專利名稱:制造絕緣鉸電線的方法
本發(fā)明涉及制造用于各種電子設(shè)備上的絕緣絞電線的一種方法。更詳細(xì)地說(shuō)，是涉及應(yīng)用絕緣漆薄薄地涂敷在多股導(dǎo)體外層並對(duì)之加以烘焙來(lái)制造具有多股導(dǎo)體的絕緣絞線的一種方法。
絕大多數(shù)電子設(shè)備所用的一種絕緣電線通常是通過擠壓而將絕緣材料覆蓋在整體絞導(dǎo)體的外層。這種絕緣線已經(jīng)單獨(dú)使用，或作為屏蔽電線、同軸電纜或扁平電纜等的多股導(dǎo)體使用。
由于近來(lái)發(fā)展小型和輕型化的電子設(shè)備，所以都在付出很大的努力來(lái)減小絕緣電線、屏蔽電線和各種電纜的截面積。其中的一種方法就是減小絕緣護(hù)套的厚度。但是用現(xiàn)行的擠壓技術(shù)來(lái)形成十分薄的絕緣護(hù)套，那是非常困難的。曾經(jīng)有過這樣一種方案，即多次施加和固化絕緣漆來(lái)取得一個(gè)薄層的絕緣護(hù)套。但在實(shí)際操作中有許多難題，例如，當(dāng)施加絕緣漆到絞導(dǎo)體上及固化所加的漆的各步驟中發(fā)生了護(hù)套結(jié)疤或在護(hù)套中夾有氣泡。更具體地講，當(dāng)加到絞導(dǎo)體上的絕緣漆固化時(shí)，夾留在各絞導(dǎo)體間隙中的空氣，如圖1所示，它由于受熱而膨脹，結(jié)果造成在護(hù)套表面上結(jié)疤。采用低溫-150℃或以下一烘焙所施加的漆就能大大減少上述出現(xiàn)的問題，但是最后做成的護(hù)套不夠堅(jiān)硬，制造不出可靠的絕緣絞線。
為了解決上述問題，本發(fā)明曾進(jìn)行了各種研究，想找到一種有效的方法來(lái)制造具有薄絕緣護(hù)套的絞線。現(xiàn)已成功地開發(fā)了一種方法，它能夠在絞導(dǎo)體上形成無(wú)結(jié)疤和無(wú)殘留空氣泡的絕緣護(hù)套。
如上所述，當(dāng)用常規(guī)的加絕緣漆然后固化的方法在絞導(dǎo)體上形成絕緣護(hù)套時(shí)，在導(dǎo)體間隙中的空氣受熱膨脹常會(huì)造成在護(hù)套上結(jié)疤(見圖1中的2)。因?yàn)楫?dāng)空氣在一定的壓力下受熱時(shí)，例如從室溫(20℃)到250℃，其體積增大到1.8倍。
本發(fā)明已充分完成了研究結(jié)果，發(fā)明者所開發(fā)的技術(shù)，消除了裹進(jìn)的氣泡，從而避免了由于這種空氣體積的增大而造成在護(hù)套上結(jié)疤。根據(jù)本發(fā)明所形成的絕緣護(hù)套，其特征為，它比用常規(guī)的擠壓技術(shù)形成的護(hù)套薄，具體地說(shuō)。絕緣護(hù)套的厚度為整個(gè)絞導(dǎo)體的最小外接園半徑的3到100%以內(nèi)。如果護(hù)套的厚度小于上述園的半徑的3%，則得不到高度可靠的絕緣絞線，而且如果絕緣護(hù)套的厚度大于上述園周半徑的100%，則本發(fā)明的方法顯不出什么好處，就和用常規(guī)的擠壓技術(shù)效果一樣了。
本發(fā)明的一種方法為，至少在絞導(dǎo)體的絕緣護(hù)套的最里層是由熱處理的絕緣漆形成的薄層，是由絕緣敷涂器或滾壓器包覆完成的，待將這層固化后，即得到絕緣護(hù)套上無(wú)疤痕的絕緣絞線。
本發(fā)明的另一方法是，至少在絞導(dǎo)體的絕緣護(hù)套的最里層是由熱處理的絕緣漆形成的薄層，該絕緣漆的粘度在30℃時(shí)不大于300CPS，待將這層固化后，即能獲得絕緣護(hù)套上無(wú)疤痕的絕緣絞線。
本發(fā)明的另一種方法是，首先用一種溶劑將絞導(dǎo)體全浸濕，然后敷涂熱處理絕緣漆，固化，于是即能獲得絕緣護(hù)套上無(wú)疤痕的絕緣絞線。
本發(fā)明的再一種方法是，用電沉積法將電解漆水溶液沉積在絞導(dǎo)體上，然后加熱，再施加絕緣漆，經(jīng)固化后，即得到絕緣護(hù)套上無(wú)疤痕的絕緣絞線。
本發(fā)明的再一種方法是，用幅射處理漆施加在絞導(dǎo)體上，再經(jīng)固化，于是制出絕緣護(hù)套上無(wú)疤痕的絕緣絞線。本發(fā)明的這五種方法，包含了同一個(gè)發(fā)明指導(dǎo)思想，即設(shè)法消除在施加的絕緣層中固化前產(chǎn)生氣泡。
圖1為帶有絕緣護(hù)套的一組絞線的斷面圖;
圖2為按本發(fā)明加工的絕緣絞線的斷面圖;
圖3為用電沉積電解漆液形成最里層護(hù)套的一組絞線斷面圖;
圖4為按本發(fā)明中一種方法加工成的絕緣絞線斷面圖。其中，在絞導(dǎo)體上先涂敷無(wú)溶劑幅射固化漆溶液將該層固化后再涂上絕緣漆后繼續(xù)固化圖5為在絕緣護(hù)套中帶有氣泡的絕緣絞線斷面圖，這是因?yàn)榻g導(dǎo)體沒預(yù)先通過真空室而立即引入到無(wú)溶劑幅射固化漆中造成的;
