JPH11316301A - 誘電体レンズ及びその製造方法 - Google Patents

誘電体レンズ及びその製造方法

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JPH11316301A
JPH11316301A JP13749698A JP13749698A JPH11316301A JP H11316301 A JPH11316301 A JP H11316301A JP 13749698 A JP13749698 A JP 13749698A JP 13749698 A JP13749698 A JP 13749698A JP H11316301 A JPH11316301 A JP H11316301A
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JP
Japan
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dielectric
lens
dielectric material
lens body
composite
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JP13749698A
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English (en)
Inventor
Keizo Yamamoto
恵造 山本
Yutaka Nonogaki
裕 野々垣
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボイド、ひけなどの成形不良がなく、比誘電
率が均一なレンズ本体を備えた誘電体レンズ及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 レンズ本体1を、冷却固化時の体積変化
率が低い非晶性樹脂と誘電体セラミックスを含有複合誘
電体材料から形成するとともに、整合層2を、樹脂系誘
電体材料から形成する。また、レンズ本体を、ポリスチ
レンと誘電体セラミックスとを含有する複合誘電体材料
から形成する。また、レンズ本体を、ポリスチレンと誘
電体セラミックスとを含有する複合誘電体材料と、ポリ
プロピレンと誘電体セラミックスとを含有する複合誘電
体材料を配合した複合誘電体材料から形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、誘電体からなる
レンズ本体の表面に整合層が形成された構造を有する誘
電体レンズ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】誘電体
レンズの一つに、図3に示すように、誘電体からなるレ
ンズ本体31の表面に、整合層32が形成された構造を
有する誘電体レンズがある。
【0003】このような誘電体レンズにおいては、通
常、レンズ本体を構成する材料として、ポリプロピレン
と誘電体セラミックスを配合してなる樹脂系の複合誘電
体材料が用いられ、整合層を構成する材料として、ポリ
プロピレンが用いられることが多かった。なお、レンズ
本体31及び整合層32の成形方法としては、通常、射
出圧縮成形方法が用いられている。
【0004】ところで、レンズ本体31は、表面側(上
面側)が部分球面状で、裏面側(下面側)が平坦な厚肉
異形状を有しているため、射出圧縮成形方法により成形
した場合に、ボイド、ひけなどの成形不良が発生しやす
く、密度にばらつきがなく、比誘電率が均一な成形体を
得ることが困難であるという問題点がある。
【0005】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、ボイドやひけなどの成形不良がなく、しかも、密
度が均一で、比誘電率にばらつきのないレンズ本体を備
えた誘電体レンズ及びその製造方法を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明の誘電体レンズは、誘電体からなるレンズ
本体と、レンズ本体の表面に形成された整合層とを備え
た誘電体レンズにおいて、レンズ本体が、冷却固化時の
体積変化率の小さい非晶性樹脂と誘電体セラミックスを
含有する複合誘電体材料から形成されており、整合層
が、樹脂系誘電体材料から形成されていることを特徴と
している。
【0007】レンズ本体を、冷却固化時の体積変化率が
低い非晶性樹脂(ベース樹脂)と誘電体セラミックスを
含有する複合誘電体材料から形成するとともに、整合層
を、樹脂系誘電体材料から形成することにより、レンズ
本体にボイド、ひけなどの成形不良が発生することを抑
制し、密度にばらつきがなく、比誘電率が均一な誘電体
レンズを得ることが可能になる。
【0008】また、本願発明の請求項2の誘電体レンズ
は、前記複合誘電体材料及び前記樹脂系誘電体材料が、
Q≧500の低誘電正接材料であることを特徴としてい
る。
【0009】複合誘電体材料及び樹脂系誘電体材料とし
