(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線の送出手段、該送出された芯線に未焼成ポリテトラフルオロエチレン粉末と成形助剤を含むペーストを押し出して被覆するペースト押出し被覆手段、該形成された被覆層から成形助剤を乾燥除去する成形助剤除去手段、該成形助剤が除去された被覆線を加熱された溶融塩中を通過させることにより加熱焼成する熱処理手段、該熱処理された被覆線から溶融塩を洗浄除去する洗浄手段、および被覆ケーブル巻取り手段からなり、該熱処理手段が、溶融塩からなる溶融塩浴を貯留する溶融塩槽、該溶融塩槽中の溶融塩浴を加熱する加熱手段、該溶融塩槽の上部で溶融塩浴の上方に設けられている少なくとも２個の固定された固定プーリー、該溶融塩浴中を移動可能に設けられている少なくとも１個の可動プーリーおよび該可動プーリーを移動させる手段を有している被覆ケーブルの製造装置。
【請求項２】
前記洗浄手段の後に加熱処理された被覆線の被覆状態を検出する検出手段を有し、該検出手段の出力に従って前記可動プーリーを移動させる制御手段を有する請求項1記載の装置。
【請求項３】
前記可動プーリーがピボット軸受けで支持されている請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記熱処理手段における加熱手段が、溶融塩槽中の溶融塩浴を外部から加熱する外部加熱手段と、該溶融塩槽内に設けられ溶融塩浴を内部で加熱する内部加熱手段とからなる請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記溶融塩槽が、溶融塩浴を攪拌する手段を有している請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記溶融塩槽が外槽と内槽とからなり、該内槽が溶融塩透過性の槽壁で形成されており、該内槽内に可動プーリーが浸漬され、内槽と外槽との間に前記内部加熱手段および攪拌手段が設けられている請求項５記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波信号伝送用ケーブルなどの高周波信号伝送用被覆ケーブルに使用され得る被覆ケーブルの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
同軸ケーブルやＬＡＮケーブルのような高周波信号を伝送するケーブルには常に誘電損失が生ずる。誘電損失は誘電率（ε）と誘電正接（tan  δ）との関数であり、いずれも小さい方が好ましい。誘電損失を低減するため、これらの電気的特性に優れたＰＴＦＥを絶縁被覆層材料として使用している高周波ケーブルが提案されている（特開平１１−３１４２２号公報、特開平１１−２８３４４８号公報、特開２０００−２１２５０号公報）。
【０００３】
ＰＴＦＥは分子量や変性の有無などにより融点、電気的特性、成形加工性などが異なり、また、熱処理（焼成処理）することによって融点、誘電率、誘電正接、さらには機械的強度が変化する。たとえば融点が３４０±７℃と高い高分子量ＰＴＦＥは高融点の低分子量ＰＴＦＥよりも電気的特性に優れており、未焼成のときは誘電率（ε）は１．８、誘電正接（tan  δ）は０．３×１０-4（いずれも１２ＧＨｚで測定した値。以下同様）と低いが、不完全に焼成（半焼成）すると融点が３２７±５℃と下がり誘電率（ε）は２．１５、誘電正接（tan  δ）は０．７×１０-4と高くなる。完全に焼成すると、融点は３２３±５℃とさらに低くなり、誘電率（ε）は２．１０、誘電正接（tan  δ）は２．０×１０-4と高くなる。また、機械的強度は焼成することにより向上する。
【０００４】
したがって、誘電損失の点からは高分子量高融点の未焼成または半焼成ＰＴＦＥを使用することが有利である。
【０００５】
そこで前記公報では、誘電率や誘電正接といった電気的特性を維持しつつ、加工性を向上させるために焼成ＰＴＦＥ、半焼成ＰＴＦＥおよび未焼成ＰＴＦＥを組み合せた絶縁被覆層が提案されている。たとえば特開平１１−３１４４２号公報では、未焼成ＰＴＦＥ絶縁被覆層の焼成の仕方を外表面側の焼成度を高くする（ラジアル方向のＰＴＦＥの焼成度の傾斜化）方法を提案している。特開平１１−２８３４４８号公報では、絶縁被覆層を基本的に未焼成または半焼成ＰＴＦＥとし、加工すべき末端部分（末端から１０ｃｍ程度）のみ完全焼成ＰＴＦＥを使用すること（芯線の長手方向での焼成度の傾斜化）を提案している。また特開２０００−２１２５０号公報では、絶縁被覆層としてＰＴＦＥの多孔質層を用い、さらに表面部分を焼成して結晶化率を７５〜９２％と高くしている（ラジアル方向での焼成度の傾斜化）。
