JP4644918B2 - 難燃性接着層付き絶縁フィルム及びそれを用いたフラットケーブル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハロゲンもリンも含まぬが、難燃性で、フラットケーブルの製造に適した接着層付き絶縁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枚の絶縁フィルムの間に複数本の導体を並列して挟み、絶縁フィルムどうしを熱融着し、一体化することにより製造されている。この絶縁フィルムは、通常、導体に接する接着層と、その外側の可撓性絶縁基材から形成される。
【０００３】
接着層を形成する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、可撓性絶縁基材は、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層を形成するベースポリマーに添加すること、あるいは、リン系化合物などを接着層を形成する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、ハロゲンは勿論として、リン系化合物も使用規制が望まれている。
【０００５】
このようなフラットケーブルとしては、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、更に接着層として、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層を形成する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。
また、接着層付き絶縁フィルムを用いて、フラットケーブルを効率良く生産するには、当該接着層付き絶縁フィルムをロール巻きにして保存しても、ブロッキングを生じないことが好ましい。
【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、ハロゲンもリン系化合物も含有せず、かつ難燃性に優れた接着層付き絶縁フィルムであって、好ましくは、ロール巻きして保存してもブロッキングを生じない接着層付き絶縁フィルム、及び、この接着層付き絶縁フィルム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】
本発明によれば絶縁基材上に接着層が形成された難燃性接着層付き絶縁フィルムに於いて、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、ホウ酸化合物が１０〜５０重量部とが含まれてなることを特徴とする難燃性接着層付き絶縁フィルムが提供される。
【０００８】
また、前記の接着層に於いて、接着層のベース樹脂として、結晶性で、ガラス転移温度が２５℃以下であり、且つ、融点が５０℃以上である樹脂を少なくとも１０重量部以上含む樹脂を用いることを特徴とする難燃性接着層付き絶縁フィルムが提供される。
【０００９】
更にこの難燃性接着層付き絶縁フィルム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。
【００１０】
【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層付き絶縁フィルムは絶縁基材上に接着層が形成されている。ここで絶縁基材としては、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。
【００１１】
また本発明に係わる接着層には、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、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、及びホウ酸化合物が１０〜５０重量部配合される。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。
【００１２】
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。
ホウ酸化合物も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。
【００１３】
ホウ酸化合物としては、ホウ酸亜鉛、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸バリウムなどが挙げられるが、なかでもホウ酸亜鉛が好ましい。
【００１４】
また本発明に係わる接着層は、ベースポリマーとして結晶性で、ガラス転移温度が２５℃以下であり、且つ、融点が５０℃以上である樹脂を少なくとも１０重量部以上含む樹脂を用いることにより、接着層付き絶縁フィルムをロール巻きにして保存してもブロッキングを生じないようにすることができ、フラットケーブルを効率良く製造でき、好ましい。
【００１５】
本発明の接着層の樹脂組成物中には、必要に応じて、ハロゲンやリ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。
【００１６】
本発明の難燃性接着層付き絶縁フィルムを作成方法としては、例えば、絶縁基材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方法、あるいは、接着層組成物の溶液を絶縁基材上に塗布して、溶剤を乾燥させて形成する方法などが挙げられる。
その際、絶縁基材の厚みは、１０〜５０μｍ程度が好ましい。
絶縁基材の厚さが薄すぎては、フラットケーブルに必要な機械的強度が不足し、絶縁基材の厚さが厚すぎると、難燃性が不足する場合がある。
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、絶縁基材と接着層との接着力をより強固にするために、絶縁基材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。
【００１７】
本発明の難燃性接着層付き絶縁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枚の難燃性接着層付き絶縁フィルムの間に、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。
【００１８】
【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。
【００１９】
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，表２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、炭酸カルシウム、ホウ酸亜鉛を混合し、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層付き絶縁フィルムを作成した。この時の接着層の厚さは４０μｍ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。
【００２０】
こうして得られた実施例、比較例のフラットケーブルについて、それぞれ、難燃性、１８０°折り曲げ性、軟銅箔との接着力を調査し、結果を表１、表２に示した。
難燃性は垂直燃焼試験（ＵＬ１５８１）で評価した。
６０秒以下が合格で、「○」と表記し、６０秒以上で不合格の場合は「×」と表記した。
また、１８０°折り曲げ性としては、接着層付き絶縁フィルムを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、軟銅箔との接着力は、１８０°剥離法で測定し、０．４９Ｎ以上を合格とした。
なお、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たが、表１、表２のいずれの配合の場合も、０．１μｇ／ｇ以下で、ハロゲンガスの発生は無しと判定された。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【表２】

