JP2009110975A

JP2009110975A - 細径同軸ケーブルの製造方法

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Publication number: JP2009110975A
Application number: JP2009012602A
Authority: JP
Inventors: Toku Ishii; 徳石井; Kazunori Watanabe; 和憲渡辺
Original assignee: Ube Nitto Kasei Co Ltd
Current assignee: Ube Exsymo Co Ltd
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2009-05-21

Abstract

【課題】より細径化が可能で、かつ外径変動の少ない電気特性の安定した細径同軸ケーブルを得ること。
【解決手段】細径同軸ケーブルは、中心導体１２と、中心導体の外周に設けられ、長手方向に連続した空隙部２０を有する絶縁被覆層１４と、絶縁被覆層の外周に設けられた外部導体層１６と、外部導体層の外周に設けられた保護被覆層１８とを有している。中心導体の挿通用中心孔と、中心孔の外周から外方に向けて放射状に伸びる複数の放射状孔とを有するダイスを用い、中心孔内に中心導体を挿通させながら、中心孔および分割孔から溶融した熱可塑性樹脂を押出して、中心導体の外周を覆う内環状部１４ａと、この内環状部から外方に延びる複数の連結部１４ｂとを備えた中間成形体を得、次に、中間成形体を溶融押出機のヘッド部に導いて、円環状の被覆ダイスによって、連結部間に連なる外環状部１４ｃを押出被覆して、空隙部を有する絶縁被覆層を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、良好な電気特性を有する細径同軸ケーブルの製造方法に関するものである。

情報量の増大化や高速伝送化の流れを受けて、携帯情報端末のアンテナ配線や、ＬＣＤとＣＰＵを結ぶ配線等に、最近同軸ケーブルが使われつつある。また情報端末やノートパソコンの小型化、薄型化により、同軸ケーブルにも細径化が要求されている。

一般に良好な電気特性を持つ同軸ケーブルを得るためには、中心導体の外周に形成される絶縁被覆層の誘電率をできるだけ小さくすることが重要である。

そのために、絶縁被覆層には、フッ素樹脂やポリオレフィン樹脂などの低誘電率樹脂が用いられることが多く、また見掛けの誘電率を下げるために発泡化する場合も多い。

一方、同軸ケーブルを細径化するためには、絶縁被覆層の外周に形成される外部導体を編組金属線から金属メッキ層に変更にすることが有効である。例えば、特許文献1には、外部導体を金属メッキから構成する同軸ケーブルの製造方法が提案されているが、このような従来の製造方法には、以下に説明する技術的課題があった。

特開平６−１８７８４７号公報

すなわち、絶縁被覆層にフッ素樹脂やポリオレフィン樹脂などの低誘電率樹脂を用いた場合には、無電解メッキが難しくなるという問題点を有していた。

また、見掛けの誘電率を下げるために、絶縁被覆層を発泡化させた場合には、メッキ処理液が発泡部分の空隙に入り込み見掛けの誘電率を上げてしまったり、空隙に入り込んだメッキ処理液が、外部導体を腐食させて同軸ケーブルの電気特性を阻害するという問題があった。

さらに、発泡押出加工技術は、押出安定性の確保が難しく、特に、細径品を押し出す場合、微妙に絶縁被覆層の外径が変動してしまうので、これも電気特性阻害要因の一つとなっていた。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、良好でかつ安定した電気特性を有する細径同軸ケーブルを得ることを目的とする。また、同軸ケーブルを細径化する目的で外部導体層を金属メッキにて形成する場合に、メッキ処理を容易にし、かつ低誘電率化を実現する絶縁被覆層を備えた細径同軸ケーブルの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、中心導体と、前記中心導体の外周に設けられ、長手方向に連続した空隙部を有する絶縁被覆層と、前記絶縁被覆層の外周に設けられた外部導体層と、前記外部導体層の外周に設けられた保護被覆層とを有する細径同軸ケーブルの製造方法であって、前記中心導体の挿通用中心孔と、前記中心孔の外周から外方に向けて放射状に伸びる複数の放射状孔とを有するダイスを用い、前記中心孔内に前記中心導体を挿通させながら、前記中心孔および分割孔から溶融した熱可塑性樹脂を押出して、前記ダイスと相似形であって、前記中心導体の外周を覆う内環状部と、この内環状部から外方に延びる複数の連結部とを備えた中間成形体を得た後、前記中間成形体を溶融押出機のヘッド部に導いて、円環状の被覆ダイスによって、前記連結部間に連なる外環状部を押出被覆して、前記空隙部を有する前記絶縁被覆層を形成し、その後に、前記絶縁被覆層の外周に前記外部導体層および保護被覆層とを順次被覆形成するようにした。

