発泡樹脂組成物、電線、及びケーブル
【課題】発泡状態の均一性、及び耐熱性に優れた発泡絶縁体層の材料となる発泡樹脂組成物、並びにその発泡絶縁体層を有する電線及びケーブルを提供する。
【解決手段】本発明の一態様において、シンジオタクチックポリスチレンと、前記シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して５．３重量部以上、５４重量部以下のポリオレフィン樹脂と、を含む発泡樹脂組成物を提供する。
【解決手段】本発明の一態様において、シンジオタクチックポリスチレンと、前記シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して５．３重量部以上、５４重量部以下のポリオレフィン樹脂と、を含む発泡樹脂組成物を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡樹脂組成物、電線、及びケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報網発達と共に、情報を伝えるべき電線についても高速、大容量化が求められている。伝送方式もそれに応じて発展し現在は、差動伝送方式と呼ばれる２心１組のケーブルに＋と−の電圧をかける方式が多くの機器で採用されてきている。
【０００３】
この差動伝送方式は、外来ノイズに対しては耐性が強い反面、２本の電線の信号伝達時間の差（遅延時間差：スキュー）の管理が厳しく、このスキューは個々の電線の遅延時間の差、つまり電線の絶縁体の誘電率に起因する。そのため、絶縁体の発泡度管理が最も重要となる。
【０００４】
従来、電線等の絶縁体材料としては、誘電正接の低いポリエチレン（ＰＥ）等を用い、ＰＥを高発泡させることで誘電率εを低減させていた(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
しかし、これらの絶縁体は、比較的耐熱性の低いポリエチレンを用いている上に、高発泡であるため絶縁体中の樹脂量が少なく機械的強度が弱くなり、コネクタの接続時の半田熱によって、樹脂が溶融し、コネクタ接続部の絶縁体が変形してしまうことで、伝送特性が低下するという問題があった。
【０００６】
コネクタ接続時の耐熱変形性を考慮すると、ポリエチレン等よりも耐熱性に優れる樹脂材料を用いる必要性が出てくる。従来、高い耐熱性の要求される用途に対して、シンジオタクチック構造を持つ樹脂を用いる技術が知られている(例えば、特許文献２参照)。シンジオタクチック樹脂は、分子構造が規則的に配置されており、結晶化が早く、機械的強度があり、耐熱性に優れるものである。そこで、このような耐熱性に優れるシンジオタクチック樹脂を絶縁体材料として用いることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１２３０８７号公報
【特許文献２】特開平１−１８２３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、シンジオタクチック樹脂は、その構造故に耐熱性には優れるが、溶融粘度が低く、高発泡や均一な発泡層を形成することが困難であった。そのため、誘電率低下のために発泡化される電線の絶縁体として用いるには適さなかった。
【０００９】
したがって、本発明の目的の一つは、発泡状態の均一性、及び耐熱性に優れた発泡絶縁体層の材料となる発泡樹脂組成物、並びにその発泡絶縁体層を有する電線及びケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の一態様によれば、上記目的を達成するため、シンジオタクチックポリスチレンと、前記シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して５．３重量部以上、５４重量部以下のポリオレフィン樹脂と、を含む発泡樹脂組成物が提供される。
【００１１】
（２）上記（１）の発泡樹脂組成物は、層状の結晶構造を有する無機化合物をさらに含んでもよい。
【００１２】
（３）また、本発明の他の態様によれば、シンジオタクチックポリスチレンと、前記シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して０．５重量部以上、１０重量部以下の含ふっ素樹脂パウダと、を含む発泡樹脂組成物が提供される。
【００１３】
（４）上記（３）の発泡樹脂組成物は、層状の結晶構造を有する無機化合物をさらに含んでもよい。
【００１４】
（５）また、本発明の他の態様によれば、導体と、前記導体上又は前記導体上の他の層上の、上記（１）〜（４）のうちのいずれか１つに記載の発泡樹脂組成物から主として形成される発泡絶縁体層と、を含む電線が提供される。
【００１５】
（６）また、本発明の他の態様によれば、導体と、前記導体上又は前記導体上の他の層上の、上記（１）〜（４）のうちのいずれか１つに記載の発泡樹脂組成物から主として形成される発泡絶縁体層と、前記発泡絶縁体層上又は前記発泡絶縁体層上の他の層上のシールドと、前記シールド層上又は前記シールド層上の他の層上のシースと、を含むケーブルが提供される。
【００１６】
（７）上記ケーブルにおいては、前記導体は２本の平行な導体線であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様によれば、発泡状態の均一性、及び耐熱性に優れた発泡絶縁体層の材料となる発泡樹脂組成物、並びにその発泡絶縁体層を有する電線及びケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、第２の実施の形態に係る電線の断面図である。
【図２】図２は、第３の実施の形態に係るケーブルの断面図である。
【図３】図３は、第４の実施の形態に係るＴｗｉｎａｘケーブルの断面図である。
【図４】図４は、第４の実施の形態に係るＴｗｉｎａｘケーブルの断面図である。
【図５】図５は、第４の実施の形態に係るＴｗｉｎａｘケーブルの断面図である。
【図６】図６は、第４の実施の形態に係るＴｗｉｎａｘケーブルの断面図である。
【図７】図７は、実施例に係る換算発泡度Ｆの経時変動を表すグラフである。
【図８】図８は、実施例に係る換算発泡度Ｆの経時変動を表すグラフである。
【図９】図９は、比較例に係る換算発泡度Ｆの経時変動を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１の実施の形態］
（発泡樹脂組成物）
本実施の形態に係る発泡樹脂組成物の１つは、シンジオタクチックポリスチレンと、シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して５．３重量部以上、５４重量部以下のポリオレフィン樹脂と、を含む発泡樹脂組成物である。
【００２０】
また、本実施の形態に係る発泡樹脂組成物の１つは、シンジオタクチックポリスチレンと、シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して０．５重量部以上、１０重量部以下の含ふっ素樹脂パウダと、を含む発泡樹脂組成物である。
【００２１】
ここで、ふっ素樹脂ではなく、ふっ素樹脂を含むパウダ（含ふっ素樹脂パウダ）を用いるのは、ふっ素樹脂は融点が高いため、パウダ状でないと材料中に分散させることが困難であるためである。
【００２２】
シンジオタクチックポリスチレンは、通常のポリスチレンの分子構造配列とは異なり、分子が規則的に交互に配列する対称構造を有する。このため、耐熱性と耐薬品性に優れると考えられ、シンジオタクチックポリスチレンを用いて成形される成形品の安定性にも影響すると考えられる。シンジオタクチックポリスチレンの融点は２７０℃程と高いため、電線等の絶縁層として用いた場合に、電線端末部を半田付けする際の熱にも耐えることができ、変形が抑えられる。さらに、樹脂の中でも比重が比較的小さく、電線等の高周波での誘電特性が優れる。
【００２３】
しかし、シンジオタクチックポリスチレンの溶融粘度は８０Ｐａ・ｓ程度と著しく低いため、シンジオタクチックポリスチレン単体では発泡成形が困難であり、気泡の分布が不均一になる。このため、シンジオタクチックポリスチレン単体では、発泡体の主成分として用いるには適さない。
【００２４】
そこで、本実施の形態では、シンジオタクチックポリスチレンにポリオレフィン樹脂又は含ふっ素樹脂パウダを添加し、成形機で混練してこの添加物をシンジオタクチックポリスチレン内に分散させることにより、発泡樹脂組成物の溶融粘度を発泡成形に適したレベルにまで向上させる。
【００２５】
