개의 씨실(1인치마다 60개의 날실과 58개의 씨실)을 가지며, 7 22 1 ×0(E225 1/0) 날실 및 씨실을 사용하고, 패브릭 공칭두께는 0.094 mm(약 0.037인치), 패브릭 중량(기본중량)은 103.8 g/m²(약 3.06oz/yd²)이다. G75 E-유리섬유 얀을 사용하는 패브릭 유형의 비제한적인 예는 Style 7628로, 이것은 5 cm마다 87개의 날실과 61개의 씨실(1인치마다 44개의 날실과 31개의 씨실)을 가지며, 9 68 1 ×0(G75 1/0) 날실 및 씨실을 사용하고, 패브릭 공칭두께는 0.173mm(약 0.0068인치), 패브릭 중량은 203.4 g/m²(약 6.00 oz/yd²)이다. D450 E-유리섬유 얀을 사용하는 패브릭 유형의 비제한적인 예는 Style 1080으로, 이것은 5 cm마다 118개의 날실과 93개의 씨실(1인치마다 60개의 날실과 47개의 씨실)을 가지며, 5 11 1 ×0(D450 1/0) 날실 및 씨실을 사용하고, 패브릭 공칭두께는 0.053 mm(약 0.0021인치), 패브릭 중량은 46.8 g/m²(약 1.38 oz/yd²)이다. D900 E-유리섬유 얀을 사용하는 패브릭 유형의 비제한적인 예는 Style 106으로, 이것은 5 cm마다 110개의 날실과 110개의 씨실(1인치마다 56개의 날실과 56개의 씨실)을 가지며, 5 5.5 1 ×0(D900 1/0) 날실 및 씨실을 사용하고, 패브릭 공칭두께는 0.033 mm(약 0.013인치), 패브릭 중량은 24.4 g/m²(약 0.72 oz/yd²)이다. D900 E-유리섬유 얀을 사용하는 다른 패브릭 유형의 비제한적인 예는 Style 108로, 이것은 5 cm마다 118개의 날실과 93개의 씨실(1인치마다 60개의 날실과 47개의 씨실)을 가지며, 5 5.5 1×2(D900 1/2) 날실 및 씨실을 사용하고, 패브릭 공칭두께는 0.061 mm(약 0.0024인치), 패브릭 중량은 47.5 g/m²(약 1.40 oz/yd²)이다. E225 및 D450 E-유리섬유 얀을 모두 사용하는 패브릭 유형의 비제한적인 예는 Style 2113으로, 이것은 5 cm마다 118개의 날실과 110개의 씨실(1인치마다 60개의 날실과56개의 씨실)을 가지며, 7 22 1×0(E225 1/0) 날실 및 5 11 1×0(D450 1/0) 씨실을 사용하고, 패브릭 공칭두께는 0.079 mm(약 0.0031인치), 패브릭 중량은 78.0 g/m²(약 2.30 oz/yd²)이다. G50 및 G75 E-유리섬유 얀을 모두 사용하는 패브릭 유형의 비제한적인 예는 Style 7535로, 이것은 5cm마다 87개의 날실과 57개의 씨실(1인치마다 44개의 날실과 29개의 씨실)을 가지며, 9 68 1×0(G75 1/0) 날실 및 9 99 1×0(G50 1/0) 씨실을 사용하고, 패브릭 공칭두께는 0.201 mm(약 0.0079인치), 패브릭 중량은 232.3 g/m²(약 6.85 oz/yd²)이다.

이상의 패브릭 유형 및 기타 유용한 패브릭 유형은 The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits에서 펴낸 IPC-EG-140 "Specification for Finished Fabric Woven from 'E' Glass for Printed Boards" (June 1997)에 제시되어 있다. 이상의 패브릭 유형은 트위스티드 얀을 사용하고 있지만, 트위스티드 얀 대신 또는 그와 함께 제로트위스트 얀 또는 로빙을 사용하여 본 발명에 따른 패브릭 유형을 제작할 수 있을 것으로 생각된다.

본 발명의 한 태양에서, 패브릭의 날실 중 일부 또는 전부는 제1 수지 양립가능 조성물로 코팅된 섬유를 가질 수 있으며, 씨실 중 일부 또는 전부는 제1 수지 양립가능 조성물과 다른 제2 수지 양립가능 조성물로 코팅된 섬유를 가질 수 있다. 즉, 제2 조성물은 (1) 제1 사이징 조성물과 화학적으로 다른 성분을 적어도 하나 포함하거나 (2) 제1 조성물과 동일한 성분이라 하더라도 함유량이 다른 성분을 적어도 하나 포함한다.

이제 도 7을 참고하면, 패브릭(712)을 매트릭스 물질, 바람직하게는 고분자 필름성형 열가소성 또는 열경화성 매트릭스 물질(716)을 사용하여 코팅 및/또는 침윤하여 복합재 또는 적층체(714)를 형성할 수 있다. 형성된 복합재 또는 적층체(714)는 전자제품용 지지체로 사용하기에 적합하다. 여기에서 "전자제품용 지지체"란 전자제품의 구성요소를 기계적으로 지지해 주거나 전기적으로 연결시켜 주는 구조물을 말한다. 전자제품용 지지체의 비제한적 예로는 능동성(active) 전자부품, 수동성(passive) 전자부품, 인쇄회로, 집적회로, 반도체 장치 및 기타 요소와 커넥터, 소켓, 고정클립(retaining clip), 히트싱크 등 전자제품 관련 하드웨어가 포함되나, 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 바람직한 태양은 위에서 상술한 다수의 섬유로 구성되는, 적어도 하나의 부분 코팅 섬유 스트랜드로 구성된 보강 복합재 형성을 위한 것이다. 따라서 앞에서 개시한 다수의 섬유로 구성된 각 섬유 스트랜드로 제작한 보강 스트랜드는 본 발명에 포함되는 것으로 생각된다. 예를 들면, 본 발명의 한 가지 바람직한 태양은 매트릭스 물질과 다수의 섬유로 구성되는, 적어도 일부가 코팅된 섬유 스트랜드로 구성된 보강 복합재 형성을 위한 것이다. 이때 상기 코팅은 유기성분과 300 K에서 열전도도가 1 W/mㆍK 이상인 라멜라 입자로 구성된다.

본 발명의 바람직한 다른 태양은 (a) 다수의 섬유로 구성된, 적어도 일부가 코팅된 섬유 스트랜드로서, 코팅이 적어도 하나의 라멜라 입자로 구성된 것과 (b) 매트릭스 물질로 구성된 보강 복합재 형성을 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 태양은 (a) 다수의 유리섬유로 구성된, 적어도일부가 코팅된 섬유 스트랜드로서, 코팅이 (i) 유기물질, 무기 고분자 물질, 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로 형성된 다수의 격리 입자, (ii) 상기 다수의 격리 입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질 및 (iii) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성된 수용성 조성물의 잔류물과, (b) 매트릭스 물질로 구성된 보강 복합재 형성을 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 태양은 적어도 하나의 섬유 스트랜드와 매트릭스 물질로 구성된 보강 복합재에 관한 것으로, 이때 상기 보강 복합재는 (a) 유기물질, 무기 고분자 물질, 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로 형성된 다수의 격리 입자, (b) 상기 다수의 격리 입자와 다른 적어도 하나의 윤활성 물질 및 (c) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성된 수용성 조성물의 잔류물로 구성된다.

본 발명의 다른 바람직한 태양은 (a) 다수의 유리섬유로 구성된, 적어도 일부가 코팅된 섬유 스트랜드로서, 상기 코팅이 모스경도값이 상기 유리섬유 중 적어도 하나의 모스경도값보다 크지 않은 격리 입자를 전체 고형성분 기준으로 20 중량% 이상 포함하는 수용성 조성물의 잔류물로 구성된 것과, (b) 매트릭스 물질로 구성된 보강 복합재 형성을 위한 것이다.

본 발명의 다른 바람직한 태양은 다수의 유리섬유와 매트릭스 물질로 구성되는 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성된 보강 복합재에 관한 것으로, 이때 상기 보강 복합재는 모스경도값이 상기 유리섬유 중 적어도 하나의 모스경도값보다 크지 않은 격리 입자를 전체 고형성분 기준으로 20 중량% 이상 포함하는 수용성 조성물의 잔류물로 구성된다.

본 발명의 추가적인 태양은 (a) 다수의 유리섬유로 구성된 적어도 하나의 섬유 스트랜드로서, 유기물질, 무기 고분자 물질, 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로 형성된 다수의 격리 입자로 구성된, 수지와 양립 가능한 조성물로 코팅되며, 이때 상기 격리 입자의 평균 입자크기가 5μm 이하인 것과, (b) 매트릭스 물질로 구성되는 보강 복합재 형성을 위한 것이다. 특히, 다수의 격리 입자는 비열팽창성 유기물질, 무기 고분자 물질, 비열팽창성 복합재 물질 및 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로 형성된다.

이상의 보강 복합재와 관련한 태양에서 사용된 코팅과 수지 양립가능 조성물의 성분은 위에서 언급한 코팅 성분으로부터 선택할 수 있으며, 추가 성분 역시 위에서 언급한 성분으로부터 선택할 수 있다.

본 발명에 유용한 바람직한 매트릭스 물질에는 열경화성 폴리에스테르, 비닐에스테르, 에폭사이드(다가알코올 또는 티올의 폴리글리시딜에테르와 같이 분자 내에 적어도 하나의 에폭시기 또는 옥시란기를 가지는 것), 페놀류, 아미노플라스트, 열경화성 폴리우레탄 및 이들의 유도체와 같은 열경화성 물질과 이들의 혼합물이 포함된다. 프린트기판용 적층체의 형성에 사용되는 바람직한 매트릭스 물질로는 이중기를 갖는(difunctional) 브롬화 에폭시 수지와 같이 다중기를 갖는(polyfunctional) 에폭시 수지인 FR-4 에폭시 수지, 폴리아미드 및 액정 폴리머가 있다. 이들의 조성은 당업자에게 잘 알려져 있다. 이들 조성에 관한 보다 자세한 사항은 Electronic Material Handbook™, ASM International (1989), pp.534-537을 참고하라.

적절한 고분자 열가소성 매트릭스 물질의 비제한적인 예에는 폴리올레핀, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄 밀 열가소성 폴리에스테르, 비닐폴리머, 그리고 이들의 혼합물이 포함된다. 유용한 열가소성 물질에는 이 외에 폴리이미드, 폴리에테르설폰, 폴리페닐설폰, 폴리에테르케톤, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아세탈, 폴리염화비닐 및 폴리카보네이트가 있다.

바람직한 매트릭스 물질 조성은 EPON 1120-A80 에폭시 수지(Shell Chemical Company(Texas주 Houston)에서 시판중), 디시안디아미드, 2-메틸이미다졸 및 DOWANOL PM 글리콜에테르(The Dow Chemical Co.(Michigan주 Midland)에서 시판중)로 구성된다.

복합용 물질의 고분자 매트릭스 물질과 보강용 물질에 포함될 수 있는 기타 성분으로는 착색제 또는 안료, 윤활제 또는 가공조제(processing aids), 자외선(UV) 안정제, 산화방지제, 기타 충진제 및 증량제(extender)가 있다. 본 발명의 바람직한 태양에서, 고분자 매트릭스 물질에 무기물질이 포함된다. 이들 무기물질에는 세라믹 물질과 금속 물질이 포함되며, 위에서 상술한 무기물질로부터 선택할 수 있다.

패브릭(712)은 R. Tummala (Ed.), Microelectronics Packaging Handbook, (1989), pp. 895-896에서와 같이 패브릭(712)을 고분자 매트릭스 물질(716) 배쓰에 담가 코팅 또는 침윤할 수 있다. 보다 일반적으로, 손이나 기타 적절한 자동화 공급장치 또는 혼련장치를 사용하여 보강용 물질을 고분자 매트릭스 물질 전체에균일하게 분산시키는 방법으로 촙드 섬유 스트랜드 보강용 물질 또는 연속 섬유 스트랜드 보강용 물질을 분산시킬 수 있다. 예를 들면, 모든 성분을 동시에 또는 연속적으로 건조 혼합(dry blending)하여 보강용 물질을 고분자 매트릭스 물질에 분산시킬 수 있다.

고분자 매트릭스 물질(716)과 스트랜드는 다양한 방법을 통해 복합재 또는 적층체(714)의 형태로 형성할 수 있다. 이때 형성방법은 사용하는 고분자 매트릭스 물질의 종류 등에 따라 달라지게 된다. 예를 들면, 열경화성 매트릭스 물질의 경우, 압축 또는 사출성형, 인발(pultrusion), 필라멘트 권선, 핸드레이업(hand lay-up), 스프레이업(spray-up), 박판성형(sheet molding) 또는 벌크성형(bulk molding)을 한 후 압축 또는 사출성형을 통해 복합재를 형성할 수 있다. 열경화성 고분자 매트릭스 물질은 가교제(crosslinker)를 매트릭스 물질 속에 포함시키거나 열을 가하거나 하여 큐어링할 수 있다. 고분자 매트릭스 물질의 가교에 적절한 가교제는 앞에서 언급한 바와 같다. 열경화성 고분자 물질의 큐어링 온도 및 시간은 고분자 매트릭스 물질의 종류, 매트릭스 시스템에 포함되는 기타 첨가물, 복합재의 두께 등에 따라 달라지지만, 이 외의 요인에 의해서도 영향을 받을 수 있다.

열가소성 매트릭스 물질의 경우, 복합재 형성에 적절한 방법 중에는 직접성형 또는 압출혼합(extrusion compounding) 후 사출성형을 하는 방법이 있다. 위의 방법으로 복합재를 성형하는 방법 및 장치에 관해서는 I. Rubin, Handbook of Plastic Materials and Technology (1990), pp. 995-1062, 1179-1215, 1225-1271을참고하라.

본 발명의 다른 바람직한 태양은 위에서 상술한 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성되는, 적어도 일부가 코팅된 패브릭으로 구성된 전자제품용 지지체용 보강 적층체를 위한 것이다. 따라서, 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성되는, 각기 개시된 패브릭을 제작한 전자제품용 지지체용 보강 적층체는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 생각된다. 예를 들면, 본 발명의 바람직한 한 태양은 매트릭스 물질과 적어도 하나의 스트랜드로 구성된, 적어도 일부가 코팅된 패브릭으로 구성되는 전자제품용 지지체용 보강 적층체를 위한 것이다. 이때 상기 코팅은 유기성분과 300K에서 열전도도가 적어도 1W/m·K인 라멜라 입자로 구성된다. 보다 구체적인 태양에서, 상기 코팅은 전자제품용 지지체용 보강 적층체 내의 매트릭스 물질과 양립 가능하다.

본 발명의 추가적인 태양은 전자제품용 지지체용 보강 적층체를 위한 것인데, 이때 상기 적층체는 (a) 매트릭스 물질과, (b) 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성된 적어도 하나의 그리스를 제거하지 않은 패브릭으로서, 패브릭의 적어도 일부가 상기 전자제품용 지지체용 보강 적층체 내의 매트릭스 물질과 양립 가능한 것으로 구성된다. 본 발명의 다른 태양은 전자제품용 지지체용 보강 적층체를 위한 것인데, 이때 상기 적층체는 (a) 매트릭스 물질과, (b) 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성되며 피니싱 처리를 하지 않은 수지 양립가능 조성물을 적어도 일부 표면에 가지는 적어도 하나의 패브릭으로 구성된다.

여기에서 "그리스를 제거하지 않은 패브릭"이란 패브릭에서 수지와 양립 불가능한 사이징 물질을 제거하기 위하여 섬유가공을 실시하지 않은 패브릭을 말한다. 이러한 서뮤가공에는 위에서 언급한 바와 같이, 열-세정, 물분사 세척, 스크러빙(scrubbing) 등이 포함된다. 또한, "피니싱 처리를 하지 않은" 수지 양립가능 코팅 조성물이란 위에서 언급한 수지 양립가능 코팅 조성물로서 섬유 피니싱 가공을 하지 않은 것을 말한다. 예를 들면, 피니싱 처리를 하지 않은 수지 양립가능 코팅 조성물에는 위에서 언급한 1차, 2차 및/또는 3차 코팅 조성물은 포함되나, 실란 커플링제와 물 등으로 제조하여 그리스 제거 후 섬유에 도포하는 일반적인 피니싱 사이즈는 포함되지 않는다. 그러나, 본 발명에 따른 섬유와 양립 가능한 코팅으로 구성된 코팅으로서 피니싱 사이즈를 도포한 것은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 바람직한 다른 태양은 다음 단계로 구성되는, 전자제품용 지지체용 적층체의 형성방법에 관한 것이다.

(a) 다수의 섬유로 구성되며 적어도 일부에 수지와 양립 가능한 코팅을 가지는 적어도 하나의 씨실과, 다수의 섬유로 구성되며 적어도 일부에 수지와 양립 가능한 제2 코팅을 가지는 적어도 하나의 날실을 방적하여 전자제품용 지지체 보강에 적합한 패브릭을 얻는 단계,

(b) 상기 패브릭의 적어도 일부를 매트릭스 물질 수지로 적어도 부분적으로 코팅하는 단계,

(c) 상기 적어도 부분적으로 코팅된 패브릭을 적어도 일부 큐어링하여 프리프레그(prepreg) 층을 형성하는 단계, 및

(d) 둘 이상의 프리프레그 층을 적층하여 전자제품용 지지체용 적층체를 형성하는 단계

보강 적층체를 위한 이상의 태양에서 사용되는 코팅의 성분은 위에서 언급한 코팅 성분으로부터 선택할 수 있으며, 추가 성분 역시 위에서 언급한 성분으로부터 선택할 수 있다.

본 발명의 추가적인 태양은 위에서 상술한 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성되는, 적어도 일부가 코팅된 패브릭으로 구성된 전자제품용 지지체용 프리프레그를 위한 것이다. 따라서, 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성되는, 각기 개시된 패브릭으로 제작한 전자제품용 지지체용 프리프레그는 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 다른 태양은 전자제품용 지지체용 프리프레그를 위한 것인데, 이때 상기 프리프레그는 (a) 매트릭스 물질과, (b) 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성된 적어도 하나의 그리스를 제거하지 않은 패브릭으로서, 패브릭의 적어도 일부가 상기 전자제품용 지지체용 프리프레그 내의 매트릭스 물질과 양립 가능한 것으로 구성된다. 본 발명의 또 다른 태양은 전자제품용 지지체용 프리프레그를 위한 것인데, 이때 상기 프리프레그는 (a) 매트릭스 물질과, (b) 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성된 적어도 하나의 패브릭으로서, 패브릭의 적어도 일부에 피니싱 처리를 하지 않은 수지 양립가능 코팅 조성물을 가지는 것으로 구성된다.

위에서와 같이, 이상의 태양에서 사용되는 코팅의 성분은 위에서 언급한 코팅 성분으로부터 선택할 수 있으며, 추가 성분 역시 위에서 언급한 성분으로부터선택할 수 있다.

도 8에 도시된, 본 발명의 구체적인 비제한적 태양에서, 복합재 또는 적층체(810)는 양립 가능한 매트릭스 물질(814)로 침윤된 패브릭(812)을 포함한다. 침윤된 패브릭은 일련의 계측롤(metering rolls) 사이를 통과하여 매트릭스 물질의 양을 측정할 수 있으며, 건조 후 세미큐어링 기판 또는 프리프레그 형태의 전자제품용 지지체를 형성할 수 있다. 프리프레그의 측면(822) 부분에 이하 설명할 방식에 따라 전기전도층(820)이 위치할 수 있으며, 프리프레그는 큐어링되어 전기전도층을 가지는 전자제품용 지지체(818)를 형성하게 된다. 전자제품용 지지체 산업에서 보다 일반화되어 있는 본 발명의 다른 태양에서, 둘 이상의 프리프레그가 하나 이상의 전기전도층과 결합, 적층된 후 당업자에게 잘 알려진 방식으로 큐어링하여 다층 전자제품용 지지체를 형성하게 된다. 예를 들면, 고온, 고압 조건에서 일정 시간 동안 프리프레그 스택을 연마 강판 사이에 끼우거나 하여 압력을 가하여 프리프레그 스택을 적층화하고 고분자 매트릭스를 큐어링함으로써 원하는 두께의 적층체를 얻을 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 하나 이상의 프리프레그 중 일부에는 적층 및 큐어링 전후에 전기전도층이 생길 수 있는데, 이렇게 해서 얻어진 전자제품용 지지체는 노출 표면의 적어도 일부에 전기전도층을 가지는 적층체(이하 "클래드 적층체"라고 부른다)가 된다.

