JP2014235923A

JP2014235923A - 同軸電線およびその製造方法

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Publication number: JP2014235923A
Application number: JP2013117467A
Authority: JP
Inventors: 仁遠藤; Hitoshi Endo; 裕平真山; Yuhei Mayama; 康宏高井; Yasuhiro Takai; 光昌嶋田; Mitsumasa Shimada
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2014-12-15
Also published as: KR20140142671A; TW201447930A; CN104217813A

Abstract

【課題】ポリオレフィン系樹脂が被覆され、且つ、細径化された同軸電線を提供する。【解決手段】中心導体２の周囲に、絶縁層４、外部導体６及び外被８が同軸状に順次積層された同軸電線１であって、中心導体２はＡＷＧ３２以下の断面積を有する撚線から構成され、絶縁層４は、架橋ポリオレフィン系樹脂から構成されるとともに、厚さ０．０２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とされ、中心導体２と絶縁層４との間には隙間Ｓが形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、同軸電線およびその製造方法に関する。

シラングラフトポリエチレンを含む架橋性樹脂組成物を形成し、この架橋性樹脂組成物を導体上に押出被覆させた後で、架橋させた同軸電線が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１３３９６２号公報

近年、同軸電線を細径化したいという要求があるが、特許文献１における導体はその断面積が２２ｍｍ^２と太径であり、同軸電線の細径化には限界がある。また、ポリエチレン系樹脂は、充実押出被覆における押出性は良好であるものの、導体の周囲に薄く被覆するための引落被覆に適用することが困難である。そのため、従来、引落被覆により形成される細径同軸電線の絶縁層としては高価なフッ素系樹脂が用いられている場合が多い。

そこで、本発明は、ポリオレフィン系樹脂が被覆され、且つ、細径化された同軸電線およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の同軸電線は、
中心導体の周囲に、絶縁層、外部導体及び外被が同軸状に順次積層された同軸電線であって、
前記中心導体はＡＷＧ３２以下の断面積を有し、
前記絶縁層は、架橋ポリオレフィン系樹脂から構成されるとともに、厚さ０．０２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とされ、
前記中心導体と前記絶縁層との間に隙間が形成されている。

上記の目的を達成するために、本発明の同軸電線の製造方法は、
複数本の金属素線を撚り合わせて中心導体を構成し、
前記中心導体の外周に、引き落とし比が５０以上２００以下であるポリオレフィン系樹脂を引き落としにより被覆することで、厚さ０．０２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の絶縁層を形成し、
前記絶縁層の外周に外部導体を配置し、
前記外部導体の外周に外被を形成し、
前記絶縁層を架橋する。

本発明によれば、ポリオレフィン系樹脂が被覆され、且つ、細径化された同軸電線およびその製造方法を提供することができる。

本発明に係る同軸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の同軸電線の断面図である。絶縁層の押出性とメルトインデックスおよびメルトテンションとの関係を示すグラフである。図１の絶縁層を引き落としにより押出成形する様子を示す断面図である。

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の実施形態に係る同軸電線は、
（１）中心導体の周囲に、絶縁層、外部導体及び外被が同軸状に順次積層された同軸電線であって、
前記中心導体はＡＷＧ３２以下の断面積を有し、
前記絶縁層は、架橋ポリオレフィン系樹脂から構成されるとともに、厚さ０．０２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とされ、
前記中心導体と前記絶縁層との間に隙間が形成されている。
この構成によれば、厚さ０．０２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下のポリオレフィン系樹脂が中心導体の周囲に引き落としにより押出被覆され、さらに架橋されることで、絶縁層が形成されている。そのため、絶縁層を薄肉化させることにより同軸電線を細径化することができるとともに、細径同軸電線を安価に提供することができる。

（２）前記ポリオレフィン系樹脂は、メルトインデックスが１．４ｇ／１０ｍｉｎ以上８．１ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、メルトテンションが２．５ｇｆ以上１１．５ｇｆ以下であることが好ましい。
この構成によれば、メルトインデックスおよびメルトテンションが上記範囲内にあることで絶縁層を構成するポリオレフィン系樹脂の良好な押出性を維持することができる。

