JP2010028179A - 近距離通信用アンテナフィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】携帯電話等の携帯情報端末に用いられる近距離通信用アンテナフィルムを提供する。
【解決手段】高誘電体層の少なくとも一方の表面にコイルを形成した電磁誘導方式の近距離通信用アンテナフィルムであり、高誘電体層が下記の(1)及び(2)を含む樹脂複合材料である近距離通信用アンテナフィルム。
(1)樹脂、
(2)粒子直径1nm以上500nm以下の球状、断面直径1nm以上500nm以下の繊維状、又は厚さ1nm以上500nm以下の板状の炭素材料からなる導電性超微粉末の表面に、絶縁性金属酸化物またはその水和物からなる絶縁皮膜が施されており、さらに該皮膜の表面に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなる樹脂層で被覆されている絶縁化超微粉末
【選択図】なし
【解決手段】高誘電体層の少なくとも一方の表面にコイルを形成した電磁誘導方式の近距離通信用アンテナフィルムであり、高誘電体層が下記の(1)及び(2)を含む樹脂複合材料である近距離通信用アンテナフィルム。
(1)樹脂、
(2)粒子直径1nm以上500nm以下の球状、断面直径1nm以上500nm以下の繊維状、又は厚さ1nm以上500nm以下の板状の炭素材料からなる導電性超微粉末の表面に、絶縁性金属酸化物またはその水和物からなる絶縁皮膜が施されており、さらに該皮膜の表面に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなる樹脂層で被覆されている絶縁化超微粉末
【選択図】なし
Description
本発明は、携帯情報端末に用いられる近距離通信用アンテナフィルムに関するものである。携帯情報端末としては、携帯電話、PHS(Personal Handy-phone System)、PDA(Personal Digital Assistant)などが挙げられる。
近年の携帯電話機に代表される携帯情報端末は多機能化が進み、近距離通信用ICチップを搭載した携帯情報端末が普及してきている。そして、例えば近距離通信用ICチップ搭載携帯情報端末のユーザは、現金やクレジットカードを持っていなくても携帯電話機を所持しているだけで、近距離通信用ICチップにデータとして、電子マネーをチャージしたりするなどして買い物などの支払いをすることができる。
近距離通信ICチップは携帯情報端末内部にあるアンテナに接続され、ICチップのデータを読み書きするリーダ/ライタが発信する電波や磁界を利用して、データを送受信するICチップである。つまり、近距離通信用ICチップは、チップ自体が動作するための電力を外部の電波や磁界などから生成する構成となっている。
実際には、周波数13.56MHzの高周波磁場を用いる電磁誘導方式ものが主流となっている。この無線データ通信を効率よく行うためには、アンテナ周辺に金属が存在しないことが重要である。しかしながら、現実の携帯情報端末は回路基板や電池などが狭いスペースに配置されるため、磁性体シートは、アンテナ周辺、例えば電池の裏ふたなどに貼られている(例えば、特許文献1参照。)。ただし、電池の裏ふたなどに貼り付けても実際には効果が限定され、十分に通信効率が上がらないのが現状である。また一般に磁性シートは比重が3以上と大きく、情報携帯端末の軽量化と矛盾するという課題もある。
特開2007−274551号公報
本発明はこのような状況に鑑み、比重の大きい磁性シートを用いずに近距離通信の効率を高くすることを目的としている。
本発明者らは鋭意検討の末、高誘電体層の少なくとも一方の面にコイルを形成するアンテナを用いることで、磁性シートを用いずに電磁誘導方式の携帯情報端末の近距離通信用ICチップの通信効率を改善する方法を見出した。
すなわち、本発明は、高誘電体からなる層の少なくとも一方の表面にコイルを形成した電磁誘導方式の近距離通信用アンテナフィルムであって、高誘電体がつぎの(1)及び(2)を含む樹脂複合材料である近距離通信用アンテナフィルムに関するものである。
(1)樹脂、
(2)粒子直径1nm以上500nm以下の球状、断面直径1nm以上500nm以下の繊維状、又は厚さ1nm以上500nm以下の板状の炭素材料からなる導電性超微粉末の表面に、絶縁性金属酸化物またはその水和物からなる絶縁皮膜が施されており、さらに該皮膜の表面に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなる樹脂層で被覆されている絶縁化超微粉末
(1)樹脂、
(2)粒子直径1nm以上500nm以下の球状、断面直径1nm以上500nm以下の繊維状、又は厚さ1nm以上500nm以下の板状の炭素材料からなる導電性超微粉末の表面に、絶縁性金属酸化物またはその水和物からなる絶縁皮膜が施されており、さらに該皮膜の表面に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなる樹脂層で被覆されている絶縁化超微粉末
