JP2004217684A

JP2004217684A - 難燃接着混和物

Info

Publication number: JP2004217684A
Application number: JP2003003048A
Authority: JP
Inventors: Tomomitsu Senso; 智充千艘
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】フラットケーブル等に用いられる接着混和物において、ノンハロゲン性で良好な難燃性を示し、かつ高い接着性を発揮し、燃焼時に溶融物が滴下しないようにする。
【解決手段】フラットケーブル等の接着フィルム３をなす接着剤層２に、ガラス転移温度−７０〜９０℃、分子量５０００〜５００００のポリエステル樹脂を少なくとも含むポリエステル樹脂１００重量部と、ポリリン酸メラミンなどの難燃剤５０〜１５０重量部と、結晶化開始温度が７５０℃以下のガラスフリット１〜３０重量部と、粒径１０μｍ以下のヒドロキシスズ酸亜鉛０〜２０重量部を含む難燃接着混和物を使用する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フラットケーブルやフレキシブルプリント基板などに用いられる難燃接着混和物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基材フィルム上に接着剤層が形成された２枚の接着フィルムで、複数の平角状の導体を被覆した構造のフラットケーブルが知られている。このようなフラットケーブルは、コンピュータ機器やオーディオ機器、ビディオ機器等の内部の高密度配線等に広く利用されている。
【０００３】
ところで、このようなフラットケーブルにあっては、基材フィルムとしてポリエチレンテレフタレートなどの飽和ポリエステル樹脂からなるフィルムが多く使用されている現状から、その接着剤層を構成する接着剤にはポリエステル樹脂を主成分とするものが主に使用されている。
【０００４】
また、かかるフラットケーブルについては、防災の観点からその構成材料に良好な難燃性が求められており、その接着剤層にも難燃性が要求されている。このため、接着剤層をなす接着剤として、デカブロモジフェニルエーテルなどのハロゲン系難燃剤や水酸化マグネシウムなどのノンハロゲン系難燃剤を多量に配合したものなどが検討されている。
【０００５】
しかしながら、十分な難燃性を確保するには、これら難燃剤の配合量を多くする必要があるが、難燃剤の配合量を多くすると、接着性が低下する。一方、接着性を高めるには、難燃剤量を減量すればよいが、これでは難燃性が低下し、さらには燃焼時に溶融物が滴下し（ドリップ）、これによって延焼が起きることもある。
このようなフラットケーブルに使用される接着剤層を構成する難燃接着混和物に関する先行技術文献としては、例えば以下に示すようなものが挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３２９２３８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２２２９２０号公報
【特許文献３】
特開２０００−０８０３４２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、フラットケーブル等に用いられる接着剤において、基材フィルムなどに対して接着力が高く、十分な難燃性を有するとともに燃焼時に溶融物が滴下しない難燃接着混和物を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、ポリエステル樹脂１００重量部と、難燃剤５０〜１５０重量部と、ガラスフリット１〜３０重量部と、ヒドロキシスズ酸亜鉛０〜２０重量部を含む難燃接着混和物である。
請求項２にかかる発明は、ポリエステル樹脂が、ガラス転移温度−７０〜９０℃、分子量５０００〜５００００である請求項１記載の難燃接着混和物である。
【０００９】
請求項３にかかる発明は、ガラスフリットの結晶化開始温度が７５０℃以下である請求項１記載の難燃接着混和物である。
請求項４にかかる発明は、さらにシリカを含む請求項１または２記載の難燃接着混和物である。
【００１０】
請求項５にかかる発明は、基材フィルムの表面に接着剤層を形成した接着フィルムで導体を挟み、この接着フィルムを接着してなるフラットケーブルにおいて、上記接着剤層を、請求項１ないし４のいずれかに記載の難燃接着混和物で構成したフラットケーブルである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態に基づいて、詳しく説明する。
図１は、本発明のフラットケーブルの一例を示すもので、図中符号１は、基材フィルムを示す。
この基材フィルム１は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどの飽和ポリエステル、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどのプラスチックからなる厚み１０〜２００μｍのフィルムである。これらのプラスチックフィルムの中でもポリエチレンテレフタレートフィルムが、電気的特性、機械的特性、コストなどの点でこのましい。
【００１２】
この基材フィルム１の一方の表面には、厚み１５〜１００μｍの接着剤層２が形成されて接着フィルム３が形成されている。
この接着フィルム３は、その２枚が互いに接着剤層２、２が相対するように重ね合わせられ、その間に複数の平角状の導体４、４・・・が挟まれた状態で貼り合わせられて、この例のフラットケーブルが構成されている。
【００１３】
そして、この接着フィルム３の接着剤層２は、ポリエステル樹脂１００重量部と、難燃剤５０〜１５０重量部と、ガラスフリット１〜３０重量部と、ヒドロキシスズ酸亜鉛０〜２０重量部を必須成分として含む難燃接着混和物で構成されている。
【００１４】
以下、上記難燃接着混和物について説明する。
この難燃接着混和物におけるベース樹脂となるポリエステル樹脂としては、例えばそのガラス転移温度が−７０〜９０℃であり、かつ分子量が５０００〜５００００であるポリエステル樹脂が少なくとも１種含まれるものが用いられ、ガラス転移温度および分子量がこれ以外のポリエステル樹脂が混合されていてもよい。本発明での分子量は、重量平均分子量で表記するものとする。
