絕緣電纜、控制系統用部件以及控制系統用部件的製造方法

2023-05-30 04:40:56 1

專利名稱：絕緣電纜、控制系統用部件以及控制系統用部件的製造方法
絕緣電纜、控制系統用部件以及控制系統用部件的製造方
法
背景技術：
本發明涉及與聚苯硫醚樹脂具有熱熔融粘附性的絕緣電纜。此外，本發明涉及安 裝在汽車等中的控制系統用部件及其製造方法，例如，具有聚苯硫醚樹脂制殼體的傳感器 部件等控制系統用部件。安裝在汽車等中的各種控制系統通常具備將溫度、速度、壓力等物理量轉變為電 信號的傳感器部件；對傳感器部件所產生的信號進行計算處理的E⑶(Electric Control Unit，電子控制單元)；以及根據ECU的輸出信號而工作的執行器部件。傳感器部件、ECU和 執行器部件通過傳送信號的電纜而相互連接。在作為這種控制系統之一的防抱死制動系統 (ABS)中，傳感器部件是設置在車輪附近的輪速傳感器。輪速傳感器在汽車行駛過程中用於 被水淋的環境中。因此，不僅要求車輪側傳感器具有防水性，而且還要求傳感器與電纜之間 的連接部具有防水性。從尺寸精度或機械強度、成形加工性等方面考慮，作為輪速傳感器的殼體材料，一 直選擇PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)等聚酯樹脂、或者6-尼龍、6，6_尼龍、6T-尼龍(芳 香族尼龍)等聚醯胺樹脂。此外，由於熔點為280°C左右以上的耐熱性工程塑料-聚苯硫醚 樹脂(PPS)具有優異的耐化學品性和阻燃性，因此其用作輪速傳感器的殼體材料。另一方面，作為連接輪速傳感器與ECU的電纜，使用以護套層包覆絕緣電線外周 而形成的絕緣電纜。人們不僅要求護套層具有柔軟性、耐磨性、耐彎曲性、耐水性等，而且還 要求傳感器與電纜之間的連接部具有防水性。因此，例如，如日本專利3428391號公報、日 本特開2006-156407號公報中所公開的那樣，有人提出了這樣的方法採用能夠與形成殼 體的工程塑料發生熱熔融粘附的樹脂來形成護套層，並在殼體的射出成型時將殼體與護套 層熱熔融粘附以密封。此外，在日本專利3428391號公報、日本特開2006-156407號公報中，作為滿足上 述要求的樹脂，提出了以含有熱塑性聚氨酯彈性體和熱塑性聚酯彈性體的混合物為主體的 樹脂組合物的交聯體、或者以含有熱塑性聚氨酯彈性體和熱塑性聚醯胺彈性體的混合物為 主體的樹脂組合物的交聯體。上述樹脂組合物的交聯體中所含的混合物的成分比例處於規定的範圍內時，上述 樹脂組合物的交聯體可以與聚酯樹脂或聚醯胺樹脂熱熔融粘附。因此，在殼體由這些樹脂 構成的情況下，不使用0圈等密封部件，就可以確保連接部的防水性。然而，尚未發現與PPS 具有優異熱熔融粘附性的樹脂。於是，作為形成電纜的護套層的材料，人們要求能夠與PPS 制殼體熱熔融粘附的合適材料。

發明內容
