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公開番号2024095439
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-10
出願番号2022212724
出願日2022-12-28
発明の名称チタン酸カルシウム粉末
出願人株式会社レゾナック
代理人弁理士法人大谷特許事務所
主分類C01G 23/00 20060101AFI20240703BHJP(無機化学)
要約【課題】高誘電率かつ低誘電正接となるチタン酸カルシウム粉末を提供する。
【解決手段】X線光電子分光分析により測定されるCaとTiとのモル比[Ca/Ti]を表すRsが0.93以下である、チタン酸カルシウム粉末。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
Ｘ線光電子分光分析により測定されるＣａとＴｉとのモル比［Ｃａ／Ｔｉ］を表すＲｓが０．９３以下である、チタン酸カルシウム粉末。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記Ｒｓと、蛍光Ｘ線分析により測定されるＣａとＴｉとのモル比［Ｃａ／Ｔｉ］を表すＲｂとの比［Ｒｓ／Ｒｂ］が１．００以下である、請求項１に記載のチタン酸カルシウム粉末。
【請求項３】
Ｘ線光電子分光分析により測定されるＣａとＴｉとのモル比［Ｃａ／Ｔｉ］を表すＲｓと、蛍光Ｘ線分析により測定されるＣａとＴｉとのモル比［Ｃａ／Ｔｉ］を表すＲｂとの比［Ｒｓ／Ｒｂ］が１．００以下であるチタン酸カルシウム粉末。
【請求項４】
前記Ｒｓが０．９３以下である、請求項３に記載のチタン酸カルシウム粉末。
【請求項５】
前記Ｒｂが０．９３以上１．０１以下である、請求項２～４のいずれか１項に記載のチタン酸カルシウム粉末。
【請求項６】
粉体の球形化度が０．９０以上である、請求項１～４のいずれか１項に記載のチタン酸カルシウム粉末。
【請求項７】
圧力５０ＭＰａで加圧した際の圧粉密度が２．４５ｇ／ｃｍ
３
以上である、請求項１～４のいずれか１項に記載のチタン酸カルシウム粉末。
【請求項８】
重装嵩密度が２．０４ｇ／ｃｍ
３
以上である、請求項１～４のいずれか１項に記載のチタン酸カルシウム粉末。
【請求項９】
粉体が直方晶構造を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載のチタン酸カルシウム粉末。
【請求項１０】
粉体の平均粒子径Ｄ５０が３．０～１５．０μｍである、請求項１～４のいずれか１項に記載のチタン酸カルシウム粉末。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタン酸カルシウム粉末に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話に代表される各種小型無線機器の小型化及び軽量化のニーズが高まっており、アンテナの小型化が求められている。解決策として誘電体アンテナの適用が検討されており、誘電体アンテナの比誘電率が高くなるほど、伝搬する信号の波長が短くなり、アンテナの小型化がはかれる。誘電体アンテナに添加する誘電体材料として、高誘電率かつ低誘電正接のチタン酸カルシウムの適用が検討されている。とりわけ、伝送損失低減の観点から、低誘電正接の材料が望まれている。
【０００３】
所望の誘電特性を得るためには、複合材料に誘電体材料を高充填する必要がある。しかし、高い誘電特性を達成するために必要な７０～８０体積％といった高充填領域においては、例えば樹脂複合材料であれば、粘度が著しく増加してしまいハンドリングが困難となる。
この課題に対して、添加する誘電体材料の粒度分布を適切に制御する手法が提案されている（例えば、特許文献１）。具体的には、特許文献１では、一次粒子の粒径が１．０μｍ以下の小粒子５～５０容量％と一次粒子の粒径が１．０μｍ超過の大粒子５０～９５容量％とを含有するセラミックス粉末を用いることにより高充填化を図っている。
また、樹脂複合材にフィラーを高充填化する手法としては、フィラーの形状を球状化することも広く一般的に提案されている。特に、高い誘電特性を示すＡＢＯ
３
型のペロブスカイト構造の球状酸化物粉末についても開示がある（例えば、特許文献２）。さらには、チタン酸ストロンチウムあるいはチタン酸カルシウムにおいて、化学結合表面処理剤を適切加工することで誘電正接を抑制することについても開示がある（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１０／０２７０７４号
