CN104900308B - 一种汽车安全带用电缆及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车安全带用电缆及其制造方法，该汽车安全带用电缆包括两根平行设置的绝缘线芯，一护套包覆在该些绝缘线芯的外表面上；其中，绝缘线芯由一绞合导体和包覆于绞合导体外表面的一绝缘层构成，绞合导体的结构为：单丝根数160～190根，单丝直径0.04～0.06mm；绝缘层的材料为聚氯乙烯材料I，其在室温下的邵氏硬度为90～100A，耐热温度为‑40～105℃；护套的材料为聚氯乙烯材料II，其在室温下的邵氏硬度为85～95A，耐热温度为‑40～105℃。该汽车安全带用电缆特别适合敷设在汽车安全带这种对电缆高抗疲劳性能和对电线柔软性要求高的环境中，并且还具有抗高低温、耐油、耐磨损等优良性能。
Description
技术领域
本发明涉及电线电缆领域，尤其涉及一种汽车安全带用电缆及其制造方法。
背景技术
目前，汽车安全带中所使用的电缆，存在如下的缺陷：（1）采用导体结构为7/0.25，这种结构的导体，由于铜丝比较粗，相应比较硬，在长期弯曲使用的情况下，容易导致导体断裂；（2）护套的加工方式采用挤压式，在使用过程中，线材偏硬，抗疲劳能力很低；（3）护套材料所采用的PVC硬度较高，电缆的耐弯曲的性能不佳。随着消费者对汽车安全要求越来越高，对电缆的抗弯曲性和抗疲劳性能的要求也日益提高，而现有的汽车安全带用电缆则受到了严峻的考验。
因此，针对当前汽车安全带用电缆存在上述问题的现状，亟需开发一种具有更好的抗弯曲性能和更好的抗疲劳性的电缆，从而保证线束的后续加工和使用者的生命安全。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于克服了现有的汽车安全带用电缆抗弯曲性能、抗疲劳性能不佳，易断裂等的缺陷，提供一种汽车安全带用电缆及其制造方法。本发明的制造方法采用现有设备即可进行实施，适于大规模工业化生产，所制得的汽车安全带用电缆完全满足ISO14572标准的要求，并且具有很好的抗弯曲性能和抗疲劳性，柔韧型好，特别适合于汽车中的布线和使用。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种汽车安全带用电缆的制造方法，其包括下述步骤：
（1）将绞合导体预热至75～100℃，采用挤出机和拉管模具，将聚氯乙烯（PVC）材料I挤包在预热后的绞合导体上，得挤出物A；将所述挤出物A依次通过一第一冷却区和一第二冷却区，所述聚氯乙烯材料I在所述绞合导体的外表面上形成绝缘层，得绝缘线芯；
其中，所述绞合导体的结构为：单丝根数160～190根，单丝直径0.04～0.06mm，所述聚氯乙烯材料I在室温下的邵氏硬度为90～100A，所述聚氯乙烯材料I的耐热温度为-40～105℃；挤出机中的温度设置为：主机1区130～150℃，主机二区165～175℃，主机三区175～180℃，主机法兰180～185℃，主机机头180～185℃；辅机一区130～150℃，辅机二区175～185℃，辅机三区180～185℃，辅机法兰180～185℃；从所述主机1区至所述主机机头的温度依次递增或持平；从所述辅机一区至所述辅机三区的温度依次递增或持平；所述第一冷却区的温度为60～80℃，所述第二冷却区的温度为室温；
（2）采用挤出机和挤管模具，在两根平行设置的所述绝缘线芯上挤包聚氯乙烯材料II，得挤出物B；将所述挤出物B依次通过一第三冷却区和一第四冷却区，所述聚氯乙烯材料II在所述绝缘线芯的外表面上形成一护套，即得汽车安全带用电缆；
其中，所述聚氯乙烯材料II在室温下的邵氏硬度为85～95A，所述聚氯乙烯材料II的耐热温度为-40～105℃；挤出机中的温度设置为：主机1区130～150℃，主机二区165～175℃，主机三区175～180℃，主机法兰180～185℃，主机机头180～185℃；从所述主机1区至所述主机机头的温度依次递增或持平；所述第三冷却区的温度为60～80℃，所述第四冷却区的温度为室温。