圖6為無(wú)溶劑幅射固化漆的粘度與溫度關(guān)系曲線;
圖7為具有真空室的漆槽，其一側(cè)被抬高的視圖，該真空室位于下面，以便使絞導(dǎo)體先通過真空室而后進(jìn)入漆槽。
下面將詳細(xì)解說(shuō)本發(fā)明的上述各項(xiàng)。
在絞導(dǎo)體包敷絕緣層采用將絞導(dǎo)體通過拉模，然后到絕緣漆槽去的方法中，拉模的通道必須有一個(gè)比較導(dǎo)體的最小外接園直徑大一些的孔。這就造成導(dǎo)體間不必要的厚涂層，并且各導(dǎo)體間隙中空氣的膨脹和漆中溶劑的蒸發(fā)將增加在制成的絕緣護(hù)套上結(jié)疤的幾率。實(shí)際上，絞導(dǎo)體上的涂層結(jié)疤變硬后往往使下一步的絞線加工不能繼續(xù)進(jìn)行。采用拉模上孔的大小基本上等于絞導(dǎo)體組最小外接園直徑能夠形成較薄的絕緣護(hù)套，但是將使拉模加速磨損，或采用沿導(dǎo)體全長(zhǎng)變化外接園的外徑的方法，但在導(dǎo)體與拉模間將造成磨擦不均勻，這樣便不可能沿導(dǎo)體通長(zhǎng)裹上均勻的絕緣護(hù)套。
根據(jù)本發(fā)明的第一種方法，至少在絞導(dǎo)體絕緣護(hù)套的最里層是用絕緣敷涂器或滾壓器包覆施加一薄層熱處理的絕緣漆形成;然后將該層固化，于是制成的絕緣絞線具有無(wú)結(jié)疤的絕緣護(hù)套。
如上所述，施加的熱處理絕緣漆將首先充填到各絞導(dǎo)體的間隙中。當(dāng)充填的漆被加熱時(shí)，夾在導(dǎo)體之間和漆內(nèi)的空氣即膨脹并穿到該層的表面上而出現(xiàn)結(jié)疤。不過本發(fā)明所作的試驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)只用絕緣敷涂器或滾壓器包覆一次所施加的漆量選擇將使AC≤ (AB)/2 (見圖1)時(shí)，在導(dǎo)體之間的空氣膨脹后很容易在該層完全硬化前逸散出來(lái)，因此形成無(wú)疤痕的絕緣護(hù)套。
護(hù)套的厚度如相當(dāng)于圖1中的AB，則最好是施加二次到五次，如厚度再厚，則將被敷涂的導(dǎo)體接著用大小合適的孔的拉模抽拉。運(yùn)用絕緣敷涂器或滾壓器包覆，當(dāng)絕緣包層厚度一經(jīng)達(dá)到約2～4μm，即可用一個(gè)拉模接著敷涂。這樣做減少了敷涂和烘焙循環(huán)的總次數(shù)，從而獲得商業(yè)上的極大實(shí)惠。
為了對(duì)于每股直徑為0.06mm的七股一組的絞線上提供厚度約為20到25μm的護(hù)套。如果每層都僅用絕緣敷涂器或滾壓器包覆一次來(lái)形成，則至少需10～15次敷涂循環(huán)。用絕緣敷涂器或滾壓器包覆不可能一次形成較厚的包層而沿導(dǎo)體長(zhǎng)度方向不發(fā)生不均勻性，所以為了獲得所期望的厚度必須根據(jù)需要施加盡多次薄層。但是施加許多薄層將受到在給定的加溫爐中能夠裝設(shè)拉模頭的數(shù)量限制，而且施加多層也使生產(chǎn)率降低，這在實(shí)際生產(chǎn)中是一個(gè)嚴(yán)重的問題。所以，最好是對(duì)絞導(dǎo)體施加一層薄的無(wú)結(jié)疤的絕緣漆層，然后剩余厚度的包層通過一個(gè)拉模來(lái)完成。這樣，就能有效地制造出所期望的在絕緣護(hù)套上無(wú)疤痕的絕緣線。
應(yīng)用本發(fā)明的第一種方法中的絕緣敷涂器時(shí)，可以采用任何一種常規(guī)用的材料構(gòu)成，例如絨毛、聚酯、聚四苯乙烯、聚丙烯、聚偏二氯乙烯和人造纖維，絕緣物的密度可選為從0.20到0.60g/Cm3，拉模的形狀和材料可按所生產(chǎn)的漆包線需用的絕緣漆的條件選定。合適的拉模材料計(jì)有燒結(jié)的硬質(zhì)合金、燒結(jié)的人造鉆石、蘭寶石、人造鉆石以及天然鉆石，並且它應(yīng)能提供拉模所需要的適當(dāng)形狀的膛孔。至于滾壓器包覆方法中的設(shè)備可采用一般制造漆包線所用的設(shè)備即可。
按照本發(fā)明的第二種方法，在絞導(dǎo)體上的絕緣護(hù)套的最里層至少用絕緣敷涂器或滾壓器包覆並烘焙一次，采用具有粘度不大于300CPS(當(dāng)用Brookfied粘度表在30℃下測(cè)量)的熱處理絕緣漆，接著至少施加並固化一層以上整體絕緣漆，從而制出絕緣護(hù)套上無(wú)疤痕的絕緣絞線。
前已講過，造成結(jié)疤的原因是，(1)在導(dǎo)體的間隙中裹有空氣，(2)在絕緣漆中的溶劑的蒸發(fā)。本發(fā)明已證實(shí)，采用絕緣敷涂器或用滾壓器包覆進(jìn)行敷涂一薄層熱處理絕緣漆，使導(dǎo)體間隙中的空氣很容易發(fā)散出來(lái)，就能消除上述結(jié)疤原因(1)。經(jīng)過對(duì)結(jié)疤的進(jìn)一步研究，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)上述效應(yīng)還與熱處理絕緣漆的粘度相互有關(guān)，特別是該里層貼在導(dǎo)體上的漆。所以，對(duì)于絞導(dǎo)體所形成的第一層特別要考慮的不僅是包層的厚度，而且要考慮熱處理絕緣漆的粘度。
