JP2009073893A - Dielectric elastomer composition, its production method and antenna member - Google Patents
Dielectric elastomer composition, its production method and antenna member Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009073893A JP2009073893A JP2007242469A JP2007242469A JP2009073893A JP 2009073893 A JP2009073893 A JP 2009073893A JP 2007242469 A JP2007242469 A JP 2007242469A JP 2007242469 A JP2007242469 A JP 2007242469A JP 2009073893 A JP2009073893 A JP 2009073893A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric
- elastomer composition
- dielectric elastomer
- red phosphorus
- antenna member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
本発明は優れた難燃性と誘電特性とを合わせ持つ誘電性エラストマー組成物、およびその製造方法、並びに該組成物を成形してなるアンテナ用部材に関する。 The present invention relates to a dielectric elastomer composition having both excellent flame retardancy and dielectric properties, a method for producing the same, and an antenna member formed by molding the composition.
近年、携帯電話、コードレスフォン、ＲＦＩＤ等に用いるパッチアンテナ、電波望遠鏡やミリ波レーダ等のレンズアンテナ等の目覚しい普及、衛星通信機器の著しい発達に伴い、通信信号の周波数の高周波化および通信機器の一層の小型化が望まれている。通信機器は、通信機器内部に組み込まれたアンテナ材料の比誘電率が高くなると、より一層の高周波化および小型化が図れる。比誘電率は、誘電体内部の分極の程度を示すパラメータである。従って、比誘電率の高いアンテナ材料を使用できれば、高周波化ひいては回路の短縮化および通信機器の小型化が図れる。また、通信機器の使用態様が多様化するにつれ、アンテナ材料には、低温から高温まで電気的特性の変化が少ないことや、難燃性に優れること等も求められている。 In recent years, with the remarkable spread of patch antennas used for mobile phones, cordless phones, RFID, etc., lens antennas such as radio telescopes and millimeter wave radars, and the remarkable development of satellite communication equipment, the frequency of communication signals has increased and the frequency of communication equipment has increased. Further downsizing is desired. In the communication device, when the relative dielectric constant of the antenna material incorporated in the communication device is increased, the frequency can be further reduced and the size can be reduced. The relative dielectric constant is a parameter indicating the degree of polarization inside the dielectric. Therefore, if an antenna material having a high relative dielectric constant can be used, high frequency can be increased, and therefore the circuit can be shortened and the communication device can be miniaturized. In addition, as the usage modes of communication devices diversify, antenna materials are also required to have little change in electrical characteristics from low temperature to high temperature and to be excellent in flame retardancy.
従来、低温から高温まで広い温度範囲にわたって、高い比誘電率を示し、かつ低誘電正接を有するアンテナを得るための材料として、エチレンプロピレンゴム等のエラストマーに、−40℃〜100℃の温度範囲において比誘電率の温度係数α（単位：１／℃）が（−200〜100）×10-6 の範囲にあるバリウム・ネオジム系セラミックス粉末等を配合した誘電性エラストマー組成物が知られている（特許文献１参照）。
一方、アンテナ材料等における難燃性向上策としては、臭素系あるいは塩素系のハロゲン系難燃剤を配合することが知られている（例えば、特許文献２参照）。また、一般的に、エラストマー系材料において難燃性を向上させるためには、上記ハロゲン系難燃剤の他、金属水酸化物、膨張化黒鉛などを配合することが知られている。金属水酸化物は、例えば電子写真装置の転写ベルト等を構成するエラストマー系材料等に配合することが知られている（特許文献３参照）。
Conventionally, as a material for obtaining an antenna having a high relative dielectric constant and a low dielectric loss tangent over a wide temperature range from a low temperature to a high temperature, an elastomer such as ethylene propylene rubber is used in a temperature range of −40 ° C. to 100 ° C. A dielectric elastomer composition containing a barium-neodymium ceramic powder or the like having a relative dielectric constant temperature coefficient α (unit: 1 / ° C.) in the range of (−200 to 100) × 10 −6 is known ( Patent Document 1).
On the other hand, as a measure for improving flame retardancy in antenna materials and the like, it is known to blend a bromine-based or chlorine-based halogen-based flame retardant (for example, see Patent Document 2). In general, in order to improve flame retardancy in an elastomeric material, it is known to blend a metal hydroxide, expanded graphite and the like in addition to the halogen flame retardant. It is known that the metal hydroxide is blended in, for example, an elastomer material constituting a transfer belt of an electrophotographic apparatus (see Patent Document 3).
