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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine isolierte Leitung und einen
Kabelbaum, und sie betrifft insbesondere eine isolierte Leitung
mit Mehrschichtstruktur und einen diese enthaltenden Kabelbaum.
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STAND DER TECHNIK
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Üblicherweise
gibt es für eine isolierte Leitung, die zur Durchführung
der Verkabelung von Teilen für ein Automobil und eine elektrische/elektronische
Ausrüstung verwendet wird, umfängliche Anwendung,
bei der eine einzige Schicht aus einer Vinylchloridharzzusammensetzung,
der ein halogeniertes Flammschutzmittel zugesetzt ist, zur Bedeckung
eines Leiters angeordnet ist.
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Jedoch
besteht ein Problem darin, dass die Vinylchloridharzzusammensetzung
Halogenelemente enthält, so dass sie beim Brand des Automobils
oder bei der Entsorgung von elektrischer/elektronischer Ausrüstung
durch Verbrennung schädliches halogenhaltiges Gas in die
Atmosphäre freisetzt, was Umweltverschmutzung hervorruft.
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Daher
wurde aus dem Gesichtspunkt der Verringerung der Belastung der globalen
Umwelt die Vinylchloridharzzusammensetzung ersetzt durch eine sogenannte
Flammschutzharzzusammensetzung ohne Halogene, die durch Zusatz eines
metallischen Hydrats, wie z. B. Magnesiumhydroxid, als Flammschutzmittel ohne
Halogene zu einem Olefinharz, wie z. B. Polyethylen, hergestellt
wird.
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Jedoch
ist das Olefinharz im Wesentlichen brennbar und das Flammschutzmittel
ohne Halogene ist bezüglich des Flammschutzes schlechter
als ein halogenhaltiges Flammschutzmittel. Aus diesem Grund benötigt
eine Flammschutzharzzusammensetzung ohne Halogene eine große
Menge an diesem zuzusetzenden metallischen Hydrat, um ausreichenden
Flammschutz sicherzustellen, und bringt somit den Nachteil auf,
dass mechanische Eigenschaften, z. B. Verschleißfestigkeit,
merklich verschlechtert sind.
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Um
dieses Problem zu vermeiden, offenbart z. B. die
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 3280099 einen Stand der Technik, bei dem die Affinität
zwischen einem Grundharz und einem metallischen Hydrat erhöht
wird und mechanische Eigenschaften, wie z. B. Verschleißfestigkeit,
verbessert werden, indem eine Mehrzahl von olefinischen Harzen und
Gummis als Grundharz verwendet wird, in dem eine spezifische funktionelle
Gruppe in einer spezifischen Menge weiterhin enthalten ist.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
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Die
isolierte Leitung, bei der eine einzelne Schicht von nicht halogenhaltiger
Flammschutzharzzusammensetzung zur Bedeckung eines Leiters angeordnet
ist, kann noch verbessert werden, so dass eine Verbesserung wie
folgt durchgeführt wird:
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Demzufolge
wurde kürzlich ein Versuch gemacht, eine zuzusetzende Menge
an Flammschutzmittel ohne Halogene, wie z. B. ein metallisches Hydrat,
zu verringern, indem man die Harzbestandteile in der Harzzusammensetzung
auf unterschiedliche Arten verbessert. Jedoch wird immer noch eine
extrem große Menge an Flammschutzmittel ohne Halogene benötigt,
verglichen mit dem Fall, in dem ein halogenhaltiges Flammschutzmittel
verwendet wird.
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Daher
kann eine isolierte Leitung, die den üblichen Aufbau besitzt,
weiterhin verbessert werden, da die mechanischen Eigenschaften,
wie z. B. Verschleißfestigkeit, aufgrund der großen
Menge an dem Füllstoff metallisches Hydrat nicht zufriedenstellend
sind.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Überwindung
der genannten Probleme und die Schaffung einer isolierten Leitung,
die Flammbeständigkeit und Verschleißfestigkeit
besitzt, die einer isolierten Leitung nach dem Stand der Technik überlegen
sind.
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MITTEL ZUR LÖSUNG
DES PROBLEMS
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Um
diese Aufgaben zu erreichen und in Übereinstimmung mit
dem Zweck der vorliegenden Erfindung enthält eine isolierte
Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung einen
Leiter, eine Innenbeschichtung aus einer oder mehreren Schichten,
die zur Bedeckung des Leiters angeordnet ist, und eine Außenbeschichtung,
die zur Bedeckung der äußersten Schicht der Innenbeschichtung
angeordnet ist, wobei wenigstens die Schicht der Innenbeschichtung,
die im Kontakt mit dem Leiter steht, aus einem Olefinharz mit einer
funktionellen Gruppe gemacht ist und die Außenschicht aus
einer Flammschutzharzzusammensetzung ohne Halogene gemacht ist.
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Die
funktionelle Gruppe ist vorzugsweise eine oder mehrere Sorte(n)
der Gruppen, ausgewählt aus einer Carbonsäuregruppe,
einer Säureanhydridgruppe, einer Epoxygruppe, einer Hydroxylgruppe,
einer Aminogruppe, einer Alkenylcycloiminoethergruppe und einer
Silangruppe.
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Weiterhin
ist bevorzugt, dass die Flammschutzharzzusammensetzung ohne Halogene
ein Flammschutzmittel und eine Polymerkomponente enthält,
wobei das Gewichtsverhältnis von Flammschutzmittel zu Polymerkomponente
5–200 zu 100 ist.
