RU2209788C2

RU2209788C2 - Пропитанные стекловолоконные пряди и содержащие их изделия

Info

Publication number: RU2209788C2
Application number: RU2000124939/03A
Authority: RU
Inventors: Брюс НОВИЧ (US); Брюс НОВИЧ; Уолтер Дж. РОБЕРТСОН (US); Уолтер Дж. РОБЕРТСОН
Original assignee: Ппг Индастриз Огайо, Инк.
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2003-08-10
Also published as: WO1999044955A1; CN1295541A; JP3537394B2; DE69903715T2; AU2787299A; KR100398178B1; HK1032388A1; EP1060141A1; TW464639B; CN1229296C; JP2004156197A; CA2322156A1; KR20010041599A; DE69903715D1; EP1060141B1; JP2002505386A

Abstract

Использование: для усиления композиционных материалов. Изобретение обеспечивает получение стекловолоконных прядей, пропитанных неабразивными твердыми частицами, которые обеспечивают образование пустых пространств величиной по меньшей мере 3 мкм между смежными волокнами внутри пряди, что является полезным для усиления композиционных материалов. Волоконная прядь с покрытием образована множеством стеклянных волокон с диаметром волокна более 5 мкм, пропитанных сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы. Твердые частицы имеют минимальный размер частиц по меньшей мере 3 мкм. Твердость частиц не превышает твердости стеклянных волокон. Твердые частицы образованы по меньшей мере из керамического материала из группы: нитриды металлов, оксиды металлов, карбиды, сульфиды, бориды, силикаты металлов, карбонаты металлов и их смеси. 10 с. и 58 з.п. ф-лы, 8 ил., 12 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится в целом к покрытым стекловолоконным прядям для усиления композиционных материалов и, в частности, к стекловолоконным прядям, пропитанным твердыми частицами, которые обеспечивают пустые пространства между смежными стекловолокнами пряди, при этом твердые частицы имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм.

Уровень техники
В операциях формования термореактивных пластмасс желательны свойства хорошей "сквозной смачиваемости" (проникновения полимерного матричного материала через мат) и "наружная смачиваемость" (проникновение полимерного матричного материала через отдельные пряди или пряди волокна в мате). В противоположность этому в типичных операциях формования термопластичных пластмасс особенно важными являются свойства хорошей дисперсии.

Для улучшения пропитки смолой в заявке на патент Японии 9-208268 раскрыта ткань, имеющая пряжу, образованную из стекловолокна, покрытую непосредственно после скручивания крахмалом или синтетической смолой и 0,001-20,0 мас. % неорганических твердых частиц, таких как коллоидный кремнезем, карбонат кальция, каолин и тальк, имеющих средний размер частиц от 5 до 2000 нм (от 0,05 до 2 мкм). В параграфе 13 подробного описания изобретения указано, что такие покрытия, имеющие более 20 мас.% неорганических твердых частиц, не могут применяться для стекловолокна.

Для улучшения проникновения смолы между стеклянными усиливающими волокнами во время образования композиционного материала в патенте США 3312569 раскрыто приклеивание частиц оксида алюминия к поверхности стекловолокна. Однако величина твердости по шкале Мооса оксида алюминия больше 9¹ (¹ R. Weast (Ed), Справочник по химии и физике, издательство CRC Press (1975), страница F-22, содержание которой включается в данное описание), что может приводить к абразивному истиранию более мягкого стекловолокна.

В SU 859400 раскрыта пропиточная композиция для изготовления слоистых тканей из стекловолокна, причем композиция содержит спиртовой раствор фенолформальдегидной смолы, графита, дисульфида молибдена, поливинилбутирала и поверхностно-активного вещества. Однако спиртовые растворы не желательны для применения при изготовлении стекловолокна.

Для усиления, уменьшения или изменения фрикционных характеристик композиционного материала в патенте США 5217778 раскрыто наружное покрытие сухого сцепления, включающее в себя композиционную пряжу из стекловолокна, металлической проволоки и полиакрилонитрильного волокна, которое пропитано и покрыто отвердевающим под действием тепла клеем или связующим материалом. Связующий материал может включать фрикционные частицы, такие как угольная сажа, графит, оксиды металлов, сульфат бария, алюмосиликат, частицы измельченного каучука, измельченные органические смолы, полимеризованное масло из орехов кешью, глину, кремнезем или криолит (смотри столбец 2, строки 55 - 66).

Имеется необходимость в покрытиях для противодействия абразивному истиранию и разрыву стекловолокна, которые совместимы с разнообразными полимерными матричными материалами.

Сущность изобретения
Данное изобретение обеспечивает создание покрытой волоконной пряди с покрытием, содержащей множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокна более 5 мкм, при этом прядь по меньшей мере частично пропитана сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, причем твердые частицы имеют минимальный размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, которая не превышает твердости множества стеклянных волокон.

Другим аспектом данного изобретения является волоконная прядь с покрытием, содержащая множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр более 5 мкм, причем прядь по меньшей мере частично пропитана первичным слоем сухого остатка шлихтовального состава, нанесенного по меньшей мере на часть поверхности множества стеклянных волокон, и вторичным слоем водного второго покрывного состава, нанесенного по меньшей мере на часть первичного слоя, причем второй покрывной состав содержит твердые частицы, которые обеспечивают создание пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, причем твердые частицы имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм.

Еще одним аспектом данного изобретения является волоконная прядь с покрытием, содержащая множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокон более 5 мкм, причем прядь по меньшей мере частично пропитана первичным слоем сухого остатка шлихтовального состава, нанесенного по меньшей мере на часть поверхности множества стеклянных волокон, и вторичным слоем сухого остатка водного второго покрывного состава, нанесенного по меньшей мере на часть первичного слоя, причем второй покрывной состав содержит гидрофильные твердые частицы, которые обеспечивают создание пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, причем гидрофильные твердые частицы имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и которые после воздействия воды поглощают и сохраняют воду в пустотах внутри гидрофильных твердых частиц.

Другим аспектом данного изобретения является покрытая волоконная прядь с покрытием, содержащая множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр более 5 мкм, причем прядь по меньшей мере частично пропитана первичным слоем сухого остатка шлихтовального состава, нанесенного по меньшей мере на часть поверхности множества стеклянных волокон, и вторичным слоем водного второго покрывного состава, нанесенного по меньшей мере на часть первичного слоя, причем второй покрывной состав содержит полимерный материал, и третьим слоем, содержащим порошковые твердые частицы, которые обеспечивают создание пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, причем твердые частицы имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм.

Еще одним аспектом данного изобретения является усиленный полимерный композиционный материал, содержащий: (а) покрытую волоконную прядь, содержащую множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокон более 5 мкм, при этом прядь по меньшей мере частично пропитана сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, причем твердые частицы имеют минимальный размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, которая не превышает твердости множества стеклянных волокон, и (b) полимерный матричный материал.

Другим аспектом данного изобретения является ткань, содержащая волоконную прядь с покрытием, содержащую множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокна более 5 мкм, при этом прядь по меньшей мере частично пропитана сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, причем твердые частицы имеют минимальный размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, которая не превышает твердости множества стеклянных волокон.

Еще одним аспектом данного изобретения является подложка для электронных схем, содержащая: (а) ткань, содержащую покрытую волоконную прядь, содержащую множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокна более 5 мкм, при этом прядь по меньшей мере частично пропитана сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, причем твердые частицы имеют минимальный размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, которая не превышает твердости множества стеклянных волокон; и (b) полимерный матричный материал, нанесенный по меньшей мере на часть ткани.

Другим аспектом данного изобретения является монтажная печатная плата, содержащая: (а) подложку для электронных схем, содержащую: (i) ткань, содержащую покрытую волоконную прядь, содержащую множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокна более 5 мкм, при этом прядь по меньшей мере частично пропитана сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, причем твердые частицы имеют минимальный размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, которая не превышает твердости множества стеклянных волокон; и (ii) слой полимерного матричного материала, нанесенный по меньшей мере на часть ткани; и (b) электрически проводящий слой, расположенный смежно с выбранными частями выбранных сторон основы для электронных схем.

Еще одним аспектом данного изобретения является подложка для электронных схем, содержащая: (а) первый композиционный слой, содержащий: (i) ткань, содержащую покрытую волоконную прядь, содержащую множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокна более 5 мкм, при этом прядь по меньшей мере частично пропитана сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, причем твердые частицы имеют минимальный размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, которая не превышает твердости множества стеклянных волокон; и (ii) слой полимерного матричного материала, нанесенный по меньшей мере на часть ткани; и (b) второй композиционный слой, отличный от первого композиционного слоя.

Еще одним аспектом данного изобретения является монтажная печатная плата, содержащая: (а) подложку для электронных схем, содержащую: (i) первый композиционный слой, содержащий: (1) ткань, содержащую покрытую волоконную прядь, содержащую множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокна более 5 мкм, при этом прядь по меньшей мере частично пропитана сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, причем твердые частицы имеют минимальный размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, которая не превышает твердости множества стеклянных волокон; и (2) слой полимерного матричного материала, нанесенный по меньшей мере на часть ткани; и (ii) второй композиционный слой, отличный от первого композиционного слоя; и (b) электрически проводящий слой, расположенный смежно с выбранными частями выбранных сторон первого и/или второго композиционного слоя.

Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания сущности изобретения ниже приводится подробное описание вариантов выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 - волоконная прядь с покрытием, имеющая первичный слой из сухого остатка водного шлихтовального состава, согласно данному изобретению, в изометрической проекции;
фиг. 2 - волоконная прядь с покрытием, имеющая первичный слой из сухого остатка шлихтовального состава и на нем вторичный слой водного второго покрывного состава, согласно данному изобретению, в изометрической проекции;
фиг. 3 - волоконная прядь с покрытием, имеющая первичный слой из сухого остатка шлихтовального состава, вторичный слой водного второго покрывного состава и на нем третий слой, согласно данному изобретению, в изометрической проекции;
фиг. 4 - композиционный материал, согласно данному изобретению, вид сверху;
фиг.5 - ткань, согласно данному изобретению, вид сверху;
фиг. 6 - разрез подложки для электронных схем, согласно данному изобретению;
фиг. 7 и 8 - разрезы альтернативных вариантов выполнения подложки для электронных схем, согласно данному изобретению.

Пряди стекловолокна, согласно данному изобретению, имеют уникальное покрытие, которое не только предотвращает абразивное истирание и разрушение волокон во время обработки, но также обеспечивает сквозную смачиваемость, наружную смачиваемость и дисперсионные свойства при создании композиционных материалов. Хорошая прочность слоистого материала, хорошая термическая устойчивость, хорошая гидролитическая устойчивость, низкая коррозия и низкая химическая активность в присутствии высокой влажности, реактивных кислот и щелочей и совместимость с множеством полимерных матричных материалов, которая устраняет необходимость горячей очистки перед приклеиванием, являются другими желательными характеристиками, которые проявляют покрытые волоконные пряди, согласно данному изобретению.

Другим значительным преимуществом покрытых прядей стекловолокна, согласно данному изобретению, является их хорошая обрабатываемость при изготовлении ткани или трикотажного полотна. Низкие пыльность и рассеяние, низкое количество сломанных волокон, низкая напряженность пряди, высокая летучесть и малое время вставления - вот те характеристики, которые обеспечиваются покрытыми прядями стекловолокна, согласно данному изобретению, которые упрощают процессы изготовления ткани и трикотажного полотна и обеспечивают получение ткани с небольшим количеством дефектов поверхности для применения в монтажных печатных платах.

На фиг. 1, где одинаковыми позициями обозначены одинаковые элементы, показана стекловолоконная прядь с покрытием 10, содержащая множество стеклянных волокон 12 или кварцевых волокон, согласно данному изобретению. В данном случае "прядь" обозначает множество отдельных волокон. Понятие "волокно" обозначает отдельную элементарную нить. Волокна 12 имеют средний номинальный диаметр волокна более 5 мкм, предпочтительно более 7 мкм и более предпочтительно более 9 мкм.

Стекловолокно 12 может быть образовано из любого типа стеклянного состава, способного создавать волокна, которые известны специалистам в данной области техники (см., например, К.Ловенстейн "Технология изготовления стеклянных волокон", изд.3, 1993 г., с. 39-44), включая составы, изготовленные из способных образовывать волокна стеклянных составов, таких как "стекло Е", "стекло А", "стекло С", "стекло D", стекло R", "стекло S", а также производные "стекла Е". В данном случае понятие "производные стекла Е" обозначает стеклянные составы, которые включают в себя незначительные количества фтора и/или бора и предпочтительно не содержат фтора и/или бора. Кроме того, используемое понятие "незначительное" обозначает менее 1 мас.% фтора и менее 5 мас.% бора. Базальтовое и минеральное волокно являются примерами других стеклянных волокон, которые можно использовать в данном изобретении. Предпочтительные стеклянные волокна образованы из стекла Е или производных стекла Е. Специалистам в данной области техники хорошо известны такие составы и способы изготовления элементарных стеклянных волокон из них, поэтому они не нуждаются в подробном пояснении в этом описании. Если все же необходима дополнительная информация, то такие стеклянные составы и способы изготовления волокон описаны в книге К.Loewenstein "Технология изготовления стекловолокна" (3-е издание 1993), страницы 30-44, 47-60, 115-122 и 126-135, а также в патентах США 4542106 и 5789329, содержание которых включается в данное описание.

