WO2011081132A1

WO2011081132A1 - ワイヤハーネスの結束、緩衝用粘着シート

Info

Publication number: WO2011081132A1
Application number: PCT/JP2010/073533
Authority: WO
Inventors: 忠雄牛飼; 達志峰
Original assignee: 積水ポリマテック株式会社; 積水化学工業株式会社; 住友電装株式会社; 株式会社山中商会
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2011-07-07
Also published as: JP2012227977A

Abstract

【課題】　架橋発泡ポリエチレンエンボスシートを、発泡ポリウレタンシートの問題点である耐水性を改善し、かつ引張り強度や圧縮強度に優れ、落下衝撃に対する緩衝作用に優れ、かつ雰囲気温度が上昇することがあってもこれに耐えるワイヤハーネス用結束粘着シートを提供する。【解決手段】　複数の電線群の外周に巻きつけて結束するワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シートであって、架橋発泡ポリエチレンをシート基材とし、エンボス加工が設けられていることを特徴とするワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シート。

Description

ワイヤハーネスの結束、緩衝用粘着シート

　本発明は、ワイヤハーネス特に自動車用のワイヤハーネスの結束、緩衝用粘着シートに関する。

　自動車の車体に沿って配索されるワイヤハーネスは、従来主として用いられている材料としては発泡ポリウレタン樹脂が知られている。このものは連続気泡であるために、耐水性がなく、また、ワイヤハーネスと他の部材との摩擦音、緩衝音が大きいという問題がある。特開２００８-１２７０２２号公報は第一樹脂層にポリエチレン、ポリウレタンなどの発泡してない樹脂層を設け、第二樹脂層に発泡ウレタン（ソフトウレタンテープといわれている）を設けており、その代表的な構造として直接電線をテープで一体にするものもあるが、二層構成でコスト高である。特開２００８-１２０４１５号公報にはポリエチレン、ナイロンなどのテープにエンボス加工したものが記載されているが、周囲温度や、過電流による温度上昇に対する配慮はなされていない。特開２００２-７８１６８テープ本体に粘着面を設け、反対面に多数の凹凸を設けているが、使用材料はポリ塩化ビニルやポリエチレンで、前者の塩化ビニルは燃焼時に塩素を発生することで、良好な環境保持上好ましいものではなく、後者のポリエチレンは雰囲気温度で軟化したり、ワイヤに過電流が流れたときに、本来持っている性能を発揮できない。特許第３０８７６２３号公報に記載の発明は基材の片面に多数の突起を隙間を空けて突設しているが、隙間が放熱、断熱効果を奏し、緩衝音の低減作用を奏するとの記述はあるが、材料の樹脂には塩化ビニルやウレタン樹脂を想定させる記述があるだけでポリエチレンについての記述は全くない。

特開２００８-１２７０２２号公報特開２００８-１２０４１５号公報特開２００２-７８１６８号公報特許第３０８７６２３号公報

　従来技術には種々のものがあるが、もっとも多く用いられている発泡ポリウレタンは連続気泡を有するもので、衝撃吸収性はよいが、連続多孔性であるために、結露水などの水を吸収しやすいことや、厚みが大きく、引張り強さが小さく、摩擦による緩衝音の抑制向上も要望されるところである。
　また、ポリエチレンなどの耐水性に優れたテープでは、引張り強さなどの機械的強度にも優れているが、緩衝作用に乏しい。また、架橋されていないポリエチレンを発泡させたものは独立気泡であり、引張り強さ、緩衝性、摩擦時の緩衝音の抑制効果には優れているが、雰囲気、環境が、エンジンであることから、万一異常高温あるいは、電線の過電流による温度上昇により、軟化して、本来持っている諸特性を損なうという問題点がある。

課題を解決する手段

　本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、電線に対して取り付け作業性の良いテープ材を改良したもので、通常用いられている低密度ポリエチレンやこれを発泡（独立気泡）させたテープに留まらず、架橋することで従来の発泡ポリエチレンテープの耐熱性が低い点を改良し、しかも引張り強度、圧縮強度に優れ、摩擦音の発生も少なくしたワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シートを提供するものである。

　より詳細には、本発明は、一本の電線又は複数の電線群の外周に巻きつけあるいはこれらが当たる部分の内装材面、外板面に貼り付けて、結束し、緩衝用に使用されるワイヤハーネス結束、緩衝用シートであって、架橋発泡ポリエチレンをシート基材とし、エンボス加工が設けられていることを特徴とするワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シートである（請求項１）。