加到絞導(dǎo)體上的熱處理絕緣漆在導(dǎo)體通過烘焙室時(shí)，其粘度將暫時(shí)下降，裹在導(dǎo)體間的空氣由于受熱而膨脹，並穿過漆層而逸出。測(cè)量出漆的粘度對(duì)逸出空氣的阻力。如果漆為高粘度，則裹進(jìn)的空氣將不易從體內(nèi)逸出。這就會(huì)增加形成護(hù)套上結(jié)疤的幾率。即使裹進(jìn)的空氣從體內(nèi)逸出來(lái)，而粘度大的漆無(wú)論產(chǎn)生的表面強(qiáng)度如何，都給不出光滑的護(hù)套。本發(fā)明通過試驗(yàn)證明，為了防止結(jié)疤，絕緣漆的粘度必須不超過300CPS(用Brookfield粘度表在30℃下測(cè)量)。更佳的范圍是200CPS以下，如為100CPS以下那就更好了。
這種低粘度的絕緣漆在熱固化時(shí)粘度進(jìn)一步降低，致使膨脹的空氣更容易逸出。本發(fā)明者進(jìn)一步試驗(yàn)證明，由于空氣逸出而在漆包層表面所可能引起的不均勻性很容易被表面張力的作用所消除，所以可獲得平滑表面的護(hù)套。根據(jù)本發(fā)明探索，對(duì)具有如圖1中AB所示的最里層漆包的厚度，用粘度不大于300CPS的熱固化絕緣漆施行一次即可，無(wú)結(jié)疤發(fā)生。
因?yàn)楣趯?dǎo)體間隙中的空氣已經(jīng)在施行最里層漆包時(shí)逸散出來(lái)，故在形成相繼的漆包層時(shí)就可以采用粘度高于300CPS的絕緣漆。即使殘留有一定量的空氣在里面，但已被包在固化了的里層漆包之內(nèi)，就不會(huì)造成其第二層的結(jié)疤，但為了防止由于漆液的蒸發(fā)而造成結(jié)疤，第二層和相繼的漆層不應(yīng)太厚，也不要用過粘的絕緣漆。如果采用了絕緣敷涂器，則最好以粘度為700CPS以下的絕緣漆用做第二層及相繼的一層。如使用拉模，則絕緣漆的粘度最好用到5000CPS。
圖2示出具有多重絕緣護(hù)套絕緣絞線的橫斷面，其中第二層和相繼各絕緣包層統(tǒng)由標(biāo)號(hào)6表示。在實(shí)際加工中對(duì)采用絕緣敷涂器或是拉模以及施加次數(shù)的選擇必須按所期望的電線性質(zhì)和最終的護(hù)套厚度來(lái)恰當(dāng)?shù)卮_定。
任何普通用的絕緣漆只要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整好粘度都可使用。當(dāng)然，絕緣漆的選擇也決定于對(duì)絕緣線產(chǎn)品所要求的性質(zhì)。
按照本發(fā)明的第三種方法，是將絞導(dǎo)體在施加熱固化絕緣漆之前先浸泡到溶液中或涂以該溶液，然后加熱固化，從而制出絕緣護(hù)套上無(wú)疤痕的絕緣絞線。如果所有的絞導(dǎo)體的表面都被溶液浸濕，則在其后施加及烘焙熱處理絕緣漆就能大幅度減少發(fā)生結(jié)疤現(xiàn)象的可能性。本發(fā)明的這個(gè)第三種方法有很大的商業(yè)價(jià)值，因?yàn)檫@樣制造絕緣線與生產(chǎn)常規(guī)的漆包線所產(chǎn)生的結(jié)疤差不多。用溶液浸濕每根導(dǎo)體能減少出現(xiàn)結(jié)疤的幾率，其主要原因在于以此溶液取代了裹在導(dǎo)體間隙中空氣所占的空間，于是空氣被排擠到外面去，或是下一步施加的絕緣漆很容易代換殘留的空氣，以致減少了在加熱期間空氣膨脹的幾率。
所用的上述溶液必須是與其下一步施加的絕緣漆能溶和的。如果絕緣漆是聚乙烯醇縮甲醛，則任何聚氨酯、聚酯或聚酰亞胺脂、甲苯基酸、二甲苯、甲苯或石腦油都可單獨(dú)或混合用做溶劑。如果以聚酰酯亞胺或聚酰酯做為一層隔熱的絕緣漆，則可用吡咯烷酮做為基本溶劑並用二甲苯、甲苯或石腦油稀釋之。應(yīng)按實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)娜芤骸?br>列在上述的各種溶液可以單獨(dú)地或混合起來(lái)使用，是在絞導(dǎo)體施加絕緣漆處理之前用的，它們與樹酯和漆中的溶劑都有很好的溶和性，可以用一個(gè)絕緣敷涂器將上述溶液施加上去，另外也可用滾壓器包覆或把導(dǎo)體浸泡在溶液槽中，然后再拭去過剩的溶液以保持有均勻的液層。
