TW201108258A - Electrical wire and method for manufacturing the same - Google Patents

Description

201108258 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電線及其製造方法。 【先前技術】 將外覆層藉由ETFE(乙烯-四氟化乙烯共聚物樹脂）形成 的絕緣電線和同軸電線係爲周知技術。例如，在依據 AWG(美國電線規格）之規格之 #28之鍍銀銅線上形成有 節距爲3.0mm且波形高度爲0.65mm的連續之正弦波狀波 形的中心導體上，將厚度0.1 3mmx寬度〇.8mm之氣孔率75% 的第1氣孔性PTFE膠帶以節距3.0mm捲繞成螺旋狀，在 其上進一步將厚度0.13mmx寬度2mm之氣孔率75%的第2 氣孔性PTFE膠帶以節距5.5 mm朝向與第1膠帶之捲繞方 向相反的方向捲繞成螺旋狀，而形成氣孔性膠帶捲繞絕緣 層，在其外周形成外徑0.06mm之鍍錫銅線40條之橫捲繞 保護層以作爲外部導體，進一步在其外周將ETFE擠出而 形成被覆層者，爲習知技術（例如，參照專利文獻1)。 又，在具有：導體芯線、及在此導體芯線之周圍將樹脂 擠出而被覆的被覆層之極細絕緣電線中，顯示可使用ETFE 等樹脂作爲被覆層之樹脂（例如，參照專利文獻2)。 又，作爲同軸電線而言，將含有1〜3重量％之銀且其餘 部分爲由銅及不可避免的雜質形成之線徑爲 0.010~0.025mm之銅合金線撚合複數條而形成銅合金撚 線，上述銅合金撚線之抗拉強度爲850MPa以上、導電率 爲85%IACS以上，且在上述銅合金撚線之外周被覆厚度 201108258 0.07mm以下之實心絕緣體’在其外周將複數條導電體沿 著長度方向捲繞成螺旋狀而形成外部導體，在上述外部導 體之表面被覆護套層者，爲習知技術（例如，參照專利文獻 3)。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本國專利公開：特開平9-259657號公報 [專利文獻2]日本國專利公開：特開2004-56302號公報 [專利文獻3]日本國專利公開：特開2007-172928號公報 【發明內容】 [發明欲解決的課題] 在攜帶終端或小型攝影機、醫療用機器等之電子機器 中，爲了圖謀機器之更進一步小型化或薄型化，希望將在 相對移動的框體或零件之間電性連接、彎折、撚合或滑動 的電線進一步加以細徑化，因而考慮將電線之外覆層加以 薄壁化。 作爲外覆層之樹脂而言，若使用薄壁性佳的氟樹脂 (PFA)，雖可將外覆層之厚度薄化到例如30// m以下而將; 電線予以細徑化，但是當厚度變成30 μ m以下時，外覆胃 之耐磨損性會降低。當外覆層之耐磨損性降低時，恐有因 組裝加工等之處理時或安裝於收容空間，而產生外覆層& 裂的不良情況之虞。 又，在專利文獻1，2中，雖然揭示有使用ETFE作爲電 線之外覆層的樹脂材料，但是利用一般之成型條件的^ & .201108258 被覆難以被覆成薄壁。 本發明之目的在於提供一種能確保優異的耐磨損性且 細徑化之電線及其製造方法。 [解決課題之手段] 能解決上述課題的本發明之電線，係利用樹脂被覆導體 之外周的電線，其特徵爲： 形成最外層之樹脂係由熔融流動率（Melt Flow Rate)爲 25以上45以下的ETFE形成，厚度係作成1〇 μ m以上30 V m以下。 在本發明之電線中，該電線係絕緣體、外部導體及外覆 層依序地在中心導體之周圍積層爲同軸狀的同軸電線。 