步骤（1）中，所述绞合导体的材料可为本领域常规使用的材料，一般为铝、银或铜，较佳地为铜，更佳地为纯度在99.99%以上的铜。本发明中，所述绞合导体的结构为：单丝根数160～190根，单丝直径0.04～0.06mm，即（160～190）/（0.04～0.06）；所述绞合导体的结构较佳地为：单丝根数175，单丝直径0.05mm，即175/0.05，此时，所述绞合导体的截面积为0.35mm2。
步骤（1）中，所述聚氯乙烯材料I可为本领域常规的聚氯乙烯材料，只要满足前述条件即可。按照本领域常识，所述聚氯乙烯材料I的邵氏硬度按照国家标准GB/T8815-2008进行测定。所述聚氯乙烯材料I的耐热温度按照ISO6722-1-2011进行测定。所述聚氯乙烯材料I较佳地为上海福奥塑料制品有限公司生产的聚氯乙烯5165。
步骤（1）中，所述挤包的方法和其他条件可为本领域常规的方法和条件。所述的挤出机可为本领域常规使用的挤出设备，一般为Φ45型挤出机。在所述挤包的过程中，挤出速度较佳地为50～100m/min。按照本领域常识，所述的拉管模具包括模芯和模套，所述模芯的角度较佳地为30～35°，所述模套的角度较佳地为40～45°，在所述挤包的过程中，所述模套和所述模芯之间的相处角度较佳地为5～10°。
步骤（1）中，所述绝缘层的厚度可为本领域常规的绝缘层厚度，较佳地为0.20～0.28mm。所述绝缘线芯的外径较佳地为1.20～1.30mm。
步骤（2）中，所述聚氯乙烯材料II可为本领域常规的聚氯乙烯材料，只要满足前述条件即可。按照本领域常识，所述聚氯乙烯材料II的邵氏硬度按照国家标准GB/T8815-2008进行测定。所述聚氯乙烯材料II的耐热温度按照ISO6722-1-2011进行测定。所述聚氯乙烯材料II较佳地为上海福奥塑料制品有限公司生产的聚氯乙烯8105。
步骤（2）中，所述挤包的方法和其他条件可为本领域常规的方法和条件。所述的挤出机可为本领域常规使用的挤出设备，一般为Φ45型挤出机。在所述挤包的过程中，挤出速度较佳地为50～100m/min。
步骤（2）中，所述护套的厚度可为本领域常规的护套厚度，较佳地为0.30～0.40mm。所述汽车安全带用电缆的最大外径较佳地为3.0～3.4mm。
本发明中，所述的室温为本领域常规意义上的室温温度，一般为10～30℃。
本发明还提供了一种由上述制造方法所制得的汽车安全带用电缆。
本发明还提供了一种汽车安全带用电缆，其包括两根平行设置的绝缘线芯，一护套包覆在该些绝缘线芯的外表面上；其中，所述的绝缘线芯由一绞合导体和包覆于所述绞合导体外表面的一绝缘层构成，所述绞合导体的结构为：单丝根数160～190根，单丝直径0.04～0.06mm；所述绝缘层的材料为聚氯乙烯材料I，所述聚氯乙烯材料I在室温下的邵氏硬度为90～100A，所述聚氯乙烯材料I的耐热温度为-40～105℃；所述护套的材料为聚氯乙烯材料II，所述聚氯乙烯材料II在室温下的邵氏硬度为85～95A，所述聚氯乙烯材料II的耐热温度为-40～105℃。
其中，所述绞合导体的材料可为本领域常规使用的材料，一般为铝、银或铜，较佳地为铜，更佳地为纯度在99.99%以上的铜。本发明中，所述绞合导体的结构为：单丝根数160～190根，单丝直径0.04～0.06mm，即（160～190）/（0.04～0.06）；所述绞合导体的结构较佳地为：单丝根数175，单丝直径0.05mm，即175/0.05，此时，所述绞合导体的截面积为0.35mm2。
按照本领域常识，所述聚氯乙烯材料I和所述聚氯乙烯材料II的邵氏硬度按照国家标准GB/T8815-2008进行测定。所述聚氯乙烯材料I和所述聚氯乙烯材料II的耐热温度按照ISO6722-1-2011进行测定。
其中，所述绝缘层的厚度可为本领域常规的绝缘层厚度，较佳地为0.20～0.28mm。所述绝缘线芯的外径较佳地为1.20～1.30mm。
其中，所述护套的厚度可为本领域常规的护套厚度，较佳地为0.30～0.40mm。所述汽车安全带用电缆的最大外径较佳地为3.0～3.4mm。