Дополнительно к стеклянным волокнам покрытая волоконная прядь 10 может дополнительно содержать волокна, образованные из других способных образовывать волокна естественных или искусственных материалов, таких как не стеклянные неорганические материалы, природные материалы, органические полимерные материалы и их комбинации. В данном случае понятие "способные создавать волокна" означает материал, из которого можно получать обычно непрерывное элементарное волокно, волокно, прядь или пряжу.

Подходящие не стеклянные неорганические волокна включают керамические волокна, образованные из карбида кремния, угля, графита, муллита, оксида алюминия и пьезоэлектрических керамических материалов. Не ограничивающими изобретение примерами подходящих природных волокон животного или растительного происхождения являются хлопок, целлюлоза, натуральный каучук, лен, рами, пенька, сизаль и шерсть. Подходящие искусственные волокна включают волокна, образованные из полиамидов (таких как нейлон и арамиды), термопластичные сложные полиэфиры (такие как полиэтилентерефталат и полибутилентерефталат), акрилы (такие как полиакрилнитрилы), полиолефины, полиуретаны и виниловые полимеры (такие как поливиниловый спирт). Не стеклянные волокна, которые можно использовать в данном изобретении, а также способы получения и обработки таких волокон подробно описаны в Encyclopedia of Polymer Science and Technology, том 6 (1967), страницы 505-712, содержание которых включается в данное описание. Понятно, что при желании в данном изобретении можно использовать смеси или сополимеры любых указанных материалов, а также комбинации любых волокон, образованных из указанных материалов.

Ниже приводится описание данного изобретения в основном применительно к прядям из стекловолокна, хотя для специалистов в данной области техники понятно, что прядь 10 может дополнительно содержать одно или более не стеклянных волокон, указанных выше.

Как показано на фиг.1, в предпочтительном варианте выполнения волокна 12 волоконной пряди 10, согласно данному изобретению, пропитаны первичным слоем 14 из сухого остатка водного шлихтовального состава, нанесенного по меньшей мере на часть 17 поверхности 16 волокон 12 для защиты поверхности 16 волокон от абразивного истирания во время обработки и предотвращения разрушения волокон 12. Сухой остаток водного шлихтовального состава предпочтительно наносят на всю наружную поверхность 16 или периферию волокон 12.

В данном случае в предпочтительном варианте выполнения понятие "шлихтовальный" обозначает покрывной состав, нанесенный на волокна непосредственно после образования волокон. В альтернативном варианте выполнения понятие "шлихтовальный" дополнительно относится к покрывным составам (известным также как "окончательная шлихта"), нанесенным на волокна после удаления обычного первичного покрытия с помощью нагрева или химической обработки, т. е. окончательная шлихта наносится на голое стеклянное волокно, включаемое в ткань.

Водный шлихтовальный состав содержит одну или несколько, предпочтительно множество, твердых частиц 18, расположенных между или склеенных с наружными поверхностями 16 волокон 12, которые обеспечивают создание пустых пространств 21 между смежными стеклянными волокнами 23, 25 пряди 10. Эти пустые пространства 21 обычно соответствуют среднему размеру 19 твердых частиц 18, расположенных между смежными волокнами. В данном случае понятие "твердый" обозначает материал, который не течет заметно под действием умеренных напряжений, имеет определенную способность сопротивляться усилиям, которые пытаются его деформировать, и при обычных условиях сохраняет размеры и форму. Смотри Webster's Third New International Dictionary of the English Language - Unabridged (1971), страница 2169. Кроме того, понятие "твердый" в данном случае включает как кристаллические, так и не кристаллические материалы.

Твердые частицы 18 имеют минимальный средний размер 19 (эквивалентный диаметру шара), равный по меньшей мере 3 мкм, предпочтительно по меньшей мере около 5 мкм, и находящийся в диапазоне от 3 до около 1000 мкм, предпочтительно от около 5 до около 1000 мкм и более предпочтительно от около 10 до около 25 мкм. Каждая твердая частица предпочтительно имеет минимальный размер, равный по меньшей мере 3 мкм и предпочтительно по меньшей мере около 5 мкм. Также является предпочтительным, что минимальный средний размер 19 твердых частиц соответствует в основном среднему номинальному диаметру стекловолокна. Следует иметь в виду, что размеры частиц, указанные выше, являются предпочтительными по отношению к более мелким размерам частиц, частично потому, что они обычно менее дорогие и более легко диспергируются. Кроме того, ткани, изготовленные из прядей, покрытых частицами с размерами, указанными выше, проявляют лучшие характеристики сквозной смачиваемости и наружной смачиваемости при пропитывании полимерным матричным материалом по сравнению с тканями, изготовленными из прядей, покрытых частицами меньших размеров.

Конфигурация или форма твердых частиц 18 может быть по желанию в основном сферической (такой как шарики, микрошарики или твердые полые сферы), кубической, плоской или игольчатой (продолговатой или волокнистой). Более подробную информацию о характеристиках подходящих частиц смотри H.Katz и др. "Справочник по наполнителям и пластмассам", (1987), страницы 9-10, содержание которых включается в данное описание. Твердые частицы 18 должны сохранять свой минимальный средний размер (эквивалентный диаметру шара), равный по меньшей мере 3 мкм и предпочтительно по меньшей мере около 5 мкм, и, в частности, должны сохранять свой минимальный размер (эквивалентный диаметру шара), равный по меньшей мере 3 мкм и предпочтительно по меньшей мере около 5 мкм, в условиях обработки, таких как усилия, создаваемые между смежными волокнами во время прядения, предпрядения и других операций обработки, сохранять пустые пространства между смежными волокнами 23, 25. Другими словами, твердые частицы не должны крошиться, деформироваться или растворяться в водном шлихтовальном составе до размера частиц меньше минимального размера частиц в типичных условиях обработки стекловолокна, таких как температура до около 25^oС и более предпочтительно до около 400^oС.

Стеклянные волокна подвергаются абразивному износу при контакте с шероховатостями соседних стеклянных волокон и/или других твердых предметов или материалов, с которыми стекловолокно контактирует во время формирования и последующей обработки, такой как прядение или предпрядение. В данном случае понятие "абразивный износ" обозначает царапанье или отрезание кусочков поверхности стекловолокна или разрушение стекловолокна за счет фрикционного контакта с частицами, кромками и составляющими материала, которые достаточно жесткие для причинения вреда стекловолокну. Смотри монографию К.Ludema, "Friction, Wear, Lubrication" (1966), страница 129, полное содержание которой включается в данное описание. Абразивный износ прядей стекловолокна приводит к разрушению прядей во время обработки и к дефектам поверхности изделий, таких как ткань и композиционные материалы, что увеличивает количество отходов и стоимость изготовления.

Для минимизации абразивного износа твердые частицы имеют величину твердости, которая не превосходит, т.е. равна или меньше, величину твердости стекловолокна. Величины твердости твердых частиц и стекловолокна можно определить с помощью обычного метода измерения твердости, такого как метод Виккерса или Бринеля, однако более предпочтительно определять твердость по шкале Мооса, которая указывает относительную склерометрическую стойкость (твердость царапанья) поверхности материала. Величина твердости стекловолокна по шкале Мооса обычно находится в диапазоне от около 4,5 до около 6,5 и предпочтительно составляет около 6, смотри R. Weast (редактор) "Справочник по химии и физике", издательство CRC Press (1975), страница F-22, содержание которой включается в данное описание. Величина твердости по шкале Мооса твердых частиц находится в диапазоне от около 0,5 до около 6. Величины твердости по шкале Мооса нескольких не имеющих ограничительного характера твердых частиц, подходящих для использования в данном изобретении, приведены ниже в таблице А.

Как указывалось выше, твердость по шкале Мооса относится к стойкости материала к царапанью. Поэтому в данном изобретении рассматриваются частицы, которые имеют на своей поверхности твердость, которая отличается от твердости во внутренних частях частиц. В частности, поверхность частиц может быть модифицирована любым способом, хорошо известным из уровня техники, включая, но не ограничиваясь этим, покрытие, платирование или инкапсулирование частиц, или же химическое изменение характеристик поверхности с использованием технологий, известных из уровня техники, так чтобы твердость поверхности частицы не превышала твердости стекловолокна, в то время как твердость частицы под поверхностью была больше, чем твердость стекловолокна. В качестве примера, но без ограничения изобретения, неорганические частицы, такие как карбид кремния и нитрид алюминия можно снабдить покрытием из оксида кремния, карбоната или наноглины. Дополнительно к этому, кремнийорганический аппрет с боковыми цепочками алкила может реагировать с поверхностью многих оксидных частиц для обеспечения "более мягкой" поверхности.

Обычно твердые частицы 18, используемые в данном изобретении, могут быть образованы из неорганических материалов, органических материалов или из их смесей. Твердые частицы 18 предпочтительно образованы из неорганических материалов, выбранных из группы, состоящей из керамических материалов и металлических материалов. Подходящие керамические материалы включают нитриды металлов, оксиды металлов, карбиды металлов, сульфиды металлов, бориды металлов, силикаты металлов, карбонаты металлов и их смеси.

Без ограничения изобретения подходящим нитридом металла является нитрид бора, который является предпочтительным неорганическим материалом для изготовления твердых частиц, используемых в данном изобретении. Не ограничивающим изобретение примером используемого оксида металла является оксид цинка. Подходящие сульфиды металлов включают дисульфид молибдена, дисульфид тантала, дисульфид вольфрама и сульфид цинка. Используемые силикаты металлов включают силикаты алюминия и силикаты магния, такие как вермикулит. Подходящие металлические материалы включают графит, молибден, платину, никель, алюминий, медь, золото, железо, серебро и их смеси.

Неорганические твердые частицы 18 предпочтительно являются также твердыми смазочными материалами. В данном случае понятие " твердый смазочный материал" означает, что неорганические твердые частицы 18 имеют характерную форму кристаллизации, которая обеспечивает их разрезание на тонкие плоские пластины, которые хорошо скользят друг по другу и создают тем самым антифрикционный смазочный эффект между поверхностью стекловолокна и смежными твердыми поверхностями, из которых по меньшей мере одна находится в движении. Смотри R. Lewis, Sr. , Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12 издание 1993), страница 712, содержание которой включается в данное описание. Трение представляет собой сопротивление скольжению одного твердого материала по другому. Смотри F. Clauss, Solid Lubricants and Self-Lubricating Dolids, (1972), страница 1, содержание которой включается в данное описание.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения твердые смазочные частицы имеют чешуйчатую структуру. Частицы, имеющие чешуйчатую или гексагональную кристаллическую структуру, состоят из слоев или пластин атомов в гексагональной решетке с сильными связями внутри слоя и слабыми связями Ван дер Вааля между слоями, что обеспечивает низкую прочность сдвига между слоями. Смотри К. Ludema, Friction, Wear, Lubrication (1996), страница 125, F. Clauss, Solid Lubricants and Self-Lubricating Dolids (1972), страницы 19-22, 42-54, 75-77, 80-81, 82, 90-102, 113-120 и 128 и W. Campbell "Solid Lubricants", Boundary Lubrication; An Appraisal of World Literature, ASME Research Committee on Lubrication (1969), страницы 202-203, содержание которых включается в данное описание. Неорганические твердые частицы, имеющие чешуйчатую желобковую (шаровую) структуру, можно также использовать в данном изобретении.

Не ограничивающими изобретение примерами неорганических твердых смазочных частиц, имеющих чешуйчатую структуру, являются нитрид бора, графит, дихалькогениды металлов, слюда, тальк, гипс, калинит, кальцит, иодид кадмия, сульфид серебра и их смеси. Предпочтительные неорганические твердые смазочные частицы включают нитрид бора, графит, дихалкогениды металлов и их смеси. Подходящие дихалкогениды металлов включают дисульфид молибдена, диселенид молибдена, дисульфид тантала, диселенид тантала, дисульфид вольфрама, диселенид вольфрама и их смеси.

Не ограничивающими изобретение примерами частиц нитрида бора, подходящими для использования в данном изобретении, являются частицы порошка нитрида бора PolarTherm^® 100 Series (PT 120, РТ 140, РТ 160 и РТ 180), 300 Series (PT 350) и 600 Series (PT 620, РТ 630, РТ 640 и РТ 670), которые поставляет фирма Advanced Ceramics Corporation of Lakewood, Ohio. Смотри "Polar Therm^® Thermally Conductive Fillers for Polymeric Materials" a technical bulletin of Advanced Ceramics Corporation of Lakewood, Огайо, содержание которого включается в данное описание. Эти частицы имеют теплопроводность около 250 - 300 ватт на метр-Кельвин при 25^oС, диэлектрическую постоянную около 3,9 и объемное сопротивление около 10¹⁵ ом-сантиметр. Порошок сотой серии имеет средний размер частиц в диапазоне от около 5 до около 14 мкм, порошок трехсотой серии имеет средний размер частиц в диапазоне от около 100 до около 150 мкм, а шестисотой серии - средний размер частиц в диапазоне от около 16 до более около 200 мкм.

