電気配線
【課題】導体及び該導体上に絶縁体を有する電気配線において、前記絶縁体として使用される安価なＰＥＴ等のポリエステル樹脂に、効率的で効果的な耐加水分解性を付与した電気配線を提供する。
【解決手段】導体及び該導体の表面に接着剤を用いて接着された絶縁体を有し、前記接着剤に耐加水分解性付与剤、具体的にはカルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体又はエポキシ系化合物が含まれていることを特徴とする。
【解決手段】導体及び該導体の表面に接着剤を用いて接着された絶縁体を有し、前記接着剤に耐加水分解性付与剤、具体的にはカルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体又はエポキシ系化合物が含まれていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体及び該導体の表面に接着剤を用いて接着された絶縁体を有する電気配線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器類の高性能化、小型化、低コスト化が急激に進み、機器内での配線を合理化するため、平角導体上に絶縁フィルムを被覆した電気配線（ジョイナー）が広く使用されている。この絶線フィルムとしては安価なポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが多用されている。
【０００３】
上記ジョイナーは、使用分野が広がるに伴い、従来よりも厳しい高温高湿環境下で長時間使用される場合が出てきた。ＰＥＴを含めて、ポリエステル樹脂は安価で耐熱性に優れた材料であるが、加水分解を起こしやすいため、高温高湿環境下では特に屈曲部での破断・剥離による性能低下が懸念されている。
【０００４】
ポリエステル樹脂の加水分解に対する方法としては、（１）耐加水分解性を付与する添加剤をポリエステル中に混錬する方法（例えば、特許文献１〜４を参照）、（２）シリコーン樹脂や溶剤と混合した耐加水分解性付与剤をポリエステル表面に塗布する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２１１１２号公報
【特許文献２】特開２００８−１５６３９２号公報
【特許文献３】特開２００２−３８０８７号公報
【特許文献４】特許第３３３１５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＰＥＴ樹脂等のポリエステル樹脂を使用したフィルムは、低コスト化のため工業的に大量に製造されている反面、少量多品種生産を行う場合には、個々の用途に対応する添加剤を加えた多品種のフィルムを製造しなければならず、大幅なコストアップに繋がり経済的に不利になる。
【０００７】
また、ポリエステル樹脂フィルムの表面に耐加水分解性付与剤をコーテイングする方法は簡便であるが、わずかな外傷でその機能を失うため取扱いに注意を有するという問題がある。
【０００８】
このように、従来技術では、低コストを維持したまま、ポリエステル樹脂フィルムに効率的で効果的な耐加水分解性を付与する方法が無かった。
【０００９】
本発明の目的は、上記のような従来技術における問題点を解決しようとするものであって、導体及び該導体上に絶縁体を有する電気配線において、前記絶縁体として使用される安価なＰＥＴ等のポリエステル樹脂に、効率的で効果的な耐加水分解性を付与した電気配線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の目的を達成するために数々の検討を行った結果、絶縁体を導体上に接着剤を用いて貼付すると共に、該接着剤に耐加水分解性付与剤をあらかじめ添加することによって、該耐加水分解性付与剤が前記絶縁体に移行・拡散して耐加水分解性を付与できることを見出して至ったものであり、次の構成を有する。
［１］本発明は、導体及び該導体の表面に接着剤を用いて接着された絶縁体を有し、前記接着剤に耐加水分解性付与剤が含まれていることを特徴とする電気配線を提供する。
［２］本発明は、前記耐加水分解性付与剤がカルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体又はエポキシ系化合物であることを特徴とする前記［１］に記載の電気配線を提供する。
［３］本発明は、前記接着剤がポリエステル樹脂系接着剤であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気配線を提供する。
［４］本発明は、前記耐加水分解性付与剤がカルボジイミド系化合物又はカルボジイミド系化合物の誘導体であって、前記接着剤の樹脂分１００重量部に対し５〜１５重量部含まれることを特徴とする前記［２］又は［３］に記載の電気配線を提供する。
［５］本発明は、前記導体が、長手方向に対する直角方向の断面が正方形又は長方形である平角線であることを特徴とする前記［１］乃至［４］のいずれかに記載の電気配線を提供する。
［６］本発明は、前記絶縁体が絶縁フィルムからなることを特徴とする前記［１］乃至［５］のいずれかに記載の電気配線を提供する。
［７］前記絶縁体がポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする前記［１］乃至［６］のいずれかに記載の電気配線を提供する。
［８］前記カルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体は、分子量２５０以下であることを特徴とする前記［４］乃至［７］のいずれかに記載の電気配線を提供する。
［９］前記カルボジイミド系化合物がジイソプロピルカルボジイミドであることを特徴とする前記［８］に記載の電気配線を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、導体上に接着剤を用いて絶縁体を接着するため、個々の用途に対応できる多品種の絶縁体被覆電気配線（ジョイナー）が容易に製造できるだけではなく、接着剤の配合時、あるいは接着剤を絶縁体又は導体に塗布する際に耐加水分解性付与剤を混合するという簡便な方法で、ジョイナーの樹脂部分（絶縁体＋接着剤）に耐加水分解性を付与できる。そのため、耐加水分解性に優れ、信頼性の高いジョイナーが低コストで得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の電気配線の構成図である。
【図２】本発明の実施例の電気配線において、接着剤に含まれる耐加水分解性付与剤の配合量と伸びの残率５０％到達時間及び初期接着力との関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の電気配線の構成図である。図１に示すように、本発明の絶縁体被覆電気配線（ジョイナー）１は、導体１０と接着剤２０及び絶縁体３０から構成される。接着剤２０には、あらかじめ耐加水分解性付与剤が配合されている。この耐加水分解性付与剤は、ジョイナーの樹脂部分（絶縁体と接着剤）の加水分解を防止又は抑制する効果を有するものである。従来技術では、耐加水分解性付与剤は一般に絶縁体に含有させているため、例えば、絶縁体をフィルム状に成形する場合に、耐加水分解性付与剤のガス化等によって高温での溶融混錬が困難となる場合がある。また、耐加水分解性付与剤の添加による絶縁体の耐熱性、電気特性及び機械的強度等の低下も見られる。本発明は、耐加水分解性付与剤を絶縁体に含有させる必要がないこと、又は絶縁体中の耐加水分解性付与剤の含有量を減らすことができることから、このような従来技術の問題を回避することができる。
【００１５】
本発明の電気配線は、あらかじめ耐加水分解性付与剤を含有する接着剤を絶縁体又は導体に塗布して、接着剤に溶剤等の揮発成分が含まれる場合には加熱、乾燥して揮発成分を除去した後、接着剤が塗布されていない側の導体又は絶縁体と貼り合せて、所定の温度と圧力によって圧着、接着して作製される。ここで、耐加水分解性付与剤は、接着剤の作製時に他の成分と同時に混合してもよいし、また、すでに作製された接着剤を絶縁体又は導体に塗布する直前に、新たに耐加水分解性付与剤を配合してもよい。
【００１６】
次に、本発明の電気配線を構成する導体、接着剤、該接着剤に含まれる耐加水分解性付与剤及び絶縁体の構成成分又は構造について詳述する。
【００１７】
〈導体〉
図１に示す導体１０の種類、構造については特に規定するものではない。導体の材質は、例えば、銅、銀、鉄等の金属単体でもよく、これらの金属に金、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、錫、鉄等の金属を１種類以上添加して合金線としてもよい。また、金属酸化物を焼結した導電性セラミックスでもよい。
【００１８】
