DE112011100052T5

DE112011100052T5 - Umhüllungsmaterial für elektrische Leitung

Info

Publication number: DE112011100052T5
Application number: DE112011100052T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Nakamura; Toyoki Furukawa; Masashi Sato
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-09-13
Anticipated expiration: 2031-05-28
Also published as: CN102575077B; DE112011100052B4; JPWO2011152295A1; CN102575077A; JP5423890B2; DE112011100052T8; WO2011152295A1; US8754157B2; US20120172511A1

Abstract

Es wird bereitgestellt ein Umhüllungsmaterial vom Polyvinylchlorid-Typ für eine elektrische Leitung, welches eine ausgezeichnete Verletzungsbeständigkeitseigenschaft, Kältebeständigkeitseigenschaft und Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern aufweist. Das Umhüllungsmaterial enthält ein Polyvinylchlorid, welches in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids umfasst: (A) 15 bis 30 Masseteile eines Weichmachers umfassend 15 Masseteile oder mehr von einem oder mehreren Weichmachern, ausgewählt aus Trimellitat-Weichmachern und Pyromellitat-Weichmachern, (B) 2 bis 10 Masseteile eines chlorierten Polyolefins und (C) 1 bis 6 Masseteile eines Methyl-Methacrylat-Butadien-Styrol-Copolymers.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Umhüllungsmaterial für eine elektrische Leitung und betrifft insbesondere ein Umhüllungsmaterial vom Polyvinylchlorid-Typ, das als ein Umhüllungsmaterial einer elektrischen Leitung geeignet ist, welche in einem Fahrzeug wie einem Kraftfahrzeug verlegt wird.
Hintergrund des Stands der Technik
Als herkömmlich ist ein Umhüllungsmaterial für eine elektrische Leitung bekannt, das aus einer Polyvinylchlorid enthaltenden Zusammensetzung hergestellt ist, welches eine Zusammensetzung ist, die ein Polyvinylchlorid enthält. In dieser Art an Umhüllungsmaterial ist üblicherweise ein Weichmacher enthalten, um dem Umhüllungsmaterial Flexibilität zu verleihen.
Als ein Beispiel eines derartigen Umhüllungsmaterials offenbart die Patentliteratur PTL1 ein Umhüllungsmaterial, das hergestellt ist aus einer Polyvinylchloridzusammensetzung, die einen Weichmacher und mindestens eines von einem Polyesterelastomer und einem Methylmethacrylat-Butadien-Styrol enthält. Als ein weiteres Beispiel offenbart die Patentliteratur PTL2 ein Umhüllungsmaterial, das aus einer Polyvinylchloridzusammensetzung hergestellt ist, die ein chloriertes Polyethylen enthält.
Liste der zitierten Patentliteratur

PTL1: JP H06-223630 A
PTL2: JP H04-306312 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Als ein Umhüllungsmaterial für eine elektrische Leitung, das aus einer Polyvinylchlorid enthaltenden Zusammensetzung hergestellt ist, kann ein Umhüllungsmaterial mit ausgezeichneter Flexibilität bereitgestellt werden, indem dieses eine erhöhte Menge an Weichmacher enthält. Wenn jedoch eine erhöhte Menge an Weichmacher in der Zusammensetzung enthalten ist, würde eine äußerliche Beschädigung sehr wahrscheinlich eine aus dieser Zusammensetzung hergestellte Leitungsumhüllung verschlechtern, so dass die Verletzungsbeständigkeit der Leitungsumhüllung zur Verschlechterung neigt. Insbesondere in den letzten Jahren wurde eine Gewichtsverringerung von Fahrzeugen wie Kraftfahrzeugen gefordert und wurde gefordert, dass eine darin verlegte elektrische Leitung eine dünnere Umhüllung aufweist. Da eine dünnere Umhüllung die Verletzungsbeständigkeit der Leitungsumhüllung weiter verschlechtern würde, nimmt die Bedeutung der Verletzungsbeständigkeitseigenschaft des Umhüllungsmaterials zu.
Eine verringerte Menge an enthaltenem Weichmacher neigt demgegenüber dazu, die Verletzungsbeständigkeit einer Leitungsumhüllung zu verbessern, jedoch neigt sie dazu, die Kältebeständigkeit der Leitungsumhüllung zu verschlechtern. Da darüber hinaus eine in einem Fahrzeug wie einem Kraftfahrzeug verlegte elektrische Leitung in Abhängigkeit von dem Bereich, in welchem sie verlegt ist, einer hohen Temperatur ausgesetzt sein kann, ist eine Niedertemperatureigenschaft der Leitungsumhüllung nach einer Wärmealterung ebenfalls von Bedeutung.
Vor diesem Hintergrund war es schwierig, dass eine Polyvinylchlorid enthaltende Zusammensetzung sowohl eine Verletzungsbeständigkeit als auch eine Kältebeständigkeit aufweist, indem lediglich die Menge an Weichmacher eingestellt wird. Auch bei Verwendung der in PTL1 und PTL2 offenbarten Umhüllungsmaterialien war es schwierig, sowohl eine Verletzungsbeständigkeit als auch Kältebeständigkeit zu erreichen. Es fand sich kein aus einer Polyvinylchlorid enthaltenden Zusammensetzung hergestelltes Umhüllungsmaterial für eine elektrische Leitung, das zusätzlich zu der Verletzungsbeständigkeit und Kältebeständigkeit eine ausreichende Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern aufweist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Umhüllungsmaterial vom Polyvinylchlorid-Typ für eine elektrische Leitung bereitzustellen, das eine ausgezeichnete Verletzungsbeständigkeitseigenschaft, eine ausgezeichnete Kältebeständigkeitseigenschaft und eine ausgezeichnete Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern aufweist.
