JP2022071506A - 防食材、端子付き電線及びワイヤーハーネス - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る防食材は、硬化することで、図4に示され異なる金属部材からなる接合部60を被覆する封止材30を形成するものである。封止材30は、腐食原因物質の接合部60への浸入を抑制することにより接合部60における腐食を長期に亘り防止するものである。上記防食材は、紫外線硬化型樹脂を含む。
重合性化合物を構成する光重合性(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、単官能(メタ)アクリレートモノマー、2官能(メタ)アクリレートモノマー、3官能(メタ)アクリレートモノマー、及び多官能(メタ)アクリレートモノマーが用いられる。ここで、単官能(メタ)アクリレートモノマーとは、炭素-炭素不飽和結合を備える官能基を1つ有する(メタ)アクリレートモノマーである。2官能(メタ)アクリレートモノマーとは、上記官能基を2つ有する(メタ)アクリレートモノマーである。3官能(メタ)アクリレートモノマーとは、上記官能基を3つ有する(メタ)アクリレートモノマーである。多官能(メタ)アクリレートモノマーとは、上記官能基を4つ以上有する(メタ)アクリレートモノマーである。なお、本実施形態に係る防食材を構成する重合性化合物では、上記光重合性(メタ)アクリレートモノマーを特定の組み合わせで用いる。光重合性(メタ)アクリレートモノマーの特定の組み合わせについては後述する。
光重合性(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、例えば、単官能(メタ)アクリレートオリゴマー、2官能(メタ)アクリレートオリゴマー、3官能(メタ)アクリレートオリゴマー、多官能(メタ)アクリレートオリゴマー等が用いられる。ここで、単官能(メタ)アクリレートオリゴマーとは、炭素-炭素不飽和結合を備える官能基を1つ有する(メタ)アクリレートオリゴマーである。2官能(メタ)アクリレートオリゴマーとは、上記官能基を2つ有する(メタ)アクリレートオリゴマーである。3官能(メタ)アクリレートオリゴマーとは、上記官能基を3つ有する(メタ)アクリレートオリゴマーである。多官能(メタ)アクリレートオリゴマーとは、上記官能基を4つ以上有する(メタ)アクリレートオリゴマーである。
なお、紫外線硬化型樹脂に含まれるモノマーとして、3官能(メタ)アクリレートモノマー及び多官能(メタ)アクリレートモノマーの少なくとも一方のみを用いた場合、紫外線硬化型樹脂の硬化物の架橋密度が非常に高くなる傾向がある。この架橋密度が非常に高い紫外線硬化型樹脂の硬化物では、強度・硬度が向上し、表面硬化性(タック性)が高くなるものの、伸びや深部硬化性が低下し、得られる硬化物が剥離しやすくなる。このため、架橋密度が非常に高い紫外線硬化型樹脂の硬化物を用いた封止材では、長期に亘り腐食を抑制することが困難であった。
重合性化合物は、上記光重合性(メタ)アクリレートモノマー及び光重合性(メタ)アクリレートオリゴマーのうち紫外線硬化型樹脂の架橋密度を向上させる物質である架橋密度向上剤を含む。架橋密度向上剤としては、2官能(メタ)アクリレートモノマー、3官能(メタ)アクリレートモノマー、4官能以上の多官能(メタ)アクリレートモノマー、及び低分子量(メタ)アクリレートオリゴマーからなる群より選択される1種以上の物質が用いられる。重合性化合物が架橋密度向上剤を含むと、架橋密度が高い紫外線硬化型樹脂の硬化物が得られやすい。
単官能アクリレートモノマーとしては、化学式1に示す化合物を用いることができる。具体的には、新中村化学工業株式会社製のエトキシ化o-フェニルフェノールアクリレート((a)参照、粘度:150mPa・s/25℃)、メトキシポリエチレングリコール♯400アクリレート((b)参照、n=9、粘度:28mPa・s/25℃)、メトキシポリエチレングリコール♯550アクリレート((b)参照、n=13)、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート((c)参照、粘度:16mPa・s/25℃)、2-アクリロイルオキシエチルサクシネート((d)参照、粘度:180mPa・s/25℃)、イソステアリルアクリレート((e)参照、粘度:18mPa・s/25℃)を挙げることができる。また、単官能アクリレートモノマーとしては、ダイセル・オルネクス株式会社製のβ-カルボキシエチルアクリレート(粘度:75mPa・s/25℃)、イソボルニルアクリレート(粘度:9.5mPa・s/25℃)、オクチル/デシルアクリレート(粘度:3mPa・s/25℃)、エトキシ化フェニルアクリレート(EO2mol)(粘度:20mPa・s/25℃)、エトキシ化フェニルアクリレート(EO1mol)(粘度:10mPa・s/25℃)も挙げることができる。
