CN1224059C - 扁平电缆用的被覆材料及用该材料的扁平电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扁平电缆用被覆材料，它是在耐热性基材膜(1)的1个面上，依次层压粘接性促进层(2)，以链状饱和聚酯系树脂作为主成分的热粘接性树脂20～40%(重量)和至少含有水合金属化合物、氧化锑、氮系化合物的混合型阻燃剂作为主成分的填料80～60%(重量)构成的阻燃性的热粘接性树脂层(3)，而构成扁平电缆用被覆材料(10)。另外，把该被覆材料(10)重迭在平行配置的数根导体(4～4)的两侧，使阻燃性的热粘接性树脂层(3)接触，进行热压成整体，构成扁平电缆(100)。由此，提供一种与导体的热粘接性、自熔接性、导体埋置性、阻燃性、耐热性、耐滑动性等都优良，环境适宜性也优良的扁平电缆用被覆材料以及使用该材料的扁平电缆。

Description

扁平电缆用的被覆材料及 用该材料的扁平电缆

技术领域

本发明涉及扁平电缆用的被覆材料及用该材料的扁平电缆，更详细地，涉及从两侧夹住扁平电缆的导体而埋置，并进行热粘接使被覆的带状被覆材料成为与导体的热粘接性、自熔粘性、导体的埋置适宜性、阻燃性、耐热性、耐粘连性等都优良的，同时，在废物处理等时的环境适应性也优良的扁平电缆用被覆材料以及用该被覆材料的扁平电缆。

现有技术

至今，个人电脑、液晶显示装置、游戏机、手提电话、打字机、复印机等电子·电器·汽车等各种制品中大多使用扁平电缆。然而，这些扁平电缆，一般是依次层压基材膜、底涂层(粘接性促进层)或粘合剂层和热粘接性树脂层而构成带状热粘接性被覆材料，使该热粘接性树脂层面彼此相对而重叠，并且，使多根导体夹在两者之间，加热压粘使成一整体而构成。

具体地说，作为这种扁平电缆，例如，在双向拉伸聚酯膜等的基材膜的一个面上，采用干层压法等，层压作为热粘接性树脂层的聚氯乙烯系树脂膜，制造热粘接性被覆材料，把该热粘接性被覆材料作为热粘接性树脂层的聚氯乙烯系树脂膜的面对置而加以重叠，在其间夹入多根导体后，采用加热辊等进行加热加压，使聚氯乙烯类树脂膜熔融，把多根导体一起埋入其中，同时，使聚氯乙烯树脂膜彼此发生热熔接而制成聚氯乙烯制的扁平电缆，这是人们已知的。

或者，在双向拉伸聚酯膜等基材膜的一个面上，通过底涂层，采用含饱和聚酯类树脂和阻燃剂的树脂组合物形成热粘接性树脂层，制造热粘接性被覆材料，使用该热粘接性被覆材料，使该热粘接性树脂层的面对置而重迭，其间夹入几根导体后，采用加热辊等进行加热加压，使热粘接性树脂层熔融，使多根导体一起埋置其中，同时，使热粘接性树脂层彼此热熔粘接，制造聚酯树脂制的扁平电缆，这是人们已知的。

然而，上述聚氯乙烯制扁平电缆中，由于其阻燃性优良，所以，使用很多，然而，作为热粘接性树脂层的聚氯乙烯系树脂膜，与导体的粘合性差，特别是在高温环境下，和导体间产生空隙，产生层间剥离等问题。另外，在上述聚氯乙烯制扁平电缆中，由于与导体的粘合性差，所以，耐弯曲性也差，例如，在折弯试验和滑动试验中，有时有导体在短时间内被切断的问题，另外，由于使用聚氯乙烯系树脂膜，在使用后的废物处理时，成为环境破坏的重要因素，这也是个问题。

另外，上述聚酯树脂制扁平电缆中，用双向拉伸聚酯膜作基材膜，并在热粘接性树脂层中使用聚酯系树脂，所以，阻燃性差，因此，要在构成热粘接性树脂层的树脂组合物中添加大量阻燃剂以使其具有阻燃性。

近年来，在扁平电缆中，当采用含上述卤素系阻燃剂或有机或无机磷化合物阻燃剂的填料成分作为阻燃剂时，在扁平电缆的使用中，或使用后的废物处理等时，因为担心涉及大气污染及河流水质污染等环境问题的发生，所以，要求开发不含卤素化合物阻燃剂或磷系化合物阻燃剂的阻燃剂。