단층 또는 다층 전자제품용 지지체의 전기전도층으로부터 당해 기술분야에서 잘 알려진 기법을 사용하여 프린트기판 또는 프린트배선판(이하 "전자회로기판"으로 통칭함)을 제작할 수 있다.

본 발명의 바람직한 추가적인 태양은 위에서 상술한 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성되는, 적어도 일부가 코팅된 패브릭으로 구성된 전자제품용 지지체 및 전자회로기판을 위한 것이다. 따라서, 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성된 각 패브릭으로 제작된 전자제품용 지지체 및 전자회로기판는 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 다른 태양은 (a) 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성된, 적어도 하나의 그리스 제거를 하지 않은 패브릭으로서, 적어도 일부가 매트릭스 물질과 양립 가능한 코팅을 가지는 것과, (b) 상기 적어도 하나의 패브릭의 적어도 일부에 적어도 하나의 매트릭스 물질로 구성된 전자제품용 지지체를 위한 것이다. 본 발명의 추가적인 태양은 (a) 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성되며 적어도 일부 표면에 피니싱 처리를 하지 않은 수지 양립가능 코팅 조성물을 가지는 적어도 하나의 패브릭과, (b) 상기 적어도 하나의 패브릭의 적어도 일부에 적어도 하나의 매트릭스 물질로 구성된 전자제품용 지지체를 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 태양은 다음의 단계로 구성되는 전자제품용 지지체를 형성하는 방법을 위한 것이다.

(a) 다수의 섬유로 구성되며 적어도 일부에 수지와 양립 가능한 제1 코팅을 가지는 적어도 하나의 씨실과, 다수의 섬유로 구성되며 적어도 일부에 수지와 양립 가능한 제2 코팅을 가지는 적어도 하나의 날실을 방적하여 전자제품용 지지체 보강에 적합한 패브릭을 얻는 단계,

(c) 상기 적어도 부분적으로 코팅된 패브릭을 적어도 일부 큐어링하여 프리프레그 층을 형성하는 단계, 및

(d) 하나 이상의 프리프레그 층을 하나 이상의 전기전도층과 적층하여 전자제품용 지지체를 형성하는 단계

보다 구체적인 바람직한 태양에서, 상기 적어도 하나의 패브릭과 적어도 하나의 매트릭스는 전자제품용 지지체 내에 제1 복합재층을 형성한다. 보다 구체적인 다른 바람직한 태양에서, 전자제품용 지지체는 제1 복합재층과 다른 제2 복합재층을 가진다.

본 발명의 추가적인 바람직한 태양은 (a) (i) 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성되는 적어도 하나의 그리스 제거를 하지 않은 패브릭으로서, 적어도 일부에 매트릭스 물질과 양립 가능한 코팅을 가지는 것과 (ii) 상기 적어도 하나의 패브릭의 적어도 일부에 위치하는 적어도 하나의 매트릭스 물질로 이루어진 전자제품용 지지체와, (b) 전기전도층으로 구성되는 전자회로기판을 위한 것으로, 이때 상기 지지체와 전도층은 전자회로기판의 일부가 된다.

본 발명의 추가적인 태양은 (a) (i) 적어도 하나의 섬유 스트랜드로 구성되며, 적어도 표면 일부에 피니싱 처리를 하지 않은 수지 양립가능 코팅 조성물을 가지는, 적어도 하나의 패브릭과 (ii) 상기 적어도 하나의 패브릭의 적어도 일부에 위치하는 적어도 하나의 매트릭스 물질로 이루어진 전자제품용 지지체와, (b) 전기전도층으로 구성되는 전자회로기판을 위한 것으로, 이때 상기 지지체와 전도층은 전자회로기판의 일부가 된다.

본 발명의 보다 구체적인 바람직한 태양에서, 상기 전기전도층은 전자제품용 지지체의 선택된 부분과 인접하여 위치한다. 본 발명의 보다 구체적인 다른 바람직한 태양에서, 상기 적어도 하나의 패브릭과 적어도 하나의 매트릭스는 제1 복합재층을 형성한다. 본 발명의 다른 태양에서, 전자제품용 지지체는 상기 제1 복합재층과 다른 제2 복합재층을 가진다. 전기전도층은 제1 및/또는 제2 복합재층 전자제품용 지지체의 선택된 부분과 인접하여 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 태양은 다음의 단계로 구성되는 전자회로기판을 형성하는 방법을 위한 것이다.

(a) 다수의 섬유로 구성되며 적어도 일부에 수지와 양립 가능한 제1 코팅을 가지는 적어도 하나의 씨실과, 다수의 섬유로 구성되며 적어도 일부에 수지와 양립 가능한 제2 코팅을 가지는 적어도 하나의 날실을 방적하여 전자제품용 지지체 보강에 적합한 적어도 하나의 패브릭과 하나 이상의 전기전도층을 얻는 단계, 및

(b) 상기 하나 이상의 전기전도층을 패턴화하여 프린트기판을 형성하는 단계

전자제품용 지지체 및 전자회로기판을 위한 이상의 태양에서 사용되는 코팅의 성분은 위에서 언급한 코팅 성분으로부터 선택할 수 있으며, 추가 성분 역시 위에서 언급한 성분으로부터 선택할 수 있다.

필요한 경우, 전자제품용 지지체에 구멍 또는 홀("바이어스"라고도 함)을 형성하여 회로간 및/또는 부품간 전기적 연결을 제공할 수 있다. 구멍의 형성은당해 기술분야에서 알려진 기존의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 기계적 드릴링과 레이저 드릴링이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 보다 구체적으로 도 10을 참고하면, 구멍(1060)은 본 발명의 전자제품용 지지체(1054)의 패브릭(1012)의 적어도 한 층(1062)을 관통한다. 패브릭(1012)은 다양한 고분자 매트릭스 물질과 양립 가능한 층을 가지는 다수의 유리섬유로 구성된 코팅 섬유 스트랜드로 구성된다. 구멍(1060) 형성시, 전자제품용 지지체(1054)는 드릴비트(1064) 또는 레이저팁과 같은 구멍형성 장치의 정해진 위치에 위치한다. 구멍(1060)은 패브릭(1012)의 적어도 한 층(1062)의 일부(1066)를 드릴(1064) 또는 레이저로 드릴링하여 형성한다.

본 발명의 바람직한 태양에서, 62개/cm²(400개/in²)의 밀도로 3개의 적층체로 이루어진 스택을 통하여 칩 부하 0.001에서, 0.46 mm(0.018in) 직경의 텅스텐카바이드 드릴로 2000개의 구멍을 뚫은 경우, 적층체의 거리편차(deviation distance)는 36μm밖에 되지 않는다. 본 발명의 추가적인 태양에서, 62개/cm²(400개/in²)의 밀도로 3개의 적층체로 이루어진 스택을 통하여 칩 부하 0.001에서, 0.46mm(0.018in) 직경의 텅스텐카바이드 드릴로 2000개의 구멍을 뚫은 경우, 적층체의 드릴공구 마모율(drill tool % wear)는 32%를 넘지 않는다.

보다 구체적인 태양에서, 구멍 주변에 무기 윤활제로 이루어진 유체 흐름(fluid stream)이 발생하여 구멍성형 장치와 전자제품용 지지체 경계의 적어도 일부와 접촉하게 된다. 상기 무기 윤활제는 상술한 무기 윤활제 중에서 선택하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 태양은 전자회로기판용 전자 시스템 지지체의 패브릭층을 통해 구멍을 형성하는, 다음의 단계로 이루어지는 방법을 위한 것이다.

(1) 수지와 양립 가능한 코팅 조성물로 구성되는 코팅 섬유 스트랜드로 구성된 패브릭층의 일부로 구성되는 전자 시스템 지지체를 상기 섬유의 적어도 표면 일부의, 구멍을 형성할 장소에 위치시키는 단계, 및

(2) 구멍형성 장치를 사용하여 패브릭층의 일부에 구멍을 형성하는 단계

구멍이 형성된 후, 구멍 벽에 전기전도성 물질층을 형성하거나 구멍을 전기전도성 물질로 채워, 전자제품용 지지체(1054) 표면 상에 하나 이상의 전기전도층 사이의 전기적 연결 및/또는 열소산을 꾀한다(도 10에는 도시되지 않음). 바이어스는 전자제품용 지지체 및/또는 프린트기판에 걸쳐 부분적으로 또는 전체적으로 연장될 수 있으며, 전자제품용 지지체 및/또는 프린트기판의 한쪽 면 또는 양면에 노출되거나 전자제품용 지지체 및/또는 프린트기판 내에 완전히 묻히거나 함몰될 수 있다("함몰 바이어스").

도 8에 도시된 전기전도층(820)은 당해 기술분야에서 잘 알려진 임의의 방법을 통해 형성할 수 있다. 예를 들면, 금속물질로 된 박판 또는 호일을 반큐어링 또는 큐어링된 프리프레그 또는 적층체의 적어도 일부 상에 적층하여 전기전도층을 형성할 수 있다. 또한, 큐어링된 프리프레그 또는 적층체의 적어도 일부 상에 전해도금, 비전해도금 또는 스퍼터링 등 당해 기술분야에서 잘 알려진 방법을 통해 금속물질층을 입혀 전기전도층을 형성할 수도 있다. 그러나, 본 발명의범위는 이에 국한되지 않는다. 전기전도층에 사용하기 적합한 금속물질로는 구리(구리가 바람직함), 은, 알루미늄, 금, 주석, 주석-납 합금, 팔라듐 및 이들의 조합이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 비제한적인 다른 태양에서, 전자제품용 지지체는 하나 이상의 전자회로기판을 하나 이상의 클래드 적층체 및/또는 하나 이상의 프리프레그와 함께 적층하여 다층 전자회로기판의 형태로 형성할 수 있다. 필요한 경우, 전자제품용 지지체에 전기전도층을 추가적으로 형성할 수 있는데, 예를 들면 다층 전자회로기판의 노출면 일부에 형성할 수 있다. 또한, 필요한 경우, 앞에서 언급한 방식을 통해 상기 전기전도층으로부터 회로를 추가 형성할 수도 있다. 다층 전자회로기판에서 각 층의 상대적 위치에 따라 내부 및 외부회로가 존재할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 위에서 언급한 바와 같이, 특히 기판의 일부 또는 전부를 통과하여 추가적인 구멍을 형성하여 원하는 위치의 층간 전기적 연결을 꾀할 수도 있다. 결과적으로, 일부 구멍은 구조 전체에 걸쳐 연장될 수 있고, 일부 구멍은 부분적으로만 연장될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

전자제품용 지지체(254)를 형성하는 적층체의 두께는 0.051 mm(약 0.002 in) 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.13 mm(약 0.005in) ∼ 2.5 mm(약 0.1in)이다. Style 7628 패브릭으로 구성된 8겹 적층체의 두께는 일반적으로 1.32 mm(약 0.052in)이다. 적층체에서 패브릭의 층수는 원하는 적층체 두꼐에 따라 달라질 수 있다.

적층체의 수지 함량은 35 ∼ 80 중량%가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40∼ 75 중량%이다. 적층체 내 패브릭의 양은 20 ∼ 65 중량%가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 25 ∼ 60 중량%이다.

E-유리 방적 패브릭과 최소 유리전이온도가 110 ℃인 FR-4 에폭시 수지 매트릭스 물질로 형성한 적층체의 경우, 횡단(cross) 기계방향 또는 폭 방향(일반적으로 패브릭의 세로축 방향과 수직임, 즉 씨실 방향임)의 바람직한 최소 굴곡강도는 3 ×10⁷kg/m²이상이며, 더욱 바람직하게는 3.52 ×10⁷kg/m²(약 50kpsi) 이상, 더더욱 바람직하게는 4.9 ×10⁷kg/m²(약 70 kpsi) 이상이다. The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits에서 펴낸 IPC-4101 "Specification for Base Materials for Rigid and Multilayer Printed Boards" (December 1997), pp. 29를 참고하라. 길이 방향(일반적으로 패브릭의 세로축 방향과 평행함, 즉 날실 방향임)의 경우, 바람직한 최소 굴곡강도는 4 ×10⁷kg/m²이상이며, 더욱 바람직하게는 4.23 ×10⁷kg/m²(약 50kpsi) 이상이다. 굴곡강도는 ASTM D-790 및 Interconnecting and Packaging Electronics에서 펴낸 IPC-TM-650 Test Methods Manual (Decemebr 1994)을 참고하라. 여기에는 금속 클래딩 부분은 완전히 빠져 있는데, 이에 관해서는 IPC-4101의 3.8.2.4를 참고하라. 본 발명의 전자제품용 지지체는 굴곡강도(장력 및 압축력)와 모듈러스가 높아 적층체를 포함한 회로기판의 변형을 줄여주는 장점을 가진다.

구리 클래드 FR-4 에폭시 적층체 형태의, 본 발명의 전자제품용 지지체는 50∼ 288 ℃에서 IPC Test Method 2.4.41에 따른 적층체의 z-방향, 즉 적층체 두께 횡단방향의 열팽창계수("Z-CTE")가 바람직하게는 5.5% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.01 ∼ 5.0%이다. 각 적층체는 8층의 Style 7628 패브릭을 포함하는 것이 바람직하나, Style 106, 108, 1080, 2113, 2116 또는 7535 패브릭을 대신 사용할 수 있으며, 이에 국한되는 것도 아니다. 또한, 적층체는 이들 패브릭 유형의 조합을 포함할 수도 있다. 열팽창계수가 낮은 적층체는 일반적으로 팽창 또는 수축이 적으므로 기판의 변형이 적다.

본 발명은 본 발명에 개시된 내용을 바탕으로 하여 형성된 적어도 하나의 복합재층과 또 그 외의 방법, 즉 기존의 유리섬유 복합재 기술을 이용하여 형성된 적어도 하나의 복합재층을 포함하는 다층 적층체 및 전자회로기판의 제조에도 이용될 수 있다. 보다 구체적으로 말하면, 당해 기술분야에서 잘 알려진 바와 마찬가지로, 패브릭 방적에 사용되는 일반적인 연속 유리섬유 스트랜드의 필라멘트는 부분적으로 또는 완전히 덱스트린화된 전분 또는 아밀로오스, 수소화 식물성 유지, 양이온 습윤제(cationic wetting agent), 에멀션화제 및 물을 포함하는 전분/오일 사이징으로 처리할 수 있다. 여기에는 Loewenstein, pp. 237-244 (3rd Ed. 1993)에 개시된 내용이 포함되나, 이에 국한되는 것은 아니다. 방적과정에서 스트랜드의 마모를 보호하기 위하여 이들 스트랜드로부터 생산한 날실을 용액으로 처리한다. 예를 들어, 미국 특허등록 제4,530,876호 칼럼(column) 3의 제67행부터 칼럼 4의 제11행에는 폴리(비닐알코올)이 개시되어 있다. 이러한 과정을 일반적으로 슬래싱이라고 한다. 폴리(비닐알코올)과 전분/오일 사이즈는 일반적으로복합재 제조업체에서 생산하는 고분자 매트릭스 물질 및 패브릭과 양립 가능하지 않으므로 유리섬유 표면의 유기물질을 충분히 제거한 후 패브릭을 침윤시키게 된다. 이것은 패브릭을 문지르는 등 여러 방식으로 할 수 있는데, 당해 기술분야에서 잘 알려진 방법에 따라 패브릭을 열처리하는 것이 보다 일반적이다. 세척과정을 거치게 되면 패브릭 침윤에 사용되는 고분자 매트릭스 물질과 세척된 유리섬유 표면 사이에 적절한 계면이 없어지게 되므로, 유리섬유 표면에 커플링제를 도포해야 한다. 이러한 과정을 피니싱이라고 부르기도 한다. 피니싱 과정에 가장 흔히 사용하는 커플링제는 실란이며, 이것은 E. P. Plueddemann, Silane Coupling Agents (1982), pp. 146-147에 개시되어 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 또한, Lowenstein, pp. 249-256 (3rd Ed. 1993)을 참고하라. 실란 처리가 끝난 후, 양립 가능한 고분자 매트릭스 물질을 이용하여 패브릭을 침윤한 다음 일련의 계측롤 사이로 패브릭을 압착시키고 건조하여 반큐어링된 프리프레그를 얻는다. 본 발명에서 사이징의 특성과 세척과정 및/또는 복합재에 사용된 매트릭스 수지에 따라 슬래싱 및/또는 피니싱 단계를 생략할 수 있음을 이해해야 한다. 다음으로, 기존의 유리섬유 복합재 기술에 의한 하나 이상의 프리프레그를 본 발명에 따른 하나 이상의 프리프레그와 조합하여 위에서 설명한 전자제품용 지지체를 형성할 수 있으며, 특히 다층 적층체 또는 전자회로기판을 형성할 수 있다. 전자회로기판의 제조에 관한 보다 자세한 사항은 Electronic Materials Handbook™, ASM International (1989), pp. 113-115, R. Tummala (Ed.), Microelectronics Packaging Handbook, (1989), pp. 858-861, 895-909, M. W. Jawitz, PrintedCircuit Board Handbook (1997), pp. 9.1-9.42, C. F. Coombs, Jr. (Ed.), Printed Circuits Handbook, (3rd Ed. 1988), pp. 6.1-6.7을 참고하라.

본 발명의 전자제품용 지지체를 형성하는 복합재 및 적층체는 전자산업에서 사용하는 패키징의 형성에 이용될 수 있으며, 보다 구체적으로는 Tummala, pp. 25-43에 개시된 제1, 제2 및/또는 제3 단계(level) 패키징의 형성에 이용될 수 있다. 또한, 본 발명은 다른 패키징 단계에도 이용될 수 있다.

본 발명의 한 비제한적 태양에서, Style 7628 E-유리 패브릭과 Tg가 140 ℃인 FR-4 고분자 수지로 형성한 8층(겹) 형태의 프리프레그를 이용하여 제조한, 클래딩을 하지 않은 적층체의 굴곡강도는, IPC-TM-650, No. 2.4.4에 따라 측정한 경우, 패브릭 날실 방향으로는 100,000 psi(약 690MPa) 이상이 바람직하며, 패브릭 씨실 방향으로는 80,000 psi(약 552MPa) 이상이 바람직하다.

본 발명의 다른 비제한적 태양에서, Style 7628 E-유리 패브릭과 Tg가 140 ℃인 FR-4 고분자 수지로 형성한 8층(겹) 형태의 프리프레그를 이용하여 제조한, 클래딩을 하지 않은 적층체의 숏빔 전단강도는, 스팬(span) 길이 대 두께 비 5에서 ASTM D 2344-84에 따라 측정한 경우, 패브릭 날실 방향으로는 7400 psi(약 51MPa) 이상이 바람직하며, 패브릭 씨실 방향으로는 5600 psi(약 39MPa) 이상이 바람직하다.

본 발명의 다른 비제한적 태양에서, Style 7628 E-유리 패브릭과 Tg가 140 ℃인 FR-4 고분자 수지로 형성한 8층(겹) 형태의 프리프레그를 이용하여 제조한, 클래딩을 하지 않은 적층체의 숏빔 전단강도는, 끓는 물에 24시간 동안 담근 후 스팬 길이 대 두께 비 5에서 ASTM D 2344-84에 따라 측정한 경우, 패브릭 날실 방향으로는 5000 psi(약 34MPa) 이상이 바람직하며, 패브릭 씨실 방향으로는 4200 psi(약 30MPa) 이상이 바람직하다.

본 발명은 또한 매트릭스 물질을 보강하여 복합재를 형성하는 방법을 포함한다. 이 방법은 (1) 상술한 바와 같이 스트랜드의 인접 섬유와의 사이에 간극을 제공하는 입자로 구성되는, 적어도 하나의 1차, 2차 및/또는 3차 코팅 조성물을 섬유 스트랜드 보강용 물질에 도포하는 단계, (2) 코팅을 건조하여 보강용 물질 위에 코팅을 형성하는 단계, (3) 보강용 물질과 매트릭스 물질을 조합하는 단계 및 (4) 매트릭스 물질을 적어도 부분적으로 큐어링하여 보강 복합재를 얻는 단계로 구성된다. 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니지만, 상기 보강용 물질을 매트릭스 물질에 분산시키거나 하여 고분자 매트릭스 물질과 조합할 수 있다. 건조 후 코팅은, 보강용 물질 상에 충분히 균일한 코팅을 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명의 비제한적인 한 태양에서, 입자는 전체 고형성분 기준으로 20 중량% 이상의 사이징 조성물로 구성된다. 본 발명의 다른 비제한적 태양에서, 입자의 최소 평균 입자치수는 3 ㎛ 이상이며, 바람직하게는 5 ㎛ 이상이다. 본 발명의 보다 구체적인 비제한적 태양에서, 입자의 모스경도값은 섬유 스트랜드에 포함된 모든 유리섬유의 모스경도값보다 작다.