Твердые смазочные частицы 18 могут находиться в виде дисперсии, суспензии или эмульсии в воде. При желании в шлихтовальный состав могут быть включены другие растворители, такие как минеральное масло или спирт (предпочтительно менее около 5 мас.%). Не ограничивающим изобретение примером предпочтительной дисперсии около 25 мас.% частиц нитрида бора в воде является OPRAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC фирмы ZYP Coatings, Inc. of Oak Ridge, Tennessee. Смотри OPRAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC, a technical bulletin of ZYP Coatings, Inc., содержание которого включается в данное описание. Согласно данным поставщика, частицы нитрида бора в этом продукте имеют средний размер менее около 3 мкм. Эта дисперсия имеет около 1 мас. % силиката магния-алюминия, который, согласно данным поставщика, связывает частицы нитрида бора с подложкой, на которую наносится дисперсия. Другие возможные для использования изделия, поставляемые фирмой ZYP Coatings, включают краску BORON NITRIDE LUBRICOAT^® и изделия BRAZE STOP и WELD RELEASE.

Шлихтовальный состав предпочтительно по существу не содержит способные к гидратации неорганические твердые смазочные частицы или абразивные частицы оксида кремния или карбоната кальция, т.е. содержит менее чем около 20 мас.% способных к гидратации неорганических твердых смазочных частиц или абразивных частицы оксида кремния или карбоната кальция, относительно полной твердой основы, более предпочтительно менее чем около 5 мас.% и наиболее предпочтительно менее 0,001 мас.%.

В данном случае понятие "способные к гидратации" означает, что твердые неорганические смазочные частицы реагируют с молекулами воды для образования гидратов и содержат воду гидрации или воду кристаллизации. "Гидрат" образуется при реакции молекул воды с веществом, в котором связь Н-ОН не разорвана. Смотри R. Lewis, Sr. , Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12 издание 1993), страница 609 -610 и Т. Perros, Chemistry (1967), страницы 186 - 187, содержание которых включается в данное описание. В химических формулах гидратов добавление молекул воды обычно указывают расположенной по центру точкой, например 3MgO•4SiO₂•H₂O (тальк), Аl₂O₃•2SiO₂•2H₂O (каолинит). Гидраты содержат координационную воду, которая координирует катионы в гидрированном материале и которую нельзя удалить без разрушения структуры, и/или структурную воду, которая занимает пустоты в структуре для добавления электростатической энергии без нарушения баланса заряда. Смотри R. Evans, An Introduction to Crystal Chemistry (1948), страница 276, содержание которой включается в данное описание.

Хотя и не предпочтительно, водный шлихтовальный состав может содержать способные к гидратации неорганические твердые смазочные материалы дополнительно к не способным к гидратации неорганическим твердым смазочным материалам, указанным выше. Не ограничивающими изобретение примерами таких способных к гидратации твердых смазочных материалов являются филосиликаты минеральной глины, включая слюды (такие как мусковит), тальк, монтморрилонит, каолинит и гипс (CaSO₄•2H₂O).

В альтернативном варианте выполнения твердые частицы 18 могут быть образованы из органических полимерных материалов, выбранных из группы, состоящей из термореактивных материалов, термопластичных материалов, крахмалов и их смесей. Подходящие термореактивные материалы включают термореактивные сложные полиэфиры, виниловые эфиры, эпоксидные материалы, фенолы, аминопласты, термореактивные полиуретаны и их смеси, такие как указаны выше. Подходящие термопластичные материалы включают виниловые полимеры, термопластичные сложные полиэфиры, полиолефины, полиамиды, термопластичные полиуретаны, акриловые полимеры и их смеси. Органические твердые частицы предпочтительно имеют форму микрошариков или полых сфер.

В альтернативном предпочтительном варианте выполнения твердые частицы 18 являются теплопроводными, т. е. имеют теплопроводность более чем около 30 Вт/м-К, такие как, например, нитрид бора, графит и металлические неорганические твердые смазочные материалы, указанные выше. Теплопроводность твердого материала можно определить с помощью любого известного специалистам в данной области техники метода, например с помощью метода экранированной горячей пластины, согласно ASTM С-177-85 (содержание которой включается в данное описание) при температуре свыше 300К.

В другом предпочтительном варианте выполнения неорганические твердые частицы 18 являются электрически изолирующими или имеют высокое электрическое сопротивление, т. е. имеют электрическое сопротивление более чем около 1000 микроом-см, например, такой как нитрид бора.

Твердые смазочные частицы содержат от около 0,001 до около 99 мас.% шлихтовального состава относительно общей твердой основы, от около 1 до около 80 мас.%, и более предпочтительно от около 1 до около 40 мас.%. В предпочтительном варианте выполнения шлихтовальный состав может содержать более 20 до около 40 мас.% нитрида бора относительно общей твердой основы.

Дополнительно к твердым частицам водный шлихтовальный состав предпочтительно содержит один или более полимерных, пленкообразующих материалов, таких как термореактивные материалы, термопластичные материалы, крахмалы и их смеси. Полимерные пленкообразующие материалы предпочтительно образуют в основном непрерывную пленку при нанесении на поверхность 16 стекловолокна. Обычно количество полимерных пленкообразующих материалов составляет от около 1 до около 99 мас.% водного шлихтовального состава относительно общей твердой основы, предпочтительно от около 20 до около 99 мас.% и более предпочтительно от около 60 до около 80 мас.%.

Термореактивные полимерные пленкообразующие материалы являются предпочтительными полимерными пленкообразующими материалами для использования в водных шлихтовальных составах для покрытия прядей стекловолокна, согласно данному изобретению. Такие материалы являются совместимыми с термореактивными матричными материалами, используемыми в качестве слоистых материалов для печатных плат, такие как эпоксидные смолы FR-4, которые являются полифункциональными эпоксидными смолами и в частном варианте выполнения - из дифункциональных бромированных эпоксидных смол. Смотри 1 Electronic Materials Handbook^TM, ASM International (1989), страницы 534-537, содержание которых включается в данное описание.

Используемые термореактивные материалы включают термореактивные сложные полиэфиры, эпоксидные материалы, фенолы, аминопласты, термореактивные полиуретаны и их смеси. Подходящие термореактивные сложные полиэфиры включают сложные полиэфиры STYPOL, которые предлагаются фирмой Cook Composites and Polymers of Port Washington, Висконсин, и сложные полиэфиры NEOXIL, предлагаемые фирмой DSM B.V. of Como, Италия.

В предпочтительном варианте выполнения термореактивный полимерный материал является эпоксидным материалом. Используемые эпоксидные материалы содержат по меньшей мере одну эпоксильную или оксирановую группу в молекуле, такие как полиглицидиловые эфиры многоатомных спиртов или тиолов. Примеры подходящих эпоксидных пленкообразующих полимеров включают эпоксидные смолы EPON^® 826 и EPON^® 880, предлагаемые фирмой Shell Chemical Company of Houston, Техас.

Используемые термопластичные полимерные материалы включают виниловые полимеры, термопластичные сложные полиэфиры, полиолефины, полиамиды (например, алифатические полиамиды или ароматические полиамиды, такие как арамид), термопластичные полиуретаны, акриловые полимеры и их смеси. Предпочтительные виниловые полимеры, используемые в данном изобретении, включают поливинилпирролидоны, такие как PVP К-15, PVP К-30, PVP K-60 и PVP К-90, которые предлагаются фирмой ISP Chemicals of Wayne, Нью-Джерси. Другие подходящие виниловые полимеры включают эмульсии сополимеров винилацетата Resyn 2828 и Resyn 1037, которые предлагаются фирмой National Starch, а также другие поливинилацетаты, которые предлагаются фирмой Н. В. Fuller and Air Products and Chemicals Co. of Allentown, Пенсильвания.

Термопластичные сложные полиэфиры, используемые в данном изобретении, включают DESMOPHEN 2000 и DESMOPHEN 2001KS, которые предлагаются фирмой Bayer of Pittsburg, Пенсильвания. Предпочтительным полиэфиром является полиэфирная смола RD-847A, которая предлагается фирмой Borden Chemicals of Columbus, Огайо. Используемые полиамиды включают изделия VERSAMID, которые предлагаются фирмой General Mills Chemicals, Inc. Используемые термопластичные полиуретаны включают WITCOBOND^® W-290H, который предлагается фирмой Witco Chemical Corp. of Chicago, Иллинойс, и полиуретановый латекс RUCOTHANE^® 2011L, который предлагается фирмой Ruco Polymer Corp. of Hicksville, Нью-Йорк.

Водный шлихтовальный состав может содержать смесь из одного или более термореактивных полимерных материалов с одним или более термопластичными полимерными материалами. В предпочтительном варианте выполнения слоистых материалов для печатных плат полимерные материалы водного шлихтовального состава содержат смесь полиэфирной смолы RD-847A, поливинилпирролидона PVP К-30, полиэфира DESMOPHEN 2000 и полиамида VERSAMID. В альтернативном варианте выполнения, подходящем для слоистых материалов для печатных плат, полимерные материалы водного шлихтовального состава содержат смесь эпоксидной смолы EPON 826 и поливинилпирролидона PVP К-30.

Используемые крахмалы включают крахмалы, изготовленные из картофеля, кукурузы, пшеницы, кукурузы восковой спелости, саго, риса, мило или их смеси. Не ограничивающим изобретение примером используемого крахмала является Kollotex 1250 (имеющий малую вязкость, низко амилозный крахмал на основе картофеля, эфиризованный этиленоксидом), который предлагается фирмой AVEBE, Нидерланды.

Полимерные материалы могут быть растворимыми в воде, способными создавать эмульсии, дисперсии и/или отверждаемыми. В данном случае понятие "растворимые в воде" означает, что полимерные материалы способны по существу равномерно смешиваться с водой и/или диспергироваться молекулярно или ионно в воде с образованием настоящего раствора. Смотри Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12 издание 1993), страница 1075, содержание которой включается в данное описание. Понятие "способные создавать эмульсии" означает, что полимерные материалы способны образовывать по существу устойчивую смесь или суспендироваться в воде в присутствии эмульгатора. Смотри Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12 издание 1993), страница 461, содержание которой включается в данное описание. Не ограничивающие изобретение примеры подходящих эмульгаторов приведены ниже. Понятие "способные создавать дисперсии" означает, что любой из компонентов полимерных материалов способен распределяться в воде в виде отдельных мелких частиц, как, например, латекс. Смотри Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12 издание 1993), страница 435, содержание которой включается в данное описание. Равномерность дисперсии может быть увеличена посредством добавления смачивающих агентов, диспергаторов или эмульгаторов (поверхностно-активных веществ), которые приведены ниже. Понятие "отверждаемые" означает, что полимерные материалы и другие компоненты шлихтовального состава способны коалесцировать в пленку или сшиваться друг с другом для изменения физических свойств полимерных материалов. Смотри Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12 издание 1993), страница 331, содержание которой включается в данное описание.

Дополнительно или вместо полимерных материалов, указанных выше, водный шлихтовальный состав предпочтительно содержит одно или более связующих стекловолокно веществ, таких как органосилановые связующие вещества, связующие вещества с переходными металлами, фосфонатные связующие вещества, алюминиевые связующие вещества, аминосодержащие связующие вещества Вернера и их смеси. Эти связующие вещества обычно имеют дуальную функциональность. Каждый атом металла или кремния соединен с одной или более группами, которые могут вступать в реакцию или совмещаться с поверхностью волокна и/или с компонентами водного шлихтовального состава. Понятие "совмещаться" означает, что группы химически прикреплены, но не связаны с поверхностью волокна и/или компонентами шлихтовального состава, например, с помощью полярных, смачивающих или растворяющих сил.

Примеры способных к гидролизации групп включают

-O-N= C-R⁴, -O-N=C--R⁵ и моногидрокси- и/или цикличесий (С₂-С₃) остаток 1,2- или 1,3-гликоля, где R¹ обозначает (С₁-С₃)-алкил; R² обозначает Н или (С₁-С₄)-алкил; R³ и R⁴ выбираются независимо друг от друга из Н, (С₁-С₄)-алкила или (C₆-C₈)-арила; и R⁵ является (С₄-С₇)-алкиленом. Примеры подходящих совмещающихся групп или функциональных групп включают эпоксильные группы, глицидоксильные группы, меркаптогруппы, цианогруппы, аллильные, алкильные, уретановые, галогеновые, изоцианатные, уреидные, имидазолинильные, виниловые, акрилатные, метакрилатные группы, аминогруппы или полиаминогруппы.

