JP4626003B2 - 難燃性接着フィルム及びそれを用いたフラットケーブル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットケーブルの製造に適したハロゲンフリーで難燃性の接着フィルム及びそれを用いたフラットケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気・電子機器の内部配線用の電線として、多心平型のフラットケーブルが使用されている。フラットケーブルは、一般に、２枚の絶縁基材の間に複数本の導体を並列して挟み、絶縁基材どうしを熱融着し、一体化することにより製造されている。この絶縁基材は、導体に接する接着シートと、その外側の可撓性絶縁フィルムから形成される。
【０００３】
接着フィルムのベースポリマーとしては、ポリエチレン（PE）、ポリ塩化ビニル（PVC）、熱可塑性飽和共重合ポリエステル、熱硬化型ポリエステルなどが使用され、可撓性絶縁フィルムは、機械的特性、電気的特性の優れた二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（PET）フィルムが汎用される。
【０００４】
このようなフラットケーブルには、高度な難燃性が要求される用途があり、米国UL規格の垂直難燃試験のような難燃性が規定されている。従来、これらの難燃性の規格を満足させるために、臭素や塩素等のハロゲンを分子中に含んだ難燃剤を接着シートのベースポリマーに添加することが行われている。しかし、近年の地球規模での環境保護のため、ハロゲンの使用規制が望まれている。
【０００５】
このような要請に応じて、例えば特開平５−２１７４３０号には、絶縁基材に、分子骨格中に芳香族環を有し、ハロゲン不含で、限界酸素指数が３０％以上の芳香族系ポリマーにより形成されたフィルムを用い、更に接着シートにベースポリマーに多量の金属水和物を配合した接着剤組成物を用いることで、ハロゲンフリーにもかかわらず、難燃性に優れたフラットケーブルの得られることが示されている。また、特開平８−６０１０８号には、飽和共重合ポリエステルの主骨格にリン成分が導入されているリン変性飽和ポリエステル共重合を接着シートのベースポリマーに用いる技術が開示されている。しかしながら、芳香族系ポリマーやリン変性飽和ポリエステル共重合はいずれも値段が高価で、汎用性に乏しい、という問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、廉価でありながら、ハロゲンを含有せず、かつ難燃性に優れた接着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にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かくして、本発明によれば絶縁フィルム上に接着層が形成された難燃性接着フィルムにおいて、接着層がベース樹脂１００重量部に、水酸化アルミニウムが４０〜１５０重量部と、水酸化マグネシウムが４０〜１５０重量部と、炭酸カルシウムが１０〜５０重量部と、及び前記接着層中のリン濃度Ｐが２％以上で窒素濃度Ｎが３％以上になりかつ窒素濃度Ｎに対するリン濃度Ｐの比率Ｎ／Ｐが０．８より大きく２．０より小さい範囲を満たすよう含リン化合物と含窒素化合物と、が含まれてなることを特徴とする難燃性接着フィルムが提供される。
【０００８】
更にこの難燃性接着フィルム２枚の間に、各接着層を内側にして複数本の導体を並列して挟み、熱融着してなることを特徴とするフラットケーブルが提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳述する。本発明の難燃性接着フィルムは絶縁フィルム上に接着層が形成されている。ここで絶縁フィルムとしては、可撓性があり、機械的特性、電気的特性に優れたフィルムであれば特に限定されないが、分子骨格中に芳香族環を有し、ハロゲンを含まない樹脂が難燃性に優れかつ環境に対する負荷の少ないことから好適に用いられる。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、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルホンなどが例示される。更にこの中でポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートは廉価でありながら本発明に係わる接着層との組合せで優れた難燃性を維持するのでより好ましく用いられる。
【００１０】
