JP6339192B2

JP6339192B2 - ポリマー複合体コアを有するケーブル

Info

Publication number: JP6339192B2
Application number: JP2016526972A
Authority: JP
Inventors: アニー・エル・フローリー; リン・フ; ダミアン・ポランスキー; チェスター・ジェイ・クミエック
Original assignee: ダウグローバルテクノロジーズエルエルシー
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2034-07-07
Also published as: EP3022742B1; CN105359224A; MX2016000478A; CN105359224B; KR102183872B1; EP3022742A1; US20160148725A1; BR112016000554B1; CA2917636C; JP2016525775A; US9928944B2; KR20160033132A; CA2917636A1; WO2015009468A1; BR112016000554A2

Description

関連出願
本出願は、２０１３年７月１９日に出願された、米国仮出願第６１／８５６，２０４号の利益を主張する。

本発明の様々な実施形態は、ケーブルにおける使用のための導電性コアであって、導電層によって同心円状に囲まれる充填ポリマー複合体材料を含む、導電性コアに関する。

現在の携帯電話基地局の典型的な構築である、塔に基づく無線（「ＴＢＲ」）基地局は、携帯電話塔の底部またはその近くの同一の筐体内の同じ場所に無線サブシステム及び共通機器を位置付けする。筐体は、しばしば現場にある簡易小屋または基地局に特有な環境の囲い地である。無線サブシステムは、典型的に、同軸ケーブルによって塔に取り付けられたアンテナに接続され、１つの同軸ケーブルが各アンテナのために使用される。１つの携帯電話塔あたりの占有者の平均は世界的に２．３であり、各占有者は典型的に５〜９個のアンテナを用いる。したがって、任意の所与の携帯電話塔上の同軸ケーブルの数は、平均１２〜２０の範囲であり得る。更に、典型的な同軸ケーブルの直径は、１／４インチ〜２と１／４インチの範囲である。典型的な７／８インチの同軸ケーブルの重量は、約０．５ｋｇ／ｍである。したがって、４０メートルの７／８インチの同軸ケーブルは、２０ｋｇの重量であり得る。用いられるケーブルの典型的な数、及びそのようなケーブルの典型的な重量を考慮すると、同軸ケーブルの重量による所与の携帯電話塔に対する負荷は、相当なものである。

基地局設計の目的のうちの１つは、携帯電話塔に対する負荷の量を最小化することである。したがって、ケーブル設計の改善に対する要求が存在する。

一実施形態は、
導電性コアと、
導電性コアを囲む１つ以上の層と、を備えるケーブルであって、
導電性コアが、導電層によって同心円状に囲まれる伸長したポリマー内部部材を備え、
ポリマー内部部材が、中に充填剤材料を分散させたポリマー連続相を含む充填ポリマー複合体材料から形成される、ケーブルである。

以下の添付の図面への参照がなされる。

本発明の１つ以上の実施形態に従って構築される導電性コアの断面図である。本発明の１つ以上の実施形態に従って構築される同軸ケーブルの断面図である。

本発明の様々な実施形態は、ケーブルにおける使用のための導電性コアであって、導電層によって同心円状に囲まれる伸長したポリマー内部部材を含む、導電性コアに関する。ポリマー内部部材は、中に充填剤材料を分散させたポリマー連続相を含む充填ポリマー複合体材料を含む。そのような導電性コアは、誘電性絶縁層、導電性シールド層、及び／またはケーブルジャケットなどの１つ以上の追加の層によって囲まれて、ケーブルを形成し得る。

導電性コア
最初に図１を参照すると、導電性コア１０が、導電層１４によって同心円状に囲まれる伸長したポリマー内部部材１２を備えて描写される。伸長したポリマー内部部材１２は、中に充填剤材料を分散させたポリマー連続相を含む充填ポリマー複合体材料から形成される。

