JP4916574B1 - 伝送ケーブル用絶縁電線及び伝送ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＨｚ帯域において優れた誘電特性及び耐熱老化性を実現し得る絶縁電線及びケーブルを提供すること。
【解決手段】導体１と、導体１を被覆する絶縁層２とを備える絶縁電線５であって、絶縁層２が、メタロセン触媒を用いて合成することによって得られたプロピレン系共重合体と、ヒンダードフェノール構造と異なる化学構造を有する酸化防止剤とを含み、酸化防止剤が、プロピレン系共重合体１００質量部に対し０．０１質量部以上で１．５質量部未満の割合で配合されていることを特徴とする絶縁電線５。
【選択図】図１

Description

本発明は、伝送ケーブル用絶縁電線及び伝送ケーブルに関する。

近年、ＧＨｚ帯域の周波数を使用した電子機器の開発に伴い、機器間を接続するＵＳＢ３．０ケーブル、ＨＤＭＩケーブル、インフィニバンドケーブル、マイクロＵＳＢケーブルなどの高速伝送ケーブルなどに対して、ＧＨｚ帯域において優れた誘電特性を有することが求められている。

このような伝送ケーブルとして、例えば下記特許文献１に記載されたケーブルが知られている。下記特許文献１では、導体を覆う絶縁層として、オレフィン系樹脂に、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ものを用いることにより、優れた誘電特性を得ることが提案されている。

特開２００９−８１１３２号公報

しかし、上記特許文献１記載のケーブルは、以下に示す課題を有していた。

即ち絶縁層のオレフィン系樹脂としてポリエチレンを用いた場合、ポリエチレンでは高周波帯域で優れた誘電特性を得ることには限界がある。そこで、絶縁層のオレフィン系樹脂としてポリエチレンを用いながら優れた誘電特性を得るために、絶縁層を発泡体とすることが行われてきた。しかし、絶縁層を発泡体とした場合、伝送ケーブルの細径化に伴って絶縁層を薄肉化しなければならず、絶縁層の機械的強度が低下し、側圧に対して絶縁層がつぶれやすくなる。このため、ポリエチレンでは絶縁層にＵＬ９０℃程度の耐熱性を付与することも難しい。そこで、絶縁層にＵＬ９０℃程度の耐熱性を付与する観点から、オレフィン系樹脂としてポリエチレンの代わりに融点の高いプロピレン系樹脂を用いることも考えられる。しかし、プロピレン系樹脂を含む絶縁層では、ＧＨｚ帯域における誘電正接が十分に小さいとは言えない場合があり、ＧＨｚ帯域における誘電特性の点で未だ改良の余地があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＧＨｚ帯域において優れた誘電特性を有し且つ優れた耐熱老化特性を実現し得る伝送ケーブル用絶縁電線及び伝送ケーブルを提供することを目的とする。

本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、プロピレン系樹脂であってもチーグラー・ナッタ触媒などの汎用触媒を用いて合成されたものは、分子量分布の幅が広く、低分子量のプロピレン系樹脂も含まれており、この低分子量のプロピレン系樹脂が高周波に対して分子振動しやすいため、熱的損失を発生しやすく、それにより高周波における誘電正接を大きくするのではないかと考えた。そこで、本発明者はさらに鋭意研究を重ねた結果、プロピレン系共重合体を、メタロセン触媒を用いて合成されたものにするとともに、特定の構造を有する酸化防止剤をプロピレン系共重合体に対して所定の割合で配合することによって上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち本発明は、導体と、前記導体を被覆する絶縁層とを備える伝送ケーブル用絶縁電線であって、前記絶縁層が、メタロセン触媒を用いて合成することによって得られたプロピレン系共重合体と、セミヒンダードフェノール系酸化防止剤又はレスヒンダードフェノール系酸化防止剤とを含み、前記酸化防止剤が、前記プロピレン系共重合体１００質量部に対し０．０１質量部以上で且つ１．５質量部未満の割合で配合されていることを特徴とする伝送ケーブル用絶縁電線である。

この伝送ケーブル用絶縁電線によれば、絶縁層中に含まれるプロピレン系共重合体が、メタロセン触媒を用いて合成することによって得られたものであるため、チーグラー・ナッタ触媒などの汎用触媒を用いて合成されたプロピレン系共重合体に比べて分子量分布の幅を狭くすることが可能となる。このため、絶縁層中において、高周波に対して分子振動しやすく誘電正接を大きくする要因と考えられる低分子量のプロピレン系共重合体の割合を十分に低減させることができる。またプロピレン系共重合体は一般に、導体との接触によって酸化劣化しやすくなり、かつ、劣化しやすい三級炭素を含んでいるため、分子が切断されやすい。その点、本発明では、セミヒンダードフェノール系酸化防止剤又はレスヒンダードフェノール系酸化防止剤が、プロピレン系共重合体１００質量部に対し０．０１質量部以上で且つ１．５質量部未満の割合で配合される。そのため、プロピレン系共重合体の劣化を十分に抑制することができる。よって、本発明の伝送ケーブル用絶縁電線によれば、ＧＨｚ帯域において優れた誘電特性を有し且つ優れた耐熱老化特性を実現し得る。