該中心導體係藉由將含有1重量％以上3重量％以下的 銀之線徑0.010mm以上 0.025mm以下之銅合金線加以撚 合，而作成抗拉強度爲95 0MPa以上、導電率爲7Q%IACS 以上8 5 % IA C S以下， 該外覆層係最外層，其外徑宜爲0.45mm以下。 又，該外覆層之外徑宜爲0.35mm以下。 在本發明之電線中，鄰接於該中心導體之外周側的該絕 緣體宜由PFA形成。 本發明之多心電纜’係將本發明之電線捆束複數條而成 者。 本發明之電線的製造方法，係利用樹脂覆蓋導體之外周 的電線之製造方法，其特徵爲： 將拉伸比作成2 5 0以上且熔融流動率爲25以上45以下 201108258 的ETFE進行擠出被覆，而形成厚度l〇Mm以上30//m以 下之最外層。 在本發明之電線的製造方法中’將含有1重量％以上3 重量％以下之銀的線徑〇.〇l〇mm以上 0.025mm以下之銅 合金線加以撚合而構成中心導體’ 在該中心導體的外周被覆絕緣體， 在該絕緣體的外周捲繞外部導體， 進一步，以利用作爲該最外層的外覆層覆蓋該外部導體 的外周，將外徑作成〇.45mm以下爲宜。 又，以將該外覆層之外徑作成0.35mm以下爲佳。 [發明之効果] 依據本發明之電線，由於最外層係由ETFE形成’故可 確保高的耐磨損性。而且，由於形成最外層的樹脂之熔融 流動率爲25以上45以下，最外層之厚度作成l〇/im以上 3〇vm以下，因此亦可達成細徑化。藉此，可良好地使用 作爲爲了將旋轉或滑動等相對移動的框體之間電性連接 而收容於狹窄的空間之電線。 又，依據本發明之電線的製造方法，可順利地製造能確 保優異的耐磨損性且細徑化之電線。 【實施方式】 以下，參照圖面說明本發明之電線及其製造方法之實施 形態的例子。 第1圖係使電線之各構件階段地露出的端部之立體 圖’第2圖係電線的剖面圖。 201108258 如第1圖及第2圖所示’電線1係具有中心導體2及外 部導體6的同軸電線。 此電線1係在中央配置中心導體2，在此中心導體2的 周圍形成絕緣體4’更在絕緣體4之周圍配置外部導體6。 其後’在此外部導體6之周圍被覆有外覆層7。 中心導體2係使用複數條導電性金屬之細徑線材而構 成。在本實施形態中，使用7條極細徑之銅合金線3，即 使用將6條之銅合金線3撚合在丨條銅合金線3之周圍者。 銅合金線3係由含有0. 1重量％以上3重量％以下的銀 之銅合金形成者，其線徑係作成0.010mm以上0.025mm 以下。其後，在此銅合金線3的表面形成錫、銀或鎳之鍍 層。 絕緣體4係由屬氟系樹脂之pfa(四氟乙烯一全氟烷氧 基乙烯基醚共聚物）形成，其外徑係作成約〇.〇7~0.20mm。 外部導體6係使用複數條導電性金屬之細徑線材（例如 鑛錫銅合金線）進行編組或橫捲，並設成覆蓋在絕緣體4 之外周。 此外，外部導體6亦可爲例如將金屬帶縱向添附或螺旋 捲繞在絕緣體4之外周者。 於橫捲或編組之情況，線材係銅線或銅合金線（錫銅合 金）且大小（直徑）爲0.01~0.04mm。 於使用金屬帶（在PET等之樹脂帶上貼附金屬箔者）之 情況，樹脂帶之厚度爲2~10/zm左右，金屬層（銅或銘）爲 0.1 〜3 // m。 201108258 成爲形成電線1之最外層的外覆層7之樹脂’係使用屬 氟系樹脂之ETFE(乙烯·四氟乙烯共聚物）°該外覆層7的 厚度係作成l〇Mm以上30ym以下’外徑係作成〇.45mm 以下。外覆層7之較佳外徑係〇.35mm以下。 此外覆層7之樹脂之熔融流動率（MFR: Melt Flow Rate) 爲25(g/10分）以上45(g/10分）以下（溫度297°C’負荷5kg)。 