JP2802424B2 - Dielectric or piezoelectric composition - Google Patents

Dielectric or piezoelectric composition

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JP2802424B2
JP2802424B2 JP8065730A JP6573096A JP2802424B2 JP 2802424 B2 JP2802424 B2 JP 2802424B2 JP 8065730 A JP8065730 A JP 8065730A JP 6573096 A JP6573096 A JP 6573096A JP 2802424 B2 JP2802424 B2 JP 2802424B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はチタン酸金属塩繊維
及び結合剤からなる誘電性もしくは圧電性を有する組成
物及びその成形物に関し、更に詳しくはチタン酸金属塩
繊維及び硬化性結合剤からなる誘電性もしくは圧電性を
有する硬化性組成物、チタン酸金属塩繊維及び被覆形成
能を有する結合剤からなる誘電性もしくは圧電性を有す
る被覆組成物及びチタン酸金属塩繊維と結合剤よりなる
誘電性もしくは圧電性を有する複合シートに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric or piezoelectric composition comprising a metal titanate fiber and a binder and a molded product thereof, and more particularly to a composition comprising a metal titanate fiber and a curable binder. Dielectric or piezoelectric curable composition, dielectric or piezoelectric coating composition comprising a metal titanate fiber and a binder capable of forming a coating, and dielectric comprising a metal titanate fiber and a binder Alternatively, the present invention relates to a composite sheet having piezoelectricity.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】近年、電子産業の発展
に伴ない誘電材料や圧電材料の発展もめざましいものが
ある。誘電性や圧電性を有する材料はいろいろのものが
知られている。セラミックス系では、水晶、ロッシェル
塩(NaKC4HO6・4H2O)、BaTiO3系、PZ
T系(PbTiO3−PbZrO3)、CdS、ZnOな
どが知られている。工業的にはBaTiO3系やPZT
系の材料を焼結した誘電体磁器や圧電体磁器が多量に使
用されている。しかしながら、高温での焼結のため省エ
ネルギー的でないこと、自由な賦形性がないことなどの
理由から高分子誘電体や高分子圧電体などが開発されて
いる。高分子誘電体や高分子圧電体は以下に述べる特長
を有している。即ち 柔軟性があること 各種の形状の製品が出来る事 人体とか水などの力学的整合性が良いこと 大きな面積が可能であること 薄いフィルムが作れること フィルム上に誘電・圧電の設計された分布を与える
ことが出来る事 など、セラミックス系にはない特徴を持っている。
In recent years, there have been remarkable developments in dielectric materials and piezoelectric materials accompanying the development of the electronics industry. Various materials having dielectric properties and piezoelectric properties are known. The ceramic-based, quartz, Rochelle salt (NaKC 4 HO 6 · 4H 2 O), BaTiO 3 system, PZ
T-type (PbTiO 3 -PbZrO 3 ), CdS, ZnO and the like are known. Industrially, BaTiO 3 or PZT
Dielectric porcelain and piezoelectric porcelain obtained by sintering system materials are used in large quantities. However, polymer dielectrics, polymer piezoelectrics, and the like have been developed because they are not energy saving due to sintering at a high temperature and do not have free shaping properties. Polymer dielectrics and polymer piezoelectrics have the following features. In other words, it must be flexible. It can produce products of various shapes. It has good mechanical consistency with the human body and water. It can have a large area. It can make thin films. It has features that ceramics do not have, such as being able to give.

【0003】高分子誘電体や高分子圧電体の種類には大
きく別けて2つの流れがあり、そのうちの1つは高分子
それ自体に誘電性や圧電性を有している群があげられ
る。その具体例としてはポリフッ化ビニリデン、シアノ
エチル化ポリオール、ポリビニルフォスファベンゼン、
ポリビニルキノリン、シアン化ビニリデン・酢酸ビニル
共重合体、フッ化ビニリデン・トリフルオロエチレン共
重合体などが挙げられる。しかしながら、これら高分子
誘電・圧電材料は、その代表例であるポリフッ化ビニリ
デンをセラミックス系のPZT系と比較すると誘電率が
13と1200と誘電率が低いことが問題であった。
[0003] There are two main types of polymer dielectrics and polymer piezoelectrics, one of which is a group in which the polymer itself has dielectric and piezoelectric properties. Specific examples thereof include polyvinylidene fluoride, cyanoethylated polyol, polyvinylphosphabenzene,
Examples include polyvinyl quinoline, vinylidene cyanide / vinyl acetate copolymer, vinylidene fluoride / trifluoroethylene copolymer, and the like. However, these polymer dielectric / piezoelectric materials have a problem that the relative permittivity is 13 or 1200, which is lower than that of a typical example of polyvinylidene fluoride, which is a ceramic-based PZT-based material.

