DE112014002917T5 - Harzzusammensetzung für Leitungsumhüllungsmaterial, isolierte Leitung und Kabelstrang - Google Patents

Harzzusammensetzung für Leitungsumhüllungsmaterial, isolierte Leitung und Kabelstrang Download PDF

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Abstract

Es werden eine Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial mit ausgezeichneter Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen, Verschleißfestigkeit und Dehnung und eine isolierte Leitung und ein Kabelstrang, in welchen die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial als Umhüllungsmaterial verwendet wird, bereitgestellt. Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial enthält (A) ein Harz auf Polysulfon-Basis, (B) ein aromatisches Polyesterharz, (C) ein Polyesterelastomer und (D) eine Verbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer von einer Carboxylgruppe und einer Hydroxylgruppe reagiert, wobei die Komponente (D) mit der Komponente (B) oder der Komponente (C) unter Ausbildung einer Bindung reagiert.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Harzzusammensetzungen für ein Leitungsumhüllungsmaterial, isolierte Leitungen und Kabelstränge und betrifft insbesondere Harzzusammensetzungen für ein Leitungsumhüllungsmaterial, die hinsichtlich der Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen, der Verschleißfestigkeit, der Dehnung ausgezeichnet sind und geeignet sind für eine Verwendung als Umhüllungsmaterialien für elektrische Leitungen in Kraftfahrzeugen, und isolierte Leitungen und Kabelstränge, in welchen die Harzzusammensetzungen für ein Leitungsumhüllungsmaterial als Umhüllungsmaterialien verwendet werden.
  • Stand der Technik
  • Isolierte Leitungen, die mit einem Fluorkautschuk oder einem Fluorharz, das hinsichtlich der Wärmebeständigkeit und Ölbeständigkeit ausgezeichnet ist, umhüllt sind, sind als isolierte Leitungen bekannt, die in Öl bei hohen Temperaturen verwendet werden können (PTL1 bis PTL3).
  • Darüber hinaus sind isolierte Leitungen, die mit Polysulfon oder Polyethersulfon, welches hinsichtlich der Verschleißfestigkeit ausgezeichnet ist, umhüllt sind, als isolierte Leitungen bekannt, die in einer Vibrationsumgebung wie dem Inneren eines Kraftfahrzeugs verwendet werden können (PTL4 bis PTL5).
  • Liste der zitierten Patentliteratur
    • PTL1: JP11-66960A
    • PTL2: JP05-182543A
    • PTL3: JP08-241628A
    • PTL4: JP02-273411A
    • PTL5: JP02-183907A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Isolierte Leitungen, die mit einem Fluorkautschuk oder einem Fluorharz umhüllt sind, sind hinsichtlich der Verschleißfestigkeit unzureichend und sind somit nicht geeignet für eine Verwendung in einer Vibrationsumgebung wie dem Inneren eines Kraftfahrzeugs. Isolierte Leitungen, die mit einem Fluorkautschuk oder einem Fluorharz umhüllt sind, erfüllen insbesondere nicht den Zweck der Verringerung der Dicke der isolierenden Umhüllung, um dadurch Platz zu sparen.
  • Isolierte Leitungen, die mit Polysulfon oder Polyethersulfon umhüllt sind, sind hinsichtlich der Dehnung unzureichend und sind somit nicht geeignet für eine Verwendung an einer Stelle, wo auf die isolierten Leitungen zum Zeitpunkt des Verdrahtens in einem Kraftfahrzeug eine Biegekraft ausgeübt wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt angesichts der oben geschilderten Umstände und besitzt die Aufgabe, die obigen Probleme zu überwinden und eine Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial, welche ausgezeichnet ist hinsichtlich der Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen, der Verschleißfestigkeit und der Dehnung, und eine isolierte Leitung und einen Kabelstrang, in welchen die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial als Umhüllungsmaterial verwendet wird, zur Verfügung zu stellen.
  • Lösung des Problems
  • Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, enthält die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung
    • (A) ein Harz auf Polysulfon-Basis,
    • (B) ein aromatisches Polyesterharz,
    • (C) ein Polyesterelastomer und
    • (D) eine Verbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, die mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert,
    wobei die Komponente (D) mit der Komponente (B) oder der Komponente (C) reagiert, um eine Bindung auszubilden.
  • Es ist bevorzugt, dass 1 bis 50 Masse-% des Polyesterelastomers (C) in der Gesamtheit der Komponenten (A) bis (C) enthalten ist. Es ist bevorzugt, dass 1 bis 40 Masse-% des aromatischen Polyesterharzes (B) in der Gesamtheit der Komponenten (A) bis (B) enthalten ist. Es ist bevorzugt, dass 0,01 bis 5 Masseteile der Verbindung (D) mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert, in Bezug auf 100 Masseteile der Gesamtheit der Komponenten (A) bis (C) enthalten ist.
