高周波数帯域用の電気絶縁材料及びそれを用いた通信ケーブル
【課題】５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料、つまり５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において優れた誘電特性を有し、前記高周波数帯域においても十分使用が可能な電気絶縁材料を提供することにある。
【解決手段】５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域で使用される電気絶縁材料であって、オレフィン系樹脂に、酸化防止剤としてヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料である。
【解決手段】５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域で使用される電気絶縁材料であって、オレフィン系樹脂に、酸化防止剤としてヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料であって、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において優れた誘電特性を有する電気絶縁体材料及びそれを用いた通信ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信ケーブルの高速大容量化が進んでおり、該通信ケーブルで使用される周波数帯域（以下、使用周波数帯域という）も５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域に達している。このため、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域が使用周波数帯域に含まれる高周波用の通信ケーブル（つまり、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域でも十分に使用可能な通信ケーブル）に用いられる電気絶縁材料として、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において優れた誘電特性を有する電気絶縁材料が要求されている。
一方、前記通信ケーブルは、車載用途などの高温環境下で使用される例も増加している。このように、通信ケーブルが高温環境下で使用されたりする場合には、前記通信ケーブルに用いられる電気絶縁材料には、耐熱寿命特性を維持させるために各種の酸化防止剤の添加は避けられない。また、前記電気絶縁材料に化学架橋や電子線架橋を施すにあたり、分子切断を抑制するため、多量の酸化防止剤が添加される。しかしながら、この酸化防止剤は高周波数帯域における誘電特性に悪影響を及ぼすことが考えられ、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料を得るためには、前記電気絶縁材料に添加される酸化防止剤の選択が重要な問題となる。しかし、従来の空洞共振器摂動法では、５ＧＨｚ程度までの低周波数帯域での誘電特性の測定しか行えず、その低周波数帯域での評価結果に基づき、前記酸化防止剤を選定せざるを得なかった。
【０００３】
このような点に関する技術としては、例えば特許文献１が知られている。誘電正接(ｔａｎδ)が小さく、耐熱安定性が改善された通信用電線・ケーブルの被覆材料として、エチレン系樹脂にイオウを含まないヒンダードフェノール酸化防止剤及びアリールアミン型酸化防止剤を添加するものであるが、高周波数帯域としては２５００ＭＨｚまでしか開示されておらず、これよりも高い周波数帯域での特性に関しては推測できない。また、特許文献２には、種々の酸化防止剤を含有する高周波同軸ケーブル用の絶縁材料が記載されているが、この発明においても２．４５ＧＨｚまでのデータしか開示されておらず、それよりはるかに高い周波数帯域での特性に関しては不明である。
なお、本発明の高周波数帯域での通信ケーブルとしては、データケーブル、高速伝送ケーブル、インフィニバンドケーブル、マイクロＵＳＢケーブル、車載ＥＴＣなどに用いられる高周波同軸ケーブル等が知られている。
【特許文献１】特開２００２−４２５５５号公報
【特許文献２】特開２００４−３４９１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記従来技術による諸問題を解決し、以下の目的を課題とする。即ち、本発明は、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料を提供すること、つまり５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において優れた誘電特性を有し、前記高周波数帯域においても十分使用が可能な電気絶縁材料を提供することを目的とする。そして、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において十分使用が可能な高周波用の通信ケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決するための手段としては、以下のとおりである。
＜１＞ ５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料であって、オレフィン系樹脂に、酸化防止剤としてヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料である。
＜２＞ フェノール系の酸化防止剤が、下記一般式（１）で表されるセミヒンダードフェノール系の酸化防止剤、及び下記一般式（２）で表されるレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤の少なくともいずれかであることを特徴とする前記＜１＞に記載の電気絶縁材料である。
【化１】
【化２】
前記一般式（１）及び前記一般式（２）において、Ｒ１及びＲ２は高分子鎖を表す。
【０００６】
＜３＞ セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤が、３，９−ビス［２−｛３−（３−ターシャリーブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝−１，１−ジメチルエチル］−２、４−８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、及びエチレンビス（オキシエチエレン）ビス［３−（５−ｔｅｒｔ−ブチル−ヒドロキシ−ｍ−トリル）プロピオネート］、トリエチレングリコールビス［３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネートから選ばれる１種である前記＜２＞に記載の電気絶縁材料である。
＜４＞ レスヒンダードフェノール系の酸化防止剤が、４，４´−チオビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノール、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ターシャリーブチルフェニル）ブタン、４，４´−ブチリデンビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノールから選ばれる１種である前記＜２＞に記載の電気絶縁材料である。
【０００７】
＜５＞ オレフィン系樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン及びエチレン−プロピレン共重合体の少なくともいずれかである前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の電気絶縁材料である。
＜６＞ オレフィン系樹脂１００重量部に対して、酸化防止剤が０．００５〜２重量部配合されてなる前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の電気絶縁材料である。
＜７＞ 化学架橋または電子線架橋を施した前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の電気絶縁材料である。
【０００８】
＜８＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の電気絶縁材料を、絶縁体層として用いた通信ケーブルである。