（３）前記絶縁層は、高密度ポリエチレンとアイオノマーとを含むことが好ましい。
この構成によれば、絶縁層が上記材料を含むことにより、同軸電線の細径化が実現できるとともに安定した押出被覆が可能となる。

（４）前記中心導体は、単線導体であることが好ましい。
（５）前記中心導体は、錫メッキ線であることが好ましい。
いずれの構成も、本願発明の実施形態に係る同軸電線に用いられる中心導体の一例として好適である。

（６）前記絶縁層は、電離放射線により架橋されていることが好ましい。
この構成によれば、耐リフロー性等の耐熱性や機械的強度が向上した絶縁層を有する同軸電線を製造することができる。

本願発明の実施形態に係る同軸電線の製造方法は、
（７）複数本の金属素線を撚り合わせて中心導体を構成し、
前記中心導体の外周に、引き落とし比が５０以上２００以上であるポリオレフィン系樹脂を引き落としにより被覆することで、厚さ０．０２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の絶縁層を形成し、
前記絶縁層の外周に外部導体を配置し、
前記外部導体の外周に外被を形成し、
前記絶縁層を架橋する。
この構成によれば、中心導体の周囲にポリオレフィン系樹脂を引き落としにより被覆してさらに架橋することで厚さ０．０２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下という薄肉化された絶縁層が形成されている。そのため、細径化された同軸電線を安価に製造することができる。

[本願発明の実施形態の詳細]
以下、本発明に係る同軸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は同軸電線の各部材を段階的に露出させた端部の斜視図、図２は同軸電線の断面図である。

図１及び図２に示すように、同軸電線１は、中央に中心導体２が配置され、この中心導体２の周囲に絶縁層４が形成され、さらに絶縁層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８が被覆されている。

本実施形態では、中心導体２は、極細径の銅合金線３（例えば、銀メッキ銅合金線）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ＡＷＧ（American Wire Gauge）３２相当の断面積より小さい断面積を有する細径の撚線から構成されている。銅合金線３は、線径が例えば０．０５ｍｍである。また、撚線径は、好ましくはＡＷＧ３６相当以下の細径である。中心導体２は、単線導体でもよい。単線導体の場合の中心導体２の大きさ（断面積）は撚線の場合と同様である。
従来は、細径電線の絶縁層にはフッ素樹脂が使用されていたが、フッ素樹脂は滑りがよいので中心導体と絶縁層との滑りを抑えるために中心導体には撚線が用いられていた。しかし、本実施形態のように、後述のポリオレフィン系樹脂を絶縁層４に使用すると、中心導体２が単線導体であっても絶縁層４が中心導体２上を滑らず安定して引き落とし被覆をすることができる。
中心導体２として用いられる銅合金線３としては、銀メッキ線以外に錫メッキ線を使用することもできる。ポリオレフィン系樹脂はフッ素樹脂よりも溶融温度が低いので、錫メッキ線を中心導体２に使用してもメッキが溶融することがない。

絶縁層４は、ポリオレフィン系樹脂から形成され、その厚さは０．０２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とされている。また、絶縁層４の外径は、約０．１０〜０．９０ｍｍである。絶縁層４は、中心導体２の外周にポリオレフィン系樹脂を引き落としにより押出被覆することにより形成される。これにより、図２に示すように、中心導体２と絶縁層４との間には微小な隙間Ｓが設けられている。引き落としによる押出被覆については、追って詳述する。
絶縁層４を構成するポリオレフィン系樹脂は、中心導体２の外周に押出被覆された後で、電離放射線を照射することにより架橋されている。電離放射線源としては加速電子線、ガンマ線、Ｘ線、α線、紫外線等を例示することができる。線源利用の簡便さや電離放射線の透過厚み、架橋処理の速度等、工業的利用の観点からは、特に加速電子線が好ましい。

