JPS63110508A - 被覆電線 - Google Patents

被覆電線

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JPS63110508A
JPS63110508A JP62261914A JP26191487A JPS63110508A JP S63110508 A JPS63110508 A JP S63110508A JP 62261914 A JP62261914 A JP 62261914A JP 26191487 A JP26191487 A JP 26191487A JP S63110508 A JPS63110508 A JP S63110508A
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tfe
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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】 本発明は、発泡被覆をエチレン／テトラフルオロエチレ
ン共重合体（ＥＴＦＥ）またはエチレン／クロロトリフ
ルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）より製造した保
護ジャケラｌ−または表皮体（ｓｋｉｎ）で取り囲んだ
、電子信号伝送用電線の絶縁体の発泡被覆を製造するた
めの、過フッ素化（ｐｅｒｆ　１ｕｏｒｉｎａｔｅｄ　
）テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）共重合体の使用に
関するものである。
電線は電子信号の伝送に用いられる。この電線は保護ま
たは絶縁されていなければならず、通常は、プラスチッ
クの被覆を熔融状態から電線の周囲に押出し成形する。
このプラスチック材料には、低い誘電定数と低い散逸係
数（ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ　ｆａｃｔｏｒ）とを有す
るものを選択する。電線に適用する際にプラスチックを
発泡させるならば、発泡体中に多数の小室（ｓｍａｌｌ
　ｃｅｌｌ）が形成されるために、誘電定数が望ましく
低下することはすでに見いだされている。
伝送用電線を取り囲む発泡絶縁体についてはラング（Ｓ
、に、　Ｒａｎｄａ）の米国特許第３．０７２．５８３
号に記載されており、ここで発明者は、過フッ素化重合
体くたとえばフッ素化エチレンプロピレン共重合体（Ｆ
ＥＰ））を押出し成形し、溶解した発泡剤を用いて発泡
させる核形成発泡工程（ｎｕｃｌｅａｔｅｄ　ｆｏａＩ
ＩｌｉＢ　ｐｒｏｃｅｓｓ）を記述している。ＦＥＰ発
泡体は粘度が高いために、電線上に高速で押し出すこと
が困難である。
チュング（ｃｈｕｎｇ　＞らの米国特許第４，３３１．
６１９号および第４．３９４，４６０号は、部分フツ素
化共重合体、たとえばエチレン−クロロトリフルオロエ
チレン共重合体を基礎とする核形成化学発泡組成物に関
するものである。この特許は電線上の発泡体を平均小室
サイズに関してのみ記述している。
この特許は発泡体の構造的欠陥に基づく低誘電強度の問
題は提出していない０発泡絶縁体は、数個の発泡小室が
電線と発泡絶縁体の外表面との間で半径方向に整列した
場合、および／または平均よりかなり大きな２個もしく
は３個の発泡小室が上記のように整列した場合に、また
