DE102017208292A1

DE102017208292A1 - Harzzusammensetzung und isolierter elektrischer Draht, bei dem diese verwendet wird

Info

Publication number: DE102017208292A1
Application number: DE102017208292.5A
Authority: DE
Inventors: Daisuke Suzuki
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2017-05-17
Publication date: 2017-11-23
Anticipated expiration: 2037-05-18
Also published as: DE102017208292B4; JP6600276B2; US20170338001A1; CN107400305A; JP2017206635A

Abstract

Eine Harzzusammensetzung enthält ein Vinylchloridharz und ein Dinonylphthalat. Wenn ein in JASO D618 spezifizierter Kratz-Abriebtest an einem isolierten elektrischen Draht durchgeführt wird, der einen Leiter mit einer Querschnittsfläche von 0,3 mm² enthält, ummantelt mit der Harzzusammensetzung in einer Dicke von 0,30 mm, beträgt die Anzahl der Hin- und Herbewegungen 100 oder mehr. Wenn der isolierte elektrische Draht um eine Mandrell mit dem gleichen Durchmesser wie derjenige des isolierten elektrischen Drahts in einer Umgebung von –65°C gewickelt wird, wird der Leiter nicht freigelegt. Wenn der isolierte elektrische Draht, der bei 85°C für 3.000 Stunden erwärmt worden ist, in einer Umgebung von 23 ± 5°C um eine Mandrell gewickelt wird, die einen Durchmesser aufweist, der 1,5-mal so groß ist wie derjenige des isolierten elektrischen Drahts, wird der Leiter nicht freigelegt.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Harzzusammensetzung und einen isolierten elektrischen Draht (Kabel), bei dem die Harzzusammensetzung verwendet wird. Spezifisch betrifft die vorliegende Erfindung eine Harzzusammensetzung zum Erhöhen der Abriebbeständigkeit, der Flexibilität bei niedriger Temperatur und der Wärmebeständigkeit, sowie einen isolierten elektrischen Draht, bei dem die Harzzusammensetzung verwendet wird.
Verwandte Techniken
Beschichtete elektrische Drähte, wie z.B. Kabelbäume, die in einem Automobil verwendet werden, werden in einem Motorraum oder dergleichen für eine lange Zeitspanne in einem Zustand hoher Temperatur gehalten, so dass sich die mechanischen Eigenschaften des Materials verschlechtern können. Um dieser Verschlechterung vorzubeugen, müssen beschichtete elektrische Drähte Wärmebeständigkeit aufweisen.
Darüber hinaus ist es für beschichtete elektrische Drähte, wie z.B. für Kabelbäume, die in Automobilen verwendet werden, wegen der Verkleinerung von elektrischen Vorrichtungen z.B., erforderlich, dass sie eine dünne Ummantelungsschicht aufweisen, die konfiguriert ist, um die Leiter der elektrischen Drähte zu ummanteln. Andererseits muss solch eine Ummantelungsschicht den Vibrationen eines Automobils wiederstehen, so dass eine höhere Abriebbeständigkeit erforderlich ist.
Als Harzzusammensetzung mit solch hoher Wärmebeständigkeit und Abriebbeständigkeit ist eine dünne, abriebbeständige Vinylchlorid-Harzzusammensetzung zum Ummanteln eines elektrischen Drahts offenbart worden, wobei die Zusammensetzung Polyvinylchlorid umfasst, das mit Plastifiziermitteln vermischt ist (siehe JP 2013-40268 A ). Es wurde auch offenbart, dass in der Vinylchlorid-Harzzusammensetzung das Polyvinylchlorid mit einem Trimellitat-Plastifiziermittel und einem Phthalat-Plastifiziermittel vermischt wird. Es ist ferner offenbart, dass das Trimellitat-Plastifiziermittel eine lineare Alkylgruppe mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen aufweist und das Phthalat-Plastifiziermittel eine lineare Alkylgruppe mit 10 oder mehr Kohlenstoffatomen aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG
Jedoch mag die in JP 2013-40268 A offenbarte Vinylchlorid-Harzzusammensetzung nicht notwendigerweise hinreichende Flexibilität in einer Umgebung bei niedriger Temperatur aufweisen, wie z.B. bei –65°C.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts solcher Probleme der konventionellen Techniken gemacht worden. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, bereitzustellen: eine Harzzusammensetzung mit verbesserter Wärmebeständigkeit, Abriebbeständigkeit und Niedrigtemperatur-Flexibilität; und einen isolierten elektrischen Draht (Kabel), bei dem die Harzzusammensetzung verwendet wird.
