JP5741629B2 - 絶縁フィルム及びフラットケーブル - Google Patents
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Description
樹脂フィルム、樹脂成分を含むプライマー層及び接着剤層がこの順で積層された絶縁フィルムであって、
上記プライマー層がグリシジル基含有ポリマーを含み、
上記グリシジル基含有ポリマーの含有量が、上記樹脂成分中の80質量%以上であることを特徴とする。
一対の被覆材と、これらの被覆材の間に挟持された導体とを備えたフラットケーブルであって、
上記一対の被覆材の少なくとも一方が、当該絶縁フィルムであることを特徴とする。
本発明は、
樹脂フィルム、樹脂成分を含むプライマー層及び接着剤層がこの順で積層された絶縁フィルムであって、
上記プライマー層がグリシジル基含有ポリマーを含み、
上記グリシジル基含有ポリマーの含有量が、上記樹脂成分中の80質量%以上であることを特徴とする。
上記複数の層が、外層及びこの外層と上記プライマー層との間の内層を含み、
上記難燃剤が上記内層に含まれているとよい。
一対の被覆材と、これらの被覆材の間に挟持された導体とを備えたフラットケーブルであって、
上記一対の被覆材のうちの少なくとも一方が、当該絶縁フィルムであることを特徴とする。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る絶縁フィルム及びフラットケーブルを説明する。なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等な意味及び範囲内で全ての変更が含まれることが意図される。
図1は、本発明の一実施形態に係る絶縁フィルムの要部を示す模式的斜視図である。
樹脂フィルム2は、例えば後述するフラットケーブル5(図2から図4参照)、フレキシブルプリント配線板(FPC)等の保護膜として機能するものである。この樹脂フィルム2は、耐摩耗性、耐電圧性などを向上させるために用いられ、絶縁樹脂材料により形成されている。
プライマー層3は樹脂フィルム2と接着剤層4との接着性を高めるためのものである。このプライマー層3は、樹脂成分を含んでいる。この樹脂成分としては、必須成分としてグリシジル基含有ポリマーを含み、他の樹脂を含んでいてもよい。他の樹脂としては、ポリオレフィン樹脂が好ましい。プライマー層3は、上記樹脂成分以外に、フィラーを含んでいてもよい。プライマー層3は、本発明の効果を損なわない範囲において、さらに他の任意成分を含んでいてもよい。
グリシジル基含有ポリマーは、プライマー層と樹脂フィルムとの接着性を高めるものである。グリシジル基含有ポリマーとしては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれでもよいが、熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えばグリシジル基を導入したモノマーのホモポリマー、グリシジル基を導入したモノマーとコモノマーとのコポリマー、ポリマー分子鎖の不飽和結合の一部またはすべてをエポキシ化したポリマー等が挙げられる。グリシジル基はポリマーの主鎖及び側鎖のいずれに導入してもよい。
ポリオレフィン樹脂は、任意成分であるが、プライマー層3にポリオレフィン樹脂を含有させることで、グリシジル基含有ポリマーの使用量を低減しつつも、原材料に溶媒を含ませることなくプライマー層3を薄膜に形成することができる。一方、ポリオレフィン樹脂は、一般にグリシジル基含有ポリマーに比べて安価に入手可能なものが多いことから、グリシジル基含有ポリマーを含有させることによる効果を確保しつつ製造コストの抑制が可能となる。また、ポリオレフィン樹脂の種類を選択することで、耐衝撃性を向上させる等、プライマー層3に種々の特性を付与することが可能である。
低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体等のエチレン系共重合樹脂;
ポリプロピレン、エチレン−プロピレンブロック共重合体等のポリオレフィン系エラストマーなどが挙げられる。これらのポリオレフィン樹脂は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。中でも、ポリプロピレンが好ましい。
フィラーは、例えば樹脂フィルム2にプライマー層3を単独で、又はプライマー層3を接着剤層4と共に積層するときに、プライマー層3と樹脂フィルム2との間への気泡の巻き込みを抑制するものである。また、フィラーは、プライマー層3の耐熱性、剛性、難燃性等を高める目的で添加してもよい。
