DE102010028955A1 - Elektrisch isoliertes Kabel, Steuersystemkomponente und Verfahren zum Herstellen der Steuersystemkomponente - Google Patents

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Abstract

Aufgabe
Das Bereitstellen eines elektrisch isolierten Kabels, welches eine Mantelschicht umfasst, die eine ausgezeichnete thermische Verschmelzbarkeit mit PPS (Polyphenylensulfid) aufweist, und welches, wenn ein Ende der Mantelschicht mit einem aus PPS gebildeten Gehäuse thermisch verschmolzen ist, die Wasserdichtheit einer Verbindung zwischen dem Kabel und dem Gehäuse gewährleisten kann; einer Steuersystemkomponente, die das elektrisch isolierte Kabel und ein Gehäuse umfasst, wobei eine Verbindung zwischen dem Kabel und dem Gehäuse eine ausgezeichnete Wasserdichtheit aufweist; und eines Verfahrens zum Herstellen der Steuersystemkomponente.
Mittel zur Lösung
Ein elektrisch isoliertes Kabel, welches einen oder mehrere isolierte Drähte und eine an der Peripherie des isolierten Drahts bzw. der isolierten Drähte bereitgestellte Mantelschicht umfasst und welches mit Polyphenylensulfidharz thermisch verschmolzen werden soll, wobei die Mantelschicht aus einer vernetzten Harzzusammensetzung gebildet ist, die ein thermoplastisches Polyesterelastomer in einer Menge von 45 Gew.-% oder mehr enthält; eine Steuersystemkomponente, die das elektrisch isolierte Kabel und ein aus Polyphenylensulfidharz gebildetes Gehäuse umfasst, wobei ein Ende des elektrisch isolierten Kabels mit dem Gehäuse thermisch verschmolzen ist; und ein Verfahren zum Herstellen der Steuersystemkomponente.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch isoliertes Kabel, das eine thermische Verschmelzbarkeit mit Polyphenylensulfidharz aufweist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Komponente für ein Kontroll- bzw. Steuersystem (die nachstehend als „Steuersystemkomponente” bezeichnet werden kann), welche z. B. in einem Automobil eingebaut ist, wobei diese Steuersystemkomponente (z. B. ein Sensor) ein aus Polyphenylensulfidharz gebildetes Gehäuse umfasst; und auf ein Verfahren zum Herstellen der Steuersystemkomponente.
  • Stand der Technik
  • Im allgemeinen umfasst ein z. B. in einem Automobil eingebautes Steuersystem einen Sensor, welcher einen physikalischen Parameter (z. B. Temperatur, Geschwindigkeit oder Druck) in ein elektrisches Signal umwandelt; eine elektrische Steuereinheit (ECU) zum Verarbeiten des Signals von dem Sensor; und ein Stellglied, welches durch den Signalausgang von der ECU betätigt wird. Diese Komponenten sind über Signalübertragungskabel verbunden. Ein Antiblockiersystem (ABS), welches eine Art eines solchen Steuersystems ist, umfasst einen Radgeschwindigkeitssensor, der in der Nähe der Räder angebracht ist. Da ein solcher in einem Automobil eingebauter Radgeschwindigkeitssensor in einer Umgebung verwendet wird, in welcher der Sensor beim Betrieb des Automobils Wasser ausgesetzt ist, ist Wasserdichtheit nicht nur in dem Sensor selbst, sondern auch in einer Verbindung zwischen dem Sensor und einem Kabel erforderlich.
  • Bisher wurde ein Gehäuse eines Radgeschwindigkeitssensors z. B. unter den Gesichtspunkten der Maßgenauigkeit, der mechanischen Festigkeit und der Formbarkeit aus einem Polyesterharz wie PBT (Polybutylenterephthalat) oder einem Palyamidharz wie 6-Nylon, 6,6-Nylon oder 6T-Nylon (aromatisches Nylon) hergestellt. Außerdem ist Polyphenylensulfidharz (PPS), welches ein wärmebeständiges technisches Kunststoffmaterial mit einem Schmelzpunkt von ungefähr 280°C oder höher ist, als Material für ein Gehäuse eines Radgeschwindigkeitssensors verwendet worden, da ein solches Harz eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und ein ausgezeichnetes Flammverzögerungsvermögen aufweist.