保留在導(dǎo)體表面上的任何污垢，例如金屬粉末，即使表面已基本敷涂了溶液也會(huì)造成結(jié)疤。為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，對(duì)絞導(dǎo)體的表面可以用在水電解液中進(jìn)行電解清除，用熱水洗除，接著弄干后立即敷涂溶液。這些程序可保證施加熱固化絕緣漆一次即形成相應(yīng)于圖1中AB所示厚度的無(wú)結(jié)疤的護(hù)套。
按照本發(fā)明的第四種方法，是將電解漆溶液用電解沉積法涂敷在絞導(dǎo)體上，然后再將該層烘干。在本法中，夾在導(dǎo)體間隙(圖3中標(biāo)號(hào)2)中的空氣通過電沉積膜而逸出，從而制成護(hù)套上無(wú)疤痕的絕緣絞線。因?yàn)殡姵练e膜(圖3中的7)比其他常規(guī)絕緣漆膜更具多孔性，故受熱后膨脹的空氣迅速逸出，而不會(huì)在護(hù)套上留下疤痕。當(dāng)所加的絕緣層一經(jīng)加熱熔化，它即擋住導(dǎo)體間殘留的空氣向外逸散。
電解漆溶液一般分成溶于水和散于水中型。每種都是產(chǎn)生一種樹脂型沉積附在用作加電壓的襯底上，而且這層沉積是多孔的，故不可避免含有一定量的氣體。當(dāng)隨后對(duì)此多孔樹脂層加熱時(shí)，它流動(dòng)而形成十分均勻的護(hù)套。更具體地講，當(dāng)對(duì)絞導(dǎo)體上由電解沉積所形成的多孔樹脂層進(jìn)行加熱時(shí)，如圖3中2所示的間隙中的空氣迅速膨脹而穿出這層樹脂膜，在膨脹了的空氣逃離樹脂膜后，膜受熱熔解而流到導(dǎo)體的每部分，由此，多孔部分被消除而均勻的絕緣護(hù)套即被制成。
本發(fā)明中所用的溶水型電解漆液是用下述材料為基制成的，即聚乙烯醇縮甲醛、聚酯、聚胺酯、聚丙烯酸酯、聚酰亞胺酯、聚酰胺-酰亞胺和聚酰亞胺。這些樹脂成分可用環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂進(jìn)行調(diào)劑，以這種調(diào)劑的樹脂構(gòu)成的溶水電解漆液也適用于本發(fā)明。
在本發(fā)明中可應(yīng)用的散于水型的電解漆液用下述材料為基形成，即聚
烯酸酯(是散于水型電解漆液中最普遍用的主要成分)，以及聚氨酯、聚乙烯醇縮甲醛和聚酯。這些樹脂成分可用環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂進(jìn)行調(diào)劑，在以這種樹脂為基形成的散水型電解漆液也適用于本發(fā)明。
電解漆溶液可以是陽(yáng)離子型或陰離子型。在電解沉積漆為陽(yáng)離子的情況中，所含的主成分樹脂荷正電，故絞導(dǎo)體必須加負(fù)電。對(duì)陰離子型漆液而言，則樹脂是帶負(fù)電的，故絞導(dǎo)體自然是應(yīng)加正電。當(dāng)用電沉積施加和處理一層至少覆蓋如圖3中7所示部分的絕緣層之后，以下各次敷涂和處理操作中就能按所期望得到的膜厚和絞線特性來(lái)合適地選擇所需的絕緣漆。最好是用制造漆包線中所通用的絕緣漆，不過制做其他類型電線所使用的絕緣漆也同樣可以應(yīng)用。
如上所述，按照本發(fā)明的第四種情況，絞導(dǎo)體首先用電解漆溶液進(jìn)行電沉積，然后將該沉積膜加熱，之后就可以應(yīng)用任意常規(guī)用的絕緣漆進(jìn)行敷涂和硬化，用這種方法制出的絕緣絞線，具有無(wú)結(jié)疤及光滑表面的絕緣護(hù)套。
按照本發(fā)明的第五種方法是，一種無(wú)溶劑的輻射固化漆，它在室溫條件下即能固化，當(dāng)一層層地施加到絞導(dǎo)體上直至達(dá)到合適的膜厚后，用紫外線或電子光束照射使其固化，以致將空氣截留在絞導(dǎo)體所界限的空間內(nèi)。接著，為了使絕緣絞線具有所期望厚度的絕緣護(hù)套和預(yù)期的絞線性質(zhì)，再用絕緣漆敷涂和固化一層，這種漆可以與前述幅射固化漆相同，也可不同。按照本發(fā)明的這第五種見解，不會(huì)由于在導(dǎo)體間隙中的空氣膨脹而使絕緣護(hù)套結(jié)疤，而且能夠獲得滿足實(shí)際運(yùn)行要求的絕緣絞線。無(wú)溶劑幅射固化漆的漆膜應(yīng)蓋住圖4中陰影線所示的面積8，並且可以采用絕緣敷涂器或通過一個(gè)拉模，或用其它一般技術(shù)進(jìn)行。在圖4中8處的漆膜不要求施加和固化幅射固化漆一次形成，可以通過多次敷涂和固化循環(huán)以便提供所需厚度的膜。
由前述顯然可知，采用上述五種方法中的任一方法都可消除由于裹在絞導(dǎo)體間隙中的空氣膨脹而造成絕緣護(hù)套上結(jié)疤的問題。
本發(fā)明也提供兩種消除在施加的絕緣漆固化前的氣泡的方法。在這兩種方法中，都是至少有一層應(yīng)施加在紫外線或電子光束照射下固化的漆並在照射下固化。按照這些方法之一，將附有一層這樣的漆的導(dǎo)體通過一個(gè)加熱室，以便消除那些保留在非固化層各處的小氣泡，然后再用紫外線或電子光束照射使其固化。如果幅射固化漆是用絕緣敷涂器或通過拉模施加到絞導(dǎo)體上的，細(xì)小的氣泡將出現(xiàn)在漆中，靠拉模的內(nèi)表面與導(dǎo)體之間擠壓作用是消除不了它們的，並將留在該敷涂層中，如若此層立即用紫外線或電子光束照射，則細(xì)小的氣泡將殘留在固化層中。含有這種小氣泡將會(huì)使絞線產(chǎn)品的電氣性能變異，所以應(yīng)予消除。
