JPH02276109A - 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
炭化水素又はフロロ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
導体上に巻き付けるため、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ｐ〜数園のガラス、アルミナ等無機材
料からなる中空球又は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声が下限である、という欠点を何している。ま
た、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℃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
材料としての固有誘電率が高く、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有し
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２００４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中空球を混合したエネル
ギー線硬化型樹脂組成物の被覆層を有してなる絶縁電線
において、該被覆層中の中空球の外径が導体の近傍で最
大であり、かつ被覆層の外周に向かって次第に小さくな
っていることを特徴とする絶縁電線絶縁電線であり、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く、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。

また本発明は導体外周に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次いで硬化させ絶縁被覆層を
形成する絶縁電線の製造方法において、該中空球として
膨張性中空球を用い、かつ該導体を予熱した状態でエネ
ルギー線硬化型樹脂組成物を塗布することにより被覆層
中の中空球の外径が導体の近傍で最大であり、かつ被覆
の外周に向かって次第に小さ（なるようにすることを特
徴とする絶縁電線の製造方法を提供するものである。

第１図は、本発明の絶縁電線の１例の断面図であり、■
は導体、２は中空球２１を混合したエネルギー線硬化型
樹脂２２を被覆してなる絶縁層である。図示のように絶
縁層２において中空球２１の外径は導体ｌ側に近い程大
きく、絶縁層２の外周に向かって漸次小さくなっている
。

このように絶縁被覆層が導体側程中空球の外径が大きい
という傾斜した外径分布を有する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具体例により説明す
る。同図中３のサプライ装置より繰り出された導体Ｉは
加熱装置６で予熱された後に、４の樹脂塗布装置に入り
、ここで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。予熱の温度
は例えば１００〜３００°Ｃ程度が好ましい。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ｌ上に被覆２を形成する。この時導体ｌが予
熱されているので、中空球は導体側はど膨張が著しい。

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が
好ましく、例えば圧力ダイスによる塗布、オーブンダイ
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。

本発明にいう中空球はその内部に、低沸点の液体、加熱
分解等により気体を発生する化学発泡剤又は例えば空気
、窒素、アルゴン、イソブタン等の気体の少なくとも１
つを内包する中空体で、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からなり、５
０℃ないし２００℃の加熱により膨張するものをいう。

この中空球は５００−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１〜５０−φ７殻厚０．５ｐ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９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。

膨張性中空球とエネルギー線硬化型樹脂を混合して得ら
れる被覆用樹脂組成物において、膨張性中空球のエネル
ギー線硬化型樹脂に対する混合割合は、中空球の膨張と
エネルギー線硬化型樹脂の硬化によって形成される被覆
の空隙率を４０％以上にするために、５容量％以上、被
覆用樹脂組成物を連続して塗布可能なものとするため、
ずなりち連続塗布可能な粘性流動体として使用するため
に５０容量％以下、の範囲内で目的の空隙率とするため
に任意に設定することができる。

また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〜ｔｏｏｏ。

ｃｐｓ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、
５００７１１ｍ以下が好ましい。

なお、本発明に係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。

〔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＋１１式により算出されるものであ
る。

（ρ。−ρ）／ρ。Ｘ１００　（％）・・・＋１１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
２、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。

本発明の絶縁電線は第１図のように中空球の外径が導体
側はど大きくなっているので、導体近傍での誘電率が低
く絶縁性が良いという利点がある。

本発明では導体を予め１００〜３００℃程度に予熱して
おき、これに中空球を混合した被覆用樹脂組成４物を塗
布するので、高温の導体に接する部分では該中空球の内
包する液体９発泡剤または気体は著しく膨張するが、塗
布層の外周部分は導体の温度の影響はもはや及び難く、
殆ど膨張することがない。この状態で次工程の被覆の硬
化装置に入り、熱硬化の場合には若干外周部の中空球の
膨張があるが、全体には内部から外周にかけて外径が漸
次小さくなるような絶縁層が形成できる。

また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上記し
た中空球の外径分布の傾斜の点で好ましいに加え、誘電
率が低い樹脂製中空球を用いることができ、またエネル
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。

膨張した中空球は！−１００７７１１１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２００−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。

また、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１−１００岬という細かい中空球
が導体側はど径が大きく外周部はど径が小さくなってい
ることと、外周部はどベース樹脂の割合が多いため、絶
縁層表面を平滑なものとすることができるので、被覆の
機械的強度を向上できる。

〔実施例〕 実施例！ 粘度７００ｃｐｓのシリコーンアクリレートを主成分と
する紫外線硬化型樹脂（硬化後の誘電率２．９５）に、
イソブタンガス発泡剤を内包した平均粒径５〜ｌＯ声、
殻厚０，５ρの塩化ビニリデン系ポリマーの殻からなる
中空球体を該紫外線硬化型樹脂に対し２０体積％添加し
、撹拌分散させて粘度５０００ｃｐｓの被覆用樹脂組成
物を作製した。

第２図の製造ラインに従い外径！　５０７ｓφの銀メツ
キ銅線を２００℃の赤外炉で予備加熱した後に、上記の
被覆用樹脂組成物を加圧ダイスにより４０戸の厚みに塗
布し、水銀ランプからなる紫外線−赤外線照射装置を通
して中空球の膨張と紫外線硬化型樹脂の硬化を同時に行
って、外径４００ρφの本発明の絶縁電線を得た。

該絶縁電線の被覆断面を観察したところ中心の導体に最
も近い部分で中空球の大きさが４０〜５０−φ、被覆断
面中央部分で２０〜３ｏρφ、最外被部分でｌＯ〜２０
ρφと予熱した導体に近いほど膨張度の大きい分布であ
った。また当該絶縁１１線の被覆の空隙率（密度法によ
る）は７０％、誘電率は１．４６　（ｆ　＝　ｌ　Ｍｌ
ｌｚ）と低誘電率であった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の絶縁型°線は絶縁層中に
中空球を含有し、これが熱により膨張した部分を有する
ので導体に近いほど大きな空隙率をもち低誘電率が実現
できる。また被覆外被に近いほど中空球の膨張度は小さ
いため、大きな空隙率を有しながら外被表面はベース樹
脂がリッチでより平滑な被覆として形成されていて、被
覆の機械的強度向上の点で有利である。

そして本発明の製造方法は上記の中空球の外径が傾斜し
た分布を実現できるという効果を奏する。本発明の絶縁
電線は医療用計測機、コンピュータ計測機などの高速伝
送用絶縁電線としての用途に好適である。

【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
。 図中、■は導体、２は中空球含有被覆層、２１は中空球
、２２は樹脂、３はサプライ装置、４は塗布装置、５は
エネルギー線照射装置、６は予熱炉、７は巻取機を表す
。 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体外周に中空球を混合したエネルギー線硬化型
   樹脂組成物の被覆層を有してなる絶縁電線において、該
   被覆層中の中空球の外径が導体の近傍で最大であり、か
   つ被覆層の外周に向かって次第に小さくなっていること
   を特徴とする絶縁電線。
2. （２）導体外周に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次いで硬化させ絶縁被覆層を形成す
   る絶縁電線の製造方法において、該中空球として膨張性
   中空球を用い、かつ該導体を予熱した状態でエネルギー
   線硬化型樹脂組成物を塗布することにより被覆層中の中
   空球の外径が導体の近傍で最大であり、かつ被覆の外周
   に向かって次第に小さくなるようにすることを特徴とす
   る絶縁電線の製造方法。