しかしながら、特許文献１の誘電性エラストマー組成物は、低温から高温まで電気的特性の変化が少なく優れた誘電特性を有するが、難燃剤を含んでおらず、難燃性が要求される用途には使用できないという問題がある。
このような誘電性エラストマー組成物の難燃性向上のために、難燃剤として上記ハロゲン系難燃剤を用いる場合では、廃棄時に臭素系難燃剤や、塩素系難燃剤からダイオキシンが発生することが懸念され、環境上好ましくない。
また、金属水酸化物を用いる場合では、多量に含有させないと難燃性効果が出にくく、多量に含有すると一般的には誘電正接が高くなるため、アンテナ材料のように低誘電正接が要求される用途においての使用は知られていない。
また、アンテナ材料において膨張化黒鉛を配合する場合では、難燃性は向上するが、上記誘電特性が極端に悪化するので好ましくない。
In order to improve the flame retardancy of such a dielectric elastomer composition, when the halogen flame retardant is used as a flame retardant, there is a concern that dioxins may be generated from a brominated flame retardant or a chlorine flame retardant at the time of disposal. And environmentally unfavorable.
In addition, when using a metal hydroxide, it is difficult to produce a flame retardant effect unless it is contained in a large amount, and when it is contained in a large amount, the dielectric loss tangent generally increases, so a low dielectric loss tangent is required as in antenna materials. It is not known for use in certain applications.
Further, when the expanded graphite is blended in the antenna material, the flame retardancy is improved, but the dielectric property is extremely deteriorated, which is not preferable.
本発明はこのような問題に対処するためになされたもので、環境への影響を配慮しつつ優れた難燃性を有するとともに、アンテナ材料として十分な誘電特性を有する誘電性エラストマー組成物およびその製造方法、並びに該組成物を成形してなるアンテナ用部材の提供を目的とする。 The present invention has been made in order to cope with such problems, and has a dielectric property that is excellent in flame retardancy while taking into consideration the influence on the environment, and has sufficient dielectric properties as an antenna material, and its An object is to provide a manufacturing method and an antenna member formed by molding the composition.
本発明の誘電性エラストマー組成物は、エラストマーに、少なくとも誘電性セラミックス粉末と赤燐とを配合してなる誘電性エラストマー組成物であって、上記赤燐の配合割合は、上記エラストマー 100 重量部に対して、20〜100 重量部であり、周波数 1 GHz および温度 30℃において、上記誘電性エラストマー組成物の比誘電率が 3 以上、誘電正接が 0.02 以下であることを特徴とする。
また、上記赤燐は、有機化合物または無機化合物で被覆されていることを特徴とする。
また、上記エラストマーがエチレンプロピレンゴムであることを特徴とする。
The dielectric elastomer composition of the present invention is a dielectric elastomer composition obtained by blending at least a dielectric ceramic powder and red phosphorus into an elastomer, and the blending ratio of the red phosphorus is 100 parts by weight of the elastomer. The dielectric elastomer composition has a relative dielectric constant of 3 or more and a dielectric loss tangent of 0.02 or less at a frequency of 1 GHz and a temperature of 30 ° C.
The red phosphorus is coated with an organic compound or an inorganic compound.
The elastomer is ethylene propylene rubber.
本発明のアンテナ用部材は、誘電性エラストマー組成物を成形してなるアンテナ用部材であって、上記誘電性エラストマー組成物を用いることを特徴とする。
上記アンテナ用部材は周波数 100 MHz 以上の高周波帯で使用することを特徴とする。
The antenna member of the present invention is an antenna member formed by molding a dielectric elastomer composition, and is characterized by using the above dielectric elastomer composition.
The antenna member is used in a high frequency band having a frequency of 100 MHz or more.
本発明の誘電性エラストマー組成物の製造方法は、エラストマーに、少なくとも誘電性セラミックス粉末と赤燐とを配合してなる誘電性エラストマー組成物の製造方法であって、上記赤燐と上記エラストマーとを予め混合して混合物とした後に、該混合物に上記誘電性セラミックス粉末を配合することを特徴とする。
また、本発明の誘電性エラストマー組成物の他の製造方法は、上記赤燐が、上記誘電性セラミックス粉末と混合される前に、有機化合物または無機化合物で被覆されることを特徴とする。
The method for producing a dielectric elastomer composition of the present invention is a method for producing a dielectric elastomer composition comprising at least a dielectric ceramic powder and red phosphorus blended in an elastomer, wherein the red phosphorus and the elastomer are combined. The dielectric ceramic powder is mixed with the mixture after mixing in advance.
Another method for producing the dielectric elastomer composition of the present invention is characterized in that the red phosphorus is coated with an organic compound or an inorganic compound before being mixed with the dielectric ceramic powder.
本発明の誘電性エラストマー組成物は、エラストマーに誘電性セラミックス粉末と赤燐とを配合し、難燃剤である赤燐の配合割合は、エラストマー 100 重量部に対して 20〜100 重量部であり、周波数 1 GHz および温度 30℃において、この誘電性エラストマー組成物の比誘電率が 3 以上、誘電正接が 0.02 以下であるので、アンテナ材料として十分な誘電特性を維持しながら、難燃性にも優れる。 The dielectric elastomer composition of the present invention is obtained by blending dielectric ceramic powder and red phosphorus in an elastomer, and the blending ratio of red phosphorus as a flame retardant is 20 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the elastomer. At a frequency of 1 GHz and a temperature of 30 ° C, the dielectric elastomer composition has a relative dielectric constant of 3 or more and a dielectric loss tangent of 0.02 or less, so it has excellent flame resistance while maintaining sufficient dielectric properties as an antenna material. .