て、Q≧500の低誘電正接材料を用いることにより、
所望の特性を備えた誘電体レンズを得ることが可能にな
る。
【0010】また、本願発明の請求項3の誘電体レンズ
は、前記レンズ本体が、ポリスチレンと誘電体セラミッ
クスとを含有する複合誘電体材料から形成されているこ
とを特徴としている。
【0011】レンズ本体の構成材料として、ポリスチレ
ンと誘電体セラミックスとを含有する複合誘電体材料を
用いることにより、レンズ本体にボイド、ひけなどの成
形不良が発生することを抑制し、比誘電率が均一で、良
好な特性を備えた誘電体レンズを得ることが可能にな
る。
【0012】また、本願発明の請求項4の誘電体レンズ
は、前記レンズ本体が、ポリスチレンと誘電体セラミッ
クスとを含有する複合誘電体材料と、ポリプロピレンと
誘電体セラミックスとを含有する複合誘電体材料を配合
した複合誘電体材料から形成されており、かつ、前記整
合層が、ポリプロピレンから形成されていることを特徴
としている。
【0013】レンズ本体を、ポリスチレンとポリプロピ
レンを配合した樹脂材料と誘電体セラミックスとを含有
する複合誘電体材料から形成するとともに、整合層をポ
リプロピレンから形成することにより、レンズ本体と整
合層の密着性を向上させることが可能になり、信頼性を
向上させることができるようになる。
【0014】また、本願発明の請求項5の誘電体レンズ
は、前記レンズ本体を構成するポリスチレンが、シンジ
オタクチックポリスチレンであることを特徴としてい
る。
【0015】レンズ本体を構成するポリスチレンとし
て、シンジオタクチックポリスチレンを用いることによ
り、レンズ本体のさらなる低誘電正接及び高耐熱性を実
現することが可能になり、本願発明をさらに実効あらし
めることができる。
【0016】また、本願発明の誘電体レンズの製造方法
は、請求項1〜5に記載の誘電体レンズを製造する方法
であって、前記複合誘電体材料を金型内に射出し、圧縮
しながら成形を行う射出圧縮成形方法により、前記レン
ズ本体を形成することを特徴としている。
【0017】レンズ本体を射出圧縮成形方法により形成
することにより、固化時の体積変化をさらに小さくする
ことが可能になり、密度の均一性をさらに高めることが
できる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【0019】[実施形態1]図1は本願発明の一実施形
態にかかる誘電体レンズの構成を示す断面図である。こ
の誘電体レンズは、表面側(上面側)が部分球面状で、
裏面側(下面側)が平坦な形状を有するレンズ本体1の
表面に、整合層2が形成された構造を有している。
【0020】そして、レンズ本体1は、誘電体セラミッ
クスであるCaTiO3と、冷却固化時の体積変化率が
低い非晶性樹脂であるポリスチレン(ベース樹脂)を、
所定の誘電率(この実施形態ではεr=4)が得られる
ような割合で配合した複合誘電体材料から形成されてお
り、また、整合層2は、誘電率がεr=2のポリプロピ
レンから形成されている。なお、上記レンズ本体1用の
複合誘電体材料及び整合層2用のポリプロピレンは、い
ずれも、Q≧500の低誘電正接材料である。
【0021】次に、上記誘電体レンズの製造方法につい
て説明する。まず、レンズ本体1用の成形材料として、
誘電体セラミックスであるCaTiO3と、冷却固化時
の体積変化率の小さい非晶性樹脂であるポリスチレン
(積水化学株式会社製)を、所定の誘電率(この実施形
態ではεr=4)が得られるような割合で配合し、加熱
混練した後、ペレット化する。
【0022】次に、このペレットを加熱して溶融させ、
図2に示すようなレンズ本体成形用の金型11を用い
て、以下の成形条件で射出圧縮成形することによりレン
ズ本体1(図1)を得る。
【0023】なお、図2の金型11は、上金型11a
と、下金型11bを備えており、この上金型11aと、
下金型11bにより、その内部に、成形材料の通路とな
るスプル孔13、ランナ溝14、及びサイドゲート1
5、キャビティ16が形成されるとともに、圧縮コア1
7を上昇させることにより、キャビティ16内に射出さ
れた成形材料の圧縮成形が行われるように構成されてい
る。
【0024】[成形条件] 射出条件 金型温度 : 80℃ シリンダ温度 : 250℃ 射出速度 : 20mm/sec 冷却時間 : 600sec 圧縮条件 圧縮ストローク: 5.6mm 圧縮力 : 1859kg/cm2 圧縮タイミング: 5.5sec 圧縮速度 : 458mm/sec
【0025】それから、上記のようにして射出圧縮成形
したレンズ本体を、金型(図示せず)にインサートし、
加熱して溶融させたポリプロピレン(徳山曹達(株)製
MJ170)を射出して、整合層を形成することによ
り、図1に示すような構造の誘電体レンズを得た。
【0026】このようにして得られた誘電体レンズは、
レンズ本体を構成する複合誘電体材料のベース樹脂とし
て、冷却固化時の体積変化率の小さい非晶性樹脂である
ポリスチレンを用いているので、厚肉異形状の成形体で
あるレンズ本体を冷却する過程で生じる温度差により密
