JP4651961B2 - 防水コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、ホットメルト接着剤やホットメルトシーリング剤などに利用されるホットメルト組成物を用いた防水コネクタに関する。

被覆電線を自動車用組電線（ワイヤハーネス）として使用する場合、コネクタハウジング内における電線と接続端子との接続部分の防水性を確保するため、コネクタハウジングの内部をホットメルト樹脂によって封止した防水コネクタが提案されている（特許文献１）。一般にコネクタは、ポリブチレンテレフタレート（以下、「ＰＢＴ」という）樹脂やポリアミド（以下、「ＰＡ」という）樹脂等からなるコネクタハウジングに、端子をかしめたポリ塩化ビニル（以下、「ＰＶＣ」という）を絶縁被覆とした自動車用電線（ＡＶ線）を挿入して使用する。上述した防水コネクタを実現するためには、ＰＢＴやＰＡと、ＰＶＣとの両方に良好な接着特性を示すホットメルト樹脂を使用する必要がある。このようなホットメルト樹脂として、従来は、ポリアミド系ホットメルト樹脂が提案されている（特許文献１）。

ところで、近年、環境対策が重要視され、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）に代わって鉛などの重金属を使用しない被覆、例えばポリオレフィン系のノンハロゲン材料を使用したいわゆるエコ電線の採用が進められている。しかしながら、ポリオレフィン系のノンハロゲン材料は、非極性ポリマーであり、一般に難接着物といわれているものであるので、通常利用されているポリアミド系ホットメルト接着剤によっては、良好に接着できないという問題がある。

一方、例えば、特許文献２には、ポリオレフィン材料に対する良好な接着性を有するホットメルト接着剤が記載されているが、このホットメルト接着剤は、ポリオレフィン材料に対する接着性が良好である代わりに、溶解性パラメーターが大きく離れたＰＢＴやＰＡに対して十分な接着性を有しないという問題がある。

特開２００２−９３５１５号公報、段落００２９、図３ 特開２００１−１３９９１１号公報

そこで、本発明は、ポリオレフィン系材料などの非極性ポリマーとＰＢＴやＰＡなどの極性ポリマーの両方を良好に接着することが可能なホットメルト接着剤などに利用されるホットメルト組成物をモールド樹脂として用いて防水性を向上させた防水コネクタを提供することを目的とする。

以上の目的を達成するため、本発明に係る防水コネクタは、芯線が、非極性ポリマーからなる絶縁被覆により覆われてなる複数の電線と、これら複数の電線と接続される複数の接続端子と、これら複数の接続端子を内部に収容する端子収容孔を有する極性ポリマーからなるコネクタハウジングと、前記コネクタハウジングの端子収容孔内への水分の浸入を防ぐと共に前記電線と前記接続端子との接続部分を前記コネクタハウジングの内部で封止するモールド樹脂とを備えた防水コネクタにおいて、前記モールド樹脂が、マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂、Ｃ９水添石油樹脂、アモルファスポリオレフィン及びスチレンエチレンプロピレンスチレンゴムを主成分とすることを特徴とする。

本発明に係る防水コネクタによれば、マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂、Ｃ９水添石油樹脂、アモルファスポリオレフィン及びスチレンエチレンプロピレンスチレンゴムを主成分とするホットメルト組成物をモールド樹脂として用いることにより、防水性を向上させることができる。

本発明において、マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂は、本発明に用いられるホットメルト組成に極性を持たせるものである。本発明に用いられるホットメルト組成物は、この樹脂を添加することによって、極性ポリマーであるとともに溶解性パラメーターがオレフィン系とは大きく離れているＰＢＴやＰＡとも良好に接着することが可能となる。すなわち、マレイン酸変性ポリオレフィンは、オレフィン系のノンハロゲン材料に対する接着性を維持しつつ、通常ポリオレフィン系ホットメルト組成物では接着が困難なＰＢＴやＰＡなどの極性ポリマーに対する接着性発現に大きく寄与するものである。また、Ｃ９水添石油樹脂は、その添加によりタック（初期粘着力）を発現させる機能があり、この機能により、ＰＢＴやＰＡなどの極性ポリマーに対する接着性向上にも大きく寄与することができる。さらに、Ｃ９水添石油樹脂は、マレイン酸変性ポリオレフィン等の材料に相溶してホットメルト組成物の溶融粘度を低下せしめ充填作業性を向上させ、かつ材料への濡れ性を発現させることができる。