【0004】そこで高分子誘電・圧電材料の特徴とセラ
ミックス系誘電・圧電材料の特徴と組合せてそれぞれの
特徴をあわせ有する材料の開発が盛んである。もう1つ
の高分子誘電・圧電材料としては上述の複合誘電・圧電
材料をあげることができる。複合誘電・圧電材料はセラ
ミックス系強誘電・圧電粉末と高分子のもつ加工性・柔
軟性の両方の特徴を生かしたものである。従来公知のセ
ラミックス系材料としてはBaTiO3系、PZT系な
どであり、従来公知の高分子としては誘電率の高いポリ
フッ化ビニリデン関連高分子やゴム又は熱可塑性樹脂が
代表的なものであった。
[0004] Therefore, the development of materials that combine the characteristics of polymer dielectric / piezoelectric materials with the characteristics of ceramic dielectric / piezoelectric materials has been actively pursued. As another polymer dielectric / piezoelectric material, there can be mentioned the above-mentioned composite dielectric / piezoelectric material. Composite dielectric / piezoelectric materials make use of both the workability and flexibility of ceramic ferroelectric / piezoelectric powders and polymers. Conventionally known ceramic-based materials include BaTiO 3 -based, PZT-based, and the like. Typical conventionally known polymers include polyvinylidene fluoride-related polymers having a high dielectric constant, rubber, and thermoplastic resins.

【0005】一般に高分子のマトリックス中にセラミッ
クスの微粉末を分散させた複合体の誘電率、圧電定数な
どは、セラミックスの混合量に比例して増加する。した
がって、高い誘電率や圧電定数を得ようとすると、高分
子/セラミックスの比が極端に小さくなり複合誘電・圧
電材料の高分子組成物としての特徴を失うといった欠点
が発生し、従来の技術では未解決のままであった。
In general, the dielectric constant, piezoelectric constant, and the like of a composite in which fine ceramic powder is dispersed in a polymer matrix increase in proportion to the amount of ceramic mixed. Therefore, when trying to obtain a high dielectric constant or a piezoelectric constant, the ratio of polymer / ceramic becomes extremely small, and the disadvantage of losing the characteristics of a composite dielectric / piezoelectric material as a polymer composition occurs. Remained unresolved.

【0006】また、特開昭56−162403号公報に
は結晶軸方向に伸長したチタン酸バリウム粒子が提案さ
れ、このものには結晶軸方向に誘電特性の顕著な異方性
を発揮させることが期待されている。しかしながら、上
記公報においては、樹脂との複合化は実際には試みられ
ておらず、実際に如何なる効果が得られるかは知られて
いない。加えて、上記公報に開示されている技術思想
は、繊維が結晶軸方向に伸長していることにより特定方
向の誘電特性を向上させ得るとするものである。従っ
て、斯かる効果を享受するためには繊維が特定方向に配
向されている必要があり、たとえ該公報が予測するよう
な効果が現実に得られるとしても極めて限定的な用途に
しか使用できないものである。
Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-162403 proposes barium titanate particles elongated in the crystal axis direction, which can exhibit a remarkable anisotropy of dielectric properties in the crystal axis direction. Expected. However, the above publication does not actually attempt to form a composite with a resin, and does not know what effect is actually obtained. In addition, the technical idea disclosed in the above-mentioned publication is that the fibers are elongated in the crystal axis direction, so that the dielectric properties in a specific direction can be improved. Therefore, in order to enjoy such effects, the fibers need to be oriented in a specific direction, and even if the effects predicted by the publication are actually obtained, they can be used only for extremely limited applications. It is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、一般式MO・
n(Ti,X)O2(式中、Mは単独もしくは複数の二
価イオンの金属元素、Xは零もしくはジルコニウム、n
は実数である)で示される繊維長1〜1000μm、繊
維径0.01〜10μmのチタン酸金属塩繊維(但しチ
タン酸ジルコン酸鉛ウィスカーである場合を除く)と結
合剤とからなる誘電性もしくは圧電性を有する組成物に
係り、本発明によれば、加工性、機械強度の優れた誘電
性もしくは圧電性を有する樹脂組成物が得られることが
明らかになった。
According to the present invention, there is provided a compound represented by a general formula MO
n (Ti, X) O 2 (where M is a metal element of one or more divalent ions, X is zero or zirconium, n
Is a real number) having a fiber length of 1 to 1000 μm and a fiber diameter of 0.01 to 10 μm (excluding the case of lead zirconate titanate whiskers) and a dielectric or According to the present invention, it has been clarified that, according to the present invention, a dielectric or piezoelectric resin composition having excellent workability and mechanical strength can be obtained.