は単一小室の寸法が絶縁体の厚さに近付いた場合に、構
造的に、および電気的に弱くなり得る。この特許には電
気的試験データは報告されていないが、実施例は、「表
面に最小限のピンホールが現れる」と述べて、被覆中に
ピンホールが存在することを暗示している。
時には発泡体−電線構造体の周囲に表皮体またはジャケ
ットを置いて集合体（ａｓｓｅｍｂｌｙ）を保護する。
たとえば、ブータネン（Ｐｏｕｔａｎｅｎ）らの米国特
許第４，３０９，１８０号は、電話線の周囲に発泡体お
よび非発泡表皮体を形成するための装置および方法を開
示している。この発明は、発泡体が良好な電気的特性（
たとえば低い誘電定数）を与え、非発泡の外層、または
表皮体が良好な機械的特性を与えることを指摘している
。この特許においては発泡体および表皮体は同一のプラ
スチック材料より製造されているが、フッ素化重合体に
は言及していない。
同様に、メールファー技術報告（Ｍａｉ　ｌ　１ｅｆｅ
ｒＴｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ）　１７は電線へ
の発泡体−表皮体押出し用の押出し技術を示唆している
。この特許は主としてポリエチレン発泡体／ポリエチレ
ン表皮体構造を取り扱い、フッ素含有重合体の使用は示
唆していない。
電線への発泡体、表皮化双方の高速押出しに対する要求
が存在する。
本発明は、中心の電線を取り囲み、外層の保護用非発泡
重合体表皮体により覆われた、高度な電気的性質を有す
る発泡被覆よりなるものである。
熔融加工の可能な過フッ素化共重合体発泡体は、好まし
くはテトラフルオロエチレンとへキサフルオロプロピレ
ン（ＨＦＰ）、パーフルオロ（プロピルビニルエーテル
）（ＰＰＶＥ）、またはこれらの混合物より選択した共
重合単量体との共重合体である。表皮体は他種の共重合
体、すなわち、エチレン／テトラフルオロエチレン共重
合体くＥＴＦＥ）またはエチレン／クロロトリフルオロ
エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）より製造する。
上記のＥＴＦＥおよびＥＣＴＦＥ　表皮体共重合体は約
４０−６０モル％のエチレン（Ｅ）、および６０−４０
モル％のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）またはクロ
ロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ’）を含有し、また
、実質的にテロゲン活性を持たない共重合可能な単量体
をも１０モル％まで含有し得る。この三元単量体（ｔｅ
ｒｍｏｎｏｍｅｒ　）は、好ましくは、米国特許第３．
３４２．７７７号に記載されたようなヘキサフルオロイ
ソブチレンもしくは少なくとも２個のを有する側鎖を与
えるビニル単量体；まなは米国特許第４，１２３，６０
２号に記載されたような、弐〇Ｈ，＝ＣＨＲ，を有する
パーフルオロアルキルエチレンである。このエチレン表
皮体共重合体は一般に、ＡＳＴＭ　Ｄ４２３８により２
９８℃で測定して０．５ないし０．９×１０４ボイズの
範囲の熔融粘度を有するべきである。
表皮体は発泡重合体より低い熔融粘度を有するならば、
発泡体を取り囲む表皮体の押出しが容易になる。
発泡体を形成するＴＦＥ共重合体は熔融加工可能な共重
合体である。すなわち、この共重合体の分子量は十分に
低く、共重合単荒体の含有蓋は十分に大きくて、共重合
体の熔融粘度が３７２℃において１０　Ｘ　１０’ポイ
ズ未溝になる。一般に、ＰＰＶＥ　の量は少なくとも２