Eine Harzzusammensetzung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Vinylchloridharz und ein Dinonylphthalat. Wenn ein in JASO D618 spezifizierter Kratz-Abriebtest an dem isolierten elektrischen Draht, der einen Leiter mit einer Querschnittsfläche von 0,3 mm² aufweist, der mit der Harzzusammensetzung in einer Dicke von 0,30 mm ummantelt ist, durchgeführt wird, beträgt die Anzahl der Hin- und Herbewegungen 100 oder mehr. Wenn der isolierte elektrische Draht um eine Mandrell mit dem gleichen Durchmesser wie derjenige des isolierten elektrischen Drahts in einer Umgebung von –65°C gewickelt wird, wird der Leiter nicht freigelegt. Wenn der isolierte elektrische Draht, der für 3.000 Stunden bei 85°C erwärmt worden ist, um eine Mandrell mit einem Durchmesser, der 1,5-mal so groß ist wie der des isolierten elektrischen Drahts, in einer Umgebung von 23 ± 5°C gewickelt wird, wird der Leiter nicht freigelegt.
Der Gehalt des Dinonylphthalats kann 35 bis 60 Masseteile betragen, relativ zu 100 Masseteile des Vinylchloridharzes.
Das Vinylchloridharz kann einen Polymerisationsgrad von 1.000 bis 2.500 aufweisen.
Ein isolierter elektrischer Draht gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ummantelungsschicht, die aus der Harzzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt hergestellt ist, und einen Leiter, der von der Ummantelungsschicht ummantelt ist.
Die Harzzusammensetzung gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung stellt eine Harzzusammensetzung mit verbesserter Wärmebeständigkeit, Abriebbeständigkeit und Niedrigtemperatur-Flexibilität bereit; als auch einen isolierten elektrischen Draht, bei dem die Harzzusammensetzung verwendet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines isolierten Drahts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
GENAUE BESCHREIBUNG
Unter Verwendung der Zeichnungen wird eine genaue Beschreibung einer Harzzusammensetzung und eines Kabels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gegeben. Man beachte, dass die Größenverhältnisse in den Zeichnungen zum Zwecke der Veranschaulichung übertrieben dargestellt sind und sich von den tatsächlichen Verhältnissen unterscheiden können.
[Harzzusammensetzung]
Die Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält hauptsächlich ein Vinylchloridharz. Das Vinylchloridharz ist ein Material mit hoher Wärmebeständigkeit ohne eine Vernetzungsbehandlung, und ist ferner bezüglich der elektrischen Isolierung herausragend, ist kostengünstig und leicht zu verarbeiten. Nichtsdestotrotz verschlechtert sich beim Vinylchloridharz allein die Flexibilität bei niedriger Temperatur. Aus diesem Grund ist das Zugeben eines Plastifiziermittels untersucht worden, um die Niedrigtemperatur-Flexibilität zu verbessern.
Als solche Plastifiziermittel zum Verbessern der Niedrigtemperatur-Flexibilität sind Trimellitat-Plastifiziermittel, Phthalat-Plastifiziermittel und dergleichen bekannt gewesen. Wenn diese Plastifiziermittel verwendet werden, wird jedoch eine hinreichende Flexibilität nicht notwendigerweise bei solchen niedrigen Temperaturen wie bei –65°C erhalten.
Daher verwendet die Harzzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform Dinonylphthalat als ein Plastifiziermittel. Dinonylphthalat ist ein Phthalat-Plastifiziermittel. Die Verwendung dieses Plastifiziermittels ermöglicht es, eine Harzzusammensetzung zu erhalten, die im Hinblick auf die Abriebbeständigkeit, Niedrigtemperatur-Flexibilität und Wärmebeständigkeit herausragend ist.
