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Technisches Gebiet
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Diese Erfindung betrifft eine halogenfreie flammwidrige Harzzusammensetzung, ein elektrisches Kabel und deren Verwendung und einen Kabelbaum.
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Stand der Technik
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Als Material für Automobile, insbesondere ein Isolations-Abdeckmaterial zum Schützen von elektrischen Kabeln, wird ein Polyvinylchloridharz verwendet. Weil Polyvinylchloridharz ein selbstauslöschendes Material ist, hat es eine hohe Flammwidrigkeit und ist ebenfalls ein Material mit hoher Flexibilität und Abriebseigenschaft. Jedoch gibt es ein Problem, dass das Polyvinylchlorid schädliche Halogengase beim Fahrzeugbrand oder der Verbrennung davon erzeugen und daher wurden Schutzmaterialien auf Nicht-Halogenbasis entwickelt.
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In einer halogenfreien, flammwidrigen Harzzusammensetzung wird ein Metallhydrat wie Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid als flammwidriges Mittel verwendet. Im Patentdokument 1 werden 200–300 Massenteile eines Metallhydrates und 5–60 Massenteile Zinkborat zu 100 Massenteilen Ethylen-Vinylacetat-Copolymer gemischt.
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Stand der Technik
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: JP-A-2006-1988
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Zusammenfassung der Erfindung
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Probleme, die diese Erfindung löst
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Weil im Allgemeinen ein Metallhydrat eine geringe Flammwidrigkeitswirksamkeit hat, ist es erforderlich, das Mischungsverhältnis davon zu einem Basisharz zu erhöhen, um den vorgeschriebenen Flammwidrigkeitsstandard zu erfüllen. Mehr spezifisch kann das Metallhydrat die Hälfte oder mehr der gesamten Harzzusammensetzung bezogen auf die Masse ausmachen. Als Ergebnis gibt es das Problem, dass mechanische Eigenschaften, die dem Harz eigen sind, wie Flexibilität und Dehnung in großem Ausmaß sich vermindern können.
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Demzufolge liegt ein Ziel dieser Erfindung darin, eine halogenfreie, flammwidrige Harzzusammensetzung anzugeben, die das oben genannte Problem des Standes der Technik lösen und die Flammwidrigkeit unter Aufrechterhaltung der mechanischen Eigenschaften verstärken kann und die ebenfalls bezüglich der thermischen Resistenz ausgezeichnet ist.
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Mittel zur Lösung der Probleme
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Diese Erfindung gibt die folgende flammwidrige Harzzusammensetzung, elektrisches Kabel und Kabelbaum an.
- (1) Flammwidrige Harzzusammensetzung, umfassend:
(A) ein Basisharz, umfassend (A1) ein Propylenpolymer, worin 90 Massen-% oder mehr der Bestandteilsmonomere Propylen sind und (A2) zumindest ein thermoplastisches Elastomer aus einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis und einem thermoplastischen Elastomer auf Styrolbasis, (B) ein Metallhydrat, (C) ein Antioxidanz auf Phenolbasis und (D) eine Metallseife,
worin das Mischungsverhältnis (A1):(A2) von (A1) dem Propylenpolymer zu (A2) dem thermoplastischen Elastomer in (A) dem Basisharz 9:1 bis 7:3, ausgedrückt als Massenverhältnis, ist,
worin in 100 Massenteilen des Basisharzes (A) 50–100 Massenteile des Metallhydrates (B), 0,5–4 Massenteile des Antioxidanz auf Phenolbasis (C) und 0,5–2 Massenteile der Metallseife (D) gemischt sind, und
0,1 Massenteile oder mehr der Metallseife (D), bezogen auf 100 Massenteile des Basisharzes (A), ein Calciumsalz, Magnesiumsalz, Zinksalz, Aluminiumsalz oder Lithiumsalz von einer oder mehreren Fettsäuren ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Montansäure, 12-Hydroxystearinsäure und Behensäure.
- (2) Halogenfreies, elektrisches Isolationskabel, umfassend:
einen verdrillten Draht, der sich aus einer Vielzahl von leitenden Drähten zusammensetzt, und
eine Isolationsabdeckschicht, die auf einer äußeren peripheren Oberfläche des verdrillten Drahtes vorgesehen ist und die flammwidrige Harzzusammensetzung gemäß obigem Punkt (1) enthält. Das halogenfreie, elektrische Isolationskabel ist bevorzugt für Automobilverwendung (Fahrzeugverwendungen).
- (3) Kabelbaum, umfassend:
ein elektrisches Kabelbündel, umfassend eine Vielzahl von isolierten elektrischen Drähten und
ein Isolationsschutzmaterial, umfassend die flammwidrige Harzzusammensetzung gemäß obigen Punkt (1), das eine äußere Peripherie des elektrischen Drahtbündels schützt.
