JP2005340104A - ケーブルの製造方法、ケーブル及び押出機用の分割ダイス - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、絶縁体として高発泡度の発泡層を形成するケーブルの製造方法を提供する。
【解決手段】 かゝる本発明は、押出機の分割ダイスから押し出された複数の発泡絶縁被覆材を、走行する導体上に被覆させるケーブルの製造方法にあり、これにより、発泡絶縁被覆材は、一旦自由空間で自由に発泡できるため、発泡度の設定が自由で、高発泡度のケーブルを得ることができる。つまり、絶縁体部分の誘電率ε及び誘電正接ｔａｎδを低下させたケーブルを得ることができる。また、高発泡度により、軽量化は勿論のこと、誘電率εの低下により絶縁体部分の薄膜化が可能となるため、ケーブル自体の小型化（小径化）も得られる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、絶縁体として発泡層を形成するケーブルの製造方法、ケーブル及び押出機用の分割ダイスに関するものである。

ケーブルの製造にあって、絶縁体部分を発泡層とすることがよく行われている。発泡層とすることで、ケーブルの軽量化が図れ、また、絶縁体部分の誘電率ε及び誘電正接ｔａｎδを低下させることができるからである。このことから、従来にあっても、絶縁体部分を発泡化したケーブルは、種々提案されている（例えば特許文献１〜２）。
特開平０７−２４９３２７号公報 特開平１１−１５４４３３号公報

特に、近年、高速伝送用ケーブル、携帯基地局アンテナ線、その他の通信ケーブルなどでは、取り扱う信号の高周波数化が進み、ものによっては、数〜数十ＧＨｚのレベルに達している。このようなケーブルの場合、絶縁体層部分の誘電率ε及び誘電正接ｔａｎδをより一層低下させるため、より高い発泡度が望まれている。

このような発泡において、従来、大きく分けて二つの発泡方法が採用されている。その一つは、絶縁体樹脂中に化学発泡材を添加する化学的発泡であり、もう一つは、窒素や炭酸ガスなどのガスを絶縁体樹脂中に注入する物理的発泡である

ところが、従来の化学的発泡では、発泡材が発泡する温度に制限される他、あまり高い発泡度が得られないという問題があった。通常、化学的発泡の場合、発泡度が７０％程度が限界であった。一方、この点、物理的発泡の場合、発泡温度の制約があまりなく、高い発泡度が得られるが、それでも、通常発泡度は８０％程度が限界であった。

そこで、本発明者は、ケーブルにおける発泡機構を種々検討したところ、次のような新たな着想を見出した。つまり、通常の押出機の場合、ダイスから押し出された発泡樹脂は、導体外周に密着した形で吐出されるため、外方側への発泡（膨張）はし易いものの、その他の方向では、外圧により発泡が抑制されているのではないのかと考えた。

このため、本発明者は、発泡樹脂が複数の帯状として押し出される、分割ダイスという特殊なダイスを着想し、押し出された帯状の発泡樹脂を、一旦自由空間（大気中など）で自由に発泡させた後、導体外周に被覆したところ、高い発泡度が得られることを見出した。また、発泡度の調整も自在にできることも判った。例えば、発泡樹脂としてポリエチレン（ＰＥ）を単独で用いても（従来、ＰＥの単独使用では発泡度の向上には限界があったため、他の樹脂と併用することが多かったが）、８０〜９５％程度の発泡度が得られることも確認できた。

本発明は、このような観点に立ってなされたもので、基本的には、押し出された帯状の発泡樹脂を、一旦自由空間で自由に発泡させた後、導体外周に被覆することに大きな特徴があり、これにより、従来にない優れた、ケーブルの製造方法、ケーブル及び押出機用の分割ダイスを提供するものである。

請求項１記載の本発明は、押出機の分割ダイスから押し出された複数の発泡絶縁被覆材を、走行する導体上に被覆させることを特徴とするケーブルの製造方法にある。

請求項２記載の本発明は、前記複数の発泡絶縁被覆材が一旦に空間に吐出された後に被覆されることを特徴とする請求項１記載のケーブルの製造方法にある。

請求項３記載の本発明は、前記発泡絶縁被覆材の発泡度が、８０〜９５％であることを特徴とする請求項１又は２記載のケーブルの製造方法にある。

請求項４記載の本発明は、導体とこの外方に被覆された複数の高発泡度の発泡絶縁被覆材からなる発泡層とを有することを特徴とするケーブルにある。

請求項５記載の本発明は、前記請求項４のケーブル部分をコアとして、この外方に外部導体が被覆されてなることを特徴とする高発泡同軸型のケーブルにある。

請求項６記載の本発明は、ケーブル用の中心穴の周りに、複数の分割押出口が環状に配列されていることを特徴とする押出機用の分割ダイスにある。

請求項７記載の本発明は、前記分割ダイスの分割押出口数が、３〜６であることを特徴とする請求項６記載の押出機用の分割ダイスにある。

本発明のケーブルの製造方法によると、押出機の分割ダイスから押し出された複数の発泡絶縁被覆材が、一旦自由空間で自由に発泡された後、導体外周に被覆されることになるため、発泡度の設定が自由で、高発泡度のケーブルを得ることができる。

