用含氟聚合物复合膜包裹的电线和电缆制造技术

一种含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其包括膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)外层和可熔融加工的含氟聚合物膜内层。所述内层和外层被以胶带形式彼此层压，例如通过向其施加热和/或压力。所述含氟聚合物复合胶带包裹一根或多根电线或电缆，并且在包裹之后被加热或烧结，从而将所述胶带粘合至电线或电缆或者使所述胶带在接缝处自我粘合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用含氟聚合物复合膜包裹的电线和电缆相关申请的交叉引用本专利申请根据35U.S.C.§119要求2016年1月28日提交的美国临时专利申请No.62/288,414和2016年11月14日提交的美国临时专利申请No.62/421,722的权益，二者的专利技术名称都是“FluoropolymerCompositeFilmsForWrappingWireAndCable(用于包裹电线和电缆的含氟聚合物复合膜)”，并且它们的全部内容通过引用的方式并入本文而作为本公开的一部分。
本专利技术涉及电线和电缆包裹物，更具体地，涉及由含氟聚合物复合膜层压结构(laminations)形成的电线和电缆包裹物以及所获得的被包裹电线和电缆。
技术介绍
航空航天行业对电线和电缆的绝缘具有独特的要求。由于重量的限制，该行业逐渐趋向用于电线和电线束的更薄的绝缘。可熔融加工的含氟聚合物的挤出在航空航天领域中是众所周知的，以制造用于高温电线和电缆的绝缘层。因为熔融含氟聚合物材料能够熔融并熔合在一起，所以材料被铺设在一个连续层中。熔融含氟聚合物挤出工艺提供了一个绝缘层，其中，围绕电线具有无任何接缝或重叠的、大致光滑的外表面，因此，这种挤出结构通常被认为是“无缝的”。然而，熔融含氟聚合物膜的挤出并不像关于在电线上获得均匀的薄绝缘层所期望的一样可靠。这种缺点导致对绝缘电线和电缆使用未烧结的聚四氟乙烯(PTFE)和胶带包裹。胶带确保一层相对均匀的厚度，以对电线进行绝缘和保护。然而，通过将胶带缠绕在电线上并然后尝试熔合胶带层，会产生重叠接缝，如图3中典型地示出的。这种类型的接缝引起了极大关注。例如，当电线被安装到飞机或其它航空器的框架中时，该重叠接缝可能是一个重大缺陷。这种电线需要通过各种相对极端的测试，包括湿电弧电绝缘测试、刮擦磨蚀测试和用于标记电线测试的最小对比度水平(contrastlevel)。PTFE胶带包裹结构难以始终如一地满足所有这些测试标准或通过所有这些测试。许多现有技术的胶带包裹结构是使用已知为未烧结挤出PTFE的胶带来供应的，这种胶带被以扁平形式挤出，压延至所期望的厚度，然后被切分成所期望的宽度。然后使用专用设备将胶带包裹在电线或电线束上，然后加热(或烧结)被包裹的电线或电线束，以将包裹PTFE胶带熔合到电线或电线束上。PTFE胶带通常包括在被包裹和烧结时使胶带变白的填充物。这种材料形成用于电线的绝缘的外层，或用于电线束的包裹物或护套的外层。PTFE胶带能够填充有诸如TIO2或类似填充物的材料，它是白色的，但当具有已知能量和/或波长的激光被发射到PTFE胶带内的填充物中时，它会变暗(例如，变黑)。结果，能够使用激光来标出标志，例如数字、字母或其它标记，以识别例如超长电线或电缆的末端处的特定电线。这些填充物的缺点之一是难以将它们平均地或均匀地分散在PTFE中，结果，难以均匀或清楚地标记电线，或者难以在电线的整个长度上均匀地标记电线。当填充物材料没有被均匀分散时，标志将变化，并且将不满足必须达到的或者所期望的均匀对比度水平。与该填充物材料的不均匀分布相关的另一个甚至更令人担忧的缺点是它可能形成凝聚，这进而又可能在绝缘部中产生空隙，这能够导致电线的短路。这些电线的测试可包括“湿电弧”测试，这是一种积极的航空航天测试，它在潮湿环境中检查成品电线以发现电线中的薄弱点。在PTFE中带有填充物的胶带包裹电线可能难以通过这种测试，或者，如果在测试期间没有检测到问题，则可能导致电线的短路。上述PTFE胶带包裹物的另一个缺点是重叠接缝。该重叠接缝在重叠处产生脊，如图3中典型地示出的。