JP6658295B2 - 止水用シリコーンゴム組成物、止水用シリコーンゴム成形体およびワイヤーハーネス - Google Patents

Description

本発明は、止水用シリコーンゴム組成物、止水用シリコーンゴム成形体およびワイヤーハーネスに関し、さらに詳しくは、ワイヤーハーネスの止水部に用いられる止水用シリコーンゴム組成物、止水用シリコーンゴム成形体およびワイヤーハーネスに関するものである。

自動車用ワイヤーハーネスの中で、車外、特にエンジンルームに使用されるワイヤーハーネスは、雨水などの水に接することがある。このため、この種のワイヤーハーネスでは、電線端末や電線間、ハウジング内などにおいて止水処理が施されることがある。

特開２００３−３０８７４２号公報 特開２０１２−１６４６０２号公報

ワイヤーハーネスには、配策時などに屈曲や曲げが発生することがある。止水部に屈曲や曲げの力がかかると、止水部から止水剤が剥がれたりして止水性能が低下するおそれがある。

本発明の解決しようとする課題は、屈曲や曲げが発生しても止水性能を維持できる止水用シリコーンゴム組成物、止水用シリコーンゴム成形体およびワイヤーハーネスを提供することにある。

上記課題を解決するため本発明に係る止水用シリコーンゴム組成物は、ワイヤーハーネスの止水部に用いられる止水用シリコーンゴム組成物であって、熱硬化性シリコーンゴムを含み、硬化後のショアＡ硬度が２５以下、硬化後の破断強度が５．０ＭＰａ以上であることを要旨とするものである。

前記熱硬化性シリコーンゴムとともにビニル基含有化合物を含むことが好ましい。前記ビニル基含有化合物は、単官能のビニル基含有化合物であることが好ましい。前記ビニル基含有化合物のビニル基（ａ）と前記熱硬化性シリコーンゴムにおけるヒドロシリル基（ｂ）のモル比（ａ：ｂ）は、１０：１〜０．２：１であることが好ましい。

そして、本発明に係る止水用シリコーンゴム成形体は、上記の止水用シリコーンゴム組成物の硬化物からなることを要旨とするものである。

また、本発明に係るワイヤーハーネスは、上記の止水用シリコーンゴム成形体がワイヤーハーネスの止水部に配置されていることを要旨とするものである。

本発明に係る止水用シリコーンゴム組成物によれば、熱硬化性シリコーンゴムを含み、硬化後のショアＡ硬度が２５以下、硬化後の破断強度が５．０ＭＰａ以上であることから、ワイヤーハーネスの止水部に用いたときに、屈曲や曲げが発生しても止水性能を維持できる。また、本発明に係る止水用シリコーンゴム成形体およびこれを用いた本発明に係るワイヤーハーネスによれば、屈曲や曲げが発生しても止水性能を維持できる。

本発明の一実施形態に係るワイヤーハーネスの断面図であり、電線端末に止水処理を施したものである。 本発明の一実施形態に係るワイヤーハーネスの断面図であり、電線間に止水処理を施したものである。 本発明の一実施形態に係るワイヤーハーネスの断面図であり、ハウジング内に止水処理を施したものである。 止水性の評価方法の説明図である。

次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。

本発明に係る止水用シリコーンゴム組成物（以下、本組成物ということがある）は、ワイヤーハーネスの止水部に用いられる止水用シリコーンゴム組成物であって、熱硬化性シリコーンゴムを含み、硬化後のショアＡ硬度が２５以下、硬化後の破断強度が５．０ＭＰａ以上である。

熱硬化性シリコーンゴムは、付加反応型（付加硬化型）のシリコーンゴムであり、主成分としてのアルケニル基含有オルガノポリシロキサンと硬化剤としてのヒドロシリル基含有オルガノポリシロキサンとを含む。また、架橋触媒としての白金触媒を含む。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基などが挙げられる。オルガノポリシロキサンは、ポリシロキサン鎖（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−）を主鎖とし、Ｓｉ上に有機基を有するものである。オルガノポリシロキサンの有機基としては、メチル基、エチル基、フェニル基などが挙げられる。