様々な実施形態において、ポリマー連続相として用いられるポリマーは、熱硬化性ポリマーまたは熱可塑性ポリマーであり得る。本明細書で使用される場合、「ポリマー」は、同一の種類または異なる種類のモノマーを反応させる（すなわち、ポリマー化する）ことによって調製される巨大分子化合物を意味する。用語「ポリマー」は、ホモポリマー及びインターポリマーを含む。用語「インターポリマー」は、少なくとも２つの異なるモノマーのポリマー化によって調製されるポリマーを意味する。この一般的な用語は、通常２つの異なるモノマーから調製されるポリマーを指すのに用いられるコポリマー、及び２つを超える異なるモノマーから調製されるポリマー、例えば、ターポリマー（３つの異なるモノマー）、テトラポリマー（４つの異なるモノマー）などを含む。当該技術分野において既知であるように、「熱硬化性」ポリマーは、不可逆的に硬化（または架橋）するポリマーである。熱硬化性ポリマーは、一般的に初期未架橋ポリマーまたはプレポリマー樹脂から調製され、それはその後硬化プロセス（例えば、加熱、照射、または化学反応）に供される。「熱可塑性」ポリマーは、特定の温度を超えると柔軟または成形可能になり、冷却時に固形状態に戻るポリマーである。

ポリマー連続相としての使用のために好適なポリマーは、エポキシポリマー（ポリエポキシドとしても知られる）などの熱硬化性ポリマー、及びポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリエステル、ポリフェニレン、酸化ポリフェニレン、硫化ポリフェニレン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリアミド（例えば、ナイロン）、ポリアリルアミド、ポリフタラミド、及びポリエーテルイミドなどの熱可塑性ポリマーを含むが、これに限定されない。更に、本明細書での使用のために好適なポリマーは、上記のポリマーのうちの任意の２つ以上の混合物であり得る。様々な実施形態において、ポリマー連続相はエポキシポリマーである。ポリマー連続相としての使用のための、好適な商業的に入手可能なエポキシポリマーの例は、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）３３１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）３３２、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）３２４、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）３５２、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）３５４、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）３８３、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）５４２、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）５６０、Ｄ．Ｅ．Ｎ．（登録商標）４２５、Ｄ．Ｅ．Ｎ．（登録商標）４３１、Ｄ．Ｅ．Ｎ．（登録商標）４３８、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）５４２、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）５６０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）７３６、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）７３２、またはこれらの混合物を含むが、これに限定されない。Ｄ．Ｅ．Ｒ．（登録商標）及びＤ．Ｅ．Ｎ．（登録商標）樹脂は、ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ，ＵＳＡから商業的に入手可能である。本明細書での使用のために好適な商業的に入手可能な熱可塑性ポリマーの例には、ＳａｂｉｃＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＰｌａｓｔｉｃｓ，Ｐｉｔｔｓｆｉｅｌｄ，ＭＡ，ＵＳＡから入手可能なポリカーボネートである、ＬＥＸＡＮ（商標）２２１、ともにＢａｙｅｒＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅＡＧ，Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙから入手可能なポリカーボネートである、ＭＡＫＲＯＬＯＮ（商標）２２０７、またはＡＰＥＣ（商標）１６９７、ＢＡＳＦＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｙａｎｄｏｔｔｅ，ＭＩ，ＵＳＡから入手可能なポリスルホンである、ＵＬＴＲＡＳＯＮ（商標）Ｓ２０１０、及びＳｏｌｖａｙＳｐｅｃｉａｌｔｙＰｏｌｙｍｅｒｓＵＳＡ，ＬＬＣ，Ａｕｇｕｓｔａ，ＧＡ，ＵＳＡから入手可能なポリスルホンである、ＵＤＥＬ（商標）１０Ｐ１７００が含まれる。

充填ポリマー複合体材料における使用のために好適な充填剤は、任意の従来の、または今後発見される形状、粒径、及び密度を有し得る。様々な実施形態において、充填剤は、微粒子（顆粒または粉末など）、繊維、小板、球、針、またはこれらの任意の組み合わせから選択される形状を有し得る。更に、充填剤は、結晶、半結晶、または非結晶であり得る。更に、微粒子充填剤が用いられるとき、充填剤は、０．０００５〜５００μｍ、１〜３００μｍ、または５〜１００μｍの範囲内の平均粒径（ｄ_５０％）を有し得る。線維状充填剤が用いられるとき、充填剤は、４：１未満、３：１未満、２：１未満、または約１：１のアスペクト比を有し得る。

