JP2016035033A - 接着剤組成物、絶縁フィルム、絶縁フィルムの製造方法及びフラットケーブル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一態様に係る接着剤組成物は、200℃における溶融粘度が350Pa・s未満である一種以上の第一ポリエステル、200℃における溶融粘度が350Pa・s以上である一種以上の第二ポリエステル、及びリン系難燃剤を含有し、上記第一ポリエステル及び上記第二ポリエステルの合計量100質量部に対する上記リン系難燃剤の含有量が20質量部以上100質量部以下である。上記接着剤組成物が窒素系難燃剤をさらに含有するとよく、上記第一ポリエステル及び上記第二ポリエステルの合計量100質量部に対する上記窒素系難燃剤の含有量としては10質量部以上75質量部以下が好ましい。上記第一ポリエステルの200℃における溶融粘度と上記第二ポリエステルの200℃における溶融粘度との差としては100Pa・s以上が好ましい。
【選択図】図1
Description
本発明の一態様に係る接着剤組成物は、200℃における溶融粘度が350Pa・s未満である一種以上の第一ポリエステル、200℃における溶融粘度が350Pa・s以上である一種以上の第二ポリエステル、及びリン系難燃剤を含有し、上記第一ポリエステル及び上記第二ポリエステルの合計量100質量部に対する上記リン系難燃剤の含有量が20質量部以上100質量部以下である。
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
当該接着剤組成物は、200℃における溶融粘度が350Pa・s未満である一種以上の第一ポリエステル、200℃における溶融粘度が350Pa・s以上である一種以上の第二ポリエステル及びリン系難燃剤を含有する。当該接着剤組成物は、一種の第一ポリエステル又は第二ポリエステルを含有してもよく、二種以上の第一ポリエステル又は第二ポリエステルを含有してもよい。当該接着剤組成物は、窒素系難燃剤をさらに含有することが好ましい。当該接着剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、他の難燃剤又は他の任意成分を含有してもよい。ただし、当該接着剤組成物は、実質的に他の樹脂を含有しないことが好ましい。
第一ポリエステルは200℃における溶融粘度が350Pa・s未満のポリエステルである。上記溶融粘度が上記上限未満の第一ポリエステルを含有することで、リン系難燃剤の分散性を高めることができる。上記溶融粘度の上限としては、300Pa・sが好ましく、250Pa・sがより好ましく、200Pa・sがさらに好ましい。一方、上記溶融粘度の下限としては、成形性の観点から、10Pa・sが好ましく、60Pa・sがより好ましく、120Pa・sがさらに好ましい。上記溶融粘度が上記上限を超える場合、当該接着剤組成物のリン系難燃剤の分散性を十分に高めることができず、当該接着剤組成物の固化後の外観が悪化するおそれや難燃性及び電気特性が不十分となるおそれがある。逆に、上記溶融粘度が上記下限未満である場合、当該接着剤組成物の加熱による成形加工が困難になるおそれがある。
ポリエステルとは主鎖中にエステル結合を有する樹脂であり、例えば多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体及び多価アルコール又はそのエステル形成性誘導体を構造単位とする重合体、ヒドロキシカルボン酸又はラクトンを構造単位とする重合体、並びにこれらの共重合体などが挙げられる。ポリエステルとしては公知のものを使用することができ、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリへキシレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等の飽和ポリエステルが挙げられる。