  • Es ist bevorzugt, dass das Harz auf Polysulfon-Basis eine oder zwei oder mehrere Arten an Harzen auf Polysulfon-Basis sein kann, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethersulfon und Polyphenylsulfon. Es ist bevorzugt, dass das aromatische Polyesterharz (B) eine Naphthylgruppe in einer sich wiederholenden Struktureinheit aufweist. Es ist bevorzugt, dass das Polyesterelastomer (C) einen Schmelzpunkt von 200°C oder höher aufweist.
  • Der isolierte Draht gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Leitungsumhüllung, die aus der oben beschriebenen Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial hergestellt ist.
  • Der Kabelstrang gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die oben beschriebene isolierte Leitung.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einer ausgezeichneten Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen, Verschleißfestigkeit und Dehnung hergestellt werden, da sie das Harz auf Polysulfon-Basis (A), das aromatische Polyesterharz (B), das Polyesterelastomer (C) und die Verbindung (D) mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert, enthält, wobei die Komponente (D) mit einer der Komponente (B) und der Komponente (C) unter Ausbildung einer Bindung reagiert.
  • Wenn das Polyethersulfon, das Polyphenylsulfon oder eine Kombination des Polyethersulfons und des Polyphenylsulfons als das Harz auf Polysulfon-Basis verwendet wird, ist die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung ausgezeichneter hinsichtlich der Verschleißfestigkeit. Wenn das aromatische Polyesterharz mit einer Naphthylgruppe in ihrer sich wiederholenden Struktureinheit als das aromatische Polyesterharz verwendet wird, besitzt die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnetere Kompatibilität zwischen dem Harz auf Polysulfon-Basis und dem Polyesterelastomer und eine ausgezeichnetere Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen. Wenn das Polyesterelastomer mit einem Schmelzpunkt von 200°C oder höher als das Polyesterelastomer verwendet wird, ist die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung ausgezeichneter hinsichtlich der Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Querschnittsansicht einer isolierten Leitung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Art und Weise der Ausführung der Erfindung
  • Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung enthält (A) ein Harz auf Polysulfon-Basis, (B) ein aromatisches Polyesterharz, (C) ein Polyesterelastomer und (D) eine Verbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert.
  • Das Harz auf Polysulfon-Basis (A) ist ein thermoplastisches Harz und weist eine Sulfonylgruppe in ihrer sich wiederholenden Struktureinheit (in ihrer Hauptkette) auf. Das Harz auf Polysulfon-Basis (A) ist eine Komponente zur Verbesserung der Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen und der Verschleißfestigkeit der Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung. Spezifische Beispiele des Harzes auf Polysulfon-Basis (A) schließen Polysulfon, Polyethersulfon und Polyphenylsulfon ein. Es kann eine einzelne Art des Harzes auf Polysulfon-Basis alleine verwendet werden, oder es können zwei oder mehrere Arten von Harzen auf Polysulfon-Basis in Kombination verwendet werden. Um einen ausgezeichneteren Effekt der Verbesserung der Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen und der Verschleißfestigkeit aufweisen zu können, ist es bevorzugt, dass das Harz auf Polysulfon-Basis (A) das Polyethersulfon, das Polyphenylsulfon oder eine Kombination des Polyethersulfons und des Polyphenylsulfons ist. Um darüber hinaus einen besonders ausgezeichneten Effekt der Verbesserung der Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen aufweisen zu können, ist das Polyphenylsulfon bevorzugt.
  • Das Polyesterelastomer (C) ist eine Komponente zur Verbesserung der Dehnung (Dehnung der Isolierung) der Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Polyesterelastomer (C) als solches besitzt jedoch eine geringe Kompatibilität mit dem Harz auf Polysulfon-Basis (A), so dass, auch wenn das Polyesterelastomer (C) alleine mit dem Harz auf Polysulfon-Basis (A) vermischt wird, die Dehnung nicht verbessert ist und die physikalischen Eigenschaften wie die Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen und die Verschleißfestigkeit, welche durch die Verwendung des Harzes auf Polysulfon-Basis (A) verbessert werden, verschlechtert sind. Aus diesem Grund wird das Polyesterelastomer (C) zusammen mit dem aromatischen Polyesterharz (B) zugegeben. Durch die Zugabe des Polyesterelastomers (C) zusammen mit dem aromatischen Polyesterharz (B) ist die Kompatibilität zwischen dem Polyesterelastomer (C) und dem Harz auf Polysulfon-Basis (A) verbessert und kann der Effekt der Verbesserung der Dehnung durch die Zugabe des Polyesterelastomers (C) erreicht werden. Darüber hinaus kann verhindert werden, dass die physikalischen Eigenschaften wie Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen und Verschleißfestigkeit, welche durch die Verwendung des Harzes auf Polysulfon-Basis (A) verbessert sind, sich verschlechtern.
