JPWO2016159314A1 - 誘電体導波線路 - Google Patents

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Abstract

伝送効率に優れる誘電体導波線路を提供する。２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率が２．０５以上であり、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接が１．２０×１０−４以下であり、硬度が９５以上であるポリテトラフルオロエチレン成形体を備えることを特徴とする誘電体導波線路である。

Description

本発明は、ポリテトラフルオロエチレン成形体を備える誘電体導波線路に関する。
同軸ケーブルやＬＡＮケーブルのような高周波信号を伝送するケーブルには常に誘電損失が生ずる。ポリテトラフルオロエチレンは、高周波信号を伝送するケーブルの誘電損失を低減することができる。従って、高周波信号を伝送するケーブルの絶縁被覆層材料としてポリテトラフルオロエチレンを使用することが提案されている。
例えば、特許文献１では、中心導体の外周に、表面の結晶化率を７５〜９２％、また絶縁層全体の気孔率を５〜３０％に熱処理調整した多孔質四弗化エチレン樹脂絶縁層を設け、この多孔質四弗化エチレン樹脂絶縁層上に無電解めっきアンカー金属層と電気めっき金属層を順次施した外部金属導体層を設けたことを特徴とするセミリジッド型同軸ケーブルが提案されている。
また、特許文献２には、ポリテトラフルオロエチレンを絶縁被覆層材料として使用する場合、誘電率や誘電正接といった電気的特性と加工性などとのバランスを取るために、ポリテトラフルオロエチレンの熱処理の程度を制御する必要があることが記載されている。
特許文献１及び特許文献２は、いずれも、芯線に金属材料を使用する高周波信号伝送用ケーブルの絶縁被覆層材料として、ポリテトラフルオロエチレンを使用することを開示している。しかし、芯線に金属材料を使用する高周波信号伝送用ケーブルは、波長の長いマイクロ波を伝送することができるが、ミリ波やサブミリ波を伝送するには、減衰量が大きすぎる。そこで、ミリ波やサブミリ波を伝送するための導波線路にポリテトラフルオロエチレン成形体を使用することが知られている。
例えば、特許文献３には、焼成固定した延伸連続気孔性ポリテトラフルオロエチレンよりなる棒状の中心誘電体と、上記中心誘電体の外側に延伸連続気孔性ポリテトラフルオロエチレンテープを重ね巻きして設けた誘電体層とからなる伝送線路が記載されている。
また、特許文献４には、ミリ波やサブミリ波を伝送するための誘電体導波路の波動エネルギー伝送部分を、未焼成または不完全焼成のポリテトラフルオロエチレン成形物により形成することが記載されている。
特開２０００−２１２５０号公報 特開２００２−１５７９３０号公報 特公昭６３−３８８８４号公報 特開平１０−１２３０７２号公報
本発明は、上記現状に鑑み、伝送効率に優れる誘電体導波線路を提供することを目的とする。
ミリ波やサブミリ波を伝送するための誘電体導波線路では、中心部分を高誘電率の材料により形成し、その外層を低誘電率の材料により形成する必要がある。光ファイバーの分野において、光ファイバーは内層と外層とからなり、内層と外層との間の屈折率差が大きいと光信号の閉じ込め効果が高まり、伝送効率に優れることが知られている。本発明者らは、この知見に基づき、誘電体導波線路において、中心部分と外層との誘電率差を大きくすることにより、電磁波の閉じ込め効果が大きくなり、伝送効率が高くなると考えた。また、伝送効率を高めるためには、誘電率差を大きくすると同時に、減衰量を低減するために、誘電正接が低いことも求められる。
ポリテトラフルオロエチレン成形体についての研究は、ポリテトラフルオロエチレンに通常期待される誘電率及び誘電正接よりも、誘電率及び誘電正接の両方を低下させることを目的としていたので、高い誘電率を有すると同時に、低い誘電正接を有するポリテトラフルオロエチレン成形体を得る試みはなされていなかった。しかしながら、本発明者らは、高い誘電率を有すると同時に、低い誘電正接を有するポリテトラフルオロエチレン成形体を製造することに成功した。本発明は、この成功に基づいて完成した発明である。
すなわち、本発明は、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率が２．０５以上であり、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接が１．２０×１０−４以下であり、硬度が９５以上であるポリテトラフルオロエチレン成形体を備えることを特徴とする誘電体導波線路である（本明細書において、第１の誘電体導波線路ということがある）。
上記ポリテトラフルオロエチレン成形体は、未焼成ポリテトラフルオロエチレンを３２６〜３４５℃で１０秒〜２時間加熱することにより得られるものであることが好ましい。
上記誘電体導波線路は、中心誘電体として上記ポリテトラフルオロエチレン成形体を備えており、更に上記中心誘電体の周囲に設けられた誘電体層を備えており、上記誘電体層は、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率が１．９０以下であり、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接が２．００×１０−４以下である材料からなることが好ましい。
上記誘電体導波線路は、更に、導体基板と、上記ポリテトラフルオロエチレン成形体よりも誘電率が低い材料により構成された誘電体と、を備えており、上記ポリテトラフルオロエチレン成形体が上記誘電体を介して上記導体基板上に設けられていることも好ましい。
上記誘電体導波線路は、更に、一対の導電板を備えており、上記ポリテトラフルオロエチレン成形体が上記一対の導電板に挟着されていることも好ましい。
本発明は、未焼成ポリテトラフルオロエチレンを３２６〜３４５℃で１０秒〜２時間加熱してポリテトラフルオロエチレンの成形体を得る工程、及び、上記ポリテトラフルオロエチレン成形体を用いて誘電体導波線路を製造する工程、を含むことを特徴とする誘電体導波線路の製造方法でもある。
本発明は、また、誘電体Ａと、誘電体Ａよりも誘電率が低い誘電体Ｂとを備える誘電体導波線路であって、誘電体Ａはポリテトラフルオロエチレン成形体により構成されており、誘電体Ａの２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率をεＡ、誘電体Ｂの２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率をεＢ、誘電体Ａと誘電体Ｂとの誘電率の差をΔε＝εＡ−εＢと表すとき、Δεが０．７０以上であることを特徴とする誘電体導波線路でもある（本明細書において、第２の誘電体導波線路ということがある）。
