JP3227091B2 - 同軸ケーブル用絶縁材料、同軸ケーブルおよび同軸ケーブルの製造方法 - Google Patents
同軸ケーブル用絶縁材料、同軸ケーブルおよび同軸ケーブルの製造方法Info
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Description
材料、該材料から得られる発泡絶縁層を有する同軸ケー
ブルおよび該同軸ケーブルの製造方法に関し、詳しくは
高い発泡度を有し且つ均一な発泡体を与えるため、同軸
ケーブルの発泡絶縁層の形成に好ましく利用できる絶縁
材料、該材料から造られた発泡絶縁層を有する同軸ケー
ブルおよび該ケーブルの製造方法に関する。
り、ポリマー組成物を導体上に発泡押出成形して製造さ
れる発泡絶縁層を有する絶縁電線が広く用いられてい
る。この発泡押出成形に用いられるポリマー組成物とし
ては、例えば、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂
に、4,4’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジ
ド(OBSH)やアゾジカルボンアミド(ADCA)等
の熱分解性化合物を成核剤として、さらにクロロフルオ
ロカーボン等の発泡剤を配合したポリマー組成物が用い
られている。
核剤としてOBSHを配合した組成物を用いた場合に
は、OBSHの熱分解時に水が発生し、発泡した樹脂中
に水分が残存する。その結果伝送特性等に悪影響を及ぼ
し、得られた発泡絶縁層を真空乾燥等によって乾燥する
必要があり、工業的な観点から好ましいとは言えなかっ
た。また、成核剤としてADCAを配合した組成物を用
いた場合は、熱分解したADCAの分解残渣であるビウ
レア、シアヌール酸、ウラゾール等が生成し、これらの
物質は分極しているため高周波領域で誘電体損失を起こ
し、得られる発泡絶縁層の誘電正接(以下、tanδと
いう)を大きく上昇させる。そのため絶縁層の電気特性
が劣る結果となる問題があった。また、分解残渣の影響
により、発泡絶縁層の吸水性が高くなり、低湿度の雰囲
気下に保管する必要があった。
押出可能なポリオレフィン系樹脂を含むベースレジン
と、成核剤として発泡温度において非分解性で且つ低極
性のホウ素化合物粉体とを含有する発泡押出成形用組成
物を開示している。また、特願平7−12983号明細
書には、熱溶融押出可能なポリオレフィン系樹脂を含む
ベースレジンと、成核剤として特定の窒化ホウ素とを含
有する発泡押出成形用組成物が開示されている。
特に電気特性(例えばtanδ)がADCA等の成核剤
を含む従来の発泡成形用組成物から得られる発泡体より
もはるかに優れた発泡体を与えるものである。しかし該
発泡体は、優れた電気特性を持つとは言え、従来の材料
から得られる発泡体に比較してセル径が大きく、従って
機械的強度、硬度が要求される用途には不向きであった
り、また従来品に比べてコストが高い等の欠点もあっ
た。
開平3−64335号公報には、熱可塑性樹脂とフルオ
ロカーボンパウダーあるいは成核剤との混合物を加熱、
可塑化して、これに発泡剤を注入して、発泡体を得る方
法が記載されている。しかし上記したいずれの公報も断
熱分野に用いられる発泡成形体に関するもので、同軸ケ
ーブルの発泡絶縁層を造るのに適した、特に電気特性が
優れた成形品を与える発泡性組成物(絶縁材料)および
該組成物から得られる絶縁層を有する同軸ケーブルにつ
いては記載がない。
均一で高発泡度の成形物を与えることができ、さらに発
泡体の乾燥工程が不要で、かつ低コストの同軸ケーブル
用絶縁材料を提供することである。本発明のもう一つの
目的は、かかる絶縁材料から得られる電気特性に優れた
絶縁層を有する同軸ケーブルを提供することである。本
発明の更なる目的は、上記同軸ケーブルの製造方法を提
供することである。
用絶縁材料(1)〜(6)、同軸ケーブル(7)〜(1
2)および同軸ケーブルの製造方法(13)に関する。 (1)熱溶融押出可能なポリオレフィン系樹脂と成核剤
としてフッ素系樹脂粉末とを含有する発泡剤の存在下に
発泡押出成形しうる同軸ケーブル用絶縁材料。 (2)発泡剤を含む上記(1)の同軸ケーブル用絶縁材
料。 (3)ポリオレフィン系樹脂が、高密度ポリエチレン、
低密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンと低密度
ポリエチレンとの混合物である上記(1)または(2)
の同軸ケーブル用絶縁材料。 (4)フッ素系樹脂粉末が、ポリテトラフルオロエチレ