充填ポリマー複合体材料における充填剤材料としての使用のために好適な充填剤の具体的な例には、ガラス繊維、水晶、シリカ、酸化シリコン、溶解シリカ、溶解水晶、天然シリカ、合成シリカ、天然酸化アルミニウム、合成酸化アルミニウム、三水酸化アルミニウム、酸化水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化シリコン、炭化シリコン、雲母、炭酸カルシウム、ケイ酸リチウムアルミニウム、酸化亜鉛、ムライト、珪灰石、滑石、グリマー、カオリン、ベントナイト、ベーマイト、ｘｏｎｏｌｉｔ、紅柱石、沸石、白雲石、バーミキュライト、白雲母、霞石、曹長石、マイクロリン、粘板岩、アルミニウム粉末、銀、黒鉛、合成黒鉛、天然黒鉛、非結晶黒鉛、片状黒鉛、塊状黒鉛、膨張／泡沸黒鉛、酸化アンチモン、ホウ酸塩（ホウ酸亜鉛及びホウ酸ナトリウムを含む）、モリブデン酸塩（モリブデン酸カルシウム及びモリブデン酸亜鉛を含む）、スズ酸塩（スズ酸亜鉛を含む）、ホスフィン酸塩（ホスフィン酸アルミニウム及び亜ホスフィン酸アルミニウムを含む）、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸メラミン、メラミン塩、硫化亜鉛、赤亜リン酸塩、層状粘土（モンモリロナイト及びヘクトライトを含む）、金、炭素、単一壁または複数壁炭素ナノチューブ、グラフェン、ガラス粉末、ガラス布、ガラス板、炭素繊維、他の有機もしくは無機微粒子状充填剤、またはこれらの混合物が含まれるが、これに限定されない。一実施形態において、充填剤材料はガラス繊維である。

充填ポリマー複合体材料は、ポリマー複合体を調製するための任意の既知の、または今後発見される方法に従って調製され得る。様々な実施形態において、充填ポリマー複合体材料は、引出成形プロセスによって調製され得る。典型的な引出成形プロセスにおいて、充填剤材料は、まず未架橋ポリマー樹脂を通過して、充填剤材料を樹脂でコーティングする。その後、コーティングされた充填剤は、事前形成平板を通過して、充填剤／樹脂束の造形を開始し得る。最後に、事前形成された充填剤／樹脂束は、樹脂を硬化（すなわち、架橋）させるために加熱されたダイを通過して、これにより充填ポリマー複合体材料を形成し得る。

様々な実施形態において、充填剤は、充填ポリマー複合体材料中に、充填ポリマー複合体材料中の充填剤及びポリマー連続相の総重量に基づいて、少なくとも３０重量％、少なくとも４０重量％、少なくとも５０重量％、少なくとも６０重量％、または少なくとも７０重量％の量で存在し得る。そのような実施形態において、充填剤は、充填ポリマー複合体材料中に、充填ポリマー複合体材料中の充填剤及びポリマー連続相の総重量に基づいて、最大９０、最大８５、または最大８０重量％の量で存在し得る。そのような実施形態において、上記のポリマー連続相は、充填ポリマー複合体材料全体の平衡を構成し得る。

様々な実施形態において、充填ポリマー複合体材料は、４ｇ／ｃｍ^３未満、３．５ｇ／ｃｍ^３未満、３ｇ／ｃｍ^３未満、２．５ｇ／ｃｍ^３未満、または２．３ｇ／ｃｍ^３未満の密度を有し得る。更に、充填ポリマー複合体材料は、１〜４ｇ／ｃｍ^３、１．２〜３ｇ／ｃｍ^３、１．４〜２．８ｇ／ｃｍ^３、または１．６〜２．３ｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を有し得る。本明細書で提供されるポリマー及びポリマー複合体の密度及び特定の比重値は、ＡＳＴＭＤ７９２に従って、２５℃で測定される。

様々な実施形態において、充填ポリマー複合体材料は、少なくとも０．８ギガパスカル（「ｇＰａ」）、少なくとも０．９ｇＰａ、少なくとも１ｇＰａ、少なくとも１．１ｇＰａ、または少なくとも１．２ｇＰａの引張強さを有し得る。更に、充填ポリマー複合体材料は、０．８〜１．６ｇＰａ、０．９〜１．４ｇＰａ、または１〜１．３ｇＰａの範囲内の引張強さを有し得る。引張強さは、ＡＳＴＭＤ６３８に従って決定される。

