JP3994009B2 - 電気ケーブル - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本出願は、米国仮特許出願第６０／１６０，９８８号（１９９９年１０月２２出願）の優先権の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、金属箔、金属（特に、アルミニウム）フィルムとプラスチックフィルムとの多層積層体、および電気ケーブルに使用されるプラスチックフィルムに耐腐食性被覆を形成させる方法に関する。
【０００３】
従来の電気ケーブル（同軸ケーブルおよびツイストペアケーブルなど）は、送達される信号に対する近距離および遠距離のＥＭＩ／ＲＦＩ妨害を減少させるために、そしてケーブルからの電気信号の放射を減少させるために金属テープまたは金属箔を使用している。しかし、時間の経過とともに、金属酸化物が箔表面に（腐食により）蓄積するために、ケーブルは、最後には、伝達される信号の有効性が低下することによってこの目的には役に立たなくなる。
【０００４】
腐食という好ましくない現象を低下させる１つの従来的な方法は、ケーブルに塗布されるワックス系物質および／またはオイル系物質などのフラッディング化合物を使用することである。ケーブルが冷えたとき、フラッディング化合物の物理的性質が変化し、これにより、使用前に除去しなければならないワックス状残渣がケーブル表面に残る。従って、この方法は、費用、高温での分解、およびフラッディング化合物の環境的作用のために多くの適用において望ましくない。
【０００５】
従来のテープにおいて現在認められる腐食作用にさらされず、そして直接的な製造能力をも容易にする電気ケーブルを製造するために使用され得る金属テープまたは金属箔が求められている。
【０００６】
（発明の要旨）
前述した内容を考慮して、電気ケーブルにおけるシールド材として使用されたときに腐食作用が除去されているテープの製造方法を提供することは望ましい。本発明の１つの実施形態により、耐腐食性被覆を基体表面に形成させる方法には、架橋性物質を含むコポリマー組成物を再調製することを含む。その後、得られたコポリマー組成物は基体表面に塗布され、そして架橋型コポリマーを形成させるために硬化させられる。本発明の実施形態においては、基体に、金属箔、金属フィルムとプラスチックフィルムとの多層積層体、およびプラスチックフィルムを用いることができる。
【０００７】
別の実施形態において、厚さが約０．０００２５インチ〜約０．００４インチである金属箔を基体に用いることができる。本発明のさらに別の実施形態では、得られた表面被覆は耐腐食性を金属にもたらすことができ、そしてシールドケーブルに適用する場合において好適なオレフィン性化合物に対する結合層を提供することができる。
【０００８】
本発明のさらなる特徴および利点、ならびに本発明の様々な実施形態の構成および操作を、添付された図面を参照して下記に詳しく記載する。
【０００９】
本明細書中に組み入れられ、そして本明細書の一部を構成する添付された図面は、本発明を限定することなく、本発明を例示する。そして、前記図面は、説明とともに、本発明の原理を説明するために、また当業者が本発明を行い、かつ使用できるようにするためにさらに役に立つ。
【００１０】
（発明の詳細な説明）
本発明は、電気ケーブルにおいて使用される耐腐食性テープの製造方法に関する。さらに、本発明は、金属箔、または金属フィルムとプラスチックフィルムとの多層積層体、および電気ケーブル内に見出されるプラスチックフィルムに適用される架橋型コポリマー組成物を含む耐腐食性被覆剤に関する。好ましくは、金属箔は約０．０００２５インチ〜約０．００４インチの厚さを有する。本発明は、電気ケーブルにおけるシールド材として使用されたときに腐食作用を実質的に低下させるために新しいテープの設計物を提供する。さらに、本発明は、新しい耐腐食性テープの設計物を提供し、同時にいくつかのシールドケーブルに適用する際に有用な結合型テープを形成させる。この新しいテープ設計物には、非常に薄い層として金属表面に塗布することができる溶媒型被覆剤が利用される。好ましくは、溶媒は水である。
【００１１】
図１は、本発明の１つの実施形態に従って耐腐食性被覆を形成させるプロセス１００のフローチャートである。耐腐食性被覆は、施された金属の寿命を最適化するために設計されている架橋型コポリマー被覆剤を含む。
【００１２】
工程１０２において、コポリマー組成物が作製される。この組成物は、混合物の形態であり得るか、または溶液であり得る。好ましくは、この組成物は、水溶液（または他の溶媒型溶液）への分散によって形成される。本発明により、組成物の構成成分は、ポリマーおよび溶媒の合計重量に基づいて、約１０％〜約４０％のコポリマー（固体）と約６０％〜約９０％の水（または他の溶媒）溶液とを含む。１つの実施形態により、組成物の構成成分は、ポリマーおよび溶媒の全重量に基づいて、約２５ｗｔ％のコポリマー（固体）と約７５ｗｔ％の水（または他の溶媒）溶液とを含む。
【００１３】
