TW561171B - Dielectric resin foam and lens for radio waves using the same - Google Patents

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561171 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（〇 技術領域 本發明係有關介電性樹脂發泡體及使用其之電磁透鏡 。詳言之，係有關兼具優良介電特性及重量輕之特性，可 小型化，適用於例如，資訊通信相關之天線，電容器，層 合電路基板，連接器，記憶體等之電子裝置用介電材料之 介電性樹脂發泡體及使用其之電磁透鏡。 先行技術 近年來，隨著資訊通信技術之耀眼進步，藉電磁傳播 之信號資訊量飛躍成長。在此一背景下，要求信號資訊之 進一步的準確性，快速性，資訊量之再提高，電磁快速高 頻化，空前的1十億赫以上，尤以1 0至2 0十億赫之高 頻域之利用已正式展開。 例如，衛星通信主要係用同步衛星，以固定方向之拋 物線天線收發電磁波。然而，此一方法資訊收發量有限， 資訊容量更大之通信系統受到期待。最近則正在建立有多 數低軌道移動衛星環繞地球，一面以地面之可動天線追蹤 一面收發電磁波之通信系統。以該通信系統，可爲各家庭 收發足以匹敵光纖之大量資訊，係一大優點。 在此，追蹤低軌道移動衛星用之可動天線，係用愣勃 透鏡型天線（愣勃型天線，即具有楞勃透鏡型電磁透鏡之 天線）。該天線之特色係可同時於多個方向作電磁收發， 最適於低軌道移動衛星追蹤用之可動式天線。 該楞勃透鏡型天線，具有作電磁聚焦等之愣勃透鏡型 I:__1：，----0 II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T f 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 - 561171 A7 B7 五、發明説明（2) 電磁透鏡，而該電磁透鏡除須有足以應付資訊大容量化， 即電磁波高頻化之優良介電特性、.（高介電率，低介電損耗 )外，從安裝於各家庭屋頂之天線來看，亦須考慮工作性 ，安全性，須係小型並且重量輕。歐洲甚至爲安裝工程訂 定有愣勃 型天線重量之公定規格。 而爲能達天線，電容器，層合電路基板，連接器，記 性體等電子裝置的介電性構件之小型輕量化及高性能化， 並具量產所需之良好成形加工性的介電性材料，已有合成 樹脂配合以介電性無機塡料之種種介電性樹脂組成物之提 議。 例如，於合成樹脂配合鈦酸鋇，鈦酸緦，鈦酸鋇緦等 之鈦酸鹼土金屬鹽等粉末介電體而成之介電性樹脂組成物 已爲所知。使用該介電性樹脂組成物之愣勃透鏡型天線亦 已見提出（日本專利特公昭4 5 - 1 7 2 4 2號公報，特 公昭5 6 — 1 7 7 6 7號公報）。然而，僅以粉末狀介電 體合於合成樹脂，則爲得足以應付電磁高頻化之介電特性 (高介電率，低介電損耗），該粉末狀介電體必須大量配 合，無法輕量化，小型化。 於合成樹脂配合纖維狀鈦酸鹼土金屬鹽等纖維狀介電 體而成之介電性樹脂組成物，亦已見提出（例如，特開平 5 - 2 9 9 8 7 1號公報）。纖維狀介電體由於可用少於 粉末狀介電體之量賦予足供電磁高頻化之介電特性，可有 一定程度之輕量化。另一方面，纖維狀介電體在合成樹脂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 丨—一—.----— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 561171 A7 B7 五、發明説明（3) 中定向於一定方向，而具定向方向及其垂直方向介電特性 不同之特性。該特性在目前的電子裝置中在實用上雖非大 問題。然而，電磁之進一步高頻化，及其對應之電子裝置 的開發之進展中，構成該裝置之介電性部件，爲求更高更 均勻之介電特性卻期待有更進一步之改良。 又例如，特開平8 - 1 3 3 8 3 2號公報，揭示有將 主要成分爲鋇，鈦及稀土元素之板片介電體配合於合成樹 脂之介電性樹脂組成物。板狀介電體亦可用少於粉末狀介 電體之量，實現電磁高頻域化之介電特性，可導致類似於 纖維狀介電體之輕量化。然而，因板狀物無法有如纖維狀 物之定向於合成樹脂中，介電特性變異時有發生，從謀求 更均勻的介電特性之觀點，仍具改善空間。 另一方面，特開平7 - 3 2 0 5 3 7號記載，配合粉 末狀鈦酸鹼土金屬於聚氨酯，發泡而成之介電性聚氨酯發 泡體。然而，該發泡體之介電特性要高到足供電磁高頻化 ，需要大量粉末狀介電體，無法達到小型化及輕量化。