  • Mittlerweile ist ein solcher Radgeschwindigkeitssensor mit einer ECU durch ein elektrisch isoliertes Kabel verbunden, das durch Bedecken der Peripherie eines isolierten Drahtes mit einer Mantelschicht gebildet wird. Die Mantelschicht muss z. B. Flexibilität, Verschleißbeständigkeit, Biegesteifigkeit und Wasserbeständigkeit aufweisen. Um die Wasserdichtheit einer Verbindung zwischen dem Sensor und dem Kabel zu gewährleisten, wurde ein Verfahren zum Herstellen der Verbindung durch Bilden der Mantelschicht aus einem Harz, welches mit einem technischen Kunststoffmaterial, aus dem das Gehäuse des Sensors gebildet ist, thermisch verschmelzbar ist, und thermisches Verschmelzen der Mantelschicht mit dem Gehäuse (für eine hermetische Abdichtung) beim Spritzgießen des Gehäuses vorgeschlagen (Patentdokumente 1 und 2).
  • Als ein Harz, welches die vorstehend erwähnten Anforderungen erfüllt, wurden eine Mischung aus einem thermoplastischen Polyurethanelastomer und einem thermoplastischen Polyesterelastomer und eine vernetzte Harzzusammensetzung, die vorwiegend eine Mischung aus einem thermopastischen Polyurethanelastomer und einem thermoplastischen Polyamidelastomer enthält, vorgeschlagen (Patentdokumente 1 und 2).
  • Dokument des Standes der Technik
  • Patentdokument
    • Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 3428391
    • Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift (kokai) Nr. 2006-156407 .
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden sollen.
  • Im Fall der vorstehend erwähnten vernetzten Harzzusammensetzung, die vorwiegend die Mischung enthält, ist die Harzzusammensetzung mit einem Polyesterharz oder einem Polyamidharz thermisch verschmelzbar, wenn die Mengen der Komponenten der Mischung innerhalb bestimmter Bereiche liegen. Deshalb kann, wenn ein Gehäuse eines Sensors aus einem solchen Harz gebildet wird, die Wasserdichtheit einer Verbindung zwischen dem Sensor und einem Kabel ohne die Verwendung einer Dichtungskomponente (z. B. eines O-Rings) gewährleistet werden. Ein Harz, das eine ausgezeichnete thermische Verschmelz barkeit mit PPS aufweist, ist jedoch noch nicht entwickelt worden. Somit ist ein Bedarf für ein Material aufgetreten, das sich zum Bilden einer Mantelschicht eines Kabels eignet, welches mit einem aus PPS gebildeten Gehäuse verbunden ist.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein elektrisch isoliertes Kabel bereitzustellen, welches eine Mantelschicht umfasst, die eine ausgezeichnete thermische Verschmelzbarkeit mit PPS aufweist, und welches, wenn ein Ende der Mantelschicht mit einem aus PPS gebildeten Gehäuse thermisch verschmolzen ist, die Wasserdichtheit einer Verbindung zwischen dem Kabel und dem Gehäuse gewährleisten kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Steuersystemkomponente bereitzustellen, welche das elektrisch isolierte Kabel und ein Gehäuse umfasst, wobei eine Verbindung zwischen dem Kabel und dem Gehäuse eine ausgezeichnete Wasserdichtheit aufweist. Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Herstellen der Steuersystemkomponente bereitzustellen.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die vorstehend erwähnten Aufgaben zu lösen, und infolgedessen haben sie herausgefunden, dass eine Harzzusammensetzung, die ein thermoplastisches Polyesterelastomer in einer bestimmten Menge oder mehr enthält, eine ausgezeichnete thermische Verschmelzbarkeit mit PPS aufweist, und dass, wenn PPS als ein Material für ein Gehäuse eingesetzt wird, eine Verbindung gebildet werden kann, welche die Wasserdichtheit über einen langen Zeitraum beibehalten kann, ohne erforderliche Eigenschaften (z. B. Verschleißbeständigkeit und Biegesteifigkeit) zu beeinträchtigen. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieser Befunde zustandegebracht worden.
  • Die Erfindung, wie in Anspruch 1 angegeben, stellt ein elektrisch isoliertes Kabel bereit, welches einen oder mehrere isolierte Drähte und eine an der Peripherie des isolierten Drahtes bzw. der isolierten Drähte bereitgestellte Mantelschicht umfasst und welches mit PPS thermisch verschmolzen werden soll, wobei die Mantelschicht aus einer vernetzten Harzzusammensetzung gebildet ist und die Harzzusammensetzung ein thermoplastisches Polyesterelastomer in einer Menge von 45 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die gesamte Harzzusammensetzung, umfasst.
