発泡絶縁体を有する電線・ケーブル
【課題】簡易な方法で高発泡度と同時に微細気泡を安定して実現できる発泡絶縁体とした電線・ケーブルを提供する。
【解決手段】金属導体１１の外周に、物理発泡で発泡絶縁体１２を形成した電線・ケーブルにおいて、発泡絶縁体１２が結晶性ポリマーＡとポリマーＢのブレンドからなり、ポリマーＢの結晶融点またはガラス転移温度が、ポリマーＡの結晶融点とその結晶融点から５０℃低い温度の間に存在する樹脂組成物を用いて電線・ケーブル３０の発泡絶縁体１２を形成するものである。
【解決手段】金属導体１１の外周に、物理発泡で発泡絶縁体１２を形成した電線・ケーブルにおいて、発泡絶縁体１２が結晶性ポリマーＡとポリマーＢのブレンドからなり、ポリマーＢの結晶融点またはガラス転移温度が、ポリマーＡの結晶融点とその結晶融点から５０℃低い温度の間に存在する樹脂組成物を用いて電線・ケーブル３０の発泡絶縁体１２を形成するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡絶縁体を有する電線・ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報通信網の発達にともなって、機器間で用いられるデータ伝送ケーブルは高速、大容量対応が必須であり、高周波での優れた伝送特性が求められている。特に昨今、差動伝送と呼ばれる２心１組のケーブルに＋と−の電圧をかける方式を採用する機器が増えている。この差動伝送方式は、外来ノイズへの耐性が強い反面、２本の電線の信号伝達時間の差（遅延時間差：スキュー）を厳しく管理しなくてはならない制約がある。これは、複数の心線から届く信号に時間差を生じることで受け側の機器で通信エラーが起きることを防止するためである。
【０００３】
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、最も重要な因子となる。発泡度の変動を抑制するためには、気泡を微細化することが有効である（特許文献１〜４）。
【０００４】
発泡方式としては、一般には化学発泡剤を使用する方法（化学発泡）と、成形機の中で溶融樹脂中にガスを注入して成形機内外の圧力差によって発泡させる方式（物理発泡）がある。化学発泡は簡便に発泡度変動の少ない絶縁体を得られる利点はあるが、高い発泡度を達成することが困難なこと、発泡剤の残渣は誘電率が大きいことが多いため発泡度に比較して絶縁体の誘電率が大きくなる等の問題がある。このため、高速の差動伝送に使用されるケーブルは物理発泡方式で製造された発泡絶縁体を使用することが多くなっている。
【０００５】
前述したように、遅延時間は絶縁体の誘電率と強く関連しており、高速伝送ケーブルには高い発泡度の絶縁体が求められている。さらに、差動伝送を行うためにはその発泡度は均一である必要がある。
【０００６】
一方、一般に高発泡度の絶縁体は、樹脂分が少なく機械的強度が不足しがちで、容易に潰れや座屈を生じる等の問題がある。
【０００７】
これらを防止するためケーブルのジャケット等の構造を強化する方法もあるが、もっとも安定した性能を維持する方法は、気泡そのものを微細化し、荷重や応力の分散を図ることである。すなわち理想的なケーブルとは、微細で均一な気泡を大量に有し、全長にわたり発泡度の変動のない（少ない）ケーブルである。
【０００８】
気泡を微細化しつつ、発泡度を保つには大量の気泡を発生させる必要があり、発泡核剤の選択が重要になってくる。発泡核剤としてはクレー、シリカなどの無機粒子やＰＴＦＥパウダなどの高融点ポリマ、有機化学発泡剤（ＡＤＣＡ、ＯＢＳＨなど）などが汎用されている。発泡核剤は、ベースとなる樹脂や成形条件によって最適な組成、形状が異なるが、基本的に粒子が小さくなるほど同一添加量でも添加粒子数が大幅に増えることから気泡の発生数が増えることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−３０３２４７号公報
【特許文献２】特開２００８−２５５２４３号公報
【特許文献３】特開２００６−２３３０８５号公報
【特許文献４】特開平０６−４９２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、微粒子の核剤は凝集を起こしやすく、樹脂中へ均一に分散させることが非常に困難となる。すなわち、微粒子を樹脂中に添加した場合に凝集してしまい、発泡性の変動や極端な場合には樹脂組成物そのものの物性にも悪影響を与えてしまう。
【００１１】
このような凝集の問題に対し、一般には核剤のマスターバッチ（ＭＢ）を作ることで対応している。混練専用の装置を用いて樹脂中に高濃度の核剤を配合したＭＢを作り、電線用の成形機（発泡押出機）ではこのＭＢを薄めることで、極端な分散不良を防止する方法である。しかし、この方法で分散状態はある程度改善できるが、材料の加工が多段階になり、材料（加工）費の増大や、加工履歴による材料物性の変化などの問題を生じやすい。
結局、凝集の問題から、気泡数を低コストで大幅に増加することは困難である。
【００１２】
また、同様の理由で核剤の大量添加にも問題がある。基本的に核剤は異物であり、現在実用化されている多くの発泡核剤は、その誘電率がマトリックスポリマより大きいために大量添加は樹脂組成物の誘電特性にも悪影響を与え、発泡体としての利点を損なう。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、簡易な方法で高発泡度と同時に微細気泡を安定して実現できる発泡絶縁体とした電線・ケーブルを提供することにある。それにより、高速伝送かつ低スキューで、機械的強度に優れる発泡絶縁体を有する電線・ケーブルを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、金属導体の外周に、物理発泡で発泡絶縁体を形成した電線・ケーブルにおいて、発泡絶縁体が結晶性ポリマーＡとポリマーＢのブレンドからなり、ポリマーＢの結晶融点またはガラス転移温度が、ポリマーＡの結晶融点とその結晶融点から５０℃低い温度の間に存在することを特徴とする発泡絶縁体を有する電線・ケーブルである。
【００１５】
前記ポリマーＡと前記ポリマーＢの合計重量に対し、ポリマーＢの含有量が０．１〜４５重量％であることが好ましい。
【００１６】
前記ポリマーＡは、ポリエチレン、ポリマーＢは、スチレンブロックを有していることが好ましい。
【００１７】
上記発泡絶縁体は、化学発泡剤を含まないことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ポリマーＡに対して、結晶融点またはガラス転移温度の低いポリマーＢをブレンドして物理発泡させることで、高発泡と同時に微細気泡を安定して実現できる。それにより、高速伝送かつ低スキューで、機械的強度に優れた発泡絶縁体を有する電線・ケーブルを得ることができる。また、本発明に係る電線・ケーブルは、化学発泡剤を使用しないため、発泡剤の残渣による問題が生じることがなく、発泡度変動の少ない絶縁体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明における発泡電線の断面図である。
