JP2010228210A - 非ハロゲン系難燃積層フィルムおよびフラットケーブル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基材フィルム10の片面に、難燃プライマー層(A)12、難燃樹脂層(B)14および難燃接着樹脂層(C)16をこの順で有し、(B)層が、厚さ15〜50μmであり、熱可塑性飽和共重合ポリエステル系樹脂100質量部にポリイソシアネート系硬化剤0.3〜3.0質量部、シクロホスファゼン化合物5〜35質量部、非ハロゲン系難燃剤150〜300質量部を含有する組成物の硬化により形成され、(C)層が、厚さ5〜20μmであり、上記樹脂100質量部にシクロホスファゼン化合物5〜15質量部、非ハロゲン系難燃剤50〜150質量部を含有する組成物により形成された非ハロゲン系難燃積層フィルムおよびフラットケーブル。
【選択図】 図1
Description
1.基材フィルムの片面に、難燃プライマー層(A)、難燃樹脂層(B)および難燃接着樹脂層(C)をこの順で有する非ハロゲン系難燃積層フィルムであって、
前記難燃樹脂層(B)が、厚さ15〜50μmであり、熱可塑性飽和共重合ポリエステル系樹脂100質量部にポリイソシアネート系硬化剤0.3〜3.0質量部、シクロホスファゼン化合物5〜35質量部、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムから選ばれた1種以上の非ハロゲン系難燃剤150〜300質量部を含有する組成物の硬化により形成されたものであり、
前記難燃接着樹脂層(C)が、厚さ5〜20μmであり、熱可塑性飽和共重合ポリエステル系樹脂100質量部にシクロホスファゼン化合物5〜15質量部、水酸化アルミニウムおよびホウ酸亜鉛から選ばれた1種以上の非ハロゲン系難燃剤50〜150質量部を含有する組成物により形成されたものであることを特徴とする非ハロゲン系難燃積層フィルム。
2.前記難燃プライマー層(A)が、厚さ1〜8μmであり、熱可塑性飽和共重合ポリエステル系樹脂100質量部にポリイソシアネート系硬化剤1〜20質量部、シクロホスファゼン化合物10〜30質量部を含有する組成物の硬化により形成されたものであることを特徴とする前記1に記載の非ハロゲン系難燃積層フィルム。
3.前記シクロホスファゼン化合物が、下記式(1)で表されることを特徴とする前記1または2に記載の非ハロゲン系難燃積層フィルム。
4.前記式(1)が、下記式(2)で表されることを特徴とする前記3に記載の非ハロゲン系難燃積層フィルム。
6.前記1〜5のいずれかに記載の非ハロゲン系難燃積層フィルムにより導電体を被覆してなることを特徴とするフラットケーブル。
この構成によれば、UL規格における垂直燃焼試験の一つであるVW−1を充分満足する難燃性を有し、層間密着性、導電体との密着性にも優れる非ハロゲン系難燃積層フィルムおよびフラットケーブルを提供することができる。
本発明における難燃樹脂層(B)(以下、単に(B)層ともいう)は、以下の要件を満たす必要がある。
(B−1)(B)層の厚さは、15〜50μmである。
(B−2)(B)層は、熱可塑性飽和共重合ポリエステル系樹脂100質量部にポリイソシアネート系硬化剤0.3〜3.0質量部、シクロホスファゼン化合物5〜35質量部、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムから選ばれた1種以上の非ハロゲン系難燃剤150〜300質量部を含有する組成物の硬化により形成される。
以下、各要件について説明する。
ポリイソシアネート系硬化剤の配合割合が0.3質量部未満であると、フラットケーブルに成形後の耐熱性が低下し好ましくなく、逆に3.0質量部を超えると、フラットケーブルに成形する際のラミネート成形性が悪くなり好ましくない。
シクロホスファゼン化合物の配合割合が5質量部未満あるいは35質量部を超えると、UL758のVW−1試験に合格できず、難燃性が悪化する。
水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムから選ばれた1種以上の非ハロゲン系難燃剤の配合割合が150質量部未満であると、難燃性が悪化する。逆に300質量部を超えると、フラットケーブルに成形する際のラミネート成形性が悪くなり好ましくない。
シクロホスファゼン化合物は、本発明の効果の点から、10〜30質量部がさらに好ましい。
水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムから選ばれた1種以上の非ハロゲン系難燃剤は、本発明の効果の点から、170〜250質量部がさらに好ましい。
本発明における難燃接着樹脂層(C)(以下、単に(C)層ともいう)は、以下の要件を満たす必要がある。
(C−1)(C)層の厚さは、5〜20μmである。
(C−2)(C)層は、熱可塑性飽和共重合ポリエステル系樹脂100質量部にシクロホスファゼン化合物5〜15質量部、水酸化アルミニウムおよびホウ酸亜鉛から選ばれた1種以上の非ハロゲン系難燃剤50〜150質量部を含有する組成物により形成される。