本発明のケーブルによると、導体の外方に複数の高発泡度の発泡絶縁被覆材からなる発泡層が被覆されてなるため、絶縁体部分の誘電率ε及び誘電正接ｔａｎδを低下させたケーブルを得ることができる。つまり、信号の高周波数化に対応することができる。
また、高発泡度により、軽量化は勿論のこと、誘電率ε及び誘電正接ｔａｎδの低下により絶縁体部分の薄膜化が可能となる。このため、ケーブル自体の小型化（小径化）も得られる。

本発明の分割ダイスによると、比較的簡単な構造で、上記したように、押し出された複数の発泡絶縁被覆材を、一旦自由空間で自由に発泡されることができるため、高発泡度のケーブルを容易に得ることができる。

図１は、本発明に係るケーブルの製造方法を実施するための製造装置系の一例になる概略を示し、図２はその要部を示し、図３〜図５は、これ使用される分割ダイスを示し、図６は外形成形用ダイを示したものである。図中、１００はケーブル、２００は分割ダイス、３１０、３２０は分割ダイス２００に所望の発泡絶縁被覆材を供給するための第１及び第２の押出機、４００は発泡絶縁被覆材の外形を整える外形成形用ダイ、５００はケーブルの内部被覆用の押出ダイス、５１０はその押出機、６００はケーブルの外部被覆用の押出ダイス、６１０はその押出機である。

本発明の分割ダイス２００は、外装ダイス部２１０の内部側にニップル２２０が装着されてなり、ニップル２２０のセンターには、ケーブル用の中心穴２２１が貫通されている。ニップル２２０の外周と外装ダイス部２１０の肉厚部には、複数に分割された分割押出口２１１が中心穴の周りに環状に配列されている。外形成形用ダイ４００は、分割ダイス２００の複数の分割押出口２１１から押し出された帯状の発泡絶縁被覆材１３０を、そのセンタの成形穴４１０により一体にまとめて、絶縁体部分の外形（外観、サイズなど）を整えるためのものである。なお、外形成形用ダイ４００部分における成形（縮径）を見越して、図５に示すように、１個の分割押出口２１１の断面積をＳとしたとき、その総和４Ｓを、対象ケーブルの発泡絶縁被覆材１３０による絶縁体部分の断面積総和の４０〜６０％程度になるように設定するとよい。

本発明におけるケーブルの製造方法にあっては、例えば、図１に示すように、先ず、走行する導体１１０（例えば軟銅撚線や銀メッキ軟銅撚線など）の外周に、押出機５１０と連結された内部被覆用の押出ダイス５００により内部被覆層１２０（例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどの層）を施す。なお、この層は省略することも可能である。

次の分割ダイス２００では、複数の発泡絶縁被覆材１３０（例えばポリエチレンなどの樹脂材料）を押し出して、一旦空間（大気中）に吐出させ、外形成形用ダイ４００部分に導き、ここで、走行する導体１１０、即ち内部被覆層１２０の外周に一体的にまとめて被覆させる。

このとき、第２の押出機３２０の樹脂供給口（ホッパ）３２１から樹脂材料を供給すると共に、ガス注入口３２２から発泡ガス（例えば窒素ガス、炭酸ガス、或いはこれらの混合ガスなど）を注入する。この第２の押出機３２０部分で、樹脂材料と発泡ガスの混練を行い、さらに、第１の押出機３１０部分でも、同様の混練を行い、十分発泡度を高めた形で、分割ダイス２００側に導く。なお、高発泡度が得られ易い樹脂材料や、発泡度の目標レベルなどによっては、第２の押出機３２０を省略することも可能である。

この分割ダイス２００部分では、上記したように、複数の発泡絶縁被覆材１３０が一旦空間（大気中など）吐出させられる。即ち、ここで、外部から全く負荷（外圧）のない、フリー状態が生じるため、発泡は極めて良好に全方向に自由に促進される。つまり、高い発泡度が容易に得られる。また、言い換えれば、高い発泡度が得られるだけでなく、発泡度の調整も自在にできることが可能となる。従って、例えば、発泡樹脂としてＰＥを単独使用しても、後述するように、８０〜９５％程度の発泡度が容易に得られた。

この発泡絶縁被覆材１３０からなる絶縁体部分の成形後は、押出機６１０と連結された外部被覆用の押出ダイス６００により、走行する導体１１０のこの絶縁体部分外周に、外部被覆層１４０（例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのスキン層）を施す。なお、この層は省略することも可能である。

