JPH03233815A - 発泡絶縁電線の製造方法 - 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、絶縁層に発泡性樹脂を用いた発泡絶縁電線の
製造方法に関するものである。

【従来技術】

発泡絶縁電線は、中心導体の周囲に電気絶縁性の樹脂か
らなる発泡層を設けたものであって、前記発泡層の周囲
にシールドを設けることによって同軸ケーブルの一部と
して使用されている。また前記発泡層が存在しているた
め、中心導体とシ−ルドとの間の静電容量が小さいとい
う特性を持っている。 このような同軸ケーブルにあっては、通信の高速化、高
密度化に伴ない、高周波信号に対する損失がさらに小さ
く、かつ、遅延時間か短い高速伝送に適した高発泡度（
低誘電率）の製品の開発が望まれている。 このような同軸ケーブルを構成する発泡絶縁電線をｖｉ
２造する技術の従来例として以下のようなものが知られ
ている。 ■発泡層となる合成樹脂中に化学発泡剤を混入し、この
発泡剤を熱分解することによりガスを発生させて合成樹
脂を発泡させる方式。 ■所定の沸点を持つフレオン（米国デュポン社のハロゲ
ン化炭化水素についての商品名）からなる物理発泡剤を
高圧ポンプによって押出機に注入し、このフレオンを押
出機中の溶融状態の合成樹脂に接触させることによって
その大気中における沸点以上に加熱し、押し出し後の減
圧（大気解放されること）によって気化および膨張させ
て発泡層を形成する方式。 ■押出機中の溶融樹脂に窒素ガスを圧入し、押し出し後
の減圧〈大気開放されることによる）によって前記ガス
を膨張させて発泡度を高める方式。

【発明が解決しようとする課８】 ところで、上記■■■の製造技術には、次のような解決
すべき課題があった。 化学発泡剤を用いた上記■の方式により実現可能な発泡
度は、樹脂としてポリエチレンを用いた場合で７０％程
度までであり、それ以」二の高い発泡度を得ようとする
と、発泡剤からさらに多量の気体を発生させることが必
要になる。しかしながら、発生した多量の気体を均一に
分散させることが困難なため、泡の形状が不均一になっ
て、静電容量が不均一となったり、この不均一な泡が大
きな空隙として存在することによる機械的強度の低下な
どの問題が生じる。 また物理発泡剤としてフレオンを用いる上記■の方式で
は、予め合成樹脂中に均一に分散させた液状のフレオン
を揮発、膨張させるから、機械的強度を損なうことなく
高発泡度を実現することができるが、発泡絶縁電線の生
産とともに７レオンガスが大気中に放出されることとな
るため、近年問題となっている、上空のオゾン層の破壊
という環境保護上の新たな問題が生じる。 さらに窒素ガスを用いる上記■の方式では、発泡度を高
めようとして多量のガスを圧入しようとすると、気泡が
連続して独立気泡を維持することができなくなるという
問題かあった。 本発明は、発泡度が高くかつ気泡の分散が均一な絶縁電
線を、環境破壊を伴わずに生産することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の発明は、大気圧以上の圧力下に置かれた
軌溶融樹脂中に、該樹脂の溶融点よりも沸点の低い、水
を含有する発泡ｌ夜を混合し、該発泡液が混合された樹
脂を中心導体の表面に被覆しつつ押し出して前記圧力か
ら解放するとともに発泡させるようにしたものである。 請求項２および３記載の発明は、前記樹脂に、溶融樹脂
の熱によってガスを発生する化学発泡剤、あるいは、発
泡の核となる核剤を混合させるようにしたものである。 請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、
化学発泡剤の分解温度以下とした溶融樹脂中に発泡液を
注入した後、分解温度以上に加熱するようにしたもので
ある。 請求項５記載の発明は、発泡液として水を用いるように
したものである。

