JP4419209B2

JP4419209B2 - Foam insulated wire and coaxial wire

Info

Publication number: JP4419209B2
Application number: JP12004399A
Authority: JP
Inventors: 太郎藤田; 信也西川; 悟志宿島; 清則横井
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2019-04-27
Also published as: JP2000311519A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器内の信号伝送用および情報通信用の電線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器内の信号伝送用および情報通信用の電線の絶縁材料としては、出来るだけ誘電率の小さいものが好ましい。
そのため、従来から絶縁材料として誘電率の小さいポリオレフィンを使用し、更にそれを発泡させて誘電率を小さくしたものが使用される。
発泡させるには、ポリエチレンに化学発泡剤を添加した組成物を使用するか、あるいは不活性ガスを使用して発泡させる方法を用いたものが知られている。
【０００３】
また、情報伝送速度の高速化、電子機器の小型化を進めるために更なる高発泡化、細径化、薄肉化が検討されている。
例えば、特公昭６１−１１４１２号公報にはスエリング比５５％以上のプラスチック材料を用いて６０％以上の高発泡絶縁電線を製造する方法が、特公昭６３−５６６５２号公報には、エチレン−プロピレン弾性共重合体、高密度ポリエチレン、エチレン−プロピレンブロック共重合体のブレンドを用いて６０％以上の高発泡絶縁電線を製造する方法が示されている。
【０００４】
また、こうした電子機器内の信号伝送用や情報通信用の電線は絶縁層の外周に外部導体層を設けた同軸構造とし、同軸ケーブルとして使用することが多い。
このような同軸ケーブルには1本の同軸素線に外被を施した単心ケーブル、複数本の単心ケーブルに共通の外被を施す多心ケーブル、そして複数本の同軸素線に共通の外被を施す多心ケーブルなどがある。また多心ケーブル内の同軸素線又は単心ケーブルの配列方法としては同軸素線または単心ケーブルを平面上に整列した平型多心ケーブルと相互に撚り合わせた層撚り多心ケーブルがある。このような単心または多心の同軸ケーブルは同種のケーブルを集合する場合と他の種類の通信線や電力線等を複合した複合ケーブルとする場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の同軸ケーブルにおいては、金属テープ或いは金属テープとポリエステル等の絶縁フィルムを積層した積層テープが外部導体（シールド）として一般的に使用されている。例えば、実開平２−４７７２６号公報、２−４７７２８号公報に示されるような金属テープの編組体が知られている。この外部導体が金属テープ編組の場合にはばらけない利点がある。反面、端末処理等のために外部導体を除去しようとするときに手間がかかるという欠点がある。
図４は編組金属テープを使用した従来の同軸ケーブルを示す側面図である。図４において、11は中心導体、12は絶縁体、13は金属テープを編組した外部導体、14は外被である。このような金属テープとしては、通常巾広の金属テープをスリットしたものが使用されるが、金属テープのスリットの際の切断面に、かえり、バリ等のシャープなエッジが残り、この部分が絶縁体を損傷させたり、またこの点に電圧が集中すること等により絶縁耐圧が低下する場合がある。特に絶縁厚が0．15mm以下といった薄い細径の同軸ケーブルの場合にはこの問題が深刻となる。
また、従来の同軸ケーブルを電子機器内の機器配線、特にノー卜型コンピュータのモニタ部と本体部の結合部分にあたる回動部や診療箇所を変えるたびにケーブルが動く医療用センサーケーブルの可動部に配置した場合に、同軸ケーブルが動く際に絶縁体と外部導体との摩擦による静電雑音が発生する問題があった。
また、通常のポリエチレン、ポリプロピレンなどをベースポリマーとして用いて高発泡、薄肉化しようとすると、側圧に対して弱くなりがちであり、外部導体層を設ける工程中に受ける側圧でも、誘電率、静電容量などの電気特性が変動しやすいという問題もあった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意検討した結果、環状オレフィン重合体または環状オレフィン-エチレン共重合体をベースポリマーに含む樹脂組成物の発泡層を導体上に設けることが前記の課題の解決に有効であることを見出した。
また、電線を同軸構造とするにあたり、外部導体として銅または銅合金の丸線を圧延して扁平化させたリボン状導体を用い、且つこのリボン状導体を絶縁体上にらせん状に巻装して外部導体を構成することにより、可とう性を有し、機械的な運動を行った場合の雑音の発生が小さく、且つ機械的耐久性に富み外径の細い同軸素線が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で使用する、環状オレフィン重合体とは、ノルボルネン誘導体あるいはテトラシクロドデセン誘導体などの環状オレフィンの重合体のことを指す。ノルボルネン誘導体としては、ノルボルネン、２−ノルボルネン、６−メチルノルボルネン、６−エチルノルボルネン、６−ｎ−ブチルノルボルネン、５−プロピルノルボルネン、１−メチルノルボルネン、７−メチルノルボルネン、５，６−ジメチルノルボルネン、５−フェニルノルボルネン、５−ベンジルノルボルネンなどがあげられ、テトラシクロドデセン誘導体としては、テトラシクロ−３−ドデセン、８−メチルテトラシクロ−３−ドデセン、８−エチルテトラシクロ−３−ドデセン、８−ヘキシルテトラシクロ−３−ドデセン、２，１０−ジメチルテトラシクロ−３−ドデセン、５，１０−ジメチルテトラシクロ−３−ドデセンなどがあげられる。
また、環状オレフィン−エチレン共重合体とは、エチレンと上記ノルボルネン誘導体あるいはテトラシクロドデセン誘導体などの環状オレフィンとの共重合体のことを指す。
【０００８】
こうした環状オレフィン重合体または環状オレフィン-エチレン共重合体は、それぞれ単独でベースポリマーとして用いてもよいが、これに、ポリオレフィンをブレンドしたものをベースポリマーとして用いることにより更なる改良が出来る。