　更に、エンボス加工した凹凸模様の加工面の表面が外面で、裏面が背面であるシートの裏面に粘着剤層を設けて電線束に密着させて固定できるようにされているので、シート材と電線との間に隙間が発生しない（請求項２）。
　エンボス加工は素材が発泡していることに加えて凸部がバリやエッジと接触して電線への接触を緩和する緩衝材として電線保護機能を具備しているが、エンボス形状は、円、長円の微細な結合模様で形成されていることで、粘着シートとしての性能を保持しながら、微細凹凸によりその好ましい機能を発揮するものである（請求項３）。

　すなわち、独立気泡の発泡体の緩衝性とエンボス加工の緩衝性とで、好ましい引張り強度等を維持しながら、防音性も備えたもので、配索性にも優れたものを提供する。
　なお、本発明においてシートにはテープ及び幅や長さなど形状がテープとは云い難いものを含めているものとしている。
また、架橋発泡ポリエチレンシートの製造は、通常ポリエチレンシートを発泡剤の分解温度に加熱して発泡させて、微細な独立気泡の発泡ポリエチレンシートを製造する。

　この際化学架橋させる場合は、過酸化物やシラン架橋剤を配合しておけばよいが、電子線照射の場合は、過酸化物などを配合しなくても架橋できる。シートの製造は押し出し方法でも、バッチ方式でも良い。

　本発明によれば、シート基材に耐水性があるので、結露などの水の影響は全く受けない。また、引張り強度、圧縮強度に優れ、ワイヤハーネスに使用した場合、緩衝音が極めて小さくしかもコストが低廉で、例えば広幅のシートを作製しておき、使用頻度を考慮した数種の幅のシートに切断して用意しておくことで、材料に無駄がなく、管理することができる。

　なお塩化ビニルや発泡ポリウレタンは燃焼したときに、有害なガスを発生するので、自動車の事故による火災は勿論、廃棄物処理の点からも、他の材料の出現が待望されるところである。
　なお、ポリエチレンに代えてＥＰＤＭを用いることは材料がコスト高になり、好ましくない。

本発明のワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シートの一例を示す表面図。本発明のワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シートの部分表面図。本発明のワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シートの一例を示す断面図。本発明のワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シートすなわち、架橋発泡ポリエチレンエンボス加工シート（架橋ＰＥ２ｔ）と発泡ポリウレタン（ウレタン４ｔ）、及びコルゲート管の場合の落下衝撃音、摩擦音の評価方法の説明図が示されている。

本発明のワイヤハーネス結束、緩衝用テープすなわち、架橋発泡ポリエチレンエンボス加工シート（架橋ＰＥ２ｔ）と発泡ポリウレタン（ウレタン４ｔ）、及びコルゲート管の場合の落下衝撃音、摩擦音のグラフで、横軸に周波数Ｈｚ、縦軸に音階強度ｄＢが示されている。

　以下本発明の形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、架橋発泡ポリエチレン１１において、エンボス加工されたものの表面図が示されている。
　図２は、図１の部分拡大図で、凹部１２、凸部１３を構成するように、エンボス加工された状態を示し、図では幅方向に、同一形状の凹部１２と同一形状の凸部１３とが、幅方向に連続し、縦方向（長さ方向）に交互に存在するようにエンボス加工され一定の模様を形成している。

　例えば図２において、隣接する長円状の凹部の中心間の距離は２．３ｍｍ、長円の短径は０．３ｍｍ、また、凸部の中心の円状の凹部の径は１．２ｍｍで、凹部の深さはいずれも０．６ｍｍ～０．７ｍｍのエンボス加工された模様のものを形成できるが、エンボス模様はこれに限られるものではない。
　図３は本発明のワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シートの断面図の一例で、凹部１２と凸部１３が形成された架橋発泡ポリエチレンシートからなり、裏面には粘着剤塗布層１４及びその表面の離形シート１５が示されている。

　上記架橋発泡とエンボス加工は、衝撃を吸収する作用を発揮する。
　本発明の粘着シートはエンボス加工面を表面側に、粘着剤付与面を内面にして巻きつけて使用される。
　本発明において用いられる、架橋発泡ポリエチレンシートには、例えば積水化学工業社製の商品名ソフトロンが用いられる。また、粘着剤には、例えば東洋インキ製造株式会社製の二液硬化型アクリル系粘着剤が用いられる。

　なお、本発明の実施に当たっては、幅広のシート材料を２５ｍｍ幅、４０ｍｍ幅、７５ｍｍ幅、１５０ｍｍ幅にカットして、２０ｍ巻、３０ｍ巻のものとすれば、実用的に有利に使用である。
　本発明によるワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シートを、ワイヤハーネスに使用する場合は、離形シート１５を剥離し、粘着層を物品側にして巻きつければよい。また、一本の電線又はハーネスがあたる部分の内装材、外板面にも貼ることができる。