Lösung des Problems
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, umfasst ein Umhüllungsmaterial für eine elektrische Leitung, das ein Polyvinylchlorid enthält, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids

(A) 15 bis 30 Masseteile eines Weichmachers umfassend 15 Masseteile oder mehr von einem oder mehreren Weichmachern, ausgewählt aus Trimellitat-Weichmachern und Pyromellitat-Weichmachern,
(B) 2 bis 10 Masseteile eines chlorierten Polyolefins und
(C) 1 bis 6 Masseteile eines Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Copolymers,

Die Komponente (A) schließt in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids vorzugsweise 10 Masseteile oder weniger eines aliphatischen Weichmachers ein.
Alternativ dazu schließt die Komponente (A) in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids vorzugsweise 10 Masseteile oder weniger von einem oder mehreren Weichmachern ein, ausgewählt aus Phthalat-Weichmachern und aliphatischen Weichmachern.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Wenn es die spezifischen Mengen der Komponenten (A) bis (C) enthält und die Gesamtmenge der Komponenten (B) und (C) innerhalb des spezifischen Bereichs liegt, weist das Umhüllungsmaterial für eine elektrische Leitung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Verletzungsbeständigkeitseigenschaft, eine ausgezeichnete Kältebeständigkeitseigenschaft und eine ausgezeichnete Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern auf.
Wenn die Komponente (A) die spezifische Menge des aliphatischen Weichmachers einschließt, weist das Umhüllungsmaterial eine ausgezeichnetere Kältebeständigkeitseigenschaft auf.
Wenn die Komponente (A) die spezifische Menge von einem oder mehreren Weichmachern einschließt, ausgewählt aus Phthalat-Weichmachern und aliphatischen Weichmachern, weist das Umhüllungsmaterial gleichzeitig eine ausgezeichnete Kältebeständigkeitseigenschaft, Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft und eine ausgezeichnete Verletzungsbeständigkeitseigenschaft auf.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Darstellung, die ein Verfahren zur Bewertung der Verletzungsbeständigkeit veranschaulicht.
2 ist eine Darstellung, die ein Verfahren zur Bewertung der Verletzungsbeständigkeit veranschaulicht.
3 ist eine Darstellung, die ein Verfahren zur Bewertung der Niedertemperaturflexibilität veranschaulicht.
Beschreibung von Ausführungsformen
Es wird nun eine ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gegeben. Ein Umhüllungsmaterial für eine elektrische Leitung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist hergestellt aus einer Zusammensetzung, die zusätzlich zu einem Polyvinylchlorid einen Weichmacher (A), ein chloriertes Polyethylen (B) und ein Methyl-Methacrylat-Butadien-Styrol-Copolymer enthält. Das Umhüllungsmaterial gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung, die das Polyvinylchlorid und die Komponente (A) enthält, in welcher die beiden Komponenten (B) und (C) enthalten sind, wobei die Anteile der Komponenten (A) bis (C) in entsprechenden spezifischen Bereichen liegen und die Gesamtmenge der Komponenten (B) und (C) innerhalb eines spezifischen Bereichs liegt.
Der Polymerisationsgrad des Polyvinylchlorids als einem Basisharz, ist nicht speziell eingeschränkt und beträgt vorzugsweise 800 oder mehr im Hinblick auf eine Unterdrückung der Verschlechterung hinsichtlich des Effekts der Verbesserung der Verletzungsbeständigkeit des Umhüllungsmaterials, welche herrührt von dem Mischen von spezifischen Mengen der Komponenten (B) und (C) in die die spezifische Menge der Komponente (A) enthaltende Zusammensetzung. Andererseits beträgt der Polymerisationsgrad vorzugsweise 2800 oder weniger im Hinblick auf eine Unterdrückung der Verschlechterung der Vermischungseigenschaft des Polyvinylchlorids mit den anderen Komponenten. Der Polymerisationsgrad liegt weiter bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 1300 bis 2500.
Der Anteil des Weichmachers (A) liegt innerhalb eines Bereichs von 15 bis 30 Masseteilen in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids. Dies ist so, da bei einem Gehalt von weniger als 15 Masseteilen das Umhüllungsmaterial keine ausreichende Kältebeständigkeitseigenschaft aufzeigen kann. Darüber hinaus kann die Verarbeitbarkeit einer elektrischen Leitung, welche das Umhüllungsmaterial einschließt, so unzureichend sein, dass sich eine Ausfransung bilden kann, wenn die Leitungsumhüllung zum Verarbeiten eines Endabschnitts einer Leitung abgezogen wird. Wenn demgegenüber der Gehalt des Weichmachers mehr als 30 Masseteile beträgt, kann das Umhüllungsmaterial keine ausreichende Verletzungsbeständigkeitseigenschaft aufzeigen. Es wird angemerkt, dass die Kältebeständigkeitseigenschaft in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung definiert ist als sowohl eine Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeitseigenschaft als auch eine Niedertemperaturflexibilität.