ここで、いくつかの異なる樹脂材料を用いて引き落としによる押出被覆により絶縁層４を形成し、各樹脂材料における押出性とメルトインデックスおよびメルトテンションとの関係を調べた。図３に示すように、ポリオレフィン系樹脂のメルトインデックスおよびメルトテンションがあるレベル以上であれば、引き落としによる押出性が良好であることが判明した。具体的には、絶縁層４は、ポリオレフィン系樹脂のメルトインデックスが１．４ｇ／１０ｍｉｎ以上８．１ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、メルトテンションが２．５ｇｆ以上１１．５ｇｆ以下であると、引き落としによる押出性が良好であることが判明した。図３では、ポリオレフィン系の樹脂（例えば、高密度ポリエチレン（High Density Polyethylene、以下ＨＤＰＥとする）樹脂＋アイオノマー）、半硬質ＨＦ（ハロゲンフリー）樹脂、ＨＤＰＥ樹脂および広分子量分布樹脂については１９０℃および荷重２．１６ｋｇで測定したメルトインデックスと１９０℃で測定したメルトテンションとを示し、フッ素樹脂（ＭＦＡ、ＰＦＡ）については３３０℃および荷重２．１６ｋｇで測定したメルトインデックスと３３０℃で測定したメルトテンションとを示す。

本例で用いられるポリオレフィン系樹脂としては、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）とアイオノマーとを含む樹脂材料、環状オレフィンとエチレンブテンとアイオノマーとを含む樹脂材料、ランダムポリプロピレンとポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）とスチレン系熱可塑性エラストマー（ＳＥＢＳ）とを含む樹脂材料、およびＨＤＰＥとＰＰＥとＳＥＢＳとを含む樹脂材料のうちのいずれか一つを用いるのが好適であることが判明した。引落押出性の観点からは、特に、ＨＤＰＥとアイオノマーとを含む樹脂材料、環状オレフィンとエチレンブテンとアイオノマーとを含む樹脂材料を用いることが好ましい。

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（外径が０．０３〜０．０５ｍｍ程度）を複数本用いて編組または横巻きされ、絶縁層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、金属テープを絶縁層４の外周に縦巻きまたは螺旋巻きしたものでもよい。金属テープは、ＰＥＴなどの樹脂テープに金属箔を貼ったものを使用できる。樹脂テープの厚さは０．０１５〜０．０３５ｍｍのものがある。

外被８は、ポリエステルテープ（例えばＰＥＴテープ）が巻き付けられて構成される。または、外被８は、絶縁層４と同じポリオレフィン樹脂が、絶縁層４と同様に引き落とし押出被覆により形成される。

次に、上記の同軸電線１を製造する方法について説明する。
まず、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。例えば、直径０．０５ｍｍの銅合金線３を７本撚り合わせて、直径０．１５ｍｍ程度の中心導体２を形成する。

そして、この中心導体２の外周に、絶縁層４となるポリオレフィン系樹脂を押出被覆する。ポリオレフィン系樹脂を引き落としにより押出被覆して絶縁層４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、５０以上２００以下とすればよい。
引き落としによる絶縁層４の押出成形の様子を、図４に示す。ダイス１１とポイント１２の間の樹脂流路１３に樹脂７（ポリオレフィン系樹脂）を供給する。ポイント１２の中心を通る貫通孔に中心導体２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、すぐには中心導体２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中心導体２に接触して被覆される。これにより、図２に示すように、撚線により構成される中心導体２と絶縁層４との間には微小な隙間Ｓが設けられる。

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−（中心導体の径）^２で求められる。本例においては、絶縁層４を構成するポリオレフィン系樹脂の引き落とし比を５０以上２００以下とすることにより、中心導体２の外周に、厚さ０．０２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の薄肉の絶縁層４を実現することに成功した。

次に、絶縁層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を形成する。
その後、外部導体６の外周に、絶縁層４と同様にポリオレフィン樹脂を引き落とし押出被覆することにより、外被８が形成される。絶縁層４の外周を外部導体６および外被８により覆い同軸電線１を形成してから、同軸電線１に電離放射線を照射することにより絶縁層４と外被８の架橋を行う。

