JP3598033B2 - 難燃性接着剤及びこれを用いた回路材 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子機器等に用いられる回路材を製造するための難燃性接着剤の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばパーソナルコンピュータ等の電子機器においては、異なる基板の接続端子同士を接続するためのコネクタとして、フラットケーブル等の回路材が用いられている。
【０００３】
この種の回路材は、一対の被覆材の間に所定数の導体を配置し、熱圧着等によって被覆材同士を貼り合わせたものであるが、一般に電子機器においては機器内の温度がかなり高くなることから、被覆材を貼り合わせるため接着剤としては、難燃性を有するものが求められている。
【０００４】
従来、この種の回路材用の接着剤の材料としては、ハロゲン系の難燃剤を含むものや、ポリリン酸アンモニウムを含むものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の回路材用の接着剤のうちハロゲン系の難燃剤を用いたものは、燃焼時にハロゲンガスが発生するため、環境に対して悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００６】
一方、ポリリン酸アンモニウムを含む難燃剤を用いたものは、環境に対して悪影響は及ぼさないが、耐熱湿電気特性が良くないというという問題がある。
【０００７】
また、これらの問題を解決すべく、窒素化合物とホウ酸亜鉛を含む難燃剤を用いた接着剤も提案されているが、この接着剤は、難燃性がやや低いという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、環境に優しく、かつ、耐熱湿電気特性に優れ、しかも高い難燃性を有する難燃性接着剤及びこれを用いた回路材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、飽和ポリエステル樹脂と、ニトリロトリスメチレンホスホン酸とメラミンのイオンが結合した塩化化合物を含有する難燃剤とを含み、前記飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して前記難燃剤を９０重量部以上配合してなることを特徴とする難燃性接着剤である。
請求項２記載の発明は、飽和ポリエステル樹脂と、ニトリロトリスメチレンホスホン酸とメラミンのイオンが結合した塩化化合物と、分子中にリンを有しない酸成分とを含む難燃剤とを含有することを特徴とする難燃性接着剤である。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して前記難燃剤を８０重量部以上配合してなることを特徴とする。
他方、請求項４記載の発明は、所定の回路形成用の導体と、この導体を被覆するための被覆材とを有し、この被覆材が、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の難燃性接着剤を用いて接着されていることを特徴とする回路材である。
【００１０】
本発明の難燃性接着剤は、難燃剤の材料にハロゲンを使用していないので、燃焼時にハロゲンガスが発生せず、環境に対して悪影響を及ぼすことがない。
【００１１】
その一方、本発明の難燃性接着剤は、ニトリロトリスメチレンホスホン酸とメラミンのイオンが結合した塩化化合物を含有する難燃剤を用いたことによって、燃焼時のリンの縮合反応による表面コーティング膜（断熱及び酸素遮断効果がある）の生成を促進させる相乗効果が発揮され、また水に溶解されない塩を生成することで耐加水分解性が向上するため、耐熱湿特性及び難燃性を向上させることが可能になる。
【００１２】
また、本発明にあっては、かかる難燃剤に、分子中にリンを有しない酸成分を加えることによって、より窒素の含有量を増加させることができるため、より少ない量の難燃剤で所望の耐熱湿特性及び難燃性を有する難燃性接着剤を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る難燃性接着剤及びこれを用いた回路材の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る回路材であるフラットケーブルの一例を示す断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態のフラットケーブル１は、所定数の回路形成用の導体２を、一対の被覆材３、４によって被覆することにより構成されている。ここで、一対の被覆材３、４は、後述する本発明の難燃性接着剤５を用いて貼り合わされている。
【００１５】
本発明の場合、導体２としては、例えば銅（Ｃｕ）からなり、長尺で角板形状のものが用いられる。なお、導体２の厚さは、１８μｍ〜１００μｍ程度である。
【００１６】
また、被覆材３、４の材料は特に限定されることなく種々のものを用いることができるが、コスト等の観点からは、ポリエステルからなるものを用いることが好ましい。
【００１７】
被覆材３、４の厚さについても特に限定されるものではないが、作業性の観点からは、数μｍ〜数百μｍとすることが好ましく、より好ましい被覆材３、４の厚さは、１２μｍ〜２５０μｍである。
