DE112016005008T5

DE112016005008T5 - Hitzebeständiger weicher draht und kabelbaum, bei dem selbiger verwendung findet

Info

Publication number: DE112016005008T5
Application number: DE112016005008.9T
Authority: DE
Inventors: Yuki Horiuchi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2036-10-29
Also published as: CN108140455A; DE112016005008B4; US20180286537A1; US10381133B2; WO2017073754A1; CN108140455B

Abstract

Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel (1) der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ummantelungsschicht (3) mit einer phasengetrennten Struktur, die eine kontinuierliche Phase (11), die mit einem nicht vernetzten strukturierten Harz mit einem Schmelzpunkt von 200°C oder mehr ausgebildet ist, und eine dispergierte Phase (12) umfasst, die mit einem thermoplastischen Elastomer mit einem Schmelzpunkt von weniger als 200°C ausgebildet ist. Ferner umfasst das hitzebeständige flexible Stromkabel einen elektrischen Leiter (2), der mit der oben erwähnten Ummantelungsschicht beschichtet ist. Zudem beträgt ein durchschnittliches Seitenverhältnis der dispergierten Phase 10 oder weniger. Weiterhin umfasst ein Kabelbaum das hitzebeständige flexible Stromkabel.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel und einen Kabelbaum, bei dem das hitzebeständige flexible Stromkabel verwendet wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel mit ausgezeichneter Flexibilität zusätzlich zu hoher Hitzebeständigkeit und einen Kabelbaum, bei dem das oben erwähnte hitzebeständige flexible Stromkabel verwendet wird.
Stand der Technik
Eine Ummantelungsschicht eines Stromkabels, das beispielsweise in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs verwendet wird, erfordert einen Hochtemperatur-Schmelzwiderstand oder dergleichen, um ein Schmelzen selbst unter Hochtemperaturbedingungen zu verhindern. Herkömmlicherweise wird als eine Ummantelungsschicht für ein Stromkabel mit einem Hochtemperatur-Schmelzwiderstand ein thermoplastisches Harz, wie etwa ein Polymethylpentenharz mit einem Schmelzpunkt, der höher ist als der eines Harzes auf Polyolefinbasis, wie Polyethylen und Polypropylen, vorgeschlagen.
Beispielsweise offenbart die Patentliteratur 1 eine nicht vernetzte flammbeständige Harzzusammensetzung, die ein Metallhydrat, ein gehindertes phenolisches Antioxidans, ein Antioxidans auf Schwefelbasis und ein Metalloxid in einem nicht vernetzten Basisharz umfasst, das ein Harz auf Propylenbasis und ein thermoplastisches Harz mit einem Schmelzpunkt von 180°C oder mehr enthält. Weiterhin offenbart Patentliteratur 1 zudem, dass das thermoplastische Harz mit einem Schmelzpunkt von 180°C oder mehr Polymethylpenten ist.
Literaturverzeichnis
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2005-162931 A
Übersicht über die Erfindung
Technisches Problem
Eine in der Patentliteratur 1 beschriebene Harzzusammensetzung weist jedoch das Problem auf, dass die Harzzusammensetzung eine geringe Flexibilität aufweist, wenn sie als Stromkabel verwendet wird, da eine große Menge an Metallhydrat zugegeben wird, um die Flammbeständigkeit sicherzustellen, und die Flexibilität eines Harzes auf Propylenbasis als Rohmaterial an sich gering ist.
Zusätzlich kann als eine Ummantelungsschicht eines Stromkabels auch ein Silikonharz oder Fluorharz verwendet werden. Ein Silikonharz weist jedoch das Problem auf, geringe Abriebsfestigkeitseigenschaften aufzuweisen, während es eine hohe Flexibilität aufweist, und Fluorharz weist das Problem auf, dass es eine geringe Flexibilität hat, wohingegen es eine gute Hitzebeständigkeit, chemische Beständigkeit und mechanische Eigenschaften oder dergleichen aufweist.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Probleme des Stands der Technik gemacht. Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel mit einer ausgezeichneten Hitzebeständigkeit und Flexibilität anzugeben und einen Kabelbaum anzugeben, bei dem das oben erwähnte hitzebeständige flexible Stromkabel verwendet wird.
Lösung für das Problem
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ummantelungsschicht mit einer phasengetrennten Struktur, die eine kontinuierliche Phase, die mit einem nicht vernetzten strukturierten Harz mit einem Schmelzpunkt von 200°C oder mehr ausgebildet ist, und eine dispergierte Phase umfasst, die aus einem thermoplastischen Elastomer mit einem Schmelzpunkt von weniger als 200°C ausgebildet ist. Ferner umfasst das hitzebeständige flexible Stromkabel einen elektrischen Leiter, der mit der oben erwähnten Ummantelungsschicht beschichtet ist. Zudem beträgt ein durchschnittliches Seitenverhältnis der dispergierten Phase 10 oder weniger.
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das hitzebeständige flexible Stromkabel des ersten Aspekts, wobei das nicht vernetzte strukturierte Harz ein Polymethylpenten-Copolymer ist.
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das hitzebeständige flexible Stromkabel des ersten oder des zweiten Aspekts, wobei ein Massenverhältnis (A/B) zwischen dem nicht vernetzten strukturierten Harz (A) und dem thermoplastische Elastomer (B) zwischen 30/70 und 60/40 beträgt.
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das das hitzebeständige flexible Stromkabel nach einem des ersten bis dritten Aspektes, wobei die Schmelzflussrate des thermoplastischen Elastomers 0,5 g/10 Minuten oder weniger beträgt.
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das hitzebeständige flexible Stromkabel nach einem des zweiten bis vierten Aspektes, wobei die oben erwähnte Ummantelungsschicht eine Harzzusammensetzung umfasst, die ein Polymethylpenten-Copolymer, das das oben erwähnte nicht vernetzte strukturierte Harz ist, das oben erwähnte thermoplastische Elastomer und ein flammhemmendes Mittel umfasst, und einen Biegemodul von 400 MPa oder weniger hat.
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das hitzebeständige flexible Stromkabel des fünften Aspekts, umfassend 8 bis 30 Massenteile des oben erwähnten Flammschutzmittels relativ zu (insgesamt) 100 Massenteilen des oben erwähnten Polymethylpenten-Copolymers in einer Menge von 30 bis 60 Massenteilen und des oben erwähnten thermoplastischen Elastomers in einer Menge von 40 bis 70 Massenteilen.
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das hitzebeständige flexible Stromkabel des fünften oder sechsten Aspekts, wobei das oben erwähnte Flammschutzmittel ein Flammschutzmittel auf Brombasis ist.
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das hitzebeständige flexible Stromkabel gemäß einem des ersten bis siebten Aspektes, wobei das thermoplastische Elastomer eine vernetzte Kautschukkomponente umfasst.
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das hitzebeständige flexible Stromkabel nach einem des zweiten bis achten Aspektes, wobei ein Biegemodul des Polymethylpenten-Copolymers 1.400 MPa oder weniger beträgt.
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das hitzebeständige flexible Stromkabel gemäß einem des ersten bis neunten Aspektes, wobei die Durometerhärte des Typs A des thermoplastischen Elastomers 50 oder mehr beträgt.
Ein Kabelbaum gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das hitzebeständige flexible Stromkabel gemäß einem der Aspekte eins bis zehn.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Eine Ummantelungsschicht eines hitzebeständigen flexiblen Stromkabels der vorliegenden Erfindung kann eine hohe Hitzebeständigkeit und Flexibilität erreichen, da die Ummantelungsschicht eine phasengetrennte Struktur mit einer kontinuierlichen Phase, die mit einem nicht vernetzten strukturierten Harz ausgebildet ist, und eine dispergierte Phase umfasst, die mit einem thermoplastischen Elastomer ausgebildet ist, und ein durchschnittliches Seitenverhältnis einer dispergierten Phase 10 oder weniger beträgt.
Figurenliste

[1] ist eine Querschnittsansicht, die ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[2] ist eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer phasengetrennten Struktur in einer Ummantelungsschicht eines hitzebeständigen flexiblen Stromkabels.
[3] ist eine schematische Darstellung zur Beschreibung eines Verfahrens für die Messung der Flexibilität.

