JPH0461705A - 高分子複合誘電体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈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。

〈従来の技術〉 ポリエステルやポリプロピレンなどのプラスチックは、
コンデンサなどの誘電体材料としても従来から利用され
ている。しかし、はとんどのプラスチックの誘電率はほ
ぼ５前後の値である。したかって、コンデンサやフィル
タ等、高誘電率を必要とする用途に対応するために、プ
ラスチックの高誘電率化が各方面で検討されている。そ
の一つにプラスチックからなるマトリックス中に、セラ
ミックス系の粉末や繊維をフィラーとして分散させるこ
とが行われている。すなわち、フィラーの充填率を高く
したり、あるいはフィラーの誘電率をさらに高くするこ
とによりプラスチックの高誘電化が行われてきた。また
、フィラーの形状については、分散性を高めるために微
細な程よいとされてきた。

〈発明が解決しようとする課題〉 高誘電率のセテミックスフィラーをプラスチックに充填
する場合、その充填率を高くするに従って、プラスチッ
クの誘電率を向上することができる。ところが、充填率
を高くすると樹脂本来の性質が損なわれるため、成形方
法が限定されるといぅ問題がある。また、フィラーの誘
電率をより高くすることによっても、誘電率を向上する
ことができるが、誘電率は物質固有の値であり、現在市
販されているものでは約１００００が最大であり、限界
が生じている。

本発明では、上述の問題点に鑑み、加工性を失うことな
く、また、セラミックスフィラーの充填率を高めること
なく作成される高誘電率の高分子複合誘電体を提供する
ことを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 本発明実施例の斜視図である図面に基づいて説明する。

本発明の高分子複合誘電体は、最大粒子径が１０〜５０
０μｍである誘電体粉末が、高分子樹脂からなるマトリ
ックス２中にフィラー１として分散されていることを特
徴としている。また誘電体粉末がＡ　Ｂ　Ｏｓで表され
るペロブスカイト型化合物および二酸化チタンの少なく
とも１種よりなること、また常温における誘電体粉末の
誘電率が５０以上であることを特徴としている。

く作用〉 最大粒子径が１０〜５００μｍである誘電体粒子を樹脂
に充填することにより、最大粒子径の小さな粒子を同体
積比で充填する場合より、大きな誘電率を有する高分子
複合誘電体か得られる。また、ＡＢＯ２で表されるペロ
ブスカイト型化合物、例えばチタン酸バリウムは強誘電
体であり複合体の分極処理を行うことにより圧電性を付
与することも可能である。また二酸化チタンもまた高誘
電率である。したがって、ＡＢＯ，で表されるペロブス
カイト型化合物、および二酸化チタンの少なくとも１種
よりなるフィラーが分散されてなる高分子複合誘電体は
高誘電率を有する誘電体となる。

また上述した特徴をもつフィラーで、かつ常温における
その誘電率が５０以上であるものを分散することにより
作成される高分子複合誘電体は、さらに高誘電率を有す
る誘電体となる。

〈実施例〉 図は本発明の実施例の斜視図である。本発明実施例の高
分子複合誘電体は、高分子樹脂からなるマトリックス２
中に、誘電体粒子からなるフィラー１が分散されている
。

以上の構成よりなる本発明実施例の高分子複合誘電体の
作成方法を以下に述べ、得られた高分子複合誘電体につ
いての誘電率を算出した結果を示す。

１）セラミックス粉末の作成 （Ｐ　ｂｏ、＊１Ｓｒｏ、ａｓ）　（Ｔｉｏ、４ｓ・Ｚ
ｒｏ、５４）Ｏｓとなる様に各元素の酸化物を秤量し、
その混合物を仮焼（８５０℃）する。その後、粉砕し成
形した後、焼成（１２５０℃）し、２０φｘ　ｌ　ｌの
ＰＺＴ焼結体を作成する。１枚の上述したＰＺＴ焼結体
の誘電率は約１３００である。次にこの焼結体を５〜２
０φのアルミナボールを入れたアルミナ製ポットで３時
間粉砕し、０．９μｍ以下、１〜９．９μｍＳ　１０〜
４５μｍ１４６〜１００μｍＳ１０１〜１５０．ｃｚｍ
、　　１５１〜２１２μｍ。

２１３〜３００μｍの範囲は５０μｍ幅にそれぞれ分級
し、３００μｍ以上の粉は再度粉砕、分級を繰り返して
各寸法のセラミックス粉末のフィラー１を作成する。２
）マトリックス２中に上述した粒子種のフィラー１を分
散させることにより複合化を行い、本発明の高分子複合
誘電体を作成する。

