DE102014105782A1

DE102014105782A1 - Elektrisch isolierter draht

Info

Publication number: DE102014105782A1
Application number: DE102014105782.1A
Authority: DE
Inventors: Shuichi Kimura
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2014-10-30
Also published as: US20140322533A1; JP2014216118A

Abstract

Ein elektrisch isolierter Draht weist auf einen Leiter 2 sowie eine isolierende Schicht 5, welche eine innere Schicht 3, welche einen Außenumfang des Leiters ummantelt, und eine äußere Schicht 4 hat, welche einen Außenumfang der inneren Schicht ummantelt. Die äußere Schicht enthält ein Polyphenylensulfid-Harz, und die innere Schicht enthält ein Polyphenylenether-Harz sowie ein Olefin-Harz. Eine durchschnittliche Dicke der äußeren Schicht ist 50% oder weniger von einer Dicke der gesamten isolierenden Schicht.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2013-091052 , welche am 24. April 2013 in Japan eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch isolierten Draht. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen elektrisch isolierten Draht, der leicht herzustellen ist und eine exzellente Wärmebeständigkeit und Abrasionsbeständigkeit hat.
2. Beschreibung verwandter Technik
Elektrisch isolierte Drähte weisen auf einen Leiter, welcher Elektrizität bzw. Strom führt/leitet, und eine isolierende Schicht, welche eine Leckage bzw. einen Austritt von Elektrizität bzw. Strom an die Umgebung des Leiters verhindert. In vielen herkömmlichen elektrisch isolierten Drähten wurde ein Leiter mit einer Mehrzahl von isolierenden Schichten beschichtet, und außerdem wurden zum Beispiel Kunststoffe, wie zum Beispiel Polyester und Nylon, als eine Hauptisolierschicht verwendet. Jedoch hatten Materialien von einer Isolierschicht für herkömmliche wärmebeständige elektrische Drähte ein Problem dahingehend, dass eine ausreichende Wärmebeständigkeit nicht erhalten wurde sofern nicht das Material einer Isolierschicht einer Vernetzungsbehandlung unterzogen wurde, wie zum Beispiel einer Elektronenstrahlbestrahlung nach dem Extrusionsformen einer Beschichtungsschicht. Eine derartige Vernetzungsbehandlung hat Probleme dahingehend, dass teure Elektronenstrahl-Bestrahlungsvorrichtungen und so weiter erforderlich sind und dass die Produktionseffizienz herabgesetzt ist aufgrund des zusätzlichen Vernetzungsbehandlungsprozesses. Folglich wurden Materialien benötigt, welche gewünschte Eigenschaften ohne das Erfordernis der Vernetzungsbehandlung erfüllen.
Es wurde ein elektrisch isolierter Draht offenbart, welcher eine Polyphenylensulfid-Harzzusammensetzung als eine isolierende Schicht verwendet (siehe zum Beispiel die japanische offengelegte Patentanmeldung mit der Nummer 62-143307 ). Das Polyphenylensulfid-Harz (PPS-Harz) erfüllt die gewünschte Wärmebeständigkeit ohne dass die Vernetzungsbehandlung durchgeführt wird. Jedoch erhöht das PPS-Harz, welches teuer ist, die Kosten, wenn das PPS-Harz in der gesamten isolierenden Schicht verwendet wird. Aus diesem Grund wurde ein elektrisch isolierter Draht offenbart, welcher eine isolierende Schicht mit einer Zweischichtstruktur hat, welche das PPS-Harz für eine äußere Schicht und ein Polyolefin-Harz für eine innere Schicht verwendet (siehe zum Beispiel japanische offengelegte Patentanmeldung mit der Nummer 2009-301777 ).
Die isolierende Schicht der japanischen offengelegten Patentanmeldung mit der Nummer 2009-301777 weist jedoch einen großen Schmelzpunktunterschied zwischen dem Material der äußeren Schicht und dem Material der inneren Schicht auf. Demzufolge war die Schmelzviskosität des inneren Schichtmaterials signifikant herabgesetzt in dem Kopf eines Extruders, der auf eine hohe Temperatur eingestellt ist, um das äußere Schichtmaterial zu schmelzen, wodurch der elektrisch isolierte Draht derart extrudiert wird, dass der Leiter aus der Mitte des elektrischen Drahts heraus geschoben ist bzw. zu der Mitte versetzt ist. Als ein Resultat war der Leiter nicht gleichmäßig mit der inneren Schicht und der äußeren Schicht beschichtet, was eine Gefahr bzw. ein Risiko darstellt, dass der Leiter beim Entfernen der isolierenden Schicht von dem elektrischen Draht beschädigt wird. Darüber hinaus war der Leiter nicht gleichmäßig mit der isolierenden Schicht beschichtet, was eine Gefahr bzw. ein Risiko einer reduzierten Abrasionsbeständigkeit darstellt.