DE112017002294T5

DE112017002294T5 - Kabel

Info

Publication number: DE112017002294T5
Application number: DE112017002294.0T
Authority: DE
Inventors: Shigeyuki Tanaka; Shinya Nishikawa; Yuhei Mayama; Hiroyuki Okawa
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2016-05-02
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2019-02-14
Also published as: WO2017191698A1; JP2017201579A; CN107735842A; JP7032038B2; CN107735842B; US20190164664A1; US10553332B2; US20180182511A1; US10224130B2

Abstract

Ein Kabel enthält mindestens einen Kern, der einen Leiter und eine den Leiter bedeckende isolierende Beschichtungsschicht aufweist und eine Ummantelungsschicht, die den mindestens einen Kern bedeckt. Die Ummantelungsschicht enthält eine innere Ummantelungsschicht und eine äußere Ummantelungsschicht, die die innere Ummantelungsschicht bedeckt. Die innere Ummantelungsschicht enthält ein Silan-vernetztes sehr niederdichtes Polyethylen. Eine Hauptkomponente der äußeren Ummantelungsschicht ist Polyurethan; ein Gehalt von dem sehr niederdichten Polyethylen pro 100 Masseteile von einer Harzkomponente in der inneren Ummantelungsschicht ist 20 Masseteile oder mehr und 100 Masseteile oder weniger. Ein Gehalt von Siliziumatomen, die Silan-Vernetzungen in dem sehr niederdichten Polyethylen ausmachen, ist 0,05 Masse-% oder mehr und 1 Masse-% oder weniger.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kabel. Die vorliegende Erfindung beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-092373 , eingereicht am 2. Mai 2016, wobei der gesamte Inhalt der Japanischen Anmeldung durch diesen Hinweis in die vorliegende Beschreibung einbezogen ist.
Technischer Hintergrund
Ein durch ein Bündel von elektrischen Drähten, jeder aus einem Leiter und einer um den Leiter angeordneten isolierenden Beschichtungsschicht aus Polyethylen, Polyvinylchlorid oder dergleichen gebildet, und eine Ummantelungsschicht, die die äußere Peripherie des Bündels bedeckt, aufgebautes Kabel, wurde als ein Kabel, wie ein elektrisches Feststellbremskabel oder ein Drehzahlgeberkabel, für Kraftfahrzeuge verwendet. Für dieses Kabel ist es erforderlich, dass es Wärmebeständigkeit sowie Zähigkeit und Biegsamkeit aufweist, weil es aus Motoren, Bremsscheiben usw. freigesetzter Wärme ausgesetzt ist.
Um die erforderliche Wärmebeständigkeit zu erfüllen, wurde ein Kabel vorgeschlagen, bei dem ein elektrischer Draht mit einer wärmebeständigen, schwerentflammbaren Polyurethanelastomerzusammensetzung bedeckt ist, die ein Polyurethanelastomer, ein von Polybromdiphenylether verschiedenes Halogen-Flammschutzmittel und eine Carbodiimid-Verbindung enthält und in der eine Ummantelungsschicht durch Bestrahlen der wärmebeständigen, schwerentflammbaren Polyurethanelastomerzusammensetzung mit einem Elektronenstrahl gebildet wird (siehe Japanische Ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 6-212073). Dieses Kabel des Standes der Technik erhält verbesserte Wärmebeständigkeit durch elektronische Brückenbildung von Polyurethan in der Ummantelungsschicht durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl.
Zitaten-Liste
Patent-Literatur
PTL 1: Japanische Ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 6-212073
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Ein Kabel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält mindestens eine Seele bzw. einen Kern, der einen Leiter und eine isolierende Beschichtungsschicht, die den Leiter bedeckt; und eine Ummantelungsschicht, die den mindestens einen Kern bedeckt, aufweist. Die Ummantelungsschicht enthält eine innere Ummantelungsschicht und eine äußere Ummantelungsschicht, die die innere Ummantelungsschicht bedeckt. Die innere Ummantelungsschicht enthält ein Silan-vernetztes sehr niederdichtes Polyethylen. Eine Hauptkomponente der äußeren Ummantelungsschicht ist Polyurethan. Der Gehalt von dem sehr niederdichten Polyethylen pro 100 Masseteile von einer Harzkomponente in der inneren Ummantelungsschicht ist 20 Masseteile oder mehr und 100 Masseteile oder weniger. Der Gehalt an Siliziumatomen, die Silan-Vernetzungen in dem sehr niederdichten Polyethylen ausmachen, ist 0,05 Masse-% oder mehr und 1 Masse-% oder weniger.
Figurenliste

1 ist eine schematische Schnittzeichnung von einem Kabel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsformen
[Lösung des Problems]
In elektrischen Feststellbremsen, Drehzahlgebern usw., verwendete elektrische Drähte weisen große Durchmesser auf, und somit weist ein durch Beschichten eines Bündels von solchen elektrischen Drähten mit einer Ummantelungsschicht erhaltenes Kabel auch einen großen äußeren Durchmesser auf. Wenn der äußere Durchmesser des Kabels groß ist, wird eine große Belastung erzeugt, wenn das Kabel gebogen ist, und somit nimmt die an der äußeren Peripherie des Kabels positionierte, für die Ummantelungsschicht erforderliche Festigkeit zu. Um die Festigkeit zu erhalten, ist die Ummantelungsschicht in der Regel dick. Da der zur elektronischen Brückenbildung von Polyurethan in der Ummantelungsschicht verwendete Elektronenstrahl von der äußeren Seite der Ummantelungsschicht angewendet wird, muss die Leistung des Elektronenstrahls zunehmen, um das Polyurethan an dem inneren Abschnitt der dicken Ummantelungsschicht zu verbrücken. Folglich wird eine Hochleistungs-Elektronenstrahl-Einrichtung benötigt, um dieses Kabel des Standes der Technik herzustellen, wodurch sich die Kosten zur Herstellung dieses Kabels erhöhen.
Die vorliegende Erfindung wurde unter den vorstehend beschriebenen Umständen ausgeführt und strebt die Bereitstellen eines Kabels, das Zähigkeit, Biegsamkeit und Wärmebeständigkeit aufweist und das bei relativ niedrigen Kosten hergestellt werden kann, selbst wenn die Ummantelungsschicht dick ist, an.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Ein Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung weist Zähigkeit, Biegsamkeit und Wärmebeständigkeit auf und kann bei relativ niedrigen Kosten hergestellt werden, selbst wenn die Ummantelungsschicht dick ist. Somit ist das Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung bei Kabeln geeignet, die bei elektrischer Verdrahtung, wie bei elektrischen Feststellbremsen und Drehzahlgebern von Kraftfahrzeugen usw., verwendet werden.
[Beschreibung von Ausführungsformen]
Ein Kabel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält mindestens einen Kern, der einen Leiter und eine isolierende Beschichtungsschicht, die den Leiter bedeckt, aufweist; und eine Ummantelungsschicht, die den mindestens einen Kern bedeckt, wobei die Ummantelungsschicht eine innere Ummantelungsschicht und eine äußere Ummantelungsschicht enthält, die die innere Ummantelungsschicht bedeckt, die innere Ummantelungsschicht ein Silan-vernetztes sehr niederdichtes Polyethylen enthält, eine Hauptkomponente der äußeren Ummantelungsschicht Polyurethan ist, der Gehalt von dem sehr niederdichten Polyethylen pro 100 Masseteile von einer Harzkomponente in der inneren Ummantelungsschicht 20 Masseteile oder mehr und 100 Masseteile oder weniger ist, und der Gehalt von Siliziumatomen, die Silan-Vernetzungen in dem sehr niederdichten Polyethylen ausmachen, 0,05 Masse-% oder mehr und 1 Masse-% oder weniger ist.