本発明の製造方法では、絶縁被覆層に空隙部を設けるが、空隙部を発泡等の方法により形成する場合、あるいは、発泡ビーズを混入して成形する場合と比較して、より細径化が可能で、かつ外径変動の少ない電気特性の安定した細径同軸ケーブルを得ることができる。

本発明にかかる細径同軸ケーブルの製造方法で得られるケーブルの一例を示す断面図である。本発明にかかる細径同軸ケーブルの製造方法の第１実施例に用いるダイスの説明図である。本発明にかかる細径同軸ケーブルの製造方法の第１実施例で中心導体に絶縁被覆層の一部を形成した段階である中間成形体の断面図である。本発明にかかる細径同軸ケーブルの製造方法の第１実施例で中心導体に絶縁被覆層を形成した状態の断面図である。本発明にかかる細径同軸ケーブルの第２製造方法に用いるダイスの説明図である。図５に示したダイスにより製造する中間成形体の断面図である。図６に示した中間成形体に外環状部を形成した被覆導体の断面図である。図７の被覆導体に外部導体層と保護被覆層とを設けた同軸ケーブルの断面図である。本発明の比較例で用いるダイスの説明図である。

以下に、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照にして詳細に説明する。図１は、本発明にかかる細径同軸ケーブルの製造方法で得られる同軸ケーブルの一例を示している。同図に示した細径同軸ケーブル１０は、中心導体１２と、絶縁被覆層１４と、外部導体層１６と、保護被覆層１８とを備えている。

中心導体１２には、強度、導電性に優れる銅又は銅合金の細線、または、これらにより高導電性の金属をメッキした単線又は撚線が用いられるが、より細径の同軸ケーブルを得るためには、単線を使用することが望ましい。絶縁被覆層１４は、熱可塑性樹脂で形成され、中心導体１２の外周を被覆する内環状部１４ａと、この内環状部１４ａの外周から外方に向けて放射状に延設された４本の連結部１４ｂと、各連結部１４ｂの外端間を連結する外環状部１４ｃとを備えている。

本例の場合には、４本の連結部１４ｂを周方向に沿って、等角度間隔で配置することにより、長手方向に連続した４個の空隙部２０が、中心導体１２を中心にして、周方向に均等配置されており、連結部１４ｂにより空隙部２０を小空間に区画している。

なお、この空隙部２０は、４個に限ることはなく、２個以上であればよく、その外端部が、絶縁被覆層１４の外周縁、すなわち、外環状部１４ｃの外縁に到達しないように形成する。また、空隙部２０が絶縁被覆層１４に占める面積比は、絶縁被覆層１４の横断面において、１０％以上あればよい。

絶縁被覆層１４に複数の空隙部２０を形成するには、中心導体１２の挿通用中心孔と、この中心孔の外周に隣接設置される複数の分割孔とを有するダイスを用い、中心孔内に中心導体１２を挿通させながら、中心孔および分割孔から溶融した樹脂を押出すことで形成することができる。

本例のような空隙部２０を有する押出成形物を得る場合の類似する技術としては、例えば、異形中空繊維があり、このような中空繊維用のダイス（ノズル）の加工技術により、同様な構造のダイスを製造すれば、本実施例の細径同軸ケーブルの製造に使用することができる。

