TWI784445B - 包含用於網路應用之熱塑性樹脂的殼體物件、天線系統及通信方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於熱塑性樹脂在毫米波網路應用中之用途。更特定而言,本發明係關於在此類應用中滿足介電性能要求之聚醯胺材料。
Description
本發明係關於適合於5G(簡稱為第5代行動器件通信)相關技術的毫米波網路應用中之熱塑性樹脂。所揭示樹脂可用於製造可在高頻無線電及微波機制中接收或傳輸電磁訊號的電子組件之殼體或外殼。
全球通信技術的進步正朝著更快、可靠及負擔得起的產品及服務發展。諸如4G LTE及5G之技術已經演進以迎合全球消費群需求。
近年來,5G無線通信技術尤其以快得多的步調發展。5G覆蓋率可在電磁頻譜中分成兩種機制:i)毫米波(mmWave),及ii)低頻帶/中頻帶。當低頻帶/中頻帶使用低於6GHz之頻率時,mmWave技術使用6-100GHz範圍,例如高於24-25GHz,例如在28-39GHz範圍內的頻率。
mmWave 5G通信網路中之障礙之一為其需要更新及更多個傳輸器來正常工作。此係由於其範圍相較於低頻帶及中頻帶網路嚴重受限。同樣,存在mmWave 5G網路穿過如建築物及結構之實體障礙物的問題。此將限制mmWave 5G網路的傳輸程,此對於採用此技術之消費者係非所要的。
天線隱匿組合件中使用之材料一般為包含玻璃纖維、玻璃纖維強化塑膠(「FRP」)、聚胺酯發泡體、ABS塑膠之定製結構,其他複
合材料,或兩者。此等材料為低頻蜂窩式應用提供合理程度之結構完整性及強度以及合理程度之射頻(RF)透明性。然而,由於極端的RF透明性要求,當在普遍的規模上實施時,此類定製結構及材料選擇對於更高頻譜的寬頻帶和衛星應用為不太可行的。
研發低傳輸損失材料之方法包括日立化學(Hitachi Chemical)的低介電材料AS-400HS,其中日立報導與聚四氟乙烯(PTFE)及芳族液晶聚合物(LCP)相比的經改良電氣特性及可加工性,其實例可在日立化學技術報告第58號,Tanigawa等人之New Low Transmission Loss Material for Millimeter-wave Radar Module「AS-400HS」中找到。研發低傳輸損失材料之額外方法包括低密度發泡體殼體及面板,諸如與RayCap INVISIWAVETM產品一起使用之彼等。
仍需要為毫米波應用提供具有適當高傳輸率之材料,同時提供結構上有用的拉伸強度及韌性及經改良之耐用性。
本發明係關於熱塑性樹脂,其包含聚醯胺及第二聚醯胺或添加劑中之至少一者。
聚醯胺可包含耐綸-6、耐綸-6,6、其混合物或其共聚物。聚醯胺可進一步包括耐綸-6;耐綸-6,6;包括聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)、聚(六亞甲基間苯二甲醯胺)之至少一個重複單元的其共聚物,或聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)及聚(六亞甲基間苯二甲醯胺)之共聚物;其混合物;其共聚物;或其組合。
添加劑可選自由以下組成之群:強化纖維、抗紫外添加劑、阻燃添加劑、抗靜電添加劑、抗衝擊改質劑、著色劑、防潮劑及其混
合物。
本發明亦係關於由本發明之熱塑性樹脂形成之物件,諸如電信設備之殼體或殼體之部件,如RF傳輸器/接收器天線、電路或其組合。
存在許多與所揭示主題相關聯之優點及出人意料之特性。舉例而言,根據各種態樣,包括耐綸-6,6之面板能夠提供良好的機械強度,尤其在玻璃纖維包括於耐綸-6,6中時,同時提供足夠的傳輸率。由於耐綸-6,6之吸濕性質,此為出人意料的。耐綸-6,6之吸濕性質被認為允許過多水分吸收,此被認為會破壞傳輸率。然而,本發明人出人意料地發現事實並非如此。
3A:面板
3B:面板
3C:面板
5A:開口
5B:開口
5C:開口
23:殼體
25:殼體
27:殼體
100:面板
102:表面
103:表面
圖式以舉例而非限制之方式大體上說明本發明之各種態樣。
圖1為根據本發明之各種實例展示根據ISO 1110程序量測之1.5mm厚的試驗樣本基板之水分增加資料的圖式。
圖2為根據本發明之各種實例展示根據ISO 1110程序量測的3.0mm厚的試驗樣本基板之水分增加資料的圖式。
圖3A、圖4A、圖5A、圖6A、圖7A、圖8A、圖9A、圖10A、圖11A、圖12A、圖13A、圖14A、圖15A及圖16A為根據本發明之各種實例展示傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)在兩種頻率下隨乾燥模製(DAM)(或乾燥)樣本之厚度(mm,在X軸上)而變化的圖式。
圖3B、圖4B、圖5B、圖6B、圖7B、圖8B、圖9B、圖
10B、圖11B、圖12B、圖13B、圖14B、圖15B及圖16B為根據本發明之各種實例展示傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)在兩種頻率下隨經調節(或濕潤)樣本之厚度(mm,在X軸上)而變化的圖式。
圖17A及圖17B表示根據本發明之實例18展示插入損失(dB)資料之氣旋圖。
圖18A及圖18B表示根據本發明之一態樣的以三種方位角0°、30°及60°量測之陣列天線資料。
圖19為根據本發明之各種實例的低傳輸損失面板之透視圖。
圖20A至圖20C為根據本發明之比較實例1的多個包括窗之面板或殼體之示意性圖示。
圖21A至圖21C為根據本發明之實例26的多個無窗面板或殼體之示意性圖示。
圖22表示根據本發明之一態樣展示插入損失(dB)資料之氣旋圖。
圖23A及圖23B表示根據本發明之實例24的以三種方位角0°、30°及60°量測之陣列天線資料。
本申請案主張2020年3月13日申請之美國臨時申請案第62/989,105號、2021年1月27日申請之美國臨時申請案第63/142,081號及2021年2月26日申請之美國臨時申請案第63/154,035號的優先權且以引用
之方式併入本文中。
現將詳細參考所揭示主題之某些態樣,其實例部分展示於隨附圖式中。儘管將結合所列舉之申請專利範圍描述所揭示主題,但應理解,所例示主題不意欲將申請專利範圍限制於所揭示主題。
在本文全文中,以範圍格式表達之值應以靈活方式來解釋,以不僅包括如範圍界限明確列舉之數值,而且亦包括所述範圍內涵蓋之所有個別數值或子範圍,如同各數值及子範圍均明確列舉一般。舉例而言,「約0.1%至約5%」或「約0.1%至5%」之範圍應解釋為不僅包括約0.1%至約5%,且亦包括處於指定範圍內之個別值(例如,1%、2%、3%及4%)及子範圍(例如,0.1%至0.5%、1.1%至2.2%、3.3%至4.4%)。除非另外指示,否則陳述「約X至Y」具有與「約X至約Y」相同之意義。類似地,除非另外指示,否則陳述「約X、Y或約Z」具有與「約X、約Y或約Z」相同之意義。
在此文件中,除非上下文另外明確指示,否則術語「一(a/an)」或「該」用於包括一個或超過一個。除非另外指示,否則術語「或」用於指非排他性之「或」。表述「A及B中之至少一者」具有與「A、B或A及B」相同之含義。另外,應理解本文所用且不以其他方式定義之成語或術語僅出於描述而非限制之目的。使用任何章節標題意欲輔助閱讀文件而不應解釋為限制性;與章節標題相關之資訊可在該特定章節之內或之外出現。
在本文所描述之方法中,除了在明確列舉時間或操作順序時之外,可以任何次序進行步驟而不背離本發明之原理。此外,除非明確
的申請專利範圍語言敍述應單獨地進行,否則指定步驟可同時進行。舉例而言,可在單個操作內同時進行所主張的進行X之操作及所主張的進行Y之操作,且所得製程將屬於所主張的製程之文字範疇之內。
如本文所用之術語「約」或「實質上」可允許值或範圍中一定程度之變化性,例如在規定值或範圍之規定界限之20%內、15%內、10%內、5%內或1%內,且包括確切規定值或範圍。
如本文所用之術語「聚醯胺」係指具有由醯胺鍵連接之重複單元的聚合物。聚醯胺可由包含脂族、半芳族或芳族基之單體產生。聚醯胺包括耐綸(例如,耐綸-6,6或耐綸-6)且可係指由單一單體、兩種不同單體或三種或更多種不同單體產生之聚醯胺。術語聚醯胺因此包括雙單體聚醯胺。聚醯胺可為具有二羧酸單體單元及二胺單體單元作為單體單元的耐綸。舉例而言,若二羧酸單體單元為己二酸且二胺為己二胺,則所得聚醯胺可為耐綸-6,6。耐綸-6為具有己內醯胺單體之聚醯胺。聚醯胺可為可由水性溶液或含有超過兩種單體之水性溶液之摻合物製備的共聚物。在各個態樣中,聚醯胺可藉由二羧酸單體及二胺單體之聚合來製造。在一些情況下,聚醯胺可經由胺基羧酸、胺基腈或內醯胺之聚合來產生。適合聚醯胺包括(但不限於)由本文描述之單體單元聚合之彼等聚醯胺。術語「聚醯胺」包括諸如PA6、PA66、PA11、PA12、PA612、耐綸-66/6T之聚醯胺。然而,當如此明確進行時,此術語可經修改,以排除特定聚醯胺。舉例而言,在一些態樣中,聚醯胺可為除PA11、PA12及PA612之外的聚醯胺;或聚醯胺可為除耐綸-66/6T之外的聚醯胺。
如本文中所用之術語「N6」、「耐綸-6」或「PA6」係指藉由己內醯胺之聚縮合合成的聚合物。聚合物亦稱為聚醯胺6、耐綸-6及聚
(己內醯胺)。
如本文中所用之術語「N66」、「耐綸-6,6」或「PA66」係指藉由己二胺(HMD)及己二酸之聚縮合合成的聚合物。聚合物亦稱為聚醯胺66、耐綸-66、耐綸-6-6及耐綸-6/6。
本文所描述之聚合物可以任何適合的方式終止。在一些態樣中,聚合物可用獨立地選自以下之端基封端:適合的聚合引發劑、-H、-OH,雜有0、1、2或3個獨立地選自-O-、經取代或未經取代之-NH-及-S-之基團的經取代或未經取代之(C1-C20)烴基(例如,(C1-C10)烷基或(C6-C20)芳基)、聚(經取代或未經取代之(C1-C20)烴氧基)及聚(經取代或未經取代之(C1-C20)烴基胺基)。
在本發明中,術語「DAM」或「乾燥」係指乾燥模製的測試樣本。
在本發明中,術語「濕潤」或「cond」或「經調節」係指經調節測試樣本。