圖5為絕緣絞線的一個(gè)斷面，在其絕緣護(hù)套內(nèi)裹有空氣泡。當(dāng)絞導(dǎo)體連續(xù)浸過幅射固化漆槽時(shí)，空氣泡逐漸在漆中升起來(lái)，此空氣泡之源即載在導(dǎo)體上和含在漆中的空氣。采用普通烘焙絕緣漆，當(dāng)在烘焙室加熱時(shí)，造成氣泡在該層中膨脹，又由于此時(shí)漆的粘度下降，于是膨脹的空氣泡透過漆層而散掉。如若將此絕緣層繼續(xù)加熱，在導(dǎo)體間隙中的空氣也將膨脹並穿過此層散到外面去。其結(jié)果，最后的絕緣護(hù)套表面上可能有些疤痕，但無(wú)微小氣泡留在其內(nèi)，另一方面，幅射固化的時(shí)間應(yīng)當(dāng)盡量地短，只要足夠使空氣泡到達(dá)敷涂層的表面上即可。
為了解決這些問題，本發(fā)明在對(duì)絞導(dǎo)體施加幅射固化漆之后故意將其加熱到使漆粘度下降到足以使空氣泡浮升到所施加層的表面上。接著再用紫外線，或電子光束照射，使該層固化。結(jié)果達(dá)到了最初的目的。絕緣護(hù)套中無(wú)氣泡。為減少漆粘度而使氣泡浮升到所施加包層表面上所需的加熱條件應(yīng)根據(jù)漆的粘度及其溫度特性，包層的厚度以及絞線抽拉的速度等適當(dāng)?shù)拇_定。通常，采用1～2m長(zhǎng)的加溫爐控制溫度在100～250℃的范圍內(nèi)使用。在這種情況下，絞線的溫度最好保持在60～150℃之間。如果爐溫太高，在絞導(dǎo)體間隙中的空氣就會(huì)受熱膨脹出來(lái)並留在最后的護(hù)套上形成氣泡。
如果所用的幅射固化漆，其粘度與溫度特性具有如圖6所示的，粘度隨溫度的增加而突然減小，則當(dāng)氣泡由漆包層的表面逸散之后，此表面很快變得光滑。但是，如果漆的粘度隨著溫度的升高降低不到足以造成光滑包層面時(shí)，則該包層表面將出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，如果使用了這樣的漆，則一定要作些規(guī)定，以保證能提供表面光滑的護(hù)套，例如減慢固化的速度。所施加的幅射固化漆層數(shù)應(yīng)視所要求的護(hù)套厚度而定。如果其后所形成的單次敷涂包層厚度在約10到20μm范圍內(nèi)，則漆中的任何氣泡都將能在加熱后漆粘度下降中逸散。
消除熱處理漆包層中的氣泡可按另一種方法進(jìn)行，即在漆槽下面設(shè)一個(gè)真空室，並將絞導(dǎo)體通過此真空室，以便將圍繞在導(dǎo)體周面上的所有空氣除去，然后將導(dǎo)體引入漆槽，于是一層幅射固化漆包層在完全沒有氣泡的條件下在絞導(dǎo)體表面上形成。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)之一便是，不需要為敷涂步驟后設(shè)置加熱室。在漆槽下面設(shè)置真空室的目的就是為了消除在絞導(dǎo)體上所附著的空氣，以及把無(wú)空氣附著的導(dǎo)體引入漆槽中，進(jìn)入漆槽中的氣泡數(shù)量隨著真空室的氣壓低于大氣壓的程度而減少。真空室中的氣壓最好是低于150mmHg，在這樣低的壓力下。絕緣包層中所含的氣泡幾乎完全消除，而且使絕緣絞線能保持穩(wěn)定的電氣性能。如果真空室中的氣壓高于150mmHg，則在最后一層絕緣包層中將有很小的氣泡。但應(yīng)注意，當(dāng)真空室中的氣壓減小時(shí)，槽中的漆就有被吸收到真空室中的可能。為了防止這種漆倒流，可用一個(gè)彈性墊(例如用橡皮做的)放在漆槽和真空室的接合面處，同時(shí)，在漆槽底面上的絞導(dǎo)體穿入的孔，其直徑應(yīng)足夠小以免彈性墊在氣壓降低而產(chǎn)生的虹吸作用下變形。此外，當(dāng)真空室的壓力降低時(shí)，空氣通過傳送孔或槽底的小孔進(jìn)入真空室中的幾率上升。這是必須防止的，例如在真空室的底上放置諸如用橡皮做的彈性墊即可。甚至在真空室中的壓力降低時(shí)橡皮墊將使穿絞線的小孔直徑減小。若將彈性墊用一個(gè)下襯板予以加強(qiáng)則較為理想。這樣，襯板將足以承擔(dān)在真空室抽真空時(shí)所產(chǎn)生的虹吸。當(dāng)然，在絞導(dǎo)體穿過處的加強(qiáng)襯板下的小孔應(yīng)當(dāng)具有最小的直徑。
絞導(dǎo)體經(jīng)過真空室的距離越長(zhǎng)，則從導(dǎo)體面上去除的空氣就越多。本發(fā)明所做的試驗(yàn)證明真空室的長(zhǎng)度約為5～10Cm即足夠。
