JPH02291609A - 絶縁電線とその製造方法並びに同軸の絶縁電線 - 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５　７　−３　０　２　５　３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ノノ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存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〜数市のガラス、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．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２００ｐが下限である、
という欠点を有している。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５．６−４３５６４，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１ν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２００７７ｍ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内部絶縁層と外部絶縁層
を有してなる絶縁電線において、上記内部絶縁層は膨張
性中空球を内包したエネルギー線硬化型樹脂組成物から
なり、かつ該導体の長さ方向又は／及び円周方向断面に
おいて厚肉部を有し、該厚肉部に接して円筒状の外部絶
縁層を形成してなることを特徴とする絶縁電線であり、
薄膜披覆であっても低静電容Ｉハであり、しかも製造工
程に山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。

本発明においては上記の外部絶縁層に代えて外部導体を
設けた同軸の絶縁電線であってもよい。

また上記絶縁電線の外部絶縁層のさらに外周に、中心の
導体と同軸に外部導体層を形成することにより同軸の絶
縁電線としてもよい。

本発明の上記内部絶縁層がらせん状の厚肉部を有するも
のは、特に好ましい実施態様として挙げられる。

また本発明は導体外周に樹脂組成物を塗布した後硬化さ
せて内部絶縁層を形成し、次いで外部絶縁層を形成する
絶縁電線の製造方法において、膨張性中空球を混合した
エネルギー線硬化型樹脂組成物を導体外周に塗布し、該
エネルギー線硬化型樹脂層に当該エネルギー線を照射し
て硬化させた後もしくは硬化と同時に該エネルギー線硬
化型樹脂を加熱することにより、該導体の長さ方向又は
／及び円周方向断面において厚肉部を有する内部絶縁層
を形成し、次いで該厚肉部に接して円筒状に外部絶縁層
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。

本発明の同軸の絶縁電線は、上記の製造方法と同様に導
体の長さ方向又は／及び円周方向断面において厚肉部を
何する内部絶縁層を形成し、次いで該厚肉部に接して円
筒状に外部導体を形成することにより製造できる。

第１図乃至第４図は本発明の絶縁電線の内部絶縁層の形
状と外部絶縁層又は外部導体の形成の具体例を示した斜
視図であって、第１図は導体Ｉの円周方向に厚肉部（凸
部）と四部を交互に有する膨張性中空球含有エネルギー
線硬化型樹脂組成物の内部絶縁層２を設けたもので、２
ｌは膨張した気泡部、２２は中空球の外殻、２３はエネ
ルギー線硬化型樹脂である。第２図は導体ｌの長さ方向
に内部絶縁層２が厚肉部と四部を交互に有する例である
。

第３図（ａｌは導体１の円周及び長さ方向に、つまりら
せん状に厚肉部を有する内部絶縁層２の例であり、外部
絶縁層３はテープ状のものを巻きつけて形成している。

同図ｔｂ＋は内部絶縁層の断面を拡大して示した図であ
る。第４図は外部絶縁層３の外周に外部導体４を設け、
さらに外被５を設けた同軸電線の一例を示し、Ａは空隙
である。

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膨張性中空球を
混合したものである。

本発明にいう膨張性中空球とは、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からなり、５０゜
Ｃ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５００／７１ｍ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ｌ〜５０／７Ｉ＋＋φ，
殻厚０．　５　７７１１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，エボキシ樹脂，ウレタン樹脂．ポリエステ
ル樹脂，エボキシアクリレ−１・，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１・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はうがよく、エネルギー線
硬化型樹脂の誘電率は／ｌ．　Ｏ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１・，
ノリコンアクリレ−１・等を特に選ぶことが好ましい。

また、エネルギー線硬化型樹脂は硬化後に加熱により内
包した中空球が膨張する際に発生ずる伸び歪に耐えるた
め、３０％以」二好ましくは１００％以上の伸び率を有
することが望ましい。

そして、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
，表面処理剤，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，機械的特性，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ＩＩＩ成物を連続して塗布可能なものとするため
、すなわ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をＨｇる
ように任意に設定することができる。特に、本発明にお
いてらせん状に厚肉部を有する被覆形態を形成するには
、体積膨張率ＩＯ倍以上の膨張性中空球をエネルギー線
硬化型樹脂に対し２ｏ容量％以上添加した被覆用樹脂組
成物を用いるのが有効である。

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ｌｏｏ〜１　０００００ｃｐ
ｓ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、１０００〜１　０　０　０　０　ｃ
　ｐ　ｓ　（１）　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　〜ｌｏｏ００ｃｐｓの彼
１′σ用樹脂Ｉｌ１成物を得るのに適している。