＜９＞ 同軸ケーブルである前記＜８＞に記載の通信ケーブルである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記従来技術における諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料であって、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において優れた誘電特性を有する電気絶縁材料を提供できる。また、前記電気絶縁材料を絶縁体層として用いた通信ケーブルにあっては、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域における前記絶縁体層の誘電損失が小さく、信号減衰量も小さいため、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において十分使用可能である。また前記酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料を絶縁体層として用いた前記通信ケーブルは、高温環境下で使用しても長寿命を有するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電気絶縁材料に配合される酸化防止剤の化学構造式を示す図である。
【図２】酸化防止剤の他の化学構造式を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明を詳細に説明する。本発明の電気絶縁材料は、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料であって、オレフィン系樹脂に、酸化防止剤としてヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料である。
【００１２】
前記ヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤としては、下記一般式（１）に表されるセミヒンダードフェノール系の酸化防止剤、及び下記一般式（２）に表されるレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤が挙げられる。
【化３】
【化４】
前記一般式（１）及び前記一般式（２）において、Ｒ１及びＲ２は高分子鎖を表す。
【００１３】
さらに、前記セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤としては、３，９−ビス［２−｛３−（３−ターシャリーブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝−１，１−ジメチルエチル］−２、４−８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン（例えば、アデカ社のアデカスタブＡＯ−８０）、エチレンビス（オキシエチエレン）ビス［３−（５−ｔｅｒｔ−ブチル−ヒドロキシ−ｍ−トリル）プロピオネート］（例えば、チバスペシャルティケミカルズ社のイルガノックス２４５）、トリエチレングリコールビス［３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート（例えば、アデカ社のアデカスタブＡＯ−７０）が挙げられる。
また、前記レスヒンダードフェノール系の酸化防止剤としては、４，４´−チオビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノール（例えば、大内新興化学工業社のノクラック３００）、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ターシャリーブチルフェニル）ブタン（例えば、アデカ社のアデカスタブＡＯ−３０）、４，４´−ブチリデンビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノール（例えば、アデカ社のアデカスタブＡＯ−４０）が挙げられる。
これらの酸化防止剤は、その分子構造から、周波数による影響を比較的受け難く、高周波帯域における誘電特性が良好になるものと考えられる。
【００１４】
なお、高周波数帯域における電気絶縁材料の誘電特性は、Ｔａｎδの測定に用いられている空洞共振厳密測定法（ＪＩＳＲ １６４１）を用いて、評価できる。
前記空洞共振厳密測定法（ＪＩＳＲ １６４１）に基づき、３ＧＨｚ、６ＧＨｚ、１２ＧＨｚ及び１８ＧＨｚ測定用の空洞共振器（川島製作所製）を用い、各周波数における誘電正接（ｔａｎδ）をそれぞれ測定した結果、オレフィン系樹脂に酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料において、前記酸化防止剤として、ヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料、具体的には、前記酸化防止剤として、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤及び／またはレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料は、周波数による影響を受けず、３〜１８ＧＨｚの各周波数における誘電正接（ｔａｎδ）が安定していることが確認された。
【００１５】
通常、オレフィン系樹脂に酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料では、周波数が高くなるほどｔａｎδの増加傾向が見られるが、ヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料では、他の酸化防止剤（ヒンダードフェノール系の酸化防止剤）を配合してなる電気絶縁材料よりも、その傾向が小さいことが確認された。
【００１６】
また、前記酸化防止剤の添加量は、オレフィン系樹脂１００重量部に対して酸化防止剤を０．００５〜２重量部であることが好ましい。前記添加量範囲の前記酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料では、高周波数帯域において特に優れた誘電特性を示し（１８ＧＨｚにおける誘電正接が２．４×１０−４以下）、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料として十分に実用的であると同時に、当該電気絶縁材料を絶縁体層として用いた通信ケーブルでは、高周波領域において優れた電気特性（信号減衰量が４．０ｄＢ／ｍ以下）及び優れた熱老化特性（２００℃及び２２０℃における酸化誘導期間が長い）を示し、高周波用通信ケーブルとして高温環境下で使用しても長寿命を有するものとなる。
【００１７】
そして、前記酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料において、オレフィン系樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びエチレン−プロピレン共重合体の少なくともいずれかである場合に、特に優れた効果を発揮するものである。
前記ポリエチレンとしては、宇部丸善ポリエチレン社の低密度ポリエチレンＢ０２８（密度が、０．９２８であり、１９０℃、２．１６ｋｇｆにおけるメルトフローレート（以下、ＭＦＲという）が、０．４である）が挙げられる。
前記ポリプロピレンとしては、プライムポリプロ社のＥ−１００ＧＰＬ（密度が、０．９０であり、２３０℃、２．１６ｋｇｆにおけるＭＦＲが、０．９である）が挙げられる。
前記エチレン−プロピレン重合体としては、日本ポリプロ社のＦＢ３３１２（密度が、０．９であり、２３０℃、２．１６ｋｇｆにおけるＭＦＲが、３である）が挙げられる。
【００１８】
前記ポリエチレン、ポリプロピレン、及びエチレン−プロピレン共重合体は通信ケーブル等に最も多用されており、他の特性からも好ましい電気絶縁材料であるため、この種の材料が使用できることは製造上等からも好ましいものである。
【００１９】
さらに、前記電気絶縁材料を絶縁体層として用いることにより、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域における電気特性に優れた通信ケーブル（例えば、高周波同軸ケーブル、高周波耐熱同軸ケーブル、携帯電話基地局用同軸ケーブル、マイクロＵＳＢ、車載ＥＴＣなどに用いられる高周波同軸ケーブル等）を提供することができる。