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Weiterhin
ist bevorzugt, dass die Flammschutzharzzusammensetzung ohne Halogene
ein Olefinharz als Grundharz enthält.
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Weiterhin
wird bevorzugt, dass die Dicke der Außenbeschichtung im
Bereich von 10 bis 300 μm liegt und wenigstens die Schicht
der Innenbeschichtung, die in Kontakt mit dem Leiter ist, eine Dicke
im Bereich von 5 bis 100 μm besitzt.
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Ein
Kabelbaum gemäß der vorliegenden Erfindung enthält
die isolierte Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Die
isolierte Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst ein Deckmaterial mit einer Mehrschichtstruktur, bei dem
wenigstens die Schicht, die in Kontakt mit dem Leiter ist (im Folgenden
als „innerste Schicht" bezeichnet), aus dem Olefinharz
mit der funktionellen Gruppe hergestellt ist.
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Zum
Beispiel wird bei einer üblichen isolierten Leitung mit
einer Einschichtstruktur, bei der ein Leiter mit einer einzigen
Schicht aus einer Flammschutzharzzusammensetzung ohne Halogene bedeckt
ist, die ein metallisches Hydrat als Flammschutzmittel und eine
funktionelle Gruppe enthält, die funktionelle Gruppe im Abdeckmaterial
hauptsächlich zur Verbesserung der Affinität zwischen
dem Grundharz und dem metallischen Hydrat verwendet.
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Jedoch
enthält jetzt bei der isolierten Leitung gemäß der
vorliegenden Erfindung das Olefinharz, aus dem die innerste Schicht
hergestellt ist, keinerlei Zusätze, wie z. B. ein Flammschutzmittel,
oder es enthält so wenig wie möglich an Zusatz,
wie z. B. einem Flammschutzmittel, verglichen mit dem, das beim
Deckmaterial der isolierten Leitung mit einer Einschichtstruktur
enthalten ist. Dementsprechend wird die funktionelle Gruppe, die
in dem Olefinharz vorhanden ist, hauptsächlich zur Verbesserung
des Haftens der innersten Schicht an dem Leiter verwendet.
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Dementsprechend
erreicht die isolierte Leitung gemäß der vorliegenden
Erfindung verbesserte Haftung der innersten Schicht an dem Leiter
und zeigt ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, wie z. B. Verschleißfestigkeit
und Beständigkeit gegen Defekte, da sie weiterhin die Außenbeschichtung
besitzt.
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Da
weiterhin die Außenbeschichtung aus der flammfesten Harzzusammensetzung
ohne Halogene gemacht ist, ist die Flammfestigkeit gesichert.
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Wenn
die funktionelle Gruppe eine oder mehrere Sorte(n) der Gruppen,
ausgewählt aus der Carbonsäuregruppe, der Säureanyhdridgruppe,
der Epoxygruppe; der Hydroxylgruppe, der Aminogruppe, der Alkenylcycloiminoethergruppe
und der Silangruppe, ist, wird das Haften der innersten Gruppe an
dem Leiter weiterhin verbessert, was entsprechend die oben beschriebenen
Eigenschaften verbessert.
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Wenn
die flammfeste Harzzusammensetzung ohne Halogene das Flammschutzmittel
und die polymere Komponente enthält und das Gewichtsverhältnis
von Flammschutzmittel zu polymerer Komponente 500–200 zu
100 ist, wird eine bevorzugte Flammfestigkeit der isolierten Leitung
erreicht.
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Wenn
die flammfeste Harzzusammensetzung ohne Halogene das Olefinharz
als Grundharz enthält, wird die Haftung der Innenschicht
an der Außenschicht leicht und vorteilhafterweise verbessert.
Die vorteilhafte Eigenschaft wird besonders ausgeprägt
beobachtet, wenn das Deckmaterial eine Zweischichtstruktur besitzt.
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Wenn
die Außenbeschichtung und die innerste Schicht in die oben
beschriebenen jeweiligen Dickenbereiche fallen, ist die isolierte
Leitung ohne Halogene in den oben beschriebenen Eigenschaften ausgeglichen.
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Somit
besitzt der Kabelbaum gemäß der vorliegenden Erfindung
die isolierte Leitung, die Flammfestigkeit besitzt und in mechanischen
Eigenschaften, wie z. B. Verschleißfestigkeit, ausgezeichnet
ist im Vergleich mit der konventionellen isolierten Leitung, so
dass die vorteilhaften Eigenschaften, wie z. B. Kratzfestigkeit,
auch dann zu Tage treten, wenn das Deckmaterial der isolierten Leitung
von einem Anschluss oder anderen Elementen bei der Fertigungsvorbereitung
der isolierten Leitung während der Herstellung des Kabelbaums verkratzt
wird. Ferner kann eine vorteilhafte Wirkung, wie z. B. hohe Zuverlässigkeit, über
lange Zeiträume hin bei der Verwendung des Kabelbaums zugesichert
werden, da die isolierte Leitung Verschleißfestigkeit besitzt.
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BESTE ART DER AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. Im
Folgenden wird in der Beschreibung eine isolierte Leitung gemäß der
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
manchmal als „vorliegende Leitung" bezeichnet und ein Kabelbaum
gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird manchmal mit „vorliegender Kabelbaum"
bezeichnet.
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1. Isolierte Leitung ohne Halogene
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Die
vorliegende Leitung gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besitzt eine Mehrschichtstruktur, so
dass eine Leitung mit einer Innenschicht bedeckt ist und die äußerste
Schicht der Innenschicht mit einer Außenschicht bedeckt
ist.