上記絶縁電線においては、前記絶縁層が、ヒンダードフェノール構造と異なる化学構造を有する金属不活性化剤を更に含み、前記金属不活性化剤が、前記プロピレン系共重合体１００質量部に対して０．０１質量部以上で且つ１．５質量部未満の割合で配合されていることが好ましい。

この場合、絶縁電線の耐熱老化性がより向上する。

上記絶縁電線においては、前記プロピレン系共重合体は、具体的にはエチレン−プロピレン共重合体である。

この場合、エチレン−プロピレン共重合体以外のプロピレン系共重合体を用いる場合に比べて、より優れた強度及び耐熱性が得られることに加え、適度な柔軟性が得られる。

上記絶縁電線においては、プロピレン系共重合体が、１２５〜１４５℃の融点を有することが好ましい。

プロピレン系共重合体の融点が上記範囲内にあると、プロピレン系共重合体の融点が１２５℃未満に比べて、より十分な耐熱性を得ることができるとともに、結晶性がより高くなるため、より優れた誘電特性を得ることができる。またプロピレン系共重合体の融点が１４５℃を超える場合に比べて、優れた柔軟性が得られる。

上記絶縁電線においては、前記絶縁層が、０．３ｍｍ以下の厚さを有することが好ましい。

プロピレン系共重合体は一般に脆く、常温よりも低温で更に脆くなる傾向があるため、ケーブルが曲げられると、絶縁層にクラック等が生じやすくなる。この点、絶縁層の厚さが０．３ｍｍ以下であると、０．３ｍｍを超える場合に比べて、脆化の問題、特に低温脆化の問題が顕著に起こりにくくなる。

また本発明は、上述した伝送ケーブル用絶縁電線を有する伝送ケーブルである。

本発明によれば、ＧＨｚ帯域において優れた誘電特性を有し且つ優れた耐熱老化性を実現し得る伝送ケーブル用絶縁電線及び伝送ケーブルが提供される。

本発明の伝送ケーブルの一実施形態を示す部分側面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の伝送ケーブルの他の実施形態を示す端面図である。

以下、本発明の実施形態について図１及び図２を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明に係るケーブルの一実施形態を示す部分側面図であり、電線を、ケーブルとしての同軸ケーブルに適用した例を示すものである。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１に示すように、ケーブル１０は同軸ケーブルを示しており、絶縁電線５と、絶縁電線５を包囲する外部導体３と、外部導体３を被覆するシース４とを備えている。そして、絶縁電線５は、内部導体１と、内部導体１を被覆する絶縁層２とを有している。

ここで、絶縁層２は、ベース樹脂として、メタロセン触媒を用いて合成することによって得られたプロピレン系共重合体と、ヒンダードフェノール構造と異なる化学構造を有する酸化防止剤とを含んでいる。ここで、酸化防止剤は、プロピレン系共重合体１００質量部に対して０．０１質量部以上で且つ１．５質量部未満の割合で配合されている。

ケーブル１０によれば、上記構成の絶縁層２を用いた絶縁電線５が使用されることで、ＧＨｚ帯域において優れた誘電特性を実現することができる。このように絶縁電線５がＧＨｚ帯域において優れた誘電特性を実現できるのは、以下の理由によるものと本発明者は考えている。即ち、絶縁層２中に含まれるプロピレン系共重合体は、メタロセン触媒を用いて合成することによって得られたものであるため、チーグラー・ナッタ触媒などの汎用触媒を用いて合成されたプロピレン系共重合体に比べて分子量分布の幅を狭くすることが可能となる。このため、絶縁層２中において、ＧＨｚ帯域の高周波に対して分子振動しやすく誘電正接を大きくする要因と考えられる低分子量のプロピレン系共重合体の割合を十分に低減させることができる。このため、絶縁電線５によれば、上記のように優れた誘電特性を実現できるものと本発明者は考えている。

またプロピレン系共重合体は一般に、内部導体１との接触によって酸化劣化しやすくなり、かつ、劣化しやすい三級炭素を含んでいるため、分子が切断されやすい。その点、絶縁層２は、ヒンダードフェノール構造と異なる化学構造を有する酸化防止剤を含んでおり、この酸化防止剤が、プロピレン系共重合体１００質量部に対し０．０１質量部以上で且つ１．５質量部未満の割合で配合される。そのため、内部導体１によるプロピレン系共重合体の劣化を十分に抑制することができる。このため、絶縁電線５は、ＧＨｚ帯域において優れた誘電特性を有し且つ優れた耐熱老化特性を実現し得る。

