JP6327243B2 - 絶縁シート及びフラットケーブル - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係る絶縁シートは、絶縁性を有する基材フィルムと、この基材フィルムの一方の面側に積層される樹脂層とを備え、上記樹脂層が、熱可塑性ポリウレタンエラストマーを主成分とするマトリックスと、難燃剤とを含有し、上記熱可塑性ポリウレタンエラストマーのショアA硬度が80以上であり、上記難燃剤の含有量がマトリックス100質量部に対し40質量部以上100質量部以下である。
以下、本発明の実施形態に係る絶縁シート及びフラットケーブルについて図面を参照しつつ詳説する。
図1に示す当該絶縁シート1は、絶縁性を有する基材フィルム2と、この基材フィルム2の一方の面側に積層される樹脂層3とを主に備える。当該絶縁シート1は、基材フィルム2と樹脂層3との間に接着剤層を備えてもよい。
基材フィルム2の主成分としては、絶縁性材料であれば特に限定されないが、合成樹脂が好適であり、耐熱性や機械的強度の観点から、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステル及び液晶ポリマーが好ましい。
樹脂層3は基材フィルム2の一方の面側に積層される層であり、熱可塑性ポリウレタンエラストマーを主成分とするマトリックスと難燃剤とを含有する。この樹脂層3により、当該絶縁シート1は図2に示すようにフラットケーブルの導体4と接着される。
熱可塑性エラストマーは、弾性を持つソフトセグメントと、分子を拘束し塑性変形を防止するハードセグメントとを有するポリマーである。熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、ウレタン基(−NH−COO−)を持つ熱可塑性エラストマーであり、例えば高分子量ジオール(長鎖ジオール)、低分子量ジオール(短鎖ジオール)及びジイソシアネートの反応によって生成される。上記長鎖ジオールは、ソフトセグメントを形成し、上記短鎖ジオール及びジイソシアネートは、ハードセグメントを形成する。
共重合ポリエステルは、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを重縮合して得られるポリエステルであって、上記多価カルボン酸成分及び多価アルコール成分の少なくとも一方が2種類以上の化合物を含有する。
上記難燃剤は、樹脂層3の難燃性を向上させるものである。上記難燃剤としては、公知のものを採用でき、例えばリン系難燃剤、窒素系難燃剤、ハロゲン系難燃剤、アンチモン系難燃剤が挙げられる。難燃剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
トリフェニルホスフェート、ビスフェノールAビス(ジフェニル)ホスフェート等のリン酸エステル;
ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸アルミニウム、次亜リン酸アルミニウムなどが挙げられる。
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などが挙げられる。
樹脂層3は、耐熱性及び難燃性の向上促進、並びに意匠性向上の観点から、無機顔料を含有することが好ましい。この無機顔料としては特に限定されないが、例えばカーボンブラック等の炭素材料を挙げることができる。
上記酸化防止剤は、TPUや共重合ポリエステルの酸化を防止し、その結果樹脂層3の耐熱性を向上させるものである。上記酸化防止剤としては、公知のものを使用でき、例えばペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のヒンダードフェノール系酸化防止剤;
ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオネート、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ビス[2−メチル−4−(3−n−アルキルチオプロピオニルオキシ)−5−t−ブチルフェニル]スルフィド等の硫黄系酸化防止剤;
4,4’−ジ−(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のアミン系酸化防止剤などが挙げられる。これらの中で、アミン系酸化防止剤が好ましい。また、上記酸化防止剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
樹脂層3の150℃における貯蔵弾性率の下限としては、0.5MPaが好ましく、1MPaがより好ましい。一方、上記貯蔵弾性率の上限としては、500MPaが好ましく、300MPaがより好ましい。上記貯蔵弾性率が上記下限より小さいと、樹脂層3の耐熱性及び難燃性が不十分となるおそれがある。逆に、上記貯蔵弾性率が上記上限を超えると、導体等との接着性が不十分となるおそれがある。なお、貯蔵弾性率とは、JIS−K7244−4(1999)に記載に準拠し、150℃、周波数10Hz、歪0.08%の条件で測定される値である。
