JPWO2011048974A1 - 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
本発明は、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、銅害防止剤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、銅害防止剤が、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及びデカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジドからなる群より選ばれる少なくとも1種である発泡電線を提供する。
Description
本発明は、発泡電線及びこれを有する伝送ケーブルに関する。
USB3.0ケーブル、HDMIケーブル、インフィニバンドケーブル、マイクロUSBケーブルなどの高速伝送ケーブルなどに使用される発泡電線の発泡絶縁層には、細径で耐熱性が高く、微細発泡成形が可能であることが求められる。
このような発泡絶縁層として、従来、破断時の溶融張力が5.0g(49mN)以上であり、かつ190℃、2.16kgにおけるメルトマスフローレートが1.0g/10min以上のエチレン−プロピレン共重合体に、アゾジカルボンアミドなどの化学発泡剤と、3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾールなどの銅害防止剤とを添加したものを用いることにより、高発泡度の発泡絶縁層を安定して確実に形成することが提案されている(下記特許文献1)。
ところで、伝送ケーブルの細径化に伴って、発泡絶縁層における発泡セルについてさらなる微細化が求められるようになっている。
しかし、上記特許文献1に記載の発泡絶縁層では、発泡セルが粗大化する場合があり、十分に微細な発泡セルを得ることができない場合があった。
また発泡絶縁層には耐熱性も求められており、高温環境下でも長期間にわたって継続使用できることが望まれる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、十分微細な発泡セルを得ることができ、且つ高温環境下でも長期間にわたって継続使用可能な発泡電線及びこれを有する伝送ケーブルを提供することを目的とする。
本発明者は上記課題を解決するため、ベース樹脂の持つ破断時における溶融張力に着目して種々の実験を行った。このとき、本発明者は、破断時における溶融張力を特許文献1に記載された溶融張力よりも低くすると、減衰量が大きくなるものと考えていた。しかし、本発明者の研究により、プロピレン系樹脂を含むベース樹脂に添加する銅害防止剤と化学発泡剤との組み合わせによっては、発泡セルの粗大化が十分に抑制されて発泡セルの十分な微細化が可能となり、それにより減衰量が抑制される傾向があることが明らかとなった。また上記特定の銅害防止剤により、導体によるプロピレン系樹脂の劣化促進が十分に抑制され、これにより高温環境下でも継続使用が可能なると考えた。そして、本発明者はさらに鋭意研究を重ねた結果、下記発明により上記課題を解決し得ることを見出した。
即ち本発明は、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、銅害防止剤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、前記銅害防止剤が、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及びデカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジドからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする発泡電線である。
この発泡電線によれば、十分微細な発泡セルを得ることができ、且つ高温環境下でも長期間にわたって継続使用可能となる。
上記発泡電線においては、前記樹脂組成物がシリカ粒子を更に含むことが好ましい。この場合、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、発泡電線の製造効率をより十分に向上させることができる。
また本発明は、上記発泡電線を有する伝送ケーブルである。この伝送ケーブルによれば、十分微細な発泡セルを得ることができ、且つ高温環境下でも長期間にわたって継続使用可能となるので、減衰量が抑制された伝送ケーブルを得やすくなると共に伝送ケーブルの長寿命化が可能となる。
なお、本発明において、「破断時における溶融張力」とは、キャピラリーレオメータ(キャピログラフ 1D、東洋精機製作所株式会社製)を用いて測定した溶融張力を言う。詳細に述べると、「破断時における溶融張力」は、以下のように定義される。即ちまず内径1.0mm、長さ10mmのフラットキャピラリーにベース樹脂を充填する。その後、キャピラリーレオメータにおいて、ピストンスピードを5mm/分、バレル内径を9.55mm、引取加速度を400m/min2、バレル、キャピラリー及びバレル直後の恒温槽それぞれの温度を200℃の条件に設定する。それからバレルにベース樹脂を充填して5分予熱後に上記ピストンスピードでピストン押出を開始する。そして、ベース樹脂を上記引取加速度で加速して引き取り、破断したときの張力を測定する。この測定を10回行って得られた張力の測定値の平均値が「破断時における溶融張力」と定義される。
本発明によれば、十分微細な発泡セルを得ることができ、且つ高温環境下でも長期間にわたって継続使用可能な発泡電線及びこれを有する伝送ケーブルが提供される。