Gemäß diesem Kabel enthält die innere Ummantelungsschicht ein Silanvernetztes sehr niederdichtes Polyethylen, deren Gehalt in dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt und wobei der Gehalt der Siliziumatome, die die Silan-Vernetzungen ausmachen, gleich oder mehr als die vorstehend beschriebene untere Grenze ist. Auf Grund von diesen Merkmalen weist das sehr niederdichte Polyethylen eine Netzwerkpolymerstruktur auf, die durch Vernetzungsreaktion, welche stattfindet, wenn die Silanvernetzungsgruppen Wasser kontaktieren, gebildet wird. Da die Wärmebeständigkeit der inneren Ummantelungsschicht auf Grund der Silan-vernetzten Polymerstruktur verbessert ist, erfordert dieses Kabel zumindest für die innere Ummantelungsschicht keine elektronische Brückenbildung. Somit erfordert das Kabel entweder keine Elektronenstrahl-Einrichtung zur Herstellung oder erfordert nur eine Elektronenstrahl-Einrichtung mit geringer Leistung, die zur elektronischen Brückenbildung der äußeren Ummantelungsschicht ausreichend ist. Im Ergebnis können die Kosten zur Bestrahlung mit Elektronenstrahl gesenkt werden. Somit sind die Kosten zur Herstellung des Kabels relativ gering, selbst wenn die Ummantelungsschicht dick ist. Da darüber hinaus der Gehalt der Siliziumatome, die die Silan-Vernetzungen ausmachen, gleich der oder weniger als die obere Grenze ist, wird durch die Silanvernetzungsgruppen in der inneren Ummantelungsschicht verursachtes Härten vermindert und das Kabel weist Biegsamkeit auf. Darüber hinaus ist die Hauptkomponente der äußeren Ummantelungsschicht des Kabels Polyurethan. Polyurethan haftet leicht an dem sehr niederdichten Polyethylen und die Haftfestigkeit zwischen der inneren Ummantelungsschicht und der äußeren Ummantelungsschicht wird leicht aufrecht gehalten. Somit werden die innere Ummantelungsschicht und die äußere Ummantelungsschicht von diesem Kabel kaum voneinander getrennt. Da Polyurethan als die Hauptkomponente verwendet wird, ist die mechanische Festigkeit erhöht und das Kabel weist Zähigkeit auf.
Die innere Ummantelungsschicht kann weiterhin ein nicht-vernetztes Harz enthalten. Die Kosten zur Herstellung des Kabels können weiter vermindert werden, wenn die innere Ummantelungsschicht zudem ein nicht-vernetztes Harz enthält, das relativ kostengünstig ist.
Das nicht-vernetzte Harz kann ein Copolymer von einem Vinyl-Monomer mit einer Esterbindung und Ethylen sein. Das Copolymer ist relativ kostengünstig und weist eine hohe Anhaftung an Polyurethan auf, das die Hauptkomponente der äußeren Ummantelungsschicht ist. Wenn daher das nicht-vernetzte Harz dieses Copolymer ist, können die Kosten zur Herstellung des Kabels weiter vermindert werden und die innere Ummantelungsschicht und die äußere Ummantelungsschicht werden schwieriger voneinander getrennt.
Polyurethan in der äußeren Ummantelungsschicht ist vorzugsweise ein Allophanat-vernetztes Polyurethan. Wenn das Polyurethan in der äußeren Ummantelungsschicht ein Allophanat-vernetztes Polyurethan ist, kann die Festigkeit der äußeren Ummantelungsschicht weiter erhöht werden und die Zähigkeit des Kabels kann erhöht werden. Da keine Notwendigkeit zum Ausführen der Elektronenstrahl-Vernetzung an der äußeren Ummantelungsschicht besteht, wird keine Elektronenstrahl-Einrichtung benötigt und die Kosten zur Herstellung des Kabels können weiter vermindert werden.
Das „sehr niederdichte Polyethylen“ bezieht sich auf ein Polyethylen mit einem spezifischen Gewicht von 0,9 oder weniger. Die „Hauptkomponente“ bedeutet eine Komponente, die den höchsten Gehalt aufweist, und ein Beispiel davon ist eine Komponente, die in einer Menge von 50 Masse-% oder mehr und vorzugsweise 90% oder mehr enthalten ist.
[Beschreibung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Einzelnen]
Das Kabel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun genauer beschrieben.
Das in 1 erläuterte Kabel enthält zwei Kerne 1 und eine Ummantelungsschicht 2, die die zwei Kerne 1 bedeckt. Das Kabel ist zur Verwendung als ein Kabel geeignet, wie ein elektrisches Feststellbremskabel oder ein Drehzahlgeberkabel, die in einer elektrischen Verdrahtung von Kraftfahrzeugen verwendet werden.
<Kern>
Die zwei Kerne 1 sind jeder ein elektrischer Draht, der elektrische Signale überträgt und jeder enthält einen Leiter 1a und eine isolierende Beschichtungsschicht 1b, die den Leiter 1a bedeckt.
Die zwei Kerne 1 sind so angeordnet, dass deren äußere Peripherien sich in der Längsrichtung kontaktieren. Obwohl die zwei Kerne 1 nebeneinander angeordnet sein können, sind sie vorzugsweise verdrillt. Wenn die zwei Kerne 1 verdrillt sind, kann die Biegsamkeit des Kabels erhöht sein.
Der Leiter 1a des Kerns 1 ist als ein fester Draht oder ein Litzendraht ausgelegt. Der Strang des Leiters 1a kann jeder sein, der elektrischen Strom befördern kann, und Beispiele davon enthalten geglühte Kupferdrähte, wie verzinnte Kupferdrähte und Kupferlegierungsdrähte.
Der mittlere äußere Durchmesser des Leiters 1a wird auf der Basis des Widerstandswerts usw., der für den Kern 1 erforderlich ist, geeignet bestimmt. Die untere Grenze von dem mittleren äußeren Durchmesser des Leiters 1a ist vorzugsweise 0,5 mm und bevorzugter 0,7 mm. Die obere Grenze von dem mittleren äußeren Durchmesser des Leiters 1a ist vorzugsweise 3 mm und bevorzugter 2,6 mm. Wenn der mittlere äußere Durchmesser des Leiters 1a weniger als die untere Grenze ist, wird der Widerstandswert des Kerns 1 zu hoch, und die elektrischen Signale können unzureichend übertragen werden. Wenn im Gegensatz dazu der mittlere äußere Durchmesser des Leiters 1a die obere Grenze übersteigt, wird der Kern 1 unerwünscht dick, und somit kann die Biegsamkeit des Kabels abnehmen. Der „mittlere äußere Durchmesser“ des Leiters bezieht sich auf einen durch Mitteln in der Längsrichtung erhaltenen Wert, wobei der Durchmesser von Kreisen die gleichen Flächen wie jene von einem Querschnitt des Leiters aufweist.
Die Hauptkomponente der isolierenden Beschichtungsschicht 1b des Kerns 1 kann eine beliebige sein, solange wie die Isolierung gehalten wird, und Harze, wie Polyethylen und Polyurethan, verwendet werden können. Das Harz wird vorzugsweise durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen vernetzt. Wenn das Harz vernetzt ist, ist die Wärmebeständigkeit des Kerns 1 verbessert.