【０００９】
ブレンドするポリオレフィンとしては、エチレン、プロピレンの単独重合体、あるいはエチレンとα−オレフィンの共重合体、あるいはアイオノマーが使用出来る。なかでも、アイオノマーが最も好ましい。
ここでいうα−オレフィンとしてはプロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘキセン、オクテン、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどがあげられるが、誘電率の低い非極性α−オレフィンとの共重合体が特に好ましい。
また、アイオノマーとは、エチレンとアクリル酸、メタクリル酸などの共重合体をリチウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、亜鉛などの金属イオンで中和したものを指す。アイオノマーをブレンドしたものは、導体と発泡絶縁層との間に隙間が空きにくく好ましく、亜鉛で中和したアイオノマーは吸水が少なく、誘電率の変動が少ないので特に好ましい。
【００１０】
環状オレフィン重合体または環状オレフィン-エチレン共重合体とポリオレフィンとをブレンドしてベースポリマーとする場合には、重量比で、20/80〜80/20の範囲のブレンドが好ましい。
環状オレフィン重合体または環状オレフィン-エチレン共重合体の重量比を20％以上にすることにより、耐側圧特性が良好になる。
一方、ポリオレフィンの重量比を20％以上にすることにより、環状オレフィン重合体または環状オレフィン-エチレン共重合体を単独でベースポリマーとした場合と比べて、外観が良好の状態で、高速での押出しが出来るようになる。
【００１１】
発泡層を形成させる方法としては、前述の樹脂組成物に化学発泡剤を添加したものを溶融押出機で導体に被覆し押出と同時に発泡させる化学発泡法、あるいは窒素、アルゴン等の不活性ガス、メタン、プロパンあるいはフロロカーボン等の気体を溶融押出機内で圧入した後は化学発泡法と同様に導体に被覆し押出と同時に発泡させるガス発泡法の何れでも良いが、吸湿性の残さを残さないガス発泡法がより好ましい。
ここで使用する化学発泡剤は、その分解温度以上に加熱されると、窒素、二酸化炭素、アンモニア等のガスを発生する有機化合物および無機化合物であって、各種金属の炭酸塩、ジニトロソペンタメチレンテロラミン、アゾジカルボンアミドおよびその金属塩、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、トルエンスルホニルヒドラジド等が例示されるが、これらに特に限定されるものでない。これらの発泡剤は単独で使用しても２種類以上組み合わせて使用してもどちらでも良い。
更に、尿素、尿素系化合物、亜鉛華、ステアリン酸亜鉛等の公知の発泡助剤を併用しても良い。発泡剤の使用量は、目的とする発泡倍率、使用する発泡剤の種類により選択すればよい。
これらの発泡層には、必要に応じて電子線架橋を施しても良い。
また前記の樹脂組成物中には、ポリオレフィン用に通常使用されている充填材、酸化防止剤、光安定剤等の添加剤を加えておいてもよい。
【００１２】
本発明の別の特徴として、同軸構造とするにあたり、図１に示した如く、外部導体として、銅または銅合金の丸線を圧延して扁平化したリボン状導体を用いて、これを絶縁体の周囲にらせん状に巻装することが挙げられる。
本発明の外部導体は、リボン状導体で断面外周に鋭角的なエッジを有さないため、外部導体として巻装したときに絶縁体の損傷や電圧集中の問題が生じ難く、またこのような略矩形のリボン状導体は機械強度も高く、編組されていないため端末処理等において除去が容易で扱いやすい。
さらに、発明者等の検討により、電子機器内の配置部位の回動屈曲により同軸ケーブルに発生する雑音が、絶縁体と外部導体の摩擦により発生する静電雑音であることがわかった。本発明の外部導体はリボン状導体の略矩形の一つの長辺を絶縁体に向けた状態で螺旋状に巻装してなるため、リボン状導体と絶縁体との密着面が広く摩擦が大きいため、同軸ケーブルが曲げられた場合にもリボン状導体が絶縁体を擦って動く現象が生じにくく、静電雑音が防止される。
【００１３】
更に、丸線を圧延して扁平化させた銅または銅合金を軟化せずにリボン状導体として使用することにより巻装するときの張力を強め、従来法のようにわざわざ編組しなくても巻き付けるだけでばらけない外部導体層とすることができるという利点がある。
リボン状導体の巻き角度は、45度以上あればフレキシビリティを持たせる点で望ましく、より好ましくは60度以上であるが、直角に近くなり過ぎると生産性が極端に低下し好ましくないので80度程度が限度である。
【００１４】
リボン状導体を巻装する際の張力は絶縁体の特性を損なうことなく、巻かれたリボン状導体が常に絶縁体を締め付ける力を保ちつつ、同軸素線又は同軸ケーブルが曲げられたり捻回された際に破断しない張力であることが必要で、リボン状導体の破断張力の30％以上80％以下であることが好ましい。
本発明に於いては、発泡層に、環状オレフィン重合体または環状オレフィンエチレン共重合体をベースポリマーに含んだ樹脂組成物を使用するので、耐側圧特性に優れており、巻装するときの張力を強めても、電気特性を安定に保てるので、巻装するのみで、端末で外部導体がばらけることのない同軸素線を得ることができる。
【００１５】
【実施例】
本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
表１の上方に記載した配合をベースポリマーとし、各々に化学発泡剤としてアゾジカルボンアミドを４重量部添加した樹脂組成物を、１８０℃に設定した８インチのオープンロールミキサーで混練した後、ペレタイザーにてペレット化した。外径３０μｍのスズメッキ銅合金線の７本撚導体に、単軸溶融押出機（３０mmφ、Ｌ／Ｄ＝２４）を用いて、押出温度２１０℃の条件で、前記により作成したそれぞれの配合のペレットを、絶縁厚さ１５０μｍに押出被覆して発泡電線を作成した。そして、それぞれの発泡電線の発泡度、耐側圧性を判定するための変形率、外観が荒れはじめる押出線速を測定し、表１の下方に記載した。
なお、発泡度、変形率の定義は下記の通りである。
