DE102023117829A1

DE102023117829A1 - Elektrischer draht und mehradriges kabel

Info

Publication number: DE102023117829A1
Application number: DE102023117829.6A
Authority: DE
Inventors: Kenji Hori; Nayu YANAGAWA
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2022-07-11
Filing date: 2023-07-06
Publication date: 2024-01-11
Also published as: US20240013948A1; JP2024009702A; CN117393204A

Abstract

Ein elektrischer Draht beinhaltet: einen Leiter; und einen Isolator, der den Leiter bedeckt. Der Isolator enthält ein Harzmaterial und einen ersten Füllstoff. Der Isolator enthält den ersten Füllstoff in einem Anteil von 10 Masse-% oder mehr und 40 Masse-% oder weniger. Der erste Füllstoff ist eine chemische Substanz, die aus einem biologischen Material hergestellt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die folgende Offenbarung bezieht sich allgemein auf einen elektrischen Draht und ein mehradriges Kabel.
HINTERGRUND
Die japanische Patentanmeldung Nr. 2012-099380 offenbart einen isolierten elektrischen Draht mit einem Leiter und einem Isolator, der den Außenumfang des Leiters bedeckt. In dem isolierten elektrischen Draht ist der Isolator aus einer Harzzusammensetzung hergestellt, die Kunststoff auf Biomassebasis und Vinylchloridharz enthält.
ZUSAMMENFASSUNG
In den letzten Jahren hat das Interesse an Umweltthemen deutlich zugenommen. Aus diesem Grund besteht ein Bedarf an elektrischen Drähten mit einem geringeren Gehalt an aus Erdöl gewonnenem Harzmaterial, um die Umweltbelastung zu verringern.
Daher zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, einen elektrischen Draht mit einem verringerten Gehalt an aus Erdöl gewonnenem Harzmaterial bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein elektrischer Draht mit einem reduzierten Gehalt an Harzmaterial bereitgestellt werden.
[1] Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein elektrischer Draht: einen Leiter; und einen Isolator, der den Leiter bedeckt, wobei der Isolator ein Harzmaterial und einen ersten Füllstoff enthält, der Isolator den ersten Füllstoff in einem Anteil von 10 Masse-% oder mehr und 40 Masse-% oder weniger enthält und der erste Füllstoff eine aus einem biologischen Material hergestellte chemische Substanz ist. Wenn der Isolator den ersten Füllstoff enthält, bei dem es sich um eine chemische Substanz handelt, die aus einem biologischen Material hergestellt wurde, kann der Gehalt an aus Erdöl gewonnenem Harzmaterial stärker als zuvor reduziert werden. Der erste Füllstoff, bei dem es sich um die chemische Substanz aus dem biologischen Material handelt, ist keine nicht erneuerbare Ressource. Daher kann die Umweltbelastung verringert werden, wenn der Isolator den ersten Füllstoff enthält und der Anteil des Harzmaterials reduziert wird. Da es sich bei dem ersten Füllstoff um ein biologisches Material handelt, erhöht das Kohlendioxid, das bei der Verbrennung des ersten Füllstoffs entsteht, nicht den Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre. Daher führt der Einschluss des ersten Füllstoffs in den Isolator wiederum zu einer verringerten Menge des Harzmaterials, so dass selbst bei der Verbrennung des Isolatorteils bei der Entsorgung und dergleichen des elektrischen Drahtes, der den Isolator enthält, ein Anstieg der Kohlendioxidmenge in der Atmosphäre verhindert werden kann. Aus diesem Grund kann der elektrische Draht gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung die Umweltbelastung verringern. Biologische Materialien, wie z.B. Reis, Mais, Muscheln, Holz und dergleichen, können ohne Modifikation als erster Füllstoff verwendet werden. Wenn die biologischen Materialien als erster Füllstoff verwendet werden, ist es jedoch schwierig, die Teilchengröße zu steuern, und es kann zu einem dielektrischen Durchschlag kommen, wenn eine Spannungsprüfung durchgeführt wird. Darüber hinaus kann, obwohl der Isolator durch Extrusion und dergleichen gebildet werden kann, wenn die biologischen Materialien wie sie sind als Füllstoff verwendet werden, der erste Füllstoff die Formmaschine während der Verarbeitung verstopfen, und dadurch kann die Produktivität reduziert werden. Daher kann bei dem elektrischen Draht gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung die aus dem biologischen Material hergestellte chemische Substanz als erster Füllstoff verwendet werden. Wenn die chemische Substanz, die aus dem biologischen Material hergestellt wird, als erster Füllstoff verwendet wird, kann die Teilchengröße des ersten Füllstoffs leicht gesteuert werden. Daher kann die Produktivität des elektrischen Drahtes verbessert und der Biomassegrad im Isolator und im elektrischen Draht erhöht werden. Darüber hinaus können die Spannungsfestigkeitseigenschaften verbessert werden, selbst wenn der Isolator dünn ist.