2官能アクリレートモノマーとしては、化学式2-1~2-3に示す化合物を用いることができる。具体的には、新中村化学工業株式会社製の2-ヒドロキシ-3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート((a)参照、粘度:44mPa・s/25℃)、ポリエチレングリコール♯200ジアクリレート((b)参照、n=4、粘度:22mPa・s/25℃)、ポリエチレングリコール♯400ジアクリレート((b)参照、n=9、粘度:58mPa・s/25℃)、ポリエチレングリコール♯600ジアクリレート((b)参照、n=14、粘度:106mPa・s/25℃)、ポリエチレングリコール♯1000ジアクリレート((b)参照、n=23、粘度:100mPa・s/40℃)、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート((c)参照、粘度:500mPa・s/25℃)、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート((d)参照、粘度:1500mPa・s/25℃)、9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン((e)参照、粘度:91000mPa・s/60℃)、プロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート((f)参照、粘度:3000mPa・s/25℃)、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート((g)参照、粘度:120mPa・s/25℃)、1,10-デカンジオールジアクリレート((h)参照、粘度:10mPa・s/25℃)、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート((i)参照、粘度:8mPa・s/25℃)、1,9-ノナンジオールジアクリレート((j)参照、粘度:8mPa・s/25℃)、ジプロピレングリコールジアクリレート((k)参照、粘度:8mPa・s/25℃)、トリプロピレングリコールジアクリレート((l)参照、m+n=3、粘度:12mPa・s/25℃)、ポリプロピレングリコール♯400ジアクリレート((l)参照、m+n=7、粘度:34mPa・s/25℃)、ポリプロピレングリコール♯700ジアクリレート((l)参照、m+n=12、粘度:68mPa・s/25℃)、ポリテトラメチレングリコール♯650ジアクリレート((m)参照、粘度:140mPa・s/25℃)を挙げることができる。また、2官能アクリレートモノマーとしては、ダイセル・オルネクス株式会社製のジプロピレングリコールジアクリレート(粘度:10mPa・s/25℃)、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(粘度:6.5mPa・s/25℃)、トリプロピレングリコールジアクリレート(粘度:12.5mPa・s/25℃)、PO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート(粘度:20mPa・s/25℃)、変性ビスフェノールAジアクリレート(粘度:1100mPa・s/25℃)、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(粘度:140mPa・s/25℃)、PEG400ジアクリレート(粘度:60mPa・s/25℃)、PEG600ジアクリレート(粘度:120mPa・s/25℃)、ネオペンチルグリコール・ヒドロキシピバリン酸エステルジアクリレート(粘度:25mPa・s/25℃)も挙げることができる。
3官能アクリレートモノマー及び多官能アクリレートモノマーとしては、化学式3-1及び3-2に示す化合物を用いることができる。