JP2010257777A

JP2010257777A - 電線及びその製造方法

Info

Publication number: JP2010257777A
Application number: JP2009106908A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Rinka; 達則林下; Hirokazu Takahashi; 宏和高橋
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2029-04-24
Also published as: JP5381281B2

Abstract

【課題】優れた耐久性を確保しつつ細径化された電線及びその製造方法を提供する。
【解決手段】中心導体２、絶縁体４、外部導体６及び外被７が同軸状に順次積層された電線１において、最外層の外被７が、メルトフローレートが２５以上４５以下であるＥＴＦＥからなり、厚さが１０μｍ以上３０μｍ以下とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電線及びその製造方法に関する。

外被をＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体樹脂）で形成した絶縁電線や同軸電線が知られている。例えば、ＡＷＧ（ＡｍｅｒｉｃａｎＷｉｒｅＧａｕｇｅ）の規格による＃２８の銀めっき銅線にピッチ３．０ｍｍ、うねり高さ０．６５ｍｍの連続する正弦波状うねりを形成した中心導体上に、厚さ０．１３ｍｍ×幅０．８ｍｍの気孔率７５％の第１の気孔性ＰＴＦＥテープをピッチ３．０ｍｍで螺旋状に間隔巻きし、この上に更に厚さ０．１３ｍｍ×幅２ｍｍの気孔率７５％の第２の気孔性ＰＴＦＥテープをピッチ５．５ｍｍで第１のテープと巻回方向を逆方向にして螺旋状に一重巻回して気孔性テープ巻回絶縁層を形成し、この外周に外部導体として外径０．０６ｍｍのすずめっき銅線４０本の横巻きシールドを施し、更にその外周にＥＴＦＥ押出し被覆層を施したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、導体芯線と、この導体芯線の周りに樹脂を押し出して被覆した被覆層とを有する極細絶縁電線において、被覆層の樹脂として、ＥＴＦＥなどの樹脂が使用可能であることが示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−２５９６５７号公報特開２００４−５６３０２号公報

携帯端末や小型ビデオカメラ、医療用機器等の電子機器において、機器のさらなる小型化や薄型化を図るため、相対移動される筐体や部品間を電気的に接続し、屈曲、捻回または摺動する電線のさらなる細径化が望まれており、電線の外被を薄肉化することが考えられる。

外被の樹脂として、薄肉性に富んだフッ素樹脂（ＰＦＡ）を用いれば、外被の厚みを例えば３０μｍ以下に薄くして電線を細径化することができるが、厚みが３０μｍ以下になると外被の耐摩耗性が低下してしまう。そして、外被の耐摩耗性が低下すると、組立加工などでのハンドリング時や収容スペースへの実装により、外被が破けるなどの不具合を生じるおそれがある。

また、特許文献１，２にはＥＴＦＥを電線の外被の樹脂材料として用いることが開示されているが、一般的な成形条件による押出被覆では薄肉に被覆することが困難であった。

本発明の目的は、優れた耐摩耗性を確保しつつ細径化された電線及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明の電線は、導体の外周が樹脂によって覆われた電線であって、
最外層を形成する樹脂が、メルトフローレートが２５以上４５以下であるＥＴＦＥからなり、厚さが１０μｍ以上３０μｍ以下とされていることを特徴とする。

また、本発明の電線において、中心導体、絶縁体、外部導体及び外被が同軸状に順次積層された構造を有する同軸電線であることが好ましい。

また、本発明の電線において、前記外被の外径が０．３５ｍｍ以下であり、前記中心導体の外周側に隣接する前記絶縁体がＰＦＡから形成されていることが好ましい。

本発明の電線の製造方法は、導体の外周が樹脂によって覆われた電線の製造方法であって、
引き落とし比を２５０以上としてメルトフローレートが２５以上４５以下であるＥＴＦＥを押出被覆し、厚さ１０μｍ以上３０μｍ以下の最外層を形成することを特徴とする。