次に、ケーブル１０の製造方法について説明する。

まず絶縁電線５の製造方法について説明する。

＜内部導体＞
はじめに内部導体１を準備する。内部導体１としては、例えば銅、銅合金、アルミニウム等の金属からなる金属線が挙げられる。これらの金属はそれぞれ単独で又は組み合わせて用いることもできる。また、上記金属線を本体部とし、その表面にスズや銀からなるめっきを施してメッキ膜を形成したものを内部導体１として用いることもできる。また内部導体１としては、単線または撚線を用いることができる。

＜絶縁層＞
次に、内部導体１上に絶縁層２を形成する。

絶縁層２を形成するためには、ベース樹脂としてのプロピレン系共重合体、及び酸化防止剤を準備する。

（ベース樹脂）
プロピレン系共重合体は、メタロセン触媒を用いて合成することによって得られたプロピレン系共重合体であり、プロピレン系共重合体とは、プロピレンを構成単位として含む樹脂のことをいい、ホモポリプロピレンのみならず、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体をも含む。他のオレフィンとしては、例えばエチレン、１−ブテン、２−ブテン、１−ヘキセン、２−ヘキセンなどが挙げられる。他のオレフィンは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、エチレン、１−ブテンが、結晶性を低くし、少量の添加で諸特性の悪化を出来る限り抑えながら効率的に融点を下げることができることから好ましく用いられ、より好ましくはエチレンが用いられる。

具体的には、プロピレン系共重合体としては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン−へキセン共重合体、エチレン−プロピレン−へキセン共重合体及びプロピレン−ブテン−へキセン共重合体などが挙げられる。

プロピレン系共重合体は、ランダム共重合体でもブロック共重合体でもよいが、ランダム共重合体であることが好ましい。この場合、ブロック共重合体を用いた場合と比べて、プロピレン系共重合体の融点がより低下し、絶縁電線５の柔軟性をより向上させることができる。

プロピレン系共重合体の融点は１２５℃〜１４５℃であることが好ましい。ここで、融点とは、JIS-K7121の手法に従って測定される融点を言う。具体的には、ＤＳＣ（パーキンエルマー Diamond（入力補償型））で、試料の量を約5mgとし、試料を、1） 200℃で10分等温保持し、 2） 200℃から−60℃に10℃/minで降温し、 3）−60℃で10分等温保持し、 4）−60℃から200℃に10℃/minで昇温 した場合に、4）の条件下で観察される融解熱ピーク部分の頂点として求められる融解熱ピーク温度を融点と言うものとする。プロピレン系共重合体の融点が上記範囲内にあると、融点が１２５℃未満である場合に比べて、より十分な耐熱性を得ることができるとともに、結晶性が高くなるため、優れた誘電特性を得ることができる。またプロピレン系共重合体の融点が１４５℃を超える場合に比べて、結晶性が高くなりすぎないため、ケーブルとして求められる柔軟性が得られる。

プロピレン系共重合体の融点はより好ましくは１３０〜１４５℃であり、更に好ましくは１３３〜１４３℃である。

プロピレン系共重合体中のエチレンおよびブテンの合計含有率は７質量％以下であり、プロピレン系共重合体中のブテンの含有率は２質量％を超えないことが好ましい。

プロピレン系共重合体中のエチレン及びブテンの含有率は、赤外線分光分析によって日本分析化学会高分子分析研究懇談会 高分子分析ハンドブック, p413-415 (2008)に記載された計算式に従って求められる。具体的には、プロピレン系共重合体中のエチレン及びブテンの含有率は、絶縁電線から絶縁層２を剥ぎ取り、その絶縁層２を油圧プレスにて、0.5〜1mmの厚さに成形した試験片を用いて、赤外分光光度計（パーキンエルマー Spectrum One、FTIR）で、透過法、分解能2cm^-1、積算回数64回という条件で測定した吸光度から求められる。ここで、エチレンはプロピレン系共重合体中のエチレンの構造単位を意味し、エチレンモノマーを意味するものではない。同様に、ブテンも、プロピレン系共重合体中の１−ブテンの構造単位を意味し、ブテンモノマーを意味するものではない。なお、上記計算式は下記式（1）から式（3）で表される。ここでA_kはk cm^-1での吸光度、tは試料の厚さ(cm)、ρは密度(g/cm³)である。
（1）ランダムPPでのエチレン(質量%)＝(0.509Ａ₇₃₃＋0.438Ａ₇₂₂)／tρ
（2）ブロックPPでのエチレン(質量%)＝(1.10Ａ₇₂₂−1.51Ａ₇₂₉＋0.509Ａ₇₃₃)／tρ
（3)1-ブテン(質量%)＝12.3(Ａ₇₆₆／t)