【実施例】
【００２０】
表１及び表２に示す実施例及び比較例によって、本発明の効果を示す。
実施例１〜２８及び比較例１〜２１の電気絶縁材料は、宇部丸善ポリエチレン社の低密度ポリエチレン（Ｂ０２８）に、酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料である。
表１に、前記電気絶縁材料の組成及び高周波数帯域における誘電特性の評価を示す。
【００２１】
実施例１〜２８は、前記低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）１００重量部に対し、酸化防止剤として、セミヒンダードフェノール系酸化防止剤（アデカスタブＡＯ−８０やイルガノックス２４５）、またはレスヒンダードフェノール系酸化防止剤（ノクラック３００やアデカスタブＡＯ−３０）を配合してなる電気絶縁材料である。
一方、比較例１〜２１は、前記低密度ポリエチレン１００重量部に対し、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（チバスペシャルティケミカルズ社のイルガノックス１０１０、イルガノックス１０７６、イルガノックス３１１４、イルガノックス１３３０）を配合してなる電気絶縁材料である。
なお、各実施例及び各比較例の電気絶縁材料に配合される各酸化防止剤の化学構造式について、図１示す。
【００２２】
表１に示す電気絶縁材料の評価、つまり各周波数（３ＧＨｚ，６ＧＨｚ，１２ＧＨｚ，１８ＧＨｚ）における誘電正接（ｔａｎ）の測定結果は、以下のように行った。
ＪＩＳ Ｒ１６４１に従い、直径φ１８０ｍｍ、厚さ１ｍｍのシート状の電気絶縁材料について、測定周波数３．０ＧＨｚにて測定した誘電正接（ｔａｎδ）の値を、周波数３ＧＨｚにおける誘電特性の評価結果とした。
同様にして、ＪＩＳ Ｒ１６４１に従い、直径φ８５ｍｍ、厚さ１ｍｍのシート状の電気絶縁材料について、測定周波数５．８ＧＨｚにて測定した誘電正接（ｔａｎδ）の値を、周波数６ＧＨｚにおける誘電特性の評価結果とした。また、同様にして、ＪＩＳ Ｒ１６４１に従い、直径φ５０ｍｍ、厚さ１ｍｍのシート状の電気絶縁材料について、測定周波数１１．３ＧＨｚ若しくは１６．８ＧＨｚにてそれぞれ測定した誘電正接（ｔａｎδ）の値を、周波数１２ＧＨｚ若しくは１８ＧＨｚにおけるそれぞれの誘電特性の評価結果とした。
【００２３】
【表１】
【００２４】
表１に示すように、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤やレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤を配合してなる実施例１〜２８の電気絶縁材料では、誘電正接（ｔａｎδ）が周波数の影響を受けず、安定していた。特に、前記酸化防止剤が０．００５〜２重量部の範囲で配合された実施例１〜１２の電気絶縁材料は、３〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において、前記誘電正接（ｔａｎδ）が高いものでも２．４×１０−４以下であった。
【００２５】
一方、ヒンダードフェノール系の酸化防止剤を配合してなる比較例の電気絶縁材料では、３〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において、誘電正接（ｔａｎδ）が周波数の影響を受ける。
特に、前記酸化防止剤を０．２重量部以上配合してなる電気絶縁材料（比較例４〜６、比較例９〜１１、比較例１４〜１６及び比較例１９〜２１）では、周波数が高くなると、誘電正接（ｔａｎδ）が大きく上昇することが判る。また、該電気絶縁材料の１８ＧＨｚにおける誘電正接（ｔａｎδ）が、４．０×１０−４を超えるなど、５〜１８ＧＨｚを使用周波数帯域に含む電気絶縁材料として、使用することができない。
【００２６】
次に、オレフィン系樹脂に酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料を、絶縁体層として用いた同軸ケーブルを作製し（実施例２９〜５６及び比較例２２〜４２）、該同軸ケーブルの信号減衰量及び酸化誘導期間の測定を行い、前記電気絶縁材料を絶縁体層として用いた同軸ケーブル（通信ケーブル）の評価（信号衰退量及び熱老化特性）を行った。
表２に、前記同軸ケーブルの絶縁体層に用いられる電気絶縁材料の組成及び高周波数帯域における信号衰退量及び熱老化特性の評価を示す。
【００２７】
各実施例及び各比較例の同軸ケーブルは、導体径０．６０ｍｍの内部銅導体上に、オレフィン系樹脂に酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料（その組成を表２に示す）を、外径が１．６０ｍｍとなるようにそれぞれ被覆し（絶縁体層の形成）、その上に外部導体として、アルミニウム−ポリエチレンテレフタレート複合シート（ポリエチレンテレフタレート厚さ２５μｍ）並びに銅編組の層を形成し、ポリ塩化ビニルのシースを施した構造である。
なお、前記オレフィン系樹脂として、宇部丸善ポリエチレン社の低密度ポリエチレン（Ｂ０２８）を用いた。また、前記同軸ケーブルの絶縁体層には架橋を施した。
【００２８】
前記同軸ケーブルの信号減衰量（ｄＢ／ｍ）の測定は、ネットワークアナライザー８７２２ＥＳ（アジレント社製）を用いて行った。前記信号減衰量の測定結果は、前記同軸ケーブルを、２５℃、湿度５０％で１週間保管した後に測定したものである。
また、前記同軸ケーブルの熱老化特性（酸化劣化防止性能）の評価は、示差走査熱量分析計（Seiko Instruments社製 ＤＳＣ２２０）を用い、ＡＳＴＭ Ｄ３８９５に準拠し、測定温度２００℃及び２２０℃における酸化誘導期間（ｍｉｎ）をそれぞれ測定することによって行った。具体的には、アルミ製容器（φ５ｍｍ）に、３ｍｇの試料（同軸ケーブルの絶縁体層）を入れて、ＳＵＳメッシュの蓋をかぶせ、前記示差走査熱量分析計にセットした後、窒素雰囲気下で昇温（＋２０℃／ｍｉｎ）し、測定温度（２００℃，２２０℃）で５分間保持する。その後、前記雰囲気（窒素雰囲気）を空気雰囲気に切り替えることにより、空気雰囲気下で前記試料に発熱反応が生じるまでの時間（酸化劣化開始時間）を測定し、酸化誘導期間（ｍｉｎ）とした。なお、ＡＳＴＭ Ｄ３８９５による測定方法では、通常、酸素雰囲気下で発熱反応が生じるまでの時間を測定するが、この実施例では、空気雰囲気下で発熱反応が生じる時間を、酸化誘導期間として測定した。
【００２９】
【表２】
【００３０】
表２に示すように、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤やレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤を０．００５〜２重量部の範囲で配合してなる電気絶縁材料（実施例１〜１２の電気絶縁材料に相当）を、絶縁体層として用いた実施例２９〜４０の同軸ケーブルでは、３〜１８ＧＨｚの各周波数における信号減衰量が４．０ｄＢ／ｍ以下であり、高周波数帯域において特に優れた電気特性を有する。また２００℃における酸化誘導期間が８分以上、２２０℃における酸化誘導期間が２分以上であり、優れた熱老化特性を有する。
【００３１】
これに対し、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤やレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤の添加量が、０．００３重量部以下である電気絶縁材料（実施例１３〜２０の電気絶縁材料に相当）を絶縁体層として用いた実施例４１〜４８の同軸ケーブルでは、２００℃及び２２０℃における酸化誘導期間が短く、熱老化特性が低下する。
また、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤やレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤の添加量が、３重量部以上である電気絶縁材料（実施例２１〜２８の電気絶縁材料に相当）を絶縁体層として用いた実施例４９〜５６の同軸ケーブルでは、１８ＧＨｚにおける信号減衰量が４．０ｄＢ／ｍを超え、電気特性が低下する。
【００３２】
さらに、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料を絶縁体層として用いた比較例２３〜４２の同軸ケーブルは、高周波数帯域での信号衰退量、若しくは熱老化特性に問題があった。
