JP3360650B2 - 難燃性熱接着剤及びそれを用いる難燃性接着フィルム並びにフラットケーブル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノンハロゲン系難
燃剤を含有し、優れた絶縁性を有する難燃性接着剤、そ
れを用いた難燃性接着フィルム並びにフラットケーブル
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、複数のライン状の導体を被覆し
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、近年の高密度実装されたＡＶ機器
やコンピュータ機器の配線に広く利用されるようになっ
ている。

【０００３】ところで、フラットケーブルに対しては、
その電気的用途及び防災の観点から、導体以外の構成材
料（即ち、基材フィルム及び接着剤層からなる接着フィ
ルム）が良好な絶縁性と難燃性とを示すことが望まれて
いる。

【０００４】このため、フラットケーブルに使用される
ような接着フィルムの接着剤層には、従来からハロゲン
系難燃剤（例えば、デカブロモジフェニルエーテルやヘ
キサブロモジフェニルエーテル等）や難燃助剤としてシ
リカ、クレー、アンチモン化合物等の無機フィラ等を添
加していた。しかし、最近の地球環境保護に対する配慮
から、接着剤層に添加する難燃剤として、ハロゲン系難
燃剤に代えてノンハロゲン系難燃剤が使用されるように
なっている。例えば、特開平６−３３８２２５号公報
は、フラットケーブル用の接着テープのポリエステル難
燃層に赤燐、リン酸エステル、水酸化マグネシウム等の
ノンハロゲン系難燃剤を添加することを開示している。
また、特開平９−２２１６４２号公報は、フラットケー
ブル用の接着性フィルムを構成する熱可塑性ポリエステ
ル系樹脂基材あるいはその上に形成される接着剤層を、
リン系難燃剤により難燃化することが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、人体の安全
に関わる種々の製品（例えば自動車のエアーバックや医
療機器）の配線としてフラットケーブルを使用する場
合、安全性を安定的に確保するために非常に高い絶縁性
（具体的には少なくとも１０¹⁰Ω）が要求される。

【０００６】しかし、上述の公報に開示された接着テー
プ又は接着フィルムの場合、使用するノンハロゲン系難
燃剤自体が示す吸湿性又はイオン性のために接着テープ
又は接着フィルムの電気抵抗を十分に高くすることがで
きないという問題がある。また、上述したようなノンハ
ロゲン系難燃剤は、従来のハロゲン系難燃剤に比べて本
質的に難燃性が十分でなく、所望の絶縁性を実現するた
めにはノンハロゲン系難燃剤の接着剤層中の含有量を高
める必要があり、このため接着剤層の接着力が低下し、
フラットケーブルの作製の際に接着剤層と導体とが互い
に剥離し易くなり、また、接着剤層の凝集力が低下する
という問題がある。

【０００７】本発明は、従来の技術の課題を解決しよう
とするものであり、ノンハロゲン系難燃剤を使用し、フ
ラットケーブルの作製に適した難燃性接着剤又は難燃性
接着フィルムに対し、良好な電気的絶縁性と接着性とを
維持しながらハロゲン系難燃剤に匹敵する難燃性を実現
できるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、難燃性接
着剤用のベース樹脂として、比較的吸湿性が低く且つ特
定のガラス転移点を示すポリエステル樹脂を使用し、難
燃剤としてハロゲンを含まない特定の窒素含有有機難燃
剤を使用し、且つ難燃助剤として特定のホウ素化合物を
特定の量比で併用することにより上述の目的を達成でき
ることを見出し、本発明を完成させるに至った。

【０００９】即ち、本発明は、以下の成分（Ａ）、
（Ｂ）及び（Ｃ）： （Ａ） 多価カルボン酸とジアルコールから形成され、
ガラス転移点が０〜１００℃のポリエステル樹脂； （Ｂ） メラミン、メラミンシアヌレート及びベンゾグ
アナミンから選ばれるノンハロゲン窒素含有有機難燃
剤； 及び （Ｃ） ホウ酸マンガン及びホウ酸亜鉛から選ばれるホ
ウ素化合物 を含有し、且つ成分（Ａ）のポリエステル樹脂１００重
量部に対し、成分（Ｂ）の窒素含有有機難燃剤を５０〜
１５０重量部含有し、成分（Ａ）のポリエステル樹脂及
び成分（Ｂ）の窒素含有有機難燃剤の合計１００重量部
に対し、成分（Ｃ）のホウ素化合物を５〜１５０重量部
含有することを特徴とする難燃性熱接着剤を提供する。

