JPH01149303A - 垂直配向分子絶縁層の作製方法 - Google Patents
垂直配向分子絶縁層の作製方法Info
- Publication number
- JPH01149303A JPH01149303A JP62305820A JP30582087A JPH01149303A JP H01149303 A JPH01149303 A JP H01149303A JP 62305820 A JP62305820 A JP 62305820A JP 30582087 A JP30582087 A JP 30582087A JP H01149303 A JPH01149303 A JP H01149303A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating layer
- thermal conductivity
- linear expansion
- thickness direction
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、絶縁層の厚さ方向の線膨張率が小さく、熱伝
導率が大きく、かつ誘電損失の小さい極低温用高分子絶
縁層の作製方法に関する。
導率が大きく、かつ誘電損失の小さい極低温用高分子絶
縁層の作製方法に関する。
従来、極低温用の高分子絶縁材料としてはポリイミドが
広く使われている。これは、ポリイミドが耐熱性のみな
らず低温機械特性にも優れていることによるが、特に線
膨張率が２．０Ｘ１０−”Ｋ″″にと通常の高分子材料
の線膨張率よシも一桁小さく、金属並の値を示すことに
よる。しかし、極低温デバイス用入出カケ−プルに見ら
れるように、このような低線膨張率のポリイミドを絶縁
材料に用いても、導体の銅の線膨張率（１，４ｘ １ｏ
−Ｇ Ｋ−１）や接点基板のシリコンの線膨張率（７，
６Ｘ１０−１に−１）とのわずかな線膨張率差が極低温
下では熱収縮差を生じ、接点障害を引き起こす原因とな
っている（ Ｐ、ム、モスフビツツ（Ｐ。
広く使われている。これは、ポリイミドが耐熱性のみな
らず低温機械特性にも優れていることによるが、特に線
膨張率が２．０Ｘ１０−”Ｋ″″にと通常の高分子材料
の線膨張率よシも一桁小さく、金属並の値を示すことに
よる。しかし、極低温デバイス用入出カケ−プルに見ら
れるように、このような低線膨張率のポリイミドを絶縁
材料に用いても、導体の銅の線膨張率（１，４ｘ １ｏ
−Ｇ Ｋ−１）や接点基板のシリコンの線膨張率（７，
６Ｘ１０−１に−１）とのわずかな線膨張率差が極低温
下では熱収縮差を生じ、接点障害を引き起こす原因とな
っている（ Ｐ、ム、モスフビツツ（Ｐ。
第２５巻、第１０７頁、（ｆ５’８５））。極低温用の
絶縁材料としては、線膨張率が単に小さいだけではなく
、導体や基板の線膨張率と整合がとれるものでなければ
ならない。
絶縁材料としては、線膨張率が単に小さいだけではなく
、導体や基板の線膨張率と整合がとれるものでなければ
ならない。
超伝導の応用は、高温超伝導セラミツ・クスの開発に伴
い液体ヘリウム温度（４，２Ｋ）から液体窒素温度（７
７Ｋ）へと高温化が図られ、ますます活発化するものと
思われるが、今後とも極低温下で行われることになろう
。このような超伝導体の絶縁材料としては熱歪低域のた
めに線膨張率が小さいことのみならず、熱伝導性が優れ
ていることが要求される。この熱伝導性に対する要求は
、何らかの異常によシ一部で超伝導状態が常伝導状態に
変わると急激に発熱し常伝導領域が拡大するが、このよ
うな現象を抑制するために発生した熱を素早く放熱する
必要があるためである。ポリイミドの熱伝導率（Ｑｆ１
０１５５Ｗ／、Ｋ）はポリエチレンやポリオキシメチレ
ンの熱伝導率（それぞれ（ＬＯＯ５５、［１００５７Ｗ
１５Ｋ）の１７５〜１７２以下と極めて低く、優れた断
熱材であり、熱伝導性からは超伝導体の絶縁材料として
は好ましくない。
い液体ヘリウム温度（４，２Ｋ）から液体窒素温度（７
７Ｋ）へと高温化が図られ、ますます活発化するものと
思われるが、今後とも極低温下で行われることになろう
。このような超伝導体の絶縁材料としては熱歪低域のた
めに線膨張率が小さいことのみならず、熱伝導性が優れ
ていることが要求される。この熱伝導性に対する要求は
、何らかの異常によシ一部で超伝導状態が常伝導状態に
変わると急激に発熱し常伝導領域が拡大するが、このよ
うな現象を抑制するために発生した熱を素早く放熱する
必要があるためである。ポリイミドの熱伝導率（Ｑｆ１
０１５５Ｗ／、Ｋ）はポリエチレンやポリオキシメチレ
ンの熱伝導率（それぞれ（ＬＯＯ５５、［１００５７Ｗ
１５Ｋ）の１７５〜１７２以下と極めて低く、優れた断
熱材であり、熱伝導性からは超伝導体の絶縁材料として
は好ましくない。
このほか、ポリイミドはｔａｎ Ｊがｎ、ｏｏａ（１０
１Ｈｚ、２５℃）とポリエチレンの［ＬＯＯＯｌやポリ
オキシメチレンの（ＬＯＯ５に比べても大きく、また、
吸湿率が２．７チ（２４時間浸漬）、吸湿膨張率が２．
ｌＸ１０″″Ｉ ％ ＲＨ−１と大きく、吸湿により寸
法が変化するなどの欠点がアシ、極低温用の絶縁材料と
して用いるには限界がある。
１Ｈｚ、２５℃）とポリエチレンの［ＬＯＯＯｌやポリ
オキシメチレンの（ＬＯＯ５に比べても大きく、また、