ポリエステルの共重合体としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート・セバケート共重合体、ポリブチレンテレフタレート・セバケート共重合体、ポリブチレンテレフタレート・アジペ−ト共重合体、ポリエチレンテレフタレート・サクシネート共重合体、ポリエチレンテレフタレート・アジペ−ト共重合体、ポリエチレンテレフタレート・ドデカジオネート共重合体、ポリブチレンテレフタレート・サクシネート共重合体、ポリブチレンテレフタレート・ドデカジオネート共重合体、ポリヘキシレンテレフタレート・サクシネート共重合体、ポリヘキシレンテレフタレート・アジペ−ト共重合体、ポリヘキシレンテレフタレート・セバケート共重合体、ポリヘキシレンテレフタレート・ドデカジオネート共重合体などが挙げられる。ポリエステルは、例えばフマル酸、イタコン酸等の不飽和多価カルボン酸に由来する構造単位を有する不飽和ポリエステルであってもよい。ポリエステルは本発明の効果を損なわない範囲において共重合可能な他のモノマーに由来する構造を有してもよい。
第二ポリエステルは200℃における溶融粘度が350Pa・s以上のポリエステルである。上記溶融粘度が上記下限以上の第二ポリエステルを含有することで、リン系難燃剤の分散性及び固化後の耐熱性を高めることができる。上記溶融粘度の下限としては、400Pa・sが好ましく、450Pa・sがより好ましく、500Pa・sがさらに好ましい。一方、上記溶融粘度の上限としては、1200Pa・sが好ましく、1000Pa・sがより好ましく、900Pa・sがさらに好ましい。上記溶融粘度が上記下限未満である場合、当該接着剤組成物の固化後の耐熱性が不十分となるおそれがある。逆に、上記溶融粘度が上記上限を超える場合、当該接着剤組成物の加熱による成形加工が困難になるおそれがある。
リン系難燃剤は当該接着剤組成物に固化後の難燃性を付与するものである。リン系難燃剤としては、例えばホスフィン酸金属塩、ポリホスファゼン、ホスファフェナントレン、リン酸メラミン、リン酸アンモニウム、リン酸エステル等が挙げられる。リン系難燃剤としては、ホスフィン酸金属塩、ポリホスファゼン又はホスファフェナントレンが好ましい。リン系難燃剤は、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
窒素系難燃剤はリン系難燃剤との相乗効果で当該接着剤組成物の固化後の難燃性をより高めるものである。窒素系難燃剤としては、例えばメラミンシアヌレート、トリアジン、イソシアヌレート、尿素、グアニジン等が挙げられる。窒素系難燃剤としては、メラミンシアヌレートが好ましい。メラミンシアヌレートの市販品としては、例えば日産化学工業株式会社の「MC600」、「MC860」、「MC4000」、「MC6000」等が挙げられる。窒素系難燃剤は、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
他の難燃剤としては、例えば、
塩素化パラフィン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリフェニル、パークロルペンタシクロデカン等の塩素系難燃剤;
エチレンビスペンタブロモベンゼン、エチレンビスペンタブロモジフェニル、テトラブロモエタン、テトラブロモビスフェノールA、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモビフェニルエーテル、テトラブロモ無水フタール酸、ポリジブロモフェニレンオキサイド、ヘキサブロモシクロデカン、臭化アンモニウム等の臭素系難燃剤;
ホスホネート型ポリオール、ホスフェート型ポリオール等のポリオール類;
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アンチモン、ホウ酸、モリブデン酸アンチモン、酸化モリブテン、カルシウム・アルミニウムシリケート、ジルコニウム化合物、錫化合物、ドーソナイト、アルミン酸カルシウム水和物、酸化銅、金属銅粉、炭酸カルシウム、メタホウ酸バリウム等の金属粉等の無機化合物;
シリコーン系ポリマー、フェロセン、フマル酸、マレイン酸等のその他の化合物などが挙げられる。他の難燃剤としては、環境の側面から、ハロゲン原子を含有しない難燃剤が好ましい。他の難燃剤は、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
他の任意成分としては、例えば難燃助剤、顔料、酸化防止剤、反射付与剤、隠蔽剤、滑剤、加工安定剤、可塑剤、発泡剤等が挙げられる。
