JP5162838B2 - 接着フィルム、該接着フィルムを用いたフラットケーブルの製造方法 - Google Patents
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Description
前記フラットケーブルの用途が広がるに従い、絶縁フィルムの耐熱性、難燃性、強度、寸法安定性、耐薬品性等の観点から、延伸ポリエステル樹脂からなる絶縁フィルムが好適なものとして用いられている。
しかしながら、ホットメルト樹脂接着剤は熱可塑性であるため耐熱性が劣り、かつ、耐薬品性も劣る問題がある。
この種の熱可塑性樹脂からなる接着剤を用いたものとして、例えば、実開平1−113916号(特許文献1)が提供されている。該特許文献1のフラットケーブルでは、絶縁フィルム上に設ける接着剤としてポリオレフィン系樹脂にビニルシラン系化合物をグラフト重合させたものが使用されている。しかしながら、特許文献1の接着剤は熱可塑性のポリオレフィン系樹脂をベースとするため、前記した耐熱性の点で問題がある。
前記ホットメルト樹脂は、飽和共重合ポリエステルを主体とする樹脂分あるいはアルコキシシランをグラフトしたエチレン・エチルアクリレート共重合体を主体としている。
また、分子内に複数個の不飽和結合分子を有する多官能性化合物としては、アクリル変成オリゴマー類等を用いている。
絶縁フィルムの表面に接着層を備え、
前記接着層は、不飽和ポリエステルと難燃剤を含む接着剤からなり、
前記不飽和ポリエステルは、テレフタル酸およびイソフタル酸の一方または両方を含む飽和二塩基酸、並びに不飽和二塩基酸を含む多塩基酸成分から構成されると共に、不飽和基を、構成する多塩基酸成分単量体1molあたり0.2〜20mmol導入したものであることを特徴とする接着フィルムを提供している。
なお、不飽和基の導入量はNMRで測定することができる。
ジプロピレングリコール等が挙げられ、1種あるいは複数種を用いることができる。
なかでも、エチレングリコールはコストを下げることができる点、ネオペンチルグリコールは耐水性、耐薬品性を増強させるために好適である。
前記のように原料を不飽和ポリエステルとした場合には、耐熱性が良好となる利点がある。一方、原料を不飽和ポリエステルと飽和ポリエステルとの混合物とした場合には、接着性をコントロールしやすい利点がある。
該触媒としては、テトラブチルチタネート、ジブチルスズオキサイド等が挙げれ、なかでも、テトラブチルチタネートが好適に用いられる。
難燃剤の配合量は、不飽和ポリエステル、飽和ポリエステル等の樹脂成分100重量部に対して50〜250重量部とすることが好ましい。これは50重量部未満であると、UL規格で規定される垂直難燃試験(UL1581)に合格しなくなり、250重量部を越えると、接着性が低下することによる。
前記顔料としては酸化チタン等が挙げられる。
しかしながら、前記不飽和ポリエステルの架橋は架橋剤の配合によらずに、後述するように電離放射線の照射により架橋させることが好ましい。
前記不飽和ポリエステルの架橋による接着層のゲル分率は5重量%以上が好ましく、上限は80重量%以下である。より好ましくは20重量%以上70重量%以下である。
なお、常温雰囲気下で使用する場合には、架橋をしなくとも耐熱性、難燃性を保持することができる。
前記ゲル分率は以下の方法で求めることができる。
接着層の乾燥質量を正確に計り、200メッシュのステンレス金網に包み、クロロホルム液の中で48時間煮沸したのちに、クロロホルムに溶解したゾル分を除いて残ったゲル分を得る。このゲル分を50℃で24時間乾燥して、ゲル中のクロロホルムを除去し、ゲル分の乾燥質量を測定し、下記式に基づきゲル分率を算出する。
ゲル分率(%)=(ゲル分乾燥質量/接着層の乾燥質量)×100
絶縁フィルムを分子骨格中に芳香族環を有するものとすることで、耐熱性を付与して寸法安定性を与え、かつ、難燃性を付与することができる。
この種の樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド、ポリフェニレンンスルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンジメチルテレフタレート(PCT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)等を挙げることができ、なかでも、PETが安価である点から好適に用いられる。
