(57)【要約】【課題】従来よりも低損失性の同軸ケーブルおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】内部導体の外周に絶縁層を設け、該絶縁層の外周に外部金属導体層を設けてなる同軸ケーブルであって、前記絶縁層は示差走査熱量分析（ＤＳＣ）による３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇであるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂を含む、同軸ケーブル。上記ＤＳＣによる３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇであるＰＴＦＥ樹脂は、未焼成のＰＴＦＥ樹脂を低焼成度に焼成することにより得られる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部導体の外周に絶縁層を設け、該絶縁層の外周に外部金属導体層を設けてなる同軸ケーブルであって、前記絶縁層は示差走査熱量分析による３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇであるポリテトラフルオロエチレン樹脂を含む、同軸ケーブル。
【請求項２】
絶縁層が、示差走査熱量分析による３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇであるポリテトラフルオロエチレン樹脂を含むテープ状成形物を内部導体の外周に巻回して形成されたものである、請求項１記載の同軸ケーブル。
【請求項３】
示差走査熱量分析による３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇであるポリテトラフルオロエチレン樹脂が、未焼成のポリテトラフルオロエチレン樹脂を焼成することによって得られたものである、請求項１または２記載の同軸ケーブル。
【請求項４】
絶縁層の気孔率が２０〜８０％である、請求項１〜３のいずれかに記載の同軸ケーブル。
【請求項５】
上記同軸ケーブルが高周波同軸ケーブルである、請求項１〜４のいずれかに記載の同軸ケーブル。
【請求項６】
未焼成のポリテトラフルオロエチレン樹脂を含むテープ状成形物を、ポリテトラフルオロエチレン樹脂の示差走査熱量分析による３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇとなるように焼成する工程と、
前記工程を経たテープ状成形物を内部導体の外周に巻回して絶縁層を形成し、該絶縁層の外周を外部金属導体で被覆する工程とを含む、
同軸ケーブルの製造方法。
【請求項７】
未焼成のポリテトラフルオロエチレン樹脂を含むテープ状成形物を焼成する工程が、３２７〜３４０℃で行われる請求項６記載の同軸ケーブルの製造方法。
【請求項８】
未焼成のポリテトラフルオロエチレン樹脂を含むテープ状成形物を焼成する工程において、または、該工程の後にテープ状成形物に延伸処理を施すことを特徴とする、請求項６または７記載の同軸ケーブルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は同軸ケーブル、特に高周波同軸ケーブルおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
同軸ケーブルは、内部導体の外周に絶縁層を設け、さらにその外周に外部金属導体層（例えば、金属製の編組）が設けられてなるケーブルである。同軸ケーブルを高周波関連機器に用いる場合には、上記内部導体の外周の絶縁層として、従来から、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」ともいう。）樹脂製の絶縁層が用いられてきた。それは、絶縁層がＰＴＦＥ製である同軸ケーブルは、他の樹脂による絶縁層を有する同軸ケーブルに比べてケーブル中を流れる電流のエネルギー損失が概して小さいからである。
【０００３】