【００１８】
一方、本発明の難燃性接着剤５は、飽和ポリエステル樹脂と難燃剤とを含有するものである。
本発明の場合、飽和ポリエステル樹脂の種類は特に限定されることなく種々のものを用いることができるが、難燃性の観点からは、リン酸基を有する多価カルボン酸を含むものを用いることが好ましい。
【００１９】
このようなポリエステル樹脂としては、例えば、ユニチカ社製 ＵＥ２０００があげられる。
【００２０】
他方、本発明の難燃性接着剤５に含有される難燃剤は、式（１）で表されるニトリロトリスメチレンホスホン酸と、式（２）で表されるメラミンのイオンが結合した塩化化合物を含有するものである。
【００２１】
【化１】
【００２２】
【化２】
【００２３】
一方、本発明にあっては、飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して、上述した難燃剤を９０重量部以上配合することが好ましい。
【００２４】
難燃剤の配合量が飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して９０重量部より少ないと、十分な難燃性を得ることができない。
【００２５】
その一方、難燃剤の配合量は、飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して１２０重量部以下とすることが好ましい。
【００２６】
難燃剤の配合量が飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して１２０重量部より多いと、剥離強度が低下するという不都合がある。
【００２７】
さらに、本発明の難燃性接着剤５の難燃剤には、分子中にリンを有しない酸成分を含ませることもできる。
【００２８】
ここで、分子中にリンを有しない酸成分としては、例えば、上述したメラミンと、式（３）で表されるシアヌル酸とを含む化合物があげられる。
【００２９】
【化３】
【００３０】
そして、本発明においては、例えばメラミン・シアヌル酸付加物を好適に用いることができる。このメラミン・シアヌル酸付加物は、安価である点で有利なものである。
【００３１】
本発明の場合、飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して、難燃剤を８０重量部以上配合することが好ましい。
【００３２】
難燃剤の配合量が飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して８０重量部より少ないと、十分な難燃性を得ることができない。
【００３３】
その一方、難燃剤の配合量は、飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して１２０重量部以下とすることが好ましい。
【００３４】
難燃剤の配合量が飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して１２０重量部より多いと、剥離強度が低下するという不都合がある。
【００３５】
なお、本発明の難燃性接着剤５には、目的に応じて、架橋剤、顔料、無機充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、カップリング等の添加剤を添加することも可能である。
【００３６】
本発明の難燃性接着剤５は、例えば、まず、飽和ポリエステル樹脂をメチルエチルケトン等の溶剤に溶解し、次いで、難燃剤を添加し、十分に攪拌して分散させることによって得られる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例とともに詳細に説明する。
（難燃性接着剤の調製）
【００３８】
＜実施例１＞
飽和ポリエステル樹脂（ＵＥ２０００）１００重量部に、溶剤トルエンを用い、ニトリロトリスメチレンホスホン酸メラミン塩化合物（日本化学工業社製 Ｎ６ＭＥ）１００重量部を混合・分散させることによって、目的とする難燃性接着剤を得た。
【００３９】
＜実施例２＞
飽和ポリエステル樹脂（ＵＥ２０００）１００重量部に、溶剤トルエンを用い、実施例１と同様のホスホン酸メラミン塩化合物６０重量部と、メラミン・シアヌル酸付加物（日産化学社製 ＭＣ６１０）２０重量部とを混合して、目的とする難燃性接着剤を得た。
【００４０】
＜実施例３＞
ホスホン酸メラミン塩化合物の配合量を４０重量部とし、メラミン・シアヌル酸付加物の配合量を４０重量部とした以外は実施例２と同様の方法によって難燃性接着剤を得た。
【００４１】
＜実施例４＞
ホスホン酸メラミン塩化合物の配合量を２０重量部とし、メラミン・シアヌル酸付加物の配合量を６０重量部とした以外は実施例２と同様の方法によって難燃性接着剤を得た。
【００４２】
＜比較例１＞
ホスホン酸メラミン塩化合物の代わりにメラミン・シアヌル酸付加物を１００重量部配合した以外は実施例１と同様の方法によって難燃性接着剤を得た。
【００４３】
＜比較例２＞
ホスホン酸メラミン塩化合物の代わりに硫酸メラミン塩化合物（三和ケミカル社製 アピノン−９０１）を１００重量部配合した以外は実施例１と同様の方法によって難燃性接着剤を得た。
【００４４】
＜比較例３＞
ホスホン酸メラミン塩化合物の代わりにポリリン酸メラミン塩化合物を１００重量部配合した以外は実施例１と同様の方法によって難燃性接着剤を得た。