接着剤組成物は、第一ポリエステル、第二ポリエステル及びリン系難燃剤並びに必要に応じて窒素系難燃剤、他の難燃剤又は他の任意成分を配合した組成物を混練機により混練することで調製できる。混練機としては、例えばオープンロール、ニーダー、2軸混合押出機等が挙げられる。
図1は、本発明の一実施形態に係る絶縁フィルムの要部を示す模式的断面図である。図1の絶縁フィルム1は、樹脂フィルム2とこの樹脂フィルム2の一方の面に積層される接着剤層3とを備える。
樹脂フィルム2は、例えば後述するフラットケーブル、フレキシブルプリント配線板(FPC)等の保護膜として機能するものである。この樹脂フィルム2は耐摩耗性、耐電圧性などを高めるために用いられ、絶縁樹脂材料を主成分とする。ここで、「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、例えば含有量が50質量%以上の成分をいう。
接着剤層3は上述した当該接着剤組成物により形成される。接着剤層3は絶縁フィルム1を他の部材と接着する役割を有している。この接着剤層3は、例えば後述するフラットケーブルを製造する場合には導体又は他の絶縁フィルムの接着剤層と接着され、フレキシブルプリント配線板(FPC)を製造する場合にはベースフィルムに導電パターンが形成された基板と接着される。
当該絶縁フィルムの製造方法は、樹脂フィルム2の一方の面に当該接着剤組成物を積層する工程を備える。
積層工程は、例えば当該接着剤組成物により形成されるフィルムと樹脂フィルム2とを位置合わせしこれらを加熱加圧することで行うことができる。この工程により当該接着剤組成物により形成されるフィルム(接着剤層3)と樹脂フィルム2とが一体化された絶縁フィルム1が得られる。加圧加熱は、例えば加熱ローラを備えた加熱ラミネータ、加熱プレス機等を用いて行うことができる。加熱温度は、例えば50℃以上200℃以下とされる。
図2のフラットケーブル4は、一対の絶縁フィルム1A,1Bの間に、ストライプ状のパターンで配設される複数の導体5を挟持したものである。
このようなフラットケーブル4は導体5を一対の当該絶縁フィルム1A、1Bの間に挟み込んで加熱加圧することにより製造することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
第一ポリエステル、第二ポリエステル、リン系難燃剤、窒素系難燃剤、顔料及び酸化防止剤を2軸押出機で均一に混合して接着剤組成物No.1〜10を製造した。各成分の配合量は表1に記載の通りとした。表1には、第一ポリエステル及び第二ポリエステルの200℃における溶融粘度及び融点を併せて示す。
第一ポリエステル(A2):200℃における溶融粘度150Pa・s、融点138℃
第一ポリエステル(A3):200℃における溶融粘度260Pa・s、融点なし
第二ポリエステル(B2):200℃における溶融粘度460Pa・s、融点143℃
第二ポリエステル(B3):200℃における溶融粘度650Pa・s、融点126℃
第二ポリエステル(B4):200℃における溶融粘度800Pa・s、融点111℃
リン系難燃剤(C2):ポリホスファゼン
リン系難燃剤(C3):9,10−ジヒドロ−10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン10−オキシド(三光株式会社の「HCA−HQ」)
顔料:酸化チタン
酸化防止剤:ペンタエリトリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート](BASFジャパン株式会社の「イルガノックス1010」)
接着剤組成物No.1を溶融押出法で成形し、平均厚さ40μm、幅1000mmのフィルムを作製した。次いで、PET製の平均厚さ12μmの樹脂フィルム(東レ株式会社の「ルミラーP60」)にアンカーコート剤を乾燥後の平均厚さが3μmとなるように塗布した。アンカーコート剤としては、三井化学株式会社の「タケラックA−515」10質量部及び三井化学株式会社の「タケネートA−12」1質量部を混合したものを用いた。そして、樹脂フィルム、アンカーコート層及び接着剤組成物により形成されたフィルムをこの順で積層し、60℃に加熱された加熱ラミネータにより加圧加熱処理することで、平均厚さ55mm、幅1000mmの絶縁フィルムを作製した。さらに、この絶縁フィルムを幅50〜200mmにスリットして用いた。