導体の形状は、円形、楕円形又は矩形のものを使用することができ、特に規定されるものではない。導体上に形成する絶縁体がフィルム状である場合は、製造が容易であることから、導体の長手方向に対する直角方向の断面が矩形、すなわち長方形又は正方形である平角状の線が使用されることが多い。導体の形状が円形又は楕円形の場合でも、例えば、円筒状で、かつ、内部に耐加水分解性付与剤を含有する接着剤を所定の厚さで塗布したシュリンクフィルム等を用いる方法や、円形断面の導体に耐加水分解性付与剤を含有する接着剤を塗布した後、円筒状のシュリンクフィルムを用いて被覆する方法を採用することができる。また、導体の長手方向で同じ断面面積や断面形状を有するものだけではなく、長手方向で異型断面を有する導体を使用することも可能である。本発明の電気配線は、機器内部の配線合理化のためにフラットな形状であるものを主な目的としており、導体は長手方向に対する直角方向の断面が長方形又は正方形である平角状の線であることが好適である。
【００１９】
導体の表面についても特に規定するものではなく、導体材料の単独でもよく、表面に金、銀、錫、ニッケル、鉛、亜鉛、又はこれらの合金によってメッキされた導体を使用してもよい。
【００２０】
また、一つのジョイナーの中に、複数の導体が配置されてもよく、その際、個々の導体が相互に接触、導通を可能とする場合、独立して絶縁される場合の双方を含んでもよい。
【００２１】
〈接着剤〉
図１に示す接着剤２０は、使用する絶縁体と導体の種類に応じて、材料と配合量を決めることができる。本発明において、絶縁体は、安価で、かつ耐熱性と機械的特性に優れたポリエステル樹脂、特にＰＥＴが使用される場合が多い。そのため、本発明は、絶縁体との相溶性に優れ、接着性を大幅に向上できるポリエステル樹脂系を接着剤として使用することが好適である。しかし、本発明は、それ以外にも絶縁体の種類、使用環境に応じて、様々な樹脂を接着剤の構成成分として選択してもよい。ポリエステル樹脂系接着剤以外としては、例えば、アクリル樹脂系、α−オレフィン系、ウレタン系、エポキシ系、シアノアクリレート系、シリコーン系、水性高分子−イソシアネート系、スチレン−ブタジエンゴム溶液系、ニトリルゴム系、ニトロセルロース系、フェノール樹脂系、変性シリコーン系、ポリイミド系、ポリウレタン系、ポリビニル系、ポリメタクリレート系の接着剤等が挙げられる。本発明は、接着剤に含まれる耐加水分解性付与剤が絶縁体に拡散、移行することによって絶縁体の耐加水分解性を向上させるものであるため、接着剤として使用できる樹脂は、初期及び長期の接着性が十分に確保できれば、ポリエステル樹脂系に限定されない。
【００２２】
本発明は、接着剤の構成成分として、必要に応じて難燃剤、難燃助剤、増量剤、酸化防止剤、滑剤、界面活性剤、軟化剤、可塑剤、相溶化剤、安定剤、架橋剤、着色剤等の添加物を添加することができる。
【００２３】
無機難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、又は酸化アンチモン（二酸化アンチモン、三酸化アンチモン）、酸化チタン、酸化セリウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化ホウ素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化バリウム等が挙げられる。これらの中でも、難燃効果が高い点から、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物が好ましい。
【００２４】
難燃助剤としては、リン系難燃剤、シリコーン系難燃剤、窒素系難燃剤、ホウ酸化合物、モリブデン化合物、亜鉛化合物等がある。
【００２５】
それ以外の成分として、二酸化ケイ素やカーボンブラック、その他の有機、無機の粒子を添加できる。
【００２６】
〈耐加水分解性付与剤〉
本発明の耐加水分解性付与剤は、接着剤にあらかじめ含まれるように処理されており、導体及び絶縁体と圧着、接着させた後、接着剤より絶縁体に移行して、絶縁体に耐加水分解性を付与するものである。本発明において、絶縁体は、安価で、かつ耐熱性と機械的特性に優れたポリエステル樹脂、特にＰＥＴが使用される場合が多い。そのため、本発明の耐加水分解性付与剤は、ポリエステル樹脂に耐加水分解性を付与する効果の高いカルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体又はエポキシ系化合物が好適である。
【００２７】
本発明において耐加水分解性付与剤として使用されるカルボジイミド系化合物とは、１分子中のカルボジイミド基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−）を少なくとも２個有する化合物であって、例えば、分子中にイソシアネート基を少なくとも２個有する多価イソシアネート化合物を、カルボジイミド化触媒の存在下、脱二酸化炭素縮合反応（カルボジイミド化反応）を行わせることによって製造することができる。カルボジイミド化反応は、公知の方法により行うことができ、具体的にはイソシアネートを不活性な溶媒に溶解するか、或いは無溶剤で窒素等の不活性気体の気流下又はバブリング下でファスフォレンオキシド類に代表される有機リン系化合物等のカルボジイミド化触媒を加え、１５０〜２００℃の温度範囲で加熱及び撹拌することにより、脱二酸化炭素を伴う縮合反応（カルボジイミド化反応）を進める。
【００２８】
本発明で使用するカルボジイミド系化合物としては、ジイソプロピルカルボジイミド、ジシクロヘキシルカルボジイミド、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］−Ｎ’−エチルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｐ−トリルカルボジイミド、又はヘキサメチレンジイソシナネート或いは４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートから上記の方法で合成して得られるカルボジイミド系化合物である。また、本発明は、これらのカルボジイミド系化合物の骨格を有する誘導体を使用することもできる。
【００２９】
これらの中で、耐加水分解性付与剤であるカルボジイミド系化合物は、接着剤樹脂より絶縁体に移行させるために、移行しやすい低分子量のものが好ましい。具体的には、分子量が２５０以下であるジイソプロピルカルボジイミド（分子量１２６．２）、ジシクロヘキシルカルボジイミド（分子量２０６）、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（分子量１９１．７）が好適であり、最も低分子量であるジイソプロピルカルボジイミドが、移行性に最も優れるため特に好ましい。分子量が２５０を超えると、カルボジイミド系化合物の配合量を多くしたり、接着剤樹脂の柔軟性を上げたりする必要があるため、接着剤の耐熱性や接着性を低下させるという問題が発生する場合がある。
【００３０】
本発明において、上記のカルボジイミド系化合物及びその誘導体は１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、接着剤に含まれるカルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体の含有量は、接着性及び機械的特性の点から、接着剤の樹脂分１００重量部に対して３〜２０重量部であり、５〜１５質量部がより好ましい。含有量が３重量部未満では、絶縁体の耐加水分解性を向上する効果が小さい。また、含有量が２０重量部を超えると、含有量に対する耐加水分解性の向上効果がそれほど得られず、逆に、接着力の低下が顕著になる。本発明は、含有量がさらに５〜１５重量部の範囲において、接着剤の接着性の低下を抑えながら絶縁体の耐加水分解性の向上を大幅に図ることができる。
【００３１】
本発明において耐加水分解性付与剤として使用されるエポキシ系化合物としては、エポキシ樹脂及びグリシジル基を有するビニル系共重合体等が挙げられる。
【００３２】
エポキシ樹脂としては、例えば、グリシジルエーテルエポキシ樹脂（ビスフェノール型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等）、グリシジルエステル型エポキシ樹脂（ジグリシジルフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレート、ダイマー酸グリシジルエステル等）、グリシジルアミン型エポキシ樹脂（テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジル−ｐ（又はｍ）−アミノフェノール等）、複素環式エポキシ樹脂（トリグリシジルイソシアヌレート等）、環式脂肪族エポキシ樹脂（ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンオキシド等）、エポキシ化ポリジエン等が挙げられる。
【００３３】