Beispiele des Vinylchloridharzes, das in der Harzzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, umfassen Polyvinylchlorid, chloriertes Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, chloriertes Polyethylen, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid-Ethylen-Copolymere, Vinylchlorid-Propylen-Copolymere, Vinylchlorid-Styrol-Copolymere, Vinylchlorid-Isobutylen-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Copolymere, Vinylchlorid-Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Vinylchlorid-Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Vinylchlorid-Butadien-Copolymere, Vinylchlorid-Isopren-Copolymere, Vinylchlorid-chloriertes Propylen-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid-Maleinsäureester-Copolymere, Vinylchlorid-Methacrylsäureester-Copolymere, Vinylchlorid-Acrylnitril-Copolymere, Copolymere von Vinylchlorid und verschiedenen Vinylethern, und dergleichen. Von diesen Vinylchloridharzen kann eines allein verwendet werden, oder es können zwei oder mehrere hiervon in Kombination verwendet werden. Man beachte, dass das Polymerisationsverfahren des Vinylchloridharzes ein Bulk-Polymerisations-, Lösung-Polymerisations-, Suspensions-Polymerisations-, Emulsions-Polymerisations-Verfahren und dergleichen ohne besondere Beschränkung sein kann.
Der mittlere Polymerisationsgrad (gewichtsgemittelter Polymerisationsgrad) des Vinylchloridharzes ist nicht besonders beschränkt, beträgt jedoch bevorzugt 500 bis 5.000. Ein Vinylchloridharz mit einem mittleren Polymerisationsgrad von 500 oder mehr kann eine Verschlechterung der Abriebbeständigkeit der zu erhaltenden Harzzusammensetzung unterdrücken. Hingegen kann ein Vinylchloridharz mit einem mittleren Polymerisationsgrad von 5.000 oder kleiner eine Erhöhung der Schmelzviskosität während des Extrusionsformens unterdrücken, wenn die Harzzusammensetzung Extrusions-geformt werden soll, und kann ferner Verschlechterungen in der Knet- und Form-Verarbeitbarkeit vermeiden. Darüber hinaus weist das Vinylchloridharz stärker bevorzugt einen mittleren Polymerisationsgrad von 1.000 bis 2.500 auf. Wenn das Vinylchloridharz einen mittleren Polymerisationsgrad innerhalb dieses Bereichs aufweist, ist es möglich, eine vorteilhafte Harzzusammensetzung im Hinblick auf die Abriebbeständigkeit und die Form-Verarbeitbarkeit zu erhalten. Man beachte, dass in der Harzzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform ein oder zwei oder mehr Vinylchloridharze, die jeweils einen Polymerisationsgrad innerhalb der vorstehend beschriebenen Bereiche aufweisen, in Kombination verwendet werden können. Zusätzlich kann der mittlere Polymerisationsgrad gemäß dem japanischen Industriestandard JIS K6720-2: 1999 bestimmt werden (Kunststoffe-Homopolymer- und Copolymer-Harze von Vinylchlorid- Teil 2: Herstellung von Testproben und Bestimmung der Eigenschaften).
Als Plastifiziermittel, das in der Harzzusammensetzung verwendet wird, wird Dinonylphthalat (DNP) (CAS-Registriernummer: 84-76-4) verwendet. Dinonylphthalat (DNP) ist als Phthalat-Plastifiziermittel klassifiziert. Man beachte, dass Beispiele von Plastifiziermitteln, die auch als Phthalat-Plastifiziermittel klassifiziert sind, Didecylphthalat (DDP), Di-n-octylphthalat (DNOP), Diisononylphthalat (DINP) und dergleichen umfassen. Wenn jedoch Plastifiziermittel wie diese, außer Dinonylphthalat, verwendet werden, können nichtsdestotrotz nicht alle Eigenschaften von Abriebbeständigkeit, Niedrigtemperatur-Flexibilität und Wärmebeständigkeit gleichzeitig erfüllt werden. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform Dinonylphthalat (DNP) als Plastifiziermittel verwendet.