また、赤燐を含む本発明の誘電性エラストマー組成物を埋め立て廃棄した場合、赤燐は水分・酸素の存在下でホスフィンガスと燐酸が発生するが、このホスフィンガスの発生量は非常に微量であり、また徐々に酸化されて安全性の高い燐酸化合物になり、燐酸分は土中微生物の栄養源となる。
このため、難燃剤としてハロゲン系難燃剤を用いる場合よりも、廃棄による環境への悪影響が極めて少なくなる。
When the dielectric elastomer composition of the present invention containing red phosphorus is disposed and disposed of, red phosphorus generates phosphine gas and phosphoric acid in the presence of moisture and oxygen, but the amount of this phosphine gas generated is very small. It is gradually oxidized to a highly safe phosphoric acid compound, and the phosphoric acid content becomes a nutrient source for microorganisms in the soil.
For this reason, the adverse effect on the environment due to disposal is extremely less than when a halogen-based flame retardant is used as the flame retardant.
本発明のアンテナ用部材は、上記誘電性エラストマー組成物を成形してなるので、高い比誘電率および低誘電正接を維持しつつ難燃性にも優れる。 Since the antenna member of the present invention is formed by molding the above dielectric elastomer composition, it is excellent in flame retardancy while maintaining a high dielectric constant and a low dielectric loss tangent.
また、本発明の誘電性エラストマー組成物の製造方法は、赤燐を予め安定な状態に前処理した後に、誘電性セラミックス粉末と混合するものである。前処理として赤燐とエラストマーとを予め混合する場合では、赤燐の分散性が高まるという効果が得られる。また、有機化合物または無機化合物で被覆処理した赤燐を用いる場合では、貯蔵時の発火や、誘電性エラストマー組成物の廃棄時における有臭有毒なホスフィンガスの発生を抑制できる。 In the method for producing a dielectric elastomer composition of the present invention, red phosphorus is pretreated in a stable state in advance and then mixed with dielectric ceramic powder. In the case where red phosphorus and an elastomer are mixed in advance as pretreatment, an effect of increasing the dispersibility of red phosphorus can be obtained. In addition, when red phosphorus coated with an organic compound or an inorganic compound is used, ignition during storage and generation of odorous and toxic phosphine gas during disposal of the dielectric elastomer composition can be suppressed.
上述したように、難燃剤として金属水酸化物を用いる場合では、多量に含有させないと難燃性効果が出にくく、多量に含有すると一般的には誘電正接が高くなる。一方、難燃性に優れるハロゲン系難燃剤は、配合量を少なくできるが環境上好ましくない。
これらのことから、本発明者らは、少量でも優れた難燃性を付与でき、かつ環境への悪影響が少ない赤燐を難燃剤として採用するとともに、その配合割合を種々検討することで、アンテナ材料として十分な誘電特性と難燃性とを両立した誘電性エラストマー組成物を得た。本発明は以上のような知見に基づくものである。
As described above, when a metal hydroxide is used as the flame retardant, the flame retardant effect is difficult to obtain unless it is contained in a large amount, and generally a dielectric loss tangent is increased when it is contained in a large amount. On the other hand, halogen-based flame retardants excellent in flame retardancy can reduce the blending amount, but are not environmentally preferable.
From these facts, the present inventors adopted red phosphorus as a flame retardant that can impart excellent flame retardancy even in a small amount and has little adverse effect on the environment, and by variously examining its blending ratio, A dielectric elastomer composition having both sufficient dielectric properties and flame retardancy as a material was obtained. The present invention is based on the above findings.
本発明に使用できる赤燐としては、難燃剤として利用されている公知の赤燐を使用することができる。また、予め後述するエラストマー成分でマスターバッチ化されたものを用いることが好ましい
また、有機化合物または無機化合物で被覆した赤燐を使用することが好ましい。例えば、赤燐の粒子表面をエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル系樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆したもの、水酸化アルミニウム、水酸化亜鉛、水酸化マグネシウムなどで被覆し、さらに上記熱硬化性樹脂を被覆したもの、チタン、コバルト、ジルコニウムなどの金属の複合水和酸化物で被覆したものなどが挙げられる。このような赤燐を使用することで、耐熱安定性、耐加水分解性に優れ、貯蔵時の発火や、廃棄時における有臭有毒なホスフィンガスの発生を抑制できる。
As red phosphorus that can be used in the present invention, known red phosphorus used as a flame retardant can be used. Moreover, it is preferable to use what was previously masterbatched with the elastomer component mentioned later. Moreover, it is preferable to use red phosphorus coat | covered with the organic compound or the inorganic compound. For example, the surface of red phosphorus particles coated with a thermosetting resin such as epoxy resin, phenol resin, polyester resin, polyamide resin, acrylic resin, aluminum hydroxide, zinc hydroxide, magnesium hydroxide, etc. Further, those coated with the thermosetting resin and those coated with a composite hydrated oxide of a metal such as titanium, cobalt, zirconium and the like can be mentioned. By using such red phosphorus, it is excellent in heat resistance stability and hydrolysis resistance, and can suppress ignition during storage and generation of odorous and toxic phosphine gas during disposal.