プロピレン系共重合体中のエチレンの含有率は通常は５質量％以下であり、好ましくは４．５質量％以下であり、より好ましくは３．０質量％以下である。但し、柔軟性を向上させる観点からは、プロピレン系共重合体中のエチレンの含有率は、１．０質量％以上であることが好ましく、１．３質量％以上であることがより好ましい。またプロピレン系共重合体中のブテンの含有率は、２．０質量％を超えない範囲であればよく、好ましくは１．５質量％以下であり、より好ましくは１．０質量％以下である。但し、柔軟性を向上させる観点から、ブテンの含有率は、０．５重量％以上であることが好ましいが、エチレンのみで結晶性を効率的に下げられる場合、プロピレン系共重合体はブテンを含まないことがより好ましい。

なお、プロピレン系共重合体中のエチレン及びブテンの含有率は、例えばメタロセン触媒を用いて合成されたプロピレン系共重合体同士を混合することによって調整することができる。

プロピレン系共重合体は下記式：
融点−結晶化ピーク温度＝３０〜４０℃
を満たすことが好ましい。ここで、結晶化ピーク温度とは、前記２）の条件下で観察される結晶化熱ピーク部分の頂点から求められる結晶化ピーク温度を言うものとする。融点−結晶化ピーク温度は、好ましくは３０〜３５℃であり、より好ましくは３１〜３４℃である。

なお、プロピレン系共重合体の融点−結晶化ピーク温度の値は、メタロセン触媒を用いて合成されたプロピレン系共重合体同士を混合することによって調整することができる。

プロピレン系共重合体は、５０〜６０％の結晶化度を有することが好ましい。ここで、結晶化度とは、下記式：
Ｘｃ＝Ｈｍ／Ｈ_ｍ０
（上記式中、Ｘｃは結晶化度［％］を表し、Ｈｍは融解熱［Ｊ／ｇ］を表し、Ｈ_ｍ０は１００％結晶化熱［Ｊ／ｇ］を表す。）
で定義されるものである。ここで、Ｈｍは、上述したプロピレン系共重合体の融点の測定に際して観察される融解熱ピークの融解熱であり、融解熱としてはJIS-K7122の手法で求めた値が使用される。Ｈ_ｍ０としては、165J/gの値が使用される。ここで、Ｈ_ｍ０の値は、エドワード・P・ムーア・Jr著、ポリプロピレンハンドブック (1998,P149)から引用したものである。

プロピレン系共重合体の結晶化度が上記範囲内にあると、結晶化度が５０％未満である場合に比べて、高周波帯域で分子振動を受けやすいアモルファス成分の割合がより低減される結果、誘電正接をより十分に低下させることができる。またプロピレン系共重合体の結晶化度が６０％を超える場合に比べて、より適度な柔軟性が得られる。

（酸化防止剤）
酸化防止剤は、内部導体１との接触によるベース樹脂の劣化を防止するものであって、ヒンダードフェノール構造と異なる化学構造を有するものであればいかなるものであってもよい。

ヒンダードフェノール構造と異なる化学構造を有する酸化防止剤としては、例えば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が挙げられる。

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、ＡＤＥＫＡ社のアデカスタブＡＯ−８０）、エチレンビス（オキシエチレン）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、ＢＡＳＦ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、ＡＤＥＫＡ社のアデカスタブＡＯ−７０）が挙げられる。

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、ＡＤＥＫＡ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、ＡＤＥＫＡ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、周波数による影響を比較的受け難く、ＧＨｚ帯域における誘電特性をより良好にすることができる。

酸化防止剤は、上記プロピレン系共重合体１００質量部に対して０．０１質量部以上で且つ１．５質量部未満の割合で添加される。この場合、酸化防止剤を、１．５質量部以上の割合で配合する場合に比べて、優れた誘電特性が得られることに加え、絶縁層２の表面に酸化防止剤の粒子が浮き出るいわゆるブルーム現象を十分に抑制することができる。また酸化防止剤を、０．０１質量部未満の割合で配合する場合に比べて、耐熱老化性が顕著に向上する。酸化防止剤は、プロピレン系共重合体１００質量部に対して１質量部以下の割合で配合することがより好ましい。但し、酸化防止剤による耐熱老化特性を向上させる観点からは、ベース樹脂１００質量部に対して０．０５質量部以上の割合で配合することが好ましい。

上記絶縁層２は、ベース樹脂であるプロピレン系共重合体と、酸化防止剤と、必要に応じて金属不活性化剤とを押出機に投入し押出機中の樹脂組成物を溶融混練して押し出し、この押出物で内部導体１を被覆することにより得られる。