術語「實質上均勻衰減」意謂當電磁訊號在垂直於樣品表面之方向上穿過樣品厚度時,均勻厚度之樣品上訊號強度的降低。
如本文中所用之術語「衰減係數」係指在某一頻率(以GHz為單位)之波訊號穿過大約某些結構厚度(以cm為單位)之介質時所量測的以分貝(dB)為單位之波紋衰減(或損失)計算值。衰減係數之量測單位為dB/GHz.cm。作為例示,1.0dB/GHz.cm之衰減係數值意謂每1cm介質厚度每1單位GHz的波損失為1.0dB。
本發明係關於針對與5G網路相關聯之頻率下之電磁訊號展
現低傳輸損失的材料。
低傳輸損失材料可包括至少一種聚醯胺。聚醯胺可為PA6;PA4,6;PA6,6;PA6,9;PA6,10;PA6,12;PA10,12;PA12,12;PA6;PA11;PA12;PA66/6T;PA6I/6T;PADT/6T;PA66/6I/6T;或其摻合物,諸如PA6/PA66。在一些實例中,聚醯胺可包括6I重複單元(六亞甲基間苯二甲醯胺)、6T重複單元(聚六亞甲基對苯二甲醯胺)或6I/6T重複單元之組合。當存在6I及6T重複單元之組合時,6I及6T重複單元可以任何適合重量比存在,例如約96:4至約10:90 wt:wt之6I:6T、約80:20至約20:80 wt:wt、約70:30至約30:70 wt:wt,或約60:40至約40:60 wt:wt之6I:6T的重量比。在一些實例中,聚醯胺可為PA66:DI,其中PA66與DI之間的莫耳重量比在85:15至96:4(wt:wt)之範圍內。
如本文中所用,「PA66/DI」係指聚六亞甲基己二醯胺(耐綸-6,6或N66或PA66)及「DI」之共聚醯胺類型,該「DI」為2-甲基-五亞甲基二胺(或「MPMD」)及間苯二甲酸之組合。MPMD為可作為INVISTA Dytek® A胺商購獲得且在縮寫調配標記中工業上稱為「D」。間苯二甲酸為可商購的且在縮寫調配標記中工業上稱為「I」。本發明之實例中使用的調配物「PA66/DI」具有45之RV及92:8 PA66:DI(wt/wt)之組成,其中「DI」部分為約40:60 D:I(wt/wt)。適用於代替當前實例中所使用之PA66/DI的其他非限制性共聚醯胺包括66/D6、66/DT、6T/DT、66/610或66/612。
聚醯胺可包括耐綸-6(例如,PA6)及耐綸-6,6(例如,PA6,6)。聚醯胺可為耐綸-6,6且組合物可視情況實質上不含所有其他聚醯胺(例如,耐綸-6,6可為用於形成組合物之唯一聚醯胺)。
在一些實例中,聚醯胺可介於殼體之約30wt%至約100wt%、約50wt%至約95wt%範圍內,小於、等於或大於30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、50wt%、55wt%、60wt%、65wt%、70wt%、75wt%、80wt%、85wt%、90wt%、95wt%或100wt%。在一些實例中,聚醯胺可與少量纖維(例如,玻璃纖維、碳纖維、玄武岩、醯胺、聚合物、二氧化矽、礦物纖維或其混合物)、添加劑或其混合物一起構成殼體材料之大部分。在一些實例中,本文描述之殼體由聚醯胺及纖維組成。在一些實例中,本文描述之殼體由聚醯胺、纖維及添加劑組成。在一些實例中,殼體可由耐綸-6,6及纖維組成。在一些實例中,殼體可由耐綸-6,6、玻璃纖維及添加劑組成。在一些實例中,殼體可由耐綸-6,6組成。
低傳輸損失材料可經調適以具有在以下範圍內的密度:約0.7g/cm3至約10g/cm3、0.7g/cm3至約5g/cm3、約2g/cm3至約5g/cm3、約0.75g/cm3至4g/cm3、0.8g/cm3至約4g/cm3、約0.8g/cm3至約3g/cm3、0.85至約3g/cm3,或等於、或大於約0.7g/cm3、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9或約10.0g/cm3。
本發明之適合聚醯胺具有足夠的拉伸模數及拉伸強度值,以允許由聚醯胺形成之裝置承受環境應力。作為一實例,適合聚醯胺包括具有範圍介於1,000MPa至50,000MPa,例如1,000MPa至40,000MPa,例如1,000MPa至30,000MPa之拉伸模數的聚醯胺。作為一實例,適合聚醯胺包括具有介於30MPa至400MPa、35MPa至300MPa、40MPa至280MPa,小於、等於或大於約30、50、100、150、200、250、300、350或400MPa之拉伸強度的彼等聚醯胺。
在一些實例中,具有20wt% GF之PA66可具有在50℃之溫度下在約100MPa至約150MPa之範圍內及在約23℃之溫度下在約70MPa至約100MPa之範圍內的拉伸強度。在一些實例中,具有30wt%玻璃纖維之PA66可具有在50℃之溫度下在約140MPa至約190MPa之範圍內及在約23℃之溫度下在約100MPa至約130MPa之範圍內的拉伸強度。在一些實例中,具有20wt%玻璃纖維之PA66可具有在50℃之溫度下在約100MPa至約150MPa之範圍內及在約23℃之溫度下在約70MPa至約100MPa之範圍內的拉伸強度。在一些實例中,具有聚苯醚之PA66可具有在50℃之溫度下在約45MPa至約65MPa之範圍內及在約23℃之溫度下在約40MPa至約55MPa之範圍內的拉伸強度。在一些實例中,具有聚苯醚及20wt%玻璃纖維之PA66可具有在50℃之溫度下在約100MPa至約130MPa之範圍內及在約23℃之溫度下在約80MPa至約100MPa之範圍內的拉伸強度。
另外,適合的聚醯胺進一步包括在以上拉伸強度或拉伸模數範圍內的彼等聚醯胺,其在23℃下在無缺口夏比(Charpy)衝擊試驗中展現30KJ/m2至不斷裂,例如40KJ/m2至200KJ/m2、40KJ/m2至150KJ/m2,等於或大於40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、
140、150、160、170、180、190或200KJ/m2的韌性。在一些實例中,具有20wt%玻璃纖維之PA66可具有在50℃之溫度下在約98KJ/m2至約110KJ/m2之範圍內及在約23℃之溫度下在約53KJ/m2至約72KJ/m2之範圍內的無缺口夏比衝擊值。在一些實例中,具有30wt%玻璃纖維之PA66可具有在50℃之溫度下在約110KJ/m2至約120KJ/m2之範圍內及在約23℃之溫度下在約89KJ/m2至約100KJ/m2之範圍內的無缺口夏比衝擊值。在一些實例中,具有聚苯醚之PA66可具有在50℃之溫度下在約240KJ/m2至約340KJ/m2之範圍內及在約23℃之溫度下在約310KJ/m2至約370KJ/m2之範圍內的無缺口夏比衝擊值。在一些實例中,具有聚苯醚及20wt%玻璃纖維之PA66可具有在50℃之溫度下在約73KJ/m2至約76KJ/m2之範圍內及在約23℃之溫度下在約79KJ/m2至約82KJ/m2之範圍內的無缺口夏比衝擊值。在一些實例中,具有20wt%玻璃纖維之PA66可具有在50℃之溫度下在約10KJ/m2至約22KJ/m2之範圍內及在約23℃之溫度下在約7KJ/m2至約8.5KJ/m2之範圍內的無缺口夏比衝擊值。在一些實例中,具有30wt%玻璃纖維之PA66可具有在50℃之溫度下在約15KJ/m2至約27KJ/m2之範圍內及在約23℃之溫度下在約11KJ/m2至約14KJ/m2之範圍內的無缺口夏比衝擊值。在一些實例中,具有聚苯醚之PA66可具有在50℃之溫度下在約24KJ/m2至約35KJ/m2之範圍內及在約23℃之溫度下在約20KJ/m2至約23KJ/m2之範圍內的無缺口夏比衝擊值。在一些實例中,具有聚苯醚及20wt%玻璃纖維之PA66可具有在50℃之溫度下在約11KJ/m2至約14KJ/m2之範圍內及在約23℃之溫度下在約11KJ/m2至約12KJ/m2之範圍內的無缺口夏比衝擊值。
聚醯胺可為純聚醯胺。聚醯胺可為單一聚醯胺。聚醯胺可
為共聚物。聚醯胺材料可為聚醯胺之摻合物。聚醯胺材料可包含不為聚醯胺的材料或化合物之摻合物。此類材料或化合物之實例可包括添加劑及強化纖維。此類材料或化合物之其他實例可包括聚醚,諸如聚苯醚(PPE)及聚烯烴,諸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯(TBT)、碳酸伸丙酯(PC)及其摻合物。
聚醯胺之強化可藉由將例如玻璃纖維、碳纖維、玄武岩、醯胺、聚合物、二氧化矽或礦物纖維併入例如來自擠壓機之聚醯胺熔體中來進行。在存在時,強化纖維可在面板100之約5wt%至約50wt%,約10wt%至約30wt%之範圍內,小於、等於或大於約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50wt%。
除包括強化纖維以外或並非包括強化纖維,聚醯胺材料可進一步包括至少一種添加劑或添加劑包。當存在時,按總聚醯胺材料計,至少一種添加劑或添加劑包可在約0.1wt%至約60wt%,例如約0.5wt%至約55wt%,例如約0.75wt%至約50wt%之範圍內。添加劑或添加劑包之實例可包括抗紫外輻射添加劑、阻燃添加劑、抗靜電添加劑、抗衝擊改質劑、色彩添加劑(例如,顏料)、熱穩定劑添加劑及防潮添加劑。在一些實例中,包括聚醯胺之物件可包括安置於物件之外表面上的阻燃塗層。
適合的抗衝擊改質添加劑之實例可包括順丁烯二酸化聚烯烴。適合的順丁烯二酸化聚烯烴之實例包括可以商標名AMPLIFYTM GR獲得的順丁烯二酸化聚烯烴,其可購自Dow Chemical Co.,Midland MI,USA(實例包括AmplifyTM GR 202、AmplifyTM GR 208、AmplifyTM GR
216及AmplifyTM GR380);可以商標名EXXELORTM獲得的順丁烯二酸化聚烯烴,其可購自ExxonMobil,Irving TX,USA(實例包括ExxelorTM VA 1803、ExxelorTM VA 1840、ExxelorTM VA1202、ExxelorTM PO 1020及ExxelorTM PO 1015);可以商標名ENGAGETM 8100獲得的順丁烯二酸化聚烯烴,其可購自Dow Elastomer Midland MI,USA;及可以商標名BONDYRAM® 7103獲得的順丁烯二酸化聚烯烴,其可購自Ram-On Industries LP。