以下、本発明の実施形態について図1及び図2を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る伝送ケーブルの一実施形態を示す部分側面図であり、発泡電線を伝送ケーブルとしての同軸ケーブルに適用した例を示すものである。図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。図1に示すように、伝送ケーブル10は同軸ケーブルを示しており、発泡電線5と、発泡電線5を包囲する外部導体3と、外部導体3を被覆するシース4とを備えている。そして、発泡電線5は、内部導体1と、内部導体1を被覆する発泡絶縁層2とを有している。
ここで、発泡絶縁層2は、プロピレン系樹脂を含み、破断時における溶融張力が20mN〜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、銅害防止剤とを含む樹脂組成物を溶融混練することによって得られる。ここで、化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミドが用いられ、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及びデカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジドからなる群より選ばれる少なくとも1種が用いられる。
このような構成を有する発泡電線5によれば、十分微細な発泡セルを得ることができ、且つ高温環境下でも長期間にわたって継続使用可能となる。よって、この発泡電線5を有する伝送ケーブル10によれば、減衰量の抑制された伝送ケーブル10を得やすくなると共に伝送ケーブル10の長寿命化が可能となる。
次に、伝送ケーブル10の製造方法について説明する。
まず発泡電線5の製造方法について説明する。
<内部導体>
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。
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。
<発泡絶縁層>
次に、内部導体1上に発泡絶縁層2を形成する。
次に、内部導体1上に発泡絶縁層2を形成する。
発泡絶縁層2を形成するためには、ベース樹脂と、化学発泡剤と、銅害防止剤とを準備する。
(ベース樹脂)
ここで、まずベース樹脂について説明する。
ここで、まずベース樹脂について説明する。
ベース樹脂はプロピレン系樹脂を含む。プロピレン系樹脂とは、プロピレンに由来する構成単位を含む樹脂を言う。従って、このようなプロピレン系樹脂には、プロピレンの単独重合により得られるホモポリプロピレン、プロピレン以外のオレフィンとプロピレンとの共重合体、これらの2種以上の混合物が含まれる。プロピレン以外のオレフィンとしては、例えばエチレン、1−ブテン、2−ブテン、1−ヘキセン、2−ヘキセンなどが挙げられる。中でも、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセンなどのα−オレフィンが、発泡セルのより十分な微細化を実現し、より優れた耐熱性を得る観点から好ましく用いられ、より好ましくはエチレンが用いられる。
プロピレン系樹脂が、プロピレン以外のオレフィンとプロピレンとの共重合体である場合、この共重合体は、ブロック共重合体のほかランダム共重合体を含むが、共重合体はブロック共重合体を含むことが好ましい。共重合体がブロック共重合体を含むと、ブロック共重合体を含まない場合に比べて、発泡セルをより十分に微細化でき、より優れた耐熱性を得ることができる。
ここで、共重合体は、ブロック共重合体のみで構成されてもよく、ブロック共重合体とランダム共重合体との混合物で構成されてもよいが、ブロック共重合体のみで構成されることが好ましい。この場合、共重合体がブロック共重合体とランダム共重合体との混合物で構成される場合と比較して、発泡セルをより十分に微細化できる。
プロピレン系樹脂は、150℃以上の融点を有することが好ましい。この場合、融点が150℃未満である場合に比べて、発泡電線5の耐熱性がより向上する。またプロピレン系樹脂の融点は、160℃以上であることがより好ましい。但し、プロピレン系樹脂の融点は、170℃以下であることが、耐熱性と、耐低温脆化や耐屈曲性とのバランスを良好に保てるという理由から好ましい。
ベース樹脂の破断時における溶融張力は20〜55mNである。溶融張力が上記範囲を外れると、発泡セルが粗大化する。
またベース樹脂の破断時における引取速度は50m/分以上であり、好ましくは80m/分以上であり、より好ましくは100m/分以上である。引取速度が50m/分未満では、発泡セルが粗大化し、十分微細な発泡セルを安定的に得ることができない。但し、破断時における引取速度は、200m/分以下であることが微細な発泡セルを安定的に得ることができるという理由から好ましく、150m/分以下であることがより好ましい。
(化学発泡剤)
次に化学発泡剤について説明する。
次に化学発泡剤について説明する。
化学発泡剤としては、熱分解してN2、NH3、CO2等のガスを発生するアゾジカルボンアミド(以下、「ADCA」と呼ぶ)が用いられる。ADCAは、熱分解温度がプロピレン系樹脂の融点より十分高く、かつプロピレン系樹脂の分解温度より低いため、温度プロファイルの自由度が高く、発泡の制御がしやすい。またADCAを用いると、ADCA以外の化学発泡剤を用いる場合に比べて、十分微細な発泡セルを安定して得ることができると共に、発泡絶縁層2の外径変動を抑制することもできる。
