(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１本の線状導体と、一対の絶縁シートからなる絶縁層とを備えるフラットケーブルであって、
前記線状導体は、０．００３ｍｍ2以上０．００６６５ｍｍ２以下の断面積を有し、
前記絶縁シートは、前記線状導体を固定するポリ塩化ビニル樹脂層と、前記ポリ塩化ビニル樹脂層を支持するシート状の基材とを備え、
前記ポリ塩化ビニル樹脂層は、１２μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有し、
前記絶縁層は、前記一対の絶縁シートのそれぞれのポリ塩化ビニル樹脂層で前記線状導体を挟持し前記一対の絶縁シートを加熱しながら圧力を加えて融着してなることを特徴とするフラットケーブル。
【請求項２】
前記ポリ塩化ビニル樹脂層は、１２μｍ以上２０μｍ以下の厚さを有する、請求項１記載のフラットケーブル。
【請求項３】
少なくとも１本の線状導体と、前記線状導体を被覆する絶縁層とを備えるフラットケーブルの製造方法であって、
ポリ塩化ビニル樹脂を含むゾルを基材に塗布し、前記ゾルを乾燥させて、前記基材上にポリ塩化ビニル樹脂層を有する一対の絶縁シートを得る工程と、
前記一対の絶縁シートのそれぞれのポリ塩化ビニル樹脂層で前記線状導体を挟持し、前記一対の絶縁シートを加熱しながら圧力を加えて融着して前記絶縁層を形成し、前記線状導体及び前記絶縁層を備えたフラットケーブルを得る工程と、
を含み、
前記線状導体は、０．００３ｍｍ2以上０．００６６５ｍｍ２以下の断面積を有し、前記ポリ塩化ビニル樹脂層は、１２μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する
ことを特徴とするフラットケーブルの製造方法。
【請求項４】
前記ポリ塩化ビニル樹脂層は、１２μｍ以上２０μｍ以下の厚さを有する、請求項３記載のフラットケーブルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば家庭用ビデオ、プリンター等の配線材として用いられるフラットケーブル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フラットケーブルは、一般的に、薄肉状の線状導体を一対の絶縁シートで挟持してこれらを加熱しながら圧力を加えて融着したものであり、家庭用ビデオやプリンター等の配線材として用いられている。こうしたフラットケーブルに用いる絶縁シートは、例えば特開平１１−１１６７５５号公報に開示されており、この公報に開示された絶縁シートは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の基材と、ポリ塩化ビニル（以下、「ＰＶＣ」という）樹脂やポリエステル系接着剤等からなる接着剤層とで構成されており、このうち基材としてＰＥＴ、接着剤層としてＰＶＣ樹脂を組み合わせて用いる絶縁シートは、その材料費や加工費が安くなること、及びＰＶＣ樹脂が導体に接着されないため端末において絶縁層の引抜き加工や剥ぎ取り加工等が容易であることから広く用いられるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年、フラットケーブルについて、薄肉化、導体の狭ピッチ化（配線の高密度化）が要求されており、それに伴って、導体として厚さが小さく且つ幅が狭いもの（すなわち断面積が小さいもの）を用いることが要求されており、具体的には０．０１ｍｍ2以下の断面積を有する導体が用いられるようになっている。
【０００４】