본 발명은 또한 섬유 스트랜드의 인접 섬유간 접착을 방지하는 방법을 포함한다. 이 방법은 (1) 상술한 바와 같이 스트랜드의 인접 섬유와의 사이에 간극을 제공하는 입자로 구성되는, 적어도 하나의 1차, 2차 및/또는 3차 코팅 조성물을섬유 스트랜드 보강용 물질에 도포하는 단계와 (2) 코팅을 건조하여 섬유 스트랜드의 섬유 위에 코팅을 형성하는 단계로 구성된다. 건조 후 코팅은, 보강용 물질 상에 충분히 균일한 코팅을 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명의 비제한적인 한 태양에서, 입자는 전체 고형성분 기준으로 20 중량% 이상의 사이징 조성물로 구성된다. 본 발명의 다른 비제한적 태양에서, 입자의 최소 평균 입자치수는 3 ㎛ 이상이며, 바람직하게는 5 ㎛이상이다. 구형 입자의 경우, 최소 평균 입자치수는 입자의 직경과 일치할 것이다. 사각형 입자의 경우, 최소 평균 입자치수는 입자의입자의 평균길이, 즉 폭 또는 높이와 일치할 것이다. 본 발명의 보다 구체적인 비제한적 태양에서, 입자의 모스경도값은 섬유 스트랜드에 포함된 모든 유리섬유의 모스경도값보다 작다.

본 발명은 또한 섬유보강 복합재의 매트릭스 물질 가수분해를 방지하기 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 (1) 상술한 바와 같이 전체 고형성분 기준으로 20 중량% 이상의 격리 입자로 구성되는, 적어도 하나의 1차, 2차 및/또는 3차 코팅 조성물을 섬유 스트랜드 보강용 물질에 도포하는 단계와 (2) 코팅을 건조하여 보강용 물질 위에 코팅을 형성하는 단계, (3) 보강용 물질과 매트릭스 물질을 조합하는 단계 및 (4) 매트릭스 물질을 적어도 부분적으로 큐어링하여 보강 복합재를 얻는 단계로 구성된다. 건조 후 코팅은, 보강용 물질 상에 충분히 균일한 코팅을 형성하는 것이 바람직하다. 앞에서 언급한 바와 같이, 상기 보강용 물질을 매트릭스 물질에 분산시키거나 하여 고분자 매트릭스 물질과 조합할 수 있다.

본 발명의 비제한적인 한 태양에서, 패브릭은 Style 7628 형태로 방적되고ASTM D 737 Standard Test Method for Air Permeability of Textile Fabrics에 따라 측정한 공기투과도가 10ft3/분 이하인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5ft3/분 이하이다. 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니지만, 본 발명에 따른 패브릭의 날실은 단면이 길고 스트랜드 개방성이 높아서 슬래싱한 날실을 사용하는 기존 패브릭에 비해 공기투과도가 작아지는 것으로 생각된다.

위에서 언급한 바와 마찬가지로, 기존의 전자제품용 지지체 방적과정에서 날실은 일반적으로 방적과정에서 날실의 마모를 줄이기 위하여, 슬래싱 사이즈 코팅을 한 후 방적된다. 슬래싱 사이즈 조성물은 일반적으로 날실을 슬래싱 사이즈가 들어 있는 딥팬(dip pan) 또는 배쓰에 통과시킨 후 하나 이상의 스퀴즈롤을 통과시켜 여분의 물질을 제거하는 방법으로 도포한다. 대표적인 슬래싱 사이즈 조성물에는 필름형성 물질, 가소제 및 윤활제 등이 포함된다. 슬래싱 사이즈 조성물에 흔히 사용되는 필름형성 물질은 폴리비닐알코올이다. 슬래싱이 끝난 후 날실은 건조하여 직조기 빔(loom beam)에 감기게 된다. 날실 말단의 수와 간격은 방적 패브릭 유형에 따라 달라진다. 건조 후, 슬래싱한 날실의 일반적인 연소손실은 1차 사이즈와 슬래싱 사이즈의 조합으로 인해 2.0% 이상이 된다.

일반적으로, 슬래싱 사이즈와 전분/오일 사이즈는 전자제품용 지지체 보강을 위해 패브릭에 사용하는 경우, 복합재 제조업체에서 사용하는 고분자 수지 물질과 양립 불가능하므로, 방적 패브릭을 침윤시키기 전에 패브릭을 세척하여 유리섬유 표면의 유기물질을 거의 완전히 제거해 주어야 한다. 이것은 패브릭을 문지르는 등 여러 방식으로 할 수 있는데, 당해 기술분야에서 잘 알려진 방법에 따라 패브릭을 열처리하는 것이 보다 일반적이다. 세척과정을 거치게 되면 패브릭 침윤에 사용되는 고분자 매트릭스 물질과 세척된 유리섬유 표면 사이에 적절한 계면이 없어지게 되므로, 유리섬유 표면에 커플링제를 도포해야 한다. 이러한 과정을 피니싱이라고 부르기도 한다. 일반적으로 피니싱 사이즈 처리를 하면 패브릭의 LOI가 0.1% 이하로 된다.

피니싱 사이즈 처리가 끝나면, 패브릭을 양립 가능한 고분자 매트릭스 물질로 침윤한 다음 일련의 계측롤 사이로 패브릭을 압착시키고 건조하여 위에서 언급한 같이 반큐어링된 프리프레그를 얻는다. 전자회로기판의 제조에 관한 보다 자세한 사항은 Electronic Materials Handbook™, ASM International (1989), pp. 113-115, R. Tummala (Ed.), Microelectronics Packaging Handbook, (1989), pp. 858-861, 895-909, M. W. Jawitz, Printed Circuit Board Handbook (1997), pp. 9.1-9.42, C. F. Coombs, Jr. (Ed.), Printed Circuits Handbook, (3rd Ed. 1988), pp. 6.1-6.7을 참고하라.

슬래싱 과정에서는 비교적 두꺼운 코팅이 날실에 가해지므로, 슬래싱을 하지 않은 날실에 비해 뻣뻣해지고 신축성이 떨어지게 된다. 슬래싱 사이즈는 실을 한데 모이게 하여, 일반적으로 원형 단면을 가지는 촘촘한 뭉치 형태로 되게 하는 경향이 있다. 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니지만, 이러한 얀 구조(일반적으로 원형 단면을 가지는 촘촘한 뭉치 형태)는 프리침윤(pre-impregnation)과 같은 추후 공정단계에서 또는 슬래싱 제거후에까지, 고분자 수지 물질이 날실뭉치로 침투되는 것을 방해할 수 있는 것으로 생각된다.

본 발명에서 슬래싱이 해가 되는 것은 아니지만, 슬래싱은 바람직하지 않다. 그러므로, 본 발명의 바람직한 태양에서, 날실은 슬래싱 단계를 거치지 않고 방적하므로 슬래싱 사이즈 잔류물이 충분히 적게 된다. 여기에서, "충분히 적다"는 것은 날실의 슬래싱 사이즈 잔류물 함량이 20 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 5 중량% 이하라는 것을 의미한다. 본 발명의 보다 바람직한 태양에서, 날실은 슬래싱 단계를 거치지 않고 방적하므로 슬래싱 사이즈 잔류물이 거의 없게 된다. 여기에서, "거의 없다"는 것은 날실 표면의 슬래싱 사이즈 잔류물 함량이 바람직하게는 0.5 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 중량% 이하, 가장 바람직하게는 0 중량%라는 것을 의미한다. 그러나, 날실을 방적하기 전에 2차 코팅과정을 거치는 경우, 방적 전 날실 표면에 도포되는 2차 코팅의 함량은 날실의 0.7중량% 이하가 바람직하다.

본 발명의 바람직한 한 태양에서, 날실의 연소손실은 2.5 중량% 이하이며, 더욱 바람직하게는 1.5 중량% 이하, 가장 바람직하게는 0.8 중량% 이하이다. 또한, 본 발명의 패브릭의 전체 연소손실은 0.1 ∼ 1.6%가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.4 ∼ 1.3%, 더더욱 바람직하게는 0.6 ∼ 1%이다.

본 발명의 다른 비제한적 태양에서, 날실은 연장된 단면과 높은 스트랜스 개방성을 가지는 것이 바람직하다. 여기에서 "연장된 단면"이란 일반적으로 날실의 단면 모양이 납작하거나 타원형이라는 것을 의미한다. 스트랜드 개방성이 높다는 것은 얀 또는 스트랜드의 개별 섬유가 단단히 붙어 있지 않고 개별 섬유 사이에 개방된 공간이 있어 매트릭스 물질이 실뭉치에 쉽게 침투된다는 것을 의미한다. 슬래싱을 한 날실은 일반적으로 원형 단면을 가지고 스트랜드 개방성이 낮으므로 그와 같은 침투가 용이하지 않다. 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니지만, 적층시 날실뭉치 내로의 수지 침투 특성이 좋으면(즉, 수지 웨트-아웃 특성이 좋으면), 적층체 또는 전자제품용 지지체 내로의 수분 침투경로가 제거 또는 감소하여 본 발명에 따른 적층체 또는 전자제품용 지지체의 전체적인 가수분해 안정성이 좋아질 수 있는 것으로 생각된다. 이것은 이러한 적층체 또는 전자제품용 지지체로 제작한 프린트기판이 바이어스(bias) 하에서 습한 조건에 노출되었을 경우, 전도성 양극 필라멘트의 형성에 의한 전기적 단락사고(electrical short failures)를 막는 데에도 효과적일 수 있다.

스트랜드의 개방성 정도는 F-지수 테스트로 측정할 수 있다. F-지수 테스트에서는, 측정하고자 하는 얀을 수직으로 정렬된 일련의 롤러에 통과시킨 다음, 발광표면과 반대편의 감광표면으로 구성된 감지장치에 수평으로 위치시키되, 얀의 수직축이 일반적으로 발광 및 감광표면과 평행하도록 한다. 감지장치는 수직으로 정렬된 롤러의 중간 높이에 위치하도록 장착한다. 얀과 감지장치 사이의 수평거리는 롤러를 감지장치와 가까이 또는 멀리 하면서 제어한다. 얀이 롤러를 통과할 때(보통 약 30m/분의 속도로), 스트랜드 개방성 정도에 따라 얀의 일부분이 발광표면에서 나오는 빛을 가리면(식; eclipse) 감광표면에서 이에 대한 응답을 발하게 된다. 일정한 얀 길이(보통 약 10 m)에 대하여 이러한 식의 숫자를 기록한 후, 단위길이에 대한 식의 수로부터 스트랜드 개방성 정도를 평가한다.

기존의 슬래싱한 유리섬유 얀으로 방적한 패브릭의 날실 구조가타이트(tight)하여 개방성이 낮으면, 공기투과도가 본 발명에 따른 바람직한 패브릭의 공기투과도보다 높아지는 것으로 생각된다. 본 발명의 비제한적인 한 태양에서, ASTM D 737 Standard Test에 따라 측정한 패브릭의 공기투과도는 10ft³/분/ft²(약 0.05 표준 m³/분/m²)를 넘지 않으며, 더욱 바람직하게는 5ft³/분/ft²(1.52 표준 m³/분/m²), 가장 바람직하게는 3ft³/분/ft²(0.91 표준 m³/분/m²)를 넘지 않는다. 본 발명의 다른 태양에서, 패브릭은 ASTM D 737 Standard Test에 따라 측정한 공기투과도가 10ft³/분/ft², 더욱 바람직하게는 5ft³/분/ft², 가장 바람직하게는 3ft³/분/ft²를 넘지 않는 Style 7628 패브릭으로 방적된다.

특정한 이론에 구속되거나 제한되는 것은 아니지만, 연장되거나 납작해진 단면을 가지는 패브릭으로 만들어진 적층체는 드릴링 특성 역시 좋을 것으로 생각된다. 보다 구체적으로 말하면, 날실의 단면이 연장되는 경우 패브릭의 날실과 씨실 사이의 교차점(cross over points)의 프로필이 원형 단면을 가지는 기존의 날실로부터 얻은 패브릭보다 줄어들기 때문에, 드릴링시 드릴비트와 유리섬유의 접촉이 감소하여 마모가 줄어들 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 한 태양에서, 날실과 씨실은 모두 형성과정에서 수지와 양립 가능한 1차 코팅 조성물을 도포하는 것이 바람직하다. 날실에 도포되는 수지와 양립 가능한 1차 코팅 조성물은 씨실에 도포되는 수지와 양립 가능한 1차 코팅 조성물과 동일할 수 있으며 다를 수도 있다. 여기에서 "씨실에 도포되는 수지와 양립 가능한 1차 코팅 조성물과 다르다"는 것은 날실에 도포되는 수지와 양립 가능한 1차 코팅 조성물의 적어도 한 성분의 함량이 씨실에 도포되는 1차 코팅 조성물의 성분 함량과 다르거나, 날실에 도포되는 1차 코팅 조성물에 존재하는 적어도 한 성분이 씨실에 도포되는 1차 코팅 조성물에는 존재하지 않거나, 씨실에 도포되는 1차 코팅 조성물에 존재하는 적어도 한 성분이 날실에 도포되는 1차 코팅 조성물에는 존재하지 않는 경우를 의미한다.

본 발명의 또 다른 비제한적 태양에서, 패브릭의 얀의 유리섬유는 밀도가 2.60g/cm3 이하인 E-유리섬유이다. 본 발명의 또 다른 바람직한 비제한적 태양에서, 상기 E-유리섬유 얀은 Style 7628 패브릭으로 방적되는 경우, 날실 방향의 인장강도가 동일 유형에 대한 기존의 열-세정 또는 피니싱 세척의 인장강도(날실 방향)보다 큰 패브릭이 얻어진다. 본 발명의 비제한적인 한 태양에서, 수지와 양립 가능한 1차 코팅 조성물은 "끈적끈적한(tacky)" 필름성형 물질을 충분히 적게 포함한다. 즉, 1차 코팅 조성물의 끈적끈적한 필름성형 물질 함량은 전체 고형성분 기준으로 10 중량% 이하가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5 중량% 이하이다.

본 발명의 바람직한 태양에서, 수지와 양립 가능한 1차 코팅 조성물은 "끈적끈적한" 필름성형 물질을 거의 포함하지 않는다. 즉, 1차 코팅 조성물의 끈적끈적한 필름성형 물질 함량은 전체 고형성분 기준으로 1 중량% 이하가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 이하, 가장 바람직하게는 0.1 중량% 이하이다. 끈적끈적한 필름성형 물질은 씨실의 공기분사 이동특성을 떨어뜨리거나 날실이 서로 들러붙게 하여 얀의 방적특성을 나쁘게 할 염려가 있다. 끈적끈적한 필름성형 물질의 구체적인 예로는 수용성 에폭시 수지 필름성형 물질이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

이하에서는 본 발명에 따른 전자제품용 지지체에 사용되는 패브릭의 다른 형성방법에 대해 일반적으로 설명하겠다. 이 방법은 (1) 다수의 유리섬유로 구성되며 적어도 일부에 수지와 양립 가능한 제1 코팅을 가지는 씨실을 얻는 단계, (2) 다수의 유리섬유로 구성되며 적어도 일부에 수지와 양립 가능한 제2 코팅을 가지는 날실을 얻는 단계, 그리고 (3) 적어도 하나의 씨실과 연소손실이 2.5중량% 이하인 적어도 하나의 날실을 방적하여 전자제품용 지지체의 보강에 적합한 패브릭을 형성하는 단계로 구성된다.

이하에서는 전자제품용 지지체에 적합한 적층체를 형성하는 방법에 대하여 일반적으로 설명하겠다. 이 방법은 다수의 유리섬유로 구성되며 적어도 일부에 수지와 양립 가능한 제1 코팅을 가지는 적어도 하나의 씨실과, 다수의 유리섬유로 구성되며 적어도 일부에 수지와 양립 가능한 제2 코팅을 가지며 방적시 연소손실이 2.5 중량% 이하인 적어도 하나의 날실을 방적하여 패브릭을 형성하는 단계로 구성된다.

위에서 언급한 바와 같이, 일반적인 패브릭 성형과정에서 유리섬유 및/또는 얀에 도포되는 기존의 사이징 조성물(즉, 1차 사이징 조성물 및 슬래싱 사이즈 조성물)은 수지와 양립 불가능하므로, 패브릭을 고분자 수지 물질로 침윤시키기 전에 패브릭에서 제거해 주어야 한다. 위에서 언급한 바와 같이, 이것은 보통 패브릭 방적 후 열-세정을 통해 이루어진다. 그러나, 열-세정을 하게 되면 유리섬유의 강도가 떨어지게 되고(따라서 유리섬유로 형성한 얀과 패브릭의 강도도 떨어진다) 유리의 농축(densify)의 원인이 되기도 한다. 방적 전에 날실 및 씨실에 도포되는 본 발명의 수지와 양립 가능한 코팅은 침윤 전에 제거할 필요가 없으므로 열-세정이 불필요하다. 따라서, 본 발명의 바람직한 비제한적 태양에서, 패브릭은 침윤 전에 열처리 및 그에 따른 열악화(thermal degradation)를 거치지 않는다.

또한, 기존의 패브릭 성형과정에서는, 열-세정에 의해 사이징 조성물을 제거한 후 패브릭을 침윤하기 전에 피니싱 사이즈를 도포하여 패브릭과 고분자 수지의 양립 가능성을 높여 주어야 한다. 본 발명에 따라 날실 및/또는 씨실에 수지와 양립 가능한 코팅을 도포하면 패브릭을 피니싱할 필요가 없어진다. 따라서, 본 발명의 바람직한 다른 비제한적 태양에서, 패브릭은 2차 코팅 및/또는 피니싱 사이즈 잔류물이 충분히 적다. 즉, 2차 코팅 및/또는 피니싱 사이즈 잔류물의 함량이 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하이다. 본 발명의 보다 바람직한 태양에서, 패브릭은 2차 코팅 및/또는 피니싱 사이즈 잔류물이 거의 없다. 여기에서 "거의 없다"는 것은, 패브릭의 2차 코팅 및/또는 피니싱 사이즈 잔류물 함량이 1 중량% 이하, 바람직하게는 0.5중량% 이하라는 것을 의미한다.

이하에서는 구체적인 비제한적 실시예를 사용하여 본 발명을 설명하도록 하겠다.

실시예 1

표 1A에 제시된 함량을 가지는 성분을 혼합하여, 본 발명에 따른 수용성 형성 사이즈 조성물 A~F를 위에서 제시한 것과 유사한 방법으로 제조하였다. 각 조성물에는 아세트산을 1 중량% 이하 첨가하였다. 수용성 형성 사이즈 조성물 A~F를 E-유리섬유 스트랜드 위에 코팅하였다. 각 형성 사이즈 조성물은 2.5 중량%의 고형성분을 함유하였다. 통상적인 꼬기(twisting) 장치를 사용하는 것과 유사한 방법으로 각 코팅 유리섬유 스트랜드를 꼬아 얀을 형성한 뒤 얼레에 감았다. 샘플 Bvac는 수용성 형성 사이즈 조성물 B로 코팅하고 190℉의 진공에서 약 46시간 동안 건조하였다. 샘플 A~F의 각 연소손실은 1 중량% 이하였다. 샘플 Chi와 Dhi의 연소손실은 각각 1.59 중량%와 1.66 중량%였다.