Die untere Grenze der mittleren Dicke der isolierenden Beschichtungsschicht 1b ist vorzugsweise 0,15 mm und bevorzugter 0,2 mm. Die obere Grenze der mittleren Dicke der isolierenden Beschichtungsschicht 1b ist vorzugsweise 0,8 mm und bevorzugter 0,7 mm. Wenn die mittlere Dicke der isolierenden Beschichtungsschicht 1b weniger als die untere Grenze ist, wird die isolierende Eigenschaft des Kerns 1 unzureichend, und zwischen benachbarten Kernen 1 kann Kurzschluss stattfinden. Wenn im Gegensatz dazu die mittlere Dicke der isolierenden Beschichtungsschicht 1b die obere Grenze übersteigt, wird der Kern 1 unerwünscht dick und somit kann die Biegsamkeit des Kabels vermindert werden.
Falls erwünscht, können Additive, wie Antioxidantien und Flammschutzmittel, der isolierenden Beschichtungsschicht 1b geeignet zugesetzt werden. Beispiele von dem wärmebeständigen Alterungsverhinderungsmittel enthalten phenolische Antioxidantien, wie Tetrakis-[methylen-3-(3',5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionat]-methan und Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, und Amin-Antioxidantien, wie 4,4'-Dioctyldiphenylamin und N-Phenyl-N'-1,3-dimethylbutyl-p-phenylendiamin. Beispiele von den Flammschutzmitteln enthalten Brom-organische Verbindungen, Antimontrioxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid und Calciumhydroxid.
Die untere Grenze von dem mittleren äußeren Durchmesser des Kerns 1 ist vorzugsweise 1 mm und bevorzugter 1,3 mm. Die obere Grenze von dem mittleren äußeren Durchmesser des Kerns 1 ist vorzugsweise 4 mm und bevorzugter 3,8 mm. Wenn der mittlere äußere Durchmesser des Kerns 1 weniger als die untere Grenze ist, wird der mittlere äußere Durchmesser des Leiters 1a oder die mittlere Dicke der isolierenden Beschichtungsschicht 1b unzureichend, und somit kann die Leitfähigkeit des Kerns 1 unzureichend werden oder die isolierende Eigenschaft kann unzureichend werden. Wenn im Gegensatz dazu der mittlere äußere Durchmesser des Kerns 1 die obere Grenze übersteigt, wird der Kern 1 unerwünscht dick und somit kann die Biegsamkeit des Kabels abnehmen.
<Ummantelungsschicht>
Die Ummantelungsschicht 2 enthält eine innere Ummantelungsschicht 2a, die die zwei Kerne 1 bedeckt, und eine äußeren Ummantelungsschicht 2b, die die innere Ummantelungsschicht 2a bedeckt.
(Innere Ummantelungsschicht)
Die innere Ummantelungsschicht 2a enthält ein Silan-vernetztes sehr niederdichtes Polyethylen (VLDPE).
Die untere Grenze des Gehalts von VLDPE pro 100 Masseteile der Harzkomponente in der inneren Ummantelungsschicht 2a ist 20 Masseteile, vorzugsweise 40 Masseteile und bevorzugter 50 Masseteile. Wenn der Gehalt von dem VLDPE weniger als die untere Grenze ist, kann Silan-Vernetzung in dem Kabel unzureichend werden. Die obere Grenze des Gehalts von VLDPE ist nicht besonders begrenzt und kann 100 Masseteile sein. Um ein nachstehend beschriebenes nicht-vernetztes Harz zu enthalten, ist die obere Grenze bevorzugter 90 Masseteile.
Die untere Grenze des Gehalts der Siliziumatome, die die Silan-Vernetzungen in dem VLDPE in der inneren Ummantelungsschicht 2a ausmachen, ist 0,05 Masse-% und bevorzugter 0,1 Masse-%. Die obere Grenze des Gehalts der Siliziumatome ist 1 Masse-% und bevorzugter 0,5 Masse-%. Wenn der Gehalt der Siliziumatome weniger als die untere Grenze ist, kann der Wärmebeständigkeit verbessernde Effekt, hervorgerufen durch Silan-Vernetzung in dem Kabel, unzureichend werden. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt der Siliziumatome die obere Grenze übersteigt, kann die Biegsamkeit des Kabels abnehmen.
Die innere Ummantelungsschicht 2a enthält vorzugsweise ein nicht-vernetztes Harz. Wenn ein nicht-vernetztes Harz, das relativ kostengünstig ist, in der inneren Ummantelungsschicht 2a enthalten ist, können die Kosten zur Herstellung des Kabels weiter vermindert werden. Beispiele des nicht-vernetzten Harzes enthalten Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) und ein Copolymer von Ethylen und einem Vinyl-Monomer, das eine Esterbindung enthält. Diese nicht-vernetzten Harze können einzeln oder in Kombination als ein Gemisch verwendet werden. Hier bezieht sich das „nicht-vernetzte Harz“ auf ein Harz, das nicht vernetzt ist.
Insbesondere ist ein Copolymer von Ethylen und einem Vinyl-Monomer, das eine Esterbindung enthält, als das nicht-vernetzte Harz bevorzugt. Das Copolymer ist relativ kostengünstig und weist eine hohe Anhaftung an Polyurethan auf, welches die Hauptkomponente der äußeren Ummantelungsschicht 2b ist. Wenn daher das Copolymer als das nicht-vernetzte Harz verwendet wird, können nicht nur die Kosten zur Herstellung des Kabels weiter vermindert werden, sondern auch die innere Ummantelungsschicht 2a und die äußere Ummantelungsschicht 2b können schwieriger getrennt werden. Beispiele von dem Copolymer enthalten ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, ein Ethylen-Methylacrylat-Copolymer, ein Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer, ein Ethylen-Butylacrylat-Copolymer, ein Ethylen-Methylmethacrylat-Copolymer, ein Ethylen-Ethylmethacrylat-Copolymer und ein Ethylen-Butylmethacrylat-Copolymer.
Wenn die innere Ummantelungsschicht 2a ein nicht-vernetztes Harz enthält, ist die untere Grenze des Gehalts von dem nicht-vernetzten Harz pro 100 Masseteile der Harzkomponente in der inneren Ummantelungsschicht 2a vorzugsweise 10 Masseteile und bevorzugter 20 Masseteile. Die obere Grenze des Gehalts von dem nicht-vernetzten Harz ist vorzugsweise 80 Masseteile und bevorzugter 60 Masseteile. Wenn der Gehalt von dem nicht-vernetzten Harz weniger als die untere Grenze ist, kann der Effekt des Verminderns der Kosten zur Herstellung des Kabels, hervorgerufen durch Anwenden des nicht-vernetzten Harzes, unzureichend werden. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt von dem nicht-vernetzten Harz die obere Grenze übersteigt, sinkt die Menge von dem Silan-vernetzten VLDPE relativ und der Wärmebeständigkeit verbessernde Effekt, hervorgerufen durch die Silan-Vernetzung des Kabels, kann unzureichend werden.
Der mittlere äußere Durchmesser der inneren Ummantelungsschicht 2a wird geeigneterweise so bestimmt, dass die innere Ummantelungsschicht 2a die zwei Kerne 1 bedecken kann. Die untere Grenze von dem mittleren äußeren Durchmesser der inneren Ummantelungsschicht 2a ist vorzugsweise 3 mm und bevorzugter 3,4 mm. Die obere Grenze von dem mittleren äußeren Durchmesser der inneren Ummantelungsschicht 2a ist vorzugsweise 12 mm und bevorzugter 11 mm. Wenn der mittlere äußere Durchmesser der inneren Ummantelungsschicht 2a weniger als die untere Grenze ist, kann der Wärmebeständigkeit verbessernde Effekt, hervorgerufen durch die Silan-Vernetzung in dem Kabel, unzureichend werden. Wenn im Gegensatz dazu der mittlere äußere Durchmesser der inneren Ummantelungsschicht 2a die obere Grenze übersteigt, wird das Kabel unerwünscht dick, und somit kann die Biegsamkeit des Kabels abnehmen.
