(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体と、その外周に被覆された絶縁層と、該絶縁層の外周に複数本の外部導体を巻回又は編組し、前記外部導体の外周に被覆されたジャケット層を有する同軸ケーブルにおいて、
前記外部導体は、２〜１２ｍａｓｓ ｐｐｍの硫黄と、２ｍａｓｓ ｐｐｍ越え３０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下の酸素と、４〜２５ｍａｓｓ ｐｐｍのＴｉとを含有し、残部が不可避的不純物及び銅からなり、ＳＣＲ連続鋳造圧延により、１２００℃以上１３２０℃以下の溶銅温度で溶湯にした銅溶湯に前記Ｔｉを添加し、前記Ｔｉが添加された銅溶湯から鋳塊ロッドを作製した後、最初の圧延ロールでの温度を８８０℃以下、最終圧延ロールでの温度を５５０℃以上に制御して前記鋳塊ロッドに熱間圧延加工を施す工程を経て製造された希薄銅合金材料であり、その導電率が１０１.５ＩＡＣＳ％以上であることを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項２】
中心導体の外周に絶縁体を施す工程と、
２〜１２ｍａｓｓ ｐｐｍの硫黄と、２ｍａｓｓ ｐｐｍを越え３０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下の酸素と、４〜２５ｍａｓｓ ｐｐｍのＴｉとを含有し、残部が不可避的不純物及び銅からなり、ＳＣＲ連続鋳造圧延により、１２００℃以上１３２０℃以下の溶銅温度で溶湯にした銅溶湯に前記Ｔｉを添加し、前記Ｔｉが添加された銅溶湯から鋳塊ロッドを作製した後、最初の圧延ロールでの温度を８８０℃以下、最終圧延ロールでの温度を５５０℃以上に制御して前記鋳塊ロッドに熱間圧延加工を施す工程を経て製造された希薄銅合金材料を伸線して外部導体を形成する工程と、
前記絶縁体の外周に前記外部導体の複数本を巻回又は編組する工程と、
前記外部導体の外周に樹脂からなるジャケット層を施す工程とを備えることを特徴とする同軸ケーブルの製造方法。
【請求項３】
請求項２において、前記外部導体は、その導電率が１０１.５％ＩＡＣＳ以上であることを特徴とする同軸ケーブルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な同軸ケーブル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の電子機器や自動車などの工業製品では、銅線も過酷に使われることが多い。これらのニーズに対処するために、連続鋳造圧延法などで製造でき、かつ導電性と伸び特性を純銅レベルに保持しつつ、強度を純銅よりも高めた希薄銅合金材料の開発が行われている。
【０００３】
希薄銅合金材料は、汎用の軟質銅線として、また、やわらかさが必要とされる軟質銅材として、導電率９８％以上、更に１０２％以上の軟質導体が求められてきており、その用途としては、民生用太陽電池向け配線材、モーター用エナメル線用導体、２００℃から７００℃で使う高温用軟質銅材料、焼きなましが不要な溶融半田めっき材、熱伝導に優れた銅材料、高純度銅代替え材料としての使用が挙げられ、これら幅広いニーズに応えるものである。
【０００４】
希薄銅合金材料としての素材は、銅中の酸素を１０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下に制御する技術をベースに用いており、このベースの銅に、Ｔｉなどの金属を微量添加して、原子状に固溶させることで、生産性が高く、導電率、軟化温度、表面品質に優れた希薄銅合金材料が得られることが期待されている。
【０００５】
従来、軟質化については、非特許文献１に示されるように、電解銅（９９．９９６ｍａｓｓ％以上）に、Ｔｉを４〜２８ｍｏｌ ｐｐｍ添加した試料は、添加しないものに比べて、軟化が早く起こる結果が得られている。この原因はＴｉの硫化物形成による固溶Ｓの減少のためとしている。
【０００６】
特許文献１〜３では、連続鋳造装置において、無酸素銅に微量のＴｉを添加した希薄合金を連続鋳造にて製造することが提案されている。
【０００７】
ここで、連続鋳造圧延法で酸素を低くする方法は、特許文献４、５においても知られている。
【０００８】
特許文献６では、連続鋳造圧延法にて、銅溶湯から直接銅材を製造する際に、酸素量０．００５質量％の銅以下の銅溶湯に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖなどの金属を微量（０．０００７〜０．００５質量％）添加することで軟化温度を低下させることが提案されている。しかし、特許文献６では、導電率に関する検討はなされておらず導電率と軟化温度を両立する製造条件範囲は不明である。
【０００９】
一方、特許文献７では、軟化温度が低く、かつ導電率の高い無酸素銅材の製造方法が提案されており、上方引き上げ連続鋳造装置にて、酸素量が０．０００１質量％以下の無酸素銅に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖなどの金属を微量（０．０００７〜０．００５質量％）添加した銅溶湯から銅材を製造する方法が提案されている。