グリシジル基を有するビニル系共重合体は、グリシジル基を有する重合性単量体と、他の共重合性単量体との共重合体である。グリシジル基を有する重合性単量体は、クリシジル基とともに、少なくとも１つの重合性基（ビニル基等）を有しており、例えば、アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、グリシジル（メタ）アクリレート、マレイン酸グリシジル、ビニル安息香酸グリシジルアステル、ダイマー酸グリシジル等が挙げられる。前記グリシジル基を有する重合性単量体と共重合可能な他の単量体としては、例えば、オレフィン系単量体（エチレン、プロピレン、ブテン等）、ジエン系単量体（ブタジエン、イソプレン等）、芳香族系ビニル系単量体（スチレン、ビニルトルエン等）、メタ（ア）クリル系単量体（メタ（ア）クリル酸、メタ（ア）クリル酸アルキルエステル、アクリロニトリル等）、ビニルエステル類（酢酸ビニル等）、ビニルエーテル類等が挙げられる。グリシジル基を有するビニル系共重合体中の前記グリシジル基を有する重合性単量体による構成成分のモル比率は、５〜９０モル％、好ましくは１０〜８０モル％である。これらのグリシジル基を有するビニル系共重合体は、１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３４】
上記のエポキシ樹脂又はグリシジル基を有するビニル系共重合体は、接着剤樹脂より絶縁体に移行させる必要があるために、上記のカルボジイミド系化合物と同様に、移行しやすい低分子量のものが好ましい。分子量としては、重量平均分子量が２００〜１０，０００以下、好ましくは２００〜６，０００以下である。重量平均分子量が１０，０００を超えると、絶縁体の移行が困難となり、２００未満であると、接着剤の耐熱性と接着性の低下が顕著になる。
【００３５】
本発明において、接着剤に含まれるエポキシ系化合物の含有量は、接着性及び機械的特性の点から、接着剤の樹脂分１００重量部に対して３〜２０重量部であり、５〜１５質量部がより好ましい。含有量が３重量部未満では、絶縁体の耐加水分解性を向上する効果が小さい。また、含有量が２０重量部を超えると、含有量に対する耐加水分解性の向上効果がそれほど得られず、逆に、接着力の低下が顕著になる。
【００３６】
上記の耐加水分解性付与剤において、カルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体は、エポキシ系化合物と比べて、接着剤から絶縁体への移行が容易であり、耐加水分解効果が相対的に高い。また、カルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物は、ポリエステル樹脂系接着剤だけでなく、それ以外の樹脂からなる接着剤においても、絶縁体への移行がスムーズに行われる。それに対して、エポキシ系化合物は、接着剤の樹脂成分との反応や結合等によってその移行が阻害され、接着剤内に含まれる樹脂の種類によっては耐加水分解性の向上を十分に行うことができなくなる場合がある。以上の点から、本発明の耐加水分解性付与剤としては、カルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体が好適である。
【００３７】
〈絶縁体〉
図１に示す絶縁体３０は、取扱性とジョイナー製造時の作業性が良好で、厚さの制御が容易である点等から、フィルム状が好ましい。絶縁フィルムの材質としては、安価で、成形性が良く、機械的特性及び耐熱性のバランスに優れる材料であることからポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル系樹脂としては、ＰＥＴ、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）等が挙げられる。これらの中で、本発明は、コスト、供給安定性及び品種の多さ等からＰＥＴが好適である。
【００３８】
絶縁体フィルムとしては、ポリエステル樹脂以外にも、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等を使用してもよく、ポリエステル樹脂に限定されない。特に、耐加水分解性付与剤として上記に挙げたカルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体は、ポリエステル樹脂以外の樹脂に対しても、絶縁フィルムの耐加水分解性を向上できる成分である。
【００３９】
さらに、本発明では、絶縁体の形状はフィルムに限定されない。ポリエステル樹脂又はそれ以外の樹脂の粉体をエマルジョンの形で、接着剤をあらかじめ塗布した導体表面に吹き付けた後、加熱して一体化して絶縁体を形成することもできる。また、これらの粉体を溶解する溶剤があれば、溶液中に接着剤をあらかじめ塗布した導体をデッピングするか、若しくは溶液のスプレー塗布した後に加熱によって溶剤を揮散した後、絶縁体塗膜を形成しても良い。その場合、絶縁体を構成する樹脂を溶解する溶剤は、接着剤の樹脂成分を溶解しないようなものを選んで使用することが好ましい。
【００４０】
本発明において、上記の耐加水分解性付与剤は、絶縁体にではなく接着剤に含まれることに特徴を有するが、絶縁体中に含有させても良い。その場合は、絶縁体に含まれる耐加水分解性付与剤は必要最小限の含有量に設定することによって、絶縁体をフィルム状に成形する場合に、成形が容易になるとともに、物性や特性の低下を小さくすることができる。さらに、耐加水分解性が含まれる接着剤を用いて導体と絶縁体を加圧、接着させれば、ジョイナーの樹脂部分（絶縁体＋接着剤）の耐加水分解性をより一層向上させることができる。このように、本発明は、絶縁体中の耐加水分解性付与剤の含有量を減らすことができるという効果を有する。
【００４１】
〈電気配線の製造方法〉
図１に示す接着剤２０は樹脂、フィラー、溶剤の混合物からなる場合が多いので、接着剤２０の樹脂分の表記から樹脂量を読み取り、必要量の耐加水分解性付与剤を添加する。このとき、接着剤自身にも同様の耐加水分解性付与剤が添加されている場合もあるが、その種類と添加量が明確でない場合は、計算から除外して必要量を添加する。これは、添加量や移行性が本発明の目的と作用に対応しない化合物が含まれている可能性があるためである。また、接着剤に含まれている耐加水分解性付与剤が本発明の目的と作用に対応するものである場合は、その添加量に基づいて、不足がある場合は新たに本発明の耐加水分解性付与剤を配合する。上記で説明したように、耐加水分解性付与剤は、接着剤の作製時に他の成分と同時に混合してもよいし、また、すでに作製された接着剤を絶縁体又は導体に塗布する直前に、新たに耐加水分解性付与剤を配合してもよい。耐加水分解性付与剤が水分による影響を受ける場合は、接着剤の塗布・接着工程の直前で添加することが望ましい。
【００４２】
図１に示す絶縁体３０を基材として用いて、耐加水分解性付与剤を添加した接着剤を前記の絶縁体３０の上に塗布する。実験室レベルでは、導体１０上に塗布する方法もあるが、工業的には大型のロールコーター等で塗布する方法が採用されるため、絶縁体３０の上に塗布することが一般的である。実験室レベルにおいても、スピンコーターやブレード式の塗布冶具を用いるもとによって、絶縁体３０の上に塗布することが可能である。接着剤を塗布後、溶剤を揮散させるために加熱、乾燥させる。乾燥は、添加した耐加水分解性付与剤を変質させないような条件で行う。
【００４３】
次に、接着剤を塗布した絶縁体を、導体に乗せて所定の温度と圧力で圧着して接着する。この接着条件も、接着剤及び耐加水分解性付与剤の物性や特性を損なわない範囲で行う。接着後、絶縁体の余分な部分を除去する。また、フィルムにあらかじめ所定の形状に切断して導体に接着する方法を採用することもできる。このようにして、本発明の電気配線が製造される。
【００４４】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより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。
【００４５】
〈導体及び導体模擬試料の作製〉
下記の実施例及び比較例の導体及び導体模擬試料を以下のようにして製造した。
【００４６】
導体として、表面を無鉛半田でメッキした断面が長方形である平角銅線を用意した。この平角銅線は、接着剤との初期接着力を評価するために使用した。また、高温高湿条件（８５℃×８５％ＲＨ）下において加水分解等の劣化による絶縁体の伸びを評価するために、表面が平滑なポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）シート上に導体の場合と同じ接着処理を行って、導体模擬試料（離形フィルム）を作製した。導体に接着した試料は、導体からの剥離ができないために、絶縁体の伸びの評価が行えないためである。導体模擬試料の厚さは導体と同じにした。そのようにして得られた導体及び導体模擬試料の性状を表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
〈接着剤の調整〉
接着剤は、工業用に市販されているポリエステル系接着剤を使用した。表２にその性状を示す。
【００４９】
【表２】
【００５０】
耐加水分解性付与剤としては、ジイソプロピルカルボジイミド（ＤＩＣ：分子量１２６．２、液体）、ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ：分子量２０６、融点３０−３４℃）のカルボジイミド系化合物及びビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＢＰＡ：重量平均分子量３６０〜３８０、液状）を使用した。これらの耐加水分解付与剤の配合量は、接着剤の樹脂分１００重量部に対する重量部として下記の表３及び表４に示す。