本发明的目的是提供一种用于解决上述问题的，环境适应性优良的扁平电缆用被覆材料以及使用该材料的扁平电缆，在该扁平电缆用被覆材料中，除与导体(金属)的热粘接性、自熔接性、导体埋置性以外，其阻燃性、耐热性、耐粘连性、耐滑动性(耐弯曲性)等作为扁平电缆用被覆材料的诸性能都优异，同时在构成材料中不含有含卤素的化合物和磷系化合物。

发明概要

上述问题可通过下述本发明进行解决。

即，在所述的发明中，在至少耐热性基材的一个面上，依次层压粘合性促进层、在热粘接性树脂中包括含阻燃剂的填料所构成的阻燃性热粘接性树脂层，而构成扁平电缆用被覆材料，其特征是，热粘接性树脂是以链状饱和聚酯系树脂作为主要成分的树脂，而阻燃剂是至少含有水合金属化合物、氧化锑、氮系化合物的混合类阻燃剂。

在本发明的扁平电缆用被覆材料中，为了使其具备必要的各种性能，并且具有良好的环境适应性，要从其材料构成中除去含卤素的化合物以及含磷化合物，不用聚氯乙烯类树脂作为热粘接性树脂，在使用链状饱和聚酯系树脂作为主要成分的树脂的同时，即使涉及阻燃剂，也排除氯系和溴系等卤素化合物及磷系化合物的阻燃剂，通过使用至少是水合金属氧化物和氧化锑和氮素化合物的混合系阻燃剂，可以使被覆材料具有必要的热粘接性和有效的阻燃性等性能。

因此，通过采用上述构成，耐热性基材膜具有耐热性、绝缘性、挠性、耐弯曲性及机械强度，通过粘接性促进层，与耐热性基材膜和阻燃性热粘接性树脂层牢固地粘接，另外，通过阻燃性热粘接性树脂层，除了与导体的热粘接性、自熔接性、导体埋置性以外，还可以提供阻燃性、耐粘连性、耐滑动性等的作为扁平电缆用被覆材料所必要的诸性能，同时，环境适应性优良的扁平电缆用被覆材料。

上述的扁平电缆用被覆材料，其特征是，在上述阻燃性热粘接性树脂层中，含阻燃剂的填料的含量为60～80％(重量)，并且，在含上述阻燃剂的填料中，水合金属化合物的含量为30～45％(重量)，氧化锑含量为10～30％(重量)，氮系化合物含量为2～10％(重量)。

作为上述含阻燃剂的填料中的阻燃剂，至少使用水合金属氧化物、氧化锑、氮系化合物，除此之外，不含有卤素及磷，上述以外的阻燃剂，或防粘连剂等无机或有机填料可适当选择、使用。

在阻燃性热粘接性树脂层中，含阻燃剂的填料含量，以全部树脂层作为基准，达到60～80％(重量)是优选的，该含量小于60％(重量)时，阻燃性不足，而大于80％(重量)时，由于热粘接性降低，是不理想的。

另外，上述含阻燃剂的填料中，水合金属化合物、氧化锑及氮系化合物的含量，分别以全部树脂层为基准，水合金属化合物：30～45％(重量)，氧化锑：10～30％(重量)以及氮系化合物：2～10％(重量)是优选的。水合金属氧化物的阻燃效果大，当其含量过多时，阻碍热粘接性，所以，45％(重量)以下是优选的。氧化锑，如单独使用，阻燃效果不大，但作为阻燃助剂的作用优良，在含量低至30％(重量)以下时，是优选的。氮系化合物的阻燃效果大，但由于成本高，以低于10％(重量)和上述水合金属化合物一起使用是有效的。因此，作为阻燃剂，至少要组合使用水合金属化合物、氧化锑、氮系化合物，以得到优良的阻燃效果。

另外，水合金属化合物、氧化锑、氮系化合物的含量，在低于各自的指定的范围时，无法得到充分的阻燃性，是不理想的。

该阻燃剂的粒径，从阻燃效果及加工适用性这点考虑，任何1种处于0.01～15μm左右是优选的。

因此，通过采取这样的构成，除上述发明的作用效果以外，对扁平电缆用被覆材料，可以在不使阻燃性以外的各性能降低的情况下，仍具有确实良好的阻燃性。

上述的扁平电缆用被覆材料的构成，其特征是，所述的阻燃剂的水合金属化合物是氢氧化铝、  氧化锑是二氧化锑，氮系化合物是硫酸蜜胺。

作为所述阻燃剂的水合金属化合物、氧化锑、氮化合物中，作为水合金属化合物是氢氧化铝，而氧化锑为三氧化锑，另外，氮系化合物为硫酸蜜胺，各自的含量少，可得到较高的阻燃效果，是优选的。

