Title:
Halogenfreie Harzzusammensetzung, Verwendung für einen damit ummantelten Draht sowie für einen Kabelstrang mit mindestens einem zuvor genannten ummantelten Draht
Kind Code:
B4


Abstract:

Eine halogenfreie Harzzussmmensetzung, die umfasst:
eine Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen,
wobei die Grundharzzusammensetzung umfasst:
– 45 bis 65 Gew.-% eines Polypropylenharzes;
– 15 bis 30 Gew.-% eines Hochdruckpolyethylenharzes, das durch ungeordnetes Binden von Ethylen mit einer Verzweigung gebildet ist und eine Dichte von nicht weniger als 0,910 bis 0,930 aufweist;
– 15 bis 30 Gew.-% eines thermoplastischen Styrolelastomers;
und
ein Metallhydrat mit 80–120 Gewichtsteilen,
wobei das thermoplastische Styrolelastomer ein aromatisches Vinyl-konjugiertes Diene-Blockcopolymer ist, und
wobei eine Höchsttemperatur eines dynamischen Verlustfaktors (tanδ) des thermoplastischen Styrolelastomers, die in einem Bereich von –100°C bis 50°C durch ein dynamisches viskoelastisches Messgerät gemessen wird, zwischen 0–30°C liegt.




Inventors:
Kambe, Makoto (Shizuoka, Susono-shi, JP)
Application Number:
DE102009005850A
Publication Date:
11/10/2016
Filing Date:
01/23/2009
Assignee:
Yazaki Corporation (Tokyo, JP)



Foreign References:
EP04903941992-06-17
JP2005248110A2005-09-15
Attorney, Agent or Firm:
Viering, Jentschura & Partner mbB Patent- und Rechtsanwälte, 40476, Düsseldorf, DE
Claims:
1. Eine halogenfreie Harzzussmmensetzung, die umfasst:
eine Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen,
wobei die Grundharzzusammensetzung umfasst:
– 45 bis 65 Gew.-% eines Polypropylenharzes;
– 15 bis 30 Gew.-% eines Hochdruckpolyethylenharzes, das durch ungeordnetes Binden von Ethylen mit einer Verzweigung gebildet ist und eine Dichte von nicht weniger als 0,910 bis 0,930 aufweist;
– 15 bis 30 Gew.-% eines thermoplastischen Styrolelastomers;
und
ein Metallhydrat mit 80–120 Gewichtsteilen,
wobei das thermoplastische Styrolelastomer ein aromatisches Vinyl-konjugiertes Diene-Blockcopolymer ist, und
wobei eine Höchsttemperatur eines dynamischen Verlustfaktors (tanδ) des thermoplastischen Styrolelastomers, die in einem Bereich von –100°C bis 50°C durch ein dynamisches viskoelastisches Messgerät gemessen wird, zwischen 0–30°C liegt.

2. Verwendung einer halogenfreien Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 für einen ummantelten Draht, der umfasst:
einen leitfähigen Draht, und
eine Ummantelung, die den leitfähigen Draht ummantelt,
wobei die Ummantelung aus der halogenfreien Harzzusammensetzung gebildet wird.

3. Verwendung einer halogenfreien Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 für einen Kabelstrang, der durch Vereinigen eine Vielzahl von ummantelten Drähten gebildet wird, wobei mindestens ein Draht der Vielzahl von ummantelten Drähten einen leitfähigen Draht und eine Ummantelung umfasst, die den leitfähigen Draht ummantelt, wobei die Ummantelung aus der halogenfreien Harzzusammensetzung gebildet wird.

Description:

Halogenfreie Harzzusammensetzung, Verwendung für einen damit ummantelten Draht sowie für einen Kabelstrang mit mindestens einem zuvor genannten ummantelten Draht

Ein elektrischer, ummantelter Draht, bei dem ein leitfähiger Draht, wie zum Beispiel ein Kupferdraht, mit einer Harzzusammensetzung, die auf einem Polyvinylchloridharz basiert, ummantelt ist, wird gewöhnlich als ummantelter Draht für das Verdrahten in einem Fahrzeug verwendet. Ein Polyvinylchloridharz hat gute Materialeigenschaften, wie zum Beispiel eine große Flammschutzleistung aufgrund eines selbstlöschenden Materials, und eine gute Einstellbarkeit der Härte durch Hinzufügen eines Weichmachers und eine hohe Verschleißfestigkeit. Das Polyvinylchloridharz erzeugt jedoch gesundheitsschädliche Gase, wie zum Beispiel Halogengas, wenn es durch Verbrennung oder Fahrzeugbrand brennt, und es verursacht Umweltprobleme.

