説明

フレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成、フレキシブルフラットケーブル、および、ワイヤーハーネス

【課題】比較的安価に、かつ、製造が容易で、被水部分への応用に際しても耐久性の高い、難燃性、耐屈曲性、及び柔軟性に優れたフレキシブルフラットケーブルを提供する。
【解決手段】ポリプロピレン15重量部以上45重量部以下と金属接着性成分40重量部以上70重量部以下とから構成されるベース樹脂成分75重量部以上90重量部以下に対して、オレフィン系熱可塑性エラストマー10重量部以上25重量部以下とスチレン系熱可塑性エラストマー5重量部以下とから構成される熱可塑性エラストマー成分10重量部以上25重量部以下と、難燃化成分として、臭素系難燃剤15重量部以上80重量部以下及び難燃助剤3重量部以上50重量部以下、無機系難燃剤80重量部以上150重量部以下、及びリン酸系難燃剤15重量部以上80重量部以下、の3組から選ばれる1組以上と、が配合されて構成されたフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フレキシブルフラットケーブルに関し、特に、自動車用途に適したフレキシブルフラットケーブルに関する。
に関する。
【背景技術】
【0002】
フレキシブルフラットケーブルは絶縁層の内部に複数の導体が同一平面内に、かつ、互いに平行に配置された柔軟性の高いケーブルであり、複数導体を効率よく配置することができるので、様々な用途に用いられている。特に自動車用途としてはワイヤーハーネスに組み込まれて用いられる。このとき、室内での使用の場合、85℃の耐熱性が要求されるが、場合によっては高湿度になるなど厳しい環境での使用となる。
【0003】
従来、フレキシブルフラットケーブルは、ポリエステルフィルムを用いて接着剤層によりラミネート工法で製造される電線が主流である(特許文献1)。このようなフレキシブルフラットケーブルはシート加工を経るために製造コストが高くなり、また、接着剤層を形成するために構造が複雑となる問題も生じる。さらに、ポリエステルフィルムを積層して用いることから非常に硬く、他部材を傷つける恐れがあり、また、折り曲げたときに断線の恐れがあるなどの問題があった。これに加え、自動車用途として用いた場合に上記のような湿熱環境での加水分解性の低さなどを考慮すると、エンジンルームなどの被水部位(水に触れる可能性がある箇所)への応用には向いていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平10−278206号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記した従来の問題点を改善する、すなわち、比較的安価に、かつ、製造が容易で、被水部分への応用に際しても耐久性の高い、難燃性、耐屈曲性、及び柔軟性に優れたフレキシブルフラットケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物は上記課題を解決するため、請求項1に記載の通り、ポリプロピレン15重量部以上45重量部以下と金属接着性成分40重量部以上70重量部以下とから構成されるベース樹脂成分75重量部以上90重量部以下に対して、オレフィン系熱可塑性エラストマー10重量部以上25重量部以下とスチレン系熱可塑性エラストマー5重量部以下とから構成される熱可塑性エラストマー成分10重量部以上25重量部以下と、難燃化成分として、イ)臭素系難燃剤15重量部以上80重量部以下及び難燃助剤3重量部以上50重量部以下、ロ)無機系難燃剤80重量部以上150重量部以下、及び、ハ)リン酸系難燃剤15重量部以上80重量部以下、の3組から選ばれる1組以上と、が配合されて構成されていることを特徴とするフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物である。
【0007】
また、本発明のフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物は、請求項2に記載の通り、請求項1に記載のフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物において、前記難燃化成分が、ベース樹脂成分75重量部以上90重量部以下に対して、150重量部以下配合されていることを特徴とする。
【0008】
本発明のフレキシブルフラットケーブルは、請求項3に記載の通り、請求項1または請求項2に記載のフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物から構成されている被覆層を備えていることを特徴とするフレキシブルフラットケーブルである。
【0009】
本発明のワイヤーハーネスは、請求項4に記載の通り、請求項3に記載のフレキシブルフラットケーブルから構成されているワイヤーハーネスである。
【発明の効果】
【0010】