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Der Kabelbaum ist bevorzugt für Automobilverwendungen (Fahrzeugverwendungen).
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Wirkung der Erfindung
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Weil vorgeschriebene Mischungskomponenten in einer bestimmten Menge in Kombination mit der flammwidrigen Harzzusammensetzung gemäß dieser Erfindung verwendet werden, ist es möglich, die Flammwidrigkeit unter Unterdrückung der Mischungsmenge eines Metallhydrates, das ein Flammwidrigkeitsmittel ist, sicherzustellen im Vergleich zu den bisher verwendeten, und somit ist es möglich, die langlebige Wärmeresistenz (thermische Resistenz) sicherzustellen und ebenfalls eine gute Abriebsresistenz und Zugdehnungseigenschaft aufrecht zu erhalten. Weil die flammwidrige Harzzusammensetzung eine gute Knetverarbeitbarkeit hat, ist eine Verbesserung bezüglich der Produktivität ebenfalls zu erwarten.
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Arten zur Durchführung der Erfindung
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Erfindungsgemäß bedeutet halogenfrei oder Nicht-Halogen, dass irgendeine Halogenverbindung als effektive Komponente zum Entfalten von verschiedenen Funktionen die Flammwidrigkeit in der Harzzusammensetzung nicht enthalten ist, und bedeutet nicht, dass Halogene als Verunreinigungen oder dgl., die unvermeidbar in gewissem Ausmaß enthalten sind, ebenfalls nicht enthalten sind.
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In der Anmeldung haben ”Massen-%” und ”Massenteile” die gleichen Bedeutungen wie ”Gew.-%” und ”Gew.-Teile”.
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Die flammwidrige Harzzusammensetzung (nachfolgend einfach als Harzzusammensetzung bezeichnet) gemäß dieser Erfindung verwendet zumindestens (A1) ein Propylenpolymer und (A2) ein thermoplastisches Elastomer als Basisharz (A).
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Dieses Propylenpolymer (A1) ist ein Polymer, bei dem 90 Massen-% oder mehr der Bestandteilsmonomere Propylen sind und es kann ebenfalls als Propylen(co)polymer beschrieben werden. Denn es bedeutet sowohl ein Propylen-Homopolymer als auch ein Propylen-Copolymer.
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Als Propylen-Polymer kann zumindest eine Art der Homopolymeren und der Copolymeren enthalten sein, und beispielsweise kann eine oder mehrere Arten der Homopolymere und eine oder mehrere Arten der Copolymere in Kombination verwendet werden.
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Das Verhältnis von Propylen, das in den Bestandteilsmonomeren des Propylen-Polymers enthalten ist, d. h. das Verhältnis der Wiederholungseinheit, die sich von Propylen ableitet, in dem Propylen-Polymer ist 90 Massen-% oder mehr angesichts der grundlegenden Materialeigenschaften und chemischen Resistenz und ist bevorzugt 95 Massen-% oder mehr.
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Das Molekulargewicht des Propylen-Polymers ist nicht besonders beschränkt und ist bevorzugt etwa 20.000 bis 300.000 angesichts der Bildungsfähigkeit. In diesem Zusammenhang ist das Molekulargewicht ein Molekulargewicht im Massenmittel, gemessen durch das GPC-Verfahren, und umgewandelt ausgedrückt als Standard-Polystyrole.
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Die Stereoregularität des Polypropylens ist nicht besonders beschränkt und kann eine ataktische Struktur sein, die durch übliche radikalische Polymerisation synthetisiert wird, oder kann eine isotaktische Struktur oder eine syndiotaktische Struktur sein, die Stereoregularität aufweist.
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Das Propylen-Copoylmer ist ein Copolymer, umfassend andere Copolymerisationskomponenten als Propylen als Comonomer(e). Es ist ausreichend, dass die anderen Copolymerisationskomponenten (Comonomer(e)) als Propylen im Wesentlichen enthalten sind. Angesichts der Flexibilität ist es wichtig, dass die Komponenten in einer Menge von 10 Massen-% oder weniger in den Bestandteilsmonomeren enthalten sind, und 5 Massen-% oder weniger sind mehr bevorzugt.
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Die Art und Zahl der Copolymerisationskomponenten ist nicht besonders beschränkt, aber beispielsweise können Olefine mit 2 oder 4 oder 8 Kohlenstoffatomen, Methacrylsäure, Vinylacetat, (Meth)acrylnitril und dgl. erwähnt werden. Sie können alleine verwendet werden, oder eine Vielzahl von diesen kann in Kombination verwendet werden. (Meth)acrylsäure bedeutet sowohl Acrylsäure als auch Methacrylsäure, und gleiches gilt für die Bezeichnung der Derivate davon. Die Art der Copolymerisation kann irgendeine von der statistischen Copolymerisation, Blockcopolymerisation und Pfropfcopolymerisation sein, aber ein statistisches Copolymer ist bevorzugt.
