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QUERBEZUG ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-2372 ,
eingereicht am 10. Januar 2007, deren gesamte Offenbarung explizit
mittels Bezugnahme hierin mit aufgenommen wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(1) GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Propylenhaltige Flammhemmende
Harzformulierung mit einem hohen Niveau an Stoßbeständigkeit
und betrifft genauer genommen eine Polypropylenhaltige Flammhemmende
Harzformulierung, welche hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften
wie der Zugeigenschaften, Flexibilität, Niedertemperatur-Biegeeigenschaften,
chemischen Beständigkeit, Wärmebeständigkeit
und Abriebsfestigkeit ausgezeichnet ist und welche keine toxischen
Gase wie etwa Halogenhaltiges Gas während der Verbrennung
ausströmen lässt. Die vorliegende Erfindung betrifft
ein isoliertes elektrisches Kabel mit einer isolierenden Beschichtung,
die aus der vorstehenden Polypropylen haltigen Flammhemmenden Harzformulierung und
mit einem hohen Grad an Stoßbeständigkeit ausgebildet
ist.
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(2) BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN STANDS
DER TECHNIK
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Da
Polypropylen Herkömmlicherweise mit geringen Kosten erhältlich
ist und hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, Wärmebeständigkeit,
chemischen Beständigkeit, Herstellungsperformance und Recyclingperformance
ausgezeichnet ist, wurde es weit verbreitet in einer großen
Vielfalt an Anwendungsmöglichkeiten wie etwa in Automobilen,
elektronischen Teilen, Einpackmaterialien usw. eingesetzt.
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Inzwischen
sind Polypropylenbasierte Harze leicht Flammen ausgesetzt und deshalb
sollten sie in speziellen Anwendungen, in denen eine Flammhemmende
Eigenschaft erforderlich ist, mit einer Vielfalt von Flammhemmenden
Additiven vermischt sein.
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Ferner
sind hinsichtlich der Möglichkeit von Umweltschäden
Polypropylenbasierte Harze erwünscht, die keine toxischen
Gase während ihrer Verbrennung erzeugen.
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Zur
Zeit umfassen die am meisten eingesetzten Halogenfreien Flammhemmenden
Harzformulierungen Grundharzzusammensetzungen, die aus Polypropylen
bestehen, sowie Polyolefinbasierte Harze oder thermoplastische Elastomere.
Die Grundharzzusammensetzung kann mit Metallhydroxiden als Halogenfreie Flammhemmende
Additive vermischt sein.
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Um
jedoch das gleiche Niveau an Flammhemmender Eigenschaft wie die
Halogenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierungen zu erzielen, müssen
die Metallhydroxidinhaltsstoffe in großen Mengen zu der Grundharzzusammensetzung
hinzugegeben werden. Aufgrund des in großen Mengen hinzugegebenen
Metallhydroxids liefert das aus der Halogenfreien Flammhemmenden
Harzformulierung erzeugte Endprodukt nicht die erforderliche Flexibilität,
nicht die Niedertemperatur-Biegeeigenschaften und mechanische Eigenschaften
wie etwa die Zugfestigkeit und die Bruchdehnung. Demgemäß wurden
zur Verbesserung der vorstehend erwähnten mechanischen
Eigenschaften usw. in der konventionellen Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierung
ein breites Spektrum an Studien durchgeführt und deshalb
wurde eine Vielfalt an Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierungen
vorgeschlagen. Zum Beispiel wird auf die ungeprüfte
japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 2003-313377 Bezug genommen. Diese Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierungen
können zum Beispiel in der Isolationsbeschichtung von elektrischen
Kabeln verwendet werden.
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Obwohl
solche Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierungen Gewöhnlicherweise
Flammhemmende Eigenschaften, mechanische Eigenschaften und Abnutzungsbeständigkeitsanforderungen
genügen, sind sie, verglichen mit den Halogenhaltigen Flammhemmenden
Harzformulierungen, sehr anfällig für aüßere
Stöße.
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Demgemäß bedürfen
die herkömmlichen Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierungen,
insbesondere wenn sie als Isolationsbeschichtungen auf einem elektrischen
Kabel eingesetzt werden, Verbesserungsbedarf hinsichtlich ihrer
schlechten Stoßbeständigkeit, wie vorstehend beschrieben
worden ist.
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Insbesondere
in dem Fall, in dem mehrere isolierte elektrische Kabel mit metallischen
Kabelschuhen bzw. Kabelenden (terminal) an ihren Enden zusammengebunden
werden, um ein Bündel an elektrischen Kabeln herzustellen,
wird die isolierende Beschichtung der entsprechenden elektrischen
Kabel oft durch die metallischen Kabelschuhe beschädigt.
