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Die
Erfindung betrifft einen Kabelbinder, umfassend ein flexibles Band
mit einem Verrastungskopf an einem Ende und einem Schwanz an dem
anderen Ende, geformt aus einer thermoplastischen Zusammensetzung.
Die Erfindung betrifft ebenso die Verwendung des Kabelbinders in
Automobil- und elektrischen Anwendungen.
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Ein
solcher thermoplastischer Kabelbinder ist aus
US 4658478 A bekannt. In
dieser Veröffentlichung wird
ein Kabelbinder mit einem speziellen Design aus einem dehnbaren
thermoplastischen Material, wie Polypropylen, Nylon oder Polyurethan
geformt.
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Ein
Kabelbinder, auch als Schnürbandage
oder Kabelschnürung
bezeichnet, ist ein spezieller Binder oder Verbindungselement, d.
h. eine Vorrichtung für
das Bündeln
oder Schnüren
einer Vielzahl von Elementen, wie Kabeln oder Drähten; für das Zusammenhalten der Elemente
oder für
das Fixieren der Elemente an einem Träger. Ein Kabelbinder ist in
der Technik allgemein bekannt. Im Kontext der vorliegenden Erfindung
ist unter einem Kabelbinder ein Binder zu verstehen, der ein flexibles
Band mit einem Verrastungskopf an einem Ende und einen Schwanz an
dem anderen Ende umfaßt,
wobei der Kopf im allgemeinen einen Führungskanal mit internen Verrastungsmitteln,
z. B. eine Klinke oder eine Feder, aufweist. Das Band weist typischerweise
zumindest auf einer Seite eine eingekerbte Oberfläche wie
eine Zahnstruktur oder eine Reihe an Öffnungen und gegebenenfalls
zwei ebene oder hervorstehende Seitenschienen entlang seiner Kanten
auf. Wenn der Schwanz durch den angebrachten Kopf geführt wird,
nimmt der Kabelbinder die Form einer Schleife an und durch das Weiterziehen
des Schwanzes durch den Kopf greift das Band nacheinander im Kopf
ein und verrastet, wobei das Band nicht entfernt werden kann, wenn
es einmal in den Kopf eingeführt
wurde. Zusätzlich
zu Designmerkmalen des Kabelbinders, insbesondere der Oberflächenstruktur
des Bandes und des Kopfes mit Verras tungsmitteln, bestimmen auch
die Eigenschaften der thermoplastischen Zusammensetzung, aus welcher
der Kabelbinder geformt wird, sein Leistungsprofil und die Anwendungsgebiete.
Im allgemeinen haben Kabelbinder ein hohes Länge/Dicke-Verhältnis
und werden unter Verwendung von Mehrfachformen spritzgegossen. Zum
richtigen Füllen
der Form ist daher ein hervorragendes Schmelzflußverhalten eine Vorraussetzung
für die
thermoplastische Zusammensetzung. Andere Vorraussetzungen umfassen
hohe Flexibilität
auf der einen Seite und gute Zähigkeit
und mechanische Festigkeit auf der anderen Seite, um vorzeitiges
Brechen des verschnürten Bandes
oder das Abgleiten aus dem Verrastungskopf zu verhindern. Für Anwendungen
für allgemeine
Zwecke werden typischerweise Polypropylenzusammensetzungen verwendet.
Für anspruchsvollere
Anwendungen wie für
das Schnüren
einer Vielzahl elektrischer Drähte
zur Verbindung bestimmter Automobilkomponenten für eine bestimmte Energiezufuhr
in einem Kraftfahrzeug und für
das Positionieren und Sichern einer solchen elektrischen Halterung
an das Automobilchassis, können
zusätzliche
Materialeigenschaften von entscheidender Wichtigkeit werden. Eine
typische Voraussetzung diesbezüglich,
zusätzlich
zum Beispiel zu chemischer Beständigkeit
gegenüber üblichen
Automobilflüssigkeiten,
ist, daß ein
befestigter Kabelbinder einer längeren Aussetzung
zu erhöhten
Temperaturen, z. B. bei 125°C,
standhalten sollte, wenn er im Motorraum oder dessen Umgebung eingesetzt
wird. Gleichzeitig sollte ein solcher Kabelbinder eine gute mechanische
Festigkeit bei niedrigen Temperaturen, das heißt unter Null, zeigen. Für solche
High-End-Anwendungen
werden Kabelbinder oftmals aus einer Polyamidzusammensetzung, zum
Beispiel einer weichen Polyamid 11- oder 12-Zusammensetzung oder
einer Elastomer-modifizierten Polyamid 66-Zusammensetzung geformt.