本發明提供這樣一種絕緣電纜其包括與PPS具有優異熱熔融粘附性的護套層， 並且通過將電纜的終端部與PPS制殼體熱熔融粘附，可以確保電纜與殼體之間的連接部具 有防水性。此外，本發明提供電纜與殼體之間的連接部的防水性優異的控制系統用部件及其製造方法。本發明人對上述課題進行了深入研究。結果發現，含有規定比例以上的熱塑性聚 酯彈性體的樹脂組合物與PPS的熱熔融粘附性優異。本發明人還發現，在將PPS用作殼體 材料的情況下，可以長期維持絕緣電纜與殼體之間的連接部的防水性，而不損害耐磨性或 耐彎曲性等要求特性。為了實現上述目的，根據本發明的第一實施方案，提供這樣一種絕緣電纜其具備 單芯或多芯的絕緣電線、以及形成在絕緣電線外周的護套層，並且其用於與聚苯硫醚樹脂 熱熔融粘附。根據本發明的絕緣電纜，護套層由樹脂組合物的交聯體構成，並且，該樹脂組 合物含有佔樹脂組合物總體的45重量％以上的熱塑性聚酯彈性體。根據上述結構，護套層由樹脂組合物的交聯體構成，並且該樹脂組合物含有佔樹 脂組合物整體的45重量％以上的熱塑性聚酯彈性體，因此可以提高護套層與PPS的熱熔融 粘附性。PPS的成形溫度為310 360°C左右，該溫度高於含有45重量％以上的熱塑性聚 酯彈性體的樹脂組合物的熔融溫度。因此，在將PPS射出以形成殼體的同時將電纜密封連 接的情況下，護套層只要未發生交聯就可以熔融。其後，使含有熱塑性聚酯彈性體的樹脂組 合物發生交聯，從而使熔融狀態的護套層固化。例如，在三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三 聚氰酸三烯丙酯、或三烯丙基異氰酸酯等分子內，共混具有多個碳-碳雙鍵的多官能單體， 並用加速電子束或Y射線等電離輻射線進行輻射，從而進行交聯。此外，也可以採用利用有機過氧化物的熱硫化法、或者水交聯法等與上述方法不 同的方法，其中所述水交聯法為預先將上述混合物與烷氧基矽烷接枝(graft)，並在有機 錫類化合物等催化劑的存在下，使接枝後的物質與水或水蒸氣接觸從而進行交聯。然而， 主要從交聯處理速度的觀點考慮，使用了加速電子束等電離輻射線的方法簡便並且生產性 尚ο在上述的絕緣電纜中，樹脂組合物中的熱塑性聚酯彈性體的比例優選超過80重量％。在構成護套層的樹脂組合物中，熱塑性聚酯彈性體的比例超過80重量％時，進 一步提高了護套層與PPS的熱熔融粘附性。根據日本專利3428391號公報、日本特開 2006-156407號公報，對於與聚酯樹脂或聚醯胺樹脂的熱熔融粘附性而言，樹脂組合物中的 熱塑性聚酯彈性體的比例在80重量％以下時是優選的。與此相反，根據本發明，對於與PPS 的熱熔融粘附性而言，樹脂組合物中的熱塑性聚酯彈性體的比例在超過80重量％時是優 選的。因此，根據上述各文獻中的以往的見解，根本不能預測到本發明申請的構成。在上述絕緣電纜中，熱塑性聚酯彈性體為結晶態硬段和非晶態軟段的嵌段共聚 物，其中所述非晶態軟段優選為聚醚類聚合物。作為結晶態硬段，可以列舉聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚合物。作為非晶態 軟段，可以列舉由聚四亞甲基醚二醇等聚甲醛二醇構成的聚合物、或者由聚己內酯乙二醇 等聚酯二醇構成的聚合物。作為非晶態軟段，在使用聚甲醛二醇等聚醚類聚合物時，可以獲 得柔軟性優異的成形體，因此優選使用該聚合物。在上述絕緣電纜中，樹脂組合物中優選含有熱塑性聚氨酯彈性體。構成護套層的樹脂組合物可以含有與熱塑性聚酯彈性體混合的其它樹脂，只要該