  • Das Polyesterelastomer (C) besteht aus Blockcopolymeren aus einem Hartsegment und einem Weichsegment. Beispiele des Hartsegments schließen einen aromatischen Polyester und einen aliphatischen Polyester wie PBT und PBN ein. Beispiele des Weichsegments schließen einen aliphatischen Polyether und einen aliphatischen Polyester ein. Um eine ausgezeichnete Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen aufweisen zu können, ist ein Polyesterelastomer (C) mit einem Schmelzpunkt von 200°C oder höher bevorzugt und ist ein Polyesterelastomer (C) mit einem Schmelzpunkt von 210°C oder höher weiter bevorzugt.
  • Das aromatische Polyesterharz (B) ist ein thermoplastisches Harz und ist in der Lage, die Kompatibilität zwischen dem Harz auf Polysulfon-Basis (A) und dem Polyesterelastomer (C) zu verbessern. Das aromatische Polyesterharz (B) besitzt darüber hinaus einen aromatischen Ring in seiner sich wiederholenden Struktureinheit (in seinem Molekül) und ist somit in der Lage, die Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen zu verbessern. Beispiele des aromatischen Polyesterharzes (B) schließen Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylennaphthalat (PEN) und Polybutylennaphthalat (PBN) ein. Als das aromatische Polyesterharz (B) kann eine einzelne Art des aromatischen Polyesterharzes alleine verwendet werden oder können zwei oder mehrere Arten von aromatischen Polyesterharzen in Kombination verwendet werden. Um eine besonders ausgezeichnete Kompatibilität zwischen dem Harz auf Polysulfon-Basis (A) und dem Polyesterelastomer (C) und eine ausgezeichnete Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen zu erreichen, sind PEN, PBN oder eine Kombination von PEN und PBN mit einer Naphthylgruppe in ihrer sich wiederholenden Struktureinheit als das aromatische Polyesterharz (B) bevorzugt.
  • Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die oben beschriebenen Komponenten (A) bis (C), und eine Leitungsumhüllung einer isolierten Leitung wird aus der Harzzusammensetzung hergestellt. Aufgrund des Harzes auf Polysulfon-Basis (A) ist die Formungstemperatur der Zusammensetzung erhöht, so dass die physikalischen Eigenschaften (Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen, Verschleißfestigkeit und dergleichen) verschlechtert sind aufgrund der Abnahme des Molekulargewichts des aromatischen Polyesterharzes (B) und des Polyesterelastomers (C), insbesondere des Molekulargewichts der Komponente (C). Die Komponente (D), welche eine reaktive funktionelle Gruppe aufweist, die mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert, reagiert mit der Komponente (B) oder der Komponente (C) unter Ausbildung einer Bindung (mit dem Effekt einer Kettenverlängerung) und kann dadurch die Abnahme des Molekulargewichts minimiert werden, was die Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften verhindern kann. Darüber hinaus weist die Komponente (B) oder die Komponente (C), an welche die Komponente (D) gebunden ist, eine erhöhte Schmelzviskosität auf, was die Kompatibilität mit dem Harz auf Polysulfon-Basis (A) verbessert. Der Effekt der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften kann auch durch diese Verbesserung erzeugt werden.
  • Im Hinblick auf eine Verhinderung der Abnahme des Molekulargewichts der Komponente (B) oder der Komponente (C) ist als die Komponente (D) eine Komponente bevorzugt, die eine hohe Zersetzungstemperatur aufweist. Als die Komponente (D) mit einer hohen Zersetzungstemperatur ist eine Komponente bevorzugt, die ein relativ großes Molekulargewicht aufweist. Beispiele einer derartigen Verbindung schließen ein Polymer mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert, ein.
  • Beispiele der reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert, in der Komponente (D) schließen eine Epoxygruppe, eine Carbodiimidgruppe und eine Oxazolingruppe ein. Beispiele des Polymers mit der reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert, schließen ein Polycarbodiimid, ein Maleinsäure-modifiziertes Polymer, ein Glycidyl-modifiziertes Polymer und ein Oxazolin-modifiziertes Polymer ein.