Beschreibung von Ausführungsformen
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein Kabelbaum, bei dem das oben erwähnte hitzebeständige flexible Stromkabel Verwendung findet, werden nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Abmessungsverhältnisse der Zeichnungen sind zum Zwecke der Veranschaulichung übertrieben, und somit unterscheiden sich die Verhältnisse bisweilen von den tatsächlichen Verhältnissen.
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel 1 gemäß der Ausführungsform umfasst, wie in 1 gezeigt, eine Ummantelungsschicht 3 mit elektrischen Isolationseigenschaften und einen elektrischen Leiter 2, der mit der Ummantelungsschicht 3 ummantelt ist. Zudem umfasst die Ummantelungsschicht 3 eine Harzzusammensetzung, die ein nicht vernetztes strukturiertes Harz mit einem Schmelzpunkt von 200°C oder mehr und ein thermoplastisches Elastomer mit einem Schmelzpunkt von weniger als 200°C enthält.
Da die Harzzusammensetzung der Ummantelungsschicht 3 ein nicht vernetztes strukturiertes Harz mit einem Schmelzpunkt von 200°C oder mehr enthält, kann die Hitzebeständigkeit, die die Fähigkeit zur Verwendung unter Hochtemperaturbedingungen, beispielsweise in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs, bereitstellt, erreicht werden. Zudem ist ein strukturloses Harz ohne Vernetzung ein Harz ohne Behandlung zur Bildung einer irreversiblen Vernetzungsbindung zwischen linearen Polymeren. Ein nicht vernetztes strukturiertes Harz mit einem Schmelzpunkt von 200°C oder mehr schließt beispielsweise ein Polymethylpenten-Copolymer ein.
Die Harzzusammensetzung der Ummantelungsschicht 3 umfasst ein thermoplastisches Elastomer mit einem Schmelzpunkt von weniger als 200°C zusätzlich zu dem oben beschriebenen nicht vernetzten strukturierten Harz. Da die Harzzusammensetzung ein solches thermoplastisches Elastomer in Verbindung mit dem oben beschriebenen nicht vernetzten strukturierten Harz enthält, kann zusätzlich zu der Hitzebeständigkeit aufgrund des nicht vernetzten strukturierten Harzes eine Flexibilität aufgrund des thermoplastischen Elastomers bereitgestellt werden. Die Schmelzpunkte eines nicht vernetzten strukturierten Harzes und eines thermoplastischen Elastomers können gemäß den japanischen Industriestandards JIS K7121 (Prüfverfahren für Übergangstemperaturen von Kunststoffen) gemessen werden.
Eine Harzzusammensetzung 10 der Ummantelungsschicht 3 weist eine phasengetrennte Struktur auf, in der ein nicht vernetztes strukturiertes Harz und ein thermoplastisches Elastomer, wie in 2 gezeigt, gemischt sind. Ferner bildet das nicht vernetzte strukturierte Harz eine kontinuierliche Phase (eine Matrixphase) 11 aus, und das thermoplastische Elastomer bildet eine dispergierte Phase (Domänenphase) 12 aus. Das heißt, die Harzzusammensetzung 10 hat eine Meer-Insel-Struktur, in der eine dispergierte Phase 12 mit geringem Volumen in der kontinuierlichen Phase 11 dispergiert ist. Da die Harzzusammensetzung 10 eine derartige Meer-Insel-Struktur hat, ist die Hitzebeständigkeit durch die kontinuierliche Phase 11, die das nicht vernetzte strukturierte Harz enthält, verbessert, und ferner wird die Flexibilität durch die dispergierte Phase 12, die das thermoplastische Elastomer umfasst, verbessert.
In der Harzzusammensetzung 10 beträgt das durchschnittliche Seitenverhältnis der dispergierten Phase 12 vorzugsweise 10 oder weniger. Ein Seitenverhältnis bezieht sich auf ein Verhältnis eines maximalen Wertes des Abstandes zwischen zwei Punkten auf einem Umriss der dispergierten Phase 12 (Länge A einer Hauptachse) zu der Länge B einer Nebenachse senkrecht zu der Hauptachse ([Länge A der Hauptachse] / [Länge B der Nebenachse]). Wenn ein mittleres Seitenverhältnis der dispergierten Phase 12 10 oder weniger beträgt, kann die Flexibilität der Harzzusammensetzung 10 verbessert werden. Ein mittleres Seitenverhältnis einer dispergierten Phase 12 kann durch Beobachten der dispergierten Phase 12 unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (SEM) oder eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) ermittelt werden.
In der Harzzusammensetzung 10 beträgt das Massenverhältnis (A/B) zwischen einem nicht vernetzten strukturierten Harz (A) und einem thermoplastischen Elastomer (B) vorzugsweise 30/70 bis 60/40. Wenn ein Gehalt eines nicht vernetzten strukturierten Harzes in (insgesamt) 100 Massenteilen eines nicht vernetzten strukturierten Harzes und eines thermoplastischen Elastomers 30 Massenteile oder mehr beträgt, kann eine Harzzusammensetzung mit guter Hitzebeständigkeit erzielt werden. Wenn ein Gehalt des nicht vernetzten strukturierten Harzes 60 Massenteile oder weniger beträgt, kann ferner eine Harzzusammensetzung mit guter Flexibilität erzielt werden. Zudem beträgt ein Gehalt des vernetzungsfreien strukturierten Harzes stärker bevorzugt 35 Massenteile bis 55 Massenteile. Wenn ein Gehalt des nicht vernetzten strukturierten Harzes innerhalb des oben beschriebenen Bereichs liegt, kann eine Harzzusammensetzung mit besserer Schmelzbeständigkeit und Flexibilität bei hoher Temperatur erzielt werden.
Wie oben beschrieben, ist ein nicht vernetztes strukturiertes Harz mit einem Schmelzpunkt von 200°C oder mehr vorzugsweise ein Polymethylpenten-Copolymer. Beispiele für ein verwendetes Polymethylpenten-Copolymer schließen ein Copolymer von Methylpentenmonomer und einem anderen α-Olefin ein. Ferner ist das Methylpentenmonomer vorzugsweise 4-Methylpenten-1.
Ein Biegemodul eines Polymethylpenten-Copolymers beträgt vorzugsweise 1.400 MPa oder weniger. Insbesondere beträgt ein Biegemodul eines Polymethylpenten-Copolymers vorzugsweise 300 MPa bis 1.400 MPa. Wenn ein Polymethylpenten-Copolymer einen Biegemodul von 300 MPa oder mehr und 1.400 MPa oder weniger aufweist, kann eine Harzzusammensetzung mit einer guten Flexibilität erzielt werden und kann somit als eine Ummantelungsschicht eines Stromkabels verwendet werden. Ein Biegemodul eines Polymethylpenten-Copolymers beträgt stärker bevorzugt 400 MPa oder mehr und 800 MPa oder weniger. Wenn ein Biegemodul eines Polymethylpenten-Copolymers innerhalb des oben beschriebenen Bereichs liegt, kann eine Harzzusammensetzung mit einer besseren Flexibilität erzielt werden. Ein Biegemodulwert kann erzielt werden, indem ein spritzgegossenes Stück einer Harzzusammensetzung mit einer Dicke von 3,2 mm hergestellt wird und eine Messung gemäß ASTM-D790 unter Verwendung einer Prüfgeschwindigkeit von 1,3 mm/min und bei einem Abstand zwischen den Drehpunkten von 51 mm bei einer Atmosphäre von 23°C ausgeführt wird.
Ein thermoplastisches Elastomer (TPE) der Ausführungsform ist das gleiche wie das in JIS K6418 (THERMOPLASTIC ELASTOMERS - NOMENCLATURE AND ABBREVIATED TERMS) definierte. Das heißt, ein thermoplastisches Elastomer (TPE) schließt ein Polymer oder eine Polymermischung ein, die ähnlich wie ein thermoplastisches Harz bei höherer Temperatur ausgeformt oder umgestaltet werden kann, während es bei Betriebstemperatur ähnliche Eigenschaften wie vulkanisierter Kautschuk aufweist. Beispiele für ein verwendetes thermoplastisches Elastomer (TPE) umfassen ein thermoplastisches Elastomer auf Amidbasis (TPA), ein thermoplastisches Elastomer auf Esterbasis (TPC), ein thermoplastisches Elastomer auf Olefinbasis (TPO), ein thermoplastisches Elastomer auf Styrolbasis (TPS), ein thermoplastisches Elastomer auf Urethanbasis (TPU), ein dynamisch vernetztes thermoplastisches Elastomer (TPV) und andere thermoplastische Elastomere (TPZ). Irgendeines der thermoplastischen Elastomere kann alleine verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten der thermoplastischen Elastomere können gemischt werden, worauf das Ergebnis verwendet werden kann.
Ferner ist es als thermoplastisches Elastomer mit einem Schmelzpunkt von weniger als 200°C bevorzugt, ein thermoplastisches Elastomer auf Olefinbasis (TPO) oder ein dynamisch vernetztes thermoplastisches Elastomer (TPV) zu verwenden. Wenn ein thermoplastisches Elastomer auf Olefinbasis (TPO) oder ein dynamisch vernetztes thermoplastisches Elastomer (TPV) verwendet wird, kann eine Harzzusammensetzung mit guter Flexibilität und Hitzebeständigkeit erzielt werden. Ferner ist es als thermoplastisches Elastomer stärker bevorzugt, ein dynamisch vernetztes thermoplastisches Elastomer (TPV) zu verwenden. Wenn ein dynamisch vernetztes thermoplastisches Elastomer (TPV) verwendet wird, kann eine Harzzusammensetzung mit guter Ölfestigkeit erzielt werden.
Beispiele eines thermoplastischen Elastomers auf Olefinbasis (TPO) umfassen eine Art von TPO, das eine einfache Mischung von Polyolefin und Kautschuk ist, und eine Art von TPO, das durch Zugabe eines Comonomers, wie Ethylen, während der Polymerisation von Propylen und anschließendes Mischen in-situ hergestellt wird. Ferner umfasst eine Kautschukphase des gemischten Materials keinen Vernetzungspunkt oder fast keinen Vernetzungspunkt.
Beispiele für das Polyolefin, das in einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis (TPO) verwendet wird, umfassen ein Homopolymer eines α-Olefins wie Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 4-Methyl-1-Penten, 1-Octen und 1-Decen oder ein Copolymer aus zwei oder mehreren α-Olefinen, die Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 4-Methyl-1-Penten, 1-Octen und 1-Decen umfassen. Insbesondere kann zum Beispiel ein Harz auf Polypropylenbasis oder ein Harz auf Polyethylenbasis verwendet werden.