重量％；　ＨＦＰの量は少なくとも１０重量％であり；
双方が存在するならば、合計量は少なくとも４重電％で
ある。
本件発泡体は低い誘電定数を与える。本件表皮体は発泡
しておらず、高い誘電定数を与えるが、この表皮体は、
電線集合体の対の間で測定した相互キャパシタンス特性
に有意の変化を生じさせない。
通信用電線（電話および光ファイバー）の表皮体にＥＴ
ＦＥ　またはＥＣＴＦＥ材料を選択し、発泡体にＴＦＥ
共重合体を選択するのが有利な構成である。この発泡体
は良好な電気的特性、耐熱性、および耐炎性を与え、一
方、ＥＣＴＦＥまたはＥＴＦＥ　の表皮体は押し潰し抵
抗性（ｃｒｕｓｈ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）誘電強度、
着色性および組み立ての容易性（ｅａｓｅ　ｏｆ　ｆａ
ｂｒｉｃａｔｉｏｎ）に驚くべき改善をもたらす。
本発明は電線を取り囲む薄く硬い表皮体、またはジャケ
ットにより保護された発泡絶縁体を提供する。空間が節
約できる故に薄い壁が望ましい。
たとえば、２４ＡＷＧの単線電線の周囲に０．１２５＠
＠（５ミル）の発泡絶縁体の壁を設けるならば０．７６
　ｒａｍ　（３０ミル）の外径になるのみであるが、壁
が０．５　＋＊＋ｍ　（２０ミル）の厚さであるならば
直径は１．５　ｍ＋＊　（６０ミル）になり、約２倍の
太さになる。
捩った電線対、すなわち２本の絶縁電線を相互に捩り合
わせたものは、伝統的に電気的信号の伝送に用いられて
いる。捩り電線は簡単な点が有利である。絶縁体の誘電
定数が低いほど、信号の速度および質が良好になる。本
発明に発泡体として用いられるＴＦＥ共重合体樹脂は極
めて低い誘電定数を有し、この樹脂を発泡させると誘電
定数がさらに低下して、さらに望ましい絶縁体が得られ
る。不幸なことに、発泡絶縁電線を捩ると泡が押し潰さ
れる傾向があり、相互キャパシタンスを増加させる結果
となって、時には誘電強度を減少させる。
本発明においては、機械的強度を改善するために非発泡
のＥＴＦＥ　またはＥＣＴＦＥ共重合体の薄い表皮（絶
縁体全体の厚さの５％ないし３５％）を上層液′１ｇＩ
（ｏｖｅｒ−ｃｏａｔｉｎｇ）として用いる。この表皮
は第２押出しく　５ｅｃｏｎｄａｒｙ　ｅｘｔｒｕｓｉ
ｏｎ）または２Ｎ同時押出しくｄｕａｌ　ｓｉ＋ｍｕｌ
ｔａｎｅｏｕｓｅｘｔｒｕｓｉｏｎ　）で適用すること
ができる。
本件外Ｊｌ被覆はより高い誘電定数を有するが、全体と
しての誘電定数にはほとんど影響がないこと、ならびに
、それにつれて、信号の伝送速度および質にほとんど影
響がないことが見いだされている。したがって、本件非
発泡の強靭な表皮体は、電線の性能を損なうことなく、
発泡体の外側に位置させることができる。保護表皮体が
存在すれば、内側の被覆はより高い空隙度（ｄｅｇｒｅ
ｅ　ｏｆ　ｖｏｉｄｓ）に発泡させることもできる。さ
らに、表皮重合体が高い熔融流動性を有するならば、全
構成体の同時押出しにおける押出し可能性を助長するで
あろう０本件表皮体は、捩り′ｒＪｊ、、１１対を製造
する際に遭遇するような押し潰す力に対する、より大き
な抵抗性を与える。
この種のより強靭な外層被覆がなければ、細番手の（＋
ｍ１ｎｉａｔｕｒｅ）　　（すなわち、薄い絶縁体の）
、電線系に必要な低い相互キャパシタンス（５ないし１
５　ｐｆ／ｆｔ）を有し、なお、妥当な電線対間誘電強
度を有する捩り電線対構造体を製造することは困難であ
る。
上記の発泡体−表皮体構成体は典型的（こは２−３０ミ
