KR20140142671A - 동축 전선 및 그의 제조방법 - Google Patents

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KR20140142671A
KR20140142671A KR1020140067590A KR20140067590A KR20140142671A KR 20140142671 A KR20140142671 A KR 20140142671A KR 1020140067590 A KR1020140067590 A KR 1020140067590A KR 20140067590 A KR20140067590 A KR 20140067590A KR 20140142671 A KR20140142671 A KR 20140142671A
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wire
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히토시 엔도
유헤이 마야마
야스히로 다카이
미츠마사 시마다
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스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 폴리올레핀계 수지가 피복되고, 또한 세경화된 동축 전선을 제공한다.
[해결수단] 중심 도체(2)의 주위에, 절연층(4), 외부 도체(6) 및 외피(8)가 동축 형상으로 순차적으로 적층된 동축 전선(1)으로서, 중심 도체(2)는 AWG 32 이하의 단면적을 갖는 연선으로 구성되고, 절연층(4)은, 가교 폴리올레핀계 수지로 구성됨과 더불어, 두께 0.025mm 이상 0.35mm 이하로 되고, 중심 도체(2)와 절연층(4) 사이에는 간극(S)이 형성되어 있다.

Description

동축 전선 및 그의 제조방법{COAXIAL CABLE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 동축 전선 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
실레인 그래프트 폴리에틸렌을 포함하는 가교성 수지 조성물을 형성하고, 이 가교성 수지 조성물을 도체 상에 압출 피복시킨 후에, 가교시킨 동축 전선이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
일본 특허공개 2002-133962호 공보
최근, 동축 전선을 세경화(細徑化)하고자 하는 요구가 있지만, 예컨대 특허문헌 1에 개시된 도체는, 그 단면적이 22mm2로 굵기 때문에, 동축 전선의 세경화에는 한계가 있다. 또한, 폴리에틸렌계 수지는, 충실 압출 피복에 이용한 경우의 압출성은 양호하지만, 도체의 주위에 얇게 피복하기 위한 인발 피복에 이용하는 것이 곤란하다. 그 때문에, 종래에 인발 피복에 의해 형성되는 세경 동축 전선의 절연층으로서는 고가인 불소계 수지가 이용되고 있는 경우가 많다.
그래서, 본 발명은, 폴리올레핀계 수지가 피복되고, 또한 세경화된 동축 전선 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 동축 전선은,
중심 도체의 주위에, 절연층, 외부 도체 및 외피가 동축 형상으로 순차적으로 적층된 동축 전선으로서,
상기 중심 도체는 AWG 32 이하의 단면적을 갖고,
상기 절연층은, 가교 폴리올레핀계 수지로 형성됨과 더불어, 두께 0.025mm 이상 0.35mm 이하이며,
상기 중심 도체와 상기 절연층 사이에 간극이 형성되어 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 동축 전선의 제조방법은,
복수개의 금속 소선을 연합(撚合)하여 중심 도체를 구성하고,
상기 중심 도체의 외주에, 인발비(draw-down ratio)가 50 이상 200 이하인 폴리올레핀계 수지를 인발에 의해 피복함으로써, 두께 0.025mm 이상 0.35mm 이하의 절연층을 형성하고,
상기 절연층의 외주에 외부 도체를 배치하고,
상기 외부 도체의 외주에 외피를 형성하고,
상기 절연층을 가교시킨다.
본 발명에 의하면, 폴리올레핀계 수지가 피복되고, 또한 세경화된 동축 전선 및 그의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 동축 전선의 실시형태의 예이며, 전선의 각 부재를 단계적으로 노출시킨 단부의 사시도이다.
도 2는 도 1의 동축 전선의 단면도이다.
도 3은 절연층의 압출성과 멜트 인덱스 및 멜트 텐션과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1의 절연층을 인발에 의해 압출 성형하는 양상을 나타내는 단면도이다.
[본원 발명의 실시형태의 설명]
최초에 본원 발명의 실시형태의 내용을 열기하여 설명한다.
본원 발명의 실시형태에 따른 동축 전선은,
(1) 중심 도체의 주위에, 절연층, 외부 도체 및 외피가 동축 형상으로 순차적으로 적층된 동축 전선으로서,
상기 중심 도체는 AWG 32 이하의 단면적을 갖고,
상기 절연층은, 가교 폴리올레핀계 수지로 구성됨과 더불어, 두께 0.025mm 이상 0.35mm 이하로 되고,
상기 중심 도체와 상기 절연층 사이에 간극이 형성되어 있다.