具体的には、新中村化学工業株式会社製のエトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート((a)参照、粘度:1000mPa・s/50℃)、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート((b)参照、粘度:3000~4000mPa・s/25℃)、Ethoxylated glycerine triacrylate(EO9mol)((c)参照、l+m+n=9、粘度:190mPa・s/25℃)、Ethoxylated glycerine triacrylate(EO20mol) ((c)参照、l+m+n=20、粘度:110mPa・s/25℃)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(トリエステル37%)((d)参照、粘度:790mPa・s/25℃)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(トリエステル55%)((d)参照、粘度:490mPa・s/25℃)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(トリエステル57%)((d)参照、粘度:730mPa・s/25℃)、トリメチロールプロパントリアクリレート((e)参照、粘度:110mPa・s/25℃)、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート((f)参照、粘度:1000mPa・s/25℃)、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート((g)参照、粘度:350mPa・s/25℃)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート((h)参照、粘度:200mPa・s/40℃)、ジペンタエリスリトールポリアクリレート((i)参照、粘度:6500mPa・s/25℃)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート((j)参照、粘度:6600mPa・s/25℃)を挙げることができる。また、多官能アクリレートモノマーとしては、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキシド変性ジアクリレートも挙げることができる。
単官能メタクリレートモノマーとしては、化学式4に示す化合物を用いることができる。具体的には、新中村化学工業株式会社製の2-メタクリロイロキシエチルフタル酸((a)参照、粘度:3400mPa・s/25℃)、メトキシポリエチレングリコール♯400メタクリレート((b)参照、n=9、粘度:23mPa・s/25℃)、メトキシポリエチレングリコール♯1000メタクリレート((b)参照、n=23、粘度:55mPa・s/40℃)、フェノキシエチレングリコールメタクリレート((c)参照、粘度:7mPa・s/25℃)、ステアリルメタクリレート((d)参照、粘度:8mPa・s/30℃)、2-メタクリロイルオキシエチルサクシネート((e)参照、粘度:160mPa・s/25℃)を挙げることができる。
2官能メタクリレートモノマーとしては、化学式5-1及び5-2に示す化合物を用いることができる。具体的には、新中村化学工業株式会社製のエチレングリコールジメタクリレート((a)参照、粘度:3mPa・s/25℃)、ジエチレングリコールジメタクリレート((b)参照、n=2、粘度:5mPa・s/25℃)、トリエチレングリコールジメタクリレート((b)参照、n=3、粘度:9mPa・s/25℃)、ポリエチレングリコール♯200ジメタクリレート((b)参照、n=4、粘度:14mPa・s/25℃)、ポリエチレングリコール♯400ジメタクリレート((b)参照、n=9、粘度:35mPa・s/25℃)、ポリエチレングリコール♯600ジメタクリレート((b)参照、n=14、粘度:64mPa・s/25℃)、ポリエチレングリコール♯1000ジメタクリレート((b)参照、n=23、粘度:80mPa・s/40℃)、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート((c)参照、粘度:1000mPa・s/25℃)、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート((d)参照、粘度:100mPa・s/25℃)、1,10-デカンジオールジメタクリレート((e)参照、粘度:10mPa・s/25℃)、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート((f)参照、粘度:6mPa・s/25℃)、1,9-ノナンジオールジメタクリレート((g)参照、粘度:8mPa・s/25℃)、ネオペンチルグリコールジメタクリレート((h)参照、粘度:5mPa・s/25℃)、エトキシ化ポリプロピレングリコール♯700ジメタクリレート((i)参照、粘度:90mPa・s/25℃)、グリセリンジメタクリレート((j)参照、粘度:40mPa・s/25℃)、ポリプロピレングリコール♯400ジメタクリレート((k)参照、粘度:27mPa・s/25℃)を挙げることができる。
