JP2012119231A

JP2012119231A - 同軸ケーブル

Info

Publication number: JP2012119231A
Application number: JP2010269459A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Kochi; 伸明光地; Yoshinao Kodama; 喜直児玉; Toshiaki Mori; 利明森; Toshihiro Narita; 敏浩成田
Original assignee: SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-06-21

Abstract

【課題】シース材に軟質塩化ビニル樹脂を用いた同軸ケーブルにおいて、軟質塩化ビニル樹脂シースに含まれる可塑剤の絶縁体への経時的な移行を防止する。
【解決手段】内部導体１１外周に、絶縁体１２、金属線の編組または横巻からなる外部導体１３、および軟質塩化ビニル樹脂からなるシース１４を順に備えた同軸ケーブルであって、絶縁体１２とシース１４との間に、シース１４に含まれる可塑剤の移行を防止するポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる可塑剤移行防止層１５を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、軟質塩化ビニル樹脂シースを備えた同軸ケーブルに関する。

車載用途の同軸ケーブルとして、内部導体の外周に、ポリエチレン等からなる絶縁体および金属線の編組または横巻きからなる外部導体を順に設け、さらにその外側にシースを設けたものが広く用いられている。そして、この車載用同軸ケーブルでは、可撓性、難燃性に優れ、かつ価格も安価な軟質塩化ビニル樹脂がシース材として一般に使用されている。

しかしながら、軟質塩化ビニル樹脂には可塑剤が相当量配合されており、この可塑剤がケーブルの使用経過とともに絶縁体に移行して減衰量の増加等をもたらし、ケーブルの特性を低下させるという問題があった。

このような問題の対策として、例えば、可塑剤の量を減らしたり、あるいは移行性の低い可塑剤を使用することが試みられているが、可塑剤の量を減らすと可撓性が損なわれる。また、移行性の低い可塑剤を使用しても、可塑剤の移行の影響を完全になくすことはできない。

また、ケーブル以外の分野、例えば、粘着シートの分野において、軟質塩化ビニル樹脂シートと粘着剤層との間にポリエチレンテレフタレートフィルム等を介在させることにより、軟質塩化ビニル樹脂シートに含まれる可塑剤の移行を低減する技術が提案されており（例えば、特許文献１参照。）、このようなポリエチレンテレフタレートからなるテープを上記同軸ケーブルに適用することも考えられる。しかしながら、この場合、ケーブルの可撓性が低下するうえ、製造工程の煩雑化により製造効率の低下や製造コストの上昇を招く等の問題を生ずる。

特開平１１−４２７３１号公報

上記のように、シース材に軟質塩化ビニル樹脂を用いた同軸ケーブルにおいては、軟質塩化ビニル樹脂に含まれる可塑剤が絶縁体に移行してケーブルの伝送特性を低下させるという問題があるが、未だこのような問題を有効に解決する方法は見出されていない。

本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたもので、シース材に軟質塩化ビニル樹脂を用いた同軸ケーブルにおいて、軟質塩化ビニル樹脂シースに含まれる可塑剤の絶縁体への経時的な移行を防止して、かかる可塑剤の移行にともなうケーブルの伝送特性の低下を防ぐことができる同軸ケーブルを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様の同軸ケーブルは、内部導体外周に、絶縁体、金属線の編組または横巻からなる外部導体、および軟質塩化ビニル樹脂からなるシースを順に備えた同軸ケーブルであって、前記絶縁体と前記シースとの間に、前記シースに含まれる可塑剤の移行を防止するポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる可塑剤移行防止層を設けたことを特徴としている。

本発明の第２の態様は、第１の態様である同軸ケーブルにおいて、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマーが、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーであるものである。

本発明の第３の態様は、第１または第２の態様である同軸ケーブルにおいて、前記可塑剤移行防止層が、前記外部導体の外側に設けられているものである。

本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様のいずれかの態様である同軸ケーブルにおいて、前記可塑剤移行防止層の厚さが０．０５〜０．１５ｍｍであるものである。

本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第３の態様のいずれかの態様である同軸ケーブルにおいて、前記可塑剤移行防止層の厚さが０．０７〜０．１３ｍｍであるものである。

