JP2008117609A - フレキシブルフラットケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】結合ハロゲン原子やハロゲン系難燃剤を含まない絶縁被覆材料を用いて、ＵＬ規格を満足する高度の難燃性を示し、可撓性、機械物性、耐熱性、耐熱老化性、耐加熱変形性、低温特性、電気絶縁性などに優れたフレキシブルフラットケーブルを提供すること。
【解決手段】並列に配置した複数本の平角導体を絶縁被覆材料により一括で絶縁被覆成形してなるフレキシブルフラットケーブルにおいて、該絶縁被覆材料が、ＪＩＳ Ｋ ７３１１に従って測定したＪＩＳ硬度がＡ９７以下の熱可塑性ポリウレタンエラストマーと酢酸ビニル単位の含有量が５０〜９０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体とを、重量比で４０：６０〜９０：１０の割合で含有する樹脂成分１００重量部に対して、金属水酸化物を４０〜２５０重量部の割合で含有させた難燃性樹脂組成物であるフレキシブルフラットケーブル。
【選択図】図１

Description

本発明は、並列に配置した複数本の平角導体を絶縁被覆材料により一括で絶縁被覆成形してなるフレキシブルフラットケーブルに関し、さらに詳しくは、ハロゲン系難燃剤を含有しない絶縁被覆材料を用いた、高度の難燃性を発揮し、機械物性、耐熱性、耐熱老化性、耐加熱変形性、低温特性（低温での可撓性）、電気絶縁性に優れたフレキシブルフラットケーブルに関する。

絶縁電線やシールド電線、絶縁ケーブルなどの各種絶縁被覆電線は、導体が絶縁被覆材料により絶縁被覆されている。絶縁被覆電線には、絶縁性に加えて、一般に、難燃性が要求されている。そのため、電子機器の機内配線に使用する絶縁被覆電線の絶縁被覆材料として、例えば、軟質ポリ塩化ビニル樹脂、難燃剤を配合したポリオレフィン樹脂組成物などが用いられている。

軟質ポリ塩化ビニル樹脂は、結合塩素原子を含有し、しかも多量の可塑剤を含有している。ポリオレフィン樹脂組成物に配合される難燃剤は、分子中に臭素原子や塩素原子を含むハロゲン系難燃剤が用いられている。ハロゲン系難燃剤の中でも、分子中に臭素原子を含む臭素系難燃剤は、難燃化効果が高く、一般に、酸化アンチモンとの併用による相乗効果を利用して難燃化を行っている。臭素系難燃剤は、りん化合物との併用による難燃化効果も高い。

しかし、軟質ポリ塩化ビニル樹脂やハロゲン系難燃剤を含有するポリオレフィン樹脂組成物などの絶縁被覆材料により絶縁被覆された電線を焼却処理すると、ポリ塩化ビニル樹脂またはハロゲン系難燃剤から腐食性ガスやダイオキシン類が発生するおそれがある。さらに、可塑剤やりん化合物を含む電線を廃棄場に集積している間にそれらが溶出して環境を汚染するおそれがある。

近年、環境負荷の低減に対する要求の高まりに応えるため、ポリ塩化ビニル樹脂やハロゲン系難燃剤を含有しないハロゲンフリー電線が開発されている。
他方、電子機器の機内配線に使用する絶縁電線や絶縁ケーブルなどの電線には、一般に、ＵＬ（Underwriters Laboratories inc.）規格に適合する諸特性を有することが求められている。ＵＬ規格には、製品が満たすべき難燃性、加熱変形性、低温特性、被覆材料の初期と熱老化後の引張特性などの諸特性について詳細に規定されている。これらの諸特性の中でも、難燃性については、ＶＷ−１試験と称される垂直燃焼試験に合格する必要があり、ＵＬ規格の中でも、この垂直燃焼試験が最も厳しい要求項目の１つとなっている。

ハロゲンフリー電線の絶縁被覆材料としては、例えば、ポリオレフィン樹脂に水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物（「金属水和物」ともいう）を配合した難燃性樹脂組成物が使用されている。しかし、金属水酸化物の難燃化効果は、ハロゲン系難燃剤に比べて低いため、ＵＬ規格の垂直燃焼試験に合格するには、ポリオレフィン樹脂中に多量の金属水酸化物を配合する必要がある。その結果、ポリオレフィン樹脂組成物の引張特性（引張強さ及び引張破断伸び）や耐加熱変形性などが著しく低下し、絶縁被覆材料として不適当なものとなる。

ポリオレフィン樹脂に金属水酸化物を配合したポリオレフィン樹脂樹脂組成物からなる絶縁被覆に、加速電子線などの電離放射線を照射して架橋することにより、引張特性や耐加熱変形性を改良することができる。しかし、前記の如きハロゲンフリーの難燃性樹脂組成物は、ポリ塩化ビニル樹脂に比べると高価であることに加えて、電離放射線の照射に高価な照射装置を必要とするため、製造コストがさらに嵩むという欠点があった。そこで、架橋処理を行わなくても、ＵＬ規格の垂直燃焼試験を満足するハロゲンフリー電線の開発が望まれている。

従来、ハロゲンフリーの難燃性樹脂組成物として、エチレン共重合体とポリエステルエラストマーとを含む樹脂成分に、多量の金属水和物を配合した伝送線被覆用樹脂組成物（特許文献１）が提案されている。エチレン共重合体としては、酢酸ビニル含有量が２５〜８５質量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体が用いられている。しかし、特許文献１に開示されているポリエステルエラストマーを含有する難燃性樹脂組成物は、難燃性や絶縁抵抗が必ずしも十分ではなく、特に、ＵＬ規格の垂直燃焼試験での合格率が高くない。

エチレン共重合体とポリエステル型及び／またはポリエーテル型セグメントを有する熱可塑性樹脂とを含む樹脂成分に、有機パーオキサイド、及びシランカップリング剤で処理した金属水和物を溶融混練してなる難燃性樹脂組成物（特許文献２）が提案されている。特許文献２には、ポリエステル型及び／またはポリエーテル型セグメントを有する熱可塑性樹脂として、例えば、熱可塑性ポリエステルエラストマー、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、及び熱可塑性ポリアミドエラストマーが挙げられている。

