CN1206264C - 介电性树脂发泡体及使用该发泡体的用于无线电波的透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种具备较高而且均匀的介电特性，适合用作各种介电材料的介电性树脂发泡体。提供使含有合成树脂和纤维状和/或板状介电性无机填料的树脂组合物，进行发泡而成的介电性树脂发泡体。

Description

介电性树脂发泡体及使用该发泡体的用于无线电波的透镜
技术领域
本发明涉及介电性树脂发泡体及使用该发泡体的用于无线电波的透镜。更详细地说，涉及兼备优异的介电性和轻量性，可小型化，可适用于例如：信息通讯相关方面的天线、电容器、层压电路基板、连接器、存储器等电子设备用介电材料的介电性树脂发泡体及使用该发泡体的用于无线电波的透镜。
背景技术
近年来，随着信息通讯技术的惊人发展，通过无线电波传递的信号信息量飞跃增大。在这样的背景下，要求信号信息更加准确、迅速，信息量更为增加。无线电波高频化急剧发展，利用从来没有使用过的1GHz或以上，尤其是10～20GHz的高频带，趋于正规化。
例如在卫星通讯方面，使用静止卫星，用固定了方向的抛物面天线接收发送无线电波的方法成为主流。但是，这种方法可收发的信息量有限，因而期望可使信息更为大容量化的通讯系统。最近发展确立了使多个低轨道移动卫星旋转，用地上可动式天线追踪该移动卫星的同时收发无线电波的通讯系统。采用这种通讯系统，具有各家庭单位可收发同光导纤维匹敌的大容量信息的明显优点。
在这里，作为低轨道移动卫星追踪用可动式天线，可使用楞勃透镜型天线(具备穹顶型天线、即包括楞勃透镜型用于无线电波的透镜的天线)。这种天线具有能够同时应对从多个方向传来或发出无线电波的特长，最适于用作追踪低轨道移动卫星的可动式天线。
这种楞勃透镜型天线，虽然是备有可使无线电波集束等的楞勃透镜型用于无线电波的透镜，但作为该用于无线电波的透镜，为了适应信息大容量化即无线电波高频化，要求具备优异的介电性(即高介电常数和低介质损耗)的同时，由于作为天线设置在各家屋顶，考虑到安装和安全性问题，必须要求体积小份量轻。在欧洲，为了安装工程，甚至对楞勃透镜型天线的重量设定官方标准。
但是，作为能够适应构成天线、电容器、层压电路基板、连接器、存储器等电子设备的介电性部件的小型轻量化及高性能化，且具有能大量生产所需的良好成形加工性的介电性材料，在合成树脂中配合介电性无机填充材料构成的介电性树脂组合物，已有多种建议。
例如：已知在合成树脂中配合钛酸钡、钛酸锶、钛酸钡锶等钛酸碱土金属盐等粉末状介电体而构成的介电性树脂组合物。也有使用该介电性树脂组合物的楞勃透镜型天线的提案(日本特公昭45-17242号公报，日本特公昭56-17767公报)。但是，在合成树脂中只简单配合粉末状介电体，要得到能适应无线电波高频化的介电特性(高比介电常数和低介质损耗)，必须大量配合该粉末状介电体，因而无法达到轻量和小型化。
还有在合成树脂中配合纤维状钛酸碱土金属盐等纤维状介电体构成的介电性树脂组合物(例如日本特开平5-299871号公报)。纤维状介电体能以比粉末状介电体少的使用量，获得可无线电波高频化的介电特性，因此可达到某种程度的轻量化。另一方面，纤维状介电体在合成树脂中在定方向取向，便显示出在取向方向和与此成直角的方向上产生介电特性误差的特性。这种特性对目前电子设备来说，尚未构成实用上的大问题。但在开发无线电波更加高频化以及与此相应的电子设备的发展中，对构成该设备的介电性部件来说，由于往往要求更高且更均匀的介电特性，因而期望更进一步改良。
进而，例如日本特开平8-133832号公报中，公开了在合成树脂中配合以钡、钛以及稀土类元素为主要成份的板状介电体构成的介电性树脂组合物。由于板状介电体的使用量也比粉末状介电体少，并能实现使无线电波高频带化的介电特性，所以同纤维状介电体一样，有助于某种程度的轻量化。但板状物虽不像纤维状物那样严重，也在合成树脂中取向，因此有时会产生介电特性不均匀，从需要更均匀介电特性这一点来看，还存在改良的余地。