  • Ein charakteristisches Merkmal der Erfindung, wie in Anspruch 1 angegeben, liegt darin, dass die Mantelschicht aus einer vernetzten Harzzusammensetzung gebildet ist, die ein thermoplastisches Polyesterelastomer in einer Menge von 45 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die gesamte Harzzusammensetzung, enthält. Dieses charakteristische Merkmal führt zu einer ausgezeichneten thermischen Verschmelzung zwischen der Mantelschicht und PPS.
  • Die Mantelschicht ist aus der vorstehend erwähnten vernetzten Harzzusammensetzung gebildet. Wenn ein Gehäuse durch Spritzgießen von PPS gebildet und dichtend mit dem Kabel verbunden wird, erfolgt das Spritzgießen von PPS bei einer Temperatur von ungefähr 310 bis ungefähr 360°C, welche die Schmelztemperatur einer Harzzusammensetzung übersteigt, die ein thermoplastisches Polyesterelastomer in einer Menge von 45 Gew.-% oder mehr enthält. Somit wird, wenn die Mantelschicht aus einer solchen Harzzusammensetzung ohne Vernetzung der Zusammensetzung gebildet ist, die Mantelschicht bei der Bildung des Gehäuses geschmolzen. Deshalb wird die das thermoplastische Polyesterelastomer enthaltende Harzzusammensetzung vernetzt, um das Schmelzen der Mantelschicht zu verhindern. Die Vernetzung der Harzzusammensetzung erfolgt z. B. durch Einarbeiten eines polyfunktionellen Monomers mit einer Mehrzahl von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen in dem Molekül (z. B. Trimethylolpropantrimethacrylat, Triallylcyanurat oder Triallylisocyanurat) in die Harzzusammensetzung und Bestrahlen der Zusammensetzung mit ionisierender Strahlung wie etwa beschleunigten Elektronenstrahlen oder γ-Strahlen.
  • Alternativ kann die Vernetzung durch das Heißhärtungsverfahren, welches ein organisches Peroxid einsetzt, oder das sogenannte Wasservernetzungsverfahren erfolgen, in welchem die vorstehend erwähnte Mischung vorher mit einem Alkoxysilan gepfropft wird und die Mischung Wasser oder Wasserdampf zum Vernetzen in Gegenwart eines Katalysators (z. B. einer organischen Zinn-Verbindung) ausgesetzt wird. Im allgemeinen erfolgt jedoch unter den Gesichtspunkten der Vernetzungsgeschwindigkeit, der Zweckmäßigkeit bzw. Bequemlichkeit und einer hohen Produktivität die Vernetzung der Harzzusammensetzung durch das Verfahren, das eine Bestrahlung mit ionisierender Strahlung wie etwa beschleunigten Elektronenstrahlen einsetzt.
  • Die Erfindung, wie in Anspruch 2 angegeben, bezieht sich auf eine spezifische Ausführungsform des elektrisch isolierten Kabels gemäß Anspruch 1, wobei die Menge des in der Harzzusammensetzung enthaltenen thermoplastischen Polyesterelastomers 80 Gew.-% übersteigt. Wenn die Menge des in der Harzzusammensetzung, aus der die Mantelschicht gebil det ist, enthaltenen thermoplastischen Polyesterelastomers 80 Gew.-% übersteigt, wird eine besonders gute thermische Verschmelzung zwischen der Mantelschicht und PPS erreicht, welche bevorzugt ist. Gemäß Patentdokument 1 oder 2 beträgt unter dem Gesichtspunkt der thermischen Verschmelzung zwischen einer Harzzusammensetzung und einem Polyesterharz oder einem Polyamidharz die Menge eines in der Harzzusammensetzung enthaltenen thermoplastischen Polyesterelastomers vorzugsweise 80 Gew.-% oder weniger. Unter dem Gesichtspunkt der thermischen Verschmelzung zwischen einer Harzzusammensetzung und PPS übersteigt jedoch die Menge eines in der Harzzusammensetzung enthaltenen thermoplastischen Polyesterelastomers vorzugsweise 80 Gew.-%. Somit kann der Fachmann aus dem Stand der Technik (z. B. den Patentdokumenten 1 und 2) nicht auf die Formulierung der in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Harzzusammensetzung kommen.
  • Die Erfindung, wie in Anspruch 3 angegeben, bezieht sich auf eine spezifische Ausführungsform des elektrisch isolierten Kabels gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das thermoplastische Polyesterelastomer ein Blockcopolymer ist, das ein kristallines hartes Segment und ein amorphes weiches Segment enthält, wobei das amorphe weiche Segment aus einem Polymer vom Polyether-Typ gebildet ist.