本発明に使用する赤燐の平均粒子径は特に限定されるものではないが、エラストマーへの分散性を考慮して、1〜30μm が好ましい。
本発明に使用できる赤燐の市販品としては、日本化学工業社製ヒシガードＣＰ−Ａ１５（平均粒子径 15μm、無機コート品）、ＴＰ−１０（20μm、無機コート品）、ＬＰ（20μm、低 PH3 品）、ＬＰ−Ｅ（5μm、微粒品）、ＥＬ（20μm、低不純物品）などが挙げられる。
The average particle size of red phosphorus used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 to 30 μm in consideration of dispersibility in the elastomer.
Commercially available products of red phosphorus that can be used in the present invention include Hishiguard CP-A15 (average particle size 15 μm, inorganic coated product), TP-10 (20 μm, inorganic coated product), LP (20 μm, low PH) manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd. 3 products), LP-E (5 μm, fine particle product), EL (20 μm, low impurity product) and the like.
本発明の誘電性エラストマー組成物における赤燐の配合割合は、エラストマー 100 重量部に対して 20〜100 重量部である。より好ましくは、30〜80 重量部である。
20 重量部未満であると、十分な難燃性（具体的には後述の実施例に記載する試験）を得ることができない。一方、100 重量部をこえると、誘電正接が 0.02 以上となる等、アンテナ材料として要求される誘電特性を満足できなくなる。
The compounding ratio of red phosphorus in the dielectric elastomer composition of the present invention is 20 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the elastomer. More preferably, it is 30 to 80 parts by weight.
If it is less than 20 parts by weight, sufficient flame retardancy (specifically, the test described in the examples described later) cannot be obtained. On the other hand, if the amount exceeds 100 parts by weight, the dielectric characteristics required as an antenna material such as a dielectric loss tangent of 0.02 or more cannot be satisfied.
本発明の誘電性エラストマー組成物を構成するエラストマーとしては、天然ゴム系エラストマーおよび合成ゴム系エラストマーを使用できる。 As the elastomer constituting the dielectric elastomer composition of the present invention, a natural rubber elastomer and a synthetic rubber elastomer can be used.
天然ゴム系エラストマーとしては、天然ゴム、塩化ゴム、塩酸ゴム、環化ゴム、マレイン酸化ゴム、水素化ゴム、天然ゴムの二重結合にメタクリル酸メチル、アクリロニトリル、メタクリル酸エステル等のビニルモノマーをグラフトさせてなるグラフト変性ゴム、窒素気流中でモノマー存在下に天然ゴムを粗錬してなるブロックポリマー等を挙げることができる。これらは、天然ゴムを原料とするものの他、合成cis−1,4−ポリイソプレンを原料としたエラストマーを挙げることができる。 Natural rubber elastomers include natural rubber, chlorinated rubber, hydrochloric acid rubber, cyclized rubber, maleated rubber, hydrogenated rubber, and vinyl monomers such as methyl methacrylate, acrylonitrile, and methacrylic acid ester grafted onto the double bond of natural rubber. Examples thereof include a graft-modified rubber, a block polymer obtained by roughening natural rubber in the presence of a monomer in a nitrogen stream. These may include elastomers made from synthetic cis-1,4-polyisoprene as well as those made from natural rubber.
合成ゴム系エラストマーとしては、イソブチレンゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンターポリマー、クロロスルホン化ポリエチレンゴム等のポリオレフィン系エラストマー、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＩＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）等のスチレン系エラストマー、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、ナイロン１２、ブチルゴム、ブタジエンゴム、ポリノルボルネンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等を挙げることができる。 Synthetic rubber elastomers include polyolefin elastomers such as isobutylene rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, ethylene propylene terpolymer, chlorosulfonated polyethylene rubber, styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS), styrene-butadiene- Styrene elastomers such as styrene copolymer (SBS), styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), isoprene rubber, urethane rubber, epichlorohydrin rubber, silicone rubber, nylon 12, butyl rubber, butadiene rubber, polynorbornene rubber, acrylonitrile- Examples thereof include butadiene rubber.
