自卷式屏蔽管的制作方法

1.本发明涉及自卷式屏蔽管。更详细而言，本发明涉及一种能够提高电缆连接或电缆屏蔽作业的作业性，并且能够在确保良好的电磁波屏蔽性能的同时最小化重量和费用的自卷式屏蔽管。


背景技术：

2.通常，可以在电缆制造过程中附加屏蔽层以屏蔽电缆，而未具备屏蔽层的电缆或电缆的连接部位需要在事后附加屏蔽层。
3.作为对通信用电缆的连接部等附加电磁波屏蔽的方法，可以应用利用金属材质的屏蔽构件缠绕通信电缆的连接部等并将屏蔽构件熔接连接到通信电缆的屏蔽层的方法，或者将热收缩管状的屏蔽管应用于通信电缆并进行热收缩的方法。
4.在前一种情况下，以利用金属材质编织屏蔽构件缠绕两根通信电缆的连接部等后，分别熔接金属材质编织屏蔽构件和两根通信电缆的屏蔽层的方法，将两根通信电缆的屏蔽层电连接，由此能够最小化由两根通信电缆的连接部等引起的电磁波泄漏，但是，分别熔接金属材质编织屏蔽构件和两根通信电缆的屏蔽层的方法，现场作业性较差，并且可能成为电缆轻量化的障碍。
5.在后一种情况下，一般的树脂材质的热收缩管难以确保充分的刚性，存在容易撕裂的问题，并且，由于一般的热收缩管仅由树脂材质构成，因此电磁波屏蔽性能较差，与前一种方法同样地，需要在电缆连接现场进行加热以使管收缩，因此现场作业性较差，并且，尽管尝试了将碳纤维纱等应用于这种热收缩管以加强屏蔽性能，但是与金属屏蔽层相比，屏蔽性能仍然不足。


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.本发明涉及一种能够提高电缆连接或电缆屏蔽作业的作业性，并且能够在确保良好的电磁波屏蔽性能的同时最小化重量和费用的自卷式屏蔽管。
8.用于解决问题的手段
9.为了解决上述课题，本发明可以提供一种自卷式屏蔽管，所述自卷式屏蔽管由通过编织复数个碳纤维纱束和复数个收缩部来形成的编织构件构成，所述碳纤维纱束由金属镀敷的碳纤维纱合丝而构成，所述收缩部沿着与碳纤维纱束垂直的方向配置并由热收缩性纤维材质的复数个收缩构件构成，构成所述编织构件的所述碳纤维纱束沿着长度方向平行配置，所述收缩部沿着圆周方向配置，所述自卷式屏蔽管通过使所述编织构件热收缩而形成为圆筒形状，并且包括沿着所述圆周方向重叠的重叠部。
10.另外，所述碳纤维纱束可以由3k根、6k根或12k根碳纤维纱构成。
11.此外，构成所述碳纤维纱束的碳纤维纱可以是伸长率为1％以上的pan系碳纤维纱。
12.其中，所述碳纤维纱的金属镀敷材质可以是铜、金、银、铝、镍或其合金材质。
13.另外，所述金属镀敷的镀敷密度可以是2.7g/cm3以下。
14.在该情况下，构成所述碳纤维纱束的金属镀敷的碳纤维纱的合丝前的镀敷厚度可以是0.2μm至0.5μm。
15.此外，构成所述碳纤维纱束的金属镀敷的碳纤维纱的合丝和编织后的镀敷厚度可以是0.2μm至0.4μm。
16.另外，构成所述收缩部的收缩构件可以由聚烯烃系的树脂材质线构成。
17.其中，构成所述收缩部的复数个收缩构件可以单层配置。
18.另外，所述收缩构件可以是聚烯烃系的树脂材质线，并且所述收缩构件的直径可以是0.25毫米(mm)至0.5毫米(mm)，可以由一到五个所述收缩构件构成一个收缩部。
19.此外，在未向所述自卷式收缩管的内部插入电缆的状态下，所述重叠部的圆周方向重叠范围可以是20度至50度。
20.发明效果
21.根据本发明的自卷式屏蔽管，以保持完成热收缩的自卷形状的状态提供，而不需要在电缆作业现场进行使用加热工具等的熔接或热收缩作业，从而可以提供具有良好的屏蔽性能且轻量化的自卷式屏蔽管。
22.另外，根据本发明的自卷式屏蔽管，由于在连接电缆连接部后，无需使用热风枪(heat gun)等加热工具等即可安装，从而能够提高用于屏蔽电磁波的作业的作业性。
23.另外，根据本发明的自卷式屏蔽管，通过在长度方向上应用金属镀敷的碳纤维纱束，能够使屏蔽性能优于树脂材质或碳纤维纱材质的热收缩管状的屏蔽材料。
