CN113287177A - 带熔接层的绝缘电线 - Google Patents

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Abstract

提供一种带熔接层的绝缘电线，在外层具有对绝缘包覆层和被装体双方的粘接强度优良的熔接层。带熔接层的绝缘电线(1)具有：导体(2)；绝缘包覆层(3)，将导体(2)的外周包覆；以及熔接层(4)，设置于绝缘包覆层(3)的外侧，通过热而熔接，熔接层(4)含有(A)改性聚烯烃和(B)从聚酯树脂、聚酯弹性体选择的一种以上，熔接层(4)中相对于所述(A)成分和所述(B)成分的合计100质量份含有(B)成分10～70质量份。

Description

带熔接层的绝缘电线
技术领域
本公开涉及带熔接层的绝缘电线，进一步详细地讲，涉及在将导体包覆的绝缘包覆部的外侧具有热熔接性的熔接层的带熔接层的绝缘电线。
背景技术
在汽车等车辆、电器电子设备中大量使用具有导体和将导体的外周包覆的绝缘包覆部的绝缘电线。近年，伴随汽车等、电器电子设备的高性能化，所使用的绝缘电线的数量增加。以往，这样的绝缘电线使用如夹持件那样的固定零件等固定于汽车的车身、设备的箱体等而使用。但是，由于所使用的绝缘电线增加，固定零件等占据的空间变大，要求其省空间化。
针对上述课题，例如当使用专利文献1公开的在外周具有由改性聚烯烃构成的熔接层的绝缘电线时，能够在不使用固定零件等的情况下通过熔接层将绝缘电线直接固定于车身、箱体等，从而有效地节省空间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-237219号公报
发明内容
发明要解决的课题
以往，作为将导体的外周包覆的绝缘包覆部的材料，多使用聚氯乙烯组合物。熔接层以与绝缘包覆层接触的方式设置于绝缘电线的绝缘包覆层的外侧，但是绝缘包覆部使用较多的聚氯乙烯和构成专利文献1的熔接层的改性聚烯烃有相互粘接强度弱、在绝缘包覆层和熔接层的界面容易发生剥离的问题。在对电线施加负荷时，当绝缘包覆层和熔接层的界面剥离时，负荷集中于外侧的熔接层，结果是电线整体的粘接强度降低。
另外，在绝缘包覆部不含有聚氯乙烯的情况下，如上述的绝缘包覆层和熔接层的界面的剥离不易发生，但是从将带熔接层的绝缘电线稳定保持于汽车的车身、设备的箱体等被装体的目的出发，要求提高熔接层和被装体的粘接强度。
本公开鉴于上述问题，以提供如下带熔接层的绝缘电线为课题：在外层具有相对于绝缘包覆层和被装体双方的粘接强度优良的熔接层。
用于解决课题的方案
本公开的带熔接层的绝缘电线具有：导体；绝缘包覆层，将所述导体的外周包覆；以及熔接层，设置于所述绝缘包覆层的外侧，通过热而熔接，所述熔接层含有：(A)改性聚烯烃；和(B)从聚酯树脂、聚酯弹性体选择的一种以上，所述熔接层中相对于所述(A)成分和所述(B)成分的合计100质量份含有(B)成分10～70质量份。
发明效果
根据本公开的带熔接层的绝缘电线，熔接层相对于绝缘包覆层和被装体双方的粘接强度优良。
附图说明
图1是示出本公开的带熔接层的绝缘电线的外观的立体图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是使本公开的带熔接层的绝缘电线与被装体熔接的剖视图。
图4是使本公开的两条带熔接层的绝缘电线捆束并熔接的剖视图。
图5是示出带熔接层的绝缘电线的粘接强度的评价方法的图。[5A]是示出使带熔接层的绝缘电线熔接于被装体的方法的图，[5B]是示出带熔接层的绝缘电线的剥下试验的方法的图。