【００１０】
しかし、上述したように希薄銅合金材料のベース素材のように、酸素が微量含まれるもの、すなわち酸素濃度がｐｐｍオーダーで含まれるものに関しては、いずれの特許文献でも検討されていない。
【００１１】
従来、高周波帯に使用される同軸ケーブルの外部導体には、従来１.５質量％錫-銅合金、あるいはＴＰＣが使用されてきた。
【００１２】
一方で、１.５質量％%錫-銅合金、あるいはＴＰＣを使用した外部導体では、ノイズ低減の面においては未だ充分とはいえず、導電率が低いため、高強度金属を適用した場合は、ケーブルから発せられるノイズや、外界からのノイズを吸収する能力が小さい。
【００１３】
当業界では、低コストでありながら良好なノイズ低減の効果が得られる更なる高導電性の材料が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１−２６４１１０号公報
【特許文献２】特開平２−１０４６２９号公報
【特許文献３】特開平２−１６３３３０号公報
【特許文献４】特開２００２−１２００５０号公報
【特許文献５】特開２００１−３１４９５０号公報
【特許文献６】特開２００６−２７４３８４号公報
【特許文献７】特開２００８−２５５４１７号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】鈴木寿、菅野幹宏：鉄と鋼（１９８４）１５号１９７７−１９８３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
よって、生産性が高く、導電率、軟化温度、表面品質に優れ、実用的な希薄銅合金線とその組成の検討が望まれていた。
【００１７】
また、製造方法について検討すると、上述したように連続鋳造による無酸素銅にＴｉを添加して軟銅化する方法は知られているが、これはケークやビレットとして鋳造材を製造した後、熱間押出や熱間圧延を行ってワイヤロッドを作製している。そのため、製造コストが高く工業的に使うには経済性に問題があった。
【００１８】
また、上方引き上げ連続鋳造装置にて、無酸素銅にＴｉを添加する方法が知られているが、これも生産速度が遅く経済性に問題があった。
【００１９】
そこで、発明者らは、ＳＣＲ連続鋳造圧延システム（Ｓｏｕｔｈ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｒｏｄ Ｓｙｓｔｅｍ）にて希薄銅合金線を製造することを検討した。
【００２０】
ＳＣＲ連続鋳造圧延法は、ＳＣＲ連続鋳造圧延装置の溶解炉内で、ベース素材を溶解して溶湯とし、その溶湯に所望の金属を添加して溶解し、この溶湯を用いて荒引き線（例えば、直径φ８ｍｍ）を作製し、その荒引き線を、熱間圧延により例えば直径φ２．６ｍｍに伸線加工するものである。またφ２．６ｍｍ以下のサイズ或いは板材、異形材にも同様に加工することができる。また、丸型線材を角状に或いは異形条に圧延しても有効である。また、鋳造材をコンフォーム押出成形し、異形材を製作することもできる。
【００２１】
本発明者等が検討した結果、ＳＣＲ連続鋳造圧延を用いる場合、ベース素材としてのタフピッチ銅では表面傷が発生しやすく、添加条件により軟化温度の変動、チタン酸化物の形成状況が不安定であることがわかった。
【００２２】
また、０．０００１質量％以下の無酸素銅を用いて検討すると、軟化温度と導電率、表面品質を満足する条件は極めて狭い範囲であった。また、軟化温度の低下に限界があり、より低い、高純度銅並みの軟化温度の低下が望まれた。
【００２３】
高周波同軸ケーブルに１.５質量％錫-銅合金又は純銅系のＴＰＣを使用した場合は、導電率が低いため、高周波信号伝送を行う場合などのノイズ遮蔽性の点で未だ充分とはいえず、低コストとノイズ遮蔽性が両立できないない。
【００２４】
そして、導電性を向上すると考えると、ＯＦＣや６Ｎ−ＯＦＣを使用することも考えられるが、これらの材料はＳＣＲ（連続鋳造圧延装置）などの汎用の装置を用いて連続生産には不向きであり、高いノイズ遮蔽性を有しながら、低コストでの導体の開発が必要であった。
【００２５】
本発明の目的は、低コストでありながら高い導電性を備え、高いノイズ遮蔽性を有する同軸ケーブルとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、中心導体と、その外周に被覆された絶縁層と、該絶縁層の外周に複数本の外部導体を巻回又は編組し、前記外部導体の外周に被覆されたジャケット層を有する同軸ケーブルにおいて、前記外部導体は、２〜１２ｍａｓｓ ｐｐｍの硫黄と、２ｍａｓｓ ｐｐｍ越え３０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下の酸素と、４〜２５ｍａｓｓ ｐｐｍのＴｉとを含有し、残部が不可避的不純物及び銅からなり、ＳＣＲ連続鋳造圧延により、１２００℃以上１３２０℃以下の溶銅温度で溶湯にした銅溶湯に前記Ｔｉを添加し、前記Ｔｉが添加された銅溶湯から鋳塊ロッドを作製した後、最初の圧延ロールでの温度を８８０℃以下、最終圧延ロールでの温度を５５０℃以上に制御して前記鋳塊ロッドに熱間圧延加工を施す工程を経て製造された希薄銅合金材料であり、その導電率が１０１.５％ＩＡＣＳ以上であることを特徴とする。