因此，通过采用这样的构成，除上述发明作用效果以外，扁平电缆用被覆材料的阻燃性可进一步提高。

又，所述的发明涉及的扁平电缆，其特征是，在平行排列的几根导体的两侧，使该阻燃性粘接性树脂层面彼此对置进行重迭，从外侧进行加热加压，热粘接而使导体埋置而形成的。

通过采用这样的构成，所述发明的扁平电缆用被覆材料使扁平电缆具有优良性能及环境适应性，所以，可以提供作为扁平电缆必要的耐滑动性(耐弯曲性)、耐热性、阻燃性、绝缘性等性能优良的，同时，环境适宜性也优良的，生产性良好的扁平电缆。

附图的简单说明

图1是本发明扁平电缆用的被覆材料的一实施例构成的剖面模型图。

图2是采用本发明扁平电缆用被覆材料制成的扁平电缆的一实施例的构成的剖面模型图。

本发明实施方案

下面，对照附图详细地说明本发明的实施方案。

图1中示出的扁平电缆用被覆材料10，在耐热性基材膜1的一个面上依次层压粘接性促进层2、阻燃性热粘接性树脂层3而构成的。

上述耐热性基材膜1，优选的是具有优良的耐热性、弯曲性，同时，机械强度、尺寸稳定性、耐化学药品性、耐溶剂性、电绝缘性等都优良的，例如，可以使用聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸四亚甲酯等聚酯，聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃，尼龙12、尼龙6、尼龙66、芳香族聚酰胺等聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺等聚酰亚胺，聚醚砜、聚醚酮、聚亚苯基亚硫酸盐、多芳基化合物、聚酯醚等未拉伸或拉伸的膜。其中，双向拉伸聚对苯二甲酸乙二酯膜，其上述性能良好，同时制膜容易，经济性好，是特别优良的。

上述耐热性基材膜1的厚度，一般使用5～200μm。另外，对设在耐热性基材膜1的粘接性促进层2、阻燃性的热粘接性树脂层3的侧面，最好进行电晕放电处理、等离子体处理和臭氧处理等粘接强化处理。

然后，粘接性促进层是通过涂布阻燃的热粘接性树脂层3层压在耐热性基材膜1上时，为了提高其粘合性，可在预先设置的耐热性基材膜1的层压面上把下述的粘接性促进剂涂布液涂布在耐热性基材膜1上，进行干燥，而使其形成的方法。

作为粘接性促进剂，例如可从聚乙烯亚胺、有机钛化化合物、聚烯烃系化合物、聚丁二烯系化合物、异氰酸酯系化合物、聚酯型氨基甲酸酯化合物、聚醚型氨基甲酸酯化合物等中，根据与耐热性基材膜1、阻燃性的粘接性树脂层3的粘接适宜性及作业性的考虑而进行选定。

特别是在本发明中，从扁平电缆的耐热性、粘接性提高的观点考虑，最好采用粘接部分的耐热性优良、涂布、溶剂干燥后于30～40℃的低温可以固化的多元醇作为主剂、以异氰酸酯作固化剂的二液固化型粘接性促进剂。

可以用作上述粘接性促进剂主剂的有：由乙二醇、二甘醇、二丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇等的二醇成分和己二醇、壬二醇、癸二酸、异苯二甲酸、对苯二甲酸等二元酸成分合成的聚酯多元醇及其改性物；以及聚乙二醇、聚氧丙二醇、聚四亚甲基醚二醇等聚醚多元醇及其改性物；以及乙二醇、二甘醇、二丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷等低分子多元醇等。

另外，粘接性促进剂的固化剂，可以采用甲苯二异氰酸酯、二苯甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、三(异氰酸酯苯基)、甲烷一三(异氰酸酯苯基)硫化磷酸酯等异氰酸酯单体，以及甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等异氰酸酯单体加成到三羟甲基丙烷的聚氨酯预聚物、六亚甲基二异氰酸酯缩二脲、六亚甲基二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体等的异氰酸酯改性体等。

为使上述粘接性促进剂的粘接强度、耐热粘接性、反应速度的进一步提高，可以添加钛偶联剂、硅烷偶联剂或无机填料等作为助剂。

这样的粘接性促进剂，适当添加甲苯、乙酸乙酯、甲乙酮、异丙醇等的溶剂而制成涂布液，采用辊涂法、逆转辊涂法、照相凹版式涂层法、照相凹版式逆转涂层法等涂布方法，在耐热性基材膜1上涂布、加以干燥，形成粘接性促进层2。该粘接性促进层2的厚度优选是薄的，0.1～5μm左右是适当的。