適合阻燃劑之實例包括例如有機磷化合物,諸如有機磷酸酯(包括磷酸三烷基酯,諸如磷酸三乙酯、參(2-氯丙基)磷酸酯,及磷酸三芳基酯,諸如磷酸三苯酯及磷酸二苯酯甲苯酯、間苯二酚雙二苯基磷酸酯、間苯二酚二磷酸酯及磷酸芳酯)、亞磷酸酯(包括亞磷酸三烷酯、亞磷酸三芳酯及經混合之亞磷酸烷酯-亞磷酸芳酯)、膦酸酯(包括乙基膦酸二乙酯、甲基膦酸二甲酯)、聚磷酸酯(包括三聚氰胺聚磷酸鹽、聚磷酸銨)、聚亞磷酸酯、聚膦酸酯、亞膦酸酯(包括參(亞膦酸二乙酯)鋁;鹵化阻燃劑,諸如氯橋酸衍生物及氯化鏈烷烴;有機溴化物,諸如十溴二苯基醚(decaBDE)、十溴二苯基乙烷、聚合物溴化化合物(諸如溴化聚苯乙烯)、溴化碳酸鹽寡聚物(BCO)、溴化環氧寡聚物(BEO)、四溴鄰苯二甲酸酐、四溴雙酚A(TBBPA)及六溴環十二烷(HBCD);金屬氫氧化物,諸如氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈷及前述金屬氫氧化物之水合物;及其組合。阻燃劑可為反應類型阻燃劑(包括含有磷基之多元醇、10-(2,5-二羥基苯基)-10H-9-氧雜-10-磷雜-菲-10-氧化物、含磷內酯改質之聚酯、乙二醇雙(磷酸二苯酯)、新戊二醇雙(磷酸二苯酯)、胺官能化及羥基官能化矽氧烷寡聚物)。此等阻燃劑可單獨或與其他阻燃劑結合使用。
適合抗紫外添加劑之實例包括紫外吸收劑、淬滅劑、受阻胺光穩定劑(HALS)或其混合物。紫外吸收劑為藉由與發色團競爭吸收紫外幅射起作用的光穩定劑類型。吸收劑將有害紫外幅射變為經由聚合物基質耗散之無害紅外輻射或熱量。碳黑為有效的光吸收劑。另一種紫外吸收劑為在300-400nm範圍中有效的金紅石氧化鈦。羥基二苯甲酮及羥苯基苯并三唑亦為具有適用於中性或透光應用之優點的適合紫外穩定劑。羥苯基苯并三唑在低於100微米之薄部件中不太適用。其他紫外吸收劑包括聚醯胺之草醯替苯胺、聚氯乙烯之二苯甲酮及聚碳酸酯之苯并三唑及羥基苯基三。紫外吸收劑具有低成本之益處,但可能僅適用於短期暴露。淬滅劑藉由能量傳遞過程將發色團之激發態恢復至基態。能量傳遞劑藉由淬滅在聚合物材料之光-氧化反應期間形成的羰基之激發態及經由氫過氧化物之分解起作用。此防止鍵斷裂且最終防止自由基之形成。受阻胺光穩定劑為藉由捕獲在聚合物材料之光-氧化反應期間形成之自由基且因此限制光降解過程起作用的長期熱穩定劑。藉由經由稱為Denisov週期之方法形成硝醯基(nitroxy radical)來解釋受阻胺光穩定劑清除由紫外吸收產生之基團的能力。儘管在受阻胺光穩定劑中存在廣泛的結構差異,最多共用2,2,6,6-四甲基哌啶環結構。受阻胺光穩定劑為用於廣泛範圍之聚合物材料的功能正常的UV穩定劑。儘管受阻胺光穩定劑在聚烯烴、聚乙烯及聚胺酯中亦極有效,但其不適用於聚氯乙烯。視情況選用之添加劑之非限制性實例包括助黏劑、殺生物劑、防霧劑、抗靜電劑、抗氧化劑、黏結劑、吹塑劑及發泡劑、催化劑、分散劑、增效劑、抑煙劑、抗衝擊改質劑、引發劑、潤滑劑、成核劑、顏料、著色劑及染料、光增白劑、塑化劑、加工助劑、脫模劑、矽烷、鈦酸鹽及鋯酸鹽、助滑劑、抗阻斷劑、穩定劑、硬
脂酸鹽、紫外光吸收劑、蠟、催化去活化劑及其組合。
視情況選用之添加劑之非限制性實例包括助黏劑、殺生物劑、防霧劑、抗靜電劑、抗氧化劑、黏結劑、吹塑劑及發泡劑、催化劑、分散劑、增效劑、抑煙劑、抗衝擊改質劑、引發劑、潤滑劑、成核劑、顏料、著色劑及染料、光增白劑、塑化劑、加工助劑、脫模劑、矽烷、鈦酸鹽及鋯酸鹽、助滑劑、抗阻斷劑、穩定劑、硬脂酸鹽、紫外光吸收劑、蠟、催化去活化劑及其組合。
本發明中提出之熱塑性樹脂在無線網路基礎設施中具有工業效用。因此,本發明進一步係關於由本文所揭示之熱塑性樹脂形成的物件。此類組合物可用於許多領域,包括通信裝置、電子裝置及電力系統。由熱塑性樹脂形成之例示性物件包括(但不限於)電力電纜終端、微型天線、隱匿天線、蜂巢式電話罩殼、電子組件之外殼、電力變壓器/電力調節器、光纖、纖維終端箱、無線電、雙工器/多工器、同軸電纜及其組合。物件可呈電子設備之殼體或電子設備之殼體之一部分的形式。當物件為殼體之一部分時,物件可為面板。
圖19展示根據本發明的面板100之一實例。根據各種態樣,殼體可由複數個接合面板100形成。替代地,殼體可由輪廓面板100形成,如下文進一步描述。所形成之面板100可藉由其介電常數表徵。舉例而言,包括聚醯胺之面板100之介電常數在3-40GHz頻率範圍中可介於約2.50至約4.00、約2.75至約3之範圍內,小於、等於或大於約2.50、2.60、2.70、2.80、2.90、3.00、3.10、3.20、3.30、3.40、3.50、3.60、3.70、3.80、3.90或約4.0。此等值可例如使用現行標準測試方法(Active
Standard Test Method;ASTM)D2520來量測。所形成面板100可進一步藉由其耗散因子(dissipation factor:DF)表徵,該耗散因子在3-40GHz頻率範圍中可介於約0.004至約0.025、約0.010至約0.020之範圍內,小於、等於或大於約0.004、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.011、0.012、0.013、0.014、0.015、0.016、0.017、0.018、0.019、0.020、0.021、0.022、0.023或0.024。此等值可例如使用ASTM D2520來量測。對於頻率500MHz至6GHz之訊號及0.5mm至6mm之面板厚度、對於頻率24GHz至30GHz之訊號及0.5mm至4.5mm之面板厚度、對於頻率36GHz至40GHz之訊號及0.5mm至4mm之面板厚度或對於頻率76GHz至81GHz之訊號及0.5mm至3.5mm之面板厚度,面板100之衰減可為1dB至0dB。
當頻率為500MHz至6GHz,與表面之訊號入射角為90±5°,組合物係選自表1之熱塑性樹脂中之任一者且期望衰減為1dB至0dB時,則適合厚度可在0.5mm與6mm之間。
當頻率為24GHz至30GHz,與表面之訊號入射角為90±5°,組合物係選自表1之熱塑性樹脂中之任一者且期望衰減為1dB至0dB時,則適合厚度可在0.5mm與4.5mm之間。
當頻率為36GHz至40GHz,與表面之訊號入射角為90±5°,組合物係選自表1之熱塑性樹脂中之任一者且期望衰減為1dB至0dB時,則適合厚度可在0.5mm與4mm之間。
當頻率為76GHz至81GHz,與表面之訊號入射角為90±5°,組合物係選自表1之熱塑性樹脂中之任一者且期望衰減為1dB至0dB時,則適合厚度可在0.5mm與3.5mm之間。
實質上由低傳輸損失材料製得之面板100(例如,由其他材料製成之最多雜質或可忽略的結構特徵)可採用許多不同形式。舉例而言,面板100可經組態為用於覆蓋傳輸元件(諸如天線)之面板100。在一些實例中,面板100可為模製物件之組件。模製物件例如可為經設計以覆蓋天線或其他傳輸元件之殼體。當作為殼體之部分存在時,面板100可為包括低傳輸損失材料的模製物件之唯一部分。形成面板100作為殼體之部分可適用於為電子設備提供耐候性屏蔽。替代地,在一些態樣中,整個殼體可由與面板100相同的材料形成。如本文所使用,術語「耐候性」係指殼體承受合理暴露於要素(例如,日光、雨水、風或其組合)同時實質上維持其結構完整性的能力。
面板可具有任何適合的尺寸。面板可具有在約0.5mm至約6mm、1mm至約2mm之範圍內,小於、等於或大於約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.1、4.2、4.3、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9或6mm的厚度。圖19為面板100之一實例之透視圖。將面板100之厚度限定於對置主表面102與103之間。面板100之表面102及103可在形狀上為例如圓形(或實質上圓形環形,從而允許與正圓有一些偏差)或其他圓形或多邊形。適合多邊形形狀之實例包括三角形形狀(例如,等邊三角形、直角三角形、鈍角三角形、等腰三角形或銳角三角形)、四角形形狀(例如,正方形或矩形)、五邊形形狀、六邊形形狀、七邊形形狀、八邊形形狀或任何高階多邊形形狀。
面板100之對置主表面102及103可具有平坦的輪廓或彎曲的輪廓。彎曲的輪廓可包括單一曲線或一連串波紋。彎曲的輪廓可使面板100具有通常凸面或凹面形狀。各別相鄰波紋可相對於彼此均勻隔開或相對於彼此不均勻地隔開。另外,對置主表面102及103中之任一者可包括一或多個突出部,諸如肋條。當存在時,肋條可有助於增加面板100之強度。各表面可實質上為光滑的或紋理化的。對置主表面可具有相同的輪廓或各主表面可具有不同的輪廓。
面板100可由若干適合製程中之任一者形成,包括注射模製、熱成型及壓縮模製。所揭示面板100可視情況在單一模製操作中或多重注射製程中形成,其中周圍材料與所揭示面板100之材料相同或不同。大體而言,在經編程以在一個週期內執行兩次注射的一個機器上執行多重注射製程(multi-shot process)。在第一週期中,噴嘴將塑膠注入至模具中。接著自動地旋轉模具,且自第二噴嘴將不同類型之塑膠注入至模具中。雙重注射模製使硬材料及軟材料之共聚合最佳化以產生強效分子鍵。結果為具有生產和特徵優點之單個部件。其可在所有行業中用於各種產品設計。其亦允許模製使用透明塑膠、彩色圖形及時尚飾面,此改良產品功能及市場價值。
在面板100不可經由注射模製形成的應用中,面板100可經由擠壓形成。在擠壓之一些實例中,置放於擠壓機之端部處的螺模可具有作為面板100之預期形狀之相反印象的形狀。在又一些其他實例中,可藉由積層製造製程形成面板100之任何部分。
電子設備可容納於由本文所揭示之材料製備的殼體內部。此類殼體可為固定設施,諸如桿、建築物、屋頂等,或移動設施,諸如車