【０００６】
このように誘電率や誘電正接といった電気的特性と加工性などとのバランスを取るためには、微妙な熱処理が要求される。
【０００７】
熱処理に関し、前記特開平１１−３１４４２号公報および特開平１１−２８３４４８号公報では、電気ヒータを熱源とする空気の循環による伝熱または直接の輻射による伝熱を利用した熱処理装置を用いている。
【０００８】
しかしこの熱処理装置による処理では、被覆樹脂層の融点以上に空気を加熱したり輻射熱量を多くしなければならない点、さらに樹脂被覆線が丸いため熱を受ける角度や位置が違い被覆線の部分によって加熱温度が異なり均一な加熱ができないなどの点で、微妙に熱処理を制御することが困難である。
【０００９】
さらに、特開２０００−２１２５０号公報では、サンドバスという熱処理装置を用い、未焼成ＰＴＦＥ被覆線をサンドバス中を数秒間通すことにより熱処理を行なっている。
【００１０】
しかしこのサンドバスを用いるときは、被覆樹脂層の摩損が起こりやすいほか、サンド（砂）の流動性がわるいため温度の経時変化が大きい点、経時変化を小さくするためには被覆樹脂の融点よりもかなり高い温度で処理する必要がある点、さらに数秒間でサンドバスを通過させなければならない点などのため、熱処理の微妙なコントロールができない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、微妙な熱処理（焼成処理）を制御された形で行なうことのできる高周波伝送用として好適な被覆ケーブルの製造装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、芯線の送出手段、該送出された芯線に未焼成ポリテトラフルオロエチレン粉末と成形助剤を含むペーストを押し出して被覆するペースト押出し被覆手段、該形成された被覆層から成形助剤を乾燥除去する成形助剤除去手段、該成形助剤が除去された被覆線を加熱された溶融塩中を通過させることにより加熱焼成する熱処理手段、該熱処理された被覆線から溶融塩を洗浄除去する洗浄手段、および被覆ケーブル巻取り手段からなり、該熱処理手段が、溶融塩からなる溶融塩浴を貯留する溶融塩槽、該溶融塩槽中の溶融塩浴を加熱する加熱手段、該溶融塩槽の上部で溶融塩浴の上方に設けられている少なくとも２個の固定された固定プーリー、該溶融塩浴中を移動可能に設けられている少なくとも１個の可動プーリーおよび該可動プーリーを移動させる手段を有している被覆ケーブルの製造装置に関する。
【００１３】
前記洗浄手段の後に加熱処理された被覆線の被覆状態を検出する検出手段を有し、該検出手段の出力に従って前記可動プーリーを移動させる制御手段を設けることにより、フィードバック制御が可能になる。
【００１４】
溶融塩浴中の前記可動プーリーは、溶融塩を汚染せず、またプーリーの支持が容易である点、溶融塩の固化時と溶融時に生ずる力学的な力に対して充分な強度がある点などからピボット軸受けで支持されていることが好ましい。
【００１５】
前記熱処理手段における加熱手段は、加熱温度の微妙なコントロールを可能にするために、溶融塩槽中の溶融塩浴を外部から加熱する外部加熱手段と、該溶融塩槽内に設けられ溶融塩浴を内部で加熱する内部加熱手段の２つの加熱手段を設けることが好ましい。
【００１６】
また、溶融塩浴の槽内温度分布をより均一にするためには、前記溶融塩槽内に溶融塩浴を攪拌する手段を設けることが好ましい。
【００１７】
さらに、微妙な消費熱量の補給が容易な点から、前記溶融塩槽を外槽と内槽との二重構造とし、内槽を溶融塩透過性の槽壁で形成し、また内槽内には可動プーリーを浸漬し、さらに内槽と外槽との間に前記内部加熱手段および攪拌手段を設けることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の装置の概略を図１に示すブロックダイヤグラムにより説明する。
【００１９】
まず、被覆ケーブルの芯線１を芯線送出手段２から被覆手段３に送り出す。送出速度は、被覆ケーブル巻取り手段９とで調整される。被覆手段３では芯線１に未焼成ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉末と成形助剤を含むペーストを押出して未焼成ＰＴＦＥ被覆層を形成する。得られた被覆線４は成形助剤除去手段５に送られ、未焼成ＰＴＦＥ被覆層中に含まれている成形助剤を加熱して除去され、ついで溶融塩浴を用いる熱処理手段６に送られ、未焼成ＰＴＦＥ被覆層が加熱焼成される。本発明において、この熱処理手段６が重要な特徴をなしている。この点については、図２にしたがって詳しく後述する。熱処理手段６で焼成された被覆線は被覆ケーブル８となり、溶融塩を洗浄手段７で洗浄除去したのち、巻取り手段９で回収される。