第２の誘電体導波線路において、Δεが０．９０以上であることが好ましい。
第２の誘電体導波線路において、εＡが２．０５以上であることが好ましい。
第２の誘電体導波線路において、誘電体Ａの２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接が１．２０×１０−４以下であり、誘電体Ａの硬度が９５以上であることが好ましい。
従来のポリテトラフルオロエチレン成形体は、誘電率及び誘電正接のいずれも低かったが、本発明者らは、高い誘電率と低い誘電正接を有するポリテトラフルオロエチレン成形体を製造することに成功した。
本発明の第１の誘電体導波線路は、高い誘電率と低い誘電正接を有するポリテトラフルオロエチレン成形体を備えるものであることから、ミリ波及びサブミリ波の伝送効率が高い。
本発明の第２の誘電体導波線路は、上記の構成を備えることから、ミリ波及びサブミリ波の伝送効率が高い。
円柱状誘電体線路の断面の模式図である。 インシュラーイメージ線路の模式図である。 非放射性誘電体線路の模式図である。 非放射性誘電体線路の模式図である。
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の第１の誘電体導波線路は、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率が２．０５以上であり、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接（ｔａｎδ）が１．２０×１０−４以下であり、硬度が９５以上であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）成形体を備えることを特徴とする。
上記誘電率は、２．１０以上であることが好ましく、２．１６以上であることがより好ましい。上限は、特に限定されないが、２．３０であってよい。
上記誘電正接（ｔａｎδ）は、１．００×１０−４以下であることが好ましく、０．９５×１０−４以下であることがより好ましい。上記誘電正接（ｔａｎδ）の下限は、特に限定されないが、０．１０×１０−４であってよく、０．８０×１０−４であってよい。
上記誘電体導波線路は、中心誘電体として上記ＰＴＦＥ成形体を備えることができる。上記誘電体導波線路は、更に上記中心誘電体の周囲に設けられた誘電体層を備えており、上記誘電体層は、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率が１．９０以下であり、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接が２．００×１０−４以下である材料からなることが好ましい。この好ましい態様の一例を図１に示す。
上記中心誘電体の適正な直径は、周波数と中心誘電体の誘電率によって決まる。一般的に、上記周波数が１ＧＨｚ〜１ＴＨｚまでの場合、０．１ｍｍ〜１００ｍｍである。
上記誘電体導波線路は、上記ＰＴＦＥ成形体と、更に、導体基板と、上記ＰＴＦＥ成形体よりも誘電率が低い材料により構成された誘電体と、を備えるものであってもよい。この場合、上記ＰＴＦＥ成形体が上記誘電体を介して上記導体基板上に設けられていることが好ましい。上記導体基板は、金属板であってよい。上記誘電体としては、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率が１．９０以下であり、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接が２．００×１０−４以下である材料からなる誘電体が好ましい。この好ましい態様の一例を図２に示す。
上記誘電体導波線路は、上記ＰＴＦＥ成形体と、更に、一対の導電板とを備えるものであってもよい。この場合、上記ＰＴＦＥ成形体が上記一対の導電板に挟着されていることが好ましい。また、更に、上記一対の導電板に挟着されており、上記ＰＴＦＥ成形体よりも誘電率が低い材料により構成された誘電体を備えるものであってもよい。上記導電板は、金属板であってよい。上記誘電体としては、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率が１．９０以下であり、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接が２．００×１０−４以下である材料からなる誘電体が好ましい。これらの好ましい態様の一例を図３又は図４に示す。
本発明の第２の誘電体導波線路は、誘電体Ａと、誘電体Ａよりも誘電率が低い誘電体Ｂとを備え、誘電体Ａの２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率をεＡ、誘電体Ｂの２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率をεＢ、誘電体Ａと誘電体Ｂとの誘電率の差をΔε＝εＡ−εＢと表すとき、Δεが０．７０以上であることを特徴とする。本発明の第２の誘電体導波線路は、誘電体Ａと誘電体Ｂとの誘電率の差を利用して、ミリ波、サブミリ波等の高周波を伝送することができ、その差が０．７０以上であることから、伝送効率が極めて高い。
Δεとしては、伝送効率の観点から、０．９０以上が好ましく、１．００以上がより好ましく、１．１０以上が更に好ましい。上限は１．５０であってよい。
εＡとしては、伝送効率の観点から、２．０５以上が好ましく、２．１０以上がより好ましく、２．１６以上が更に好ましい。上限は、特に限定されないが、２．３０であってよい。
誘電体Ａの２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接としては、１．２０×１０−４以下が好ましく、１．００×１０−４以下がより好ましく、０．９５×１０−４以下が更に好ましい。下限は、特に限定されないが、０．１０×１０−４であってよく、０．８０×１０−４であってよい。また、誘電体Ａの硬度としては、９５以上が好ましい。
誘電体Ａは、ＰＴＦＥ成形体により構成されている。上記ＰＴＦＥ成形体は、誘電率の差（Δε）を設けることが容易であることから、第１の誘電体導波線路が備える上記ＰＴＦＥ成形体と同一であることが好ましい。この構成によれば、誘電率の差（Δε）によって高い伝送効率が得られるだけでなく、誘電体Ａの誘電率が高く、誘電正接が低いことから、より一層高効率で高周波を伝送可能な誘電体導波線路が実現できる。