ポリオレフィンは、オレフィン重合した単位を持つポリマーであれば、特に限定されず、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、ポリプロピレン、エチレン共重合体ポリプロピレン、及びリアクタブレンド型ポリプロピレンのうちの１種、又は２種以上をブレンドしたものである。
【００２６】
シンジオタクチックポリスチレンとポリオレフィン樹脂は、９５／５〜６５／３５の重合比でブレンドされる。すなわち、シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して５．３重量部以上、５４重量部以下のポリオレフィン樹脂が発泡樹脂組成物に含まれる。
【００２７】
ポリオレフィン樹脂の量が５．３重量部よりも少ないと、発泡樹脂組成物の溶融粘度が不十分になる。一方、ポリオレフィン樹脂の量が５４重量部よりも多いと、シンジオタクチックポリスチレンの割合が小さくなるため、発泡樹脂組成物の耐熱性が低くなる。
【００２８】
含ふっ素樹脂パウダは、例えば、四ふっ素化エチレン−六ふっ化プロピレン共重合体、四ふッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体、ポリふっ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ふっ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体、又はエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体の粒径が１〜５００μｍの粒子状物質である。また、これらの粒子状物質をシランカップリング剤、アクリル樹脂、フェノール樹脂、チタネート系カップリング剤、メラミン樹脂、有機樹脂脂肪酸、金属石鹸等で表面処理したものであってもよい。
【００２９】
シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して０．５重量部以上、１０重量部以下の含ふっ素樹脂パウダが発泡樹脂組成物に含まれる。
【００３０】
含ふっ素樹脂パウダの量が０．５重量部より少ないと、発泡樹脂組成物の溶融粘度が不十分になる。一方、含ふっ素樹脂パウダの量が１０重量部よりも多いと、発泡樹脂組成物から形成される発泡体の気泡の分布が不均一になる。
【００３１】
さらに、本実施の形態では、ポリオレフィン樹脂又は含ふっ素樹脂パウダを添加したシンジオタクチックポリスチレンに、さらに層状の結晶構造を有する無機化合物を添加することにより、発泡樹脂組成物の難燃性を向上させる。
【００３２】
層状の結晶構造を有する無機化合物の添加により難燃性が向上する理由の一つとして、発泡樹脂組成物を発泡成形する際の発泡押出機のせん断により、層状の結晶構造を有する無機化合物が層状に剥離して、発泡した(つまり気泡壁が形成された)樹脂組成物中に分散することが考えられる。これにより、ポリオレフィンまたは含ふっ素樹脂パウダが本来有する難燃性との相乗作用により、燃焼時に炭素皮膜が形成されるものと推測される。
【００３３】
層状の結晶構造を有する無機化合物は、例えば、クレー、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、メラミンシアヌレート、マイカ、タルク、ガラスフレーク、ハイドロタルサイトである。
【００３４】
層状の結晶構造を有する無機化合物の添加量は特に限定されず、誘電特性を阻害しない範囲の量で使用することが可能であるが、例えば、ポリオレフィン樹脂又は含ふっ素樹脂パウダを添加したシンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して０．１重量部以上の層状の結晶構造を有する無機化合物が発泡樹脂組成物に含まれることが好ましい。
【００３５】
さらに、発泡樹脂組成物は、酸化防止剤、老化防止剤、滑剤、加工助剤、無機充填剤、難燃剤、難燃助剤、界面活性剤、帯電防止剤、軟化剤、発泡剤、発泡核剤、光安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、等の添加剤を含んでもよい。
【００３６】
［第２の実施の形態］
（電線）
第１の実施の形態の発泡樹脂組成物を、電線の発泡絶縁体層の材料として用いることができる。発泡絶縁体層は、電線において、導体上、又は導体上の他の層上に形成される。以下に、電線の一例について説明する。
【００３７】
図１は、第２の実施の形態に係る電線１の断面図である。電線１は、導体１０、及び導体１０上の発泡絶縁体層１２を有する。発泡絶縁体層１２は、複数の気泡１１を含む。
【００３８】
導体１０は、銅や各種合金等の導電材料からなる。銀、錫、ニッケル、又は金等の導体をめっきした導体線であってもよい。また、導体１０は、単線でも撚線でもよく、チューブ状の導体線であってもよい。
【００３９】
発泡絶縁体層１２は、第１の実施の形態の発泡樹脂組成物から形成される。発泡絶縁体層１２は、単層構造でもよいし、複数の発泡層を積層した多層構造でもよい。材料である発泡樹脂組成物の溶融粘度が高いため、発泡絶縁体層１２に含まれる気泡１１の分布の均一性（発泡絶縁体層１２の発泡状態の均一性）が高い。
【００４０】
例えば、電線１を押出成形する際に、押出機の中で発泡樹脂組成物の溶融樹脂中にガスを注入して押出機内外の圧力差によって発泡させ、気泡１１を含む発泡絶縁体層１２を得る。
【００４１】
電線１は、第１の実施の形態の発泡樹脂組成物から形成される発泡絶縁体層１２を有するため、発泡状態の均一性、耐熱性、及び難燃性に優れる。
【００４２】
［第３の実施の形態］
（ケーブル）
第１の実施の形態の発泡樹脂組成物を、ケーブルの発泡絶縁体層の材料として用いることができる。発泡絶縁体層は、ケーブルにおいて、導体上、又は導体上の他の層上に形成される。以下に、ケーブルの一例について説明する。
【００４３】
図２は、第３の実施の形態に係るケーブル２の断面図である。ケーブル２は、導体１０、導体１０上の内部スキン層２１、内部スキン層２１上の発泡絶縁体層１２、発泡絶縁体層１２上の外部スキン層２２、外部スキン層２２上のシールド３１、シールド３１上のシース３２を有する。
【００４４】
ケーブル２の導体１０及び発泡絶縁体層１２として、第２の実施の形態の電線１の導体１０及び発泡絶縁体層１２と同様のものを用いることができる。
【００４５】
内部スキン層２１及び外部スキン層２２は、例えば、樹脂からなり、気泡を含まない、又は発泡度が発泡絶縁体層１２よりも極端に低い（気泡が極端に少ない）。内部スキン層２１は、発泡絶縁体層１２と導体１０との密着性を高める。外部スキン層２２は、ケーブル２の押出成形の際に、発泡絶縁体層１２からガスが抜けて発泡度が低下することを抑える。内部スキン層２１及び外部スキン層２２は、ケーブル２が十分な特性を有するならば、ケーブル２に含まれなくともよい。
【００４６】
シールド３１は、例えば、横巻き又は編組した極細金属線、巻き付けられた金属箔、またはコルゲート構造の金属膜である。シース３２は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ふっ素樹脂、軟質塩化ビニル樹脂からなる。
【００４７】
ケーブル２は、第１の実施の形態の発泡樹脂組成物から形成される発泡絶縁体層１２を有するため、発泡状態の均一性、耐熱性、及び難燃性に優れる。
【００４８】
［第４の実施の形態］
（Ｔｗｉｎａｘケーブル）
第１の実施の形態の発泡樹脂組成物を、Ｔｗｉｎａｘケーブル（二芯並行同軸ケーブル）の発泡絶縁体層の材料として用いることができる。Ｔｗｉｎａｘケーブルは、互いに平行に接して並ぶ２本の電線と、その外周を覆うシールドを有する、高速差動伝送に対応した高速伝送ケーブルである。また、２本の電線と平行に並び且つシールドの内側に接するドレインワイヤを有してもよい。
【００４９】
Ｔｗｉｎａｘケーブルにおいては、２本の電線の信号伝達時間の差（遅延時間差：スキュー）を小さく抑えなければならない。これは、複数の電線から届く信号に時間差を生じることで、信号を受信する機器において通信エラーが起きることを防止するためである。このスキューは、個々の電線の遅延時間の差であり、電線の絶縁体の誘電率と強く関連している。そのため、絶縁体の発泡度は、スキューの最も重要な因子となる。以下に、Ｔｗｉｎａｘケーブルの一例について説明する。
【００５０】
図３〜６は、第４の実施の形態に係るＴｗｉｎａｘケーブル３〜６の断面図である。
【００５１】