基材フィルム2と樹脂層3とは、図1に示すように直接積層されていてもよく、接着剤層等の他の層を介して積層されていてもよい。
接着剤層により基材フィルム2と樹脂層3とを接着する場合、接着剤層を構成する接着剤としては公知の物を用いることができ、例えばポリエステルを主成分とする接着剤や、ポリオールを主成分とし、硬化剤としてイソシアネートを含有するポリウレタン接着剤が好適に使用できる。ポリウレタン接着剤における硬化剤の含有量としては、主成分100質量部に対し、例えば10質量部以上20質量部以下である。
絶縁シート1の製造方法としては、例えば基材フィルム2の上に樹脂層形成用組成物を直接押し出す方法、樹脂層形成用組成物を押出成形することでフィルム状の樹脂層3を形成した後、このフィルム状の樹脂層3を基材フィルム2に重ねて熱によりラミネートする方法、上記フィルム状の樹脂層3と基材フィルム2とを接着剤により接着する方法等が挙げられる。これらの中で、基材フィルム2と樹脂層3との間に気泡が入り込むことを防止できる点から、接着剤でフィルム状の樹脂層3と基材フィルム2とを接着するドライラミネート法が好ましい。
当該絶縁シート1は、ショアA硬度が80以上のTPUをマトリックスの主成分とし、難燃剤を上記範囲含有する樹脂層3を備えるため、優れた耐熱性及び難燃性を有する。
図2のフラットケーブルは、平行に配列する複数の帯状の導体4と、これらの導体4の両面を被覆し、導体4に接するよう配設される樹脂層を備える1対の当該絶縁シート1とを主に備える。また、1対の絶縁シート1の基材フィルム2は、樹脂層3に対し導体4と反対側に位置する。なお、図1の当該絶縁シート1と同様な要素等については同一の符合を付し、以下における重複説明を省略する。
当該フラットケーブルは、平行に配列する複数の導体の両面に1対の絶縁シートを積層する工程(以下、「積層工程」ともいう。)を主に備える製造方法により得られる。このフラットケーブルの製造方法は、上記導体と1対の絶縁シートとを接合する工程(以下、「接合工程」ともいう。)をさらに備えてもよい。この接合工程は、通常上記積層工程後に行われるが、積層工程と同時に行ってもよい。
積層工程では、平行に並列する複数の導体4の両面に1対の絶縁シート1を積層する。この積層方法としては、例えば1枚の絶縁シート1の樹脂層3上に導体4を平行に配設し、もう1枚の絶縁シート1を樹脂層3が導体4側となるように重ね合わせる方法等が挙げられる。
接合工程では、1対の絶縁シート1と導体4とを接合する。この接合方法としては、例えば1対の絶縁シート1で導体4を狭持したものを加熱ラミネータ等により両面側から熱する方法等が挙げられる。この加熱ラミネータ等としては、公知の物を用いることができる。
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。
樹脂層形成用組成物の調製に用いた化合物を以下に示す。
TPU1:ポリカーボネート系(ディーアイシー・コベストロポリマー株式会社の「パンデックスT9290N」、ショアA硬度90)
TPU2:エステル系(BASF社の「エラストラン(登録商標)C95A50」、ショアA硬度95)
TPU3:エステル系(BASF社の「エラストラン(登録商標)C85A50」、ショアA硬度85)
TPU4:エーテル系(BASF社の「エラストラン(登録商標)ET860D50」、ショアD硬度60(ショアA硬度換算値100)
TPU5:エーテル系(大日精化工業株式会社の「レザミンP2275」、ショアA硬度75)
PE1:飽和共重合ポリエステル(Tg−70℃、融点126℃、分子量35000)
PE2:飽和共重合ポリエステル(Tg20℃、融点185℃、分子量30000)
PE3:飽和共重合ポリエステル(Tg19℃、融点143℃、分子量25000)
無水マレイン酸変性ポリプロピレン(融点140℃)
難燃剤1:エチレンビスペンタブロモベンゼン(アルベマールコーポレーション社の「SAYTEX(登録商標)8010」)
難燃剤2:三酸化アンチモン(日本精鉱株式会社製)
難燃剤3:リン系(クラリアント社の「EXOIT(登録商標)OP930」)
難燃剤4:メラミンシアヌレート(日産化学工業株式会社の「MC6000」)
顔料(カーボンブラック)
酸化防止剤(Chemtura社の「ナウガード445」)
加水分解抑制剤(日清紡ケミカル株式会社の「カルボジライト(登録商標)LA−1」)
上記樹脂層形成用組成物A〜Kと、ポリイミド(PI)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)及び液晶ポリマー(LCP)のいずれかの基材フィルムとを用い、以下のいずれかの方法で基材フィルムと樹脂層とを貼り合わせ、実施例1〜10及び比較例1〜3の絶縁シートを得た。