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Ein
Nachteil des bekannten Kabelbinders ist, daß er alle diese Voraussetzungen
nicht gleichzeitig erfüllt,
und insbesondere nicht genug Festigkeit und Stoßbeständigkeit bei Temperaturen bis –30 oder
sogar –35°C zeigt.
Das bedeutet, daß verschiedene
Kabelbinder mit unterschiedlichem Design und/oder aus unterschiedlichen
thermoplastischen Zusammensetzungen für den Zusammenbau eines elektrischen
Kabelgeschirrs und dessen Montage in ein Kraftfahrzeug verwendet
werden müssen.
Diese konkurrierende Verwendung verschiedener Kabelbinder ist im
Hinblick auf logistische, Herstellungs- und wirtschaftliche Punkte
nachteilig.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Kabelbinders,
geformt aus einer thermoplastischen Zusammensetzung, wobei der Kabelbinder
diese Nachteile nicht oder zumindest zu einem viel geringeren Ausmaß zeigt.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
mit einem Kabelbinder, geformt aus einer thermoplastischen Zusammensetzung,
die zumindest einen Blockcopolyester enthält, gelöst.
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Der
Kabelbinder, geformt aus einer Zusammensetzung, die zumindest einen
Blockcopolyester enthält, erfüllt mehrere
scheinbar unvereinbare Vorraussetzungen und kann viele andere verschiedene
Kabelbinder, die für
den Zusammenbau eines elektrischen Kabelgeschirrs und dessen Montage
in ein Kraftfahrzeug verwendet werden, ersetzen. Ein anderer Vorteil
des Kabelbinders gemäß der Erfindung
ist, dass er viel weniger Variation mechanischer Eigenschaften im
Hinblick auf die Veränderung
der Umweltbedingungen, wie andere Feuchtigkeit, als bekannte Kabelbinder
aus beispielsweise Polyamidzusammensetzungen zeigt. Ein weiterer Vorteil
des Kabelbinders gemäß der Erfindung
ist, daß er
auch in anderen anspruchsvolleren Anwendungen verwendet werden kann,
z. B. in Außen-Elektrizitätsverteilungssystemen,
in denen Beständigkeit
gegen Langzeit-UV-Aussetzung
und breite Temperaturvariationen erforderlich sind.
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In
der vorliegenden Anmeldung ist unter einem Blockcopolyester ein
Blockcopolymer zu verstehen, das weiche Blöcke aus einem flexiblen Polymer
und harte Polyesterblöcke
enthält.
Als Alternative zu Blöcken wird
auch der Ausdruck Segmente verwendet.
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In
DE 19820600 A1 wird
ein Kunststoffbinder beschrieben, wobei der Kunststoff einen thermoplastischen
Polyester und/oder Copolyester umfaßt. Der Binder, der hierin
beschrieben wird, ist jedoch kein Kabelbinder, der ein flexibles
Band mit einem Verrastungskopf an einem Ende und einem Schwanz an
dem anderen Ende umfaßt;
und ein Copolyester gemäß der Beschreibung
dieser Veröffentlichung
umfaßt
keinen Blockcopolyester.