輛、飛機、自行車、船、可穿戴物等。殼體可根據應用規範在體積、重量、維護/修復的獲取簡易性、美觀(色彩、漆面、外觀等)或其他標準方面進行設計。電子設備可為例如AC或DC供電之5G毫米波及4G無線電;AC/DC整流器或遠端供電單元、光纖連接性殼體、射頻組合器或雙工器、警報系統及入侵系統、AC及DC電力分配面板、5G天線或5G接收器。
強化纖維可有助於增加物件之拉伸強度及韌性。所添加強化纖維之量可足以向物件賦予所需拉伸強度及韌性,同時不損害材料之傳輸損失特徵。
材料實現大於1g/cm3之密度值的能力可有助於增加所得物件之拉伸強度及韌性。將其例如與包括發泡材料之物件進行直接對比。
關於物件中所使用之特定聚醯胺或聚醯胺摻合物的決定可隨各別聚醯胺之拉伸強度、韌性,或兩者而變化。
可用於注射模製、擠壓或積層製造製程的一或多種聚醯胺可作為個別集結粒提供。個別集結粒可包括聚醯胺或聚醯胺之混合物以及本文描述之添加劑中之任一者。集結粒可進一步包括本文描述之強化纖維中之任一者。在一些實例中,個別集結粒之直徑或長度可獨立地在約1mm至約5mm、約2mm至約4mm之範圍內。
替代地,在一些實例中,集結粒可僅包括聚醯胺或聚醯胺之混合物。此等集結粒接著可經加熱以使得其軟化,且可將任何添加劑、強化纖維或兩者添加至經軟化集結粒中並混合。在混合之後,聚醯胺、添加劑、強化纖維或其子組合之混合物可經受注射模製製程、擠壓製程或積層製造製程。
本發明之各個態樣可藉由參考藉助於說明提供的以下實例來更好地理解。本發明不限於本文中給定之實例。
組合物、表面特徵及結構厚度之某些組合可出人意料地得到對毫米波展現有用介電常數及高透明度的模製物件。
使用具有最小18-mm直徑共轉螺桿與40-56 L/D(例如,40-56之L/D比率)之雙螺桿擠壓機以進行混配。單元具有一個主進料器及最少三個側進料器。使用至少1公斤/小時之進料速率。以至少1000RPM之速度共轉/翻轉的雙螺桿足以為混配功能提供高剪切力。總混配機通量為至少15公斤/小時。
混配單元具有至少三個通氣口,一個常壓口及兩個真空口。轉動的雙螺桿向機筒內部之加熱物質賦予前向動量,且機筒沿著其長度在區域中在250-310℃範圍內之溫度下加熱。
設置雙螺桿混配機之處理區段以滿足多個製程需求且允許廣泛多種製程,包括混配製程。視需要,使用定量進料器將聚合物、填充劑及添加劑連續地進料至雙螺桿之第一機筒區段中。產物沿螺桿輸送且藉由捏合元件在機筒之塑化區段中熔化及混合。接著使聚合物沿需要時其中混合了填充劑或添加劑的側面端口行進,且供應到排氣區中且自此進入建壓區,在該建壓區中使其離開螺模通過作為全穿孔之至少3-mm孔。將澆鑄的全穿孔饋入至水浴中進行冷卻且使其能夠經由粒化機切成晶片。該單元經設計以能夠承受至少70bar螺模壓力。可包括具有最少四個孔之螺模,各自至少3mm直徑以進行粒化。
使用以上設備產生直徑為3mm及長度為3-5mm的聚醯胺之混配集結粒。粒化聚醯胺材料之水分含量小於約0.2wt%。
所使用之注射模製機(Demag Sumitomo Sytec 100/200)包括進料口及溫度分區桶中之單一轉動螺桿,其中區域可介於40至320℃範圍以熔化基於耐綸-6,6之樹脂,且其中螺桿在機筒內移動以將一定體積的熔融樹脂注射至模具中,其中對於基於耐綸-6,6之樹脂,模具係呈60-90℃。模具產生固體部件或樣本,其包括適用於測試之固體部件,諸如具有所需尺寸之易燃條。
在此等實例中,藉由執行功能上等效於UL 94標準之測試來確定易燃性等級。
如本文中所用之原料PA6純聚醯胺可作為Ultramid®聚醯胺購自BASF、作為Akulon®聚醯胺購自DSM Engineering Materials或類似者。
如本文中所用之原料PA66純聚醯胺為以商標INVISTATM U4800聚醯胺樹脂購自INVISTA,Wichita KS的可商購INVISTA耐綸-66(或N66)級。PA66具有42-50之標準RV範圍。原料PA66具有80至240之高RV範圍。
如本文中所用,「6I/6T」可作為EMS Grivory G21購自Sumter,South Carolina,USA之EMS-Chemie(North America)Inc.。
如本文所用,術語「PA66-6I/6T」或「PA66+6I/6T」係指PA66及6I/6T之摻合材料。舉例而言,「PA66+6I/6T(70+30)」為PA66及
6I/T之70:30(wt:wt)耐綸:6I/6T摻合材料。
如本文中所用,「PA66-GF30」為玻璃纖維強化型耐綸-66。「GF30」指示30wt%玻璃纖維含量。
如本文中所用,「PA66-GF20」為玻璃纖維強化型耐綸-66。「GF20」指示20wt%玻璃纖維含量。
如本文中所用,「PA66-PPE」為PA66及聚苯醚(縮寫為PPE)之可商購熱塑性聚合物摻合物。此類材料購自Asahi Kasei、SABIC、Mitsubishi及LG Chem,例如LG Chemical LUMILOY® TX5002 High Flow PPE/PA Alloy、Mitsubishi Lemalloy® C61HL PPE-PA66 Alloy或類似者。適合的PA66-PPE摻合物可具有範圍介於90:10至10:90之質量比,例如80:20、70:30、60:40、50:50、40:60、30:70、20:80等。
如本文中所用,「PA66-PPE-GF20」為玻璃纖維強化型耐綸-66-PPE。「GF20」指示20wt%玻璃纖維含量。
如本文中所用,「PPE」為可商購的材料,諸如購自Asahi Kasei、SABIC、Mitsubishi及LG Chem。
如本文中所用,「PA66-IM-GF30」為含有具有30wt% GF之抗衝擊改質之聚烯烴的耐綸-66。
純聚碳酸酯(PC)為可商購的材料,諸如購自Lotte Chemical。
如本文中所用,已知「PA66/DI」為六亞甲基己二醯胺及2-甲基-1,5-五亞甲基-間苯二甲醯胺之共聚物。實例中所使用的PA66/DI具有45之相對黏度(RV)且含有約92:8(wt:wt)PA66:DI。PA66/DI中之「DI」部分為約50:50(莫耳)或約40:60(wt:wt)D:I。
在此等實例中測試七種樹脂樣本。七種樹脂列於下表1中。在模製基板之前藉由AquaTrac儀器量測起始樹脂集結粒水分。
ISO 1110聚醯胺樣本之加速調節。
ASTM D2520「Standard Test Methods for Complex Permittivity(Dielectric Constant)of Solid Electrical Insulating Materials at Microwave Frequencies and Temperatures to 1650 Degrees C.」(方法B,諧振腔微擾技術)。
ASTM D789相對黏度(RV)量測方法。
UL 94標準易燃性(V-0/V-1/V-2)等級測定方法。
將各樹脂標本模製為100×134×3mm基板及100×155×1.5mm基板。將基板以乾燥模製狀態儲存在鋁箔袋中,因此預期DAM基板中
之水分與進料至模製機中之集結粒中的水分相同。
自乾燥模製(DAM)狀態開始,使用ISO 1110程序調節基板。
ISO 1110標準提供一種用於加速調節聚醯胺樣本之方法,其中將樣本保存在70℃之大氣壓與62%相對濕度(RH)的潮濕箱中。允許樣本增加水分,直至其達至平衡重量為止,該平衡重量係藉由每日量測樣本之質量來測定,藉由樣本達至恆定質量來指示調節之終點。此程序代表與將樣本保存在23℃ 50% RH大氣壓中直至達至平衡水分時獲得的水分增加極類似,視標本厚度而定,此可耗時9個月。
對於7種試樣中之每一者,根據ISO 1110程序在濕度腔室中調節1.5mm及3mm厚的基板。對於各測試標本及基板厚度,將三個複本稱重以追蹤水分增加。在所有情況下,三個複本在重量增加方面產生優良的一致性。
圖1(對於1.5mm厚的基板)及圖2(對於3.0mm厚的基板)展示各測試標本之平均重量增加(與初始DAM重量相比,以wt%為單位)。以下表2列舉七種測試樣本之最終平衡水分水準。
使用ASTM D2520,方法B之指南,將各材料之大致1/8"
厚的基板用於介電常數及耗散因子量測。所有基板為大致3.9"×5.3"×0.12"。
製備各材料(參見表1)之兩個複本以在如下提及之各要求測試頻率下進行測試。測試頻率包括3GHz、5GHz、10GHz、20GHz、30GHz及40GHz。
表3列舉針對各測試頻率之測試樣品大小。製備所有測試樣品以使得測試樣品長度對應於基板流動方向。各材料(表1中之A-N)之兩個基板用於製備測試樣品。用於各頻率之一個複本係由各基板製造。
在實驗室環境條件下進行所有測試。在24℃及46% RH下運行測試條件。處置所有樣品以限制在樣品製備及測試期間暴露於實驗室環境條件。
使用闡述於ASTM D2520,「Standard Test Methods for Complex Permittivity(Dielectric Constant)of Solid Electrical Insulating Materials at Microwave Frequencies and Temperatures to 1650 Degrees C.」方法B,諧振腔微擾技術中之指南執行測試。腔室內部之電場平行於測試樣品之長度。所有經測試樣本在六種頻率下之所量測介電常數資料列於下表4中。介電常數精密度對於3GHz-20GHz頻率範圍為約±1%且對於
30GHz-40GHz範圍為約±2%。結果展示於表4中。
使用闡述於ASTM D2520,「Standard Test Methods for Complex Permittivity(Dielectric Constant)of Solid Electrical Insulating Materials at Microwave Frequencies and Temperatures to 1650 Degrees C.」方法B,諧振腔微擾技術中之指南執行測試。腔室內部之電場平行於測試樣品之長度。耗散因子消退對於3GHz-20GHz頻率範圍為約±5%且對於30GHz-40GHz範圍為約±10%。結果展示於表5中。
