JPH02160312A - 絶縁電線とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は低誘電率で細径の絶縁電線とその製造方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

導体上に薄膜の絶縁層を形成する従来技術としては、例
えば特公昭５７−３０２５３号公報に記載されるような
発泡押出技術がある。これは一般にポリオレフィン系の
樹脂をアゾジカルボンアミドのような化学発泡剤、窒素
、アルゴン等の不活性気体あるいは気体状又は液体状の
炭化水素又は７０口カーボンのいずれか或いはそれらの
併用により発泡させ、大きな空隙率により低誘電率の絶
縁層を得るものである。

一方、例えば米国特許第３９５３５６６号明細書或いは
同第４１８７３９０号明細書に示されるような、延伸に
より大きな空隙率を有するフッ素樹脂テープを導体上に
巻き付けて、絶縁層を形成させる方法がある。この方法
は発泡押出技術に比較して誘電率の既知のテープ材料を
導体上に巻きイ４けるため、絶縁層の誘電率の安定性を
確保でき、さらに薄膜でかつ高空隙率の絶縁層を実現す
ることができる。

更に特公昭５６−４３５６４．同５７−３９００６各号
公報には、粒径数−〜数順のガラス、アルミナ等無機材
料からなる中空球又ｉ裏発泡状球体の表面に熱可塑性樹
脂を被覆したものを溶融押出する方法及びポリエチレン
、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂と無機質中空球をキ
シレン等の溶剤に溶解して導体に塗布・乾燥し、絶縁電
線を得る方法が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで近時、医療分野、コンピュータ計測分野その他
の分野で、細径の高密度信号伝送線への要求が高まって
おり、細径の導体に薄い被覆を施し、かつ低誘電率であ
る細径絶縁電線の開発が急がれている。

上記の従来技術のうち、特公昭５７−３０２５３号公報
に記載される方法は、スクリュー押出機によりポリオレ
フィン系樹脂の溶融１発泡。

導体上への被覆を同時に行なうため、薄膜の絶縁層にお
いては高発泡度を得ることが難しく、被覆厚さはせいぜ
い２００−が下限である、という欠点を有している。又
、この方法では発泡度の制御も容易ではない。

一方、米国特許第３９５３５６６．４１８７３９０各号
明細書に記載される方法は、その製法上、絶縁層表面の
部分的な凹凸は避けられず、製造線速も非常に遅いとい
う問題点があった。

特公昭５６−４３５６４．同５７−３９００６各号公報
に記載の方法は、発泡度の制御は容易であるが、以下の
ような欠点を有している。

すなわち前者の熱可塑性樹脂を被覆した中空球発泡状球
体を押出被覆する方法では、中空球の表面に被覆された
熱可塑性樹脂が溶融し導体上に塗布された後に冷却され
中空球を接合するため、高空隙率を得る目的で該熱可塑
性樹脂層を薄くすると、導体上に形成された絶縁層の機
械的強度、特に伸び率が著しく低下し、一方絶縁層の機
械的強度を保持するため中空球の熱可塑性樹脂層を厚く
すると、結果として空隙率が下がり、電線としての誘電
率が上がってしまう。

また、押出機内で少なくとも１５０°Ｃ以上の温度と高
圧を加えるため、用いる中空球としてはガラス、アルミ
ナ等の無機材料に限定される。

しかし、これらの中空球は材料としての固を誘電率が高
く、低誘電率低損失ケーブルを製造することはできない
。

また後者のポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性
樹脂と無機質中空球をキシレン等の溶剤に溶解して塗布
後乾燥し、絶縁電線を形成する方法では、前者と同様に
乾燥時に熱を加えるため、用い得る中空球が限定され、
やはり低誘電率低損失ケーブルを製造することが困難で
あり、さらに塗布された液状組成物中の溶剤を蒸発乾燥
させるため、製造速度が著しく小さいという欠点を宵し
ている。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消して、電気特
性の良好な低誘電率で２００／ｊｌ＋以下の細径も実現
できる絶縁電線とその製造方法を提供せんとするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は上記の目的に沿って研究努力の結果、従来
技術では実現できなかった細径低静電容量絶縁電線を全
く新規な構成の被覆により実現できることを見出し、本
発明に達し得たのである。