Um dieses Problem zu überwinden, ist in den letzten Jahren eine halogenfreie Harzzusammensetzung basierend auf einem Polyolefinharz entwickelt worden (zum Beispiel wird Bezug auf Patentdokument 1 genommen: veröffentlichte Japanische Patentanmeldung Nr. 2005-248110). In Patentdokument 1 wird die halogenfreie Harzzusammensetzung, die ein amorphes Olefincopolymer, ein aromatisches Vinyl-konjugiertes Diene-Blockcopolymer mit einem Wasserstoffadditiv, und ein Polyolefinharz enthält, als die halogenfreie Harzzusammensetzung beschrieben, die die Wetterbeständigkeit, Formbarkeit, Wärmebeständigkeit, Abriebfestigkeit und Deformationswiederherstellbarkeit verbessert. In dem Patentdokument 1 kann ebenfalls ein anorganisches Flammschutzmittel, wie zum Beispiel Magnesiumhydroxid, als ein Flammschutzmittel zu der halogenfreien Harzzusammensetzung hinzugegeben werden.

Um eine gewünschte Flammschutzleistung zu erhalten, ist es jedoch erforderlich, eine große Menge des anorganischen Flammschutzmittels in eine Grundharzzusammensetzung der halogenfreien Harzzusammensetzung hinzuzugegeben. Dies resultiert darin, dass die mechanischen Eigenschaften, die Abriebfestigkeit und die Flexibilität der halogenfreien Harzzusammensetzung signifikant verschlechtert werden.

Um das oben genannte Problem zu überwinden, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine halogenfreie Harzzusammensetzung, die ihre mechanischen Eigenschaften, Abriebfestigkeit, Flammschutzleistung und Flexibilität verbessert, sogar wenn Flammschutzmittel hinzugegeben wird, und einen damit ummantelten Draht und einen Kabelstrang mit mindestens einem ummanteltem Draht bereitzustellen.

Um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, beinhaltet eine halogenfreie Harzzusammensetzung eine Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, die 45 bis 65 Gew.-% eines Polypropylenharzes, 15 bis 30 Gew.-% eines Hochdruckpolyethylenharzes, das durch ungeordnetes Binden von Ethylen mit einer Verzweigung gebildet ist und eine Dichte von nicht weniger als 0,910 bis 0,930 aufweist, und 15 bis 30 Gew.-% eines thermoplastischen Styrolelastomers beinhaltet; und ein Metallhydrat aus 80–120 Gewichtsteilen; und wobei das thermoplastische Styrolelastomer ein aromatisches Vinyl-konjugiertes Diene-Blockcopolymer ist; und wobei eine Höchsttemperatur eines dynamischen Verlustfaktors (tanδ) des thermoplastischen Styrolelastomers, die in einem Bereich von –100°C bis 50°C durch ein dynamisches viskoelastisches Messgerät gemessen wird, zwischen 0–30°C eingestellt wird.

Die vorliegende Erfindung richtet sich darüber hinaus auf die Verwendung einer halogenfreien Harzzusammensetzung, wie hierin definiert, für einen ummantelten Draht. Der ummantelte Draht umfasst einen leitfähigen Draht, und eine Ummantelung, die den leitfähigen Draht ummantelt, und wobei die Ummantelung aus der oben genannten halogenfreien Harzzusammensetzung gebildet wird.

Die vorliegende Erfindung richtet sich ferner auf die Verwendung einer halogenfreien Harzzusammensetzung, wie hierin definiert, für einen Kabelstrang. Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Kabelstrang, der durch Vereinigen („banding”) einer Vielzahl von ummantelten Drähten gebildet wird, wobei mindestens ein Draht der Vielzahl von ummantelten Drähten einen leitfähigen Draht und eine Ummantelung umfasst, die den leitfähigen Draht ummantelt, wobei die Ummantelung aus der halogenfreien Harzzusammensetzung gebildet wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die halogenfreie Harzzusammensetzung, die die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, die 45 bis 65 Gew.-% des Polypropylenharzes, 15 bis 30 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes, das durch ungeordnetes Binden von Ethylen mit einer Verzweigung gebildet ist und eine Dichte von nicht weniger als 0,910 bis 0,930 aufweist, und 15 bis 30 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers hat; und ein Metallhydrat aus 80–120 Gewichtsteilen beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, das das thermoplastische Styrolelastomer das aromatische Vinyl-konjugierte Diene-Blockcopolymer ist, und das die Höchsttemperatur eines dynamischen Verlustfaktors (tanδ) des thermoplastischen Styrolelastomers, die in einem Bereich von –100°C bis 50°C durch ein dynamisches viskoelastisches Messgerät gemessen wird, zwischen 0–30°C eingestellt wird, so dass die mechanischen Eigenschaften, die Abriebfestigkeit, die Flammschutzleistung und die Flexibilität der Harzkomponente durch Aufrechterhalten der mechanischen Eigenschaften des Polypropylenharzes und Verbessern der Abriebfestigkeit und der Flexibilität der Harzzusammensetzung durch das Hochdruckpolyethylenharz und das thermoplastische Styrolelastomer verbessert werden kann, sogar wenn eine große Menge Flammschutzmittel hinzugegeben wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wird die Ummantelung, die den Leiter ummantelt, aus der oben genannten halogenfreien Harzzusammensetzung gebildet, so dass die mechanischen Eigenschaften, die Abriebfestigkeit, die Flammschutzleistung und die Flexibilität des Drahtes verbessert werden können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird mindestens ein Draht der Vielzahl von ummantelten Drähten aus dem oben genannten ummantelten Draht aufgebaut, so dass die mechanischen Eigenschaften, die Abriebfestigkeit, die Flammschutzleistung und die Flexibilität des Kabelstrangs verbessert werden können.