　ここに用いられるポリエチレン基材には積水化学工業株式会社製ソフトロンＳ#３００２が好ましく用いられる。
　そして、架橋発泡ポリエチレンシートの気泡は、アスペクト比（ＭＤの平均気泡径／ＣＤの平均気泡径）が０．２５～１で、発泡シートの柔軟性、好ましい引張り強度が維持されるとされている。

　架橋度は、シートから約１００ｍｇの試験片を採取し、試験片の重量Ａｍｇ、試験片を１２０℃のキシレンに浸漬２４時間後２００メッシュの金網でろ過し、不溶解部分を真空乾燥して得られた重量Ｂｍｇとしたとき、架橋度＝１００×（Ｂ／Ａ）で算出される。
架橋度は１０～４０重量％程度のものが好ましい。
　粘着剤としては、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、２－エチルへキシルアクリレート、メチルメタアクリレートの共重合体を主鎖とし、官能基成分もアクリル系とした粘着剤が用いられる。本発明における代表例は、東洋インキ株式会社製２液硬化型アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。

　剥離シートは公知のケイ素樹脂やフッ素樹脂がコートされた紙などが用いられる。
　また、本発明による架橋発泡ポリエチレンシートと、未架橋発泡ポリエチレンシートとを比較すると、前者が使用温度１０℃程度高温にたえるので、エンジンの温度上昇の環境
下で好ましいものである。
　本発明のワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シート材を用いると、粘着剤面で複数の電線群を結束させることができると共にシート自身の微細発泡とエンボス加工の凹凸により、車両のバリや、エッジの干渉から電線を保護して磨耗を防ぐことができる。また、シートの表面側に形成されたエンボス空間の緩衝機能により、他部材と接触による緩衝音を低減することができる。

　更にシートが独立気泡であるために、結露による影響をうけずに、基材が架橋されていることにより、耐熱性が向上し、単なる架橋しないポリエチレンよりも、雰囲気温度の上昇や電線の過電流による影響を防止できる。
　本発明の効果を確認するため、以下に示す実施例及び比較例について比較試験を行なった。

　本発明に用いられた架橋発泡ポリエチレンの原反、エンボス加工した本発明品テープ、ウレタン発泡体テープの引張り強さ、伸び、圧縮強さ、曲げ剛性を測定した結果を、表1に示す。
　ただし、引張り強さ、伸びはＪＩＳＫ－６７６７により、粘着力はＪＩＳ-Ｚ-０２３７により測定した。本発明品は、発泡ポリウレタンＨテープより引張り強度及び圧縮強さに優れていることがわかる。

　また架橋発泡ポリエチレンと、無架橋発泡ポリエチレンの特性比較を表２に示す。これによれば、伸び及び引裂き強度並びに最高使用温度及び外観が架橋したものの方が優れていることがわかる。
　また、本発明による架橋発泡ポリエチレンシートと、無架橋発泡ポリエチレンシートとを比較すると、前者が使用温度１０℃程度高温に耐えるので、エンジンの温度上昇の環境下で好ましいものである。引張り強さ、伸び、引裂き強さは架橋したものの方が好ましく、最高使用温度も優れ、外観も良いことが表２から理解できる。

　本発明品と比較例との消音評価をしたが、以下の図４のＳＵＳ板、ＰＰ板、ＳＳ板について測定したグラフに示すように、本発明によるもの（発泡ＰＥ２ｔと記載）が発泡ポリウレタンに対し極めて優れていることが理解される。
　消音効果を測定するため、以下の基準でこすれ音を測定した。
　落下衝撃音及び摩擦音を評価した。

　試料は以下の３種類である。
　１）φ１５電線束（電線１４本の束）をコルゲート管に入れたもの。
　２）上記１)の外に、発泡ウレタンシート(４ｔ)を一重巻いたもの。
　３）上記１)の外に、架橋ＰＥシート(２ｔ)を一重巻いたもの。
試験装置
　試験片・・・・ＳＵＳ製、ＰＰ樹脂製、ＰＥ樹脂製２ｍｍ厚
図４の試験方法による
　図４において、試験片に記載されたウレタンテープは発泡ポリウレタンシート、発泡ＰＥエンボスは発泡架橋ポリエチレンエンボスシートを指す。

　図４の落下衝撃音の評価方法すなわち、１に記載の試験片を用いて、図4の２の落下衝撃音評価方法及び図４の３の摩擦音評価方法で評価した。
　その結果は、図５に示すとおりであり、本発明による発泡架橋ポリエチレンエンボスシートが優れていることがわかる。
　因みに、試験試料は緩衝材なし（コルゲート）・・発泡ウレタンシート（発泡体）４ｔ（すし巻き）及び発泡ＰＥエンボス（いずれも２００mm長、ｔは厚さmm）を表す。