すなわち、本発明は導体外周に絶縁層を被覆した絶縁電
線において、中空球を混合したエネルギー線硬化型樹脂
組成物を被覆したことを特徴とする絶縁電線であり、薄
膜被覆であっても低静電容量であり、しかも製造工程に
由来する静電容量変動が少な（、被覆層が平滑で、高速
製造可能という非常に優れた絶縁電線である。

また本発明は上記絶縁電線を実現する手段として中空球
をエネルギー線硬化型樹脂組成物中に混合して被覆用樹
脂組成物とし、これを導体外周に塗布後当該エネルギー
線を照射することにより硬化せしめて被覆層を形成する
ことを特徴とする絶縁電線の製造方法を提供するもので
ある。

上記エネルギー線硬化型樹脂組成物としては、紫外線硬
化型樹脂組成物が特に好ましい。

まず本発明の被覆用樹脂組成物とはエネルギー線硬化型
樹脂組成物又はエネルギー線硬化型樹脂に中空球を混合
したものである。

本発明にいう中空球とは、内部に空気又は他の気体８例
えば窒素、アルゴン、イソブタン等を内包する球体で、
外殻部分が塩化ビニリデン。

ポリエチレン、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂。

エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂等の熱硬化性
樹脂、シリカ、アルミナ、カーボン。

ジルコニア及びこれらの変成体等の無機系材料からなる
もののいずれでもよい。また、無機質の中空球の場合、
その表面をシランカップリング剤等で処理したものでも
差し支えない。材質自体の誘電率の低さからは、シリカ
よりも塩化ビニリデン等が好ましい。この中空球は２０
０−以下の薄肉で低静電容量の被覆層を実現するために
、球径１−１０Ｑ、ｍφ、殻厚０．５−以下が好ましく
、これは被覆層の平滑さを損なわない、中空球混入によ
る空隙率を高める、といった理由による。

本発明に係わるエネルギー線硬化型樹脂組成物としては
、例えば熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化
型樹脂等が挙げられるが、高速で被覆を形成せしめると
いう点で、硬化速度の速い紫外線硬化型樹脂が好ましい
。このようなエネルギー線硬化型樹脂として、例えばシ
リコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂。

ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート、ウレタンア
クリレート、フッ化アクリレート、シリコーンアクリレ
ート、ポリエステルアクリレート等を用いることができ
るが、被覆の静電容量をさげるために、エネルギー線硬
化型樹脂組成物自体の誘電率は低いほうがよく、エネル
ギー線硬化型樹脂の誘電率は４．０以下、望ましくは３
．０以下がよい。更にエネルギー線硬化型樹脂の誘電率
を下げるために、シリコン樹脂、フッ化アクリレート、
シリコンアクリレート等を特に選ぶことが好ましい。ま
た、一般にこの種の絶縁電線被覆用樹脂に添加される発
泡剤、酸化防止剤、光安定剤、樹脂カップリング剤１表
面処理剤１粒子分散剤等の添加物を添加することは、低
静電容量と被覆樹脂の安定性１機械的特性１機能性等を
高めるために有効である。

中空球のエネルギー線硬化型樹脂に対する混合割合は体
積比で中空球の体積／エネルギー線硬化型樹脂の体積＝
１／１以上であることが好ましい。なぜならば、体積比
が１に満たないときには、中空球混入により形成する被
覆樹脂の空隙率を４０％より大きくすることが難しく、
低静電容量・低誘電率の被覆層が実現しえないからであ
る。

又中空球とエネルギー線硬化型樹脂を混合した後の被覆
用樹脂組成物の粘度は１００〜１０００００Ｃｐｓの範
囲にあることが実用上好ましい。特に容易に塗布加工す
るためには、１０００〜１００００ｃｐｓの粘度範囲に
あることが望ましく、エネルギー線硬化型樹脂の中でも
粘度を自由に選択できる紫外線硬化型樹脂が１０００〜
１００００ｃｐｓの被覆用樹脂組成物を得るのに適して
いる。

被覆厚さについては、特に限定されるところはないが、
エネルギー線硬化型樹脂を十分に硬化させるために、５
００ｐ以下が好ましい。

なお、本発明に係わる導体は特に限定されるところはな
く、従来公知の電気導体、例えば銅、アルミニウム或い
はこれらの合金やこれらの表面をメツキしたもの等を用
いることができる。

