JPH04288337A - 高分子複合誘電体 - Google Patents
高分子複合誘電体Info
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- JPH04288337A JPH04288337A JP257191A JP257191A JPH04288337A JP H04288337 A JPH04288337 A JP H04288337A JP 257191 A JP257191 A JP 257191A JP 257191 A JP257191 A JP 257191A JP H04288337 A JPH04288337 A JP H04288337A
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- Japan
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- filler
- dielectric constant
- titanate
- fibers
- perovskite
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- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (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
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、コンデンサ等に利
用される高分子複合誘電体に関する。
用される高分子複合誘電体に関する。
【０００２】
【従来の技術】 高分子材料の誘電率はほぼ５以下で
あり、コンデンサの小型化や大容量化に対応できなかっ
た。コンデンサあるいは高誘電率を必要とする用途に対
応するために、樹脂自体の高誘電率化を行う方法、ある
いは誘電率の大きいセラミックスの粉体や繊維をフィラ
ーとしてプラスチック等からなるマトリックスに分散し
複合化を行う方法の、大別して２つの試みがなされてい
る。後者の方法では、樹脂とセラミックスを複合化した
際の体積率Ｎ１ ，Ｎ２，およびそれぞれの誘電率ε１
，ε２ により、複合材の誘電率εは、 ｌｏｇε＝Ｎ１ ｌｏｇε１ ＋Ｎ２ ｌｏｇε２ ・
・・・（１）により与えられる。（１）式より明らかな
ように、誘電率の大きい一方の物質の体積率を高くする
ことにより、誘電率を向上させることができ、そのよう
な試みがなされてきた。
あり、コンデンサの小型化や大容量化に対応できなかっ
た。コンデンサあるいは高誘電率を必要とする用途に対
応するために、樹脂自体の高誘電率化を行う方法、ある
いは誘電率の大きいセラミックスの粉体や繊維をフィラ
ーとしてプラスチック等からなるマトリックスに分散し
複合化を行う方法の、大別して２つの試みがなされてい
る。後者の方法では、樹脂とセラミックスを複合化した
際の体積率Ｎ１ ，Ｎ２，およびそれぞれの誘電率ε１
，ε２ により、複合材の誘電率εは、 ｌｏｇε＝Ｎ１ ｌｏｇε１ ＋Ｎ２ ｌｏｇε２ ・
・・・（１）により与えられる。（１）式より明らかな
ように、誘電率の大きい一方の物質の体積率を高くする
ことにより、誘電率を向上させることができ、そのよう
な試みがなされてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 ところが、上述し
たように従来技術では高誘電率を得るために、セラミッ
クスフィラーを高い体積率で充填することにより、複合
材の誘電率を向上することができるものの、体積率を高
くすると樹脂本来の性質が損なわれる熱可塑性樹脂など
では、成型方法が限定されるという問題がある。したが
って、この両者を満足した実用的な複合量では、高分子
材料の誘電率がセラミックス材料に比べ小さいため、比
誘電率が２０程度の複合材料しか得られていなかった。
たように従来技術では高誘電率を得るために、セラミッ
クスフィラーを高い体積率で充填することにより、複合
材の誘電率を向上することができるものの、体積率を高
くすると樹脂本来の性質が損なわれる熱可塑性樹脂など
では、成型方法が限定されるという問題がある。したが
って、この両者を満足した実用的な複合量では、高分子
材料の誘電率がセラミックス材料に比べ小さいため、比
誘電率が２０程度の複合材料しか得られていなかった。
【０００４】本発明は、従来のチタン酸バリウム繊維を
フィラーとする複合材料に比べ少ないフィラーの体積率
で高誘電率特性が得られる高分子複合材料を提供するこ
とを目的とする。
フィラーとする複合材料に比べ少ないフィラーの体積率
