專利名稱：多層層合型絕緣電線的制作方法
技術領域：
本實用新型有關一種多層層合型絕緣電線，特別有關一種具有優異的電氣，機械特性，適用于電氣零組件的緣絕目的的多層層合型絕緣電線。
(2)背景技術在一些特定場合下，需有一種具有完全絕緣的包覆的電線，例如發電機或馬達的纏繞線圈，或其它類似者。在考慮電線包覆材料的絕緣性，厚度及重量下，目前常用的是漆包線或壓出成型覆膜電線。漆包線的制作簡便，成本低，但電氣阻絕效果較差。特別是，在某些安全規范(例如UL)的規定的下，一些特殊裝置必須使多層絕緣覆膜，以求電氣完全隔絕。要求使用多層膜的原因為任何絕緣膜在制造過程中必然產生微孔，微孔隨機分布，無法控制其數量及位置，然而微孔會造成電壓穿透，破壞電氣阻絕效果。若采取多層膜結構，則微孔出現在相疊膜的同一位置的機率幾乎為零，大幅減少電壓穿透的情形，因而有效改善包覆膜的絕緣性。
壓出成型覆膜電線是將導線的外部以同步壓出的技術包覆以多數層絕緣層，以取得符合安全規格的絕緣電線。同步壓出技術為將如銅的導體的基材置于壓出成型機的出料口，多數個包覆膜料壓出模塊同軸地包圍著該導體基材，且高溫熱融狀態的包覆膜料同時由各別的包覆膜料壓出模塊壓出被包覆在該導體基材上。在金屬基材持續地被自出料口拉出的同時，熱融料遇到空氣冷卻及固化。由于有多數個壓出模塊，因此多數包覆膜被同時形成。上述壓出成型多層包覆電線雖具有多數層包覆膜，然而由于多數膜料壓出模塊的同時作業，基材拉出速度非常緩慢，因此絕緣電線的產出速度不足，造成制造成本提高。
(3)實用新型內容針對上述現有技術存在的問題，本實用新型的目的是提供一種符合安全要求且制作成本較低的多層層合型絕緣電線，可有效避免電氣穿透的現象，可以快速的制造程序制成并具有高強度的多層絕緣包覆。
為實現上述目的，本實用新型的多層層合絕緣電線，其特點是，包含一導體心材；一多層層合絕緣膠帶，以螺旋形式纏繞于該心材的外表面上；一后處理層，包覆于該多層層合絕緣膠帶的外表面上。
采用本實用新型的多層層合型絕緣電線，可快速且以低廉成本獲得優異的電氣及機械特性。
為進一步說明本實用新型的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本實用新型進行詳細的描述。
(4)
圖1為依照本實用新型的多層層合絕緣電線的一實施例的立體圖。
圖2為依照本實用新型的多層層合絕緣電線的另一實施例的立體圖。
圖3為本實用新型所使用的多層層合絕緣膠帶的制造程序示意圖。
圖4為本實用新型所使用的多層層合絕緣膠帶卷繞的制造程序示意圖。
圖5為本實用新型所使用的多層層合絕緣膠帶卷繞的縱向剖視圖。
圖6為本實用新型所使用的多層層合絕緣膠帶卷繞另一實施例的縱向剖視圖。
(5)具體實施方式
圖1為本實用新型的多層層合絕緣電線的立體圖。導體基材101的外圍被纏繞以一多層層合絕緣膠帶102，其纏繞方式是沿導體基材101的軸向方向作螺旋形纏繞。多層層合絕緣膠帶102的底部，即與導體基材101的接觸面，設有黏性接著劑，因此在多層層合絕緣膠帶102纏繞在導體基材101的表面后便可固定定位，不致松脫。
圖2為本實用新型的多層層合絕緣電線的另一實施例的立體圖。如圖2所示，當多層層合絕緣膠帶102纏繞于導體基材101的外圍后，一后處理層103被均勻覆蓋于多層層合絕緣膠帶102的外表面上，以使多層層合絕緣膠帶102穩固地包覆導體基材101而不脫落。此外，后處理層103本身也為一絕緣包覆層，可使絕緣電線的電氣阻絕效果進一步提升。
上述兩實施例的結構由于是將預先制成的多層層合絕緣膠帶直接包覆在導體基材的表面上，不需經過融化絕緣材料的固化時間，因此制造時間短，制造成本因而降低。多層層合絕緣膠帶的材料及制作過程的細節將詳述于下。
本實用新型的多層層合絕緣電線是以具有多層材質、厚度和形狀不同的層合結構的塑料基材的電氣膠帶纏繞在導體心材上，以達到本實用新型的上述目的。