本発明の電線によれば、最外層がＥＴＦＥからなるので、高い耐摩耗性を確保することができる。しかも、最外層を形成する樹脂のメルトフローレートが２５以上４５以下であり、最外層の厚さが１０μｍ以上３０μｍ以下とされているので細径化も図ることができる。これにより、回転や摺動など相対移動される筐体間を電気的に接続するために狭い収容スペースに収容される電線として良好に用いることができる。
また、本発明の電線の製造方法によれば、優れた耐久性を確保しつつ細径化された電線を円滑に製造することができる。

本発明に係る電線の実施形態の例であり、電線の各部材を段階的に露出させた端部の斜視図である。図１の電線の断面図である。図１の電線の外被を押出成形する様子を示す断面図である。

以下、本発明に係る電線及びその製造方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は電線の各部材を段階的に露出させた端部の斜視図、図２は電線の断面図である。

図１及び図２に示すように、電線１は、中心導体２と外部導体６とを有する同軸電線である。
この電線１は、中央に中心導体２が配置され、この中心導体２の周囲に絶縁体４が形成され、さらに絶縁体４の周囲に外部導体６が配置されている。そして、この外部導体６の周囲に外被７が被覆されている。

中心導体２は、導電性金属の細径線材を複数本用いて構成されている。本実施形態では、極細径の銅合金線３を７本用いて、１本の銅合金線３の周囲に６本の銅合金線３を撚り合わせたものが用いられている。
銅合金線３は、０．１重量％以上３重量％以下の銀を含有した銅合金から形成されたもので、その線径は０．０１０ｍｍ以上０．０２５ｍｍ以下とされている。そして、この銅合金線３は、その表面に、錫、銀またはニッケルのめっき層が形成されている。
例えば、銀濃度０．１〜１％の銅合金線３を撚り合わせた中心導体２は、その引張強度が６００ＭＰａ以上で、導電率が８５％ＩＡＣＳ以上となっている。

絶縁体４は、フッ素系樹脂である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）から形成され、その外径は、約０．０７〜０．２０ｍｍとされている。

外部導体６は、導電性金属の細径線材（例えば錫めっき銅合金線）を複数本用いて編組または横巻きされ、絶縁体４の周囲を覆うように設けられている。
なお、外部導体６としては、例えば、金属テープを絶縁体４の外周に縦添えまたは螺旋巻きしたものでも良い。
横巻や編組の場合、線材は銅線や銅合金線（錫銅合金）で太さ（直径）は０．０１〜０．０４ｍｍである。
金属テープ（樹脂テープの上に金属層がある）使用の場合は、樹脂テープの厚さが２〜１０μｍ程度、金属層（銅やアルミニウム）が０．１〜３μｍである。

電線１の最外層を形成する外被７となる樹脂は、フッ素系樹脂であるＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）が用いられている。この外被７は、その厚さが１０μｍ以上３０μｍ以下とされ、外径は、０．３５ｍｍ以下とされている。
そして、この外被７は、その樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ：ＭｅｌｔＦｌｏｗＲａｔｅ）が２５（ｇ／１０分）以上４５（ｇ／１０分）以下である。

上記構成の電線１は、携帯端末や小型ビデオカメラや医療用機器等の電子機器などに用いられ、屈曲、捻回または摺動する電線としても用いられる。

上記電線１を接続するために端末処理する場合は、まず、電線１の外被７を、端部から所定距離離れた位置で切断し、端部側を引き抜いて除去する。
その後、外部導体６を外被７の切断位置より所定長さ端部に寄った位置で切断し、端部側の外部導体６を引き抜いて除去する。
その後、絶縁体４を、さらに端部寄りの位置で切断し、端部側の絶縁体４を引き抜いて除去する。