本発明における円筒状の外部絶縁層はポリイミド，ポリ
エヂレンテレフタレー１・，フッ素樹脂，ポリエチレン
等のテープを横巻きする方法或いはポリエチレン．フッ
素樹脂等をパイプ状に溶融押出する方法等により形成す
ることができるが、３〜５ｐｎ厚の薄い絶縁層を形成す
るためには０；ｉ者が好ましい。

なお、本発明に係る内部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ッキしたもの等を
用いることができる。また外部導体についても同様の材
質のテープの横゛巻きもしくは細線の編組を用いること
ができる。

次に本発明の絶縁電線の製造方法を、第５図に示す本発
明の一興体例により説明する。同図中６のサプライ装置
より繰り出された導体１は７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膨張性中空球を混合
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８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。樹脂塗布装置７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。

外周に被覆用樹脂組成物の被覆を形成された導体は加熱
炉９で５０〜２００℃に加熱され、これにより中空球が
膨張し、被覆層は加熱前の体積の約ＩＯ〜４０倍になり
、導体の長さ方向又は／及び円周方向に厚肉部を有する
発泡絶縁層が形成される。テープ巻き装置１０において
発泡絶縁層の厚肉部に接してポリエヂレンテレフタレー
ト等のテープを横巻きにされ外部絶縁層を形成された絶
縁電線は巻取機口に巻き取られる。

〔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。

ここで本発明の作用を説明するにあたり、空隙率と誘電
率の関係から説明する。一般に空隙を有する樹脂の誘電
率εは次式（１１により決まることが知られている。

ここでε１は構成樹脂そのものの誘電率、ε２は空隙中
の気体の誘電率、■は空隙体の空隙率を表す。

本発明の場合、円筒状の外部絶縁層と内部導体の間がら
せん状等の厚肉部を有する内部絶縁層で保持一体化され
ているため、内部絶縁層と外部絶縁層の間に大きな空隙
が存在し、かつ内部絶縁層自体が中空球の膨張により高
い空隙率を有するため、全体として８０％乃至９５％と
いう薄肉の絶縁電線としては極限に近い空隙を実現する
ことができるので、結果として内部絶縁層の見掛けの誘
電率を１．４０以下の低誘電率層でも形成することがで
きるものである。

〔実施例〕

実施例ｌ 粘度７　０　０　ｃｐｓのシリコーン樹脂からなる紫外
線硬化型樹脂（硬化後の誘電率２．９０）に、イソブタ
ンガス発泡性の発泡剤を含んだ平均粒径ｌ〜１０７ａ＋
、殻厚０．５戸のポリ塩化ビニリデン系ボリマーの膨張
性中空球（平均体積膨張倍率４０倍）を該紫外線硬化型
樹脂に対し２５体積％添加し、攪拌分散して粘度５００
０　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１５Ｑ４の銀メッキ銅線の外周に２５，
ｍの厚みに塗布した後、メタルハライド系紫外線一赤外
線照射炉（炉内２００℃温度雰囲気）にて照射して膨張
性中空球の膨張と樹脂の硬化を同時に行って、らせん状
形態に厚肉部を有して被覆された最大外径２９０ｐφの
披覆電線を製造し、オンラインにて４ｐ厚のＰＥ′ｒテ
ーブを爪ね巻きして、内部絶縁層と外部絶縁層からなる
外径約３１０／５φの本発明の絶縁電線を得た。当該絶
縁電線の内部絶縁層のみかけの誘電率を周波数ｆ　＝　
ｌ　Ｍ　Ｉｌｚで測定したところｌ，２９あり、みかけ
の空隙率は８０％であった。

