高誘電率樹脂シート、積層体、および高誘電率樹脂シートの製造方法
【課題】表面に導電体層を設置しても、剥離が生じにくい高誘電率の樹脂シートを提供することを目的とする。
【解決手段】熱可塑性樹脂を含み、比誘電率が３以上であり、引張弾性率が５ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下である高誘電率樹脂シートであって、前記熱可塑性樹脂の線膨張係数は、１０×１０−５／℃以下であることを特徴とする高誘電率樹脂シート。
【解決手段】熱可塑性樹脂を含み、比誘電率が３以上であり、引張弾性率が５ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下である高誘電率樹脂シートであって、前記熱可塑性樹脂の線膨張係数は、１０×１０−５／℃以下であることを特徴とする高誘電率樹脂シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波制御部材等に使用される高い誘電率を有する樹脂シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機器や非接触式認証装置等の電波通信機器分野等において、所定の誘電特性を有する樹脂シートが広く使用されている。例えば、マイクロ波帯以上の高周波数における電波制御部材には、樹脂シートの片面または両面に、導電体層が設置された積層体が使用される。
【０００３】
しかしながら、近年、これらの装置のさらなる小型化、軽量化の要望に伴い、樹脂シートには、さらなる高誘電率化が求められるようになっている。また、樹脂シートには、その適用用途の拡大のため、柔軟性および耐久性が要求されるようになってきている。
【０００４】
このような背景の下、例えば特許文献１〜３には、エラストマーを使用した高誘電率材料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９１２０６号公報
【特許文献２】特開２００５−８９６８６号公報
【特許文献３】特許第３４８５３９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のような高誘電率材料に使用されるエラストマーは、全般に、線膨張係数が比較的大きいという特徴を有する。例えば特許文献１では、エラストマーとして、線膨張係数が
２４×１０−５／℃のエチレンプロピレンゴム、１９×１０−５／℃の塩化ゴム、１８×１０−５／℃のブチルゴム、２５×１０−５／℃のブタジエンゴム、２５〜４０×１０−５／℃のシリコーンゴムが使用される。
【０００７】
しかしながら、例えば、導電体層が表面に設置された樹脂シートの材料に、このようなエラストマーを使用した場合、導電体層と樹脂シートの間で線膨張係数が大きく異なってしまう。線膨張係数に大きな差異があると、樹脂シートの表面に導電体層を設置する際、あるいは樹脂シートの使用時等に、導電体層の剥離が生じやすくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、本発明では、表面に導電体層を設置しても、剥離が生じにくい高誘電率の樹脂シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、
熱可塑性樹脂を含み、比誘電率が３以上であり、引張弾性率が５ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下である高誘電率樹脂シートであって、
前記熱可塑性樹脂の線膨張係数は、１０×１０−５／℃以下であることを特徴とする高誘電率樹脂シートが提供される。
【００１０】
ここで、本発明による高誘電率樹脂シートは、１％以上５０％以下の破断伸びを有しても良い。
【００１１】
また、前記熱可塑性樹脂に、過酸化物添加などによる化学的な部分架橋処理または電子線（ＥＢ）照射等による機械的な部分架橋処理を施すことによって、線膨張係数を１０×１０−５／℃以下に抑えても良い。
【００１２】
また、本発明による高誘電率樹脂シートは、さらに、フィラーを含んでも良い。
【００１３】
また、本発明による高誘電率樹脂シートにおいて、前記熱可塑性樹脂は、Ｃ−Ｈ結合またはＣ−Ｆ結合を基本骨格としても良い。
【００１４】
また、本発明による高誘電率樹脂シートにおいて、前記フィラーは、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ビスマス（Ｂｉ）、カルシウム（Ｃａ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、セリウム（Ｃｅ）、タンタル（Ｔａ）、ナトリウム（Ｎａ）、サマリウム（Ｓｍ）およびアルミニウム（Ａｌ）からなる群から選定された少なくとも一つを含む酸化物であっても良い。
【００１５】
例えば、前記フィラーは、チタン酸ストロンチウムを含んでも良い。
【００１６】
また、本発明による高誘電率樹脂シートにおいて、前記熱可塑性樹脂は、シンジオタクティックポリスチレンを含んでも良い。
【００１７】
また、本発明による高誘電率樹脂シートにおいて、前記熱可塑性樹脂は、シンジオタクティックポリスチレンおよび熱可塑性エラストマーを含んでも良い。
【００１８】
また、本発明による高誘電率樹脂シートにおいて、比誘電率（εｒ）は、５以上３０以下であり、誘電正接（ｔａｎδ）は、０．０１以下であっても良い。
【００１９】
また、本発明では、
高誘電率樹脂シートの片面または両面に、導電体層が設置された積層体であって、
前記高誘電率樹脂シートは、前述のような特徴を有する高誘電率樹脂シートであることを特徴とする積層体が提供される。
【００２０】
また、本発明では、
高誘電率樹脂シートの製造方法であって、
（ａ）熱可塑性樹脂およびフィラーを準備するステップと、
（ｂ）前記熱可塑性樹脂およびフィラーを加熱混練して、混合物を形成するステップと、
（ｃ）前記混合物をシート状の成形体に成形するステップと、
を有し、
これにより、比誘電率が３以上であり、引張弾性率が５ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下であり、線膨張係数が１０×１０−５／℃以下である高誘電率樹脂シートが得られることを特徴とする方法が提供される。
【００２１】
ここで、本発明による方法において、前記高誘電率樹脂シートは、１％以上５０％以下の破断伸びを有しても良い。
【００２２】
また、本発明による方法において、前記高誘電率樹脂シートは、比誘電率（εｒ）が５以上３０以下であり、誘電正接（ｔａｎδ）が０．０１以下であっても良い。
【００２３】
また、本発明による方法は、さらに、
（ｄ）前記ステップ（ｃ）において得られた成形体の少なくとも一つの表面に、導電体層を設置するステップを有しても良い。
【００２４】
また、本発明による方法において、前記ステップ（ｄ）は、前記成形体の前記表面に、導電体を加熱圧着することにより行われても良い。
【００２５】
また、本発明による方法は、前記ステップ（ｄ）の後、
（ｅ）前記導電体層をパターン化するステップを有しても良い。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、表面に導電体層を設置しても、剥離が生じにくい高誘電率の樹脂シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による高誘電率樹脂シートの製造方法の一例の概略的なフローを示した図である。
【図２】本発明による積層体を連続的に製造する製造機の一例を概略的に示した図である。
【図３】樹脂シートの最小曲率半径を測定する治具の側面を概略的に示した図である。
【図４】樹脂シートの引張弾性率および破断伸びを測定する際に用いられる試験片の形状を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明について詳しく説明する。
【００２９】
前述のように、高誘電率材料として使用される、特許文献１〜３に記載のエラストマーには、全般に、線膨張係数が比較的大きいという問題がある。このようなエラストマーを、導電体層が表面に設置された樹脂シートの材料として使用した場合、導電体層と樹脂シートの間で線膨張係数が大きく異なってしまう。また、線膨張係数に大きな差異があると、樹脂シートの表面に導電体層を設置する際、あるいは樹脂シートの使用時等に、導電体層の剥離が生じやすくなるという問題がある。
【００３０】