【００５１】
耐加水分解付与剤を含む接着剤は、次のようにして調整した。事前に、接着剤の比重を評価する。十分に撹拌した接着剤を取り出し、その体積と重量を測定して比重を算出する。一度測定した後は、当日内の実験であれば、同じ比重の値を用いた。次に、上記の耐加水分解性付与剤の所定量を精秤、分取して接着剤と混合する。混合は、気泡混入防止と水分混入防止のため、減圧撹拌機を使用して、６００ｒｐｍで５分間行って、耐加水分解性付与剤を含む接着剤を作製した。
【００５２】
〈特性評価用試料の作製〉
絶縁体として、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（商品名：ルミラーフォルム、東レ製）を使用した。下記の表３及び表４に示す実施例及び比較例は、本発明の効果確認のための小規模な実験であるため、上記のＰＥＴフィルムは幅１５ｃｍ、長さ２０ｃｍに切断した。このＰＥＴフィルム上に上記で得られた接着剤を垂らして、厚さ２００μｍ用のブレード式塗布冶具を用いて均一に塗布する。実験の内容に応じて、接着剤が塗布されたＰＥＴフィルムの必要枚数を同様の手順で作製する。
【００５３】
次に、表面が平滑なＰＴＦＥシート上に、表１に示す導体又は導体模擬試料（離形フィルム）を少なくとも１５ｍｍ以上の間隔で３本以上並べる。さらに、導体又は導体模擬試料が接着剤面と接するように上記の接着剤が塗布されたＰＥＴフィルムを載せる。このとき、導体又は導体模擬試料の片端に強度試験時の口取り部として長さ約２０ｍｍの離形紙を挟んでおく。続いて、１５０℃×０．４ＭＰａ、１分間のプレスを行い接着する。プレス後は急速冷却し、その後、試料幅に合わせてフィルムを切断して、特性評価用の試料を作製する。本発明の電気配線は、基本的には特性評価用の試料の製造方法及び製造条件に基づいて製造されるが、形状とその大きさに応じて、さらに最適化した方法と条件を用いて製造することができる。
【００５４】
このようにして得られた導体及び導体模擬試料は、初期接着力及び湿熱（８５℃×８５％ＲＨ）条件下における加水分解劣化による伸びの変化について下記の方法で評価した。
【００５５】
〈評価法〉
（１）導体への初期接着力：引張試験機を使用して、１８０度方向に引き剥がしたときの引張力を接着力として測定する。引張速度は５０ｍｍ／ｍｉｎとする。ここで、本発明の電気配線を得るためには、初期接着力が０．４９Ｎ／ｍｍ以上を維持する必要がある。
（２）ＰＥＴフィルム及び接着剤の湿熱（８５℃×８５％ＲＨ）条件下における伸びの変化：模擬導体（離形フィルム）を貼り付けたまま導体模擬試料を８５℃×８５％ＲＨの恒温恒湿槽に投入し、一定時間毎に試料を取り出して、模擬導体（離形フィルム）を剥がす。ＰＥＴフィルムと接着剤の状態で、引張試験にてＪＩＳ：Ｃ２１５１に準拠して伸びを測定する。伸び率が初期と比べて５０％以下になった時点で寿命とする。ここで、本発明の電気配線において、伸びの寿命は耐加水分解性付与剤が全く含まれていない接着剤と比べて３０％以上であれば、実用に供することができる。
【００５６】
［実施例１〜８、比較例１］
表３に、実施例１〜８及び比較例１における接着剤１００重量部に対するジイソプピルカルボジイミド（ＤＩＣ）の含有量、並びに初期接着力と伸び残率５０％到達時間の評価結果を示す。また、表３に示す評価結果をまとめたものを図２に示す。
【００５７】
【表３】
【００５８】
表３から、接着剤にＤＩＣを添加することによって、伸び残率５０％到達時間が長くなっており、耐加水分解性が向上することが分かる。耐加水分解性の改良効果は、ＤＩＣの含有量が１重量部でも得られた。図２に示すように、ＤＩＣの含有量が５重量部以上から伸び残率５０％到達時間の延び率が大きくなっており、ＤＩＣのＰＥＴフィルムへの移行が確実に行われることによってＰＥＴフィルムにおける耐加水分解性の向上が顕著に現れている。図２に示すように、本発明は、伸び残率５０％到達時間が初期と比べて３０％以上延びる場合に、電気配線の寿命延長の効果があると認められて実用に供することができる。そのため、ＤＩＣの含有量は５重量％以上であることが好ましい。しかし、２０重量部を超えると、耐加水分解性を向上させる効果はやや緩やかになっている。
【００５９】
一方、初期接着力は、ＤＩＣの含有量が３重量部までは低下がほとんど見られないが、３重量部を超えると徐々に低下する傾向にあった。さらに、１５〜２０重量部の範囲で初期接着力の低下がやや大きくなる傾向にあった。電気配線としての初期接着力は一概に決められるものではないが、本発明では高信頼性の電気配線を得るために０．４９Ｎ／ｍｍ以上を維持する必要がある。表３及び図２から、初期接着力がこの範囲を満たすＤＩＣの含有量は２０重量部未満であることが分かる。
【００６０】
このように、ＤＩＣの含有量は、接着剤の樹脂分１００重量部に対して５〜１５重量部の範囲にすることによって、耐加水分解性の向上を十分に図ることができるとともに、初期接着力の低下を抑制できる。表３及び図２には耐加水分解性付与剤としてＤＩＣを使用した実施例を示したが、ＤＩＣ以外のカルボジイミド系化合物についても、含有量と伸び残率５０％到達時間及び初期接着力との関係は同様な傾向を示した。したがって、本発明は、ＤＩＣの含有量は、接着剤の樹脂分１００重量部に対して５〜１５重量部であることが好ましい。
【００６１】
［実施例９〜１２］
耐加水分解性付与剤として、ＤＩＣの代わりにジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ：分子量２０６、融点３０−３４℃）又はビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＢＰＡ：重量平均分子量３６０〜３８０、液状）を使用する以外は、実施例１〜８と同じ方法で特性評価用試料を作製した。表４に、接着剤１００重量部に対するＤＣＣ及びＢＰＡの含有量、並びに初期接着力と伸び残率５０％到達時間の評価結果を示す。
【００６２】
【表４】
【００６３】
表４に示すように、耐加水分解性付与剤としてＤＣＣ又はＢＰＡを使用した場合は、伸び残率５０％到達時間がＤＩＣを用いた実施例３、５と比べて短くなった。一方、初期接着力は実施例３、５と同じ値を示しており、耐加水分解性付与剤の種類による違いはほとんど見られなかった。ＤＣＣがＤＩＣよりも耐加水分解性の改良効果が小さいのは、ＤＣＣが室温で固体であり、ＤＩＣよりもＰＲＴフィルムへの移行が小さいためと考えられる。また、耐加水分解性を向上させる効果は、カルボジイミド系化合物であるＤＩＣ及びＤＣＣがエポキシ樹脂であるＢＰＡよりも大きい。
【００６４】
したがって、本発明によれば、耐加水分解性に優れ、信頼性の高い絶縁体被覆電気配線（ジョイナー）が簡便に、低コストで実現できる。また、接着剤に耐加水分解性付与剤を配合させるだけでジョイナーの耐湿熱性を向上できるため、様々な用途に対応した多品種のジョイナーを、大きな手間をかけないで短期間に得ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・絶縁体被覆電気配線、１０・・・導体、２０・・・接着剤、３・・・絶縁体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体及び該導体の表面に接着剤を用いて接着された絶縁体を有する電気配線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器類の高性能化、小型化、低コスト化が急激に進み、機器内での配線を合理化するため、平角導体上に絶縁フィルムを被覆した電気配線（ジョイナー）が広く使用されている。この絶線フィルムとしては安価なポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが多用されている。
【０００３】
上記ジョイナーは、使用分野が広がるに伴い、従来よりも厳しい高温高湿環境下で長時間使用される場合が出てきた。ＰＥＴを含めて、ポリエステル樹脂は安価で耐熱性に優れた材料であるが、加水分解を起こしやすいため、高温高湿環境下では特に屈曲部での破断・剥離による性能低下が懸念されている。
【０００４】
ポリエステル樹脂の加水分解に対する方法としては、（１）耐加水分解性を付与する添加剤をポリエステル中に混錬する方法（例えば、特許文献１〜４を参照）、（２）シリコーン樹脂や溶剤と混合した耐加水分解性付与剤をポリエステル表面に塗布する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２１１１２号公報
【特許文献２】特開２００８−１５６３９２号公報
【特許文献３】特開２００２−３８０８７号公報
【特許文献４】特許第３３３１５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＰＥＴ樹脂等のポリエステル樹脂を使用したフィルムは、低コスト化のため工業的に大量に製造されている反面、少量多品種生産を行う場合には、個々の用途に対応する添加剤を加えた多品種のフィルムを製造しなければならず、大幅なコストアップに繋がり経済的に不利になる。