具体实施方式
[本公开的实施方式的说明]
首先列举本公开的实施方式进行说明。
(1)本公开的带熔接层的绝缘电线具有：导体；绝缘包覆层，将所述导体的外周包覆；以及熔接层，设置于所述绝缘包覆层的外侧，通过热而熔接，所述熔接层含有：(A)改性聚烯烃；和(B)从聚酯树脂、聚酯弹性体选择的一种以上，所述熔接层中相对于所述(A)成分和所述(B)成分的合计100质量份含有所述(B)成分10～70质量份。
根据本公开的带熔接层的绝缘电线，通过具有热熔接性的熔接层，且熔接层含有(A)改性聚烯烃和(B)从聚酯树脂、聚酯弹性体选择的一种以上，从而即使是绝缘包覆层含有聚氯乙烯的情况，绝缘包覆层和熔接层的粘接强度也优良，而且被装体和熔接层的粘接强度也优良，所以能够将带熔接层的绝缘电线稳定保持于被装体。
如果绝缘包覆层和熔接层的粘接强度不充分，则在对电线施加负荷时，在绝缘包覆层和熔接层的界面发生剥离，负荷集中于与被装体直接粘接的熔接层。而且，熔接层被拉伸，从变薄的部位断裂，电线从被装体脱落。本公开的带熔接层的电线因为绝缘包覆层和熔接层的粘接强度优良，所以熔接层不会被局部拉伸，而是负荷分散于电线整体，因此电线不易脱落。
(2)所述绝缘包覆层也可以含有聚氯乙烯。以往普遍使用的熔接层相对于含有聚氯乙烯的绝缘包覆层的粘接强度差，但是根据本公开的熔接层，相对于含有聚氯乙烯的绝缘包覆层也具有优良的粘接强度，本公开的效果显著。
(3)优选所述熔接层含有(A)改性聚烯烃和(B)聚酯树脂。当(B)成分含有聚酯树脂时，与绝缘包覆层的粘接强度优良。
(4)优选所述熔接层含有(A)改性聚烯烃和(B)聚酯弹性体。当(B)成分含有聚酯弹性体时，柔软性优良。
(5)优选所述熔接层在所述绝缘包覆层的外侧遍及周向的全周而设置。这是因为熔接层和绝缘包覆层的粘接面积变大。另外，是因为：熔接层的截面为环形，即使在熔接层和绝缘包覆部已剥离的情况下，电线也不会立即脱落，能够保持电线。
[本公开的实施方式的详情]
以下一边参照附图一边说明本公开的带熔接层的绝缘电线的具体例。另外，本公开并不限定于这些例示。
本公开的带熔接层的绝缘电线1具有绝缘电线，该绝缘电线具有导体2和将导体2的外周包覆的绝缘包覆层3，带熔接层的绝缘电线1进一步在其外侧具有熔接层4，熔接层4含有(A)改性聚烯烃和(B)从聚酯树脂、聚酯弹性体选择的一种以上。熔接层4在比绝缘包覆层3的耐热温度低的温度下软化并熔接。
熔接层4含有(A)改性聚烯烃。构成熔接层4的(A)成分是通过使具有羧基、酯基、酸酐基等官能团的聚合性单体与以α-烯烃为单体的基体聚烯烃共聚或者接枝聚合而导入官能团的聚烯烃。通过导入这些官能团，从而在熔接时相对于被装体5的粘接强度优良。改性聚烯烃当具有酸酐基时粘接强度特别优良。改性聚烯烃可以单独使用一种，也可以并用两种以上。
(A)成分优选熔点为185℃以下的成分，更优选160℃以下的成分。当熔点为185℃以下时，能够抑制熔接层4的软化点的上升，不易发生由熔接时的加热导致的导体2、绝缘包覆层3的劣化。另一方面，作为熔点的下限，不作特别限定，但是优选为80℃以上。当熔点为80℃以上时，在带熔接层的绝缘电线1的使用温度下，熔接层4容易稳定。(A)成分的熔点用“差示扫描量热(Differential scanning calorimetry：DSC)”中的、吸热峰的峰顶温度表示。
在本公开中，作为(B)成分的聚酯树脂及聚酯弹性体由二元酸和多元醇构成，将结晶性高的硬段和结晶性低的软段的嵌段共聚物称为聚酯弹性体，将没有硬段和软段的区别、在整体上具有大致均匀的结晶性的物质称为聚酯树脂。
