CN101911216B - 绝缘电线和线束 - Google Patents

Abstract

一种绝缘电线，即使该绝缘电线具有小于1.1mm的减小外径，当该绝缘电线的端子插入到连接器中时，该绝缘电线也没有屈曲的可能性，从而允许容易地执行插入。具有小于1.1mm的外径(D)的绝缘电线(1)包括导体(2)和覆盖该导体(2)的绝缘体(3)，该绝缘体(3)具有0.25mm或以下的厚度，并由不含卤族元素且具有10％或以上的断裂伸长率和超过2.0GPa的弯曲模量的材料制成。

Description

绝缘电线和线束

技术领域

本发明涉及一种用于机动车或其它设备中的布线的、具有小于1.1mm的外径的绝缘电线以及使用该绝缘电线的线束。

背景技术

传统地，绝缘电线已广泛使用，该绝缘电线具有这样的构造，即：覆盖导体的绝缘体由聚氯乙烯树脂制成，以获得挠性。近年来，已提出了具有这样构造的绝缘电线，即：覆盖导体的绝缘体不由聚氯乙烯树脂而是由如下合成物制成，该合成物主要包含诸如聚乙烯、聚丙烯和α烯烃的聚烯烃树脂，并另外包含阻燃剂(例如，参见日本专利申请特开No.2002-309048)。

日本专利申请特开No.2002-309048中公开的绝缘电线具有这样的构造，即：覆盖导体的绝缘体由具有不超过2000Mpa的弯曲模量的特定树脂合成物制成，以获得挠性。

发明内容

本发明要解决的问题

在机动车或其它设备中使用的绝缘电线和线束需要是薄壁的并且外径是减小的，以便减少布线空间并减轻重量。然而，如果在减小外径的情况下使用日本专利申请特开No.2002-309048中公开的、其绝缘体由具有不超过2000Mpa的弯曲模量的材料制成的绝缘电线，则尽管该绝缘电线具有挠性，但它存在如下问题：当绝缘电线的端子插入到连接器中时，该绝缘电线屈曲，因而插入失败。

本发明的目的是克服上述问题并提供一种绝缘电线，即使该绝缘电线具有小于1.1mm的减小外径，当端子插入到连接器中时，该绝缘电线也没有屈曲的可能性，从而允许容易地执行插入。

解决问题的手段

为了实现上述目的并且根据本发明的目的，根据本发明优选实施例的具有小于1.1mm的外径的绝缘电线包括导体和覆盖该导体的绝缘体，而该绝缘体具有0.25mm或以下的厚度，并由不含卤族元素且具有10％或以上的断裂伸长率和超过2.0GPa的弯曲模量的材料制成。

在本发明的另一方面，一种线束包括该绝缘电线。

本发明的效果

由于具有如下构造：绝缘体具有0.25mm或以下的厚度，并由具有10％或以上的断裂伸长率和超过2.0GPa的弯曲模量的覆盖材料制成，所以，根据本发明优选实施例的绝缘电线具有足够的挠性，同时，即使该绝缘电线具有小于1.1mm的减小外径，在端子插入到连接器中时，该绝缘电线也没有屈曲的可能性，从而能在不失败的情况下执行插入。具有减小外径的绝缘电线和包括该绝缘电线的线束有助于使用该绝缘电线和线束的机动车或其它设备减轻重量并节省空间。

附图说明

图1a是示出根据本发明优选实施例的绝缘电线的外部透视图。

图1b是示出根据本发明优选实施例的绝缘电线的沿图1A中的线B-B的横剖视图。

具体实施方式

现在将参照附图来提供对本发明优选实施例的详细描述。图1A是示出根据本发明优选实施例的绝缘电线的外部透视图。图1B是示出根据本发明优选实施例的绝缘电线的沿图1A中的线B-B的横剖视图。如图1A和图1B所示，根据本发明优选实施例的绝缘电线1具有这样的构造，即：绝缘体3覆盖导体2，并且该绝缘电线1具有小于1.1mm的外径(D)。