Ｔｗｉｎａｘケーブル３は、導体１０、発泡絶縁体層１２、及び外部スキン層２２からなる２本の電線と、２本の電線と平行なドレインワイヤ３３と、２本の電線及びドレインワイヤ３３を覆うシールド３１と、シールド３１上のシース３２を有する。
【００５２】
Ｔｗｉｎａｘケーブル３の導体１０、発泡絶縁体層１２、外部スキン層２２、シールド３１、及びシース３２として、第３の実施の形態の導体１０、発泡絶縁体層１２、外部スキン層２２、シールド３１、及びシース３２と同様のものを用いることができる。
【００５３】
ドレインワイヤ３３は、シールド３１の接地をとるためにシールド３１と外部スキン層２２の間に配置された導体線であり、基板のグランドに接続される。
【００５４】
Ｔｗｉｎａｘケーブル４は、導体１０、内部スキン層２１、発泡絶縁体層１２、及び外部スキン層２２からなる２本の電線と、２本の電線を覆うシールド３１と、シールド３１上のシース３２を有する。
【００５５】
Ｔｗｉｎａｘケーブル５は、２本の導体１０と、２本の導体１０を覆う発泡絶縁体層１２と、発泡絶縁体層１２上のシールド３１と、シールド３１上のシース３２を有する。
【００５６】
Ｔｗｉｎａｘケーブル６は、導体１０と及び内部スキン層２１からなる２本の電線と、２本の電線を覆う発泡絶縁体層１２と、発泡絶縁体層１２上の外部スキン層２２と、外部スキン層２２上のシールド３１と、シールド３１上のシース３２を有する。
【００５７】
Ｔｗｉｎａｘケーブル４、５、６は、ドレインワイヤを有さないため、半田付けによりシールド３１が基板のグランドに直接接続される。このため、ドレインワイヤ３３を有するＴｗｉｎａｘケーブル３と比較して、発泡絶縁体層１２の耐熱性がより重要である。
【００５８】
Ｔｗｉｎａｘケーブル３〜６は、第１の実施の形態の発泡樹脂組成物から形成される発泡絶縁体層１２を有するため、発泡状態の均一性、耐熱性、及び難燃性に優れる。また、スキューを小さく抑えることができる。
【実施例】
【００５９】
実施例及び比較例に係る発泡樹脂組成物、電線、及びＴｗｉｎａｘケーブルを作製し、以下に示す各種評価を行った。
【００６０】
（電線の製造）
導体１０としての２４ＡＷＧ銀メッキ銅導体上に発泡樹脂組成物から発泡絶縁体層１２を発泡成形した。４５ｍｍガス注入発泡押出機を用いて、電線１の外径が１．４６ｍｍとなるようにスクリュ回転速度および線速を調整しながら２０００秒間連続運転を行って、発泡絶縁体層１２を形成した。発泡ガスとして、ガス圧力３９ＭＰａの窒素ガスを用いた。
【００６１】
（発泡度の経時的変動の測定）
電線１の押出時に、電線１の外径および静電容量を０．２秒毎に計測し、以下の式１に従って実効誘電率εrを算出した。
【００６２】
【数１】
【００６３】
ここで、ε0は空気の誘電率、Ｃは静電容量、ｂは電線１の外径、ａは導体１０の外径を表す。
【００６４】
次に、以下の式２に従って計測時間ごとの換算発泡度Ｆを算出した。発泡度Ｆの経時的変動が小さいほど、発泡絶縁体層１２の発泡状態の均一性（気泡１１の分布の均一性）が高いことを表す。
【００６５】
【数２】
【００６６】
ここで、εiは樹脂組成物の誘電率を表す。
【００６７】
算出した換算発泡度Ｆの最大値と最小値の差（％）をもって、発泡度の変動とした。発泡度変動の評価基準として、伝送特性を鑑みて４．３％以下を合格とした。
【００６８】
（Ｔｗｉｎａｘケーブルの製造）
上記の電線２本を並行に並べ、これらを銅テープとポリエステルフィルムを積層した積層テープで巻いてシールド３１を形成し、さらにその外側を軟質ポリ塩化ビニル樹脂で被覆してシース３２を形成し、長さ３０ｍのＴｗｉｎａｘケーブルを得た。
【００６９】
（スキューの測定）
製造したＴｗｉｎａｘケーブルを切断して、６本の長さ５ｍのＴｗｉｎａｘケーブルを得た。この６本のＴｗｉｎａｘケーブルの各々に対してＴＤＲ（時間領域反射率計）によってスキューを測定した。スキューの評価基準として、２５ｐｓ／ｍ以下を合格とした。
【００７０】
（半田耐熱試験）
Ｔｗｉｎａｘケーブルの末端のシースを除去して、露出した発泡絶縁体層１２に先端温度が２７０℃のパルス式半田過熱用冶具を１Ｎで３秒間押し付け、非鉛半田接続を行った。半田耐熱試験の評価基準として、非鉛半田接続により発泡絶縁体１２の変形が見られなかったものを合格とした。
【００７１】
（難燃性試験）
難燃性は要求レベルの異なる２種の燃焼試験、すなわちＩＳＯ６７２２に準拠した４５度傾斜燃焼試験、及びより難燃レベルの厳しいＵＬ１５８１（ＶＷ−１）に準拠した垂直燃焼試験、により評価した。難燃性試験の評価基準として、４５度傾斜燃焼試験のみ合格したものをＧ（good）、より厳しいＶＷ−１にも合格したものをＥ（excellent）とした。
【００７２】
以下に、実施例１〜１５、及び比較例１〜８の発泡樹脂組成物の組成、並びにその発泡樹脂組成物を用いて製造された電線及びＴｗｉｎａｘケーブルの評価結果を以下に述べる。
【００７３】
［実施例１］
シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）（Ｓ１０４、出光興産）９０重量部に対して、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）（密度９２８ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ ０．５）を１０重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００７４】
［実施例２］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）７０重量部に対して、低密度ポリエチレン（密度９２８ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ ０．５）を３０重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００７５】
［実施例３］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）７０重量部に対して、低密度ポリエチレン（密度９２８ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ ０．５）を３０重量部、更に二硫化モリブデンを０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であり、特に難燃性に優れるため、総合評価◎とした。
【００７６】
［実施例４］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を１重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００７７】
［実施例５］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を３重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００７８】
［実施例６］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００７９】
［実施例７］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を１重量部、更に窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であり、特に難燃性に優れるため、総合評価◎とした。
【００８０】
［実施例８］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を３重量部、更に窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であり、特に難燃性に優れるため、総合評価◎とした。
【００８１】
［実施例９］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を５重量部、更に窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であり、特に難燃性に優れるため、総合評価◎とした。
【００８２】
［実施例１０］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００８３】
［実施例１１］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を１０重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００８４】