ル（０，０５−０，７６ｍ＋＊）の壁厚を有し、厚さ０
．５−１０ミル（０，０１３−０，２５４ｍｓ＋）の一
体の表皮体により覆われた、平均小室寸法０．０５−０
．１２＋＋ｕ＋＋　（２−５ミル）（絶縁体が薄い場合
には０．０５ＩＩＩＩｌに近く、絶縁体が厚い場合には
０．１２　ｍｍに近い〉の、空隙含量２５−７０の発泡
体である。
発泡体と表皮体との電線上への同時押出し用に組み立て
られた装置は、少なくとも５０　ｒｐｍのスクリュー速
度が可能なりＣ駆動モーターと“フレオン”２２フルオ
ロカーボンガス噴射を用いる発泡用に設計したスクリュ
ー（電線電纜シンポジウム死文（１４ｉｒｅ　ａｎｄ　
Ｃａｂｌｅ　Ｓｙｎ＋ｐｏｓｉｕ＋ｎ　ｐａｐｅｒ）“
発泡フルオロ重合体樹脂の押出しにおける装置と設計の
変更（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｃ
ｈａｎｇｅｓ　１ｎＥｘｔｒｕｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｆｏａ
ｍｅｄ　Ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ　Ｒｅ５ｉｎｓ）
”１９８３年１１月の第１図を参照）とを備えた、長さ
対直径比（Ｌ／Ｄ　）　２４／１の直径２″’　（５ｃ
ｎ＋）のディビス標準押出し＠　（Ｄａｖｉｓ　５ｔａ
ｎｄａｒｄ　ｅｘｔｒｕｄｅｒ）；外層表皮体を形成す
る熔融物を与えるために用いる、非発泡フルオロ重合体
押出し用に標準的な、Ｌ／Ｄ　２０／１、直径１”　（
２，５４ａｍ）の補助スクリュー押出し機；電子工学用
電線予備加熱ヒーター；市販の押出しグイ付き二層被覆
用発泡体−表皮体クロスヘッド；水浴；５０ｆｐｍない
し５，５００ｆｐｍ　（１５−１６７５メ一トル／分）
の電線速度が可能なＡＣモーター駆動部付きカブスタン
、ならびに、絶縁電線の直径およびキャパシタンスを連
続的に監視するための内蔵電子装置よりなる。熔融樹脂
の熔融圧を観測し、それに応じて電線速度を調節するか
、または押出し速度を調節する。
液体または気体のいかなる発泡剤も、泡形成を促進する
ために使用し得る０発泡させるＴＦＥ共重合体は核形成
剤、たとえば窒化ホウ素を含有していてもよい０発泡体
および表皮体は、通常のいかなる様式で電線上に押出し
してもよい。
笈施に」一 実施例１において用いた装置は上記のようなものである
。０．１９フインチのグイオリフィスを有する管熔融引
出しグイ（ｔｕｂｉＢ　＋＊ｅｌｔ　ｄｒａｗ　ｄｉｅ
）を、メールファー発泡体７衷皮体クロスヘッドに組み
入れた直径０．０７８インチのチップとともに用いた。
１５゜ないし６０゜の内部角（ｉｎｔｅｒｎａｌａｎｇ
ｌｅ）を有するグイを使用し得る。６８０″Ｆ（３６０
℃）の樹脂槽（ｂａｒｒｅｌｌ）　、受器（ａｄａｐｔ
ｏｒ　）およびクロスヘッド温度を用いた。グイ温度は
５９０°Ｆ（３１０℃）、溶融物圧力（＋ｍｅｌｔ　ｐ
ｒｅｓｓｕｒｅ　）はＬ９００ｐｓｉ　（１３，１ＭＰ
ａ）であり、ガス圧６９　ｐｓｉｇ（０，５ＭＰａ）の
パーフルオロ”　２２フルオロカーボンを　０．５％窒
化ホウ素充填ＦＥＰ１００とともに用い、スクリュー速
度は１５　ｒｐｍ　（４，６ｍ７分）、電線速度は１２
０　ｆｔ７分（３６，６催／分）であった。
グイ表面の樹脂剪断速度は毎秒３００と計算された。
この実施例では、ＴＦＥ／ヘキサフルオロプロピレン８
９　：　１１　（重電比）共重合体の発泡体とエチレン