このような構成の電線１によれば、最外層の外被７がＥＴＦＥからなるので、優れた耐摩耗性を確保することができる。しかも、最外層の外被７の厚さが１０μｍ以上３０μｍ以下とされているので外径０．３５ｍｍ以下として細径化も図ることができる。これにより、回転や摺動などされて狭い収容スペースに収容される電線として良好に用いることができる。

本実施形態のように、外被７をＥＴＦＥから形成した電線１によれば、組み立て加工でのハンドリング時や収容スペースへの実装時に、外被７が破ける不具合を防止することができる。
例えば、１００セットの製品に電線を実装した際に電線に傷がついて外傷不良となる不良回数は、ＰＦＡで外被７を形成した場合では３回発生したが、ＥＴＦＥで外被７を形成した場合では０回であった。ＥＴＦＥはＰＦＡに比べて引張破断強度が１．３倍程度、伸度が１．２倍程度であり、端末加工時に傷が付きにくいと考えられる。

また、最外層の外被７を形成する樹脂のＭＦＲが２５以上４５以下であるので、外被７を薄肉で押出成形することができる。
また、上記実施形態の電線１は、その外径が０．３５ｍｍ以下であり、中心導体２の外周側に隣接する絶縁体４がＰＦＡから形成されているので、絶縁体の誘電率が低く、極細径でありながら低容量の電線を得ることができる。また、絶縁体をＰＦＡから形成して外被をＥＴＦＥから形成する場合、絶縁体（ＰＦＡ）の方が融点が高く、外被を押出被覆するときに、絶縁体が熱のダメージを受けることがなく好ましい。

なお、ＥＴＦＥは良好な機械的特性を有するが、誘電率は、ＰＦＡが約２．１であるのに対してＥＴＦＥが２．６〜２．７であるため、ＥＴＦＥは低容量が要求される電線の絶縁体４としては不向きである。

次に、上記の電線１を製造する方法について説明する。
まず、０．１重量％以上３重量％以下の銀を含有した銅合金からなる極細径の７本の銅合金線３を撚り合わせて中心導体２とする。銅合金線３として、例えば銀濃度が０．６重量％の銀銅合金を使用する。この中心導体の引張強度は６００ＭＰａ以上で、導電率が８５％ＩＡＣＳ以上である。銀濃度を２重量％とする場合は、中心導体の引張強度は９５０ＭＰａ以上で、導電率が７０％ＩＡＣＳ以上８０％ＩＡＣＳ以下である。
そして、この中心導体２の外周に、絶縁体４となるＰＦＡを押し出し被覆する。
なお、絶縁体４は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂テープを巻き付けて構成しても良い。
例えば、銀を０．１〜１重量％含む直径０．０２５ｍｍの導体（銀銅合金線）を７本撚り合わせて、直径０．０７５ｍｍの中心導体とする。それに厚さ０．０５０ｍｍの発泡ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）テープを螺旋巻きする。その上に、厚さ０．００４ｍｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）テープを螺旋巻きする。導体の寸法や絶縁体の厚さをより小さくしてより細径にしたものでもよい。

次に、絶縁体４の外周に、導電性金属の複数本の細径線材を編組または横巻きして外部導体６を設ける。

その後、外部導体６の外周に、外被７となるＭＦＲが２５以上４５以下のＥＴＦＥを押出被覆し、厚さが１０μｍ以上３０μｍ以下の外被７を形成する。これにより、外径が０．３５ｍｍ以下の電線１とする。
なお、外部導体６の外周に、ＰＥＴなどの樹脂テープを押さえ巻きとして巻き付けてから外被７を形成しても良い。