しかしながら、特許文献２の実施例で用いられている熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ディーアイシーバイエルポリマー株式会社製、商品名「Ｔ−８１８０Ｎ」）と酢酸ビニル含有量が４１重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体（三井・デュポン株式会社製、商品名「エバフレックスＥＶ４０ＬＸ」）とを含有する樹脂成分に金属水和物を溶融混練した樹脂組成物を用いたのでは、難燃性、機械物性、耐熱性、耐熱老化性、耐加熱変形性などが高度にバランスした絶縁被覆を形成することが困難であり、特に、ＵＬ規格の垂直燃焼試験に合格する高度の難燃性を示す絶縁被覆電線を得ることは極めて困難である。

フラットケーブルにおいても、前記と同様の事情があり、改善が求められている。フラットケーブルの中でも、並列に配置した複数本の平角導体を絶縁被覆材料により一括して絶縁被覆成形してなるフラットケーブルは、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）と呼ばれる帯状のケーブルであり、電子機器等における可動部分や狭い場所での使用に適している。

フレキシブルフラットケーブルの絶縁被覆材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂が用いられている（特許文献３）。塩化ビニル樹脂は、結合塩素原子を含む上、軟質化のために多量の軟化剤を含有させる必要がある。実際、特許文献３には、塩化ビニル樹脂の軟質化のために、多量の可塑剤を含有させたことが記載されている。このような軟質ポリ塩化ビニル樹脂は、焼却すると腐食性ガスやダイオキシン類が発生する危険があることに加えて、廃棄後に可塑剤が溶出するおそれがある。

特開２００４−１０８４０号公報 特開２００４−５１９０３号公報 特開平１−２７６５１４号公報

本発明の課題は、並列に配置した複数本の平角導体を絶縁被覆材料により一括で絶縁被覆成形してなるフレキシブルフラットケーブルであって、結合ハロゲン原子やハロゲン系難燃剤を含まない絶縁被覆材料を用いて、ＵＬ規格を満足する高度の難燃性を示し、可撓性、機械物性、耐熱性、耐熱老化性、耐加熱変形性、低温特性、電気絶縁性などに優れたフレキシブルフラットケーブルを提供することにある。

本発明の他の課題は、前記諸特性を備えるとともに、所望の平角導体数を含む複数のフレキシブルフラットケーブルに容易に分割または分岐することができるフレキシブルフラットケーブルを提供することにある。

本発明のさらなる他の課題は、前記諸特性を備えるとともに、所望により、きれいに畳んだり、束ねたりすることが容易なフレキシブルフラットケーブルを提供することにある。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究した結果、硬度が特定の範囲内にある熱可塑性ポリウレタンエラストマーと、酢酸ビニル単位の含有量が特定の範囲内にあるエチレン−酢酸ビニル共重合体とを特定割合で含有する樹脂成分に対して、特定量の金属水酸化物を含有させることにより、電離放射線による架橋処理を行わなくても、ＵＬ規格の垂直燃焼試験ＶＷ−１に合格する高度の難燃性を示し、可撓性（柔軟性）、機械物性（引張強さ及び引張破断伸び）、耐熱性、耐熱老化性、耐加熱変形性、低温特性、電気絶縁性などに優れた絶縁被覆を形成することができる難燃性樹脂組成物の得られることを見出した。

特に、本発明の難燃性樹脂組成物をフレキシブルフラットケーブルの絶縁被覆材料として使用すると、ＵＬ規格の垂直燃焼試験ＶＷ−１に合格する高度の難燃性を示し、可撓性、機械物性、耐熱性、耐熱老化性、耐加熱変形性、低温特性、電気絶縁性などに優れた絶縁被覆を有するフレキシブルフラットケーブルを得ることができる。

このような平角導体を用いたフレキシブルフラットケーブルは、所望により、きれいに畳んだり、束ねたりすることが容易であり、特に電子機器内部での多方分岐配線材として使用することができる。本発明のフレキシブルフラットケーブルは、隣接する平角導体の中間位置において、長手方向に沿って絶縁被覆の両表面に切れ込みを設けた構造にすることにより、所望の平角導体数を含む複数のフレキシブルフラットケーブルに容易に分割または分岐させることができる。切れ込みがあると、フレキシブルフラットケーブルを畳んだり束ねたりすることが一層容易である。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。

本発明によれば、並列に配置した複数本の平角導体を絶縁被覆材料により一括で絶縁被覆成形してなるフレキシブルフラットケーブルにおいて、該絶縁被覆材料が、ＪＩＳ Ｋ ７３１１に従って測定したＪＩＳ硬度がＡ９７以下の熱可塑性ポリウレタンエラストマー（Ａ）と酢酸ビニル単位の含有量が５０〜９０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体（Ｂ）とを、重量比（Ａ：Ｂ）で４０：６０〜９０：１０の割合で含有する樹脂成分１００重量部に対して、金属水酸化物（Ｃ）を４０〜２５０重量部の割合で含有させた難燃性樹脂組成物であることを特徴とするフレキシブルフラットケーブルが提供される。

本発明によれば、電離放射線による架橋処理を行わなくても、ＵＬ規格の垂直燃焼試験ＶＷ−１に合格する高度の難燃性を示し、可撓性、機械物性、耐熱性、耐熱老化性、耐加熱変形性、低温特性、電気絶縁性などに優れた絶縁被覆（以下、「絶縁被覆層」または単に「被覆層」ということがある）を形成したフレキシブルフラットケーブルを提供することができる。

本発明のフレキシブルフラットケーブルは、隣接する平角導体の中間位置において、長手方向に沿って絶縁被覆の両表面に切れ込みを設けた構造にすることにより、所望の平角導体数を含む複数のフレキシブルフラットケーブルに容易に分割または分岐させることができる。