【００２８】
添加元素として、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃａ、Ｖ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＣｒからなる群から選択されるこれらの元素は他の元素と結合しやすい活性元素であり、Ｓと結合しやすいためＳをトラップすることができ、銅母材(マトリクス)を高純度化することができ、特にＴｉが有効である。添加元素は１種以上含まれていてもよい。また、合金の性質に悪影響を及ぼすことのないその他の元素および不純物を合金に含有させることもできる。
【００２９】
また、以下に説明する好適な実施の形態においては、酸素含有量が２を超え３０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下を含むことができる。
【００３０】
本発明は、中心導体の外周に絶縁体を施す工程と、２〜１２ｍａｓｓ ｐｐｍの硫黄と、２ｍａｓｓ ｐｐｍを越え３０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下の酸素と、４〜２５ｍａｓｓ ｐｐｍのＴｉとを含有し、残部が不可避的不純物及び銅からなり、ＳＣＲ連続鋳造圧延により、１２００℃以上１３２０℃以下の溶銅温度で溶湯にした銅溶湯に前記Ｔｉを添加し、前記Ｔｉが添加された銅溶湯から鋳塊ロッドを作製した後、最初の圧延ロールでの温度を８８０℃以下、最終圧延ロールでの温度を５５０℃以上に制御して前記鋳塊ロッドに熱間圧延加工を施す工程を経て製造された希薄銅合金材料を伸線して外部導体を形成する工程と、前記絶縁体の外周に前記外部導体の複数本を巻回又は編組する工程と、前記外部導体の外周に樹脂からなるジャケット層を施す工程とを備えることを特徴とする同軸ケーブルの製造方法にある。
【００３１】
前記外部導体は、その導電率が１０１.５％ＩＡＣＳ以上であることが好ましい。
【００３３】
本発明は、1本又は複数本の銅合金からなる中心導体に、ＰＦＡ（ポリテトラフルオロエチレンの４フッ化エチレン樹脂）等で被覆された絶縁体を有し、前記絶縁体の外周に銅又は銅合金からなる外部導体を有し、前記外部導体の外周にＰＦＡ等で被覆されたジャケットを有する同軸線であって、前記外部導体に、表面に微細結晶層を有する銅合金ＨＩＦＣを使用することを特徴とする同軸線にある。
【００３４】
中心導体は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金（Ｃｕ−Ｓｎ０.１９質量％−Ｉｎ０．１９質量％）のような強度の高い銅合金を使用でき、中心導体の本数は６〜８本程度のものを使用できる。
【００３５】
絶縁体及びジャッケットは、ふっ素樹脂、具体的には、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共同合体したフッ素樹脂）、ＰＦＡなどを使用することができる。
【００３６】
外部導体は、横巻シールドタイプを使用することができる。外部導体の素線径は、絶縁体の３〜３０％程度のものを使用できる。
【００３７】
本発明に係る希薄銅合金材料は、不可避的不純物を含む純銅に、２〜１２ｍａｓｓ ｐｐｍの硫黄と２〜３０ｍａｓｓ ｐｐｍの酸素とＴｉを４〜３７ｍａｓｓ ｐｐｍ含む希薄銅合金材料を素材として、ワイヤロッドを作製し、そのワイヤロッドを伸線加工したときの導電率が１００％ＩＡＣＳ以上であり、かつ軟化温度がφ２．６ｍｍサイズで１３０℃〜１４８℃であることが好ましい。
【００３８】
本発明に係る希薄銅合金材料は、不可避的不純物を含む純銅に、２〜１２ｍａｓｓ ｐｐｍの硫黄と２ｍａｓｓ ｐｐｍを越え３０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下の酸素とＴｉを４〜２５ｍａｓｓ ｐｐｍ含む希薄銅合金材料を素材として、ワイヤロッドを作製し、そのワイヤロッドを伸線加工したときの導電率が１０２％ＩＡＣＳ以上であり、かつ軟化温度がφ２．６ｍｍサイズで１３０℃〜１４８℃であることが好ましい。
【００３９】
本発明に係る希薄銅合金材料は、前記合金線の表面にめっき層を形成することが好ましい。
【００４０】
本発明の中心導体は、複数本撚り合わせたものが好ましい。
【００４１】
前述に記載の希薄銅合金線又は希薄銅合金撚線の周りに、絶縁層を設けたケーブルとすることができる。
【００４２】
本発明は、前述に記載の希薄銅合金線を複数本撚り合わせて中心導体とし、前記中心導体の外周に絶縁体被覆を形成し、前記絶縁体被覆の外周に銅又は銅合金からなる外部導体を配置し、その外周にジャケット層を設けた同軸ケーブルにある。
【００４３】
本発明に係る前述の同軸ケーブルの複数本をシールド層内に配置し、前記シールド層の外周にシースを設けた複合ケーブルとすることができる。