  • Zu Beispielen für das kristalline harte Segment gehören Segmente, die aus Polymeren wie Polybutylenterephthalat (PBT) gebildet sind. Zu Beispielen für das amorphe weiche Segment gehören Segmente, die aus einem Polyoxymethylenglycolpolymer (z. B. Polytetramethylenetherglycol) und einem Polyesterglycolpolymer (z. B. Polycaprolactonglycol) gebildet sind. Wenn das amorphe weiche Segment aus einem Polymer vom Polyether-Typ wie Polyoxymethylenglycol gebildet ist, wird ein Formprodukt hergestellt, das eine ausgezeichnete Flexibilität aufweist, welches bevorzugt ist.
  • Die Erfindung, wie in Anspruch 4 angegeben, bezieht sich auf eine spezifische Ausführungsform des elektrisch isolierten Kabels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Harzzusammensetzung außerdem ein thermoplastisches Polyurethanelastomer umfasst. Die Harzzusammensetzung, aus der die Mantelschicht gebildet ist, kann ein zusätzliches Harz enthalten, welches mit dem thermoplastischen Polyesterelastomer vermischt ist, sofern die Menge des in der Zusammensetzung enthaltenen thermoplastischen Polyesterelastomers innerhalb des vorstehend erwähnten Bereichs liegt. Zu Beispielen für das zusätzliche Harz gehören thermoplastische Polyurethanelastomere, binäre und ternäre Copolymere von Polyethylen und Polypropylen, Propfharze von solchen Polymeren, thermoplastische Elasto mere, aus Pflanzen gewonnene Harze, biologisch abbaubare Harze und technische Kunststoffe. Da die Harzzusammensetzung z. B. Wärmebeständigkeit und Verschleißbeständigkeit erfordert, wird ein thermoplastisches Polyurethanelastomer bevorzugt eingesetzt.
  • Das thermoplastische Polyurethanelastomer ist ein Polymer, das durch Blockcopolymerisattion eines weichen Segments, das aus einem bifunktionellen Polyol gebildet ist, und eines harten Polyurethansegments, das aus einem Kondensationspolymer von einem Diisocyanat (z. B. Tolylendiisocyanat) und einem kurzkettigen Diol (z. B. Ethylenglycol) gebildet ist, hergestellt wird. Zu Beispielen für Arten bzw. Typen des thermoplastischen Polyurethanelastomers, welche auf dem Typ des weichen Segments beruhen, gehören der Polyether-Typ, der Caprolactonester-Typ, der Adipat-Typ und der Polycarbonatester-Typ.
  • Die Erfindung, wie in Anspruch 5 angegeben, bezieht sich auf eine spezifische Ausführungsform des elektrisch isolierten Kabels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Harzzusammensetzung, aus der die Mantelschicht gebildet ist, durch die Verwendung eines stickstoffhaltigen Flammverzögerungsmittels oder eines oder mehrerer Flammverzögerungsmittel, die ausgewählt sind aus Ethylen-bis(bromiertes Phthalimid), Bis(bromiertes Phenyl)ethan, und Bis(bromiertes Phenyl)terephthalamid, mit einem Flammverzögerungsvermögen ausgestattet ist.
  • Wenn die ein thermoplastisches Polyesterelastomer enthaltende Harzzusammensetzung, welche brennbar ist, z. B. in der Mantelschicht des Kabels eingesetzt wird, ist es erwünscht, dass die Harzzusammensetzung mit einem Flammverzögerungsvermögen ausgestattet wird. Für den Fall, dass eine Drahtstruktur mit einem Flammverzögerungsvermögen ausgestattet wird, kann eine dazwischen liegende oder isolierende Schicht der Struktur mit einem Flammverzögerungsvermögen ausgestattet werden. Wie allgemein bekannt ist, wird jedoch häufig ein Verfahren eingesetzt, bei dem ein Flammverzögerungsmittel eingearbeitet wird. Wenn die durch ein solches Verfahren mit einem Flammverzögerungsvermögen ausgestattete Harzzusammensetzung in der Mantelschicht des elektrisch isolierten Kabels der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, weist das Kabel eine hohe Sicherheit auf und besteht den Verbrennungstest gemäß JASO (Japan Automobile Standard Organization).
