JP2006233118A - アンテナ用樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
高誘電率を保持しつつ、かつ誘電正接が低いアンテナ用樹脂組成物の提供。
【解決手段】
特定の構造を有する液晶性樹脂と、セラミック粉とを含有することを特徴とするアンテナ部品用樹脂組成物、セラミック粉が、バリウム、ストロンチウム、ビスマス、ランタン、ネオジウム、サマリウム、アルミニウム、カルシウム又はマグネシウムから選ばれる金属の酸化物の少なくとも一種と、酸化チタンとからなるチタン酸塩である上記アンテナ部品用樹脂組成物及び当該樹脂組成物を溶融成形してなるアンテナ部品。
【選択図】 なし
Description
また、電磁波は周波数が高ければ高いほど誘電損失が大きくなるため、高周波の電磁波を用いる情報通信分野においては、アンテナ材料として誘電正接が低い樹脂材料が望まれている。また、アンテナサイズの小型化には誘電率の高い材料が望まれており、誘電損失低減の目的と合わせると、アンテナ材料としては高周波での誘電率が高く且つ誘電正接の小さい材料が望まれている。
具体的には、アンテナ材料として高誘電率の樹脂材料を用いた例として、ポリフェニレンスルフィド、特定構造の液晶性樹脂等の熱可塑性樹脂と、SrTiO3等のセラミック材料約20〜70容量%とを含有する組成物を印刷回路アンテナ等に用いることが知られている(特許文献1)。
[1]全構成単位に対して、下記式(I)で表される構成単位を40〜75mol%、下記式(II)で表される構成単位を12.5〜30mol%、下記式(III)で表される構成単位を4.5〜30mol%、下記式(IV)で表される構成単位を0〜8mol%含み、
溶融時に光学異方性を示す液晶性樹脂と、セラミック粉とを含有することを特徴とするアンテナ部品用樹脂組成物、
(Ar1及びAr2は、それぞれ独立に1,4−フェニレンまたはパラ位でつながるフェニレン数2以上の二価の残基から選ばれる基を表す。)
[2]液晶性樹脂とセラミック粉の合計量に対して、各成分の割合が液晶性樹脂20〜80重量%、セラミックス粉20〜80重量%であることを特徴とする上記1項に記載のアンテナ部品用樹脂組成物、
[3]セラミック粉が、バリウム、ストロンチウム、ビスマス、ランタン、ネオジウム、サマリウム、アルミニウム、カルシウム又はマグネシウムから選ばれる金属の酸化物の少なくとも一種と、酸化チタンとからなるチタン酸塩であることを特徴とする上記1または2項記載のアンテナ部品用樹脂組成物、
[4]上記1〜3項のいずれかに記載されるアンテナ部品用樹脂組成物を溶融成形してなるアンテナ部品及び
[5]アンテナ部品が、屋外設置用、自動車搭載用または携帯機器用である上記4項記載のアンテナ部品、
を提供するものである。
ここで、式(IV)で表される構成単位は任意成分であり、含まれなくても良い。
(Ar1及びAr2は、それぞれ独立に1,4−フェニレンまたはパラ位でつながるフェニレン数2以上の二価の残基から選ばれる基を表す。)
芳香族ジオールのエステル形成性誘導体としては、カルボン酸類とのエステルであって、エステル交換反応によりポリエステルを生成するような誘導体となっているものが挙げられる。
これらの中で、得られる芳香族液晶ポリエステルの耐熱性を高める観点からハイドロキノン、4,4’−ジヒドロキシビフェニルが、さらに好ましい。
これらは単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記の芳香族ジカルボン酸のエステル形成性誘導体としては、酸塩化物、酸無水物などの反応活性が高くポリエステルを生成する反応を促進するような誘導体となっているもの、アルコール類やエチレングリコール等とのエステルであって、エステル交換反応によりポリエステルを生成するような誘導体となっているものが挙げられる。
これらの中では、液晶性樹脂の耐熱性を高める観点から、テレフタル酸が好ましい。
これらは単独でも2種以上組み合わせて用いてもよい。
