CN110024051A - 双轴电缆和多芯电缆 - Google Patents
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Abstract
双轴电缆100具有双轴结构,该双轴结构包括:信号线对,该信号线对包括由第一信号线和第二信号线形成的一对信号线,以及覆盖一对信号线的绝缘层;排流线;以及屏蔽带,其被设置在绝缘层的外周侧,以覆盖信号线对和排流线。绝缘层包含聚乙烯作为主要成分,并且包含30ppm以上4000ppm以下的受阻酚类抗氧化剂。此外,当施加频率为10GHz的高频电场时,绝缘层的介电损耗角正切tanδ为3.0×10‑4以下。
Description
技术领域
本公开涉及双轴电缆和多芯电缆。本申请要求于2017年10月25日提交的日本专利申请No.2017-206550的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
作为以高速传输信号的技术,已知通过差分传输进行信号传输的技术。差分传输是一种使具有相反相位的信号流过一对信号线并通过信号线之间的电位差传输信号的方法。在专利文献1中公开了适用于通过差分传输进行通信的双轴电缆的一个实例。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本专利特开No.2004-87189
发明内容
本公开的双轴电缆包括双轴结构,该双轴结构包括:信号线对,该信号线对包括由第一信号线和第二信号线形成的一对信号线、以及被配置成覆盖一对信号线的绝缘层;排流线;以及屏蔽带,其被布置为覆盖信号线对和排流线。绝缘层主要由聚烯烃树脂构成。绝缘层包含30ppm以上4000ppm以下的受阻酚类抗氧化剂。施加频率为10GHz的高频电场时,绝缘层的介电损耗角正切tanδ为3.0×10-4以下。
附图说明
图1为示出双轴电缆的一个实例的示意性剖视图。
图2为示出双轴电缆的一个实例的示意性剖视图。
图3为示出多芯电缆的一个实例的示意性剖视图。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
随着通过电缆传输的数据量的增加,在利用差分传输的通信中也需要进一步加速信号传输。传输损耗与信号频率以及信号传输电缆的绝缘层的介电损耗角正切具有正相关性。因此,为了加速信号传输,必须减小高频带中绝缘层的介电损耗角正切,并进一步降低传输损耗,从而进行稳定的信号传输。此外,为了提高差分传输中的信号质量,重要的是减小两根信号线之间的传播延迟时间差(偏差)。本公开的一个目的是提供这样一种双轴电缆,在该双轴电缆中,可以充分降低信号传输损耗并且可以充分减小偏差。
[本公开的有益效果]
根据上述双轴电缆,可以提供这样一种双轴电缆,在该双轴电缆中,可以充分降低信号传输损耗和偏差。
[实施方案的说明]
首先,将列出并描述本公开的实施方案。本公开的双轴电缆包括双轴结构,该双轴结构包括:信号线对,该信号线对包括由第一信号线和第二信号线形成的一对信号线、以及被配置成覆盖一对信号线的绝缘层;排流线;以及屏蔽带,其被布置为覆盖信号线对和排流线。绝缘层主要由聚烯烃树脂构成。绝缘层包含30ppm以上4000ppm以下的受阻酚类抗氧化剂。施加频率为10GHz的高频电场时,绝缘层的介电损耗角正切tanδ为3.0×10-4以下。
本公开的双轴电缆包括双轴结构,该双轴结构包括:信号线对,该信号线对包括由第一信号线和第二信号线形成的一对信号线、以及被配置成覆盖一对信号线的绝缘层;排流线;以及屏蔽带,其被布置为覆盖信号线对和排流线。本公开的双轴电缆具有这样的双轴结构,因此本公开的双轴电缆可以更有效地以高精度和高速度进行信号传输。此外,排流线接地,因此可以防止双轴电缆中带电。此外,本公开的双轴电缆包括屏蔽带,因此可以防止来自外部的电磁噪音干扰,并且可以降低信号线对的信号线之间的相互干扰。
在双轴电缆中为了以高速传输信号并且为了稳定地加速高频带中的信号传输,需要在高频带中进行稳定的信号传输。随着频率变得越高,越需要进一步降低传输损耗。
