(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高密度ポリエチレン及び低密度ポリエチレンを混合した樹脂と不活性混合ガスが注入され、該ポリエチレンと窒素ガスと炭酸ガスを混合した不活性混合ガスを加熱溶融して混練しながら一定の方向に押出して発泡ポリエチレンを吐き出し口に設けられているクロスヘッド側に混練移動する押出し機と、上記押出し機と前記クロスヘッドとの間に一定量の発泡ポリエチレンを送り出すためのギヤポンプとを備えた高発泡同軸ケーブル製造装置における高発泡ポリエチレン同軸ケーブル製造方法において、
上記窒素ガスと炭酸ガスを混合した不活性ガスと、上記高密度ポリエチレン及び低密度ポリエチレン混合した樹脂を上記押出し機に供給し、
上記押出し機より吐き出された溶融発泡ポリエチレンをギヤポンプを介して中心導体の周辺に押出すことによって、少なくとも発泡度が７０％以上とされている絶縁電線を形成し、
上記絶縁電線の外表面にホットメルトタイプの接着剤を塗布した後、外部導体及びシースを被覆し、該シースを被覆する際の加熱によって前記接着剤を熔融し外部導体と絶縁体が一体化されるようにしたこと
を特徴とする高発泡ポリエチレン同軸ケーブル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は同軸ケーブルの製造方法に係わり、特に高発泡性の絶縁体を有する同軸ケーブルを製造する際に好適な同軸ケーブル製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンに発泡材を注入して高い発泡度の絶縁体を形成し、この絶縁体を同軸ケーブルの誘電体とする同軸ケーブルは、通常のポリエチレンを絶縁体とする同軸ケーブルに比較して誘電体損失が低減し、伝送特性が著しく向上することになる。
【０００３】
ポリエチレン内に気泡を形成する方法として、発泡材が分解して発生する分解ガスによって気泡を発生する化学発泡材を使用する場合と、不活性ガスを使用する方法が知られているが、化学的な発泡材は発泡材分解温度が高く樹脂が柔らかくなって気泡壁が連続し安定した製品が得られない。
【０００４】
そこで、上記発泡材としては、現在のところ通常フロンガスと呼ばれているフロン、詳しくは炭素とフッ素、水素、塩素（ＣＨＣｌＦ２  ）の化合物であるフルオローカーボン（Ｆｌｕｏｒｏ  Ｃａｒｂｏｎ）を使用しており、７０％程度の高い発泡度を達成している。
ところで上記フロンガスは低沸点でガス化し無色無臭の安定した気体となるが、このガスが大気中に放出されて成層圏に至り、紫外線によって分解されると、塩素原子を生成し、オゾン層を破壊するという地球環境上の問題が生じている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、フロンに代わってポリエチレンに注入する不活性ガスを使用して発泡率が７０％以上となるような同軸ケーブルを製造するための技術が要求されているが、一般的な不活性ガスはポリエチレンに比較して溶解度が低いため発泡率が７０％以上の高発泡率で均質な絶縁体を使用して同軸ケーブルを製造することはまだ確立されていない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる問題点を解決することを目的としてなされたものであって、
高発泡同軸ケーブル製造装置における高発泡ポリエチレン同軸ケーブル製造方法において、窒素ガスと炭酸ガスを混合した不活性ガスと、高密度ポリエチレン及び低密度ポリエチレン混合した樹脂を押出し機に供給し、押出し機より吐き出された溶融発泡ポリエチレンをギヤポンプを介して中心導体の周辺に押出すことによって、少なくとも発泡度が７０％以上とされている絶縁電線を形成し、絶縁電線の外表面にホットメルトタイプの接着剤を塗布した後、外部導体及びシースを被覆し、該シースを被覆する際の加熱によって前記接着剤を熔融し外部導体と絶縁体が一体化されるようにして同軸ケーブルを製造するようにしたものである。
【０００９】
【作用】
高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンを所定の割り合いで混合し、この混合されたポリエチレンに対して不活性ガスを発泡材として投入しながら溶融状態で押出し、その吐き出し口側に一定量のポリエチレンを整流しながらクロスヘッドに供給するギヤポンプを設けるようにしているため、導体の周辺部に被覆される発泡絶縁体の外径を均一にすると共に、発泡ポリエチレン内の気泡を均質な状態に生成することが可能になる。
【００１０】
