JP2007031602A - 電気資材用接着剤付積層フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】常温ないしは高温での接着性を維持しつつ低温時の接着性に優れ、加工時における製品の熱接着前の仮接着性に優れた、量産性の高い電気資材用接着剤付き積層フィルムを提供する。
【解決手段】プラスチックフィルムからなる基材、及び該基材の少なくとも一方の面に設けられた少なくとも１層の接着剤層を有する電気資材用接着剤付き積層フィルムであって、該接着剤層の少なくとも表層が、結晶性ポリエステル系樹脂と非晶性ポリエステル系樹脂とを質量比で８０：２０〜９９：１の割合で含有するポリエステル系ホットメルト型接着剤を含有する電気資材用接着剤付き積層フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、接着剤層を有する積層フィルムに関し、例えば、電気機器や電子機器等の配線用電線等の芯線を被覆するために用いられる電気資材用接着剤付積層フィルムに関する。

積層フィルムは、電気機器、電子機器等の配線に用いられるフラット電線等の構成部材として有用であり、芯線を被覆して絶縁保護するために用いることができる。フラット電線等は、通常、加熱ロールまたは加熱プレス機を用いて、被覆される被覆体と積層フィルムとを熱圧着することにより一体化して得られる。このため、積層フィルムには、加熱により溶融して被覆体と一体化しうる接着剤層を使用することが必要である。
接着剤層を有する積層フィルムは、一般に基材と接着剤層からなるが、機械的強度および電気絶縁性を考慮して、基材としては、従来から２軸延伸ポリエステルフィルムが用いられている。また、接着剤層を構成する材料としては、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂などを主成分とするホットメルト型接着剤が使用されている。
更に、通常は、積層フィルムに難燃性を付与する必要がある場合には、接着剤層に難燃剤が添加され、隠蔽性を付与する必要がある場合には、接着剤層に顔料または染料等が添加される。

上記接着剤層の材料として一般に使用されているポリエステル系樹脂としては、高温での接着強度を向上させるため、高温時の凝集力を保てるように結晶性樹脂を用いたり、高ガラス転移温度のものを用いたり、もしくは樹脂を架橋させる等種々の方法が挙げられるが、低温での接着特性をも確保する必要がある場合には、高ガラス転移温度のもののみからなる接着剤層を使用することはできない。さらに樹脂を架橋させる方法を用いる場合、常温でも架橋が進むことなどから、製品のハンドリングの際に充分に注意をする必要があるなどの制約がある。
上記製品上の制約から、従来、接着剤層に用いるポリエステル系樹脂には、常温である程度の弾性を有し、高温凝集力のある結晶性材料が使用されている。例えば、特許文献１には、高融点、低融点各々の飽和共重合ポリエステルの少なくとも一方を含有する接着剤組成物が開示されている。しかし、そのような結晶性材料の使用においても、その融点を超える温度で加熱しなければ、熱接着前の位置決めなどのための仮接着等も行えないなど、加工上の制約も多い。
また、近年では生産速度を向上させることにより、量産性を上げ製品コストを下げることが検討されているが、高速化等に伴う熱接着時の温度不足などのため十分な接着強度が得られず、生産速度も頭打ちになってきているという問題もあった。

特開２００２―８０８１３号公報

本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、常温ないしは高温での接着性を維持しつつ低温時の接着性に優れ、加工時における製品の熱接着前の仮接着性に優れた、量産性の高い電気資材用接着剤付き積層フィルムを提供することを目的とする。

本発明は以下の通りである。
（１）プラスチックフィルムからなる基材、及び該基材の少なくとも一方の面に設けられた少なくとも１層の接着剤層を有する電気資材用接着剤付き積層フィルムであって、該接着剤層の少なくとも表層が、結晶性ポリエステル系樹脂と非晶性ポリエステル系樹脂とを質量比で８０：２０〜９９：１の割合で含有するポリエステル系ホットメルト型接着剤を含有する電気資材用接着剤付き積層フィルム。

（２）基材の少なくとも一方の面に、少なくとも１層の接着剤層を設ける電気資材用接着剤付き積層フィルムの製造方法であって、該接着剤層の表層として、結晶性ポリエステル系樹脂と非晶性ポリエステル系樹脂とを質量比で８０：２０〜９９：１の割合で含有するポリエステル系ホットメルト型接着剤を用いる電気資材用接着剤付き積層フィルムの製造方法。

本発明の電気資材用接着剤付き積層フィルムは、常温ないしは高温での接着性を維持しつつ優れた低温仮接着性を有する。従って、熱接着温度以下での仮接着が可能となり、加工時のハンドリング性が向上し、量産性にも優れた電気資材用接着剤付き積層フィルム、具体的にはフラットケーブル用基材フィルムを得ることができる。