Eine halogenfreie Harzzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird wie folgt beschrieben. Die halogenfreie Harzzusammensetzung beinhaltet eine Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, die 45 bis 65 Gew.-% eines Polypropylenharzes, 15 bis 30 Gew.-% eines Hochdruckpolyethylenharzes, das durch ungeordnetes Binden von Ethylen mit einer Verzweigung gebildet ist und eine Dichte von nicht weniger als 0,910 bis 0,930 aufweist, und 15 bis 30 Gew.-% eines thermoplastischen Styrolelastomers; und ein Metallhydrat aus 80–120 Gewichtsteilen hat. Das thermoplastische Styrolelastomer wird aus einem aromatischen Vinyl-konjugierten Diene-Blockcopolymer gebildet und eine Höchsttemperatur eines dynamischen Verlustfaktors (tanδ) des thermoplastischen Styrolelastomers, die in einem Bereich von –100°C bis 50°C durch ein dynamisches viskoelastisches Messgerät gemessen wird, wird zwischen 0–30°C eingestellt.

Als Beispiele des oben genannten Polypropylenharzes können ein Propylenhomopolymer, ein Random-Propylen-Ethylen Copolymer, ein Random-Propylen-α-Olefin Copolymer und ein Random-Propylen-Ethylen-α-Olefin Copolymer genannt werden. Als ein α-Olefin kann ein α-Olefin mit einer Kohlenstoffzahl von 4 bis 12, zum Beispiel 1-Buten, 1-Penten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen, 1-Octen, 1-Decen und 1-Dodecene genannt werden. Diese α-Olefine können alleine oder zusammen mit zwei oder mehreren Arten davon verwendet werden.

Diese Polypropylenharze können alleine oder zusammen mit zwei oder mehreren Arten davon verwendet werden. Zusätzlich ist das Polypropylenharz nicht auf die genannten Harze beschränkt, sondern andere Polypropylenharze als die genannten Harze können innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Das oben genannte Hochdruckpolyethylenharz ist ein Polyethylenharz, das durch ungeordnetes („randomly”) Binden von Ethylen mit einer Verzweigung gebildet wird. Das Hochdruckpolyethylenharz mit einer Dichte von nicht weniger als 0.910 bis 0.930 wird verwendet. Das Hochdruckpolyethylenharz hat eine geringere Härte als das Niederdruckpolyethylenharz, das durch Binden von Ethylen in einer geraden Kette gebildet wird.

Das thermoplastische Styrolelastomer ist ein aromatisches Vinyl-konjugiertes Diene-Blockcopolymer und wird zu einem Blockpolymer aufgebaut, dass aus einem Polymerblock, der eine Struktureinheit hat, die sich von einer aromatischen Vinylverbindung als ein Hauptkörper (aromatischer Vinylblock) ableitet, und einem Polymerblock, der eine Struktureinheit hat, die sich von einer konjugierten Dienverbindung als ein Hauptkörper (konjugierter Dienblock) ableitet, aufgebaut.

Als Beispiele der oben genannten aromatischen Vinylverbindung können Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, Vinyltoluol, Monochlorstyrol, Dichlorstyrol, Monobromstyrol, Dibromstyrol, Fluorstyrol, p-tert-Butylstyrol, Ethylstyrol und Vinylnaphthalen genannt werden. Das Styrol ist insbesondere gewünscht. Diese Verbindungen können alleine oder zusammen mit zwei oder mehreren Arten davon verwendet werden. Die aromatische Vinylverbindung ist nicht auf diese Verbindungen beschränkt und es können andere aromatische Verbindungen als die oben genannten Verbindungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung angewendet werden.