また本発明に係わる接着層は、ベースポリマーとして飽和共重合ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂が用いられる。なかでも飽和共重合ポリエステル樹脂は、導体との接着性に優れかつフィルムの柔軟性を損なわないので好適に用いられる。該樹脂１００重量部に、水酸化アルミニウムが４０〜１５０重量部、水酸化マグネシウムが４０〜１５０重量部、炭酸カルシウムが１０〜５０重量部、及び前記接着層中のリン濃度Ｐが２％以上で窒素濃度Ｎが３％以上になりかつ窒素濃度Ｎに対するリン濃度Ｐの比率Ｎ／Ｐが０．８より大きく２．０より小さい範囲を満たすよう含リン化合物と含窒素化合物が配合される。水酸化アルミニウムと水酸化マグネシウムは４０重量部より少ないと十分な難燃性が付与できない。一方、１５０重量部より多いと可撓性が不十分となり、折り曲げた場合クラックが発生する。水酸化アルミニウムと水酸化マグネシウムは、更に好ましくは５０〜１００重量部の範囲で配合される。
【００１１】
炭酸カルシウムは１０〜５０重量部配合される。１０重量部より少ないと、難燃性が不十分となり、５０重量部より多いと導体との接着性が低下する。
【００１２】
含リン化合物には、ポリリン酸アンモニウム（リン濃度３２．０％）、ポリリン酸（リン濃度３８．８％）、トリフェニルフォスフェート（リン濃度９．５％）などの芳香族系リン酸エステル、ビスフェノールＡビス（ジフェニル）フォスフェート（ リン濃度８．８％）などのリン酸エステル縮合体、リン酸変性メラミン（リン濃度１３．１％）などが挙げられる。
【００１３】
含窒素化合物としては、メラミン（窒素濃度６６．７％）及びメラミンシアヌレート（窒素濃度４９．４％）、メラミン樹脂（窒素濃度６１．３％）などのメラミン誘導体が挙げられる。これらの含リン化合物及び含窒素化合物は、接着層中にリン濃度Ｐが２％以上で窒素濃度Ｎが３％以上になりかつ窒素濃度Ｎに対するリン濃度Ｐの比率Ｎ／Ｐが０．８より大きく２．０より小さい範囲を満たすよう配合される。これらの範囲にないと難燃性が低下する。
【００１４】
本発明の接着層の樹脂組成物中には、必要に応じて、ハロゲンを含有しない酸化防止剤、充填剤、着色剤、架橋剤、架橋助剤などを適宜添加することができる。
【００１５】
本発明の難燃性接着フィルムを作成するには、例えば、絶縁フィルム上に押出コーティング法により接着層組成物を積層する。あるいは、接着層組成物の溶液を絶縁フィルム上に塗布して、溶剤を乾燥させて形成する。絶縁フィルムの厚みは、１０〜５０μｍ程度が好ましい。接着層の厚みは、通常、１５〜１５０μｍ、好ましくは２５〜１００μｍ程度である。また、絶縁フィルムと接着層との接着力をより強固にするために、絶縁フィルム表面をコロナ処理したり、プライマー、アンカーコート剤を使用してもよい。
【００１６】
本発明の難燃性接着フィルムを用いてフラットケーブルを作成するには、定法により、２枚の難燃性接着フィルムの間に、各接着層を内側にして複数本の導体を並列して挟み、熱融着すればよい。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明について、実施例および比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００１８】
飽和共重合ポリエステル樹脂接着剤（東亜合成（株）のPES320）をトルエンとメチルエチルケトンの４対１の混合溶剤で希釈し、表１に示した割合で水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ポリリン酸アンモニウム、メラミンシアヌレート、炭酸カルシウムを混合し、固形分５０％の組成物を得た。これをポリエチレンテレフタレート（東レ社製ルミラー１２μｍ厚さ）に塗布した後、溶剤を乾燥させて接着フィルムを作成した。この時の接着層の厚さは３０μｍであった。
スズメッキ軟銅箔（厚さ０．０３５ｍｍ、幅０．８ｍｍ）を１５本平行に並べ、前記接着フィルム２枚を接着層が向かい合うようにして熱接着させてフラットケーブルを得た。
難燃性は垂直燃焼試験（ＵＬ１５８１）で評価した。６０秒以下で合格である。不合格の場合は「×」と表記した。ハロゲンガスの発生は、燃焼時のガスをガスクロマトグラフィにて定量分析し、０．１μｇ／ｇ以下を無しと判定した。また接着フィルムを１８０°に折り曲げた場合のクラックの発生の有無を調べた。更に前記軟銅箔との接着力を１８０°剥離法で測定し、５０ｇ以上を合格とした。
【００１９】
表１から明らかなように、本発明の接着フィルムを用いたフラットケーブルは、いずれもＵＬ規格の垂直燃焼試験に合格であり、ハロゲンガスの発生もなく、180゜折り曲げ後のクラックも無かった。これに対し、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムの配合が４０重量部より少ないと難燃性が下がり（比較例１及び２参照）、１５０重量部より多いと可撓性が不十分となり、180゜折り曲げ後クラックが発生した（比較例９及び１０参照）。
また、リン濃度Pが２％より少ない、又は窒素濃度Nが３％より少ない、あるいは窒素濃度に対するリン濃度の比率N/Pが0.5以下又は2.0以上の場合は難燃性が低下した（比較例３、４、５及び６参照）。
炭酸カルシウムは配合が１０重量部より少ないと、難燃性が不十分となり、５０重量部より多いと導体との接着力が低下した（比較例７及び８参照）。
更に、難燃剤にパークロロペンタシクロデカンを添加した場合は、ＵＬ規格の垂直燃焼試験には合格し、可撓性も十分であったが、燃焼時にハロゲンが発生した（比較例１１参照）。