(1)基材フィルムの上に樹脂層形成用組成物を直接押し出す方法
(2)樹脂層形成用組成物を押出成形することでフィルム状の樹脂層を形成した後、このフィルム状の樹脂層を基材フィルムに重ねて熱によりラミネートする方法
(3)上記(2)と同じ方法で形成したフィルム状の樹脂層と基材フィルムとを接着剤により接着する方法
樹脂層が内側となるよう対向させた1対の実施例1〜10及び比較例1〜3の絶縁シートの樹脂層間に導体40本を0.5mmピッチで配置した。この導体としては、ニッケルメッキを施した帯状の軟銅箔(平均厚さ35μm、平均幅0.3mm)を用いた。この2枚の絶縁シートと導体との積層体をラミネータ(熱ロール)を用い、160℃で加熱圧着することで実施例1〜10及び比較例1〜3のフラットケーブルを得た。
各フラットケーブルについて、UL1581 VW−1に準拠し難燃性を評価した。UL1581 VW−1の評価において合格であるものを「A」と、不合格であるものを「B」とした。この評価結果を表2に示す。
各フラットケーブルの一方の絶縁シートに穿孔窓を設け、JIS−K6854−2(1999)「接着剤−はく離接着強さ試験方法−第2部:180度はく離」に準じ、この窓に露出する導体を100mm/minの速度で他方の絶縁シートから180°はく離した際のはく離接着強さを求め、導体との接着力の指標とした。この測定結果を表2に示す。
温度150℃の熱風循環式恒温槽で3000時間静置後に絶縁シートの剥離の有無を確認した。剥離及びクラックのないものを「A」、一部気泡等が発生したものを「B」、剥離又はクラックが生じたものを「C」とした。この評価結果を表2に示す。
温度85℃相対湿度85%の条件下に1000時間静置後に絶縁シートの剥離の有無を確認した。剥離及びクラックのないものを「A」、一部気泡等が発生したものを「B」、剥離又はクラックが生じたものを「C」とした。この評価結果を表2に示す。
−40℃下に30分静置後、150℃下に30分静置するサイクルを1000回繰り返した後に絶縁シートの剥離の有無を確認した。剥離及びクラックのないものを「A」、一部気泡等が発生したものを「B」、剥離又はクラックが生じたものを「C」とした。この評価結果を表2に示す。
85℃の温水中に840時間浸漬後に絶縁シートの剥離の有無を確認した。剥離及びクラックのないものを「A」、一部気泡等が発生したものを「B」、剥離又はクラックが生じたものを「C」とした。この評価結果を表2に示す。
2 基材フィルム
3 樹脂層
4 導体
Claims (6)
- 絶縁性を有する基材フィルムと、
この基材フィルムの一方の面側に積層される樹脂層と
を備え、
上記樹脂層が、熱可塑性ポリウレタンエラストマーを主成分とするマトリックスと、難燃剤とを含有し、
上記熱可塑性ポリウレタンエラストマーのショアA硬度が80以上であり、
上記難燃剤の含有量がマトリックス100質量部に対し40質量部以上100質量部以下であり、
上記樹脂層のマトリックスが共重合ポリエステルを含有し、
この共重合ポリエステルのマトリックスにおける含有量が1質量%以上50質量%以下であり、
上記共重合ポリエステルのガラス転移温度が−80℃以上50℃以下であり、
上記樹脂層の150℃における貯蔵弾性率が0.5MPa以上500MPa以下である絶縁シート。 - 上記共重合ポリエステルが結晶性を有し、その融点が100℃以上200℃以下である請求項1に記載の絶縁シート。
- 上記基材フィルムが、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステル又は液晶ポリマーを主成分とする請求項1又は請求項2に記載の絶縁シート。
- 上記樹脂層が無機顔料を含有する請求項1、請求項2又は請求項3のいずれか1項に記載の絶縁シート。
- 上記基材フィルムと上記樹脂層とを接着する接着剤層をさらに備え、
上記基材フィルムの平均厚さが10μm以上500μm以下であり、
上記樹脂層の平均厚さが10μm以上100μm以下であり、
上記接着剤層の平均厚さが1μm以上10μm以下であり、
接着された上記基材フィルムと上記樹脂層とを85℃の温水中に840時間浸漬して、剥離、クラック及び気泡が生じない請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の絶縁シート。 - 平行に配列する複数の帯状の導体と、
これらの導体の両面を被覆し、導体に接するよう配設される樹脂層を備える1対の絶縁シートと
を備えるフラットケーブルであって、
上記1対の絶縁シートの少なくとも一方が請求項1に記載の絶縁シートであるフラットケーブル。
Priority Applications (4)
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