ここで、ＥＴＦＥを押出被覆して電線１の最外層に外被７を形成するには、押出成形に用いるダイス及びポイントを選択することにより、成形条件である引き落とし比を、２５０以上１０００以下とする。
引き落としによる外被の押出成形の様子を、図３に示す。
ダイス１１とポイント１２の間の樹脂流路１３にＥＴＦＥ樹脂を供給する。ポイント１２の中心を通貫通孔に外部導体が巻かれた電線（被覆前コア）８を通過させる。ダイス１１とポイント１２の間の出口から押し出された樹脂７は、すぐには被覆前コア（外部導体）８には接触せず、だんだん細くなって出口から離れた地点で被覆前コア８に接触して被覆される。

引き落とし比は、（ダイス内径）^２−（ポイント外径）^２／（電線仕上がり径）^２−（被覆前コア径）^２で求められる。ＥＴＦＥが電線の被覆に使用される場合、引き落とし比は通常５０ないし１００である。本発明はそれを２５０以上と従来になく大きな値とすることにより、薄肉のＥＴＦＥ外被を実現することに成功した。メルトフローレート（ＭＦＲ）が２５（ｇ／１０分）以上４５（ｇ／１０分）以下（温度２９７℃、荷重５ｋｇ）であるものを使用することにより引き落とし比をこの範囲とすることができた。
これにより、外部導体６の外周に、厚さ１０μｍ以上３０μｍ以下の外被７を形成することができる。

電線仕上がり径を０．３５ｍｍ、外被の厚さを０．０３ｍｍとする場合、ダイス内径の２乗とポイント外径の２乗の差が３０．４ｍｍ^２となるようにダイスとポイントとを組み合わせて使用する。ポイントの端とダイスの端とはそれぞれが同一面にあるように組み合わされる。
この組み合わせのダイス１１とポイント１２の間の樹脂流路１３にＭＦＲが２５以上４５以下（例えば３０）のＥＴＦＥ樹脂を供給する。

上記の電線の製造方法によれば、高い耐摩耗性を確保しつつ細径化され、回転や摺動など相対移動される筐体間を電気的に接続するために狭い収容スペースへの配線に適した電線１を円滑に製造することができる。

なお、上記実施形態では、中心導体２、絶縁体４、外部導体６及び外被７が同軸状に順次積層された構造を有する同軸電線からなる電線１を例示して説明したが、外周が樹脂によって覆われた電線であれば、同軸電線に限定されず、導体の周囲を外被で覆った絶縁電線にも適用可能である。

例えば、錫めっき銅合金などの線径０．０１６ｍｍの素線を７本撚りして線径０．０５ｍｍの導体を形成し、その外周にＥＴＦＥを押出被覆して厚さ３０μｍの外被を形成し、外径０．１１ｍｍとしたような絶縁電線でも良い。
この場合、外被を２層構造とし、その内層をＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂テープを巻き付けて構成したり、またはＰＦＡ等の別の樹脂を押出被覆しても良い。絶縁体の内層にＰＦＡを使用することにより絶縁体の誘電率を低くすることができ、外層にＥＴＦＥを使用することにより絶縁体（この場合は外被も兼ねる）の耐摩耗性を向上することができる。

１：電線、２：中心導体、４：絶縁体、６：外部導体、７：外被

Claims

導体の外周が樹脂によって覆われた電線であって、
最外層を形成する樹脂が、メルトフローレートが２５以上４５以下であるＥＴＦＥからなり、厚さが１０μｍ以上３０μｍ以下とされていることを特徴とする電線。
請求項１に記載の電線であって、
中心導体、絶縁体、外部導体及び外被が同軸状に順次積層された構造を有する同軸電線であることを特徴とする電線。
請求項２に記載の電線であって、
前記外被の外径が０．３５ｍｍ以下であり、前記中心導体の外周側に隣接する前記絶縁体がＰＦＡから形成されていることを特徴とする電線。
導体の外周が樹脂によって覆われた電線の製造方法であって、
引き落とし比を２５０以上としてメルトフローレートが２５以上４５以下であるＥＴＦＥを押出被覆し、厚さ１０μｍ以上３０μｍ以下の最外層を形成することを特徴とする電線の製造方法。