【図２】本発明における同軸ケーブルの断面図である。
【図３】本発明における電線・ケーブルの断面図である。
【図４】本発明における他の電線・ケーブルの断面図である。
【図５】本発明におけるさらに他の電線・ケーブルの断面図である。
【図６】本発明の実施例１の換算発泡度の時間的変動を示す図である。
【図７】本発明において、実施例１〜１３の発泡度変動とスキューの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２１】
先ず、本発明の発泡絶縁体を有する電線・ケーブルを図１〜図５により説明する。
【００２２】
図１は、発泡電線１０を示したもので、導体１１に、多数の気泡を有する発泡絶縁体１２を押し出し被覆して発泡電線１０が形成される。
【００２３】
図２は、同軸ケーブル２０を示したもので、導体（内部導体）１１に、発泡絶縁体１２を導体１１と接着させるため、導体１１直上に内部スキン層２１が形成され、また発泡絶縁体１２の外周部には成形時のガス抜けによる発泡度低下を防止する外部スキン層２２が形成され、その外周に外部導体３１が形成され、さらにその外周にシース層３２が形成されている。
【００２４】
これらの発泡絶縁体１２、内部スキン層２１，外部スキン層２２は、タンデム押出などにより順次被覆しても良く、またはコモンヘッドによる同時押出により成形することもできる。
【００２５】
内部スキン層２１または外部スキン層２２は、ガスの吹き抜けがなくケーブルとして十分な特性が得られるのであれば、省くことも可能である。
【００２６】
導体１１は、単線でも撚線でも良く、銅線以外にも各種合金線や、場合によってはチューブ状導体が使用できる。また、表面に銀、錫、その他任意の種類のめっきを施すことが出来る。例えば、アルミ導体の表面に銅を被覆した銅被アルミ導体を使用することもできる。
【００２７】
気泡を含む発泡絶縁体１２は、単一層でも複数の発泡層を組合せてもかまわない。発泡絶縁体１２の内周部、外周部のスキン層２１，２２は、発泡していない、または発泡絶縁体１２と比較して発泡度が極端に小さい発泡層で形成することも可能である。
【００２８】
また、外部スキン層２２の外周に形成する外部導体３１は、用途と必要性能により極細金属線による横巻、編組、あるいは銅またはアルミなどの金属箔の巻付け、銅などの金属テープを溶接・加工したコルゲート管などを任意に選択できる。
【００２９】
外部導体３１外側のシース層３２の材質は、ＰＥ、ＰＰなどのポリオレフィン、ふっ素樹脂、塩化ビニル、ハロゲンフリー難燃材料など任意の材料を使用できる。
【００３０】
外部導体３１の有無に関らず、電線・ケーブルとしての形態も任意に選択できる。
【００３１】
一例を挙げるならば、図２で説明したように外部導体３１とその外側にシース層３２を設けて１本で運用する方法の他に、図３に示すように発泡電線１０を複数本を並行配置すると共にドレイン線（アース線）３４を内包させ、これらの外周をシールド層３３で覆うと共に抑えテープ３５を設けて電線・ケーブル３０を構成したり、或いは図４に示すように発泡電線１０を撚り合わせ、必要に応じてドレイン線３４を設け、その外周をシールド層３３で覆うと共にシース層３２を設けて電線・ケーブル３０´とする。
【００３２】
さらに、図５に示すように極細の内部導体１１´の外周に極細の発泡絶縁体１２´を形成し、その外周に極細金属線の横巻きによる外部導体３１´を形成した後、抑えテープ３５で保護した同軸ケーブル２０´を形成し、この同軸ケーブル２０´を複数本（図では４本）平行に或いは撚り合わせ、その外周にシース層３２を形成して電線・ケーブル４０を構成するようにしてもよい。
【００３３】
本発明者らは、発泡絶縁体を形成するにあたり、押出機内でのガス注入により物理発泡させる際に、発泡絶縁体内に、均一な微細気泡を生成させるための樹脂組成を鋭意検討し、本発明に至った。
【００３４】
すなわち本発明の発泡絶縁体は、結晶性ポリマーＡとポリマーＢのブレンドからなり、ポリマーＢの結晶融点またはガラス転移温度が、ポリマーＡの結晶融点とその結晶融点から５０℃低い温度の間に存在するようにしたものである。
【００３５】
物理発泡成形プロセスにおける樹脂粘度は、気泡成長時に樹脂層外への発泡ガス吹き抜けを防止し、かつ気泡合一・粗大化を防止するため、できるだけ溶融粘度を高くすることが好ましい。このため、発泡電線押出時の樹脂温度は成形可能な範囲でできるだけ低く設定される。結晶性ポリマの場合、融点よりやや上（１０〜３０℃程度）の温度に制御することが重要である。
【００３６】
一方、ダイスから吐出された後、気泡成長過程における樹脂温度は、空気または水または、冷却サイジングダイの内壁により絶縁体表面から熱を奪われる作用と、発泡時の断熱膨張による温度低下の効果により急速に低下する。
【００３７】
本発明者らの測定によれば、気泡が発生する時の樹脂温度はダイスを通過する時の温度より４０〜５０℃低下していることが明らかとなった。
【００３８】
本発明の発泡絶縁体は、ポリマーＡとポリマーＢをブレンドすることにより、気泡発生時にポリマーＡの結晶化に伴い溶解していた発泡ガスはポリマーＡの結晶から排除され、非晶部分での濃度が高くなる。ポリマーＡの結晶化はポリマーＢとの界面で最も起こりやすいため、界面付近のガス濃度が著しく高くなり発泡ガスの熱ゆらぎにより速やかに気泡核が形成される。
【００３９】
ポリマーＡとポリマーＢの合計量に対し、ポリマーＢの含有量が０．１〜４５重量％であれば、ポリマーＢがポリマーＡ中に均一に分散するため、気泡発生数増加の効果が高い。ポリマーＢの含有量が０．１重量％未満の場合、その添加効果がなく、４５重量％を超えて添加された場合は、発泡絶縁体の機械的強度が低下し潰れやすくなる。
【００４０】
本発明のポリマーＡとしては、ポリエチレンであることが好ましい。
【００４１】
ポリエチレンは、誘電率が小さく伝送損失を小さくでき、汎用ポリマのため低コストである。ポリマーＡは、高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンの混合物であることがより好ましい。高密度ポリエチレンの誘電特性はｔａｎδが小さくケーブルの伝送ロス低減に有利である。しかし分子構造が分岐を持たない直鎖型のため溶融粘度が低く、単独では発泡成形には適さない。一方、低密度ポリエチレンは、分岐の多い分子構造のため溶融粘度が高く、高密度ポリエチレンにブレンドすると発泡度を高めることができる。
【００４２】
ポリマーＡの結晶融点とは、ポリマーＡが複数の結晶融点を有する場合、最も高温の結晶融点を指す。ポリマーＡを溶融成形するには、最も高温の結晶融点以上で成形する必要があるからである。