  • Die Festigkeit der thermischen Verschmelzung zwischen der Mantelschicht und dem Gehäusematerial wird jedoch durch die Art eines in die Elastomermischung eingearbeiteten Flammverzögerungsmittels beeinflusst. Wenn ein stickstoffhaltiges Flammverzögerungsmit tel oder ein Flammverzögerungsmittel wie Ethylen-bis(bromiertes Phthalimid), Bis(bromiertes Phenyl)ethan oder Bis(bromiertes Phenyl)terephthalamid eingesetzt wird, ist die Mantelschicht des Kabels mit dem Gehäuse thermisch fest verschmolzen. Zu Beispielen für das stickstoffhaltige Flammverzögerungsmittel gehören Melaminharz und Melamincyanurat.
  • Im Gegensatz dazu kann, wenn ein Polybromdiphenylether (z. B. Decabromdiphenylether oder Octabromdiphenylether) als ein Flammverzögerungsmittel eingesetzt wird, die Festigkeit der thermischen Verschmelzung zwischen dem Gehäusematerial und der Mantelschicht des Kabels unzureichend werden.
  • Die Auswirkung der Art des Flammverzögerungsmittels auf die Festigkeit der thermischen Verschmelzung wird mit zunehmendem Vernetzungsgrad der Harzzusammensetzung (d. h. des Materials für die Mantelschicht) stärker ausgeprägt. Falls die Mantelschicht aus der Harzzusammensetzung gebildet ist, die als Flammverzögerungsmittel einen Polybromdiphenylether (z. B. Decabromdiphenylether) enthält, kann es sein, dass, wenn der Vernetzungsgrad in einem solchen Maß erhöht ist, dass die Form der Mantelschicht beim Spritzgießen zuverlässig beibehalten wird, eine ausreichende Festigkeit der thermischen Verschmelzung zwischen dem Gehäusematerial und der Mantelschicht nicht erreicht wird.
  • Falls ein stickstoffhaltiges Flammverzögerungsmittel oder ein Flammverzögerungsmittel wie Ethylen-bis(bromiertes Phthalimid), Bis(bromiertes Phenyl)ethan oder Bis(bromiertes Phenyl)terephthalamid eingesetzt wird, ist im Gegensatz dazu selbst dann, wenn der Vernetzungsgrad in einem solchen Maß erhöht ist, dass die Form der Mantelschicht beim Spritzgießen zuverlässig beibehalten wird, die Mantelschicht mit dem Gehäusematerial thermisch fest verschmolzen und die gewünschte Wasserdichtheit wird erreicht. Außerdem ist ein stickstoffhaltiges Flammverzögerungsmittel (insbesondere Melamincyanurat) insofern von Vorteil, als es gegen eine Zersetzung bei einer Hochtemperaturverarbeitung beständig ist, wenn es in ein Harz wie etwa ein Polyurethanelastomer eingearbeitet ist.
  • Die Harzzusammensetzung, aus der die Mantelschicht gebildet ist, kann einen Stabilisator (z. B. ein Antioxidationsmittel, einen Lichtstabilisator oder einen Hydrolysehemmer) oder eine bekannte Chemikalie (z. B. ein Verstärkungsmittel, einen Füllstoff oder ein Färbemittel) enthalten, sofern ein solches Additiv die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt.
  • Die Harzzusammensetzung, aus der die Mantelschicht gebildet ist, kann durch Vermischen der vorstehend erwähnten Komponenten mittels eines bekannten Mischers wie etwa eines Banbury-Mischers, eines Druckkneters, eines Einschneckenmischers, eines Doppelschneckenmischers oder eines offenen Walzenmischers hergestellt werden.
  • Zusätzlich zu dem vorstehend erwähnten elektrisch isolierten Kabel stellt die vorliegende Erfindung eine Steuersystemkomponente bereit, die ein aus PPS gebildetes Gehäuse und das vorstehend erwähnte elektrisch isolierte Kabel umfasst, wobei ein Ende des Kabels mit dem Gehäuse thermisch verschmolzen ist (Anspruch 6). Da das elektrisch isolierte Kabel eine ausgezeichnete thermische Verschmelzbarkeit mit PPS aufweist, kann Wasserdichtheit in einer Verbindung zwischen dem elektrisch isolierten Kabel und dem aus PPS gebildeten Gehäuse gewährleistet werden. Deshalb weist die Steuersystemkomponente eine ausgezeichnete Wasserdichtheit auf.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Herstellen der Steuersystemkomponente bereit, umfassend einen Schritt des Bildens eines Gehäuses durch Spritzgießen von PPS in einem Formwerkzeug, das ein Ende des elektrisch isolierten Kabels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 enthält, um dadurch das Gehäuse mit dem Ende des elektrisch isolierten Kabels thermisch zu verschmelzen, so dass eine hermetische Abdichtung zwischen ihnen erzielt wird (Anspruch 7).