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
	샘플
성 분	A	B	C	D	E	F
RD-847A⁹⁷	28.6	29.1	31.58	50.71	0	0
데스모펜 2000⁹⁸	43.7	39.1	0	0	0	0
에피-레즈(EPI-REZ) 3522-W-66⁹⁹	0	0	21.05	0	0	0
에폰 826¹⁰⁰	0	0	0	0	16.12	63.54
PVP-K30¹⁰¹	0	9.7	15.79	15.21	1.31	5.18
A-187¹⁰²	2.3	2.3	8.42	8.11	3.17	12.51
A-174¹⁰³	4.7	4.8	0	0	0	0
A-1100¹⁰⁴	0	0	8.42	8.11	0	0
플루로닉 F-108¹⁰⁵	10.7	5.6	0	0	0	0
이게팔 CA-630¹⁰⁶	0	0	4.74	6.39	1.63	6.44
버사미드 140¹⁰⁷	4.8	4.8	0	0	0	0
알카멀스 EL-719¹⁰⁸	0	0	0	0	1.63	6.44
케스코 PEG 600¹⁰⁹	0	0	0	0	0.79	3.11
마콜 NP-6¹¹⁰	3.6	3.6	4.74	6.39	0	0
⁹⁷오하이오주 콜럼버스 소재의 보던 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 RD-847A 폴리에스테르 수지⁹⁸펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 데스모펜 2000 폴리에틸렌 아디페이트 디올⁹⁹텍사스주 휴스턴 소재의 쉘 케미칼 캄파니에서 상업적으로 시판하는 에피-레즈(등록상표) 3522-W-66¹⁰⁰텍사스주 휴스턴 소재의 쉘 케미칼 캄파니에서 상업적으로 시판하는 에폰 826¹⁰¹뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈¹⁰²뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란¹⁰³뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란¹⁰⁴뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-1100 아미노-작용성 유기 실란 커플링제¹⁰⁵뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플루로닉(등록상표) F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체¹⁰⁶뉴저지주 웨인 소재의 GAF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 이게팔 CA-630 에톡실화 옥틸페녹시에탄올¹⁰⁷오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 버사미드 140 폴리아미드¹⁰⁸론-폴렌크에서 상업적으로 시판하는 알카멀스 EL-719 폴리옥시에틸화 식물성 오일¹⁰⁹일리노이주 시카고 소재의 스테판 캄파니에서 상업적으로 시판하는 케스코 PEG 600 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트 에스테르¹¹⁰뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF에서 상업적으로 시판하는 마콜 NP-6 노닐페놀 계면활성제

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
	샘플
성 분	A	B	C	D	E	F
에머리 6717¹¹¹	0	0	0	0	0.40	1.56
에머리 6760¹¹²	0	0	4.21	4.06	0	0
폴리옥스 WSR-301¹¹³	0.6	0	0	0	0	0
폴라썸 PT 160¹¹⁴	1.0	1.0	0	0	74.78	1.00
릴리즈코트-콘크 25¹¹⁵	0	0	1.05	1.01	0	0
¹¹¹오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 에머리^R6717 부분 아미드화 폴리에틸렌 이민¹¹²오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 에머리^R6760 윤활제¹¹³코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드에서 상업적으로 시판하는 폴리옥시 WSR-301 폴리(에틸렌 옥사이드)¹¹⁴오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸(등록상표) PT 160 질화 붕소 분말 입자¹¹⁵테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는 수성 분산액 형태의 오르팩 보론 니트라이드 릴리즈코트-콘크 25 질화 붕소 입자

상용제품인 631 및 633 D-450 전분/오일 코팅 얀, 690 및 695 전분/오일 코팅 얀 및 1383 G-75 얀(모두 PPG Industries, Inc.에서 시판중)을 비교용 샘플로 하여 평가를 실시하였다. 또한, 3개의 비교용 샘플 X1, X2, X3를 각각 아래의 표 1B와 같이 동일한 형성 조성물로 코팅하여 시험하였다. 비교용 샘플 X1의 고형성분 함량은 2.5 중량%였다. 비교용 샘플 X2의 고형성분 함량은 4.9 중량%였으며 25 ℃에서 약 8시간 공기건조하였다. 비교용 샘플 X3의 고형성분 함량은 4.6 중량%였다.

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
성 분	샘플 번호 X
RD-847A¹¹⁶	28.9
데스모펜 2000¹¹⁷	44.1
A-187¹¹⁸	2.3
A-174¹¹⁹	4.8
플루로닉 F-108¹²⁰	10.9
버사미드 140¹²¹	4.8
마콜 NP-6¹²²	3.6
폴리옥스 WSR-301¹²³	0.6
¹¹⁶오하이오주 콜럼버스 소재의 보던 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 RD-847A 폴리에스테르 수지¹¹⁷펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 데스모펜 2000 폴리에틸렌 아디페이트 디올¹¹⁸뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란¹¹⁹뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란¹²⁰뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플루로닉(등록상표) F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체¹²¹오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 버사미드 140 폴리아미드¹²²뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF에서 상업적으로 시판하는 마콜 NP-6 노닐페놀 계면활성제¹²³코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드에서 상업적으로 시판하는 폴리옥시 WSR-301 폴리(에틸렌 옥사이드)

샘플 A~F와 비교용 샘플의 얀에 대하여 연소손실(LOI)과 상술한 "Air Jet Transport Drag Force" Test Method에 따른 공기분사 양립가능성(Air Drag)을 시험하였다.

각 얀 샘플을 274 m/분(300야드/분)의 속도로, 310 kPa(45psi) 게이지의 공기압에서, 내부 공기분사 체임버 직경이 2 mm이고 노즐 출구관 길이가 20 cm인 Sulzer Ruti 니들 공기분사 노즐장치 Model No. 044 455 001(Sulzer Ruti(North Carolina주 Spartanburg)에서 시판중)에 공급하였다. 얀이 공기분사 노즐에 진입하기 전 위치에서 장력계를 얀과 접촉하게 위치시켰다. 장력계를 이용하여각 얀 샘플이 공기분사 노즐로 진입할 때 얀 샘플에 가해지는 힘(저항력)을 측정하였다. 측정값을 표 1C에 나타내었다.

샘플 번호	날실 유형	LOI(%)	저항력(g 중)	공기분사 송풍 저항력(g 중/g)
A	G-75	0.35	68.5	103,474
B	G-75	0.30	84.9	128,248
B_vac	G-75	0.35	95.0	143,587
C	D-450	0.52	37.33	278,582
D	D-450	0.40	47.1	351,493
E	G-75	0.35	79.3	119,789
F	G-75	0.35	83.2	125,680
비교 샘플
631^*	D-450	1.6	21.45	160,075
633^*	D-450	1.3	38.1	284,328
690^*	G-75	1.0	108.23	163,489
695^*	G-75	1.0	100.46	151,752
1383	G-75	0.75	14.47	21,858
X1	G-75	0.33	36.4	54,985
X2	G-75	0.75	19.0	28,701
X3	D-450	1.37	12.04	89,851
C_hi	D-450	1.59	9.00	67,164
D_hi	D-450	1.66	10.43	77,836
* 전분-오일 사이징 조성물로 코팅.

위의 표 1C에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 고분자 매트릭스 물질과 양립 가능한 사이징 조성물로 코팅한 각 얀 A ∼ F의 Air Jet Transport Drag Value(공기분사 송풍 저항력)는 100,000 이상이었다. 비교용 샘플 중에서는, 일반적으로 고분자 매트릭스 물질과 양립 불가능한 전분-오일로 사이징한 스트랜드의 Air Jet Transport Drag Value만 100,000 이상이었다. 고분자 매트릭스와 양립가능한 코팅을 한 샘플 얀 Chi 및 Dhi는 Air Jet Transport Drag Value가 100,000보다 작았는데, 그 이유는 얀의 코팅 정도가 높았기 때문이다. 즉, 연소손실이 1.5%보다 커서 공기분사에 의한 섬유의 분리, 즉 필라멘트화가 억제되었다.

적층체 강도를 측정하기 위하여 샘플 695, 샘플 B 및 샘플 Bvac G-75 얀 각각을 Style 7628 패브릭 형태로 형성하였다. 각 패브릭 샘플 8겹을 EPON 1120-A80 에폭시 수지(Shell Corporation(Texas주 Houston)에서 시판중), 디시안디아미드, 2-메틸이미다졸 및 DOWANOL PM 글리콜에테르(The Dow Chemical Co.(Michigan주 Midland)에서 시판중)의 FR-4 수지 시스템으로 적층하여 적층체를 형성하였다.

IPC-4101, Section 3.8.2.4에 따라 적층체의 금속 클래딩을 완전히 에칭하여 제거한 후, ASTM D-790 및 Institute for Interconnecting and Packaging의 IPC-TM-650 Test Methods Manual (December 1994)에 따라 각 적층체의 굴곡강도를 측정하였으며, 15.9 mm(5/8in) 스팬과 1.27mm/분(0.05 인치/분)의 크로스헤드 속도에서 ASTM D-2344에 따라 층간(interlaminar) 전단강도(숏빔 전단강도)를 측정하였다. 결과를 아래의 표 1D에 제시하였다.

샘플	굴곡 강도	굴곡 탄성률	숏 빔 전단 강도
	Pa(파스칼)	psi	Pa	psi	Pa	psi
B	4.9 x 10⁸	71534	2.4 x 10¹⁰	3465000	2.6 x 10⁷	3742
B_vac	5.0 x 10⁸	72215	2.4 x 10¹⁰	3450600	2.5 x 10⁷	3647
695	4.3 x 10⁸	62959	2.3 x 10¹⁰	3360800	2.3 x 10⁷	3264

위의 표 1D에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조한 적층체 샘플 B 및 Bvac는 695 전분-오일 코팅 유리섬유 얀으로 제조한 적층체 샘플보다 굴곡강도는 더 크고, 숏빔 전단강도는 비슷하였다.

샘플 A 및 B와 비교용 샘플 1383 및 X1에 대하여, 직경 약 5 cm(2in)의 고정 크롬 포스트(stationary chrome post)가 장력 측정장치 사이의 5 cm 지점에 설치되어 얀이 위치하도록 한 한 쌍의 장력 측정장치를 통해, 274 m/분(300야드/분)의 속도로 각 얀 샘플에 30 g의 장력을 가하면서 마찰력을 측정하였다. 마찰력 차이(g 단위)를 아래의 표 1E에 나타내었다. 마찰력 시험은 방적과정에서 얀에 가해지는 마찰력을 시뮬레이션하기 위한 것이다.

샘플 A 및 B와 비교용 샘플 1383 및 X1에 대하여, 마모 시험장치(abrasion tester)를 사용하여 필라멘트 파손시험을 실시하였다. 마모 시험장치를 이용하여 200 g의 장력을 0.46 m/분(18야드/분)의 속도로 각 시험 샘플에 가하였다. 각 샘플 및 비교용 샘플에 대하여 2차례 측정한 후 파손된 필라멘트의 수를 평균하여 아래의 표 1E에 나타내었다. 마모 시험장치는 2개의 강철리드열(rows of steel reeds)가 1인치 간격으로 평행하게 위치한 구조로 되어 있다. 각 시험용 얀 샘플을 첫 번?? 리드열의 인접 2리드 사이에 끼운 다음, 리드열 사이의 간격을 0.5인치로 하고 두 번째 리드열의 인접 2리드 사이에 끼웠다. 리드를 4인치 길이 범위에서 실 이동 방향과 평행으로, 240사이클/분의 속도로 전후로 이동시켰다.

	샘플
	A	B	비교 샘플 1383	비교 샘플 X1
마찰력(g)	24.7	18.3	23.9	38.1
얀 1야드당 파손된 필라멘트 수	2.0	1.0	3.8	1.0

위의 표 1E에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 질산화붕소를 포함하는 사이징 조성물로 코팅한 샘플 A 및 B는 비교용 샘플에 비해 파손된 필라멘트의 수가 적었으며, 마찰력도 작았다.

실시예 2

표 2A에 제시된 함량을 가지는 성분을 혼합하여, 본 발명에 따른 수용성 형성 사이즈 조성물 G 및 H를 위에서 제시한 것과 유사한 방법으로 제조하였다. 각 조성물에는 아세트산을 전체 중량 기준으로 1중량% 이하 첨가하였다.

실시예 1의 표 1A의 수용성 형성 사이즈 조성물 E 및 F와, 표 2A의 G 및 H 그리고 비교용 샘플 Y를 G-75 E-유리섬유 스트랜드 위에 코팅하였다. 각 형성 사이즈 조성물은 6 ∼ 25 중량%의 고형성분을 함유하였다.

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
	샘플
성 분	G	H	비교 샘플 Y
에폰 826¹²⁴	16.12	63.54	60.98
PVP-K30¹²⁵	1.31	5.18	4.97
알카멀스 EL-719¹²⁶	1.63	6.44	6.18
이게팔 CA-630¹²⁷	1.63	6.44	6.18
케스코 PEG 600¹²⁸	0.79	3.11	2.98
A-187¹²⁹	3.17	12.51	12.00
에머리 6717¹³⁰	0.40	1.56	1.50
프로토루브 HD¹³¹	0	0	4.61
폴라썸 PT 160¹³²	0	0	0
릴리즈코트-콘크 25¹³³	74.78	1.00	0
¹²⁴텍사스주 휴스턴 소재의 쉘 케미칼 캄파니에서 상업적으로 시판하는 에폰 826¹²⁵뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈¹²⁶론-폴렌크에서 상업적으로 시판하는 알카멀스 EL-719 폴리옥시에틸화 식물성 오일¹²⁷뉴저지주 웨인 소재의 GAF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 이게팔 CA-630 에톡실화 옥틸페녹시에탄올¹²⁸일리노이주 시카고 소재의 스테판 캄파니에서 상업적으로 시판하는 케스코 PEG 600 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트 에스테르¹²⁹뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란¹³⁰오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 에머리(등록상표) 6717 부분 아미드화 폴리에틸렌 이민¹³¹뉴저지주 버밍험 소재의 시브론 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 프로토루브 HD 고밀도 폴리에틸렌 유화액¹³²오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸(등록상표) PT 160 질화 붕소 분말 입자¹³³테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는 수성 분산액 형태의 오르팩 보론 니트라이드 릴리즈코트-콘크 25 질화 붕소 입자

일반적인 꼬기(twisting) 장치를 사용하는 것과 유사한 방법으로 각 코팅 유리섬유 스트랜드를 꼬아 얀을 형성한 뒤 얼레에 감았다. 샘플 F 및 H는 꼬는 동안 사이징의 벗겨짐(shedding)이 매우 작았으나, 샘플 E 및 G는 사이징의 벗겨짐이 심했다.

샘플 E~H와 비교용 샘플 Y의 얀에 대하여 실시예 1과 비슷한 방법으로 공기 저항력을 측정하였다. 표 2B에 표시된 압력에 대하여 각각 2개의 얼레에서 공기 저항력을 측정하였다. Shirley Model No. 84 041L 필라멘트 파손 검출기(SDL International Inc.(영국)에서 시판중)를 사용하여 200 m/분의 속도로 얀 1200 m에 대한 필라멘트의 평균 파손 수를 측정하였다. 이 값은 각 얀의 4개 얼레에 대한 평균 측정값을 나타낸다. 풀 얼레, 얼레에서 136g(3/10 파운드)의 얀이 풀린(unwound) 후, 그리고 얼레에서 272 g(6/10 파운드)의 얀이 풀린 후에 대하여 필라멘트의 파손을 기록하였다.

각 얀에 대하여, 아래의 표 2B와 같이 게이트 장력 시험을 실시하였다. Gate Tension Method에서는, 얀을 얼레에서 200 m/분의 속도로 풀면서 8개의 평행 세라믹핀에 끼운 다음, 얀을 Shirley 필라멘트 파손 검출기를 통과시키면서 파손 필라멘트의 수를 카운트한다.

	샘플
파손 필라멘트 수/m 얀	E	F	G	H	비교 샘플 Y
풀 얼레	0.887	0.241	>10	0.065	0.192
136 g(3/10 파운드)	0.856	0.017	>10	0.013	0.320
272 g(6/10 파운드)	0.676	0.030	>10	0.101	0.192
게이트 장력(털의 수/m)
게이트 2	-	0.039	-	0.0235	0.721
게이트 3	-	0.025	-	0.028	0.571
게이트 4	-	0.0125	-	0.068	0.4795
게이트 5	-	0.015	-	0.093	0.85
게이트 6	-	0.0265	-	0.118	0.993
게이트 7	-	0.0695	-	0.31	1.0835
게이트 8	-	0.117	-	0.557	1.81
공기 저항력(g)
25 psi	얼레 1	-	10.420	-	10.860	11.610
	얼레 2	-	10.600	-	7.850	11.610
30 psi	얼레 1	-	11.690	-	12.500	13.680
	얼레 2	-	12.200	-	8.540	13.850
35 psi	얼레 1	-	13.490	-	14.030	15.880
	얼레 2	-	13.530	-	9.570	15.630
40 psi	얼레 1	-	14.740	-	14.110	17.560
	얼레 2	-	14.860	-	11.010	17.610
45 psi	얼레 1	-	16.180	-	16.390	19.830
	얼레 2	-	16.680	-	12.700	18.950
50 psi	얼레 1	-	17.510	-	19.280	22.410
	얼레 2	-	17.730	-	14.000	20.310
55 psi	얼레 1	-	19.570	-	23.350	29.350
	얼레 2	-	19.660	-	20.250	26.580

표 2B의 시험 결과를 보면, 본 발명에 따른 샘플 E~H의 마모 저항성이 비교용 샘플 Y보다 큰 것 같지만, 비교용 샘플 Y에는 샘플 E~H에는 없는 폴리에틸렌 에멀션 성분이 있어 얀의 마모특성을 높여 주기 때문에 이것만으로 어떤 결론을 내릴 수는 없을 것으로 생각된다.

실시예 3

표 3A에 제시된 함량을 가지는 성분을 혼합하여, 본 발명에 따른 수용성 형성 사이즈 조성물 K~N을 형성하였다. 각 수용성 조성물은 위에서 설명한 것과 유사한 방법으로 제조하였다. 각 조성물에는 아세트산을 전체 중량 기준으로 1 중량% 이하 첨가하였다.

표 3A의 각 수용성 형성 사이즈 조성물을 2G-18 E-유리섬유 스트랜드 위에 코팅하였다. 각 형성 사이즈 조성물은 10 중량%의 고형성분을 함유하였다.

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
	샘플
성분	K	L	M	N	비교 샘플 Z
열가소성 폴리우레탄 필름-형성 고분자¹³⁴	34.4	34.2	33.4	31.35	34.5
열가소성 폴리우레탄 필름-형성 고분자¹³⁵	51.5	51.2	50.18	46.9	51.7
폴리옥시알킬렌 폴리올 공중합체	0.3	0.3	0.3	0.3	0.33
에폭시화 폴리에스테르 윤활제	7.2	7.1	7.0	6.55	7.22
감마-아미노프로필 트리에톡시실란 커플링제	2.7	2.7	2.7	2.5	2.76
감마-우레이도프로필 트리에톡시실란 커플링제	3.3	3.3	3.2	3.0	3.34
아미노기 함유 유기 실란 커플링제	0.1	0.1	0.1	0.1	0.14
릴리즈코트-콘크 25¹³⁶	0.1	0.1	2.9	9.1	0
강열 감량(%)	1.11	1.14	1.05	1.08	1.17
¹³⁴65%의 고형물, 음이온성 입자 전하, 약 2 ㎛의 입자 크기, 7.5의 pH 및 25℃에서 400 센티포이즈의 점도(브룩필드 LVF)를 갖는 열가소성 폴리에스테르-기재 폴리우레탄 수성 유화액¹³⁵62%의 고형물 함량, 약 10의 pH 및 약 0.8 내지 약 2.5 ㎛범위의 평균 입자 크기를 갖는 열가소성 폴리에스테르-기재 폴리우레탄 수성 분산액¹³⁶미국 테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는, 수성 분산액 형태의 오르팩 보론 나이트라이드 릴리즈코트-콘크 25 질화 붕소 입자

상기 각 코팅 유리섬유 샘플 및 비교용 샘플 Z의 복합재 샘플을 270 ℃, 7MPa(975psi)에서 48초간 압출성형하여 254 ×254 ×3.175 mm(10 ×10 ×0.125인치) 크기의 플라크를 얻었다. 각 샘플에 대하여, ASTM Method D-638M에 의한 인장강도와 인장연신율 및 탄성률, ASTM Method D-790에 의한 굴곡강도와 굴곡탄성률, 그리고 ASTM Method D-256에 의한 노치 및 비노치 이조드충격을 측정하였다.

표 3B는 일반적인 나일론 6,6 매트릭스 수지를 이용하여 형성한 복합재에 대한 시험 결과를 나타낸 것이다.

	샘플
	단위	K	L	M	N	비교 샘플 Z
인장 강도	kpsi	27.1	27.6	27.3	27.4	26.2
	MPa	186.9	190.34	188.27	188.96	180.68
인장 연신율	%	3.32	3.37	3.36	3.42	3.32
탄성률	mpsi	1.48	1.55	1.47	1.44	1.51
	GPa	10.2	10.7	10.1	9.9	10.4
굴곡 강도	kpsi	44.6	46.3	45.7	45.5	44.0
	MPa	307.6	319.3	315.2	313.8	303.4
굴곡 탄성률	mpsi	1.52	1.56	1.54	1.54	1.5
	GPa	10.5	10.7	10.6	10.6	10.6
노치 아이조드 충격 강도	ft lb_f/in	1.86	2.24	1.94	1.63	1.16
	kJ/m²	7.89	9.50	8.23	6.91	4.92
비노치 아이조드 충격 강도	ft lb_f/in	21.8	22.9	21.1	20.5	22.0
	kJ/m²	92.43	97.10	89.46	86.92	93.28
유리 함량	%	32.9	32.6	32.4	32.3	32.4

위의 표 3B에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 질산화붕소 입자로 코팅한 유리섬유 스트랜드(샘플 K~N)는 비슷한 조성을 가지지만 질산화붕소 입자를 포함하지 않는 비교용 샘플보다 인장강도와 노치 이조드충격이 우수하였으며, 인장연신율과 탄성률, 굴곡강도 및 굴곡탄성률은 비슷하였다. 비슷한 조건에서 나일론 6 수지를 사용하여 측정한 경우, 인장강도 및 비노치 이조드충격 특성은 나아지지 않았다.