【００４３】
ポリマーＡとしては、ポリエチレン（ＰＥ）の他に、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−メチルメタクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン−αオレフィン共重合体、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ；Ｔｍ１３０℃）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ；Ｔｍ１１０℃）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、エチレン−ブテン１共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、などのエチレン系ポリマ、／ホモポリプロピレン（ｈ−ＰＰ）、ブロックポリプロピレン（ｂ−ＰＰ）、ランダムポリプロピレン（ｒ−ＰＰ）などのプロピレン系ポリマ、／ポリテトラフルロエチレン（ＰＴＦＥ；Ｔｍ３２７℃）、ポリフッ化アルコキシ（ＰＦＡ；Ｔｍ３００℃）、４フッ化エチレン−プロピレン共重合体（ＦＥＰ；Ｔｍ２６０℃）、ポリ３フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ；Ｔｍ２４５℃）などのフッ素樹脂、／ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステルエラストマなどのポリエステル系樹脂、／ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）などのエンジニアリングプラスチックが挙げられ、これらの単独または二種以上のブレンド物を用いることが出来る。
【００４４】
好ましくはポリエチレンまたはフッ素樹脂であり、ＨＤＰＥとＬＤＰＥのブレンド物が最も好適である。
【００４５】
ポリマーＢとしては、ポリマーＡの結晶融点（Ｔｍ）と結晶融点（Ｔｍ）より５０℃低い温度（Ｔｍ−５０℃）の間の温度域に、ガラス転移温度（Ｔｇ）または結晶融点（Ｔｍ）を有するポリマーであれば、特に限定なく使用できる。
【００４６】
ポリマーＡがポリオレフィン系の場合は、ポリマーＢは、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン−エチレンブチレン−スチレン三元共重合体（ＳＥＢＳ；Ｔｇ１００℃）、スチレン−エチレンプロピレン−スチレン三元共重合体（ＳＥＰＳ；Ｔｇ１００℃）、スチレン−（エチレン−エチレンプロピレン）−スチレン共重合体（ＳＥＥＰＳ）、スチレン−オレフィン−ブロック（グラフト）共重合体、またはＥＶＡ、ＥＥＡ、ＥＭＡ、ＥＭＭＡ、ＰＭＭＡのうち融点またはガラス転移温度が規定範囲内にあるポリマーが好適である。
【００４７】
またポリマーＡがフッ素樹脂の場合、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ；Ｔｍ１４５℃）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ；Ｔｍ２１０℃）、ＰＳ／ＰＰＥ系ポリマーアロイ、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ；Ｔｍ２２３℃）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ＦＥＰ、四フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）が好適であるが、ポリマーＡがオレフィン系、フッ素系に関わらずこれらに限定されるものではない。
【００４８】
特に好ましい組合せはポリマーＡがポリエチレンの場合、高周波での誘電率およびｔａｎδが小さいＳＥＢＳ、ＳＥＰＳに代表されるスチレン系エラストマであり、ＰＳ含有量が２０％以下のＳＥＢＳまたはＳＥＰＳが気泡発生数が多いため特に好適である。ポリマーＡがフッ素系の場合は誘電率の小さなＰＰＥまたは変性ＰＰＥ（ＰＰＥ／ＰＳ系ポリマーアロイ）である。
【実施例】
【００４９】
以下本発明の実施例をより詳しく説明する。
【００５０】
先ず、図１〜図５で説明した発泡絶縁体１２は、導体の外周に直接、或いは内部導体の外周に形成した内部スキン層の外周に押し出し被覆して形成される。
【００５１】
この発泡絶縁体は、全樹脂量に対し
ポリマーＡ；
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ） ５５〜９５重量％
低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ） ５〜４５重量％
ポリマーＢ；
スチレン系エラストマ ０．１〜４５重量％
からなるものである。
【００５２】
本発明に用いるポリマーＢの含有量は、ポリマーＡとポリマーＢの合計重量に対し、０．１〜４５重量％であり、好ましくは１〜３０重量％である。
【００５３】
添加量が少なすぎる場合には、核剤としての効果が不十分になり、気泡の粗大化、発泡度の低下または変動増大をもたらす。また添加量が過剰の場合は押出成形性が著しく低下する。また、ポリマーＢが４５重量％を超えて添加された場合は発泡絶縁体の機械的強度が低下し潰れや座屈が発生しやすくなる。電線の製造時または使用時に発泡絶縁体の潰れや座屈が起こると、インピーダンス変動や遅延速度の増大、伝送損失の増加が発生するため好ましくない。
【００５４】
また、本発明の発泡絶縁体は耐熱性の観点からポリマーの分子間を架橋させたものを用いることができる。
【００５５】
この架橋には、有機化酸化物による過酸化物架橋、硫黄化合物による硫黄架橋などの化学架橋、または電子線、放射線などによる照射架橋、またその他の化学反応いずれの架橋方法を使用することができる。高周波誘電特性の観点から電子線照射架橋が好ましい。
【００５６】
また、これら樹脂組成物には必要に応じて難燃剤、難燃助剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、軟化剤、可塑剤、無機充填剤、相溶化剤、安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、架橋助剤、着色剤、酸化防止剤、粘度調整剤、その他の添加剤を加えることが出来る。但し、これらの機能を有する添加剤であっても、金属酸化物または金属塩は、誘電率を悪化させるため添加することはできない。
【００５７】
ポリマーＡないしポリマーＢの押出機への供給方法は、以下の３つの方法が考えられる。
【００５８】