並 且’配合大量粉末狀介電體時，發泡體之機械強度明顯降 低而不實用。 發明之揭示 因而本發明人等爲解決上述以往的技術課題一再精心 硏究’結果成功製得新穎介電性樹脂發泡體，完成本發明 〇 亦即’本發明係有關含合成樹脂，纖維狀及/或板狀 &氏張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格（210χ297公酱） I —卜-----# I, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6 - 561171 A7 B7 五、發明説明（4) 介電性無機塡料之介電性樹脂組成物發泡而成之介電性樹 脂發泡體。 . 在此，纖維狀及/或板狀介電性無機塡料，意指纖維 狀之介電性無機塡料及板狀無機塡料中之任何一者或二者 〇 本發明人等發現，不僅將纖維狀或板狀介電性無機塡 料配合於合成樹脂，配合於合成樹脂後發泡成形爲球形等 時，板狀或纖維狀之介電性無機塡料不定向於單一方向， 而係不規則分散，故具優良介電特性，而得介電特性均勻 之樹脂發泡體。 因此，本發明之介電性樹脂發泡體，具有足供電磁高 頻化之優良介電特性，即高比介電率及低介電損耗，同時 介電特性非常均勻且輕之故，可作小型化。又，藉含纖維 狀及/板狀介電性無機塡料，亦可得高機械強度及耐熱性 〇 本發明之介電性樹脂發泡體，適用作例如，天線，電 容器，層合電路電板，連接器，記憶體等資訊通信有關電 子裝置中種種介電性部件之材料。 又，使用本發明之介電性樹脂發泡體的電磁透鏡，不 僅具高度均勻之介電特性，且可小型輕量化，因形成爲球 狀或楞勃透鏡型天線（各含半球狀），可全方位收發電磁 波，可通暢無礙將電磁波聚焦或擴散。 在此，楞勃透鏡型係比介電率不同之多數層於徑向層 合之球形（包括半球形），各層形成同心球狀，通常愈往 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公楚 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561171 A7 _____B7 五、發明説明（5) 外層各層之介電率設定爲愈低。 例如，設置於愣勃型低軌道衛星追蹤用天之愣勃 型電磁透鏡可使其1 2十億赫，2 5°C之比介電率爲 1·5以上，比重0·5以下，較佳者爲比介電率2·0 以上，比重0 . 5以下。其使用足以應付1 〇十億赫以上 ’尤以1 2至2 0十億赫之高頻域。因具如此之優良介電 特性及低比重，可小型輕量化，例如，可達直徑1 〇至 3 0公分左右，重量數公斤左右。 圖面之簡單說明 第1圖係呈示本發明之介電性樹脂發泡體（實施例6 )於剖面之介電性無機塡料之分散狀態的電子顯微相片（ 1 0 0 倍）。 第2圖係同電子顯微相片（1 ο ο 0倍）。 第3圖係呈示比較例3之介電性樹脂發泡體的介電性 無機塡料之分散狀態的電子顯微相片（1 5 0 0倍）。 第4圖係實施例8，9，比較例4，5中測定主波束 之增益値之裝置的示意圖。 發明之最佳實施形態 用於本發明之合成樹脂無特殊限制，可用各種熱塑性 樹脂及熱固性樹脂之任一種。熱塑性樹脂之具體例有，聚 乙烯，聚丙烯，聚間戊二烯，氯化聚乙烯，聚氯乙烯，聚 丁二烯，聚苯乙烯，耐衝擊性聚苯乙烯，丙烯腈-苯乙烯 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） —l··——麵丨丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 561171 A7 _____B7_ 五、發明説明（6) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 樹脂（A S樹脂），丙烯腈—丁二烯-苯乙烯樹脂（ ABS樹脂），甲基丙烯酸甲酯—丁二烯一苯乙烯樹脂（ MBS樹脂），甲基丙烯酸甲酯一丙烯腈一丁二烯—苯乙 烯樹脂（MABS樹脂），丙烯腈-壓克力橡膠一苯乙烯 樹脂（A A S樹脂）’壓克力樹脂，聚酯（聚對酞酸乙二 醇酯，聚對酞酸丁二醇酯，聚萘二酸乙二醇酯），聚碳酸 酯，聚苯醚，改質聚苯醚，脂族聚酰胺，芳族聚酰胺，聚 苯硫醚，聚酰亞胺，聚醚醚酮，聚硕，芳族聚酯，聚醚酮 ，聚醚腈，聚硫醚硕，聚醚硕，聚苯并咪唑，聚酰胺酰亞 胺，聚醚酰亞胺，液晶聚合物等。其中考慮發泡成形性， 介電特性（尤以低介電損耗）等時，係以聚乙烯，聚丙烯 ，聚苯乙烯，壓克力樹脂等爲佳。熱塑性樹脂可1單獨使 用或必要時2種以上混合使用。