[发明专利]制造导线的方法、导线预制品和导线

说明书

本申请是申请日为2012年4月3日，申请号为201280018412.7，发明名称为“制造导线的方法、导线预制品和导线”的发明专利申请的分案申请。

相关申请案的交叉参考

本申请要求美国专利申请第13/085,929号的权利，其全部公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开内容涉及用于制造导线的示例性方法，以及示例性挤出的导线预制品和示例性导线。

背景技术

如本文中使用的术语“导线”指导电芯，其中导电芯由至少一个绝缘层包裹。如本文中使用的术语“导线”还涵盖电缆或两个或多个绝缘导电芯组。

至少自工业时代以来，对于所有类型的电气应用而言导线已经无处不在。这些应用包括（但无限制）商业和住宅的电源、家用电器、所有形状和大小的计算机和个人电子产品、所有类型的车辆，包括化石燃料动力汽车和电动汽车和休闲车。

从前，由简单的热固化方法制造导线。从前的热固化方法涉及将导电芯馈送至挤出机，其中在导电芯周围挤出至少一个绝缘层。为了使用这种方法来形成绝缘层，所有起始材料（包括可交联聚合物和其关联的固化剂）在挤出之前在挤出机中结合。接着，取决于特定材料，在范围从约80℃至约110℃的温度下在导电芯周围挤出起始材料。接着，挤出的导线预制品在范围从约135℃至约155℃的温度下热固化某一时长以在绝缘层或多个绝缘层中引起充分交联，以赋予绝缘层或多个绝缘层期望的性质，包括物理、机械和/或电性质。

这种从前的热固化方法是有效且相对不昂贵的。例如，通过在大致相同时间将所有起始材料添加至挤出机，制造商可实现制造效率上的增益。即，制造商可避免减慢生产线的速度，并可避免购买额外设备来管理在不同时间添加不同材料。

然而，从前的热固化方法面临许多挑战。例如，制造商力图避免在挤出期间过早交联，也称为过早硫化。显著的过早硫化会损坏挤压设备，并产生将无法满足技术规范（包括物理、机械和/或电规范）的导线。因而，制造商不得不用聚合物与固化剂组合的实验来使过早硫化降到最小。

最终，对导线的技术要求变得更复杂，且由从前的热固化方法生产的导线无法满足多种技术规范。这种情况发生在许多行业中。非限制地举例而言，在汽车业中，某些原始设备制造商（OEM）要求导线承受刮擦磨损，使得当导线的导电芯具有0.22mm²或更小的横截面积时，在用具有0.45±0.01mm直径的针磨损刮擦150个周期之后导线上的绝缘部分保持完好。由从前的热固化方法制造的导线不满足这种标准。

为了满足对导线的日益增长的技术要求，制造商越来越多地放弃从前的热固化方法并着手于辐射或电子束（e-束）制造方法。确实，电子束制造方法仍然使用至今。

电子束制造方法通常涉及将导电芯馈送至挤出机，其中在导电芯周围挤出至少一个绝缘层。为了形成绝缘层，将用于所述层的所有起始材料都添加至挤出机。接着，在导电芯周围挤出起始材料。其次，在被暴露于辐射之前在线轴上收集挤出的导线预制品。辐射使固化开始，因此在电子束制造方法中通常不使用固化剂。

电子束制造方法具有胜过从前的热固化方法的优点。作为非限制性实例，尤其对于薄壁导线而言，电子束制造方法中的交联反应更快且更均匀。电子束制造方法生产出满足更具挑战性的技术规范的导线。作为非限制性实例，电子束制造方法在等级为D级（150℃）或更高的温度下制备耐磨损导线和超薄壁导线更有效。

然而，电子束制造方法还涉及许多挑战。设备较昂贵且每当在制造方法中使用辐射时伴随有安全程序和预防措施。这些安全上的努力会增加费用并减慢生产线的速度。此外，电子束制造方法可能更难以与厚壁导线使用。这可能是因为在商业可接受的生产线速度下，存在电子束无法完全穿透致密的聚合物绝缘层或多层聚合物绝缘层的可能性。无法完全穿透会导致未完全固化，这继而会导致导线无法满足技术规范。例如，导线的绝缘部分可能膨胀或开裂。