【0008】本発明は従来の強誘電セラミックスの微粉
末に替えて、一般式MO・n(Ti,X)O2(式中、
Mは単独もしくは複数の二価イオンの金属元素、Xは零
もしくはジルコニウム、nは整数)で示されるチタン酸
金属塩繊維を採用した事により、従来の問題点を解決す
ることができた。
According to the present invention, a general formula MO · n (Ti, X) O 2 (wherein
M is a metal element of a single or a plurality of divalent ions, X is zero or zirconium, and n is an integer.

【0009】本発明のチタン酸金属塩繊維は従来知られ
ていた強誘電体セラミックス微粉末であるチタン酸金属
塩を例えばウィスカー状等の繊維状としたもので、その
形状としては繊維長、繊維径とも使用目的により異なり
特定されないが、繊維長は通常1〜1000μm、好ま
しくは2〜50μm、繊維径は通常0.01〜10μ
m、好ましくは0.1〜2μmであり、繊維長/繊維径
の比が20〜100程度のものが好ましい。
The metal titanate fiber of the present invention is obtained by forming a metal titanate, which is a conventionally known fine powder of ferroelectric ceramics, into a fibrous shape such as a whisker shape. The diameter is also different depending on the purpose of use and is not specified, but the fiber length is usually 1 to 1000 μm, preferably 2 to 50 μm, and the fiber diameter is usually 0.01 to 10 μm.
m, preferably 0.1 to 2 μm, and a fiber length / fiber diameter ratio of about 20 to 100 is preferable.

【0010】特に長繊維状ウィスカーは補強効果として
は一段と優れるが、細密充填時の空隙率が大で且つ均質
な樹脂組成分が得がたいので、一般には微細で且つ高ア
スペクト比(繊維長/繊維径の比)のものが好ましい
が、現在入手できるものは0.1〜2μmの繊維径で繊
維長が1〜20μm程度のものが多く、これらのものは
本発明において充分適用できる。
In particular, long-fiber whiskers are more excellent as a reinforcing effect, but are generally fine and have a high aspect ratio (fiber length / fiber diameter) because the porosity at the time of close packing is large and it is difficult to obtain a homogeneous resin composition. Is preferred, but most of the currently available ones have a fiber diameter of 0.1 to 2 μm and a fiber length of about 1 to 20 μm, and these can be sufficiently applied in the present invention.

【0011】このようなチタン酸金属塩繊維を強誘電体
として採用することにより、従来の強誘電体微粉末に比
べ添加量が少なくても目的とする誘電・圧電特性が得ら
れる。また本発明の誘電性もしくは圧電性を有する樹脂
組成物は加工性が良い上、得られる成形品の機械的物性
が高く、この点は本発明で初めて達成できた全く新しい
特徴である。
By employing such a metal titanate fiber as a ferroelectric, the desired dielectric and piezoelectric characteristics can be obtained even if the amount of addition is smaller than that of a conventional ferroelectric fine powder. The dielectric or piezoelectric resin composition of the present invention has good processability and high mechanical properties of the obtained molded product, which is a completely new feature that can be achieved for the first time by the present invention.

