JP4991094B2

JP4991094B2 - ワイヤーハーネス用粘着テープ用基材の製造方法

Info

Publication number: JP4991094B2
Application number: JP2004082626A
Authority: JP
Inventors: 尊成羽鳥; 真中屋
Original assignee: Okamoto Industries Inc
Current assignee: Okamoto Industries Inc
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2024-03-22
Also published as: JP2005264112A

Description

本発明は、ワイヤーハーネスに用いる粘着テープの基材の製造方法に関する。

自動車、事務用機器、情報機器などの分野では、電気配電システムとしてワイヤーハーネスが採用されている。このワイヤーハーネスにはテープ、チューブ、シートなどの種々の形態の部品が用いられ、これらの部品の素材には従来からポリ塩化ビニルが用いられている。例えば、複数本の電線をまとめて束にするためのワイヤーハーネス用粘着テープには、ポリ塩化ビニルからなる基材の片面に粘着剤層を設けた粘着テープが用いられてきた。

近年、ワイヤーハーネスの部品の素材について、環境対策からポリ塩化ビニルの代替品が提案されている。例えば、オレフィン系エラストマーと水添スチレン−ブタジエンゴム、及び熱可塑性ポリウレタン又はポリメチルメタクリレート又は超高分子量ポリエチレンを含むエラストマー組成物或はこれに更に難燃剤を添加配合したエラストマー組成物が提案されている（特許文献１）。また、オレフィン系樹脂とポリイソブチレン、ポリブテンなどの軟化剤とを含有する樹脂組成物からなるテープ状成形物を電子線架橋したものをワイヤーハーネスの自己粘着性テープに用いることが提案されている（特許文献２）。また、ポリアミド６６及びポリアミド６又はポリアミド６−６６からなるポリアミド樹脂混合物と、メラミンシアヌレート系難燃剤とからなる難燃ポリアミド樹脂組成物が提案され、この組成物はヒンジ部を有する成形品に好適であり、ケーブルプロテクターやワイヤーハーネス用被覆材等の自動車工業部品、ＯＡ機器部品に有用であるとしている（特許文献３）。
特開２０００−３０２９２３号公報特開２００３−１６５９６３号公報特開平１１−３４９８０９号公報

ワイヤーハーネスに用いる粘着テープの基材には難燃性、耐摩耗性、柔軟性が要求される。上記特許文献３記載の難燃ポリアミド樹脂組成物は硬質であり、柔軟性に欠けるためワイヤーハーネス用粘着テープの基材には適さない。本発明は、ポリ塩化ビニルを用いることなく、柔軟性に優れ、難燃性、耐摩耗性にも優れたワイヤーハーネス用粘着テープ用基材を提供することを目的とする。

本発明は、融点１００〜１８０℃の共重合ポリアミド樹脂４０〜９０質量％と、軟化点６０〜１２０℃のウレタン系熱可塑性エラストマー６０〜１０質量％との混合物１００質量部、窒素系難燃剤２０〜８０質量部、モンタン酸、モンタン酸部分鹸化エステル及びモンタン酸エステルから選ばれた滑剤０．１〜１．５質量部、並びに炭酸カルシウム５〜３０重量部を混合し、混練し、次い加工温度１２０〜１８０℃でカレンダー成形することを特徴とするワイヤーハーネス用粘着テープ用基材の製造方法である。窒素系難燃剤は、メラミンシアヌレートとヒドラゾジカルボンアミドとの混合物が好ましい。

本発明のワイヤーハーネス用粘着テープの基材は、柔軟性に優れ、難燃性、耐摩耗性も優れている。

本発明で用いる共重合ポリアミド樹脂は、融点が１００℃〜１８０℃のものである。ポリアミド樹脂は、二塩基酸ＨＯＯＣ（ＣＨ₂)_nＣＯＯＨとジアミンＮＨ₂（ＣＨ₂)_nＮＨ₂とを重縮合して製造する。この重縮合のとき、原料に２種以上の二塩基酸を用いたり、或は原料に２種以上のジアミンを用いることによって共重合ポリアミド樹脂を製造することができる。また、ポリアミド樹脂は、ω−アミノ酸ＨＯＯＣ（ＣＨ₂)_nＮＨ₂又はラクタムを重縮合或は重合して製造することもできる。この重縮合或は重合のとき、原料に、２種以上のω−アミノ酸又はラクタムを用いることによって共重合ポリアミド樹脂を製造することができる。そして、共重合成分を選択することによって種々の融点の共重合ポリアミド樹脂を製造することができる。なお、上記の式中のｎは整数である。

