KR100796966B1 - 난연성 접착제 및 이를 사용한 회로재 - Google Patents

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Abstract

환경친화적임과 동시에 내열습 전기특성이 우수하면서 높은 난연성을 갖는 회로재용 난연성 접착제를 제공한다.
본 발명의 난연성 접착제는 포화 폴리에스테르 수지와, 분자중에 P-C 결합을 포함하는 성분과, 분자중에 질소를 포함하는 성분을 함유하는 난연제를 가지고, 상기 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 상기 난연제를 90 중량부 이상 배합한 것이다.
난연성 접착제

Description

난연성 접착제 및 이를 사용한 회로재 {FLAME-RETARDANT ADHESIVES AND CIRCUIT MATERIALS WITH THE USE OF THE SAME}
도 1 은 본 발명에 관한 회로재인 플랫 케이블의 일례를 나타내는 단면도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 플랫 케이블 (회로재) 2 : 도체
3 : 피복재 4 : 피복재
5 : 난연성 접착제
본 발명은 예컨대 전자기기 등에 사용되는 회로재를 제조하기 위한 난연성 접착제 기술에 관한 것이다.
최근, 예컨대 퍼스널 컴퓨터 등의 전자기기에 있어서는 상이한 기판의 접속단자 끼리를 접속하기 위한 커넥터로서 플랫 케이블 등의 회로재가 사용되고 있다.
이러한 종류의 회로재는 한쌍의 피복재 사이에 소정수의 도체를 배치하고, 열압착 등을 의해 피복재 끼리를 접착하는 것인데, 일반적으로 전자기기 등에 있어 서는 기기내의 온도가 매우 높아지기 때문에 피복재를 접착하기 위한 접착제로서는 난연성을 갖는 것이 요구된다.
종래, 이러한 종류의 회로재용 접착제의 재료로는 할로겐계의 난연제를 포함하는 것이나 폴리인산암모늄을 포함하는 것이 알려져 있다.
그러나, 이 같은 종래의 회로재용 접착재 중 할로겐계의 난연제를 사용한 것은 연소시에 할로겐 가스가 발생되기 때문에 환경에 대하여 악영향을 끼친다는 문제가 있다.
한편, 폴리인산암모늄을 포함하는 난연제를 사용한 것은 환경에 대하여 악영향은 끼치지 않지만 내열습 전기특성이 좋지 않다는 문제가 있다.
또한, 이들 문제를 해결하기 위하여 질소화합물과 붕산아연을 포함하는 난연제를 사용한 접착제도 제안되어 있지만 이 접착제는 난연성이 조금 낮다는 문제가 있다.
본 발명은 이 같은 종래기술의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 환경친화적임과 동시에 내열습 전기특성이 우수하면서 높은 난연성을 갖는 난연성 접착제 및 이를 사용한 회로재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 청구항 1 에 기재된 발명은 난연성 접착제로서, 포화 폴리에스테르 수지와, 분자중에 P-C 결합을 포함하는 성분과, 분자중에 질소를 포함하는 성분을 함유하는 난연제를 가지고, 상기 포화 폴리에스테 르 수지 100 중량부 당 상기 난연제가 90 중량부 이상 120 중량부 이하 배합되어 있다.
또한 청구항 5 에 기재된 발명은 난연성 접착제로서, 포화 폴리에스테르 수지와, 분자중에 P-C 결합을 포함하는 성분과, 분자중에 질소를 포함하는 성분과, 분자중에 인을 갖지 않는 산성분을 함유하는 난연제를 갖는다.
청구항 6 에 기재된 발명은 청구항 5 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 상기 난연제가 80 중량부 이상 120 중량부 이하 배합되어 있다.
청구항 2 에 기재된 발명은 청구항 1 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 난연제에 있어서의 분자중에 P-C 결합을 포함하는 성분은 니트릴로트리스메틸렌포스폰산이다.