これらのエラストマーは、１種類または２種類以上混合して用いることができる。また、エラストマーの持つ弾力性を損なわない範囲内で熱可塑性樹脂の１種または２種を配合して用いることができる。本発明のエラストマーとして天然ゴム系エラストマーおよび／または合成非極性エラストマーの中から選ばれる１種または２種以上を用いた場合には電気絶縁性に優れた誘電性エラストマーを得ることができる。合成非極性のエラストマーとしては、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、イソブチレンゴム、イソプレンゴム、シリコーンゴム等を挙げることができる。特にエチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴムは誘電正接が極めて低いので、アンテナ用部材の材料として好ましく用いることができる。 These elastomers can be used alone or in combination of two or more. Further, one or two thermoplastic resins can be blended and used within a range that does not impair the elasticity of the elastomer. When one or more kinds selected from natural rubber elastomers and / or synthetic nonpolar elastomers are used as the elastomer of the present invention, a dielectric elastomer having excellent electrical insulation can be obtained. Examples of synthetic nonpolar elastomers include ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, isobutylene rubber, isoprene rubber, and silicone rubber. In particular, ethylene propylene rubber and ethylene propylene diene rubber have a very low dielectric loss tangent, and can be preferably used as a material for an antenna member.
本発明の誘電性エラストマー組成物は、その比誘電率を向上させるため、誘電性セラミックス粉末を配合する。誘電性セラミックス粉末の種類および配合割合は、これを配合した誘電性エラストマー組成物の周波数 1 GHz および温度 30℃における比誘電率が 3 以上、誘電正接が 0.02 以下（より好ましくは 0.01 以下）となるものであればよい。
上記誘電特性を満たすための誘電性セラミックス粉末の配合割合としては、配合する誘電性セラミックス粉末の種類にもよるが、エラストマー 100 重量部に対して 50〜1000 重量部程度である。
In order to improve the dielectric constant of the dielectric elastomer composition of the present invention, dielectric ceramic powder is blended. The dielectric ceramic powder type and blending ratio of the dielectric elastomer composition blended with this is a dielectric constant of 3 or more and a dielectric loss tangent of 0.02 or less (more preferably 0.01 or less) at a frequency of 1 GHz and a temperature of 30 ° C. Anything is acceptable.
The blending ratio of the dielectric ceramic powder for satisfying the dielectric characteristics is about 50 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the elastomer, although it depends on the kind of the dielectric ceramic powder to be blended.
本発明に使用できる誘電性セラミックス粉末は、ＩＩａ、ＩＶａ、ＩＩＩ ｂ，ＩＶｂ族の酸化物、炭酸塩、リン酸塩、珪酸塩、またはＩＩａ，ＩＶａ，ＩＩＩ ｂ，ＩＶｂ族を含む複合酸化物から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。具体的には、ＴｉＯ2、ＣａＴｉＯ3、ＭｇＴｉＯ3、Ａｌ2 Ｏ3、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＣａＣＯ3、Ｃａ2 Ｐ2 Ｏ7、ＳｉＯ2、Ｍｇ2 ＳｉＯ4、Ｃａ2 ＭｇＳｉ2Ｏ7 、あるいは比誘電率の温度依存性を改良するため、アルカリ土類金属と希土類酸化物を配合したＢａＯ−ＴｉＯ2−Ｎｄ2Ｏ3系セラミックス等が挙げられる。配合する誘電性セラミックス粉末は、誘電特性を示すものであれば特に限定しない。また、特性改良のため、Ａｌ、Ｚｒ等の微量組成物を配合してもよい。 Dielectric ceramic powders that can be used in the present invention include oxides of Group IIa, IVa, IIIb, and IVb, carbonates, phosphates, silicates, or composite oxides including Group IIa, IVa, IIIb, and IVb. It is preferable that at least one selected. Specifically, TiO 2, CaTiO 3, MgTiO 3, Al 2 O 3, BaTiO 3, SrTiO 3, CaCO 3, Ca 2 P 2 O 7, SiO 2, Mg 2 SiO 4, Ca 2 MgSi 2 O 7, Alternatively, BaO—TiO 2 —Nd 2 O 3 -based ceramics containing an alkaline earth metal and a rare earth oxide may be used to improve the temperature dependence of the dielectric constant. The dielectric ceramic powder to be blended is not particularly limited as long as it exhibits dielectric properties. Moreover, you may mix | blend trace compositions, such as Al and Zr, for a characteristic improvement.
誘電性セラミックス粉末の平均粒子径は 0.01〜100μm 程度が好ましい。0.01μm より小さい場合、取り扱いが困難であり、結着性を阻害するため好ましくない。100μm より大きい場合、成形体内での誘電特性のばらつきを引き起こす恐れがあるので好ましくない。より実用的な範囲は、0.1〜20μm 程度である。 The average particle size of the dielectric ceramic powder is preferably about 0.01 to 100 μm. When it is smaller than 0.01 μm, it is difficult to handle and unfavorable because binding properties are inhibited. If it is larger than 100 μm, it is not preferable because it may cause variation in dielectric properties in the molded body. A more practical range is about 0.1 to 20 μm.
