JP2011243446A - 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 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】なし

Description

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。

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。

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。

特開平１０−２７８２０６号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (4)

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。
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。
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。
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。

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