Der Weichmacher (A) schließt 15 Masseteile oder mehr von einem oder mehreren Weichmachern ein, ausgewählt aus den Trimellitat-Weichmachern und den Pyromellitat-Weichmachern. Dies ist so, da bei einem Gehalt der spezifischen Weichmacher von weniger als 15 Masseteile die Rauchbildungseigenschaft des Umhüllungsmaterials, welche definiert ist als eine Eigenschaft zur Unterdrückung der Emission von Rauch aus dem Umhüllungsmaterial, wenn dieses durch einen durch den Leiter geleiteten elektrischen Strom erwärmt wird, verschlechtert sein kann. Darüber hinaus kann die Langzeitwärmebeständigkeit, welche eine Eigenschaft ist, die über einen langen Zeitraum einen ausgezeichneten Wärmebeständigkeitseffekt bereitstellt, verschlechtert sein.
Der Weichmacher (A) kann ferner einen von den Trimellitat-Weichmachern oder den Pyromellitat-Weichmachern verschiedenen Weichmacher einschließen. Beispiele für den von diesen verschiedenen Weichmacher schließen Phthalat-Weichmacher und aliphatische Weichmacher ein. Wenn der Gesamtgehalt der enthaltenen Weichmacher innerhalb des oben beschriebenen spezifischen Bereichs liegt und der Gehalt der spezifischen Weichmacher wie der Trimellitat-Weichmacher innerhalb des oben beschriebenen spezifischen Bereichs liegt, werden die charakteristischen Effekte der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie eine ausgezeichnete Verletzungsbeständigkeitseigenschaft, Kältebeständigkeitseigenschaft und Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern erzeugt, auch wenn der Weichmacher (A) den von den Trimellitat-Weichmachern und Pyromellitat-Weichmachern verschiedenen Weichmacher einschließt. Im Vergleich mit dem Weichmacher (A), der nur einen oder mehrere einschließt, ausgewählt aus den üblicherweise teuren Trimellitat-Weichmachern und den Pyromellitat-Weichmachern, ist der Weichmacher (A), der diese spezifischen Arten an Weichmachern und den von diesen verschiedenen Weichmacher einschließt, darüber hinaus kostengünstiger. Es wird darauf hingewiesen, dass die Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern durch Wärme definiert ist.
Der Gehalt des von den spezifischen Weichmachern verschiedenen Weichmachers beträgt vorzugsweise 10 Masseteile oder weniger in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids. Dies ist so, da bei einem Gehalt von mehr als 10 Masseteile die Rauchbildungseigenschaft des Umhüllungsmaterials zu einem Verschlechtern neigt. Demgegenüber beträgt die untere Grenze des Gehalts des von den spezifischen Arten an Weichmachern verschiedenen Weichmachers, welche nicht speziell eingeschränkt ist, vorzugsweise 1 Masseteil im Hinblick auf einen ausreichenden Effekt der Kostenverringerung bei den Weichmachern. Der Gehalt beträgt weiter bevorzugt 3 Masseteile oder mehr.
Wenn darüber hinaus der Weichmacher (A) einen aliphatischen Weichmacher als den von den spezifischen Arten an Weichmachern verschiedenen Weichmacher einschließt, ist die Kältebeständigkeitseigenschaft des Umhüllungsmaterials weiter verbessert. Der Gehalt des aliphatischen Weichmachers beträgt vorzugsweise 10 Masseteile oder weniger in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids. Dies ist so, da bei einem Gehalt von 10 Masseteile oder mehr die Rauchbildungseigenschaft des Umhüllungsmaterials zum Verschlechtern neigt. Wenn demgegenüber der Gehalt zu gering ist, ist der Effekt einer Verbesserung der Kältebeständigkeitseigenschaft beschränkt. Demgemäß beträgt der Gehalt des aliphatischen Weichmachers mindestens 1 Masseteil in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids. Der Gehalt beträgt weiter bevorzugt 3 Masseteile oder mehr.
Der Weichmacher (A) besteht vorzugsweise aus einem oder mehreren, ausgewählt aus den Trimellitat-Weichmachern und den Pyromellitat-Weichmachern, wobei der Gehalt des Weichmachers (A) 20 bis 30 Masseteile beträgt in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids. Alternativ dazu besteht der Weichmacher (A) vorzugsweise aus einem oder mehreren, ausgewählt aus den Trimellitat-Weichmachern und den Pyromellitat-Weichmachern und einem aliphatischen Weichmacher, wobei die Menge des Weichmachers (A) 20 bis 30 Masseteile beträgt in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids. Wenn der Weichmacher (A) eine dieser Zusammensetzungen aufweist, ist die Kältebeständigkeitseigenschaft des Umhüllungsmaterials weiter verbessert.
Der Weichmacher (A) besteht weiter bevorzugt aus einem oder mehreren, ausgewählt aus den Trimellitat-Weichmachern und den Pyromellitat-Weichmachern, wobei der Gehalt des Weichmachers (A) 20 bis 25 Masseteile beträgt in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids. Wenn der Weichmacher (A) diese Zusammensetzung aufweist, ist die Kältebeständigkeitseigenschaft und Verletzungsbeständigkeitseigenschaft des Umhüllungsmaterials weiter verbessert.
