CN111801745B - 多芯电缆用芯电线以及多芯电缆 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的一个实施方案的多芯电缆用芯电线具有：通过将多根绞合线扭绞在一起而获得的导体；以及覆盖该导体的外周的绝缘层。绝缘层主要由聚乙烯树脂构成；绝缘层在25℃至‑35℃的线性膨胀系数C1与绝缘层在‑35℃的弹性模量E1的乘积，即(C1×E1)为0.01MPaK‑1至0.90MPaK‑1(包括端值)；并且聚乙烯树脂的熔点为80℃至130℃(包括端值)。

Description

多芯电缆用芯电线以及多芯电缆
技术领域
本公开涉及多芯电缆用芯电线以及多芯电缆。本申请要求于2018年3月5日提交的日本专利申请No.2018-039137的优先权的权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
对于诸如电动驻车制动器(EPB)用电缆或轮速传感器用电缆之类的车辆用复合电缆，其会根据车辆内的安装情况或致动器的驱动而复杂地弯曲。因此，在诸如电动驻车制动器用电缆或轮速传感器用电缆之类的车辆用复合电缆的性能方面，耐弯曲性至关重要。
此外，可以将上述复合电缆用于0℃以下的低温环境中。在这样的低温下，绝缘层会收缩，从而反复挤压包封在内部的导体。反复挤压可使导体断裂，从而不能导电。通常，在现有技术中，为了改善在低温至室温以上的温度范围内的耐弯曲性，提出了包含乙烯和具有羰基的α-烯烃的共聚物作为主要成分的绝缘层(参见WO 2017/056278)。
引用列表
专利文献
专利文献1：WO 2017/056278
发明内容
根据本公开的实施方案的多芯电缆用芯电线包括：通过扭绞多根素线获得的导体；以及覆盖导体的外周面的绝缘层。绝缘层包含聚乙烯系树脂作为主要成分，绝缘层在25℃至-35℃范围内的线性膨胀系数C1与-35℃的弹性模量E1的乘积，即(C1×E1)为0.01MPaK-1以上0.90MPaK-1以下，并且聚乙烯系树脂的熔点为80℃以上130℃以下。
附图说明
图1为示意性地示出了根据本公开的第一实施方案的多芯电缆用芯电线的截面图；
图2为示意性地示出了根据本公开的第二实施方案的多芯电缆的截面图；
图3为示意性地示出了根据本公开的多芯电缆的制造装置的视图；
图4为示意性地示出了根据本公开的第三实施方案的多芯电缆的截面图；以及
图5为示意性地示出了在一个实例中进行的弯曲试验的视图。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
本发明人发现，即使在导体几乎不会断裂的室温以上的温度反复弯曲导体，绝缘材料也可能产生磨损或裂纹，从而使导体不能导电。绝缘材料的这种磨损或裂纹是由以下界面摩擦引起的：同一护套中的芯电线之间的界面摩擦；护套和芯电线之间的界面摩擦；或者在纸缠绕结构的情况中，缠绕纸和芯电线之间的界面摩擦。此外，当由于反复弯曲而在绝缘材料中出现疲劳断裂时，导体可能从断裂处露出，从而导致导电方面的问题。因此，不仅需要改善低温下的耐弯曲性，还需要改善室温及更高温度下的耐弯曲性。
本发明鉴于上述问题而做出，并且本发明的目的是提供一种多芯电缆用芯电线、以及由该芯电线形成的多芯电缆，该芯电线不仅在低温具有优异的耐弯曲性而且在室温以上的温度也具有优异的耐弯曲性。
[本公开的有利效果]
根据本公开的实施方案的多芯电缆用芯电线在低温至室温以上的温度范围内具有优异的耐弯曲性。
[本公开的实施方案的描述]
根据本公开的实施方案的多芯电缆用芯电线包括通过扭绞多根素线获得的导体，以及覆盖导体的外周面的绝缘层，绝缘层包含聚乙烯系树脂作为主要成分，绝缘层在25℃至-35℃范围内的线性膨胀系数C1与-35℃的弹性模量E1的乘积，即(C1×E1)为0.01MPaK-1以上0.90MPaK-1以下，并且聚乙烯系树脂的熔点为80℃以上130℃以下。
在多芯电缆用芯电线中，由于绝缘层包含聚乙烯系树脂作为主要成分，并且将绝缘层在低温下的线性膨胀系数与弹性模量的乘积限定在上述范围内，因此芯电线在低温下表现出相对较高的耐弯曲性。可能的原因为，由于在低温至室温以上的温度范围内线性膨胀系数或弹性模量中的至少一者相对较小，因此在低温下由绝缘层的收缩引起的硬化(这可能使柔性降低)减小，从而使得在低温至室温以上的温度范围内的耐弯曲性提高。此外，由于聚乙烯系树脂的熔点为80℃以上130℃以下，因此绝缘层的熔点高于使用环境的温度，由此，可以改善室温以上绝缘层的诸如耐磨性和强度之类的机械性能以及耐弯曲性。因此，多芯电缆在低温至室温以上的温度范围内具有优异的耐磨性和耐弯曲性。