3官能メタクリレートモノマーとしては、化学式6に示す化合物を用いることができる。具体的には、新中村化学工業株式会社製のトリメチロールプロパントリメタクリレート(粘度:42mPa・s/25℃)を挙げることができる。
また、光重合性(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、ダイセル・オルネクス株式会社製の芳香族ウレタンアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレートも用いることができる。エポキシアクリレートとしては、ビスフェノールAタイプエポキシアクリレート、エポキシ化大豆油アクリレート、変性エポキシアクリレート、脂肪酸変性エポキシアクリレート、アミン変性ビスフェノールAタイプエポキシアクリレートを挙げることができる。
低分子量(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、例えば、ダイセル・オルネクス株式会社製の脂肪族ウレタンアクリレートを用いることができる。具体的には、ダイセル・オルネクス株式会社製の脂肪族ウレタンアクリレートEBECRYL(登録商標) 8210(平均分子量Mw:600)を用いることができる。
高分子量(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、例えば、ダイセル・オルネクス株式会社製の脂肪族ウレタンアクリレートを用いることができる。具体的には、ダイセル・オルネクス株式会社製の脂肪族ウレタンアクリレートEBECRYL(登録商標) 4513(平均分子量Mw:2000)を用いることができる。
単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、イソボルニルアクリレート及びエトキシ化フェニルアクリレートが好ましい。2官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、2-ヒドロキシ-3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート及びジプロピレングリコールジアクリレートが好ましい。3官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、グリセリンプロポキシトリアクリレート及びトリメチロールプロパンプロポキシトリアクリレートが好ましい。4官能以上の多官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート及びジトリメチロールプロパンテトラアクリレートが好ましい。
本実施形態に係る防食材によれば、LLCに接触しても着色しにくい端子付き電線が得られる防食材を提供することができる。
次に、本実施形態に係る端子付き電線について説明する。図1から図4に示すように、本実施形態に係る端子付き電線1は、導電性の導体11及び導体11を覆う電線被覆材12を有する電線10と、電線10の導体11に接続する金属端子20とを備える。また、端子付き電線1は、導体11と金属端子20との接合部60を覆い、上述の防食材が硬化してなる封止材30を備える。
封止材30を構成する紫外線硬化型樹脂の硬化物は、架橋密度を示すゲル化率が92%以上、好ましくは92~96%、である。ここで、ゲル化率とは、アセトン中に20時間浸漬させた後の紫外線硬化型樹脂の硬化物の質量Maを、浸漬させる前の紫外線硬化型樹脂の硬化物の質量Mbで除した値[%]である。ゲル化率が上記範囲内にあると、架橋点間分子量が小さくなり、LLCを吸収しにくくなるため好ましい。
本実施形態に係る端子付き電線によれば、LLCに接触しても着色しにくい端子付き電線を提供することができる。
次に、本実施形態に係るワイヤーハーネスについて説明する。本実施形態のワイヤーハーネスは、上述の端子付き電線を備える。具体的には、ワイヤーハーネス2は、図5に示すように、コネクタハウジング50と、上述の端子付き電線1とを備える。
本実施形態に係るワイヤーハーネスによれば、LLCに接触しても着色しにくい端子付き電線を用いたワイヤーハーネスを提供することができる。
・低分子量オリゴマー:ダイセル・オルネクス株式会社製EBECRYL(登録商標) 8210(脂肪族ウレタンアクリレート)、平均分子量Mw:600
・高分子量オリゴマー:ダイセル・オルネクス株式会社製EBECRYL(登録商標) 4513(脂肪族ウレタンアクリレート)、平均分子量Mw:2000
・単官能モノマー:ダイセル・オルネクス株式会社製IBOA(イソボルニルアクリレート)
