DE60006178T2

DE60006178T2 - Isolierter Draht

Info

Publication number: DE60006178T2
Application number: DE60006178T
Authority: DE
Inventors: Kazunori Yokkaichi-city Tsuji; Masashi Yokkaichi-city Sato
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: DE60006178D1; US6162540A; EP1039481B1; EP1039481A1; JP2000276953A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen isolierten Draht, der mit einer Vinylchlorid-Harzzusammensetzung, die frei von Bleiverbindungen ist, beschichtet ist. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen isolierten Draht für Kraftfahrzeuge.
Üblicherweise wurden Vinylchlorid-Harzzusammensetzungen, welche allgemein durch Zusetzen eines Stabilisierungsmittels, eines Gleitmittels usw. zu einem Polyvinylchlorid (PVC) erhalten wurden, als Isolierbeschichtungen und Hüllen bzw. Ummantelungen von Fahrzeugdrähten aufgrund ihrer geeigneten Flexibilität und Abriebbeständigkeit verwendet. Stabilisierungsmittel, die in den Vinylchloridharzen verwendet werden, beinhalten beispielsweise dreibasiges Bleisulfat, zweibasiges Bleiphosphit und Bleisilikat, während Schmiermittel, die darin verwendet werden, Bleistearat beinhalten. Derartige Bleiverbindungen werden häufig verwendet.
Wenn ein Kraftfahrzeug verschrottet wird, werden Verdrahtungen bzw. Kabelbäume, die aus Fahrzeugdrähten und dgl. bestehen, zu Staub verschrottet bzw. gemahlen und in dem Boden vergraben. Da Bleiverbindungen, die in dem Stabilisierungsmittel bzw. Stabilisator und dem Gleitmittel enthalten sind, aus dem vergrabenen Staub durch Regenwasser eluiert werden, können sie jedoch eine Umwelt- bzw. Umgebungsverschmutzung bewirken.
Aus dem obigen Grund gab es in den letzten Jahren eine steigende Tendenz, bleifreie Stabilisierungsmittel zu verwenden. Beispielsweise werden Calcium-Zink-Stabilisierungs mittel als das bleifreie Stabilisierungsmittel verwendet. Die Wärmebeständigkeit und die Verschleißbeständigkeit bzw. Verwitterungsbeständigkeit der Vinylchlorid-Harzbeschichtung wurde durch Verwendung von Hydrotalcit gemeinsam mit dem Calcium-Zink-Stabilisierungsmittel bzw. Stabilisator verbessert.
Wenn der Draht durch das Vinylchloridharz beschichtet ist, das mit Hydrotalcit vermischt ist, haftet jedoch die Vinylchlorid-Harzbeschichtung fester an einem Kupferleiter an als an dem Draht gemäß dem Stand der Technik, was ein Problem bewirkt. Spezifischer sind Abstreifvorgänge, wie eine Zwischenabstreifoperation beim Ausbilden eines Einschnitts in eine Isolierbeschichtung an einer Zwischenposition des Drahts und Verschieben bzw. Verlagern der eingeschnittenen Isolierungsbeschichtung, um einen Raum zur Verfügung zu stellen, der für einen Crimpvorgang erforderlich ist, wesentlich bei der Herstellung eines Kabelbaums. Jedoch kann, da die Isolierbeschichtung fest an dem Kupferleiter in dem obigen isolierten Draht anhaftet, sie zerrissen oder gebrochen werden, indem sie mit Zwang von dem Kupferleiter abgeschält wird, oder kann gerippt werden, ohne daß sie sich glatt entlang des Kupferleiters während des Abstreifvorgangs bewegt. Wenn ein derartiger Fall während des Zwischenabstreifvorgangs eintritt, kann ein Anschluß nicht an der zwischenliegenden bzw. Zwischenposition des Drahts gecrimpt werden, was ein kritisches Problem für den Draht ist.
In Hinblick auf die obige Situation ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen isolierten Draht zur Verfügung zu stellen, der eine Isolations- bzw. Isolierbeschich tung besitzt, welche eine verbesserte Hitzestabilität und eine exzellente Abstreifbarkeit besitzt.
Dieses Ziel wird durch die Ausbildungen gelöst, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet sind.
Um das obige Problem zu lösen, ist die Erfindung auf einen isolierten Draht gerichtet, der mit einer Vinylchlorid-Harzzusammensetzung beschichtet ist, umfassend 10 Gew.-Teile oder weniger Calcium-Zink-Stabilisator, 2 bis 10 Gew.-Teile Hydrotalcit und 0,1 bis 1 Gew.-Teile Stearinsäure pro 100 Gew.-Teile Vinylchloridharz.