【００１０】また、本発明は、この難燃性熱接着剤（以
下、単に難燃性接着剤と記す場合がある）からなる難燃
性接着層が絶縁性基材フィルム上に設けられていること
を特徴とする難燃性接着フィルムを提供する。

【００１１】更に、本発明は、電気的導体をこの難燃性
接着フィルムで被覆したことを特徴とするフラットケー
ブルを提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１３】本発明の難燃性接着剤は、以下の成分
（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）： （Ａ） ポリエステル樹脂； （Ｂ） ノンハロゲン窒素含有有機難燃剤； 及び （Ｃ） ホウ素化合物 を含有する。

【００１４】本発明の難燃性接着剤において、成分
（Ａ）のポリエステル樹脂は接着成分であり且つ成膜成
分でもある。ポリエステル樹脂を選択した理由は、接着
成分として一般的に用いられるポリアミド樹脂等に比べ
吸湿性が比較的低く、しかもフィルム強度が実用上問題
がなく、電気的絶縁性にも優れているからである。

【００１５】このようなポリエステル樹脂としては、酸
成分（例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニ
ルジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、分子中にリ
ン酸残基を有する多価カルボン酸、グルタル酸、トリメ
リット酸、スルホイソフタル酸ナトリウム等）と、ジア
ルコール成分（例えば、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タノー
ル、１，４−シクロヘキサンジメチロール、ジエチレン
グリコール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付
加トリメチロールプロパノール等）とから形成されるポ
リエステル樹脂を挙げることができる。中でも、分子中
にリン酸残基を有するリン内添ポリエステル樹脂（特開
平８−６０１０８号公報）が高い難燃性の点で好まし
い。

【００１６】成分（Ａ）のポリエステル樹脂の数平均分
子量は、難燃性接着剤が後述する成分（Ｂ）の窒素含有
有機難燃剤及び成分（Ｃ）のホウ素化合物を多量に含有
した場合であっても十分な成膜性を確保するという観点
から、好ましくは３０００〜１０００００、より好まし
くは１００００〜５００００の範囲である。

【００１７】また、成分（Ａ）のポリエステル系樹脂の
ガラス転移点は、難燃性接着剤をフラットケーブルの作
製に適用した場合にライン状の導体に良好に熱接着する
ように、０〜１００℃、好ましくは０〜７０℃である。

【００１８】成分（Ｂ）の窒素含有有機難燃剤は、ノン
ハロゲン系難燃剤であると共に難燃性接着剤に含有させ
た場合に電気抵抗を高くする。このような成分（Ｂ）の
窒素含有有機難燃剤としては、メラミン（シアヌル酸ト
リアミド）、アムメリン（シアヌル酸ジアミド）、アム
メリド（シアヌル酸モノアミド）、メラム([３，５−
(ＮＨ₂)Ｃ₃Ｎ₃]ＮＨであると推定）、メラミンシアヌレ
ート（メラミンとシアヌール酸との縮合）、ホモグアナ
ミン、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン等を好まし
く挙げることができる。これらの中でも、ポリエステル
樹脂への分散性、混合性、接着性等の点からメラミン、
メラミンシアヌレート又はベンゾグアナミンを好ましく
使用することができる。

【００１９】成分（Ｂ）の窒素含有有機難燃剤の使用量
は、少なすぎると十分な難燃効果が得られず、多すぎる
と接着強度が不十分となるので、成分（Ａ）のポリエス
テル樹脂１００重量部に対し好ましくは５０〜１５０重
量部、より好ましくは５０〜１００重量部である。

【００２０】成分（Ｃ）のホウ素化合物は、成分（Ｂ）
の窒素含有有機難燃剤と併用することにより、難燃性接
着剤に良好な難燃性と接着性とをバランスよく実現する
難燃助剤として用いられている。このようなホウ素化合
物としては、ホウ酸マンガン、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アン
モニウム、ホウ酸鉛等を挙げることができる。中でも、
難燃性の点からホウ酸亜鉛、ホウ酸マンガンを好ましく
使用することができる。