圖3及圖4示出本實用新型所使用的多層層合型電氣膠帶的制造方法，包含多層基材的形成步驟及上膠步驟。具體說，本實用新型的多層基材的形成步驟是將其中單層或多層塑料薄膜經由涂膠后，再喂入一層以上(多層)與前述塑料薄膜材質相同或不同的塑料薄膜，經壓合滾輪壓合后進行干燥得到多層基材。此多層基材經上底膠(primer coating)，上面膠(top coating)，最后進行干燥得到本實用新型所使用的多層層合型電氣膠帶。
以下將更詳細敘述本實用新型所使用的多層層合絕緣膠帶結構點。
本實用新型所使用的多層層合絕緣膠帶的塑料薄膜可使用例如聚烯烴類，聚酯類及聚醋胺類等的材質，若考慮本實用新型的物理特性，耐溫特性及制造成本時，以選用聚酯材料較理想。通過組合上述特性可得到許多不同結構的黏性膠帶，其中以感壓性黏膠涂布于塑料基材上所成的膠帶在使用上最便利，且被廣泛的應用，特別是最適合被應用于電氣絕緣方面。
本實用新型所使用的多層層合絕緣膠帶中構成多層層合基材的塑料薄膜的厚度，可依據成形品的層合層數及薄膜層與層間合膠層的構造來決定。通常其厚度為5～75μm，較佳為12～50μm，5μm以下或75μm以上則使用性不佳，難以控制層合時層間氣泡與平整性。
本實用新型使用的多層層合絕緣膠帶所用的黏膠(層合用樹脂)可使用例如聚烯烴類(例如聚乙烯，聚丙烯等)，熱溶膠，聚胺酯類及環氧樹脂等樹脂。若考慮其耐溫效果及抗化學藥劑性時，使用聚胺酯類或環氧樹脂較理想。
本實用新型所使用的多層層合絕緣膠帶的制造基材步驟中層合速度為50～150m/min，若考慮生產量及品質時，理想速度為80～120m/min。層合壓力為10～25kg/cm2。壓力為10kg/cm2的以下時，密著性效果差。25kg/cm2以上時，黏膠易溢出。
干燥方法可采用熱風式，UV熱干燥，加熱管等方法，若考慮生產量及品質時，理想的方法為熱風式。干燥條件為100～130℃×5～10min。
上膠步驟所用的底膠，面膠可使用現有的電氣膠帶所使用的黏膠料，例如有熱固橡膠，非熱固橡膠，丙烯酸是黏膠，硅膠黏劑等。使用量為0.075-0.08g/(inch)2，又使用量為0.075g/(inch)2以下時，黏性效果差，使用量超過0.08g/(inch)2時，不但成本增加，且黏著效果及破壞電壓等電氣特性下降。
圖3是將相同基材，例如聚酯等通過多層層合可制得多層結構的層合型基材，在生產流程中利用合膠均勻，并以極微量涂布在中間層的兩面，再通過平整的壓合滾輪，使多層間緊密結合，又為了增強合膠效果，必要時可將層合前的聚酯薄膜先通過電暈(corona)加工，制得多層結構的層合型基材。
上述加工速度一般可設定為50-80M/min，干燥方法可采用熱風式干燥箱的干燥，使黏膠反應，固化以達到預期的物理性質。
將上述層合基材通過圖4的上膠流程，在欲上膠面涂上一層富官能基的PU底膠，再將黏膠涂布于底膠上面，通過110℃～130℃的干燥溫度，將殘存的溶劑予以蒸發，使得膠面呈現穩定形態。保有感壓式黏膠的特性。熱管式烘箱干燥可以充分達到其接著的效果。上膠干燥后涂膜厚度理想為50～75微米(micron)(2.0～3.0mil(密爾))，不論層合的層數，其在上膠流程的上膠量均相同，一般上膠量為0.75-0.8g/24(inch)2。
實施例1將兩層25μm聚酯薄膜通過聚胺基甲酸酯層合用樹脂貼合，在貼合前對薄膜施予電暈表面處理，表面能設定為50～60dyne/cm，通過層合速度為100m/min，層合壓輪壓壓力為15-25kg/cm2的條件下，層合后再經過烘箱的熱風干燥(100-130℃×5-10min)，使層合膠干燥厚度控制在1μm左右，使層合用膠能充分硬化，得到雙層層合基材。
將上述制得的層合基材涂布底膠，面膠合計約30～50μm的有色黏著劑，通過熱風干燥(100-130℃×5-10min)，得到雙層層合電氣膠帶。
實施例2除了對實施例1的薄膜基材進行電暈處理，使基材表面能提升至60Dyne/cm，層合膠厚度增加至1.5μm，其余由與實施例1相同的操作步驟得到雙層層合電氣膠帶。
比較例1將二層采用25μm的聚酯基材的Nitto-316黃色膠帶(商品名，日東股份公司制)，利用物理方法再將二層相同特性及構造的膠帶貼合，得到雙層電氣膠帶。