［実施例１２］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約１０μｍ、表面処理無し）を３重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００８５】
［実施例１３］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約１０μｍ、表面処理無し）を５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００８６】
［実施例１４］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約１０μｍ、表面処理無し）を３重量部、更に窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であり、特に難燃性に優れるため、総合評価◎とした。
【００８７】
［実施例１５］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約１０μｍ、表面処理無し）を５重量部、更に窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であり、特に難燃性に優れるため、総合評価◎とした。
【００８８】
［比較例１］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）単体を発泡樹脂組成物として用いた。評価結果は、発泡度変動評価、スキュー評価、及び難燃性評価が不合格（総合評価×）であった。これは、粘度が調節するためのポリオレフィン又はＰＴＦＥパウダのいずれも添加されていないため、発泡度変動が抑えられないことによると考えられる。
【００８９】
［比較例２］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）９８重量部に対して、低密度ポリエチレン（密度９２８ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ ０．５）を２重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、発泡度変動評価及びスキュー評価が不合格（総合評価×）であった。これは、ポリオレフィンの混合量が規定よりも少ないため、発泡度変動が抑えられないことによると考えられる。
【００９０】
［比較例３］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）６０重量部に対して、低密度ポリエチレン（密度９２８ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ ０．５）を４０重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、半田耐熱性評価及び難燃性が不合格（総合評価×）であった。これは、ポリオレフィンの割合が多いため、発泡度変動は抑えられるものの、シンジオタクチックポリスチレンの割合が少ないため、耐熱性が低下したことにより、半田接続性が悪く、難燃性も不十分になったと考えられる。
【００９１】
［比較例４］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、二硫化モリブデンを０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、難燃性評価が不合格（総合評価×）であった。このことから、シンジオタクチックポリスチレンに対し、層状の結晶構造を有する無機化合物単体を配合するだけでは十分な難燃性は示されず、ポリオレフィン樹脂又は含ふっ素樹脂パウダと、層状の結晶構造を有する無機化合物の相乗効果により難燃性が向上することが確認された。
【００９２】
［比較例５］
低密度ポリエチレン（密度９２８ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ ０．５）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を３重量部、更に窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、半田耐熱性評価と難燃性評価が不合格（総合評価×）であった。これは、シンジオタクチックポリスチレンが含まれないため、耐熱性が不十分であることによると考えられる。
【００９３】
［比較例６］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、スキュー評価及び難燃性評価が不合格（総合評価×）であった。これは、ポリオレフィン樹脂又は含ふっ素樹脂パウダのいずれも含まれないため、発泡度変動が抑えられなことによると考えられる。
【００９４】
［比較例７］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、窒化ホウ素を１２重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、発泡度変動評価、スキュー評価及び難燃性評価が不合格（総合評価×）であった。ポリオレフィン樹脂又は含ふっ素樹脂パウダのいずれも含まれないため、発泡度変動が抑えられず、難燃性も得られなかったものと考えられる。
【００９５】
［比較例８］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を１２重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、発泡度変動評価及びスキュー評価が不合格（総合評価×）であった。これは、ＰＴＦＥパウダの添加量が多すぎるために、発泡度の変動が大きくなることによると考えられる。
【００９６】
以下の表１、２、３、４に、実施例１〜３、実施例４〜１１、実施例１２〜１５、比較例１〜８に係る発泡樹脂組成物の組成並びに電線及びＴｗｉｎａｘケーブルの評価結果をそれぞれ示す。
【００９７】
【表１】
【００９８】
【表２】
【００９９】
【表３】
【０１００】
【表４】
【０１０１】
図７、８、９は、それぞれ実施例８、実施例１５、比較例１の換算発泡度Ｆの経時変動を表すグラフである。各々の発泡度変動（２０００秒間の換算発泡度Ｆの最大値と最小値の差）が１．２１％、１．４９％、４．５３％であることが示されている。
【０１０２】
上述したように、実施の形態に係る発泡樹脂組成物に相当する発泡樹脂組成物を用いた実施例３、７、８、９、１４、１５は、総合評価が◎であった。その他の実施例は難燃性において上記の実施例に劣っていたため、総合評価は○であった。比較例１〜８は、いずれも総合評価が×であった。
【０１０３】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 電線
２ ケーブル
３、４、５、６ Ｔｗｉｎａｘケーブル
１０ 導体
１２ 発泡絶縁体層
３１ シールド
３２ シース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡樹脂組成物、電線、及びケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報網発達と共に、情報を伝えるべき電線についても高速、大容量化が求められている。伝送方式もそれに応じて発展し現在は、差動伝送方式と呼ばれる２心１組のケーブルに＋と−の電圧をかける方式が多くの機器で採用されてきている。
【０００３】
この差動伝送方式は、外来ノイズに対しては耐性が強い反面、２本の電線の信号伝達時間の差（遅延時間差：スキュー）の管理が厳しく、このスキューは個々の電線の遅延時間の差、つまり電線の絶縁体の誘電率に起因する。そのため、絶縁体の発泡度管理が最も重要となる。
【０００４】
従来、電線等の絶縁体材料としては、誘電正接の低いポリエチレン（ＰＥ）等を用い、ＰＥを高発泡させることで誘電率εを低減させていた(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
しかし、これらの絶縁体は、比較的耐熱性の低いポリエチレンを用いている上に、高発泡であるため絶縁体中の樹脂量が少なく機械的強度が弱くなり、コネクタの接続時の半田熱によって、樹脂が溶融し、コネクタ接続部の絶縁体が変形してしまうことで、伝送特性が低下するという問題があった。
【０００６】