本発明においては、本発明の効果を妨げない範囲で（１）エラストマーと、セラミックス粉末との界面の親和性や接合性を向上させ、機械的強度を改良するために、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、ジルコニアアルミネート系カップリング剤等のカップリング剤を、（２）電極形成のためのメッキ性を改良するために、タルク、ピロリン酸カルシウム等の微粒子性充填剤を、（３）熱安定性を一層改善するために酸化防止剤を、（４）耐光性を改良するために紫外線吸収剤等の光安定剤を、（５）耐衝撃性を改良するために耐衝撃性付与剤を、（６）着色するために染料、顔料などの着色剤を、（７）物性を調整するために可塑剤、硫黄やパーオキサイド等の架橋剤を、（８）加硫を進めるための加硫促進剤をそれぞれ配合できる。 In the present invention, in order not to interfere with the effects of the present invention (1) In order to improve the affinity and bondability of the interface between the elastomer and the ceramic powder and improve the mechanical strength, Coupling agents such as titanate coupling agents and zirconia aluminate coupling agents, and (2) fine particle fillers such as talc and calcium pyrophosphate to improve plating properties for electrode formation (3 ) Antioxidants to further improve thermal stability, (4) Light stabilizers such as UV absorbers to improve light resistance, and (5) Impact resistance to improve impact resistance. (6) Coloring agents such as dyes and pigments for coloring, (7) Plasticizers for adjusting physical properties, crosslinking agents such as sulfur and peroxides, and (8) For proceeding with vulcanization Each vulcanization accelerator It can be formulated.
また、本発明の誘電性エラストマー組成物には、本発明の目的を損なわない範囲内でガラスファイバー、チタン酸カリウムウィスカ等のチタン酸アルカリ金属繊維、酸化チタン繊維、ホウ酸マグネシウムウィスカやホウ酸アルミニウウムウィスカ等のホウ酸金属塩系繊維、ケイ酸亜鉛ウィスカやケイ酸マグネシウムウィスカ等のケイ酸金属系繊維、カーボンファイバ,アルミナ繊維、アラミド繊維等の各種有機または無機の充填剤を併用できる。 Further, the dielectric elastomer composition of the present invention includes glass fibers, alkali metal titanate fibers such as potassium titanate whiskers, titanium oxide fibers, magnesium borate whiskers and aluminum borate within a range not impairing the object of the present invention. Various organic or inorganic fillers such as metal borate salts such as um whisker, metal silicate fibers such as zinc silicate whisker and magnesium silicate whisker, carbon fiber, alumina fiber and aramid fiber can be used in combination.
本発明の誘電性エラストマー組成物の製造方法としては、特に制限がなく、各種の混合成形方法を用いることができる。例えば、赤燐、誘電性セラミックス粉末、各種添加剤、加硫剤等をエラストマーに配合し、これをバンバリーミキサー、ローラー、２軸押し出し機等で混錬して製造する方法などが挙げられる。 The method for producing the dielectric elastomer composition of the present invention is not particularly limited, and various mixed molding methods can be used. Examples thereof include a method in which red phosphorus, dielectric ceramic powder, various additives, a vulcanizing agent, and the like are blended in an elastomer and kneaded with a Banbury mixer, a roller, a twin screw extruder, or the like.
上記製造方法において予め前処理を施した赤燐を用いることが好ましい。
前処理として、赤燐にエラストマーを予め混合するマスターバッチ処理を施すことができる。予め混合する赤燐およびエラストマーは、誘電性エラストマー組成物に配合する赤燐およびエラストマーの全量または一部でもよい。
It is preferable to use red phosphorus which has been pretreated in the above production method.
As a pretreatment, a master batch treatment in which an elastomer is premixed with red phosphorus can be performed. The premixed red phosphorus and elastomer may be all or part of the red phosphorus and elastomer compounded in the dielectric elastomer composition.
また、前処理として有機化合物または無機化合物で被覆処理した前述の市販品の赤燐を用いることができるが、赤燐 100 重量部に対して前述の有機化合物または無機化合物を 0.1〜5 重量部程度被覆することが好ましい。0.1 重量部未満の場合には、コーティングによる効果が低く、5 重量部をこえると混練性が低下するので好ましくない。この被覆処理を施すことで耐熱安定性、耐加水分解性に優れ、貯蔵時の発火や、廃棄時における有臭有毒なホスフィンガスの発生を抑制できる誘電性エラストマー組成物を得ることができる。 In addition, as the pretreatment, the above-mentioned commercially available red phosphorus coated with an organic compound or an inorganic compound can be used, but the organic compound or inorganic compound is about 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of red phosphorus. It is preferable to coat. If it is less than 0.1 part by weight, the effect of coating is low, and if it exceeds 5 parts by weight, the kneading property is lowered, which is not preferable. By performing this coating treatment, it is possible to obtain a dielectric elastomer composition that is excellent in heat stability and hydrolysis resistance and can suppress ignition during storage and generation of odorous and toxic phosphine gas during disposal.