Wenn der Isolator 10 Masse-% oder mehr des ersten Füllstoffs enthält, kann der Biomassegrad im Isolator und im elektrischen Draht erhöht und die Menge des verwendeten Harzmaterials reduziert werden, wodurch die Umweltbelastung verringert wird. Wenn der Isolator 40 Masse-% oder weniger des ersten Füllstoffs enthält, können die Spannungsfestigkeitseigenschaften des elektrischen Drahtes verbessert werden.
(2) Im oben beschriebenen (1) kann der erste Füllstoff Stärke enthalten. Stärke kann z.B. kostengünstig aus Reis oder Mais hergestellt werden. Das heißt, Stärke kann kostengünstig aus leicht verfügbaren biologischen Materialien hergestellt werden. Wenn der erste Füllstoff Stärke als chemische Substanz enthält, kann daher die Produktivität des elektrischen Drahts verbessert und gleichzeitig die Produktionskosten des elektrischen Drahts gesenkt werden, und der Biomassegrad im Isolator und im elektrischen Draht kann erhöht werden. Darüber hinaus kann die Spannungsfestigkeit des elektrischen Drahtes verbessert werden, selbst wenn der Isolator dünn ist.
(3) In den oben beschriebenen (1) oder (2) kann der erste Füllstoff Calciumcarbonat enthalten.
Calciumcarbonat kann kostengünstig z. B. aus Austern- oder Muschelschalen hergestellt werden. Das heißt, Calciumcarbonat lässt sich kostengünstig aus leicht verfügbaren biologischen Materialien herstellen. Wenn der erste Füllstoff Calciumcarbonat als chemische Substanz enthält, kann daher die Produktivität des elektrischen Drahtes verbessert und gleichzeitig die Produktionskosten des elektrischen Drahtes gesenkt werden, und der Biomassegrad im Isolator und im elektrischen Draht kann erhöht werden. Darüber hinaus können die Spannungsfestigkeitseigenschaften des elektrischen Drahtes verbessert werden, selbst wenn der Isolator dünn ist.
(4) In jedem der oben beschriebenen (1) bis (3) kann der erste Füllstoff Cellulose enthalten.
Cellulose lässt sich beispielsweise kostengünstig aus Holz herstellen. Das heißt, Cellulose kann kostengünstig aus leicht verfügbaren biologischen Materialien hergestellt werden. Wenn der erste Füllstoff Cellulose als chemische Substanz enthält, kann daher die Produktivität des elektrischen Drahts verbessert und gleichzeitig die Produktionskosten des elektrischen Drahts gesenkt werden, und der Biomassegrad im Isolator und im elektrischen Draht kann erhöht werden. Darüber hinaus können die Spannungsfestigkeitseigenschaften des elektrischen Drahtes verbessert werden, selbst wenn der Isolator dünn ist.
(5) In jedem der oben beschriebenen (1) bis (4) kann das Harzmaterial vernetzt werden.
Wenn das Harzmaterial vernetzt ist, kann die Wärmebeständigkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit des elektrischen Drahtes verbessert werden.
(6) Ein mehradriges Kabel gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: eine Vielzahl von miteinander verdrillten elektrischen Drähten, wobei jeder elektrische Draht der Vielzahl von elektrischen Drähten der elektrische Draht gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (5) ist; und eine Ummantelung, die die Vielzahl von elektrischen Drähten bedeckt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat das mehradrige Kabel, weil es die elektrischen Drähte gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält, hohe Spannungsfestigkeitseigenschaften und eine ausgezeichnete Produktivität, selbst wenn der in dem elektrischen Draht enthaltene Isolator dünn ist, während die Umweltbelastung verringert wird.
(7) Im oben beschriebenen (6) kann die Ummantelung einen zweiten Füllstoff in einem Anteil von 10 Masse-% oder mehr und 40 Masse-% oder weniger enthalten, und der zweite Füllstoff kann eine chemische Substanz sein, die aus einem biologischen Material hergestellt wird.