接着剤層4は絶縁フィルム1を他の部材と接着する役割を有している。この接着剤層4は、例えば後述するフラットケーブル5を製造する場合には導体6又は他の絶縁フィルムの接着剤層と接着され(図2から図4参照)、フレキシブルプリント配線板(FPC)を形成する場合にはベースフィルムに導電パターンが形成された基板と接着される。
ポリオレフィン樹脂としては、例えば、
低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体等のエチレン系共重合樹脂;
ポリプロピレン、エチレン−プロピレンブロック共重合体等のポリオレフィン系エラストマーなどが挙げられる。これらのポリオレフィン樹脂は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
難燃剤は、接着剤層4に難燃性を付与するものであり。難燃剤の添加により、絶縁フィルム1を使用したフラットケーブル5やFPC等にUL規格の垂直燃焼試験(VW−1試験)に合格する難燃性を付与することが好ましい。
塩素化パラフィン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリフェニル、パークロルペンタシクロデカン等の塩素系難燃剤;
エチレンビスペンタブロモベンゼン、エチレンビスペンタブロモジフェニル、テトラブロモエタン、テトラブロモビスフェノールA、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモビフェニルエーテル、テトラブロモ無水フタール酸、ポリジブロモフェニレンオキサイド、ヘキサブロモシクロデカン、臭化アンモニウム等の臭素系難燃剤;
トリアリルホスフェート、アルキルアリルホスフェート、アルキルホスフェート、ジメチルホスフォネート、ホスフォリネート、ハロゲン化ホスフォリネートエステル、トリメチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルフェニルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリス(クロロエチル)ホスフェート、トリス(2−クロロプロピル)ホスフェート、トリス(2,3−ジクロロプロピル)ホスフェート、トリス(2,3−ジブロモプロピル)ホスフェート、トリス(ブロモクロロプロピル)ホスフェート、ビス(2,3ジブロモプロピル)2,3ジクロロプロピルホスフェート、ビス(クロロプロピル)モノオクチルホスフェート、ポリホスホネート、ポリホスフェート、芳香族ポリホスフェート、ジブロモネオペンチルグリコール、トリス(ジエチルホスフィン酸)アルミ等のリン酸エステル又はリン化合物;
ホスホネート型ポリオール、ホスフェート型ポリオール、ハロゲン元素等のポリオール類;
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、三酸化アンチモン、三塩化アンチモン、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アンチモン、ホウ酸、モリブテン酸アンチモン、酸化モリブテン、リン・窒素化合物、カルシウム・アルミニウムシリケート、ジルコニウム化合物、錫化合物、ドーソナイト、アルミン酸カルシウム水和物、酸化銅、金属銅粉、炭酸カルシウム、メタホウ酸バリウム等の金属粉又は無機化合物;
メラミンシアヌレート、トリアジン、イソシアヌレート、尿素、グアニジン等の窒素化合物;
シリコーン系ポリマー、フェロセン、フマール酸、マレイン酸等のその他の化合物などが挙げられる。中でも、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤等のハロゲン系難燃剤が好ましい。臭素系難燃剤及び塩素系難燃剤は、単独で使用しても、両者を併用してもよい。
その他の成分としては、例えば難燃助剤、顔料、酸化防止剤、隠蔽剤、滑剤、加工安定剤、可塑剤、発泡剤等が挙げられる。
図2から図4のフラットケーブル5は、一対の絶縁フィルム1A,1Bの間に複数の導体6を挟持したものである。
フラットケーブル5の製造方法は、図5〜図9を参照して説明するように以下の工程を有する。
プライマー層30Aと接着剤層40Aとが積層された積層体7A、及びプライマー層30Bと接着剤層40Bとが積層された積層体7Bを形成する工程