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Die
harten Polyesterblöcke
in dem Blockcopolyester in der thermoplastischen Zusammensetzung,
aus welcher der Kabelbinder gemäß der Erfindung
geformt wird, werden aus Wiederholungseinheiten, die aus zumindest
einem Alkylendiol und zumindest einer aromatischen Dicarbonsäure oder
einem Ester-bildenden Derivat hiervon stammen, aufgebaut. Das Alkylendiol
enthält
im allgemeinen 2 bis 6 C-Atome, bevorzugt 2 bis 4 C-Atome. Beispiele
hierfür
umfassen Ethylenglykol, Propylendiol und Butylendiol. Bevorzugt
werden Propylendiol oder Butylendiol verwendet, stärker bevorzugt
1,4-Butylendiol. Beispiele für
geeignete aromatische Dicarbonsäuren
umfassen Terephthalsäure,
1,4-Naphthalindicarbonsäure
oder 4,4'-Biphenyldicarbonsäure. Die harten
Segmente können
gegebenenfalls auch eine geringe Menge an Einheiten, die aus anderen
Dicarbonsäuren
stammen, zum Beispiel Isophthalsäure,
die im allgemeinen den Schmelzpunkt des Polyesters verringern, enthalten.
Die Menge an anderen Dicarbonsäuren
wird bevorzugt eingeschränkt,
um sicherzustellen, daß unter
anderem das Kristallisationsverhalten des Blockcopolyetheresters
nicht nachteilig beeinträchtigt wird.
Vorzugsweise liegt die Menge an anderen Dicarbonsäuren unter
20 mol-%, stärker
bevorzugt unter 10 mol-%. Der harte Block wird bevorzugt aus Ethylenterephthalat-
oder Propylenterephthalat-Wiederholungseinheiten
aufgebaut und insbesondere aus Butylenterephthalateinheiten. Die
Vorteile hiervon umfassen günstiges
Kristallisationsverhalten und einen hohen Schmelzpunkt, was zu Blockcopolyestern
mit guten Verarbeitungseigenschaften und hervorragender thermischer
und chemischer Beständigkeit
führt.
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Die
weichen Blöcke
in dem Blockcopolyester enthalten ein flexibles Polymer; d. h. ein
im wesentlichen amorphes Polymer mit einer niedrigen Glasübergangstemperatur
(Tg). Im allgemeinen liegt die Tg des flexiblen Polymers unter 0°C, bevorzugt
liegt die Tg unter –20°C, und stärker bevorzugt
unter –40°C. Die molare Masse
der weichen Blöcke
kann in einem weiten Bereich variieren, bevorzugt wird die molare
Masse jedoch zwischen 400 und 6000, stärker bevorzugt zwischen 500
und 4000, und am stärksten
bevorzugt zwischen 750 und 3000 g/mol ausgewählt.
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Beispiele
für geeignete
weiche Blöcke
sind Blöcke,
die aus Polymeren wie aliphatischen Polyestern oder Polycarbonaten
oder aliphatischen Polyethern stammen.
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Geeignete
aliphatische Polyester sind zum Beispiel Polybutylenadipat und Polycaprolacton.
Polyhexamethylencarbonat kann als aliphatisches Polycarbonat verwendet
werden. Ein Beispiel für
einen geeigneten aliphatischen Polyether ist ein Poly(alkylenoxid)diol,
das aus einem Alkylenoxid mit 2 bis 6 C-Atomen, bevorzugt 2 bis
4 C-Atomen stammt, oder Kombinationen hiervon. Beispiele umfassen
Poly(ethylenoxid)diol, Poly(tetramethylenoxid)diol, Poly(propylenoxid)diol
und Ethylenoxid-terminiertes Poly(propylenoxid)diol.
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Der
Blockcopolyester kann ferner eine Verbindung mit zwei oder mehr
funktionellen Gruppen enthalten, die mit einer Säure- oder Hydroxyl-Gruppe reagieren
können,
die als Kettenaufbau- bzw. Kettenverzweigungsmittel agieren. Geeignete
Kettenaufbaumittelumfassen Diisocyanate und Bisepoxide. Geeignete
Kettenverzweigungsmittel umfassen z. B. Trimellithsäure, Trimellithsäureanhydrid
und Trimethylolpropan. Die Menge und Art des Kettenaufbau- oder
-verzweigungsmittels wird so ausgewählt, daß ein Blockcopolyester mit
der gewünschten
Schmelzviskosität
erhalten wird. Im allgemeinen wird die Menge an Kettenverzweigungsmittel nicht
höher als
6,0 Äquivalente
pro 100 mol Dicarbonsäuren,
die das Blockcopolymer darstellen, sein.