Als Beispiele der oben genannten konjugierten Dien-Verbindung können 1,3-Butadien und Substitutions-konjugierte Diene genannt werden. Das Substitutions-konjugierte Dien ist bevorzugt und, zum Beispiel, können Isopren, 2,3-Dimethyl-1,3-butadien, 2-Neopentyl-1,3-butadien, 2-Chlor-1,3-butadien, 2-Cyano-1,3-butadien, geradkettiges Substitutions-konjugiertes Pentadien, geradkettiges Substitutions-konjugiertes Hexadien genannt werden. Das Isopren ist gewünschter. Diese Verbindungen können alleine oder zusammen mit zwei oder mehreren Arten davon verwendet werden. Die konjugierten Dien-Verbindungen sind nicht auf diese Verbindungen beschränkt und es können andere Verbindungen als die oben genannten Verbindungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung angewendet werden.

Zusätzlich wird die Höchsttemperatur des dynamischen Verlustfaktors (tanδ) des thermoplastischen Styrolelastomers, die in einem Bereich von –100°C bis 50°C durch ein dynamisches viskoelastisches Messgerät gemessen wird, zwischen 0–30°C eingestellt. Die Höchsttemperatur (Ttanδ) wird als die Temperatur angegeben, die dem relativen Maximalwert der dynamischen Verlustfaktoren (tanδ = E''/E') entspricht, der durch Messen jedes dynamischen Speichermoduls (E') und jedes dynamischen Verlustmoduls (E'') eines Teststücks des thermoplastischen Styrolelastomers bei jedem 1°C Schritt abgeleitet wird, wenn das Teststück des thermoplastischen Styrolelastomers mit einer konstanten Anstiegsverhältnis von –100°C bis 50°C durch das dynamische viskoelastische Messgerät erwärmt wird. Wenn die Höchsttemperatur (Ttanδ) geringer als 0°C ist, kann die Abriebfestigkeit der halogenfreien Harzzusammensetzung nicht ausreichend verbessert werden (siehe die Vergleichsbeispiele 11–13 unten, um verglichen zu werden).

Als ein solches thermoplastisches Styrolelastomer ist HYBRAR 5127 als ein Produktname (hergestellt von Kuraray) bereits kommerziell erhältlich und wird zur Herstellung eines Dämpfungsbogens verwendet. Als die vorliegenden Erfinder Studien durchgeführt haben, um eine halogenfreie Harzzusammensetzung bereitzustellen, bei der mechanische Eigenschaften, Abriebfestigkeit, Flammschutzleistung und Flexibilität verbessert werden können, sogar wenn ein Flammschutzmittel hinzugegeben wird, wurde herausgefunden, dass mechanische Eigenschaften, Abriebfestigkeit, Flammschutzleistung und Flexibilität der halogenfreien Harzzusammensetzung, bei der ein thermoplastischen Styrolelastomer beinhaltet ist, verbessert werden können, sogar wenn ein Flammschutzmittel hinzugegeben wird, und sie resultierten in der vorliegenden Erfindung.

Die Grundharzzusammensetzung beinhaltet 45–65 Gew.-% des oben genannten Polypropylenharzes, 15–30 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes, das durch ungeordnetes Binden von Ethylen mit einer Verzweigung gebildet ist und eine Dichte von nicht weniger als 0,910 bis 0,930 aufweist, und 15–30 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers, und diese bilden insgesamt 100 Gew.-%. Wenn das Polypropylenharz geringer als 45 Gew.-% ist, kann nicht genug Abriebfestigkeit der Zusammensetzung gegeben werden (siehe Vergleichsbeispiel 2 unten). Wenn das Polypropylenharz mehr als 65 Gew.-% ist, wird die Flexibilität der Zusammensetzung verringert werden (Vergleichsbeispiel 1). Wenn das Hochdruckpolyethylenharz geringer als 15 Gew.-% ist, kann nicht genug Abriebfestigkeit der Zusammensetzung gegeben werden (Vergleichsbeispiel 9). Wenn das Hochdruckpolyethylenharz mehr als 30 Gew.-% ist, wird die Abriebfestigkeit und Flexibilität der Zusammensetzung verringert werden (Vergleichsbeispiel 10).

Zusätzlich kann eine ausreichende Abriebfestigkeit und ausreichende Flexibilität der Zusammensetzung nicht gegeben sein (Vergleichsbeispiel 7), wenn das thermoplastische Styrolelastomer weniger als 15 Gew.-% ist. Wenn das thermoplastische Styrolelastomer mehr als 30 Gew.-% hat, wird die Abriebfestigkeit der Zusammensetzung verringert werden (Vergleichsbeispiel 8).