様々な実施形態において、商業的充填ポリマー複合体材料が用いられ得る。本明細書での使用のために好適な、商業的に入手可能な充填ポリマー複合体材料の一例には、Ｎｅｐｔｃｏ，Ｉｎｃ．，Ｐａｗｔｕｃｋｅｔ，ＲＩ，ＵＳＡから入手可能な、約８０重量％の繊維ガラスを含有する繊維ガラス及びエポキシの複合体である、ＬＦＨＬＩＧＨＴＬＩＮＥ（商標）が含まれるが、これに限定されない。他の例示的な商業的に入手可能な充填ポリマー複合体材料には、ＣｏｐｅＰｌａｓｔｉｃｓＩｎｃ．からのＮＹＣＡＳＴ（商標）ＧＦ、ＱｕａｄｒａｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｌａｓｔｉｃＰｒｏｄｕｃｔｓからのＫＥＴＲＯＮ（商標）ＣＡ３０、及びＷｅｓｔｌａｋｅＰｌａｓｔｉｃｓによるＺＥＬＵＸ（商標）が含まれるが、これに限定されない。

図１を依然として参照すると、「導電性」であるために、導電層１４は、２０℃で測定されるとき、１メートルあたり３×１０^７シーメンスの最小電気導電率を有する。したがって、様々な実施形態において、導電層１４は２０℃で測定されるとき１メートルあたり少なくとも３×１０^７シーメンスの電気導電率を有する任意の導電性材料であり得る。更に、導電層１４は２０℃で測定されるとき１メートルあたり３×１０^７〜７×１０^７シーメンスの範囲内の電気導電率を有し得る。様々な実施形態において、導電層１４は、金属を含む。導電層１４としての使用のために好適な金属は、銅、銀、金、アルミニウム、及びこれらの組み合わせを含むが、これに限定されない。一実施形態において、導電層１４として用いられる金属は、銅を含む。

導電層１４の厚さは、導電性コア１０の意図される使用に応じて変動し得る。例えば、導電性コア１０が携帯電話塔における使用のために設計された同軸ケーブル内で用いられるとき、導電性コア１０によって伝達されることが期待される最低の周波数は、約７００ＭＨｚである。信号は導電体の表面近くまたは導電体の外装を移動するため、この最低の周波数で、信号を伝達するために必要とされるのは０．００２６ｍｍ（または２．６μｍ）の厚さのみである。より高い周波数信号は、伝達されるために更に少ない厚さを必要とする。したがって、様々な実施形態において、導電層１４は、少なくとも２．６μｍの厚さ、または２．６〜３０μｍ、２．６〜２５μｍ、もしくは２．６〜２１μｍの範囲の厚さを有し得る。

導電層１４は、当該技術分野における任意の従来の、または今後発見される手段によって、伸長したポリマー内部部材１２に適用され得る。一実施形態において、導電層１４は、金属化プロセスによって伸長したポリマー内部部材１２に適用され得る。例えば、ＡＭＳ２４０４Ｄによる無電解銅メッキプロセスが適用され得る。一実施形態において、金属化プロセスは、（ａ）伸長したポリマー内部部材１２を事前処理するステップと、（ｂ）金属の薄層（例えば、約１μｍの厚さの銅）を無電解メッキするステップと、（ｃ）第２の金属層（例えば、銅）を最大２０μｍの厚さで電気メッキするステップと、（ｄ）任意で第３の金属層（例えば、アルミニウム）を所望の厚さ（例えば、１μｍ）で電気メッキするステップと、を含み得る。ステップ（ａ）の事前処理は、化学的酸／塩基エッチング及び／または物理的粗化（例えば、サンドブラスト）などのプロセスを含む。

様々な実施形態において、以下の方法が用いられ得る。

［表］

導電層は、典型的なメッキ技術を使用して適用され得る。具体的なメッキ技術の一例は、以下の実施例に詳細に記載される。

得られる導電性コアの線熱膨張の係数は、１メートルケルビンあたり５０マイクロメートル（「μｍ／ｍ・Ｋ」）未満、４０μｍ／ｍ・Ｋ、３０μｍ／ｍ・Ｋ、または２０μｍ／ｍ・Ｋであり得る。様々な実施形態において、導電性コアの線熱膨張の係数は、１〜５０μｍ／ｍ・Ｋ、３〜４０μｍ／ｍ・Ｋ、５〜３０μｍ／ｍ・Ｋ、または６〜２０μｍ／ｍ・Ｋの範囲内であり得る。線熱膨張の係数は、ＡＳＴＭＥ８３１に従って決定される。

