(57)【要約】【課題】  電圧定在波比が小さく、かつ伝送電力の減衰量の少ないケーブルに寄与する樹脂組成物及びそれを用いた高周波同軸ケーブルを提供する。【解決手段】  密度０．９３１ｇ／ｃｍ3以上でＭＦＲが４〜１５ｇ／１０分の範囲内のイオン重合ポリエチレン５５〜９５重量部と密度０．９２５〜０．９３５ｇ／ｃｍ3でＭＦＲが１．０ｇ／１０分以下のラジカル重合ポリエチレン４５〜５重量部とを主成分とし、この主成分の１００重量部当たりにＯＢＳＨ及び／又はＡＤＣＡを０．００１〜０．２重量部添加し、この樹脂組成物を発泡させた発泡絶縁体１０１を内部導体１０２と外部導体１０３との間に介在させた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度０．９３１ｇ／ｃｍ3以上でメルトフローレート（ＭＦＲ）が４〜１５ｇ／１０分の範囲内のイオン重合ポリエチレン５５〜９５重量部と密度０．９２５〜０．９３５ｇ／ｃｍ3でＭＦＲが１．０ｇ／１０分以下のラジカル重合ポリエチレン４５〜５重量部（合計で１００重量部）とを主成分とし、発泡核剤が添加されたことを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】
発泡核剤がｐ，ｐ−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド及びアゾジカルボンアミドのいずれか又は両方からなり、この発泡核剤が上記主成分の１００重量部当たりに０．００１〜０．２重量部添加されたことを特徴とする請求項１記載の樹脂組成物。
【請求項３】
上記樹脂組成物にガスを注入して発泡させた発泡絶縁体を内部導体と外部導体との間に介在させ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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部絶縁層に発泡絶縁体を用いた同軸ケーブルに係り、ＶＳＷＲが小さく、かつ伝送電力の減衰量の少ないケーブルに寄与する樹脂組成物及びそれを用いた高周波同軸ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信施設やマイクロ波通信施設で用いられる高周波同軸ケーブルとして内部絶縁層に発泡絶縁体を用いた発泡同軸ケーブルがある。発泡絶縁体には、溶融張力（ＭＳ）が大きく発泡させやすい低密度ポリエチレンをベースに、誘電正接（ｔａｎδ）が小さく、内部導体における伝送電力の減衰量を少なくできる高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）或いはこのＨＤＰＥに中密度ポリエチレンを少量混合した樹脂組成物が使用されてきた。しかしながら、最近は通信速度と通信容量の向上を目的として、高周波同軸ケーブルで使用される周波数が高くなる傾向にある。これに伴い伝送電力の減衰量がいっそう少ないケーブルが要求されるようになっている。
【０００３】
具体的には、携帯電話基地局用ケーブル（ＬＨＰＸ）は２０００年から第３世代携帯電話（ＩＭＴ２０００）用とした２．０ＧＨｚ帯の周波数が使用されており、さらに、２００２年１０月にはＪ−ＰＨＯＮＥ（現ボーダフォン）や海外（台湾）ＰＥＷＣ（ＰＡＣＩＦＩＣ  ＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＷＩＲＥ  ＆  ＣＡＢＬＥ  ＣＯ  ＬＴＤ）（いずれも登録商標若しくは社名）が２．２ＧＨｚ帯以上での使用を開始した。その結果、電気特性（減衰量）の規格がこれまでより１０％程度厳しくなった。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５２９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