Beispiele des Trimellitat-Weichmachers schließen einen Trimellitatester ein. Beispiele des Pyromellitat-Weichmachers schließen einen Pyromellitatester ein. Beispiele eines Alkohols, aus dem die Ester zusammengesetzt sind, schließen einen gesättigten aliphatischen Alkohol mit einer Kohlenstoffzahl von 8 bis 13 ein. Diese können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Beispiele des Phthalat-Weichmachers schließen einen Phthalatester ein. Beispiele eines Alkohols, aus dem der Ester zusammengesetzt ist, schließen einen gesättigten aliphatischen Alkohol mit einer Kohlenstoffzahl von 8 bis 13 ein. Diese können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Beispiele des Phthalat-Weichmachers schließen insbesondere Di-2-ethylhexylphthalat, Di-n-octylphthalat, Diisononylphthalat, Dinonylphthalat, Diisodecylphthalat und Ditridecylphthalat ein.
Beispiele des aliphatischen Weichmachers schließen einen Adipatester, einen Sebacatester und einen Azelatester ein. Beispiele eines Alkohols, aus dem die Ester aufgebaut sind, schließen einen gesättigten aliphatischen Alkohol mit einer Kohlenstoffzahl von 8 bis 13 ein. Diese können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Beispiele des aliphatischen Weichmachers schließen insbesondere Dioctyladipat, Isononyladipat, Dibutylsebacat, Dioctylsebacat und Dioctylazelat ein.
Beispiele des chlorierten Polyolefins (B) schließen ein chloriertes Polyethylen und ein chloriertes Polypropylen ein. Beispiele des chlorierten Polyethylens schließen ein nichtkristallines chloriertes Polyethylen und ein halbkristallines chloriertes Polyethylen ein. Diese können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Der Gehalt des chlorierten Polyolefins (B) liegt innerhalb eines Bereichs von 2 bis 10 Masseteilen in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids. Dies ist so, da bei einem Gehalt von weniger als 2 Masseteile das Umhüllungsmaterial keine ausreichende Kältebeständigkeitseigenschaft aufweisen kann. Wenn demgegenüber der Gehalt mehr als 10 Masseteile beträgt, kann das Umhüllungsmaterial keine ausreichende Verletzungsbeständigkeitseigenschaft aufweisen.
Der Gehalt der Komponente (B) in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 4 bis 8 Masseteilen und weiter bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 6 bis 8 Masseteilen.
Der Gehalt des Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Copolymers (C) liegt innerhalb eines Bereichs von 1 bis 6 Masseteilen in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids. Dies ist so, da bei einem Gehalt von weniger als 1 Masseteil das Umhüllungsmaterial keine ausreichende Kältebeständigkeitseigenschaft aufweisen kann. Wenn demgegenüber der Gehalt mehr als 6 Masseteile beträgt, kann das Umhüllungsmaterial keine ausreichende Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern aufweisen. Wenn der Gehalt mehr als 8 Masseteile beträgt, kann das Umhüllungsmaterial ferner keine ausreichende Verletzungsbeständigkeitseigenschaft aufweisen.
Der Gehalt der Komponente (C) in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 2,5 bis 5 Masseteilen und weiter bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 3 bis 4 Masseteilen.
Das Umhüllungsmaterial für eine elektrische Leitung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung, die das Polyvinylchlorid enthält, in welchem sowohl die Komponente (B) als auch die Komponente (C) enthalten sind. Eine Zusammensetzung, die ein Polyvinylchlorid enthält, in welchem lediglich die Komponente (B) enthalten ist oder lediglich die Komponente (C) enthalten ist, kann nicht gleichzeitig eine ausreichende Verletzungsbeständigkeitseigenschaft, Kältebeständigkeitseigenschaft und Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern aufzeigen. Der Gesamtgehalt der Komponenten (B) und (C) in dem Umhüllungsmaterial gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt innerhalb eines Bereichs von 3 bis 12 Masseteilen in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids. Dies ist so, da bei einem Gesamtgehalt von weniger als 3 Masseteile das Umhüllungsmaterial keine ausreichende Abnutzungsbeständigkeitseigenschaft oder ausreichende Kältebeständigkeitseigenschaft aufzeigen kann. Wenn demgegenüber die Gesamtmenge mehr als 12 Masseteile beträgt, kann das Umhüllungsmaterial keine ausreichende Verletzungsbeständigkeit aufweisen.
Der Gesamtgehalt der Komponenten (B) und (C) in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 4 bis 10 Masseteilen und weiter bevorzugt in einem Bereich von 6 bis 8 Masseteilen.
Das Umhüllungsmaterial für eine elektrische Leitung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Bestandteil enthalten, der verschieden ist von dem Polyvinylchlorid und den Komponenten (A) bis (C), in einer Menge innerhalb eines Bereichs, der den Gegenstand der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt. Beispiele des von dem Polyvinylchlorid und den Komponenten (A) bis (C) verschiedenen Bestandteils umfassen Additive, die üblicherweise in ein Umhüllungsmaterial für eine elektrische Leitung gemischt werden, wie beispielsweise ein Stabilisator, ein Pigment, ein Antioxidationsmittel und ein Füllstoff.
