JP2004238436A

JP2004238436A - オレフィン系樹脂発泡体

Info

Publication number: JP2004238436A
Application number: JP2003027057A
Authority: JP
Inventors: Akira Watabe; 亮渡部; Shoichiro Nakamura; 詳一郎中村
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】高周波同軸ケーブルの誘電体層に好適な極性成分を含まず、微細で均一な発泡構造と高発泡度を有するオレフィン系樹脂発泡体を得る。
【解決手段】内部導体１と誘電体層２と外部導体３を有しる高周波同軸ケーブルの誘電体層２を構成する発泡体として、高密度ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂１００重量部に対して、平均粒径０．１〜１５μｍのシリカ粉末を発泡核剤として０．１〜３重量部添加し、このものを発泡剤として窒素ガスなどの無機ガスを用いて発泡させた発泡体を使用する。この発泡体の発泡度は７０％以上とすることが好ましい。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ギガヘルツバンドの高周波帯域の電磁波伝送に好適な高周波同軸ケーブルおよびその誘電体層をなすオレフィン系樹脂発泡体に関し、その誘電体層の誘電損失を低減し、高周波帯域での信号減衰量を低減したものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波同軸ケーブルには、図１に示すように、銅撚線、銅単線などからなる内部導体１の上に誘電体層２が設けられ、この誘電体層２の上に銅線編組などの外部導体３が設けられ、この外部導体３の上にポリエチレン、可塑化ポリ塩化ビニルなどからなるシース４が被覆されたものがある。
上記誘電体層２には、比誘電率、誘電損失が小さい高密度ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンなどの無極性樹脂や、比誘電率、誘電損失がさらに小さい発泡ポリエチレンなどが使用されている。
【０００３】
そして、誘電体層２が発泡ポリエチレンからなるものでは、発泡ポリエチレンとなるポリエチレンに予め発泡核剤としてタルク、シリカ、炭酸カルシウム、フッ素樹脂粉末などと、化学発泡剤としてアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４´−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）などを添加しておき、誘電体層２の押出被覆の際に、溶融ポリエチレン中で化学発泡剤を加熱、分解、発泡させて、発泡度７０〜８０％の発泡ポリエチレンとする方法で製造されている。
【０００４】
このようにして得られた発泡ポリエチレンでは、気泡セル径が均一であり、発泡度も高いものである。しかし、この発泡ポリエチレンには、化学発泡剤の分解生成物が存在している。そして、この分解生成物中には、水酸基やカルボニル基などの極性成分が含まれており、この極性成分に起因する誘電損失によって、高周波帯域での誘電体層の漏れ減衰量が大きくなり、結果的に信号減衰量が大きくなる問題があった。
このようなオレフィン系樹脂発泡体およびこれを誘電体層とする同軸ケーブルに関する先行技術文献としては、以下のようなものが挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭４９−１１９６１号公報
【特許文献２】
特許第３２２７０９１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、高周波同軸ケーブルの誘電体層の誘電損失を低減し、ギガヘルツバンドの高周波帯域での信号減衰量を低減することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、オレフィン系樹脂に、発泡核剤として平均粒径０．１〜１５μｍのシリカ粉末を添加し、発泡剤として無機ガスを用いて発泡させたことを特徴とするオレフィン系樹脂発泡体である。
【０００８】
請求項２にかかる発明は、無機ガスが、窒素、二酸化炭素、アルゴンのいずれか１種以上であることを特徴とする請求項１記載のオレフィン系樹脂発泡体である。
請求項３にかかる発明は、オレフィン系樹脂１００重量部に対してシリカ粉末を０．１〜３重量部配合したことを特徴とする請求項１または２記載のオレフィン系樹脂発泡体である。
【０００９】
請求項４にかかる発明は、オレフィン系樹脂が、高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ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のオレフィン系樹脂発泡体である。
【００１０】
請求項５にかかる発明は、発泡度が７０％以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のオレフィン系樹脂発泡体である。
請求項６にかかる発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のオレフィン系樹脂発泡体を誘電体層として用いたことを特徴とする高周波同軸ケーブルである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態に基づいて本発明を詳しく説明する。
本発明者は、高周波同軸ケーブルにおける誘電体層の高周波帯域での誘電損失は、誘電体層中に存在する微量の水酸基、カルボニル基、アミド基、スルホニル基などの極性成分の存在量に左右されることを知見した。
【００１２】