又，由於形成最外層之外覆層7的樹脂之MFR爲25以 上45以下，故能將外覆層7以薄壁擠出成型。 又，上述實施形態之電線1，由於其外徑係〇.45mm以 下（較佳爲0.35mm以下），且鄰接於中心導體2之外周側的 絕緣體4係由PFA形成，.故絕緣體之介電率低，可獲得極 細徑且低電容之電線。又，在由PFA形成絕緣體且由ETFE 形成外覆層之情況，絕緣體側（PFA)之熔點高，在擠出被 覆外覆層時，絕緣體不會受到熱的破壞，較爲理想。 爲了連接上述電線1而進行末端處理之時，首先將電線 1之外覆層7在從端部起算距離預定距離的位置切斷，將 端部側抽離而除去。 其後，將外部導體6於從外覆層7之切斷位置靠近預定 長度端部的位置加以切斷，將端部側之外部導體6抽離而 除去。 其後，進一步將絕緣體4在靠近端部之位置加以切斷， 而將端部側之絕緣體4抽離而除去。 在末端處理時除去外覆層之端部之情況，例如，利用 C〇2雷射在外覆層形成狹縫，其後，將外覆層之端部拉出 201108258 而除去。此外，狹縫並未涵蓋全周形成’在沒有狹縫的部 分，藉由將外覆層之端部拉出而扯斷。此時，在外覆層以 PF A形成之情況，外覆層之扯斷處會產生變形、捲曲或損 傷之不良情形。 但是，依照本實施形態之電線1，由於最外層之外覆層 7係由ETFE形成，因此可確保優異的耐磨損性。而且， 由於最外層之外覆層7之厚度係作成10/im以上30//m以 » 下，故外徑作成〇.45mm以下（較佳係作成0.35mm以下）時 亦可達成細徑化。藉此構成，可良好地使用作爲進行旋轉 或滑動等收容於狹窄收容空間之電線。 一般，同軸電線之中心導體，其導電率及抗拉強度通常 有相反的傾向，當抗拉強度提高時導電率會降低，因而增 加傳遞損失。 在電線1中，若中心導體2係作成撚合有銀濃度0.1重 量％以上1重量％以下之銅合金線3的撚線時，其抗拉強 度變成600 MPa以上，導電率變成85%IACS以上。若中 心導體2係作成將含有1重量％以上3重量％以下之銀的 線徑0.0 10mm以上0.02 5mm以下之銅合金線加以撚合而成 的撚線時，其抗拉強度變成95 0 MPa以上，導電率變成 7 0 % IA C S 以上 8 5 % IA C S 以下。 在提高電線1之耐彎折性之時，只要將中心導體的銀濃 度作成1重量％以上3重量％以下即可。藉由將此中心導 體2與上述之外覆層7加以組合，可作成可確保良好的彎 折性且細徑化之電線1。因而，可良好地使用作爲爲了將 -10- 201108258 旋轉或滑動等相對移動的框體之間電性連接而收容於狹 窄的空間之傳送功能優異的電線。 當電線1之中心導體2的導電率未滿70%I ACS時，在 信號傳輸時產生於中心導體2的內部之焦耳熱會增大，而 有傳輸損失變顯著之傾向。但是，藉由將含有3重量％以 下之銀的線徑0.010mm以上0.025mm以下之銅合金線3 加以撚合，可同時且確實地達成中心導體2之70%I ACS 以上之高導電率及大的抗拉強度。 上述構成的電線1係被使用於攜帶終端、小型攝影機或 醫療用機器等的電子機器，將旋轉或滑動等相對移動的框 體之間電性連接，而且亦被使用作爲彎折、撚合或滑動的 電線。由於此電線1之耐彎折性優異，故適合此等用途。 另一方面，在提高導電性之情況，只要將中心導體之銀 濃度作成〇. 1重量％以上1重量％以下即可。例如，在使用 含有〇 . 6重量％之銀的銅合金線來構成中心導體時，導電 率變成約90%IACS。其後，抗拉強度可確保7〇〇〜800MPa 左右。 其次，將說明製造上述電線1的方法。 