第１図は、本発明の絶縁電線の１例の断面図であり、ｌ
は導体、２は中空球を混合したエネルギー線硬化型樹脂
を被覆してなる絶縁層である。

次に本発明の絶縁電線の製造方法を、第２図に示す本発
明の一興体例により説明する。同図中３のサプライ装置
より繰り出された導体ｌは、４の樹脂塗布装置により、
その外周に、エネルギー線硬化型樹脂に中空球２を混合
した被覆用樹脂組成物が塗布される。塗布された該被覆
用樹脂組成物は樹脂硬化装置５において、熱、紫外線或
いは電子線等のエネルギー線を照射を受けて硬化し、導
体１上に被覆２を形成する。樹脂塗布装置４としては、
内部に中空球を含んだ比較的粘度の高い被覆用樹脂組成
物を均一に塗布できる装置であり、例えば圧力ダイスに
よる塗布、オープンダイスによるディッピング等の公知
技術を用いることができる。

〔作用〕

本発明により、従来技術が実現し得なかった細径低静電
容量絶縁電線を実現できる理由は、以下の通りである。

ここで本発明の詳細な説明するにあたり、空隙率と誘電
率の関係を説明すると、本発明の空隙率Ｖは密度法によ
って測定され、下記（１）式により算出されるものであ
る。

（ρ。−ρ）／ρ。Ｘ１００　（％）・・・＋１）ここ
でρ。はベース樹脂の密度、 ρは中空球入り樹脂の密度である。

中空球入りの樹脂組成物の誘電率εは、ベースとする樹
脂そのものの誘電率ε１と、中空球内の気体の誘電率ε
８、及び中空球を含有することにより形成できる空隙率
Ｖにより決定され、下記（２）式で表されることは、す
でに知られている。

したがって中空球を形成する材質とその空隙率、該樹脂
組成物中の中空球含有率、該樹脂組成物の材質を各々選
択することにより、被覆層中に所望の空隙を安定に形成
できるので、所望の誘電率を有する絶縁層を形成するこ
とができる。

そして、εを本発明の目的とする低誘電率、すなわち、
１．６０以下にするにはベース樹脂のε１を選択し、空
隙率は４０％より大きくすることが必要である。

硬化のために高い熱をかけるベース樹脂では樹脂製中空
球内の気体が膨張・収縮したり、中空球そのものが変形
して空隙率を維持できなくなる危険があるが、本発明に
おけるエネルギー線硬化型樹脂として紫外線硬化型樹脂
を用いると、硬化の際に熱がかからないので、誘電率が
低い樹脂製中空球を用いることができ、又、エネルギー
線硬化型樹脂として固有誘電率の低い樹脂を選択するこ
とで非常に低誘電率な被覆を実現できるのである。

中空球は１〜１００ｐ程度の平均した粒径と０．５ｐ以
下の薄い殻厚を有するので、薄膜被覆しても空隙は確実
に形成できるため、従来品が到達し得ない２００μｍ以
下の絶縁層でも静電容量が１．６０以下という高速伝送
可能な絶縁電線の製造が可能である。

又、本発明は中空球を混合したエネルギー線硬化型樹脂
組成物を塗布し、その後熱、紫外線或いは電子線等のエ
ネルギー線照射によって該樹脂組成物を硬化させるため
、従来の熱可塑性樹脂を発泡させたり、テープ巻付けに
よる場合より、大幅に製造速度を向上できる。

前記のように該樹脂組成物中の中空球含有率や該樹脂組
成物の材質を選択することにより、誘電率が予め決定さ
れた樹脂組成物を被覆して絶縁層を形成するため、製造
工程上の不安定性に起因する静電容量の変動を回避でき
る。したがって、安定した品質の絶縁電線を容易に製造
できる。

さらに本発明は粒径が１−１００ｕという細かい中空球
を混合した樹脂組成物を被覆するので、従来品より絶縁
層表面を平滑なものとすることができるという利点もあ
る。

〔実施例〕

実施例１ 粘度５００　ｃｐｓのフッ化アクリートを主成分とする
紫外線硬化型樹脂（誘電率２．５０　）に、イソブタン
ガスを内包した平均粒径４０戸、殻厚０．０５７ｍのポ
リ塩化ビニリデン系樹脂からなる中空球体（エクスパン
セル社製）を該紫外線硬化型樹脂に対し、３：１の体積
比で混入し、攪拌して分散させ、粘度８５００　ｃｐｓ
の被覆用樹脂組成物を作製した。該被覆用樹脂組成物を
外径１５０ｐｍの銀メツキ銅線の外周に、圧力ダイス塗
布装置により塗布し、水銀ランプからなる紫外線硬化装
置で照射して硬化させて、被覆肉厚１００／７１）、外
径３５０−の本発明の絶縁電線を得た。該絶縁電線の絶
縁層の空隙率を密度法により測定したところ７０Ｘ、ま
た誘電率を周波数Ｉ　Ｍ　Ｉｌｚで測定したところ１．
３８であった。