発泡度は比重法で測定したもので、次式で定義されるものである。
発泡度（％）＝１００×（ρ₀−ρ）／ρ₀
ρ₀ ：発泡前の樹脂密度
ρ ：発泡体の密度
耐側圧性は次のようにして判定する。
まず製造した電線を９．５mmφの鉄製の棒に１００ｇの荷重をかけて１０分間放置する。荷重をかける前の絶縁層の厚みと、荷重をかけた後の絶縁層の厚みを測定して、次式で定義される変形率を計算する。
変形率（％）＝１００×（ｄ₀−ｄ）／ｄ₀
ｄ₀ ：荷重をかける前の絶縁層の厚み（ｍｍ）
ｄ：荷重をかけた後の絶縁層の厚み（ｍｍ）
なお、電線の外径および各層の厚みは断面の光学顕微鏡撮影により測定する。そして、変形率２０％未満を耐側圧性良好と判断し、変形率２０％以上は耐側圧性不良と判断するものとする。
【００１６】
【表１】

*１環状オレフィン重合体の商品名
*２環状オレフィン-エチレン共重合体の商品名
*３アイオノマーの商品名
【００１７】
表１の実施例１により、ベースポリマーに環状オレフィン重合体を単独で用いた場合には、1５０μｍの発泡絶縁体で発泡度６０％以上という高発泡が達成でき、かつ、変形率が小さく、耐側圧性も良好であることが判る。
また、実施例２により、ベースポリマーに環状オレフィン−エチレン共重合体を単独で用いた場合にも、1５０μｍの発泡絶縁体で発泡度６０％以上という高発泡が達成でき、かつ、変形率が小さく耐側圧性も良好であることが判る。
【００１８】
表１の実施例３により、ベースポリマーに環状オレフィン重合体／アイオノマー＝８０／２０のブレンドを用いた場合には、１５０μｍの発泡絶縁体で発泡度６０％以上という高発泡が達成でき、しかも、環状オレフィン重合体単独の場合より高速の押出しでも押出外観が良好であり、かつ、変形率が小さく、耐側圧性も良好であると分かる。
また、実施例４により、ベースポリマーとして環状オレフィン−エチレン共重合体／アイオノマー＝８０／２０のブレンドを用いた場合にも、１５０μｍの発泡絶縁体で発泡度６０％以上という高発泡が達成でき、しかも環状オレフィン−エチレン共重合体単独の場合より高速の押出しでも押出外観が良好であり、かつ、変形率が小さく、耐側圧性も良好であると分かる。
【００１９】
表１の実施例５により、ベースポリマーに環状オレフィン重合体／アイオノマー＝２０／８０のブレンドを用いた場合には、１５０μｍの発泡絶縁体で発泡度６０％以上という高発泡が達成でき、しかも、これまでの実施例１〜４よりも更に高速の押出しでも押出外観が良好であり、かつ、変形率が小さく、耐側圧性も良好であると分かる。
また、実施例６により、ベースポリマーに環状オレフィン−エチレン共重合体／アイオノマー＝２０／８０のブレンドを用いた場合にも、１５０μｍの発泡絶縁体で発泡度６０％以上という高発泡が達成でき、しかも実施例５と同様、これまでの実施例１〜４よりも更に高速の押出しでも押出外観が良好であると分かる。また、変形率が小さく、耐側圧性も良好である。
【００２０】
以上は、絶縁厚１５０μｍのものについての結果だが、同様にして、ベースポリマーに環状オレフィン重合体または環状オレフィン-エチレン共重合体を含む樹脂組成物を使用すれば、絶縁厚５０〜５００μｍのものについて、高発泡で、耐側圧性の良好な発泡電線が得られることを確認した。
また、実施例５、６の配合を用いた発泡層４５０μｍの上に、未発泡のアイオノマー５０μｍ設けたものを同時押出しにより作成した。
その結果、その発泡電線は、発泡度、夫々７０、６９％、変形率、夫々１２、１０％であり、未発泡層が無いものよりも発泡度が大きくなり、変形率が小さくなっていて大変好ましいことが確認出来た。
表１の比較例はベースポリマーにアイオノマーを単独で用いた場合であるが、変形率が大きく、耐側圧特性がよくないことが判る。
【００２１】
（実施例７）
外部導体に使用するために、図５（A）に断面形状を示す外径0．05mmの銅合金をスズメッキした丸線を圧延して、同図（B）に断面形状を示す厚み0．012mm、幅0．18mmの長尺のリボン状導体を作製した。絶縁電線として実施例１の配合を用いた発泡電線を用いてその外周に、図２（A）に開き巻きとして示すように、前記テープ状導体を60gf／1本の張力で、ピッチ0．29mmとして間隔を空けて、同軸素線の軸に対して68度の角度をなすようにらせん状に巻装して同軸素線を作製した。
【００２２】
この同軸素線について、その基本特性としての耐圧試験、回動部や屈曲部に使用した場合の絶縁特性としての屈曲試験と稔回試験、静電雑音試験を行った。この際、同軸ケーブルは同軸素線を種々の形態で組合せて製造する為、外被の影響を除いた状態で評価する為同軸素線の状態で評価を実施した。
【００２３】
耐圧試験：300mの同軸素線を用いて、中心導体と外部導体の問に1000Vの直流電圧を1分間にわたって加え、絶嫁破壊の有無を調査した。この結果、絶縁層が破壊する耐圧不良は認められず、良好な同軸ケーブルとしての特性が確認できた。
【００２４】
マンドレル屈曲試験：図６に試験方法を模式的に示す。同軸素線20の中央部を2本の外形5mmの金属棒22にはさんだ状態として、下端に50gfの荷重21を取り付けて、上端を左右それぞれ金属棒に90度巻き付け伸ばす作業を行った。左右各1回の屈曲を1回として30回／分の速度で1000回の屈曲を行った。この後、上記と同様の耐圧試願を実施したが耐圧不良は認めれず、繰り返し曲げに対する優れた耐性が確認できた。
【００２５】
捻回試験：図７に試験方法を模式的に示す。長さ20cmの同軸素線20の上端を上端固定点24に固定し、下端に50gfの荷重23を取り付けて垂直に懸架し、この荷重23を同軸ケーブルの中心軸を軸として時計周り、半時計周り交互にそれぞれ180度旋回させる作業を行った。時計周り、半時計周り各1回の捻回を1回として、30回／分の速度で1000回の稔回を行った後、上記と同様の耐圧試験を実施したが耐圧不良は認められず、捻回に対する優れた耐性が確認できた。
【００２６】
静電雑音特性：さらに、急速な変形を加えられた場合の静電雑音の大きさを評価するため、長さ50cmの同軸素線を水平に張り、中央に長さ20cmの綿糸を結びつけ、綿糸の他端に20gfの荷重を付けた。この同軸素線の中心導体と外部導体の問の電圧を電圧計により測定しながら、前記重りを同軸素線の高さから自由落下させ、電圧変動の極大値として静電雑音特性を測定した。同様の測定を10回行った結果、この同軸素線について発生した電圧変動の極大値は最大2．5mVであった。一方同軸素線の外部導体を従来の第4図に示す編組に変更して、同様の評価を行った場合極大値が100mVに達する電圧変動が見られた。この結果から、本発明の利用により静電雑音の大幅な改善効果が確認できた。
