JPH04123715A - 絶縁電線及びその製造方法 - 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］ この発明は、絶縁体層の誘電率を低下させた絶縁電線及
びその製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来より、絶縁電線においては、絶縁体層の誘電率を低
下させる手段として発泡が行われている。

その具体的方法は、例えば特開昭５８−１７８９１４号
公報、特開昭５９−２１７９０６号公報などに開示され
ているように、アゾジカルボンアミドのような化学発泡
剤を熱可塑性樹脂に配合した組成物を溶融状態で導体上
に押出し被覆し、その際の熱により発泡させる化学発泡
、あるいはフレオンなどの不活性気体を溶融状態の樹脂
に吹き込んで発泡させるガス発泡が知られている。

しかしながら、化学発泡では、樹脂中への発？。

剤の配合量を増やすと発泡剤の分解残渣が多量ζ生じ、
これが誘電圧接の増大や高周波領域でのム衰量の増大な
どの電気特性の低下をもたらすとしう問題があり、また
ガス発泡の場合には、多大４設備費を必要とし、しかも
導体上にガス化した多泡剤が集まりやすくなり、このた
め気泡が連結して大きなセルを形成して発泡絶縁層と導
体との書着が悪くなるという問題がある。

また、これら発泡絶縁電線の問題点を改善すＺ別の方法
として、特公昭５６−４３５６３号公唱には、粒径が数
μｍ〜数圓のガラス、アルミナ基の無機材料からなる中
空球体または発泡状球体を押出し成形が可能な熱可塑性
樹脂に混ぜて導体」に押出し被覆する方法が提案され、
また特公昭５６−４３５６４号公報には、前記中空球の
表面に熱可塑性樹脂を被覆したものを導体上に溶融押出
しする方法、さらに特公昭５７−３９００６号公報には
、ポリ塩化ビニル等の有機溶剤に可溶な樹脂と前記中空
球体をキシレン等の有機溶剤に溶解して導体上に塗布し
、これを焼き付けて絶縁体層を形成することも提案され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記中空球体を使用する従来技術のうち、押
出し成形が可能な熱可塑性樹脂に中空球体を混ぜて導体
上に押出し被覆する特公昭５６−４３５６３号公報に記
載の方法は、高空隙率を得る目的で中空球体を多量に充
填した場合には、溶融した樹脂組成物の粘度が著しく上
昇し、そのため押出機の内部で中空球体が破壊され、絶
縁体層の誘電率をそれほど低下させることができないと
いう欠点がある。

また、前記中空球体の表面に有機溶剤を用いて熱可塑性
樹脂を被覆したものを溶融押出しする特公昭５６−４３
５６４号公報に記載の方法、並びにポリ塩化ビニル等の
樹脂をキシレンなどの有機溶剤に溶解した液に前記中空
球体を混入したものを焼き付けて絶縁体層を形成する特
公昭５７−３９００６号公報に記載の方法では、中空球
体の結着材となる樹脂がいずれも溶剤に可溶な樹脂に限
定されるから、電気特性がきわめて良好であっても、例
えばフッ素系樹脂のように溶剤には溶解しない樹脂には
適用することができない。このため、選択可能な樹脂に
制約があり、誘電率等の電気的特性を向上させようとす
ると、その代わりに可撓性や難燃性などの絶縁電線に要
求される他の特性が低下してしまうという問題点があり
、これまで各種の特性を同時に向上させることはできな
かった。

そこで、この発明は、このような従来技術が有する欠点
を解消し、低誘電率でありながら他の特性にも優れる絶
縁電線とその製造方法の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、この発明では、導体外周に絶
縁体層を被覆した絶縁電線において、前記絶縁体層とし
て、微小中空球体が分散した樹脂ディスパージョンを塗
布して焼き付けることを特徴とするものであり、またそ
の製造方法としては、微小中空球体を樹脂ディスパージ
ョンに分散させてこれを導体外周に塗布し、次いで加熱
することにより、前記分散液中の分散媒を除去すると共
に、樹脂と微小中空球体とを結着一体化せしめて絶縁体
層を形成することを特徴としている。

さらに、この発明によれば、導体外周に絶縁体層を被覆
した絶縁電線において、前記絶縁体層として、熱可塑性
樹脂からなる微小中空球体が分散した分散液を塗布して
焼き付けたものであってもよく、この場合には、熱可塑
性樹脂からなる微小中空球体を液体中に分散させた分散
液を導体外周に塗布し、次いで加熱することにより、前
記分散液中の分散媒を除去すると共に、熱可塑性樹脂か
らなる微小中空球体をその表面において互いに融着せし
めて絶縁体層を形成することで、上記絶縁電線を製造す
ることができる。