이 구성에 의하면, 두께 0.025mm 이상 0.35mm 이하의 폴리올레핀계 수지가 중심 도체의 주위에 인발에 의해 압출 피복되고, 추가로 가교됨으로써, 절연층이 형성되어 있다. 그 때문에, 절연층을 박육화시키는 것에 의해 동축 전선을 세경화할 수 있음과 더불어, 세경 동축 전선을 저렴하게 제공할 수 있다.
(2) 상기 폴리올레핀계 수지는, 멜트 인덱스가 1.4g/10min 이상 8.1g/10min 이하이며, 멜트 텐션이 2.5gf 이상 11.5gf 이하인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 멜트 인덱스 및 멜트 텐션이 상기 범위 내에 있음으로써 절연층을 구성하는 폴리올레핀계 수지의 양호한 압출성을 유지할 수 있다.
(3) 상기 절연층은, 고밀도 폴리에틸렌과 아이오노머를 포함하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 절연층이 상기 재료를 포함하는 것에 의해, 동축 전선의 세경화가 실현될 수 있음과 더불어 안정된 압출 피복이 가능해진다.
(4) 상기 중심 도체는, 단선 도체인 것이 바람직하다.
(5) 상기 중심 도체는, 주석 도금선인 것이 바람직하다.
어느 구성도, 본원 발명의 실시형태에 따른 동축 전선에 이용되는 중심 도체의 일례로서 적합하다.
(6) 상기 절연층은, 전리 방사선에 의해 가교되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 내리플로우성 등의 내열성이나 기계적 강도가 향상된 절연층을 갖는 동축 전선을 제조할 수 있다.
본원 발명의 실시형태에 따른 동축 전선의 제조방법은,
(7) 복수개의 금속 소선을 연합하여 중심 도체를 구성하고,
상기 중심 도체의 외주에, 인발비가 50 이상 200 이하인 폴리올레핀계 수지를 인발에 의해 피복함으로써, 두께 0.025mm 이상 0.35mm 이하의 절연층을 형성하고,
상기 절연층의 외주에 외부 도체를 배치하고,
상기 외부 도체의 외주에 외피를 형성하고,
상기 절연층을 가교시킨다.
이 구성에 의하면, 중심 도체의 주위에 폴리올레핀계 수지를 인발에 의해 피복하고 추가로 가교함으로써 두께 0.025mm 이상 0.35mm 이하라는 박육화된 절연층이 형성되어 있다. 그 때문에, 세경화된 동축 전선을 저렴하게 제조할 수 있다.
[본원 발명의 실시형태의 상세]
이하, 본 발명에 따른 동축 전선 및 그의 제조방법의 실시형태의 예를, 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 동축 전선의 각 부재를 단계적으로 노출시킨 단부의 사시도이며, 도 2는 동축 전선의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 동축 전선(1)은, 중앙에 중심 도체(2)가 배치되고, 이 중심 도체(2)의 주위에 절연층(4)이 형성되고, 추가로 절연층(4)의 주위에 외부 도체(6)가 배치되어 있다. 그리고, 이 외부 도체(6)의 주위에 외피(8)가 피복되어 있다.
본 실시형태에서는, 중심 도체(2)는, 극세경의 구리 합금선(3)(예컨대, 은 도금 구리 합금선)을 7개 이용하여, 1개의 구리 합금선(3)의 주위에 6개의 구리 합금선(3)을 합쳐 꼰 AWG(American Wire Gauge) 32 상당의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 세경의 연선(撚線)으로 구성되어 있다. 구리 합금선(3)은, 선경이 예컨대 0.05mm이다. 또한, 연선경은, 바람직하게는 AWG 36 상당 이하의 세경이다. 중심 도체(2)는 단선 도체여도 좋다. 단선 도체인 경우의 중심 도체(2)의 크기(단면적)는 연선의 경우와 마찬가지이다.