好ましい実施形態において、コポリマーは、エチレン−アクリル酸、エチル−メチル−アクリル酸、イオノマーおよびその他などのアクリル酸型コポリマーである。例えば、コポリマーは、コポリマーの重量に対して、約５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％のアクリル酸および７０ｗｔ％〜９５ｗｔ％のエチレンを含むことができる。あるいは、アクリル酸型コポリマーは、コポリマーの重量に対して約１３％の濃度を有するエチル−メチル−アクリル酸コポリマーを含むことができる。コポリマーの重量に対して約２０ｗｔ％のアクリル酸からなるエチレン−アクリル酸コポリマーなどの多くのアクリル酸型コポリマーを販売者から購入することができる。
【００１４】
工程１０４において、コポリマー組成物が再調製される。再調製工程には、触媒などの架橋性物質をコポリマー組成物に加えることが含まれる。これらの構成成分は、従来の技術に従って混合することができる。
【００１５】
架橋性物質により、金属に対する組成物の結合が改善される。好ましい実施形態において、触媒はアジリジンを含むか、または尿素−ホルムアルデヒド、エポキシおよびその他などの他のカルボキシル反応性架橋剤を含む。これらは市販品を購入することができる。触媒量は、コーティング溶液の重量に対して約１ｗｔ％〜約１０ｗｔ％であり得る。さらに、再調製工程はまた、組成物の固体濃度をさらに低下させるために一定量の溶媒を加えることを含むことができる。この再調製は、凝固点よりも高い任意の温度（室温など）で行うことができる。この再調製により、他の材料に対する被覆の結合性がもたらされ、最終製品の機能性、すなわち、ケーブルに適用する場合における耐腐食性が確保される。
【００１６】
工程１０６では、得られたコポリマー組成物が被覆剤として基体の表面に塗布される。基体は、金属箔、金属フィルムとプラスチックフィルとの多層積層体、またはプラスチックフィルムであり得る。好ましくは、金属は、電気ケーブルにおいて使用され得るアルミニウム、銅、スチールまたは他の金属であり得る。例えば、基体は、プラスチックフィルムの片面または両面に結合させた厚さが０．０００３５インチ程度であるアルミニウムの薄い層を含むことができる。
【００１７】
コーティング工程は、グラビアコーティング、ロールコーティングおよびスプレーコーティング（これらに限定されない）を含む任意の従来技術によって行うことができる。本発明により、施された被覆は、被覆厚さが約０．００００５インチ〜約０．００１インチの範囲である非常に薄い層であり得る。
【００１８】
好ましくは、この被覆は、金属箔などの箔に、厚さが約０．０００２５インチ〜約０．００４インチで施すことができ、または電気ケーブルに対するシールド（または他のバリア）で使用される金属（アルミニウムなど）フィルムとプラスチックフィルムとの多層積層体に施すことができる。そして電気、水分および／または熱の耐腐食性シールド材を提供することによってそれらの機能性を高める。得られた被覆はまた、ほとんどの一般的な溶媒に対して耐性を有する。さらに、被覆は、多層積層化基体の１つまたは複数の表面に施すことができる。すなわち、プラスチック系フィルムに積層化された金属（例えば、ＡｌまたはＣｕ）の薄い層に施すことができる。そのような多層積層化基体は、ＬＡＭＩＧＬＡＳの商品名で市販品を購入することができる。被覆はまた、プラスチックフィルムおよび／または織布もしくは不織布（ＩＮＳＵＬＦＡＢの商品名で販売されているものなど）の薄い層に積層化された金属の薄い層に施すことができる。
【００１９】
コポリマー被覆剤が基体の表面に塗布された後、被覆剤は、工程１０８において基体表面上で硬化させられる。硬化工程において、溶媒は乾燥して除かれ、触媒が活性化されて、架橋を開始する。例えば、硬化は、被覆された金属材料を１５０℃〜２００℃で加熱された乾燥機に数秒間入れることによって達成することができる。あるいは、本明細書に示される分野の当業者にとっては明らかであるように、被覆剤はまた、それよりも低い温度においてより長い時間にわたって、あるいは高い温度においてより短い時間にわたって硬化させることができる。乾燥／硬化以外の方法には、ＥＢ、ＵＶ、ＩＲおよび他の従来技術が含まれる。さらに、得られた被覆は透明であり、既存の製品へ適用することができる。着色された被覆は、顔料を組成物に加えることによって得ることができる。
【００２０】
本発明により、架橋型コポリマー被覆は、被覆の露出表面が別の金属と接触する状態のときに接着しない。すなわち、架橋性物質をエチレン−アクリル酸コポリマーに加えることによって、得られた組成物は熱硬化性になる。架橋性物質／触媒の添加により、金属基体への被覆剤の接着が増大する。被覆剤が金属の表面で硬化すると、被覆の露出表面は別の金属表面に結合しない。これらの特徴により、この耐腐食性被覆は、電気ケーブルの大量生産において使用される金属ロールを工業的に製造するために特に有用になる。例えば、大規模に製造されたロールの金属テープは、幅が６６インチで、４０００ポンドを超える重量であり得る。ロールされたときに被覆が接着する場合（すなわち、被覆が、重なっている金属テープの裏面と結合する場合）、テープは後でほどくことができない。
【００２１】