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1.1 Leiter
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Vorzugsweise
werden als Leiter ein einzelner metallischer Draht, eine Litze aus
einer Anzahl von einzelnen metallischen Drähten und eine
Litze aus einer Anzahl von einzelnen metallischen Drähten,
auf die weiterhin Druck ausgeübt wurde, bevorzugt verwendet.
Ferner werden Durchmesser und Material des Leiters nicht besonders
begrenzt und können in geeigneter Weise ausgewählt
werden, falls nötig.
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1.2 Innenbeschichtung
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Bei
der vorliegenden Leitung kann die Innenbeschichtung aus einer Schicht
oder aus zwei oder mehreren Schichten gebildet sein; jedoch wird
die Innenschicht wegen des relativ einfachen Aufbaus und der ausgezeichneten
Herstellbarkeit vorzugsweise aus einer Schicht gebildet.
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Wenn
die Innenschicht aus zwei oder mehreren Schichten gebildet ist,
können die Materialien und die Dicken der zwei oder mehr
Schichten vollständig gleich sein oder voneinander verschieden
sein.
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Jedoch
muss bei der vorliegenden Erfindung wenigstens die Schicht der Innenschicht,
die in Kontakt mit dem Leiter ist (d. h. die innerste Schicht) aus
einem Olefinharz, das eine funktionelle Gruppe enthält,
hergestellt sein.
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Vorzugsweise
werden als Olefinharz ein Propylenharz, wie z. B. Polypropylen,
Polyethylen niedriger Dichte, lineares Polyethylen niedriger Dichte,
Polyethylen hoher Dichte, ein Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer, ein
Ethylen-Vinylester-Copolymer und ein Ethylen-alpha,beta-ungesättigte-Carbonsäure-Alkylester-Copolymer
verwendet. Sie können eine Sorte allein oder mehr als eine
Sorte in Kombination enthalten.
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Als
funktionelle Gruppe werden vorzugsweise eine Carbonsäuregruppe,
eine Säureanhydridgruppe, eine Epoxygruppe, eine Hydroxylgruppe,
eine Aminogruppe, eine Alkenylcycloiminoethergruppe und eine Silangruppe
verwendet. Sie können als eine Sorte allein oder mehr als
eine Sorte in Kombination verwendet werden. Unter diesen werden
aus dem Gesichtspunkt der Entwicklung ausgezeichneter Haftung an
dem Leiter die Carbonsäuregruppe, die Säureanyhdridgruppe
und die Silangruppe stärker bevorzugt.
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Der
Gewichtsprozentsatz der in dem Olefinharz enthaltenen funktionellen
Gruppe ist vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 0,3 bis 5 Gew.-%. Dies deshalb, weil die vorliegende
Leitung zwischen mechanischen Eigenschaften, wie z. B. Verschleißfestigkeit
und Abstreifeigenschaft, so dass das Deckmaterial leicht bei der
Verarbeitung eines Anschlusses abgestreift wird, gut ausgewogene mechanische
Eigenschaften besitzt, wenn die funktionelle Gruppe in diesen Bereichen
liegt.
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Für
die Art der Einführung der funktionellen Gruppe in das
Olefinharz wird die Einführung der funktionellen Gruppe
in Form eines pfropfmodifizierten Copolymers und in Form eines Copolymers
von Olefin und einer Verbindung, die eine funktionelle Gruppe enthält,
vorzugsweise verwendet.
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Als
Verbindung zur Einführung der Carbonsäuregruppe
und/oder der Säureanhydridgruppe werden vorzugsweise eine
alpha,beta-ungesättigte Dicarbonsäure, wie z.
B. eine Maleinsäure, eine Fumarsäure, eine Citraconsäure
und eine Itaconsäure oder ihre Anhydride, und eine ungesättigte
Monocarbonsäure, wie z. B. eine Acrylsäure, eine
Methacrylsäure, eine Fransäure, eine Crotonsäure,
eine Vinylacetatsäure und eine Pentansäure, verwendet.
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Als
Verbindung zur Einführung der Epoxygruppe werden vorzugsweise
Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, ein Itaconsäuremonoglycidylester,
ein Butentricarbonsäuremonoglycidylester, ein Butentricarbonsäurediglycidylester
und ein Butentricarbonsäuretriglycidylester, Glycidylester,
wie z. B. eine alpha-Chloracrylsäure, eine Maleinsäure,
eine Crotonsäure und eine Fumarsäure oder Glycidylether,
wie z. B. ein Vinylglycidylether, ein Allylglycidylether, ein Glycidyloxyethylvinylether
und ein Styrol-p-glycidylether und p-Glycidylstyrol bevorzugt verwendet.
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Als
Verbindung zur Einführung der Hydroxylgruppe werden vorzugsweise
1-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat und Hydroxyethyl(meth)acrylat
verwendet.
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Als
Verbindung zur Einführung der Aminogruppe werden vorzugsweise
Aminomethyl(meth)acrylat, Propylaminoethyl(meth)acrylat, Dimethylaminomethyl(meth)acrylat,
Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, Dibutylaminoethyl(meth)acrylat,
Aminopropyl(meth)acrylat, Phenylaminoethyl(meth)acrylat und Cyclohexylaminoethyl(meth)acrylat
verwendet.