本組成物は、硬化後のショアＡ硬度が２５以下であることにより、柔軟性に優れ、ワイヤーハーネスの止水部に用いたときに屈曲や曲げが発生しても止水部に亀裂や隙間などの欠陥が生じるのを抑えることができる。これにより、止水性能を維持することができる。ショアＡ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定される。硬化後のショアＡ硬度は、より好ましくは２３以下、さらに好ましくは２０以下である。また、硬化後のショアＡ硬度は、強度を確保するなどの観点から、１５以上が好ましい。より好ましくは１８以上である。適度な強度が確保されることで、ワイヤーハーネスの止水部に用いたときに屈曲や曲げが発生しても止水部に亀裂や隙間などの欠陥が生じるのを抑えることができる。

また、本組成物は、硬化後の破断強度が５．０ＭＰａ以上であることにより、ワイヤーハーネスの止水部に用いたときに屈曲や曲げが発生しても止水部に亀裂や隙間などの欠陥が生じるのを抑えることができる。破断強度は、ＪＩＳ Ｋ６２５２に準拠して測定される。硬化後の破断強度は、好ましくは５．３ＭＰａ以上、より好ましくは７．０ＭＰａ以上、さらに好ましくは７．５ＭＰａ以上である。また、硬化後の破断強度は、１０．５ＭＰａ以下が好ましい。硬化後の破断強度が１０．５ＭＰａ以下であると、柔軟性を確保しやすい。硬化後の破断強度は、より好ましくは１０．１ＭＰａ以下、さらに好ましくは９．５ＭＰａ以下である。

本組成物において、硬化後のショアＡ硬度や硬化後の破断強度は熱硬化性シリコーンゴムの組成等に影響されるが、主成分と硬化剤の配合比の調整だけでは硬化後のショアＡ硬度を上記範囲まで低くすることは難しい。本発明では、例えばシリコーンゴムの架橋点を減ずる方法にて、硬化後のショアＡ硬度を通常の熱硬化性シリコーンゴムのものよりも低くしている。また、これに伴い、硬化後の破断強度も低くしている。架橋点を減ずる方法としては、熱硬化性シリコーンゴムとともにビニル基含有化合物を配合することなどが挙げられる。ここでいうビニル基含有化合物は、熱硬化性シリコーンゴムに添加するものであり、熱硬化性シリコーンゴムに含まれるビニル基含有オルガノポリシロキサンは除く。

ビニル基含有化合物は、特に限定されるものではないが、架橋点を減らしやすいなどの観点から、多官能のものよりも単官能のものがより好ましい。多官能のものとは、１分子中にビニル基を複数有する化合物であり、単官能のものとは、１分子中にビニル基を１つ有する化合物である。ビニル基含有化合物としては、１−アルケン（末端に二重結合を持つアルケン）などが挙げられる。

ビニル基含有化合物の含有量は、ビニル基のモル数を基準に設定することが好ましい。ビニル基含有化合物のビニル基（ａ）と熱硬化性シリコーンゴムにおけるヒドロシリル基（ｂ）のモル比（ａ：ｂ）としては、１０：１〜０．２：１であることが好ましい。より好ましくは３：１〜０．２：１である。ビニル基（ａ）を相対的に多くすると、架橋点を減ずる効果が向上し、柔軟性が向上する。ビニル基（ｂ）を相対的に少なくすると、架橋点を確保して、強度を向上する。

本組成物は、柔軟性の観点から、硬化後の物性として、破断伸びが６５０％以上であることが好ましい。より好ましくは７００％以上である。また、架橋密度が４．０×１０^−４ｍｏｌ／ｃｃ以下であることが好ましい。また、強度の観点から、硬化後の物性として、破断伸びが９００％以下であることが好ましい。また、架橋密度が２．５×１０^−４ｍｏｌ／ｃｃ以上であることが好ましい。破断伸びは、ＪＩＳ Ｋ６２５２に準拠して測定される。架橋密度は、動的粘弾性の測定結果から算出することができる。本組成物は、所望の位置への塗布しやすさ、柔軟性の得られやすさなどから、室温において液状であることが好ましい。

本組成物を用いて得られる、本発明に係る止水用シリコーンゴム成形体（以下、本成形体ということがある）は、本組成物の硬化物からなる。本成形体は、ワイヤーハーネスの止水部に用いられる成形体であり、本組成物をワイヤーハーネスの止水部に配置後、硬化して得られた成形体であってもよいし、予め所定の形状に成形した後、ワイヤーハーネスの止水部に配置する成形体であってもよい。後者の成形体としては、予め円筒状に成形されたゴム栓などが挙げられる。