　測音機・・・リオンＮＡ－２７型を用いた。
　試験板を水平な台の上に置き、試験用テープと試験版の接触部から１０ｍｍ離れた位置で、測音できるように測音機を設置した。
　なお、摩擦音の試験方法は、試験片を手動で、1回、約３０ｍｍ引張り、その際に試験用テープと試験板が摩擦することにより発生する音を測定した。

　測定結果は、試験試料・試験板ごとに、縦軸に音圧（ｄＢ）横軸に周波数（Ｈｚ）をとり、グラフとした。
　これによれば、ＳＵＳ板、ＰＰ板、ＰＥ板のそれぞれについて、本発明品は、厚さ２ｍｍで発泡ウレタン４ｍｍと同等の緩衝性能を持ち、擦れ音は、他のものより２０～３０ｄＢ低いものが得られた。

　その結果は図５に示すとおりである。
　なお発泡ポリウレタンは燃焼したときに、有害なガスを発生するので、自動車の事故による火災は勿論、廃棄物処理の点からも、他の材料の出現が待望されるところであったが、本発明はこれを解決したものである。
　また、使用されるワイヤハーネスを、衝撃や摩擦から守り、十分保護することはできない。

　なお、ポリエチレンに代えてＥＰＤＭを用いることはコスト高になり、好ましくない。
　上記において示された本発明のワイヤハーネス結束、緩衝用シートは、必要に応じて、使用しやすいようにカットしたテープ巻きとして準備することができる。
　好ましいシートは、架橋度が５～１６０重量％で、気泡のアスペクト比（ＭＤの平均気泡径/ＣＤの平均気泡径）は０．２５～１である。

　本発明の架橋発泡ポリエチレンシートは、発泡してないポリエチレンシートに比べて、自動車に配索された保護効果が、ウレタン発泡体よりこすれ音低減の効果が大きい。しかし、この発泡ポリエチレンシートに一様に微細な凹凸模様を付与したものを用いた場合は、模様を利用して切れやすくなり、種々のサイズや形状に対応しやすいので、低コストで、保護効果が得られる。また、前記模様の効果として該発泡ポリエチレンシートを曲げても皺を発生しにくいので、好ましい保護構造が得られる利点がある。

　本発明のワイヤハーネス用の架橋発泡ポリエチレンシートは、従来のこの種テープと同様に、ワイヤハーネスに巻きつけて使用される。
　使用に当たっては電線に直接巻きつけるほか、コネクタの周囲にも巻きつけて使用できる。コルゲート管を用いる場合は、その周囲にも巻きつけて使用可能である。
　また、一様に微細な凹凸模様を付与した本発明の架橋発泡ポリエチレンシートは、図１に示すように、凹部と凸部とで微細な模様を形成しているので、シートのどの部分でも同様に使用でき、厚さも模様が細かいほど一定になる。又、シートであるから、一重巻き、多重巻きいずれの要求にも対応できる。

　また、本発明の架橋発泡ポリエチレンシートは、従来用いられている発泡ポリウレタンシートより引張り強度、圧縮強度が表１に示すように優れており、また、本発明における架橋発泡ポリエチレンシートと、架橋してない発泡ポリエチレンシート及びコルゲートとを比較すると表１に示すように、引裂強度は強くなり、最高使用温度が１０℃位高くなるので、周囲温度の上昇に耐え、エンボス加工したシートの外観を考察すると、無架橋品は、気泡が大きく、粗大な凹凸があるのに対して、本発明によるものは、気泡が小さく平滑な表面を有し、被巻き付部、重ね巻き部などにおいて空隙の発生するおそれが少ない、などの効果を奏することができる。

　また、本発明で用いられる架橋発泡ポリエチレンシートは劣化しがたいなどの特徴がある。

産業上の利用の可能性

　本発明は、自動車工業、航空機工業に広く用いうるものである。

１１　架橋発泡ポリエチレン
１２　凹部
１３　凸部
１４　粘着剤層
１５　離形シート

Claims

　複数の電線群の外周に巻きつけて結束するワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シートであって、架橋発泡ポリエチレンを基材とし、エンボス加工が設けられていることを特徴とするワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シート。
　一本の電線又は複数の電線群の外周に巻きつけあるいはこれらが当たる部分の内装材面、外板面に貼り付けて、結束し、緩衝用に使用されるワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シートであって、エンボス加工した凹凸模様の加工面の表面が外面で、裏面が背面であるシートの裏面に粘着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シート。
　エンボス加工が円、長円の結合模様で形成されていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のワイヤハーネス結束、緩衝用粘着シート。