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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen isolierten elektrischen Draht und eine isolierende Harzzusammensetzung. Die vorliegende Erfindung beansprucht die Priorität der am 19. Oktober 2016 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-204931 , und der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung wird hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
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Stand der Technik
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Wärmebeständige, quervernetzte, Polyethylen-isolierte elektrische Niederspannungsdrähte für Kraftfahrzeuge (nachstehend als „AEX“ bezeichnet), die eine Wärmebeständigkeit von 120 Grad der JASO-Standards (Japan Automobile Standards Organization) erfüllen, sind wärmebeständige isolierte Elektrodrähte, die in der Verkabelung in Fahrzeugen, wie zum Beispiel Automobilen, verwendet werden. Isolierte elektrische Drähte und elektrische Kabel (nachfolgend können elektrische Kabel auch als „isolierte elektrische Drähte“ bezeichnet werden), die bei der Verkabelung in Fahrzeugen verwendet werden, müssen eine gute Flexibilität für eine einfache Kabelführung und Platzeinsparung aufweisen und AEX sollen ebenfalls eine verbesserte Flexibilität aufweisen. PTL 1 offenbart als isolierten elektrischen Draht mit guter Flexibilität beispielsweise einen isolierten elektrischen Draht, der eine Isolationsbeschichtung umfasst, die aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist, welche beispielsweise ein Basisharz enthält, das ein Polypropylenharz, ein Propylen-α-Olefin-Copolymer und ein Polyethylenharz niedriger Dichte, ein Metallhydrat und ein phenolisches Antioxidans enthält, und einen Kabelbaum, der den isolierten elektrischen Draht umfasst.
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Isolierte Elektrodrähte für Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge, welche in den letzten Jahren entwickelt wurden, müssen Leiter mit größeren Durchmessern enthalten, so dass ein großer Strom zugeführt werden kann. Zur Bewerkstelligung einer Zunahme der Durchmesser von Leitern, sind weitere Verbesserungen der Flexibilität wünschenswert. Um außerdem die Erzeugung einer großen Wärmemenge aufgrund der Zufuhr eines großen Stroms zu bewältigen, sind zudem Verbesserungen der Wärmebeständigkeit erwünscht. PTL 2 offenbart eine isolierende Harzzusammensetzung, welche die Herstellung eines isolierten elektrischen Drahts ermöglicht, der Flexibilität und eine Wärmebeständigkeit aufweist, die gut genug ist, so dass die zuvor beschriebenen Anforderungen erfüllt werden, und die eine ausreichende Wasserabdichtungsleistung bereitstellen kann (terminale Wasserabdichtungsstruktur). Die isolierende Harzzusammensetzung enthält ein Harz, das ein erstes Copolymer, welches ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und eine Dichte von weniger als 0,88 g/cm3 aufweist, und ein zweites Copolymer, welches ein Copolymer aus Ethylen und einem Acrylsäureester oder ein Copolymer aus Ethylen und einem Methacrylsäureester ist, in einem Verhältnis von erstem Copolymer : zweitem Copolymer (Massenverhältnis) von 100:0 bis 40:60; sowie 30 bis 100 Massenteile eines Flammschutzmittels und 1 bis 5 Massenteile eines Vernetzungshilfsmittels, bezogen auf 100 Massenteile des Harzes, enthält. PTL 2 offenbart ferner einen isolierten elektrischen Draht, der eine Isolierschicht aufweist, die aus einem vernetzten Polymer dieser isolierenden Harzzusammensetzung gebildet ist, und der eine gute Flexibilität, Wärmebeständigkeit und Wasserabdichtungsleistung (terminale Wasserabdichtungsstruktur) aufweist.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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- PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2009-127040
- PTL 2: Internationale Veröffentlichung Nr. WO 2015/159788
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Zusammenfassung der Erfindung
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Lösung des Problems
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Eine erste Ausführungsform der Erfindung ist
ein isolierter elektrischer Draht, umfassend einen Leiter und eine Isolierschicht, die einen äußeren Umfang des Leiters bedeckt.