コネクタ接続時の耐熱変形性を考慮すると、ポリエチレン等よりも耐熱性に優れる樹脂材料を用いる必要性が出てくる。従来、高い耐熱性の要求される用途に対して、シンジオタクチック構造を持つ樹脂を用いる技術が知られている(例えば、特許文献２参照)。シンジオタクチック樹脂は、分子構造が規則的に配置されており、結晶化が早く、機械的強度があり、耐熱性に優れるものである。そこで、このような耐熱性に優れるシンジオタクチック樹脂を絶縁体材料として用いることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１２３０８７号公報
【特許文献２】特開平１−１８２３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、シンジオタクチック樹脂は、その構造故に耐熱性には優れるが、溶融粘度が低く、高発泡や均一な発泡層を形成することが困難であった。そのため、誘電率低下のために発泡化される電線の絶縁体として用いるには適さなかった。
【０００９】
したがって、本発明の目的の一つは、発泡状態の均一性、及び耐熱性に優れた発泡絶縁体層の材料となる発泡樹脂組成物、並びにその発泡絶縁体層を有する電線及びケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の一態様によれば、上記目的を達成するため、シンジオタクチックポリスチレンと、前記シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して５．３重量部以上、５４重量部以下のポリオレフィン樹脂と、を含む発泡樹脂組成物が提供される。
【００１１】
（２）上記（１）の発泡樹脂組成物は、層状の結晶構造を有する無機化合物をさらに含んでもよい。
【００１２】
（３）また、本発明の他の態様によれば、シンジオタクチックポリスチレンと、前記シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して０．５重量部以上、１０重量部以下の含ふっ素樹脂パウダと、を含む発泡樹脂組成物が提供される。
【００１３】
（４）上記（３）の発泡樹脂組成物は、層状の結晶構造を有する無機化合物をさらに含んでもよい。
【００１４】
（５）また、本発明の他の態様によれば、導体と、前記導体上又は前記導体上の他の層上の、上記（１）〜（４）のうちのいずれか１つに記載の発泡樹脂組成物から主として形成される発泡絶縁体層と、を含む電線が提供される。
【００１５】
（６）また、本発明の他の態様によれば、導体と、前記導体上又は前記導体上の他の層上の、上記（１）〜（４）のうちのいずれか１つに記載の発泡樹脂組成物から主として形成される発泡絶縁体層と、前記発泡絶縁体層上又は前記発泡絶縁体層上の他の層上のシールドと、前記シールド層上又は前記シールド層上の他の層上のシースと、を含むケーブルが提供される。
【００１６】
（７）上記ケーブルにおいては、前記導体は２本の平行な導体線であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様によれば、発泡状態の均一性、及び耐熱性に優れた発泡絶縁体層の材料となる発泡樹脂組成物、並びにその発泡絶縁体層を有する電線及びケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、第２の実施の形態に係る電線の断面図である。
【図２】図２は、第３の実施の形態に係るケーブルの断面図である。
【図３】図３は、第４の実施の形態に係るＴｗｉｎａｘケーブルの断面図である。
【図４】図４は、第４の実施の形態に係るＴｗｉｎａｘケーブルの断面図である。
【図５】図５は、第４の実施の形態に係るＴｗｉｎａｘケーブルの断面図である。
【図６】図６は、第４の実施の形態に係るＴｗｉｎａｘケーブルの断面図である。
【図７】図７は、実施例に係る換算発泡度Ｆの経時変動を表すグラフである。
【図８】図８は、実施例に係る換算発泡度Ｆの経時変動を表すグラフである。
【図９】図９は、比較例に係る換算発泡度Ｆの経時変動を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１の実施の形態］
（発泡樹脂組成物）
本実施の形態に係る発泡樹脂組成物の１つは、シンジオタクチックポリスチレンと、シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して５．３重量部以上、５４重量部以下のポリオレフィン樹脂と、を含む発泡樹脂組成物である。
【００２０】
また、本実施の形態に係る発泡樹脂組成物の１つは、シンジオタクチックポリスチレンと、シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して０．５重量部以上、１０重量部以下の含ふっ素樹脂パウダと、を含む発泡樹脂組成物である。
【００２１】
ここで、ふっ素樹脂ではなく、ふっ素樹脂を含むパウダ（含ふっ素樹脂パウダ）を用いるのは、ふっ素樹脂は融点が高いため、パウダ状でないと材料中に分散させることが困難であるためである。
【００２２】
シンジオタクチックポリスチレンは、通常のポリスチレンの分子構造配列とは異なり、分子が規則的に交互に配列する対称構造を有する。このため、耐熱性と耐薬品性に優れると考えられ、シンジオタクチックポリスチレンを用いて成形される成形品の安定性にも影響すると考えられる。シンジオタクチックポリスチレンの融点は２７０℃程と高いため、電線等の絶縁層として用いた場合に、電線端末部を半田付けする際の熱にも耐えることができ、変形が抑えられる。さらに、樹脂の中でも比重が比較的小さく、電線等の高周波での誘電特性が優れる。
【００２３】
しかし、シンジオタクチックポリスチレンの溶融粘度は８０Ｐａ・ｓ程度と著しく低いため、シンジオタクチックポリスチレン単体では発泡成形が困難であり、気泡の分布が不均一になる。このため、シンジオタクチックポリスチレン単体では、発泡体の主成分として用いるには適さない。
【００２４】
そこで、本実施の形態では、シンジオタクチックポリスチレンにポリオレフィン樹脂又は含ふっ素樹脂パウダを添加し、成形機で混練してこの添加物をシンジオタクチックポリスチレン内に分散させることにより、発泡樹脂組成物の溶融粘度を発泡成形に適したレベルにまで向上させる。
【００２５】
ポリオレフィンは、オレフィン重合した単位を持つポリマーであれば、特に限定されず、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、ポリプロピレン、エチレン共重合体ポリプロピレン、及びリアクタブレンド型ポリプロピレンのうちの１種、又は２種以上をブレンドしたものである。
【００２６】
シンジオタクチックポリスチレンとポリオレフィン樹脂は、９５／５〜６５／３５の重合比でブレンドされる。すなわち、シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して５．３重量部以上、５４重量部以下のポリオレフィン樹脂が発泡樹脂組成物に含まれる。
【００２７】
ポリオレフィン樹脂の量が５．３重量部よりも少ないと、発泡樹脂組成物の溶融粘度が不十分になる。一方、ポリオレフィン樹脂の量が５４重量部よりも多いと、シンジオタクチックポリスチレンの割合が小さくなるため、発泡樹脂組成物の耐熱性が低くなる。
【００２８】
含ふっ素樹脂パウダは、例えば、四ふっ素化エチレン−六ふっ化プロピレン共重合体、四ふッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体、ポリふっ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ふっ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体、又はエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体の粒径が１〜５００μｍの粒子状物質である。また、これらの粒子状物質をシランカップリング剤、アクリル樹脂、フェノール樹脂、チタネート系カップリング剤、メラミン樹脂、有機樹脂脂肪酸、金属石鹸等で表面処理したものであってもよい。
【００２９】
シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して０．５重量部以上、１０重量部以下の含ふっ素樹脂パウダが発泡樹脂組成物に含まれる。
【００３０】
含ふっ素樹脂パウダの量が０．５重量部より少ないと、発泡樹脂組成物の溶融粘度が不十分になる。一方、含ふっ素樹脂パウダの量が１０重量部よりも多いと、発泡樹脂組成物から形成される発泡体の気泡の分布が不均一になる。