Wenn die Ummantelung 10 Masse-% oder mehr des zweiten Füllstoffs enthält, kann der Biomasseanteil in der Ummantelung und in dem mehradrigen Kabel erhöht und die Menge des verwendeten Harzmaterials reduziert werden, wodurch die Umweltbelastung verringert wird. Wenn die Ummantelung 40 Masse-% oder weniger des zweiten Füllstoffs enthält, können die Spannungsfestigkeitseigenschaften des mehradrigen Kabels verbessert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Querschnittsansicht, die einen elektrischen Draht in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des elektrischen Drahtes gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
2 ist eine Querschnittsansicht, die ein mehradriges Kabel in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Ausführungsformen werden im Folgenden beschrieben.
[Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung]
Zunächst werden die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung aufgeführt und beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche oder entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und die gleichen Beschreibungen werden nicht wiederholt.
[Details der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung]
Spezifische Beispiele für den elektrischen Draht und das mehradrige Kabel in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (im Folgenden als „vorliegende Ausführungsform“ bezeichnet) werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt, sondern wird durch den Umfang der Ansprüche angegeben und soll alle Änderungen im Sinne und Umfang der Ansprüche und Äquivalente umfassen.
(Elektrischer Draht)
1 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Querschnitts senkrecht zur Längsrichtung des elektrischen Drahtes der vorliegenden Ausführungsform. In 1 ist die Richtung senkrecht zur Papieroberfläche die Längsrichtung des elektrischen Drahtes.
Wie in 1 dargestellt, kann ein elektrischer Draht 10 der vorliegenden Ausführungsform einen Leiter 11 und einen Isolator 12 umfassen, der den Leiter 11 bedeckt.
(1) Bestandteile des elektrischen Drahtes
Die Bestandteile des elektrischen Drahtes der vorliegenden Ausführungsform werden im Folgenden beschrieben.
(1-1) Leiter
Der Leiter 11 kann aus einem einzelnen Leiterstrang oder aus einer Vielzahl von Strängen bestehen. Wenn der Leiter 11 eine Vielzahl von Leitersträngen umfasst, können die Leitersträngen verdrillt sein. Das heißt, wenn der Leiter 11 eine Vielzahl von Leitersträngen umfasst, kann der Leiter 11 auch ein verdrillter Draht aus Leitersträngen sein.
Das Material des Leiters 11 ist nicht besonders begrenzt, aber es können ein oder mehrere Leitermaterialien verwendet werden, die z. B. aus einer Kupferlegierung, Kupfer, versilbertem Weichkupfer und verzinntem Weichkupfer ausgewählt werden. Als Kupfer kann in geeigneter Weise Weichkupfer verwendet werden.
Der Außendurchmesser D11 des Leiters 11 ist nicht besonders begrenzt, beträgt aber bevorzugt 0,12 mm oder mehr und beispielsweise 5,20 mm oder weniger. Die Querschnittsfläche des Leiters 11 ist nicht besonders begrenzt, beträgt jedoch bevorzugt 0,05 mm² oder mehr und beispielsweise 8 mm² oder weniger.
(1-2) Isolator
Der Isolator 12 kann die äußere Oberfläche des Leiters 11 bedecken, insbesondere die äußere Oberfläche entlang der Längsrichtung des elektrischen Drahtes 10, wie in 1 dargestellt. Der Isolator 12 kann, wie unten beschrieben, ein Harzmaterial und einen ersten Füllstoff enthalten.
Der Außendurchmesser D12 des Isolators 12 ist nicht besonders begrenzt, kann aber z. B. 0,2 mm oder mehr und 8 mm oder weniger betragen.
(1-2-1) Harzmaterial
Der Isolator 12 kann ein Harzmaterial enthalten. Das Harzmaterial ist nicht besonders begrenzt, aber es ist vorzuziehen, ein oder mehrere Materialien zu verwenden, die beispielsweise aus Polyolefinharz und Polyvinylchlorid ausgewählt sind. Bei dem Harzmaterial kann es sich um ein aus Biomasse gewonnenes Harzmaterial, ein aus Biomasse gewonnenes Polyolefinharz und dergleichen handeln. Durch die Verwendung des aus Biomasse gewonnenen Harzmaterials als Harzmaterial kann die Menge des aus Erdöl gewonnenen Harzmaterials reduziert und der Biomasseanteil im Isolator und im elektrischen Draht erhöht werden.