종래에는, 세경 전선의 절연층에는 불소 수지가 사용되고 있었지만, 불소 수지는 미끄러짐이 좋기 때문에 중심 도체와 절연층의 미끄러짐을 억제하기 위해서 중심 도체에는 연선이 이용되고 있었다. 그러나, 본 실시형태와 같이, 후술하는 폴리올레핀계 수지를 절연층(4)에 사용하면, 중심 도체(2)가 단선 도체여도 절연층(4)이 중심 도체(2) 상을 미끄러지지 않아 안정되게 인발 피복을 행할 수 있다.
중심 도체(2)로서 이용되는 구리 합금선(3)으로서는, 은 도금선 이외에 주석 도금선을 사용할 수도 있다. 폴리올레핀계 수지는 불소 수지보다도 용융 온도가 낮기 때문에, 주석 도금선을 중심 도체(2)에 사용하여도 도금이 용융되는 일이 없다.
절연층(4)은, 폴리올레핀계 수지로 형성되고, 그 두께는 0.025mm 이상 0.35mm 이하로 되어 있다. 또한, 절연층(4)의 외경은 약 0.10∼0.90mm이다. 절연층(4)은, 중심 도체(2)의 외주에 폴리올레핀계 수지를 인발에 의해 압출 피복하는 것에 의해 형성된다. 이것에 의해, 도 2에 나타내는 바와 같이, 중심 도체(2)와 절연층(4) 사이에는 미소한 간극(S)이 마련되어 있다. 인발에 의한 압출 피복에 대해서는, 이어서 상세히 기술한다.
절연층(4)을 구성하는 폴리올레핀계 수지는, 중심 도체(2)의 외주에 압출 피복된 후에, 전리 방사선을 조사하는 것에 의해 가교되어 있다. 전리 방사선원으로서는 가속 전자선, 감마선, X선, α선, 자외선 등을 예시할 수 있다. 선원 이용의 간편함이나 전리 방사선의 투과 두께, 가교 처리의 속도 등, 공업적 이용의 관점에서는, 특히 가속 전자선이 바람직하다.
여기서, 몇 가지 상이한 수지 재료를 이용하여 인발에 의한 압출 피복에 의해 절연층(4)을 형성하고, 각 수지 재료에 있어서의 압출성과 멜트 인덱스 및 멜트 텐션과의 관계를 조사했다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 폴리올레핀계 수지의 멜트 인덱스 및 멜트 텐션이 어느 수준 이상이면, 인발에 의한 압출성이 양호하다는 것이 판명되었다. 구체적으로는, 절연층(4)은, 폴리올레핀계 수지의 멜트 인덱스가 1.4g/10min 이상 8.1g/10min 이하이며, 멜트 텐션이 2.5gf 이상 11.5gf 이하이면, 인발에 의한 압출성이 양호하다는 것이 판명되었다. 도 3에서는, 폴리올레핀계의 수지(예컨대, 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, 이하 HDPE로 한다) 수지 + 아이오노머), 반경질 HF(할로젠 프리) 수지, HDPE 수지 및 넓은 분자량 분포 수지에 대해서는 190℃ 및 하중 2.16kg에서 측정한 멜트 인덱스와 190℃에서 측정한 멜트 텐션을 나타내고, 불소 수지(MFA, PFA)에 대해서는 330℃ 및 하중 2.16kg에서 측정한 멜트 인덱스와 330℃에서 측정한 멜트 텐션을 나타낸다.
본 예에서 이용되는 폴리올레핀계 수지로서는, 예컨대 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 아이오노머를 포함하는 수지 재료, 환상 올레핀과 에틸렌뷰텐과 아이오노머를 포함하는 수지 재료, 랜덤 폴리프로필렌과 폴리페닐렌에터(PPE)와 스타이렌계 열가소성 엘라스토머(SEBS)를 포함하는 수지 재료, 및 HDPE와 PPE와 SEBS를 포함하는 수지 재료 중의 어느 하나를 이용하는 것이 적합하다는 것이 판명됐다. 인발 압출성의 관점에서는, 특히, HDPE와 아이오노머를 포함하는 수지 재료, 환상 올레핀과 에틸렌뷰텐과 아이오노머를 포함하는 수지 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
외부 도체(6)는, 도전성 금속의 세경 선재(예컨대 주석 도금 구리 합금선(외경이 0.03∼0.05mm 정도)를 복수개 이용하여 편조(編組) 또는 가로 감기[橫卷]하여, 절연층(4)의 주위를 덮도록 설치되어 있다.