【０００７】
また、ポリエステル樹脂フィルムの表面に耐加水分解性付与剤をコーテイングする方法は簡便であるが、わずかな外傷でその機能を失うため取扱いに注意を有するという問題がある。
【０００８】
このように、従来技術では、低コストを維持したまま、ポリエステル樹脂フィルムに効率的で効果的な耐加水分解性を付与する方法が無かった。
【０００９】
本発明の目的は、上記のような従来技術における問題点を解決しようとするものであって、導体及び該導体上に絶縁体を有する電気配線において、前記絶縁体として使用される安価なＰＥＴ等のポリエステル樹脂に、効率的で効果的な耐加水分解性を付与した電気配線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の目的を達成するために数々の検討を行った結果、絶縁体を導体上に接着剤を用いて貼付すると共に、該接着剤に耐加水分解性付与剤をあらかじめ添加することによって、該耐加水分解性付与剤が前記絶縁体に移行・拡散して耐加水分解性を付与できることを見出して至ったものであり、次の構成を有する。
［１］本発明は、導体及び該導体の表面に接着剤を用いて接着された絶縁体を有し、前記接着剤に耐加水分解性付与剤が含まれていることを特徴とする電気配線を提供する。
［２］本発明は、前記耐加水分解性付与剤がカルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体又はエポキシ系化合物であることを特徴とする前記［１］に記載の電気配線を提供する。
［３］本発明は、前記接着剤がポリエステル樹脂系接着剤であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気配線を提供する。
［４］本発明は、前記耐加水分解性付与剤がカルボジイミド系化合物又はカルボジイミド系化合物の誘導体であって、前記接着剤の樹脂分１００重量部に対し５〜１５重量部含まれることを特徴とする前記［２］又は［３］に記載の電気配線を提供する。
［５］本発明は、前記導体が、長手方向に対する直角方向の断面が正方形又は長方形である平角線であることを特徴とする前記［１］乃至［４］のいずれかに記載の電気配線を提供する。
［６］本発明は、前記絶縁体が絶縁フィルムからなることを特徴とする前記［１］乃至［５］のいずれかに記載の電気配線を提供する。
［７］前記絶縁体がポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする前記［１］乃至［６］のいずれかに記載の電気配線を提供する。
［８］前記カルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体は、分子量２５０以下であることを特徴とする前記［４］乃至［７］のいずれかに記載の電気配線を提供する。
［９］前記カルボジイミド系化合物がジイソプロピルカルボジイミドであることを特徴とする前記［８］に記載の電気配線を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、導体上に接着剤を用いて絶縁体を接着するため、個々の用途に対応できる多品種の絶縁体被覆電気配線（ジョイナー）が容易に製造できるだけではなく、接着剤の配合時、あるいは接着剤を絶縁体又は導体に塗布する際に耐加水分解性付与剤を混合するという簡便な方法で、ジョイナーの樹脂部分（絶縁体＋接着剤）に耐加水分解性を付与できる。そのため、耐加水分解性に優れ、信頼性の高いジョイナーが低コストで得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の電気配線の構成図である。
【図２】本発明の実施例の電気配線において、接着剤に含まれる耐加水分解性付与剤の配合量と伸びの残率５０％到達時間及び初期接着力との関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の電気配線の構成図である。図１に示すように、本発明の絶縁体被覆電気配線（ジョイナー）１は、導体１０と接着剤２０及び絶縁体３０から構成される。接着剤２０には、あらかじめ耐加水分解性付与剤が配合されている。この耐加水分解性付与剤は、ジョイナーの樹脂部分（絶縁体と接着剤）の加水分解を防止又は抑制する効果を有するものである。従来技術では、耐加水分解性付与剤は一般に絶縁体に含有させているため、例えば、絶縁体をフィルム状に成形する場合に、耐加水分解性付与剤のガス化等によって高温での溶融混錬が困難となる場合がある。また、耐加水分解性付与剤の添加による絶縁体の耐熱性、電気特性及び機械的強度等の低下も見られる。本発明は、耐加水分解性付与剤を絶縁体に含有させる必要がないこと、又は絶縁体中の耐加水分解性付与剤の含有量を減らすことができることから、このような従来技術の問題を回避することができる。
【００１５】
本発明の電気配線は、あらかじめ耐加水分解性付与剤を含有する接着剤を絶縁体又は導体に塗布して、接着剤に溶剤等の揮発成分が含まれる場合には加熱、乾燥して揮発成分を除去した後、接着剤が塗布されていない側の導体又は絶縁体と貼り合せて、所定の温度と圧力によって圧着、接着して作製される。ここで、耐加水分解性付与剤は、接着剤の作製時に他の成分と同時に混合してもよいし、また、すでに作製された接着剤を絶縁体又は導体に塗布する直前に、新たに耐加水分解性付与剤を配合してもよい。
【００１６】
次に、本発明の電気配線を構成する導体、接着剤、該接着剤に含まれる耐加水分解性付与剤及び絶縁体の構成成分又は構造について詳述する。
【００１７】
〈導体〉
図１に示す導体１０の種類、構造については特に規定するものではない。導体の材質は、例えば、銅、銀、鉄等の金属単体でもよく、これらの金属に金、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、錫、鉄等の金属を１種類以上添加して合金線としてもよい。また、金属酸化物を焼結した導電性セラミックスでもよい。
【００１８】
導体の形状は、円形、楕円形又は矩形のものを使用することができ、特に規定されるものではない。導体上に形成する絶縁体がフィルム状である場合は、製造が容易であることから、導体の長手方向に対する直角方向の断面が矩形、すなわち長方形又は正方形である平角状の線が使用されることが多い。導体の形状が円形又は楕円形の場合でも、例えば、円筒状で、かつ、内部に耐加水分解性付与剤を含有する接着剤を所定の厚さで塗布したシュリンクフィルム等を用いる方法や、円形断面の導体に耐加水分解性付与剤を含有する接着剤を塗布した後、円筒状のシュリンクフィルムを用いて被覆する方法を採用することができる。また、導体の長手方向で同じ断面面積や断面形状を有するものだけではなく、長手方向で異型断面を有する導体を使用することも可能である。本発明の電気配線は、機器内部の配線合理化のためにフラットな形状であるものを主な目的としており、導体は長手方向に対する直角方向の断面が長方形又は正方形である平角状の線であることが好適である。
【００１９】
導体の表面についても特に規定するものではなく、導体材料の単独でもよく、表面に金、銀、錫、ニッケル、鉛、亜鉛、又はこれらの合金によってメッキされた導体を使用してもよい。
【００２０】
また、一つのジョイナーの中に、複数の導体が配置されてもよく、その際、個々の導体が相互に接触、導通を可能とする場合、独立して絶縁される場合の双方を含んでもよい。
【００２１】
〈接着剤〉
図１に示す接着剤２０は、使用する絶縁体と導体の種類に応じて、材料と配合量を決めることができる。本発明において、絶縁体は、安価で、かつ耐熱性と機械的特性に優れたポリエステル樹脂、特にＰＥＴが使用される場合が多い。そのため、本発明は、絶縁体との相溶性に優れ、接着性を大幅に向上できるポリエステル樹脂系を接着剤として使用することが好適である。しかし、本発明は、それ以外にも絶縁体の種類、使用環境に応じて、様々な樹脂を接着剤の構成成分として選択してもよい。ポリエステル樹脂系接着剤以外としては、例えば、アクリル樹脂系、α−オレフィン系、ウレタン系、エポキシ系、シアノアクリレート系、シリコーン系、水性高分子−イソシアネート系、スチレン−ブタジエンゴム溶液系、ニトリルゴム系、ニトロセルロース系、フェノール樹脂系、変性シリコーン系、ポリイミド系、ポリウレタン系、ポリビニル系、ポリメタクリレート系の接着剤等が挙げられる。本発明は、接着剤に含まれる耐加水分解性付与剤が絶縁体に拡散、移行することによって絶縁体の耐加水分解性を向上させるものであるため、接着剤として使用できる樹脂は、初期及び長期の接着性が十分に確保できれば、ポリエステル樹脂系に限定されない。
【００２２】
本発明は、接着剤の構成成分として、必要に応じて難燃剤、難燃助剤、増量剤、酸化防止剤、滑剤、界面活性剤、軟化剤、可塑剤、相溶化剤、安定剤、架橋剤、着色剤等の添加物を添加することができる。
【００２３】