24.另外，根据本发明的自卷式屏蔽管，通过在长度方向上应用金属镀敷的碳纤维纱束，能够在确保良好的屏蔽性能的同时，与由金属编织构件构成的屏蔽层相比，能够大幅降低重量和费用。
附图说明
25.图1示出用于构成本发明的自卷式屏蔽管的编织构件的一个实施例。
26.图2示出将图1所示的编织构件热收缩成管状的自卷式屏蔽管的一个实施例的立体图。
27.图3和图4示出两种碳纤维纱的电磁波屏蔽性能试验结果。
28.图5示出本发明的6k金属镀敷碳纤维纱的镀敷厚度和将6k金属镀敷碳纤维纱合丝和编织而构成的编织构件或自卷式屏蔽管状态下的金属镀敷碳纤维纱的镀敷厚度的变化。
29.图6示出与图5相关的编织构件或使用该编织构件的自卷式屏蔽管的电磁波屏蔽性能试验结果。
30.图7示出本发明的3k金属镀敷碳纤维纱的镀敷厚度和将3k金属镀敷碳纤维纱合丝和编织而构成的编织构件或自卷式屏蔽管状态下的金属镀敷碳纤维纱的镀敷厚度的变化。
31.图8示出与图7相关的编织构件或使用该编织构件的自卷式屏蔽管的电磁波屏蔽性能试验结果。
32.图9示出将本发明的编织构件热收缩成管状的自卷式屏蔽管的另一实施例的立体图。
具体实施方式
33.以下，参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。然而，本发明不限于在此说明的实施例，也可以以其他方式实现。相反，在此介绍的实施例是为了使公开的内容彻底和完整，并且可以将本发明的思想充分传达给本领域技术人员而提供的。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。
34.图1示出用于构成本发明的自卷式屏蔽管100的编织构件100
′
的一个实施例，图2示出将图1所示的编织构件100
′
热收缩成管状的自卷式屏蔽管100的一个实施例的立体图。
35.本发明的自卷式屏蔽管100由通过编织复数个碳纤维纱束10和复数个收缩部20来形成的编织构件100
′
构成，所述碳纤维纱束10由金属镀敷的碳纤维纱11合丝而构成，所述收缩部20沿着与碳纤维纱束10垂直的方向配置并由热收缩性纤维材质的复数个收缩构件21构成；并且所述自卷式屏蔽管100可以构成为，构成所述编织构件100
′
的所述碳纤维纱束沿着长度方向(第一方向)平行配置，所述收缩部20沿着圆周方向(第二方向)配置，并且以在圆周方向上形成重叠的重叠部o的方式卷成圆筒形并使所述收缩部20热收缩。
36.自卷式管是指，具有即使在没有外力的情况下也自行沿周向卷曲的自卷特性，使得具有圆周方向的两端部彼此重叠(overlap)规定角度的重叠部的管。因此，作业人员可以用手或其他器具分开所述重叠部并通过被撑开的间隙插入电缆等即可安装完成，而不需要额外的加热工具或紧固构件等，从而能够大幅提高电缆现场作业的作业性。
37.在由图1所示的编织构件100
′
制成的图2所示的自卷式屏蔽管100的内径为9毫米(mm)且容纳于其内部的电缆的直径为10毫米(mm)的情况下，当撑开自卷式屏蔽管100的重叠部o并插入安装电缆时，即使没有额外的附加固定作业，也能够通过对于自卷状态的复原弹性来保持稳定地包围电缆的状态。
38.此外，“束(bandle)”是指由复数根细纤维纱构成的纤维股或捆，在碳纤维纱的情况下，由数千根细碳纤维纱构成一束。
39.碳纤维(纱)的质量仅为铁的1/4，但是其强度和弹性分别达到铁的10倍和7倍，由于碳纤维(纱)的这种特性，已经尝试将其应用于各种领域。在本发明的自卷式屏蔽管100中，将碳纤维纱作为提供屏蔽效果的屏蔽材料来应用，并且为了进一步提高电磁波屏蔽效果而应用金属镀敷的碳纤维纱。
40.此外，优选地，本发明的碳纤维纱是伸长率为1％以上的pan系碳纤维纱。pan系碳纤维纱的直径为5～8μm。
41.通常，碳纤维纱束10可以是由3k(3000)根、6k(6000)根或12k(12000)根等1k(1000)根以上的碳纤维纱11构成的束，在本发明中，主要对应用了由3k根、6k根构成的碳纤维纱束的编织构件或自卷式屏蔽管100进行说明。
