JP7244467B2 - 樹脂組成物、並びにそれを用いた通信ケーブル及びワイヤーハーネス - Google Patents

樹脂組成物、並びにそれを用いた通信ケーブル及びワイヤーハーネス Download PDF

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Description

本発明は、樹脂組成物、並びにそれを用いた通信ケーブル及びワイヤーハーネスに関する。
従来より、自動車の自動運転に必要となる高度な電気情報通信を行うことが可能なケーブルの開発が行われている。例えば、特許文献１には、導体と、該導体の外周を被覆する絶縁被覆と、からなる１対の絶縁電線が撚り合わせられた対撚線を有し、特性インピーダンスが、１００±１０Ωの範囲にある通信用電線が開示されている。また、特許文献１には、高速通信に用いられる電線においては、特性インピーダンス等の伝送特性を厳しく管理する必要があることが記載されている。
特開２０１７－１８８４３１号公報
ここで、自動車に搭載されるケーブルは、車載環境下においても高い信頼性を確保できるように、国際規格で定められた要求特性を満足する必要がある。さらに、自動車の自動運転を始めとする高度な電気情報通信を行うケーブルにおいて、ケーブルの特性インピーダンスを制御するためには、絶縁体材料の電気特性を制御する必要がある。つまり、特性インピーダンスを制御するためには、絶縁体材料の誘電率を適切な値に調整する必要がある。ただ、誘電率は絶縁体材料を構成する各種素材に起因した固有の値となるため、上記規格の特性を満足しつつ、誘電率を適切な値に調整することが困難であった。
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、自動車用電線で求められる信頼性を担保しつつ、通信特性を満たすことが可能な通信ケーブルの絶縁体材料となり得る樹脂組成物を提供することにある。さらに、本発明の目的は、当該樹脂組成物を用いた通信ケーブル及びワイヤーハーネスを提供することにある。
本発明の態様に係る樹脂組成物は、５１～８５質量部のポリオレフィン系樹脂と、１５～４９質量部の柔軟樹脂と、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂の合計１００質量部に対して、１０～８０質量部のハロゲン系難燃剤と、酸化チタン及び金属水酸化物の少なくとも一方と、を含有し、誘電率が２．５～３．５である。
本発明によれば、自動車用電線で求められる信頼性を担保しつつ、通信特性を満たすことが可能な通信ケーブルの絶縁体材料となり得る樹脂組成物、並びに当該樹脂組成物を用いた通信ケーブル及びワイヤーハーネスを提供することができる。
本実施形態に係る通信ケーブルの一例を示す模式的な断面図である。 本実施形態に係る通信ケーブルの他の例を示す模式的な断面図である。 本実施形態に係るワイヤーハーネスの一例を示す模式的な斜視図である。
以下、図面を用いて本実施形態に係る樹脂組成物、並びにそれを用いた通信ケーブル及びワイヤーハーネスについて詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。
［樹脂組成物］
本実施形態に係る樹脂組成物は、車載用の通信ケーブルにおける絶縁体材料として用いることができる。そして、当該樹脂組成物は、少なくともポリオレフィン系樹脂と、柔軟樹脂と、難燃剤とを含有している。
（ポリオレフィン系樹脂）
ポリオレフィン系樹脂は、オレフィンを含むモノマーの重合体である。そして、ポリオレフィン系樹脂は、オレフィン単独の重合体であってもよく、オレフィンとオレフィン以外のモノマーとの共重合体であってもよい。オレフィン単独の重合体は、一種のオレフィンの重合体であってもよく、二種以上のオレフィンの重合体であってもよい。ポリオレフィン系樹脂は、マレイン酸などで変性されていてもよく、変性されていなくてもよい。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。
ポリエチレン系樹脂としては、例えば、エチレン成分単位が５０ｍｏｌ％以上の樹脂が挙げられる。具体的には、ポリエチレン系樹脂としては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－プロピレン－ブテン－１共重合体、エチレン－ブテン－１共重合体、エチレン－ヘキセン－１共重合体、エチレン－４－メチルペンテン－１共重合体、エチレン－オクテン－１共重合体、さらにそれらの混合物等が挙げられる。