本発明のフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物によれば、押出し成形という生産性が高い方法で、比較的安価に、かつ、容易で、被水部分への応用に際しても耐久性の高い、難燃性、耐屈曲性、及び柔軟性に優れたフレキシブルフラットケーブルが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】図1は本発明に係るフレキシブルフラットケーブルの一例のモデル断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明のフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物において、上述のようにポリプロピレン15重量部以上45重量部以下と金属接着性成分40重量部以上70重量部以下とから構成されるベース樹脂成分75重量部以上90重量部以下に対して、オレフィン系熱可塑性エラストマー10重量部以上25重量部以下とスチレン系熱可塑性エラストマー5重量部以下とから構成される熱可塑性エラストマー成分10重量部以上25重量部以下と、難燃化成分として、イ)臭素系難燃剤15重量部以上80重量部以下及び難燃助剤3重量部以上50重量部以下、ロ)無機系難燃剤80重量部以上150重量部以下、及び、ハ)リン酸系難燃剤15重量部以上80重量部以下、の3組から選ばれる1組以上と、が配合されて構成されている必要がある。
【0013】
ここでポリプロピレンとしては例えば、プロピレン単独重合、プロピレンーエチレンランダム共重合体、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィンランダム共重合体、等が挙げられる。これらは単独使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0014】
金属接着性成分とは、ポリプロピレンとの親和性と金属に対する接着性とが非常に高いポリマーであり、そのようなものとして、本発明においては、無水マレイン酸変性ポリオレフィン、及び、無水マレイン酸変性スチレン系共重合体が挙げられ、このようなものとしては前者としては無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸ポリエチレンなどが、後者としては無水マレイン酸変性SEBSなどが入手可能であり、そのうち三洋化成社のユーメックス1001は前者に属する。
【0015】
これらポリプロピレン、及び、金属接着性成分とをそれぞれ、15重量部以上45重量部以下、及び、40重量部以上70重量部以下となるように例えば予め、ヘンシェルミキサーなどの高速混合装置を用いてプリブレンドを行うことにより混合してベース樹脂成分75重量部ないし90重量部を得る。このときポリプロピレンが15重量部未満であると十分な引張強度が得られず、このときフレキシブルフラットケーブルを得たときに必要な耐摩耗性が不足する。また、45重量部超であると十分な柔軟性が得られず、このときフレキシブルフラットケーブルを得たときに必要な柔軟性が不足する。また、金属接着性成分が40重量部未満であると、被覆層と導体との接着性が不足し充分な耐屈曲性が得られない。
【0016】
上記のようなベース樹脂成分75重量部以上90重量部以下に対して、オレフィン系熱可塑性エラストマー10重量部以上25重量部以下とスチレン系熱可塑性エラストマー5重量部以下とから構成される熱可塑性エラストマー成分10重量部以上25重量部以下を添加する。
【0017】
ここで熱可塑性エラストマー成分の配合量が10重量部未満であると材料硬度が高くなりやすく、このとき、フレキシブルフラットケーブルとしての必要な柔軟性が不足する。一方、25重量部超であると材料硬度が低くなりやすく、このとき、フレキシブルフラットケーブルとしたときに必要な剛性が不足する。
【0018】
ここで、本発明におけるオレフィン系熱可塑性エラストマーは、具体的には、ハードセグメントとしてのポリエチレン、ポリプロピレン、等と、ソフトセグメントとしてのエチレンープロピレンージエンゴム(EPDM)、エチレンープロピレンゴム(EPM)、等と、から構成される。これらオレフィン系熱可塑性エラストマーは単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのうち、三菱化学社製サーモランZ102Bであると柔軟であるためにフレキシブルフラットケーブルを得たときに良好な柔軟性が得られるので好ましい。
【0019】
また、本発明におけるスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、具体的にハードセグメントとしてのポリスチレン等と、ソフトセグメントとしてのポリブタジエン、ポリイソプレン等と、から構成されるものであり、これらスチレン系熱可塑性エラストマーは単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。これらスチレン系熱可塑性エラストマーのうち、JSR社のダイナロン8600Pがフレキシブルフラットケーブルを得たときに良好な耐摩耗性が得られるので好ましい。
【0020】
