JP4984037B2 - 石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブおよび不織布 - Google Patents

Description

本発明は、石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブおよび石英ガラス繊維含有不織布に関し、特に、主として１ＧＨｚ以上の高周波回路に必要な低誘電率、低誘電損失であるプリント配線基板に用いられる石英ガラス繊維含有不織布に関する。

乾式不織布とは、一般にカード法、エアレイド法、ニードルパンチ法、スパンボンド法、メルトブロー法により作られた不織布の総称である。
従って、カード機によって繊維を開繊ウェブ化した後、繊維同士を水流交絡法により交絡させる（乾式スパンレース不織布）またはバインダーを用いて接着させる（ケミカルボンド不織布）または繊維を熱融着させる（サーマルボンド不織布）方法で作られた不織布は乾式不織布に分類される。
ｄＴ（デシテックス）は繊維の太さを表す単位で、繊維１０，０００ｍあたりのグラム重量を現す単位である。ｄＴが大きいほど太い繊維になる。石英ガラス繊維はその特殊性から通常のｍｍ、あるいはμｍ単位による表記を用いている。

従来、プリント配線基板には、ガラスクロスと樹脂の複合材料が使用されており、ガラスクロスとしては、一般的にＥガラスが用いられている。
半導体素子の高速化、および通信機器、放送機器の高速大容量伝送の要求が急速に高まってきており、プリント配線基板の高周波特性の改善が求められてきていることから、特に周波数が１ＧＨｚを超える高周波回路用プリント配線基板においては、より低損失なＤガラスやＮＥガラスクロスが使用されてきている。（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
更に、ガラスの中でも特に誘電率および誘電損失の小さな石英ガラスクロスを用いたプリント配線基板も開発されてきている（例えば特許文献３および特許文献４参照）。
この石英ガラスクロスは、電気特性は極めて良好であるものの、非常に高価であるために、その使用が一部の高周波回路に限定されてしまうという問題に加え、石英ガラス繊維が非常に硬い為、ドリルでの穿孔性が悪くなる欠点がある。
そこで、より価格の安く、加工性もよい石英ガラス不織布をプリント配線基板用のクロスとして用いるという試みもなされている（特許文献５参照）。

ところで、一般的には１ＧＨｚ以上の高周波回路においては基板の特性インピーダンスのばらつきは±５％以下に制御することが好ましいとされており、この値は例えば導体の厚さや幅等で調整されるが、このような要求が高まっているために、プリント配線基板を構成する石英ガラス不織布自体のインピーダンスばらつきも極力抑制されるべきである。発明者らの研究の結果、１ＧＨｚ以上の高周波回路において基板の特性インピーダンスのばらつきを±５％以下に制御するには、石英ガラス不織布自体のインピーダンスばらつきを±１０％以内にすることが好ましいことが判明した。
しかしながら、石英ガラス不織布はクロスに比べて織り込まれていない為に構造的に不均一で、目付（または密度）や厚さにむらが生じやすく、このむらによって、樹脂と複合する際に樹脂の流れ込みが不均一になったり、基板内に扁平な泡が発生したり、プリント配線基板とした後にも厚さのばらつきや電気特性、特に１ＧＨｚ以上の高周波におけるインピーダンスのばらつきが大きくなってしまうという問題がある。
特に、上記特許文献５に記載されたメルトブロー法による石英ガラス不織布の製造においてはガラス溶液を吹き飛ばして形成する為に一本一本の繊維の径や長さがばらつき、また、一本の繊維内においても先端部は細く、中央部で太いという形状的な特徴が避けられないため、目付や厚さを一定にすることが難しく、均一な電気特性を持った不織布を作成する事が難しいことが判った。

そこで、他の不織布と同様に、目付や厚さを一定にするため、上記不織布をカード機を用いて開繊する試みを行った。しかしながら、カード機を用いて開繊する際に、「だま」が出来易く、繊維が絡まって切れてしまう事が多く、収率良く程度の良いウェブを形成することが困難であった。これは、メルトブロー法で製造された石英ガラス繊維は熔融状態で高圧ガスにより吹き飛ばされるために、１本１本の繊維に折れ曲がりやねじれが生じているためであると考えられる。
さらに、できあがったプリント配線基板の厚さを薄くしたり、基板の耐久性を向上させるために、種々研究を行ったところ、上記のようなファクターは、上記不織布の目付が大きく関係していることが知見され、しかもその値の範囲が特定されることが必要であることが判明した。
特開平０３−３７１３６号公報 特開平１０−１６７７５９号公報 特開２００４−０９９３７６号公報 特開２００４−０９９３７７号公報 特開２００４−３５３１３２号公報

本発明は、高周波回路用プリント配線基板に好適な石英ガラス不織布を製造するに好適な石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブ、および高強度を有し、高周波回路用プリント配線基板に好適な石英ガラス繊維含有不織布を提供することを目的とする。