本発明は、樹脂材料本来の優れた成形性や加工性および軽量性を維持したまま高誘電率を発現し、比重の大きな磁性シートを用いることなく、近距離通信の効率を高めることができる。また本発明は、非接触ICカード/タグなどの無線データ通信のアンテナの小型化、高性能化を実現できる。軽さが重視される携帯情報端末では、この点は重要である。
本発明の高誘電体層の少なくとも一方の表面にコイルを形成したアンテナ(以下、アンテナ(A)ということがある。)は、近距離通信ICと電気的に接続してもよいし、接続していなくてもよい。ただし、アンテナ(A)が近距離通信ICと電気的に接続していない場合には、近距離通信ICに電気的に接続されている別のコイル状のアンテナ(以下、アンテナ(B)ということがある。)と磁気的に結合している必要がある。磁気的に結合しているとは、ICと導通接続されていないコイル状のアンテナに発生する磁場が、ICと導通接続された別のコイル状のアンテナを貫く状態を形成していることを意味する。
この場合には2つのコイル状のアンテナを用いるわけであるが、その際には少なくとも一方のコイル状アンテナの共振周波数を、通信に使う高周波磁場の周波数に対して0〜+35%、好ましくは+5%〜+30%、より好ましくは+10%〜+20%ずらしておくことが好ましい。周波数のずれは、この範囲より低くても、高くても、通信の効率が逆に低下してしまう。
本発明において、コイルを形成する高誘電体層には、成型加工性および軽量化の観点から、樹脂と導電性炭素材料超微粉末に金属酸化物皮膜(以下、絶縁皮膜ということがある。)を形成した絶縁化超微粉末との複合材料を用いる。
本発明の複合材料の樹脂成分としては、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ABS樹脂、AS樹脂、アクリル樹脂などの汎用プラスチック、ポリアセタール、ポリイミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレートなどのエンジニアリング・プラスチック、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどのスーパー・エンジニアリング・プラスチックが挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂(ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂)、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂(アリル樹脂)、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂(ポリウレタン)、ケイ素樹脂(シリコーン)などが挙げられる。
本発明の絶縁化超微粉末は、導電性粒子に絶縁皮膜を設けてなるものである。導電性粒子は、単独で樹脂材料に添加した場合、樹脂複合材料の体積抵抗を低下させる、すなわち、導電性を付与する効果を有するものである。本発明においてはこのような導電性粒子を構成する材質としては、天然黒鉛、人造黒鉛、ファーネスカーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーなどの導電性炭素材料が用いられる。
本発明の導電性粒子としては、粒子直径が1nm以上500nm以下、好ましくは5nm以上300nm以下、より好ましくは10nm以上100nm以下の球状の炭素材料が挙げられる。このような球状の炭素材料、例えば、カーボンブラックは、炭化水素原料を気相で熱分解することによって得られる。また、黒鉛化カーボンブラックは、He、CO、またはこれら混合ガスの雰囲気系により内圧2〜19Torrに保持された減圧容器内において、炭素材料をアーク放電によって気化させ、気化した炭素蒸気を冷却凝固することによって得られる。
具体的には、東海カーボン(株)製のシーストSやトーカブラック#7100F、導電性カーボンブラック#5500、#4500、#4400、#4300や黒鉛化カーボンブラック#3855、#3845、#3800、あるいは、三菱化学(株)製の#3050B、#3030B、#3230B、#3350B、MA7、MA8、MA11、あるいは、ライオン(株)製のケッチェンブラックEC、ケッチェンブラックEC600JDなどが例示できる。なお、ここで球状とは必ずしも厳密な球状である必要はなく、等方的な形状であればよい。例えば角が発生した多面体状であってもよい。
また、本発明の導電性粒子としては、断面直径が1nm以上500nm以下、好ましくは5nm以上300nm以下、より好ましくは10nm以上200nm以下の繊維状の炭素材料が挙げられる。その長さは断面直径の3倍以上300倍以下であることが好ましい。このような繊維状の炭素材料、例えばカーボンナノファイバーや、カーボンナノチューブは触媒となるコバルトや鉄の有機金属化合物と炭化水素原料を気相で混合し、加熱することによって得られる。また、カーボンナノファイバーはフェノール系樹脂を溶融紡糸し、非活性雰囲気下で加熱することによって得られるものもある。具体的には、昭和電工(株)製のVGCFおよびVGNFや、(株)GSIクレオス製のカルベール、群栄化学工業(株)製のカーボンナノファイバーなどが例示できる。なお、ここで繊維状とは一方向に伸びた形状を意味し、例えば角材状、丸棒状や長球状であってもよい。
