JPH04206407A

JPH04206407A - 高発泡ポリエチレン細径電線の製造方法

Info

Publication number: JPH04206407A
Application number: JP2337897A
Authority: JP
Inventors: Masazumi Shimizu; 清水　正純
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-28

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、高発泡絶縁体のｍ械的強度を向上させること
を可能にした高発泡ポリエチレン細径電線の製造方法に
関するものである。

［従来の技術］コンピュータやＩＣテスタ等を中心とする電子応用製品
には、信号の伝送速度が速い高速ケーブル例えば高発泡
絶縁細径電線が広く用いられ、その絶縁材料としてポリ
オリフイン（特にポリエチレン）やふっ素樹脂（特にＰ
ＴＦＥ。

ＰＦＡ、ＰＥＰ等）の低誘電率ポリマが用いられている
。近年、高速ケーブルは、コンピュータの演算処理の高
速化に伴い、伝送速度の高速化が要求されており、その
伝送速度を速める手段として、ケーブルの絶縁体を低誘
電率化するための溶融可能なふっ素樹脂を用いた発泡押
出式の高発泡化製造技術や多孔質ＰＴＦＥテープ巻き方
式の多孔質化製造技術が研究開発されている。また、絶
縁体厚の極薄化が半導体の配線基板の小型化に関連して
進んでいる。さらに、内部配線材料としての実装上では
、高密度細線化なと高密度ｍ遣か要求されている。

Ｌ発明が解決しようとする課題］しかしなから、前述の絶縁材料を発泡押出して高発泡絶
縁体を成形しケーブル（電線）を製造する場合は、細径
高発泡化と絶縁体厚の極薄化が進めは進むほど絶縁体の
機織的強度か低下し、特に耐潰れ性か低下し、ケーブル
化（製造）工程で絶縁体の潰れが生じて必要な電気特性
が出ない場合が多くなる。例えば、発泡押出によって得
られた従来のポリエチレンの発泡度７０％以上の高発泡
体の機織的強度は、ふっ素樹脂（押出成形可能なＰＦＡ
やＦＥＰ）よりかなり弱く、導体方向に垂直の方向の圧
力に対して永久変形、つまり潰れを生じ易い。特に、材
料がポリエチレンで、発泡度８０％以上、絶縁体厚が０
．２ｍｍ以下ともなると、この高発泡絶縁体の潰れは一
層顕著となる傾向にある。

また、ふっ素樹脂でもＰＴＦＥの多孔質体の場合は、そ
の２次構造の中にミクロフィブリルやノード（結接部・
・・結晶からなる）を有していて、フィブリルや結晶の
弾性効果のために、一般に同じ気孔質（発泡度）の発泡
押出体よりも、強度的にはすぐれているが、しかし、そ
れでもケーブル製造工程で発泡絶縁体にかかる応力に十
分耐えうる程ではないために、必ず程度の差はあれ、漬
れ（永久変形）を生じてしまう。

そこで、本発明は、このような事情を考慮してなされた
ものであり、その目的は、耐漬れ性を顕著に向上させ、
製造工程での高発泡絶縁体の潰れを防止することを可能
にした高発泡ポリエチレン細糸電線の製造方法を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために本発明は、導体又は導体遮蔽
層上に絶縁材料を発泡押出して高発泡絶縁体を成形し高
発泡細径電線を製造する方法において、上記絶縁材料に
、ポリエチレンにふっ素樹脂からなる短ｍ維を体積比で
２０％〜１％配合したコンパウンドを用いたものであり
、また、導体又は導体遮蔽層上に絶縁材料を発泡押出し
て高発泡絶縁体を成形し高発泡細径電線を製造する方法
において、上記絶縁材料に、ポリエチレンに超高強度ポ
リエチレンｍ維の短繊維を体積比で２０％〜１％配合し
たコンパウンドを用いたものである。

［作　用］本発明において、ふっ素樹脂として好適であるのは、ポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオ
ロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマ（ＰＥ
Ｐ）　、テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキ
ルビニルエーテルコポリマ（ＰＦＡ）等の主として炭素
とふっ素からなるポリマであり、これを繊維化してから
短く切って短繊維化したものを高発泡体の強化材として
用いる。尚、短繊維には、何らかの表面処理したものも
含まれる。また、上記ＰＴＦＥは、他のコポリマ系ふっ
素樹脂と同様、重合後の形状が微粉末（パウダ）である
が、このパウダは他のコポリマとちがい、常温で塑性変
形を有し、剪断を加えるとシクロフィブリル化する。こ
のため、ＰＴＦＥだけは１ａ維状に加工しないで用いる
ことができる。

前述の短繊維の寸法としては、できるだけ直径が細く、
長さも短いものが良く、好適な寸法としては、直径１０
０μｍ以下、長さ　１ｍｍ以下であり、これは一般に使
用される押出機のダイスとニップルとの間隙が小さいこ
とによる制限である。