另一方面，在日本特开平7-320537号中，记载了在聚氨酯中配合粉末状钛酸碱土金属，使其发泡构成的介电性聚氨酯发泡体。但是，要使该发泡体的介电特性，提高到可实现无线电波高频化的程度，便需要大量的粉末状介电体，因此无法适应小型化和轻量化。而且如果大量使用粉末状介电体，发泡体的机械强度会明显下降，无法供于实用。
发明的公开
因此，本发明者们为解决上述以往存在的问题，反复深入研究，终于成功得到新的介电性树脂发泡体，并完成了本发明。
即，本发明涉及使含有合成树脂和纤维状和/或板状介电性无机填充材料的介电性树脂组合物发泡构成的介电性树脂发泡体。
在此，所谓纤维状和/或板状介电性无机填充材料，是指纤维状的介电性无机填充材料和板状无机填充材料中的任何一方或双方。
本发明者发现，不仅简单地在合成树脂中配合纤维状或板状介电性无机填充材料，而且在合成树脂中配合后发泡成形为球状等的场合，板状或纤维状介电无机填充材料在合成树脂中，不仅仅在固定方向取向，而是不规则地分散，因而得到具有优异介电特性，而且介电特性均匀的树脂发泡体。
因此，本发明的介电性树脂发泡体，具有可适应无线电波高频化的优异的介电特性，即高比介电常数和较低介质损耗等的同时，介电特性非常均一、量轻，所以也能适应小型化。另外，由于含有纤维状和/或板状介电性无机填充材料，所以也具有较高的机械强度和耐热性能。
本发明的介电性树脂发泡体，在例如天线、电容器、层压电路基板、连接器、存储器等信息通讯相关电子设备中，可适合作为各种介电性部件材料使用。
另外，使用本发明介电性树脂发泡体的用于无线电波的透镜，尽管该用于无线电波的透镜具有高度均匀的介电特性，却仍能达到小型轻量化。通过将该用于无线电波的透镜设定为球状或楞勃透镜型(含各种半球状)，对于全方位的无线电波收发，能达到无无线电波障碍，顺利地使无线电波集束或扩散。
这里所说的楞勃透镜型，是指比介电常数不同的复数层在径向层压复合的球状(含半球状)，是成为各层为同心球状的型，通常各层被设定为，越是外层，介电常数越低。
例如，作为楞勃透镜型低轨道卫星追踪用天线所具备的楞勃型用于无线电波的透镜，可将12GHz、25℃时的比介电常数，设定在1.5或以上，比重在0.5或以下，优选比介电常数在2.0或以上，比重在0.5或以下。使用这种用于无线电波的透镜可适应10GHz或以上，尤其是12～20GHz的高频带。由于具有这样优异的介电特性和低比重，因此可实现小型轻量化，例如可以达到直径10～30cm左右，重量只有数Kg的程度。
附图的简要说明
图1是电子显微镜照片图(100倍)，用来代替显示本发明介电性树脂发泡体(实施例6)切面中的介电性无机填充材料的分散状态图。
图2是相同的电子显微镜照片图(1000倍)。
图3是电子显微镜照片图(1500倍)，用来代替显示比较例3的介电性树脂发泡体切面中的介电性无机填充材料的分散状态图。
图4是表示实施例8～9，比较例4～5种测定主射束增益值装置的概略图。
实施发明的最佳方案
本发明所使用的合成树脂，并无特殊限制，可以使用各种热塑性树脂和热固性树脂。作为热塑性树脂的具体例，可以列举，例如，聚乙烯、聚丙烯、聚异戊二烯、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、耐冲击性聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯树脂(AS树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS树脂)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯树脂(MBS树脂)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(MABS树脂)、丙烯腈-丙烯酸酯橡胶-苯乙烯树脂(AAS树脂)、丙烯酸类树脂、聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等)、聚碳酸酯、聚苯醚、改性聚苯醚、脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚砜、多芳基化合物、聚醚酮、聚醚腈(ポリエ一テルニトリル)、聚硫醚砜、聚醚砜、聚苯并咪唑、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、液晶聚合物等。