Функциональные органосилановые связующие вещества являются предпочтительными для использования в данном изобретении. Примеры используемых функциональных органосилановых связующих веществ включают гамма-аминопропилтриалкоксисиланы, гамма-изоцианатопропилтриэтоксисиланы, винил-триалкоксисиланы, глицидоксипропилтриалкоксисиланы и уреидопропилтриалкоксисиланы. Предпочтительные функциональные органосилановые связующие вещества включают гамма-глицидоксипропилтриметокси-силан А-187, гамма-метакрилоксипропилтриметоксисилан А-174, силановые связующие вещества гамма-аминопропилтриэтоксисилана А-1100, аминосилановое связующее вещество А-1108 и гамма-уреидопропилтриэтоксисилан А-1160, которые все предлагаются фирмой Osi Specialities, Inc. of Tarrytown, Нью-Йорк. Органосилановое связующее вещество может быть по меньшей мере частично гидролизовано водой перед нанесением на волокна, предпочтительно в стехиометрическом соотношении 1:1, или же при желании наноситься в негидрализованном виде.

Подходящие связующие вещества с переходными металлами включают связующие вещества с титаном, цирконием, иттрием и хромом. Подходящие титанатные связующие вещества и цирконатные связующие вещества предлагаются фирмой Kenrich Petrochemical Company. Подходящие комплексные соединения хрома предлагает фирма E. I. du Pont de Nemours of Wilmington, Делавэр. Аминосодержащие связующие вещества типа Вернера являются комплексными соединениями, в которых трехвалентное ядро атома, например, хрома координировано органической кислотой, имеющей аминную функциональность. Другие хелаты металлов и связующие вещества координированного типа, известные специалистам в данной области техники, также можно использовать в данном изобретении.

Количество связующего вещества может составлять от около 1 до около 99 мас. % водного шлихтовального состава относительно всей твердой основы, и предпочтительно от около 1 до около 10 мас.%.

Водный шлихтовальный состав может дополнительно содержать одно или более органических смазочных материалов, которые химически отличаются от полимерных материалов, указанных выше. В то время как водный шлихтовальный состав может содержать вплоть до около 60 мас.% органических смазочных материалов, однако шлихтовальный состав предпочтительно по существу не содержит органических смазочных материалов, т.е. содержит менее чем около 20 мас.% органических смазочных материалов, и более предпочтительно не содержит органических смазочных материалов. Такие органические смазочные материалы включают катионные, неионные и анионные смазочные материалы, такие как соли амина жирных кислот, производные алкилимидазолина, такие как CATION X, которые предлагаются фирмой Rhone Poulenc of Princeton, Нью-Джерси, кислые растворимые амиды жирных кислот, конденсаты жирной кислоты и полиэтиленимина и замещенных амидом полиэтилениминов, таких как частично амидированный полиэтиленимин EMERY^® 6717, который предлагается фирмой Henkel Corporation of Kankakee, Иллинойс.

Водный шлихтовальный состав может включать один или несколько эмульгаторов для эмульгирования или диспергирования компонентов водного шлихтовального состава, таких как неорганические частицы. Не ограничивающие изобретение примеры эмульгаторов или поверхностно-активных веществ включают блоксополимеры полиоксиалкилена (такой как сополимер полиоксипропилена и полиоксиэтилена PLURONIC^TM F-108, который предлагается фирмой BASF Corporation of Parsippany, Нью-Джерси), этоксилированные алкилфенолы (такой как этоксилированный октилфеноксиэтанол IGEPAL СА-630, который предлагается фирмой GAF Corporation of Wayne, Нью-Джерси), эфиры полиоксиэтиленоктифенилгликоля, этиленоксидные производные от эфиров сорбитола, полиоксиэтилированные растительные масла (такое как ALKAMULS EL-719, которое предлагается фирмой Rhone-Poulenc) и нонилфеноловые поверхностно-активные вещества (такое как MACOL NP-6, которое предлагается фирмой BASF of Parsippany, Нью-Джерси). Обычно количество эмульгатора составляет от около 1 до около 30 мас.% водного шлихтовального состава относительно всей твердой основы.

Водный шлихтовальный состав может включать один или более водорастворимых, эмульгируемых или диспергируемых восковых материалов, таких как растительный, животный, минеральный, синтетический или нефтяной воски. Предпочтительными восками являются нефтяные воски, такие как микрокристаллический воск MICEM^® LUBE 296, микрокристаллический воск POLYMEKON^® SPP-W и микрокристаллический воск PETROLITE 75, которые предлагаются фирмами MICHELMAN Inc. of Cincinnati, Огайо и Petrolite Corporation of Tulsa, Оклахома соответственно. Обычно количество воска может составлять от около 1 до около 10 мас.% водного шлихтовального состава относительно всей твердой основы.

Сшивающие материалы, такие как меламинформальдегид, и пластификаторы, такие как фталаты, тримеллитаты и адипаты, могут быть также включены в водный шлихтовальный состав. Количество сшивающего вещества или пластификатора может составлять от около 1 до около 5 мас.% водного шлихтовального состава относительно всей твердой основы.

В водный шлихтовальный состав могут быть включены другие добавки, такие как силиконы, фунгициды, бактерициды и противопенные материалы, обычно в количестве менее чем около 5 мас.%. Органические и/или неорганические кислоты или основания в количестве, достаточном
для придания водному шлихтовальному составу рН от около 2 до около 10, могут быть также включены в водный шлихтовальный состав. Не ограничивающим изобретение примером подходящей кремниевой эмульсии является эпоксидированная кремниевая эмульсия LE-9300, которая предлагается фирмой Osi Specialities, Inc. of Danbury, Коннектикут. Примером подходящего бактерицида является противомикробное соединение Biomet 66, которое предлагается фирмой М& Т Chemicals of Rahway, Нью-Джерси. Подходящими противопенными материалами являются материалы SAG, который предлагается фирмой Osi Specialities, Inc. of Danbury, Коннектикут и MAZU DF-136, который предлагается фирмой BASF Company of Parsippany, Нью-Джерси. Гидроксид аммония может быть добавлен в водный шлихтовальный состав для стабилизации шлихты, если это желательно. Вода (предпочтительно деионизированная) включена в водный шлихтовальный состав в количестве, достаточном для легкого нанесения в целом равномерного покрытия на прядь. Количество твердых веществ в водном шлихтовальном составе обычно составляет от около 1 до около 20 мас.%.

Водный шлихтовальный состав предпочтительно по существу не содержит стеклянных материалов. В данном случае понятие "по существу не содержит стеклянных материалов" означает, что шлихтовальный состав содержит менее чем 20 об.% стеклянных матричных материалов для образования стеклянных композиционных материалов, предпочтительно менее чем около 5 об.% и более предпочтительно не содержит стеклянных материалов. Примеры таких стеклянных матричных материалов включают черные стеклянные керамические матричные материалы или алюминосиликатные матричные материалы, хорошо известные специалистам в данной области техники.

В предпочтительном варианте выполнения тканого материала для слоистых печатных плат на стекловолокно покрытых волоконных прядей, согласно изобретению, наносят первичный слой сухого остатка водного шлихтовального состава, содержащего порошок нитрида бора PolarTherm^® 160 и/или дисперсию BORON NITRIDE RELEASECOAT, эпоксидный пленкообразующий материал EPON 826, поливинилпирролидон PVP К-30, эпоксильно-функциональное органосилановое связующее вещество А-187, полиоксиэтилированнное растительное масло ALKAMULS EL-719, этоксилированный октилфеноксиэтанол IGEPAL CF-630, сложный эфир полиэтиленгликольмонолаурата KESSCO PEG 600, который предлагается фирмой Stepan Company of Chicago, Иллинойс, и частично амидированный полиэтиленимин EMERY^® 6717.

В более предпочтительном варианте выполнения тканого материала для слоистых печатных плат на стекловолокно покрытых волоконных прядей, согласно изобретению, наносят первичный слой сухого остатка водного шлихтовального состава, содержащего порошок нитрида бора PolarTherm^® 160 и/или дисперсию BORON NITRIDE RELEASECOAT, сложный полиэфир RD-847A, поливинилпирролидон PVP К-30, сложный полиэфир DESMOPHEN 2000, акрильно-функциональное органосилановое связующее вещество А-174, эпоксильно-функциональное органосилановое связующее вещество А-187, сополимер полиоксипропилена и полиоксиэтилена PLURONIC F-108, нонифенольное поверхностно-активное вещество MACOL-NP-6, эпоксидированные кремниевые эмульсии VERSAMID 140 и LE-9300.

Водные шлихтовальные составы, согласно данному изобретению, могут быть приготовлены любым подходящим способом, хорошо известными для специалистов в данной области техники. Предпочтительно указанные выше компоненты разбавляют водой до получения желаемой весовой концентрации твердых веществ и смешивают вместе. Порошковые твердые частицы могут быть предварительно смешаны с водой или добавлены в полимерный материал перед смешиванием с другими компонентами шлихтовального состава.

Первичный слой водного шлихтовального состава может наноситься различными способами, например путем контактирования с валковым или ленточным наносящим устройством, путем распыления или с помощью других средств. Шлихтованные волокна предпочтительно сушат при комнатной температуре или при повышенной температуре. Сушильное устройство удаляет избыточную влагу с волокна и отверждает отверждаемые компоненты шлихтовального состава, если они имеются. Температура и время сушки стекловолокна зависят от таких переменных, как концентрация твердых веществ в шлихтовальном составе, компонентов шлихтовального состава и типа стекловолокна. Обычно шлихтовальный состав присутствует на волокнах после сушки в виде сухого остатка в количестве между около 0,1 и около 5 мас.%.

Волокна собирают в пряди, имеющие от 2 до около 15000 волокон в пряди и предпочтительно от около 100 до около 1600 волокон. Средний диаметр элементарных волокон составляет от около 3 до около 30 мкм.

Вторичный слой второго покрывного состава может быть нанесен на первичный слой в количестве, достаточном для покрытия или пропитывания части прядей, например, путем погружения пряди в ванну, содержащую состав, путем распыления состава на прядь или путем контактирования пряди с наносящим устройством, указанным выше. Покрытую прядь можно пропускать через матрицу для удаления лишнего покрывающего состава с пряди и/или сушить, как указано выше, в течение времени, достаточном по меньшей мере для частичной сушки или отвердевания покрывающего состава. Способ и устройство для нанесения второго покрывного состава на прядь зависят частично от конфигурации материала пряди. Прядь предпочтительно сушат после нанесения второго покрывного состава способом, хорошо известным для специалистов в данной области техники.

Подходящие вторые покрывные составы могут включать один или несколько пленкообразующих материалов, смазочных материалов и других добавок, таких как указаны выше. Покрывной состав отличается от шлихтовального состава, т. е. (1) он содержит по меньшей мере один компонент, который химически отличается от компонентов шлихтовального состава; или (2) он содержит по меньшей мере один компонент в количестве, которое отличается от количества того же компонента, содержащегося в шлихтовальном составе. Не ограничивающие изобретение примеры подходящих вторых покрывных составов, включающих полиуретаны, раскрыты в патентах США 4762750 и 4762751, содержание которых включается в данное описание.

Как показано на фиг.2, в альтернативном предпочтительном варианте выполнения данного изобретения стеклянные волокна 212 покрытой волоконной пряди 210 могут иметь нанесенный на них первичный слой 212 из сухого остатка шлихтовального состава, который может включать любые шлихтовальные компоненты в указанных выше количествах. Примеры подходящих шлихтовальных составов приведены в книге К. Loewenstein, "Технология изготовления стекловолокна", (3-е издание 1993), страницы 237-291, а также в патентах США 4390647 и 4795678, содержание которых включается в данное описание. Вторичный или главный слой 215 водного второго покрывного состава наносят по меньшей мере на часть и предпочтительно на всю наружную поверхность первичного слоя 214. Водный второй покрывной состав содержит один или более типов твердых частиц 216, таких как подробно указаны выше. Твердые частицы во втором покрывном составе предпочтительно являются не способными к гидратации, слоистыми смазочными частицами, такими как нитрид бора, указанный выше. Количество неорганических смазочных частиц во втором покрывном составе может составлять от около 1 до около 99 мас.% относительно всей твердой основы и предпочтительно от около 20 до около 90 мас.%. Обычно концентрация твердых веществ в водном втором покрывном составе составляет от около 5 до около 50 мас.%.