ポリプロピレン系樹脂としては、ホモポリプロピレン（ホモＰＰ）、ランダムポリプロピレン（ランダムＰＰ）、ブロックポリプロピレン（ブロックＰＰ）、又はプロピレンと共重合可能な他のオレフィン等の成分との共重合体が挙げられる。プロピレンと共重合可能な他のオレフィンとしては、例えばエチレン、１－ブテン、イソブチレン、１－ペンテン、３－メチル－１－ブテン、１－ヘキセン、３，４－ジメチル－１－ブテン、１－ヘプテン、３－メチル－１－ヘキセンなどのα－オレフィンが例示される。
ポリオレフィン系樹脂の含有量は、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂の合計１００質量部に対して５１質量部以上８５質量部以下であることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂の含有量が５１質量部以上であることにより、樹脂組成物の耐摩耗性が良好となる。また、柔軟樹脂の含有量が８５質量部以下であることにより、樹脂組成物の耐低温性が良好となる。
（柔軟樹脂）
柔軟樹脂としては、塩素化ポリエチレン等の塩素化ポリオレフィン、ＮＢＲ（ニトリルゴム）等のアクリル系ゴム、下記のオレフィン系やスチレン系の熱可塑性エラストマーのうちの１種または複数を用いることができる。柔軟樹脂は、マレイン酸などで変性されていてもよく、変性されていなくてもよい。
オレフィン系熱可塑性エラストマーは、オレフィン系樹脂からなるハードセグメントと、ゴムからなるソフトセグメントとを含む。オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、ハードセグメントのマトリックス中にソフトセグメントをドメインとして微分散させたポリマーアロイが代表的であるが、ハードセグメントとソフトセグメントとを共重合させたものも用いることができる。オレフィン系樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどを用いることができる。ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン－ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル－ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン－プロピレンゴム（ＥＰＭ）、及びエチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。
スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、芳香族ビニル系重合体からなるハードセグメントと共役ジエン系重合体からなるソフトセグメントを有するブロック共重合体又はランダム共重合体が挙げられる。芳香族ビニル系重合体を構成するモノマーは、スチレン、α－メチルスチレン、α－エチルスチレン、α－メチル－ｐ－メチルスチレン等のα－アルキル置換スチレン、ｏ－メチルスチレン、ｍ－メチルスチレン、ｐ－メチルスチレン、２，４－ジメチルスチレン、エチルスチレン、２，４，６－トリメチルスチレン、ｏ－ｔ－ブチルスチレン、ｐ－ｔ－ブチルスチレン、及びｐ－シクロヘキシルスチレン等の芳香族アルキル置換スチレンなどであってもよい。共役ジエン系重合体としては、ブタジエン及びイソプレンの少なくともいずれか一方の共重合体、並びにこの共重合体の一部を水素化したものであってもよい。
スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、ポリスチレン－ポリブタジエン－ポリスチレン（ＳＢＳ）、ポリスチレン－ポリイソプレン－ポリスチレン（ＳＩＳ）、ポリスチレン－ポリイソブチレン－ポリスチレン（ＳＩＢＳ）、ポリスチレン－ポリ（エチレン－ブチレン）－ポリスチレン（ＳＥＢＳ）、ポリスチレン－ポリ（エチレン－ブチレン）－結晶ポリオレフィン（ＳＥＢＣ）、及びポリスチレン－ポリ（エチレン－プロピレン）－ポリスチレン（ＳＥＰＳ）からなる群より選択される少なくとも１種のブロック共重合体であってもよい。
柔軟樹脂の含有量は、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂の合計１００質量部に対して１５質量部以上４９質量部以下であることが好ましい。柔軟樹脂の含有量が１５質量部以上であることにより、樹脂組成物の耐低温性が良好となる。また、柔軟樹脂の含有量が４９質量部以下であることにより、樹脂組成物の耐摩耗性が良好となる。
（難燃剤）