フレキシブルフラットケーブルは、その帯状の形状のため、電子機器内での空気の循環を阻害することがあり、畳んだり、束ねたりすることが好ましい場合がある。本発明によれば、フレキシブルフラットケーブルを、きれいに畳んだり、束ねたりするだけでなく、切れ込み構造を設けることにより多方分岐配線材としても使用することができる。

１．フレキシブルフラットケーブルの概要
本発明のフレキシブルフラットケーブルは、例えば、図１に示す断面構造を有している。具体的に、本発明のフレキシブルフラットケーブル１０は、複数本の平角導体（平板型の導体）１１，１１，１１・・・を並列に配置し、各平角導体の周囲及び各平角導体間を絶縁被覆材料により一括で絶縁被覆成形して、絶縁被覆１２を設けた帯状のケーブルである。該フレキシブルフラットケーブルの好ましい構造については、後で詳細に説明する。

２．絶縁被覆材料
本発明の最大の特徴は、絶縁被覆１２を形成する絶縁被覆材料にある。本発明で使用する絶縁被覆材料は、ＪＩＳ Ｋ ７３１１に従って測定したＪＩＳ硬度がＡ９７以下の熱可塑性ポリウレタンエラストマー（Ａ）と酢酸ビニル単位の含有量が５０〜９０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体（Ｂ）とを、重量比（Ａ：Ｂ）で４０：６０〜９０：１０の割合で含有する樹脂成分１００重量部に対して、金属水酸化物（Ｃ）を４０〜２５０重量部の割合で含有させた難燃性樹脂組成物である。

熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）は、分子中に弾性を持つゴム成分（ソフトセグメント）と、塑性変形を防止する分子拘束成分（ハードセグメント）との両成分を持つポリマーである。

本発明で使用する熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）は、高分子量ジオール（長鎖ジオール）、ジイソシアネート、及び低分子量ジオール（短鎖ジオール）の三成分の分子間反応によって生成する、分子中にウレタン基（−ＮＨ−ＣＯＯ−）を持つポリマーである。長鎖ジオールと短鎖ジオールは、ジイソシアネートと付加反応して線状ポリウレタンを生成する。これらの中で、長鎖ジオールは、エラストマーの柔軟な部分（ソフトセグメント）を形成し、ジイソシアネートと短鎖ジオールは、硬い部分（ハードセグメント）を形成する。熱可塑性ポリウレタンエラストマーの基本特性は、主として長鎖ジオールの種類で決定されるが、硬さは、ハードセグメントの割合で調整される。

長鎖ジオールとしては、例えば、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリ（ブチレンアジペート）ジオール（ＰＢＡ）、ポリ−ε−カプロラクトンジオール（ＰＣＬ）、ポリ（ヘキサメチレンカーボネート）ジオール（ＰＨＣ）、ポリ（エチレン／１，４−アジテート）ジオール、ポリ（１，６−へキシレン／ネオペンチレンアジペート）ジオールなどが挙げられる。熱可塑性ポリウレタンエラストマーの種類は、長鎖ジオールの種類によって、例えば、カプロラクトン型、アジペート型、ＰＴＭＧ型、ポリカーボネート（ＰＣ）型などに分けられる。

ジイソシアネートとしては、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４′−ジシクロへキシルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。短鎖ジオールとしては、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ビス（２−ヒドロシキエトキシ）ベンゼンなどが挙げられる。

本発明で使用する熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、ＪＩＳ Ｋ ７３１１（ポリウレタン系熱可塑性エラストマーの試験方法）に従って、タイプＡデュロメータを用いて測定した硬度（単位＝ＪＩＳ；「ＪＩＳ Ａ硬度」ともいう）がＡ９７以下である。熱可塑性ポリウレタンエラストマーのＪＩＳ硬度がＡ９８以上であると、難燃性樹脂組成物からなる絶縁被覆の引張破断伸びが著しく低くなり、絶縁被覆の可撓性が損なわれる。本発明で使用する熱可塑性ポリウレタンエラストマーのＪＩＳ硬度は、好ましくはＡ５０からＡ９６、より好ましくはＡ６０からＡ９５、特に好ましくはＡ７０からＡ９３である。熱可塑性ポリウレタンエラストマーのＪＩＳ硬度が上記範囲内にあることによって、難燃性樹脂組成物からなる絶縁被覆の機械物性、耐熱性、耐熱老化性、耐加熱変形性、低温特性など諸特性を高度にバランスさせることができるので好ましい。

本発明で使用する熱可塑性ポリウレタンエラストマーの分子量の指標となるメルトフローレート（以下、「ＭＦＲ」と略記；ＪＩＳ Ｋ ７２１０に従って、温度２１０℃、荷重５０００ｇで測定）は、押出加工性や機械物性などの観点から、好ましくは０．１〜１００ｇ／１０分、より好ましくは０．５〜５０ｇ／１０分である。

本発明で使用するエチレン−酢酸ビニル共重合体は、酢酸ビニル単位の含有量（単に、酢酸ビニル含有量ということがある）が５０〜９０重量％のエチレンと酢酸ビニルとの共重合体である。エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル単位の含有量が低すぎると、難燃性、機械物性、耐熱性、耐熱老化性、耐加熱変形性などに優れた樹脂組成物を得ることが困難であり、特に、垂直燃焼試験ＶＷ−１に合格する高度の難燃性を示す絶縁被覆を形成することができない。酢酸ビニル単位の含有量は、好ましくは５５〜８５重量％、より好ましくは６０〜８３重量％である。本発明で使用するエチレン−酢酸ビニル共重合体は、酢酸ビニル単位の含有量が上記範囲内にあることによって、難燃性や引張特性などの諸特性に優れた難燃性樹脂組成物からなる絶縁被覆を形成することができる。

本発明で使用するエチレン−酢酸ビニル共重合体の分子量の指標となるＭＦＲ（ＪＩＳ Ｋ ７２１０に従って、温度１９０℃、試験荷重２１６０ｇで測定）は、押出加工性や機械物性などの観点から、好ましくは０．１〜１００ｇ／１０分、より好ましくは０．５〜５０ｇ／１０分である。