В альтернативном варианте выполнения твердые частицы второго покрывного состава содержат гидрофильные неорганические твердые частицы, которые абсорбируют и задерживают воду в пустотах гидрофильных частиц. Гидрофильные неорганические твердые частицы могут абсорбировать воду или набухать при контакте с водой, или же вступать в реакцию с водой с образованием, например, вязкого желеобразного раствора, который блокирует или предотвращает дальнейшее проникновение воды в пустоты телекоммуникационного кабеля, для укрепления которого использована покрытая стекловолоконная прядь. В данном случае понятие "абсорбировать" означает, что вода проникает через внутреннюю структуру или пустоты гидрофильного материала и по существу остается там. Смотри Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12 издание 1993), страница 3, содержание которой включается в данное описание. Понятие "набухать" означает, что эти гидрофильные частицы увеличиваются по размерам или в объеме. Смотри Webster's New Collegiate Dioctionary (1977), страница 1178, содержание которой включается в данное описание. Гидрофильные частицы предпочтительно набухают после контакта с водой до размера, превышающего их исходный размер по меньшей мере в 1-1,5 раза и более предпочтительно в от около 2 до около 6 раз. Не ограничивающими изобретение примерами гидрофильных неорганических твердых смазочных частиц, которые набухают, включают смектиты, такие как вермикулит и монтморрилонит, абсорбирующие цеолиты и неорганические абсорбирующие гели. Эти гидрофильные частицы предпочтительно наносят в виде порошка на клейкую шлихту или на другой клейкий материал вторичного покрытия. Количество гидрофильных неорганических частиц в этом варианте выполнения второго покрывного состава может составлять от около 1 до около 99 мас.% относительно общей твердой основы и предпочтительно от около 20 до около 90 мас.%.

В альтернативном варианте выполнения, показанном на фиг.3, третий слой 320 третьего покрывного состава может быть нанесен по меньшей мере на часть материала и предпочтительно на всю поверхность вторичного слоя 315, т.е. такая волоконная прядь 312 имеет первичный слой 314 из шлихты, вторичный слой 315 из второго покрывного состава и третий, наружный слой 320 третьего покрытия. Третье покрытие отличается от шлихтовального состава и от второго покрывного состава, т. е. третий покрывной состав (1) содержит по меньшей мере один компонент, который химически отличается от компонентов шлихтовального состава и второго покрывного состава; или (2) содержит по меньшей мере один компонент в количестве, которое отличается от количества того же компонента в шлихтовальном составе или во втором покрывном составе.

В этом варианте выполнения второй покрывной состав содержит один или несколько полимерных материалов, указанных выше, такие как полиуретан, а третий порошковый покрывной состав содержит порошковые твердые частицы, такие как частицы указанного выше нитрида бора PolarTherm^®. Порошковое покрытие предпочтительно наносят посредством пропускания пряди, имеющей жидкий второй покрывной состав, нанесенный на нее через псевдоожиженный слой или через распылительное устройство с целью прилипания порошковых частиц к клейкому второму покрывному составу. В качестве альтернативного решения пряди могут быть собраны в ткань 810 перед нанесением слоя 812 третьего покрытия, как показано на фиг. 8. Количество порошковых твердых частиц, прилипших к покрытому пучку 310 волокон, составляет от около 0,1 до около 30 мас.% относительно всей массы сухой пряди.

Третье порошковое покрытие может также включать один или несколько полимерных материалов, указанных выше, такие как алкиловые полимеры, эпоксиды или полиолефины, обычные стабилизаторы или другие модификаторы, известные для специалистов по покрытиям, предпочтительно в виде сухого порошка.

Указанные покрытые волоконные пряди 10, 210, 310 можно использовать как непрерывные пряди или в виде прошедших дополнительную обработку изделий, таких как рубленые пряди, крученые пряди, ровница и/или ткань, такая как тканая, нетканая, узлы и маты.

Покрытые волоконные пряди 10, 210, 310 и изготовленные из них изделия можно использовать для самых различных целей, однако их предпочтительно используют в качестве усиления 410 для усиления полимерных матричных материалов 412 с целью образования композиционного материала 414, такого как показан на фиг. 4, что будет подробней описано ниже. Случаи применения включают, не ограничиваясь этим, слоистые материалы для печатных плат, усиление телекоммуникационных кабелей и различные другие композиционные материалы. Преимуществом пропитанных прядей, согласно данному изобретению, является то, что твердые частицы обеспечивают создание пустот между волокнами пряди, которые способствуют затеканию матричных материалов между ними для более быстрого и/или равномерного наружного смачивания и сквозного смачивания волокон пряди. Было установлено, что количество твердых частиц может превышать 20 мас. % относительно всех твердых веществ покрывного состава, нанесенного на волокна, и при этом они адекватным образом приклеены к волокнам и обеспечивают получение прядей, характеристики обрабатываемости которых по меньшей мере сравнимы с характеристиками прядей без покрытия из твердых частиц.

В предпочтительном варианте выполнения, показанном на фиг.5, покрытые волоконные пряди 510, изготовленные согласно данному изобретению, можно использовать в качестве основных и/или уточных прядей 514, 516 в усиливающем трикотажном полотне или ткани 512, предпочтительно с целью получения слоистого материала для печатных плат (показаны на фиг.6-8). Основные пряди 514 могут быть скручены перед вторичным покрытием с помощью известной технологии скручивания, известной для специалистов в данной области техники, например, с использованием крутильных рам для придания кручения пучку с от около 0,5 до около 3 поворотов на один дюйм. Усиливающая ткань 512 может включать от около 5 до около 50 основных прядей 514 и предпочтительно имеет от около 3 до около 25 уточных прокидок на 1 сантиметр (от около 1 до около 15 уточных прокидок на 1 дюйм) уточной пряди 516. Подходящую усиливающую ткань 512 можно изготавливать с использованием любого обычного ткацкого станка, хорошо известного для специалистов в данной области техники, такого как челночный ткацкий станок, пневматический бесчелночный ткацкий станок или рапирный ткацкий станок. Предпочтительным ткацким станком является ткацкий станок Tsudakoma, который предлагается фирмой Tsudakoma, Япония. Вид переплетения может быть обычным полотняным переплетением или сеткой (показана на фиг.5), хотя можно использовать также другие переплетения, хорошо известные для специалистов в данной области техники, такие как саржевое переплетение или сатиновое переплетение.

Как показано на фиг. 6, ткань 612 можно использовать для изготовления композиционного или слоистого материала 614 путем покрытия и/или пропитывания полимерным пленкообразующим термопластичным или термореактивным матричным материалом 616. Композиционный или слоистый материал 614 пригоден для использования в качестве основы для электронных схем. В данном случае понятие "основа для электронных схем" обозначает структуру, которая является механической основой и/или электрически соединяет между собой элементы, включая, но не ограничиваясь этим, активные электронные компоненты, пассивные электронные компоненты, печатные схемы, интегральные схемы, полупроводниковые устройства и другие составляющие, связанные с такими элементами, включая, но не ограничиваясь этим, соединительные контакты, гнезда, зажимы и теплоотводные устройства.

Матричные материалы, используемые в данном изобретении, включают термореактивные материалы, такие как термореактивные сложные полиэфиры, виниловые сложные эфиры, эпоксиды (содержащие в молекуле по меньшей мере одну эпоксильную или оксирановую группу, такие как полиглицидиловые эфиры многоатомных спиртов или тиолов), фенолы, аминопласты, термореактивные полиуретаны, их производные и смеси. Предпочтительными матричными материалами для образования слоистых материалов для печатных плат являются эпоксидные смолы FR-4, полиамиды и жидкие кристаллические полимеры, составы которых хорошо известны для специалистов в данной области техники. Если необходима дополнительная информация по их составам, то смотри 1 Electronic Materials Handbook^TM, ASM International (1989), страницы 534-537.

Не ограничивающие изобретение примеры подходящих полимерных матричных материалов включают полиолефины, полиамиды, термопластичные полиуретаны и термопластичные сложные полиэфиры, виниловые полимеры и их смеси. Другие примеры возможных для использования термопластичных материалов включают полиимиды, полиэфиросульфоны, полифенилсульфоны, полиэфирокетоны, полифениленоксиды, полифениленсульфиды, полиацетаты, поливинилхлориды и поликарбонаты.

Другими компонентами, которые могут быть включены в полимерный матричный материал и в усиливающий материал композиционного материала, являются красители или пигменты, смазочные материалы или технологические добавки, стабилизаторы относительно ультрафиолетового облучения, противоокислительные средства, другие наполнители и удлинители.

Ткань 612 можно покрывать и пропитывать путем погружения ткани 612 в ванну полимерного матричного материала 616, например, как указано в R. Tummala (Ed.) Microelectronics Packaging Handbook (1989), страницы 895-896, содержание которых включается в данное описание. Более общим образом, усиливающий материал из разрубленных или непрерывных прядей волокна можно распределять в матричном материале вручную или с помощью любого подходящего автоматического подающего или смесительного устройства, которое обычно распределяет усиливающий материал равномерно в полимерном матричном материале. Например, усиливающий материал можно распределять в полимерном матричном материале путем подмешивания в сухом виде всех компонентов одновременно или последовательно.

Полимерный матричный материал 616 и прядь можно вводить в композиционный материал или слоистый материал 614 с помощью различных способов, которые зависят от таких факторов, как тип используемого полимерного матричного материала. Например, при термореактивном матричном материале композиционный материал можно изготавливать путем прессования или литья под давлением, пултрузии, намотки элементарных волокон, укладки вручную, напыления или с помощью листового или объемного формования с последующим прессованием или литьем под давлением. Термореактивные полимерные матричные материалы можно подвергать отверждению, например, посредством включения сшивателей в матричный материал и/или путем воздействия нагревом. Подходящие сшивающие вещества для сшивания полимерного матричного материала указывались выше. Температура и время отверждения термореактивного полимерного матричного материала зависят от таких факторов, как тип используемого полимерного матричного материала, другие добавки в матричную систему, толщина композиционного материала и др.

Для термореактивного полимерного матричного материала подходящие способы образования композиционного материала включают непосредственное формовочное или экструзивное компаундирование с последующим литьем под давлением. Способы и устройства формования композиционных материалов приведены в I. Rubin, Handbook of Plastic Materials and Technology (1990), страницы 955-1062, 1179-1215 и 1225-1271, содержание которых включается в данное описание.

В частном варианте выполнения изобретения, показанном на фиг.7, композиционный или слоистый материал 712 включает ткань 712, пропитанную совместимым матричным материалом 714. Пропитанный материал может быть пропущен между комплектом калибровочных валков для оставления заданного количества матричного материала и высушен для образования подложки для электронных схем в виде полуотвердевшей подложки или препрега. Вдоль части стороны 722 препрега может быть нанесен электрически проводящий слой 720 указанным ниже способом, и затем препрег отверждают с образованием подложки 718 для электронных схем с электрически проводящим слоем. В другом варианте выполнения изобретения, который является более типичным для электронной промышленности, два или более препрега комбинируют с электрически проводящим слоем, склеивают и отверждают хорошо известным для специалистов в данной области техники способом с образованием многослойной основы для электронных схем. Например, но не ограничивая изобретение, комплект препрега можно склеивать путем прессования комплекта, например, между полированными стальными пластинами при повышенной температуре и давлении в течение заданного времени, необходимого для отвердевания полимерной матрицы и образования слоистого материала желаемой толщины. Часть одного или нескольких препрегов может быть снабжена электрически проводящим слоем перед или после склеивания и отвердевания, так что получаемая подложка для электронных схем является слоистым материалом, имеющим по меньшей мере один электрически проводящий слой на части открытой поверхности (называемый в последующем "покрытый слоистый материал").

Затем могут быть образованы контуры из электрически проводящего слоя (слоев) имеющей единственный слой или многослойной основы для электронных схем с использованием технологий, хорошо известных для специалистов в данной области техники, с целью образования основы для электронных схем в виде платы с печатными контурами или печатными проводниками (называемые в последующем в целом "монтажные печатные платы"). При желании в подложке для электронных схем могут быть выполнены прорези или отверстия (называемые также проходами) для обеспечения соединения между контурами и/или компонентами, расположенными на противоположных поверхностях подложки для электронных схем, обычным образом, известным для специалистов в данной области техники, включая, но не ограничиваясь этим, механическое сверление или сверление с помощью лазера. В частности, после образования отверстий на стенки отверстия наносят слой электрически проводящего материала или заполняют электрически проводящим материалом для образования необходимых электрических соединений и/или отвода тепла.

Электрически проводящий слой 712 может быть образован любым способом, которые хорошо известны для специалистов в данной области техники. Например, но не ограничивая данное изобретение, электрически проводящий слой может быть образован путем наклеивания тонкого слоя или фольги из металла по меньшей мере на часть стороны полуотвердевшего или отвердевшего препрега или слоистого материала. В качестве альтернативного решения, электрически проводящий слой может быть образован путем отложения слоя металла по меньшей мере на часть стороны полуотвердевшего или отвердевшего препрега или слоистого материала с использованием хорошо известных технологий, например, но не ограничивая изобретение, нанесения электролитического покрытия, нанесения покрытия методом химического восстановления или напыления. Металлические материалы, пригодные для использования в качестве электрически проводящего слоя, включают, но не ограничиваются этим, медь (которая является предпочтительной), серебро, алюминий, золото, олово, сплавы олова со свинцом, палладий и их комбинации.

