CN101233206A - 用于电气材料的带粘接剂的叠层膜 - Google Patents

用于电气材料的带粘接剂的叠层膜 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于电气材料的带粘接剂的叠层膜，该叠层膜可保持常温乃至高温下的粘接性并且低温时的粘接性优异，加工时制品在热粘接之前的试粘接性优异，并且量产性高。所述用于电气材料的带粘接剂的叠层膜包括：塑料薄膜制成的基材、和设置在该基材的至少一面上的至少1层粘接剂层，其中，该粘接剂层的至少表层含有聚酯类热熔型粘接剂，所述聚酯类热熔型粘接剂以质量比80∶20～99∶1的比例含有结晶性聚酯类树脂和非晶性聚酯类树脂。

Description

用于电气材料的带粘接剂的叠层膜
技术领域
本发明涉及带粘接剂层的叠层膜，例如，涉及一种用于电气材料的带粘接剂的叠层膜，其用于包覆电气设备或电子设备等的配线用电线等的芯线。
技术背景
叠层膜作为用于电气设备、电子设备等的配线的扁形电线等的构成部件是有用的，可用于包覆芯线以进行绝缘保护。扁形电线等通常使用加热辊或加热压机，通过将包覆的包覆物与叠层膜热压合进行一体化而得到。因此，叠层膜必须使用可加热熔融而与包覆物一体化的粘接剂层。
具有粘接剂层的叠层膜通常包括基材与粘接剂层，但考虑机械强度与电绝缘性，作为基材历来使用双轴拉伸聚酯薄膜。另外，作为构成粘接剂层的材料，使用氯乙烯树脂、聚酯树脂、聚烯烃树脂等为主要成分的热熔型粘接剂。
此外，在需要对叠层膜赋予阻燃性时，通常在粘接剂层中添加阻燃剂，需要赋予隐蔽性时，在粘接剂层中添加颜料或染料等。
为了提高高温下的粘合强度，可举出如下方法：使用结晶性树脂或使用高玻璃化转变温度的树脂作为通常用作上述粘接剂层的材料的聚酯类树脂以确保高温时的凝聚力的方法；或者使树脂交联等各种方法，而在需要确保低温下的粘合特性的情况下，不能使用只包含高玻璃化转变温度的树脂的粘接剂层。此外，采用使树脂交联的方法时，由于在常温下也进行交联等，因此存在制约，即，在制品加工时必须充分注意等。
由于上述制品上的制约，以往，在粘接剂层中使用的聚酯类树脂，使用常温下具有一定程度的弹性并且具有高温凝聚力的结晶性材料。例如，专利文献1公开了一种粘接剂组合物，该粘接剂组合物含有高熔点、低熔点的各种饱和共聚聚酯中的至少一种。然而，在使用这样的结晶性材料时，如果不在超过其熔点的温度下加热，则不能进行用于确定热粘合前的位置等的试粘接(仮接着)等，加工上的制约也多。
另外，近年研究了通过提高生产速度来提高量产性，从而降低制品成本，但由于随着高速化等而导致热粘合时的温度不足等，因此存在不能得到足够的粘接强度，生产速度也不能达到最高这样的问题。
专利文献1：特开2002-80813号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为了解决上述课题而作成的，其目的在于提供一种用于电气材料的带粘接剂的叠层膜，该叠层膜可保持常温乃至高温下的粘接性并且低温时的粘接性优异，加工时制品在热粘接之前的试粘接性优异，并且量产性高。
解决课题的方法
本发明如下所述。
(1)用于电气材料的带粘接剂的叠层膜，该叠层膜包括塑料薄膜制成的基材、和设置在该基材的至少一面上的至少1层粘接剂层，其中，该粘接剂层的至少表层含有聚酯类热熔型粘接剂，所述聚酯类热熔型粘接剂以质量比80∶20～99∶1的比例含有结晶性聚酯类树脂和非晶性聚酯类树脂。
(2)用于电气材料的带粘接剂的叠层膜的制造方法，该方法是制造在基材的至少一面设置至少1层粘接剂层的用于电气材料的带粘接剂的叠层膜的方法，其中，使用聚酯类热熔型粘接剂作为该粘接剂层的表层，所述聚酯类热熔型粘接剂以质量比80∶20～99∶1的比例含有结晶性聚酯类树脂和非晶性聚酯类树脂。
发明的效果
本发明的用于电气材料的带粘接剂的叠层膜可保持常温乃至高温下的粘接性并具有优异的低温试粘接性。因此，可以获得能够在热粘接温度以下进行试粘接、加工时的操作性提高、量产性也优异的用于电气材料的带粘接剂的叠层膜，具体地，可获得扁形电缆用基材薄膜。
具体实施方式
以下，详细地说明本发明。