圖5所示的絕緣絞線斷面為經(jīng)過一個(gè)不帶真空室的漆槽所抽拉而成。圖5中的標(biāo)號(hào)1表示單股導(dǎo)體，2是導(dǎo)體間的間隙，8為由施加和固化無(wú)溶劑幅射固化所形成的絕緣護(hù)套，9是一層絕緣外包，以及10為真空氣泡。圖5說(shuō)明，在漆槽下無(wú)真空室情況下幅射固化漆包層內(nèi)可能夾有微小的空氣泡。
圖7說(shuō)明在漆槽14下面裝有一個(gè)真空室15。如所示，一組絞導(dǎo)體11在穿入漆槽之前先引到該真空室。真空室15的內(nèi)部可籍泵17抽真空，能使室內(nèi)氣壓減小到150mmHg以下。真空室的頂和底分別用墊18密封，而且小室的底部采用襯板16來(lái)加強(qiáng)。由于這種使絞導(dǎo)體在進(jìn)入漆槽之前優(yōu)先地經(jīng)過真空室，以致進(jìn)入到漆槽中的氣泡數(shù)量大幅度地減少，而且基本上沒有氣泡存留在幅射固化漆的包層中。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所能使用的絕緣漆并能在紫外線或電子光束照射下固化的基本原料舉例如下聚酯丙烯酸、丙烯酸多元醇、氨基甲酸乙酯-丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂-丙烯酸酯、聚硅氧-丙烯酸酯、聚丁二烯-丙烯酸酯、三聚氰胺-丙烯酸酯、多烯/多硫醇以及不飽和的聚酯。這些聚合物可單獨(dú)或混合起來(lái)形成絕緣漆，上面列出的材料當(dāng)用作紫外線幅射固化漆時(shí)，必須摻以光敏材料。任何普通的光敏材料都可應(yīng)用，包括苯偶姻烷基醚類。例如苯偶姻乙基醚和苯偶姻正丁基醚。乙酰苯衍生物例如二乙氧基苯乙酮和戌膠酯。
圖2中的標(biāo)號(hào)6和圖4、圖5中的9所指絕緣包層可以用一般的絕緣漆，例如以下述原料為基形成的，即聚乙烯醇酸甲醛、聚氨酯、聚酯、聚酰亞胺酯、聚酰酯-酰亞胺和聚酰酯;熱融型絕緣漆;以及幅射固化漆都可以，這些漆類可以單獨(dú)或混合使用。
按照本發(fā)明施加一薄層絕緣護(hù)套的絞導(dǎo)體可以用各種普通的導(dǎo)電材料構(gòu)成;例如銅、銅合金、鍍錫的銅以及鍍以能釬焊的銅。在圖1到5中為七根導(dǎo)體絞在一起的例子。實(shí)際上絞導(dǎo)體的數(shù)目可多可少，用本發(fā)明的方法對(duì)金屬絞導(dǎo)體的大小也沒有限制。
下面的實(shí)施和對(duì)比參考例是為了進(jìn)一步說(shuō)明所要求保護(hù)的方法，而不應(yīng)成為對(duì)保護(hù)范圍的限制。
參考例1一組七股絞導(dǎo)體(直徑0.06mm)采用以聚胺酯為基的絕緣漆(粘度為4000CPS，濃度為40%)做包層，系用拉模進(jìn)行，並在敷涂后在300℃下烘焙，線速為2m/min。敷涂和烘焙循環(huán)進(jìn)行5次。結(jié)果在平均每米線長(zhǎng)的絕緣護(hù)套上有3到10個(gè)疤痕。該絕緣絞線的特性示于表1中。
參考例2一組七股絕緣絞銅導(dǎo)體(直徑0.05mm)采用以聚酯為基的絕緣漆(粘度為3500CPS，濃度為40%)做包層，系用拉模進(jìn)行，並在敷層后在320℃下烘焙，線速為20m/min。敷涂和烘焙循環(huán)進(jìn)行8次。結(jié)果每米線長(zhǎng)的絕緣護(hù)套上有2到7個(gè)疤痕。該絕緣線的特性示于表1中。
參考例3一組七股絞銅導(dǎo)體(直徑0.10mm)采用聚酰胺-酰亞胺為基的絕緣漆(8/2的正烷基-2-吡咯烷酮/石腦油混合溶劑，粘度為4200CPS，濃度為25%)做包層，系采用拉模，並在敷層后在320℃下烘焙，線速為18m/min。敷涂和烘焙循環(huán)進(jìn)行6次。結(jié)果平均每米線長(zhǎng)的絕緣護(hù)套有30到70個(gè)疤痕，該絕緣線的特性示于表1中。
參考例4按參考例3的過程進(jìn)行，但絞導(dǎo)體先浸在二甲苯溶液中，然后再用聚酰胺-酰亞胺為基的絕緣漆敷涂。結(jié)果平均每米線長(zhǎng)的絕緣護(hù)套上有20到70個(gè)疤痕，該絕緣線的特性示于表1中。
參考例5一組七股鍍錫銅絞導(dǎo)體(直徑0.127mm)采用無(wú)溶劑幅射固化漆(粘度為3500CPS，30℃)做包層，系用拉模進(jìn)行，漆的成分為Aronik6100(一種日本Toagosei化學(xué)公司的丙酰酸齊聚合酯)及1.5%重量的光敏劑(日本Mitsubishi〔三菱〕石油化學(xué)有限公司的Sundray 1000)敷涂后用3KW紫外線燈泡照射固化，線速為20m/min，敷涂和固化循環(huán)進(jìn)行4次。結(jié)果每米線長(zhǎng)的絕緣護(hù)套上有3到20個(gè)微氣泡(直徑約10μm)。該絕緣線的特征示于表2。