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Die Isolierschicht ist aus einem vernetzten Polymer einer isolierenden Harzzusammensetzung gebildet, die eine Harzkomponente enthält, enthaltend
ein erstes Copolymer, das ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und eine Dichte von weniger als 0,88 g/cm3 aufweist,
ein zweites Copolymer, das ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und eine Dichte von 0,88 g/cm3 oder mehr und weniger als 0,91 g/cm3 aufweist, und
ein drittes Copolymer, das ein Copolymer aus Ethylen und einem Acrylsäureester oder ein Copolymer aus Ethylen und einem Methacrylsäureester ist, oder
enthaltend das zweite Copolymer und das dritte Copolymer,
worin ein Gehalt des zweiten Copolymers 40 Massen-% oder mehr eines Gesamtgehalts des ersten Copolymers und des zweiten Copolymers und 60 Massen-% oder weniger eines Gesamtgehalts des ersten Copolymers, des zweiten Copolymers und des dritten Copolymers beträgt, und
ein Verhältnis, dargestellt durch den Gesamtgehalt des ersten Copolymers und des zweiten Copolymers : einem Gehalt des dritten Copolymers (Massenverhältnis) 80:20 bis 40:60 beträgt, und
30 bis 100 Massenteile eines Flammschutzmittels und 1 bis 5 Massenteile eines Vernetzungshilfsmittels, bezogen auf 100 Massenteile der Harzkomponente.
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
eine isolierende Harzzusammensetzung, die
eine Harzkomponente enthält, enthaltend
ein erstes Copolymer, das ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und eine Dichte von weniger als 0,88 g/cm3 aufweist,
ein zweites Copolymer, das ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und eine Dichte von 0,88 g/cm3 oder mehr und weniger als 0,91 g/cm3 aufweist, und
ein drittes Copolymer, das ein Copolymer aus Ethylen und einem Acrylsäureester oder ein Copolymer aus Ethylen und einem Methacrylsäureester ist, oder
enthaltend das zweite Copolymer und das dritte Copolymer,
worin ein Gehalt des zweiten Copolymers 40 Massen-% oder mehr eines Gesamtgehalts des ersten Copolymers und des zweiten Copolymers und 60 Massen-% oder weniger eines Gesamtgehalts des ersten Copolymers, des zweiten Copolymers und des dritten Copolymers beträgt, und
ein Verhältnis, dargestellt durch den Gesamtgehalt des ersten Copolymers und des zweiten Copolymers : einem Gehalt des dritten Copolymers (Massenverhältnis) 80:20 bis 40:60 beträgt, und
30 bis 100 Massenteile eines Flammschutzmittels und 1 bis 5 Massenteile eines Vernetzungshilfsmittels, bezogen auf 100 Massenteile der Harzkomponente.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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[Technisches Problem]
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Wenn auch der in PTL 2 offenbarte isolierte elektrische Draht gute Flexibilität aufweist, nimmt dessen Ölbeständigkeit ab. Somit besteht ein Problem dahingehend, dass die Verwendung des isolierten elektrischen Drahts in Anwendungen unwahrscheinlich ist, in denen eine hohe Ölbeständigkeit erforderlich ist. Darüber hinaus sind in den letzten Jahren die Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit, wie zum Beispiel Zugfestigkeit, von isolierten Elektrodrähten ebenfalls höher geworden, und weitere Verbesserungen der mechanischen Belastbarkeit sind ebenfalls erwünscht. Dementsprechend war es gewollt, einen isolierten elektrischen Draht zu entwickeln, der eine Isolierschicht mit nicht nur guter Flexibilität, sondern auch guter Ölbeständigkeit und mechanischer Belastbarkeit, wie zum Beispiel Zugfestigkeit, aufweist.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen isolierten elektrischen Draht bereitzustellen, der eine Isolierschicht umfasst, die nicht nur gute Flexibilität, sondern auch gute Ölbeständigkeit und mechanische Belastbarkeit aufweist.
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Es ist ebenso eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine isolierende Harzzusammensetzung bereitzustellen, die eine Schicht (Isolierschicht) bereitstellen kann, die nicht nur gute Flexibilität, sondern auch gute Ölbeständigkeit und mechanische Belastbarkeit aufweist.