【００４４】
本発明は、前述に記載の希薄銅合金材料を、ＳＣＲ連続鋳造圧延により、１１００℃以上１３２０℃以下の鋳造温度で溶湯とし、加工度９０％（３０ｍｍ）〜９９．８％（５ｍｍ）でワイヤロッドを作製し、そのワイヤロッドを熱間圧延で希薄銅合金線とすることが好ましい。
【００４５】
本発明における熱間圧延温度は、最初の圧延ロールでの温度が８８０℃以下、最終圧延ロールでの温度が５５０℃以上とすることが好ましい。
【００４６】
本発明に係る希薄銅合金材料のベースとなる銅は、シャフト炉で溶解の後、還元ガス（ＣＯ）雰囲気シールド等の還元システムの下で、希薄合金の構成元素の硫黄濃度、Ｔｉ濃度、酸素濃度を制御して鋳造した後、圧延によって合金線とすることが好ましい。
【００４７】
本発明に係る希薄銅合金材料を、双ロール式連続鋳造圧延法及びプロペルチ式連続鋳造圧延法により、鋳造温度を１１００℃以上１３２０℃以下として、ワイヤロッドを作製し、そのワイヤロッドを、熱間圧延しかつその熱間圧延温度が、最初の圧延ロールでの温度が８８０℃以下、最終圧延ロールでの温度が５５０℃以上とで熱間圧延することが好ましい。
【００４８】
本発明に係る希薄銅合金材料のベースとなる銅は、シャフト炉で溶解の後、還元状態の樋となるように制御した、すなわち還元ガス（ＣＯ）雰囲気シールド等の還元システムの下で、希薄合金の構成元素の硫黄濃度、Ｔｉ濃度、酸素濃度を制御して鋳造し、圧延することが好ましい。
【００４９】
以下、本発明の好適な一実施の形態を詳述する。
【００５０】
先ず、本発明においては、導電率１０１.５％ＩＡＣＳ（万国標準軟銅（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｎｎｅｌｄ Ｃｏｐｐｅｒ Ｓｔａｎｄａｒｄ）抵抗率１．７２４１×１０-8Ωｍを１００％とした導電率）を満足する軟質型銅材としての軟質希薄銅合金材料を得ることにある。また、副次的な目的は、その希薄銅合金材料として、ＳＣＲ連続鋳造設備を用い、表面傷が少なく、製造範囲が広く、安定生産が可能である。また、ワイヤロッドに対する加工度９０％（例えばφ８ｍｍ→φ２．６ｍｍ）での軟化温度が１４８℃以下とする材料の開発にある。
【００５１】
高純度銅（６Ｎ、純度９９．９９９９％）は、加工度９０％での軟化温度は１３０℃である。したがって安定生産が可能な１３０℃以上で１４８℃以下の軟化温度で軟質材の導電率が１０１.５％ＩＡＣＳ以上である軟質銅を安定して製造できる軟質希薄銅合金材料としての素材とその製造条件を求めることを検討した。
【００５２】
ここで、酸素濃度１〜２ｍａｓｓ ｐｐｍの高純度銅（４Ｎ）を用い、実験室にて小型連続鋳造機（小型連鋳機）を用いて、溶湯にチタンを数ｍａｓｓ ｐｐｍ添加した溶湯から製造した直径φ８ｍｍのワイヤロッドを直径φ２．６ｍｍ（加工度９０％）にして軟化温度を測ると１６０〜１６８℃であり、これ以上低い軟化温度にはならない。また、導電率は、１０１．７％ＩＡＣＳ程度である。よって、酸素濃度を低くして、Ｔｉを添加しても、軟化温度を下げることができず、また高純度銅（６Ｎ）の導電率１０２．８％ＩＡＣＳよりも悪くなることがわかった。
【００５３】
この原因は、溶湯の製造中に不可避的不純物として、硫黄を数ｍａｓｓ ｐｐｍ以上含み、この硫黄とチタンとでＴｉＳ等の硫化物が十分形成されないために、軟化温度が下がらないものと推測される。
【００５４】
そこで、本発明では、軟化温度を下げることと、導電率を向上させるために、２つの方策を検討し、２つの効果を合わせることで目標を達成した。
（ａ）素材の酸素濃度を２ｍａｓｓ ｐｐｍを越える量に増やしてチタンを添加する。これにより、先ず溶銅中ではＴｉＳとチタン酸化物（ＴｉＯ２）やＴｉ−Ｏ−Ｓ粒子が形成されると考えられる（図１、図３のＳＥＭ像と図２、図４の分析結果参照）。なお、図２、図４、図６において、ＰｔおよびＰｄは観察のための蒸着元素である。
（ｂ）次に、熱間圧延温度を、通常の銅の製造条件（最初の圧延ロールによる温度９５０℃以下、最後の圧延ロールによる温度６００℃以上）よりも低く設定（最初の圧延ロールによる温度８８０℃以下、最後の圧延ロールによる温度５５０℃以上）することで、銅中に転位を導入し、Ｓが析出し易いようにする。これによって転位上へのＳの析出又はチタンの酸化物（ＴｉＯ２）を核としてＳを析出させ、その一例として溶銅と同様Ｔｉ−Ｏ−Ｓ粒子等を形成させる（図５のＳＥＭ像と、図６の分析結果参照）。
【００５５】
図１〜６は、表１の実施例１の上から三段目に示す酸素濃度、硫黄濃度、Ｔｉ濃度をもつφ８ｍｍの銅線(ワイヤロッド)の横断面をＳＥＭ観察及びＥＤＸ分析にて評価したである。観察条件は、加速電圧１５ｋｅＶ、エミッション電流１０μＡとした。
【００５６】
（ａ）と（ｂ）により、銅中の硫黄が晶出と析出を行い、冷間伸線加工後に軟化温度と導電率を満足する銅ワイヤロッドができる。
【００５７】
次に、本発明では、ＳＣＲ連続鋳造設備で製造条件として（１）〜（３）とするのが好ましい。
（１）合金組成について