本発明では、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（Ａ成分）及びエチレン−酢酸ビニル共重合体（Ｂ成分）とを、両者の重量比（Ａ：Ｂ）で４０：６０〜９０：１０の範囲内で含有する樹脂成分を使用する。樹脂成分中の熱可塑性ポリウレタンエラストマーの重量比率が低すぎると、難燃性が低下し、ＵＬ規格の垂直燃焼試験ＶＷ−１に合格することができない。樹脂成分中の熱可塑性ポリウレタンエラストマーの重量比率が高すぎても、難燃性が低下し、ＵＬ規格の垂直燃焼試験ＶＷ−１に合格することができない。エチレン−酢酸ビニル共重合体の重量比が低すぎると、難燃性が低下し、高すぎると、難燃性が低下したり、あるいは引張破断伸びが低下したりし易くなる。熱可塑性ポリウレタンエラストマー（Ａ成分）とエチレン−酢酸ビニル共重合体（Ｂ成分）との重量比（Ａ：Ｂ）は、好ましくは４５：５５〜８５：１５、より好ましくは５０：５０〜８０：２０である。

金属水酸化物としては、例えば、水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムを挙げることができる。これらの中でも、水酸化マグネシウムは、難燃性に優れる点で好ましい。水酸化マグネシウムは、合成品だけでなく、ブルーサイト鉱を原料とする天然産出の水酸化マグネシウム（天然水酸化マグネシウム）を用いても、難燃性、引張物性、加熱変形性、低温特性等のＵＬ規格のスペックを満足する絶縁被覆を形成することができるため、製造コストの低減に有利である。

水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物は、樹脂成分に対する分散性の観点から、平均粒径（レーザー回折／散乱法によるメディアン径）が好ましくは０．３〜７μｍ、より好ましくは０．５〜５μｍで、ＢＥＴ比表面積が好ましくは２〜２０ｍ^２／ｇ、より好ましくは３〜１５ｍ^２／ｇの範囲内にあるものを選択することが望ましい。

金属水酸化物は、表面処理を施していないグレードを使用することができるが、分散性の観点から、ステアリン酸やオレイン酸などの脂肪酸、リン酸エステル、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤などの表面処理剤で表面処理したグレードを用いることが好ましい。

金属水酸化物の配合割合は、樹脂成分１００重量部に対して、４０〜２５０重量部、好ましくは５０〜２４０重量部、より好ましくは８０〜２００重量部である。金属水酸化物の配合割合が低すぎると、難燃性が不十分となり、高すぎると、難燃性樹脂組成物の溶融トルクが高くなるため、押出成形性の点で好ましくなく、引張破断伸びも低下する。

本発明で使用する難燃性樹脂組成物には、所望により、三酸化アンチモン、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、炭酸亜鉛、塩基性炭酸マグネシウムなどの無機系難燃剤または難燃助剤；メラミンシアヌレート等の窒素系難燃剤；縮合型リン酸エステルのようなリン系難燃剤；などを添加することが可能である。

本発明で使用する難燃性樹脂組成物には、所望により、滑剤、酸化防止剤、加工安定剤、加水分解抑制剤、重金属不活性化剤、着色剤、充填剤、補強材、発泡剤などの既知の配合薬品を必要に応じて添加することができる。

本発明で使用する難燃性樹脂組成物は、樹脂成分、金属水酸化物、及び必要に応じて添加される他の成分を、オープンロール、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、単軸または多軸混合機などの既知の溶融混合機を用いて混合することにより調製することができる。該難燃性樹脂組成物は、ペレットの形態に形成することができる。

本発明で使用する難燃性樹脂組成物は、フレキシブルフラットケーブルの絶縁被覆に用いられるが、その際、架橋処理をしなくても、引張特性や難燃性などの諸特性に優れた絶縁被覆を形成することができる。

他方、該難燃性樹脂組成物を用いて形成した絶縁被覆を架橋することが望ましい場合には、架橋処理を施してもよい。具体的には、該難燃性樹脂組成物を用いて、フレキシブルフラットケーブルの絶縁被覆を形成し、加速電子線やγ線などの電離放射線を照射すれば、該絶縁被覆を架橋させることができる。該難燃性樹脂組成物に有機過酸化物を含有させると、加熱により、絶縁被覆を架橋することができる。架橋処理に際し、難燃性樹脂組成物中に予め多官能モノマーを添加することもできる。架橋処理を施すことによって、引張特性や耐熱性などの特性を向上させることもできる。

本発明の難燃性樹脂組成物から形成された絶縁被覆を有するフレキシブルフラットケーブルは、ＵＬ規格に適合するものであって、特に、垂直燃焼試験ＶＷ−１に合格するだけの高度の難燃性を有している。この絶縁被覆は、初期の引張強さ及び引張破断伸びに優れるだけではなく、熱老化後の引張特性も良好である。引張試験機を用いて、引張速度５０ｍｍ／分、標線間距離２５ｍｍ、温度２３℃で測定したとき、引張強さが８．２ＭＰａ以上、多くの場合１０．０〜２０．０ＭＰａであり、引張破断伸びが１００％以上、多くの場合１０５〜２３０％である引っ張り特性を有する絶縁被覆を得ることが可能である。該絶縁被覆は、１１３℃のギアオーブン中に１６８時間放置する熱老化試験後の引張強さ残率が７５％以上、好ましくは８０％以上、かつ、引張破断伸び残率７５％以上、好ましくは８０％以上を達成することができる。

本発明の難燃性樹脂組成物から形成された絶縁被覆を有するフレキシブルフラットケーブルは、個々に分割した試料（１個の平角導体を含む試料）を１００℃のギアオーブンにセットし、６０分間予熱した後、該試料上部から荷重２５０ｇの外径９．５ｍｍの円盤状治具で６０分間押さえ、その変形残率を測定したとき、５０％以上、好ましくは５５％以上、より好ましくは６０％以上の加熱変形残率を示すことができる。