한편, 외부 도체(6)로서는, 예컨대, 금속 테이프를 절연층(4)의 외주에 세로 감기[縱卷] 또는 나선 감기[螺旋卷]한 것이어도 좋다. 금속 테이프는, PET 등의 수지 테이프에 금속박을 붙인 것을 사용할 수 있다. 수지 테이프의 두께는 0.015∼0.035mm의 것이 있다.
외피(8)는, 폴리에스터 테이프(예컨대 PET 테이프)가 감아 붙여져 구성된다. 또는, 외피(8)는, 절연층(4)과 동일한 폴리올레핀 수지가, 절연층(4)과 마찬가지로 인발 압출 피복에 의해 형성된다.
다음으로, 상기의 동축 전선(1)을 제조하는 방법에 대해 설명한다.
우선, 구리 합금으로 이루어지는 극세경의 7개의 구리 합금선(3)을 연합하여 중심 도체(2)로 한다. 예컨대, 직경 0.05mm의 구리 합금선(3)을 7개 연합하여, 직경 0.15mm 정도의 중심 도체(2)를 형성한다.
그리고, 이 중심 도체(2)의 외주에, 절연층(4)으로 되는 폴리올레핀계 수지를 압출 피복한다. 폴리올레핀계 수지를 인발에 의해 압출 피복하여 절연층(4)을 형성하기 위해서는, 압출 성형에 이용하는 다이스 및 포인트를 선택하는 것에 의해, 성형 조건인 인발비를 50 이상 200 이하로 하면 된다.
인발에 의한 절연층(4)의 압출 성형의 양상을 도 4에 나타낸다. 다이스(11)와 포인트(12) 사이의 수지 유로(13)에 수지(7)(폴리올레핀계 수지)를 공급한다. 포인트(12)의 중심을 통과하는 관통 구멍에 중심 도체(2)를 통과시킨다. 다이스(11)와 포인트(12) 사이의 출구로부터 압출된 수지(7)는, 곧바로는 중심 도체(2)에는 접촉하지 않고, 차차 가늘어져 출구로부터 떨어진 지점에서 중심 도체(2)에 접촉하여 피복된다. 이것에 의해, 도 2에 나타내는 바와 같이, 연선에 의해 구성되는 중심 도체(2)와 절연층(4) 사이에는 미소한 간극(S)이 마련된다.
인발비는 (다이스 내경)2-(포인트 외경)2/(전선 마무리 직경)2-(중심 도체의 직경)2으로 구해진다. 본 예에 있어서는, 절연층(4)을 구성하는 폴리올레핀계 수지의 인발비를 50 이상 200 이하로 하는 것에 의해, 중심 도체(2)의 외주에, 두께 0.025mm 이상 0.35mm 이하의 박육의 절연층(4)을 실현하는 것에 성공했다.
다음으로, 절연층(4)의 외주에, 도전성 금속의 복수개의 세경 선재를 편조 또는 가로 감기하여 외부 도체(6)를 형성한다.
그 후, 외부 도체(6)의 외주에, 절연층(4)과 마찬가지로 폴리올레핀 수지를 인발 압출 피복하는 것에 의해, 외피(8)가 형성된다. 절연층(4)의 외주를 외부 도체(6) 및 외피(8)에 의해 덮어 동축 전선(1)을 형성하고 나서, 동축 전선(1)에 전리 방사선을 조사하는 것에 의해 절연층(4)과 외피(8)의 가교를 행한다.
이렇게 하여, 외경이 예컨대 0.64mm인 동축 전선(1)이 형성된다.
한편, 외부 도체(6)의 외주에, PET 등의 수지 테이프를 압권(押卷; press winding tape)으로서 감아 붙이고 나서 외피(8)를 형성해도 좋다. 또한, 중심 도체(2)의 외주에 절연층(4)을 형성한 상태에서 전리 방사선에 의한 가교를 행해도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 동축 전선(1)에 의하면, 중심 도체(2)의 외주에, 두께 0.025mm 이상 0.35mm 이하의 폴리올레핀계 수지에 의해 박육화된 절연층(4)이 형성되어 있다. 그 때문에, 세경화된 동축 전선(1)을 저렴하게 제공할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 절연층(4)을 구성하는 폴리올레핀계 수지(가교 전)의 멜트 인덱스(190℃, 하중 2.16kg)가 1.4g/10min 이상 8.1g/10min 이하이며, 멜트 텐션이 2.5gf 이상 11.5gf 이하인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 멜트 인덱스 및 멜트 텐션이 상기 범위 내에 있음으로써 가교 폴리올레핀계 수지의 인발에 의한 압출성을 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 절연층(4)은, 고밀도 폴리에틸렌과 아이오노머를 포함하는 수지 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 동축 전선(1)의 세경화가 실현됨과 더불어 안정된 압출 피복이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 절연층(4)은, 전리 방사선에 의해 가교되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 내리플로우성 등의 내열성이나 기계적 강도가 향상된 절연층을 갖는 동축 전선을 제조할 수 있다.