Die Dicke der inneren Ummantelungsschicht 2a, die die zwei zueinander benachbarten Kerne 1 bedeckt, ist gewöhnlich ungleich. Die untere Grenze der mittleren Minimumdicke der inneren Ummantelungsschicht 2a ist vorzugsweise 0,3 mm und bevorzugter 0,45 mm. Die obere Grenze der mittleren Minimumdicke der inneren Ummantelungsschicht 2a ist vorzugsweise 3 mm und bevorzugter 2,5 mm. Wenn die mittlere Minimumdicke der inneren Ummantelungsschicht 2a weniger als die untere Grenze ist, kann der Wärmebeständigkeit verbessernde Effekt, hervorgerufen durch Silan-Vernetzung in dem Kabel, unzureichend werden. Wenn im Gegensatz dazu die mittlere Minimumdicke der inneren Ummantelungsschicht 2a die obere Grenze übersteigt, wird das Kabel unerwünscht dick, und somit kann die Biegsamkeit des Kabels abnehmen. Die „mittlere Minimumdicke“ der inneren Ummantelungsschicht bezieht sich auf einen durch Mitteln in der Längsrichtung der Minimumwerte der Abstände zwischen beliebigen Punkten an der äußeren Peripherie der inneren Ummantelungsschicht und beliebigen Punkten an der äußeren Peripherie des Kerns erhaltenen Wert.
Ein Katalysator zum Beschleunigen der Vernetzung wird vorzugsweise der inneren Ummantelungsschicht 2a zugesetzt.
Beispiele von dem Katalysator umfassen Carboxylate von Metallen, wie Zinn, Zink, Eisen, Blei, Kobalt, Barium und Calcium, Titanatester, organische Basen, anorganische Säuren und organische Säuren. Die untere Grenze des Gehalts von dem Katalysator pro 100 Masseteile des Harzes in der inneren Ummantelungsschicht 2a ist vorzugsweise 0,01 Masseteile und bevorzugter 0,03 Masseteile. Die obere Grenze des Gehalts von dem Katalysator ist vorzugsweise 0,15 Masseteile und bevorzugter 0,12 Masseteile. Wenn der Gehalt des Katalysators weniger als die untere Grenze ist, kann die Vernetzung von VLDPE in der inneren Ummantelungsschicht 2a nicht ausreichend ablaufen. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt des Katalysators die obere Grenze übersteigt, ist die Menge von dem Silan-vernetzten VLDPE relativ gesenkt und der Effekt des Verbesserns der Wärmebeständigkeit des Kabels durch Silan-Vernetzung kann unzureichend werden.
Falls erwünscht, können Additive, wie ein wärmebeständiges Alterungsverhinderungsmittel und ein Flammschutzmittel, der inneren Ummantelungsschicht 2a geeignet zugesetzt werden. Beispiele von dem wärmebeständigen Alterungsverhinderungsmittel und dem Flammschutzmittel können die gleichen sein wie jene für die isolierende Beschichtungsschicht 1b. Der Gehalt der Additive in der inneren Ummantelungsschicht 2a wird so bestimmt, dass die Effekte der Additive unter Halten des durch das Silan-vernetzte VLDPE hervorgerufenen Wärmebeständigkeitsverbessernden Effekts gezeigt werden und kann 0,1 Masseteile oder mehr und 15 Masseteile oder weniger pro 100 Masseteile des Harzes sein.
(Äußere Ummantelungsschicht)
Die Hauptkomponente der äußeren Ummantelungsschicht 2b ist Polyurethan (PU). Insbesondere ist ein thermoplastisches Polyurethan, das ausgezeichnete Biegsamkeit aufweist, bevorzugt.
Das Polyurethan kann ein Elektronenstrahl-vernetztes Polyurethan sein und ist vorzugsweise ein Allophanat-vernetztes Polyurethan. Wenn das Polyurethan in der äußeren Ummantelungsschicht 2b ein Allophanat-vernetztes Polyurethan ist, ist die Festigkeit der äußeren Ummantelungsschicht 2b weiter erhöht, und die Zähigkeit des Kabels kann erhöht werden. Da es keinen Bedarf zum Ausführen der Elektronenstrahl-Vernetzung an der äußeren Ummantelungsschicht 2b gibt und da es keinen Bedarf zum Ausführen der Elektronenstrahl-Vernetzung an der inneren Ummantelungsschicht 2a auf Grund des Silan-vernetzten VLDPE gibt, ist eine Elektronenstrahl-Einrichtung zur Vernetzung der Ummantelungsschicht 2 nicht notwendig. Somit können die Kosten zur Herstellung des Kabels weiter vermindert werden.
Das Allophanat-vernetzte Polyurethan kann durch Anwenden von zum Beispiel einer Verbindung, hergestellt durch Zugeben zu einem Polyurethan-Grundharz einer mehrwertigen Isocyanat-Verbindung, wie Diphenylmethandiisocyanat oder Dicyclohexandiisocyanat, oder durch Anwenden einer äußeren Ummantelungsschicht-Harzzusammensetzung, wie ein Allophanat-vernetzbares Polymer, hergestellt durch Zugeben einer Isocyanatgruppe zu einem Polyurethan-Grundharz, hergestellt werden. Die untere Grenze des Gehalts von der mehrwertigen Isocyanat-Verbindung pro 100 Masseteile der Harzkomponente, die die äußere Ummantelungsschicht 2b ausmacht, ist vorzugsweise 2 Masseteile und bevorzugter 4 Masseteile. Die obere Grenze des Gehalts der mehrwertigen Isocyanat-Verbindung ist vorzugsweise 15 Masseteile und bevorzugter 12 Masseteile.
Die untere Grenze des Gehalts von PU pro 100 Masseteile der Harzkomponente in der äußeren Ummantelungsschicht 2b ist vorzugsweise 50 Masseteile, bevorzugter 80 Masseteile und auch bevorzugter 90 Masseteile. Wenn der Gehalt von dem PU weniger als die untere Grenze ist, kann die Haftfestigkeit zwischen der inneren Ummantelungsschicht 2a und der äußeren Ummantelungsschicht 2b unzureichend werden. Die obere Grenze des Gehalts von dem PU ist nicht besonders begrenzt und kann 100 Masseteile sein.
Die untere Grenze der mittleren Dicke der äußeren Ummantelungsschicht 2b ist vorzugsweise 0,2 mm und bevorzugter 0,3 mm. Die obere Grenze der mittleren Dicke der äußeren Ummantelungsschicht 2b ist vorzugsweise 0,7 mm und bevorzugter 0,6 mm. Wenn die mittlere Dicke der äußeren Ummantelungsschicht 2b weniger als die untere Grenze ist, kann die Festigkeit des Kabels unzureichend werden. Wenn die mittlere Dicke der äußeren Ummantelungsschicht 2b die obere Grenze übersteigt, wird das Kabel unerwünscht dick, und somit kann die Biegsamkeit des Kabels abnehmen. Wenn ein Elektronenstrahl-vernetztes Polyurethan in der äußeren Ummantelungsschicht 2b verwendet wird, ist eine Hochleistungs-Elektronenstrahl-Einrichtung zum elektronischen Überbrücken der äußeren Ummantelungsschicht 2b notwendig und der Effekt des Verminderns der Kosten zur Herstellung des Kabels kann unzureichend werden.