首先，將由含有0.1重量％以上3重量％以下（較佳爲2 重量％)之銀的銅合金形成的極細徑之7條銅合金線3加以 撚合而作成中心導體2。作爲銅合金線3而言，例如在使 用銀濃度爲0.6重量％之銀銅合金之情況，此中心導體2 之抗拉強度爲600MPa以上，導電率爲85%IACS以上。在 設銀濃度爲2重量％之情況，中心導體2之抗拉強度爲 -11- 201108258 950MPa以上，導電率爲70%IACS以上80%IACS以下。 其後，將成爲絕緣體4的PFA擠出並被覆在此中心導體 2之外周。 此外，絕緣體4亦可爲將PTFE (聚四氟乙烯）等之氟樹脂 帶捲繞而構成。 例如，將7條含有0.1〜1重量％之銀的直徑0.025mm之 導體（銀銅合金線）加以撚合，作成直徑0.075mm之中心導 體2。在其上以螺旋方式捲繞厚度0.050mm之發泡PTFE(聚 四氟乙烯）帶。又，以螺旋方式捲繞厚度0.004mm之PET(聚 對苯二甲酸乙二醇酯）帶。亦可將導體的尺寸或絕緣體之厚 度作成更小、更細徑者。 其次，在絕緣體4之外周，將導電性金屬之複數條細徑 線材進行編組或橫捲，以設置外部導體6。 其後，將成爲外覆層7之MFR爲25以上45以下的ETFE 擠出被覆於外部導體6的外周，以形成厚度ΙΟ/zm以上30 Mm以下之外覆層7。藉此，作成外徑爲0.45 mm以下（較 佳爲0.35mm以下）之電線1。 此外，亦可將PET等之樹脂帶作爲壓卷而捲繞於外部導 體6的外周後，再形成外覆層7。 在此，爲了將ETFE擠出被覆以在電線1的最外層形成 外覆層7，藉由選擇使用於擠出成型的模具及尖狀件 (point)，而將作爲成型條件的拉伸比設成25 0以上1〇〇〇 以下。 將利用拉伸所進行之外覆層的擠出成型的樣子顯示在 -12- 201108258 第3圖中。 將ETFE樹脂供給至模具1 1及尖狀件（p〇int ) 12之間 的樹脂流路13。使捲繞有外部導體的電線（被覆前的芯部）8 經由貫通孔通過尖狀件1 2的中心。從模具1 1及尖狀件1 2 之間的出口擠出的樹脂7不會立刻與被覆前芯部（外部導 體）8接觸，而是會逐漸變細且在離開出口之地點與被覆前 芯部8接觸並加以被覆。 拉伸比係以（模具內徑）2-(尖狀件外徑）2/(電線完成直 徑）2-(被覆前芯部直徑）2而求得。在ETFE被使用於電線之 被覆的情況，拉伸比通常爲50至100。在本實施形態中藉 由將其設成250以上之以往未有的大値，而成功地實現薄 壁之ETFE外覆層》藉由使用熔融流動率（MFR)爲25(g/l〇 分）以上45(g/10分）以下（溫度297 °C，負荷5kg)者，可將 拉伸比設成此範圍。 藉此，可在外部導體6的外周形成厚度lOym以上30 Aim以下之外覆層7。 於將電線完成直徑設爲〇.35mm、外覆層之厚度設爲 0.03 mm之情況，係以模具內徑之平方與尖狀件外徑之平方 的差成爲30.4mm2的方式，將模具及尖狀件加以組合使 用。尖狀件的端及模具的端係以分別位於同一面的方式組 合。 在此組合的模具11及尖狀件12之間的樹脂流路1 3，供 給MFR爲25以上45以下（例如30)的ETFE樹脂。 依照上述之電線的製造方法時，可順利地製造能確保高 -13- 201108258 之耐磨損性且細徑化，且在末端處理時不會產生不良情形 或傳輸損失之增加的電線1。 上述電線1亦有作爲捆束有複數條之多心纜線使用之 情況。例如，使20~50條之同軸電線並排作成扁平形狀而 將連接到連接器之多心纜線使用於行動電話等。此多心纜 線亦有兩端爲扁平形狀，但中間部分捆束爲圓形之情況。 亦有連接到FPC(撓性基板）或PWB(印刷基板）以取代連接 器之情形。