このようにして、外径が例えば０．６４ｍｍの同軸電線１が形成される。
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８を形成してもよい。また、中心導体２の外周に絶縁層４を形成した状態で電離放射線による架橋を行ってもよい。

以上説明したように、本実施形態の同軸電線１によれば、中心導体２の外周に、厚さ０．０２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下のポリオレフィン系樹脂により薄肉化された絶縁層４が形成されている。そのため、細径化された同軸電線１を安価に提供することができる。

また、本実施形態においては、絶縁層４を構成するポリオレフィン系樹脂（架橋前）のメルトインデックス（１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）が１．４ｇ／１０ｍｉｎ以上８．１ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、メルトテンションが２．５ｇｆ以上１１．５ｇｆ以下であることが好ましい。この構成によれば、メルトインデックスおよびメルトテンションが上記範囲内にあることで架橋ポリオレフィン系樹脂の引き落としによる押出性を良好に保つことができる。

また、本実施形態においては、絶縁層４は、高密度ポリエチレンとアイオノマーとを含む樹脂材料から構成されていることが好ましい。この構成によれば、同軸電線１の細径化が実現できるとともに安定した押出被覆が可能となる。

また、本実施形態においては、絶縁層４は、電離放射線により架橋されていることが好ましい。この構成によれば、耐リフロー性等の耐熱性や機械的強度が向上した絶縁層を有する同軸電線を製造することができる。

中心導体の周囲に、絶縁層、外部導体及び外被を同軸状に順次積層して、以下に示す構成の実施例１〜３の同軸電線（ＡＷＧ＃３６）を用意する。実施例１〜３の同軸電線の組成および特性を表１に示す。外被はいずれの例もＰＥＴテープを螺旋巻きした。実施例１の同軸電線の特性インピーダンスは５０Ωである。

実施例１は、絶縁層がＨＤＰＥとアイオノマーとを含む樹脂材料から構成されている。実施例２は、絶縁層が環状オレフィンとエチレンブテンとアイオノマーとを含む樹脂材料から構成されている。実施例３は、絶縁層がランダムＰＰとＰＰＥとＳＥＢＳから構成されている。実施例１〜３について、それぞれ伸び（％）、抗張力（ＭＰａ）等の特性を測定したところ、いずれの実施例においても実用上適正な範囲内であった。そのため、実施例１〜３のポリオレフィン系樹脂材料を用いた絶縁層はいずれも実用可能であることが確認できた。

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

１：同軸電線
２：中心導体
４：絶縁層
６：外部導体
７：樹脂
８：外被

Claims

中心導体の周囲に、絶縁層、外部導体及び外被が同軸状に順次積層された同軸電線であって、
前記中心導体はＡＷＧ３２以下の断面積を有し、
前記絶縁層は、架橋ポリオレフィン系樹脂から構成されるとともに、厚さ０．０２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とされ、
前記中心導体と前記絶縁層との間に隙間が形成されている、同軸電線。
前記架橋ポリオレフィン系樹脂は、メルトインデックスが１．４ｇ／１０ｍｉｎ以上８．１ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、メルトテンションが２．５ｇｆ以上１１．５ｇｆ以下である、請求項１に記載の同軸電線。
前記絶縁層は、高密度ポリエチレンとアイオノマーとを含む、請求項１または請求項２に記載の同軸電線。
前記中心導体は、単線導体である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の同軸電線。
前記中心導体は、錫メッキ線である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の同軸電線。
前記絶縁層は、電離放射線により架橋されている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の同軸電線。
複数本の金属素線を撚り合わせて中心導体を構成し、
前記中心導体の外周に、引き落とし比が５０以上２００以上であるポリオレフィン系樹脂を引き落としにより被覆することで、厚さ０．０２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の絶縁層を形成し、
前記絶縁層の外周に外部導体を配置し、
前記外部導体の外周に外被を形成し、
前記絶縁層を架橋する、同軸電線の製造方法。