【表１】
(注)＊リン濃度及び窒素濃度は、それぞれ本配合における接着層中の濃度
【表２】
【表３】
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、廉価であり、かつＵＬ規格の垂直燃焼試験に合格する優れた難燃性を有しながら、ハロゲンを含有しない（環境に対する負荷の小さい）接着フィルム及びそれを用いたフラットケーブルが提供できる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットケーブルの製造に適したハロゲンフリーで難燃性の接着フィルム及びそれを用いたフラットケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気・電子機器の内部配線用の電線として、多心平型のフラットケーブルが使用されている。フラットケーブルは、一般に、２枚の絶縁基材の間に複数本の導体を並列して挟み、絶縁基材どうしを熱融着し、一体化することにより製造されている。この絶縁基材は、導体に接する接着シートと、その外側の可撓性絶縁フィルムから形成される。
【０００３】
接着フィルムのベースポリマーとしては、ポリエチレン（PE）、ポリ塩化ビニル（PVC）、熱可塑性飽和共重合ポリエステル、熱硬化型ポリエステルなどが使用され、可撓性絶縁フィルムは、機械的特性、電気的特性の優れた二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（PET）フィルムが汎用される。
【０００４】
このようなフラットケーブルには、高度な難燃性が要求される用途があり、米国UL規格の垂直難燃試験のような難燃性が規定されている。従来、これらの難燃性の規格を満足させるために、臭素や塩素等のハロゲンを分子中に含んだ難燃剤を接着シートのベースポリマーに添加することが行われている。しかし、近年の地球規模での環境保護のため、ハロゲンの使用規制が望まれている。
【０００５】
このような要請に応じて、例えば特開平５−２１７４３０号には、絶縁基材に、分子骨格中に芳香族環を有し、ハロゲン不含で、限界酸素指数が３０％以上の芳香族系ポリマーにより形成されたフィルムを用い、更に接着シートにベースポリマーに多量の金属水和物を配合した接着剤組成物を用いることで、ハロゲンフリーにもかかわらず、難燃性に優れたフラットケーブルの得られることが示されている。また、特開平８−６０１０８号には、飽和共重合ポリエステルの主骨格にリン成分が導入されているリン変性飽和ポリエステル共重合を接着シートのベースポリマーに用いる技術が開示されている。しかしながら、芳香族系ポリマーやリン変性飽和ポリエステル共重合はいずれも値段が高価で、汎用性に乏しい、という問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、廉価でありながら、ハロゲンを含有せず、かつ難燃性に優れた接着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にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かくして、本発明によれば絶縁フィルム上に接着層が形成された難燃性接着フィルムにおいて、接着層がベース樹脂１００重量部に、水酸化アルミニウムが４０〜１５０重量部と、水酸化マグネシウムが４０〜１５０重量部と、炭酸カルシウムが１０〜５０重量部と、及び前記接着層中のリン濃度Ｐが２％以上で窒素濃度Ｎが３％以上になりかつ窒素濃度Ｎに対するリン濃度Ｐの比率Ｎ／Ｐが０．８より大きく２．０より小さい範囲を満たすよう含リン化合物と含窒素化合物と、が含まれてなることを特徴とする難燃性接着フィルムが提供される。
【０００８】
更にこの難燃性接着フィルム２枚の間に、各接着層を内側にして複数本の導体を並列して挟み、熱融着してなることを特徴とするフラットケーブルが提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳述する。本発明の難燃性接着フィルムは絶縁フィルム上に接着層が形成されている。ここで絶縁フィルムとしては、可撓性があり、機械的特性、電気的特性に優れたフィルムであれば特に限定されないが、分子骨格中に芳香族環を有し、ハロゲンを含まない樹脂が難燃性に優れかつ環境に対する負荷の少ないことから好適に用いられる。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、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルホンなどが例示される。更にこの中でポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートは廉価でありながら本発明に係わる接着層との組合せで優れた難燃性を維持するのでより好ましく用いられる。
【００１０】