【００４５】
（評価）
〔難燃性〕
上記実施例及び比較例の難燃性接着剤を用いてフラットケーブルを作成し、ＵＬ規格の垂直難燃試験（ＶＷ−１）を行うことによって、難燃性を評価した。その結果を表１に示す。
【００４６】
ここでは、良好な難燃性を示したものを◎、やや難燃性は劣るが十分に実用可能なものを○、実用上問題のあるものを×とする。
【００４７】
〔熱湿エージング後の電気特性〕
上記実施例及び比較例の難燃性接着剤を用い、ＪＩＳ Ｃ６４７１に基づく所定の試験を行うことにより、熱湿エージング後の電気特性を評価した。その結果を表１に示す。
【００４８】
ここでは、実用可能なレベル（１×１０8〜１×１０10Ω）を○、実用上問題のあるもの（１×１０8Ω未満）を×とする。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１から明らかなように、実施例１〜４の難燃性接着剤は、難燃性及び熱湿エージング後の電気特性ともに良好な結果が得られた。
【００５１】
特に、難燃剤としてホスホン酸メラミン塩化合物のみを含む実施例１のものは、難燃性が優れていた。
【００５２】
一方、ニトリロトリスメチレンホスホン酸メラミン塩化合物の代わりにメラミン・シアヌル酸付加物を用いた比較例１と、硫酸メラミン塩化合物を用いた比較例２のものは、難燃性が劣っていた。
【００５３】
さらに、この比較例２と、ポリリン酸メラミン塩化合物を用いた比較例３のものは、熱湿エージング後の電気抵抗が低下した。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、環境に対して悪影響を及ぼすことなく、耐熱湿電気特性に優れ、しかも高い難燃性を有する回路材用の難燃性接着剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回路材であるフラットケーブルの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ フラットケーブル（回路材）
２ 導体
３ 被覆材
４ 被覆材
５ 難燃性接着剤
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子機器等に用いられる回路材を製造するための難燃性接着剤の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばパーソナルコンピュータ等の電子機器においては、異なる基板の接続端子同士を接続するためのコネクタとして、フラットケーブル等の回路材が用いられている。
【０００３】
この種の回路材は、一対の被覆材の間に所定数の導体を配置し、熱圧着等によって被覆材同士を貼り合わせたものであるが、一般に電子機器においては機器内の温度がかなり高くなることから、被覆材を貼り合わせるため接着剤としては、難燃性を有するものが求められている。
【０００４】
従来、この種の回路材用の接着剤の材料としては、ハロゲン系の難燃剤を含むものや、ポリリン酸アンモニウムを含むものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の回路材用の接着剤のうちハロゲン系の難燃剤を用いたものは、燃焼時にハロゲンガスが発生するため、環境に対して悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００６】
一方、ポリリン酸アンモニウムを含む難燃剤を用いたものは、環境に対して悪影響は及ぼさないが、耐熱湿電気特性が良くないというという問題がある。
【０００７】
また、これらの問題を解決すべく、窒素化合物とホウ酸亜鉛を含む難燃剤を用いた接着剤も提案されているが、この接着剤は、難燃性がやや低いという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、環境に優しく、かつ、耐熱湿電気特性に優れ、しかも高い難燃性を有する難燃性接着剤及びこれを用いた回路材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、飽和ポリエステル樹脂と、ニトリロトリスメチレンホスホン酸とメラミンのイオンが結合した塩化化合物を含有する難燃剤とを含み、前記飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して前記難燃剤を９０重量部以上配合してなることを特徴とする難燃性接着剤である。
請求項２記載の発明は、飽和ポリエステル樹脂と、ニトリロトリスメチレンホスホン酸とメラミンのイオンが結合した塩化化合物と、分子中にリンを有しない酸成分とを含む難燃剤とを含有することを特徴とする難燃性接着剤である。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して前記難燃剤を８０重量部以上配合してなることを特徴とする。
他方、請求項４記載の発明は、所定の回路形成用の導体と、この導体を被覆するための被覆材とを有し、この被覆材が、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の難燃性接着剤を用いて接着されていることを特徴とする回路材である。
【００１０】