【００２７】
次に、図３に示すように、この同軸素線10心を並列に並べ接着剤付きポリエステルテープを外被覆６としてこれらを覆い、平型多心ケーブルにした。また、この同軸素線に外被を施して単心同軸ケーブルとし、その単心同軸ケーブル30心を撚り合わせ、その外側に共通の外被を施すことにより、多心ケーブルとして可とう性、機械的耐久性を維持しつつ細径の多心ケーブルを得た。このようにして得られた多心ケーブルについても絶縁特性をはじめとする特性が良好であることを確認した。
【００２８】
（実施例８）
実施例７において、リボン状導体を55gf／1本の張力でピッチ0．18mm、75度の角度でらせん状に図２（Ｂ）に示すように突き合わせ巻きで巻装して同軸素線を作製した。この同軸素線の耐圧特性、屈曲特性、捻回特性、静電雑音特性も良好であった。この同軸素線を使用して実施例７と同様に単心同軸ケーブル、平型多心ケーブル及び多心ケーブルを作製した。このようにして得られた同軸ケーブル及び多心ケーブルについても絶縁特性をはじめとする特性が良好であることを確認した。
【００２９】
（実施例９）
実施例７において、図２（C）に示すように、リボン状導体を65gf／1本の張力でピッチ0．29mm、68度の角度でらせん状に（同一方向に2枚巻き31、32で各開き巻き）巻装して同軸素線を作製した。また、図２（D）に示されるように、ピッチ0．29mm、68度の角度で2枚目のリボン状導体34をリボン状導体33と逆方向に巻いた同軸素線も作製した。これらの同軸素線は、耐圧特性、屈曲特性、捻回特性、静電雑音特性も良好であって、図２（Ｄ）の外部導体層のシールド特性は特に優れていた。更に、これらの同軸素線についても実施例７と同様に単心同軸ケーブル、平型多心ケーブル及び多心ケーブルを作製した。このようにして得られた同軸ケーブル、多心ケーブルについても絶縁特性をはじめとする特性が良好であることを確認した。
【００３０】
以上は実施例１の配合の発泡電線を用いて同軸構造にする例について述べたが、実施例２〜６の配合の発泡電線についても、同様にして、良好な同軸素線、同軸ケーブルが得られることを確認した。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、ベースポリマーに環状オレフィン重合体、または環状オレフィン-エチレン共重合体を含む樹脂組成物を使用すれば、絶縁層の肉厚の比較的広い範囲に対して高発泡度で、かつ側圧に対する潰れの小さい電線が製造できる。
また、それらの絶縁電線に、外部導体として断面の四隅が滑らかな略矩形のリボン状導体を用い、且つこのリボン状導体を絶縁体の周囲にらせん状に巻装して外部導体とし、同軸素線を形成し、これを用いることで可とう性を有し且つ機械的耐久性に富む細径の同軸ケーブルで、端末加工性にも優れたものが得られる。この同軸素線又は同軸ケーブルを複数本の集合して外被を施し、多心ケーブルとして使用することもできる。
また、このようにして得られる同軸ケーブルあるいは多心ケーブルを電子機器の回動部、屈曲部に配置することで長期間にわたり絶縁特性に優れ、静電雑音の少ない電子機器が得られ、高品質で高速の機器内信号伝送が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の同軸ケーブルの例
【図２】同軸素線の例
【図３】平型多心ケーブルの例
【図４】従来の同軸ケーブルの側面図
【図５】（Ａ）丸線の断面図
（Ｂ）リボン導体の断面図
【図６】マンドレル屈曲試験の状況を示す。
【図７】捻回試験の状況を示す。
【符号の説明】
1 中心導体
2 絶縁体
3 外部導体
4 外被
5 同軸素線
6 外被
11 中心導体
12 絶縁体
13 編組
14 外被
20 中心導体
21 荷重
22 金属棒
23 荷重
24 電線の固定点
31 外部導体
32 外部導体（31と同方向巻き）
33 外部導体
34 外部導体（33と逆方向巻き）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric wire for signal transmission and information communication in an electronic device.
[0002]
[Prior art]
As an insulating material for electric wires for signal transmission and information communication in electronic devices, those having a dielectric constant as small as possible are preferable.
For this reason, conventionally, a polyolefin having a low dielectric constant is used as an insulating material, and the dielectric material is further foamed to reduce the dielectric constant.
For foaming, a composition using a composition obtained by adding a chemical foaming agent to polyethylene or a method of foaming using an inert gas is known.
[0003]
Further, in order to increase the information transmission speed and to reduce the size of electronic devices, further increasing the foam, reducing the diameter, and reducing the thickness are being studied.