  • Auch wenn die Verbindung (D) mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert, eine monofunktionale Verbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe in ihrem Molekül ist, erreicht die Verbindung (D) in ausreichendem Maße den oben beschriebenen Effekt; wenn jedoch die Verbindung (D) eine Verbindung mit zwei oder mehreren funktionellen Gruppen ist, kann die Verbindung (D) eine Bindung mit der Komponente (B) und eine Bindung mit der Komponente (C) ausbilden, um den Effekt einer gesteigerten Verbesserung der Kompatibilität zwischen der Komponente (B) und der Komponente (C) zu erreichen.
  • In der Gesamtheit der Komponenten (A) bis (C) sind vorzugsweise 1 bis 50 Masse-% des Polyesterelastomers (C) enthalten und sind weiter bevorzugt 5 bis 30 Masse-% des Polyesterelastomers (C) enthalten. Wenn der Gehalt des Polyesterelastomers (C) in der Gesamtheit der Komponenten 1 Masse-% oder mehr beträgt, ist der Effekt der Verbesserung der Dehnung verstärkt. Wenn der Gehalt des Polyesterelastomers (C) 50 Masse-% oder weniger in der Gesamtheit der Komponenten beträgt, kann auf einfache Weise eine ausgezeichnete Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen und eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit erhalten werden.
  • In der Gesamtheit der Komponenten (A) bis (B) sind vorzugsweise 1 bis 40 Masse-% des aromatischen Polyesterharzes (B) enthalten und sind weiter bevorzugt 5 bis 30 Masse-% des aromatischen Polyesterharzes (B) enthalten. Wenn der Gehalt des aromatischen Polyesterharzes (B) in der Gesamtheit der Komponenten 1 Masse-% oder mehr beträgt, kann auf einfache Weise die Kompatibilität des Polyesterelastomers (C) mit dem Harz auf Polysulfon-Basis (A) verbessert werden und ist dadurch der Effekt der Verbesserung der Dehnung verstärkt. Darüber kann auf einfache Weise eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit erhalten werden. Wenn der Gehalt des aromatischen Polyesterharzes (B) in der Gesamtheit der Komponenten 40 Masse-% oder weniger beträgt, kann auf einfache Weise eine Abnahme der Verschleißfestigkeit verhindert werden und kann dadurch auf einfache Weise eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit erhalten werden. Darüber hinaus ist der Effekt der Verbesserung der Dehnung verstärkt.
  • In Bezug auf 100 Masseteile der Gesamtheit der Komponenten (A) bis (C) sind vorzugsweise 0,01 bis 5 Masseteile der Verbindung (D) mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert, enthalten und sind weiter bevorzugt 0,1 bis 1 Masseteil der Verbindung (D) enthalten. Wenn der Gehalt der Komponente (D) 0,01 Masseteil oder mehr bezogen auf 100 Masseteile der gesamten Komponenten beträgt, reagiert die Verbindung (D) unter Ausbildung einer Bindung mit der Komponente (B) oder der Komponente (C) und kann dadurch der Effekt einer Minimierung der Abnahme des Molekulargewichts verstärkt werden. Somit sind die Effekte der Verbesserung der Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen, der Verschleißfestigkeit und der Dehnung verstärkt. Wenn darüber hinaus der Gehalt der Komponente (D) 5 Masseteile oder weniger bezogen auf 100 Masseteile der gesamten Komponenten beträgt, kann ein Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften aufgrund eines unzureichenden Knetens minimiert werden und können dadurch die ausgezeichnete Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen, Verschleißfestigkeit und Dehnung aufrechterhalten werden.
  • Abgesehen von den Komponenten (A) bis (D) können, je nach Notwendigkeit, zu der Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial Additive gegeben werden, die üblicherweise für ein Leitungsumhüllungsmaterial verwendet werden. Beispiele der Additive schließen einen Füllstoff, ein Pigment, ein Antioxidationsmittel und ein Antialterungsmittel ein.
  • Da die Verbindung (D) unter Ausbildung einer Bindung mit der Komponente (B) oder der Komponente (C) reagiert, kann die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial ausgezeichnet hinsichtlich der Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen, der Verschleißfestigkeit und der Dehnung sein. Die Dehnung der Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial beträgt vorzugsweise 180% oder mehr und weiter bevorzugt 200% oder mehr. Die Dehnung definiert eine Bruchdehnung.
  • Als Nächstes wird eine isolierte Leitung beschrieben, in welcher die Leitungsumhüllung aus der Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. 1 zeigt einen Aufbau der isolierten Leitung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt, umfasst eine isolierte Leitung 1 einen Metallleiter 2 und eine isolierende Umhüllungsschicht 3, die auf dem Außenumfang des Metallleiters 2 angeordnet ist. Die isolierende Umhüllungsschicht 3 ist eine Einzelschicht, ohne dabei speziell darauf beschränkt zu sein. Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung wird als das Material für die isolierende Umhüllungsschicht 3 verwendet. Indem die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung als das Umhüllungsmaterial verwendet wird, kann eine ausgezeichnete Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen und Verschleißfestigkeit beibehalten werden, während die Dehnung verbessert werden kann.