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[Vorteilhafte Effekte der vorliegenden Offenbarung]
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Der isolierte elektrische Draht der ersten Ausführungsform ist ein isolierter elektrischer Draht, der eine Isolierschicht umfasst, die eine hohe Flexibilität und gute Ölbeständigkeit aufweist und ferner gute mechanische Belastbarkeit, wie zum Beispiel Zugfestigkeit aufweist. Durch die Bildung einer Isolierschicht eines isolierten elektrischen Drahts, worin die Isolierschicht aus einem vernetzten Polymer der isolierenden Harzzusammensetzung der zweiten Ausführungsform gebildet ist, ist es möglich, einen isolierten elektrischen Draht herzustellen, der eine Isolierschicht umfasst, die nicht nur eine hohe Flexibilität, sondern auch gute Ölbeständigkeit und mechanische Belastbarkeit aufweist. Dementsprechend wird ein isolierter elektrischer Draht bereitgestellt, der für die Verkabelung in Fahrzeugen und dergleichen, insbesondere AEX, geeignet ist.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen zum Ausführen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsformen beschränken den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht und können modifiziert werden, ohne vom Kerninhalt der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Der Erfinder der vorliegenden Erfindung führte umfangreiche Untersuchungen zur Lösung der obigen Aufgaben durch. Als Ergebnis wurde gefunden, dass ein isolierter elektrischer Draht, der nicht nur eine gute Flexibilität aufweist, die im Wesentlichen die gleiche ist wie bei vorhandenen isolierten elektrischen Drähten, sondern ebenso gute Ölbeständigkeit und mechanische Belastbarkeit aufweist, durch Bilden einer Isolierschicht aus einem vernetzten Polymer einer isolierenden Harzzusammensetzung hergestellt werden kann, die in der in PTL 2 offenbarten isolierenden Harzzusammensetzung anstelle des Copolymers, das ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und das eine Dichte von weniger als 0,88 g/cm3 aufweist, ein Copolymer, das ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und eine Dichte von 0,88 g/cm3 oder mehr und weniger als 0,91 g/cm3 aufweist, oder eine Mischung aus einem Copolymer, das ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und eine Dichte von weniger als 0,88 g/cm3 aufweist, und einem Copolymer enthält, das ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und eine Dichte von 0,88 g/cm3 oder mehr und weniger als 0,91 g/cm3 aufweist. Diese Erkenntnis führte zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung.
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Eine erste Ausführungsform der Erfindung ist
ein isolierter elektrischer Draht, umfassend einen Leiter und eine Isolierschicht, die einen äußeren Umfang des Leiters bedeckt.
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Die Isolierschicht ist aus einem vernetzten Polymer einer isolierenden Harzzusammensetzung gebildet, die eine Harzkomponente enthält, enthaltend
ein erstes Copolymer, das ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und eine Dichte von weniger als 0,88 g/cm3 aufweist,
ein zweites Copolymer, das ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und eine Dichte von 0,88 g/cm3 oder mehr und weniger als 0,91 g/cm3 aufweist, und
ein drittes Copolymer, das ein Copolymer aus Ethylen und einem Acrylsäureester oder ein Copolymer aus Ethylen und einem Methacrylsäureester ist, oder
enthaltend das zweite Copolymer und das dritte Copolymer,
worin ein Gehalt des zweiten Copolymers 40 Massen-% oder mehr eines Gesamtgehalts des ersten Copolymers und des zweiten Copolymers und 60 Massen-% oder weniger eines Gesamtgehalts des ersten Copolymers, des zweiten Copolymers und des dritten Copolymers beträgt, und
ein Verhältnis, dargestellt durch den Gesamtgehalt des ersten Copolymers und des zweiten Copolymers : einem Gehalt des dritten Copolymers (Massenverhältnis) 80:20 bis 40:60 beträgt, und
30 bis 100 Massenteile eines Flammschutzmittels und 1 bis 5 Massenteile eines Vernetzungshilfsmittels, bezogen auf 100 Massenteile der Harzkomponente.
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine isolierende Harzzusammensetzung, welche die Isolierschicht des isolierten elektrischen Drahts der ersten Ausführungsform bildet.
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Der Leiter des isolierten elektrischen Drahts der ersten Ausführungsform ist aus einem Metall, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, hergestellt und hat die Form eines langen Bandes. Die Anzahl der Leiter kann eins, zwei oder mehr betragen.
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Die Isolierschicht des isolierten elektrischen Drahts der ersten Ausführungsform ist aus einem vernetzten Polymer der isolierenden Harzzusammensetzung gebildet (die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung), welche die Harzkomponente enthält, die das erste Copolymer, das zweite Copolymer und das dritte Copolymer in oben genanntem speziellen Bereich der Zusammensetzung, sowie das Flammschutzmittel und das Vernetzungshilfsmittel in den oben genannten speziellen Bereichen enthält.
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Das in der isolierenden Harzzusammensetzung enthaltene erste Copolymer ist ein Polyolefinharz, das ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffen ist und eine Dichte von weniger als 0,88 g/cm3 aufweist. Die isolierende Harzzusammensetzung muss das erste Copolymer nicht notwendigerweise enthalten.
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Beispiele des Polyolefinharzes umfassen Ethylen-Buten-Copolymere (EB) und Ethylen-Octen-Copolymere (EO). Kommerziell erhältliche Produkte können als erstes Copolymer verwendet werden. Beispiele von EB umfassen kommerziell erhältliche Produkte, wie zum Beispiel ENGAGE 7467 (erhältlich von The Dow Chemical Company, Dichte: 0,862), TAFMER DF610 (erhältlich von Mitsui Chemicals, Inc., Dichte: 0,862) und TAFMER DF710 (erhältlich von Mitsui Chemicals, Inc., Dichte: 0,870). Beispiele von EO umfassen kommerziell erhältliche Produkte, wie zum Beispiel ENGAGE 8842 (erhältlich von The Dow Chemical Company, Dichte: 0,857).