其中考虑到发泡成形性、介电特性(尤其低介质损耗)等，优选聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯酸树脂等。热塑性树脂可以选一种单独使用，也可以根据需要选两种或以上混合使用。作为热固性树脂的具体例，可以列举例如，聚氨酯、酚醛树脂、蜜胺树脂、尿素树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙脂树脂、硅树脂、环氧树脂(双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、线性酚醛环氧树脂、甲酚-线性酚醛环氧树脂、环状脂肪族环氧树脂、缩水甘油酯系环氧树脂、缩水甘油胺系环氧树脂、杂环式环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂)等。其中优选硅树脂、聚氨酯、环氧树脂等。热固性树脂可以一种单独使用，或按需要可以两种或以上混合使用。
本发明考虑到成形加工性等因素，在合成树脂中，可优选使用热塑性树脂。
例如：作为无线电波透镜，尤其是球状或楞勃透镜型用于无线电波的透镜，使用本发明的介电性树脂发泡体的场合，考虑到发泡成形性、介电特性、耐候性等，优选热塑性树脂，特别优选聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等聚烯烃类。
作为合成树脂中配合的纤维状或板状介电性无机填充材料，可列举例如，具有用通式MO·nTiO2(式中M表示一种或一种以上的二价金属。n表示1或以上的正数)表示的组成，且其形状为纤维状或板状的物质。
作为上述通式中用M表示的二价金属，只要其氧化物可显示介电性，则没有特别限制，例如优选钡、锶、钙、镁等碱土金属或铅等。另外，“板状”一语也包含“鳞片状”、“云母状”、“薄片状”等。
作为纤维状钛酸碱土金属盐以及纤维状钛酸铅，可任意使用众所周知的品类。
板状钛酸碱土金属盐以及板状钛酸铅，可通过例如将板状氧化钛，和碱土金属或铅的氧化物、氢氧化物、无机酸盐、有机酸盐等的一种或一种以上盐的混合物；在500-1400℃的温度下进行反应而制成。在这里，作为原料一方的板状氧化钛，可以按照例如日本特公平6-88786号公报、日本特开平5-221795号公报、日本特开平10-95617号公报等公知的方法制造。板状氧化钛和碱土金属盐或铅盐的反应，可与纤维状氧化钛与碱土金属盐或铅盐的反应(下记)同样进行。纤维状氧化钛与碱土金属盐或铅盐的反应是公知的，可按例如：水热法、烧结法、湿式沉积烧结法、熔融法等实施。
作为纤维状或板状钛酸碱土金属盐以及钛酸铅的具体例，可列举例如：纤维状或板状钛酸钡、钛酸钙、钛酸镁、钛酸锶、钛酸钡锶、钛酸钡钙、钛酸钙锶、钛酸铅等。这些材料也可以是与氧化钛等其它陶瓷材料的复合材料。其中，由于钛酸钙在高频带介质损耗较小，所以优选使用。纤维状及板状钛酸碱土金属，和纤维状或板状钛酸铅可分别单独使用，或两种或以上并用。而且也可以并用纤维状物和板状物。
纤维状介电性无机填充材料的尺寸规格没有特别限制，通常可以使用平均纤维径0.01～1μm左右，优选0.05～0.5μm左右，平均纤维长0.5～100μm左右，优选3～50μm左右；纵横比(平均纤维长/平均纤维径)为5或以上，优选为10或以上的物质。此外，板状介电性无机填充材料的规格也没有特别限制，可以使用平均长径0.5～100μm左右，优选为1～20μm左右；平均短径0.2～100μm左右，优选为0.5～20μm左右；平均厚度0.01～10μm左右，优选为0.05～5μm左右；纵横比(平均长径/平均厚度)3～100左右，优选为5～50左右的物质。