PTFE不像上述可熔融加工的含氟聚合物那样经历熔融过程，而是在被加热时进入过渡状态或胶状状态。当处于过渡状态时，PTFE可以自身粘合并在重叠接缝处形成密封。然而，PTFE的固有特性可能防止形成足够的粘合或密封。对这种被包裹电线执行以确保重叠处充分粘合的测试之一是“刮擦磨蚀测试”。在这种测试中，使棒与绝缘电线接触，将该棒用预定的力压在电线上，并且在该力的作用下沿着电线的长度移动或摩擦，如图4A和图4B中典型地示出的。为了通过该测试，成品电线必须经过规定次数的摩擦循环而PTFE层不被磨蚀或分离。这种测试已经引起关于PTFE包裹物中的胶带层分离的显著问题，并且已经回顾了许多解决方案以试图解决这一问题。一种方法被称为“无缝胶带”，因为：即使电线被胶带包裹，其外表面也类似于挤出成型电线的外表面。这种类型的电线使用斜切边缘膜(tapered-edgefilm)。如图6中典型地示出的，斜切边缘膜彼此重叠，使得重叠区域由于斜切边缘而具有非常小的高度差，因而成品看起来好像它没有重叠或接缝。结果，存在较少的重叠材料以呈现在刮擦磨蚀测试期间可能被卡挂的边缘。这种方法在刮擦磨蚀测试方面已取得了更大成功。然而，由于仍然存在一些尺寸的接缝，并且因为在接缝处自我熔合的重叠PTFE的特殊特性，所以在经受刮擦磨蚀测试时、在斜切边缘接缝处仍可能存在磨蚀和分离的问题。本专利技术的目的是克服现有技术的上述缺陷和/或缺点中的一个或多个。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术涉及一种含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其包括至少部分烧结的ePTFE外层，该ePTFE外层被构造成形成用于被接收在该包裹物内的电线或电缆的耐磨外表面。该ePTFE外层具有内侧和外侧、在该内侧和外侧之间延伸的总厚度(T)、以及位于该内侧和外侧之间的多个孔。未填充的、可熔融加工的含氟聚合物内层被粘合到该ePTFE外层的内侧，并被接收在该ePTFE外层的内侧上的孔内并粘合到所述孔。未填充的、可熔融加工的含氟聚合物内层被构造成接触被接收在该包裹物内的电线或电缆，并在电线或电缆与环境大气之间形成电绝缘屏障。可熔融加工的内层延伸到该ePTFE外层的具有比总厚度(T)小的第一厚度(T1)的第一部分中，但未延伸到该ePTFE外层的从第一部分延伸到外表面并具有第二厚度(T2)的第二部分中。该ePTFE外层的外表面和第二部分中的孔或其部分未被填充有所述可熔融加工的含氟聚合物。限定第二部分中的所述孔的表面(i)被构造成在所述表面上接收来自打印机的墨，和/或(ii)装载有可激光标记的颜料，用于在所述表面上进行激光标记。在本专利技术的一些实施例中，所述内层具有在约1/4密耳至约5密耳的范围内的厚度，且优选小于约3密耳。在一些实施例中，所述外层具有在约1/2密耳至约20密耳的范围内、且优选在约1密耳至约5密耳的范围内的总厚度。在一些实施例中，该复合膜的总厚度在约1/2密耳至约5密耳的范围内，且优选在约1密耳至约2密耳的范围内。在一些实施例中，第一厚度(T1)小于第二厚度(T2)，第一厚度(T1)可以小于或等于第二厚度(T2)的1/2，并且还可以小于或等于第二厚度(T2)的1/3。在一些实施例中，所述内层具有在约1/2密耳至约2密耳的范围内的厚度，并且所述外层具有在约1密耳至约2密耳的范围内的总厚度(T)。在一些实施例中，所述内层是如下项中的一种或多种：FEP、PFA、ECTFE、ETFE、交联ETFE、THV、PEEK、PVDF或者它们的组合或共混物。在本专利技术的一些实施例中，所述外层具有在约1.4至约0.2克/立方厘米(“g/cc”)的范围内、优选在约0.9至约0.4g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，包括：至少部分烧结的ePTFE外层，所述ePTFE外层具有内侧和外侧、在所述内侧和外侧之间延伸的总厚度(T)、以及位于所述内侧和外侧之间的多个孔，其中，所述ePTFE外层被构造成形成用于被接收在所述包裹物内的电线或电缆的耐磨外表面；和未填充的、可熔融加工的含氟聚合物内层，所述内层被粘合到所述ePTFE外层的内侧，被接收在所述ePTFE外层的内侧上的所述孔内并粘合到所