（１）発泡押出機に本発明に係るポリマーをペレットあるいはパウダ形状で直接投入するドライブレンド法、（２）あらかじめポリマーＢをポリマーＡまたは別なポリマー中に高濃度で混和した樹脂組成物をマスターバッチとして添加するマスターバッチ法、（３）ポリマーＡおよびポリマーＢを事前に二軸押出機などの混練機で混練した樹脂組成物を発泡押出機に投入するフルコンパウンド法がある。
【００５９】
ポリマーＢの分散を考慮すると、（３）のフルコンパウンド法が最も好ましい。これは、ポリマーＢの均等分散により大量の微細気泡が発生し、均一な成長が可能となり、外径、静電容量共に極めて安定することで目的とする、高発泡かつ低スキューの発泡電線の製造が可能となる。
【００６０】
次に、本発明の実施例１〜１４と比較例１〜５を以下に説明する。
【００６１】
なお、発明の目的が低スキュー電線であることから、実施例および比較例でも図３の構造の電線・ケーブル３０の試作を行った。
【００６２】
表１（実施例１〜１３）、表２（実施例１４）、表３（比較例１〜５）に示す樹脂および添加剤を４５ｍｍ二軸混練機を表記載の温度に設定して混練し、電線製造用フルコンパウンドとした。なお、表１〜３中のポリマーＡ、ポリマーＢの各実施例及び各比較例の数値の単位は、ポリマーＡとポリマーＢの合計重量に対する重量％であり、表３中の添加型核剤の数値の単位は、ポリマーＡとポリマーＢの合計重量を１００重量部としたときの添加型核剤の重量部である。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
【表３】
【００６６】
これらのフルコンパウンドを用いて、表４に示した条件で目標発泡度５０％の発泡電線を１０，０００ｍ作製したのち、１Ｍｒａｄの電子線を照射することにより電子線架橋を施した。作製した各フルコンパウンドによる発泡電線を５，０００ｍ毎に二等分したのち、この２本をドレイン線とともに並行配置し、アルミシールドテープを縦添えしＰＥＴテープで抑え巻きしたツインナックス構造のケーブル長さ１０ｍを２０本づつ作製した。なお、表４中のＬは、押出機のスクリューの長さ、Ｄは、スクリューの直径である。
【００６７】
【表４】
【００６８】
発泡電線の押出時にインラインで外径（ｂ）と静電容量（Ｃ）をモニターし、芯線径（ａ）と合わせて誘電率を算出し、さらにＡ．Ｓ．Ｗｉｎｄｅｌｅｒの式から換算発泡度を算出、この時間変化を計測した。
【００６９】
発泡体の実効比誘電率εｒは、数１から求めた。ε0は真空の誘電率である。
【００７０】
【数１】
【００７１】
換算発泡度は、Ａ．Ｓ．Ｗｉｎｄｅｌｅｒの式から数２で求めた。この数２での、εiは、絶縁体材料の比誘電率、空気の比誘電率は１としている。
【００７２】
【数２】
【００７３】
換算発泡度の変動の一例（実施例１）を図６に示す。換算発泡度の最大値と最小値の差を発泡度の変動（ΔＦ）と定義する。
【００７４】
表１〜３のスキューと加熱変形は、以下のように測定した。
【００７５】
（１）スキュー測定
ＴＤＴ（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）法により１０ｍツインナックスケーブルのペア内スキューを測定した。
【００７６】
なお、図７に実施例１〜１３の発泡変動（ΔＦ）とペア内スキューをプロットして示した。
【００７７】
判定は、２０本のケーブルの単位長さ当たりのペア内スキュー最大値が１０ｐｓ／ｍ以下のものを合格（○）とし、特に８ｐｓ／ｍ以下のものを二重○（合格の中でも優秀なもの）とした。
【００７８】
（２）加熱変形
長さ７ｃｍに切断した試作電線試料１０本を横に並べ、試料に直行する形でプローブ（直径５ｍｍのＳＵＳ製半円柱）を設置し、１０Ｎの荷重環境下で３０分静置し、初期値に対する変形率を算出した。
【００７９】
試験温度は実使用環境を想定し、ポリエチレン系で７０℃、フッ素樹脂系で１２０℃とした。変形率１５％以下を合格（○）とし、特に１０％以下のものを二重○とした。
【００８０】
以上より、表１に示した、ポリマーＡとして融点（Ｔｍ）が１３０℃のポリエチレン、ポリマーＢとしてガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃のスチレン系ポリマまたはＰＭＭＡ（ポリエチレンの結晶融点１３０℃と融点から５０℃低い８０℃の間にガラス転移点が存在する）または、結晶融点が８３℃のＥＶＡを使用した実施例１〜１３は、いずれも発泡度変動が小さく発泡絶縁体の構造が安定している。
【００８１】
これらの電線を適用したツインナックスケーブルはペア内スキューが小さく、良好な伝送特性を有している。加熱変形試験も合格することから、機械的強度も十分である。ポリマーＢが４５重量％以上混和されている実施例１３は加熱変形率がやや大きく、合格はするが裕度なしの結果となった。
【００８２】
また、表２に示した、フッ素樹脂をポリマーＡ、規定値に合致したポリマーＢを使用した実施例１４も同様に、外径変動が小さく発泡絶縁体の構造が安定している。これらの電線を適用したツインナックスケーブルはペア内スキューが小さく、良好な伝送特性を有している。
【００８３】
一方、表３に示した、ポリマーＢを使用しない比較例１、従来からの添加型発泡核剤ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）を使用した比較例２、ポリマーＢの融点が規定値から外れる比較例３〜５は、いずれも発泡度変動が大きくなり、その結果としてツインナックスケーブルのペア内スキューは増大し、不合格（判定が×表示）となった。
【００８４】
これらの結果から、金属導体とその外周を包む物理発泡方式による発泡絶縁体からなる電線において、発泡絶縁体が結晶性ポリマーＡとポリマーＢのブレンドからなり、ポリマーＢの結晶融点またはガラス転移温度がポリマーＡの結晶融点と融点から５０℃低い温度の間に存在することを特徴とした発泡絶縁体を有する電線・ケーブルはスキューの小さい良好な伝送特性を示すことが実証された。
【符号の説明】
【００８５】
１０ 発泡電線
１１ 導体
１２ 発泡絶縁体
２０ 同軸ケーブル
３０ 電線・ケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡絶縁体を有する電線・ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報通信網の発達にともなって、機器間で用いられるデータ伝送ケーブルは高速、大容量対応が必須であり、高周波での優れた伝送特性が求められている。特に昨今、差動伝送と呼ばれる２心１組のケーブルに＋と−の電圧をかける方式を採用する機器が増えている。この差動伝送方式は、外来ノイズへの耐性が強い反面、２本の電線の信号伝達時間の差（遅延時間差：スキュー）を厳しく管理しなくてはならない制約がある。これは、複数の心線から届く信号に時間差を生じることで受け側の機器で通信エラーが起きることを防止するためである。
【０００３】