【００１５】
このポリエステル樹脂の具体的なものとしては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸などの酸成分と、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−ジシクロヘキサンジメチロール、ジエチレングリコールなどのジアルコールなどのアルコール成分を原料として周知の縮重合方法によって得られた各種の飽和ポリエステル、飽和共重合ポリエステルが用いられる。
【００１６】
そして、このポリエステル樹脂のガラス転移温度は、上記酸成分とアルコール成分とをそれぞれ１種以上適切に組み合わせることにより、これを−７０〜９０℃の範囲に調整することができる。
また、その分子量は、酸成分とアルコール成分との縮重合反応時の種々の重合条件、例えば、重合温度、重合時間、重合圧力、重合触媒などを適宜調整することにより、これを５０００〜５００００の範囲に設定することができる。
【００１７】
このポリエステル樹脂において、ガラス転移温度が−７０℃未満ではブロッキング性が悪化し、９０℃を越えると接着性が低下する。また、分子量が５０００未満では脆くなり、機械特性が低下し、５００００を越えると硬くなり、屈曲性が低下する。
【００１８】
本発明で用いられる難燃剤としては、ハロゲン系難燃剤、窒素含有有機難燃剤、金属水酸化物系難燃剤、硼素系難燃剤のうちの１種以上が用いられる。
ハロゲン系難燃剤には、デカブロムジフェニルオキサイド、オクタブロモジフェニルオキサイド、塩素化パラフィンなどの１種以上が用いられ、このハロゲン系難燃剤は難燃効果が高く配合量は少量でよい。
【００１９】
また、窒素含有有機難燃剤は、ノンハロゲンの難燃剤であり、接着剤層としたときに、その電気抵抗を低下させないものである。このような窒素含有有機難燃剤の具体的なものとしては、シアヌル酸トリアミド、シアヌル酸ジアミド、シアヌル酸モノアミド、メラム、メラミンシアヌレート、メラミン樹脂、ホモグアナミン、ベンゾグアナミン、アセトグアナミンなどの１種または２種以上の混合物が用いられる。
【００２０】
これらのなかでも、ポリエステル樹脂に対する分散性、混合性、接着性等の点から、メラミンシアヌレートが特に好ましい。さらに、その表面をシリカ、などの無機微粒子でコーティングするなどして表面処理した窒素含有有機難燃剤が、ポリエステル樹脂への分散性が高いのでより好適である。
【００２１】
リン系難燃剤としては、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリアリルホスフェートなどのリン酸エステル、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸メラミンなどのポリリン酸塩系、トリスクロロエチルホスフェートなど含ハロゲンリン酸エステルなどの１種以上が用いられる。
【００２２】
金属水酸化物系難燃剤には、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウムなどの１種以上が用いられ、ポリエステル樹脂に対する親和性を高めるため、チタネートカップリング剤、アミノシラン、ビニルシラン、エポキシシラン、アクリルシラン、メルカプトシランなどのシランカップリング剤、ステアリン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸で表面処理した金属水酸化物が好適である。
【００２３】
また、硼素系難燃剤には、硼酸亜鉛、硼酸マグネシウムなどの硼酸化合物が１種以上用いられる。
このような難燃剤の配合量は、使用する難燃剤の種類、要求される難燃性等によって決められるが、通常ポリエステル樹脂１００重量部に対して５０〜１５０重量部とされ、５０重量部未満では得られる接着混和物の難燃性が不足し、１５０重量部を越えると接着力が低下し、接着剤層としたときの可撓性も低下する。
【００２４】
また、本発明の難燃接着混和物において使用されるガラスフリットは、難燃接着混和物の燃焼時に、ポリエステル樹脂の燃焼物からなる無機質の殻を補強し、溶融物が滴下することを防止するものである。このガラスフリットには、釉薬（ウワグスリ）を溶融し、冷却、粉砕した粒径０．０１〜１００μｍの粉末が用いられる。
【００２５】
このガラスフリットの化学的成分は、ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＣａＯ，Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｌｉ_２Ｏ，Ｂ_２Ｏ_３，Ｐ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２などの金属酸化物からなり、Ｓｉ，Ａｌ，Ｐ，Ｂなどの網目形成イオンと酸素からなる網目の隙間にＮａ，Ｋ、Ｌｉ，Ｃａなどの網目修飾イオンが位置した構造のガラスの１種である。
【００２６】
また、このガラスフリットとしては、アミノシラン、エポキシシラン、ビニルシラン、メルカプトシラン、アルキルシラン、アクリルシランなどのシランカップリング剤で表面処理したものがポリエステル樹脂に対する親和性が向上して好ましい。
【００２７】
また、このガラスフリットとして、その結晶化開始温度が、７５０℃のものが用いられる。ここでの結晶化開始温度とは、ある種のガラスフリットを加熱してゆくと、ある温度で一旦溶融したガラスが結晶化するタイプのものがあり、その温度を結晶化温度と言い、具体的には示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）での吸熱ピーク温度を測定して求められる。
ガラスフリットの中には高温で結晶化しないタイプのものがあり、高温での粘度が低下し、殻の補強効果が小さいため、本発明では除外される。
【００２８】
一方、高温で結晶化するタイプのガラスフリットでは、ポリエステル樹脂が燃焼して生成する殻を補強することができ、このタイプのガラスフリットが使用される。
そして、ガラスフリットの結晶化温度が７５０℃を越えると、結晶化して殻の補強効果が得られる前にドリップしてしまうため、結晶化温度は７５０℃以下が好ましい。
【００２９】