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Das
Verhältnis
von harten zu weichen Blöcken
in dem Blockcopolyester kann zwischen breiten Grenzen variieren,
wird jedoch im allgemeinen so ausgewählt, daß ein Blockcopolyester mit
der gewünschten
Härte und
mechanischen Eigenschaften erhalten wird. Die Härte liegt im allgemeinen zwischen
etwa 25 und 80 Shore D, stärker
bevorzugt zwischen etwa 30 und 75 Shore D.
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Beispiele
und die Herstellung von Blockcopolyestern werden zum Beispiel in
Handbook of Thermoplastics, herausgegeben von O. Olabishi, Kapitel
17, Marcel Dekker Inc., New York 1997, ISBN 0-8247-9797-3, in Thermoplastic
Elastomers, 2. Auflage, Kapitel 8, Carl Hanser Verlag (1996), ISBN
1-56990-205-4, in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,
Bd. 12, Wiley & Sons,
New York (1988), ISBN 0-471-80944,
S. 75 bis 117, und den darin zitierten Referenzen beschrieben.
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Die
thermoplastische Zusammensetzung, die zumindest einen Blockcopolyester
enthält,
kann ein Gemisch aus zwei oder mehr Blockcopolyestern, die sich
zum Beispiel hinsichtlich der Härte
oder der chemischen Zusammensetzung, z. B. die Art des weichen Blocks,
unterscheiden, enthalten. Die Zusammensetzung kann ferner ein anderes
thermoplastisches Polymer, zum Beispiel ein thermoplastisches Elastomer
wie ein Blockcopolymer von Styrol und Butadien (SBS), bevorzugt
ein hydriertes Copolymer davon (SEBS) im Hinblick auf ihre bessere
thermische Beständigkeit,
enthalten. Die Zusammensetzung kann auch einen relativ harten Thermoplast,
zum Beispiel in Kombination mit einem Blockcopolyester mit geringer
Härte,
enthalten. Der Vorteil der Verwendung solcher Zusammensetzungsgemische,
aus denen der Kabelbinder gemäß der Erfindung
geformt wird, ist, daß ausgehend
von verfügbaren
Polymeren, die Eigenschaften der Zusammensetzung auf ein spezielles
Design des Kabelbinders und die Leistungsvoraussetzungen abgestimmt
werden können.
Wenn zumindest der eine Blockcopolyester und das andere thermoplastische
Polymer nicht kompatibel sind, enthält die Zusammensetzung bevorzugt
einen geeigneten Verträglichkeitsmacher.
Vorzugsweise enthält
die Zusammensetzung ein thermoplastisches Polymer, das mit den harten
Blöcken
des Blockcopolyesters kompatibel ist; somit wird der Bedarf an einem
Verträglichkeitsmacher
vermieden. Beispielsweise enthält
im Falle eines Blockcopolyesters mit harten Blöcken, basierend auf Polybutylenterephthalat,
die Zusammensetzung bevorzugt ein Polybutylenterephthalat (PBT)
als das andere thermoplastische Polymer. Der Vorteil hiervon ist,
daß durch
die Variierung der Mengen an Blockcopolyester und PBT insbesondere
mechanische Eigenschaften leicht an spezielle Anwendungserfordernisse
angepaßt
werden können.
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Im
allgemeinen bildet der zumindest eine Blockcopolyester den Hauptbestandteil
der Zusammensetzung; das heißt,
die Zusammensetzung enthält
im allgemeinen mindestens 50 Masse-%, bevorzugt mindestens 60 Masse-%
des zumindest einen Blockcopolyesters. Der Vorteil hiervon ist eine
gut ausgeglichene Kombination aus Flexibilität, mechanischer Festigkeit
und Zähigkeit,
auch bei niedrigen Temperaturen.
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Die
thermoplastische Zusammensetzung, die mindestens einen Blockcopolyester
enthält,
aus der ein Kabelbinder gemäß der Erfindung
geformt worden ist, hat im all gemeinen eine Härte zwischen etwa 25 und 80 Shore
D; die Härte
wird jedoch bevorzugt zwischen 50 und 75 Shore D, noch stärker bevorzugt
zwischen etwa 60 und 70 Shore D, und am stärksten bevorzugt zwischen etwa
63 und 68 Shore D ausgewählt.