また、空隙部２０の形成方法としては、中心導体１２の挿通用中心孔と、この中心孔の外周から外方に向けて放射状に伸びる複数の放射状の分割孔とを有するダイスを用い、中心孔内に中心導体１２を挿通させながら、中心孔および分割孔から溶融した熱可塑性樹脂を押出して、中心導体１２の外周を覆う内環状部１４ａと、この内環状部１４ａから外方に延びる複数の連結部１４ｂを備え、ダイスと相似形の中間成形体を得た後、この中間成形体を溶融押出機のヘッド部に導いて、円環状の被覆ダイスによって、連結部１４ｂの外周縁に連なる外環状部１４ｃを押出被覆して、絶縁被覆層１４に空隙部２０を形成することもできる。

外部導体層１６は、絶縁被覆層１４の外周に被覆形成されており、この外部導体層１６を金属メッキにより形成する場合には、絶縁被覆層１４の活性化処理として、プラズマ処理、火炎処理、クロム酸系又は硫酸系の強酸処理、或いは硫酸，リン酸，クロム酸（重クロム酸）水溶液等によるエッチング処理をした後、塩化第一錫の塩酸酸性液でセンシタイジングし、さらに塩化パラジウムの塩酸酸性液でアクチュベーションを行った後、無電解メッキを行う。

この場合、金属メッキ層は、無電解メッキアンカー金属層と、この金属層の外周に設けた電気良導電性金属層（特開平６−１８７８４７）の２層構造としても良い。

最外周に設ける絶縁性保護被覆層１８は、必ずしも必要としないが、本実施例の場合には、外部導体層１６を被覆するように形成され、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）の押出し被覆や、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の塗布による皮膜で形成される。

また、本発明では、絶縁被覆層１４は、内環状部１４ａおよび連結部１４ｂと、外環状部１４ｃの形成樹脂の種類を異ならせることができる。さらに、内環状部１４ａおよび連結部１４ｂは、比誘電率が２．５以下の樹脂で形成され、外環状部１４ｃを比誘電率が３以下の合成樹脂で形成することができる。

また、絶縁被覆部１４は、連続使用最高温度が２００℃以上の合成樹脂で形成することができる。

内環状部１４ａおよび連結部１４ｂの形成樹脂は、ＰＦＡ(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）から選ばれるフッ素樹脂から構成することができる。

なお、図１に示した細径同軸ケーブル１０は、最外径が１ｍｍ以下とすれば、十分な細径化が達成される。

以下本発明のより具体的な実施例について説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

実施例１
中心導体（外径φ０．１ｍｍの銀メッキ銅線）１２を、電気バーナーを用いた加熱装置にて表面温度が１００℃になるように加熱した後に、クロスヘッドダイに導き、図２に示す形状のダイス（ノズル）３２に挿通した。

同図に示したダイス３２は、中心導体１２の挿通用中心孔３２ａと、中心孔３２ａの外周から外方に向けて放射状に延びる４個の放射状の分割孔３２ｂとを有している。

中心孔３２ａの内径は、中心導体１２の外径よりも大きくなっている。また、４個の分割孔３２ｂは、実質的に同一な形状になっていて、中心孔３２ａを中心にして、周方向に等間隔に配置されている。

このような形状のダイス３２を用い、中心孔３２ａ内に中心導体１２を挿通させながら、３０ｍ／ｍｉｎの速度で引き取りつつ、２７０℃の押出温度で比誘電率が２．２７の環状ポリオフィレン（日本ゼオン（株）製：商品名ＺＥＯＮＥＸＲＳ８２０）を、中心孔３２ａおよび分割孔３２ｂから押出被覆して、図３に示すように、中心から外方に延びる４個の凸部３４を備え、ダイス３２と相似形の概略十字状に形成された中間成形体３６を得た。なお、図３に示した中間成形体３４では、凸部３４が絶縁被覆層１４の連結部１４ｂに相当している。

この中間成形体３６は、断面の最大高さ及び最大幅がそれぞれ０．２３ｍｍであった。次いで、得られた中間成形体３６を丸形のパイプ被覆ダイに導き、略十字部と同じ環状ポリオレフィンでパイプ状の被覆を施し、図４（形状は図１と実質的に同じ）に示すような絶縁被覆層１４を形成した。