本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様である同軸ケーブルにおいて、車載用同軸ケーブルであるものである。

本発明の同軸ケーブルによれば、軟質塩化ビニル樹脂シースに含まれる可塑剤の絶縁体への経時的な移行をほぼ完全に防止することができ、長期に亘って初期の良好な伝送特性を備えることができる。

本発明の同軸ケーブルの一実施形態を示す横断面図である。本発明の一実施形態の変形例を示す横断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、説明は図面に基づいて行うが、それらの図面は単に図解のために提供されるものであって、本発明はそれらの図面により何ら限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る車載用同軸ケーブルを示す横断面図である。

図１において、符号１１は、内部導体を示し、この内部導体１１は、軟銅線等の導電性金属からなる線材の１本または複数本から構成される。本実施形態では、１本の直径０．１８ｍｍの極細径軟銅線を中心に、それと同径の軟銅線を６本、右撚りに撚り合わせた構造となっている。軟銅線は、すずや銀等のめっきが施されていてもよい。

この内部導体１１上には、絶縁体１２、外部導体１３、および軟質塩化ビニル樹脂からなるシース１４が順に設けられ、さらに、外部導体１３と軟質塩化ビニル樹脂シース１４との間には、軟質塩化ビニル樹脂シース１４に含まれる可塑剤の移行を防止する可塑剤移行防止層１５が設けられている。

絶縁体１２は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、これらを架橋させた架橋ポリエチレン、架橋ポリプロピレン等から構成される。また、それらの発泡層で構成することも可能である。絶縁体１２の材料としては、加工性が良好な点から、ポリエチレン、架橋ポリエチレンが好ましく、耐熱性や耐摩耗性等の機械的特性を向上させる観点から、架橋ポリエチレンが特に好ましい。架橋方法は特に限定されるものではなく、有機過酸化物等の架橋剤により架橋させる化学架橋法や、電子線照射による電子線架橋法等を用いることができる。また、架橋の度合いは、ゲル分率で５０〜６０％程度が好ましい。ゲル分率が５０％未満であると、耐熱性や耐摩耗性等を十分に向上させることができない。また、ゲル分率が６０％を超えると、伸びの低下や柔軟性が劣り、絶縁体層にクラックが生ずるおそれがある。なお、このゲル分率は、ＪＩＳＣ３００５に規定の架橋度試験方法に基づき測定される。絶縁体１２の材料には、酸化防止剤、熱老化防止剤、充填剤、加工助剤等の添加剤が配合されていてもよい。また、この絶縁体１２の厚さは、通常、０．５０〜０．６０ｍｍ程度である。本実施形態では、絶縁体１２は、内部導体１１上にポリエチレンを押出被覆した後、電子線を照射して架橋させることにより形成されている。

外部導体１３は、軟銅線等の導電性金属からなる線材を複数本用いて絶縁体１２の周りに編組または横巻きすることにより形成される。この外部導体１３の厚さは、通常、
０．２０〜０．３０ｍｍ程度である。本実施形態では、直径０．１０ｍｍの極細径軟銅線の編組で構成されている。軟銅線は、すずや銀等のめっきが施されていてもよい。

軟質塩化ビニル樹脂シース１４は、例えば、フタル酸エステル（例えば、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、フタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ）、フタル酸ジイソデシル（ＤＩＤＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）等）等の可塑剤が、例えば１０〜６０質量％程度配合された軟質塩化ビニル樹脂から構成される。軟質塩化ビニル樹脂には、可塑剤の他、ステアリン酸バリウム等の安定剤等が配合されていてもよい。ステアリン酸バリウムを配合することにより耐熱性を高めた耐熱グレードの軟質塩化ビニル樹脂は、ケーブルに高い耐熱性を付与することができることから好ましい。このシース１４の厚さは、通常、０．２０〜０．５０ｍｍ程度である。

可塑剤移行防止層１５は、シース１４を構成する軟質塩化ビニル樹脂中に含まれる可塑剤が絶縁体１２に移行するのを防止するための層で、外部導体１３上に、ポリエステル系熱可塑性エラストマーを押出被覆することにより形成される。

ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、なかでも、ポリブチレンテレフタレートをハードセグメントとしポリエーテルをソフトセグメントとするブロック共重合体である熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーが好適であり、特に、融点（ＤＳＣ法）が１９０〜２２０℃、結晶化温度（ＤＳＣ法）１５０〜１９０℃、ビカット軟化点（ＪＩＳＫ７２０６、Ａ法）１６０〜２２０℃、ガラス転移温度（ＤＳＣ法）−４０〜１５℃、表面硬さ（ＪＩＳＫ７２１５、Ｄスケール）４５〜７５、引張破断強さ（ＪＩＳＫ７１１３）２０〜６０ＭＰａで、かつ引張破断伸び（ＪＩＳＫ７１１３）が５５０〜８５０％である熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーが好ましい。このような物性を有する熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーの市販品を例示すると、例えば東レ・デュポン（株）製のハイトレル４７７７、ハイトレル５５７７、ハイトレル６３７７、ハイトレル７２７７（以上、いずれも商品名）等が挙げられる。

この可塑剤移行防止層１５の厚さは、０．０５〜０．１５ｍｍであることが好ましく、０．０７〜０．１３ｍｍであることがより好ましい。可塑剤移行防止層１５の厚さが０．０５ｍｍ未満では、可塑剤の移行を防止する効果が十分に得られず、逆に０．１５ｍｍを超えると、ケーブルの耐屈曲性が低下するおそれがある。

なお、図１の例では、可塑剤移行防止層１５は外部導体１３の外側に設けられているが、例えば、図２に示すように、外部導体１３の内側に設けるようにしてもよい。しかし、以下に説明するように、減衰量の増加を抑制する観点からは、図１に示すように、外部導体１３の外側に設けることが好ましい。

すなわち、ケーブルの減衰量は、絶縁体１２の外径が同一であれば、外部導体１３の外径に比例する。つまり外部導体１３の外径が大きくなる程、減衰量も大きくなる。したがって、可塑剤移行防止層１５を外部導体１３の内側に設けると、可塑剤移行防止層１５の厚さ分だけ外部導体１３の外径が大きくなり、その結果、減衰量も大きくなる。これに対し、可塑剤移行防止層１５を外部導体１３の外側に設けた場合には、その厚さに関わりなく外部導体１３の外径は一定となるため、減衰量が大きくなることはない。したがって、可塑剤移行防止層１５は外部導体１３の外側に設けることが好ましい。

なお、絶縁体１２の外径を小さくすれば、可塑剤移行防止層１５を外部導体１３の内側に設けても、外部導体１３の外径が大径化するのを防止することができるが、この場合には、十分な特性インピーダンスが得られないおそれがある。

このように構成される車載用同軸ケーブルにおいては、絶縁体１２と軟質塩化ビニル樹脂シース１４との間に、ポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる可塑剤移行防止層１５が設けられているので、シース１４に含まれる可塑剤の絶縁体への移行をほぼ完全に防止することができ、可塑剤の経時的移行に起因する減衰量の増加を防止することができる。したがって、初期の良好な伝送特性を長期に亘って備えることができる。特に、可塑剤移行防止層１５を外部導体１３の外側に設けた場合には、可塑剤移行防止層１５を設けたことによる減衰量の増加も防止することができるため、ケーブルの初期における伝送特性を向上させることができる。

以上、本発明の同軸ケーブルの実施形態を説明してきたが、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であらゆる変形や変更が可能である。

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

実施例１
直径０．１８ｍｍのすずめっき軟銅線７本を、そのうちの１本を中心に撚合わせて内部導体とした。この内部導体上に、ポリエチレンを押出被覆した後、電子線を照射して、厚さ０．５４ｍｍ、ゲル分率５６％の絶縁体層を形成した。次いで、この絶縁体層上に、直径０．１０ｍｍのすずめっき軟銅線を編組して厚さ約０．２５ｍｍの外部導体を設け、その上に、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマー（東レ・デュポン（株）製商品名ハイトレル５５７７）を押出被覆して厚さ約０．０４ｍｍの可塑剤移行防止層を形成した。さらに、この可塑剤移行防止層上に、軟質塩化ビニル樹脂（リケンテクノス（株）製商品名ＳＭＶ１２１２Ａ；可塑剤を含有）を押出被覆して厚さ約０．４４ｍｍのシースを形成し、外径約３．１ｍｍの車載用同軸ケーブルを製造した。