以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明は、プラスチックフィルムからなる基材、及び該基材の少なくとも一方の面に設けられた少なくとも１層の接着剤層を有する電気資材用接着剤付き積層フィルムであって、該接着剤層の少なくとも表層が、結晶性ポリエステル系樹脂と非晶性ポリエステル系樹脂とを質量比で８０：２０〜９９：１の割合で含有するポリエステル系ホットメルト型接着剤を含有する電気資材用接着剤付き積層フィルムに関する。

本発明において、接着剤層の表層に用いられるポリエルテル系ホットメルト型接着剤は、二塩基酸とグリコールとの重縮合ポリマーであるポリエステル系ホットメルト樹脂を主成分として含有する。
ポリエステル系ホットメルト樹脂の原料モノマーとして用いられる二塩基酸の具体例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等が挙げられ、グリコールの具体例としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、ポリオキシレングリコール等が挙げられる。本発明においては、アジピン酸や１，４−ブタンジオール等を分子骨格に含むポリエステル樹脂からなるホットメルト樹脂が好ましく用いられる。

本発明におけるポリエステル系ホットメルト型接着剤は、ポリエステル系ホットメルト樹脂として、結晶性ポリエステル系樹脂と非晶性ポリエステル系樹脂とを含有する。
上記結晶性ポリエステル系樹脂としては、高温下での接着性の点から、融点（Ｔｍ）が９５℃〜１３０℃、更には１００〜１２０℃の範囲にあるものが好ましく、また、低温下での接着性の理由からそのガラス転移温度（Ｔｇ）が２５〜−６０℃、更には０〜−４０℃の範囲にあるものが好ましい。また、その分子量は、耐湿熱性の点から質量平均分子量で１５，０００〜２０，０００の範囲にあることが好ましい。

結晶性ポリエステル系樹脂としては、具体的には、例えば東洋紡績（株）製の商品名、「バイロンＧＭ９００」（Ｔｍ：１１２℃、Ｔｇ：−１５℃）、「バイロンＧＭ９２０」（Ｔｍ：１０７℃、Ｔｇ：−３５℃）、「バイロンＧＭ９９０」（Ｔｍ：１１０℃、Ｔｇ：０℃）、「バイロンＧＭ９９５」（Ｔｍ：１１６℃、Ｔｇ：−２℃）、東亜合成（株）製の商品名「アロンメルトＰＥＳ１１１」（Ｔｍ：１０８℃、Ｔｇ：０℃）、「ＰＥＳ１１１ＥＥ」（Ｔｍ：１０７℃、Ｔｇ：５℃）、「アロンメルトＰＥＳ１２０Ｅ」（Ｔｍ：１２５℃、Ｔｇ：−５℃）、「アロンメルトＰＥＳ１２０Ｈ」（Ｔｍ：１２０℃、Ｔｇ：−１０℃）、東レ（株）製の商品名「ケミットＲ２４８」（Ｔｍ：２３℃、Ｔｇ：１１３℃）等の市販のものを使用することができる。本発明においては、結晶性ポリエステル系樹脂として上記樹脂を１種類で用いてもよいが、複数樹脂を組み合わせて使用してもよい。

また、上記非晶性ポリエステル系樹脂としては、１００℃以下での仮接着加工の点から、そのガラス転移温度が２５〜９０℃、更には４０〜７５℃の範囲にあるものが好ましい。また、その分子量は、低温度接着加工の点から質量平均分子量で３，５００〜２５，０００の範囲にあることが好ましい。
非晶性ポリエステル系樹脂成分としては、具体的には、例えば東洋紡績（株）製の商品名「バイロン１０３」（Ｔｇ：４７℃）、「バイロン２００」（Ｔｇ：６７℃）、「バイロン６００」（Ｔｇ：４７℃）やユニチカ（株）製「エリーテルＵＥ３２００」（Ｔｇ：６５℃）、「エリーテルＵＥ３２１０」（Ｔｇ：４５℃）等市販のものを使用することができる。本発明においては、非晶性ポリエステル系樹脂として上記樹脂を１種類で用いてもよいが、複数樹脂を組み合わせて使用してもよい。