In der Harzzusammensetzung beträgt der Anteil von Dinonylphthalat bevorzugt 35 bis 60 Masseteile, relativ zu 100 Masseteile des Vinylchloridharzes. Der Dinonylphthalatgehalt innerhalb dieses Bereichs ermöglicht eine vorteilhafte Niedrigtemperatur-Flexibilität, während eine Verschlechterung der Abriebbeständigkeit unterdrückt wird.
Die Harzzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform kann mit verschiedenen Additiven zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Materialien vermischt werden. Beispiele der Additive umfassen einen Stabilisator, ein Pigment, ein Antioxidans, ein Volumenvergrößerungsmittel, einen Metalldeaktivator, ein Anti-Alterungsmittel, ein Gleitmittel, einen Füllstoff, ein Versteifungsmittel, einen UV-Absorber, einen Farbstoff, ein Färbemittel, ein Antistatikum, ein Treibmittel und dergleichen.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Harzzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die vorstehend beschriebene Harzzusammensetzung wird durch Erwärmen und Kneten der vorstehend beschriebenen Materialien hergestellt, und in dem Verfahren können bekannte Mittel eingesetzt werden. Z.B. können die vorstehend beschriebenen Materialien mit einem bekannten Kneter, wie z.B. einem Banbury-Mischer, einem Druckkneter, einem Knetextruder, einem Doppelschneckenextruder oder einer Walzenmühle geknetet werden, so dass die Harzzusammensetzung erhalten werden kann. Alternativ können die vorstehend beschriebenen Materialien unter Verwendung eines Tumblers oder dergleichen vorher trockenvermischt werden und dann mit dem vorstehenden Kneter verknetet werden. Die Harzzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform kann durch Erwärmen und Kneten, wie vorstehend beschrieben, erhalten werden.
In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Anzahl der Hin- und Herbewegungen 100 oder mehr, wenn ein in JASO D618 spezifizierter Kratz-Abriebtest an einem isolierten elektrischen Draht durchgeführt wird, der einen Leiter mit einer Querschnittsfläche von 0,3 mm² umfasst, der mit der vorher geschriebenen Harzzusammensetzung in einer Dicke von 0,30 mm ummantelt ist. Die Anzahl der Hin- und Herbewegungen von 100 oder mehr in dem Kratz-Abriebtest zeigt an, dass die Abriebbeständigkeit hinreichend ist. Somit wird die Anwendung in z.B. einer elektrischen Isolierung von elektrischen Drähten, wie z.B. in einem Kabelbaum möglich. Man beachte, dass in dem Kratz-Abriebtest eine Nadel mit einem Durchmesser von 0,45 ± 0,01 mm verwendet werden kann. Zusätzlich bezieht sich die Anzahl der Hin- und Herbewegungen von 100 oder mehr in dem Kratz-Abriebtest auf einen Fall, in dem keine Elektrizität zwischen dem Metallleiter und der Nadel mit einem Durchmesser von 0,45 ± 0,01 mm fließt, sogar wenn die Anzahl der Hin- und Herbewegungen 100 oder mehr beträgt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ferner der Leiter nicht freigelegt, wenn der isolierte elektrische Draht, der den Leiter mit einer Querschnittsfläche von 0,3 mm² umfasst, der mit der Harzzusammensetzung in einer Dicke von 0,30 mm ummantelt ist, in einer Umgebung von –65°C um eine Mandrell mit dem gleichen Durchmesser (1,3 mm) wie derjenige des isolierten elektrischen Drahts gewickelt wird. Weil der Leiter des isolierten elektrischen Drahts unter diesen Bedingungen nicht freigelegt wird, zeigt dies an, dass die Niedrigtemperatur-Flexibilität hinreichend ist. Somit wird die Anwendung für z.B. eine elektrische Isolierung von elektrischen Drähten, wie z.B. in einem Kabelbaum, möglich.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform der Leiter nicht freigelegt, wenn der isolierte elektrische Draht, der bei 85°C für 3.000 Stunden erwärmt worden ist, in einer Umgebung von 23 ± 5°C um eine Mandrell mit einem Durchmesser (1,95 mm) gewickelt wird, der 1,5-mal so groß ist wie derjenige des isolierten elektrischen Drahts. Man beachte, dass der isolierte elektrische Draht, der in diesem Fall verwendet wird, ein isolierter elektrischer Draht ist, der einen Leiter mit einer Querschnittsfläche von 0,3 mm² umfasst, der mit der Harzzusammensetzung in einer Dicke von 0,3 mm ummantelt ist, wie im Fall des vorstehend beschriebenen elektrischen Drahts. Weil der Leiter des isolierten elektrischen Drahts in solch einem langen Erwärmungstest nicht freigelegt wird, zeigt dies an, dass die Wärmebeständigkeit hinreichend ist. Somit wird die Anwendung für z.B. eine elektrische Isolierung von elektrischen Drähten, wie in einem Kabelbaum, möglich.