Wenn mehrere elektrische Kabel, von denen jedes von den anderen
hinsichtlich der Länge unterschiedlich ist und mit einem
Kabelschuh ausgestattet ist, zur Herstellung eines Bündels
an elektrischen Kabeln zusammengebunden werden, zum Beispiel während
der Herstellung eines Kabelstranges wird bei Bedarf wenigstens eines
der elektrischen Kabel aus dem Bündel der elektrischen
Kabel herausgezogen, welche zusammengebunden sind.
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In
diesem Fall werden die Beschichtungsschichten der verbleibenden
elektrischen Kabel oft mit dem Kabelschuh des elektrischen Kabels
(der elektrischen Kabel), das (die) herausgezogen wird (werden),
(d. h. das ausgewählte) gerieben, um dadurch eine Beschädigung
der Beschichtungsschichten der verbleibenden elektrischen Kabel
zu verursachen. Als solche hat die momentan eingesetzte Beschichtungsschicht,
die aus der vorstehend erwähnten Halogenfreien Flammhemmenden
Harzformulierung erzeugt ist, die Tendenz, dass sie signifikant
beschädigt wird, und zwar verglichen mit der Beschichtungsschicht,
die aus einer Halogenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung erzeugt
ist. Die resultierenden Kratzer, Beschädigungen oder Defekte
auf der Beschichtungsschicht können nachteilig die Wasserdichtigkeitseigenschaften,
die Beständigkeit, die Zuverlässigkeit und das
Erscheinungsbild des Bündels der elektrischen Kabel beeinflussen.
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Demgemäß müssen
die vorstehend erwähnten Probleme der momentan eingesetzten
Halogenfreien Flammhemmenden Harzformulierungen im Stand der Technik
für einen langen Zeitraum bis jetzt verbessert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um
die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, beabsichtigt
die vorliegende Erfindung, eine Halogenfreie Propylenhaltige Flammhemmende
Harzformulierung mit hohem Grad an Stoßbeständigkeit
zu liefern. Genauer gesagt beabsichtigt die vorliegende Erfindung,
eine Halogenfreie Propylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung
zu liefern, welche hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften wie
etwa der Zugfestigkeit, Flexibilität, Niedertemperatur,
Biegeeigenschaften, chemischen Beständigkeit, Wärmebeständigkeit
und Abriebsbeständigkeit ausgezeichnet ist, sowie ein elektrisches
Kabel mit einer Isolationsbeschichtung bereit zu stellen, die aus
der vorhergehenden Halogenfreien Propylenhaltigen Flammhemmenden
Harzformulierung erzeugt worden ist und die einen hohen Grad an
Stoßbeständigkeit aufweist.
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In
dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Polypropylenhaltige
Flammhemmende Harzformulierung mit einem viskoelastischen Eigenschaftswert
tan δ von größer oder gleich 0,1 bei 25°C
und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz, und einer Durometerhärte
vom Typ D von 68 bis 74 bereitgestellt, welche eine Grundharzzusammensetzung
umfasst, die 65 bis 90 Gewichtsteile Polypropylen und 10 bis 35
Gewichtsteile wenigstens einer Komponente, ausgewählt aus
der aus Polyethylenbasierten Harzen, Olefinbasierten thermoplastischen
Elastomeren und Styrolbasierten thermoplastischen Elastomeren, basierend
auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, und
60 bis 100 Gewichtsteile eines anorganischen Flammhemmenden Additivs,
basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung,
umfasst.
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Im
zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein isolierendes
elektrisches Kabel für den Einsatz in einem Automobil mit
einer Isolationsbeschichtung bereit gestellt, die aus der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden
Harzformulierung gemäß dem vorstehend beschriebenen
ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung erzeugt worden ist.
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Zum
Zwecke der Veranschaulichung der Erfindung wird die folgende detaillierte
Erläuterung bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung gegeben. Es soll jedoch so verstanden werden, dass die vorliegende
Erfindung keineswegs durch die Ausführungsformen beschränkt
wird.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
einer Halogenfreien Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird eine Mischung aus 65 bis 90 Gewichtsteilen Polypropylen
als eine Grundharzzusammensetzung verwendet, wobei die verbleibenden
Gewichtsteile wenigstens aus einer Komponente bestehen, die aus
der aus Polyethylenbasierten Harzen, Olefinbasierten thermoplastischen
Elastomeren und Styrolbasierten thermoplastischen Elastomeren bestehenden
Gruppe ausgewählt ist.