吸湿率が２．７チ（２４時間浸漬）、吸湿膨張率が２．
ｌＸ１０″″Ｉ ％ ＲＨ−１と大きく、吸湿により寸
法が変化するなどの欠点がアシ、極低温用の絶縁材料と
して用いるには限界がある。
超伝導の応用開発に伴い、ポリイミドに代わる低線膨張
率、高熱伝導率、低誘電損失の極低温用高分子絶縁材料
が求められている。
率、高熱伝導率、低誘電損失の極低温用高分子絶縁材料
が求められている。
ポリエチレンやポリオキシメチレンなどの結晶性高分子
を延伸することＫよシ、−軸方向に分子鎖が配向した高
分子材料を容易に得ることができる。このような−軸配
向高分子の延伸方向の線膨張率は延伸倍率と共に急速に
小さくなり、零から負の値へと変化し〔工１Ｍ、ワード
（工。
を延伸することＫよシ、−軸方向に分子鎖が配向した高
分子材料を容易に得ることができる。このような−軸配
向高分子の延伸方向の線膨張率は延伸倍率と共に急速に
小さくなり、零から負の値へと変化し〔工１Ｍ、ワード
（工。
Ｍ、ｗａｒａ）編、デイペロツプメンツ イン オリエ
ンテッド ポリマーズ−１（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ
ｉｎ ０ｒｉｅｎｔｅａ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ −１）
、アプライド サイエンス（Ａｐｐｌ、 ｓｅｔ、 ）
社、ロンドン（Ｌｏｎｄｏｎ）（１９８２））、延伸方
向の熱伝導率は延伸倍率とともに大きくなる（０．Ｌ、
チョイ（ｃ、ｐ、 ａｈｏｙ）ほか、〔ジャーナル オ
ブ ポリマー サイエンス ポリマー フイジクス エ
テイション（Ｊ、 Ｐｏｌｙｍ、 ８ｃｉ、 Ｐｏｌｙ
ｍ、 Ｐｈｙｓ、 ？！１１． ）第１８巻、第１１８
７頁（１９８０））。例えば、高密度ポリエチレンの線
膨張率（室温）は未延伸状態の１．２Ｘ１０−’に″重
から延伸倍率２倍で零、延伸倍率１８倍では−１，２
Ｘ１０−ｓＫ−１となる。熱伝導率（室温）は未延伸状
態のα００５５ Ｗ／（ＷＩＫから延伸倍率２５倍で［
１１５Ｗ／、にと大幅に大きくなる。ポリオキシメチレ
ンでは、線膨張率。
ンテッド ポリマーズ−１（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ
ｉｎ ０ｒｉｅｎｔｅａ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ −１）
、アプライド サイエンス（Ａｐｐｌ、 ｓｅｔ、 ）
社、ロンドン（Ｌｏｎｄｏｎ）（１９８２））、延伸方
向の熱伝導率は延伸倍率とともに大きくなる（０．Ｌ、
チョイ（ｃ、ｐ、 ａｈｏｙ）ほか、〔ジャーナル オ
ブ ポリマー サイエンス ポリマー フイジクス エ
テイション（Ｊ、 Ｐｏｌｙｍ、 ８ｃｉ、 Ｐｏｌｙ
ｍ、 Ｐｈｙｓ、 ？！１１． ）第１８巻、第１１８
７頁（１９８０））。例えば、高密度ポリエチレンの線
膨張率（室温）は未延伸状態の１．２Ｘ１０−’に″重
から延伸倍率２倍で零、延伸倍率１８倍では−１，２
Ｘ１０−ｓＫ−１となる。熱伝導率（室温）は未延伸状
態のα００５５ Ｗ／（ＷＩＫから延伸倍率２５倍で［
１１５Ｗ／、にと大幅に大きくなる。ポリオキシメチレ
ンでは、線膨張率。
（室温）は未延伸状態のａＯＸ１０″″ｓＫ″″１ か
ら延伸倍率８倍で零、延伸倍率２０倍では−Ｃ０Ｘ１０
−＠に″１となる。熱伝導率（室温、）は未延伸状態の
ＣＬ ＯＯ５７Ｗ／ｃｖｎＫから延伸倍率８倍で１０３
Ｗ／ｃｍＫと大きくなる。しかし、延伸方向と直角の方
向の線膨張率は逆に延伸倍率と共に若干大きくなシ、延
伸方向と直角の方向の熱伝導率は小さくなる。したがっ
て、延伸配向高分子やその積層体により、延伸方向ある
いは面方向の線膨張率を小さく、シかも制御することが
でき、熱伝導率を大きくすることができるが、厚さ方向
の線膨張率は逆に大きく、熱伝導率は小さくなる。
ら延伸倍率８倍で零、延伸倍率２０倍では−Ｃ０Ｘ１０
−＠に″１となる。熱伝導率（室温、）は未延伸状態の
ＣＬ ＯＯ５７Ｗ／ｃｖｎＫから延伸倍率８倍で１０３
Ｗ／ｃｍＫと大きくなる。しかし、延伸方向と直角の方
向の線膨張率は逆に延伸倍率と共に若干大きくなシ、延
伸方向と直角の方向の熱伝導率は小さくなる。したがっ
て、延伸配向高分子やその積層体により、延伸方向ある
いは面方向の線膨張率を小さく、シかも制御することが
でき、熱伝導率を大きくすることができるが、厚さ方向
の線膨張率は逆に大きく、熱伝導率は小さくなる。
配向高分子のｔａｎδにも異方性があり、ポリオキシメ
チレンに見られるように１分子鎖方向のｔａｎδは分子
鎖方向と直角方向のｔａｎδの約１／１０ と小さく
なっている（ Ａ、タナ力（ム、 Ｔａｎａｋａ）ほか
、ジャーナル オプ ポリマー サイエンス（Ｊ、 Ｐ
ｏｘｙｍ、 ｓａｔ、 ） Ａ −２、第８巻、第１５
８５頁（１９７０））。このように、配向高分子では配
向方向によっては誘電損失の低減も可能となる。
チレンに見られるように１分子鎖方向のｔａｎδは分子
鎖方向と直角方向のｔａｎδの約１／１０ と小さく
なっている（ Ａ、タナ力（ム、 Ｔａｎａｋａ）ほか
、ジャーナル オプ ポリマー サイエンス（Ｊ、 Ｐ
ｏｘｙｍ、 ｓａｔ、 ） Ａ −２、第８巻、第１５