しかしながら、前述した従来の公報に記載の絶縁シートを用いてフラットケーブルを製造した場合、上述のように導体の断面積が小さくなると、フラットケーブルの末端において絶縁層を引き抜くときに、断線する導体の割合が多くなるという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、断面積が小さい導体を用いる場合でもフラットケーブルの末端における絶縁層の引抜作業時の導体断線を十分に防止することができるフラットケーブル用絶縁シート、フラットケーブル及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した。その結果、導体の断線が、ＰＶＣ層の厚さを所定値以下にすることにより十分に防止されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明のフラットケーブルは、少なくとも１本の線状導体と、一対の絶縁シートからなる絶縁層とを備えるフラットケーブルであって、上記線状導体は、０．００３ｍｍ2以上０．００６６５ｍｍ２以下の断面積を有し、上記絶縁シートは、上記線状導体を固定するポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂層と、上記ポリ塩化ビニル樹脂層を支持するシート状の基材とを備え、上記ポリ塩化ビニル樹脂層は、１２μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有し、上記絶縁層は、上記一対の絶縁シートのそれぞれのポリ塩化ビニル樹脂層で上記線状導体を挟持し上記一対の絶縁シートを加熱しながら圧力を加えて融着してなることを特徴とする。
【０００８】
本発明のフラットケーブルは、フラットケーブルの線状導体として、断面積の小さい（０．０１ｍｍ2以下）導体を用いる場合でも、フラットケーブルの端末加工で絶縁層を引き抜くときに線状導体の断線を十分に防止することが可能となる。
【０００９】
また、本発明のフラットケーブルの製造方法は、少なくとも１本の線状導体と、線状導体を被覆する絶縁層とを備えるフラットケーブルの製造方法であって、ＰＶＣ樹脂を含むゾルを基材に塗布し、ゾルを乾燥させて、基材上にＰＶＣ樹脂層を有する一対の絶縁シートを得る工程と、一対の絶縁シートのそれぞれのＰＶＣ樹脂層で線状導体を挟持し、一対の絶縁シートを加熱しながら圧力を加えて融着して絶縁層を形成し、線状導体及び絶縁層を備えたフラットケーブルを得る工程とを含み、上記線状導体は、０．００３ｍｍ2以上０．００６６５ｍｍ２以下の断面積を有し、上記ポリ塩化ビニル樹脂層は、１２μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有することを特徴とする。
【００１０】
この製造方法によれば、厚さが４５μｍ以下のＰＶＣ樹脂層を基材上に形成することができ、しかも押出加工法により絶縁シートを形成する場合に比べＰＶＣ樹脂層の厚さを均一にすることが可能である。従って、この製造方法によれば、上記のフラットケーブルを有効に製造することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明のフラットケーブルの実施形態を示す断面図である。図１に示すように、フラットケーブル１０は、少なくとも１本の線状導体２を有している。線状導体２の本数は、図１では３本となっているが、フラットケーブル１０の幅に応じて適宜選択される。線状導体２の本数は通常１〜５０本である。また各線状導体２の断面形状は、通常は矩形であるが、円形、正方形等であってもよい。線状導体２の厚さは通常０．０１０〜０．１５０ｍｍ、好ましくは０．０１５〜０．１００ｍｍであり、幅は通常０．１〜１．５ｍｍ、好ましくは０．１５〜１．２７ｍｍである。さらに線状導体２の断面積の上限は、配線の高密度化の観点からは０．０１ｍｍ2であることが好ましく、０．００９ｍｍ2であることがより好ましい。一方、線状導体２の断面積の下限は、通常は０．００２ｍｍ2であり、好ましくは０．００３ｍｍ2である。断面積の下限が０．００３ｍｍ2未満では、フラットケーブル１０の端末加工で絶縁層を引き抜く時に、断線する線状導体２の割合が多くなる傾向がある。線状導体２としては、例えば軟銅、リン青銅等が用いられる。これらのうちコストの点から軟銅が好ましい。
【００１３】
上記線状導体２は絶縁層４で被覆されている。絶縁層４は一対の絶縁シート部４ａ，４ｂからなり、一対の絶縁シートを加熱しながら圧力を加えて融着することで形成されている。絶縁シート部４ａ，４ｂは、シート状の基材６と、その基材６の上に設けられるＰＶＣ樹脂層８とを備える。
