JP3984469B2

JP3984469B2 - 補強シート、及びそれを用いたフラットケーブル

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Publication number: JP3984469B2
Application number: JP2001385348A
Authority: JP
Inventors: 隆俊四十宮
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: JP2003187645A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器、電子機器等の配線に使用されるフラットケーブル用の補強シートに関し、さらに詳しくは、テープフラットケーブル又はテープ電線と称せられる電線末端の接続部を補強する補強シート、及び該補強シートを用いたフラットケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
フラットケーブルは、ＯＡ機器などの電子機器の普及に伴い、複雑な機器内配線の配線作業の省力化や誤配線防止のため、広く用いられている。フラットケーブルは、通常、２枚の絶縁性の被覆材の間に、複数の平型導体を挾み熱融着して一体化する。しかし、端末部がむき出し導体では強度が弱く、コネクタへの挿し抜きがうまくいかず、さらに、接圧が十分でなくコネクタとの導通が不安定である。このため、端末部へ補強シートを貼着する方法が種々提案されている。
実公平３−５６９６５号公報では、補強シートとして、ポリエチレンテレフタレート基材へアイオノマーなどの接着性樹脂を押し出しコーティングし、さらに、導体接着用の接着剤を導体と接する部分へストライプ状にコーティングしたものが、知られている。しかしながら、該補強シートの２種のストライプ状接着剤と、フラットケーブル被覆材と露出導体へ位置合わせして接着させるので、作業性が悪い。また、接着剤層上に更にもう一方の接着剤層を狭幅に設けた構造であるので、その生産が難しいというという欠点がある。また、特開平４−２９８９８０号公報、特開平６−２６０２４９号公報では、補強シートの接着層にポリエステル系樹脂を全面に塗布し、フラットケーブル被覆材と導体の両方へ接着性を有するものが、知られている。しかしながら、該補強シートの接着層は、補強シートの製造上の理由で薄肉化できず、必要以上に材料を浪費してしまうという問題点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、１層の接着層で、フラットケーブル被覆材と導体の両方へ接着性を有し、薄肉で安価な補強シート、及びそれを用いたフラットケーブルを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係わる補強シートは、２枚の絶縁性被覆材の間に、平行に配置された複数本の平型導体を挟み込んで一体化したフラットケーブルの、導体が露出した端末部分に貼着する補強シートにおいて、該補強シートが、少なくとも基材フィルムと接着層とからなり、該接着層が、非晶性共重合ポリエステル樹脂と結晶性共重合ポリエステル樹脂とを含み、該結晶性共重合ポリエステル樹脂は、融点が５０℃以上で、結晶化度が３％〜２０％であり、かつ、該非晶性共重合ポリエステル樹脂と結晶性共重合ポリエステル樹脂の含有比率が、重量比で１：２〜４：１であり、また、前記接着層の厚みが、１０〜３５μｍであるようにしたものである。本発明によれば、１層の接着層で、フラットケーブル被覆材と導体の両方へ接着性を有する薄肉で安価な補強シートが提供される。
【０００５】
請求項２の発明に係わる補強シートは、請求項１記載の補強シートにおいて、前記接着層及び／又はプライマー層が、着色剤を含むようにしたものである。本発明によれば、着色の必要がある場合に、基材フィルムのどちらかの面へ設けていたインキ層が不要である補強シートが提供される。
【０００６】