七種經測試樣本(DAM及經調節)之以上介電常數及耗散因子量測資料(表4及表5)用於波形建模。各種商業代碼包可獲得用於此類建模,例如可自Altair FekoTM獲得綜合計算電磁學(CEM)代碼。
使用波形建模,測定七種測試樣本中之每一者(各別厚度不同)在各測試頻率(以GHz為單位)下之傳輸損失(以分貝,dB為單位)以及反射(dB)。
機械測試包括對以下參數之測試。使用ISO 527測試拉伸模數。使用ISO 527測試拉伸強度。使用ISO 527測試拉伸伸長率(斷裂)。使用ISO 178測試撓曲模數。使用ISO 178測試撓曲強度。使用ISO 179測試缺口夏比衝擊。使用ISO 179測試無缺口夏比衝擊。阻燃性(FR)測試可包括對以下參數之測試。使用UL 94進行材料FR測試。使用ASTM E84-3進行燃性測試。耐候性測試包括對以下參數之測試。使用AATCC方法16選項3進行生命週期UV測試(10年、15年及20年)。藉由量測指定點之色彩變化來測定褪色。使用ASTM 50452進行刮擦測試。針對以下參數進行塗料黏附力測試。使用ISO 2409進行交叉影線測試。使用ISO 6270-2及ISO 554一起進行濕度及交叉影線測試。根據ISO 2409進行UV暴露之後的交叉影線測試。
表6示出實例1之資料。
表7及表8示出實例2之資料。
表9及表10示出實例3之資料。
實例4-17包括展示包括各種材料(例如,聚醯胺、加強型聚醯胺及聚碳酸酯)之1mm厚面板在濕潤及乾燥條件下的傳輸損失及反射之測試結果的圖。結果展示,與由諸如聚碳酸酯之其他材料形成之面板相比,由包括強化型聚醯胺材料之聚醯胺材料形成之面板展示優良的傳輸損失及反射特性。出人意料地,考慮到聚醯胺之親水性質,包括聚醯胺之彼等面板在濕潤時表現良好。
圖3A(乾燥)及圖3B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖4A(乾燥)及圖4B(濕潤)為傳輸損失(就散射參數S21而言,其為發射功率與入射功率之比率,在Y軸上以dB為單位提供)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖5A(乾燥)及圖5B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB
為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖6A(乾燥)及圖6B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖7A(乾燥)及圖7B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖8A(乾燥)及圖8B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖9A(乾燥)及圖9B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖10A(乾燥)及圖10B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖11A(乾燥)及圖11B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖12A(乾燥)及圖12B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖13A(乾燥)及圖13B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖14A(乾燥)及圖14B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖15A(乾燥)及圖15B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
圖16A(乾燥)及圖16B(濕潤)為傳輸損失(S21,在Y軸上以dB為單位)及反射(以dB為單位)隨樣本厚度(mm,在X軸上)而變化的圖形資料。
如表1中所描述,藉由將材料模製成1ft×1ft平面基板來測試若干材料。將此等基板精密加工以獲得約2.18mm結構厚度。使用輥施加器將之0.25mm厚的阻燃劑(FR)材料底塗層及0.11mm厚的裝飾性顏料頂塗層施加至各基板。經塗佈之基板表面由於輥塗層施加而略微粗糙。總樣本結構厚度為2.54mm。
使用喇叭天線設置,在隨距天線之基板表面距離而變的24-40GHz波頻譜中的遠場中量測插入損失(S21,以dB為單位)。
圖17A及圖17B表示展示針對所測試基板中之一者量測之插入損失(dB)資料的氣旋圖。圖17A為在0-100mm距離跨度內以0.5mm增量在24-40GHz波頻率範圍(X軸)內量測的以dB為單位之插入損失(Y軸)之氣旋圖;所展示之各線為0.5mm距離增量。圖17B繪製在0-100mm距離變化內且針對24-40GHz頻率範圍量測的所測試基板之插入損失變化(Y軸)。
接著使用調諧至28GHz之相位陣列天線測試上文實例18中描述之基板樣本。
在28GHz頻率下且在兩個無線電天線距離處量測輻射以及反射圖案(例如主波瓣、旁波瓣、反射、準向偏差)及相對插入損失(以dB為單位)的變化,該兩個無線電天線距離亦即i)接近彼此,參見繪製在圖18A中之「0mm距離」,及ii)間隔幾個波長,參見繪製在圖18B中之「25mm距離」。在三個方位角0°、30°及60°上執行主波束準向損失、誤差、3dB波束寬度變化、第1旁波瓣增益增加以及後波瓣/反射波瓣增益增加的入
射線量測。術語「方位角」為球面座標系統中之角度測量。在圖18A及圖18B中,實線表示不具有中間基板樣本之兩個天線系統之基線性能,且虛線表示在0mm及25mm距離間隔下用兩個天線系統測試之基板性能。
在圖18A中,對於「0mm距離」,各方位角下之主波瓣展示極少損失且旁波瓣經改良。
三維殼體係由由玻璃纖維強化型熱塑性聚合物製成之面板製備。除塗料塗層外,面板結構厚度為約2mm。殼體容納電信設備,亦即無線電、天線、電力供應器。在500MHz至6GHz之間的無線電訊號頻率範圍中,觀測到1dB與0dB之間的訊號衰減。
三維殼體係由由玻璃纖維強化型熱塑性聚合物製成之面板製備。除塗料塗層外,面板結構厚度為約3mm。殼體容納電信設備,諸如電容器、致動器、電力電纜終端、微型天線、、電力變壓器/電力調節器、光纖、無線電、雙工器/多工器、同軸電纜及其組合,且可充當例如隱匿天線、、蜂巢式電話罩殼、電子組件之外殼、纖維終端箱、同軸電纜護套等。在24MHz與30GHz之間的無線電訊號頻率範圍中,觀測到1dB與0dB之間的訊號衰減。
三維殼體係由由玻璃纖維強化型熱塑性聚合物製成之面板製備。除塗料塗層外,面板結構厚度為約2mm。殼體容納電信設備,諸如電容器、致動器、電力電纜終端、微型天線、電力變壓器/電力調節器、光纖、無線電、雙工器/多工器、同軸電纜及其組合,且可充當例如
隱匿天線、蜂巢式電話罩殼、電子組件之外殼、纖維終端箱、同軸纖維護套等。在36MHz與40GHz之間的無線電訊號頻率範圍中,觀測到1dB與0dB之間的訊號衰減。
圖20A至圖20C為面板3A-3C之示意性圖示。面板3A-3C包括各別開口5A-5C。面板3A-3C可具有多種適合的幾何形狀,諸如正方形形狀、矩形形狀(3A)、圓柱形形狀(3B)、圓盤形狀(3C)或任何其他適合的形狀。
由此類面板中之一或多者形成的殼體(未展示)可容納電磁設備之一或多種物品。電磁設備之實例包括例如終止於斷路器/斷開連接之三相電線;電力變壓器/電力調節器;光纖線及纖維終端箱;一或多個無線電;雙工器/多工器(每個無線電);自無線電至天線的同軸電纜;或天線。此殼體亦可需要穿透至遠端天線架位置的同軸電纜。殼體經設計以適應任何目標應用且具有溫度控制系統(風扇、通氣孔或槽)、用於內部零件之檢修門(擰緊、夾緊、鉸接)及安裝附件(支架、旋擰安裝件、回轉安裝件、滑導)及類似者。
開口5A、5B或5C可裝配有由實現電磁訊號之傳輸的任何適合材料構築之窗結構或組合件。實例包括單層或多層透光膜、薄片、玻璃蓋板、金屬或塑膠篩網等。可存在具有不同形狀及大小之多個此類開口以適應電磁訊號傳輸,同時降低訊號強度損失。
儘管此類面板及由其形成之殼體可具有任何適合的材料,諸如聚合物、塑膠、發泡體、金屬、複合物等,訊號傳輸所必需的開口之併入使得此類殼體的設計、製造、安裝及維修變得複雜。另外,具有裝配
有不同於面板材料之材料之開口或窗的此類面板及由其製得之殼體使得此類結構不太耐用(例如,短壽命週期),同時損害其結構完整性、機械強度及抗衝擊性。若殼體不具有裝配有不同於面板材料之材料的此開口或窗,則將殼體視為如本發明中所使用之「無窗」。
圖21A至21C為殼體23、25及27之示意性圖示。與比較實例1相比,殼體23、25及27具有如本文之實例中所描述之厚度且不具有用於傳輸或接收電磁訊號之單獨開口或窗。殼體可具有任何適合的幾何形狀,諸如正方形、矩形(圖21A中之殼體23)、圓柱形(圖21B中之殼體25)、圓盤形(圖21C中之殼體27)、圓頂形、錐形或任何適合的形狀。
所形成殼體為連續模製物件之部分。此實例中所描述之物件可適用於為電子設備提供耐候性屏蔽。此殼體(未展示)或由此類殼體中之一或多者形成之物件可容納電磁設備之一或多種物品。電子設備可包括例如終止於斷路器/斷開連接之三相電線;電力變壓器/電力調節器;光纖線及纖維終端箱;一或多個無線電;雙工器/多工器(每個無線電);自無線電至天線的同軸電纜;或天線。此殼體亦可需要穿透至遠端天線架位置的同軸電纜。殼體經設計以適應任何目標應用且具有溫度控制系統(風扇、通氣孔或槽)、用於內部零件之檢修門(擰緊、夾緊、鉸接)及安裝附件(支架、回轉安裝件、滑塊安裝件)等。
在經由殼體主體進行電磁訊號之傳輸及接收時,不存在任何開口或窗使得此類殼體的設計、製造、安裝及維修變得簡單。另外,不存在裝配有不同於面板材料之材料之開口或窗的此類面板及由其製得之殼體使得此類結構較更加耐用(例如,長效),同時良好保留其結構完整性、