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、最も重要な因子となる。発泡度の変動を抑制するためには、気泡を微細化することが有効である（特許文献１〜４）。
【０００４】
発泡方式としては、一般には化学発泡剤を使用する方法（化学発泡）と、成形機の中で溶融樹脂中にガスを注入して成形機内外の圧力差によって発泡させる方式（物理発泡）がある。化学発泡は簡便に発泡度変動の少ない絶縁体を得られる利点はあるが、高い発泡度を達成することが困難なこと、発泡剤の残渣は誘電率が大きいことが多いため発泡度に比較して絶縁体の誘電率が大きくなる等の問題がある。このため、高速の差動伝送に使用されるケーブルは物理発泡方式で製造された発泡絶縁体を使用することが多くなっている。
【０００５】
前述したように、遅延時間は絶縁体の誘電率と強く関連しており、高速伝送ケーブルには高い発泡度の絶縁体が求められている。さらに、差動伝送を行うためにはその発泡度は均一である必要がある。
【０００６】
一方、一般に高発泡度の絶縁体は、樹脂分が少なく機械的強度が不足しがちで、容易に潰れや座屈を生じる等の問題がある。
【０００７】
これらを防止するためケーブルのジャケット等の構造を強化する方法もあるが、もっとも安定した性能を維持する方法は、気泡そのものを微細化し、荷重や応力の分散を図ることである。すなわち理想的なケーブルとは、微細で均一な気泡を大量に有し、全長にわたり発泡度の変動のない（少ない）ケーブルである。
【０００８】
気泡を微細化しつつ、発泡度を保つには大量の気泡を発生させる必要があり、発泡核剤の選択が重要になってくる。発泡核剤としてはクレー、シリカなどの無機粒子やＰＴＦＥパウダなどの高融点ポリマ、有機化学発泡剤（ＡＤＣＡ、ＯＢＳＨなど）などが汎用されている。発泡核剤は、ベースとなる樹脂や成形条件によって最適な組成、形状が異なるが、基本的に粒子が小さくなるほど同一添加量でも添加粒子数が大幅に増えることから気泡の発生数が増えることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−３０３２４７号公報
【特許文献２】特開２００８−２５５２４３号公報
【特許文献３】特開２００６−２３３０８５号公報
【特許文献４】特開平０６−４９２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、微粒子の核剤は凝集を起こしやすく、樹脂中へ均一に分散させることが非常に困難となる。すなわち、微粒子を樹脂中に添加した場合に凝集してしまい、発泡性の変動や極端な場合には樹脂組成物そのものの物性にも悪影響を与えてしまう。
【００１１】
このような凝集の問題に対し、一般には核剤のマスターバッチ（ＭＢ）を作ることで対応している。混練専用の装置を用いて樹脂中に高濃度の核剤を配合したＭＢを作り、電線用の成形機（発泡押出機）ではこのＭＢを薄めることで、極端な分散不良を防止する方法である。しかし、この方法で分散状態はある程度改善できるが、材料の加工が多段階になり、材料（加工）費の増大や、加工履歴による材料物性の変化などの問題を生じやすい。
結局、凝集の問題から、気泡数を低コストで大幅に増加することは困難である。
【００１２】
また、同様の理由で核剤の大量添加にも問題がある。基本的に核剤は異物であり、現在実用化されている多くの発泡核剤は、その誘電率がマトリックスポリマより大きいために大量添加は樹脂組成物の誘電特性にも悪影響を与え、発泡体としての利点を損なう。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、簡易な方法で高発泡度と同時に微細気泡を安定して実現できる発泡絶縁体とした電線・ケーブルを提供することにある。それにより、高速伝送かつ低スキューで、機械的強度に優れる発泡絶縁体を有する電線・ケーブルを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、金属導体の外周に、物理発泡で発泡絶縁体を形成した電線・ケーブルにおいて、発泡絶縁体が結晶性ポリマーＡとポリマーＢのブレンドからなり、ポリマーＢの結晶融点またはガラス転移温度が、ポリマーＡの結晶融点とその結晶融点から５０℃低い温度の間に存在することを特徴とする発泡絶縁体を有する電線・ケーブルである。
【００１５】
前記ポリマーＡと前記ポリマーＢの合計重量に対し、ポリマーＢの含有量が０．１〜４５重量％であることが好ましい。
【００１６】
前記ポリマーＡは、ポリエチレン、ポリマーＢは、スチレンブロックを有していることが好ましい。
【００１７】
上記発泡絶縁体は、化学発泡剤を含まないことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ポリマーＡに対して、結晶融点またはガラス転移温度の低いポリマーＢをブレンドして物理発泡させることで、高発泡と同時に微細気泡を安定して実現できる。それにより、高速伝送かつ低スキューで、機械的強度に優れた発泡絶縁体を有する電線・ケーブルを得ることができる。また、本発明に係る電線・ケーブルは、化学発泡剤を使用しないため、発泡剤の残渣による問題が生じることがなく、発泡度変動の少ない絶縁体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明における発泡電線の断面図である。
【図２】本発明における同軸ケーブルの断面図である。
【図３】本発明における電線・ケーブルの断面図である。
【図４】本発明における他の電線・ケーブルの断面図である。
【図５】本発明におけるさらに他の電線・ケーブルの断面図である。
【図６】本発明の実施例１の換算発泡度の時間的変動を示す図である。
【図７】本発明において、実施例１〜１３の発泡度変動とスキューの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２１】
先ず、本発明の発泡絶縁体を有する電線・ケーブルを図１〜図５により説明する。
【００２２】
図１は、発泡電線１０を示したもので、導体１１に、多数の気泡を有する発泡絶縁体１２を押し出し被覆して発泡電線１０が形成される。
【００２３】
図２は、同軸ケーブル２０を示したもので、導体（内部導体）１１に、発泡絶縁体１２を導体１１と接着させるため、導体１１直上に内部スキン層２１が形成され、また発泡絶縁体１２の外周部には成形時のガス抜けによる発泡度低下を防止する外部スキン層２２が形成され、その外周に外部導体３１が形成され、さらにその外周にシース層３２が形成されている。
【００２４】
これらの発泡絶縁体１２、内部スキン層２１，外部スキン層２２は、タンデム押出などにより順次被覆しても良く、またはコモンヘッドによる同時押出により成形することもできる。
【００２５】
内部スキン層２１または外部スキン層２２は、ガスの吹き抜けがなくケーブルとして十分な特性が得られるのであれば、省くことも可能である。
