CN103794269A - 扁平电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有较薄绝缘被覆并保持足够耐磨性和耐低温性的扁平电缆。本发明提供一种扁平电缆，其包括至少两个彼此隔开并相互平行布置的导体，以及布置在至少两个导体的外周上并由氯乙烯系树脂组合物形成的绝缘被覆，树脂组合物具有-40℃至-25℃的脆化温度、35至55的硬度D和10%以下的热变形。

Description

扁平电缆

与相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月29日提交的日本专利申请No.2012-261051和2012年10月31日提交的日本专利申请No.2012-240349的优先权，所述专利申请通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种扁平电缆，具体来说涉及一种适合用于车辆中的节省空间的扁平电缆。

发明背景

最近，随着车辆的重量减轻和尺寸减小，强烈要求布线构件节省空间。因此，即使在空间节省方面有效的扁平电缆的情况下，也要求进一步降低导体部分和绝缘层的厚度。然而，随着绝缘层厚度的降低，绝缘层的耐磨性可能变差。当使用氯乙烯系树脂作为绝缘层材料时，为了使绝缘层变硬，要降低增塑剂的含量。在这种情况下，由此获得的绝缘层的耐磨性得以提高。参见JP H10-241162 A。不幸的是，随着耐磨性增加，耐低温性可能降低或变差。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种新的扁平电缆，其在具有更薄的绝缘层的同时维持足够的耐磨性和耐低温性。

一方面，本发明提供了一种扁平电缆，其包括至少两个彼此隔开并相互平行布置的导体，以及布置在所述至少两个导体的外周上并由氯乙烯系树脂组合物形成的绝缘被覆，所述树脂组合物具有-40℃至-25℃的脆化温度、35至55的硬度D和10%以下的热变形。

优选地，布置在所述导体上的所述绝缘被覆的厚度为0.1mm至0.2mm。优选地，导体由单股导线或绞合导线形成，并具有0.01mm²至0.13mm²的横截面积。

优选地，布置在所述导体上的所述绝缘被覆的厚度为0.1mm至0.2mm。优选地，所述导体是矩形导体，其宽度大于所述矩形导体的厚度。所述矩形导体的厚度可以为0.02mm至0.5mm。所述矩形导体可以被排列成使得所述矩形导体的宽度方向对应于所述扁平电缆的宽度方向。

另一方面，本发明提供了一种适合用作扁平电缆的绝缘被覆的氯乙烯系树脂组合物，其具有-40℃至-25℃的脆化温度、35至55的硬度D和10%以下的热变形。

本发明的氯乙烯系树脂组合物能够使所述扁平电缆的绝缘层更薄，同时保持足够的耐磨性和耐低温性。

附图说明

图1示出了按照实施例制备的扁平电缆。图1A是扁平电缆的导体部分的截面图，图1B是扁平电缆的截面图。

具体实施方式

在本发明的一种实施方式中，用于扁平电缆的树脂材料是氯乙烯系树脂组合物。换句话说，基体树脂是聚氯乙烯。如果树脂组合物不是氯乙烯系树脂组合物，则不能满足适合于在车辆中使用的扁平电缆所需的性能，例如阻燃性、耐低温性、较薄的绝缘层。

优选地，可用于本发明的聚氯乙烯，当按照JIS K6720测量时，具有700至3000的平均聚合度。平均聚合度更优选地为1300至2000。如果平均聚合度过低，则耐磨性、耐低温性和热变形性质可能降低。相反，如果平均聚合度过高，则挤出成型可能受到不利影响。

用作本发明的扁平电缆的绝缘层材料的氯乙烯系树脂组合物，可以通过将作为基体树脂的聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂、填充剂和加工助剂进行掺混来制备或配制。

在上述树脂组合物的制备期间，将树脂组合物调整到使其脆化温度为-40℃至-25℃，硬度D为35至55，并且热变形为10%以下。如果脆化温度过低，则不能获得足够的耐磨性。相反，如果脆化温度过高，则不能获得足够的耐低温性。

