高频同轴电缆的制作方法

专利名称：：高频同轴电缆的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种具有减少了的电压驻波比及衰减量的高频同轴电缆。本申请基于日本专利申请编号2006-170134及2007-151079，该曰本申请的全部内容在本申请中被参照引入。
背景技术：
：用于手机的线路中继的移动通信设施或用于电视的线路中继的微波通信设施中所用的高频同轴电缆41如图4(a)、图4(b)所示，在内部导体42与外部导体46之间，具有含有内部实心层43、发泡树脂绝缘层44、外部实心层45三层的绝缘层47，在外部导体46的外周具有外皮48。出于提高通信速度和通信容量的目的，该高频同轴电缆41有使用频率升高的倾向。与之相伴，要求减小衰减量(信号衰减量的方面)。同轴电缆的衰减量是将由导体直径引起的导体损耗、由绝缘层47的材料引起的电介质损耗相加的值。导体损耗由于由高频同轴电缆41的形状决定，因此无法变更。所以，要通过减小电介质损耗来减小衰减量。电介质损耗由如(1)式所示的关系表示。电介质损耗<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>(1)s为介电常数tan5为介质损耗角正切f为频率也就是说，电介质损耗与介质损耗角正切成正比，并且与频率成正比。所以，在使用频率高的高频同轴电缆41中减小介质损耗角正切就变得很重要。如果考虑聚乙烯作为发泡树脂绝缘层44的材料，则与低密度聚乙烯(LDPE)相比，高密度聚乙烯(HDPE)的介质损耗角正切更小。这是因为，在高密度聚乙烯的分子结构中侧链很少。由此，作为发泡树脂绝缘层44的主材料多使用高密度聚乙烯。但是，由于高密度聚乙烯侧链少，因此分子之间的缠绕变少，熔融张力(MT)变小。由此，发泡树脂绝缘层44内的气泡不会独立，气泡之间容易相连而变为连续气泡。发泡树脂绝缘层44是由挤出机挤出成形的。从挤出机中出来的发泡树脂绝缘层44被水槽内的冷却水冷却、固化。此时，水会浸入在发泡树脂绝缘层44的表面产生的气泡内，该水穿过连续气泡而浸入发泡树脂绝缘层44内，高频同轴电缆的电特性就会恶化。所以，图4的高频同轴电缆41中，通过在发泡树脂绝缘层44的外周设置外部实心层45来防止水的浸入。在外部实心层45的材料中，为了将发泡树脂绝缘层44压入，作为熔融张力大的材料，使用低密度聚乙烯或高分子量且密度在0.95g/cm3以下的高密度聚乙烯。但是，由于低密度聚乙烯或密度在0.95g/cm3以下的高密度聚乙烯在高频下的介质损耗角正切大，因此如果将它们用于外部实心层45中，则电介质损耗变大，高频同轴电缆41的衰减量变大。另外，在没有内部实心层43的情况下，虽然在发泡树脂绝缘层发泡时发泡剂被排出，然而该气体将会向导体侧散逸。另外由于发泡树脂绝缘层在发泡时会朝向外侧扩大直径，在导体与发泡树脂绝缘层之间产生间隙，所以电缆的电压驻波比就会恶化。例如，专利文献1中，没有内部实心层，将外部实心层的厚度设为0.3mm以下，将外部实心层的材料的熔融断裂张力设为6~20g，将发泡树脂绝缘层的发泡度设为78%以上。特别是在其实施例中，出于防止作为发泡剂的惰性气体的气体排出或异常发泡(出现巢穴状的巨大气泡)，提高发泡度，减小高频同轴电缆的衰减量的目的，在外部实心层的材料中使用弹性大的低密度聚乙烯。但是，由于低密度聚乙烯与高密度聚乙烯相比介质损耗角正切更大，因此即使提高发泡度，电介质损耗也不会变小，无法减小高频同轴电缆的衰减量。另外，由于没有内部实心层，因此电缆的电压驻波比恶化。另夕卜，在将外部实心层的厚度i殳为0.2mm以上的情况下，由于外部实心层m^，因此无法将外部导体充分地啮合。专利文献l:特开2005-302412号爿〉报