本发明中，所述的汽车安全带用电缆可以根据本领域常规的制造工艺进行生产制造，只要所制得的汽车安全带用电缆满足上述各技术特征。较佳地，采用前述的汽车安全带用电缆的制造方法，即得。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的汽车安全带用电缆采用极细单丝外径导体和软硬度合适的护套材料，完全克服了现有制造方法中电缆抗弯曲性能不佳和抗疲劳性差的问题。本发明所制备的汽车安全带用电缆特别适合敷设在汽车安全带这种对电缆高抗疲劳性能和对电线柔软性要求高的环境中，并且还具有抗高低温、耐油、耐磨损等优良性能。本发明制备的产品已通过国际标准ISO14572-2011的试验验证，具有极大的市场应用价值。
本发明的制造方法通过严格设定导体预热的温度、挤出物冷却环境的温度、挤出机的各区温度、挤出速度以及模芯和模套的角度等技术参数，能够大规模制备具有高抗疲劳性能、综合性能优异的汽车安全带用电缆。
附图说明
图1为实施例1的汽车安全带用电缆的横截面结构示意图。
图2为实施例1的汽车安全带用电缆的局部俯视结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，所采用的绞合导体的材料是纯度为99.99%的退火软铜丝；
所用的聚氯乙烯材料I为上海福奥塑料制品有限公司生产的聚氯乙烯5165；其在室温下的邵氏硬度为90～100A，耐热温度为-40～105℃；
所用的聚氯乙烯材料II为上海福奥塑料制品有限公司生产的聚氯乙烯8105；其在室温下的邵氏硬度为85～95A，耐热温度为-40～105℃；
其中，邵氏硬度按照国家标准GB/T8815-2008进行测定，耐热温度按照ISO6722-1-2011进行测定。
实施例1
一种汽车安全带用电缆的制造方法，其包括下述步骤：
（1）将绞合导体预热至90℃，采用45型挤出机和拉管模具，将聚氯乙烯材料I挤包在预热后的绞合导体上，得挤出物A；将挤出物A依次通过一70℃的第一冷却区和一室温的第二冷却区，聚氯乙烯材料I在绞合导体的外表面上形成绝缘层，绝缘层的最小厚度为0.2mm，绝缘线芯的外径为1.27mm，得绝缘线芯；其中，绞合导体的结构为175/0.05，即单丝根数为175根，单丝直径为0.05mm；
其中，45型挤出机中的温度设置为：主机1区145℃，主机二区170，主机三区175℃，主机法兰185℃，主机机头185℃；辅机一区145℃，辅机二区180℃，辅机三区185℃，辅机法兰185℃；在挤包的过程中，挤出速度为70m/min，采用的拉管模具中，模芯的角度为35°，模套的角度为45°；
（2）采用45型挤出机和挤管模具，在两根平行设置的绝缘线芯上挤包聚氯乙烯材料II，得挤出物B；将挤出物B依次通过一70℃的第三冷却区和一室温的第四冷却区，聚氯乙烯材料II在绝缘线芯的外表面上形成一护套，护套的厚度为0.40mm，即得汽车安全带用电缆；
其中，45型挤出机中的温度设置为：主机1区150℃，主机二区165℃，主机三区175℃，主机法兰185℃，主机机头185℃；在挤包的过程中，挤出速度为70m/min。
该汽车安全带用电缆的横截面结构示意图见图1，该汽车安全带用电缆的局部俯视结构示意图见图2。该汽车安全带用电缆，包括两根平行设置的绝缘线芯，护套3包覆在该些绝缘线芯的外表面上；其中，绝缘线芯由绞合导体1和包覆于绞合导体1外表面的绝缘层2构成，绞合导体的结构为175/0.05；绝缘层2的材料为聚氯乙烯材料I；护套3的材料为聚氯乙烯材料II。该汽车安全带用电缆的规格大小为4.0mm×2.7mm。
实施例2
一种汽车安全带用电缆的制造方法，其步骤大致同实施例1，区别在于：
步骤（1）中，绞合导体的预热温度为75℃，绞合导体的结构为：单丝根数为190根，单丝直径为0.04mm；45型挤出机中的温度设置为：主机1区130℃，主机二区165℃，主机三区175℃，主机法兰180℃，主机机头180℃；辅机一区130℃，辅机二区175℃，辅机三区180℃，辅机法兰180℃；在挤包的过程中，挤出速度为50m/min，采用的拉管模具中，模芯的角度为30°，模套的角度为40°；第一冷却区的温度为70℃；绝缘层的厚度为0.25～0.28mm，绝缘线芯的外径为1.20mm；