すなわち、安定剤としてジブチルスズマレート７．５ｇ
、滑材としてポリエチレンワックス４ｇ１同じくステア
リン酸モノグリセリド２ｇを添加した塩化ビニル樹脂１
５０ｇに上述の方法で作成された各寸法のＰＺＴ粉末を
３０ｖｏ１％の割合になるよう秤量し、混合する。次に
表面温度１６５°Ｃのロールで５分間混練してシートを
作成する。このシートを所定寸法に切断し、１７０℃の
温度条件でホットプレスを行い、厚さ２ｍｍの板を作成
する。

３）以上述べた方法により作成された厚さ２ｍｍの高分
子誘電体の板を５０ｍｍＸ５０ｍｍに切断し、真空蒸着
でアルミニウムの電極を形成する。

この試験片をゲインセイズアナライザ（ＹＨＰ製４１９
４Ａ、測定周波数ＩＭＨｚ）を用いて容量を測定し、電
極面積と電極間隔により算出された誘電率を表に示す。

以上の結果から、本発明実施例の誘電率は、セラミック
ス粉末の径が１０未満の粒子種を複合化した比較例に比
べ、高い誘電率を示す。すなわち、最大粒子径が１０〜
５００μｍのセラミックス粉末を樹脂に充填することに
より粒子径の小さな粉末を同体積比で充填する場合より
、大きな誘電率を得ることができる。また、最大粒子径
が１０〜５００μｍに限定する理由は、これ以上大きく
しても誘電率の上昇が少なくなり、また大寸法のフィラ
ー１を添加すると樹脂の成形性や表面の平滑性が悪くな
るためである。実用上５００μｍか限度である。この粉
末の寸法は、その粒子の最長方向の寸法のことでありア
スペクト比５未満の繊維形状なども含む。また、樹脂に
分散したフィラー１の多数を占める粉末の平均的な寸法
であり、必ずしも１００％がこの範囲である必要はない
。

本発明に適用されるセラミックス粉末は、酸化チタンお
よびＡ　Ｂ　Ｏｓで表されるペロブスカイト型化合物、
すなわちチタン酸バリウム、チタン酸鉛、ジルコンチタ
ン酸鉛なとであり、また、これらペロブスカイト型化合
物のＡサイトやＢサイトの一部またはすべてをストロン
チウム、マグネシウム、カルシウム、スズ、ニオブ、ラ
ンタン、アンチモン、コバルトなどの元素の少なくとも
一種を置換したものである。本発明はこれらの一種また
は二種以上をフィラー１に使うもので、また以上の物質
に限定されるものではない。

また、大きな粒子は微粒子に比べ表面積が小さいため、
充填率を大きくすることが比較的容易であり、誘電率の
大きい高分子複合誘電体が形成できる。

本発明実施例に適用される樹脂は、塩化ビニル、ポリブ
チレンテレフタレート、ポリカーボネートなどの熱可塑
性樹脂、エポキシなどの熱硬化性樹脂などであるが、こ
れらに限定されることなく現在市販されているものすべ
ての樹脂が適用可能であり、要求される強度、耐候性能
や誘電損失などの電気的性能から用途に応じて選ぶこと
ができる。

またこれらの樹脂に安定剤、滑剤、反応促進剤およびグ
ラスファイバなどの強化繊維も必要に応じて併用しても
よい。

また、本発明実施例の複合誘電体の混練・成形は、押し
出し成形、射出成形およびカレンダーロールなどによる
直接混合成形でも可能であるが、他の混合方法を併用す
るなどこれらの方法に限定されるものではなく、製品形
状、樹脂の種類などによって選択できる。

〈発明の効果〉 以上述べたように、本発明による高分子複合誘電体は、
マトリックス中に分散されｔ−セラミックス粉末に印加
される電界強度と粒子寸法との関係により求められた最
適の粒子径のフィラーか用いられているので、少ない量
のフィラーを充填することにより高誘電率を有し、また
、射出成形等もてきるので複雑な形状のものでも簡単な
製造工程で作成できる。

この結果、本発明による高分子複合誘電体は、従来の樹
脂に比べ誘電率が大きいので、小型で高性能なコンデン
サを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明実施例の斜視図である。 １・・・フィラー ２・・・マトリックス樹脂

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）最大粒子径が１０〜５００μｍである誘電体粉末
   が、高分子樹脂からなるマトリックス中にフィラーとし
   て分散されてなる高分子複合誘電体。
2. （２）誘電体粉末がＡＢＯ＿３で表されるペロブスカイ
   ト型化合物および二酸化チタンの少なくとも１種よりな
   る特許請求の範囲第１項記載の高分子複合誘電体。
3. （３）常温における誘電体粉末の誘電率が５０以上であ
   る特許請求の範囲第１項および第２項記載の高分子複合
   誘電体。