８５頁（１９７０））。このように、配向高分子では配
向方向によっては誘電損失の低減も可能となる。
極低温用の高分子絶縁材料としては、絶縁層の厚さ方向
の線膨張率も小さく、熱伝導率が犬きく、シかもｔａｎ
δが小さいことが望ましい。
の線膨張率も小さく、熱伝導率が犬きく、シかもｔａｎ
δが小さいことが望ましい。
このためＫは、絶縁層の厚さ方向に分子鎖を配向させれ
ばよいが、これを実現する具体的手法がこれまで見出さ
れていなかった。
ばよいが、これを実現する具体的手法がこれまで見出さ
れていなかった。
本発明の目的は、絶縁層となる結晶性高分子の結晶内の
分子軸（Ｃ軸）が絶縁層の厚さ方向に配向することによ
り、絶縁層の厚さ方向の線膨張率が小さく、熱伝導率が
大きく、かつ誘電損失の小さい極低温用高分子絶縁層の
作製方法を提供することにある。
分子軸（Ｃ軸）が絶縁層の厚さ方向に配向することによ
り、絶縁層の厚さ方向の線膨張率が小さく、熱伝導率が
大きく、かつ誘電損失の小さい極低温用高分子絶縁層の
作製方法を提供することにある。
本発明を概説すれば、本発明は垂直配向高分子絶縁層の
作製方法に関する発明であって、絶縁層を必要とする相
対する導体間に、モノマーの双極子モーメントは大きい
が、それを重合させた場合に、双極子モーメントは逆に
小さく、かつ結晶性の高い高分子重合体を生成すること
ができる極性モノ÷−を充てんし、該相対する導体間に
静電圧を加えることにより、静電場下で該モノマーを重
合させることを特徴とする。
作製方法に関する発明であって、絶縁層を必要とする相
対する導体間に、モノマーの双極子モーメントは大きい
が、それを重合させた場合に、双極子モーメントは逆に
小さく、かつ結晶性の高い高分子重合体を生成すること
ができる極性モノ÷−を充てんし、該相対する導体間に
静電圧を加えることにより、静電場下で該モノマーを重
合させることを特徴とする。
本発明は、絶縁層の厚さ方向に配向した高分子絶縁層が
得られる点が従来の技術と異なる。
得られる点が従来の技術と異なる。
極性上ツマ−としては、電場による配向を効果的に行う
ために双極子モーメントの大きいことが望ましい。例え
ば、アクリロニトリル（ＯＨ２、、、ＣＩ！ＯＮ ）は
双極子モーメントが１７．３Ｄと極めて大きく電場配向
に適した極性モノマーである。
ために双極子モーメントの大きいことが望ましい。例え
ば、アクリロニトリル（ＯＨ２、、、ＣＩ！ＯＮ ）は
双極子モーメントが１７．３Ｄと極めて大きく電場配向
に適した極性モノマーである。
しかし、重合して得られるポリアクリロニトリルは結晶
性に乏しいため、目的とする低線膨張率、高熱伝導率、
低誘電損失は期待できない。
性に乏しいため、目的とする低線膨張率、高熱伝導率、
低誘電損失は期待できない。
ポリフッ化ビニリデンは結晶化度が約５０チと高く、そ
の原料モノマーである７ツ化ビニリデン（Ｃ馬−ＯＦ、
）の双極子モーメントは１． Ｓ ７ Ｄであり、静電
場下での重合により配向ポリ７ツ化ビニリデンの生成が
期待される。しかし、ポリフッ化ビニリデンは、圧電材
料として知られるように、結晶内で分子鎖が平面ジグザ
グ構造を七り、その結果大きな双極子モーメントをもち
、静電場下で電界方向く双極子の向きをそろえて配向す
る（ポーリング）。すなわち、静電場によシ分子軸（Ｃ
軸）は面方向に配向し得るが、厚さ方向には配向し得な
い。ポリオキシメチレンは、結晶内で分子鎖がヘリック
ス構造をとシ、双極子が互いに打消しろう念め静電場に
より配向することはない。また、結晶化度も７Ｄチ以上
と高く、その原料モノマーとなるホルムアルデヒド（Ｏ
ＩＩＥｔ−０）やトリオキサン（ａｘｏ）ｓの双極子モ
ーメントはそれぞれＺ２・７Ｄ％２．０８Ｄと高く、電
場配向重合による配向高分子の生成に最も適した材料で
ある。このよう（、本発明に適する高分子材料は、その
モノマーの双極子モーメントが大きく、重合して得られ
る高分子の双極子モーメントは逆に小さく、シかも結晶
性の高い重合体である必要がある。
の原料モノマーである７ツ化ビニリデン（Ｃ馬−ＯＦ、
）の双極子モーメントは１． Ｓ ７ Ｄであり、静電
場下での重合により配向ポリ７ツ化ビニリデンの生成が
期待される。しかし、ポリフッ化ビニリデンは、圧電材
料として知られるように、結晶内で分子鎖が平面ジグザ
グ構造を七り、その結果大きな双極子モーメントをもち
、静電場下で電界方向く双極子の向きをそろえて配向す
る（ポーリング）。すなわち、静電場によシ分子軸（Ｃ
軸）は面方向に配向し得るが、厚さ方向には配向し得な
い。ポリオキシメチレンは、結晶内で分子鎖がヘリック
ス構造をとシ、双極子が互いに打消しろう念め静電場に
より配向することはない。また、結晶化度も７Ｄチ以上
と高く、その原料モノマーとなるホルムアルデヒド（Ｏ
ＩＩＥｔ−０）やトリオキサン（ａｘｏ）ｓの双極子モ
ーメントはそれぞれＺ２・７Ｄ％２．０８Ｄと高く、電
場配向重合による配向高分子の生成に最も適した材料で
ある。このよう（、本発明に適する高分子材料は、その
モノマーの双極子モーメントが大きく、重合して得られ
る高分子の双極子モーメントは逆に小さく、シかも結晶
性の高い重合体である必要がある。
ポリオキシメチレンの原料モノマーであるトリオキサン
やテトラオギサン（ａ４０）＋の単結晶に放射線（γ線
など）を照射することによシ、モノマーのｂ軸方向（双