【作用】

上記構成によれば、押出機内において、溶融樹脂内に混
合された発泡液が、大気中における沸点以上に加熱され
た状態となり、これを押し出し被覆することによって中
心導体の周囲に樹脂層が形成される。押し出し被覆の後
、前記樹脂層が大気解放されることによって加熱状態の
発泡液が気化して膨張し、樹脂中に気泡が成長して発泡
度が高められる。また、発泡液の大気中における沸点が
、樹脂の溶融点より低く設定されているから、気泡の形
状を維持し得る程度まで樹脂が硬化した後、発泡液が酸
化して体積が縮小し、確実に気泡が維持される。したが
って、上記方法により、フレオンを用いることなく、高
い発泡度の絶縁電線を得ることができる。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。 図面は本発明方法の実施に用いられる発泡絶縁電線の被
覆装置を示すものである。 符号ｌは中心導体である。この中心導体１は、巻き出し
機から送り出された後、押出機２の押出ヘッド３中を通
過する際にその周囲に発泡樹脂４が被覆され、さらに、
冷却槽５において水浴により冷却された後、巻き取られ
るようになっている。 前記押出Ｒ２は２段構成とされている。ホッパ６に投入
されたペレット状の原料ビーズは、第１段押出機構７へ
送り込まれて溶融点以上の温度に加熱されるとともに、
混合されながら第２段押出機構８に送り込まれてさらに
加熱され、前記押出ヘッド３へ供給されて中心導体１の
周囲に被覆される。また前記第１段および第２段押出機
構７・８は、内蔵されたスクリューフィーダ９の回転に
よって、溶融樹脂を練り合わせるとともに押し出すよう
になっている。さらに、第１段押し出し機構７を構成す
るスクリューフィーダ９は、図示のように中間部が一部
欠落されている。この欠落箇所（ヘント部）に対応する
位置のケーシング１０には、発泡液供給管１１が接続さ
れており、この発泡ｒ＆供給管１１に接続された高圧定
量ポンプ１２によって、発泡液としての水が供給される
ようになっている。 なお上記押出機２は、強度的な見地から第１段および第
２段に二分割されているが、樹脂に対して所定の加熱お
よび混合が行えるならば一体構造であってもよい。 なお実施例の押出機２の寸法は、例えば、Ｄ　、＝　Ｄ
　、−φ２５、 Ｌ、／Ｄ、＝２８ Ｌ、／Ｄ、＝２８ （ただし、Ｌ’、Ｌ、はそれぞれ第１段および第２段押
し出し機構におけるスクリューフィーダ長、Ｄ、　　Ｄ
、はそれぞれ第１段および第２段押し出し機構の口径） となっている。 前記原料ビーズには、ホッパ６への投入に先立って、予
め化学発泡剤が混合されている。この化学発泡剤は、例
えばアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）のように、押出
機２内へ投入されると、該押し出しａ２内で加熱されて
分解し、ガスを発生する性質を持った物質である。この
化学発泡剤は、溶融状態の樹脂中に分散された後、熱に
よって分解されることにより、発泡開始点く発泡の核）
としての微小な気泡を溶融樹脂中の多数箇所で発生させ
ている。上記押し出し機２中に注入された水は、大気中
における沸点より高温にまで加熱されるが、押し出し機
２内の圧力が大気圧以上であるため、微細な水滴として
溶融樹脂中の各発泡開始点に分散される。 また実施例の場合、上記押し出し機２の第１段押し出し
機構７では、まず、発泡液供給管１１が設けられた箇所
より上流側において、ベレ、ト状の樹脂がその溶融点以
上で化学発泡剤の分解点以下の温度まで加熱され、溶融
状態になるとともに混合され、発泡液供給管１１から水
が混合された後、化学発泡剤の分解点以上に加熱されて
ガスが発生し、発生したガスによる気泡が溶融樹脂中に
分散する。また第２段押し出し機構８では、溶融樹脂と
水とのさらに均一な混合が行われるとともに、溶融樹脂
の粘性が押し出しに適当な値となるように、その温度が
調整されている。なお溶融点とは、樹脂が熱可塑状態と
なる温度をいうものとする。 上記実施例における化学発泡剤は、溶融樹脂中に分散さ
れることにより、発泡核剤（多数の発泡点を樹脂中に均
一に分散させるべく添加される物質）としても機能して
いるが、タルク、シリカ、窒化ホウ素などの無機材料か
らなる核剤を前記化学発泡剤に加えて、またはこれに代
えて原料ビーズに予め混合しておくようにしてもよい。 なお核剤は、 ■発泡液に対して、少なくとも樹脂よりも親和性か良い
こと。 ■粉末状で、樹脂中に容易に分散し得ること。 ■樹脂の溶融湯度で分解しないこと。 の諸条件を満たす無機材料から還択することかできる。 また、溶融樹脂中にさらに均一に水を分散させるため、
原料ビーズに吸水剤を混合しておくことも有効である。 吸水剤とは、発泡剤として注入された肢体（実施例では
水）を吸収する性質に富んだ物質であって、例えばアク
リル系の吸水性樹脂や、吸水によってゾル化するゲル状
物である。また吸水剤は、原料ビーズ中に予め均一に混
合しておくことができるように、ベレット状、または、
粉末状の性状とされている。 なお前記吸水剤は、少なくとも溶融状態の樹脂よりも親