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Als
Verbindung zur Einführung der Alkenylcycloiminoethergruppe
werden vorzugsweise 2-Vinyl-2-oxazolin, 2-Isopropenyl-2-oxaxolin,
2-Vinyl-5,6-dihydro-4H-1,3-oxazin und 2-Isopropenyl-5,6-dihydro-4H-1,3-oxazin
verwendet.
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Als
Verbindung zur Einführung der Silangruppe werden vorzugsweise
eine ungesättigte Silanverbindung wie z. B. Vinyltrimethoxysilan,
Vinyltriethoxysilan, Vinyltriacetylsilan und Vinyltrichlorosilan
verwendet.
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Zum
Olefinharz können verschiedene Zusätze, die allgemein
in einem Harzformmaterial verwendet werden, wie z. B. ein Füllstoff
(z. B. ein Oxid und ein Silicat), ein Wärmestabilisator
(z. B. ein Antioxidans und ein Antialterungsmittel), ein Metalldeaktivator
(z. B. ein Kupferinhibitor), ein Schmiermittel, ein Plastifiziermittel, ein
antistatisches Mittel, ein Flammschutzmittel, ein Flammschutzhilfsmittel,
ein Färbemittel, ein Weichmacher, ein Vernetzungsmittel
und ein Vernetzungshilfsmittel, zugegeben werden, wenn diese in
den Bereichen zugesetzt werden, welche sich von dem Hauptpunkt der
vorliegenden Erfindung nicht entfernen.
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Der
Gewichtsanteil der in dem Olefinharz enthaltenen Zusätze
ist vorzugsweise 30 Gewichtsteile oder weniger und insbesondere
20 Gewichtsteile oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile Olefinharz.
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In
den obigen Ausführungen werden die Materialien für
die innerste Schicht erläutert. Indessen kann bei der vorliegenden
Leitung die Innenschicht aus zwei oder mehreren Schichten gebildet
sein. Wenn die innerste Schicht aus zwei oder mehreren Schichten
gebildet ist, können die Materialien für die Schichten
der Innenbeschichtung außer der innersten Schicht die gleichen
Materialien sein wie diejenigen für die innerste Schicht.
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Außerdem
können die Schichten außer der innersten Schicht
aus einer Schicht gebildet sein, die eine funktionelle Gruppe aufweist,
oder aus einer Schicht, die keine funktionelle Gruppe aufweist.
Dies deshalb, weil die Schichten nicht in direktem Kontakt mit dem
Leiter sind.
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Bei
der vorliegenden Leitung ist die Dicke der Innenschicht vorzugsweise
im Bereich von 5 bis 100 μm, insbesondere im Bereich von
10 bis 80 μm.
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1.3 Außenbeschichtung
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Bei
der vorliegenden Leitung ist die Außenschicht aus einer
Flammschutzharzzusammensetzung ohne Halogene gemacht.
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Im Übrigen
ist es nur entscheidend, dass die Flammschutzharzzusammensetzung
ohne Halogene im Wesentlichen kein Halogenelement in der Zusammensetzung
enthält und die für die Leitung benötigte
Flammfestigkeit aufweist.
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Als
Flammschutzharzzusammensetzung ohne Halogene wird vorzugsweise eine
Zusammensetzung verwendet, die wenigstens ein Grundharz ohne Halogene
und ein Flammschutzmittel enthält.
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Als
Grundharz wird vorzugsweise ein Propylenharz, wie z. B. Polypropylen,
ein Olefinharz, wie z. B. ein Polyethylen niedriger Dichte; lineares
Polyethylen niedriger Dichte; Polyethylen hoher Dichte; ein Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer,
ein Ethylen-Vinylester-Copolymer; und ein Ethylen-alpha,beta-ungesättigte
Carbonsäurealkylester-Copolymer, ein Polyesterharz, wie
z. B. ein Polyamidharz; Polyethylenterephthalat; und Polybutylenterephthalat,
ein technischer Kunststoff, wie z. B ein Polysulfonharz; ein Polyarylatharz;
ein Polyphenylensulfidharz; und ein thermoplastisches Polyurethanharz,
und ein thermoplastisches Elastomer, wie z. B. ein Olefinelastomer;
ein Styrolelastomer; ein Urethanelastomer; ein Polyesterelastomer;
ein Polyamidelastomer; ein Ionomerelastomer; ein Fluorelastomer;
1,2-Polybutadien; und trans-1,4-Polyisopren verwendet. Sie können
als eine Sorte allein oder mehr als eine Sorte in Kombination verwendet
werden.
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Als
Grundharz wird vorzugsweise ein Olefinharz verwendet. Dies deshalb,
weil dann, wenn die Innenbeschichtung und die Außenbeschichtung
ein Harz derselben Familie enthalten, die Haftung aneinander verbessert
werden kann.
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Die
Zusammensetzung kann ferner einen Ethylenpropylenkautschuk, einen
Butadienkautschuk, einen Isoprenkautschuk, einen Naturkautschuk,
einen Nitrilkautschuk und einen Isobutylenkautschuk allein oder
in Kombination zusätzlich zu dem oben beschriebenen Grundharz
enthalten.
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Das
Grundharz und/oder der Kautschuk können durch eine Säure,
wie z. B. eine ungesättigte Carbonsäure, und ihr
Derivat modifiziert werden. Beispiele für die ungesättigte
Carbonsäure sind eine Maleinsäure und eine Fumarsäure.
Beispiele für das Derivat der ungesättigten Carbonsäure
sind ein Maleinsäureanhydrid, ein Maleinsäuremonoester
und ein Maleinsäurediester. Sie können als eine
Sorte allein oder mehr als eine Sorte in Kombination verwendet werden.