【0012】即ち、本発明者等は、高誘電体を樹脂に配
合して誘電体材料と樹脂との複合化につき鋭意研究した
結果、結晶軸の伸長方向や繊維の配向方向とは関係な
く、繊維状の誘電体を配合することにより粉末状の誘電
体を配合する場合に比し誘電率を著しく向上させ得るこ
とを見い出した。つまり、本発明によれば、射出成形や
ブロー成形、プレス成形といった繊維の配向方向が一定
しない成形加工法によっても従来に比べてより高い誘電
率を有する樹脂組成物を得ることができるのである。
That is, the inventors of the present invention have conducted intensive studies on the compounding of a dielectric material and a resin by blending a high dielectric substance with a resin. As a result, regardless of the direction of crystal axis elongation and the direction of fiber orientation, It has been found that the incorporation of a fibrous dielectric can significantly improve the dielectric constant as compared with the case of incorporating a powdery dielectric. That is, according to the present invention, it is possible to obtain a resin composition having a higher dielectric constant than the conventional one by a molding method in which the orientation direction of the fiber is not constant, such as injection molding, blow molding, and press molding.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明における上記一般式で示さ
れるチタン酸金属塩繊維において、Mで示される金属元
素の具体例としてはBa、Ca、Sr、Mg、Zn、C
o、Ni、Be、Cd及びPbからなる群から選ばれる
1種もしくは2種以上の組合せを挙げることができる。
したがって本発明のチタン酸金属塩繊維の代表的化合物
としてはチタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チ
タン酸ストロンチウム、チタン酸鉛などの強誘電性のチ
タン酸金属塩系繊維が例示でき、圧電性繊維としてはチ
タン酸ジルコン酸鉛等が例示できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the metal titanate fiber represented by the above general formula in the present invention, specific examples of the metal element represented by M include Ba, Ca, Sr, Mg, Zn, C
One or a combination of two or more selected from the group consisting of o, Ni, Be, Cd and Pb can be mentioned.
Therefore, typical compounds of the metal titanate fiber of the present invention can be exemplified by ferroelectric metal titanate-based fibers such as magnesium titanate, barium titanate, strontium titanate, and lead titanate. Can be exemplified by lead zirconate titanate.

【0014】本発明においてはこれら例示した各種強誘
電性もしくは圧電性繊維にドーパントとしてもう1種の
二価イオンの金属元素を添加したものも使用できる。更
にはこれら強誘電性繊維もしくは圧電性繊維は単独で、
あるいは併用して使用することもできる。
In the present invention, the above-mentioned various ferroelectric or piezoelectric fibers obtained by adding another divalent metal element as a dopant can also be used. Furthermore, these ferroelectric fibers or piezoelectric fibers alone,
Alternatively, they can be used in combination.

【0015】本発明に採用した上記一般式で示されるチ
タン酸金属塩繊維の合成法につき、その代表例を記述す
る。
A typical example of the method for synthesizing the metal titanate fiber represented by the above general formula employed in the present invention will be described.

【0016】1)チタン酸バリウム繊維の合成例 特開昭55−113623号公報に示された合成法であ
り、粉末二酸化チタンと無水炭酸カリウムに水を加え、
よく混練したものを乾燥し、1000℃で24時間焼成
する。冷却後水中に投入し、撹拌により繊維状物質を解
繊する。これを濾過して乾燥し、チタン酸カリウム水和
物ウィスカーを得る。
1) Synthesis example of barium titanate fiber This is a synthesis method disclosed in JP-A-55-113623, wherein water is added to powdered titanium dioxide and anhydrous potassium carbonate.
The well-kneaded product is dried and fired at 1000 ° C. for 24 hours. After cooling, it is put into water, and the fibrous material is defibrated by stirring. This is filtered and dried to obtain potassium titanate hydrate whisker.

【0017】次いで、このようにして得られたチタン酸
カリウム水和物ウィスカーと水酸化バリウム及び水をオ
ートクレーブ中に仕込み、500℃にて20時間保っ
た。反応後急冷した試料を取り出し、濾過、水洗し、一
昼夜80℃で乾燥し、チタン酸バリウム繊維を得た。得
られたチタン酸バリウム繊維の繊維長と繊維径の比は少
なくとも10以上であった。
Next, the thus obtained potassium titanate hydrate whisker, barium hydroxide and water were charged into an autoclave and kept at 500 ° C. for 20 hours. After the reaction, the rapidly cooled sample was taken out, filtered, washed with water, and dried at 80 ° C. overnight to obtain barium titanate fiber. The ratio between the fiber length and the fiber diameter of the obtained barium titanate fiber was at least 10 or more.