Der Vorteil dieser Auswahl ist, daß der Kabelbinder ein gutes
Gleichgewicht zwischen der Flexibilität des Bandes und der mechanischen
Festigkeit und der Integrität
des verschnürten
Kabelbinders zeigt. Damit ein verschnürter Kabelbinder gut funktioniert,
ist ein bestimmtes Minimum an Kraft für seine erneute Öffnung erforderlich.
Diese Öffnungskraft
hängt natürlich sowohl
vom Design des Kabelbinders als auch von den mechanischen Eigenschaften
der thermoplastischen Zusammensetzung ab. Es ist nunmehr herausgefunden
worden, daß besonders
bei Kabelbindern, die in anspruchsvolleren Anwendungen verwendet
werden sollen, die thermoplastische Zusammensetzung bevorzugt eine
Dehngrenze (oder Zugfestigkeit), wie in einem Spannungstest gemäß ISOR37-II/DIN53504
S2 bestimmt, von mindestens 14 MPa, stärker bevorzugt mindestens 18
MPa und noch stärker
bevorzugt mindestens 20 MPa haben. Vorzugsweise ist die Dehngrenze
nicht höher
als 30 MPa, stärker
bevorzugt nicht höher
als 26 MPa und noch stärker
bevorzugt nicht höher
als 24 MPa, weil andererseits die erforderliche Kraft zum Verschnüren (Schließen) des
Kabelbinders zu hoch sein wird.
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Vorzugsweise
enthält
die thermoplastische Zusammensetzung, aus der der Kabelbinder gemäß der Erfindung
geformt worden ist, einen Blockcopolyetherester, da dies zu besseren
mechanischen Eigenschaften unter Null Grad führt. Genauer gesagt, ist der
weiche Polyetherblock von einem Poly(tetramethylenoxid)diol oder
einem Poly(propylenoxid)diol abgeleitet, da dies zu günstigen
mechanischen Eigenschaften bis hinunter auf –35°C und einem relativ hohen Schmelzpunkt
des Blockcopolyetheresters führt.
Das Poly(tetramethylenoxid)diol oder das Poly(propylenoxid)diol
können
auch statistische Copolymere sein, die bis zu 50 mol-% anderer Alkylenoxide
enthalten. Am stärksten
bevorzugt wird ein Ethylenoxid-terminiertes
Poly(propylenoxid)diol, d. h. ein Poly(propylenoxid)diol, dessen
Kettenenden mit Ethylenoxideinheiten terminiert sind, als der weiche Block
verwendet. Das Verhältnis
zwischen der Anzahl an Propylenoxid- und Ethylenoxideinheiten in
einem solchen Polyether kann in einem breiten Bereich variieren,
zum Beispiel zwischen 20:1 und 1:6, liegt bevorzugt jedoch zwischen
10:1 und 1:1. Vorteile eines Ethy lenoxid-terminierten Poly(propylenoxid)diols
umfassen eine Hydroxyfunktionalität von nahezu 2,0 und eine leichte
Copolymerisation in einen linearen Blockcopolyetherester.
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Besonders
bevorzugt ist eine thermoplastische Zusammensetzung, die einen Blockcopolyetherester mit
harten Blöcken
enthält,
aufgebaut aus Butylenterephthalateinheiten, und weichen Blöcken, die
aus Poly(tetramethylenoxid)diol oder einem Poly(propylenoxid)diol
abgeleitet sind, wegen ihres guten Verarbeitungsverhaltens, der
chemischen und Wärmebeständigkeit
und der mechanischen Eigenschaften. Noch stärker bevorzugt ist ein Blockcopolyetherester
mit harten Blöcken,
aufgebaut aus Butylenterephthalateinheiten, und weichen Blöcken, die
aus Ethylenoxid-terminiertem
Poly(propylenoxid)diol abgeleitet sind. Der Vorteil hiervon ist, daß die mechanischen
Eigenschaften des Kabelbinders, z. B. die Zähigkeit, bei sehr niedrigen
Temperaturen; das heißt
auch bei etwa –35°C, sowie
bei erhöhten
Temperaturen, z. B. einem Vicat-Erweichungspunkt (bei einer Last
von 10 N; ISO306) nahe seinem Schmelzpunkt, der im Bereich von 210
bis 220°C
liegt, erhalten werden.