度にばらつきが生じることが抑制され、比誘電率が均一
なレンズ本体を得ることができる。また、成形時に圧力
が加えられるため、固化時の体積変化がさらに小さくな
り、密度の均一性をさらに高めることができる。その結
果、比誘電率が均一で、所望の特性を備えた誘電体レン
ズを得ることが可能になる。
【0027】[実施形態2]この実施形態2の誘電体レ
ンズは、レンズ本体を構成する複合誘電体材料が異なっ
ている点を除いては、上記の実施形態1の誘電体レンズ
(図1)と、同一の構成を有している。
【0028】すなわち、この実施形態2の誘電体レンズ
において、レンズ本体1は、誘電体セラミックスである
CaTiO3と、冷却固化時の体積変化率が小さい非晶
性樹脂であるポリスチレンを、所定の誘電率(この実施
形態ではεr=4)が得られるような割合で配合した誘
電体材料(第1の誘電体材料)と、同じく誘電体セラミ
ックスであるCaTiO3と、冷却固化時の体積変化率
が第1の誘電体材料より大きい結晶性樹脂であるポリプ
ロピレンを、所定の誘電率(この実施形態ではεr=
4)が得られるような割合で配合した誘電体材料(第2
の誘電体材料)を3:7の割合で配合した複合誘電体材
料から形成されており、整合層2は、ポリプロピレン
(εr=2)から形成されている。なお、上記レンズ本
体用の複合誘電体材料及び整合層用のポリプロピレン
は、いずれも、Q≧500の誘電正接の小さい材料であ
る。
【0029】この実施形態2の誘電体レンズを製造する
にあたっては、まず、レンズ本体1を構成する2つの誘
電体材料の一つ(第1の誘電体材料)として、CaTi
3とポリスチレン(積水化学株式会社製)を、所定の
誘電率(この実施形態ではεr=4)が得られるような
割合で配合し、加熱混練した後、ペレット化するととも
に、もう一方の誘電体材料(第2の誘電体材料)とし
て、CaTiO3とポリプロピレン(徳山曹達(株)製
MS650)を、所定の誘電率(この実施形態ではε
r=4)が得られるような割合で配合し、加熱混練した
後、ペレット化する。
【0030】それから、第1の誘電体材料(ポリスチレ
ン系材料)及び第2の誘電体材料(ポリプロピレン系材
料)を3:7の割合で配合することにより得られる複合
誘電体材料をレンズ本体用の成形材料とする。
【0031】次に、このようにして得られた複合誘電体
材料を加熱して溶融させ、図2に示す金型11を用い
て、以下の成形条件で、射出圧縮成形することによりレ
ンズ本体1を得る。
【0032】[成形条件] 射出条件 金型温度 : 80℃ シリンダ温度 : 250℃ 射出速度 : 20mm/sec 冷却時間 : 600sec 圧縮条件 圧縮ストローク: 5.6mm 圧縮力 : 1859kg/cm2 圧縮タイミング: 5.5sec 圧縮速度 : 458mm/sec
【0033】それから、上記のようにして成形したレン
ズ本体を、金型(図示せず)にインサートし、加熱して
溶融させたポリプロピレン(徳山曹達(株)製 MJ1
70)を射出して整合層を形成することにより、図1に
示すような構造の誘電体レンズを得た。
【0034】このようにして得られた誘電体レンズは、
レンズ本体を構成する複合誘電体材料として、冷却固化
時の体積変化率が小さい非晶性のポリスチレンをベース
樹脂とする第1の誘電体材料と、冷却固化時の体積変化
率が第1の誘電体材料より大きい、結晶性樹脂であるポ
リプロピレンをベース樹脂とする第2の誘電体材料を配
合して用いているので、体積変化率の小さい第1の誘電
体材料(前者)により、体積変化率の大きい材料の第2
の誘電体材料(後者)の体積変化を抑制し、成形収縮に
より密度が不均一になることを防止することが可能にな
る。
【0035】また、この実施形態2の誘電体レンズは、
レンズ本体用の材料として、上述の第1及び第2の誘電
体材料を配合して用いているので、上記実施形態1の誘
電体レンズの場合よりも耐候性、信頼性を向上させるこ
とが可能になる。
【0036】ただし、本願発明は、上記実施形態1,2
に限定されるものではなく、上記実施形態では、レンズ
本体を構成する材料として、他の複合誘電体材料を用い
ることも可能である。
【0037】また、上記実施形態1,2では、レンズ本
体を構成する誘電体セラミックスとして、CaTiO3
を用いた場合について説明したが、他の誘電体セラミッ
クスを用いることも可能である。
【0038】また、上記実施形態1,2では、レンズ本
体を構成するポリスチレンとして、通常のポリスチレン
を用いたが、シンジオタクチックポリスチレンを用いる
ことにより、レンズ本体のさらなる低誘電正接及び高耐
熱性を実現することが可能になる。
【0039】本願発明は、さらにその他の点においても
上記実施形態に限定されるものではなく、レンズ本体及
び整合層の具体的な形状、具体的な成形条件などに関
し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を
加えることが可能である。
【0040】
【発明の効果】本願発明(請求項1)の誘電体レンズ
は、レンズ本体を、冷却固化時の体積変化率が低い非晶
