專利名稱：雙絞線及雙絞線電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LAN (Local Area Network,局域網(wǎng))用、差動信號用等高頻區(qū)域使用的雙絞線以及雙絞線電纜。
背景技術(shù)：
在LAN用電纜的主要部分(100m線路長度之中90m區(qū)間)上，禁止使用絞線導(dǎo)體。理由是因為在長期的使用中，濕氣(水分)進(jìn)入絞線導(dǎo)體的單線間的間隙(以下稱為間隙空間)，使高頻電阻、漏泄電導(dǎo)增加，使傳輸損失衰減量(以下稱為衰減量)增加。另一方面，在產(chǎn)業(yè)用途中，由于因絞線導(dǎo)體的柔性而易于鋪設(shè)、能夠用于振動的設(shè)備等原因，被用于作業(yè)用LAN電纜等使用線路長度短的用途。但是，在長期的使用中，在用于較長的距離時，傳輸損失增加，由于系統(tǒng)錯誤、數(shù)據(jù)BER(Bit Error Rate，誤碼率)惡化而 引起障礙。圖7表示用于使用線路長度短的用途的、使用了以往技術(shù)的絞線導(dǎo)體的雙絞線電纜的剖視圖。該雙絞線電纜70具有將七根單線12以1/6結(jié)構(gòu)(將配置在中央的一根單線12用絞成螺旋狀的六根單線12包圍的結(jié)構(gòu))絞合的絞線導(dǎo)體13，用包覆體33包覆絞線導(dǎo)體13而形成包覆單線72，而且用總包覆體16包覆將該包覆單線72進(jìn)行了雙股扭絞的雙絞線71而成。專利文獻(xiàn)I :日本特開2001-6452號公報作為能夠制造絞線導(dǎo)體的條件，必須扭絞單線。如果不進(jìn)行扭絞，則成為單線導(dǎo)體集合體、若卷繞到線軸上，則單線彼此相互纏繞而無法制造。用扭絞角A扭絞單線(單線直徑d)的絞線導(dǎo)體如圖8所示，在絞線導(dǎo)體的長度方向上，以間隔L = d/cosA的間距存在單線彼此的接觸面。因此，作為絞線導(dǎo)體的等效體積電阻率(高頻電阻)，不是導(dǎo)體自身，而是由導(dǎo)體(主要部分)、單線彼此的接觸面和其間隙空間構(gòu)成的體積電阻率。在此，在如下的公式(I) (3)中表示了絞線導(dǎo)體中的衰減量α、電阻衰減量ακ、漏泄衰減量Qg、等效體積電阻率P、介質(zhì)損耗角正切tanS的關(guān)系。而且，其中，高頻電流交流傳播的等效表皮厚度t、絞線導(dǎo)體直徑D、頻率f、線對的特性阻抗Z。、線對的相互靜電電容C、漏泄電導(dǎo)G = 2 fCtan δ。α = α R+ a g(I)α Ε = 2 P / ( π Dt) / (2Zc)(2)α g = GZc/2(3)如果長期使用絞線導(dǎo)體，則濕氣進(jìn)入單線間的間隙，金屬腐蝕。因此，在單線的表面上形成由于腐蝕造成的凹凸，單線彼此就不是面接觸，而是成為點接觸。其結(jié)果，接觸電阻便從I. 3倍增大到數(shù)倍。進(jìn)而，如果扭絞角A小，則間隔L也變小，絞線導(dǎo)體的長度方向上的間隙空間的頻率(單線彼此接觸的頻率)也增加，因此接觸電阻增大的影響也相應(yīng)地變大，等效體積電阻率P(高頻電阻)增大到數(shù)十倍。這便使衰減量之中的電阻衰減量增大，成為不合格的主要原因。而且，在間隙空間的濕氣增大的情況下，由于導(dǎo)體間的電場還包括間隙空間，因此引起tan δ的劣化(漏泄電導(dǎo)G的劣化)，使衰減量之中的漏泄衰減量增大，成為不合格的次要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，目的在于在使用了絞線導(dǎo)體的雙絞線以及雙絞線電纜中，降低因濕氣造成的衰減量的增大。為了達(dá)到上述目的而做出的本發(fā)明是一種雙絞線，將用包覆體包覆絞線導(dǎo)體而形成的包覆單線進(jìn)行雙股扭絞而成，所述包覆體由配合了硅烷偶聯(lián)劑的包覆體材料形成。