極子の向き）Ｋ分子軸（Ｃ軸）が配向したポリオキシメ
チレンの結晶が生成することが知られている〔乙）１ヤ
シ（ＬＨａｙａｓｈｉ ）ほか、ジャーナル オプ ポ
リマーサイエンス（Ｊ、 Ｐｏ１．ｙｍ、 Ｓｃｉ、
） Ｏ、Ａ Ａ、第８３９頁（１９６５）：ム、タナカ
（Ａ、 Ｔａｎａｋａ）ほか、ジャーナル オブ ポリ
マー サイエンス（Ｊ。
やテトラオギサン（ａ４０）＋の単結晶に放射線（γ線
など）を照射することによシ、モノマーのｂ軸方向（双
極子の向き）Ｋ分子軸（Ｃ軸）が配向したポリオキシメ
チレンの結晶が生成することが知られている〔乙）１ヤ
シ（ＬＨａｙａｓｈｉ ）ほか、ジャーナル オプ ポ
リマーサイエンス（Ｊ、 Ｐｏ１．ｙｍ、 Ｓｃｉ、
） Ｏ、Ａ Ａ、第８３９頁（１９６５）：ム、タナカ
（Ａ、 Ｔａｎａｋａ）ほか、ジャーナル オブ ポリ
マー サイエンス（Ｊ。
Ｐｏｌｙｍ ８ａｉ、 ）ム−２、第８巻、＠１ｓａｓ
頁（１９７０））。第１図にテトラオキシメチレン単結
晶のγ線重合時のモノマー及び生成高分子の配向状態を
示す。ポリオキシメチレンでは、モノマーの双極子の方
向に高分子の結晶内の分子軸（Ｃ軸）が配向する。した
がって、静電場下でモノマーを配向させ重合させれば、
電界方向に結晶内の分子軸（Ｃ軸）が配向した、すなわ
ち、厚さ方向く配向したポリオキシメチレンの絶縁層が
得られる。
頁（１９７０））。第１図にテトラオキシメチレン単結
晶のγ線重合時のモノマー及び生成高分子の配向状態を
示す。ポリオキシメチレンでは、モノマーの双極子の方
向に高分子の結晶内の分子軸（Ｃ軸）が配向する。した
がって、静電場下でモノマーを配向させ重合させれば、
電界方向に結晶内の分子軸（Ｃ軸）が配向した、すなわ
ち、厚さ方向く配向したポリオキシメチレンの絶縁層が
得られる。
電場による配向効果は双極子の熱エネルギーと電場によ
るエネルギーのバランスにより、配向度（ｃｏａ ｍ＞
は次式のランジュバン関数で表される（ Ｆ、デバイ（
Ｐ、 Ｄｅｂｙｅ ） 、ポーラ−％Ｌ／キュールス（
ｐｏｌａｒ ｕｏｘｅｃｕｘｅｓ ）、ドーノクーパブ
リケーションズ インコーホレーテッド（Ｄｏｖｅｒ
Ｐｕ’ｂｌｉｃａｔｉｏｎａ Ｉｎｃ、 ） （１９２
９） ）。
るエネルギーのバランスにより、配向度（ｃｏａ ｍ＞
は次式のランジュバン関数で表される（ Ｆ、デバイ（
Ｐ、 Ｄｅｂｙｅ ） 、ポーラ−％Ｌ／キュールス（
ｐｏｌａｒ ｕｏｘｅｃｕｘｅｓ ）、ドーノクーパブ
リケーションズ インコーホレーテッド（Ｄｏｖｅｒ
Ｐｕ’ｂｌｉｃａｔｉｏｎａ Ｉｎｃ、 ） （１９２
９） ）。
＜ａｏａ ｅ ） ！ ｃｏｔｈ ｘ −ｘ−” ＝ｓ
Ｌ （ｘ）Ｘコル Ｉ！！／ｋ Ｔ ここで、μは双極子モーメン）、ｌｌｆは双極子にかか
る電界、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。こ
の関数は罵に対して始め１１５の勾配で直線的に増大し
、飽和傾向を示し表から完全配向に近づく。例えば、熱
エネルギーと電場によるエネルギーが等しい場合（ｘ＝
１）、＜ ｃｏｓ ＃ ） ｗα５となる。この条件は
室温で１Ｄの双極子に約１０ Ｍ’７／６１Ｈの電界を
加えることＫなる。双極子間に強い相互作用がない場合
は、この値がほぼ外部からかける電場の強さとなシ、通
常このような強い電場では材料の絶縁破壊が起こシ、実
際には実現できない。しかし、ポリフッ化ビニリデンの
ポーリングに見られるように、双極子間に強い相互作用
がおる場合には双極子に直接に加わる局所電場は高くな
り、絶縁破壊電圧以下の０．２〜（Ｌ ５ ＭＶ／、、
の外部電場でも充分配向させることができる。式から分
かるように、電場による配向効果を高めるためには熱エ
ネルギーを抑えるほどよい。すなわち、低温で電場配向
重合させる方が望ましいととＫなる。また、低温になる
ほど絶縁破壊電圧も大きくなシより高電圧をかけること
ができる。
Ｌ （ｘ）Ｘコル Ｉ！！／ｋ Ｔ ここで、μは双極子モーメン）、ｌｌｆは双極子にかか
る電界、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。こ
の関数は罵に対して始め１１５の勾配で直線的に増大し
、飽和傾向を示し表から完全配向に近づく。例えば、熱
エネルギーと電場によるエネルギーが等しい場合（ｘ＝
１）、＜ ｃｏｓ ＃ ） ｗα５となる。この条件は
室温で１Ｄの双極子に約１０ Ｍ’７／６１Ｈの電界を
加えることＫなる。双極子間に強い相互作用がない場合
は、この値がほぼ外部からかける電場の強さとなシ、通
常このような強い電場では材料の絶縁破壊が起こシ、実
際には実現できない。しかし、ポリフッ化ビニリデンの
ポーリングに見られるように、双極子間に強い相互作用
がおる場合には双極子に直接に加わる局所電場は高くな
り、絶縁破壊電圧以下の０．２〜（Ｌ ５ ＭＶ／、、
の外部電場でも充分配向させることができる。式から分
かるように、電場による配向効果を高めるためには熱エ
ネルギーを抑えるほどよい。すなわち、低温で電場配向
重合させる方が望ましいととＫなる。また、低温になる
ほど絶縁破壊電圧も大きくなシより高電圧をかけること
ができる。
ポリオキシメチレンのモノマーの一つであるホルムアル
デヒドは液体窒素温度（−１９６℃）でのγ線照射によ