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Das zweite Copolymer ist ein Polyolefinharz, das ein Copolymer aus Ethylen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und eine Dichte von 0,88 g/cm3 oder mehr und weniger als 0,91 g/cm3 aufweist. Der Gehalt des zweiten Copolymers beträgt 40 Massen-% oder mehr des Gesamtgehalts des ersten Copolymers und des zweiten Copolymers. Wenn der Gehalt des zweiten Copolymers weniger als 40 Massen-% des Gesamtgehalts des ersten Copolymers und des zweiten Copolymers beträgt, wird keine ausreichende Ölbeständigkeit gegeben. Außerdem beträgt der Gehalt des zweiten Copolymers 60 Massen-% oder weniger des Gesamtgehalts des ersten Copolymers, des zweiten Copolymers und des dritten Copolymers (falls das erste Copolymer nicht enthalten ist, des Gesamtgehalts des zweiten Copolymer und des dritten Copolymers). Bei einem Gehalt, der 60 Massen-% übersteigt, übersteigt ein 2%-Sekantenelastizitätsmodul des vernetzten Polymers 55 MPa und es wird keine gute Flexibilität erreicht. Darüber hinaus ist es tendenziell schwierig, eine effiziente Vernetzung des Harzes zu bewirken und der Elastizitätsmodul nimmt bei hohen Temperaturen (z.B. 150°C) ab.
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Beispiele des Polyolefinharzes des zweiten Copolymers umfassen ebenso Ethylen-Buten-Copolymere (EB) und Ethylen-Octen-Copolymere (EO). Kommerziell erhältliche Produkte können als zweites Copolymer verwendet werden. Beispiele von EO umfassen kommerziell erhältliche Produkte, wie zum Beispiel ENGAGE 8480 (erhältlich von The Dow Chemical Company, Dichte: 0,902).
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Das dritte Copolymer ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-Acrylsäureester-Copolymeren und Ethylen-Methacrylsäureester-Copolymeren. Insbesondere umfassen Beispiele davon Ethylen-Methylacrylat, Ethylen-Ethylacrylat, Ethylen-Butylacrylat, Ethylen-Methylmethacrylat, Ethylen-Ethylmethacrylat und Ethylen-Butylmethacrylat.
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Unter diesen sind Ethylen-Ethylacrylat-Copolymere (EEA) im Hinblick auf Flexibilität und Wärmebeständigkeit bevorzugt. Dementsprechend wird eine Ausführungsform, in der das dritte Copolymer ein EEA ist, als eine bevorzugte Ausführungsform bereitgestellt. Beispiele des EEA, die verwendet werden können, umfassen kommerziell erhältliche Produkte, wie zum Beispiel REXPEARL A4250 (erhältlich von Japan Polyethylene Corporation, EA-Verhältnis: 25%), DFDJ6182, NUC-6510 (erhältlich von NUC Corporation, EA-Verhältnis: 23%), NUC-6520 (erhältlich von NUC Corporation, EA-Verhältnis: 24%) und DPDJ-6182 (erhältlich von NUC Corporation, EA-Verhältnis: 15%).
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Der Gehalt des dritten Copolymers erfüllt ein Verhältnis, das dargestellt wird durch den Gesamtgehalt des ersten Copolymers und des zweiten Copolymers : dem Gehalt des dritten Copolymers (Massenverhältnis) im Bereich von 80:20 bis 40:60. In diesem Bereich ist gute Flexibilität gegeben. Wenn der Gehalt des dritten Copolymers (Massenverhältnis) mehr als 60 Massen-% oder weniger als 20 Massen-% des Gesamtgehalts des ersten Copolymers und des zweiten Copolymers beträgt, übersteigt der 2% Sekantenelastizitätsmodul des vernetzten Polymers 55 MPa und es wird keine gute Flexibilität erreicht.
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Zur Verbesserung der Flammhemmung des isolierten elektrischen Drahts, enthält die isolierende Harzzusammensetzung der zweiten Ausführungsform ein Flammschutzmittel. Der Gehalt des Flammschutzmittels in der isolierenden Harzzusammensetzung beträgt 30 Massenteile oder mehr und 100 Massenteile oder weniger, bezogen auf 100 Massenteile der Harzkomponente. Wenn der Gehalt des Flammschutzmittels weniger als 30 Massenteile beträgt, wird keine ausreichende Flammhemmung bereitgestellt.