  • Wenn ein Ende des elektrisch isolierten Kabels in ein Formwerkzeug eingebracht wird, gefolgt von dem Spritzgießen von PPS darin, wird das Gehäusematerial mit der vernetzten Harzzusammensetzung, aus der die Mantelschicht gebildet ist, thermisch verschmolzen, wodurch eine Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Mantelschicht hermetisch abgedichtet wird. Dieses Herstellungsverfahren erfordert keinen zusätzlichen Schritt (z. B. die Anbringung eines Dichtungselements) und kann die Steuersystemkomponente der vorliegenden Erfindung mittels eines einfachen Verfahrens zu niedrigen Kosten herstellen. Das vorstehend erwähnte Spritzgießen kann durch ein Verfahren erfolgen, das allgemein für das Spritzgießen von PPS unter den dafür eingesetzten Bedingungen eingesetzt wird.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Das elektrisch isolierte Kabel der vorliegenden Erfindung umfasst eine Mantelschicht, die eine ausgezeichnete thermische Verschmelzbarkeit mit PPS aufweist. Wenn das Kabel mit einem aus PPS gebildeten Gehäuse verbunden wird, kann deshalb die Mantelschicht mit dem Gehäusematerial thermisch verschmolzen werden, um dadurch die Wasserdichtheit einer Verbindung zwischen dem Kabel und dem Gehäuse zu gewährleisten. Die Steuersystemkomponente der vorliegenden Erfindung, welche das elektrisch isolierte Kabel und das aus PPS gebildete Gehäuse umfasst, ist sehr wertvoll z. B. auf dem Gebiet der Automobile, da eine Verbindung zwischen dem Kabel und dem Gehäuse eine ausgezeichnete Wasserdichtheit aufweist. Die Steuersystemkomponente kann durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung mittels eines einfachen Verfahrens zu niedrigen Kosten hergestellt werden.
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen
  • 1 ist eine Schnittansicht eines Anwendungsbeispiels des elektrisch isolierten Kabels der vorliegenden Erfindung (Steuersystemkomponente: Radgeschwindigkeitssensor).
  • 2 ist eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des elektrisch isolierten Kabels der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt ein Verfahren zum Einrichten einer Probe bei einer Messung ihrer Schälfestigkeit.
  • Arten zur Ausführung der Erfindung
  • Eine Art (insbesondere eine beste Art) zur Ausführung der vorliegenden Erfindung wird nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die Abbildungen und das Bezugsbeispiel beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Art und das Bezugsbeispiel beschränkt und Abwandlungen können vorgenommen werden, sofern sie die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigen.
  • 1 ist eine Schnittansicht eines Anwendungsbeispiels des elektrisch isolierten Kabels der vorliegenden Erfindung (Steuersystemkomponente: Radgeschwindigkeitssensor). In 1 bezeichnet „A” ein elektrisch isoliertes Kabel. Wie in 2 (d. h. der teilweise vergrößerten Ansicht des elektrisch isolierten Kabels A) gezeigt ist, ist das Kabel A ein mehradriges Kabel, das zwei isolierte Drähte a umfasst. Die Peripherie der zwei isolierten Drähte a ist mit einer Zwischenschicht c bedeckt und die Peripherie der Zwischenschicht c ist mit einer Mantelschicht b bedeckt. Das elektrisch isolierte Kabel der vorliegenden Erfindung kann in einer anderen Form vorliegen; z. B. als ein einadriges Kabel mit einem isolierten Draht, oder ein Kabel, das keine Zwischenschicht aufweist.
  • Das elektrisch isolierte Kabel A kann durch ein Verfahren hergestellt werden, das dem Verfahren zum Herstellen eines gewöhnlichen elektrisch isolierten Kabels entspricht, mit der Ausnahme, dass die Mantelschicht b aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist, die ein thermoplastisches Polyesterelastomer in einer Menge von 45 Gew.-% oder mehr enthält. Speziell kann das elektrisch isolierte Kabel A durch Bedecken der isolierten Drähte mit der Zwischenschicht und der Mantelschicht, gefolgt von einem Vernetzen der Harzzusammensetzung, aus der die Mantelschicht gebildet ist, hergestellt werden. Zum Beispiel kann die Zwischenschicht und die Mantelschicht gebildet werden durch Coextrusion von Materialien für die Schichten mittels eines Schmelzextruders, so dass die isolierten Drähte bedeckt werden.