また本発明に係わる接着層は、ベースポリマーとして飽和共重合ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂が用いられる。なかでも飽和共重合ポリエステル樹脂は、導体との接着性に優れかつフィルムの柔軟性を損なわないので好適に用いられる。該樹脂１００重量部に、水酸化アルミニウムが４０〜１５０重量部、水酸化マグネシウムが４０〜１５０重量部、炭酸カルシウムが１０〜５０重量部、及び前記接着層中のリン濃度Ｐが２％以上で窒素濃度Ｎが３％以上になりかつ窒素濃度Ｎに対するリン濃度Ｐの比率Ｎ／Ｐが０．８より大きく２．０より小さい範囲を満たすよう含リン化合物と含窒素化合物が配合される。水酸化アルミニウムと水酸化マグネシウムは４０重量部より少ないと十分な難燃性が付与できない。一方、１５０重量部より多いと可撓性が不十分となり、折り曲げた場合クラックが発生する。水酸化アルミニウムと水酸化マグネシウムは、更に好ましくは５０〜１００重量部の範囲で配合される。
【００１１】
炭酸カルシウムは１０〜５０重量部配合される。１０重量部より少ないと、難燃性が不十分となり、５０重量部より多いと導体との接着性が低下する。
【００１２】
含リン化合物には、ポリリン酸アンモニウム（リン濃度３２．０％）、ポリリン酸（リン濃度３８．８％）、トリフェニルフォスフェート（リン濃度９．５％）などの芳香族系リン酸エステル、ビスフェノールＡビス（ジフェニル）フォスフェート（ リン濃度８．８％）などのリン酸エステル縮合体、リン酸変性メラミン（リン濃度１３．１％）などが挙げられる。
【００１３】
含窒素化合物としては、メラミン（窒素濃度６６．７％）及びメラミンシアヌレート（窒素濃度４９．４％）、メラミン樹脂（窒素濃度６１．３％）などのメラミン誘導体が挙げられる。これらの含リン化合物及び含窒素化合物は、接着層中にリン濃度Ｐが２％以上で窒素濃度Ｎが３％以上になりかつ窒素濃度Ｎに対するリン濃度Ｐの比率Ｎ／Ｐが０．８より大きく２．０より小さい範囲を満たすよう配合される。これらの範囲にないと難燃性が低下する。
【００１４】
本発明の接着層の樹脂組成物中には、必要に応じて、ハロゲンを含有しない酸化防止剤、充填剤、着色剤、架橋剤、架橋助剤などを適宜添加することができる。
【００１５】
本発明の難燃性接着フィルムを作成するには、例えば、絶縁フィルム上に押出コーティング法により接着層組成物を積層する。あるいは、接着層組成物の溶液を絶縁フィルム上に塗布して、溶剤を乾燥させて形成する。絶縁フィルムの厚みは、１０〜５０μｍ程度が好ましい。接着層の厚みは、通常、１５〜１５０μｍ、好ましくは２５〜１００μｍ程度である。また、絶縁フィルムと接着層との接着力をより強固にするために、絶縁フィルム表面をコロナ処理したり、プライマー、アンカーコート剤を使用してもよい。
【００１６】
本発明の難燃性接着フィルムを用いてフラットケーブルを作成するには、定法により、２枚の難燃性接着フィルムの間に、各接着層を内側にして複数本の導体を並列して挟み、熱融着すればよい。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明について、実施例および比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００１８】
飽和共重合ポリエステル樹脂接着剤（東亜合成（株）のPES320）をトルエンとメチルエチルケトンの４対１の混合溶剤で希釈し、表１に示した割合で水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ポリリン酸アンモニウム、メラミンシアヌレート、炭酸カルシウムを混合し、固形分５０％の組成物を得た。これをポリエチレンテレフタレート（東レ社製ルミラー１２μｍ厚さ）に塗布した後、溶剤を乾燥させて接着フィルムを作成した。この時の接着層の厚さは３０μｍであった。
スズメッキ軟銅箔（厚さ０．０３５ｍｍ、幅０．８ｍｍ）を１５本平行に並べ、前記接着フィルム２枚を接着層が向かい合うようにして熱接着させてフラットケーブルを得た。
難燃性は垂直燃焼試験（ＵＬ１５８１）で評価した。６０秒以下で合格である。不合格の場合は「×」と表記した。ハロゲンガスの発生は、燃焼時のガスをガスクロマトグラフィにて定量分析し、０．１μｇ／ｇ以下を無しと判定した。また接着フィルムを１８０°に折り曲げた場合のクラックの発生の有無を調べた。更に前記軟銅箔との接着力を１８０°剥離法で測定し、５０ｇ以上を合格とした。
【００１９】
表１から明らかなように、本発明の接着フィルムを用いたフラットケーブルは、いずれもＵＬ規格の垂直燃焼試験に合格であり、ハロゲンガスの発生もなく、180゜折り曲げ後のクラックも無かった。これに対し、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムの配合が４０重量部より少ないと難燃性が下がり（比較例１及び２参照）、１５０重量部より多いと可撓性が不十分となり、180゜折り曲げ後クラックが発生した（比較例９及び１０参照）。