該絶縁電線の絶縁被覆の破断伸びを測定したところ、５
０％であった。また、該絶縁電線は１ｍｍφのマンドレ
ルに巻きつけても被覆は破断せず、実用上十分な可撓性
を有するものであった。

実施例２ 粘度７００　ｃｐｓのウレタンアクリートを生成からな
る中空球体を紫外線硬化型樹脂に対し、３：１の体積比
で混入し、攪拌して分散させ、粘度９０００ｃｐｓの被
覆用樹脂組成物を作製した。該被覆用樹脂組成物を外径
１５０ｐの銀メツキ銅線の外周に、圧力ダイス塗布装置
により塗布し、水銀ランプからなる紫外線硬化装置で照
射して硬化させて、被覆肉厚１５０ｘ、外径５５０ｐの
本発明の絶縁電線を得た。該絶縁電線の絶縁層の空隙率
は７０％、誘電率は１．６０（周波数Ｉ　Ｍ！（ｚ　）
であった。該絶縁電線の絶縁被覆の破断伸びを測定した
ところ、５０％であった。また、該絶縁電線は、ｌ　ｍ
ｍφのマンドレルに巻きつけても被覆は破断せず、実用
上十分な可撓性を宵するものであった。

実施例３ 粒径１）ａｓ、殻厚０．】ｐのガラス製中空球体を該熱
硬化型樹脂に対し、２：ｌの体積比で混入し、攪拌して
分散させ、粘度１２０００　ｃｐｓの被覆用樹脂組成物
を作製した。該被覆用樹脂組成物を外径２００ＩＡの錫
メツキ銅線の外周に圧力ダイス塗布装置により塗布し、
３００〜４００℃の熱硬化炉で硬化させて、被覆肉厚１
５〇−１外径５５０ｐの本発明の絶縁電線を得た。

該絶縁電線の絶縁層の空隙率は６０％、また誘電率は１
．６２（周波数Ｉ　Ｍ　１４ｚ　）であった。該絶縁電
線の絶縁被覆の破断伸びを測定したところ、１０％であ
った。また、該絶縁電線は、５ｍｍφのマンドレルに巻
きつけても被覆は破断せず、実用上問題のないものであ
った。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば薄膜被覆の細径で
あっても低静電容量の絶縁電線を、設計値の静電容量で
、被覆層表面が平滑に、かつ製造工程に由来する静電容
量の変動等なく安定にしかも従来より高速で製造できる
。

そして本発明の絶縁電線は、上記のように従来技術では
達し得なかった、２００μ以下の絶縁厚で被覆の誘電率
が１．６０以下という細径低静電容量の絶縁電線が実現
できるので、医療用計測機、コンピュータ計測機などの
高密度信号電送線として要望されている高速伝送用絶縁
電線としての用途を広く開（、画期的なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の絶縁電線の１例の断面図、第２図は本
発明の絶縁電線の製造法の１例を示す概略説明図である
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体外周に絶縁層を被覆した絶縁電線において、
   中空球を混合したエネルギー線硬化型樹脂組成物を被覆
   したことを特徴とする絶縁電線。
2. （２）上記エネルギー線硬化型樹脂組成物が紫外線硬化
   型樹脂組成物であることを特徴とする請求項（１）に記
   載の絶縁電線。
3. （３）中空球をエネルギー線硬化型樹脂組成物中に混合
   して被覆用樹脂組成物とし、これを導体外周に塗布後当
   該エネルギー線を照射することにより硬化せしめて被覆
   層を形成することを特徴とする絶縁電線の製造方法。
4. （４）上記エネルギー線硬化型樹脂組成物が紫外線硬化
   型樹脂組成物であることを特徴とする請求項（３）に記
   載の絶縁電線の製造方法。