4樹脂組合物含有上述比例範圍內的熱塑性聚酯彈性體即可。作為其它的樹脂，例如可以列 舉熱塑性聚氨酯彈性體、聚乙烯、聚丙烯的二元共聚物和三元共聚物、這些聚合物的接枝樹 脂、熱塑性彈性體、來源於植物的樹脂、生物降解樹脂、工程塑料等。在這些樹脂中，從要求 耐熱性、耐磨性等觀點考慮，優選熱塑性聚氨酯彈性體。熱塑性聚氨酯彈性體是聚氨酯硬段與由雙官能團多元醇構成的軟段經嵌合共聚 而形成的聚合物。聚氨酯硬段由甲苯二異氰酸酯等二異氰酸酯與乙二醇等短鏈二醇形成的 縮合聚合物構成的。根據軟段的種類，熱塑性聚氨酯彈性體可分為聚醚類、己內酯類、己二 酸酯類、聚碳酸酯類等種類。在上述絕緣電纜中，形成護套層的樹脂組合物優選被選自含氮阻燃劑、或者乙撐 雙溴鄰苯二甲醯亞胺、二(溴代苯基)乙烷以及二溴苯基對苯二甲醯胺中的一種或多種阻 燃劑所阻燃化。熱塑性聚酯彈性體具有可燃性，因此在製備阻燃化的電纜時，需要將使用了該樹 脂組合物的護套層進行阻燃化、或者將絕緣層或夾層進行阻燃化以在護套層之外確保阻燃 性。作為確保阻燃性的方法，已知的是共混阻燃劑的方法，在該方法中，如果將阻燃化後的 樹脂組合物適用於本發明的絕緣電纜的護套層中，則JASO標準(日本汽車工業會)或者 ISO標準的燃燒試驗合格的可能性高。即，可以獲得安全性高的電纜。然而，護套層與殼體材料熱熔融粘附後的粘接強度受共混在彈性體混合物中的阻 燃劑種類的影響。作為阻燃劑，如果使用含氮阻燃劑、或乙撐雙溴鄰苯二甲醯亞胺、二(溴 代苯基)乙烷以及二(溴代苯基)對苯二甲醯胺等，則可以將殼體和護套層牢固地熱熔融 粘附。作為含氮阻燃劑，例如可以列舉三聚氰胺樹脂或三聚氰胺氰尿酸鹽等。另一方面，如果使用十溴二苯醚或八溴二苯醚等多溴二苯醚作為阻燃劑的話，則 殼體與護套層熱熔融粘附後的粘接強度有時候不充分。形成護套層的樹脂組合物的交聯度越高，對阻燃劑種類引起的熱熔融粘附後的粘 接強度的影響就越顯著。在使用添加有十溴二苯醚等多溴二苯醚作為阻燃劑的樹脂組合物 來形成護套層的情況下，如果在射出成形時將交聯度提高到可以確實保持護套層的形狀的 水平，則有時候不能獲得殼體與護套層的熱熔融粘附後的粘接強度。與此相反，在使用含氮阻燃劑、乙撐雙溴鄰苯二甲醯亞胺、二(溴代苯基)乙烷或 二(溴代苯基)對苯二甲醯胺等阻燃劑的情況下，即使在射出成形時將交聯度提高到可以 確實保持護套層的形狀的水平，也可以將殼體與護套層牢固地熱熔融粘附，因此可以獲得 所希望的防水性能。此外，還具有這樣的優點將含氮阻燃劑(特別是三聚氰胺氰尿酸鹽) 共混在聚氨酯彈性體等樹脂中時，即使在高溫條件下也難以分解。在不脫離本發明意圖的範圍內，可以向構成護套層的樹脂組合物中添加防氧化 齊U、光穩定劑、水解抑制劑等各種穩定劑、或者增強劑、填充劑、著色劑等已知的共混化學可以採用密煉機、加壓捏合機、單螺杆混合機、雙螺杆混合機、開放式輥軋機等已 知的混合機，將上述成分調製成構成護套層的樹脂組合物。為了實現上述目的，根據本發明的第二實施方案，提供這樣一種控制系統用部件 其具備上述的絕緣電纜以及聚苯硫醚樹脂制殼體，並且所述絕緣電纜的終端部熱熔融粘附 在所述殼體上。