また、上記の共重合成分は芳香族系化合物よりも脂肪族系化合物の方が軟化温度の低い共重合ポリアミド樹脂が得られるので好ましい。また、ω−ラウロアミドのように長鎖脂肪族炭化水素の両端にカルボン酸基とアミノ基を有するものを共重合成分にするのが好ましく、また結晶性がなるべく小さくなるような共重合成分及びその共重合割合を選びランダム重合させることによって、融点が１００〜１５０℃を得ることができる。例えば、ナイロン６の融点は約２２５℃、ナイロン６６の融点は約２６５℃であるが、ナイロン６とナイロン６６の５０：５０の割合の共重合ナイロン（共重合ポリアミド）は、融点約１３５℃である。

本発明で用いるウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）としては、ジイソシアネート化合物と、ヒドロキシル基を２個以上有する化合物とを反応させて得ることができ、長鎖ポリオール、ジイソシアネート、鎖伸長剤から構成された、いわゆるソフトセグメントとハードセグメントからなるポリウレタン系熱可塑性エラストマーが好ましく使用できる。これらはショアＡ硬度で６５〜９０の樹脂硬度、特に７０〜８０の樹脂硬度を有するものが好ましい。なお、本発明におけるショアＡ硬度は、ＡＳＴＭＤ２２４０で測定した値（測定温度２３℃）である。

ウレタン系熱可塑性エラストマーを合成するためのジイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタリンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソイアネートなどが用いられる。

また、ヒドロキシル基を２個以上有する化合物としては、アジピン酸、フタル酸等の二塩基酸とエチレングリコール、１，４−ブタンジオール等のグリコールとの縮合反応物であるポリエステル系ポリオール；エチレンカーボネート等のカーボネートとグリコールとの反応物であるポリカーボネート系ポリオール；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール等のポリエーテル系ポリオール等が用いられる。鎖伸長剤としては、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ブタン１，２ジオール、ブタン１，３ジオール、ブタン１，４ジオール、ブタン２，３ジオール、ヘキサンジオールなどの低分子多価アルコール、或いはジアミン、水が用いられる。

本発明で用いるウレタン系熱可塑性エラストマーは、軟化点が６０〜１２０℃の範囲内にあるものが好ましい。６０℃未満では、例えば、カレンダー成形の場合、ロール面に付着し易くなり、好ましくない。ウレタン系熱可塑性エラストマーの例としては、ディー・アイ・シー・バイエルポリマー社製のＴ−８３７５Ｎ、Ｔ−１１８０Ｎ、日本ポリウレタン社製のＰ−２２ＳＲＮＡＴ、Ｐ−２５ＭＲＮＡＴ、大日精化工業社製のＰ−２２８３、ＢＡＳＦジャパン社製の１１８０Ａ−１０などが挙げられる。

ワイヤーハーネス用粘着テープの基材は、柔軟性、耐摩耗性、難燃性が要求される。融点１００℃〜１８０℃の共重合ポリアミド樹脂とウレタン系熱可塑性エラストマーとの混合物からなるワイヤーハーネス用粘着テープの基材において、この基材としての柔軟性を保持させるにはウレタン系熱可塑性エラストマーを１０質量％以上配合する必要がある。また、共重合ナイロンは耐摩耗性に優れているが、その混合割合が４０質量％以下になると、混合物の耐摩耗性が著しく低下する。そこで、本発明では、融点１００℃〜１８０℃の共重合ポリアミド樹脂４０〜９０質量％、ウレタン系熱可塑性エラストマー６０〜１０質量％の混合割合にした。

上記の混合割合のシートは、ワイヤーハーネス用粘着テープの基材としての好ましい柔軟性と耐摩耗性を有するが、難燃性が劣っている。そこで、本発明では、この混合物に難燃性を付与するため難燃剤を配合する。この難燃剤には窒素系難燃剤を用いる。窒素系難燃剤は共重合ナイロン及びウレタン系熱可塑性エラストマーとの馴染みがよいので、薄いテープ基材を良好に製造できる。窒素系難燃剤はメラミンシアヌレート、モノ（β−シアノエチル）イソシアヌレート、ビス（β−シアノエチル）イソシアヌレート、トリス（β−シアノエチル）イソシアヌレート、ヒドラゾジカルボンアミド、ジシアンジアミドなどである。メラミンシアヌレートとヒドラゾジカルボンアミドとの混合物が好ましい。この混合割合はメラミンシアヌレート２０〜９５質量％、ヒドラゾジカルボンアミド８０〜５質量％が好ましい。これらの窒素系難燃剤は、製品の耐摩耗性を低下させない利点を有する。

本発明の融点１００℃〜１８０℃の共重合ポリアミド樹脂４０〜９０質量％と軟化点６０〜１２０℃のウレタン系熱可塑性エラストマー６０〜１０質量％との混合物１００質量部及び窒素系難燃剤２０〜８０質量部を主とする樹脂組成物は、必要に応じて、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリレート共重合体などの酸素原子を含む軟質樹脂などを含有していてもよい。この樹脂組成物をカレンダー成形して粘着性テープの基材を製造する。そして、得られたテープ基材の片面に粘着層を設けてワイヤーハーネス用粘着テープを作成する。