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Die
thermoplastische Zusammensetzung, die mindestens einen Blockcopolyester
enthält,
kann ferner übliche
Zusatzstoffe, wie Wärme-
und UV-Stabilisatoren, Antioxidationsmittel, Färbemittel, Weichmacher, Verarbeitungshilfsmittel
oder Flammschutzverbindungen enthalten. Vorzugsweise enthält die Zusammensetzung wirksame
Mengen einer Wärmestabilisierungspackung
und einer UV-Stabilisierungspackung,
was die Anwendung für
längere
Zeit bei Temperaturen von bis zu beispielsweise 125°C, oder Außenanwendungen
mit einer Nutzungsdauer von über
25 Jahren ermöglicht.
Weichmacher können
vorteilhafterweise zur weiteren Verbesserung der Stoßeigenschaften
und zur Verbesserung des Schmelzflusses verwendet werden.
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Die
thermoplastische Zusammensetzung, die mindestens einen Blockcopolyester
enthält,
kann unter Verwendung allgemein bekannter Techniken hergestellt
werden. Die Zusammensetzung kann ein reines Gemisch aus den verschiedenen
granulären
oder pulverigen Komponenten sein, wie sie in einem geeigneten Mischapparat
hergestellt werden, auch Trockenmischung genannt; kann aber auch
eine homogeni sierte Verbindung sein, wie zum Beispiel durch das
Mischen der Komponenten über
der Schmelztemperatur des Blockcopolyesters in einem geeigneten
Apparat, wie einem Extruder, bevorzugt einem Doppelschneckenextruder hergestellt.
Nach dem Schmelzmischen der Komponenten kann die Zusammensetzung
durch die Erwärmung unter
vermindertem Druck oder unter einem Inertgasstrom weiter behandelt
werden, um so eine Erhöhung
der Viskosität
der Zusammensetzung, und als ein Ergebnis hiervon, eine Verbesserung
der mechanischen Eigenschaften zu bewirken. Im allgemeinen ist eine
solche höhere
Viskosität
zur Herstellung der Kabelbinder gemäß der Erfindung nicht notwendig
oder wünschenswert.
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Der
Kabelbinder gemäß der Erfindung
kann verschiedene unterschiedliche Designs haben, umfaßt jedoch
im allgemeinen ein flexibles Band mit einem Schwanz und einem Verrastungskopf,
wie oben angegeben. Ein Beispiel einer Art Kabelbinder wird zum
Beispiel in
US 4183119
A offenbart. Hierin wird ein Kabelbinder beschrieben, der
ein eingekerbtes Band mit einem Greifschwanz und einem Verrastungskopf,
der einen Führungskanal
für den
Empfang des Bands nach der Einkreisung der zu verschnürenden Elemente
enthält,
umfaßt.
Das eingekerbte Band weist Seitenschienen auf, die auch so proportioniert
sind, daß sie
die eingekreisten Elemente besser greifen, z. B. durch den Einschluß von Kerben
auf diesen Schienen. Das flexible Band kann unterschiedliche Mittel
für seine
Bindung und Verrastung im Kopf aufweisen, wie Kerben in Form einer Zahnstruktur
an nur einer oder beiden Seiten, kann jedoch ebenso viele Öffnungen
aufweisen. Im letzten Fall wird der Verrastungskopf ein angelartiger
Kopf mit einer Feder sein, der in das Band durch die Einfügung einer Öffnung darin
eingreift. Ein anderes Beispiel für ein geeignetes Kabelbinderdesign
wird in
US 4658478 A beschrieben.