本発明に用いられる芳香族液晶ポリエステルの製造方法は、特に限定されないが、例えば、2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸および芳香族ジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種を過剰量の脂肪酸無水物によりアシル化してアシル化物を得、得られたアシル化物と、2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸および芳香族ジカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種とをエステル交換(重縮合)することにより溶融重合する方法が挙げられる。
中でも価格と取り扱い性の観点から、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸が好ましく、無水酢酸がより好ましい。
これらは2種類以上を混合して用いてもよい。
また、成形品からのアウトガスが少なく、成形品の耐ハンダブリスター性などを向上する観点からは、該使用量は、1.0〜1.05倍当量がより好ましく、1.03〜1.05倍当量がさらに好ましい。また、衝撃強度の観点からは、1.05〜1.17倍当量が好ましく、1.05〜1.15倍当量がさらに好ましい。
エステル交換反応は、130〜330℃の範囲で0.1〜50℃/分の割合で昇温させながら反応させることが好ましく、150〜320℃の範囲で0.3〜5℃/分の割合で昇温しながら反応させることがより好ましい。反応を330℃以上で行うと、芳香族液晶ポリエステルの高溶融粘度、高融点化が促進され反応装置からのプレポリマーの全量排出が困難となるため好ましくない。
これらの触媒の中で、N,N−ジメチルアミノピリジン、1−メチルイミダゾールなどの窒素原子を2個以上含む複素環状有機塩基化合物が好ましく使用される。
該触媒は、通常、モノマー類の投入時に投入され、アシル化後も除去することは必ずしも必要ではなく、該触媒を除去しない場合にはそのままエステル交換を行うことができる。
とりわけ、液晶性樹脂の熱安定性の点から、反応温度300〜350℃で30分〜30時間反応させることが好ましく、反応温度300〜340℃で30分〜20時間反応させることがさらに好ましい。
具体的にはBaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3、BaSrTi2O6、BaNd2Ti4O12、BaNd2Ti5O14、BaBi2Nd2TiO9等が挙げられ、中でもSrTiO3 BaSrTi2O6、BaNd2Ti4O12、BaNd2Ti5O14が好ましい。
これらの化合物は一種以上を混合して使用しても良い。
これらはチタネート系、アルミ系およびシラン系などの表面処理剤で表面処理を施されていてもよい。
ここで添加剤としては、例えばガラス繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、炭素繊維などの繊維状補強材;ホウ酸アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカーなどの針状の補強材;ガラスビーズ、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ドロマイトなどの無機充填材;フッ素樹脂、金属石鹸類などの離型改良剤;染料、顔料などの着色剤;酸化防止剤;熱安定剤;紫外線吸収剤;帯電防止剤;界面活性剤などが挙げられる。
これらの添加剤は一種以上が含有されていても良い。
本発明のアンテナ部品は屋外設置用、自動車搭載用または携帯機器用のアンテナ部品などに好適に用いられる。
実施例1
(a)液晶性樹脂
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸987.95g(5.25モル)、4,4’−ジヒドロキシビフェニル486.47g(2.612モル)、2,6−ナフタレンジカルボン酸513.45g(2.375モル)、無水酢酸1174.04(11.5モル)および触媒として1−メチルイミダゾール0.194gを添加し、室温で15分間攪拌した後、攪拌しながら昇温した。内温が145℃となったところで、同温度を保持したまま1時間攪拌し、触媒である1−メチルイミダゾール5.83gをさらに添加した。
次に、留出する副生酢酸、未反応の無水酢酸を留去しながら、145℃から310℃まで3時間30分かけて昇温した。同温度で2時間保温して液晶性樹脂を得た。得られた芳香族ポリエステルを室温に冷却し、粉砕機で粉砕して、液晶性樹脂の粉末(粒子径は約0.1mm〜約1mm)を得た。この粉末(液晶性樹脂)についてフローテスターを用いて、流動開始温度を測定したところ、273℃であった。