例えば、ヒンダードフェノール系の酸化防止剤を０．００３重量部配合してなる電気絶縁材料を絶縁体層として用いた比較例２３、２８、３３及び３８の同軸ケーブルは、２００℃及び２２０℃における酸化誘導期間が短く、熱老化特性が劣る。
また例えば、ヒンダードフェノール系の酸化防止剤を２重量部配合してなる電気絶縁材料を絶縁体層として用いた比較例２６、３１、３６及び４１の同軸ケーブルは、１８ＧＨｚにおける信号減衰量が５．０ｄＢ／ｍを超え、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる高周波用の通信ケーブルとして、実用上問題となる。
【００３３】
さらにまた、実施例１〜２８に記載される方法と同様に電気絶縁材料を作製して、前記電気絶縁材料の組成及び高周波帯域における誘電正接（ｔａｎδ）の測定を行った。即ち、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤であるトリエチレングリコールビス［３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート（アデカ社のアデカスタブＡＯ−７０）と、レスヒンダードフェノール系の酸化防止剤である４，４´−ブチリデンビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノール（アデカ社のアデカスタブＡＯ−４０）を、それぞれ配合した電気絶縁材料（実施例５７〜７０）である。なお、前記酸化防止剤の化学構造式は図２に記載した。
また、表３に示した電気絶縁材料の評価、即ち、各周波数（３ＧＨｚ、６ＧＨｚ、１２ＧＨｚ、１８ＧＨｚ）における誘電正接（ｔａｎδ）の測定結果は、表１で行った評価方法と全く同様に測定された結果である。
【００３４】
【表３】
【００３５】
表３から明らかなとおり、実施例５７〜７０に記載されたセミヒンダードフェノール系の酸化防止剤（アデカ社のアデカスタブＡＯ−７０）やレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤（アデカ社のアデカスタブＡＯ−４０）を配合してなる電気絶縁材料では、３〜１８ＧＨｚの高周波帯域において、誘電正接（ｔａｎδ）が周波数の影響を受けず安定していることが判る。これは、高周波用の通信ケーブル用として十分に実用的なものである。
そして、特に前記酸化防止剤が０．００５〜２重量部の範囲で配合された電気絶縁材料（実施例５７〜６２）は、３〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において、前記誘電正接（ｔａｎδ）が２．４×１０−４以下と優れたものであった。
【００３６】
次に、実施例５７〜７０に記載した電気絶縁材料を絶縁体層として用い、実施例２９〜５６に記載される同軸ケーブルと同様の高周波同軸ケーブルを作製した。この高周波同軸ケーブル（実施例７１〜８４）について、信号減衰量（ｄＢ／ｍ）及び酸化誘導期間（ｍｉｎ）の測定を表２で行った評価方法と全く同様の方法で測定して、高周波同軸ケーブルの誘電特性及び熱老化特性として評価した。結果を表４に記載した。
【００３７】
【表４】
【００３８】
表４の実施例７１〜８４に示すように、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤としてアデカ社のアデカスタブＡＯ−７０を、またレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤としてアデカ社のアデカスタブＡＯ−４０を配合した電気絶縁材料を絶縁体層とした高周波同軸ケーブルは、高周波数帯域において優れた誘電特性（ｔａｎδとして）を示した。特に、前記酸化防止剤を０．００５〜２重量部の範囲で配合してなる電気絶縁材料を絶縁体層として用いた高周波同軸ケーブル（実施例７１〜７６）は、３〜１８ＧＨｚの各周波数における信号減衰量が４．０ｄＢ／ｍ以下と高周波数帯域において特に優れた誘電特性を有するものであった。また、熱老化特性も２００℃における酸化誘導期間が８分以上、２２０℃における酸化誘導期間が２分以上であり、優れた高周波同軸ケーブルが得られる。
なお、酸化防止剤（アデカスタブＡＯ−７０並びにアデカスタブＡＯ−４０）の添加量が、０．００３重量部以下である電気絶縁材料を絶縁体層として用いた高周波同軸ケーブル（実施例７７〜８０）では、減衰量は４．０ｄＢ／ｍ以下であるが、２００℃及び２２０℃における酸化誘導期間が若干短くなることが判った。また、酸化防止剤（アデカスタブＡＯ−７０並びにアデカスタブＡＯ−４０）の添加量が、３重量部以上である電気絶縁材料を絶縁体層として用いた高周波同軸ケーブル（実施例８１〜８４）では、酸化誘導期間は２ｍｉｎを十分クリアするが、１８ＧＨｚにおける信号減衰量が４．０ｄＢ／ｍを若干超えることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上述べたように、本発明の電気絶縁材料は、高周波数帯域における誘電正接（ｔａｎδ）が小さく、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料として十分に実用的な電気絶縁材料である。また、前記電気絶縁材料を絶縁体層として用いることによって、高周波同軸ケーブルなどの通信ケーブルとして実用的なものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料であって、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において優れた誘電特性を有する電気絶縁体材料及びそれを用いた通信ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信ケーブルの高速大容量化が進んでおり、該通信ケーブルで使用される周波数帯域（以下、使用周波数帯域という）も５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域に達している。このため、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域が使用周波数帯域に含まれる高周波用の通信ケーブル（つまり、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域でも十分に使用可能な通信ケーブル）に用いられる電気絶縁材料として、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において優れた誘電特性を有する電気絶縁材料が要求されている。
一方、前記通信ケーブルは、車載用途などの高温環境下で使用される例も増加している。このように、通信ケーブルが高温環境下で使用されたりする場合には、前記通信ケーブルに用いられる電気絶縁材料には、耐熱寿命特性を維持させるために各種の酸化防止剤の添加は避けられない。また、前記電気絶縁材料に化学架橋や電子線架橋を施すにあたり、分子切断を抑制するため、多量の酸化防止剤が添加される。しかしながら、この酸化防止剤は高周波数帯域における誘電特性に悪影響を及ぼすことが考えられ、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料を得るためには、前記電気絶縁材料に添加される酸化防止剤の選択が重要な問題となる。しかし、従来の空洞共振器摂動法では、５ＧＨｚ程度までの低周波数帯域での誘電特性の測定しか行えず、その低周波数帯域での評価結果に基づき、前記酸化防止剤を選定せざるを得なかった。
【０００３】
このような点に関する技術としては、例えば特許文献１が知られている。誘電正接(ｔａｎδ)が小さく、耐熱安定性が改善された通信用電線・ケーブルの被覆材料として、エチレン系樹脂にイオウを含まないヒンダードフェノール酸化防止剤及びアリールアミン型酸化防止剤を添加するものであるが、高周波数帯域としては２５００ＭＨｚまでしか開示されておらず、これよりも高い周波数帯域での特性に関しては推測できない。また、特許文献２には、種々の酸化防止剤を含有する高周波同軸ケーブル用の絶縁材料が記載されているが、この発明においても２．４５ＧＨｚまでのデータしか開示されておらず、それよりはるかに高い周波数帯域での特性に関しては不明である。
なお、本発明の高周波数帯域での通信ケーブルとしては、データケーブル、高速伝送ケーブル、インフィニバンドケーブル、マイクロＵＳＢケーブル、車載ＥＴＣなどに用いられる高周波同軸ケーブル等が知られている。