上述絕緣電纜與PPS的熱熔融粘附性優異。因此可以確保絕緣電纜與PPS制殼體 之間的連接部的防水性。因此，可以獲得防水性優異的控制系統用部件。為了實現上述目的，根據本發明的第三實施方案，提供一種製造控制系統用部件 的方法，其中，將聚苯硫醚樹脂射出到含有上述絕緣電纜終端部的模具內而成形為殼體，並 且將殼體與絕緣電纜終端部熱熔融粘附以密封。通過將PPS射出到設置有絕緣電纜終端部的成型模具內，使構成護套層的樹脂組 合物的交聯體與殼體材料熱熔融粘附，從而可以使電纜與殼體之間的連接部密封。採用該 製造方法，可通過簡單的工序且以低廉的價格製造本發明的控制系統用部件，而不需要安 裝密封部件的工序。作為射出成形的條件，可以採用與PPS射出成形時的條件相同的條件。附圖的簡單說明

圖1是示出本發明的絕緣電纜的使用狀態的一個例子(控制系統用部件輪速傳 感器)的截面圖，圖2是示出本發明的絕緣電纜的一個例子的放大斜視圖，以及圖3是示出測定剝離強度時試樣的布置方法的示意性斜視圖。本發明的最佳實施方案以下參照附圖和參考例對發明的實施方案(特別是最佳方案)進行更詳細的說 明。然而，本發明並不局限於這些方案或參考例，在不脫離本發明意圖的範圍內，可以進行變更。圖1示出了本發明的絕緣電纜的使用狀態的一個例子(控制系統用部件輪速傳 感器)的截面圖。圖1中的A是絕緣電纜。如圖2所示，絕緣電纜A是包含兩根絕緣電線a 的多芯電纜。兩根絕緣電線a的外周被中間層c包覆。中間層c的外周被護套層b包覆。 作為本發明的絕緣電纜，也可以列舉包含一根絕緣電線的單芯電纜、或不包含中間層的電纜。使用含有45重量％以上的熱塑性聚酯彈性體的樹脂組合物來形成護套層b，除此 之外，採用與通常的絕緣電纜相同的方法，即，用中間層c和護套層b來包覆絕緣電線後，使 護套層b交聯，從而可以獲得絕緣電纜A。例如，採用熔融擠出機，將形成中間層c和護套層 b的材料共擠出以包覆絕緣電線，從而形成中間層c和護套層b。圖1中的C是輪速傳感器。輪速傳感器容納在殼體H內。絕緣電纜A的絕緣電線 a連接在輪速傳感器C的輸出端子d上。絕緣電纜A的護套層b熱熔融粘附在殼體H的連 接部B。通過熱熔融粘附，可以確保護套層b與殼體H的連接部B之間具有優異的防水性。 該結構可通過下述方法獲得將絕緣電線a連接到輸出端子d上之後，將輪速傳感器C設置 在成形模具內，射出殼體材料以包覆絕緣電纜A的終端部的外周，並進行成形。在上述的實施方案中，作為控制系統用部件的一個例子，對輪速傳感器進行了說 明，但是作為其它的例子，可以列舉爆震傳感器。將本發明的絕緣電纜A電連接到設置在主 體模具內的壓電元件上，然後射出PPS制殼體材料以包覆壓電元件和絕緣電纜A的終端部 的外周，並進行成形，從而獲得爆震傳感器。(參考例)首先，按照表1 2所示比例(重量比)來共混以下所示的成分。然後，在高溫輥 中進行混合，將混合物成形為帶狀，從而形成試樣片。然後，將帶狀試樣片熱壓，形成厚度為Imm的片材。最後，用加速電壓為120kGy ISOkGy的電子線輻射該片材以進行交聯，從而 製造樹脂組合物片材。(共混成分)·熱塑性聚酯彈性體硬段為聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、軟段為聚四亞甲基二醇的聚醚型。