これに対して、本発明では、高誘電率かつ可撓性のある樹脂シートが提供され、この樹脂シートは、線膨張係数が１０×１０−５／℃以下の熱可塑性樹脂を含むという特徴を有する。この特徴のため、本発明の「高誘電率」樹脂シートでは、表面に導電体層を設置した場合、導電体層と樹脂シートの間の線膨張係数の差異を小さくすることができる。従って、本発明では、樹脂シートと導電体層との間に、良好な耐剥離性を得ることができる。
【００３１】
また、一般に、エラストマーの破断伸びは、線膨張係数が大きくなるとともに増大する傾向にある。しかしながら、エラストマーの破断伸びが著しく大きくなると、樹脂シートの加工寸法の精度が低下するという問題が生じ得る。
【００３２】
しかしながら、本発明の樹脂シートの場合、熱可塑性樹脂の線膨張係数は、１０×１０−５／℃以下に抑えられている。このため、樹脂シートの加工寸法の精度が低下するという問題が軽減される。
【００３３】
ここで、本願において、「高誘電率」とは、３．０以上の比誘電率を意味する。特に、ＲＦＩＤタグおよび携帯電話のような電磁波制御装置の高誘電体部材（以下、これらをまとめて「電波制御部材」とも称する）を考慮した場合、本発明の高誘電率樹脂シートは、厚さを０．２ｍｍ〜２ｍｍの範囲と仮定して、５．０以上３０以下の比誘電率を有しても良い。なお、この場合、誘電正接（ｔａｎδ）は、０．０１以下であることが好ましい。
【００３４】
また、樹脂シートの引張弾性率は、５ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下であることが好ましい。引張弾性率が５ＭＰａを下回ると、剛性が低くなり、切断等の加工が難しくなる。一方、引張弾性率が５０００ＭＰａを超えると、剛性が高くなりすぎて、凹凸のある表面への装着が難しくなる。
【００３５】
熱可塑性樹脂は、基本骨格としてＣ−Ｈ結合またはＣ−Ｆ結合を有するものが好ましい。基本骨格としてＣ−Ｈ結合を有する熱可塑性樹脂としては、シンジオタクティックポリスチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。また、基本骨格としてＣ−Ｆ結合を有する熱可塑性樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体等が挙げられる。
【００３６】
熱可塑性樹脂として、例えば、シンジオタクティックポリスチレンを使用する場合、シンジオタクティックポリスチレンは、単独で使用されても、熱可塑性エラストマーと組み合わせて使用されても良い。後者の場合、シンジオタクティックポリスチレンと熱可塑性エラストマーの混合比（シンジオタクティックポリスチレン：熱可塑性エラストマー）は、例えば、４０：６０〜６０：４０（体積比）の範囲である。
【００３７】
なお、以降の説明では、「熱可塑性樹脂」という用語は、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーの両方を含む樹脂に対しても使用するものとする。
【００３８】
また、本発明による高誘電率樹脂シート中の熱可塑性樹脂に過酸化物添加などによる化学的な部分架橋処理または電子線（ＥＢ）照射等による機械的な部分架橋処理を施すことによって、熱可塑性樹脂の線膨張係数を１０×１０−５／℃以下に抑えても良い。
【００３９】
また、本発明による高誘電率樹脂シートは、熱可塑性樹脂中にフィラーを分散させることにより構成されても良い。
【００４０】
そのようなフィラーとしては、例えば、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ビスマス（Ｂｉ）、カルシウム（Ｃａ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、セリウム（Ｃｅ）、タンタル（Ｔａ）、ナトリウム（Ｎａ）、サマリウム（Ｓｍ）およびアルミニウム（Ａｌ）のうちの少なくとも一つを含む酸化物の粒子が使用されても良い。フィラーは、例えば、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）を含んでも良い。
【００４１】
フィラーとして使用される酸化物粒子の粒径は、特に限られない。酸化物粒子の粒径（直径）は、例えば０．１μｍ〜１０μｍの範囲（例えば０．９〜１．０μｍ）である。
【００４２】
熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）とフィラーの混合比（熱可塑性樹脂：フィラー）は、特に限られないが、例えば、５０：５０〜７０：３０（体積比）の範囲であり、例えば６０：４０（体積比）である。
【００４３】
（本発明による高誘電率樹脂シートの製造方法）
次に、本発明による高誘電率樹脂シートの製造方法の一例について説明する。
【００４４】
図１には、本発明による高誘電率樹脂シートの製造方法の一例を示す。図１に示すように、本発明による高誘電率樹脂シートは、
（ａ）熱可塑性樹脂およびフィラーを準備するステップ（ステップＳ１１０）と、
（ｂ）前記熱可塑性樹脂およびフィラーを加熱混練して、混合物を形成するステップ（ステップＳ１２０）と、
（ｃ）前記混合物をシート状に成形するステップ（ステップＳ１３０）と、
を有し、これにより、線膨張係数が１０×１０−５／℃以下の高誘電率樹脂シートを得ることができる。
【００４５】
なお、本発明による高誘電率樹脂シートの製造方法は、さらに任意で、
（ｄ）前記ステップ（ｃ）において得られた成形体の少なくとも一つの表面に、導電体層を設置するステップ（Ｓ１４０）、および
（ｅ）前記導電体層をパターン化するステップ（Ｓ１５０）
を有しても良い。
【００４６】
以下、各ステップについて説明する。
【００４７】
（ステップＳ１１０）
まず、熱可塑性樹脂およびフィラーが準備される。熱可塑性樹脂およびフィラーとしては、前述のような材料を用いることができる。
【００４８】
なお、熱可塑性樹脂およびフィラーは、使用前に十分乾燥されることが好ましい。乾燥条件は、特に限られないが、例えば、６０℃〜９０℃で、１２時間〜４８時間程度保持することにより、乾燥を行っても良い。
【００４９】
（ステップＳ１２０）
次に、準備された熱可塑性樹脂およびフィラーが所定の体積比で混合され、加熱混練される。混練の際の回転数は、特に限られない。回転数は、例えば１０ｒｐｍ〜２００ｒｐｍの範囲であっても良い。
【００５０】
混練処理温度は、使用する熱可塑性樹脂によっても変化するが、おおよそ１５０℃〜３５０℃の範囲である。例えば、熱可塑性樹脂として、シンジオタクティックポリスチレンと熱可塑性エラストマーの混合体を使用する場合、処理温度は、２２０℃〜３２０℃の範囲であることが好ましい。
【００５１】
これにより、フィラー粒子を含む混合物が得られる。このような混合物は、溶融状態のまま次以降の工程に使用しても良いし、一旦ペレット状に固化させて使用しても良い。
【００５２】
（ステップＳ１３０）
次に、押出機等を用いて、得られた混合物（溶融物またはペレットの形態であっても良い）を所望のシート形状に成形し、成形体を形成する。また、この成形体を冷却することにより、高誘電率樹脂シートが得られる。
【００５３】
（ステップＳ１４０）
以上の工程により、本発明による高誘電率樹脂シートを製造することが可能であるが、さらに、得られた樹脂シートの片面または両面に、金属のような導電体層を設置して、積層体を構成しても良い。このような構成体は、高誘電率が必要な電波制御部材等に利用することができる。
【００５４】
ここで、樹脂シート表面への導電体層の設置方法は、特に限られず、加熱圧着法、めっき法、蒸着法、スパッタ法等の各種成膜方法が利用できる。加熱圧着法の場合、処理温度は、１５０℃〜３５０℃の範囲であり、圧着の際の圧力は、５ＭＰａ〜５０ＭＰａの範囲であっても良い。
【００５５】
また、導電体層と樹脂シートの間に接着剤を介在させて、積層体を構成しても良い。接着剤は、液体状および固体（テープ）状のいずれのものを使用しても良い。
【００５６】
（ステップＳ１５０）
樹脂シートの表面に設置された導電体層は、必要な場合、所望の配置にパターン化されても良い。パターン化の方法は、特に限られず、例えば、通常のエッチング処理等により、導電体層をパターン化しても良い。
【００５７】
なお、前述のような本発明による高誘電率樹脂シートの製造方法において、各工程は、バッチ式に行われても、連続的に行われても良い。各工程がバッチ式に行われる場合、単一の高誘電率樹脂シートまたは積層体が得られる。
【００５８】
これに対して、各工程を連続的に行った場合、本発明による高効率樹脂シートを効率的に量産することができる。例えば、前述のステップＳ１３０〜ステップＳ１４０の工程、すなわちシート状成形体の成形工程〜導電体層の設置工程までを連続的に行っても良い。
【００５９】
図２には、積層体を連続的に製造する製造機の一例を概略的に示す。