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Im Gegensatz dazu ist ein Gehalt des Flammschutzmittels, der 100 Massenteile übersteigt, nicht bevorzugt, da die mechanische Belastbarkeit der Isolierschicht reduziert wird.
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Beispiele des Flammschutzmittels umfassen Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, bromierte Flammschutzmittel, Antimontrioxid, Antimonpentoxid und Zinkborat. Diese Flammschutzmittel können alleine oder in Kombinationen von zwei oder mehreren davon verwendet werden. Bei Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid ist jedoch ein hoher Gehalt notwendig, so dass eine ausreichende Flammhemmung erhalten wird, und die Eigenschaften werden oft beeinträchtig, zum Beispiel verringern diese die mechanische Belastbarkeit und verschlechtern die Wärmebeständigkeit. Daher werden vorzugsweise ein bromiertes Flammschutzmittel und Antimontrioxid in Kombination als Flammschutzmittel verwendet. Insbesondere werden vorzugsweise 10 bis 50 Massenteile eines bromierten Flammschutzmittels und 5 bis 25 Massenteile Antimontrioxid bezogen auf 100 Massenteilen der Harzkomponente gemischt. Ein kommerziell erhältliches Produkt wie SAYTEX 8010 kann als bromiertes Flammschutzmittel verwendet werden.
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Der Gehalt des Vernetzungshilfsmittels in der isolierenden Harzzusammensetzung der zweiten Ausführungsform beträgt 1 Massenteil oder mehr und 5 Massenteile oder weniger, bezogen auf 100 Massenteile der Harzkomponente. Wenn der Gehalt des Vernetzungshilfsmittels weniger als 1 Massenteil beträgt, schreitet die Vernetzung nicht ausreichend fort und die mechanische Belastbarkeit der Isolierschicht kann abnehmen. Im Gegensatz dazu ist ein Gehalt des Vernetzungshilfsmittels, der 5 Massenteile übersteigt, nicht bevorzugt, da die Vernetzungsdichte unverhältnismäßig ansteigt und die Härte übermäßig zunimmt, was zu einer Verringerung der Flexibilität führt. Beispiele für das Vernetzungshilfsmittel umfassen Isocyanurate, wie zum Beispiel Triallylisocyanurat (TAIC) und Diallylmonoglycidylisocyanurat (DA-MGIC); und Trimethylolpropantrimethacrylat. Diese Vernetzungshilfsmittel können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden. Unter diesen ist Trimethylolpropantrimethacrylat für eine effektive Vernetzung bevorzugt.
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Andere Komponenten können gegebenenfalls zur isolierenden Harzzusammensetzung der zweiten Ausführungsform zugegeben werden, solange das Wesentliche der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Beispiele für andere Komponenten umfassen ein Schmiermittel, ein Verarbeitungshilfsmittel, ein Färbemittel, ein Antioxidans und Zinkoxid. Beispiele für das Antioxidans umfassen schwefelhaltige Antioxidantien und phenolische Antioxidantien. Eine Zugabe des Antioxidans ist bevorzugt, da ein oxidativer Abbau des Harzes effektiv unterdrückt werden kann.
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Die isolierende Harzzusammensetzung der zweiten Ausführungsform wird durch Kneten der oben beschriebenen essentiellen Komponenten und der optionalen Komponenten hergestellt. Verschiedene bekannte Methoden können als Knetmethode verwendet werden. Als Knetmaschine können ein Einschneckenextruder, ein Doppelschneckenextruder, ein Banbury-Mischer, ein Kneter, eine Walzenmühle und andere bekannte Knetmaschinen verwendet werden. Zum Beispiel kann auch ein Verfahren angewandt werden, das vorheriges Vormischen unter Verwendung eines Hochgeschwindigkeitsmischers, wie eines Henschel-Mischers oder dergleichen, und anschließendes Durchführen des Knetens unter Verwendung der oben beschriebenen Knetmaschine umfasst.
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Der im isolierten elektrischen Draht der ersten Ausführungsform umfasste Leiter ist mit einer Isolierschicht bedeckt, die aus einem vernetzten Polymer der isolierenden Harzzusammensetzung der zweiten Ausführungsform gebildet ist. Die erste Ausführungsform umfasst einen Fall, in dem der Leiter direkt bedeckt ist, und einen Fall, in dem der Leiter bedeckt ist und sich eine andere Schicht dazwischen befindet. Ein Beispiel der Isolierschicht, die den Leiter bedeckt, wobei sich eine andere Schicht dazwischen befindet, ist eine Mantelschicht, die die Außenseite einer leitenden Schicht bedeckt, die auf der Außenseite eines isolierten elektrischen Drahts ausgebildet ist.
