JP2007012444A - フラットケーブル用絶縁フィルムおよびそれを用いたフラットケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 高い難燃性を有しながらも耐熱性や密着性に優れるフラットケーブル用絶縁フィルムおよびそれを使用したフラットケーブルを提供する。
【解決手段】
絶縁性樹脂基材、架橋層及び接着剤層の順で積層されてなるフラットケーブル用絶縁フィルムであって、前記架橋層は、不飽和基を有する化合物及び不飽和基を有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物に高エネルギー線を、前記熱可塑性樹脂のガラス転移点温度以上で照射して得られた層であり、また、前記接着剤層は、難燃剤を含む熱可塑性樹脂組成物からなることを特徴とするフラットケーブル用絶縁フィルム、およびそれを使用したフラットケーブルを提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フラットケーブル用絶縁フィルムおよびそれを用いたフラットケーブルに関し、詳しくは、難燃性かつ耐熱性に優れたフラットケーブル用絶縁フィルムおよびそれを用いたフラットケーブルに関する。

近年、コンピュータ、液晶表示装置、携帯電話、プリンター、自動車、家電製品、複写機、その他等の各種の製品においては、各種機器内配線が複雑化するのに対応して、その配線作業の省力化や誤配線防止のために、フラットケーブルが、多く使用されている。

これらのフラットケーブルは、一般に、まず、フィルム状基材に接着剤層を積層することによってフラットケーブル用絶縁フィルムを作製し、その後、２枚のフラットケーブル用絶縁フィルムの互いの接着剤層面を重ね合わせ、熱融着して一体化する際に、その接着剤層面の間に、複数本の導体を並列して挟持させておくことにより製造される。

具体的には、上記のフラットケーブルとしては、例えば、二軸延伸ポリエステル系樹脂フィルム等のフィルム状基材の片面に、飽和ポリエステル系樹脂と難燃化剤とを含む樹脂組成物による接着剤層を形成してフラットケーブル用絶縁フィルムを作製し、次いで、２枚のこのフラットケーブル用絶縁フィルムを用いて、互いの接着剤層面を対向させて重ね合わせ、更に、その層間に、多数本の導体を挟み込んだ後、加熱ロール等により加熱加圧して、接着剤層を溶融し、多数本の導体を接着剤層中に埋め込むと共に、接着剤層同士を熱接着して製造されるポリエステル系樹脂製フラットケーブルが知られている。

上記のポリエステル系樹脂製フラットケーブルは、フィルム状基材を二軸延伸ポリエステル系樹脂フィルム等で、接着剤層をポリエステル系樹脂成分等で構成していることから難燃性に欠け、そのために接着剤層を構成する樹脂組成物中に大量の難燃化剤を添加して、その難燃性を得なければならない。しかし、大量の難燃化剤を添加して調製した樹脂組成物による接着剤層は、フィルム基材との密接着性が低下するという問題点がある。

そこで、難燃性と耐熱性に優れたフラットケーブル用絶縁フィルムを得る手段として、イソシアネート基、カルボジイミド基を有する多官能性化合物とポリエステル系樹脂とポリウレタン系樹脂よりなる架橋層（アンカーコート層）が、特開２００１−２２２９１９号公報（特許文献１）で提案されている。しかし、ウレタン系樹脂を、イソシアネートなどを用いて硬化させるためには、長時間の加熱が必要であり、硬化後の耐熱性も十分とは言い難い。また、液状成分をコーティングして、架橋層（アンカーコート層）を得るので、塗布工程、乾燥工程等を必要とし、生産効率に問題がある。

また、特開平７ー１５０１２６号公報（特許文献２）において、熱可塑性高分子量ポリエステル樹脂に含臭素リン酸エステルおよび無機充填剤を配合した接着剤に電子線やガンマー線等の放射線を照射する方法が提案されている。しかし、ここで用いられているポリエステル樹脂は、線状の飽和ポリエステル樹脂であり、放射線により分解しやすく、また熱変形しやすく耐熱性が十分とは言い難い。