阻燃性的热粘接性树脂层3，是采用在热粘接性树脂中含有阻燃剂、其他填料等的树脂组合物层形成的，对其形成方法未作特别限定，例如，往热粘接性树脂溶液中添加阻燃剂、其他填料等，制成涂布液，采用已知的涂布方法将其涂布在上述粘接性促进层2上，进行干燥的方法而形成。另外，如果阻燃性热粘接性树脂层3的膜厚度大时，也可分几次进行涂布。

在阻燃性的热粘接性树脂层3中使用的热粘接性树脂，在使阻燃剂固着的同时，还要具有与导体的热粘接性、自熔粘性、导体埋置性，而且，还要有耐粘连性等，因此，采用链状饱和聚酯系树脂作为主成分的树脂是优选的。

该链状饱和聚酯系树脂，是对苯二甲酸或己二酸等芳香族或脂肪族的饱和二元酯，与乙二醇、1，4-丁二醇等二元醇进行缩聚而得到的聚酯系树脂，玻璃转化点为-50℃～80℃，并且，重均分子量为7000～50000的是优选的，可根据需要再适当添加聚酯系高分子增塑剂等而构成热粘接性树脂。

另外，作为上述热粘接性树脂中所含的阻燃剂，使用的是不含卤素及磷的阻燃剂，至少要把氢氧化铝、氢氧化镁等水合金属化合物，三氧化锑、五氧化锑等氧化锑，硫酸蜜胺等蜜胺化合物、尿素、三嗪、异氰酸酯、胍化合物等氮系化合物的三种阻燃剂进行组合使用，此外，还可以适当选用例如硅石、硼酸、硼酸锌、硼酸锑、钼酸锑、氧化钼、硅酸钙铝、锆化合物、锡化合物、杆沸石(ド一ソナイト)、铝酸钙水合物、锡酸锌、氧化铜、金属铜粉、碳酸钙、偏硼酸钡等的金属粉或无机化合物，其他还有硅酮系聚合物、二茂铁、富马酸和马来酸等。

在上述阻燃性的热粘接性树脂层3中，含阻燃剂的填料用量，以全部树脂层为基准，达到60～80％(重量)是优选的。当该含量小于60％(重量)时，阻燃性不足，而当大于80％(重量)时，热粘接性降低，是不理想的。

如同上述，含阻燃剂的填料中，以全部树脂层为基准(下同)，水合金属化合物的含量，为30～45％(重量)，氧化锑含量为10～30％(重量)，氮素化合物含量为2～10％(重量)是优选的。即，水合金属化合物的阻燃效果好，当含量过多时，热粘接性受到损害，所以，小于45％(重量)是优选的。由于氧化锑单独使用，阻燃效果不好，而作为阻燃助剂的作用是优良的，所以，含量低至30％(重量)的范围是优选的。氮系化合物的阻燃效果好，但成本昂贵，所以，低至10％(重量)以下的范围，与上述水合金属化合物组合使用是有效的。因此，作为阻燃剂，至少要把水合金属化合物、氧化锑和氮系化合行进行组合使用，可得到优良的阻燃效果。

另外，水合金属化合物、氧化锑、氮素化合物的含量，在分别低于指定范围的情况下，由于得不到充分的阻燃性，是不理想的。

该阻燃剂的粒径，从阻燃效果及加工适宜性考虑，任何1种在0.01～15μm左右是优选的。

另外，阻燃性的热粘接性树脂层3的厚度，应根据被覆导体(金属电缆)的厚度、用途和使用环境而适当选定，并选择保持与金属电缆的粘接强度并能随着弯曲而弯曲，一般在金属电缆厚度为0.1～2倍的范围内，例如，形成20～100μm左右。

其次，图2是用本发明的扁平电缆用的被覆材料制成的扁平电缆的一实施例的结构的剖面模型图，具体的是采用图1所示结构的扁平电缆用被覆材料10制成的扁平电缆的结构剖面模型图。

即，图2所示的扁平电缆100，以平行配置的几根导体(金属电缆)4～4为中心，在其两侧依次层压图1所示的耐热性基材膜1、粘接性促进层2、阻燃性的粘接性树脂层3而构成扁平电缆用被覆材料10、10，使其与阻燃性热粘接性树脂层3、3彼此对置而重迭，从外侧用加热辊等加热加压，使阻燃性的热粘接性树脂层3、3熔融，把数根导体4～4一起埋置在其中，同时，使阻燃性的热粘接性树脂层3、3彼此热熔粘接，构成一整体而制成电缆。