Das Umhüllungsmaterial gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden durch Mischen der Komponenten (A) bis (C) und der je nach Verwendung notwendigen Additive in das Polyvinylchlorid als ein Grundharz und Wärmekneten der Mischung. Zum Kneten können ein üblicherweise verwendeter Kneter wie ein Banbury-Mischer, ein Druckkneter, ein Knetextruder, ein Zweischneckenextruder und eine Walze verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass die Bestandteile vor dem Kneten unter Verwendung eines Taumelmischers trocken vermischt werden. Nach dem Kneten wird die Zusammensetzung aus dem Mischer entnommen. Die Zusammensetzung wird vorzugsweise pelletisiert, wobei eine Pelletisiermaschine verwendet wird.
Es kann dann eine isolierte Leitung hergestellt werden, welche das Umhüllungsmaterial gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließt, indem ein Leiter mit dem hergestellten Umhüllungsmaterial extrusionsumhüllt wird.
Das Umhüllungsmaterial, das die oben beschriebene Konfiguration aufweist, indem es die spezifischen Mengen an chloriertem Polyolefin (B) und Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Copolymer (C) enthält, kann eine Kältebeständigkeit beibehalten, ohne dass es eine erhöhte Menge des Weichmachers (A) enthält, wobei das Umhüllungsmaterial hinsichtlich der Verletzungsbeständigkeitseigenschaft oder Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern nicht verschlechtert ist. Somit weist das oben beschriebene Umhüllungsmaterial gleichzeitig eine ausgezeichnete Verletzungsbeständigkeitseigenschaft, Kältebeständigkeitseigenschaft und Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern auf.
Beispiele
Es wird nun im Speziellen unter Bezug auf Beispiele eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung gegeben, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist.
Beispiel
Herstellung eines Umhüllungsmaterials für eine elektrische Leitung
Es wurde eine Polyvinylchloridzusammensetzung gemäß Beispiel 1 hergestellt durch Kneten der in Tabelle 1 aufgezeigten Bestandteile, 100 Masseteilen des Polyvinylchlorids (Polymerisationsgrad: 1300), 20 Masseteilen des Trimellitatesters, 4 Masseteilen des chlorierten Polyethylens, 6 Masseteilen des Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Copolymers (MBS-Harz) und 5 Masseteilen des bleifreien Stabilisators, bei einer Temperatur von 180°C unter Verwendung eines Einschneckenkneters und Pelletisieren der Mischung unter Verwendung einer Pelletisiermaschine.
Herstellung einer isolierten Leitung
Eine isolierte Leitung gemäß Beispiel 1 wurde hergestellt durch Extrusionsformen der hergestellten Polyvinylchloridzusammensetzung, so dass diese eine Umhüllungsdicke von 0,2 mm um einen strangförmigen Leiter, der eine Querschnittsfläche von 0,35 mm² besitzt, aufweist.
Bewertung
In den nachfolgend beschriebenen Verfahren wurden die Verletzungsbeständigkeit, Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeit, Niedertemperaturflexibilität und Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern der isolierten Leitung gemäß Beispiel 1 bewertet. In den nachfolgend beschriebenen Verfahren wurden darüber hinaus die Rauchbildungseigenschaft und Verarbeitbarkeit der isolierten Leitung gemäß Beispiel 1 bewertet.
Beispiele 2 bis 22
Es wurden isolierte Leitungen gemäß den Beispielen 2 bis 22 auf dieselbe Weise hergestellt wie die isolierte Leitung gemäß Beispiel 1 durch Herstellen von Umhüllungsmaterialien, welche die in den Tabellen 1 und 2 aufgezeigten Zusammensetzungen aufweisen, und dann Extrusionsformen der jeweils hergestellten Polyvinylchloridzusammensetzungen um Leiter. Auf dieselbe Weise wie bei der isolierten Leitung gemäß Beispiel 1 wurden die Verletzungsbeständigkeit, Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeit, Niedertemperaturflexibilität und Niedertemperatureigenschaften nach einem Altern für die isolierten Leitungen gemäß den Beispielen 2 bis 22 bewertet. Die Rauchbildungseigenschaften und Verarbeitbarkeit der isolierten Leitungen gemäß den Beispielen 2 bis 22 wurden ebenfalls bewertet.
Vergleichsbeispiele 1 bis 23
Es wurden isolierte Leitungen gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 23 auf dieselbe Weise hergestellt wie die isolierte Leitung gemäß Beispiel 1 durch Herstellen von Umhüllungsmaterialien, welche die in den Tabellen 3 und 4 aufgezeigten Zusammensetzungen aufweisen, und dann Extrusionsformen der jeweils hergestellten Polyvinylchloridzusammensetzungen um Leiter. Die Verletzungsbeständigkeit, Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeit, Niedertemperaturflexibilität und Niedertemperatureigenschaften nach einem Altern der isolierten Leitungen gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 23 wurden auf dieselbe Weise bewertet wie bei der isolierten Leitung gemäß Beispiel 1. Die Rauchbildungseigenschaften und Verarbeitbarkeit der isolierten Leitungen gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 23 wurden ebenfalls bewertet.