本発明のアンテナ用部材は、上記で得られた誘電性エラストマー組成物を所定形状、例えば平板状や円板状に成形することで得られる。成形方法としては、加熱圧縮成形、射出成形、トランスファー成形、押し出し成形など任意の方法を採用できる。本発明では、金属水酸化物やセラミックス粉末を多量に含むので、加熱圧縮成形を採用することが好ましい。 The antenna member of the present invention can be obtained by molding the dielectric elastomer composition obtained above into a predetermined shape, for example, a flat plate shape or a disk shape. As a molding method, any method such as heat compression molding, injection molding, transfer molding, and extrusion molding can be adopted. In the present invention, it is preferable to employ heat compression molding because it contains a large amount of metal hydroxide and ceramic powder.
実施例１〜実施例８および比較例１〜比較例６
エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ 三井化学社製：ＥＰＴ−３０９５）と、赤燐（日本化学工業社製：ＣＰ−Ａ１５（平均粒子径 15μm、無機コート品、赤燐分 85％））と、誘電性セラミックス粉末（共立マテリアル社製：ＨＦ−１２０）と、カーボンブラック（ＣＢ 東海カーボン社製：ＳＲＦ）とをそれぞれ表１に示す配合割合で混合し、さらに加硫促進剤および加工助剤を加えて、加圧ニーダで混練り後、加熱圧縮成形にて、150 mm × t2 mm のシート成形体を得た。その成形体から 13 mm×2 mm×100 mm の試験片を加工した。なお、加硫条件は、それぞれ 170℃×20分である。
各実施例および比較例にて得られた誘電性エラストマー組成物の試験片について、難燃性、比誘電率および誘電正接の測定を以下の方法により行なった。
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6
Ethylene propylene rubber (EPDM manufactured by Mitsui Chemicals, Inc .: EPT-3095), red phosphorus (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd .: CP-A15 (average particle size 15 μm, inorganic coated product, red phosphorus content 85%)), dielectric ceramics Powder (manufactured by Kyoritsu Material Co., Ltd .: HF-120) and carbon black (CB Tokai Carbon Co., Ltd .: SRF) are mixed in the blending ratios shown in Table 1, respectively, and a vulcanization accelerator and a processing aid are added, After kneading with a pressure kneader, a 150 mm × t2 mm sheet molded body was obtained by heat compression molding. A test piece of 13 mm × 2 mm × 100 mm was processed from the molded body. The vulcanization conditions are 170 ° C x 20 minutes each.
About the test piece of the dielectric elastomer composition obtained by each Example and the comparative example, the measurement of a flame retardance, a dielectric constant, and a dielectric loss tangent was performed with the following method.
＜難燃性試験＞
得られた試験片とアルコールランプの炎とを接炎させ、10 秒間静止。すぐに離して燃焼状態を確認した。10 秒以内に炎が消えれば難燃性が十分であるとして「○」を、10 秒以上燃焼すれば難燃性が不十分であるとして「×」をそれぞれ表１に記載した。
<Flame retardance test>
Bring the test specimen and the flame of the alcohol lamp into contact with each other and let it stand for 10 seconds. The state of combustion was confirmed by separating immediately. In Table 1, “○” indicates that the flame retardance is sufficient if the flame disappears within 10 seconds, and “X” indicates that the flame retardance is insufficient if burned for 10 seconds or more.
＜比誘電率および誘電正接の測定＞
得られた成形体から、1.5 mm×1.5 mm×80 mm の短冊状試験片を加工し、空洞共振器法（１９９８年７月、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍｏｎｔｈｌｙ誌、１６〜１９頁）を用いて、1 GHz の周波数帯で 30℃における比誘電率および誘電正接を測定した。
<Measurement of relative dielectric constant and dielectric loss tangent>
A 1.5 mm × 1.5 mm × 80 mm strip-shaped test piece was processed from the obtained molded body, and was 1 GHz using the cavity resonator method (July 1998, Electronic Monthly, pages 16 to 19). The relative dielectric constant and dielectric loss tangent at 30 ° C were measured in the frequency band.
表１に示すように、実施例１〜実施例８は、難燃性に優れ、誘電正接も 0.01 以下であった。
これに対して、比較例１、比較例２、比較例４、比較例５は赤燐の配合量が少なかったため難燃性に劣った。また、比較例３、比較例６では、赤燐の配合量が多すぎたため、誘電正接が高くなった。
As shown in Table 1, Examples 1 to 8 were excellent in flame retardancy and had a dielectric loss tangent of 0.01 or less.
On the other hand, Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 4, and Comparative Example 5 were inferior in flame retardancy because the compounding amount of red phosphorus was small. In Comparative Example 3 and Comparative Example 6, the dielectric loss tangent was high because the amount of red phosphorus was too large.