【００２６】
導体１１は、単線でも撚線でも良く、銅線以外にも各種合金線や、場合によってはチューブ状導体が使用できる。また、表面に銀、錫、その他任意の種類のめっきを施すことが出来る。例えば、アルミ導体の表面に銅を被覆した銅被アルミ導体を使用することもできる。
【００２７】
気泡を含む発泡絶縁体１２は、単一層でも複数の発泡層を組合せてもかまわない。発泡絶縁体１２の内周部、外周部のスキン層２１，２２は、発泡していない、または発泡絶縁体１２と比較して発泡度が極端に小さい発泡層で形成することも可能である。
【００２８】
また、外部スキン層２２の外周に形成する外部導体３１は、用途と必要性能により極細金属線による横巻、編組、あるいは銅またはアルミなどの金属箔の巻付け、銅などの金属テープを溶接・加工したコルゲート管などを任意に選択できる。
【００２９】
外部導体３１外側のシース層３２の材質は、ＰＥ、ＰＰなどのポリオレフィン、ふっ素樹脂、塩化ビニル、ハロゲンフリー難燃材料など任意の材料を使用できる。
【００３０】
外部導体３１の有無に関らず、電線・ケーブルとしての形態も任意に選択できる。
【００３１】
一例を挙げるならば、図２で説明したように外部導体３１とその外側にシース層３２を設けて１本で運用する方法の他に、図３に示すように発泡電線１０を複数本を並行配置すると共にドレイン線（アース線）３４を内包させ、これらの外周をシールド層３３で覆うと共に抑えテープ３５を設けて電線・ケーブル３０を構成したり、或いは図４に示すように発泡電線１０を撚り合わせ、必要に応じてドレイン線３４を設け、その外周をシールド層３３で覆うと共にシース層３２を設けて電線・ケーブル３０´とする。
【００３２】
さらに、図５に示すように極細の内部導体１１´の外周に極細の発泡絶縁体１２´を形成し、その外周に極細金属線の横巻きによる外部導体３１´を形成した後、抑えテープ３５で保護した同軸ケーブル２０´を形成し、この同軸ケーブル２０´を複数本（図では４本）平行に或いは撚り合わせ、その外周にシース層３２を形成して電線・ケーブル４０を構成するようにしてもよい。
【００３３】
本発明者らは、発泡絶縁体を形成するにあたり、押出機内でのガス注入により物理発泡させる際に、発泡絶縁体内に、均一な微細気泡を生成させるための樹脂組成を鋭意検討し、本発明に至った。
【００３４】
すなわち本発明の発泡絶縁体は、結晶性ポリマーＡとポリマーＢのブレンドからなり、ポリマーＢの結晶融点またはガラス転移温度が、ポリマーＡの結晶融点とその結晶融点から５０℃低い温度の間に存在するようにしたものである。
【００３５】
物理発泡成形プロセスにおける樹脂粘度は、気泡成長時に樹脂層外への発泡ガス吹き抜けを防止し、かつ気泡合一・粗大化を防止するため、できるだけ溶融粘度を高くすることが好ましい。このため、発泡電線押出時の樹脂温度は成形可能な範囲でできるだけ低く設定される。結晶性ポリマの場合、融点よりやや上（１０〜３０℃程度）の温度に制御することが重要である。
【００３６】
一方、ダイスから吐出された後、気泡成長過程における樹脂温度は、空気または水または、冷却サイジングダイの内壁により絶縁体表面から熱を奪われる作用と、発泡時の断熱膨張による温度低下の効果により急速に低下する。
【００３７】
本発明者らの測定によれば、気泡が発生する時の樹脂温度はダイスを通過する時の温度より４０〜５０℃低下していることが明らかとなった。
【００３８】
本発明の発泡絶縁体は、ポリマーＡとポリマーＢをブレンドすることにより、気泡発生時にポリマーＡの結晶化に伴い溶解していた発泡ガスはポリマーＡの結晶から排除され、非晶部分での濃度が高くなる。ポリマーＡの結晶化はポリマーＢとの界面で最も起こりやすいため、界面付近のガス濃度が著しく高くなり発泡ガスの熱ゆらぎにより速やかに気泡核が形成される。
【００３９】
ポリマーＡとポリマーＢの合計量に対し、ポリマーＢの含有量が０．１〜４５重量％であれば、ポリマーＢがポリマーＡ中に均一に分散するため、気泡発生数増加の効果が高い。ポリマーＢの含有量が０．１重量％未満の場合、その添加効果がなく、４５重量％を超えて添加された場合は、発泡絶縁体の機械的強度が低下し潰れやすくなる。
【００４０】
本発明のポリマーＡとしては、ポリエチレンであることが好ましい。
【００４１】
ポリエチレンは、誘電率が小さく伝送損失を小さくでき、汎用ポリマのため低コストである。ポリマーＡは、高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンの混合物であることがより好ましい。高密度ポリエチレンの誘電特性はｔａｎδが小さくケーブルの伝送ロス低減に有利である。しかし分子構造が分岐を持たない直鎖型のため溶融粘度が低く、単独では発泡成形には適さない。一方、低密度ポリエチレンは、分岐の多い分子構造のため溶融粘度が高く、高密度ポリエチレンにブレンドすると発泡度を高めることができる。
【００４２】
ポリマーＡの結晶融点とは、ポリマーＡが複数の結晶融点を有する場合、最も高温の結晶融点を指す。ポリマーＡを溶融成形するには、最も高温の結晶融点以上で成形する必要があるからである。
【００４３】
ポリマーＡとしては、ポリエチレン（ＰＥ）の他に、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−メチルメタクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン−αオレフィン共重合体、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ；Ｔｍ１３０℃）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ；Ｔｍ１１０℃）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、エチレン−ブテン１共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、などのエチレン系ポリマ、／ホモポリプロピレン（ｈ−ＰＰ）、ブロックポリプロピレン（ｂ−ＰＰ）、ランダムポリプロピレン（ｒ−ＰＰ）などのプロピレン系ポリマ、／ポリテトラフルロエチレン（ＰＴＦＥ；Ｔｍ３２７℃）、ポリフッ化アルコキシ（ＰＦＡ；Ｔｍ３００℃）、４フッ化エチレン−プロピレン共重合体（ＦＥＰ；Ｔｍ２６０℃）、ポリ３フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ；Ｔｍ２４５℃）などのフッ素樹脂、／ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステルエラストマなどのポリエステル系樹脂、／ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）などのエンジニアリングプラスチックが挙げられ、これらの単独または二種以上のブレンド物を用いることが出来る。