【００２０】
熱処理手段６は、後述するように、未焼成ＰＴＦＥ被覆層に与える熱履歴を調節できるように構成されており、製造前に予め必要な熱履歴を設定し、芯線送出手段２と巻取り手段９でフィードフォアワード制御してもよいが、たとえば洗浄手段７の下流側にＰＴＦＥ被覆層の表面状態、焼成の程度、外径寸法、絶縁耐電圧などを検出する検出手段１０を設け、その検出結果を熱処理手段６に送り、与える熱量を調節するフィードバック制御を行なうこともできる。検出手段１０は洗浄手段７の上流側に設けてもよい。
【００２１】
洗浄手段７は溶融塩浴を通過することで表面に付着した微量の溶融塩を洗浄により除去する手段であり、洗浄液としては水、特に純水が好ましい。洗浄方法は水中を通過させる方法よりも、ノズルから水を噴射して圧力をかけながら洗浄する方法の方が好ましい。
【００２２】
つぎに図２に概略断面図として示す熱処理手段について説明する。
【００２３】
本発明で採用される溶融塩浴による熱処理法は、ソルトバス法とも呼ばれている方法である。使用する溶融塩としては硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの１／１混合物などが好ましい。
【００２４】
熱処理手段は、基本的に、上記溶融塩からなる溶融塩浴１２を貯留する溶融塩槽１１、該溶融塩槽１１中の溶融塩浴１２を加熱する加熱手段１３ａおよび１３ｂ、該溶融塩槽１１の上部で溶融塩浴１２の上方に設けられている少なくとも２個の固定された固定プーリー１４、該溶融塩浴１２中を移動可能に設けられている少なくとも１個の可動プーリー１５および該可動プーリー１５を移動させる手段１６を有している。また、溶融塩槽１１は外槽１１ａと内槽１１ｂとから構成することが好ましく、溶融塩槽を内槽と外槽に分けるときは、熱量の消費と補給のよる溶融塩浴の温度の変化幅を小さくするなどの点で優れている。さらに加熱手段は外槽１１ａの外部に設けた外部加熱手段１３ａと外槽１１ａの内部で溶融塩浴１２内に設けた内部加熱手段１３ｂとから構成されていることが好ましい。このように構成することにより、外部加熱手段１３ａで溶融塩浴１２全体の温度を一定に保ち、内部加熱手段１３ｂで微妙な温度制御を行なうことができる。さらに、溶融塩浴の温度均一にするために、攪拌手段１７を設けることが望ましい。内部加熱手段１３ｂおよび攪拌手段１７は内槽１１ｂと外槽１１ａとの間に配置することが好ましい。
【００２５】
つぎに熱処理手段６における被覆線４の熱処理（焼成処理）について、固定プーリー１４、可動プーリー１５および移動手段１６の配置および動作とともに説明する。
【００２６】
図２に示す実施態様では、３個の固定プーリー１４、２個の可動プーリー１５および２個の移動手段１６から構成されている。なお、固定プーリーと可動プーリーの個数および配置は後述する図３および４に例示するように、各種の変更が可能である。
【００２７】
成形助剤除去手段５（図１）から送られてきた被覆線４は溶融塩浴の上方に固定して設けられている第１の固定プーリー１４から溶融塩浴中に配置されている入り口側可動プーリー１５を経由して中央の固定プーリー１４に至り、再度、溶融塩浴中の第２の可動プーリー１５を経由して熱処理されたのち、出口側固定プーリー１４から洗浄手段７に送られる。可動プーリー１５はいずれも、移動手段１６によって溶融塩浴中を上下および／または左右に移動できるように構成されている。
【００２８】
溶融塩浴１２は上記のとおり、加熱手段１３により、被覆しているＰＴＦＥの焼成温度（約３４０〜３６０℃）に、たとえば設定温度を３５０℃とした場合溶融塩槽１１内、特に内槽１１ｂ内ではどの場所でも３５０±１℃に、維持されている。したがって、焼成の程度を変化させるには、被覆線４が溶融塩浴１２中を通過する時間を制御すればよい。通過時間は、芯線送出手段２および巻取り手段９（いずれも図１）の速度を制御することにより調節が可能であるが、即応性や微妙な制御には向いていない。本発明では、可動プーリー１５の溶融塩浴中の位置を変更させること（移動させること）により、被覆線４の溶融塩浴１２中の通過経路を短縮または延長し、通過時間を制御する。可動プーリー１５の位置の変更は移動手段１６（たとえば巻き上げモータなど）により、容易かつ迅速に行なうことができる。可動プーリー１５の位置の変更は、検出手段１０（図１）の検出結果を考慮し、制御装置（図示されていない）からの制御信号にしたがって移動手段１６を駆動することにより行なう。