さらに、本発明の導電性粒子としては、厚さが1nm以上500nm以下、好ましくは5nm以上300nm以下、より好ましくは10nm以上200nm以下の板状の炭素材料が挙げられる。その長さおよび幅は、厚さの3倍以上300倍以下であることが好ましい。このような板状の炭素材料は、例えば天然黒鉛や人造黒鉛を精製・粉砕・分級することによって得られる。例えば、(株)エスイーシー製のSNEシリーズ、SNOシリーズ等や日本黒鉛製、鱗状黒鉛粉末、薄片化黒鉛粉末等が挙げられる。また、これらをさらに粉砕し、精密分級してもよい。なお、ここで板状とは、一方向が縮んだ形状を意味し、例えば扁平球状や鱗片状であってもよい。
炭素材料からなる上記導電性粒子は、つぎに述べる絶縁性金属酸化物またはその水和物、さらには熱可塑性または熱硬化性樹脂の皮膜を施すために、必要に応じて予め表面に酸化処理を施しておくことが好ましい。酸化処理としては、酸素含有雰囲気下での酸化処理、硝酸、過マンガン酸カリウム、過酸化水素などの水溶液による酸化処理、三塩化ルテニウムと次亜塩素酸ナトリウムからなる酸化触媒等を用いた酸化処理が挙げられる。
本発明の絶縁皮膜は、樹脂複合材料の全体的な絶縁性の確保を目的の一つとしている。絶縁皮膜の厚さは、被覆する導電性粒子が球状の場合にはその粒子直径以下、繊維状の場合にはその断面直径以下、板状の場合にはその厚さ以下である。更に好ましくは、絶縁皮膜の厚さは0.3nm以上で、かつ被覆する導電性粒子の粒子直径、断面直径、または厚さとの比率が、0.01以上0.9以下である。最も好ましくは、絶縁皮膜の厚さは0.3nm以上で、かつ被覆する導電性粒子の粒子直径、断面直径、または厚さとの比率が、0.01以上0.5以下である。上記範囲よりも薄いと絶縁効果が低減し、導通を防げない場合がある。
絶縁皮膜の材質は、絶縁性金属酸化物またはその水和物である。例としては二酸化シリコン、三酸化二アルミニウム、二酸化ジルコニウムなどの絶縁性酸化物が挙げられる。またはこれらの水和物として、四水酸化シリコン、三水酸化アルミニウム、四水酸化ジルコニウムが挙げられる。水和物の場合、その一部が脱水縮合した構造のものも含まれる。好ましくは比誘電率20以上の五酸化二タンタル等の絶縁性金属酸化物、アナタース型、およびブルカイト型の二酸化チタン、チタン酸ジルコニウムが挙げられる。また、これらの固溶体も用いることができる。これらのうち、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、五酸化二タンタル、二酸化ジルコニウムと二酸化シリコンとの固溶体、二酸化シリコン、三酸化二アルミニウム、又はこれらの水和物が好ましい。
さらに好ましくは比誘電率100以上の金属酸化物が挙げられる。この例としては、ルチル型の二酸化チタン(TiO2)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、チタン酸鉛(PbTiO3)、チタン酸ジルコン酸バリウム(BaTi0.5Zr0.5O3)、チタン酸ジルコン酸鉛(PbTi0.5Zr0.5O3)などの組成式MTi1−xZrxO3(Mは2価の金属元素、xは0以上1未満)で表される絶縁性金属酸化物、またはこれらの水和物、さらにはこれらのうち少なくとも一種類を組成に含む絶縁性固溶体が挙げられる。
絶縁皮膜の形成は、公知の方法を利用することができる。例えばアルコールなどの有機溶媒に導電性粒子を分散し、金属アルコキシドを添加してゾルゲル反応により導電性粒子を核とした金属水酸化物の析出、さらに有機溶媒中で脱水縮合反応により導電性超微粉末表面に絶縁性金属酸化物が付着した状態を形成できる。また、例えば導電性粒子が分散した水溶液中で金属塩とアルカリを反応させ、導電性超微粉末を核として金属水酸化物を析出させ、濾別・乾燥することにより脱水縮合させ、導電性超微粉末表面に絶縁性金属酸化物が付着した状態を形成できるが、副生成物である塩の除去に大量の水が必要となるばかりでなく、塩による凝析がおこり、絶縁皮膜粒子が固まってしまうため好ましくない。
さらに、絶縁皮膜の表面に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の皮膜を形成させる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ABS樹脂、AS樹脂、アクリル樹脂などの汎用プラスチック、ポリアセタール、ポリイミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレートなどのエンジニアリング・プラスチック、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどのスーパー・エンジニアリング・プラスチックが挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂(ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂)、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂(アリル樹脂)、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂(ポリウレタン)、ケイ素樹脂(シリコーン)などが挙げられる。
熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の皮膜の形成は、公知の方法を利用することができる。例えば導電性粒子が分散し、熱可塑性樹脂が溶解した混合溶液を、貧溶媒に滴下することにより、導電性粒子を核として樹脂を析出させ、濾別・乾燥することにより、導電性粒子表面に熱可塑性樹脂が付着した状態を形成できる。又は導電性粒子と熱硬化性樹脂モノマーの混合物を熱硬化後に粉砕することにより、導電性粒子表面に熱硬化性樹脂が付着した状態を形成できる。また、導電性超微粉末と熱硬化性樹脂モノマーを溶媒に分散させ、加熱した不活性気体中に噴霧することによっても導電性粒子末表面に熱硬化性樹脂が付着した状態を形成できる。
本発明の絶縁化超微粉末は、樹脂に50vol%以下、好ましくは、5〜50vol%の量を配合することにより比誘電率が20以上である高誘電率樹脂複合材料が得られる。即ち、樹脂との配合比が、体積比(樹脂/超微粉末)で95/5〜50/50の範囲である。比誘電率20以上の樹脂複合材料を実現するには、従来の高誘電率フィラーを使用した場合は該フィラーを50vol%程度以上配合する必要があるが、本発明では絶縁化超微粉末を5〜50vol%以下配合すればよい。この高誘電率樹脂複合材料からなる層の少なくとも一方の表面に、コイルを形成することで携帯情報端末に用いられる近距離通信ICが使用する13.56MHz付近に容易に共振することが可能となる。
本発明の複合材料は、高誘電率以外の目的で、必要に応じて充填剤をさらに添加して用いることができる。充填剤としては、弾性率改善のためのガラス繊維、成形収縮率を低下させるための炭酸カルシウム、表面平滑性や耐摩耗性の改善に用いられるタルク、寸法安定性を改善するために用いられるマイカが挙げられる。また、難燃性を付与する充填剤すなわち難燃剤としてハロゲン系またはリン系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムが挙げられる。
高誘電体からなる層の厚さとしては1μm以上3mm以下である。好ましくは10μm以上1mm以下、もっとも好ましくは30μm以上、300mm以下である。この範囲より薄いと共振周波数を安定化させることが難しくなる。またこの範囲より厚いと携帯情報端末そのものの厚みに影響する。また、軽量性が重視される携帯情報端末では、軽い部材を用いることが重要となる。したがって、好ましい高誘電体の比重としては2.0未満である。
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、この例によってなんら限定されるものではない。
なお、アンテナ特性の評価として共振周波数、リターンロスは、ネットワークアナライザー(アジレント社製、N5230A)にコイルを接続しアンテナフィルムを重ねることにより測定した。
比誘電率の測定については、樹脂複合材料を30mmφ、厚さ3mmのディスクに成形し、インピーダンスアナライザー(アジレント社製、4294A)を用いて室温で1MHzにて測定した。また、比重の測定については、該ディスクの重量を測定し、さらに水をはったメスシリンダーに入れ体積を測定することにより求めた。
なお、アンテナ特性の評価として共振周波数、リターンロスは、ネットワークアナライザー(アジレント社製、N5230A)にコイルを接続しアンテナフィルムを重ねることにより測定した。
比誘電率の測定については、樹脂複合材料を30mmφ、厚さ3mmのディスクに成形し、インピーダンスアナライザー(アジレント社製、4294A)を用いて室温で1MHzにて測定した。また、比重の測定については、該ディスクの重量を測定し、さらに水をはったメスシリンダーに入れ体積を測定することにより求めた。
粒子合成方法1
イソプロパノール50L中にカーボンブラック(球状体粒子直径50〜100nm平均粒径40nm:東海カーボン(株)製 トーカブラック#7100F)2kgとテトラプロピルオキシチタネート2kg(三菱ガス化学(株)製TPT)を添加し、室温にて1時間攪拌混合した。この分散溶液に蒸留水0.5kgを30分間かけて滴下し、さらに2時間撹拌し、TiO2で絶縁化されたカーボンブラック粒子分散イソプロパノール液を得た。さらにイソプロパノールを蒸留しながらN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)を添加し、最終的に溶媒置換しDMAc分散液とした。次にポリアミドイミド(PAI)1kgを溶解させ、得られた混合液を、攪拌したメタノール20L中に滴下した。次に、固体を吸引ろ過により分離した。メタノールでDMAcを充分洗浄したケーキを乾燥することにより、PAI/TiO2で絶縁化されたカーボンブラック粒子を得た。