得られた粉末を25℃から250℃まで1時間かけて昇温したのち、同温度から325℃まで10時間かけて昇温し、次いで同温度で12時間保温して固相重合させた。その後、固相重合した後の粉末を冷却し、冷却後の粉末(液晶性樹脂)をフローテスターを用いて、流動開始温度を測定したところ、349℃であった。
(b)セラミックス粉
セラミックス粉として共立マテリアル製チタン酸ストロンチウムSTを用いた。
実施例1に記載の液晶性樹脂とセラミックス粉の比率が液晶性樹脂40重量%、セラミックス粉60重量%になるように配合し、2軸押出機(池貝鉄工(株)「PCM−30」)によって340℃で造粒しペレット状の樹脂組成物を得た。得られたペレットを日精樹脂工業(株)製射出成形機「PS40E5ASE」を用いて、シリンダー温度355℃、金型温度130℃で射出成形し、64mm×64mm×厚さ1mmの樹脂基板を得た。
この樹脂基板の誘電特性について、HP製インピーダンスアナライザーにより評価したところ、その誘電率(1GHz)は12.0であり、誘電正接(1GHz)は0.003であった。
(a)液晶性樹脂:実施例1と同じものを使用。
(b)セラミックス粉
セラミックス粉として富士チタン工業製NPO−Sを用いた。
上記の液晶性樹脂とセラミックス粉が液晶性樹脂40重量%、セラミックス粉60重量%になるように配合し、2軸押出機(池貝鉄工(株)「PCM−30」)によって340℃で造粒しペレット状の樹脂組成物を得た。得られたペレットを日精樹脂工業(株)製射出成形機「PS40E5ASE」を用いて、シリンダー温度355℃、金型温度130℃で射出成形し、64mm×64mm×厚さ1mmの樹脂基板を得た。
この樹脂基板の誘電特性について、HP製インピーダンスアナライザーにより評価したところ、その誘電率(1GHz)は8.9であり、誘電正接(1GHz)は0.001であった。
(a)液晶性樹脂
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、p−ヒドロキシ安息香酸を911g(6.6モル)、4,4’−ジヒドロキシビフェニルを409g(2.2モル)、テレフタル酸を274g(1.65モル)、イソフタル酸を91g(0.55モル)及び無水酢酸を1235g(12.1モル)、それぞれ仕込んだ。そして反応器内を十分に窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下で15分かけて150℃まで昇温し、温度を保持して3時間還流させた。
(b)セラミックス粉
セラミックス粉として共立マテリアル製チタン酸ストロンチウムSTを用いた。
上記の液晶性樹脂とセラミックス粉が液晶性樹脂40重量%、セラミックス粉60重量%になるように配合し、2軸押出機(池貝鉄工(株)「PCM−30」)によって340℃で造粒しペレット状の樹脂組成物を得た。得られたペレットを日精樹脂工業(株)製射出成形機「PS40E5ASE」を用いて、シリンダー温度355℃、金型温度130℃で射出成形し、64mm×64mm×厚さ1mmの樹脂基板を得た。
この樹脂基板の誘電特性について、HP製インピーダンスアナライザーにより評価したところ、その誘電率(1GHz)は11.5であり、誘電正接(1GHz)は0.008であった。
Claims (5)
- 液晶性樹脂とセラミック粉の合計量に対して、各成分の割合が液晶性樹脂20〜80重量%、セラミックス粉20〜80重量%であることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ部品用樹脂組成物。
- セラミック粉が、バリウム、ストロンチウム、ビスマス、ランタン、ネオジウム、サマリウム、アルミニウム、カルシウム又はマグネシウムから選ばれる金属の酸化物の少なくとも一種と、酸化チタンとからなるチタン酸塩であることを特徴とする請求項1または2記載のアンテナ部品用樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載されるアンテナ部品用樹脂組成物を溶融成形してなるアンテナ部品。
- アンテナ部品が、屋外設置用、自動車搭載用または携帯機器用である請求項4記載のアンテナ部品。
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