熔接层4含有(B)从聚酯树脂、聚酯弹性体选择的一种以上。作为构成熔接层4的(B)成分，既可以是聚酯树脂、聚酯弹性体中的任一方，也可以将双方组合使用。当(B)成分是聚酯树脂时，与绝缘包覆层3的粘接强度优良，当(B)成分是聚酯弹性体时，柔软性优良。(B)成分优选熔点低、拉伸强度优良的成分。
(B)成分优选熔点为185℃以下的成分，更优选160℃以下的成分。当熔点为185℃以下时，能够抑制熔接层4的软化点上升，不易发生由熔接时的加热导致的导体2、绝缘包覆层3的劣化。另一方面，作为熔点的下限，不作特别限定，优选80℃以上。当熔点为80℃以上时，在带熔接层的绝缘电线1的使用温度下，熔接层4容易稳定。(B)成分的熔点用“差示扫描量热(Differential scanning calorimetry：DSC)”中的、吸热峰的峰顶温度表示。
作为聚酯树脂，不作特别限定，可列举以芳香族二元酸和短链的脂肪族二醇为主要原料的聚合物、例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二酸丁醇酯(PBN)等。构成熔接层4的聚酯树脂从降低熔点的观点来看，特别优选聚合度低的物质、在使上述的树脂聚合时使脂肪族二元酸、间苯二甲酸、长链或者脂环式二醇、聚醚多元醇等作为第3成分共聚而使分子的对称性降低的物质。
聚酯弹性体由硬段和软段的嵌段共聚物构成。硬段可列举上述的PET、PBN等结晶性的聚酯。软段可列举脂肪族聚醚、脂肪族聚酯等。
优选(B)成分的依据JIS K7161测定的拉伸断裂强度为19MPa以上，更优选为20MPa以上。另外，并不作限定，但是(B)成分的依据JIS K7161测定的拉伸断裂强度能够设为50MPa以下且40MPa以下。例如，聚酯树脂的拉伸断裂强度能够通过聚合度、共聚的成分而适当调整，聚酯弹性体的拉伸断裂强度能够通过硬段和软段的种类、比例而适当调整。
优选(B)成分相对于(A)成分和(B)成分的合计100质量份含有10质量份以上。更优选为20质量份以上。当(B)成分含有10质量份以上时，与绝缘包覆层3的粘接强度优良。另一方面，例如在被装体5含有聚烯烃的情况下，当熔接层4的(B)成分的含量过多时，有可能与被装体5的粘接强度降低。从这样的观点来看，优选(B)成分的含量相对于(A)成分和(B)成分的合计100质量份设为70质量份以下。在被装体5不含聚烯烃而在由聚酯系树脂、金属构成的情况下，熔接层4也可以含有(B)成分超过70质量份。
熔接层4既可以由一层构成，也可以将多个层层积。在由多个层构成的情况下，例如，通过在离绝缘包覆层3近的内侧的层配置较多地含有(B)成分的层，从而绝缘包覆层3和熔接层4的粘接强度提高。此时，在熔接层整体的总和中，只要含有(A)成分及(B)成分、且(B)成分含有10～70质量份即可。
熔接层4也可以在不损害本公开的目的的范围内含有(A)改性聚烯烃、(B)聚酯树脂、聚酯弹性体以外的其他成分。作为其他成分，例如能够列举无机填料、增塑剂、稳定剂、颜料、抗氧化剂、粘着性赋予剂等添加剂。另外，熔接层4也可以含有(A)成分及(B)成分以外的其他聚合物成分。在含有其他聚合物成分的情况下，从确保熔接层4相对于绝缘包覆层3、被装体5的粘接强度的观点出发，优选相对于构成熔接层4的聚合物成分合计100质量份为30质量份以下。
例如，关于作为添加剂的无机填料，可列举二氧化硅、硅藻土、玻璃球、滑石、粘土、氧化铝、氧化镁、氧化锌、三氧化锑、氧化钼等金属氧化物、氢氧化镁等金属氢氧化物、碳酸钙、碳酸镁等金属碳酸盐、硼酸锌、偏硼酸钡等金属硼酸盐、水滑石类等。这些既可以单独使用一种，也可以并用两种以上。