様々な実施形態において、得られる導電性コアは、少なくとも６．８９ＧＰａ（１，０００，０００ｐｓｉ）、少なくとも８．２７ＧＰａ（１，２００，０００ｐｓｉ）、または少なくとも９．６５ＧＰａ（１，４００，０００ｐｓｉ）の曲げ弾性率を有し得る。更に、導電性コアは、６．８９ＧＰａ（１，０００，０００ｐｓｉ）〜６８．９ＧＰａ（１０，０００，０００ｐｓｉ）、８．２７ＧＰａ（１，２００，０００ｐｓｉ）〜５５．２ＧＰａ（８，０００，０００ｐｓｉ）、または９．６５ＧＰａ（１，４００，０００ｐｓｉ）〜４８．３ＧＰａ（７，０００，０００ｐｓｉ）の範囲内の引張率を有し得る。曲げ弾性率は、ＡＳＴＭＤ７９０に従って決定される。

１つ以上の実施形態において、導電性コアは、０．０３０〜０．０８０オーム、０．０４０〜０．０７０オーム、０．０４５〜０．０６５オーム、または０．０５０〜０．０５８オーム、の範囲の表面抵抗を有し得る。表面抵抗を、６インチ離して離間配置された２つの電極間のＦｌｕｋｅ８８４０Ａマルチメータを使用して測定する。２００Ｖの直流電位を、６０秒の帯電時間で２つの電極間に適用する。抵抗を、オームで測定する。

コーティングされた導電体
上述のように、コア及びコアを囲む少なくとも１つの層を備えるケーブルは、上記の導電性コア１０を用いて作製される。本明細書で使用される場合、用語「ケーブル」は、少なくとも被鞘、例えば、絶縁被覆または保護外部ジャケット内の導電体を意味する。しばしば、ケーブルは、典型的には共通の絶縁被膜及び／または保護ジャケットでともに結び付けられる２つ以上の導電体（例えば、上記の導電性コアに加えて、ワイヤまたは光学繊維）である。被鞘内の個々の導電体は、裸でも、被膜されても、または絶縁されてもよい。典型的なケーブル設計は、米国特許第５，２４６，７８３号、同第６，４９６，６２９号、及び同第６，７１４，７０７号に図示される。「導電体」は、熱、光、及び／または電気を導くための１つ以上のワイヤ（複数可）または繊維（複数可）を意味し、上述の導電性コア１０を含む。組み合わせケーブル内などのように、他の導電体の型が存在するとき、他の導電体（複数可）は、単一のワイヤ／繊維または複数のワイヤ／繊維であり得、撚線状形態または管状形態であり得る。他の好適な導電体の非限定な例は、銀、金、銅、炭素、及びアルミニウムなどの金属を含む。他の導電体はまた、ガラスまたはプラスチックのいずれかから作製される光学繊維であり得る。

そのようなケーブルは、様々な種類の押し出し機（例えば、一段または二段スクリュー型）で、導電体上に、直接、または介在層上のいずれかで、１つ以上の層を形成するポリマー組成物を押し出すことによって作製され得る。従来の押し出し機の記載は、米国特許第４，８５７，６００号に見出され得る。したがって、同時押し出し及び押し出し機の一例は、米国特許第５，５７５，９６５号に見出され得る。

任意で、押し出しの後、押し出されたケーブルは、押し出しダイの下流の加熱された硬化域内を通過して、ポリマー層を架橋するのを補助し得る。加熱された硬化域は、１７５〜２６０℃の範囲内の温度で維持され得る。一実施形態において、加熱された硬化域は連続加硫（ＣＶ）チューブである。様々な実施形態において、その後、ケーブルは冷却及び脱気され得る。あるいは、ポリマー層（複数可）が未架橋のまま残る場合、押し出されたケーブルは、水トラフなどの冷却域内を通過して、冷却され得る。