Das Metallhydrat wird als ein Flammschutzmittel hinzugegeben werden. Als Beispiel für das Metallhydrat können Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Antimontrioxid, Antimonpentoxid und Zinkborat genannt werden. Diese Materialien werden alleine oder zusammen mit zwei oder mehreren Arten davon verwendet. Die Metallhydrate sind nicht auf diese Materialien beschränkt und es können andere Metallhydrate als die oben genannten Metallhydrate innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung angewendet werden.

Das Metallhydrat mit 80–120 Gewichtsteilen, die der Grundharzzusammensetzung mit 100 Gewichtsteilen entsprechen, wird in die Grundharzzusammensetzung hinzugegeben. Wenn das Metallhydrat geringer als 80 Gewichtsteile ist, kann eine ausreichende Flammschutzleistung nicht gegeben sein (Vergleichsbeispiel 5). Wenn das Metallhydrat mehr als 120 Gewichtsteile ist, kann die Flammschutzleistung der Zusammensetzung nicht verbessert sein, entsprechend der Erhöhung des Metallhydrats und die Dehnbarkeit (Zugdehnung) und die Abriebfestigkeit der Zusammensetzung wird verringert werden (Vergleichsbeispiel 6).

Gemäß der halogenfreien Harzzusammensetzung, die wie oben genannt aufgebaut ist, werden die mechanischen Eigenschaften und die chemische Beständigkeit der Zusammensetzung verbessert indem das Polypropylenharz enthalten ist und indem das Hochdruckpolyethylenharz enthalten ist, ist die Abriebfestigkeit und die Flexibilität der Zusammensetzung verbessert, und indem das thermoplastische Styrolelastomer enthalten ist die Abriebfestigkeit der Zusammensetzung, die das thermoplastische Olefinelastomer nicht hat, verbessert, und indem das Metallhydrat enthalten ist, ist die Flammschutzleistung der Zusammensetzung verbessert.

Jede Komponente, die die halogenfreie Harzzusammensetzung der Ausführungsform aufbaut, enthält kein Halogen, so dass kein Halogengas während der Verbrennung erzeugt werden wird. Des Weiteren ist die halogenfreie Harzzusammensetzung der Ausführungsform von einer nicht verbrückten Art und kann leicht recycelt werden. Des Weiteren können zu der halogenfreien Harzzusammensetzung der Ausführungsform Antioxidantien, Metallfänger, Färbemittel, Schmiermittel, Antistatikmittel und Schaummittel in einem Bereich ohne schädigende Wirkungen für die Erfindung hinzugegeben werden.

Die halogenfreie Harzzusammensetzung ist wie oben genannt aufgebaut und durch Kneten auf verschiedene bekannte Arten und Weisen hergestellt. Zum Beispiel wird die halogenfreie Harzzusammensetzung durch eine Knetmaschine, wie zum Beispiel ein Einzelspindelextruder, ein Doppelspindelextruder, ein Banbury-Mischer, eine Knetmaschine und eine Walzenmühle aufgetragen, nach Vormischen der Komponenten davon durch eine Hochgeschwindigkeitsmischmaschine, wie zum Beispiel ein Henschel Mischer (Produktname).

Als nächstes wird ein ummantelter Draht, der mit der halogenfreien Harzzusammensetzung der Ausführungsform ummantelt ist, und ein Kabelstrang mit dem ummantelten Draht erläutert werden. Der ummantelte Draht kann auf jede Art und Strukturen von ummantelten Drähten ohne eine Beschränkung aufgetragen werden, zum Beispiel ein fester Draht, ein flacher Draht und ein abgeschirmter Draht. Der ummantelte Draht wird mit einem Leiter und einer Ummantelung, die den Leiter bedeckt, bereitgestellt und die Ummantelung wird mit der halogenfreien Harzzusammensetzung gemäß der Erfindung gebildet. Der Leiter wird in eine lange Leitung mit Kupfer, Aluminium oder einem anderen Metall gebildet. Der Leiter kann ein Draht oder mehrere Drähte sein. Die andere Isolierung kann zwischen dem Leiter und der Ummantelung existieren.

Bei dem oben genannten ummantelten Draht können vielfach bekannte Wege für die Ummantelung des Leiters mit der halogenfreien Harzzusammensetzung auf eine Art und Weise, um zu ummanteln, angewendet werden. Zum Beispiel kann ein typisches Extrusionsverfahren verwendet werden. Eine Einzelspindelextrusionsmaschine mit einem Zylinderdurchmesser von 20–90 mm Durchmesser und LID von 10–40, die eine Schraube, eine Lochscheibe, einen Querspritzkopf, einen Verteiler, einen Stutzen („nipple”) und ein Mikroplättchen („dice”) hat, wird verwendet. Die halogenfreie Harzzusammensetzung wird in eine Einzelspindelextrusionsmaschine gegeben, bei der eine Temperatur festgelegt wird, um die halogenfreie Harzzusammensetzung ausreichend zu schmelzen. Die halogenfreie Harzzusammensetzung wird geschmolzen und durch die Schraube geknetet und eine vorherbestimmte konstante Menge davon wird durch die Lochscheibe dem Querspritzkopf bereitgestellt. Die geschmolzene halogenfreie Harzzusammensetzung fließt um den Stutzen durch den Verteiler und wird durch das Mikroplättchen extrudiert, um den Leiter zu ummanteln, so dass der ummantelte Draht bereitgestellt wird.