청구항 3 에 기재된 발명은 청구항 1 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 난연제에 있어서의 분자중에 질소를 포함하는 성분은 멜라민이다.
청구항 4 에 기재된 발명은 청구항 2 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 난연제에 있어서의 분자중에 질소를 포함하는 성분은 멜라민이다.
청구항 7 에 기재된 발명은 청구항 5 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 난연제에 있어서의 분자중에 P-C 결합을 포함하는 성분은 니트릴로트리스메틸렌포스폰산이다.
청구항 8 에 기재된 발명은 청구항 6 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 난연제에 있어서의 분자중에 P-C 결합을 포함하는 성분은 니트릴로 트리스메틸렌포스폰산이다.
청구항 9 에 기재된 발명은 청구항 5 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 난연제에 있어서의 분자중에 질소를 포함하는 성분은 멜라민이다.
청구항 10 에 기재된 발명은 청구항 6 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 난연제에 있어서의 분자중에 질소를 포함하는 성분은 멜라민이다.
청구항 11 에 기재된 발명은 청구항 7 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 난연제에 있어서의 분자중에 질소를 포함하는 성분은 멜라민이다.
청구항 12 에 기재된 발명은 청구항 8 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 난연제에 있어서의 분자중에 질소를 포함하는 성분은 멜라민이다.
청구항 13 에 기재된 발명은 청구항 5 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 분자중에 인을 갖지 않는 산성분은 멜라민과 시아눌산을 함유하는 화합물이다.
청구항 14 에 기재된 발명은 청구항 6 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 분자중에 인을 갖지 않는 산성분은 멜라민과 시아눌산을 함유하는 화합물이다.
청구항 15 에 기재된 발명은 청구항 7 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 분자중에 인을 갖지 않는 산성분은 멜라민과 시아눌산을 함유하는 화합물이다.
청구항 16 에 기재된 발명은 청구항 8 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 분자중에 인을 갖지 않는 산성분은 멜라민과 시아눌산을 함유하는 화합물이다.
청구항 17 에 기재된 발명은 청구항 9 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 분자중에 인을 갖지 않는 산성분은 멜라민과 시아눌산을 함유하는 화합물이다.
청구항 18 에 기재된 발명은 청구항 10 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 분자중에 인을 갖지 않는 산성분은 멜라민과 시아눌산을 함유하는 화합물이다.
청구항 19 에 기재된 발명은 청구항 11 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 분자중에 인을 갖지 않는 산성분은 멜라민과 시아눌산을 함유하는 화합물이다.
청구항 20 에 기재된 발명은 청구항 12 에 기재된 발명에 있어서의 난연성 접착제로서, 상기 분자중에 인을 갖지 않는 산성분은 멜라민과 시아눌산을 함유하는 화합물이다.
청구항 21 에 기재된 발명은 전극간을 전기적으로 접속하기 위한 회로재로서, 소정의 회로형성용 도체와, 이 도체를 피복하기 위한 피복재를 가지고, 이 피복재는 포화 폴리에스테르 수지와 분자중에 P-C 결합을 포함하는 성분 및 분자중에 질소를 포함하는 성분을 함유하는 난연제를 가지며 상기 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 상기 난연제가 90 중량부 이상 배합된 난연성 접착제를 사용하여 접착되어 있다.
청구항 22 에 기재된 발명은 전극간을 전기적으로 접속하기 위한 회로재로 서, 소정의 회로형성용 도체와, 이 도체를 피복하기 위한 피복재를 가지고, 이 피복재는 포화 폴리에스테르 수지와 분자중에 P-C 결합을 포함하는 성분과 분자중에 질소를 포함하는 성분 및 분자중에 인을 갖지 않는 산성분을 함유하는 난연제를 갖는 난연성 접착제를 사용하여 접착되어 있다.