イソプロパノール50L中にカーボンブラック(球状体粒子直径50〜100nm平均粒径40nm:東海カーボン(株)製 トーカブラック#7100F)2kgとテトラプロピルオキシチタネート2kg(三菱ガス化学(株)製TPT)を添加し、室温にて1時間攪拌混合した。この分散溶液に蒸留水0.5kgを30分間かけて滴下し、さらに2時間撹拌し、TiO2で絶縁化されたカーボンブラック粒子分散イソプロパノール液を得た。さらにイソプロパノールを蒸留しながらN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)を添加し、最終的に溶媒置換しDMAc分散液とした。次にポリアミドイミド(PAI)1kgを溶解させ、得られた混合液を、攪拌したメタノール20L中に滴下した。次に、固体を吸引ろ過により分離した。メタノールでDMAcを充分洗浄したケーキを乾燥することにより、PAI/TiO2で絶縁化されたカーボンブラック粒子を得た。
粒子合成方法2
イソプロパノール50L中にカーボンブラック(球状体粒子直径50〜100nm平均粒径40nm:東海カーボン(株)製 トーカブラック#7100F)2kgとテトラプロピルオキシチタネート2kg(三菱ガス化学(株)製TPT)を添加し、室温にて1時間攪拌混合した。この分散溶液に蒸留水0.5kgを30分間かけて滴下し、さらに2時間撹拌し、TiO2で絶縁化されたカーボンブラック粒子分散イソプロパノール液を得た。次に、固体を吸引ろ過により分離した。メタノールで充分洗浄したケーキを乾燥することにより、TiO2で絶縁化されたカーボンブラック粒子を得た。
イソプロパノール50L中にカーボンブラック(球状体粒子直径50〜100nm平均粒径40nm:東海カーボン(株)製 トーカブラック#7100F)2kgとテトラプロピルオキシチタネート2kg(三菱ガス化学(株)製TPT)を添加し、室温にて1時間攪拌混合した。この分散溶液に蒸留水0.5kgを30分間かけて滴下し、さらに2時間撹拌し、TiO2で絶縁化されたカーボンブラック粒子分散イソプロパノール液を得た。次に、固体を吸引ろ過により分離した。メタノールで充分洗浄したケーキを乾燥することにより、TiO2で絶縁化されたカーボンブラック粒子を得た。
粒子合成方法3
カーボンブラック(粒子直径30〜50nm、平均直径40nmの球状)1kgをN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)10L中に投入、攪拌混合し分散液とした。さらにポリアミドイミド(PAI)1kgを溶解させカーボンブラック/PAI=50/50wt%を含む混合液とした。得られた混合液を、攪拌したメタノール20L中に滴下した。次に、固体を吸引ろ過により分離した。メタノールでDMAcを充分洗浄したケーキを乾燥することにより、PAIで被覆されたカーボンブラック粒子を得た。
カーボンブラック(粒子直径30〜50nm、平均直径40nmの球状)1kgをN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)10L中に投入、攪拌混合し分散液とした。さらにポリアミドイミド(PAI)1kgを溶解させカーボンブラック/PAI=50/50wt%を含む混合液とした。得られた混合液を、攪拌したメタノール20L中に滴下した。次に、固体を吸引ろ過により分離した。メタノールでDMAcを充分洗浄したケーキを乾燥することにより、PAIで被覆されたカーボンブラック粒子を得た。
粒子合成方法4
粒子合成方法1のカーボンブラックの代わりにカーボンナノファイバー(断面直径150nm、長さ5〜6μmの繊維状)を用いて同様に合成し、PAI/TiO2で絶縁化されたカーボンナノファイバー粒子を得た。
粒子合成方法1のカーボンブラックの代わりにカーボンナノファイバー(断面直径150nm、長さ5〜6μmの繊維状)を用いて同様に合成し、PAI/TiO2で絶縁化されたカーボンナノファイバー粒子を得た。
粒子合成方法5
粒子合成方法1のカーボンブラックの代わりに天然黒鉛(厚さ100〜200nm、平均厚さ150nm、1〜3μm角、平均2μm角の板状)を用いて同様に合成し、PAI/TiO2で絶縁化された天然黒鉛粒子を得た。
粒子合成方法1のカーボンブラックの代わりに天然黒鉛(厚さ100〜200nm、平均厚さ150nm、1〜3μm角、平均2μm角の板状)を用いて同様に合成し、PAI/TiO2で絶縁化された天然黒鉛粒子を得た。
粒子合成方法6
粒子合成方法1のテトラプロピルオキシチタネートの代わりにテトラブチルオキシジルコネートを用いた他は同様に粒子を合成し、PAI/ZrO2で絶縁化されたカーボンブラック粒子を得た。
粒子合成方法1のテトラプロピルオキシチタネートの代わりにテトラブチルオキシジルコネートを用いた他は同様に粒子を合成し、PAI/ZrO2で絶縁化されたカーボンブラック粒子を得た。
実施例1
粒子合成方法1で得られた絶縁化超微粉末とポリフェニレンスルフィド(PPS)を、絶縁化超微粉末/PPSの体積比=20/80となるように二軸押出機にて300℃で溶融混練しペレット化し樹脂複合材料を得た。