【特許文献１】特開２００２−４２５５５号公報
【特許文献２】特開２００４−３４９１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記従来技術による諸問題を解決し、以下の目的を課題とする。即ち、本発明は、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料を提供すること、つまり５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において優れた誘電特性を有し、前記高周波数帯域においても十分使用が可能な電気絶縁材料を提供することを目的とする。そして、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において十分使用が可能な高周波用の通信ケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決するための手段としては、以下のとおりである。
＜１＞ ５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料であって、オレフィン系樹脂に、酸化防止剤としてヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料である。
＜２＞ フェノール系の酸化防止剤が、下記一般式（１）で表されるセミヒンダードフェノール系の酸化防止剤、及び下記一般式（２）で表されるレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤の少なくともいずれかであることを特徴とする前記＜１＞に記載の電気絶縁材料である。
【化１】
【化２】
前記一般式（１）及び前記一般式（２）において、Ｒ１及びＲ２は高分子鎖を表す。
【０００６】
＜３＞ セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤が、３，９−ビス［２−｛３−（３−ターシャリーブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝−１，１−ジメチルエチル］−２、４−８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、及びエチレンビス（オキシエチエレン）ビス［３−（５−ｔｅｒｔ−ブチル−ヒドロキシ−ｍ−トリル）プロピオネート］、トリエチレングリコールビス［３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネートから選ばれる１種である前記＜２＞に記載の電気絶縁材料である。
＜４＞ レスヒンダードフェノール系の酸化防止剤が、４，４´−チオビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノール、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ターシャリーブチルフェニル）ブタン、４，４´−ブチリデンビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノールから選ばれる１種である前記＜２＞に記載の電気絶縁材料である。
【０００７】
＜５＞ オレフィン系樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン及びエチレン−プロピレン共重合体の少なくともいずれかである前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の電気絶縁材料である。
＜６＞ オレフィン系樹脂１００重量部に対して、酸化防止剤が０．００５〜２重量部配合されてなる前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の電気絶縁材料である。
＜７＞ 化学架橋または電子線架橋を施した前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の電気絶縁材料である。
【０００８】
＜８＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の電気絶縁材料を、絶縁体層として用いた通信ケーブルである。
＜９＞ 同軸ケーブルである前記＜８＞に記載の通信ケーブルである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記従来技術における諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料であって、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において優れた誘電特性を有する電気絶縁材料を提供できる。また、前記電気絶縁材料を絶縁体層として用いた通信ケーブルにあっては、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域における前記絶縁体層の誘電損失が小さく、信号減衰量も小さいため、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において十分使用可能である。また前記酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料を絶縁体層として用いた前記通信ケーブルは、高温環境下で使用しても長寿命を有するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電気絶縁材料に配合される酸化防止剤の化学構造式を示す図である。
【図２】酸化防止剤の他の化学構造式を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明を詳細に説明する。本発明の電気絶縁材料は、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料であって、オレフィン系樹脂に、酸化防止剤としてヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料である。
【００１２】
前記ヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤としては、下記一般式（１）に表されるセミヒンダードフェノール系の酸化防止剤、及び下記一般式（２）に表されるレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤が挙げられる。
【化３】
【化４】
前記一般式（１）及び前記一般式（２）において、Ｒ１及びＲ２は高分子鎖を表す。
【００１３】
さらに、前記セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤としては、３，９−ビス［２−｛３−（３−ターシャリーブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝−１，１−ジメチルエチル］−２、４−８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン（例えば、アデカ社のアデカスタブＡＯ−８０）、エチレンビス（オキシエチエレン）ビス［３−（５−ｔｅｒｔ−ブチル−ヒドロキシ−ｍ−トリル）プロピオネート］（例えば、チバスペシャルティケミカルズ社のイルガノックス２４５）、トリエチレングリコールビス［３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート（例えば、アデカ社のアデカスタブＡＯ−７０）が挙げられる。
また、前記レスヒンダードフェノール系の酸化防止剤としては、４，４´−チオビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノール（例えば、大内新興化学工業社のノクラック３００）、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ターシャリーブチルフェニル）ブタン（例えば、アデカ社のアデカスタブＡＯ−３０）、４，４´−ブチリデンビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノール（例えば、アデカ社のアデカスタブＡＯ−４０）が挙げられる。