ン粉末、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粉末およびエチレン−テトラ
フルオロエチレン共重合体粉末からなる群れから選ばれ
るものである上記(1)〜(3)のいずれかに記載の同
軸ケーブル用絶縁材料。 (5)フッ素系樹脂粉末が、ポリオレフィン系樹脂10
0重量部に対して、0.01〜10重量部添加されてい
る上記(1)〜(4)のいずれかに記載の同軸ケーブル
用絶縁材料。 (6)フッ素系樹脂粉末の平均粒子径が、0.1〜10
0μmである上記(1)〜(5)のいずれかに記載の同
軸ケーブル用絶縁材料。 (7)熱溶融押出可能なポリオレフィン系樹脂と成核剤
としてフッ素系樹脂粉末とを含有する発泡剤の存在下に
発泡押出成形しうる同軸ケーブル用絶縁材料から造られ
る発泡絶縁層を有する同軸ケーブル。 (8)同軸ケーブル用絶縁材料が発泡剤を含む上記
(7)の同軸ケーブル。 (9)ポリオレフィン系樹脂が、高密度ポリエチレン、
低密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンと低密度
ポリエチレンとの混合物である上記(7)または(8)
記載の同軸ケーブル。 (10)フッ素系樹脂粉末が、ポリテトラフルオロエチ
レン粉末、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粉末およびエチレン−テト
ラフルオロエチレン共重合体粉末からなる群れから選ば
れるものである上記(7)〜(9)のいずれかに記載の
同軸ケーブル。 (11)フッ素系樹脂粉末が、ポリオレフィン系樹脂1
00重量部に対して、0.01〜10重量部添加されて
いる上記(7)〜(10)のいずれかに記載の同軸ケー
ブル。 (12)フッ素系樹脂粉末の平均粒子径が、0.1〜1
00μmである上記(7)〜(11)のいずれかに記載
の同軸ケーブル。 (12)導体上に熱溶融押出可能なポリオレフィン系樹
脂と成核剤としてフッ素系樹脂粉末とを含有する組成物
を発泡剤の存在下に押出し、発泡絶縁層を成形すること
からなる同軸ケーブルの製造方法。
熱溶融押出可能なポリオレフィン系樹脂を含む。熱溶融
押出可能なポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレ
ン〔高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチ
レン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、
HDPEとLDPEとの混合物等〕、ポリプロピレン、
プロピレン成分とエチレン成分がランダムあるいはブロ
ック状に共重合したプロピレン−エチレン共重合体等が
挙げられる。特に発泡度の点でポリエチレン、なかでも
HDPE、およびHDPEとLDPEとの混合物が好適
に使用される。HDPEとLDPEとの混合物における
両者の配合割合は、通常HDPE100重量部に対し
て、LDPE10〜900重量部、好ましくは12.5
〜400重量部、より好ましくは100〜400重量部
である。ここでLDPEとは密度が0.910g/cm
3 以上、0.925g/cm3以下のもの、MDPEと
は0.925g/cm3 を越え、0.940g/cm3
以下のもの、HDPEとは0.940g/cm3 を越
え、0.965g/cm3以下のものをいう。
の好適なメルトフローレイト(以下MFRと略す)の範
囲は、例えばポリエチレンの場合は0.5〜10g/1
0分、好ましくは0.6〜8g/10分、ポリプロピレ
ンの場合は1〜20g/10分、好ましくは1.5〜1
5g/10分である。なおMFRは、JIS K 72
10に準拠して測定した値である。測定条件は、ポリエ
チレンの場合は荷重2.16kg、温度190℃、ポリ
プロピレンの場合は荷重2.16kg、温度230℃で
ある。
系樹脂の他に本発明の目的を達成できる範囲で、他の樹
脂(例えば、ポリスチレン等)を配合してもよい。他の
樹脂を配合する場合その量は、ベースレジン中20重量
%以下が好ましい。
核剤としてフッ素系樹脂粉末が用いられる。フッ素系樹
脂粉末として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)、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)、エチレン
−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合
体(FEP)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重
