JP2003273630A - アンテナ素子 - Google Patents
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Abstract
板材料よりも優れた電気特性を有するポリテトラフルオ
ロエチレン系樹脂を使用した、高周波数領域においても
誘電損失の少ないアンテナ素子を提供する。 【解決手段】 ポリテトラフルオロエチレン系樹脂から
なり、特定の条件で作製、測定した12GHzにおける
誘電正接が2.0×10-4以下であるシートの少なくと
も片面に金属箔を有するアンテナ素子である。前記誘電
正接が、1.50×10-4以下であることが好ましい。
Description
する。詳細には、携帯電話基地局などに使用されるアン
テナのアンテナ素子に関する。
マンションなど高層建築物の屋上に設置されており、低
誘電損失樹脂基板の両面に銅箔を貼り付けてエッチング
されたアンテナ素子部により形成されている。
代へと移行中である。第2世代携帯電話では1〜2GH
z、第3世代では2〜4GHz、さらに第4世代では5
〜8GHzの周波数領域が使用されており、高周波ほど
絶縁体の誘電正接(以下、tanδと称す)による誘電
損失(電力ロス)が大きくなる。さらに、アンテナ素子
の樹脂基板には数百ワットの電力がかかるため、tan
δがおおむね1.5×10-4以下のレベルの低誘電損失
材料を使用する必要がある。そして、この誘電損失を低
下させるためにインピーダンスを入出力にあわせる必要
があり、低誘電率であることも求められる。
接着性および価格の点でシアネート樹脂が使用されてい
る。この樹脂の電気特性は、tanδが約10-3であ
り、耐用年数は15年であるといわれている。
tanδが大きく、誘電損失が大きいため伝送損失が大
きいという問題がある。
接着する方法として、基板を表面処理する、非フッ素樹
脂接着剤を使用する、あるいは、これらを併用する方法
があげられるが、これらの方法は、工程が複雑で生産効
率が悪い、初期接着強度は得られるが、温度変化や高温
下での接着強度低下が大きく、最高80℃から最低零下
数℃までと温度変化の大きい屋外でのアンテナ素子に用
いられた場合には剥離が生じる、非フッ素樹脂接着剤を
用いた場合、風雨、直射日光にさらされるため剥離が生
じたり、誘電損失が発生するなどの問題がある。
解決し、従来用いられている基板材料よりも優れた電気
特性を有するポリテトラフルオロエチレン系樹脂を使用
した、高周波数領域においても誘電損失の少ないアンテ
ナ素子を提供することを目的とする。
リテトラフルオロエチレン系樹脂からなり、下記条件
(1)で作製、測定した12GHzにおける誘電正接が
2.0×10-4以下であるシートの少なくとも片面に金
属箔を接着されてなるアンテナ素子に関する。
レンファインパウダーを円柱状に圧縮成形する。この円
柱から切出した厚さ0.5mmのシートを熱風循環式電
気炉で380℃にて5分間加熱焼成する。ついで60℃
/時間の冷却速度で常温にまで放冷してサンプルシート
を作製する。
イザーを使用し、空洞共振器により前記作製されたフィ
ルムの共振周波数およびQ値の変化を測定し、12GH
zにおける誘電正接を次式にしたがって算出する。 tanδ=(1/Qu)×{1+(W2/W1)}−(P
c/ωW1)
(Hz) F2:共振点からの減衰量が3dBである下側周波数
(Hz) ε0:真空の誘電率(H/m) εr:サンプルの比誘電率 μ0:真空の透磁率(H/m) Rs:導体空洞の表面粗さも考慮した実効表面抵抗
(Ω) J0:−0.402759 J1:3.83171
あることが好ましい。
が、標準比重2.192以上であることが好ましい。
あることが好ましい。
90%以下であることが好ましい。
末端基がフッ素化されていることが好ましい。
理したのち、熱融着により接着されてなることが好まし
い。
理したのち、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシア
ネート樹脂からなる群より選ばれた少なくとも1種の樹
脂接着剤を介して接着されてなることが好ましい。
機化合物を含む不活性ガス雰囲気中での放電処理、
(ロ)エキシマレーザ照射、(ハ)プラズマ処理、また
は(ニ)金属ナトリウムを用いた化学的エッチング処理
であることが好ましい。
フェノール樹脂およびシアネート樹脂からなる群より選
ばれた少なくとも1種の樹脂接着剤を介して接着されて
なることが好ましい。
基、カルボキシル基、カルボン酸塩、カルボキシルエス
テル基およびエポキシ基からなる群より選ばれた少なく
とも1種の官能基を有する官能基含有フッ素エチレン性
重合体を介して接着されてなることが好ましい。
が、(a)ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボン
酸塩、カルボキシルエステル基およびエポキシ基からな
る群より選ばれた少なくとも1種の官能基を有する官能
基含有フッ素エチレン性単量体0.05〜30モル%と
(b)該官能基を有さない含フッ素エチレン性単量体の
うちの少なくとも1種の単量体70〜99.95モル%
とを共重合して得られる官能基含有含フッ素エチレン性
重合体であることが好ましい。
レン性単量体(a)が、 CX2=CX1−Rf−Y (1) (式中、XおよびX1は同じかまたは異なりいずれも水
素原子またはフッ素原子、Yは−CH2OH、−COO
H、カルボン酸塩、カルボキシエステル基またはエポキ
シ基、Rfは炭素数1〜40の2価の含フッ素アルキレ
ン基、炭素数1〜40の2価の含フッ素オキシアルキレ
ン基、炭素数1〜40のエーテル基を含む含フッ素アル
キレン基、または炭素数1〜40のエーテル基を含む含
フッ素オキシアルキレン基を表わす)で示される少なく
とも1種の単量体であることが好ましい。
単量体(b)が、テトラフルオロエチレンであることが
好ましい。
単量体(b)が、テトラフルオロエチレン85〜99.