【００６０】
この製造機１は、押出工程部１００、冷却工程部１２０、加熱圧着工程部１４０、および切断工程部１６０とで構成される。
【００６１】
押出工程部１００は、熱可塑性樹脂およびフィラーを含むコンパウンド１０１を押出成形するための部分である。押出工程部１００は、ペレット状のコンパウンド１０１を投入するための投入機１０２と、押出機１０４とを備える。押出機１０４は、例えば１軸式の押出機であり、出口側には、Ｔ型ダイス１０６が備え付けられている。
【００６２】
冷却工程部１２０は、押出工程部１００から押し出されたシート状の成形体１２２を、所定の厚さ範囲に維持しながら、冷却するための部分である。冷却工程部１２０は、複数の賦形ローラ１２４を有する。
【００６３】
加熱圧着工程部１４０は、冷却されたシート状成形体１４２の両表面（上下面）１４３および１４４に、後に導電体層となる導電体の箔１４６を設置するための部分である。加熱圧着工程部１４０は、繰り出し機１５０と、バックアップローラ１５２と、加熱圧着ローラ１５４とを有する。
【００６４】
繰り出し機１５０には、下地層と導電体箔の２層で構成されるロール体が取り付けられている。このロール体の導電体箔１４６は、後に樹脂シートの表面に形成された導電体層となるものである。一方、下地層１５９は、この導電体箔１４６を支持するための基板である。繰り出し機１５０は、ロール体の下地層１５９から導電体箔１４６を剥離する機能を有する。
【００６５】
バックアップローラ１５２は、ロール体から剥離された下地層１５９を巻き取る役割を果たす。すなわち、繰り出し機１５０において剥離された下地層１５９は、ローラ１５１を介してバックアップローラ１５２に巻き取られる。
【００６６】
一方、ローラ１５３は、ロール体から剥離された導電体箔１４６を引き寄せ、これを加熱圧着ローラ１５４の方に供給する役割を有する。
【００６７】
加熱圧着ローラ１５４は、ローラ１５３から供給される導電体箔１４６を引き寄せるとともに、この導電体箔１４６をシート状成形体１４２の各表面１４３、１４４に圧着する。
【００６８】
従って、加熱圧着ローラ１５４の出口側からは、積層体１６２が排出される。
【００６９】
切断工程部１６０は、積層体１６２を所望の寸法に切断する部分である。切断工程部１６０は、引取機１６４と、縦切カッター１６６と、裁断カッター１６８とを備える。引取機１６４は、加熱圧着工程部１４０において得られた積層体１６２を、切断工程部１６０まで搬送する機能を有する。縦切カッター１６６は、積層体１６２を縦方向（積層体１６２の流れ方向）に沿って切断する。裁断カッター１６８は、積層体１６２を最終形状に切断する。
【００７０】
次に、このような製造機１の動作について、簡単に説明する。
【００７１】
まず、押出工程部１００の投入機１０２に、熱可塑性樹脂およびフィラーを含むコンパウンド１０１が供給される。このコンパウンド１０１は、押出機１０４内で溶融され、Ｔ型ダイス１０６から溶融した状態で排出される。
【００７２】
排出された成形体１２２は、冷却工程部１２０に搬送される。冷却工程部１２０では、成形体１２２は、賦形ローラ１２４により、所定の厚さ範囲に調整され、冷却される。
【００７３】
次に、冷却された成形体１４２は、加熱圧着工程部１４０に搬送される。ここでは、成形体１４２の両表面１４３、１４４に、繰り出し機１５０内のロール体から供給された導電体箔１４６が置載される。また、この導電体箔１４６は、成形体１４２とともに加熱圧着ローラ１５４の間を通り、これにより、導電体箔１４６が成形体１４２の表面１４３、１４４に圧着され、積層体１６２が形成される。
【００７４】
次に、積層体１６２は、引取機１６４により、切断工程部１６０に搬送される。切断工程部１６０では、積層体１６２は、縦切カッター１６６および裁断カッター１６８による切断を経て、最終形状に仕上げられる。
【００７５】
なお、図２の製造機を用いた積層体の連続製造法は、一例であって、積層体をその他の方法で、連続的に製造しても良いことは、当業者には、明らかである。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００７７】
（実施例１）
以下の方法により、本発明による高誘電率樹脂シートを製作した。
【００７８】
まず、熱可塑性樹脂として、シンジオタクティックポリスチレン（ＳＰＳ）２．７ｇ、およびポリスチレン系エラストマー（商品名ダイナロン、ＪＳＲ社製）３．１ｇを準備した。ＳＰＳの線膨張係数は、８．６×１０−５／℃であった。ポリスチレン系エラストマーの線膨張係数は、９．５×１０−５／℃であった。両熱可塑性樹脂は、水分を除去するため、使用前に、８０℃で２４時間保持することにより乾燥処理を行った。
【００７９】
また、フィラーとして、チタン酸ストロンチウムの球状粒子（平均粒径１μｍ）を２０ｇ準備した。
【００８０】
次に、以下の方法により、熱可塑性樹脂とフィラー粒子とを混練した。
【００８１】
まず、ＳＰＳおよびポリスチレン系エラストマーを混練機に投入し、加熱混練した。混練機の回転数は、１００ｒｐｍ程度とした。混練機の温度は、３００℃に保持した。混練処理により、数分後には、供給した熱可塑性樹脂が完全に溶融した。
【００８２】
次に、チタン酸ストロンチウム粒子を混練機に数回に分けて供給し、さらに混練処理を行った。この混合物を室温まで冷却し、熱可塑性樹脂とチタン酸ストロンチウム粒子とが均一に分散された混合物２２ｇを得た。
【００８３】
この混合物約１５ｇを、溝寸法が１００×１００×０．６ｍｍのプレス金型内に入れ、プレス金型を、３００℃に保持した５０トンプレス機を用いて、面圧２０ＭＰａで５分間、加圧した。これにより、概略寸法が１００×１００×０．６ｍｍの樹脂シート（以下、実施例１に係る樹脂シートと称する。）を得た。
【００８４】
（誘電率測定）
実施例１に係る樹脂シートを、長さ１００ｍｍ、幅４ｍｍにカットしたサンプルを用いて、比誘電率（εｒ'）および誘電正接（ｔａｎδ）を測定した。
【００８５】
測定は、ネットワークアナライザ（Ａｇｉｌｅｎｔ社製８７２２ＥＳ）と、空洞共振器（ＡＥＴ社製、2．４ＧＨｚ）とを用いた空洞共振器摂動法により実施した。
【００８６】
まず、サンプルを空洞共振器に挿入する前のＴＭ０１０モードの共振周波数ｆ０と、無負荷Ｑ（Ｑｕ０）とを、ネットワークアナライザから読み取る。次に、サンプルを空洞共振器に挿入して、同様に、ＴＭ０１０モードの共振周波数ｆ１、および無負荷Ｑ（Ｑｕ１）を、ネットワークアナライザから読み取る。
【００８７】
得られた各値を用いて、以下の式（１）〜（２）より、比誘電率（εｒ'）および誘電正接（ｔａｎδ）を算定した。
【００８８】
【数１】
ここで、Ｖは、空洞共振器の体積、ｄＶは、挿入したサンプルの体積である。また、α１は、以下の式（３）で与えられる係数であり、式（３）において、Ｊ１（ｘ）は、第１種１次ベッセル関数であり、ｊ０１は、第１種０次ベッセル関数の１番目の根である。
【００８９】
【数２】
この方法により、実施例１に係る樹脂シートの比誘電率（εｒ'）および誘電正接（ｔａｎδ）を求めた結果、比誘電率（εｒ'）は、１２であり、誘電正接（ｔａｎδ）は、０．００３であった。
【００９０】
（最小曲率半径測定）
実施例１に係る樹脂シートを、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍにカットしたサンプルを用いて、最小曲率半径測定を実施した。
【００９１】
測定には、図３に示すような湾曲面（幅２０ｍｍ）を有する複数の治具を使用した。図３には、各冶具の側面が示されている。図から明らかなように、各冶具の湾曲面の曲率半径（Ｒ）は、異なっている。測定の際には、各治具の表面の曲面に沿うようにしてサンプルを当て、サンプルが破断しないときの最小曲率半径（Ｒｍｉｎ）を求めた。
【００９２】
測定の結果、最小曲率半径Ｒｍｉｎは、５ｍｍであった。
【００９３】
（引張弾性率および破断伸びの測定）
実施例１に係る樹脂シートを、図４の形状（全長６３．５ｍｍ、最大幅９．５ｍｍ、最小幅３ｍｍのダンベル形状）に切断した試験片を用いて、引張弾性率および破断伸びの測定を行った。
【００９４】
試験には、引張試験機テンシロンＲＴＣ−１２１０型（（株）オリエンテック社製）を用い、ＪＩＳ−Ｋ７１６１（プラスチック−引張特性の試験方法）に基づいて測定を行った。サンプルは、標線間距離１０ｍｍで、引張試験機に固定した。引張速度は、５０ｍｍ／分とした。
【００９５】
引張弾性率Ｅｔ（ＭＰａ）は、以下の式（４）で求められる：
Ｅｔ＝（σ２−σ１）／（ε２−ε１） （４）
ここで、ε１、ε２は、ひずみであり、σ１は、ひずみε１＝０．０００５のときの引張応力（ＭＰａ）であり、σ２は、ひずみε２＝０．００２５のときの引張応力（ＭＰａ）である。なお、ひずみε１、ε２は、以下の式（５）で求められる：
ε＝ΔＬ０／Ｌ０ （５）
ここで、Ｌ０は、サンプルの標線間距離（ｍｍ）であり、ΔＬ０は、サンプルの標線間距離の増加分（ｍｍ）である。
【００９６】
測定の結果、引張弾性率Ｅｔは、４００ＭＰａであった。また、引張破断伸びεＢ（引張破壊応力に対応する引張ひずみ）は、３０％であった。
【００９７】
（実施例２）
以下の方法により、本発明による高誘電率樹脂シートを連続的に製作した。
【００９８】
まず、シンジオタクティックポリスチレン（ＳＰＳ）、およびポリスチレン系エラストマー（商品名ダイナロン、ＪＳＲ社製）を準備した。また、フィラーとしてチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）の球状粒子（平均粒径１μｍ）を準備した。なお、ＳＰＳおよびポリスチレン系エラストマーは、水分を除去するため、使用前に、８０℃で２４時間保持することにより乾燥処理を行った。
【００９９】
次に、各材料を別々の定量フィード機構付きホッパーに投入し、１５ｍｍのスクリュー径を有する二軸押出機に連続的に供給した。その際、それぞれの材料の供給重量比率は、１：１．１：７．４（ＳＰＳ：ポリスチレン系エラストマー：チタン酸ストロンチウム）となるように調整した。総原料の投入速度は、７ｇ／分とした。押出機の温度は、２９０℃とした。
【０１００】
押出機内で溶融混練された混合物は、押出機の出口側で、直径３ｍｍのストランドに賦形した。このストランドは、冷却後、長さ３ｍｍ毎に連続的に切断され、７ｇ／分の成形速度で、ペレット状のコンパウンドが形成された。
【０１０１】
次に、得られたペレット状のコンパウンドから、図２に示した製造機１を用いた連続プロセスにより、積層体（導電体層が両面に設置された樹脂シート）を形成した。
【０１０２】
押出成形機１０４には、スクリュー直径が２０ｍｍのものを用い、Ｔ型ダイス１０６の出口形状は、幅１５０ｍｍ、高さ０．６ｍｍの矩形状とした。押出成形機１０４内の温度は、２９０℃とした。押出速度は、１１０ｇ／分とした。
【０１０３】
加熱圧着工程部１４０において、成形体１４２の両表面１４３、１４４に設置される導電体箔１４６には、厚さが３μｍの銅箔を使用した。
【０１０４】
得られた積層体は、切断工程部１６０において、２０ｍｍ×５０ｍｍの寸法に切断した。
【０１０５】
この方法で得られた各積層体において、導電体層の剥離等は、認められなかった。また、正確に所望の寸法に加工された積層体を得ることができた。
【０１０６】
なお、同製造機において、加熱圧着工程部１４０での樹脂シートへの導電体層の設置を省略した樹脂シートサンプルを試作した。また、これらのサンプルを用いて、前述の方法により、比誘電率（εｒ'）および誘電正接（ｔａｎδ）の測定を行った。サンプルは、製造機の運転を開始し、完成した樹脂シートの供給が安定してから、５分後、３０分後、および６０分後のものから採取した。
【０１０７】
測定の結果、５分後、３０分後、および６０分後の樹脂シートの比誘電率（εｒ'）は、それぞれ、１２．４、１２．０および１１．６であり、サンプルの採取のタイミングに関わらず、安定した値が得られた。また、誘電正接（ｔａｎδ）は、それぞれ、０．００２９（５分後）、０．００３２（３０分後）、および０．００２９（６０分後）であり、誘電正接（ｔａｎδ）に関しても、サンプルの採取のタイミングに関わらず、安定した値が得られた。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、ＲＦＩＤタグおよび携帯電話のような電磁波制御装置の高誘電体等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 製造機
１００ 押出工程部
１０１ コンパウンド
１０２ 投入機
１０４ 押出機
１０６ Ｔ型ダイス
１２０ 冷却工程部
１２２ 成形体
１２４ 賦形ローラ
１４０ 加熱圧着工程部
１４２ 冷却されたシート状成形体
１４３、１４４ 表面
１４６ 導電体箔
１５０ 繰り出し機
１５１ ローラ
１５２ バックアップローラ
１５３ ローラ
１５４ 加熱圧着ローラ
１５９ 下地層
１６０ 切断工程部
１６２ 積層体
１６４ 引取機
１６６ 縦切カッター
１６８ 裁断カッター。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波制御部材等に使用される高い誘電率を有する樹脂シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機器や非接触式認証装置等の電波通信機器分野等において、所定の誘電特性を有する樹脂シートが広く使用されている。例えば、マイクロ波帯以上の高周波数における電波制御部材には、樹脂シートの片面または両面に、導電体層が設置された積層体が使用される。
【０００３】
しかしながら、近年、これらの装置のさらなる小型化、軽量化の要望に伴い、樹脂シートには、さらなる高誘電率化が求められるようになっている。また、樹脂シートには、その適用用途の拡大のため、柔軟性および耐久性が要求されるようになってきている。
【０００４】
このような背景の下、例えば特許文献１〜３には、エラストマーを使用した高誘電率材料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９１２０６号公報
【特許文献２】特開２００５−８９６８６号公報
【特許文献３】特許第３４８５３９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のような高誘電率材料に使用されるエラストマーは、全般に、線膨張係数が比較的大きいという特徴を有する。例えば特許文献１では、エラストマーとして、線膨張係数が
２４×１０−５／℃のエチレンプロピレンゴム、１９×１０−５／℃の塩化ゴム、１８×１０−５／℃のブチルゴム、２５×１０−５／℃のブタジエンゴム、２５〜４０×１０−５／℃のシリコーンゴムが使用される。
【０００７】
しかしながら、例えば、導電体層が表面に設置された樹脂シートの材料に、このようなエラストマーを使用した場合、導電体層と樹脂シートの間で線膨張係数が大きく異なってしまう。線膨張係数に大きな差異があると、樹脂シートの表面に導電体層を設置する際、あるいは樹脂シートの使用時等に、導電体層の剥離が生じやすくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、本発明では、表面に導電体層を設置しても、剥離が生じにくい高誘電率の樹脂シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、
熱可塑性樹脂を含み、比誘電率が３以上であり、引張弾性率が５ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下である高誘電率樹脂シートであって、
前記熱可塑性樹脂の線膨張係数は、１０×１０−５／℃以下であることを特徴とする高誘電率樹脂シートが提供される。
【００１０】
ここで、本発明による高誘電率樹脂シートは、１％以上５０％以下の破断伸びを有しても良い。
【００１１】
また、前記熱可塑性樹脂に、過酸化物添加などによる化学的な部分架橋処理または電子線（ＥＢ）照射等による機械的な部分架橋処理を施すことによって、線膨張係数を１０×１０−５／℃以下に抑えても良い。
【００１２】
また、本発明による高誘電率樹脂シートは、さらに、フィラーを含んでも良い。
【００１３】
また、本発明による高誘電率樹脂シートにおいて、前記熱可塑性樹脂は、Ｃ−Ｈ結合またはＣ−Ｆ結合を基本骨格としても良い。
【００１４】
また、本発明による高誘電率樹脂シートにおいて、前記フィラーは、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ビスマス（Ｂｉ）、カルシウム（Ｃａ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、セリウム（Ｃｅ）、タンタル（Ｔａ）、ナトリウム（Ｎａ）、サマリウム（Ｓｍ）およびアルミニウム（Ａｌ）からなる群から選定された少なくとも一つを含む酸化物であっても良い。
【００１５】
例えば、前記フィラーは、チタン酸ストロンチウムを含んでも良い。
【００１６】
また、本発明による高誘電率樹脂シートにおいて、前記熱可塑性樹脂は、シンジオタクティックポリスチレンを含んでも良い。
【００１７】
また、本発明による高誘電率樹脂シートにおいて、前記熱可塑性樹脂は、シンジオタクティックポリスチレンおよび熱可塑性エラストマーを含んでも良い。
【００１８】
また、本発明による高誘電率樹脂シートにおいて、比誘電率（εｒ）は、５以上３０以下であり、誘電正接（ｔａｎδ）は、０．０１以下であっても良い。
【００１９】
また、本発明では、
高誘電率樹脂シートの片面または両面に、導電体層が設置された積層体であって、
前記高誘電率樹脂シートは、前述のような特徴を有する高誘電率樹脂シートであることを特徴とする積層体が提供される。
【００２０】
また、本発明では、
高誘電率樹脂シートの製造方法であって、
（ａ）熱可塑性樹脂およびフィラーを準備するステップと、
（ｂ）前記熱可塑性樹脂およびフィラーを加熱混練して、混合物を形成するステップと、
（ｃ）前記混合物をシート状の成形体に成形するステップと、
を有し、
これにより、比誘電率が３以上であり、引張弾性率が５ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下であり、線膨張係数が１０×１０−５／℃以下である高誘電率樹脂シートが得られることを特徴とする方法が提供される。
【００２１】
ここで、本発明による方法において、前記高誘電率樹脂シートは、１％以上５０％以下の破断伸びを有しても良い。
【００２２】
また、本発明による方法において、前記高誘電率樹脂シートは、比誘電率（εｒ）が５以上３０以下であり、誘電正接（ｔａｎδ）が０．０１以下であっても良い。
【００２３】
また、本発明による方法は、さらに、
（ｄ）前記ステップ（ｃ）において得られた成形体の少なくとも一つの表面に、導電体層を設置するステップを有しても良い。
【００２４】
また、本発明による方法において、前記ステップ（ｄ）は、前記成形体の前記表面に、導電体を加熱圧着することにより行われても良い。
【００２５】
また、本発明による方法は、前記ステップ（ｄ）の後、
（ｅ）前記導電体層をパターン化するステップを有しても良い。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、表面に導電体層を設置しても、剥離が生じにくい高誘電率の樹脂シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による高誘電率樹脂シートの製造方法の一例の概略的なフローを示した図である。
【図２】本発明による積層体を連続的に製造する製造機の一例を概略的に示した図である。
【図３】樹脂シートの最小曲率半径を測定する治具の側面を概略的に示した図である。
【図４】樹脂シートの引張弾性率および破断伸びを測定する際に用いられる試験片の形状を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明について詳しく説明する。
【００２９】
前述のように、高誘電率材料として使用される、特許文献１〜３に記載のエラストマーには、全般に、線膨張係数が比較的大きいという問題がある。このようなエラストマーを、導電体層が表面に設置された樹脂シートの材料として使用した場合、導電体層と樹脂シートの間で線膨張係数が大きく異なってしまう。また、線膨張係数に大きな差異があると、樹脂シートの表面に導電体層を設置する際、あるいは樹脂シートの使用時等に、導電体層の剥離が生じやすくなるという問題がある。
【００３０】
これに対して、本発明では、高誘電率かつ可撓性のある樹脂シートが提供され、この樹脂シートは、線膨張係数が１０×１０−５／℃以下の熱可塑性樹脂を含むという特徴を有する。この特徴のため、本発明の「高誘電率」樹脂シートでは、表面に導電体層を設置した場合、導電体層と樹脂シートの間の線膨張係数の差異を小さくすることができる。従って、本発明では、樹脂シートと導電体層との間に、良好な耐剥離性を得ることができる。
【００３１】
また、一般に、エラストマーの破断伸びは、線膨張係数が大きくなるとともに増大する傾向にある。しかしながら、エラストマーの破断伸びが著しく大きくなると、樹脂シートの加工寸法の精度が低下するという問題が生じ得る。
【００３２】
しかしながら、本発明の樹脂シートの場合、熱可塑性樹脂の線膨張係数は、１０×１０−５／℃以下に抑えられている。このため、樹脂シートの加工寸法の精度が低下するという問題が軽減される。
【００３３】
ここで、本願において、「高誘電率」とは、３．０以上の比誘電率を意味する。特に、ＲＦＩＤタグおよび携帯電話のような電磁波制御装置の高誘電体部材（以下、これらをまとめて「電波制御部材」とも称する）を考慮した場合、本発明の高誘電率樹脂シートは、厚さを０．２ｍｍ〜２ｍｍの範囲と仮定して、５．０以上３０以下の比誘電率を有しても良い。なお、この場合、誘電正接（ｔａｎδ）は、０．０１以下であることが好ましい。
【００３４】
また、樹脂シートの引張弾性率は、５ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下であることが好ましい。引張弾性率が５ＭＰａを下回ると、剛性が低くなり、切断等の加工が難しくなる。一方、引張弾性率が５０００ＭＰａを超えると、剛性が高くなりすぎて、凹凸のある表面への装着が難しくなる。
【００３５】
熱可塑性樹脂は、基本骨格としてＣ−Ｈ結合またはＣ−Ｆ結合を有するものが好ましい。基本骨格としてＣ−Ｈ結合を有する熱可塑性樹脂としては、シンジオタクティックポリスチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。また、基本骨格としてＣ−Ｆ結合を有する熱可塑性樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体等が挙げられる。
【００３６】
熱可塑性樹脂として、例えば、シンジオタクティックポリスチレンを使用する場合、シンジオタクティックポリスチレンは、単独で使用されても、熱可塑性エラストマーと組み合わせて使用されても良い。後者の場合、シンジオタクティックポリスチレンと熱可塑性エラストマーの混合比（シンジオタクティックポリスチレン：熱可塑性エラストマー）は、例えば、４０：６０〜６０：４０（体積比）の範囲である。
【００３７】
なお、以降の説明では、「熱可塑性樹脂」という用語は、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーの両方を含む樹脂に対しても使用するものとする。
【００３８】
また、本発明による高誘電率樹脂シート中の熱可塑性樹脂に過酸化物添加などによる化学的な部分架橋処理または電子線（ＥＢ）照射等による機械的な部分架橋処理を施すことによって、熱可塑性樹脂の線膨張係数を１０×１０−５／℃以下に抑えても良い。
【００３９】
また、本発明による高誘電率樹脂シートは、熱可塑性樹脂中にフィラーを分散させることにより構成されても良い。
【００４０】
そのようなフィラーとしては、例えば、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ビスマス（Ｂｉ）、カルシウム（Ｃａ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、セリウム（Ｃｅ）、タンタル（Ｔａ）、ナトリウム（Ｎａ）、サマリウム（Ｓｍ）およびアルミニウム（Ａｌ）のうちの少なくとも一つを含む酸化物の粒子が使用されても良い。フィラーは、例えば、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）を含んでも良い。
【００４１】
フィラーとして使用される酸化物粒子の粒径は、特に限られない。酸化物粒子の粒径（直径）は、例えば０．１μｍ〜１０μｍの範囲（例えば０．９〜１．０μｍ）である。
【００４２】
熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）とフィラーの混合比（熱可塑性樹脂：フィラー）は、特に限られないが、例えば、５０：５０〜７０：３０（体積比）の範囲であり、例えば６０：４０（体積比）である。
【００４３】
（本発明による高誘電率樹脂シートの製造方法）
次に、本発明による高誘電率樹脂シートの製造方法の一例について説明する。
【００４４】
図１には、本発明による高誘電率樹脂シートの製造方法の一例を示す。図１に示すように、本発明による高誘電率樹脂シートは、
（ａ）熱可塑性樹脂およびフィラーを準備するステップ（ステップＳ１１０）と、
（ｂ）前記熱可塑性樹脂およびフィラーを加熱混練して、混合物を形成するステップ（ステップＳ１２０）と、
（ｃ）前記混合物をシート状に成形するステップ（ステップＳ１３０）と、
を有し、これにより、線膨張係数が１０×１０−５／℃以下の高誘電率樹脂シートを得ることができる。
【００４５】
なお、本発明による高誘電率樹脂シートの製造方法は、さらに任意で、
（ｄ）前記ステップ（ｃ）において得られた成形体の少なくとも一つの表面に、導電体層を設置するステップ（Ｓ１４０）、および
（ｅ）前記導電体層をパターン化するステップ（Ｓ１５０）
を有しても良い。
【００４６】
以下、各ステップについて説明する。
【００４７】
（ステップＳ１１０）
まず、熱可塑性樹脂およびフィラーが準備される。熱可塑性樹脂およびフィラーとしては、前述のような材料を用いることができる。
【００４８】
なお、熱可塑性樹脂およびフィラーは、使用前に十分乾燥されることが好ましい。乾燥条件は、特に限られないが、例えば、６０℃〜９０℃で、１２時間〜４８時間程度保持することにより、乾燥を行っても良い。
【００４９】
（ステップＳ１２０）
次に、準備された熱可塑性樹脂およびフィラーが所定の体積比で混合され、加熱混練される。混練の際の回転数は、特に限られない。回転数は、例えば１０ｒｐｍ〜２００ｒｐｍの範囲であっても良い。
【００５０】
混練処理温度は、使用する熱可塑性樹脂によっても変化するが、おおよそ１５０℃〜３５０℃の範囲である。例えば、熱可塑性樹脂として、シンジオタクティックポリスチレンと熱可塑性エラストマーの混合体を使用する場合、処理温度は、２２０℃〜３２０℃の範囲であることが好ましい。
【００５１】
これにより、フィラー粒子を含む混合物が得られる。このような混合物は、溶融状態のまま次以降の工程に使用しても良いし、一旦ペレット状に固化させて使用しても良い。
【００５２】
（ステップＳ１３０）
次に、押出機等を用いて、得られた混合物（溶融物またはペレットの形態であっても良い）を所望のシート形状に成形し、成形体を形成する。また、この成形体を冷却することにより、高誘電率樹脂シートが得られる。
【００５３】
（ステップＳ１４０）
以上の工程により、本発明による高誘電率樹脂シートを製造することが可能であるが、さらに、得られた樹脂シートの片面または両面に、金属のような導電体層を設置して、積層体を構成しても良い。このような構成体は、高誘電率が必要な電波制御部材等に利用することができる。
【００５４】
ここで、樹脂シート表面への導電体層の設置方法は、特に限られず、加熱圧着法、めっき法、蒸着法、スパッタ法等の各種成膜方法が利用できる。加熱圧着法の場合、処理温度は、１５０℃〜３５０℃の範囲であり、圧着の際の圧力は、５ＭＰａ〜５０ＭＰａの範囲であっても良い。
【００５５】
また、導電体層と樹脂シートの間に接着剤を介在させて、積層体を構成しても良い。接着剤は、液体状および固体（テープ）状のいずれのものを使用しても良い。
【００５６】
（ステップＳ１５０）
樹脂シートの表面に設置された導電体層は、必要な場合、所望の配置にパターン化されても良い。パターン化の方法は、特に限られず、例えば、通常のエッチング処理等により、導電体層をパターン化しても良い。
【００５７】
なお、前述のような本発明による高誘電率樹脂シートの製造方法において、各工程は、バッチ式に行われても、連続的に行われても良い。各工程がバッチ式に行われる場合、単一の高誘電率樹脂シートまたは積層体が得られる。
【００５８】
これに対して、各工程を連続的に行った場合、本発明による高効率樹脂シートを効率的に量産することができる。例えば、前述のステップＳ１３０〜ステップＳ１４０の工程、すなわちシート状成形体の成形工程〜導電体層の設置工程までを連続的に行っても良い。
【００５９】
図２には、積層体を連続的に製造する製造機の一例を概略的に示す。
【００６０】
この製造機１は、押出工程部１００、冷却工程部１２０、加熱圧着工程部１４０、および切断工程部１６０とで構成される。
【００６１】
押出工程部１００は、熱可塑性樹脂およびフィラーを含むコンパウンド１０１を押出成形するための部分である。押出工程部１００は、ペレット状のコンパウンド１０１を投入するための投入機１０２と、押出機１０４とを備える。押出機１０４は、例えば１軸式の押出機であり、出口側には、Ｔ型ダイス１０６が備え付けられている。
【００６２】
冷却工程部１２０は、押出工程部１００から押し出されたシート状の成形体１２２を、所定の厚さ範囲に維持しながら、冷却するための部分である。冷却工程部１２０は、複数の賦形ローラ１２４を有する。
【００６３】
加熱圧着工程部１４０は、冷却されたシート状成形体１４２の両表面（上下面）１４３および１４４に、後に導電体層となる導電体の箔１４６を設置するための部分である。加熱圧着工程部１４０は、繰り出し機１５０と、バックアップローラ１５２と、加熱圧着ローラ１５４とを有する。
【００６４】
繰り出し機１５０には、下地層と導電体箔の２層で構成されるロール体が取り付けられている。このロール体の導電体箔１４６は、後に樹脂シートの表面に形成された導電体層となるものである。一方、下地層１５９は、この導電体箔１４６を支持するための基板である。繰り出し機１５０は、ロール体の下地層１５９から導電体箔１４６を剥離する機能を有する。
【００６５】
バックアップローラ１５２は、ロール体から剥離された下地層１５９を巻き取る役割を果たす。すなわち、繰り出し機１５０において剥離された下地層１５９は、ローラ１５１を介してバックアップローラ１５２に巻き取られる。
【００６６】
一方、ローラ１５３は、ロール体から剥離された導電体箔１４６を引き寄せ、これを加熱圧着ローラ１５４の方に供給する役割を有する。
【００６７】
加熱圧着ローラ１５４は、ローラ１５３から供給される導電体箔１４６を引き寄せるとともに、この導電体箔１４６をシート状成形体１４２の各表面１４３、１４４に圧着する。
【００６８】
従って、加熱圧着ローラ１５４の出口側からは、積層体１６２が排出される。
【００６９】
切断工程部１６０は、積層体１６２を所望の寸法に切断する部分である。切断工程部１６０は、引取機１６４と、縦切カッター１６６と、裁断カッター１６８とを備える。引取機１６４は、加熱圧着工程部１４０において得られた積層体１６２を、切断工程部１６０まで搬送する機能を有する。縦切カッター１６６は、積層体１６２を縦方向（積層体１６２の流れ方向）に沿って切断する。裁断カッター１６８は、積層体１６２を最終形状に切断する。
【００７０】
次に、このような製造機１の動作について、簡単に説明する。
【００７１】
まず、押出工程部１００の投入機１０２に、熱可塑性樹脂およびフィラーを含むコンパウンド１０１が供給される。このコンパウンド１０１は、押出機１０４内で溶融され、Ｔ型ダイス１０６から溶融した状態で排出される。
【００７２】
排出された成形体１２２は、冷却工程部１２０に搬送される。冷却工程部１２０では、成形体１２２は、賦形ローラ１２４により、所定の厚さ範囲に調整され、冷却される。
【００７３】
次に、冷却された成形体１４２は、加熱圧着工程部１４０に搬送される。ここでは、成形体１４２の両表面１４３、１４４に、繰り出し機１５０内のロール体から供給された導電体箔１４６が置載される。また、この導電体箔１４６は、成形体１４２とともに加熱圧着ローラ１５４の間を通り、これにより、導電体箔１４６が成形体１４２の表面１４３、１４４に圧着され、積層体１６２が形成される。
【００７４】
次に、積層体１６２は、引取機１６４により、切断工程部１６０に搬送される。切断工程部１６０では、積層体１６２は、縦切カッター１６６および裁断カッター１６８による切断を経て、最終形状に仕上げられる。
【００７５】
なお、図２の製造機を用いた積層体の連続製造法は、一例であって、積層体をその他の方法で、連続的に製造しても良いことは、当業者には、明らかである。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００７７】
（実施例１）
以下の方法により、本発明による高誘電率樹脂シートを製作した。
【００７８】
まず、熱可塑性樹脂として、シンジオタクティックポリスチレン（ＳＰＳ）２．７ｇ、およびポリスチレン系エラストマー（商品名ダイナロン、ＪＳＲ社製）３．１ｇを準備した。ＳＰＳの線膨張係数は、８．６×１０−５／℃であった。ポリスチレン系エラストマーの線膨張係数は、９．５×１０−５／℃であった。両熱可塑性樹脂は、水分を除去するため、使用前に、８０℃で２４時間保持することにより乾燥処理を行った。
【００７９】
また、フィラーとして、チタン酸ストロンチウムの球状粒子（平均粒径１μｍ）を２０ｇ準備した。
【００８０】
次に、以下の方法により、熱可塑性樹脂とフィラー粒子とを混練した。
【００８１】
まず、ＳＰＳおよびポリスチレン系エラストマーを混練機に投入し、加熱混練した。混練機の回転数は、１００ｒｐｍ程度とした。混練機の温度は、３００℃に保持した。混練処理により、数分後には、供給した熱可塑性樹脂が完全に溶融した。
【００８２】