为了降低双轴电缆的传输损耗,重要的是选择合适的材料。本发明人研究了用于实现上述目的的合适的材料,并获得以下发现。首先,使用聚烯烃树脂作为形成信号对的绝缘层的主要成分。聚烯烃树脂是适合于实现低传输损耗的材料。此外,聚烯烃树脂还具有优异的成形加工性、特别是挤出成形性。
此外,使用主要由聚烯烃树脂构成并且包含30ppm以上4000ppm以下的受阻酚类抗氧化剂的绝缘层作为上述绝缘层。虽然聚烯烃树脂是作为绝缘层的主要成分的合适成分,但是聚烯烃树脂由于绝缘层的氧化引起的劣化而倾向于增大双轴电缆的传输损耗。绝缘层包含受阻酚类抗氧化剂,这使得能够防止由绝缘层的氧化引起的劣化并且抑制传输损耗的增大。然而,当添加受阻酚类抗氧化剂时,其含量是重要的。如果受阻酚类抗氧化剂的含量太高,则传输损耗会增大并且偏差也会增大。另一方面,如果受阻酚类抗氧化剂的含量太低,则会由于由氧化引起的劣化的影响而使传输损耗增大。具体而言,如果受阻酚类抗氧化剂的含量超过4000ppm,则传输损耗和偏差的增大变得显著。如果该含量小于30ppm,则对由氧化引起的劣化的抑制效果不充分。因此,需要将受阻酚类抗氧化剂的含量设定为30ppm以上4000ppm以下。
此外,根据本发明人的研究,即使当覆盖层包含上述成分时,如果介电损耗角正切tanδ太大,也不能充分降低传输损耗。具体而言,在本公开的双轴电缆中,如果施加频率为10GHz的高频电场时,绝缘层的介电损耗角正切tanδ超过3.0×10-4,则并未充分降低双轴电缆的信号传输损耗。本公开的双轴电缆包括这样的绝缘层,在施加频率为10GHz的高频电场时,该绝缘层的介电损耗角正切tanδ为3.0×10-4以下,这使得能够充分降低双轴电缆的信号传输损耗。
也就是说,在包括上述双轴结构的本公开的双轴电缆中,绝缘层主要由聚烯烃树脂构成,并且包含30ppm以上4000ppm以下的受阻酚类抗氧化剂,并且在施加频率为10GHz的高频电场时,绝缘层的介电损耗角正切tanδ为3.0×10-4以下。因此,可以提供这样一种双轴电缆,在该双轴电缆中,可以充分降低信号传输损耗并且可以减小偏差。
在上述双轴电缆中,偏差(信号线对的两根信号线之间的传播延迟时间差)可为6ps/m以下。当偏差在这样的范围内时,可以实现具有足够高可靠性的信号传输。
上述聚烯烃树脂的分子量分布Mw/Mn优选为6.0以上。为了减少上述偏差的发生,重要的是不仅要提高成品电缆的形状保持性,还要在电缆的形成期间形成具有尽可能高度对称的形状的双轴电缆。在包括一对导体的电缆的情况中,当电缆失去对称性时,在两个信号的行进路径长度之间会出现差距。作为结果,在两个信号之间会发生偏差,这会导致通信的精度降低。为了稳定地形成高度对称的绝缘层,重要的是选择形状保持性高且成形加工性高的材料作为绝缘层用材料。由于通过挤出成形来形成上述双轴电缆的绝缘层有利于生产效率,因此在加工成形性中,特别需要高的挤出成形性。
聚烯烃树脂本身是形状保持性优异的材料。此外,当上述聚烯烃树脂的分子量分布Mw/Mn为6.0以上时,易于获得在挤出成形期间加工性优异、高度对称且适合于以高精度进行信号传输的双轴电缆。
上述聚烯烃树脂可为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的任意一种。作为聚烯烃树脂,这些树脂在挤出成形期间具有优异的加工性。因此,更易于获得高度对称且适合于以高精度进行信号传输的双轴电缆。
上述聚烯烃树脂可为电子束交联的。与包含非电子束交联的聚烯烃树脂的绝缘层相比,包含电子束交联的聚烯烃树脂的绝缘层特别是在高温下的形状保持性方面更为优异。因此,即使在护套的挤出覆盖期间绝缘层暴露于高温(150℃至200℃)时,包含电子束交联的聚烯烃树脂的绝缘层也可保持形状。作为结果,可以进一步减少偏差的发生,并且可以进一步提高电缆的信号传输精度的稳定性。
在上述双轴电缆中,垂直于双轴电缆的纵向方向的截面可相对于连接第一信号线的重心C1和第二信号线的重心C2的线段的垂直二等分线对称。具有这种形状的双轴电缆适用于高精度和高速度的信号传输。
本公开的多芯电缆包括至少一根上述双轴电缆,以及被布置为内包双轴电缆的中空的筒状护套。为了实现以高精度进行信号传输,必须尽可能地抑制双轴电缆的变形。当双轴电缆变形时,偏差会增大。本公开的多芯电缆还包括护套,这使得能够提高双轴电缆的形状保持性,作为结果,进一步减少了偏差的发生。