また、リン濃度Pが２％より少ない、又は窒素濃度Nが３％より少ない、あるいは窒素濃度に対するリン濃度の比率N/Pが0.5以下又は2.0以上の場合は難燃性が低下した（比較例３、４、５及び６参照）。
炭酸カルシウムは配合が１０重量部より少ないと、難燃性が不十分となり、５０重量部より多いと導体との接着力が低下した（比較例７及び８参照）。
更に、難燃剤にパークロロペンタシクロデカンを添加した場合は、ＵＬ規格の垂直燃焼試験には合格し、可撓性も十分であったが、燃焼時にハロゲンが発生した（比較例１１参照）。
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明によれば、廉価であり、かつＵＬ規格の垂直燃焼試験に合格する優れた難燃性を有しながら、ハロゲンを含有しない（環境に対する負荷の小さい）接着フィルム及びそれを用いたフラットケーブルが提供できる。
Claims (2)
- ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートからなる絶縁フィルム上に接着層が形成された難燃性接着フィルムにおいて、接着層がベース樹脂１００重量部に、水酸化アルミニウムが４０〜１５０重量部と、水酸化マグネシウムが４０〜１５０重量部と、炭酸カルシウムが１０〜５０重量部と、及び前記接着層中のリン濃度Ｐが２％以上で窒素濃度Ｎが３％以上になりかつ窒素濃度Ｎに対するリン濃度Ｐの比率Ｎ／Ｐが０．８より大きく２．０より小さい範囲を満たすよう、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸、トリフェニルフォスフェート、及びビスフェノールＡビス（ジフェニル）フォスフェートからなる群より選択される含リン化合物と、メラミン、メラミンシアヌレート、及びメラミン樹脂からなる群から選択される含窒素化合物と、が含まれてなることを特徴とする難燃性接着フィルム。
- 請求項１に記載の難燃性接着フィルム２枚の間に、各接着層を内側にして複数本の導体を並列して挟み、熱融着してなることを特徴とするフラットケーブル。
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|---|---|---|---|
| JP2000008443A JP4626003B2 (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 難燃性接着フィルム及びそれを用いたフラットケーブル |
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| JP2000008443A JP4626003B2 (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 難燃性接着フィルム及びそれを用いたフラットケーブル |
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|---|---|
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| JP4626003B2 true JP4626003B2 (ja) | 2011-02-02 |
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000006335A (ja) * | 1998-06-23 | 2000-01-11 | Takiron Co Ltd | 難燃性ポリオレフィン成形体 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH05217430A (ja) * | 1992-02-06 | 1993-08-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ノンハロゲン難燃フラットケーブル |
| JPH09316250A (ja) * | 1996-05-27 | 1997-12-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 難燃性組成物及び難燃性電線 |
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2000
- 2000-01-18 JP JP2000008443A patent/JP4626003B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2000006335A (ja) * | 1998-06-23 | 2000-01-11 | Takiron Co Ltd | 難燃性ポリオレフィン成形体 |
Also Published As
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|---|---|
| JP2001202825A (ja) | 2001-07-27 |
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