40本の導体を0.5mmピッチで平行に並べ、こられの導体を一対の上記絶縁フィルムの間に挟み込み、160℃に加熱された加熱ラミネータにより加圧加熱処理することで平均厚さ0.14mm、幅22mmの長尺ケーブルを得た。導体としては、平均厚さ0.035mm、平均幅0.3mmの錫メッキ軟銅箔を使用した。その後、長尺ケーブルを長さ500mmに切断することでフラットケーブルNo.11を作製した。
上記のフラットケーブルについて、以下の方法で評価を行った。
リン系難燃剤の分散性は、絶縁フィルムの表面を観察し、1m2あたり直径200μm以上の凝集塊の個数が10個未満を「A」、10個以上50個未満を「B」、50個以上を「C」とした。
難燃性は、UL規格の定める垂直難燃試験(VW−1試験)により評価した。UL規格の定める基準を満たすフラットケーブルを合格(「G」)、基準を満たさないフラットケーブルを不合格(「NG」)とした。
耐熱性は、フラットケーブルを2つ折りにした状態で120℃恒温槽内に7日間放置した後、絶縁フィルム同士の剥離、樹脂フィルムと接着剤層との間の剥離、及びクラックが生じるか否かによって評価した。剥離又はクラックが生じなかった場合を合格(「G」)、剥離又はクラックが生じた場合を不合格(「NG」)とした。これらの評価結果を表2に示す。
2、2A、2B 樹脂フィルム
3、3A、3B 接着剤層
4 フラットケーブル
5 導体
Claims (10)
- 200℃における溶融粘度が350Pa・s未満である一種以上の第一ポリエステル、
200℃における溶融粘度が350Pa・s以上である一種以上の第二ポリエステル、及び
リン系難燃剤を含有し、
上記第一ポリエステル及び上記第二ポリエステルの合計量100質量部に対する上記リン系難燃剤の含有量が20質量部以上100質量部以下である接着剤組成物。 - 窒素系難燃剤をさらに含有し、
上記第一ポリエステル及び上記第二ポリエステルの合計量100質量部に対する上記窒素系難燃剤の含有量が10質量部以上75質量部以下である請求項1に記載の接着剤組成物。 - 上記第一ポリエステル及び上記第二ポリエステルの合計量に対する上記第一ポリエステルの含有量が10質量%以上80質量%以下、
上記第一ポリエステル及び上記第二ポリエステルの合計量に対する上記第二ポリエステルの含有量が20質量%以上90質量%以下である請求項1又は請求項2に記載の接着剤組成物。 - 上記第一ポリエステルの200℃における溶融粘度と上記第二ポリエステルの200℃における溶融粘度との差が100Pa・s以上である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の接着剤組成物。
- 上記第一ポリエステル及び上記第二ポリエステルの少なくとも一種が結晶性ポリエステルであり、
この結晶性ポリエステルの融点が100℃以上である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の接着剤組成物。 - 上記リン系難燃剤及び上記窒素系難燃剤が上記結晶性ポリエステルの融点において固体である請求項5に記載の接着剤組成物。
- 上記リン系難燃剤が、ホスフィン酸金属塩、ポリホスファゼン、ホスファフェナントレン又はこれらの組み合わせを含む請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
- 樹脂フィルムとこの樹脂フィルムの一方の面に積層される接着剤層とを備える絶縁フィルムであって、
上記接着剤層が請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の接着剤組成物により形成される絶縁フィルム。 - 樹脂フィルムとこの樹脂フィルムの一方の面に積層される接着剤層とを備える絶縁フィルムの製造方法であって、
上記樹脂フィルムの一方の面に請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の接着剤組成物を積層する工程
を備える絶縁フィルムの製造方法。 - 一対の被覆材と、これらの被覆材の間に挟持された導体とを備えたフラットケーブルであって、
上記一対の被覆材の少なくとも一方が、請求項8に記載の絶縁フィルムであるフラットケーブル。
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