优选熔接层4的软化点是至少比绝缘包覆层3的软化点低的温度。具体地讲，优选为80～170℃。当软化点为170℃以下时，在使熔接层4熔接时，不易发生由于加热导致的导体2、绝缘包覆层3的劣化、绝缘包覆层3的变形。另一方面，当软化点为80℃以上时，在带熔接层的绝缘电线1的使用温度下，熔接层4容易稳定。熔接层4的软化点及绝缘包覆层3的软化点用“差示扫描量热(Differential scanning calorimetry：DSC)”中的、吸热峰的峰顶温度表示。
位于熔接层4的内侧的绝缘电线能够使用以往普遍使用的通常的绝缘电线。具体地讲，只要是具有导体2和将导体2的外周包覆的绝缘包覆层3的绝缘电线即可。
导体2一般使用铜，但是除铜以外也能够使用铝、镁等金属材料。这些金属材料可以是合金。作为用于设为合金的其他金属材料，可列举铁、镍、镁、硅、这些的组合等。导体2既可以由单线构成，也可以由通过将多根线材绞合而成的绞线构成。
作为构成绝缘包覆层3的材料，例如能够例示聚氯乙烯(PVC)、橡胶、聚烯烃等。这些既可以单独使用一种，也可以将两种以上混合使用。另外，也可以在这些材料中适当添加各种添加剂。
一般来说，绝缘包覆部多数情况下通过含有聚氯乙烯而构成。但是，聚氯乙烯和熔接层4所含的改性聚烯烃的粘接强度弱，在现有的熔接层中，在熔接层和绝缘包覆层的界面容易发生剥离。在本公开中，熔接层4通过含有(A)改性聚烯烃和(B)从聚酯树脂、聚酯弹性体选择的一种以上，即使是绝缘包覆层3含有聚氯乙烯的情况，熔接层4和绝缘包覆层3的粘接强度也优良。
例如，能够对构成绝缘包覆层3及熔接层4各自的层的材料进行加热混炼，利用挤压成形机来形成绝缘包覆层3及熔接层4。即，将构成绝缘包覆层3的聚合物和根据需要添加的各种添加成分混配并进行加热混炼，将由此得到的组合物利用挤压成形机挤压到导体2的周围，形成绝缘包覆层3，制作绝缘电线。然后，将(A)成分和(B)成分及根据需要添加的各种添加成分混配并进行加热混炼，将由此得到的组合物利用挤压成形机向绝缘电线的外侧挤压，形成熔接层4，由此能够制作带熔接层的绝缘电线1。此时，当使用双轴挤压成形机将绝缘包覆层3和熔接层4同时挤压成形时，各个层以熔融的状态层积，因此绝缘包覆层3和熔接层4的粘接强度优良。
如图1、2所示，熔接层4既可以在绝缘包覆层3的外侧遍及周向全周以截面成为环形的方式形成，也可以相对于绝缘包覆层3的外侧的周向仅形成于局部。当熔接层4遍及绝缘包覆层3的外侧的全周而形成时，熔接层4和绝缘包覆层3的粘接面积变大，粘接强度优良。另外，通过熔接层4形成为环形，从而即使在熔接层4和绝缘包覆层3已剥离的情况下，电线也不会立即脱落，能够在熔接层4的拉伸强度的范围内保持电线。另外，熔接层4不必相对于绝缘电线的长度方向遍及整个区域而形成。
导体2的粗细度及绝缘包覆层3的厚度可以是通常使用的绝缘电线的范围。另一方面，优选熔接层4的厚度为0.03～0.3mm。当为0.03mm以上时，容易确保充足的熔接面，另外，当为0.3mm以下时，防止带熔接层的绝缘电线1整体的粗细度过度增大。
带熔接层的绝缘电线1能够通过加热而使熔接层4软化并熔接。加热的方法不作特别限定，但是除了对带熔接层的绝缘电线1或者被装体5直接加热之外，如图3所示，可列举使用超声波焊头H等超声波发生器使熔接层4与被装体5之间产生摩擦热的方法等。当利用超声波发生器加热时，不会使带熔接层的绝缘电线1整体过度升温，能够将熔接部位局部地加热，因此能够抑制导体2、绝缘包覆层3由于热导致的劣化。