さらに、特許３３８１８６９号公報（特許文献３）において、絶縁基材の片面に加速電圧を制御した電子線を照射して、絶縁基材の厚みの２０〜９０％を架橋することが提案されている。しかし、この方法では、電子線照射量のバラツキや絶縁基材の厚み精度のバラツキ等により、架橋部分（架橋層）と接着部分（接着剤層）の厚さに不均一が生じることが避けられず、接着性や耐熱性において、部分的なバラツキが生じる。
特開２００１−２２２９１９号公報 特開平７ー１５０１２６号公報 特許３３８１８６９号公報

本発明は、高い難燃性を有しながらも耐熱性や密着性に優れるフラットケーブル用絶縁フィルムおよびそれを使用したフラットケーブルを提供することを目的とする。

本発明者等は、上記の目的に鑑み、鋭意検討の結果、難燃性フラットケーブル用フィルムを、絶縁性樹脂基材、架橋層、および接着剤層シートの積層構造とし、架橋層に、不飽和基を含有する樹脂組成物を用い、それに所定の条件で、高エネルギー線を照射することによって、優れた耐熱性や密着性を発現し得ることを見いだし、本発明を完成するに至った。

本発明は、絶縁性樹脂基材、架橋層及び接着剤層の順で積層されてなるフラットケーブル用絶縁フィルムであって、前記架橋層は、不飽和基を有する化合物及び不飽和基を有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物に、高エネルギー線を前記熱可塑性樹脂のガラス転移点温度以上の温度で照射して得られた層であり、また、前記接着剤層は、難燃剤を含む熱可塑性樹脂組成物からなることを特徴とするフラットケーブル用絶縁フィルムを提供するものである（請求項１）。

上記絶縁性樹脂基材を構成する材料としては、機械的強度、寸法安定性等に優れ、かつ、耐熱性、可撓性、耐薬品性、耐溶剤性、屈曲性、絶縁性等に富む樹脂が使用できる。中でも、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂及びポリフェニレンサルファイド系樹脂が好ましく例示される。請求項２は、前記のフラットケーブル用絶縁フィルムであって、例示の樹脂から選ばれる樹脂よりなる絶縁性樹脂基材を用いることを特徴とするフラットケーブル用絶縁フィルムを提供するものである。

架橋層は、絶縁性樹脂基材と接着剤層との密着力を向上させ、その層間剥離等を抑制するとともに、熱接着加工速度を向上させ、また、耐熱接着性を向上させるために設けられるものである。

架橋層を構成する樹脂組成物としては、ポリエステル系樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂１００重量部に対し、不飽和基を分子内に２個以上を有する化合物１〜３０重量部の重量比の混合物を主成分とするものが好ましい。請求項３は、前記のフラットケーブル用絶縁フィルムであって、この好ましい樹脂組成物を用いることを特徴とするフラットケーブル用絶縁フィルムを提供するものである。

熱可塑性樹脂に対する不飽和化合物の割合が、前記の範囲の下限より少なければ、架橋効率が低く、被膜の形成が進みににくくなる場合がある。逆に、不飽和化合物の割合が前記の範囲の上限より多ければ、架橋が進みすぎ、被膜のフレキシビリティーが失われ、折り曲げ時などにクラックが入りやすくなる場合がある。

不飽和基を分子内に有する化合物の不飽和基としては、アクリル基、メタクリル基、ビニル基及びビニルエーテル基が好ましく例示される（請求項４）。

樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂は、不飽和基を有する熱可塑性樹脂が好ましい。ここで、不飽和基を有する熱可塑性樹脂とは、不飽和基をその分子内に有する熱可塑性樹脂からなるもの、又は不飽和基をその分子内に有する熱可塑性樹脂と他の熱可塑性樹脂との混合物を意味する。熱可塑性樹脂が不飽和基を有しない場合は、絶縁フィルムの耐熱性が、不飽和基を有する場合に比べると低い。樹脂中の不飽和基を多くすると、より低温での架橋が可能となり、架橋効率がよくなる。