以下、各要件について説明する。
上記(C−2)において、シクロホスファゼン化合物は、上記(B)層において説明したシクロホスファゼン化合物が挙げられ、好ましい形態も(B)層と同様である。
シクロホスファゼン化合物の配合割合が5質量部未満あるいは15質量部を超えると、UL758のVW−1試験に合格できず、難燃性が悪化する。
水酸化アルミニウムおよびホウ酸亜鉛から選ばれた1種以上の非ハロゲン系難燃剤の配合割合が50質量部未満であると、難燃性が悪化する。逆に150質量部を超えると、導電体との密着性が悪化し、好ましくない。
水酸化アルミニウムおよびホウ酸亜鉛から選ばれた1種以上の非ハロゲン系難燃剤は、本発明の効果の点から、80〜120質量部がさらに好ましい。
なお、(C)層において、水酸化マグネシウムの使用は、導電体との密着性の観点から好ましくない。また(C)層には、本発明の効果を損ねない範囲において、粘度を調整するために少量のポリイソシアネート系化合物を添加してもよい。
本発明における難燃プライマー層(A)(以下、単に(A)層ともいう)は、以下の要件を満たすことが好ましい。
(A−1)(A)層の厚さは、1〜8μmである。
(A−2)(A)層は、熱可塑性飽和共重合ポリエステル系樹脂100質量部にポリイソシアネート系硬化剤1〜20質量部、シクロホスファゼン化合物10〜30質量部を含有する組成物の硬化により形成される。
上記(A−2)において、ポリイソシアネート系硬化剤は、上記(B)層において説明したポリイソシアネート系硬化剤が挙げられる。
上記(A−2)において、シクロホスファゼン化合物は、上記(B)層において説明したシクロホスファゼン化合物が挙げられ、好ましい形態も(B)層と同様である。
ポリイソシアネート系硬化剤の配合割合が1質量部未満であると、基材フィルムとの密着性が悪化する。逆に20質量部を超えると、(A)層の架橋密度が高くなり過ぎ柔軟性に欠けるため好ましくない。また、シクロホスファゼン化合物の配合割合が10〜30質量部であることにより、難燃性をさらに向上させることができる。
(A)層において、シクロホスファゼン化合物は、本発明の効果の点から、15〜25質量部がさらに好ましい。
なお、シクロホスファゼン化合物の替わりにリン酸エステルを使用した場合、同等の難燃性を出すには、リン酸エステルを高添加する必要があり、さらに加水分解によるベトツキ、ブリードがあり、本発明に使用することができない。また、縮合リン酸エステルを使用した場合も、シクロホスファゼン化合物に比べ、難燃性、密着性に劣る。
基材フィルムとして、厚さ25μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた(東レ(株)製、S−10、二軸PET(1)と呼称する)。
飽和ポリエステル系樹脂(1) 100質量部
ポリイソシアネート系硬化剤(1) 12質量部
シクロホスファゼン化合物(1) 20質量部
溶剤(メチルエチルケトン(MEK)) 270質量部
ポリイソシアネート系硬化剤(1)は、日本ポリウレタン工業(株)製のトリレンジイソシアネート、コロネート Lである。
シクロホスファゼン化合物(1)は、上記一般式(2)で表される、大塚化学(株)製、SPS−100(白色、淡黄色固体、融点110℃、リン含有量13%)である。
飽和ポリエステル系樹脂(1) 100質量部
ポリイソシアネート系硬化剤(1) 1.5質量部
シクロホスファゼン化合物(1) 20質量部
水酸化マグネシウム5A 160質量部
水酸化アルミニウム H42M 60質量部
溶剤(MEK) 170質量部
水酸化アルミニウムH42Mは、昭和電工(株)製のハイジライト H42Mである。
飽和ポリエステル系樹脂(2) 55質量部
飽和ポリエステル系樹脂(3) 30質量部
飽和ポリエステル系樹脂(4) 15質量部
シクロホスファゼン化合物(1) 10質量部
水酸化アルミニウムH42M 50質量部
ホウ酸亜鉛FRF−30C 50質量部
溶剤(MEK) 150質量部
溶剤(トルエン) 150質量部
飽和ポリエステル系樹脂(3)は、東洋紡績(株)製、熱可塑性飽和共重合ポリエステル系樹脂、バイロン200である。
飽和ポリエステル系樹脂(4)は、ユニチカ(株)製、熱可塑性飽和共重合ポリエステル系樹脂、エリーテル UE3500である。
ホウ酸亜鉛FRF−30Cは、水澤化学工業(株)製のアルカネックス FRF−30Cである。
(1)難燃性(UL758、垂直燃焼試験(VW−1試験))
VW−1の合格基準は、得られたフラットケーブルでの試験で、試料(長さ450mm)を垂直に保持した状態で、ガスバーナーにより15秒間炎を当て、次に15秒間炎を消し、これを5回繰り返して、いずれの5回の燃焼後でも60秒以内に消火するというものである。また、この5回の燃焼試験を繰り返している間に、燃焼装置の上部に設置された旗や下部に設置された綿が燃焼しないことも求められる。
上記試験を、サンプル数n=5で行ない、下記の基準で判定した。
◎:5個全て、VW−1に合格。
○:4個、VW−1に合格。
△:1〜3個、VW−1に合格。
×:5個全て、VW−1不合格。