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Als thermoplastisches Elastomer (A2) kann zumindest eines von einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis und einem thermoplastischen Elastomer auf Styrolbasis verwendet werden.
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Das thermoplastische Elastomer auf Olefinbasis umfasst ein Harz auf Olefinbasis wie Polyethylen oder Polypropylen als hartes Segment und einen Kautschuk auf Olefinbasis als weiches Segment. Ein Mischungstyp (Polymerlegierung), worin ein weiches Segment (Domäne) fein in einer Matrix eines harten Segmentes dispergiert ist, ist repräsentativ, aber eine Art, bei der ein hartes Segment und ein weiches Segment copolymerisiert sind, kann ebenfalls verwendet werden. Als Kautschuk auf Olefinbasis können Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR oder EPM) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) erwähnt werden. Eine Vielzahl von diesen kann in Kombination verwendet werden.
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Als kommerziell erhältliche Produkte können bevorzugt individuelle Produkte verwendet werden, wie THERMORUN-Serie, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation, und ESPOLEX TPE-Serie, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
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Das thermoplastische Elastomer auf Styrolbasis ist eines, erhalten durch Blockcopolymerisation eines harten Segmentes von Polystyrol und eines weichen Segmentes aus Polybutadien, hydriertem Polybutadien (Polyethylen/Polybutylen), hydriertem Polyisopren (Polyethylen/Polypropylen) oder dgl. Es können erwähnt werden ein Kautschuk auf Styrolbasis, erhalten durch Blockpolymerisation von Polystyrol und Polybutadien (SBS: Polystyrol-Polybutadien-Polystyrol), ein Kautschuk auf hydrierter Styrolbasis, erhalten durch Blockcopolymerisation von Polystyrol und hydriertem Polybutadien (SEES: Polystyrol-Polyethylen/Polybutylen-Polystyrol), ein Kautschuk auf hydrierter Styrolbasis, erhalten durch Blockcopolymerisation von Polystyrol und hydriertem Polyisopren (SEPS: Polystyrol-Polyethylen/Polypropylen-Polystyrol) und dgl. Eine Vielzahl von diesen kann in Kombination verwendet werden.
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Als kommerziell erhältliche Produkte können individuelle Produkte wie RABALON-Serie, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation, und ESPOLEX SB-Serie, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd. bevorzugt verwendet werden.
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Das obige Propylenpolymer (A1) und thermoplastische Elastomer (A2) werden in Kombination in einem Massenverhältnis verwendet, so dass (A1):(A2) im Bereich von 9:1 bis 7:3 liegt, so dass verschiedene Eigenschaften mit besserer Ausgewogenheit realisiert werden. Denn eine Flexibilität wird durch Mischen des thermoplastischen Elastomers auf Olefinbasis und/oder Styrolbasis zum Propylenpolymer verliehen. Weil es auf der anderen Seite eine Befürchtung gibt, dass die Abriebsresistenz eines gehärteten Produktes sich vermindern kann, ist es wichtig, die Mischungsmenge des thermoplastischen Elastomers innerhalb eines spezifischen Bereiches zu steuern.
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Die Harzzusammensetzung gemäß dieser Erfindung enthält das obige Propylenpolymer (A1) und das thermoplastische Elastomer (A2) als essentielle Komponente des Basisharzes, kann aber andere Harzkomponenten als diese innerhalb eines Bereiches enthalten, dass die Vorteile dieser Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
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Beispielsweise können andere Polyolefinharze als die Propylen-(Co)polymere (Polyethylen, Ethylen/Buten-1-Copolymer, Poly(1-buten), Poly(1-penten), Poly(4-methylpenten-1), Polybutadien, Polyisopren, etc.), Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Ethylen-(Meth)acrylat-Copolymer, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, Polystyrol, Polyethylenterephthalat, Polybutadienterephthalat, Polycarbonat, Polyamid, Kohlenwasserstoffe auf Petrolharzbasis (Petrolharze, hydrierte Petrolharze, Terpenharze, hydrierte Terpenharze, etc.) und dgl. erwähnt werden, und eine Vielzahl von diesen kann in Kombination verwendet werden.
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Wenn diese anderen Harze zugegeben werden, ist die Menge bevorzugt im Bereich von 50 Massenteilen oder weniger, bezogen auf 100 Massenteile der Summe von (A1) des Propylenpolymers und (A2) des thermoplastischen Elastomers. Sie können in dem Bereich von 10 Massenteilen oder weniger, weiter bevorzugt 5 Massenteilen oder weniger vermischt werden.