                         实施例

下面举出实施例，更具体的说明本发明。

实施例1

扁平电缆用被覆材料的制造

作为耐热性基材膜1，采用的是厚度25μm的双向拉伸聚对苯二甲酸乙二酯膜(其一面经电晕放电处理)，在经过电晕放电处理的面上，涂布以热固性聚酯系树脂作为主成分的树脂组合物液，使其干燥时的厚度达到1μm，形成干燥的粘接性促进层(底层)2，然后，用棒型刮涂法，在其上涂布下列组成的阻燃性的热粘接性树脂层用涂布液，使干燥时的厚度为35μm，形成干燥的阻燃性的热粘接性树脂层3，制成图1所示结构的扁平电缆用被覆材料。

阻燃性的热粘接性树脂层用涂布液的组成：

①链型饱和聚酯系树脂(玻璃转化点12℃)            30份(重量)

②阻燃剂·氢氧化铝(平均粒径1μm)                35份(重量)

③阻燃剂·三氧化锑(平均粒径0.5μm)              24份(重量)

④阻燃剂·硫酸蜜胺                              10份(重量)

⑤其他填料·硅石                                1份(重量)

⑥溶剂(甲苯/甲乙酮，重量比10/8)                 150份(重量)

扁平电缆的制造

使阻燃的热粘接性树脂层彼此对置而配置实施例1的扁平电缆用被覆材料，在其间以1mm的间隔插入15根作为导体(金属电缆)的宽1.0mm、厚度0.05mm的表面镀锡的铜电缆，通过2个以3m/min的表面速度进行旋转的加热的橡胶辊之间而进行热压，两侧的阻燃性的热粘接性树脂层发生熔融，使导体在其中埋置，被热粘接成一个整体后，在冷却辊和橡胶辊之间压粘接、冷却，制成实施例1的扁平电缆。

还有，上述加热橡胶辊的辊温为180℃。

对以上制成的实施例1的扁平电缆用被覆材料以及其使用该被覆材料制成的扁平电缆，试验或调查其对阻燃性的热粘接性树脂层的导体(金属)的热粘接性、导体的埋置性，结果均是良好的。

另外，在扁平电缆通电状态下，使其反复弯曲，测定断线前的滑动次数，耐滑动性试验的结果也是良好的。

关于扁平电缆的阻燃性，其UL标准VW-1阻燃性试验合格。

然而，关于扁平电缆的环境适应性，因为其构成材料中不包括含卤元素的化合物及含磷的化合物，所以，更加安全。

发明的效果

本发明关于一种从两侧夹住扁平电缆的导体(金属电缆)而埋置并进行热粘接而被覆的带状扁平电缆用被覆材料，其中提供一种与导体(金属)的热粘接性、自熔接性、导体的埋置适宜性、耐热性、阻燃性，而且，耐弯曲性(耐滑动性)等扁平电缆用被覆材料所必要的诸性能都优良，同时，在该构成材料中不含卤素和磷化合物，在使用中或使用后废物处理等时，对大气污染及水质污染等环境的不良影响少，环境适宜性也优良的被覆材料、使用该材料制造的具有上述性能的环境适应性优良的扁平电缆。

Claims (3)

1.一种扁平电缆用被覆材料，在耐热性基材膜的至少一个面上，依次层压粘接性促进层和阻燃性热粘接性树脂层，该阻燃性热粘接性树脂层由热粘接性树脂所构成，热粘性树脂包括含有阻燃剂的填料，如此构成的扁平电缆用被覆材料，其特征为，该热粘接性树脂为以链状饱和聚酯系树脂为成分的树脂，该阻燃剂为至少含水合金属化合物、氧化锑、氮系化合物的混合型阻燃剂，在阻燃性的热粘接性树脂层中，含阻燃剂的填料含量为60～80重量％，并且，在含上述阻燃剂的填料中，水合金属化合物的含量为30～45重量％、氧化锑含量为10～30重量％、氮系化合物的含量为2～10重量％。

2.权利要求1中所述的扁平电缆用被覆材料，其特征是，阻燃剂的水合金属化合物为氢氧化铝，氧化锑为三氧化锑，氮系化合物为硫酸蜜胺。

3.一种扁平电缆，其特征是，其中相互平行配置的数根导体放置在权利要求1所述的扁平电缆用被覆材料的阻燃性的热粘接性树脂层之间，所述阻燃性的热粘接性树脂层面彼此对置并且热粘接在一起。

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