無機難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、又は酸化アンチモン（二酸化アンチモン、三酸化アンチモン）、酸化チタン、酸化セリウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化ホウ素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化バリウム等が挙げられる。これらの中でも、難燃効果が高い点から、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物が好ましい。
【００２４】
難燃助剤としては、リン系難燃剤、シリコーン系難燃剤、窒素系難燃剤、ホウ酸化合物、モリブデン化合物、亜鉛化合物等がある。
【００２５】
それ以外の成分として、二酸化ケイ素やカーボンブラック、その他の有機、無機の粒子を添加できる。
【００２６】
〈耐加水分解性付与剤〉
本発明の耐加水分解性付与剤は、接着剤にあらかじめ含まれるように処理されており、導体及び絶縁体と圧着、接着させた後、接着剤より絶縁体に移行して、絶縁体に耐加水分解性を付与するものである。本発明において、絶縁体は、安価で、かつ耐熱性と機械的特性に優れたポリエステル樹脂、特にＰＥＴが使用される場合が多い。そのため、本発明の耐加水分解性付与剤は、ポリエステル樹脂に耐加水分解性を付与する効果の高いカルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体又はエポキシ系化合物が好適である。
【００２７】
本発明において耐加水分解性付与剤として使用されるカルボジイミド系化合物とは、１分子中のカルボジイミド基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−）を少なくとも２個有する化合物であって、例えば、分子中にイソシアネート基を少なくとも２個有する多価イソシアネート化合物を、カルボジイミド化触媒の存在下、脱二酸化炭素縮合反応（カルボジイミド化反応）を行わせることによって製造することができる。カルボジイミド化反応は、公知の方法により行うことができ、具体的にはイソシアネートを不活性な溶媒に溶解するか、或いは無溶剤で窒素等の不活性気体の気流下又はバブリング下でファスフォレンオキシド類に代表される有機リン系化合物等のカルボジイミド化触媒を加え、１５０〜２００℃の温度範囲で加熱及び撹拌することにより、脱二酸化炭素を伴う縮合反応（カルボジイミド化反応）を進める。
【００２８】
本発明で使用するカルボジイミド系化合物としては、ジイソプロピルカルボジイミド、ジシクロヘキシルカルボジイミド、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］−Ｎ’−エチルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｐ−トリルカルボジイミド、又はヘキサメチレンジイソシナネート或いは４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートから上記の方法で合成して得られるカルボジイミド系化合物である。また、本発明は、これらのカルボジイミド系化合物の骨格を有する誘導体を使用することもできる。
【００２９】
これらの中で、耐加水分解性付与剤であるカルボジイミド系化合物は、接着剤樹脂より絶縁体に移行させるために、移行しやすい低分子量のものが好ましい。具体的には、分子量が２５０以下であるジイソプロピルカルボジイミド（分子量１２６．２）、ジシクロヘキシルカルボジイミド（分子量２０６）、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（分子量１９１．７）が好適であり、最も低分子量であるジイソプロピルカルボジイミドが、移行性に最も優れるため特に好ましい。分子量が２５０を超えると、カルボジイミド系化合物の配合量を多くしたり、接着剤樹脂の柔軟性を上げたりする必要があるため、接着剤の耐熱性や接着性を低下させるという問題が発生する場合がある。
【００３０】
本発明において、上記のカルボジイミド系化合物及びその誘導体は１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、接着剤に含まれるカルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体の含有量は、接着性及び機械的特性の点から、接着剤の樹脂分１００重量部に対して３〜２０重量部であり、５〜１５質量部がより好ましい。含有量が３重量部未満では、絶縁体の耐加水分解性を向上する効果が小さい。また、含有量が２０重量部を超えると、含有量に対する耐加水分解性の向上効果がそれほど得られず、逆に、接着力の低下が顕著になる。本発明は、含有量がさらに５〜１５重量部の範囲において、接着剤の接着性の低下を抑えながら絶縁体の耐加水分解性の向上を大幅に図ることができる。
【００３１】
本発明において耐加水分解性付与剤として使用されるエポキシ系化合物としては、エポキシ樹脂及びグリシジル基を有するビニル系共重合体等が挙げられる。
【００３２】
エポキシ樹脂としては、例えば、グリシジルエーテルエポキシ樹脂（ビスフェノール型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等）、グリシジルエステル型エポキシ樹脂（ジグリシジルフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレート、ダイマー酸グリシジルエステル等）、グリシジルアミン型エポキシ樹脂（テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジル−ｐ（又はｍ）−アミノフェノール等）、複素環式エポキシ樹脂（トリグリシジルイソシアヌレート等）、環式脂肪族エポキシ樹脂（ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンオキシド等）、エポキシ化ポリジエン等が挙げられる。
【００３３】
グリシジル基を有するビニル系共重合体は、グリシジル基を有する重合性単量体と、他の共重合性単量体との共重合体である。グリシジル基を有する重合性単量体は、クリシジル基とともに、少なくとも１つの重合性基（ビニル基等）を有しており、例えば、アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、グリシジル（メタ）アクリレート、マレイン酸グリシジル、ビニル安息香酸グリシジルアステル、ダイマー酸グリシジル等が挙げられる。前記グリシジル基を有する重合性単量体と共重合可能な他の単量体としては、例えば、オレフィン系単量体（エチレン、プロピレン、ブテン等）、ジエン系単量体（ブタジエン、イソプレン等）、芳香族系ビニル系単量体（スチレン、ビニルトルエン等）、メタ（ア）クリル系単量体（メタ（ア）クリル酸、メタ（ア）クリル酸アルキルエステル、アクリロニトリル等）、ビニルエステル類（酢酸ビニル等）、ビニルエーテル類等が挙げられる。グリシジル基を有するビニル系共重合体中の前記グリシジル基を有する重合性単量体による構成成分のモル比率は、５〜９０モル％、好ましくは１０〜８０モル％である。これらのグリシジル基を有するビニル系共重合体は、１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３４】
上記のエポキシ樹脂又はグリシジル基を有するビニル系共重合体は、接着剤樹脂より絶縁体に移行させる必要があるために、上記のカルボジイミド系化合物と同様に、移行しやすい低分子量のものが好ましい。分子量としては、重量平均分子量が２００〜１０，０００以下、好ましくは２００〜６，０００以下である。重量平均分子量が１０，０００を超えると、絶縁体の移行が困難となり、２００未満であると、接着剤の耐熱性と接着性の低下が顕著になる。
【００３５】
本発明において、接着剤に含まれるエポキシ系化合物の含有量は、接着性及び機械的特性の点から、接着剤の樹脂分１００重量部に対して３〜２０重量部であり、５〜１５質量部がより好ましい。含有量が３重量部未満では、絶縁体の耐加水分解性を向上する効果が小さい。また、含有量が２０重量部を超えると、含有量に対する耐加水分解性の向上効果がそれほど得られず、逆に、接着力の低下が顕著になる。
【００３６】
上記の耐加水分解性付与剤において、カルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体は、エポキシ系化合物と比べて、接着剤から絶縁体への移行が容易であり、耐加水分解効果が相対的に高い。また、カルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物は、ポリエステル樹脂系接着剤だけでなく、それ以外の樹脂からなる接着剤においても、絶縁体への移行がスムーズに行われる。それに対して、エポキシ系化合物は、接着剤の樹脂成分との反応や結合等によってその移行が阻害され、接着剤内に含まれる樹脂の種類によっては耐加水分解性の向上を十分に行うことができなくなる場合がある。以上の点から、本発明の耐加水分解性付与剤としては、カルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体が好適である。