Wie vorstehend beschrieben, enthält die Harzzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform das Vinylchloridharz und Dinonylphthalat. Darüber hinaus beträgt die Anzahl der Hin- und Herbewegungen 100 oder mehr, wenn ein Kratz-Abriebtest, spezifiziert in JASO D618, an dem isolierten elektrischen Draht durchgeführt wird, der den Leiter mit einer Querschnittsfläche von 0,3 mm² umfasst, der mit der Harzzusammensetzung in einer Dicke von 0,30 mm ummantelt ist. Ferner wird der Leiter nicht freigelegt, wenn der vorstehend beschriebene isolierte elektrische Draht in einer Umgebung von –65°C um eine Mandrell mit dem gleichen Durchmesser wie derjenige des isolierten elektrischen Drahts gewickelt wird. Darüber hinaus wird der Leiter nicht freigelegt, wenn der isolierte elektrische Draht, der bei 85°C für 3.000 Stunden erwärmt worden ist, in einer Umgebung von 23 ± 5°C um eine Mandrell gewickelt wird, die einen Durchmesser aufweist, der 1,5-mal so groß ist wie derjenige des insolierten elektrischen Drahts. Die Harzzusammensetzung ist im Hinblick auf die Abriebbeständigkeit und die Wärmebeständigkeit zusätzlich zu der Niedrigtemperatur-Flexibilität herausragend, so dass die Harzzusammensetzung als elektrische Isolierung für elektrische Drähte von Fahrzeugen geeignet verwendet werden kann.
[Isolierter elektrischer Draht]
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein isolierter elektrischer Draht (1) gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Ummantelungsschicht (3), die aus der vorstehend beschriebenen Harzzusammensetzung hergestellt ist, und einen Leiter (2), der von der Ummantelungsschicht (3) ummantelt ist.
Als Leiter (2) kann ein einzelner Draht, der aus nur einem Strang aufgebaut ist, verwendet werden, oder es können verdrehte Drähte verwendet werden, die durch Verdrehen von mehreren Strängen aufgebaut werden. Als verdrehte Drähte ist es möglich, jegliche zu verwenden von: konzentrischen verdrehten Drähten, die konzentrisch verdrehte Stränge um einen oder mehrere Stränge, die als Zentrum dienen, umfassen; Bündel-verdrehte Drähte, die mehrere Stränge umfassen, die zusammen in der gleichen Richtung verdreht sind; und Seilverdrehte Drähte, die mehrere Bündel-verdrehte Drähte umfassen, die konzentrisch verdreht sind.
Der Durchmesser des Leiters (2) und der Durchmesser von jedem Strang, der den Leiter (2) aufbaut, sind auch nicht besonders beschränkt. Ferner ist auch das Material des Leiters (2) nicht besonders beschränkt. Es ist z.B. möglich, Metalle im Allgemeinen, leitfähige Fasern und leitfähige Polymere zu verwenden. Insbesondere können als Material des Leiters (2) bekannte leitende Materialien verwendet werden, wie z.B. Kupfer, Kupferlegierungen, Aluminium und Aluminiumlegierungen. Diese leitfähigen Metallmaterialien sind besonders bevorzugt, weil die Flexibilität und Leitfähigkeit vorteilhaft sind. Zusätzlich kann die Oberfläche des Leiters (2) plattiert sein, z.B. Zinnplattiert, Silber-plattiert oder Nickel-plattiert.