在本公开中，根据JIS-K7244-4(1999)中记载的动态机械特性的试验方法测定“线性膨胀系数”，并且通过使用粘弹性测定装置(例如，由IT Measurement&Control Co.,Ltd.制造的“DVA-220”)，在张力模式下，在-100℃至200℃的温度范围、5℃/分钟的升温速度、10Hz的频率以及0.05％的应变的条件下，测定相对于温度变化的薄板的尺寸变化，并由该尺寸变化计算线性膨胀系数。根据JIS-K7244-4(1999)中记载的动态机械特性的试验方法测定“弹性模量”，并且通过使用粘弹性测定装置(例如，由IT Measurement&Control Co.,Ltd.制造的“DVA-220”)，在张力模式下，在-100℃至200℃的温度范围、5℃/分钟的升温速度、10Hz的频率以及0.05％的应变的条件下测定储存弹性模量，并由该储存弹性模量计算弹性模量。“主要成分”是指构成绝缘层的物质中含量最高的物质，并且优选含量为50质量％以上的物质。此外，耐弯曲性是指即使电线或电缆反复弯曲，导体也不会断裂的性质。
优选的是，绝缘层在25℃的弹性模量E2为100MPa以上。通过将绝缘层的弹性模量E2设定在上述范围内，能够提高其耐磨性和耐弯曲性。
优选的是，绝缘层在25℃至80℃的范围内的线性膨胀系数C2为5.0×10-4K-1以下。通过将绝缘层的线性膨胀系数C2设定在上述范围内，能够减小当温度变为室温以上时由于绝缘层的膨胀而导致的护套中绝缘层之间的接触压力，从而减小绝缘层之间的界面摩擦。
优选的是，导体的截面的平均面积为1.0mm2以上3.0mm2以下。通过将导体的截面的平均面积设定在上述范围内，芯电线可以适用于车辆用多芯电缆。
优选的是，导体中的多根素线的平均直径为40μm以上100μm以下，并且优选的是，多根素线的数量为196根以上2450根以下。通过将素线的平均直径和数量设定在各自的范围内，能够进一步提高芯电线在低温至室温以上的温度范围内的耐弯曲性。
优选的是，通过扭绞多根绞合线获得导体，其中每根绞合线是通过扭绞多根素线而获得的。通过使用由扭绞多根绞合线而获得的导体(即，二次扭绞的绞合线)能够改善芯电线的耐弯曲性，其中每根绞合线是通过如上所述扭绞多根素线而获得的。
根据本公开的另一实施方案的多芯电缆包括通过扭绞多根芯电线而获得的电缆芯和设置在电缆芯周围的护套层，并且多根芯电线中的至少一者为多芯电缆用芯电线。
由于多芯电缆包括由上述芯电线构成的电缆芯，因此多芯电缆在低温至室温以上的温度范围内的耐弯曲性优异。
优选的是，多根芯电线中的至少一者为通过扭绞多根芯电线而获得的绞合芯电线。通过在电缆芯中包括绞合芯电线，能够在各种用途中使用多芯电缆，同时维持耐弯曲性。
[本公开的实施方案的细节]
以下，将参考附图详细描述根据本公开的实施方案的多芯电缆用芯电线和多芯电缆。
[第一实施方案]
图1所示的芯电线1为用于制备多芯电缆的绝缘电线，该多芯电缆包括电缆芯和设置在电缆芯周围的护套层。通过扭绞芯电线1而获得电缆芯。芯电线1包括呈线状的导体2和作为覆盖导体2的外周面的保护层的绝缘层3。
芯电线1的截面形状没有特别地限制，(例如)可为圆形。当芯电线1的截面形状为圆形时，根据不同的用途，平均外径可为(例如)1mm以上10mm以下。用于测量芯电线的截面的平均外径的方法没有特别地限制。例如，使用卡尺测量任意3个位置处的芯电线的外径，并且可将在3个位置处测量的外径的平均值用作平均外径。
<导体>
通过以恒定的节距扭绞多根素线获得导体2。素线没有特别地限制，并且(例如)可为铜线、铜合金线、铝线或铝合金线。优选地，导体2为通过扭绞多根绞合线获得的二次扭绞的绞合线，其中每根绞合线是通过扭绞多根素线而获得的。优选地，通过扭绞相同数量的素线而获得每根绞合线。