絶縁層２の外径は、４０ｍｍ以下であることが好ましく、８ｍｍ以下であることがより好ましく、１ｍｍ以下であることが特に好ましい。

さらに絶縁層２の厚さは、０．３ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。プロピレン系共重合体は一般に脆く、常温よりも低温で更に脆くなる傾向があるため、ケーブル１０が曲げられると、絶縁層２にクラック等が生じやすくなる。この点、絶縁層２の厚さが０．３ｍｍ以下であると、０．３ｍｍを超える場合に比べて、脆化の問題、特に低温脆化の問題が顕著に起こりにくくなる。但し、絶縁層２の厚さは通常は、０．１ｍｍ以上である。

もっとも、絶縁層２の厚さは、０．３ｍｍより大きくてもよい。この場合でも、ケーブル１０が、曲げがほとんど加えられない用途、例えば固定配線材などに用いられるならば、低温脆化の問題は生じ難くなる。但し、敷設時の作業性(重量)が悪くなることや使用銅量を不必要に増量することも好ましくないという理由から、絶縁層２の厚さは通常は、６ｍｍ以下である。

絶縁電線５においては、絶縁層２は非発泡体でも発泡体でもよいが、非発泡体であることが好ましい。絶縁層２が非発泡体である場合、発泡体の場合に比べて製造が容易である。このため、絶縁層２の外径変動などによるスキューの悪化、ＶＳＷＲの悪化およびそれに伴う減衰量の増大が起こりにくくなる。このことは、特に絶縁層２が細径化されるほど、具体的には絶縁層２の外径が０．７ｍｍ以下になると、顕著になる。なお、絶縁層２が発泡体である場合にはその発泡度は３０〜６０％であるのが好ましい。ここで、発泡度は、以下の式に基づいて算出されるものである。

この場合、ＧＨｚ帯域で使用されるケーブル用の電線として、絶縁層２にプロピレン系共重合体を使用したものを用いても発泡セルが粗大化するのを抑制でき、微細且つ均一な発泡セルを有する発泡状態の絶縁層２を得ることができる。また絶縁電線５を使用したケーブル１０は、外径変動が小さく、絶縁層２を薄くしても潰れの問題が少なく、減衰量の劣化等のバラツキが十分に抑制される。

絶縁層２を発泡絶縁層とする場合、発泡絶縁層は、樹脂組成物中に化学発泡剤などの発泡剤を配合することで得ることができる。

また絶縁層２と内部導体１との間に、未発泡樹脂からなる薄層、いわゆる内層を介在させることが好ましい。これにより絶縁層２と内部導体１との密着性を向上させることができる。特に未発泡樹脂がポリエチレンからなる場合、さらに絶縁層２と内部導体１との密着性を向上させることができる。また上記内層は、内部導体１中の銅による絶縁層２の劣化（脆化）を防止することもできる。なお、内層の厚さは例えば０．０１〜０．１ｍｍとすればよい。

さらに絶縁層２と外部導体３との間に、薄層、いわゆる外層を介在させることが好ましい。伝送ケーブルでは色付が必要な場合が多い。この場合、薄層として未発泡樹脂を用いると、顔料によって色付けを行う場合に比べて、電気特性を悪化させることなく容易に色付けを行うことができる。また、発泡樹脂からなる薄層を、絶縁層２と外部導体３との間に介在させると、電線５の外観が改善される。即ち電線５の外径変動が小さくなり、スキューやＶＳＷＲが向上し、また、耐つぶれ性が向上し、電線５の外径を小さくすることもできる。なお、外層の厚さは例えば０．０２〜０．２ｍｍとすればよい。

さらに絶縁層２は、樹脂組成物を溶融混練して内部導体１に押出被覆した後、その押出物に架橋処理を行って得られるものでもよい。この場合、架橋処理は、例えば電子線照射によって行うことができるが、樹脂組成物が有機過酸化物や硫黄などの架橋剤を含む場合には加熱することによっても行うことができる。但し、電気特性の向上の点からは、電子線照射によって行う方が好ましい。

＜外部導体＞
次に、上記のようにして得られた絶縁電線５を包囲するように外部導体３を形成する。外部導体３としては、従来より使用されている公知のものを使用することができる。例えば外部導体３は、導線や、導電シートを樹脂シートの間に挟んで構成したテープなどを絶縁層２の外周に沿って巻くことなどによって形成することができる。また、外部導体３は、コルゲート加工、即ち波形成形した金属管で構成することもできる。

＜シース＞
最後にシース４を形成する。シース４は、外部導体３を物理的又は化学的な損傷から保護するものであり、シース４を構成する材料としては、例えばフッ素樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の樹脂が挙げられるが、環境性等の観点からポリエチレン樹脂等のハロゲンフリー材料が好ましく用いられる。