化学発泡剤は、ベース樹脂100質量部に対して好ましくは0.3〜1質量部添加し、より好ましくは0.5〜0.7質量部添加する。化学発泡剤の添加量が上記範囲内にあると、十分微細な発泡セルをより安定して得ることができる。
(銅害防止剤)
次に銅害防止剤について説明する。
次に銅害防止剤について説明する。
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。
銅害防止剤は、ベース樹脂100質量部に対して好ましくは0.01〜1質量部添加し、より好ましくは0.1〜1質量部添加し、さらに好ましくは0.25〜0.5質量部添加する。銅害防止剤の添加量が上記範囲内であると、熱老化による劣化がより十分に抑制され、発泡電線5の寿命をより長くすることができる。また、信号の減衰量への悪影響も低減することができる。
(シリカ粒子)
上記ベース樹脂には、銅害防止剤とともに、シリカ粒子を添加することが好ましい。この場合、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。その結果、発泡電線5の低価格化が可能となる。
上記ベース樹脂には、銅害防止剤とともに、シリカ粒子を添加することが好ましい。この場合、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。その結果、発泡電線5の低価格化が可能となる。
なお、一般的に、シリカ粒子は、銅害防止剤とともに使用されると、発泡セルの粗大化を促進するものと考えられていた。しかし、シリカ粒子が上記特定の銅害防止剤と組み合わされると、発泡セルの粗大化が抑制され、シリカ粒子が上記特定の銅害防止剤以外の銅害防止剤と組み合わされると、発泡セルの粗大化が促進される傾向があることが本発明者の研究により明らかとなったものである。
このとき、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質量部であることが好ましい。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より十分に抑制できるとともに、シリカの持つ吸湿性に起因する発泡電線5における信号の減衰量の増加をより十分に抑制することができる傾向にある。
(酸化防止剤)
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。
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。
酸化防止剤としては、例えば2,6−ジ−第三−ブチルフェノール、2,6−ジ−第三−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−第三−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−第三−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,4,6−トリ−第三−ブチルフェノール、o−第三−ブチルフェノール等のモノフェノール系、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−第三−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−第三−ブチルフェノール)、4,4’−メチレン−ビス−(2,6−ジ−第三−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス−(4−メチル−6−第三−ブチルフェノール)、アルキル化ビスフェノール、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−第三−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン等のポリフェノール系、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−第三−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−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−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−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。
上記ベース樹脂、化学発泡剤及び銅害防止剤等を押出機に投入し押出機中の樹脂組成物を溶融混練する場合には、まず化学発泡剤をベース樹脂中に均一に分散させた後、化学発泡剤をその熱分解温度以上の温度に加熱して熱分解させ、分解ガスを発生させる。そして、分解ガスを含有した樹脂を押し出しながら発泡させて、この押出物で内部導体1を被覆する。こうして内部導体1上に発泡絶縁層2が得られる。
上記発泡電線5においては、発泡絶縁層2中のベース樹脂の破断時における溶融張力が30mN以上であると、発泡セルのより十分な微細化が可能になるため好ましく、45mN以上であることがより好ましい。但し、ベース樹脂の破断時における溶融張力が大きすぎると、ベース樹脂の押出時において発泡度が低くなりやすい傾向にあるため、溶融張力は55mN以下であることが好ましく、50mN以下であることがより好ましく、48mN以下であることがさらに好ましい。
破断時におけるベース樹脂の溶融張力は、例えば押出機のダイス出口における温度を調整することで調整することができる。
発泡絶縁層2の外径は、発泡電線5が高周波ケーブルに使用される場合には、1.5mm未満であることが好ましく、1.0mm以下であることがより好ましい。