실시예 4

표 4A에 제시된 함량을 가지는 성분을 혼합하여, 본 발명에 따른 수용성 형성 사이즈 조성물 P~S를 형성하였다. 각 수용성 형성 사이즈 조성물은 위에서 설명한 것과 유사한 방법으로 제조하였다. 각 조성물에는 아세트산을 전체 중량 기준으로 1 중량% 이하 첨가하였다.

표 4A의 각 수용성 형성 사이즈 조성물을 G-31 E-유리섬유 스트랜드 위에 코팅하였다. 각 형성 사이즈 조성물은 10중량%의 고형성분을 함유하였다.

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
	샘플
성분	P	O	R	S
열가소성 폴리우레탄 필름-형성 고분자¹³⁷	23	28.75	28.75	23
열가소성 폴리우레탄 필름-형성 고분자¹³⁸	34.45	43.1	43.1	34.45
폴리옥시알킬렌 폴리올 공중합체	0.22	0.27	0.27	0.22
에폭시화 폴리에스테르 윤활제	4.8	6.0	6.0	4.8
감마-아미노프로필 트리에톡시실란 커플링제	1.84	2.3	2.3	1.84
감마-우레이도프로필 트리에톡시실란 커플링제	2.22	2.78	2.78	2.22
아미노기 함유 유기 실란 커플링제	0.1	0.12	0.12	0.1
폴라썸 PT 160¹³⁹	33.3	16.7	0	0
반탈크(VANTALC) 2003¹⁴⁰	0	0	16.7	33.3
강열 감량(%)	0.52	0.81	0.80	0.64
¹³⁷65%의 고형물, 음이온성 입자 전하, 약 2 ㎛의 입자 크기, 7.5의 pH 및 25℃에서 400 센티포이즈의 점도(브룩필드 LVF)를 갖는 열가소성 폴리에스테르-기재 폴리우레탄 수성 유화액¹³⁸62%의 고형물 함량, 약 10의 pH 및 약 0.8 내지 약 2.5 ㎛범위의 평균 입자 크기를 갖는 열가소성 폴리에스테르-기재 폴리우레탄 수성 분산액¹³⁹미국 오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸(등록상표) PT 160 질화 붕소 분말 입자¹⁴⁰미국 코넥티컷 노워크 소재의 알.티. 반더빌트 캄파니, 인코포레이티드(R.T. Vanderbilt Co., Inc.)에서 상업적으로 시판하는 반탈크 2003 활석 분말 입자

위의 각 코팅 유리섬유 샘플과 표 3A의 비교용 샘플 Z의 복합재 샘플을 실시예 3에서와 같은 조건하에 압출성형하여 400 ×400 ×2.5 mm(16 ×16 ×0.100인치) 크기의 플라크를 얻었다. 각 샘플에 대하여, 실시예 3에서와 같이 인장강도와, 인장연신율, 탄성률, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 그리고 노치 및 비노치 이조드충격을 측정하였다.

Hunter 색도계(colorimeter) Model D25-PC2A를 이용하여 두께 3.175 mm(1/8인치), 직경 76.2 mm(3인치)인 복합재에 대한 색상시험을 실시하였다. 물질 취급특성(material handling characteristics)을 평가하기 위하여, 촙드 유리섬유 샘플에 대한 깔때기 유동시험을 수행하였다. 깔때기의 길이는 18인치였으며 상부 개구(opening) 직경은 17인치, 하부 개구 직경은 2인치였다. 깔때기를 진동시키고 샘플 물질 20파운드를 깔??기에 통과시키면서 유동시간을 기록하였다. PD-104 시험은 촙드 유리섬유 샘플의 필라멘트화에 대한 저항성을 측정하기 위한 것이다. 샘플 60g과 연마제(abrasive) 물질(Hammon Products Company에서 시판중인 호두껍질 입자분말) 140g, 일반적인 기포형 정전기방지 건조제 박판을 4L 스테인리스강 비커에 넣고 Red Devil 페인트셰이커(paint shaker) Model 5400E3로 6분간 진동시킨다. 진동한 물질을 No. 5 및 No. 6 U.S. Standard 입도시험기(testing sieve)로 체질한다. 수거된 보푸라기 형태의 물질의 원 샘플에 대한 무게함량을 기록한다.

표 4B는 나일론 6,6 매트릭스 수지를 사용한 샘플 P~S와 비교용 샘플 Z를 이용하여 형성한 복합재에 대한 시험 결과를 나타낸 것이다.

	샘플
	단위	P	O	R	S	비교 샘플 Z
인장 강도	kpsi	29.5	28.6	28.7	27.7	29.6
	MPa	203.5	197.2	197.9	191.0	204.1
인장 연신율	%	3.03	3.05	2.98	2.97	3.01
탄성률	mpsi	1866	1779	1720	1741	1748
	GPa	12.86	12.26	11.86	12.0	12.05
노치 아이조드 충격 강도	ft lb_f/in	2.10	1.96	1.94	1.78	2.26
	kJ/m²	8.90	8.31	8.23	7.55	9.58
비노치 아이조드 충격 강도	ft lb_f/in	24.9	23.4	22.8	22.2	26.4
	kJ/m²	105.58	99.22	96.67	94.13	111.94
연소시실손실율	%	0.81	0.52	0.80	0.64	1.17
PD 104	%	1.3	0.7	0.1	1.4	0.1
깔때기 유동시간	초	13.8	15.2	15.4	23.5	13.0
백색도 지수		-15.1	-12.0	-17.6	-18.5	-18.2
황색도 지수		40.0	37.5	42.5	43.4	43.6
유리 함량	%	33.30	33	32.90	31.70	33.80

위의 표 4B에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 질산화붕소 입자로 코팅한 유리섬유 스트랜드(샘플 P~S)는 비교용 샘플 Z에 비해 높은 백색도 및 황색도를 나타내며, 인장강도, 인장연신율, 탄성률, 굴곡강도, 굴곡탄성률과 노치 및 비노치 이조드충격 특성은 유사하다.

실시예 5

표 5에 제시된 함량을 가지는 성분을 위에서와 유사한 방법으로 혼합하여, 본 발명에 따른 수용성 형성 사이즈 조성물 T 및 U를 형성하였다. 각 조성물에는 아세트산을 전체 중량 기준으로 1 중량% 이하 첨가하였다. 표 5에는 나일론 6,6 매트릭스 수지를 사용하여 샘플 T 및 U와 비교용 샘플 Z(실시예 3의 표 3A)로 형성한 복합재에 대한 백색도 및 황색도 결과가 제시되어 있다. Hunter 색도계 Model D25-PC2A를 이용하여 두께 3.175 mm(1/8인치), 직경 76.2 mm(3인치)인 복합재에 대한 색상시험을 실시하였다.

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
	샘플
성분	T	U	비교 샘플 Z
열가소성 폴리우레탄 필름-형성 고분자¹⁴¹	31.35	28.75	34.5
열가소성 폴리우레탄 필름-형성 고분자¹⁴²	46.9	43.1	51.7
폴리옥시알킬렌 폴리올 공중합체	0.3	0.27	0.3
에폭시화 폴리에스테르 윤활제	6.55	6.0	7.22
감마-아미노프로필 트리에톡시실란 커플링제	2.5	2.3	2.76
감마-우레이도프로필 트리에톡시실란 커플링제	3.0	2.78	3.34
아미노기 함유 유기 실란 커플링제	0.1	0.12	0.14
릴리즈코트-콘크 25¹⁴³	9.1	16.7	0
백색도 지수	-16.3	-15.0	-20.7
황색도 지수	39.3	38.1	42.7
¹⁴¹65%의 고형물, 음이온성 입자 전하, 약 2 ㎛의 입자 크기, 7.5의 pH 및 25℃에서 400 센티포이즈의 점도(브룩필드 LVF)를 갖는 열가소성 폴리에스테르-기재 폴리우레탄 수성 유화액¹⁴²62%의 고형물 함량, 약 10의 pH 및 약 0.8 내지 약 2.5 ㎛범위의 평균 입자 크기를 갖는 열가소성 폴리에스테르-기재 폴리우레탄 수성 분산액¹⁴³미국 테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는, 수성 분산액 형태의 오르팩 보론 나이트라이드 릴리즈코트-콘크 25 질화 붕소 입자

위의 표 5에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 질산화붕소 입자로 코팅한 T 및 U는 비교용 샘플 Z에 비해 낮은 백색도 지수를 보였다.

실시예 6

PPG Industries, Inc.에서 시판중인 ADFLO-C™ 니들드(needled) 촙드유리섬유 매트 5층을 스태킹하여(stacked) 표면중량이 4614g/m2(약 15 oz/ft²)인 매트를 형성하였다. 각 샘플의 두께는 25 mm(약 1인치)였다. 매트에서 8인치 사각형 샘플을 4개 취한 후, 649 ℃로 가열하여 샘플의 사이징 성분을 거의 모두 제거하였다.

코팅을 하지 않은 샘플 2개를 비교용 샘플로 사용하였다. 나머지 2개의샘플("샘플 X")을 1150mL의 ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC(수용성 디스퍼션 상태의 25 중량% 질산화붕소 입자)와 150 mL의 A-187 γ-글리시독시프로필트리메톡실란 5중량% 수용액으로 이루어진 수용성 코팅 조성물 배쓰에 담가 포화시켰다. 수용성 코팅 조성물의 전체 고형성분 함량은 18.5 중량%였다. 각 매트 샘플에 도포한 질산화붕소 입자의 양은 120 g이었다. 코팅한 매트 샘플을 하룻밤 동안 25 ℃에서 건조한 후 150 ℃의 오븐에서 3시간 동안 가열하였다.

각 샘플 세트에 대하여 ASTM Method C-177에 따라, 300 K(약 70℉)의 공기에서 열전도성 및 열저항을 측정하였다. 각 샘플의 열전도성 및 열저항값은 아래의 표 6과 같다.

	샘플
	X	비교 샘플
두께(인치)	1.09	1.0
두께(㎝)	2.77	2.54
온도(℉)	75.62	74.14
온도(℃)	24.23	23.41
열 전도도
Btu 인치/hr·ft²·℉	0.373	0.282
W/m·K	0.054	0.041
열저항
hr·ft²·℉/BTU	2.92	3.55
m²·K/W	0.515	0.626

표 6에서 보듯이, 본 발명에 따른 질산화붕소 입자로 코팅한 시험용 샘플의 열전도도는 비교용 샘플의 열전도도보다 높았다.

실시예 7

실시예 2의 사이징 G로 코팅한 G-75 얀 샘플과 PPG Industries, Inc.에서 시판중인 1062 유리섬유 얀으로부터 필라멘트를 감은 실린더 형태의 복합재를 제조하였다. 얀 공급체(yarn supply)에서 얀 말단 8개를 뽑아낸 다음, 얀을 아래의 매트릭스 물질로 코팅하고, 일반적인 필라멘트 권선장치를 사용하여 필라멘트를 얀에 원통 형태로 감아 실린더를 얻었다. 각 실린더의 높이는 12.7 cm(5인치)였으며, 내부직경은 14.6 cm(5.75인치), 벽 두께는 0.635 cm(0.25인치)였다.

매트릭스 물질은 100부의 EPON 880 에폭시 수지(Shell Chemical에서 시판중)와 80부의 AC-220J 무수메틸테트라히드로프탈산(Anhydrides and Chemicals, Inc.(New Jersey주 Newark)에서 시판중), 그리고 1부의 ARALDITE? DY 062 벤질디메틸아민 반응촉진제(Ciba-Geigy에서 시판중)로 구성된 혼합물이었다.

실린더 벽의 한쪽 면을 6.4kJ 플래시램프에 노출시키고 벽 반대편에서 CCD 어레이 적외선 카메라를 사용하여 2000프레임/초의 속도로 온도변화를 감지하여, 각 시험용 샘플의 공기중 중심방향(radial) 열확산도(열전도도/(열용량 ×밀도))를 측정하였다. 얀 길이방향(주위방향)과 실린더 길이 또는 높이방향(축방향)의 열확산도도 측정하였다. 시험 결과를 아래의 표 7에 제시하였다.

	열 확산도(㎜²/초)
	중심방향	축방향	주위방향
샘플	0.37	0.33	0.49
비교 샘플	0.38	0.38	0.57

표 7에서 보듯이, 시험용 샘플(소량의 질산화붕소로 코팅한 것)의 열확산도값은 코팅을 하지 않은 비교용 샘플보다 낮다. 이러한 결과는 필라멘트를 감은 실린더에는 공극(air void)이 있고 테스트되는 샘플의 면적이 작기 때문인 것으로생각된다.

실시예 8

Bvac 코팅 얀(실시예 1)과 695 전분-오일 코팅 얀(실시예 1, 대조구)로 제작한 각각 8층의 Style 7628 패브릭을 포함하는 적층체 샘플에 대하여, z-방향, 즉 적층체 두께방향의 열팽창계수("Z-CTE")를 측정하였다. IPC Test Method 2.4.41에 따라 구리를 클래딩한 FR-4 에폭시 수지(실시예 1)를 이용하여 적층체를 제조하였다. 각 적층체 샘플에 대하여, 288℃에서 IPC Test Method 2.4.41에 따라 z-방향 열팽창계수를 측정하였다. 측정 결과를 아래의 표 8에 제시하였다.

샘플	Z-CTE(%)
샘플 B_vac1	4.10
샘플 B_vac1(재시험)	4.41
샘플 B_vac2	4.06
샘플 B_vac2(재시험)	4.28
샘플 B_vac3	4.17
샘플 B_vac3(재시험)	4.26
대조구1	5.0
대조구2	5.4

표 8에서 보듯이, 본 발명에 따른 적층체 샘플 A1~A3의 경우, 적층체의 z-방향 열팽창계수는 695 전분-오일 코팅 얀으로 제조한 대조구 샘플 1 및 2보다 작다.

실시예 9

표 9A에 제시된 함량을 가지는 성분을 혼합하여, 본 발명에 따른 수용성 1차사이즈 조성물 AA, BB 및 CC를 형성하였다. 각 수용성 1차 사이징 조성물은 위에서 언급한 것과 유사한 방식으로 제조하였다. 각 조성물에는 아세트산을 전체 중량 기준으로 1 중량% 이하 첨가하였다. 표 9A의 각 수용성 사이징 조성물을 G-75 E-유리섬유 스트랜드의 구성섬유에 코팅하였다.

코팅된 각 유리섬유 스트랜드를 건조한 다음, 종래의 꼬기 장치와 유사한 방식으로 꼬아서 얀을 형성한 후, 얼레에 감았다. 사이징 조성물로 코팅된 얀은 꼬는 과정에서 사이징의 벗겨짐이 최소화되었다.

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
	샘플
성분	AA	BB	CC
PVP K-30¹⁴⁴	14.7	14.7	13.4
스테판텍스 653¹⁴⁵	30.0	29.9	27.3
A-187¹⁴⁶	1.8	1.8	1.6
A-174¹⁴⁷	3.7	3.7	3.3
에머리 6717¹⁴⁸	2.4	2.4	2.2
마콜 OP-10¹⁴⁹	1.6	1.6	1.5
TMAZ-81¹⁵⁰	3.3	3.3	3.0
마주 DF-136¹⁵¹	0.2	0.2	0.2
로파크 HP-1055¹⁵²	0	42.4	0
로파크 OP-96¹⁵³	42.3	0	38.6
릴리즈코트-콘크 25¹⁵⁴	0	0	6.3
폴라썸 PT 160¹⁵⁵	0	0	2.6
¹⁴⁴뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈¹⁴⁵뉴저지주 메이우드 소재의 스테판 캄파니에서 상업적으로 시판하는 스테판텍스 653¹⁴⁶뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란¹⁴⁷뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란¹⁴⁸오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 에머리(등록상표) 6717 부분 아미드화 폴리에틸렌 이민¹⁴⁹마콜 OP-10 에톡실화 알킬페놀; 이 물질은 OP-10 SP가 촉매 제거를 위해 후처리를 받는 것을 제외하고 마콜 OP-10 SP와 유사하다; 마콜 OP-10은 더 이상 시판하지 않는다¹⁵⁰뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는TMAZ-81 솔비톨 에스테르의 에틸렌 옥사이드 유도체¹⁵¹뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 마주 DF-136 소포제¹⁵²펜실바니아주 필라델피아 소재의 롬 앤 하스 캄파니에서 상업적으로 시판하는 로파크(등록상표) HP-1055, 1.0 ㎛ 입자 분산액¹⁵³펜실바니아주 필라델피아 소재의 롬 앤 하스 캄파니에서 상업적으로 시판하는 로파크(등록상표) OP-96, 0.55 ㎛ 입자 분산액¹⁵⁴테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는 오르팩 보론 니트라이드 릴리즈코트-콘크 25 질화 붕소 분산액¹⁵⁵오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 케미칼스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸(등록상표) PT 160 질화 붕소 분말

각 사이징 조성물(AA, BB 및 CC)로 사이징한 얀을 씨실로 사용하여, Sulzer Ruti Model 5200 공기분사 직조기로 Style 7628 패브릭을 방적하였다. 날실은다른 수지 양립가능 사이징 조성물로 코팅한 섬유를 가지는 G-75 E-유리섬유 스트랜드를 꼰 것으로 하였다. 이어, Tg가 140℃인 FR-4 에폭시 수지(Nelco International Corporation(California주 Anaheim)의 4000-2 수지)로 패브릭을 프리프레그하였다. 이때, 패브릭에서 사이징 조성물을 제거하지 않은 채로 프리프레그하였다. 프리프레그된 물질 8겹을 1온스의 구리 사이에 스태킹하고 355℉(약 179 ℃), 300psi(약 2.1MPa)에서 150분(총 사이클시간) 동안 적층하여 적층체를 형성하였다. 구리층을 뺀 적층체의 두꼐는 0.043 ∼ 0.050인치(약 0.11 ∼ 0.13cm)였다.

적층체(구성 섬유 스트랜드에 따라 AA, BB 및 CC로 지칭함) 형성 후, 아래의 표 9B와 같이 시험을 수행하였다. 시험과정에서, 적층체 BB는 사이징 조성물 샘플 AA로 코팅한 유리섬유 얀으로 제조한 제1 적층체(이하 적층체 샘플 AA1)와 동시에 시험하였다. 뒤이어, 적층체 CC는 사이징 조성물 샘플 CC로 코팅한 유리섬유 얀으로 제조한 제2 적층체(이하 적층체 샘플 AA2)와 동시에 시험하였다.

	적층체 샘플
시험	단위	AA1^*	BB^*	AA2^**	CC^**
평균 두께	인치	0.048	0.048	0.053-0.055	0.053-0.055
납땜 부유성(Solder float)	초	409	386	235	253
납땜 침지성(Solder dip)	초	320	203	243	242
날실 방향 굴곡 강도¹⁵⁷	kpsi	99	102	91	90
씨실 방향 굴곡 강도¹⁵⁸	kpsi	86	81	73	72
^2개 샘플 기준^*3개 샘플 기준¹⁵⁷Per IPC-TM-650 "Flexural Strength of Laminates(At Ambient Temperature)", 12/94, Revision B.¹⁵⁸Per IPC-TM-650 "Flexural Strength of Laminates(At Ambient Temperature)", 12/94, Revision B.

4인치 ×4인치(10.6cm ×10.6cm)의 사각형 구리 클래딩 적층체를 550℉(약 288℃)의 공융(eutectic) 납-주석 납땜배쓰(solder bath)에 띄운 후 블리스터의 생성 또는 층의 파괴(delamination)를 관찰하는, 땜납유동 시험(solder float test)을 실시하였다. 블리스터가 처음으로 생기거나 층이 파괴될 때까지 걸린 시간을 기록하였다.

적층체 샘플을 잘라낸 후, 에칭하여 구리를 제거하고, 샘플을 연마하거나 250℉(약 121℃), 15psi(약 0.1MPa)의 압력솥(pressure cooker)에 60분간 넣어 절단 모서리를 부드럽게 하여 솔더딥 시험(solder dip test)을 실시하였다. 표 9C에서는 이를 압력솥 시험이라고 하였다. 60분간 노출 후, 샘플을 압력솥에서 꺼내 두드려 말린 다음, 550℉(약 288℃)의 공융 납-주석 납땜배쓰에 담그고 블리스터의 생성 또는 층의 파괴를 관찰하였다. 블리스터가 처음으로 생기거나 층이 파괴될 때까지 걸린 시간을 기록하였다.