7モル%と CF2=CF−Rf 1 (2) (式中、Rf 1はCF3またはORf 2(Rf 2は炭素数1〜
5のパーフルオロアルキル基))で示される単量体0.
3〜15モル%との混合単量体であることが好ましい。
作製、測定した12GHzにおける誘電正接が1.5×
10-4以下であり、標準比重が2.192以上であるポ
リテトラフルオロエチレン系樹脂粉末、または(B)3
80℃における溶融粘度が106ポイズ以下であるポリ
テトラフルオロエチレン系樹脂粉末を、10重量%以上
含む組成物からなるシートの少なくとも片面に金属箔を
接着されてなるアンテナ素子に関する。
好ましい。
ましい。
系樹脂を含むことが好ましい。
末端基がフッ素化されていることが好ましい。
フェノール樹脂およびシアネート樹脂からなる群より選
ばれた少なくとも1種の樹脂接着剤を介して接着されて
なることが好ましい。
して得られることが好ましい。
処理により成形して得られることが好ましい。
ルオロエチレン系樹脂(以下、PTFE系樹脂と称す)
は、テトラフルオロエチレン(TFE)の単独重合体、
またはテトラフルオロエチレン99.9〜99.999
9モル%と、式(I): CX2=CY(CF2)nZ (I) (式中、X、YおよびZは同じかまたは異なりいずれも
水素原子またはフッ素原子、nは1〜5の整数)で示さ
れるフルオロオレフィンおよび式(II): CF2=CF−ORf (II) (式中、Rfは炭素数1〜3のパーフルオロアルキル
基)で示されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテ
ル)よりなる群から選ばれた少なくとも1種のモノマー
0.0001〜0.1モル%との共重合体である変性量
0.1重量%以下の変性ポリテトラフルオロエチレンの
ファインパウダーであることが好ましい。
ンとしては、たとえばヘキサフルオロプロピレン(以
下、HFPと略す)などのパーフルオロオレフィン;パ
ーフルオロブチルエチレンなどのフルオロオレフィンな
どがあげられる。これらのうちでは電気特性に優れる点
から、HFPが好ましい。
ロ(アルキルビニルエーテル)としては、パーフルオロ
(メチルビニルエーテル)(以下、PMVEと略す)、
パーフルオロ(エチルビニルエーテル)(以下、PEV
Eと略す)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)
(以下、PPVEと略す)があげられる。これらのうち
では電気特性に優れる点から、PMVEが好ましい。
剤、特に含フッ素系の乳化剤の存在下に重合開始剤を用
いて乳化分散重合することにより得られる。得られる重
合体の分子量を低分子量化するには、重合開始剤の量を
増やす、連鎖移動剤を添加する、変性モノマーの添加な
どの方法が採用される。重合開始剤としては、たとえば
過硫酸アンモニウム(APS)、ジコハク酸パーオキサ
イド(DSP)などが、連鎖移動剤としてはたとえば水
素、メタン、エタンなどの炭化水素などがあげられる。
粒子を芯−殻構造とすることにより、成形性、とりわけ
ペースト押出成形性を向上させることもできる。芯−殻
構造としては、たとえば芯をTFEの単独重合体で構成
し、殻を変性PTFEで構成したものが、ペースト押出
成形性が良好な点から好ましい。
でサンプルを作製し、以下の方法でtanδ値を測定す
ると、12GHzでの誘電正接(tanδ)が2.0×
10 -4以下を示す。1.5×10-4以下であることが好
ましい。tanδが2.0×10-4をこえると、誘電損
失が大きくなる。
フルオロエチレンファインパウダーを円柱状に圧縮成形
する。この円柱から切出した厚さ0.5mmのシートを
熱風循環式電気炉で380℃にて5分間加熱焼成する。
ついで60℃/時間の冷却速度で常温にまで放冷してサ
ンプルシートを作製する。
イザー(ヒューレットパッカード社製、HP8510
C)を使用し、空洞共振器により前記作製されたフィル
ムの共振周波数およびQ値の変化を測定し、12GHz
におけるtanδを次式にしたがって算出する。次式
は、埼玉大学工学部の小林禧夫氏および佐藤純也氏が開
発された計算式(小林禧夫、佐藤純也「誘電体平板材料
のマイクロ波複素誘電率測定」信学技報、MW87−
7、1987年5月号)にしたがっている。ただし、1
2GHzの空洞共振器にサンプルを挿入すると、サンプ
ルにより共振周波数が変化し、12GHzよりも低くな
る。その共振周波数の値は、PTFE500μm厚のサ