Die Ummantelungsschicht (3), die konfiguriert ist, um den äußeren Umfang des Leiters (2) zu ummanteln, ist aus einer Harzzusammensetzung gebildet, die die elektrische Isolierung des Leiters (2) sicherstellen kann. Spezifisch ist die Ummantelungsschicht (3) aus der vorstehend beschriebenen Harzzusammensetzung gebildet. Wie vorstehend beschrieben, enthält die Harzzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform das Vinylchloridharz und Dinonylphthalat; ferner beträgt die Anzahl der Hin- und Herbewegungen 100 oder mehr in einem Kratz-Abriebtest unter vorbestimmten Bedingungen. Wenn der isolierte elektrische Draht um Mandrelle unter vorbestimmten Bedingungen gewickelt wird, wird ferner der Leiter nicht freigelegt. Somit ist die Harzzusammensetzung im Hinblick auf die Abriebbeständigkeit, die Niedrigtemperatur-Flexibilität und die Wärmebeständigkeit herausragend und kann geeigneterweise als Isolierung für elektrische Drähte verwendet werden.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des isolierten elektrischen Drahts (1) der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die Ummantelungsschicht (3) des isolierten elektrischen Drahts (1) wird durch Erwärmen und Kneten des Materials auf die gleiche Weise wie in dem Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Harzzusammensetzung hergestellt. Darüber hinaus können in dem Verfahren zur Ummantelung des Leiters (2) mit der Ummantelungsschicht (3) auch bekannte Mittel eingesetzt werden. Z.B. kann die Ummantelungsschicht (3) durch ein allgemeines Extrusionsformverfahren gebildet werden. Als in dem Extrusionsformverfahren verwendeter Extruder wird z.B. ein Einzelschneckenextruder oder ein Doppelschneckenextruder verwendet, und es ist auch möglich einen Extruder mit einer Schnecke, einer Unterbrecherplatte, einem Querspritzkopf, einem Verteiler, einem Stutzen und einem Würfel zu verwenden.
Spezifisch wird in dem Verfahren zur Herstellung des isolierten elektrischen Drahts (1) zuerst eine gleichförmige geschmolzene Mischung gemäß einem konventionellen Verfahren hergestellt, um hierdurch die Polyvinylchlorid-Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Dann wird diese Harzzusammensetzung als Harz zum Isolieren und Ummanteln eines elektrischen Drahts verwendet und zusammen mit einem elektrischen Draht extrusionsgeformt (linearer Leiter, der aus einem leitfähigen Metall, wie z.B. einem Kupferdraht, gebildet ist). Somit dient die Harzzusammensetzung, die in röhrenförmiger Form verfestigt ist, als Isolierung, so dass eine Isolierung gebildet wird, die den elektrischen Draht ummantelt. Durch solch ein Verfahren wird der isolierte elektrische Draht erhalten, worin der elektrische Draht mit dem Isolator ummantelt ist.
Zusätzlich enthält ein Kabelbaum gemäß der vorliegenden Ausführungsform den vorstehend beschriebenen isolierten elektrischen Draht (1). Wie vorstehend beschrieben, weist der isolierte elektrische Draht (1) der vorliegenden Ausführungsform eine höhere Abriebbeständigkeit, Niedrigtemperatur-Flexibilität und Wärmebeständigkeit als konventionelle Kabel auf. Somit kann der Kabelbaum bevorzugt verwendet werden, sogar wenn er innerhalb eines kurzen Wegs beträchtlich gebogen und geführt werden muss.
[Beispiele]
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung genauer unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Als erstes wurden unter Verwendung eines Kneters die folgenden Vinylchloridharze und Plastifiziermittel in den in Tabelle 1 gezeigten Vermischungsmengen geschmolzen und verknetet. Hierdurch wurden die Harzzusammensetzungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele zubereitet.
