JP6327243B2 - 絶縁シート及びフラットケーブル - Google Patents

Description

本発明は、絶縁シート及びフラットケーブルに関する。

電子機器の内部配線用の電線としてフラットケーブルが使用される。このフラットケーブルは、１対の被覆材の間に複数本の導体を並列して挟み、加熱等により一体化する方法等により製造される。

近年では、自動車部品等の高温環境でのフラットケーブルの使用が増加している。このような環境で使用されるフラットケーブルの被覆材には、絶縁性及び柔軟性に加え、高温環境下で剥離しない耐熱性と、高い難燃性とを備えることが要求されている。

このような要求に応えるため、熱可塑性ポリウレタンエラストマーを主成分として用いた絶縁フィルムが提案されている（特開２００８−１１７６０９号公報参照）。

特開２００８−１１７６０９号公報

上記公報の絶縁フィルムは、難燃性を有し、かつある程度の耐熱性が達成されているが、１５０℃のような高温での耐熱性までは保証されていない。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、優れた耐熱性及び難燃性を有する絶縁フィルム、及びこの絶縁フィルムを備えるフラットケーブルを提供することを目的とする。

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。

本発明の別の一態様に係るフラットケーブルは、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当該絶縁シートである。

本発明の絶縁シートは、優れた耐熱性及び難燃性を有する。また、本発明のフラットケーブルは、当該絶縁シートを用いているため、耐熱性及び難燃性に優れる。

本発明の一実施形態の絶縁シートの模式的断面図である。 本発明の一実施形態のフラットケーブルの模式的断面図である。

［本発明の実施形態の説明］
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。

本発明者らは、ショアＡ硬度が一定以上の熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）をマトリックスの主成分とし、このマトリックスに難燃剤を一定量加えることで、樹脂層の耐熱性を著しく向上できることを見出した。すなわち、当該絶縁シートは、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、難燃剤を上記範囲で含有する樹脂層を備えるため、優れた耐熱性及び難燃性を有する。このメカニズムは定かではないが、一定以上の硬さのＴＰＵは、三次元的に結合した分子の数が多いため、このような三次元的結合により高温下での原子の移動が抑えられることで耐熱性が向上すると考えられる。

また、当該絶縁シートは、樹脂層のマトリックスが熱可塑性エラストマーを主成分としており、硬化剤を含有させる必要がないため、保管が容易である。さらに、電離放射線や紫外線の照射による硬化も必要でないため、高価な製造設備が不要であり、製造コストにも優れる。

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するとよく、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としては１質量％以上５０質量％以下が好ましい。このように樹脂層のマトリックスが共重合ポリエステルを上記範囲含有することで、樹脂層に金属導体との接着性を付与することができるため、耐熱性及び難燃性を維持しつつ、フラットケーブル等に用いた際の剥離強度を向上することができる。

上記共重合ポリエステルが結晶性を有するとよく、その融点としては１００℃以上２００℃以下が好ましい。共重合ポリエステルが結晶性を有することで、樹脂層の強度、耐熱性、耐薬品性等が向上する。また、樹脂層が含有する共重合ポリエステルが結晶性を有することで、押出成形によりフィルム状の樹脂層を容易に成形できる。また、融点を上記範囲とすることで、金属導体との接着性を向上することができる。

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とよい。基材フィルムの主成分として、これらの樹脂を用いることで、基材フィルムの耐熱性や機械的強度等を高めることができる。

上記樹脂層が無機顔料を含有するとよい。このように樹脂層が無機顔料を含有することで、樹脂層の耐熱性をさらに高められると共に、シートの意匠性を高めることができる。

本発明の他の一態様に係るフラットケーブルは、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当該絶縁シートである。

当該フラットケーブルは、１対の絶縁フィルムのうち少なくとも一方が当該絶縁シートであるため、耐熱性及び難燃性に優れる。

ここで、「絶縁性」とは、対象層の上に複数の導体（例えば導体長１００ｍｍ）を平行に配設し、互いに隣接する導体間の絶縁抵抗（例えば印可電圧０．５ｋＶ）を測定した場合において、絶縁抵抗が１．０×１０^９Ω以上であることを意味する。「主成分」とは、質量基準で最も多い成分（例えば５０質量％以上）を意味する。「ショアＡ硬度」とは、ＪＩＳ−Ｋ７３１１（１９９５）に準拠しタイプＡデュロメータを用いて測定される硬度を意味する。「結晶性」とは、融点を有することを意味する。「融点」とは、例えば示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いた１次昇温において検出される融解時の吸熱ピーク温度を意味する。