誘電体Ｂの２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率としては、１．５０以下が好ましく、１．４３以下がより好ましく、１．３５以下であることが更に好ましく、１．３０以下であることが特に好ましく、１．０３以上であることが好ましい。
誘電体Ｂの２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接としては、１．００×１０−４以下が好ましく、０．６０×１０−４以下がより好ましく、０．３０×１０−４以下が更に好ましい。
誘電体Ｂを構成する材料としては、延伸ＰＴＦＥ多孔質体、発泡ポリエチレン等が挙げられる。
次に、第１及び第２の誘電体導波線路が備える上記ＰＴＦＥ成形体に共通する好適な態様について詳述する。
上記誘電率及び誘電正接は、上記ＰＴＦＥ成形体の形状が円柱又はチューブである場合、株式会社関東電子応用開発製空洞共振器を使用して、２．４５ＧＨｚで測定する。
また、上記誘電率及び誘電正接は、上記ＰＴＦＥ成形体の形状が平板である場合、埼玉大学小林教授のＭＷ８７−７「誘電体平板材料のマイクロ波複素誘電率測定」に従って、１２ＧＨｚで測定する。
上記ＰＴＦＥ成形体は、比重が２．１６０以上であることが好ましい。上記比重は、２．１６５以上であることがより好ましく、２．１７０以上であることが更に好ましい。上限は、特に限定されないが、２．３０であってよい。上記ＰＴＦＥ成形体の上記比重が上記範囲内であると、高い誘電率を有すると同時に、低い誘電正接を有する成形体を容易に実現することができる。
上記比重は、液中ひょう量法（ＪＩＳ Ｚ ８８０７準拠）により測定する。
上記ＰＴＦＥ成形体は、結晶化度が７０％以上であることが好ましい。上記結晶化度は、７３％以上であることがより好ましく、７５％以上であることが更に好ましい。上限は、特に限定されないが、９９％であってよい。上記ＰＴＦＥ成形体の上記結晶化度が上記範囲内であると、高い誘電率を有すると同時に、低い誘電正接を有する成形体を実現することができる。
上記結晶化度は、比重法により測定する。
上記ＰＴＦＥ成形体は、硬度が９７以上であることが好ましい。上記硬度は、９８以上であることがより好ましく、９９以上であることが更に好ましい。上限は、特に限定されないが、９９．９であってよい。上記成形体の上記硬度が上記範囲内であると、高い誘電率を有すると同時に、低い誘電正接を有するＰＴＦＥ成形体を容易に実現することができる。また、上記ＰＴＦＥ成形体を誘電体導波線路に適用しても、上記誘電体導波線路が破損しにくく、閉塞や折れを生じにくい。
上記硬度は、ＪＩＳ Ａによる硬さである。上記硬度は、ＪＩＳ Ｋ６３０１−１９７５に規定されていたスプリング式硬さ計（ＪＩＳ−Ａ形）により測定する。
上記ＰＴＦＥ成形体は、ＰＴＦＥを含む。上記ＰＴＦＥは、ＴＦＥの単独重合体であっても、他の単量体で変性された変性ＰＴＦＥであってもよい。
上記変性ＰＴＦＥは、テトラフルオロエチレン〔ＴＦＥ〕とＴＦＥ以外のモノマー（以下、「変性剤」ともいう。）とからなるＰＴＦＥである。変性ＰＴＦＥは、均一に変性されたものであってもよいし、後述するコアシェル構造を有する変性ＰＴＦＥであってもよい。
上記変性ＰＴＦＥは、ＴＦＥに基づくＴＦＥ単位と変性剤に基づく変性剤単位とからなるものである。上記変性ＰＴＦＥは、変性剤単位が全単量体単位の０．００５〜１質量％であることが好ましい。より好ましくは、０．０２〜０．５質量％である。
本明細書において、「変性剤単位」は、変性ＰＴＦＥの分子構造上の一部分であって、変性剤として用いた共単量体に由来する繰り返し単位を意味する。上記変性剤単位は、例えば、変性剤としてパーフルオロプロピルビニルエーテルを用いた場合、−［ＣＦ２−ＣＦ（−ＯＣ３Ｆ７）］−で表され、ヘキサフルオロプロピレンを用いた場合、−［ＣＦ２−ＣＦ（−ＣＦ３）］−で表される。
上記変性剤としては、ＴＦＥとの共重合が可能なものであれば特に限定されず、例えば、ヘキサフルオロプロピレン〔ＨＦＰ〕等のパーフルオロオレフィン；クロロトリフルオロエチレン〔ＣＴＦＥ〕等のクロロフルオロオレフィン；トリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン〔ＶＤＦ〕等の水素含有フルオロオレフィン；パーフルオロビニルエーテル；パーフルオロアルキルエチレン、エチレン等が挙げられる。また、用いる変性剤は１種であってもよいし、複数種であってもよい。
上記パーフルオロビニルエーテルとしては特に限定されず、例えば、下記一般式
ＣＦ２＝ＣＦ−ＯＲｆ
（式中、Ｒｆは、パーフルオロ有機基を表す。）で表されるパーフルオロ不飽和化合物等が挙げられる。本明細書において、上記「パーフルオロ有機基」とは、炭素原子に結合する水素原子が全てフッ素原子に置換されてなる有機基を意味する。上記パーフルオロ有機基は、エーテル酸素を有していてもよい。
上記パーフルオロビニルエーテルとしては、例えば、上記一般式において、Ｒｆが炭素数１〜１０のパーフルオロアルキル基であるパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）〔ＰＡＶＥ〕が挙げられる。上記パーフルオロアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜５である。
上記ＰＡＶＥにおけるパーフルオロアルキル基としては、例えば、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられるが、パーフルオロアルキル基がパーフルオロプロピル基であることが好ましい。すなわち、上記ＰＡＶＥは、パーフルオロプロピルビニルエーテル〔ＰＰＶＥ〕が好ましい。
上記パーフルオロビニルエーテルとしては、更に、上記一般式において、Ｒｆが炭素数４〜９のパーフルオロ（アルコキシアルキル）基であるもの、Ｒｆが下記式：
Figure 2016159314
（式中、ｍは、０又は１〜４の整数を表す。）で表される基であるもの、Ｒｆが下記式：
Figure 2016159314
（式中、ｎは、１〜４の整数を表す。）で表される基であるもの等が挙げられる。
パーフルオロアルキルエチレン（ＰＦＡＥ）としては特に限定されず、例えば、（パーフルオロブチル）エチレン（ＰＦＢＥ）、（パーフルオロヘキシル）エチレン等が挙げられる。
上記変性ＰＴＦＥにおける変性剤としては、ＨＦＰ、ＣＴＦＥ、ＶＤＦ、ＰＡＶＥ、ＰＦＡＥ及びエチレンからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。より好ましくは、ＰＡＶＥであり、更に好ましくは、ＰＰＶＥである。