で高誘電率特性が得られる高分子複合材料を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 本発明の目的を達成
するために、本発明の高分子複合誘電体は、Ｃａ、Ｓｒ
、Ｂａ、ＭｇおよびＰｂのうち少なくとも一種以上のＡ
群元素からなるＡＴｉＯ３−Ｘ （０＜ｘ＜３）で表さ
れるペロブスカイト型のチタン酸金属塩繊維を、高分子
樹脂からなるマトリックス中に分散されてなることによ
って特徴づけられる。
するために、本発明の高分子複合誘電体は、Ｃａ、Ｓｒ
、Ｂａ、ＭｇおよびＰｂのうち少なくとも一種以上のＡ
群元素からなるＡＴｉＯ３−Ｘ （０＜ｘ＜３）で表さ
れるペロブスカイト型のチタン酸金属塩繊維を、高分子
樹脂からなるマトリックス中に分散されてなることによ
って特徴づけられる。
【０００６】また、導電性または半導電性のチタン酸ア
ルカリ繊維、またはそのチタン酸アルカリ繊維から誘導
されたチタン酸繊維に、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇおよび
Ｐｂのうち、少なくとも一種以上のＡ群元素からなる、
ＡＴｉＯ３ で表されるペロブスカイト型チタン酸金属
塩化合物の皮膜が形成されたフィラーが、高分子樹脂か
らなるマトリックス中に分散されてなることによって特
徴づけられる。
ルカリ繊維、またはそのチタン酸アルカリ繊維から誘導
されたチタン酸繊維に、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇおよび
Ｐｂのうち、少なくとも一種以上のＡ群元素からなる、
ＡＴｉＯ３ で表されるペロブスカイト型チタン酸金属
塩化合物の皮膜が形成されたフィラーが、高分子樹脂か
らなるマトリックス中に分散されてなることによって特
徴づけられる。
【０００７】
【作用】 中心部が導電性または半導電性のチタン酸
アルカリ繊維またはチタン酸アルカリ繊維からの誘導さ
れたチタン酸繊維からなり、表面層が主にＣａ、Ｓｒ、
Ｂａ、ＭｇおよびＰｂのうち、少なくとも一種以上のＡ
群元素からなるＡＴｉＯ３ で表されるペロブスカイト
型チタン酸金属塩化合物からなる二層構造を有している
。繊維を高分子材料に複合した高分子複合誘電体は、図
３に示す等価回路で表される複合材料となり、見かけの
誘電率を大きくすることができる。
アルカリ繊維またはチタン酸アルカリ繊維からの誘導さ
れたチタン酸繊維からなり、表面層が主にＣａ、Ｓｒ、
Ｂａ、ＭｇおよびＰｂのうち、少なくとも一種以上のＡ
群元素からなるＡＴｉＯ３ で表されるペロブスカイト
型チタン酸金属塩化合物からなる二層構造を有している
。繊維を高分子材料に複合した高分子複合誘電体は、図
３に示す等価回路で表される複合材料となり、見かけの
誘電率を大きくすることができる。
【０００８】またＡＴｉＯ３−Ｘ （０＜ｘ＜３）繊維
を高分子材料に複合化した場合も、従来の酸素欠陥のな
いＡＴｉＯ３ 繊維を複合化した場合より大きな誘電率
の複合材料が得られる。
を高分子材料に複合化した場合も、従来の酸素欠陥のな
いＡＴｉＯ３ 繊維を複合化した場合より大きな誘電率
の複合材料が得られる。
【０００９】
【実施例】 図１は本発明実施例の斜視図である。本
発明実施例の高分子複合誘電体３は、高分子樹脂からな
るマトリックス２にＡＴｉＯ３−Ｘ （０＜ｘ＜３）で
表されるフィラー１が複合されている。フィラー１であ
るＡＴｉＯ３−Ｘ （０＜ｘ＜３）なるペロブスカイト
型チタン酸金属塩繊維は、還元して得られる導電性また
は半導電性のチタン酸アルカリ繊維やチタン酸繊維を、
その繊維に含まれるチタンと等量以上のＡなる金属元素
であるＢａ等の二価金属を含む水溶液中で常圧または水
熱反応することによりえられる。
発明実施例の高分子複合誘電体３は、高分子樹脂からな
るマトリックス２にＡＴｉＯ３−Ｘ （０＜ｘ＜３）で
表されるフィラー１が複合されている。フィラー１であ
るＡＴｉＯ３−Ｘ （０＜ｘ＜３）なるペロブスカイト
型チタン酸金属塩繊維は、還元して得られる導電性また
は半導電性のチタン酸アルカリ繊維やチタン酸繊維を、
その繊維に含まれるチタンと等量以上のＡなる金属元素
であるＢａ等の二価金属を含む水溶液中で常圧または水
熱反応することによりえられる。
【００１０】図２は本発明実施例の二層構造を有するフ
ィラーの斜視図である。このフィラーは、中心部は導電
性チタン酸アルカリ繊維１ａからなり、表面層にはＡＴ
ｉＯ３−Ｘ （０＜ｘ＜３）で表されるチタン酸金属塩
１ｂが形成されている。また、皮膜の形成は、■ 導
電性または半導電性のチタン酸アルカリ繊維やチタン酸
繊維を水酸化バリウム等の二価の金属を含む水溶液中で