【００３１】
さらに、本実施の形態では、ポリオレフィン樹脂又は含ふっ素樹脂パウダを添加したシンジオタクチックポリスチレンに、さらに層状の結晶構造を有する無機化合物を添加することにより、発泡樹脂組成物の難燃性を向上させる。
【００３２】
層状の結晶構造を有する無機化合物の添加により難燃性が向上する理由の一つとして、発泡樹脂組成物を発泡成形する際の発泡押出機のせん断により、層状の結晶構造を有する無機化合物が層状に剥離して、発泡した(つまり気泡壁が形成された)樹脂組成物中に分散することが考えられる。これにより、ポリオレフィンまたは含ふっ素樹脂パウダが本来有する難燃性との相乗作用により、燃焼時に炭素皮膜が形成されるものと推測される。
【００３３】
層状の結晶構造を有する無機化合物は、例えば、クレー、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、メラミンシアヌレート、マイカ、タルク、ガラスフレーク、ハイドロタルサイトである。
【００３４】
層状の結晶構造を有する無機化合物の添加量は特に限定されず、誘電特性を阻害しない範囲の量で使用することが可能であるが、例えば、ポリオレフィン樹脂又は含ふっ素樹脂パウダを添加したシンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して０．１重量部以上の層状の結晶構造を有する無機化合物が発泡樹脂組成物に含まれることが好ましい。
【００３５】
さらに、発泡樹脂組成物は、酸化防止剤、老化防止剤、滑剤、加工助剤、無機充填剤、難燃剤、難燃助剤、界面活性剤、帯電防止剤、軟化剤、発泡剤、発泡核剤、光安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、等の添加剤を含んでもよい。
【００３６】
［第２の実施の形態］
（電線）
第１の実施の形態の発泡樹脂組成物を、電線の発泡絶縁体層の材料として用いることができる。発泡絶縁体層は、電線において、導体上、又は導体上の他の層上に形成される。以下に、電線の一例について説明する。
【００３７】
図１は、第２の実施の形態に係る電線１の断面図である。電線１は、導体１０、及び導体１０上の発泡絶縁体層１２を有する。発泡絶縁体層１２は、複数の気泡１１を含む。
【００３８】
導体１０は、銅や各種合金等の導電材料からなる。銀、錫、ニッケル、又は金等の導体をめっきした導体線であってもよい。また、導体１０は、単線でも撚線でもよく、チューブ状の導体線であってもよい。
【００３９】
発泡絶縁体層１２は、第１の実施の形態の発泡樹脂組成物から形成される。発泡絶縁体層１２は、単層構造でもよいし、複数の発泡層を積層した多層構造でもよい。材料である発泡樹脂組成物の溶融粘度が高いため、発泡絶縁体層１２に含まれる気泡１１の分布の均一性（発泡絶縁体層１２の発泡状態の均一性）が高い。
【００４０】
例えば、電線１を押出成形する際に、押出機の中で発泡樹脂組成物の溶融樹脂中にガスを注入して押出機内外の圧力差によって発泡させ、気泡１１を含む発泡絶縁体層１２を得る。
【００４１】
電線１は、第１の実施の形態の発泡樹脂組成物から形成される発泡絶縁体層１２を有するため、発泡状態の均一性、耐熱性、及び難燃性に優れる。
【００４２】
［第３の実施の形態］
（ケーブル）
第１の実施の形態の発泡樹脂組成物を、ケーブルの発泡絶縁体層の材料として用いることができる。発泡絶縁体層は、ケーブルにおいて、導体上、又は導体上の他の層上に形成される。以下に、ケーブルの一例について説明する。
【００４３】
図２は、第３の実施の形態に係るケーブル２の断面図である。ケーブル２は、導体１０、導体１０上の内部スキン層２１、内部スキン層２１上の発泡絶縁体層１２、発泡絶縁体層１２上の外部スキン層２２、外部スキン層２２上のシールド３１、シールド３１上のシース３２を有する。
【００４４】
ケーブル２の導体１０及び発泡絶縁体層１２として、第２の実施の形態の電線１の導体１０及び発泡絶縁体層１２と同様のものを用いることができる。
【００４５】
内部スキン層２１及び外部スキン層２２は、例えば、樹脂からなり、気泡を含まない、又は発泡度が発泡絶縁体層１２よりも極端に低い（気泡が極端に少ない）。内部スキン層２１は、発泡絶縁体層１２と導体１０との密着性を高める。外部スキン層２２は、ケーブル２の押出成形の際に、発泡絶縁体層１２からガスが抜けて発泡度が低下することを抑える。内部スキン層２１及び外部スキン層２２は、ケーブル２が十分な特性を有するならば、ケーブル２に含まれなくともよい。
【００４６】
シールド３１は、例えば、横巻き又は編組した極細金属線、巻き付けられた金属箔、またはコルゲート構造の金属膜である。シース３２は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ふっ素樹脂、軟質塩化ビニル樹脂からなる。
【００４７】
ケーブル２は、第１の実施の形態の発泡樹脂組成物から形成される発泡絶縁体層１２を有するため、発泡状態の均一性、耐熱性、及び難燃性に優れる。
【００４８】
［第４の実施の形態］
（Ｔｗｉｎａｘケーブル）
第１の実施の形態の発泡樹脂組成物を、Ｔｗｉｎａｘケーブル（二芯並行同軸ケーブル）の発泡絶縁体層の材料として用いることができる。Ｔｗｉｎａｘケーブルは、互いに平行に接して並ぶ２本の電線と、その外周を覆うシールドを有する、高速差動伝送に対応した高速伝送ケーブルである。また、２本の電線と平行に並び且つシールドの内側に接するドレインワイヤを有してもよい。
【００４９】
Ｔｗｉｎａｘケーブルにおいては、２本の電線の信号伝達時間の差（遅延時間差：スキュー）を小さく抑えなければならない。これは、複数の電線から届く信号に時間差を生じることで、信号を受信する機器において通信エラーが起きることを防止するためである。このスキューは、個々の電線の遅延時間の差であり、電線の絶縁体の誘電率と強く関連している。そのため、絶縁体の発泡度は、スキューの最も重要な因子となる。以下に、Ｔｗｉｎａｘケーブルの一例について説明する。
【００５０】
図３〜６は、第４の実施の形態に係るＴｗｉｎａｘケーブル３〜６の断面図である。
【００５１】
Ｔｗｉｎａｘケーブル３は、導体１０、発泡絶縁体層１２、及び外部スキン層２２からなる２本の電線と、２本の電線と平行なドレインワイヤ３３と、２本の電線及びドレインワイヤ３３を覆うシールド３１と、シールド３１上のシース３２を有する。
【００５２】
Ｔｗｉｎａｘケーブル３の導体１０、発泡絶縁体層１２、外部スキン層２２、シールド３１、及びシース３２として、第３の実施の形態の導体１０、発泡絶縁体層１２、外部スキン層２２、シールド３１、及びシース３２と同様のものを用いることができる。
【００５３】
ドレインワイヤ３３は、シールド３１の接地をとるためにシールド３１と外部スキン層２２の間に配置された導体線であり、基板のグランドに接続される。
【００５４】
Ｔｗｉｎａｘケーブル４は、導体１０、内部スキン層２１、発泡絶縁体層１２、及び外部スキン層２２からなる２本の電線と、２本の電線を覆うシールド３１と、シールド３１上のシース３２を有する。
【００５５】
Ｔｗｉｎａｘケーブル５は、２本の導体１０と、２本の導体１０を覆う発泡絶縁体層１２と、発泡絶縁体層１２上のシールド３１と、シールド３１上のシース３２を有する。
【００５６】
Ｔｗｉｎａｘケーブル６は、導体１０と及び内部スキン層２１からなる２本の電線と、２本の電線を覆う発泡絶縁体層１２と、発泡絶縁体層１２上の外部スキン層２２と、外部スキン層２２上のシールド３１と、シールド３１上のシース３２を有する。
【００５７】
Ｔｗｉｎａｘケーブル４、５、６は、ドレインワイヤを有さないため、半田付けによりシールド３１が基板のグランドに直接接続される。このため、ドレインワイヤ３３を有するＴｗｉｎａｘケーブル３と比較して、発泡絶縁体層１２の耐熱性がより重要である。
【００５８】
Ｔｗｉｎａｘケーブル３〜６は、第１の実施の形態の発泡樹脂組成物から形成される発泡絶縁体層１２を有するため、発泡状態の均一性、耐熱性、及び難燃性に優れる。また、スキューを小さく抑えることができる。
【実施例】
【００５９】
実施例及び比較例に係る発泡樹脂組成物、電線、及びＴｗｉｎａｘケーブルを作製し、以下に示す各種評価を行った。
【００６０】
（電線の製造）
導体１０としての２４ＡＷＧ銀メッキ銅導体上に発泡樹脂組成物から発泡絶縁体層１２を発泡成形した。４５ｍｍガス注入発泡押出機を用いて、電線１の外径が１．４６ｍｍとなるようにスクリュ回転速度および線速を調整しながら２０００秒間連続運転を行って、発泡絶縁体層１２を形成した。発泡ガスとして、ガス圧力３９ＭＰａの窒素ガスを用いた。