水性の良いものであれば、必ずしも積極的な吸水性を持
つことが要求されるわけではない。 したがって、化学発泡剤として混合されるＡＤＣＡや、
核剤として混合されるタルク、シルカなどの物質に、実
質的に吸水剤としての機能を兼ねさせるようにしてもよ
い。 また前記発泡液には、水に容易に混合し得、かつ水より
沸点の低いアルコール類（例えばアルコール、メタ／−
ル、ブタノール）を混合して、その沸点を樹脂の溶融点
より充分に低くしたものを用いるようにしてもよい。す
なわち、沸点が樹脂の溶融点より充分に低ければ、発泡
液が膨張した状態で樹脂が硬化した後、発泡液が液化し
て体積か縮小されることとなり、したがって、気泡が確
実に保存される。 次に、樹脂としてフッ素樹脂を用いた場合とポリオレフ
ィン系樹脂を用いた場合とについて、製造に必要なパラ
メータを示す。 ◎フッ素樹脂の場合 樹脂　　ＦＥＰ　　　　　　　　１ｏＯｐｈｒ核剤　　
　　　ＢＮ（ポロンナイトライＦ）　　　　　　（１，
５〜１．０ｐｈｒ発泡液　水　　　　　　　　　０．１
〜５．０ｐｈｒ中心導中心径　　　　　　　　φ０．２
ｍｍ発泡層外径　　　　　　　　　φ１．　ＯｍｍＴ　
　Ｉ　　　　　　　　　　　　　　３６０℃Ｔ２　　　
　　　　　　　　　３６０〜３　７　０　’ＣＴ３　　
　　　　　　　　　　３００〜３　７　０　’ＣＴ４　
　　　　　　　　　　　２９０〜３　８　０　’ＣＰ　
　　　　　　　　　　　　　８０〜２５０ｋｇ／ｃｍ”
各工程中では、少なくとも樹脂の溶融点以上の温度を維
持することが必要なのはもちろんである。 またフッ素樹脂を用いる場合、フッ素樹脂の溶融点にお
いて分解しない化学発泡剤がないため、化学発泡剤が添
加されていない。 以」二の条件において、発泡度がほぼ７０％の均一な発
泡状態を得ることができた。なお、核剤の混合量が上記
範囲を上回った場合、発泡の均一化に寄与しないばかり
か、樹脂の機械的、電気的特性の劣化をまねき、上記範
囲を下回った場合、発泡度が不均一になる。また、水の
混合量が上記範囲を上回った場合、気泡の連続、押し出
しの不安定化といった問題を生じ、上記範囲を下回った
場合、所望の発泡度を達成することができない。 さらに、水の分散を均一にすべく吸水剤を添加する場合
の添加量は、１．０ｐｈｒ程度が適当であり、この吸水
剤の添加量が過大な場合に樹脂の電気的機械的特性の低
下の問題が生じ、過少な場合に水の分散の不均一の問題
が生じる。 Ｆ　ＥＰとは、テトラフルオロエチレンへキサフルオロ
ブＯピレン共重合体をいう。また、ＦＥＰに変わるフッ
素樹脂として、下記の材料を用いることができる。 ＰＦＡ・・・・・テトラフルオロエチレンパーフルオロ
アルキルビニルエーテル共ｆｆｉ合体ＥＴＦＥ・・・・
・・テトラフルオロエチレンエチレン共重合体 ◎ポリエチレンの場合 樹脂　　　　　　　ＰＥ　　　　１００ｐｈｒ化学発泡
剤　　　　Ａ　Ｄ　ＣＡ　　０．３〜２．０ｐｈｒ核剤
　　　　　　　タルク　　０．３〜１．０ｐｈｒ発泡液
　　　　　　　　　　水　　　　　　　０．２〜５．０
ｐｈｒ中心導中心径　　　　　　　　φ１．３ｍｍ発泡
層外径　　　　　　　　　φ５．０＋Ｉｌ＋ｓＴｌ　　
　　　　　　　　　　　１８０°ＣＴ２　　　　　　　
　　　　１　８０〜２００　’ＣＴ３　　　　　　　　
　　　　１　２５〜１　６０　’ＣＴ４　　　　　　　
　　　　　１２５〜１５０°ＣＰ　　　　　　　　　　
　　　　８０−２００ｋｇ／ｃｍ”以上の条件において
、発泡度がほぼ８５％で均一な発泡状態を得ることがで
きた。 なお、ＡＤＣＡの添加量が上記範囲を上回ると、分解ガ
スが過多となって独立気泡が維持されなくなり、上記範
囲を下回ると、所定の発泡度を得ることができない。ま
た、核剤、発泡ｉ＆の混合量が上記範囲を外れた場合の
問題点はフッ素樹脂の場合と同様である。 上記配合におけるＰＥは、ＨＤＰＥ　（高密度ボＪエチ
レン）とＬＤＰＥ　（低密度ポリエチレン）とのＵ　６
してなるポリエチレンであるが、ＨＤＰＥまたはＬＤＰ
Ｅ単独であってもよい。また、上記ポリエチレンに代え
て、ポリプロピレンを用い、あるいは、ポリエチレンと
ポリプロピレンとの混合物を用いることもできる。 以上のような工程により、中心導体の周囲に発泡層が設
けられた発泡絶縁電線を得ることができ、さらに、この
発泡絶縁電線の周囲に導体のシールドを設けるとともに
、その外周にシースを被せることにより、同軸ケーブル
を得ることができる。 なお、以上のようにして製造された発泡絶縁電線の気泡
中には、発泡後に凝縮されることによって水が残留する
こととなるが、この水は誘電率が高く、発泡絶縁電線の
低容量性を損なうことになるから、上記工程を経て一旦
製造された発泡絶縁電線に真空乾燥、あるいは、通電加
熱による乾燥などの処理を施すことが望ましい。 なおまた、上記実施例では、フッ素樹脂に核剤を添加し
、ポリエチレン樹脂に核剤および化学発泡剤を添加する
ようにしたが、求められる発泡度、樹脂の種類、電線に
求められる電気的、機械的な特性に応じて、核剤、化学
発泡剤、吸水剤のいずれか一つ、いずれか二つ、または
すべてを添加するようにしてもよい。