これらの酸化防止剤は、その分子構造から、周波数による影響を比較的受け難く、高周波帯域における誘電特性が良好になるものと考えられる。
【００１４】
なお、高周波数帯域における電気絶縁材料の誘電特性は、Ｔａｎδの測定に用いられている空洞共振厳密測定法（ＪＩＳＲ １６４１）を用いて、評価できる。
前記空洞共振厳密測定法（ＪＩＳＲ １６４１）に基づき、３ＧＨｚ、６ＧＨｚ、１２ＧＨｚ及び１８ＧＨｚ測定用の空洞共振器（川島製作所製）を用い、各周波数における誘電正接（ｔａｎδ）をそれぞれ測定した結果、オレフィン系樹脂に酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料において、前記酸化防止剤として、ヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料、具体的には、前記酸化防止剤として、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤及び／またはレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料は、周波数による影響を受けず、３〜１８ＧＨｚの各周波数における誘電正接（ｔａｎδ）が安定していることが確認された。
【００１５】
通常、オレフィン系樹脂に酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料では、周波数が高くなるほどｔａｎδの増加傾向が見られるが、ヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料では、他の酸化防止剤（ヒンダードフェノール系の酸化防止剤）を配合してなる電気絶縁材料よりも、その傾向が小さいことが確認された。
【００１６】
また、前記酸化防止剤の添加量は、オレフィン系樹脂１００重量部に対して酸化防止剤を０．００５〜２重量部であることが好ましい。前記添加量範囲の前記酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料では、高周波数帯域において特に優れた誘電特性を示し（１８ＧＨｚにおける誘電正接が２．４×１０−４以下）、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料として十分に実用的であると同時に、当該電気絶縁材料を絶縁体層として用いた通信ケーブルでは、高周波領域において優れた電気特性（信号減衰量が４．０ｄＢ／ｍ以下）及び優れた熱老化特性（２００℃及び２２０℃における酸化誘導期間が長い）を示し、高周波用通信ケーブルとして高温環境下で使用しても長寿命を有するものとなる。
【００１７】
そして、前記酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料において、オレフィン系樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びエチレン−プロピレン共重合体の少なくともいずれかである場合に、特に優れた効果を発揮するものである。
前記ポリエチレンとしては、宇部丸善ポリエチレン社の低密度ポリエチレンＢ０２８（密度が、０．９２８であり、１９０℃、２．１６ｋｇｆにおけるメルトフローレート（以下、ＭＦＲという）が、０．４である）が挙げられる。
前記ポリプロピレンとしては、プライムポリプロ社のＥ−１００ＧＰＬ（密度が、０．９０であり、２３０℃、２．１６ｋｇｆにおけるＭＦＲが、０．９である）が挙げられる。
前記エチレン−プロピレン重合体としては、日本ポリプロ社のＦＢ３３１２（密度が、０．９であり、２３０℃、２．１６ｋｇｆにおけるＭＦＲが、３である）が挙げられる。
【００１８】
前記ポリエチレン、ポリプロピレン、及びエチレン−プロピレン共重合体は通信ケーブル等に最も多用されており、他の特性からも好ましい電気絶縁材料であるため、この種の材料が使用できることは製造上等からも好ましいものである。
【００１９】
さらに、前記電気絶縁材料を絶縁体層として用いることにより、５〜１８ＧＨｚの高周波数帯域における電気特性に優れた通信ケーブル（例えば、高周波同軸ケーブル、高周波耐熱同軸ケーブル、携帯電話基地局用同軸ケーブル、マイクロＵＳＢ、車載ＥＴＣなどに用いられる高周波同軸ケーブル等）を提供することができる。
【実施例】
【００２０】
表１及び表２に示す実施例及び比較例によって、本発明の効果を示す。
実施例１〜２８及び比較例１〜２１の電気絶縁材料は、宇部丸善ポリエチレン社の低密度ポリエチレン（Ｂ０２８）に、酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料である。
表１に、前記電気絶縁材料の組成及び高周波数帯域における誘電特性の評価を示す。
【００２１】
実施例１〜２８は、前記低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）１００重量部に対し、酸化防止剤として、セミヒンダードフェノール系酸化防止剤（アデカスタブＡＯ−８０やイルガノックス２４５）、またはレスヒンダードフェノール系酸化防止剤（ノクラック３００やアデカスタブＡＯ−３０）を配合してなる電気絶縁材料である。
一方、比較例１〜２１は、前記低密度ポリエチレン１００重量部に対し、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（チバスペシャルティケミカルズ社のイルガノックス１０１０、イルガノックス１０７６、イルガノックス３１１４、イルガノックス１３３０）を配合してなる電気絶縁材料である。
なお、各実施例及び各比較例の電気絶縁材料に配合される各酸化防止剤の化学構造式について、図１示す。
【００２２】
表１に示す電気絶縁材料の評価、つまり各周波数（３ＧＨｚ，６ＧＨｚ，１２ＧＨｚ，１８ＧＨｚ）における誘電正接（ｔａｎ）の測定結果は、以下のように行った。
ＪＩＳ Ｒ１６４１に従い、直径φ１８０ｍｍ、厚さ１ｍｍのシート状の電気絶縁材料について、測定周波数３．０ＧＨｚにて測定した誘電正接（ｔａｎδ）の値を、周波数３ＧＨｚにおける誘電特性の評価結果とした。
同様にして、ＪＩＳ Ｒ１６４１に従い、直径φ８５ｍｍ、厚さ１ｍｍのシート状の電気絶縁材料について、測定周波数５．８ＧＨｚにて測定した誘電正接（ｔａｎδ）の値を、周波数６ＧＨｚにおける誘電特性の評価結果とした。また、同様にして、ＪＩＳ Ｒ１６４１に従い、直径φ５０ｍｍ、厚さ１ｍｍのシート状の電気絶縁材料について、測定周波数１１．３ＧＨｚ若しくは１６．８ＧＨｚにてそれぞれ測定した誘電正接（ｔａｎδ）の値を、周波数１２ＧＨｚ若しくは１８ＧＨｚにおけるそれぞれの誘電特性の評価結果とした。
【００２３】
【表１】
【００２４】
表１に示すように、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤やレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤を配合してなる実施例１〜２８の電気絶縁材料では、誘電正接（ｔａｎδ）が周波数の影響を受けず、安定していた。特に、前記酸化防止剤が０．００５〜２重量部の範囲で配合された実施例１〜１２の電気絶縁材料は、３〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において、前記誘電正接（ｔａｎδ）が高いものでも２．４×１０−４以下であった。
【００２５】
一方、ヒンダードフェノール系の酸化防止剤を配合してなる比較例の電気絶縁材料では、３〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において、誘電正接（ｔａｎδ）が周波数の影響を受ける。
特に、前記酸化防止剤を０．２重量部以上配合してなる電気絶縁材料（比較例４〜６、比較例９〜１１、比較例１４〜１６及び比較例１９〜２１）では、周波数が高くなると、誘電正接（ｔａｎδ）が大きく上昇することが判る。また、該電気絶縁材料の１８ＧＨｚにおける誘電正接（ｔａｎδ）が、４．０×１０−４を超えるなど、５〜１８ＧＨｚを使用周波数帯域に含む電気絶縁材料として、使用することができない。
【００２６】
次に、オレフィン系樹脂に酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料を、絶縁体層として用いた同軸ケーブルを作製し（実施例２９〜５６及び比較例２２〜４２）、該同軸ケーブルの信号減衰量及び酸化誘導期間の測定を行い、前記電気絶縁材料を絶縁体層として用いた同軸ケーブル（通信ケーブル）の評価（信号衰退量及び熱老化特性）を行った。