Referenzbeispiele 1 und 2
Auf dieselbe Weise wie bei der isolierten Leitung gemäß Beispiel 1 wurden isolierte Leitungen gemäß den Referenzbeispielen 1 und 2 hergestellt durch Herstellen von Umhüllungsmaterialien, welche die in Tabelle 2 aufgezeigten Zusammensetzungen aufweisen, und dann Extrusionsformen der jeweils hergestellten Polyvinylchloridzusammensetzungen um Leiter. Die Verletzungsbeständigkeit, Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeit, Niedertemperaturflexibilität und Niedertemperatureigenschaften nach dem Altern der isolierten Leitungen gemäß den Referenzbespielen 1 und 2 wurden auf dieselbe Weise bewertet wie bei der isolierten Leitung gemäß Beispiel 1. Die Rauchbildungseigenschaften und Verarbeitbarkeit der isolierten Leitung gemäß den Referenzbeispielen 1 und 2 wurden ebenfalls bewertet.
Verwendete Materialien

• Polyvinylchlorid (Polymerisationsgrad: 1300): Hersteller: SHIN DAI-ICHI VINYL CORPORATION, Handelsname: „ZEST1300Z”
• Polyvinylchlorid (Polymerisationsgrad: 800): Hersteller: SHIN DAI-ICHI VINYL CORPORATION, Handelsname: „ZEST800Z”
• Polyvinylchlorid (Polymerisationsgrad: 2500): Hersteller: SHIN DAI-ICHI VINYL CORPORATION, Handelsname: „ZEST2500Z”
• Nichtkristallines chloriertes Polyethylen: Hersteller: SHOWA DENKO K. K., Handelsname: ELASLEN 401A”
• Halbkristallines chloriertes Polyethylen: Hersteller: SHOWA DENKO K. K., Handelsname: „ELASLEN 404B”
• Chloriertes Polypropylen: Hersteller: NIPPON PAPER CHEMICALS CO., LTD., Handelsname: „SUPERCHLON HP-215”
• Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Copolymer (MBS-Harz): Hersteller: MITSUBISHI RAYON CO., LTD., Handelsname: „METABLEN C-223A”
• Trimellitatester: Hersteller: DIC CORPORATION, Handelsname: „W-750”
• Pyromellitatester: Hersteller: DIC CORPORATION, Handelsname: W-7010”
• Phthalatester: Hersteller: J-PLUS CO., LTD., Handelsname: „DUP”
• Adipatester: Hersteller: DIC CORPORATION, Handelsname: „W-242”
• Sebacatester: Hersteller: DIC CORPORATION, Handelsname: „W-280”
• Bleifreier Stabilisator: Hersteller: ADEKA CORPORATION, Handelsname: „RUP-100”

Bewertungsverfahren
Bewertung der Verletzungsbeständigkeit
Die isolierten Leitungen gemäß den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden zu Teststücken mit einer Länge von 300 mm geschnitten. Wie in 1(a) (Draufsicht) und 1(b) (Seitenansicht) gezeigt, wurde ein Teststück 1 auf Kunststoffplatten 2a, 2b platziert. Der Spalt zwischen der Kunststoffplatte 2a und der Kunststoffplatte 2b betrug 5 mm. Durch Fixieren des linken Endes des Teststücks 1 auf der Kunststoffplatte 2b und Anwenden einer Zugkraft von 30 N auf das rechte Ende des Teststücks 1 wurde das Teststück 1 gerade gehalten. Dann wurde ein Metallstück 3 mit einer Dicke von 0,5 mm an einer Stelle platziert, die 1 cm von dem unteren Abschnitt des zwischen der Kunststoffplatte 2a und der Kunststoffplatte 2b platzierten Teststücks 1 entfernt ist und ungefähr 0,8 mm in einer radialen Richtung von dem radialen Zentrum des Teststücks 1 entfernt ist.
Wie in den 2(a) bis 2(c) gezeigt, wurde das Metallstück 3 dann mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/min in Kontakt mit dem Umhüllungsmaterial 4 des Teststücks 1 nach oben bewegt und wurde der Betrag der auf das Metallstück 3 ausgeübten Last gemessen. Solange der Leiter 5 des Teststücks 1 nicht freigelegt war, wurde das Metallstück 3 um einen Schritt von 0,01 mm in Richtung des Zentrums des Teststücks 1 bewegt. Die Messung wurde fortgeführt, bis der Leiter 5 freigelegt war. Die maximale Last, bei der der Leiter nicht freigelegt war, wurde definiert als eine Verletzungsbeständigkeitsfähigkeit der elektrischen Leitung. Ein Teststück, dessen Leiter bei einer Last von 12 N oder mehr nicht freigelegt war, wurde als gut angesehen. Ferner wurde ein Teststück, dessen Leiter bei einer Last von 15 N oder mehr freigelegt war, als ausgezeichnet angesehen. Demgegenüber wurde ein Teststück, dessen Leiter bei einer Last von weniger als 12 N freigelegt war als schlecht angesehen.
