JP2011090920A - 発泡電線及びこれを有する伝送ケーブル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導体と、導体を被覆する発泡絶縁層とを備える発泡電線であって、発泡絶縁層が、プロピレン系樹脂を含み、破断時における溶融張力が20〜55mNで且つ引取速度が50m/分以上であるベース樹脂と、化学発泡剤と、シリカ粒子とを含む樹脂組成物を溶融混練することにより得られ、化学発泡剤がアゾジカルボンアミドであり、シリカ粒子がベース樹脂100質量部に対して0.03〜1質量部の割合で配合されている発泡電線。
【選択図】図1
Description
はじめに内部導体1を準備する。内部導体1としては、例えば銅線、銅合金線、アルミニウム線等の金属線が挙げられる。また、上記金属線の表面にスズや銀等のめっきを施したものを内部導体1として用いることもできる。また内部導体1としては、単線または撚線を用いることができる。
次に、内部導体1上に発泡絶縁層2を形成する。
ここで、まずベース樹脂について説明する。
次に化学発泡剤について説明する。
シリカ粒子は、樹脂組成物を長時間にわたって連続的に溶融混練しても、その吐出量の低下を十分に抑制することができ、発泡電線5の製造効率を向上させることができるものである。ここで、シリカ粒子の添加量は、ベース樹脂100質量部に対して0.03〜1質量部である。シリカ粒子の添加量が上記範囲内にあると、押出機からの吐出量の低下を十分に抑制できるため、発泡電線5の製造効率が向上し、発泡電線5の低価格化が可能となる。またシリカの持つ吸湿性に起因する減衰量の増加を十分に抑制することもできる。
ベース樹脂には、銅害防止剤が添加されることが好ましい。銅害防止剤とは、内部導体1との接触によるプロピレン系樹脂の劣化を防止するためのものであり、銅害防止剤としては、3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾール、2’,3−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]プロピオノヒドラジド又はデカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジドが用いられる。これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができる。中でも、3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾール、2’,3−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]プロピオノヒドラジドが、より微細な発泡セルを得ることができるという理由から好ましい。
なお、上記ベース樹脂には、酸化防止剤を添加することが好ましい。この場合、熱老化特性等がより向上し、高温環境下でもより長期間にわたって発泡電線5を継続使用することができる。上記ベース樹脂100質量部に対する酸化防止剤の添加量は、例えば0.05〜1質量部である。
ジ−第三―ブチルフェニル)プロピオネート、1,1,3−トリス(2−メチルー4−ヒドロキシ−5−第三−ブチルフェニル)ブタン、3,9−ビス[2−{3−(3−第三ブチルー4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]−ウンデカン等のヒンダードフェノール系、4,4’−チオビス−(6−第三−ブチル−3-メチルフェノール)、4,4’−チオビス−(6−第三−ブチル−o−クレゾール)、ビス(3,5−ジ−第三−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、ジアルキル・フェノール・スルフィド等のチオビスフェノール系、ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト等のりん系トリス(ノニルフェニル)、ジラウリル・チオジプロピオネート、ジステアリル・チオジプロピオネート、ジステアリル−β,β−チオジブチレート、ラウリル・ステアリル・チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’− チオジプロピオネート、ジトリデシル−3,3’− チオジプロピオネート、含硫黄エステル系化合物、アミル−チオグリコレート、1,1’− チオビス−(2−ナフトール)、2−メルカプトベンズイミダゾール、ヒドラジン誘導体等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を併用して使用することができる。