IPC 표준에 따라 굴곡시험을 실시하였다.

사이징 조성물 AA, BB 및 CC로 사이징한 섬유 스트랜드로 제조한 적층체 AA, BB 및 CC는 전자회로기판의 전자제품용 지지체로 사용하기에 적합한 특성을 가지고 있었다(표 9B 참고).

샘플 AA, BB 및 CC에 대하여 표 9C와 같은 시험을 실시하였다.

	샘플
시험	단위	AA	BB	CC
DSC에 의한 T_g(0/30/60 분)	℃	141/140/139	140/141/141	138/140/139
압력솥	수분 흡수율%	0.37	0.37	0.38
수분 저항성¹⁵⁹	무게 증가율%	0.12	0.09	0.09
DMF 저항성	무게 증가율%	0.35	0.27	0.29
MeCl₂저항성¹⁶⁰	무게 증가율%	0.77	0.82	0.68
구리 박피 강도¹⁶¹(날실/씨실)	lb	11.8/11.0	12.1/11.1	11.2/11.4
층간 결합 강도¹⁶²	lb/인치	12.8	14.2	15.4
¹⁵⁹Per IPC-TM-650, No. 2.6.2.1, "Water Absorption, Metal Clad Plastic Laminates", 5/86, Revision A.¹⁶⁰Per IPC-TM-650, No. 2.3.4.3, "Chemical Resistance of Core Materials to Methylene Chloride", 5/86.¹⁶¹Per IPC-TM-650, No. 2.4.8, "Peel Strength: As Received, After Thermal Stress, After Process Chemicals", 1/86, Revision B.¹⁶¹Per IPC-TM-650, No. 2.4.40, "Inner Layer Bond Strength of Multilayer Printed Circuit Boards", 10/87.

실시예 10

표 10에 제시된 함량을 가지는 성분을 혼합하여, 본 발명에 따른 수용성 사이즈 조성물 샘플 DD, EE 및 FF를 형성하였다. 각 조성물에는 아세트산을 전체 중량 기준으로 0.5 중량% 이하 첨가하였다.

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
	샘플
성분	DD	EE	FF
PVP K-30¹⁶³	12.3	11.7	12.3
스테판텍스 653¹⁶⁴	25.0	23.9	25.0
TMAZ-81¹⁶⁵	3.5	3.9	2.7
마콜 OP-10¹⁶⁶	1.8	2.0	1.4
폴라썸 PT 160¹⁶⁷	2.4	2.3	2.4
에머리 6717¹⁶⁸	2.0	2.0	2.0
A-174¹⁶⁹	3.1	2.9	3.1
A-187¹⁷⁰	1.5	1.4	1.5
릴리즈코트-콘크 25¹⁷¹	5.7	5.5	5.6
마주 DF-136¹⁷²	0.2	0.2	0.2
로파크 OP-96¹⁷³	35.2	33.7	35.3
플렉솔 LOE¹⁷⁴	7.3	10.5	0
플렉솔 EPO¹⁷⁵	0	0	7.3
고형물 중량%	3.4	3.5	3.4
LOI	0.42	0.39	0.30
¹⁶³뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈¹⁶⁴일리노이주 시카고 소재의 스테판 캄파니에서 상업적으로 시판하는 스테판텍스 653¹⁶⁵뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는TMAZ-81 솔비톨 에스테르의 에틸렌 옥사이드 유도체¹⁶⁶마콜 OP-10 에톡실화 알킬페놀; 이 물질은 OP-10 SP가 촉매 제거를 위해 후처리를 받는 것을 제외하고 마콜 OP-10 SP와 유사하다; 마콜 OP-10은 더 이상 시판하지 않는다¹⁶⁷오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 케미칼스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸(등록상표) PT 160 질화 붕소 분말¹⁶⁸오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 에머리(등록상표) 6717 부분 아미드화 폴리에틸렌 이민¹⁶⁹뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란¹⁷⁰뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란¹⁷¹테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는, 수중 약 25 중량% 질화 붕소 입자의 분산액인 오르팩 보론 니트라이드 릴리즈코트-콘크 25 질화 붕소 분산액¹⁷²뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 마주 DF-136 소포제¹⁷³펜실바니아주 필라델피아 소재의 롬 앤 하스 캄파니에서 상업적으로 시판하는 로파크(등록상표) OP-96, 0.55 ㎛ 입자 분산액¹⁷⁴코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플렉솔 LOE 에폭시화 아마인유¹⁷⁵코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플렉솔 EPO 에폭시화 대두유

표 10의 각 수용성 사이즈 조성물을 G-75 E-유리섬유 스트랜드의 구성섬유에 코팅하였다. 코팅된 각 유리섬유 스트랜드를 건조한 다음, 종래의 꼬기 장치와 유사한 방식으로 꼬아서 얀을 형성한 후, 얼레에 감았다.

샘플 DD에 대하여, 코팅된 얀과, 샘플 DD와 유사하지만 에폭시화 아마인유가 없는 사이징 조성물로 코팅된 얀(이하 "비교용 샘플 1")을 비교하였다. 비교 내용에는 공기분사 직조기 상의 Style 7628 방적 패브릭에 대한 외관 육안검사가 포함되었다. 방적 패브릭은 샘플 DD를 씨실로, 다른 수지 양립가능 사이징 조성물 로 코팅된 섬유를 꼬아 만든 G-75 E-유리섬유 스트랜드를 날실로 사용하였다. 샘플 DD로 코팅한 얀으로 방적한 패브릭은 비교용 샘플 1로 코팅한 얀으로 방적한 패브릭에 비해, 패브릭 상에 보풀 형성이 적었으며, 직조기의 접촉지점, 특히 얀 어큐뮬레이터(yarn accumulator)에서 보풀 쌓임이 적었다. 샘플 EE와 FF의 경우, 초기에 상당량의 보풀이 직조기 상에 관찰되었으므로, 샘플 EE와 FF로 코팅한 섬유로는 패브릭을 방적하지 않았다. 그 이유는 LOI 값이 과도한 보풀 형성 방지를 위해 필요한 정도보다 낮기 때문인 것으로 생각된다. 본 발명에서, 방적시 보풀 형성을 줄이기 위해서는 사이징 조성물의 LOI가 적어도 0.40이 되어야 하는 것으로 생각된다.

실시예 11

샘플 AA, BB, CC와 비교용 샘플 2 (전분/오일 사이징으로 코팅) 얀에 대하여, 연소손실(LOI), 공기분사 적합성(공기저항력), 마찰력과 같은 몇 가지 물리적특성을 측정하였다. 측정 결과를 아래의 표 11에 제시하였다.

각 샘플의 연소손실(형성 사이즈 조성물의 고형성분 중량을 유리 및 건조된 형성 사이즈 조성물의 전체 중량으로 나눈 값)은 표 11과 같다.

각 얀에 대하여, 얀을 274 m/분(300야드/분)의 일정속도로 장력계의 체크라인을 통과시키면서 얀에 장력을 가하고, Ruti 2mm 직경 공기노즐을 이용하여 138kPa(20psi)의 공기압에서 공기저항력, 즉 장력을 측정하였다.

각 샘플과 비교용 샘플 2에 대하여, 직경 5cm(약 2인치)의 고정 크롬 포스트가 장력 측정장치 사이의 직선 5cm 지점에 설치되어 얀이 위치하도록 한 한 쌍의 장력 측정장치를 통해, 274m/분(300야드/분)의 속도로 각 얀 샘플에 20g의 장력을 가하면서 마찰력을 측정하였다. 마찰력 차이(g 단위)를 표 11에 나타내었다. 마찰력 시험은 방적과정에서 얀에 가해지는 마찰력을 시뮬레이션하기 위한 것이다.

시험과정에서, 샘플 BB와 비교용 샘플 2는 사이징 조성물 샘플 AA로 코팅한 유리섬유 얀으로 제조한 첫 번째 유리섬유 얀(이하 샘플 AA3)과 동시에 시험하였으며, 샘플 CC는 사이징 조성물 샘플 AA로 코팅한 유리섬유 얀으로 제조한 두 번째 유리섬유 얀(이하 샘플 AA4)과 동시에 시험하였다. 샘플 AA3, AA4 및 BB의 고형성분 함량은 2.8 중량%였다. 샘플 CC의 고형성분 함량은 3.1 중량% 였다. 비교용 샘플 2의 고형성분 함량은 5.9 중량%였다.

	샘 플
	AA3	BB	2	AA4	CC
LOI(중량%)	0.42	0.49	1.11	0.38	0.37
공기 저항력(g)	56.2	51.2	52.9	58.8	53.2
마찰력(g)	53.6	61.5	95.1	48.8	68.9

표 11에서 보는 바와 같이, 사이징 샘플 AA, BB, CC의 공기저항력은 비교용 샘플 2(전분/오일 결합제)과 비슷한 수준이다. 또한, 샘플 AA, BB, CC는 비교용 샘플 2보다 마찰력이 작으므로 방적시 직조기 어큐뮬레이터로부터 제거가 보다 용이할 것으로 생각된다.

실시예 12

샘플 AA, BB, CC와 비교용 샘플 2의 얀에 대하여, 실시예 11과 유사한 방식으로 측정을 실시하였다. 다만, 얼레 샘플에 대한 공기저항력 측정은 표 12에 제시된 압력에 대하여 실시하였다.

각 얀에 대하여, Shirley Model No. 84 041L 필라멘트 파손 검출기(SDL International Inc.(영국)에서 시판중)를 사용하여 200m/분의 속도로 얀 1200m에 대한 필라멘트의 평균 파손 수를 측정하였다(표 12의 시험 1). 풀 얼레, 얼레에서 227g(0.5 파운드)의 얀이 제거된 후, 그리고 얼레에서 4540g(10 파운드)의 얀이 제거된 후에 필라멘트의 파손을 기록한다. 각 얀에 대하여, 장력 및 마모의 증가에 따른 필라멘트 파손 수를 측정한다(표 12의 시험 2). 시험 2에서, 얀 샘플을 얼레에서 200m/분의 속도로 풀고, 균일장력 제어장치(게이트 장력장치라고도 함) 상의 8개 세라믹핀에 뱀과 같은 모양으로 끼운 다음, Shirley 필라멘트 파손 검출기를 통과시키면서 파손 필라멘트의 수를 카운트한다. 장력장치의 핀 사이의 간격을 달리하여 얀에 가해지는 장력을 변화시켰다. 본 시험에서는 Steel Heddle Co.(South Carolina주)에서 시판중인 Model UTC-2003 장력장치를 사용하였다. 얀 1m 당 필라멘트 파손 수를 기록하였다.

	샘플
	AA5	BB	2	AA6	CC
공기 저항력(g)
15 psi	46.10	42.50	42.23	47.47	42.33
20 psi	56.20	51.20	52.94	58.84	53.18
25 psi	67.33	60.30	64.13	69.45	67.66
30 psi	77.34	70.84	75.74	75.29	77.63
35 psi	89.42	89.96	85.96	83.70	82.74
40 psi	104.97	101.21	98.48	87.23	92.18
45 psi	113.41	107.74	110.34	99.91	102.91
시험 1
풀 얼레	0.170	0.882	0.032	1.735	0.066
227 g(0.5 lb)	0.160	0.648	0.041	0.904	0.075
4540 g(10 lb)	0.098	1.348	0.008	0.518	0.022
시험 2
세팅 2	0.683	5.017	0.119	0.372	0.011
세팅 3	0.753	4.772	0.083	0.450	0.017
세팅 4	0.713	3.753	0.147	0.367	0.017
세팅 5	1.267	4.025	0.150	0.811	0.061
세팅 6	1.608	8.383	0.322	0.286	0.044
세팅 7	4.128	6.517	0.611	0.403	0.058
세팅 8	4.472	14.800	0.978	0.406	0.128

표 12에서 보듯이, 사이징 샘플 AA, BB, CC의 공기저항력은 비교용 샘플 2(전분/오일 결합제)와 비슷하다.

실시예 13

다양한 사이징 조성물을 가지는 얀으로 방적한 패브릭을 포함하는 프리프레그로 제작한 전기제품용 적층체에 대하여, 드릴특성을 평가하였다. 보다 구체적으로 말하면, (i) 적층체에 구멍을 뚫는 데 사용되는 드릴팁의 마모특성과 (ii) 적층체에 형성되는 구멍 위치의 정확성을 평가하였다. Style 7628 패브릭으로 제작한 적층체를 대조구 GG 및 샘플 HH로 사용하였다. 대조구 GG의 패브릭은Clark Schwebel에서 7268-718이라는 제품명으로 시판중인 열-세정 실란 피니싱 패브릭이었다. 샘플 HH의 패브릭은 표 13A과 같이, 수지와 양립가능한 사이징으로 코팅한 유리섬유로 구성되는 씨실로 방적한 것이었다. 패브릭은 샘플 HH를 날실로도 포함하고 있는 것으로 생각된다. 그러나, 날실은 PPG Industries, Inc.의 1383 유리섬유 얀 제품일 수도 있다. 샘플 HH로 방적한 유리섬유의 연소손실은 0.35%였다.

샘플 HH에 사용된 사이징제에 대한 성분들의 중량%(총 고형물 기준)
성분	샘플 HH
RD-847A¹⁷⁸	27.0
데스모펜 2000¹⁷⁹	36.2
PVP K-30¹⁸⁰	9.0
A-187¹⁸¹	2.1
A-174¹⁸²	4.4
플루로닉 F-108¹⁸³	9.0
버사미드 140¹⁸⁴	4.4
마콜 NP-6¹⁸⁵	5.4
폴라썸 PT 160¹⁸⁶	0.9
릴리즈코트-콘크 25¹⁸⁷	1.5
아세트산	<0.1
¹⁷⁸오하이오주 콜럼버스 소재의 보던 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 RD-847A 폴리에스테르 수지¹⁷⁹펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 데스모펜 2000 폴리에틸렌 아디페이트 디올¹⁸⁰뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈¹⁸¹뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란¹⁸²뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란¹⁸³뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플루로닉(등록상표) F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체¹⁸⁴오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 버사미드 140 폴리아미드¹⁸⁵뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF에서 상업적으로 시판하는 마콜 NP-6 노닐페놀 계면활성제¹⁸⁶오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 세라믹스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸(등록상표) PT 160 질화 붕소 분말 입자¹⁸⁷테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는 수성 분산액 형태의 오르팩 보론 니트라이드 릴리즈코트-콘크 25

페인트붓을 사용하여 표준 FR-4 에폭시 수지(Shell Chemical Co.에서 시판중인 EPON 1120-A80)를 패브릭에 도포하는 핸드레이업 과정을 통해 프리프레그를 제조하였다. 수지로 포화된 패브릭을 즉시 "건조"한 후 171℃(약 340℉)에서 124초의 겔시간(gel time)에 도달할 때까지 163℃(약 325℉)의 통풍 고온공기오븐(vented hot air oven)에서 3~3.25분간 B-단게를 거쳤다. 프리프레그를 46cm×46cm(18인치×18인치)의 크기로 자른 후 무게를 달아 수지 함량을 결정하였다. 추후 적층과정에서는 수지 함량이 44±2%인 프리프레그만을 이용하였다.

프리프레그를 8층으로 스태킹한 후 177℃(약 350℉), 345N/cm2(500psi)의 Wabash Press에서 70분간 성형하였다. 성형된 적층체는 모두 구리 호일층이 없었다. 적층체에는 다양한 기포 함입물(entrapment)이 발견되었다. 이것은 적층과정에서 진공도가 부족하고 온도 변화(ramping)가 심하기 때문인 것으로 생각된다.

공구 마모 분석

드릴팁의 마모정도를 평가하기 위하여 일련의 시험을 실시하였다. 다음의 식으로 계산되는 "드릴팁 마모율"을 통해 드릴팁의 마모정도를 나타내었다.

드릴팁 마모율 = 100 ×(Pi-Pf)/Pi

위 식에서Pi = 1차 절단 모서리(primary cutting edge)의 처음 폭

Pf = 구멍 드릴링 후 1차 절단 모서리의 폭

도 11에서와 같이, 드릴팁의 주변 모서리에서 드릴(1174)의 1차 절단 모서리(1172)의 폭(1170)을 측정하였다.

드릴링에는 싱글헤드 드릴링머신을 사용하였다. 엔트리(entry)가 0.203mm(0.008인치) 두께의 알루미늄이고 내부는 페놀 코팅을 한 1.88mm(0.074인치)의 두꺼운 종이로 구성된 3층 적층체 스택을 드릴링하였다. 3개의 적층체를 동시에 드릴링하는 것이 일반적이다. 0.35mm(0.0138인치)와 0.46mm(0.018인치)의 2가지 드릴 직경에 대하여 드릴팁 마모를 측정하였다. 드릴은 모두 Tulon Co.(California주 Gardenia)의 Series 508 텅스텐카바이드 드릴을 사용하였다. 드릴링시 칩 부하는 모두 0.001로 유지하였다. 여기에서 "칩 부하"란 드릴의 삽입속도(인치/분)와 스핀들 회전속도(rpm)의 비율을 말한다. 0.35mm 드릴의 경우, 스핀들 회전속도는 100,000rpm, 드릴 삽입속도는 100인치/분(254cm/분)이었다. 0.46mm 드릴의 경우, 스핀들 회전속도는 80,000rpm, 드릴 삽입속도는 80인치/분(203cm/분)이었다. 드릴 후퇴(retraction)속도와 상부 드릴헤드 한계는 각각 2.54m/분(1000인치/분)과 1.65mm(0.065인치)로 고정하였다. 여기에서, "드릴헤드 한계"는 드릴팁이 적층체 표면 위로 후퇴하는 거리를 말한다.

500개의 구멍 드릴링을 기준으로 드릴팁 마모율을 측정하였다. 도 12의 경우, 0.635cm ×10.16cm(0.25인치 ×4인치) 구역(1280)에 391개의 구멍을 뚫은 다음, 10 ×10=100개의 구멍을 뚫고(1282), 마지막으로 3 ×3=9개의 구멍을 뚫었다(1284). 각 구역의 구멍은 62개/cm2(400개/in2)의 구멍 밀도로 드릴링하였다. 이와 같은 방법으로 3회 더 구멍을 뚫어, 총 2000개의 구멍을 뚫었다. 시험 1 및 시험 2의 드릴링에는 Uniline 2000 싱글헤드 드릴링머신을 사용하였으며, 시험 3의 드릴링에는 CNC-7 싱글헤드 드릴링머신을 사용하였다. 두 드릴링머신은 모두 Esterline Technologies(Washington주 Bellevue)의 제품이다.

표 13B에는 대조구 GG와 샘플 HH의 0.35mm 및 0.46mm 직경 드릴로 2000개의 구멍을 뚫은 후 측정한 드릴팁 마모율이 제시되어 있다. 시험은 사용하지 않은 새 드릴비트로 실시하였다.

	대조용 GG	샘플 HH
시험 1(0.35 ㎜ 직경 드릴)	공구 수	3	3
시험 1(0.35 ㎜ 직경 드릴)	평균 드릴팁 마모율 %	28.2	22.2
시험 2(0.46 ㎜ 직경 드릴)	공구 수	20	20
시험 2(0.46 ㎜ 직경 드릴)	평균 드릴팁 마모율 %	34.0	24.4
시험 3(0.46 ㎜ 직경 드릴)	공구 수	10	10
시험 3(0.46 ㎜ 직경 드릴)	평균 드릴팁 마모율 %	30.8	29.3

표 13B에서 보듯이, 본 발명에 따른 적층체 매트릭스 수지와 양립가능한 사이징으로 코팅한 유리섬유 필라멘트의 경우인 시험 1 및 시험 2의 샘플 HH는, 실란 함유 피니싱 사이징으로 코팅하기 전에 열-세정이 필요한 유리섬유 필라멘트를 포함하는 대조구 GG에 비해 드릴팁 마모율이 현저히 낮았다. 시험 3의 경우 드릴팁 마모율의 개선효과는 크지 않으나, 그 이유는 본 시험에 사용된 CNC-7 드릴링머신이 오래된 것이어서 시험 1 및 2에 사용된 Uniline 2000 드릴링머신의 경우만큼 제어가 용이하지 못했기 때문인 것으로 생각된다.