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Biomasseanteil den Masse%satz des enthaltenen Materials auf Biomassebasis.
Das Polyolefinharz ist nicht besonders begrenzt. Beispiele für Polyolefinharze sind Polyethylen (PE), Ethylen-Acrylat-Copolymere wie EthylenVinylacetat-Copolymere (EVA) und Ethylen-Ethylacrylat-Copolymere (EEA); Ethylen-α-Olefin-Copolymere, Ethylen-Methylacrylat-Copolymere, Ethylen-Butylacrylat-Copolymere, Ethylen-Methylmethacrylat-Copolymere, EthylenAcrylsäure-Copolymere, teilweise verseifte EVAs, mit Maleinsäureanhydrid modifizierte Polyolefine, Ethylen-Acrylat-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und dergleichen. Die Harze können einzeln oder als Mischung von zwei oder mehr verwendet werden.
Das Harzmaterial kann vernetzt oder kann nicht vernetzt sein.
Wenn das Harzmaterial vernetzt ist, kann die Wärmebeständigkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit des elektrischen Drahtes 10 verbessert werden. Wenn der elektrische Draht 10 für Anwendungen verwendet wird, die Wärmebeständigkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern, ist es daher vorzuziehen, dass das Harzmaterial vernetzt ist.
(1-2-2) Erster Füllstoff
Der Isolator 12 kann einen ersten Füllstoff enthalten. Als der erste Füllstoff kann eine aus einem biologischen Material hergestellte chemische Substanz verwendet werden.
Wenn der Isolator 12 den ersten Füllstoff enthält, bei dem es sich um die aus dem biologischen Material hergestellte chemische Substanz handelt, kann der Anteil des aus Erdöl gewonnenen Harzmaterials stärker als zuvor reduziert werden. Der erste Füllstoff, bei dem es sich um die aus dem biologischen Material hergestellte chemische Substanz handelt, ist keine nicht erneuerbare Ressource. Daher kann die Umweltbelastung verringert werden, wenn der Isolator 12 den ersten Füllstoff enthält und der Anteil des Harzmaterials reduziert wird.
Da es sich bei dem ersten Füllstoff um ein biologisches Material handelt, erhöht das Kohlendioxid, das bei der Verbrennung des ersten Füllstoffs entsteht, nicht den Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre.
Daher führt die Aufnahme des ersten Füllstoffs in den Isolator 12 wiederum zu einer verringerten Menge des Harzmaterials, so dass selbst bei der Verbrennung des Isolatorteils bei der Entsorgung und dergleichen des elektrischen Drahtes, der den Isolator enthält, ein Anstieg der Kohlendioxidmenge in der Atmosphäre verhindert werden kann. Aus diesem Grund kann der elektrische Draht gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Umweltbelastung verringern.
Biologische Materialien, wie z.B. Reis, Mais, Muscheln, Holz u.ä., können ohne Modifikation als Füllstoff verwendet werden. Wenn die biologischen Materialien jedoch als erster Füllstoff verwendet werden, ist es schwierig, die Teilchengröße zu steuern, und es kann zu einem dielektrischen Durchschlag kommen, wenn eine Spannungsprüfung durchgeführt wird. Darüber hinaus kann, obwohl der Isolator 12 durch Extrusion und dergleichen gebildet werden kann, wenn die biologischen Materialien wie sie sind als erster Füllstoff verwendet werden, der erste Füllstoff die Formmaschine während der Verarbeitung verstopfen, was die Produktivität verringern kann.
Daher kann bei dem elektrischen Draht gemäß der vorliegenden Ausführungsform die aus dem biologischen Material hergestellte chemische Substanz als erster Füllstoff verwendet werden. Wenn die chemische Substanz, die aus dem biologischen Material hergestellt wird, als erster Füllstoff verwendet wird, kann die Teilchengröße des ersten Füllstoffs leicht gesteuert werden. Daher kann die Produktivität des elektrischen Drahtes verbessert und der Biomassegrad im Isolator 12 und im elektrischen Draht 10 erhöht werden. Darüber hinaus können die Spannungsfestigkeitseigenschaften des elektrischen Drahtes 10 verbessert werden, selbst wenn der Isolator 12 dünn ist.