この樹脂複合材料を100μmの厚さにプレス成型したフィルムの両面に銅箔を張りつけエッチング処理によりフィルム両面に図1に示すコイル状の配線パターンを形成した。共振周波数は14.25MHzであり、リターンロスは−10.7dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率30、誘電正接0.01であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.4であった。
粒子合成方法1で得られた絶縁化超微粉末とポリフェニレンスルフィド(PPS)を、絶縁化超微粉末/PPSの体積比=20/80となるように二軸押出機にて300℃で溶融混練しペレット化し樹脂複合材料を得た。
この樹脂複合材料を100μmの厚さにプレス成型したフィルムの両面に銅箔を張りつけエッチング処理によりフィルム両面に図1に示すコイル状の配線パターンを形成した。共振周波数は14.25MHzであり、リターンロスは−10.7dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率30、誘電正接0.01であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.4であった。
実施例2
絶縁化超微粉末/PPSの体積比=5/95とした他は実施例1と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は14.85MHzであり、リターンロスは−11.2dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率25、誘電正接0.006であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.3であった。
絶縁化超微粉末/PPSの体積比=5/95とした他は実施例1と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は14.85MHzであり、リターンロスは−11.2dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率25、誘電正接0.006であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.3であった。
実施例3
絶縁化超微粉末/PPSの体積比=50/50とした他は実施例1と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は13.85MHzであり、リターンロスは−9.0dBであった。1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率60、誘電正接0.03であった。また、樹脂複合材料の比重は1.5であった。
絶縁化超微粉末/PPSの体積比=50/50とした他は実施例1と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は13.85MHzであり、リターンロスは−9.0dBであった。1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率60、誘電正接0.03であった。また、樹脂複合材料の比重は1.5であった。
比較例1
PPSのみで実施例1と同様にフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は21.42MHzであり、リターンロスは−12.3dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率3、誘電正接0.004であった。さらに、材料の比重は1.3であった。
PPSのみで実施例1と同様にフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は21.42MHzであり、リターンロスは−12.3dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率3、誘電正接0.004であった。さらに、材料の比重は1.3であった。
比較例2
粒子合成方法2で合成した粒子を用いた他は、実施例1と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は15.92MHzであり、リターンロスは−6.2dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率18、誘電正接0.10であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.3であった。
粒子合成方法2で合成した粒子を用いた他は、実施例1と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は15.92MHzであり、リターンロスは−6.2dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率18、誘電正接0.10であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.3であった。