本発明に用いられるホットメルト組成物において、Ｃ９水添石油樹脂及びアモルファスポリオレフィンは、オレフィン系のベース材料であり、その溶解性パラメーターがオレフィン系のノンハロゲン材料に近いため、これらの樹脂によりオレフィン系のノンハロゲン材料に対する接着性を向上させることができる。また、スチレンエチレンプロピレンスチレンゴムは、熱衝撃性等を向上させるものである。

本発明に用いられるホットメルト組成物において、前記マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂が５〜２５重量％、前記Ｃ９水添石油樹脂が１５〜５０重量％、前記アモルファスポリオレフィンが３０〜５５重量％、及びスチレンエチレンプロピレンスチレンゴムが１〜２０重量％であることが好ましく、特に前記マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂が１０〜２０重量％、前記Ｃ９水添石油樹脂が３５〜４０重量％、前記アモルファスポリオレフィンが３５〜５０重量％、及びスチレンエチレンプロピレンスチレンゴムが５〜１５重量％であることがより好ましい。

マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィン樹脂をマレイン酸又は無水マレイン酸によって変性処理されたものであり、この変性処理は、従来から知られている方法によって行なうことができる。例えば、単軸混練押出機または二軸混練押出機を用いて、ポリオレフィン樹脂にマレイン酸または無水マレイン酸を過酸化物とともに加えて混練し、グラフト反応を行なうことにより得ることができる。マレイン酸変性率は、マレイン酸基換算で１〜１０重量％であることが好ましい。本発明に用いられるホットメルト組成物に用いられるマレイン酸変性ポリレフィン樹脂としては、例えばマレイン酸変性ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリエチレンなどがある。

Ｃ９水添石油樹脂は、石油のＣ９留分であるスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、インデンを単独または２以上共重合して得られるＣ９石油樹脂に部分水素添加又は完全水素添加されたものであり、水素添加は、従来から知られている方法によって行なうことができる。水添の程度は、他の材料との相溶性、耐候性、耐熱性及び色調から完全水素添加のＣ９石油樹脂が好ましい。本発明に用いられるホットメルト組成物に用いられるＣ９水添石油樹脂としては、例えばイ−ストマンケミカル社製リガライトＲタイプ、荒川化学社製アルコンＰタイプ及びＭタイプなどがある。

アモルファスポリオレフィンは、プロピレン単独あるいはプロピレンと他のオレフィンを共重合した非晶性のオレフィン系ポリマーであり、これらの分子量は、１０００〜１０００００程度のものが適当である。本発明に用いられるホットメルト組成物に用いられるアモルファスポリオレフィンとしては、例えばチッソ社製ビスタック、三洋化成社製ビスコール、デグサ社製ベストプラストなどのアモルファスポリプロピレンがある。

本発明に用いられるホットメルト組成物は、これらマレイン酸変性オレフィン樹脂、Ｃ９水添石油樹脂、アモルファスポリオレフィン及びスチレンエチレンプロピレンスチレンゴムを混合することにより得ることができ、混合装置としては、バンバリーミキサー、ニーダー、押出機などが用いられる。

次に、本発明に用いられるホットメルト組成物の実施例について説明する。先ず、表１に示す樹脂１乃至５を２軸ニーダーを用いて２００℃で溶融混練することによって実施例１乃至５に係るホットメルト組成物を得た。なお、実施例及び比較例においてホットメルト組成物の溶融粘度は、ＪＩＳＫ ６８６２に基づいてブルックフィ−ルド形粘度計を用いて１８０℃で測定し、軟化点は、ＪＩＳ Ｋ６８６３に基づいて測定した。

樹脂１：マレイン酸変性ポリプロピレン（ユニロイヤルケミカ社製、ポリボンド３２００）
樹脂２：マレイン酸変性ポリエチレン（日本製紙ケミカル社製、アウロ−レン１５０Ｓ）
樹脂３：Ｃ９水添石油樹脂（荒川化学工業社製、アルコンＰ−１４０）
樹脂４：アモルファスポリプロピレン（デグサ社製、ベストプラスト８２８）
樹脂５：スチレンエチレンプロピレンスチレンゴム （クラレ社製、セプトン
２００２）