述孔，其中，所述未填充的、可熔融加工的含氟聚合物内层被构造成接触被接收在所述包裹物内的所述电线或电缆，并在所述电线或电缆与环境大气之间形成电绝缘屏障，延伸到所述ePTFE外层的具有比所述总厚度(T)小的第一厚度(T1)的第一部分中，但未延伸到所述ePTFE外层的从所述第一部分延伸到所述外表面并具有第二厚度(T2)的第二部分中，所述ePTFE外层的外表面和所述第二部分中的所述孔或其部分未被所述可熔融加工的含氟聚合物填充，并且，限定所述第二部分中的所述孔的所述表面(i)被构造成在所述表面上接收来自打印机的墨，和/或(ii)装载有可激光标记的颜料，用于在所述表面上标记出标志。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.28 US 62/288,414;2016.11.14 US 62/421,7221.一种含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，包括：至少部分烧结的ePTFE外层，所述ePTFE外层具有内侧和外侧、在所述内侧和外侧之间延伸的总厚度(T)、以及位于所述内侧和外侧之间的多个孔，其中，所述ePTFE外层被构造成形成用于被接收在所述包裹物内的电线或电缆的耐磨外表面；和未填充的、可熔融加工的含氟聚合物内层，所述内层被粘合到所述ePTFE外层的内侧，被接收在所述ePTFE外层的内侧上的所述孔内并粘合到所述孔，其中，所述未填充的、可熔融加工的含氟聚合物内层被构造成接触被接收在所述包裹物内的所述电线或电缆，并在所述电线或电缆与环境大气之间形成电绝缘屏障，延伸到所述ePTFE外层的具有比所述总厚度(T)小的第一厚度(T1)的第一部分中，但未延伸到所述ePTFE外层的从所述第一部分延伸到所述外表面并具有第二厚度(T2)的第二部分中，所述ePTFE外层的外表面和所述第二部分中的所述孔或其部分未被所述可熔融加工的含氟聚合物填充，并且，限定所述第二部分中的所述孔的所述表面(i)被构造成在所述表面上接收来自打印机的墨，和/或(ii)装载有可激光标记的颜料，用于在所述表面上标记出标志。2.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述内层是如下项中的一种或多种：FEP、PFA、ECTFE、ETFE、交联ETFE、THV、PEEK、PVDF、或者它们的组合或共混物。3.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述内层具有以下厚度中的一个或多个：(i)在约1/4密耳至约5密耳的范围内；和(ii)小于约3密耳。4.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述外层具有在以下范围中的一个或多个范围内的总厚度：(i)约1/2密耳至约20密耳；和(ii)约1密耳至约5密耳。5.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述第一厚度(T1)是以下中的一个或多个：(i)小于所述第二厚度(T2)；(ii)小于或等于所述第二厚度(T2)的约1/2；以及(iii)小于或等于所述第二厚度(T2)的约1/3。6.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述内层具有在约1/2密耳至约2密耳的范围内的厚度，并且所述外层具有在约1密耳至约2密耳的范围内的总厚度(T)。7.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述复合膜的总厚度在以下范围中的一个或多个范围内：(i)约1/2密耳至约5密耳；和(ii)约1密耳至约2密耳。8.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述外层以纵向取向被拉伸并限定低密度膜。9.根据权利要求8所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述外层在约1/2倍至约20倍的拉伸比范围内以纵向取向被拉伸。10.