【００４４】
好ましくはポリエチレンまたはフッ素樹脂であり、ＨＤＰＥとＬＤＰＥのブレンド物が最も好適である。
【００４５】
ポリマーＢとしては、ポリマーＡの結晶融点（Ｔｍ）と結晶融点（Ｔｍ）より５０℃低い温度（Ｔｍ−５０℃）の間の温度域に、ガラス転移温度（Ｔｇ）または結晶融点（Ｔｍ）を有するポリマーであれば、特に限定なく使用できる。
【００４６】
ポリマーＡがポリオレフィン系の場合は、ポリマーＢは、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン−エチレンブチレン−スチレン三元共重合体（ＳＥＢＳ；Ｔｇ１００℃）、スチレン−エチレンプロピレン−スチレン三元共重合体（ＳＥＰＳ；Ｔｇ１００℃）、スチレン−（エチレン−エチレンプロピレン）−スチレン共重合体（ＳＥＥＰＳ）、スチレン−オレフィン−ブロック（グラフト）共重合体、またはＥＶＡ、ＥＥＡ、ＥＭＡ、ＥＭＭＡ、ＰＭＭＡのうち融点またはガラス転移温度が規定範囲内にあるポリマーが好適である。
【００４７】
またポリマーＡがフッ素樹脂の場合、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ；Ｔｍ１４５℃）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ；Ｔｍ２１０℃）、ＰＳ／ＰＰＥ系ポリマーアロイ、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ；Ｔｍ２２３℃）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ＦＥＰ、四フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）が好適であるが、ポリマーＡがオレフィン系、フッ素系に関わらずこれらに限定されるものではない。
【００４８】
特に好ましい組合せはポリマーＡがポリエチレンの場合、高周波での誘電率およびｔａｎδが小さいＳＥＢＳ、ＳＥＰＳに代表されるスチレン系エラストマであり、ＰＳ含有量が２０％以下のＳＥＢＳまたはＳＥＰＳが気泡発生数が多いため特に好適である。ポリマーＡがフッ素系の場合は誘電率の小さなＰＰＥまたは変性ＰＰＥ（ＰＰＥ／ＰＳ系ポリマーアロイ）である。
【実施例】
【００４９】
以下本発明の実施例をより詳しく説明する。
【００５０】
先ず、図１〜図５で説明した発泡絶縁体１２は、導体の外周に直接、或いは内部導体の外周に形成した内部スキン層の外周に押し出し被覆して形成される。
【００５１】
この発泡絶縁体は、全樹脂量に対し
ポリマーＡ；
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ） ５５〜９５重量％
低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ） ５〜４５重量％
ポリマーＢ；
スチレン系エラストマ ０．１〜４５重量％
からなるものである。
【００５２】
本発明に用いるポリマーＢの含有量は、ポリマーＡとポリマーＢの合計重量に対し、０．１〜４５重量％であり、好ましくは１〜３０重量％である。
【００５３】
添加量が少なすぎる場合には、核剤としての効果が不十分になり、気泡の粗大化、発泡度の低下または変動増大をもたらす。また添加量が過剰の場合は押出成形性が著しく低下する。また、ポリマーＢが４５重量％を超えて添加された場合は発泡絶縁体の機械的強度が低下し潰れや座屈が発生しやすくなる。電線の製造時または使用時に発泡絶縁体の潰れや座屈が起こると、インピーダンス変動や遅延速度の増大、伝送損失の増加が発生するため好ましくない。
【００５４】
また、本発明の発泡絶縁体は耐熱性の観点からポリマーの分子間を架橋させたものを用いることができる。
【００５５】
この架橋には、有機化酸化物による過酸化物架橋、硫黄化合物による硫黄架橋などの化学架橋、または電子線、放射線などによる照射架橋、またその他の化学反応いずれの架橋方法を使用することができる。高周波誘電特性の観点から電子線照射架橋が好ましい。
【００５６】
また、これら樹脂組成物には必要に応じて難燃剤、難燃助剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、軟化剤、可塑剤、無機充填剤、相溶化剤、安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、架橋助剤、着色剤、酸化防止剤、粘度調整剤、その他の添加剤を加えることが出来る。但し、これらの機能を有する添加剤であっても、金属酸化物または金属塩は、誘電率を悪化させるため添加することはできない。
【００５７】
ポリマーＡないしポリマーＢの押出機への供給方法は、以下の３つの方法が考えられる。
【００５８】
（１）発泡押出機に本発明に係るポリマーをペレットあるいはパウダ形状で直接投入するドライブレンド法、（２）あらかじめポリマーＢをポリマーＡまたは別なポリマー中に高濃度で混和した樹脂組成物をマスターバッチとして添加するマスターバッチ法、（３）ポリマーＡおよびポリマーＢを事前に二軸押出機などの混練機で混練した樹脂組成物を発泡押出機に投入するフルコンパウンド法がある。
【００５９】
ポリマーＢの分散を考慮すると、（３）のフルコンパウンド法が最も好ましい。これは、ポリマーＢの均等分散により大量の微細気泡が発生し、均一な成長が可能となり、外径、静電容量共に極めて安定することで目的とする、高発泡かつ低スキューの発泡電線の製造が可能となる。
【００６０】
次に、本発明の実施例１〜１４と比較例１〜５を以下に説明する。
【００６１】
なお、発明の目的が低スキュー電線であることから、実施例および比較例でも図３の構造の電線・ケーブル３０の試作を行った。
【００６２】
表１（実施例１〜１３）、表２（実施例１４）、表３（比較例１〜５）に示す樹脂および添加剤を４５ｍｍ二軸混練機を表記載の温度に設定して混練し、電線製造用フルコンパウンドとした。なお、表１〜３中のポリマーＡ、ポリマーＢの各実施例及び各比較例の数値の単位は、ポリマーＡとポリマーＢの合計重量に対する重量％であり、表３中の添加型核剤の数値の単位は、ポリマーＡとポリマーＢの合計重量を１００重量部としたときの添加型核剤の重量部である。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
【表３】
【００６６】
これらのフルコンパウンドを用いて、表４に示した条件で目標発泡度５０％の発泡電線を１０，０００ｍ作製したのち、１Ｍｒａｄの電子線を照射することにより電子線架橋を施した。作製した各フルコンパウンドによる発泡電線を５，０００ｍ毎に二等分したのち、この２本をドレイン線とともに並行配置し、アルミシールドテープを縦添えしＰＥＴテープで抑え巻きしたツインナックス構造のケーブル長さ１０ｍを２０本づつ作製した。なお、表４中のＬは、押出機のスクリューの長さ、Ｄは、スクリューの直径である。