この知見に基づいて、本発明では誘電体層中に持ち込まれる極性成分を極力排除するようにした。すなわち、誘電体層となるオレフィン系樹脂発泡体中に存在する極性成分を極力少なくなるようにした。
【００１３】
本発明のオレフィン系樹脂発泡体は、オレフィン系樹脂に、発泡核剤として平均粒径０．１〜１５μｍのシリカ粉末を添加し、発泡剤として無機ガスを用いて発泡させたものである。
【００１４】
ここでのオレフィン系樹脂としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられるが、これらのなかでも高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が好ましい。高密度ポリエチレンは、枝分かれが少なく、高結晶性で無極性であり、比誘電率、誘電損失が小さく、誘電特性の点から好適であるが、溶融時の溶融粘度が高く、発泡させずらい問題があるので、溶融粘度が低い低密度ポリエチレンを加えて、溶融粘度を好適な範囲とすることが好ましい。高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとを混合して用いる場合には、高密度ポリエチレン１００重量部に対して低密度ポリエチレン１０〜４０重量部を配合することが望ましい。
【００１５】
また、発泡核剤としてのシリカ粉末には、その平均粒子径が０．１〜１５μｍの範囲のものが用いられる。平均粒子径が０．１μｍ未満では均一な大きさに発泡せず、１５μｍを越えると巨大なセル径の発泡を生じる。
シリカは分子式ＳｉＯ_２で示されるように無極性であり、発泡体中に存在してもその誘電特性を悪化させることはない。また、このシリカ粉末としては高純度のもの、例えば純度９９．８％以上のものを使用すると、さらに誘電特性が良くなる。
【００１６】
このような高純度シリカ粉末の具体的なものとしては、龍森社から販売されている高純度溶融石英ガラスフィラー「ＦＵＳＬＥＸ」、高純度結晶性石英フィラー「ＣＲＹＳＴＡＬＩＴＥ」などがある。
このシリカ粉末の添加量は、未発泡状態のオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．１〜３重量部とされ、０．１重量部未満では発泡核剤として機能せず、３重量部を超えてもその効果の増加が認められなくなる。
【００１７】
本発明における発泡剤には、無機ガスが用いられる。この無機ガスには、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどの１種または２種以上が用いられる。発泡樹脂分野において、発泡用ガスとしてフロンガスやペンタンなどの低沸点炭化水素が従来使用されてきたが、これら化学物質は大気汚染等の原因物質とされており、使用を避けるべきである。
【００１８】
このようなオレフィン系樹脂発泡体の形成は、高密度ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂にシリカを添加し、押出機で溶融混練し、押出機に上記発泡剤を高圧力（１ＭＰａ〜１ＧＰａ程度）で注入して押出成形する方法で行われる。また、高周波同軸ケーブルの誘電体層を形成するには、同様にして内部導体上に発泡押出被覆する方法によって行われる。
このようにして得られたオレフィン系樹脂発泡体の発泡度は、７０％以上、好ましくは８０％以上とされ、これにより誘電特性が高いものとなる。
【００１９】
本発明の高周波同軸ケーブルは、上述のオレフィン系樹脂発泡体からなる誘電体層を有するものである。誘電体層以外の内部導体、外部導体、シースは、先に説明したものと同様であってもよい。
【００２０】
このようなオレフィン系樹脂発泡体にあっては、この発泡体中に極性成分がほとんど存在しないので、超高周波領域においても、誘電損失が極めて小さいものとなる。また、発泡核剤として、平均粒径が０．１〜１５μｍの範囲のシリカを使用しているため、発泡体中の気泡が微細で均一なものとなる。さらに、無機ガスを発泡剤に使っているため、高い発泡度を得ることができる。
【００２１】
このため、このオレフィン系樹脂発泡体を誘電体層として使用した高周波同軸ケーブルにあっては、ギガヘルツバンドの極超高周波帯域においての信号減衰量が極めて低いものとなり、この高周波同軸ケーブルは、例えば携帯電話基地局のアンテナ−トランシーバ間の伝送用ケーブル、無線ラン用ケーブル、モバイル機器用ケーブルなどの用途に好適なものとなる。
【００２２】
以下、具体例を示す。
表１および表２に示す配合組成（重量部表示）のポリエチレン樹脂組成物をドライブレンドし、二段押出機により温度１５０〜１８０℃で、径９ｍｍの導体上に発泡押出被覆し、径２２ｍｍの誘電体層を形成した。発泡剤として窒素ガスを使用し、圧力５０ＭＰａＰａで押出機のシリンダ内に圧入した。但し、比較のため、発泡剤としてアゾジカルボンアミドを使用し、ポリエチレンに配合した試験例もある。
また、高密度ポリエチレンには、密度０．９６２ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレイト８（ｇ／１０分）のものを、低密度ポリエチレンには、密度０．９２８ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレイト０．４（ｇ／１０分）のものを使用した。
【００２３】
得られた発泡体について、最大発泡度、気泡状態、減衰量を評価した。発泡度は、（ポリエチレンの比重−発泡体の比重）／ポリエチレンの比重×１００で算出した。気泡状態は、発泡体の断面を目視で観察し、微細で均一な気泡であるものを◎とし、一部に大気泡が介在するものを○とし、気泡径が乱れ、大空洞（連胞）が多いものを×として表記した。減衰量は、周波数２．２ＧＨｚにおける信号減衰量である。
結果を、表１および表２に示した。
【００２４】
【表１】