・2官能モノマー:ダイセル・オルネクス株式会社製TPGDA(トリプロピレングリコールジアクリレート)
・3官能モノマー:ダイセル・オルネクス株式会社製PETRA(ペンタエリスリトールトリアクリレート)
・多官能モノマー:ダイセル・オルネクス株式会社製EBECRYL(登録商標) 140(ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート)
・光重合開始剤:BASF社製IRGACURE(登録商標) 369
はじめに、防食材を構成する紫外線硬化型樹脂を調製した。具体的には、100質量部の低分子量オリゴマーに対して、単官能モノマー、2官能モノマー及び光重合開始剤をそれぞれ質量比で80質量部、10質量部及び2質量部の割合で混合した。表1に紫外線硬化型樹脂の配合割合を示す。
防食材の25℃における粘度を、JIS Z8803に準拠して測定した。
端子付き電線の防食性能を、日本工業規格JIS C60068-2-11(環境試験方法(電気・電子)塩水噴霧試験方法)に規定された測定法に基づいて評価した。すなわち、各例の端子付き電線の導体と金属端子との接合部に、塩水噴霧試験を行った。より詳細には、温度が35±2℃、相対湿度(RH)が85%以上、塩水濃度が5±1%、実施期間が4日間の条件で試験を行った。その後、各例の接合部に腐食(錆)が発生しているか否かを目視で判定した。腐食が認められなかったものを「○」と評価し、腐食が認められたものを「×」と評価した。
端子付き電線を、コネクタハウジングに挿入した。コネクタハウジング挿入時に、キャビティの周壁に封止材が接触したか否かを目視で判定した。封止材がキャビティの周壁に接触しない場合を「○」と評価し、接触した場合を「×」と評価した。なお、この評価において、電線はALVSS 2sqを使用し、コネクタハウジングは2.3IIコネクタを用いた。
端子付き電線の封止材についてゲル化率を評価した。具体的には、アセトン中に20時間浸漬させた後の封止材(紫外線硬化型樹脂の硬化物)の質量Maを、浸漬させる前の封止材の質量Mbで除した値[%]をゲル化率として算出した。
端子付き電線を、LLC(株式会社カーテックフジ製、LLCスーパー)に1時間浸漬し、浸漬前後の封止材の色変化を観察した。実施例2~4、比較例1及び2を含め、相対的に色変化が小さいものを○と評価し、相対的に色変化が大きいものを×と評価した。
防食材を構成する紫外線硬化型樹脂の配合割合を表1に示すように変えた以外は実施例1と同様にして端子付き電線を得た。評価結果を表1に示す。
2 ワイヤーハーネス
5 未封止端子付き電線
10 電線
11 導体
12 電線被覆材
20 金属端子
21 電気接続部
30 封止材
31 平面端部
40 紫外線照射装置
50 コネクタハウジング
51 キャビティ
60 接合部
Claims (5)
- 光重合性(メタ)アクリレートモノマー及び光重合性(メタ)アクリレートオリゴマーの少なくとも一方からなる重合性化合物を含む紫外線硬化型樹脂を含み、
前記重合性化合物は、単官能(メタ)アクリレートモノマー及び2官能(メタ)アクリレートモノマーを併用してなるか、又は単官能(メタ)アクリレートモノマー及び2官能(メタ)アクリレートモノマーの少なくとも一方と、3官能(メタ)アクリレートモノマー及び4官能以上の多官能(メタ)アクリレートモノマーの少なくとも一方とを併用してなり、
前記光重合性(メタ)アクリレートオリゴマーは、重量平均分子量Mwが1000以下の低分子量(メタ)アクリレートオリゴマーを含み、
前記重合性化合物は、2官能(メタ)アクリレートモノマー、3官能(メタ)アクリレートモノマー、4官能以上の多官能(メタ)アクリレートモノマー、及び低分子量(メタ)アクリレートオリゴマーからなる群より選択される1種以上の架橋密度向上剤を含み、
前記紫外線硬化型樹脂100質量部中に前記架橋密度向上剤が35~100質量部含まれ、
JIS Z8803に準拠して測定される25℃での粘度が18900mPa・s以下である、防食材。 - 導体及び前記導体を覆う電線被覆材を有する電線と、
前記電線の導体に接続する金属端子と、
前記導体と前記金属端子との接合部を覆い、かつ、請求項1に記載の防食材が硬化してなる封止材と、
を備える、端子付き電線。 - 前記封止材を構成する紫外線硬化型樹脂の硬化物は、架橋密度を示すゲル化率が92%以上である、請求項2に記載の端子付き電線。
- 前記導体は、アルミニウム又はアルミニウム合金よりなる素線を有し、
前記金属端子は、銅又は銅合金を含む、請求項2又は3に記載の端子付き電線。 - 請求項2~4のいずれか一項に記載の端子付き電線を備える、ワイヤーハーネス。
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