ＰＴＦＥはポリエチレンの水素が全てフッ素に置き換わった化学構造を有する。ＰＴＦＥ樹脂を用いて絶縁層を形成する手段としては、例えば、ＰＴＦＥ樹脂のモールディングパウダーを圧縮成形したり、ＰＴＦＥ樹脂のファインパウダーを含有するペーストを押出し成形したり、ＰＴＦＥ樹脂を含有するディスパージョンをコーティングしたり、ＰＴＦＥ樹脂を含むテープ状成形物を内部導体の外周に巻回したりする手段が挙げられる（特許文献１）。絶縁層の表面のＰＴＦＥの結晶化率を７５〜９２％に調整し、また絶縁層全体の気孔率を５〜３０％に調整してなる同軸ケーブルも公知である（特許文献２）。上記ＰＴＦＥ樹脂を含むテープ状成形物としては、乳化重合等によって得られるＰＴＦＥ樹脂の微粉末を可塑剤とともにテープ状に押出したもので、水道管などのシール材としても用いられているものが例示される。このようにＰＴＦＥ樹脂を含有する組成物や成形物を内部導体に被覆したものを、必要に応じて乾燥炉を用いて乾燥すること等によって上記絶縁層を得ることができる。
【０００４】
しかし、近年、１ＧＨｚ以上といったような高周波を用いた高速通信が行われ始めているので、同軸ケーブルには更なる低損失性が求められるようになってきた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２６０１６１号公報
【特許文献２】
特開２０００−０１１７６４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来よりも低損失性の同軸ケーブル（特に高周波同軸ケーブル）およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、内部導体の外周に被覆する絶縁層として、特定の低い焼成度に焼成したＰＴＦＥ樹脂を用いることによって、同軸ケーブルが優れた低損失性を示すことを見出して以下の特徴を有する本発明を完成した。
【０００８】
（１）内部導体の外周に絶縁層を設け、該絶縁層の外周に外部金属導体層を設けてなる同軸ケーブルであって、前記絶縁層は示差走査熱量分析による３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇであるポリテトラフルオロエチレン樹脂を含む、同軸ケーブル。
（２）絶縁層が、示差走査熱量分析による３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇであるポリテトラフルオロエチレン樹脂を含むテープ状成形物を内部導体の外周に巻回して形成されたものである、上記（１）記載の同軸ケーブル。
（３）示差走査熱量分析による３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇであるポリテトラフルオロエチレン樹脂が、未焼成のポリテトラフルオロエチレン樹脂を焼成することによって得られたものである、上記（１）または（２）記載の同軸ケーブル。
（４）絶縁層の気孔率が２０〜８０％である、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の同軸ケーブル。
（５）上記同軸ケーブルが高周波同軸ケーブルである、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の同軸ケーブル。
（６）未焼成のポリテトラフルオロエチレン樹脂を含むテープ状成形物を、ポリテトラフルオロエチレン樹脂の示差走査熱量分析による３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇとなるように焼成する工程と、
前記工程を経たテープ状成形物を内部導体の外周に巻回して絶縁層を形成し、該絶縁層の外周を外部金属導体で被覆する工程とを含む、
同軸ケーブルの製造方法。
（７）未焼成のポリテトラフルオロエチレン樹脂を含むテープ状成形物を焼成する工程が、３２７〜３４０℃で行われる上記（６）記載の同軸ケーブルの製造方法。