ここで熱可塑性エラストマー成分15重量部中、オレフィン系熱可塑性エラストマーが10重量部未満であるとフレキシブルケーブルとして必要な柔軟性が得られない。
【0021】
本発明のフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物にはさらに十分な難燃性を得るために難燃剤を添加する。
【0022】
難燃剤としては臭素系難燃剤、無機系難燃剤、及び、リン酸系難燃剤が挙げられ、臭素系難燃剤を使用する際には難燃助剤を併用することが好ましい。
【0023】
臭素系難燃剤としては、具体的にはポリブロモフェニルエーテル及びポリブロモビフェニルを除く臭素系難燃剤であればよい。例えば、臭素化エチレンビスフタルイミド誘導体、ビス臭素化フェニルテレフタルアミド誘導体、臭素化ビスフェノール誘導体、1.2−ビス(ブロモフェニル)エタン等の有機系臭素含有難燃剤などが挙げられ、このうち、アルベマール社のSAYTEX8010が好ましい。
【0024】
このような臭素系難燃剤に併用する難燃助剤としては具体的には三酸化アンチモン、五酸化アンチモンが挙げられ、そのうち、三酸化アンチモンが好ましい。
【0025】
臭素系難燃剤の添加量としては、ベース樹脂75重量部以上90重量部以下に対して15重量部以上80重量部以下とすることが好ましい。15重量部未満であると十分な難燃性が得られないことがあり、また、80重量部超であるとブルーミングしやすい。
【0026】
また臭素系難燃剤と併用する難燃助剤の添加量としては、ベース樹脂75重量部以上90重量部以下に対して、3重量部以上50重量部以下となるように添加することが好ましい。この範囲より低いと十分な難燃性が確保されない場合があり、またこの範囲を超えて添加すると耐寒性が低下しやすい。
【0027】
無機系難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどが挙げられ、このうち、水酸化マグネシウムが好ましい。
【0028】
無機系難燃剤の添加量としては、ベース樹脂75重量部以上90重量部以下に対して80重量部以上150重量部以下とすることが好ましい。80重量部未満であると十分な難燃性が得られないことがあり、また、150重量部超であると機械的特性(伸び特性)が低下しやすい。
【0029】
リン酸系難燃剤としては、芳香族縮合リン酸エステル、ポリリン酸アンモニウム、メラミンリン酸塩などが挙げられ、このうち、ポリリン酸アンモニウムが好ましい。
【0030】
リン酸系難燃剤の添加量としては、ベース樹脂ベース樹脂75重量部以上90重量部以下に対して15重量部以上80重量部以下とすることが好ましい。15重量部未満であると十分な難燃性が得られないことがあり、また、80重量部超であると加水分解しやすくなり、このとき、フレキシブルケーブルとしての充分な寿命が得られない。
【0031】
本発明のフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物としては上記3組の難燃化成分を1つ以上配合する。すなわち、2組あるいは3組組み合わせて配合しても良い。
【0032】
本発明のフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物としては上記主要成分の他、本発明の効果を損なわない範囲で、他のポリマー、フェノール系あるいはリン系などの酸化防止剤、金属捕捉剤、金属酸化物、内部もしくは外部滑性剤、炭酸カルシウムなどの無機充填剤、顔料、光安定剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、分散剤などを配合しても良い。
【0033】
上記フレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物はベース成分を混合した後、その他の成分を混合しても、また、全てを同時に混合しても良い。また、フレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物を一旦、押出し成形でペレット化して用いても良い。
【0034】
このようなフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物を用いて、必要本数の導体をクロスヘッドに供給しながら押出成形によりフレキシブルフラットケーブルを形成することができる。この方法は生産性がよい。用いる導体はその太さ、形状は特に限定されるものではなく、また、単芯であっても多芯であってもよく、互いに太さが異なるものを用いても、また、同じものを用いてもよい。また複数の導体を有するフレキシブルフラットケーブルを製造する場合に、導体は同一平面に、かつ、互いに平行になるように配列するが、このとき、導体同士のピッチを整えるために適当なブリッジを併用してもよい。
【実施例】
【0035】
以下に本発明のフレキシブルフラットケーブルの実施例について具体的に説明する。
【0036】
表1に示す原料を用い、表2〜6に示す配合量(重量部)となるように配合し、
2軸押出機によって混練して実施例1〜52、及び、比較例1〜27の計79種類の樹脂組成物を作製した。
【0037】
【表1】