本発明の難燃性樹脂組成物から形成された絶縁被覆を備えたフレキシブルフラットケーブルは、低温特性に優れており、個々に分割した試料（１個の平角導体を含む試料）を−１０℃の低温槽に４時間放置した後、該試料の外径の２倍の径の金属棒に−１０℃でＵ字曲げしたとき、絶縁被覆にひび割れ（クラック）が発生しない。

これらの諸特性の測定法の詳細は、実施例で述べるが、その多くは、ＵＬ規格に従ったものである。つまり、本願発明の難燃性樹脂組成物で絶縁被覆した電線は、ＵＬ規格の安全規格を満たす機器内配線用電線として好適であり、火災防止などの安全性を確保しながら、環境に易しいという特徴を有している。

３．フレキシブルフラットケーブルの詳細
本発明のフレキシブルフラットケーブルで使用する平角導体の材質は、平板型の線状導体であればよく、特に限定されないが、平板型の錫めっき銅線が代表的なものである。

本発明で使用する平角導体の形状は、その幅Ｗが通常０．１〜１．６ｍｍであり、かつ、その厚みＴが通常０．０３〜０．１５ｍｍである。平角導体の形状は、その厚みＴよりもその幅Ｗが大きく（すなわち、Ｗ＞Ｔ）、その厚みＴに対するその幅Ｗの比Ｗ／Ｔが通常６〜４５であり、多くの場合６〜１６である。

導体サイズの具体例（Ｗ×Ｔ；単位ｍｍ）としては、例えば、０．５×０．０５（Ｗ／Ｔ＝１０）、０．６×０．１（Ｗ／Ｔ＝６）、０．７×０．０３２（Ｗ／Ｔ＝２２）、０．７×０．１（Ｗ／Ｔ＝７）、０．７×０．０５（Ｗ／Ｔ＝１２）、０．７×０．０３５（Ｗ／Ｔ＝２０）、０．８×０．１（Ｗ／Ｔ＝１０）、０．８×０．０５（Ｗ／Ｔ＝１３）、１．２×０．１５（Ｗ／Ｔ＝８）、１．４×０．０３２（Ｗ／Ｔ＝４４）などが挙げられるが、これらに限定されない。

平角導体の断面積は、ＡＷＧ＃２０からＡＷＧ＃３５（０．１５ｍｍ^２から０．５２ｍｍ^２）であることが好ましい。

１つのフレキシブルフラットケーブルで使用する複数本の平角導体は、その幅や厚みなどを含む断面形状が同じであることが好ましいが、必要に応じて、断面形状が異なる複数の平角導体を組み合わせて使用することができる。導体ピッチについても、等間隔であることが好ましいが、必要に応じて、部分的に他とは異なる導体ピッチで一部の平角導体を配置してもよい。例えば、フレキシブルフラットケーブルの一部の平角導体の断面形状及び／または導体ピッチを他のものと異ならせることにより、許容電流値や導体抵抗が異なる部分を設けてもよい。後述するように、フレキシブルフラットケーブルを任意の途中幅で切り裂いて分割または分岐させる場合、平角導体の断面形状及び／または導体ピッチが互いに異なる部分を設けると、分割または分岐したフレキシブルフラットケーブルをそれぞれの用途に応じて適用することも可能となる。

本発明のフレキシブルフラットケーブルは、図１に示すように、複数本の平角導体（平板型の導体）１１を並列に配置し、各平角導体の周囲及び各平角導体間を絶縁被覆材料により一体的に絶縁被覆成形して、絶縁被覆１２を設けた帯状のケーブル１０である。図１では、平角導体の本数が４本の場合を示したが、一般に、１つのフレキシブルフラットケーブルにおける平角導体の本数は、全幅の広さ、平角導体の形状、導体ピッチの大きさなどによっても異なるが、小ピッチでの配列では、通常７〜１００本であり、大ピッチでの配列では、通常４〜５０本であるが、これらに限定されない。平角導体の幅の中心部同士の間隔を導体ピッチという。導体ピッチは、所望に応じて適宜設定することができるが、多くの場合、０．５ｍｍから２．５４ｍｍ程度である。

図１に示すフレキシブルフラットケーブル１０の断面形状は、ほぼ矩形（細長い長方形）である。フレキシブルフラットケーブルは、中心点ＰＯに関して対称な形状であるとともに、隣接する２本の平角導体１１，１１の中間位置において、長手方向に沿って絶縁被覆１２の両表面に切れ込み１３を設けることが好ましい。同時に、２箇所のマージン部１４の合計４隅には、角部切れ込み１５を設けることが好ましい。

切れ込み１３の形状は、Ｖ字形状、円弧形状、Ｕ字形状などが代表的なものである。この場合、幅または幅及び厚みの等しい平角導体を等間隔（同じ導体ピッチ）で配置することが好ましい。マージン部の幅は、各平角導体間の間隔の１／２とすることが好ましい。マージン部とは、フレキシブルフラットケーブルの長手方向の端部と、それに隣接する平角導体の端部との間の意味することとする。

この切れ込み１３を利用して、フレキシブルフラットケーブルを任意の途中幅で切り裂いて分割または分岐させることができる。マージン部１４の４隅の角部切れ込み１５の形状は、絶縁被覆１２に設けた切れ込み１３でフレキシブルフラットケーブルを分割または分岐させたときに現れる形状となるようにすることが好ましい。例えば、絶縁被覆１２に設けた切れ込み１３がＶ字形状の場合、フレキシブルフラットケーブルを該Ｖ字形状の切れ込み１３で切り裂いて分割または分岐させれば、ほぼ斜め直線状の角部切れ込み形状が現れることになる。この場合、マージン部１４の４隅の角部切れ込み１５の形状も、予め同じ斜め直線状となるようにすることが好ましい。絶縁被覆１２に設けた切れ込み１３が円弧形状の場合は、この円弧形状の切れ込み１３で切り裂いて分割または分岐させれば、ほぼ半円の１／２の断面形状の角部切れ込み形状が現れることになる。この場合には、マージン部１４の４隅の角部切れ込み１５の形状も、予め同じ半円の１／２の断面形状となるようにすることが好ましい。切れ込み１３が他の形状の場合についても、上記と同様に対応する。