【0018】2)チタン酸ジルコン酸鉛ウィスカーの合
成例 チタン酸ジルコン酸鉛は立方晶であるのでPbOとTi
2及びZrO2の反応では等軸状粒子しか合成できない
が、フラックス中でTiZrO4を合成すると針状粒子
が得られることを見い出した。この針状TiZrO4
PbOを乾式混合し、800〜900℃で約1時間焼成
するとチタン酸ジルコン酸鉛ウィスカーが得られた。S
EM写真により観察すると、繊維長と繊維径の比が少な
くとも10以上であった。
2) Synthesis example of lead zirconate titanate whisker Since lead zirconate titanate is a cubic crystal, PbO and Ti
It has been found that only equiaxed particles can be synthesized by the reaction of O 2 and ZrO 2 , but needle-like particles can be obtained by synthesizing TiZrO 4 in a flux. The needle-shaped TiZrO 4 and PbO were dry-mixed and fired at 800 to 900 ° C. for about 1 hour to obtain lead zirconate titanate whiskers. S
Observation with an EM photograph showed that the ratio between the fiber length and the fiber diameter was at least 10 or more.

【0019】本発明の第1態様において、一般式MO・
n(Ti,X)O2(式中、M、X及びnは前記に同
じ)で示されるチタン酸金属塩繊維を硬化性結合剤で結
合することにより、所望する誘電・圧電特性を有する硬
化性樹脂組成物を得る。このような硬化性結合剤は、当
該チタン酸金属塩繊維及び必要により加える他の成分を
結合して成型性を付与するもの及び/又は、支持体に決
着するものであって、触媒の存在、又は不存在下で、化
学反応を伴って高分子量化、或いは架橋して、不溶、不
融の結合剤となるものであり、一般に、熱、光、電子線
等各種外部エネルギーにより活性化されるが、室温以下
においても、雰囲気中の水分の存在、酸素の存在又は不
存在等の特殊雰囲気下で活性化されるものがある。
In the first embodiment of the present invention, the general formula MO.
By bonding a metal titanate fiber represented by n (Ti, X) O 2 (wherein M, X and n are the same as above) with a curable binder, a cured material having desired dielectric and piezoelectric properties can be obtained. To obtain a conductive resin composition. Such a curable binder binds the metal titanate fiber and other components to be added as required to provide moldability and / or determines the support, and includes the presence of a catalyst, Or, in the absence, it becomes a high molecular weight with a chemical reaction or crosslinks to become an insoluble, infusible binder, and is generally activated by various external energies such as heat, light, and electron beam. However, some are activated under a special atmosphere such as the presence of moisture in the atmosphere and the presence or absence of oxygen even at room temperature or lower.

【0020】尚、本発明の硬化性結合剤としては通常有
機質の硬化性樹脂が適しているが、加工性、結合力さえ
具備していれば無機質の硬化性結合剤でも良い。
As the curable binder of the present invention, an organic curable resin is usually suitable, but an inorganic curable binder may be used as long as it has workability and bonding strength.

【0021】従って、本発明の結合剤は一般に、熱、
光、電子線及び/又は触媒等により化学反応を起し巨大
分子化する架橋点を有し、これらの架橋点として反応活
性を示す反応基が存在する。これらの反応基の代表的な
ものとしては、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル
基、アミノ基、ニトリル基、エポキシ基、ビニル基等の
不飽和基、アセチル基及びこれらの誘導体、有機金属化
合物における置換有機基等であり、通常これらの反応基
の一種又は二種以上が共存する。
Accordingly, the binder of the present invention generally comprises heat,
It has a cross-linking point that causes a chemical reaction by light, an electron beam, and / or a catalyst to become a macromolecule, and a reactive group having a reactive activity exists as the cross-linking point. Representative examples of these reactive groups include a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, an amino group, a nitrile group, an unsaturated group such as an epoxy group and a vinyl group, an acetyl group and derivatives thereof, and substituted organic compounds in an organometallic compound. And usually one or more of these reactive groups coexist.

【0022】従って本発明の硬化性結合剤は、反応活性
点で反応硬化しうるものであれば特に限定されないが、
代表的なものを例示すると、1)アミノ樹脂、2)フェノー
ル樹脂、3)アルキド樹脂、4)エポキシ樹脂、5)ウレタン
樹脂、6)ポリアミド樹脂、7)ポリエステル樹脂、8)ビニ
ル樹脂、9)ポリイミド樹脂、10)ポリメルカプト樹脂、
11)シリコン樹脂、12)弗素樹脂、13)ホウ素樹脂、1
4)有機チタン樹脂、15)珪酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩
等の無機質硬化性物質等の一種又は二種以上の混合物及
びこれらの前駆物質であって、熱、光、電子線、触媒等
で硬化して不溶不融の結合剤となるものが挙げられる。
Accordingly, the curable binder of the present invention is not particularly limited as long as it can be cured by reaction at a reactive active site.
Typical examples are 1) amino resin, 2) phenolic resin, 3) alkyd resin, 4) epoxy resin, 5) urethane resin, 6) polyamide resin, 7) polyester resin, 8) vinyl resin, 9) Polyimide resin, 10) polymercapto resin,
11) silicone resin, 12) fluorine resin, 13) boron resin, 1
4) Organo-titanium resin, 15) One or more mixtures of inorganic curable substances such as silicates, phosphates, borates and the like, and precursors thereof, which are heat, light, electron beam, catalyst And the like, which hardens to form an insoluble and infusible binder.