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts solcher Probleme der herkömmlichen Technik gemacht. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrisch isolierten Draht bereitzustellen, welcher eine exzellente Wärmebeständigkeit sowie eine exzellente Abrasionsbeständigkeit ohne das Erfordernis eines Elektronenstrahl-Bestrahlungsprozesses während der Produktion des elektrisch isolierten Drahts hat.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein elektrisch isolierter Draht einen Leiter sowie eine isolierende Schicht bzw. Isolationsschicht auf, welche eine innere Schicht bzw. Innenschicht, welche einen Außenumfang des Leiters bedeckt bzw. ummantelt bzw. beschichtet, und eine äußere Schicht bzw. Außenschicht hat, welche einen Außenumfang der inneren Schicht ummantelt bzw. bedeckt bzw. beschichtet, wobei die äußere Schicht ein Polyphenylensulfid-Harz (bzw. PPS-Polymer oder PPS-Kunststoff) enthält, wobei die innere Schicht ein Polyphenylenether-Harz (bzw. PPE-Polymer oder PPE-Kunststoff) sowie ein Olefin-Harz (bzw. Olefin-Polymer oder Olefin-Kunststoff) enthält, und wobei eine durchschnittliche Dicke der äußeren Schicht 50% oder weniger einer Dicke der gesamten isolierenden Schicht ist.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem elektrisch isolierten Draht ein Mischverhältnis des Polyphenylenether-Harzes zu dem Olefin-Harz in der inneren Schicht 20–80:80–20 (z.B. 20–80 zu 80–20), nach dem Gewicht bzw. bezogen auf das Gewicht.
Die obigen und andere Aufgaben/Ziele, Merkmale, Vorteile und technische sowie industrielle Bedeutung/Signifikanz dieser Erfindung werden besser verstanden werden durch das Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung von derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, insbesondere wenn diese in Verbindung mit der angehängten Zeichnung berücksichtigt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die 1A und 1B sind schematische Ansichten, welche einen elektrisch isolierten Draht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei 1A eine Querschnittsansicht des elektrisch isolierten Drahts ist und 1B eine Perspektivansicht des elektrisch isolierten Drahts ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten im Detail mit Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es sei angemerkt, dass das Abmessungsverhältnis der Zeichnung zur leichteren Erläuterung übertrieben dargestellt ist und von dem tatsächlichen Verhältnis abweichen kann.
Ein elektrisch isolierter Draht 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen Leiter 2 auf, wie in den 1A und 1B gezeigt. Darüber hinaus weist der elektrisch isolierte Draht 1 eine isolierende Schicht 5 auf, welche eine innere Schicht 3, welche einen Außenumfang des Leiters 2 bedeckt/ummantelt, sowie eine äußere Schicht 4, welche einen Außenumfang der inneren Schicht 3 bedeckt/ummantelt, hat.
Der Leiter 2 kann lediglich einen einzigen Draht aufweisen oder kann ein oder mehrere Bündel von Drähten aufweisen. Für den Leiter 2 sind der Durchmesser und das Material des Leiters nicht im Besonderen eingeschränkt und können gemäß der Anwendung in geeigneter Weise bestimmt bzw. festgesetzt werden. Als das Material des Leiters 2 können bekannte leitfähige Metallmaterialien verwendet werden, wie zum Beispiel Kupfer, Kupferlegierungen, Aluminium und/oder Aluminiumlegierungen.
Die innere Schicht 3 enthält ein Polyphenylenether-Harz (im Folgenden auch bezeichnet als ein PPE-Harz) sowie ein Olefin-Harz. Das PPE-Harz enthält als eine Hautkomponente Poly(2,6-Dimethylphenylenoxid), welches synthetisiert werden kann mittels eines Oxidationspolymerisationsverfahrens (oxidatives Kupplungsverfahren) unter Verwendung von 2,6-Xylenol als ein Rohmaterial.