【００２１】成分（Ｃ）のホウ素化合物の使用量は、少
なすぎると添加効果が十分に得られず、多すぎると接着
性が低下するので、成分（Ａ）のポリエステル樹脂及び
成分（Ｂ）の窒素含有有機難燃剤の合計１００重量部に
対し好ましくは５〜１５０重量部、より好ましくは１０
〜１００重量部である。

【００２２】なお、本発明の難燃性接着剤には、本発明
の効果を損なわない範囲で、種々の添加剤、例えば、有
機溶剤、酸化防止剤、金属腐食防止剤、着色剤（顔料、
染料）、接着成分樹脂と難燃剤との間の凝集力を上昇さ
せる各種カップリング剤、架橋剤、架橋助剤、充填剤、
帯電防止剤、難燃触媒、リン系難燃剤等を適宜添加して
もよい。

【００２３】本発明の難燃性接着剤は、成分（Ａ）〜成
分（Ｃ）及び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。

【００２４】本発明の難燃性接着剤は、溶液、ペース
ト、ペレット等の形態で使用することができる。

【００２５】次に本発明の難燃性接着フィルムについて
説明する。

【００２６】本発明の難燃性接着フィルムは、上述の難
燃性接着剤からなる難燃性接着層が絶縁性基材フィルム
上に設けられた構造を有する。従って、この難燃性接着
フィルムは、良好な電気的絶縁性と接着性とを維持しな
がらハロゲン系難燃剤に匹敵する難燃性を実現できる難
燃性接着フィルムとなる。

【００２７】難燃性接着層の厚みは、難燃性接着フィル
ムの使用目的等により異なるが、通常１０〜１００μｍ
である。

【００２８】絶縁性基材フィルムとしては、ポリエチレ
ンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレート
フィルム、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンスルフ
ィドフィルム、ポリプロピレノキサイドフィルム、ポリ
エチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアミ
ドフィルム等を挙げることができる。また、その厚み
は、使用目的に応じて適宜選択することができ、例え
ば、数μｍ〜数百μｍとすることができる。

【００２９】本発明の難燃性接着フィルムは、上述した
本発明の難燃性接着剤の有機溶剤（例えばトルエン）含
有溶液を、ポリエチレンテレフタレート等の絶縁性基材
フィルム上に塗布乾燥して難燃性接着層を形成すること
により、あるいは難燃性接着剤を絶縁性基材フィルム上
に溶融押し出し成膜することにより製造することができ
る。

【００３０】本発明の難燃性接着フィルムは、種々の回
路の表面保護用フィルムとして用いることができるが、
特にフラットケーブルを作製する際に好ましく使用する
ことができる。例えば、フラットケーブルは、複数の導
体を平行に配列した後に、難燃性接着フィルムを導体の
上下から積層することにより作製することができる。こ
こで、難燃性接着性フィルムは、難燃剤の存在により常
温では粘着性が十分でないので、積層の際に８０〜２０
０℃の範囲に加熱したロールを使用する熱ラミネート法
により作製することができる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明について実施例により具体的に
説明する。

【００３２】実施例１〜７及び比較例１〜４ （難燃性接着剤の調製） 表１又は表２に示す配合量で、ポリエステル樹脂（エリ
ーテルシリーズ（飽和ポリエステル樹脂）、ユニチカ社
製）を、メチルエチルケトン７５重量部及びトルエン３
００重量部からなる混合溶媒に溶解し、その溶液に難燃
剤及び難燃助剤を添加し、混合攪拌して溶液状の難燃性
接着剤を調製した。

【００３３】（難燃性接着フィルムの作製）溶液状の難
燃性接着剤を、２５μｍの厚みのポリエステルフィルム
（ユニチカ社製）にバーコーターにより塗布し、乾燥炉
に投入してメチルエチルケトン及びトルエンを揮発さ
せ、難燃性接着層（４０μｍ厚）を形成した。これによ
り難燃性接着フィルムを得た。