[实施方案的细节]
接下来,将参照附图描述本公开的双轴电缆和多芯电缆的一个实施方案。在以下附图中,相同或相应的部分由相同的附图标记表示,并且将不重复对其进行描述。
(第一实施方案)
[双轴电缆的配置]
首先,将参照图1描述第一实施方案。图1为示出双轴电缆的一个实例的示意性剖视图。图1所示的双轴电缆100包括双轴结构110,该双轴结构110在每根电缆中具有两根信号线。参照图1,双轴结构110包括由用作第一信号线的第一导体10a和用作第二信号线的第二导体10b形成的信号线对70。双轴结构110还包括第一绝缘层20a、第二绝缘层20b、用作排流线的第三导体60以及屏蔽带30。
[第一信号线、第二信号线和排流线]
用作第一信号线的第一导体10a、用作第二信号线的第二导体10b和用作排流线的第三导体60各自具有线形形状。各导体10a、10b和60由导电率高且机械强度高的金属制成。此类金属的实例包括铜、铜合金、铝、铝合金、镍、银、软铁、钢、不锈钢等。通过使这些金属成形为线形形状而得到的材料、或通过用另一种金属进一步包覆此类线形材料而得到的多层材料(例如,镍包铜线、银包铜线、铜包铝线或铜包钢线)可用作上述第一导体10a、第二导体10b和第三导体60。
[绝缘层]
根据第一实施方案的双轴电缆100的双轴结构110包括作为绝缘层的两个绝缘层20a和20b。第一绝缘层20a被布置为覆盖用作第一信号线的第一导体10a的外周侧。第二绝缘层20b被布置为覆盖用作第二信号线的第二导体10b的外周侧。
各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b主要由聚烯烃树脂构成。“主要由……构成”是指在形成各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b的构成成分中,聚烯烃树脂的占比为50质量%以上。在形成各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b的构成成分中,聚乙烯的占比优选为90质量%以上,更优选95质量%以上,并且特别优选99质量%以上。
聚烯烃树脂的实例包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯均聚物、聚丙烯无规聚合物、聚丙烯共聚物、聚(4-甲基戊烯-1)、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物等。其中,优选选自LDPE和LLDPE中的至少一者。各绝缘层20a和20b可包含LDPE或LLDPE,或者可包含LDPE和LLDPE两者。在形成各绝缘层20a和20b的全部聚乙烯成分中,LDPE和LLDPE的总占比优选为90质量%以上,更优选95质量%以上,并且特别优选99质量%以上。
聚烯烃树脂的分子量分布Mw/Mn优选为6.0以上。当分子量分布Mw/Mn为6.0以上时,挤出成形期间的加工性优异。因此,易于获得形状高度对称且适合于以高精度进行信号传输的双轴电缆。
形成各绝缘层20a和20b的聚烯烃树脂可为电子束交联的。电子束交联使双轴电缆100的形状保持性得以提高。作为结果,可以进一步提高双轴电缆100的信号传输精度的稳定性。
连同上述聚烯烃树脂,各绝缘层20a和20b包含30ppm以上4000ppm以下的受阻酚类抗氧化剂。受阻酚类抗氧化剂为具有受阻酚结构的抗氧化剂,该结构中酚的OH基团的两个邻位均被大体积取代基取代。对上述大体积取代基没有特别的限制,并且其实例包括叔丁基等叔烷基、仲丁基等仲烷基、异丁基或异戊基等支链烷基等。
受阻酚类抗氧化剂的实例包括化学结构由下式(1)表示的抗氧化剂:
[化学式1]
(其中R代表一价有机基团)。
虽然没有特别限制,但受阻酚类抗氧化剂的具体实例包括由下式(2)表示的Irganox(R)1010:
[化学式2]
以及
由下式(3)表示的Irganox(R)1076:
[化学式3]
等。
各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b可仅包含这些受阻酚类抗氧化剂中的一种,或者可包含这些受阻酚类抗氧化剂中的两种以上。
