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
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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
【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。
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。
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。
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。
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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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JP2004160163A JP2005340104A (ja) | 2004-05-28 | 2004-05-28 | 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 |
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