【００１４】
基材６を構成する材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミド等が用いられる。また基材６の厚さは通常は０．０１２〜０．０５０ｍｍである。
【００１５】
ＰＶＣ樹脂層８を構成する材料の導電率は２．７５×１０-9Ｓ／ｍ以下であることが好ましい。導電率が２．７５×１０-9Ｓ／ｍを超えるとフラットケーブル１０の絶縁抵抗が大きすぎ、電子機器内の配線として用いるには不適当である。上記のような導電率を有するＰＶＣ樹脂層８は、主としてＰＶＣ樹脂を溶剤に溶かしてゾル化したＰＶＣゾルを基材６上に塗布した後乾燥させ、溶剤を揮発させることにより形成される。ここで、ＰＶＣ樹脂層８を構成する材料としては、後述する融着時の温度で変形可能な程度の軟化点を有する材料が用いられる。溶剤としては、例えばフタル酸イゾデシル、トリ−（２−エチルヘキシル）トリメリテート等の可塑剤が用いられ、これらのうちフタル酸イソデシルが好適である。
【００１６】
ＰＶＣゾル中のＰＶＣ樹脂の含有率は好ましくは２０〜５０重量％である。ＰＶＣ樹脂の含有率が２０重量％未満では、ＰＶＣ樹脂層８の表面がベタつき、絶縁シートの巻取りや供給時に絶縁シート同士あるいは絶縁シートと、これをガイドする設備部材とが粘着して作業が困難となり、５０重量％を超えると、ＰＶＣ樹脂自体が硬くなるため基材６への塗布が困難となる。またＰＶＣゾル中の溶剤の含有率は好ましくは５０〜８０重量％である。溶剤の含有率が５０重量％未満では、ＰＶＣ樹脂自体が硬くなるため基材６への塗布が困難となる傾向があり、８０重量％を超えると、ＰＶＣ樹脂層８の表面がベタつき、絶縁シートの状態での巻取りや絶縁シートの供給時に絶縁シート同士あるいは絶縁シートと、これをガイドする設備部材とが粘着して作業が困難となる。またＰＶＣゾルは、必要に応じてステアリン酸バリウム等の安定剤、ケイ酸アルミニウム等のフィラーなどを含有してもよい。
【００１７】
ＰＶＣ樹脂層８の厚さの上限は４５μｍであり、好ましくは３０μｍである。これは、ＰＶＣ樹脂層８の厚さの上限が４５μｍを超えると、フラットケーブル１０の末端で絶縁層４を引き抜く時に線状導体２が絶縁層４中で動き、この際に基材６の間に挟まれたＰＶＣ樹脂層８が波打ったような不均質な状態となり、局所的に線状導体２を固定する力が大きくなるなどして断線する線状導体２の割合が多くなるからである。一方、ＰＶＣ樹脂層８の厚さの下限は１２μｍであることが好ましく、１５μｍであることがより好ましい。ＰＶＣ樹脂層８の厚さが１５μｍ未満では、融着時に導体２の両側に回り込む樹脂量が不足して導体２の両側面と樹脂層８の間に空間ができ、個々の導体２と絶縁層４との密着力が不均一となるため、端部を切断した後に曲げたり、捻ったりすることによりフラットケーブル１０の端面で個々の導体２が不均一に動き端子との接続作業が困難となる傾向があり、１２μｍ未満では、更に融着時の樹脂の回り込み量が不十分となり、樹脂層８間の接着面に十分な圧力が加わらないために、絶縁シート同士の接着が不十分となり、著しい場合にはフラットケーブル１０に成型した後に２枚の絶縁シートが剥がれてしまうことがある。
【００１８】
次に、上記フラットケーブル１０の製造方法について図２を用いて説明する。図２はフラットケーブル１０の製造の様子を示す一連の工程図である。
【００１９】
まずシート状の基材６を用意する。基材６としては、例えばＰＥＴが用いられる。一方、ＰＶＣゾル７を用意する。ＰＶＣゾル７は、ＰＶＣ樹脂を溶剤に溶かしてゾル化したものであり、溶剤としては、例えば可塑剤が用いられる。ＰＶＣゾル７は必要に応じて更に安定剤、フィラーなども含んでもよい。
【００２０】
そして基材６上にＰＶＣゾル７を塗布し（図２（ａ）参照）、その後ＰＶＣゾル７を加熱乾燥させ、溶剤を揮発させる（図２（ｂ）参照）。ＰＶＣゾル７の加熱は、基材６上のＰＶＣ樹脂層８の厚さが４５μｍ以下となるまで行う。こうして基材６上にＰＶＣ樹脂層８が設けられた絶縁シート９ａを得る。同様にしてもう一枚絶縁シート９ｂを用意する。
【００２１】