り重合し、熱安定性のよい高分子量のポリオキシメチレ
／が高収率マ得られることが知られている〔Ｙ、ツク（
Ｙ、 Ｔｓｕｌａ ）、ジャーナル オブ ポリマー
サイエンス（Ｊ。
デヒドは液体窒素温度（−１９６℃）でのγ線照射によ
り重合し、熱安定性のよい高分子量のポリオキシメチレ
／が高収率マ得られることが知られている〔Ｙ、ツク（
Ｙ、 Ｔｓｕｌａ ）、ジャーナル オブ ポリマー
サイエンス（Ｊ。
Ｐｏｌｙｍ ８ｃｉ、 ）第４９巻、第５６９頁（１９
６１）］。
６１）］。
重合はγ線照射でイオン化した４ｃ＋−ｏ−によシホル
ムアルデヒドの融点（−９２℃）近くノー１１８℃の固
相で進むとされている。ホルムアルデヒドはイオン化す
ることによシ双極子モーメントは約６７）と大きくなシ
、シかも一１１８℃の低温で重合が進むため、電場によ
る配向効果が大きい。第２図にホルムアルデヒドの静電
場下でのγ線固相重合時のモノマー及び生成高分子の配
向状態を示す。これに対し、テトラオキシメチレンは双
極子モーメントが約２Ｄと小さく、８０〜１００℃の高
温でγ線固相重合するため、電場配向効果は小さい。な
お、放射線重合は無触媒重合のため極性低分子不純物の
混入が防止でき、誘電損失の低減に効果的な重合法であ
る。
ムアルデヒドの融点（−９２℃）近くノー１１８℃の固
相で進むとされている。ホルムアルデヒドはイオン化す
ることによシ双極子モーメントは約６７）と大きくなシ
、シかも一１１８℃の低温で重合が進むため、電場によ
る配向効果が大きい。第２図にホルムアルデヒドの静電
場下でのγ線固相重合時のモノマー及び生成高分子の配
向状態を示す。これに対し、テトラオキシメチレンは双
極子モーメントが約２Ｄと小さく、８０〜１００℃の高
温でγ線固相重合するため、電場配向効果は小さい。な
お、放射線重合は無触媒重合のため極性低分子不純物の
混入が防止でき、誘電損失の低減に効果的な重合法であ
る。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。
本発明はこれら実施例に限定されない。
第３図にホルムアルデヒドの電場配向放射線固相重合の
実施例を示す。すなわち、第３図はホルムアルデヒドの
電場配向放射線固相重合の１実施例で使用する装置の概
要図であシ、符号１は重合管、２は真空コック、５は／
１−メチツクシール、４はリード線、５は電極セル、６
はホルムアルデヒドを意味する。市販の粉末状パラホル
ムアルデヒドの熱分解により生成したホルムアルデヒド
ガスをモレキュラシーブを充てんしたドライカラムに通
し乾燥し、あらかじめ五酸化リンを入れた耐圧ガラス容
器中に一７８℃（ドライアイス−エタノール）で液化採
取した。重合管１には、平行平板状のガラスの中央部の
相対する面に透明電極を付けた電極間隔１０μ愼の電極
セル５を入れ、電極セル５はハーメチックシール３、リ
ード線４を介して外部より静電圧を加えられるようにな
っている。脱水精製したホルムアルデヒドを一７８℃で
重合管１に真空コック２を介して真空蒸留により電極セ
ル５の下部が液化ホルムアルデヒドに浸る程度に充てん
した。表面張力によシミ極の間隙は液化ホルムアルデヒ
ドで満たされる。この状態で静電圧５ｏｏｎ（電界（Ｌ
５ ＭＹ１５＠ ）をかけたままで重合管１を液体窒
素（−１９６℃）で冷却し、ホルムアルデヒドを固化さ
せた。γ線照射は００“Ｏを用い、まず線量率５Ｘ１０
’只／ｈで一１９６℃の固相で静電圧をかけたままで５
０分行った。次いで、静電圧をかけたままで、γ線照射
を中断し、重合管１を液体窒素の液面上に引上げた状態
で更に同一線量率で１５時間照射を続け、静電圧をかけ
た状態で計４．６５Ｘ１０’Ｒ照射した。このような操
作では、重合管１は室温まで徐々に昇温するため、固相
重合が開始するホルムアルデヒドの融点近傍で反応熱に
よりホルムアルデヒドが急激に気化することはなく、は
ぼ１００チの収率でポリオキシメチレンが得られた。
実施例を示す。すなわち、第３図はホルムアルデヒドの
電場配向放射線固相重合の１実施例で使用する装置の概
要図であシ、符号１は重合管、２は真空コック、５は／
１−メチツクシール、４はリード線、５は電極セル、６
はホルムアルデヒドを意味する。市販の粉末状パラホル
ムアルデヒドの熱分解により生成したホルムアルデヒド
ガスをモレキュラシーブを充てんしたドライカラムに通
し乾燥し、あらかじめ五酸化リンを入れた耐圧ガラス容
器中に一７８℃（ドライアイス−エタノール）で液化採
取した。重合管１には、平行平板状のガラスの中央部の
相対する面に透明電極を付けた電極間隔１０μ愼の電極
セル５を入れ、電極セル５はハーメチックシール３、リ
ード線４を介して外部より静電圧を加えられるようにな
っている。脱水精製したホルムアルデヒドを一７８℃で
重合管１に真空コック２を介して真空蒸留により電極セ
ル５の下部が液化ホルムアルデヒドに浸る程度に充てん
した。表面張力によシミ極の間隙は液化ホルムアルデヒ
ドで満たされる。この状態で静電圧５ｏｏｎ（電界（Ｌ
５ ＭＹ１５＠ ）をかけたままで重合管１を液体窒
素（−１９６℃）で冷却し、ホルムアルデヒドを固化さ
せた。γ線照射は００“Ｏを用い、まず線量率５Ｘ１０
’只／ｈで一１９６℃の固相で静電圧をかけたままで５
０分行った。次いで、静電圧をかけたままで、γ線照射