難燃性樹脂組成物によって絶縁被覆されたフレキシブルフラットケーブルは、複数本の平角導体を所定の張力とピッチで押出機のダイスに送り出し、そこにダイスから難燃性樹脂組成物を溶融押出して被覆することにより製造することができる。フレキシブルフラットケーブルは、それを適用する部位によって、平角導体の本数が異なる場合が多い。平角導体の本数に合わせてダイスを取り替えるのは、費用と手間が掛かる。多数の平角導体を有するフラットケーブルを作製し、それぞれの仕様に対応して、所望の本数の平角導体を有するフレキシブルフラットケーブルに分割することができれば、上記問題を緩和することができる。フレキシブルフラットケーブルを途中で分岐させる必要がある場合も同様である。

しかし、従来のフレキシブルフラットケーブルは、その左右両端部に設けられたマージンの幅が各平角導体間の間隔の半分の幅よりも長いため、フレキシブルフラットケーブルを途中幅で切り裂いて、それぞれ所望の本数の平角導体を有する複数のフレキシブルフラットケーブルに分割すると、分割した各フレキシブルフラットケーブルにおけるマージン幅が異なることになる。このため、端部にコネクタを取り付ける際に、平角導体の位置がずれるので、位置調整を行わなければならないか、取り付けが不能となる場合があった。

これに対して、前記の如くマージン１４の幅、切れ込み１３の形状、及び切れ込み１５の形状を調整すれば、前記問題を解消することができる。すなわち、分割または分岐したフレキシブルフラットケーブルは、常に一定のマージンを有することになる。このため、平角導体の位置が一定しているので、位置調整を行うことなく、コネクタを容易に取り付けることができる。分割または分岐後に複数種の所望の本数の平角導体を有するフレキシブルフラットケーブルを１回の押出工程により、同じダイスを用いて製造することができる。

以下、本発明のフレキシブルフラットケーブルのより好ましい形状について説明する。

本発明の好ましいフレキシブルフラットケーブルの形状は、図２に斜視図を示すように、並列に配置した複数本の平角導体を絶縁被覆材料により一体的に絶縁被覆成形してなるフレキシブルフラットケーブル１０であって、隣接する２本の平角導体１１，１１の中間位置において、長手方向に沿って絶縁被覆の両表面に切れ込み１３が設けられている。マージン部１４，１４の幅は、各平角導体間１１，１１の間隔の１／２とする。各平角導体は、幅または幅及び厚みが等しいものとする。

そこで、平角導体の本数をｎ；フレキシブルフラットケーブルの全幅をＷ；平角導体の配列ピッチ（導体ピッチ）をＰ；フレキシブルフラットケーブルのマージン部１４，１４の幅をＭ；平角導体の幅をＣ；各平角導体間の間隔をＧ；とすると、本発明のフレキシブルフラットケーブルは、以下の関係式を満足するものであることがより好ましい。

（１）Ｗ＝Ｐ×ｎ
（２）Ｐ＝Ｃ＋２×Ｍ
（３）Ｇ＝２×Ｍ
マージン部１４，１４の角部切れ込み１５は、前述のとおり、フレキシブルフラットケーブルを切れ込み１３で切り裂いて分割または分岐させたときに現れる形状と一致させる。

図２に示すフレキシブルフラットケーブルは、任意の箇所の途中幅で切り裂いて分割または分岐させることができる。分割または分岐したフレキシブルフラットケーブルは、マージンの幅及び形状が同じになり、コネクタへの取り付けが容易である。

本発明のフレキシブルフラットケーブルは、上流側から下流側に向けて順に、１）平角導体を供給する供給リール群；２）供給された平角導体を所定のピッチで並べる集線機；３）絶縁被覆材料を溶融押出して絶縁被覆を形成し、複数本の平角導体を内部に含むフレキシブルフラットケーブルを形成する押出機；を備えた製造装置を用いて製造することができる。本発明では、絶縁被覆材料として、前記の難燃性樹脂組成物を使用する。

押出機の下流側には、巻取りドラムを配置するが、その前に、押出機を出たフレキシブルフラットケーブルを任意の途中幅で分割するための切り取り機を配置し、２以上に分割したフレキシブルフラットケーブルのそれぞれを巻き取るための巻取り機を配置する。ダイスの中空形状は、前述のマージン部の角部切れ込み１５、及び絶縁被覆の切れ込み１３に対応する断面形状とすることが好ましい。ダイスの断面形状を調整することが困難な場合などは、ダイスの下流側に、マージン部の角部切れ込み１５、及び絶縁被覆の切れ込み１３を形成するための治具を配置してもよい。

本発明のフレキシブルフラットケーブルは、液晶テレビの配線など狭いスペースでの配線や、可動部のある電子機器の配線などに適している。本発明のフレキシブルフラットケーブルは、絶縁被覆に設けた切れ込みを利用して分割または分岐させることができるほか、きれいに折り畳んだり、束ねたりすることも容易である。

以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。各物性及び特性の評価方法は、次のとおりである。

（１）難燃性の評価
ＵＬ規格１５８１に従い、垂直燃焼試験ＶＷ−１に５点の試料を提供し、５点とも合格した場合に「合格」と判定した。その判定基準は、各試料に１５秒着火を５回繰り返した場合に、６０秒以内に消火し、下部に敷いた脱脂綿が燃焼落下物によって類焼せず、試料の上部に取り付けたクラフト紙が燃えたり、焦げたりしないものを合格とした。５点の試料とも合格したものについては、各試験における最長延焼時間の平均値（５点の平均値）を記載した。