本発明の難燃性接着剤は、難燃剤の材料にハロゲンを使用していないので、燃焼時にハロゲンガスが発生せず、環境に対して悪影響を及ぼすことがない。
【００１１】
その一方、本発明の難燃性接着剤は、ニトリロトリスメチレンホスホン酸とメラミンのイオンが結合した塩化化合物を含有する難燃剤を用いたことによって、燃焼時のリンの縮合反応による表面コーティング膜（断熱及び酸素遮断効果がある）の生成を促進させる相乗効果が発揮され、また水に溶解されない塩を生成することで耐加水分解性が向上するため、耐熱湿特性及び難燃性を向上させることが可能になる。
【００１２】
また、本発明にあっては、かかる難燃剤に、分子中にリンを有しない酸成分を加えることによって、より窒素の含有量を増加させることができるため、より少ない量の難燃剤で所望の耐熱湿特性及び難燃性を有する難燃性接着剤を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る難燃性接着剤及びこれを用いた回路材の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る回路材であるフラットケーブルの一例を示す断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態のフラットケーブル１は、所定数の回路形成用の導体２を、一対の被覆材３、４によって被覆することにより構成されている。ここで、一対の被覆材３、４は、後述する本発明の難燃性接着剤５を用いて貼り合わされている。
【００１５】
本発明の場合、導体２としては、例えば銅（Ｃｕ）からなり、長尺で角板形状のものが用いられる。なお、導体２の厚さは、１８μｍ〜１００μｍ程度である。
【００１６】
また、被覆材３、４の材料は特に限定されることなく種々のものを用いることができるが、コスト等の観点からは、ポリエステルからなるものを用いることが好ましい。
【００１７】
被覆材３、４の厚さについても特に限定されるものではないが、作業性の観点からは、数μｍ〜数百μｍとすることが好ましく、より好ましい被覆材３、４の厚さは、１２μｍ〜２５０μｍである。
【００１８】
一方、本発明の難燃性接着剤５は、飽和ポリエステル樹脂と難燃剤とを含有するものである。
本発明の場合、飽和ポリエステル樹脂の種類は特に限定されることなく種々のものを用いることができるが、難燃性の観点からは、リン酸基を有する多価カルボン酸を含むものを用いることが好ましい。
【００１９】
このようなポリエステル樹脂としては、例えば、ユニチカ社製 ＵＥ２０００があげられる。
【００２０】
他方、本発明の難燃性接着剤５に含有される難燃剤は、式（１）で表されるニトリロトリスメチレンホスホン酸と、式（２）で表されるメラミンのイオンが結合した塩化化合物を含有するものである。
【００２１】
【化１】
【化２】
一方、本発明にあっては、飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して、上述した難燃剤を９０重量部以上配合することが好ましい。
【００２４】
難燃剤の配合量が飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して９０重量部より少ないと、十分な難燃性を得ることができない。
【００２５】
その一方、難燃剤の配合量は、飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して１２０重量部以下とすることが好ましい。
【００２６】
難燃剤の配合量が飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して１２０重量部より多いと、剥離強度が低下するという不都合がある。
【００２７】
さらに、本発明の難燃性接着剤５の難燃剤には、分子中にリンを有しない酸成分を含ませることもできる。
【００２８】
ここで、分子中にリンを有しない酸成分としては、例えば、上述したメラミンと、式（３）で表されるシアヌル酸とを含む化合物があげられる。
【００２９】
【化３】
そして、本発明においては、例えばメラミン・シアヌル酸付加物を好適に用いることができる。このメラミン・シアヌル酸付加物は、安価である点で有利なものである。
【００３１】
本発明の場合、飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して、難燃剤を８０重量部以上配合することが好ましい。
【００３２】
難燃剤の配合量が飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して８０重量部より少ないと、十分な難燃性を得ることができない。
【００３３】
その一方、難燃剤の配合量は、飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して１２０重量部以下とすることが好ましい。
【００３４】
難燃剤の配合量が飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して１２０重量部より多いと、剥離強度が低下するという不都合がある。
【００３５】
なお、本発明の難燃性接着剤５には、目的に応じて、架橋剤、顔料、無機充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、カップリング等の添加剤を添加することも可能である。