发明内容如前所述，以往的高频同轴电缆41，针对减小衰减量的要求，如何设置内部实心层43、外部实心层45就成为i果题。另外，由于在外部实心层45中原本就有防止向发泡树脂绝缘层的浸水的功能，因此在减小衰减量的情况下，也必须维持对浸水的防止。另外，由于外部实心层45是被挤出成形的，因此为了良好地加工外观，材料的成形性必须良好，必须很容易调整厚度。另外，为了不在与内部导体和发泡树脂绝缘层之间产生间隙，需要将内部导体、发泡树脂绝缘层与内部实心层43粘接。另外，电压驻波比意味着在高频同轴电缆中流过电流时的误差。该误差是因连续气泡的产生或水的浸入而产生的。由此，为了实现高频同轴电缆的特性提高，需要防止连续气泡的产生或水的浸入而减小电压驻波比。所以，本发明的目的在于，解决上述问題，提供具有减少了的电压驻波比及衰减量的高频同轴电缆。为了实现上述目的，本发明是在内部导体的外周依次设置了内部实心层、发泡树脂绝缘层、外部实心层、外部导体的高频同轴电缆，其中，上述外部实心层是2GHz下的介质损耗角正切的值在1.0x10—4以下的层。上述外部实心层的厚度也可以是0.1mm~0.2min。上述外部实心层也可以含有高密度聚乙烯。上述外部实心层也可以含有密度在0.960g/cm3以上、熔融流速为5~10g/分钟的材料。上述外部实心层也可以含有如下材料，即，在使用内径为2.095mm、长为8.03mm的扁平毛细管，1卯T下活塞速度为10mm/min、牵拉加速度为400m/mii^的条件下，使用炉体直径为9.55mm的毛细管流变仪测定的熔融断裂张力为10~50mN。上述发泡树脂绝缘层也可以在每100重量份作为主材料的树脂中，作为发泡成核剂，含有0.001~0.2重量份4，4，-氧代双苯磺酰肼(OBSH)或偶氮二曱酰胺(ADCA)、或者含有两者合计0.001~0.2重量份。上述发泡树脂绝缘层也可以含有氮气、二氧化碳气体等惰性气体的单独一种或混合气体作为发泡剂。上述发泡树脂绝缘层的发泡度也可以在70%以上。作为内部实心层的树脂组合物，也可以是将低密度聚乙烯和密度比该低密度聚乙烯的密度低并且用马来酸酐进行了接枝共聚的超低密度聚乙烯混合了的组合物。另外，上述用马来酸酐进行了接枝共聚的超低密度聚乙烯也可以是在超低密度聚乙烯上以0.5~5%的比例接枝共聚了马来酸酐的物质。另外，优选的是，上述内部实心层是对于密度在0.920g/ci^以下的超低密度聚乙烯5~50重量份，以95~50重量份的比例配合密度为0.925~0.930g/cm3的低密度聚乙烯而成的。图1(a)是表示本发明的一个实施方式的高频同轴电缆的剖面图，(b)是表示上述高频同轴电缆的末端部的侧面图。图2是表示图l的高频同轴电缆的制造中所用的制造装置的要部的概略构成图。图3是表示图l的高频同轴电缆的制造中所用的其他的制造装置的要部的概略构成图。图4(a)是表示以往的高频同轴电缆的剖面图，(b)是表示上述高频同轴电缆的末端部的侧面图。具体实施例方式下面将基于图1对本发明的一个实施方式进M述。本发明的高频同轴电缆1是在内部导体2的外周依次设置了内部实心层3、发泡树脂绝缘层4、外部实心层5、外部导体6的高频同轴电缆1,上述外部实心层5是利用谐振腔法测定的2GHz下的介质损耗角正切的值在1.0xl0"以下的层。