本実施形態の樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂に加えて、難燃剤を含有する。難燃剤は、例えば、有機系難燃剤及び無機系難燃剤の少なくともいずれか一方であってもよい。有機系難燃剤としては、例えば、臭素系難燃剤及び塩素系難燃剤などのハロゲン系難燃剤を用いることができる。無機系難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属水酸化物などを用いることができる。これらの難燃剤は単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。難燃剤は、例えば、有機系難燃剤と無機系難燃剤とを含んでいてもよい。
本実施形態の樹脂組成物は、難燃剤として、少なくともハロゲン系難燃剤を含むことが好ましい。ハロゲン系難燃剤は、熱可塑性樹脂の燃焼を促進するヒドロキシルラジカルを捕捉し、樹脂組成物の燃焼を抑制することができる。ハロゲン系難燃剤は、例えば、有機化合物に少なくとも１つ以上のハロゲンが置換した化合物であってもよい。ハロゲン系難燃剤としては、例えば、フッ素系難燃剤、塩素系難燃剤、臭素系難燃剤、ヨウ素系難燃剤が挙げられる。ハロゲン系難燃剤は、単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。ハロゲン系難燃剤は、臭素系難燃剤又は塩素系難燃剤であることが好ましく、臭素系難燃剤であることがより好ましい。
塩素系難燃剤には、例えば、塩素化ポリエチレン、塩素化パラフィン、パークロロシクロペンタデカン等が含まれる。
臭素系難燃剤には、例えば、１，２－ビス（ブロモフェニル）エタン、１，２－ビス（ペンタブロモフェニル）エタン、ヘキサブロモベンゼン、エチレンビス－ジブロモノルボルナンジカルボキシイミド、エチレンビス－テトラブロモフタルイミド、テトラブロモビスフェノールＳ、トリス（２，３－ジブロモプロピル－１）イソシアヌレート、ヘキサブロモシクロドデカン（ＨＢＣＤ）、オクタブロモフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＡ）、ＴＢＡエポキシオリゴマー又はポリマー、ＴＢＡ－ビス（２，３－ジブロモプロピルエーテル）、デカブロモジフェニルオキシド、ポリジブロモフェニレンオキシド、ビス（トリブロモフェノキシ）エタン、エチレンビス－ペンタブロモベンゼン、ジブロモエチル－ジブロモシクロヘキサン、ジブロモネオペンチルグリコール、トリブロモフェノール、トリブロモフェノールアリルエーテル、テトラデカブロモジフェノキシベンゼン、２，２－ビス（４－ヒドロキシ－３，５－ジブロモフェニル）プロパン、２，２－ビス（４－ヒドロキシエトキシ－３，５－ジブロモフェニル）プロパン、ペンタブロモフェノール、ペンタブロモトルエン、ペンタブロモジフェニルオキシド、ヘキサブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルオキシド、ジブロモネオペンチルグリコールテトラカルボナート、ビス（トリブロモフェニル）フマルアミド、Ｎ－メチルヘキサブロモフェニルアミン等が含まれる。難燃剤は、１，２－ビス（ペンタブロモフェニル）エタン及びテトラブロモビスフェノールＡを含んでいることが好ましい。このような難燃剤は、誘電率が低いことから、樹脂組成物の粘度及び誘電率の上昇を抑えながら難燃性を付与することができる。
臭素系難燃剤の臭素量は、５０％～９０％であることが好ましく、７０％～９０％であることがより好ましい。臭素系難燃剤の臭素量をこのような範囲とすることにより、ヒドロキシルラジカルの捕捉効果が高くなるため、樹脂組成物の難燃性をより向上させることができる。なお、臭素系難燃剤の臭素量とは、臭素系難燃剤の分子量に対する臭素系難燃剤を構成する合計の臭素原子量の百分率を意味する。
樹脂組成物の粘度が高い場合には、無機系難燃剤の含有量を減らし、有機系難燃剤の含有量を増やすことで、樹脂組成物の押出加工性を向上させることもできる。難燃剤が有機系難燃剤と無機系難燃剤とを含む場合、例えば、有機系難燃剤に対する無機系難燃剤の比は、０．７５～４０であってもよく、１～１０であってもよい。
樹脂組成物に含まれるハロゲン系難燃剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂の合計１００質量部に対して、１０～８０質量部が好ましい。ハロゲン系難燃剤の含有量が１０質量部以上であることにより、樹脂組成物の難燃性を向上させることができる。また、ハロゲン系難燃剤の含有量が８０質量部以下であることにより、機械的特性を維持しつつ、必要以上の難燃剤を用いずにすむことから、樹脂組成物のコストを低減させることができる。