For example, Japanese Patent Publication No. 61-11412 discloses a method of producing a highly foamed insulated wire of 60% or more using a plastic material having a swelling ratio of 55% or more. Japanese Patent Publication No. 63-56552 discloses an ethylene-propylene elastic method. A method of producing a highly foamed insulated wire of 60% or more using a blend of a copolymer, high-density polyethylene, and ethylene-propylene block copolymer is shown.
[0004]
In addition, such electric wires for signal transmission and information communication in electronic devices have a coaxial structure in which an outer conductor layer is provided on the outer periphery of an insulating layer, and are often used as coaxial cables.
Such coaxial cables include a single-core cable with a single core coated with a jacket, a multi-core cable with a single jacket with a common jacket, and a common core with multiple coaxial cables. There is a multi-core cable that covers the jacket. As a method of arranging coaxial strands or single-core cables in a multi-core cable, there is a layer-twisted multi-core cable in which coaxial strands or single-core cables are twisted together with a flat multi-core cable arranged on a plane. Such a single-core or multi-core coaxial cable may be a combination of cables of the same type or a composite cable that combines other types of communication lines, power lines, and the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional coaxial cable, a metal tape or a laminated tape obtained by laminating a metal tape and an insulating film such as polyester is generally used as an outer conductor (shield). For example, a braided body of a metal tape as shown in Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 2-47726 and 2-47728 is known. When the outer conductor is a metal tape braid, there is an advantage that cannot be separated. On the other hand, there is a drawback in that it takes time to remove the outer conductor for terminal processing or the like.
FIG. 4 is a side view showing a conventional coaxial cable using a braided metal tape. In FIG. 4, 11 is a central conductor, 12 is an insulator, 13 is an outer conductor braided with a metal tape, and 14 is a jacket. As such a metal tape, a slit made of a wide metal tape is usually used. However, sharp edges such as burr and burr remain on the cut surface when the metal tape is slit, and this part is insulated. The withstand voltage may be reduced by damaging the body or by concentrating the voltage at this point. This problem is particularly serious in the case of a thin coaxial cable having an insulation thickness of 0.15 mm or less.
In addition, the conventional coaxial cable can be used as an instrument wiring in an electronic device, especially a rotating part corresponding to the connecting part of the monitor and main body of a saddle type computer, or a movable part of a medical sensor cable that moves when the medical location is changed. When arranged, there is a problem that electrostatic noise is generated due to friction between the insulator and the outer conductor when the coaxial cable moves.
In addition, when using ordinary polyethylene, polypropylene, or the like as the base polymer, it tends to be weak against the side pressure, and even if the side pressure received during the process of forming the outer conductor layer is low, the dielectric constant, There was also a problem that electric characteristics such as capacitance were likely to fluctuate.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have been effective in solving the above problems by providing a foam layer of a resin composition containing a cyclic olefin polymer or a cyclic olefin-ethylene copolymer as a base polymer on a conductor. I found out.
In addition, when the electric wire has a coaxial structure, a ribbon-like conductor obtained by rolling and flattening a round wire of copper or copper alloy is used as an outer conductor, and the ribbon-like conductor is spirally wound on an insulator. By constructing the outer conductor, it is possible to obtain a coaxial strand having a flexible outer shape, generating less noise when mechanically moving, and having excellent mechanical durability and a thin outer diameter. The headline and the present invention were completed.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The cyclic olefin polymer used in the present invention refers to a cyclic olefin polymer such as a norbornene derivative or a tetracyclododecene derivative. Examples of norbornene derivatives include norbornene, 2-norbornene, 6-methylnorbornene, 6-ethylnorbornene, 6-n-butylnorbornene, 5-propylnorbornene, 1-methylnorbornene, 7-methylnorbornene, 5,6-dimethylnorbornene, 5-phenylnorbornene, 5-benzylnorbornene, etc. are mentioned, and tetracyclododecene derivatives include tetracyclo-3-dodecene, 8-methyltetracyclo-3-dodecene, 8-ethyltetracyclo-3-dodecene, 8- Examples include hexyltetracyclo-3-dodecene, 2,10-dimethyltetracyclo-3-dodecene, and 5,10-dimethyltetracyclo-3-dodecene.
The cyclic olefin-ethylene copolymer refers to a copolymer of ethylene and a cyclic olefin such as the norbornene derivative or the tetracyclododecene derivative.
[0008]
Such a cyclic olefin polymer or a cyclic olefin-ethylene copolymer may be used alone as a base polymer, but can be further improved by using a blend of polyolefins as a base polymer.
[0009]
As the polyolefin to be blended, a homopolymer of ethylene or propylene, a copolymer of ethylene and an α-olefin, or an ionomer can be used. Of these, ionomers are most preferred.
Examples of the α-olefin herein include propylene, butene, pentene, hexene, hexene, octene, vinyl acetate, methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, and ethyl methacrylate. A copolymer with an α-olefin is particularly preferred.
The ionomer refers to a product obtained by neutralizing a copolymer of ethylene, acrylic acid, methacrylic acid or the like with a metal ion such as lithium, potassium, sodium, magnesium, or zinc. A blend of ionomers is preferable because a gap is not easily formed between the conductor and the foamed insulating layer, and an ionomer neutralized with zinc is particularly preferable because it absorbs less water and has a small variation in dielectric constant.
[0010]
When a base polymer is blended with a cyclic olefin polymer or a cyclic olefin-ethylene copolymer and a polyolefin, a blend in the range of 20/80 to 80/20 by weight is preferable.
When the weight ratio of the cyclic olefin polymer or the cyclic olefin-ethylene copolymer is 20% or more, the lateral pressure resistance is improved.
On the other hand, by setting the weight ratio of polyolefin to 20% or more, extrusion is performed at a high speed with a good appearance as compared with the case where a cyclic olefin polymer or a cyclic olefin-ethylene copolymer is used alone as a base polymer. Will be able to.