本発明においては、外部導体は、２〜１２ｍａｓｓ ｐｐｍの硫黄と、２ｍａｓｓ ｐｐｍ越え３０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下の酸素と、４〜２５ｍａｓｓ ｐｐｍのＴｉとを含有し、残部が不可避的不純物及び銅からなることを特徴とし、その導電率が１０１.５％ＩＡＣＳ以上である。
【００５８】
本発明においては、不可避的不純物を含む純銅に２〜１２ｍａｓｓ ｐｐｍの硫黄と、２ｍａｓｓ ｐｐｍを越え３０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下の酸素と、Ｔｉを４〜２５ｍａｓｓ ｐｐｍ含む軟質希薄銅合金材料でワイヤロッドとするのがよい。導電率が１０１.５％ＩＡＣＳ以上の軟質銅材を得る場合、Ｔｉは４〜２５ｍａｓｓ ｐｐｍである。
【００５９】
通常、純銅の工業的製造において、電気銅を製造する際に、硫黄が銅中に取り込まれてしまうため、硫黄を２ｍａｓｓ ｐｐｍ以下とするのは難しい。汎用電気銅の硫黄濃度上限は１２ｍａｓｓ ｐｐｍである。
【００６０】
制御する酸素は、上述したように、少ないと軟化温度が下がり難いので２ｍａｓｓ ｐｐｍを越える量とする。また酸素が多すぎると、熱間圧延工程で、表面傷が出やすくなるので３０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下とする。
（２）分散物質について
分散粒子のサイズは小さく沢山分布することが望ましい。その理由は、硫黄の析出サイトとして働くためサイズが小さく数が多いことが要求される。
【００６１】
本発明に係る軟質希薄銅合金材料中の硫黄及びチタンは、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＴｉＳ、Ｔｉ−Ｏ−Ｓの形で化合物または、凝集物を形成し、残りのＴｉとＳが固溶体の形で存在している。ＴｉＯのサイズが２００ｎｍ以下、ＴｉＯ２は１０００ｎｍ以下、ＴｉＳは２００ｎｍ以下、Ｔｉ−Ｏ−Ｓは３００ｎｍ以下で結晶粒内に分布していることが好ましい。結晶粒とは、銅の結晶組織のことを意味する。
【００６２】
但し、鋳造時の溶銅の保持時間や冷却状況により、形成される粒子サイズが変わるので鋳造条件の設定も必要である。
（３）鋳造条件について
ＳＣＲ連続鋳造圧延により、鋳塊ロッドの加工度が９０％（３０ｍｍ）〜９９．８％（５ｍｍ）でワイヤロッドを造る、一例として、加工度９９．３％でφ８ｍｍワイヤロッドを造る方法を用いる。
（ａ）溶解炉内での溶銅温度は、１１００℃以上１３２０℃以下とするのが好ましい。溶銅の温度が高いとブローホールが多くなり、傷が発生するとともに粒子サイズが大きくなる傾向にあるので１３２０℃以下とする。１１００℃以上としたのは、銅が固まりやすく製造が安定しないためであるが、溶銅温度は、出来るだけ低い温度が望ましい。
（ｂ）熱間圧延温度は、最初の圧延ロールでの温度が８８０℃以下、最終圧延ロールでの温度が５５０℃以上とするのが好ましい。
【００６３】
通常の純銅製造条件と異なり、溶銅中での硫黄の晶出と熱間圧延中の硫黄の析出が本発明の課題であるので、その駆動力である固溶限をより小さくするためには、溶銅温度と熱間圧延温度を（ａ）、（ｂ）とするのがよい。
【００６４】
通常の熱間圧延温度は、最初の圧延ロールでの温度が９５０℃以下、最終圧延ロールでの温度が６００℃以上であるが、固溶限をより小さくするためには、本発明では、最初の圧延ロールでの温度が８８０℃以下、最終圧延ロールでの温度が５５０℃以上に設定するのがよい。
【００６５】
５５０℃以上にする理由は、この温度以下ではワイヤロッドの傷が多いので製品にならないためである。熱間圧延温度は、最初の圧延ロールでの温度が８８０℃以下、最終圧延ロールでの温度が５５０℃以上で、できるだけ低い方が望ましい。こうすることで、軟化温度（φ８〜φ２．６に加工後）が限りなく高純度銅（６Ｎ、軟化温度１３０℃）に近くなる。
（ｃ）直径φ８ｍｍサイズのワイヤロッドの導電率が１０１.５％ＩＡＣＳ以上であり、冷間伸線加工後の線材（例えばφ２．６ｍｍ）の軟化温度が１３０℃〜１４８℃である軟質希薄銅合金線又は板状材料を得ることができる。
【００６６】
導電率は、無酸素銅のレベルで１０１．７％ＩＡＣＳ程度であり、タフピッチ銅で１０１.２％ＩＡＣＳ程度であり、高純度銅（６Ｎ）で１０２．８％ＩＡＣＳであるため、同軸ケーブル用の導体としては、低周波から高周波の電流を流すのに伝送ロスを少なくするためには、出来るだけ高純度銅（６Ｎ）に近い導電率であることが望ましく、１０１.５％ＩＡＣＳ以上必要であり、軟化温度はその工業的価値から見て１４８℃以下である。Ｔｉを添加しない場合は、１６０〜１６５℃である。高純度銅（６Ｎ）の軟化温度は１２７〜１３０℃であったので、得られたデータから限界値を１３０℃とする。このわずかな違いは、高純度銅（６Ｎ）にない不可避的不純物にある。
【００６７】
銅は、シャフト炉で溶解の後、還元状態の樋になるように制御した、すなわち還元ガス（ＣＯ）雰囲気の下で、希薄合金の構成元素の硫黄濃度、Ｔｉ濃度、酸素濃度を制御して鋳造し、圧延するワイヤロッドを安定して製造する方法がよい。銅酸化物の混入や粒子サイズが大きいので品質を低下させる。