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Bei der Herstellung des isolierten elektrischen Drahts der ersten Ausführungsform wird die Außenseite des Leiters direkt mit der isolierenden Harzzusammensetzung der zweiten Ausführungsform bedeckt, oder die Außenseite einer anderen Schicht, die den Leiter bedeckt, wird mit der isolierenden Harzzusammensetzung der zweiten Ausführungsform bedeckt und anschließend wird das Harz vernetzt. Das Bedecken mit der isolierenden Harzzusammensetzung kann durch verschiedene bekannte Methoden durchgeführt werden, wie beispielsweise übliches Extrusionsformen eines isolierten elektrischen Drahts. Zum Beispiel kann das Bedecken unter Verwendung eines Einschneckenextruders mit einem Zylinderdurchmesser ϕ von 20 bis 90 mm mit L/D = 10 bis 40 durchgeführt werden.
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Ein Beispiel eines Verfahrens zur Vernetzung des Harzes ist ein Verfahren zum Bestrahlen des Harzes mit ionisierender Strahlung. Beispiele für die ionisierende Strahlung umfassen hochenergetische elektromagnetische Wellen wie Röntgenstrahlen, γ-Strahlen und Teilchenstrahlen. Ein Elektronenstrahl ist unter dem Gesichtspunkt bevorzugt, dass zum Beispiel die Bestrahlung mit einer relativ kostengünstigen Vorrichtung durchgeführt werden kann und leicht gesteuert werden kann, sowie dass auf einfache Weise eine hohe Energie erhalten wird.
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Der isolierte elektrische Draht der ersten Ausführungsform umfasst nicht nur einen einzelnen isolierten elektrischen Draht, der einen Leiter und eine den Leiter bedeckende isolierende Schicht umfasst, sondern auch ein Bündel einer Vielzahl solcher isolierter elektrischer Drähte. Ein Beispiel für das Bündel einer Vielzahl solcher isolierter elektrischer Drähte ist ein Kabelbaum, der bei der Verkabelung in Automobilen verwendet wird. Die Art und die Struktur des isolierten elektrischen Drahts sind nicht limitiert und Beispiele davon umfassen einzelne Drähte, flache Drähte und abgeschirmte Drähte.
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BEISPIELE
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Zuerst werden die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Materialien nachstehend beschrieben.
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(Verwendete Materialien)
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[Harzzusammensetzung]
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- •EEA: REXPEARL A4250 (erhältlich von Japan Polyethylene Corporation, EA-Verhältnis: 25%, MI: 5, in den Tabellen als „EEA1“ bezeichnet)
- •EEA: REXPEARL A1150 (erhältlich von Japan Polyethylene Corporation, EA-Verhältnis: 15%, MI: 0,8, in den Tabellen als „EEA2“ bezeichnet)
- •EO: ENGAGE 8180 (erhältlich von Dow Chemical Japan Ltd., Dichte: 0,863, MI: 1, in den Tabellen als „EO1“ bezeichnet)
- •EO: ENGAGE 8440 (erhältlich von Dow Chemical Japan Ltd., Dichte: 0,897, MI: 6, in den Tabellen als „EO2“ bezeichnet)
- •Polyethylen mit hohfer Dichte: NOVATEC HB530 (erhältlich von Japan Polyethylene Corporation, in den Tabellen als „HDPE“ bezeichnet)
- • Flammschutzmittel:
- Bromiertes Flammschutzmittel SAYTEX 8010
- Antimontrioxid
- • Zinkoxid: Zinkoxid Typ 1
- • Antioxidans
- SUMILIZER MB (erhältlich von Sumitomo Chemical Company, Limited.: schwefelhaltiges Antioxidans)
- IRGANOX 1010 (erhältlich von BASF: gehindertes Phenol-Antioxidans)
- IRGANOX PS-802 (erhältlich von BASF: schwefelhaltiges Antioxidans)
- • Schmiermittel: Stearinsäure
- • Vernetzungshilfsmittel
- TD1500s (DIC Corporation:
- Trimethylolpropantrimethacrylat)
- • Verarbeitungshilfsmittel: METABLEN A3000 (erhältlich von MITSUBISHI RAYON CO., LTD.: Acryl-modifiziertes PTFE)
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[Struktur des elektrischen Drahts]
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- • Leiter: 15 sq (Querschnittsfläche („sectional area“) 15 mm2) Dreißig Elementdrähte mit jeweils einem Außendurchmesser von 0,18 mm wurden zu einem Litzendraht verseilt und neunzehn auf diese Weise hergestellte Litzendrähte wurden dann zu einer doppelsträngigen Struktur verseilt. Außendurchmesser des Leiters: 5,5 mm
- • Isolierschicht: 1,25 mm Dicke
- • Außendurchmesser des isolierten elektrischen Drahts: 8 mm
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(Experiment)
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Jede der isolierenden Harzzusammensetzungen, die in den in Tabellen 1 und 2 gezeigten Mischverhältnissen gemischt wurden, wurde auf den Leiter extrudiert, so dass eine Isolierschicht mit der obigen Dicke gebildet wurde, die den Leiter bedeckte. Als Ergebnis wurde ein isolierter elektrischer Draht mit der oben beschriebenen Struktur des elektrischen Drahts erhalten. Das Harz wurde durch Bestrahlung mit einem 180 kGy-Elektronenstrahl vernetzt. Anschließend wurden die Zugfestigkeit Ts, die Zugdehnung EI und der 2% Sekantenelastizitätsmodul (Flexibilität) des isolierten elektrischen Drahts gemessen und die Ölbeständigkeit des isolierten elektrischen Drahts wurde durch die folgenden Verfahren bewertet. Die Tabellen 1 und 2 zeigen die Ergebnisse.