［本発明の実施形態の詳細］
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。

［絶縁シート］
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＞
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。

基材フィルム２の平均厚さの下限としては、１０μｍが好ましく、１５μｍがより好ましく、２０μｍがさらに好ましい。一方、基材フィルム２の平均厚さの上限としては、５００μｍが好ましく、３００μｍがより好ましく、１００μｍがさらに好ましい。上記平均厚さが上記下限より小さいと、当該絶縁シート１の強度や絶縁性が低下するおそれがある。逆に、上記平均厚さが上記上限を超えると、当該絶縁シート１が過度に厚くなり、当該絶縁シート１を用いたフラットケーブルの柔軟性が低下するおそれがある。

基材フィルム２は、難燃性を有することが好ましい。具体的には、基材フィルム２のＪＩＳ−Ｋ７２０１−１（１９９９）に準拠して測定される限界酸素指数（ＬＯＩ）の値が２０以上であることが好ましく、２２以上であることがより好ましい。基材フィルム２に難燃性を付与する方法としては、基材フィルム２に難燃剤を添加する方法などが挙げられる。この難燃剤としては、後述する樹脂層３が含有する難燃剤と同様のもの等が挙げられる。

基材フィルム２は、難燃剤以外にも種々の添加剤を含有してもよい。

＜樹脂層＞
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。

樹脂層３のマトリックスは樹脂から構成されている。樹脂層３のマトリックスは、導体等との接着性向上の観点から、熱可塑性ポリウレタンエラストマーの他に共重合ポリエステルを含有することが好ましい。また、樹脂層３は無機顔料を含有することが好ましい。さらに、樹脂層３は、上記マトリックス、難燃剤及び無機顔料以外に、酸化防止剤、加水分解抑制剤等のその他の添加剤をさらに含有してもよい。

（熱可塑性ポリウレタンエラストマー）
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。

長鎖ジオールとしては、例えばポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリ（ブチレンアジペート）ジオール（ＰＢＡ）、ポリ−ε−カプロラクトンジオール（ＰＣＬ）、ポリ（ヘキサメチレンカーボネート）ジオール（ＰＨＣ）、ポリ（エチレン／１，４−アジテート）ジオール、ポリ（１，６−へキシレン／ネオペンチレンアジペート）ジオール等が挙げられる。

短鎖ジオールとしては、例えば１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ビス（２−ヒドロシキエトキシ）ベンゼン等が挙げられる。

ジイソシアネートとしては、例えば４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。

樹脂層３のマトリックスを構成する熱可塑性ポリウレタンエラストマーのショアＡ硬度の下限としては、８０であり、８８がより好ましく、９２がさらに好ましく、９８が特に好ましい。ショアＡ硬度が上記下限より小さいと、当該絶縁シート１の耐熱性及び難燃性が不十分となるおそれがある。なお、熱可塑性ポリウレタンエラストマーのショアＡ硬度の上限は特に限定されないが、例えば１００である。

熱可塑性ポリウレタンエラストマーの硬度は、ハードセグメントの割合で調整することができる。

熱可塑性ポリウレタンエラストマーの温度２１０℃、荷重２１６０ｇでのメルトフローレート（ＭＦＲ）の下限としては、０．１ｇ／１０分が好ましく、０．５ｇ／１０分がより好ましい。一方、上記ＭＦＲの上限としては、１００ｇ／１０分が好ましく、５０ｇ／１０分がより好ましい。ＭＦＲが上記下限より小さいと、押出加工性が低下するおそれがある。逆に、ＭＦＲが上記上限を超えると、樹脂層３の機械的強度等が不十分となるおそれがある。