【００３７】
〈絶縁体〉
図１に示す絶縁体３０は、取扱性とジョイナー製造時の作業性が良好で、厚さの制御が容易である点等から、フィルム状が好ましい。絶縁フィルムの材質としては、安価で、成形性が良く、機械的特性及び耐熱性のバランスに優れる材料であることからポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル系樹脂としては、ＰＥＴ、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）等が挙げられる。これらの中で、本発明は、コスト、供給安定性及び品種の多さ等からＰＥＴが好適である。
【００３８】
絶縁体フィルムとしては、ポリエステル樹脂以外にも、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等を使用してもよく、ポリエステル樹脂に限定されない。特に、耐加水分解性付与剤として上記に挙げたカルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体は、ポリエステル樹脂以外の樹脂に対しても、絶縁フィルムの耐加水分解性を向上できる成分である。
【００３９】
さらに、本発明では、絶縁体の形状はフィルムに限定されない。ポリエステル樹脂又はそれ以外の樹脂の粉体をエマルジョンの形で、接着剤をあらかじめ塗布した導体表面に吹き付けた後、加熱して一体化して絶縁体を形成することもできる。また、これらの粉体を溶解する溶剤があれば、溶液中に接着剤をあらかじめ塗布した導体をデッピングするか、若しくは溶液のスプレー塗布した後に加熱によって溶剤を揮散した後、絶縁体塗膜を形成しても良い。その場合、絶縁体を構成する樹脂を溶解する溶剤は、接着剤の樹脂成分を溶解しないようなものを選んで使用することが好ましい。
【００４０】
本発明において、上記の耐加水分解性付与剤は、絶縁体にではなく接着剤に含まれることに特徴を有するが、絶縁体中に含有させても良い。その場合は、絶縁体に含まれる耐加水分解性付与剤は必要最小限の含有量に設定することによって、絶縁体をフィルム状に成形する場合に、成形が容易になるとともに、物性や特性の低下を小さくすることができる。さらに、耐加水分解性が含まれる接着剤を用いて導体と絶縁体を加圧、接着させれば、ジョイナーの樹脂部分（絶縁体＋接着剤）の耐加水分解性をより一層向上させることができる。このように、本発明は、絶縁体中の耐加水分解性付与剤の含有量を減らすことができるという効果を有する。
【００４１】
〈電気配線の製造方法〉
図１に示す接着剤２０は樹脂、フィラー、溶剤の混合物からなる場合が多いので、接着剤２０の樹脂分の表記から樹脂量を読み取り、必要量の耐加水分解性付与剤を添加する。このとき、接着剤自身にも同様の耐加水分解性付与剤が添加されている場合もあるが、その種類と添加量が明確でない場合は、計算から除外して必要量を添加する。これは、添加量や移行性が本発明の目的と作用に対応しない化合物が含まれている可能性があるためである。また、接着剤に含まれている耐加水分解性付与剤が本発明の目的と作用に対応するものである場合は、その添加量に基づいて、不足がある場合は新たに本発明の耐加水分解性付与剤を配合する。上記で説明したように、耐加水分解性付与剤は、接着剤の作製時に他の成分と同時に混合してもよいし、また、すでに作製された接着剤を絶縁体又は導体に塗布する直前に、新たに耐加水分解性付与剤を配合してもよい。耐加水分解性付与剤が水分による影響を受ける場合は、接着剤の塗布・接着工程の直前で添加することが望ましい。
【００４２】
図１に示す絶縁体３０を基材として用いて、耐加水分解性付与剤を添加した接着剤を前記の絶縁体３０の上に塗布する。実験室レベルでは、導体１０上に塗布する方法もあるが、工業的には大型のロールコーター等で塗布する方法が採用されるため、絶縁体３０の上に塗布することが一般的である。実験室レベルにおいても、スピンコーターやブレード式の塗布冶具を用いるもとによって、絶縁体３０の上に塗布することが可能である。接着剤を塗布後、溶剤を揮散させるために加熱、乾燥させる。乾燥は、添加した耐加水分解性付与剤を変質させないような条件で行う。
【００４３】
次に、接着剤を塗布した絶縁体を、導体に乗せて所定の温度と圧力で圧着して接着する。この接着条件も、接着剤及び耐加水分解性付与剤の物性や特性を損なわない範囲で行う。接着後、絶縁体の余分な部分を除去する。また、フィルムにあらかじめ所定の形状に切断して導体に接着する方法を採用することもできる。このようにして、本発明の電気配線が製造される。
【００４４】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより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。
【００４５】
〈導体及び導体模擬試料の作製〉
下記の実施例及び比較例の導体及び導体模擬試料を以下のようにして製造した。
【００４６】
導体として、表面を無鉛半田でメッキした断面が長方形である平角銅線を用意した。この平角銅線は、接着剤との初期接着力を評価するために使用した。また、高温高湿条件（８５℃×８５％ＲＨ）下において加水分解等の劣化による絶縁体の伸びを評価するために、表面が平滑なポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）シート上に導体の場合と同じ接着処理を行って、導体模擬試料（離形フィルム）を作製した。導体に接着した試料は、導体からの剥離ができないために、絶縁体の伸びの評価が行えないためである。導体模擬試料の厚さは導体と同じにした。そのようにして得られた導体及び導体模擬試料の性状を表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
〈接着剤の調整〉
接着剤は、工業用に市販されているポリエステル系接着剤を使用した。表２にその性状を示す。
【００４９】
【表２】
【００５０】
耐加水分解性付与剤としては、ジイソプロピルカルボジイミド（ＤＩＣ：分子量１２６．２、液体）、ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ：分子量２０６、融点３０−３４℃）のカルボジイミド系化合物及びビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＢＰＡ：重量平均分子量３６０〜３８０、液状）を使用した。これらの耐加水分解付与剤の配合量は、接着剤の樹脂分１００重量部に対する重量部として下記の表３及び表４に示す。
【００５１】
耐加水分解付与剤を含む接着剤は、次のようにして調整した。事前に、接着剤の比重を評価する。十分に撹拌した接着剤を取り出し、その体積と重量を測定して比重を算出する。一度測定した後は、当日内の実験であれば、同じ比重の値を用いた。次に、上記の耐加水分解性付与剤の所定量を精秤、分取して接着剤と混合する。混合は、気泡混入防止と水分混入防止のため、減圧撹拌機を使用して、６００ｒｐｍで５分間行って、耐加水分解性付与剤を含む接着剤を作製した。
【００５２】
〈特性評価用試料の作製〉
絶縁体として、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（商品名：ルミラーフォルム、東レ製）を使用した。下記の表３及び表４に示す実施例及び比較例は、本発明の効果確認のための小規模な実験であるため、上記のＰＥＴフィルムは幅１５ｃｍ、長さ２０ｃｍに切断した。このＰＥＴフィルム上に上記で得られた接着剤を垂らして、厚さ２００μｍ用のブレード式塗布冶具を用いて均一に塗布する。実験の内容に応じて、接着剤が塗布されたＰＥＴフィルムの必要枚数を同様の手順で作製する。
【００５３】
次に、表面が平滑なＰＴＦＥシート上に、表１に示す導体又は導体模擬試料（離形フィルム）を少なくとも１５ｍｍ以上の間隔で３本以上並べる。さらに、導体又は導体模擬試料が接着剤面と接するように上記の接着剤が塗布されたＰＥＴフィルムを載せる。このとき、導体又は導体模擬試料の片端に強度試験時の口取り部として長さ約２０ｍｍの離形紙を挟んでおく。続いて、１５０℃×０．４ＭＰａ、１分間のプレスを行い接着する。プレス後は急速冷却し、その後、試料幅に合わせてフィルムを切断して、特性評価用の試料を作製する。本発明の電気配線は、基本的には特性評価用の試料の製造方法及び製造条件に基づいて製造されるが、形状とその大きさに応じて、さらに最適化した方法と条件を用いて製造することができる。
【００５４】
このようにして得られた導体及び導体模擬試料は、初期接着力及び湿熱（８５℃×８５％ＲＨ）条件下における加水分解劣化による伸びの変化について下記の方法で評価した。
【００５５】
〈評価法〉
（１）導体への初期接着力：引張試験機を使用して、１８０度方向に引き剥がしたときの引張力を接着力として測定する。引張速度は５０ｍｍ／ｍｉｎとする。ここで、本発明の電気配線を得るためには、初期接着力が０．４９Ｎ／ｍｍ以上を維持する必要がある。