比較例3
粒子合成方法2で合成した粒子を用いた他は、実施例3と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。得られたサンプルは電気抵抗が低く導電性を有しており、コイルがショートしアンテナフィルムとしては使用できなかった。
粒子合成方法2で合成した粒子を用いた他は、実施例3と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。得られたサンプルは電気抵抗が低く導電性を有しており、コイルがショートしアンテナフィルムとしては使用できなかった。
比較例4
粒子合成方法3で合成した粒子を用いた他は、実施例1と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は16.35MHzであり、リターンロスは−6.8dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率15、誘電正接0.08であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.3であった。
粒子合成方法3で合成した粒子を用いた他は、実施例1と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は16.35MHzであり、リターンロスは−6.8dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率15、誘電正接0.08であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.3であった。
比較例5
粒子合成方法3で合成した粒子を用いた他は、実施例3と同様に複合材料を射出成形し、測定サンプルを得た。得られたサンプルは電気抵抗が低く導電性を有しており、コイルがショートしアンテナフィルムとしては使用できなかった。
粒子合成方法3で合成した粒子を用いた他は、実施例3と同様に複合材料を射出成形し、測定サンプルを得た。得られたサンプルは電気抵抗が低く導電性を有しており、コイルがショートしアンテナフィルムとしては使用できなかった。
実施例4
粒子合成方法4で合成した粒子を用いた他は実施例1と同様に複合材料を射フィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は13.85MHzであり、リターンロスは−10.7dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率35、誘電正接0.01であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.3であった。
粒子合成方法4で合成した粒子を用いた他は実施例1と同様に複合材料を射フィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は13.85MHzであり、リターンロスは−10.7dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率35、誘電正接0.01であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.3であった。
実施例5
粒子合成方法5で合成した粒子を用いた他は実施例3と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は13.75MHzであり、リターンロスは−10.2dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率50、誘電正接0.03であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.3であった。
粒子合成方法5で合成した粒子を用いた他は実施例3と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は13.75MHzであり、リターンロスは−10.2dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率50、誘電正接0.03であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.3であった。
実施例6
粒子合成方法6で合成した粒子を用いた他は実施例1と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は14.35MHzであり、リターンロスは−11.5dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率28、誘電正接0.01であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.4であった。