42.作为参考，本发明的试验中所使用的3k碳纤维纱束的大致直径或宽度为0.40毫米(mm)至0.50毫米(mm)，6k碳纤维纱束的大致直径或宽度为0.60毫米(mm)至0.70毫米(mm)左右。此外，各碳纤维纱在制造过程中，进行聚酰胺(polyamude)涂覆，从而具有防止碳纤维纱之间的粘着或缠结等的效果。聚酰胺涂覆层在碳纤维纱表面形成粘接性优异且具有弯曲性良好的膜。
43.本发明的编织构件100
′
和自卷式屏蔽管100以编织结构制造，并且将金属镀敷碳纤维纱作为基本构成。
44.碳纤维纱本身是重量轻且具有刚性和弹性的材质，且为了提高电磁波屏蔽性能，使用在碳纤维纱上镀敷一种以上的金属的碳纤维纱。
45.优选地，所述碳纤维纱的金属镀敷材质为铜、金、银、铝、镍或其合金材质，并且优选地，所述金属镀敷的镀敷密度构成为2.7g/cm3以下。
46.应用于本发明的优选实施例的碳纤维的金属镀敷是在碳纤维上进行铜(cu)镀敷后再进行镍(ni)镀敷的双重镀敷。
47.此外，优选地，构成所述碳纤维纱束的被金属镀敷的碳纤维纱在合丝前的镀敷厚度为0.2μm至0.5μm左右。关于碳纤维纱的金属镀敷厚度的详细说明将后述。
48.本发明的编织构件100
′
和自卷式屏蔽管100通过在长度方向上编织由金属镀敷的碳纤维纱11构成的碳纤维纱束10和在圆周方向上编织由自卷式、即具有受热时热收缩的收缩性的复数个树脂材质的收缩构件21构成的收缩部20，能够使作为碳纤维纱的优点的轻量和屏蔽性能极大化，并且能够赋予作为收尾材料的便利性。
49.图1所示的本发明的碳纤维纱编织构件100
′
可以以在一个方向(第一方向)上编织碳纤维纱束10且在其垂直方向(第二方向)上编织收缩部20的方式编成，由此制造编织构件100
′
。
50.图1和图2示出了一个收缩部20由两个收缩构件21构成的例子，但是也可以由一至五个收缩构件构成一个收缩部。
51.作为所述收缩构件21的示例，可以使用聚烯烃(polyolefine)系树脂材质的线。
52.聚烯烃是合成树脂的一种，是指通过使诸如乙烯和丙烯的烯烃(每个分子包含一个双键的碳化氢)加聚反应来制成的有机物。
53.作为聚烯烃的材质，可以使用聚乙烯(hdpe(high density polyethylene，高密度聚乙烯)、ldpe(low density polyethylene，低密度聚乙烯)、lldpe(linear low density polyethylene，线性低密度聚乙烯))、eva(ethylene-vinylacetate copolymer，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)、uhmwpe(ultra-high molecular weight pe，超高分子量聚乙烯)等，除此之外，还可以使用各种聚丙烯(pp，polypropylene)、橡胶-弹性体(ethylene-propylene rubber)、epdm(ethylene-propylene-diene monomer，三元乙丙橡胶)、poe(polyolefin elastomer，聚烯烃弹性体；ethylene/octene-1，乙烯/辛烯-1))等。
54.通常，聚烯烃线具有弹性，其大部分不溶于有机溶剂，对酸和碱具有耐性，并且具有电绝缘性，从而用作一般的热收缩管的材料。
55.使用由如上所述的聚烯烃材质构成的聚烯烃线形态的收缩构件21来构成收缩部20，并且以在与第一方向垂直的第二方向上配置的方式织造。在所述收缩部20中，复数个收缩构件21可以以在第一方向上平行的方式相邻地沿着第二方向配置。
56.另外，优选地，所述收缩构件21单层配置，以轻量化或节省费用，并且优选地，其直径为0.25毫米(mm)至0.5毫米(mm)。
57.可以通过将束平行展开并聚集在一起的合丝或编织作业工序来配置束，以在长度方向上配置碳纤维纱束10。