表２に、前記同軸ケーブルの絶縁体層に用いられる電気絶縁材料の組成及び高周波数帯域における信号衰退量及び熱老化特性の評価を示す。
【００２７】
各実施例及び各比較例の同軸ケーブルは、導体径０．６０ｍｍの内部銅導体上に、オレフィン系樹脂に酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料（その組成を表２に示す）を、外径が１．６０ｍｍとなるようにそれぞれ被覆し（絶縁体層の形成）、その上に外部導体として、アルミニウム−ポリエチレンテレフタレート複合シート（ポリエチレンテレフタレート厚さ２５μｍ）並びに銅編組の層を形成し、ポリ塩化ビニルのシースを施した構造である。
なお、前記オレフィン系樹脂として、宇部丸善ポリエチレン社の低密度ポリエチレン（Ｂ０２８）を用いた。また、前記同軸ケーブルの絶縁体層には架橋を施した。
【００２８】
前記同軸ケーブルの信号減衰量（ｄＢ／ｍ）の測定は、ネットワークアナライザー８７２２ＥＳ（アジレント社製）を用いて行った。前記信号減衰量の測定結果は、前記同軸ケーブルを、２５℃、湿度５０％で１週間保管した後に測定したものである。
また、前記同軸ケーブルの熱老化特性（酸化劣化防止性能）の評価は、示差走査熱量分析計（Seiko Instruments社製 ＤＳＣ２２０）を用い、ＡＳＴＭ Ｄ３８９５に準拠し、測定温度２００℃及び２２０℃における酸化誘導期間（ｍｉｎ）をそれぞれ測定することによって行った。具体的には、アルミ製容器（φ５ｍｍ）に、３ｍｇの試料（同軸ケーブルの絶縁体層）を入れて、ＳＵＳメッシュの蓋をかぶせ、前記示差走査熱量分析計にセットした後、窒素雰囲気下で昇温（＋２０℃／ｍｉｎ）し、測定温度（２００℃，２２０℃）で５分間保持する。その後、前記雰囲気（窒素雰囲気）を空気雰囲気に切り替えることにより、空気雰囲気下で前記試料に発熱反応が生じるまでの時間（酸化劣化開始時間）を測定し、酸化誘導期間（ｍｉｎ）とした。なお、ＡＳＴＭ Ｄ３８９５による測定方法では、通常、酸素雰囲気下で発熱反応が生じるまでの時間を測定するが、この実施例では、空気雰囲気下で発熱反応が生じる時間を、酸化誘導期間として測定した。
【００２９】
【表２】
【００３０】
表２に示すように、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤やレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤を０．００５〜２重量部の範囲で配合してなる電気絶縁材料（実施例１〜１２の電気絶縁材料に相当）を、絶縁体層として用いた実施例２９〜４０の同軸ケーブルでは、３〜１８ＧＨｚの各周波数における信号減衰量が４．０ｄＢ／ｍ以下であり、高周波数帯域において特に優れた電気特性を有する。また２００℃における酸化誘導期間が８分以上、２２０℃における酸化誘導期間が２分以上であり、優れた熱老化特性を有する。
【００３１】
これに対し、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤やレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤の添加量が、０．００３重量部以下である電気絶縁材料（実施例１３〜２０の電気絶縁材料に相当）を絶縁体層として用いた実施例４１〜４８の同軸ケーブルでは、２００℃及び２２０℃における酸化誘導期間が短く、熱老化特性が低下する。
また、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤やレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤の添加量が、３重量部以上である電気絶縁材料（実施例２１〜２８の電気絶縁材料に相当）を絶縁体層として用いた実施例４９〜５６の同軸ケーブルでは、１８ＧＨｚにおける信号減衰量が４．０ｄＢ／ｍを超え、電気特性が低下する。
【００３２】
さらに、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を配合してなる電気絶縁材料を絶縁体層として用いた比較例２３〜４２の同軸ケーブルは、高周波数帯域での信号衰退量、若しくは熱老化特性に問題があった。
例えば、ヒンダードフェノール系の酸化防止剤を０．００３重量部配合してなる電気絶縁材料を絶縁体層として用いた比較例２３、２８、３３及び３８の同軸ケーブルは、２００℃及び２２０℃における酸化誘導期間が短く、熱老化特性が劣る。
また例えば、ヒンダードフェノール系の酸化防止剤を２重量部配合してなる電気絶縁材料を絶縁体層として用いた比較例２６、３１、３６及び４１の同軸ケーブルは、１８ＧＨｚにおける信号減衰量が５．０ｄＢ／ｍを超え、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる高周波用の通信ケーブルとして、実用上問題となる。
【００３３】
さらにまた、実施例１〜２８に記載される方法と同様に電気絶縁材料を作製して、前記電気絶縁材料の組成及び高周波帯域における誘電正接（ｔａｎδ）の測定を行った。即ち、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤であるトリエチレングリコールビス［３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート（アデカ社のアデカスタブＡＯ−７０）と、レスヒンダードフェノール系の酸化防止剤である４，４´−ブチリデンビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノール（アデカ社のアデカスタブＡＯ−４０）を、それぞれ配合した電気絶縁材料（実施例５７〜７０）である。なお、前記酸化防止剤の化学構造式は図２に記載した。
また、表３に示した電気絶縁材料の評価、即ち、各周波数（３ＧＨｚ、６ＧＨｚ、１２ＧＨｚ、１８ＧＨｚ）における誘電正接（ｔａｎδ）の測定結果は、表１で行った評価方法と全く同様に測定された結果である。
【００３４】
【表３】
【００３５】
表３から明らかなとおり、実施例５７〜７０に記載されたセミヒンダードフェノール系の酸化防止剤（アデカ社のアデカスタブＡＯ−７０）やレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤（アデカ社のアデカスタブＡＯ−４０）を配合してなる電気絶縁材料では、３〜１８ＧＨｚの高周波帯域において、誘電正接（ｔａｎδ）が周波数の影響を受けず安定していることが判る。これは、高周波用の通信ケーブル用として十分に実用的なものである。
そして、特に前記酸化防止剤が０．００５〜２重量部の範囲で配合された電気絶縁材料（実施例５７〜６２）は、３〜１８ＧＨｚの高周波数帯域において、前記誘電正接（ｔａｎδ）が２．４×１０−４以下と優れたものであった。
【００３６】
次に、実施例５７〜７０に記載した電気絶縁材料を絶縁体層として用い、実施例２９〜５６に記載される同軸ケーブルと同様の高周波同軸ケーブルを作製した。この高周波同軸ケーブル（実施例７１〜８４）について、信号減衰量（ｄＢ／ｍ）及び酸化誘導期間（ｍｉｎ）の測定を表２で行った評価方法と全く同様の方法で測定して、高周波同軸ケーブルの誘電特性及び熱老化特性として評価した。結果を表４に記載した。
【００３７】
【表４】
【００３８】
表４の実施例７１〜８４に示すように、セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤としてアデカ社のアデカスタブＡＯ−７０を、またレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤としてアデカ社のアデカスタブＡＯ−４０を配合した電気絶縁材料を絶縁体層とした高周波同軸ケーブルは、高周波数帯域において優れた誘電特性（ｔａｎδとして）を示した。特に、前記酸化防止剤を０．００５〜２重量部の範囲で配合してなる電気絶縁材料を絶縁体層として用いた高周波同軸ケーブル（実施例７１〜７６）は、３〜１８ＧＨｚの各周波数における信号減衰量が４．０ｄＢ／ｍ以下と高周波数帯域において特に優れた誘電特性を有するものであった。また、熱老化特性も２００℃における酸化誘導期間が８分以上、２２０℃における酸化誘導期間が２分以上であり、優れた高周波同軸ケーブルが得られる。