本发明涉及一种用于电气材料的带粘接剂的叠层膜，该叠层膜包括塑料薄膜制成的基材、和设置在该基材的至少一面上的至少1层粘接剂层，其中，该粘接剂层的至少表层含有聚酯类热熔型粘接剂，所述聚酯类热熔型粘接剂以质量比80∶20～99∶1的比例含有结晶性聚酯类树脂和非晶性聚酯类树脂。
在本发明中，粘接剂层的表层中使用的聚酯类热熔型粘接剂含有聚酯类热熔树脂作为主要成分，所述聚酯类热熔树脂是二元酸与二醇的缩聚聚合物。
作为聚酯类热熔树脂的原料单体所使用的二元酸的具体例子，可举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、十二烷二酸等，作为二醇的具体例子，可举出乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、环己二醇、聚氧化烯二醇(ポリオキシレングリコ一ル)等。在本发明中，优选使用分子骨架中含有己二酸或1，4-丁二醇等的聚酯树脂制成的热熔树脂。
本发明的聚酯类热熔型粘接剂含有结晶性聚酯类树脂和非晶性聚酯类树脂作为聚酯类热熔树脂。
从高温下的粘合性的观点考虑，作为上述结晶性聚酯类树脂，优选熔点(Tm)在95℃～130℃，更优选在100～120℃范围的聚酯类树脂，而从低温下的粘合性的理由考虑，优选玻璃化转变温度(Tg)在25～-60℃，更优选在0～-40℃范围的聚酯类树脂。另外，从耐湿热性的观点考虑，其分子量优选质量平均分子量在15,000～20,000的范围。
作为结晶性聚酯类树脂，具体地，可以使用例如东洋纺绩有限公司制造的商品名“VYLON(バイロン)GM 900”(Tm：112℃，Tg：-15℃)、“VYLON GM 920”(Tm：107℃，Tg：-35℃)、“VYLON GM 990”(Tm：110℃，Tg：0℃)、“VYLON GM 995”(Tm：116℃，Tg：-2℃)；东亚合成有限公司制造的商品名“Aron Melt(アロンメルト)PES111”(Tm：108℃，Tg：0℃)、“PES 111EE”(Tm：107℃，Tg：5℃)、“Aron Melt PES 120E”(Tm：125℃，Tg：-5℃)、“Aron Melt PES 120H”(Tm：120℃，Tg：-10℃)；东丽有限公司制造的商品名“kemit(ケミツト)R 248”(Tm：23℃，Tg：113℃)等市售产品。在本发明中，作为结晶性聚酯类树脂，可以使用1种上述树脂，也可以组合多种树脂使用。
另外，作为上述非晶性聚酯类树脂，从100℃以下的试粘接加工的观点考虑，优选其玻璃化转变温度在25～90℃，更优选在40～75℃范围的聚酯类树脂。另外，从低温粘接加工的观点考虑，其分子量优选质量平均分子量在3,500～25,000的范围。
作为非晶性聚酯类树脂成分，具体地，可以使用例如东洋纺绩有限公司制造的商品名“VYLON 103”(Tg：47℃)、“VYLON 200”(Tg：67℃)、“VYLON 600”(Tg：47℃)或尤尼奇卡(ユニチカ)有限公司制造的“elitel(エリ一テル)UE 3200”(Tg：65℃)、“elitel UE 3210”(Tg：45℃)等市售产品。在本发明中，作为非晶性聚酯类树脂，可以使用1种上述树脂，也可以组合多种树脂使用。
在本发明的叠层膜中，聚酯类热熔型粘接剂以质量比80∶20～99∶1的比例含有上述结晶性聚酯类树脂和非晶性聚酯类树脂。具体地，可以通过将上述的各树脂材料进行聚合物掺混而容易地得到，如果考虑粘接剂的耐热性等，则优选非晶性聚酯树脂少者，作为综合的性能，更优选非晶性聚酯树脂相对于结晶性聚酯类树脂与非品性聚酯类树脂的总量为5～10质量％左右。
从充分发挥本发明的效果的观点考虑，优选上述结晶性聚酯类树脂与非晶性聚酯类树脂按其总量计在粘接剂层中含有70～99质量％。
从加工性或功能性的观点考虑，含有上述聚酯类热熔型粘接剂的粘接剂层可以含有聚烯烃类树脂、环氧树脂、水解防止剂等。