各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b中的受阻酚类抗氧化剂的含量为30ppm以上4000ppm以下。上限优选为500ppm,更优选为200ppm,并且进一步优选为100ppm。下限更优选为40ppm。如果受阻酚类抗氧化剂的含量太高,则传输损耗会增大并且偏差也会增大。另一方面,如果受阻酚类抗氧化剂的含量太低,则会由于氧化所引起的劣化的影响而同样使传输损耗增大。各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b中的受阻酚类抗氧化剂的含量为30ppm以上4000ppm以下,这使得可以得到能够实现低传输损耗和低偏差的双轴电缆100。当各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b包含两种以上的受阻酚类抗氧化剂时,上述受阻酚类抗氧化剂的含量是指各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b中的所有受阻酚类抗氧化剂的总含量。
施加频率为10GHz的高频电场时的各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b的介电损耗角正切tanδ为3.0×10-4以下。介电损耗角正切tanδ优选为2.5×10-4以下,并且更优选2.0×10-4以下。介电损耗角正切为材料中电能损耗大小的指标。
作为一个例子,可以如下测定10GHz时的介电损耗角正切。根据JIS R 1641(2007),对于成形为直径为180mm且厚度为1mm的片材的聚烯烃树脂,得到在10GHz的测量频率时测定的介电损耗角正切(tanδ)的值。基于所得的值,可以对10GHz频率时的介电特性进行评价。双轴电缆100具有绝缘层20a和20b,各绝缘层20a和20b由施加频率为10GHz的高频电场时的介电损耗角正切tanδ为3.0×10-4以下的材料制成,因此,双轴电缆100可以适合作为用于高速通信的电缆。
根据本实施方案的各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b可根据需要包含除上述成分之外的另外的附加成分。例如,根据本实施方案的各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b可包含适量的无机填料(如滑石)、受阻酚类抗氧化剂以外的抗氧化剂(如硫类抗氧化剂、磷类抗氧化剂、胺类抗氧化剂或受阻胺光稳定剂(HALS))、润滑剂(如脂肪酸、脂肪酸金属盐或脂肪酸酯)、炭黑等。根据本实施方案的各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b可包含用于着色的颜料或染料。然而,根据添加剂的类型和含量,介电损耗角正切tanδ在某些情况下可能超过3.0×10-4。因此,当各第一绝缘层20a和第二绝缘层20b包含添加剂时,在满足如下条件的范围内使用添加剂,该条件为:在施加频率为10GHz的高频电场时,介电损耗角正切tanδ为3.0×10-4以下。
[屏蔽带]
在本实施方案中,双轴电缆100的双轴结构110包括被布置为覆盖信号线对70和用作排流线的第三导体60的屏蔽带30。通过在由诸如聚氯乙烯树脂或阻燃聚烯烃树脂之类的树脂制成的绝缘膜的一个表面上设置导电层,从而形成屏蔽带30。双轴电缆100的双轴结构110包括屏蔽带30,这使得可以防止来自外部的电磁噪音干扰,并且降低信号线对的信号线之间的相互干扰。在本实施方案中,屏蔽带30被布置为覆盖绝缘层20a和20b的外周侧。
[双轴电缆100的整体结构]
双轴电缆100包括:信号线对70,其由包括第一导体10a和第一绝缘层20a的第一电线40a和包括第二导体10b和第二绝缘层20b的第二电线40b形成;第三导体60,其用作排流线;以及屏蔽带30。第二导体10b被布置为与第一导体10a分离并沿第一导体10a的纵向方向延伸。第一绝缘层20a被布置为覆盖第一导体10a的外周侧。第二绝缘层20b被布置为覆盖第二导体10b的外周侧。屏蔽带30被布置于第一绝缘层20a和第二绝缘层20b的外周侧上,以在包裹第一电线40a、第二电线40b和第三导体60的同时,使第一电线40a和第二电线40b之间的位置关系相对固定。