导体2优选由铜、铝、铜合金、铝合金或不锈钢制成。导体2优选是单根素线(elemental wire)、多根素线的绞合线或压缩式绞合线。如果导体2是多根素线的绞合线，则可组合使用由两种或两种以上的不同材料制成的素线。导体2优选具有0.13mm²的横截面积。

绝缘体3由不含诸如氯和溴的卤族元素的覆盖材料制成。该覆盖材料具有10％或以上的断裂伸长率和超过2.0GPa的弯曲模量。该断裂伸长率和弯曲模量是该覆盖材料的物理属性的值。断裂伸长率通过根据ASTM D638的试验方法来测量。弯曲模量通过根据ASTM D790的试验方法来测量。

包括由具有10％或以上的断裂伸长率的覆盖材料制成的绝缘体3的绝缘电线1具有足够的挠性，使得当具有减小外径的该绝缘电线1弯曲时，在绝缘体3中没有龟裂或断裂出现，因而获得可靠的绝缘性。该覆盖材料的断裂伸长率优选为30％或以上，更优选为50％或以上。

当端子插入到连接器中时，包括由具有超过2.0GPa的弯曲模量的覆盖材料制成的绝缘体3的、具有减小外径的绝缘电线1没有屈曲的可能性，从而能在不失败的情况下执行插入，而包括由具有2.0GPa或以下的弯曲模量的覆盖材料制成的绝缘体、且外径小于1.1mm的绝缘电线则具有此种可能性。

绝缘体3具有0.25mm或以下的标准厚度。如果厚度大于0.25mm，则绝缘体3不够薄壁化。此外，如果厚度大于0.25mm，则导体2变得太薄并可能导电性不足。该厚度优选为0.1mm或以上。这是因为如果该厚度小于0.1mm，则难以均一地形成绝缘体3的覆层，并且绝缘体3可能无法发挥足够的绝缘性。

用于绝缘体3的覆盖材料不受特别限制，唯一必要的是：该覆盖材料应具有绝缘性，不含卤族元素并且满足上文指定的断裂伸长率和弯曲模量。该覆盖材料优选由主要包含聚合物的树脂合成物制成。所包含的聚合物可以是一种，或者是两种或两种以上的混合物。所包含的聚合物可以是玻璃纤维强化聚合物。

在不损害上述属性的范围内，可向该树脂合成物适当添加公知的塑料用添加剂。该添加剂的示例包括：热稳定剂，例如抗氧化剂和抗老化剂；金属减活剂，例如铜抑制剂；润滑剂，例如脂肪酸润滑剂、脂肪酸酰胺润滑剂、金属皂润滑剂、烃类(蜡式)润滑剂、酯润滑剂和硅润滑剂；光稳定剂；成核剂；抗静电剂；着色剂；水解钝化剂；软化剂，例如成品油；锌化合物，例如氧化锌和硫化锌；增强剂，例如玻璃纤维、硅灰石、滑石、膨润土、蒙脱石、碳、碳酸钙和矿石；无机阻燃剂，例如氢氧化镁和氢氧化铝；氮阻燃剂，例如三聚氰胺氰尿酸；含硅阻燃剂；磷阻燃剂，例如磷酯、聚磷酸铵和红磷；三氧化二锑；以及含锌化合物，例如硝酸锌。它们可单独或组合使用。

绝缘体3可具有由一种覆盖材料制成的一层式构造。可替代地，绝缘体3可具有由相同类型的覆盖材料或不同类型的覆盖材料制成的两层或两层以上的构造。

例如，这样制备绝缘体3，即：对覆盖材料的合成物进行混炼以挤出到导体2上，以使其具有指定厚度。对覆盖材料的混炼可优选利用双轴混炼机以这样的方式来执行：一次混炼所有成分；在混炼过程中从中间进料器添加一部分成分；或者分两个步骤执行混炼，其中在所述两个步骤中的后一步骤中添加一部分成分。