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[Verfahren zur Messung der Zugfestigkeit Ts und der Zugdehung EI]
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Die Zugfestigkeit und die Zugdehnung wurden gemäß JIS C 3005, 4.16 (Zugeigenschaften der Isolierung und der Ummantelung) gemessen. Die Tabellen 1 und 2 zeigen die Ergebnisse. Hinsichtlich der Zugfestigkeit wurden 10,3 MPa oder mehr als akzeptabel bewertet. Bezüglich der Zugdehnung wurden 150% oder mehr als akzeptabel bewertet.
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[Verfahren zur Messung des 2% Sekantenelastizitätsmoduls]
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Ein Teststück mit einer Länge von 100 mm wurde mit einem Zugtestgerät in Längsrichtung mit einer Zuggeschwindigkeit von 50 mm/min gezogen und bei 2% Dehnung wurde eine Last bestimmt. Die Last wurde dann durch eine Querschnittsfläche geteilt und das Ergebnis wurde mit 50 multipliziert, so dass ein Wert eines 2% Sekantenelastizitätsmoduls (MPa) erhalten wurde. Wenn der Wert des Sekantenelastizitätsmoduls weniger als 55 MPa betrug, wurde das Teststück als akzeptabel bewertet.
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[Ölbeständigkeitstest (Bewertung der Ölbeständigkeit)]
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Der Ölbeständigkeitstest wurde gemäß ISO6722-Methode 2 durchgeführt. Eine 600 mm-Probe wurde aus dem oben hergestellten isolierten elektrischen Draht hergestellt und die Probe wurde 20 Stunden lang bei 23 ± 5°C in das in ISO1817 spezifizierten Benzin oder Leichtöl eingetaucht. Anschließend wurde die Probe herausgenommen und die Oberfläche der Probe wurde abgewischt. Die Probe wurde bei Raumtemperatur für 30 Minuten getrocknet und der Außendurchmesser des isolierten elektrischen Drahts wurde dann innerhalb von fünf Minuten gemessen. Die Änderungsrate des Außendurchmessers, die durch die folgende Formel (1) dargestellt wird, wurde bestimmt. Eine Probe mit einer Änderungsrate des Außendurchmessers von 15% oder weniger wurde als akzeptabel bewertet.