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Für
den erfindungsgemäßen Einsatz zweckmäßiges
Polypropylen schließt ein Polypropylenblock Copolymer oder
ein Polypropylenhomopolymer mit ein, ist aber nicht darauf beschränkt.
Zum Beispiel wird ein solches Polypropylenblockcopolymer unter der
Marke E-150GK von PRIME POLYMER CO., LTD mit Sitz in Japan, oder
der Marke BC8 von NIPPON POLYPRO CO., LTD mit Sitz in Japan vertrieben.
Zum Beispiel wird ein solches Polypropylenhomopolymer unter der
Marke PL400A von SUNALLOMER CO., LTD mit Sitz in Japan oder unter
der Marke FY6C von NIPPON POLYPRO CO., LTD, mit Sitz in Japan vertrieben.
Unter diesen Polypropylenharzen ist das Polypropylenblockcopolymer
für die Vorsehung eines elektrischen Kabels und insbesondere
für ein in einem Automobil eingesetztes elektrisches Kabel
mit einer Isolationsbeschichtungsschicht zweckmäßig,
und zwar aufgrund seiner ausgezeichneten Elastizität, mechanischen
Eigenschaften wie etwa Zugfestigkeit, Abriebbeständigkeit,
Flexibilität usw.
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Ein
Polyethylenbasiertes Harz, Olefinbasiertes thermoplastisches Elastomer
oder Styrolbasiertes thermoplastisches Elastomer, welches mit der
Polypropylenkomponente kompatibel ist, wird zu dem Polypropylen
hinzugegeben, um die Flexibilität, Niedertemperatur- Beständigkeit
usw. der Polypropylenkomponente zu steigern.
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Für
den erfindungsgemäßen Einsatz, zweckmäßiges
Polyethylenharz schließt niederdichtes Polyethylen mit
ein, ist aber nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel wird
ein solches niederdichtes Polyethylen unter der Marke 2015M von
PRIME POLYMER CO., LTD, mit Sitz in Japan oder unter der Marke Novatec
LC605Y von NIPPON POLYCHEM CO., LTD. mit Sitz in Japan vertrieben.
Ein für den erfindungsgemäßen Einsatz
zweckmäßiges Olefinbasiertes thermoplastisches
Elastomer schließt Ethylenpropylenkautschuk wie etwa EPM (ebenso „EPR"
genannt) und EPDM in seinen weichen Abschnitten mit ein, ist aber
nicht darauf beschränkt. Ein für den erfindungsgemäßen
Einsatz zweckmäßiges thermoplastisches Elastomer
aus Styrol schließt ein Copolymer aus einem Polystyrolblock
und einem Polyethylen-Polypropylenblock oder ein Copolymer aus einem
Polystyrolblock und einem Polyethylen-Polybutylenblock mit ein,
ist aber nicht darauf beschränkt.
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Polyethylenharze,
olefinische thermoplastische Elastomere oder thermoplastische Elastomere
aus Styrol werden in Mengen im Bereich von 10 bis 35 Gewichtsteilen,
basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung,
verwendet. Falls diese Polyethylenharze, olefinischen thermoplastischen Elastomere
oder thermoplastischen Elastomere aus Styrol in Mengen von weniger
als 10 Gewichtsteilen, basierend auf der Summe der Gewichtsteile
der Grundharzzusammensetzung, verwendet werden, steigt der viskoelastische
Eigenschaftswert bzw. Verlustfaktor tan δ an und beeinf lusst
dadurch nachteilig die Stoßbeständigkeit. Wenn
andererseits diese Polyethylenharze, olefinischen thermoplastischen
Elastomere oder thermoplastische Elastomere aus Styrol in Mengen
von größer als 35 Gewichtsteilen, basierend auf
der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, verwendet
werden, steigt die Flexibilität merklich und verursacht
dadurch eine Absenkung der Stoßbeständigkeit.
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Ein
anorganisches Flammhemmendes Additiv wird ebenso zu der vorstehend
erwähnten Grundharzzusammensetzung hinzugebeben. Das anorganische
Flammhebende Additiv ist bevorzugt in Partikel- bzw. Teilchenform.
Für eine elektrische Isolation wird bevorzugt Magnesiumhydroxid
oder Aluminiumhydroxid als das anorganische Flammhemmende Additiv
verwendet.