Als das PPE-Harz kann ein Harz verwendet werden, welches lediglich bzw. ausschließlich zusammengesetzt ist aus dem PPE-Harz, Poly(2,6-Dimethylphenylenoxid), aber das PPE-Harz allein kann unter Umständen keine ausreichende Formverarbeitbarkeit (insbesondere Schmelzfluidität) bereitstellen. Demzufolge wird bevorzugt modifizierter Polyphenylenether (m-PPE) verwendet, der eine Polymerlegierung ist, welche erhalten wird durch Mischen oder chemisches Binden von PPE-Harz und/an (ein oder mehreren) anderen synthetischen Harzen (zum Beispiel Polystyrol, Polyamid, ABS-Harz oder Polyphenylensulfid).
Beispiele von Olefin-Harzen umfassen Polyethylen-basierte Harze und Polypropylen-basierte Harze. Beispiele von Polyethylen-basierten Harzen umfassen Harze, welche 50 Mol % oder mehr von einer Ethylen-Komponente-Einheit enthalten, im Speziellen Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, lineares Polyethylen niedriger Dichte, Ethylenvinylacetat-Copolymer, Ethylen-Propylen-Copolymer, Ethylen-Propylen-Buten-1-Copolymer, Ethylen-Buten-1-Copolymer, Ethylen-Hexen-1-Copolymer, Ethylen-4-Methylpenten-1-Copolymer und Ethylen-Octen-1-Copolymer sowie auch Mischungen davon.
Beispiele von Polypropylen-basierten Harzen umfassen Propylen-Homopolymer und Copolymere von Propylen und Komponenten, wie zum Beispiel andere Olefine, welche mit Propylen kopolymerisierbar sind. Beispiele von anderen Olefinen, welche mit Propylen kopolymerisierbar sind, umfassen Alpha-Olefine, wie zum Beispiel Ethylen, 1-Buten, Isobutylen, 1-Penten, 3-Methyl-1-Buten, 1-Hexen, 3,4-Dimethyl-1-Buten, 1-Hepten und 3-Methyl-1-Hexen.
Die äußere Schicht 4 enthält ein Polyphenylensulfid-Harz (im Folgenden auch bezeichnet als ein PPS-Harz). Als das Polyphenylensulfid-Harz können Harze verwendet werden, welche als eine Hauptkomponente Polyphenylensulfid (Polymer, welches durch die Formel (-C₆H₄-S-)_n dargestellt bzw. wiedergegeben wird) enthalten. Im Speziellen können als das PPS-Harze Harze verwendet werden, welche 50 Mol % oder mehr, bevorzugt 60 Mol % oder mehr, mehr bevorzugt 70 Mol % oder mehr, von Polyphenylensulfid enthalten.
Als das PPS-Harz kann ein Harz verwendet werden, welches lediglich bzw. ausschließlich aus Polyphenylensulfid zusammengesetzt ist bzw. daraus besteht. Um die Fluidität bzw. das Fließvermögen zu verbessern, können Polymerlegierungen verwendet werden, welche erhalten werden durch Mischen oder chemisches Binden von Polyphenylensulfid und/an (ein oder mehrere) anderen synthetischen Harzen (zum Beispiel Fluorharz).
Bei dem elektrisch isolierten Draht 1 der vorliegenden Ausführungsform enthält die innere Schicht 3 folglich das PPE-Harz und das Olefin-Harz. Die Aufnahme bzw. Einbeziehung des PPE-Harzes kann die Differenz in dem Schmelzpunkt zwischen dem Material der inneren Schicht 3 und dem Material der äußeren Schicht 4 reduzieren, und ermöglicht folglich, dass der Leiter an der wirklichen/wesentlichen Mitte des elektrischen Drahts bei der Produktion des elektrischen Drahts angeordnet wird, sodass der Leiter gleichmäßig mit der inneren Schicht und der äußeren Schicht beschichtet werden kann. Daher kann dies eine Abrasionsbeständigkeit und eine Wärmealterungsbeständigkeit verbessern. Außerdem enthält die innere Schicht 3 nicht nur das PPE-Harz, sondern auch das Olefin-Harz, um eine hohe Flexibilität bereitzustellen. Das PPE-Harz und das Olefin-Harz sind bevorzugt Hauptkomponenten in der inneren Schicht 3, von dem Gesichtspunkt des Sicherstellens einer hohen Abrasionsbeständigkeit, Wärmealterungsbeständigkeit und Flexibilität. Im Speziellen ist die Gesamtmenge bzw. der Gesamtanteil von dem PPE-Harz und dem Olefin-Harz, welche/welcher in der inneren Schicht 3 enthalten ist, bevorzugt 50 Mol% oder mehr, mehr bevorzugt 70 Mol% oder mehr.