この短繊維のポリエチレン（ＰＥ）に対する配合量は、
体積比で２０％以下１％までの範囲で強化材としての効
果が十分に認められて製造工程での高発泡絶縁体の潰れ
を防止することができ、好適には５〜１０％程度が望ま
しい。その配合量が１％未満では、強化効果が不十分で
あり、２０％を越えると高発泡絶縁体の成形に支障を来
す。

また、超高強度ポリエチレン繊維とは、超高分子量ポリ
エチレン（分子量約１００万以上）を延心したポリエチ
レン繊維で、結晶配向度が９０％以上、又は結晶化度が
６０〜８５％のものである。この超高強度ポリエチレン
ｍ維の特色は、高弾性及び高強度にあり、弾性率がアラ
ミド繊維と炭素繊維の中間で、強度がＣ−Ｃ骨格の理論
的強度と同じオーダでアラミド繊維より上である。尚、
その繊維の融点は約１５０°Ｃと比較的低いので、加工
温度には注意する必要がある。

超高強度ポリエチレン繊維の形状は、長繊維をそのｔ−
を用いることはできず、短くカットした短繊維としてポ
リエチレンに配合する。その大きさとしては、前述のふ
っ素樹脂の短繊維と同様に直径も長さもできるだけ小さ
い方が好適であり、直径１００μｍ以下、長さ　１ｍｍ
以下の大きさが必要な寸法である。

この短繊維のＰＥに対する配合量は、体積比で２０％以
下１％までの範囲で強化材としての効果が十分に認めら
れて製造工程での高発泡絶縁体の潰れを防止することが
でき、好適には５〜１０％程度が望ましい、その配合量
が１％未満では、強化効果が不十分であり、２０％を越
えると加工に障害が生じる。

したがって、絶縁材料としてＰＥにふっ素樹脂からなる
短繊維又は超高強度ポリエチレン繊維の短繊維を配合し
たコンパウンドを用いたことで、高発泡絶縁体に強化材
が含まれるので、高発泡絶縁体の機織的強度か向上し、
特に耐潰れ性かｍ著に向上することになり、電線製造工
程での高発泡絶縁体の潰れを防止することができる。こ
めため、従来より細径高発泡化や絶縁体厚の極薄化を行
うことができるので、より伝送速度が速い高発泡ポリエ
チレン細径な線等を製造することが可能となる。具体的
に一例として、信号の伝送速度の目安として用いられる
、ケーブル（電線）　　１ｍを信号か伝播するのに要す
る伝播遅延時間Ｔｄ（ｎｓ、、−ｍ）が、発泡度と密接
な関連がある（おおざっばに言えばＴｄが３．７ｎｓ／
ｍでは発泡度８０％に、またＴｄか３．６ｎｓ／ｍでは
発泡度９０％にそれぞれ相当している）ので、絶縁体の
発泡化を高めれば信号の伝送速度をより速めることか可
能となる。

−［実施例］以下、本発明の詳細な説明する。

（実施例１）密度０．９２ｇ　／　ｃ　ｍ　’　、メルトインデック
ス１，０ｇ７ｃｍ３のＬＬＤＰＥ　（線状低密度ポリエ
チレン）８０ｇ（体積比：９０．５％）に対し、ＰＴＦ
Ｅ２０ｇ（体積比＝９．５％）の割合で、微粉末（パウ
ダ）同志をできるたけ剪断をかけないように混合したト
ライブレンド（コンパウンド）をルータによりペレット
化した。これを、シリンダの中央部に発泡剤としてのフ
ロンを注入できるようにした発泡用押出機に導入し、か
つ押出機に発泡剤としてのフロンを注入しな。そして、
内外層として充実層のＰＥを発泡絶縁体と同時に被覆す
る３層間時押出によって、直径（φ）１ｍｍの導体上に
発泡押出して発泡絶縁体を成形した。発泡絶縁体の外径
は、φ１．４ｍｍで、内外の充実層も入れた平均の発泡
度は７５％であった。

次に、その発泡絶縁体のコアの導体に対して直角方向の
耐潰れ性を調べるため、加圧変形試験機（加圧面がコア
径よりも十分広い試験機）によって、合計１００ｇ　ｆ
の荷重を１０分間印加した後の発泡絶縁体の室温での永
久変形率を測定した。その結果、永久変形率は１５％で
あった。これに対し、上述と同様な方法でＰＴＦＥを全
く配合しない同じ外径、発泡度の発泡絶縁体の永久変形
率は３５％であり、ＰＴＦＥのブレンドにより大巾に加
圧変形性、つまり耐潰れ性が改善されることが分かった
。また、耐潰れ性が顕著に向上することにより２電線製
造工程での発泡絶縁体の漬れをも防止されることが確認
された。