  • Während für den Metallleiter 2 üblicherweise Kupfer verwendet wird, können für den Leiter auch Aluminium, Magnesium oder dergleichen von Kupfer verschiedene Materialien verwendet werden. Darüber hinaus können zusätzlich zu Kupfer auch andere Metalle enthalten sein. Beispiele der anderen Metalle schließen Eisen, Nickel, Magnesium und Silizium ein. Zusätzlich zu diesen Metallen kann ein Metall, welches üblicherweise in breitem Umfang als ein Leiter verwendet wird, zu dem Kupfer gegeben werden oder kann alleine in dem Metallleiter 2 verwendet werden. Ferner kann ein Einzeldraht verwendet werden oder kann eine Litze aus einer Vielzahl an Drähten für den Metallleiter 2 verwendet werden. Zu diesem Zeitpunkt ermöglicht eine Litzenbildung zur Komprimierung des Litzendrahts eine Verringerung des Durchmessers.
  • In Abhängigkeit von der Verwendung der isolierten Leitung 1 können die Querschnittsfläche des Metallleiters 2, die Dicke der isolierenden Umhüllungsschicht 3 und dergleichen geeignet gewählt werden und sind nicht speziell beschränkt. Da die isolierte Leitung 1 ausgezeichnet hinsichtlich der Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen und der Verschleißfestigkeit ist, kann sie als eine isolierte Leitung für eine Verwendung in einer Vibrationsumgebung oder in Öl bei hohen Temperaturen wie im Inneren eines Kraftfahrzeugs (z. B. eine isolierte Kraftfahrzeugleitung) oder dergleichen verwendet werden.
  • Die isolierte Leitung 1 kann erhalten werden durch Kneten eines Materials für die isolierende Umhüllungsschicht 3 unter Verwendung eines üblicherweise verwendeten Kneters wie eines Extruders (Einschneckenextruder, Zweischneckenextruder), eines Banbury-Mischers, eines Druckkneters und einer Walze, um unter Verwendung einer allgemein verwendeten Extrusionsformmaschine den Außenumfang des Metallleiters 2 einem Extrusionsumhüllen mit der isolierenden Umhüllungsschicht 3 zu unterziehen.
  • Mit der isolierten Leitung 1 werden an den Enden ein Verbinderanschluss und ein Steckverbinder verbunden und wird auf diese Weise ein Kabelstrang hergestellt. Darüber hinaus wird eine Vielzahl an isolierten Leitungen 1 zu einem Bündel geschnürt und wird auf diese Weise ein Kabelstrang hergestellt.
  • Beispiele
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezug auf Beispiele erläutert.
  • Beispiele 1 bis 24, Vergleichsbeispiele 1 bis 8 und Referenzbeispiel
  • Herstellung von elektrischen Leitungen
  • Entsprechend den Komponentenzusammensetzungen (Masseteile) der Harzzusammensetzungen der in Tabelle 1 gezeigten Beispiele 1 bis 8, der in Tabelle 2 gezeigten Beispiele 9 bis 16, der in Tabelle 3 gezeigten Beispiele 17 bis 24, der in Tabelle 4 gezeigten Vergleichsbeispiele 1 bis 8 und des Referenzbeispiels wurden die Harzzusammensetzungen für isolierende Umhüllungsschichten unter Verwendung eines Zweischneckenkneters derart geknetet, dass die Harztemperaturen nahe den Matrizen die optimale Formungstemperatur erreichten. Die gekneteten Harzzusammensetzungen wurden um Litzenleiter mit einer Querschnittsfläche von 0,35 mm2 extrusionsgeformt zu isolierenden Umhüllungsschichten mit einer Dicke der Beschichtung von 0,2 mm und wurden auf diese Weise die isolierten Leitungen gemäß den Beispielen 1 bis 24 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 8 erhalten. Bei dem Extrusionsformen wurden Würfel mit einem Durchmesser von 1,1 mm und Nippel mit einem Durchmesser von 0,75 mm verwendet. Darüber hinaus wurde das Extrusionsformen bei einer Lineargeschwindigkeit von 50 m/min bei Extrusionstemperaturen derart durchgeführt, dass die Harztemperaturen nahe den Matrizen die optimale Formungstemperatur erreichten. Mit den erhaltenen isolierten Leitungen wurden die Bewertungen der Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen, der Dehnung der Isolierung und der Verschleißfestigkeit durchgeführt. Die Testergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 4 aufgezeigt. Es sei angemerkt, dass die speziell verwendeten Materialien der Komponenten, das Verfahren zur Bestimmung der optimalen Formungstemperatur und das Testverfahren wie folgt sind.