对纤维状和/或板状介电性无机填充材料相对于合成树脂的配合量，也没有特别限制，可根据合成树脂的种类、纤维状和/或板状无机填充材料本身的种类或形状(包含单独使用或并用这些纤维状或板状物)、所得材料的用途和按其它需要配合的树脂添加剂的种类或配合量等各种条件，从广泛范围内适当选择。例如：如果考虑到容易将比介电常数设定在优选范围(12GHz、25℃的比介电常数为1.5或以上，尤其在2.0或以上)，得到良好的成形加工性或发泡性(也含发泡作业性)，通常可以配合介电性树脂组合物总量的30～80重量％，优选为45～75重量％的纤维状和/或板状介电性无机填充材料。
本发明的介电性树脂发泡体，可通过将合成树脂、纤维状和/或板状介电性无机填充材料以及按照需要混合树脂添加剂，得到介电性树脂组合物，并将这种介电性树脂组合物发泡成形为球状等制备。
树脂添加剂可在不损害本发明介电性树脂发泡体优异特性，且能无障碍地持续进行发泡作业的范围内配合。作为树脂添加剂，可使用以往常配合合成树脂的任一种，可列举例如：热稳定剂(如：亚磷酸、受阻苯酚、磷酸酯)、爽滑剂、脱模剂、颜料(如铬黄)、紫外线吸收剂(如：苯并三唑系紫外线吸收剂)、阻燃剂(如磷腈、磷酸酯)、润滑剂、填充材料(如：二氧化钛、碳酸钙、滑石)等。树脂添加剂也可以两种或以上并用。
而且在本发明中，在不损害本发明介电性树脂发泡体优异特性的范围内，也可以跟纤维状和/或板状介电性无机填充材料一起配合以往使用的粉末状介电体。
合成树脂、纤维状和/或板状介电性无机填充材料、树脂添加剂等的混合，可按照公知的方法进行，例如可将各种材料使用双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、捏合挤压机、多螺杆挤出机、捏和机、双辊、搅拌机、密闭式混炼器等各种混合装置。
将如此所得到的介电性树脂组合物，进行球状等发泡成形的方法，没有特别限制，可采取加热分解式发泡法、成珠发泡法、超临界流体法等任何方法。
使用热分解型化合物的加热分解型发泡，作为应用简便且成本低的方法，优选被使用。采用热分解型化合物，即发泡剂的时候，与合成树脂、纤维状和/或板状介电性无机填充材料、树脂添加剂等同时混合发泡剂，将所得树脂组合物在适当的球状模具内充填，通过加压或非加压下加热进行发泡。作为发泡剂，可使用公知品类，可列举例如：ADCA(偶氮二甲酰胺)、OBSH(P，P′-氧联二苯磺酰肼)、DPT(二亚硝基五亚甲基四胺)、TSH(对甲苯磺酰肼)、BSH(苯磺酰肼)、以及它们的钙盐、铝盐、钡盐、锶盐等盐类、碳酸氢钠、柠檬酸酐单钠等。其中，由于发泡均匀且细致，并能有利于确保材料强度和低介质损耗角正切，因此优选使用ADCA。发泡剂使用量，对于发泡前材料100重量份，通常可按1～20重量份、优选为3～10重量份的比例设定。在采取加热分解式发泡时，为了调节发泡速度、防止材料劣化等，可以并用各种辅助剂。相关的辅助剂有如：三碱式硫酸铅、二碱式亚磷酸盐、硬脂酸铅、硬脂酸锌、碳酸锌、氧化锌、硬脂酸钡、硬脂酸铝、硬脂酸钙、马来酸二丁基锡、尿素、马来酸等。
使用热分解式发泡剂所得到的发泡体的发泡倍率，没有特别限制，但考虑到由于所得材料的塑性变形而带来的强度降低和轻量化等，通常可按2～20倍左右、优选为5～15倍左右进行发泡。
另外，成珠发泡法也是本发明制造发泡体的有力手段。在本发明中，成珠发泡可按公知的方法实施。例如，可通过将合成树脂和纤维状和/或板状介电性无机填充材料进行熔融混炼，制成所期望形状的粒子(珠子)，使该粒子预发泡得到预发泡粒子，按需要在室温～高于室温10至30℃左右高温下晾晒数小时后，充填在适当的球状等模具内，在加压或非加压下加热，使该预发泡粒子加热熔合进行发泡成形，便可制成本发明的介电性树脂发泡体。
至于将合成树脂、纤维状和/或板状介电性无机填料进行熔融混炼，可利用上述一般性混合装置。通过熔融混炼所得粒子的形状，没有特别限制，可按希望制成如：圆柱状、椭圆球状、球状、立方体状、长方体状、四脚砌块状等。另外，对于该粒子的大小也无限制，但考虑到作业性、最终所得楞勃透镜型等用于无线电波的透镜的机械强度等物性，通常可设定粒径为0.05～5mm左右，优选为0.1～3mm左右。在熔融混炼合成树脂和纤维状和/或板状介电性无机填料时，可适量配合其它树脂添加剂。作为该树脂添加剂，可列举如：滑石粉末等气泡调整剂、碳酸钠等核剂、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、爽滑剂、脱模剂、染料、颜料、抗静电剂、填充剂等。该树脂添加剂既可以一种单独使用，也可以两种或以上并用。
合成树脂和纤维状和/或板状介电性无机填料的预发泡粒子，也可按公知的方法实施。例如：首先在高压釜等耐压容器中，在该粒子的水分散液中配合挥发性发泡剂，在加压下加热混合，使挥发性发泡剂含浸入该粒子中。然后将含浸挥发性发泡剂粒子，排放到压力比耐压容器更低的空间(如大气中)中，由此产生发泡，得到预发泡粒子。
在用水分散合成树脂和纤维状和/或板状介电性无机填料的粒子时，可配合的分散剂如：碱式叔磷酸钙、碱式碳酸镁、碳酸钙等，作为可配合的分散辅助剂如：十二烷基苯磺酸钠、n-链烷烃磺酸钠、α-烯烃磺酸钠等。分散剂和分散辅助剂的配合量没有特别限制，可按合成树脂种类，介电性无机填料的形状和种类等各种条件，从广泛范围中作适当选择，但通常可按水100重量份，分散剂为0.1～5重量份左右，分散辅助剂为0.001～3重量份左右进行配合。
作为挥发性发泡剂可任选成珠发泡中常用的品种，可列举的如：丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷等脂肪烃类，环丁烷、环戊烷、环己烷等脂环烃，甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等低级醇类，氯甲烷、二氯甲烷、氯乙烷、三氯三氟甲烷、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷、三氯三氟甲烷等卤化烃类、二氧化碳、氮等惰性气体等。挥发性发泡剂可单独使用一种，也可两种或以上并用。挥发性发泡剂的使用量没有特别限制，可按照所要得到预发泡粒子乃至发泡体的设定发泡倍率、合成树脂的种类、介电性无机填料的种类和形状、将要预发泡的粒子的形状和大小等种种条件，在广泛范围内适当选择，但将要预发泡粒子中的合成树脂总量设为100重量份，通常可定为1～80重量份、优选为5～60重量份。
在粒子中含浸挥发性发泡剂，通常可在10～50Kgf/cm2左右的加压和100～150℃左右加热下，优选晾晒30分钟左右。然后将挥发性发泡剂含浸粒子，从例如设置在耐压容器接口前端的锐孔(直径1～10mm左右)排放到大气中，便可得到预发泡粒子。预发泡粒子的发泡倍率没有特别限制，但考虑到下一工序的发泡成形性等，通常可设定为2～100倍，优选为5～70倍左右。
将该预发泡粒子按照需要，可在室温～高于室温10～30℃左右的高温下晾晒数小时后，充填模具，加热发泡成形。将预发泡粒子充填模具，可使用公知方法，例如可将预发泡粒子同加压空气一起强制送入。加热方法也众所周知，例如可采用向模具内提供0.5～5Kgf/cm2左右，优选为1.0～3.5Kgf/cm2左右的水蒸气的方法。此时加热时间通常可设定为数秒～数分左右，优选为10～60秒左右。发泡成形完成后，可采用水冷、放冷等方法进行冷却。如此便可以通过成珠发泡法制成本发明的发泡体。
再有，作为根据超临界流体法的发泡方法，可使用在树脂中配合纤维状和/或板状介电性无机填料的组合物，含浸超临界二氧化碳，急剧减压的方法。
本发明的介电性树脂发泡体，可通过如上述在模具内发泡成形，或在发泡后采用通常切削加工等方法进行成形加工，便可制成所期望形状的发泡成形体。
本发明的介电性树脂发泡体，也可制成中空球状(球壳状)发泡体。进而，本发明介电性树脂发泡体也可将比介电常数不同的两种或以上的层，在径方向层压复合，制成各层成同心球状复数层结构的球状发泡体(即楞勃型)。
将本发明的介电性树脂发泡体，制成球状或楞勃透镜型用于无线电波的透镜的场合，尽管可以先制造发泡体坯块，再进行切削加工，制成所期望的形状(如球状、球壳状、半球壳状)，但较为理想的还是预先使用所望球状等模具，按所望形状进行发泡成形。
另外，在制成楞勃型用于无线电波的透镜时，可采用将球状体(包含半球状体)和与该球状体比介电常数不同，而且各自比介电常数都不同的复数(或单数)球壳(中空球体)进行组合的方法。
实施例
以下列举实施例和比较例，进一步详细说明本发明。
实施例1
向聚乙烯(LDPE、密度0.922、MFR1.1)100重量份中，添加偶氮二碳酰胺(发泡剂)5重量份，板状钛酸钙100重量份，和过氧化二异丙苯(交联剂)0.7重量份，经过混炼辊在130℃下熔融混炼后，加压制成厚度3mm发泡性未交联板。
将所制发泡性未交联板，放入加热到160℃的吉尔老化恒温箱中，加热到发泡倍率约5倍，使树脂交联并发泡，得到发泡倍率约5倍的发泡体。
实施例2
除使用纤维状钛酸钙代替板状钛酸钙之外，其余与实施1相同制成发泡倍率约5倍的发泡体。
比较例1
除不加板状钛酸钙以外，与实施例1相同制成发泡倍率约5倍的发泡体。
比较例2
除使用粉末状钛酸钙代替板状钛酸钙以外，与实施例1相同制成发泡倍率约5倍的发泡体。
测量上述实施例1～2和比较例1～2所得发泡体的比重、比介电常数和介质损耗角正切(同以25℃、12GHz、导波管法，以下各实施例及比较例亦相同)。结果如表1所示
表1
无机填料 配合量 比重 比介电常数(εγ) 介质损耗角正切(tanδ) 发泡倍率
实施例1   板状钛酸钙 100 0.298 1.91 0.0007 5倍
实施例2   纤维状钛酸钙 100 0.298 1.87 0.0009 5倍
  比较例1   -     0  0.184     1.24     0.0005  5倍
  比较例2   粉末状钛酸钙     100  0.299     1.76     0.001  5倍
另外，表中的纤维状或板状钛酸碱土金属盐的规格特征如下：实施例1：板状钛酸钙平均长径8μm、平均短径5μm、平均厚度1.0μm、纵横比(平均长度/平均厚度)8。
实施例2：纤维状钛酸钙平均纤维径0.5μm、平均纤维长7μm、纵横比(平均纤维长/平均纤维径)14。
比较例2：粉末状钛酸钙平均粒子径1μm。
由表1可知，本发明发泡体即便是相同量的介电性无机填料且相同的发泡倍率，也具有较高的比介电常数。
实施例3
除使用200重量份板状钛酸钡(平均长径10μm、平均短径6μm、平均厚度1.2μm、纵横比(平均长径/平均厚度)8.3)取代板状钛酸钙之外，与实施例1相同制造发泡倍率约5倍的发泡体。
所得发泡体比重为0.417。且其比介电常数和介质损耗角正切分别是2.62和0.0130。
实施例4
除使用200重量份板状钛酸锶(平均长径10μm、平均短径5μm、平均厚度1.1μm、纵横比(平均长径/平均厚度)9)取代板状钛酸钙之外，与实施例1相同制造发泡率约5倍的发泡体。
所得发泡体比重为0.401。且其比介电常数和介质损耗角正切分别是2.37和0.0008。
实施例5
除使用200重量份纤维状钛酸钙锶(平均纤维径0.6μm、平均纤维长6μm、纵横比(平均纤维长/平均纤维径)10)取代板状钛酸钙之外，与实施例1相同制造发泡倍率约5倍的发泡体。
所得发泡体比重为0.394。且其比介电常数和介质损耗角正切分别是2.59和0.0006。
实施例6
将聚乙烯(LDPE、密度0.922、MFR1.1)100重量份，纤维状钛酸钙(与实施例2相同的产品)100重量份，滑石1重量份和碳酸钠0.01重量份，投入双螺杆挤出机(商品名：KTX46、(株)神户制钢所制)，在170℃温度下熔融混炼，制成粒径0.8～1.2mm树脂珠子(以“珠子”表示发泡用颗粒)。
将该树脂珠子1500g、离子交换水3000g、戊烷100g、碱式叔磷酸钙20g和n-链烷烃磺酸钠0.3g，装入在下部具备可在保持内压同时将内装物向外排入的阀门的5立升容量的高压釜中，在120℃下保持2小时，使树脂珠子含浸戊烷。使该含浸戊烷的树脂珠子，从高压釜下部阀门通过孔径4.4mm的小孔板，排放到大气压下，使其发泡制成发泡倍率约10倍的预发泡珠子。