作为上述聚烯烃类树脂，例如可以单独使用或组合2种以上下述物质使用，所述物质为：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、直链低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯-马来酸酐三元共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐三元共聚物、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物等。这些的聚烯烃类树脂可以作为例如应力缓和剂或结晶化促进剂等进行添加。另外，上述粘接剂层中还可以使用酸改性物等赋予粘接性功能的聚烯烃类树脂作为聚烯烃类树脂。
作为环氧树脂，可以使用双酚A型，线型酚醛清漆型等树脂，而从相容性、粘接性的观点考虑，双酚A型的环氧树脂优选使用软化点100℃左右的材料。
上述环氧树脂对金属粘接性是有效的，根据用途通过微量添加可提高对金属的粘接强度。
此外，上述粘接剂层还可以使用阻燃剂、颜料、染料等通常使用的添加剂。
从加工性的观点考虑，上述聚酯类热熔型粘接剂优选在加工时显示适度的流动性。从上述观点看，聚酯类热熔型粘接剂的熔融粘度以测定温度160℃、剪切速度10秒-1下利用高化式流动性测试机测定的测定值计，优选300～5000Pa·s，更优选2000～5000Pa·s范围内的粘度。如果粘接剂的熔融粘度为300Pa·s以上，则加热加压进行加工时，由于不会从作为基板的塑料薄膜中渗出粘接剂，因此在制造中没有发生故障的危险性。另外，如果熔融粘度为5000Pa·s以下，则由于流动性充分，不会产生包覆物与叠层膜之间产生空隙等的不良情况。
本发明的叠层膜中的粘接剂层可以是由一层构成的粘接剂层，也可以是包括二层、三层等多层的粘接剂层。包括多层的情况下，至少其表层可以包含上述聚酯类热熔型粘接剂，其他的任意的层也可以包含上述聚酯类热熔型粘接剂。
对于粘接剂层的厚度没有特别限制，但在本发明中，如果考虑适用基材与叠层膜的对象物的厚度，则按整体计，优选为基材厚度的0.1～2.0倍的范围内。
本发明的叠层膜中，作为构成基材的塑料薄膜，例如可举出由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚甲基戊烯(例如，三井石油化学工业公司制造，商品名“TPX”)、拉伸的聚丙烯(OPP)、未拉伸的聚丙烯(CPP)等制造的薄膜，但从机械强度和耐热性的观点考虑，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，特别优选双轴拉伸的PET薄膜或双轴拉伸的PEN薄膜。
另外，作为基材，可以使用对设置粘接剂层一侧的面实施印刷加工的基材，这样的情况下，与粘接剂层使用着色层的情况相比，可防止粘接剂附着在热粘接加工机的加热层压(ラミ)部，同时可以防止发生着色剂的色转移。
在本发明中，基材的厚度没有特别限制，但从基材强度，操作的观点考虑，优选例如12～250μm的范围。
另外，在本发明中，在谈及“薄膜”或“片”时，是指包含薄膜和片这两者的情况。
下面说明本发明的用于电气材料的带粘接剂的叠层膜的制造方法。
本发明的叠层膜在上述基材上设置至少一层上述粘接剂层。作为在基材上设置粘接剂层的方法，有如下的方法：将树脂等分散在溶剂中再涂布在基材上而进行制造的所谓溶剂涂布法；不采用溶剂的所谓无溶剂涂布法，但在本发明中，从量产性的观点考虑，优选采用无溶剂涂布法进行制造。
无溶剂涂布法可使用通常的涂布方法，可以根据粘接剂的熔融粘度或热稳定性等决定使用哪种涂布方法。可使用如下方法，例如，利用挤出机或捏合挤等将粘接剂的各材料均匀地混炼，然后暂时冷却，再使用热熔涂胶机等将混合物再加热，使用唇式涂布机等边均匀混炼，同时涂布在基材上的方法等。
粘接剂层的叠层可通过反复实施以上的工序进行，但也可以将粘接剂的各材料均匀混炼制成薄膜状后，将该薄膜与基材贴合而形成叠层膜。此外，还可以同时使用多台挤出机，使用供料装置，把各层对齐后将由各挤出机熔融混炼的树脂制成薄膜状。粘接剂层与基材的贴合可以通过例如通过层压或热压等的加热压合等来进行。
为了提高基材与粘接剂层的粘合性，可以对基材的粘接剂层一侧的面实施电晕放电处理，还可以在基材上设置增粘涂层。作为增粘涂层中使用的增粘涂布用粘接剂，可举出聚酯类、聚氨酯类、丙烯酸类、PVC-醋酸乙烯共聚物类等的粘接剂。另外，增粘涂层用粘接剂的涂布优选采用辊式涂布法、槽辊式涂布法等。