（２）引張特性の評価
試料の絶縁被覆層について引張試験（引張速度＝５０ｍｍ／分、標線間距離＝２５ｍｍ、温度＝２３℃）を行い、引張強さと引張破断伸びを各３点の試料で測定し、それらの平均値を求めた。ＵＬ規格に従い、引張強さが８．２ＭＰａ以上かつ引張破断伸び１００％以上のものを「合格」と判定した。

（３）耐熱老化性の評価
耐熱性の評価は、試料の絶縁被覆層を１１３℃のギアオーブン中に１６８時間放置して熱老化させた後、上記と同じ条件で引張試験を実施することにより行った。ＵＬ規格に従い、伸び残率〔＝１００×（熱老化後の伸び／熱老化前の伸び）〕が７５％以上、かつ、引張強さ残率〔＝１００×（熱老化後の引張強さ／熱老化前の引張強さ）〕が７５％以上を有するものを「合格」と判定した。

（４）耐加熱変形性の評価
試料を１００℃のギアオーブン中にセットし、６０分間予熱後、試料上部から荷重２５０ｇ、外径９．５ｍｍの円盤状治具で試料を６０分間押さえ、絶縁体の変形残率〔＝１００×（試験後の厚み／試験前の厚み）〕が５０％以上のものを「合格」と判定した。

（５）低温特性の評価
試料を−１０℃の低温槽に４時間放置し、その後、試料の外径の２倍の径の金属棒に−１０℃でＵ字曲げを行い、絶縁被覆層のひび割れ（クラック）の有無を目視で判定した。ひび割れのないものを低温特性が「合格」であると判定した。

［実施例１］
二軸混合機（４５ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝４２）を用いて、表１の実施例１に示す配合処方で各成分を溶融混合し、ストランド状に溶融押出し、次いで、溶融ストランドを冷却切断してペレットを作製した。表１に記載の樹脂組成物には、樹脂成分１００重量部に対して、滑剤としてオレイン酸アミド０．５重量部と、酸化防止剤としてペンタエリスリトール−テトラキス〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕１重量部とを配合した。

幅１．２ｍｍ、厚み０．１５ｍｍの平角導体（平板型の錫めっき銅線）８本を供給リール群から集線機に送り、導体ピッチ２．０ｍｍで並列に配置した。次いで、並列配置した８本の平角導体を溶融押出機のダイスに送り、表１の実施例１に示す樹脂組成物のペレットを溶融押出機から供給して絶縁被覆した。絶縁被覆の厚みは、０．２ｍｍであり、絶縁被覆の両面に設けた切れ込みの形状は、Ｖ字形状（深さ０．２ｍｍ）であり、マージン部の角部切れ込みの形状は、斜めの直線形状であり、マージン部の幅は、各平角導体間の間隔の１／２であった。

このようにして得られたフレキシブルフラットケーブルから８本の平角導体を含む試料を切り取って、垂直燃焼試験を行ったところ、垂直燃焼試験ＶＷ−１に合格し、５点の試料の最長燃焼時間の平均値は４２秒と難燃性に優れていた。結果を表１に示す。

［実施例２〜８］
実施例１において、難燃性樹脂組成物の配合処方を表１の実施例２〜８に示すものに変更したこと以外は、実施例１と同様にして各フレキシブルフラットケーブルを作製した。結果を表１に示す。

（脚注）
（１）アジペート型ＴＰＵ（ＪＩＳ硬度＝Ａ８０）：ソフトセグメントがアジペート型で、ＪＩＳ硬度がＡ８０の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、
（２）ＰＴＭＧ型ＴＰＵ（ＪＩＳ硬度＝Ａ８０）：ソフトセグメントがポリテトラメチレングリコール型で、ＪＩＳ硬度がＡ８０の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、
（３）ＰＣ型ＴＰＵ（ＪＩＳ硬度＝Ａ８０）：ソフトセグメントがポリカーボネート型で、ＪＩＳ硬度がＡ８０の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、
（４）ＰＴＭＧ型ＴＰＵ（ＪＩＳ硬度＝Ａ８５）：ソフトセグメントがポリテトラメチレングリコール型で、ＪＩＳ硬度がＡ８５の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、
（５）ＰＣ型ＴＰＵ（ＪＩＳ硬度＝Ａ８５）：ソフトセグメントがポリカーボネート型で、ＪＩＳ硬度がＡ８５の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、
（６）アジペート型ＴＰＵ（ＪＩＳ硬度＝Ａ８５）：ソフトセグメントがアジペート型で、ＪＩＳ硬度がＡ８５の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、
（７）アジペート型ＴＰＵ（ＪＩＳ硬度＝Ａ９７）：ソフトセグメントがアジペート型で、ＪＩＳ硬度がＡ９０の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、
（８）ＰＴＭＧ型ＴＰＵ（ＪＩＳ硬度＝Ａ９８）：ソフトセグメントがポリテトラメチレングリコール型で、ＪＩＳ硬度がＡ９８の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、
（９）ＥＶＡ−１：酢酸ビニル単位の含有量が９０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体〔ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄、１００℃）＝２８〕、
（１０）ＥＶＡ−２：酢酸ビニル単位の含有量が５０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体〔ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄、１００℃）＝２７〕、
（１１）ＥＶＡ−３：酢酸ビニル単位の含有量が４１重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＭＦＲ＝２ｇ／１０分）、
（１２）合成水酸化マグネシウム：平均粒径＝０．８μｍ、ＢＥＴ比表面積＝６ｍ²／ｇ、アミノシラン処理品、合成品、
（１３）天然水酸化マグネシウム：平均粒径＝３μｍ、アミノシラン処理品、天然品、
（１４）有機化酸化物：２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、
（１５）架橋助剤：トリエチレングリコールジメタクリレート。