步骤（2）中，45型挤出机中的温度设置为：主机1区130℃，主机二区165℃，主机三区175℃，主机法兰180℃，主机机头180℃；在挤包的过程中，挤出速度为50m/min；第三冷却区的温度为60℃，护套厚度为0.3mm。
该汽车安全带用电缆的结构同实施例1。
实施例3
一种汽车安全带用电缆的制造方法，其步骤大致同实施例1，区别在于：
步骤（1）中，绞合导体的预热温度为100℃，绞合导体的结构为：单丝根数为160根，单丝直径为0.06mm；45型挤出机中的温度设置为：主机1区150℃，主机二区175℃，主机三区180℃，主机法兰185℃，主机机头185℃；辅机一区150℃，辅机二区185℃，辅机三区185℃，辅机法兰185℃；在挤包的过程中，挤出速度为100m/min，采用的拉管模具中，模芯的角度为35°，模套的角度为45°；第一冷却区的温度为80℃；绝缘层的厚度为0.20～0.25mm，绝缘线芯的外径为1.30mm；
步骤（2）中，45型挤出机中的温度设置为：主机1区150℃，主机二区175℃，主机三区180℃，主机法兰185℃，主机机头185℃；在挤包的过程中，挤出速度为100m/min；第三冷却区的温度为80℃。
该汽车安全带用电缆的结构同实施例1。
效果实施例
对实施例1所制得的汽车安全带用电缆和市售的电缆，按照国际标准ISO14572-2011标准进行性能测试，具体结果见表1。其中，被测的市售电缆为：FLRYYF型2×0.35（2根绝缘线芯，横截面积为0.35mm2），其导体结构为7/0.25；线芯厚度为0.20mm；护套厚度为0.34mm。
表1
表1的测试结果表明，本发明的实施例1所制得的汽车安全带用电缆耐高电压、耐油、耐磨损，且抗高低温，并且其抗弯曲疲劳性能大大优于现有的市售产品，完全符合汽车安全带电缆的使用要求。
对于实施例2和3的汽车安全带用电缆也进行按照国际标准ISO 14572-2011标准进行性能测试，结果显示，其各项指标均满足规格要求，并且其抗弯曲疲劳性能均在10000次以上。
Claims (9)
1.一种汽车安全带用电缆的制造方法，其特征在于，其包括下述步骤：
(1)将绞合导体预热至75～100℃，采用挤出机和拉管模具，将聚氯乙烯(PVC)材料I挤包在预热后的绞合导体上，得挤出物A；将所述挤出物A依次通过一第一冷却区和一第二冷却区，所述聚氯乙烯材料I在所述绞合导体的外表面上形成绝缘层，得绝缘线芯；
其中，所述绞合导体的结构为：单丝根数160～190根，单丝直径0.04～0.06mm，所述聚氯乙烯材料I在室温下的邵氏硬度为90～100A，所述聚氯乙烯材料I的耐热温度为-40～105℃；所述聚氯乙烯材料I为聚氯乙烯5165；挤出机中的温度设置为：主机1区130～150℃，主机二区165～175℃，主机三区175～180℃，主机法兰180～185℃，主机机头180～185℃；辅机一区130～150℃，辅机二区175～185℃，辅机三区180～185℃，辅机法兰180～185℃；从所述主机1区至所述主机机头的温度依次递增或持平；从所述辅机一区至所述辅机三区的温度依次递增或持平；所述第一冷却区的温度为60～80℃，所述第二冷却区的温度为室温；
(2)采用挤出机和挤管模具，在两根平行设置的所述绝缘线芯上挤包聚氯乙烯材料II，得挤出物B；将所述挤出物B依次通过一第三冷却区和一第四冷却区，所述聚氯乙烯材料II在所述绝缘线芯的外表面上形成一护套，即得汽车安全带用电缆；
其中，所述聚氯乙烯材料II在室温下的邵氏硬度为85～95A，所述聚氯乙烯材料II的耐热温度为-40～105℃；所述聚氯乙烯材料II为聚氯乙烯8105；挤出机中的温度设置为：主机1区130～150℃，主机二区165～175℃，主机三区175～180℃，主机法兰180～185℃，主机机头180～185℃；从所述主机1区至所述主机机头的温度依次递增或持平；所述第三冷却区的温度为60～80℃，所述第四冷却区的温度为室温。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤(1)中，所述绞合导体的材料为铜；和/或，步骤(1)中，所述绞合导体的结构为：单丝根数160～190根，单丝直径0.04～0.06mm；和/或，步骤(1)中，在所述挤包的过程中，挤出速度为50～100m/min；和/或，步骤(1)中，所述的拉管模具包括模芯和模套，所述模芯的角度为30～35°，所述模套的角度为40～45°，在所述挤包的过程中，所述模套和所述模芯之间的相处角度为5～10°；和/或，步骤(1)中，所述绝缘层的厚度为0.20～0.28mm，所述绝缘线芯的外径为1.20～1.30mm。