／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）の表皮
体とを同時押出しして、電線の周囲に絶縁体を形成した
。
少量のパーフルオロエチレン三元単量体を有する、熔融
粘度０．９　Ｘ　１０’ボイズの、約５０１５０モル％
のＥＴＦＥ　（エチレン約２０．４重量％、テトラフル
オロエチレン７７．５重電％、およびＣ２Ｆ９ＣＨ＝Ｃ
Ｈ２２，１重量％）を表皮体として用いた。このＴＦＥ
／ＨＦＰ　は、押出し前に、３７２℃において８．４　
Ｘ　１０’　Ｐ　の熔融粘度を有していた。ＡＷＧ　２
４の単線銅線（直径２０．１ミル［０，５ｍ＋ａ］　）
を用いた。ＦＦ’、Ｐ　の発泡小室は閉鎖されており、
試料の拡大断面写真を計測して測定した直径は平均５ミ
ル（１２７ミクロメードル）であった０発泡体は厚さＺ
１ミル（０，５Ｉ＊Ｉａ）、表皮体は２ミル（５１ミク
ロメートル）であった。
この電線構成体は　２５±０．７　ｐｐ／ｒｔ、すなわ
ち８２±２．３　ｐＦ／ｍの共軸電線キャパシタンスを
有していた。これは１．６４の誘電定数に相当する。
続く電気的試験は以下の結果を示した。
誘電強度はＡＳＴＭ　Ｄ−３０３２の記載に従って試験
した。長さ３フイートの試料を４時間老化させ、塩水に
浸漬し、ついで、水溶液に浸して誘電的に試験した。
２本の電線を製造した。一方はＥＴＦＥを赤く染色し、
他方は緑に染色した。
赤色の試料には１３，３３０　Ｖ　（３回の試験の平均
値）の電圧をかけ得た。しかし、浸漬前に表皮体（１，
５ミルまたは３８ミクロメートル）を除去すると、かけ
得る電圧は９，８３０　Ｖ　（３回の試験の平均値）に
過ぎなかった。
緑色の試料には１２，８３０　Ｖ　（３回の試験の平均
値）の電圧をかけ得た。しかし、浸漬前に表皮体（２，
５ミルまたは６４ミクロメートル）を除去すると、かけ
得る電圧は３，３３０　Ｖ　（３回の試験の平均値）に
過ぎなかった。
これらの結果は、ＥＴＦＥ非発泡表皮体の存在により電
線構成体の誘電強度が増加したことを示している。表皮
体を除去したのちの双方の例のＦＥＰ　発泡体での差異
の理由は未知であるが、小室の寸法または形に関係する
であろう。
火１匠−１ この実施例では、３７２℃において３．７　Ｘ　１０’
ボイズの熔融粘度を有するＴＦＥ／ＰＰＶＥ９７　：　
３　（重量％）共重合体の発泡体と、ＥＴＦＥ共重合体
の表皮体とを同時押出しして、電線の周囲に絶縁体を形
成した。ＥＴＦＥ樹脂は実施例１で用いたものと同一で
ある。電線はＡＷＧ　１８の撚り銅線であった。ＴＦＥ
／ＰＰＶＥ共重合体は核形成剤として０．５％のＢＮ　
を含有していた。
Ｅ　Ｔ　Ｆ　Ｅ表皮体に用いた押出し機は実施例１で用
いたものと同一である。樹脂槽温度は３１６℃、スクリ
ュー速度は３　ｒｐｍであった。
ＴＦＥ／ＰＰＶＥ共重合体に用いた押出し機は、実施例
１のものと同様のガス射出用に設計した、３０／１のＬ
／Ｄ　比を有する１、２５”　（３，２ｃｍ）の押出し
機であった。樹脂槽温度は３４３℃、スクリュー速度は
３５　ｒｐｍであった。
クロスヘッドは、ダイの直径が０　、２９５インチ（７
，５＋ｕ＋）であり、チップの直径が０．１５インチ（
３，８ｍｍ）であることを除いて、実施例１で用いたも
のと同一である。クロスヘッド温度は３３２℃、ダイ温
度は２９９℃であった。電線速度は９０フイ一ト／分（
２７，４蹟／分）であった。゛フレオン″２２フルオロ
カーボンのガス圧は１１０　ｐｓｉｇ（０，８ＭＰａ）
であった。
この被覆電線は２ミル（５１ミクロメートル）のＥＴＦ