Darüber hinaus, bei dem elektrisch isolierten Draht 1 der vorliegenden Ausführungsform, enthält die äußere Schicht 4 das Polyphenylensulfid-Harz, wodurch ermöglicht wird, dass eine hohe Wärmebeständigkeit und Flüssigkeitsbeständigkeit bzw. -widerstand sichergestellt werden können. Es wird angemerkt, dass das Polyphenylensulfid-Harz bevorzugt eine Hauptkomponente in der äußeren Schicht 4 ist, von dem Gesichtspunkt des Sicherstellens einer ausreichenden Wärmebeständigkeit und Flüssigkeitsbeständigkeit. Im Speziellen ist die Menge bzw. der Anteil des Polyphenylensulfid-Harzes, welches/welcher in der äußeren Schicht 4 enthalten ist, bevorzugt 50 Mol% oder mehr, mehr bevorzugt 60 Mol% oder mehr, und noch mehr bevorzugt 70 Mol% oder mehr.
Da das Polyphenylensulfid-Harz jedoch eine niedrige Flexibilität hat, ist die äußere Schicht 4 bevorzugt dünner (z.B. dünner als die innere Schicht), um die Flexibilität des gesamten elektrisch isolierten Drahts 1 sicherzustellen. Dementsprechend/Folglich sollte die durchschnittliche Dicke t1 der äußeren Schicht 4 kleiner gleich 50 % der Dicke der gesamten isolierenden Schicht 5 (die durchschnittliche Dicke t1 der äußeren Schicht + die durchschnittliche Dicke t2 der inneren Schicht) sein. Die durchschnittliche Dicke der äußeren Schicht 4 ist bevorzugt kleiner gleich 40 %, mehr bevorzugt kleiner gleich 30 %, der Dicke der gesamten isolierenden Schicht bzw. Isolierschicht 5. Dies kann die Flexibilität des gesamten elektrisch isolierten Drahts 1 verbessern. Obgleich die untere Grenze der durchschnittlichen Dicke der äußeren Schicht 4 nicht im Besonderen eingeschränkt ist, ist die durchschnittliche Dicke der äußeren Schicht 4 bevorzugt größer gleich 10 % der Dicke der gesamten Isolierschicht 5, von dem Gesichtspunkt des Sicherstellens einer ausreichenden Wärmebeständigkeit und Abrasionsbeständigkeit.
Es wird angemerkt, dass die Dicke der isolierenden Schicht in/bei 0,35sq Elektrodrähten gemäß ISO 6722-1 Standard nominell 0,25 mm ist. Wenn die isolierende Schicht der vorliegenden Ausführungsform auf diesen Elektrodraht angewandt wird, ist die Dicke der äußeren Schicht bevorzugt 0,125 mm oder weniger. Eine Dicke der äußeren Schicht von mehr als 0,125 mm verursacht eine niedrige Flexibilität und erhöht die Kosten, wodurch eine praktische Verwendung möglicherweise behindert ist.
Wie oben beschrieben, enthält die innere Schicht 3 das PPE-Harz und das Olefin-Harz. In der inneren Schicht 3 ist das Mischverhältnis von dem PPE-Harz zu dem Olefin-Harz bevorzugt 20–80:80–20, basierend auf dem Gewicht. Selbst wenn das Mischverhältnis des PPE-Harzes zu dem Olefin-Harz außerhalb von diesem Bereich fällt/liegt, können die Effekte der vorliegenden Erfindung gezeigt werden bzw. auftreten. Jedoch gibt es ein Risiko einer niedrigen Abrasionsbeständigkeit und Wärmealterungsbeständigkeit mit weniger als 20 Gewichtsteilen des PPE-Harzes, oder ein Risiko einer geringen Flexibilität mit mehr als 80 Gewichtsteilen des PPE-Harzes. Darüber hinaus gibt es ein Risiko einer geringen Flexibilität mit weniger als 20 Gewichtsteilen des Olefin-Harzes, oder ein Risiko einer reduzierten Konzentrizität und Wärmealterungsbeständigkeit mit mehr als 80 Gewichtsteilen des Olefin-Harzes. Von dem Gesichtspunkt des Verbesserns der Abrasionsbeständigkeit, Wärmealterungsbeständigkeit und Flexibilität ist das PPE-Harz bevorzugt enthalten mit 30–60 Gewichtsteilen. Von demselben Gesichtspunkt ist das Olefin-Harz bevorzugt enthalten mit 20–40 Gewichtsteilen.
Zusätzlich zu den obigen essentiellen Komponenten kann der elektrisch isolierte Draht gemäß der vorliegenden Ausführungsform andere Komponenten enthalten ohne die Effekte der vorliegenden Erfindung zu beeinträchtigen. Der elektrisch isolierte Draht gemäß der vorliegenden Ausführungsformen kann zum Beispiel enthalten ein Flammschutzmittel, ein Flammschutzmittel-Hilfsmittel, ein Antioxidationsmittel, einen Metalldeaktivator, ein Anti-Aging/Alterungs-Mittel, ein Schmiermittel, einen Füllstoff, ein Verstärkungsmaterial, einen UV-Absorber, einen Stabilisator, einen Weichmacher, ein Pigment, einen Farbstoff, ein Farbmittel, ein antistatisches Mittel, ein Schaummittel und ähnliche.