発泡電線5においては、発泡絶縁層2が30〜60%の発泡度を有することが好ましい。この場合、伝送ケーブル10のつぶれ(変形)を抑制でき、高周波帯域で使用される伝送ケーブル用の発泡電線として、発泡絶縁層2にプロピレン系樹脂を使用したものを用いても発泡セルが粗大化するのを抑制でき、微細且つ均一な発泡セルを有する発泡状態の発泡絶縁層2を得ることができる。また発泡電線5を使用した伝送ケーブル10は、外径変動が小さく、発泡絶縁層2を薄くしても潰れの問題が少なく、減衰量の劣化等のバラツキが十分に抑制される。
また発泡絶縁層2と内部導体1との間に、未発泡樹脂からなる薄層、いわゆる内層を介在させることが好ましい。これにより発泡絶縁層2と内部導体1との密着性を向上させることができる。特に未発泡樹脂がポリエチレンからなる場合、さらに発泡絶縁層2と内部導体1との密着性を向上させることができる。また上記内層は、内部導体1中の銅による発泡絶縁層2の劣化(脆化)を防止することもできる。なお、薄層の厚さは例えば0.01〜0.1mmとすればよい。
さらに発泡絶縁層2と外部導体3との間に、未発泡樹脂からなる薄層、いわゆる外層を介在させることが好ましい。これにより発泡絶縁層2と外部導体3との密着性を向上させることができる。特に未発泡樹脂がポリエチレンからなる場合、さらに発泡絶縁層2と外部導体3との密着性を向上させることができる。加えて、外層が発泡絶縁層2と外部導体3との間に介在することによって外径変動が小さくなり、スキューやVSWRが向上する。また、耐つぶれ性が向上し、発泡電線5の外径を小さくこともできる。なお、薄層の厚さは例えば0.02〜0.05mmとすればよい。
<外部導体>
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。
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。
<シース>
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。
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。
以上のようにして伝送ケーブル10が得られる。
図3は、上記発泡電線5を有するTwinaxタイプの伝送ケーブルを示す端面図である。図3に示すように、Twinaxタイプの伝送ケーブル20は、2本の発泡電線5と、ドレンワイヤ6と、ラミネートテープ7と、2本の電力線8と、アルミテープ層及び編組層からなる積層体層9と、シース4とを備えている。ここで、2本の発泡電線5は互いに平行に配置されており、これらは信号線として使用される。またラミネートテープ7は発泡電線5及びドレンワイヤ6を巻回しており、シース4は積層体層9を包囲するように積層体層9上に形成されている。ラミネートテープ7は例えばアルミニウム箔とポリエチレンテレフタレートフィルムとの積層体で構成され、シース4は、例えばリケンテクノス社製のANA9897N等のオレフィン系ノンハロ材などで構成される。なお、発泡電線5及び発泡絶縁層2は上記実施形態と同様のものである。
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、発泡電線5が、伝送ケーブルとしての同軸ケーブルやTwinaxタイプの伝送ケーブルに適用された例が示されているが、発泡電線5は、USB3.0ケーブル、HDMIケーブル、インフィニバンドケーブル、マイクロUSBケーブルなどの高速伝送ケーブルなどにも適用可能である。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
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。
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。
そして、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EP1、表1に示す銅害防止剤及び化学発泡剤を投入し、溶融混練して押出成形を行った。このとき、100質量部のEP1に対して銅害防止剤及び化学発泡剤を、表1に示す配合量で添加した。なお、表1において、配合量の単位は質量部である。このとき、押出機の温度を200〜220℃に設定することにより、ベース樹脂を溶融させながらADCAを熱分解させるようにした。
そして、押出機から押出物をチューブ状に押し出し、このチューブ状の押出物で、直径0.127mmの銅線を7本撚りした撚線導体を被覆した。こうして、撚線導体と、撚線導体を被覆する発泡絶縁層とからなる発泡電線を作製した。このとき、押出物は、発泡絶縁層の外径が0.92mm、厚さが0.3mmとなるように押し出した。
こうして得られた発泡電線を2本平行に配列させ、これらをドレインワイヤとともに、アルミニウム層とポリエチレンテレフタレート層との積層体からなる厚さ22μmのラミネートテープで巻回した。次に、これを、外径0.8mmの2本の電力線とともに、厚さ25μmのアルミニウムテープ層で巻回した後、編組層で覆い、さらにオレフィン系ノンハロ材ANA9897N(商品名、リケンテクノス社製)からなるシースで被覆した。こ
うしてTwinaxタイプの伝送ケーブルを作製した。
うしてTwinaxタイプの伝送ケーブルを作製した。
(実施例2〜52及び比較例1〜11)
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。なお、表1,3,5において、配合量の単位は質量部である。
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。なお、表1,3,5において、配合量の単位は質量部である。