ンプルでおよそ11.74GHzである。この場合、無
サンプル状態での共振周波数をもってtanδを表記す
る。 tanδ=(1/Qu)×{1+(W2/W1)}−(P
c/ωW1)
(Hz) F2:共振点からの減衰量が3dBである下側周波数
(Hz) ε0:真空の誘電率(H/m) εr:サンプルの比誘電率 μ0:真空の透磁率(H/m) Rs:導体空洞の表面粗さも考慮した実効表面抵抗
(Ω) J0:−0.402759 J1:3.83171
92以上であることが好ましい。より好ましくは2.2
00以上である。また、その上限は、2.3、好ましく
は2.280である。標準比重が2.3のPTFE系樹
脂は、完全に結晶化されており、現実には存在しない。
すなわち本発明で用いるPTFE系樹脂は、高結晶化度
のものであることが好ましい。標準比重が2.192よ
り小さいと、結晶化度が低くなり、誘電正接(以下、t
anδと称す)が高くなったり、成形加工性に劣る傾向
にある。一方、標準比重が高いと機械的強度が低下する
点で問題がある。
子量は、500万以下であると考えられ、本発明では、
このような低分子量のPTFE系樹脂が好ましく使用さ
れる。
ル源と接触させることによりフッ素化処理して、末端不
安定基を安定化することが好ましい。前記末端不安定基
をフッ素化すると、熱安定性だけでなく、加工特性、t
anδなどの高周波特性も改善される。さらに、それか
ら得られるシートの高周波特性および機械的特性も改善
される。
0℃であることが好ましい。より好ましくは、110〜
200℃である。反応温度が100℃より低いと、反応
速度が遅くなる傾向にある。反応温度が250℃をこえ
ると、PTFE系樹脂同士が融着したり分解揮散する傾
向にある。
ほか、ClF、ClF3、BrF3、IF3などのハロゲ
ン化フッ化物;XeF2、XeF4、KrF2などの希ガ
スのフッ化物;NF3、NF2などの含窒素フッ素化合物
など前記反応温度でガス状の化合物があげられる。なか
でも、取扱い性、価格の点からフッ素ガスが最も好まし
い。フッ素ガスを用いてフッ素化処理をする場合、PT
FE系樹脂を110〜250℃にて、フッ素ガスと1〜
10時間接触させる。好ましくは、反応温度180〜2
30℃である。また反応時間は、2〜5時間であること
が好ましい。反応圧力は0.1〜1MPa程度でよく、
好ましくは大気圧である。フッ素ガスは純粋なフッ素ガ
スでもよく、また窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガ
スなどの不活性ガスで5〜25容量%、好ましくは7〜
20容量%に希釈して使用してもよい。
反応時間、フッ素ラジカル源の種類などによって異なる
が、フッ素原子に換算して、PTFE系樹脂100重量
部(以下、「部」という)に対し、0.01〜1部が好
ましい。より好ましくは0.1〜0.5部である。フッ
素ラジカル源の添加量が0.01部より少ないと、原料
PTFEのフッ素化が不充分となる傾向にある。またフ
ッ素ラジカル源の添加量が1部をこえても、フッ素化の
効果は向上せず、不経済となる傾向にある。
は、固―気接触を充分に行なうことができる装置であれ
ば問題なく使用できる。具体的には流動床型、棚段型の
固―気接触反応装置があげられる。
E系樹脂からなり、標準比重が2.192以上であるこ
とが好ましい。より好ましくは2.200以上である。
また、その上限は、2.3、好ましくは2.280であ
る。標準比重が2.192より小さいと、結晶化度が低
くなり、誘電正接(以下、tanδと称す)が高くなっ
たり、成形加工性に劣る。一方、標準比重が高いと機械
的強度が低下する点で問題がある。なお、前記標準比重
は、温度25℃の条件下、空気中のサンプル重量
(W1)と水中でのサンプル重量(W2)の差から、サン
プルの密度(ρs)を求める方法で、下記の式で表され
る。
には、標準比重が2.192以上である前記PTFE系
樹脂を20重量%以上、さらには70重量%以上含んで
いることが好ましい。
記条件(1)で作製、測定した12GHzにおける誘電
正接が1.5×10-4以下であり、標準比重が2.19
2以上であるポリテトラフルオロエチレン系樹脂粉末、
または(B)380℃における溶融粘度が106ポイズ
以下であるポリテトラフルオロエチレン系樹脂粉末を、
10重量%以上含む組成物からなるシートの少なくとも
片面に金属箔が接着されている。
末の、条件(1)で作製、測定した12GHzにおける
誘電正接が1.5×10-4より大きく、標準比重が2.