Eine Mehrzahl der elektrisch isolierten Drähte wird gebündelt, um einen Kabelbaum bereitzustellen. Zum Beispiel kann an dem Ende des elektrisch isolierten Drahts ein Verbinder, zum Beispiel Steckverbinder, angebracht bzw. befestigt werden.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen des elektrisch isolierten Drahts gemäß den vorliegenden Ausführungsformen beschrieben. Die innere Schicht bzw. Innenschicht 3 und die äußere Schicht bzw. Außenschicht 4 des elektrisch isolierten Drahts 1 werden zubereitet durch Kneten der obigen Materialien, und das Zubereitungsverfahren davon kann unter Verwendung bekannter Mittel durchgeführt werden. Zum Beispiel werden die obigen Materialien mit einem Hochgeschwindigkeitsmischer bzw. Schnellmischer, zum Beispiel einem Henschel-Mischer, vorgemischt und dann geknetet mit einer bekannten Knetmaschine, zum Beispiel einem Banbury-Mischer, einem Kneter, und einer Walzenmühle (im Englischen „roll mill“), um eine Harzzusammensetzung zum Formen der Innenschicht 3 und der Außenschicht 4 bereitzustellen.
Bei dem elektrisch isolierten Draht der vorliegenden Ausführungsform kann ein Verfahren zum Beschichten des Leiters 2 mit der Innenschicht 3 und der Außenschicht 4 ebenfalls unter Verwendung bekannter Mittel durchgeführt werden. Zum Beispiel können sowohl die Innenschicht 3 als auch die Außenschicht 4 mittels eines gewöhnlichen Extrusionsformverfahrens geformt werden. Als ein in dem Extrusionsformverfahren verwendeter Extruder kann zum Beispiel ein Einschneckenextruder bzw. ein Doppelschneckenextruder verwendet werden, und im Speziellen können solche verwendet werden, welche eine Schnecke/Schraube, eine Lochplatte (im Englischen „breaker plate“), einen Spritzkopf (im Englischen „crosshead“), einen Verteiler bzw. Distributor, einen Nippel (im Englischen „nipple“) und eine Düse haben.
Zum Beispiel werden beim Zubereiten der Harzzusammensetzung der Innenschicht 3 das PPE-Harz und das Olefin-Harz in einen Doppelschneckenextruder geladen, der eingestellt ist auf eine Temperatur, welche ausreichend ist, um das PPE-Harz und das Olefin-Harz zu schmelzen. Zu dieser Zeit, falls notwendig, werden auch andere Komponenten eingeführt, wie zum Beispiel ein Flammschutzmittel, ein Flammschutzmittel-Hilfsmittel und ein Antioxidationsmittel. Das PPE-Harz und das Olefin-Harz werden dann geschmolzen und geknetet mittels einer Schraube/Schnecke, und eine gegebene Menge wird über eine Lochscheibe einem Spritzkopf zugeführt. Das geschmolzene PPE-Harz und das Olefin-Harz werden mittels eines Verteilers/Distributors dem Umfang eines Nippels zugeführt und mittels einer Düse extrudiert, während/so dass sie den Leiter beschichten, wodurch die Innenschicht 3 bereit gestellt wird, welche den Leiter 2 ummantelt.
Die Außenschicht 4 kann ebenfalls unter Verwendung eines Extruders in der gleichen Art wie oben beschrieben geformt werden. Von dem Gesichtspunkt des Verbesserns der Produktivität werden ein Extruder für die Innenschicht 3 und ein Extruder für die Außenschicht 4 bevorzugt in Kombination verwendet, um die Innenschicht 3 und die Außenschicht 4 durch Coextrusion zu formen.
Bei dem elektrisch isolierten Draht der vorliegenden Erfindung kann die isolierende Schicht folglich geformt werden durch Extrusion in der gleichen Art wie mit gewöhnlichen Harzzusammensetzungen für elektrische Drähte. Da der Vernetzungsprozess mittels Elektronenstrahl-Bestrahlung oder Ähnlichem nach dem Extrusionsformen nicht notwendig ist, kann die Produktionseffizienz verbessert werden.
Beispiele
Beispiele der vorliegenden Erfindung werden unten im Detail beispielgebend zusammen mit Vergleichsbeispielen beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele eingeschränkt.
Probenzubereitung bei den Beispielen und Vergleichsbeispielen
Zubereitung/Vorbereitung der Harzzusammensetzungen für Innenschicht und Außenschicht