ここで、金属水酸化物は難燃剤として汎用的であり、臭素系難燃剤よりも比較的コストが安い。また、金属水酸化物は、誘電率が一般的なポリオレフィン系樹脂に対して高いため、誘電率調整剤として作用する。そのため、本実施形態の樹脂組成物は、ハロゲン系難燃剤に加えて金属水酸化物を含むことが好ましい。金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、塩基性炭酸マグネシウム（ｍＭｇＣＯ３・Ｍｇ（ＯＨ）２・ｎＨ２Ｏ）、水和珪酸アルミニウム（ケイ酸アルミニウム水和物，Ａｌ２Ｏ３・３ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）、水和珪酸マグネシウム（ケイ酸マグネシウム五水和物，Ｍｇ２Ｓｉ３Ｏ８・５Ｈ２Ｏ）等の水酸基又は結晶水を有する金属化合物の一種又は複数を用いることができる。この中でも金属水酸化物としては、水酸化マグネシウムが特に好ましい。
樹脂組成物に含まれる金属水酸化物の含有量は、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂の合計１００質量部に対して、０質量部を超え４５質量部以下であることが好ましく、１０質量部以上４５質量部以下であることがより好ましい。金属水酸化物の含有量が０質量部を超えることにより、樹脂組成物の誘電率が低くなりすぎるのを抑制でき、難燃性も向上させることができる。また、金属水酸化物の含有量が４５質量部以下であることにより、耐バッテリー液性を確保することが可能となる。
（難燃助剤）
本実施形態の樹脂組成物は、難燃剤に加えて、難燃助剤を含んでいてもよい。難燃助剤は、難燃剤とともに樹脂組成物の難燃性を向上させる。難燃助剤は、例えば、三酸化アンチモンを用いることができる。三酸化アンチモンは、ハロゲン系難燃剤と併用することで樹脂組成物の難燃性を向上させることができる。樹脂組成物に含まれる難燃助剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂の合計１００質量部に対して、０．１質量部～３０質量部であることが好ましく、１質量部～１５質量部であることがより好ましい。
（無機フィラー）
本実施形態の樹脂組成物は、誘電率を調節するため、無機フィラーを含んでいてもよい。無機フィラーは、例えば、酸化アルミニウム及び酸化チタンなどの金属酸化物、並びに、チタン酸バリウム、及びチタン酸ストロンチウムなどのチタン酸化合物などであってもよい。ただ、無機フィラーは、酸化チタンであることが好ましい。
樹脂組成物に含まれる無機フィラーの含有量は、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂の合計１００質量部に対し、０質量部を超え６０質量部以下であることが好ましく、１０質量部以上６０質量部以下であることがより好ましい。無機フィラーの含有量が０質量部を超えることにより、樹脂組成物の誘電率が低くなりすぎるのを抑制することができる。無機フィラーの含有量を６０質量部以下とすることにより、誘電率が高くなりすぎるのを抑制できる。
本実施形態の樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂、並びに難燃剤及び無機フィラーの他、本実施形態の効果を妨げない範囲で種々の添加剤を適量配合することができる。添加剤としては、酸化防止剤、加工助剤、架橋剤、金属不活性剤、老化防止剤、充填剤、補強剤、紫外線吸収剤、安定剤、可塑剤、顔料、染料、着色剤、帯電防止剤、発泡剤等が挙げられる。
（酸化防止剤）
酸化防止剤は、例えば、樹脂組成物の酸化などを抑制する。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤などのラジカル連鎖防止剤、リン系酸化防止剤及びイオウ系酸化防止剤などの過酸化物分解剤、並びに、ヒドラジン系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤などの金属不活性剤などを使用することができる。酸化防止剤は、単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。
酸化防止剤は、酸化防止効果とブリードアウトによる不具合を考慮して、添加量を調製すればよい。樹脂組成物に含まれる酸化防止剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂の合計１００質量部に対し、０．５質量部～１０質量部であることが好ましい。酸化防止剤の含有量を０．５質量部以上とすることにより耐熱性を向上させることができる。また、酸化防止剤の含有量を１０質量部以下とすることによりブリードアウトを低減させることができる。
（加工助剤）