伝送電力の減衰量を少なくするという要求に対し、従来のようなラジカル重合法により製造された低密度ポリエチレンを多く含む組成ではもはや対処できなくなっている。そこで、誘電正接の小さいイオン重合法で製造された高密度ポリエチレン或いは中密度ポリエチレンを多く含む組成とすることが試みられているが、従来技術では気泡壁の破れにより巣（巨大な空隙）が発生してしまう問題がある。巣が発生すると電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が大きくなるため、高周波電力を伝送するケーブルとして致命的な欠点を有することになる。
【０００６】
一方、発泡核剤には化学発泡剤と物理発泡剤の２つが用いられている。化学発泡剤としては、特許文献１にあるようにｐ，ｐ−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド（ＯＢＳＨ）及びアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）が主に使用されており、物理発泡剤としてはタルク（珪酸マグネシウム）や窒化硼素（ＢＮ）が主である。これらの発泡剤は、樹脂中に分散し、各粒一つ一つが気泡開始点となって発泡するので、発泡が生じた樹脂は電気的に絶縁性を有する発泡絶縁体を形成する。しかし、物理発泡剤を用いた場合、化学発泡剤に比較して気泡が大きくなりやすいため、多くの添加量が必要となり、ケーブルの電気特性を悪化させる。一方、化学発泡剤は、押し出し成型時の加熱により分解し、窒素ガスを発生し、この窒素ガスが気泡の開始点となるので、微細な発泡体からなる電気絶縁層を形成できる。しかしながら、化学発泡剤であるＯＢＳＨは熱分解時に水を発生する。また、ＡＤＣＡは熱分解時に極性の高い分解残渣を生成する。よって、これらの化学発泡剤を多く必要とするケーブルでは電気特性が悪化してしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、電圧定在波比が小さく、かつ伝送電力の減衰量の少ないケーブルに寄与する樹脂組成物及びそれを用いた高周波同軸ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の樹脂組成物は、密度０．９３１ｇ／ｃｍ3以上でメルトフローレート（ＭＦＲ）が４〜１５ｇ／１０分の範囲内のイオン重合ポリエチレン５５〜９５重量部と密度０．９２５〜０．９３５ｇ／ｃｍ3でＭＦＲが１．０ｇ／１０分以下のラジカル重合ポリエチレン４５〜５重量部（合計で１００重量部）とを主成分とし、発泡核剤が添加されたものである。
【０００９】
上記発泡核剤がｐ，ｐ−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド及びアゾジカルボンアミドのいずれか又は両方からなり、この発泡核剤が上記主成分の１００重量部当たりに０．００１〜０．２重量部添加されてもよい。
【００１０】
また、本発明の高周波同軸ケーブルは、上記樹脂組成物にガスを注入して発泡させた発泡絶縁体を内部導体と外部導体との間に介在させたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１２】
（１）高周波同軸ケーブルの電圧定在波比を小さくし、また、伝送電力の減衰量を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
図１に示されるように、本発明に係る高周波同軸ケーブルは、発泡絶縁体１０１を内部導体１０２と外部導体１０３との間に介在させたものである。外部導体１０３の外周には外皮（ポリエチレンシース）１０４が設けられている。内部導体１０２は銅パイプか又は銅スパイラルパイプからなる。また、外部導体１０３は銅コルゲートからなる。
【００１５】
発泡絶縁体１０１は、密度０．９３１ｇ／ｃｍ3以上のポリエチレン、即ち中高密度ポリエチレンであってＭＦＲが４〜１５ｇ／１０分の範囲でイオン重合法により製造されたイオン重合中高密度ポリエチレンが５５〜９５重量部と、密度が０．９２５〜０．９３５ｇ／ｃｍ3のポリエチレン、即ち中低密度ポリエチレンであってＭＦＲが１．０ｇ／１０分以下でラジカル重合法により製造されたラジカル重合中低密度ポリエチレンが４５〜５重量部とで、合計で１００重量部となる主成分とし、さらに、この主成分１００重量部当たりにＯＢＳＨ或いはＡＤＣＡのいずれか又は両方が発泡核剤として０．００１〜０．２重量部の範囲で添加され、混合された樹脂組成物を発泡させて内部導体１０２の外周に被覆したものである。