192より小さいと、誘電損失が大きくなる傾向にあ
り、また、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂粉末の3
80℃における溶融粘度が106ポイズをこえると、誘
電損失が大きくなる傾向にある。前記溶融粘度は、より
好ましくは、105ポイズ以下である。また、前記ポリ
テトラフルオロエチレン系樹脂粉末は、シートの10重
量%以上含み、30重量%以上含むことが好ましい。前
記ポリテトラフルオロエチレン系樹脂粉末が10重量%
より少ないと、誘電損失が小さくなる効果が得られにく
い傾向にある。
樹脂、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、末端基がフ
ッ素化されているポリテトラフルオロエチレン系樹脂な
どを含んでいてもよい。
め、プレス成形法、シートまたはチューブ(パイプ)押
出などの押出成形法、圧縮成形法などの成形法によって
成形加工する。
る。焼成温度は360〜400℃が適当である。
た結晶転化率90%以下に半焼成化してもよい。
あるいはスカイブなどにより、PTFE系樹脂を含むシ
ートが得られる。
が、1〜5mmであることが好ましい。1mmより小さ
いと、機械的強度が不足する傾向にある。5mmをこえ
ると、電磁波の透過減衰が大きくなる傾向にある。
トは、マイクロ波領域(3〜30GHz)、特に高周波
領域における電気特性に優れたものであり、tanδは
12GHzで2.0×10-4以下、好ましくは1.5×
10-4以下である。
ては空洞共振法を用いる。空洞共振器を用いてサンプル
を測定した場合共振周波数は低下するが、そこで測定し
たtanδは一般的には無負荷の周波数での値として表
記している。
送損失を小さく抑えることが求められている。そして、
その伝送損失は、以下の式により求められる。 伝送損失=導体損+誘電体損(αd)
√(誘電率)×tanδ で表わされる。誘電体損はtanδに比例しており、ア
ンテナの伝送損失低減のためには、tanδの低減によ
る効果が大きいことがわかる。
tanδが1.50×10-4以下に低減されているの
で、アンテナ素子として使用した場合の伝送損失を大き
く低減することができる。
なくとも片面に金属箔を有している。前記金属箔として
は、銅や無酸素銅などが好ましく使用される。金属箔の
厚さは、特に限定されないが、0.05〜1.0mmで
あることが好ましい。
のち、シート表面に熱融着により接着されてなることが
好ましい。
理したのち、あるいは表面処理せずに、シート表面にエ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂から
なる群より選ばれた少なくとも1種の樹脂接着剤、また
はヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボン酸塩、カ
ルボキシルエステル基およびエポキシ基からなる群より
選ばれた少なくとも1種の官能基を有する官能基含有フ
ッ素エチレン性重合体を介して接着されることが好まし
い。なかでも、シートと金属箔との間にはさむ、あるい
は、粉体、溶液または分散液をシートに塗布し、金属箔
をのせたのち、熱融着させるだけで、容易に接着できる
点、金属との接着強度について、初期接着力だけでな
く、激しい温度変化や高温下においても接着強度が低下
しないため、熱処理を伴う後加工が可能である点、フッ
素樹脂が主鎖であるため耐候性に優れ、屋外での寿命が
長い点、および誘電損失が発生しにくい点で、官能基含
有含フッ素エチレン性重合体(以下、官能基含有PFA
と称す)が好ましい。
機化合物を含む不活性ガス雰囲気中での放電処理、
(ロ)エキシマレーザ照射、(ハ)プラズマ処理、また
は(ニ)金属ナトリウムを用いた化学的エッチング処理
であることが好ましい。
は、(a)ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボン
酸塩、カルボキシルエステル基およびエポキシ基からな
る群より選ばれた少なくとも1種の官能基を有する官能
基含有含フッ素エチレン性単量体0.05〜30モル%
と(b)該官能基を有さない含フッ素エチレン性単量体
のうちの少なくとも1種の単量体70〜99.95モル
%との共重合体であることが好ましい。
(a)としては、 CX2=CX1−Rf−Y (1) (式中、XおよびX1は同じかまたは異なりいずれも水
素原子またはフッ素原子、Yは−CH2OH、−COO
H、カルボン酸塩、カルボキシエステル基またはエポキ
シ基、Rfは炭素数1〜40の2価の含フッ素アルキレ
ン基、炭素数1〜40の2価の含フッ素オキシアルキレ
ン基、炭素数1〜40のエーテル基を含む含フッ素アル
キレン基、または炭素数1〜40のエーテル基を含む含