次に複数の線状導体２を用意し、これらを所定のピッチで並設し、先に用意した一対の絶縁シート９ａ，９ｂのＰＶＣ樹脂層８で複数の線状導体２を挟持する（図２（ｃ）参照）。その後、絶縁シート９ａ，９ｂを加熱しつつ両側から圧力を加えて融着し（図２（ｄ）参照）、絶縁シート部４ａ，４ｂからなる絶縁層４を得る。こうしてフラットケーブル１０が得られる（図１参照）。
【００２２】
なお、フラットケーブル１０は線状導体２が１本の場合も同様にして作製することができる。
【００２３】
次に、上記フラットケーブル１０の端末加工方法の一例について説明する。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、まずフラットケーブル１０を台１２の上に載せ、その先端が台１２の縁１２ａから突出するように配置し、更にフラットケーブル１０の上方から押え部材１４でフラットケーブル１０を固定する。次にフラットケーブル１０の突出した先端に対し、２枚の刃１６で上下面側からフラットケーブル１０を挟み込み、両面の基材６に切込みを入れる（図３（ｂ）、（ｃ）参照）。続いて刃１６をフラットケーブル１０の端面側に引っ張ることにより絶縁層４を除去する（図３（ｄ）参照）。なお、２枚の刃１６は、それらの刃先同士の間隔が最も小さくて導体厚みより大きくなるように調整する。
【００２５】
このとき、フラットケーブル１０については、断面積の小さい（０．０１ｍｍ2以下）線状導体２を用いる場合でもその断線を十分に防止することが可能となる。従って、フラットケーブル１０において配線密度を向上させることができる。
【００２６】
次に本発明の内容を実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２７】
【実施例】
（実施例１）
ＰＶＣ樹脂３５重量％、可塑剤としてのフタル酸ジイソデシル６２重量％、並びに安定剤としてのステアリン酸バリウムおよびフィラーとしてのケイ酸アルミニウムを３重量％からなるＰＶＣゾルを調整した。
【００２８】
上記ＰＶＣゾルを厚さ０．０１２ｍｍの基材としてのポリエチレンテレフタレート樹脂製テープ上に塗布し、このテープを１６０℃のオーブンで加熱することにより可塑剤の約１／３を揮発させ、ＰＶＣ樹脂層を、厚さ０．０２ｍｍ（２０μｍ）で且つ指で触っても指紋がつかない程度になるまで乾燥し、テープ上にＰＶＣ樹脂層を形成した絶縁シートを得た。このＰＶＣ樹脂層を構成する材料の軟化点を測定したところ、１７０℃であった。
【００２９】
次に厚さ０．０３５ｍｍ、幅０．１９ｍｍの線状導体２０本を０．３ｍｍピッチで並設し、線状導体の上下にそれぞれ、絶縁シートを配置し、絶縁シート同士を１６０℃で加熱しながら２本のロールで挟み圧力を加えて融着して絶縁層を形成し、フラットケーブルを製造した。
【００３０】
こうして得られたフラットケーブルについて、絶縁抵抗、耐電圧特性、耐熱性試験、耐環境性試験、屈曲性能、および加工性能の諸特性の評価を行った。
【００３１】
絶縁抵抗は、長さ１．５ｍの２本のフラットケーブルの線状導体間に５００Ｖの電位差を与え、この電位差と、このとき絶縁層に生じる漏れ電流との比として求めた。絶縁抵抗は１０００ＭΩｍ以上と良好であった。
【００３２】
耐電圧特性は、長さ１．５ｍのフラットケーブル３本を並設し、空中で隣接するフラットケーブルの線状導体同士間に５００Ｖの電位差を与えて１分間保持し、更にフラットケーブル３本を水中に沈めて隣接するフラットケーブルの線状導体同士間に１０００Ｖの電位差を与え１分間保持したときの絶縁破壊の有無によって評価した。その結果、前者の場合、後者の場合いずれも絶縁破壊は起こらなかった。この結果から、フラットケーブルは、良好な耐電圧特性を有することが分かった。
【００３３】
耐熱性試験は、８５℃の環境に９６時間放置したフラットケーブルについて絶縁抵抗と耐電圧特性を調べることにより行った。その結果、いずれの場合も特性の劣化は見られず、本実施例に係るフラットケーブルが良好な耐熱性を有することが確認できた。
【００３４】