作成したフラットケーブルの端部より、上下どちらか一方の積層フィルムを引き剥がし、その状態により密着性評価を実施した。
評価基準を以下に示す。
○: 強固に密着し、容易に基材フィルムが破断する。
△: 凝集破壊を伴い剥離した後、基材フィルムが破断に至る。
×: 容易に剥離可能であり基材フィルムを破断させる密着力がない。
作成したフラットケーブルの(C)層と導電体の一部を引き剥がし、引き剥がした導電体を元の形成面に対し180度の角度に折り曲げて、その方向に導電体を100mm/min.の引張り速度で引張り、剥離強度を測定した。
評価基準を以下に示す。
○: 600mN/mm以上
△: 300mN/mm以上、600mN/mm未満
×: 300mN/mm以下
(B)層および(C)層の厚さを表1に示すように変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表1に示す。
シクロホスファゼン化合物の配合割合を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表1に示す。
非ハロゲン系難燃剤の配合割合を表2に示すように変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表2に示す。
(A)層形成用の組成物として以下の処方の(A−2),(A−3),(A−4)を用いたこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表2に示す。
A−2
飽和ポリエステル系樹脂(1) 100質量部
ポリイソシアネート系硬化剤(1) 12質量部
シクロホスファゼン化合物(1) 8質量部
溶剤(メチルエチルケトン(MEK)) 270質量部
A−3
飽和ポリエステル系樹脂(1) 100質量部
ポリイソシアネート系硬化剤(1) 12質量部
シクロホスファゼン化合物(1) 35質量部
溶剤(メチルエチルケトン(MEK)) 270質量部
A−4
飽和ポリエステル系樹脂(1) 100質量部
シクロホスファゼン化合物(1) 20質量部
溶剤(メチルエチルケトン(MEK)) 270質量部
(A)層の厚さを表3に示すように変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表3に示す。
基材フィルムの厚さを表3に示すように変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表3に示す。
(B)層形成用の組成物において、飽和ポリエステル系樹脂(1)を飽和ポリエステル系樹脂(2)に変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表4に示す。
(B)層および(C)層形成用の組成物において、シクロホスファゼン化合物(1)をシクロホスファゼン化合物(2)に変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表4に示す。
なお、シクロホスファゼン化合物(2)は、上記一般式(2)で表される、(株)伏見製薬所製、FP−100(白色、淡黄色固体、融点110℃、リン含有量13.4%)である。
(C)層の厚さを表5に示すように変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表5に示す。
(B)層の厚さを表5に示すように変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表5に示す。
(B)層および(C)層形成用の組成物において、シクロホスファゼン化合物(1)の配合割合を表5に示すように変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表5に示す。
(B)層および/または(C)層形成用の組成物において、非ハロゲン系難燃剤の配合割合を表6に示すように変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表6に示す。
(B)層および(C)層形成用の組成物において、シクロホスファゼン化合物(1)を縮合リン酸エステル(1)に変更し、表7に示す配合割合でもって配合したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表7に示す。
なお、縮合リン酸エステル(1)は、大塚化学(株)製、PX−200(固体、リン含有率9.0%)である。
(B)層および(C)層形成用の組成物の処方を、表7に示すように変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。結果を表7に示す。
なお、ポリリン酸アンモニウム(1)は クラリアントジャパン(株)製、商品名AP−422である。
メラミンシアヌレート(1)は、堺化学工業(株)製、STABIACE MC−5Sである。
・実施例1は、難燃樹脂層(B)および難燃接着樹脂層(C)の厚さを適切に設定し、かつ特定の難燃剤を特定割合でもって配合しているので、難燃性に優れ、層間密着性、導電体との密着性にも優れる非ハロゲン系難燃積層フィルムが得られる。