上記の課題は、下記（１）から（１１）の構成の本発明による石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブおよび石英ガラス繊維含有不織布により達成される。
（１）周波数が１ＧＨｚ以上の高周波回路を形成するプリント配線基板に用いられる石英ガラス繊維含有不織布を製造するための石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブであって、石英ガラス長繊維を切断することにより得られた直径１μｍ以上、２０μｍ以下の石英ガラス繊維、および熱融着性繊維によって構成され、かつ目付が５ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下であり、前記熱融着性繊維は、１ＭＨｚの高周波に対する比誘電率ε’が２．５以下で、誘電損失ｔａｎδが３×１０^−３以下であり、繊維径が０．５ｄＴ以上１０ｄＴ以下であり、繊維全体における配合割合が５質量％以上、９０質量％以下であることを特徴とする石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブ。
（２）前記熱融着性繊維がポリオレフィン系合成繊維である上記（１）に記載の石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブ。
（３）石英ガラス繊維の直径が１μｍ以上、２０μｍ以下で繊維径のばらつきが±１０％以内の範囲にあり、長さが１０ｍｍ以上、５００ｍｍ以下で所定の長さに揃えられており、カード機により開繊されていることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブ。
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載された石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブを水流交絡法により交絡させることにより得られ、目付が５ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下であり、周波数が１ＧＨｚ以上の高周波回路を形成するプリント配線基板に用いられる石英ガラス繊維含有不織布。
（５）上記（１）〜（３）のいずれかに記載された石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブを加熱することにより、石英ガラス繊維を熱融着性繊維で熱融着することにより得られ、目付が５ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下である石英ガラス繊維含有不織布。
（６）上記（１）〜（３）のいずれかに記載された石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブを水流交絡法により交絡させ、さらに加熱することにより、石英ガラス繊維を熱融着性繊維で熱融着して得られ、目付が５ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下である石英ガラス繊維含有不織布。
（７）厚さ３０μｍ以上、２００μｍ以下である上記（４）〜（６）のいずれかに記載の石英ガラス繊維含有不織布。
（８）目付のばらつきが±２０％以内である上記（４）〜（７）のいずれかに記載の石英ガラス繊維含有不織布。
（９）厚さのばらつきが±２０％以内である上記（４）〜（８）のいずれかに記載の石英ガラス繊維含有不織布。
（１０）１０ＧＨｚの高周波に対する比誘電率ε’が３．８以下で、誘電損失ｔａｎδが３．５×１０^−３である上記（４）〜（９）のいずれかに記載の石英ガラス繊維含有不織布。
（１１）縦方向の引張強度がＪＩＳ Ｌ−１９１３「一般短繊維不織布試験方法」によって、１０Ｎ以上である上記（４）〜（１０）のいずれかに記載の石英ガラス繊維含有不織布。

本発明の実施の形態による石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブは、石英ガラス繊維および熱融着性繊維を混繊したものをカード方式、エアレイド方式、その他類する乾式方法により作製されたウェブである。上記石英ガラス繊維は、直径１μｍ以上、２０μｍ以下（好ましくは２μｍ以上、１０μｍ以下）で繊維径のばらつきが直径に対して±１０％以内の範囲にあり、カード方式の場合、長さが１０ｍｍ以上、５００ｍｍ以下（好ましくは５０ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下）で、エアレイド方式の場合、長さが１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下（好ましくは３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下）で所定の長さに揃えられている。
石英ガラス繊維の直径が上記範囲未満であると、繊維径のばらつきを抑制することが困難になると同時に繊維を作成する際の歩留まりが低下する。上記範囲を超えると、得られる石英ガラス不織布の厚さを、例えば１００μｍ以下に薄くすることが困難になる。径のばらつきが±１０％を超えると、カード機で開繊してウェブを形成する際、歩留まりが悪くなると同時に得られた不織布の目付、厚さ、電気特性におけるばらつきが大きくなり易い。繊維長が、上記範囲未満であると、得られた不織布の強度が低下しやすくなり、また不織布とする際の歩留まりが悪くなりやすい。また、上記範囲を超えると、カード機によるウェブ形成が困難なものとなったり、ウェブが形成されたとしても得られた不織布の地合いが悪くなり、また、目付、厚さ、電気特性のばらつきが大きくなり易い。ここで、地合いとは、不織布を目視した場合の均質性を表す。

上記のような石英ガラス繊維は、多数本の一定径の石英ガラス長繊維を、方向を揃えた後所定の長さに切断して得られる。本発明の石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブは、このような一定長の石英ガラス繊維からなる石英ガラス繊維群を原料とすることを最大の特徴とする。上記石英ガラス長繊維は、複数の石英ガラスロッドを、上下端を開放した炉内を高温に維持した電気炉内をゆっくりと通過させつつ、ロッドの下端を高速で延伸するロッド延伸法により製造されたものであることが好ましい。ロッド延伸法自体は公知であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。
長繊維を経由することにより石英ガラス繊維の繊維径を、上記の範囲内で任意に設定することが可能で、かつその径ばらつきを上記の範囲内に抑制することが可能となる。また、上記のような方法によって延伸された石英ガラス長繊維は、真直ぐでねじれ等がないために、得られた石英ガラス繊維の特にカード特性が良好で、収率良く密度むらの少ないウェブを形成できる。
更に、石英ガラス長繊維の線引きの際、炉の下端と巻き取り機の中間地点でサイジング材を塗布することが可能となり、メルトブロー法では非常に困難であったサイジング材の塗布が可能となり、この結果、繊維の強度が増し、後工程である特にカード機による開繊が容易になるという特徴も併せて有する。

上記熱融着性合成繊維は、１ＭＨｚにおける比誘電率ε’が２．５以下であり、かつ誘電損失（ｔａｎδ）が３×１０^−３以下であることが好ましい。熱融着性合成繊維の比誘電率および誘電損失が上記の値を超える場合には、本石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブを用いて石英ガラス繊維含有不織布を作製し、さらにその石英ガラス繊維含有不織布を用いて配線基板を作製したとき、１ＧＨｚ以上の高周波回路に必要である比誘電率：３．８以下、誘電損失：３．５×１０^-３以下を達成することが困難となる。用いる熱融着性合成繊維は、繊維長が石英ガラス繊維とほぼ等しいことが好ましく、繊維径が０．５ｄＴ〜１０ｄＴの範囲にあることが好ましい。繊維径が上記の範囲未満であると、熱融着性繊維自体の強度が低下して乾式短繊維ウェブの歩留まりが低下しやすくなり、上記の範囲を超えると熱融着箇所の数が低下し得られた不織布の強度が低下しやすくなる。また、繊維長も石英ガラス繊維の長さに近いものが望ましい。繊維長が石英ガラス繊維の繊維長に対して長すぎたり、短すぎたりすると、乾式短繊維ウェブを形成する際の石英ガラス繊維との混繊が困難になり、得られた不織布において十分な強度が得づらくなる。
用いることのできる熱融着性合成繊維としては、ポリオレフィン系合成繊維、ダイワボウ製ポリプロＰＮ、ＮＢＦ（Ｅ）等が挙げられる。これらポリオレフィン系合成繊維の１ＭＨｚにおける比誘電率ε’は２．３、誘電損失ｔａｎδは３．０×１０^−４程度である。
以上のような特性を有する石英ガラス繊維および熱融着性繊維を混繊して得られた混繊繊維群を用いて、カード方式、エアレイド方式、その他類する方式により石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブを得る。カード機としては、石英ガラス繊維の長さと径を上記したように揃えることによって従来の合成繊維不織布製造に用いられる乾式カード機を用いることができるようになった。なお、従来の合成繊維不織布を製造する場合と同様に、乾式カード機の設定を変えることにより、カードウェブにおける目付、厚さ、地合いを必要に応じて変化させることが出来る。

本石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブは、目付が５ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする。目付が５ｇ/ｍ^２未満であると、繊維密度が小さすぎて均一な乾式短繊維ウェブひいては不織布を得ることが極めて困難になるし、厚さもプリント配線基板用石英ガラス不織布として好ましい３０μｍより薄くなってしまう。更に、プリント配線基板用石英ガラス不織布として必要である、強度１０Ｎ以上を得ることが難しくなる。逆に目付が７０ｇ/ｍ^２超であると、厚さが厚くなりやすく、プリント配線基板用石英ガラス繊維不織布として好ましい厚さである２００μｍを超えてしまう。また、目付の均一性も悪くなる傾向がある。なお、上記プリント配線基板用に好ましいとされる厚さや強度の値は、従来存在している有機繊維による一般的な不織布や石英ガラス繊維不織布についての値である。
上記目付は、１０ｇ／ｍ^２以上、４０ｇ／ｍ^２以下が好ましく、さらには１５ｇ／ｍ^２以上３０ｇ／ｍ^２以下が好ましい。前記熱融着性合成繊維は、繊維全体における配合割合が５質量％以上、９０質量％であることが好ましい。配合割合が、上記の範囲未満であると、石英ガラス繊維同士を完全に接着できないために得られた不織布において十分な強度が得られず、一方、上記の範囲を超えると電気特性が低下するとともに、石英ガラス繊維の数が少ないために強度が上がらない。熱融着性合成繊維の上記配合割合は、１０質量％〜６０質量％が好ましく、特に１５質量％〜５０質量％が好ましい。発明者らの実験によれば、配合割合が１０質量％〜６０質量％の間では、その範囲未満、その範囲を超える配合割合のものに比べて誘電率および誘電損失が低下した結果となった。したがって、誘電率、誘電損失の特性のみを考えると、配合割合は、１０質量％〜６０質量％が好ましい。

以上説明した本石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブの製造方法について以下説明する。以下の例では、カード方式を代表させて説明する。
まず、カード機による開繊の前に、上記した特性の石英ガラス繊維と熱融着性合成繊維の混合体（以下、原綿と称することがある）を解きほぐし均一に混繊する。この工程により、後のカード機によるカード適性が向上する。なお、本混合体は、石英ガラス繊維単独のものよりカード適性が良好であるという特徴もある。この工程においても石英ガラス繊維の繊維径が一定でなかったり、また石英ガラス繊維が捻じれていたり折れ曲がっていると、石英ガラス繊維同士が絡み合ってしまい、均一な解きほぐしや熱融着繊維との均一な混合を行う事が困難になる。更に、石英ガラス繊維の長さが、長すぎる場合、後述するビーターロール内で繊維自体がちぎれたり、絡まったりする為に好ましくない。

この混繊は、図１に示したようなオープナー１０によって行うことが好ましい。
オープナー１０は、原綿を解きほぐし、均一に混繊するためのビーターロール１２、コンベア１４から送られてきた原綿ｍをビーターロール１２内に所定量ずつ投入する第１フィードロール１６を備えている。ビーターロール１２は、表面に五寸釘程度の針が無数に飛び出たロールで、その回転速度は８００〜１，０００ｒｐｍ程度である。ビーターロール１２の下流側には、ビーターロール１２で解きほぐされて繊維同士が均一に混繊した原綿小片を次工程である開繊工程に送るための送風機１８が設けられている。
原綿のビーターロール１２への投入量は、上記第１フィードロール１６の回転速度によって調整され、その速度は０〜５ｍ／分程度である。投入された原綿は、高速回転するビーターロール１２により細かい原綿の小片にちぎられ、送風機１８により、開繊工程に送られる。
開繊工程は、図２に示すような、原綿を充填するホッパーフィーダ２２付きカード機２０によって行われる。オープナー１０によって解きほぐされた原綿は、送風機１８により送風されホッパーフィーダ２２に充填される。
カード機２０は、原綿の開繊を行うためのシリンダーロール２４ａおよびワーカーロール２４ｂを備えており、このシリンダーロール２４ａの上流側には、このシリンダーロール２４ａに原綿を供給するための第２フィードロール２６が配置されている。
ホッパーフィーダ２２には気圧検知器（図示せず）が設置されており、ホッパーフィーダ２２内の気圧が常時測定されている。オープナー１０の第１フィードロール１６は、この気圧検知器によりその作動が制御されるようになっており、ホッパーフィーダ２２内の気圧の変化により、ホッパーフィーダ２２に充填される原綿の量が調整される。すなわち、ホッパーフィーダ内の気圧は２，０００〜２，５００ｍｍＡｑに設定されており、原綿がカード機に送られることにより、ホッパーフィーダ内の気圧が２，０００ｍｍＡｑ以下になると第１フィードロール１６が起動して原綿が充填される。ホッパーフィーダ内の気圧が２，５００ｍｍＡｑ以上になると第１フィードロール１６が停止して、原綿の送りが止められる。これにより、第２フィードロール２６までに投入される原綿のカード機２０の流れ方向の量を一定にする。これにより、得られるカードウェブｗの縦方向（カード機２０の流れ方向に沿う方向）の目付のばらつきを極力抑える。
また、上記ホッパーフィーダ２２の入口部には、図３に示したように左右方向（カード機の横方向／カード機の流れの方向と直交する方向）に揺動するノズル３０が設けられており、これによりホッパーフィーダ２２に供給される原綿の小片の横方向の量が一定にされて、原綿が、ホッパーフィーダ２２内の横方向に均一に充填される。これにより、得られるカードウェブの縦方向（カード機２０の流れ方向に沿う方向）の目付のばらつきを極力抑える。以上により、得られるカードウェブは、目付が縦横の両方向で均一である。

カード機における原綿の投入量は第２フィードロール２６の回転速度によって調整される。その速度は２〜５ｍ／分の範囲で固定され、作成するカードウェブ（不織布）の目付に合わせて調整する。
上記シリンダーロール２４ａの下流側には、ドッファーロール３２、コンデンスロール３４およびコンベア３６が配置されている。上記ドッファーロール３２は、高速で回転するシリンダーロール２４ａ上のウェブを低速回転で受け止め、ウェブの目付を大きくするものである。コンデンスロール３４は、ドッファーロール３２より更に低速で回転して、ドッファーロール３２上のウェブを受け止め、ウェブの形を整えるとともに、ウェブの送り出しをコンベア３６の移送速度にあわせる。また、ドッファーロール３２、コンデンスロール３４は、ウェブの受け渡しを繰り返すことにより、繊維の配列をパラレルからセミランダムにする作用も行う。作製されたカードウェブは、図示しない巻取りドラムにより巻き取られる。
カードウェブの作製方法は、従来の方法と同様であってよいので、これ以上の詳細な説明は省略する。

本発明の実施の形態による石英ガラス繊維含有不織布は、上記乾式短繊維ウェブを用いて作製されたものであり、目付が上記カードウェブと同様５〜７０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、その目付のばらつきが±２０％以内、好ましくは±１０％以内であり、厚さが３０μｍから２００μｍであることが好ましく、厚さのばらつきが±２０％以内、特に±１０％以内であることが好ましい。上記目付は、更に１０ｇ/ｍ^２〜４０ｇ/ｍ^２が好ましく、特に１５ｇ/ｍ^２〜３０ｇ/ｍ^２が好ましい。また、上記厚さは、更に５０μｍ〜１５０μｍが好ましく、特に５０μｍ〜１００μｍが好ましい。

また、１０ＧＨｚの高周波における比誘電率が３．８以下であって、そのばらつきが±１０％以内、誘電損失（ｔａｎδ）が３．５×１０^−３以下であって、そのばらつきが±１０％以内であることが好ましい。
上述したように、目付が上記の範囲未満であると、繊維密度が小さすぎて均一な不織布を得ることが極めて困難になるし、厚さもプリント配線基板用石英ガラス不織布として好ましい３０μｍより薄くなってしまう。更に、プリント配線基板用石英ガラス不織布として必要である、強度１０Ｎ以上を得ることが難しくなる。逆に目付が上記の範囲を超えると、厚さが厚くなりやすく、プリント配線基板用石英ガラス繊維不織布として好ましい厚さである２００μｍを超えてしまう。また、目付の均一性も悪くなる傾向がある。
本不織布の目付と厚さのばらつきが上記の値を超えると、比誘電率と誘電損失のばらつきを上記の値以下に設定することが困難になる傾向がある。

本不織布は、その縦方向の引張強度が１０Ｎ以上であることが好ましい。ここで、縦方向とは、カードウェブとされたときのカード機において流れる方向である。エアレイド方式により作製された乾式短繊維ウェブを用いた不織布の場合には、縦横方向の引張強度がほぼ同様になる。上記引張強度が上記の値未満であると、プリント配線基板を作成するためのプリプレグを製造する工程において不織布に樹脂を含侵させる際、不織布が伸びたり、破断する可能性がある。
本不織布は、周波数が１ＧＨｚ以上の高周波回路を形成するプリント配線基板に好適に用いられる。
本不織布は、上記した乾式短繊維ウェブを水流交絡法（ウオーターパンチ方式）により交絡させることにより得られるか、加熱することにより、石英ガラス繊維を熱融着性繊維で熱融着する（サーマルボンド法）ことにより得られる。また、本不織布は、上記の乾式短繊維ウェブを水流交絡法により交絡させ、さらに加熱することにより、石英ガラス繊維を熱融着性繊維で熱融着して得られる。
水流交絡法はウォータージェット機という装置を用いて、乾式短繊維ウェブを構成する繊維同士を水流によって交絡する方法である。水流の圧力を調整することにより繊維同士の交絡の程度を抑制することが可能である。処理速度が非常に速いことから、近年、一般有機繊維を用いた不織布製造には多く用いられるが、石英ガラス繊維に応用するのは本件が始めてである。
サーマルボンド法は、上記乾式短繊維ウェブ（上記水流交絡法で処理したものも含む）を熱融着させることにより、不織布を形成する方法である。熱融着性を有する合成繊維の熱融着方法としては、従来の不織布製造装置に用いられる乾燥機、加熱機を用いる方法および熱プレスロールを用いる方法がある。熱プレスロールを用いる熱融着方法においては、プレスロールの間隙を調整することにより、厚さがより均一でかつ厚さの薄い石英ガラス不織布を製造することが可能である。サーマルボンド法における加熱温度は配合する熱融着性を有する合成繊維の溶融特性に応じて適宜設定される。例えばポリオレフィン系熱融着繊維を用いる場合には、およそ１３０〜１４０℃に設定される。

石英ガラス長繊維の作成
上下に穴の開いた縦型の管状電気炉の上部に直径５ｍｍの合成石英ガラスロッドを２００本セットした。炉温度が２０００℃以上に加熱されている事を確認した後、これらロッドを炉内をゆっくりと下降（送り）させ、熔融した端部を縦型管状電気炉下部から高速で連続的に引き出し、ボビンにて２００本同時に巻き取った。合成石英ガラスロッドの送り速度と、石英ガラス長繊維の巻き取り速度を種々調整して種々の径の石英ガラス長繊維を作成した。表１に本実施例で作成した繊維径の平均値と最大値、最小値、及び送り速度と巻き取り速度を示す。形成された長繊維の長さは、１０，０００ｍであった。
なお、巻き取る際に、サイジング剤として３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（商品名 信越化学工業製ＫＢＭ−５０３）の１質量％酢酸水溶液にローラーを介して塗布した。

上記結果から、上記各径の繊維についての繊維径のばらつきに付いて計算した。本明細書においては、この繊維径のばらつきは、正負、二つの数字が存在するが、正側のばらつきは最大値から平均値を引いた値を平均値で除した値、負側のばらつきは最小値と平均値の差を平均値で除した値を％で表したものを指す。以下、目付、厚さ、比誘電率、誘電損失、物理強度のばらつき等についても同様の定義とする。
即ち、繊維径の最大値をｄ_ｍａｘ、最小値をｄ_ｍｉｎ、平均値をｄ_ａｖｅとした場合、繊維径のばらつきは、以下の式で表される。

ばらつき（正）＝（ｄ_ｍａｘ−ｄ_ａｖe）／ｄ_ａｖｅ × １００
ばらつき（負）＝（ｄ_ｍｉｎ−ｄ_ａｖe）／ｄ_ａｖｅ × １００

従って、平均径３．０μｍの場合の繊維径のばらつきは±３．３％、平均径６．０μｍの場合の繊維径のばらつきは±１．７％、そして平均径９．０μｍの場合の繊維径のばらつきは±１．１％である。従って、全ての径の繊維が、本発明の範囲であるばらつき±１０％を満たしている。
なお、繊維径１μｍ未満の石英ガラス長繊維も作成したが、径の均一性を維持することが難しくなる上、繊維が極端に切れ易かった。繊維径が１μｍより細い超極細繊維は歩留まりが悪く製造に適さない。
一方、繊維径が２０μｍを超える太径繊維は、製造的にも容易でまた繊維径の均質性も良好であるが、不織布とした際の厚さが厚くなり、また目付も大きくなり易く、目付及び厚さをそれぞれ７０ｇ／ｍ^２以下、２００μｍ以下にするためには好ましくない。

［石英ガラス繊維の調整］
得られた合成石英ガラス長繊維の束を、方向を揃えて、長さ３０ｍｍ、１００ｍｍ、３００ｍｍにセラミクス製の刃を取り付けた裁断機を用いて裁断し、それぞれの長さの石英ガラス繊維群を作成した。

［熱融着性合成繊維の調整］
本例では、熱融着性を有するオレフィン系合成繊維、具体的には芯鞘構造を有する熱融着性繊維であるダイワボウ製ＮＢＦ（Ｅ）の繊維束、及び、単一組成構造の熱融着性繊維ダイワボウ製ポリプロＰＮを用いた。前者のダイワボウ製ＮＢＦ（Ｅ）は、１ＭＨｚの高周波に対する比誘電率ε’は２．３、誘電損失ｔａｎδは３．０×１０^−４であり、後者のダイワボウ製ポリプロＰＮは、１ＭＨｚの高周波に対する比誘電率ε’は２．４、誘電損失ｔａｎδは３．０×１０^−４である。
ダイワボウ製ＮＢＦ（Ｅ）の場合、繊維長は３８ｍｍ〜６４ｍｍのものが市販されているので、その中から用いる石英ガラス繊維の長さに最も近いものを使用した。
また、繊維径は２．２〜４．４ｄＴのものが市販されているので、その中から用いる石英ガラス繊維の長さに最も近いものを使用した。

実施例１
［カードウェブの作成］
繊維径が６μｍの石英ガラス繊維群の内、長さが１００ｍｍの繊維、および繊維径２．２ｄＴ、長さ６４ｍｍのダイワボウ製芯鞘型合成繊維ＮＢＦ（Ｅ）を、混合比を３種類に変えて図に示したようにオープナー及びホッパーフィーダーを用いて混繊し、更に目付を、１０ｇ／ｍ^２、３０ｇ／ｍ^２、６０ｇ／ｍ^２に変えて別個にカード機（大和機工株式会社製造
サンプルローラカード３０−３００ＤＲ）にかけて開繊して、３種類のカードウェブを作成した。
混合比は石英ガラス繊維９０質量％、合成繊維１０質量％、石英ガラス繊維７０質量％、合成繊維３０質量％、石英ガラス繊維４０質量％、合成繊維６０質量％の３種類で行った。

各実施例に対応する繊維径、繊維長、目付、合成繊維混合比は以下のとおり。
実施例１−１〜１-３：繊維径６μｍ、繊維長１００ｍｍ、石英ガラス繊維対合成繊維９：１、目付１０ｇ／ｍ^２、３０ｇ／ｍ^２、６０ｇ／ｍ^２、
実施例１-４〜１-６：繊維径６μｍ、繊維長１００ｍｍ、石英ガラス繊維対合成繊維７：３、目付１０ｇ／ｍ^２、３０ｇ／ｍ^２、６０ｇ／ｍ^２、
実施例１−７〜１−９：繊維径６μｍ、繊維長１００ｍｍ、石英ガラス繊維対合成繊維４：６、目付１０ｇ／ｍ^２、３０ｇ／ｍ^２、６０ｇ／ｍ^２
目付は、投入する繊維束の重量を予め測定し、それをカード機にて開繊して得られるカードウェブの面積を測定して設定した。カード機の開繊条件が一定であれば、投入量に拘らず、得られるカードウェブの面積はほぼ一定となるので、開繊条件とカードウェブの面積の関係を求めた後、設定した目付に対応する重量の繊維束を投入することで目付の設定をした。
開繊条件は、原料投入速度８ｇ／分（原料投入コンベア速度３ｍ／分）、シリンダーロール速度６００ｍ／分、高速ワーカーロール速度６００ｍ／分、低速ワーカーロール速度８ｍ／分、巻取りドラム速度３ｍ／分で行ったが、これらの条件設定は、得られたカードウェブの地合いを見ながら、良好な地合いが得られるように駆動部の速度を調整して行い、投入する繊維の径、長さ、気温、湿度によって細かな調整が必要である。実際には上記のように基本条件を設定し、出来てきたカードウェブの地合いを目視で観察しながら、各速度を微調整した。このようにして、石英ガラス繊維を含むカードウェブを作成した。

［熱プレスによるサーマルボンド不織布の作成］
得られたカードウェブを平型熱プレスにかけて熱プレスした。熱プレス条件は加圧加重２ｋｇｆ／ｃｍ^２、温度１３０℃にて２分間である。熱プレス後、清浄雰囲気下、室温にて放置、放冷し、石英ガラス繊維を含むサーマルボンド不織布を作成した。

［評価］
得られた不織布を４０ｃｍ×２５ｃｍに裁断し、裁断したシートの四隅近傍および中央から、更に５ｃｍ×５ｃｍの小サンプルを５枚切り出して、その重量を１枚毎に測定することにより、目付及び厚さを測定した。また、それらの数値から各々平均値、最大値、最小値を求め、目付及び厚さのばらつきを求めた。
実施例における不織布の目付及び厚さ、ならびにそれらのばらつきを他の実施例と併せて表２に示した。目付は各シートの重量を測定し求めた。また、厚さはＪＩＳ Ｐ８１１８「紙及び板紙―厚さ及び密度の試験方法」に準じて５３．９ｋＰａ（５５０ｇｆ／ｃｍ^２）で測定した。
目付及び厚さの測定に用いた上記５枚の小サンプルを用いて実施例における不織布の電気特性をＪＩＳ Ｒ１６４１に準じて１２ＧＨｚの周波数で比誘電率及び誘電損失（ｔａｎδ）を１枚につき１箇所毎測定した。また、それらの数値から各々平均値、最大値、最小値を求め、比誘電率及び誘電損失のばらつきを求めた。評価結果を他の実施例と併せて表３（誘電率）および表４（誘電損失）に示す。
また、得られたサーマルボンド不織布から、幅５ｃｍ、長さ２０ｃｍのサンプルを任意の場所から５枚切り出し、１枚毎に引張強度の測定を行った。また、それら５つの数値から平均値、最大値、最小値を求め、引張強度のばらつきを求めた。引張強度の評価はＪＩＳ Ｌ１９１３「一般短繊維不織布試験方法」に準じて試験片幅５ｃｍ、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度１００ｍｍ／分にて行った。
各例における不織布の物理強度（引張強度）及びそのばらつきを表５に示す。

実施例２
水流交絡法＋サーマルボンドの実施例
実施例１で作成した９種類の石英ガラス繊維を含むカードウェブを、水流交絡法により石英ガラス乾式スパンレース不織布を作成した。
水流交絡法は、カードウェブを５０メッシュのプラスチックネットからなる搬送ベルト上に供給し、搬送ベルトを約７ｍ／分で走行させ、搬送ベルトの走行経路に配置されたウォーター・ジェット処理装置（川之江造機株式会社製造 水圧力 最高１６０ｋｇ／ｃｍ^２）で、高圧液体柱状流による交絡処理を行った。
ウォーター・ジェット処理装置は、ノズル細孔を孔径０．０８〜０．１ｍｍ、間隔０．６〜１．０ｍｍで横一列に配設させたものを、搬送ベルトの走行方向に対して水平に３列で設置し、ウォーター・ジェット処理装置のノズル細孔とカードウェブの表面との距離を２ｃｍに設置し、三列の水流噴射機から水圧１．０〜５．０ＭＰａで水流を噴射させた。
上記の方法で交絡させたシートをスルードライヤー方式の乾燥機を用い、１２０℃で1分間乾燥させ、石英ガラス繊維を含む乾式スパンレース不織布を形成した。

［熱プレス］
得られた石英ガラス繊維を含むスパンレース不織布についても、実施例１と同様の条件にて熱プレスを行い、サーマルボンド・スパンレース不織布とした。
［評価］
実施例１と同様にして、目付および厚さ、ならびにそれらのばらつき、比誘電率及び誘電損失（ｔａｎδ）、ならびにそれらのばらつき、物理強度（引張強度）及びそのばらつきを求めた。結果を表２〜５に示した。

実施例３
繊維径３μｍ、長さ３０ｍｍの石英ガラス繊維と繊維径２．２ｄＴ、長さ３８ｍｍの熱融着性を有するポリオレフィン系単一組成構造の熱融着性繊維ダイワボウ製ポリプロＰＮを用い、混合比で石英ガラス繊維対合成繊維を７：３、目付３０ｇ／ｍ^２で、実施例１と同じ要領で混繊、カード機にて開繊して、カードウェブを作製した。
開繊条件は、原料投入速度８ｇ／分（原料投入コンベア速度３ｍ／分）、シリンダーロール速度４００ｍ／分、高速ワーカーロール速度４００ｍ／分、低速ワーカーロール速度５．３ｍ／分、巻取りドラム速度２．０ｍ／分で行った。
このカードウェブを実施例１と同様にして熱プレスすることで石英ガラス繊維を含むサーマルボンド不織布を作成した。
実施例３の不織布についても実施例１、２と同様の評価を行った。結果を表２〜５に併せて示す。

実施例４
繊維径９μｍ、長さ３００ｍｍの石英ガラス繊維と繊維径４．４ｄＴ、長さ６８ｍｍの熱融着性を有するポリオレフィン系単一組成構造の熱融着性繊維ダイワボウ製ポリプロＰＮを用い、混合比で石英ガラス繊維対合成繊維を７：３、目付３０ｇ／ｍ^２で、実施例１と同じ要領で混繊、カード機にて開繊し、カードウェブを作製した。
開繊条件は、原料投入速度８ｇ／分（原料投入コンベア速度３ｍ／分）、シリンダーロール速度７００ｍ／分、高速ワーカーロール速度７００ｍ／分、低速ワーカーロール速度８.２ｍ／分、巻取りドラム速度３．５ｍ／分で行った。
このカードウェブ不織布を実施例１と同様に熱プレスすることで石英ガラス繊維を含むサーマルボンド不織布を作成した。
実施例４の不織布についても実施例１、２と同様の評価を行った。結果を表２〜５に併せて示す。

比較例１
直径０．３ｍｍの石英ガラスロッドを線速度１．８ｍ／分で回転する原料供給ローラーにより酸水素バーナーの火炎中に導入すると共に、その上方からエアーサクションにより吸引して排気する。この時、酸水素バーナーのガス圧力は酸素８ｋｇ／ｃｍ^２、水素２ｋｇ／ｃｍ^２とした。繊維径が約６μｍになるように吹き飛ばされた石英ガラス短繊維を金網にて回収して繊維の長さ及び繊維径のばらつきを測定した。その結果、石英ガラス繊維の長さの平均値は１．２ｍ、最小値は０．５ｍ、最大値は２．０ｍであり、繊維径の平均値は６．０μｍ、最小値は３μｍ、最大値は８．５μｍであった。
この短繊維を実施例と同様の要領で長さをおよそ１００ｍｍに切断し、繊維径２．２ｄＴ、長さ６４ｍｍのダイワボウ製芯鞘型合成繊維ＮＢＦ（Ｅ）を、混合比で石英ガラス繊維９０質量％、ＮＢＦを１０質量％に設定して、カード機にて開繊したカードウェブとした後、目付けを３０ｇ／ｍ^２に設定して、水流交絡法により石英ガラス不織布とした。
この際、カード特性があまり良好ではなく、投入重量のおよそ４０％がきれいに開繊することが出来ず、だまになってしまい、除外された。歩留まりが悪かったので、特性については測定しなかった。

実験例１
繊維径６μｍ、長さ１００ｍｍの石英ガラス繊維および繊維径２．２ｄＴ、長さ６４ｍｍのダイワボウ製芯鞘型合成繊維ＮＢＦ（Ｅ）を、混合比で石英ガラス繊維７０質量％、ＮＢＦを３０質量％に設定して混繊して、目付をそれぞれ３ｇ／ｍ^２および１００ｇ／ｍ^２に設定して実施例１と同様の条件にて開繊して、カードウェブを作成した。
得られた石英ガラス繊維を含有するカードウェブ不織布を実施例と同様の条件で熱プレスして石英ガラス繊維を含むサーマルボンド不織布を作成した。
他の例と同様の評価を行い、結果を表２〜５に併せて示す。

実験例２
繊維径６μｍ、長さ１００ｍｍの石英ガラス繊維および繊維径２．２ｄＴ、長さ６４ｍｍのダイワボウ製芯鞘型合成繊維ＮＢＦ（Ｅ）を、混合比で石英ガラス繊維３質量％、ＮＢＦを９７質量％に設定して混繊して、目付を３０ｇ／ｍ^２に設定して実施例１と同様の条件にて開繊して、カードウェブを作成した。
得られた石英ガラス繊維を含有するカードウェブ不織布を実施例と同様の条件で熱プレスして石英ガラス繊維を含むサーマルボンド不織布を作成した。
他の例と同様の評価を行い、結果を表２〜５に併せて示す。

比較例２
繊維径６μｍ、長さ１００ｍｍの石英ガラス繊維を、目付３０ｇ／ｍ^２に設定し、熱融着繊維との混繊はせずに、石英ガラス繊維のみで、実施例１と同じ条件で、カード機にて開繊した。
開繊条件は、原料投入速度８ｇ／分（原料投入コンベア速度３ｍ／分）、シリンダーロール速度６００ｍ／分、高速ワーカーロール速度６００ｍ／分、低速ワーカーロール速度８ｍ／分、巻取りドラム速度３ｍ／分で行った。
但し、熱融着性繊維を含有していないので、熱プレスは行わず不織布とした。
他の例と同様の評価を行い、結果を表２〜５に併せて示す。

表２続き

表２続き

エアレイド方式により乾式短繊維ウェブを作製し実施例１と同様の実験をおこなったところ、引張強度については、実施例１のものより多少劣ったが、電気特性についてはほぼ同等のものが得られた。

本発明の石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブを製造する際に用いられるオープナーの模式図である。 本発明の石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブを製造する際に用いられるカード機の模式図である。 図２のカード機で用いられているホッパーフィーダを正面から見た模式図である。

符号の説明

ｍ 原綿
ｗ カードウェブ
１０ オープナー
１２ ビーターロール
１４ コンベア
１６ 第１フィードロール
１８ 送風機
２０ カード機
２２ ホッパーフィーダ
２４ａ シリンダーロール
２４ｂ ワーカーロール
２６ 第２フィードロール
３０ ノズル
３２ ドッファーロール
３４ コンデンスロール
３６ コンベア

Claims (11)

1. 周波数が１ＧＨｚ以上の高周波回路を形成するプリント配線基板に用いられる石英ガラス繊維含有不織布を製造するための石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブであって、石英ガラス長繊維を切断することにより得られた直径１μｍ以上、２０μｍ以下の石英ガラス繊維、および熱融着性繊維によって構成され、かつ目付が５ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下であり、前記熱融着性繊維は、１ＭＨｚの高周波に対する比誘電率ε’が２．５以下で、誘電損失ｔａｎδが３×１０^−３以下であり、繊維径が０．５ｄＴ以上１０ｄＴ以下であり、繊維全体における配合割合が５質量％以上、９０質量％以下であることを特徴とする石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブ。
2. 前記熱融着性繊維がポリオレフィン系合成繊維である請求項１に記載の石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブ。
3. 石英ガラス繊維の直径が１μｍ以上、２０μｍ以下で繊維径のばらつきが±１０％以内の範囲にあり、長さが１０ｍｍ以上、５００ｍｍ以下で所定の長さに揃えられており、カード機により開繊されていることを特徴とする請求項１または２に記載の石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載された石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブを水流交絡法により交絡させることにより得られ、目付が５ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下であり、周波数が１ＧＨｚ以上の高周波回路を形成するプリント配線基板に用いられる石英ガラス繊維含有不織布。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載された石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブを加熱することにより、石英ガラス繊維を熱融着性繊維で熱融着することにより得られ、目付が５ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下である石英ガラス繊維含有不織布。
6. 請求項１〜３のいずれかに記載された石英ガラス繊維含有乾式短繊維ウェブを水流交絡法により交絡させ、さらに加熱することにより、石英ガラス繊維を熱融着性繊維で熱融着して得られ、目付が５ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下である石英ガラス繊維含有不織布。
7. 厚さ３０μｍ以上、２００μｍ以下である請求項４〜６のいずれかに記載の石英ガラス繊維含有不織布。
8. 目付のばらつきが±２０％以内である請求項４〜７のいずれかに記載の石英ガラス繊維含有不織布。
9. 厚さのばらつきが±２０％以内である請求項４〜８のいずれかに記載の石英ガラス繊維含有不織布。
10. １０ＧＨｚの高周波に対する比誘電率ε’が３．８以下で、誘電損失ｔａｎδが３．５×１０^−３である請求項４〜９のいずれかに記載の石英ガラス繊維含有不織布。
11. 縦方向の引張強度がＪＩＳ Ｌ−１９１３「一般短繊維不織布試験方法」によって、１０Ｎ以上である請求項４〜１０のいずれかに記載の石英ガラス繊維含有不織布。

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