次に、樹脂モールド部にこれら実施例１乃至５に係るホットメルト組成物を用いて図１及び図２に示す防水コネクタ１を形成した。なお、図１は外観斜視図、図２は図１のＡ−Ａ’断面図である。
この防水コネクタ１は、内部に独立した複数の端子収容室２を形成してなるコネクタハウジング３と、このコネクタハウジング３の端子収容室２内に夫々収容され、複数の電線４の各先端部に固定された複数の接続端子５と、端子収容室２の内部を封止するための実施例１乃至５に係るホットメルト組成物を用いたモールド樹脂６とにより構成されている。

コネクタハウジング３の基端側には、端子収容室２に連通する端子挿入口７が形成され、接続端子５は、この端子挿入口７から端子収容室２に挿入される。端子収容室２の先端側には、その開口が先端側になるに従って徐々に狭まる端子突出口８が設けられ、接続端子５の先端は、この端子突出口８を介して端子収容室２から突出する。また、端子収容室２の内部には、その内周壁から斜め前方へランス９が突設されている。このランス９は、接続端子５の後方への抜けを防止する。コネクタハウジング３の先端側には、図示しない相手方コネクタと嵌合されると共に接続端子５の先端を取り囲む嵌合周壁１０が突設されている。モールド樹脂６を端子収容室２に充填する際には、端子突出口８からのモールド樹脂６のはみ出しを防止するため、嵌合周壁１０の内側に接続端子５の先端部と嵌合する孔が形成された治具を挿入して端子突出口８を開口側から押さえ、端子挿入口７側からモールド樹脂６を充填することにより製造することができる。

ここで、電線４の絶縁被覆は、ポリエチレンなど非極性ポリマーから構成され、コネクタハウジング３は、ＰＢＴなど極性ポリマーの樹脂成型部材から構成されている。実際に、実施例１乃至５に係るホットメルト組成物を用いたモールド樹脂６によって、電線４とコネクタハウジング３とを接着したところ、これらの材料を相互に良好に接着することができた。

実験例１
次に、非極性ポリマーであるポリエチレン相互に対する実施例１乃至５に係るホットメルト組成物の接着性を検証するために、剥離試験をＪＩＳＫ ６８５４（Ｔ型試験：剥離片はたわみ性材料同士）に基づいて行なった。剥離試験１は、初期状態で行なったものであり、剥離試験２は、１２０℃雰囲気下で２４時間放置後、常温状態で行なったものであり、剥離試験３は、−４０℃雰囲気下で２４時間放置後の状態で行なったものであり、剥離試験４は、水中で沸騰１時間後の状態で行なったものである。これらの結果を表２に示す。

次に、比較例１として、ポリエステル系ホットメルト組成物、比較例２としてポリアミド系ホットメルト組成物（ＴＲＬ社製、テルメルト８６５）、比較例３としてポリオレフィン系ホットメルト組成物（商品名マクロメルト Q5353、ヘンケル社製）、及び比較例４としてポリアミド系ホットメルト組成物（旭化学合成製、ＲＮ−２５４）を用意し、これらについても実施例１乃至５に係るホットメルト組成物と同様に剥離試験を行なった。その結果を表３に示す。

表２及び３から明らかなように、実施例１乃至５に係るホットメルト組成物の方が、比較例１乃至４に係るホットメルト組成物よりも非極性ポリマー相互に対する接着性が優れていることが分かる。

実験例２
次に、極性ポリマーであるＰＢＴ相互に対する実施例１乃至５に係るホットメルト組成物の接着性を検証するために、実験例１と同様に剥離試験をＪＩＳＫ ６８５４によって行なった。その結果を表４に示す。

次に、実験例１で用いた比較例１乃至３に係るホットメルト組成物を用いても同様に２つのＰＢＴの相互に対する接着性の試験を行なった。その結果を表５に示す。

表２乃至表５から明らかなことは、比較例１，２は、極性ポリマーであるＰＢＴ相互に対する接着性については比較的良好な接着性を示したものの、非極性ポリマー相互の接着性に劣り、比較例３は、非極性ポリマー相互の接着性については比較的良好な接着性を示したものの、極性ポリマー相互の接着性は著しく劣っているという点である。また、比較例４については、非極性ポリマー相互の接着性に劣るものであった。これに対し、実施例１乃至５に係るホットメルト組成物は、比較例１乃至４に係るホットメルト組成物と比較して、極性ポリマー相互、及び非極性ポリマー相互の接着性が何れも遜色なく良好であった。