此时，通过分别设置绝缘包覆层3和熔接层4，用熔接层4的软化点以上且绝缘包覆层3的软化点以下的温度加热，从而能够在熔接时抑制绝缘包覆层3的变形，能够在不会损坏作为绝缘电线的性能的情况下使带熔接层的绝缘电线1熔接。
使带熔接层的绝缘电线1熔接的被装体5不作特别限定，例如可列举聚烯烃、聚酯等树脂制部件、铁、铝、不锈钢等金属制部件等。汽车等车辆中多使用聚烯烃制的部件，但是本公开的带熔接层的绝缘电线1因为在熔接层4含有改性聚烯烃，所以向聚烯烃制部件粘接的粘接强度特别优良。
另外，本公开的带熔接层的绝缘电线1除了将电线固定于汽车的车身、设备的箱体等的目的之外，如图4所示，在使多个带熔接层的绝缘电线1相互熔接、捆束使用时也有效。
以上对本公开的实施方式详细地进行了说明，但是本发明完全不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种改变。
实施例
以下，利用实施例详细说明本公开，但是本发明并不被实施例限定。
(聚氯乙烯绝缘包覆层用组合物的制备)
使用双轴挤压机对聚氯乙烯(日本信越化学制，“TK-1300”)100质量份、增塑剂(DIC制，n-MOTM“MONOSIZER W-750”)30质量份、Ca-Zn系热稳定剂(ADK制，“ADK STAB RUP-100”)5质量份、碳酸钙(日本丸尾钙制，“SUPER 1700”)5质量份进行混炼，形成聚氯乙烯绝缘包覆层用组合物。
(聚丙烯绝缘包覆层用组合物的制备)
使用双轴挤压机对聚丙烯(日本POLYPRO制，“NOVATEC EC9”)92质量份、热塑性弹性体(日本旭化成制，“TUFTEC M-1913”)8质量份、氢氧化镁(协和化学制，“KISMA 5”)70质量份、以及受阻酚系抗氧化剂(BASF制，“IRGANOX 1010”0.5质量份进行混炼，形成为聚丙烯绝缘包覆层用组合物。
(绝缘电线的制作)
将制备的绝缘包覆部件用组合物在导体截面积为0.13mm2的绞线导体的周围以包覆部厚度0.2mm挤压成形，由此制作绝缘电线。
(熔接层用组合物的制备)
使用下述所示的材料，按表1～3所示的比例(质量份)混配(A)成分及(B)成分，使用双轴挤压机进行混炼，制备熔接层用组合物。另外，试样21、22、23、试样31、32仅是(A)成分或者(B)成分中的一方。
(A)成分
■改性PP1日本东洋纺制：TOYOTAC M-312(拉伸断裂强度25.8MPA)
■改性PP2三井化学制：ADMER QE060(拉伸断裂强度35.0MPA)
(B)成分
■聚酯树脂1日本东洋纺制：VYLOSHOT GM-955-RK20(拉伸断裂强度4.0MPA，熔点160℃)
■聚酯树脂2日本东亚合成制：ARON MELT PES-120L(拉伸断裂强度36.5MPA，熔点120℃)
■聚酯弹性体1日本东丽-杜邦公司制：HYTREL 3046(拉伸断裂强度23.4MPA，熔点160℃)
■聚酯弹性体2日本东丽-杜邦公司制：HYTREL 4047N(拉伸断裂强度19.1MPA，熔点182℃)
(熔接层的形成)
通过针对具有聚氯乙烯制或者聚丙烯制绝缘包覆层的绝缘电线的外侧全周以200℃对各熔接层用组合物进行挤压成形，从而形成厚度0.1mm的熔接层。
(评价)