ここで図２を参照すると、同軸ケーブルは、上記の導電性コア１０、誘電性絶縁層１６、導電性シールド１８、及び任意で外部ジャケット２０を使用して、様々な実施形態に従って構築され得る。誘電性絶縁層１６、導電性シールド１８，及び外部ジャケット２０のうちのそれぞれは、当該技術分野において用いられる、任意の従来の、または今後発見される材料から形成され得る。例えば、誘電性絶縁層１６は、１つ以上の種類のポリエチレンから形成され得る。更に、導電性シールド１８は、固形の、撚られた、または織られた銅シールドであり得る。最後に、ジャケット２０は、例えば、ポリ塩化ビニルまたはポリエチレンであり得る。

試験方法
密度
ＡＳＴＭＤ７９２に従って、密度を決定する。

引張強さ
ＡＳＴＭＤ６３８に従って、引張強さを決定する。

曲げ弾性率
ＡＳＴＭＤ７９０に従って、曲げ弾性率を決定する。

線熱膨張の係数
ＡＳＴＭＥ８３１に従って、線熱膨張の係数を決定する。

コーティング接着
ＡＳＴＭＢ５７１、１３節（罫書き及びグリッド試験）に従って、コーティング接着を決定する。

抵抗力
表面抵抗を、６インチ離して離間配置された２つの電極間のＦｌｕｋｅ８８４０Ａマルチメータを使用して測定する。２００Ｖの直流電位を、６０秒の帯電時間で２つの電極間に適用した。抵抗を、オームで測定する。

実施例１−充填ポリマー複合体材料対銅の比較
非金属メッキ充填ポリマー複合体材料（Ｓ１）を、銅ワイヤ（ＣＳ１）に対して分析及び比較する。充填ポリマー複合体材料は、Ｎｅｐｔｃｏ，Ｉｎｃ．，Ｐａｗｔｕｃｋｅｔ，ＲＩ，ＵＳＡから入手可能な、約８０重量％の繊維ガラスを含有する繊維ガラス及びエポキシの複合体である、ＬＦＨＬＩＧＨＴＬＩＮＥ（商標）である。銅ワイヤは、ＨＭＷｉｒｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．，Ｃａｎｔｏｎ，ＯＨ，ＵＳＡから取得する。分析の結果を、以下の表１に提供する。

表１に見られるように、Ｓ１のポリマー複合体材料は、従来の銅ワイヤと比較して、より低い密度、より低い係数の線熱膨張、及びより大きい引張強さを提供する。

実施例２−導電体の物理的及び電気的特性
０．０９１インチ（Ｓ２）及び０．５インチ（Ｓ３）の直径を有する２つの複合体材料の棒を金属化することによって、２つの試料（Ｓ２及びＳ３）を作製する。試料Ｓ２は、８０％のガラス充填剤を有するガラス充填エポキシ複合体材料であり、実施例１において用いられる充填ポリマー複合体材料と同一である。試料Ｓ３は、３０％のガラス充填剤を有するガラス充填ナイロン材料である。試料Ｓ３のガラス充填ナイロン材料は、ＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＰｌａｓｔｉｃｓから入手可能な３０％のガラス繊維を有するナイロン６である。０．０９３インチの直径を有する未充填のナイロンの棒を金属化することによって、比較試料（ＣＳ２）を作製する。ＣＳ２のナイロンの棒は、ＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＰｌａｓｔｉｃｓから入手可能なＱｕａｄｒａｎｔＥＰＰＮｙｌｏｎ１０１である。