Mit den Spannungsfestigkeitseigenschaften sind die Eigenschaften gemeint, die das Auftreten von Nadellöchern und dergleichen im Isolator 12 unterdrücken und den dielektrischen Durchschlag verhindern, wenn ein Spannungsfestigkeitstest mit einem Funkenprüfgerät durchgeführt wird. Hervorragende Spannungsfestigkeitseigenschaften bedeuten daher, dass die Isoliereigenschaft des Isolators 12 gewährleistet ist.
Die aus dem biologischen Material hergestellte chemische Substanz (im Folgenden auch einfach als „chemische Substanz“ bezeichnet) ist nicht besonders begrenzt. Der erste Füllstoff kann als chemische Substanz zum Beispiel Stärke enthalten. Der erste Füllstoff kann als chemische Substanz z. B. Calciumcarbonat enthalten. Der erste Füllstoff kann ebenso als chemische Substanz z. B. Cellulose enthalten.
Der erste Füllstoff kann eine Vielzahl verschiedener chemischer Substanzen enthalten. Der erste Füllstoff kann eine oder mehrere Substanzen enthalten, die z. B. aus Stärke, Calciumcarbonat, Cellulose und dergleichen ausgewählt sind.
Stärke kann z. B. kostengünstig aus Reis oder Mais hergestellt werden. Calciumcarbonat kann kostengünstig z. B. aus Austern, Muscheln oder anderen Schalen hergestellt werden. Cellulose kann kostengünstig z. B. aus Holz hergestellt werden. Das heißt, Stärke, Calciumcarbonat und Cellulose lassen sich kostengünstig aus leicht verfügbaren biologischen Materialien herstellen. Wenn also der erste Füllstoff als chemische Substanz eine oder mehrere Substanzen enthält, die aus Stärke, Calciumcarbonat und Cellulose ausgewählt sind, kann die Produktivität des elektrischen Drahtes verbessert werden, während die Produktionskosten des elektrischen Drahtes gesenkt werden, und der Biomassegrad im Isolator 12 und im elektrischen Draht 10 kann erhöht werden. Darüber hinaus können die Spannungsfestigkeitseigenschaften des elektrischen Drahtes 10 verbessert werden, selbst wenn der Isolator 12 dünn ist.
Der Isolator 12 des elektrischen Drahtes 10 in der vorliegenden Ausführungsform kann den ersten Füllstoff in einem Anteil von 10 Masse-% oder mehr und 40 Masse-% oder weniger enthalten. Wenn der Isolator 12 10 Masse% oder mehr des ersten Füllstoffs enthält, kann der Biomassegrad im Isolator 12 und im elektrischen Draht 10 erhöht und die Menge des verwendeten Harzmaterials reduziert werden, wodurch die Umweltbelastung verringert wird. Wenn der Isolator 12 40 Masse-% oder weniger des ersten Füllstoffs enthält, können die Spannungsfestigkeitseigenschaften des elektrischen Drahtes 10 verbessert werden.
(1-2-3) Zusatzstoff
Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Harzmaterial und dem ersten Füllstoff kann der Isolator 12 auch verschiedene Zusatzstoffe enthalten. Der Isolator 12 kann z.B. ein Flammschutzmittel und ähnliches als Zusatzstoff enthalten.
(Flammschutzmittel)
Das Flammschutzmittel ist nicht besonders begrenzt. Als Flammschutzmittel kann entweder ein Halogen-Flammschutzmittel oder ein Nichthalogen-Flammschutzmittel verwendet werden, aber es ist vorzuziehen, ein Nichthalogen-Flammschutzmittel Flammschutzmittel zu verwenden, insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Verringerung der Umweltbelastung.
Aus diesem Grund kann der Isolator 12 als Flammschutzmittel zum Beispiel ein oder mehrere Flammschutzmittel enthalten, die aus Phosphor-Flammschutzmitteln, Stickstoff-Flammschutzmitteln, Metallhydroxiden und Metalloxiden wie Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid und Antimontrioxid ausgewählt sind.
(Andere Zusatzstoffe)
Der Isolator 12 kann nur das Harzmaterial und den Füllstoff oder nur das Harzmaterial, den Füllstoff und das Flammschutzmittel enthalten. Der Isolator 12 kann jedoch auch weitere Zusatzstoffe enthalten. Der Isolator 12 kann z. B. Antioxidantien, Alterungsschutzmittel, Farbstoffe, Vernetzungshilfsmittel, Klebrigmacher, Schmiermittel, Weichmacher, Füllstoffe, Verarbeitungshilfsmittel, Haftvermittler und dergleichen enthalten, die üblicherweise in Isolatoren formuliert werden.