将该预发泡珠子在35℃下保持6小时后，投入耐压容器，以气压压缩，以压缩率36％充填320×320×60mm块状模具中。
然后将蒸气压1.0Kgf/cm2的水蒸气引入模具内，驱出模具内的空气后，再将相同蒸气压的水蒸气导入30秒钟，使充填的预发泡珠子发泡成形，进行冷却。将从模具内取出的发泡成形体，在80℃温度下养生干燥20小时，制成表面外观良好的发泡体。
所得发泡体的比重为0.150。且其比介电常数和介质损耗角正切分别为1.52和0.0006。
再将该发泡体切开，用电子显微镜观察切断面。其状态如图1和图2所示。可以确认本发明发泡体，纤维状钛酸钙并不按固定方向取向，为不规则的分散状态。而且就该发泡体，从多个方向测量介电常数和介质损耗角正切，全都在上述比介电常数和介质损耗角正切的测定误差范围内，显示出大致固定的值。
实施例7
除使用己烷代替戊烷、以碱式碳酸钙代替碱式叔磷酸钙，和使用十二烷基苯磺酸取代n-链烷烃磺酸钠之外，与实施例6相同制成预发泡珠子。将该预发泡珠子在40℃下保持6小时后，放入耐压容器，以大气压缩，按压缩率36％向直径320mm球状模具内充填。然后向模具内导入蒸气压1.0Kgf/cm2的水蒸气，驱出模具内的空气后，再将相同蒸气压的水蒸气导入30秒钟，使已充填的预发泡珠子发泡成形，冷却。将从模具中取出的发泡成形体，在80℃的温度下养生干燥20小时，便制成表面外观良好的球状发泡体。
所得发泡体的比重为0.153，比介电常数为1.49，介质损耗角正切为0.0007。
切断该发泡体，用电子显微镜观察切断面，便可确认纤维状钛酸钙不按固定方向取向，呈不规则的分散状态。且对该发泡体，从多个方向测定介电常数和介质损耗角正切，全都在上述比介电常数和介质损耗角正切的测定误差范围内，显示出大致固定的值。
比较例3
将聚乙烯(LDPE、密度0.922、MFR1.1)100重量份、纤维状钛酸钙(与实施例2相同的产品)100重量份、滑石1重量份和碳酸钠0.01重量份，投入双螺杆挤出机(商品名：KTX46、(珠)神户制钢所制)，在170℃温度下熔融混炼，制成粒径0.8～1.2mm的树脂颗粒。
将该树脂颗粒，使用备有320×320×60mm块状模具的注射成形机，在机筒温度170℃、注射压力600Kgf/cm2、模具温度40℃的条件下注射成形，制成块状。所得块状物比重为1.48，比介电常数为8.5，介质损耗角正切为0.0018。
又，切断该块体，用电子显微镜观察切断面。其状态如图3所示。该块体可确认纤维状钛酸钙取向状况。
该块体虽在纤维状钛酸钙的取向方向显示了上述介电特性，但在和取向方向成直角的方向却显示了不同的比介电常数和介质损耗角正切。
如实施例6、7和比较例3所表明的，本发明的发泡体是由在全方位具有均匀介电特性的轻量体构成，在介电性部件中正适合用作天线用于无线电波的透镜，特别是楞勃透镜型低轨道卫星追踪用天线的用于无线电波的透镜。
实施例8
除将预发泡时戊烷投入量设定为30g、制造发泡倍率约3倍的预发泡珠子，还有使用该预发泡珠子和直径450mm的球状模具之外，与实施例6相同，制成比介电常数3.4的球状用于无线电波的透镜(发泡体)。将该用于无线电波的透镜如图4所示，设为接收天线用于无线电波的透镜，在如图4所示的测定系中，测定由发送天线发送，由接收天线接收的主射束的增益值。测定结果如表2所示。
另外，使用于无线电波的透镜在图4所示的x-y面上旋转360°，在就主射束增益值的同样性评价时，具有几乎无误差的同样的特性。
比较例4
除使用粒状钛酸钙代替纤维状钛酸钙，预发泡时戊烷投入量为37g之外，与实施例8相同，制成比介电常数3.4的球状用于无线电波的透镜。且除将该用于无线电波的透镜设为图4所示接收天线的用于无线电波的透镜之外，按实施例8同样条件，测定主射束增益值。测定结果如表2所示。
另外，与实施例8相同，使用于无线电波的透镜在x-y面上旋转360°，就主射束增益值的同样性评价时，用于无线电波的透镜有±2.0dB的较大误差。
表2
比介电常数(εγ)   增益值(dB)   重量(Kg)
    实施例8 3.4   29.4   38
    比较例4 3.4   27.1   45
如实施例8和比较例4所表明，可知本发明用于无线电波的透镜不仅增益值高(大)，且质轻。
实施例9
除将预发泡时的戊烷投入量设为34g，制造发泡倍率约3倍的预发泡珠子，进而使用该预发泡珠子和形状不同的模具之外，与实施例6相同，制成1个比介电常数2.94、直径370mm的球状发泡体。另外，除预发泡时戊烷投入量设为56g，制造发泡倍率约5倍的预发泡珠子，并使用该预发泡珠子和形状不同的模具之外，与实施例6相同，制成2个比介电常数2.05，外直径422mm，内直径370mm的半球壳发泡体。此外，除使用形状不同的模具外，与实施例6相同(材料、方法都相同)，制成2个比介电常数1.50，外直径450mm、内直径422m的半球壳发泡体。
然后将其组合，制成3层结构的楞勃透镜型用于无线电波的透镜。
除将该用于无线电波的透镜用作接收天线的用于无线电波的透镜之外，按与实施例8相同条件，测定主射束增益值。测定结果如表3所示。
另外，与实施例8相同，使用于无线电波的透镜沿图4所示x-y面旋转360°，就主射束增益值的同样性评价时，用于无线电波的透镜具有几乎无误差的同样特性。
比较例5
除使用粒状钛酸钙代替纤维状钛酸钙、将预发泡时的戊烷投入量分别设为35g、59g、110g，分别制造发泡倍率约3倍、5倍、10倍的预发泡珠子，进而分别使用这些预发泡珠子之外，其余则与实施例9相同，分别制成比介电常数约2.94、直径370mm球状发泡体1个，比介电常数约2.05，外直径422mm、内直径370mm的半球壳发泡体2个，比介电常数约1.50，外直径450mm、内直径422mm的半球壳发泡体2个，将其组合，制成由3层构成的楞勃透镜型用于无线电波的透镜。
除将该用于无线电波的透镜用作接收天线用于无线电波的透镜之外，用与实施例9相同条件，测定主射束增益值。测定结果如表3所示。
另外，与实施例9相同，使用于无线电波的透镜在图4所示x-y面上旋转360°，就主射束增益值的同样性评价时，该用于无线电波的透镜有±1.5dB较大误差。
表3
外直径(mm)   内直径(mm)  比介电常数   增益值(dB)   重量(Kg)
1层 2层  3层   2层   3层  1层  2层  3层
实施例9 370 422  450   370   422  2.94  2.05  1.50   29.8   14
比较例5 370 422  450   370   422  2.94  2.05  1.50   27.8   17
如实施例9和比较例5所表明的，可知本发明的用于无线电波的透镜，不仅增益值高(大)，且质轻。
如上所示，本发明所涉及的介电性树脂发泡体，均匀具备较高的介电特性。因此适合用于球状镜和楞勃透镜等各种介电材料。

Claims (5)

1.一种介电性树脂发泡体，其特征在于，是将含有热塑性树脂和纤维状和/或板状的介电性无机填料的树脂组合物进行发泡成形构成的。
2.如权利要求1记载的介电性树脂发泡体，其中介电性无机填料为纤维状和/或板状钛酸碱土金属盐。
3.如权利要求1或2记载的介电性树脂发泡体，在12GHz、25℃时比介电常数为1.5或以上。
4.一种用于无线电波的透镜，其特征在于，是使用含有热塑性树脂和纤维状和/或板状的介电性无机填料的树脂组合物进行发泡形成的介电性树脂发泡体，并且比介电常数均一且被形成为球状。
5.一种用于无线电波的透镜，其特征在于，是使用含有热塑性树脂和纤维状和/或板状的介电性无机填料的树脂组合物进行发泡形成的介电性树脂发泡体，被形成为比介电常数不同的复数层在径向层压的球状，并被形成为各层形成同心球状的楞勃透镜型。
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