耐環境性試験は、フラットケーブルについて、−４０℃の環境に４時間放置した後、８５℃で４時間放置し、更に２５℃で１時間放置するヒートサイクルを５サイクル実施し、その後絶縁抵抗と耐電圧特性を調べることにより行った。その結果、これら特性の劣化は見られなかった。また、４０℃で相対湿度９５％の環境に９６時間放置したフラットケーブルについても、絶縁抵抗と耐電圧特性を調べた。その結果、これらの特性の劣化は見られなかった。以上のことから、本実施例に係るフラットケーブルが良好な耐環境性を有することが確認できた。
【００３５】
屈曲性能は、３本のフラットケーブルについて、各ケーブルの厚さと同じ外径のマンドレルをフラットケーブルの線状導体の長手方向に直交するように当接しそのマンドレルを中心にしてフラットケーブルを１８０°折り曲げて重ねる作業を５０回行い、そのときのフラットケーブルの状態（すなわち導体が断線しているか、絶縁層の剥がれがあるか）によりその良否を判定した。その結果、いずれのフラットケーブルについても、全ての導体に破断が見られず、また絶縁層の剥がれも見られなかった。このことから、本実施例に係るフラットケーブルが良好な屈曲性能を有することが分かった。
【００３６】
加工性能は、以下のようにしてその良否を判定した。すなわちまずフラットケーブルを台の上に載せ、その先端が台の縁から２０ｍｍだけ突出するように配置し、更にフラットケーブルの上方から押え部材でフラットケーブルを固定した。次にフラットケーブルの端面から１０ｍｍの位置で、２枚の刃で上下面側からフラットケーブルを挟み込み、両面の樹脂製テープに切込みを入れた上で、刃をケーブルの端面側に引っ張ることにより絶縁層を除去する端末加工を行った。ここで、２枚の刃は、それらの刃先同士の間隔が最も小さくて導体厚み（３５μｍ）より１５μｍ大きい５０μｍとなるようにし、刃先と刃先の中間に導体の中心線がくるように調整した。そして、この端末加工をフラットケーブル２０本について行い、このときの導体の破断を観察し、導体の破断が見られない場合には加工性能が良好と判定し、見られる場合には不良と判定した。この結果、２０本のフラットケーブルすべてについて導体の破断という異常なく絶縁層の除去ができ、端末加工が容易であることが分かった。
【００３７】
（比較例１）
基材の上に厚さ０．０５ｍｍ（５０μｍ）のＰＶＣ樹脂層を形成した以外は実施例１と同様にしてフラットケーブルを作製した。こうして得られたフラットケーブルについて、実施例１と同様にして諸特性の評価を行った。その結果、加工性能以外は実施例１と同等の評価結果が得られたものの、加工性能については、フラットケーブル２０本中１８本において１本以上の導体の破断が見られた。このことから、このように断面積が小さく強度が低い導体をフラットケーブルの導体として使用することは困難であることが分かった。
【００３８】
（比較例２）
押出加工法により、比較例１のＰＶＣ樹脂層より厚さが小さい（３０μｍ）ＰＶＣ樹脂層を形成することを試みたが、押出加工したＰＶＣ樹脂層の厚さが均一とならず、絶縁シート自体製造することができず、従って、フラットケーブルを製造することができなかった。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のフラットケーブル用絶縁体、フラットケーブル及びその製造方法によれば、導体の断面積が小さい場合でも、フラットケーブルの末端において絶縁層を引き抜く時に導体の断線を十分に防止することができる。このため、導体の配線密度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフラットケーブルの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のフラットケーブルを製造する様子を示す一連の工程図である。
【図３】図１のフラットケーブルの端末加工の様子を示す一連の工程図である。
【符号の説明】
２…複数の線状導体、４…絶縁層、６…基材、７…ゾル、８…ポリ塩化ビニル層、９ａ，９ｂ…絶縁シート、１０…フラットケーブル。
【図１】
0003997681.tif 000002
【図２】
0003997681.tif 000003
【図３】
0003997681.tif 000004