  • Verwendete Materialien
    • (A) Harz auf Polysulfon-Basis
    • • Polysulfon (PSU): Udel P-1700NT (hergestellt von SOLVAY ADVANCED POLYMERS, LLC)
    • • Polyethersulfon (PES): SUMIKAEXCEL 4100G (hergestellt von SUMITOMO CHEMICAL CO., LTD.)
    • • Polyphenylsulfon (PPSU): ULTRASON P3010 (hergestellt von BASF JAPAN LTD.)
    • (B) Aromatisches Polyesterharz
    • • Polybutylenterephthalat (PBT): DURANEX 800FP (hergestellt von POLYPLASTICS CO., LTD.)
    • • Polybutylennaphthalat (PBN): TQB-OT (hergestellt von TEIJIN CHEMICALS LTD.)
    • • Polyethylennaphthalat (PEN): TEONEX TN-8065S (hergestellt von TEIJIN CHEMICALS LTD.)
    • (C) Polyesterelastomer
    • • (C) Polyesterelastomer <1>: HYTREL 4047 (hergestellt von DU PONT-TORAY CO., LTD., mit einem Schmelzpunkt von 182°C)
    • • (C) Polyesterelastomer <2>: HYTREL 5557 (hergestellt von DU PONT-TORAY CO., LTD., mit einem Schmelzpunkt von 208°C)
    • • (C) Polyesterelastomer <3>: HYTREL 7277 (hergestellt von DU PONT-TORAY CO., LTD., mit einem Schmelzpunkt von 219°C)
    • • (C) Polyesterelastomer <4>: PELPRENE EN-2034 (hergestellt von TOYOBO CO., LTD., mit einem Schmelzpunkt von 224°C)
    • (D) Verbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert
    • • Verbindung enthaltend eine Carbodiimidgruppe: CARBODILITE LA-1 (hergestellt von NISSHINBO HOLDINGS INC.) (Polycarbodiimid, eine Verbindung mit zwei oder mehreren funktionellen Gruppen)
    • • Verbindung enthaltend eine Epoxygruppe: JONCRYL ADR4300S (hergestellt von BASF JAPAN LTD.) (ein Polymer mit einer Epoxygruppe, eine Verbindung mit zwei oder mehreren funktionellen Gruppen)
  • Verfahren zur Bestimmung der optimalen Formungstemperatur
  • Bei der Bestimmung der optimalen Formungstemperatur wurde eine MI-Messung bei jeder Temperatur durchgeführt (gemäß JISK7210), und wurde die Temperatur, bei welcher der MI den Wert 1,0 g/10 min aufweist (Last: 2,16 kg), als die optimale Formungstemperatur bestimmt. Wenn der MI den Wert von 1,0 g/10 min weit übersteigt, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass eine Absenkung bzw. Durchhängen bewirkt wird und ist die Zusammensetzung nicht für ein Leitungsumhüllungsmaterial geeignet. Wenn der MI weit unter den Wert von 1,0 g/10 min fällt, weist die Zusammensetzung eine geringe Fluidität auf und kann nicht extrudiert werden.
  • Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen
  • Nach einem Eintauchen der isolierten Leitungen bei 120°C für einige Stunden in ATF (Originalprodukt von NISSAN ATF: NS-2) wurden daran Eigendurchmesser-Wickeltests durchgeführt und wurden dann damit Stehspannungsprüfungen bei 1 kV × 1 min durchgeführt. Die isolierten Leitungen, bei denen auch dann kein Isolationsdurchschlag auftrat, wenn die Eintauchzeiten 3000 Stunden oder mehr betrugen, und die die Stehspannungsprüfung bestanden, wurden mit „gut” bewertet. Die isolierten Leitungen, bei denen auch dann kein Isolationsdurchschlag auftrat, wenn die Eintauchzeiten 4000 Stunden oder mehr betrugen, und die die Stehspannungsprüfung bestanden, wurden mit „sehr gut” bewertet. Die isolierten Leitungen, bei denen ein Isolationsdurchschlag auftrat, wenn die Eintauchzeiten weniger als 3000 Stunden betrugen, und die die Stehspannungsprüfung nicht bestanden, wurden mit „schlecht” bewertet.