[0011]
As a method for forming a foam layer, a chemical foaming method in which a conductor obtained by adding a chemical foaming agent to the resin composition described above is coated on a conductor with a melt extruder and foamed simultaneously with extrusion, or an inert gas such as nitrogen or argon, After injecting a gas such as methane, propane, or fluorocarbon in a melt extruder, any of the gas foaming methods in which a conductor is coated and foamed at the same time as extrusion as in the chemical foaming method may be used. However, gas foaming that does not leave a hygroscopic residue The method is more preferred.
The chemical foaming agent used here is an organic compound or an inorganic compound that generates a gas such as nitrogen, carbon dioxide or ammonia when heated above its decomposition temperature, and includes various metal carbonates and dinitrosopentamethylene. Examples include, but are not particularly limited to, telolamine, azodicarbonamide and metal salts thereof, 4,4′-oxybis (benzenesulfonylhydrazide), toluenesulfonylhydrazide and the like. These foaming agents may be used alone or in combination of two or more.
Furthermore, you may use together well-known foaming adjuvants, such as urea, a urea-type compound, zinc white, and a zinc stearate. What is necessary is just to select the usage-amount of a foaming agent by the target foaming magnification and the kind of foaming agent to be used.
These foamed layers may be subjected to electron beam crosslinking as necessary.
In addition, additives such as fillers, antioxidants, and light stabilizers that are usually used for polyolefins may be added to the resin composition.
[0012]
As another feature of the present invention, in forming a coaxial structure, as shown in FIG. 1, a ribbon-like conductor obtained by rolling and flattening a round wire of copper or copper alloy is used as an outer conductor, and this is insulated. It is mentioned to be wound in a spiral around.
Since the outer conductor of the present invention is a ribbon-like conductor and does not have an acute edge on the outer periphery of the cross section, it is difficult to cause damage to the insulator or voltage concentration when wound as an outer conductor. The rectangular ribbon-shaped conductor has high mechanical strength and is not braided, so that it can be easily removed and handled in terminal processing or the like.
Further, as a result of studies by the inventors, it has been found that the noise generated in the coaxial cable due to the rotational bending of the arrangement site in the electronic device is the electrostatic noise generated by the friction between the insulator and the external conductor. Since the outer conductor of the present invention is spirally wound with one long side of a substantially rectangular ribbon-shaped conductor facing the insulator, the contact surface between the ribbon-shaped conductor and the insulator is wide and the friction is large. Therefore, even when the coaxial cable is bent, the phenomenon that the ribbon-like conductor moves by rubbing the insulator hardly occurs, and electrostatic noise is prevented.
[0013]
In addition, copper or copper alloy that has been flattened by rolling a round wire is used as a ribbon-like conductor without being softened, thereby increasing the tension when winding and winding without the need to braid like the conventional method. There is an advantage that it is possible to make the outer conductor layer not to be separated.
If the winding angle of the ribbon-shaped conductor is 45 degrees or more, it is desirable from the viewpoint of providing flexibility, and more preferably 60 degrees or more, but if it is too close to a right angle, the productivity is extremely lowered, which is not preferable. The degree is the limit.
[0014]
The tension when winding the ribbon-shaped conductor does not impair the properties of the insulator, and the wound ribbon-shaped conductor always keeps the force to tighten the insulator, while the coaxial wire or cable is bent or twisted. It is necessary that the tension does not break when it is broken, and it is preferably 30% or more and 80% or less of the breaking tension of the ribbon-like conductor.
In the present invention, since the resin composition containing the cyclic olefin polymer or the cyclic olefin ethylene copolymer in the base polymer is used for the foam layer, the side pressure resistance is excellent, and the tension when winding is applied. Even if the strength is increased, the electrical characteristics can be kept stable, so that it is possible to obtain a coaxial wire in which the outer conductor is not scattered at the terminal simply by winding.
[0015]
【Example】
The present invention will be described in detail with reference to examples.
After blending a resin composition in which 4 parts by weight of azodicarbonamide as a chemical foaming agent was added as a base polymer with the formulation shown in the upper part of Table 1 in an 8-inch open roll mixer set at 180 ° C., a pelletizer Pelletized. Pellets of the respective blends prepared as described above using a single-screw melt extruder (30 mmφ, L / D = 24) on a seven-strand conductor of tin-plated copper alloy wire with an outer diameter of 30 μm, at an extrusion temperature of 210 ° C. Was extruded to an insulation thickness of 150 μm to produce a foamed electric wire. Then, the degree of foaming of each of the foamed electric wires, the deformation rate for determining the side pressure resistance, and the extrusion linear speed at which the appearance began to deteriorate were measured and listed below Table 1.
In addition, the definition of a foaming degree and a deformation rate is as follows.
The degree of foaming is measured by a specific gravity method and is defined by the following formula.
Foaming degree (%) = 100 × (ρ ₀ −ρ) / ρ ₀
ρ ₀ : Resin density before foaming ρ: Density of the foam is determined as follows.
First, the manufactured electric wire is allowed to stand for 10 minutes with a load of 100 g applied to a 9.5 mmφ iron rod. The thickness of the insulating layer before applying the load and the thickness of the insulating layer after applying the load are measured, and the deformation rate defined by the following equation is calculated.
Deformation rate (%) = 100 × (d ₀ −d) / d ₀
d ₀ : Thickness (mm) of the insulating layer before applying a load
d: Thickness (mm) of the insulating layer after applying a load
In addition, the outer diameter of the electric wire and the thickness of each layer are measured by optical microscope photography of a cross section. Then, a deformation rate of less than 20% is judged as a good lateral pressure resistance, and a deformation rate of 20% or more is judged as a poor lateral pressure resistance.
[0016]
[Table 1]

* 1 Product name of cyclic olefin polymer
* 2 Trade name of cyclic olefin-ethylene copolymer
* 3 Product name of ionomer [0017]
According to Example 1 of Table 1, when a cyclic olefin polymer is used alone as a base polymer, high foaming with a foaming degree of 60% or more can be achieved with a foam insulation of 150 μm, and the deformation rate is small, It can be seen that the lateral pressure is also good.