（８）未焼成のポリテトラフルオロエチレン樹脂を含むテープ状成形物を焼成する工程において、または、該工程の後にテープ状成形物に延伸処理を施すことを特徴とする、上記（６）または（７）記載の同軸ケーブルの製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の同軸ケーブルは、示差走査熱量分析（以下、「ＤＳＣ」ともいう。）による３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇであるＰＴＦＥ樹脂を含む絶縁層を内部導体の外周に設けてなることを特徴とする。内部導体は同軸ケーブルの軸方向に伸びる線状の導体であって、通常は、同軸ケーブルの略中心軸に位置する。本発明において、内部導体には通常用いられる金属線（銅線、銅合金線、アルミニウム線、アルミニウム合金線、すずメッキ銅（合金）線、銀メッキ銅（合金）線等）等を用いることができる。
【００１０】
本発明の同軸ケーブルにおける絶縁層は、上述のＰＴＦＥ樹脂を含む。ＰＴＦＥはポリエチレンの水素が全てフッ素に置き換わった化学構造を有する。ＰＴＦＥを後述するような条件で加熱すると、ＰＴＦＥの結晶構造が不可逆的に変化する。本発明では、前記変化にともなってＤＳＣにおける３４０℃の吸熱ピークが３２７℃にシフトすることに着目する。ここで、ＰＴＦＥにおいて上記変化を起こさせるために加熱することを焼成とも称する。焼成の程度は、後述の３４０℃における吸熱量（ＤＳＣによる３４０℃の吸熱ピークの吸熱量）で定量化する。焼成が進むと前記吸熱量は小さくなる。よって、該吸熱量が小さいことは、ＰＴＦＥの焼成度が高いことを意味する。特定の焼成度のＰＴＦＥ樹脂を絶縁層の材料として用いることによって、同軸ケーブルはより低損失化する。
【００１１】
本発明におけるＰＴＦＥの焼成度（３４０℃の吸熱ピークの吸熱量）の具体的な測定は以下のとおりである。
示差走査熱分析装置（例えば、マックサイエンス社、ＤＳＣ３１００）にサンプルをセッティングして、室温から３５０℃まで、昇温速度１０．０℃／分にて昇温する。サンプリング時間１．０秒にて、示差走査熱（単位；ｍＷ）を測定して、サンプルの温度（単位；℃）に対してプロットして、グラフを得る。図１は、前記グラフの一例である。図１におけるＡ〜Ｅは、それぞれ、３２０℃、３２７℃、３３５℃、３４０℃、３４５℃におけるグラフ上の点である。グラフのＡＢＣの部分は上述の「３２７℃の吸熱ピーク」に概ね相当し、グラフのＣＤＥの部分は上述の「３４０℃の吸熱ピーク」に概ね相当する。本発明において、３４０℃における吸熱量は、直線ＣＥとグラフのＣＤＥの部分とで囲まれる領域（図中、Ｓで示される）の面積であると定義する。図１のように、横軸の単位を℃として、縦軸の単位をｍＷとするとき、上記領域Ｓの面積は、吸熱量（単位；Ｊ／ｇ）を表す。
【００１２】
本発明の同軸ケーブルには、上述のように定義されるＤＳＣによる３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇのＰＴＦＥ樹脂を含む絶縁層が用いられる。当該吸熱量が５Ｊ／ｇ未満（すなわち、焼成度が大きすぎる）であったり、２５Ｊ／ｇを超える（すなわち、焼成度が小さすぎる）場合には、得られる同軸ケーブルが充分に低損失化しないなどといった不都合がある。同軸ケーブルの低損失化の観点からは、上記吸熱量は好ましくは５〜１５Ｊ／ｇであり、より好ましくは６．５〜１０．５Ｊ／ｇである。
【００１３】
本発明者らが提案する焼成度（３４０℃における吸熱量）という観点で従来の同軸ケーブルを概括すると、それらに用いられるＰＴＦＥ樹脂は全て焼成度が大きすぎる。つまり、従来の同軸ケーブルの絶縁層に用いられるＰＴＦＥ樹脂の３４０℃における吸熱量は５Ｊ／ｇよりも小さい。
【００１４】
本発明では特定の範囲内の焼成度となるようにＰＴＦＥ樹脂を焼成する。それによって、樹脂の結晶構造の変化自体による同軸ケーブルの低損失化ばかりでなく、以下のように、樹脂成形物の機械的強度の向上に起因する同軸ケーブルの低損失化をも期待することができる。すなわち、可塑剤等を含むＰＴＦＥ樹脂組成物を成形してなるテープ状成形物を乾燥して前記可塑剤を蒸発させたものは、機械的強度が弱く、切れやすいので、内部導体へしっかりと巻きつけにくい。一方、焼成によりテープ状成形物の機械的強度は増し、ある程度のテンションをかけながら内部導体に巻回することが可能となる。よって、内部導体へのテープ状成形物の密着度が増す。このことによって、得られる同軸ケーブルの高周波に対する位相安定性が増す。ここで、位相安定性が増すとは、曲げや温度変化による位相のズレ（電気長の変化）が小さくなることをいう。
【００１５】
後述する焼成の過程において、あるいは、焼成後であって内部導体への巻回前に延伸をかけてもよい。延伸は、一軸延伸であっても、二軸延伸であってもよい。延伸倍率は１．５〜５倍（一軸延伸の場合）、１．２〜２倍（二軸延伸の場合の各一方向）が好ましい。このように延伸をかけることにより、同軸ケーブルの絶縁層を多孔質化することができ、ｔａｎδの低下（低損失化）が期待される。ここで、絶縁層の気孔率は好ましくは２０〜８０％、より好ましくは３０〜７０％、さらに好ましくは６０〜７０％である。
【００１６】
絶縁層の気孔率は重量法により求める。具体的には、測定すべき絶縁層の見掛けの比重を実測し、ＰＴＦＥ固有の比重（２．２ｇ／ｃｍ３）と比較することにより気孔率を算出する。
【００１７】
以下、「ＤＳＣによる３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇであるＰＴＦＥ樹脂」を含む絶縁層を得る手段を例示するが、本発明はその例示に特に限定されるわけではない。以下、ＰＴＦＥ樹脂が「未焼成」であるとは、上述の方法で測定される３４０℃における吸熱量が２５Ｊ／ｇより大きいことをさす。
【００１８】
ここでは、未焼成のＰＴＦＥ樹脂を含む成形物を焼成した後に内部導体の外周に設ける手段を説明する。未焼成のＰＴＦＥ樹脂を含む成形物としては、未焼成のＰＴＦＥ樹脂に可塑剤を配合してなる組成物を押出し成形して得られるテープ状成形物が典型例として挙げられる。ここで、テープ状成形物とは長尺の帯状を呈する成形物をいう。該テープ状成形物を焼成して、上述の吸熱量を呈するＰＴＦＥ樹脂を含むテープ状成形物（以下、「焼成テープ」ともいう。）を得ることができる。
【００１９】
上記焼成は３２７〜３４０℃にて行われることが好ましい。その一例として、焼成炉を通過させる方法が挙げられる。この場合、内部の温度（雰囲気温度）を３２７〜３４０℃に保持した焼成炉中を１〜１０秒間かけて通過させるのが好ましい。上記焼成の別の一例として、加熱したロールで未焼成のテープ状成形物を挟みながら通過させる方法が挙げられる。この場合、表面温度が３２７〜３３５℃に加熱されたロール間にテープ状成形物を０．００１〜１秒間通すのがより好ましい。
上記のうちでも、得られる焼成テープの焼成度が長手方向に安定化する点、生産効率がよい点から加熱したロールの間を通過させる方法が好ましい。
【００２０】
上述したように、焼成中または焼成後にテープ状成形物に延伸をかけて多孔質化させることが好ましい。
【００２１】
上記のようにして得られた焼成テープを内部導体の外周に巻回して、本発明の同軸ケーブルを特徴づける上述の絶縁層を得ることができる。上記内部導体に巻回する方法は特に限定はない。上述したように、単に乾燥したテープ状成形物に比べて、焼成テープの方が機械的強度が高いので、延伸しながら巻回することができる。得られる同軸ケーブルの低損失化の観点から、延伸しながら巻回する方が好ましく、その場合、延伸の力は特に限定されず、公知の条件に従ってもよい。
【００２２】
本発明の同軸ケーブルの絶縁層はテープ状成形物の巻回による形成に限られるわけではなく、例えば、未焼成のＰＴＦＥ樹脂を含む組成物を内部導体の外周に設けた後に、該ＰＴＦＥ樹脂を焼成して形成してもよい。この場合、上記組成物の組成および該組成物を内部導体の外周に設ける手段等は適宜選択できる。
【００２３】
本発明の同軸ケーブルの絶縁層における、ＤＳＣによる３４０℃の吸熱ピークの吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇであるＰＴＦＥ樹脂の含有量は、好ましくは９０ｗｔ％以上である。本発明の同軸ケーブルの絶縁層に含まれ得る前記ＰＴＦＥ樹脂以外の成分には、ナフサ等が例示されるがこれに限られない。
【００２４】
本発明の同軸ケーブルにおける、内部導体の直径や、絶縁層の厚さは特に限定はないが、例えば、所望の特性インピーダンス（例えば７５Ω、５０Ω）が得られるように設計される。この設計は同軸ケーブルの外部金属導体層の外径等も考慮することにより、当業者であれば適宜行うことができる。
【００２５】
本発明の同軸ケーブルにおいて、上記絶縁層の外周に設ける外部金属導体層の材料は特に限定はなく、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が例示される。該外部金属導体層の構造も特に限定はなく、例えば、金属編組、金属の横巻き、コルゲート管、素管等が挙げられる。本発明の同軸ケーブルは、外部金属導体の外周に設けられるシースと称する絶縁層など、さらに他の要素が加えられていてもよい。
【００２６】
本発明の同軸ケーブルが高周波同軸ケーブルである場合に本願発明の効果がより顕在化する。ここで、高周波同軸ケーブルとは、高周波数（１ＧＨｚ以上、特に１０ＧＨｚ以上）の電流を送電するための同軸ケーブルである。
【００２７】
【実施例および比較例】
以下、実施例に基づいて、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
【００２８】
［ＰＴＦＥテープの焼成］
表１記載の未焼成のＰＴＦＥ材料を以下の条件で焼成した。実施例１〜４および比較例２、３においては、焼成後のＰＴＦＥテープを一軸延伸（延伸倍率：３倍）した。その結果、表１記載の気孔率を呈するに至った。それ以外のサンプルでは延伸を行わなかった。延伸を行わないサンプルの気孔率は３０％だった。
【００２９】
［焼成条件］
実施例１：ロール温度（表面温度）は３３０℃、接触時間は０．０１秒、一軸延伸実施。
実施例２：ロール温度（表面温度）は３３０℃、接触時間は０．０３秒、一軸延伸実施。
実施例３：ロール温度（表面温度）は３３０℃、接触時間は０．０５秒、一軸延伸実施。
実施例４：焼成炉の雰囲気温度は３３５℃、保持時間は４秒、一軸延伸実施。
実施例５：ロール温度（表面温度）は３２８℃、接触時間は０．０１秒、延伸なし。
実施例６：ロール温度（表面温度）は３２８℃、接触時間は０．００５秒、延伸なし。
実施例７：焼成炉の雰囲気温度は３３０℃、保持時間は２．５秒、延伸なし。
実施例８：焼成炉の雰囲気温度は３３０℃、保持時間は５秒、延伸なし。
比較例１：完全に焼成（焼成炉の雰囲気温度は３５０℃、保持時間は２０秒）、延伸なし。
比較例２：完全に焼成（焼成炉の雰囲気温度は３５０℃、保持時間は２０秒）、一軸延伸実施。
比較例３：焼成炉の雰囲気温度は３３５℃、保持時間は２０秒、一軸延伸実施。
比較例４：焼成炉の雰囲気温度は３００℃、保持時間は５秒、延伸なし。
比較例５：焼成を施さない。
【００３０】
［同軸ケーブルの製造］
焼成後（さらに延伸後）の各ＰＴＦＥテープ（厚さ１５０μｍ、幅１３０μｍ）を内部導体に巻くことによって絶縁層を形成して、以下の構造の同軸ケーブル（実施例１〜８、比較例１〜５）を製造した。
内部導体：銀メッキ銅線、直径２．８ｍｍ
絶縁外径：７．５ｍｍ
外部導体：銀メッキ銅テープ（厚さ８０μｍ、幅１．３５ｍｍ）の編組
最外層：ポリエチレン被覆
【００３１】
［評価］
絶縁層に用いたＰＴＦＥテープの３４０℃の吸熱ピークの吸熱量と気孔率は上述のようにして測定した。
各実施例、比較例の同軸ケーブルに高周波を伝送したときの伝送損失をネットワークアナライザー（ヒューレットパッカード社製）を用いて測定した。
【００３２】
各同軸ケーブルの評価結果を表１、２にまとめる。
【００３３】
【表１】
2004319216.tif 000002
【００３４】
【表２】
2004319216.tif 000003
【００３５】
表１、２の「未焼成ＰＴＦＥ材料」の欄の記号の意味は次のとおりである。「Ａ」はテフロン６Ｊ、「Ｂ」はテフロン６ＣＪ、「Ｃ」はテフロン６４０Ｊである（「テフロン」は登録商標）。これらはいずれも三井デュポン社製の商品（ＰＴＦＥ樹脂）である。
【００３６】
【発明の効果】
上記の実施例からも明らかなように、本発明の同軸ケーブル、すなわち低焼成（３４０℃の吸熱量が５〜２５Ｊ／ｇ）のＰＴＦＥテープを絶縁層に有する同軸ケーブルは特に高周波の伝送において、優れた低損失性を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＴＦＥ樹脂の示差走査熱量分析の測定で得られるグラフ図である。
【図１】
2004319216.tif 000004