熱固性樹脂之具體例有例 如，聚氨酯，酚樹脂，三聚氰胺樹脂，尿素樹脂，不飽和 聚酯樹脂，敝酸二烧丙酯樹脂，聚砂氧樹脂，環氧樹脂（ 雙酚A型環氧樹脂，雙酚F型環氧樹脂，甲酚淸漆型環氧 樹脂，環狀脂族環氧樹脂，環氧丙酯系環氧樹脂，環氧丙 胺系環氧樹脂，雜環式環氧樹脂，氨酯改質環氧樹脂，溴 化雙酌A型環氧樹脂）等。其中以聚矽氧樹脂，聚氨酯， 環氧樹脂等爲佳。熱固性樹脂可單獨1種使用或必要時2 種以上混合使用。 本發明中若考慮成形加工性等，則於合成樹脂中以用 熱塑性樹脂爲佳。 例如，本發明之介電性樹脂發泡體用作電磁透鏡，尤 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - 561171 A7 B7 五、發明説明（7) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以球形或愣勃 型電磁透鏡時，考慮發泡成形性，介電特 性，耐候性等，係以熱塑性樹脂爲佳，以聚乙烯，聚丙烯 ’聚苯乙烯等聚烯烴類爲特佳。 配合於合成樹脂之纖維狀或板狀介電性無機塡料，有 例如一般式M0 · nT i〇2 (式中，Μ示1種或2種以上 之二價金屬。η示1以上之正數。）之組成，形狀可係纖 維狀或板狀。 上述一般式中Μ所示之二價金屬，若其氧化物具介電 性即無特殊限制，以例如鋇，緦，鈣，鎂等鹼土金屬，鉛 等爲佳。又，「板狀」-詞亦包含「鱗片狀」、「雲母狀 」、「薄片狀」等。 纖維狀鈦酸鹼土金屬鹽及纖維狀鈦酸鉛，可用任何已 知者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 板狀鈦酸鹼土金屬鹽及板狀酞酸鉛，可藉例如，板狀 氧化鈦與鹼土金屬或鉛之氧化物，氫氧化物，無機酸鹽， 有機酸鹽等之1種或2種以上之鹽的混合物，於5 0 0至 1 4 0 0 °C之溫度反應等製造。在此，原料之一的板狀氧 化鈦，可依例如，特公平6 - 8 8 7 8 6號公報，特開平 5 - 221795號公報，特開平10 — 95617號公 報等之已知方法製造。板狀氧化鈦與鹼土金屬鹽或鉛鹽之 反應’可如同纖維狀氧化鈦與鹼土金屬鹽或鉛鹽之反應（ 下述）進行。纖維狀氧化鈦與鹼土金屬鹽或鉛鹽之反應， 可依已知之例如，水熱法，鍛燒法，濕式沈積鍛燒法，熔 劑法等進行。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 561171 A7 ___B7 五、發明説明（8) 具體的纖維狀或板狀鈦酸鹼土金屬鹽及欽酸鉛，有例 如纖維狀或板狀之鈦酸鋇，鈦酸鈣，鈦酸鎂，欽酸總、，隹太 酸鋇總’欽酸鋇纟欽酸銘總’欽酸鈴等。亦可係這起粗 氧化鈦等之其它陶瓷材料之複合材料。其中以用高頻域介 電損耗小之酞酸鈣爲佳。纖維狀及板狀鈦酸驗土金屬，以 及纖維狀或板狀酞酸鉛各可單獨使用或2種以上倂用。又 ，纖維狀者與板狀者倂用亦可。 纖維狀介電性無機塡料之大小無特殊限制，通常平均 纖維徑可係0 · 01至1微米左右，〇 · 05至0 . 5微 米左右爲較佳，平均纖維長可係〇 · 5至1 〇 〇微米左右 ，以3至5 0微米左右爲佳，長徑比（平均纖維長/平均 纖維徑）可係與5以上，1 0以上者爲更佳。而板狀介電 性無機塡料之大小亦無特殊限制，可用平均長徑〇 . 5至 1 0 0微米左右，以1至2 0微米左右者爲較佳，平均短 徑0 · 2至100微米左右，以〇 · 5至20微米左右者 爲較佳，平均厚度0.01至10微米左右，以〇·05 至5微米左右者爲較佳，徑厚比（平均長徑/平均厚度） 3至1 0 0左右，以5至5 0左右者爲較佳。 纖維狀及/或板狀介電性無機塡料對合成樹脂之配合 量無特殊限制，可依合成樹脂種類，纖維狀及/或板狀無 機塡料之種類，形狀（包含纖維狀或板狀者之單獨使用或 其倂用），所得材料之用途，及其它必要時配合之樹脂添 加劑的種類，配合量等各種條件，於廣大範圍適當選擇。 例如，考慮易於設定比介電率於較佳範圍（1 2十億赫， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X29*7公釐） ----j-------41^— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 561171 A7 B7 五、發明説明（9) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 25°C之比介電率1 · 5以上，尤以2 . 0以上），及良 好之成形加工性，發泡性（包含發泡工作性）時，通常宜 以占介電性樹脂組成物全量之3 〇至8 0重量％，較佳者 爲4 5至7 5重量％之纖維狀及/或板狀介電性無機材料 配合。 本發明之介電性樹脂發泡體可將合成樹脂，纖維狀及 /或板狀介電性無機塡料，及必要時之樹脂添加劑混合成 介電性樹脂組成物，將該介電性樹脂組成物發泡成形爲球 形等而製造。 