另外，本發(fā)明是一種雙絞線，將用包覆體包覆絞線導(dǎo)體而形成的包覆單線進(jìn)行雙股扭絞而成，所述絞線導(dǎo)體由兩層包覆體包覆，該兩層包覆體之中與所述絞線導(dǎo)體接觸的 內(nèi)層包覆體由配合了硅烷偶聯(lián)劑的包覆體材料形成。所述包覆體材料中的所述娃燒偶聯(lián)劑的配合比為O. 5質(zhì)量％以上2. O質(zhì)量％以下即可。另外，本發(fā)明是一種雙絞線，將用包覆體包覆絞線導(dǎo)體而形成的包覆單線進(jìn)行雙股扭絞而成，所述包覆單線用包覆體包覆涂覆了硅烷偶聯(lián)劑的絞線導(dǎo)體而形成。另外，本發(fā)明是一種雙絞線電纜，至少使用一根上述任意一項所述的雙絞線，用含阻燃劑的總包覆體包覆該雙絞線而形成。本發(fā)明具有如下有益效果。根據(jù)本發(fā)明，在使用了絞線導(dǎo)體的雙絞線以及雙絞線電纜中，能夠降低因濕氣造成的衰減量的增大。


圖I是表示本發(fā)明的第一實施方式的雙絞線電纜的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是表示本發(fā)明的第二實施方式的雙絞線電纜的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的第三實施方式的雙絞線電纜的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖4是表示本發(fā)明以及以往的雙絞線電纜的、加速劣化試驗前后的衰減量的變化的曲線圖。圖5是表示本發(fā)明以及以往的雙絞線電纜的、加速劣化試驗前后的電阻衰減量以及漏泄衰減量的變化的曲線圖。圖6是表示乙烯基硅烷偶聯(lián)劑的配合比與包覆單線的拉拔力及包覆體的拉伸斷裂伸長率的關(guān)系的曲線圖。圖7是表示以往的雙絞線電纜的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖8是說明絞線導(dǎo)體的扭絞角A與間距L的關(guān)系的模式圖。圖中10-雙絞線電纜，11-雙絞線，13-絞線導(dǎo)體，14-包覆體，15-包覆單線。
具體實施例方式本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，通過在包覆體中配合數(shù)質(zhì)量％的硅烷偶聯(lián)劑，或者，在絞線導(dǎo)體的表面上涂覆硅烷偶聯(lián)劑之后用包覆體包覆而形成包覆單線，能夠用經(jīng)過包覆體的水分使氫氧化聚合物基團(包覆體)和銅等金屬(絞線導(dǎo)體)進(jìn)行硅烷鍵合或者硅烷醇鍵合，阻斷水分進(jìn)一步進(jìn)入，防止間隙空間內(nèi)的金屬表面的腐蝕，并且不使等效體積電阻率增加。與此同時，由于沒有提高間隙空間的濕度，因此不會使tan δ增加，結(jié)果發(fā)現(xiàn)能夠防止電阻衰減量和漏泄衰減量的增大，并得出本發(fā)明。S卩，本發(fā)明是一種雙絞線，將用包覆體包覆絞線導(dǎo)體而形成的包覆單線進(jìn)行雙股扭絞而成，其特征在于，包覆絞線導(dǎo)體的包覆體由配合了硅烷偶聯(lián)劑的包覆體材料形成，或者用包覆體包覆涂覆了硅烷偶聯(lián)劑的絞線導(dǎo)體。以下，用