実験例３
次に、実施例１乃至５並びに比較例１乃至４に係るホットメルト組成物について、防水性試験を行なった。防水性試験は、図３に示すようにコネクタハウジング３の底面から接続端子５まで孔１１を空けた防水コネクタ１を水に浸漬し、その孔１１にエアーを送り、モールド樹脂６とコネクタハウジング３の間からエアーリーク（あぶく）が生じたときの空気圧を測定することによって行なった。その結果を表６に示す。

表６から明らかなように実施例１乃至５に係るホットメルト組成物の方が比較例１乃至４に係るホットメルト組成物に比し防水性に優れていることが分かる。

実験例４
次に、実施例１乃至５並びに比較例１乃至４に係るホットメルト組成物について、塩水耐圧リーク試験（防水限界試験）を行なった。塩水耐圧リーク試験は、図４に示すように、コネクタハウジング２１に保持された圧接端子２２をケーブル２３の一端に装着し、圧接部をホットメルト組成物からなるモールド樹脂２４でモールドすると共に、これをケーブル２３の他端に接続された金属電極２５と一緒に試験槽２７内の塩化ナトリム水溶液２６に浸漬して行う。この状態で、圧接端子２２と金属端子２５との間に標準抵抗２９を介して直流電源３０により直流電圧を印加して、標準抵抗２９の両端の電圧を電圧計３１で監視し、所定値以上のリーク電流が観測されるまでの時間を測定する。なお、試験は、恒温槽２８の内部の温度サイクル環境下にて行なった。その結果を表７に示す。

表７から明らかなように実施例１乃至５に係るホットメルト組成物の方が比較例１乃至４に係るホットメルト組成物に比し防水限界、すなわち防水耐久性に優れていることが分かる。

この発明の一実施形態に係る防水コネクタの分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ’断面図である。 実験例３に用いた防水コネクタの図２に対応する図である。 実験例４に用いた塩水耐圧リーク試験装置の概略構成図である。

１…防水コネクタ、２…端子収容室、３…コネクタハウジング、４…電線、５…接続端子、６…モールド樹脂。

Claims (4)

1. 芯線が、非極性ポリマーからなる絶縁被覆により覆われてなる複数の電線と、
   これら複数の電線と接続される複数の接続端子と、
   これら複数の接続端子を内部に収容する端子収容孔を有する極性ポリマーからなるコネクタハウジングと、
   前記コネクタハウジングの端子収容孔内への水分の浸入を防ぐと共に前記電線と前記接続端子との接続部分を前記コネクタハウジングの内部で封止するモールド樹脂と
   を備えた防水コネクタにおいて、
   前記モールド樹脂は、マレイン酸変性オレフィン樹脂、Ｃ９水添石油樹脂、アモルファスポリオレフィン及びスチレンエチレンプロピレンスチレンゴムを主成分とすることを特徴とする防水コネクタ。
2. 前記接続端子は、相手方接続端子と嵌合される嵌合接続部と、この嵌合接続部の基端側に形成され前記電線と接続される電線接続部とを有し、
   前記モールド樹脂は、前記電線接続部を封止するものであることを特徴とする請求項１記載の防水コネクタ。
3. 前記モールド樹脂は、前記マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂が５〜２５重量％、前記Ｃ９水添石油樹脂が１５〜５０重量％、前記アモルファスポリオレフィンが３０〜５５重量％、及びスチレンエチレンプロピレンスチレンゴムが１〜２０重量％であることを特徴とする請求項１又は２記載の防水コネクタ。
4. 前記モールド樹脂は、前記マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂が１０〜２０重量％、前記Ｃ９水添石油樹脂が３５〜４０重量％、前記アモルファスポリオレフィンが３５〜５０重量％、及びスチレンエチレンプロピレンスチレンゴムが５〜１５重量％であることを特徴とする請求項１又は２記載の防水コネクタ。