可以根据多芯电缆的用途、素线的直径等适当地选择素线的数量，并且素线数量的下限优选为196根，并且更优选为294根。另一方面，素线数量的上限优选为2450根，并且更优选为2000根。作为一个实例，二次扭绞的绞合线可为：通过扭绞196根素线获得的二次扭绞的绞合线，具体而言，为通过扭绞7根扭绞的绞合线获得的二次扭绞的绞合线，其中每根扭绞的绞合线是通过扭绞28根素线获得的；通过扭绞294根素线获得的二次扭绞的绞合线，具体而言，为通过扭绞7根扭绞的绞合线获得的二次扭绞的绞合线，其中每根扭绞的绞合线是通过扭绞42根素线获得的；通过扭绞380根素线获得的二次扭绞的绞合线，具体而言，为通过扭绞19根扭绞的绞合线获得的二次扭绞的绞合线，其中每根扭绞的绞合线是通过扭绞20根素线获得的；通过扭绞1568根素线获得的三次扭绞的绞合线，具体而言，为通过扭绞7根二次扭绞的绞合线(每根二次扭绞的绞合线包括224根素线)获得的三次扭绞的绞合线，每根二次扭绞的绞合线是通过扭绞7根扭绞的绞合线获得的，每根扭绞的绞合线是通过扭绞32根素线获得的；或者通过扭绞2450根素线获得的三次扭绞的绞合线，具体而言，为通过扭绞7根二次扭绞的绞合线(每根二次扭绞的绞合线包括350根素线)获得的三次扭绞的绞合线，每根二次扭绞的绞合线是通过扭绞7根扭绞的绞合线获得的，每根扭绞的绞合线是通过扭绞50根素线获得的。
素线的平均直径的下限优选为40μm，更优选为50μm，并且进一步优选为60μm。另一方面，素线的平均直径的上限优选为100μm，更优选为90μm。如果素线的平均直径小于下限或大于上限，那么可能无法充分地提高芯电线1的耐弯曲性。用于测量素线的平均直径的方法没有特别地限制。例如，使用具有两个圆柱形测砧的测微计测量素线的任意3个位置处的直径，并且可以将在3个位置处测量的直径的平均值用作平均直径。
导体2的截面的平均面积(包括素线之间的间隙)的下限优选为1.0mm2，更优选为1.5mm2，进一步优选为1.8mm2，并且甚至更优选为2.0mm2。另一方面，导体2的截面的平均面积的上限优选为3.0mm2，并且更优选为2.8mm2。通过将导体2的截面的平均面积设定在上述范围内，芯电线1可以适用于车辆用多芯电缆。计算导体的截面的平均面积的方法没有特别地限制。例如，使用卡尺测量任意3个位置处的导体的外径而不压坏导体的扭绞结构，可以将在3个位置处测量的外径的平均值用作平均外径，并且可以由平均外径计算平均面积。
<绝缘层>
由包含合成树脂作为主要成分的组合物形成绝缘层3，并且绝缘层3覆盖导体2的外周面从而覆盖导体2。绝缘层3的平均厚度没有特别地限制，并且(例如)可为0.1mm以上5mm以下。在本公开中，“平均厚度”是指在10个位置处测量的厚度的平均值。在下文中，术语“平均厚度”的定义同样适用于其他部件。
绝缘层3的主要成分为聚乙烯系树脂。作为实例，聚乙烯系树脂可为任何聚乙烯系树脂，例如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或乙烯和α-烯烃的共聚物。作为诸如乙烯和α-烯烃的共聚物之类的聚乙烯系树脂的实例，可以列举出乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)或乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)。其中，优选将低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯用作聚乙烯系树脂。聚乙烯系树脂可以单独使用或者组合使用两种以上的聚乙烯系树脂。当组合使用两种以上的聚乙烯系树脂时，这两种以上的聚乙烯系树脂构成绝缘层3的主要成分。当使用两种以上的聚乙烯系树脂时，为了平衡诸如低温和高温下的弹性之类的特性，优选使用HDPE和LDPE的组合、HDPE和LLDPE的组合、HDPE和EVA的组合等。在这种情况下，HDPE的含量相对于聚乙烯系树脂的总含量优选为10质量％以上50质量％以下。还优选使用EVA和LDPE的组合、EVA和LLDPE的组合等。在这种情况下，EVA的含量相对于聚乙烯系树脂的总含量优选为10质量％以上50质量％以下。
聚乙烯系树脂的熔点的下限为80℃，优选为85℃，并且更优选为90℃。另一方面，熔点的上限为130℃，优选为120℃，并且更优选为110℃。如果熔点低于下限，那么熔点可能低于使用环境的温度，从而可能无法获得充分的机械性能，如室温以上的耐磨性和强度。相反，如果熔点高于上限，那么可能产生疲劳断裂和裂纹，从而可能无法获得足够的耐弯曲性。如果将两种以上的聚乙烯系树脂的混合物用于多芯电缆用芯电线，那么混合物的熔点需要在上述范围内。例如，当混合两种聚乙烯系树脂时，如果一种聚乙烯系树脂的熔点在上述熔点范围内，并且另一种聚乙烯系树脂的熔点高于130℃，那么只要该混合物的熔点在上述范围内，便可使用该混合物。在这种情况下，如果将熔点在上述熔点范围内的聚乙烯系树脂用作聚乙烯系树脂混合物的主要成分(50质量％以上)，那么可以将混合物的熔点调节到上述熔点范围内。
