1、 前 言
通信網絡之完整性，除了機房內之軟硬體及其周邊附屬設備外，通信電纜扮演著送信與受信二端間連絡主要傳輸媒介。通信電纜不僅品質需符合未來整體服務數位網絡(ISDN)之要求外，所占用之空間也不容忽視，二者更是息息相關。近十年來欲使通信網絡傳輸更快速，除了設備增強外，通信電纜也做了重大變革，紛紛采用發泡聚乙烯為絕緣材料，促使電纜特性更能符合較佳通信效果。其中電氣特性如靜電容量、電容不平衡、遠(近)端串音及衰減等與材料發泡方式更是立竿見影。 2、 發泡的目的
一般材料發泡的目的在于使制品輕量化，并加強制品隔熱性與可擾性，及降低材料成本。而線纜用材料發泡的目的，則在降低材料的介質常數。
3、 材料發泡方式
為了增加傳輸容量及速率，降低材料介質常數(Dielectric Constant)系最佳途徑，而使用發泡PE材料則可達成此目的，其材料發泡方式一般區分為二種方式：
(1) 化學發泡方法
(2) 物理發泡 (氮氣發泡)
4、 傳統化學發泡
于PE絕緣材料制料過程中，混合適當比例熱效應發泡劑，其使于芯線制程時，利用溫度促使發泡劑產生化學分解變化，于PE材料內部形成氣泡，此項材料對溫度反應相當靈敏( ±1℃)，溫控設備稍受外界影響，其發泡度變化極大，目前此項方式發泡度可達到40-50%，且此發泡材料須置放于干燥環境內，否則水分進入材料后于押出易導致芯線電容，外徑不穩定，此二項于通信電纜遠(近)端將造成不良影響。 為減小介質常數，其所用基材應為低介質常數的材料，目前線纜最常用者為PE。在特殊的場合，也有利用PP、PS及TEFLON為基材的。
4.1 PE發泡度與介電常數，波長短縮率，時間延遲關系圖
時間延遲
ε
Vp
100
5.0
____________________________________________________________
發泡度%_介電常數_時間延遲ns/M_波長短縮率%__0_2.32_5.08_65.6 __10_2.155_4.90_68.1__20_2.008_4.72_70.6__30_1.857_4.57_73.0__40.5_1.718_4.37_76.3__50_1.587_4.20_79.4__60_1.460_4.03_82.7__70_1.338_3.86_86.5__80_1.224_3.69_90.4__90_1.149_3.58_93.3__100_1.000_3.00_100.0__
4.2 PE發泡之特性關系表
發泡度、絕緣厚度、及破壞電壓的關系，
則如下所列
發泡度%_絕緣厚度mm_破壞電壓KV__50_1.0_8.8~10.4__50_0.45_2.2~4.6__60_1.0_2.6~3.2__60_0.7_1.4~2.7__
發泡度與材料抗張特性的關系如下表列發泡度 % | 推板炉 抗張強度 KG/MM2 | 伸長率 % |
17 | 1.10 | 490 |
18 | 1.17 | 500 |
27 | 侧翻手机0.85 | 490 |
33 | 0.78 | 350 |
39 | 0.65 | 370 |
40 | 0.55 | 280 |
45 | 0.53 | 300 |
47 | 0.46 | 260 |
50 | 0.30 | 150 |
0 | 1.5 | 550 |
| | |
在靜電容量要求一定的場合，降低絕緣材料的實效介質常數，則芯線徑便可減小。此時，一定尺寸的線纜管中，就可多設線路，在多心線纜場合有很大的優點。
材料發泡，則強度下降，故薄絕緣場合發泡度只限于20-30%，厚絕緣時則約達50%左右，屬于較低發泡的類別。
4.3 發泡度的測定方法
線纜發泡層的發泡度，可利用普通的密度測定法計測，所謂發泡度乃指發泡體中含多少百分比的氣體，可應用下式表示之
期中，d = 發泡體密度
d0 = 基材原有的密度
1、 密度測定法
2、 線纜發泡層密度的簡便方法
3、 電容值測定方法：浸于水中測其電容值
4、 請參考9.0詳細說明
4.4 押出發泡法
發泡劑的類別
揮發性發泡劑
化學發泡劑
4.5 目前市售發泡PE之發泡劑
1、 高密度用尿素類
2、 低密度用碳酸類
大部分發泡劑的分解生成物都具有吸濕性，生成的氣體亦常含水分，故在要求低損失的場合，押出線必須施行干燥手續。
4.6 發泡押出用押出機
押出機的L/D約20-28，并有較長的供料段，壓縮比約2.0-2.5，押出機在設計上應注意下列各點：
(1) 設計小壓縮比的螺杆﹔
(2) 設置反壓調節器，以控制適當的反壓﹔
(3) 機與眼模部阻力盡量減小﹔
(4) 螺旋廊寬減小。
4.7 押出件
發泡線押出的時候，其押出件受押出機尺寸，螺杆構造、螺杆回轉數及發泡劑濃度等要因素影響，很難得到通用的原則，重點在如何使材料迅速熔融，并使分解氣溶于材料中，直到出眼模口后才開始發泡。
押出件例如壓力、溫度、及押出時間等發生變化，則押出成品特性亦發生很大變化。
押出溫度系指熔融材料的實際溫度，當溫度不同的時候，押出線的發泡特性亦起變異，溫度在某一特定范圍的時候，發泡特性最良好，高或低于此項范圍，都無法得到品質良好的押出線。
押出時材料在螺缸的停留時間，稱為押出時間，對發泡特性亦有相當大的影響，材料在螺缸停留時間亦應保持在某一特定范圍內，才能押出特性良好的發泡線來。
綜上所敘，可知發泡押出作業實為一項需要相當高技朮水准的作業，押出件設定稍有不
慎，就很難制造出品質良好的發泡電線，作業人員應從不斷體會中獲得良好的經驗，精益求精，才能達到提高水准、高品質的境界。
4.8 發泡情形如下圖
4.9 押出件的影響
(1) 押出溫度的影響
采用添加發泡劑進行押出發泡的時候，押出溫度件對發泡特性的良莠占有決定性地位，押出溫度如能與發泡劑分解溫度充分配合，必可制造出特性良好的成品。
低溫押出氣泡數很少，溫度上升則氣泡分布逐漸均勻，發泡度漸行提高，在到達某溫度的時候，發泡度最高，并得到極細微的氣泡構造﹔溫度再上升則氣泡粗大化，并有氣泡破裂現象，形成不均勻的氣泡構造。
此項最適當溫度件，端視材料別而異，除利用實驗來決定外，實別無良途可循。
(2) 螺杆回轉數的影響
螺杆回轉數對發泡狀態也有相當影響性。回轉數增加的時候，發泡度也逐漸增加，氣泡構造更形微細，直至達到某限度為止。超過此限度后，效果反而下降，故如何決定適當的螺杆回轉數，誠極重要。
scr-0354.10 外眼形狀的影響
押出發泡用眼模，在設計時必須考慮外眼出口后的膨脹性，若以A表示材料發泡前后的斷面積比，則
此處Dd = 外眼孔徑
Dcw = 完成線外徑
Dw = 導體或芯線外徑
一般薄層押出的時候，膨脹比約等于2，厚層押出則膨脹比約等于4，押出發泡外眼孔徑，可利用前式變形，求出如下
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