Der Kabelstrang wird durch Binden einer Vielzahl von ummantelten Drähten gebildet. Ein Ende des ummantelten Drahts wird zum Beispiel mit einem Stecker verbunden. Der Stecker beinhaltet ein Ende, das durch Pressen eines Blechs und ein Steckergehäuse, das aus synthetischem Harz hergestellt wird, gebildet. Das Ende wird elektrisch mit dem Leiter verbunden und in dem Steckergehäuse aufgenommen. Der Stecker wird mit einem Gegenstecker, der an ein elektronisches Gerät montiert ist, verbunden und der Kabelstrang überträgt elektrische Energie und Kontrollsignale an das elektronische Gerät.

Gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet die halogenfreie Harzzusammensetzung die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, die 45 bis 65 Gew.-% des Polypropylenharzes, 15 bis 30 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes, das durch ungeordnetes Binden von Ethylen mit einer Verzweigung gebildet ist und eine Dichte von nicht weniger als 0,910 bis 0,930 aufweist, und 15 bis 30 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers beinhaltet; und das Metallhydrat aus 80–120 Gewichtsteilen; und das thermoplastische Styrolelastomer ist das aromatische Vinyl-konjugierte Diene-Blockcopolymer; und die Höchsttemperatur eines dynamischen Verlustfaktors (tanδ) des thermoplastischen Styrolelastomers, die in einem Bereich von –100°C bis 50°C durch ein dynamisches viskoelastisches Messgerät gemessen wird, wird zwischen 0–30°C eingestellt. Dabei können die mechanischen Eigenschaften des Polypropylenharzes aufrechterhalten werden und die mechanischen Eigenschaften, die Abriebfestigkeit, die Flammschutzleistung und Flexibilität der Harzzusammensetzung können verbessert werden durch das Hochdruckpolyethylenharz und das thermoplastische Styrolelastomer, sogar wenn große Mengen Flammschutzmittel hinzugegeben werden.

Da die Ummantelung, die den Leiter des ummantelten Drahts ummantelt, die halogenfreie Harzzusammensetzung ist, können die mechanischen Eigenschaften, die Abriebfestigkeit, die Flammschutzleistung und die Flexibilität des ummantelten Drahts verbessert werden.

Da mindestens ein ummantelter Draht der Vielzahl von ummantelten Drähten des Kabelstrangs der oben genannte ummantelte Draht ist, können die mechanischen Eigenschaften, die Abriebfestigkeit, die Flammschutzleistung und die Flexibilität des Kabelstrangs verbessert werden.

Ausführungsform 1:

45 Gew.-% des Polypropylenharzes (PS201A, hergestellt von Sunallomer Ltd.), 30 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes (NOVATEC LD ZE41K, hergestellt von Japan Polyethylen Corp.) und 25 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A (HYBRAR 5127, Ttanδ = 20°C, hergestellt von Kuraray Co. Ltd.) werden gemischt, um eine Grundharzzusammensetzung zu ergeben. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat (Magnesiumhydroxid, KISUMA 5A, hergestellt von Kyowa Chemical) von 90 Gewichtsteilen zugegeben wurde, wird in einem Henschel Mischer mit einer Kapazität von 20 Litern gemischt und bei einer Formtemperatur von 200°C durch einen Φ 40 mm Doppelspindelextruder geknetet, danach in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden einer Drahtbeschichtungsmaschine zugeführt (Φ 60 mm, L/D = 24.5, FF Schraube) und auf einen Leiter mit einer Oberfläche von 0.3395 mm2 (Litzendraht 0.2485 mm × 7) bei einer Extrusionsgeschwindigkeit von 600 mm/min, einer Extrusionstemperatur von 230°C extrudiert, um einen ummantelten Draht mit einem äußeren Produktdurchmesser von 1.20 mm herzustellen.

Ausführungsform 2:

50 Gew.-% des Polypropylenharzes, 20 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 30 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden geschmolzen und auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Ausführungsform 1, herzustellen.

Ausführungsform 3:

55 Gew.-% des Polypropylenharzes, 25 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 20 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden geschmolzen und auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Ausführungsform 1, herzustellen.