・実施例2は、難燃樹脂層(B)の厚さを20μm、難燃接着樹脂層(C)の厚さを8μmにした例で、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が○評価になった。その他の性能は実施例1と同様であった。
・実施例3は、難燃樹脂層(B)の厚さを45μm、難燃接着樹脂層(C)の厚さを16μmにした例で、実施例1と同様の性能を示した。
・実施例4は、難燃樹脂層(B)のシクロホスファゼン化合物(1)の添加量を7質量部、難燃接着樹脂層(C)のシクロホスファゼン化合物(1)の添加量を6質量部にした例で、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が△評価になった。その他の性能は実施例1と同様であった。
・実施例5は、難燃樹脂層(B)のシクロホスファゼン化合物(1)の添加量を32質量部、難燃接着樹脂層(C)のシクロホスファゼン化合物(1)の添加量を13質量部にした例で、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が△評価になった。その他の性能は実施例1と同様であった。
・実施例6は、難燃樹脂層(B)の水酸化マグネシウム5Aの添加量を110質量部、水酸化アルミニウムH42Mの添加量を50質量部、難燃接着樹脂層(C)の水酸化アルミニウムH42Mの添加量を30質量部、ホウ酸亜鉛FRF−30Cの添加量を30質量部にした例で、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が△評価になった。その他の性能は実施例1と同様であった。
・実施例7は、難燃樹脂層(B)の水酸化マグネシウム5Aの添加量を170質量部、水酸化アルミニウムH42Mの添加量を100質量部、難燃接着樹脂層(C)の水酸化アルミニウムH42Mの添加量を70質量部、ホウ酸亜鉛FRF−30Cの添加量を70質量部にした例で、密着性((C)層と導電体)が△評価になった。その他の性能は実施例1と同様であった。
・実施例8は、難燃プライマー層(A)形成用の組成物にA−2を使用した例で、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が△評価になった。その他の性能は実施例1と同様であった。
・実施例9は、難燃プライマー層(A)形成用の組成物にA−3を使用した例で、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が△評価になった。その他の性能は実施例1と同様であった。
・実施例10は、難燃プライマー層(A)形成用の組成物にA−4を使用した例で、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)、密着性(基材フィルムと(A)層)が△評価になった。その他の性能は実施例1と同様であった。
・実施例11は、難燃プライマー層(A)の厚さを0.5μmにした例で、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)、密着性(基材フィルムと(A)層)が△評価になった。その他の性能は実施例1と同様であった。
・実施例12は、難燃プライマー層(A)の厚さを9μmにした例で、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が△評価になった。その他の性能は実施例1と同様であった。
・実施例13は、基材フィルムに厚さ12μmの二軸PET(2)を使用した例で、実施例1と同様の性能を示した。
・実施例14は、基材フィルムに厚さ50μmの二軸PET(3)を使用した例で、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が○評価になった。その他の性能は実施例1と同様であった。
・実施例15は、基材フィルムに厚さ75μmの二軸PET(4)を使用した例で、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が△評価になった。その他の性能は実施例1と同様であった。
・実施例16は、難燃樹脂層(B)形成用の組成物に飽和ポリエステル系樹脂(2)を使用した例で、実施例1と同様の性能を示した。
・実施例17は、難燃樹脂層(B)形成用の組成物にシクロホスファゼン化合物(2)を、難燃接着樹脂層(C)形成用の組成物にシクロホスファゼン化合物(2)を使用した例で、実施例1と同様の性能を示した。
・比較例2は、難燃樹脂層(B)の厚さを13μmにした例で、本発明の範囲外であるため、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が×評価になった。
・比較例3は、難燃樹脂層(B)のシクロホスファゼン化合物(1)の添加量を4質量部、難燃接着樹脂層(C)のシクロホスファゼン化合物(1)の添加量を4質量部にした例で、本発明の範囲外であるため、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が×評価になった。