參考例6一組絞銅導(dǎo)體(直徑為0.127mm)采用無(wú)溶劑幅射固化漆(粘度為5200CPS，30℃)做包層，系用拉模進(jìn)行。所用的漆為VR-90(日本Showa高聚物有限公司的丙酰酸齊聚合酯)1∶1的混合溶劑敷涂后用總劑量為7Mrad的電子束在充氮?dú)怏w中照射。線速為20m/min。敷涂和固化循環(huán)進(jìn)行4次。結(jié)果每米線長(zhǎng)的絕緣護(hù)套上包含有10到30個(gè)微泡(直徑約10μm)，該絕緣線的特征示于表2。
參考例7按參考例6的方法，但絞導(dǎo)體在引到漆槽之前先經(jīng)過300mmHg壓力的真空室。結(jié)果每米線長(zhǎng)的絕緣護(hù)套上含有5到20個(gè)微泡(直徑約為10μm)。該絕緣線的特性示于表2。
實(shí)施例1按參考例1的方法，但以聚氨酯為基的絕緣漆(粘度為90CPS)敷涂的前三層用絕緣敷涂器以25m/min的速度進(jìn)行。烘焙溫度為300℃。結(jié)果絕緣絞線的絕緣護(hù)套無(wú)疤痕，外觀很好。該絕緣線的特性示于表1。
實(shí)施例2按參考例2的方法，但以聚酯為基的絕緣漆(粘度為240CPS)做的前兩層用滾壓器包覆，速度為25m/min，烘焙溫度為320℃，制成的絕緣絞線護(hù)套無(wú)疤痕且外觀很好，該絕緣線的特性示于表1。
實(shí)施例3按參考例3的方法進(jìn)行，但先把絞導(dǎo)體浸在吡咯烷酮溶液中，然后再涂以聚酰胺-酰亞胺為基的絕緣漆。制成的絕緣絞線護(hù)套無(wú)疤痕，外觀很好，該絕緣線的特性示于表1。
實(shí)施例4按參考例3的方法進(jìn)行，但先用陰離子的丙烯酸為基的摻水的漆液(濃度為25%)7V的直流電在絞導(dǎo)體上電沉積，在用水清洗后，將導(dǎo)體通過320℃的烘焙室，然后再在導(dǎo)體上敷涂聚酰胺-酰亞胺絕緣漆並作如參考例3樣的固化處理。制成的絕緣絞線護(hù)套無(wú)疤痕。該絕緣線的特性示于表1。
實(shí)施例5按參考例1的方法進(jìn)行，但絕緣導(dǎo)體先涂以無(wú)溶劑的幅射固化漆(成分與參考例5同)，用絕緣敷涂器進(jìn)行，隨后用3KW紫外線燈光照射使該層固化，線速為20m/min，敷涂和固化循環(huán)2次，然后再按參考例1所示將導(dǎo)體涂以聚氨酯為基的絕緣漆，制成的絕緣絞線護(hù)套無(wú)疤痕且外觀很好。該絕緣絞線的特性示于表1。
實(shí)施例6按參考例2的方法進(jìn)行，但先用絕緣敷涂器敷涂上無(wú)溶劑的幅射固化漆(成分見參考例6)，在氮?dú)庵杏脛┝繛?Mrad的電子光束照射該層使之固化，拉線速度為20m/min，僅進(jìn)行敷涂、固化循環(huán)一次，然后再在導(dǎo)體上按參考例2所述敷涂以聚酯為基的絕緣漆，制成的絕緣導(dǎo)線護(hù)套無(wú)疤痕且外觀很好。該絕緣線特性示于表1。
實(shí)施例7按參考例5的方法進(jìn)行，但先將敷涂以無(wú)溶劑的幅射固化漆的導(dǎo)體通過加熱室(230℃，1.5m長(zhǎng))，然后再用紫外線照射使之固化，結(jié)果絕緣護(hù)套上無(wú)小氣泡。該絕緣絞線的特性示于表2。
實(shí)施例8按參考例6的方法進(jìn)行，但先將敷涂以無(wú)溶劑的幅射固化漆的導(dǎo)體通過加溫室(240℃，1.5m長(zhǎng))，然后再用電子光束在氮?dú)庵姓丈涫怪袒?，制成的絕緣護(hù)套沒有任何小氣泡，該絕緣絞線的特性示于表2。
實(shí)施例9按參考例5的方法進(jìn)行，但絞導(dǎo)體在引入到漆槽之前先通過真空室(80mmHg)，因?yàn)闆]有氣泡進(jìn)入漆槽，故制成的固態(tài)絕緣護(hù)套沒有氣泡。該絕緣導(dǎo)線的特性示于表2。
實(shí)施例10按參考例6的方法進(jìn)行，但絞導(dǎo)體在引入到漆槽之前先通過真空室(100mmHg)，因?yàn)闆]有氣泡進(jìn)入漆槽，故制成的固態(tài)絕緣護(hù)套沒有氣泡。該絕緣絞線的特性示于表2。
在參考例1到例3中，絞導(dǎo)體通過拉模敷涂高粘度的絕緣漆，其結(jié)果絕緣護(hù)套中有許多氣泡。在例1中則將最里層絕緣包層用絕緣敷涂器施加低粘度(90CPS)熱固化漆形成。在實(shí)施例2中最里層絕緣層是用滾壓器包覆低粘度(240CPS)的熱固化漆形成。所以在以實(shí)施例1和例2的方法制成的絕緣護(hù)套中沒有疤痕。
在參考例4中，聚酰胺-酰亞胺絕緣漆是在導(dǎo)體浸過難溶于該絕緣漆中的二甲苯溶液后施加的，所以做成的絕緣護(hù)套有氣泡。在實(shí)施例3中，由于導(dǎo)體先浸過高溶性的正烷基-2-吡咯烷酮溶液而后敷涂聚酰胺-酰亞胺漆，故無(wú)疤痕。