参照图1,在双轴电缆100中,垂直于双轴电缆100的纵向方向的截面相对于连接用作第一信号线的第一导体10a的重心C1和用作第二信号线的第二导体10b的重心C2的线段C1至C2的垂直二等分线L对称。当双轴电缆100具有如此高的对称性时,在流经第一导体10a和第二导体10b的两个信号之间不易发生偏差。因此,当经由第一导体10a和第二导体10b传输两个信号时,可以在充分抑制偏差的状态下进行信号传输。作为结果,实现了高精度的信号传输。在需要高速通信的领域中,此类具有双轴结构110的双轴电缆100适合用作被配置为传输差分信号的双轴电缆。
[制造双轴电缆100的方法]
例如,如下形成具有双轴结构110的双轴电缆100。首先,准备线形第一导体10a和线形第二导体10b。通过拉伸由铜或铜合金制成的线材以具有所需直径、所需形状和所需性能(如刚性),从而制备这种线形导体10a和10b。
通过捏合聚烯烃树脂、受阻酚类抗氧化剂和任意其他必要成分,从而分别制备用于形成第一绝缘层20a和第二绝缘层20b的树脂组合物。可根据需要加入添加剂。然而,调整配比,使得在施加频率为10GHz的高频电场时,第一绝缘层20a和第二绝缘层20b的介电损耗角正切tanδ为3.0×10-4以下。
用所制备的树脂组合物覆盖第一导体10a的外周侧,从而形成第一绝缘层20a。类似地,用树脂组合物覆盖第二导体10b的外周侧,从而形成第二绝缘层20b。可以通过在传送第一导体10a或第二导体10b的同时,使用(例如)挤出机来挤出树脂组合物以覆盖第一导体10a或第二导体10b的外周,从而形成第一导体10a或第二导体10b的外周侧上的覆层。由此,形成了第一电线40a和第二电线40b。将第一电线40a和第二电线40b捆扎在一起,并布置用作排流线的第三导体60,并且围绕它们的外周缠绕屏蔽带30。由此,可以得到具有双轴结构110的双轴电缆100。可以将(例如)沉积铜的PET带等带状构件用作屏蔽带30。如上所述,制造了具有双轴结构110的双轴电缆100。
[第二实施方案]
接下来,将参照图2描述第二实施方案。图2为示出双轴电缆的另一个实例的示意性剖视图。第二实施方案与第一实施方案的不同之处在于:绝缘层21一体形成为覆盖第一导体11a和第二导体11b两者的外周侧,并且设置了护套50作为表面层。
参照图2,双轴电缆101包括:由线形第一导体11a、线形第二导体11b、绝缘层21、用作排流线的第三导体60和屏蔽带31形成的双轴结构111;以及护套50。第二导体11b被布置为与第一导体11a分离并沿第一导体11a的纵向方向延伸。在根据第二实施方案的双轴电缆101中,绝缘层21一体成形并被布置为覆盖各第一导体11a和第二导体11b的外周侧。第一导体11a、第二导体11b和绝缘层21形成信号线对71。屏蔽带31被布置为覆盖信号线对71和用作排流线的第三导体60。
护套50被布置为覆盖屏蔽带31的外周侧。由于双轴电缆101具有护套50,因此双轴结构111受到保护而不暴露于外部环境。由于双轴电缆101具有如上所述的护套50,因此双轴电缆101的耐久性、耐候性、阻燃性等得到提高。此外,由于双轴电缆101具有护套50,所以提高了双轴结构111中的形状保持性。因此,双轴电缆101包括护套50是优选的。屏蔽带30可由诸如聚氯乙烯树脂或阻燃聚烯烃树脂之类的树脂制成。
此外,第一导体11a和第二导体11b由与第一实施方案中的第一导体10a和第二导体10b的原料和形状类似的材料制成。绝缘层21由与第一实施方案中的第一绝缘层20a或第二绝缘层20b的成分类似的成分(聚乙烯和受阻酚类抗氧化剂)构成。绝缘层21在施加频率为10GHz的高频电场时的介电损耗角正切tanδ为2.8×10-4以下。此外,屏蔽带31由与第一实施方案中的屏蔽带30类似的材料制成。
参照图2,在双轴电缆101中,垂直于双轴电缆101的纵向方向的截面相对于连接第一导体11a的重心C1和第二导体11b的重心C2的线段C1至C2的垂直二等分线L对称。由于双轴电缆101具有如此高的对称性,因而实现了以高精度进行信号传输。在需要高速通信的领域中,此类双轴电缆101适合用作被配置为传输差分信号的双轴电缆。