次に、上記のようにして得られた発泡電線5を包囲するように外部導体3を形成する。外部導体3としては、従来より使用されている公知のものを使用することができる。例えば外部導体3は、導線や、導電シートを樹脂シートの間に挟んで構成したテープなどを絶縁層2の外周に沿って巻くことなどによって形成することができる。また、外部導体3は、コルゲート加工、即ち波形成形した金属管で構成することもできる。この場合には、発泡電線5の屈曲性を向上させることができる。
最後にシース4を形成する。シース4は、外部導体3を物理的又は化学的な損傷から保護するものであり、シース4を構成する材料としては、例えばフッ素樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の樹脂が挙げられるが、環境性等の観点からポリエチレン樹脂等のハロゲンフリー材料が好ましく用いられる。
まずベース樹脂として、エチレン−プロピレンブロック共重合体であるFB3312(商品名、日本ポリプロ株式会社製。以下、「EP1」と呼ぶ)を用意した。
ベース樹脂の種類、銅害防止剤の種類及びその配合量、シリカ配合量、化学発泡剤の種類及びその配合量、ベース樹脂の破断時における溶融張力及び引取速度、伝送ケーブルのインピーダンス、発泡絶縁層の外径、並びに、発泡絶縁層における発泡度を表1,3,5に示す通りとしたこと以外は実施例1と同様にしてTwinaxタイプの伝送ケーブルを作製した。
(1)ベース樹脂
(1-1)EP1
FB3312:日本ポリプロ社製エチレン・プロピレン共重合体
(1-2)EP2
FB5100:日本ポリプロ社製エチレン・プロピレン共重合体
(1-3)EP3
FB3312(40質量部)とJ703W(60質量部)の混合物
J703W:三井化学社製エチレン・プロピレン共重合体
(1-4)EP4
FB3312(30質量部)とB101WAT(60質量部)の混合物
B101WAT:三井化学社製エチレン・プロピレン共重合体
(1-5)EP5
FB3312(45質量部)とJ703W(55質量部)の混合物
(1-6)EP6
FB3312(40質量部)とB101WAT(60質量部)の混合物
(1-7)EP8
FB3312(70質量部)とB101WAT(30質量部)の混合物
(1-8)PP1
J105G(70質量部)とVP103(30質量部)の混合物
J105G,VP103:三井化学社製ホモポリプロピレン
(1-9)PP2
J105G(80質量部)とVP103(20質量部)の混合物
(1-10)PP3
J105G(40質量部)とVP103(60質量部)の混合物
(1-11)[EP+PE]
FB3312(80質量部)とウルトゼックス4020L(20質量部)の混合物
ウルトゼックス4020L:プライムポリマー社製ポリエチレン
(1-12)PE1
Hizex5305E:プライムポリマー社製高密度ポリエチレン
(2)銅害防止剤
(2-1)CDA1
アデカスタブCDA−1(アデカ社製銅害防止剤、3−(N−サリチロイル)アミノ
−1,2,4−トリアゾール)
(2-2)CDA6
アデカスタブCDA−6(アデカ社製銅害防止剤、デカメチレンジカルボン酸ジサリ
チロイルヒドラジド)
(2-3)MD1024
イルガノックスMD1024(チバスペシャルティケミカル社製銅害防止剤、2’,
3−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピ
オニル]プロピオノヒドラジド)
(3)化学発泡剤
(3-1)ADCA
アゾジカルボンアミド
(3-2)重曹
FE−507(永和化成工業社製発泡剤セルボンシリーズ)
(4)シリカ
カープレックス#80(シオノギ製薬社製シリカ)
実施例1〜40及び比較例1〜6で得られた発泡電線について、以下の特性を評価した。
実施例1〜40及び比較例1〜6で得られた発泡電線について以下のようにして破断時における溶融張力を測定した。
実施例1〜40及び比較例1〜6で得られた発泡電線から発泡絶縁層の一部を切り取り、その発泡絶縁層の断面を、走査型電子顕微鏡を用いて観察し、無作為に選択した100個の発泡セルのそれぞれについてセル径を下記式:
実施例1〜40及び比較例1〜6で得られた長さ500mの発泡電線について、外径の最大値及び最小値を、外径測定器(キーエンス社製高速高精度デジタル測定器LS−7000シリーズ)を用いて測定し、下記式:
