JP2011108492A - 電線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた耐摩耗性を確保しつつ外被の偏肉なく細径化された電線の製造方法を提供する。
【解決手段】ポイント１２とダイス１１との間の樹脂流路１３から樹脂Ｒを引き落としながらシールドコア８に樹脂Ｒからなる外被７を被覆し、外被７の外径が０．２５ｍｍ以下であり、外被７の外径に対するシールドコア８の外径の比が１．１５以下である電線１を製造する方法であって、ダイス内径とポイント外径との差を０．５ｍｍ以上とし、樹脂Ｒのメルトフローレートを５０ｇ／１０分以上とし、引き落としバランスを０．９９以上１．１０以下とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、外周が外被によって覆われた電線の製造方法に関する。

外被をＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）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（American Wire Gauge）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）。
また、成形条件である引き落とし比を１００として樹脂を押し出して被覆することも知られている（非特許文献１参照）。

特開平９−２５９６５７号公報 特開２００４−５６３０２号公報

ポリフロン ハンドブック ダイキン工業株式会社 １９８３年１２月再訂版

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。

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。
また、外被を薄肉で被覆すると、外被に肉厚の偏りが発生することがあり、このような場合、肉薄部分での耐圧不良が生じてしまう。また、樹脂に顔料を混入させて着色する場合、肉厚の偏りによって薄い部分で内部の電線の色が浮き出るなどにより、色相不良を引き起こしてしまう。

本発明の目的は、外被の偏肉なく細径化された電線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の製造方法は、ポイントとダイスとの間の樹脂流路から樹脂を引き落としながらコア部に前記樹脂からなる外被を被覆し、前記外被の外径が０．２５ｍｍ以下であり、前記外被の外径に対する前記コア部の外径の比が１．１５以下である電線を製造する製造方法であって、
前記ダイスの内径と前記ポイントの外径との差を０．５ｍｍ以上とし、前記樹脂のメルトフローレートを５０ｇ／１０分（温度３７２℃、荷重５ｋｇ）以上とし、引き落としバランスを０．９９以上１．１０以下とすることを特徴とする。

また、本発明の電線の製造方法において、前記外被に使用する樹脂は、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、パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体、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、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミドの何れかであることが好ましい。

本発明の電線の製造方法によれば、ダイスとポイントとのずれの影響を極力抑えて外被を被覆することができ、外被の偏肉が極力抑えられ、偏肉による外被でのピンホールの発生のない細径化された電線を円滑に製造することができる。また、樹脂に顔料を混入させて外被を着色した場合においても、外被の偏肉による色相不良のない電線を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。 （ａ）は図３におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図３におけるＢ−Ｂ断面図である。

以下、本発明に係る電線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、この電線１は、中心導体２、絶縁体４及び外部導体６からなるシールドコア（コア部）８の周囲に、外被７が被覆されて構成されている。

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、例えば、０．１重量％以上１０重量％以下の銀を含有した銅合金から形成されたものであり、その線径は０．０１０ｍｍ以上０．０２５ｍｍ以下とされている。この銅合金線３は、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０．１〜５重量％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６５％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）を使用する場合は、樹脂テープの厚さが２〜２０μｍ程度、金属層（銅やアルミニウム）が０．１〜２０μｍである。

シールドコア８の周囲に設けられて電線１の最外層を形成する外被７となる樹脂としては、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）、ＭＦＡ（パーフルオロメチ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）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＩ（ポリイミド）の何れかが用いられている。これらの樹脂を用いることにより、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への配線に適した電線１とすることができる。

電線１は、外被７の外径が０．２５ｍｍ以下であり、また、シールドコア８の外径に対する外被７の外径の比が１．１５以下である。外被７の外径が０．２５ｍｍであれば、外被７の厚さは０．０１６ｍｍ以下であり、外被７の外径が０．２２ｍｍであれば外被７の厚さは０．０１４ｍｍ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。

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１０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５重量％とする場合は、中心導体２の引張強度は１２０ＭＰａ以上で、導電率が６５％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０．１〜５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２とする。それに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）を押し出し被覆して、例えば外径０．２２ｍｍの絶縁体を形成する。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となる樹脂を押出被覆し、外被７を形成する。これにより、外径が０．２５ｍｍ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。

樹脂を押出被覆してシールドコア８に対して外被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、成形条件を所定の条件として押出被覆する。

ここで、引き落としによる外被７の押出成形の様子を、図３及び図４に示す。
押し出し機を構成するダイス１１とポイント１２の間の樹脂流路１３に樹脂Ｒを供給する。ダイス１１の端とポイント１２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。ポイント１２の中心を貫通孔１４に外部導体６が巻かれたシールドコア８を通過させる。ダイス１１とポイント１２の間の出口である吐出口１５から押し出された樹脂Ｒは、すぐにはシールドコア８には接触せず、徐々に細くなって出口から離れた地点でシールドコア８に接触して被覆される。