熔點 168°C，JIS(或者依照 ISO 868)硬度:40D·熱塑性聚氨酯彈性體聚醚型，JIS (或者依照ISO 868) A硬度85士2A·防氧化劑2，2，4_三甲基-1，2-二氫喹啉聚合物胺-酮類防氧化劑·防水解劑以芳香族聚碳化二亞胺為主成分的防水解劑 碳算術平均粒徑為27nm的碳·潤滑劑經褐煤酸部分皂化的酯蠟·交聯助劑三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯使用住友重機械社製造的射出成形機(SE18D)，在射出溫度為360°C、保持壓力為 250Kgf的條件下，將PPS射出並熔融粘附在如上所述製作的樹脂組合物片材上。其後，如圖 3所示，採用牽拉試驗機(島津製作所製造的AGSlOkND)，以50mm/分鐘的牽拉速度牽拉該 樹脂組合物片材，由此測定剝離強度。測定結果示於表1和表2。(表 1) (表 2) 如表1和表2所示，含有50重量％以上的熱塑性聚酯彈性體的樹脂組合物的交聯 體與PPS的剝離強度大。由該結果可知，在絕緣電纜的護套層由含有45重量％以上的熱塑 性聚酯彈性體的樹脂組合物的交聯體構成的情況下，絕緣電纜與PPS制殼體的熱熔融粘附 性優異。其中，在熱塑性聚酯彈性體為80重量％以上的編號8 10中，剝離強度特別大。 編號8 10的結果顯示通過使用熱塑性聚酯彈性體為80重量％以上的樹脂組合物，絕緣 電纜與PPS制殼體之間的熱熔融粘附性特別優異。
權利要求
一種絕緣電纜，該絕緣電纜具有單芯或多芯的絕緣電線、以及形成在所述絕緣電線外周的護套層，並且該絕緣電纜用於與聚苯硫醚樹脂熱熔融粘附，其特徵在於，所述護套層由樹脂組合物的交聯體構成，所述樹脂組合物中含有佔該樹脂組合物總體的45重量％以上的熱塑性聚酯彈性體。
2.權利要求1所述的絕緣電纜，其特徵在於，相對於所述樹脂組合物，熱塑性聚酯彈性 體的比例超過80重量％。
3.權利要求1或2所述的絕緣電纜，其特徵在於，所述熱塑性聚酯彈性體為結晶態硬段 與非晶態軟段的嵌段共聚物，其中所述非晶態軟段為聚醚類聚合物。
4.權利要求1或2所述的絕緣電纜，其特徵在於，所述樹脂組合物中含有熱塑性聚氨酯 彈性體。
5.權利要求1或2所述的絕緣電纜，其特徵在於，形成護套層的樹脂組合物被選自含氮 阻燃劑、或乙撐雙溴鄰苯二甲醯亞胺、二(溴代苯基)乙烷以及二溴 代苯基對苯二甲醯胺中 的一種或多種阻燃劑阻燃化。
6.一種控制系統用部件，其特徵在於，具有權利要求1或2所述的絕緣電纜、以及聚苯 硫醚樹脂制的殼體，並且所述絕緣電纜的終端部熱熔融粘附在所述殼體上。
7.—種製造控制系統用部件的方法，其特徵在於，將聚苯硫醚樹脂射出到含有權利要 求1或2所述的絕緣電纜終端部的模具內而成形為殼體，並且將所述殼體與所述絕緣電纜 終端部熱熔融粘附以密封。
全文摘要
本發明提供一種絕緣電纜，其具有單芯或多芯的絕緣電線、以及形成在所述絕緣電線外周的護套層，並且該絕緣電纜用於與聚苯硫醚樹脂熱熔融粘附。所述護套層由含有45重量％以上的熱塑性聚酯彈性體的樹脂組合物的交聯體構成。此外，本發明提供一種控制系統用部件以及製造控制系統用部件的方法，其中所述控制系統用部件具有所述絕緣電纜以及聚苯硫醚樹脂制的殼體，並且所述絕緣電纜的終端部熱熔融粘附在所述殼體上。
文檔編號H01B3/42GK101887773SQ201010174139
公開日2010年11月17日 申請日期2010年5月13日 優先權日2009年5月15日
發明者早味宏, 橋本智, 真山裕平 申請人:住友電氣工業株式會社;日本特殊陶業株式會社