なお、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーとして使用した東レ・デュポン（株）製のハイトレル５５７７（商品名）の物性は次のとおりである。
融点（ＤＳＣ法）：２０８℃
結晶化温度（ＤＳＣ法）：１５７℃
ビカット軟化点（ＪＩＳＫ７２０６、Ａ法）：１９２℃
ガラス転移温度（ＤＳＣ法）−２０℃
表面硬さ（ＪＩＳＫ７２１５、Ｄスケール）：５３
引張破断強さ（ＪＩＳＫ７１１３）：５２．０ＭＰａ
引張破断伸び（ＪＩＳＫ７１１３）：８００％

実施例２〜５
可塑剤移行防止層およびシースの厚さをそれぞれ表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして外径約３．１ｍｍの車載用同軸ケーブルを製造した。

実施例６
絶縁体層上に、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマー（商品名ハイトレル５５７７）を押出被覆して厚さ約０．１０ｍｍの可塑剤移行防止層を形成し、その上に、直径０．１０ｍｍのすずめっき軟銅線を編組して厚さ約０．２５ｍｍの外部導体を設けるようにした以外は実施例１と同様にして外径約３．１ｍｍの車載用同軸ケーブルを製造した。

比較例
外部導体上に、可塑剤移行防止層を形成することなく、直接、軟質塩化ビニル樹脂（リケンテクノス（株）製商品名ＳＭＶ１２１２Ａ；可塑剤を３０質量％含有）を押出被覆して厚さ約０．４６ｍｍのシースを形成するようにした以外は、実施例１と同様にして外径約３．１ｍｍの車載用同軸ケーブルを製造した。

得られた車載用同軸ケーブルについて下記に示す方法で各種特性を評価した。
［減衰量］
初期、および１０５℃で３０００時間加熱した後の、０．１ＧＨｚ、０．５ＧＨｚ、１．０ＧＨｚ、２．０ＧＨｚ、３．０ＧＨｚにおける減衰量を測定した。
［耐屈曲性］
ＭＩＬ−Ｃ−１３７に準拠し、１８０度曲げ、荷重５００ｇ、速度３０回／分の条件で評価した。

これらの結果を、可塑剤移行防止層およびシースの構成とともに表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜６はいずれも減衰量（初期値）、減衰量（１０５℃×３０００時間後）、耐屈曲性において良好な結果が得られた。また、可塑剤移行防止層を外部導体の外側に配置し、かつその厚さを０．０５〜０．１５ｍｍとすることで、減衰量（初期値）および耐屈曲性において、より良好な結果が得られた（実施例２、３、４）。さらに、可塑剤移行防止層の厚さを０．０７〜０．１３ｍｍとすることで、減衰量（１０５℃×３０００時間後）において、より良好な結果が得られた（実施例３）。

このように、本発明においては、軟質塩化ビニル樹脂シースに含まれる可塑剤の絶縁体への経時的な移行がほぼ完全に防止されたことによって、長期に亘って良好な伝送特性を有する同軸ケーブルを得ることができた。

１１…内部導体、１２…絶縁体、１３…外部導体、１４…シース、１５…可塑剤移行防止層。

Claims

内部導体外周に、絶縁体、金属線の編組または横巻からなる外部導体、および軟質塩化ビニル樹脂からなるシースを順に備えた同軸ケーブルであって、
前記絶縁体と前記シースとの間に、前記シースに含まれる可塑剤の移行を防止するポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる可塑剤移行防止層を設けたことを特徴とする同軸ケーブル。
前記ポリエステル系熱可塑性エラストマーが、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーであることを特徴とする請求項１記載の同軸ケーブル。
前記可塑剤移行防止層は、前記外部導体の外側に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の同軸ケーブル。
前記可塑剤移行防止層の厚さが０．０５〜０．１５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の同軸ケーブル。
前記可塑剤移行防止層の厚さが０．０７〜０．１３ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の同軸ケーブル。
車載用同軸ケーブルである請求項１乃至５のいずれか１項記載の同軸ケーブル。