上記変性ＰＴＦＥは、粒子芯部と粒子殻部とからなるコアシェル構造を有するものであってもよい。
上記ＰＴＦＥは、フィブリル化性を有することが好ましい。フィブリル化性の有無は、ＴＦＥの重合体から作られた粉末である「高分子量ＰＴＦＥ粉末」を成形する代表的な方法である「ペースト押出し」で判断できる。通常、ペースト押出しが可能であるのは、高分子量のＰＴＦＥがフィブリル化性を有するからである。ペースト押出しで得られた未焼成の成形物に実質的な強度や伸びがない場合、例えば伸びが０％で引っ張ると切れるような場合はフィブリル化性がないとみなすことができる。
上記ＰＴＦＥは、非溶融加工性を有することが好ましい。上記非溶融加工性とは、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８及びＤ−２１１６に準拠して、結晶化融点より高い温度でメルトフローレートを測定できない性質を意味する。
上記ＰＴＦＥは、標準比重〔ＳＳＧ〕が２．１３〜２．２３であることが好ましく、２．１５〜２．１９であることがより好ましい。上記標準比重は、ＡＳＴＭ Ｄ−４８９５ ９８に準拠して、水中置換法により測定する値である。
上記ＰＴＦＥは、第一融点が３３３〜３４７℃であることが好ましい。より好ましくは、３３５〜３４５℃である。上記第一融点は、３００℃以上の温度に加熱した履歴がないＰＴＦＥについて示差走査熱量計〔ＤＳＣ〕を用いて１０℃／分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度である。
また、上記ＰＴＦＥとして、高分子量ＰＴＦＥと低分子量ＰＴＦＥとを使用することも可能である。上記高分子量ＰＴＦＥは、第一融点が３３３〜３４７℃であることが好ましく、３３５〜３４５℃であることがより好ましい。上記低分子量ＰＴＦＥは、第一融点が３２２〜３３３℃であることが好ましく、３２４〜３３２℃であることがより好ましい。上記第一融点は、３００℃以上の温度に加熱した履歴がないＰＴＦＥについて示差走査熱量計〔ＤＳＣ〕を用いて１０℃／分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度である。
上記高分子量ＰＴＦＥと上記低分子量ＰＴＦＥとの質量比は、８０／２０〜９９／１であることが好ましく、８５／１５〜９７／３であることがより好ましく、９０／１０〜９５／５であることが更に好ましい。
上記ＰＴＦＥ成形体は、上記ＰＴＦＥ及び上記ＰＴＦＥ以外の樹脂からなる成形体であってもよい。上記ＰＴＦＥ以外の樹脂としては、例えば、ＴＦＥ／ヘキサフルオロプロピレン〔ＨＦＰ〕共重合体〔ＦＥＰ〕、ＴＦＥ／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）〔ＰＡＶＥ〕共重合体〔ＰＦＡ〕、エチレン／ＴＦＥ共重合体〔ＥＴＦＥ〕、ポリビリニデンフルオライド〔ＰＶｄＦ〕、ポリクロロトリフルオロエチレン〔ＰＣＴＦＥ〕、ポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。
上記ＰＴＦＥ成形体は、他の成分を含むものであってもよい。上記他の成分としては、界面活性剤、酸化防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、着色剤、顔料、染料、フィラー等も挙げられる。また、カーボンブラック、グラファイト、アルミナ、マイカ、炭化珪素、窒化硼素、酸化チタン、酸化ビスマス、ブロンズ、金、銀、銅、ニッケル等の粉末又は繊維粉末等も挙げられる。
上記ＰＴＦＥ成形体は、上記他の成分として、高誘電率無機粒子を含むものであってもよい。上記高誘電率無機粒子としては、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸鉛、チタン酸亜鉛、ジルコン酸鉛、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛等が挙げられる。
上記ＰＴＦＥ成形体は、上記ＰＴＦＥ以外の樹脂や上記他の成分を含む場合であっても、上記成形体に対して９９．０質量％以上の上記ＰＴＦＥを含むものであることが好ましく、９９．９質量％以上の上記ＰＴＦＥを含むものであることがより好ましい。
上記ＰＴＦＥ成形体は、未焼成ＰＴＦＥが含んでいた空気を外部に放出することができ、同時に、未焼成ＰＴＦＥを完全に焼成しない条件で、未焼成ＰＴＦＥを加熱することにより得られるものであることが好ましい。
具体的な加熱条件は、ＰＴＦＥ成形体の形状及び大きさにより適宜変更する。上記ＰＴＦＥ成形体は、例えば、未焼成ＰＴＦＥを３２６〜３４５℃で１０秒〜２時間加熱することにより得られるものであることが好ましい。加熱温度は、３３０℃以上であることがより好ましい。
上記未焼成ＰＴＦＥは、３２６℃以上に加熱した履歴のないＰＴＦＥであり、３００℃以上に加熱した履歴のないＰＴＦＥであることが好ましい。上述したＰＴＦＥ成形体を得るための製造方法であって、未焼成ＰＴＦＥを３２６〜３４５℃で１０秒〜２時間加熱する工程を含むことを特徴とする製造方法は、新規な製造方法である。
上記温度で所定時間加熱することにより、未焼成ＰＴＦＥが含んでいた空気が外部に放出されるため、高い誘電率を有するＰＴＦＥ成形体を得ることができると推測される。また、未焼成ＰＴＦＥを完全に焼成しないので、低い誘電正接を有するＰＴＦＥ成形体を得ることができると推測される。
上記の加熱は、ソルトバス、サンドバス、熱風循環式電気炉等を使用して行うことができるが、加熱条件の制御が容易である点で、ソルトバスを使用して行うことが好ましい。また、加熱時間が上記範囲内で短くなる点でも有利である。上記ソルトバスを使用した加熱は、例えば特開２００２−１５７９３０号公報に記載の被覆ケーブルの製造装置を使用して行うことができる。
上記成形体は、未焼成ＰＴＦＥを３４５℃超に加熱することなく得られたものであることが好ましい。一度でも３４５℃超に加熱すると、未焼成ＰＴＦＥがもともと有していた結晶性が崩壊し、高い結晶化度を有するＰＴＦＥ成形体を得ることができないおそれがある。一方、未焼成ＰＴＦＥを３４５℃超に加熱することなく、３２６〜３４５℃で１０秒〜２時間加熱することにより得られるＰＴＦＥ成形体は、未焼成ＰＴＦＥが有していた結晶性と同等の結晶性を有しており、高い誘電率と低い誘電正接を有する。
従来、ＰＴＦＥの焼成の程度と誘電率及び誘電正接とは比例すると考えられてきた。例えば、特許文献２の段落〔０００３〕には、未焼成のＰＴＦＥよりも半焼成のＰＴＦＥの方が誘電率及び誘電正接が高いこと、完全に焼成したＰＴＦＥの方が誘電率及び誘電正接が更に高いことが記載されている。