Beispiele für den in einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis (TPO) verwendeten Kautschuk umfassen natürlich vorkommenden Kautschuk (NR), Isoprenkautschuk (IR), Butadienkautschuk (BR), einen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk (SBR), ein Acrylnitril-Butadien-Copolymer-Kautschuk (NBR), Chloroprenkautschuk (CR), Butylkautschuk (IIR), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM). Jeder der Kautschuke kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten der Kautschuke können gemischt werden, worauf das Ergebnis verwendet werden kann. Ein besonders bevorzugter Kautschuk, der in einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis (TPO) verwendet wird, ist wenigstens einer von Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM).
Ein dynamisch vernetztes thermoplastisches Elastomer (TPV) ist ein gemischtes Material aus einem thermoplastischen Harz und einem allgemeinen Kautschuk, wobei der Kautschuk eine dynamische Vernetzung aufweist, die während des Misch- oder Knetverfahrens ausgebildet wird. Es wird bevorzugt, ein gemischtes Material aus einem thermoplastischen Harz und einem vernetzten Kautschuk als ein thermoplastisches Elastomer der Ausführungsform zu verwenden, da eine Harzzusammensetzung mit einer guten Ölfestigkeit erzielt werden kann, wobei jedoch der Kautschuk nicht notwendigerweise durch dynamische Vulkanisation vernetzt werden muss. Das heißt, ein thermoplastisches Elastomer der Ausführungsform enthält vorzugsweise eine vernetzte Kautschukkomponente.
Beispiele für das in einem dynamisch vernetzten thermoplastischen Elastomer (TPV) verwendete thermoplastische Harz umfassen ein Harz auf Amidbasis, ein Harz auf Esterbasis, ein Harz auf Olefinbasis, ein Harz auf Styrolbasis und ein Harz auf Urethanbasis. Ein beliebiges der thermoplastischen Harze kann alleine verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten der thermoplastischen Harze können gemischt werden, worauf das Ergebnis verwendet werden kann.
Beispiele für den Kautschuk, der in einem dynamisch vernetzten thermoplastischen Elastomer (TPV) verwendet wird, schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, natürlich vorkommenden Kautschuk (NR), Isoprenkautschuk (IR), Butadienkautschuk (BR), Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk (SBR), Acrylnitril-Butadien-Copolymerkautschuk (NBR), Chloroprenkautschuk (CR), Butylkautschuk (IIR), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) ein. Jeder der Kautschuke kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten der Kautschuke können gemischt werden, worauf das Ergebnis verwendet werden kann. Ein besonders bevorzugter Kautschuk, der in einem dynamisch vernetzten thermoplastischen Elastomer (TPV) verwendet wird, ist wenigstens einer von Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM).
Wie oben beschrieben, beträgt in der Harzzusammensetzung 10 ein Massenverhältnis (A/B) zwischen einem nicht vernetzten strukturierten Harz (A) und einem thermoplastischen Elastomer (B) vorzugsweise 30/70 bis 60/40. Wenn der Gehalt eines nicht vernetzten strukturierten Harzes 30 Massenteile oder mehr beträgt, kann eine Harzzusammensetzung mit guter Hitzebeständigkeit erzielt werden. Wenn ein Gehalt an einem nicht vernetzten strukturierten Harz 60 Massenteile oder weniger beträgt, kann ferner eine Harzzusammensetzung mit einer guten Flexibilität erzielt werden und kann somit beispielsweise als eine Ummantelungsschicht eines Stromkabels verwendet werden. Ferner beträgt der Anteil des vernetzungsfreien strukturierten Harzes stärker bevorzugt 35 Massenteile bis 55 Massenteile. Wenn der Gehalt des nicht vernetzten strukturierten Harzes innerhalb des oben beschriebenen Bereichs liegt, kann eine Harzzusammensetzung mit besserer Hitzebeständigkeit und Flexibilität erzielt werden. Wenn andererseits der Gehalt eines thermoplastischen Elastomers in (insgesamt) 100 Massenteilen eines nicht vernetzten strukturierten Harzes und eines thermoplastischen Elastomers 40 Massenteile oder mehr beträgt, kann eine Harzzusammensetzung mit guter Flexibilität erzielt werden. Wenn ferner der Gehalt eines thermoplastischen Elastomers 70 Gewichtsteile oder weniger beträgt, kann eine Harzzusammensetzung mit guter Hitzebeständigkeit erzielt werden. Ferner beträgt der Gehalt eines thermoplastischen Elastomers stärker bevorzugt 45 Massenteile bis 65 Massenteile. Wenn der Gehalt des thermoplastischen Elastomers innerhalb des oben beschriebenen Bereichs liegt, kann eine Harzzusammensetzung mit besserer Flexibilität und Hitzebeständigkeit erzielt werden.
In einer Harzzusammensetzung 10 beträgt die Schmelzflussrate eines thermoplastischen Elastomers vorzugsweise 0,5 g/10 Minuten oder weniger. Wenn die Schmelzflussrate 0,5 g/10 Minuten oder weniger beträgt, neigt ein mittleres Seitenverhältnis einer dispergierten Phase dazu, 10 oder weniger zu sein, und somit kann die Flexibilität der Ummantelungsschicht 3 verbessert werden. Die Schmelzflussrate kann durch ein Verfahren zur Messung gemäß JIS K7210-1 (PLASTICS - DETERMINATION OF THE MELT MASS-FLOW RATE (MFR) AND MELT VOLUME-FLOW RATE (MVR) OF THERMOPLASTICS - PART 1: STANDARD METHOD) erzielt werden. Weiterhin sind die Bedingungen zur Messung der Schmelzflussrate wie folgt: Versuchstemperatur von 250°C und Belastung von 2,16 kg.
In einer Harzzusammensetzung 10 beträgt ein Momentanwert der Durometerhärte des Typs A eines thermoplastischen Elastomers vorzugsweise 50 oder mehr. Genauer gesagt ist ein Momentanwert der Durometerhärte des Typs A eines thermoplastischen Elastomers vorzugsweise 50 oder mehr und 100 oder weniger. Wenn ein Momentanwert der Durometerhärte des Typs A 50 oder mehr und 100 oder weniger beträgt, werden die Abriebsfestigkeitseigenschaften einer Harzzusammensetzung weiter verbessert, und somit kann die Harzzusammensetzung vorzugsweise in einer Ummantelungsschicht 3 verwendet werden. Ein Momentanwert der Durometerhärte des Typs A beträgt stärker bevorzugt 70 oder mehr und 90 oder weniger. Wenn ein Momentanwert der Durometerhärte des Typs A innerhalb des oben beschriebenen Bereichs liegt, kann eine Harzzusammensetzung mit guter Flexibilität erzielt werden, und somit kann die Harzzusammensetzung vorzugsweise in einer Ummantelungsschicht 3 verwendet werden. Ein Momentanwert der Durometerhärte des Typs A kann gemäß JIS K7215 (TESTING METHODS FOR DUROMETER HARDNESS OF PLASTICS) gemessen werden.
Eine Harzzusammensetzung 10, die die Ummantelungsschicht 3 bildet, enthält vorzugsweise zusätzlich zu dem oben beschriebenen nicht vernetzten strukturierten Harz und dem thermoplastischen Elastomer ein Flammschutzmittel. Beispiele für ein Flammschutzmittel, das verwendet werden kann, umfassen ein organisches Flammschutzmittel und ein anorganisches Flammschutzmittel. Ein beliebiges der Flammschutzmittel kann alleine verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten der Flammschutzmittel können gemischt werden, worauf das Ergebnis verwendet werden kann. Beispiele für ein organisches Flammschutzmittel, das verwendet werden kann, umfassen ein Flammschutzmittel auf Halogenbasis, wie etwa ein Flammschutzmittel auf Brombasis und ein Flammschutzmittel auf Chlorbasis; und ein Flammschutzmittel auf Phosphorbasis, wie etwa einen Phosphorsäureester, einen kondensierter Phosphorsäureester, eine cyclische Phosphorverbindung und roten Phosphor. Beispiele für ein anorganisches Flammschutzmittel, das verwendet werden kann, schließen ein Metallhydroxid und ein Flammschutzmittel auf Antimonbasis ein. Ferner ist ein Flammschutzmittel vorzugsweise ein organisches Flammschutzmittel, besonders bevorzugt ein Flammschutzmittel auf Halogenbasis. Ein weiteres bevorzugteres Flammschutzmittel, das verwendet wird, ist ein bromiertes Flammschutzmittel. Wenn das oben beschriebene Flammschutzmittel verwendet wird, kann eine Harzzusammensetzung mit guter Wärmealterungsbeständigkeit erzielt werden.
Beispiele für bromhaltige Flammschutzmittel, die verwendet werden können, umfassen 1,2-Bis(Bromphenyl)Ethan, 1,2-Bis(Pentabromphenyl)Ethan, Hexabrombenzen, Ethylenbis-Dibromorbornandicarboximid, Ethylenbis-Tetrabromphthalimid, Tetrabrombisphenol S, Tris(2,3-Dibrompropyl-1)Isocyanurat, Hexabromcyclododecan (HBCD), Octabromphenyl-Ether, Tetrabrombisphenol A (TBA), ein TBA-Epoxyoligomer oder -polymer, TBA-Bis(2,3-dibrompropyl-Ether), Decabromdiphenyl-Oxid, Polydibromphenylen-Oxid, Bis(Tribromphenoxy)Ethan, Ethylenbis-Pentabrombenzen, Dibromethyl-Dibrocyclohexan, Dibromneopentyl-Glycol, Tribromphenol, Tribromphenolallyl-Ether, Tetradecabromdiphenoxybenzen, 2,2-Bis(4-Hydroxy-3,5-Dibromphenyl)Propan, 2,2-Bis(4-Hydroxyethoxy-3,5-Dibromphenyl)Propan, Pentabromphenol, Pentabromtoluen, Pentabromdiphenyl-Oxid, Hexabromdiphenyl-Ether, Octabromdiphenyl-Ether, Octabromdiphenyl-Oxid, Dibromneopentyl-Glykol-Tetracarbonat, Bis(Tribromphenyl)Fumaramid und N-Methylhexabromphenylamin.
Weiterhin wird es bevorzugt, als Flammschutzmittel auf Brombasis 1,2-Bis(Pentabromphenyl)Ethan zu verwenden. Wenn das oben beschriebene Flammschutzmittel verwendet wird, kann eine Harzzusammensetzung mit einer guten Flammbeständigkeit erzielt werden.
Die Menge des enthaltenen Flammschutzmittels ist nicht speziell beschränkt, wobei das Flammschutzmittel vorzugsweise in einer Menge von beispielsweise 8 bis 50 Massenteilen, bezogen auf (insgesamt) 100 Massenteile eines nicht vernetzten strukturierten Harzes und eines thermoplastischen Elastomers enthalten ist, das heißt, bezogen auf (insgesamt) 100 Massenteile eines Polymethylpenten-Copolymers in einer Menge von 30 bis 60 Massenteilen und des oben beschriebenen thermoplastischen Elastomers in einer Menge von 40 bis 70 Massenteilen. Wenn eine Menge eines enthaltenen Flammschutzmittels 8 Massenteile oder mehr beträgt, kann eine Harzzusammensetzung mit guter Flammbeständigkeit erzielt werden. Wenn eine Menge eines enthaltenen Flammschutzmittels 50 Massenteile oder weniger umfasst, kann eine Harzzusammensetzung mit guter Wärmealterungsbeständigkeit erzielt werden. Ferner beträgt die Menge an enthaltenem Flammschutzmittel vorzugsweise 20 bis 40 Massenteile, bezogen auf (insgesamt) 100 Massenteile eines nicht vernetzten strukturierten Harzes und eines thermoplastischen Elastomers. Wenn eine enthaltene Menge innerhalb des oben beschriebenen Bereichs liegt, kann eine Harzzusammensetzung mit besserer Flammbeständigkeit und Wärmealterungsbeständigkeit erzielt werden.