本発明の積層フィルムにおいては、ポリエステル系ホットメルト型接着剤は、上記結晶性ポリエステル系樹脂と非晶性ポリエステル系樹脂とを質量比で８０：２０〜９９：１の割合で含有する。具体的には、上記の各樹脂材料をポリマーブレンドすることによって容易に得ることができ、接着剤の耐熱性等も考慮すると、非晶性ポリエステル樹脂が少ない方が好ましく、総合的な性能として、非晶性ポリエステル樹脂が、結晶性ポリエステル系樹脂と非晶性ポリエステル系樹脂の合計量に対して５〜１０質量％程度であることが更に好ましい。
上記結晶性ポリエステル系樹脂と非晶性ポリエステル系樹脂は、本発明の効果を充分に奏すべき観点から、接着剤層中に、その合計量で、７０〜９９質量％含まれることが好ましい。

上記ポリエステル系ホットメルト型接着剤が含有される接着剤層には、加工性や機能性の点から、ポリオレフィン系樹脂、エポキシ樹脂、加水分解防止剤等を含有することができる。
上記ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、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−酢酸ビニル−無水マレイン酸三元共重合体、エチレン−アクリル酸エチル−無水マレイン酸三元共重合体、エチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−メタクリル酸グリシジル三元共重合体、エチレン−アクリル酸エチル−メタクリル酸グリシジル三元共重合体等を単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。これらのポリオレフィン系樹脂は、例えば、応力緩和剤や結晶化促進剤などとして添加することができる。また、上記接着剤層には、ポリオレフィン系樹脂として、酸変性物等の接着性機能を付与したものも使用することもできる。

エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡタイプ、ノボラックタイプ等の樹脂を使用することも出来るが、相溶性、接着性の観点からビスフェノールＡタイプのもので、軟化点が１００℃前後の材料を使用することが好ましい。
上記エポキシ樹脂は、金属接着性に有効であり、用途に応じ、微量添加で対金属に対して接着強度を向上させることができる。
その他、上記接着剤層には、難燃剤、顔料、染料等の通常移用される添加剤を使用することもできる。

上記ポリエステル系ホットメルト型接着剤は、加工の際に適度な流動性を示すことが加工性の点から好ましい。上記観点から、ポリエステル系ホットメルト型接着剤の溶融粘度は、測定温度１６０℃、剪断速度１０ｓｅｃ^-1での高化式フローテスターによる測定値で、３００〜５０００Ｐａ・ｓ、更に２０００〜５０００Ｐａ・ｓの範囲内のものが好ましい。接着剤の溶融粘度が３００Ｐａ・ｓ以上であれば、加熱加圧して加工する際、基板となるプラスチックフィルムから接着剤がはみ出すことがないので、製造中にトラブルが発生する危険性がない。また、溶融粘度が５０００Ｐａ・ｓ以下であれば、流動性も十分であるので、被覆体と積層フィルムとの間に空隙が生ずる等の不具合が生じることもない。

本発明の積層フィルムにおける接着剤層は、一層からなるものであってもよいが、二層、三層等複数の層からなるものであってもよい。複数の層からなる場合は、少なくともその表層が上記ポリエステル系ホットメルト型接着剤からなるものであればよいが、他のいずれかの層もまた上記ポリエステル系ホットメルト型接着剤からなってもよい。
接着剤層の厚さについては特に制限はないが、本発明においては、基材および積層フィルムが適用される対象物の厚さを考慮すると、全体で基材厚さの０．１〜２．０倍の範囲内であることが好ましい。

本発明の積層フィルムにおいて、基材を構成するプラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメチルペンテン（例えば、三井石油化学工業社製、商品名「ＴＰＸ」）、延伸されたポリプロピレン（ＯＰＰ）、未延伸のポリプロピレン（ＣＰＰ）等から製造されるフィルムが挙げられるが、機械的強度および耐熱性の点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）が好ましく、特に２軸延伸されたＰＥＴフィルムまたは２軸延伸されたＰＥＮフィルムが好ましい。

また、基材としては、接着剤層を設ける側の面に印刷加工を施したものを用いることができ、このような場合、接着剤層に着色層を用いることと比較し、熱接着加工機への加熱ラミ部に、接着剤の付着と共に着色剤の色移りが発生することを防ぐことが出来る。
本発明において、基材の厚さは特に制限されないが、基材強度、ハンドリングの点から、例えば１２〜２５０μｍの範囲であることが好ましい。
なお、本発明において「フィルム」または「シート」という場合には、フィルムおよびシートの両方を含むものとする。

以下に本発明の電気資材用接着剤付き積層フィルムの製造方法を説明する。
本発明の積層フィルムは、上記基材上に上記接着剤層が少なくとも一層設けられたものである。基材上に接着剤層を設ける方法としては、樹脂等を溶剤に分散して基材上に塗布して製造する、いわゆる溶媒コート法と、溶剤を介在させない、いわゆる無溶媒コート法とがあるが、本発明においては、量産性の点から、無溶媒コート法により製造することが好ましい。