樹脂層３のマトリックスにおける熱可塑性ポリウレタンエラストマーの含有量の下限としては、５０質量％が好ましく、５５質量％がより好ましい。一方、マトリックスにおける熱可塑性ポリウレタンエラストマーの含有量の上限としては、１００質量％が好ましく、８０質量％がより好ましく、７０質量％がさらに好ましい。マトリックスにおける熱可塑性ポリウレタンエラストマーの含有量が上記下限より小さいと、当該絶縁シート１の耐熱性及び難燃性が不十分となるおそれがある。逆に、マトリックスにおける熱可塑性ポリウレタンエラストマーの含有量が上記上限を超えると、例えば後述する共重合ポリエステルによる導体との接着性向上効果等が不十分となるおそれがある。

樹脂層３全体における熱可塑性ポリウレタンエラストマーの含有量の下限としては、３０質量％が好ましく、３５質量％がより好ましい。一方、樹脂層３全体における熱可塑性ポリウレタンエラストマーの含有量の上限としては、７０質量％が好ましく、６０質量％がより好ましく、５０質量％がさらに好ましい。樹脂層３全体における熱可塑性ポリウレタンエラストマーの含有量が上記下限より小さいと、当該絶縁シート１の耐熱性及び難燃性が不十分となるおそれがある。逆に、樹脂層３全体における熱可塑性ポリウレタンエラストマーの含有量が上記上限を超えると、例えば後述する共重合ポリエステルによる導体との接着性向上効果等が不十分となるおそれがある。

（共重合ポリエステル）
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。

樹脂層３に用いる共重合ポリエステルは、不飽和基を有しない飽和共重合ポリエステルでも不飽和基を有する不飽和共重合ポリエステルでもよいが、飽和共重合ポリエステルが好ましい。なお、不飽和基とは、電離放射線の照射によりラジカル重合反応を生じ得る炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合を含む官能基を有する基を意味する。

上記共重合ポリエステルは結晶性を有するものであってもよく、結晶性を有しないもの（非結晶性）であってもよいが、結晶性を有するものが好ましい。また、樹脂層３のマトリックスは複数種の共重合ポリエステルを含有してもよく、結晶性を有するポリエステルと非結晶性のポリエステルとの混合物を用いてもよい。

上記共重合ポリエステルが結晶性を有する場合、その融点の下限としては、１００℃が好ましく、１２０℃がより好ましく、１２５℃がさらに好ましい。一方、上記融点の上限としては、２００℃が好ましく、１８０℃がより好ましく、１４０℃がさらに好ましい。上記融点が上記下限より小さいと、共重合ポリエステルによる高温環境下での導体との接着性向上効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記融点が上記上限を超えると、樹脂層３の形成が困難となるおそれがある。

上記共重合ポリエステルのガラス転移温度（Ｔｇ）の下限としては、−８０℃が好ましく、−７０℃がより好ましい。一方、上記ガラス転移温度の上限としては、５０℃が好ましく、３０℃がより好ましい。上記ガラス転移温度が上記下限より小さいと、機械的強度等が不十分となるおそれがある。逆に、上記ガラス転移温度が上記上限を超えると、共重合ポリエステルによる導体との接着性向上効果が不十分となるおそれがある。なお、ガラス転移温度とは、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１（２０１２年）に準拠して測定される中間点ガラス転移温度を意味する。

上記共重合ポリエステルの数平均分子量の下限としては、２００００が好ましく、２５０００がより好ましい。一方、上記数平均分子量の上限としては、４００００が好ましく、３６０００がより好ましい。上記数平均分子量が上記下限より小さいと、樹脂層３の形成が困難となるおそれがある。逆に、上記数平均分子量が上記上限を超えると、共重合ポリエステルによる導体との接着性向上効果が不十分となるおそれがある。なお、数平均分子量とは、ＪＩＳ−Ｋ−７２５２−１（２００８年）に準拠して、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定される値を意味する。

樹脂層３のマトリックスにおける共重合ポリエステルの含有量の下限としては、１質量％が好ましく、１５質量％がより好ましく、３０質量％がさらに好ましい。一方、マトリックスにおける共重合ポリエステルの含有量の上限としては、５０質量％が好ましく、４５質量％がより好ましい。共重合ポリエステルの含有量が上記下限より小さい場合、導体との接着性向上効果等が不十分となるおそれがある。逆に、共重合ポリエステルの含有量が上記上限を超える場合、当該絶縁シート１の耐熱性及び難燃性が不十分となるおそれがある。