性樹脂(ベース樹脂)と誘電体セラミックスを含有する
複合誘電体材料から形成するとともに、整合層を、樹脂
系誘電体材料から形成しているので、射出成形後の冷却
工程で、レンズ本体にボイド、ひけなどの成形不良が発
生することを抑制して、密度にばらつきがなく、比誘電
率が均一な誘電体レンズを得ることが可能になる。
【0041】また、請求項2の誘電体レンズのように、
複合誘電体材料及び樹脂系誘電体材料として、Q≧50
0の低誘電正接材料を用いた場合、所望の特性を備えた
誘電体レンズを得ることができる。
【0042】また、請求項3の誘電体レンズのように、
レンズ本体の構成材料として、ポリスチレンと誘電体セ
ラミックスとを含有する複合誘電体材料を用いた場合、
レンズ本体にボイド、ひけなどの成形不良が発生するこ
とを抑制し、比誘電率が均一で、良好な特性を備えた誘
電体レンズを得ることができる。
【0043】また、請求項4の誘電体レンズのように、
レンズ本体を、ポリスチレンと誘電体セラミックスとを
含有する複合誘電体材料と、ポリプロピレンと誘電体セ
ラミックスとを含有する複合誘電体材料を配合した複合
誘電体材料から形成するとともに、整合層をポリプロピ
レンから形成した場合、レンズ本体と整合層の密着性を
向上させることが可能になり、信頼性を向上させること
ができる。
【0044】また、請求項5の誘電体レンズのように、
レンズ本体を構成するポリスチレンとして、シンジオタ
クチックポリスチレンを用いた場合、レンズ本体のさら
なる低誘電正接及び高耐熱性を実現することが可能にな
り、本願発明をさらに実効あらしめることができる。
【0045】また、本願発明(請求項6)の誘電体レン
ズの製造方法のように、レンズ本体を射出圧縮成形方法
により形成するようにした場合、固化時の体積変化をさ
らに小さくすることが可能になり、密度の均一性をさら
に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の一実施形態にかかる誘電体レンズの
断面図である。
【図2】本願発明の一実施形態にかかる誘電体レンズを
製造するのに用いたレンズ本体成形用の金型を示す断面
図である。
【図3】従来の誘電体レンズの断面図である。
【符号の説明】
1 レンズ本体 2 整合層 11 金型 11a 上金型 11b 下金型 13 スプル孔 14 ランナ溝 15 サイドゲート 16 キャビティ 17 圧縮コア
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年8月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項6
【補正方法】変更
【補正内容】
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29L 11:00

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘電体からなるレンズ本体と、レンズ本体
    の表面に形成された整合層とを備えた誘電体レンズにお
    いて、 レンズ本体が、冷却固化時の体積変化率の小さい非晶性
    樹脂と誘電体セラミックスを含有する複合誘電体材料か
    ら形成されており、 整合層が、樹脂系誘電体材料から形成されていることを
    特徴とする誘電体レンズ。
  2. 【請求項2】前記複合誘電体材料及び前記樹脂系誘電体
    材料が、Q≧500の低誘電正接材料であることを特徴
    とする請求項1記載の誘電体レンズ。
  3. 【請求項3】前記レンズ本体が、ポリスチレンと誘電体
    セラミックスとを含有する複合誘電体材料から形成され
    ていることを特徴とする請求項1又は2記載の誘電体レ
    ンズ。
  4. 【請求項4】前記レンズ本体が、ポリスチレンと誘電体
    セラミックスとを含有する複合誘電体材料と、ポリプロ
    ピレンと誘電体セラミックスとを含有する複合誘電体材
    料を配合した複合誘電体材料から形成されており、か
    つ、前記整合層が、ポリプロピレンから形成されている
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の誘電体レンズ。
  5. 【請求項5】前記レンズ本体を構成するポリスチレン
    が、シンジオタクチックポリスチレンであることを特徴
    とする請求項3又は4記載の誘電体レンズ。
  6. 【請求項6】請求項1〜5記載の誘電体レンズを製造す
    る方法であって、 前記複合誘電体材料を金型内に射出し、圧縮しながら成
    形を行う射出圧縮成形方法により前記レンズ本体を形成
    する工程を具備することを特徴とする誘電体レンズの製
    造方法。
JP13749698A 1998-05-01 1998-05-01 誘電体レンズ及びその製造方法 Withdrawn JPH11316301A (ja)

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