58.在这种金属镀敷的碳纤维纱合丝成束并织造成编织构件的过程中，涂覆层的涂覆厚度可能发生变化。即，确认了如下特性：在金属镀敷的碳纤维纱合丝成束并织造成编织构件的过程中，因与相邻的碳纤维纱的摩擦等，碳纤维自身断裂并生成绒毛等，或者碳纤维的
镀敷层受损或镀敷层的厚度容易减小。
59.因此，为了提高电磁波屏蔽性能而无条件地增加碳纤维纱的镀敷厚度是不可取的。以下，对通过研究电磁波屏蔽效果和镀敷厚度的关系来设定最佳的镀敷厚度的方法进行说明。
60.图3和图4示出两种碳纤维纱的电磁波屏蔽性能试验结果。
61.图3和图4分别示出根据6k碳纤维纱和3k碳纤维纱的金属镀敷厚度的电磁波屏蔽效果。
62.在图3和图4中，使用金属镀敷厚度为0.10微米(μm)至0.70微米(μm)的6k碳纤维纱和3k碳纤维纱缠绕屏蔽测试物后，测量并测试了电磁波屏蔽效果。
63.具体而言，图3和图4的试验结果是以如下方法测试的，将6k金属镀敷碳纤维纱和3k金属镀敷碳纤维纱的镀敷厚度以0.05微米(μm)为单位镀敷，并且使用未进行合丝或编织的状态的复数个碳纤维纱以螺旋状横卷并缠绕屏蔽对象电缆，将电缆与测量设备连接后通过电缆通入电流，并且测量100mhz频率下的屏蔽率。
64.此外，在图3和图4的试验中，使用sem设备来测量了金属镀敷碳纤维纱的镀敷厚度。具体而言，测量各个被金属镀敷的碳纤维纱的任意三处的厚度，并将其平均值作为测量样品的镀敷厚度进行记录。镀敷厚度以0.05微米(μm)为单位增加，最小镀敷厚度为0.10微米(μm)。
65.图3和图4的6k碳纤维纱和3k碳纤维纱均随着金属镀敷厚度从0.10微米(μm)增加而屏蔽效果逐渐增加，并且可以确认到，当镀敷厚度成为0.20微米(μm)以上时，确保了作为一般良好的屏蔽性能的基准的40db以上的值。此外，可以确认到，镀敷厚度达到约0.50微米(μm)为止，电磁波屏蔽率稳定地保持40db以上，但即使进一步增加镀敷厚度，屏蔽率反而降低，电磁波屏蔽率成为40db以下。
66.通过如上所述的试验结果，可以确认到，当金属镀敷厚度为0.10微米(μm)以下时，因金属镀敷层的导电率较低而屏蔽效果不大，并且在用于屏蔽电磁波的金属镀敷碳纤维纱中，电磁波屏蔽性能和镀敷厚度的比例范围存在一定限度。此外，当金属镀敷层的厚度大于0.5微米(μm)时，可以确认到，所述自卷式屏蔽管100的重量增加，并且镀敷厚度不必要地变厚。
67.图5示出本发明的6k金属镀敷碳纤维纱的镀敷厚度和将6k金属镀敷碳纤维纱合丝和编织而构成的编织构件或自卷式屏蔽管100状态下的金属镀敷碳纤维纱的镀敷厚度的变化。
68.如图5所示，在将图3的6k碳纤维纱合丝并织造如图1所示的编织构件后测量碳纤维纱的镀敷厚度，其结果，在合丝和编织的编织构件中，碳纤维纱的镀敷厚度达到0.50微米(μm)为止，碳纤维纱的金属镀敷厚度呈正比例地增加，但是其镀敷厚度小于合丝或编织前原来的碳纤维纱的镀敷厚度，通过该结果可以确认到，在合丝或编织过程中产生一定程度的镀敷层损伤。
69.此外，可以确认到，当碳纤维纱的镀敷厚度大于0.50微米(μm)时，合丝和编织的编织构件中，碳纤维纱的金属镀敷厚度反而为50％以下，具体而言，减小至0.20微米(μm)以下。
70.根据如上所述的结果推测出，随着碳纤维纱的镀敷厚度增加，在合丝或编织作业
时，因摩擦或压力而引起绒毛(碳纤维纱的碎片)增加且镀敷层脱离，由此产生镀敷厚度比合丝或编织作业前变薄的现象。
71.图6示出与图5相关的编织构件或使用该编织构件的自卷式屏蔽管100的电磁波屏蔽性能试验结果。
72.如图5的镀敷厚度测量结果所示，对用图6所示的合丝和编织的金属镀敷碳纤维纱织造的编织构件进行电磁波屏蔽性能试验，其结果可以确认出，随着金属镀敷厚度从0.10微米(μm)增加，屏蔽效果逐渐增加，当超过作为合丝和编织的碳纤维纱的金属镀敷厚度减小的时间点的0.40微米(μm)时，电磁波屏蔽效果开始减小，从而无法满足作为良好的屏蔽性能的基准的40db以下。