将内部实心层3、发泡树脂绝缘层4、外部实心层5称作绝缘层7。在外部导体6的外周设有外皮8。内部导体2是使用铜管构成的。外部导体6是使用铜波紋管以环状形成的。外部实心层5的介质损耗角正切可以利用空洞共振器摄动法测定。外部实心层5的厚度为0.1~0.2mm。外部实心层5含有高密度聚乙烯成。形成外部实心层5的材料密度在0.960g/cm3以上，熔融流速为5~10g/分钟。熔融流速是基于JISK7210，在190X:、21.8N的荷重下测定的。形成外部实心层5的材料，在使用内径为2.095mm、长为8.03mm的扁平毛细管，1卯C下活塞速度为10mm/min、牵拉加速度为400m/min2的条件下，使用炉体直径为9.55mm的毛细管流变仪测定的熔融断裂张力为10~50mN。发泡树脂绝缘层4在每100重量份作为发泡树脂绝缘层4的主材料的树脂中，作为发泡成核剂，添加0.001~0.2重量份4,4，-氧代双苯磺酰肼(OBSH)或偶氮二甲酰胺(ADCA),或者添加两者合计0.001~0.2重量份。发泡树脂绝缘层4是将氮气、二氧化碳气体等惰性气体的单独一种或混合气体作为发泡剂而使用的层。发泡树脂绝缘层4的发泡度在70%以上。发泡树脂绝缘层4的发泡度可以利用(2)式求得。发泡度(％)=100-(发泡后的密度/发泡前的密度)xioo(2)发泡后的密度、发泡前的密度例如可以使用东洋精机制自动密度仪D-H-100，依照JISZ8807测定。下面，对本发明的高频同轴电缆l的制造装置进行说明。图2是从本发明的高频同轴电缆1的制造装置中省略了设置外部导体6及外皮8的部分的图。如图2所示，高频同轴电缆1的制造装置具备进行发泡化合物与惰性气体的混匀的第一挤出机21、将该混匀物降低至适于发泡的温度的第二挤出机22、向第一挤出机21中注入惰性气体的气体注入装置23、向第一挤出机21中投入发泡化合物的料斗24、向被形成至内部实心层3的中间产品上形成发泡树脂绝缘层4的挤出头25、将被形成至外部实心层5的中间产品冷却的冷却水槽26、向内部导体2上形成内部实心层3的内部实心层挤出机27、一体化地装入挤出头25而同时地形成发泡树脂绝缘层4与外部实心层5的外部实心层挤出机28、送出内部导体2的送出机29、牵拉内部导体2的拉伸机30、巻绕高频同轴电缆l的巻绕机31。在图2的制造装置之前的工序中，将发泡成核剂混入低密度聚乙烯中而制造核剂母料，将该核剂母料添加到低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的混合物中，进行干式混合而制造发泡化合物。发泡化合物是相对于100重量份的树脂含有0.005重量份的发泡成核剂的物质。但是，不是一下子以相对于100重量份的树脂为0.005重量份这样稀薄的比率混入发泡成核剂，而是在临时性地制造发泡成核剂的比率达到发泡化合物中的比率的10~100倍的核剂母料后，将该核剂母料添加到其他的树脂中而得到发泡化合物。将该发泡化合物从料斗24投入第一挤出机21中。从气体注入装置23向第一挤出机21注入惰性气体，在第一挤出机21中进行混匀。在第二挤出机22中，将该混匀物降低至适于发泡的温度。另一方面，在内部实心层挤出机27中，向内部导体2上形成内部实心层3，将该中间产品向挤出头25供给。在挤出头25及外部实心层挤出机28中，在(J)9.0mm的内部导体2上预先覆盖好内部实心层3，向该进行了覆盖的内部导体2，同时地挤出发泡树脂绝缘层4、外部实心层5进行覆盖。作为投入外部实心层挤出机28中的外部实心层5的材料，有HDPE6944N(参照表1)。在冷却水槽26中，将被形成至外部实心层5的中间产品冷却。如果在冷却了的中间产品上利用公知惯用的方法设置外部导体6及外皮8，则可以制造高频同轴电缆l。对所制造的高频同轴电缆l安装一般常用的衰减量的值最大的20D环而制造高频同轴电缆1。所谓环是图l(b)所示的环形圏9,20表示环形團9的内径，D表示阻抗50Q。利用多个环形圏9形成外部导体6。下面，对本发明的高频同轴电缆l的作用效果进行叙述。外部实心层5在作为该高频同轴电缆1的使用频率的2GHz下的介质损耗角正切的值为1.0xl0"以下的很小的值。所以，该高频同轴电缆1的电介质损耗很小，衰减量4艮小。外部实心层5的厚度，由于能够防止水的浸入的最低限度的厚度为O.lmm，因此优选在O.lmm以上。这样，该高频同轴电缆1就可以防止水的浸入。另一方面，如果外部实心层5的厚度超过0.2mm，则发泡树脂绝缘层4的发泡度降低，另外无法将外部导体6充分地啮合到外部实心层5。由此，外部实心层5的厚度优选在0.2mm以下。外部实心层5含有高密度聚乙烯。作为形成外部实心层5的材料的高密度聚乙烯的密度在0.960g/cm3以上，熔融流速为510g/分钟。0.960g/cm3以上的高密度聚乙烯与0.95g/cm3以下的高密度聚乙烯相比，虽然熔融张力变小，然而可以获得优良的电特性，并且成形性良好，可以制造外观更为良好的高频同轴电缆l。作为形成外部实心层5的材料的高密度聚乙烯在使用内径为2.095mm、长为8.03mm的扁平毛细管，190匸下活塞速度为10mm/min、牵拉加速度为400m/min2的条件下，使用炉体直径为9.55mm的毛细管流变仪测定的熔融断裂张力为10~50mN。该熔融断裂张力相当于1~5g。此种高密度聚乙烯使得外部实心层5的厚度的调整变得容易。发泡树脂绝缘层4在每100重量份作为发泡树脂绝缘层4的主材料的树脂中，作为发泡成核剂，添加0.001~0.2重量份OBSH或ADCA，或者添加两者合计0.001~0.2重量份。如果添加量小于0.001重量份，则无法获得核剂效果，而由于本发明将添加量设为0.001重量份以上，因此可以获得核剂效果。另外，如果添加量超过0.2重量份，则介质损耗角正切tan5变大，但由于本发明将添加量设为0.2重量份以下，因此介质损耗角正切tan5不会变大。发泡树脂绝缘层4使用了氮气、二氧化碳气体等惰性气体的单独一种或混合气体作为发泡剂。在发泡中，有化学发泡和物理发泡。化学发泡由于利用分解气体来发泡，因此残留有分解残渣，该分解残渣会导致高频同轴电缆的电特性的恶化。物理发泡中，有利用氟隆气体的发泡、利用烃气体的发泡、利用惰性气体的发泡，然而从环境保护的方面考虑，不能使用氟隆气体，烃气体由于有易燃性，因此不够理想，使用惰性气体是最佳的发泡方法。将发泡树脂绝缘层4的发泡度设为70%以上。这样，就会有降低介电常数、降低介质损耗角正切tan的效果。图3是表示本发明的高频同轴电缆1的制造装置的其他的方式的图.如图3所示，高频同轴电缆l的制造装置具备用于将发泡树脂绝缘层4挤出的第二挤出机32、作为第二挤出机32的挤出头的第二挤出机头33、用于将安装于该第二挤出机头33中的内部实心层3挤出的内部实心层挤出机34、用于将同样地安装于第二挤出机头33中的外部实心层5挤出的外部实心层挤出机35。该制造装置中，将内部导体2送入第二挤出机头33,在第二挤出机33中将内部实心层3、发泡树脂绝缘层4和外部实心层5同时地挤出而将绝缘层7—次性成形。实施例[表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>(1)NipponUnica公司制(密度0.9肪K/cm3、MFR:BJ)g/lD分钟〉<2)宇部丸蚤聚合物公司制(密度0处8s/cm，、MFR:0.5g/10分钟)(3)宇部丸善聚合物公司制(密度0.卿e/cn^,M限5,0g/1Q分钟)(4)宇部丸蚤聚合物公司制(密庋0加26/训3,晰11:8.08^0分钟)(51Pri肌Polymer公司制(密度0.9Mg/cmJ*MFR:12.0g/*10分钟〉(6)Pri鹏ePolymer公司制(密度0_9653/(:1^、M印:4.7g/10分钟)(7>PrimePolytDer公司制(密度0力幼g/加，、MFR:5.0g/10分钟)200780001170.X势溢a被10/13M如表1所示，制造了实施例1~5和比较例1~5，进行了试验。发泡树脂绝缘层4中所用的材料是HDPE的6944N、LDPE的B028、发泡成核剂的ADCA。外部实心层5中所用的材料都是HDPE的6944N、2500、2070、130J、210JZ、232J。各材料的厂家名记在表栏外。各材料的特性记在外部实心层的特性的表栏中。虽然实施例1~5和比较例1~5都使用了图2的制造装置，利用下述的制造方法制造，然而实施例1~5全部满足本发明的条件，而比较例1~5部分地不满足本发明的条件。将发泡成核剂以发泡化合物中的发泡成核剂的浓度的10~100倍混入低密度聚乙烯中，制造了核剂母料。将该核剂母料添加到低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的混合物中，使得发泡成核剂的浓度达到0.005重量份，进行干式混合，制造了发泡化合物。将该发泡化合物从料斗24投入第一挤出机21。从气体注入装置23向第一挤出机21中注入惰性气体，用第一挤出机21进行混匀。第二挤出机22中，将该混匀物降低至适于发泡的温度。另一方面，在内部实心层挤出机27中，向内部导体2上形成内部实心层3，将该中间产品向挤出头25供给。在挤出头25及外部实心层挤出机28中，在cj)9.0mm的内部导体2上预先覆盖好内部实心层3，向该进行了覆盖的内部导体2，同时地挤出发泡树脂绝缘层4、外部实心层5进行覆盖。对所制造的高频同轴电缆安装衰减量的值最大的20D环而制造了高频同轴电缆l。对实施例1~5、比较例1~5的各高频同轴电缆，测定、评价了衰减量和电压驻波比(VSWR)。在测定中，使用了Agilent公司制ScalarNetworkAnalyzer8757D,如果2.2GHz下的衰减量小于6.5dB/100m，则认为合格，如果VSWR在1.1以下，则认为合格。发泡树脂绝缘层4的发泡度是利用(2)式求得的。熔融流速是基于JISK7210，在l卯"C、21.8N的荷重下测定的。对评价结果进行说明。实施例1~5的外部实心层5的2GHz下的介质损耗角正切tan5的值在1.0x104以下，厚度为0.1~0.2mm。实施例1~5的衰减量、VSWR都合格。另外，确认也没有水的浸入。比较例1的外部实心层5的厚度为小于O.lmm的0.05mm。比较例l中，水浸入发泡树脂绝缘层4内，另外因发泡剂(气体)排出而使气泡粗大化，发泡度降低为74%，其结果是，衰减量不合格。比较例2的外部实心层5的厚度超过0.2mm。比较例2因发泡树脂绝缘层4的发泡度降低，而致衰减量不合格。另外，由于外部实心层5很厚，因此无法充分地啮合外部导体。比较例3的形成外部实心层5的材料的密度小于0.960g/cm3。由此，比较例3的介质损耗角正切的值超过1.0x10"，衰减量不合格。比较例4的外部实心层5的厚度小于O.lmm。比较例4中，水浸入发泡树脂绝缘层4内，其结果是，衰减量不合格。比较例5的外部实心层5的厚度超过0.2mm。比较例5因发泡树脂绝缘层4的发泡度降低，而致衰减量不合格。另外，由于外部实心层5很厚，因此无法充分地啮合外部导体6。比较例6是没有内部实心层的情况。由于没有内部实心层，因此在内部导体2与发泡树脂绝缘层4之间产生间隙，VSWR不合格，另外由于作为发泡剂的惰性气体向内部导体侧泄漏，因此无法实现高发泡化，衰减量也不合格。工业上的利用可能性本发明的高频同轴电缆具有减小了的电压驻波比及衰减量。由此，可以充分地应对为了提高通信速度和通信容量而致使用频率变高的倾向。本发明虽然是对用于完整且明确的公开的特定的实施例叙述的，然而附加的请求保护的范围并不受这些实施例限定，应当作为将对于本领域技术人员所能想到的、恰当地包含于本说明书中所说明的基本的公示范围内的全部的变更及替代性构成进行具体化的内容来理解。权利要求1.一种高频同轴电缆，是在内部导体的外周依次设置了内部实心层、发泡树脂绝缘层、外部实心层、外部导体的高频同轴电缆，其中，所述外部实心层在2GHz下具有1.0×10-4以下的介质损耗角正切。2.根据权利要求1所述的高频同轴电缆，其中，所述外部实心层的厚度为0.1mm~0.2mm。3.根据权利要求1所述的高频同轴电缆，其中，所述外部实心层含有高密度聚乙烯。4.根据权利要求1或3所述的高频同轴电缆，其中，所述外部实心层含有密度在0.960g/cm3以上、熔融流速为5~10g/分钟的材料。5.根据权利要求1或3所述的高频同轴电缆，其中，所述外部实心层含有如下材料在使用内径为2.095mm、长为8.03mm的扁平毛细管，1卯C下活塞速度为10mm/min、牵拉加速度为400m/min2的条件下，使用炉体直径为9.55mm的毛细管流变仪测定的熔融断裂张力为10~50mN。6.根据权利要求1所述的高频同轴电缆，其中，所述发泡树脂绝缘层在每100重量份作为主材料的树脂中，作为发泡成核剂，含有0.001~0.2重量份4，4，-氧代双苯磺酰肼(OBSH)或偶氮二甲酰胺(ADCA)、或者含有两者合计0.001~0.2重量份。7.根据权利要求1或6所述的高频同轴电缆，其中，所述发泡树脂绝缘层含有惰性气体的单独一种或混合气体作为发泡剂。8.根据权利要求1所述的高频同轴电缆，其中，所述发泡树脂绝缘层具有70%以上的发泡度。9.根据权利要求1所述的高频同轴电缆，其中，所述内部实心层是将低密度聚乙烯和密度比该低密度聚乙烯的密度低并且用马来酸酐进行了接枝共聚的超低密度聚乙烯混合而成的。全文摘要本发明提供一种高频同轴电缆，是在内部导体(2)的外周依次设置了内部实心层(3)、发泡树脂绝缘层(4)、外部实心层(5)、外部导体(6)的高频同轴电缆(1)，外部实心层(5)在2GHz下具有1.0×10^-4以下的介质损耗角正切。这样，高频同轴电缆(1)的电压驻波比及衰减量就会减少。文档编号C08J9/04GK101356591SQ200780001170公开日2009年1月28日申请日期2007年6月19日优先权日2006年6月20日发明者柴田友和,铃木秀幸,阿部正浩,鲸冈正继申请人:日立电线株式会社