Falls benötigt, können Additive, wie ein wärmebeständiges Alterungsverhinderungsmittel und ein Flammschutzmittel, geeigneterweise der äußeren Ummantelungsschicht 2b zugesetzt werden. Beispiele von dem wärmebeständigen Alterungsverhinderungsmittel und dem Flammschutzmittel können die gleichen sein wie jene für die isolierende Beschichtungsschicht 1b.
Die untere Grenze von dem mittleren äußeren Durchmesser des Kabels ist vorzugsweise 3,5 mm und bevorzugter 4 mm. Die obere Grenze von dem mittleren äußeren Durchmesser des Kabels ist vorzugsweise 13 mm und bevorzugter 12 mm. Wenn der mittlere äußere Durchmesser des Kabels weniger als die untere Grenze ist, wird die Dicke der Ummantelungsschicht 2 unzureichend, und die isolierende Eigenschaft des Kabels kann unzureichend werden. Wenn der mittlere äußere Durchmesser des Kabels die obere Grenze übersteigt, wird das Kabel unerwünscht dick, und somit kann die Biegsamkeit des Kabels abnehmen.
Die untere Grenze der Haftfestigkeit zwischen der inneren Ummantelungsschicht 2a und der äußeren Ummantelungsschicht 2b des Kabels in einem 90°-Schältest ist vorzugsweise 2,5 N/cm und bevorzugter 3,5 N/cm. Wenn die Haftfestigkeit weniger als die untere Grenze ist, können die innere Ummantelungsschicht 2a und die äußere Ummantelungsschicht 2b voneinander getrennt werden, wenn das Kabel in Betrieb ist. Die obere Grenze der Haftfestigkeit ist nicht besonders begrenzt, ist aber gewöhnlich etwa 15 N/cm. Hier bezieht sich die „Haftfestigkeit in einem 90°-Schältest“ auf einen Wert gemessen gemäß dem in JIS-K-6854 (1999) beschriebenen 90°-Schältest.
Die obere Grenze des Elastizitätsmoduls des Kabels bei 25°C ist vorzugsweise 30 MPa und bevorzugter 25 MPa. Wenn der Elastizitätsmodul die obere Grenze übersteigt, kann die Biegsamkeit des Kabels unzureichend werden. Die untere Grenze des Elastizitätsmoduls ist nicht besonders begrenzt und kann zum Beispiel 5 MPa hinsichtlich der nachstehend beschriebenen Wärmebeständigkeit sein. Hier bezieht sich der „Elastizitätsmodul“ auf einen Wert des Speicherungs-Elastizitätsmoduls, gemessen durch ein dynamisches viskoelastisches Mess-Verfahren.
Die untere Grenze des Elastizitätsmoduls des Kabels bei 150°C ist vorzugsweise 0,1 MPa und bevorzugter 0,2 MPa. Wenn der Elastizitätsmodul weniger als die untere Grenze ist, kann die Wärmebeständigkeit des Kabels unzureichend werden. Die obere Grenze des Elastizitätsmoduls ist nicht besonders begrenzt, kann jedoch zum Beispiel 0,8 MPa hinsichtlich der Biegsamkeit sein.
<Verfahren zur Herstellung des Kabels>
Das Kabel kann zum Beispiel durch ein Verfahren hergestellt werden, das einen Schritt des Herstellens einer Harzzusammensetzung zum Bilden der Ummantelungsschicht 2 und einen Schritt des Extrusions-Formens der Harzzusammensetzung enthält.
(Harzzusammensetzungs-Herstellungsschritt)
In dem Harzzusammensetzungs-Herstellungsschritt werden eine innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung zum Bilden der inneren Ummantelungsschicht 2a und eine äußere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung zum Bilden der äußeren Ummantelungsschicht 2b hergestellt.
Als die innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung kann zum Beispiel eine durch Zugeben einer Silan-Verbindung zu einem VLDPE-Grundharz oder eines Silan-vernetzbaren Polymers, das ein VLDPE-Grundharz und aktive Silangruppen enthält, hergestellte Verbindung verwendet werden. Additive, wie ein Katalysator zum Beschleunigen der Vernetzungsreaktion und ein wärmebeständiges Alterungsverhinderungsmittel, können auch zugesetzt werden. Wenn ein nicht-vernetztes Harz in der inneren Ummantelungsschicht 2a enthalten sein soll, wird ein nicht-vernetztes Harz weiterhin der inneren Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung zugesetzt. Die innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung wird zum Beispiel mit einem offenen Walzenmischer, einem Druckkneter, einem Bunbury-Mischer, einem Doppelschneckenextruder oder dergleichen schmelzgeknetet und zum Beispiel zu Pellets geformt.
Beispiele der Silan-Verbindung enthalten Alkoxysilan, Vinyltrimethoxysilan und Vinyltriethoxysilan.
Das Silan-vernetzbare Polymer kann durch zum Beispiel ein Verfahren hergestellt werden, das Zugeben einer Silan-Verbindung zu einem VLDPE-Grundharz, Rühren des erhaltenen Gemisches mit einem Supermischer oder dergleichen bei Raumtemperatur und Kneten des erhaltenen Gemisches mit einem Druckkneter, einem Bunbury-Mischer oder einem Doppelschnecken- oder Einschnecken-Extruder unter Erhitzen des Gemisches auf eine Temperatur gleich oder höher als der Schmelzpunkt von VLDPE einschließt. Im Ergebnis wird die Silan-Verbindung an das Grundharz gepfropft und ein Silan-vernetzbares Polymer wird erhalten.
Um das Pfropfen der Silan-Verbindung zu beschleunigen, kann ein Radikalerzeugungsmittel zusammen mit der Silan-Verbindung zugesetzt werden. Beispiele des Radikalerzeugungsmittels schließen Dicumylperoxid, α,α'-Bis(t-butylperoxydiisopropyl)benzol, Di-t-butylperoxid, t-Butylcumylperoxid, Dibenzoylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-bis(t-butylperoxy)hexan, t-Butylperoxypivalat und t-Butylperoxy-2-ethylhexanoat ein.
Die untere Grenze des Gehalts von dem Radikalerzeugungsmittel pro 100 Masseteile des Grundharzes ist vorzugsweise 0,02 Masseteile und bevorzugter 0,05 Masseteile. Die obere Grenze des Gehalts von dem Radikalerzeugungsmittel ist vorzugsweise 0,15 Masseteile und bevorzugter 0,12 Masseteile. Wenn der Gehalt von dem Radikalerzeugungsmittel weniger als die untere Grenze ist, kann das Pfropfen der Silan-Verbindung unzureichend werden. Wenn der Gehalt von dem Radikalerzeugungsmittel die obere Grenze übersteigt, kann die Bearbeitbarkeit der inneren Ummantelungsschicht 2a abnehmen und das Aussehen kann verschlechtert werden, wenn die innere Ummantelungsschicht 2a auf Grund des Auftretens von örtlichem Pfropfen geschmolzen ist.
Als die äußere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung kann zum Beispiel eine Zusammensetzung, die Polyurethan enthält, verwendet werden. Die Zusammensetzung kann weiterhin Additive, wie ein wärmebeständiges Alterungsverhinderungsmittel, enthalten.
Wenn die äußere Ummantelungsschicht 2b Allophanat-vernetzt ist, kann zum Beispiel eine durch Zugeben einer mehrwertigen Isocyanat-Verbindung, wie Diphenylmethandiisocyanat oder Dicyclohexandiisocyanat, zu einem Polyurethan-Grundharz hergestellte Verbindung oder ein durch Zugeben einer Isocyanatgruppe zu einem Polyurethan-Grundharz hergestelltes Allophanat-vernetzbares Polymer als die äußere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung verwendet werden. Ein Katalysator zum Beschleunigen der Vernetzungsreaktion kann auch zugesetzt werden. Das Allophanat-vernetzbare Polymer kann durch das gleiche Verfahren zur Herstellung des Silan-vernetzbaren Polymers durch Anwenden eines Polyurethan-Grundharzes und einer mehrwertigen Isocyanat-Verbindung hergestellt werden.