本發(fā)明的實施方式。 圖I是表示使用了第一實施方式的雙絞線的雙絞線電纜的結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖I所示，本實施方式的雙絞線11是使用將七根單線12以1/6結(jié)構(gòu)絞合的絞線導(dǎo)體13，并將用包覆體14包覆該絞線導(dǎo)體13而形成的包覆單線15進(jìn)行雙股扭絞而成。單線12可以使用純銅或銅合金、或者純鋁或鋁合金等普通的良導(dǎo)體。單線12的尺寸沒有特別地限定，作為一例，可以使用Φ0.2_左右的單線。另外，絞線導(dǎo)體13沒有特別地限定單線12的構(gòu)成根數(shù)、扭絞角等，可以根據(jù)雙絞線11的使用環(huán)境(振動、彎曲等)而改變。包覆體14由在通常的絕緣用樹脂中配合了硅烷偶聯(lián)劑的包覆體材料形成。用于包覆體材料的絕緣用樹脂可以使用例如聚乙烯(超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯等)。另外，作為用于包覆體材料的硅烷偶聯(lián)劑，可以列舉乙烯基硅烷、丙烯酰氧基硅燒、疏基娃燒、氣基娃燒、環(huán)氧基娃燒等。包覆體材料的硅烷偶聯(lián)劑的配合比設(shè)置成O. 5質(zhì)量％以上2. O質(zhì)量％以下即可。如果考慮到與絞線導(dǎo)體的連接鍵，該配合比為O. 5質(zhì)量％就足夠了。如果配合比低于O. 5質(zhì)量％，則與絞線導(dǎo)體的連接鍵不充分，后述的阻斷濕氣(水分)進(jìn)入的效果便不充分，不能抑制衰減量的增加。另一方面，如果配合比超過2.0質(zhì)量％，則不僅有損包覆體的塑性(拉伸特性等)，而且發(fā)生多余的配合劑的轉(zhuǎn)移，不適合用于絕緣包覆。通過至少使用一根該雙絞線11，并用總包覆體16進(jìn)行封套，形成雙絞線電纜10。在使雙絞線電纜難燃化的情況下，作為總包覆體16，可以使用例如在由聚氯乙烯(PVC)構(gòu)成的護(hù)套材料中配合了氫氧化鎂等阻燃劑的含阻燃劑總包覆體。這是因為，如果在包覆絞線導(dǎo)體13的包覆體14中配合由金屬氧化物構(gòu)成的阻燃劑，則金屬氧化物的tan δ惡化，雙絞線的傳輸損失因高頻而增大。再者，本發(fā)明沒有特別限定含阻燃劑總包覆體的結(jié)構(gòu)，可以使用各種護(hù)套材料以及阻燃劑，能夠在維持高頻特性的同時獲得阻燃性。由以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的雙絞線11或雙絞線電纜10尤其在IOOMHz以上的高頻傳輸?shù)挠猛局杏行?。接下來，說明本實施方式的作用。本實施方式的雙絞線用配合了硅烷偶聯(lián)劑的包覆體材料形成包覆絞線導(dǎo)體的包覆體。由此，當(dāng)水分(濕氣)進(jìn)入絞線導(dǎo)體和包覆體之間時，能夠利用該水分使絞線導(dǎo)體和包覆體進(jìn)行硅烷鍵合或者硅烷醇鍵合，從而提高密合性，阻斷水分進(jìn)一步進(jìn)入，抑制由金屬的腐蝕造成的接觸電阻的增大。與此同時，能夠抑制由水分的進(jìn)入造成的tan δ的惡化，并能夠抑制漏泄電阻的增大，因此具有充分的防潮性。另外，在本實施方式的雙絞線電纜中，由于使用了具有防潮性的雙絞線，因此即便水分通過總包覆體(護(hù)套)進(jìn)入，也能夠抑制衰減量的增大，因而能夠在總包覆體中添加所需量的阻燃劑。接下來，用圖2說明第二實施方式。在本發(fā)明中，通過利用硅烷偶聯(lián)劑使絞線導(dǎo)體和包覆體進(jìn)行硅烷鍵合或者硅烷醇鍵合，抑制水分進(jìn)入絞線導(dǎo)體和包覆體的間隙。因而，不需要在包覆體的整個厚度上配合硅烷偶聯(lián)劑，如圖2所示，也可以用兩層 包覆體14a、14b包覆絞線導(dǎo)體13而形成包覆單線22,在這兩層包覆體14a、14b之中，與絞線導(dǎo)體13接觸的內(nèi)層包覆體14a由配合了硅烷偶聯(lián)劑的包覆體材料形成。由此，能夠使絞線導(dǎo)體13和內(nèi)層包覆體14a進(jìn)行硅烷鍵合或者硅烷醇鍵合，能夠得到防潮性。在該雙絞線21以及雙絞線電纜20中，也能夠得到與上述實施方式同樣的效果。另外，在該雙絞線21中，由于僅將與絞線導(dǎo)體13接觸的內(nèi)層包覆體14a由配合了硅烷偶聯(lián)劑的包覆體材料形成，因此在外層包覆體14b中，沒有因配合硅烷偶聯(lián)劑而造成的包覆體材料的塑性的劣化，能夠使雙絞線21的特性更好。