실시예
중심 도체의 주위에, 절연층, 외부 도체 및 외피를 동축 형상으로 순차적으로 적층하여, 이하에 나타내는 구성의 실시예 1∼3의 동축 전선(AWG #36)을 준비한다. 실시예 1∼3의 동축 전선의 조성 및 특성을 표 1에 나타낸다. 외피는 어느 쪽의 예도 PET 테이프를 나선 감기했다. 실시예 1의 동축 전선의 특성 임피던스는 50Ω이다.
Figure pat00001
실시예 1은, 절연층이 HDPE와 아이오노머를 포함하는 수지 재료로 구성되어 있다. 실시예 2는, 절연층이 환상 올레핀과 에틸렌뷰텐과 아이오노머를 포함하는 수지 재료로 구성되어 있다. 실시예 3은, 절연층이 랜덤 PP와 PPE와 SEBS로 구성되어 있다. 실시예 1∼3에 대하여, 각각 신도(%), 항장력(MPa) 등의 특성을 측정한 바, 어느 실시예에 있어서도 실용상 적정한 범위 내였다. 그 때문에, 실시예 1∼3의 폴리올레핀계 수지 재료를 이용한 절연층은 모두 실용 가능하다는 것이 확인되었다.
이상, 본 발명을 상세하게 또 특정한 실시태양을 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있다는 것은 당업자에게 분명하다. 또한, 상기 설명한 구성 부재의 수, 위치, 형상 등은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명을 실시하는 데에 있어서 적합한 수, 위치, 형상 등으로 변경할 수 있다.
1: 동축 전선
2: 중심 도체
4: 절연층
6: 외부 도체
7: 수지
8: 외피

Claims (12)

  1. 중심 도체의 주위에, 절연층, 외부 도체 및 외피가 동축 형상으로 순차적으로 적층된 동축 전선으로서,
    상기 중심 도체는 AWG 32 이하의 단면적을 갖고,
    상기 절연층은, 가교 폴리올레핀계 수지로 형성됨과 더불어, 두께 0.025mm 이상 0.35mm 이하이며,
    상기 중심 도체와 상기 절연층 사이에 간극이 형성되어 있는, 동축 전선.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가교 폴리올레핀계 수지는, 멜트 인덱스가 1.4g/10min 이상 8.1g/10min 이하이며, 멜트 텐션이 2.5gf 이상 11.5gf 이하인 동축 전선.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층은 고밀도 폴리에틸렌과 아이오노머를 포함하는 동축 전선.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 절연층은 고밀도 폴리에틸렌과 아이오노머를 포함하는 동축 전선.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 도체는 단선 도체인 동축 전선.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 도체는 주석 도금선인 동축 전선.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 중심 도체는 주석 도금선인 동축 전선.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층은 전리 방사선에 의해 가교되어 있는 동축 전선.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연층은 전리 방사선에 의해 가교되어 있는 동축 전선.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 절연층은 전리 방사선에 의해 가교되어 있는 동축 전선.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 절연층은 전리 방사선에 의해 가교되어 있는 동축 전선.
  12. 복수개의 금속 소선을 연합(撚合)하여 중심 도체를 구성하고,
    상기 중심 도체의 외주에, 인발비가 50 이상 200 이하인 폴리올레핀계 수지를 인발에 의해 피복함으로써, 두께 0.025mm 이상 0.35mm 이하의 절연층을 형성하고,
    상기 절연층의 외주에 외부 도체를 배치하고,
    상기 외부 도체의 외주에 외피를 형성하고,
    상기 절연층을 가교시키는, 동축 전선의 제조방법.
KR1020140067590A 2013-06-04 2014-06-03 동축 전선 및 그의 제조방법 KR20140142671A (ko)

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