上記の引き落としによる押出成形時に、ダイス１１の内径とポイント１２の外径との差を０．５ｍｍ以上とし、この状態で、メルトフローレート（ＭＦＲ）を５０ｇ／１０分（温度３７２℃、荷重５ｋｇ）とした樹脂Ｒを供給する。このとき、ダイス１１とポイント１２との間の形状と外被７の形状の相似度合いである引き落としバランスＤＲＢを０．９９以上１．１０以下とする。引き落としバランスＤＲＢは、「（ダイス内径×シールドコア径）／（電線仕上がり径×ポイント外径）」で求められる。図４に示すように、ポイント外径Ａ，ダイス内径Ｂ，シールドコア径ａ，電線仕上がり外径ｂとした場合、Ａ／Ｂと＝ａ／ｂとの比率が引き落としバランスＤＲＢであり、よって、引き落としバランスＤＲＢは、「ＤＲＢ＝（Ｂ×ａ）／（ｂ×Ａ）」となる。

ここで、ダイス１１とポイント１２は、完全に同心状に組み合わせることは困難であり、僅かにずれが生じる。ダイス１１とポイント１２との間の樹脂流路１３の吐出口１５が大きい場合ではダイスとポイントの中心が僅かにずれたとしても偏肉が生じにくいが、樹脂流路１３の吐出口１５が小さいと、ダイス１１とポイント１２とのずれの影響によって外被７に偏肉が生じてしまう。

本実施形態では、ダイス内径Ｂとポイント外径Ａとの差を０．５ｍｍ以上とし、樹脂Ｒのメルトフローレートを５０ｇ／１０分以上（温度３７２℃、荷重５ｋｇ）とし、引き落としバランスＤＲＢを０．９９以上１．１０以下として外被７をシールドコア８に被覆するので、ダイス１１とポイント１２とのずれの影響を極力抑えることができる。

また、「（ダイス内径）^２−（ポイント外径）^２／（電線仕上がり径）^２−（シールドコア径）^２」で求められる引き落とし比ＤＤＲを高くすると、樹脂Ｒにかかるせん断応力が減少することで粘度が上がり、流動性が低下してシールドコア８への樹脂Ｒの追従安定性が悪化して良好な被覆が行えなくなる。したがって、引き落とし比ＤＤＲは通常５０ないし１００である。しかし、本発明ではダイス内径Ｂとポイント外径Ａとの差を０．５ｍｍ以上とし、樹脂Ｒのメルトフローレートを５０ｇ／１０分（温度３７２℃、荷重５ｋｇ）以上とし、引き落としバランスＤＲＢを０．９９以上１．１０以下とすることにより、無理なく引き落とし比ＤＤＲを３００以上とし、薄肉の外被７を実現することを可能とした。

よって、外被７の外径が０．２５ｍｍ以下であり、シールドコア８の外径に対する外被７の外径の比が１．１５以下であり、また、外被７の偏肉が極力抑えられた電線１を製造することができる。したがって、偏肉による外被７でのピンホールの発生をなくし、外被７の破壊耐圧性能を向上させ、樹脂Ｒに顔料を混入させて外被７に着色した場合の偏肉による色相不良のない電線１を製造することができる。

上記の電線の製造方法によれば、外被７の偏肉なく細径化され、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素線を撚って線径０．２１７ｍｍの導体を形成し、その外周に樹脂Ｒを押出被覆して外被７を形成し、外径０．２５ｍｍ以下とした絶縁電線でも良い。

各種の異なる成形条件で外被を被覆した実施例１〜３及び比較例１〜３の電線を製造し、それぞれの電線の外被の偏肉率を測定して評価した。その成形条件及び評価結果を表１に示す。なお、偏肉率は最小厚／最大厚である。

（評価結果）
ダイス内径とポイント外径との差を０．５ｍｍ以上とし、樹脂のメルトフローレートを５０ｇ／１０分以上とし、引き落としバランスを０．９４以上１．１０以下とした実施例１〜３は、何れも外被の偏肉率が９０％以上となり、シールドコアが均一な厚さの外被によって被覆された電線を製造することができた。

これに対して、比較例１では、メルトフローレートを５０ｇ／１０分より小さい４５ｇ／１０分としたため、シールドコアに対して樹脂が円滑に供給されず、追従安定性が低下してシールドコアへの樹脂の塗布切れが生じてしまった。

また、比較例２では、ダイス内径とポイント外径との差を０．５ｍｍよりも小さい０．３ｍｍ以上としたため、ダイスとポイントとの組み合わせ時のずれが大きく影響し、偏肉率が７０％以下となり、外被に大きな偏肉が生じてしまった。

また、比較例３では、引き落としバランスを０．９９以上１．１０以下の範囲から外れた１．１４としたため、引き落としバランスが大きくなりすぎ、シールドコアに対して樹脂が円滑に追従せず、シールドコアへの樹脂の塗布切れが生じてしまった。

１：電線、７：外被、８：シールドコア（コア部）、１１：ダイス、１２：ポイント、１３：樹脂流路、Ｒ：樹脂

Claims (2)

1. ポイントとダイスとの間の樹脂流路から樹脂を引き落としながらコア部に前記樹脂からなる外被を被覆し、前記外被の外径が０．２５ｍｍ以下であり、前記外被の外径に対する前記コア部の外径の比が１．１５以下である電線を製造する製造方法であって、
   前記ダイスの内径と前記ポイントの外径との差を０．５ｍｍ以上とし、前記樹脂のメルトフローレートを５０ｇ／１０分以上とし、引き落としバランスを０．９９以上１．１０以下とすることを特徴とする電線の製造方法。
2. 請求項１に記載の電線の製造方法であって、
   前記外被に使用する樹脂は、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、パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体、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、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミドの何れかであることを特徴とする電線の製造方法。

Images