Ausführungsform 4:

65 Gew.-% des Polypropylenharzes, 15 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 20 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Ausführungsform 1, herzustellen.

Ausführungsform 5:

55 Gew.-% des Polypropylenharzes, 25 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 20 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 80 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Ausführungsform 1, herzustellen.

Ausführungsform 6:

55 Gew.-% des Polypropylenharzes, 25 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 20 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 120 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Ausführungsform 1, herzustellen.

Ausführungsform 7:

55 Gew.-% des Polypropylenharzes, 30 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 15 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Ausführungsform 1, herzustellen.

Vergleichsbeispiel 1:

70 Gew.-% des Polypropylenharzes (PS201A, hergestellt von Sunallomer Ltd.), 15 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes (NOVATEC LD ZE41K, hergestellt von Japan Polyethylen Corp.) und 15 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A (HYBRAR 5127, Ttanδ = 20°C, hergestellt von Kuraray Co. Ltd.) werden gemischt, um eine Grundharzzusammensetzung zu ergeben. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat (Magnesiumhydroxid, KISUMA 5A, hergestellt von Kyowa Chemical) mit 90 Gewichtsteilen zugegeben wurde, wird in einem Henschel Mischer mit einer Kapazität von 20 Litern gemischt und bei einer Formtemperatur von 200°C durch einen Φ 40 mm Doppelspindelextruder geknetet, danach in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden einer Drahtbeschichtungsmaschine zugeführt (Φ 60 mm, L/D = 24.5, FF Schraube) und auf einen Leiter mit einer Oberfläche von 0.3395 mm2 (Litzendraht 0.2485 mm × 7) bei einer Extrusionsgeschwindigkeit von 600 mm/min, einer Extrusionstemperatur von 230°C extrudiert, um einen ummantelten Draht mit einem äußeren Produktdurchmesser von 1.20 mm herzustellen.

Vergleichsbeispiel 2:

40 Gew.-% des Polypropylenharzes, 30 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 30 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1, herzustellen.

Vergleichsbeispiel 3:

55 Gew.-% des Polypropylenharzes, 35 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 10 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1, herzustellen.

Vergleichsbeispiel 4:

55 Gew.-% des Polypropylenharzes, 10 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 35 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1, herzustellen.

Vergleichsbeispiel 5:

55 Gew.-% des Polypropylenharzes, 25 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 20 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 75 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1, herzustellen.

Vergleichsbeispiel 6:

55 Gew.-% des Polypropylenharzes, 25 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 20 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 150 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1, herzustellen.

Vergleichsbeispiel 7:

60 Gew.-% des Polypropylenharzes, 30 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 10 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1, herzustellen.

Vergleichsbeispiel 8:

50 Gew.-% des Polypropylenharzes, 15 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 35 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1, herzustellen.

Vergleichsbeispiel 9:

60 Gew.-% des Polypropylenharzes, 10 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 30 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1, herzustellen.

Vergleichsbeispiel 10:

50 Gew.-% des Polypropylenharzes, 35 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 15 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1, herzustellen.

Vergleichsbeispiel 11:

45 Gew.-% des Polypropylenharzes, 30 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 25 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers B (HYBRAR 7125, Ttanδ = –5°C, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1, herzustellen.

Vergleichsbeispiel 12:

50 Gew.-% des Polypropylenharzes, 20 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 30 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers B werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1, herzustellen.

Vergleichsbeispiel 13:

55 Gew.-% des Polypropylenharzes, 25 Gew.-% des Hochdruckpolyethylenharzes und 20 Gew.-% des thermoplastischen Styrolelastomers A werden zu einer Grundharzzusammensetzung gemischt. Die Grundharzzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen, der das Metallhydrat mit 90 Gewichtsteilen hinzugegeben wurde, wird gemischt und in ein Formpellet der halogenfreien Harzzusammensetzung geformt. Die Formpellets werden auf einen Leiter mit einer Oberfläche extrudiert, um einen ummantelten Draht, ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1, herzustellen.

In Bezug auf die ummantelten Drähte, die in den Ausführungsformen 1–7 und den Vergleichsbeispielen 1–13 gegeben sind, wurden die folgenden Tests und Bewertungen durchgeführt und die Ergebnisse sind in den Tabellen 1–3 aufgelistet.