を中断し、重合管１を液体窒素の液面上に引上げた状態
で更に同一線量率で１５時間照射を続け、静電圧をかけ
た状態で計４．６５Ｘ１０’Ｒ照射した。このような操
作では、重合管１は室温まで徐々に昇温するため、固相
重合が開始するホルムアルデヒドの融点近傍で反応熱に
よりホルムアルデヒドが急激に気化することはなく、は
ぼ１００チの収率でポリオキシメチレンが得られた。
このようにして透明電極の間隙に得られたポリオキシメ
チレンの配向状態は透明電極板面の垂直方向からの複屈
折観察により定性的に調べた。透明電極が付いていない
電極セルの端の部分ではランダムに配向した針状晶の集
合による複屈折現象が見られたが、透明電極を付けた電
極セルの中央の部分で−は複屈折現象は見られず、結晶
内の分子軸（Ｃ軸）が電極板面に垂直に配向しているこ
とが分かった。
チレンの配向状態は透明電極板面の垂直方向からの複屈
折観察により定性的に調べた。透明電極が付いていない
電極セルの端の部分ではランダムに配向した針状晶の集
合による複屈折現象が見られたが、透明電極を付けた電
極セルの中央の部分で−は複屈折現象は見られず、結晶
内の分子軸（Ｃ軸）が電極板面に垂直に配向しているこ
とが分かった。
この絶縁層の熱伝導率はα０５Ｗ／、に、線膨張率は零
、ｔａｎδはｌＸ１０−”（１０１Ｈｚ、２５℃）であ
った。
、ｔａｎδはｌＸ１０−”（１０１Ｈｚ、２５℃）であ
った。
以上説明したように、本発明では絶縁層を必要とする相
対する導体間に充てんした極性モノマーを、相対する導
体間に静電圧を加えることにより、静電場下で重合する
ことにより、絶縁層の厚さ方向に結晶内の分子軸（、ｃ
軸）が配向した高分子絶縁層が得られる。この結果、絶
縁層の厚さ方向の線膨張率が小さく、熱伝導率が大きく
、かつ誘電損失の小さい極低温用高分子絶縁層が得られ
る利点がある。このような厚さ方向の線膨張率が小さく
、熱伝導率が大きく、かつ誘電損失の小さい高分子材料
は超伝導応用関連のｅ、縁材料として使用すれば効果的
である。
対する導体間に充てんした極性モノマーを、相対する導
体間に静電圧を加えることにより、静電場下で重合する
ことにより、絶縁層の厚さ方向に結晶内の分子軸（、ｃ
軸）が配向した高分子絶縁層が得られる。この結果、絶
縁層の厚さ方向の線膨張率が小さく、熱伝導率が大きく
、かつ誘電損失の小さい極低温用高分子絶縁層が得られ
る利点がある。このような厚さ方向の線膨張率が小さく
、熱伝導率が大きく、かつ誘電損失の小さい高分子材料
は超伝導応用関連のｅ、縁材料として使用すれば効果的
である。
特に厚さ方向の線膨張率が小さく、厚さ方向の熱伝導率
が大きいことが強く要求される超伝導マグネットの絶縁
層に用いればクエンチ現象が抑制されるので有効である
。また、厚さ方向の誘電損失が小さく厚さ方向の熱伝導
率が大きくしかも低線膨張率であることが要求される超
伝導マイクロストリップ線路や超伏導電カケープルの絶
縁層や、低線膨張率で厚さ方向の熱伝導率が大きいこと
が要求される超伝導入出カケ−プルの絶縁層などに用い
れば効果的である。
が大きいことが強く要求される超伝導マグネットの絶縁
層に用いればクエンチ現象が抑制されるので有効である
。また、厚さ方向の誘電損失が小さく厚さ方向の熱伝導
率が大きくしかも低線膨張率であることが要求される超
伝導マイクロストリップ線路や超伏導電カケープルの絶
縁層や、低線膨張率で厚さ方向の熱伝導率が大きいこと
が要求される超伝導入出カケ−プルの絶縁層などに用い
れば効果的である。
第１図はテトラオキシメチレン単結晶のγ線重合時のモ
ノマー及び生成高分子の配向状態を示す図、第２図はホ
ルムアルデヒドの静電場下でのγ線固相重合時のモノマ
ー及び生成高分子の配向状態を示す図、第３図はホルム
アルデヒドの電場配向放射線固相重合の１実施例で使用
する装置の概要図である。 １：重合管、２：真空コック、３：ハーメチックシール
、４：リード線、Ｓ：電極セル、６：ホルムアルデヒド 特許出願人 日本電信電話株式会社
ノマー及び生成高分子の配向状態を示す図、第２図はホ
ルムアルデヒドの静電場下でのγ線固相重合時のモノマ
ー及び生成高分子の配向状態を示す図、第３図はホルム
アルデヒドの電場配向放射線固相重合の１実施例で使用
する装置の概要図である。 １：重合管、２：真空コック、３：ハーメチックシール
、４：リード線、Ｓ：電極セル、６：ホルムアルデヒド 特許出願人 日本電信電話株式会社
Claims (2)
- １．絶縁層を必要とする相対する導体間に、モノマーの
双極子モーメントは大きいが、それを重合させた場合に
、双極子モーメントは逆に小さく、かつ結晶性の高い高
分子重合体を生成することができる極性モノマーを充て
んし、該相対する導体間に静電圧を加えることにより、
静電場下で該モノマーを重合させることを特徴とする垂
直配向高分子絶縁層の作製方法。 - ２．該絶縁層となる高分子重合体がポリオキシメチレン
である特許請求の範囲第１項記載の垂直配向高分子絶縁