【００３４】（フラットケーブルの作製）得られた難燃
性接着フィルムを所定の長さに切断したものを２枚用意
し、１つの難燃性接着フィルムに線厚が５０μｍである
複数の平角導体（平角銅線をスズメッキしたもの）を平
行に並設し、その上にもう一方の難燃性接着フィルムを
載置した後に、１５０℃に加熱した２本のロール間を通
過させることにより、両フィルムを貼り合わせ、フラッ
トケーブルを作製した。

【００３５】（評価）実施例１〜７及び比較例１〜４の
難燃性接着剤について、以下に説明するように、「電気
抵抗」、「難燃性及び燃焼ガス」及び「接着性」に関す
る評価を行った。得られた結果を表１及び表２に示す。

【００３６】（電気抵抗）フラットケーブルの隣り合う
導体（導体長１００ｍｍ）間の電気抵抗（印加電圧０．
５ＫＶ）を測定した。電気抵抗が１０¹¹Ωを超える場合
を「○」として評価し、電気抵抗が１０¹⁰Ω以上１０¹¹
Ω未満の場合を「△」と評価し、電気抵抗が１０¹⁰Ω未
満の場合を「×」と評価した。

【００３７】ここで、フラットケーブルを高い安全性が
求められる自動車用部品、医療用機器等に適用する場合
には１０¹⁰Ω以上の電気抵抗が必要である。

【００３８】（難燃性及び燃焼ガス）ＵＬ−ＳＵＢ７５
８−ＶＷ１に準拠した方法で難燃性試験を行った。ここ
でハロゲン系難燃剤（比較例４）と同等の難燃性を示し
た場合を「◎」として評価し、ハロゲン系難燃剤よりも
難燃性のレベルが劣っているが実用上問題のない場合を
「○」として評価し、実用上問題のある場合を「×」と
評価した。

【００３９】また、難燃性試験において発生したガスを
採集し、そのガスのガスクロマトグラフ分析を行った。
ここで、ハロゲンガスが確認されなかった場合を「○」
として評価し、ハロゲンガスが確認された場合を「×」
と評価した。

【００４０】（接着性）難燃性接着フィルム同士が接着
している部分、及び導体と難燃性接着フィルムとが接着
している部分を切り出し、６０℃の恒温槽に１週間放置
した後、各接着力をテンシロン（オリエンテック社製）
により測定した。ここで、接着フィルム同士及び導体と
接着フィルムとの間の接着力が０．５ｋｇ／ｃｍを超え
る接着力が測定されたものを「○」として評価し、０．
３ｋｇ／ｃｍ以上０．５ｋｇ／ｃｍ未満の接着力が測定
されたものを「△」として評価し、０．３ｋｇ／ｃｍ未
満のものは「×」として評価した。

【００４１】

【表１】 （重量部） 実施例 難燃性接着剤成分 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ポリエステル樹脂 100 100 100 100 100 100 100 窒素含有有機難燃剤 メラミンシアヌレート 100 100 100 100 − − 100 メラミン − − − − 100 − − ベンゾグアナミン − − − − − 100 − ホウ素化合物（難燃助剤） ホウ酸亜鉛 10 50 100 150 50 50 − ホウ酸マンガン − − − − − − 50 （評価） 難燃性 ○ ◎ ○ ○ ◎ ◎ ○ 燃焼ガス ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 電気抵抗 ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ 接着性 ○ ○ ○ △ ○ ○ ○

【００４２】

【表２】 （重量部） 比較例 難燃性接着剤成分 １ ２ ３ ４ ポリエステル樹脂 100 100 100 100 難燃剤 メラミンシアヌレート 100 100 − − ポリリン酸アンモニウム − − 100 − テ゛カフ゛ロモシ゛フェニルオキサイト゛ − − − 60 難燃助剤 ホウ酸亜鉛 − − 50 − 水酸化アルミニウム − 50 − − 三酸化アンチモン − − − 20 （評価） 難燃性 × × ◎ − 燃焼ガス ○ ○ ○ × 電気抵抗 ○ ○ × ○ 接着性 ○ ○ × ○