また、上記した方法によって被覆された絶縁体の外表面にホットメルトタイプの接着剤を薄く塗布し、同軸ケーブルを構成する外部導体と、絶縁体が後でケーブルを保護するためのシースを被せる際の熱によって一体化するようにしているので、同軸ケーブル内に漏れ込んだ雨水が走水の原因となることを効果的に防止し、ケーブルの伝送特性を劣化しないようにすることができる。
【００１１】
【実施例】
図１は本発明の高発泡同軸ケーブル製造方法によって製造されるケーブルの外観を斜視図としたもので、１は中心導体、２はこの中心導体の周りで、後で述べる押出し成形機によって被覆した絶縁体を示す。そして、この絶縁体の外周にはアルミ等で外部導体３が被覆され同軸ケーブルが構成される。
なお、４は同軸ケーブルを保護するシースである。
【００１２】
前記絶縁体２はポリエチレンを中心導体１の周りに押出すことによって形成するものであるが、このポリエチレンの押出しに際して、不活性ガスを混練することによって気泡５が生成されるようにし、発泡性の絶縁体を形成するものである。
【００１３】
図２は不活性ガスとして窒素ガス及び炭酸ガスをを混合した本発明の同軸ケーブルの断面を拡大（２０倍）したもので、この実施例の場合は窒素ガス７５％、炭酸ガス２５％、高密度ポリエチレン９０％、低密度ポリエチレン１０％としたものである。
図３はポリエチレンに対する不活性ガスの溶け込みやすさ（溶解度）（  Ｈｅｎｒｉｓｓ  Ｌａｗ）の値を示したものでフロン０．４３５（ｃｃ／ｇ・ａｔｍ）に対し炭酸ガスは０．２７５であり、窒素ガスは０．１１１である。
不活性ガスとして窒素ガスのみを使用した場合は、例えば図４（ａ）に示すように気泡５は小さいが発泡度は低い（６５％）、また不活性ガスとして炭酸ガスを使用すると、例えば図４（ｂ）の断面に示されているように気泡５は極めて大きいものにすることができるが、炭酸ガスは圧縮膨張比が大きいため、気泡が連続し均質な気泡及び外形を有する絶縁体を押出すことが困難になる。
【００１４】
本発明は上記した２つの不活性ガスを混合することによって高い発泡性を有し、比較的均質な気泡を有する絶縁体２が得られる混合比を実験によって確かめたところ図５に示すようなデータを得ることができた。
この図で縦軸は発泡度を示し、横軸は窒素ガスと炭酸ガスの混合割合を示す。
｛Ｎ２  ／（Ｎ２  ＋ＣＯ２  ）｝×１００％
発泡度Ｗはポリエチレンのみで押出し成形した絶縁体の単位当たりの重量Ｐ０  対して、上記混合ガスを発泡材として押出し成形機に注入して成形された発泡絶縁体の単位当たりの重量ＰＭ  の比で表したものであって、
Ｗ＝［１−（ＰＭ  ／ＰＯ  ）］×１００％で定義すると、窒素ガスの割合が６０％ないし９５％で上記した図（ｂ）の断面に示されている程度の均質な発泡度を有する絶縁体が押出されることを実験によって確立した。
【００１５】
また、本発明は上記絶縁体となるポリエチレンとして高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンを高密度ポリエチレンの割合を高くして混合し、適当な発泡核材を混合して気泡の均質性を向上すると共に、発泡性を高くできるようにした。図６は低密度ポリエチレンとされている（０．９１０ないし０．９２９）と、高密度ポリエチレン（０．９４５以上）の混合比と、発泡度の関係をグラフで示したものであって、この実験データから高密度ポリエチレンの割合が７５％ないし９８％であるときに、発泡セルが連続していない独立した気泡を有する絶縁体を押出すことができることを確認した。
【００１６】
図７は本発明の同軸ケーブルを製造する方法を示す装置の概要を上面（ａ）及び側面（ｂ）から示したものである。
この図において１０は中心導体１を供給するデュアルサプライであり、引き出された中心導体１はスキンバス装置１１、洗浄装置１２を介してプレキャプスタン１３で一定線速度となるように押出される。そして、プレヒータ１４で所定の温度に加熱された後プレコート押出機１５に供給される。
【００１７】
プレコート押出機１５は中心導体の表面に予め数十μｍ程度ポリエチレンを被覆するものであって、中心導体とポリエチレンの界面に接着性を持たせるようにしている。そして、この後トラフ１６を介して発泡ポリエチレン押出機１７に供給されている。
【００１８】
発泡ポリエチレン押出機１７は前記した本発明の同軸ケーブルを形成するために後で述べるようにＬ型（２連）の押出し機によって構成されており、前記した割合で不活性ガスからなる混合気体と、ポリエチレンが所定の温度で混練され、溶融された状態でクロスヘッドを通過している中心導体１の周辺部に押出され、所定のダイス径を有する開口部から引き出されることによって絶縁被覆されることになる。