その後、絶縁被覆層１４に対し、硫酸・燐酸・クロム酸の混合水溶液によるエッチング処理、塩化第一錫の塩酸酸性液によるセンシタイジング、塩化パラジウムの塩酸酸性液によるアクテュベーティング、無電解銅メッキ、電解銅メッキを施し厚さ０．０３ｍｍの外部導体層１６を形成した後に、保護被覆層１８として厚さ０．１ｍｍのＰＶＣ被覆を施し、図１に示す如き断面形状の細径同軸ケーブル１０を得た。この細径同軸ケーブル１０は、外径がφ０．５９ｍｍであった。

この時、メッキにより形成された外部導体層１６は、絶縁被覆層１４と充分に接着しており、保護被覆層１８を施す工程でガイド類を通過する際にも剥がれ落ちるようなことはなかった。

得られた細径同軸ケーブル１０は、絶縁被覆層１４に占める空隙部２０の比率が、２０％で、見かけの比誘電率は、２．０２となっており、特性インピーダンスは、５０Ωであった。また、実施例１と同様に水分等が空隙部２０に入り込むことはなかった。

比較例１
中心導体（外径φ０．１ｍｍの銀メッキ銅線）を、電気バーナーを用いた加熱装置にて表面温度が１００℃になるように加熱した後に、クロスヘッドダイに導き３０ｍ／ｍｉｎの速度で引き取りながら２７０℃の押出温度で比誘電率が２．２７の環状ポリオレフィン（日本ゼオン（株）製：商品名ＺＥＯＮＥＸＲＳ８２０）を丸型プレッシャーダイにて押出被覆し、得られた被覆導体に対し実施例１と同様な処理を施して細径同軸ケーブルを得た。

この細径同軸ケーブルでは、特性インピーダンスを５０Ωとするためには絶縁被覆層の外径を大きくする必要があり、ケーブル外径がφ０．６４ｍｍとなってしまった。

比較例２
中心導体（外径φ０．１ｍｍの銀メッキ銅線）を、電気バーナーを用いた加熱装置にて表面温度が１００℃になるように加熱した後に、クロスヘッドダイに導き、図９に示す形状のノズルに挿通し、３０ｍ/ｍｉｎの速度で引き取りながら、２００℃の押出温度で比誘電率が２．３の直鎖状低密度ポリエチレン（日本ユニカー製：商品名ＮＵＣＧ５３５０）を押出被覆し外径φ０．３６ｍｍの被覆導体を得た。

得られた被覆導体に対し、実施例１と同様な方法でメッキ層の形成を試みたが、メッキ付着強度が充分ではなく、保護被覆工程におけるガイド類への接触等で簡単に脱落してしまった。

比較例３
中心導体（外径φ０．１ｍｍの銀メッキ銅線）を、電気バーナーを用いた加熱装置にて表面温度が１００℃になるように加熱した後に、クロスヘッドダイに導き図９に示す形状のノズルに挿通し、３０ｍ/ｍｉｎの速度で引き取りながら、３５５℃の押出温度で比誘電率が２．２のＦＥＰ（ダイキン工業製：商品名ＮＰ−１２Ｘ）を押出被覆し外径φ０．３５ｍｍの被覆導体を得た。

得られた被覆導体に対し、実施例１と同様な方法でメッキ層の形成を試みたが、メッキ付着強度が充分ではなく、比較例２と同様に保護被覆工程におけるガイド類への接触等で簡単に脱落してしまった。

実施例３
中心導体（外径φ０．１ｍｍの銀メッキ銅線）１２を、電気バーナーを用いた加熱装置にて表面温度が１００℃になるように加熱した後に、クロスヘッドダイに導き、図５に示す形状のダイス（ノズル）５０に挿通した。

同図に示したダイス５０は、中心導体１２の挿通用中心孔５０ａと、中心孔５０ａの外周から外方に向けて放射状に延びる４個の放射状孔５０ｂとを有している。

中心孔５０ａの内径は、中心導体１２の外径よりも大きくなっている。また、４個の放射状孔５０ｂは、実質的に同一な形状になっていて、中心孔５０ａを中心にして、周方向に等間隔に配置されている。