(Extrusions-Formschritt)
In dem Extrusions-Formschritt werden zum Beispiel die innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung und die äußere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung auf dem Umfang von zwei Kernen 1 so zusammen verdrillt extrudiert, dass die äußere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung an der äußeren Seite positioniert ist.
Extrusions-Formen kann durch Anwenden eines bekannten Schmelzextruders durchgeführt werden. Die Extrusion kann durch zuerst Extrudieren der inneren Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung auf den Umfang des Kerns 1 und dann Extrudieren der äußeren Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung an dem äußeren Umfang der inneren Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung durchgeführt werden, oder kann durch Extrudieren der inneren Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung und der äußeren Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung gleichzeitig so durchgeführt werden, dass die äußere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung an der äußeren Seite positioniert ist.
Eine Vernetzungsbehandlung wird an der Ummantelungsschicht 2 nach der Extrusion ausgeführt. Die Vernetzungsbehandlung kann durch Belassen der Ummantelungsschicht 2 durchgeführt werden, um bei Raumtemperatur zu stehen; um jedoch die für diesen Schritt benötigte Zeit zu verkürzen, kann Wasser-Vernetzung unter Verwendung von Wasser, Wasserdampf usw. als die Vernetzungsbehandlung angewendet werden. Die Wasser-Vernetzung wird zum Beispiel in einem Thermostaten mit hoher Feuchtigkeit unter Bedingungen von einer Temperatur von 50°C oder höher und 100°C oder niedriger und einer Feuchtigkeit von 85% oder höher und 95% oder niedriger für 24 Stunden oder länger ausgeführt.
Die Ummantelungsschicht 2 kann mit einem Elektronenstrahl zum weiteren Durchführen der Elektronenstrahl-Vernetzung bestrahlt werden; es ist jedoch bevorzugt, Bestrahlung mit Elektronenstrahl nicht durchzuführen. Das Kabel zeigt verbesserte Wärmebeständigkeit auf Grund des Silan-vernetzten VLDPE auch ohne Durchführen von Bestrahlung mit Elektronenstrahlen. Da Bestrahlung mit Elektronenstrahlen nicht durchgeführt wird, ist die Elektronenstrahl-Einrichtung zur Vernetzung der Ummantelungsschicht 2 nicht notwendig und die Kosten zur Herstellung des Kabels können weiter vermindert werden.
<Vorteile>
Das Kabel schließt die innere Ummantelungsschicht 2a, die ein Silan-vernetztes sehr niederdichtes Polyethylen enthält, ein, wobei der Gehalt von dem sehr niederdichten Polyethylen pro 100 Masseteile der Harzkomponente in der inneren Ummantelungsschicht 2a 20 Masseteile oder mehr und 100 Masseteile oder weniger ist, und der Gehalt der Siliziumatome, die die Silan-Vernetzungen ausmachen, 0,05 Masse-% oder mehr ist. Somit weist das sehr niederdichte Polyethylen eine Netzwerkpolymerstruktur auf, die sich aus der Vernetzungsreaktion von Silanvernetzungsgruppen, die mit Wasser in Kontakt kommen, ergibt. Da die Wärmebeständigkeit der inneren Ummantelungsschicht 2a durch die Silan-vernetzte Polymerstruktur verbessert ist, braucht dieses Kabel zumindest für die innere Ummantelungsschicht 2a keine elektronische Brückenbildung. Somit erfordert das Kabel entweder keine Elektronenstrahl-Einrichtung zur Herstellung oder erfordert nur eine Elektronenstrahl-Einrichtung mit ausreichend geringer Leistung zur elektronischen Brückenbildung der äußeren Ummantelungsschicht 2b. Somit können die für die Bestrahlung mit Elektronenstrahl erforderlichen Kosten gesenkt werden.
Somit sind die Kosten zur Herstellung des Kabels relativ gering, auch wenn die Dicke der Ummantelungsschicht 2 groß ist. Da der Gehalt der Siliziumatome, der die Silan-Vernetzungen ausmacht, 1 Masse-% oder weniger ist, wird das Härten der inneren Ummantelungsschicht 2a auf Grund der Silanvernetzungsgruppen heruntergedrückt, und das Kabel zeigt Biegsamkeit. Darüber hinaus ist die Hauptkomponente der äußeren Ummantelungsschicht 2b des Kabels Polyurethan. Da das Polyurethan und das sehr niederdichte Polyethylen leicht aneinander haften und die Haftfestigkeit zwischen der inneren Ummantelungsschicht 2a und der äußeren Ummantelungsschicht 2b leicht gehalten wird, werden die innere Ummantelungsschicht 2a und die äußere Ummantelungsschicht 2b des Kabels kaum voneinander getrennt. Da darüber hinaus das als eine Hauptkomponente enthaltene Polyurethan in der mechanischen Festigkeit erhöht ist, zeigt das Kabel Zähigkeit.
[Andere Ausführungsformen]
Die hierin offenbarten Ausführungsformen sind in allen Aspekten erläuternd und sollten nicht als begrenzend angesehen werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die Merkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, wird aber durch die Ansprüche definiert. Alle Modifizierungen und Veränderungen in dem Umfang und Bedeutung der Ansprüche und deren Äquivalente sind vorgesehen, in den Umfang eingeschlossen zu sein.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden zwei Kerne bereitgestellt. Alternativ kann die Anzahl der Kerne 1 oder 3 oder mehr sein.
Das Kabel kann weiterhin eine andere Schicht zwischen dem Kern und der Ummantelungsschicht oder an der äußeren Peripherie der Ummantelungsschicht enthalten. Ein Beispiel der zwischen dem Kern und der Ummantelungsschicht angeordneten Schicht ist eine Papierband-Schicht, die das Entfernen des Kerns von dem Kabel erleichtert. Ein Beispiel der an der äußeren Peripherie der Ummantelungsschicht angeordneten Schicht ist eine Abschirmschicht.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird das Verfahren zur Herstellung des Kabels durch Durchführen der Vernetzungsbehandlung nach Extrusionsformen beschrieben. Alternativ kann Extrusionsformen, nachdem die Vernetzungsbehandlung durchgeführt ist, an den Harzzusammensetzungen ausgeführt werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung, die ein nicht-vernetztes Harz enthält, und Schmelz-Kneten unterzogen wird, dem Extruder zugeführt. Alternativ kann das nicht-vernetzte Harz während des Extrusionsformens vermischt werden. Speziell können die innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung und das nicht-vernetzte Harz jeweils als Pellets hergestellt werden, und die Pellets können in den Extruder so gespritzt werden, dass das nicht-vernetzte Harz vermischt wird, während es extrudiert wird.
Das Kabel ist nicht auf ein in einer elektrischen Verdrahtung von Kraftfahrzeugen verwendetes Kabel begrenzt und kann zum Beispiel als ein Kabel zur Stromzuführung für Kraftfahrzeuge, ein Kabel für elektronische Vorrichtungen, die Wärmebeständigkeit oder dergleichen aufweisen müssen, verwendet werden.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird nun spezieller durch Beispiele beschrieben, die die vorliegende Erfindung nicht begrenzen.