可以在本发明中使用的示例性增塑剂包括但不限于偏苯三酸系增塑剂、邻苯二甲酸系增塑剂、环氧树脂系增塑剂、己二酸系增塑剂、癸二酸系增塑剂、磷酸系增塑剂、苯均四酸系增塑剂、聚酯系增塑剂或其组合。上述增塑剂的组合可以增强所需的材料物理性质。以100质量份的基体树脂聚氯乙烯计，增塑剂的含量可以为35质量份至55质量份。如果增塑剂的含量过低，在可能无法获得足够的柔性和/或耐低温性。相反，如果增塑剂的含量过高，则可能无法获得足够的耐磨性和/或热变形。

就耐低温性而言，优选地使用具有C8和C10混合正烷基的偏苯三酸系增塑剂，或邻苯二甲酸系增塑剂，作为邻苯二甲酸系增塑剂的DUP（邻苯二甲酸十一烷基酯），或其组合。作为具有C8和C10混合正烷基的偏苯三酸系增塑剂，可以使用可从J-Plus Co.Ltd商购的偏苯三酸系增塑剂TOTM。

以100质量份的作为基体树脂的聚氯乙烯计，增塑剂的含量优选地为35质量份至55质量份。如果增塑剂的含量过低，耐低温性可能降低或降级。相反，如果增塑剂的含量过高，耐磨性和热变形可能降低或降级。

稳定剂不应含有有害重金属，并且包括但不限于复合稳定剂例如Ca-Zn稳定剂、Ba-Zn稳定剂和Mg-Zn稳定剂。以100质量份的作为基体树脂的聚氯乙烯计，稳定剂的含量优选地为1质量份至10质量份。更优选地，稳定剂含量为3质量份至7质量份。如果稳定剂的含量过低，由于在捏合或加工成型例如挤出成型期间产生的热量，可能发生树脂的降解，并且材料性质可能因此降级。即使稳定剂的含量以高于上限的量添加，也不再能够看到这样的性质或效果随着稳定剂含量的增加而成比例提高。此外，由于稳定剂一般来说比其他材料更昂贵，因此制造成本将增加。

填充剂包括但不限于轻质碳酸钙、重质碳酸钙、云母、膨润土、沸石、熟石灰、高岭土或硅藻土。

如果填充剂具有20nm至200nm的粒径并且由表面用脂肪酸处理过的轻质碳酸钙形成，则在树脂中的分散性质增强，并且与树脂的附着性或亲和性也增加。因此，在用于电线的绝缘被覆的树脂组合物中使用上述填充剂，可以提高耐低温性和耐磨性，并且可以抑制热变形（率）的劣化。如果粒径大于上限，填充剂与树脂之间的附着性或亲和性降低，从而引起耐低温性和耐磨性降低。相反，如果粒径小于下限，则导致成本增加，但是随着成本增加不能获得效果的增加（例如效果的成比例的增加）。

假定增塑剂的添加量为100，则填充剂的含量优选地为10至30。如果填充剂的含量过低，不能避免耐磨性和热变形的劣化或降级。相反，如果填充剂的含量过高，引起耐磨性的劣化或降级。

可以在本发明中使用的加工助剂包括但不限于丙烯酸系加工助剂、聚乙烯系加工助剂、聚丙烯系加工助剂或褐煤酸系加工助剂。以100质量份的基体树脂（即聚氯乙烯）计，加工助剂的含量为0.1质量份至10质量份。更优选地，以100质量份的基体树脂计，加工助剂的含量为0.5质量份至3质量份。如果加工助剂过少，在挤出成型期间电线的表面外观受损。相反，如果加工助剂过多，在挤出成型期间树脂的输出可能不稳定，由此使因此获得的电线的构造不稳定。

用于扁平电缆的绝缘被覆的聚氯乙烯树脂组合物的一种实施方式可以包括：以100质量份的聚氯乙烯计，35至55质量份的增塑剂，其可以是具有C8和C10混合正烷基的偏苯三酸系增塑剂、邻苯二甲酸系增塑剂DUP（邻苯二甲酸十一烷基酯）或其组合；以及以100质量份的增塑剂计，10至30质量份的具有20nm至200nm的平均直径并且表面用脂肪酸处理的轻质碳酸钙作为填充剂。

此外，用于扁平电缆的绝缘被覆的聚氯乙烯树脂组合物的一种实施方式还可以包括着色剂，例如有机颜料和无机颜料。用于扁平电缆的绝缘被覆的聚氯乙烯树脂组合物的一种实施方式可以利用Henschel混合机来混合，然后通过捏合装置例如辊磨机、捏合机和Banbury混合机来调整。随后，如果需要，可以通过挤出成型将聚氯乙烯树脂组合物造粒。