聚乙烯系树脂的含量的下限优选为50质量％，并且更优选为70质量％。另一方面，聚乙烯系树脂的含量的上限优选为100质量％，并且更优选为90质量％。如果聚乙烯系树脂的含量小于下限，那么在低温至室温以上的温度范围内的耐弯曲性可能不足。
绝缘层3在25℃至-35℃的范围内的线性膨胀系数C1与在-35℃的弹性模量E1的乘积C1×E1的下限为0.01MPaK-1。另一方面，乘积C1×E1的上限为0.9MPaK-1，优选为0.8MPaK-1，更优选为0.7MPaK-1。如果乘积C1×E1小于下限，那么绝缘层3的诸如强度之类的机械性能可能不足。相反，如果乘积C1×E1大于上限，那么在低温时绝缘层3不易于变形，并且结果是，芯电线1在低温下的耐弯曲性可能不足。予以注意，可以通过调节聚乙烯系树脂的种类、含量等来调节乘积C1×E1。
绝缘层3在25℃至-35℃的范围内的线性膨胀系数C1的下限优选为1.0×10-5K-1，并且更优选为1.0×10-4K-1。另一方面，绝缘层3的线性膨胀系数C1的上限优选为2.5×10- 4K-1，并且更优选为2.0×10-4K-1。如果绝缘层3的线性膨胀系数C1小于下限，那么绝缘层3的诸如强度之类的机械性能可能不足。相反，如果绝缘层3的线性膨胀系数C1大于上限，那么在低温时绝缘层3不易于变形，并且结果是，芯电线1在低温下的耐弯曲性可能不足。
绝缘层3的-35℃的弹性模量E1的下限优选为1000MPa，并且更优选为2000MPa。另一方面，绝缘层3的弹性模量E1的上限优选为3500MPa，并且更优选为3000MPa。如果绝缘层3的弹性模量E1小于下限，那么绝缘层3的诸如强度之类的机械性能可能不足。相反，如果绝缘层3的弹性模量E1大于上限，那么在低温时绝缘层3不易于变形，并且结果是，芯电线1在低温下的耐弯曲性可能不足。
绝缘层3在25℃至80℃的范围内的线性膨胀系数C2的下限优选为1.0×10-4K-1，并且更优选为2.0×10-4K-1。另一方面，绝缘层3的线性膨胀系数C2的上限优选为5.0×10-4K-1，并且更优选为4.5×10-4K-1。如果绝缘层3的线性膨胀系数C2小于下限，那么在室温以上时导体的压缩不易于缓解，并且结果是，导体的耐弯曲性可能不足。相反，如果绝缘层3的线性膨胀系数C2大于上限，那么由于温度为室温以上时绝缘层的膨胀，护套中绝缘层之间的接触压力可能变大，这可能使绝缘层磨损，并且结果是导体露出，从而导致导电方面的问题。
绝缘层3在25℃的弹性模量E2的下限优选为100MPa，并且更优选为200MPa。另一方面，绝缘层3的弹性模量E2的上限优选为1000MPa，并且更优选为800MPa。如果绝缘层3的弹性模量E2小于下限，那么耐磨性差，并且耐弯曲性可能不足。相反，如果绝缘层3的弹性模量E2大于上限，那么电缆的弯曲刚度增加，并且结果是，导体的柔性可能不足。
绝缘层3在80℃的弹性模量E3的下限优选为50MPa，并且更优选为100MPa。另一方面，绝缘层3的弹性模量E3的上限优选为300MPa，并且更优选为200MPa。如果绝缘层3的弹性模量E3小于下限，那么耐磨性差，并且耐弯曲性可能不足。相反，如果绝缘层3的弹性模量E3大于上限，那么电缆的弯曲刚度增加，并且结果是，导体的柔性可能不足。
绝缘层3可以包含添加剂，例如阻燃剂、阻燃助剂、抗氧化剂、润滑剂、着色剂、反射赋予剂、掩蔽剂、加工稳定剂或增塑剂。此外，绝缘层3除了包含聚乙烯系树脂之外还可以包含其他树脂。
其他树脂的含量的上限优选为50质量％，更优选为30质量％，并且进一步优选为10质量％。此外，绝缘层3不需要包含其他树脂。
作为实例，阻燃剂可为诸如溴系阻燃剂或氯系阻燃剂之类的卤素系阻燃剂，或者诸如金属氢氧化物、氮系阻燃剂或磷系阻燃剂之类的非卤素系阻燃剂。阻燃剂可以单独使用或组合使用两种以上的阻燃剂。
作为溴系阻燃剂的实例，可以列举十溴二苯乙烷等。作为氯系阻燃剂的实例，可以列举氯化石蜡、氯化聚乙烯、氯化多酚、全氯五环癸烷等。作为金属氢氧化物的实例，可以列举氢氧化镁或氢氧化铝。作为氮系阻燃剂的实例，可以列举三聚氰胺氰尿酸酯、三嗪、异氰尿酸酯、脲、胍等。作为磷系阻燃剂的实例，可以列举金属次磷酸盐、磷杂菲、磷酸三聚氰胺、磷酸铵、磷酸酯或聚磷腈。
相对于100质量份的树脂成分，绝缘层3中阻燃剂的含量的下限优选为10质量份，并且更优选为50质量份。另一方面，阻燃剂的含量的上限优选为200质量份，并且更优选为130质量份。如果阻燃剂的含量小于下限，那么阻燃效果可能不足。相反，如果阻燃剂的含量大于上限，那么难以通过挤出成形形成绝缘层3，并且可能损害机械性能，例如伸长率和拉伸强度。