본 발명의 난연성 접착제는 난연제의 재료에 할로겐을 사용하지 않으므로, 연소시에 할로겐가스가 발생되지 않고, 환경에 대하여 악영향을 끼치지 않는다.
한편, 본 발명의 난연성 접착제는 분자중에 P-C 결합을 포함하는 성분과, 분자중에 질소를 포함하는 성분을 함유하는 것을 사용함으로써, 연소시의 인의 축합반응에 의한 표면코팅막 (단열 및 산소차단효과가 있다) 의 생성을 촉진시키는 상승효과가 발휘되고, 또한 물에 용해되지 않는 염을 생성함으로써 내가수분해성이 향상되므로, 내열습 전기특성 및 난연성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명은 이러한 난연제에 분자중에 인을 갖지 않는 산성분을 첨가함으로써 보다 질소의 함유량을 증가시킬 수 있으므로, 보다 적은 양의 난연제로 원하는 내열습 전기특성 및 난연성을 갖는 난연성 접착제를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 관한 난연성 접착제 및 이를 사용한 회로재의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 관한 회로재인 플랫 케이블의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 1 에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 플랫 케이블 (1) 은 소정수의 회로형성용 도체 (2) 를 한쌍의 피복재 (3,4) 에 의해 피복함으로써 구성되어 있 다. 이 때 한쌍의 피복재 (3,4) 는 후술하는 본 발명의 난연성 접착제 (5) 를 사용하여 접착되어 있다.
본 발명의 경우, 도체 (2) 로는 예컨대 구리 (Cu) 로 이루어지고, 긴 길이이며 각판형상의 것이 사용된다. 그리고, 도체 (2) 의 두께는 18 ㎛ 내지 100 ㎛ 정도이다.
또한 피복재 (3,4) 의 재료는 특별히 한정되지 않고 여러 종류의 것을 사용할 수 있지만, 비용 등의 관점에서는 폴리에스테르로 이루어지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
피복재 (3,4) 의 두께에 대하여도 특별히 한정되는 것은 아니지만 작업성의 관점에서는 수 ㎛ 내지 수백 ㎛ 로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 피복재 (3,4) 의 두께는 12 ㎛ 내지 250 ㎛ 이다.
한편, 본 발명의 난연성 접착제 (5) 는 포화 폴리에스테르 수지와 난연제를 함유하는 것이다.
본 발명의 경우, 포화 폴리에스테르 수지의 종류는 특별히 한정되지 않고 여러 종류의 것을 사용할 수 있지만, 난연성의 관점에서는 인산기를 갖는 다가 카르복실산을 함유하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 폴리에스테르 수지로는 예컨대 유니티카 제조 UE2000 을 들 수 있다.
한편, 본 발명의 난연성 접착제 (5) 에 함유되는 난연제는 분자중에 P (인) - C (탄소) 결합을 포함하는 성분과 분자중에 질소 (N) 를 포함하는 성분을 포함한 다.
이 때, 분자중에 P-C 결합을 포함하는 성분으로는 예컨대 식 (1) 로 표현되는 니트릴로트리스메틸렌포스핀산을 들 수 있다.
Figure 112000022597874-pat00001
또한, 분자중에 질소를 포함하는 성분으로는 예컨대 식 (2) 로 표현되는 멜라민을 들 수 있다.
Figure 112000022597874-pat00002
그리고, 본 발명에서는 상기 니트릴로트리스메틸렌포스폰산과 멜라민의 이온이 결합한 염화화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.
한편, 본 발명은 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 상술한 난연제를 90 중량부 이상 배합하는 것이 바람직하다.
난연제의 배합량이 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 90 중량부 보다 적으면 충분한 난연성을 얻을 수 없다.
한편, 난연제의 배합량은 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 120 중량부 이하로 하는 것이 바람직하다.
난연제의 배합량이 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 120 중량부 보다 많으면 박리강도가 저하된다는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 난연성 접착제 (5) 의 난연제에는 분자중에 인을 갖지 않는 산성분을 함유시킬 수도 있다.