（難燃剤）
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。

上記リン系難燃剤としては、例えば９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−フォスファフェナンスレン−１０−オキサイド等の環状有機リン化合物；
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。

上記窒素系難燃剤としては、例えばメラミン樹脂、メラミンシアヌレート等が挙げられる。

上記ハロゲン系難燃剤としては、例えば塩素化パラフィン、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などが挙げられる。

上記アンチモン系難燃剤としては、例えば三酸化アンチモン、三塩化アンチモン、ホウ酸アンチモン、モリブテン酸アンチモン等が挙げられる。

上記難燃剤としては、ハロゲン系難燃剤及びアンチモン系難燃剤が好ましく、臭素系難燃剤がより好ましい。

樹脂層３におけるマトリックス１００質量部に対する上記難燃剤の含有量の下限としては、４０質量部であり、５０質量部がより好ましく、５５質量部がさらに好ましい。一方、上記含有量の上限としては、１００質量部であり、８０質量部がより好ましく、７０質量部がさらに好ましい。上記含有量が上記下限より小さいと、樹脂層３の難燃性が向上し難くなるおそれがある。逆に、上記含有量が上記上限を超えると、樹脂層３と導体等との接着強度等が低下するおそれがある。

（無機顔料）
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。

樹脂層３におけるマトリックス１００質量部に対する上記無機顔料の含有量の下限としては、０．１質量部が好ましく、０．３質量部がより好ましい。一方、上記含有量の上限としては、５質量部が好ましく、１質量部がより好ましい。上記含有量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向上し難くなるおそれがある。逆に、上記含有量が上記上限を超えると、樹脂層３と導体等との接着強度等が低下するおそれがある。

（その他の添加剤）
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。

上記加水分解抑制剤としては、例えばポリカルボジイミドを用いることができる。

樹脂層３におけるマトリックス１００質量部に対するその他の成分の含有量の上限としては、１５質量部が好ましく、１０質量部がより好ましく、５質量部がさらに好ましい。上記含有量が上記上限を超えると、樹脂層３と導体等との接着強度等が低下するおそれがある。

（樹脂層の性状）
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。

樹脂層３の平均厚さの下限としては、１０μｍが好ましく、２５μｍがより好ましい。一方、上記平均厚さの上限としては、１００μｍが好ましく、８０μｍがより好ましい。上記平均厚さが上記下限より小さいと、樹脂層３と導体等との接着強度が低下するおそれがある。逆に、上記平均厚さが上記上限を超えると、当該絶縁シート１の厚さが過度に増加し、当該絶縁シート１を用いたフラットケーブルの小型化が困難となるおそれがある。
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＞
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。

また、接着剤層の平均厚さとしては、例えば１μｍ以上１０μｍ以下とできる。

＜絶縁シートの製造方法＞
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。

上記樹脂層形成用組成物は、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、難燃剤及び任意成分を混合することで調製できる。この混合に用いる混練機としては、例えばオープンロール、ニーダー等が挙げられる。また、二軸混練押出機等の押出機で混練してもよい。

上記樹脂層形成用組成物を基材フィルム２の上に押し出す方法や、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を形成する方法において用いられる押出法としては、例えば溶融押出法が挙げられる。この溶融押出法としては、例えばＴダイ法、インフレーション法等が挙げられ、これらの中でＴダイ法が好ましい。

上記フィルム状の樹脂層３と基材フィルム２とを熱ラミネートする場合、ラミネート温度の上限としては、１９０℃が好ましく、１７０℃がより好ましい。一方、ラミネート温度の下限としては、１００℃が好ましく、１２０℃がより好ましい。ラミネート温度が上記上限を超えると、基材フィルム２や樹脂層３が熱変形するおそれがある。逆に、ラミネート温度が上記下限未満の場合、基材フィルム２と樹脂層３とが十分に接着されないおそれがある。