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Als
Flammschutzmittel werden vorzugsweise ein Metallhydrat, eine Phosphorsäureesterverbindung, eine
Silikonverbindung, eine N-enthaltende Verbindung (z. B. eine N-enthaltende
Triazinverbindung und eine N-enthaltende Guanidinverbindung) und
ein aromatisches Harz verwendet. Sie können als eine Sorte
allein oder mehr als eine Sorte in Kombination verwendet werden.
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In
der Zusammensetzung ist das Flammschutzmittel vorzugsweise im Bereich
von 5 bis 250 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der
in der Zusammensetzung enthaltenen Polymerkomponente, und insbesondere
im Bereich von 5 bis 200 Gewichtsteilen, je nach Sorte, enthalten.
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Als
Flammschutzmittel wird das Metallhydrat vorzugsweise verwendet.
Genau genommen ist das Metallhydrat eine Verbindung mit einer Hydroxylgruppe
oder mit kristallinem Wasser, wie z. B. Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid,
Zirconiumhydroxid, Magnesiumsilicathydrat, Aluminiumsilicathydrat,
basisches Magnesiumcarbonat und Hydrotalcit. Insbesondere werden
das Magnesiumhydroxid und das Aluminiumhydroxid bevorzugt verwendet,
weil sie wirksam bei der Flammfestigkeit und Hitzebeständigkeit
sind und aus ökononischem Gesichtspunkt vorteilhaft sind.
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Zusätzlich
kann die Oberfläche des Metallhydrats einer Oberflächenbearbeitung
unterworfen sein unter Verwendung eines Oberflächenbearbeitungsmittels,
wie z. B. einer Fettsäure, eines Fettsäuremetallsalzes, eines
Silankupplungsmittels und eines Titanatkupplungsmittels. Im Übrigen
kann im Fall der Verwendung des Metallhydrats, das oberflächenbearbeitet
wurde, das Metallhydrat, das vorher mit dem Oberflächenbearbeitungsmittel
bearbeitet worden ist, in die Zusammensetzung eingemischt werden,
oder das Metallhydrat, das noch oberflächenbearbeitet werden
soll, kann zusammen mit dem Bearbeitungsmittel in die Zusammensetzung
eingemischt werden und dann der Oberflächenbearbeitung
unterworfen werden, was nicht besonders begrenzt ist.
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Die
Zusammensetzung kann zusätzlich zu dem Flammschutzmittel
eine oder mehrere Sorten von Zusätzen enthalten, wie es
angemessen ist, wenn sie in den Bereichen zugesetzt werden, die
nicht vom Hauptpunkt der vorliegenden Erfindung abweichen. Zu Beispielen
für die Zusätze gehören ein Antioxidans
(z. B. ein gehindertes phenolisches Antioxidans und ein Schwefel-Antioxidans),
ein Metalloxid (z. B. ein Oxid von Metallen wie Zink, Aluminium,
Magnesium, Blei und Zinn), ein Metalldeaktivator (ein Kupferinhibitor),
ein anorganischer Füllstoff (z. B. Calciumsulfat, Calciumsilicat,
Bleicherde, Diatomeenerde, Talk, Aluminiumoxid, Silicasand, Glaspulver,
Eisenoxid, Metallpulver, Graphit, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid,
Silica, Bornitrid, Aluminiumnitrid, Ruß, Glimmer, eine
Glastafel, Sericit, Pyrophyllit, Aluminiumflocken, Graphit, Shirasu-Ballon,
Metallballon, Glasballon, Bimsstein, Glasfaser, Kohlefaser, Whisker,
Metallfaser, Graphitfaser, Siliciumcarbidfaser, Asbest und Wollastonit),
ein Ultraviolettabsorber, ein Ultraviolettabdeckmittel, ein Flammschutzhilfsmittel,
ein Vernetzungsmittel, ein Vernetzungshilfsmittel, eine Verarbeitungshilfe
(z. B. ein Schmiermittel und Wachs) und ein Farbpigment.
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Bei
der vorliegenden Leitung hat die Außenbeschichtung vorzugsweise
eine Dicke im Bereich von 10 bis 300 μm, insbesondere im
Bereich von 50 bis 250 μm.
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Die
Beschreibung einer Grundkonfiguration der vorliegenden Leitung wird
oben gegeben. Im Übrigen können unter dem Gesichtspunkt
von weiterer Verbesserung der Hitzebeständigkeit die Außenbeschichtung und
die Innenbeschichtung unter Verwendung von z. B. Strahlung, einem
Peroxid und einem Silanvernetzungsmittel vernetzt sein.
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Ferner
kann bei der vorliegenden Leitung die Innenbeschichtung direkt mit
der Außenbeschichtung bedeckt sein; es kann aber auch ein
Zwischenmaterial, z. B. ein Geflecht und eine Metallfolie, zwischen
der Innenbeschichtung und der Außenbeschichtung angebracht
sein, so dass es mit der Außenbeschichtung bedeckt ist.