例如,可以通过如下方式形成覆盖第一导体11a和第二导体11b的外周侧的绝缘层21:在传送平行布置的第一导体11a和第二导体11b的同时,进行用于形成绝缘层21的树脂组合物的挤出成形。
[多芯电缆]
接下来,将描述作为本公开的另一个实施方案的多芯电缆的实施方案。图3为示出多芯电缆的一个实例的示意性剖视图。参照图3,在多芯电缆200中,进一步用护套50覆盖多个子单元102,其中每个子单元102各自对应于第一实施方案中的双轴电缆100。双轴电缆的各子单元102的结构与第一实施方案中的双轴电缆100的结构相同。与双轴电缆100和101相比,图3所示的多芯电缆200可以传输更大容量的信号。
实施例
接下来,进行以下实验以确认本发明的效果,并对特性进行评价。结果示于表1和表2中。实验例1至5为实施例,而实验例6和7为比较例。
(用于形成绝缘层的树脂组合物的特性)
准备具有表1和表2所示的配合成分的用于形成绝缘层的树脂组合物。对于各树脂组合物,评价数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、熔点(℃)和熔解热量(J/g)。通过凝胶渗透色谱法测定数均分子量、重均分子量和分子量分布。通过差示扫描量热法(DSC)测定熔点和熔解热量。
表1中“配合成分”中描述的成分如下:
(A)基础树脂
·LDPE(低密度聚乙烯):密度为0.915g/mL
·LLDPE(线性低密度聚乙烯):密度为0.920g/mL
(B)受阻酚类抗氧化剂
·Irganox(R)1076(由BASF制造,参考上述式(3))
·Adekastab AO-80(由ADEKA制造,3,9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧螺[5,5]十一烷)。
(双轴电缆的评价)
连同上述用于形成绝缘层的树脂组合物,准备各自具有圆形截面形状的一对线形导体。使用用于形成绝缘层的各树脂组合物进行挤出成形以覆盖各导体的外周表面,从而得到两根电线。然后,沿所得的两根电线设置用作排流线的导体,并围绕这些缠绕屏蔽带(沉积铜的PET带),并且用保护覆层进一步覆盖其外周侧。由此,得到了用于评价的双轴电缆,该双轴电缆的结构与图1所示的双轴电缆100的结构相同。用于评价的双轴电缆的规格示于表1和表2中的“电缆规格”部分中。
(介电损耗角正切的测定)
制备通过对上述用于形成绝缘层的树脂组合物进行加压成形而得到的片状样品。加压成形的条件为:将树脂组合物在150℃预热3分钟,然后在150℃施加压力,并使该状态保持5分钟。根据基于JISR1641(2007)的方法,测定施加频率为10GHz的高频电场时所得的片状样品的介电损耗角正切。结果示于表1和表2中。
(传输损耗和偏差的评价)
为了验证传输损耗,设置导体10a和10b的导体直径以及绝缘层20a和20b的厚度,使得在图1所示的差分信号传输电缆中,差模阻抗为100Ω,并且对电缆的特性进行评价。双轴电缆100的高度尺寸H为1.60mm,并且宽度尺寸W为3.20mm。使用网络分析仪来评价传输损耗,并且使用时域反射计(TDR)测量装置来评价偏差,其中该时域反射计测量装置使用了上升时间为35ps的脉冲信号。
(氧化诱导时间的测定)
基于在氧气气氛下加热到一定温度时的放热峰来评价氧化诱导时间。具体而言,使用差示扫描量热计(由Shimadzu Corporation制造的DSC-50),将约3mg样品放入铝容器中并使用铝盖覆盖样品,并将样品置于上述差示扫描量热计。在氮气气氛下使样品的温度升高(20℃/min),并且当温度达到测量温度时,将样品放置5分钟。然后,将气氛切换至氧气气氛,并测定直至在氧气气氛下发生放热反应的时间,以作为氧化诱导时间(分钟)。在200℃和220℃这两个条件下评价氧化诱导时间。结果示于表1和表2中。
各实验例的内容和评价结果示于表1和表2中。
[表1]
[表2]
*由导体和绝缘层形成的单根绝缘电线(信号线)的外径