Beispiele für Antioxidantien sind Antioxidantien auf Phenolbasis, Antioxidantien auf Aminbasis, Antioxidantien auf Schwefelbasis, Antioxidantien auf Phosphitesterbasis und dergleichen.
Beispiele für Verschlechterungsinhibitoren sind Photostabilisatoren auf der Basis von gehinderten Aminen (HALS), Ultraviolettabsorber, Metalldeaktivatoren, Hydrolyseinhibitoren und dergleichen.
Beispiele für Farbstoffe sind Ruß, Titanweiß, andere organische und anorganische Pigmente und ähnliches. Diese Farbstoffe können dem Isolator 12 zur Kennzeichnung oder zur Ultraviolettabsorption zugesetzt werden.
Wenn das Harzmaterial des Isolators 12 vernetzt wird, kann das Vernetzungshilfsmittel zur Erhöhung der Vernetzungseffizienz in einem Verhältnis von 1 Masseteil oder mehr und 10 Masseteilen oder weniger auf 100 Masseteile des im Isolator 12 enthaltenen Harzmaterials zugegeben werden. Beispiele für Vernetzungshilfsmittel sind Triallylisocyanurat, Triallylcyanurat, Trimethylolpropantrimethacrylat, N,N'-Methaphenylenbismaleimid, Ethylenglykoldimethacrylat, Zinkacrylat, Zinkmethacrylat und dergleichen.
Beispiele für Klebrigmacher sind Cumaron-Inden-Harz, Polyterpenharz, Xylol-Formaldehydharz, hydriertes Kolophonium und dergleichen. Beispiele für Schmiermittel sind Fettsäuren, ungesättigte Fettsäuren, deren Metallsalze, Fettsäureamide, Fettsäureester und dergleichen. Beispiele für Weichmacher sind Mineralöle, Pflanzenöle, Plastifikator und dergleichen. Beispiele für Füllstoffe sind Calciumcarbonat, Talk, Ton, Kieselerde, Zinkoxid, Molybdänoxid und dergleichen. Als Kupplungsmittel kann je nach Bedarf ein Silan-Kupplungsmittel oder ein Kupplungsmittel auf Titanatbasis wie Isopropyltriisostearoyltitanat, Isopropyltri(N-aminoethyl-aminoethyl)titanat und dergleichen zugesetzt werden.
[Mehradriges-Kabel]
2 zeigt das Konfigurationsbeispiel eines Querschnitts senkrecht zur Längsrichtung des mehradrigen Kabels der vorliegenden Ausführungsform. In 2 ist die Richtung senkrecht zur Papieroberfläche die Längsrichtung des mehradrigen Kabels.
Wie in 2 dargestellt, kann ein mehradriges Kabel 20 der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von miteinander verdrillten elektrischen Drähten 10 und eine Ummantelung 21 umfassen, der die elektrischen Drähte 10 bedeckt.
(1) Bestandteile eines mehradrigen Kabels
(1-1) Elektrischer Draht
Als jeder der elektrischen Drähte 10, die in dem mehradrigen Kabel 20 enthalten sind, kann der bereits beschriebene elektrische Draht 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Daher wird die Beschreibung weggelassen.
In 2 umfasst das mehradrige Kabel 20 zwei elektrische Drähte 10, aber die Anzahl der elektrischen Drähte 10 im mehradrigen Kabel 20 ist nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel können drei oder mehr elektrische Drähte 10 enthalten sein.
Das mehradrige Kabel 20 kann eine Vielzahl von Arten von elektrischen Drähten 10 mit unterschiedlichen Konfigurationen von Außendurchmessern der Leiter 11 und der Isolatoren 12, Materialien und dergleichen enthalten.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat das mehradrige Kabel 20, da es die elektrischen Drähte 10 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält, hohe Spannungsfestigkeitseigenschaften und eine ausgezeichnete Produktivität, selbst wenn der in dem elektrischen Draht 10 enthaltene Isolator 12 dünn ist, während es die Umweltbelastung verringert.
(1-2) Ummantelung
Eine Ummantelung 21 dient zum Schutz der elektrischen Drähte 10 und kann die elektrischen Drähte 10 miteinander verbinden. Die Zusammensetzung der Ummantelung 21 ist nicht besonders begrenzt.
Die Ummantelung 21 kann ein Harzmaterial und einen zweiten Füllstoff enthalten, wie z. B. im Fall des oben beschriebenen Isolators 12 des elektrischen Drahtes 10.