樹脂添加劑可於無損於本發明的介電性樹脂發泡體之 較佳特性，且無妨發泡工作之連續進行之範圍配合。樹脂 添加劑可用向來配合於合成樹脂之任何一種，有例如，熱 安定劑（例如亞磷酸，受阻酚，磷酸鹽），滑劑，脫模劑 ’染顏料（例如鉻黃），紫外線吸收劑（例如苯并三唑系 紫外線吸收劑），阻燃劑（例如磷肌酸，磷酸酯），潤滑 劑’塡料（例如二氧化鈦，碳酸鈣，滑石）等。樹脂添加 劑2種以上倂用亦無妨。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 又於本發明，在無損於本發明之介電性樹脂發泡體的 較佳特性之範圍，與纖維狀及/或板狀介電性無機塡料同 時，亦可配合以往所用之粉末狀介電體。 合成樹脂，纖維狀及/或板狀介電性無機塡料，樹脂 添加劑等之各材料混合，可依已知方法行之，可用雙軸擠 出機，單軸螺桿擠出機，蝸桿捏和機，多軸螺桿擠出機， 捏合機，二輥機，攪拌機，班伯里混合機等各種混合裝置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） •12- 561171 A7 _ _B7_

五、發明説明（A ο (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 將如此而得之介電性樹脂組成物之發泡成形爲球形等 之方法無特殊限制，可用加熱分解型發泡法，珠粒發泡法 ’超臨界流體法等任意方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用熱分解型化合物之加熱分解型發泡，係簡便，低 成本之較佳方法。使用熱分解型化合物，即發泡劑時，連 同合成樹脂，纖維狀及/或板狀介電性無機塡料，樹脂添 加劑亦混合發泡劑，將所得樹脂組成物充塡於適當之球形 等模具，於加壓下或非加壓下加熱進行發泡。發泡劑可用 習知者，例如A D C Α (偶氮甲酰胺），〇B S Η (對， 對一氧基雙苯磺酰肼），DPT (二硝基伸戊四胺），τ SH (對一甲苯磺酰肼），BSH (苯磺酰肼），及這些 之鈣鹽，鋁鹽，鋇鹽，緦鹽等之鹽類，碳酸氫鈉，檸檬酸 酐單鈉鹽等。其中A D C A因可均勻細小發泡，確材料強 度及低介電損耗角正切故爲較佳。發泡劑之使用量，對發 泡前之材料1 0 0重量份，通常宜在1至2 0重量份，以 3至1 0重量％爲較佳。加熱分解型發泡之際，爲調整發 泡速度，防止材料劣化等目的，可倂用各種助劑。相關助 劑有例如三元硫酸鉛，二元亞磷酸鹽，硬脂酸鉛，硬脂酸 鋅，碳酸鋅，氧化鋅，硬脂酸鋇，硬脂酸鋁，硬脂酸鈣， 馬來酸二丁錫，尿素，馬來酸等。 用熱分解型發泡劑所得之發泡體的發泡倍率無特殊限 制，若考慮所得材料之塑性變形的強度下降，輕量化等， 通常以成2至2 0倍左右，較佳者爲5至1 5倍左右發泡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 561171 A7 ____ B7_ 五、發明説明（〇 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 又，珠粒發泡法亦係製造本發明之發泡體的有效方法 。本發明中，珠粒發泡可依習知方法進行。例如，將合成 樹脂與纖維狀及/或板狀介電性無機塡料熔融混練成所欲 之珠粒狀，將之預發泡成預發泡粒子，必要時於室溫至高 於室溫1 0到3 0 °C左右之溫度處理數小時，充塡於合適 之球形等模具，在加壓下成非加壓下加熱，使該預發泡粒 子融合並發泡成形，可製造本發明之介電性樹脂發泡體。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 合成樹脂與纖維狀及/或板狀介電性無機塡料之熔練 ’可用上述一般混合裝置。熔融混練所得粒子形狀無特殊 限制，係例如圓柱形，橢圓球形，珠形，立方體形，長方 體形，四角體形等所欲形狀即可。該粒子大小亦無限制， 若考慮工作性，最終所得愣勃透鏡型等電磁透鏡之機械強 度等物性，則通常粒徑在0 · 0 5至5毫米左右，以 0 · 1至3毫米左右爲佳。合成樹脂與纖維狀及/或板狀 介電性無機塡料熔融混練之際，可適量配合其它樹脂添加 劑。該樹脂添加劑有例如滑石粉等氣泡調整劑，碳酸鈉等 造核劑，抗氧化劑，熱安定劑，紫外線吸收劑，滑劑，脫 模劑，染料，顏料，抗靜電劑，塡料等。該樹脂添加劑可 單獨1種使用或2種以上倂用。 合成樹脂與纖維狀及/或板狀介電性無機塡料之粒子 的預發泡亦可依習知方法實施。例如，首先於壓熱器等耐 壓容器中，於該粒子之水分散液配合揮發性發泡劑，於加 至下加熱混合，使揮發性發泡劑浸潤於該粒子。其次，將 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 ------ -14- 561171 A7 ___ B7 五、發明説明（& 該浸潤揮發性發泡劑之粒子從耐壓容器中往低壓空間（例 如大氣中）釋出，即起發泡得預發泡粒子。 、 將合成樹脂與纖維狀及/或板狀介電性無機塡料之粒 子分散於水中之際，亦可配合分散劑，例如鹼性三價磷酸 鈣，鹼性碳酸鎂，碳酸鈣等，分散助劑，例如十二基苯磺 酸鈉，正烷基磺酸鈉，α -烷烴磺酸鈉等。分散劑及分散 助劑之配合量無特殊限制，可依合成樹脂之種類，介電性 無機塡料之形狀，種類等各種條件於廣大範圍適當選擇， 通常，對水1 0 0重量分，分散劑宜在〇 · 1至5重量份 左右，分散助劑宜在0 . 0 0 1至3重量份左右。 揮發性發泡劑可用任何常用於珠粒發泡者，有例如丙 烷，丁烷，異丁烷，戊烷，己烷等脂族烴類，環丁烷，環 戊院，環己院等脂環式烴類，甲醇，乙醇，丙醇，異丙醇 ，丁醇等低級醇類，氯甲烷，二氯甲烷，氯乙烷，三氯三 氟甲烷，二氯二氟甲烷，二氯四氟乙烷等鹵化烴類，二氧 化碳，氮等惰性氣體。揮發性發泡劑可1種單獨使用或2 種以上倂用。揮發性發泡劑之使用量無特殊限制，可依所 得預發泡粒子及至發泡體之設定發泡倍率，合成樹脂之種 類，介電性無機塡料之種類，形狀，欲予預發泡粒子之形 狀，大小等種種條件於廣大範圍適當選擇，而對欲予預發 泡粒子中合成樹脂全量1 0 0重量份，通常宜在1至8 〇 重量份左右，以5至6 0重量份左右爲佳。 該預發泡粒子必要時亦可於室溫到高於室溫1 〇至 3 0 °C左右之溫度處理數小時後，充塡於模具，加熱發泡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------#! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 561171 A7 B7

五、發明説明（A (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 成形。預發泡粒子之充塡於模具可用習知方法，例如可將 預發泡粒子與加壓空氣共同強制送入。加熱手段亦係習知 ’例如，可用模具內〇·5至5公斤力/平方公分左右， 較佳者爲1 · 〇至3 · 5公斤力/平方公分左右之水蒸氣 。此時’加熱時間通常爲數秒至數分鐘，較佳者爲1 〇至 6 0秒左右。發泡成形結束後可水冷或放冷冷卻。如此， 經珠粒發泡法，可製造本發明之發泡體。 再者，超臨界流體之發泡法，係將纖維狀及/或板狀 介電性無機塡料配合於樹脂，以超臨界碳酸氣浸潤後快速 減壓。 本發明之介電性樹脂發泡體，或如上述於模具內發泡 成形，或發泡後切削加工等，經這些通常手段的成形加工 ’可製成所欲形狀之發泡成形體。 本發明之介電性樹脂發泡體亦可製成中空球形（球殼 形）之發泡體。又，本發明之介電性樹脂發泡體，比介電 率不同之2種以上於徑方向層合，可製成各層爲同心球狀 之多層構造的球形發泡體（即，愣勃型）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之介電性樹脂發泡體之製成球形或愣勃透鏡型 電磁透鏡時，可製成發泡體块，再切削加工成所欲形狀（ 例如，球形，球殻形，半球殼形等），較佳者係預先用球 形等所欲之模具發泡成形爲所欲之形狀。 又，製作愣勃型電磁透鏡時，亦可用組合球形體（含 半球形體）及比介電率與球形體不同且各自比介電率也不 同的多數（或單一）球殻（中空球體）之方法。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 561171 A7 B7 五、發明説明（4 (實施例） 以下列舉實施例及比較例，以更詳細說明本發明 實施例1 於聚乙烯（LDPE，密度〇 · 922，MFR 1 · 1 ) 1 〇 〇重量份添加偶氮甲醯胺（發泡劑）5重量 份’板狀鈦酸銘1 0 0重量份及二異丙苯基化過氧（交聯 劑）0 · 7重量份，以混合輥於1 3 0 °C熔融混練後，壓 製成3毫米厚之發泡性未交聯片。 所得發泡體未交聯片送入加熱至1 6 0 °C之齒輪烘箱 中，加熱到發泡倍率約5倍，得樹脂經交聯並發泡之發泡 倍率約5倍之發泡體。 實施例2 除取代板狀鈦酸鈣，改用纖維狀鈦酸鈣以外，如同實 施例1製造發泡倍率約5倍之發泡體。 I--------1,-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

I r 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 比較例1 除不添加板狀鈦酸鈣以外，如同實施例1製造發泡倍 率約5倍之發泡體。 比較例2 取代板狀鈦酸鈣而改用粉末狀鈦酸鈣以外，如同實施 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） -17- 561171 B7 五、發明説明（乜 例1製造泡倍率約5倍之發泡體。 測定上述實施例1，2及比較例1，2的發泡體之比 重，比介電率及介電損耗角正切（均於2 ，1 2十億 赫，導波管法’以下各實施例及比較例同）。結果示於表 表1 無機塡料 配合量 比重 比介電率 介電損耗角正切 發泡倍率 ⑷） (tam δ ) 實施例1 板狀鈦酸鈣 100 0.298 1.91 0.0007 •5倍 實施例2 纖維狀鈦酸鈣 100 0.298 1.87 0.0009 5倍 比較例1 一 0 0.184 1·24 0.0005 5倍 比較例2 粉末狀鈦酸鈣 100 0.299 1.76 0.001 5倍 !|,_11 0 — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 又，表中纖維狀或板狀鈦酸鈣鹼土金屬鹽之尺寸特徵 如下。 實施例1 :板狀鈦酸鈣 平均長徑8微米，平均短徑5微 米，平均厚度1 · 〇微米，徑厚比（平均長徑/平均厚度 實施例2 :纖維狀鈦酸鈣 平均纖維徑0 · 5微米，平均 纖維長7微米，長徑比（平均纖維長/平均纖維徑）1 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

F -18- 561171 A7 _B7_ 五、發明説明（& 比較例2 :粉末狀鈦酸鈣 平均粒徑1微米 由表1可知，本發明之發泡體，以同量之介電性無機 塡料且於相同發泡倍率，具較高比介電率。 實施例3 除取代板狀鈦酸鈣改用2 0 0重量份之板狀鈦酸鋇（ 平均長徑10微米，平均短徑6微米，平均厚度1·2微 米，徑厚比（平均長徑/平均厚度）8 · 3 )以外，如同 實施例1製造發泡倍率約5倍之發泡體。 所得發泡體比重爲0 · 4 1 7。比介電率及介電損耗 角正切各爲2.62及0.0130。 實施例4 除取代板狀鈦酸鈣改用2 0 0重量份之板狀鈦酸緦（ 平均長徑10微米，平均短徑5微米’平均厚度1·1微 米，徑厚比（平均長徑/平均厚度）9 )以外’如同實施 例1製造發泡倍率約5倍之發泡體。 所得發泡體之比重爲0 _ 4 0 1。其比介電率及介電 損耗角正切各爲2.37，〇.0008。 實施例5 除取代板狀鈦酸鈣改用2 0 〇重量份之纖維狀鈦酸鈣 緦（平均纖維徑〇 · 6微米，平均纖維長6微米，長徑比 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） HLIL丨 — 丨#! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19- 561171 A7 B7 五、發明説明（衧 (平均纖維長/平均纖維徑）1 0 )以外，如同實施例1 製造發泡倍率約5倍之發泡體。 所得發泡體比重0 · 3 9 4。其比介電率及介電損耗 角正切各爲2.59及0.0006。 實施例6 聚乙烯（LDPE，密度 0 · 922，MFR1 . 1 )1 0 0重量份，纖維狀鈦酸鈣（同實施例2者）1 0〇 重量份，滑石1重量份及碳酸鈉0 · 0 1重量份，供給於 雙軸擠出機（商品名：K T X 4 6，神戶製鋼所（股）製 )，於1 7 CTC熔融混練，製造粒徑0 . 8至1 . 2毫米 之樹脂珠粒（發泡用粒料，以「珠粒」表之）。 該樹脂珠粒1 5 0 0公克，離子交換水3 0 0 0公克 ，戊烷1 0 0公克，鹼性三價磷酸鈣2 0公克及正烷磺酸 鈉0 . 3公克，送入底部設有可一面保持內壓而將內容物 釋出外部之閥門的5公升容積之壓熱器，於1 2 0 °C保持 2小時，使戊烷浸潤於樹脂珠粒。將該浸潤戊烷之樹脂珠 粒，從壓熱器下部之閥門通過孔徑4 . 4毫米之孔板往大 氣中釋出發泡，製造發泡倍率約1 0倍之預發泡珠粒。 於3 5 t將該預發泡珠粒保持6小時後，送入耐壓容 器，以空氣壓縮，充塡於320x320x60毫米之方块 模具，壓縮率3 6 %。 其次以蒸氣壓1·0公斤力/平方公分之水蒸氣導入 模具內，趕出模具內之空氣後，再以同蒸氣壓之水蒸氣導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----!--‘------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 561171 A7 B7