層の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62305820A JPH01149303A (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | 垂直配向分子絶縁層の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62305820A JPH01149303A (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | 垂直配向分子絶縁層の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01149303A true JPH01149303A (ja) | 1989-06-12 |
Family
ID=17949765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62305820A Pending JPH01149303A (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | 垂直配向分子絶縁層の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01149303A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6261481B1 (en) * | 1998-03-19 | 2001-07-17 | Hitachi, Ltd | Insulating composition |
| US7109288B2 (en) | 2001-05-18 | 2006-09-19 | Hitachi, Ltd. | Cured thermosetting resin product |
| WO2010050202A1 (ja) | 2008-10-30 | 2010-05-06 | 株式会社カネカ | 高熱伝導性の熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂 |
| US8637630B2 (en) | 2010-04-19 | 2014-01-28 | Kaneka Corporation | Thermoplastic resin with high thermal conductivity |
| US8921507B2 (en) | 2010-04-19 | 2014-12-30 | Kaneka Corporation | Thermoplastic resin with high thermal conductivity |
| US9234095B2 (en) | 2009-09-16 | 2016-01-12 | Kaneka Corporation | Thermally-conductive organic additive, resin composition, and cured product |
-
1987
- 1987-12-04 JP JP62305820A patent/JPH01149303A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6261481B1 (en) * | 1998-03-19 | 2001-07-17 | Hitachi, Ltd | Insulating composition |
| US7109288B2 (en) | 2001-05-18 | 2006-09-19 | Hitachi, Ltd. | Cured thermosetting resin product |
| WO2010050202A1 (ja) | 2008-10-30 | 2010-05-06 | 株式会社カネカ | 高熱伝導性の熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂 |
| US8946335B2 (en) | 2008-10-30 | 2015-02-03 | Kaneka Corporation | Highly thermally conductive thermoplastic resin composition and thermoplastic resin |
| US9234095B2 (en) | 2009-09-16 | 2016-01-12 | Kaneka Corporation | Thermally-conductive organic additive, resin composition, and cured product |
| US8637630B2 (en) | 2010-04-19 | 2014-01-28 | Kaneka Corporation | Thermoplastic resin with high thermal conductivity |
| US8921507B2 (en) | 2010-04-19 | 2014-12-30 | Kaneka Corporation | Thermoplastic resin with high thermal conductivity |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Nature of Ferroelectricity in KN O 3 | |