本発明において、樹脂に混入して絶縁体層の誘電率を低
下させるための微小中空球体は、ガラス、セラミック、
樹脂、エラストマーなどの絶縁材料からなる粒径０．　
１〜１００μｍ程度の中空球体であって、絶縁体層の平
滑性の点から、好ましくは２０μｍ以下のものが用いら
れる。ここで、樹脂製中空球体の素材としては、例えば
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、あるいはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
イミド等の熱硬化性樹脂を挙げることができ、これらの
樹脂は、単独重合体あるいは共重合体のいずれでもよい
。また、セラミック製中空球体の素材としては、アルミ
ナなどの電気絶縁材料として使われているものが使用可
能である。これら中空球体の中でも、二酸化ケイ素の含
有量を８０％以上に高めたガラス製の中空球体が、電気
的特性の面から好適に使用される。その中空部には、窒
素、二酸化炭素、アルゴン、イソブタンなどの気体が封
入されているため、低誘電率、低誘電正接、低比重とな
っている。なお微小中空球体は、必ずしも完全に密閉さ
れた球体である必要はなく、多数の微細な気孔が開口し
た発泡状球体も使用可能である。

さらに、微小中空球体の結着材となる樹脂のディスパー
ジョンは、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エチレンテレフタレート、フッ素系樹脂など、電気的特
性等が良好で従来より絶縁材料として利用されている熱
可塑性樹脂の微粒子を水等の液体中に分散させたもので
あり、例えば乳化重合などの重合方法で得られる球状疎
水性コロイド状粒子の水性懸濁液を使用することができ
る。また、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性
樹脂の前駆体のディスパージョンも使用可能であり、こ
れら前駆体のディスパージョンも本発明の樹脂ディスパ
ージョンに含まれる。そして、これら樹脂に対する前記
微小中空球体の混合比は、特に限定はされないが、−殻
内には樹脂に対して１０〜９０重量％の範囲で混入する
ことができ、好ましくは３０〜７０重量％であることが
望ましい。なお、これら微小中空球体の表面をあらかじ
めカップリング剤で処理しておいてもよい。

また、樹脂ディスパージョンを結着材として用いること
なく、微小中空球体を液体中に分散させた分散液を導体
外周に塗布焼付けして絶縁体層を形成する場合には、微
小中空球体がその表面において互いに融着する必要があ
るので、微小中空球体の素材としては、上記のごとき電
気的特性の良好な熱可塑性の樹脂が使用される。そして
、これら熱可塑性樹脂からなる微小中空球体は、導体に
コーティングするに際しては、界面活性剤などによりそ
の懸濁状態を安定化した分散液の状態で使用することが
できる。

［作用］ 本発明による絶縁電線の絶縁体層は、微小中空球体を分
散せしめた樹脂ディスパージョンを、ダイス等を用いて
導体外周に塗布し、これを焼き付けたものであり、樹脂
が熱可塑性のものである場合には、加熱により溶融した
熱可塑性樹脂粒子が多数９微小中空球体を結着一体化し
、また樹脂が熱硬化性樹脂の前駆体である場合には、加
熱により硬化しながら微小中空球体を結着一体化するこ
とにより絶縁体層を形成している。そして、本発明では
、絶縁体層を形成する際に、押出成形のように大きな力
が微小中空球体に負荷されることがないので、樹脂の間
に介在する多数の微小中空球体は、実質的にその全部が
破壊されずに残る。したがって、低誘電率で特性の安定
した絶縁電線となる。

さらに、微小中空球体の結着材となる樹脂として誘電率
の低い樹脂を選択することで、微小中空球体による絶縁
体層の多孔質化と相俟って極めて低誘電率の絶縁電線に
することができる。また、結着材となる樹脂は、乳化重
合等により得られるディスパージョンの状態のものを塗
布するから、例えばフッ素系樹脂のように溶剤に全く溶
解しない樹脂であっても使用することができ、素材選択
の範囲が従来の方法よりも大幅に広がる。

また、微小中空球体を熱融着が可能な熱可塑性樹脂で形
成した場合には、分散液の状態で導体に塗布した後、こ
れを加熱すると、微小中空球体同志がその表面において
互いに結合して絶縁体層を形成する。したがって、結着
材が不要になるので、その分だけ空隙率が高まり一段と
低誘電率の絶縁電線にすることができる。しかも、微小
中空球体自身が適度な弾性を有しているから、ガラスや
セラミックなどの無機材料からなる微小中空球体を使用
したものに比べて縁縁体層の柔軟性が保持され、可撓性
″に優れた絶縁電線となる。

「実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は、この発明による絶縁電線の拡大部分横断面図であ
り。図示の絶縁電線１０は、導体１１と絶縁体層１２か
らなり、ここで絶縁体層１２は、ガラス製微小中空球体
等の低誘電率微小中空球体１２ａと、微小中空球体１２
ａの結着材としてのフッ素樹脂などのような低誘電率で
低誘電正接の熱可塑性樹脂１２ｂとで構成されている。