优选的是，绝缘层3的树脂成分是交联的。作为使绝缘层3的树脂成分交联的方法，可以列举用电离放射线照射树脂成分的方法、使用诸如有机过氧化物之类的热交联剂的方法、或者添加硅烷偶联剂从而引发硅烷接枝反应发生的方法。
<多芯电缆用芯电线的制造方法>
可以通过这样的方法制造多芯电缆用芯电线1，该方法包括：扭绞多根素线的步骤(扭绞步骤)；和用绝缘层3覆盖通过扭绞多根素线而获得的导体2的外周面的步骤(绝缘层覆盖步骤)。
作为用绝缘层3覆盖导体2的外周面的方法，可以列举将用于形成绝缘层3的组合物挤出到导体2的外周面上的方法。
此外，多芯电缆用芯电线1的制造方法还可以包括使绝缘层3的树脂成分交联的步骤(交联步骤)。可以在用于形成绝缘层3的组合物覆盖导体2之前进行交联步骤，或者可以在覆盖之后(在形成绝缘层3之后)进行交联步骤。
可以通过用电离放射线照射组合物进行交联。作为电离放射线，(例如)可以使用γ射线、电子束、X射线、中子束、高能离子束等。电离放射线的照射剂量的下限优选为10kGy，并且更优选为30kGy。另一方面，电离放射线的照射剂量的上限优选为300kGy，并且更优选为240kGy。如果照射剂量小于下限，那么可能无法充分地促进交联反应。相反，如果照射剂量大于上限，那么树脂成分可能分解。
[优点]
芯电线1在低温至室温以上的温度范围内具有提高的耐弯曲性，同时维持绝缘。
[第二实施方案]
图2所示的多芯电缆10包括通过扭绞多根图1所示的芯电线1而获得的电缆芯4和设置在电缆芯4的周围的护套层5。护套层5具有内护套层(中间层)5a和外护套层(外覆层)5b。多芯缆线10可适用作将电信号传输到驱动电动驻车制动器的制动钳的发动机的电缆。
可以根据各种用途适当地调节多芯电缆10的外径。外径的下限优选为6mm，并且更优选为8mm。另一方面，多芯电缆10的外径的上限优选为16mm，更优选为14mm，进一步优选为12mm，并且特别优选为10mm。
<电缆芯>
通过将两根具有相同直径的芯电线1成对扭绞而获得电缆芯4。如上所述，各芯电线1包括导体2和绝缘层3。
<护套层>
护套层5具有双层结构，其包括层叠在电缆芯4的外表面上的内护套层5a和层叠在内护套层5a的外周面上的外护套层5b。
内护套层5a的主要成分没有特别地限制，只要是具有柔性的合成树脂即可，并且其实例包括诸如聚乙烯和EVA之类的聚烯烃、聚氨酯弹性体、聚酯弹性体等。可以使用两种以上的这些树脂的混合物。
内护套层5a的最小厚度(电缆芯4和内护套层5a的外周面之间的最小距离)的下限优选地为0.3mm，并且更优选为0.4mm。另一方面，内护套层5a的最小厚度的上限优选为0.9mm，并且更优选为0.8mm。此外，内护套层5a的外径的下限优选为6.0mm，并且更优选为7.3mm。另一方面，内护套层5a的外径的上限优选为10mm，并且更优选为9.3mm。
外护套层5b的主要成分没有特别地限制，只要是阻燃性和耐磨性优异的合成树脂即可，并且作为实例，可以列举聚氨酯。
外护套层5b的平均厚度优选为0.3mm以上0.7mm以下。
内护套层5a和外护套层5b中各自的树脂成分优选是交联的。使内护套层5a和外护套层5b交联的方法可以与使绝缘层3交联的方法相同。
内护套层5a和外护套层5b可以包含绝缘层3中的示例性添加剂。
予以注意，可以在护套层5和电缆芯4之间缠绕诸如纸之类的带部件作为防卷绕部件。
<多芯电缆的制造方法>
可以通过这样的制造方法制造多芯电缆10，该方法包括：扭绞多根芯电线1的步骤(扭绞步骤)；和将护套层覆盖在通过扭绞多根芯电线1获得的电缆芯4的外表面上的步骤(护套层覆盖步骤)。
可以使用图3所示的多芯电缆制造装置进行多芯电缆的制造方法。多芯电缆制造装置主要配备有多个芯电线供给卷轴102、扭绞单元103、内护套层覆盖单元104、外护套层覆盖单元105、冷却单元106和电缆绕线卷轴107。
(扭绞步骤)
在扭绞步骤中，将缠绕在多个芯电线供给卷轴102上的芯电线1分别供给到扭绞单元103上，并且通过扭绞单元103扭绞多根芯电线1以形成电缆芯4。
(护套层覆盖步骤)
在护套层覆盖步骤中，内护套层覆盖单元104将储存在储存罐104a中的树脂组合物挤出，以将内护套层覆盖在由扭绞单元103形成的电缆芯4的外表面上。其结果是，内护套层5a覆盖电缆芯4的外表面。
在覆盖内护套层5a之后，外护套层覆盖单元105将储存在储存罐105a中的树脂合成物挤出，以将外护套层覆盖在内护套层5a的外周面上。因此，外护套层5b覆盖在内护套层5a的外周面上。