実施例1〜40及び比較例1〜6で得られた伝送ケーブルを切断し、2mの伝送ケーブルを10本用意した。そして、これら10本の伝送ケーブルについて、TDR TDS8000(商品名、日本テクトロニクス株式会社製)を用いてスキューを測定し、その平均値を算出した。結果を表2,4,6に示す。
実施例1〜40及び比較例1〜6で得られた伝送ケーブルについて、ネットワークアナライザー(8722ES アジレントテクノロジー社製)を用いて、周波数が1.25GHzの場合及び2.5GHzの場合のそれぞれについて減衰量を測定した。次に、これらの伝送ケーブルを、85℃、90%RHの雰囲気中で1000時間放置した後、放置前と同様にして減衰量を測定した。そして、放置前の減衰量に対する放置後の減衰量の比を下記式:
実施例1〜40及び比較例1〜6で得られた発泡絶縁層を長さ3cmに裁断して試験片を作製した。そして、直径8.5mm、長さ5.0mmの円柱ジグの上に、試験片を置いて30分間予熱した後、この試験片に試験機を用いて荷重をかけ、30分後の外径を測定した。そして、下記式:
実施例1〜40及び比較例1〜6で得られた発泡電線を恒温槽に投入しておき、1ヶ月毎に取り出した。そして、常温状態で直径3mmのマンドレルに巻き付け、割れが生じるかどうかを調べた。結果を表2,4,6に示す。なお、熱老化劣化は、2.5年以上であれば合格とした。
屈曲特性は、実施例1〜40及び比較例1〜6で得られた伝送ケーブルに対して屈曲試験を行うことにより評価した。屈曲試験は、ベンディング試験機を用いて繰り返し屈曲させ、破損するまでの回数を調べることにより行った。具体的には、ベンディング試験機で、伝送ケーブルの一端に200gの錘をつけ、この錘をつけた伝送ケーブルの一端から800mmの箇所を支点として伝送ケーブルを垂直に吊るし、伝送ケーブルの他端を、上記支点を中心に半円弧を描くように往復運動させることにより、支点を中心に左右に90度ずつ屈曲させて屈曲試験を行った。結果を表2,4,6に示す。なお、表2,4,6中、A〜C及び×はそれぞれ以下の基準に基づくものである。
A・・・屈曲回数が10000回以上で破損した場合
B・・・屈曲回数が5000回以上10000回未満で破損した場合
C・・・屈曲回数が5000回未満で破損した場合
実施例1〜40及び比較例1〜6で得られた発泡電線における内部導体に対する発泡絶縁層の密着性は以下の試験の結果によって評価した。即ちまず実施例1〜40及び比較例1〜6で得られた発泡電線を長さ10cmに切断し、真ん中に5cm残るように内部導体の両端を口出しした。そして、東洋精機製作所株式会社製のストログラフを用いて、内部導体の一端を片方のチャックで固定し、発泡絶縁層をもう片方のチャックで固定し、引取スピード100mm/分で引っ張った。そして、発泡絶縁層が動き始めたときの力を測定した。結果を表2,4,6に示す。なお、表2,4,6において、A,B及び×はそれぞれ以下の基準に基づくものである。
A・・・発泡絶縁層が動き始めたときの力が1.5kg重以上
B・・・発泡絶縁層が動き始めたときの力が0.5kg重以上1.5kg重未満
×・・・発泡絶縁層が動き始めたときの力が0.5kg重未満
樹脂組成物を押出機(製品名:ラボプラストミルD2020、スクリュー径(D):φ20mm、有効スクリュー長(L):400mm、東洋精機製作所社製)に投入して連続して押出成形を続け、押出機への投入後の10時間経過後の押出物の吐出量(以下、「初期吐出量」と呼ぶ)と、そこからさらに1時間経過後の押出物の吐出量とから、押出物の吐出量の減少率を下記式:
A・・・減少率が0.2%未満
B・・・減少率が0.2%以上0.5%未満
C・・・減少率が0.5%以上1.0%未満
×・・・減少率が1.0%以上
Claims (2)
- 導体と、
前記導体を被覆する発泡絶縁層とを備える発泡電線であって、
前記発泡絶縁層が、
プロピレン系樹脂を含み、破断時における溶融張力が20〜55mNで且つ引取速度が50m/分以上であるベース樹脂と、
化学発泡剤と、
シリカ粒子とを含む樹脂組成物を溶融混練することにより得られ、
前記化学発泡剤がアゾジカルボンアミドであり、
前記シリカ粒子が前記ベース樹脂100質量部に対して0.03〜1質量部の割合で配合されていること、
を特徴とする発泡電線。 - 請求項1に記載の発泡電線を有する伝送ケーブル。
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