  • In 1 bedeutet „C” einen Radgeschwindigkeitssensor. Der Radgeschwindigkeitssensor C ist in einem Gehäuse H eingebaut. Die isolierten Drähte a des elektrisch isolierten Kabels A sind mit einem Ausgangsanschluss d des Radgeschwindigkeitssensors C verbunden und die Mantelschicht b des elektrisch isolierten Kabels A ist mit dem Gehäuse H an einer Verbindung B thermisch verschmolzen. Diese thermische Verschmelzung gewährleistet eine ausgezeichnete Wasserdichtheit. Diese Struktur kann durch das folgende Verfahren hergestellt werden: die isolierten Drähte a werden mit dem Ausgangsanschluss d verbunden und dann wird das so verbundene elektrisch isolierte Kabel A in ein Formwerkzeug eingebracht, gefolgt von einem Spritzgießen, so dass die Peripherie eines Endes des Kabels A mit dem Gehäusematerial bedeckt wird.
  • Wenngleich die vorstehend erwähnte Ausführungsform beschrieben wurde, indem als Beispiel der Fall herangezogen wurde, dass die Steuersystemkomponente ein Radgeschwindigkeitssensor ist, kann es sich bei der Steuersystemkomponente der vorliegenden Erfindung auch um eine andere Komponente handeln, z. B. einen Klopfsensor mit einer Struktur, in der das elektrisch isolierte Kabel A der vorliegenden Erfindung mit einem in einer Metallhülle befindlichen piezoelektrischen Element elektrisch verbunden ist und das piezoelektrische Element und die Peripherie eines Endes des elektrisch isolierten Kabels A mit einem aus PPS gefertigten Gehäuse durch Spritzgießen bedeckt sind.
  • Bezugsbeispiel
  • Zuerst wurden die nachstehend beschriebenen Bestandteile in den in den Tabellen 1 und 2 gezeigten Verhältnissen (bezogen auf das Gewicht) vermischt. Die Mischung wurde mittels eines Walzenkneters bei hoher Temperatur geknetet, und dann zu Probestreifen geformt. Jeder der Probestreifen wurde heiß gepresst, um auf diese Weise eine Folie mit einer Dicke von 1 mm zu formen. Die so geformte Folie wurde mit einem Elektronenstrahl (120 kGy oder 180 kGy) bestrahlt, um auf diese Weise mittels Vernetzung eine Harzzusammensetzungsfolie herzustellen.
  • (Bestandteile)
    • • Thermoplastisches Polyesterelastomer: Polyether-Typ (hartes Segment: PBT, weiches Segment: Polytetramethylenglycol), Schmelzpunkt: 168°C, Härte: 40 D
    • • Thermoplastisches Polyurethanelastomer: Polyether-Typ, JISA Härte 85 ± 2 A
    • • Antioxidationsmittel: 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolinpolymer (Amin-Keton-Antioxidationsmittel)
    • • Hydrolysehemmer: Hydrolysehemmer, der vorwiegend ein aromatisches Polycarbodiimid enthält
    • • Kohlenstoff: Kohlenstoff mit einer arithmetischen mittleren Teilchengröße von 27 nm
    • • Gleitmittel: Teilweise verseiftes Montansäureesterwachs
    • • Vernetzungshilfsmittel: Trimethylolpropantrimethacrylat.