Die Materialien für die Innenschicht und die Außenschicht wie in Tabelle 1 gezeigt wurden zubereitet/vorbereitet. Die Harzzusammensetzungen für die Innenschicht in den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden jeweils zubereitet durch Mischen der Materialien mit den in Tabelle 2 gezeigten Anteilen unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders. Für die Harzzusammensetzungen für die Außenschicht in den Beispielen 1–4 und den Vergleichsbeispielen 2, 4 und 5 wurde die PPS-Legierung in Tabelle 1 verwendet wie sie war bzw. als solche verwendet. Tabelle 1

	Materialname	Produktname	Hersteller
Material für Außenschicht	PPS-Legierung	FZ-2100	DIC Corporation
Material für Innenschicht	m-PPE	PX-100L	Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation
Material für Innenschicht	Polypropylen	E111G	Prime Polymer Co., Ltd.

Herstellung des elektrisch isolierten Drahts
Beispiele 1–4 und Vergleichsbeispiele 2, 4 und 5
Elektrisch isolierte Drähte, welche mit der Innenschicht und der Außenschicht beschichtet sind, wurden hergestellt unter Verwendung der Harzzusammensetzung für die Innenschicht und der Harzzusammensetzung für die Außenschicht, in dem jeweiligen Beispiel bzw. Vergleichsbeispiel, welche wie oben beschrieben zubereitet/vorbereitet wurden. Im Speziellen wurden die Innenschicht und die Außenschicht um den Leiter herum geformt durch eine Coextrusion der Innenschicht und der Außenschicht unter Verwendung von zwei Extrudern. Während der Coextrusion wurde die Extrusionstemperatur des Düsenteils in dem Extruder für die Innenschicht auf 250°C gesetzt und die Extrusionstemperatur des Düsenteils in dem Extruder für die Außenschicht wurde auf 310°C eingestellt. Geglühtes bzw. getempertes Kupfer wurde als ein Material des Leiters verwendet, und außerdem war die Größe des ISO-Leiters 0,35 mm².
Bei den erhaltenen elektrisch isolierten Drähten des jeweiligen Beispiels bzw. Vergleichsbeispiels wurde die gesamte Fläche eines Kerndrahts (z.B. 19 Litzen oder 19 Litzendrähte) von 0,15 mm Durchmesser mit der Innenschicht und der Außenschicht beschichtet. Die durchschnittliche Gesamtdicke der Innenschicht und Außenschicht war 0,25 mm, und der Außendurchmesser des elektrisch isolierten Drahts war 1,3 mm. Die durchschnittlichen Dicken der Innenschicht und der Außenschicht in dem jeweiligen Beispiel bzw. Vergleichsbeispiel sind ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiele 1 und 3
Elektrisch isolierte Drähte, welche lediglich mit der Innenschicht beschichtet sind, wurden in den Vergleichsbeispielen 1 und 3 hergestellt unter Verwendung der Harzzusammensetzungen für die Innenschicht, welche wie oben beschrieben zubereitet wurden. Im Speziellen wurde lediglich die Innenschicht um den Leiter herum geformt durch Extrusion unter Verwendung eines Extruders. Während der Extrusion wurde Extrusionstemperatur des Düsenteils in dem Extruder eingestellt auf 250°C. Der verwendete Leiter war der gleiche wie der oben beschriebene.

In dem erhaltenen elektrisch isolierten Draht des Vergleichsbeispiels 1 bzw. 3 war die gesamte Fläche eines Kerndrahts (z.B. 19 Litzen oder 19 Litzendrähte) von 0,15 mm Durchmesser lediglich mit der Innenschicht beschichtet. Die durchschnittliche Dicke der Innenschicht war 0,25 mm, und der Außendurchmesser des elektrisch isolierten Drahts war 1,3 mm. Tabelle 2

	Außenschicht		Innenschicht
	PPS-Legierung (Gewichtsteile)	Durchschnittliche Dicke (mm)	m-PPE (Gewichtsteile)	Polypropylen (Gewichtsteile)	Durchschnittliche Dicke (mm)
Beispiel 1	100	0.10	20	80	0.15
Beispiel 2	100	0.10	60	40	0.15
Beispiel 3	100	0.10	80	20	0.15
Beispiel 4	100	0.06	60	40	0.19
Vergleichsbeispiel 1	-	-	100	-	0.25
Vergleichsbeispiel 2	100	0.10	100	-	0.15
Vergleichsbeispiel 3	-	-	40	60	0.25
Vergleichsbeispiel 4	100	0.10	-	100	0.15
Vergleichsbeispiel 5	100	0.13	60	40	0.12