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Die
Menge des anorganischen Flammhemmenden Additivs wird im Bereich
von 60 bis 100 Gewichtsteilen, basierend auf der Summe der Gewichtsteile
der Grundharzzusammensetzung, eingestellt. Falls das anorganische
Flammhemmende Additiv in Mengen von weniger als 60 Gewichtsteilen,
basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung,
verwendet wird, können hinreichende Flammhemmende Eigenschaften
kaum erzielt werden. Wenn andererseits das anorganische Flammhemmende
Additiv in Mengen von größer als 100 Gewichtsteilen,
basierend auf der Summe der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung,
verwendet wird, ist die mechanische Festigkeit des Endprodukts nach
der Formung signifikant verringert. Demgemäß wird
das anorganische Flammhemmende Additiv weiter bevorzugt in Mengen
im Bereich von 70 bis 90 Gewichtsteilen, basie rend auf der Summe
der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, verwendet.
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Zusätzlich
zu den vorstehend erwähnten Inhaltsstoffen kann die erfindungsgemäße
Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung 0,1 bis 5 Gewichtsteile
eines phenolischen Antioxidans, 0,1 bis 5 Gewichtsteile eines Kupferinhibitors
wie etwa Hydrazinderivate oder 0,1 bis 3 Gewichtsteile eines Gleitmittels
wie etwa Fettsäurederivate, basierend auf der Summe der
Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, mit einschließen.
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Die
Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung gemäß der
vorliegenden Erfindung wird mittels eines Kneters, eines Banburymischers,
eines Walzenmischers usw. vermischt. Falls notwendig kann die Harzformulierung
Extrusionsgeformt werden und das so erhaltene Produkt kann danach
in Pelettform geschnitten werden.
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Die
erfindungsgemäße Polypropylenhaltige Flammhemmende
Harzformulierung sollte einen viskoelastischen Eigenschaftswert
tan δ von größer oder gleich 0,1 bei
25°C und einer Frequenz von 1 bis 3 Hz sowie eine Durometerhärte
vom Typ D von 68 bis 74 aufweisen.
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In
der erfindungsgemäßen Polypropylenhaltigen Flammhemmenden
Harzformulierung kann das Harz mit einem viskoelastischen Eigenschaftswert
bzw. Verlustfaktor tan δ (bei 25°C und einer Frequenz
von 1 bis 30 Hz) von größer oder gleich 0,1 alleine
oder in Kombination mit anderem Harz (anderen Harzen), das (die) einen
viskoelastischen Eigenschaftswert bzw. Verlustfaktor tan δ (bei
25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz) von weniger als
0,1 hat (haben), verwendet werden, zeigt aber keinen verringerten
tan δ-Wert trotz steigender Frequenz.
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Der
viskoelastische Eigenschaftswert bzw. Verlustfaktor tan δ ist
ein Wert, der durch Teilen eines Verlustmoduls E'' durch einen Speichermodul
E' erhalten wird. Das Sinken der Härte resultiert typischerweise
in einem Anstieg des Verlustmoduls E'' und einem Absinken des Speichermoduls
E', wodurch der Wert tan δ ansteigt.
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Wenn
zum Beispiel ein Material deformiert und dann entlastet wird, wird
ein Anteil der gespeicherten Deformationsenergie mit einer Geschwindigkeit
abgegeben, welche eine fundamentale Eigenschaft des Materials ist.
D. h., das Material geht in eine gedämpfte Oszillation
bzw. Schwingung. Ein Anteil der Deformationsenergie wird in anderer
Form verbraucht. Je größer der Verbrauch ist,
desto schneller geht die Oszillation vorüber. Wenn die
verbrauchte Energie gespeichert wird, wird das Material mit seiner
natürlichen Resonanzfrequenz vibrieren. Die Resonanzfrequenz
hängt mit dem Modul (Steifheit) des Materials zusammen.
Folglich hängt der Energieverbrauch mit der Stoßbeständigkeit
zusammen. Demgemäß gilt, dass je größer
das Verlustmodul E'' ist, desto mehr Energie wird verbraucht. D.
h., dass ein hoher Wert des Verlustmoduls E'' einen hohen Grad an
Stoßbeständigkeit (d. h. Beständigkeit
gegenüber Beschädigungen) anzeigt. Die erfindungsgemäße
Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung kann durch Anpassung
seiner Durometerhärte vom Typ D in ei nen Bereich zwischen
68 und 74 für die Aufrechterhaltung einer guten Abriebbeständigkeit,
zum Beispiel in elektrischen Kabeln, und der Anpassung seines viskoelastischen
Eigenschaftswertes bzw. Verlustfaktors tan δ in einem Ausmaß von
größer oder gleich 0,1 einen hohen Grad an Stoßbeständigkeit
haben.