另外，如圖3所示，在本發(fā)明中，也可以在絞線導(dǎo)體13上涂覆硅烷偶聯(lián)劑32，并將此用(沒有配合硅烷偶聯(lián)劑的)包覆體33包覆而形成包覆單線34。在該雙絞線31以及雙絞線電纜30中，只要在絞線導(dǎo)體13的表面上涂覆硅烷偶聯(lián)劑32，就能夠得到與上述實施方式同樣的效果，同時能夠更容易地制造。根據(jù)以上說明的本發(fā)明，能夠提供即便是絞線導(dǎo)體也能適用于較長距離的產(chǎn)業(yè)用LAN電纜、振動大的車輛內(nèi)的高頻平衡(差動)信號傳輸?shù)碾p絞線。本發(fā)明的雙絞線以及雙絞線電纜尤其作為IOOMHz以上的高頻傳輸用電纜有效。再者，本發(fā)明不限于上述實施方式，可以進(jìn)行各種變更。實施例以下，說明本發(fā)明的實施例。按照以下的方式制作了本發(fā)明的第一實施方式的雙絞線電纜(圖I :以下稱為本發(fā)明品)以及以往技術(shù)的雙絞線電纜(圖7:以下稱為以往品)。將七根Φ0. 208mm的銅單線以1/6的結(jié)構(gòu)、扭絞角75度扭絞，并將此作為Φ O. 565mm的絞線導(dǎo)體制造兩根。在本發(fā)明品中，使用在絕緣包覆用的低密度聚乙烯(以后簡稱為PE)中配合了 I質(zhì)量％的乙烯基硅烷偶聯(lián)劑的包覆體材料擠壓包覆絞線導(dǎo)體，制造了 Φ0. 97mm的包覆單線。另一方面，在以往品中，使用PE擠壓包覆絞線導(dǎo)體，制造了 Φ0. 97mm的包覆單線。將這些包覆單線分別用一定的絞距進(jìn)行雙股扭絞，完成了 Φ I. 94mm的雙絞線。在該雙絞線上套上PVC護(hù)套，完成了 Φ 2. 74mm的雙絞線電纜。為了證明發(fā)明的效果，對制造的各雙絞線電纜實施了 85°C、85%相對濕度、30天的加速劣化試驗。該加速劣化試驗條件是在一般適用于通信裝置的條件下假設(shè)了 25 30年的加速負(fù)載的條件。在圖4中表不測定并比較本發(fā)明品以及以往品的初期裳減量和加速劣化試驗后的衰減量的結(jié)果。再者，本發(fā)明品的初期衰減量和以往品的初期衰減量是相同的。根據(jù)圖4可知，作為本發(fā)明的效果，抑制了加速劣化試驗后(相當(dāng)于25 30年壽命)的衰減量增加。作為具體的數(shù)值(原始數(shù)據(jù))，就頻率IOOMHz下的衰減量(初期21. 5dB/100m)而言，以往品為26. 9dB/100m(從初期增加25% )，相對于此，本發(fā)明品為21. 9dB/100m(從初期增加I. 9% )，證明了能夠充分阻止劣化。這可以認(rèn)為是證明了硅烷偶聯(lián)劑使包覆體和銅進(jìn)行硅烷鍵合，防止了水分進(jìn)入到間隙空間。接下來，從在圖4中得到的各個衰減量的曲線以如下的方式評價了電阻衰減量以及漏泄衰減量。衰減量α由下面的公式(4)、(5)分為電阻衰減量α κ和漏泄衰減量a g0
α = a R+ a g=AVf+Bf( 4 )(其中，設(shè)為OCR=AVf, a g = Bf)a/Vf=A+BVf(5)因而，通過計算公式(5)，作為電阻衰減量項得到A項，作為漏泄衰減量項得到B項。根據(jù)圖4，由于直到56MHz，衰減量α處于過渡區(qū)域，不能進(jìn)行公式(5)的直線插補，因此用56MHz以上的數(shù)據(jù)計算公式(5)，對從56MHz以上到225MHz的數(shù)據(jù)進(jìn)行直線插補，求出了插補式。將其結(jié)果表示在圖5中。另外，利用圖5所示的插補式分別求出了在頻率f = IOOMHz時的衰減量α、電阻衰減量a E以及漏泄衰減量a g。在表I中表示這些數(shù)值。表I
初期數(shù)據(jù)加速劣化試驗后
項目
以往品(圖7 ) &本發(fā)明品(圖I) 以往品(圖7) 本發(fā)明品(圖I)