根据本发明优选实施例的绝缘电线具有如图1A和图1B所示的单线的形式；然而，本发明不限于此，而是该绝缘电线可具有扁平线或屏蔽线的形式(未示出)。此外，在制备包括根据本发明优选实施例的绝缘电线的线束中，该线束的形式能根据绝缘电线的形式而改变。

根据本发明优选实施例的绝缘电线能用于机动车、设备、信息和通信、电力供应、船舶或飞行器，而最适合用于机动车。

示例

示例1到9，比较例1到8

根据示例1到9和比较例1到8的具有0.85mm外径的绝缘电线被制备如下。使用挤压成形机将具有下文的表1所示的断裂伸长率和弯曲模量的材料作为用于绝缘电线的绝缘体的覆盖材料挤出到具有0.13mm²的横截面积的导体上，使得覆盖该导体的绝缘体具有0.2mm的厚度。执行用于评价通过自身直径缠绕而获得的绝缘电线的挠性的试验以及用于评价所获得的绝缘电线的屈曲力的试验。试验结果在表1中示出。

[表1]

[表1中的覆盖材料的种类]

材料1：PEEK 151G(聚醚醚酮，制造商：VICTREX PLC.)

材料2：ULTEM 1000(聚醚酰亚胺，制造商：SABIC INNOVATIVEPLASTICS HOLDING BV)

材料3：TORLON 4203L(聚酰胺酰亚胺，制造商：SOLVAYADVANCED POLYMERS K.K.)

材料4：DURANEX 2002(聚对苯二甲酸丁二醇酯，制造商：WINTECH POLYMER LTD.)

材料5：RADEL R-5800(聚苯砜，制造商：SOLVAYADVANCEDPOLYMERS K.K.)

材料6：RADEL A-300A(聚醚砜，制造商：SOLVAY ADVANCEDPOLYMERS K.K.)

材料7：UDEL P-1700NT(聚砜，制造商：SOLVAY ADVANCEDPOLYMERS K.K.)

材料8：XYRON 500H(改性聚苯醚，制造商：ASAHI KASEICORPORATION)

材料9：XYRON X251V(改性聚苯醚，制造商：ASAHI KASEICORPORATION)

材料10：NOVATEC HY540(聚乙烯，制造商：JAPANPOLYETHYLENE CORPORATION)

材料11：NOVATEC FY6(聚丙烯，制造商：JAPANPOLYPROPYLENE CORPORATION)

材料12：TORAYCON 1201G-15(聚对苯二甲酸丁二醇酯，制造商：TORAY INDUSTRIES.，INC.)

材料13：PEEK 151GL30(聚醚醚酮，制造商：VICTREX PLC.)

材料14：ULTEM 2100(聚醚酰亚胺，制造商：GE PLASTICSJAPAN LTD.)

材料15：TPX RT31(聚甲基戊烯，制造商：Mitsui Chemicals，Inc.)

材料16：TPX MX004(聚甲基戊烯，制造商：Mitsui Chemicals，Inc.)

材料17：XYRON EV102(改性聚苯醚，制造商：ASAHI KASEICORPORATION)

对绝缘电线的评价试验的方法进行描述。请注意，表1所示的覆盖材料的断裂伸长率通过根据ASTM D638的试验方法进行测量，而表1所示的覆盖材料的弯曲模量通过根据ASTM D790的试验方法进行测量。

[通过自身直径缠绕而进行的挠性试验]