【００１６】
ポリエチレン（ＰＥ）の高周波帯域での誘電正接（ｔａｎδ）は、そのポリエチレンの密度と密接に関係しており、密度が高いほど誘電正接が小さい傾向にある。従って、発泡絶縁体１０１には密度が０．９３１ｇ／ｃｍ3以上の中高密度ポリエチレンを用いるのが好ましい。しかし、イオン重合法により製造されたイオン重合ポリエチレンは分子鎖の分岐が小さいため、発泡し易さの尺度となる溶融張力が小さく、押出機内で発泡させる際に巣を発生しやすい。そこで、分子量の大きい、つまり分子量の指標となるＭＦＲが小さいラジカル重合法により製造されたラジカル重合ポリエチレンをイオン重合中高密度ポリエチレンに混合することを本出願人は着想した。
【００１７】
このラジカル重合ポリエチレンを種々検討した結果、ＭＦＲが１．０ｇ／１０分以下のラジカル重合ポリエチレンを適用することが有効であることを見いだした。ここで、ＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に基づき１９０℃、２１．１８Ｎで測定したものである。また、ラジカル重合ポリエチレンの配合量は、溶融張力を上げるため５重量部以上とし、誘電正接が大きくならないように４５重量部以下とする必要がある。なお、ラジカル重合ポリエチレンの密度は０．９２５〜０．９３５ｇ／ｃｍ3の範囲とする、つまりラジカル重合中低密度ポリエチレンを用いるのがよい。密度が０．９２５ｇ／ｃｍ3未満では誘電正接が大きく、また、０．９３５ｇ／ｃｍ3を越えるポリエチレンは重合が困難である。
【００１８】
発泡剤には、規制対象外のフロンガスや窒素ガス、アルゴンガス、炭酸ガス或いはこれら不活性ガスの混合ガスなどが用いられる。
【００１９】
上記主成分に添加する発泡核剤としては、ＡＤＣＡ、ＯＢＳＨなどの化学発泡剤、タルク、ＢＮ、フッ素系樹脂等の固形核剤などが挙げられる。ケーブルの電気的特性の安定化を図るには極力、気泡を微細化することが重要であり、中でも、化学発泡剤であるＡＤＣＡ、ＯＢＳＨ又はこれら２つを併用するのが好ましい。発泡核剤の添加量はケーブルの電気特性に影響を与えないように主成分１００重量部当たり０．２重量部以下にするのが好ましい。また発泡核剤として効果がある最低添加量は０．００１重量部である。従って、発泡核剤を０．００１〜０．２重量部の範囲内で添加することになる。ＡＤＣＡとＯＢＳＨを併用する場合は、両者の合計で０．００１〜０．２重量部添加する。
【００２０】
次に、高周波同軸ケーブルの製造手順を説明する。
【００２１】
図２に示されるように、製造装置は、内部導体材料を連続供給する送出機２０１と、その内部導体材料を延伸し洗浄して内部導体２０２として送り出す延伸洗浄機２０３と、ホッパーに投入された樹脂組成物を混合しつつ発泡させながら発泡絶縁体に加工して押し出す一次押出機２０４及び二次押出機２０５と、一次押出機２０４内の樹脂組成物に発泡剤としてのガスを注入する注入機２０６と、内部導体２０２の周囲に発泡絶縁体を充満させて所定径の発泡被覆電線２０７に整形する押出ヘッド２０８と、この発泡被覆電線２０７を冷却して固める冷却水槽２０９と、この発泡被覆電線２０７を巻き取る巻取機２１０とを備える。この図には、発泡被覆電線２０７の外周に外部導体を施す機械、その外部導体の外周に外皮を施す機械は示さないが、巻取機２１０からこれらの後工程機械へ、或いは巻取機２１０を介さず冷却水槽２０９から直接に後工程機械へ発泡被覆電線２０７を供給することで高周波同軸ケーブルが製造される。
【００２２】
本発明の効果については、以下の実施例の評価結果に基づいて説明する。
【実施例】
【００２３】
本発明の実施例としての同軸ケーブルを複数種類と、本発明からは逸脱するが類似の構造を持つ比較例としての同軸ケーブルを複数種類作成し、諸特性を比較した。