Als das Harzmaterial kann dasselbe Material verwendet werden, das in Bezug auf den Isolator 12 beschrieben wurde. Daher wird die Beschreibung weggelassen.
Als der zweite Füllstoff kann dasselbe Material wie der erste Füllstoff, der in Bezug auf den Isolator 12 beschrieben wurde, verwendet werden, und die chemische Substanz, die aus dem biologischen Material hergestellt wird, kann in geeigneter Weise verwendet werden. Daher wird die Beschreibung des zweiten Füllstoffs weggelassen.
Wenn die Ummantelung 21 den zweiten Füllstoff enthält, enthält die Ummantelung 21 bevorzugt den zweiten Füllstoff in einem Anteil von 10 Masse% oder mehr und 40 Masse-% oder weniger. Wenn die Ummantelung 21 10 Masse-% oder mehr des zweiten Füllstoffs enthält, kann der Biomassegrad in der Ummantelung und im mehradrigen Kabel erhöht und die Menge des verwendeten Harzmaterials reduziert werden, wodurch die Umweltbelastung verringert wird. Wenn die Ummantelung 21 40 Masse-% oder weniger des zweiten Füllstoffs enthält, können die Spannungsfestigkeitseigenschaften des mehradrigen Kabels 20 verbessert werden.
[Beispiele]
Spezifische Beispiele werden im Folgenden beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
(Bewertungsverfahren)
Zunächst wird das Bewertungsverfahren für die in den folgenden Versuchsbeispielen hergestellten elektrischen Drähte beschrieben.
(1) Isolatordicke
Der Außendurchmesser D11 des Leiters 11 und der Außendurchmesser D12 des Isolators 12 wurden mit einem Mikrometer gemessen.
Im Falle des Außendurchmessers D11 des Leiters 11 wurden die Außendurchmesser des Leiters 11 mit dem Mikrometer an zwei orthogonalen Durchmessern des elektrischen Drahtes 10 in einem beliebigen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des elektrischen Drahtes 10 gemessen. Der Mittelwert wurde dann als Außendurchmesser D11 des Leiters 11 des elektrischen Drahtes 10 ermittelt. Der Außendurchmesser D12 des Isolators 12 wurde ebenfalls gemessen und durch dasselbe Vorgehen berechnet.
Dann wurde der Außendurchmesser D11 des Leiters 11 vom Außendurchmesser D12 des Isolators 12 subtrahiert und durch 2 geteilt, um die Isolatordicke T12 zu erhalten.
In Tabelle 1 steht in der Zeile „Isolatordicke“ X für 0,2 mm, Y für 0,4 mm und Z für 0,4 mm.
(2) Spannungsprüfung
Die Spannungsprüfung wurde mit dem Funkenprüfgerät durchgeführt. Der Fall, in dem keine Leitung aufgrund von dielektrischem Durchschlag auftrat, wurde als akzeptabel („A“) bewertet, und der Fall, in dem eine Leitung aufgrund von dielektrischem Durchschlag beobachtet wurde, wurde als inakzeptabel („B“) bewertet.
Die elektrischen Drähte in den Versuchsbeispielen werden im Folgenden beschrieben.
Die Versuchsbeispiele 1, 3 bis 6 sind Beispiele, und die Versuchsbeispiele 2 und 7 sind Vergleichsbeispiele.
(Versuchsbeispiel 1)
In Versuchsbeispiel 1 wurde ein elektrischer Draht 10 mit einem Leiter 11 und einem Isolator 12, der den Leiter 11 bedeckt, hergestellt, wie in 1 in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung dargestellt.
(Leiter)
Als Leiter 11 wurde ein verdrillter Draht verwendet, in dem 7 Leiterstränge aus verzinnten weichen Kupferdrähten mit einem Drahtdurchmesser von 0,1 mm miteinander verdrillt sind. Der Außendurchmesser D11 des Leiters 11 betrug 0,3 mm. Die Querschnittsfläche des Leiters 11 ist in der Zeile „Querschnittsfläche“ des Leiters in Tabelle 1 beschrieben.