进行自身直径缠绕试验以评价每根绝缘电线的挠性。将绝缘电线每根都绕具有与所述绝缘电线的外径相同的直径的心轴缠绕三圈，并观察绝缘电线的外观。在所观察的绝缘电线中，对其绝缘体中没有出现龟裂或断裂(内部的导体能通过该龟裂或断裂而露出)的绝缘电线进行耐压试验，在该耐压试验中，向所缠绕的绝缘电线施加1kV电压达1分钟。在其外观中没有出现龟裂或露出部分并且在耐压试验中未被击穿的绝缘电线被评价为合格。在其外观中具有龟裂或暴露部分或者在耐压试验中被击穿的绝缘电线被评价为不合格。

[屈曲力试验]

将绝缘电线每个都在距其末端10mm的位置处固定并沿竖直方向以给定的恒定速度(200mm/min)压在平板上，直到该绝缘电线屈曲。测量在绝缘电线屈曲时施加到该绝缘电线的负荷。所测量到的负荷限定了绝缘电线的屈曲力(N)。该屈曲力试验旨在评价当绝缘电线的端子插入到连接器中时该绝缘电线的屈曲程度。较大数值的屈曲力表明屈曲的可能性较低。判定具有10N或以上的屈曲力的绝缘电线的末端能在实际插入中以顺利的方式插入到连接器中，所以将具有10N或以上的屈曲力的绝缘电线评价为合格，而将具有小于10N的屈曲力的绝缘电线评价为不合格。

因此，如表1所示，由于根据示例1到9的绝缘电线包括由具有在本发明优选实施例中指定的断裂伸长率和弯曲模量的覆盖材料制成的绝缘体，所以通过自身直径缠绕而进行的挠性评价试验以及屈曲力评价试验的结果都是良好的。相比之下，由于根据比较例1、2及6到8的绝缘电线包括由具有比本发明优选实施例中指定的值小的弯曲模量的覆盖材料制成的绝缘体，所以屈曲力评价试验的结果不合格。此外，由于根据比较例3到5的绝缘电线包括由具有偏离在本发明优选实施例中指定的值的断裂伸长率的覆盖材料制成的绝缘体，所以通过自身直径缠绕而进行的挠性评价试验的结果不合格。根据比较例1到8的绝缘电线的试验结果表明：如果绝缘电线包括由具有这样的断裂伸长率和弯曲模量的覆盖材料制成的绝缘体，即该断裂伸长率和弯曲模量中的任一个偏离在本发明优选实施例中指定的值，则不能获得既能够满足通过自身直径缠绕进行的挠性评价试验又能够满足屈曲力评价试验的绝缘电线。

Claims (4)

1.一种外径小于1.1mm的绝缘电线，所述电线包括：

导体；以及

覆盖所述导体的绝缘体，所述绝缘体具有0.25mm或更小的厚度，并且由不含卤族元素、断裂伸长率为10％或以上、且弯曲模量超过2.0GPa的材料制成，并且所述绝缘体选自：断裂伸长率为55％、且弯曲模量为4.2GPa的聚醚醚酮；断裂伸长率为60％、且弯曲模量为3.4GPa的聚醚酰亚胺；断裂伸长率为15％、且弯曲模量为5.0GPa的聚酰胺酰亚胺；断裂伸长率为40％、且弯曲模量为2.4GPa的改性聚苯醚；以及断裂伸长率为19％、且弯曲模量为4.0GPa的改性聚苯醚。

2.根据权利要求1所述的绝缘电线，其中，所述电线具有10N或更高的屈曲力，并且，所述屈曲力定义如下：在距所述电线的末端10mm的位置固定所述电线、并以200mm/min的速度沿垂直方向将所述电线压靠在平板上的情况下，当所述电线发生屈曲时，则施加到所述电线的负荷为所述屈曲力。

3.根据权利要求1或2所述的绝缘电线，其中，当所述电线围绕直径与所述电线的外径相同的心轴缠绕并向所缠绕的电线施加1分钟的1kV电压时，所述绝缘体不发生龟裂或断裂、并且不发生绝缘击穿。

4.一种包括根据权利要求1到3中的任一项所述的绝缘电线的线束。

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