＜考察＞
表１に示すように、ＰＴＭＧ型熱可塑性ポリウレタンエラストマー４０〜９０重量％及びエチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル単位の含有量＝５０〜９０重量％）１０〜６０重量％を含有する樹脂成分１００重量部に対して、平均粒径０．８μｍで、アミノシランカップリング剤で表面処理した合成水酸化マグネシウムを４０〜２５０重量部の割合で含有させた難燃性樹脂組成物で被覆したフレキシブルフラットケーブル（実施例１〜４）は、ＵＬ規格の垂直燃焼試験ＶＷ−１に合格する高度の難燃性を示し、絶縁被覆層（絶縁体）の引張強さが１０．０ＭＰａ以上かつ引張破断伸びが１００％以上であり、１１３℃×１６８時間老化後の引張強さの残率が７５％以上かつ引張破断伸びの残率が７５％以上を示し、加熱変形試験においても残率が５０％以上を示し、全ての特性において合格することがわかった。また、これらの絶縁電線は、低温特性試験においても、絶縁被覆にクラックが入ることなく、合格することがわかった。

前記のＰＴＭＧ型熱可塑性ポリウレタンエラストマーに代えて、アジペート型熱可塑性ポリウレタンエラストマーを用いた場合（実施例５及び６）やポリカーボネート型熱可塑性ポリウレタンエラストマーを用いた場合（実施例７）にも、ＵＬ規格の垂直燃焼試験ＶＷ−１を含む全ての特性において合格するフレキシブルフラットケーブルの得られることが分かる。

前記の合成水酸化マグネシウムに代えて、平均粒径が３μｍで、アミノシランカップリング剤で処理した天然水酸化マグネシウムを用いた場合（実施例８）にも、ＵＬ規格の垂直燃焼試験ＶＷ−１を含む全ての特性において合格するフレキシブルフラットケーブルの得られることが分かる。

［比較例１〜１０］
表２に示す配合処方を持つ樹脂組成物を用いたこと以外は、実施例１〜８と同様にして絶縁電線を作製した。ただし、比較例８では、有機化酸化物０．０４重量部と架橋助剤０．０８重量部を配合して熱架橋した絶縁被覆を有するフレキシブルフラットケーブルを作製した。結果を表２に示す。

（脚注）
表１の脚注と同じである。

＜考察＞
樹脂成分として、ＰＴＭＧ型熱可塑性ポリウレタンエラストマーを単独で用いた場合（比較例１）には、難燃性が不十分であった。樹脂成分として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル単位の含有量＝９０重量％）を単独で用いた場合（比較例２）には、耐加熱変形性が不合格であり、低温特性試験でも絶縁被覆にクラックが入り不合格であった。

樹脂成分中のエチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル単位の含有量＝９０重量％）の割合が７０重量％の樹脂組成物を用いた場合（比較例３）には、難燃性が不十分であった。

エチレン−酢酸ビニル共重合体として、酢酸ビニル単位の含有量が４１重量％のＥＶＡ−３を用いた場合（比較例４）には、難燃性が不十分であることに加えて、初期の引張強さが比較的低く、加熱変形残率がゼロであった。

水酸化マグネシウムの配合割合が低すぎる場合（比較例５）には、クラフト紙まで延焼し、垂直燃焼試験ＶＷ−１に不合格となった。水酸化マグネシウムの配合割合が高すぎる場合（比較例６）には、垂直燃焼試験ＶＷ−１には合格するものの、引張特性が十分ではないものであった。

熱可塑性ポリウレタンエラストマーとして、ＪＩＳ硬度が９８ＡのＰＴＭＧ型熱可塑性ポリウレタンエラストマーを用いた場合（比較例７）には、垂直燃焼試験ＶＷ−１には合格するものの、絶縁被覆層（絶縁体）の引張破断伸びが７０％と劣悪であった。そこで、その他の特性については測定を省略した。

エチレン−酢酸ビニル共重合体として、酢酸ビニル単位の含有量が４１重量％のＥＶＡ−３を用い、かつ、有機化酸化物と架橋助剤を配合して熱架橋した場合（比較例８）には、垂直燃焼試験ＶＷ−１に不合格であった。

樹脂成分中のアジペート型熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＪＩＳ硬度＝Ａ８５）の重量比率を３０重量％にし、水酸化マグネシウムの配合割合を１２０重とした場合（比較例９）には、絶縁被覆層（絶縁体）の引張破断伸びが１００％を下回り、機械物性に劣るものであった、そこで、他の諸特性の測定を省略した。

エチレン−酢酸ビニル共重合体として、酢酸ビニル単位の含有量が４１重量％のＥＶＡ−３を用い、かつ、樹脂成分中のポリカーボネート型熱可塑性ポリウレタンエラストマーの重量比率を７０重量％と高めた場合（比較例１０）には、垂直燃焼試験ＶＷ−１に不合格であった。そこで、他の諸特性の測定を省略した。

本発明のフレキシブルフラットケーブルは、電子機器などの機内配線に好適に利用することができる。

本発明のフレキシブルフラットケーブルの一例の断面略図である。 本発明のフレキシブルフラットケーブルの好ましい構造の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０ フレキシブルフラットケーブル
１１ 平角導体
１２ 絶縁被覆
１３ 切れ込み
１４ マージン部
１５ マージン部の角部切れ込み
ＰＯ 中心点
Ｍ マージン部の幅
Ｐ 導体ピッチ
Ｃ 平角導体の幅
Ｇ 各平角導体間の間隔
Ｗ フレキシブルフラットケーブルの全幅

Claims (2)

1. 並列に配置した複数本の平角導体を絶縁被覆材料により一括で絶縁被覆成形してなるフレキシブルフラットケーブルにおいて、該絶縁被覆材料が、ＪＩＳ Ｋ ７３１１に従って測定したＪＩＳ硬度がＡ９７以下の熱可塑性ポリウレタンエラストマー（Ａ）と酢酸ビニル単位の含有量が５０〜９０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体（Ｂ）とを、重量比（Ａ：Ｂ）で４０：６０〜９０：１０の割合で含有する樹脂成分１００重量部に対して、金属水酸化物（Ｃ）を４０〜２５０重量部の割合で含有させた難燃性樹脂組成物であることを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
2. 隣接する平角導体の中間位置において、長手方向に沿って絶縁被覆の両表面に切れ込みが設けられている請求項１記載のフレキシブルフラットケーブル。

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