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Vor
der vorliegenden Erfindung wurde die vorstehende Polypropylenhaltige
Flammhemmende Harzformulierung mit einem viskoelastischen Eigenschaftswert
tan δ von größer oder gleich 0,1 bei
25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz und einer Durometerhärte
vom Typ D von 68 bis 74 noch niemals offenbart oder vorgeschlagen.
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Ein
aus einer Flammhemmenden Harzformulierung mit einem viskoelastischen
Eigenschaftswert tan δ (bei 25°C und einer Frequenz
von 1 bis 30 Hz) von weniger als 0,1 erzeugter geformter Gegenstand
wird nicht genügend Stoßbeständigkeit
aufweisen und ist deshalb nicht für eine Anwendung wie
etwa einer Beschichtungsschicht eines elektrischen Kabels geeignet.
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Ebenso
wird eine Flammhemmende Polypropylenharzformulierung mit einer Durometerhärte
vom Typ D von weniger als 68 nicht genügend Abriebsbeständigkeit
liefern. Andererseits wird eine Harzformulierung mit einer Durometerhärte
vom Typ D von größer als 74 dazu neigen, einen
viskoelastischen Eigenschaftswert tan δ von weniger als
0,1 bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz aufzuweisen
und wird deshalb keine Stoßbeständigkeit haben.
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Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger unter Bezugnahme
auf die folgenden speziellen Ausführungsformen verständlich,
welche aber nicht als den Umfang der vorliegenden Erfindung begrenzend
ausgelegt werden sollen, sondern nur zum Zwecke der Veranschaulichung
sind.
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Beispiele
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Beispiele
der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung gemäß der
vorliegenden Erfindung und des isolierten elektrischen Kabels mit
einer Isolationsbeschichtungsschicht, die aus der gleichen Polypropylenhaltigen
Flammhemmenden Harzformulierung erzeugt worden ist, werden hierin
nachstehend detaillierter veranschaulicht.
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Herstellung der Propylenhaltigen Flammhemmenden
Harzformulierung
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Beispiel
1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 11 der Propylenhaltigen Flammhemmenden
Harzformulierung wurden entsprechend durch Vermischen der in Tabelle
1 aufgeführten Materialien 1 bis 5 in einem speziellen
Verhältnis (d. h. Gewichtsteile) wie es in der Tabelle
2 aufgeführt ist, und durch Rühren der resultierenden
Mischung in einem Sandmischer mit einer Schraube (45 mm⌀)
hergestellt. Alle so erhaltenen Polypropylenhaltigen Flammhemmenden
Harzformulierungen waren hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften
wie etwa Zugfestigkeit, Flexibilität, Niedertemperatur-Biegeeigenschaften,
chemischer Beständigkeit und Wärmebeständigkeit
ausgezeichnet und erzeugten keine to xischen Gase während
ihrer Verbrennung. In den nachstehenden Tabellen 2 und 3 stehen „Bsp"
und Vgl.-Bsp." jeweils für Beispiel bzw. Vergleichsbeispiel. Tabelle 1. Materialen für die
Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung
Material
1 | Polypropylen | PL400A® (SARTOMER CO., LTD.) |
Material
2 | Polyethylenbasiertes
Harz | 2015M® (PRIME
POLYMER CO., LTD.) |
Material
3 | Polyolefinbasiertes
Elastomer | R110E® (PRIME
POLYMER CO., LTD.) |
Material
4 | Styrolbasiertes
Elastomer | S4033® (KURARAY
TO., LTD.) |
Material
5 | Magnesiumhydroxid | KISUMA5A® (KYOWA CHEMICAL INDUSTRY CO.,
LTD.) |
Tabelle 2. Die Zusammensetzung und Härte
der entsprechend Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierungen
(Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 11)
| Zusammensetzung
(Gewichtsteile) | Härte JIS D |
| Material
1 | Material
2 | Material
3 | Material
4 | Material
5 |
Bsp.
1 | 68 | 10 | 15 | 7 | 80 | 70 |
Bsp.
2 | 87 | 0 | 8 | 5 | 80 | 73 |
Bsp.
3 | 75 | 10 | 10 | 5 | 80 | 71 |
Bsp.
4 | 68 | 10 | 15 | 7 | 70 | 68 |
Bsp.
5 | 68 | 10 | 15 | 7 | 90 | 72 |
Vgl.-Bsp.
1 | 68 | 8 | 24 | 0 | 80 | 73 |
Vgl.-Bsp.
2 | 77 | 9 | 14 | 0 | 80 | 75 |
Vgl.-Bsp.
3 | 85 | 0 | 5 | 10 | 80 | 66 |
Vgl.-Bsp.