衰減量 a21.32 ( 100%)26.59 ( 125%) 21.82 ( 102%)
(dB/Ι 00m)
電阻衰減量 ccR20.61 ( 100%)24.98 ( 121%) 20.88 ( 101%)
(dB/Ι 00m)
漏泄衰減量 ccg0.71 (100%)1.61 (226%) 0.94 ( 133%)
(dB/Ι OOm)(※在f= IOOMHz的情況下)在此，以下記載這些數(shù)值的求得方法。公式(5)相當(dāng)于用圖5表示的插補式。即，a/Vi=y = A+BV ,A是插補式中的常數(shù)項，B是插補式中的X的比例系數(shù)，V!:就是X。從這些關(guān)系和公式(4)能夠求得表I所示的各數(shù)值。根據(jù)圖5以及表1，證明了在頻率IOOMHz時，本發(fā)明品的電阻衰減量α ,能夠?qū)⒁酝分械?21 的劣化抑制在101 *%，另外漏泄裳減量α g能夠?qū)⒁酝分械?26%的劣化抑制在133%。接下來，在本發(fā)明品中，使包覆體材料的乙烯基硅烷偶聯(lián)劑的配合比在O 2. 5質(zhì)量％之間變化而制造包覆單線，對于包覆體材料中的硅烷偶聯(lián)劑的配合比給銅導(dǎo)體/包覆體的拉拔力、以及包覆體的拉伸斷裂伸長率造成的影響進(jìn)行了評價。再者，銅導(dǎo)體/包覆體的拉拔力表示絞線導(dǎo)體和包覆體的硅烷鍵合以及硅烷醇鍵合的程度。圖6表示試驗了銅導(dǎo)體/包覆體的50_長的拉拔力、包覆體自身的拉伸斷裂伸長率的結(jié)果。根據(jù)圖6可知，即使硅烷偶聯(lián)劑的配合比為O. 5質(zhì)量％，也能得到與配合比為I. O 質(zhì)量％的情況相同的效果。這是因為與銅的連接鍵以0.5質(zhì)量％的配合就足夠。還可知，相反一旦超過2. O質(zhì)量％進(jìn)行配合，則有損包覆體的塑性，并引起多余的配合劑的轉(zhuǎn)移，便不適合用于絕緣包覆。從以上的數(shù)據(jù)可知，導(dǎo)體/包覆體的拉拔力大致飽和的值的配合比I %、包覆體的拉伸斷裂伸長率不會急劇劣化的區(qū)域的配合比I %，綜合起來就是最佳配合比。
權(quán)利要求
1.一種雙絞線，將用包覆體包覆絞線導(dǎo)體而形成的包覆單線進(jìn)行雙股扭絞而成，其特征在于， 所述包覆體由配合了硅烷偶聯(lián)劑的包覆體材料形成。
2.一種雙絞線，將用包覆體包覆絞線導(dǎo)體而形成的包覆單線進(jìn)行雙股扭絞而成，其特征在于， 所述絞線導(dǎo)體由兩層包覆體包覆，該兩層包覆體之中與所述絞線導(dǎo)體接觸的內(nèi)層包覆體由配合了硅烷偶聯(lián)劑的包覆體材料形成。
3.如權(quán)利要求I或2所述的雙絞線，其特征在于， 所述包覆體材料中的所述硅烷偶聯(lián)劑的配合比是O. 5質(zhì)量％以上2. O質(zhì)量％以下。
4.一種雙絞線,將用包覆體包覆絞線導(dǎo)體而形成的包覆單線進(jìn)行雙股扭絞而成,其特征在于， 所述包覆單線用包覆體包覆涂覆了硅烷偶聯(lián)劑的絞線導(dǎo)體而形成。
5. 一種雙絞線電纜，其特征在于， 至少使用一根權(quán)利要求I 4中任一項所述的雙絞線，用含阻燃劑的總包覆體包覆該雙絞線而形成。
全文摘要
本發(fā)明提供雙絞線及雙絞線電纜，能夠降低因濕氣造成的衰減量的增大。在將用包覆體(14)包覆絞線導(dǎo)體(13)而形成的包覆單線(15)進(jìn)行雙股扭絞而成的雙絞線(11)中，包覆體(14)由配合了硅烷偶聯(lián)劑的包覆體材料形成。
文檔編號H01B11/02GK102800410SQ20121009284
公開日2012年11月28日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者日下真二, 甲田裕貴 申請人:日立電線株式會社