合体、ポリビニリデンフルオライド(PVdF)、ポリ
クロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、クロロト
リフルオロエチレン−エチレン共重合体(ECTFE)
等の粉末が挙げられるが、これらに限定されるわけでは
ない。なかでもPTFE粉末、PFA粉末およびETF
E粉末が好ましく、とりわけPTFE粉末が特に好まし
い。
されるものではないが、セルの均一性および発泡度の点
で、0.1〜100μmが好ましく、さらに好ましくは
0.5〜50μmである。該平均粒子径は、レーザー光
回折法(マイクロトラック粒度分析計)に基づいて測定
したものである。この時の測定条件は、試料(フッ素系
樹脂粉末)約100mgをエタノール/水(1:1)溶液
中に入れ、超音波洗浄器(28KHz)で5分間均一分
散させ、次いでこの分散液をCILAS社製 Laser Gr
anulometerModel715型装置を用いて測定した。ま
た、フッ素系樹脂粉末の形状に特別の制限はないが、セ
ルの均一性および発泡度の点から球状が好ましい。
るものではないが、発泡性の点から好ましくはベースレ
ジン100重量部に対して、0.01〜10重量部、よ
り好ましくは0.02〜0.2重量部である。フッ素系
樹脂粉末の配合量がこの範囲内であれば、高発泡度で適
切なセル径をもつ外観が良好な成形体が得られる。
系樹脂粉末以外の従来より当該分野で既知の成核剤も併
用してもよい。併用しうる成核剤として、例えば、窒化
ホウ素、アルミナ、ジルコニア、タルク等の無機化合物
の微粉末、ADCA、OBSH等の有機発泡性化合物等
が挙げられる。フッ素系樹脂粉末以外の成核剤を併用す
る場合、その量は成核剤中50重量%以下が好ましい。
方式等に応じて適切なものを選択して用いればよい。例
えば、成形と同時に最終状態の発泡絶縁層を形成する場
合、窒素、炭酸ガス、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガ
ス、メタン、プロパン、ブタン、ペンタン等の炭化水
素、ジクロロジフルオロメタン、ジクロロモノフルオロ
メタン、モノクロロジフルオロメタン、トリクロロモノ
フルオロメタン、モノクロロペンタフルオロエタン、ト
リクロロトリフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素等
が用いられる。これらの発泡剤中、HCFC22、HC
FC123、HCFC124、HCFC142bの如き
水素原子含有のクロロフルオロカーボン、塩素原子を有
しないフルオロカーボン、窒素、炭酸ガス、アルゴン等
の不活性ガスは、均一、微細、高発泡度の発泡体を与え
る点から特に好ましい。しかもこれらはオゾン層に対し
て非破壊性なので環境保護上も好ましい。なかでもアル
ゴンが特に好ましい。
常、ベースレジン100重量部に対し0.2〜20重量
部、好ましくは0.5〜10重量部である。
害防止剤、酸化防止剤、着色剤等の添加剤を配合しても
よい。添加剤の配合量は、好ましくはベースレジン10
0重量部あたり0.05〜2.0重量部、さらに好まし
くは0.1〜1.0重量部である。
縁層を形成すべく該材料を押出成形によって導体上に供
給する際に発泡剤の存在下に処理して、成形と同時に発
泡構造の絶縁層を形成することができる。発泡剤は予め
(押出成形機に供給する前)絶縁材料に混入させてもよ
いし、押出成形機に絶縁材料の供給部とは別の発泡剤供
給部を設けて、そこを介して供給してもよい。
一実施態様を示す。第一押出機4に供給されているポリ
オレフィン樹脂と成核剤の混合物は、第一押出機4内で
溶融される。そこへ発泡剤がポンプ3を通じて第一押出
機4内に圧入され、上記溶融物と充分に混合される。そ
の後、第一押出機4内で充分に混合されたポリオレフィ
ン樹脂、成核剤および発泡剤の混合物は第二押出機5に
移動する。第二押出機5内の押出温度を、第一押出機4
内の温度よりも下げ、かつ使用するポリオレフィン樹脂
の溶融温度より少しだけ高い温度になるように調節する
ことが好ましい。例えば、HDPEとLDPEとの混合
物を使用した場合、第一押出機4内の温度および圧力は
180〜210℃、50〜150気圧に調整するのが好
ましく、第二押出機5内の温度および圧力は130〜1
40℃、50〜150気圧に調整するのが好ましい。導
体供給部1から供給される導体8は、予備加熱器2で予
備加熱される。一方、第二押出機5内の混合物は、押出
機のヘッド9からダイス6内に押出され、ダイス6の軸
芯部を通過して送り込まれた導体8の周りに圧着される
と同時に発泡する。その後、発泡絶縁層は徐々に冷却さ