Der darin beschriebene Kabelbinder umfaßt einen speziell gestalteten
Verrastungskopf, enthaltend eine Klinke, die in einen Zahn des Bandes
durch Verklemmung eingreift, worin die Form des Zahnes durch das Ziehen
des Bandes während
der Verschnürung
des Kabelbinders kontrolliert werden kann. Ein geeigneter Kabelbinder
kann außerdem
ein oder mehrere Verbindungselemente umfassen, die mit dem Band
verknüpft
sind. Solche Verbindungselemente können zur Anbringung eines Objektes
an den verschnürten
Kabelbinder verwendet werden; zum Beispiel eines unbenutzten, freien
Verbindungsstückes
eines universellen Kraftfahrzeug-Kabelgeschirrs, wie in
US 6102347 A beschrieben.
Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung eines Kabelbinders
gemäß der Erfindung
in verschiedenen Automobil- und elektrischen Anwendungen, einschließlich dem
Verschnüren
von Drähten
und die Montage verschnürter
Drähte
an Automobilchassis, oder die Montage (verschnürter) Drähte oder Kabel in elektrischen
Außensystemen,
wie Hochspannungstransportsystemen.
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Der
Kabelbinder gemäß der Erfindung
kann mittels bekannter Spritzgußformverfahren
hergestellt werden, obgleich auch andere Formungsverfahren angewendet
werden können.
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Die
Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert.
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Materialien
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Die
folgenden Materialien wurden für
die Formung der Kabelbinder verwendet:
| P38 | Ein
Blockcopolyetherester mit einer 38 Shore D Härte, aufgebaut aus Butylenterephthalateinheiten
(PBT) und Ethylenoxid-terminiertem Poly(propylenoxid)diol mit einer
molaren Masse (Mn) von etwa 2300 g/mol (EO-PPO); RSV beträgt 2,8;
erhältlich
als Arnitel® PL380
von DSM Engineering Plastics (NL); |
| P58 | Ein
Blockcopolyetherester mit einer 58 Shore D Härte, basierend auf PBT und
EO-PPO; RSV 2,45; erhältlich
als Arnitel® PL581
von DSM Engineering Plastics (NL); |
| P63 | Ein
Blockcopolyetherester mit einer 63 Shore D Härte, basierend auf PBT und
EO-PPO; |
| P65 | Ein
Blockcopolyetherester mit einer 65 Shore D Härte, basierend auf PBT und
EO-PPO; RSV 2,45; |
| P65B | Ein
Blockcopolyetherester mit einer 65 Shore D Härte, basierend auf PBT und
EO-PPO; RSV 2,15; |
| P66 | Ein
Blockcopolyetherester mit einer 66 Shore D Härte, basierend auf PBT und
EO-PPO; RSV 2,05; |
| P69 | Ein
Blockcopolyetherester mit einer 69 Shore D Härte, basierend auf PBT und
EO-PPO; RSV 2,03; |
| E63 | Ein
Blockcopolyetherester mit einer 63 Shore D Härte, basierend auf PBT und
Poly(tetramethylenoxid)diol mit einem Mn von
etwa 1000; erhältlich
als Arnitel® EL630
von DSM Engineering Plastics (NL); RSV 2,45; |
| E66 | Ein
Blockcopolyetherester mit einer 66 Shore D Härte, basierend auf PBT und
Poly(tetramethylenoxid)diol; RSV 2,35; |
| E69 | Ein
Blockcopolyetherester mit einer 69 Shore D Härte, basierend auf PBT und
Poly(tetramethylenoxid)diol; RSV 2,20; |
| U60 | Ein
Blockcopolyesterester mit einer 60 Shore D, mit harten Segmenten,
aufgebaut aus Butylenterephthalateinheiten, weichen Segmenten aus
Butylenadipateinheiten und einem Diisocyanat; |
| PBT | Ein
Polybutylenterephthalat mit einem Mn von
etwa 16000; RSV 1,85. |
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Die
thermoplastischen Zusammensetzungen der Beispiele I bis XIX, die
in Tabelle 1 und 2 dargestellt werden, waren entweder Trockengemische
oder Verbindungen aus den angezeigten Materialien und enthalten eine
wirksame Menge einer Wärme-
und UV-Stabilisierungspackung und einer Rußvormischung.