しかしながら、本発明者らが鋭意検討した結果、従来は実施されていなかった条件でＰＴＦＥを加熱すると、従来の常識に反して、未焼成のＰＴＦＥと比べて、誘電正接がそれほど高くならず、一方で、誘電率が完全に焼成したＰＴＦＥよりも高くなることが見出された。
上記の知見は、運用に熟練した技術が要求されるソルトバスを使用し、従来は実現できなかった加熱条件を細く設定できたことにより、初めて見出すことができた知見である。
上記未焼成ＰＴＦＥは、未焼成ＰＴＦＥの粉末と押出助剤とからなる混合物をペースト押出成形して得られるものであることが好ましい。また、ペースト押出成形した後、得られた押出物を乾燥することによって押出助剤を除去したものであってもよい。上記混合物は、未焼成ＰＴＦＥの粉末と押出助剤とを公知の方法により混合し、１〜２４時間熟成させ、圧力０．５〜２．０ＭＰａで予備成形して得られたものであってもよい。上記ペースト押出は、押出圧力２〜１００ＭＰａにて行うことができる。
上記ＰＴＦＥ成形体の形状は特に限定されず、上記誘電体導波線路に要求される特性に合った形状とすることができる。上記ＰＴＦＥ成形体としては、断面形状が矩形、円形、楕円形、円環等であってよい。
上記ＰＴＦＥ成形体は、後述する誘電体導波線路の製造方法により好適に製造することができる。
本発明は、未焼成ＰＴＦＥを３２６〜３４５℃で１０秒〜２時間加熱してＰＴＦＥの成形体を得る工程、及び、上記ＰＴＦＥ成形体を用いて誘電体導波線路を製造する工程、を含むことを特徴とする誘電体導波線路の製造方法でもある。
上記未焼成ＰＴＦＥの加熱時間は、上記未焼成ＰＴＦＥの直径、加熱温度、加熱に使用する設備によって異なる。
例えば、上記未焼成ＰＴＦＥの直径が０．１ｍｍ〜６ｍｍで、ソルトバスで加熱する場合は１０秒〜１０分が好ましく、３０秒〜６分がより好ましい。
上記未焼成ＰＴＦＥの直径が０．１ｍｍ〜６ｍｍで、熱風循環式電気炉で加熱する場合は３分〜２時間が好ましく、１０分〜３０分がより好ましい。
また、上記未焼成ＰＴＦＥの直径が６ｍｍ超〜２０ｍｍで、ソルトバスで加熱する場合は１分〜２０分が好ましく、３分〜１０分がより好ましい。
上記未焼成ＰＴＦＥの直径が６ｍｍ超〜２０ｍｍで、熱風循環式電気炉で加熱する場合は１０分〜２時間が好ましく、３０分〜１時間がより好ましい。
上記製造方法は、
未焼成ＰＴＦＥの粉末と押出助剤とからなる混合物をペースト押出成形して未焼成ＰＴＦＥの成形体を得る工程、
上記未焼成ＰＴＦＥの成形体を乾燥して押出助剤を除去する工程、
乾燥させた上記成形体を３２６〜３４５℃で１０秒〜２時間加熱する工程、及び、
上記ＰＴＦＥ成形体を用いて誘電体導波線路を製造する工程
を含むことが好ましい。
上記製造方法において、加熱温度と加熱時間は、ＰＴＦＥ成形体の形状及び大きさ、加熱媒体（熱風、硝酸カリウムおよび硝酸ナトリウムの１：１混合物などの溶融塩、サンドバス用の砂などの粉体）などにより上記範囲で適宜変更する。
上記製造方法は、高い誘電率と低い誘電正接を有する成形体を得るために、未焼成ＰＴＦＥを３４５℃超に加熱する工程を一切含まないことが好ましい。
上記ＰＴＦＥ成形体を用いて誘電体導波線路を製造する方法については、誘電体導波線路に要求される特性によって相違するので、後述する実験例等で説明する。
第１及び第２の誘電体導波線路は、導波媒体として上記ＰＴＦＥ成形体を備えることが好ましい。また、第１の誘電体導波線路は、誘電体間の誘電率差を利用して、ミリ波、サブミリ波等の高周波を伝送する誘電体導波線路であることが好ましい。第１の誘電体導波線路における上記ＰＴＦＥ成形体は、高い誘電率及び低い誘電正接を有していることから、低い誘電率及び低い誘電正接を有する誘電体と組み合わせることにより、伝送効率に優れた誘電体導波線路が実現する。
第１及び第２の誘電体導波線路としては、円柱状誘電体線路、チューブ状誘電体線路、イメージ線路、インシュラーイメージ線路、トラップドイメージ線路、リブガイド、ストリップ誘電体線路、逆ストリップ線路、Ｈガイド、非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）等が挙げられる。
第１の誘電体導波線路の一実施形態を図１に示す。図１に示す誘電体導波線路は、断面が円形の円柱状誘電体線路である。図１に示す誘電体導波線路では、中心誘電体１１が設けられており、更にその周囲に誘電体層１２が設けられている。中心誘電体１１は、上記ＰＴＦＥ成形体により構成することができる。第１の誘電体導波線路における誘電体層１２は、上記ＰＴＦＥ成形体と比べて誘電率が低い材料により構成することができ、これらの構成によって、ミリ波、サブミリ波等の高周波を、高効率で伝送させることができる。誘電体層１２は、例えば、延伸ＰＴＦＥ多孔質体、発泡ポリエチレンを中心誘電体１１に巻きつけて形成することができる。
第１の誘電体導波線路における上記ＰＴＦＥ成形体は、誘電率が高いので、中心誘電体１１を上記ＰＴＦＥ成形体により構成すれば、中心誘電体１１と誘電体層１２との誘電率の差を大きくすることができる。しかも、第１の誘電体導波線路における中心誘電体１１は、誘電正接も低いので、高効率で高周波を伝送可能な誘電体導波線路が実現できる。
図１に示す誘電体導波線路では、誘電体層１２の外周に、中心誘電体１１及び誘電体層１２を保護するための保護層１３が更に設けられているが、保護層１３の設置は任意である。保護層１３は、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン等の電線の保護層（シース層）に従来から使用されてきた材料から構成できる。
第１の誘電体導波線路は、中心誘電体として上記ＰＴＦＥ成形体を備えていることが好ましい。第１の誘電体導波線路は、更に上記中心誘電体の周囲に設けられた誘電体層を備えていることが好ましい。第１の誘電体導波線路において、上記誘電体層は、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率が１．９０以下であることが好ましい。第１の誘電体導波線路において、上記誘電体層は、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接が２．００×１０−４以下である材料からなることが好ましい。すなわち、中心誘電体としてのＰＴＦＥ成形体と、上記中心誘電体の周囲に設けられた誘電体層とを備えており、上記誘電体層は、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率が１．９０以下であり、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接が２．００×１０−４以下である材料からなる誘電体導波線路も、本発明の第１の誘電体導波線路の好適な態様の一つである。