本組成物、本成形体を用い、ワイヤーハーネスの止水部に止水処理を行う。本発明に係るワイヤーハーネスは、本成形体がワイヤーハーネスの止水部に配置されているものからなる。ワイヤーハーネスは、少なくとも１本の絶縁電線を有する。絶縁電線は、導体と、導体の外周を被覆する被覆材と、を有する。ワイヤーハーネスの絶縁電線は、電線端末で接続端子が接続される。また、電線端末でハウジング（コネクタハウジング）に収容される。

ワイヤーハーネスの止水部としては、ワイヤーハーネスに含まれる絶縁電線の電線端末における被覆材と導体との間に位置する止水部や、ワイヤーハーネスに含まれる複数本の絶縁電線の被覆材間に位置する止水部や、ワイヤーハーネスに含まれる絶縁電線とハウジングとの間に位置する止水部などが挙げられる。

図１には、本発明の一実施形態に係るワイヤーハーネスとして、電線端末に止水処理を施したものを示す。図２には、本発明の一実施形態に係るワイヤーハーネスとして、電線間に止水処理を施したものを示す。図３には、本発明の一実施形態に係るワイヤーハーネスとして、ハウジング内に止水処理を施したものを示す。

図１において、ワイヤーハーネスに含まれる絶縁電線１０は、電線端末で被覆材１４が皮剥ぎされて導体１２が部分的に露出されている。露出された導体１２の端末には、端子金具１６が接続されている。電線端末では導体１２が部分的に露出されているので、被覆材１４と導体１２の間１３から電線内部に水が浸入するおそれがある。被水する可能性のある場所に配置されるワイヤーハーネスでは、このような電線端末を止水する必要がある。そこで、図１では、電線端末において、露出された導体１２と被覆材１４との間を塞ぐように本組成物を配置し、硬化することにより、止水処理を行う。これにより、止水用シリコーンゴム成形体１５がワイヤーハーネスの止水部に配置される。

図２において、ワイヤーハーネスは、複数本の絶縁電線１０，１１を含む。被水する可能性のある場所に配置されるワイヤーハーネスでは、複数本の絶縁電線１０，１１の被覆材１４，１４間から水が浸入するおそれがある。そこで、図２では、複数本の絶縁電線１０，１１の被覆材１４，１４間を塞ぐように本組成物を配置し、硬化することにより、止水処理を行う。これにより、止水用シリコーンゴム成形体１５がワイヤーハーネスの止水部に配置される。

図３において、ワイヤーハーネスに含まれる絶縁電線１０は、電線端末でハウジング（コネクタハウジング）１７に収容される。被水する可能性のある場所に配置されるワイヤーハーネスでは、絶縁電線１０とハウジング１７との間から水が浸入するおそれがある。そこで、図３では、絶縁電線１０とハウジング１７との間を塞ぐように本組成物を配置し、硬化することにより、止水処理を行う。これにより、止水用シリコーンゴム成形体１５がワイヤーハーネスの止水部に配置される。

絶縁電線の被覆材１４の材料は、特に限定されるものではなく、絶縁性の樹脂材料などであればよい。絶縁性の樹脂材料としては、例えば、塩化ビニル樹脂、オレフィン系樹脂、シリコーンゴムなどが挙げられる。絶縁性の樹脂材料には、被覆材に添加される添加剤が含まれていてもよい。添加剤としては、例えば難燃剤、酸化防止剤などが挙げられる。

導体１２は、単線で構成されていてもよいし、複数本の素線で構成されていてもよい。単線あるいは複数本の素線は、金属素線、有機繊維から選択される１種または２種以上から構成される。金属素線としては、導電性に優れる銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などが用いられる。また、補強線（テンションメンバ）として、ステンレスなどが用いられてもよい。有機繊維としては、導電性を有する有機繊維や非導電性の有機繊維が用いられる。導電性を有する有機繊維は、繊維内部に導電性フィラーを含む導電性繊維であってもよいし、有機繊維の外周に金属層が被覆されてなる導電性繊維であってもよい。非導電性の有機繊維は、補強線（テンションメンバ）として用いられるとよい。複数本の素線は、撚り合わされて撚線とされたものであってもよいし、撚り合わされていないものであってもよい。