【0023】尚、本発明の硬化性結合剤は一般に加工性
の便利さから、不溶不融化する前の前駆物質として与え
られることが多く、通常、固体粉末、液体、溶媒を含ん
だ溶液、分散媒を含んだ分散物又はエマルジョン、更に
特殊なものは気体として提供又は使用される。また、こ
れらの中には室温下、自然雰囲気下では不安定で直ちに
反応して硬化したり、二種以上混合することにより硬化
するもの、触媒の添加により硬化するもの等、単に熱又
は光等の外部エネルギーを与えなくとも反応するものが
あり、このように反応性が著しいものについては、反応
を抑制する環境例えば、不活性ガス雰囲気、冷暗所保
存、反応抑制剤の添加、触媒や二種以上からなる反応成
分の分割保存等が必要であるが、このような場合でも、
本発明のチタン酸金属塩繊維を結合して硬化させるもの
であれば良い。
The curable binder of the present invention is often provided as a precursor before insolubilizing or infusing, due to the convenience of processability, and is usually a solid powder, a liquid, a solution containing a solvent, or a dispersion. Dispersions or emulsions, including media, more particularly, are provided or used as gases. Some of these materials are unstable at room temperature and in a natural atmosphere and react immediately to cure, or to cure by mixing two or more kinds, to cure by adding a catalyst, etc. Some of them react without giving external energy, and for those with such remarkable reactivity, the environment that suppresses the reaction, for example, inert gas atmosphere, cold and dark place storage, addition of reaction inhibitor, catalyst and two or more It is necessary to separate and store the reaction components consisting of
Any material may be used as long as the metal titanate fiber of the present invention is bonded and cured.

【0024】更に本発明では、着色剤、分散剤、触媒、
助触媒、可塑剤、酸化防止剤、老化防止剤、反応抑制
剤、補強性充填剤、非補強用充填剤等、通常用いられる
各種添加剤を併用してもよく、また、本発明のチタン酸
金属塩繊維以外に補強性及び/又は非補強性の強誘電体
を併用しても良い。
Further, in the present invention, a colorant, a dispersant, a catalyst,
Co-catalysts, plasticizers, antioxidants, anti-aging agents, reaction inhibitors, reinforcing fillers, non-reinforcing fillers, and other commonly used additives may be used in combination. A reinforcing and / or non-reinforcing ferroelectric material may be used in addition to the metal salt fiber.

【0025】本発明はチタン酸金属塩繊維を硬化性結合
剤で結合することにより誘電性もしくは圧電性を有する
硬化性組成物を得るものであり、チタン酸金属塩繊維と
硬化性結合剤との配合比率は使用目的、チタン酸金属塩
繊維及び硬化性結合剤の種類により特定できないが、チ
タン酸金属塩繊維が少なすぎると、誘電率や圧電特性等
の特性発現が期待できず、逆に硬化性結合剤が少なすぎ
ると結合力が不足して成型体等の強度が不足する。従っ
て通常結合剤100重量部(以下重量部を部と略す)に
対し、チタン酸金属塩繊維10〜2000部、好ましく
は50〜1000部の範囲が実用的である。但し本発明
のチタン酸金属塩繊維は、種々の色相を呈し、補強性充
填剤として優れたものであるので、これらの補強性及び
/又は色相を活用し、実質的に電気特性を利用しない硬
化性組成物、更には誘電性もしくは圧電性を他の誘電材
料に頼ったものであっても、本発明の樹脂組成物に含ま
れる。
According to the present invention, a curable composition having dielectric or piezoelectric properties is obtained by bonding metal titanate fiber with a curable binder. The mixing ratio cannot be specified depending on the purpose of use and the type of the metal titanate fiber and the curable binder. If the amount of the binding agent is too small, the bonding strength is insufficient, and the strength of the molded body or the like is insufficient. Therefore, the range of 10 to 2000 parts, preferably 50 to 1000 parts, of the metal titanate fiber is practical with respect to 100 parts by weight of the binder (hereinafter, part by weight is abbreviated as part). However, since the metal titanate fiber of the present invention exhibits various colors and is an excellent reinforcing filler, it is possible to make use of these reinforcing properties and / or hues and to harden without substantially using electrical properties. Even if the composition relies on another dielectric material for its dielectric or piezoelectric properties, it is included in the resin composition of the present invention.

【0026】また、硬化性結合剤以外に硬化性結合剤と
相溶する又は相分離する熱可塑性樹脂を併用しても、硬
化性結合剤が組成物の必須の一成分をなしておれば、こ
れらの熱可塑性樹脂を併用しても良い。
Even if a thermoplastic resin compatible with or phase-separable with the curable binder is used in addition to the curable binder, if the curable binder forms an essential component of the composition, These thermoplastic resins may be used in combination.

【0027】本発明の誘電性もしくは圧電性を有する樹
脂組成物を製造する方法は、使用目的、硬化性結合剤の
種類により異なり、特定できないが、硬化性結合剤が、
安定且つ、作業しやすい条件、雰囲気下で、チタン酸金
属塩繊維と硬化性結合剤を通常用いられている混合機、
分散機により混合又は分散させたのち、硬化条件下で処
理することにより得られ、このような混合、分散時必要
により通常用いられる触媒、溶媒、分散媒、その他各種
添加剤を加えることができる。
The method for producing the dielectric or piezoelectric resin composition of the present invention depends on the purpose of use and the type of curable binder, and cannot be specified.
Under a stable and easy-to-operate condition and atmosphere, a mixing machine that normally uses a metal titanate fiber and a curable binder,
It is obtained by mixing or dispersing with a dispersing machine and then treating it under curing conditions, and a catalyst, a solvent, a dispersing medium and other various additives which are usually used at the time of such mixing and dispersing can be added as necessary.

【0028】尚、硬化性結合剤又はその前駆物質は一般
に不安定のものがあり、二種以上の硬化性結合剤を併用
したときのこれらの一部又は全部混合時、チタン酸金属
塩繊維や他の添加剤、触媒等の混合時、室温、自然雰囲
気下で硬化するものがあるので、このような場合は、使
用直前迄分離して保存し、使用直前に混合すべきであ
る。
The curable binder or its precursor is generally unstable, and when two or more curable binders are used in combination or partially or entirely, when the metal titanate fiber or When mixing other additives, catalysts, and the like, some of them are cured at room temperature and in a natural atmosphere. In such a case, they should be separated and stored until immediately before use, and mixed immediately before use.

【0029】本発明の硬化性組成物は硬化性結合剤が熱
硬化性であれば、加熱により、光硬化性なら、紫外線、
電子線により、また特殊雰囲気、例えば湿気硬化性、嫌
気硬化性であればそれぞれの雰囲気下で処理することで
所望する誘電性もしくは圧電性の硬化性組成物が得られ
るが、これらの硬化を減圧下又は加圧下で行なっても良
い。また、本発明の誘電性もしくは圧電性を有する硬化
性組成物は、その一種または二種以上の複合物として用
いられるばかりでなく、支持層表面に固着した複合物と
して用いることが出来、一般に塗装、コーティング、印
刷、その他通常用いられる成型法が全て適用できる。ま
た本発明の誘電性もしくは圧電性を有する樹脂組成物を
製造する際あるいは成型体に電場等を印加してエレクト
レット化することも重要である。
The curable composition of the present invention is prepared by heating the curable binder if the curable binder is thermosetting, or the ultraviolet ray if the curable binder is photocurable.
The desired dielectric or piezoelectric curable composition can be obtained by treatment with electron beams or in a special atmosphere, such as moisture curability or anaerobic curability, if desired. It may be performed under pressure or under pressure. In addition, the curable composition having dielectric or piezoelectric properties of the present invention can be used not only as one kind or two or more kinds of composites, but also as a composite fixed to the surface of the support layer, and is generally used for coating. , Coating, printing, and other commonly used molding methods can be applied. It is also important that the resin composition having dielectric or piezoelectric properties of the present invention is formed into an electret by applying an electric field or the like to the molded product.