第１の誘電体導波線路において、上記誘電体層を構成する材料の誘電率は、１．７０以下であることがより好ましく、１．５０以下であることが更に好ましく、１．３０以下であることが特に好ましく、１．０３以上であることが好ましい。また、第１の誘電体導波線路において、上記誘電体層を構成する材料の誘電正接は、１．００×１０−４以下であることがより好ましく、０．６０×１０−４以下であることが更に好ましく、０．３０×１０−４以下であることが特に好ましい。上記誘電体層を構成する材料としては、延伸ＰＴＦＥ多孔質体、発泡ポリエチレン等が挙げられる。
上記延伸ＰＴＦＥ多孔質体は、シート状のＰＴＦＥ成形体を延伸することによって得られる延伸ＰＴＦＥ多孔質膜であってもよいし、チューブ状のＰＴＦＥ成形体を延伸することによって得られる延伸ＰＴＦＥ多孔質チューブであってもよい。上記延伸ＰＴＦＥ多孔質体は、従来公知の方法で作製することができる。上記延伸ＰＴＦＥ多孔質体の誘電率及び誘電正接は、延伸倍率、延伸速度、延伸温度等の延伸条件によって適宜コントロールすることができる。例えば、延伸倍率が高いほど、誘電率及び誘電正接はともに低下する。
上記誘電体導波線路の別の実施形態を図２に示す。図２の誘電体導波線路は、インシュラーイメージ線路である。図２に示す誘電体導波線路では、誘電体２１が誘電体２２を介して導体基板２３上に設けられている。誘電体２１は、第１の誘電体導波線路が備える上記ＰＴＦＥ成形体により構成することができる。誘電体２２は、第１の誘電体導波線路が備える上記ＰＴＦＥ成形体より誘電率が低い材料により構成することができ、これらの構成によって、ミリ波、サブミリ波等の高周波を、高効率で伝送させることができる。第１の誘電体導波線路における上記ＰＴＦＥ成形体は、従来のＰＴＦＥ成形体よりも誘電率が高いので、誘電体２２を従来のＰＴＦＥ成形体により構成しても、誘電体２１と誘電体２２との間に誘電率の差を設けることができる。しかも、誘電体２１の誘電正接も低いので、高効率でミリ波を伝送可能な誘電体導波線路が実現できる。また、図示しないが、誘電体２１の上に導体基板２３を更に設けてもよい。誘電体２１、誘電体２２及び導体基板２３の各層間に接着層を設けてもよい。接着層は、例えば、接着機能をもつフッ素樹脂シートにより形成できる。上記フッ素樹脂シートとしては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の接着性官能基を有するテトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ）からなるシートが挙げられる。
また、上記誘電体導波線路は、イメージ線路（図示せず）であってもよい。上記イメージ線路の誘電体として、上記ＰＴＦＥ成形体を使用すると、上記ＰＴＦＥ成形体は、誘電正接が低いと同時に、誘電率が高いので、誘電体の線径を小さくすることができ、イメージ線路を小型化することが可能となる。
上記誘電体導波線路の別の実施形態を図３に示す。図３の誘電体導波線路は、非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）である。図３に示す誘電体導波線路は、一対の導電板３１ａ及び３１ｂと、導電板３１ａ及び３１ｂに挟着された誘電体３２とを備えている。誘電体３２は、第１の誘電体導波線路が備える上記ＰＴＦＥ成形体により構成することができる。第１の誘電体導波線路が備える上記ＰＴＦＥ成形体は、誘電正接が低いと同時に、誘電率が高いので、誘電体３２の線径を小さくすることができ、ＮＲＤガイドを小型化することが可能となる。導電板３１ａ、３１ｂ及び誘電体３２の各層間に接着層を設けてもよい。接着層は、例えば、接着機能をもつフッ素樹脂シートにより形成できる。上記フッ素樹脂シートとしては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の接着性官能基を有するテトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ）からなるシートが挙げられる。
また、図４に示すように、誘電体４１と、誘電体４１よりも誘電率の低い誘電体４２とから誘電体を構成してもよい。この構成において、誘電率の低い誘電体４２を介して高周波を入出力させると、誘電率の高い誘電体４１に高周波を直接入出力する場合に比べて、高周波の反射を抑制することができ、高周波の入出力が容易である。上記ＰＴＦＥ成形体は、従来のＰＴＦＥ成形体よりも誘電率が高いので、誘電体４１を第１の誘電体導波線路が備える上記ＰＴＦＥ成形体から構成すれば、誘電体４２を従来のＰＴＦＥ成形体により構成しても、誘電体４１と誘電体４２との間に誘電率の差を設けることができる。
次に、図１、２及び４を使用して、第２の誘電体導波線路の実施形態を説明する。
図１に示す誘電体導波線路は、断面が円形の円柱状誘電体線路である。図１に示す誘電体導波線路では、誘電体Ａとして、中心誘電体１１が設けられており、更にその周囲に、誘電体Ｂとして誘電体層１２が設けられている。中心誘電体１１は、上記ＰＴＦＥ成形体により構成されている。第２の誘電体導波線路では、中心誘電体１１の誘電率εＡと誘電体層１２の誘電率εＢとに誘電率の差（Δε）が設けられているので、ミリ波、サブミリ波等の高周波を、高効率で伝送させることができる。
中心誘電体１１の適正な直径は、周波数と中心誘電体の誘電率によって決まる。一般的に、上記周波数が１ＧＨｚ〜１ＴＨｚまでの場合、０．１ｍｍ〜１００ｍｍである。
誘電体層１２は、例えば、延伸ＰＴＦＥ多孔質体、発泡ポリエチレン等を中心誘電体１１に巻きつけて形成することができる。
図１に示す誘電体導波線路では、誘電体層１２の外周に、中心誘電体１１及び誘電体層１２を保護するための保護層１３が更に設けられているが、保護層１３の設置は任意である。保護層１３は、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン等の電線の保護層（シース層）に従来から使用されてきた材料から構成できる。
上記誘電体導波線路の別の実施形態を図２に示す。図２の誘電体導波線路は、インシュラーイメージ線路である。図２に示す誘電体導波線路では、誘電体Ａとしての誘電体２１が誘電体Ｂとしての誘電体２２を介して導体基板２３上に設けられている。誘電体２１は、上記ＰＴＦＥ成形体により構成されている。導体基板２３は金属板であってよい。第２の誘電体導波線路では、誘電体２１の誘電率εＡと誘電体２２の誘電率εＢとに誘電率の差（Δε）が設けられているので、ミリ波、サブミリ波等の高周波を、高効率で伝送させることができる。誘電体２２は、延伸ＰＴＦＥ多孔質体、発泡ポリエチレン等により形成することができる。