一方、絶縁フィルムの厚さは、5μm〜100μm程度とすることが好ましい。これは5μm未満であると絶縁フィルムの耐摩耗性が低下する恐れがあり、100μmを越えると柔軟性が低下したり、樹脂の種類によっては難燃性が低下する。より好ましくは10μm〜50μm以下である。
前記のように不飽和ポリエステルを架橋することで、熱的に安定な三次元網状となり、耐熱性および難燃性を高めることができる。
低分子の架橋剤を使用していないので、架橋剤のブリードによるブロッキング等を抑制することができる。
照射する電離放射線としては、α線、電子線(β線)、γ線、X線等の使用が可能であるが、浸透性が良く、効率よく照射できる等の点からはγ線が好適に用いられる。この電離放射線を20〜200kGy程度照射して接着層に十分に浸透させて、不飽和ポリエステルを電離放射線で架橋し、該接着層のゲル分率が5重量%以上になるようにしていることが好ましい。
前記のように接着層のゲル分率を5重量%〜80重量%とするには、30〜100kGyで照射するのが好ましい。
まず、図1に示すフラットケーブル1について説明する。
フラットケーブル1は、直線状の導電性金属箔からなる複数の導体2を所要の隙間をあけて平行配置し、これら導体2を2枚の接着フィルム3で挟持し、接着フィルム3と導体2および接着フィルム同士を接着して、導体2を絶縁被覆している。
前記2枚の接着フィルム3は、絶縁フィルム4(4A、4B)に接着層5(5A、5B)を備え、接着層5を導体2側として、該接着層5により導体2と接着フィルム3を接着すると共に、導体2が存在しない領域では接着フィルム3同士を接着し、接着フィルム3、3内に導体2を埋め込んだ構成としている。
また、第1、第2実施形態のいずれの場合も、原料モノマーにおける不飽和基の導入量は、構成する多塩基酸成分端子1molあたり0.1〜20mmolの範囲としている。
また、第1、第2実施形態のいずれの場合も、絶縁フィルム4は分子骨格中に芳香族環を有するポリエチレンテレフタレート(以下、PETと称す)で成形している。
まず、絶縁フィルム4の表面に接着層5を構成する溶液を塗布し乾燥させる。接着層5は常温で固体となる。
ついで、接着層5Aを上面として配置した1枚の絶縁フィルム4A上に所要本数の導体2を所要間隔をあけて並設する。
ついで、他の1枚の絶縁フィルム4Bを接着層5Bを下向きとして重ねて、導体2を上下両側の絶縁フィルム4A。4Bの接着層5B、5Cで挟む。
ついで、所要温度に加熱して上下両側から圧力を加えて、接着層5A、5Bを溶融する。この熱圧着により、導体2の上下両面を接着層5A、5Bと接着させると共に、導体2が存在していない箇所では上下絶縁フィルム4A、4Bを接着層5A、5Bで接着させる。
前記工程は、具体的には、導体2が連続的に引き出されるラインに対して上下両側から、接着フィルム3B、3Aを連続供給し、導体2を接着フィルム3B、3Aで挟んだ積層状態で、上下一対の圧着ロールの間を通過させて、連続押出成形している。
その後、連続的に押し出されてくる積層体に対して、電離放射線を照射して、少なくとも接着層5A、5Bを架橋している。
次ぎに、本発明の実施例1〜3と比較例1〜3のフラットケーブルについて説明する。
実施例および比較例の接着層の構成を下記の表1に示す。
一方、比較例1は不飽和ポリエステルC、比較例2は不飽和ポリエステルD、比較例3は飽和ポリエステルのみからなる。
前記不飽和ポリエステルA〜Dの製造例は以下の通りである。
原料モノマーの成分
多塩基酸:テレフタル酸50g、イソフタル酸33g、セバシン酸87g、
フマル酸1.2g
多価アルコール:エチレングリコール47g ネオペンチルグリコール78g
触媒:テトラブチルチタネート 300ppm
前記多塩基酸、多価アルコールと触媒とを、230℃2時間でエステル化を行なった後、同量の触媒を追加し、2hPaに減圧して重縮合反応を2時間行った。
前記反応で得られた不飽和ポリエステルAでは、不飽和基の導入量は、原料モノマーの多塩基酸成分単量体1molあたり10mmolとした。この不飽和基の導入量はNMRで測定した。この不飽和基の導入量は本発明の権利範囲の0.2mol〜20molの範囲とした。