Further, according to Example 2, even when a cyclic olefin-ethylene copolymer is used alone as the base polymer, high foaming with a foaming degree of 60% or more can be achieved with a foamed insulator of 150 μm, and the deformation rate is small. It can be seen that the lateral pressure resistance is also good.
[0018]
According to Example 3 in Table 1, when a blend of cyclic olefin polymer / ionomer = 80/20 is used as the base polymer, high foaming with a foaming degree of 60% or more can be achieved with a foam insulation of 150 μm, and It can be seen that the extrusion appearance is good even when extrusion is performed at a higher speed than when the cyclic olefin polymer alone, the deformation rate is small, and the side pressure resistance is also good.
Further, according to Example 4, even when a blend of cyclic olefin-ethylene copolymer / ionomer = 80/20 was used as the base polymer, high foaming with a foaming degree of 60% or more was achieved with a 150 μm foamed insulator, Moreover, it can be seen that the extrusion appearance is good even when extrusion is performed at a higher speed than when the cyclic olefin-ethylene copolymer alone, the deformation rate is small, and the side pressure resistance is also good.
[0019]
According to Example 5 of Table 1, when a blend of cyclic olefin polymer / ionomer = 20/80 is used as the base polymer, high foaming with a foaming degree of 60% or more can be achieved with a 150 μm foamed insulator, It can be seen that the extrusion appearance is good even when extrusion is performed at a higher speed than in Examples 1 to 4 so far, the deformation rate is small, and the lateral pressure resistance is also good.
Further, according to Example 6, even when a blend of cyclic olefin-ethylene copolymer / ionomer = 20/80 was used as the base polymer, high foaming with a foaming degree of 60% or more can be achieved with a foamed insulator of 150 μm, Moreover, as in Example 5, it can be seen that the extrusion appearance is good even when extrusion is performed at a higher speed than in Examples 1 to 4 so far. Further, the deformation rate is small and the side pressure resistance is good.
[0020]
The above is the result for an insulation thickness of 150 μm. Similarly, if a resin composition containing a cyclic olefin polymer or a cyclic olefin-ethylene copolymer is used as the base polymer, the insulation thickness is 50 to 500 μm. It was confirmed that a foamed electric wire with high foaming and good side pressure resistance was obtained.
Moreover, what provided 50 micrometers of unfoamed ionomers on the foaming layer 450 micrometers using the mixing | blending of Example 5 and 6 was created by coextrusion.
As a result, the foamed wire has a foaming degree of 70, 69%, a deformation rate of 12, 10%, respectively, and the foaming degree is larger than that without the unfoamed layer, and the deformation rate is small. It was confirmed that it was preferable.
Although the comparative example of Table 1 is a case where an ionomer is used independently for a base polymer, it turns out that a deformation rate is large and a side pressure-proof characteristic is not good.
[0021]
(Example 7)
For use as an outer conductor, a round wire tin-plated with a copper alloy having a cross-sectional shape of 0.05 mm in outer diameter shown in FIG. 5 (A) is rolled, and the thickness shown in FIG. 5 (B) is 0.012 mm. A long ribbon-like conductor having a width of 0.18 mm was produced. As the insulated wire, the foamed wire using the composition of Example 1 was used, and the tape-shaped conductor was applied with a tension of 60 gf / piece and a pitch of 0.29 mm on the outer periphery thereof as shown in FIG. As a result, a coaxial strand was fabricated by winding it in a spiral shape so as to form an angle of 68 degrees with respect to the axis of the coaxial strand.
[0022]
The coaxial wire was subjected to a pressure resistance test as its basic characteristics, a bending test and a winding test as insulation characteristics when used for a rotating part and a bending part, and an electrostatic noise test. At this time, since the coaxial cable is manufactured by combining the coaxial strands in various forms, the evaluation was performed in the state of the coaxial strand in order to evaluate in a state excluding the influence of the jacket.
[0023]
Withstand voltage test: Using a 300m coaxial wire, a 1000V DC voltage was applied to the center conductor and the outer conductor for 1 minute to investigate whether there was a break-even failure. As a result, no breakdown voltage with which the insulating layer was destroyed was recognized, and good characteristics as a coaxial cable could be confirmed.
[0024]
Mandrel bending test: FIG. 6 schematically shows the test method. With the central part of the coaxial wire 20 sandwiched between two metal rods 22 having an outer diameter of 5 mm, a load 21 of 50 gf was attached to the lower end, and the work was performed by winding the upper end 90 degrees around the left and right metal bars. The bending was performed 1000 times at a speed of 30 times / minute, with one bending on each of the left and right. After that, a pressure test trial similar to the above was carried out, but no pressure resistance failure was observed, and excellent resistance to repeated bending could be confirmed.
[0025]
Twist test: FIG. 7 schematically shows the test method. The upper end of the coaxial wire 20 with a length of 20cm is fixed to the upper end fixing point 24, and a 50gf load 23 is attached to the lower end and suspended vertically, and this load 23 is rotated clockwise about the central axis of the coaxial cable, half clock The work of turning around 180 degrees alternately was performed. A clockwise test and a counterclockwise test were performed once, and after performing 1000 windings at a speed of 30 times / minute, a pressure resistance test similar to the above was performed, but no breakdown voltage was found. Excellent resistance to twisting was confirmed.
[0026]
Electrostatic noise characteristics: Furthermore, in order to evaluate the magnitude of electrostatic noise when rapid deformation is applied, a 50 cm long coaxial strand is stretched horizontally, and a 20 cm long cotton thread is tied to the center. A load of 20 gf was applied to the other end. While measuring the voltage between the center conductor and the outer conductor of the coaxial wire with a voltmeter, the weight was dropped freely from the height of the coaxial wire, and the electrostatic noise characteristic was measured as the maximum value of the voltage fluctuation. As a result of performing the same measurement 10 times, the maximum value of the voltage fluctuation generated for this coaxial wire was 2.5 mV at the maximum. On the other hand, when the same evaluation was made by changing the outer conductor of the coaxial wire to the conventional braid shown in Fig. 4, a voltage fluctuation reaching a maximum value of 100mV was observed. From this result, it was confirmed that the electrostatic noise was greatly improved by using the present invention.