本発明のワイヤーハーネス用粘着テープの基材を製造するには次のとおりにする。すなわち、ウレタン系熱可塑性エラストマーと、共重合ナイロン樹脂と、ヒドラゾジカルボンアミド及びメラミンシアヌレートを主体とする窒素系難燃剤と、滑剤等の添加剤とを、リボンブレンダー、ヘキシェルミキサーなどの混合機を用いて良く混合し、次いでバンバリーミキサー又は連続混練機で混練し、更にミキシングロール、ウォーミングロール及びストレーナーにて混練した後、カレンダーロールにて圧延するカレンダー成形で製造する。

カレンダー成形の場合、ロールに対する粘着性を調整するために滑剤を使用する。滑剤としては、モンタン酸、モンタン酸部分鹸化エステル、モンタン酸エステルなどが挙げられ、滑剤は樹脂混合物１００質量部に対して０．１〜１．５質量部配合するのが好ましい。カレンダー加工温度は１２０℃〜１８０℃が好ましい。１２０℃以下では熱可塑性ウレタン樹脂が軟化しないため均一な外観のシートが得られない。１８０℃以上では粘着性が高くなり加工性が悪化する。また、本発明では、炭酸カルシウムを樹脂混合物１００重量部に対して５〜３０質量部配合するのが好ましい。これによりカレンダー加工性が向上する。５質量％以下ではカレンダー加工性が向上しなく、３０質量％以上ではテープの強度が低下し、耐摩耗性が低下する。

実施例１〜２及び比較例１〜５
表１に示す成分をそれぞれの割合でリボンブレンダーで混合し、バンバリーミキサーで混練した。更に、ミキシングロール、ウォーミングロール、ストレーナーにて混練し混練物を、逆Ｌ型カレンダー（設定温度１５０〜１６０℃）にて圧延し、厚さ０．２ｍｍのシートを得た。
表１において、「Ｔ−８３７５」は、ディー・アイ・シー・バイエルポリマー社製の熱可塑性ポリウレタンエラストマーである。「ＣＭ−６５４１Ｘ３」は、東レ社製の共重合ナイロン樹脂（ε−カプロアミド／ω−ラウロアミド共重合体：融点１３３℃）である。「ＬＩＣＯＷＡＸＯＰ」は、クラリアント・ジャパン社製のモンタン酸エステル滑剤である。

得られたシートの片面に、アクリル系樹脂からなる粘着剤をコーティングし、粘着層を設け、所定の巾に切断してワイヤーハーネス用粘着テープを製造した。
また、上記の成形したシートについて、摩耗試験、燃焼試験を行った。各試験は次のとおりである。その結果も併せて表１に示した。
摩耗試験：ＪＩＳＫ６４０４−１６（１９９９）に規定する学振型摩耗試験機を用いて試験した。摩耗子に、ＪＩＳＬ３１０２（１９７８）記載の６号綿帆布を横方向にして取付けた。試験台の上に直径４ｍｍの針金を固定し、その上に試験片を貼り付けた。上記の摩耗子で、上記の試験片を、荷重２００ｇ、３０回／分の条件で擦った。試験片が針金の上の部分で破れるまでの回数で耐摩耗性を評価した。
燃焼試験：ＪＩＳＤ１２０１（１９９８）による。粘着剤コーティング前のシートについて試験した。

表１から、本発明の組成の範囲内にあるシートが、耐摩耗性に優れ、且つ耐燃焼性にも優れていることが分かる。本発明の組成の範囲外にあるシートは、比較例１〜４に見るように、耐摩耗性が劣る。また、ウレタン系熱可塑性エラストマーの混合割合が５質量％である比較例５は、硬くてワイヤーハーネス用粘着テープには使用できなかった。

Claims

融点１００〜１８０℃の共重合ポリアミド樹脂４０〜９０質量％と、軟化点６０〜１２０℃のウレタン系熱可塑性エラストマー６０〜１０質量％との混合物１００質量部、窒素系難燃剤２０〜８０質量部、モンタン酸、モンタン酸部分鹸化エステル及びモンタン酸エステルから選ばれた滑剤０．１〜１．５質量部、並びに炭酸カルシウム５〜３０重量部を混合し、混練し、次い加工温度１２０〜１８０℃でカレンダー成形することを特徴とするワイヤーハーネス用粘着テープ用基材の製造方法。
窒素系難燃剤がメラミンシアヌレートとヒドラゾジカルボンアミドとの混合物である請求項１記載のワイヤーハーネス用粘着テープ用基材の製造方法。