【0038】
【表2】

【0039】
【表3】

【0040】
【表4】

【0041】
【表5】

【0042】
【表6】

【0043】
【表7】

【0044】
【表8】

【0045】
【表9】

【0046】
【表10】

【0047】
次いで、これら樹脂組成物の評価を行った。
引張伸びはフレキシブルフラットケーブルの被覆層としたときにフレキシブルフラットケーブルの配索性に影響を及ぼす重要な項目であり、JIS K7161に準拠して評価し、伸びが500以上あれば十分であるとして○、500%未満であれば不十分であるとして×として評価した。
【0048】
難燃性はJIS C3005 4.26の水平難燃試験に準拠して試験し、30秒以内で消炎したときを十分であるとして○、30秒以上延焼した場合を不十分であるとして×として評価した。
【0049】
耐屈曲性はフレキシブルフラットケーブルとして重要な性質であり、JIS C5016.8.6.1に準拠して試験し、屈折回数300回以上を満たすものを十分であるとして○、300回未満であったものを不十分であるとして×として評価した。
【0050】
耐加水分解性は自動車におけるエンジンルームや室内環境下などの湿熱状態での長期使用を可能とする重要な性質であり、ISO6722に準拠し、フレキシブルフラットケーブルを85℃、1重量%の食塩水中に浸漬し、導体に48Vの電圧を印加した状態で計35日間保ち、そのとき7日毎に浸漬部の絶縁体の体積固有抵抗を試験し、その価が109Ω以上であり、かつ、35日経過後、導体に1kVの電圧を印加したときに、1分間リークせずに耐えた場合を十分であるとして○、これらの条件を満たさないとき、不十分であるとして×として評価した。
【0051】
なお、これら、評価に用いたフレキシブルフラットケーブルは次のように作製したものである。すなわち、上記79種類の樹脂組成物を用いてそれぞれフラットケーブルを押出し成形法によって作製した。具体的には、図1(a)に示すように導体間距離Pが0.5mmとなるように断面形状(図1(b)参照)が1.5mm(Wo)×1mm(To)の導体(電気銅)6本を断面の長辺方向が形成されるフレキシブルフラットケーブルの幅方向に一致するようにして、互いに平行になるように保ちながら対して押し出し成形機を用い、220〜250℃の間で、良好な押し出しが可能な温度に設定して押出し成形を行った。得られたフレキシブルフラットケーブルの厚さ(T)は0.5mm、幅(W)は12.5mm、導体部分の被覆層の厚さ(S)は0.2mmであった。ここで得られたフレキシブルフラットケーブルの断面をモデル的に図1に示す。
【0052】
また、上記で作製したフレキシブルフラットケーブルについて、柔軟性を評価した。
具体的には、上記で作製したフラットフレキシブルケーブルを長さ200mmに切断し、3点曲げの要領で支点間距離を60mmとしたときの折り曲げ時の荷重を測定し、このときの柔軟性が5N以上であるときを十分な柔軟性であるとして○、5N未満であったとき、不十分であるとして×として評価した。
【0053】
さらに、耐寒性についてもJIS K7216に準拠して評価した。このとき、−20℃以下でも試験片が破壊しない場合に十分な耐寒性を持つとして○、−20℃より高い温度で試験片が破壊する場合には、不十分であるとして×として評価した。
【0054】
このときの各評価結果を表2〜5に併せて記載した。
これら表より本願発明に係るフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物を用いてなるフレキシブルフラットケーブルは、押出し成形という製造が容易菜穂法で、被水部分への応用に際しても耐久性の高い、難燃性、耐屈曲性、及び柔軟性に優れたフレキシブルフラットケーブルを形成できることが判る。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリプロピレン15重量部以上45重量部以下と金属接着性成分40重量部以上70重量部以下とから構成されるベース樹脂成分75重量部以上90重量部以下に対して、
オレフィン系熱可塑性エラストマー10重量部以上25重量部以下とスチレン系熱可塑性エラストマー5重量部以下とから構成される熱可塑性エラストマー成分10重量部以上25重量部以下と、難燃化成分として、
イ)臭素系難燃剤15重量部以上80重量部以下及び難燃助剤3重量部以上50重量部以下、ロ)無機系難燃剤80重量部以上150重量部以下、及び、ハ)リン酸系難燃剤15重量部以上80重量部以下、の3組から選ばれる1組以上と、
が配合されて構成されていることを特徴とするフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物。
【請求項2】
前記難燃化成分が、ベース樹脂成分75重量部以上90重量部以下に対して、150重量部以下配合されていることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載のフレキシブルフラットケーブル被覆層用難燃樹脂組成物から構成されている被覆層を備えていることを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
【請求項4】
請求項3に記載のフレキシブルフラットケーブルから構成されているワイヤーハーネス。

【図1】
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【公開番号】特開2011−243446(P2011−243446A)
【公開日】平成23年12月1日(2011.12.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−115341(P2010−115341)
【出願日】平成22年5月19日(2010.5.19)
【出願人】(000006895)矢崎総業株式会社 (7,019)
【Fターム(参考)】