請求項３の発明に係わるフラットケーブルは、請求項１または２に記載の補強シートが、２枚の絶縁性被覆材の間に、平行に配置された複数本の平型導体を挟み込んで一体化したフラットケーブルの、導体が露出した端末部分に貼着されているようにしたものである。本発明によれば、強度のある端末部で、コネクタへの挿し抜きが確実で、コネクタとの導通が安定なフラットケーブルが提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施態様について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の１実施例を示す補強シートの断面図である。
補強シート１は、基材フィルム１１と接着層１３とからなっている。基材フィルム１１としては、電気絶縁性、機械的強度などがあれば、用途に応じて種々の素材を適用できる。例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル樹脂、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０等のポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリカ−ボネ−ト、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリメチルメタアクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリイミド・ポリアミドイミド・ポリエステルイミドなどのイミド系樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテル−エーテルケトン、ポリエーテルサルファイドなどがある。
【０００８】
これら樹脂の少なくとも１層からなるフィルム、シート、ボード状として使用するが、これら形状を本明細書ではフィルムと総称する。通常は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルのフィルムが好適に使用され、ポリエチレンテレフタレートが最も好適である。該樹脂フィルムは、延伸フィルムであってもよいし、未延伸フィルムであってもよいが、強度を向上させる目的で、一軸方向又は二軸方向に延伸したフィルムであることが好ましい。該樹脂フィルムは、必要に応じて、充填剤、着色剤、可塑剤などの添加剤を加えても良い。該樹脂フィルムの厚さは、通常は５０〜３００μｍが適用でき、１００〜２５０μｍが好適である。このような厚さで、本発明の補強シートに必要とされる強度と剛度が得られ、露出導体を保護し、コネクタとの導通が安定し、かつ、良好な配線作業適性が得られる。
【０００９】
基材フィルム１１へ接着層１３を積層するが、図には示していないが、基材フィルム１１の接着層１３を形成する面には、必要に応じて接着力を強めるために、予めコロナ処理、プラズマ処理をしたり、プライマー層を設けたりしても良い。プライマ−層としては、例えば、熱、光あるいは電子線等の作用で硬化性を有するポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノ−ル系樹脂のなどの樹脂を使用することができる。該樹脂をビヒクルの主成分とし、これに硬化剤、架橋剤、充填剤、着色剤、その他の所望の添加剤等を任意に添加し、溶剤・希釈剤等で混練し、充分に溶解ないし分散して、塗布し乾燥すれば良い。プライマ−層の厚さは、０．０１〜５μｍ程度、好ましくは０．８〜２．０μｍである。
【００１０】
基材フィルム１１へ接着層１３を積層するが、図には示していないが、基材フィルム１１と接着層１３との間に、必要に応じて、着色プライマー層、着色層、又は着色インキ層を設ける。着色された補強シートの存在によって、フラットケーブルの端末部を容易に判別したり、該端末部を挿し込むコネクタ挿し口を知る必要がある場合である。補強シートとコネクタ挿し口の色を同色にすれば、挿し込みの誤りを防止できる。
【００１１】
接着層１３は、非晶性共重合ポリエステル樹脂と結晶性共重合ポリエステル樹脂とを含んでいる。非晶性共重合ポリエステル樹脂は、導体との接着性が良好過ぎて、補強シートを製造して巻き上げた巻取状態で保管しておくと、相対している基材フィルム１１の外面と密着して、所謂ブロッキングして分離が難しく、巻き戻しできない。そこで、融点５０℃以上の結晶性共重合ポリエステル樹脂を加えることで、巻取状態では基材フィルム１１の外面と密着せず、フラットケーブルの端末部へ装着するときには、フラットケーブル被覆材及び導体へ十分な接着性を有することを見出した。