以上のようにしてケーブル１０が得られる。

図３は、上記絶縁電線５を有するＴｗｉｎａｘタイプのケーブルを示す端面図である。図３に示すように、Ｔｗｉｎａｘタイプのケーブル２０は、２本の絶縁電線５と、ドレインワイヤ６と、ラミネートテープ７と、２本の電力線８と、アルミテープ層及び編組層からなる積層体層９と、シース４とを備えている。ここで、２本の絶縁電線５は互いに平行に配置されており、これらは信号線として使用される。またラミネートテープ７は絶縁電線５及びドレインワイヤ６を巻回しており、シース４は積層体層９を包囲するように積層体層９上に形成されている。ラミネートテープ７は例えばアルミニウム箔とポリエチレンテレフタレートフィルムとの積層体で構成され、シース４は、例えばリケンテクノス社製のＡＮＡ９８９７Ｎ等のオレフィン系ノンハロ材などで構成される。なお、絶縁電線５及び絶縁層２は上記実施形態と同様のものである。

本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、絶縁電線５が、ケーブルとしての同軸ケーブルやＴｗｉｎａｘタイプのケーブルに適用された例が示されているが、絶縁電線５は、ＵＳＢ３．０ケーブル、ＨＤＭＩケーブル、インフィニバンドケーブル、マイクロＵＳＢケーブルなどの高速ケーブルなどにも適用可能である。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
まずベース樹脂として、メタロセン触媒を用いて合成することによって得られたエチレン−プロピレンランダム共重合体であるＷＭＧ０３（融点：１４２℃）を用意した。

そして、押出機（製品名：ラボプラストミル４Ｃ１５０、二軸セグメント押出機２Ｄ３０Ｗ２、スクリュー径（Ｄ）：直径２５ｍｍ、有効スクリュー長（Ｌ）：７５０ｍｍ、東洋精機製作所社製）に上記ベース樹脂、表１に示す酸化防止剤および金属不活性化剤を投入し、溶融混練して押出成形を行った。このとき、表１に示す酸化防止剤および金属不活性化剤の配合量は、１００質量部のベース樹脂に対して配合される量（単位は質量部）であり、溶融混練温度は２００℃とした。

そして、押出機（スクリュー径（Ｄ）：直径２５ｍｍ、有効スクリュー長（Ｌ）：８００ｍｍ、聖製作所社製）にて、温度は２００℃とし、押出物をチューブ状に押し出し、このチューブ状の押出物で、直径０．１７２ｍｍの錫めっき銅線を被覆した。こうして、導体と、導体を被覆する絶縁層とからなる絶縁電線を作製した。このとき、押出物は、絶縁層の外径が０．６ｍｍ、厚さが０．２１５ｍｍとなるように押し出した。

こうして得られた絶縁電線を、アルミニウム層とポリエチレンテレフタレート層との積層体からなる厚さ２５μｍのラミネートテープで巻回した。次に、これを、厚さ０．４ｍｍのＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）からなるシースで被覆した。こうして、非発泡および非架橋で、インピーダンスが５０Ωである同軸ケーブルを作製した。

（実施例２〜２２及び比較例１〜５）
表１に示すベース樹脂１００質量部に対して表１に示す酸化防止剤及び金属不活性化剤を表１に示す割合（単位は質量部）で配合し、結晶化度を表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にして同軸ケーブルを作製した。

（比較例６〜９）
温度を２００℃とした押出機（スクリュー径（Ｄ）：直径２５ｍｍ、有効スクリュー長（Ｌ）：８００ｍｍ、聖製作所社製）に、表１に示すベース樹脂を投入し、押出物をチューブ状に押し出し、このチューブ状の押出物で、直径０．１７２ｍｍの錫めっき銅線を被覆した。こうして、導体と、導体を被覆する絶縁層とからなる絶縁電線を作製した。このとき、押出物は、絶縁層の外径が０．６ｍｍ、厚さ０．２１５ｍｍとなるように押し出した。