ここまでの工程により、例えば、図７に示す如き、高発泡同軸型のケーブル１００の場合、ケーブルコア部分が得られる。このケーブルでは、さらに、外部被覆層１４０の外周にコルゲート形状の金属層１５０（例えばコルゲート銅パイプなど）を施し、最外層にシース１６０（例えば無鉛ＰＶＣなどの層）を施してある。

なお、上記実施の態様では、外形成形用ダイ４００と分割ダイス２００とは分離された形のものであったが、外形成形用ダイ４００はこれに限定されず、図８にしめしたような、分割ダイス２００の先端側に適当な空間を設けた形で装着されるタイプのもの４００’であってもよい。

〈実施例〉
ポリエチレンの内部被覆層（厚さ約０．１ｍｍ）を施した銀メッキ軟銅撚線の導体（約直径０．９ｍｍ）の外周に、ＰＥ樹脂材料に窒素ガスを混練させて、分割ダイスにより、４分割された帯状の発泡絶縁被覆材を被覆させた。さらに、この外周にポリエチレンの外部被覆層（厚さ約０．１ｍｍ）を施し、ケーブルコア部分（外径は約２．３９ｍｍ）を得た。この外周に、コルゲート銅パイプの金属層（厚さ約０．１７ｍｍ）を施し、最外層に無鉛ＰＶＣのシース（厚さ約０．９ｍｍ）を施して、高発泡同軸型のケーブル（外径は約４．６ｍｍ）を得た。なお、使用した分割ダイスにおいて、図４に示す、ニップルの中心穴径（Ｄｎｐ）は約１．３ｍｍ、分割押出口の内径（ニップルの外径、Ｄｉｎ）は約１．５ｍｍ、分割押出口の外径（Ｄｏｕｔ）は約２．２５ｍｍとした。

このようにして複数のサンプルケーブルを製造し、発泡絶縁被覆材からなる絶縁体部分の発泡度を調べたところ、注入ガス圧や混練条件などを変えることにより、発泡度を約８０〜９５％程度まで自在に調整できた。なお、この発泡度は、ケーブルを解体して得られた発泡絶縁被覆材の所定の体積重量と、同体積の非発泡ＰＥ重量との比で求めた。
ここで、例えば、発泡度が約９５％ということは、所定の体積中のＰＥ樹脂成分が約５％程度ということになる。このため、絶縁体部分の誘電率ε及び誘電正接ｔａｎδの大幅な低下が得られることは明らかある。

なお、上記実施の態様では、高い発泡度が得易いガス注入による物理的発泡の場合であったが、本発明の場合、絶縁体樹脂中に化学発泡材を添加する化学的発泡にあっても適用することができる。即ち、本発明では、発泡がフリー状態で行われるものであるため、化学的発泡であっても、高い発泡度が期待できるからである。

本発明に係るケーブルの製造方法を実施するための製造装置系の一例を示した概略説明図である。 図１の製造装置系における要部を示した斜視図である。 図１の製造装置系で用いる分割ダイスの斜視図である。 図３の分割ダイスの縦断面図である。 図４の分割ダイスのＡ−Ａ線における縦断面図である。 図１の製造装置系における外形成形用ダイを示した縦断面図である。 本発明に係るケーブルの一例を示した縦断端面図である。 図１の製造装置系の外形成形用ダイの他例を示した縦断面図である。

符号の説明

１００・・・ケーブル、１１０・・・導体、１２０・・・内部被覆層、１３０・・・発泡絶縁被覆材、１４０・・・外部被覆層、１５０・・・金属層、１６０・・・シース、２００・・・分割ダイス、２１０・・・外装ダイス部、２１１・・・分割押出口、２２０・・・ニップル、２２１・・・中心穴、３１０・・・第１の押出機、３２０・・・第２の押出機、４００・・・外形成形用ダイ、５００・・・内部被覆用の押出ダイス、６００・・・外部被覆用の押出ダイス

Claims (7)

1. 押出機の分割ダイスから押し出された複数の発泡絶縁被覆材を、走行する導体上に被覆させることを特徴とするケーブルの製造方法。
2. 前記複数の発泡絶縁被覆材が一旦に空間に吐出された後に被覆されることを特徴とする請求項１記載のケーブルの製造方法。
3. 前記発泡絶縁被覆材の発泡度が、８０〜９５％であることを特徴とする請求項１又は２記載のケーブルの製造方法。
4. 導体とこの外方に被覆された複数の高発泡度の発泡絶縁被覆材からなる発泡層とを有することを特徴とするケーブル。
5. 前記請求項４のケーブル部分をコアとして、この外方に外部導体が被覆されてなることを特徴とする高発泡同軸型のケーブル。
6. ケーブル用の中心穴の周りに、複数の分割押出口が環状に配列されていることを特徴とする押出機用の分割ダイス。
7. 前記分割ダイスの分割押出口数が、３〜６であることを特徴とする請求項６記載の押出機用の分割ダイス。
   

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