無溶媒コート法には、通常のコーティング方法が適用可能であり、接着剤の溶融粘度や熱安定性などに応じていかなるコーティング方法を適用するか決定すればよい。例えば、押出機やニーダー等で接着剤の各材料を均一に混練して、その後いったん冷却し、更にこれをホットメルトアプリケーター等で再加熱し、リップコーター等で均一に混練しつつ、同時に基材上にコーティングする方法等を用いることができる。

接着剤層の積層は、以上の工程を繰り返し実施することによっても行うことができるが、接着剤の各材料を均一に混練してフィルム状に製膜した後、このフィルム膜と基材とを貼り合わせて積層フィルムを形成することもできる。さらに、押出機を複数台併用し、各押出機から溶融混練された樹脂を、フィードブロック装置を使用して、各層を合わせてから、フィルム状に製膜しても良い。接着剤層と基材との貼り合わせは、例えば、ラミネートあるいは熱プレス等による加熱圧着等により行うことができる。

基材と接着剤層との接着性を向上させるため、基材の接着剤層側の面にコロナ放電処理を施してもよく、また基材上にアンカーコート層を設けることもできる。アンカーコート層に用いられるアンカーコート用接着剤としては、ポリエステル系、ポリウレタン系、アクリル糸、ＰＶＣ−酢酸ビニル共重合体系等の接着剤が挙げられる。また、アンカーコート用接着剤の塗布にはロールコート法、グラビアコート法等が好ましく用いられる。

本発明においては、基材を延伸する前にアンカーコート用接着剤の層を積層して、基材とアンカーコート用接着剤の層を同時に延伸することによりアンカーコート層を形成することもできる。アンカーコート層の厚さは、一般に約０．１〜５μｍの範囲であることが好ましい。

以下に実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例等で使用されるポリエステル系ホットメルト樹脂のガラス転移温度と融点は以下のようにして測定した。

ガラス転移温度（Ｔｇ）および融点（Ｔｍ）の測定
ポリエステル系ホットメルト樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）および融点（Ｔｍ）を示差走査熱量計（パーキンエルマー製、商品名ＰＹＲＩＳ１−ＤＳＣ）を用いて、温度−６０℃〜２００℃、走査速度１０℃／ｍｉｎで測定した。

実施例１
接着剤層の接着剤成分として、表１に示すようなガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃、融点（Ｔｍ）が１１０℃の結晶性ポリエステル系ホットメルト樹脂である、「バイロンＧＭ９９０」（東洋紡績（株））と、Ｔｇが６７℃の非晶性ポリエステル系ホットメルト接着剤である「バイロンＧＭ９９０」（東洋紡績（株））を、９０：１０の配合比率でプリブレンドしたものを用い、これを、口金からでてくる樹脂の温度が１８０℃となるよう温度設定した同方向２軸押出機に投入して溶融混練しシート状に押し出した後、キャストロールで冷却してから厚さ５０μｍの接着剤層用フィルムを作製した。

ポリウレタン系アンカーコートを施した基材（１００μｍ厚の２軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム）と上記形成された接着剤層用フィルムとを、接着剤の融点より２０℃高い温度に設定されたラミネータロールを用いて貼り合わせて、基材上に接着剤層を有する積層フィルムを作製した。
積層フィルムの接着剤面に、表面にフロストをかけるため、加熱ラミネート後、樹脂が固化する前に、フロスト処理した冷却ロールにて表面フロストを接着剤表面に転写させた。
得られた積層フィルムについて以下に示す評価を行った。結果を表２に示す。

（１）低温仮接着性
得られた積層フィルムの接着剤層を未処理の延伸ＰＥＴフィルム（厚さ１００μｍ）に向かい合うように重ねて、一本が加熱した金属ロールであり、他の一本が加熱してないゴムロールからなる一組のロール（金属ロール／ゴムロール）の間に挟み込み、ロールニツプ圧力が１０ｋｇ／ｃｍ（線圧）、貼り合わせ速度が０．５ｍ／分の条件下で貼り合わせて、評価用サンプル１を作成した。ただし、貼り合わせの仮接着温度としてはその使用条件を考慮し８０℃とした。

作成した評価用サンプル１を１０ｍｍ幅に切断し、これについて、貼り合わせた未処理の延伸ＰＥＴフィルム面を固定し、Ｔ型剥離の状態になるように接着剤付積層フィルム面に荷重をかけ、剥離評価を行った。
測定結果を下記に示す基準に基づいて評価した。測定値が３００ｇ以上であれば実用上問題のないレベルである。
評価基準：（耐剥離荷重）
１０００ｇ以上 「Ａ」
７００ｇ以上、１０００ｇ未満 「Ｂ」
３００ｇ以上、 ７００ｇ未満 「Ｃ」
３００ｇ未満 「Ｄ」