| Hicks et al. | Ferroelectric properties of poly (vinylidene fluoride‐tetrafluoroethylene) | |
| US4302408A (en) | Method of producing pyro-electric and piezo-electric elements | |
| Yuan et al. | Cross-linking effect on dielectric properties of polypropylene thin films and applications in electric energy storage | |
| Broadhurst et al. | Piezo-and pyroelectric properties | |
| US4620262A (en) | Pyroelectric energy converter element comprising vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer | |
| Mei et al. | The ferroelectric behavior of odd-numbered nylons | |
| Li et al. | Understanding the ferroelectric polymer–metal contact electrification for triboelectric nanogenerator from molecular and electronic structure | |
| Wieder | Ferroelectric hysteresis in barium titanate single crystals | |
| Chen et al. | Achieving flat-on primary crystals by nanoconfined crystallization in high-temperature polycarbonate/poly (vinylidene fluoride) multilayer films and its effect on dielectric insulation | |
| Han et al. | Recent progress on dielectric polymers and composites for capacitive energy storage | |
| Seleznev et al. | Cyclic ferroelectric switching and quantized charge transport in CuInP 2 S 6 | |
| JPH01149303A (ja) | 垂直配向分子絶縁層の作製方法 | |
| Wu et al. | Flexible cyanoethyl cellulose-based nanocomposites with superior energy storage capability | |
| Roberts et al. | Thermal imaging using organic films | |
| US4844989A (en) | Superconducting structure with layers of niobium nitride and aluminum nitride | |
| Fauqué et al. | Electronic band sculpted by oxygen vacancies and indispensable for dilute superconductivity | |
| Servet et al. | Polymorphism of poly (vinylidene fluoride) induced by poling and annealing | |
| JPH025307A (ja) | 垂直配向高分子絶縁導体 | |
| US5130542A (en) | Thermal imaging devices | |
| Makeev et al. | Formation mechanism of quasiordered superstructures of electric bubbles | |
| JPH0228352A (ja) | Ｉｃチップ搭載用配線板 | |
| Chen et al. | Evolution of nanopolar phases, interfaces, and increased dielectric energy storage capacity in photoinitiated cross-linked poly (vinylidene fluoride)-based copolymers | |
| Schultes et al. | Pyroelectric properties for single crystals of the disubstituted diacetylene DNP | |
| Marcus | Controlling the piezoelectric activity distribution in poly (vinylidene fluoride) transducers |