通常、請求項３に記載のポリエステル系樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂と飽和ポリエステル樹脂との混合物として提供される。混合物における不飽和ポリエステル樹脂の割合としては、１０重量％以上であることが好ましい。請求項５は、この好ましい態様に該当する。

架橋層は、前記架橋層を構成する樹脂組成物からなる層に、紫外線、電子線等の高エネルギー線を照射して得られる。高エネルギー線照射の際の、樹脂組成物からなる層の温度は、架橋層を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移点温度以上であることが必要であり、この条件で架橋することにより、高い架橋効率が得られる。又、架橋の温度は、熱可塑性樹脂の融点未満の範囲で高温であることが好ましいが、基材層、架橋層、および接着剤層を構成する各種素材の物性その他を勘案して適宜設定すればよい。

接着剤層は、互いの接着剤層間に、金属等の導体を挟持して、相互に強固に融着するとともに、導体を接着剤層中に埋め込ませるために設けられる。それゆえ、導体との密接着性に優れていると共に、埋め込み後は、導体との間に空隙等を発生しないものが好ましい。更に、フラットケ−ブルが使用される全ての環境下において、柔軟性、折り曲げ性、耐熱性、難燃性、耐久性、耐ブロッキング性、加工適性、その他の諸特性に優れた性能を有するものが好ましい。

本発明は、前記のフラットケーブル用絶縁フィルムに加えて、これらを用いて製造されたフラットケーブルを提供する。すなわち、前記フラットケーブル用絶縁フィルムを用いたことを特徴とするフラットケーブルである（請求項６）。

本発明のフラットケーブル用絶縁フィルムは、絶縁性樹脂基材、架橋層、接着剤層の順で積層されてなり、難燃性、耐熱性、密着性に優れるものである。すなわち、前記架橋層として、不飽和基を有する化合物並びに熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物に所定の条件で高エネルギー線照射した被膜を用いることにより、優れた耐熱性、密着性が得られ、難燃性を付与するために前記接着剤層を構成する熱可塑性樹脂組成物に難燃剤を添加しても、充分な耐熱性、密着性が達成される。

このフラットケーブル用絶縁フィルムを用いて得られた本発明のフラットケーブルは、難燃性及び耐熱性に優れ、フラットケーブルを構成する絶縁フィルム間の剥離も生じにくいので、信頼性が高く、又容易に得られるものである。

次に本発明を実施するための最良の形態を説明するが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない限り、他の形態への変更も可能である。

絶縁性樹脂基材を構成する材料の例としては、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル系樹脂、ナイロン１２、ナイロン６６、ナイロン６等のポリアミド系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエ−テルイミド等のポリイミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等があげられる。

絶縁性樹脂基材は、未延伸、あるいは一軸方向または二軸方向に延伸したフィルム等のいずれでもよく、その厚さは、その表面に架橋層、接着剤層を積層する工程の作業性、コスト等より、５〜１００μｍ程度が好ましく、１０〜５０μｍ程度が更に好ましい。また、絶縁性樹脂基材の表面には、必要に応じて、コロナ処理、ブラズマ処理、オゾン処理、その他等の前処理等を任意に施すことができる。

また、架橋層を構成する前記ポリエステル系樹脂の混合物中の不飽和ポリエステル樹脂の割合としては、前記のように１０重量％以上であることが好ましいが、混合物中における不飽和度は、０．１〜１０重量％がより好ましい。前記ポリエステル系樹脂中には、さらに、必要に応じて、光重合開始剤等を添加してもよい。