（比較例１）実施例１におけるＰＴＦＥの割合を体積比で０．５％及
び２１％の場合について、実施例１と同様な方法によっ
て発泡絶縁体の試作検討を行った。

その結果、０．５％については、ＰＴＦＥを全く配合し
ない場合と加圧変形試験の結果とほぼ同じで強化効果が
認められず、また、２１％については、ダイスニップル
間隙の目詰りを生じがちで、連続押出性が不安定であっ
た。

（実施例２）実施例１と同様な方法で直径１０μｍ、長さ０．５ｍｍ
のＰＦＡの短繊維をブレンドし、これを用いて実施例１
と同様な発泡絶縁体の試作検討を行った結果、永久変形
率は２０％であり、耐潰れ性が顕著に向上した。

（実施例３）実施例１と同様な方法で直径５μｍ、長さ０，１ｍｍの
ＦＥＰの短繊維をブレンドし、これを用いて実施例１と
同様な発泡絶縁体の試作検討を行った結果、永久変形率
は１３％であり、耐潰れ性が顕著に向上した。

（実施例４）ポリエチレン（密度０．９２ｇ　／　ｃ　ｍ　’　＋メ
ルトインデックス　１．０ｇ／１０分）に超高強度ポリ
エチレン１ｍ雌であるテクミロン（三井石油化学製品）
の短繊維（直径４０μｍ、長さ０．１ｍｍ）を体積比で
１０％配合して混合し、このコンパウンドの細粒ベレッ
トを、ホッパからシリンダの中央部に発泡剤としてのフ
ロンを注入できるようにした発泡用押出機に投入し、か
つ押出機に発泡剤としてのフロン１１４を液体注入用ポ
ンプを用いて適量加圧強制注入した。そして、内外層と
して充実層のＰＢを発泡絶縁体と同時に被覆する３層間
時押出によって、直径（φ）１ｍｍの導体上に発泡押出
して発泡絶縁体を成形しな。発泡体の厚さは、０．２ｍ
ｍ（内外の充実層を含む）で、その平均発泡度は８０％
であった。

次に、その発泡絶縁体のコアの導体に対して直角方向の
耐潰れ性を調べるため、加圧変形試験機（加圧面がコア
径よりも十分広い試験ＩＩ）によって、合計１００ｇｆ
ｉ７）７ｍ重を１０分間印加した後の発泡絶縁体の永久
変形率を測定した。その結果、永久変形率は１８％であ
り、これに対し、従来のｌ１ｌｌｌ維強化なしのものは
４０％であり、１ｍ維による強化の効果が顕著に認めら
れた。このように、画情れ性が顕著に向上することによ
り、ｔｈｉ製造工程での発泡絶縁体の潰れをも防止され
ることが′Ｎ認された。また、その繊維強化のコアは、
最も苛酷な潰れを生じさせてきた撚合機による撚合加工
にも十′　分耐えることが確認され、そのケーブル化を
可能とした。

（比較例２）実施例４における超高強度ポリエチレンの短繊維の割合
を体積比で０．５％及び２１％の場合について、実施例
４と同様な方法によって発泡絶縁体の試作検討を行った
。その結果、０．５％については十分な強化効果が認め
られず、また、２１％については、連続押出に使用を生
じた。

（実施例５）実施例５における発泡剤だけをフロン】１４ではなく、
化学発泡剤；アゾジカルボンアミドを用い、この化学発
泡剤を、短繊維をポリエチレンに配合する時に同時に配
合するようにして、以下実施例４ど同様な方法によって
発泡絶縁体の試作検討を行った。その結果、フロン１１
４の場合よりさらにすぐれた強化効果が得られ、永久変
形率は同じ発泡度８０％で１１％であった。この理由は
、化学発泡剤の場合には気泡構造が顕著になり、気泡の
隔膜が厚いためによると考えられる。

［発明の効果つ以上要するに本発明によれば、画情れ性を顕著に向上で
き、製造工程での高発泡絶縁体の潰れを防止できるとい
う優れた効果を特徴する特許出願人　　日立電線株式会
社代理人弁理士　　絹　谷　信　雄

Claims

【特許請求の範囲】

１．導体又は導体遮蔽層上に絶縁材料を発泡押出して高
発泡絶縁体を成形し高発泡細径電線を製造する方法にお
いて、上記絶縁材料に、ポリエチレンにふっ素樹脂から
なる短繊維を体積比で２０％〜１％配合したコンパウン
ドを用いたことを特徴とする高発泡ポリエチレン細径電
線の製造方法。
２．導体又は導体遮蔽層上に絶縁材料を発泡押出して高
発泡絶縁体を成形し高発泡細径電線を製造する方法にお
いて、上記絶縁材料に、ポリエチレンに超高強度ポリエ
チレン繊維の短繊維を体積比で２０％〜１％配合したコ
ンパウンドを用いたことを特徴とする高発泡ポリエチレ
ン細径電線の製造方法。