Ein Flammschutzmittel ist vorzugsweise in einer kontinuierlichen Phase 11 und einer dispergierten Phase 12 einer Harzzusammensetzung 10 dispergiert. Daher wird es in einer Harzzusammensetzung 10 bevorzugt, dass ein durchschnittlicher Abstand zwischen Partikeln eines Flammschutzmittels 5 µm oder mehr beträgt. Wenn ein durchschnittlicher Abstand zwischen den Partikeln 5 µm oder mehr beträgt, wird die Aggregation eines Flammschutzmittels gehemmt, womit die Flexibilität der Ummantelungsschicht 3 verbessert werden kann. Ein Abstand zwischen Partikeln eines Flammschutzmittels kann ermittelt werden, indem eine Harzzusammensetzung 10 unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (SEM) betrachtet wird.
Eine Harzzusammensetzung 10 einer Ummantelungsschicht 3 gemäß der Ausführungsform hat vorzugsweise einen Biegemodul von 400 MPa oder weniger, wenn die Harzzusammensetzung ein Polymethylpenten-Copolymer, ein thermoplastisches Elastomer und ein Flammschutzmittel enthält. Wenn ein Biegemodul einer Harzzusammensetzung 400 MPa oder weniger beträgt, weist eine Harzzusammensetzung eine ausgezeichnete Flexibilität auf und kann somit für eine Ummantelungsschicht eines Stromkabels und dergleichen verwendet werden.
In einer Harzzusammensetzung 10 einer Ummantelungsschicht 3 gemäß der Ausführungsform können verschiedene Additive zugegeben werden, solange die Additive Wirkungen der Ausführungsform nicht verhindern. Beispiele für die Additive umfassen ein Antioxidationsmittel, einen Metalldeaktivator, ein Alterungsschutzmittel, ein Gleitmittel, einen Füllstoff (Füller), ein Verstärkungsmittel, einen Ultraviolettabsorber, einen Stabilisator, einen Weichmacher, ein Pigment, ein Färbemittel, einen Farbstoff, ein antistatisches Mittel, ein Schäumungsmittel und ein Flammschutzmittel.
Die Harzzusammensetzung 10 einer Ummantelungsschicht 3 gemäß der Ausführungsform wird durch Schmelzkneten der oben beschriebenen Materialien hergestellt, und ein Verfahren, das für die Herstellung verwendet wird, umfasst ein allgemein bekanntes Verfahren. Zum Beispiel kann eine Harzzusammensetzung 10 durch vorheriges Mischen der Materialien unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeitsmischvorrichtung, wie etwa eines Henschel-Mischers, und anschließendes Kneten der gemischten Materialien unter Verwendung einer allgemein bekannten Knetvorrichtung, wie eines Banbury-Mischers, eines Kneters, eines Walzwerkes, eines Einschneckenextruder und ein Doppelschneckenextruders erzielt werden.
Ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel 1 gemäß der Ausführungsform umfasst eine Ummantelungsschicht 3, die eine Harzzusammensetzung 10 und einen elektrischen Leiter 2 umfasst, der mit der Ummantelungsschicht 3 beschichtet ist. Wie oben beschrieben, weist eine Harzzusammensetzung 10 gemäß der Ausführungsform eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und Flexibilität auf und ist somit für eine Ummantelungsschicht 3 eines hitzebeständigen flexiblen Stromkabels 1 geeignet.
Als ein elektrischer Leiter 2 kann ein einadriges Kabel, das einen Strang umfasst, oder ein verdrilltes Kabel verwendet werden, das eine Litze von zwei oder mehr Strängen umfasst. Die Litze, die verwendet werden kann, schließt jedes einer konzentrischen Litze ein, die eine oder mehrere Litzen in der Mitte des Kabels und Litzen aufweist, die konzentrisch um die zentralen Litzen herum verdrillt sind; eine zusammengefasste Litze mit zwei oder mehr Strängen, die als Ganzes in einer Richtung verdrillt sind; und eine Komposit-Litze mit zwei oder mehr zusammengefassten Litzen, die konzentrisch verdrillt sind.
Ein Durchmesser eines elektrischen Leiters 2 und ein Durchmesser jedes der Stränge, die einen elektrischen Leiter 2 bilden, sind nicht speziell beschränkt. Zudem ist ein Material eines elektrischen Leiters 2 nicht speziell beschränkt, und beispielsweise können im Allgemeinen Metalle, eine elektrisch leitende Faser und ein elektrisch leitendes Polymer für das Material verwendet werden. Insbesondere umfassen Beispiele des Materials, das für einen elektrischen Leiter 2 verwendet werden kann, ein allgemein bekanntes elektrisch leitendes Metallmaterial, wie etwa Kupfer und eine Kupferlegierung, sowie Aluminium und eine Aluminiumlegierung. Solche elektrisch leitenden Metallmaterialien haben eine gute Flexibilität und Elektroleitfähigkeit und sind daher besonders bevorzugt. Ferner kann eine Plattierung auf die Oberfläche des elektrischen Leiters 2 aufgebracht werden, wobei beispielsweise eine Zinnplattierung, Silberplattierung und Nickelplattierung auf die Oberfläche aufgebracht sein können.
Eine Ummantelungsschicht 3 aus einem hitzebeständigen flexiblen elektrischen Kabel 1 gemäß der Ausführungsform wird durch Schmelzkneten von Materialien einer Harzzusammensetzung, wie oben beschrieben, hergestellt, wobei ein Verfahren, das für die Herstellung verwendet wird, ein allgemein bekanntes Verfahren einschließt. Ferner umfasst ein Verfahren, das zum Beschichten eines elektrischen Leiters 2 mit einer Ummantelungsschicht 3 verwendet wird, ein allgemein bekanntes Verfahren. Zum Beispiel kann die Ummantelungsschicht 3 durch ein übliches Extrusionsformverfahren ausgebildet werden. Beispiele eines Extruders, der bei dem Extrusionsformverfahren verwendet wird, umfassen einen Einschneckenextruder und einen Doppelschneckenextruder, der mit einer Schnecke, einer Lochscheibe, einem Kreuzkopf, einem Verteiler, einem Nippel und Formen ausgestattet ist.
Zum Beispiel wird eine Harzzusammensetzung, die eine Ummantelungsschicht 3 bildet, durch eine Schnecke geschmolzen und geknetet, und dann wird eine bestimmte Menge des Ergebnisses durch eine Lochscheibe einem Kreuzkopf zugeführt. Die geschmolzene Harzzusammensetzung fließt durch einen Verteiler auf einen Umfang eines Nippels und wird dann durch Düsen, die auf einen Umfang eines elektrischen Leiters aufgetragen werden, extrudiert, und somit kann eine Ummantelungsschicht 3, die einen Umfang eines elektrischen Leiters 2 bedeckt, erzielt werden.
Bei einem hitzebeständigen flexiblen elektrischen Kabel 1 der Ausführungsform kann eine Ummantelungsschicht durch Extrudieren ähnlich einer Harzzusammensetzung für ein allgemeines Stromkabel ausgebildet werden. Ferner kann in Bezug auf ein Verarbeitungsverfahren einer Harzzusammensetzung als ein Verfahren zum Kneten von Harzmaterialien und ein Verfahren zum Auftragen einer Beschichtung auf ein Stromkabel ein am besten geeignetes Verarbeitungsverfahren entsprechend einem beabsichtigten Zweck ausgewählt werden, wobei das Verfahren nicht spezifisch begrenzt ist. Somit können verschiedene Modifikationen an dem Verarbeitungsverfahren vorgenommen werden, ohne vom Geist der Ausführungsform abzuweichen.
Wie oben beschrieben, umfasst ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel 1 gemäß der Ausführungsform eine Ummantelungsschicht 3 mit einer phasengetrennten Struktur einschließlich einer kontinuierlichen Phase 11, die mit einem nicht vernetzten strukturierten Harz mit einem Schmelzpunkt von 200°C oder mehr ausgebildet ist, und einer dispergierten Phase 12, die mit einem thermoplastischen Elastomer mit einem Schmelzpunkt von weniger als 200°C ausgebildet ist. Zudem umfasst das hitzebeständige flexible Stromkabel 1 einen elektrischen Leiter 2, der mit der Ummantelungsschicht 3 beschichtet ist. Ferner beträgt ein durchschnittliches Seitenverhältnis der dispergierten Phase 12 10 oder weniger. Bei einer Ummantelungsschicht 3 mit einer derartigen phasengetrennten Struktur wird die Hitzebeständigkeit durch die kontinuierliche Phase 11 verbessert, die ein nicht vernetztes strukturiertes Harz enthält, und die Flexibilität wird durch die dispergierte Phase 12 verbessert, die ein thermoplastisches Elastomer enthält. Somit kann ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel 1 mit ausgezeichneter Flexibilität zusätzlich zu hoher Hitzebeständigkeit erzielt werden.
Ein Kabelbaum gemäß der Ausführungsform umfasst das oben beschriebene hitzebeständige flexible Stromkabel 1. Wie oben beschrieben, weist ein hitzebeständiges flexibles Stromkabel 1 eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und Flexibilität auf, und somit kann das hitzebeständige flexible Stromkabel 1 vorzugsweise beispielsweise als ein Kabelbaum eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Da ein derartiger Kabelbaum außerdem einen ausgezeichneten Hochtemperatur-Schmelzwiderstand aufweist, kann der Kabelbaum vorzugsweise in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Beispiel und die Vergleichsbeispiele ausführlicher beschrieben, sollte jedoch nicht so ausgelegt werden, dass sie in irgendeiner Weise auf diese Beispiele beschränkt ist.
[Herstellung von Proben der Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 2] <Herstellung der Harzzusammensetzung>
Zunächst wurde eine Harzzusammensetzung von jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele durch Schmelzkneten eines Polymethylpenten-Copolymers, eines thermoplastischen Elastomers, eines Flammschutzmittels und eines flammhemmenden Hilfsmittels, die unten beschrieben sind, in Mengen, wie in Tabelle 1 gezeigt, unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders hergestellt.
(Polymethylpenten-Copolymer)