接着剤層を構成する材料としては、ポリエステル系樹脂、および難燃剤を含むフィラー成分よりなる樹脂組成物が使用できる。フィラ−成分としては、まず、難燃剤として、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化アンチモン、赤燐、ホウ酸亜鉛、ジルコニウム系難燃剤、錫系難燃剤、リン酸系難燃剤、ハロゲン系難燃剤、または、その他等の難燃剤の１種ないし２種以上を使用することができる。その他のフィラ−成分としては、例えば、ポリアミド系ワックス類、シリカ微粒子、タルク、炭酸カルシウム、有機顔料、酸化チタン等の無機顔料、カ−ボン、ワックス類、その他等を使用することができる。

図１は、本発明のフラットケーブル用絶縁フィルムの構造模式図であるが、この図に示されるように、前記のようにして得られた接着剤層用樹脂組成物、ならびに架橋層用樹脂組成物は、フィルム成形機等を用いてフィルム状に成形された後、絶縁性樹脂基材１の片面に、架橋層２、接着剤層３として積層される。多軸の溶融押出機を用いて、絶縁性樹脂基材１上に、架橋層２、並びに接着剤層３を同時に押し出して、一体成形する方法が作業効率等より好ましい。架橋層の厚さは、１〜３０μｍ程度が好ましく、また、接着剤層の厚さは、１０〜１００μｍ程度が好ましい。

難燃性フラットケーブル用フィルムは、得られた積層体において、絶縁性樹脂基材１側から高エネルギー線を照射して得られる。高エネルギー線が紫外線の場合、逆に、接着剤層３側から照射すると、接着剤層を構成するフィラーの存在により、高エネルギー線が架橋層２まで到達しにくい。

高エネルギー線は、紫外線、Ｘ線、電子線、α線、γ線、イオンビーム、レーザー光等の各種高エネルギー線より適宜選択して使用することが可能であるが、通常は、紫外線、あるいは電子線が使用される。その照射量は、必要とされる架橋度合に応じて、適宜設定すればよい。

図２は、本発明のフラットケーブルの構造模式図である。この図に示すように、得られた難燃性フラットケーブル用フィルム２枚を、各々の接着剤層３の面が対向するように配置し、その層間に、金属等の導体４を介在させた後、加熱ロ−ルあるいは加熱板等を用いて、加熱加圧し、接着剤層３を軟化、溶融させて接着剤層３と導体４とを密接着させると共に、導体４を接着剤層３中に埋め込み、更に、接着剤層３を相互に自己密接着させて導体４との間に空隙等の発生を防止しながら一体化することにより、本発明のフラットケ−ブルを得ることができる。

以下に、実施例（表１）並びに比較例（表２）を挙げて、本発明を具体的に、より詳しく説明する。

１．接着剤層用樹脂組成物の作製
融点１２０℃、ガラス転移温度６℃、溶融粘度６００ポイズの飽和ポリエステル系樹脂５０重量部に対して、臭素系難燃剤（商品名：ｓａｙｔｅｘ８０１０、ＡＬＢＥＭＡＲＬＥ社製）３０重量部、三酸化アンチモン１５重量部、および酸化チタン５重量部を加えて、溶融混合し、接着剤層用樹脂組成物を得た。

２．架橋層用樹脂組成物の作製
表１、表２に示す配合表に従って、各材料を溶融混合し、架橋層用樹脂組成物を得た。ただし、表における各数字は、配合量（重量部）を示している。

各表において、樹脂１は、融点１１５℃、ガラス転移温度８℃、溶融粘度４３０ポイズの飽和ポリエステル系樹脂（ＥＭＳ社製、Ｄ１６１９Ｅ）、樹脂２は、融点１２０℃、ガラス転移温度７℃、溶融粘度５５０ポイズの不飽和ポリエステル系樹脂、樹脂３は、融点９５℃の酸変性エチレン・アクリル酸エステル樹脂（商品名：ボンダインＴＸ８０３０、住友化学工業（株）社製）を示す。また、ＤＰＨＡは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、Ｍ−７１００は、ポリエステルアクリレート（商品名：アロニックスＭ−７１００、東亞合成（株）社製）、ＴＡＩＣは、トリアリルシソシアヌレートを示し、更に、Ｉｒｒｇａｃｕｒｅ３６９は、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製の光重合開始剤である。