以下、本発明の実施例、比較例を示す。

（実施例１−５）
＜シリコーンゴム組成物の調製＞
表１に記載の配合組成（質量部）で、熱硬化性シリコーンゴムおよびビニル基含有化合物を配合し、大気中、室温下でミキサーにて６０分混合した。これにより、シリコーンゴム組成物を得た。
・熱硬化性シリコーンゴム：東レ・ダウコーニング製「７−６８４０Ａ」「７−６８４０Ｂ」
・ビニル基含有化合物：１−ドデセン

＜シリコーンゴム硬化物の作製＞
得られたシリコーンゴム組成物をプレス枠中、１８０℃、１０ＭＰａの条件で１分間プレス成形を行い、板状（２００ｍｍ×２００ｍｍ×２ｍｍ）のシリコーンゴム硬化物を作製した。

＜電線端末の止水処理＞
ＰＶＣ被覆電線の電線端末で被覆材を皮剥ぎして導体を露出し、図１に示すように露出された導体と被覆材との間を塞ぐようにシリコーンゴム組成物を配置し、熱硬化させた。これにより、電線端末の止水処理を行った。

（比較例１−５）
＜シリコーンゴム組成物の調製＞
表２に記載の配合組成（質量部）で、熱硬化性シリコーンゴムを配合し、大気中、室温下でミキサーにて６０分混合した。これにより、シリコーンゴム組成物を得た。ビニル基含有化合物を配合しなかった。
＜シリコーンゴム硬化物の作製＞
実施例と同様にシリコーンゴム硬化物を作製した。
＜電線端末の止水処理＞
実施例と同様に電線端末の止水処理を行った。

（破断伸び、破断強度）
得られた板状のシリコーンゴム硬化物をＪＩＳ Ｋ６２５２に準拠して３号ダンベルに打ち抜き、伸張モジュラス（破断伸び、破断強度）を測定した。

（架橋密度）
得られた板状のシリコーンゴム硬化物を１０ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍに打ち抜き、動的粘弾性を測定し、測定結果をもとに架橋密度を算出した。

（ショアＡ硬度）
得られた板状のシリコーンゴム硬化物を用い、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠してショアＡ硬度を測定した。

（エアリーク試験）
図４に示すように、電線端末をシリコーンゴム硬化物２で止水処理した絶縁電線１の端部にゴムチューブ３を挿入し、絶縁電線１全体を水槽４中に入れ、止水部６に力がかかるように導体５を矢印の方向に屈曲させた状態で、ゴムチューブ３からエア圧を加えた。２００ｋＰａのエア圧を３０秒間加圧している間に止水部６からからエア漏れがなければ、止水性能が合格である「○」とし、エア漏れがあれば不合格「×」と評価した。また、３００ｋＰａのエア圧を３０秒間加圧している間に止水部６からからエア漏れがなければ、止水性能が特に良好「◎」とした。

比較例１〜５では、止水用のシリコーンゴムの柔軟性が足りず、止水部６に力がかかるように屈曲させると止水性能が低下し、エアリーク試験で満足する結果とならなかった。これに対し、実施例１〜５では、止水用のシリコーンゴムの柔軟性および強度が十分であり、止水部６に力がかかるように屈曲させても止水性能は維持され、エアリーク試験で満足する結果となった。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１０、１１ 絶縁電線
１２ 導体
１４ 被覆材
１５ 止水用シリコーンゴム成形体

Claims (5)

1. ワイヤーハーネスの止水部に用いられる止水用シリコーンゴム組成物であって、熱硬化性シリコーンゴムとともにビニル基含有化合物を含み、前記ビニル基含有化合物のビニル基（ａ）と前記熱硬化性シリコーンゴムにおけるヒドロシリル基（ｂ）のモル比（ａ：ｂ）が、１０：１〜０．２：１であり、硬化後のショアＡ硬度が２５以下、硬化後の破断強度が７．５ＭＰａ以上であることを特徴とする止水用シリコーンゴム組成物。
2. 前記ビニル基含有化合物が、単官能のビニル基含有化合物であることを特徴とする請求項１に記載の止水用シリコーンゴム組成物。
3. 前記ビニル基含有化合物が、１−アルケンであることを特徴とする請求項２に記載の止水用シリコーンゴム組成物。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の止水用シリコーンゴム組成物の硬化物からなることを特徴とする止水用シリコーンゴム成形体。
5. 請求項４に記載の止水用シリコーンゴム成形体がワイヤーハーネスの止水部に配置されていることを特徴とするワイヤーハーネス。

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