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Formung und
Bewertung
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Die
Dehngrenze (Zugfestigkeit) der angezeigten Proben wurde an einem
Spritzgußprobestück in einem
Spannungstest bestimmt, alles gemäß ISO R37-II/DIN53504 S2. Die
Ergebnisse werden in Tabelle 1 angezeigt.
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Die
relative Lösungsviskosität (RSV)
einer Probe wird an einer 1,0 Masse-% Lösung aus Polymer in m-Kresol
bei 25,0 ± 0,05°C gemessen.
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Die
Schmelzviskosität
der Probe P65 (Bsp. VII) wurde mit etwa 1050 Pa·s und etwa 500 Pa·s bei 250°C und einer
Scherrate von 1 bzw. 100 rad/s bestimmt.
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Alle
Materialien wurden unter Verwendung von Mehrfachformen (mindestens
24 Hohlräume)
zu Kabelbindern mit einem unterschiedlichen Verrastungskopfdesign
und unterschiedlichen Längen
(bis zu ungefähr 40
cm) spritzgegossen. Standard-Spritzgußbedingungen
wurden verwendet: das heißt,
eine Temperatureinstellung von etwa 230 bis 240°C (von Trichter zur Düse), was
zu einer Schmelztemperatur von etwa 235 bis 250°C führt. Alle Formen wurden richtig
gefüllt,
wobei nur sehr wenig Austrieb beobachtet wurde, was gute Schmelzflußeigenschaften
anzeigt.
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In
einer ersten Reihe von Experimenten wurden zwei Kabelbinder mit
unterschiedlich gestalteten Verrastungsköpfen und Kerben an dem Schwanz
hergestellt (angezeigt als Kabelbinder 1 und 2 in Tabelle 1). Danach
wurde die Kraft, die zum Schließen
(Verschnüren)
des Kabelbinders erforderlich ist (Schließkraft), sowie die maximale
Kraft, die der verschnürte
Kabelbinder vor der erneuten Öffnung
standhalten kann (Öffnungskraft),
bestimmt. Für
ein leichtes Verschnüren
ist die Schließkraft
bevorzugt nicht höher
als 60, stärker
bevorzugt nicht höher
als 50 N. Die Öffnungskraft
beträgt
bevorzugt mindestens 500 N, oder sogar mindestens 530 N. Die Testergebnisse
werden in Tabelle 1 aufgelistet. Die Öffnungskraft wird im allgemeinen
als eine zwingendere Voraussetzung als die Schließkraft betrachtet.
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Die
Kaltfließbeständigkeit
der Kabelbinder wurde durch einen Fallmassetest an geformten Kabelbindern
bei variierenden Temperaturen gemessen. Für anspruchsvollere Anwendungen
sollte der Kabelbinder bei einer Temperatur von –30°C oder darunter nicht brechen.
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In
einer zweiten Reihe von Tests wurden zwei Kabel mit leicht unterschiedlichem
Design und Bandlänge
hergestellt, angezeigt in Tabelle 2 als Kabelbinder 3 und 4. Die
Zielwerte für
die Schließkraft
sind nicht höher als
50 N für
Kabelbinder 3, und nicht höher
als 40 N für
Kabelbinder 4. Die Öffnungskraft
beträgt
vorzugsweise mindestens 500 N oder sogar mindestens 530 N für Kabelbinder
3; bevorzugt mindestens 360 N für
Kabelbinder 4. Bei Kabelbinder 4 wurde ein Kaltfließtest gemäß dem kürzlich standardisierten
Testverfahren NF EN 50146 durchgeführt. In Tabelle 2 wird angezeigt,
daß die
Proben diesen Test bei –30°C bestanden.
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Aus
den Ergebnissen, die in Tabelle 1 und 2 dargestellt werden, kann
geschlossen werden, daß alle getesteten
Kabelbinder aus Zusammensetzungen, die einen Blockcopolyester enthalten,
zumindest hinsichtlich einiger Punkte gut funktionieren. Für anspruchsvollere
Anwendungen scheinen die Beispiele II, VII, VIII, XVII, XVIII und XIX
die beste Leistung zu bieten, wobei Bsp. VII, XVII und XIX, alle
basierend auf einem P65-Material, bevorzugt sind. Tabelle
1
- –:
- nicht bestimmt
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