Ｅ　非発泡表皮体で覆われた２０ミル（５１０ミクロメ
ートル）のＴＦＥ／ＰＰｖＥの発泡被覆を有していた。
この被覆電線は１．５８の誘電定数と４５プラスマイナ
ス１　ｐＦ／ｆｔ　（１４８プラスマイナス３ｐＦ／ｍ
）の共軸電線キャパシタンスとを有していた。
衷施上二」− この実施例では、ＴＦＥ／ＰＰＶＥ共重合体の発泡体と
ＥＣＴＦＥ　（エチレン／クロロトリフルオロエチレン
）共重合体の表皮体とを同時押出しして、電線の周囲に
絶縁体を形成した。
ＴＦＥ／ＰＰＶＥ　共重合体は実施例２で用いたものと
同一で、ＢＮ核形成剤を含有していた。
ＥＣＴＦＥ樹脂は現在入手し得る最も流動性の大きいＥ
ＣＴＦＥであった。これは、２９７℃において０．６１
　Ｘ　１０’ポイズの熔融粘度を有していた。
Ｅ　ＣＴ　Ｆ　Ｅ　の表皮体に用いた押出し機は他の実
施例で用いたものと同一である４、樹脂槽温度は２８２
℃、スクリュー速度は８　ｒｐｍであった。
ＴＦＥ／ＰＰＶＥ共重合体に用いた押出し機は、実施例
２で同一の重合体に用いたものと同一のものであった。
樹脂槽温度は３４３℃、スクリュー速度は３５　ｒｐｍ
であった。
クロスヘッドは実施例２で用いたものと同一である。゛
フレオン″２２フルオロカーボンのガス圧は１１０　ｐ
ｓｉｇ　（０，８Ｍ　Ｐａ）であった。クロスヘッド温
度は２９３℃、ダイ温度は３０４°Ｃであった。電線は
ＡＷｏ　１８の撚り銅線構成体であり、電線速度は１２
２フイ一ト／分（３７，２ｍ７分）であった。
この被覆電線は３ミル（７６ミクロメードル）のＥＣＴ
ＦＥ非発泡表皮体で覆われた１７ミル（４３０ミクロメ
ート／Ｌ、）　の’ｒ’ＦＥ／ＰＰＶＥ　共重合体の発
泡被覆を有していた。この絶縁電線は１゜５６の誘電定
数と４７　ｐＦ／ｆｔ　（１５４ｐＦ／ｍ）の共軸電線
キャパシタンスとを有していた。
特許出願人　　　イー・アイ・デュポン・デ・ニモアス
・アンド・カンパニー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、テトラフルオロエチレンの熔融加工可能な過フッ素
    化共重合体より製造したフルオロポリマー発泡体と上記
    発泡体を取り囲むエチレン／クロロトリフルオロエチレ
    ン共重合体またはエチレン／テトラフルオロエチレン共
    重合体よりなる非発泡表皮体とにより実質的に被覆され
    た電線。 ２、上記過フッ素化共重合体がＴＦＥ／ヘキサフルオロ
    プロピレン、ＴＦＥ／パーフルオロ（プロピルビニルエ
    ーテル）、ＴＦＥ／ヘキサフルオロプロピレン／パーフ
    ルオロ（プロピルビニルエーテル）、およびこれらの混
    合物より選択したものであることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の電線。 ３、発泡体層の厚さが０．０５ないし０．７６ｍｍであ
    り、表皮体層の厚さが０．０１３ないし０．２５４ｍｍ
    であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電
    線。 ４、上記電線が、全体として４０ないし２０ＡＷＧゲー
    ジの単線の、または撚り線の銅電線であることを特徴と
    する特許請求の範囲第１または第２項記載の電線。 ５、特許請求の範囲第１、第２または第３項記載の電線
    の対。
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