【００１２】
非晶性共重合ポリエステル樹脂としては、少なくとも１種のジカルボン酸と、少なくとも１種のジオール（グリコール）と、を共重合させて得られるものが適用できる。例えば、ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、セバチン酸、アジピン酸等を、ジオールとしてはエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、オキシテトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール等を用いることができる。
【００１３】
非晶性共重合ポリエステル樹脂としては、金属に対する接着力が大きい極性基を多く含む非晶性共重合ポリエステル樹脂、ガラス転移温度の低い非晶性共重合ポリエステル樹脂を使用すれば、導体への接着力を向上させることができる。しかしながら、これらの非晶性共重合ポリエステル樹脂は、一般に粘着性（タック性）が大きい欠点がある。即ち、導体接着力と低タック性の相反する特性を両立させるため、結晶性共重合ポリエステル樹脂を添加する。該結晶性共重合ポリエステル樹脂は、室温状態の融点以下では流動性が低くタック性を小さいので、ブロッキングしないが、融点を超える温度では流動性が急に大きくなって、被覆材基材に対する接着性が増加する。
【００１４】
結晶性共重合ポリエステル樹脂は、少なくとも１種のジカルボン酸と少なくとも１種のジオール（グリコール）とを共重合させて得られる５０℃以上のものが適用できる。共重合させたものは、ブロック共重合、又はグラフト重合などによって、結晶化度を３〜２０％としたものが適用できる。結晶化度が２０％を超えると溶剤への溶解性が低下して塗布しにくく、結晶化度が３％以下では補強シートとして巻き上げた巻取状態で相対している基材フィルム１１の外面と密着し、所謂ブロッキング現象が発生してしまう。
【００１５】
そして、後述する実施例で示すような種々の含有比率を検討の結果、非晶性共重合ポリエステル樹脂と結晶性共重合ポリエステル樹脂との、適正な含有比率を見出した。非晶性共重合ポリエステル樹脂と融点５０℃以上の結晶性共重合ポリエステル樹脂の含有比率が、１：２〜４：１である。
【００１６】
また、接着層１３へは、着色することができる。前述したように、基材フィルム１１へ着色層を設ける場合があるが、接着層１３へ着色することで、着色層を兼ねるために、着色層が不要である。製造工程の１工程を減ずることができ、同機能のものが安価に製造できる。さらに、前述したように、基材フィルム１１へ、必要に応じて接着力を強めるために、プライマー層を設ける場合には、該プライマー層を着色しても良い。プライマー層及び接着層１３の、両方に着色しても良く、それぞれの色濃度を変えても良い。
【００１７】
接着層１３の厚みは、通常、５〜８０μｍが適用できるが、１０〜３５μｍが好適である。このような厚さでも、十分にフラットケーブル被覆材及び導体への接着力が発揮されるが、従来の補強シートでは、接着層の形成が押し出しコーティング法という製造上の制約から、３０μｍ以下にすることは困難であった。本発明によれば、補強シート１に必要とされる機械的強度と剛度は、基材フィルム１１から得られ、フラットケーブツ被覆材及び導体との接着力は、３５μｍ以下の接着層１３でも、十分に得られるためである。本発明の補強シート１は、露出導体を保護し、コネクタとの導通が安定し、かつ、良好な配線作業適性が得られる。
【００１８】
従来の補強シートの接着層は、Ｔダイ式押し出し機を用いねば形成できないので、接着性樹脂を熱で溶融し、Ｔダイスから押し出して基材フィルムへ積層する。このために、ある程度の厚さがないと連続した均一な層が得られず、３０μｍ以下にすることは困難であった。これに対して、本発明の補強シート１の接着層１３の形成は、コーティング方法を用いることができるので、薄肉化することができる。
【００１９】