フッ素オキシアルキレン基を表わす)で示される少なく
とも1種の単量体があげられる。より具体的には、 CF2=CF−Rf 5−CH2OH (2) [式中、Rf 5は炭素数1〜40の2価の含フッ素アルキ
レン基または−ORf 6(Rf 6は炭素数1〜40の2価の
含フッ素アルキレン基または炭素数1〜40のエーテル
結合を含む2価の含フッ素アルキレン基)を表わす]、 CF2=CFCF2−ORf 7−CH2OH (3) [式中、−Rf 7は炭素数1〜39の2価の含フッ素アル
キレン基または炭素数1〜39のエーテル結合を含む2
価の含フッ素アルキレン基を表わす]、 CH2=CFCF2−Rf 1−CH2OH (4) [式中、−Rf 1は炭素数1〜39の2価の含フッ素アル
キレン基、または−OR f 2(Rf 2は炭素数1〜39の2
価の含フッ素アルキレン基または炭素数1〜39のエー
テル結合を含む2価のアルキレン基)を表わす]、また
は CH2=CH−Rf 8−CH2OH (5) [式中、Rf 8は炭素数1〜40の2価の含フッ素アルキ
レン基を表わす]、 CX2=CX1−Rf−COOY (6) (X、X1は同じかまたは異なりいずれも水素原子また
はフッ素原子、Yは水素原子、NH4もしくはI、II、I
II、IVa、VIII類元素から選ばれる金属原子、R fは炭
素数1〜40の2価の含フッ素アルキレン基、炭素数1
〜40の2価の含フッ素オキシアルキレン基または炭素
数1〜40のエーテル結合を有する2価の含フッ素アル
キレン基を表わす)で示される少なくとも1種の単量体
があげられる。前記−COOYは、より具体的には、−
COOH、−COONH4、−COONa、−COO
K、−COOLi、−COOZn、−COOAl、−C
OOMg、−COOCaなどが好ましくあげられる。
0モル%が好ましく、接着される基材の種類、形状、接
着の目的、用途、必要とされる接着力、接着剤の形態と
接着方法などの違いにより適宜選択されるが、より好ま
しくは0.05〜20モル%、とくに好ましくは0.1
〜10モル%である。前記含有率が0.05モル%未満
であると他の基材との接着性が充分えられにくく、薬品
の浸透や温度変化などによる剥離などをおこしやすい。
また、30モル%を超えると耐熱性を低下させ、高温で
の加工時の接着不良や着色や発泡、高温での使用時の分
解による、剥離や着色・発泡、溶出などを起こしやす
い。
単量体(b)としては、テトラフルオロエチレン、また
は、テトラフルオロエチレン85〜99.7モル%と CF2=CF−Rf 1 (7) (式中、Rf 1はCF3またはORf 2(Rf 2は炭素数1〜
5のパーフルオロアルキル基))で示される単量体0.
3〜15モル%との混合単量体などがあげられる。
記シートをナトリウムエッチング、プラズマ処理、エキ
シマレーザ処理、放電処理などの表面処理したのち、エ
ポキシ樹脂を付与することが好ましい。
が、0.004〜0.04g/cm2であることが好ま
しい。0.004g/cm2よりすくないと、接着強度
不足となる傾向にある。0.04g/cm2をこえる
と、伝送損失が増える傾向にある。また、あらかじめフ
ィルム状にした接着剤を前記シートに付与してもよい。
このとき、前記フィルムの厚さは、0.02〜0.2m
mであることが好ましい。0.02mmより小さいと、
接着強度不足となる傾向にある。0.2mmをこえる
と、伝送損失が増える傾向にある。
す。アンテナ素子1は、前記シート2に、前記接着剤3
を介して金属箔4を接着してなる。このとき、前記シー
トを成形したのち、金属箔を接着もよいし、前記シート
と金属箔とを接着したのち、熱処理により成形してもよ
い。前記金属箔4は、シート2の少なくとも片面に接着
されるが、シート両面に接着されることが好ましい。本
発明のアンテナ素子1の厚さは、インピーダンスの計算
から求められ、材料の誘電率に比例する。
をパイプ押出し成形したのち、2つ割りするなどして、
シート2を半円筒形とすることにより、自立性を向上さ
せることができる。
うに、前記半円筒形のアンテナ素子1を4または8個連
結したものを1本として、数本組合わせて、アンテナ5
を形成して使用される。さらに、アンテナカバー6で保
護することができる。
体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されな
い。
はつぎの方法で測定したものである。
にしたがって作製されたサンプルを用い、水置換法によ
って測定する。
レンファインパウダーを含む原料を円柱状に圧縮成形す
る。この円柱から切出した厚さ0.5mmのシートを熱
風循環式電気炉で380℃にて5分間加熱焼成する。つ
いで60℃/時間の冷却速度で常温にまで放冷してサン
プルシートを作製する。
イザー(ヒューレットパッカード社製、HP8510