樹脂フィルム20Aと積層体7Aとを積層し、加圧加熱により一体化した絶縁フィルム10A、及び樹脂フィルム20Bと積層体7Bとを積層し、加圧加熱により一体化した絶縁フィルム10Bを形成する工程
絶縁フィルム10A、導体60、及び絶縁フィルム10Bをこの順に積層し、加圧加熱により一体化して長尺ケーブル50を形成する工程
長尺ケーブル50を切断する工程
図5に示すように、積層体形成工程は、プライマー層30A(又はプライマー層30B)と接着剤層40A(又は接着剤層40B)とを同時にフィルム状に押出成形することで行われる。この押出成形により、プライマー層30A(又はプライマー層30B)と接着剤層40A(又は接着剤層40B)とが積層された積層体7A,7Bが得られる。
図6に示すように、絶縁フィルム形成工程は、積層体7A(又は積層体7B)と、樹脂フィルム20A(又は樹脂フィルム20B)とを位置合わせしこれらを加圧加熱することで行うことができる。この工程により、積層体7A(又は積層体7B)に樹脂フィルム20A(又は樹脂フィルム20B)が一体化された絶縁フィルム10A(又は絶縁フィルム10B)が得られる。加圧加熱は、例えば加熱ローラを備えた加熱ラミネータ、加熱プレス機等を用いて行うことができる。加熱温度は、例えば80℃〜200℃程度とされる。
長尺ケーブル形成工程は、例えば図7に示す一対の加熱ローラ80A,80Bを備えた加熱ラミネータ8を用いた加圧加熱処理により、導体60の両面を一対の絶縁フィルム10A,10Bで挟み込むことで行われる。具体的には、絶縁フィルムロール11A,11Bから引き出した一対の絶縁フィルム10A,10Bの間に導体60を位置させて加熱ローラ80A,80Bを通過させる。これにより、図7及び図8に示すように、一対の絶縁フィルム10A,10Bの接着剤層40A,40Bの間に導体60を介在させた状態で接着剤層40A,40B同士が一体化し、図9に示す長尺ケーブル50が得られる。長尺ケーブル50は、絶縁フィルム10Aに開口10Aaが形成されているため、この開口10Aaにより導体60の一部61が露出したものとなる。
切断工程は、図9に示すように開口10Aaにより導体60の一部61が露出した部分において長尺ケーブル50を切断することで行われる。この切断は、導体が露出した部分のD1,D2方向の中心(又は略中心)Lにおいて幅方向D3,D4に沿って切断することにより行われる。このようにして切断工程を行うことにより、図2〜図4に示すフラットケーブル5を得ることができる。
絶縁フィルム1及びフラットケーブル5によれば、プライマー層3がグリシジル基含有ポリマーを含むため、プライマー層3と樹脂フィルム2との接着性を高めることができる。例えば、樹脂フィルム2の表面に水酸基、カルボキシル基等の極性官能基を有していると、この極性官能基とグリシジル基との相互作用により樹脂フィルム2に対するプライマー層3の接着性を高めることができる。そのため、樹脂フィルム2とプライマー層3との接着性を高めるためのエージング処理を必要とせず、その結果、製造プロセスを簡略化しつつ短時間で十分な接着性を確保し、製造コストを抑制できる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
図10に示すように、絶縁フィルム10Cは、接着剤層40Cが複数の層40Ca,40Cbからなるものであってもよい。この絶縁フィルム10Cは、例えばフラットケーブル、FPCを作成するために用いられるものであり、接着剤層40C以外の構成は、図1の絶縁フィルム1と同様とされる。
フラットケーブルは、一対の絶縁フィルムのうちの少なくとも一方が、プライマー層の樹脂成分中の80質量%以上のグリシジル基含有ポリマーを含んでいればよく、一対の絶縁フィルムの双方のプライマー層が樹脂成分中の80質量%以上のグリシジル基含有ポリマーを含んでいる必要はない。
樹脂成分としてのグリシジル基含有ポリマー90質量部及びポリプロピレン(PP)10質量部を、2軸混合機を用いて均一に混合し、表1に示す組成の樹脂組成物A1を作製した。
樹脂組成物A2〜A9は、表1に示す組成に樹脂成分及びフィラーを配合した以外は、樹脂組成物A1と同様の操作によって作製した。
ポリプロピレン(PP)100質量部に対して、難燃剤70質量部、難燃助剤35質量部、顔料5質量部及び酸化防止剤1質量部を配合し、2軸混合機を用いて均一に混合して表2に示す組成の外層用樹脂組成物B1を作製した。
無水マレイン酸又はポリプロピレン(PP)を、2軸混合機を用いて均一に混合し、表3に示す組成の樹脂組成物C1又は樹脂組成物C2を作製した。