从表1和表2中所示的结果可以看出,在实验No.1至实验No.4的实验例中用于评价的双轴电缆中,各电缆均设置有包含聚烯烃树脂以及30ppm以上4000ppm以下的受阻酚类抗氧化剂的绝缘层,绝缘层的施加频率为10GHz的高频电场时的介电损耗角正切(tanδ)分别为1.5×10-4、1.6×10-4、2.8×10-4、1.7×10-4和1.7×10-4,上述tanδ值均为3.0×10-4以下。这些用于评价的双轴电缆的所有传输损耗在测定时均显示出足够低的值。
此外,根据表1所示的评价结果还可明显看出,通过使用分子量分布Mw/Mn为6.0以上的聚烯烃树脂,得到了偏差为6ps/m以下的双轴电缆。对实验No.1至实验No.4的实验例(其中使用了分子量分布Mw/Mn为6.0以上的聚烯烃树脂)和实验No.5的实验例(其中使用了分子量分布Mw/Mn小于6.0的聚烯烃树脂)进行比较。然后,在实验No.1至实验No.4的所有实验例中,偏差均为6ps/m以下,而在实验No.5的实验例中,偏差高达7.2ps/m。如上所述,优选的是,选择分子量分布Mw/Mn为6.0以上的聚烯烃树脂作为形成绝缘层的聚烯烃树脂。
另一方面,可以看出,在实验No.6的实验例(比较例)中用于评价的双轴电缆(其中受阻酚类抗氧化剂的含量为20ppm,该含量在30ppm以上4000ppm以下的范围之外)中,氧化诱导时间非常短。因此,可以看出,相对于实验No.1至实验No.5的实验例(实施例),绝缘层中的受阻酚类抗氧化剂的含量为30ppm以下的实验No.6的实验例在氧化劣化的进展程度方面较差。
还可以看出,在实验No.7的实验例(比较例)中用于评价的双轴电缆(其中受阻酚类抗氧化剂的含量高于4000ppm)中,介电损耗角正切和传输损失很大。此外,偏差也高达6.2ps/m。如上所述,可明显看出,当受阻酚类抗氧化剂的含量高于4000ppm时,双轴电缆的传输性能不足。
如上所述,根据本公开的双轴电缆和多芯电缆,可以提供能够充分降低信号传输损耗的双轴电缆和多芯电缆。
应当理解,本文公开的实施方案和实施例在任何方面都是说明性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求的条款限定,而不是由以上描述限定,并且旨在包括在与权利要求的条款等同的范围和含义内的任何修改。
附图标记列表
10a第一导体;10b第二导体;11a第一导体;11b第二导体;20a第一绝缘层;20b第二绝缘层;21绝缘层;30屏蔽带;31屏蔽带;40a第一电线;40b第二电线;50护套;60第三导体;70信号线对;71信号线对;100双轴电缆;101双轴电缆;102子单元;110双轴结构;111双轴结构;200多芯电缆。
Claims (7)
1.一种双轴电缆,其包括双轴结构,
所述双轴结构包括:
信号线对,该信号线对包括由第一信号线和第二信号线形成的一对信号线、以及被配置成覆盖所述一对信号线的绝缘层;
排流线;以及
屏蔽带,其被布置为覆盖所述信号线对和所述排流线,
所述绝缘层主要由聚烯烃树脂构成,
所述绝缘层包含30ppm以上4000ppm以下的受阻酚类抗氧化剂,
施加频率为10GHz的高频电场时,所述绝缘层的介电损耗角正切tanδ为3.0×10-4以下。
2.根据权利要求1所述的双轴电缆,其中
偏差为6ps/m以下。
3.根据权利要求1或2所述的双轴电缆,其中,
所述聚烯烃树脂的分子量分布Mw/Mn为6.0以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的双轴电缆,其中,
所述聚烯烃树脂为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的任意一种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的双轴电缆,其中,
所述聚烯烃树脂为电子束交联的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的双轴电缆,其中,
垂直于纵向方向的截面相对于连接所述第一信号线的重心C1和所述第二信号线的重心C2的线段的垂直二等分线对称。
7.一种多芯电缆,其包括:
至少一根如权利要求1至6中任一项所述的双轴电缆;以及
中空的筒状护套,其被布置为内包所述双轴电缆。
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