なお、酸化防止剤（アデカスタブＡＯ−７０並びにアデカスタブＡＯ−４０）の添加量が、０．００３重量部以下である電気絶縁材料を絶縁体層として用いた高周波同軸ケーブル（実施例７７〜８０）では、減衰量は４．０ｄＢ／ｍ以下であるが、２００℃及び２２０℃における酸化誘導期間が若干短くなることが判った。また、酸化防止剤（アデカスタブＡＯ−７０並びにアデカスタブＡＯ−４０）の添加量が、３重量部以上である電気絶縁材料を絶縁体層として用いた高周波同軸ケーブル（実施例８１〜８４）では、酸化誘導期間は２ｍｉｎを十分クリアするが、１８ＧＨｚにおける信号減衰量が４．０ｄＢ／ｍを若干超えることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上述べたように、本発明の電気絶縁材料は、高周波数帯域における誘電正接（ｔａｎδ）が小さく、５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料として十分に実用的な電気絶縁材料である。また、前記電気絶縁材料を絶縁体層として用いることによって、高周波同軸ケーブルなどの通信ケーブルとして実用的なものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料であって、オレフィン系樹脂に、酸化防止剤としてヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤を配合してなることを特徴とする電気絶縁材料。
【請求項２】
フェノール系の酸化防止剤が、下記一般式（１）で表されるセミヒンダードフェノール系の酸化防止剤、及び下記一般式（２）で表されるレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の電気絶縁材料。
【化１】
【化２】
前記一般式（１）及び前記一般式（２）において、Ｒ１及びＲ２は高分子鎖を表す。
【請求項３】
セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤が、３，９−ビス［２−｛３−（３−ターシ
ャリーブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝−１，１−ジメチルエチル］−２、４−８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、及びエチレンビス（オキシエチエレン）ビス［３−（５−ｔｅｒｔ−ブチル−ヒドロキシ−ｍ−トリル）プロピオネート］、「トリエチレングリコールビス［３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート」から選ばれる１種であることを特徴とする請求項２に記載の電気絶縁材料。
【請求項４】
レスヒンダードフェノール系の酸化防止剤が、４，４´−チオビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノール、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ターシャリーブチルフェニル）ブタン、４，４´−ブチリデンビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノールから選ばれる１種であることを特徴とする請求項２に記載の電気絶縁材料。
【請求項５】
オレフィン系樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン及びエチレン−プロピレン共重合体の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電気絶縁材料。
【請求項６】
オレフィン系樹脂１００重量部に対して、酸化防止剤が０．００５〜２重量部配合されてなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電気絶縁材料。
【請求項７】
化学架橋または電子線架橋を施したことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電気絶縁材料。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の電気絶縁材料を、絶縁体層として用いたことを特徴とする通信ケーブル。
【請求項９】
同軸ケーブルであることを特徴とする請求項８に記載の通信ケーブル。
【請求項１】
５〜１８ＧＨｚが使用周波数帯域に含まれる電気絶縁材料であって、オレフィン系樹脂に、酸化防止剤としてヒンダードフェノール構造を有しないフェノール系の酸化防止剤を配合してなることを特徴とする電気絶縁材料。
【請求項２】
フェノール系の酸化防止剤が、下記一般式（１）で表されるセミヒンダードフェノール系の酸化防止剤、及び下記一般式（２）で表されるレスヒンダードフェノール系の酸化防止剤の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の電気絶縁材料。
【化１】
【化２】
前記一般式（１）及び前記一般式（２）において、Ｒ１及びＲ２は高分子鎖を表す。
【請求項３】
セミヒンダードフェノール系の酸化防止剤が、３，９−ビス［２−｛３−（３−ターシ
ャリーブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝−１，１−ジメチルエチル］−２、４−８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、及びエチレンビス（オキシエチエレン）ビス［３−（５−ｔｅｒｔ−ブチル−ヒドロキシ−ｍ−トリル）プロピオネート］、「トリエチレングリコールビス［３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート」から選ばれる１種であることを特徴とする請求項２に記載の電気絶縁材料。
【請求項４】
レスヒンダードフェノール系の酸化防止剤が、４，４´−チオビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノール、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ターシャリーブチルフェニル）ブタン、４，４´−ブチリデンビス（３−メチル−６−ターシャリーブチル）フェノールから選ばれる１種であることを特徴とする請求項２に記載の電気絶縁材料。
【請求項５】
オレフィン系樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン及びエチレン−プロピレン共重合体の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電気絶縁材料。
【請求項６】
オレフィン系樹脂１００重量部に対して、酸化防止剤が０．００５〜２重量部配合されてなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電気絶縁材料。
【請求項７】
化学架橋または電子線架橋を施したことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電気絶縁材料。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の電気絶縁材料を、絶縁体層として用いたことを特徴とする通信ケーブル。
【請求項９】
同軸ケーブルであることを特徴とする請求項８に記載の通信ケーブル。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２５８５６５（Ｐ２０１１−２５８５６５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８８５８（Ｐ２０１１−１６８８５８）
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【分割の表示】特願２００８−２２８４２８（Ｐ２００８−２２８４２８）の分割
【原出願日】平成２０年９月５日（２００８．９．５）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【分割の表示】特願２００８−２２８４２８（Ｐ２００８−２２８４２８）の分割
【原出願日】平成２０年９月５日（２００８．９．５）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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