<絶縁フィルムの作製>
樹脂組成物A1を材料とする厚さ5μmのプライマー層と、樹脂組成物B1を材料とする厚さ45μmの接着剤層を溶融押し出し法にて同時に押し出し成形し、300mm幅のフィルムを作製した。次いで、PET製の厚さ12μmの樹脂フィルム(商品名「ルミラーS10」:東レ製)、プライマー層及び接着剤層をこの順序で積層し、150℃に加熱された加熱ラミネータにより加圧加熱処理することで厚さ50μm、幅300mmの絶縁フィルムを作製した。
80本の導体を0.5mmピッチで平行に並べ、これらの導体を一対の絶縁フィルムの間に挟み込み、150℃に加熱された加熱ラミネータにより加圧加熱処理することで厚さ
150μmの長尺ケーブルを得た。導体としては、錫メッキ軟銅箔(厚さ0.035mm、幅0.3mm)を使用した。その後、長尺ケーブルを長さ500mmに切断することでフラットケーブルを作製した。
樹脂組成物A1を材料とする厚さ5μmのプライマー層と樹脂組成物B1を材料とする厚さ40μmの内層と、樹脂組成物C1を材料とする厚さ5μmの外層とを溶融押出成形機によって同時に押し出し成形し、積層フィルムを形成した。それ以外は、実施例1と同様にして絶縁フィルム及びフラットケーブルを作製した。
樹脂組成物A2を材料とする厚さ5μmのプライマー層と樹脂組成物B1を材料とする厚さ40μmの内層と、樹脂組成物C2を材料とする厚さ5μmの外層とを溶融押出成形機によって同時に押し出し成形し、積層フィルムを形成した。それ以外は、実施例1と同様にして絶縁フィルム及びフラットケーブルを作製した。
プライマー層の材料として樹脂組成物A1に代えて、樹脂組成物A3〜A9を使用した以外は実施例1と同様とし、絶縁フィルム及びフラットケーブルを作製した。
(接着力)
接着力は、コロナ処理を施した厚さ12μmのPET基材(商品名「ルミラーP60」;東レ製)に積層フィルムを接着して作成したサンプルを用い、室温において剥離強度を測定することで評価した。
耐熱性は、フラットケーブルを2つ折りにした状態で、105℃の恒温槽内に7日間放置した後、絶縁フィルム同士あるいは樹脂フィルムと接着剤層との間に剥離が生じるか否かによって評価した。剥離しなかった場合を合格、剥離した場合を不合格とした。
難燃性は、フラットケーブルについて、「UL規格1581のVW−1」に規定される垂直燃焼試験により評価した。
実施例1〜9及び比較例1の絶縁フィルム及びフラットケーブルについて、接着力、耐熱性及び難燃性を評価した。その結果を表5に示す。
10Aa 開口
11A,11B 絶縁フィルムロール
2,2A,2B,20A,20B 樹脂フィルム
3,3A,3B,30A,30B,30C プライマー層
4,4A,4B,40A,40B,40C 接着剤層
40Ca 外層
40Cb 内層
5 フラットケーブル
50 長尺ケーブル
6,60 導体
6a 端部
7A,7B 積層体
8 加熱ラミネータ
80A,80B 加熱ローラ
Claims (8)
- 樹脂フィルム、樹脂成分を含むプライマー層及び接着剤層がこの順で積層された絶縁フィルムであって、
上記プライマー層がグリシジル基含有ポリマーを含み、
上記グリシジル基含有ポリマーの含有量が、上記樹脂成分中の80質量%以上であり、 上記グリシジル基含有ポリマーが熱可塑性樹脂であることを特徴とする絶縁フィルム。 - 上記プライマー層がポリオレフィン樹脂をさらに含む請求項1に記載の絶縁フィルム。
- 上記プライマー層がフィラーをさらに含み、
上記フィラーの含有量が上記樹脂成分100質量部に対して100質量部以下である請求項1又は請求項2に記載の絶縁フィルム。 - 上記接着剤層の主成分がポリオレフィン樹脂である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の絶縁フィルム。
- 上記接着剤層が難燃剤を含む請求項4に記載の絶縁フィルム。
- 上記接着剤層が複数の層からなり、
上記複数の層が、外層及びこの外層と上記プライマー層との間の内層を含み、
上記難燃剤が上記内層に含まれている請求項5に記載の絶縁フィルム。 - 上記外層の主成分が酸変性ポリプロピレン樹脂である請求項6に記載の絶縁フィルム。
- 一対の被覆材と、これらの被覆材の間に挟持された導体とを備えたフラットケーブルであって、
上記一対の被覆材の少なくとも一方が、請求項1に記載の絶縁フィルムであることを特徴とするフラットケーブル。
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