[Nr. 1]
Zuerst wurden VLDPE („ENGAGE 8100“, hergestellt von der Dow Chemical Company) mit einem spezifischen Gewicht von 0,870, das als ein Grundharz dient, und Alkoxysilan („KBM1003“, hergestellt von Shin-Etsu Silicones), das als eine Silan-Verbindung dient, so vermischt, dass der Gehalt der Siliziumatome (Si-Gehalt), die die Silan-Vernetzungen in VLDPE ausmachen, 0,2 Masse-% war. Zu einem Supermischer wurden 100 Masseteile von diesem Gemisch und 1 Masseteil Dicumylperoxid („PERCUMYL D“, hergestellt von NOF CORPORATION), das als ein Radikalerzeugungsmittel dient, gespeist und das erhaltene Gemisch wurde bei Raumtemperatur durch Rotieren des Rotors bei 60 U/min gerührt. Dann wurde das Gemisch zu einem Druckkneter mit einer Mix-Kapazität von 3 l gespeist, ein Rotor wurde bei 30 U/min rotiert und das Gemisch wurde bei einer Start-Temperatur von 100°C und einer Knet-End-Temperatur von 200°C schmelz-geknetet, sodass ein Silan-Vernetzungsgruppe-enthaltendes VLDPE erhalten wird.
Ein Gemisch von dem Silan-Vernetzungsgruppe-enthaltendem VLDPE, einem nicht-vernetzten EVA („Evaflex EV360“, hergestellt von DU PONT-MITSUI POLYCHEMICALS CO., LTD.), einem Antioxidans (Irganox 1010, hergestellt von BASF) und einem Katalysator (Dioctylzinn) wurde als die innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung hergestellt, um damit eine in Tabelle 1 angezeigte Zusammensetzung aufzuweisen.
Ein Ether-basierendes Polyurethan („ET385-50“, hergestellt von BASF) wurde als die äußere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung hergestellt. Dieses Polyurethan ist Polyurethan, das keine Allophanat-Vernetzungsgruppen enthält.
Die innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung und die äußere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung wurden gleichzeitig auf dem Umfang der zwei zusammen verdrillten Kerne (Leiter-Durchmesser: 2,4 mm, isolierende Beschichtungsschicht-Dicke: 0,3 mm) so Extrusions-geformt, dass die äußere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung an der äußeren Seite positioniert war. Beim Extrusionsformen wurde eine Düse verwendet, sodass der mittlere äußere Durchmesser des Kabels 8,3 mm war und die mittleren Dicke der äußeren Ummantelungsschicht 0,5 mm war. Nach Extrusionsformen wurde eine Vernetzungsbehandlung in einer Hoch-Feuchtigkeits-Hoch-Temperatur-Kammer bei einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 90% für 24 Stunden ausgeführt, um ein Kabel Nr. 1 zu erhalten.
[Nrn. 2 bis 4 und 8]
Kabel von Nrn. 2 bis 4 und 8 wurden wie mit Nr. 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung von Nr. 1 geändert wurde, um den in Tabelle 1 angezeigten Silan-Vernetzungsgruppe-enthaltenden VLDPE-Gehalt und den nicht-vernetzten EVA-Gehalt aufzuweisen.
[Nr. 5]
Ein Polyurethan, das Allophanat-Vernetzungsgruppen enthält, hergestellt durch Mischen von 100 Masseteilen Polyurethan von Nr. 2 und 20 Masseteilen von einem mehrwertigen Isocyanat-Verbindung-enthaltenden Polyurethan (CROSSNATE EM-30, hergestellt von Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd., ein Polyurethan mit einem mehrwertigen Isocyanat-Verbindungs-Gehalt von 30 Masse-% oder mehr und 40 Masse-% oder weniger) wurde als die äußeren Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung hergestellt. Der Gehalt von der mehrwertigen Isocyanat-Verbindung nach Mischen war 5 Masseteile oder mehr und 6,6 Masseteile oder weniger pro 100 Masseteile der Harzkomponente, der die äußere Ummantelungsschicht ausmacht. Ein Kabel Nr. 5 wurde wie mit Nr. 2 erhalten, mit der Ausnahme, dass diese äußere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung verwendet wurde.
[Nr. 6]
VLDPE („ENGAGE 8100“, hergestellt von der Dow Chemical Company) mit einem spezifischen Gewicht von 0,870, das als ein Grundharz dient und Alkoxysilan („KBM1003“, hergestellt von Shin-Etsu Silicones), das als eine Silan-Verbindung dient, wurden so vermischt, dass der Gehalt der Siliziumatome (Si-Gehalt), der die Silan-Vernetzungen in VLDPE ausmacht, 0,7 Masse-% war. Ein Kabel Nr. 6 wurde wie mit Nr. 2 erhalten, mit der Ausnahme, dass dieses Gemisch verwendet wurde.
[Nr. 7]
Ein Gemisch von einem nicht-vernetzten EVA („Evaflex EV360“, hergestellt von DU PONT-MITSUI POLYCHEMICALS CO., LTD.) und einem Antioxidans (Irganox 1010 hergestellt von BASF) wurde wie die innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung hergestellt, um damit eine in Tabelle 1 angezeigte Zusammensetzung aufzuweisen.
Extrusionsformen wurde wie mit Nr. 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass diese innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung verwendet wurde. Nach Extrusionsformen wurde ein 180 kGy Elektronenstrahl angewendet, um eine Vernetzungsbehandlung auszuführen. Im Ergebnis wurde ein Kabel Nr. 7 erhalten.
[Nrn. 9 und 10]
Kabel Nrn. 9 und 10 wurden wie mit Nr. 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass beim Herstellen der Silan-Vernetzungsgruppe-enthaltenden VLDPE, VLDPE, der als das Grundharz dient, und Alkoxysilan, das als die Silan-Verbindung dient, so vermischt wurden, dass der Si-Gehalt wie in Tabelle 1 angezeigt war.
[Nr. 11]
Ein nieder-dichtes Polyethylen (LDPE) mit einem spezifischen Gewicht von 0,929 („Novatec LF280H“, hergestellt von Japan Polyethylene Corporation), das als ein Grundharz dient, und Alkoxysilan („KBM1003“, hergestellt von Shin-Etsu Silicones), das als eine Silan-Verbindung dient, wurden so vermischt, dass der Si-Gehalt 0,2 Masse-% war. Schmelz-Kneten wurde unter den gleichen Bedingungen wie jenen für Nr. 2 durch Anwenden dieses Gemisches durchgeführt, um ein Silan-Vernetzungsgruppe-enthaltendes LDPE zu erhalten. Das „nieder-dichte Polyethylen“ bezieht sich auf ein Polyethylen mit einem spezifischen Gewicht von mehr als 0,9, aber nicht mehr als 0,93.
Ein Kabel Nr. 11 wurde wie mit Nr. 2 erhalten, mit der Ausnahme, dass dieses Silan-Vernetzungsgruppe-enthaltende LDPE verwendet wurde.
[Nr. 12]
Ein Kabel Nr. 12 wurde wie mit Nr. 11 erhalten, mit der Ausnahme, dass die innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung von Nr. 11 geändert wurde, um den in Tabelle 1 angezeigten Silan-Vernetzungsgruppe-enthaltenden VLDPE-Gehalt und den nicht-vernetzten EVA-Gehalt aufzuweisen.
