專利名稱：發泡樹脂組合物、電線及電纜的制作方法
技術領域：
本發明涉及發泡樹脂組合物、電線以及電纜。
背景技術：
隨著近年來的信息網的發展，對于傳輸信息所需的電線也要求高速化、大容量化。 傳輸方式也隨之發展，目前，在很多機器中米用被稱作差分傳輸方式的、對以雙芯為一組的電纜施加正負電壓的方式。
該差分傳輸方式雖然對外部干擾耐性強，但是2根電線的信號傳遞時間之差(延遲時間差時滯(skew))的管理嚴格，該時滯起因于各個電線的延遲時間之差、即電線的絕緣體的介電常數。因此，絕緣體的發泡度管理最為重要。
以往，作為電線等的絕緣體材料，使用介質損耗角正切低的聚乙烯(PE)等，使PE 高發泡，由此降低介電常數ε (例如，參見專利文獻I)。
但是，這些絕緣體存在這樣的問題由于其使用耐熱性比較低的聚乙烯而且是高發泡，因此絕緣體中的樹脂量少而機械強度變弱，由于連接器的連接時的焊接熱而導致樹脂熔融，連接器連接部的絕緣體變形，由此傳輸特性下降。
如果考慮連接器連接時的耐熱變形性，則有必要使用耐熱性優于聚乙烯等的樹脂材料。以往已知，對于要求高耐熱性的用途，使用具有間規結構的樹脂的技術(例如，參見專利文獻2)。間規樹脂的分子結構規則配置、結晶快、具有機械強度、耐熱性優異。因此，可以考慮使用這樣的耐熱性優異的間規樹脂作為絕緣體材料。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利4123087號公報
專利文獻2 :日本特開平I 一 182344號公報發明內容
發明要解決的課題
但是，間規樹脂雖然因其結構而耐熱性優異，但是熔融粘度低，難以形成高發泡、 均勻的發泡層。因此，不適合用作為了降低介電常數而發泡的電線的絕緣體。
因此，本發明的目的之一在于提供作為在發泡狀態的均勻性和耐熱性方面優異的發泡絕緣體層的材料的發泡樹脂組合物、以及具有該發泡絕緣體層的電線和電纜。
用于解決課題的手段
(I)根據本發 明的一實施方式，為了實現上述目的，提供一種發泡樹脂組合物，其含有間規聚苯乙烯和聚烯烴樹脂，該聚烯烴樹脂相對于所述間規聚苯乙烯100重量份為 5. 3重量份以上且54重量份以下。
(2 )上述(I)的發泡樹脂組合物可以進一步含有具有層狀結晶結構的無機化合物。
(3)此外，根據本發明的另一實施方式，提供一種發泡樹脂組合物，其含有間規聚苯乙烯和含氟樹脂粉末，該含氟樹脂粉末相對于所述間規聚苯乙烯100重量份為O. 5重量份以上且10重量份以下。
( 4 )上述(3 )的發泡樹脂組合物可以進一步含有具有層狀結晶結構的無機化合物。
(5)此外，根據本發明的另一實施方式，提供一種電線，其包括導體；和發泡絕緣體層，其在所述導體上或所述導體上的其他層上，主要由上述(I) (4)中任一項所述的發泡樹脂組合物形成。
(6)此外，根據本發明的另一實施方式，提供一種電纜，其包括導體；發泡絕緣體層，其在所述導體上或所述導體上的其他層上，主要由上述(I) (4)中任一項所述的發泡樹脂組合物形成；屏蔽層，其在所述發泡絕緣體層上或所述發泡絕緣體層上的其他層上； 和護套，其在所述屏蔽層上或所述屏蔽層上的其他層上。
(7)上述電纜中，所述導體可以為2根平行的導體線。
發明效果
根據本發明的一實施方式，可以提供成為在發泡狀態的均勻性和耐熱性方面優異的發泡絕緣體層的材料的發泡樹脂組合物、以及具有該發泡絕緣體層的電線和電纜。
圖1是第2實施方式涉及的電線的截面圖。
圖2是第3實施方式涉及的電纜的截面圖。
圖3是第4實施方式涉及的Twinax電纜的截面圖。
圖4是第4實施方式涉及的Twinax電纜的截面圖。
圖5是第4實施方式涉及的Twinax電纜的截面圖。
圖6是第4實施方式涉及的Twinax電纜的截面圖。
圖7是表示實施例涉及的換算發泡度F的經時變化的曲線圖。
圖8是表示實施例涉及的換算發泡度F的經時變化的曲線圖。
圖9是表示比較例涉及的換算發泡度F的經時變化的曲線圖。
符號說明
I電線
2電纜
3、4、5、6Twinax 電纜