73.其结果，可以确认出，在将图3的6k碳纤维纱合丝并织造如图1所示的编织构件后，碳纤维纱的镀敷厚度的变化和与之对应的电磁波屏蔽效果的变化中，合丝和编织前的碳纤维纱的镀敷厚度50微米(μm)是合丝和编织后的碳纤维纱的镀敷厚度40微米(μm)和与之对应的电磁波屏蔽效果的边界。
74.即，就构成用于屏蔽电磁波的自卷式屏蔽管100而言，可以确认到，即使为了提高电磁波屏蔽性能而在合丝和编织前使6k碳纤维纱的金属镀敷层涂覆厚度达到50微米(μm)以上，合丝和编织后的编织构件或使用该编织构件的自卷式屏蔽管100的碳纤维纱的镀敷厚度反而急剧减小，由此电磁波屏蔽性能也成为40db以下，从而是不可取的。
75.下表1是整理并示出在将图5和图6所示的本发明的6k金属镀敷碳纤维纱合丝和编织而构成编织构件的状态下的金属镀敷碳纤维纱的镀敷厚度的变化和与之对应的电磁波屏蔽性能试验结果的表。
76.即，如下表1所示，可以确认到，碳纤维纱的合丝和编织前的镀敷厚度从0.1微米(μm)到0.5微米(μm)为止与合丝和编织后的镀敷厚度在一定程度上呈正比，在合丝和编织过程中金属镀敷层的厚度损失并不大。
77.但是，可以确认到，当碳纤维纱的合丝和编织前的镀敷厚度达到0.5微米(μm)以上的瞬间，碳纤维纱的合丝和编织后的镀敷厚度因摩擦等而反而减小，因此，碳纤维纱的合丝和编织前的镀敷厚度应为0.5微米(μm)以下。
78.另外，当碳纤维纱的合丝和编织前的镀敷厚度小于0.2微米(μm)时，虽然在合丝和编织过程中不会产生镀敷层的厚度损失，但是合丝和编织的编织构件或自卷式屏蔽管100的屏蔽效果为40db以下，因此镀敷层的厚度不足。
79.因此，可以得出如下结论，优选地，6k碳纤维纱的合丝和编织前的镀敷厚度为0.2微米(μm)至0.5微米(μm)，以防止合丝和编织过程中的镀敷层损失并确保良好的电磁波屏蔽效果，并且优选地，合丝和编织后的镀敷厚度为0.2微米(μm)至0.4微米(μm)。
[0080][0081]
图7示出本发明的3k金属镀敷碳纤维纱的镀敷厚度和将3k金属镀敷碳纤维纱合丝和编织而构成的编织构件或自卷式屏蔽管100状态下的金属镀敷碳纤维纱的镀敷厚度的变化，图8示出与图7相关的编织构件或使用该编织构件的自卷式屏蔽管100的电磁波屏蔽性能试验结果。另外，下表2也是整理并示出在将本发明的3k金属镀敷碳纤维纱合丝和编织而构成编织构件的状态下的金属镀敷碳纤维纱的镀敷厚度的变化和与之对应的电磁波屏蔽性能试验结果。通过图7、图8、表2的实验结果可以确认到，与6k碳纤维纱同样地，在应用3k碳纤维纱的情况下，优选地，合丝和编织前的镀敷厚度为0.2微米(μm)至0.5微米(μm)，以防止合丝和编织过程中的镀敷层损失并确保良好的电磁波屏蔽效果，并且优选地，合丝和编织后的镀敷厚度为0.2微米(μm)至0.4微米(μm)。
[0082]
[表2]
[0083][0084]
图9示出将本发明的编织构件热收缩成管状的自卷式屏蔽管100
″
的另一实施例的立体图。图9所示的实施例是用金属线束10
′
替代碳纤维纱束的实施例。在该情况下，金属线束10
′
可以由比上述的实施例数量少很多的金属线11
′
构成束，例如由数十根以内的金属线11
′
构成束。
[0085]
所述金属线11
′
可以应用镀敷导体，诸如铜、金、银、铝、镍、其合金或cca。当如图9所示那样构成金属线束10
′
时，与上述的实施例相同地，可以获得如下效果，通过缠绕现有的金属编织构件，即使不使用熔接等方法，也能够简化电缆连接作业，并且通过在圆周方向
上应用由具有收缩性的树脂材质构成的收缩部，能够降低重量。
[0086]
本说明书参照本发明的优选实施例进行了说明，但是本技术领域的技术人员可以在不脱离所附的权利要求书中记载的本发明的思想和范围内，对本发明进行各种修改和变更。因此，只要变形的实施方式基本上包含本发明的权利要求书的构成要素，则应当视为均包含于本发明的技术范畴。