В другом варианте выполнения данного изобретения подложка для электронных схем может быть выполнена в виде многослойной монтажной печатной платы, образованной путем склеивания одной или нескольких монтажных печатных плат (указанных выше) с одним или более покрытыми слоистыми материалами (указанными выше) и/или с одним или более препрегами (указанными выше). При желании в подложку для электронных схем могут быть введены дополнительные электрически проводящие слои, например, на части открытой стороны многослойной монтажной печатной платы. Кроме того, при желании из электрически проводящих слоев могут быть образованы дополнительные контуры указанным выше образом. Следует отметить, что в зависимости от относительного положения слоев многослойной печатной платы плата может иметь как внутренние, так и наружные контуры. Как указывалось выше, могут быть выполнены дополнительные отверстия, проходящие частично или полностью через плату для обеспечения электрических соединений между слоями в заданных местах. Следует отметить, что окончательная структура может иметь некоторые отверстия, которые проходят полностью через структуру, некоторые отверстия, которые проходят частично через структуру, а также некоторые отверстия, которые находятся полностью внутри структуры.

Кроме того, данное изобретение относится к изготовлению многослойных слоистых материалов и монтажных печатных плат, которые включают по меньшей мере один слой композиционного материала, изготовленного отлично от слоя композиционного материала, согласно данному изобретению, т.е. изготовленного с использованием обычной технологии изготовления стекловолоконных композиционных материалов. В частности, и как хорошо известно специалистам в данной области техники, обычно элементарные волокна в непрерывных прядях стекловолокна, используемых в ткани, обрабатывают шлихтой из крахмала/масла, которая включает частично или полностью превращенный в декстрин крахмал или амилозу, гидрогенизированное растительное масло, катионное смачивающее вещество, эмульгатор и воду, включая, но не ограничиваясь этим, описанные в книге К. Loewenstein, "Технология изготовления стекловолокна" (3-е издание 1993), страницы 237-244, содержание которых включается в данное описание. Основную пряжу, изготовленную из этих прядей, затем перед прядением обрабатывают раствором для защиты прядей от абразивного истирания во время ткацкого процесса, например поли(виниловым) спиртом, как раскрыто в патенте США 45308766 столбец 3, строка 67 - столбец 4, строка 11, содержание которых включается в данное описание. Эту операцию обычно называют обрызгиванием. Поли(виниловый) спирт, а также шлихта из крахмала/масла обычно не совместимы с полимерным матричным материалом, используемым производителями композиционных материалов, и поэтому ткань необходимо очищать для удаления по существу всего органического материала с поверхности стекловолокна перед пропиткой ткани. Это можно осуществлять многими путями, например путем очистки скребком или, более часто, путем тепловой обработки известным для специалистов в данной области техники образом. В результате такой операции очистки нет подходящей поверхности раздела между полимерным матричным материалом, используемым для пропитки ткани, и очищенной поверхностью стекловолокна, так что необходимо наносить связующее вещество на поверхность стекловолокна. Эту операцию специалисты в данной области техники иногда называют отделкой. Связующие вещества, наиболее часто используемые в операциях отделки, являются силанами, включающими, но не ограничиваясь этим, силаны, раскрытые в книге Е.Р.Plueddemann, Silane Coupling Agents (1982), страницы 146-147, содержание которых включается в данное описание. Смотри также К. Loewenstein "Технология изготовления стекловолокна" (3-е издание 1993), страницы 249 - 256. После обработки силаном ткань пропитывают совместимым полимерным матричным материалом, пропускают между комплектом калибровочных валков и сушат с образованием полуотвердевшего препрега, как указывалось выше. Следует отметить, что в зависимости от состава шлихты, операции очистки и/или матричной смолы, используемой в композиционном материале, можно отказаться от обрызгивания и/или отделки. Один или несколько препрегов, изготовленных с помощью обычной технологии изготовления стекловолоконных композиционных материалов, можно затем комбинировать с одним или несколькими препрегами, изготовленными согласно данному изобретению, для образования основы для электронных схем, указанной выше, и в частности, многослойных слоистых материалов или монтажных печатных плат. Дополнительная информация по изготовлению монтажных печатных плат содержится в 1 Electronic Materials Handbook^TM, ASM International (1989), страницы 113-115, R. Tummala (Ed. ) Microelectronics Packaging Handbook (1989), страницы 858-861 и 895-909, M. W. Jawitz, Printed Circuit Board Handbook (1997), страницы 9.1-9.42 и С. F. Coombs, Jr. (Ed), Printed Circuits Handbook (3d Ed. 1988), страницы 6.1-6.7, содержание которых включается в данное описание.

Композиционные и слоистые материалы, образующие подложку для электронных схем, согласно данному изобретению, можно использовать для сборки, используемой в электронной промышленности, и в частности, для сборки первого, второго и/или третьего уровня, как описано, например, в R. Tummala (Ed.) Microelectronics Packaging Handbook (1989), страницы 25-43, содержание которых включается в данное описание. Дополнительно к этому, данное изобретение можно использовать также для других уровней сборки.

Данное изобретение включает также способ усиления полимерного матричного материала для образования композиционного материала. Этот способ содержит: (1) нанесение на усиливающий материал в виде стекловолоконной пряди указанного выше шлихтовального состава, второго покрывного состава и/или третьего покрывного состава, включающих неорганические твердые частицы, которые обеспечивают создание пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, причем твердые частицы имеют средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм и предпочтительно по меньшей мере около 5 мкм, и твердость по шкале Мооса менее твердости стекловолокна по шкале Мооса; (2) высушивание покрытия для образования по существу равномерного покрытия на усиливающем материале; (3) комбинирование усиливающего материала с полимерным матричным материалом и (4) по меньшей мере частичное отверждение полимерного матричного материала для создания усиленного полимерного композиционного материала указанным выше образом. Хотя это и не ограничивает изобретения, усиливающий материал можно комбинировать с полимерным матричным материалом, например, посредством его диспергирования в матричном материале.

Данное изобретение также включает способ предотвращения склеивания смежных стеклянных волокон стекловолоконной пряди, содержащий стадии: (1) нанесения на прядь стекловолокна указанного выше шлихтовального состава, второго покрывного состава и/или третьего покрывного состава, включающих неорганические твердые частицы, которые обеспечивают создание пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, причем твердые частицы имеют средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм и предпочтительно по меньшей мере около 5 мкм, и твердость по шкале Мооса менее твердости стекловолокна по шкале Мооса; (2) высушивания покрытия для образования по существу равномерного покрытия на стеклянных волокнах пряди стекловолокна, так что предотвращается слипание между соседними стеклянными волокнами пряди.

Ниже данное изобретение иллюстрируется конкретными примерами, не имеющими ограничительного характера.

Пример 1
Каждый из компонентов в указанном в таблице 1 количестве смешивают для получения водных шлихтовальных составов К-N, согласно данному изобретению. Каждый водный шлихтовальный состав приготавливают указанным выше образом. В каждый состав включают менее около 1 мас.% уксусной кислоты относительно всего веса состава.

Каждый из водных калибровочных составов, указанных в таблице 1, наносят на пряди стекловолокна 2G-18Е. Каждый шлихтовальный состав имеет около 10 мас.% твердых частиц.

Образцы композиционных материалов из каждого из указанных образцов покрытого стекловолокна и сравнительный образец изготовлены методом экструдирования при 270^oС в течение 48 секунд при около 7 МРа (975 фунт-силы на кв. дюйм) в виде пластин с размерами 254•254•3,175 мм (10•10•0,125 дюйма). Каждый образец был испытан на прочность на растяжение, удлинение при растяжение и модуль растяжения, согласно ASTM-методу D-638M; прочность на изгиб и модуль на изгиб, согласно ASTM-методу D-790; и ударную вязкость по Изоду с надрезом и без надреза, согласно ASTM-методу D-256 при указанном ниже содержании стекла.

Как показано в таблице 2, пряди стекловолокна, покрытые частицами нитрида бора (образцы К-N), согласно данному изобретению, имеют улучшенные прочность на растяжение и ударную вязкость по Изоду с надрезом, а также аналогичные удлинение при растяжении, модуль растяжения, прочность на изгиб, модуль изгиба и ударную вязкость по Изоду без надреза по отношению к сравнительному образцу, который имеет аналогичные компоненты, но не содержит нитрид бора в усилении из нейлона 6,6. При испытаниях с использованием полимера нейлон 6 при аналогичных условиях не наблюдалось улучшения прочности на растяжение и ударной вязкости по Изоду с надрезом.

Пример 2
Каждый из компонентов в указанном в таблице 3 количестве смешивают для получения водных шлихтовальных составов Р - S, согласно данному изобретению. Каждый водный шлихтовальный состав приготавливают указанным выше образом. В каждый состав включают менее около 1 мас.% уксусной кислоты относительно всего веса состава.

Каждый из водных шлихтовальных составов, указанных в таблице 3, наносят на пряди стекловолокна G-31 Е. Каждый шлихтовальный состав имеет около 10 мас.% твердых частиц.

Образцы композиционных материалов из каждого из указанных образцов покрытого стекловолокна и сравнительный образец таблицы 1 изготовлены методом экструдирования при указанных в примере 1 условиях в виде пластин с размерами 400•400•2,5 мм (16•16•0,1 дюйма). Каждый образец был испытан на прочность на растяжение, удлинение при растяжение и модуль растяжения и ударную вязкость по Изоду с надрезом и без надреза, как указано в примере 1 при указанном ниже содержании стекла.

Цветовые испытания проводят на композиционных материалах, имеющих толщину 3,175 мм (1/8 дюйма) и диаметр 76,2 мм (3 дюйма) с использованием колориметра Hunter, модель D25-PC2A. Для оценки характеристик обрабатываемости материала проводятся испытания на прохождение через воронку образцов рубленого стекловолокна. Воронка имеет длину в 18 дюймов (457,19 мм) и диаметр верхнего отверстия 17 дюймов (431,79 мм) и диаметр нижнего отверстия 2 дюйма (50,799 мм., Воронку трясут и измеряют время прохождения 20 фунтов (9,07 кг) материала образцов через воронку. С помощью испытания PD-104 оценивают стойкость рубленого стекловолокна образца к образованию волокон. 60 г образца, 140 г абразивного материала (частицы 6/10 размолотой скорлупы грецких орехов, которая предлагается фирмой Hammon Products Company) и обычный лист антистатического влагоотделителя помещают в химический стакан из нержавеющей стали емкостью 4 литра и трясут с использованием миксера для красок Red Devil, модель 5400Е3 в течение шести минут. Полученный материал пропускают через стандартные сита США 5 и 6. Количество ворсистого материала, остающегося на ситах, в % массы исходного образца приведены ниже.

В таблице 4 приведены результаты испытаний композиционных материалов, изготовленных с использованием образцов Р-S, и сравнительного образца, изготовленного с использованием матричного полимера нейлон 6,6.

Как показано в таблице 4, стекловолоконные пряди, покрытые частицами нитрида бора (образцы Р-S), согласно данному изобретению, имеют улучшенные показатели белизны и желтизны и аналогичные прочность на растяжение, удлинение при растяжении, модуль растяжения, прочность на изгиб, модуль изгиба, ударную вязкость по Изоду с надрезом и ударную вязкость по Изоду без надреза по отношению к сравнительному образцу, который имеет аналогичные компоненты, но не содержит нитрид бора в усилении из нейлона 6,6.

Пример 3
Каждый из компонентов в указанном в таблице 5 количестве смешивают для получения водных шлихтовальных составов Т и U, согласно данному изобретению. Каждый водный шлихтовальный состав приготавливают указанным выше образом. В каждый состав включают менее около 1 мас.% уксусной кислоты относительно всего веса состава. В таблице 5 показаны результаты испытаний на белизну и желтизну композиционных материалов, образованных с использованием образцов Т и U и сравнительного образца с использованием матричного полимера с нейлоном 6,6. Цветовые испытания были проведены на композиционных материалах, имеющих толщину 3,175 мм (1/8 дюйма) и диаметр 76,2 мм (3 дюйма), с использованием колориметра Hunter, модель D25-PC2A.

Как следует из таблицы 5, образцы Т и U, каждый из которых покрыт водным шлихтовальным составом, содержащим частицы нитрида бора, согласно данному изобретению, имеют более низкий показатель белизны в нейлоне 6,6, чем сравнительный образец, имеющий аналогичную формулу, но не содержащий нитрид бора.

Пример 4
Каждый из компонентов в указанном в таблице 6 количестве смешивают для получения водных шлихтовальных составов А-D, согласно данному изобретению, указанным выше образом. В каждый состав включают менее около 1 мас.% уксусной кислоты.

Водные шлихтовальные составы А-D и сравнительный образец 1 были нанесены на волоконные пряди Е-стекла. Каждый из шлихтовальных составов имел содержание твердых частиц около 2,5 мас.%. Каждая покрытая прядь стекловолокна была скручена с образованием пряжи и намотана на бобины аналогичным образом с использованием обычного крутильного оборудования.