３．積層フィルムの作製
２５μｍ厚の基材フィルム（素材は表１、表２に示す）の片面に、架橋層が１０μｍ厚、接着剤層が３０μｍ厚となるようにフィルム成形機で作製した架橋層および接着剤層を積層した。表において、ＰＥＴは、ポリエチレンテレフタレ−トを、またＰＥＮは、ポリエチレンナフタレ−トを示す。

４．高エネルギー線の照射（フラットケーブル用絶縁フィルムの作製）
作製した積層フィルムの基材フィルム面側から、表１、表２に示すように、紫外線（ＵＶ）あるいは電子線（ＥＢ）を照射した。このとき、紫外線は、超高圧水銀灯により、積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ^２となるよう照射し、電子線は、加速電圧２００ｋＶで、線量が６０ｋＧｙとなるよう照射した。また、照射時の温度を、表１、表２に併せて示す。

５．フラットケーブル作製
得られたフラットケーブル用絶縁フィルム２枚を接着剤層が向かい合うように配置し、互いの接着剤層間に０．０３５ｍｍ厚、０．８ｍｍ幅のスズメッキ軟銅箔を平行に１０本並べて挟持し、１３０℃の熱ロールを用いてラミネートし、フラットケーブルを作製した。

６．耐熱性、密着性の評価
得られたフラットケーブルを２つ折りにして、１４０℃恒温槽に２４時間放置し、折り曲げ部分の絶縁フィルム同士の剥がれ等異常の有無につき、目視にて評価した。ここで、異常がない場合には○で示し、そうでない場合には×で示した。結果を表１、表２に示す。

表１及び表２の結果より明らかなように、本発明のフラットケーブル用絶縁フィルムより得られたフラットケーブル（すなわち本発明のフラットケーブル）は、優れた耐熱性、密着性を示すのに対し、本発明の範囲外である比較例、すなわち、不飽和化合物を用いない比較例１、不飽和ポリエステル樹脂を用いない比較例２、及び高エネルギー線の照射時の温度が、熱可塑性樹脂のガラス転移点温度以下である比較例３では、低い耐熱性、密着性しか得られない。

本発明のフラットケーブル用絶縁フィルムの構造模式図。 本発明のフラットケーブルの構造模式図。

符号の説明

１．絶縁性樹脂基材
２．架橋層
３．接着剤層
４．導体

Claims (6)

1. 絶縁性樹脂基材、架橋層及び接着剤層の順で積層されてなるフラットケーブル用絶縁フィルムであって、前記架橋層は、不飽和基を有する化合物及び不飽和基を有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物に、高エネルギー線を前記熱可塑性樹脂のガラス転移点温度以上の温度で照射して得られた層であり、また、前記接着剤層は、難燃剤を含む熱可塑性樹脂組成物からなることを特徴とするフラットケーブル用絶縁フィルム。
2. 絶縁性樹脂基材が、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂及びポリフェニレンサルファイド系樹脂から選ばれる樹脂よりなることを特徴とする請求項１に記載のフラットケーブル用絶縁フィルム。
3. 架橋層を構成する樹脂組成物が、ポリエステル系樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂１００重量部に対し、不飽和基を分子内に２個以上を有する化合物１〜３０重量部の重量比の混合物を主成分とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフラットケーブル用絶縁フィルム。
4. 不飽和基を有する化合物の不飽和基が、アクリル基、メタクリル基、ビニル基又はビニルエーテル基であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のフラットケーブル用絶縁フィルム。
5. 架橋層のポリエステル系樹脂が、不飽和ポリエステル系樹脂と飽和ポリエステル系樹脂との混合物からなり、不飽和ポリエステル系樹脂が１０重量％以上含まれることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のフラットケーブル用絶縁フィルム。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のフラットケーブル用絶縁フィルムを用いたことを特徴とするフラットケーブル。
   

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