このガラスフリットの配合量は、ポリエステル樹脂１００重量部に対して１〜３０重量部、好ましくは５〜２０重量部とされる。この配合量が１重量部未満では燃焼時に生成する殻を補強する効果が得られず、３０重量部を越えると体積抵抗率等の電気的特性が低下する。
【００３０】
本発明の難燃接着混和物において使用されるヒドロキシスズ酸亜鉛は、接着力向上剤および難燃助剤として機能するもので、分散性を考慮して平均粒径が１０μｍ以下の粒子が用いられる。
このヒドロキシスズ酸亜鉛の配合量は、ポリエステル樹脂１００重量部に対して０〜２０重量部とされ、必ずしも添加しなくともよく、２０重量部を超えると接着力が低下する。また、このヒドロキシスズ酸亜鉛は、同時に難燃性を付与するため、これを配合することで上記難燃剤の配合量を低減でき、難燃剤の配合による接着力の低下を抑えることができる。
【００３１】
また、本発明の難燃接着混和物には、充填材としてシリカ等を添加することができ、シリカをポリエステル樹脂１００重量部に対して５重量部程度添加することで、ブロッキング性が向上し、接着剤が基材に残る糊残り現象を防止することができる。
【００３２】
また、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに種々の添加剤、例えば有機溶剤、酸化防止剤、着色剤、各種カップリング剤、架橋剤、架橋助剤、帯電防止剤を適宜添加しても良い。
上記有機溶剤には、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、トルエンなどの芳香族類などが用いられる。
【００３３】
本発明の難燃接着混和物は、ポリエステル樹脂１００重量部と、難燃剤５０〜１５０重量部と、ガラスフリット１〜３０重量部と、ヒドロキシスズ酸亜鉛０〜２０重量部と必要に応じて他の添加成分とを均一に混合することにより製造することができる。
また、本発明の難燃接着混和物は、その酸素指数が２５以上で、体積抵抗率が１×１０^１５Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを被接着材としたＴ型剥離強度（剥離速度３００ｍｍ／分）が０．５ｋｇｆ／ｃｍ以上であることが好ましい。
【００３４】
また、本発明の難燃接着混和物の形態としては、溶液、ペースト、ペレット等の形態とすることができ、フラットケーブルの接着剤層を形成するには、溶液タイプとして、基材フィルムに塗布して使用する他、ペレットを押出機から基材フィルム上に押出し、製膜して使用することが一般的である。
【００３５】
また、本発明のフラットケーブルは、上述のようにして形成された接着フィルムを使用し、これに導体を挟んで、加圧ロール、加圧プレスなどにより加圧し、この時同時に温度８０〜２００℃に加熱することで製造される。一般的には、加熱加圧ロールを使用し、連続的に接着してゆく方法が作業性等の点で広く使用される。
【００３６】
このような難燃接着混和物にあっては、ポリエステル樹脂１００重量部と、難燃剤５０〜１５０重量部と、ガラスフリット１〜３０重量部と、ヒドロキシスズ酸亜鉛０〜２０重量部を配合したものであるので、十分な難燃性が得られるとともに高い接着性が得られる。また、難燃剤として、ハロゲン元素を含まない窒素含有有機難燃剤、金属水酸化物系難燃剤、リン系難燃剤、硼素系難燃剤を使用したものでは、これを焼却処分した際に有害なハロゲン含有化合物を生成することがない。
【００３７】
また、ガラスフリットの配合により、この難燃接着混和物が燃焼した際、混和物の外側の部分が硬質の無機物の殻となって、内部の部分が溶融物となって外部に滴下することがなく、溶融物が滴下して他の物品に着火して延焼することが防止される。さらに、ヒドロキシスズ酸亜鉛の配合により接着性が高くなり、しかもこれによっても難燃性が付与されることになる。
【００３８】
また、本発明のフラットケーブルにあっては、良好な接着力を発揮し、高い難燃性を有するものとなり、燃焼時に溶融物が滴下して延焼することがなく、窒素含有有機難燃剤、金属水酸化物系難燃剤、リン系難燃剤、硼素系難燃剤を難燃剤として使用したものでは、これを焼却処分をしても有害なハロゲン含有ガスが発生しない。
このため、このフラットケーブルは、高い接着性と良好な難燃性を要求されるコンピュータ機器等の配線等に使用できる。
【００３９】
以下、具体例を示す。
表１および表２に示した配合組成（重量部）の組成物を、メチルエチルケトン１容量部とトルエン４容量部からなる混合溶媒に溶解し、樹脂分３０ｗｔ％の溶液型接着剤を製造した。
この溶剤型接着剤を厚み２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上にバーコーターにて塗布し、乾燥し厚み３５μｍの接着層を形成して、接着フィルムを作成した。
【００４０】
このようにして得られた接着フィルムについて、接着強度、酸素指数、体積抵抗率、ドリップによる延焼について評価した。
接着強度は、２枚の接着フィルムを貼り合わせ速度０．５ｍ／分、温度１６０℃、圧力１．０ＭＰａで、貼り合わせ、このもののＴ字剥離力を測定し、その強度（ｋｇｆ／ｃｍ）を示した。この接着強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍ以上のものが好ましい。
【００４１】
酸素指数は、難燃性酸素指数測定装置によって測定した。酸素指数が２５以上のものが難燃性の点で好ましい。
体積抵抗率は、ＪＩＳＣ２３１８に拠って測定した。この値が１０^１５Ω・ｃｍ以上が合格である。
ドリップによる延焼については、ＵＬ−９４の薄手材料垂直燃焼試験を行ったときに、試料の真下に置かれた脱脂綿が燃焼時に溶融滴下物により燃焼するものを×で、燃焼しないものを○で表示した。
【００４２】
表１および表２において、
「ポリエステル樹脂」は、ガラス転移点５℃、分子量２５０００のポリエステル樹脂（東洋紡社製、商品名「バイロン３００」）を、
「難燃剤」は、ポリリン酸メラミン（五常産業社製、商品名「ＭＰＰ−Ｂ」を示す。
【００４３】
「ガラスフリット」は、結晶化開始温度６５０℃、粒径約５μｍのもの（シープリー社製、商品名「Ｂ２００−ＵＴＣ」）を、
「ヒドロキシスズ酸亜鉛」は、粒径５μｍのもの（日本化学産業社製、商品名「ヒドロキシ錫酸亜鉛」）を、
「シリカ」は、粒径１．８μｍのもの（アドマテック社製、商品名「ＳＯ−Ｃ５」）を示す。
結果を表１および表２に示す。
【００４４】
【表１】