こうして得られた絶縁電線を用い、実施例１と同様にして同軸ケーブルを作製した。

（実施例２３〜２７）
絶縁層の厚さを表３に示す通りにしたこと以外は実施例１と同様にして同軸ケーブルを作製した。

なお、表１に示されているベース樹脂、酸化防止剤および金属不活性化剤としては具体的には以下のものを用いた。
（１）ベース樹脂
（1-1）ＷＦＸ４（ウインテック、日本ポリプロ社製）
プロピレンエチレンランダム共重合体（融点：１２５℃）
（1-2）ＷＦＷ４（ウインテック、日本ポリプロ社製）
プロピレンエチレンランダム共重合体（融点：１３６℃）
（1-3）ＷＭＧ０３（ウインテック、日本ポリプロ社製）
プロピレンエチレンランダム共重合体（融点：１４２℃）
（1-4）ＷＦＸ６（ウインテック、日本ポリプロ社製）
プロピレンエチレンランダム共重合体（融点：１２５℃）
（1-5）ＦＸ４Ｇ（ノバテックＰＰ、日本ポリプロ社製）
プロピレンエチレンブテンランダム共重合体（融点：１２６℃）
（1-6）ＦＷ４Ｂ（ノバテックＰＰ、日本ポリプロ社製）
プロピレンエチレンブテンランダム共重合体（融点：１３８℃）
（２）酸化防止剤
（2-1）セミヒンダードフェノール系酸化防止剤
ａ）ＡＯ−８０（アデカスタブＡＯ−８０、ＡＤＥＫＡ社製）
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
ｂ）ＡＯ−７０（アデカスタブＡＯ−７０、ＡＤＥＫＡ社製）
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］
（2-2）レスヒンダードフェノール系酸化防止剤
ａ）ＡＯ−４０（アデカスタブＡＯ−４０、ＡＤＥＫＡ社製）
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
ｂ）ＡＯ−３０（アデカスタブＡＯ−３０、ＡＤＥＫＡ社製）
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
ｃ）Ｎｏｃ３００（ノクラック３００、大内新興化学工業社製）
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
（2-3）ヒンダードフェノール系酸化防止剤
ａ）Ｉｒ３１１４（イルガノックス３１１４、ＢＡＳＦ社製）
１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−
１，３，５−トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン
ｂ）Ｉｒ１３３０（イルガノックス１３３０、ＢＡＳＦ社製）
３，３’，３”，５，５’，５”−ヘキサ−ｔｅｒｔ−ブチル−ａ，ａ’，ａ”−（
メシチレン−２，４，６−トリイル）トリ−ｐ−クレゾール
（３）金属不活性化剤
（3-1）非ヒンダードフェノール系金属不活性化剤
ａ）ＣＤＡ−１（アデカスタブＣＤＡ−１、ＡＤＥＫＡ社製）
３−（Ｎ−サリチロイル）アミノ−１，２，４−トリアゾール
ｂ）ＣＤＡ−６（アデカスタブＣＤＡ−６、ＡＤＥＫＡ社製）
デカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド
（3-2）ヒンダードフェノール系金属不活性化剤
ａ）ＩｒＭＤ１０２４（イルガノックスＭＤ１０２４、ＢＡＳＦ社製）
２’，３−ビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）
プロピオニル］プロピオノヒドラジド

［特性評価］
実施例１〜２７及び比較例１〜９で得られた同軸ケーブルについて、以下の特性を評価した。

（１）エチレン及びブテンの含有率
エチレン含有率及びブテン含有率は、実施例１〜２２及び比較例１〜９の同軸ケーブルのうち、絶縁電線の絶縁層を剥ぎ取り、その試験片について測定したＩＲスペクトルから算出した。結果を表１に示す。

（２）結晶化ピーク温度および融解熱ピーク温度（融点）、並びに結晶化度
結晶化ピーク温度および融解熱ピーク温度は、実施例１〜２２及び比較例１〜９の同軸ケーブルのうち、絶縁電線の絶縁層を剥ぎ取り、その試験片をＤＳＣで測定し、算出した。結果を表１に示す。また結晶化度についても同様の試験片についてＤＳＣを測定し、算出した。結果を表１に示す。

（３）誘電特性（ｔａｎδ）
誘電特性は誘電正接（ｔａｎδ）を測定することにより調べた。ここで、誘電正接（ｔａｎδ）は、実施例１〜２２及び比較例１〜９の同軸ケーブルのうち絶縁層の製造に使用した樹脂組成物を、直径２ｍｍ、長さ１０ｃｍの棒状に成形し、このシートについて、サムテック社製SUM-TM0m0の測定プログラムを用いたマイクロ波測定システムにて、測定周波数３．０ＧＨｚ、６．９ＧＨｚ、１０．７ＧＨｚおよび１４．６ＧＨｚの各周波数にて測定した。結果を表２に示す。各周波数ごとのｔａｎδの合格基準は以下の通りである。

３．０ＧＨｚ・・・・１．１０×１０^−４以下
６．９ＧＨｚ・・・・１．５０×１０^−４以下
１０．７ＧＨｚ・・・２．００×１０^−４以下
１４．６ＧＨｚ・・・２．５０×１０^−４以下

（４）減衰量
実施例１〜２２及び比較例１〜９で得られた同軸ケーブルについて、ネットワークアナライザー（８７２２ＥＳ アジレントテクノロジー社製）を用いて、周波数が３．０ＧＨｚ、６．９ＧＨｚ、１０．７ＧＨｚおよび１４．６ＧＨｚの場合のそれぞれについて減衰量を測定した。結果を表２に示す。

（５）耐熱性
実施例１〜２２及び比較例１〜９の同軸ケーブルのうち、絶縁電線を30mmの長さで切断して試験片を作製した。この試験片について、加熱変形試験（東洋精機製作所株式会社製の「三個掛加熱変形試験機型番Ｗ−３」）を用い、試験片は直径９ｍｍの試料台の中央にのせ、荷重２５０ｇ重、荷重時間１時間、１２１℃における変形量を測定した。この変形量からつぶれ率（加熱変形率）を算出し、このつぶれ率を耐熱性の指標とした。結果を表２に示す。

