CN114521273A - 高频用同轴线缆 - Google Patents
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Abstract
一种高频用同轴线缆,具备:中心导体;绝缘包覆层,其包覆所述中心导体的外周;屏蔽层,其包覆所述绝缘包覆层;以及护套层,其包覆所述屏蔽层,所述屏蔽层具备树脂片材以及涂覆于所述树脂片材的金属层,所述屏蔽层具有0.100Ω•cm2以下的厚度方向电阻值。
Description
技术领域
本发明涉及一种高频用同轴线缆。
背景技术
在电子设备(个人计算机、数字相机、8毫米相机以及移动终端等)、医疗设备、传感器网络、网状网络以及车辆间通信设备等中为了进行通信而有时使用同轴线缆。
例如在专利文献1(日本特开2015-8072号公报)中公开了一种高频信号传输用同轴线缆,该同轴线缆在中心导体的外周层叠形成有绝缘包覆层,其外侧具有屏蔽层和护套层,其特征在于所述绝缘包覆层具有规定的多孔质绝缘包覆层以及在所述多孔质绝缘包覆层的正上方形成并由氟树脂制成的实心绝缘包覆层,所述多孔质绝缘包覆层的空隙率超过70%且在80%以下,该空隙相互连通。另外,在该文献中还记载了优选使用编织导体作为屏蔽层。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-8072号公报。
发明内容
在所述设备之间的通信要求应达到高速化的利用高频信号的通信。根据本发明人等的见解,如专利文献1所记载那样,在使用编织导体作为屏蔽层的情况下,在传输高频信号时传输损失容易变大。另外,还要求通信设备小型/薄型化。与之相伴地,要求同轴线缆也细径化。但是,同轴线缆的细径化招致传输线路的传播损失、频带劣化、传输线路之间串扰、由外部噪声引起的传输质量劣化等。因而,在使同轴线缆细径化的情况下,与传输高频信号时的传输损失有关的问题更加明显。因此,期望实现细径的且能够抑制传输高频信号时的传输损失的同轴线缆。
即,本发明的课题在于提供一种细径的且能够抑制传输高频信号时的传输损失的同轴线缆。
本发明人等专心研究的结果是,发现能够通过使用规定结构的材料作为屏蔽层来解决上述课题,达成了本发明。
即,通过以下方案实现本发明。
[1]一种高频用同轴线缆,具备:线状的中心导体;绝缘包覆层,其包覆所述中心导体;屏蔽层,其包覆所述绝缘包覆层;以及护套层,其包覆所述屏蔽层,所述屏蔽层具备:树脂片材;以及金属层,其被涂覆于所述树脂片材,所述屏蔽层具有0.100Ω•cm2以下的厚度方向电阻值。
[2]上述[1]记载的同轴线缆,其中所述金属层的平方米重量为25g/m2以上。
[3]上述[1]或[2]中的任何一项记载的同轴线缆,其中所述屏蔽层的表面电阻率为0.01Ω/□以下。
[4]一种高频用同轴线缆,具备:中心导体;绝缘包覆层,其包覆所述中心导体的外周;屏蔽层,其包覆所述绝缘包覆层;以及护套层,其包覆所述屏蔽层,所述屏蔽层具备:树脂片材;以及金属层,其被涂覆于所述树脂片材,所述金属层在所述同轴线缆的横截面中形成闭合形状。
[5]上述[1]至[4]中的任何一项记载的同轴线缆,其中所述树脂片材是与所述护套层相比更高耐热性的片材。
[6]上述[1]至[5]中的任何一项记载的同轴线缆,其中所述树脂片材是包括芳纶短纤维和/或芳纶纤条体的芳纶纸。
[7]上述[1]至[6]中的任何一项记载的同轴线缆,其中所述树脂片材包括导电性填料。
[8]上述[1]至[7]中的任何一项记载的同轴线缆,其中对所述同轴线缆进行紧固并以护套层的拉伸强度的1/2强度来拉伸所述同轴线缆时的紧固部分的外径为所述同轴线缆的外径的4倍以下。
[9]上述[1]至[8]中的任何一项记载的同轴线缆,其中在0.045~18GHz的范围内频率(GHz)——传输衰减(dB)的倾斜为-0.8(dB/GHz)以上。
根据本发明,提供一种即使在所传输的信号的频率高的情况下也能够抑制传输损失的同轴线缆。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的实施方式所涉及的同轴线缆的横截面图。