【００４５】
【表２】

【００４６】
これらの表の結果から、難燃剤の配合量が５０重量部より少ないと酸素指数が低く難燃性が不充分であり、１５０重量部を越えると接着強度が低下する。また、ガラスフリットが１重量部より少ないとドリップによる延焼が生じ、３０重量部を越えると電気的特性が低下し、ヒドロキシスズ酸亜鉛の配合量が２０重量部より多くなると接着強度が低下することがわかる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の難燃接着混和物にあっては、良好な接着力を発揮し、高い難燃性を有するものとなり、燃焼時に溶融物が滴下して延焼を招くことがない。
また、本発明のフラットケーブルにあっては、このため高い接着力を発揮し、優れた難燃性を有するものとなり、燃焼時おいても溶融物が滴下することがなく、機器内の他の電子部品等がこれにより延焼することが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるフラットケーブルの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２…接着剤層。

Claims

ポリエステル樹脂１００重量部と、難燃剤５０〜１５０重量部と、ガラスフリット１〜３０重量部と、ヒドロキシスズ酸亜鉛０〜２０重量部を含む難燃接着混和物。
ポリエステル樹脂が、ガラス転移温度−７０〜９０℃、分子量５０００〜５００００である請求項１記載の難燃接着混和物。
ガラスフリットの結晶化開始温度が、７５０℃以下である請求項１記載の難燃接着混和物。
さらにシリカを含む請求項１または２記載の難燃接着混和物。
基材フィルムの表面に接着剤層を形成した接着フィルムで導体を挟み、この接着フィルムを接着してなるフラットケーブルにおいて、上記接着剤層を、請求項１ないし４のいずれかに記載の難燃接着混和物で構成したことを特徴とするフラットケーブル。