れ、発泡絶縁層が形成される。形成された発泡絶縁層
は、最終状態である必要はなく、例えば、架橋処理や後
発泡処理等の後続処理を施してもよい。
はないが、普通、内部導体の周りに本発明の絶縁材料か
ら形成される発泡絶縁体層、その周りに外部導体層、そ
の周りに被覆層が形成される。上記した各層の厚さにも
特別の制限はないが、普通、内部導体が5〜18mm程
度、絶縁体外径が11〜45mm程度、外部導体外径が
15〜47mm程度、ケーブルの外径は17〜51mm
程度である。なお、本発明で用いられる導体としては、
銅、アルミニウム、スズ等の金属材料からなるものが適
当であり、導電性の点から特に銅が好ましい。導体は線
状、中空の管状等いずれのものでよい。
セルが微細且つ均一で高発泡度の良好な外観を有する成
形体を得ることができる。該成形体は、電気特性〔ε
(実効誘電率)、tanδが小さい〕に優れ、特にta
nδが小さく、また成核剤を多量に添加しても電気特性
は悪化するどころか逆に良好になる。さらに従来品より
低コストであるという利点もある。このように本発明の
絶縁材料から造られる成形体は優れた電気特性を有する
ので、該材料は特に通信用アンテナ給電線、ITV用伝
送線路、CATV用伝送線路等、特に1.5〜2.5G
Hz程度の高周波同軸ケーブルの絶縁層用として好まし
く用いることができる。
説明するが、これらは本発明を何ら限定するものではな
い。
HDPE100重量部に、表2に示す各種PTFEを表
2に示す量配合して同軸ケーブル用絶縁材料を調製し
た。得られた各絶縁材料を、25mmφ−30mmφ二
段型押出機で、発泡剤としてアルゴンガスを使用して発
泡押出成形し、外径約10mmの発泡絶縁体を作製し
た。
度(%)、セルの平均径(mm)およびセルの均一性を
表2に示した。
30mmφ押出機に供給し、かつ押出機に別途に形成し
た発泡剤注入孔より発泡ガス(Ar)を注入しつつ直径
0.813mmφ軟銅線上に発泡押出成形し、外径10
mmの発泡絶縁層を有する絶縁電線を形成したのち、そ
の発泡絶縁層の外側に銅線編組とPVCシースを施して
同軸ケーブルを得た。この同軸ケーブルに1.06Hz
の高周波を課電し、その減衰量からtanδおよびεを
算出した。減衰量は次の式で表される。 α=αr +αk (式中、αは減衰量、αr は抵抗減衰量およびαk は漏
洩減衰量を示す)
(Ω)、fは周波数(Hz)、dは内部導体外径
(m)、Dは外部導体内径(m)、εおよびtanδに
ついては下表参照、、K1 およびK2 は内外導体の材質
構成により定まる定数(例えば、銅単線、銅管:1、銅
より線:1.2)、K3 は外部導体の形状により定まる
定数(例えば、平滑管:1.0、波形管:1.2)を示
す〕
ガスの量を徐々に増大させ、そのとき得られる発泡絶縁
体の発泡度の中で最大のもので、次式によって計算され
る。
は、JIS K 7112に規定する水中置換法(A
法)によって測定した。
の長い方の径をノギスを用いて測定し、その平均の長さ
をセル径の平均値とした。セルの均一性 発泡体の断面を目視観察によって判定した。 判定基準 ◎:すべてのセルの大きさがほぼ同じ大きさである状
態。 ○:平均的な大きさのセルの中にわずかに大きなセルが
混在する状態。 ×:大きなセルが半分以上混在する状態。
/cm3 、MFR2.0g/10分)の30/70(重
量比)混合物を用いた以外はすべて実施例1と同様にし
て、発泡押出成形用の絶縁材料を調製し、この絶縁材料
から外径約10mmの発泡絶縁体を作製した。
実施例1と同様にして、発泡押出成形用の絶縁材料を調
製し、この材料から外径約10mmの発泡絶縁体を作製
した。
比)混合物を用いた以外はすべて実施例1と同様にし
て、発泡押出成形用の絶縁材料を調製し、この材料から
外径約10mmの発泡絶縁体を作製した。
核剤を使用した以外は実施例1と同様にして、発泡押出
成形用の絶縁材料を調製し、この材料から外径約10m
mの発泡絶縁体を作製した。
た発泡絶縁体のそれぞれについて、最大発泡度(%)、
セルの平均セル径(mm)およびセルの均一性、tan
δを実施例1と同様に測定あるいは評価した。結果を表
2、3に示す。
HDPE100重量部に、PTFEを表4に示す量配合
して同軸ケーブル用絶縁材料を調製した。得られた絶縁
材料を、25mmφ−30mmφ二段型押出機で、発泡
剤としてアルゴンガスを使用して、1.4mmφの軟銅
線上に発泡押出成形し、外径が5mmφの発泡絶縁層を
有する同軸ケーブル(長さ:110m)を作製し、その
発泡絶縁層の外側に銅線編組とPVCシースを施して同
軸ケーブルを得た。この同軸ケーブルに1GHz、1.