(Vinylchloridharz (PVC))
S1008 mit einem Polymerisationsgrad von 800, hergestellt von Kaneka Corporation
S1001 mit einem Polymerisationsgrad von 1.000, hergestellt von Kaneka Corporation
S1004 mit einem Polymerisationsgrad von 1.400, hergestellt von Kaneka Corporation
KS-2500 mit einem Polymerisationsgrad von 2.500, hergestellt von Kaneka Corporation
KS-3000 mit einem Polymerisationsgrad von 3.000, hergestellt von Kaneka Corporation
(Plastifiziermittel)
PolyOne Synplast 9P-N: Dinonylphthalat (DNP), C9-linear, hergestellt von PolyOne Corporation
Vinycizer (registrierte Handelsmarke) 105: Didecylphthalat (DOP), C10-linear, hergestellt von Kao Corporation
Vinycizer (registrierte Handelsmarke) 85: Di-n-octylphthalat (DNOP), C8-linear, hergestellt von Kao Corporation
DINP: Diisononylphthalat (DINP), C9-verzweigt, hergestellt von J-PLUS Co., Ltd.
Als nächstes wurde als Metallleiter ein Kerndraht (verdrehter Draht) aus reinem Kupfer mit einer Querschnittsfläche von 0,3 mm² (Durchmesser: 0,8 mm) hergestellt. Dann wurde der Metallleiter unter Verwendung eines Ummantelungsextruders mit einem Schneckendurchmesser von 40 mm unter einer Temperaturbedingung von etwa 180°C extrusionsgeformt, um einen elektrischen Draht herzustellen. Somit wurden die Testproben hergestellt, die mit den Harzzusammensetzungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele ummantelt waren. Man beachte, dass beim Extrusionsformen jede Ummantelungsschicht so eingestellt wurde, dass sie nach dem Ummanteln eine Dicke von 0,30 mm aufwies.
[Auswertung]
Die Testproben der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden durch die folgenden Verfahren für die Abriebbeständigkeit, Niedertemperatur-Flexibilität, Wärmebeständigkeit und Bearbeitbarkeit des elektrischen Drahts ausgewertet. Tabelle 1 zeigt auch die Ergebnisse.
<Abriebbeständigkeit>
Die Testproben, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, wurden einem Kratz-Abriebtest gemäß dem Kratz-Abriebteststandard (scrape abrasion standard) JASO D618 unterzogen. Man beachte, dass die Bedingungen des Kratz-Abriebtests wie folgt waren:

– Abriebmittel: Nadel mit einem Durchmesser von 0,45 ± 0,01 mm
– Last auf die Testprobe: 7 ± 0,05 N
– Art der Nadel: Federdraht (glänzend)-Material
– Frequenz: 55 ± 5 Zyklen/Minute (ein Zyklus = eine Hin- und Herbewegung)
– Bewegung der Nadel: 20 ± 1 mm
– Abrieblänge: 15,5 ± 1 mm
– Testtemperatur: 23 ± 1°C

Zusätzlich wurden die Testproben als "gut" bewertet, wenn zwischen dem Metallleiter und der Nadel kein Strom floss, sogar wenn die Anzahl der Hin- und Herbewegungen 100 oder mehr betrug. Die Testproben wurden als "schlecht" bewertet, wenn Elektrizität floss, als die Anzahl der Hin- und Herbewegungen weniger als 100 betrug.
<Niedrigtemperatur-Flexibilität>
Als erstes wurden die elektrischen Draht-Testproben, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, in Luft in einer Umgebung von –65°C für 4 Stunden oder mehr gekühlt. Nach dem Kühlen wurde als nächstes die elektrische Draht-Testprobe spiralmäßig um eine Metall-Mandrell mit dem gleichen Durchmesser (1,3 mm) wie derjenige des elektrischen Draht-Teststücks gewickelt. Hierbei wurden die elektrischen Draht-Testproben, die gewickelt worden waren, visuell beobachtet und als "gut" bewertet, wenn der Metallleiter nicht freigelegt wurde, oder als "schlecht" bewertet, wenn der Metallleiter freigelegt wurde.