【発明の効果】

以上の発明で明らかなように、本発明によれば、水を含
有する発泡液を用いて、これを大気圧以上の圧力下に置
かれた溶融樹脂中に分散させた後、これを圧力から解放
することにより気化、膨張させることにより、高い発泡
度の絶縁電線を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に適用される被覆装置の一実施例を示す側
面図である。 １・・・・・・中心導体、２・・・・・・押出機、３・
・・・・・押出ヘッド、４・・・・・・発泡樹脂、６・
・・・・・ホッパ　７・・・・・第１段押出機構、８・
・・・・・第２段押出機構、ＩＯ・・・・・・ケーシン
グ、１１・・・・・・発泡液供給管、１２・・・・・・
ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発泡性樹脂を中心導体の表面に押出被覆してなる発
   泡絶縁電線の製造方法において、大気圧以上の圧力下に
   おかれた熱溶融状態の樹脂に、該樹脂の溶融点よりも沸
   点が低く、かつ、水を含有する発泡液を混合し、該発泡
   液が混合された樹脂を前記中心導体の表面に被覆しつつ
   押し出して前記圧力から解放し、発泡させることを特徴
   とする発泡絶縁電線の製造方法。 ２、前記樹脂には、溶融状態の樹脂から受ける熱によっ
   て分解して気体を発生する化学発泡剤が混合されている
   ことを特徴とする請求項１記載の発泡絶縁電線の製造方
   法。 ３、前記樹脂には、溶融状態の樹脂中に分散してそれぞ
   れ発泡の核となる無機材料からなる核剤が混合されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の発泡絶縁電線の製造
   方法。 ４、前記樹脂の軟化温度以上で化学発泡剤の分解温度以
   下の温度とされた溶融樹脂中に発泡液を混合した後、化
   学発泡剤の分解温度以上に加熱することを特徴とする請
   求項２記載の発泡絶縁電線の製造方法。 ５、前記発泡液は水であることを特徴とする請求項１な
   いし４のいずれかに記載の発泡絶縁電線の製造方法。