五、發明説明（A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 入3 0秒，將充塡之預發泡珠粒發泡成形，冷卻。從模具 取出發泡成形體，於8 0 t熟化乾燥2 0小時，製造表面 外觀良好之發泡體。 所得發泡體比重0 . 1 5 0。比介電率及介電損耗角 正切爲1.52及0.0006。 再將發泡體切開，以電子顯微鏡觀察剖面。其狀態如 第1及2圖所示。確認本發明之發泡體中纖維狀鈦酸鈣不 定向於一定方向，成不規則分散狀態。又，該發泡體中從 多數方向測定介電率及介電損耗角正切，各示上述比介電 率及介電損耗角正切之測定誤差範圍內之之大約一定値。 實施例7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 除取代戊烷改用己烷，取代鹼性三價磷酸鈣改用鹼性 碳酸鈣，而正烷磺酸鈉改用十二基苯磺酸以外，如同實施 例6製造預發泡珠粒。該預發泡珠粒於4 0 °C保持6小時 後，送入耐壓容器，以空氣壓縮，以3 6%壓縮率充塡於 直徑3.20毫米之球形模具。以蒸氣壓1.0公斤/平 方公分之水蒸氣導入模具內，趕出模具內之空氣後，再以 同蒸氣壓之水蒸氣導入3 0秒，將充塡之預發泡珠粒發泡 成形，冷卻。從模具取出發泡成形體，於8 0 t熟化乾燥 2 0小時，製成表面外觀良好之球形發泡體。 所得發泡體比重0 · 1 5 3，比介電率1 · 4 9，介 電損耗角正切0 · 0 0 0 7。 • 切開發泡體，以電子顯微鏡觀察剖面，確認纖維狀欽 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） -21 - 561171 A7 _B7_ 五、發明説明（1¾ ----2--.------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 酸鈣不定向於一定方向，成不規則之分散狀態。又，對該 發泡體從多數方向測定介電率及介電損耗角正切，均呈示 上述比介電率及介電損耗角正切的測定誤差範圍內之一定 値。 比較例3 聚乙烯（LDPE，密度 〇 · 922，MFR1 · 1 )1 0 0重量份，纖維狀鈦酸鈣（同實施例2者）1 0〇 重量份，滑石1重量份及碳酸鈉0 · 0 1重量份，供給於 雙軸擠出機（商品名：K T X 4 6，神戶製鋼所（股）'製 )，於1 7 0 t熔融混練，製成粒徑〇 · 8至1 · 2毫米 之樹脂粒料。 將該樹脂粒料以備有3 2 Ο X 3 2 Ο X 6 0毫米方形模 具之射出成形機，於胴溫1 7 0 °C，射出壓力6 0 0公斤 力/平方公分，模具溫度4 0 °C之條件射出成形，製成方 块。所得方块比重1 · 4 8，比介電率8 · 5，介電損耗 角正切0.00018。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 切開該方块，以電子顯微鏡觀察剖面。其狀態示於第 3圖。確認該方块中，有纖維狀鈦酸鈣之定向。 該方块於纖維狀鈦酸鈣之定向方向呈示上述介電特性 値，與定向方向垂直之方向呈示不同的比介電率及介電損 耗角正切。 如由實施例6，7及比較例3可知，本發明之發泡體 因具全方位均勻介電特性，重量輕，適用作介電性部件中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' -22- 561171 A7 B7 五、發明説明（2^) 天線之電磁透鏡，尤其是愣勃透鏡型低軌道衛星追蹤用天 線之電磁透鏡。 實施例8 除預發泡時戊烷之加入量爲3 0公克，預發泡珠粒係 製成約3倍之發泡倍率，並且用該預發泡珠粒及直徑 4 5 0毫米之球形模具以外，如同實施例6，製造比介電 率3 · 4之電磁透鏡（發泡體）。以該電磁透鏡如第4圖 所示用作接收天線之電磁透鏡，於如第4圖之測定系中， 測定發送自發送天線接收於接收天線之主波束之增益値。 測定結果示於表2。 又，將電磁透鏡於第4圖之X — y面迴轉3 6 0，評 估主波束之增益的一致性，知幾無誤差，具一致特性。 比較例4 除纖維狀鈦酸鈣改用粒狀鈦酸鈣，預發泡時戊烷之加 入量改爲3 7公克以外，如同實施例8，製造比介電率 3 · 4之球形電磁透鏡。然後，以該電磁透鏡爲第4圖中 之接收天線的電磁透鏡以外，以如同實施例8之條件測定 主波束之增益値。結果示於表2。 · 又，如同實施例8，將電磁透鏡於X - y面迴轉 3 6 0° ，評估主波束增益之一致性，知係誤差爲± 2 · 〇 分貝之大的電磁透鏡。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ίί—！41— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- 561171 A7 B7 五、發明説明（2¾ 表2 比介電率（ε r ) 增益（分貝） 重量（公斤） 實施例8 3.4 29.4 38 比較例4 3.4 27.1 45 如由實施例8及比較例4可知，本發明之電磁透鏡不 僅增益高（大），重量也輕。 實施例9 除預發泡時戊烷之加入量爲3 4公克，製造發泡倍率 約3倍之預發泡珠粒，且用該預發泡珠粒及形狀不同之模 具以外，如同實施例6製造1個比介電率2 . 9 4，直徑 3 7 0毫米之球形發泡體。又除預發泡時戊烷之加入量爲 5 6公克，製造發泡倍率約5倍之預發泡珠粒，且用該預 發泡珠粒及形狀不同之模具以外，如同實施例6，製造2 個比介電率2 · 05，外徑422毫米）內徑370毫米 之半球殼發泡體。再用形狀不同的模具，如同實施例6 ( 材料，方法亦同），製造2個比介電率1 . 5 0，外徑 4 5 0毫米，內徑4 2 2毫米之半球形發泡體。 然後將這些組合製成3層愣勃透鏡型電磁透鏡。 以該電磁透鏡爲接收天線之電磁透鏡以外，以如同實 施例8之條件測定主波束之增益値。結果示於表3。 又，如同實施例8，將電磁透鏡於第4圖之X — y面迴 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210χ297公釐） ——— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) V__ 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 561171 A7 _B7_ 五、發明説明（必 轉3 6 0 ° ，評估主波束之增益的一致性，知係幾無誤差 一致特性之電磁透鏡。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 比較例5 除纖維狀鈦酸鈣改用粒狀鈦酸鈣’預發泡時戊烷加入 量各爲35公克，59公克，110公克，製造發泡倍率 各約3倍，5倍，1 0倍之預發泡珠粒，且各用這些預發 泡珠粒以外，如同實施例9個別製造比介電率約2 . 9 4 ，直徑3 7 0毫米球形發泡體1個，比介電率約2 · 0 5 ，外徑4 2 2毫米，內徑3 7 0毫米半球殻發泡體2個’ 比介電率約1 · 50，外徑450毫米，內徑422毫米 半球殻發泡體2個，將這些組合成3層愣勃透鏡型電磁透 鏡。 以該電磁透鏡爲接收天線之電磁透鏡以外，以如同實 施例9之條件，測定主波束之增益値。結果示於表3 ° 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，如同實施例9，將電磁透鏡於第4圖之X - y面 迴轉3 6 0 ° ，評估主波束之增益的一致性，知係誤差 ± 1 . 5分貝之大的電磁透鏡。 表3 外徑（毫米） 內徑（毫米）比介獨 1率 增益 (分貝） 重量 (公斤） 1層 2層 3層 2層 3層 1層 2層 3層 實施例9 370 422 450 370 422 2.94 2.05 1.50 29.8 14 比較例5 370 422 450 370 422 2.94 2.05 1.50 27.8 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25-

Claims (1)

1. 561171 8 88 8 ABCD 六、申讀範圍 ^ ^ 第901 1 8346號專利申請案 --- 中文申請專利範圍修正本 民國92年5月23日修正 1 . 一種介電性樹脂發泡體，其特徵爲：係將含合成 樹脂，纖維狀及/或板狀之介電性無機塡料之樹脂組成物 發泡而成。 2 .如申請專利範圍第1項之介電性樹脂發泡體，其 中介電性無機塡料，係纖維狀及/或板狀駄酸鹼土金屬鹽 〇 3 ·如申請專利範圍第1或2項之介電性樹脂發泡體 ，其中於1 2十億赫，2 5 °C之比介電率在1 · 5以上。 4 . 一種電磁透鏡，其特徵爲：使用如申請專利範圍 第1至3項中任一項之介電性樹脂發泡體，比介電率一定 且形成爲球形。 5 · —種電磁透鏡，其特徵爲：使用如申請專利範圍 第1至3項中任一項之介電性樹脂發泡體，比介電率不胃 之多數層於徑向層合形成球形，各層呈同心球狀形成胃序男 勃透鏡型。 ^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 561171 第90118346號專利申請案 中文圖式修正頁 民國92年5月23曰呈 3/3

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