이 때, 분자중에 인을 갖지 않는 산성분으로는 예컨대 상술한 멜라민과 식 (3) 으로 표현되는 시아눌산을 함유하는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112000022597874-pat00003
그리고, 본 발명에서는 예컨대 멜라민·시아눌산 부가물을 바람직하게 사용할 수 있다. 이 멜라민·시아눌산 부가물은 저렴한 점에서 유리한 것이다.
본 발명의 경우, 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 난연제를 80 중량부 이상 배합하는 것이 바람직하다.
난연제의 배합량이 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 80 중량부 보다 적으면 충분한 난연성을 얻을 수 없다.
한편, 난연제의 배합량은 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 120 중량부 이하로 하는 것이 바람직하다.
난연제의 배합량이 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 120 중량부 보다 많으면 박리강도가 저하된다는 문제가 있다.
그리고, 본 발명의 난연성 접착제 (5) 에는 목적에 따라 가교제, 안료, 무기충전제, 산화방지제, 노화방지제, 커플링 등의 첨가제를 첨가할 수도 있다.
본 발명의 난연성 접착제 (5) 는 예컨대 먼저 포화 폴리에스테르 수지를 메틸에틸케톤 등의 용제에 용해하고, 이어서 난연제를 첨가하여 충분히 교반하여 분산시킴으로써 얻어진다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 상세하게 설명한다.
(난연성 접착제의 제조)
실시예 1
포화 폴리에스테르 수지 (UE2000) 100 중량부에, 용제 톨루엔을 사용하여 니트릴로트리스메틸렌포스폰산 멜라민염 화합물 (닛뽕카가꾸고오교사 제조 N6ME) 100 중량부를 혼합·분산시킴으로써 목적으로 하는 난연성 접착제를 얻는다.
실시예 2
포화 폴리에스테르 수지 (UE2000) 100 중량부에, 용제톨루엔을 사용하여 실시예 1 과 동일한 니트릴로트리스메틸렌포스폰산 멜라민염 화합물 60 중량부와 멜라민·시아눌산 부가물 (닛뽕카가꾸사 제조 MC610) 20 중량부를 혼합하여 목적으로 하는 난연성 접착제를 얻는다.
실시예 3
니트릴로트리스메틸렌포스폰산 멜라민염 화합물의 배합량을 40 중량부로 하 고, 멜라민·시아눌산 부가물의 배합량을 40 중량부로 한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 방법으로 난연성 접착제를 얻는다.
실시예 4
니트릴로트리스메틸렌포스폰산 멜라민염 화합물의 배합량을 20 중량부로 하고, 멜라민·시아눌산 부가물의 배합량을 60 중량부로 한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 방법으로 난연성 접착제를 얻는다.
비교예 1
니트릴로트리스메틸렌포스폰산 멜라민염 화합물 대신에 멜라민·시아눌산 부가물을 100 중량부 배합한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 난연성 접착제를 얻는다.
비교예 2
니트릴로트리스메틸렌포스폰산 멜라민염 화합물 대신에 황산 멜라민염 화합물 (상와케미컬사 제조 아피논-901) 을 100 중량부 배합한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 난연성 접착제를 얻는다.
비교예 3
니트릴로트리스메틸렌포스폰산 멜라민염 화합물 대신에 폴리인산 멜라민염 화합물을 100 중량부 배합한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 난연성 접착제를 얻는다.
(평가)
[난연성]
상기 실시예 및 비교예의 난연성 접착제를 사용하여 플랫 케이블을 작성하고, UL 규격의 수직 난연시험 (VW-1) 을 실시함으로써 난연성을 평가하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다.
여기서는 양호한 난연성을 나타낸 것을 ◎, 약간 난연성을 떨어지지만 충분히 실용가능한 것을 ○, 실용상 문제가 있는 것을 × 로 한다.