Bewertung der Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeit
Die isolierten Leitungen gemäß den Beispielen, Vergleichsbeispielen und Referenzbeispielen wurden zu Teststücken mit einer Länge von 38 mm geschnitten. Jedes der Teststücke wurde an einem Spannfutter einer Testmaschine für einen Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeitstest befestigt und während 2,5 ± 0,5 Minuten in ein flüssiges Medium eingetaucht, das bei einer gegebenen und kontrollierten Testtemperatur gehalten wurde. Dann wurde die Temperatur des Teststücks gemessen und wurde das Teststück mit einem Schlagwerkzeug geschlagen. Die niedrigste Temperatur eines jeden Teststücks, bei welcher das Teststück nicht zerbrach, wurde als eine Niedertemperatursprödigkeitstemperatur des Teststücks bestimmt. Die Teststücke mit einer Niedertemperatursprödigkeitstemperatur von –5 bis –20°C wurden als gut angesehen, und die Teststücke mit einer Niedertemperatursprödigkeitstemperatur von weniger als –20°C wurden als ausgezeichnet angesehen.
Bewertung der Niedertemperaturflexibilität
Die isolierten Leitungen gemäß den Beispielen, Vergleichsbeispielen und Referenzbeispielen wurden zu Teststücken mit einer Länge von 350 mm geschnitten. An den beiden Enden eines jeden Teststücks wurden 20 mm lange Stücke der Leitungsumhüllung abgezogen. Anschließend wurde, wie in 3 aufgezeigt, ein Ende eines Teststücks 11 an einem drehbaren Arm fixiert, wurde ein Gewicht 12 an das andere Ende des Teststücks 11 gehängt und wurde das Teststück 11 an einem Mittelpunkt in Längsrichtung davon zwischen einem Paar an säulenförmigen Teilen 13a und 13b (jedes mit einem Radius r von 12,5 mm) abgestützt. Der drehbare Arm wurde dann um 90 Grad in eine Richtung und 90 Grad in die andere Richtung gedreht, so dass das Teststück 11 um den Umfang der säulenförmigen Teile 13a und 13b wanderte und das Teststück 11 wiederholt mit einem Radius r gebogen wurde. Die auf das Teststück 11 ausgeübte Last betrug 400 g, die Testtemperatur betrug –30°C und die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung der Biegebewegung betrug 30-mal/min. Die Flexibilität des Teststücks wurde bewertet mittels der Anzahl an Hin- und Herbewegungen (Biegezahl) bevor das Teststück 11 zerbrach. Ein Teststück mit einer Biegezahl von 1000 oder größer wurde als gut angesehen, und ein Teststück mit einer Biegezahl von 1500 oder mehr wurde als ausgezeichnet angesehen.
Bewertung der Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern
Die isolierten Leitungen gemäß den Beispielen, Vergleichsbeispielen und Referenzbeispielen wurden zu Teststücken mit einer Länge von 600 mm geschnitten. Die Teststücke wurden während 240 Stunden in einem Ofen bei 110°C gehalten. Bei einer Testtemperatur von –25°C wurden die Teststücke dann jeweils dreimal bei einer Geschwindigkeit von einmal pro Sekunde um einen Prüfring gewickelt, der einen 5-mal so großen Durchmesser wie der Außendurchmesser der isolierten elektrischen Leitungen aufwies. Nach dem Wickelvorgang wurden die Teststücke zurück auf Raumtemperatur gebracht. Die Teststücke, bei denen man keine Risse oder Ablösungen an den Isolierungen beobachten konnte, wurden als gut angesehen, und die Teststücke mit einigen Rissen oder Ablösungen an den Isolierungen wurden als schlecht angesehen.
Bewertung der Rauchbildungseigenschaft
Es wurde eine beliebige Menge an elektrischem Strom dem Leiter einer jeden isolierten Leitung gemäß den Beispielen, Vergleichsbeispielen und Referenzbeispielen zugeführt, und es wurde die Temperatur des Leiters als eine Rauchbildungstemperatur des Umhüllungsmaterials bestimmt, bei der durch visuelle Beobachtung die Emission von Rauch aus der Leitungsumhüllung beobachtet wurde. Die Umhüllungsmaterialien mit einer Rauchbildungstemperatur von 160°C oder höher wurden als gut angesehen.
Bewertung der Leitungsverarbeitbarkeit
Bei den isolierten Leitungen gemäß den Beispielen, Vergleichsbeispielen und Referenzbeispielen wurde begutachtet, ob sich Ausfransungen bildeten oder nicht, wenn die Umhüllungsmaterialien an den Enden der isolierten Leitungen abgezogen wurden. Die isolierten Leitungen, bei denen keine Ausfransungen gebildet wurden, wurden als gut angesehen, und die isolierten Leitungen, bei denen Ausfransungen beobachtet wurden, wurden als schlecht angesehen.
Die Gehalte und Ergebnisse der Bewertungen der Umhüllungsmaterialien gemäß den Beispielen, Vergleichsbeispielen und Referenzbeispielen sind in den Tabellen 1 bis 4 aufgezeigt. Die Werte in den Tabellen 1 bis 4 sind in Masseteilen angegeben.
Die Umhüllungsmaterialien gemäß den Vergleichsbeispielen 1, 2, 4 sind verschlechtert hinsichtlich zumindest einer der Eigenschaften der Verletzungsbeständigkeit, Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeit, Niedertemperaturflexibilität und Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern, da die Umhüllungsmaterialien, welche das Polyvinylchlorid und die Komponente (A) enthalten, entweder keine Komponente (B) oder Komponente (C) enthalten.