表1,3,5に示されているベース樹脂、銅害防止剤、化学発泡剤及びシリカとしては、具体的には以下のものを用いた。
(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
(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)
(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
(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)
[特性評価]
実施例1〜52及び比較例1〜11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1〜52及び比較例1〜11で得られた発泡電線について、以下の特性を評価した。
(1)破断時における溶融張力及び引取速度
実施例1〜52及び比較例1〜11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及び引取速度を測定した。
実施例1〜52及び比較例1〜11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及び引取速度を測定した。
即ち、キャピラリーレオメータ(キャピログラフ 1D、東洋精機製作所株式会社製)を用いて溶融張力及び引取速度を測定した。詳細には溶融張力及び引取速度は以下のようにして測定した。まず内径1.0mm、長さ10mmのフラットキャピラリーにベース樹脂を充填した。その後、キャピラリーレオメータにおいて、ピストンスピードを5mm/分、バレル内径を9.55mm、引取加速度を400m/min2、バレル、キャピラリー及びバレル直後の恒温槽それぞれの温度を200℃の条件に設定した。それからバレルにベース樹脂を充填して5分予熱後に上記ピストンスピードでピストン押出を開始した。そして、ベース樹脂を、上記引取加速度で加速して引き取り、破断したときの張力及び引取速度を測定した。この測定を10回行って得られた張力及び引取速度の測定値の平均値を算出した。結果を表1,3,5に示す。
(3)平均発泡セル径及び標準偏差
実施例1〜52及び比較例1〜11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:
に基づいて測定した。そして、100個の発泡セルのセル径の平均値を「平均発泡セル径」として算出するとともに、発泡セルのセル径の標準偏差を算出した。結果を表2,4,6に示す。なお、表2,4,6において、平均発泡セル径が50μm未満で、標準偏差が25μm未満の発泡絶縁層を有する発泡電線を合格とし、それ以外の発泡絶縁層を有する発泡電線を不合格とした。
実施例1〜52及び比較例1〜11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:
(4)外径変動幅
実施例1〜52及び比較例1〜11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:
により外径変動幅を算出した。結果を表2,4,6に示す。
実施例1〜52及び比較例1〜11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:
(5)スキュー
実施例1〜52及び比較例1〜11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1〜52及び比較例1〜11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。
(6)減衰量
実施例1〜52及び比較例1〜11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の信号及び2.5GHzの信号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信号の減衰量を測定した。そして、放置前の信号の減衰量に対する放置後の信号の減衰量の比を下記式:
に基づいて算出した。結果を表2,4,6に示す。
実施例1〜52及び比較例1〜11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の信号及び2.5GHzの信号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信号の減衰量を測定した。そして、放置前の信号の減衰量に対する放置後の信号の減衰量の比を下記式:
(7)側圧変形率
実施例1〜52及び比較例1〜11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:
に基づいて、側圧変形率を算出した。結果を表2,4,6に示す。なお、発泡絶縁層の外径の測定は、20℃及び100℃のそれぞれの温度下で行い、荷重は20℃のときは2kg、100℃のときは1kgとした。また試験機としては、東洋精機製作所株式会社製の「三個掛加熱変形試験機型番W−3」の加熱変形試験機を用いた。
実施例1〜52及び比較例1〜11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:
(8)熱老化劣化
実施例1〜52及び比較例1〜11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。
実施例1〜52及び比較例1〜11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。