[열습 노화후의 전기특성]
상기 실시예 및 비교예의 난연성 접착제를 사용하여 JIS C6471 에 의거하여 소정의 시험을 실시함으로써, 열습 노화후의 전기특성을 평가하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다.
여기서는 실용가능한 수준 (1 × 108 내지 1 × 1010 Ω) 을 ○, 실용상 문제가 있는 것 (1 × 108 Ω미만) 을 × 로 한다.
실시예 및 비교예의 평가결과
폴리에스테르수지 니트릴로트리스메틸렌포스폰산 멜라민 멜라민·시아눌산 부가물 황산 멜라민 폴리인산 멜라민 난연성 열습 노화후 전기특성
실시예 1 100 100 - - - ◎ ○
실시예 2 100 60 20 - - ○ ○
실시예 3 100 40 40 - - ○ ○
실시예 4 100 20 60 - - ○ ○
비교예 1 100 - 100 - - × ○
비교예 2 100 - - 100 - × ×
비교예 3 100 - - - 100 ◎ ×
(주) 표 안의 숫자는 모두 중량부이다.
표 1 에서 알 수 있는 바와 같이 실시예 1 내지 4 의 난연성 접착제는 난연성 및 열습 노화후의 전기특성이 모두 양호한 결과가 얻어진다.
특히 난연제로서 니트릴로트리스메틸렌포스폰산 멜라민염 화합물만을 포함하는 실시예 1 의 것은 난연성이 우수하다.
한편, 니트릴로트리스메틸렌포스폰산 멜라민염 화합물 대신에 멜라민·시아눌산 부가물을 사용한 비교예 1 과, 황산 멜라민염 화합물을 사용한 비교예 2 의 것은 난연성이 떨어진다.
또한, 상기 비교예 2 와 폴리인산 멜라민염 화합물을 사용한 비교예 3 의 것은 열습 노화후의 전기저항이 저하된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 환경에 대하여 악영향을 끼치지 않고, 내열습 전기특성이 우수하면서 높은 난연성을 갖는 회로재용 난연성 접착제를 제공할 수 있다.

Claims (22)

  1. 포화 폴리에스테르 수지와, 니트릴로트리스메틸렌포스폰산과 멜라민 이온이 결합한 염화 화합물을 함유하는 난연제를 가지며, 상기 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 상기 난연제가 90 중량부 이상 120 중량부 이하 배합되어 있는 난연성 접착제.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 포화 폴리에스테르 수지와, 니트릴로트리스메틸렌포스폰산과 멜라민 이온이 결합한 염화 화합물, 및 멜라민·시아눌산 부가물을 함유하는 난연제를 가지며, 상기 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 상기 난연제가 80 중량부 이상 120 중량부 이하 배합되어 있는 난연성 접착제.
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  21. 전극간을 전기적으로 접속하기 위한 회로재에 있어서, 소정의 회로형성용 도체와, 이 도체를 피복하기 위한 피복재를 가지고, 이 피복재는 포화 폴리에스테르 수지와 니트릴로트리스메틸렌포스폰산과 멜라민 이온이 결합한 염화 화합물을 함유하는 난연제를 가지며, 상기 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 상기 난연제가 90 중량부 이상 120 중량부 이하 배합된 난연성 접착제를 사용하여 접착되어 있는 회로재.
  22. 전극간을 전기적으로 접속하기 위한 회로재에 있어서, 소정의 회로형성용 도체와, 이 도체를 피복하기 위한 피복재를 가지고, 이 피복재는 포화 폴리에스테르 수지와 니트릴로트리스메틸렌포스폰산과 멜라민 이온이 결합한 염화 화합물, 및 멜라민·시아눌산 부가물을 함유하는 난연제를 가지며, 상기 포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 당 상기 난연제가 80 중량부 이상 120 중량부 이하 배합되어 있는 난연성 접착제를 사용하여 접착되어 있는 회로재.
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