【００６７】
【表４】
【００６８】
発泡電線の押出時にインラインで外径（ｂ）と静電容量（Ｃ）をモニターし、芯線径（ａ）と合わせて誘電率を算出し、さらにＡ．Ｓ．Ｗｉｎｄｅｌｅｒの式から換算発泡度を算出、この時間変化を計測した。
【００６９】
発泡体の実効比誘電率εｒは、数１から求めた。ε0は真空の誘電率である。
【００７０】
【数１】
【００７１】
換算発泡度は、Ａ．Ｓ．Ｗｉｎｄｅｌｅｒの式から数２で求めた。この数２での、εiは、絶縁体材料の比誘電率、空気の比誘電率は１としている。
【００７２】
【数２】
【００７３】
換算発泡度の変動の一例（実施例１）を図６に示す。換算発泡度の最大値と最小値の差を発泡度の変動（ΔＦ）と定義する。
【００７４】
表１〜３のスキューと加熱変形は、以下のように測定した。
【００７５】
（１）スキュー測定
ＴＤＴ（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）法により１０ｍツインナックスケーブルのペア内スキューを測定した。
【００７６】
なお、図７に実施例１〜１３の発泡変動（ΔＦ）とペア内スキューをプロットして示した。
【００７７】
判定は、２０本のケーブルの単位長さ当たりのペア内スキュー最大値が１０ｐｓ／ｍ以下のものを合格（○）とし、特に８ｐｓ／ｍ以下のものを二重○（合格の中でも優秀なもの）とした。
【００７８】
（２）加熱変形
長さ７ｃｍに切断した試作電線試料１０本を横に並べ、試料に直行する形でプローブ（直径５ｍｍのＳＵＳ製半円柱）を設置し、１０Ｎの荷重環境下で３０分静置し、初期値に対する変形率を算出した。
【００７９】
試験温度は実使用環境を想定し、ポリエチレン系で７０℃、フッ素樹脂系で１２０℃とした。変形率１５％以下を合格（○）とし、特に１０％以下のものを二重○とした。
【００８０】
以上より、表１に示した、ポリマーＡとして融点（Ｔｍ）が１３０℃のポリエチレン、ポリマーＢとしてガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃のスチレン系ポリマまたはＰＭＭＡ（ポリエチレンの結晶融点１３０℃と融点から５０℃低い８０℃の間にガラス転移点が存在する）または、結晶融点が８３℃のＥＶＡを使用した実施例１〜１３は、いずれも発泡度変動が小さく発泡絶縁体の構造が安定している。
【００８１】
これらの電線を適用したツインナックスケーブルはペア内スキューが小さく、良好な伝送特性を有している。加熱変形試験も合格することから、機械的強度も十分である。ポリマーＢが４５重量％以上混和されている実施例１３は加熱変形率がやや大きく、合格はするが裕度なしの結果となった。
【００８２】
また、表２に示した、フッ素樹脂をポリマーＡ、規定値に合致したポリマーＢを使用した実施例１４も同様に、外径変動が小さく発泡絶縁体の構造が安定している。これらの電線を適用したツインナックスケーブルはペア内スキューが小さく、良好な伝送特性を有している。
【００８３】
一方、表３に示した、ポリマーＢを使用しない比較例１、従来からの添加型発泡核剤ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）を使用した比較例２、ポリマーＢの融点が規定値から外れる比較例３〜５は、いずれも発泡度変動が大きくなり、その結果としてツインナックスケーブルのペア内スキューは増大し、不合格（判定が×表示）となった。
【００８４】
これらの結果から、金属導体とその外周を包む物理発泡方式による発泡絶縁体からなる電線において、発泡絶縁体が結晶性ポリマーＡとポリマーＢのブレンドからなり、ポリマーＢの結晶融点またはガラス転移温度がポリマーＡの結晶融点と融点から５０℃低い温度の間に存在することを特徴とした発泡絶縁体を有する電線・ケーブルはスキューの小さい良好な伝送特性を示すことが実証された。
【符号の説明】
【００８５】
１０ 発泡電線
１１ 導体
１２ 発泡絶縁体
２０ 同軸ケーブル
３０ 電線・ケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属導体の外周に、物理発泡で発泡絶縁体を形成した電線・ケーブルにおいて、発泡絶縁体が結晶性ポリマーＡとポリマーＢのブレンドからなり、ポリマーＢの結晶融点またはガラス転移温度が、ポリマーＡの結晶融点とその結晶融点から５０℃低い温度の間に存在することを特徴とする発泡絶縁体を有する電線・ケーブル。
【請求項２】
前記ポリマーＡとポリマーＢの合計重量に対し、ポリマーＢの含有量が０．１〜４５重量％である請求項１記載の発泡絶縁体を有する電線・ケーブル。
【請求項３】
前記ポリマーＡは、ポリエチレン、ポリマーＢは、スチレンブロックを有している請求項２記載の発泡絶縁体を有する電線・ケーブル。
【請求項４】
前記発泡絶縁体は、化学発泡剤を含まないことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の発泡絶縁体を有する電線・ケーブル。
【請求項１】
金属導体の外周に、物理発泡で発泡絶縁体を形成した電線・ケーブルにおいて、発泡絶縁体が結晶性ポリマーＡとポリマーＢのブレンドからなり、ポリマーＢの結晶融点またはガラス転移温度が、ポリマーＡの結晶融点とその結晶融点から５０℃低い温度の間に存在することを特徴とする発泡絶縁体を有する電線・ケーブル。
【請求項２】
前記ポリマーＡとポリマーＢの合計重量に対し、ポリマーＢの含有量が０．１〜４５重量％である請求項１記載の発泡絶縁体を有する電線・ケーブル。
【請求項３】
前記ポリマーＡは、ポリエチレン、ポリマーＢは、スチレンブロックを有している請求項２記載の発泡絶縁体を有する電線・ケーブル。
【請求項４】
前記発泡絶縁体は、化学発泡剤を含まないことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の発泡絶縁体を有する電線・ケーブル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−９２０６（Ｐ２０１１−９２０６Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２２２２５（Ｐ２０１０−１２２２２５）
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【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２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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