（２）２３℃接着性
得られた積層フィルム２枚を接着剤層同士が向かい合うように重ねて、一本が加熱した金属ロールであり、他の一本が加熱してないゴムロールからなる一組のロール（金属ロール／ゴムロール）の間に挟み込み、ロールニツプ圧力が１０ｋｇ／ｃｍ（線圧）、貼り合わせ速度が０．５ｍ／分の条件下で貼り合わせて、評価用サンプル２を作成した。ただし貼り合わせ温度が、使用する接着剤の高い方の融点より２０℃高い温度条件で貼り合わせた。
作成した評価用サンプル２を１０ｍｍ幅に切断し、これについて、２３℃、８０℃の各雰囲気下で引張試験機（恒温槽付き材料試験機「２０１Ｘ」、（株）インテスコ製）を用い、剥離速度１０ｍｍ／ｍｉｎで、１８０度剥離を行った。

測定結果を下記に示す基準に基づいて評価した。測定値が２３℃の剥離条件下にて、５００ｇ／ｃｍ以上であれば実用上問題のないレベルである。
評価基準：
１５００ｇ／ｃｍ以上、もしくは凝集破壊、基材破壊 「Ａ」
１０００ｇ／ｃｍ以上、１５００ｇ／ｃｍ未満 「Ｂ」
５００ｇ／ｃｍ以上、１０００ｇ／ｃｍ未満 「Ｃ」
５００ｇ／ｃｍ未満 「Ｄ」

（３）８０℃接着性
剥離評価時の温度を５０℃にする以外は、（（２）２３℃接着性）と同様にして測定した。測定結果を下記に示す基準に基づいて評価した。測定値が５０℃の剥離条件下にて、３００ｇ／ｃｍ以上であれば実用上問題のないレベルである。
評価基準：
１０００ｇ／ｃｍ以上、もしくは凝集破壊、基材破壊 「Ａ」
７００ｇ／ｃｍ以上、１０００ｇ／ｃｍ未満 「Ｂ」
３００ｇ／ｃｍ以上、 ７００ｇ／ｃｍ未満 「Ｃ」
３００ｇ／ｃｍ未満 「Ｄ」

実施例２〜５及び比較例１〜３
実施例１において、接着剤層に用いられる接着剤の種類を表１に示すように変更した以外は実施例１と同様にして積層フィルムを作成した。また、得られた積層フィルムについて、実施例１と同様に評価を行った。結果を表２に示す。

表２から明らかなように、実施例１〜５の積層フィルムは、仮接着性、２３℃接着性、５０℃接着性のいずれにおいても優れている。すなわち、これらの積層フィルムは、いずれの評価においても実用可能な高い性能を有するものであることが判る。

本発明の積層フィルムは、ラミネートまたは熱プレス等によって加熱接着される積層フィルム、例えば、電気機器や電子機器等の配線用電線等の芯線を被覆するために用いられる電気資材用接着剤付積層フィルム、具体的にはフラットケーブル用基材フィルムに好適に適用しうるものである。

Claims (4)

1. プラスチックフィルムからなる基材、及び該基材の少なくとも一方の面に設けられた少なくとも１層の接着剤層を有する電気資材用接着剤付き積層フィルムであって、該接着剤層の少なくとも表層が、結晶性ポリエステル系樹脂と非晶性ポリエステル系樹脂とを質量比で８０：２０〜９９：１の割合で含有するポリエステル系ホットメルト型接着剤を含有する電気資材用接着剤付き積層フィルム。
2. 非晶性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度が２５℃〜９０℃の範囲である請求項１記載の電気資材用接着剤付き積層フィルム。
3. 結晶性ポリエステル系樹脂の融点が９５℃〜１３０℃の範囲にあり、非晶性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度が４０℃〜７５℃の範囲である請求項１または２に記載の電気資材用接着剤付き積層フィルム。
4. 基材の少なくとも一方の面に、少なくとも１層の接着剤層を設ける電気資材用接着剤付き積層フィルムの製造方法であって、該接着剤層の表層として、結晶性ポリエステル系樹脂と非晶性ポリエステル系樹脂とを質量比で８０：２０〜９９：１の割合で含有するポリエステル系ホットメルト型接着剤を無溶媒コート法により基材の少なくとも一方の面に設ける電気資材用接着剤付き積層フィルムの製造方法。