在實(shí)施例4中，聚酰胺-酰亞胺為基的絕緣漆是在溶水的電解漆被電沉積在絞導(dǎo)體上和固化后施加的，所以在絕緣護(hù)套上無(wú)疤痕。
在實(shí)施例5中，絞導(dǎo)體是在施加了紫外線照射固化漆固化后再敷涂以聚氨酯為基的絕緣漆。在例6中，絞導(dǎo)體是在施加了在電子光束照射下固化的漆固化后再敷涂以聚酯為基的絕緣漆。所以用例5和6所形成的絕緣護(hù)套沒有疤痕。
在參考例5和6中，其中加到絞導(dǎo)體上的分別是以紫外線或電子光束照射固化的漆並且相繼固化，所以制成的絕緣護(hù)套無(wú)疤痕;但是有許多氣泡。
在實(shí)施例7和8中，敷有幅射固化漆的絞導(dǎo)體先通過加熱室然后再進(jìn)行固化處理，由于在加熱室中包層內(nèi)的所有氣泡已被消除，故最后制成的絕緣護(hù)套中無(wú)氣泡。
在參考例7中，導(dǎo)體在引到漆槽之前先通過真空室，真空室的氣壓為300mmHg，亦即氣壓高于150mmHg，后者為本發(fā)明推薦的較佳值。所以固化的絕緣護(hù)套中含有相當(dāng)多的氣泡，盡管不象參考例6制成的那么多。在例9和10中，真空室的壓力分別為30mmHg和50mmHg，顯著地低于較佳值150mmHg。所以用這兩種實(shí)施例示的方法做成的絕緣護(hù)套，氣泡被完全消除。
中標(biāo)號(hào)的說(shuō)明標(biāo)號(hào) 說(shuō)明1 構(gòu)成絞線的單股絞導(dǎo)體2 間隙3 絕緣涂料4 包圍絞導(dǎo)體組的最小外接園5 最里層絕緣膜6 第二層和相繼各層絕緣膜7 電沉積膜8 敷涂和固化無(wú)溶劑幅射固化漆所形成的絕緣膜9 絕緣膜10 氣泡11 絞導(dǎo)體12 拉膜13 涂料14 漆槽15 真空室16 襯板17 真空泵18 密封墊
權(quán)利要求
1.一種制造絕緣絞電線的方法，其特征為包括對(duì)多芯的金屬絞導(dǎo)體提供一個(gè)絕緣護(hù)套，該護(hù)套的厚度為包圍在所述導(dǎo)體的最小外接園的半徑的3到100%范圍內(nèi)，該絕緣護(hù)套是用一種絕緣漆進(jìn)行敷涂然后固化，這樣循環(huán)兩次或更多次形成的。
2.按照權(quán)利要求
1的方法，其中至少在該絞導(dǎo)體上的絕緣護(hù)套的最里層是用絕緣敷涂器或滾壓器包覆一種熱固化漆然后進(jìn)行固化形成的。
3.按照權(quán)利要求
1，其中至少在該絞導(dǎo)體上的絕緣護(hù)套的最里層是用一種粘度不大于30℃時(shí)300CPS的熱固化絕緣漆敷涂和固化形成的。
4.按照權(quán)利要求
1，其中有一個(gè)步驟是，至少在該絞導(dǎo)體上的絕緣護(hù)套的最里層先將該絞導(dǎo)體用一種溶液浸濕，然后敷涂一種熱固化絕緣漆並進(jìn)行固化。
5.按照權(quán)利要求
4，其中所述的溶劑具有較好的溶于所述的熱固化漆的性能。
6.按照權(quán)利要求
1的方法，其中提供所述的絕緣護(hù)套的步驟中包括，將溶水的電解漆液電沉積在所述的絞導(dǎo)體上，經(jīng)過加熱使之固化后，再反復(fù)地敷涂和固化絕緣漆而形成多層絕緣的護(hù)套。
7.按照權(quán)利要求
1，其中提供所述的絕緣護(hù)套的步驟中包括，先在該絞導(dǎo)體上施加一種在紫外線或電子光束照射下固化的漆，隨后將此層固化，然后再反復(fù)地施加和固化絕緣漆而形成多層絕緣的護(hù)套。
8.按照權(quán)利要求
7，進(jìn)一步包括一個(gè)步驟為，將所述絞導(dǎo)體施加了幅射固化漆后的該絞導(dǎo)體通過一個(gè)加熱室，以便將該施加層中的氣泡消除，然后將該導(dǎo)體曝于紫外線或電子光束下照射使該包層固化。
9.按照權(quán)利要求
7，進(jìn)一步包括一個(gè)步驟為，先將絞導(dǎo)體通過真空室消除附在該導(dǎo)體表面上的空氣，然后立即將該導(dǎo)體引進(jìn)到裝有能固化的漆的槽中涂漆，接著用紫外線或電子光束照射使所涂上的漆固化。
10.按照權(quán)利要求
9，其中，所述的真空室中的氣壓低于150mmHg。
專利摘要
一種制造具有較薄的高質(zhì)量絕緣絞電線的方法。絕緣護(hù)套的厚度為整組絞導(dǎo)體最小外接圓半徑的3到100％。絕緣護(hù)套采用兩次或多次反復(fù)地敷涂和固化一種絕緣漆形成。推薦對(duì)絕緣護(hù)套的最里層用絕緣敷涂器或滾壓器包覆工具施加熱固化絕緣漆形成。應(yīng)采用粘度在30℃時(shí)不大于300CPS的熱固化絕緣漆。
文檔編號(hào)H01B13/02GK85105227SQ85105227
公開日1987年4月8日 申請(qǐng)日期1985年7月8日
發(fā)明者增田重雄, 勝田守彥, 上岡勇夫 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan