(57)【要約】【課題】高周波同軸ケーブルの誘電体層に好適な誘電損失が小さく、耐老化性、耐熱老化性の優れた高周波同軸ケーブル用絶縁材料または発泡絶縁材料を得る。【解決手段】内部導体１と誘電体層２と外部導体３を有する高周波同軸ケーブルの誘電体層２を構成する絶縁材料として、高密度ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂１００重量部に対して、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを０．００５〜３重量部配合した絶縁材料またはこれを発泡させた発泡絶縁材料を使用する。発泡絶縁材料の場合には、平均粒径０．１〜１５μｍのタルクなどを発泡核剤として０．１〜３重量部添加し、このものを発泡剤として窒素ガスなどの無機ガスを用いて発泡させた発泡度７０％以上の発泡体が好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オレフィン系樹脂に、酸化防止剤としてＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを配合してなる高周波同軸ケーブル用絶縁材料。
【請求項２】
オレフィン系樹脂が高密度ポリエチレンまた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請求項１記載の高周波同軸ケーブル用絶縁材料。
【請求項３】
Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンの配合量が、オレフィン系樹脂１００重量部に対して０．００５〜３重量部である請求項１または２記載の高周波同軸ケーブル用絶縁材料。
【請求項４】
オレフィン系樹脂に、酸化防止剤としてＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを配合し発泡してなる高周波同軸ケーブル用発泡絶縁材料。
【請求項５】
オレフィン系樹脂が、高密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとの混合物である請求項４記載の高周波同軸ケーブル用発泡絶縁材料。
【請求項６】
Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンの配合量が、オレフィン系樹脂１００重量部に対して０．００５〜３重量部である請求項４または５記載の高周波同軸ケーブル用発泡絶縁材料。
【請求項７】
請求項１ないし３のいずれかに記載の高周波同軸ケーブル用絶縁材料を誘電体層として用いた高周波同軸ケーブル。
【請求項８】
請求項４ないし６のいずれかに記載の高周波同軸ケーブル用発泡絶縁材料を誘電体層として用いたことを特徴とする高周波同軸ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ギガヘルツバンドの高周波帯域の電磁波伝送に好適な高周波同軸ケーブルおよびその誘電体層をなす高周波同軸ケーブル用絶縁材料あるいは高周波同軸ケーブル用発泡絶縁材料に関し、その誘電体層の誘電損失を低減し、高周波帯域での信号減衰量を低減すると同時に極めて良好な耐老化性、耐熱老化性を有するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波同軸ケーブルには、図１に示すように、銅撚線、銅単線などからなる内部導体１の上に誘電体層２が設けられ、この誘電体層２の上に銅線編組などの外部導体３が設けられ、この外部導体３の上にポリエチレン、可塑化ポリ塩化ビニルなどからなるシース４が被覆されたものがある。
上記誘電体層２には、比誘電率、誘電損失が小さい高密度ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンなどの無極性樹脂からなる絶縁材料や、比誘電率、誘電損失がさらに小さい発泡ポリエチレンなどからなる発泡絶縁材料が使用されている。
【０００３】
そして、誘電体層２が発泡ポリエチレンなどの発泡絶縁材料からなるものでは、ポリエチレンなどに予め発泡核剤としてタルク、炭酸カルシウムなどと、化学発泡剤としてアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）などを添加しておき、誘電体層２の押出被覆の際に、溶融ポリエチレン中で化学発泡剤を加熱、分解、発泡させて、発泡ポリエチレンなどとする方法で製造されている。
【０００４】
ところで、誘電体層２をなす絶縁材料あるいは発泡絶縁材料にあっては、耐老化性、耐熱老化性が要求されるために、少量のヒンダートフェノール系酸化防止剤等の酸化防止剤が配合されている。
しかし、このような酸化防止剤は、その分子内に極性基を含むため、この極性基に起因する誘電損失によって、高周波帯域での誘電体層の漏れ減衰量が大きくなり、結果的に信号減衰量が大きくなる問題があった。
このようなオレフィン系樹脂発泡体およびこれを誘電体層とする同軸ケーブルに関する先行技術文献としては、以下のようなものが挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２５９３７１５号公報
【特許文献２】
特開２００１−２０００８５号公報
【特許文献３】
特開２００２−０４２５５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、高周波同軸ケーブルの誘電体層の誘電損失を低減し、ギガヘルツバンドの高周波帯域での信号減衰量を低減することにある。また、同時に十分な耐老化性、耐熱老化性を有するようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、オレフィン系樹脂に酸化防止剤としてＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを配合してなる高周波同軸ケーブル用絶縁材料である。