[0027]
Next, as shown in FIG. 3, 10 coaxial strands were arranged in parallel and covered with an adhesive-coated polyester tape 6 as an outer coating 6 to form a flat multi-core cable. In addition, a single-core coaxial cable is formed by applying a jacket to this coaxial wire, 30 cores of the single-core coaxial cable are twisted, and a common jacket is applied to the outside of the single-core coaxial cable. A multi-core cable with a small diameter was obtained while maintaining high durability. The multi-core cable thus obtained was also confirmed to have good characteristics including insulation characteristics.
[0028]
(Example 8)
In Example 7, a ribbon-like conductor was spirally wound at a pitch of 0.18 mm and an angle of 75 degrees with a tension of 55 gf / piece and wound by butt winding as shown in FIG. did. The coaxial wire had good withstand voltage characteristics, bending characteristics, twisting characteristics, and electrostatic noise characteristics. Using this coaxial strand, a single-core coaxial cable, a flat multi-core cable, and a multi-core cable were produced in the same manner as in Example 7. The coaxial cable and the multi-core cable thus obtained were also confirmed to have good characteristics including insulation characteristics.
[0029]
Example 9
In Example 7, as shown in FIG. 2 (C), the ribbon-shaped conductor was spirally formed at a pitch of 0.29 mm and an angle of 68 degrees with a tension of 65 gf / 1 (with two windings 31 and 32 in the same direction). Each open winding was wound to produce a coaxial wire. Further, as shown in FIG. 2 (D), a coaxial strand was produced by winding a second ribbon-like conductor 34 in the opposite direction to the ribbon-like conductor 33 at a pitch of 0.29 mm and an angle of 68 degrees. These coaxial wires have good withstand voltage characteristics, bending characteristics, twisting characteristics, and electrostatic noise characteristics, and the shielding characteristics of the outer conductor layer in FIG. 2D are particularly excellent. Further, for these coaxial strands, a single-core coaxial cable, a flat multi-core cable, and a multi-core cable were produced in the same manner as in Example 7. It was confirmed that the coaxial cable and the multi-core cable thus obtained have good characteristics including insulation characteristics.
[0030]
The above describes the example in which the foamed electric wire blended in Example 1 is used to form a coaxial structure. However, in the same manner, the foamed electric wire blended in Examples 2 to 6 can be obtained with good coaxial strands and coaxial cables. It was confirmed that
[0031]
【The invention's effect】
As described above, if a resin composition containing a cyclic olefin polymer or a cyclic olefin-ethylene copolymer is used as the base polymer, the foaming degree is high with respect to a relatively wide range of the wall thickness of the insulating layer. In addition, an electric wire that is less crushed against the side pressure can be manufactured.
In addition, a ribbon-shaped conductor having a substantially rectangular cross-section as the outer conductor is used as the outer conductor on these insulated wires, and the ribbon-shaped conductor is wound around the insulator in a spiral shape to form an outer conductor. By forming a wire and using it, a thin coaxial cable having flexibility and excellent mechanical durability, and having excellent terminal processability can be obtained. A plurality of the coaxial strands or coaxial cables can be assembled and coated to provide a multi-core cable.
In addition, the coaxial cable or multi-core cable obtained in this way is placed in the rotating part and the bent part of the electronic equipment, so that it is possible to obtain an electronic equipment with excellent insulation characteristics and low electrostatic noise for a long period of time. Can realize high-speed in-device signal transmission.
[Brief description of the drawings]
[Fig. 1] Example of coaxial cable of the present invention [Fig. 2] Example of coaxial wire [Fig. 3] Example of flat type multi-core cable [Fig. 4] Side view of conventional coaxial cable [Fig. Sectional view of wire (B) Sectional view of ribbon conductor [FIG. 6] shows the state of a mandrel bending test.
FIG. 7 shows the state of a twist test.
[Explanation of symbols]
1 Center conductor
2 Insulator
3 Outer conductor
4 Jacket
5 Coaxial wire
6 Jacket
11 Center conductor
12 Insulator
13 Braiding
14 jacket
20 Center conductor
21 Load
22 Metal rod
23 Load
24 Wire fixing point
31 Outer conductor
32 Outer conductor (winding in the same direction as 31)
33 Outer conductor
34 Outer conductor (winding opposite to 33)

Claims

Using an ribbon-like conductor obtained by rolling and flattening a copper or copper alloy round wire as an outer conductor on an insulated wire having a foam layer formed of a resin composition containing a cyclic olefin polymer in a base polymer, the ribbon shape A coaxial wire, wherein a conductor is spirally wound around the insulated wire.

For the insulated wire provided with a foam layer formed of a resin composition containing a cyclic olefin-ethylene copolymer in the base polymer, a ribbon-like conductor obtained by rolling and flattening a copper or copper alloy round wire as an outer conductor, A coaxial wire, wherein the ribbon-like conductor is spirally wound around the insulated wire.

A round wire of copper or copper alloy is rolled and flattened as an outer conductor on an insulated wire having a foam layer formed of a resin composition containing a cyclic olefin polymer in the base polymer, and the four corners of the cross section are smooth One or more ribbon-shaped conductors having a substantially rectangular shape are spirally wound with one long side facing an insulator, and the winding angle of the ribbon-shaped conductor with respect to the coaxial element wire is set to 45 degrees or more. Coaxial wire characterized by

A round wire of copper or copper alloy is rolled and flattened as an outer conductor on an insulated wire having a foam layer formed of a resin composition containing a cyclic olefin-ethylene copolymer in a base polymer, and the four corners of the cross section Is formed by spirally winding one or more ribbon-shaped conductors of a substantially rectangular shape with one long side facing an insulator, and the winding angle of the ribbon-shaped conductor with respect to the coaxial strand is 45 degrees or more Coaxial strands characterized by