或者，將複數條膠帶集合以膠帶捲繞或以管子 覆蓋等而作成單元，再將此單元集合複數個並以外覆層覆 蓋之多心纜線，係被使用於醫療用機器等。亦有單元中之 同軸電線、或單元被撚合之情形。亦有在多心纜線之外覆 層的內側，設置將複數個單元一倂保護的保護層之情形。 此外，在上述實施形態中，雖然已例示由具有中心導體 2、絕緣體4、外部導體6及外覆層7依序地積層爲同軸狀 之構造之同軸電線形成的電線1，但是只要是外周利用樹 脂覆蓋的電線，則不限定於同軸電線，亦可適用於以外覆 層覆蓋導體之周圍的絕緣電線。 例如’亦可將7條鑛錫銅合金等之線徑〇.〇l6mm之線材 加以撚合以形成線徑0.05mm之導體，將ETFE擠出被覆於 其外周而形成厚度30/zm之外覆層，而作成外徑o.iimm 之絕緣電線。 將外覆層作成2層構造’將其內層捲繞有PTFE(聚四氟 乙烯）等之氟樹脂帶而構成、或者亦可將PFA等其他的樹 脂擠出被覆。藉由在絕緣體之內層使用PFA，可降低絕緣 -14- 201108258 體之介電率，藉由在外層使用ETFE可提高絕緣體（此時亦 兼作爲外覆層）之耐磨損性。 實施例 (實施例1) 中心導體：將7條含有2重量％之銀的線徑0.016mm之銅 合金線加以撚合 中心導體直徑：0.048mm

絕緣體：PFA 絕緣體厚度：0.035mm 絕緣體直徑：0.118mm 外部導體：將線徑0.025mm之鍍錫的錫銅合金進行橫捲 電線之外部導體部分的直徑：0.168mm

外覆層：ETFE 外覆層厚度：0.025 mm 外覆層直徑：0.220mm (實施例2) 除了將中心導體之銀濃度設成0.6重量％外，其他部分係 與實施例1同樣的電線 (比較例） 除了將外覆層設成PFA以外，其他部分係與實施例2 同樣的電線。 將電線安裝在1 00組之製品時電線受到損傷而變成外 傷不良的不良次數，在以PFA形成外覆層7之比較例中發 生3次，但是在以ETFE形成外覆層7之實施例1及實施 -15- 201108258 例2中爲〇次。 ETFE與PFA相比較，ETFE的抗拉斷裂強度爲PFA的 倍左右，拉伸度爲1.2倍左右，在末端加工時較不易受 損。如本實施例所示，根據由ETFE形成外覆層7的電線 1，在組合加工之處理時或安裝於收容空間時’可防止外 覆層7破損之不良情形》 其次，測定實施例1 (含有銀2重量％之銀銅合金中心導 體）及實施例2(含有銀0.6重量％之銀銅合金中心導體）之 衰減量。在實施例1中，於500MHz時爲7.5dB/m’在實 施例2及比較例中，於500MHz時爲7.2dB/m，與各例同 等。 針對上述實施例及比較例之同軸電線進行彎折試驗。 (1) 彎折試驗方法 如第4圖所示，將PTFE膠帶呈螺旋狀捲繞於40條之同 軸電線上，藉此使捆綁成束的捆束（bundle)B通過一對心軸 21之間，捆束B之下端裝上砝碼22，握持住捆束B之上 端，一面抵住心軸21側一面朝左右彎折，檢測同軸電線 是否有斷線。此外，同軸電線係在不整齊的狀態下捆束， PTFE膠帶係在捆束B之兩端利用接著帶固接。 (2) 試驗條件 (2-1) 彎折角度：±90度 速度：30(往返次/分） 心軸直徑：6mm 201108258 砝碼產生之負荷：1.96(N)(200(gf)) (2-2) 彎折角度：±90度 速度：30(往返次/分） 心軸直徑：2mm 砝碼產生之負荷：2(N) (3) 試驗結果 (4) (3-1)於試驗條件（2-1)的彎折試驗結果 實施例1、實施例2、比較例均針對3個試料進行彎折 試驗及評估。 實施例1、實施例2、比較例在1 0萬次之彎折後皆未斷 線。