C)を使用し、空洞共振器により前記作製されたフィル
ムの共振周波数およびQ値の変化を測定し、12GHz
におけるtanδを次式にしたがって算出する。
W1)}−(Pc/ωW1)
(Hz) F2:共振点からの減衰量が3dBである下側周波数
(Hz) ε0:真空の誘電率(H/m) εr:サンプルの比誘電率 μ0:真空の透磁率(H/m) Rs:導体空洞の表面粗さも考慮した実効表面抵抗
(Ω) J0:−0.402759 J1:3.83171
ィルムの作成 撹拌機、バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた6リット
ルのガラスライニング製オートクレーブに純水1500
mlを入れ、窒素ガスで充分置換したのち、真空にし、
1,2−ジクロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエ
タン(R−114)1500gを仕込んだ。
−テトラハイドロ−2,5−ビストリフルオロメチル−
3,6−ジオキサ−8−ノネノール)(式1)
ルエーテル)(PPVE)130g、メタノール180
gを窒素ガスを用いて圧入し、系内の温度を35℃に保
った。
ンガス(TFE)を内圧が8.0kgf/cm2Gとな
るように圧入した。ついで、ジ−n−プロピルパーオキ
シジカーボネートの50%メタノール溶液0.5gを窒
素を用いて圧入して反応を開始した。
で、7.5kgf/cm2Gまで低下した時点でテトラ
フルオロエチレンガスで8.0kgf/cm2まで再加
圧し、降圧、昇圧を繰り返した。
ら、重合開始からテトラフルオロエチレンガスが約60
g消費されるごとに、前記のヒドロキシ基を有する含フ
ッ素エチレン性単量体(前記式(1)で示される化合
物)の2.5gを計9回(計22.5g)圧入して重合
を継続し、重合開始よりテトラフルオロエチレンが約6
00g消費された時点で供給を止めオートクレーブを冷
却し、未反応モノマーおよびR−114を放出した。
を行なったのち、真空乾燥することにより710gの白
色固体をえた。えられた共重合体の組成は19F−NMR
分析、IR分析によりTFE/PPVE/(式(1)で
示されるヒドロキシ基を有する含フッ素エチレン性単量
体)=97.0/2.0/1.0モル%であった。ま
た、赤外スペクトルは3620〜3400cm-1に−O
Hの特性吸収が観測された。DSC分析によりTm=3
05℃、DTGA分析により1%熱分解温度Td=37
5℃であった。高化式フローテスターを用いて直径2m
m、長さ8mmのノズルを用い、372℃で予熱5分
間、荷重7kgf/cm2でメルトフローレートを測定
したところ32g/10分であった。
(株)ラボプラストミル)にて350〜370℃で押出
しを行ないペレットを作製した。
金型に入れ350℃に設定したプレス機にセットし予熱
を30分行なったのち、70kg/cm2で1分間圧縮
成形を行ない、厚さ0.1mmのフィルムをえた。
2、tanδが1.42×10-4のPTFEファインパ
ウダー(TFE/HFP=99.9970/0.003
0(モル比)、連鎖移動剤:エタン)を圧縮成型機によ
り円柱状に圧縮成形し、熱風循環式電気炉で380℃に
て60分間加熱焼成した。この円柱から厚さ1.0mm
のシート(フィルム)を切り出した。得られたフィルム
の両面に、接着剤として前記作成したフィルム(100
μm)をのせ、さらに両面に銅箔(100μm)を置い
た。これら5層の積層体を、360℃の熱板プレスで5
0kg/cm3の圧力にて、10分間加圧した。380
℃で5分間保持したのち、冷却速度1℃/時間にて27
0℃にまで徐冷した。そののち、常温にまで放冷してア
ンテナ素子(厚さ1.0mm)を得た。
nδを測定したところ、1.1×10-4であった。
剤としてアイソパーG(エッソ化学株式会社製)を17
重量%の割合で混合した。これを、押出し成形機によ
り、外径φ120mm、内径φ116mmのパイプを成
形した。前記パイプを、常温の平面プレスにて平面化
し、100℃で10分間の乾燥した。ついで、乾燥機に
て250℃で10分間加熱して、押出し助剤を除去し、
厚さ1.0mmのフィルムを得た。得られたフィルムか
ら実施例1同様にして、5層の積層体を得た。得られた
積層体を360℃の熱板プレスで50kg/cm3の圧
力にて、1分間加圧した。ついで、冷却速度1℃/時間
にて270℃にまで徐冷、常温にまで放冷し、アンテナ
素子(厚さ1.0mm)を得た。
を測定したところ、1.0×10-5であった。
(ダイキン工業株式会社製、TFE単独重合体、商品
名:ポリフロンF104)と、溶融粘度(380℃、7
kg荷重、ノズル径10mmφ)が35万ポイズPTF
Eファインパウダー(ダイキン工業株式会社製、TFE
系重合体、商品名:ルブロンL−2)とを、8:2の重