在覆盖外护套层5b之后，在冷却单元106中冷却电缆芯4以使护套层5固化，由此获得多芯电缆10。随后，通过电缆绕线卷轴107卷绕多芯电缆10。
多芯电缆的制造方法还可以包括使护套层5的树脂成分交联的步骤(交联步骤)。可以在将用于形成护套层5的树脂组合物覆盖在电缆芯4上之前进行交联步骤，或者在覆盖之后(在形成护套层5之后)进行交联步骤。
可以通过与照射芯电线1的绝缘层3相同的方式用电离放射线照射树脂组合物来进行交联。电离放射线的照射剂量的下限优选为50kGy，并且更优选为100kGy。另一方面，电离放射线的照射剂量的上限优选为300kGy，并且更优选为240kGy。如果照射剂量小于下限，那么可能无法充分地促进交联反应。相反，如果照射剂量大于上限，那么树脂成分可能分解。
[优点]
由于多芯电缆10包括由上述芯电线1形成的电缆芯，因此多芯电缆10在低温至室温以上的温度范围内的耐弯曲性优异。
[第三实施方案]
图4所示的多芯电缆11包括通过扭绞多根图1所示的芯电线而获得的电缆芯14和设置在电缆芯14周围的护套层5。多芯电缆11与图2所示的多芯电缆10的不同之处在于，通过扭绞具有不同直径的多根芯电线来获得电缆芯14。多芯电缆11不仅可以适合用作电动驻车制动器的信号电缆，而且可以适合用作用于传输电信号以控制防抱死制动系统(ABS)的操作的信号电缆。由于护套层5与图2所示的多芯电缆10的护套层5相同，因此具有相同的附图标记，并且将不对其进行重复描述。
<电缆芯>
通过扭绞两根具有相同直径的第一芯电线1a和两根具有相同直径的第二芯电线1b来获得电缆芯14，其中第二芯电线1b的直径小于第一芯电线1a的直径。具体而言，通过对两根第一芯电线1a和一根扭绞的芯电线进行扭绞来获得电缆芯14，其中该扭绞的芯电线是通过对两根第二芯电线1b进行扭绞而获得的。当将多芯电缆11用作驻车制动器和ABS的信号电缆时，通过扭绞第二芯电线2b获得的扭绞的芯电线将信号传输到ABS上。
第一芯电线1a与图1所示的芯电线1相同。第二芯电线1b与第一芯电线1a的结构相同，不同之处在于截面尺寸不同，并且第二芯电线1b与第一芯电线1a的材料相同。
[优点]
多芯电缆11不仅可以用于传输安装在车辆上的电动驻车制动器的电信号，而且还可以用于传输ABS的电信号。
[其他改进方式]
应当认为本公开的实施方案在所有方面都是说明性的而非限制性的。本公开的范围不限于上述实施方案的构造，而是由权利要求限定，并且旨在包括与权利要求等同的含义和范围内的所有修改。
多芯电缆用芯电线的绝缘层可以具有多层结构。此外，多芯电缆的护套层可为单层，或者可以具有三层以上的多层结构。
多芯电缆还可以包括除了本公开的电线之外的电线作为芯电线。然而，为了有效地表现出本公开的效果，优选的是多芯电缆中所有的芯电线均为本公开的芯电线。多芯电缆中的芯电线的数量没有特别地限制，只要为两根以上即可，并且(例如)芯电线的数量可为六根以上。
多芯电缆用芯电线可以具有直接覆盖在导体上的底漆层。作为底漆层，可以适当地使用通过交联诸如不含金属氢氧化物的乙烯之类的交联性树脂而获得的材料。通过设置这样的底漆层，能够抑制绝缘层随着时间推移而从导体上脱离。
[实施例]
以下，将参考实施例详细描述根据本公开的实施方案的多芯电缆用芯电线和多芯电缆。然而，应当注意，本公开不限于以下实施例。
[芯电线]
根据表1列出的配方制备绝缘层形成用组合物，并通过扭绞7根绞合线来制备导体(平均直径为2.4mm)，其中每根绞合线是通过扭绞72根平均直径为80μm的退火铜线而获得的。将绝缘层形成用组合物挤出到外周面上以形成外径为3mm的绝缘层，从而获得芯电线No.1至No.11。用120kGy的电子束照射绝缘层以交联树脂成分。
(聚乙烯系树脂)
使用的聚乙烯系树脂列于下表1中。使用差示扫描热量计(DSC)测定各树脂的熔点。具体而言，当使温度以10℃/分钟的升温速率第一次从25℃升温至200℃，并且第二次从25℃升温至200℃时，测量第二次中出现的吸热峰温度作为各树脂的熔点。
(1)HDPE1(高密度聚乙烯系树脂)，由Tosoh Corporation制造，商品名：NipolonHard(注册商标)6300，熔点：137℃；
(2)HDPE2(高密度聚乙烯系树脂)，由Tosoh Corporation制造，商品名：NipolonHard(注册商标)6710，熔点：131℃；
(3)EVA1(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)，由Dow-Mitsui Polychemicals制造，商品名：Evaflex(注册商标)EV360，熔点：77℃；