また、図示しないが、誘電体２１の上に導体基板２３を更に設けてもよい。誘電体２１、誘電体２２及び導体基板２３の各層間に接着層を設けてもよい。接着層は、例えば、接着機能をもつフッ素樹脂シートにより形成できる。上記フッ素樹脂シートとしては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の接着性官能基を有するテトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ）からなるシートが挙げられる。
上記誘電体導波線路の別の実施形態を図４に示す。図４の誘電体導波線路は、非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）である。図４に示す誘電体導波線路は、一対の導電板４３ａ及び４３ｂと、誘電体Ａとしての誘電体４１と、誘電体Ｂとしての誘電体４２とを備えており、誘電体４１及び誘電体４２は導電板４３ａ及び４３ｂに挟着されている。第２の誘電体導波線路では、誘電体４１の誘電率εＡと誘電体４２の誘電率εＢとに誘電率の差（Δε）が設けられているので、誘電率の低い誘電体４２を介して高周波を入出力させると、誘電率の高い誘電体４１に高周波を直接入出力する場合に比べて、高周波の反射を抑制することができ、高周波の入出力が容易である。誘電体４１は、上記ＰＴＦＥ成形体により構成されている。導電板４３ａ及び４３ｂは、金属板であってよい。
誘電体４２は、延伸ＰＴＦＥ多孔質体、発泡ポリエチレン等により形成することができる。導電板４３ａと誘電体４１及び４２との層間、及び／又は、導電板４３ｂと誘電体４１及び４２との層間に接着層を設けてもよい。接着層は、例えば、接着機能をもつフッ素樹脂シートにより形成できる。上記フッ素樹脂シートとしては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の接着性官能基を有するテトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ）からなるシートが挙げられる。
上記延伸ＰＴＦＥ多孔質体は、シート状のＰＴＦＥ成形体を延伸することによって得られる延伸ＰＴＦＥ多孔質膜であってもよいし、チューブ状のＰＴＦＥ成形体を延伸することによって得られる延伸ＰＴＦＥ多孔質チューブであってもよい。上記延伸ＰＴＦＥ多孔質体は、従来公知の方法で作製することができる。上記延伸ＰＴＦＥ多孔質体の誘電率及び誘電正接は、延伸倍率、延伸速度、延伸温度等の延伸条件によって適宜コントロールすることができる。例えば、延伸倍率が高いほど、誘電率及び誘電正接はともに低下する。
つぎに本発明を実験例をあげて説明するが、本発明はかかる実験例のみに限定されるものではない。
実験例の各数値は以下の方法により測定した。
誘電率及び誘電正接（ｔａｎδ）
円柱状ＰＴＦＥ成形体、チューブ状ＰＴＦＥ成形体、および延伸ＰＴＦＥ多孔質チューブの誘電率測定及び誘電正接（ｔａｎδ）の測定は、株式会社関東電子応用開発製空洞共振器（２．４５ＧＨｚ）による。
平板状ＰＴＦＥ成形体と延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の誘電率測定及び誘電正接（ｔａｎδ）の測定は、埼玉大学小林教授のＭＷ８７−７「誘電体平板材料のマイクロ波複素誘電率測定」（１２ＧＨｚ）による。
硬度
ＪＩＳ Ｋ６３０１−１９７５に規定されていたスプリング式硬さ計（ＪＩＳ−Ａ形）により硬さを測定した。
比重
液中ひょう量法（ＪＩＳ Ｚ ８８０７準拠）により測定した。
実験例１
標準比重（ＳＳＧ）が２．１７５であるＰＴＦＥファインパウダー２ｋｇに炭化水素系溶剤を４００ｇ混合して、ＰＴＦＥペーストを作製した。
次に、φ２．０ｍｍの押出ダイを用いて、ペースト押出成形により上記ＰＴＦＥペーストを成形して、円柱状で未焼成のＰＴＦＥ成形体（Ａ）を得た。得られたＰＴＦＥ成形体（Ａ）を熱風循環式電気炉内に設置して、１００℃から２５０℃へ段階的に温度上昇させ、炭化水素系溶剤を蒸散除去させることで、円柱状ＰＴＦＥ成形体（Ｂ）を得た。
得られた円柱状ＰＴＦＥ成形体（Ｂ）をソルトバス（溶融塩 硝酸カリウムおよび硝酸ナトリウムの１：１混合物）へ入れて加熱を行い、円柱状ＰＴＦＥ成形体（Ｃ）を得た。加熱後の直径は１．９５ｍｍであった。加熱の温度、時間及び結果を表１に示す。
実験例２及び比較例１〜２
加熱温度及び加熱時間を表１記載の通り変更した以外は実験例１と同様に円柱状ＰＴＦＥ成形体を得た。結果を表１に示す。
実験例３
実験例１と同様にして、乾燥させた円柱状ＰＴＦＥ成形体（Ｂ）を得た。乾燥後の円柱状ＰＴＦＥ成形体（Ｂ）を熱風循環式電気炉内へ入れて加熱を行った。加熱の温度、時間及び結果を表１に示す。
実験例４
標準比重（ＳＳＧ）が２．１７５であるＰＴＦＥファインパウダー２ｋｇに炭化水素系溶剤を４００ｇ混合して、ＰＴＦＥペーストを作製した。
次に、φ２．２ｍｍの押出ダイを用いて、ペースト押出成形により、φ０．５１１ｍｍの銀メッキ銅被覆鋼線に上記ＰＴＦＥペーストを押し出し、ＰＴＦＥ被覆金属線を得た。ＰＴＦＥ被覆金属線を熱風循環式電気炉内に設置して、１００℃から２５０℃へ段階的に温度上昇させて、炭化水素系溶剤を蒸散除去させた。
乾燥後のＰＴＦＥ被覆金属線をソルトバスへ入れて加熱を行った。加熱の温度及び時間を表１に示す。
加熱後のＰＴＦＥ被覆金属線を２ｍ程度に切断して、銀メッキ銅被覆鋼線のみを引き抜き、銀メッキ銅被覆鋼線とＰＴＦＥ被覆とを分離して、チューブ状（円筒状）のＰＴＦＥ成形体を得た。上記ＰＴＦＥ成形体の各物性を表１に示す。
実験例５
標準比重（ＳＳＧ）が２．１６０であるＰＴＦＥファインパウダー２ｋｇに炭化水素系溶剤を６００ｇ混合して、ＰＴＦＥペーストを作製した。
次に、φ１６ｍｍの押出ダイを用いて、ペースト押出成形により上記ＰＴＦＥペーストを成形して、円柱状ＰＴＦＥ成形体を得た。
更に、カレンダーロールを使用して、圧延成形により上記円柱状ＰＴＦＥ成形体を成形し、厚み１．０ｍｍの平板状ＰＴＦＥ成形体（Ｄ）を得た。
得られた平板状ＰＴＦＥ成形体（Ｄ）を熱風循環式電気炉内に設置して、１００℃から２５０℃へ段階的に温度上昇させ、炭化水素系溶剤を蒸散除去させ、平板状ＰＴＦＥ成形体（Ｅ）を得た。
平板状ＰＴＦＥ成形体（Ｅ）を１００ｍｍ×１５０ｍｍに切断して、ソルトバスに浸漬し、加熱を行い、平板状ＰＴＦＥ成形体（Ｆ）を得た。加熱の温度、時間及び結果を表１に示す。
Figure 2016159314
実験例６
実験例５で得られた平板状ＰＴＦＥ成形体（Ｅ）を一軸延伸機で２５０℃雰囲気中で長さ方向に５倍に延伸し、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜Ｇ（厚み２００μｍ）を得た。