（４）添加物としてＴｉを選択する理由
（ａ）Ｔｉは溶融銅の中で硫黄と結合し化合物を造りやすいためである。
（ｂ）Ｚｒなど他の添加金属に比べて加工でき扱いやすい。
（ｃ）Ｎｂなどに比べて安価である。
（ｄ）酸化物を核として析出しやすいからである。
【００６８】
以上により、本発明に係る希薄銅合金材料は、溶融半田めっき材（線、板、箔）、エナメル線、軟質純銅、高導電率銅、やわらかい銅線として使用でき、焼鈍時のエネルギーを低減でき、生産性が高く、導電率、軟化温度、表面品質に優れた実用的な材料を得ることが可能となる。
【００６９】
また、本発明に係る希薄銅合金線の表面には、めっき層を形成してもよい。めっき層としては、例えば、錫、ニッケル、銀を主成分とするものを適用可能であり、いわゆるＰｂフリーめっきを用いてもよい。同軸ケーブルの複数本をシールド層内に配置し、前記シールド層の外周にシースを設けた複合ケーブルとして使用することもできる。
【００７０】
また、上述の実施の形態では、ＳＣＲ連続鋳造圧延法によりワイヤロッドを作製し、熱間圧延にて軟質材を作製する例で説明したが、本発明は、双ロール式連続鋳造圧延法またはプロペルチ式連続鋳造圧延法により製造することができる。
【発明の効果】
【００７１】
本発明によれば、低コストでありながら高い導電性を備え、高いノイズ遮蔽性を有する同軸ケーブルとその製造方法を提供できる優れた効果が発揮されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】ＴｉＳ粒子のＳＥＭ像を示す図である。
【図２】図１の分析結果を示す図である。
【図３】ＴｉＯ2粒子のＳＥＭ像を示す図である。
【図４】図３の分析結果を示す図である。
【図５】本発明において、Ｔｉ−Ｏ−Ｓ粒子のＳＥＭ像を示す図である。
【図６】図５の分析結果を示す図である。
【図７】本発明の同軸ケーブルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
［実施形態１］
表１は、本実施形態における実験条件と結果に関するものである。
【００７４】
【表１】
0005637435.tif 000002
先ず、実験材として、表１に示した酸素濃度、硫黄濃度、Ｔｉ濃度で、直径φ８ｍｍの銅線（ワイヤロッド）：加工度９９．３％をそれぞれ作製した。Φ８ｍｍの銅線は、ＳＣＲ連続鋳造圧延により、熱間圧延加工を施したものである。Ｔｉは、シャフト炉で溶解された銅溶湯を還元ガス雰囲気で樋に流し、樋に流した銅溶湯を同じ還元ガス雰囲気の鋳造ポットに導き、この鋳造ポットにて、Ｔｉを添加した後、これをノズルを通して鋳造輪と無端ベルトとの問に形成される鋳型にて鋳塊ロッドを作成した。この鋳塊ロッドを熱間圧延加工してφ８ｍｍの銅線を作成したものである。その実験材を冷間伸線して、直径φ２．６ｍｍのサイズにおける半軟化温度と導電率を測定し、またφ８ｍｍの銅線における分散粒子サイズを評価した。
【００７５】
酸素濃度は、酸素分析器（レコ（Ｌｅｃｏ；商標）酸素分析器）で測定した。硫黄、Ｔｉの各濃度はＩＣＰ発光分光分析器で分析した結果である。
【００７６】
φ２．６ｍｍのサイズにおける半軟化温度の測定は、４００℃以下で各温度１時間の保持後、水中急冷し、引張試験を実施しその結果から求めた。室温での引張試験の結果と４００℃で１時間のオイルバス熱処理した軟質銅線の引張試験の結果を用いて求めた。この２つの引張試験の引張強さを足して２で割った値を示す強度に対応する温度を半軟化温度と定義し求めた。
【００７７】
分散粒子のサイズは小さく沢山分布することが望ましい。その理由は、硫黄の析出サイトとして働くためサイズが小さく数が多いことが要求される。すなわち直径５００ｎｍ以下の分散粒子の数が分散粒子全体の９０％以上である場合を合格とした。ここに「サイズ」とは化合物のサイズであり、化合物の形状の長径と短径のうちの長径のサイズを意味する。また、「粒子」とは前記ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＴｉＳ、Ｔｉ−Ｏ−Ｓのことを示す。また、「９０％」とは、全体の粒子数に対しての該当粒子数の割合を示すものである。
【００７８】
表１において、比較材１は、実験室でＡｒ雰囲気において直径φ８ｍｍの銅線を試作した結果であり、Ｔｉを０〜１８ｍａｓｓ ｐｐｍ添加したものである。
【００７９】
このＴｉ添加で、Ｔｉ添加量ゼロの半軟化温度２１５℃に対して、１３ｍａｓｓ ｐｐｍは１６０℃まで低下して最小となり、１５、１８ｍａｓｓ ｐｐｍの添加で高くなっており、要望の軟化温度１４８℃以下にはならなかった。また、導電率１０１.５％以上を満足していないため、総合評価は×であった。
【００８０】
そこで、次にＳＣＲ連続鋳造圧延法にて、酸素濃度を７〜８ｍａｓｓ ｐｐｍに調整してφ８ｍｍ銅線（ワイヤロッド）の試作を行った。
【００８１】
比較材２は、ＳＣＲ連続鋳造圧延法で試作した中でＴｉ濃度の少ないもの（０，２ｍａｓｓ ｐｐｍ）であり、導電率は１０１.５％ＩＡＣＳ以上であるが、半軟化温度が１６４，１５７℃であり、要求の１４８℃以下を満足しないので、総合評価で、×となった。