Der isolierte Draht gemäß der vorliegenden Erfindung kann insbesondere für Kraftfahrzeuge verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck "Calcium-Zink-Stabilisator" einen bleifreien Stabilisator, dessen Hauptbestandteile Zinkstearat und Calciumstearat sind. Derartige Calcium-Zink-Stabilisierungsmittel bzw. -Stabilisatoren sind in der Technik gut bekannt; siehe beispielsweise US-A-5,326,638.
Die obige Erfindung ist insbesondere effizient, wenn die Größe (Querschnittsfläche) des Drahts 0,3 bis 2 mm² ist (unter Ausschluß seiner Isolierbeschichtung) und die Dicke seiner Isolierbeschichtung 0,2 bis 0,5 mm beträgt.
Vorzugsweise umfaßt der isolierte Draht einen Leiter, der aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist, worin der Leiter durch Verdrillen bzw. Verdrehen von 7 bis 26 Strängen mit einem Durchmesser von 0,15 mm bis 0,35 mm hergestellt sein kann.
Exzellente Effekte können erreicht werden, indem 10 Gew.-Teile oder weniger Calcium-Zink-Stabilisator pro 100 Gew.-Teile Vinylchloridharz zugesetzt werden, und die Wärmestabilität bzw. Hitzebeständigkeit und die Verschleißbeständigkeit kann weiter durch Zumischen von Hydrotalcit verbessert werden. Der Gehalt an Calcium-Zink-Stabilisator ist 10 Gew.-Teile oder weniger, da die Abriebbeständigkeit trotz einer verbesserten Wärmestabilität reduziert ist, wenn er mehr als 10 Gew.-Teile beträgt. In einer bevorzugten Ausbildung umfaßt die Vinylchlorid-Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung 10 Gew.-Teile bis 0,5 Gew.-Teile, noch genauer 5,6 Gew.-Teile bis 0,6 Gew.-Teile Calcium-Zink-Stabilisator. 2 bis 10 Gew.-Teile Hydrotalcit werden pro 100 Gew.-Teile Vinylchloridharz zugemischt. Wenn der Gehalt an Hydrotalcit mehr als 10 Gew.-Teile beträgt, ist die Abriebbeständigkeit reduziert, obwohl die Wärmestabilität verbessert ist. Weiters ist, wenn der Gehalt an Hydrotalcit weniger als 2 Gew.-Teile beträgt, die Wärmestabilität reduziert.
Stearinsäure wird als ein Schmiermittel verwendet und eine steigende Tendenz einer Anhaftfähigkeit an dem Kupferleiter aufgrund der Beimischung von Hydrotalcit kann durch Beimischen von Stearinsäure unterdrückt werden. 0,1 bis 1 Gew.-Teil Stearinsäure wird pro 100 Gew.-Teile Vinylchloridharz gemischt. Wenn der Gehalt an Stearinsäure mehr als 1 Gew.-Teil beträgt, kann ein Anschluß nicht aufgrund einer exzessiv schwachen Anhaftungskraft montiert werden und die verlagerte Isolierbeschichtung tendiert stark dazu, zu ihrer ursprünglichen Position nach dem Zwischenabstreifvorgang zurückzukehren, wodurch in nachteiliger Weise eine Änderung in der Länge der abgestreiften Abschnitte bewirkt bzw. ver ursacht wird. Im Gegensatz ist es, wenn der Gehalt an Stearinsäure weniger als 0,1 Gew.-Teile beträgt, wahrscheinlich, daß die Isolierbeschichtung, wie dies oben beschrieben ist, aufgrund einer unzureichend reduzierten Haftfähigkeit springt und gewellt wird.
Diese und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher werden, in welchen:
1 eine Seitenansicht ist, die eine Abstreifbarkeits-Testverfahren zeigt.
Ein Vinylchloridharz, das in der Erfindung verwendet wird, kann ein allgemein verwendetes Vinylchloridharz sein, das als ein konventionelles Drahtbeschichtungsmaterial verwendet wird. Normalerweise können Vinylchloridharze, die einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1300 bis 3000 besitzen, verwendet werden.
Ein Weichmacher, der in das Vinylchloridharz einzumischen ist, kann beispielsweise Phthalsäure, Trimellitsäure, Polyester oder Epoxy enthalten. Jedoch ist der Weichmacher nicht darauf beschränkt. Jeder Weichmacher kann verwendet werden unter der Voraussetzung, daß er mit dem Vinylchloridharz kompatibel ist. Eine Art von Weichmacher kann alleine verwendet werden oder zwei oder mehrere Arten von Weichmachern können in Kombination verwendet werden. Eine Menge des Weichmachers, die einzumischen ist, ist vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-Teile, noch bevorzugter 25 bis 55 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des Vinylchloridharzes.