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In das obige Basisharz wird das Metallhydrat (B) als Flammwidrigkeitsmittel gemischt. Das Metallhydrat ist eine Metallverbindung, umfassend Wassermolekül als Kristallwasser, und ist ein Konzept, dass ein Metallhydroxid, das ein hydriertes Oxid bildet, enthalten ist. Beispielsweise können Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Zirkoniumhydroxid, Calciumhydroxid, basisches Magnesiumcarbonat, Hydrotalcit und dgl. veranschaulicht werden. Die Anzahl der Wassermoleküle (Hydrationszahl), die in diesen Metallverbindungen enthalten sind, ist nicht besonders beschränkt und kann angemessen in Abhängigkeit von der Art der Metallverbindung ausgewählt werden. Eine Vielzahl dieser Metallhydrate kann in Kombination verwendet werden.
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Mehr spezifisch können beispielsweise Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2 oder MgO·nH2O), Aluminiumhydroxid (Al(OH)3 oder Al2O3·nH2O) oder dgl. verwendet werden.
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Als Metallhydrat kann ein solches ebenfalls verwendet werden, dessen Oberfläche mit einem Oberflächen-Behandlungsmittel behandelt ist (Oberflächen bedeckt). Beispiele des Oberflächenbehandlungsmittels umfassen langkettige Fettsäuren mit etwa 12–25 Kohlenstoffatomen (z. B. Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachidinsäure, Behensäure, Linolsäure oder dgl.), Alkalimetallsalze oder Erdalkalimetallsalze dieser langkettigen Fettsäuren (z. B. Magnesiumsalze, Natriumsalze, Kaliumsalze, Calciumsalze und dgl. von Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachidinsäure, Behensäure, Linolsäure und dgl.), Ester dieser langkettigen Fettsäuren, Kettenalkohole mit etwa 6–30 Kohlenstoffatomen oder dgl. Eine Vielzahl von diesen kann in Kombination verwendet werden.
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Der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Metallhydrates ist nicht besonders beschränkt, ist aber bevorzugt 0,5–3 μm, mehr bevorzugt 1–2 μm angesichts der Materialfestigkeitseigenschaften. Metallhydrate, die jeweils unterschiedliche durchschnittliche Teilchendurchmesser haben, können in Kombination verwendet werden. In dieser Hinsicht bedeutet der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Metallhydrates einen durchschnittlichen Primärteilchendurchmesser, gemessen durch ein Spektrometer, und wenn das Metallhydrat einer Oberflächenbehandlung unterworfen ist, bedeutet der Durchmesser einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser nach der Oberflächenbehandlung.
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Das Metallhydrat (B) ist in einer Menge von 50 Massenteilen oder mehr bezogen auf 100 Massenteile des Basisharzes (A) angesichts der Sicherstellung einer ausreichenden Flammwidrigkeit enthalten und ist bevorzugt in einer Menge von 60 Massenteilen oder mehr, mehr bevorzugt 70 Massenteilen oder mehr enthalten. Angesichts der Aufrechterhaltung einer guten Zugdehnungseigenschaft und Abriebsresistenz ist auf der anderen Seite das Metallhydrat (B) in einer Menge von 100 Massenteilen oder weniger, bevorzugt 90 Massenteilen oder weniger, mehr bevorzugt 80 Massenteilen oder weniger bezogen auf 100 Massenteile des Basisharzes (A) enthalten.
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Selbst wenn die Mischungsmenge des Metallhydrates eine kleine Menge wie 100 Massenteile oder weniger bezogen auf 100 Massenteile des Basisharzes ist, kann ein geformtes Produkt mit einer ausreichenden Flammwidrigkeit erhalten werden.
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Das Antioxidanz auf Phenolbasis (C) hat eine phenolische Hydroxylgruppe im Molekül und ist ein Antioxidanz mit einer Wirkung zur Verhinderung der Autooxidationsverschlechterung von Polymeren wie Polyolefinen durch Einfangen eines erzeugten Radikals (ROO·). Das Antioxidanz kann ebenfalls als Antioxidanz auf gehinderter Phenolbasis bezeichnet werden. Als Antioxidanzien existieren ebenfalls solche auf Aminbasis, Phosphorbasis und Schwefelbasis. Weil die lange Lebensdauer der Wärmeresistenz der Harzzusammensetzung verbessert werden kann und die thermische Resistenz über eine lange Zeitperiode durch Verwendung des Antioxidanz auf Phenolbasis sichergestellt werden kann, wird das Antioxidanz auf Phenolbasis in dieser Erfindung verwendet. Wie unten erwähnt wird, kann die Beschleunigung einer Verminderung der thermischen Eigenschaften, verursacht durch den Kontakt mit Vinylchloridharz ebenfalls durch Verwendung des Antioxidanz auf Phenolbasis unterdrückt werden.
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Das Antioxidanz auf Phenolbasis ist nicht besonders beschränkt, solange es die obige Wirkung entfaltet, aber beispielsweise können veranschaulicht werden 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenol, n-Octadecyl-3-(3',5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionat, Tetrakis[methylen-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]methan, Tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurat, 4,4,-Butyliden-bis-(3-methyl-6-t-butylphenol), Triethylenglycol-bis[3-(3-t-butyl-4-hydroxyl-5-methylphenyl)propionat] und dgl. Eine Vielzahl von diesen kann in Kombination verwendet werden.