图2是示意性地示出第一实施方式的屏蔽层的横截面图。
图3是示意性地示出紧固的同轴线缆的概要图。
图4A是示意性地示出第二实施方式的一例所涉及的屏蔽层的横截面图。
图4B是示意性地示出第二实施方式的另一例所涉及的屏蔽层的横截面图。
图5是示出实施例和比较例的传输衰减特性的线图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。
[第一实施方式]
(同轴线缆)
图1是示意性地示出本发明的第一实施方式所涉及的高频用同轴线缆10的横截面图。如图1所示,本实施方式所涉及的同轴线缆10具有中心导体1、绝缘包覆层2、屏蔽层3以及护套层4。中心导体1为线状。绝缘包覆层2包覆中心导体1的全周。屏蔽层3包覆绝缘包覆层2的全周。护套层4包覆屏蔽层3的全周。
也可以在各部件之间设置接合层,以用于强化中心导体1与绝缘包覆层2的接合力、绝缘包覆层2与屏蔽层3的接合力以及屏蔽层3与护套层4的接合力。
屏蔽层3具有0.100Ω•cm2以下的厚度方向电阻值。屏蔽层3的厚度方向电阻值优选为0.025Ω•cm2以下。
图2是示出屏蔽层3的结构的一例的示意图。此外,在图2中,省略屏蔽层3以外的结构要素的图示。屏蔽层3具有金属层3-1以及树脂片材3-2。树脂片材3-2具有宽度比绝缘包覆层2的外周长度长的细长形状。金属层3-1为涂覆在树脂片材3-2上的层。金属层3-1涂覆于树脂片材3-1的两面。在树脂片材3-2的侧端面(一端a、另一端b)并未设置金属层3-1。屏蔽层3以在宽度方向上的一端部与另一端部在线缆10的径向方向上重叠并覆盖绝缘包覆层2的外周的方式即纵向添加地卷绕于绝缘包覆层2。
根据上述那样的结构,屏蔽层3具有0.100Ω•cm2以下的厚度方向电阻值,因此防止电磁波从屏蔽层3的内侧向外侧泄漏,抑制传输损失。即,即使在传输高频信号的情况下,传输损失也难以变大。
例如,根据本实施方式,能够得到在0.045~18GHz的范围内频率(GHz)——传输衰减(dB)的倾斜为-0.8(dB/GHz)以上的同轴线缆10。
另外,由金属层3-1涂覆的树脂片材3-2在加工性方面良好。例如,如果将由金属片单体形成的屏蔽层3使用于小径的同轴线缆10,则存在金属片破裂而无法适当地形成屏蔽层3的情况。与此相对,根据本实施方式,即使在使用于小径的的同轴线缆10的情况下,也能够适当地形成屏蔽层3。
进一步地,根据本实施方式,通过使用涂覆了金属层3-1的树脂片材3-2作为屏蔽层3,能够得到柔软且轻量的同轴线缆10。柔软且轻量的同轴线缆10有效应用于各种用途。
例如,根据本实施方式,如图3所示,能够得到如下的同轴线缆10:对同轴线缆10进行紧固并以护套层4的拉伸强度的1/2强度来拉伸同轴线缆10时的紧固部分的外径为同轴线缆10的外径的4倍以下。
此外,屏蔽层3具有树脂片材3-2和金属层3-1并具有0.100Ω•cm2以下的厚度方向电阻值即可,不一定必须以图2示出的形状卷绕。另外,不一定必须以纵向添加方式卷绕,例如也可以将表面涂覆有金属层3-1的带状树脂片材3-2无间隙地螺旋状地卷绕于绝缘包覆层2。
另外,在图2示出的示例中,在树脂片材3-2的侧端面(一端a、另一端b)并未设置金属层3-1,但是也可以在端面设置金属层3-1。
进一步地,金属层3-1不一定必须形成于树脂片材3-1的两面,涂覆于内表面和外表面中的至少一个即可。金属层3-1优选至少形成于树脂片材3-1的内表面。
以下,详细说明同轴线缆10的各结构要素。
(中心导体)
中心导体1优选为圆形导体(横截面为圆形的导体)。从针对反复弯曲/扭曲的耐久性(耐弯曲性)的观点来看,中心导体1优选由将多个导线互捻而成的捻线导体构成。从降低信号损失的观点来看,导线的直径优选为0.05mm以上,从提高耐弯曲性的观点来看,导线的直径优选为0.20mm以下。另外,捻线导体的捻距优选为导线直径的20倍以上且50倍以下。如果捻距为线径的20倍以上,则即不会线长变得过长而电阻增加,也不会有传输衰减特性下降。另一方面,如果捻距为线径的50倍以下,则也不会由于捻得过于松缓且反复弯曲而使捻成的形状容易崩垮。