根据本发明，脆化温度通过JIS K6723 6.6来测量。用于本发明的扁平电缆的绝缘被覆的氯乙烯系树脂组合物，应该具有-40℃至-25℃的脆化温度。如果脆化温度过低，绝缘被覆的耐磨性降低。相反，脆化温度过高，由其获得的扁平电缆在低温条件下的柔性可能不足。此外，绝缘被覆变脆，从而降低了它的绝缘性质。为了获得上述范围的脆化温度，可以适当地选择并调整所使用的基体树脂的聚合度以及增塑剂的种类和含量。

根据本发明，硬度D通过JIS K6253来测量，并在开始测量后10秒时测量。用于本发明扁平电缆的被覆的氯乙烯系树脂组合物的硬度D，应该在35至55的范围内。如果硬度D过低，由其获得的扁平电缆的耐磨性降低或劣化。相反，如果硬度D过高，由其获得的扁平电缆在低温条件下的柔性可能不足。为了获得上述范围的硬度D，可以适当地选择并调整所使用的基体树脂的聚合度以及增塑剂的种类和含量。

根据本发明，热变形通过JIS K6723 6.5来测量。用于本发明扁平电缆的绝缘层的聚氯乙烯系树脂组合物，应该具有10%以下的热变形值。如果热变形值过高，在高温条件下可能不能获得被覆的足够的绝缘性质。为了获得10%以下的热变形，可以适当地选择并调整所使用的基体树脂的聚合度以及增塑剂的种类和含量。

根据扁平电缆的一种实施方式，导体可以由常用于扁平电缆的导体的导体材料，例如铜诸如电线用铜、铜合金、铝或铝合金来形成。

用于本发明的扁平电缆的导体可以由单股导线或绞合线形成，并具有0.01mm²至0.13mm²的横截面积。或者，导体可以是矩形导体。在矩形导体的情况下，导体的宽度大于导体的厚度，并且导体的厚度可以为0.02mm至0.5mm。换句话说，上述导体可以实现车辆用扁平电缆所需的足够的柔性、空间节省和尺寸减小。

本发明的扁平电缆可以通过经成型在导体的外周上形成绝缘被覆来制备，所述导体可以是彼此隔开并相互平行的至少两个导体。绝缘被覆使用上述氯乙烯系树脂组合物来制备。在使用矩形导体的情形中，将导体布置并绝缘成导体的大于导体厚度的宽度方向，对应于扁平电缆的宽度方向。为了制备绝缘被覆，可以利用挤出成型。或者由氯乙烯系树脂组合物制备多个薄膜或片材，然后将其层压。

由此获得的扁平电缆变得更薄，使得布置在导体部分的外周上的绝缘被覆的厚度在0.1mm至0.2mm的范围内，同时确保足够的耐磨性和耐低温性。

尽管已经参考优选实施方式对本发明进行了解释，但本发明的扁平电缆不限于上面的优选实施方式。

已根据一种或多种优选实施方式对本发明进行了描述，但应该认识到，除了明确陈述的之外，许多等同形式、变化和修改也是可能的，并且在本发明的范围之内。

实施例

以下将描述本发明的扁平电缆的实施例。

使用在表1中列出的材料A至G，以分别列出在表2、4和5中的量（即质量份数）制备了氯乙烯系树脂组合物的实施例1-10和比较例1-12。将材料掺混，然后利用Banbury混合机混合，然后捏合。将这些树脂组合物涂布到导体部分的外周上，然后进行挤出成型，所述导体部分由5根直径为0.32mm、横截面积为0.08mm²的单股导线（电线用铜）形成，使得5根单股导线以2.0mm的间隔并相互平行地排列在同一平面上。结果获得了图1B中模型所示的扁平电缆，其厚度（T）为0.62mm，宽度（W）为9.9mm，布置在导体部分上的绝缘被覆的厚度（T₁）为0.15mm，桥接部分的厚度（T₂）为0.15mm。然而，导体的直径（T₀）、两个相邻导体之间的距离（P）和绝缘层的厚度（T₁）分别按照表2、4和5中列出的尺寸修改。总共制备了22种扁平电缆。