(Isolator)
Polyethylen (PE) als das Harzmaterial und Stärke als der erste Füllstoff wurden einem Extruder zugeführt, geknetet und geformt, um die Außenfläche des Leiters 11 zu bedecken und den Isolator 12 zu bilden. In Tabelle 1 sind die zur Bildung des Isolators verwendeten Harzmaterialien in der Zeile „Harzmaterial“ und die als erster Füllstoff verwendeten Materialien in der Zeile „Füllstoff” beschrieben. Im Versuchsbeispiel 1 und in den später beschriebenen Versuchsbeispielen 3 bis 7 wurden die in Tabelle 1 dargestellten chemischen Substanzen, die aus biologischen Materialien hergestellt wurden, als Materialien für den ersten Füllstoff verwendet.
Das Harzmaterial und der erste Füllstoff wurden dem Extruder zugeführt und so geknetet, dass der Gehalt des ersten Füllstoffs im Isolator 12 dem in der Zeile „Füllstoffmenge“ in Tabelle 1 beschriebenen Wert entsprach. Der erhaltene elektrische Draht wurde mit Elektronenstrahlen bestrahlt, um das im Isolator 12 enthaltene Harzmaterial zu vernetzen.
Der so erhaltene elektrische Draht wurde einer Spannungsprüfung unterzogen. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Versuchsbeispiel 2]
Als erster Füllstoff wurde zerkleinerter Reis verwendet, bei dem es sich nicht um die aus dem biologischen Material hergestellte chemische Substanz, sondern um das biologische Material selbst handelt. Im Übrigen wurde der elektrische Draht unter den gleichen Bedingungen wie in Versuchsbeispiel 1 hergestellt und bewertet.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Versuchsbeispiel 3 bis Versuchsbeispiel 7]
Als Leiter 11 wurde ein verdrillter Draht verwendet, in dem 50 Leiterstränge aus verzinnten Weichkupferdrähten mit einem Drahtdurchmesser von 0,45 mm miteinander verdrillt sind. Der Außendurchmesser D11 des Leiters 11 betrug 3,7 mm.
Das Rohmaterial wurde dem Extruder so zugeführt, dass das Harzmaterial, das Material des ersten Füllstoffs und der Massenanteil des ersten Füllstoffs im Isolator 12 die in Tabelle 1 beschriebenen Werte hatten. PVC in Tabelle 1 bedeutet Polyvinylchlorid.
Im Übrigen wurde der elektrische Draht unter den gleichen Bedingungen wie in Versuchsbeispiel 1 hergestellt und bewertet.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Ein elektrischer Draht beinhaltet: einen Leiter; und einen Isolator, der den Leiter bedeckt. Der Isolator enthält ein Harzmaterial und einen ersten Füllstoff. Der Isolator enthält den ersten Füllstoff in einem Anteil von 10 Masse-% oder mehr und 40 Masse-% oder weniger. Der erste Füllstoff ist eine chemische Substanz, die aus einem biologischen Material hergestellt wird.
[Beschreibung der Bezugszeichen]

10: Elektrischer Draht
11: Leiter
12: Isolator
D11: Außendurchmesser des Leiters
D12: Außendurchmesser des Isolators
T12: Dicke des Isolators
20: Mehradriges Kabel
21: Ummantelung

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 2012099380 [0002]

Claims

Elektrischer Draht, umfassend: einen Leiter; und einen Isolator, der den Leiter bedeckt, wobei der Isolator ein Harzmaterial und einen ersten Füllstoff beinhaltet, der Isolator den ersten Füllstoff in einem Anteil von 10 Masse-% oder mehr und 40 Masse-% oder weniger beinhaltet, und der erste Füllstoff eine chemische Substanz ist, die aus einem biologischen Material hergestellt wird.
Elektrischer Draht nach Anspruch 1, wobei der erste Füllstoff Stärke enthält.
Elektrischer Draht nach Anspruch 1, wobei der erste Füllstoff Calciumcarbonat enthält.
Elektrischer Draht nach Anspruch 1, wobei der erste Füllstoff Cellulose enthält.
Elektrischer Draht nach Anspruch 1, wobei das Harzmaterial vernetzt ist.
Mehradriges Kabel, umfassend: eine Mehrzahl von miteinander verdrillten elektrischen Drähten, wobei jeder elektrische Draht der mehreren elektrischen Drähte der elektrische Draht nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist; und eine Ummantelung, die die Mehrzahl der elektrischen Drähte umhüllt.
Mehradriges Kabel nach Anspruch 6, wobei die Ummantelung einen zweiten Füllstoff in einem Anteil von 10 Masse-% oder mehr und 40 Masse-% oder weniger enthält, und der zweite Füllstoff eine chemische Substanz ist, die aus einem biologischen Material hergestellt wird.