从接近圆形导体的观点来看,捻线导体的线数(捻的条数)优选为7条捻或19条捻。从与同轴线缆10的细径化要求对应的观点来看,优选为7条捻。
如果构成中心导体1的材料是导电性材料,则并不特别限定,但是能够使用铜和TA(Tin coated Annealed copper wires:镀锡退火铜线)等。
(绝缘包覆层)
绝缘包覆层2以包覆中心导体1的方式形成于中心导体1的外周面整体。如果绝缘包覆层2的材料具有绝缘性,则并不特别限定,例如能够使用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等聚乙烯系树脂;聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)以及四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)等氟系树脂;以及它们的发泡体等。为了实现低静电电容线缆,优选使用相对介电常数低的氟树脂。具体地,聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)以及四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)是合适的。
考虑到容易固定中心导体1,绝缘包覆层2优选通过管挤压成形来形成。
(护套层)
护套层4的材料并不特殊限定,例如能够使用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等聚乙烯系树脂;聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)以及四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)等氟系树脂;以及它们的发泡体等。从耐摩耗性、低摩擦性、耐低温性、耐热性等观点来看,聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯/六氟丙烯(FEP)等氟树脂是合适的。
(屏蔽层)
如已经说明那样,屏蔽层3设置于绝缘包覆层2与护套层4之间。屏蔽层3由涂覆有金属层3-1的树脂片材3-2构成。如已经说明那样,金属层3-1优选被涂覆于树脂片材3-2的两面。但是,金属层3-1也可以涂覆于树脂片材3-2的内表面。另外,金属层3-1除了涂覆于树脂片材3-2的内表面和外表面这两者以外,还可以涂覆于树脂片材3-2的端面。
优选使用高耐热的片材作为树脂片材3-2。“高耐热的片材”是由与构成护套层4的材料相比具有更高熔点的材料构成的片材或由实质上不示出稳定熔点的树脂构成的片材。优选将金、银、铜、锌、镍、锡等或它们的合金涂覆于这样的树脂片材3-2而形成金属层3-1。由此,能够形成导电性良好的屏蔽层3。
在制造同轴线缆10时,以覆盖绝缘包覆层2的方式配置屏蔽层3。接着,以覆盖屏蔽层3的方式,在熔融状态下配置构成护套层4的树脂。进一步地,使构成护套层4的树脂固化。在这样制造的同轴线缆10中,绝缘包覆层2、屏蔽层3以及护套层4之间的密合性提高。如果密合性高,则能够抑制传输损失,能够进行高速传输。
屏蔽层3优选具有0.01Ω/□以下的表面电阻率。
合适的是,屏蔽层3优选由导电性芳纶纸构成。以下,详细说明导电性芳纶纸。
(导电性芳纶纸)
导电性芳纶纸使用芳纶纸作为树脂片材3-2,在该芳纶纸上涂覆金属而形成金属层3-1。
导电性芳纶纸由于具有以下特点而适合用作本实施方式的同轴线缆用树脂片材3-2:(1)具有导电性;(2)具备构成护套层4的树脂以上的耐热性;(3)形状稳定性高以及(4)具有良好的加工性等。
将导电性芳纶纸切割成沿着一个方向延伸的矩形状,并以螺旋卷或纵向添加的方式配置于绝缘包覆层2的外周,由此能够形成屏蔽层3。从生产性的观点来看,优选纵向添加地形成屏蔽层3。在纵向添加地形成屏蔽层3之后,使用熔融的护套层4用的材料,通过管挤压成形来固定屏蔽层3。由此,防止屏蔽层3的间隙。另外,在通过这样的方法成形的同轴线缆10中,绝缘包覆层2与屏蔽层3之间的密合性以及屏蔽层3与护套层4之间的密合性也提高。如已经说明的那样,通过提高密合性,特别是在高频下的传输衰减特性提高。
进一步地,为了提高传输衰减特性,在不损害线缆的柔软性的范围内还能够将加蔽线配置于护套层4的内侧。加蔽线的材质优选为铜、TA,但是并不限定于此。
此外,在螺旋卷绕的情况下,优选将导电性芳纶纸缠绕成在相邻两圈之间以导电性芳纶纸的宽度的30%以上55%以下的固定比例重合,更优选地使得重合45%以上50%以下。如果重合为导电性芳纶纸的宽度的30%以上,则导电性芳纶纸的长边方向上的一张部分与两张部分的差较小即可。如果重合为55%以下,则没有导电性芳纶纸在长边方向上产生三张以上重叠的部分的情况,抑制外径变动或空隙率变动,还抑制同轴线缆10整体的特性阻抗的偏差。
为了得到稳定的特性阻抗,优选通过纵向添加来配置屏蔽层3。
适合使用具有芳纶短纤维和/或芳纶纤条体的纸作为芳纶纸。芳纶纸更优选地包括芳纶短纤维、芳纶纤条体以及导电性填料。
芳纶纸(涂覆金属层3-1前的材料)的总重量中所占的芳纶短纤维的含量优选为5~60重量%、更优选为10~55重量%、进一步优选为20~50重量%,但是并不限定于此。如果芳纶短纤维的含量为5重量%以上,则导电性芳纶纸的机械强度被维持。如果芳纶短纤维的含量为60重量%以下,则芳纶纤条体的含量被确保,机械的强度仍然被维持。
芳纶纸的总重量中所占的芳纶纤条体的含量优选为30~80重量%、更优选为35~70重量%、进一步优选为40~65重量%,但是并不限定于此。一般地,如果芳纶纤条体的含量为30重量%以上,则导电性芳纶纸的机械强度被维持,如果为80重量%以下,则通过湿式法的制造(后述)中滤水性不会降低,能够防止导电性芳纶纸的均匀性不佳等。
芳纶纸的总重量中所占的导电性填料的含量优选为1~30重量%、更优选为3~30重量%。如果在这样的范围内,则导电性芳纶纸的导电性被充分确保。
为了减小导电性芳纶纸的厚度方向电阻值,也可以想办法研究金属层3-1的涂覆方式。
例如在实施金属涂覆时,如果导电性芳纶纸的端面也被涂覆,则能够减小厚度方向电阻值。具体地,在将芳纶纸切断成安装于线缆时的宽度之后,进行金属涂覆。由此,能够在芳纶纸的端面也涂覆金属。其结果是,能够减小厚度方向电阻值。
或者,以在进行涂覆时金属从芳纶纸的一个表面连续地浸渍到另一表面的方式使用厚度小(例如50μm以下、优选为40μm以下)的芳纶纸。通过这样的方法,也能够减小厚度方向电阻值。
通过减小屏蔽层3中的厚度方向电阻值,能够防止电磁波从屏蔽层3的高电阻部分泄漏,特别是高频下的传输衰减特性降低。
作为使用于金属层3-1的金属材料,例如可举出金、银、铜、锌、镍、锡等以及它们的合金等。如果考虑导电性和制造成本则优选为铜。但是,考虑电磁波屏蔽性、耐久性来进行选择即可,并不特别地限定。
形成于导电性芳纶纸的金属层3-1的含量(平方米重量)优选地按平均值为25g/m2以上。如果金属层3-1的量在该范围内,则能够得到充分的导电性。金属层3-1的平方米重量更优选地为25~100g/m2。
能够通过测量表面低效率和厚度方向电阻值来确认金属层3-1是否被适当地形成于导电性芳纶纸中。例如如果使用电阻计测量的表面电阻率为0.01Ω/□以下且厚度方向电阻值为0.100Ω•cm2以下,则可以说适当地形成了金属层3-1。
关于厚度方向电阻值,具体地,能够把将通过电阻计测量得到的有效电阻值乘以与电极间的接触面积而得到的值作为厚度方向的电阻值来进行求出。
导电性芳纶纸的厚度并不特别限制,但是优选地具有10μm~100μm的范围内的厚度,更优选为20~80μm。如果为10μm以上,则不会有机械特性降低、制造工序中的输送等操作性出现问题的情况。另一方面,如果为100μm以下,则安装线缆时不会在绝缘包覆层2与屏蔽层3和/或屏蔽层3与护套层4之间产生间隙,高频下的传输衰减特性难以降低。
导电性芳纶纸的平方米重量优选为35~110g/m2。
(芳纶)
在本发明中,“芳纶”是指60%以上的酰胺键直接键合到芳香环而成的线状高分子化合物。作为这样的芳纶例如可举出聚间苯二甲酰胺及其共聚物、聚对苯二甲酰胺及其共聚物、共聚对苯二甲胺/3,4’-二苯醚对苯二甲酰胺等。这些芳纶例如通过根据芳香族酰二氯与芳香族二胺之间的缩合反应的溶液聚合法、两步界面聚合法等以工业方式制造,能够作为市售品而取得,但是并不限定于此。在这些芳纶中,由于具备良好的成型加工性、阻燃性、耐热性等特性这一点而优选使用实质上不示出稳定熔点的聚间苯二甲酰胺。
(芳纶短纤维)
作为“芳纶短纤维”可举出将以芳纶为原料的纤维切断成规定长度而成的纤维,作为这样的纤维例如可举出能够以帝人株式会社的“Teijin Cornex(テイジンコーネックス)(注册商标)”、“Technora(テクノーラ)(注册商标)”、杜邦公司的“Nomex(ノーメックス)(注册商标)”、“ Kevlar(ケブラー)(注册商标)”、帝人芳纶公司的“Twaron(トワロン)(注册商标)”等商品名称取得的纤维,但是并不限定于此。
芳纶短纤维优选能够具有0.05dtex以上25dtex以下的范围内的纤度。如果是纤度为0.05dtex以上的纤维,则在利用湿式法的制造(后述)中不易凝聚。另外,如果是纤度为25dtex以下的纤维,则纤维直径不会变得太大,例如即使以正圆形状将密度设为1.4g/cm3,在直径为45μm以上的情况下,也不会产生厚宽比降低、力学上的增强效果降低、芳纶纸的均匀性不佳等问题。在产生导电性芳纶纸的均匀性不佳的情况下,导电性芳纶纸的导电性产生偏差,由此有可能无法充分展现所要求的电磁波屏蔽功能,因此不是优选的。
芳纶短纤维的长度优选为1mm以上25mm以下。如果短纤维的长度为1mm以上,则也不会有导电性芳纶纸的力学特性降低的情况,另一方面,如果为25mm以下,则在根据后述的湿式法制造导电性芳纶纸时也不会成为容易产生的“缠结”、“绞合”等的缺陷的起因。
(芳纶纤条体)
“芳纶纤条体”是由芳纶构成的薄膜状微小颗粒,还被称为芳纶浆。能够通过例如日本特公昭35-11851号、日本特公昭37-5732号公报等记载的方法来制造芳纶纤条体。芳纶纤条体具有与普通木(纤维素)浆一样的抄纸性,因此在水中分散以后能够通过抄纸机成形为片材状。在该情况下,以保持适合于抄纸的质量为目的,能够实施所谓的打浆处理。能够通过圆盘磨浆机、打浆机、其它的起到机械切断作用的抄纸原料处理设备来实施该打浆处理。在该操作中,能够以在JIS P8121中规定的滤水度(游离度)来监控纤条体的形态变化。在本发明中,实施打浆处理之后的芳纶纤条体的滤水度优选在10~300cm3(加拿大标准游离度)的范围内。如果在该范围内,则接着成形的片材的强度也不降低。如果得到10cm3以上的滤水度,则所投入的机械动力的利用效率也不减小,另外,每单位时间的处理量也不减少,进一步地,也不会招致纤条体的微细化过度进行而所谓的粘合剂功能退化。
(导电性填料)
作为“导电性填料”可举出具有在从具有大约10-1Ω•cm以下的体积电阻的导体到具有大约10-1~108Ω•cm的体积电阻的半导体为止的大范围内的导电性的纤维状或细颗粒(粉末或小薄片)状物。作为这样的导电性填料可举出例如金属纤维、碳纤维、碳黑等具有均质导电性的材料或金属镀覆纤维、金属粉末混合纤维、碳黑混合纤维等导电材料与非导电材料进行混合而作为整体示出导电性的材料等,但是并不限定于此。其中,在本实施方式中,作为导电性填料优选使用碳纤维。作为碳纤维优选在惰性气氛中对纤维状有机物进行高温烧制并碳化而成的纤维。一般地,碳纤维大致分为烧制聚丙烯腈(PAN)纤维而成的纤维以及将沥青进行纺丝之后烧制而成的纤维,但是除此以外还存在将人造丝、苯酚等树脂进行纺丝之后烧制而制造的纤维,均能够使用。在烧制之前使用氧气等进行氧化交联处理,还能够防止烧制时的熔断。本发明中使用的碳纤维的纤度优选为0.5~10dtex的范围。另外,纤维长度优选为1mm~20mm。
在导电性填料的选择中,更优选使用导电性高且在后述的湿式抄制法中示出良好的分散的材料。另外,在选择碳纤维的情况下,优选地选择更高强度且不易脆化的纤维。通过选择这样的材料,能够得到作为本实施方式的特征的、适合于屏蔽层3的导电性以及通过热压加工在特定范围内致密化的导电性芳纶纸。
(导电性芳纶纸的制造方法)
例如在将芳纶短纤维、芳纶纤条体以及导电性填料进行混合之后进行片材化,在一对金属制成的辊之间热压加工,之后涂覆金属,由此能够制造导电性芳纶纸。
具体地,例如能够应用以下方法:(i)在将芳纶短纤维、芳纶纤条体以及导电性填料进行干式混合之后,利用气流来进行片材化,在一对金属制成的辊之间热压加工之后形成金属层3-1;(ii)在将芳纶短纤维、芳纶纤条体以及导电性填料在液体介质中进行分散混合之后,排放到例如网或带的液体透过性支承体上进行片材化,去除液体进行干燥,并在一对金属制成的辊之间热压加工之后形成金属层3-1等。在这些中还优选地选择如下方法:通过将水用作介质的所谓湿式抄制法来进行片材化,在一对金属制成的辊之间热压加工之后涂覆金属。
湿式抄制法一般是如下的方法:在将至少芳纶短纤维、芳纶纤条体以及导电性填料中的单独一种或混合物的水性浆料进行送液至抄纸机并分散之后,通过进行脱水、挤压以及干燥操作来卷取成片材。作为抄纸机例如能够利用长网抄纸机、圆网抄纸机、倾斜型抄纸机以及将这些组合而成的组合抄纸机等。在由组合抄纸机进行制造的情况下,将混合比不同的水性浆料进行片材成形并合并,由此还能够得到由多个纸层构成的复合片材。在进行湿式抄制时根据需要也可以使用分散性改进剂、消泡剂、纸力增强剂等添加剂。在导电性填料为颗粒状物的情况下,也可以添加丙烯酸系树脂、固定剂、高分子絮凝剂等。根据需要还能够对导电性芳纶纸添加其它纤维状成分,例如聚苯硫醚纤维、聚醚醚酮纤维、纤维素系纤维、液晶聚酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚苯撑苯并恶唑纤维等有机纤维、玻璃纤维、岩棉、硼纤维等无机纤维。此外,在使用上述添加剂、其它纤维状成分的情况下,优选设为形成金属层之前的导电性芳纶纸的总重量的20重量%以下。
这样得到的片材例如能够通过在一对平板之间或金属制成的辊之间在高温高压下进行热压加工来提高机械强度。例如在使用金属制成的辊的情况下,热压加工的条件为温度在100~400℃、线压在50~1000kg/cm的范围内。为了得到导电性芳纶纸的特征即高屏蔽特性,辊温度优选地设为330℃以上,更优选地为330℃~380℃。另外,线压优选地为50~500kg/cm。该温度高于间位型芳纶的玻璃化转变温度,还接近于间位型芳纶的结晶化温度,因此通过在该温度下进行热压加工来提高机械强度。另外,能够使构成导电性芳纶纸的材料之间牢固地密合,能够降低厚度方向的电阻。也可以多次进行上述的热压加工。另外,根据用途,还存在不需要过度节省空间而需要超过100μm的厚度的情况,在该情况下,也可以将多个通过上述方法得到的片材状物进行重合并进行热压加工。
作为将金属涂覆到这样得到的片材的方法,可举出真空蒸镀法、溅射法、无电解镀覆法、电镀覆法等。从形成的金属层的均匀性、生产性的观点来看,特别优选在无电解镀覆法之后实施电镀覆法,使金属量3-1增加。
[第二实施方式]
接着,说明第二实施方式所涉及的高频用同轴线缆10。在第一实施方式中说明了屏蔽层3具有0.100Ω•cm2以下的厚度方向电阻值的示例。与此相对,在本实施方式中,屏蔽层3不一定必须具有0.100Ω•cm2以下的厚度方向电阻值。替代地,在本实施方式中,研究屏蔽层3的构造。关于其它点,能够采用与第一实施方式相同的结构。
详细地,在本实施方式中,金属层3-1在同轴线缆10的横截面中形成闭合形状。图4A是示意性地示出本实施方式的一例所涉及的屏蔽层3的截面图。如图4A所示,在本实施方式中,在树脂片材3-2的两面涂覆金属层3-1。除此之外,在树脂片材3-2的端面也涂覆有金属层3-1。屏蔽层3是以纵向添加地卷绕绝缘包覆层2的方式配置的。屏蔽层3被以一端部分与另一端部分在周向方向上重叠的方式卷绕。
根据图4A示出的结构,在树脂片材3-2的端面也设置有金属层3-1,因此在同轴线缆10的横截面中形成有由金属层3-1封闭的形状(即,屏蔽层3的内侧由一个金属层3-1完全覆盖的形状)。因而,不形成电磁波从屏蔽层3的内侧向外侧泄漏的路径。因此,即使屏蔽层3不具有0.100Ω•cm2以下的厚度方向电阻值,也能够抑制传输损失的增加。
此外,假设如图2所示在树脂片材3-2的端面未设置有金属层3-1的情况下,如果屏蔽层3不具有0.100Ω•cm2以下的厚度方向电阻值,则存在电磁波从屏蔽层3的内侧经由一端a、树脂片材3-2以及另一端b泄漏到外侧的可能性。即,在金属层3-1在同轴线缆10的横截面中并未形成闭合形状的情况下,为了抑制传输损失,如第一实施方式所述那样,屏蔽层3需要具有0.100Ω•cm2以下的厚度方向电阻值。
图4B是示意性地示出本实施方式的另一例所涉及的屏蔽层3的截面图。在该示例中示出的屏蔽层3中,仅在树脂片材3-2的内表面涂覆有金属层3-1。在该示例中,屏蔽层3也是纵向添加方式形成的。但是,屏蔽层3被以周向方向上的一端部分与另一端部分以内表面相互面对、即金属层3-1之间进行接触的方式卷绕在绝缘包覆层2上,从而形成闭合形状。
即使在采用这样的结构的情况下,也与图4A示出的示例同样地,在同轴线缆10的横截面中形成有由金属层3-1封闭的形状,因此即使屏蔽层3不具有0.100Ω•cm2以下的厚度方向电阻值,也能够抑制传输损失。
此外,在该图4B所记载的示例的情况下,与第一实施方式相比金属层3-1的平方米重量也可以较小。例如金属层3-1的平方米重量为10g/m2以上即可。
另外,在图4B所记载的示例中,与第一实施方式相比在金属层3-1侧测量的表面电阻率的上限也可以较低。例如表面电阻率为0.02Ω/□以下即可。
[实施例]
以下,举出实施例更具体地说明本发明。此外,这些实施例单纯进行例示,完全不对本发明的内容进行限定。
(测量方法)
(1)片材的单位面积重量、厚度、密度
遵照JIS C 2300-2实施,根据(单位面积重量/厚度)计算出密度。
(2)表面电阻率
遵照JIS JIS K 7194实施,使用Loresta(ロレスター)GP MCP-T610 ESP型(三菱化学制)进行了测量。
(3)厚度方向电阻值
将在通过一对电极夹持片材、对片材施加的表面压力(还包括电极的重量)为250g/cm2的状态下使用毫欧高压测试仪(milliohm hi-tester)(日置电气制)测量出的电阻值乘以电极的面积。
(4)传输衰减特性
准备试样长度1m的同轴线缆,使用网络分析仪(MS2028B安立(Anritsu))在0.045GHz~18GHz的高频频带中测量了衰减特性。
(5)柔软性
将试样长度1m的同轴线缆进行紧固,并测量了以护套层4的拉伸强度的1/2强度来拉伸同轴线缆时的紧固部分的图3示出的外径。聚氯乙烯的拉伸强度为60MPa,因此计算护套层4的截面面积,并且以乘以30MPa的强度利用拉伸试验机进行拉伸。
(原料调制)
使用日本特开昭52-15621号公报记载的由定子与转子的组合构成的纸浆颗粒的制造装置(湿式沉淀机)来制造聚间苯二甲酰胺的纤条体。利用打浆机将其进行处理并将长度加权平均纤维长度调节为0.9mm(滤水度200cm3)。另一方面,将杜邦公司制间位芳纶纤维(Nomex(ノーメックス)(注册商标)、单丝纤度2.2dtex)切断成长度6mm(以下,记载为“芳纶短纤维”)并作为抄纸用原料。
(实施例)
将如上述那样调制的间位芳纶纤条体、间位芳纶短纤维以及碳纤维(东邦TENAX株式会社制,纤维长度3mm、单纤维直径7μm、纤度0.67dtex、体积电阻率1.6×10-3Ω•cm)分别分散在水中而制作浆料。以间位芳纶纤条体、间位芳纶短纤维以及碳纤维成为表1示出的配合比率的方式对该浆料进行混合,利用圆网式抄纸机(宽度30cm)进行处理而制作片材状物。接着,通过一对金属制成的压延辊在温度330℃、线压150kg/cm下对得到的片材进行热压加工。将得到的片材切割成8mm宽度。通过无电解镀覆法和电镀覆法对切割后的片材涂覆金属(铜)层而得到导电性芳纶纸。在得到的导电性芳纶纸的两面和端面设置金属层。表1示出得到的导电性芳纶纸的主要特性值。