得られた延伸ＰＴＦＥ多孔質膜Ｇについて、上記空洞共振器平板法で測定した誘電率は１．４１、誘電正接は０．４×１０−４であった。
実験例７
延伸倍率を１５倍に変更する以外は実験例６と同様にして、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜Ｈを得た。上記空洞共振器平板法で測定した誘電率は１．０７、誘電正接は０．１×１０−４であった。
実験例８
標準比重（ＳＳＧ）が２．１７５であるＰＴＦＥファインパウダー２ｋｇに炭化水素系溶剤を４１０ｇ混合して、ＰＴＦＥペーストを作製した。
次に、φ６．２ｍｍの押出ダイとφ２．２ｍｍのコアピンを用いて、ペースト押出成形により、チューブ状で未焼成のＰＴＦＥ成形体を得た。得られたチューブ状で未焼成のＰＴＦＥ成形体を熱風循環式電気炉内に設置して、１００℃から２５０℃へ段階的に温度上昇させて、炭化水素系溶剤を蒸散除去させた。
乾燥後のチューブ状で未焼成のＰＴＦＥ成形体を一軸延伸機で２５０℃雰囲気中で長さ方向に５倍に延伸し、延伸ＰＴＦＥ多孔質チューブＩ（外径：６．０ｍｍ、内径：２．０ｍｍ）を得た。
得られた延伸ＰＴＦＥ多孔質チューブＩについて、上記空洞共振器平板法で測定した誘電率は１．２０、誘電正接は０．３×１０−４であった。
実験例９
中心誘電体として実験例１で得られた円柱状ＰＴＦＥ成形体Ｃ（誘電率２．１４、直径１．９５ｍｍ）に、誘電体層として実施例６で得られた延伸ＰＴＦＥ多孔質膜Ｇ（誘電率１．４１、誘電正接０．４×１０−４）を更に５ｍｍ幅にスリットしたテープを巻きつけ、厚みを２．０ｍｍとし、中心誘電体と誘電体層の誘電率の差Δεが０．７３、直径６．０ｍｍのＨＥ１１混成モードの円柱状誘電体線路を得た。
実験例１０
中心誘電体として実験例１で得られた円柱状ＰＴＦＥ成形体Ｃ（誘電率２．１４、直径１．９５ｍｍ）を、誘電体層として実施例８で得られた延伸ＰＴＦＥ多孔質チューブＩ（誘電率１．２０、誘電正接０．３×１０−４）に挿入し、中心誘電体と誘電体層の誘電率の差Δεが０．９４、直径６．０ｍｍのＨＥ１１混成モードの円柱状誘電体線路を得た。
実験例１１
中心誘電体として実験例３で得られた円柱状ＰＴＦＥ成形体（誘電率２．１９、直径１．９５ｍｍ）に、誘電体層として実施例７で得られた延伸ＰＴＦＥ多孔質膜Ｈ（誘電率１．０７、誘電正接０．１×１０−４）を更に５ｍｍ幅にスリットしたテープを巻きつけ、厚みを２．０ｍｍとし、中心誘電体と誘電体層の誘電率の差Δεが１．１２、直径６．０ｍｍのＨＥ１１混成モードの円柱状誘電体線路を得た。
実験例１２
以下に記載する層構造にてインシュラーイメージ線路を作製した。
第１の層：銅箔（導体基板）
第２の層：接着機能をもつＰＦＡシート（厚み１２．５μｍ）
第３の層：実験例５で得られた平板状ＰＴＦＥ成形体（Ｆ）（誘電率：２．１４）
第４の層：接着機能をもつＰＦＡシート（厚み１２．５μｍ）
第５の層：実験例６で得られた延伸ＰＴＦＥ多孔質膜Ｇ（誘電率：１．４１、誘電正接０．４×１０−４）
第６の層：接着機能をもつＰＦＡシート（厚み１２．５μｍ）
第７の層：銅箔（導体基板）
７層の材料を重ねてから３１０℃プレスにて１０分間、１．０ＭＰａの圧力にてプレス接着を行った。第１、第７の層、および各層の一部をエッチングにより除去することでＨＥ１１モードであるインシュラーイメージ線路を作製した。
１１ 中心誘電体
１２ 誘電体層
１３ 保護層
２１、２２ 誘電体
２３ 導体基板
３１ａ、３１ｂ、４３ａ、４３ｂ 導電板
３２、４１、４２ 誘電体

Claims (10)

  1. ２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率が２．０５以上であり、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接が１．２０×１０−４以下であり、硬度が９５以上であるポリテトラフルオロエチレン成形体を備えることを特徴とする誘電体導波線路。
  2. 前記ポリテトラフルオロエチレン成形体は、未焼成ポリテトラフルオロエチレンを３２６〜３４５℃で１０秒〜２時間加熱することにより得られる請求項１記載の誘電体導波線路。
  3. 中心誘電体としてポリテトラフルオロエチレン成形体を備えており、更に前記中心誘電体の周囲に設けられた誘電体層を備えており、前記誘電体層は、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率が１．９０以下であり、２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接が２．００×１０−４以下である材料からなる請求項１又は２記載の誘電体導波線路。
  4. 更に、導体基板と、前記ポリテトラフルオロエチレン成形体よりも誘電率が低い材料により構成された誘電体と、を備えており、前記ポリテトラフルオロエチレン成形体が前記誘電体を介して前記導体基板上に設けられている請求項１又は２記載の誘電体導波線路。
  5. 更に、一対の導電板を備えており、前記ポリテトラフルオロエチレン成形体が前記一対の導電板に挟着されている請求項１又は２記載の誘電体導波線路。
  6. 未焼成ポリテトラフルオロエチレンを３２６〜３４５℃で１０秒〜２時間加熱してポリテトラフルオロエチレンの成形体を得る工程、及び、
    前記ポリテトラフルオロエチレン成形体を用いて誘電体導波線路を製造する工程、
    を含むことを特徴とする誘電体導波線路の製造方法。
  7. 誘電体Ａと、誘電体Ａよりも誘電率が低い誘電体Ｂとを備える誘電体導波線路であって、
    誘電体Ａはポリテトラフルオロエチレン成形体により構成されており、
    誘電体Ａの２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率をεＡ、誘電体Ｂの２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電率をεＢ、誘電体Ａと誘電体Ｂとの誘電率の差をΔε＝εＡ−εＢと表すとき、Δεが０．７０以上である
    ことを特徴とする誘電体導波線路。
  8. Δεが０．９０以上である請求項７記載の誘電体導波線路。
  9. εＡが２．０５以上である請求項７又は８記載の誘電体導波線路。
  10. 誘電体Ａの２．４５ＧＨｚ又は１２ＧＨｚにおける誘電正接が１．２０×１０−４以下であり、誘電体Ａの硬度が９５以上である請求項７、８又は９記載の誘電体導波線路。
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