(9)屈曲特性
屈曲特性は、実施例1〜52及び比較例1〜11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の錘をつけた。そして、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た。そして、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において、実施例1〜52及び比較例1〜11の屈曲特性は、以下の基準に基づき、A〜Cのいずれかで示した。
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
屈曲特性は、実施例1〜52及び比較例1〜11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の錘をつけた。そして、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た。そして、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において、実施例1〜52及び比較例1〜11の屈曲特性は、以下の基準に基づき、A〜Cのいずれかで示した。
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
(10)内部導体に対する発泡絶縁層の密着性
実施例1〜52及び比較例1〜11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1〜52及び比較例1〜11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、実施例1〜52及び比較例1〜11の内部導体に対する発泡絶縁層の密着性は、以下の基準に基づき、A〜Cのいずれかで示した。
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
C・・・発泡絶縁層が動き始めたときの力が0.5kg重未満
実施例1〜52及び比較例1〜11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1〜52及び比較例1〜11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、実施例1〜52及び比較例1〜11の内部導体に対する発泡絶縁層の密着性は、以下の基準に基づき、A〜Cのいずれかで示した。
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
C・・・発泡絶縁層が動き始めたときの力が0.5kg重未満
(11)吐出量減少率
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:
に基づいて算出した。結果を表2,4,6に示す。なお、表2,4,6において、実施例1〜52及び比較例1〜11の吐出量減少率は、以下の基準に基づき、A〜Dのいずれかで示した。
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
D・・・減少率が1.0%以上
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
D・・・減少率が1.0%以上
表1〜6に示す結果より、熱老化劣化については実施例1〜52も比較例1〜11も2.5年以上であり、合格基準に達していた。また実施例1〜52の発泡電線は、平均発泡セル径が50μm未満で、標準偏差が25μm未満の発泡絶縁層を有しており、いずれも合格基準に達していた。これに対し、比較例1〜11の発泡電線は、平均セル径が50μmで、標準偏差が25μmの発泡絶縁層を有しており、平均発泡セル径及び標準偏差のいずれも合格基準に達していなかった。
よって、本発明の発泡電線によれば、十分微細な発泡セルを得ることができ、且つ高温環境下でも長期間にわたって継続使用可能となることが確認された。
1…内部導体(導体)、2…発泡絶縁層、5…発泡電線、10,20…伝送ケーブル。
Claims (7)
- 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、
銅害防止剤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、
前記銅害防止剤が、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及びデカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジドからなる群より選ばれる少なくとも1種であること、
を特徴とする発泡電線。 - 前記樹脂組成物がシリカ粒子を更に含む請求項1に記載の発泡電線。
- 前記ベース樹脂の破断時における溶融張力が20〜48mNである請求項1又は2に記載の発泡電線。
- 前記発泡絶縁層が、30〜60%の発泡度を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の発泡電線。
- 前記発泡絶縁層と前記導体との間に未発泡樹脂からなる内層が設けられている請求項1〜4のいずれか一項に記載の発泡電線。
- 前記発泡絶縁層の外径が1.5mm未満である請求項1〜5のいずれか一項に記載の発泡電線。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の発泡電線を有する伝送ケーブル。
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