4 | 80 | 5 | 5 | 10 | 80 | 71 |
Vgl.-Bsp.
5 | 90 | 0 | 0 | 10 | 80 | 73 |
Vgl.-Bsp.
6 | 70 | 10 | 15 | 5 | 80 | 71 |
Vgl.-Bsp.
7 | 80 | 5 | 10 | 10 | 80 | 70 |
Vgl.-Bsp.
8 | 100 | | | | 80 | 72 |
Vgl.-Bsp.
9 | | 100 | | | 80 | 56 |
Vgl.-Bsp.
10 | | | 100 | | 80 | 24 |
Vgl.-Bsp.
11 | | | | 100 | 80 | 22 |
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Die Herstellung der isolierten elektrischen
Kabel für die Auswertung.
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Für
die Auswertung und den Vergleich von einigen Leistungen und Eigenschaften
der Beispiele 1 bis 5 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 11 der Polypropylenhaltigen
Flammhemmenden Harzformulierung, wie sie vorstehend beschrieben
wurden, wurden elektrische Kabel mit jeweils einer Isolationsbeschichtungsschicht
jeweils aus den Beispielen 1 bis 5 und Vergleichsbeispielen 1 bis
11 der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformu lierungen erzeugt.
Im Detail wurden die Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Formulierungen
der Beispiele 1 bis 5 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 11 jeweils
in einem Extruder, insbesondere in einem Extruder für ein
elektrisches Kabel mit einem Durchmesser von 60 mm, L/D von 24,5
und einer FF-Schraube eingefüllt und wurden dann auf einen
elektrischen Leiter mit einer Geschwindigkeit von 600 mm/min und
einer Temperatur von 230°C extrudiert, um 10 isolierte
elektrische Kabel mit jeweils einem äußeren Durchmesser von
1,20 mm herzustellen. Vor der Extrusion der Polypropylenhaltigen
Flammhemmenden Harzformulierung auf dem elektrischen Leiter hatte
der elektrische Leiter eine Fläche von 0,3395 mm
2 und wurde durch Verdrillen von 7 Filamenten
mit einem Durchmesser von 0,2485 mm erzeugt. Tabelle 3. Aus den entsprechenden Tests
für die dynamische Viskoelastizität, Abkratzabriebsbeständigkeit
und Stoßbeständigkeit erhaltene Ergebnisse
| Dynamische
Viskoelastizität | Abkratzabriebsbeständigkeit | Stoßbeständigkeit |
tan δ | Zahl der
Defekte | Auswertung |
1
Hz | 30
Hz | Nr. | Auswertung | gestrichelt | geradlinig | gesamt | Bestanden |
Bsp.
1 | 0,154 | 0,129 | 443 | Bestanden | 2 | 0 | 2 | Bestanden |
Bsp.
2 | 0,144 | 0,120 | 835 | Bestanden | 2 | 2 | 4 | Bestanden |
Bsp.
3 | 0,131 | 0,118 | 569 | Bestanden | 3 | 1 | 4 | Bestanden |
Bsp.
4 | 0,157 | 0,127 | 374 | Bestanden | 1 | 1 | 2 | Bestanden |
Bsp.
5 | 0,137 | 0,117 | 568 | Bestanden | 3 | 1 | 4 | Bestanden |
Vgl.-Bsp.
1 | 0,111 | 0,099 | 852 | Bestanden | 9 | 6 | 15 | Versagen |
Vgl.-Bsp.
2 | 0,114 | 0,100 | 1395 | Bestanden | 7 | 11 | 18 | Versagen |
Vgl.-Bsp.
3 | 0,318 | 0,377 | 94 | Versagen | 2 | 2 | 4 | Bestanden |
Vgl.-Bsp.
4 | 0,105 | 0,091 | 382 | Bestanden | 10 | 6 | 16 | Versagen |
Vgl.-Bsp.
5 | 0,091 | 0,083 | 750 | Bestanden | 8 | 9 | 17 | Versagen |
Vgl.-Bsp.
6 | 0,099 | 0,091 | 468 | Bestanden | 7 | 5 | 12 | Versagen |
Vgl.-Bsp.
7 | 0,118 | 0,097 | 332 | Bestanden | 6 | 2 | 8 | Versagen |
Vgl.-Bsp.
8 | 0,045 | 0,093 | 311 | Bestanden | 9 | 7 | 16 | Versagen |
Vgl.-Bsp.
9 | 0,148 | 0,101 | 27 | Versagen | 5 | 1 | 6 | Versagen |
Vgl.-Bsp.
10 | 0,101 | 0,156 | 8 | Versagen | 3 | 1 | 4 | Versagen |
Vgl.-Bsp.