Пряжа образцов А-D, сравнительного образца 1 и сравнительного образца 2⁴⁵ (⁴⁵ пряжа из стекловолокна, которая предлагается фирмой PPG Industries, Inc.'s 1383), были оценены относительно нескольких физических свойств, таких как уменьшение воспламеняемости, совместимость со струей воздуха (аэродинамическое сопротивление), сила трения и разрушенные элементарные волокна.

Среднее уменьшение воспламеняемости (содержание в мас.% твердых веществ шлихтовального состава, разделенное на общий вес стекла и высушенного шлихтовального состава) по результатам трех испытаний для каждого образца приведено в таблице 7.

Каждая пряжа была испытана на силу или напряжение аэродинамического сопротивления посредством подачи пряжи при регулируемой скорости подачи в 274 м (300 ярдов) в минуту через измеритель напряжения контрольной линии, который прикладывает напряжение к пряже, и воздушное сопло Ruti с диаметром 2 мм при давлении воздуха 310 кПа (45 фунтов на кв. дюйм).

Образцы и сравнительные образцы были также испытаны на силу трения посредством приложения напряжения около 30 г к каждому образцу пряжи при протягивании образца со скоростью 274 м (300 ярдов) в минуту через пару обычных устройств для измерения натяжения, имеющих неподвижную хромовую опору диаметром около 5 см (2 дюйма), расположенную между ними для смещения пряжи на около 5 см от прямолинейной траектории между устройствами измерения натяжения. Разница в силе в граммах приведена в таблице 7. Испытание на силу трения предназначено для имитации сил, которые воздействуют на пряжу во время ткацких операций.

Каждый образец и сравнительный образец были также испытаны на разрушенные элементарные волокна с использованием испытательного абразивного прибора. К каждому испытуемому образцу прикладывали напряжение в 200 г при протягивании образца со скоростью 0,46 м (18 дюймов) в минуту в течение 5 минут через абразивный испытательный прибор. Были проведены 2 испытания для каждого образца и сравнительного образца, и среднее количество разрушенных элементарных волокон приведено в таблице 7. Испытательный абразивный прибор состоит из двух параллельных рядов стальных валиков, причем ряды расположены на расстоянии 1 дюйма (25,4 мм) друг от друга. Каждый образец испытываемой пряжи пропускали между смежными валиками первого ряда валиков, затем пропускали между двумя смежными валиками второго ряда, однако смещенного на расстояние половины дюйма между рядами валиков. Валики смещали вперед и назад на длине 4 дюймов (10 см) в направлении, параллельном направлению движения пряжи с частотой 240 циклов в минуту. Результаты измерения силы аэродинамического сопротивления, силы трения и количество разрушенных элементарных волокон вследствие абразивного истирания приведены в таблице 7.

Как следует из таблицы 7, образцы А и В, которые покрыты шлихтовальными составами, содержащими нитрид бора, согласно данному изобретению, имеют меньше разрушенных элементарных волокон, низкую силу трения и более высокие величины сопротивления воздуху по сравнению с сравнительными образцами. Образцы С и D имеют также более высокие величины сопротивления воздуху, чем сравнительные образцы. Испытание на сопротивление воздуху является сравнительным испытанием, предназначенным для имитации процесса проброса утка в пневматическом бесчелночном ткацком станке, в котором пряжа транспортируется поперек станка струей воздуха. Пряжа, которая более просто разделяется на волокна под действием струи воздуха, обеспечивает большую площадь поверхности для воздействия струи воздуха, что может облегчать прохождение пряжи поперек станка и увеличивать производительность. Величины воздушного сопротивления образцов А-D (образцов, подготовленных согласно данному изобретению) более высокие, чем у сравнительных образцов, что означает их лучшую совместимость со струей воздуха.

Пример 5
Каждый из компонентов в указанном в таблице 8 количестве смешивают для получения водных шлихтовальных составов Е, F, G и Н, согласно данному изобретению, и сравнительный образец указанным выше образом. В каждый состав включают менее около 1 мас. % уксусной кислоты относительно полной массы состава.

Каждый из водных шлихтовальных составов, указанных в таблице 8, был нанесен на волоконные пряди G-стекла. Каждый из шлихтовальных составов имел содержание твердых частиц между около 6 и около 25 мас.%.

Каждую покрытую прядь стекловолокна скручивают для образования пряжи и наматывают на бобины аналогичным образом с использованием обычного оборудования для скручивания. Пряжа из образцов F и Н проявила минимальное осыпание шлихты во время скручивания, а пряжа из образцов Е и G проявила сильное осыпание шлихты во время скручивания.

Пряжу из образцов Е-Н испытывали на сопротивление воздуху аналогичным указанному выше в примере 4 способом, за исключением того, что сопротивление воздуху определяли для двух бобин образцов при давлениях, указанных в таблице 9. Каждую пряжу исследовали на среднее количество разрушенных элементарных волокон на 1200 м пряжи при скорости 200 м в минуту с использованием детектора разрушенных волокон Shirley, модель 84 041L, который предлагается фирмой SDL International Inc., Англия. Приведенные величины являются средними величинами измерений, проведенных для четырех бобин каждой пряжи. Количество разрушенных волокон определялось в секциях, взятых с полной бобины и составляющих 136 г (3/10 фунта) и 272 г (6/10 фунта) пряжи, смотанной с бобины.

Каждую пряжу оценивали с помощью испытания на напряжение при проходе через затвор, результаты которых показаны в таблице 9. Количество разрушенных волокон, измеренное согласно методу напряжения при проходе через затвор, определяли посредством сматывания пряжи с бобины со скоростью 200 м/мин и пропускания пряжи через ряд из 8 параллельных керамических штифтов и последующего пропускания пряжи через детектор разрушенных волокон Shirley, указанный выше, для подсчета количества разрушенных волокон.

В то время как приведенные в таблице 9 результаты показывают, что образцы Е-Н, согласно изобретению, имеют в целом более высокое сопротивление абразивному истиранию, чем сравнительный образец, полагаем, что эти результаты не являются убедительными, поскольку полагаем, что эмульсия полиэтилена, присутствующая в сравнительном образце и которая не присутствует в образцах Е-Н, влияет на абразивные свойства пряжи.

Пример 6
Пять слоев игольчатого мата из рубленного стекловолокна ADFLO-С^TM, который предлагается фирмой PPG Industries, Inc., были уложены стопкой для образования мата, имеющего массу около 4614 г/м² (15 унций на квадратный фут). Толщина каждого образца составляла около 25 мм (1 дюйм). 4 образца размером 8 на 8 дюймов (200 на 200 мм) нагревали до температуры около 649^oС (около 1200 ^oФ) для удаления по существу всех шлихтовальных компонентов из образцов.

Два непокрытых образца использовали в качестве сравнительных образцов. Два других образца окунали и пропитывали в ванне из водного шлихтовального состава, содержащего 1150 мл OPRAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC (25 мас.% частиц нитрида бора в водной дисперсии) и 5% гамма-глицидоксипропил-триметоксисилана А-187. Общее содержание твердого вещества в водном шлихтовальном составе составило около 18,5 мас.%. Количество частиц нитрида бора, нанесенного на каждый образец мата, составило около 120 г. Образцы покрытых матов были высушены на воздухе в течение ночи при температуре около 25^oС и нагревались в печи при температуре около 150^oС в течение около 3 часов.

Каждый комплект образцов испытывали на теплопроводность и термостойкость на воздухе при температуре около 300 К (около 70 ^oФ), согласно методу С-177 ASTM, содержание которого включается в данное описание. Значения теплопроводности и термостойкости для каждого образца приведены в таблице 10.

Как следует из таблицы 10, теплопроводность при температуре около 300К испытуемого образца, покрытого частицами нитрида бора, согласно изобретению, больше, чем теплопроводность сравнительного образца, не имеющего покрытия из частиц нитрида бора.

Пример 7
Из образцов пряжи G-75, покрытой шлихтой G, согласно примеру 5, и стекловолоконной пряжи 1062, которая предлагается фирмой PPG Industries, Inc. , были приготовлены волоконные витые цилиндрические композиционные материалы. Цилиндры были изготовлены путем сматывания восьми концов пряжи с катушек подачи пряжи, покрытия пряжи матричными материалами, указанными ниже, и скручивания волокон в цилиндрическую форму с использованием обычного устройства скручивания волокон. Каждый цилиндр имеет высоту 12,7 см (5 дюймов), внутренний диаметр 14,6 см (5,75 дюйма) и толщину стенки 0,635 см (0,25 дюйма).

Матричные материалы являются смесью 100 частей эпоксидной смолы EPON 880 (которая предлагается фирмой Shell Chemicals), 80 частей метилтетрагидрофталиевого ангидрида AC-220J (который предлагается фирмой Anhydrides and Chemicals, Inc. of Newark, Нью-Джерси) и 1 части бензилдиметиламинного ускорителя ARALDITE^® DY 062 (который предлагается фирмой Ciba-Geigy). Волоконные скрученные цилиндры отверждали в течение 2 часов при температуре 100^oС и затем в течение 3 часов при температуре 150^oС.

Каждый образец испытывали на радиальную температуропроводность (теплопроводность/(теплоемкость•плотность)) на воздухе посредством воздействия на одну сторону стенки цилиндра образца лампой-вспышкой с энергией 6,4 кДж и измерения изменения температуры на противоположной стороне стенки с использованием инфракрасной камеры с решеткой из приборов с зарядовой связью со скоростью до 2000 кадров в секунду. Значения температуропроводности определяли также вдоль длины пряжи (периферийно) и вдоль длины или высоты цилиндра (аксиально). Результаты испытаний приведены в таблице 11.

Как следует из таблицы 11, значения температуропроводности испытуемого образца (покрытого небольшим количеством нитрида бора) меньше значений температуропроводности сравнительного образца, не покрытого нитридом бора. Воздушные пустоты в волоконном скрученном цилиндре и небольшие площади испытываемых образцов являются факторами, которые могли оказать влияние на эти результаты.

Из предшествующего описания следует, что данное изобретение обеспечивает получение стекловолоконных прядей, имеющих стойкое к абразивному износу покрытие, которое обеспечивает хорошую теплостойкость, низкую коррозию и низкую способность к реакции в присутствии высокой влажности, реактивных кислот и щелочей, а также совместимость с множеством полимерных матричных материалов. Эти пряди можно скручивать или рубить, формировать из них ровницу, мат из рубленных или непрерывных прядей или использовать для изготовления ткани или трикотажного полотна для использования в различных случаях применения, таких как усиление композиционных материалов, например монтажных печатных плат.

Для специалистов в данной области техники очевидно, что возможны изменения описанных выше вариантов выполнения изобретения без отхода от идеи изобретения. Таким образом, следует учитывать, что данное изобретение не ограничивается частными раскрытыми вариантами выполнения, а охватывает также модификации, которые находятся в пределах идеи и объема изобретения, как это указано в прилагаемой формуле изобретения.

Ссылки на родственные заявки
Данная заявка является частичным продолжением заявки на патент США 09/034077, B.Novich и др., с названием "Пропитанные стекловолоконные пряди и содержащие их изделия", поданной 3 марта 1998 г.

Эта заявка на патент связана с заявкой на патент США __, B.Novich и др., с названием "Способ предотвращения абразивного износа стекловолоконных прядей", которая является частичным продолжением заявки на патент США "09/034078, поданной 3 марта 1998; заявкой на патент США __, B.Novich и др., с названием "Стекловолоконные пряди, покрытые проводящими тепло неорганическими твердыми частицами, и содержащие их изделия", которая является частичным продолжением заявки на патент США 09/034663, поданной 3 марта 1998; заявкой на патент США __, B.Novich и др., с названием "Стекловолоконные пряди, покрытые неорганическим смазочным материалом, и содержащие их изделия", которая является частичным продолжением заявки на патент США 09/034525, поданной 3 марта 1998; заявкой на патент США __, B.Novich и др., с названием "Стекловолоконные пряди, покрытые неорганическими частицами, и содержащие их изделия", которая является частичным продолжением заявки на патент США 09/034056, поданной 3 марта 1998; и заявкой на патент США "__, B.Novich и др. , с названием "Усиленные стекловолокном слоистые материалы, монтажные печатные платы и способы составления ткани", которая является частичным продолжением заявки на патент США 09/130270, поданной 6 августа 1998, каждая из которых подана параллельно с данной заявкой.

Claims

1. Волоконная прядь с покрытием, образованная множеством стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокна более 5 мкм, и по меньшей мере частично пропитанная сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, при этом твердые частицы имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, которая не превышает твердости множества стеклянных волокон.

2. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что средний номинальный диаметр стеклянных волокон больше 9 мкм.

3. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что минимальный средний размер твердых частиц находится в диапазоне от 3 мкм до менее чем около 1000 мкм.

4. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что минимальный средний размер твердых частиц составляет по меньшей мере около 5 мкм.

5. Волоконная прядь по п. 4, отличающаяся тем, что минимальный средний размер твердых частиц находится в диапазоне от около 5 мкм до менее чем около 1000 мкм.

6. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что величина твердости твердых частиц меньше или равна величине твердости стеклянных волокон.

7. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что твердые частицы имеют величину твердости по шкале Мооса в диапазоне около 1-6.

8. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что каждая из твердых частиц имеет форму, независимо выбранную из группы, состоящей из сферической, кубической, пластинчатой или игольчатой форм.

9. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что твердые частицы образованы из неорганических материалов, органических материалов и их смесей.

10. Волоконная прядь по п. 9, отличающаяся тем, что твердые частицы образованы по меньшей мере из одного неорганического материала, выбранного из группы, состоящей из керамических материалов и металлических материалов.

11. Волоконная прядь по п. 10, отличающаяся тем, что твердые частицы образованы по меньшей мере из одного керамического материала, выбранного из группы, состоящей из нитридов металлов, оксидов металлов, карбидов металлов, сульфидов металлов, боридов металлов, силикатов металлов, карбонатов металлов и их смесей.

12. Волоконная прядь по п. 11, отличающаяся тем, что твердые частицы образованы из нитрида металла, который является нитридом бора с гексагональной кристаллической структурой.

13. Волоконная прядь по п. 11, отличающаяся тем, что твердые частицы образованы из оксида металла, который является оксидом цинка.

14. Волоконная прядь по п. 11, отличающаяся тем, что твердые частицы образованы по меньшей мере из одного сульфида металла, выбранного из группы, состоящей из дисульфида молибдена, дисульфида тантала, дисульфида вольфрама, сульфида цинка или их смесей.

15. Волоконная прядь по п. 11, отличающаяся тем, что твердые частицы образованы по меньшей мере из одного силиката металла, выбранного из группы, состоящей из силиката алюминия, силиката магния или их смесей.

16. Волоконная прядь по п. 11, отличающаяся тем, что твердые частицы образованы по меньшей мере из одного металлического материала, выбранного из группы, состоящей из графита, молибдена, платины, палладия, никеля, алюминия, меди, золота, железа, серебра и их смесей.

17. Волоконная прядь по п. 9, отличающаяся тем, что твердые частицы образованы по меньшей мере из одного органического полимерного материала, выбранного из группы, состоящей из термореактивных материалов, термопластичных материалов, крахмалов и их смесей.

18. Волоконная прядь по п. 17, отличающаяся тем, что твердые частицы образованы по меньшей мере из одного термореактивного материала, выбранного из группы, состоящей из термореактивных сложных полиэфиров, виниловых эфиров, эпоксидных материалов, фенолов, аминопластов, термореактивных полиуретанов и их смесей.

19. Волоконная прядь по п. 17, отличающаяся тем, что твердые частицы образованы по меньшей мере из одного термопластичного материала, выбранного из группы, состоящей из виниловых полимеров, термопластичных сложных полиэфиров, полиолефинов, полиамидов, термопластичных полиуретанов, акриловых полимеров и их смесей.

20. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что водный шлихтовальный состав, по существу, не содержит способных к гидратации неорганических твердых частиц.

21. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что твердые частицы составляют от более 20 до около 99 мас. % шлихтовального состава относительно всей твердой основы.

22. Волоконная прядь по п. 21, отличающаяся тем, что твердые частицы составляют по меньшей мере около 25 мас. % шлихтовального состава относительно всей твердой основы.

23. Волоконная прядь по п. 22, отличающаяся тем, что твердые частицы составляют более чем 50 мас. % шлихтовального состава относительно всей твердой основы.

24. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что шлихтовальный состав дополнительно содержит по меньшей мере один полимерный пленкообразующий материал, выбранный из группы, состоящей из термореактивных материалов, термопластичных материалов, крахмалов и их смесей.

25. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что шлихтовальный состав дополнительно содержит связующее стеклянные волокна вещество.

26. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно выполнено из способного образовывать волокна материала, выбранного из группы, состоящей из не стеклянных неорганических материалов, естественных материалов, органических полимерных материалов и их комбинаций.

27. Волоконная прядь по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно выбрано из группы, состоящей из волокон стекла E, волокон стекла D, волокон стекла S, волокон стекла Q, волокон производных стекла Е и их комбинации.

28. Волоконная прядь по п. 27, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно является волокном стекла Е.

29. Волоконная прядь по п. 27, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно является волокном производного стекла Е.

30. Волоконная прядь с покрытием, образованная множеством стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокна более 5 мкм, по меньшей мере частично пропитанная первичным слоем сухого остатка водного шлихтовального состава, нанесенного по меньшей мере на часть поверхности множества стеклянных волокон, и вторичным слоем второго водного покрывного состава, нанесенного по меньшей мере на часть первичного слоя, при этом второй покрывной состав содержит твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди и которые имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм.

31. Волоконная прядь по п. 30, отличающаяся тем, что минимальный средний размер твердых частиц составляет по меньшей мере около 5 мкм.

32. Волоконная прядь по п. 30, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно выбрано из группы, состоящей из волокон стекла Е, волокон стекла D, волокон стекла S, волокон стекла Q, волокон производных стекла E и их комбинаций.

33. Волоконная прядь по п. 32, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно является волокном стекла Е.

34. Волоконная прядь по п. 32, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно является волокном производного стекла Е.

35. Волоконная прядь с покрытием, содержащая множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокон более 5 мкм, по меньшей мере частично пропитанная первичным слоем сухого остатка водного шлихтовального состава, нанесенного по меньшей мере на часть поверхности множества стеклянных волокон, и вторичным слоем сухого остатка второго водного покрывного состава, нанесенного по меньшей мере на часть первичного слоя, при этом второй покрывной состав содержит гидрофильные твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди и которые имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и при воздействии воды абсорбируют и удерживают воду в пустотах в зоне гидрофильных твердых частиц.

36. Волоконная прядь по п. 35, отличающаяся тем, что минимальный средний размер твердых частиц составляет по меньшей мере около 5 мкм.

37. Волоконная прядь по п. 35, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно выбрано из группы, состоящей из волокон стекла E, волокон стекла D, волокон стекла S, волокон стекла Q, волокон производных стекла E и их комбинаций.

38. Волоконная прядь по п. 37, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно является волокном стекла Е.

39. Волоконная прядь по п. 37, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно является волокном производного стекла Е.

40. Волоконная прядь с покрытием, содержащая множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокон более 5 мкм, по меньшей мере частично пропитанная первичным слоем сухого остатка водного шлихтовального состава, нанесенного по меньшей мере на часть поверхности множества стеклянных волокон, и вторичным слоем второго покрывного состава, нанесенного по меньшей мере на часть первичного слоя, при этом второй покрывной состав содержит полимерный материал; и третий слой, содержащий твердые частицы, нанесенные по меньшей мере на часть вторичного слоя, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, при этом твердые частицы имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм.

41. Волоконная прядь по п. 40, отличающаяся тем, что минимальный средний размер твердых частиц составляет по меньшей мере около 5 мкм.

42. Волоконная прядь по п. 40, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно выбрано из группы, состоящей из волокон стекла Е, волокон стекла D, волокон стекла S, волокон стекла Q, волокон производных стекла E и их комбинаций.

43. Волоконная прядь по п. 42, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно является волокном стекла Е.

44. Волоконная прядь по п. 42, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно является волокном производного стекла Е.

45. Усиленный полимерный композиционный материал, содержащий а) волоконную прядь с покрытием, содержащую множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокон более 5 мкм, по меньшей мере частично пропитанную сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, и которые имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, не превышающую твердости множества стеклянных волокон; и b) полимерный матричный материал.

46. Усиленный полимерный композиционный материал по п. 45, отличающийся тем, что минимальный средний размер твердых частиц составляет по меньшей мере около 5 мкм.

47. Усиленный полимерный композиционный материал по п. 45, отличающийся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно выбрано из группы, состоящей из волокон стекла Е, волокон стекла D, волокон стекла S, волокон стекла Q, волокон производных стекла E и их комбинаций.

48. Ткань, содержащая волоконную прядь с покрытием, содержащую множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокон более 5 мкм, по меньшей мере частично пропитанную сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, при этом твердые частицы имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, не превышающую твердости множества стеклянных волокон.

49. Ткань по п. 48, отличающаяся тем, что минимальный средний размер твердых частиц составляет по меньшей мере около 5 мкм.

50. Ткань по п. 48, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно выбрано из группы, состоящей из волокон стекла Е, волокон стекла D, волокон стекла S, волокон стекла Q, волокон производных стекла Е и их комбинаций.

51. Подложка для электронных схем, содержащая а) ткань, содержащую волоконную прядь с покрытием, образованную множеством стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокон более 5 мкм, по меньшей мере частично пропитанную сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, при этом твердые частицы имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, которая не превышает твердости множества стеклянных волокон; и (b) слой полимерного матричного материала, нанесенного по меньшей мере на часть ткани.

52. Подложка для электронных схем по п. 51, отличающаяся тем, что минимальный средний размер твердых частиц составляет по меньшей мере около 5 мкм.

53. Подложка для электронных схем по п. 51, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно выбрано из группы, состоящей из волокон стекла Е, волокон стекла D, волокон стекла S, волокон стекла Q, волокон производных стекла Е и их комбинаций.

54. Подложка для электронных схем по п. 51, отличающаяся тем, что она является первым, вторым или третьим уровнем сборки.

55. Монтажная печатная плата, содержащая (а) основу для электронных схем, содержащую, i) ткань, содержащую волоконную прядь с покрытием, образованную множеством стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокон более 5 мкм, по меньшей мере частично пропитанную сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, при этом твердые частицы имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, не превышающую твердости множества стеклянных волокон, ii) слой полимерного матричного материала, нанесенного по меньшей мере на часть ткани, и (b) электрически проводящий слой, расположенный смежно с выбранными частями на выбранных сторонах подложки для электронных схем.

56. Монтажная печатная плата по п. 55, отличающаяся тем, что минимальный средний размер твердых частиц составляет по меньшей мере около 5 мкм.

57. Монтажная печатная плата по п. 55, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно выбрано из группы, состоящей из волокон стекла Е, волокон стекла D, волокон стекла S, волокон стекла Q, волокон производных стекла Е и их комбинаций.

58. Монтажная печатная плата по п. 55, отличающаяся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере одно отверстие, проходящее по меньшей мере через часть печатной платы.

59. Монтажная печатная плата по п. 55, отличающаяся тем, что подложка является первым, вторым или третьим уровнем сборки.

60. Подложка для электронных схем, содержащая (а) первый слой композиционного материала, содержащий i) ткань, включающую волоконную прядь с покрытием, образованную множеством стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокон более 5 мкм, по меньшей мере частично пропитанную сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, при этом твердые частицы имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, которая не превышает твердости множества стеклянных волокон, ii) слой полимерного матричного материала, нанесенного по меньшей мере на часть ткани, (b) второй слой композиционного материала, отличного от композиционного материала первого слоя.

61. Подложка для электронных схем по п. 60, отличающаяся тем, что минимальный средний размер твердых частиц составляет по меньшей мере около 5 мкм.

62. Подложка для электронных схем по п. 60, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно выбрано из группы, состоящей из волокон стекла Е, волокон стекла D, волокон стекла S, волокон стекла Q, волокон производных стекла Е и их комбинаций.

63. Подложка для электронных схем по п. 60, отличающаяся тем, что она является первым, вторым или третьим уровнем сборки.

64. Монтажная печатная плата, содержащая (а) подложку для электронных схем, содержащую i) первый слой композиционного материала, включающий (1) ткань, содержащую волоконную прядь с покрытием, множество стеклянных волокон, имеющих средний номинальный диаметр волокон более 5 мкм, по меньшей мере частично пропитанную сухим остатком водного шлихтовального состава, содержащего твердые частицы, которые обеспечивают образование пустых пространств между смежными стеклянными волокнами пряди, при этом твердые частицы имеют минимальный средний размер частиц, равный по меньшей мере 3 мкм, и твердость, которая не превышает твердости множества стеклянных волокон, (2) слой полимерного матричного материала, нанесенного по меньшей мере на часть ткани, (ii) второй слой композиционного материала, отличного от композиционного материала первого слоя, и (b) электрически проводящий слой, расположенный смежно с выбранными частями на выбранных сторонах первого и/или второго слоев композиционного материала.

65. Монтажная печатная плата по п. 64, отличающаяся тем, что минимальный средний размер твердых частиц составляет по меньшей мере около 5 мкм.

66. Монтажная печатная плата по п. 64, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно стеклянное волокно выбрано из группы, состоящей из волокон стекла Е, волокон стекла D, волокон стекла S, волокон стекла Q, волокон производных стекла Е и их комбинаций.

67. Монтажная печатная плата по п. 64, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит по меньшей мере одно отверстие, проходящее по меньшей мере через часть печатной платы.

68. Монтажная печатная плата по п. 64, отличающаяся тем, что подложка является первым, вторым или третьим уровнем сборки.

Приоритет по пунктам:
03.03.1998 - по пп. 1-53, 55-58, 60-62 и 64-67;
13.10.1998 - по пп. 54, 59 и 63.