(4)EVA2(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)，由Dow-Mitsui Polychemicals制造，商品名：Evaflex(注册商标)P1403，熔点：92℃；
(5)LDPE(低密度聚乙烯系树脂)，由Japan Polyethylene Corporation制造，商品名：Novatec(注册商标)LD ZF33，熔点：108℃；以及
(6)LLDPE(线性低密度聚乙烯)，由Japan Polyethylene Corporation制造，商品名：Novatec(注册商标)LL UE320，熔点：122℃。
表1中的符号“-”表示没有使用相应的成分。
(添加剂)
表1中的阻燃剂1为溴系阻燃剂(商品名：SAYTEX(注册商标)8010，由AlbemarleCorporation制造)。阻燃剂2为三氧化锑。抗氧化剂为Irganox(注册商标)1010，由BASFCorporation制造。
[多芯电缆]
通过扭绞2根芯电线形成第二芯电线，其中通过这样的方式形成每根芯电线：通过扭绞60根平均直径为80μm的铜合金制素线以获得导体(平均直径为0.72mm)，并将交联性阻燃聚烯烃挤出至导体的外周面上，从而形成具有外径为1.45mm的绝缘层的芯电线。接下来，将2根与上述相同种类的芯电线和第二芯电线绞合以形成电缆芯，并且通过挤出将护套层覆盖在电缆芯周围以形成多芯电缆。由此，获得多芯电缆No.1至No.11。所形成的护套层包括：内护套层，其包含交联性聚烯烃作为主要成分，其最小厚度为0.45mm且平均外径为7.4mm；以及外护套层，其包含阻燃性的可交联聚氨酯作为主要成分，其平均厚度为0.5mm且平均外径为8.4mm。通过用180kGy的电子束照射来交联护套层中的树脂成分。
[线性膨胀系数和弹性模量]
对于No.1至No.11各自的多芯电缆中的绝缘层，根据JIS-K7244-4(1999)中记载的动态机械特性的试验方法，通过使用粘弹性测定装置(例如，由IT Measurement&ControlCo.,Ltd.制造的“DVA-220”)，在张力模式下，在-100℃至200℃的温度范围、5℃/分钟的升温速度、10Hz的频率以及0.05％的应变的条件下，测定相对于温度变化的薄板的尺寸变化，并由该尺寸变化分别计算25℃至-35℃的范围内的线性膨胀系数C1和25℃至80℃的范围内的线性膨胀系数C2。根据JIS-K7244-4(1999)中记载的动态机械特性的试验方法，通过使用粘弹性测定装置(例如，由IT Measurement&Control Co.,Ltd.制造的“DVA-220”)，在张力模式下，在-100℃至200℃的温度范围、5℃/分钟的升温速度、10Hz的频率以及0.05％的应变的条件下测定储存弹性模量，并由储存弹性模量分别计算在-35℃的弹性模量E1、在25℃的弹性模量E2和在80℃的弹性模量E3。结果列于表1中。
[弯曲试验]
如图5所示，沿垂直方向拉动No.1至No.11各自的多芯电缆X，从而使其穿过两个直径为60mm且在水平方向上彼此平行布置的心轴A1和A2。将多芯电缆X的上端沿水平方向弯曲90°以接触一个心轴A1的上侧，然后将多芯电缆X的上端向相反方向弯曲90°以接触另一心轴A2的上侧。分别在-35℃和80℃的温度，在多芯电缆X的下端施加2kg的向下负荷，以60次/分钟的弯曲频率反复进行10000次弯曲试验。在弯曲试验后，检查芯电线是正常(能够导电)、断裂(不能导电)、磨损(绝缘材料磨损从而使导体露出)还是产生裂纹(绝缘材料产生裂纹从而使导体露出)。结果列于表1中。
Figure BDA0002662745140000171
如表1所列出的，绝缘层的主要成分为聚乙烯系树脂，并且绝缘层在25℃至-35℃的范围内的线性膨胀系数C1与在-35℃的弹性模量E1的乘积C1×E1为0.01MPaK-1以上0.90MPaK-1以下，并且各自包含熔点为80℃以上130℃以下的聚乙烯系树脂的No.5、No.6和No.8至No.10的多芯电缆在-35℃和80℃的弯曲试验中均表现出良好的结果，而未产生断裂、磨损或裂纹。由以上结果显而易见的是，根据本公开的实施例的多芯电缆在低温至室温以上的温度范围内的耐弯曲性优异。
[耐油性试验]