（２）ＰＥＴフィルム及び接着剤の湿熱（８５℃×８５％ＲＨ）条件下における伸びの変化：模擬導体（離形フィルム）を貼り付けたまま導体模擬試料を８５℃×８５％ＲＨの恒温恒湿槽に投入し、一定時間毎に試料を取り出して、模擬導体（離形フィルム）を剥がす。ＰＥＴフィルムと接着剤の状態で、引張試験にてＪＩＳ：Ｃ２１５１に準拠して伸びを測定する。伸び率が初期と比べて５０％以下になった時点で寿命とする。ここで、本発明の電気配線において、伸びの寿命は耐加水分解性付与剤が全く含まれていない接着剤と比べて３０％以上であれば、実用に供することができる。
【００５６】
［実施例１〜８、比較例１］
表３に、実施例１〜８及び比較例１における接着剤１００重量部に対するジイソプピルカルボジイミド（ＤＩＣ）の含有量、並びに初期接着力と伸び残率５０％到達時間の評価結果を示す。また、表３に示す評価結果をまとめたものを図２に示す。
【００５７】
【表３】
【００５８】
表３から、接着剤にＤＩＣを添加することによって、伸び残率５０％到達時間が長くなっており、耐加水分解性が向上することが分かる。耐加水分解性の改良効果は、ＤＩＣの含有量が１重量部でも得られた。図２に示すように、ＤＩＣの含有量が５重量部以上から伸び残率５０％到達時間の延び率が大きくなっており、ＤＩＣのＰＥＴフィルムへの移行が確実に行われることによってＰＥＴフィルムにおける耐加水分解性の向上が顕著に現れている。図２に示すように、本発明は、伸び残率５０％到達時間が初期と比べて３０％以上延びる場合に、電気配線の寿命延長の効果があると認められて実用に供することができる。そのため、ＤＩＣの含有量は５重量％以上であることが好ましい。しかし、２０重量部を超えると、耐加水分解性を向上させる効果はやや緩やかになっている。
【００５９】
一方、初期接着力は、ＤＩＣの含有量が３重量部までは低下がほとんど見られないが、３重量部を超えると徐々に低下する傾向にあった。さらに、１５〜２０重量部の範囲で初期接着力の低下がやや大きくなる傾向にあった。電気配線としての初期接着力は一概に決められるものではないが、本発明では高信頼性の電気配線を得るために０．４９Ｎ／ｍｍ以上を維持する必要がある。表３及び図２から、初期接着力がこの範囲を満たすＤＩＣの含有量は２０重量部未満であることが分かる。
【００６０】
このように、ＤＩＣの含有量は、接着剤の樹脂分１００重量部に対して５〜１５重量部の範囲にすることによって、耐加水分解性の向上を十分に図ることができるとともに、初期接着力の低下を抑制できる。表３及び図２には耐加水分解性付与剤としてＤＩＣを使用した実施例を示したが、ＤＩＣ以外のカルボジイミド系化合物についても、含有量と伸び残率５０％到達時間及び初期接着力との関係は同様な傾向を示した。したがって、本発明は、ＤＩＣの含有量は、接着剤の樹脂分１００重量部に対して５〜１５重量部であることが好ましい。
【００６１】
［実施例９〜１２］
耐加水分解性付与剤として、ＤＩＣの代わりにジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ：分子量２０６、融点３０−３４℃）又はビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＢＰＡ：重量平均分子量３６０〜３８０、液状）を使用する以外は、実施例１〜８と同じ方法で特性評価用試料を作製した。表４に、接着剤１００重量部に対するＤＣＣ及びＢＰＡの含有量、並びに初期接着力と伸び残率５０％到達時間の評価結果を示す。
【００６２】
【表４】
【００６３】
表４に示すように、耐加水分解性付与剤としてＤＣＣ又はＢＰＡを使用した場合は、伸び残率５０％到達時間がＤＩＣを用いた実施例３、５と比べて短くなった。一方、初期接着力は実施例３、５と同じ値を示しており、耐加水分解性付与剤の種類による違いはほとんど見られなかった。ＤＣＣがＤＩＣよりも耐加水分解性の改良効果が小さいのは、ＤＣＣが室温で固体であり、ＤＩＣよりもＰＲＴフィルムへの移行が小さいためと考えられる。また、耐加水分解性を向上させる効果は、カルボジイミド系化合物であるＤＩＣ及びＤＣＣがエポキシ樹脂であるＢＰＡよりも大きい。
【００６４】
したがって、本発明によれば、耐加水分解性に優れ、信頼性の高い絶縁体被覆電気配線（ジョイナー）が簡便に、低コストで実現できる。また、接着剤に耐加水分解性付与剤を配合させるだけでジョイナーの耐湿熱性を向上できるため、様々な用途に対応した多品種のジョイナーを、大きな手間をかけないで短期間に得ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・絶縁体被覆電気配線、１０・・・導体、２０・・・接着剤、３・・・絶縁体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体及び該導体の表面に接着剤を用いて接着された絶縁体を有し、前記接着剤に耐加水分解性付与剤が含まれていることを特徴とする電気配線。
【請求項２】
前記耐加水分解性付与剤がカルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体又はエポキシ系化合物であることを特徴とする請求項１に記載の電気配線。
【請求項３】
前記接着剤がポリエステル樹脂系接着剤であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気配線。
【請求項４】
前記耐加水分解性付与剤がカルボジイミド系化合物又はカルボジイミド系化合物の誘導体であって、前記接着剤の樹脂分１００重量部に対し５〜１５重量部含まれることを特徴とする請求項２又は３に記載の電気配線。
【請求項５】
前記導体が、長手方向に対する直角方向の断面が正方形又は長方形である平角線であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気配線。
【請求項６】
前記絶縁体が絶縁フィルムからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電気配線。
【請求項７】
前記絶縁体がポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電気配線。
【請求項８】
前記カルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体は、分子量２５０以下であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の電気配線。
【請求項９】
前記カルボジイミド系化合物がジイソプロピルカルボジイミドであることを特徴とする請求項８に記載の電気配線。
【請求項１】
導体及び該導体の表面に接着剤を用いて接着された絶縁体を有し、前記接着剤に耐加水分解性付与剤が含まれていることを特徴とする電気配線。
【請求項２】
前記耐加水分解性付与剤がカルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体又はエポキシ系化合物であることを特徴とする請求項１に記載の電気配線。
【請求項３】
前記接着剤がポリエステル樹脂系接着剤であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気配線。
【請求項４】
前記耐加水分解性付与剤がカルボジイミド系化合物又はカルボジイミド系化合物の誘導体であって、前記接着剤の樹脂分１００重量部に対し５〜１５重量部含まれることを特徴とする請求項２又は３に記載の電気配線。
【請求項５】
前記導体が、長手方向に対する直角方向の断面が正方形又は長方形である平角線であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気配線。
【請求項６】
前記絶縁体が絶縁フィルムからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電気配線。
【請求項７】
前記絶縁体がポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電気配線。
【請求項８】
前記カルボジイミド系化合物若しくはカルボジイミド系化合物の誘導体は、分子量２５０以下であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の電気配線。
【請求項９】
前記カルボジイミド系化合物がジイソプロピルカルボジイミドであることを特徴とする請求項８に記載の電気配線。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１８５９０８（Ｐ２０１２−１８５９０８Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６１３８（Ｐ２０１１−４６１３８）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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