[Tabelle 1]
| Experiment 1 | Exp. 2 | Exp. 3 | Exp. 4 | Exp. 5 |
EEA1 (EA25%) | 50 | 25 | - | - | 50 |
EEA2 (EA15%) | - | 25 | 50 | 100 | - |
EO1 (Dichte: 0,863) | 50 | 50 | 50 | - | 25 |
EO2 (Dichte: 0,897) | - | - | - | - | 25 |
HDPE | - | - | - | - | - |
Flammschutzmittel | Bromiertes Flammschutzmittel | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
Antimontrioxid | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Zinkoxid | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Antioxidans | SUMILIZER MB | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
IRGANOX 1010 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
IRGANOX PS-802 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0.5 | 0,5 |
Schmiermittel | Stearinsäure | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Verarbeitungshilfsmittel | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
Vernetzungshilfsmittel | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
Zugfestigkeit Ts (MPa) | 12,3 | 14,7 | 16,2 | 23,8 | 16,2 |
Zugdehnung EI (%) | 503 | 518 | 512 | 497 | 535 |
2% Sekantenelastizitätsmodul (MPa) | 12,2 | 16,9 | 20,8 | 56,0 | 25,8 |
Änderungsrate des Außendurchmessers (%) im Ölbeständigkeitstest | Benzin | Reißen der Isolierschicht | 25,3 | 24,8 | 12,7 | 14,6 |
Leichtöl | Schwellung konnte nicht gemessen werden | 28,1 | 26,3 | 15,4 | 14,8 |
[Tabelle 2]
| Experiment 6 | Experiment 7 | Experiment 8 | Experiment 9 |
EEA1 (EA25%) | 50 | - | 45 | 30 |
EEA2 (EA15%) | - | - | - | - |
EO1 (Dichte: 0,863) | - | - | 45 | 30 |
EO2 (Dichte: 0,897) | 50 | 100 | - | - |
HDPE | - | - | 10 | 40 |
Flammschutzmittel | Bromiertes Flammschutzmittel | 20 | 20 | 20 | 20 |
Antimontrioxid | 10 | 10 | 10 | 10 |
Zinkoxid | 1 | 1 | 1 | 1 |
Antioxidans | SUMILIZER MB | 1 | 1 | 1 | 1 |
IRGANOX 1010 | 1 | 1 | 1 | 1 |
IRGANOX PS-802 | 0,5 | 0,5 | 0.5 | 0,5 |
Schmiermittel | Stearinsäure | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Verarbeitungshilfsmittel | 2 | 2 | 2 | 2 |
Vernetzungshilfsmittel | 3 | 3 | 3 | 3 |
Zugfestigkeit Ts (MPa) | 19,4 | 24,0 | 13,6 | 15,2 |
Zugdehnung EI (%) | 521 | 533 | 498 | 444 |
2% Sekantenelastizitätsmodul (MPa) | 52,6 | 99,1 | 22,8 | 139,5 |
Änderungsrate des Außendurchmessers (%) im Ölbeständigkeitstest | Benzin | 11,3 | 8,5 | 21,5 | 12,4 |
Leichtöl | 12,3 | 7,8 | 28,9 | 14,6 |
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Die in den Tabellen 1 und 2 dargestellten Ergebnisse zeigen Folgendes.
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In den Experimenten 5 und 6, in denen isolierte elektrische Drähte unter Verwendung von isolierenden Harzzusammensetzungen hergestellt wurden, die jeweils EEA (drittes Copolymer) und EO2 (zweites Copolymer) mit einer Dichte von 0,88 g/cm3 oder mehr und weniger als 0,91 g/cm3 in der Zusammensetzung in einem Bereich der zweiten Ausführungsform enthalten, weisen die isolierten elektrischen Drähte jeweils einen 2% Sekantenelastizitätsmodul von weniger als 55 MPa auf, so dass diese gute Flexibilität und gute Ölbeständigkeit aufweisen, und die Ergebnisse des Ölbeständigkeitstests erfüllen ebenso die Standards. In den Experimenten 1 bis 3, in denen isolierte elektrische Drähte hergestellt wurden, indem isolierende Harzzusammensetzungen verwendet wurden, von denen keine EO2 enthält und nur E01 mit einer Dichte von weniger als 0,88 g/cm3 und EEA enthält, übersteigt die Änderungsrate des Außendurchmessers 15% oder ein Reißen der Isolierschicht und eine Schwellung traten im Ölbeständigkeitstest auf, was eine geringe Ölbeständigkeit zeigt. In Experiment 4, in welchem ein isolierter elektrischer Draht unter Verwendung einer isolierenden Harzzusammensetzung hergestellt wurde, die EEA alleine enthielt, und Experiment 7, in dem ein isolierter elektrischer Draht unter Verwendung einer isolierenden Harzzusammensetzung, die EO2 alleine, aber kein EEA enthielt, wiesen die isolierten elektrischen Drähte jeweils einen 2% Sekantenelastizitätsmodul von 55 MPa oder mehr auf und wiesen folglich geringe Flexibilität auf.
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Experimente 8 und 9 sind Fälle, in denen isolierte elektrische Drähte unter Verwendung von isolierenden Harzzusammensetzungen hergestellt wurden, die jeweils EEA, EO1 mit einer Dichte von weniger als 0,88 g/cm3 und HDPE enthielten. In Experiment 8, in dem der Anteil der Zusammensetzung an HDPE 10 Massen-% beträgt, weist der isolierte elektrische Draht eine Änderungsrate des Außendurchmessers von 15% oder mehr auf und weist folglich eine niedrige Ölbeständigkeit auf. In Experiment 9, in dem der Anteil der Zusammensetzung an HDPE 40 Massen-% beträgt, weist der isolierte elektrische Draht einen 2% Sekantenelastizitätsmodul von wesentlich höher als 55 MPa auf und weist folglich geringe Flexibilität auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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