表1實施例與比較例的物性比較樣品物性 實施例1 實施例2 比較例1厚度(μm)(含膠)0.09 0.09 0.12抗拉強度(kg/in)262718破壞電壓(kv) 8.5 8.7 7.2伸長量％ 859075黏著力(kg/in)(對鋼板黏性) 0.85 0.85 0.8腐蝕是數 1.0 1.0 1.0絕緣電阻(MΩ)＞1×106＞1×106＞1×106操作溫度(℃) 130 130 130耐燃性 佳佳佳由上述表1得知實施例1，2相較于比較例1其在厚度方面明顯降低，在抗拉強度，介電強度等的物性方面也有顯著增強的效果。雖然厚度減少但是仍具有以往膠帶所擁有的特性，這有助于實際應用時總體積的縮小，成本降低。因此，前述絕緣膠帶非常適合本實用新型的電氣方面的應用。
圖5為顯示本實用新型的多層層合絕緣電線的一實施例的縱向剖視圖。如圖5所示，導體基材101的外圍被包覆以一多層層合絕緣膠帶102，其纏繞方式是沿導體基材101的軸向方向作螺旋形纏繞，且每一圈絕緣膠帶被次一圈絕緣膠帶所部份覆蓋，覆蓋寬度約為膠帶寬度的一半。采用這種纏繞方式，電線的絕緣效果提升，且在任何點皆無電氣穿透的可能性。
圖6為本實用新型的多層層合絕緣電線的另一實施例的縱向剖視圖。如圖6所示，當多層層合絕緣膠帶102纏繞于導體基材101的外圍后，一后處理層103被均勻覆蓋于多層層合絕緣膠帶102的外表面上，以使多層層合絕緣膠帶102穩固地包覆導體基材101而不脫落。類似于前一實施例，每一圈絕緣膠帶被次一圈絕緣膠帶所部份覆蓋，覆蓋寬度約為絕緣膠帶寬度的一半。同樣地，通過上述的包覆方式，電線的絕緣效果提升，且避免任何點發生電氣穿透。
本實用新型的絕緣電線由于且有優異的電氣阻絕效果，因此在如變壓器等裝置中的多圈包繞時無需額外的阻隔件(barrier)或層間隔件(inter-layer)，因此大幅降低裝置的成本及所占空間。
當然，本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型權利要求書的范圍內。
權利要求1.一種多層層合絕緣電線，其特征在于，包含一導體心材；一多層層合絕緣膠帶，以螺旋形式纏繞于該心材的外表面上；一后處理層，包覆于該多層層合絕緣膠帶的外表面上。
2.如權利要求1所述的多層層合絕緣電線，其特征在于，該多層層合絕緣膠帶包含至少兩層絕緣薄膜。
3.如權利要求1所述的多層層合絕緣電線，其特征在于，該多層層合絕緣膠帶為多層貼合式。
4.如權利要求1所述的多層層合絕緣電線，其特征在于，該多層層合絕緣膠帶為同步押出式。
5.如權利要求1所述的多層層合絕緣電線，其特征在于，該多層層合絕緣膠帶包含一塑料薄膜，該塑料薄膜由自聚烯烴類、聚酯類及聚醯胺類所成的群組中選出的一種材料所制成，其厚度為5-75μm。
6.如權利要求1所述的多層層合絕緣電線，其特征在于，該多層層合絕緣膠帶的兩薄膜間的黏合是使用選自聚烯烴類、熱溶膠、聚胺酯類及環氧樹脂所組成的群組中所選出的一材料所制成的黏膠。
7.如權利要求1所述的多層層合絕緣電線，其特征在于，該多層層合絕緣層的耐破壞電壓大于1500v/mil。
8.如權利要求1所述的多層層合絕緣電線，其特征在于，該塑料薄膜進一步具有一不同顏色的標識記號，作為標識的用。
9.如權利要求1所述的多層層合絕緣電線，其特征在于，每一圈多層層合絕緣膠帶被次一圈多層層合絕緣膠帶所部份包覆，包覆寬度為膠帶寬度的一半。
專利摘要一種多層層合型絕緣電線，包含一導體芯材，該導體基材上設有一至少兩層的多層絕緣薄膜膠帶層，該多層絕緣薄膜膠帶層是以纏繞方式包覆于導體基材上；在該多層絕緣薄膜膠帶層外設有一后處理層，用以將該多層絕緣薄膜膠帶固定于導體基材上。采用本實用新型的多層層合型絕緣電線，可快速且以低廉成本獲得優異的電氣及機械特性。
文檔編號H01B7/02GK2524338SQ0220135
公開日2002年12月4日 申請日期2002年1月11日 優先權日2002年1月11日
發明者徐建明, 周益民 申請人:臺灣明尼蘇達礦業制造股份有限公司