【００６１】
（発泡度の経時的変動の測定）
電線１の押出時に、電線１の外径および静電容量を０．２秒毎に計測し、以下の式１に従って実効誘電率εrを算出した。
【００６２】
【数１】
【００６３】
ここで、ε0は空気の誘電率、Ｃは静電容量、ｂは電線１の外径、ａは導体１０の外径を表す。
【００６４】
次に、以下の式２に従って計測時間ごとの換算発泡度Ｆを算出した。発泡度Ｆの経時的変動が小さいほど、発泡絶縁体層１２の発泡状態の均一性（気泡１１の分布の均一性）が高いことを表す。
【００６５】
【数２】
【００６６】
ここで、εiは樹脂組成物の誘電率を表す。
【００６７】
算出した換算発泡度Ｆの最大値と最小値の差（％）をもって、発泡度の変動とした。発泡度変動の評価基準として、伝送特性を鑑みて４．３％以下を合格とした。
【００６８】
（Ｔｗｉｎａｘケーブルの製造）
上記の電線２本を並行に並べ、これらを銅テープとポリエステルフィルムを積層した積層テープで巻いてシールド３１を形成し、さらにその外側を軟質ポリ塩化ビニル樹脂で被覆してシース３２を形成し、長さ３０ｍのＴｗｉｎａｘケーブルを得た。
【００６９】
（スキューの測定）
製造したＴｗｉｎａｘケーブルを切断して、６本の長さ５ｍのＴｗｉｎａｘケーブルを得た。この６本のＴｗｉｎａｘケーブルの各々に対してＴＤＲ（時間領域反射率計）によってスキューを測定した。スキューの評価基準として、２５ｐｓ／ｍ以下を合格とした。
【００７０】
（半田耐熱試験）
Ｔｗｉｎａｘケーブルの末端のシースを除去して、露出した発泡絶縁体層１２に先端温度が２７０℃のパルス式半田過熱用冶具を１Ｎで３秒間押し付け、非鉛半田接続を行った。半田耐熱試験の評価基準として、非鉛半田接続により発泡絶縁体１２の変形が見られなかったものを合格とした。
【００７１】
（難燃性試験）
難燃性は要求レベルの異なる２種の燃焼試験、すなわちＩＳＯ６７２２に準拠した４５度傾斜燃焼試験、及びより難燃レベルの厳しいＵＬ１５８１（ＶＷ−１）に準拠した垂直燃焼試験、により評価した。難燃性試験の評価基準として、４５度傾斜燃焼試験のみ合格したものをＧ（good）、より厳しいＶＷ−１にも合格したものをＥ（excellent）とした。
【００７２】
以下に、実施例１〜１５、及び比較例１〜８の発泡樹脂組成物の組成、並びにその発泡樹脂組成物を用いて製造された電線及びＴｗｉｎａｘケーブルの評価結果を以下に述べる。
【００７３】
［実施例１］
シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）（Ｓ１０４、出光興産）９０重量部に対して、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）（密度９２８ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ ０．５）を１０重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００７４】
［実施例２］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）７０重量部に対して、低密度ポリエチレン（密度９２８ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ ０．５）を３０重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００７５】
［実施例３］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）７０重量部に対して、低密度ポリエチレン（密度９２８ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ ０．５）を３０重量部、更に二硫化モリブデンを０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であり、特に難燃性に優れるため、総合評価◎とした。
【００７６】
［実施例４］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を１重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００７７】
［実施例５］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を３重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００７８】
［実施例６］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００７９】
［実施例７］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を１重量部、更に窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であり、特に難燃性に優れるため、総合評価◎とした。
【００８０】
［実施例８］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を３重量部、更に窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であり、特に難燃性に優れるため、総合評価◎とした。
【００８１】
［実施例９］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を５重量部、更に窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であり、特に難燃性に優れるため、総合評価◎とした。
【００８２】
［実施例１０］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００８３】
［実施例１１］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を１０重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００８４】
［実施例１２］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約１０μｍ、表面処理無し）を３重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００８５】
［実施例１３］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約１０μｍ、表面処理無し）を５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であった（総合評価○）。
【００８６】
［実施例１４］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約１０μｍ、表面処理無し）を３重量部、更に窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であり、特に難燃性に優れるため、総合評価◎とした。
【００８７】
［実施例１５］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約１０μｍ、表面処理無し）を５重量部、更に窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、全ての評価において合格であり、特に難燃性に優れるため、総合評価◎とした。
【００８８】
［比較例１］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）単体を発泡樹脂組成物として用いた。評価結果は、発泡度変動評価、スキュー評価、及び難燃性評価が不合格（総合評価×）であった。これは、粘度が調節するためのポリオレフィン又はＰＴＦＥパウダのいずれも添加されていないため、発泡度変動が抑えられないことによると考えられる。
【００８９】
［比較例２］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）９８重量部に対して、低密度ポリエチレン（密度９２８ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ ０．５）を２重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、発泡度変動評価及びスキュー評価が不合格（総合評価×）であった。これは、ポリオレフィンの混合量が規定よりも少ないため、発泡度変動が抑えられないことによると考えられる。