  • Dehnung der Isolierung
  • Es wurden Testproben hergestellt, indem aus isolierten Leitungen die Leiter herausgenommen wurden, so dass isolierende Umhüllungsschichten mit vorgegebener Länge erhalten wurden. An den isolierenden Umhüllungsschichten wurden Zugtests durchgeführt unter Verwendung eines s Zugfestigkeitstestgeräts unter den Bedingungen eines Abstands zwischen den Referenzlinien von 20 mm und einer Zuggeschwindigkeit von 50 mm/min. Isolierende Umhüllungsschichten mit einer Dehnung der Isolierung von 180% oder mehr wurden mit „gut” (bestanden) bewertet. Isolierende Umhüllungsschichten mit einer Dehnung der Isolierung von 200% oder mehr wurden mit „sehr gut” (bestanden) bewertet. Isolierende Umhüllungsschichten mit einer Dehnung der Isolierung von weniger als 180% wurden mit „schlecht” (nicht bestanden) bewertet.
  • Verschleißfestigkeit
  • Es wurden Verschleißfestigkeitstests gemäß ISO 6722 mittels eines Verfahrens mit sich hin- und herbewegender Klinge durchgeführt. Die auf die Klinge aufgebrachte Last wurde auf 7 N eingestellt und isolierte Leitungen, bei denen die niedrigsten Werte aus vier Tests 700-mal oder mehr betrugen, wurden mit bestanden (gut) bewertet. Isolierte Leitungen, bei denen die niedrigsten Werte aus vier Tests 1000-mal oder mehr betrugen, wurden mit bestanden (sehr gut) bewertet. Isolierte Leitungen, bei denen die niedrigsten Werte aus vier Tests weniger als 700-mal betrugen, wurden mit nicht bestanden (schlecht) bewertet.
  • Tabelle 1
    Figure DE112014002917T5_0002
  • Tabelle 2
    Figure DE112014002917T5_0003
  • Tabelle 3
    Figure DE112014002917T5_0004
  • Tabelle 4
    Figure DE112014002917T5_0005
  • Wie in Tabelle 4 gezeigt, ist die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 aus lediglich dem Harz auf Polysulfon-Basis (A) hergestellt, so dass die Formungstemperatur hoch ist und die Dehnung (Dehnung der Isolierung) gering ist. Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 ist aus lediglich dem Polyesterelastomer (C) hergestellt, so dass sie unzureichend ist im Hinblick auf eine Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen und eine Verschleißfestigkeit, während sie eine ausgezeichnete Dehnung der Isolierung aufzeigt. Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß dem Vergleichsbeispiel 3 enthält lediglich das Harz auf Polysulfon-Basis (A) und die Verbindung (D) mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert, so dass keine Verbesserung der Dehnung (Dehnung der Isolierung) festzustellen ist. Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß dem Vergleichsbeispiel 4 enthält lediglich das aromatische Polyesterharz (B) und die Komponente (D), so dass keine Verbesserung der Dehnung (Dehnung der Isolierung) festzustellen ist und die Harzzusammensetzung auch eine unzureichende Verschleißfestigkeit aufzeigt. Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß dem Vergleichsbeispiel 5 enthält lediglich das Polyesterelastomer (C) und die Komponente (D), so dass die Harzzusammensetzung, wie im Vergleichsbeispiel 2, eine unzureichende Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen und Verschleißfestigkeit aufzeigt.
  • Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß dem Vergleichsbeispiel 6 enthält lediglich das Harz auf Polysulfon-Basis (A), das aromatische Polyesterharz (B) und die Komponente (D) und enthält nicht das Polyesterelastomer (C), so dass keine Verbesserung der Dehnung (Dehnung der Isolierung) festzustellen ist. Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß dem Vergleichsbeispiel 7 enthält lediglich das Harz auf Polysulfon-Basis (A), das Polyesterelastomer (C) und die Komponente (D) und enthält nicht das aromatische Polyesterharz (B), so dass die Kompatibilität zwischen dem Harz auf Polysulfon-Basis (A) und dem Polyesterelastomer (C) schlecht ist und die physikalischen Eigenschaften verschlechtert sind. Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß dem Vergleichsbeispiel 8 enthält lediglich das aromatische Polyesterharz (B), das Polyesterelastomer (C) und die Komponente (D) und enthält nicht das Harz auf Polysulfon-Basis (A), so dass die Harzzusammensetzung eine unzureichende Verschleißfestigkeit aufzeigt, während deren Formungstemperatur verringert ist und sie eine ausgezeichnete Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen und Dehnung der Isolierung aufzeigt.