在本发明中，可以在拉伸基材之前叠层增粘涂布用粘接剂的层，并通过将基材与增粘涂布用粘接剂的层同时拉伸而形成增粘涂层。增粘涂层的厚度通常优选约为0.1～5μm的范围。
实施例
下面，使用实施例具体地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。
另外，实施例等中使用的聚酯类热熔树脂的玻璃化转变温度与熔点如下进行测定。
玻璃化转变温度(Tg)与熔点(Tm)的测定
聚酯类热熔树脂的玻璃化转变温度(Tg)和熔点(Tm)使用差示扫描热量计(パ一キンエルマ一制造，商品名PYRIS1-DSC)、在温度-60～200℃、扫描速度10℃/分的条件下进行测定。
实施例1
作为粘接剂层的粘接剂成分，使用以90∶10的配合比例将表1所示的玻璃化转变温度(Tg)为0℃、熔点(Tm)为110℃的结晶性聚酯类热熔树脂的“VYLON GM 990”(东洋纺绩有限公司)与Tg为67℃的非晶性聚酯类热熔粘接剂的“VYLON GM 990”(东洋纺绩有限公司)进行掺混而得到的混合物，将该混合物投入到温度设定为从口模挤出的树脂温度为180℃的同向双轴挤出机中并进行熔融混炼，挤出成片状后，使用浇铸辊冷却后，制作厚度50μm的粘接剂层用薄膜。
使用设定成比粘接剂的熔点高20℃的温度的层压辊，将实施了聚氨酯类增粘涂层的基材(100μm厚的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜)与上述形成的粘接剂层用薄膜贴合，制成基材上具有粘接剂层的叠层膜。
在叠层膜的粘接剂面上，为了使表面结霜(フロスト)，在加热层压后、树脂固化之前，使用冷冻处理的冷却辊使表面结霜转印到粘接剂表面上。
对得到的叠层膜进行以下所述的评价。结果示于表2。
(1)低温试粘接性
使得到的叠层膜的粘接剂层与未处理的拉伸PET薄膜(厚度100μm)面对面地叠合，夹到一个是加热的金属辊，另一个是未加热的橡胶辊构成的一组辊(金属辊/橡胶辊)之间，在辊隙压力10kg/cm(线压)，贴合速度0.5m/分的条件下进行贴合，制作评价用试样1。但是，作为贴合的试粘合温度，考虑其使用条件设定为80℃。
把制成的评价用试样1切成10mm宽，将贴合的未处理的拉伸PET薄膜面固定在该试样上，对带粘接剂的叠层膜面施加荷重以达到T型剥离的状态，进行剥离评价。
基于下述所示的基准对测定结果进行评价。如果测量值为300g以上，则是实用上没问题的水平。
评价基准：(耐剥离荷重)
1000g以上                 [A]
700g以上但不足1000g      [B]
300g以上但不足700g       [C]
不足300g                 [D]
(2)23℃粘接性
将2片得到的叠层膜以粘接剂层面对面地叠合，夹到一个是加热的金属辊，另一个是未加热的橡胶辊构成的一组辊(金属辊/橡胶辊)之间，在辊隙压力10kg/cm(线压)，贴合速度0.5m/分的条件下进行贴合。制成评价用试样2。但是，在贴合温度比使用的粘接剂高的粘接剂的熔点高20℃的温度条件下进行贴合。
把制成的评价用试样2切成10mm宽，对该试样在23℃、80℃的各气氛下使用拉伸试验机(带恒温槽的材料试验机“201X”，インラスコ有限公司制造)、以剥离速度10mm/分进行180度剥离。
根据下述所示的基准对测定结果进行评价。如果在23℃的剥离条件下的测定值为500g/cm以上，则是实用上没问题的水平。
评价基准
1500g/cm以上，或者凝聚破坏、基材破坏    [A]
1000g/cm以上但不足1500g/cm              [B]
500g/cm以上但不足1000g/cm               [C]
不足500g/cm                             [D]
(3)80℃粘接性
除了使剥离评价时的温度设定为50℃以外，与((2)23℃粘接性)同样地进行测定。基于下述所示的基准对测定结果进行评价。如果测定值在50℃的剥离条件下为300g/cm以上，则是实用上没问题的水平。
评价基准
1000g/cm以上，或凝聚破坏、基材破坏    [A]
700g/cm以上但不足1000g/cm             [B]
300g/cm以上但不足700g/cm              [C]
不足300g/cm                           [D]
实施例2～5及比较例1～3
在实施例1中，除了将粘接剂层中使用的粘接剂的种类变更为如表1所示以外，与实施例1同样地制作叠层膜。并且，对于得到的叠层膜，与实施例1同样地进行评价。结果示于表2。
[表1]
  结晶性聚酯类树脂     非晶性聚酯类树脂
    等级   VYLON     VYLON     AronMelt     VYLON     elitel
  GM990     GM920     PES111EE     200     UE3210
    制造厂家   东洋纺绩     东亚合成     东洋纺     尤尼奇卡
    玻璃化转变温度(℃)   0     -35     5     67     45
    熔点(℃)   110     107     107     -     -
    分子量
  配合比例(质量％)
    实施例1   90     0     0     10     0
    实施例2   0     95     0     5     0
    实施例3   0     0     85     0     15
    实施例4   85     0     0     0     1 5
    实施例5   70     20     0     10     0
    比较例1   100     0     0     0     0
    比较例2   70     0     0     30     0
    比较例3   0     0     0     0     100
[表2]
  试粘接性   粘接性(23℃)   粘接性(80℃)
  实施例1     B     A     B
  实施例2     B     A     A
  实施例3     A     A     A
  实施例4     A     A     A
  实施例5     B     A     A
  比较例1     D     A     A
  比较例2     A     C     D
  比较例3     A     D     D
由表2可知，实施例1～5的叠层膜的试粘合性，23℃粘接性，50℃粘接性均优异。即，可知这些叠层膜在任何一种评价中都具有可实用的高性能。
工业实用性
本发明的叠层膜适用于通过层压或热压等进行加热粘接的叠层膜，例如用于包覆电气设备或电子设备等的配线用电线等的芯线的用于电气材料的带粘接剂的叠层膜，具体地，适用于扁形电缆用基材薄膜。

Claims (4)

1.一种用于电气材料的带粘接剂的叠层膜，该叠层膜包括塑料薄膜制成的基材、和设置在该基材的至少一面上的至少1层粘接剂层，其中，该粘接剂层的至少表层含有聚酯类热熔型粘接剂，所述聚酯类热熔型粘接剂以质量比80∶20～99∶1的比例含有结晶性聚酯类树脂和非晶性聚酯类树脂。
2.权利要求1所述的用于电气材料的带粘接剂的叠层膜，其中，非晶性聚酯类树脂的玻璃化转变温度为25℃～90℃的范围。
3.权利要求1或2所述的用于电气材料的带粘接剂的叠层膜，其中，结晶性聚酯类树脂的熔点为95℃～130℃的范围，非晶性聚酯类树脂的玻璃化转变温度为40℃～75℃的范围。
4.一种用于电气材料的带粘接剂的叠层膜的制造方法，该方法用于制造在基材的至少一面设置至少1层粘接剂层的用于电气材料的带粘接剂的叠层膜，其中，通过无溶剂涂布法将聚酯类热熔型粘接剂设置在基材的至少一面上作为该粘接剂层的表层，所述聚酯类热熔型粘接剂以质量比80∶20～99∶1的比例含有结晶性聚酯类树脂和非晶性聚酯类树脂。
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