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2. Herstellungsverfahren für
die vorliegende Leitung
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Das
Herstellungsverfahren für die vorliegende Leitung ist nicht
in irgendeiner Weise eingeschränkt, und es kann ein bekanntes
Herstellungsverfahren angewendet werden. Zum Beispiel werden als
Erstes die Materialien für die Innenbeschichtung und die
Materialien für die Außenbeschichtung hergestellt,
indem man die jeweiligen Bestandteile und die anderen geeigneten
Bestandteile und Zusätze mischt und sie unter Verwendung
eines üblichen Tumblers trockenmischt oder sie unter Verwendung
eines üblichen Kneters, wie z. B. eines Banbury-Mischers,
eines Druckkneters, eines Knetextruders, eines Zweischraubenextruders
und einer Walze, schmilzt und knetet, so dass sie gleichförmig
dispergiert sind.
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Als
Nächstes wird z. B. der Leiter mit einer oder mehreren
Schicht(en) des Materials für eine Innenbeschichtung in
einer gegebenen Dicke unter Verwendung eines Extruders bedeckt.
Danach wird die so erhaltene Innenbeschichtung mit den Materialien
für eine Außenbeschichtung in einer gegebenen
Dicke bedeckt, wodurch die vorliegende Leitung hergestellt werden
kann. Ferner gestattet willkürliche Bestrahlung der erzeugten vorliegenden
Leitung die Bildung von Vernetzungen in dem Deckmaterial.
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3. Kabelbaum
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Der
vorliegende Kabelbaum wird durch Bedecken eines Leitungsbündels,
das wenigstens die vorliegenden Leitungen umfasst, mit einem Kabelbaum-Schutzmaterial
(mit einer Walze) hergestellt.
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Das
Kabelbaum-Schutzmaterial wird zur Abdeckung des Kabelbündels
und zum Schutz des Kabelbündels vor Umwelteinflüssen
verwendet.
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Als
Grundmaterial, aus dem das Kabelbaum-Schutzmaterial erzeugt wird,
wird vorzugsweise eine nicht halogenhaltige Harzzusammensetzung
verwendet.
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Als
nicht halogenhaltige Harzzusammensetzung werden vorzugsweise flammfeste
Polyolefinharzzusammensetzungen verwendet, die durch Zugabe von
verschiedenen Zusätzen, wie z. B. einem nicht halogenhaltigen
Flammschutzmittel, zu Polyolefinen, wie Polyethylen, Polypropylen
und einem Propylen-Ethylen-Copolymer, hergestellt werden.
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Das
Kabelbaum-Schutzmaterial wird so gebildet, dass sein Ausgangsmaterial
bandförmig ausgebildet ist und wenigstens eine Seite des
Grundmaterials mit einem Klebstoff versehen wird, oder so, dass
sein Grundmaterial rohrförmig oder blattförmig
ist. Die Form kann gemäß der Verwendung gewählt
werden.
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[Beispiel]
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Die
Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden speziell
anhand von Beispielen gegeben; jedoch ist die vorliegende Erfindung
nicht hierauf beschränkt.
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Testmaterial, Hersteller und andere Faktoren
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In
den vorliegenden Beispielen verwendete Testmaterialien werden zusammen
mit den Herstellern, Handelsbezeichnungen und anderen Faktoren angegeben.
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Polymerkomponten
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- • Polyethylen hoher Dichte (HDPE)
[Hersteller: Prime Polymer Co., Ltd, Handelsbezeichnung: „HI-ZEX 5000S"]
- • Polypropylen (PP) [Hersteller: Prime Polymer Co.,
Ltd., Handelsbezeichnung: „Prime Polypro E-150GK"]
- • Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) [Hersteller:
DuPont Mitsui Polychemicals Co., Ltd., Handelsbezeichnung: „EVAFLEX
EV360"]
- • Ionomerharz (in den Beispielen wird ein Ionomerharz
verwendet, wenn Vernetzungen zwischen Molekülen eines Ethylen-Methacrylsäure-Copolymers über
Zinkionen gebildet werden werden) [Hersteller: DuPont-Mitsui Polychemicals
Co., Ltd., Handelsbezeichnung: „HIMILAN1706"]
- • Olefinisches thermoplastisches Elastomer (TPO) [Hersteller:
Prime Polymer Co., Ltd., Handelsbezeichnung: „PRIME TPO
T310E"]
- • Polyamid 6 (PA6) [Hersteller: DuPont, Handelsbezeichnung: „ZytelFN272"]
- • Polycarbonatharz (PC) [Hersteller: Mitsubishi Engineering-Plastics
Corporation, Handelsbezeichnung: „lupilonS-2000"]
- • Polybutylenterephthalat (PBT) [Hersteller: Toray
Industries Inc., Handelsbezeichnung: „TORAYCON 1401 X06"]
- • Polypropylen, in das Maleinsäureanhydrid
eingeführt ist (PP, in das Maleinsäureanhydrid
eingeführt ist) [Hersteller: Mitsui Chemicals, Inc., Handelsbezeichnung: „ADMER
QE060"]
- • Polyethylen sehr geringer Dichte, in das Maleinsäureanhydrid
eingeführt ist (VLDPE, in das Maleinsäureanhydrid
eingeführt ist) [Hersteller: Mitsui Chemicals, Inc., Handelsbezeichnung: „ADMER
XE070"]
- • Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, in das Maleinsäureanhydrid
eingeführt ist (EVA, in das Maleinsäureanhydrid
eingeführt ist) [Hersteller: Mitsui Chemicals, Inc., Handelsbezeichnung: „ADMER
VE300"]
- • Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer, in das Maleinsäureanhydrid
eingeführt ist (EEA, in das Maleinsäureanhydrid