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述外层具有在以下范围中的一个或多个范围内的密度：(i)约1.4至约0.2g/cc；(ii)约0.9至约0.4g/cc；以及(iii)约0.7至约0.5g/cc。11.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述外层在部分烧结至完全烧结的范围内被烧结。12.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述可熔融加工的含氟聚合物位于所述外层的内侧上的基本所有的所述孔内，并在所述孔内粘合到所述外层。13.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，还包括一根或多根电线或电缆，其中，所述含氟聚合物复合膜被包裹在所述一根或多根电线或电缆上，所述可熔融加工的含氟聚合物内层与所述一根或多根电线或电缆接触，在所述一根或多根电线和电缆与环境大气之间提供电绝缘屏障，并且所述ePTFE外层形成用于所述一根或多根电线和电缆的耐磨外表面。14.根据权利要求13所述的用含氟聚合物复合膜包裹的电线或电缆，其中，所述外层包括在所述外层上的被激光标记或喷墨打印的标志。15.根据权利要求14所述的用含氟聚合物复合膜包裹的电线或电缆，其中，所述标志是通过溶剂型墨而打印的。16.根据权利要求14所述的用含氟聚合物复合膜包裹的电线或电缆，其中，所述外层包括可激光标记的颜料，并且所述可激光标记的颜料包括TiO2、掺杂的TiO2或其组合，或者主要由这些物质组成。17.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述外层包括如下项中的一种或多种：(i)彩色颜料，(ii)炭黑或用于静电耗散的其它静电耗散填充物，以及(iii)聚酰亚胺膜填充物或用于增加耐磨性的其它耐磨填充物。18.根据权利要求1所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述外层以横向取向被拉伸并且是大致半透明的。19.根据权利要求18所述的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物，其中，所述内层是有色的，并且所述内层的颜色通过大致半透明的所述外层可见。20.根据权利要求13所述的用含氟聚合物复合膜包裹的电线或电缆，其中，所述复合膜的边缘形成接缝，所述可熔融加工的含氟聚合物在接缝处粘合到邻接的可熔融加工的含氟聚合物和/或ePTFE，并由此形成被包裹电线或电缆的耐磨的熔合接缝和耐磨外表面。21.根据权利要求20所述的用含氟聚合物复合膜包裹的电线或电缆，其中，该包裹复合膜的边缘形成重叠接缝，并且所述重叠接缝中的所述可熔融加工的含氟聚合物被接收在下面的ePTFE的所述外表面和第二部分的孔内并与其粘合。22.根据权利要求21所述的用含氟聚合物复合膜包裹的电线或电缆，其中，所述复合膜是包裹在所述电线或电缆上的纵向延伸胶带的形式，并且所述胶带的末端边缘彼此重叠并限定重叠接缝。23.根据权利要求21所述的用含氟聚合物复合膜包裹的电线或电缆，其中，所述复合膜限定纵向延伸的重叠接缝。24.根据权利要求20所述的用含氟聚合物复合膜包裹的电线或电缆，其中，所述复合膜限定由所述复合膜的彼此邻接的相对边缘形成的纵向延伸的对接接缝，并且所述可熔融加工的含氟聚合物层的相对边缘在所述接缝处被熔合在一起，并由此在所述接缝处形成耐磨外表面。25.根据权利要求13所述的用含氟聚合物复合膜包裹的电线或电缆，包括被包裹在所述含氟聚合物复合膜内的一根或多根电线或电缆的束。26.根据权利要求25所述的用含氟聚合物复合膜包裹的电线或电缆，其中，所述束中的一根或多根电线或电缆被单独地包裹在根据权利要求1所述的相应的含氟聚合物复合膜电线或电缆包裹物中。27.一种电线或电缆包裹物，包括：第一构件，所述第一构件用于包裹在电线或电缆上并...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华·D·沃尔什，
申请(专利权)人：罗杰斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US