[Nr. 13]
EVA („SUNTEC EF1531“, hergestellt von Asahi Kasei Corporation) mit einem spezifischen Gewicht von 0,936, das als ein Grundharz dient und Alkoxysilan („KBM1003“, hergestellt von Shin-Etsu Silicones), das als eine Silan-Verbindung dient, wurden so vermischt, dass der Si-Gehalt 0,2 Masse-% war. Schmelz-Kneten wurde unter den gleichen Bedingungen wie jenen von Nr. 2 durch Anwenden dieses Gemisches durchgeführt. Im Ergebnis wurde ein Silan-Vernetzungsgruppe-enthaltendes EVA erhalten.
Ein Kabel Nr. 13 wurde wie mit Nr. 2 erhalten, mit der Ausnahme, dass dieses Silan-Vernetzungsgruppe-enthaltende EVA verwendet wurde.
[Nr. 14]
Ein Kabel Nr. 14 wurde wie mit Nr. 13 erhalten, mit der Ausnahme, dass die innere Ummantelungsschicht der Harzzusammensetzung von Nr. 13 geändert wurde, um den in Tabelle 1 angezeigten Silan-Vernetzungsgruppe-enthaltenden EVA-Gehalt und den nicht-vernetzten EVA-Gehalt aufzuweisen.
[Bewertungs-Verfahren]
Die Kabel von Nrn. 1 bis 14 wurden gemessen, um die Haftfestigkeit zwischen der inneren Ummantelungsschicht und der äußeren Ummantelungsschicht und die Elastizitätsmoduli bei 25°C und 150°C zu bestimmen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 angezeigt.
(Haftfestigkeit)
Die Haftfestigkeit wurde gemäß einem in JIS-K-6854 (1999) beschriebenen 90°-Schältest gemessen. Eine Haftfestigkeit von 2,5 N/cm oder mehr wurde als hohe Haftfestigkeit zwischen der inneren Ummantelungsschicht und der äußeren Ummantelungsschicht bewertet.
(Elastizitätsmodul)
Die Elastizitätsmoduli bei 25°C und 150°C wurden durch Messen der Speicher-Elastizitätsmoduli bei 25°C und 150°C durch ein dynamisches viskoelastisches Mess-Verfahren bestimmt. Bei der Messung war die Messfrequenz 10 Hz und die Belastung war 0,08%. Ein Kabel wurde ermittelt, das ausgezeichnete Biegsamkeit aufwies, wenn der Elastizitätsmodul bei 25°C 30 MPa oder weniger war. Ein Kabel wurde ermittelt, das Beständigkeit gegen Wärmeverformung und ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufwies, wenn der Elastizitätsmodul bei 150°C 0,1 MPa oder mehr war.
In Tabelle 1 bedeutet das „-“ in den Zeilen, die Materialien anzeigen, dass die Materialien nicht enthalten sind. Das „-“ in der Zeile, die Bestrahlung mit Elektronenstrahl anzeigt, bedeutet, dass Bestrahlung mit Elektronenstrahl nicht durchgeführt wurde. Das „-“ in der Zeile, die den Elastizitätsmodul bei 150°C anzeigt, bedeutet, dass das Kabel bei 150°C übermäßig erweicht wurde und der Elastizitätsmodul davon nicht gemessen werden konnte.
Tabelle 1 zeigt an, dass die Kabel Nrn. 1 bis 6 hohe Haftfestigkeiten und ausgezeichnete Biegsamkeit und Wärmebeständigkeit aufweisen. Insbesondere weisen die Kabel Nrn. 1 bis 6 Haftfestigkeit und Biegsamkeit vergleichbar mit jenen des Kabels Nr. 7, das Bestrahlung mit Elektronenstrahl unterzogen wurde, auf.
Im Gegensatz dazu weist das Kabel Nr. 8 verschlechterte Wärmebeständigkeit auf Grund eines geringen Silan-vernetzten VLDPE-Gehalts in der inneren Ummantelungsschicht auf. Das Kabel Nr. 9 weist verschlechterte Biegsamkeit auf Grund eines hohen Gehalts von Siliziumatomen auf, der die Silan-Vernetzungen in der inneren Ummantelungsschicht ausmacht. Das Kabel Nr. 10 weist verschlechterte Wärmebeständigkeit auf Grund eines geringen Gehalts von Siliziumatomen auf, die die Silan-Vernetzungen in der inneren Ummantelungsschicht ausmachen. Die Kabel Nrn. 11 bis 14 weisen verschlechterte Haftfestigkeit und Biegsamkeit auf Grund der Abwesenheit von dem Silan-vernetzten VLDPE in der inneren Ummantelungsschicht auf.
Nr. 2 und Nr. 6, zwischen denen der einzige Unterschied der Gehalt von Siliziumatomen ist, die die Silan-Vernetzungen in dem VLDPE ausmachen, werden verglichen. Nr. 2 weist Wärmebeständigkeit und Haftfestigkeit vergleichbar mit jenen von Nr. 6 auf und weist ausgezeichnete Biegsamkeit auf. Dies zeigt an, dass die Biegsamkeit durch Einstellen des Gehalts der Siliziumatome, der die Silan-Vernetzungen in dem VLDPE auf 0,1 Masse-% oder mehr und 0,5 Masse-% oder weniger ausmacht, weiter erhöht werden kann.
Die vorstehend beschriebenen Ergebnisse zeigen, dass ein Kabel mit ausgezeichneter Zähigkeit, Biegsamkeit und Wärmebeständigkeit ohne Bestrahlung mit Elektronenstrahl erhalten werden kann, wenn ein Silan-vernetztes VLDPE in der inneren Ummantelungsschicht verwendet wird, wobei der Gehalt von dem sehr niederdichten Polyethylen pro 100 Masseteile der Harzkomponente in der inneren Ummantelungsschicht so eingestellt wird, dass er im Bereich von 20 Masseteilen oder mehr und 100 Masseteilen oder weniger liegt, und der Gehalt von Siliziumatomen, die die Silan-Vernetzungen ausmachen, in dem sehr niederdichten Polyethylen so eingestellt wird, dass er im Bereich von 0,05 Masse-% oder mehr und 1 Masse-% oder weniger liegt.
Bezugszeichenliste

1: Kern
1a: Leiter
1b: isolierende Beschichtungsschicht
2: Ummantelungsschicht
2a: innere Ummantelungsschicht
2b: äußere Ummantelungsschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016092373 [0001]
JP 6212073 [0004]

Claims

Kabel, umfassend mindestens einen Kern, der einen Leiter und eine isolierende Beschichtungsschicht, die den Leiter bedeckt, aufweist; und eine Ummantelungsschicht, die den mindestens einen Kern bedeckt, wobei die Ummantelungsschicht eine innere Ummantelungsschicht und eine äußere Ummantelungsschicht, die die innere Ummantelungsschicht bedeckt, enthält; die innere Ummantelungsschicht ein Silan-vernetztes sehr niederdichtes Polyethylen enthält; eine Hauptkomponente der äußeren Ummantelungsschicht Polyurethan ist; ein Gehalt von dem sehr niederdichten Polyethylen pro 100 Masseteile von einer Harzkomponente in der inneren Ummantelungsschicht 20 Masseteile oder mehr und 100 Masseteile oder weniger ist; und ein Gehalt an Siliziumatomen, die Silan-Vernetzungen in dem sehr niederdichten Polyethylen konstituieren, 0,05 Masse-% oder mehr und 1 Masse-% oder weniger ist.
Kabel nach Anspruch 1, wobei die innere Ummantelungsschicht ferner ein nicht-vernetztes Harz enthält.
Kabel nach Anspruch 2, wobei das nicht-vernetzte Harz ein Copolymer von Ethylen und einem Vinyl-Monomer, das eine Esterbindung enthält, ist.
Kabel nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Polyurethan in der äußeren Ummantelungsschicht ein Allophanat-vernetztes Polyurethan ist.