11 | 0,106 | 0,238 | 7 | Versagen | 3 | 2 | 5 | Versagen |
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Testverfahren für die dynamische
Viskoelastizität.
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Die
vorhergehenden 10 isolierten elektrischen Kabel mit jeweils einer
Isolationsbeschichtung, die aus der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden
Harzformulierung erzeugt worden ist, wurden hinsichtlich der dynamischen
Viskoelastizität gemessen. In diesem Test wurden ein Testgerät,
welches unter der Marke TRYTEC 2000 von SIMADZU MANUFACTURING CO.,
LTD. vertrieben wird, und eine Zugspannvorrichtung (d. h. eine Messklammervor richtung)
eingesetzt. Mehrere Blätter mit einer Dicke von 0,2 mm
wurden jeweils aus den entsprechenden Polypropylenhaltigen Flammhemmenden
Harzformulierungen der vorhergehenden Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele
1 bis 11 erzeugt. Eine Testprobe mit einer Länge von 12
mm, einer Breite von 6 mm und einer Dicke von 0,2 mm wurden aus
jeweils den mehreren vorhergehenden Blättern hergestellt.
Diese Testproben wurden entsprechend für die dynamische
Viskoelastizität mit einer Last von 3,33 N und einer Temperatur
von 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz und einer Amplitude
von 0,05 mm entsprechend gemessen. Die aus diesem dynamischen Viskoelastizitätstest
erhaltenen Ergebnisse wurden in Tabelle 3 aufgeführt.
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Testverfahren für
die Abkratzabriebsbeständigkeit
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Die
Testprobe wurde einem Abriebsbeständigkeitstest mit einer
Last von 7 N unter Verwendung eines Pianodrahtes mit einem Durchmesser
von 0,45 mm als einem Blatt bzw. einer Klinge gemäß dem
Klingen-Hin-und-Herbewegungsverfahren, wie es durch Japan Automobile
Standard Organization (JASO) D611-12-(2) definiert ist, unterzogen.
Die Anzahl durchgeführter Hin- und Herbewegungen, bis die
Klinge in Kontakt mit dem Metallstab (metal rod) kam, wurde dann
bei 4 Punkten pro Testprobe gemessen. In der Messung wurde der Minimalwert
als ein Messwert aufgezeichnet. Die Testergebnisse wurden auf einer
Basis Bestanden/Versagen wie nachstehend beschrieben ausgewertet.
Wenn die Anzahl der Wiederholungen größer gleich
300 war, wurde die entsprechende Testprobe als „Bestanden"
eingeteilt. Dies bedeutete, dass sie genügend Abriebsbeständigkeit
auf weist, um in einem Automobil eingesetzt zu werden. Wenn andererseits
die Anzahl der Hin- und Herbewegungen kleiner als 300 war, wurde
die entsprechende Testprobe als „Versagen" bewertet. Dies
bedeutete, dass sie ungenügende Abriebsbeständigkeit
aufweist, um in einem Automobil eingesetzt zu werden. Dieser Test
wurde durchgeführt, um die Abriebsbeständigkeit
des isolierten elektrischen Kabels, das in einem Automobil unter
einer Bedingung eingesetzt werden soll, bei dem das Automobil Wiederholtermassen
mit kontinuierlichem Vibrieren über eine lange Zeitdauer
bewegt (robbed) wird, herauszufinden.
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Testverfahren für das Herausziehen
eines elektrischen Kabels
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Dieser
Test (d. h. das Herausziehen eines elektrischen Kabels) wurde unter
der Annahme, dass elektrische Kabel während der Herstellung
eines in einem Automobil eingesetzten Kabelstranges herausgezogen werden,
durchgeführt.
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Im
Detail wurden 50 elektrische Kabel, wobei jedes eine Länge
von 2 m und Kupferkabelschuhen bzw. Kupferkabelenden an den beiden
Enden hatten, innerhalb eines runden Rohrs mit einer Länge
von 2 m und einem Durchmesser von 70 mm platziert. In dieser Anordnung
wurde ein Ende eines jeden elektrischen Kabels entsprechend zur äußeren
Umgebung bis zu ungefähr 5 cm frei gelegt.