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Als kommerziell erhältliche Produkte können die Irganox-Serie, hergestellt von Ciba Japan Inc., verwendet werden, beispielsweise Irganox 1010, 1035, 1076, 1098, 1135, 1330, 1726, 1425, 1520, 245, 259, 3114 und dgl.
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Das Antioxidanz auf Phenolbasis wird in einer Menge von 0,5 Massenteile oder mehr bezogen auf 100 Massenteile des Basisharzes angesichts der ausreichenden Verhinderung der oxidativen Verschlechterung des Harzes vermischt. Wenn auf der anderen Seite zu viel vermischt wird, gibt es die Befürchtung, dass die Knetverarbeitbarkeit der Zusammensetzung sich vermindern kann, so dass es innerhalb des Bereiches von 4 Massenteilen oder weniger vermischt wird.
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Die Metallseife (D) ist bevorzugt ein Salz einer mittelkettigen Fettsäure mit 8-10 Kohlenstoffatomen oder einer langkettigen Fettsäure mit 12 oder mehr Kohlenstoffatomen mit einem anderen Metall als Natrium und Kalium. Als Fettsäure können erwähnt werden Octylsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, 12-Hydroxystearinsäure, Behensäure, Montansäure, Sebacinsäure, Ricinolsäure oder dgl. Die Fettsäure kann eine Dicarbonsäure oder ungesättigte Carbonsäure sein. Als Metall können Lithium, Magnesium, Calcium, Barium, Zink, Aluminium und dgl. erwähnt werden.
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Als Metallseife (D) können weiter spezifisch Lithiumstearat, Magnesiumstearat, Calciumstearat, Bariumstearat, Zinkstearat, Calcium-12-hydroxystearat, Zink-12-hydroxystearat, Magnesium-12-hydroxystearat, Aluminium-12-hydroxystearat, Barium-12-hydroxystearat, Lithium-12-hydroxystearat, Calciumbehenat, Zinkbehenat, Magnesiumbehenat, Lithiumbehenat, Calciummontanat, Zinkmontanat, Magnesiummontanat, Aluminiummontanat, Lithiummontanat, Calciumlaurat, Bariumlaurat, Zinklaurat, Calciumricinoleat, Bariumricinoleat, Zinkricinoleat, Zinkoctylat, Aluminiumoctylat, Zinkmyristat, Zinkpalmitat und dgl. veranschaulicht werden. Diese können alleine oder eine Vielzahl von diesen kann in Kombination verwendet werden.
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Gemäß mehr bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die Fettsäure eine oder mehrere Arten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Montansäure, 12-Hydroxystearinsäure und Behensäure und irgendwelche Metallseifen, ausgewählt aus Calciumsalzen, Magnesiumsalzen, Zinksalzen, Aluminiumsalzen und Lithiumsalzen der Fettsäuren (diese werden auch als spezielle Metallseifen bezeichnet) werden verwendet. Diese Metallsalze können weiterhin die Knetverarbeitbarkeit der Harzzusammensetzung verbessern und zur Verbesserung der Flammwidrigkeit der Harzzusammensetzung beitragen. Bezüglich der Flammwidrigkeits-Verbesserungswirkung wird angenommen, dass der Grund darin liegt, dass diese Metallseifen die Dispersion des Metallhydrates fördern, unter Verbesserung des Dispersionsvermögens beim Hochtemperaturschmelzen der Harzzusammensetzung. Von diesen ist die Verwendung eines Calciumsalzes, Magnesiumsalzes, Zinksalzes, Aluminiumsalzes oder Lithiumsalzes von Behensäure angesichts der zu entfaltenden Wirkung am meisten bevorzugt.
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Die Metallseife wird in einer Menge von 0,5 Massenteilen oder mehr bezogen auf 100 Massenteile des Basisharzes angesichts der Verbesserung der Knetverarbeitbarkeit und Flammwidrigkeit der Harzzusammensetzung vermischt. Wenn auf der anderen Seite eine zu große Menge vermischt wird, gibt es die Befürchtung, dass die Knetverarbeitbarkeit der Zusammensetzung sich vermindert, so dass sie innerhalb eines Bereiches von 2 Massenteilen oder weniger vermischt wird.
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Weiterhin wird die obige spezielle Metallseife in einer Menge von 0,1 Massenteilen oder mehr bezogen auf 100 Massenteile des Basisharzes vermischt. Das heißt sie macht 20 Massenteile oder mehr in der Metallseife aus.