（６）耐つぶれ性
表面硬さを示すショアＤ硬度を測定し、そのショアＤ硬度を耐つぶれ性の指標とした。ショアＤ硬度は、実施例１〜２２及び比較例１〜９の絶縁電線について、ＪＩＳ Ｋ７２１５に準拠して測定した。荷重保持時間5秒での測定結果を表２に示す。

（７）耐熱老化特性
耐熱老化特性は以下のようにして評価した。即ちまず、実施例１〜２２及び比較例１〜９で得られた同軸ケーブルについて引張試験を行い、引張強度および伸び残率を測定した。以下、それぞれ「初期引張強度」及び「初期伸び残率」という。次に、同軸ケーブルを恒温槽にて１１０℃で放置し、定期的に取り出して引張試験を行い、引張強度および伸び残率を測定した。そして、この引張強度が初期引張強度の５０％となるか、または伸び残率が初期伸び残率の５０％となった日数を、酸化防止剤及び金属不活性化剤を用いない比較例６の日数を１００とした場合の相対値で算出した。結果を表２に示す。この相対値が１１０以上であれば耐熱老化性に優れるとして「合格」とし、１１０未満であれば耐熱老化性に劣るとして「不合格」とした。

（８）ブルーム（ブルーミング）
ブルームは、長さ３ｍに切断した同軸ケーブルからシース及びラミネートテープを取り除き、５０℃、３ヶ月放置し露出した絶縁層の表面を目視によって観察し、以下の基準で評価した。結果を表２に示す。

◎・・・マイクロスコープにて100倍で拡大し、表面に異物が全く確認できない
○・・・マイクロスコープにて100倍で拡大し、表面に異物が確認できる。
△・・・マイクロスコープにて25倍で拡大し、表面に異物が確認できる
×・・・目視で表面に明確に異物が確認できる

（９）低温脆化特性
低温脆化特性は、実施例１、２３〜２７の同軸ケーブルについて低温脆化試験を行うことによって評価した。低温脆化試験は、以下のようにして行った。

即ち実施例１、２３〜２７の同軸ケーブルについて、脆化温度試験機（製品名：ぜい化試験機ＴＭ−２１１０、上島製作所製）を使用して脆化温度を測定した。このとき、試験片は約６０ｍｍに切断した試料を用い、試験条件はＡＳＴＭ Ｄ７４６に従い、絶縁体に傷や割れが発生する温度を脆化温度とした。結果を表３に示す。

表１及び２に示す結果より、実施例１〜２２はいずれも、誘電正接が低く、併せて減衰量も小さく、耐熱老化性を表す相対年数は高いものであった。これに対し、比較例１〜９は、耐熱老化特性を表す相対年数が低いか又は誘電正接が高いことが分かった。

なお、実施例２３〜２７の結果より、絶縁層の厚さを０．３ｍｍ以下にすることで、脆化温度が顕著に低下しており、低温脆化性が顕著に向上することも確認された。

以上より、本発明の伝送ケーブル用絶縁電線によれば、ＧＨｚ帯域において優れた誘電特性を有し且つ耐熱老化性を実現し得ることが確認された。

１…内部導体（導体）、２…絶縁層、５…絶縁電線、１０，２０…ケーブル。

Claims (6)

1. 導体と、
   前記導体を被覆する絶縁層とを備える伝送ケーブル用絶縁電線であって、
   前記絶縁層が、
   メタロセン触媒を用いて合成することによって得られたプロピレン系共重合体と、
   セミヒンダードフェノール系酸化防止剤又はレスヒンダードフェノール系酸化防止剤とを含み、
   前記酸化防止剤が、前記プロピレン系共重合体１００質量部に対し０．０１質量部以上で１．５質量部未満の割合で配合されていること、
   を特徴とする伝送ケーブル用絶縁電線。
2. 前記絶縁層が、ヒンダードフェノール構造と異なる化学構造を有する金属不活性化剤を更に含み、
   前記金属不活性化剤が、前記プロピレン系共重合体１００質量部に対して０．０１質量部以上で１．５質量部未満の割合で配合されている、請求項１に記載の伝送ケーブル用絶縁電線。
3. 前記プロピレン系共重合体が、エチレン−プロピレン共重合体である、請求項１又は２に記載の伝送ケーブル用絶縁電線。
4. 前記プロピレン系共重合体が、１２５〜１４５℃の融点を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の伝送ケーブル用絶縁電線。
5. 前記絶縁層が、０．３ｍｍ以下の厚さを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の伝送ケーブル用絶縁電線。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の伝送ケーブル用絶縁電線を有する伝送ケーブル。
   

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