위치 정확성

적층체의 드릴링 성능 평가에 흔히 사용되는 척도는 구멍 위치의 정확성이다. 이것은 원래 구멍을 뚫으려고 했던 위치와 실제 구멍이 뚫린 위치의 거리 편차를 측정하는 것이다. 드릴이 3층의 적층체 스택을 뚫고나온 아래쪽 표면에 대하여 구멍을 뚫으려고 했던 위치와 "실제" 구멍이 뚫린 위치의 거리 편차를 측정하였다. 아래쪽이 위쪽보다 거리 편차가 더 크기 때문이다. 이 때의 편차를 "편차거리", 즉 적층체 표면에 실제로 뚫린 구멍의 중심에서 원래 뚫으려고 했던 구멍의 중심까지의 거리로 측정하였다. 위에서와 같이 500개의 구멍을 4회 뚫은경우의 편차거리를 측정하였다. 100개의 구멍 패턴, 즉 1282 구역에 대하여 편차거리를 측정하였다. 구멍은 직경이 0.46mm(0.018인치)인 Tulon Co.의 Series 508 드릴로 뚫었다. 공구마모 시험에서와 같이, 스핀들 회전속도는 80,000rpm, 삽입속도는 80인치/분, 칩 부하는 0.001로 하였다. 대조구 GG와 샘플 HH에 대하여 새 드릴을 사용하여 8회 반복 시험하였다.

위치 정확성 시험 결과를 표 13C에 나타내었다.

	대조용 GG	샘플 HH
드릴 수	8	8
평균 편차 거리(㎛)	38	28

표 13C에서 보듯이, 샘플 HH는 대조구 GG에 비해 편차거리가 작았다. 따라서, 샘플 HH의 적층체는 많은 수의 구멍과 회로를 필요로 하는 전자제품용 지지체에 적합하다. 이 결과는 표 13B의 드릴팁 마모율 데이터와도 양립하는 것이다. 구체적으로 말하면, 드릴팁 마모율이 낮은 적층체의 경우, 많은 수의 구멍을 뚫어도 드릴팁이 예리하게 유지되므로 편차거리가 작아질 것으로 생각된다.

실시예 14

추가적인 드릴공구 마모율 시험을 실시하였다. 위에서 언급한 Style 7628 패브릭으로 제조한 전기등급 적층체인 대조구 JJ와 샘플 AA, BB, KK에 대하여, 드릴공구 마모율 시험을 실시하였다. 대조구 JJ의 패브릭은 Clark-Schwebel, Inc.의 7628-718 패브릭을 사용하였다. 샘플 AA, BB, KK의 패브릭은, 각각 실시예 9의 표 9A와 아래의 표 14A에 제시된 수지 양립가능 사이징으로 코팅한 유리섬유로 구성된 씨실과, 다른 고분자 매트릭스 물질과 양립가능한 코팅 조성물로 코팅한 유리섬유를 가지는 날실을 방적한 것을 사용하였다[날실은 PPG Industries, Inc.의 1383 결합제로 코팅한, PPG Industries, Inc.의 G-75 유리섬유 얀 제품을 사용하였다.].

샘플 KK에 사용된 사이징제에 대한 성분들의 중량%(총 고형물 기준)
	성분의 중량%(총 고형물 기준)
성분	샘플 KK
PVP K-30¹⁸⁹	13.4
A-187¹⁹⁰	1.9
A-174¹⁹¹	3.8
에머리 6717¹⁹²	1.9
SAG 10¹⁹³	0.2
릴리즈코트-콘크 25¹⁹⁴	3.8
폴라썸 PT 160¹⁹⁵	5.9
RD-847A¹⁹⁶	23.0
데스모펜 2000¹⁹⁷	31.0
플루로닉 F-108¹⁹⁸	8.4
알카멀스 EL-719¹⁹⁹	2.5
이코놀 NP-6²⁰⁰	4.2
LOI(%)	0.35
¹⁸⁹뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈¹⁹⁰뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란¹⁹¹뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란¹⁹²오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 에머리(등록상표) 6717 부분 아미드화 폴리에틸렌 이민¹⁹³코넥티컷주 그린위치 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 SAG 10 소포제¹⁹⁴테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는 오르팩 보론 니트라이드 릴리즈코트-콘크 25 질화 붕소 분산액¹⁹⁵오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 케미칼스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸(등록상표) PT 160 질화 붕소 분말¹⁹⁶오하이오주 콜럼버스 소재의 보던 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 RD-847A 폴리에스테르 수지¹⁹⁷펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 데스모펜 2000 폴리에틸렌 아디페이트 디올¹⁹⁸뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플루로닉(등록상표) F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체¹⁹⁹론-폴렌크에서 상업적으로 시판하는 알카멀스 EL-719 폴리옥시에틸화 식물성 오일²⁰⁰미국 뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 이코놀 NP-6 알콕실화 노닐 페놀

Tg가 140℃인 FR-4 에폭시 수지(Nelco International Corporation(California주 Anaheim)의 4000-2 수지)를 이용하여 패브릭을 프리프레그로 형성하였다. 이때, 패브릭에서 사이징 조성물을 제거하지 않은 채로 프리프레그하였다. 프리프레그 물질 8겹과 1온스의 구리 4층을 스태킹하고 355℉(약 179℃), 300psi(약 2.1MPa)에서 150분(총 사이클시간) 동안 적층하여 적층체를 형성하였다. 구리층을 합한 적층체의 두꼐는 0.052 ∼ 0.065인치(약 0.132 ∼ 0.165 cm)였다. 적층체 형성시 프리프레그의 스태킹은 다음과 같은 순서로 하였다.

1oz/ft²의 광택 구리층(1층)

프리프레그층(3층)

1oz/ft²의 RTF(역처리 호일) 구리층(1층)

프리프레그층(2층)

1oz/ft²의 RTF 구리층(1층)

프리프레그층(3층)

1oz/ft²의 광택 구리층(1층)

최종 적층체를 40.6 cm ×50.8 cm(16인치 ×20인치)의 크리로 잘랐다.

Uniline 2000 싱글헤드 드릴링머신을 사용하여 드릴링을 실시하였다. 0.010인치(0.254 mm) 두께의 알루미늄 엔트리와 0.1인치(2.54 mm)의 두꺼운 알루미늄 클래드 입자 보드 백업으로 구성된 3층 적층체 스택을 드릴링하였다. 3개의 적층체를 동시에 드릴링하는 것이 일반적이다. 공구직경이 0.34 mm(0.0135인치)인 Tulon Co.(California주 Gardenia)의 Series 508 텅스텐카바이드 드릴을 사용하여 드릴팁 마모율을 측정하였다. 드릴링시 칩 부하는 0.001, 스핀들 회전속도는 95,000 rpm, 드릴 삽입속도는 95인치/분(241cm/분)으로 하였다. 드릴 후퇴속도는 90인치/분(2.29m/분), 상부 드릴헤드 한계는 0.065인치(1.65 mm)였다.

표 14B는 1500개와 2500개의 구멍을 뚫은 후 대조구 JJ와 샘플 AA, BB, KK의 드릴팁 마모율을 나타낸 것이다. 구멍은 모두 새 드릴팁으로 뚫었으며 적층체의 각 스택은 구멍 1500개 짜리 10, 구멍 2500개 짜리 10으로 하였다. 각 패브릭 유형에 대하여 3개의 스택을 드릴링하여, 각 샘플마다 총 30회 드릴링 후 드릴팁의 마모율을 측정하였다.

	드릴팁 마모율 %
	샘플 AA	샘플 BB	샘플 KK	대조용 JJ
1500개 구멍	21.5	19.5	19.8	24.9
2000개 구멍	28.0	24.3	25.3	28.3

표 14B에서 보는 바와 같이, 적층체 매트릭스 수지와 양립가능한 사이징으로 코팅한 유리섬유 필라멘트를 포함하는 샘플 AA, BB, KK는, 1500개의 구멍을 뚫은 경우, 실란 함유 피니싱 사이징으로 코팅하기 전에 열-세정이 필요한 유리섬유 필라멘트를 포함하는 대조구 JJ에 비해 마모율이 현저히 낮았다. 2500개의 구멍을 뚫은 경우에도, 샘플 AA, BB, KK의 드릴공구 마모율은 대조구 JJ에 비해 낮으나 그 정도는 크지 않다. 이것은 공구의 마모는 대부분 나중의 드릴링보다는 초기의 드릴링에 의한 것이기 때문인 것으로 생각된다.

본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니지만, 이상의 결과를 기초로, 고분자매트릭스와 양립가능한 사이징으로 코팅한 유리섬유 패브릭으로 제조한 프리프레그는, 8개의 프리프레그로 적층체 셋으로 구성된 스택을 통하여 구멍밀도 4000개/in², 칩 부하 0.001에서 0.46mm(약 0.018인치) 직경의 텅스텐카바이드 드릴로 2000개의 구멍을 뚫는 경우, 바람직하게는 드릴팁 마모율이 32% 이하이며, 더욱 바람직하게는 30% 이하, 가장 바람직하게는 25% 이하이다.

또한, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니지만, 이상의 결과를 기초로, 고분자 매트릭스와 양립가능한 사이징으로 코팅한 유리섬유 패브릭으로 제조한 프리프레그는, 8개의 프리프레그로 적층체 셋으로 구성된 스택을 통하여 구멍밀도 4000개/in², 칩 부하 0.001에서 0.46 mm(약 0.018인치) 직경의 텅스텐카바이드 드릴로 2000개의 구멍을 뚫는 경우, 바람직하게는 편차거리가 36 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 33 ㎛ 이하, 가장 바람직하게는 31 ㎛ 이하이다.

어떤 이론에도 구속되는 것은 아니지만, 유리섬유 코팅 조성물에 고체 윤활제가 존재하는 경우, 구체적인 한 태양에서는 질산화붕소가 존재하는 경우, 본 발명의 적층체의 드릴특성이 개선되는 것으로 보인다. 보다 구체적으로 말하면, 고체 윤활제는 드릴의 마모를 줄이며, 드릴링된 구멍의 위치 정확성을 높여준다.

수지와 양립가능한 사이징으로 코팅된 유리섬유로 제조한 적층체는 드릴링특성이 우수하여 여러 가지 장점을 가진다. 먼저, 드릴 수명이 길어지므로 드릴비트를 다시 갈거나 처분할 때까지 뚫을 수 있는 구멍의 수가 증가한다. 또한, 드릴링하는 구멍의 우치 정확성이 좋으므로 한 번에 3개 이상의 적층체 스택을 드릴링하는 경우에도 정확성이 유지될 것으로 기대된다. 이러한 두 가지 장점은 모두 드릴링 공정의 비용효율성을 높여준다. 더욱이, 적층체의 구멍 드릴링 위치 정확성이 우수하므로 전자제품용 지지체에 사용하는 경우 보다 효과적이 된다.

실시예 15

표 15의 샘플은 본 발명의 추가적인 태양을 나타낸 것이다. 코팅 샘플 LL은 생산되었으나 시험은 하지 않았다. 코팅 샘플 MM~QQ는 생산되지 않았다.

	성분의 중량%(총 고형물 기준)
	샘플
성분	LL	MM	NN	OO	PP	QQ
폴리옥스 WSR 301²⁰¹	0.56	0.55	0.61	0.43	0.47	0.34
A-174²⁰²	3.68	4.31	4.74	3.32	3.68	2.61
A-187²⁰³	1.74	2.08	2.29	1.60	1.78	1.26
다이나콜 Si 100²⁰⁴	26.60	26.58	-	20.46	-	16.08
서멀 EN 668²⁰⁵	3.33	-	-	-	-	-
데스모펜 2000²⁰⁶	40.58	39.93	43.92	30.75	34.14	24.15
신페로닉 F-108²⁰⁷	9.98	-	-	-	-	-
폴라썸 PT 160²⁰⁸	5.46	5.45	-	-	6.60	6.00
유레더 140²⁰⁹	4.43	-	-	-	-	-
플루로닉 F-108²¹⁰	-	9.83	10.81	7.56	8.40	5.94
마콜 NP-6²¹¹	-	3.28	3.60	2.52	2.80	1.98
버사미드 140²¹²	-	4.36	4.80	3.36	3.73	2.64
릴리즈코트-콘크 25²¹³	3.64	3.63	-	-	4.00	4.00
로파크 OP-96²¹⁴	-	-	29.23	30.00	35.00	35.00
피복제 중 고형물 %	5.4	5.6	5.1	7.3	6.5	9.3
²⁰¹코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴리옥스 WSR 301 폴리(에틸렌 옥사이드)²⁰²뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란²⁰³뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란²⁰⁴스웨덴의 에카 케미칼스 에이비에서 상업적으로 시판하는 다이나콜 Si 100 송진²⁰⁵베네룩스의 콘 베아에서 상업적으로 시판하는 서멀 EN 668 에톡실화 노닐페놀²⁰⁶펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 데스모펜 2000 폴리에틸렌 아디페이트 디올²⁰⁷플루로닉 F-108의 유럽 대응물인 신페로닉 F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체²⁰⁸오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 케미칼스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸 PT 160 질화 붕소 분말²⁰⁹벨기에의 시바 가이기에서 상업적으로 시판하는 폴리아미드 수지인 유레더 140²¹⁰뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플루로닉 F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체²¹¹뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF에서 상업적으로 시판하는 마콜 NP-6 노닐페놀 계면활성제²¹²오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 버사미드 140 폴리아미드²¹³테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는 오르팩 보론 니트라이드 릴리즈코트-콘크 25 질화 붕소 분산액²¹⁴펜실바니아주 필라델피아 소재의 롬 앤 하스 캄파니에서 상업적으로 시판하는 로파크 OP-96, 0.55 ㎛ 입자 분산액

실시예 16

실시예 9의 물질 및 공정을 이용하여 클래딩을 하지 않은 적층체를 형성하였다. 단, 적층과정에서 구리는 사용하지 않았다. 클래딩을 하지 않은 각 적층체를 52개의 1인치 ×1/2인치(약 2.54cm ×약 1.27cm) 사각형 조각으로 잘랐다. 조각 중 절반 가량은 날실 방향과 평행하게 잘랐고, 나머지 절반 가량은 씨실 방향과 평행하게 잘랐다. 각 적층체에 대하여 26개의 사각형 조각(날실 방향과 평행한 것 13개와 씨실 방향과 평행한 것 13개)을 물이 들어 있는 환류장치에 넣은 뒤, 물을 24시간 동안 끓였다. 24시간이 지난 후, 조각을 물에서 꺼내어 타월로 물기를 닦았다. 각 적층체의 나머지 26개 조각은 끓이지 않았다. 통상적인 열-세정 피니싱 패브릭을 이용하여 실시예 9의 시험용 적층체 제조와 유사한 방식으로, 클래딩을 하지 않은 대조구 적층체를 제조한 후 같은 절차를 반복하였다.

끓인 조각과 끓이지 않은 조각의 숏빔 전단강도를 ASTM D 2344-84에 따라 측정하였다. 시험 결과를 표 16에 제시하였다. 표 16에서 클래딩을 하지 않은 샘플 AA, BB, CC는 각각 사이징 조성물 AA, BB, CC로 코팅한 섬유를 가지는 패브릭(실시예 9 참고)으로 제작한 적층체에 해당한다. 마찬가지로, 통상적인 열-세정 피니싱 패브릭을 사용하여 대조구 샘플을 제작하였다. 시험용 적층체(클래딩을 하지 않은 샘플 AA, BB, CC)의 두께는 0.050인치 ∼ 0.063인치(약 0.127 ∼ 0.160 cm)였다. 시험과정에서 스팬 길이와 샘플 두께의 비는 5였다.

시험	단위	AA	BB	CC	대조용
숏 빔 전단 강도(끊이지 않음, 날실 방향)	lb/in²(MPa)	7787(54)	8477(56)	7769(54)	7382(51)
샘플 두께(N = 13)	인치(㎝)	0.060(0.152)	0.050(0.127)	0.056(0.142)	0.055(0.140)
숏 빔 전단 강도(끊이지 않음, 씨실 방향)	lb/in²(MPa)	6626(46)	7594(52)	7118(49)	5506(38)
샘플 두께(N = 13)	인치(㎝)	0.061(0.155)	0.050(0.127)	0.060(0.152)	0.055(0.140)
쇼트 빔 전단 강도(24시간 끊임, 날실 방향)	lb/in²(MPa)	5695(39)	6522(45)	5081(35)	4929(34)
샘플 두께(N = 13)	인치(㎝)	0.061(0.155)	0.051(0.130)	0.057(0.145)	0.057(0.145)
쇼트 빔 전단 강도(24시간 끊임, 씨실 방향)	lb/in²(MPa)	5266(36)	5832(40)	5179(36)	4116(28)
샘플 두께(N = 13)	인치(㎝)	0.063(0.160)	0.051(0.130)	0.062(0.157)	0.056(0.142)

시험용 적층체(클래딩을 하지 않은 샘플 AA, BB, CC)의 숏빔 전단강도는 날실 방향과 씨실 방향 모두, 물로 끓인 것이든 끓이지 않은 것이든 대조구 샘플의 경우보다 높았다.

실시예 17

실시예 9의 표 9A에 제시된 사이징 조성물 CC로 사이징한 E-유리섬유 스트랜드로 만든 씨실과, PPG Industries, Inc.의 1383 유리섬유 얀 제품으로 만든 날실을 공기분사 직조기로 방적하여 Style 7628 패브릭을 얻었다. 패브릭을 프리프레그한 후 적층하여 실시예 9에서와 같은 구리 클래딩 적층체를 형성하였다.

구리 클래딩 적층체 CC(실시예 9 참고)를 계속 가공하여(예 드릴링, 플레이팅 및 패터닝), 다수의 시험용 패턴을 가지는 금속이동 성능 시험용 기판을 얻었다. 구체적으로 말하면, 각 기판은 도 13과 같이, 7개의 유사한 회로 패턴(1310)을 가지는 3개의 세트를 포함한다. 한 패턴 세트는 기판의 X축을 따라 배향되고, 다른 하나는 기판의 Y축을 따라 배향되며, 마지막 세트는 45° 각도로 배향된다. 각 회로 패턴(1310)에는 5개의 드릴링 구멍(1312)이 50개의 열을 이루고 있는데, 각 구멍의 직경은 13.5mil.이고 인접 열에 속하는 구멍의 중심간 거리는 40 ∼ 54.7mil.이다. 구멍을 뚫을 때, 한 번에 뚫을 수 있도록 2개의 기판을 스택하였다. 각 패턴에서 교차하는 구멍 열은 기판의 제1 주요표면 상의 버스바(1314)와 리드(1316)에서 교차하였다. 각 버스바에는 와이어리드를 납땜하여 전원과 연결될 수 있도록 하였다. 또한, 각 회로에는 1kΩ의 표면 저항기(1322)를 두어, 회로 중 하나가 고장나는 경우 나머지 회로로의 전원공급이 유지되도록 하였다. 각 기판을 76.7℃(170℉)의 탈이온수에 10분 동안 담가 납땜 플럭스 잔류물을 제거한 후 건조시킨다. 기판을 85℃(185℉), 상대습도 85%의 체임버에 넣은 후 패턴을 가로질러 1.35V DC 전류를 연속적으로 가해 주었다. 200시간마다 체임버를 정지하고 체임버도어를 열어 패턴이 주변온도와 평형을 이루도록 한 후, 각 패턴의 절연저항을 측정하였다.

2개의 샘플 CC 기판과 2개의 대조구 기판에 대하여 측정을 실시하였다. 대조구 기판은 샘플 CC 기판과 유사한 방식으로 제작하였으나, 통상적인 열-세정 패브릭을 사용하였다. 각 기판은 21개의 회로 패턴(7 회로 패턴 3세트)을 가지므로, 두 샘플 CC 기판과 대조구 기판에 대하여 각각 총 42개의 회로를 시험하였다. 200시간, 400시간, 1000시간에 대한 측정결과를 표 17에 제시하였다.

절연 저항	샘플 CC	대조용
Ω	200 시간	400 시간	1000 시간	400 시간
단락	0	1	7	42
10⁵	1	4	2	0
10⁶	1	1	1	0
10⁷	0	2	0	0
10⁸	1	0	1	0
10⁹	3	2	1	0
≥10¹⁰	36	32	30	0

200시간 노출의 경우, 샘플 CC 기판은 대조구 기판보다 단락 발생이 적었다. 400시간 노출의 경우, 대조구 기판은 모두 고장을 일으켰다. 본 시험에서 "단락"이란 절연저항이 105Ω보다 작은 경우를 의미한다.

실시예 18

표 18A에 제시된 함량을 가지는 성분을 혼합하여, 본 발명에 따른 수용성 수지 양립가능 1차 사이즈 샘플 RR을 형성하였다. 조성물에는 아세트산을 전체 중량 기준으로 1중량% 이하 첨가하였다. 샘플 RR을 G-75 E-유리섬유 스트랜드의 구성 유리섬유에 코팅하였다. 통상적인 꼬기 장치를 사용하는 것과 유사한 방법으로 코팅 유리섬유 스트랜드를 꼬아 얀을 형성한 뒤 얼레에 감았다. 코팅 얀의 LOI는 0.35%였다.