Weiters kann ein Füllstoff zugesetzt sein. Der Füllstoff kann beispielsweise Calciumcarbonat, Ton oder dgl. sein und weniger als 50 Gew.-Teile des Füllstoffs werden vorzugsweise pro 100 Gew.-Teile Vinylchloridharz beigemischt.
Neben den obigen Agentien kann ein Alterungsinhibitor, ein Antioxidationsmittel, ein eine Kupferschädigung verhinderndes Agens, ein Lichtstabilisierungsmittel bzw. -stabilisator und ein Flammhemmittel geeigneterweise zugesetzt werden.
Ein isolierter Draht der vorliegenden Erfindung kann mit demselben Herstellungsverfahren wie ein Draht gemäß dem Stand der Technik hergestellt werden, der eine Isolierbeschichtung besitzt, die aus Vinylchloridharz gefertigt ist, indem die zuvor erwähnte Harzzusammensetzung verwendet wird. Ein derartiger isolierter Draht ist am effizientesten, wenn die Größe desselben 0,3 bis 2 mm² beträgt und die Dicke seiner Isolierungsbeschichtung 0,2 bis 0,5 mm beträgt.
Unter Verwendung der obigen Harzzusammensetzung kann ein isolierter Draht erhalten werden, welcher sowohl in der Wärmestabilität als auch in der Abstreifbarkeit exzellent ist, trotzdem er keinen Bleigehalt besitzt.
Als Beispiele 1 bis 4 gemäß der vorliegenden Erfindung und als Vergleichsbeispiele 1 bis 6 wurden Harzzusammensetzungen hergestellt, in welchen ein Polyvinylchlorid, das einen Polymerisationsgrad von 1300 aufweist, ein Ca-Zn-Stabilisator, Hydrotalcit, Stearinsäure, Zinkstearat, Calciumstearat, Weichmacher (DIDP = Diisodecylphthalat), Füllstoff (Calciumcarbonat) in Verhältnissen, die in Tabelle 1 ge zeigt sind, vermischt wurden. Als Ca-Zn-Stabilisator gemeinsam mit Hydratalcit kann beispielsweise ein Produkt unter dem Markennamen "Rup", das durch Asahi Denka Kogyo K. K. geliefert wird, ein Produkt unter dem Markennamen STABINEXNL, das durch Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd. zur Verfügung gestellt wird, und ein Produkt, das unter dem Markennamen "OW" verwendet werden, das durch Sakai Chemical Industry Co., Ltd. geliefert wird.
Diese Harzzusammensetzungen wurden jeweils um einen Leiter, der durch Verdrillen von 7 Strängen hergestellt wurde und eine Größe von 0,5 mm² aufweist, um eine Dicke von 0,3 mm zu besitzen, aufgebracht und die Abstreifbarkeit, die Wärmestabilität bzw. Hitzebeständigkeit und die Abriebbeständigkeit der erhaltenen Drähte wurden abgeschätzt.
– Abstreifbarkeitstest
Ein ringförmiger Einschnitt wurde in einer Isolations- bzw. Isolierbeschichtung durch eine flache Klinge in einer derartigen Weise ausgebildet, um nicht den Leiter zu beschädigen, und ein geschnittener Abschnitt der Isolationsbeschichtung wurde verlagert bzw. verschoben, um den Leiter freizulegen. Dann wurden Abschätzungen getätigt, ob irgendein Sprung und/oder irgendeine Wellung in dem verlagerten Abschnitt der Isolierbeschichtung vorliegt und ob der verlagerte Abschnitt zu seiner ursprünglichen Position im Verlauf der Zeit zurückkehrt (siehe 1).
– Wärmestabilitätstest
Ein Wärmestabilitätstest wurde in Übereinstimmung mit JIS D6723 durchgeführt. Nachdem der Draht für 2 Stunden erhitzt wurde, wurde Wasserstoffchlorid, das durch Pyrolyse hergestellt wurde, unter Verwendung von Kongorot als ein Indikator detektiert bzw. festgestellt.
– Abschabwiderstandstest
Ein Abschabwiderstandstest wurde durch ein Hin- und Herbewegungsverfahren einer Klinge in Übereinstimmung mit JIS D611-94 unter den Bedingungen einer Temperatur von 23°C und einer Last von 7 N unter Verwendung des Führungsendes einer Klinge durchgeführt, die einen Radius von 0,225 mm aufweist.
Abschätzungsergebnisse sind in TABELLE-1 und TABELLE-2 gezeigt.
TABELLE-1
(Zielwerte)