Ｓ２、Ｓ３、及びＣＳ２を、５００マイクロインチ（１２．７μｍ）の厚さの銅で金属化する。Ｓ２、Ｓ３、及びＣＳ２の金属化を、ＡＭＳ２４０４Ｄに従って、以下の方法によって実行する。
ａ）ポリマーの棒を、それらを９５％ｖ／ｖ脱イオン水と５％ｖ／ｖＣｌｅａｎｅｒ−Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ１１１０Ａ（ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ）の混合物中に１３０〜１７０°Ｆで２〜５分間浸漬することによって洗浄する。
ｂ）ポリマーの棒を、水道水の３つの槽で、各槽で２〜５分、５０〜９０°Ｆでカスケード濯ぎする。
ｃ）棒を、それらを触媒事前浸漬剤中に、６０〜９０°Ｆで１〜５分間浸漬することによって、作製する。触媒事前浸漬剤は、９８．５％ｖ／ｖ脱イオン水及び１．５％ｗ／ｖ塩化ナトリウムを含有する。
ｄ）１．２ポンド／ガロンの塩化ナトリウムを７５％ｖ／ｖ脱イオン水中に溶解させ、その後１０％ｖ／ｖ塩酸を添加することによって調製した触媒中に、ポリマーの棒を１００〜１１０°Ｆで４〜５分間浸漬し、濾過して全ての微粒子を除去し、その後１．０％ｖ／ｖＣＡＴＡＰＯＳＩＴ（商標）ＰＭ−９５９触媒及び０．６％ｖ／ｖＣＡＴＡＰＯＳＩＴ（商標）４４９を添加し、最後に脱イオン水を１００％の体積まで添加する。
ｅ）ポリマーの棒を、水道水の２つの槽で、各槽で２〜３分、５０〜９０°Ｆでカスケード濯ぎする。
ｆ）ポリマーの棒をＣＵＰＯＳＩＴ（商標）Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ１９Ｈ（ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ）中に、８０〜８５°Ｆで２〜３分間浸漬する。Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ１９Ｈは、９２．５％ｖ／ｖ脱イオン水を７．５％ｖ／ｖＣＵＰＯＳＩＴ（商標）Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ１９Ｈと組み合わせ、混合することによって調製する。
ｇ）ポリマーの棒を水道水の槽で、２〜３分間、５０〜９０°Ｆで濯ぐ。
ｈ）ポリマーの棒を、それらをＣＩＲＣＵＰＯＳＩＴ（商標）３３５０−１ＥｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓＣｏｐｐｅｒ（ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ）を含有する槽に浸漬することによって、銅メッキする。ＣＩＲＣＵＰＯＳＩＴ（商標）３３５０−１は、８０％ｖ／ｖ脱イオン水を１５％ｖ／ｖＣＩＲＣＵＰＯＳＩＴ（商標）３３５０Ｍ−１、１％ｖ／ｖＣＩＲＣＵＰＯＳＩＴ（商標）３３５０Ａ−１、１％ｖ／ｖの５０％水酸化ナトリウム、及び１％ｖ／ｖの３７％ホルムアルデヒドと組み合わせることによって調製する。脱イオン水を１００％の体積まで添加する。使用前に最低１時間濾過する。このステップでの棒の浸漬の継続時間は、コーティングの所望の厚さに依存する。棒が、プロセスを継続する準備ができているときを決定するために、厚さを確認する。ＡＳＴＭＢ４９９−９６に基づいて、ベータ後方散乱を使用して厚さを決定する。
ｉ）ポリマーの棒を脱イオン水中に、６０〜９０°Ｆで１〜１０分間浸漬することによって、濯ぐ。
ｊ）ポリマーの棒を３つの逆浸透水の連続した槽で、各槽で１〜３分間、６０〜９０°Ｆで浸漬することによって、濯ぐ。
ｋ）浸漬後不動態化溶液中に、６０〜９０°Ｆで１〜２分間浸漬する。浸漬後不動態化溶液は、９０％ｖ／ｖ（３６０ガロン）を１８．７５ポンドのクロム酸と組み合わせることによって調整し、完全溶解まで撹拌する。脱イオン水を４００ガロンまで添加する。
ｌ）ポリマーの棒を脱イオン水中に、６０〜９０°Ｆで１〜５分間浸漬することによって、濯ぐ。
ｍ）ポリマーの棒を高温脱イオン水中に、８０〜１００°Ｆで１〜５分間浸漬することによって、濯ぐ。
ｎ）その後、ポリマーの棒を乾燥させる。

Ｓ２、Ｓ３、ＣＳ２、及び実施例１（ＣＳ１）に上述する銅ワイヤを、上記に提供する試験方法に従って、密度、引張強さ、曲げ弾性率、線熱膨張の係数、コーティング接着、及び抵抗力について分析する。結果を、以下の表２に提供する。