5GHzおよび2GHzの高周波を課電し、その減衰量
からtanδを算出した。また最大発泡度、平均セル
径、セルの均一性を実施例1に準じて測定した。結果を
表4に示す。
実施例9と同様にして同軸ケーブルを得た。実施例9と
同様にしてtanδを算出した。また最大発泡度
(%)、平均セル径(mm)、セルの均一性を実施例1
も測定した。結果を表4に示す。
実施例9と同様にして同軸ケーブルを得た。実施例9と
同様にしてtanδを算出した。結果を表5に示す。
末を含有する本発明の同軸ケーブル用絶縁材料からは、
セルが微細且つ均一で、高い発泡度を有する成形体が得
られる。該成形体は、電気特性、特に絶縁特性に優れ、
このような絶縁層を有する同軸ケーブルは減衰量特性に
優れる。また、絶縁層の乾燥工程を不要にできるので、
同軸ケーブルの生産効率の向上、生産コストの低減が実
現でき、さらに本発明の絶縁材料は低コストでもある。
を示す図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 熱溶融押出可能なポリオレフィン系樹脂
と成核剤としてフッ素系樹脂粉末とを含有する、発泡剤
の存在下に発泡押出成形しうる同軸ケーブル用絶縁材
料。 - 【請求項2】 発泡剤を含む請求項1記載の同軸ケーブ
ル用絶縁材料。 - 【請求項3】 ポリオレフィン系樹脂が、高密度ポリエ
チレン、低密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレン
と低密度ポリエチレンとの混合物である請求項1または
2記載の同軸ケーブル用絶縁材料。 - 【請求項4】 フッ素系樹脂粉末がポリテトラフルオロ
エチレン粉末、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粉末およびエチレン−
テトラフルオロエチレン共重合体粉末からなる群れから
選ばれるものである請求項1〜3のいずれかに記載の同
軸ケーブル用絶縁材料。 - 【請求項5】 フッ素系樹脂粉末がポリオレフィン系樹
脂100重量部に対して0.01〜10重量部添加され
ている請求項1〜4のいずれかに記載の同軸ケーブル用
絶縁材料。 - 【請求項6】 フッ素系樹脂粉末の平均粒子径が0.1
〜100μmである請求項1〜5のいずれかに記載の同
軸ケーブル用絶縁材料。 - 【請求項7】 熱溶融押出可能なポリオレフィン系樹脂
と成核剤としてフッ素系樹脂粉末とを含有する、発泡剤
の存在下に発泡押出成形する同軸ケーブル用絶縁材料か
ら造られる発泡絶縁層を有する同軸ケーブル。 - 【請求項8】 同軸ケーブル用絶縁材料が発泡剤を含む
請求項7記載の同軸ケーブル。 - 【請求項9】 ポリオレフィン系樹脂が、高密度ポリエ
チレン、低密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレン
と低密度ポリエチレンとの混合物である請求項7または
8記載の同軸ケーブル。 - 【請求項10】 フッ素系樹脂粉末がポリテトラフルオ
ロエチレン粉末、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粉末およびエチレン
−テトラフルオロエチレン共重合体粉末からなる群れか
ら選ばれるものである請求項7〜9のいずれかに記載の
同軸ケーブル。 - 【請求項11】 フッ素系樹脂粉末がポリオレフィン系
樹脂100重量部に対して0.01〜10重量部添加さ
れている請求項7〜10のいずれかに記載の同軸ケーブ
ル。 - 【請求項12】 フッ素系樹脂粉末の平均粒子径が0.
1〜100μmである請求項7〜11のいずれかに記載
の同軸ケーブル。 - 【請求項13】 導体上に熱溶融押出可能なポリオレフ
ィン系樹脂と成核剤としてフッ素系樹脂粉末とを含有す
る組成物を発泡剤の存在下に押出し、絶縁層を成形する
ことからなる同軸ケーブルの製造方法。
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-
1996
- 1996-06-03 JP JP14048296A patent/JP3227091B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH0955120A (ja) | 1997-02-25 |
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