このような形状のダイス５０を用い、中心孔５０ａ内に中心導体１２を挿通させながら、３０ｍ／ｍｉｎの速度で引き取りつつ、３５０℃の押出温度で比誘電率が２．１のＦＥＰ（ダイキン工業（株）製：商品名ＮＰ−１００）を、中心孔５０ａおよび放射状孔５０ｂから押出被覆して、図６に示すように、中心導体１２の外周を被覆する内環状部１４ａと、この内環状部１４ａから外方に延びる４個の連結部１４ｂを備え、ダイス５０と相似形の概略十字状に形成された中間成形体３６ａを得た。

この中間成形体３６ａは、断面の最大高さ及び最大幅がそれぞれ０．２４ｍｍであった。次いで、得られた中間成形体３６ａを丸形のパイプ被覆ダイに導き、３００℃の押出温度で、比誘電率が２．９のシンジオタクチックポリスチレン（出光石油化学（株）製：商品名ザレックＳＰ１３０）を環状に押出被覆して、連結部１４ｂの外端間を連結する外環状部１４ｃを形成して、図７に示した断面形状の被覆導体５４を得た。

この被覆導体５４は、外径がφ０．３４ｍｍであった。次いで、得られた被覆導体５４に対して、硫酸・燐酸・クロム酸の混合水溶液によるエッチング処理、塩化第一錫の塩酸酸性液によるセンシタイジング、塩化パラジウムの塩酸酸性液によるアクテュベーティング、無電解銅メッキ、電解銅メッキを施し厚さ０．０１ｍｍの外部導体層１６を形成した後に、保護被覆層１８として厚さ０．１ｍｍのＦＥＰ被覆を施し、外径φ０．５５ｍｍの細径同軸ケーブル１０を得た。

得られた細径同軸ケーブル１０は、図８に示すような断面形状を有し、絶縁被覆層１４に占める空隙部２０の比率が、２０％で、見かけの比誘電率は、２．２７となっており、特性インピーダンスは、５０Ωであった。また、実施例１と同様に、メッキ処理の際などに水分等が空隙部２０に入り込むことがなく、比誘電率が上昇することもなかった。

得られた細径同軸ケーブル１０は、ハンダを使用して、コネクタに接続する際に、絶縁被覆部１４が溶融することもなく、良好な特性を維持したままでのコネクタ接続が可能であった。

本発明に係る細径同軸ケーブルの製造方法によれば、より細径化が可能で、かつ外径変動の少ない電気特性の安定した細径同軸ケーブルが得られるので、この種の分野において有効に活用することができる。

１０細径同軸ケーブル
１２中心導体
１４絶縁被覆層
１６外部導体層
１８保護被覆層
２０空隙部
２２，３２，５０ダイス

Claims

中心導体と、前記中心導体の外周に設けられ、長手方向に連続した空隙部を有する絶縁被覆層と、前記絶縁被覆層の外周に設けられた外部導体層と、前記外部導体層の外周に設けられた保護被覆層とを有する細径同軸ケーブルの製造方法であって、
前記中心導体の挿通用中心孔と、前記中心孔の外周から外方に向けて放射状に伸びる複数の放射状孔とを有するダイスを用い、前記中心孔内に前記中心導体を挿通させながら、前記中心孔および分割孔から溶融した熱可塑性樹脂を押出して、前記ダイスと相似形であって、前記中心導体の外周を覆う内環状部と、この内環状部から外方に延びる複数の連結部とを備えた中間成形体を得た後、
前記中間成形体を溶融押出機のヘッド部に導いて、円環状の被覆ダイスによって、前記連結部間に連なる外環状部を押出被覆して、前記空隙部を有する前記絶縁被覆層を形成し、
その後に、前記絶縁被覆層の外周に前記外部導体層および保護被覆層とを順次被覆形成することを特徴とする細径同軸ケーブルの製造方法。