【００８２】
実施材１については、酸素濃度（７〜８ｍａｓｓ ｐｐｍ）と硫黄濃度（５ｍａｓｓ ｐｐｍ）がほぼ一定で、Ｔｉ濃度（４〜２５ｍａｓｓ ｐｐｍ）が異なる試作材の結果である。
【００８３】
このＴｉ濃度４〜５５ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲では、軟化温度１４８℃以下であり、導電率も１０２％ＩＡＣＳ以上であり、分散粒子サイズも５００ｎｍ以下の粒子が９０％以上であり良好である。そしてワイヤロッドの表面もきれいであり、いずれも製品性能として満足している（総合評価○）。
【００８４】
ここで、導電率１０１.５％ＩＡＣＳ以上を満たすものは、Ｔｉ濃度が４〜２５ｍａｓｓ ｐｐｍのときである。Ｔｉ濃度が１３ｍａｓｓ ｐｐｍのとき導電率が最大値である１０２．４％ＩＡＣＳを示し、この濃度の周辺では、導電率は、僅かに低い値であった。これは、Ｔｉが１３ｍａｓｓ ｐｐｍのときに、銅中の硫黄分を化合物として捕捉することで、高純度銅（６Ｎ）に近い導電率を示したためである。
【００８５】
よって、酸素濃度を高くし、Ｔｉを添加することで、半軟化温度と導電率の双方を満足させることができる。
【００８６】
比較材３は、Ｔｉ濃度が２５ｍａｓｓｐｐｍを超える試作材である。この比較材３は、半軟化温度は要望を満足しているが、導電率が１０１.５％ＩＡＣＳを下回っているため、総合評価は×であった。
【００８７】
比較材４は、Ｔｉ濃度を６０ｍａｓｓ ｐｐｍと高くした試作材である。この比較材３は、導電率は要望を満足しているが、半軟化温度は１４８℃以上であり、製品性能を満足していない。さらにワイヤロッドの表面傷も多い結果であり、製品にすることは難しかった。よって、Ｔｉの添加量は６０ｍａｓｓ ｐｐｍ未満がよい。
【００８８】
次に、実施材２については、硫黄濃度を５ｍａｓｓ ｐｐｍとし、Ｔｉ濃度を１３〜１０ｍａｓｓ ｐｐｍとし、酸素濃度を変えて、酸素濃度の影響を検討した試作材である。
【００８９】
酸素濃度に関しては、２ｍａｓｓ ｐｐｍを越え３０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下まで、大きく濃度が異なる試作材とした。但し、酸素が２ｍａｓｓ ｐｐｍ未満は、生産が難しく安定した製造できないため、総合評価は△とした。また酸素濃度を３０ｍａｓｓ ｐｐｍと高くしても半軟化温度と導電率の双方を満足することがわかった。
【００９０】
また、比較材５に示すように、酸素が４０ｍａｓｓ ｐｐｍの場合には、ワイヤロッド表面の傷が多く、製品にならない状況であった。
【００９１】
よって、酸素濃度が２ｍａｓｓ ｐｐｍを越え３０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下の範囲とすることで、半軟化温度、導電率１０１.５％ＩＡＣＳ以上、分散粒子サイズいずれの特性も満足させることができ、またワイヤロッドの表面もきれいであり、いずれも製品性能を満足させることができる。
【００９２】
次に、実施材３は、それぞれ酸素濃度とＴｉ濃度とを比較的同じ近い濃度とし、硫黄濃度を４〜２０ｍａｓｓ ｐｐｍと変えた試作材の例である。この実施材３においては、硫黄が２ｍａｓｓ ｐｐｍより少ない試作材は、その原料面から実現できなかったが、Ｔｉと硫黄の濃度を制御することで、半軟化温度と導電率の双方を満足させることができる。
【００９３】
比較材６の硫黄濃度が１８ｍａｓｓ ｐｐｍで、Ｔｉ濃度が１３ｍａｓｓ ｐｐｍの場合には、半軟化温度が１６２℃で高く、必要特性を満足できなかった。また、特にワイヤロッドの表面品質が悪いので、製品化は難しかった。
【００９４】
以上より、硫黄濃度が２〜１２ｍａｓｓ ｐｐｍの場合には、半軟化温度、導電率１０１.５％ＩＡＣＳ以上、分散粒子サイズいずれの特性も満足しており、ワイヤロッドの表面もきれいですべての製品性能を満足することがわかった。
【００９５】
また、比較材７としてＣｕ（６Ｎ）を用いた検討結果を示したが、半軟化温度１２７〜１３０℃であり、導電率も１０２．８％ＩＡＣＳであり、分散粒子サイズも、５００ｎｍ以下の粒子はまったく認められなかった。
【００９６】
【表２】
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表２は、製造条件としての、溶融銅の温度と圧延温度を示したものである。
【００９７】
比較材８は、溶銅温度が高めの１３３０〜１３５０℃で且つ圧延温度が９５０〜６００℃でφ８ｍｍのワイヤロッドを試作した結果を示したものである。
【００９８】
この比較材８は、半軟化温度と導電率は満足するものの、分散粒子のサイズに関しては、１０００ｎｍ程度のものもあり、５００ｎｍ以上の粒子も１０％を超えていた。よってこれは不適とした。
【００９９】
実施材４は、溶銅温度が１２００〜１３２０℃で且つ圧延温度が低めの８８０〜５５０℃でφ８ｍｍのワイヤロッドを試作した結果を示したものである。この実施材４については、ワイヤ表面品質、分散粒子サイズも良好で、総合評価は○であった。