- TPX (eingetragenes Warenzeichen) MX004, hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., Biegemodul: 750 MPa
- TPX (eingetragenes Warenzeichen) RT18, hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., Biegemodul: 1450 MPa

(Thermoplastisches Elastomer)

- Milastomer (eingetragenes Warenzeichen) 9020NS, ein dynamisch vernetztes thermoplastisches Elastomer (TPV), hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., MFR: 0,02 g/10 min, Durometerhärte Typ A: 89
- Milastomer (eingetragenes Warenzeichen) 6030NS, ein dynamisch vernetztes thermoplastisches Elastomer (TPV), hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., MFR: 0,10 g/10 min, Durometerhärte Typ A: 50
- PRIME TPO (eingetragenes Warenzeichen) R110E, ein auf Olefin basierendes thermoplastisches Elastomer (TPO), hergestellt von Prime Polymer Co., Ltd., MFR: 2,19 g/10 min
- TAFMER (eingetragenes Warenzeichen) DF605, ein thermoplastisches Elastomer auf Olefinbasis (TPO, Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymer), hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., MFR: 1,46 g/10 min

(Flammschutzmittel)

- SAYTEX (eingetragenes Warenzeichen) 8010, 1,2-Bis(2,3,4,5,6-Pentabromphenyl)Ethan, hergestellt von der Albemarle Corporation

(Flammschutzhilfsmittel)

- PATOX (eingetragenes Warenzeichen) -M: Antimontrioxid, hergestellt von NIHON SEIKO CO., LTD.,

[Tabelle 1]

		Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2
Polymethylpenten-Copolymer (Massenteile )	TPX MX004	30	45	60	45	-	45	45
Polymethylpenten-Copolymer (Massenteile )	TPX RT18	-	-	-	-	45	-	-
Vernetzter Kautschuk mit Elastomer (Massenteile)	Milastomer 9020NS	70	55	40	-	55	-	-
Vernetzter Kautschuk mit Elastomer (Massenteile)	Milastomer 6030NS	-	-	-	55	-	-	-
Vernetzter Kautschuk ohne Elastomer (Massenteile )	PRIME TPO R110E	-	-	-	-	-	55	-
Vernetzter Kautschuk ohne Elastomer (Massenteile )	TAFMER DF605	-	-	-	-	-	-	55
Brombasiertes Flammschutzmittel (Massenteile )	SAYTEX8010	30	30	30	30	30	30	30
Flammschutzhilfsmittel (Massenteile )	PATOX-M	5	5	5	5	5	5	5
Eigenschaften	Durchschnittliches Seitenverhältnis	○	○	○	○	○	×	×
	Hochtemperatur -Schmelzwiderstand	○	○	○	○	○	○	○
	Flexibilität	○	○	○	○	Δ	×	×
	Abriebsfestigkeitseigenschaften	○	○	○	○	○	○	○
	Ölfestigkeit	○	○	○	○	○	×	×
	Flammbeständigkeit	○	○	○	○	○	○	○

<Herstellung von Stromkabeln>
Ein Stromversuchskabel einschließlich eines elektrischen Leiters, der 3 mm² Kupfer umfasst und mit einer Harzzusammensetzung aus jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele ummantelt ist, wurde durch Extrusionsausformen unter Verwendung einer Extrusionsummantelungsmaschine für eine Stromkabelherstellung unter Temperaturbedingungen bei 250°C hergestellt. Bei Ausführung des Extrusionsausformens wurde der Außendurchmesser eines Stromkabels einschließlich einer Ummantelungsschicht auf 3,25 mm eingestellt.
[Auswertung]
<Durchschnittliches Seitenverhältnis>
Ein durchschnittliches Seitenverhältnis einer dispergierten Phase in jedem Stromversuchskabel von jedem der Beispiele wurde wie folgt gemessen. Zuerst wurde ein Stromversuchskabel in Harz eingebettet. Dann wurde ein Trimmen und Abgleichen unter Verwendung eines Ultramikrotoms ausgeführt, das mit einem Diamantmesser ausgestattet war, worauf eine Dampffärbung mit einem Metalloxid ausgeführt und anschließend ein ultradünner Abschnitt hergestellt wurde. Dann wurde ein Längsschnitt des Stromkabels zur Überprüfung untersucht. Ein verwendetes Untersuchungssystem war ein Transmissionselektronenmikroskop HT7700 der Hitachi High-Technologies Corporation, das bei einer Beschleunigungsspannung von 100 kV betrieben wurde.
Anschließend wurde ein Bild um das 30.000-Fache vergrößert, worauf willkürlich 50 dispergierte Phasen aus den erzielten Bildern ausgewählt wurden. Dann wurden Verhältnisse zwischen einer Hauptachse der Längsrichtung des Stromkabels und einer Nebenachse senkrecht zur Längsrichtung in jeder der dispergierten Phasen ermittelt, worauf ein Durchschnittswert berechnet wurde. Betrug ein durchschnittliches Seitenverhältnis 10 oder weniger, wurde das Ergebnis als „0“ bewertet, und wenn ein durchschnittliches Seitenverhältnis mehr als 10 betrug, wurde das Ergebnis als „x“ bewertet.
<Hochtemperatur -Schmelzwiderstand>
Der Hochtemperatur-Schmelzwiderstand wurde wie folgt bewertet. Zuerst wurde um einen Dorn mit einem Durchmesser, der gleich dem Außendurchmesser eines Stromversuchskabels jedes der Beispiele ist, ein Stromversuchskabel ohne Zwischenraum aufgewickelt und anschließend für 30 Minuten bei 200°C erhitzt. Daraufhin wurde das Stromversuchskabel von dem Dorn abgewickelt und dann visuell überprüft, ob der elektrische Leiter freilag oder nicht. Wurde beobachtet, dass der elektrische Leiter nach dem Erhitzen auf 200°C nicht freilag, wurde das Stromversuchskabel „0“ bewertet. Wenn ein Freiliegen des elektrischen Leiters nach dem Erhitzen auf 200°C beobachtet wurde, wurde das Stromversuchskabel mit „x“ bewertet.
<Flexibilität>
Zuerst wurde ein Stromversuchskabel in Stücke mit einer Länge von 100 mm geschnitten, um Versuchsproben zu erzeugen. Dann wurde, wie in 3 gezeigt, die Versuchsprobe 20 auf Rollen 21 plaziert, die in einem Abstand von 60 mm angeordnet waren. Daraufhin wurde eine Last auf die Mitte der Versuchsprobe von oben mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/Minute aufgebracht und die maximale Belastung bis zum Absenken des Stromkabels unter Verwendung einer Kraftmessvorrichtung gemessen. Wenn ein in der Kraftmessvorrichtung gezeigter Wert weniger als 7 N betrug, wurde das Ergebnis als „O“ bewertet, wenn ein Wert 7 N oder mehr und 8,5 N oder weniger betrug, wurde das Ergebnis als „Δ“ bewertet, und wenn ein Wert mehr als 8,5 N betrug, wurde das Ergebnis als „x“ bewertet.
<Abriebsfestigkeitseigenschaften >
Abriebsfestigkeitseigenschaften wurden durch Bandschleifen bewertet. Zunächst wurde ein Stück 150 J Granat-Sandpapier bereitgestellt, auf dem elektrisch leitende Bänder mit einer Breite von 5 mm bis 10 mm senkrecht zu einem Rand des Sandpapiers in Intervallen von höchstens 75 mm befestigt waren. Eine geeignete Klammer wurde an einem Schwenkarm befestigt, so dass eine Versuchsprobe auf einen unbenutzten Teil des Schleifpapier-Schleifband gelegt wurde. Die Versuchsprobe wurde verbreitert, aber nicht gestreckt, und somit wurde die Versuchsprobe mit einer Länge von 900 mm horizontal angeordnet. Das Schleifband wurde in Kontakt mit der Versuchsprobe gebracht, worauf ein Gewicht von 1.500 g auf das Schleifband aufgebracht wurde. In diesem Zustand wurde das Schleifband mit einer Geschwindigkeit von 1.500 ± 75 mm/Minute bewegt, worauf die Länge eines Schleifbandes gemessen wurde, das verwendet wurde, bis die Versuchsprobe abgenutzt war, um den metallischen elektrischen Leiter mit dem Schleifband in Kontakt zu bringen. Daraufhin wurde die Versuchsprobe um 50 mm bewegt und anschließend die Versuchsprobe um 90° im Uhrzeigersinn gedreht. Dieser Vorgang wurde wiederholt und die Messung insgesamt 4 mal durchgeführt. Wenn eine Länge bis zum Auftreten des Kontakts 330 mm oder mehr betrug, wurde das Ergebnis als „O“ bewertet, und wenn eine Länge bis zum Auftreten des Kontakts weniger als 330 mm betrug, wurde das Ergebnis als „x“ bewertet.
<Ölfestigkeit>
Die Ölfestigkeit wurde wie folgt bewertet. Zunächst wurde eine Flüssigkeit bereitgestellt, in der 2,2,4-Trimethylpentan und Toluol in einem Verhältnis von 1:1 gemischt waren. Dann wurde der Außendurchmesser einer Versuchsprobe gemessen und anschließend die Versuchsprobe 20 Stunden bei 23°C in die Flüssigkeit eingetaucht. Nach dem Eintauchen wurde die Versuchsprobe aus der Flüssigkeit entnommen und die an der Oberfläche anhaftende Flüssigkeit abgewischt, und anschließend ein Außendurchmesser desselben Teils gemessen, der vor dem Eintauchen gemessen wurde. Dann wurde eine Änderungsrate (%) von dem Außendurchmesser vor dem Eintauchen in die Flüssigkeit zu dem Außendurchmesser nach dem Eintauchen unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet. Wenn die Änderungsrate von dem Außendurchmesser vor dem Eintauchen in die Flüssigkeit auf den Außendurchmesser nach dem Eintauchen 15% oder weniger betrug, wurde das Ergebnis als „O“ bewertet, und wenn die Rate mehr als 15% betrug, wurde das Ergebnis als „x“ bewertet. $\begin{array}{l} Änderungsrate (%) = (Außendurchmesser nach dem Eintauchen - Außendurchmesser \\ vor dem Eintauchen) / (äußerer Durchmesser vor dem Eintauchen) \times 100 \end{array}$
<Flammbeständigkeit>
Die Flammbeständigkeit wurde wie folgt bewertet. Zunächst wurden Stromversuchskabel aus den Beispielen und Vergleichsbeispielen in Stücke mit einer Länge von 600 mm oder mehr geschnitten, um Versuchsproben zu erstellen. Dann wurde jede der Versuchsproben in einer Abzugshaube in einem Winkel von 45 Grad fixiert. Anschließend wurde eine innere Flamme eines Bunsenbrenners mit der Versuchsprobe in einem Abschnitt von 500 mm ± 5 mm von dem oberen Ende der Versuchsprobe für 30 Sekunden in Kontakt gebracht, worauf der Bunsenbrenner von der Versuchsprobe entfernt wurde. Wenn sämtliche Flammen einer Ummantelungsschicht innerhalb von 70 Sekunden nach dem Entfernen des Bunsenbrenners von der Versuchsprobe erloschen und keine Flammenfluktuation auftrat, wenn sich die Ummantelungsschicht entzündete, wurde das Ergebnis mit „O“ bewertet. Wenn andererseits die Versuchsprobe länger als 70 Sekunden brannte, wurde das Ergebnis als „x“ bewertet.
[Ergebnisse der Auswertungen]
Wie in Tabelle 1 gezeigt, ist ein durchschnittliches Seitenverhältnis einer dispergierten Phase der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 zu 5 10 oder weniger. Es versteht sich daher, dass die Harzzusammensetzungen eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit (Hochtemperatur-Schmelzwiderstand) und Flexibilität aufweisen. Da ein Polymethylpenten-Copolymer, das in Beispiel 5 verwendet wurde, einen Biegemodul von mehr als 1.400 MPa aufwies, weist die Harzzusammensetzung aus Beispiel 5 eine geringfügig geringere Flexibilität auf als diejenigen aus anderen Beispielen.
Da Harzzusammensetzungen aus den Vergleichsbeispielen 1 und 2 ein mittleres Seitenverhältnis von mehr als 10 aufweisen, weisen die Harzzusammensetzungen andererseits eine geringere Flexibilität auf. Da TPO, das keine vernetzte Kautschukkomponente enthält, als thermoplastisches Elastomer der Harzzusammensetzungen in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 verwendet wurde, weisen die Harzzusammensetzungen außerdem eine geringere Ölfestigkeit auf.
[Bereitstellung von Proben der Beispiele 6 bis 20 und Vergleichsbeispiele 3]
<Herstellung der Harzzusammensetzung>
Zunächst wurde eine Harzzusammensetzung jedes der Beispiele und Vergleichsbeispiele durch Schmelzkneten eines Polymethylpenten-Copolymers, eines thermoplastischen Elastomers, eines Flammschutzmittels und eines Flammschutzmittelhilfsmittels, die nachstehend beschrieben sind, in Mengen, wie in Tabelle 2 bis Tabelle 4 gezeigt, unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders vorbereitet.
(Polymethylpenten-Copolymer)