この絶縁体層３は、上記微小中空球体１２ａを熱可塑性
樹脂のディスパージョンに分散させた液を、第２図に示
す装置を使用して塗布焼付けを行うことにより形成され
ている。

第２図はコーティング装置の一例であり、図示の装置に
おいて、送り出し機１から繰り出された導体１１は、微
小中空球体を熱可塑性樹脂ディスパージョンに分散した
分散液を貯留する容器２の中を通過し、ここで前記分散
液が塗布され、次いでダイス３の穴を通過する際に導体
上に付着した過剰の分散液が除去される。続いて、微小
中空球体を含む熱可塑性樹脂組成物が所定の厚さに塗布
された導体１１は、加熱炉４に送られる。この加熱炉の
内部で組成物中に残る分散媒が除去され、さらに組成物
中の熱可塑性樹脂粒子が溶融して微小中空球体を結着一
体化し、導体１１上に絶縁体層１２が形成される。そし
て、導体１１上に絶縁体層１２が被覆された絶縁電線１
０は、巻き取り機５に巻き取られるような構成になって
いる。

上記実施例について具体例をもってさらに詳しく説明す
る。

実施例１ ガラス製微小中空球体（エマーソンアンドカミング社製
　ＧＬＡＳＳ　ｌ［ＩｃＲＯＢＡＬＬＯＯＮｓ　　Ｓ　
Ｉ　、粒径：２０μｍ通過品、比誘電率１．２０）５０
重量部を、テトラフルオロエチレン−へキサフルオロプ
ロピレン共重合樹脂の水性ディスパージョン（三井デュ
ポンフロロケミカル社製　１２０Ｊ、固形分５０％）１
００重量部に混入し、被覆用の分散液を作製した。そし
て、この分散液を外径０．４８１ＴＩＩ１１の銀メツキ
軟銅線の外周に、上記コーティング装置を用いて塗布焼
付けし、絶縁体層の肉厚が０．２肛で外径が０．８８ｍ
ｍの本発明による絶縁電線を得た。この絶縁電線の外周
にアルミポリエステルテープを巻き付け、同軸ケーブル
状にしてその伝搬遅延時間を測定したところ３．８０ｎ
ｓ／ｍであり、このことから絶縁体層の実効比誘電率は
１．３０と推測することができる。また、この絶縁電線
は、外径の２倍の径で曲げても、絶縁体層にはクラック
が全く発生しなかった。

実施例２ 塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合樹脂製微小中
空球体（Ａ　　ＫｅｍａＮｏｖｅ１社製ＥＸＰＡＮＣＥ
Ｌ　　ＷＥ−２０，平均粒径：１５μｍ）１０重量部を
、ポリエチレンの水性ディスパージョン（三井石油化学
工業社製　ＣＨＥｌ［ＩＰＥＡＬ　Ｍ−２００。

固形分４０％）９０重量部に混入し、被覆用の分散液を
作製した。そして、この分散液を外径０゜４８ｍｍの銀
メツキ軟銅線の外周に、上記コーティング装置を用いて
塗布焼付けし、絶縁体層の肉厚が０．　２ｍｍで外径が
０．８８ｍｍの本発明による絶縁電線を得た。この絶縁
電線の誘電率を調べるため、実施例１と同様に同軸ケー
ブル状にしてその伝搬遅延時間を測定したところ４．１
０ｎｓ／ｍであり、このことから絶縁体層の比誘電率は
１゜５１と推測することができる。また、この絶縁電線
は、実施例１のものに比べて可撓性が向上していた。

なお、上記実施例では、絶縁体層の空隙率がいずれも径
方向に対して変化しない場合について示しているが、例
えば微小中空球体の含有量を変えた分散液を何種類か用
意し、含有量の多い分散液から順番にコーティングする
ことにより、絶縁体層を導体側から表面に向けて空隙率
が低下するようにしてもよい。

第３図は、この発明による絶縁電線の異なる実施例であ
り、図示の絶縁電線２０は、導体２１と絶縁体層２２と
からなり、そしてこの絶縁体層２２は、熱可塑性樹脂で
作られた多数の微小中空球体２２ａが、内部に気体を封
入したままその表面において互いに融着し、いわゆる独
立気孔性の多孔質構造に形成されている。この場合、前
記第１図実施例の絶縁電線１０とは異なり、微小中空球
体２２ａ同志を結着するための結着材が不要であるので
、その分だけ空隙部分を増加することができる。したが
って、絶縁体層２２の誘電率は一段と低下する。さらに
、熱可塑性樹脂で作られた微小中空球体２２ａは、ガラ
スやセラミックなどからなる微小中空球体に比べて柔ら
かいから、絶縁電線の可撓性がきわめて良好であり、と
くに低誘電率化を目的として絶縁体層の空隙率を高める
場合に効果的である。