Evaluierung/Auswertung
Die elektrisch isolierten Drähte, welche in den oben beschriebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, wurden evaluiert hinsichtlich Konzentrizität, Flüssigkeitsbeständigkeit, Abrasionsbeständigkeit, Flexibilität, Schmelzeigenschaften und Wärmealterungsbeständigkeit mittels der folgenden Verfahren.
Konzentrizität
Konzentrizität bezeichnet den Wert, der anzeigt, wie nahe zu der Mitte der Leiter in dem Querschnitt des elektrischen Drahts ist, und gibt an, ob die isolierende Schicht ohne eine Beschädigung des Leiters abgelöst bzw. abgezogen werden kann. Der Querschnitt der elektrischen Drähte, welche in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, wurde unter einem optischen Mikroskop bzw. Lichtmikroskop betrachtet, und die Konzentrizität wurde berechnet anhand der folgenden Gleichung. Die Konzentrizität wurde evaluiert bzw. beurteilt als „gut“ für 80 % oder mehr oder als „schlecht“ für weniger als 80%. Konzentrizität = (die minimale Dicke der isolierenden Schicht)/(die Dicke der isolierenden Schicht diametral gegenüberliegend zu dem Punkt, wo die Dicke der isolierenden Schicht minimal ist)·100
Flüssigwiderstand/Flüssigkeitsbeständigkeit
Der Flüssigwiderstand wurde untersucht gemäß ISO 6722-1, Flüssigwiderstand, Testverfahren 2 und beurteilt als „gut“, wenn die maximale Änderungsquote des Elektrodraht-Außendurchmessers kleiner war als 5%, oder als „schlecht“ für 5% oder mehr.
Abrasionsbeständigkeit
Der Kratztest wurde durchgeführt gemäß ISO 6722-1, und die Abrasionsbeständigkeit wurde beurteilt als „gut“, wenn die Abrasionszahl 150 oder mehr war, als „moderat“ für 100 oder mehr und weniger als 150, oder als „schlecht“ für weniger als 100.
Flexibilität
Die elektrischen Drähte, welche in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, wurden in 10 cm-Stücke geschnitten, und die geschnittenen Stücke wurden einem Dreipunktbiegetest unterzogen, um den Wert der maximalen Belastung/Beanspruchung zu messen. Die Flexibilität wurde beurteilt als „gut“, wenn die auf die Mitte des elektrischen Drahts aufgebrachte Last geringer war als 0,45 N, oder als „schlecht“ für 0,45 N oder mehr.
Schmelzeigenschaften
Gemäß JASO D618 5.8.3, Wärmebeständigkeitstest 1C, wurden die elektrischen Drähte, welche in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, mit sechs Umdrehungen um einen Dorn gewickelt, der einen Durchmesser hat, der gleich dem Außendurchmesser des Elektrodrahts ist, und wurden in einer Alterungswanne bei 200°C für 30 Minuten erwärmt. Anschließend wurde das Vorliegen von Rissen an der Oberfläche der isolierenden Schicht visuell untersucht. Zusätzlich wurde der Elektrodraht nach dem Erwärmen von dem Dorn entfernt, und das Auftreten von einer Verschmelzung bzw. Fusion zwischen benachbarten Teilen des Elektrodrahts sowie eine Freilegung des Leiters wurden visuell untersucht. Die Schmelzeigenschaften bzw. Fusionseigenschaften wurden beurteilt als „gut“, wenn kein Riss oder Zusammenschluss der isolierenden Schicht oder Freilegen beobachtet wurde, oder als „schlecht“, wenn sie beobachtet wurden. Wärmealterungsbeständigkeit
Die elektrischen Drähte, welche in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, wurden in einem Ofen bei 150°C für 1.000 Stunden gehalten. Die elektrischen Drähte wurden dann aus dem Ofen genommen und um eine Stange gewickelt, welche den gleichen Durchmesser hat wie der elektrische Draht. Das Vorliegen von Rissen in der isolierenden Schicht wurde visuell untersucht, und die Wärmealterungsbeständigkeit wurde beurteilt als „gut“, wenn kein Riss in der isolierenden Schicht beobachtet wurde, oder als „schlecht“, wenn Risse beobachtet wurden.

Die Evaluierungsergebnisse der Konzentrizität, des Flüssigwiderstands, der Abrasionsbeständigkeit, der Flexibilität, der Schmelzeigenschaften und der Wärmealterungsbeständigkeit sind in Tabelle 3 gezeigt. Diese Tabelle zeigt, dass die elektrischen Drähte der Beispiele 1–4, welche von der vorliegenden Erfindung umfasst sind, exzellent sind bzw. abschneiden in allen Bewertungen der Konzentrizität, Flüssigwiderstand, Abrasionsbeständigkeit, Flexibilität, Schmelzeigenschaften und Wärmealterungsbeständigkeit. Tabelle 3

	Konzentrizität	Flüssigwiderstand	Abrasions beständigkeit	Flexibilität	Schmelzeigenschaften	Wärmealterungsbeständigkeit
Beispiel 1	Gut	Gut	Moderat	Gut	Gut	Gut
Beispiel 2	Gut	Gut	Gut	Gut	Gut	Gut
Beispiel 3	Gut	Gut	Gut	Gut	Gut	Gut
Beispiel 4	Gut	Gut	Gut	Gut	Gut	Gut
Vergleichsbeispiel 1	Gut	Schlecht	Gut	Schlecht	Gut	Schlecht
Vergleichsbeispiel 2	Gut	Gut	Gut	Schlecht	Gut	Schlecht
Vergleichsbeispiel 3	Gut	Schlecht	Gut	Gut	Schlecht	Gut
Vergleichsbeispiel 4	Schlecht	Gut	Schlecht	Gut	Gut	Schlecht
Vergleichsbeispiel 5	Gut	Gut	Gut	Schlecht	Gut	Gut