此外，使用在表1中列出的材料A至G，以列出在表3中的量（即质量份数）制备了氯乙烯系树脂组合物的实施例11-16。实施例11-16以与实施例1-10相同的方式制备。将这些树脂组合物（即实施例11-16）涂布到导体部分的外周上，然后进行挤出成型，所述导体部分由具有表3中列出的宽度和厚度的矩形导体（电线用铜）形成，使得矩形导体以表3中列出的间隔并相互平行地排列在同一平面上。结果，总共制备了6种包括矩形导体的扁平电缆。

表1

表2

表3

表4

表5

对由此获得的样品进行下列评估测试。

硬度D（10秒后）按照JIS K6253测量。

脆化温度（耐寒性）按照JIS K6723 6.6测量。

热变形按照JIS K6723 6.5测量。

耐磨性测试

耐磨性测试按照ISO6722 5.12进行。更详细来说，将扁平电缆沿着导体的纵向方向切开，使得切开的扁平电缆具有相同宽度并且在其中仅包括一个导体。在100g重量下，利用砂纸对样品（即切开的扁平电缆）进行研磨或摩擦。对于每个样品的前表面和后表面分别进行4次摩擦或研磨。换句话说，对每一个样品总共进行8次摩擦或研磨。如果总共8次摩擦或研磨的平均（砂纸）耐磨性值为400mm或更高，样品被评估为具有出色的耐磨性，并记录为双圆圈。如果总共8次摩擦或研磨的平均耐磨性值为200mm以上，样品被评估为具有良好的耐磨性，并记录为圆圈。如果总共8次摩擦或研磨的平均耐磨性值低于200mm，样品被评估为具有不良的耐磨性，并记录为“×”。

耐低温性测试

通过制备长度为350mm的切开的扁平电缆样品，将样品在低温浴中放置4小时时间，并在低温浴中将样品在沿着其纵向方向在中间部分手动弯曲180°，进行耐低温性测试。随后，目测观察样品，特别是样品的弯曲的中间部分。如果导体没有暴露并且没有发生绝缘被覆开裂，样品被评估为具有足够的耐低温性，并记录为圆圈。如果导体暴露或者发生绝缘被覆开裂，样品被评估为具有不良的耐低温性，并记录为“×”。

热变形测试

绝缘性能测试按照ISO6722 5.8的高温压力测试来进行。在该测试中，使用与在耐磨性测试中使用的相同的样品。将样品在100℃温度中，在预定的向下重量下放置4小时时间。随后，利用耐电压装置向样品的导体施加1kV的电压。如果绝缘（性质）保持1分钟，样品被评估为具有足够的绝缘性能，并记录为圆圈。如果绝缘仅保持短于1分钟的时间长度，样品被评估为具有不良的绝缘性能，并记录为“×”。

这些评估结果概述在上面列出的表2和3中。

根据这些表应该理解，本发明的树脂组合物使扁平电缆的绝缘层更薄，同时保持足够的耐磨性和耐低温性。

Claims (4)

1.一种扁平电缆，包含：

至少两个导体，该至少两个导体彼此隔开并相互平行地布置，以及

绝缘被覆，该绝缘被覆布置在所述至少两个导体的外周上，并且由氯乙烯系树脂组合物形成，所述树脂组合物具有-40℃至-25℃的脆化温度、35至55的硬度D和10%以下的热变形。

2.根据权利要求1所述的扁平电缆，

其中，布置在所述导体上的所述绝缘被覆的厚度为0.1mm至0.2mm，并且

其中，所述导体由单股导线或绞合线形成，并具有0.01mm²至0.13mm²的横截面积。

3.根据权利要求1所述的扁平电缆，

其中，布置在所述导体上的所述绝缘被覆的厚度为0.1mm至0.2mm，

其中，所述导体是矩形导体，所述矩形导体的宽度大于所述矩形导体的厚度，

其中，所述矩形导体的厚度为0.02mm至0.5mm，并且

其中，所述矩形导体被排列成使得所述矩形导体的宽度方向对应于所述扁平电缆的宽度方向。

4.一种适合用作扁平电缆的绝缘被覆的氯乙烯系树脂组合物，该氯乙烯系树脂组合物具有-40℃至-25℃的脆化温度、35至55的硬度D和10%以下的热变形。

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