【００９０】
［比較例３］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）６０重量部に対して、低密度ポリエチレン（密度９２８ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ ０．５）を４０重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、半田耐熱性評価及び難燃性が不合格（総合評価×）であった。これは、ポリオレフィンの割合が多いため、発泡度変動は抑えられるものの、シンジオタクチックポリスチレンの割合が少ないため、耐熱性が低下したことにより、半田接続性が悪く、難燃性も不十分になったと考えられる。
【００９１】
［比較例４］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、二硫化モリブデンを０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、難燃性評価が不合格（総合評価×）であった。このことから、シンジオタクチックポリスチレンに対し、層状の結晶構造を有する無機化合物単体を配合するだけでは十分な難燃性は示されず、ポリオレフィン樹脂又は含ふっ素樹脂パウダと、層状の結晶構造を有する無機化合物の相乗効果により難燃性が向上することが確認された。
【００９２】
［比較例５］
低密度ポリエチレン（密度９２８ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ ０．５）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を３重量部、更に窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、半田耐熱性評価と難燃性評価が不合格（総合評価×）であった。これは、シンジオタクチックポリスチレンが含まれないため、耐熱性が不十分であることによると考えられる。
【００９３】
［比較例６］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、窒化ホウ素を０．５重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、スキュー評価及び難燃性評価が不合格（総合評価×）であった。これは、ポリオレフィン樹脂又は含ふっ素樹脂パウダのいずれも含まれないため、発泡度変動が抑えられなことによると考えられる。
【００９４】
［比較例７］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、窒化ホウ素を１２重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、発泡度変動評価、スキュー評価及び難燃性評価が不合格（総合評価×）であった。ポリオレフィン樹脂又は含ふっ素樹脂パウダのいずれも含まれないため、発泡度変動が抑えられず、難燃性も得られなかったものと考えられる。
【００９５】
［比較例８］
シンジオタクチックポリスチレン（Ｓ１０４、出光興産）１００重量部に対して、表面処理ＰＴＦＥパウダ（平均粒径 約３００μｍ、アクリル表面処理品）を１２重量部の割合で配合して発泡樹脂組成物を生成した。評価結果は、発泡度変動評価及びスキュー評価が不合格（総合評価×）であった。これは、ＰＴＦＥパウダの添加量が多すぎるために、発泡度の変動が大きくなることによると考えられる。
【００９６】
以下の表１、２、３、４に、実施例１〜３、実施例４〜１１、実施例１２〜１５、比較例１〜８に係る発泡樹脂組成物の組成並びに電線及びＴｗｉｎａｘケーブルの評価結果をそれぞれ示す。
【００９７】
【表１】
【００９８】
【表２】
【００９９】
【表３】
【０１００】
【表４】
【０１０１】
図７、８、９は、それぞれ実施例８、実施例１５、比較例１の換算発泡度Ｆの経時変動を表すグラフである。各々の発泡度変動（２０００秒間の換算発泡度Ｆの最大値と最小値の差）が１．２１％、１．４９％、４．５３％であることが示されている。
【０１０２】
上述したように、実施の形態に係る発泡樹脂組成物に相当する発泡樹脂組成物を用いた実施例３、７、８、９、１４、１５は、総合評価が◎であった。その他の実施例は難燃性において上記の実施例に劣っていたため、総合評価は○であった。比較例１〜８は、いずれも総合評価が×であった。
【０１０３】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 電線
２ ケーブル
３、４、５、６ Ｔｗｉｎａｘケーブル
１０ 導体
１２ 発泡絶縁体層
３１ シールド
３２ シース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンジオタクチックポリスチレンと、
前記シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して５．３重量部以上、５４重量部以下のポリオレフィン樹脂と、を含む発泡樹脂組成物。
【請求項２】
層状の結晶構造を有する無機化合物をさらに含む、請求項１に記載の発泡樹脂組成物。
【請求項３】
シンジオタクチックポリスチレンと、
前記シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して０．５重量部以上、１０重量部以下の含ふっ素樹脂パウダと、を含む発泡樹脂組成物。
【請求項４】
層状の結晶構造を有する無機化合物をさらに含む、請求項３に記載の発泡樹脂組成物。
【請求項５】
導体と、
前記導体上又は前記導体上の他の層上の、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の発泡樹脂組成物から主として形成される発泡絶縁体層と、を含む電線。
【請求項６】
導体と、
前記導体上又は前記導体上の他の層上の、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の発泡樹脂組成物から主として形成される発泡絶縁体層と、
前記発泡絶縁体層上又は前記発泡絶縁体層上の他の層上のシールドと、
前記シールド層上又は前記シールド層上の他の層上のシースと、を含むケーブル。
【請求項７】
前記導体は２本の平行な導体線である、請求項６に記載のケーブル。
【請求項１】
シンジオタクチックポリスチレンと、
前記シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して５．３重量部以上、５４重量部以下のポリオレフィン樹脂と、を含む発泡樹脂組成物。
【請求項２】
層状の結晶構造を有する無機化合物をさらに含む、請求項１に記載の発泡樹脂組成物。
【請求項３】
シンジオタクチックポリスチレンと、
前記シンジオタクチックポリスチレン１００重量部に対して０．５重量部以上、１０重量部以下の含ふっ素樹脂パウダと、を含む発泡樹脂組成物。
【請求項４】
層状の結晶構造を有する無機化合物をさらに含む、請求項３に記載の発泡樹脂組成物。
【請求項５】
導体と、
前記導体上又は前記導体上の他の層上の、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の発泡樹脂組成物から主として形成される発泡絶縁体層と、を含む電線。
【請求項６】
導体と、
前記導体上又は前記導体上の他の層上の、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の発泡樹脂組成物から主として形成される発泡絶縁体層と、
前記発泡絶縁体層上又は前記発泡絶縁体層上の他の層上のシールドと、
前記シールド層上又は前記シールド層上の他の層上のシースと、を含むケーブル。
【請求項７】
前記導体は２本の平行な導体線である、請求項６に記載のケーブル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１００４８６（Ｐ２０１３−１００４８６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２５５９４（Ｐ２０１２−２２５５９４）
【出願日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]