加工助剤は、押出成形の際に発生するメヤニや、押出成形物の形状を保持するために添加される。加工助剤は、金属石鹸及び高分子滑剤の少なくとも一方を含んでいてもよい。樹脂組成物に含まれる加工助剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂の合計１００質量部に対し、０．０１質量部～１０質量部であることが好ましく、０．１質量部～５質量部であることがより好ましい。
ここで、本実施形態に係る樹脂組成物は、誘電率が２．５～３．５である。樹脂組成物の誘電率は、樹脂組成物に含まれる金属水酸化物や無機フィラーの含有量によって適宜調節することができる。誘電率を２．５以上とすることで、ＩＳＯ２１１１１－８の規格を満たしつつも、後述する通信ケーブル１００のシース２０の製造が容易な厚さとすることができることから、通信ケーブル１００の生産効率を向上させることができる。また、樹脂組成物の誘電率を３．５以下とすることにより、シース２０を薄くすることができ、通信ケーブル１００の外径が大きくなりすぎたり、重量が大きくなりすぎたりするのを抑制することができる。
本実施形態の樹脂組成物は、上述の樹脂組成物を溶融混練することにより作製されるが、その方法は公知の手段を用いることができる。例えば、あらかじめヘンシェルミキサー等の高速混合装置を用いてプリブレンドした後、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールミル等の公知の混練機を用いて混練することにより、樹脂組成物を得ることができる。
このように、本実施形態に係る樹脂組成物は、５１～８５質量部のポリオレフィン系樹脂と、１５～４９質量部の柔軟樹脂と、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂の合計１００質量部に対して、１０～８０質量部のハロゲン系難燃剤と、酸化チタン及び金属水酸化物の少なくとも一方と、を含有し、誘電率が２．５～３．５である。本実施形態の樹脂組成物は、所定量のポリオレフィン系樹脂、柔軟樹脂及びハロゲン系難燃剤と、酸化チタン及び金属水酸化物の少なくとも一方とを含有しているため、自動車用電線で求められる耐久性等の信頼性を担保することができる。さらに、樹脂組成物の誘電率を２．５～３．５とすることで、ＩＳＯ２１１１１－８で規定される０．１３ｓｑという最も細径の導体を有する通信ケーブルにも適用することができる。そして、通信ケーブルに要求される特性インピーダンス９０～１１０Ωの範囲を満たすことができる。
［電線］
次に、本実施形態の樹脂組成物を用いた電線について説明する。図１に示すように、電線１０は、本実施形態に係る樹脂組成物により形成される絶縁被覆層１２が導体１１を被覆してなる。そして、電線１０は、上述の樹脂組成物を、定法に従い、押出機等を用いて導体１１に被覆することによって得られる。
導体１１は、１本の素線のみで構成されていてもよく、複数本の素線を束ねて構成された集合撚り線であってもよい。また、導体１１は、１本の撚り線のみで構成されていてもよく、複数本の集合撚り線を束ねて構成された複合撚り線であってもよい。導体１１を構成する材料は、特に限定されないが、銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金などからなる群より選択される少なくとも１つの導電性金属材料であることが好ましい。
導体１１の径は、特に限定されないが、０．３７０ｍｍ以上０．５１２ｍｍ以下であることが好ましく、０．４４０ｍｍ以上０．４６０ｍｍ以下であることがより好ましい。導体１１の径を０．３７０ｍｍ以上とすることにより、導体１１の抵抗を小さくすることができる。また、導体１１の径を０．５１２ｍｍ以下とすることにより、狭くかつ短い経路内であっても電線１０の配索を容易にすることができる。
絶縁被覆層１２の厚さは、特に限定されないが、０．１５ｍｍ以上０．２２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１８ｍｍ以上０．２２ｍｍ以下であることがより好ましい。絶縁被覆層１２の厚さを０．１５ｍｍ以上とすることにより、導体１１を効果的に保護することができる。また、絶縁被覆層１２の厚さを０．２２ｍｍ以下とすることにより、狭い経路内であっても電線１０の配索を容易にすることができる。
［通信ケーブル］
次に、本実施形態に係る電線を用いた通信ケーブルについて説明する。図１に示すように、通信ケーブル１００は、電線１０と、電線１０の外周を被覆するシース２０と、を備えている。シース２０は、円筒状であり、径方向において内部に中空部を有している。中空部には電線１０が配置されており、シース２０は電線１０の軸方向に沿って伸長している。シース２０の厚さは特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ～１ｍｍであってもよい。