【００４３】（結果） 表１からも明らかなように、実施例１〜７の難燃性接着
剤は、電気抵抗は高く、難燃性及び接着力も高い値を示
した。特に、ポリエステル樹脂１００重量部に対しホウ
酸亜鉛を５０重量部添加した実施例２の難燃性接着剤
は、良好な電気抵抗と接着性とを保持しながら、いっそ
う改善された難燃性を示した。

【００４４】なお、ポリエステル樹脂１００重量部に対
しホウ酸亜鉛を１５０重量部添加した実施例４の難燃性
接着剤は、接着力の低下の傾向を示した。このことか
ら、ホウ酸亜鉛の添加量を、ポリエステル樹脂１００重
量部に対し１５０重量部を超えないことが好ましいこと
がわかる。

【００４５】また、メラミンシアヌレート以外の窒素含
有有機難燃剤を含有する実施例５及び６の難燃性接着剤
も実施例１及び２の難燃性接着剤と同様に高い電気抵抗
と、良好な難燃性及び接着力を示した。

【００４６】一方、表２からも明らかなように、難燃助
剤を使用しない例である比較例１の難燃性接着剤は、難
燃性が十分でないことがわかる。また、難燃助剤として
水酸化アルミニウムを使用した比較例２の難燃性接着剤
も、難燃性に問題があることがわかる。難燃剤として耐
水処理したポリリン酸アンモニウムを使用した例である
比較例３の難燃性接着剤は、電気抵抗が十分でないこと
がわかる。しかも、接着性も十分でなかった。

【００４７】なお、従来からのハロゲン系難燃剤を使用
した比較例４の難燃性接着剤は、燃焼ガスの問題を解決
できないことがわかる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれは、ノンハロゲン系難燃剤
を使用し、フラットケーブルの作製に適した難燃性接着
剤又は難燃性接着フィルムに対し、良好な電気的絶縁性
と接着性とを維持しながらハロゲン系難燃剤に匹敵する
難燃性を実現できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｂ 7/295 Ｈ０１Ｂ 7/34 Ｂ (56)参考文献 特開 平８−60108（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−279101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−96580（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−176522（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−157698（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−221642（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−208841（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−259787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−88854（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−18660（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−88668（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−30859（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−41256（ＪＰ，Ｂ１) 国際公開97／39053（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09J 167/02 C09J 7/02 H01B 3/42 H01B 7/08 H01B 7/295

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 以下の成分（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）： （Ａ） 多価カルボン酸とジアルコールから形成され、
   ガラス転移点が０〜１００℃のポリエステル樹脂； （Ｂ） メラミン、メラミンシアヌレート及びベンゾグ
   アナミンから選ばれるノンハロゲン窒素含有有機難燃
   剤； 及び （Ｃ） ホウ酸マンガン及びホウ酸亜鉛から選ばれるホ
   ウ素化合物 を含有し、且つ成分（Ａ）のポリエステル樹脂１００重
   量部に対し、成分（Ｂ）の窒素含有有機難燃剤を５０〜
   １５０重量部含有し、成分（Ａ）のポリエステル樹脂及
   び成分（Ｂ）の窒素含有有機難燃剤の合計１００重量部
   に対し、成分（Ｃ）のホウ素化合物を５〜１５０重量部
   含有することを特徴とする難燃性熱接着剤。
2. 【請求項２】 成分（Ａ）のポリエステル樹脂１００重
   量部に対し、成分（Ｂ）の窒素含有有機難燃剤を５０〜
   １００重量部含有し、成分（Ａ）のポリエステル樹脂及
   び成分（Ｂ）の窒素含有有機難燃剤の合計１００重量部
   に対し、成分（Ｃ）のホウ素化合物を１０〜１００重量
   部含有する請求項１記載の難燃性熱接着剤。
3. 【請求項３】 成分（Ａ）のポリエステル樹脂が、分子
   中にリン酸残基を有するリン内添ポリエステル樹脂であ
   る請求項１又は２記載の難燃性熱接着剤。
4. 【請求項４】 絶縁性基材フィルム上に、請求項１〜３
   のいずれかに記載の難燃性熱接着剤からなる難燃性接着
   層が形成されていることを特徴とする難燃性接着フィル
   ム。
5. 【請求項５】 電気的導体を請求項４記載の難燃性接着
   フィルムにより被覆したことを特徴とするフラットケー
   ブル。