- TPX (eingetragenes Warenzeichen) MX002: hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., Biegemodul: 480 MPa
- TPX (eingetragenes Warenzeichen) MX004: hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., Biegemodul: 750 MPa
- TPX (eingetragenes Warenzeichen) RT18: hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., Biegemodul: 1.450 MPa

(Thermoplastisches Elastomer)

- Milastomer (eingetragenes Warenzeichen) 8030NS: ein thermoplastisches Kautschukvulkanisat (TPV), hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., Durometerhärte Typ A: 88
- Milastomer (eingetragenes Warenzeichen) 5030NS: ein thermoplastisches Kautschukvulkanisat (TPV), hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., Durometerhärte Typ A: 51
- Milastomer (eingetragenes Warenzeichen) 4010NS: ein thermoplastisches Kautschukvulkanisat (TPV), hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., Durometerhärte Typ A: 46
- PRIME TPO (eingetragenes Warenzeichen) R110MP: ein thermoplastisches Elastomer auf Olefinbasis (TPO), hergestellt von Prime Polymer Co., Ltd., Durometerhärte Typ A: 68 (Flammschutzmittel)
- SAYTEX (eingetragenes Warenzeichen) 8010, 1,2-Bis(2,3,4,5,6-Pentabromphenyl)Ethan, hergestellt von der Albemarle Corporation
- KISUMA (eingetragenes Warenzeichen) 5AL: stearinsäure-behandeltes Magnesiumhydroxid, hergestellt von Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. (Flammschutzhilfsmittel)
- PATOX (eingetragenes Warenzeichen) -M: Antimontrioxid, hergestellt von NIHON SEIKO CO., LTD.,

[Tabelle 2]

			Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8	Beispiel 9	Beispiel 10
Polymethylpenten-Copolymer (Massenteile )		TPX MX002	-	-	-	-	-
		TPX MX004	30	45	60	45	45
		TPX RT18	-	-	-	-	-
Thermoplastisches Elastomer (Massenteile)	TPV	8030NS	-	-	-	-	-
		5030NS	70	55	40	55	55
		4010NS	-	-	-	-	-
	TPO	R110MP	-	-	-	-	-
Flammschutzmittel (Massenteile )	Brombasiertes Flammschutzmittel	SAYTEX8010	15	15	15	8	30
Flammschutzmittel (Massenteile )	Metallhydroxid	5AL	-	-	-	-	-
Flammschutzhilfsmittel (Massenteile)		PATOX-M	5	5	5	5	5
Eigenschaften		Biegemodul	○	○	○	○	○
		Hochtemperatur -Schmelzwiderstand	○	○	○	○	○
		Flexibilität	○	○	○	○	○
		Abriebsfestigkeitseigenschaften	○	○	○	○	○
		Ölfestigkeit	○	○	○	○	○
		Flammbeständigkeit	○	○	○	○	○
		Wärmealterungsbeständigkeit	○	○	○	○	○

[Tabelle 3]

			Beispiel 11	Beispiel 12	Beispiel 13	Beispiel 14	Beispiel 15
Polymethylpenten-Copolymer (Massenteile )		TPX MX002	45	-	-	-	-
		TPX MX004	-	45	25	45	45
		TPX RT18	-	-	-	-	-
Thermoplastisches Elastomer (Massenteile )	TPV	8030NS	-	55	-	-	-
		5030NS	55	-	75	55	55
		4010NS	-	-	-	-	-
	TPO	R110MP	-	-	-	-	-
Flammschutzmittel (Massenteile )	Brombasiertes Flammschutzmittel	SAYTEX8010	15	15	15	5	35
Flammschutzmittel (Massenteile )	Metallhydroxid	5AL	-	-	-	-	-
Flammschutzhilfsmittel (Massenteile)		PATOX-M	5	5	5	5	5
Eigenschaften		Biegemodul	○	○	○	○	○
		Hochtemperatur -Schmelzwiderstand	○	○	×	○	○
		Flexibilität	○	○	○	○	○
		Abriebsfestigkeitseigenschaften	○	○	○	○	○
		Ölfestigkeit	○	○	○	○	○
		Flammbeständigkeit	○	○	○	×	○
		Wärmealterungsbeständigkeit	○	○	○	○	×

[Tabelle 4]

			Beispiel 16	Beispiel 17	Beispiel 18	Beispiel 19	Beispiel 20	VergleichsBeispiel 3
Polymethylpenten-Copolymer (Massenteile )		TPX MX002	-	-	-	-	-	-
		TPX MX004	45	45	45	-	45	65
		TPX RT18	-	-	-	45	-	-
Thermoplastisches Elastomer (Massenteile)	TPV	8030NS	-	-	-	-	-	-
		5030NS	-	55	55	55	-	35
		4010NS	-	-	-	-	55	-
	TPO	R110MP	55	-	-	-	-	-
Flammschutzmittel (Massenteile )	Brombasiertes Flammschutzmittel	SAYTEX8010	15	-	-	15	15	15
Flammschutzmittel (Massenteile )	Metallhydroxid	5AL	-	30	60	-	-	-
Flammschutzhilfsmittel (Massenteile)		PATOX-M	5	5	5	5	5	5
Eigenschaften		Biegemodul	○	○	○	○	○	×
		Hochtemperatur-Schmelzwiderstand	○	○	○	○	○	○
		Flexibilität	○	○	○	Δ	○	×
		Abriebsfestigkeitseigenschaften	○	○	○	○	×	○
		Ölfestigkeit	×	○	○	○	○	○
		Flammbeständigkeit	○	×	○	○	○	○
		Wärmealterungsbeständigkeit	○	○	×	○	○	○