eingeführt ist) [Hersteller: Arkema Inc., Handelsbezeichnung: „BONDINE
AX8390"]
- • Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer, in
das Maleinsäureanhydrid eingeführt ist (SEES,
in das Maleinsäureanhydrid eingeführt ist) [Hersteller:
Kraton Polymers LLC., Handelsbezeichnung: „FG1901X"]
- • Ethylen-Propylen-Kautschuk, in den Maleinsäureanhydrid
eingeführt ist (EPR, in den Maleinsäureanhydrid
eingeführt ist) [Hersteller: JSR Corporation, Handelsbezeichnung: „EP51"]
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Füllstoffkomponenten
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- • Magnesiumhydroxid (ein Flammschutzmittel)
[Hersteller: Martinswerk GmbH, Handelsbezeichnung: „MAGNIFIN
H10IV"]
- • Melamincyanurat [Hersteller: DSM Japan K. K., Handelsbezeichnung: „MelapurMC15"]
- • Bleicherde [Hersteller: SHIRAISHI CALCIUM KAISHA,
LTD., Handelsbezeichnung: „OPTIWHITE"] Calciumcarbonat
[Hersteller: SHIRAISHI CALCIUM KAISHA, LTD., Handelsbezeichnung: „HAKUENKA
CCR"]
- • Talkum [Hersteller: Nippon Talc Co., Ltd., Handelsbezeichnung: „MS-P"]
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Zusätze
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- • Antioxidans [Hersteller: Ciba Specialty
Chemicals Inc., Handelsbezeichnung: „Irganox 1010"]
- • Metalldeaktivator [Hersteller: Ciba Specialty Chemicals
Inc., Handelsbezeichnung: „Irganox MD1024"]
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Herstellung
der Materialien für die Innenbeschichtung, der Materialien
für die Außenbeschichtung und der isolierten Leitungen
Als Erstes wurden die in den unten stehenden Tabellen angeführten
jeweiligen Bestandteile unter Verwendung eines Doppelwellenextruders
geknetet und Pellets der Materialien für eine Innenbeschichtung
und der Materialien für eine Außenbeschichtung,
die für die isolierten Leitungen verwendet werden sollen,
gemäß den vorliegenden Beispielen und Vergleichsbeispielen
hergestellt.
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Als
Nächstes wurden Leitungen (Querschnittsfläche:
0,5 mm2), die verdrillte Leitungen aus Weichkupfer
waren, die durch Verdrillen von sieben Weichkupferleitungen miteinander
hergestellt worden waren, mit den Materialien für eine
Innenbeschichtung einer Schicht unter Verwendung eines Extruders
beschichtet und Innenbeschichtungen gebildet, und weiterhin wurden
die so gebildeten Innenbeschichtungen mit den Materialien für
eine Außenbeschichtung beschichtet und Außenbeschichtungen
gebildet.
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Auf
diese Weise wurden die isolierten Leitungen gemäß den
vorliegenden Beispielen und den Vergleichsbeispielen hergestellt,
welche jeweils die Zweischichtstruktur besitzen, bei der der Leiter
mit der Innenbeschichtung und der Außenbeschichtung in
dieser Reihenfolge beschichtet war. Die Gesamtdicken der Innenbeschichtungen
und Außenbeschichtungen wurden auf 0,20 mm angeordnet.
Die Dicken der jeweiligen Innenschichten wurden wie in den unten
beschriebenen Tabellen dargestellt angeordnet.
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Bewertung der Leitungen
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Die
isolierten Leitungen gemäß den vorliegenden Beispielen
und den Vergleichsbeispielen, hergestellt wie oben beschrieben,
wurden einem Flammverzögerungstest, einem Verschleißfestigkeitstest
und einem Test des Isolationsgrads für ihre Bewertung unterworfen.
Im Folgenden werden Beschreibungen der Verfahren der jeweiligen
Tests und Bewertungskriterien gegeben.
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Flammverzögerungstest
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Der
Flammverzögerungstest wurde auf Grundlage von JASO D611-94
durchgeführt. Speziell wurden die isolierten Leitungen
gemäß den vorliegenden Beispielen und Vergleichsbeispielen
in 300 mm lange Testproben geschnitten.
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Dann
wurde jede Testprobe in eine horizontal gehaltene Eisentestbox gegeben
und die Spitze einer reduzierenden Flamme eines Bunsenbrenners vom
Kaliber 10 mm wurde 30 Sekunden lang unter die Mitte der Testprobe
gebracht, bis sie brannte, und dann wurde nach ruhiger Entfernung
der Flamme die Nachflammzeit der Testprobe gemessen. Die Testprobe,
deren Nachflammzeit innerhalb von 15 Sekunden war, wurde als bestanden
bewertet, und diejenige, deren Nachflammzeit über 15 Sekunden
war, wurde als unzureichend bewertet.
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Verschleißfestigkeitstest
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Der
Verschleißfestigkeitstest wurde nach dem Verfahren der
wiederkehrenden Klinge gemäß JASO D611-94 durchgeführt.
Speziell wurden die isolierten Leitungen gemäß den
vorliegenden Beispielen und Vergleichsbeispielen in 750 mm lange
Testproben geschnitten.
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Dann
wurde bei einer Raumtemperatur von 25°C eine Klinge in
Richtung ihres Schafts auf einer Länge von 10 mm hin- und
hergehen gelassen auf einer Oberfläche des Deckmaterials
jedes Probestücks, das an einem Tisch befestigt war, und
die Anzahl der hin- und hergehenden Bewegungen, bevor die Klinge
den Leiter aufgrund des Verschleißes des Deckmaterials
berührt, wurde gezählt. Die auf die Klinge einwirkende
Belastung war 7 N, und die Klinge ging mit einer Geschwindigkeit
von 50 Mal/Minute hin und her.