強度及抗衝擊性。
若干面板結構係使用基於PA66之熱塑性樹脂標記之「PA66-IM-GF30」模製且對應於本發明之表1中的標記「L」(50%RH)之樣本。PA66-IM-GF30係使用INVISTATM PA66材料來製備且進一步含有具有30wt%玻璃纖維(GF)增強體之抗衝擊改質之聚烯烴。四個面板之密度為1.097、1.244、1.277及1.361g/cc。
將因此形成之面板接合以形成具有48" L×24" W×12" D(或4' L×2' W×1' D)之尺寸的三維矩形殼體。適當網路電信設備容納於殼體內部。殼體不含有具有任何透明介質,諸如膜、玻璃蓋板、薄片或類似者的單獨開口或窗。PA66-IM-GF30樹脂樣本具有3.5之介電常數及0.0142之耗散因子(DF),兩者均在30GHz頻率下量測。
將面板壁結構厚度維持至約3mm以用於其在面板壁上傳輸期間傳輸且接收具有小於0.5dB損失之30GHz頻率電磁訊號。此電磁訊號傳輸及接收不經由透明窗或光學窗進行。
若干面板結構係使用基於PA66之熱塑性樹脂標記之「PA66-PPE」模製,其對應於本發明之表1中的標記「H」(50%RH)之樣本。PA66-PPE為非強化型熱塑性樹脂。面板之密度為1.1g/cc且1.4g/cc。
將因此形成之面板接合以形成具有約22'至約36"外徑及約
0.5'至約6.5'長度(或3' O.D×5'長圓柱體)之尺寸的三維圓柱形殼體。適當網路電信設備容納於殼體內部。殼體不含有具有任何透明介質,諸如膜、玻璃蓋板、薄片等的單獨開口或窗。PA66-PPE樹脂樣本具有約2.82之介電常數及約0.0074之耗散因子(DF),兩者均在40GHz頻率下量測。
將面板壁結構厚度維持至約4mm以用於其在面板壁上傳輸期間傳輸且接收具有小於0.5dB損失之40GHz頻率電磁訊號。此電磁訊號傳輸及接收並不經由透明窗或光學窗進行。
若干面板結構係使用基於PA66之熱塑性樹脂標記之「PA66-PPE」模製,其對應於本發明之表1中的標記「H」(c50%RH)之樣本。PA66-PPE為非強化型熱塑性樹脂。面板之密度為1.1g/cc且1.4g/cc。
將所形成之面板接合以形成意圖用於6GHz以下5G及4G LTE無線電設備護罩的三維貝殼掀蓋式形狀殼體。適當網路電信設備容納於殼體內部。殼體不含有具有任何透明介質,諸如膜、玻璃蓋板、薄片等的單獨開口或窗。PA66-PPE樹脂樣本具有約2.84之介電常數及約0.0095之耗散因子(DF),兩者均在3GHz頻率下量測。
將面板壁結構厚度維持至約4mm以用於其在面板壁上傳輸期間傳輸且接收具有小於0.5dB損失之3GHz頻率電磁訊號。此電磁訊號傳輸及接收不經由透明窗或光學窗進行。
本發明的基於聚醯胺之貝殼掀蓋式無線電護罩重約20-25磅且在6GHz以下5G及4G LTE射頻傳輸市場中提供具有成本效益、耐用
的解決方案。具有無線電波傳輸及接收功能所必需之開口的等效金屬護罩更昂貴、不太耐用且更重(約60-70磅)。
類似於實例18,喇叭天線設置用於量測隨測試樣本基板表面距天線之距離而變化的24-40GHz波頻譜中的遠場中的插入損失(S21,以dB為單位)。如表1中所描述,藉由將材料模製成1ft×1ft平面基板來測試若干材料。將此等基板精密加工以獲得約2.18mm結構厚度。使用噴塗技術將0.56mm厚的阻燃劑(FR)材料之底塗層及0.15mm厚的裝飾性顏料頂塗層施加至各基板。總樣本結構厚度為2.89mm。
圖22為在0-100mm距離跨度內以0.5mm增量在24-40GHz頻率範圍(X軸)內量測的以dB為單位之插入損失(Y軸)之氣旋圖;所展示之各線為0.5mm距離增量。
接著使用調諧至28GHz之相位陣列天線測試上文實例24中描述之基板樣本。
在28GHz頻率下且在兩個無線電天線距離處量測輻射以及反射圖案,例如主波瓣、旁波瓣、反射、準向偏差及相對插入損失(以dB為單位)的變化,該兩個無線電天線距離亦即i)彼此接近,(繪製在圖23A中之「0mm距離」),及ii)間隔幾個波長,繪製在圖23B中之「25mm距離」。在三個方位角0°、30°及60°上執行主波束準向損失、誤差、3dB波束寬度變化、第1旁瓣增益增加以及後波瓣/反射波瓣增益增加的入射線量測。
在圖23A-23B中,實線表示在不具有中間基板樣本之兩個
天線系統之基線性能,且虛線表示在0mm及25mm距離間隔下用兩個天線系統測試的基板性能。
在圖23A至圖23B中,分別針對「0mm距離」及「25mm距離」,各方位角下之主波瓣展示極少損失且旁波瓣與在實例19中之圖18A至18B中之旁波瓣相比得到改良。
測試來自表1之材料樣本中之一些的機械性能。特定言之,測試針對PA66+PPE材料標記之「G」[DAM]及「H」[Cond]以及針對PA66+GF30材料標記之「C」[DAM]及「D」[Cond]的樣本。使用分別稱為「PA66+PPE GF20」及「PA66 GF20」的20wt% GF強化型PA66+PPE及20wt% GF強化型PA66材料(表1中未展示)來製備額外樣本。以下表11A-F提供測試樣本在三個溫度-40℃、23℃及50℃下之機械性能資料。
此實例30示出了不含玻璃強化纖維之耐綸-6,6(實例30a)、含有30重量%玻璃強化纖維(實例30b)及聚碳酸酯(實例30c)之耐綸-6,6的厚度範圍。
以展示於表13中之組成範圍製備包括PA66/DI以及玻璃纖維、FR添加劑、熱穩定劑添加劑及UV穩定劑的若干調配物。
在表13調配物中,FR添加劑之非限制性實例可以包括Exolit® OP 1080P、Exolit® OP 1314、Exolit® OP 1400等。Exolit® FR添加劑可購自Clariant。
在表13調配物中,UV穩定劑添加劑之非限制性實例可包括碳黑(19nm範圍)、有機UV/熱穩定劑(諸如Irganox®商業產品)、基於亞磷酸酯之商業添加劑、受阻胺光[HAL]穩定劑[例如:Nylostab®產品]、UV吸收劑添加劑及其組合。
在表13調配物中,熱穩定劑及擴鏈添加劑之非限制性實例可包括銅或有機基,諸如Irganox® B1171、Irganox® B1098、BruggolenTM TP-H1802、BruggolenTM M1251等。舉例而言,Irganox® B1171為BASF之商業聚合物添加劑產品。
著色劑添加劑可在表13調配物之模製步驟處添加。此類著色劑添加劑之非限制性實例可包括在熱塑性塑膠行業中可利用的商業產品。
使用表13調配物且如上文「介電常數及耗散因子測定」章節中所描述來製備測試基板。根據上文所描述之測試方法且在20-40GHz之訊號頻率範圍中測定介電常數及損失正切值。表14提供針對根據本發明製備之各種樣本量測的介電性能資料之概述。術語「損失正切」為有多少波將由於經由介質吸收而衰減的量度。
在以下表15中,概述根據本發明之若干樣本的阻燃性[FR]性能資料。測試樣本實現V-0之總UL-94測試等級。對於具有20wt% GF增強體、20wt% FR添加劑及至多3wt%的UV添加劑及著色劑中之每一者的PA66/DI樣本,預期V-0之類似UL-94測試等級。表15使用之FR塗層為可商購的。
存在可用於評定聚合物樹脂系統之阻燃劑性質的各種測試及標準品。Underwriters' Laboratories第UL 94號測試充當用於阻燃劑熱塑性化合物之一個行業標準測試。「UL 94 Standard for Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances」提供測試方法及等級標準之細節。測試方法ASTM D635為塑膠在水平位置中之燃燒等級或燃燒程度及時間的標準測試方法。測試方法ASTM D3801為用於量測固體塑膠在豎直位置中之比較性燃燒特徵的標準測試方法。豎直燃燒測試等級(例如:V-0、V-1、V-2)比水平燃燒等級(HB-1、HB-2、HB-3)更加嚴格及難以實現。
實例出人意料地展示,基於之耐綸-6,6配方可經研發以滿足毫米波殼體之機械要求,同時傳輸足夠的待用於5G服務中之毫米波訊號。此出人意料的原因之一為耐綸-66吸收水,此被認為會不利地影響傳
輸。所發現的此調配物之另一出人意料之有益特徵為其與各種添加劑之相容性,此比諸如聚丙烯及聚碳酸酯之其他基質熱塑性塑膠更佳。發現熱塑性塑料因其優良的可處理性而受益。亦出人意料地發現,添加5、10、20、30或更多重量%玻璃纖維(以改良拉伸強度及韌性)產生具有可接受的毫米波傳輸率的複合聚醯胺。
如實例30a所示,對於不添加玻璃纖維之耐綸-6,6,衰減係數值可介於至多3.9dB/GHz.cm(對於0.5GHz波頻率)或可範圍介於0.05與0.07dB/GHz.cm之間(對於81GHz波頻率)。在具有30重量%玻璃纖維之耐綸-6,6的實例30b的情況下,衰減係數值可介於至多5.25dB/GHz.cm(對於0.5GHz波頻率),可範圍介於0.10與0.20dB/GHz.cm之間(對於36GHz波頻率)或範圍範圍介於0.055與0.075dB/GHz.cm之間(對於81GHz波頻率)。類似地,在不添加玻璃纖維之聚碳酸酯的實例30c的情況下,衰減係數值可介於至多3.0dB/GHz.cm(對於0.5GHz波頻率)或可範圍介於0.03與0.045dB/GHz.cm之間(對於81GHz波頻率)。
另外,本文中採用之術語及表述用作描述而不具有限制性,且在使用此類術語及表述時不意圖排除所展示及所描述之特徵或其部分之任何等效物,但應認識到,各種修改在本發明之態樣之範疇內係可能的。因此,應理解,儘管已藉由特定態樣及視情況選用之特徵特定地揭示本發明,但本文所揭示之概念之修改及變化可由一般熟習此項技術者採用,且認為此類修改及變化在本發明之態樣之範疇內。
提供以下例示性態樣,其編號不應解釋為指定重要性等級:
態樣1提供一種用於保護在0.5GHz至81GHz頻率範圍中操作之無線電天線的殼體物件,該殼體物件包含熱塑性樹脂,該熱塑性樹脂包含:第一聚醯胺,其包含耐綸-6,耐綸-6,6,耐綸-6或耐綸-6,6之共聚物,其包含以下至少一個重複單元聚(六亞甲基對苯二甲醯胺),聚(六亞甲基間苯二甲醯胺),或聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)及聚(六亞甲基間苯二甲醯胺)之共聚物,其混合物,或其共聚物;及第二聚醯胺、添加劑或其混合物。