次に、チタン酸ストロンチウム粒子を混練機に数回に分けて供給し、さらに混練処理を行った。この混合物を室温まで冷却し、熱可塑性樹脂とチタン酸ストロンチウム粒子とが均一に分散された混合物２２ｇを得た。
【００８３】
この混合物約１５ｇを、溝寸法が１００×１００×０．６ｍｍのプレス金型内に入れ、プレス金型を、３００℃に保持した５０トンプレス機を用いて、面圧２０ＭＰａで５分間、加圧した。これにより、概略寸法が１００×１００×０．６ｍｍの樹脂シート（以下、実施例１に係る樹脂シートと称する。）を得た。
【００８４】
（誘電率測定）
実施例１に係る樹脂シートを、長さ１００ｍｍ、幅４ｍｍにカットしたサンプルを用いて、比誘電率（εｒ'）および誘電正接（ｔａｎδ）を測定した。
【００８５】
測定は、ネットワークアナライザ（Ａｇｉｌｅｎｔ社製８７２２ＥＳ）と、空洞共振器（ＡＥＴ社製、2．４ＧＨｚ）とを用いた空洞共振器摂動法により実施した。
【００８６】
まず、サンプルを空洞共振器に挿入する前のＴＭ０１０モードの共振周波数ｆ０と、無負荷Ｑ（Ｑｕ０）とを、ネットワークアナライザから読み取る。次に、サンプルを空洞共振器に挿入して、同様に、ＴＭ０１０モードの共振周波数ｆ１、および無負荷Ｑ（Ｑｕ１）を、ネットワークアナライザから読み取る。
【００８７】
得られた各値を用いて、以下の式（１）〜（２）より、比誘電率（εｒ'）および誘電正接（ｔａｎδ）を算定した。
【００８８】
【数１】
ここで、Ｖは、空洞共振器の体積、ｄＶは、挿入したサンプルの体積である。また、α１は、以下の式（３）で与えられる係数であり、式（３）において、Ｊ１（ｘ）は、第１種１次ベッセル関数であり、ｊ０１は、第１種０次ベッセル関数の１番目の根である。
【００８９】
【数２】
この方法により、実施例１に係る樹脂シートの比誘電率（εｒ'）および誘電正接（ｔａｎδ）を求めた結果、比誘電率（εｒ'）は、１２であり、誘電正接（ｔａｎδ）は、０．００３であった。
【００９０】
（最小曲率半径測定）
実施例１に係る樹脂シートを、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍにカットしたサンプルを用いて、最小曲率半径測定を実施した。
【００９１】
測定には、図３に示すような湾曲面（幅２０ｍｍ）を有する複数の治具を使用した。図３には、各冶具の側面が示されている。図から明らかなように、各冶具の湾曲面の曲率半径（Ｒ）は、異なっている。測定の際には、各治具の表面の曲面に沿うようにしてサンプルを当て、サンプルが破断しないときの最小曲率半径（Ｒｍｉｎ）を求めた。
【００９２】
測定の結果、最小曲率半径Ｒｍｉｎは、５ｍｍであった。
【００９３】
（引張弾性率および破断伸びの測定）
実施例１に係る樹脂シートを、図４の形状（全長６３．５ｍｍ、最大幅９．５ｍｍ、最小幅３ｍｍのダンベル形状）に切断した試験片を用いて、引張弾性率および破断伸びの測定を行った。
【００９４】
試験には、引張試験機テンシロンＲＴＣ−１２１０型（（株）オリエンテック社製）を用い、ＪＩＳ−Ｋ７１６１（プラスチック−引張特性の試験方法）に基づいて測定を行った。サンプルは、標線間距離１０ｍｍで、引張試験機に固定した。引張速度は、５０ｍｍ／分とした。
【００９５】
引張弾性率Ｅｔ（ＭＰａ）は、以下の式（４）で求められる：
Ｅｔ＝（σ２−σ１）／（ε２−ε１） （４）
ここで、ε１、ε２は、ひずみであり、σ１は、ひずみε１＝０．０００５のときの引張応力（ＭＰａ）であり、σ２は、ひずみε２＝０．００２５のときの引張応力（ＭＰａ）である。なお、ひずみε１、ε２は、以下の式（５）で求められる：
ε＝ΔＬ０／Ｌ０ （５）
ここで、Ｌ０は、サンプルの標線間距離（ｍｍ）であり、ΔＬ０は、サンプルの標線間距離の増加分（ｍｍ）である。
【００９６】
測定の結果、引張弾性率Ｅｔは、４００ＭＰａであった。また、引張破断伸びεＢ（引張破壊応力に対応する引張ひずみ）は、３０％であった。
【００９７】
（実施例２）
以下の方法により、本発明による高誘電率樹脂シートを連続的に製作した。
【００９８】
まず、シンジオタクティックポリスチレン（ＳＰＳ）、およびポリスチレン系エラストマー（商品名ダイナロン、ＪＳＲ社製）を準備した。また、フィラーとしてチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）の球状粒子（平均粒径１μｍ）を準備した。なお、ＳＰＳおよびポリスチレン系エラストマーは、水分を除去するため、使用前に、８０℃で２４時間保持することにより乾燥処理を行った。
【００９９】
次に、各材料を別々の定量フィード機構付きホッパーに投入し、１５ｍｍのスクリュー径を有する二軸押出機に連続的に供給した。その際、それぞれの材料の供給重量比率は、１：１．１：７．４（ＳＰＳ：ポリスチレン系エラストマー：チタン酸ストロンチウム）となるように調整した。総原料の投入速度は、７ｇ／分とした。押出機の温度は、２９０℃とした。
【０１００】
押出機内で溶融混練された混合物は、押出機の出口側で、直径３ｍｍのストランドに賦形した。このストランドは、冷却後、長さ３ｍｍ毎に連続的に切断され、７ｇ／分の成形速度で、ペレット状のコンパウンドが形成された。
【０１０１】
次に、得られたペレット状のコンパウンドから、図２に示した製造機１を用いた連続プロセスにより、積層体（導電体層が両面に設置された樹脂シート）を形成した。
【０１０２】
押出成形機１０４には、スクリュー直径が２０ｍｍのものを用い、Ｔ型ダイス１０６の出口形状は、幅１５０ｍｍ、高さ０．６ｍｍの矩形状とした。押出成形機１０４内の温度は、２９０℃とした。押出速度は、１１０ｇ／分とした。
【０１０３】
加熱圧着工程部１４０において、成形体１４２の両表面１４３、１４４に設置される導電体箔１４６には、厚さが３μｍの銅箔を使用した。
【０１０４】
得られた積層体は、切断工程部１６０において、２０ｍｍ×５０ｍｍの寸法に切断した。
【０１０５】
この方法で得られた各積層体において、導電体層の剥離等は、認められなかった。また、正確に所望の寸法に加工された積層体を得ることができた。
【０１０６】
なお、同製造機において、加熱圧着工程部１４０での樹脂シートへの導電体層の設置を省略した樹脂シートサンプルを試作した。また、これらのサンプルを用いて、前述の方法により、比誘電率（εｒ'）および誘電正接（ｔａｎδ）の測定を行った。サンプルは、製造機の運転を開始し、完成した樹脂シートの供給が安定してから、５分後、３０分後、および６０分後のものから採取した。
【０１０７】
測定の結果、５分後、３０分後、および６０分後の樹脂シートの比誘電率（εｒ'）は、それぞれ、１２．４、１２．０および１１．６であり、サンプルの採取のタイミングに関わらず、安定した値が得られた。また、誘電正接（ｔａｎδ）は、それぞれ、０．００２９（５分後）、０．００３２（３０分後）、および０．００２９（６０分後）であり、誘電正接（ｔａｎδ）に関しても、サンプルの採取のタイミングに関わらず、安定した値が得られた。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、ＲＦＩＤタグおよび携帯電話のような電磁波制御装置の高誘電体等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 製造機
１００ 押出工程部
１０１ コンパウンド
１０２ 投入機
１０４ 押出機
１０６ Ｔ型ダイス
１２０ 冷却工程部
１２２ 成形体
１２４ 賦形ローラ
１４０ 加熱圧着工程部
１４２ 冷却されたシート状成形体
１４３、１４４ 表面
１４６ 導電体箔
１５０ 繰り出し機
１５１ ローラ
１５２ バックアップローラ
１５３ ローラ
１５４ 加熱圧着ローラ
１５９ 下地層
１６０ 切断工程部
１６２ 積層体
１６４ 引取機
１６６ 縦切カッター
１６８ 裁断カッター。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を含み、比誘電率が３以上であり、引張弾性率が５ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下である高誘電率樹脂シートであって、
前記熱可塑性樹脂の線膨張係数は、１０×１０−５／℃以下であることを特徴とする高誘電率樹脂シート。
【請求項２】
１％以上５０％以下の破断伸びを有することを特徴とする請求項１に記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項３】
さらに、フィラーを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂は、Ｃ−Ｈ結合またはＣ−Ｆ結合を基本骨格とすることを特徴とする請求項３に記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項５】