請求項２にかかる発明は、オレフィン系樹脂が高密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとの混合物である請求項１記載の高周波同軸ケーブル用絶縁材料である。
請求項３にかかる発明は、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンの配合量が、オレフィン系樹脂１００重量部に対して０．００５〜３重量部である請求項１または２記載の高周波同軸ケーブル用絶縁材料である。
【０００８】
請求項４にかかる発明は、オレフィン系樹脂に酸化防止剤としてＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを配合し発泡してなる高周波同軸ケーブル用発泡絶縁材料である。
請求項５にかかる発明は、オレフィン系樹脂が、高密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとの混合物である請求項３記載の高周波同軸ケーブル用発泡絶縁材料である。
請求項６にかかる発明は、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンの配合量が、オレフィン系樹脂１００重量部に対して０．００５〜３重量部である請求項４または５記載の高周波同軸ケーブル用発泡絶縁材料である。
【０００９】
請求項７にかかる発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の高周波同軸ケーブル用絶縁材料を誘電体層として用いた高周波同軸ケーブルである。
請求項８にかかる発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載の高周波同軸ケーブル用発泡絶縁材料を誘電体層として用いたことを特徴とする高周波同軸ケーブルである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態に基づいて本発明を詳しく説明する。
本発明の高周波同軸ケーブル用絶縁材料としては、オレフィン系樹脂からなり発泡していない絶縁材料と、オレフィン系樹脂からなり発泡している発泡絶縁材料との２種がある。そして、いずれの絶縁材料においても酸化防止剤として、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンが用いられる点が本発明の特徴部分である。
【００１１】
まず、発泡していない絶縁材料について説明する。ここで使用されるオレフィン系樹脂としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられるが、これらのなかでも高密度ポリエチレン、または高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとの混合物が好ましい。このオレフィン系樹脂は、電子線架橋などにより架橋されていてもよい。
【００１２】
高密度ポリエチレンは、枝分かれが少なく、高結晶性で無極性であり、比誘電率、誘電損失が小さく、誘電特性の点から好適である。高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとを混合して用いる場合には、高密度ポリエチレン１００重量部に対して低密度ポリエチレン１０〜４０重量部を配合することが望ましい。
【００１３】
また、ここで使用される酸化防止剤としては、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンが用いられる。このＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンは、下記の化学構造式で示される化合物であって、他の各種酸化防止剤、例えばヒンダートフェノール系、チオビスフェノール系、モノフェノール系の酸化防止剤とは異なり、これをオレフィン系樹脂に配合してもその誘電損失が増大することがなく、特異な性質を示す。このＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンとしては、例えば商品名「ノクラック  Ｗｈｉｔｅ」として、大内新興（株）から市販されている。
【００１４】
【化１】
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【００１５】
このＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンにあっては、これを高密度ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂１００重量部に対して３重量部まで配合しても全く誘電損失は増大しない。これに対して、ヒンダートフェノール系酸化防止剤では、これをオレフィン系樹脂１００重量部に対して１重量部配合すると、誘電正接は配合しないものに比べて２倍に増大し、３重量部配合すると３〜４倍に増大する。
【００１６】
このＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを高密度ポリエチレン１００重量部に対して３重量部配合したものでは、耐老化性、耐熱老化性が格段に向上し、１２０℃での推定寿命が７０年となる。よって、このＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを配合することで、耐老化性、耐熱老化性を著しく高めることができ、しかも誘電損失が全く増大しないと言う格別の効果がえられるものであり、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンの酸化防止剤としての新しい属性を見出したものである。
【００１７】
このＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンの配合量は、オレフィン系樹脂１００重量部に対して、０．００５〜３重量部、好ましくは０．０１〜１重量部とされ、０．００５重量部未満では老化防止効果、熱老化防止効果が得られず、３重量部を越えて配合してもさらなる老化防止効果、熱老化防止効果は得られない。
この絶縁材料は、上記オレフィン系樹脂にＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを所定量配合して押出機等により混練りすることで得られ、具体的にはこの混練物を内部導体上に常法により押出被覆することにより誘電体層とされる。
【００１８】
次に、発泡している発泡絶縁材料について説明する。
ここでのオレフィン系樹脂としては、先のものと同様に、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられるが、これらのなかでも高密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとの混合物が好ましい。ここでのオレフィン系樹脂も架橋されていても良い。
【００１９】
高密度ポリエチレンは、枝分かれが少なく、高結晶性で無極性であり、比誘電率、誘電損失が小さく、誘電特性の点から好適であるが、溶融時の溶融粘度が高く、発泡させづらい問題があるので、溶融粘度が低い低密度ポリエチレンを加えて、溶融粘度を好適な範囲とすることが好ましい。高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとを混合して用いる場合には、高密度ポリエチレン１００重量部に対して低密度ポリエチレン１０〜４０重量部を配合することが望ましい。
【００２０】
また、ここで使用される酸化防止剤としては、先の例と同様にＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンが用いられる。オレフィン系樹脂が発泡していても先に説明した誘電損失が全く増大しないと言う効果は同様に得られ、また極めて高い耐老化性、耐熱老化性が同時に得られる。
【００２１】
このＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンの配合量は、未発泡状態のオレフィン系樹脂１００重量部に対して、０．００５〜３重量部、好ましくは０．０１〜１重量部とされ、０．００５重量部未満では老化防止効果、熱老化防止効果が得られず、３重量部を越えて配合しても、もはや老化防止効果の改善が頭打ちとなる。
【００２２】
また、オレフィン系樹脂を発泡させるために、発泡核剤と発泡剤とが使用される。この発泡核剤としては、種々の粉末が用いられるが、なかでもタルク、窒化ホウ素、ポリテトラフルオロエチレンなどの粉末が好ましい。これら粉末には、その平均粒子径が０．１〜１５μｍの範囲のものが用いられる。平均粒子径が０．１μｍ未満では均一な大きさに発泡せず、１５μｍを越えると巨大なセル径の発泡を生じる。
【００２３】
また、発泡剤には、無機ガスが好ましい。この無機ガスには、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどの１種または２種以上が用いられる。発泡樹脂分野において、発泡用ガスとしてフロンガスやペンタンなどの低沸点炭化水素が従来使用されてきたが、これら化学物質は大気汚染等の原因物質とされており、使用を避けるべきである。
【００２４】
このような発泡絶縁材料の形成は、高密度ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂に、所定量のＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンとタルクなどの発泡核剤を添加し、押出機で溶融混練し、押出機に窒素などの発泡剤を高圧力（１ＭＰａ〜１ＧＰａ程度）で注入して押出成形する方法で行われる。また、高周波同軸ケーブルの誘電体層を形成するには、同様にして内部導体上に発泡押出被覆する方法によって行われる。
このようにして得られたオレフィン系樹脂発泡体の発泡度は、７０％以上、好ましくは８０％以上とされ、これにより誘電特性が高いものとなる。
【００２５】
本発明の高周波同軸ケーブルは、上述の高周波同軸ケーブル用絶縁材料もしくは高周波同軸ケーブル用発泡絶縁材料からなる誘電体層を有するものである。誘電体層以外の内部導体、外部導体、シースは、先に説明したものと同様であってもよい。
【００２６】
このような高周波同軸ケーブル用絶縁材料または発泡絶縁材料にあっては、酸化防止剤としてＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを用いているので、良好な耐老化性、耐熱老化性を有する。また、後述の具体例の結果から明らかなように、このＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンの添加に起因する絶縁材料の誘電特性の低下が、これ以外の種類の酸化防止剤を用いたものに比較して非常に少なく、超高周波領域においても誘電損失が極めて小さいものとなる。
【００２７】
また、発泡絶縁材料にあっては、絶縁材料と同様に良好な耐老化性、耐熱老化性を有し、しかも誘電特性の低下がなく、さらに発泡核剤を用いた場合には、発泡体中の気泡が微細で均一なものとなる。さらには、無機ガスを発泡剤に使用したものでは、高い発泡度を得ることができる。
【００２８】
このため、この高周波同軸ケーブル用絶縁材料または発泡絶縁材料を誘電体層として使用した高周波同軸ケーブルにあっては、ギガヘルツバンドの極超高周波帯域においての信号減衰量が極めて低いものとなり、１００℃程度の温度環境下に置かれても、実質的に半永久的な寿命を有するものとすることができる。よって、この高周波同軸ケーブルは、例えば携帯電話基地局のアンテナ−トランシーバ間の伝送用ケーブル、無線ＬＡＮ用ケーブル、モバイル機器用ケーブルなどの用途に好適なものとなる。