態樣2提供如態樣1之殼體物件,其包含第一厚度之第一板及第二厚度之第二板。
態樣3提供如態樣2之殼體物件,其中該第一板及該第二板以不同方式衰減電磁訊號。
態樣4提供如態樣1至3中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含該第一聚醯胺;該第二聚醯胺;及添加劑。
態樣5提供如態樣1至4中任一項之殼體物件,其中該第一
聚醯胺包含:耐綸-6或耐綸-6,6;及包含耐綸-6或耐綸-6,6之共聚物,該共聚物包含以下至少一個重複單元聚(六亞甲基對苯二甲醯胺),聚(六亞甲基間苯二甲醯胺),聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)及聚(六亞甲基間苯二甲醯胺)之共聚物,其中該聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)重複單元與聚(六亞甲基間苯二甲醯胺)重複單元之莫耳比係在約60:40至約90:10之範圍內,或其混合物。
態樣6提供如態樣1至4中任一項之殼體物件,其中該第一聚醯胺包含:耐綸-6或耐綸-6,6;及包含耐綸-6或耐綸-6,6及以下至少一個重複單元的共聚物:聚(六亞甲基對苯二甲醯胺),聚(六亞甲基間苯二甲醯胺),及/或聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)及聚(六亞甲基間苯二甲醯胺)之共聚物,其中該聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)重複單元與聚(六亞甲基間苯二甲醯胺)重複單元之莫耳比係在約70:30至約75:25之範圍內。
態樣7提供如態樣1至6中任一項之殼體物件,其中該第一聚醯胺為耐綸-6及耐綸-6,6中之至少一者。
態樣8提供如態樣1至7中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含該添加劑且該添加劑為強化纖維,該強化纖維佔該熱塑性樹脂
之至多50wt%水準。
態樣9提供如態樣8之殼體物件,其中該強化纖維包含玻璃纖維、矽纖維、碳纖維、聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、玄武岩纖維或其混合物。
態樣10提供如態樣8或9中任一項之殼體物件,其中該強化纖維包含玻璃纖維。
態樣11提供如態樣1至10中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含該添加劑且該添加劑係選自抗紫外添加劑、阻燃添加劑、抗靜電添加劑、抗衝擊改質劑、著色劑、防潮劑或其組合。
態樣12提供如態樣1至11中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含該添加劑且該添加劑係在該熱塑性樹脂之約0.1wt%至約30wt%之範圍內。
態樣13提供如態樣1至12中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含該添加劑且該添加劑係在該樹脂之約10wt%至約30wt%之範圍內,其中對於頻率介於500MHz與40GHz之間的訊號,該熱塑性樹脂之傳輸損失小於2分貝(dB)。
態樣14提供如態樣1至13中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂在0.5GHz至6GHz頻率範圍、24GHz至30GHz頻率範圍及36GHz至40GHz範圍中之至少一者內的傳輸損失小於1分貝(dB)。
態樣15提供如態樣14之殼體物件,其中該熱塑性樹脂之該傳輸損失小於0.5分貝(dB)。
態樣16提供如態樣1至15中任一項之殼體物件,其中該物件充分包圍該無線電天線。
態樣17提供如態樣1至15中任一項之殼體物件,其中該物件包含面板。
態樣18提供如態樣17之殼體物件,其中該物件具有均勻厚度。
態樣19提供如態樣17或18之殼體物件,其中該物件具有凸面輪廓、凹面輪廓或波形輪廓。
態樣20提供如態樣17至19中任一項之殼體物件,其中該面板為無窗的。
態樣21提供如態樣1至20中任一項之殼體物件,其中該物件具有耐候性。
態樣22提供如態樣1至21中任一項之殼體物件,其中由水分吸收引起的該物件之相對重量增加在大氣中在70℃及62%相對濕度下平衡後小於4%。
態樣23提供如態樣1至22中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含在總組合物質量中佔至多50wt%水準的強化玻璃纖維;其中該熱塑性樹脂具有:在約40MPa至約300MPa之範圍內的拉伸強度;在0.7g/cm3至5g/cm3之範圍內的密度;在40kJ/m2至150kJ/m2之範圍內的抗衝擊性;及當入射在該物件上之訊號之方向垂直於該物件之表面時,且其中物件厚度在該訊號入射於該物件上的區域上為實質上均勻的,以下中之至少一者之訊號衰減:當該物件厚度為0.5mm至6mm時,對於頻率500MHz至6GHz之訊
號為1dB至0dB;當該物件厚度為0.5mm至4.5mm時,對於頻率24GHz至30GHz之訊號為1dB至0dB;當該物件厚度為0.5mm至4mm時,對於頻率36GHz至40GHz之訊號為1dB至0dB;及當該物件厚度為0.5mm至3.5mm時,對於頻率76GHz至81GHz之訊號為1dB至0dB。
態樣24提供如態樣1至23中任一項之殼體物件,其中該物件之密度係在選自以下之範圍中:大於或等於0.7g/cm3至小於或等於5g/cm3;大於或等於0.8g/cm3至小於或等於4g/cm3;及大於或等於0.85至小於或大於3g/cm3。
態樣25提供如態樣1至24中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含10至50wt%玻璃纖維。
態樣26提供如態樣25之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含12至50wt%玻璃纖維。
態樣27通過如態樣26之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含14至40wt%玻璃纖維。
態樣28提供如態樣25至27中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂具有在40至300MPa之範圍內的拉伸強度。
態樣29提供如態樣1至28中任一項之殼體物件,其具有以下實質上均勻的訊號衰減:當物件厚度為1.5mm至4mm時,對於頻率500MHz至6GHz之訊號
為1dB至0dB;當該物件厚度為2.5mm至4mm時,對於頻率24GHz至30GHz之訊號為1dB至0dB;當該物件厚度為1.75mm至2.75mm時,對於頻率36GHz至40GHz之訊號為1dB至0dB;及當該物件厚度為1.75mm至2.75mm時,對於頻率76GHz至81GHz之訊號為1dB至0dB。
態樣30提供如態樣1至29中任一項之殼體物件,其包含至多20%阻燃添加劑或阻燃塗層中之至少一者,其中該殼體物件具有V-0之UL-94測試等級。
態樣31提供如態樣1至30中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含PA66:DI(85:15至96:4 wt:wt)、在約5至約20wt%之範圍內的玻璃纖維、在至多約20wt%之範圍內的阻燃添加劑、在至多約3wt%之範圍內的UV添加劑、在至多約2wt%之範圍內的熱穩定劑添加劑及在至多約3wt%之範圍內的著色劑添加劑。
態樣32提供如態樣1至31中任一項之殼體物件,其中該殼體物件係藉由注射模製、熱成型、壓縮模製或擠壓中之一者形成。
態樣33提供一種系統,其包含如態樣1至32中任一項之殼體物件,其與無線電天線間隔開。
態樣34提供如態樣33之系統,其中該無線電天線在與5G寬頻帶蜂巢式網路技術相關聯之頻帶中操作。
態樣35提供一種系統,其包含:無線電天線;及
如態樣1至34中任一項之殼體物件,實質上包覆該無線電天線。
態樣36提供如態樣35之系統,其中該無線電天線在與5G寬頻蜂巢式網路技術相關聯之頻帶中操作。
態樣37提供一種用於保護在0.5GHz至81GHz頻率範圍中操作之無線電天線的殼體物件,該殼體物件包含耐綸-6,6。
態樣38提供一種方法,其包含經由如態樣1至37中任一項之殼體傳輸電磁輻射。
100:面板
102:表面
103:表面
Claims (37)
- 一種用於保護在0.5GHz至81GHz頻率範圍中操作之無線電天線的殼體物件,該殼體物件包含熱塑性樹脂,該熱塑性樹脂包含:第一聚醯胺,其包含耐綸-6,耐綸-6,6,耐綸-6或耐綸-6,6之共聚物,其包含以下至少一個重複單元聚(六亞甲基對苯二甲醯胺),聚(六亞甲基間苯二甲醯胺),或聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)及聚(六亞甲基間苯二甲醯胺)之共聚物,其混合物,或其共聚物;及第二聚醯胺、添加劑或其混合物,其中當入射在該殼體物件上之訊號之方向垂直於該殼體物件之表面時,且其中該殼體物件之厚度在該訊號入射於該殼體物件上的區域上為實質上均勻的,該殼體物件包含以下中之至少一者之訊號衰減:當該厚度為0.5mm至6mm時,對於頻率500MHz至6GHz之訊號為1dB至0dB;當該厚度為0.5mm至4.5mm時,對於頻率24GHz至30GHz之訊號為1dB至0dB;當該厚度為0.5mm至4mm時,對於頻率36GHz至40GHz之訊號 為1dB至0dB;及當該厚度為0.5mm至3.5mm時,對於頻率76GHz至81GHz之訊號為1dB至0dB。
- 如請求項1之殼體物件,其包含第一厚度之第一板及第二厚度之第二板。
