[發明專利]制造導線的方法、導線預制品和導線

無效

• 申請號: 201310648406.6
• 申請日: 2012-04-03
• 公開（公告）號: CN103943177A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 弗雷德里克·J·凱利
• 申請（專利權）人: 普雷斯托利特電纜公司
• 主分類號: H01B7/02
• 分類號: H01B7/02;H01B7/18;H01B13/14
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 武晨燕;張穎玲

本申請是申請日為2012年4月3日，申請號為201280018412.7，發明名稱為“制造導線的方法、導線預制品和導線”的發明專利申請的分案申請。

相關申請案的交叉參考

本申請要求美國專利申請第13/085,929號的權利，其全部公開內容以引用的方式并入本文中。

技術領域

本公開內容涉及用于制造導線的示例性方法，以及示例性擠出的導線預制品和示例性導線。

背景技術

如本文中使用的術語“導線”指導電芯，其中導電芯由至少一個絕緣層包裹。如本文中使用的術語“導線”還涵蓋電纜或兩個或多個絕緣導電芯組。

至少自工業時代以來，對于所有類型的電氣應用而言導線已經無處不在。這些應用包括（但無限制）商業和住宅的電源、家用電器、所有形狀和大小的計算機和個人電子產品、所有類型的車輛，包括化石燃料動力汽車和電動汽車和休閑車。

從前，由簡單的熱固化方法制造導線。從前的熱固化方法涉及將導電芯饋送至擠出機，其中在導電芯周圍擠出至少一個絕緣層。為了使用這種方法來形成絕緣層，所有起始材料（包括可交聯聚合物和其關聯的固化劑）在擠出之前在擠出機中結合。接著，取決于特定材料，在范圍從約80℃至約110℃的溫度下在導電芯周圍擠出起始材料。接著，擠出的導線預制品在范圍從約135℃至約155℃的溫度下熱固化某一時長以在絕緣層或多個絕緣層中引起充分交聯，以賦予絕緣層或多個絕緣層期望的性質，包括物理、機械和/或電性質。

這種從前的熱固化方法是有效且相對不昂貴的。例如，通過在大致相同時間將所有起始材料添加至擠出機，制造商可實現制造效率上的增益。即，制造商可避免減慢生產線的速度，并可避免購買額外設備來管理在不同時間添加不同材料。

然而，從前的熱固化方法面臨許多挑戰。例如，制造商力圖避免在擠出期間過早交聯，也稱為過早硫化。顯著的過早硫化會損壞擠壓設備，并產生將無法滿足技術規范（包括物理、機械和/或電規范）的導線。因而，制造商不得不用聚合物與固化劑組合的實驗來使過早硫化降到最小。

最終，對導線的技術要求變得更復雜，且由從前的熱固化方法生產的導線無法滿足多種技術規范。這種情況發生在許多行業中。非限制地舉例而言，在汽車業中，某些原始設備制造商（OEM）要求導線承受刮擦磨損，使得當導線的導電芯具有0.22mm²或更小的橫截面積時，在用具有0.45±0.01mm直徑的針磨損刮擦150個周期之后導線上的絕緣部分保持完好。由從前的熱固化方法制造的導線不滿足這種標準。

為了滿足對導線的日益增長的技術要求，制造商越來越多地放棄從前的熱固化方法并著手于輻射或電子束（e-束）制造方法。確實，電子束制造方法仍然使用至今。

電子束制造方法通常涉及將導電芯饋送至擠出機，其中在導電芯周圍擠出至少一個絕緣層。為了形成絕緣層，將用于所述層的所有起始材料都添加至擠出機。接著，在導電芯周圍擠出起始材料。其次，在被暴露于輻射之前在線軸上收集擠出的導線預制品。輻射使固化開始，因此在電子束制造方法中通常不使用固化劑。

電子束制造方法具有勝過從前的熱固化方法的優點。作為非限制性實例，尤其對于薄壁導線而言，電子束制造方法中的交聯反應更快且更均勻。電子束制造方法生產出滿足更具挑戰性的技術規范的導線。作為非限制性實例，電子束制造方法在等級為D級（150℃）或更高的溫度下制備耐磨損導線和超薄壁導線更有效。

然而，電子束制造方法還涉及許多挑戰。設備較昂貴且每當在制造方法中使用輻射時伴隨有安全程序和預防措施。這些安全上的努力會增加費用并減慢生產線的速度。此外，電子束制造方法可能更難以與厚壁導線使用。這可能是因為在商業可接受的生產線速度下，存在電子束無法完全穿透致密的聚合物絕緣層或多層聚合物絕緣層的可能性。無法完全穿透會導致未完全固化，這繼而會導致導線無法滿足技術規范。例如，導線的絕緣部分可能膨脹或開裂。