【００２９】
たとえば、検出手段１０で被覆ＰＴＦＥの焼成が不充分であることが検出された場合、１個または２個の可動プーリー１５の位置を下げ、被覆線４の溶融塩浴１２中の通過時間を長くすればよい。
【００３０】
固定プーリーと可動プーリーの個数および配置は図２に示すもののほか、たとえば図３および図４に概略図として示すようなものでもよい。図３は最小単位の個数と配置を示しており、図４は可動プーリーを上下左右に移動させることにより、被覆線４の通過距離を調節できる。
【００３１】
プーリー、特に可動プーリーは高温の溶融塩浴に漬けられて使用されるため、潤滑油やボール、コロなどを使うベアリング型や接触抵抗の大きいメタル型の軸受けを有するプーリーは使用できない。本発明では可動プーリーとして図５および図６に概略断面図として示すピボット型軸受けのプーリーを使用することが望ましい。
【００３２】
図５および６において、２０は回転輪でありその溝に被覆線４を保持している。回転輪２０は軸２１で軸受け２２により支持されている。図５と図６とは軸２１と軸受け２２の位置が逆になっているだけである。軸２１の先端は尖っており軸受け２２の凹部に当接している。軸２１の先端は若干丸味を帯びていてもよい。かかるピボット型の軸受け方式を採用することにより、安定した回転を保証することができる。
【００３３】
つぎに本発明の装置により製造されるＰＴＦＥ被覆ケーブルについて簡単に説明する。
【００３４】
本発明で使用する被覆用のＰＴＦＥとしては、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）の単独重合体（ＰＴＦＥ）のほか、ＴＦＥを少量の他の単量体（たとえばパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）やヘキサフルオロプロピレンなど）で変性した変性ＰＴＦＥ、またはこれらの混合物があげられる。また、分子量についても高分子量のＰＴＦＥでも低分子量ＰＴＦＥでもよい。これらのＰＴＦＥはその機械的物性や電気的物性を考慮し、目的に応じて１種または２種以上を単層または積層して使用される。
【００３５】
本発明の装置で処理製造される被覆ケーブルとしては、高周波信号伝送機器用の被覆ケーブルが適当である。具体例としては、同軸ケーブル、ＬＡＮケーブル、フラットケーブルなどの高周波信号伝送用ケーブルの絶縁被覆層などがあげられるが、これらのみに限られるものではない。
【００３６】
本発明の装置は、そうした被覆ケーブルの熱処理において、低融点ＰＴＦＥの外層と高融点ＰＴＦＥの内層とからなる２層構造の絶縁被覆層を有する被覆ケーブルの外層である低融点ＰＴＦＥ層のみを焼成する場合や、単層の高分子量ＰＴＦＥ被覆層を有する被覆ケーブルの被覆層の表面部分のみを焼成する場合など、微妙な熱処理が要求されるケースに特に効果が発揮できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、微妙な熱処理を簡単な操作で自在に行なうことができ、信頼性の高い被覆ケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造装置のブロックダイヤグラムである。
【図２】本発明で使用可能な熱処理手段の一実施形態の概略断面図である。
【図３】本発明で使用可能な熱処理手段における固定プーリーと可動プーリーの配置の一実施形態の概略図である。
【図４】本発明で使用可能な熱処理手段における固定プーリーと可動プーリーの配置の別の実施形態の概略図である。
【図５】本発明で好適に使用されるプーリーの一実施形態の概略断面図である。
【図６】本発明で好適に使用されるプーリーの別の実施形態の概略断面図である。
【符号の説明】
１    芯線
２    芯線送出手段
３    被覆手段
４    被覆線
５    成形助剤除去手段
６    熱処理手段
７    洗浄手段
８    被覆ケーブル
９    巻取り手段
１０    検出手段
１１    溶融塩槽
１１ａ  外槽
１１ｂ  内槽
１２    溶融塩浴
１３ａ  外部加熱手段
１３ｂ  内部加熱手段
１４    固定プーリー
１５    可動プーリー
１６    移動手段
２０    回転輪
２１    軸
２２    軸受け
【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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