かかる絶縁電線２０を製造するには、まず熱可塑性樹脂
で作られた微小中空球体２２ａを、界面活性剤を含む水
中に分散させて懸濁状態とし、この懸濁液を第２図に示
すコーティング装置を用いて導体２１外周に所定の厚さ
で塗布する。そして、導体２１上に塗布された懸濁液は
、加熱炉内で熱可塑性樹脂製微小中空球体がその形をと
どめる程度に加熱される。ここで、分散媒である水が除
去され、さらに微小中空球体の表面部分が溶融すること
により、その表面において互いに融着して一体化し、絶
縁体層を形成する。

次に、第３図実施例について具体例をもってさらに詳し
く説明する。

実施例３ 塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合樹脂製微小中
空球体（Ａ　　ＫｅｍａＮｏｖｅ１社製ＥＸＰＡＮＣＥ
Ｌ　　Ｗ　Ｅ　−２０、平均粒径：１５μｍ）を、界面
活性剤を添加した水の中に分散させ、被覆用の分散液を
作製した。そして、この分散液を外径０．４８ｍｍの銀
メツキ軟銅線の外周に、上記コーティング装置を用いて
塗布焼付けし、絶縁体層の肉厚が０．２ｍｍで外径が０
．８８ｍｍの本発明による絶縁電線を得た。この絶縁電
線を同軸ケーブル状にしてその伝搬遅延時間を測定した
ところ４゜１Ｑｎｓ／ｍであり、このことから絶縁体層
の実効比誘電率は１．５１と推測することができる。

そして、この絶縁電線は極めて可撓性に富むものであっ
た。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明による絶縁電線は、微小中
空球体の径を選択することにより、絶縁体層の空隙の大
きさを自由に制御することができる利点があることから
、小径の微小中空球体を使用することによって、従来の
発泡剤を用いた絶縁電線よりも絶縁体層の薄肉化が可能
で、細径のものを得ることができる。

さらに、有機溶剤に溶解させた樹脂により微小中空球体
を結着して絶縁体層を形成する従来の方法に対して、本
発明では有機溶剤に溶解させることなくディスパージョ
ンの状態に調製された樹脂を結着材として使用するので
、例えばフッ素系樹脂のように電気的特性に優れるにも
かかわらず、有機溶剤に溶解しないため使用することの
できなかった樹脂を用いて絶縁電線を製造することが可
能になり、従来よりも低誘電率で耐熱性、耐薬品性等の
種々の特性にも優れるのものを得ることができる。さら
にまた、微小中空球体を熱可塑性樹脂製とした場合には
、結着材を不要にすることも可能であり、かかる構成の
絶縁電線は、低誘電率で可撓性に富んだものとなる。

また、本発明の方法によれば、微小中空球体の結着材と
なる樹脂が、ディスパージョンの状態のものを使用する
から、有機溶剤への溶解性を考慮することなく各種の樹
脂を採用することができ、絶縁電線の使用条件に応じて
最適なものを選択することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による絶縁電線の一実施例を示す拡大
部分横断面図、第２図は本発明による絶縁電線の製造方
法の一例を示す概略説明図、第３図はこの発明による絶
縁電線の他の実施例を示す拡大部分横断面図である。 １１．２１：導体、１２．２２：絶縁体層、１２ａ、２
２ａ：微小中空球体。 特許出願人　　株式会社　潤工社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体外周に絶縁体層を被覆した絶縁電線において
   、前記絶縁体層は、微小中空球体が分散した樹脂ディス
   パージョンを塗布して焼き付けたものであることを特徴
   とする絶縁電線。
2. （２）微小中空球体を樹脂ディスパージョンに分散させ
   てこれを導体外周に塗布し、次いで加熱することにより
   、前記分散液中の分散媒を除去すると共に、樹脂と微小
   中空球体とを結着一体化せしめて絶縁体層を形成するこ
   とを特徴とする絶縁電線の製造方法。
3. （３）導体外周に絶縁体層を被覆した絶縁電線において
   、前記絶縁体層は、熱可塑性樹脂からなる微小中空球体
   が分散した分散液を塗布して焼き付けたものであること
   を特徴とする絶縁電線。
4. （４）熱可塑性樹脂からなる微小中空球体を液体中に分
   散させた分散液を導体外周に塗布し、次いで加熱するこ
   とにより、前記分散液中の分散媒を除去すると共に、熱
   可塑性樹脂からなる微小中空球体をその表面において互
   いに融着せしめて絶縁体層を形成することを特徴とする
   絶縁電線の製造方法。