実施例２ 粘度１　０　０　ｃｐｓのフッ化アクリレー）・を主成
分とする紫外線硬化型樹脂（硬化後の誘電率３．１０）
に、イソブタンガス発泡性の発泡剤を含んだ平均粒径１
〜ｌＯｕ＋ｏ、殻厚０，５７７Ｉ１のポリ塩化ビニリデ
ン系ボリマーの膨張性中空球（平均体積膨張倍率４０倍
）を該紫外線硬化型樹脂に対し３５体積％添加し、攪拌
分散して粘度２０００ｃｐｓの被覆用樹脂組成物を作製
した。この被覆用樹脂組成物を外径１３０７７１１の銀
メッキ銅線の外周に３５ｐの厚みに塗布した後、赤外線
カッ１・石英パイプと赤外線透過型ミラー及び水銀ラン
プからなる紫外線照射炉にて照射して被覆用樹脂組成物
の紫外線硬化型樹脂を硬化させた後、２００℃の赤外線
炉を通して膨張性中空球を膨張させて、らせん状形態に
厚肉部を有して被覆された最大外径３　５　０　／７１
６φの被覆電線を製造し、オンラインにて４ｐ厚のＰ　
Ｅ　′Ｆテーブを重ね巻きして、内部絶縁層と外部絶縁
層を有する外径約３　１　０４φの本発明の絶縁電線を
作製した。当該絶縁電線の外周に更に３０／ｆｆｉφの
錫メッキ銅線を緩り巻きした後、４Ｉ！ｍ厚のＰＵＴテ
ーブを重ね巻きして最外被を形成し、外径約３９０一φ
の本発明の同軸絶縁電線を得た。当該同軸絶縁電線の静
電容量Ｃを測定したところ、Ｃ−８５ｐ　Ｆ　／　ｔｎ
と低静電容量であり、また内部絶縁層のみかけの誘電率
を周波数ｆ　＝　ｌ　Ｍ　ｌｌｚで測定したところ１．
２４であり、みかけの空隙率は９５％であった。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は内部絶縁層と外部絶縁層を
有する絶縁電線或いは同軸電線において、内部絶縁層が
膨張性中空球とエネルギー線硬化型樹脂により形成され
た高空隙率を有する被覆であるばかりでなく、長手力向
に連続するらせん状又はリブ状の周期的厚肉部を有する
ことにより、みかけの内部絶縁層の空隙率は８０〜９５
％という極限に近い値が実現できる。このため内部絶縁
層の誘電率は１．２０〜１．３０といった低誘電率でも
実現できる。従って本発明の絶縁電線及び同軸電線は低
静電容量の電線であるため、医療用計測器、コンピュー
ター計測器などの高密度信号伝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く画期的な
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図（ａｌは本発明の絶縁電線の内部絶縁
層の形状及び外部絶縁層の形成法を説明する斜視図であ
り、第１図は導体の円周方向の厚肉部を長さ方向に周期
的に有する例、第２図は導体の長さ方向に連続した厚肉
部をイ１する例、第３図ｌａ）は導体の長さ方向及び円
周方向につまりらせん状に厚肉部を有する内部絶縁層の
外周にテープ巻きにより外部絶縁層を形成する方法をを
示し、第３図＋ｂｌは内部絶縁層の断面を部分的に拡大
した図である。第４図は本発明に係る同軸電線の断面図
、第５図は本発明の絶縁電線の製法の一例のライン図で
ある。 図中１は導体、２は内部絶縁層、２Ｉは気泡部、２２は
中空球の殻、２３はエネルギー線硬化型樹脂、３は外部
絶縁層、４は外部導体、５は外被、６はサブライ装置、
７は樹脂塗布装置、８は樹脂硬化装置、９は加熱炉、ｌ
Ｏはテープ巻き装置、ｉｔは巻取機、Δは空隙を表す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体外周に内部絶縁層と外部絶縁層を有してなる
   絶縁電線において、上記内部絶縁層は膨張性中空球を内
   包したエネルギー線硬化型樹脂組成物からなり、かつ該
   導体の長さ方向又は／及び円周方向断面において厚肉部
   を有し、該厚肉部に接して円筒状の外部絶縁層を形成し
   てなることを特徴とする絶縁電線。
2. （２）導体外周に内部絶縁層と外部導体を有してなる同
   軸の絶縁電線において、上記内部絶縁層は膨張性中空球
   を内包したエネルギー線硬化型樹脂組成物からなり、か
   つ該導体の長さ方向又は／及び円周方向断面において厚
   肉部を有し、該厚肉部に接して円筒状の外部導体を形成
   してなることを特徴とする絶縁電線。
3. （３）上記内部絶縁層がらせん状の厚肉部を有すること
   を特徴とする請求項（１）又は（２）に記載の絶縁電線
   。
4. （４）導体外周に樹脂組成物を塗布した後硬化させて内
   部絶縁層を形成し、次いで外部絶縁層を形成する絶縁電
   線の製造方法において、膨張性中空球を混合したエネル
   ギー線硬化型樹脂組成物を導体外周に塗布し、該エネル
   ギー線硬化型樹脂層に当該エネルギー線を照射して硬化
   させた後もしくは硬化と同時に該エネルギー線硬化型樹
   脂を加熱することにより、該導体の長さ方向又は／及び
   円周方向断面において厚肉部を有する内部絶縁層を形成
   し、次いで該厚肉部に接して円筒状に外部絶縁層を形成
   することを特徴とする絶縁電線の製造方法。
5. （５）導体外周に樹脂組成物を塗布した後硬化させて内
   部絶縁層を形成し、次いで外部導体を形成する絶縁電線
   の製造方法において、膨張性中空球を混合したエネルギ
   ー線硬化型樹脂組成物を導体外周に塗布し、該エネルギ
   ー線硬化型樹脂層に当該エネルギー線を照射して硬化さ
   せた後もしくは硬化と同時に該エネルギー線硬化型樹脂
   を加熱することにより、該導体の長さ方向又は／及び円
   周方向断面において厚肉部を有する内部絶縁層を形成し
   、次いで該厚肉部に接して円筒状に外部導体を形成する
   ことを特徴とする絶縁電線の製造方法。