【００２９】
以下、具体例を示す。
（例１）
表１〜４に示す配合組成（重量部表示）のポリエチレン樹脂組成物をドライブレンドし、二段押出機により温度１５０〜１８０℃で、径９ｍｍの導体上に押出被覆し、径２２ｍｍの非発泡の誘電体層を形成した
【００３０】
得られた誘電体層について、１２０℃での推定寿命を酸素誘導期間から算出した。また、周波数２．４５ＧＨｚでの誘電正接を求めた。結果を表１〜４に示す。
【００３１】
表１〜４において、
高密度ポリエチレン：密度０．９６２ｇ／ｃｍ３、メルトフローレイト８（ｇ／１０分）のものを、
低密度ポリエチレン：密度０．９２８ｇ／ｃｍ３、メルトフローレイト０．４（ｇ／１０分）のものを使用した。
【００３２】
チオビスフェノール系酸化防止剤Ａ：４，４′−チオビス−（６−第三−ブチル−３−メチルフェノール）、「ノクラック３００」（商品名、大内新興社製）を使用した。
ヒンダートフェノール系酸化防止剤Ｂ：テトラキス−［メチレン−３−（３′，５′−ジ−第三−ブチル−４′−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、「イルガノックス１０１０」（商品名、チバスペシャルティケミカルズ社製）を使用した。
ヒンダートフェノール系酸化防止剤Ｃ：トリス−（３，５−ジ−第三ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−イソシアヌレート、「イルガノックス３１１４」（商品名、チバスペシャルティケミカルズ社製）を使用した。
ヒンダートフェノール系酸化防止剤Ｄ：Ｎ，Ｎ′−ビス［３−（３，５−ジ−第三ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニル］ヒドラジン、「イルガノックスＭＤ１０２４」（商品名、チバスペシャルティケミカルズ社製）を使用した。
【００３３】
モノフェノール系酸化防止剤Ｅ：２，６−ジ−第三−ブチル−４−メチルフェノール、「ノクラック２００」（商品名、大内新興社製）を使用した。
ヒンダートアミン系酸化防止剤Ｆ：こはく酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物、「チヌビン６２２ＬＤ」（商品名、チバスペシャルティケミカルズ社製）を使用した。
Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン：「ノクラック  Ｗｈｉｔｅ」（商品名、大内新興社製）
【００３４】
【表１】
2004349160.tif 000004
【００３５】
【表２】
2004349160.tif 000005
【００３６】
【表３】
2004349160.tif 000006
【００３７】
【表４】
2004349160.tif 000007
【００３８】
また、これら酸化防止剤の種類および配合量と誘電正接との関係を図２のグラフに示す。図２において、曲線Ｇは、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを配合したものを示し、Ａ〜Ｆまでの曲線は、上述の酸化防止剤Ａ〜Ｆを配合したものを示す。
【００３９】
表１〜４および図２のグラフから、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンのみが配合量３重量部に至るまで、全く誘電正接が増大せず、無添加のものと同じ値を示しており、特異的な性質を有することがわかる。
【００４０】
（例２）
表５〜８に示す配合組成（重量部表示）のポリエチレン樹脂組成物をドライブレンドし、二段押出機により温度１５０〜１８０℃で、径９ｍｍの導体上に発泡押出被覆し、径２２ｍｍの誘電体層を形成した。発泡核剤としてタルク（平均粒径１．５μｍ）を、発泡剤として窒素ガスを使用し、窒素ガスを圧力５０ＭＰａで押出機のシリンダ内に圧入し、最大発泡率７８％の発泡誘電体層を設けた。
【００４１】
得られた発泡誘電体層について、１２０℃での推定寿命を酸素誘導期間から算出した。また、誘電正接（周波数２．４５ＧＨｚ）を評価した。
結果を表５〜８に示す。表５〜８において使用した材料は、表１〜４のものと同じである。
【００４２】
【表５】
2004349160.tif 000008
【００４３】
【表６】
2004349160.tif 000009
【００４４】
【表７】
2004349160.tif 000010
【００４５】
【表８】
2004349160.tif 000011
【００４６】
表５〜８の結果から、発泡誘電体層においても、酸化防止剤として、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを使用することにより、これを多量に配合しても誘電特性の低下がなく、高周波領域においても誘電損失が小さく、減衰量も小さいものとなることがわかる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高周波同軸ケーブル用絶縁材料または発泡絶縁材料にあっては、耐老化性、耐熱老化性が優れ、かつ誘電正接が小さいものとすることができる。したがって、本発明の高周波同軸ケーブルにあっては、その誘電体層の誘電損失が低いものとなり、ギガヘルツバンドの高周波帯域における信号減衰量が小さいものとなり、同時に長寿命を有するものとなる。
このため、この高周波同軸ケーブルは、携帯電話基地局のアンテナ−トランシーバ間の伝送用ケーブル、無線ＬＡＮ用ケーブル、モバイル機器用ケーブルなどの用途に好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる同軸ケーブルの例を示す概略斜視図である。
【図２】具体例１の結果を示す図表である。
【符号の説明】
１・・・内部導体、２・・・誘電体層、３・・・外部導体
【図１】
2004349160.tif 000012
【図２】
2004349160.tif 000013