【００２３】
表１に示した通り、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、180゜折り曲げ後のクラックも無く、接着力も合格であった。（実施例１〜７）
これに対し、表２に示した通り、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、ホウ酸亜鉛のいずれかの欠けた配合の場合は難燃性が不合格となり（比較例１〜４参照）、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムの添加量が１５０重量部より多い配合の場合は、可撓性が不十分となり、180゜折り曲げ後クラックが発生する（比較例５参照）か、接着力が不合格（比較例６参照）となった。
【００２４】
次に、表３に示した割合の飽和共重合ポリエステル樹脂接着剤（東亜合成（株）のPES320；ガラス転移温度１２℃）と微結晶性ポリエステル樹脂（東レケミットＲ−９９；ガラス転移温度−１９℃）との混合物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３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、炭酸カルシウム、ホウ酸亜鉛を混合し、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層付き絶縁フィルムを作成した。（実施例８〜１４）この時の接着層の厚さは４０μｍであった。
【００２５】
実施例８〜１４の接着層付き絶縁フィルムのブロッキング性を評価するため、これらの接着層付き絶縁フィルムと厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムとを５０℃、１０ｋｇ／ｃｍ²でプレスして貼り合わせ、１８０°剥離法で接着力を測定した。接着力の測定結果は、表３の下方に示した通り、実施例８〜１４は、いずれも０．２Ｎ／ｃｍ以下と小さく、ブロッキングは生じないと判定できた。
【００２６】
続いて、スズメッキ軟銅箔（厚さ０．０３５ｍｍ、幅０．８ｍｍ）を１５本平行に並べ、実施例８〜１４の接着層付き絶縁フィルムそれぞれ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。
【００２７】
こうして得られた実施例８〜１４の接着層付き絶縁フィルムを用いたフラットケーブルについて、それぞれ、難燃性、１８０°折り曲げ性、軟銅箔との接着力を調査し、結果を表３に示した。
なお、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たが、表３のいずれの配合の場合も、０．１μｇ／ｇ以下で、ハロゲンガスの発生は無しと判定された。
【００２８】
【表３】

【００２９】
表３に示した通り、実施例８〜１４の接着層付き絶縁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、180゜折り曲げ後のクラックも無く、接着力も合格であった。
また、ブロッキングの心配がないことは、前述の通りである。
【００３０】
【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、ハロゲンもリンも含有しない（環境に対する負荷の小さい）接着層付き絶縁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 (4)

1. 絶縁基材上に接着層が形成された難燃性接着層付き絶縁フィルムに於いて、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重量部とホウ酸化合物が１０〜５０重量部とが含まれてなり、該接着層中にハロゲン及びリンを含有しないことを特徴とする難燃性接着層付き絶縁フィルム。
2. 絶縁基材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よりなることを特徴とする請求項１記載の難燃性接着層付き絶縁フィルム。
3. 接着層のベース樹脂として、結晶性で、ガラス転移温度が２５℃以下であり、且つ、融点が５０℃以上である樹脂を少なくとも１０重量部以上含む樹脂を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の難燃性接着層付き絶縁フィルム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の難燃性接着層付き絶縁フィルム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。