如图5[5A]所示，将带熔接层的绝缘电线11以从其端部算起1cm与被装体16接触的方式放置在被装体16上，用剥离片17保护其他的部分，然后从上方利用超声波焊头(horn)H照射20kHz的超声波10秒钟，使带熔接层的绝缘电线11和被装体16熔接。放置到熔接部位变为常温，如图5[5B]所示，将用剥离片保护的部位向熔接的端部的方向折叠180度，向轴线方向以50mm/秒的速度拉伸，进行带熔接层的绝缘电线11的剥下。将剥下时的最大试验力在表1～3中示出。另外，被装体16使用由表1～3所示的聚丙烯制(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯制(PET)或者铝制(AL)的任一方形成的板状物。
[表1]
Figure GDA0003173169290000111
[表2]
Figure GDA0003173169290000112
[表3]
Figure GDA0003173169290000121
熔接层含有(A)成分和(B)成分、且(B)成分的含量在本公开的范围内的试样1～12相对于绝缘包覆层及被装体双方示出优良的粘接强度，电线相对于被装体的保持力大。特别是，(B)成分使用聚酯树脂的试样1～8相对于绝缘包覆层及被装体示出特别优良的粘接强度，在绝缘包覆层和熔接层、被装体和熔接层的界面不易发生剥离，发生了熔接层内部的凝结破坏。在这样的情况下，当如试样7、8那样，(A)成分或者(B)成分使用拉伸断裂强度大的成分时，熔接层不易破坏，电线的保持力增大。另外，作为(B)成分使用聚酯弹性体的试样9、10与(B)成分使用聚酯树脂的试样1、8相比，电线的保持力稍差，但是柔软性优良。
另一方面，熔接层不含(B)成分的试样21及(B)成分的含量少的试样24与由聚氯乙烯构成的绝缘包覆层的粘接强度差。另外，熔接层不含(A)成分的试样22、23及(B)成分的含量多的试样25相对于由聚丙烯构成的被装体，粘接强度差。另外，即使是熔接层不含(B)成分的情况，在绝缘包覆层由聚丙烯构成时(试样31、32)，也满足绝缘包覆层和熔接层的粘接强度，相对于被装体能够充分保持电线，但是当比较试样31、32和试样5、6时，熔接层除了(A)成分之外还含有(B)成分，可知熔接层和被装体的粘接强度提高，电线的保持力提高。
符号说明
1 带熔接层的绝缘电线
2 导体
3 绝缘包覆层
4 熔接层
5 被装体
11 带熔接层的绝缘电线
16 被装体
17 剥离片
H 超声波焊头(超声波发生器)

Claims (5)

1.一种带熔接层的绝缘电线，具有：
导体；
绝缘包覆层，将所述导体的外周包覆；以及
熔接层，设置于所述绝缘包覆层的外侧，通过热而熔接，
所述熔接层含有：
(A)改性聚烯烃；和
(B)从聚酯树脂、聚酯弹性体选择的一种以上，
所述熔接层中相对于所述(A)成分和所述(B)成分的合计100质量份含有所述(B)成分10～70质量份。
2.根据权利要求1所述的带熔接层的绝缘电线，其中，所述绝缘包覆层含有聚氯乙烯。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的带熔接层的绝缘电线，其中，所述熔接层含有(A)改性聚烯烃和(B)聚酯树脂。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的带熔接层的绝缘电线，其中，所述熔接层含有(A)改性聚烯烃和(B)聚酯弹性体。
5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的带熔接层的绝缘电线，其中，所述熔接层在所述绝缘包覆层的外侧遍及周向的全周而设置。
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