샘플 RR 사이징제에 대한 성분의 중량%(총 고형물 기준)
성 분	샘플 RR
RD-847A²¹⁵	27.0
데스모펜 2000²¹⁶	36.2
PVP K-30²¹⁷	9.0
A-187²¹⁸	2.1
A-174²¹⁹	4.4
플루로닉 F-108²²⁰	9.0
버사미드 140²²¹	4.4
마콜 NP-6²²²	5.4
폴라썸 PT 160²²³	0.9
릴리즈코트-콘크 25²²⁴	1.5
아세트산	<0.1
²¹⁵오하이오주 콜럼버스 소재의 보던 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 RD-847A 폴리에스테르 수지²¹⁶펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 데스모펜 2000 폴리에틸렌 아디페이트 디올²¹⁷뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈²¹⁸뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란²¹⁹뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란²²⁰뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플루로닉(등록상표) F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체²²¹제네랄 밀스 케미칼스, 인코포레이티드에서 상업적으로 시판하는 버사미드 140 폴리아미드²²²뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF에서 상업적으로 시판하는 마콜 NP-6 노닐페놀 계면활성제²²³오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 케미칼스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸(등록상표) PT 160 질화 붕소 분말 입자²²⁴테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는 오르팩 보론 니트라이드 릴리즈코트-콘크 25

표 18B에 제시된 함량을 가지는 성분을 혼합하여, 본 발명에 따른 수용성 수지 양립가능 1차 사이즈 샘플 SS를 형성하였다. 샘플 SS를 G-75 E-유리섬유 스트랜드의 구성 유리섬유에 코팅하였으며 스트랜드는 꼬지 않았다. 꼬지 않은 코팅 얀의 LOI는 0.7%였다.

100 갤런의 샘플 SS 사이징제 당 성분의 파운드
성 분	샘플 SS
마펙(MAPEG) 600 DOT²²⁵	9.24
앨러브라스핀(ALUBRASPIN) 226²²⁶	1.9
A-174²²⁷	10.9
A-187²²⁸	5.45
A-1100²²⁹	2.41
에폰 880²³⁰	91.1
플루로닉 F-108²³¹	9.11
알카멀스 EL-719²³²	9.11
마콜 OP-10-SP²³³	4.57
에피레즈 3522²³⁴	20.9
아세트산	2.6
²²⁵BASF 코포레이션에서 시판하는 에톡실화 디-탈레이트²²⁶뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 앨러브라스핀 226 부분 아미드화 폴리에틸렌 이민²²⁷뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란²²⁸뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란²²⁹뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-1100 아미노-작용성 유기 실란 커플링제²³⁰텍사스주 휴스턴 소재의 쉘 케미칼 캄파니에서 상업적으로 시판하는 에폰(등록상표) 880 에폭시 수지 ²³¹뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플루로닉(등록상표) F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체²³²론-폴렌크에서 상업적으로 시판하는 알카멀스 EL-719 폴리옥시에틸화 식물성 오일²³³뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 마콜 OP-10-SP 에톡실화 알킬페놀²³⁴텍사스주 휴스턴 소재의 쉘 케미칼 캄파니에서 시판하는 고형 비스-페놀 A 글리시딜 에테르 에폭시 수지의 분산액

샘플 RR과 샘플 SS로 사이징한 얀을 날실 및 씨실로 사용하여 Style 7628 패브릭을 방적하였다. PPG Industries, Inc.(Pennsylvania주 Pittsburgh)의 PPG 695 사이징으로 코팅한 섬유를 가지는 G-75 E-유리 트위스티드 얀(이하 "대조구 샘플") 역시 Style 7628 패브릭을 방적하였다. 사이징한 날실 및 씨실 대조구의 LOI는 1%였다. 날실을 방적하기 전에 폴리비닐알코올 조성물로 슬래싱한 경우,LOI가 2~2.5%로 증가하였다. 결과적으로 얻어진 패브릭의 LOI는 1.6 ∼ 1.9%였다.

각 패브릭에 대하여 ASTM D 737 Standard Test Method for Air Permeability of Textile Fabrics에 의한 공기투과도 측정을 실시하였다. 방적 패브릭의 평균 공기투과도를 아래의 표 18C에 제시하였다.

	공기 투과도(표준 ft³/분/ft²)
대조 샘플	41
샘플 RR	2.8
샘플 SS	1.6

표 18C에서 보듯이, 샘플 A 및 B를 사용한 방적 패브릭의 공기투과도는 대조구 샘플을 사용한 방적 패브릭보다 상당히 낮았다.

실시예 19

표 19에는 패브릭으로 방적되는 유리섬유에 코팅되는, 비제한적인 추가적 사이징 조성물이 제시되어 있다. 각 조성물에는 1중량% 이하의 아세트산이 포함된다.

성분의 중량%(총 고형물 기준)
성분	샘플 TT	샘플 UU	샘플 XX	샘플 YY
PVP K-30²³⁵	13.7	13.5	15.3	14.7
스테판텍스 653²³⁶	27.9		13.6
A-187²³⁷	1.7	1.9	1.9	1.8
A-174²³⁸	3.4	3.8	3.8	3.7
에머리6717²³⁹	2.3	1.9	2.5	2.4
마콜 OP-10²⁴⁰	1.5		1.7	1.6
TMAZ-81²⁴¹	3.0		3.4	3.3
마주 DF-136²⁴²	0.2		0.3	0.2
로파크 OP-96²⁴³	39.3		43.9	42.3
릴리즈코트-콘크 25²⁴⁴	4.2	6.4
폴라썸 PT 160²⁴⁵	2.7	2.6
SAG 10²⁴⁶		0.2
²³⁵뉴저지주 웨인 소재의 ISP 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 PVP K-30 폴리비닐 피롤리돈²³⁶뉴저지주 메이우드 소재의 스테판 캄파니에서 상업적으로 시판하는 스테판텍스 653²³⁷뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-187 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란²³⁸뉴욕주 테리타운 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 A-174 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란²³⁹오하이오주 신시네티 소재의 코그니스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 에머리(등록상표) 6717 부분 아미드화 폴리에틸렌 이민²⁴⁰마콜 OP-10 에톡실화 알킬페놀; 이 물질은 OP-10 SP가 촉매 제거를 위해 후처리를 받는 것을 제외하고 마콜 OP-10 SP와 유사하다; 마콜 OP-10은 더 이상 시판하지 않는다²⁴¹뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는TMAZ-81 솔비톨 에스테르의 에틸렌 옥사이드 유도체²⁴²뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 마주 DF-136 소포제²⁴³펜실바니아주 필라델피아 소재의 롬 앤 하스 캄파니에서 상업적으로 시판하는 로파크(등록상표) OP-96, 0.55 ㎛ 입자 분산액²⁴⁴테네시주 오크 리지 소재의 집 코팅즈에서 상업적으로 시판하는 오르팩 보론 니트라이드 릴리즈코트-콘크 25 질화 붕소 분산액²⁴⁵오하이오주 레이크우드 소재의 어드밴스드 케미칼스 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 폴라썸(등록상표) PT 160 질화 붕소 분말²⁴⁶코넥티컷주 그린위치 소재의 CK 윗코 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 SAG 10 소포제

성분의 중량%(총 고형물 기준)
성분	샘플 TT	샘플 UU	샘플 XX	샘플 YY
RD-847A²⁴⁷		23.2
데스모펜 2000²⁴⁸		31.2
플루로닉 F-108²⁴⁹		8.5
알카멀스 EL-719²⁵⁰		3.4
이코놀 NP-6²⁵¹		3.4
플렉솔 EPO²⁵²			13.6	30.0
²⁴⁷오하이오주 콜럼버스 소재의 보던 케미칼스에서 상업적으로 시판하는 RD-847A 폴리에스테르 수지²⁴⁸펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 데스모펜 2000 폴리에틸렌 아디페이트 디올²⁴⁹뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플루로닉(등록상표) F-108 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 공중합체²⁵⁰론-폴렌크에서 상업적으로 시판하는 알카멀스 EL-719 폴리옥시에틸화 식물성 오일²⁵¹미국 뉴저지주 파시퍼니 소재의 BASF 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 이코놀 NP-6 알콕실화 노닐 페놀²⁵²코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 상업적으로 시판하는 플렉솔 EPO 에폭시화 대두유

이상의 상세한 설명으로부터, 본 발명은 내마모성 코팅을 가지는 유리섬유 스트랜드의 열안정성을 높여 주고, 다습조건 또는 산 및 알칼리 조건에서 부식과 반응성을 낮춰 주며, 다양한 고분자 매트릭스 물질과 양립 가능하게 해 준다는 것을 알 수 있다. 이들 스트랜드는 꼬거나, 잘게 자르거나, 로빙, 촙드 매트 또는 연속 스트랜드 매트의 형태로 성형하거나, 패브릭의 형태로 방적 또는 편직하여, 프린트기판과 같은 복합재용 보강재 등의 다양한 용도로 사용될 수 있다.

당업자는 본 발명의 넓은 발명 사상으로부터 벗어남이 없이 이상에서 설명한 본 발명의 태양을 변화할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이상에서 개시한 구체적인 태양에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위는 첨부한 특허청구범위에 의해 정해지는 발명의 사상과 범위 내에서 변형될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims

다수의 섬유로 구성되며 패브릭의 표면 중 적어도 일부에 수지와 양립가능한 코팅 조성물을 가지는, 적어도 하나의 스트랜드로 구성되는 패브릭으로서, 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은

(1) 비열팽창성 유기물질, 무기 고분자 물질, 300K에서 열전도도가 적어도 1W/m·K인 라멜라 입자, 비열팽창성 복합재 물질 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 물질로부터 형성된 다수의 격리된 입자로서, 평균 입자크기가 스트랜드의 웨트아웃에 충분한 것,

(2) 상기 격리된 입자와 적어도 부분적으로 다른, 적어도 하나의 윤활성 물질 및

(3) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성되는 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물이 수용성 코팅 조성물의 잔류물인 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물이 분말 형태의 코팅 조성물인 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 섬유 스트랜드가 적어도 하나의 유리섬유로 구성되는 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 섬유 스트랜드가 다수의 유리섬유로 구성되는 패브릭.
제 5 항에 있어서, 상기 다수의 유리섬유가 E-유리섬유, D-유리섬유, S-유리섬유, Q-유리섬유 및 E-유리섬유의 유도체 섬유 중에서 선택되는 패브릭.
제 6 항에 있어서, 상기 다수의 유리섬유가 E-유리섬유인 패브릭.
제 6 항에 있어서, 상기 다수의 유리섬유가 E-유리섬유의 유도체 섬유인 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 유기물질이 열경화성 물질, 열가소성 물질 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 패브릭.
제 9 항에 있어서, 상기 유기물질이 열경화성 폴리에스테르, 비닐에스테르, 에폭시 물질, 페놀류, 아미노플라스트, 열경화성 폴리우레탄 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 열경화성 물질인 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 유기물질이 열가소성 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 아크릴 폴리머, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 비닐 폴리머 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 열가소성 물질인 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 무기물질이 폴리포스파젠(polyphosphazenes), 폴리실란, 폴리실록산, 폴리게레메인(polygeremanes), 고분자 황(polymeric sulfur), 고분자 셀레늄, 실리콘(silicones) 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 라멜라 입자가 무기입자인 패브릭.
제 13 항에 있어서, 상기 라멜라 입자가 질산화붕소(boron nitride), 이황화몰리브덴, 그래파이트, 이셀렌화몰리브덴, 이황화탄탈, 이셀렌화탄탈, 이황화텅스텐, 이셀렌화텅스텐 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 복합재 물질이 표면 경도가 내부 경도와 다른 입자로부터 선택되는 패브릭.
제 15 항에 있어서, 상기 복합재 물질이 적어도 하나의 2차 물질로 코팅, 클래딩 또는 캡슐화되는 1차 물질로부터 형성된 입자로부터 선택되는 패브릭.
제 15 항에 있어서, 상기 복합재 물질이 형태가 다른 1차 물질로 코팅, 클래딩 또는 캡슐화되는 1차 물질로부터 형성된 입자로부터 선택되는 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 다수의 격리된 입자가 적어도 하나의 섬유와 적어도 하나의 인접 섬유 사이에 간극(ineterstitial space)을 제공하는 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 다수의 격리된 입자의, 레이저산란 기법에 따라 측정한 평균 입자크기가 0.1 ∼ 5미크론인 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 다수의 격리된 입자가 전체 고형성분 기준으로 1 ∼ 80중량%의 수지와 양립가능한 코팅 조성물로 구성되는 패브릭.
제 20 항에 있어서, 상기 다수의 격리된 입자가 전체 고형성분 기준으로 20 ∼ 60중량%의 수지와 양립가능한 코팅 조성물로 구성되는 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 윤활성 물질이 오일, 왁스 및 그리스 중에서 선택되는 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 윤활성 물질이 전체 고형성분 기준으로 1 ∼ 50중량%의 수지와 양립가능한 코팅 조성물로 구성되는 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 윤활성 물질이 전체 고형성분 기준으로 20 ∼ 40중량%의 수지와 양립가능한 코팅 조성물로 구성되는 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 필름형성 물질이 유기 고분자 무질, 무기 고분자 물질 및 천연 고분자 물질 중에서 선택되는 패브릭.
제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 필름형성 물질이 열경화성 물질 및 열가소성 물질 중에서 선택되는 패브릭.
제 26 항에 있어서, 상기 열경화성 물질이 열경화성 폴리에스테르, 에폭시 물질, 비닐에스테르, 페놀류, 아미노플라스트, 열경화성 폴리우레탄 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 패브릭.
제 26 항에 있어서, 상기 열가소성 물질이 비닐 폴리머, 열가소성 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 아크릴 폴리머 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 필름형성 물질이 전체 고형성분 기준으로 5 ∼ 50중량%의 수지와 양립가능한 코팅 조성물로 구성되는 패브릭.
제 29 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 필름형성 물질이 전체 고형성분 기준으로 10 ∼ 30중량%의 수지와 양립가능한 코팅 조성물로 구성되는 패브릭.
제 1 항에 있어서, 상기 수지와 양립가능한 코팅이 수지 반응성 희석제(resin reactive diluent)로 구성되는 패브릭.
제 31 항에 있어서, 상기 수지 반응성 희석제가 아민기, 알코올기, 무수물기(anhydride group), 산기 및 에폭시기 중에서 선택되는, 에폭시 수지 시스템과 반응할 수 있는 하나 이상의 작용기를 가지는 윤활제인 패브릭.
다수의 섬유로 구성되며 패브릭의 표면 중 적어도 일부에 수지와 양립가능한 코팅 조성물을 가지는, 적어도 하나의 스트랜드로 구성되는 패브릭으로서, 상기 수지와 양립 가능한 코팅 조성물은

(1) 평균 입자크기가 스트랜드의 웨트아웃에 충분한 것으로서, (i)적어도 하나의 유기물질로 형성된 적어도 하나의 입자와 (ii) 질산화붕소, 그래파이트 및 금속 이칼코겐화물(metal dichalcogenides) 중에서 선택된 무기물질로 형성된 적어도 하나의 입자로 구성된 다수의 입자와

(2) 상기 다수의 격리된 입자와 적어도 부분적으로 다른, 적어도 하나의 윤활성 물질 및

(3) 적어도 하나의 필름형성 물질로 구성되는 패브릭.
제 33 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유기물질이 고분자 유기물질인 패브릭.
제 34 항에 있어서, 상기 고분자 유기물질이 비닐 폴리머, 열가소성 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄 및 아크릴 폴리머 중에서 선택된 열가소성 물질인 패브릭.
제 35 항에 있어서, 상기 고분자 유기물질이 스티렌과 아크릴 단량체의 공중합체 중에서 선택된 아크릴 공중합체인 패브릭.
제 33 항에 있어서, 상기 다수의 입자의, 레이저산란 기법에 따라 측정한 평균 입자크기가 0.1 ∼ 5미크론인 패브릭.
제 33 항에 있어서, 상기 다수의 입자가 전체 고형성분 기준으로 1 ∼ 80중량%의 수지와 양립가능한 코팅 조성물로 구성되는 패브릭.
제 38 항에 있어서, 상기 다수의 입자가 전체 고형성분 기준으로 20 ∼ 60중량%의 수지와 양립가능한 코팅 조성물로 구성되는 패브릭.
제 33 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 윤활성 물질이 전체 고형성분 기준으로 1 ∼ 50중량%의 수지와 양립가능한 코팅 조성물로 구성되는 패브릭.
제 40 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 윤활성 물질이 전체 고형성분 기준으로 20 ∼ 400중량%의 수지와 양립가능한 코팅 조성물로 구성되는 패브릭.
제 33 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 필름형성 물질이 전체 고형성분 기준으로 5 ∼ 50중량%의 수지와 양립가능한 코팅 조성물로 구성되는 패브릭.
제 42 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 필름형성 물질이 전체 고형성분 기준으로 10 ∼ 30중량%의 수지와 양립가능한 코팅 조성물로 구성되는 패브릭.
다수의 섬유로 구성되며 적어도 표면 일부에 수지와 양립가능한 코팅 조성물을 가지는 적어도 하나의 스트랜드로 구성되는 패브릭으로서, 상기 수지와 양립가능한 코팅 조성물의 연소손실이 0.1 ∼ 1.6%이고, ASTM D 737에 따라 측정한 공기투과도가 10 표준 ft³/min/ft²를 넘지 않는 패브릭.
제 44 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 섬유 스트랜드가 적어도 하나의 유리섬유로 구성되는 패브릭.
제 44 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 섬유 스트랜드가 다수의 유리섬유로 구성되는 패브릭.
제 46 항에 있어서, 상기 다수의 섬유 스트랜드가 E-유리섬유, D-유리섬유, S-유리섬유, Q-유리섬유 및 E-유리섬유의 유도체 섬유 중에서 선택되는 패브릭.
제 47 항에 있어서, 상기 다수의 유리섬유가 E-유리섬유인 패브릭.
제 47 항에 있어서, 상기 다수의 유리섬유가 E-유리섬유의 유도체 섬유인 패브릭.
제 44 항에 있어서, 상기 수지와 양립가능한 코팅 조성물이 다수의 입자로 구성되는 패브릭.
제 50 항에 있어서, 상기 입자가 고분자 무기물질, 비고분자 무기물질, 고분자 유기물질, 비고분자 유기물질, 복합재 물질 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 물질로 형성되는 패브릭.
제 51 항에 있어서, 상기 고분자 무기물질이 폴리포스파젠, 폴리실란, 폴리실록산, 폴리게레메인, 고분자 황, 고분자 셀레늄, 실리콘 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 패브릭.
제 51 항에 있어서, 상기 비고분자 무기물질이 그래파이트, 금속, 산화물, 탄화물(carbides), 질화물, 붕화물, 황화물, 규산화물, 탄산화물, 황산화물, 수산화물 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 패브릭.
제 51 항에 있어서, 상기 고분자 유기물질이 열경화성 물질 및 열가소성 물질 중에서 선택되는 패브릭.
제 51 항에 있어서, 상기 고분자 유기물질이 열경화성 폴리에스테르, 비닐에스테르, 에폭시 물질, 페놀류, 아미노플라스트, 열경화성 폴리우레탄 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 열경화성 물질인 패브릭.
제 51 항에 있어서, 상기 고분자 유기물질이 열가소성 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 아크릴 폴리머, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 비닐 폴리머 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 열가소성 물질인 패브릭.
제 51 항에 있어서, 상기 복합재 무기물질이 표면 경도가 내부 경도와 다른 입자로부터 선택되는 패브릭.
제 57 항에 있어서, 상기 복합재 물질이 적어도 하나의 2차 물질로 코팅, 클래딩 또는 캡슐화되는 1차 물질로부터 형성된 입자로부터 선택되는 패브릭.
제 57 항에 있어서, 상기 복합재 물질이 형태가 다른 1차 물질로 코팅, 클래딩 또는 캡슐화되는 1차 물질로부터 형성된 입자로부터 선택되는 패브릭.
제 50 항에 있어서, 상기 입자의 열전도도가 300K에서 적어도 1W/m ㆍK인 패브릭.
제 50 항에 있어서, 상기 입자의 모스경도값이 상기 적어도 하나의 스트랜드 내의 임의의 유리섬유의 모스경도값보다 크지 않은 패브릭.
제 50 항에 있어서, 레이저산란 기법에 의해 측정한 상기 입자의 평균 입자크기가 0.1 ∼ 5미크론인 패브릭.
제 44 항의 패브릭으로 구성되는 보강 복합재.