前記フィラーは、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ビスマス（Ｂｉ）、カルシウム（Ｃａ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、セリウム（Ｃｅ）、タンタル（Ｔａ）、ナトリウム（Ｎａ）、サマリウム（Ｓｍ）およびアルミニウム（Ａｌ）からなる群から選定された少なくとも一つを含む酸化物であることを特徴とする請求項３または４に記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項６】
前記フィラーは、チタン酸ストロンチウムを含むことを特徴とする請求項３乃至５の何れか一つに記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂は、シンジオタクティックポリスチレンを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂は、さらに、熱可塑性エラストマーを含むことを特徴とする請求項７に記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項９】
比誘電率（εｒ）が５以上３０以下であり、誘電正接（ｔａｎδ）が０．０１以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項１０】
高誘電率樹脂シートの片面または両面に、導電体層が設置された積層体であって、
前記高誘電率樹脂シートは、請求項１乃至９のいずれか一つに記載の高誘電率樹脂シートであることを特徴とする積層体。
【請求項１１】
高誘電率樹脂シートの製造方法であって、
（ａ）熱可塑性樹脂およびフィラーを準備するステップと、
（ｂ）前記熱可塑性樹脂およびフィラーを加熱混練して、混合物を形成するステップと、
（ｃ）前記混合物をシート状の成形体に成形するステップと、
を有し、
これにより、比誘電率が３以上であり、引張弾性率が５ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下であり、線膨張係数が１０×１０−５／℃以下である高誘電率樹脂シートが得られることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記高誘電率樹脂シートは、１％以上５０％以下の破断伸びを有することを特徴とする
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記高誘電率樹脂シートは、比誘電率（εｒ）が５以上３０以下であり、誘電正接（ｔａｎδ）が０．０１以下であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、
（ｄ）前記ステップ（ｃ）において得られた成形体の少なくとも一つの表面に、導電体層を設置するステップ
を有することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ｄ）は、前記成形体の前記表面に、導電体を加熱圧着することにより行われることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップ（ｄ）の後、
（ｅ）前記導電体層をパターン化するステップ
を有することを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１】
熱可塑性樹脂を含み、比誘電率が３以上であり、引張弾性率が５ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下である高誘電率樹脂シートであって、
前記熱可塑性樹脂の線膨張係数は、１０×１０−５／℃以下であることを特徴とする高誘電率樹脂シート。
【請求項２】
１％以上５０％以下の破断伸びを有することを特徴とする請求項１に記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項３】
さらに、フィラーを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂は、Ｃ−Ｈ結合またはＣ−Ｆ結合を基本骨格とすることを特徴とする請求項３に記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項５】
前記フィラーは、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ランタン（Ｌａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ビスマス（Ｂｉ）、カルシウム（Ｃａ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、セリウム（Ｃｅ）、タンタル（Ｔａ）、ナトリウム（Ｎａ）、サマリウム（Ｓｍ）およびアルミニウム（Ａｌ）からなる群から選定された少なくとも一つを含む酸化物であることを特徴とする請求項３または４に記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項６】
前記フィラーは、チタン酸ストロンチウムを含むことを特徴とする請求項３乃至５の何れか一つに記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂は、シンジオタクティックポリスチレンを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂は、さらに、熱可塑性エラストマーを含むことを特徴とする請求項７に記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項９】
比誘電率（εｒ）が５以上３０以下であり、誘電正接（ｔａｎδ）が０．０１以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載の高誘電率樹脂シート。
【請求項１０】
高誘電率樹脂シートの片面または両面に、導電体層が設置された積層体であって、
前記高誘電率樹脂シートは、請求項１乃至９のいずれか一つに記載の高誘電率樹脂シートであることを特徴とする積層体。
【請求項１１】
高誘電率樹脂シートの製造方法であって、
（ａ）熱可塑性樹脂およびフィラーを準備するステップと、
（ｂ）前記熱可塑性樹脂およびフィラーを加熱混練して、混合物を形成するステップと、
（ｃ）前記混合物をシート状の成形体に成形するステップと、
を有し、
これにより、比誘電率が３以上であり、引張弾性率が５ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下であり、線膨張係数が１０×１０−５／℃以下である高誘電率樹脂シートが得られることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記高誘電率樹脂シートは、１％以上５０％以下の破断伸びを有することを特徴とする
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記高誘電率樹脂シートは、比誘電率（εｒ）が５以上３０以下であり、誘電正接（ｔａｎδ）が０．０１以下であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、
（ｄ）前記ステップ（ｃ）において得られた成形体の少なくとも一つの表面に、導電体層を設置するステップ
を有することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ｄ）は、前記成形体の前記表面に、導電体を加熱圧着することにより行われることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップ（ｄ）の後、
（ｅ）前記導電体層をパターン化するステップ
を有することを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−７５９２８（Ｐ２０１３−７５９２８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９６０８（Ｐ２０１０−１９６０８）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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