接着層１３は、前述の接着性樹脂と、必要に応じて着色剤などの添加剤とを、有機溶剤などへ溶解又は分散して、塗布し乾燥することで形成する。塗布は公知のコーティング法で良く、例えば、バーコータ・コンマコータ・ダイコータ・ロールコータ・リバースロールコータ・グラビアコータ・グラビアリバースコータ・フローコータなどが適用できる。これらのコーティング法によれば、接着層１３の厚さを、薄肉から厚肉まで大きな範囲で形成することができる。また、複数回のコーティング法で、接着性樹脂を積層しても良い。
【００２０】
図２は、本発明の補強シートを貼着したフラットケーブルの部分的な平面図である。
図３は、図２のＡＡ’断面図である。
図２、図３のように、２枚の絶縁性のフラットケーブル被覆材２０の間に、平行に配置された複数本の平型導体２１Ａを挟み込んで一体化したフラットケーブル３の、導体が露出した端末部分に、補強シート１が貼着されている。貼着とは、一体的に貼り付けられている状態を表わしている。
【００２１】
本発明の補強シート１をフラットケーブル３の端末を補強するように貼着したのが、図２及び図３である。フラットケーブル３の端末のフラットケーブル被覆材２０を除去して、導体２１Ａを露出させる。次に、補強シート１の接着層１３を、該フラットケーブル３の一方の絶縁層３及び露出導体５に接触させて加熱加圧すればよい。接着剤層１３はフラットケーブル被覆材２０、及び導体２１Ａの両方に接着性を有するので、従来のように導体とストライプ状の接着層との位置合わせが不要で、作業性が良い。その後の加熱加圧し一体化して、図３のように、接着剤層１３はフラットケーブル被覆材２０、及び口出しされて露出した導体２１Ａの両方に接着している。
【００２２】
フラットケーブルの端末を補強する方式としては、両窓タイプ、及び、片窓タイプと呼ばれる方式がある。両窓タイプは、従来の接着層が導体へ接着しないために、端末部へ接続するときに、フラットケーブル被覆材から導体を口出した端末を補強する方式である。また、片窓タイプは、従来の接着層でも導体に接着する場合に、導体を口出した端末の片側のフラットケーブル被覆材の基材の上を補強する方式である。本発明の補強シート１は、両窓タイプ、片窓タイプと呼ばれている補強方式のいずれにも使用できる。
【００２３】
【実施例】
（実施例１）
基材フィルム１１として透明な厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いて、この片面に、非晶性共重合ポリエステル３４重量部、結晶性共重合ポリエステル（結晶化度５％、融点６５℃）６６重量部、及び、メチルエチルケトンとトルエンの等量混合溶剤３００重量部から成る接着剤組成物を塗布した後、温度１３０℃で１分間加熱して厚さ２３μｍの接着層１３を形成して補強シート１を得た。
【００２４】
一方、透明な厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエステル系接着層３５μｍからなるフラットケーブル被覆材２０で、導体を被覆したフラットケーブルの一方の端末において、フラットケーブル被覆材２０を除去して導体２１Ａを露出させ、ここに上記補強シート１を配置し、温度１５０℃、圧力１０Ｎ／ｃｍ²の条件で３０秒間加熱加圧して補強した。補強部の構造は図２及び図３に示すのと同様であった。
【００２５】
（実施例２〜４、及び比較例１〜３）
実施例２〜４、及び比較例１〜３では、接着層１３の組成物とその含有率を表１のようにし、さらに、実施例２、４、及び比較例２には、プライマー層を設けた以外は、実施例１と同様にして補強シート、及び補強シート付きフラットケーブルを得た。
【００２６】
【表１】

【００２７】
評価は、次の３試験で行った。
（１）補強シートの接着層／補強シートの基材フィルム間のＴ字剥離強度試験補強シートを５ｃｍ角に２枚切り取って、該２枚の補強シートの接着層と基材フィルム面を重ね、さらにその両側を金属板で挟み合わせて、２０Ｎ／ｃｍ²の圧力を負荷したまま、６０℃、９５％ＲＨの恒温、恒湿度下で１ヶ月放置後の剥離強度を測定した。試料を測定環境温度の２５℃に戻した後に、引っ張り試験機でＴ字剥離強度（ｇ／巾１０ｍｍ）を、測定環境温度を２５℃で測定して評価した。１８０度剥離法で測定し、３０ｇ以下を合格とし、合格を「○」、不合格の場合を「×」で表わし、表１の下欄の「ブロッキング性」欄に併記した。