根据JASO No.D618(2008)中记载的用于车辆部件：低压电缆的试验方法，将No.5、No.6和No.8至No.11的多芯电缆浸渍到油中。将汽油用作油。将复合电缆切割为约1m至2m的长度，并从两端剥去25cm的护套层，以使EPB线和ABS线露出。将EPB线和ABS线布置在油位上方，使得油可以进入护套层和EPB线之间的部分以及护套层和ABS线之间的部分，而不能进入EPB线的内侧或ABS线的内侧。在油浸渍之后，将多芯电缆在室温干燥30分钟以上，并且分别在-35℃和80℃进行10000次上述弯曲试验。在弯曲试验之后，检查芯电线是正常(能够导电)、断裂(不能导电)、磨损(绝缘材料磨损从而使导体露出)还是产生裂纹(绝缘材料产生裂纹从而使导体露出)。结果列于表2中。
Figure BDA0002662745140000191
如表2所列出的，在油浸渍之后，No.5、No.6、No.8和No.9的多芯电缆在-35℃和80℃的弯曲试验中均表现出良好的结果，而没有产生断裂、磨损或裂纹；并且在油浸渍之后，No.10和No.11的多芯电缆在-35℃的弯曲试验中表现出良好的结果，而没有产生断裂、磨损或裂纹。由以上结果显而易见的是，根据本公开的实施例的多芯电缆在低温至室温以上的温度范围内的耐弯曲性优异。
附图标记列表
1、1a、1b：芯电线
2：导体
3：绝缘层
4、14：电缆芯
5：护套层
5a：内护套层
5b：外护套层
10、11：多芯电缆
102：芯电线供给卷轴
103：扭绞单元
104：内护套层覆盖单元
104a、105a：储存罐
105：外护套层覆盖单元
106：冷却单元
107：电缆绕线卷轴
A1、A2：心轴
X：多芯电缆

Claims (9)

1.一种多芯电缆用芯电线，包括：
通过扭绞多根素线获得的导体；以及
覆盖在所述导体的外周面上的绝缘层，
所述绝缘层包含聚乙烯系树脂作为主要成分，
所述聚乙烯系树脂为选自由低密度聚乙烯和极低密度聚乙烯组成的组中的至少一者，
所述绝缘层的所述树脂成分是交联的，
所述绝缘层在25℃至-35℃范围内的线性膨胀系数C1与在-35℃的弹性模量E1的乘积，即C1×E1为0.01MPaK-1以上0.60MPaK-1以下，
所述绝缘层的所述线性膨胀系数C1为1.0×10-5K-1以上2.5×10-4K-1以下，
所述在-35℃的弹性模量E1为1000MPa以上2500MPa以下，并且
所述聚乙烯系树脂的熔点为80℃以上110℃以下。
2.一种多芯电缆用芯电线，包括：
通过扭绞多根素线获得的导体；以及
覆盖在所述导体的外周面上的绝缘层，
所述绝缘层包含聚乙烯系树脂作为主要成分，
所述聚乙烯系树脂为低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的组合，
相对于所述聚乙烯系树脂的总含量，所述高密度聚乙烯的含量为10质量％以上50质量％以下，
所述绝缘层的所述树脂成分是交联的，
所述绝缘层在25℃至-35℃范围内的线性膨胀系数C1与在-35℃的弹性模量E1的乘积，即C1×E1为0.01MPaK-1以上0.90MPaK-1以下，
所述绝缘层的所述线性膨胀系数C1为1.0×10-5K-1以上2.5×10-4K-1以下，
所述在-35℃的弹性模量E1为1000MPa以上3500MPa以下，并且
所述聚乙烯系树脂的熔点为80℃以上130℃以下。
3.根据权利要求1或2所述的多芯电缆用芯电线，其中
所述绝缘层在25℃的弹性模量E2为100MPa以上。
4.根据权利要求1或2所述的多芯电缆用芯电线，其中
所述绝缘层在25℃至80℃的范围内的线性膨胀系数C2为5.0×10-4K-1以下。
5.根据权利要求1或2所述的多芯电缆用芯电线，其中
所述导体的横截面的平均面积为1.0mm2以上3.0mm2以下。
6.根据权利要求1或2所述的多芯电缆用芯电线，其中
所述导体中的所述多根素线的平均直径为40μm以上100μm以下，并且
所述多根素线的数量为196根以上2450根以下。
7.根据权利要求1或2所述的多芯电缆用芯电线，其中
所述导体是通过扭绞多根绞合线而获得的，其中每根所述绞合线是通过扭绞多根素线而获得的。
8.一种多芯电缆，包括：
通过扭绞多根芯电线而获得的电缆芯；以及
设置在所述电缆芯周围的护套层，
所述多根芯电线中的至少一根为根据权利要求1或2所述的芯电线。
9.根据权利要求8所述的多芯电缆，其中
所述多根芯电线中的至少一根为通过扭绞多根芯电线而获得的绞合芯电线。
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