【００１９】
本発明の高発泡同軸ケーブルの製造方法は、後で述べるように上記発泡ポリエチレンの押出機１７によってクロスヘッドに発泡状態としたポリエチレンを供給する際に、後で述べるギヤポンプを使用して常に一定量の発泡ポリエチレンを吐き出す点に第１の特徴を有するものである。
【００２０】
１８は押出された絶縁電線を所定の温度管理によって徐々に冷却するトラフであり、このトラフを通過した絶縁電線はダンザ−２０、引き取りキャプスタン１９を介して巻き取り機２１で巻き取られる。
【００２１】
ところで、本発明の同軸ケーブル製造方法では、絶縁体のみが被覆された状態のケーブルを巻き取り機２１で巻き取る前に、引き取りキャプスタン１９を経由した後、ケーブル滑車３０を介して接着剤塗布装置３１に送り、絶縁体２の外表面にホットメルトタイプの接着剤が塗布されるようにする点に第２の特徴を有する。
このホットメルトタイプの接着剤は例えば変性オレフイン系の接着剤であり、Ｐ−ＰＥＴ−１３０１Ｓ（東亜合成化学（株））、またはポリウレタン系エマルジョンＦ９１０５Ｄ（第１工業製薬（株））を使用することができる。
【００２２】
ホットメルトタイプの接着剤を塗布された絶縁電線は再び滑車を介して戻され、一旦巻き取り機２１で巻き取られるが、図示しない次の工程でアルミ等で外部導体を被覆し、シースをを被せるときに発生する熱によって接着することによって、外部導体と絶縁体の一体化が促進され、ケーブル内に進入した雨水がケーブル内を走りケーブルの特性を劣化する走水を防止する上で効果的な役目を達成することができる。
また、この接着剤によって外部導体と絶縁体の相互のずれを防止するため、ケーブルの屈曲性が向上し、架線または敷設された後のケーブルのライフサイクルを長くすることができるという利点がある。
【００２３】
このホットメルトタイプの接着剤は、接着剤溶液中をケーブルが通過するような簡単な装置３１によって付加することができ、極めて薄い膜となるためケーブルの電気的な特性を損なうことはない。
なお、２２Ａ、２２Ｂは貯線装置を構成するアキュムレータであり、３２は前記ホットメルトタイプの接着剤の溶剤分を除去するための乾燥装置を示している。
【００２４】
図８は本発明の同軸ケーブルを製造する際に高い発泡性を達成することができる押出し成形機の詳細を示したものである。
この図で４１は第１の押出し機であり、ホッパ４２から高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンが所定の割合で混合されものが供給されている。４３は第１の押出し機４１を回転する原動機であり、ホッパ４２から所定の割合で供給された低密度と高密度の混合ポリエチレン材料は、図示されていない加熱装置によって流動状態とされ螺旋状のスクリュウによって右方向に混練されながら押出される。
【００２５】
４４は前記した窒素ガス及び炭酸ガスからなる混合気体のボンベであり、このボンベ４４または炭酸ガス、及び窒素ガスを個別に所定の割合で混合した混合ガスは、流量調整装置４５を介して、第１の押出し機４１の中間位置から注入されている。
４６は第２の押出し機であり、４７はその原動機である。前記第１の押出し機４１によって混合ガスとポリエチレンが混練され、発泡状態になっている材料は、この第２の押出し機４６によってさらに混練され、混練された発泡ポリエチレン体として図面で下方に向かって押出され、出口側に配備されているギヤポンプ４８で供給量が一定となるよう制御される。
そして、次に述べるクロスヘッド５０を通過している中心導体１の周辺部に発泡されたポリエチレンを被覆する。
【００２６】
上記ギヤポンプ４８は押出しスクリュウ内で混練された発泡ポリエチレンの移動圧力を整流する上で極めて重要であり、このギヤポンプ４８を使用することによってフロン代替え不活性ガスの気泡を均一にすることができる。
【００２７】
また、このギヤポンプ４８の回転数を中心導体の送り速度に対応して制御するギヤポンプ駆動系５０を設けることによって、吐き出し量を正確に制御し、クロスヘッド４９で被着された絶縁体の外形寸法を適正な誤差内に仕上げることができる。なお、５５はギヤポンプ４８の押し圧量を監視する圧力計である。
【００２８】
５１、５３は第１、第２の押出し機４１、４６の出口側の圧力を検出する樹脂圧力計であって、その指示値を第１及び第２の制御装置５２、５４を介してフィードバックすることによって各原動機４３、４７、回転数が制御されている。
【００２９】