Wärmestabilität: 2 Stunden
Abriebbeständigkeit: mehr als 300 mal

TABELLE-2
Wie dies in den entsprechenden Beispielen in TABELLE-1 gezeigt ist, waren die Zwischenabstreifbarkeit (Leichtigkeit, die Isolationsbeschichtung in ihrer Zwischenposition abzustreifen), Wärmestabilität und Abriebbeständigkeit der Isolierbeschichtungen zufriedenstellend, wenn die Gehalte von Calcium-Zink-Stabilisiator, Hydrotalcit und Stearinsäure sich innerhalb der bestimmten Bereiche bewegten. Im Gegensatz dazu war in Vergleichsbeispiel 1, in welchem der Hydrotalcitgehalt unter dem unteren Grenzwert seines spezifizierten Bereichs von 2 bis 10 Gew.-Teilen lag, war die Wärmestabilität nicht ausreichend, trotz eines größeren Gehalts an Stabilisierungsmittel bzw. Stabilisator im Gegensatz zu den anderen Beispielen, die in TABELLE-2 gezeigt sind. Weiters war die Abriebbeständigkeit in Vergleichsbeispiel 2 stark reduziert, in welchem der Gehalt an Hydrotalcit den oberen Grenzwert des spezifizierten Bereichs überschritt. Weiters war in den Vergleichsbeispielen 3 und 4, in welchen der Gehalt an Stearinsäure unter dem unteren Grenzwert von seinem spezifizierten Bereich von 0,1 bis 1 Gew.-Teilen lag, die Abstreifbarkeit nicht zufrieden stellend, da der Leiter und das Vinylchloridharz stark aneinander anhafteten. Im Gegensatz dazu kehrte in Vergleichsbei spiel 5, in welchem der Gehalt an Stearinsäure den oberen Grenzwert des spezifizierten Bereichs überschritt, die verlagerte Beschichtung zu ihrer ursprünglichen Position nach Ablauf der Zeit aufgrund ihrer schwachen Anhaftungskraft zurück, was ein Problem beim Festlegen eines Anschlusses bewirkte. Weiters konnte in Vergleichsbeispiel 6, in welchem Zinkstearat ebenso wie Calciumstearat als Schmiermittel anstelle von Stearinsäure verwendet wurde, da sie die gängigsten und repräsentativsten Schmiermittel sind, die Isolierbeschichtung aufgrund einer starken Anhaftungskraft trotz eines ausreichenden Gehalts des Schmiermittels nicht zufriedenstellend abgestreift werden.
Wie oben beschrieben, konnte gemäß der Erfindung ein isolierende Draht, der eine exzellente Abstreifbarkeit, Wärmestabilität und Abriebbeständigkeit besitzt, ohne daß er Blei enthält, erhalten werden, indem ein Draht durch eine Harzzusammensetzung beschichtet wird, die durch Einstellen und Mischen eines Calcium-Zink-Stabilisators, Hydrotalcit und Stearinsäure zu einer Vinylchloridharz-Zusammensetzung erhalten wird.

Claims

Isolierter Draht, beschichtet mit einer Vinylchlorid-Harzzusammensetzung, umfassend 10 Gew.-Teile oder weniger Calcium-Zink-Stabilisator, 2 bis 10 Gew.-Teile Hydrotalcit und 0,1 bis 1 Gew.-Teile Stearinsäure pro 100 Gew.-Teilen Vinylchloridharz.
Isolierter Draht gemäß Anspruch 1, welcher 10 Gew.-Teile bis 0,5 Gew.-Teile Calcium-Zink-Stabilisator pro 100 Gew.-Teilen Vinylchloridharz umfaßt.
Isolierter Draht gemäß Anspruch 1 oder 2, welcher weiter 20 Gew.-Teile bis 60 Gew.-Teile eines Plastifiziermittels pro 100 Gew.-Teile Vinylchloridharz umfaßt.
Isolierter Draht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, welcher weiter weniger als 50 Gew.-Teile eines Füllstoffes pro 100 Gew.-Teilen des Vinylchloridharzes umfaßt.
Isolierter Draht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Größe davon 0,3 bis 2 mm² und die Dicke von dessen Isolierungsbeschichtung 0,2 bis 0,5 mm betragen.
Isolierter Draht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend einen Leiter aus Kupfer oder Kupferlegierung.
Isolierter Draht gemäß Anspruch 6, wobei der Leiter durch Verdrehen von 7 bis 26 Strängen mit einem Durchmesser von 0,15 mm bis 0,35 mm hergestellt ist.
Verwendung eines isolierten Drahtes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 für Automobilkraftfahrzeuge.