（２）補強シートの接着層／フラットケーブル被覆材間のＴ字剥離強度試験
補強シートの接着層１３面と、フラットケーブル被覆材の外面とをヒートシーラーで（温度１６０℃、圧力４０Ｎ／ｃｍ²、時間１０秒間）接着後、引っ張り試験機でＴ字剥離強度（ｇ／巾１０ｍｍ）を、測定環境温度を２５℃で測定して評価した。１８０度剥離法で測定し、４００ｇ以上を合格とし、合格を「○」、不合格の場合を「×」で表わし、表１の下欄の「フラットケーブル接着力」欄に併記した。
（３）補強シートの接着層／導体間のＴ字剥離強度試験
補強シートの接着層１３面と、厚さ５０μｍのスズメッキ軟銅導体とをヒートシーラーで（温度１７０℃、圧力４０Ｎ／ｃｍ²、時間１０秒間）接着後、引っ張り試験機でＴ字剥離強度（ｇ／巾１０ｍｍ）を、測定環境温度を２５℃で測定して評価した。１８０度剥離法で測定し、５０ｇ以上を合格とし、合格を「○」、不合格の場合を「×」で表わし、表１の下欄の「導体接着力」欄に併記した。
【００２８】
結果は、実施例１〜４では、ブロッキング性、フラットケーブル接着力、及び導体接着力のいずれも合格であった。比較例１、及び比較例３では、ブロッキング性が不合格で、比較例２では、結晶化度２５％の結晶性ポリエステルをインキ化できなかった。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の補強シートは、２枚の絶縁性被覆材の間に、平行に配置された複数本の平型導体を挟み込んで一体化したフラットケーブルの、導体が露出した端末部分に貼着する補強シートにおいて、該補強シートが、基材フィルムと接着剤層とからなり、該接着剤層が、非晶性共重合ポリエステル樹脂と結晶性共重合ポリエステル樹脂とを含むようにしたものである。請求項１〜４の本発明によれば、１層の接着層で、フラットケーブル被覆材と導体の両方へ接着性を有し、フラットケーブルの端末を補強するときに位置合わせの必要がなく、作業性が良い。さらにまた、補強シートの構造が簡単で、その製造も容易で、接着層が薄肉であるので、安価な補強シートが提供される。請求項４の発明に係わる補強シートは、接着層及び／又はプライマー層が、で着色剤を含むようにしたもので、着色の必要がある場合に、基材フィルムのどちらかの面へ設けていたインキ層が不要である補強シートが提供される。
【０００３０】
請求項５の発明に係わる補強シートは、請求項１〜４のいずれかに記載の補強シートが、２枚の絶縁性被覆材の間に、平行に配置された複数本の平型導体を挟み込んで一体化したフラットケーブルの、導体が露出した端末部分に貼着されているようにしたもので、強度のある端末部で、コネクタへの挿し抜きが確実で、コネクタとの導通が安定なフラットケーブルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示す補強シートの断面図である。
【図２】本発明の補強シートを貼着したフラットケーブルの部分的な平面図である。
【図３】図２のＡＡ断面図である。
【符号の説明】
１補強シート
３フラットケーブル
１１基材フィルム
１３接着層
２０フラットケーブル被覆材
２１Ａ導体

Claims

２枚の絶縁性被覆材の間に、平行に配置された複数本の平型導体を挟み込んで一体化したフラットケーブルの、導体が露出した端末部分に貼着する補強シートにおいて、該補強シートが、少なくとも基材フィルムと接着層とからなり、該接着層が、非晶性共重合ポリエステル樹脂と結晶性共重合ポリエステル樹脂とを含み、該結晶性共重合ポリエステル樹脂は、融点が５０℃以上で、結晶化度が３％〜２０％であり、かつ、該非晶性共重合ポリエステル樹脂と結晶性共重合ポリエステル樹脂の含有比率が、重量比で１：２〜４：１であり、また、前記接着層の厚みが、１０〜３５μｍであることを特徴とする補強シート。
前記基材フィルムと接着層との間にプライマー層が設けられると共に、前記接着層及び／又はプライマー層が、着色剤を含むことを特徴とする請求項１記載の補強シート。
請求項１または２に記載の補強シートが、２枚の絶縁性被覆材の間に、平行に配置された複数本の平型導体を挟み込んで一体化したフラットケーブルの、導体が露出した端末部分に貼着されていることを特徴とするフラットケーブル。