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Die Harzzusammensetzung gemäß dieser Erfindung kann zusätzlich zu den obigen individuellen Komponenten (A) bis (D) eine oder mehrere Arten von verschiedenen Additiven enthalten, die üblicherweise verwendet werden, beispielsweise ein Färbemittel, Antioxidanz, Schwermetall-deaktivierendes Mittel (Chelatisierungsmittel), Flammwidrigkeitshilfsstoff, UV-Absorber, Wärmestabilisator, Antistatikum, antibakterielles Mittel, Antitrübheitsmittel, Antiblockiermittel, Dispergiermittel, Schmiermittel, Verdickungsmittel, Schäummittel, organischer/anorganischer Füllstoff und dgl., nach Bedarf innerhalb eines Bereiches, so dass die Vorteile dieser Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Weiterhin kann ein anderes bekanntes nicht-halogenhaltiges, nicht-antimonhaltiges Flammwidrigkeitsmittel als die obigen Metallhydrate in Kombination verwendet werden.
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Das Produktionsverfahren der Harzzusammensetzung ist nicht besonders beschränkt, und sie kann durch Mischen der individuellen Komponenten gemäß üblichem Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise ist es geeignet, ein Verfahren unter Zugabe eines Phosphates, eines Flammwidrigkeitshilfsstoffes und gegebenenfalls anderer optionaler Komponenten zu einer pulverförmigen oder pelletisierten Basisharzkomponente, Mischen dieser unter Verwendung eines Schüttlers, Henschelmischers, Banburymischers, Ribbonbandgerätes, Supermischers oder dgl. und anschließendes Schmelzkneten der resultierenden Mischung durch einen Einzelschrauben- oder Vielschraubenextruder (bevorzugt einer Schmelzknetanlage, die eine Entlüftung durchführen kann), einer Walze, eines Kneters oder dgl. bei einer Knettemperatur von 150–200°C, bevorzugt 150–170°C unter Bildung von Pellets oder dgl. durchzuführen. Die Reihenfolge der Zugabe der individuellen Komponenten ist willkürlich, und die individuellen Komponenten können in einer von dem oben veranschaulichten Verfahren verschiedenen Reihenfolge vermischt werden. Weiterhin kann ein Masterbatch, worin die anderen Additive und dgl. konzentriert und in hoher Konzentration vermischt sind, gebildet und dann zum Mischen verwendet werden.
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Weil die flammwidrige Harzzusammensetzung, erhalten wie oben, alle Eigenschaften der Flammwidrigkeit, thermischen Resistenz und mechanischen Eigenschaften mit guter Ausgewogenheit erfüllen kann, kann sie für verschiedene Verwendungen wie elektrische/elektronische Teile, mechanische Teile, Fahrzeugteile, Gebäudematerialien und Büroinstrumente verwendet werden. Von diesen kann die Harzzusammensetzung geeignet als Abdeckmaterial und als Schutzteil für elektrische Kabel verwendet werden. Abdecken bedeutet sowohl eine primäre Abdeckung der Peripherie eines Leiters (verdrillter Draht oder Kerndraht) als auch eine Sekundärabdeckung für armierte abgedeckte elektrische Drähte. Das Schutzteil bedeutet ein Rohr, eine Lage oder dgl. für die Sekundärabdeckung zum Schützen von elektrischen Drähten/gepaarten elektrischen Drähten gegenüber Abrieb. Ein spezifisches Verfahren zum Abdecken von elektrischen Drähten unter Verwendung der Harzzusammensetzung, die Abdeckdicke und dgl. sind nicht besonders beschränkt.
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Ein elektrischer Draht ist ein bedeckter Draht, worin ein verdrillter Draht (Blankdraht), erhalten durch Verdrillen einer Vielzahl von leitenden Drähten (Strängen) von Kupfer, Aluminium oder dgl. mit einer Isolationsabdeckschicht bedeckt ist. Durch Verwendung der obigen flammwidrigen Harzzusammensetzung gemäß der Erfindung für die Isolationsabdeckschicht kann ein halogenfreier isolierender elektrischer Draht mit ausgezeichneter Flammwidrigkeit, lang dauernder thermischer Resistenz und mechanischen Eigenschaften vorgesehen werden.
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Der halogenfreie isolierende elektrische Draht gemäß der Erfindung ist ein bedeckter elektrischer Draht, wobei eine äußere periphere Oberfläche des verdrillten Drahtes als Leiter mit der Harzzusammensetzung gemäß der Erfindung bedeckt ist, und umfasst einen verdrillten Draht, der sich aus einer Vielzahl der leitenden Drähte und einer Isolationsabdeckschicht zusammensetzt, gebildet unter Verwendung der flammwidrigen Harzzusammensetzung.
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Die Zusammensetzung, Durchmesser und dgl. des leitenden Drahtes (Stranges) sind nicht besonders beschränkt und die Anzahl der Stränge, die den verdrillten Draht ausmachen, und dgl. sind ebenfalls nicht beschränkt. Darüber hinaus ist die Dicke der Abdeckschichten nicht besonders beschränkt, sondern kann beispielsweise 0,2–0,3 mm sein.