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Anschließend
wurde ein elektrisches Kabel aus der Röhre mit 50 elektrischen
Kabeln herausgezogen und dann wurde der vorhergehende Verfahrensschritt
Wiederhol teermaßen durchgeführt, bis jedes der
50 elektrischen Kabel komplett aus der Röhre herausgezogen
waren. Beschädigungen, Kratzer, Defekte usw. auf der Oberfläche
des elektrischen Kabels, welches als letztes herausgezogen wurde,
wurde mit den bloßen Augen untersucht. Die Testergebnisse
wurden auf einer Basis Bestanden/Versagen ausgewertet und sind in
Tabelle 3 aufgeführt. Wenn die Anzahl entweder der gestrichelten
oder geradlinigen Beschädigungen, Kratzer oder Defekte
auf der Oberfläche des elektrischen Kabels kleiner oder
gleich 5 waren, wurde das entsprechende elektrische Kabel als „Bestanden"
bewertet. Dies bedeutet, dass es eine gute Stoßbeständigkeit
hat. Wenn andererseits die Anzahl entweder der gestrichelten oder
geradlinigen Beschädigungen, Kratzer oder Defekte auf der
Oberfläche des elektrischen Kabels größer
als 5 war, wurde das entsprechende elektrische Kabel als „Versagen"
bewertet. Dies bedeutet, dass es eine schlechte Schlagbeständigkeit
hat.
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Die
in Tabelle 3 aufgeführten Testergebnisse zeigen, dass die
Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierungen sowohl einen
hohen Grad an Abriebsbeständigkeit als auch Schlagbeständigkeit
aufweisen. Ferner wird gemäß den in Tabelle 3
aufgeführten Testergebnissen bestätigt, dass der
viskoelastische Eigenschaftswert tan δ bei einer Frequenz
im Bereich von 1 bis 30 Hz kaum ansteigt oder abfällt.
Demgemäß wurde die entsprechende Polypropylenhaltige
Flammhemmende Harzformulierung in dem Fall, in dem sowohl die viskoelastischen
Eigenschaftswerte tan δ bei 1 Hz und 30 Hz größer
oder gleich 0,1 waren, derart angesehen, dass sie einen viskoelastischen
Eigenschaftswert tan δ von grö ßer gleich
0,1 bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz aufweisen.
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Hierin
nachstehend werden die vorteilhaften Effekte der Polypropylenhaltigen
Flammhemmenden Harzformulierung gemäß der vorliegenden
Erfindung erläutert.
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Da
die Polypropylenhaltige Flammhemmende Harzformulierung gemäß der
vorliegenden Erfindung einen viskoelastischen Eigenschaftswert tan δ größer
gleich 0,1 bei 25°C und einer Frequenz von 1 bis 30 Hz und
eine Durometerhärte vom Typ D von 68 bis 74 aufweist und
eine Grundharzzusammensetzung, die 65 bis 90 Gewichtsteile Polypropylen
und 10 bis 35 Gewichtsteile wenigstens einer Komponente umfasst,
die aus der aus Polyethylenbasierten Harzen, Olefinbasierten thermoplastischen
Elastomeren und Styrolbasierten thermoplastischen Elastomeren bestehenden
Gruppen ausgewählt ist, und zwar basierend auf der Summe
der Gewichtsteile der Grundharzzusammensetzung, und 60 bis 100 Gewichtsteile
eines anorganischen Flammhemmenden Additivs, basierend auf 100 Gewichtsteilen
der Grundharzzusammensetzung, umfasst, haben die geformten Gegenstände,
die aus der Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung
erzeugt worden sind, ausgezeichnete Stoßbeständigkeit
und behalten deshalb ihre intrinsische Funktionalität für
eine lange Zeitdauer.
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Da
das isolierte elektrische Kabel, das in einem Automobil eingesetzt
wird, eine Isolationsbeschichtung hat, die aus der vorhergehenden
Polypropylenhaltigen Flammhemmenden Harzformulierung erzeugt worden
ist, werden während der Herstellung eines in einem Automo bil
eingesetzten Kabelstrangs die Beschichtungsschichten der verbleibenden
elektrischen Kabel in einem Bündel von elektrischen Kabeln
an einer Beschädigung durch die metallischen Enden der
elektrischen Kabel, welche aus dem Bündel der elektrischen
Kabel herausgezogen werden, gehindert. Demgemäß ist
dieses isolierte elektrische Kabel in solchen Anwendungen geeignet,
in denen ein hoher Grad an Beständigkeit erforderlich ist.
Zum Beispiel kann dieses isolierte elektrische Kabel effizient innerhalb
einer Motorbox eingesetzt werden.
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Änderungen
und Modifikationen in den speziell erläuterten Ausführungsformen
würden innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung
fallen, welche nur durch den Umfang der angehängten Ansprüche
begrenzt sein soll, wenn sie gemäß den Prinzipien
des Patentgesetztes interpretiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-2372 [0001]
- - JP 2003313377 [0007]