本発明の誘電性エラストマー組成物は、環境への負荷が少なく、優れた難燃性と誘電特性を有するので、高周波通信機のアンテナ、回路基板、フィルター、共振器、コンデンサー、圧電素子等の電子部品用材料として好適に利用できる。 Since the dielectric elastomer composition of the present invention has a low environmental impact and has excellent flame retardancy and dielectric properties, it can be used for electronic devices such as antennas, circuit boards, filters, resonators, capacitors, and piezoelectric elements of high-frequency communication devices. It can be suitably used as a component material.
Claims (7)
前記赤燐の配合割合は、前記エラストマー 100 重量部に対して、20〜100 重量部であり、
周波数 1 GHz および温度 30℃において、前記誘電性エラストマー組成物の比誘電率が 3 以上、誘電正接が 0.02 以下であることを特徴とする誘電性エラストマー組成物。 A dielectric elastomer composition obtained by blending at least a dielectric ceramic powder and red phosphorus into an elastomer,
The mixing ratio of the red phosphorus is 20 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the elastomer,
A dielectric elastomer composition, wherein the dielectric elastomer composition has a relative dielectric constant of 3 or more and a dielectric loss tangent of 0.02 or less at a frequency of 1 GHz and a temperature of 30 ° C.
前記誘電性エラストマー組成物は、請求項１、請求項２または請求項３記載の誘電性エラストマー組成物であることを特徴とするアンテナ用部材。 An antenna member formed by molding a dielectric elastomer composition,
The antenna member according to claim 1, wherein the dielectric elastomer composition is the dielectric elastomer composition according to claim 1, claim 2, or claim 3.
前記赤燐と前記エラストマーとを予め混合して混合物とした後に、該混合物に前記誘電性セラミックス粉末を配合することを特徴とする誘電性エラストマー組成物の製造方法。 A method for producing a dielectric elastomer composition according to claim 1,
A method for producing a dielectric elastomer composition, comprising mixing the red phosphorus and the elastomer in advance to obtain a mixture, and then blending the dielectric ceramic powder into the mixture.
前記赤燐は、前記誘電性セラミックス粉末と混合される前に、有機化合物または無機化合物で被覆されることを特徴とする誘電性エラストマー組成物の製造方法。 A method for producing a dielectric elastomer composition according to claim 1,
The method for producing a dielectric elastomer composition, wherein the red phosphorus is coated with an organic compound or an inorganic compound before being mixed with the dielectric ceramic powder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007242469A JP2009073893A (en) | 2007-09-19 | 2007-09-19 | Dielectric elastomer composition, its production method and antenna member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007242469A JP2009073893A (en) | 2007-09-19 | 2007-09-19 | Dielectric elastomer composition, its production method and antenna member |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009073893A true JP2009073893A (en) | 2009-04-09 |
Family
ID=40609197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007242469A Pending JP2009073893A (en) | 2007-09-19 | 2007-09-19 | Dielectric elastomer composition, its production method and antenna member |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009073893A (en) |
-
2007
- 2007-09-19 JP JP2007242469A patent/JP2009073893A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4777680B2 (en) | High dielectric elastomer composition | |
| JP4832729B2 (en) | High dielectric elastomer composition | |
| JP5362205B2 (en) | High frequency electronic component materials | |
| JP6766340B2 (en) | Polyarylene sulfide-based composition | |
| JP2002290094A (en) | Electromagnetic wave shielding material and its molding | |
| EP2116570B1 (en) | Dielectric elastomer composition and antenna member | |
| US8357314B2 (en) | Dielectric elastomer composition and high-frequency electronic component material | |
| JP5571875B2 (en) | High frequency electronic component materials | |
| JP5371227B2 (en) | Dielectric elastomer composition and high frequency electronic component material | |
| JP2009073893A (en) | Dielectric elastomer composition, its production method and antenna member | |
| JP2005089686A (en) | High dielectric constant elastomer composition and electronic material using the same | |
| JP2007227099A (en) | High dielectric resin composition | |
| JP2008239929A (en) | Method for producing highly dielectric elastomer composition and highly dielectric elastomer composition | |
| JP5544066B2 (en) | Dielectric elastomer composition and antenna member | |
| JP2005146009A (en) | Dielectric resin composition and electronic component | |
| JP2009185265A (en) | Dielectric elastomer composition and high-frequency electronic component material | |
| JP2000230102A (en) | Low-permittivity resin composition | |
| JP2015101627A (en) | Polyarylene sulfide-based composition | |
| JP6507656B2 (en) | Polyarylene sulfide composition | |
| JP2006042231A (en) | Dielectric antenna | |
| JP4329814B2 (en) | Resin composition with improved flame retardancy, electronic component and method for improving flame retardancy | |
| JP3038309B2 (en) | Resin composition for plating | |
| JP2006164911A (en) | Dielectric antenna | |
| JP2009076256A (en) | Dielectric elastomer laminate and high-frequency electronic component | |
| JP2009017308A (en) | Dielectric antenna |