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Weiterhin ist es ebenfalls bevorzugt, die Harzzusammensetzung gemäß der Erfindung als Rohr, Band, Lage oder dgl. für die Sekundärabdeckung, die die bedeckten elektrischen Drähte schützt, unter Bündelung zu verwenden.
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Denn der Kabelbaum (ebenfalls als Kabel bezeichnet) gemäß der Erfindung umfasst ein elektrisches Drahtbündel, umfassend eine Vielzahl von isolierten Drähten und ein isolierendes Schutzmaterial, umfassend die Harzzusammensetzung gemäß der Erfindung, das ein Isolationsschutzmaterial zum Schützen der äußeren Peripherie des elektrischen Drahtbündels ist.
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Die spezifische Konfiguration und die Anzahl der isolierten elektrischen Drähte (bedeckten elektrischen Drähte), die das elektrische Drahtbündel ausmachen, sind nicht besonders beschränkt. Der obige halogenfreie isolierte elektrische Draht gemäß der Erfindung kann als isolierter elektrischer Draht oder als Kabelbaum (oder Kabel) verwendet werden, worin der obige halogenfreie isolierte elektrische Draht und ein PVC-isolierter elektrischer Draht, bedeckt mit Polyvinylchlorid (PVC), kombiniert sind, und somit existiert eine Vielzahl von halogenfreien isolierten elektrischen Drähten und eine Vielzahl von PVC-isolierten elektrischen Drähten in Kombination. Durch Kombination des halogenfreien isolierten elektrischen Drahtes und des PVC-isolierten elektrischen Drahtes können Erfordernisse für die Verarbeitbarkeit und ökonomische Effizienz unter Unterdrückung der Menge der zu erzeugenden schädlichen Halogengase erfüllt werden. In diesem Fall hat der Kabelbaum gemäß dieser Erfindung eine Konfiguration, umfassend ein elektrisches Kabelbündel, umfassend die Polyvinylchlorid-isolierten elektrischen Drähte und die halogenfreien isolierten elektrischen Drähte und ein Isolationsschutzmaterial, umfassend die Harzzusammensetzung dieser Erfindung, die ein Isolationsschutzmaterial zum Schützen der äußeren Peripherie des elektrischen Drahtbündels ist.
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Weil das Antioxidanz auf Phenolbasis in die Harzzusammensetzung gemäß dieser Erfindung gemischt wird, kann die Beschleunigung einer Verminderung der thermischen Eigenschaften, verursacht durch einen PVC-Plastifizierer, unterdrückt werden, selbst wenn die Zusammensetzung mit PVC des PVC-isolierten elektrischen Kabels in Kontakt gelangt.
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Das Isolationsschutzmaterial ist nicht besonders beschränkt solange es die Drähte in einen Baum unter Bündeln durch irgendein Verfahren armieren kann. Es kann ein Isolationsband mit einer selbstklebenden Adhäsivschicht oder eine Lagenform mit einer selbstklebenden Adhäsivschicht sein und kann auf das elektrische Kabelbündel gewickelt sein, oder kann als Rohrform vorliegen, und das elektrische Drahtbündel kann in das Rohr eingeführt sein. Das Band, die Lage oder das Rohr können eine Vielschichtstruktur haben, und es ist ausreichend, dass zumindest eine Schicht davon durch die Harzzusammensetzung gemäß dieser Erfindung konstituiert ist.
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Das obige elektrische Kabel und der Kabelbaum (Kabel) können für verschiedene Verwendungen wie elektrische/elektronische Teile, mechanische Teile, Fahrzeugteile und Gebäudematerialien verwendet werden. Von diesen können das elektrische Kabel und der Kabelbaum bevorzugt als elektrische Drähte/Kabel für Fahrzeuge (Automobile) verwendet werden.
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Beispiele
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Nachfolgend wird diese Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die Beispiele erläutert, aber diese Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
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Beispiele und Vergleichsbeispiele
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Individuelle Komponenten wurden in ein Basisharz in den in den Tabellen gezeigten Mischungsverhältnissen gemischt und vorläufig in einem Henschelmischer vermischt.
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Die verwendeten Komponenten sind wie folgt.
Polypropylenharz (Polypropylen-Homopolymer): ”PS201A” (MFR (JIS K6921-2, 230°C, 2,16 kg) 0,5 g/10 min), hergestellt von SunAllomer Ltd.
Thermoplastisches Elastomer auf Olefinbasis: ”THERMORUN Z102B” (MFR (JIS K7210-1999, 230°C, 21,2 N) 9 g/10 min, Dichte (JIS K7112-1999, Substitutionsverfahren in Wasser) 0,88 g/cm3), hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation. Magnesiumhydroxid: ”KISUMA 5A” (Magnesiumhydroxid, behandelt mit Stearinsäure) (durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 1,0 μm), hergestellt von Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. Antioxidanz auf Phenolbasis: ”Irganox 1010”, hergestellt von Ciba Japan Ltd.