特開２００５－１１２６６５号公報
特開２０２２－１５６３６２号公報
【非特許文献】
【０００５】
Materials Research Express vol 7. Number 1, January 2020, 015920, Electronic and optical behaviour of lanthanum doped CaTio3 perovskite
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている技術では、小粒径の粒子が一定量必要となってくるため、必然的に添加する誘電体材料の表面積が大きくなる。例えば、樹脂複合材料であれば、複合化に必要な樹脂量が多くなるため高充填化が困難となる。
特許文献２に開示されている技術では、結晶性の高い球状酸化物粒子が得られることは示されているが、具体的に誘電体材料としての性能についての開示はない。また、結晶性の高い球状酸化物粒子を作製するための熱処理温度の範囲についての開示がある。しかし、より結晶性が良好であると示唆される高温処理品では、熱処理後にネックグロースが進行しているため解砕処理が必要であるとされている。ネックグロースが進行している時点で球状の形状が維持されていないことが示唆されると共に、解砕処理によって球状の形状を維持することは実質的に困難である。さらに、特許文献２では、得られるチタン酸カルシウムの結晶構造は立方晶構造と開示されているが、チタン酸カルシウムの一般的な構造である直方晶構造とは異なる。非特許文献１には、直方晶構造の方が立方晶構造よりも高周波誘電機能が高いことが開示されている。
特許文献３に開示されている技術では、化学結合表面処理剤が必須であり、フィラー自体の誘電正接の低減には至っていない。
【０００７】
そこで本発明は、高誘電率かつ低誘電正接となるチタン酸カルシウム粉末を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、チタン酸カルシウム粉末の最表面組成を特定の状態に制御することにより、上記課題を解決できることを見出したことに基づくものである。
すなわち本発明は、下記に関する。
【０００９】
［１］Ｘ線光電子分光分析により測定されるＣａとＴｉとのモル比［Ｃａ／Ｔｉ］を表すＲｓが０．９３以下である、チタン酸カルシウム粉末。
［２］上記Ｒｓと、蛍光Ｘ線分析により測定されるＣａとＴｉとのモル比［Ｃａ／Ｔｉ］を表すＲｂとの比［Ｒｓ／Ｒｂ］が１．００以下である、上記［１］に記載のチタン酸カルシウム粉末。
［３］Ｘ線光電子分光分析により測定されるＣａとＴｉとのモル比［Ｃａ／Ｔｉ］を表すＲｓと、蛍光Ｘ線分析により測定されるＣａとＴｉとのモル比［Ｃａ／Ｔｉ］を表すＲｂとの比［Ｒｓ／Ｒｂ］が１．００以下であるチタン酸カルシウム粉末。
［４］上記Ｒｓが０．９３以下である、上記［３］に記載のチタン酸カルシウム粉末。
［５］上記Ｒｂが０．９３以上１．０１以下である、上記［２］～［４］のいずれか１つに記載のチタン酸カルシウム粉末。
［６］粉体の球形化度が０．９０以上である、上記［１］～［５］のいずれか１つに記載のチタン酸カルシウム粉末。
［７］圧力５０ＭＰａで加圧した際の圧粉密度が２．４５ｇ／ｃｍ
３
以上である、上記［１］～［６］のいずれか１つに記載のチタン酸カルシウム粉末。
［８］重装嵩密度が２．０４ｇ／ｃｍ
３
以上である、上記［１］～［７］のいずれか１つに記載のチタン酸カルシウム粉末。
［９］粉体が直方晶構造を有する、上記［１］～［８］のいずれか１つに記載のチタン酸カルシウム粉末。
［１０］粉体の平均粒子径Ｄ５０が３．０～１５．０μｍである、上記［１］～［９］のいずれか１つに記載のチタン酸カルシウム粉末。
［１１］ＪＩＳＣ２５６５（１９９２）に準拠して測定される、１ＧＨｚにおける誘電正接が０．０００９以下である、上記［１］～［１０］のいずれか１つに記載のチタン酸カルシウム粉末。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高誘電率かつ低誘電正接となるチタン酸カルシウム粉末を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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