本実施形態では、電線１０が２本ツイストされ、ツイストペアを形成しているが、電線１０の数は、少なくとも一本あればよい。また、本実施形態では、図１に示すように、電線１０とシース２０との間には空隙３０が設けられている。しかしながら、図２に示すように、通信ケーブル１００には、空隙３０が設けられず、電線１０の外表面がシース２０で直接覆われていてもよい。シース２０の材料は特に限定されず、例えばポリ塩化ビニル樹脂等の可塑剤を含む樹脂やゴムにより構成される。シース２０は、公知の方法により形成することができ、例えば一般的な押出成形法により作製することができる。具体的には電線１０を一本又は複数本束ねた後、それらの外部に塩化ビニル樹脂組成物などのシース２０の材料を押し出して被覆することにより、シースを形成することができる。
このように、通信ケーブル１００は、導体１１と、導体１１を被覆し、樹脂組成物により構成された絶縁被覆層１２とを含む電線１０と、電線１０の外周を被覆するシース２０とを備える。
ここで、自動車に搭載される通信ケーブルでは、高速通信を可能とするために、所定の特性インピーダンスを満たす必要がある。そして、上述のように、特性インピーダンスを制御するためには、絶縁体材料の誘電率を適切な値に調整する必要がある。ただ、特性インピーダンスは、樹脂組成物のような誘電体の誘電率だけでなく、通信ケーブルの構造にも依存している。また、自動車に搭載される通信ケーブルには、軽量化及び小型化が求められているが、誘電率が大きいと、絶縁電線の仕上がり外径を大きくすることが必要となる。そのため、樹脂組成物の誘電率を２．５～３．５とすることで、ＩＳＯ２１１１１－８で規定される０．１３ｓｑという最も細径の導体を有する通信ケーブルにも適用することができる。そして、通信ケーブルに要求される特性インピーダンス９０～１１０Ωを満たすことができる。
このように、本実施形態の通信ケーブル１００において、樹脂組成物からなる絶縁被覆層１２を有する電線１０が２本ツイストされる。また、通信ケーブル１００の電線を構成する導体１１は０．１３ｓｑの断面積を有し、導体１１を被覆する絶縁被覆層１２の厚さは０．１８～０．２２ｍｍである。そして、通信ケーブル１００の特性インピーダンスが９０～１１０Ωである。したがって、通信ケーブル１００は、自動車用電線で求められる信頼性を担保しつつ、通信特性を満たすことが可能である。
［ワイヤーハーネス］
次に、本実施形態に係る通信ケーブルを用いたワイヤーハーネスについて説明する。本実施形態に係るワイヤーハーネス２００は、通信ケーブル１００と、電線１１０と、を備え、通信ケーブル１００と電線１１０とが束ねられている。通信ケーブル１００と電線１１０は、コネクタ１２０と電気的に接続されている。
電線１１０は、導体と、被覆層を有していてもよい。電線１１０の導体は、上述した電線１０の導体１１と同様の形状及び材料を適用することができる。電線１１０の被覆層は、上述した電線１０の絶縁被覆層１２と同様の形状を適用することができる。電線１１０の被覆層に用いられる樹脂の種類は、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂や、塩化ビニルなど公知の絶縁樹脂を任意に使用でき、可塑剤を含んでいてもよい。可塑剤は、ポリ塩化ビニルに添加される公知の可塑剤を使用することができる。
本実施形態のワイヤーハーネス２００は、以上説明した通信ケーブル１００を備える。そのため、自動車用電線で求められる信頼性を担保しつつ、通信特性を満たすことが可能な通信ケーブル１００を備えたワイヤーハーネス２００として好適に用いることができる。
以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。
[試料の作製]
樹脂組成物を調製するための原料として、以下のものを用意した。
（ポリオレフィン系樹脂）
・ホモポリプロピレン（ホモＰＰ）：（株）プライムポリマー製 商品名：プライムポリプロ（登録商標）Ｅ１００ＧＶ
・ブロックポリプロピレン（ブロックＰＰ）：（株）プライムポリマー製 商品名：プライムポリプロＥ１５０ＧＫ
・変性ホモポリプロピレン（変性ホモＰＰ）：Ａｄｄｉｖａｎｔ製 商品名：ＰＯＬＹＢＯＮＤ（登録商標）３２００
・低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）：三井・ダウポリケミカル（株）製 商品名：ミラソン（登録商標）３５３０
（柔軟樹脂）
・オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）：（株）プライムポリマー製 商品名：プライムＴＰＯ（登録商標）Ｒ１１０Ｅ
・ポリスチレン－ポリ（エチレン－ブチレン）－ポリスチレン（ＳＥＢＳ）：旭化成（株）製 商品名：タフテック（登録商標）Ｈ１２２１
・無水マレイン酸変性ポリスチレン－ポリ（エチレン－ブチレン）－ポリスチレン（変性ＳＥＢＳ）：旭化成（株）製 商品名：タフテックＭ１９４３
（金属水酸化物）
・水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）：神島化学工業（株）製 商品名：ＹＧ－Ｏ
（ハロゲン系難燃剤）
・臭素系難燃剤（１，２－ビス（ペンタブロモフェニル）エタン）：Ａｌｂｅｍａｒｌｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製 商品名：ＳＡＹＴＥＸ（登録商標）８０１０
（無機フィラー）
・酸化チタン：石原産業（株）製 商品名：ＣＲ－６３
（難燃助剤）
・三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）：日本精鉱（株）製 商品名：ＰＡＴＯＸ（登録商標）Ｍ
（酸化防止剤）
・フェノール系酸化防止剤：（株）ＡＤＥＫＡ製 商品名：アデカスタブ（登録商標）ＡＯ－２０
・フェノール系酸化防止剤：（株）ＡＤＥＫＡ製 商品名：アデカスタブＡＯ－６０
（加工助剤）
・金属石鹸：勝田化工（株）製 商品名：ＥＭＳ－６Ｐ
各実施例及び比較例の樹脂組成物のそれぞれについて、表１～３に示す樹脂組成の配合割合（質量部）にしたがって、上述の調製用原料を混合し、バッチ式、連続式混錬機で混錬することで樹脂ペレットを作製した。その後、ＩＳＯ２１１１１－８で規定される０．１３ｓｑの断面積を有する導体（銅合金線）をセットした押出機に樹脂ペレットを投入して押出成形を行って、絶縁被覆層の厚さ０．１８±０．１ｍｍに調整された電線の試験サンプルを作製した。
［評価］
（難燃性試験）
国際規格ＩＳＯ６７２２に準拠して、各実施例及び比較例の電線の難燃性試験を行った。具体的には、電線の試験サンプルを４５度の角度でドラフト内に設置し、ブンゼンバーナーの内炎部を近づけて１５秒静止させ、その後試験サンプルから炎を外した。絶縁体上の炎が全て７０秒以内に消え、試験サンプル上部の絶縁体が５０ｍｍ以上焼けずに残るものを合格（○）、７０秒以上燃え続けるか、焼け残った試験サンプル上部の絶縁体が５０ｍｍ未満のものを不合格（×）とした。評価結果を表１及び２に示す。
（耐摩耗性試験）
国際規格ＩＳＯ６７２２のスクレープ摩耗試験に準拠して、各実施例及び比較例の電線の耐摩耗性試験を行った。具体的には、電線に対して垂直にニードルをあて、一定の荷重（４Ｎ）でニードルを往復させることで絶縁体を摩耗させ、導体と触れるまでの往復回数を測定した。導体と触れるまでの往復回数が１００回以上のものを合格（○）とし、１００回未満のものを不合格（×）とした。評価結果を表１に示す。
（低温巻き付け試験）
国際規格ＩＳＯ６７２２に準拠して、各実施例及び比較例の電線の低温巻き付け試験を行った。具体的には、電線の試験サンプル及び、その試験サンプルの外径の５倍の外径を有するマンドレルを－４０℃に４時間以上冷却した。その後、マンドレルに試験サンプルを巻き付け、巻き付けられた試験サンプルの絶縁被覆層を目視観察した。その際に導体の露出が認められなかったものについて、試験サンプルの導体と絶縁被覆層の外周面との間に１ｋＶの電圧を１分間印加する耐電圧試験を行った。目視観察で導体の露出が認められず、かつ耐電圧試験において絶縁破壊が起きないものを合格（○）とし、目視観察で導体の露出が認められたもの、又は耐電圧試験において絶縁破壊が起きたものを不合格（×）とした。評価結果を表１及び２に示す。
（耐バッテリー液性試験）
国際規格ＩＳＯ６７２２に準拠して、各実施例及び比較例の電線の耐バッテリー液性試験を行った。具体的には、電線の試験サンプルに、比重１．２６０±０．００５のバッテリー液（Ｈ２ＳＯ４溶液）を一滴ずつ、滴同士が互いに接触しないようにして、振りかけた。次いで、該試験サンプルを８時間、９０℃のオーブン中に保持した後、取り出して、再度、上記のようにしてバッテリー液滴を振りかけた後、１６時間、９０℃のオーブン中に保持した。これを１サイクルとして、計２サイクル繰り返した後、室温（２３℃±５℃）で３０分放置した。次いで、試験サンプルを所定のマンドレルに巻き付け、巻き付けられた試験サンプルの絶縁被覆層を目視観察した。導体の露出が認められなかったものについて、耐電圧試験を行い、導通断の無いものを合格（○）とした。導体の露出が認められたもの及び導通断があったものを不合格（×）とした。評価結果を表１及び２に示す。