粒子合成方法6で合成した粒子を用いた他は実施例1と同様に複合材料をフィルム状に成形、コイルを形成しアンテナフィルムを得た。共振周波数は14.35MHzであり、リターンロスは−11.5dBであった。また、1MHzにおける誘電率を測定したところ、比誘電率28、誘電正接0.01であった。さらに、樹脂複合材料の比重は1.4であった。
1 コイル表面に形成した配線。尚、配線幅は200μm、配線間の間隔は150μmである。
Claims (7)
- 高誘電体層の少なくとも一方の表面にコイルを形成した電磁誘導方式の近距離通信用アンテナフィルムであって、高誘電体層が下記の(1)及び(2)を含む樹脂複合材料である近距離通信用アンテナフィルム。
(1)樹脂、
(2)粒子直径1nm以上500nm以下の球状、断面直径1nm以上500nm以下の繊維状、又は厚さ1nm以上500nm以下の板状の炭素材料からなる導電性超微粉末の表面に、絶縁性金属酸化物またはその水和物からなる絶縁皮膜が施されており、さらに該皮膜の表面に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなる樹脂層で被覆されている絶縁化超微粉末 - 前記(1)の樹脂と前記(2)の絶縁化超微粉末との配合比が、体積比(樹脂/超微粉末)で95/5〜50/50の範囲である請求項1記載のアンテナフィルム。
- 前記導電性超微粉末が、カーボンナノファイバー、天然黒鉛、ファーネスカーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、カーボンナノチューブまたは人造黒鉛である請求項1記載のアンテナフィルム。
- 前記絶縁性金属酸化物が、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、五酸化二タンタル、二酸化シリコン、三酸化二アルミニウムまたはこれらの固溶体である請求項1記載のアンテナフィルム。
- 前記絶縁性金属酸化物が、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸バリウムおよびチタン酸ジルコン酸鉛からなる群より選ばれる一種以上を組成に含む絶縁性固溶体である請求項1記載のアンテナフィルム。
- 前記熱可塑性樹脂がポリアセタール、ポリイミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド、またはポリエーテルエーテルケトンである請求項1記載のアンテナフィルム。
- 前記熱硬化性樹脂がフェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、またはケイ素樹脂である請求項1記載のアンテナフィルム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008183522A JP2010028179A (ja) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | 近距離通信用アンテナフィルム |
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JP2008183522A JP2010028179A (ja) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | 近距離通信用アンテナフィルム |
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Cited By (4)
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CN102622641A (zh) * | 2011-01-30 | 2012-08-01 | 上海祯显电子科技有限公司 | 一种无源射频传感装置 |
JP2013131576A (ja) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Wintech Polymer Ltd | 高周波信号伝送部品、及び高周波電気・電子機器 |
KR102030648B1 (ko) * | 2018-07-12 | 2019-10-10 | (주)에스플러스컴텍 | 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 권선코일 및 이를 구비하는 회전전기기계 |
RU2758463C1 (ru) * | 2017-12-15 | 2021-10-28 | Алессандро МАННЕСКИ | Составной детектор с поперечными катушками |
-
2008
- 2008-07-15 JP JP2008183522A patent/JP2010028179A/ja active Pending
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