10導體
11氣泡
12發泡絕緣體層
21內部皮層
22外部皮層
31屏蔽層
32外部護套
33加蔽線具體實施方式
[第I實施方式]
(發泡樹脂組合物)
本實施方式涉及的發泡樹脂組合物之一是含有間規聚苯乙烯和聚烯烴樹脂的發泡樹脂組合物，所述聚烯烴樹脂相對于所述間規聚苯乙烯100重量份為5. 3重量份以上且 54重量份以下。
此外，本實施方式涉及的發泡樹脂組合物之一是含有間規聚苯乙烯和含氟樹脂粉末的發泡樹脂組合物，所述含氟樹脂粉末相對于所述間規聚苯乙烯100重量份為O. 5重量份以上且10重量份以下。
在此，使用含有氟樹脂的粉末(含氟樹脂粉末)而不使用氟樹脂的原因是，因為氟樹脂熔點高，所以如果不是粉末狀，則難以使其分散在材料中。
與通常的聚苯乙烯的分子結構排列不同，間規聚苯乙烯具有分子規則地交替排列的對稱結構。因此認為，其在耐熱性和耐藥品性方面優異，并認為還影響到使用間規聚苯乙烯來成型的成型品的穩定性。由于間規聚苯乙烯的熔點高，為270°C左右，因而在用作電線等的絕緣層的情況下，也能夠耐受對電線終端部進行焊接時的熱，而抑制變形。進而，在樹脂中比重較小，而電線等的高頻下的介電特性優異。
但是，間規聚苯乙烯的熔融粘度非常低，為80Pa ·s左右，因此，用間規聚苯乙烯單體難以進行發泡成型，氣泡的分布變得不均勻。因此，間規聚苯乙烯單體不適合用作發泡體的主成分。
于是，在本實施方式中，通過在間規聚苯乙烯中添加聚烯烴樹脂或含氟樹脂粉末， 用成型機混煉，使該添加物分散在間規聚苯乙烯內，從而將發泡樹脂組合物的熔融粘度提高至適于發泡成型的水平。
聚烯烴只要是具有烯烴聚合成的單元的聚合物就沒有特別限定，例如為將低密度聚乙烯、直鏈狀低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、乙烯一己烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物、乙烯一醋酸乙烯酯共聚物、乙烯一丙烯酸乙酯共聚物、乙烯一丙烯酸甲酯共聚物、乙烯一甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚丙烯、乙烯共聚物聚丙烯、以及反應器共混物型聚丙烯中的I種或2 種以上共混成的聚合物。
間規聚苯乙烯和聚烯烴樹脂以95/5 65/35的聚合比共混。即，在發泡樹脂組合物中，相對于間規聚苯乙烯100重量份，含有5. 3重量份以上且54重量份以下的聚烯烴樹脂。
如果聚烯烴樹脂的量少于5. 3重量份，則發泡樹脂組合物的熔融粘度變得不充分。另一方面，如果聚烯烴樹脂的量多于54重量份，則間規聚苯乙烯的比例變小，因此發泡樹脂組合物的耐熱性降低。
含氟樹脂粉末例如為四氟乙烯一六氟丙烯共聚物、四氟乙烯一全氟烷氧基乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、偏氟乙烯一六氟丙烯共聚物、四氟乙烯一丙烯共聚物、或乙烯一四氟乙烯共聚物的粒徑為I 500μπι的粒子狀物質。此外，也可以為對這些粒子狀物質用硅烷偶聯劑、丙烯酸樹脂、苯酚樹脂、鈦酸酯系偶聯劑、三聚氰胺樹脂、有機樹脂脂肪酸、金屬皂等進行了表面處理的物質。
在發泡樹脂組 合物中，相對于間規聚苯乙烯100重量份，含有O. 5重量份以上且10 重量份以下的含氟樹脂粉末。
如果含氟樹脂粉末的量少于O. 5重量份，則發泡樹脂組合物的熔融粘度變得不充分。另一方面，如果含氟樹脂粉末的量多于10重量份，則由發泡樹脂組合物形成的發泡體的氣泡的分布變得不均勻。
進而，在本實施方式中，通過在添加了聚烯烴樹脂或含氟樹脂粉末的間規聚苯乙烯中，進一步添加具有層狀結晶結構的無機化合物，從而提高發泡樹脂組合物的阻燃性。
作為通過添加具有層狀結晶結構的無機化合物而阻燃性提高的理由之一，認為是通過將發泡樹脂組合物發泡成型時的發泡擠出機的剪切，具有層狀結晶結構的無機化合物層狀剝離，而分散在發泡了的(即形成了氣泡壁的)樹脂組合物中。由此推測到，通過與聚烯烴或含氟樹脂粉末原本所具有的阻燃性的協同作用，在燃燒時形成碳膜。
具有層狀結晶結構的無機化合物例如為粘土、氮化硼、二硫化鑰、二硫化鎢、三聚氰胺氰脲酸鹽、云母、滑石、玻璃薄片、水滑石。
具有層狀結晶結構的無機化合物的添加量沒有特別限定，可以使用不阻礙介電特性的范圍的量，但是優選例如，在發泡樹脂組合物中，相對于添加了聚烯烴樹脂或含氟樹脂粉末的間規聚苯乙烯100重量份，含有O.1重量份以上的具有層狀結晶結構的無機化合物。
進而，發泡樹脂組合物也可以含有抗氧化劑、防老化劑、潤滑劑、加工助劑、無機填充齊U、阻燃劑、阻燃助劑、表面活性劑、抗靜電劑、軟化劑、發泡劑、發泡成核劑、光穩定劑、紫外線吸收劑、增塑劑等添加劑。
[第2實施方式]
(電線)
可以使用第I實施方式的發泡樹脂組合物作為電線的發泡絕緣體層的材料。發泡絕緣體層在電線中形成于導體上或導體上的其他層上。下面，對電線的一例進行說明。
圖1是第2實施方式涉及的電線I的截面圖。電線I具有導體10和導體10上的發泡絕緣體層12。發泡絕緣體層12包含多個氣泡11。
導體10由銅、各種合金等導電材料形成。也可以為鍍有銀、錫、鎳或金等導體的導體線。此外，導體10既可以為單線又可以為絞線，也可以為管狀的導體線。
發泡絕緣體層12由第I實施方式的發泡樹脂組合物形成。發泡絕緣體層12可以為單層結構，也可以為層疊多個發泡層的多層結構。由于作為材料的發泡樹脂組合物的熔融粘度高，因而發泡絕緣體層12所包含的氣泡11的分布均勻性(發泡絕緣體層12的發泡狀態的均勻性)高。
例如，當擠出成型電線I時，在擠出機中向發泡樹脂組合物的熔融樹脂中注入氣體，通過擠出機內外的壓力差進行發泡，得到包含氣泡11的發泡絕緣體層12。
電線I由于具有由第I實施方式的發泡樹脂組合物形成的發泡絕緣體層12，因而在發泡狀態的均勻性、耐熱性和阻燃性方面優異。
[第3實施方式]
(電纜)
可以使用第I實施方式的發泡樹脂組合物作為電纜的發泡絕緣體層的材料。發泡絕緣體層在電纜中形成于導體上或導體上的其他層上。下面，對電纜的一例進行說明。
圖2是第3實施方式涉及的電纜2的截面圖。電纜2具有導體10、導體10上的內部皮層21、內部皮層21上的發泡絕緣體層12、發泡絕緣體層12上的外部皮層22、外部皮層22上的屏蔽層(shield) 31、屏蔽層31上的護套32。
作為電纜2的導體10和發泡絕緣體層12，可以使用與第2實施方式的電線I的導體10和發泡絕緣體層12同樣的物質。
內部皮層21和外部皮層22例如由樹脂形成，不包含氣泡、或與發泡絕緣體層12 相比發泡度極低(氣泡極少)。內部皮層21提高發泡絕緣體層12和導體10之間的密合性。 外部皮層22在電纜2的擠出成型時抑制從發泡絕緣體層12漏氣而發泡度下降。如果電纜 2具有充分的特性，則在電纜2中可以不包括內部皮層21和外部皮層22。
屏蔽層31例如為橫向纏繞或編織成的極細金屬線、卷繞成的金屬箔或波紋結構的金屬膜。護套32例如由聚乙烯、聚丙烯、乙烯一醋酸乙烯酯共聚物等聚烯烴、氟樹脂、軟質氯乙烯樹脂形成。
電纜2由于具有由第I實施方式的發泡樹脂組合物形成的發泡絕緣體層12，因而在發泡狀態的均勻性、耐熱性和阻燃性方面優異。
[第4實施方式]
(Twinax 電纜)
可以使用第I實施方式的發泡樹脂組合物作為Twinax電纜(二芯并行同軸電纜) 的發泡絕緣體層的材料。Twinax電纜為具有互相平行接觸排列的2根電線和覆蓋其外周的屏蔽層的、對應于高速差分傳輸的高速傳輸電纜。此外，其可以具有與2根電線平行排列且與屏蔽層的內側接觸的加蔽線(drain wire)。
Twinax電纜中，必須將2根電線的信號傳遞時間之差(延遲時間差時滯)抑制到小值。這是因為，通過使從多個電線送到的信號產生時間差，從而防止在接收信號的機器中發生通信錯誤。該時滯為各個電線的延遲時間之差，與電線的絕緣體的介電常數密切相關。 因此，絕緣體的發泡度成為時滯的最重要的因子。下面，對Twinax電纜的一例進行說明。
圖3 6是第4實施方式涉及的Twinax電纜3 6的截面圖。
Twinax電纜3具有由導體10、發泡絕緣體層12和外部皮層22構成的2根電線； 與2根電線平行的加蔽線33 ;覆蓋2根電線和加蔽線33的屏蔽層31 ;和屏蔽層31上的護套32。
作為Twinax電纜3的導體10、發泡絕緣體層12、外部皮層22、屏蔽層31、以及護套32，可以使用與第3實施方式的導體10、發泡絕緣體層12、外部皮層22、屏蔽層31、以及護套32同樣的物質。
加蔽線33是為了取得屏蔽層31的接地而配置在屏蔽層31和外部皮層之間的導體線，其與基板的地面連接。
Twinax電纜4具有由導體10、內部皮層21、發泡絕緣體層12和外部皮層22構成的2根電線；包覆2根電線的屏蔽層31 ;和屏蔽層31上的護套32。
Twinax電纜5具有 2根導體10、覆蓋2根導體10的發泡絕緣體層12、發泡絕緣體層12上的屏蔽層31、和屏蔽層31上的護套32。
Twinax電纜6具有由導體10和內部皮層21構成的2根電線、覆蓋2根電線的發泡絕緣體層12、發泡絕緣體層12上的外部皮層22、外部皮層22上的屏蔽層31、和屏蔽層 31上的護套32。
Twinax電纜4、5、6由于不具有加蔽線，因而屏蔽層31通過焊接直接與基板的地面連接。因此，與具有加蔽線33的Twinax電纜3相比，發泡絕緣體層12的耐熱性更為重要。
Twinax電纜3 6由于具有由第I實施方式的發泡樹脂組合物形成的發泡絕緣體層12，因而在發泡狀態的均勻性、耐熱性和阻燃性方面優異。此外，能夠將時滯抑制到小值。實施例
制作實施例和比較例涉及的發泡樹脂組合物、電線和Twinax電纜，進行了下面所示的各種評價。
(電線的制造)
在作為導體10的24AWG鍍銀銅導體上，由發泡樹脂組合物發泡成型發泡絕緣體層 12。使用45mm氣體注入發泡擠出機，按照電線I的外徑成為1. 46mm的方式，一邊調整螺桿旋轉速度和線速，一邊進行連續運轉2000秒鐘，形成發泡絕緣體層12。作為發泡氣體，使用了氣體壓力為39Mpa的氮氣。
(發泡度的經時變化的測定)
在電線I的擠出時，每隔O. 2秒鐘計測電線I的外徑和靜電容量，根據下面的式I 算出有效介電常數er。
[數1]
權利要求
1.一種發泡樹脂組合物，其含有間規聚苯こ烯和聚烯烴樹脂，該聚烯烴樹脂相對于所述間規聚苯こ烯100重量份為5. 3重量份以上且54重量份以下。
2.根據權利要求1所述的發泡樹脂組合物，其進ー步含有具有層狀結晶結構的無機化合物。
3.—種發泡樹脂組合物，其含有間規聚苯こ烯和含氟樹脂粉末，該含氟樹脂粉末相對于所述間規聚苯こ烯100重量份為0. 5重量份以上且10重量份以下。
4.根據權利要求3所述的發泡樹脂組合物，其進ー步含有具有層狀結晶結構的無機化合物。
5.—種電線,其包括 導體；和 發泡絕緣體層，其在所述導體上或所述導體上的其他層上，主要由權利要求1 4中任一項所述的發泡樹脂組合物形成。
6.—種電纜,其包括 導體； 發泡絕緣體層，其在所述導體上或所述導體上的其他層上，主要由權利要求1 4中任一項所述的發泡樹脂組合物形成； 屏蔽層，其在所述發泡絕緣體層上或所述發泡絕緣體層上的其他層上；和 護套，其在所述屏蔽層上或所述屏蔽層上的其他層上。
7.根據權利要求6所述的電纜，其中，所述導體為2根平行的導體線。
全文摘要
本發明提供成為在發泡狀態的均勻性和耐熱性方面優異的發泡絕緣體層的材料的發泡樹脂組合物、以及具有該發泡絕緣體層的電線和電纜。本發明的一實施方式中，提供含有間規聚苯乙烯和聚烯烴樹脂的發泡樹脂組合物，所述聚烯烴樹脂相對于所述間規聚苯乙烯100重量份為5.3重量份以上且54重量份以下。
文檔編號C08L23/06GK103044794SQ20121038247
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月10日 優先權日2011年10月11日
發明者加賀雅文, 中山明成, 阿部正浩 申請人:日立電線株式會社