（誘電特性）
各実施例及び比較例の樹脂組成物の誘電率を測定した。具体的には、まず、上記で得られた樹脂ペレットを熱プレスで長さ８０ｍｍ×幅３ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのシートに加工した。そのシートについて、株式会社エーイーティーにより提供されている誘電率測定装置を用い、空洞共振器法によって、室温（２３℃±５℃）下１０ＧＨｚの周波数にて誘電率を測定した。測定結果を表１及び２に示す。
Figure 0007244467000001
表１より、実施例１－１～１－１０の樹脂組成物は、５１～８５質量部のポリオレフィン系樹脂と、１５～４９質量部の柔軟樹脂とを含む。さらに、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂の合計１００質量部に対して、１０～８０質量部の臭素系難燃剤と、酸化チタン及び水酸化マグネシウムの少なくとも一方とを含有する。実施例１－１～１－１０のいずれも樹脂組成物の誘電率が２．５～３．５の範囲内であり、難燃性試験、耐摩耗性試験、低温巻き付け試験、及び耐バッテリー液性試験の結果は良好であった。
これに対し、表１より、比較例１－１は柔軟樹脂が１５質量部未満であるため、樹脂組成物の耐低温性に悪影響を及ぼし、低温巻き付け試験が不合格となった。また、比較例１－２は、臭素系難燃剤が１０質量部未満であるため、難燃性試験が不合格となった。さらに、比較例１－３は、ポリオレフィン系樹脂が５１質量部未満であり、柔軟樹脂が４９質量部を超えているため、耐摩耗性試験が不合格となった。
Figure 0007244467000002
表２より、実施例２－１～２－９の樹脂組成物は、５１～８５質量部のポリオレフィン系樹脂と、１５～４９質量部の柔軟樹脂とを含む。さらに、ポリオレフィン系樹脂及び柔軟樹脂の合計１００質量部に対して、１０～８０質量部の臭素系難燃剤と、酸化チタン及び水酸化マグネシウムの少なくとも一方とを含有する。実施例２－１～２－９のいずれも樹脂組成物の誘電率が２．５～３．５の範囲内であり、難燃性試験、低温巻き付け試験、及び耐バッテリー液性試験の結果は良好であった。
表２より、比較例２－１では臭素系難燃剤は含有していないものの水酸化マグネシウムが過剰であるため難燃性は確保できたが、耐バッテリー液性試験は不合格となった。比較例２－２及び２－４では、水酸化マグネシウムの含有量は４５質量部以下であるが、臭素系難燃剤を含有していないため難燃性試験が不合格となった。比較例２－３は、比較例２－２及び２－４の条件よりも、さらに水酸化マグネシウムが過剰であるため、難燃性試験だけでなく、耐バッテリー液性試験も不合格となった。比較例２－５はポリオレフィン系樹脂の含有量が８５質量部を超え、柔軟樹脂の含有量が１５質量部未満であるため、樹脂組成物の耐低温性に悪影響を及ぼし、低温巻き付け試験が不合格となった。
以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
１０ 電線
１１ 導体
１２ 絶縁被覆層
１００ 通信ケーブル
２００ ワイヤーハーネス

Claims (5)

  1. ５１～８５質量部のポリオレフィン系樹脂と、
    １５～４９質量部の柔軟樹脂と、
    前記ポリオレフィン系樹脂及び前記柔軟樹脂の合計１００質量部に対して、１０～８０質量部のハロゲン系難燃剤及び０質量部を超え６０質量部以下の酸化チタンと、
    金属水酸化物と、
    を含有し、
    前記柔軟樹脂は、アクリル系ゴム及び熱可塑性エラストマーの少なくとも一方である樹脂組成物。
  2. 前記金属水酸化物が水酸化マグネシウムであり、前記ハロゲン系難燃剤が臭素系難燃剤である、請求項１に記載の樹脂組成物。
  3. 前記ポリオレフィン系樹脂及び前記柔軟樹脂の合計１００質量部に対し、０質量部を超え４５質量部以下の前記金属水酸化物を含む、請求項１又は２に記載の樹脂組成物。
  4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の樹脂組成物からなる絶縁被覆層を有する電線が２本ツイストされ、
    前記電線を構成する導体は０．１３ｓｑの断面積を有し、前記導体を被覆する前記絶縁被覆層の厚さは０．１８～０．２２ｍｍであり、
    特性インピーダンスが９０～１１０Ωである、通信ケーブル。
  5. 請求項４に記載の通信ケーブルを備える、ワイヤーハーネス。
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