【００２４】
まず、同軸ケーブルの作製は以下の手順に基づいた。
【００２５】
発泡核剤をラジカル重合中低密度ポリエチレンに予め１０〜１００倍に練り込み核剤マスターバッチとし、この核剤マスターバッチに残りのラジカル重合中低密度ポリエチレン及びイオン重合中高密度ポリエチレンを発泡核剤の濃度が０．００１〜０．２重量部の間に入るようにドライブレンドして発泡コンパウンドとした。この発泡コンパウンドを図２に示す一次押出機２０４に投入し、注入機２０６より炭酸ガスを適量注入後、混練し、二次押出機２０５で発泡に適した温度まで下げて、押出ヘッド２０８で直径９．０ｍｍの内部導体２０２の周囲に発泡絶縁体を被覆し、発泡被覆電線２０７を得た。この発泡被覆電線２０７を用いて図１の構造の同軸ケーブルを製造した。製造した高周波同軸ケーブルは減衰量の値がもっとも厳しい２０Ｄアニューラとした。
【００２６】
本発明の実施例としてのサンプルを実施例１〜１９、比較例としてのサンプルを比較例１〜１１と表す。これらのサンプルについて伝送電力の減衰量及び電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を測定した。測定にはアジレント社製スカラネットワークアナライザ８７５７Ｄを用い、２．２ＧＨｚでの減衰量が６．５ｄＢ／１００ｍ以下を合格とした。また、ＶＳＷＲは１．１以下を合格とした。発泡絶縁体の巣は無いものを合格とした。巣の有無はサンプルを輪切りに切断して確認した。
【００２７】
表１に各実施例１〜１９の組成及び特性を示す。実施例の欄には、各実施例１〜１９の列（縦方向）の見出しが示され、組成の欄には、行（横方向）の見出しとして、イオン重合中高密度ポリエチレンであるポリエチレン１〜７、ラジカル重合中密度ポリエチレンであるポリエチレン８〜１２、ラジカル重合低密度ポリエチレンであるポリエチレン１３〜１６、核剤（発泡核剤）であるＡＤＣＡ及びＯＢＳＨが示され、特性の欄には、行の見出しとして、２．２ＧＨｚ減衰量、電圧定在波比、発泡絶縁体の巣の有無が示され、それぞれの合格基準が付記されている。各実施例１〜１９について組成及び特性の欄の各行を参照すると、当該実施例の配合量（重量部）及び特性値が読み取れるようになっている。表１の欄外にはポリエチレン１〜１６の密度、ＭＦＲ、メーカ、品番が付記されている。即ち、ポリエチレン１は密度０．９４３ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ４．０ｇ／１０分宇部製ＺＭ００７、ポリエチレン２は密度０．９６２ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ５．０ｇ／１０分宇部製２５００、ポリエチレン３は密度０．９６５ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ８．０ｇ／１０分ユニカ製ＤＦＤＡ６９４４、ポリエチレン４は密度０．９５０ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ１５ｇ／１０分宇部製１１５０、ポリエチレン５は密度０．９３２ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ１２ｇ／１０分宇部製ＺＭ０３２、ポリエチレン６は密度０．９３０ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ２．１ｇ／１０分三井製３２０１Ｆ、ポリエチレン７は密度０．９３２ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ２０ｇ／１０分宇部製ＺＭ０３３、ポリエチレン８は密度０．９３２ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ１９ｇ／１０分宇部製Ｚ６４６、ポリエチレン９は密度０．９３０ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ２０ｇ／１０分宇部製Ｃ２０２０、ポリエチレン１０は密度０．