Metallseife (1) (spezielle Metallseife):
(Magnesiumbehenat, Metallgehalt: 2,9–3,7 Massen-%), hergestellt von Nitto Kasei Kogyo K. K.
Metallseife (2): Calciumstearat, hergestellt von Kawamura Kasei Industry Co., Ltd.
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Unter Verwendung einer jeden erhaltenen Harzzusammensetzung wurde die Peripherie eines verdrillten Drahtes, der sich aus einem Kupferdraht zusammensetzte, in einer Dicke von 0,2 mm bedeckt, zur Erzeugung eines halogenfreien isolierten elektrischen Drahtes mit 0,35 sq.
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Für die Harzzusammensetzungen oder halogenfreien isolierten elektrischen Drähte wurden die folgenden Tests durchgeführt. Die Auswertungsergebnisse sind in Tabellen 1 und 2 gezeigt.
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Zugdehnung
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Entsprechend JIS K7161 (1993) wurde eine Presslage mit einer Dicke von 1 mm, ausgestampft in einer Mantel Nr. 3 Form, als Teststück verwendet. Eine Zugrate wurde auf 50 mm/min eingestellt. Die Probe, die eine Dehnungsrate von 300% oder mehr zeigt, wurde mit ”A” bewertet, und die Probe, die eine Dehnungsrate von weniger als 300% zeigt, wurde mit ”B” bewertet.
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Flammwidrigkeit
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Mit dem halogenfreien isolierten elektrischen Draht wurde ein Flammwidrigkeitstest entsprechend ISO 6722 (2006) durchgeführt. Die Probe, die die Flamme innerhalb von 70 s löscht, wurde mit ”A” bewertet, und die Probe, die die Flamme innerhalb von 70 s nicht löschte, wurde mit ”B” bewertet.
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Abriebsresistenz
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Entsprechend ISO 6722 (2006) wurde die Abriebsresistenz des halogenfreien isolierten elektrischen Kabels untersucht. Die Probe, die keine Leitung zeigte, nachdem die Anzahl der Wiederholungen 300 oder mehr war, wurde mit ”A” bewertet, und die Probe, bei der die Anzahl der Wiederholungen weniger als 300 bis zur Leitung war, wurde mit ”B” bewertet.
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Knetverarbeitbarkeit
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Nachdem die Harzzusammensetzung unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeits-Mischanlage wie einem Henschelmischer vorvermischt war, wurde sie unter Verwendung eines Einzelschraubenkneters geknetet. Die Temperatur wurde so eingestellt, dass sie eine Temperatur des Schmelzpunktes der gemischten Zusammensetzung plus 20°C war. Die Probe, die eine Injektionsmenge von 50 g/min oder mehr zeigte, wurde mit ”A” bewertet, und die Probe, die eine Injektionsmenge von weniger als 50 g/min zeigte, wurde mit ”B” bewertet.
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Langdauernde thermische Resistenz
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Entsprechend ISO 6722 (2006) wurde die langdauernde thermische Resistenz des halogenfreien isolierten elektrischen Kabels untersucht. Die Probe, die keinen Riss zeigte, wurde mit ”bestanden” bewertet, und die Probe, bei der irgendein Riss bestätigt wurde, wurde mit ”nicht bestanden” bewertet.
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Wenn die Harzzusammensetzungen der Beispiele verwendet wurden, wurde bestätigt, dass sie ausgezeichnet bezüglich aller ausgewerteten Eigenschaften waren. Bei den Harzzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele wurde auf der anderen Seite festgestellt, dass eine oder mehrere der obigen Eigenschaften schlecht wurden.
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Während diese Erfindung detailliert und unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsbeispiele davon beschrieben ist, ist dem Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen darin gemacht werden können ohne den Umfang und Rahmen davon zu verlassen. Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung, angemeldet am 24. November 2009 (Anmeldenummer 2009-266403 ), und der Inhalt hiervon wird durch Bezugnahme eingefügt.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Weil die flammwidrige Harzzusammensetzung dieser Erfindung die Flammwidrigkeit, thermische Resistenz und mechanischen Eigenschaften mit guter Ausgewogenheit erfüllt, kann sie für verschiedene Verwendungen wie elektrische/elektronische Teile, mechanische Teile, Fahrzeugteile, Gebäudematerialien und Büroinstrumente verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2006-1988 A [0004]
- JP 2009-266403 [0067]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- JIS K6921-2 [0058]
- JIS K7210-1999 [0058]
- JIS K7112-1999 [0058]
- JIS K7161 (1993) [0061]
- ISO 6722 (2006) [0062]
- ISO 6722 (2006) [0063]
- ISO 6722 (2006) [0065]