Die Umhüllungsmaterialien gemäß den Vergleichsbeispielen 3 bis 7 sind verschlechtert hinsichtlich zumindest einer der Eigenschaften der Verletzungsbeständigkeit, Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeit, Niedertemperaturflexibilität und Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern, da die Umhüllungsmaterialien, welche das Polyvinylchlorid und die Komponente (A) enthalten, nicht die Komponente (C) enthalten.
Die Umhüllungsmaterialien gemäß den Vergleichsbeispielen 15 bis 18 sind verschlechtert hinsichtlich zumindest einer der Eigenschaften der Verletzungsbeständigkeit, Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeit, Niedertemperaturflexibilität und Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern, da die Umhüllungsmaterialien, welche das Polyvinylchlorid und die Komponente (A) enthalten, nicht die Komponente (B) enthalten.
Das Umhüllungsmaterial gemäß dem Vergleichsbeispiel 6 ist verschlechtert hinsichtlich der Verletzungsbeständigkeit, da das Umhüllungsmaterial mehr als 10 Masseteile der Komponente (B) in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids enthält. Das Umhüllungsmaterial gemäß dem Vergleichsbeispiel 19 ist verschlechtert hinsichtlich der Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeit und Niedertemperaturflexibilität, da das Umhüllungsmaterial weniger als 2 Masseteile der Komponente (B) in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids enthält.
Die Umhüllungsmaterialien gemäß den Vergleichsbeispielen 8, 10 bis 12, 16 bis 18 und 20 bis 23 sind verschlechtert hinsichtlich der Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern, da die Umhüllungsmaterialien mehr als 6 Masseteile der Komponente (C) in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids enthalten. Darunter sind die Umhüllungsmaterialien gemäß den Vergleichsbeispielen 8 und 16 bis 18 auch hinsichtlich der Verletzungsbeständigkeit verschlechtert, da die Umhüllungsmaterialien mehr als 8 Masseteile der Komponente (C) in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids enthalten.
Die Umhüllungsmaterialien gemäß den Vergleichsbeispielen 5 und 8 sind verschlechtert hinsichtlich der Verletzungsbeständigkeit, da die Umhüllungsmaterialien insgesamt mehr als 12 Masseteile der Komponente (B) und der Komponente (C) in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids enthalten. Die Umhüllungsmaterialien gemäß den Vergleichsbeispielen 7 und 15 sind verschlechtert hinsichtlich der Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeit oder der Niedertemperaturflexibilität, da die Umhüllungsmaterialien insgesamt weniger als 3 Masseteile der Komponente (B) und der Komponente (C) in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids enthalten.
Das Umhüllungsmaterial gemäß dem Vergleichsbeispiel 9 ist verschlechtert hinsichtlich der Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeit, Niedertemperaturflexibilität und Verarbeitbarkeit der Leitung, da die Komponente (A) des Umhüllungsmaterials insgesamt weniger als 15 Masseteile des Trimellitat-Weichmachers und des Pyromellitat-Weichmachers in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids enthält. Das Umhüllungsmaterial gemäß dem Vergleichsbeispiel 13 ist verschlechtert hinsichtlich der Verletzungsbeständigkeit, da das Umhüllungsmaterial mehr als 30 Masseteile der Komponente (A) in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids enthält.
Im Gegensatz zu den Umhüllungsmaterialien gemäß den Vergleichsbeispielen weisen die Umhüllungsmaterialien gemäß den Beispielen gleichzeitig eine ausreichende Verletzungsbeständigkeit, Niedertemperatursprödigkeitsbeständigkeit, Niedertemperaturflexibilität und Niedertemperatureigenschaft nach einem Altern auf.
Darüber hinaus ist ein Umhüllungsmaterial, das mehr als 10 Masseteile eines aliphatischen Weichmachers enthält, der nicht ein Trimellitat-Weichmacher oder ein Pyromellitat-Weichmacher ist, wie die Umhüllungsmaterialien gemäß den Referenzbeispielen 1 und 2, hinsichtlich der Rauchbildungseigenschaft verschlechtert.
Die vorangegangene Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung gegeben. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, dass dies erschöpfend ist oder dass die vorliegende Erfindung auf die offenbarten speziellen Formen beschränkt ist, und es sind Modifikationen und Variationen möglich, solange diese nicht von den Prinzipien der vorliegenden Erfindung abweichen.

Claims

Umhüllungsmaterial für eine elektrische Leitung, das ein Polyvinylchlorid enthält, wobei das Umhüllungsmaterial in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids umfasst: (A) 15 bis 30 Masseteile eines Weichmachers umfassend 15 Masseteile oder mehr von einem oder mehreren Weichmachern, ausgewählt aus Trimellitat-Weichmachern und Pyromellitat-Weichmachern; (B) 2 bis 10 Masseteile eines chlorierten Polyolefins; und (C) 1 bis 6 Masseteile eines Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Copolymers, wobei die Gesamtmenge der Komponente (B) und der Komponente (C) 3 bis 12 Masseteile beträgt.
Umhüllungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die Komponente (A) 10 Masseteile oder weniger eines aliphatischen Weichmachers umfasst in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids.
Umhüllungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die Komponente (A) 10 Masseteile oder weniger von einem oder mehreren Weichmachern umfasst, ausgewählt aus Phthalat-Weichmachern und aliphatischen Weichmachern, in Bezug auf 100 Masseteile des Polyvinylchlorids.