原料モノマーの多塩基酸の比率を変えることにより、不飽和基の導入量を代えた以外は不飽和ポリエステルAと同様にして作製した。
不飽和ポリエステルB 不飽和基 1mmol
不飽和ポリエステルC 不飽和基 0.1mmol
不飽和ポリエステルD 不飽和基 25mmol
即ち、不飽和ポリエステルBは本発明の範囲内であり、不飽和ポリエステルC,Dは本発明の範囲外である。
ガラス転移温度53℃ 軟化点120℃の東洋紡(株)バイロン220を用いた。
水酸化マグネシウム(協和化学工業(株)キスマ5)
ポリリン酸アンモニウム(クラリアント EXOLIT AP462)
メラミンシアヌレート(日産化学工業(株)MC860)
また、実施例1〜3、比較例1〜3のいずれにも、下記の顔料を表1に示す同一の配合量で添加した。
顔料 :酸化チタン(石原産業(株)タイペークR820)
さらに、比較例3では、架橋剤として、トリメチロールプロパントリアクリレートを用いた。
実施例1では、不飽和ポリエステルAのトルエン/メチルエチルケトン(体積比4/1)溶液(30重量%)に、難燃剤および顔料を表1の配合比率で混合して撹拌した液を、ポリエチレンテレフタレート製の絶縁フィルム(東レ(株)製 ルミラー、厚さ12μm)に塗工し、溶剤を乾燥させて、接着フィルムを作成した。該接着フィルムにおける接着層の厚さは35μmであった。
前記で得られた接着フィルムを2枚用いた。その1枚の接着層の上に、スズメッキ軟銅箔(厚さ0.035μm、幅0.8mm)を所定ピッチで10本並べ、その後に他の1枚の接着フィルムを、接着層同士が対向するように積層し、温度130℃、加圧力3kg/cm2で熱圧着した。その後、γ線を50kGyになるようにして照射し、接着層の不飽和ポリエステルを架橋した。
難燃性評価:UL1581(垂直燃焼試験)
接着力:導体の軟銅箔と接着フィルムとの接着力を、180°剥離法で測定した。
0.5N/mm以上を合格とした。それ以下は不合格とした。
耐熱性:フラットケーブルを113℃で7日放置し、接着層が剥離しなかった場合を
合格とした。剥離した場合を不合格とした。
溶液安定性:不飽和ポリエステルの重合時および難燃剤の混合時にゲル化しないものを
合格とし、ゲル化したものを不合格とした。
ブロッキング試験:接着フィルムを50℃恒温槽に3日放置した後、ポリエステルフィ
ルムを接着層と接触するように積層し、40℃で10kg/cm2で5分プレスした後、180°剥離法で剥離強度を測定した。0.1N/cm以下を合格とした。
一方、不飽和ポリエステルを用いたが、不飽和基が0.2mmol未満の比較例1は耐熱性が劣っていた。一方、不飽和基が20.0mmolを越える比較例2は耐熱性は合格であったが、溶液安定性は不合格であった。また、不飽和ポリエステルではなく、飽和ポリエステルに架橋剤を添加した比較例3はブロッキング試験で不合格であった。
2 導体
3(3A、3B) 接着フィルム
4(4A、4B) 絶縁フィルム
5(5A、5B) 接着層
Claims (5)
- 絶縁フィルムの表面に接着層を備え、
前記接着層は、不飽和ポリエステルと難燃剤を含む接着剤からなり、
前記不飽和ポリエステルは、テレフタル酸およびイソフタル酸の一方または両方を含む飽和二塩基酸、並びに不飽和二塩基酸を含む多塩基酸成分から構成されると共に、不飽和基を、構成する多塩基酸成分単量体1molあたり0.2〜20mmol導入したものであることを特徴とする接着フィルム。 - 前記難燃剤の含有量が、前記接着剤に含まれる樹脂成分100重量部に対して50〜250重量部である請求項1に記載の接着フィルム。
- 前記絶縁フィルムは、分子骨格中に芳香族環を有する樹脂からなる請求項1または請求項2に記載の接着フィルム。
- 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の接着フィルム2枚の間に導体を挟み、接着フィルムと導体を接着してケーブルを作成した後、前記接着剤に含まれる不飽和ポリエステルの架橋を行うことを特徴とするフラットケーブルの製造方法。
- 前記架橋によって、前記接着剤のゲル分率が5重量%以上としている請求項4に記載のフラットケーブルの製造方法。
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