<Wärmebeständigkeit>
Als erstes wurden die elektrischen Draht-Testproben, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, jeweils in einem Geer-Ofen in einer Umgebung von 85°C erwärmt, während die Luft 8-mal/Stunde für 3.000 Stunden ersetzt wurde. Als nächstes wurden die erwärmten elektrischen Draht-Testproben in Luft bei Raumtemperatur (23 ± 5°C) für 16 Stunden oder mehr gekühlt. Nach dem Kühlen wurden die elektrischen Draht-Testproben spiralmäßig um eine Metall-Mandrell mit einem Durchmesser (1,95 mm), der 1,5-mal so groß war wie derjenige der elektrischen Draht-Testprobe, gewickelt. Hierbei wurden die gewickelten elektrischen Draht-Testproben visuell beobachtet und als "gut" bewertet, wenn der Metallleiter nicht freigelegt wurde, oder als "schlecht" bewertet, wenn der Metallleiter freigelegt wurde.
<Verarbeitbarkeit des elektrischen Drahts>
Zunächst wurden als Metallleiter Kerndrähte aus reinem Kupfer mit einer Querschnittsfläche von 0,3 mm² hergestellt. Dann wurden unter Verwendung eines Ummantelungsextruders mit einem Schneckendurchmesser von 40 mm zur Herstellung von elektrischen Drähten die Metallleiter jeweils mit einer der Harzzusammensetzung der Beispiele und Vergleichsbeispiele, gezeigt in Tabelle 1, ummantelt. Man beachte, dass beim Extrusionsformen das Formen durchgeführt wurde, indem die Extrudertemperatur bei 180°C gesetzt wurde und die Drahtgeschwindigkeit zu 300 m/Minute gesetzt wurde, um zu verursachen, dass die Ummantelungsschicht eine Dicke von 0,30 mm nach dem ummanteln aufwies. Die Oberfläche der somit erhaltenen Testprobe wurde visuell beobachtet und als "gut" bewertet, wenn die Isolierungsoberfläche nicht rau war, oder als "schlecht" bewertet, wenn die Isolierungsoberfläche rau war.
Wie in Tabelle 1 gezeigt wurde beobachtet, dass die Beispiele 1 bis 5 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die jeweils das Vinylchloridharz und Dinonylphthalat enthalten, bezüglich der Abriebbeständigkeit, der Niedertemperatur-Flexibilität und der Wärmebeständigkeit herausragend waren. Darüber hinaus wurde gefunden, dass die Beispiele 1 bis 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch bezüglich der Verarbeitbarkeit des elektrischen Drahts herausragend waren, weil die Vinylchloridharze Polymerisationsgrade von 1.000 bis 2.500 aufwiesen.
Während die vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind verschiedene Modifikationen möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-40268 A [0004, 0005]

Claims

Harzzusammensetzung, umfassend ein Vinylchloridharz und ein Dinonylphthalat, worin wenn ein in JASO D618 spezifizierter Kratz-Abriebtest an einem isolierten elektrischen Draht durchgeführt wird, der einen Leiter mit einer Querschnittsfläche von 0,3 mm² umfasst, der mit der Harzzusammensetzung in einer Dicke von 0,30 mm ummantelt ist, die Anzahl der Hin- und Herbewegungen 100 oder mehr beträgt, wenn der isolierte elektrische Draht um eine Mandrell mit dem gleichen Durchmesser wie derjenige des isolierten elektrischen Drahts in einer Umgebung von –65°C gewickelt wird, der Leiter nicht freigelegt wird, und wenn der isolierte elektrische Draht, der bei 85°C für 3.000 Stunden erwärmt worden ist, in einer Umgebung von 23 ± 5°C um eine Mandrell gewickelt wird, die einen Durchmesser aufweist, der 1,5-mal so groß ist wie derjenige des isolierten elektrischen Drahts, der Leiter nicht freigelegt wird.
Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin der Mengenanteil des Dinonylphthalats 35 bis 60 Masseteile, relativ zu 100 Masseteile des Vinylchloridharzes, beträgt.
Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das Vinylchloridharz einen Polymerisationsgrad von 1.000 bis 2.500 aufweist.
Isolierter elektrischer Draht, umfassend: eine Ummantelungsschicht, hergestellt aus der Harzzusammensetzung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3; und einen Leiter, der mit der Ummantelungsschicht ummantelt ist.