量比で、常温空気中で混合し、圧縮成型機により円柱状
に圧縮成形した。前記成形物を熱風循環式電気炉で38
0℃にて60分間加熱焼成し、冷却速度1℃/時間にて
270℃にまで徐冷、常温にまで放冷した。この円柱か
ら厚さ1.0mmのシート(フィルム)を切り出した。
得られたフィルムから、実施例1同様にしてアンテナ素
子(厚さ1.1mm)を得た。
を測定したところ、1.4×10-4であった。
TFE系重合体、商品名:ルブロン)を電気炉内に入
れ、200℃にてフッ素ラジカル源(フッ素ガス)に大
気圧、5時間の条件下で接触させ、フッ素化PTFEフ
ァインパウダーを得た。標準比重が2.17であるPT
FEファインパウダー(ダイキン工業株式会社製、TF
E単独重合体、商品名:ポリフロンF104)と、前記
フッ素化PTFEファインパウダーとを、9:1の重量
比で、常温空気中で混合し、圧縮成型機により円柱状に
圧縮成形した。前記成形物を熱風循環式電気炉で380
℃にて60分間加熱焼成し、冷却速度1℃/時間にて2
70℃にまで徐冷、常温にまで放冷した。この円柱から
厚さ1.0mmのシート(フィルム)を切り出し、実施
例1同様にしてアンテナ素子(厚さ1.1mm)を得
た。
を測定したところ、1.3×10-4であった。
(ダイキン工業株式会社製、TFE単独重合体、商品
名:ポリフロンF104)を使用したこと以外は実施例
1同様にしてアンテナ素子(厚さ1.1mm)を得た。
nδを測定したところ、1.6×10-4であった。
10J)を用いたこと以外は、実施例1同様にしてアン
テナ素子(厚さ1.7mm)を得た。
ろ、1.0×10-5であった。
製、測定した12GHzにおける誘電正接が2.0×1
0-4以下であるPTFE系樹脂シートを使用することに
より、優れた低誘電損失のアンテナ素子を得ることがで
きる。
(a)は斜視図、(b)はA−A線による断面図であ
る。
る。
例を示す図である。
Claims (25)
- 【請求項1】 ポリテトラフルオロエチレン系樹脂から
なり、下記条件(1)で作製、測定した12GHzにお
ける誘電正接が2.0×10-4以下であるシートの少な
くとも片面に金属箔を接着されてなるアンテナ素子。 条件(1) (サンプルシートの作製条件)ポリテトラフルオロエチ
レンファインパウダーを円柱状に圧縮成形する。この円
柱から切出した厚さ0.5mmのシートを熱風循環式電
気炉で380℃にて5分間加熱焼成する。ついで60℃
/時間の冷却速度で常温にまで放冷してサンプルシート
を作製する。 (誘電正接測定方法)ネットワークアナライザーを使用
し、空洞共振器により前記作製されたフィルムの共振周
波数およびQ値の変化を測定し、12GHzにおける誘
電正接を次式にしたがって算出する。 tanδ=(1/Qu)×{1+(W2/W1)}−(P
c/ωW1) 【数1】 式中の記号はつぎのものである。 D:空洞共振器直径(mm) M:空洞共振器片側長さ(mm) L:サンプル長さ(mm) c:光速(m/s) Id:減衰量(dB) F0:共振周波数(Hz) F1:共振点からの減衰量が3dBである上側周波数
(Hz) F2:共振点からの減衰量が3dBである下側周波数
(Hz) ε0:真空の誘電率(H/m) εr:サンプルの比誘電率 μ0:真空の透磁率(H/m) Rs:導体空洞の表面粗さも考慮した実効表面抵抗
(Ω) J0:−0.402759 J1:3.83171 - 【請求項2】 前記誘電正接が、1.50×10-4以下
である請求項1記載のアンテナ素子。 - 【請求項3】 前記ポリテトラフルオロエチレン系樹脂
が、標準比重2.192以上である請求項1または2記
載のアンテナ素子。 - 【請求項4】 前記シートが、標準比重2.192以上
である請求項1、2または3記載のアンテナ素子。 - 【請求項5】 前記シートが、未焼成または結晶転化率
が90%以下である請求項1、2、3または4記載のア
ンテナ素子。 - 【請求項6】 前記ポリテトラフルオロエチレン系樹脂
の末端基がフッ素化されている請求項1、2、3、4ま
たは5記載のアンテナ素子。 - 【請求項7】 前記金属箔が銅箔である請求項1、2、
3、4、5または6記載のアンテナ素子。 - 【請求項8】 前記シートと金属箔とが、シートを表面
処理したのち、熱融着により接着されてなる請求項1、
2、3、4、5、6または7記載のアンテナ素子。 - 【請求項9】 前記シートと金属箔とが、シートを表面
処理したのち、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシ
アネート樹脂からなる群より選ばれた少なくとも1種の
樹脂接着剤を介して接着されてなる請求項1、2、3、
4、5、6または7記載のアンテナ素子。 - 【請求項10】 前記表面処理が、(イ)官能基を有す