[表1]
(同轴线缆的制作)
作为中心导体,以7条直径0.18mm的铜线为7条捻,设为外径0.53mm。在其正上方通过管挤压成形来形成厚度0.52mm的聚乙烯的绝缘包覆层,设为外径1.59mm。在其正上方纵向添加地配置表1的导电性芳纶纸作为屏蔽层,设为外径1.93mm。在其正上方通过管挤压成形来形成厚度0.4mm的聚氯乙烯的护套层4,作为实施例制作出外径2.62mm的同轴线缆。图5示出实施例所涉及的同轴线缆的传输衰减特性。
在0.045~18GHz的范围内频率(GHz)——传输衰减(dB)的倾斜为-0.71(dB/GHz)。
另外,测量柔软性的结果是,外径为8mm。作为线缆的单位长度重量,为7.0g/m。
(比较例)
在实施例中,将屏蔽层变更为具有5条直径0.1mm的铜线并按16条进行搭编成的编织物(密度93.1%),设为外径2.04mm。在其正上方通过管挤压成形来形成厚度0.4mm的聚氯乙烯的护套层4,制作外径2.95mm的同轴线缆作为比较例所涉及的同轴线缆。图5示出比较例所涉及的同轴线缆的传输衰减特性。
在0.045~18GHz的范围内频率(GHz)——传输衰减(dB)的倾斜为-2.5(dB/GHz)。
另外,测量柔软性的结果是,外径为13mm。作为线缆的单位长度重量,为11.6g/m。
如图5所示,实施例所涉及的同轴线缆特别是针对高频传输衰减特性示出优异的特性。
另一方面,如图5所示,有以下启示:比较例所涉及的同轴线缆中在超出10GHz的频率下传输损失急剧增加,作为面向高频的同轴线缆并不充分。在比较例中,使用编织物作为屏蔽层,在构成屏蔽层的金属纤维之间存在间隙。认为由于该间隙而高频特性变得劣化。
另外,与比较例相比实施例所涉及的同轴线缆更柔软且轻量。由此可知,本发明所涉及的同轴线缆作为例如混合动力汽车、电动汽车中的电子设备等的高频电子设备的同轴线缆是有用的。
符号说明
1:中心导体;2:绝缘包覆层;3:屏蔽层;3-1:金属层;3-2:树脂片材;4:护套层;10:高频用同轴线缆。
Claims (9)
1.一种高频用同轴线缆,具备:
中心导体;
绝缘包覆层,其包覆所述中心导体的外周;
屏蔽层,其包覆所述绝缘包覆层;以及
护套层,其包覆所述屏蔽层,
所述屏蔽层具备:
树脂片材;以及
金属层,其被涂覆于所述树脂片材,
所述屏蔽层具有0.100Ω•cm2以下的厚度方向电阻值。
2.根据权利要求1所述的同轴线缆,其中,
所述金属层的平方米重量为25g/m2以上。
3.根据权利要求1或2所述的同轴线缆,其中,
所述屏蔽层的表面电阻率为0.01Ω/□以下。
4.一种高频用同轴线缆,具备:
中心导体;
绝缘包覆层,其包覆所述中心导体的外周;
屏蔽层,其包覆所述绝缘包覆层;以及
护套层,其包覆所述屏蔽层,
所述屏蔽层具备:
树脂片材;以及
金属层,其被涂覆于所述树脂片材,
所述金属层在所述同轴线缆的横截面中形成闭合形状。
5.根据权利要求1至4中的任何一项所述的同轴线缆,其中,
所述树脂片材是与所述护套层相比更高耐热性的片材。
6.根据权利要求1至5中的任何一项所述的同轴线缆,其中,
所述树脂片材是包括芳纶短纤维和/或芳纶纤条体的芳纶纸。
7.根据权利要求1至6中的任何一项所述的同轴线缆,其中,
所述树脂片材包括导电性填料。
8.根据权利要求1至7中的任何一项所述的同轴线缆,其中,
对所述同轴线缆进行紧固并以护套层的拉伸强度的1/2的强度来拉伸所述同轴线缆时的紧固部分的外径为所述同轴线缆的外径的4倍以下。
9.根据权利要求1至8中的任何一项所述的同轴线缆,其中,
在0.045~18GHz的范围内频率(GHz)——传输衰减(dB)的倾斜为-0.8(dB/GHz)以上。
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