  • Die vorstehend hergestellte Harzzusammensetzungsfolie wurde mit einer PPS-Folie durch Spritzgießen (Injektionstemperatur: 360°C, Haltedruck: 250 Kgf) mittels einer Spritzgießmaschine (SE18D, Produkt von Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) verschmolzen. Danach wurde, wie in 3 gezeigt ist, die Harzzusammensetzungsfolie mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/min mittels eines Zugfestigkeitsprüfgeräts (AGS 10 kND, Produkt von Shimadzu Corporation) abgeschält, um auf diese Weise die Schälfestigkeit der Folie zu messen. Die Messergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Tabelle 1
    Nummer 1 2 3 4 5
    Thermoplastisches Polyurethanelastomer 100 90 70 60 50
    Thermoplastisches Polyesterelastomer 0 10 30 40 50
    Antioxidationsmittel 1 1 1 1 1
    Hydrolysehemmer 2 2 2 2 2
    Kohlenstoff 2 2 2 2 2
    Gleitmittel 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
    Vernetzungshilfsmittel 5 5 5 5 5
    Schälfestigkeit [N/cm] 2,2 2,5 3,7 8,1 14,0
    Tabelle 2
    Nummer 6 7 8 9 10
    Thermoplastisches Polyurethanelastomer 40 30 20 10 0
    Thermoplastisches Polyesterelastomer 60 70 80 90 100
    Antioxidationsmittel 1 1 1 1 1
    Hydrolysehemmer 2 2 2 2 2
    Kohlenstoff 2 2 2 2 2
    Gleitmittel 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
    Vernetzungshilfsmittel 5 5 5 5 5
    Schälfestigkeit [N/cm] 14,4 16,6 22,4 29,5 35,7
  • Wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt ist, weist eine vernetzte Harzzusammensetzung, die ein thermoplastisches Polyesterelastomer in einer Menge von 50 Gew.-% oder mehr enthält, eine hohe Schälfestigkeit im Hinblick auf PPS auf. Diese Daten deuten daraufhin, dass ein elektrisch isoliertes Kabel, das eine Mantelschicht umfasst, die aus einer vernetzten Harzzusammensetzung gebildet ist, die ein thermoplastisches Polyesterelastomer in einer Menge von 45 Gew.-% oder mehr enthält, eine ausgezeichnete thermische Verschmelzbarkeit mit einem aus PPS gebildeten Gehäuse aufweist. Unter anderem weisen die Harzzusammensetzungen Nr. 8 bis 10, die jeweils ein thermoplastisches Polyesterelastomer in einer Menge von 80 Gew.-% oder mehr enthalten, eine besonders hohe Schälfestigkeit auf. Diese Daten deuten darauf hin, dass der Einsatz einer solchen Harzzusammensetzung zur Herstellung eines elektrisch isolierten Kabels führt, das eine besonders gute thermische Verschmelzbarkeit mit einem aus PPS gebildeten Gehäuse aufweist.
  • Beschreibung der Bezugszeichen
    • A:
      Elektrisch isoliertes Kabel
      a:
      isolierter Draht
      b:
      Mantelschicht
      c:
      Zwischenschicht
      d:
      Ausgangsanschluss
      B:
      Verbindung
      C:
      Radgeschwindigkeitssensor
      H:
      Gehäuse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 3428391 [0005]
    • - JP 2006-156407 [0005]

Claims (7)

  1. Elektrisch isoliertes Kabel, welches einen oder mehrere isolierte Drähte und eine an der Peripherie des isolierten Drahts bzw. der isolierten Drähte bereitgestellte Mantelschicht umfasst und welches mit Polyphenylensulfidharz thermisch verschmolzen werden soll, wobei die Mantelschicht aus einer vernetzten Harzzusammensetzung gebildet ist und die Harzzusammensetzung ein thermoplastisches Polyesterelastomer in einer Menge von 45 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die gesamte Harzzusammensetzung, umfasst.
  2. Elektrisch isoliertes Kabel nach Anspruch 1, wobei die Menge des thermoplastischen Polyesterelastomers, das in der Harzzusammensetzung enthalten ist, 80 Gew.-% übersteigt.
  3. Elektrisch isoliertes Kabel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das thermoplastische Polyesterelastomer ein Blockcopolymer ist, das ein kristallines hartes Segment und ein amorphes weiches Segment umfasst, und das amorphe weiche Segment aus einem Polymer vom Polyether-Typ gebildet ist.
  4. Elektrisch isoliertes Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Harzzusammensetzung außerdem ein thermoplastisches Polyurethanelastomer umfasst.
  5. Elektrisch isoliertes Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Harzzusammensetzung, aus der die Mantelschicht gebildet ist, durch die Verwendung eines stickstoffhaltigen Flammverzögerungsmittels oder eines oder mehrerer Flammverzögerungsmittel, ausgewählt aus Ethylen-bis(bromiertes Phthalimid), Bis(bromiertes Phenyl)ethan und Bis(bromiertes Phenyl)terephthalamid, mit einem Flammverzögerungsvermögen ausgestattet ist.
  6. Steuersystemkomponente, umfassend ein aus Polyphenylensulfidharz gebildetes Gehäuse und ein elektrisch isoliertes Kabel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Ende des elektrisch isolierten Kabels mit dem Gehäuse thermisch verschmolzen ist.
  7. Verfahren zum Herstellen einer Steuersystemkomponente, umfassend einen Schritt des Bildens eines Gehäuses durch Spritzgießen von Polyphenylensulfidharz in ei nem Formwerkzeug, das ein Ende eines elektrisch isolierten Kabels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 enthält, um dadurch das Gehäuse mit dem Ende des elektrisch isolierten Kabels thermisch zu verschmelzen, so dass eine hermetische Abdichtung zwischen ihnen erreicht wird.
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