図９はギヤポンプ４８の構造図であって、互いに噛み合って回転する２枚のギヤ４８Ａ、４８Ｂが設けられている。
第２の押出し機４６から供給された発泡ポリエチレンは、気泡とポリエチレンが混練された状態で移動しながら圧入されるため、部分的にはスクリュウによる波打ち現象によって変動圧力を生じているが、この２枚のギヤ４８Ａ、４８Ｂの回転によってこの脈流が整流され、クロスヘッド４９に吐き出されることになる。
その結果、窒素ガス及び炭酸ガスを混合した気泡も吐き出し口側で均一化され、前記した図２に示すように綺麗な発泡気泡が得られる。
【００３０】
図１０はギヤポンプ４８の効果を示すデータであって、発泡された絶縁体の外形寸法の変動を横軸を時間として示し、絶縁体の直交する直径の長さをＸ、Ｙ方向で計測したものである。
フロンを発泡材としたときは、フロンガスがポリエチレンに溶け込みやすいため、ギヤポンプを使用しないときの外形寸法のデータＡと、使用したときの外形寸法のデータＢの差は極めて小さい、つまり両者とも外形寸法（Ｘ、Ｙ方向の寸法）の変動は平均して０．０５ｍｍ以下におさえられる。
しかしながら、フロンに代わる上記した不活性混合ガスをギヤポンプを使用しない状態でポリエチレンと共に押出し成形すると、その外形寸法を示すデータＣに見られるように外形寸法の変動は０．２ｍｍ程度に劣化することになる。
【００３１】
この場合は、本発明の装置に示したように第２の押出し機の吐き出し側にギヤポンプ４８を使用して発泡ポリエチレンの吐き出し量を定量化すると、外形寸法の変動幅はデータＤに見られるようにフロンを発泡材とするときの変動幅とほぼ同一になり、図１１に示されているように同軸ケーブルの単位長あたりの減衰量は従来のケーブルの場合とほぼ同一になり、同軸ケーブルの電気的な特性及び機械的な特性を著しく向上させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
上記したような本発明の同軸ケーブル製造方法は、ポリエチレンに対する溶解度が低く、通常の装置では発泡状態を高くすることが困難なフロン代替えの不活性ガス（窒素、または炭酸ガス、アルゴン）を使用する場合に発泡ポリエチレンの押出機の出口側にギヤポンプを使用し、外径の均一化を計るようにしているので、フロンガスを発泡材とする同軸ケーブルとほぼ同様な発泡状態を作ることができるという効果がある。
【００３３】
また、中心導体に被覆されている発泡絶縁体の外表面にホットメルトタイプの接着剤を塗布するようにしているため、本発明の製造方法によって製造されたケーブルは、外部導体を被覆する際の熱、または最外周に設けられるシースを被覆する工程ので印加される熱によって、外部導体と絶縁体の一体化が自然に行われることになり、ケーブルの走水を防止すると共に、この一体化によって屈曲性の優れた同軸ケーブルを製造することができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法で製造される同軸ケーブルの外観図である。
【図２】図１のケーブルの絶縁体部分の断面図である。
【図３】ポリエチレンに対するガスの溶け込みやすさを示す説明グラフである。
【図４】窒素ガスまた炭酸ガスによって発泡された絶縁体の気泡を示す断面図である。
【図５】窒素ガスと炭酸ガスを混合した割合と発泡度の関係を示す実験データである。
【図６】低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンの混合割合と発泡度と発泡度の関係を示す実験データである。
【図７】本発明の製造方法を示す装置の概要図である。
【図８】発泡ポリエチレンの押出機の概要を示す模式図である。
【図９】ギヤポンプの動作を示す説明図である。
【図１０】本発明の製造法で形成された絶縁体の外径寸法の変化と、フロンガスを発泡材とす縷絶縁体の外形寸法の変化を示したデータである。
【図１１】本発明の製造方法によって製造されたケーブルの電気的な特性を示す図である。
【符号の説明】
１  中心導体
２  発泡絶縁体
３  外部導体
４  シース
５  気泡
１０  デュアルサプライ
１４  プレヒータ
１５  プレコート押出機
１７  発泡ポリエチレンの押出機
２１  巻き取り機
３１  接着剤塗布装置
４８  ギヤポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003605136.tif 000009
【図９】
0003605136.tif 000010
【図１０】
0003605136.tif 000011
【図１１】
0003605136.tif 000012