【００３６】
本発明の難燃性接着剤５は、例えば、まず、飽和ポリエステル樹脂をメチルエチルケトン等の溶剤に溶解し、次いで、難燃剤を添加し、十分に攪拌して分散させることによって得られる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例とともに詳細に説明する。
（難燃性接着剤の調製）
【００３８】
＜実施例１＞
飽和ポリエステル樹脂（ＵＥ２０００）１００重量部に、溶剤トルエンを用い、ニトリロトリスメチレンホスホン酸メラミン塩化合物（日本化学工業社製 Ｎ６ＭＥ）１００重量部を混合・分散させることによって、目的とする難燃性接着剤を得た。
【００３９】
＜実施例２＞
飽和ポリエステル樹脂（ＵＥ２０００）１００重量部に、溶剤トルエンを用い、実施例１と同様のホスホン酸メラミン塩化合物６０重量部と、メラミン・シアヌル酸付加物（日産化学社製 ＭＣ６１０）２０重量部とを混合して、目的とする難燃性接着剤を得た。
【００４０】
＜実施例３＞
ホスホン酸メラミン塩化合物の配合量を４０重量部とし、メラミン・シアヌル酸付加物の配合量を４０重量部とした以外は実施例２と同様の方法によって難燃性接着剤を得た。
【００４１】
＜実施例４＞
ホスホン酸メラミン塩化合物の配合量を２０重量部とし、メラミン・シアヌル酸付加物の配合量を６０重量部とした以外は実施例２と同様の方法によって難燃性接着剤を得た。
【００４２】
＜比較例１＞
ホスホン酸メラミン塩化合物の代わりにメラミン・シアヌル酸付加物を１００重量部配合した以外は実施例１と同様の方法によって難燃性接着剤を得た。
【００４３】
＜比較例２＞
ホスホン酸メラミン塩化合物の代わりに硫酸メラミン塩化合物（三和ケミカル社製 アピノン−９０１）を１００重量部配合した以外は実施例１と同様の方法によって難燃性接着剤を得た。
【００４４】
＜比較例３＞
ホスホン酸メラミン塩化合物の代わりにポリリン酸メラミン塩化合物を１００重量部配合した以外は実施例１と同様の方法によって難燃性接着剤を得た。
【００４５】
（評価）
〔難燃性〕
上記実施例及び比較例の難燃性接着剤を用いてフラットケーブルを作成し、ＵＬ規格の垂直難燃試験（ＶＷ−１）を行うことによって、難燃性を評価した。その結果を表１に示す。
【００４６】
ここでは、良好な難燃性を示したものを◎、やや難燃性は劣るが十分に実用可能なものを○、実用上問題のあるものを×とする。
【００４７】
〔熱湿エージング後の電気特性〕
上記実施例及び比較例の難燃性接着剤を用い、ＪＩＳ Ｃ６４７１に基づく所定の試験を行うことにより、熱湿エージング後の電気特性を評価した。その結果を表１に示す。
【００４８】
ここでは、実用可能なレベル（１×１０8〜１×１０10Ω）を○、実用上問題のあるもの（１×１０8Ω未満）を×とする。
【００４９】
【表１】
表１から明らかなように、実施例１〜４の難燃性接着剤は、難燃性及び熱湿エージング後の電気特性ともに良好な結果が得られた。
【００５１】
特に、難燃剤としてホスホン酸メラミン塩化合物のみを含む実施例１のものは、難燃性が優れていた。
【００５２】
一方、ニトリロトリスメチレンホスホン酸メラミン塩化合物の代わりにメラミン・シアヌル酸付加物を用いた比較例１と、硫酸メラミン塩化合物を用いた比較例２のものは、難燃性が劣っていた。
【００５３】
さらに、この比較例２と、ポリリン酸メラミン塩化合物を用いた比較例３のものは、熱湿エージング後の電気抵抗が低下した。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、環境に対して悪影響を及ぼすことなく、耐熱湿電気特性に優れ、しかも高い難燃性を有する回路材用の難燃性接着剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回路材であるフラットケーブルの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ フラットケーブル（回路材）
２ 導体
３ 被覆材
４ 被覆材
５ 難燃性接着剤
Claims (4)
- 飽和ポリエステル樹脂と、
ニトリロトリスメチレンホスホン酸とメラミンのイオンが結合した塩化化合物を含有する難燃剤とを含み、
前記飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して前記難燃剤を９０重量部以上配合してなることを特徴とする難燃性接着剤。 - 飽和ポリエステル樹脂と、
ニトリロトリスメチレンホスホン酸とメラミンのイオンが結合した塩化化合物と、分子中にリンを有しない酸成分とを含む難燃剤とを含有することを特徴とする難燃性接着剤。 - 前記飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して前記難燃剤を８０重量部以上配合してなることを特徴とする請求項２記載の難燃性接着剤。
- 所定の回路形成用の導体と、該導体を被覆するための被覆材とを有し、
該被覆材が、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の難燃性接着剤を用いて接着されていることを特徴とする回路材。
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