- 如請求項2之殼體物件,其中該第一板及該第二板以不同方式衰減電磁訊號。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含該第一聚醯胺;該第二聚醯胺;及添加劑。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該第一聚醯胺包含:耐綸-6或耐綸-6,6;及包含耐綸-6或耐綸-6,6之共聚物,該共聚物包含以下至少一個重複單元聚(六亞甲基對苯二甲醯胺),聚(六亞甲基間苯二甲醯胺),聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)及聚(六亞甲基間苯二甲醯胺)之共聚物,其中該聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)重複單元與聚(六亞甲基間苯二甲醯胺)重複單元之莫耳比係在約70:30至約90:10之範圍內,或 其混合物。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該第一聚醯胺包含:耐綸-6或耐綸-6,6;及包含耐綸-6或耐綸-6,6及以下至少一個重複單元之共聚物:聚(六亞甲基對苯二甲醯胺),聚(六亞甲基間苯二甲醯胺),及/或聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)及聚(六亞甲基間苯二甲醯胺)之共聚物,其中該聚(六亞甲基對苯二甲醯胺)重複單元與聚(六亞甲基間苯二甲醯胺)重複單元之莫耳比係在約70:30至約75:25之範圍內。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該第一聚醯胺為耐綸-6及耐綸-6,6中之至少一者。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含該添加劑且該添加劑為強化纖維,該強化纖維佔該熱塑性樹脂之至多50wt%水準。
- 如請求項8之殼體物件,其中該強化纖維包含玻璃纖維、矽纖維、碳纖維、聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、玄武岩纖維或其混合物。
- 如請求項8之殼體物件,其中該強化纖維包含玻璃纖維。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含該添加劑且該添加劑係選自抗紫外添加劑、阻燃添加劑、抗靜電添加劑、抗衝擊改質劑、著色劑、防潮劑或其組合。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含該添加劑且該添加劑係在該熱塑性樹脂之約0.1wt%至約30wt%之範圍內。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含該添加劑且該添加劑係在該樹脂之約10wt%至約30wt%之範圍內,其中對於頻率介於500MHz與40GHz之間的訊號,具有厚度小於或等於10mm之該熱塑性樹脂之傳輸損失小於2分貝(dB)。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中具有厚度小於或等於10mm之該熱塑性樹脂在0.5GHz至6GHz頻率範圍、24GHz至30GHz頻率範圍及36GHz至40GHz範圍中之至少一者內的傳輸損失小於1分貝(dB)。
- 如請求項14之殼體物件,其中具有厚度小於或等於10mm之該熱塑性樹脂之該傳輸損失小於0.5分貝(dB)。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該殼體物件充分包覆該無線電天線。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該殼體物件包含面板。
- 如請求項17之殼體物件,其中該殼體物件具有均勻厚度。
- 如請求項17之殼體物件,其中該殼體物件具有凸面輪廓、凹面輪廓或波形輪廓。
- 如請求項17之殼體物件,其中該面板為無窗的。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中由水分吸收引起的該殼體物件之相對重量增加在大氣中在70℃及62%相對濕度下平衡後小於4%。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含在總組合物質量中佔至多50wt%水準的強化玻璃纖維;其中該熱塑性樹脂具有:在約40MPa至約300MPa之範圍內的拉伸強度;在0.7g/cm3至5g/cm3之範圍內的密度;在40kJ/m2至150kJ/m2之範圍內的抗衝擊性。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該殼體物件之密度係大於或等於0.7g/cm3至小於或等於5g/cm3。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含10至50wt%玻璃纖維。
- 如請求項24之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含12至50wt%玻璃纖維。
- 如請求項25之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含14至40wt%玻璃纖維。
- 如請求項24之殼體物件,其中該熱塑性樹脂具有在40至300MPa之範圍內的拉伸強度。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其具有以下實質上均勻的訊號衰減:當該厚度為1.5mm至4mm時,對於頻率500MHz至6GHz之訊號為1dB至0dB;當該厚度為2.5mm至4mm時,對於頻率24GHz至30GHz之訊號為1dB至0dB;當該厚度為1.75mm至2.75mm時,對於頻率36GHz至40GHz之訊號為1dB至0dB;或當該厚度為1.75mm至2.75mm時,對於頻率76GHz至81GHz之訊號為1dB至0dB。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其包含至多20%阻燃添加劑或阻燃塗層中之至少一者,其中該殼體物件具有V-0之UL-94測試等級。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該熱塑性樹脂包含PA66:DI(85:15至96:4 wt:wt)、在約5至約20wt%之範圍內的玻璃纖維、在至多約20wt%之範圍內的阻燃添加劑、在至多約3wt%之範圍內的UV添加劑、在至多約2wt%之範圍內的熱穩定劑添加劑及在至多約3wt%之範圍內的著色劑添加劑。
- 如請求項1至3中任一項之殼體物件,其中該殼體物件係藉由注射模製、熱成型、壓縮模製或擠壓中之一者形成。
- 一種天線系統,其包含如請求項1至31中任一項之殼體物件,其與該無線電天線間隔開。
- 如請求項32之天線系統,其中該無線電天線在與5G寬頻蜂巢式網路技術相關聯之頻帶中操作。
- 一種天線系統,其包含:無線電天線;及如請求項1至31中任一項之殼體物件,其實質上包覆該無線電天線。
- 如請求項34之天線系統,其中該無線電天線在與5G寬頻蜂巢式網路技術相關聯之頻帶中操作。
- 一種用於保護在0.5GHz至81GHz頻率範圍中操作之無線電天線的殼體物件,該殼體物件包含耐綸-6,6,其中當入射在該殼體物件上之訊號之方向垂直於該殼體物件之表面時,且其中該殼體物件之厚度在該訊號入射於該殼體物件上的區域上為實質上均勻的,該殼體物件包含以下中之至少一者之訊號衰減:當該厚度為0.5mm至6mm時,對於頻率500MHz至6GHz之訊號為1dB至0dB;當該厚度為0.5mm至4.5mm時,對於頻率24GHz至30GHz之訊號為1dB至0dB;當該厚度為0.5mm至4mm時,對於頻率36GHz至40GHz之訊號為1dB至0dB;及當該厚度為0.5mm至3.5mm時,對於頻率76GHz至81GHz之訊號為1dB至0dB。
- 一種通信方法,其包含經由如請求項1至31及36中任一項之殼體物件或如請求項32至35中任一項之天線系統傳輸電磁輻射。
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TW202229455A TW202229455A (zh) | 2022-08-01 |
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TW110109429A TWI784445B (zh) | 2021-01-27 | 2021-03-16 | 包含用於網路應用之熱塑性樹脂的殼體物件、天線系統及通信方法 |
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
TW570957B (en) * | 2000-11-20 | 2004-01-11 | Ems Chemie Ag | Polyamide moulding compositions having improved properties |
CN102264839A (zh) * | 2008-12-23 | 2011-11-30 | 纳幕尔杜邦公司 | 具有浅缩痕和极佳表面外观的增强聚酰胺组合物 |
TW201533156A (zh) * | 2014-01-31 | 2015-09-01 | Ems Patent Ag | 具阻燃特性以及極佳長期抗熱老化之聚醯胺模製化合物 |
TW201724641A (zh) * | 2015-10-28 | 2017-07-01 | 羅傑斯公司 | 寬頻多層介電共振器天線及其製作方法 |
-
2021
- 2021-03-16 TW TW110109429A patent/TWI784445B/zh active
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