さらに、いくつかのシールドケーブルに適用する場合において好適である結合型テープを提供することにより、被覆は、アクリル酸コポリマーなどのいくつかのオレフィン性化合物に接着する。
【００２２】
本発明の被覆は、腐食作用に対する大きな耐性をケーブルにもたらすために、従来の電気ケーブル内の１つまたは複数の金属表面に施すことができる。例えば、同軸ケーブル２００が図２に示されている。ケーブル２００は、アルミニウムの編組線２０２、アルミニウム箔（結合型または非結合型のいずれかの）層２０４、およびケーブルコア２０６を備えている。架橋型コポリマー被覆を、アルミニウム箔層２０４の１つまたは複数の表面に施すことができる。得られた電気ケーブルは耐腐食性を有する。
【００２３】
また、本発明の被覆は、水分の腐食作用からの保護を必要とする任意の金属製品に対して非絶縁的に適用する場合において使用することができる。
【００２４】
〔実施例〕
試料（サンプル）となる耐腐食性被覆剤を作製した。６６ｗｔ％のエチレン−アクリル酸コポリマー、３２ｗｔ％の水、０．１ｗｔ％の消泡剤、および２ｗｔ％のアジリジンを含む被覆剤を混合した。その後、この被覆剤を、従来のコーティング技術を使用してＬＡＭＩＧＬＡＳ基体に塗布した。
【００２５】
さらに、類似した被覆剤組成物による試験サンプルを作製して、塩水ミストに数日間さらした。架橋型コポリマー被覆剤が被覆された試験サンプルでは、腐食作用は見出されなかった。耐腐食性被覆剤が被覆されたアルミニウムテープのサンプルを、水道水に浸けた同じ材料に加えて、１０％の塩水溶液に華氏１２０度で数日間浸けた。耐腐食性被覆テープの肉眼検査で、腐食は検出されなかった。
【００２６】
さらに、大規模な被覆試験を、上記に記載された組成に類似する組成を有する被覆剤を使用して行った。この試験では、水系の耐腐食性被覆剤を、従来技術を使用して、０．００３インチのテープ厚さを有する被覆されていない金属テープのロールに塗布した。被覆厚さは０．０００１インチ未満であり、被覆剤が１平方ヤードあたり０．０４オンスの割合で均一に塗布されたという事実に基づくと、約０．００００５インチ程度であった。硬化後、得られた被覆は、いくつかの一般的な溶媒を塗布することによっても除くことができなかった。
【００２７】
本明細書においては、本発明が、詳細にその特定の実施形態を参照して記載されているが、様々な変化および改変を、本発明の精神および範囲から逸脱することなく行い得ることが当業者には明らかである。従って、本発明の広がりおよび範囲は、上記の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に従って耐腐食性被覆を形成させる工程のフローチャートである。
【図２】 耐腐食性被覆剤が被覆された金属層を有する電気ケーブルの斜視図である。

Claims (9)

1. 少なくとも一の絶縁された導電体と、
   上記少なくとも一の絶縁された導電体を包むシールドテープとを備え、
   上記シールドテープが金属箔およびプラスチックフィルムとの多層積層体を有する電気ケーブルにおいて、
   上記シールドテープが、少なくとも一の金属箔の表面に、０．０００１２７〜０．００２５４ｃｍ（０．００００５インチ〜０．００１インチ）の厚さで施された架橋型アクリル酸コポリマーの被覆を備え、かつ該架橋型アクリル酸コポリマーの被覆の露出表面が別の金属箔の表面と結合しないことを特徴とする電気ケーブル。
2. 上記シールドテープが、両面にアルミニウム箔を結合したプラスチックフィルムを備え、該アルミニウム箔の層が０．０００６３５〜０．０１０１６ｃｍ（０．０００２５インチ〜０．００４インチ）の厚さであることを特徴とする請求項１に記載の電気ケーブル。
3. 上記架橋型アクリル酸コポリマーが、エチレン−アクリル酸コポリマーを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電気ケーブル。
4. 上記架橋型アクリル酸コポリマーが、さらに反応性架橋剤を含むことを特徴とする請求項３に記載の電気ケーブル。
5. 上記反応性架橋剤が２％〜５％のアジリジンであることを特徴とする請求項４に記載の電気ケーブル。
6. 上記電気ケーブルがツイストペアケーブルであり、上記絶縁された導電体が少なくとも一のツイストペアの絶縁された導電体であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気ケーブル。
7. 上記電気ケーブルがケーブルコア、および該ケーブルコアを包むシールドテープとを備える同軸ケーブルであることを特徴とする請求項１または２に記載の電気ケーブル。
8. 上記シールドテープを包む金属製編組線をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の電気ケーブル。
9. 上記金属製編組線を包む外側ジャケットをさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の電気ケーブル。

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