<Herstellung von Stromkabeln>
Ein Stromversuchkabel, das mit einer Harzzusammensetzung aus jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele ummantelt war, wurde auf änliche Weise wie in beispiel 1 hergestellt.
[Auswertung]
<Biegemodul>
Ein Biegemodulwert wurde erzielt, indem ein spritzgegossenes Stück einer Harzzusammensetzung mit einer Dicke von 3,2 mm hergestellt wurde und eine Messung gemäß ASTM-D790 unter Verwendung einer Versuchsgeschwindigkeit von 1,3 mm/min und eines Abstandes zwischen den Drehpunkten von 51 mm unter Atmosphäre von 23°C ausgeführt wurde. Wenn dann ein Biegemodul 400 MPa oder weniger betrug, wurde das Ergebnis mit „O“ bewertet, und wenn ein Biegemodul höher als 400 MPa war, wurde das Ergebnis mit „x“ bewertet.
<Hochtemperatur-Schmelzwiderstand>
Der Hochtemperatur-Schmelzwiderstand in Bezug auf ein Stromversuchskabel von jedem der Beispiele wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 bewertet.
<Flexibilität>
Die Flexibilität in Bezug auf ein Stromversuchskabel aus jedem der Beispiele wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 bewertet.
<Abriebsfestigkeitseigenschaften>
Die Abriebsfestigkeitseigenschaften in Bezug auf ein Stromversuchskabel aus jedem der Beispiele wurden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 bewertet.
<Ölfestigkeit>
Die Ölfestigkeit in Bezug auf ein Stromversuchskabel aus jedem der Beispiele wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 bewertet.
<Flammbeständigkeit>
Die Flammbeständigkeit in Bezug auf ein Stromversuchskabel aus jedem der Beispiele wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 bewertet.
<Wärmealterungsbeständigkeit>
Zur Wärmealterungsbeständigkeit wurde ein Stromkabel mit einer Länge von 350 mm 300 Stunden auf 180°C erhitzt. Dann wurde das Stromkabel aus dem Ofen entnommen und um einen Dorn gewickelt, der einen Durchmesser des 1,5-Fachen des Außendurchmessers des Stromkabels hatte. Wenn dann durch Anlegen einer Spannung von 1 kV für 1 Minute kein dielektrischer Durchbruch auftrat, wurde das Ergebnis mit „O“ bewertet, und wenn ein dielektrischer Durchbruch auftrat, wurde das Ergebnis mit „x“ bewertet.
[Ergebnisse der Bewertungen]
Wie in Tabelle 2 bis Tabelle 4 gezeigt, haben die Harzzusammensetzungen, da Harzzusammensetzungen aus den Beispielen 6 bis 20 einen Biegemodul von 400 MPa oder weniger aufweisen, eine bessere Flexibilität als jene aus Vergleichsbeispiel 3.
Wie in Tabelle 2 und Tabelle 3 gezeigt, weisen die Harzzusammensetzungen aus den Beispielen 6 bis 12 ein Harzzusammensetzungsverhältnis zwischen einem Polymethylpenten-Copolymer und einem thermoplastischen Elastomer innerhalb eines bestimmten Bereichs auf, wobei die Harzzusammensetzungen eine überlegene Schmelzbeständigkeit gegenüber Beispiel 13 aufweisen .
Da, wie in Tabelle 2 und Tabelle 3 gezeigt, die Harzzusammensetzungen aus den Beispielen 6 bis 12 eine spezifische Menge an Flammschutzmittel aufweisen, sind die Harzzusammensetzungen in Bezug auf Flammbeständigkeit oder Wärmealterungsbeständigkeit denen der Beispiele 14 und 15 überlegen.
Wie in Tabelle 2 und Tabelle 4 gezeigt, enthält bei Harzzusammensetzungen aus den Beispielen 6 bis 12 ein thermoplastisches Elastomer eine vernetzte Kautschukkomponente, und somit weisen die Harzzusammensetzungen eine bessere Ölfestigkeit auf als jene aus Beispiel 16.
Wie in Tabelle 2 und Tabelle 4 gezeigt, wurde in Harzzusammensetzungen aus den Beispielen 6 bis 12 ein Flammschutzmittel auf Brombasis anstelle eines in Beispiel 17 verwendeten Metallhydroxid-Flammschutzmittels verwendet, wobei die Harzzusammensetzungen überlegene Flammbeständigkeit aufweisen.
Da, wie in Tabelle 4 gezeigt, 60 Massenteile eines Metallhydroxid-Flammschutzmittels den Harzzusammensetzungen von Beispiel 18 zugesetzt werden, sind die Harzzusammensetzungen hinsichtlich der Flammbeständigkeit jenen aus Beispiel 17 überlegen, wobei sie eine geringere Wärmealterungsbeständigkeit aufweisen. Infolge dieser Tatsache versteht es sich unter dem Gesichtspunkt der Erzielung sowohl der Wärmebeständigkeit als auch der Wärmealterungsbeständigkeit, dass vorzugsweise ein Brombasiertes Flammschutzmittel anstelle eines Metallhydroxid-Flammschutzmittels verwendet wird.
Wie in Tabelle 2 und Tabelle 4 gezeigt, weisen die Harzzusammensetzungen in den Harzzusammensetzungen aus den Beispielen 6 bis 12, da ein Biegemodul eines Polymethylpenten-Copolymers 1.400 MPa oder weniger beträgt, eine höhere Flexibilität als jene aus Beispiel 19 auf.
Wie in Tabelle 2 und Tabelle 4 gezeigt, weisen die Harzzusammensetzungen in den Harzzusammensetzungen aus den Beispielen 6 bis 12, da ein Momentanwert der Durometerhärte Typ A eines vernetzten Elastomers 50 oder mehr beträgt, bessere Abriebsfestigkeitseigenschaften auf als jene aus Beispiel 20
Wenngleich die vorliegende Erfindung oben unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt, wobei verschiedene Modifikationen innerhalb des Geistes der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können.
Bezugszeichenliste
[0094]

1: Hitzebeständiges flexibles Stromkabel
2: elektrischer Leiter
3: Ummantelungsschicht
11: Kontinuierliche Phase
12: Dispergierte Phase

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005162931 A [0004]

Claims

Hitzebeständiges flexibles Stromkabel, umfassend: eine Ummantelungsschicht mit einer phasengetrennten Struktur, die eine kontinuierliche Phase, die mit einem nicht vernetzten strukturierten Harz mit einem Schmelzpunkt von 200°C oder mehr ausgebildet ist, und eine dispergierte Phase umfasst, die mit einem thermoplastischen Elastomer mit einem Schmelzpunkt von weniger als 200°C ausgebildet ist, und einen elektrischen Leiter, der mit der oben erwähnten Ummantelungsschicht beschichtet ist, wobei ein durchschnittliches Seitenverhältnis der dispergierten Phase 10 oder weniger beträgt.
Hitzebeständiges flexibles Stromkabel nach Anspruch 1, bei dem das nicht vernetzte strukturierte Harz ein Polymethylpenten-Copolymer ist.
Hitzebeständiges flexibles Stromkabel nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Massenverhältnis (A/B) zwischen dem nicht vernetzten strukturierten Harz ( A) und dem thermoplastischen Elastomer (B) zwischen 30/70 und 60/40 beträgt.
Hitzebeständiges flexibles Stromkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Schmelzflussrate des thermoplastischen Elastomers 0,5 g/10 Minuten oder weniger beträgt.
Hitzebeständiges flexibles Stromkabel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Ummantelungsschicht eine Harzzusammensetzung umfasst, die ein Polymethylpenten-Copolymer, das das nicht vernetzte strukturierte Harz ist, das thermoplastische Elastomer und ein flammhemmendes Mittel umfasst und einen Biegemodul von 400 MPa oder weniger hat.
Hitzebeständiges flexibles Stromkabel nach Anspruch 5, umfassend 8 bis 30 Massenteile des Flammschutzmittels relativ zu (insgesamt) 100 Massenteilen von 30 bis 60 Massenteilen des Polymethylpenten-Copolymers und 40 bis 70 Massenteilen des thermoplastischen Elastomers.
Hitzebeständiges flexibles Stromkabel nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das Flammschutzmittel ein Flammschutzmittel auf Brombasis ist.
Hitzebeständiges flexibles Stromkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das thermoplastische Elastomer eine vernetzte Kautschukkomponente umfasst.
Hitzebeständiges flexibles Stromkabel nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei dem ein Biegemodul des Polymethylpenten-Copolymers 1.400 MPa oder weniger beträgt.
Hitzebeständiges flexibles Stromkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Durometerhärte des Typs A des thermoplastischen Elastomers 50 oder mehr beträgt.
Kabelbaum, umfassend das hitzebeständige flexible Stromkabel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.