表２に提供する結果が示すように、未充填のポリマーは、ケーブルコアとしての使用のために好適であるためには許容しがたく低い引張強さ、及び許容しがたく高い線熱膨張の係数を提供する。対照的に、金属化充填エポキシ及び充填ナイロンは、ともに標準銅ワイヤに類似した、またはそれよりも良好な特性を提供する。

実施例３−重量節減の例証
以下の表３は、従来のケーブルに対して、充填ポリマー複合体コアを使用する、潜在的な重量節減を図示する。表３において、比較資料ＣＳ３は、携帯電話塔用途においてしばしば使用される、商業的な１／４インチＬＤＦ１−５０ＲＦケーブル（ＣｏｍｍｓｃｏｐｅからのＨｅｌｉａｘ）である。試料４（Ｓ４）の仮説上のケーブルは、実施例２（Ｓ２）におけるような金属化ガラス充填エポキシ材料から構築された内部導電体以外、ＣＳ３と同一の材料を使用する。試料５（Ｓ５）仮説上のケーブルは、内部及び外部導電体の両方が金属化ガラス充填エポキシ材料（Ｓ２）で作製される以外、ＣＳ３と同一の材料で作製される。

Claims

導電性コアと、
前記導電性コアを囲む１つ以上の層と、を備えるケーブルであって、
前記導電性コアが、導電層によって同心円状に囲まれる伸長したポリマー内部部材を備え、
前記ポリマー内部部材が、中に充填剤材料を分散させたポリマー連続相を含む充填ポリマー複合体材料から形成される、ケーブル。
前記ケーブルが同軸ケーブルであり、前記１つ以上の層が、前記導電性コアを囲む誘電性絶縁層及び前記誘電性絶縁層を囲む導電性シールドを含む、請求項１に記載の前記ケーブル。
前記導電層が、少なくとも２．６マイクロメートル（「μｍ」）の厚さを有する、請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の前記ケーブル。
前記充填ポリマー複合体材料が非導電性である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の前記ケーブル。
前記充填剤材料が、ガラス繊維、水晶、シリカ、酸化シリコン、溶解シリカ、溶解水晶、天然シリカ、合成シリカ、天然酸化アルミニウム、合成酸化アルミニウム、三水酸化アルミニウム、酸化水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化シリコン、炭化シリコン、雲母、炭酸カルシウム、ケイ酸リチウムアルミニウム、酸化亜鉛、ムライト、珪灰石、滑石、グリマー、カオリン、ベントナイト、ベーマイト、ｘｏｎｏｌｉｔ、紅柱石、沸石、白雲石、バーミキュライト、白雲母、霞石、曹長石、マイクロリン、粘板岩、アルミニウム粉末、銀、黒鉛、合成黒鉛、天然黒鉛、非結晶黒鉛、片状黒鉛、塊状黒鉛、膨張／泡沸黒鉛、酸化アンチモン、ホウ酸塩、モリブデン酸塩、スズ酸塩、ホスフィン酸塩、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸メラミン、メラミン塩、硫化亜鉛、赤亜リン酸塩、層状粘土、金、炭素、単一壁または複数壁炭素ナノチューブ、グラフェン、ガラス粉末、ガラス布、ガラス板、炭素繊維、及びこれらの２つ以上の組み合わせからなる群から選択され、前記ポリマー連続相が、エポキシポリマー、ナイロン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリエステル、ポリフェニレン、酸化ポリフェニレン、硫化ポリフェニレン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリアリルアミド、ポリフタラミド、及びポリエーテルイミド、ならびにこれらの２つ以上の組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の前記ケーブル。
前記導電層が、銅、銀、金、アルミニウム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される金属を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の前記ケーブル。
前記導電性コアが、５０μｍ／ｍ・Ｋ未満の線熱膨張の係数を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の前記ケーブル。
前記充填ポリマー複合体材料が、４ｇ／ｃｍ^３未満の密度を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の前記ケーブル。
前記導電性コアが少なくとも１３８ＭＰａ（２０，０００ｐｓｉ）の引張強さを有し、前記導電性コアが少なくとも６．８９ＧＰａ（１，０００，０００ｐｓｉ）の曲げ弾性率を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の前記ケーブル。
前記ケーブルが、０．０７ｋｇ／ｍ未満の単位長さあたりの重量を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の前記ケーブル。