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Dann
wurde die Testprobe 100 mm weit bewegt und 90 Grad im Uhrzeigersinn
gedreht, und die oben beschriebene Messung wurde wiederholt. Die
Messung wurde insgesamt dreimal bei einer Testprobe durchgeführt,
und die Testprobe, deren kleinste Anzahl an Bewegungen 200 oder
mehr war, wurde als bestanden bewertet, während die Testprobe,
deren kleinste Anzahl an Bewegungen unter 200 war, als unzureichend
bewertet wurde.
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Test des Isolationsgrads für
die Isoliermaterialien
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Der
Test des Isolationsgrads für die Isoliermaterialien wurde
auf die folgende Weise durchgeführt. Die isolierten Leitungen
gemäß den vorliegenden Beispielen und Vergleichsbeispielen
wurden in 900 mm lange Testproben geschnitten. Danach wurde an beiden
Enden jeder Testprobe das Deckmaterial 25 mm lang abgestreift und
dann jedes Probestück gerade gehalten, ohne angelassen
zu sein, und wurde auf dem Eisenstab mit einem Durchmesser von 3,2
mm montiert, so dass es sich rechtwinklig mit dem Eisenstab schnitt.
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Dann
wurde unter Verwendung einer 10-fachen Hebelwirkung eine Belastung
des Eisenstabs auf jede Testprobe aufgebracht, wobei sich die Belastung
um 22,2 N (2,27 kgf) pro Minute erhöhte, und die Belastung wurde
zu dem Zeitpunkt gemessen, wenn der Leiter den Eisenstab berührte.
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Die
Testprobe wurde 50 mm weit bewegt und 90 Grad im Uhrzeigersinn nach
Messen eines Teils jeder Testprobe gedreht, und die Messung, wie
oben beschrieben, wurde wiederholt. Die Messung wurde für
vier Teile bei einer Testprobe durchgeführt. Die Messung
wurde insgesamt dreimal bei einer Testprobe durchgeführt,
und die Testprobe, deren durchschnittliche Belastung 20 N oder mehr
war, wurde als bestanden bewertet, während die Testprobe,
deren durchschnittliche Belastung unter 20 N war, als unzureichend
bewertet wurde.
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Die
Verhältnisse der Komponenten der Materialien für
eine Innenbeschichtung und der Materialien für eine Außenbeschichtung
und die Bewertungsergebnisse der isolierten Leitungen gemäß den
vorliegenden Beispielen und Vergleichsbeispielen werden in den Tabellen
1 und 2 unten wiedergegeben. [Tabelle
1]
[Tabelle
2]
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Gemäß den
obigen Tabellen wurde nachgewiesen, dass die isolierten Leitungen
gemäß den Vergleichsbespielen „unzureichende"
Ergebnisse bei jeder der Bewertungen von Flammhemmung, Verschleißfestigkeit
und Isolationsgrad ergaben.
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Speziell
haben die isolierten Leitungen gemäß den Vergleichsbeispielen
1 und 2 Innenbeschichtungen, die nicht aus dem Harz gemacht sind,
welches die funktionelle Gruppe enthält. Daher sind die
isolierten Leitungen gemäß den Vergleichsbespielen
1 und 2 wegen der unzureichenden Haftung zwischen den Leitern und
den Innenbeschichtungen bezüglich Verschleißfestigkeit
und Isolationsgrad minderwertig, obwohl die Abstreifeigenschaften
der Deckmaterialien der Enden der isolierten Leitungen günstig
sein können.
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Weiterhin
hat die isolierte Leitung gemäß Vergleichsbeispiel
3 eine Außenbeschichtung, die kein Flammschutzmittel enthält,
während sie eine Innenbeschichtung hat, die das Harz mit
der funktionellen Gruppe enthält. Daher ist im Ergebnis
die isolierte Leitung gemäß Vergleichsbeispiel
3 bezüglich der Flammhemmung unzureichend.
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Dagegen
erweisen sich die isolierten Leitungen gemäß den
vorliegenden Beispielen in jeder Hinsicht von Flammhemmung, Verschleißfestigkeit
und Isolationsgrad als überlegen.
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Zusammenfassung
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Eine
isolierte Leitung, die Flammhemmung und Verschleißfestigkeit
besitzt, die einer konventionellen isolierten Leitung überlegen
ist, die einen Leiter, eine Innenbeschichtung aus einer oder mehreren
Schicht(en), die zur Bedeckung des Leiters angeordnet ist (sind),
und eine Außenbeschichtung besitzt, die zur Bedeckung der äußersten
Schicht der Innenbeschichtung angeordnet ist, wobei wenigstens die
Schicht der Innenbeschichtung, die in Kontakt mit dem Leiter ist,
aus einem Olefinharz mit einer funktionellen Gruppe hergestellt ist
und die Außenbeschichtung aus einer nicht halogenhaltigen
flammhemmenden Harzzusammensetzung hergestellt ist. Die funktionelle
Gruppe ist vorzugsweise eine oder mehrere Sorte(n) von Gruppen,
ausgewählt aus: einer Carbonsäuregruppe, einer
Säureanhydridgruppe, einer Epoxygruppe, einer Hydroxylgruppe,
einer Aminogruppe, einer Alkenylcycloiminoethergruppe und einer
Silangruppe.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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