９３５ｇ／ｃｍ3日本ポリオレフィン製Ｓ４００２、ＭＦＲ０．２ｇ／１０分ＪＰＯＳ４００２、ポリエチレン１１は密度０．９３３ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ１．０ｇ／１０分宇部製Ｚ３２２、ポリエチレン１２は密度０．９３３ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ１．６ｇ／１０分三井製３５０１Ｆ、ポリエチレン１３は密度０．９２８ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ０．５ｇ／１０分宇部製Ｂ０２８、ポリエチレン１４は密度０．９２５ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ０．２５ｇ／１０分宇部製Ｃ１８０Ｎ、ポリエチレン１５は密度０．９２８ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ２．０ｇ／１０分宇部製Ｂ２２８、ポリエチレン１６は密度０．９２４ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ１．０ｇ／１０分日本ポリオレフィン製ＪＨ３３０Ｎである。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
実施例１〜５は、それぞれイオン重合ポリエチレン（ポリエチレン１〜５）の密度とＭＦＲが本発明の範囲内で異なり、いずれも配合量は８０重量部である。ラジカル重合ポリエチレンは、いずれもポリエチレン８であり、いずれも配合量は２０重量部である。発泡核剤は、いずれもＡＤＣＡ０．００５重量部、ＯＢＳＨ０．０１重量部である。この結果、実施例１は減衰量６．３ｄＢ／１００ｍ、電圧定在波比１．０８、発泡絶縁体の巣無し、実施例２は減衰量６．３ｄＢ／１００ｍ、電圧定在波比１．０９、発泡絶縁体の巣無し、実施例３は減衰量６．１ｄＢ／１００ｍ、電圧定在波比１．０８、発泡絶縁体の巣無し、実施例４は減衰量６．０ｄＢ／１００ｍ、電圧定在波比１．０９、発泡絶縁体の巣無し、実施例５は減衰量６．２ｄＢ／１００ｍ、電圧定在波比１．０８、発泡絶縁体の巣無しとなった。合格基準に照らすと、実施例１〜５は、減衰量、電圧定在波比、発泡絶縁体の巣のいずれも合格である。
【００３０】
実施例６〜８は、いずれもイオン重合ポリエチレンがポリエチレン４であり、いずれも配合量は８０重量部である。ラジカル重合ポリエチレン（ポリエチレン９〜１１）の密度とＭＦＲが本発明の範囲内で異なり、いずれも配合量は２０重量部である。発泡核剤は、いずれもＡＤＣＡ０．００５重量部、ＯＢＳＨ０．０１重量部である。この結果、実施例６は減衰量６．０ｄＢ／１００ｍ、電圧定在波比１．０８、発泡絶縁体の巣無し、実施例７は減衰量６．０ｄＢ／１００ｍ、電圧定在波比１．０８、発泡絶縁体の巣無し、実施例８は減衰量６．０ｄＢ／１００ｍ、電圧定在波比１．０９、発泡絶縁体の巣無しとなった。合格基準に照らすと、実施例６〜８は、減衰量、電圧定在波比、発泡絶縁体の巣のいずれも合格である。
【００３１】
実施例９，１０は、ともにイオン重合ポリエチレンがポリエチレン４であり、ともに配合量は８０重量部である。ラジカル重合ポリエチレン（ポリエチレン１３，１４）の密度とＭＦＲが本発明の範囲内で異なり、ともに配合量は２０重量部である。発泡核剤は、ともにＡＤＣＡ０．００５重量部、ＯＢＳＨ０．０１重量部である。この結果、実施例９は減衰量６．１ｄＢ／１００ｍ、電圧定在波比１．０７、発泡絶縁体の巣無し、実施例１０は減衰量６．１ｄＢ／１００ｍ、電圧定在波比１．０７、発泡絶縁体の巣無しとなった。合格基準に照らすと、実施例９，１０は、減衰量、電圧定在波比、発泡絶縁体の巣のいずれも合格である。
【００３２】