【０１００】
比較材９は、溶銅温度が１１００℃で且つ圧延温度が低めの８８０〜５５０℃でφ８ｍｍのワイヤロッドを試作した結果を示したものである。この比較材９は、溶銅温度が低いため、ワイヤロッドの表面傷が多く製品には適さなかった。これは、溶銅温度が低いため、圧延時に傷が発生しやすいためである。
【０１０１】
比較材１０は、溶銅温度が１３００℃で且つ圧延温度が高めの９５０〜６００℃でφ８ｍｍのワイヤロッドを試作した結果を示したものである。この比較材１０は、熱間圧延温度が高いため、ワイヤロッドの表面品質が良いが、分散粒子サイズも大きなものがあり、総合評価は×となった。
【０１０２】
比較材１１は、溶銅温度が１３５０℃で且つ圧延温度が低めの８８０〜５５０℃でφ８ｍｍのワイヤロッドを試作した結果を示したものである。この比較材１１は、溶銅温度が高いため、分散粒子サイズが大きなものがあり、総合評価は×となった。
【０１０３】
以上のように、本実施材によれば、同軸ケーブル用外部導体として、生産性が高く、導電率、軟化温度、表面品質に優れた実用的な希薄銅合金材料が得られるものである。
【０１０４】
しかし、いずれの比較材においては、同軸ケーブル用外部導体として、生産性が低く、導電率、軟化温度、表面品質が劣るもので実用的な希薄銅合金材料が得られなかった。
［実施形態２］
【実施例】
【０１０５】
図７は、本発明の同軸ケーブルの断面図である。中心導体に直径２０μｍの銀めっきＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金素線を７本撚った撚り線を使用し、その外周に絶縁体として厚さ４８μｍのＰＦＡを被覆し、その外周に外部導体として直径３２μｍの素線を１８本左方向に巻付け又はその編組線を巻付け、さらにその外周に厚さ２５μｍでＰＦＡを被覆した。
【０１０６】
外部導体に使用する素線は、実施材１の上から３番目の合金組成のものを使用した。この製造方法は、溶銅温度１３２０℃で、且つ、圧延温度として最初の圧延ロールが８８０℃、最後の圧延ロールが５５０℃で、直径φ８ｍｍのワイヤロッドを作成し、さらにこれを伸線加工して直径３２μｍとしたものである。
【０１０７】
比較材１２は、中心導体に直径２０μｍの銀めっきＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金素線を７本撚った撚り線を使用し、その外周に絶縁体として厚さ４８μｍのＰＦＡを被覆し、その外周に外部導体に直径３２μｍの１.５質量％錫-銅合金素線の１８本を左方向に巻付け、さらにその外周に厚さ２５μｍでＰＦＡを被覆した。
【０１０８】
比較材１３は、中心導体に直径２０μｍの銀めっきＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金素線を７本撚った撚り線を使用し、その外周に絶縁体として厚さ４８μｍのＰＦＡを被覆し、その外周に外部導体に直径３２μｍの純度９９.９９質量％、他に酸素が約０．０５質量％含まれたＴＰＣ（タフピッチ銅線）素線の１８本を左方向に巻付け、さらにその外周に厚さ２５μｍでＰＦＡを被覆した。
【０１０９】
【表３】
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表３は、本実施材及び比較材１２、１３について、減衰量、特性インピーダンス、中心導体抵抗、外部導体抵抗、シールド効果の結果を示すものである。
【０１１０】
表３に示すように、本実施例は、比較例１３と同等のシールド特性を有している上、屈曲回数では比較例１２より劣るが、比較例１３の倍近い値を有している。
【０１１１】
しかし、従来技術の比較材１３の構造では屈曲回数が多いがシールド特性に劣っていた。又、従来技術の比較材１３の構造ではシールド特性に優れるが屈曲特性で劣っていた。そして、いずれの比較材においても、低い導電性を有し、従って、ノイズ遮蔽性が低く、同軸ケーブルとして劣るものであった。
【０１１２】
そして、本実施形態によれば、低コストでありながら高い導電性を備え、高いノイズ遮蔽性を有する同軸ケーブルとその製造方法及び同軸ケーブル用外部導体が得られる優れた効果が発揮されるものである。
【０１１３】
又、他の実施形態として、実施材１の他の合金、実施材２〜４の合金においても本実施形態と同様の合金組成を有するものですので、同様の特性が得られることは明らかなものである。
【符号の説明】
【０１１４】
１・・・中心導体、２・・・絶縁層、３・・・外部導体、４・・・ジャケット層。
【図１】
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【図２】
0005637435.tif 000006
【図３】
0005637435.tif 000007
【図４】
0005637435.tif 000008
【図５】
0005637435.tif 000009
【図６】
0005637435.tif 000010
【図７】
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