3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(1)中，所述绞合导体的材料为纯度在99.99％以上的铜；和/或，步骤(1)中，所述绞合导体的结构为：单丝根数175，单丝直径0.05mm。
4.如权利要求1或3所述的制造方法，其特征在于，步骤(2)中，在所述挤包的过程中，挤出速度为50～100m/min；和/或，步骤(2)中，所述护套的厚度为0.30～0.40mm，所述汽车安全带用电缆的最大外径为3.0～3.4mm。
5.一种由权利要求1～4任一项所述制造方法所制得的汽车安全带用电缆。
6.一种汽车安全带用电缆，其特征在于，其包括两根平行设置的绝缘线芯，一护套包覆在所述绝缘线芯的外表面上；其中，所述的绝缘线芯由一绞合导体和包覆于所述绞合导体外表面的一绝缘层构成，所述绞合导体的结构为：单丝根数160～190根，单丝直径0.04～0.06mm；所述绝缘层的材料为聚氯乙烯材料I，所述聚氯乙烯材料I在室温下的邵氏硬度为90～100A，所述聚氯乙烯材料I的耐热温度为-40～105℃；所述护套的材料为聚氯乙烯材料II，所述聚氯乙烯材料II在室温下的邵氏硬度为85～95A，所述聚氯乙烯材料II的耐热温度为-40～105℃；
所述绝缘层的厚度为0.20～0.28mm，所述绝缘线芯的外径为1.20～1.30mm。
7.如权利要求6所述的汽车安全带用电缆，其特征在于，所述绞合导体的材料为铜；和/或，所述绞合导体的结构为：单丝根数175，单丝直径0.05mm；
所述绝缘层的厚度为0.20～0.28mm，所述绝缘线芯的外径为1.20～1.30mm。
8.一种汽车安全带用电缆，其特征在于，其包括两根平行设置的绝缘线芯，一护套包覆在所述绝缘线芯的外表面上；其中，所述的绝缘线芯由一绞合导体和包覆于所述绞合导体外表面的一绝缘层构成，所述绞合导体的结构为：单丝根数160～190根，单丝直径0.04～0.06mm；所述绝缘层的材料为聚氯乙烯材料I，所述聚氯乙烯材料I在室温下的邵氏硬度为90～100A，所述聚氯乙烯材料I的耐热温度为-40～105℃；所述护套的材料为聚氯乙烯材料II，所述聚氯乙烯材料II在室温下的邵氏硬度为85～95A，所述聚氯乙烯材料II的耐热温度为-40～105℃；
所述护套的厚度为0.30～0.40mm，所述汽车安全带用电缆的最大外径为3.0～3.4mm。
9.如权利要求8所述的汽车安全带用电缆，其特征在于，所述绞合导体的材料为铜；和/或，所述绞合导体的结构为：单丝根数175，单丝直径0.05mm；
所述护套的厚度为0.30～0.40mm，所述汽车安全带用电缆的最大外径为3.0～3.4mm。
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Denomination of invention: The invention relates to a cable for automobile safety belt and a manufacturing method thereof Effective date of registration: 20220228 Granted publication date: 20170929 Pledgee: The Bank of Shanghai branch Caohejing Limited by Share Ltd. Pledgor: SHANGHAI FUERXIN CABLE Co.,Ltd. Registration number: Y2022310000039 |
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