常圧または水熱反応させる。■ バリウムイソプロポ
キシドや二価金属のアルコキシドとチタンイソプロポキ
シドの溶液に繊維を浸漬する等の、いわゆるゾルーゲル
法。■ スパッタ等の真空蒸着法。等の方法で実現で
きる。
ィラーの斜視図である。このフィラーは、中心部は導電
性チタン酸アルカリ繊維１ａからなり、表面層にはＡＴ
ｉＯ３−Ｘ （０＜ｘ＜３）で表されるチタン酸金属塩
１ｂが形成されている。また、皮膜の形成は、■ 導
電性または半導電性のチタン酸アルカリ繊維やチタン酸
繊維を水酸化バリウム等の二価の金属を含む水溶液中で
常圧または水熱反応させる。■ バリウムイソプロポ
キシドや二価金属のアルコキシドとチタンイソプロポキ
シドの溶液に繊維を浸漬する等の、いわゆるゾルーゲル
法。■ スパッタ等の真空蒸着法。等の方法で実現で
きる。
【００１１】本発明実施例では、上述のうち■による方
法でフィラーを形成した。すなわち、還元焼成によって
造られた比抵抗１０４ 程度程度のチタン酸カリウム繊
維を、繊維に含まれるＴｉに対して１．２のＢａを含む
水溶液中で水熱反応させることによりＢａＴｉＯ３−Ｘ
繊維を、同じく０．７５のＢａを含む水溶液中で水熱
反応させることによりＢａＴｉＯ３−Ｘ 皮膜を形成し
た。これらの繊維をフィラーとしてＰＢＴ（ポリブチレ
ンテレフタレート）樹脂に対して２０〜４０％の体積率
で、押し出し機を用い溶融および混合することにより、
コンパウンドペレットを作製した。なお、比重はＰＢＴ
が１．３１、フィラー繊維は４．７である。このコンパ
ウンドペレットを用いて、ホットプレスにより所定寸法
の成型板を作製して、誘電率、誘電損失、体積抵抗率を
測定した結果を表１に示す。
法でフィラーを形成した。すなわち、還元焼成によって
造られた比抵抗１０４ 程度程度のチタン酸カリウム繊
維を、繊維に含まれるＴｉに対して１．２のＢａを含む
水溶液中で水熱反応させることによりＢａＴｉＯ３−Ｘ
繊維を、同じく０．７５のＢａを含む水溶液中で水熱
反応させることによりＢａＴｉＯ３−Ｘ 皮膜を形成し
た。これらの繊維をフィラーとしてＰＢＴ（ポリブチレ
ンテレフタレート）樹脂に対して２０〜４０％の体積率
で、押し出し機を用い溶融および混合することにより、
コンパウンドペレットを作製した。なお、比重はＰＢＴ
が１．３１、フィラー繊維は４．７である。このコンパ
ウンドペレットを用いて、ホットプレスにより所定寸法
の成型板を作製して、誘電率、誘電損失、体積抵抗率を
測定した結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】なお、比較例は本発明者らが先に出願して
いる特願平２−１１３４４４（未公開）により作製した
チタン酸バリウム繊維を本発明実施例と同条件で混合し
た複合材料を用いた測定結果である。なお、測定にあた
っては、誘電率およびｔａｎδは１ＭＨｚでの測定値、
また体積抵抗率は５００Ｖでの測定値である。 表１
から明らかなように、本発明実施例では、その誘電損失
は従来例と同等であり、また、誘電率は従来例のほぼ１
．５〜２倍となった。とくに、その誘電率は３０以上と
いう、これまで得ることができなかった値を有する高分
子複合誘電体が得られた効果は大きい。
いる特願平２−１１３４４４（未公開）により作製した
チタン酸バリウム繊維を本発明実施例と同条件で混合し
た複合材料を用いた測定結果である。なお、測定にあた
っては、誘電率およびｔａｎδは１ＭＨｚでの測定値、
また体積抵抗率は５００Ｖでの測定値である。 表１
から明らかなように、本発明実施例では、その誘電損失
は従来例と同等であり、また、誘電率は従来例のほぼ１
．５〜２倍となった。とくに、その誘電率は３０以上と
いう、これまで得ることができなかった値を有する高分
子複合誘電体が得られた効果は大きい。
【００１４】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、従来のチタン酸バリウム繊維の複合材料に比べ少な
いフィラーの添加量で高誘電率特性が得られる高分子複
合材料を提供することができる。また、フィラーの充填
率の低い高分子複合材料であるから、従来のように樹脂
本来の性質が損なわれることにより成型方法が限定され
るということもなく、たとえば射出成形が可能なことか
ら、複雑な形状のものでも簡単な製造工程で作製できる
効果もある。
ば、従来のチタン酸バリウム繊維の複合材料に比べ少な
いフィラーの添加量で高誘電率特性が得られる高分子複
合材料を提供することができる。また、フィラーの充填
率の低い高分子複合材料であるから、従来のように樹脂
本来の性質が損なわれることにより成型方法が限定され
るということもなく、たとえば射出成形が可能なことか
ら、複雑な形状のものでも簡単な製造工程で作製できる
効果もある。
【図１】 本発明実施例の斜視図
【図２】 本発明実施例のフィラーの斜視図
【図３】
本発明実施例の等価回路
本発明実施例の等価回路
１・・・・フィラー
１ａ・・・・チタン酸アルカリ繊維
１ｂ・・・・チタン酸金属塩
２・・・・マトリックス
３・・・・高分子複合誘電体
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、ＭｇおよびＰｂの
うち少なくとも一種以上のＡ群元素からなるＡＴｉＯ３
−Ｘ （０＜ｘ＜３）で表されるペロブスカイト型のチ
タン酸金属塩繊維を、高分子樹脂からなるマトリックス
中に分散されてなる高分子複合誘電体。 - 【請求項２】 導電性または半導電性のチタン酸アル
カリ繊維、またはそのチタン酸アルカリ繊維から誘導さ
れたチタン酸繊維に、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、ＭｇおよびＰ
ｂのうち、少なくとも一種以上のＡ群元素からなる、Ａ
ＴｉＯ３ で表されるペロブスカイト型チタン酸金属塩
化合物の皮膜が形成されたフィラーが、高分子樹脂から
なるマトリックス中に分散されてなる高分子複合誘電体
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3002571A JP2530943B2 (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 高分子複合誘電体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3002571A JP2530943B2 (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 高分子複合誘電体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04288337A true JPH04288337A (ja) | 1992-10-13 |
| JP2530943B2 JP2530943B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=11533058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3002571A Expired - Lifetime JP2530943B2 (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 高分子複合誘電体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2530943B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017511426A (ja) * | 2014-03-28 | 2017-04-20 | サン−ゴバン サントル ドゥ ルシェルシェ エ デトゥードゥ ユーロペン | ポリマー−セラミック複合材料 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03281574A (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-12 | Otsuka Chem Co Ltd | 高誘電性樹脂組成物 |
-
1991
- 1991-01-14 JP JP3002571A patent/JP2530943B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03281574A (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-12 | Otsuka Chem Co Ltd | 高誘電性樹脂組成物 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017511426A (ja) * | 2014-03-28 | 2017-04-20 | サン−ゴバン サントル ドゥ ルシェルシェ エ デトゥードゥ ユーロペン | ポリマー−セラミック複合材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2530943B2 (ja) | 1996-09-04 |
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