実施例１１〜１７は、いずれもイオン重合ポリエチレンがポリエチレン４であり、いずれも配合量は８０重量部である。ラジカル重合ポリエチレンは、いずれもポリエチレン８であり、いずれも配合量は２０重量部である。発泡核剤の配合量は本発明の範囲内で異なる。この結果、各実施例１１〜１７とも減衰量６．５ｄＢ／１００ｍ以下で電圧定在波比１．１以下、発泡絶縁体の巣無しとなった。実施例１１〜１７は、減衰量、電圧定在波比、発泡絶縁体の巣のいずれも合格である。
【００３３】
実施例１８，１９は、実施例４と同様のイオン重合ポリエチレン（ポリエチレン４）とラジカル重合ポリエチレン（ポリエチレン８）が用いられ、ブレンド比率が本発明の範囲内で異なる。この結果、実施例１８，１９は、減衰量６．５ｄＢ／１００ｍ以下、電圧定在波比１．１以下、発泡絶縁体の巣無しとなり、減衰量、電圧定在波比、発泡絶縁体の巣のいずれも合格である。
【００３４】
以上のように、イオン重合ポリエチレン及びラジカル重合ポリエチレンの密度及びＭＦＲ並びにこれらの配合比率、発泡核剤の添加比率が本発明の範囲内であるならば、電圧定在波比が小さく、かつ伝送電力の減衰量の少ないケーブルを得られることが確認された。
【００３５】
表２に各比較例１〜１１の組成及び特性を示す。この表２の見方は表１と同じであり、ポリエチレン１〜１６の詳細は表１で用いたのと同じである。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
比較例１，２は、それぞれイオン重合ポリエチレン（ポリエチレン６，７）の密度或いはＭＦＲが本発明の範囲外であり、他の条件は実施例４に準じる。この結果、比較例１は、減衰量６．６ｄＢ／１００ｍが本発明の上限を超えており、減衰量が不合格となっている。比較例２は、減衰量７．０ｄＢ／１００ｍとＭＦＲ１．２が本発明の上限を超えると共に発泡絶縁体の巣が発生し、減衰量、電圧定在波比、発泡絶縁体の巣が全て不合格となっている。
【００３８】
比較例３，４は、それぞれラジカル重合ポリエチレン（ポリエチレン１２，１５）のＭＦＲが本発明の範囲外であり、他の条件は実施例４に準じる。この結果、比較例３，４は、減衰量とＭＦＲが本発明の上限を超えると共に発泡絶縁体の巣が発生し、減衰量、電圧定在波比、発泡絶縁体の巣が全て不合格となっている。
【００３９】
比較例５は、ラジカル重合ポリエチレン（ポリエチレン１６）のＭＦＲが本発明の範囲外であり、他の条件は実施例４に準じる。この結果、比較例５は、減衰量が本発明の上限を超えて不合格となっている。
【００４０】
比較例６は、実施例４と同様のイオン重合ポリエチレン（ポリエチレン４）とラジカル重合ポリエチレン（ポリエチレン８）が用いられるが、ブレンド比率が本発明の範囲外であり、発泡核剤は実施例４に準じる。この結果、比較例６は、減衰量が本発明の上限を超えて不合格となっている。
【００４１】
比較例７は、イオン重合ポリエチレン（ポリエチレン４）のみが１００重量部用いられ、発泡核剤は実施例４に準じる。比較例７は、巨大な巣が発生し、ケーブルが作製できなかった。
【００４２】
比較例８は、発泡核剤が本発明の範囲外、即ち下限を下回っており、他の条件は実施例４に準じる。比較例７は、気泡が大きいためにケーブルが作製できなかった。
【００４３】
比較例９〜１１は、いずれも発泡核剤が本発明の範囲外、即ち上限を超えており、他の条件は実施例４に準じる。比較例９〜１１は、いずれも減衰量が本発明の上限を超えて不合格となっている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態を示す高周波同軸ケーブルの内部構造図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す製造装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０１  発泡絶縁体
１０２  内部導体
１０３  外部導体
１０４  外皮
【図１】
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【図２】
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