・比較例4は、難燃樹脂層(B)のシクロホスファゼン化合物(1)の添加量を37質量部、難燃接着樹脂層(C)のシクロホスファゼン化合物(1)の添加量を17質量部にした例で、本発明の範囲外であるため、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が×評価になった。
・比較例5は、難燃樹脂層(B)のシクロホスファゼン化合物(1)の添加量を16質量部、難燃接着樹脂層(C)のシクロホスファゼン化合物(1)の添加量を3質量部にした例で、本発明の範囲外であるため、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が×評価になった。
・比較例6は、難燃樹脂層(B)の水酸化マグネシウム5Aの添加量を100質量部、水酸化アルミニウムH42Mの添加量を40質量部、難燃接着樹脂層(C)の水酸化アルミニウムH42Mの添加量を20質量部、ホウ酸亜鉛FRF−30Cの添加量を20質量部にした例で、本発明の範囲外であるため、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が×評価になった。
・比較例7は、難燃樹脂層(B)の水酸化マグネシウム5Aの添加量を80質量部、水酸化アルミニウムH42Mの添加量を50質量部にした例で、本発明の範囲外であるため、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が×評価になった。
・比較例8は、難燃接着樹脂層(C)の水酸化アルミニウムH42Mの添加量を90質量部、ホウ酸亜鉛FRF−30Cの添加量を90質量部にした例で、本発明の範囲外であるため、密着性((C)層と導電体)が×評価になった。
・比較例9は、難燃樹脂層(B)形成用の組成物に縮合リン酸エステル(1)を20質量部、難燃接着樹脂層(C)形成用の組成物に縮合リン酸エステル(1)を10質量部を使用した例で、本発明の範囲外であるため、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が×評価、密着性((C)層と導電体)が△評価になった。
・比較例10は、難燃樹脂層(B)形成用の組成物に縮合リン酸エステル(1)を30質量部、難燃接着樹脂層(C)形成用の組成物に縮合リン酸エステル(1)を20質量部を使用した例で、本発明の範囲外であるため、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が×評価、密着性((C)層と導電体)が×評価になった。
・比較例11は、難燃樹脂層(B)形成用の組成物にポリリン酸アンモニウム(1)を50質量部、難燃接着樹脂層(C)形成用の組成物にホウ酸亜鉛50質量部、メラミンシアヌレート50質量部を使用した例で、本発明の範囲外であるため、難燃性(UL758、垂直燃焼試験)が×評価、密着性((C)層と導電体)が△評価になった。
10 基材フィルム
12 難燃プライマー層(A)
14 難燃樹脂層(B)
16 難燃接着樹脂層(C)
Claims (6)
- 基材フィルムの片面に、難燃プライマー層(A)、難燃樹脂層(B)および難燃接着樹脂層(C)をこの順で有する非ハロゲン系難燃積層フィルムであって、
前記難燃樹脂層(B)が、厚さ15〜50μmであり、熱可塑性飽和共重合ポリエステル系樹脂100質量部にポリイソシアネート系硬化剤0.3〜3.0質量部、シクロホスファゼン化合物5〜35質量部、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムから選ばれた1種以上の非ハロゲン系難燃剤150〜300質量部を含有する組成物の硬化により形成されたものであり、
前記難燃接着樹脂層(C)が、厚さ5〜20μmであり、熱可塑性飽和共重合ポリエステル系樹脂100質量部にシクロホスファゼン化合物5〜15質量部、水酸化アルミニウムおよびホウ酸亜鉛から選ばれた1種以上の非ハロゲン系難燃剤50〜150質量部を含有する組成物により形成されたものであることを特徴とする非ハロゲン系難燃積層フィルム。 - 前記難燃プライマー層(A)が、厚さ1〜8μmであり、熱可塑性飽和共重合ポリエステル系樹脂100質量部にポリイソシアネート系硬化剤1〜20質量部、シクロホスファゼン化合物10〜30質量部を含有する組成物の硬化により形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の非ハロゲン系難燃積層フィルム。
- 前記基材フィルムが、厚さ4〜60μmであり、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする請求項1に記載の非ハロゲン系難燃積層フィルム。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の非ハロゲン系難燃積層フィルムにより導電体を被覆してなることを特徴とするフラットケーブル。
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