  • Die Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß dem Referenzbeispiel enthält die Komponenten (A) bis (C), enthält jedoch nicht die Komponente (D), so dass die Harzzusammensetzung geringfügig schlechter ist hinsichtlich der Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen, der Dehnung der Isolierung und der Verschleißfestigkeit im Vergleich mit den Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Demgegenüber enthalten die Harzzusammensetzungen für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß den vorliegenden Beispielen das Harz auf Polysulfon-Basis (A), das aromatische Polyesterharz (B), das Polyesterelastomer (C) und die Verbindung (D) mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer Carboxylgruppe oder einer Hydroxylgruppe reagiert, so dass die Harzzusammensetzungen ausgezeichnet sind hinsichtlich einer Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen, einer Verschleißfestigkeit und einer Dehnung auf einem hohen Niveau. Die aus diesen Harzzusammensetzungen hergestellten isolierten Leitungen können in einer Vibrationsumgebung in Öl bei hohen Temperaturen verwendet werden. Da sie eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit aufzeigen, können die Harzzusammensetzungen darüber hinaus zu einer Verringerung der Durchmesser der elektrischen Leitungen durch eine dünnere Ausführung ihrer isolierenden Umhüllungen und zu platzsparenderen Kabelsträngen beitragen.
  • Bei einem Vergleich der Harzzusammensetzungen gemäß den Beispielen 1, 2 und 3 zeigt sich, dass, wenn Polyethersulfon oder Polyvinylsulfon als das Harz auf Polysulfon-Basis (A) verwendet wird, die Harzzusammensetzungen eine ausgezeichnetere Verschleißfestigkeit aufweisen. Wenn als das Harz auf Polysulfon-Basis (A) Polyphenylsulfon verwendet wird, weisen darüber hinaus die Harzzusammensetzungen eine ausgezeichnetere Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen auf. Bei einem Vergleich der Harzzusammensetzungen gemäß den Beispielen 1, 4 und 5 zeigt sich, dass, wenn die aromatischen Polyesterharze (B) eine Naphthylgruppe in ihren sich wiederholenden Struktureinheiten enthalten, die Harzzusammensetzungen eine ausgezeichnetere Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen aufzeigen und auch eine ausgezeichnetere Verschleißfestigkeit und Dehnung aufzeigen. Es wird vermutet, dass dadurch, dass die aromatischen Polyesterharze (B) eine Naphthylgruppe besitzen, die Kompatibilität zwischen den Harzen auf Polysulfon-Basis (A) und den Polyesterelastomeren (C) verbessert ist. Bei einem Vergleich der Harzzusammensetzungen gemäß den Beispielen 1, 6, 7 und 8 zeigt sich, dass, wenn die Polyesterelastomere (C) einen Schmelzpunkt von 200°C oder höher aufweisen, die Harzzusammensetzungen eine ausgezeichnetere Ölbeständigkeit bei hohen Temperaturen aufzeigen.
  • Die vorangegangene Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung gegeben, beabsichtigt jedoch nicht, erschöpfend zu sein oder die vorliegende Erfindung auf die offenbarte spezielle Form zu beschränken, und es sind Modifikationen und Variationen möglich, insofern sie nicht von den Prinzipien der vorliegenden Erfindung abweichen.

Claims (9)

  1. Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial, wobei die Zusammensetzung umfasst: (A) ein Harz auf Polysulfon-Basis; (B) ein aromatisches Polyesterharz; (C) ein Polyesterelastomer; und (D) eine Verbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer von einer Carboxylgruppe und einer Hydroxylgruppe reagiert, wobei die Komponente (D) mit einer der Komponente (B) und der Komponente (C) reagiert, um eine Bindung auszubilden.
  2. Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial nach Anspruch 1, wobei 1 bis 50 Massenprozent des Polyesterelastomers (C) in der Gesamtheit der Komponenten (A) bis (C) enthalten ist.
  3. Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, wobei 1 bis 40 Massenprozent des aromatischen Polyesterharzes (B) in der Gesamtheit der Komponenten (A) bis (B) enthalten ist.
  4. Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei 0,01 bis 5 Masseteile der Verbindung (D) mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, welche mit einer von einer Carboxylgruppe und einer Hydroxylgruppe reagiert, bezogen auf 100 Masseteile der Gesamtheit der Komponenten (A) bis (C) enthalten ist.
  5. Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Harz auf Polysulfon-Basis (A) eine oder zwei oder mehrere Arten an Harzen auf Polysulfon-Basis umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethersulfon und Polyphenylsulfon.
  6. Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das aromatische Polyesterharz (B) eine Naphthylgruppe in einer sich wiederholenden Struktureinheit enthält.
  7. Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Polyesterelastomer (C) einen Schmelzpunkt von 200°C oder höher aufweist.
  8. Isolierte Leitung mit einer Leitungsumhüllung, die eine Harzzusammensetzung für ein Leitungsumhüllungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.
  9. Kabelstrang, der die isolierte Leitung gemäß Anspruch 8 umfasst.
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