Jedoch zeigt sich, dass die elektrischen Drähte der Vergleichsbeispiele 1 und 3, welche keine aus dem PPS-Harz hergestellte Außenschicht haben, einen schlechten Flüssigwiderstand haben. Darüber hinaus zeigen die Vergleichsbeispiele 1 und 2, dass die elektrischen Drähte, welche in der inneren Schicht kein Olefin-Harz haben, eine schlechte Flexibilität haben. Das Vergleichsbeispiel 4 zeigt, dass der elektrische Draht, der in der inneren Schicht kein PPE-Harz enthält, einen großen Schmelzpunktunterschied hat zwischen der Außenschicht und der Innenschicht, und folglich eine geringere bzw. niedrigere Konzentrizität hat, was eine schlechte Abrasionsbeständigkeit und schlechte Wärmealterungsbeständigkeit verursacht. Außerdem zeigt das Vergleichsbeispiel 5, dass der elektrische Draht, bei dem die Dicke des Außenschicht größer ist als 50% der Dicke der gesamten isolierenden Schicht, eine schlechte Flexibilität hat.
Obgleich die vorliegende Erfindung oben anhand von Beispielen beschrieben ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt, und viele Modifikationen können in dem Umfang der vorliegenden Erfindung gemacht werden.
Das heißt, in der obigen Ausführungsform ist das Beispiel illustriert, bei dem die isolierende Schicht zwei Schichten aufweist, nämlich die innere Schicht und die äußere Schicht, aber die isolierende Schicht kann ferner andere Schichten aufweisen, um drei oder mehr Schichten zu haben. Wie oben beschrieben kann der elektrisch isolierte Draht der vorliegenden Erfindung jedoch eine hohe Haltbarkeit bzw. Lebensdauer zeigen, selbst wenn die isolierende Schicht lediglich zwei Schichten aufweist, nämlich die innere Schicht und die äußere Schicht.
Bei dem elektrisch isolierten Draht der vorliegenden Erfindung ist ein Leiter mit einer isolierenden Schicht beschichtet, welche eine innere Schicht und eine äußere Schicht aufweist. Die äußere Schicht enthält ein Polyphenylensulfid-Harz, und die innere Schicht enthält ein Polyphenylenether-Harz sowie ein Olefin-Harz. Dementsprechend hat der elektrisch isolierte Draht der vorliegenden Erfindung eine exzellente Wärmebeständigkeit und Abrasionsbeständigkeit und zudem eine Flammhemmung und Isolation, was Grundeigenschaften von elektrischen Drähten sind, ohne das Erfordernis einer großen Vernetzungsausrüstung (zum Beispiel Elektronenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung und Dampfleitung) in der Produktion des elektrisch isolierten Drahts. Außerdem ermöglicht der elektrisch isolierte Draht der vorliegenden Erfindung ein Drahtschälen ohne eine Beschädigung des Leiters.
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 2013-091052 [0001]
JP 62-143307 [0004]
JP 2009-301777 [0004, 0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 6722-1 [0023]
ISO 6722-1 [0042]
ISO 6722-1 [0043]

Claims

Ein elektrisch isolierter Draht, aufweisend: einen Leiter (2) und eine isolierende Schicht (5), welche eine innere Schicht (3), welche einen Außenumfang des Leiters ummantelt, sowie eine äußere Schicht (4) hat, welche einen Außenumfang der inneren Schicht ummantelt, wobei die äußere Schicht Polyphenylensulfid-Harz enthält und die innere Schicht ein Polyphenylenether-Harz sowie ein Olefin-Harz enthält, und wobei eine durchschnittliche Dicke der äußeren Schicht 50% oder weniger von einer Dicke der gesamten isolierenden Schicht ist.
Der elektrisch isolierte Draht gemäß Anspruch 1, wobei ein Mischverhältnis des Polyphenylenether-Harzes zu dem Olefin-Harz in der inneren Schicht 20–80:80–20 ist, bezogen auf das Gewicht.
Der elektrisch isolierte Draht gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die durchschnittliche Dicke der äußeren Schicht 50% oder weniger und 10% oder mehr von der Dicke der gesamten isolierenden Schicht ist.
Der elektrisch isolierte Draht gemäß einem der Ansprüche 1–3, wobei die durchschnittliche Dicke der äußeren Schicht 40% oder weniger und 10% oder mehr von der Dicke der gesamten isolierenden Schicht ist.
Der elektrisch isolierte Draht gemäß einem der Ansprüche 1–4, wobei eine Gesamtmenge bzw. -anteil des Polyphenylenether-Harzes und des Olefin-Harzes, welche/welcher in der inneren Schicht enthalten ist, 50 Mol% oder mehr ist.
Der elektrisch isolierte Draht gemäß einem der Ansprüche 1–5, wobei eine Menge bzw. ein Anteil des Polyphenylensulfid-Harzes, welche/welcher in der äußeren Schicht enthalten ist, 50 Mol% oder mehr ist.
Der elektrisch isolierte Draht gemäß einem der Ansprüche 1–6, wobei das Polyphenylenether-Harz modifizierter Polyphenylenether ist.
Der elektrisch isolierte Draht gemäß einem der Ansprüche 1–7, wobei das Olefin-Harz Polyethylen-basiertes Harz oder Polypropylen-basiertes Harz ist.