Bewertung der Dehnbarkeit:

Ein Teststück, das nur aus der halogenfreien Harzzusammensetzung gebildet wurde, wird durch Schneiden des ummantelten Drahts in eine Länge von 150 mm und durch Entfernen des Leiters hergestellt. Danach wird das Teststück mit Teilstrichen in Intervallen von 50 mm in einem zentralen Bereich davon versehen. Das Teststück wird an beiden Enden davon an jede Klammer einer Zugprüfungsmaschine befestigt und mit einer Zuggeschwindigkeit von 25–500 mm/min bei Raumtemperatur gedehnt und eine Entfernung zwischen den Teilstrichen wurde gemessen. Die Ummantelung, deren Dehnungskoeffizient nicht weniger als 300% ist, wird als „bestanden” definiert. Die Ummantelung, deren Dehnungskoeffizient weniger als 300% ist, wird als „nicht bestanden” definiert.

Bewertung der Abriebfestigkeit:

Die Abriebfestigkeit wird durch eine Kratz-Abriebtestausrüstung gemessen. Der ummantelte Draht mit ungefähr 1 m Länge wird an einem Probenhalter befestigt und festgeklemmt. Ein Dorn („plunge”) an dessen Spitze ein Stahldraht mit einem Durchmesser von 0.45 mm bereitgestellt wird, wird auf den ummantelten Draht mit einer Gesamtladung von 7 N unter Verwendung eines Schubgeräts hingeschoben und in alternierender Bewegung (Streich 14 mm) bewegt und es wird eine Hinundherbewegungsanzahl gezählt bis die Ummantelung abgenutzt ist und das Stahlseil des Dorns den Leiter des ummantelten Drahts berührt. Der ummantelte Draht, dessen Hinundherbewegungszahl nicht geringer als 100 ist, wird als „bestanden” definiert. Der ummantelte Draht, dessen Hinundherbewegungszahl geringer als 100 ist, wird als „nicht bestanden” definiert.

Bewertung der Flexibilität:

Die Shore D Härte der Ummantelung wird gemessen, um JIS K6253 zu erfüllen. Der ummantelte Draht, dessen Shore D Härte nicht geringer als 55 und nicht mehr als 60 ist, wird als „bestanden” definiert. Der ummantelte Draht, dessen Shore D Härte geringer als 55 und mehr als 60 ist, wird als „nicht bestanden” definiert.

Bewertung der Flammschutzleistung:

Der ummantelte Draht mit einer Länge von 600 mm oder mehr wird mit einem Neigungswinkel von 45 Grad in einer windstillen Kammer befestigt und bei einer Position des ummantelten Drahts bei 500 mm ± 5 mm von der oberen Spitze des ummantelten Drahts der Reduktionsflamme des Bunsenbrenners für 15 Sekunden ausgesetzt. Die Zeit bis zur Auslöschung wird gemessen. Der ummantelte Draht, dessen Auslöschungszeit innerhalb von 70 Sekunden ist, wird als „bestanden” definiert. Der ummantelte Draht, dessen Auslöschungszeit über 70 Sekunden ist, wird als „nicht bestanden” definiert.

Die ummantelten Drähte, die mit der halogenfreien Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ummantelt sind, zeigen insgesamt gute Ergebnisse in der Dehnbarkeit, Abriebfestigkeit, Flexibilität und Flammschutzleistung, wie in den Ausführungsformen 1–7 in Tabelle 1 gezeigt. Insbesondere ist es bestätigt, dass die ummantelten Drähte genug Leistung der Dehnbarkeit, Abriebfestigkeit, Flexibilität und Flammschutzleistung haben, wobei diese für einen Kabelstrang erforderlich sind. Im Gegensatz dazu zeigen die ummantelten Drähte gemäß den Vergleichsbeispielen keine guten Ergebnisse bei ungefähr mindestens einem von Dehnbarkeit, Abriebfestigkeit, Flexibilität und Flammschutzleistung, wie in den Vergleichsbeispielen 1–13 in den Tabellen 2 und 3 gezeigt. Insbesondere haben die ummantelten Drähte nicht genug Leistung der Dehnbarkeit, Abriebfestigkeit, Flexibilität und Flammschutzleistung, die für den Kabelstrang erforderlich sind.

Die Ummantelung hat beim Vergleich von Ausführungsform 1 und Vergleichsbeispiel 11, beim Vergleich vom Ausführungsform 2 und Vergleichsbeispiel 12, beim Vergleich von Ausführungsform 3 mit Vergleichsbeispiel 13 nicht genug Abriebfestigkeit, wenn die Höchsttemperatur (Ttanδ) des dynamischen Verlustfaktors (tanδ) des thermoplastischen Styrolelastomers geringer als 0°C ist, sogar wenn die Menge jeder Komponente, die die halogenfreie Harzzusammensetzung bildet, beinhaltet ist.

Die oben genannte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein typisches Beispiel und die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt. Das heißt, es sollte verständlich sein, dass Veränderungen und Variationen gemacht werden können, ohne sich vom Umfang der Erfindung zu entfernen.