＜利点＞
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。

［フラットケーブル］
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。

複数の導体４は、帯状であり、１対の絶縁シート１に狭持され、当該フラットケーブルの長手方向に沿って配置されている。

これらの導体４は、例えば銅、錫メッキ軟銅、ニッケルメッキ軟銅等の導電性金属を主成分とする。導体４としては、箔状の導電性金属が好ましく、メッキを施した箔状の導電性金属がより好ましく、メッキ軟銅がさらに好ましい。導体４の平均厚さは、使用する電流量等に応じて決定すれば良く、例えば導体４を箔状とする場合には２０μｍ以上１５０μｍ以下とされる。

当該フラットケーブルは、１対の絶縁シートのうち少なくとも一方が上記絶縁シート１であるため、優れた耐熱性と難燃性とを備える。

なお、当該フラットケーブルの１対の絶縁シートのうち、一方が当該絶縁シート１以外の他の絶縁シートであってもよい。他の絶縁シートとしては、公知のものが使用できる。

また、上記１対の絶縁シートが共に当該絶縁シートである場合、これらの絶縁シートの基材フィルム及び樹脂層の成分や平均厚さ等は同じであってもよく、異なってもよいが、同じであることが好ましい。このように、１対の絶縁シートが同じ化学的特性及び機械的特性を備えることで、当該フラットケーブルの一方の面側と他方の面側の各種特性が均一なものとなる。その結果、当該フラットケーブルの強度等がより向上する。

＜フラットケーブルの製造方法＞
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）
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）
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。

［他の実施形態］
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。

当該絶縁シートは、フラットケーブル以外の用途にも使用可能である。当該絶縁シートは、耐熱性及び難燃性に優れるため、例えばプリント配線板の導電パターン及びベースフィルムの表面に積層されるカバーレイとして好適に使用することができる。

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［樹脂層形成用組成物の調製］
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。

（熱可塑性ポリウレタンエラストマー）
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）

（共重合ポリエステル）
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）

（その他の樹脂）
無水マレイン酸変性ポリプロピレン（融点１４０℃）

（難燃剤）
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」）

（その他の添加剤）
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」）

上記材料を用い、表１に示す配合で、樹脂層形成組成物Ａ〜Ｋを調整した。なお、表１中、「−」は該当する化合物を用いていないことを示す。また、ＪＩＳ−Ｋ７２４４−４（１９９９）に記載に準拠し、１５０℃、周波数１０Ｈｚ、歪０．０８％の条件で各樹脂層形成組成物の貯蔵弾性率を測定した結果を表１に示す。なお、組成物Ｉ〜Ｋについては、１５０℃で溶融したため、貯蔵弾性率の計測ができなかった。

［絶縁シートの作製］
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

［フラットケーブルの作製］
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。

＜燃焼試験＞
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。

＜導体との接着力＞
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。

＜デラミネーション試験（１）＞
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。

＜デラミネーション試験（２）＞
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。

＜デラミネーション試験（３）＞
−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。

＜デラミネーション試験（４）＞
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。

表２に示すように、ショアＡ硬度が８０以上の熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含有する組成物Ａ〜Ｈで樹脂層を形成した実施例１〜１０は耐熱性及び難燃性に優れていた。特に、これらの実施例は１５０℃の高温に３０００時間という長時間静置した条件、及び−４０℃から１５０℃までの大きな温度変化を繰り返す条件でも剥離、クラック、気泡等が発生しないため、耐熱性に秀でていることがわかる。

また、共重合ポリエステルを含有する組成物Ａ、Ｂ、Ｅ〜Ｈを用いた実施例１〜４、６、７、９、１０は、導体との接着力にも優れていた。

さらに、同じ組成物を用いて樹脂層を形成した実施例１と実施例４、及び実施例２と実施例３を比較すると、実施例１及び実施例２では、デラミネーション試験（４）において、基材フィルムと樹脂層との間に気泡が発生したが、実施例４及び実施例３では発生がなかった。従って、方法（３）のドライラミネートで基材フィルムと樹脂層とを積層することで、耐熱性が向上することがわかる。つまり、基材フィルムと樹脂層との間に接着剤が存在することが好ましい。

本発明の絶縁シートは、耐熱性及び難燃性に優れるフラットケーブルの製造に適する。このため、当該絶縁シートは、電子部品を実装するフラットケーブルや、自動車部品等のフラットケーブル等に好適に用いることができる。

１ 絶縁シート
２ 基材フィルム
３ 樹脂層
４ 導体

Claims (6)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。

Images