【００２５】
【表２】

【００２６】
表１および表２の結果から、平均粒径０．１〜１５μｍのシリカ粉末をポリエチレン１００重量部に対して０．１〜３重量部使用し、無機ガスを発泡剤として使用することにより微細で均一な発泡体を得ることができることが分かる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のオレフィン系樹脂発泡体にあっては、微細で均一な発泡構造、高発泡度を有し、発泡体中に極性成分が存在しないものとなる。したがって、本発明の高周波同軸ケーブルにあっては、その誘電体層中に存在する極性成分が少なく、これに起因する誘電損失が低いものとなり、ギガヘルツバンドの高周波帯域における信号減衰量が小さいものとなる。
このため、この高周波同軸ケーブルは、携帯電話基地局のアンテナ−トランシーバ間の伝送用ケーブル、無線ラン用ケーブル、モバイル機器用ケーブルなどの用途に好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる同軸ケーブルの例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１・・・内部導体、２・・・誘電体層、３・・・外部導体

Claims

オレフィン系樹脂に、発泡核剤として平均粒径０．１〜１５μｍのシリカ粉末を添加し、発泡剤として無機ガスを用いて発泡させたことを特徴とするオレフィン系樹脂発泡体。
無機ガスが、窒素、二酸化炭素、アルゴンのいずれか１種以上であることを特徴とする請求項１記載のオレフィン系樹脂発泡体。
オレフィン系樹脂１００重量部に対してシリカ粉末を０．１〜３重量部配合したことを特徴とする請求項１または２記載のオレフィン系樹脂発泡体。
オレフィン系樹脂が、高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ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のオレフィン系樹脂発泡体。
発泡度が７０％以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のオレフィン系樹脂発泡体。
請求項１ないし５のいずれかに記載のオレフィン系樹脂発泡体を誘電体層として用いたことを特徴とする高周波同軸ケーブル。