實施例1中，在3 0萬次之彎折後未斷線。相對於此， 比較例中，在十數萬次之彎折後捆束之同軸電線有斷線的 情形。 (3-2)於試驗條件（2-2)的彎折試驗結果 實施例1、實施例2、比較例均針對3個試料進行彎折 試驗及評估。實施例1中，在平均7 0000次之彎折後同軸 電線斷線。實施例2中，在平均37000次之彎折後同軸電 線斷線。相對於此，比較例中，在平均26000次之彎折後 同軸電線斷線。結果得知，實施例在耐彎折性方面優於比 較例。 實施例1中，將含有1重量％以上3重量％以下之銀的 線徑0.010mm以上0.025mm以下之銅合金線加以撚合而作 爲中心導體，且其抗拉斷裂強度設爲9 50MPa以上’以及 -17- 201108258 將外覆層作成ETFE來取代PFA，被認爲是耐彎折性提高 的原因。實施例2中’將外覆層作成ETFE來取代PFa被 認爲是耐彎折性提高的原因。PFA之延展性爲3 40〜4〇〇%， 相對於此，ETFE之延展性爲1.2倍左右之400〜45 0%。 雖然已詳細且參照特定的實施形態說明本發明，但是該 當技術領域的業者應明瞭，在不遠離本發明之精神及範圍 內皆可實施各種變更或修正。本申請案係根據2009年4 月24日提出申請的日本專利申請案（特願2009-106907)、 2009年4月24曰提出申請的日本專利申請案（特願 2009-106908)提出，其內容引用於此作爲參考。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明之電線的實施型態例，係使電線各構件 階段性地露出的端部之立體圖。 第2圖係第1圖之電線的剖面圖。 第3圖係顯示將第1圖之電線之外覆層擠出成型的樣子 之剖面圖。 第4圖係顯示彎折試驗方法之樣子的圖。 【主要元件符號說明】 1 電線 2 中心導體 4 絕緣體 6 外部導體 7 外覆層 -18-

Claims (1)

1. 201108258 七、申請專利範圍： 1. 一種電線，係利用樹脂被覆導體之外周的電線，其特徵 爲：形成最外層之樹脂係由熔融流動率爲25以上45以 下的ETFE形成，厚度係作成l〇vm以上30ym以下。 2. 如申請專利範圍第1項之電線，其中： 該電線係絕緣體、外部導體及外覆層依序地在中心導 體之周圍積層爲同軸狀的同軸電線， 該中心導體係藉由將含有1重量％以上3重量％以下之 銀的線徑0.010mm以上0.025mm以下之銅合金線加以撚 合，而作成抗拉強度爲95 OMPa以上、導電率爲70 %I ACS 以上85%IACS以下， 該外覆層係最外層，其外徑爲0.45mm以下。 3. 如申請專利範圍第2項之電線，其中該外覆層之外徑爲 〇 . 3 5 m m 以下。 4. 如申請專利範圍第2或3項之電線，其中鄰接於該中心 導體之外周側的該絕緣體係由PFA形成。 5. —種多心電續，係將申請專利範圍第2或3項中任一項 之電線捆束複數條而成。 6. —種電線之製造方法，係利用樹脂被覆導體之外周的電 線之製造方法，其特徵爲： 將拉伸比作成250以上且熔融流動率爲25以上45以 下的ETFE進行擠出被覆，而形成厚度1Mm以上3〇μ m以下之最外層。 7. 如申請專利範圍第6項之電線的製造方法，其特徵爲： -19- 201108258 將含有1重量％以上3重量％以下之銀的線徑0.010mm 以上 0.025mm以下之銅合金線加以撚合而構成中心導 體， 在該中心導體的外周被覆絕緣體， 在該絕緣體的外周捲繞外部導體， 進一步，利用作爲該最外層的外覆層覆蓋該外部導體 的外周，將外徑作成〇.45mm以下。 -20-