る有機化合物を含む不活性ガス雰囲気中での放電処理、
(ロ)エキシマレーザ照射、(ハ)プラズマ処理、また
は(ニ)金属ナトリウムを用いた化学的エッチング処理
である請求項8または9記載のアンテナ素子。 - 【請求項11】 前記シートと金属箔とが、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂からなる群よ
り選ばれた少なくとも1種の樹脂接着剤を介して接着さ
れてなる請求項1、2、3、4、5、6または7記載の
アンテナ素子。 - 【請求項12】 前記シートと金属箔とが、ヒドロキシ
ル基、カルボキシル基、カルボン酸塩、カルボキシルエ
ステル基およびエポキシ基からなる群より選ばれた少な
くとも1種の官能基を有する官能基含有フッ素エチレン
性重合体を介して接着されてなる請求項1、2、3、
4、5、6または7記載のアンテナ素子。 - 【請求項13】 前記官能基含有フッ素エチレン性重合
体が、(a)ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボ
ン酸塩、カルボキシルエステル基およびエポキシ基から
なる群より選ばれた少なくとも1種の官能基を有する官
能基含有フッ素エチレン性単量体0.05〜30モル%
と(b)該官能基を有さない含フッ素エチレン性単量体
のうちの少なくとも1種の単量体70〜99.95モル
%とを共重合して得られる官能基含有含フッ素エチレン
性重合体である請求項12記載のアンテナ素子。 - 【請求項14】 前記官能基を有する官能基含有フッ素
エチレン性単量体(a)が、 CX2=CX1−Rf−Y (1) (式中、XおよびX1は同じかまたは異なりいずれも水
素原子またはフッ素原子、Yは−CH2OH、−COO
H、カルボン酸塩、カルボキシエステル基またはエポキ
シ基、Rfは炭素数1〜40の2価の含フッ素アルキレ
ン基、炭素数1〜40の2価の含フッ素オキシアルキレ
ン基、炭素数1〜40のエーテル基を含む含フッ素アル
キレン基、または炭素数1〜40のエーテル基を含む含
フッ素オキシアルキレン基を表わす)で示される少なく
とも1種の単量体である請求項13記載のアンテナ素
子。 - 【請求項15】 前記官能基を有さない含フッ素エチレ
ン性単量体(b)が、テトラフルオロエチレンである請
求項13または14記載のアンテナ素子。 - 【請求項16】 前記官能基を有さない含フッ素エチレ
ン性単量体(b)が、テトラフルオロエチレン85〜9
9.7モル%と CF2=CF−Rf 1 (2) (式中、Rf 1はCF3またはORf 2(Rf 2は炭素数1〜
5のパーフルオロアルキル基))で示される単量体0.
3〜15モル%との混合単量体である請求項13または
14記載のアンテナ素子。 - 【請求項17】 (A)前記条件(1)で作製、測定し
た12GHzにおける誘電正接が1.5×10-4以下で
あり、標準比重が2.192以上であるポリテトラフル
オロエチレン系樹脂粉末、または(B)380℃におけ
る溶融粘度が106ポイズ以下であるポリテトラフルオ
ロエチレン系樹脂粉末を、10重量%以上含む組成物か
らなるシートの少なくとも片面に金属箔を接着されてな
るアンテナ素子。 - 【請求項18】 前記組成物がシアネート樹脂を含む請
求項17記載のアンテナ素子。 - 【請求項19】 前記組成物がフッ素系樹脂を含む請求
項17記載のアンテナ素子。 - 【請求項20】 前記組成物がポリテトラフルオロエチ
レン系樹脂を含む請求項17記載のアンテナ素子。 - 【請求項21】 前記ポリテトラフルオロエチレン系樹
脂の末端基がフッ素化されている請求項20記載のアン
テナ素子。 - 【請求項22】 前記金属箔が銅箔である請求項17、
18、19、20または21記載のアンテナ素子。 - 【請求項23】 前記シートと金属箔とが、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂からなる群よ
り選ばれた少なくとも1種の樹脂接着剤を介して接着さ
れてなる請求項17、18、19、20、21または2
2記載のアンテナ素子。 - 【請求項24】 前記シートを成形したのち、金属箔を
接着して得られる請求項1、2、3、4、5、6、7、
8、9、10、11、12、13、14、15、16、
17、18、19、20、21、22または23記載の
アンテナ素子。 - 【請求項25】 前記シートと金属箔とを接着したの
ち、熱処理により成形して得られる請求項1、2、3、
4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、1
4、15、16、17、18、19、20、21、22
または23記載のアンテナ素子。
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