【0030】本発明の誘電性もしくは圧電性を有する樹
脂組成物は、耐熱性、耐薬品性、成型物の表面平滑性、
強度、耐久性がすぐれたものであり、誘電体もしくは圧
電体としてセラミックスの代替はもちろん、従来公知の
高分子誘電・圧電材料の高性能化をはかることができ、
極めて産業利用性が高いものである。
The resin composition having dielectric or piezoelectric properties of the present invention has heat resistance, chemical resistance, surface smoothness of a molded product,
It has excellent strength and durability, and can replace ceramics as a dielectric or piezoelectric material, as well as improve the performance of conventionally known polymer dielectric and piezoelectric materials.
It has extremely high industrial applicability.

【0031】本発明の第2の態様はチタン酸金属塩繊維
及び被覆形成能を有する結合剤(以下「基質」という)
からなる誘電性もしくは圧電性を有する被覆組成物であ
る。
The second embodiment of the present invention relates to a metal titanate fiber and a binder capable of forming a coating (hereinafter referred to as "substrate").
And a coating composition having dielectric or piezoelectric properties.

【0032】本発明に係るこれら基質は、被覆組成物の
使用目的により異なるが軟質性被覆層を形成する軟質基
質と硬膜性被覆層を形成する硬質基質がある。本発明の
軟質基質とは、1)ワセリン、ラノリン、ペトロラタ
ム、歴青質化合物等非晶質又は低融点の炭化水素化合物
又はそれらの誘導体、2)脂肪酸及び脂肪酸のグリセリ
ンエステル等の油脂類、3)エチレンオキシド、プロピ
レンオキシド等アルキレンオキシドのホモポリマー又は
コポリマーからなるポリアルキレンオキシド、4)脂肪
酸及び脂肪酸のグリセリンオキシドとアルキレンオキシ
ドを付加させたアルキルポリアルキレンオキシド又はこ
れらの誘導体、5)液状ポリエチレン、液状ポリプレ
ン、液状アクリル樹脂、トリブチルフォスフェート等、
室温で液状又は可塑性を示す化合物等が例示され、これ
らの一種又は二種以上の混合物として用いる。
These substrates according to the present invention are different depending on the purpose of use of the coating composition, but there are a soft substrate forming a soft coating layer and a hard substrate forming a hardening coating layer. The soft substrate of the present invention includes 1) amorphous or low-melting-point hydrocarbon compounds such as petrolatum, lanolin, petrolatum, and bituminous compounds or derivatives thereof, 2) fatty acids such as fatty acids and glycerin esters of fatty acids, and 3 4) Polyalkylene oxides comprising homopolymers or copolymers of alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide; 4) Fatty acids and alkylpolyalkylene oxides to which fatty acid glycerine oxide and alkylene oxide are added; or derivatives thereof; 5) Liquid polyethylene, liquid polypropylene , Liquid acrylic resin, tributyl phosphate, etc.
Compounds that are liquid or plastic at room temperature are exemplified, and these are used as one kind or as a mixture of two or more kinds.

【0033】本発明の硬質基質とは、使用雰囲気条件で
皮膜形成能を有するものであり、一般に塗料、インキ、
接着剤、封止剤、成形材料等に用いられている結合剤を
そのまま用いることができる。本発明の硬質基質を例示
すると高級脂肪酸及びその誘導体、ポリオレフィン樹
脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ビニリ
デン樹脂、ポリエーテル樹脂、ビニルフォルマール樹
脂、ビニルアセタール樹脂、セルローズ系樹脂、エポキ
シ樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリア
セタール樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリフェニレンサ
ルファイド樹脂、液晶ポリマー、ポリイミダゾール、ポ
リオキサゾリン樹脂、フッ素樹脂及びシリコン樹脂等か
らなる群から選ばれた少なくとも1種の硬質結合剤が例
示される。
The hard substrate of the present invention has a film-forming ability under the conditions of use atmosphere, and is generally used for paints, inks,
A binder used for an adhesive, a sealant, a molding material, or the like can be used as it is. Examples of the hard substrate of the present invention include higher fatty acids and derivatives thereof, polyolefin resins, alkyd resins, acrylic resins, vinyl resins, vinylidene resins, polyether resins, vinyl formal resins, vinyl acetal resins, cellulose resins, epoxy resins, and urethanes. Resin, polyamide resin, polyimide resin, polyamide imide resin, polyester resin, polyacetal resin, polysulfone resin, polyphenylene sulfide resin, liquid crystal polymer, polyimidazole, polyoxazoline resin, at least one selected from the group consisting of a fluororesin and a silicone resin. Types of hard binders are exemplified.

【0034】尚、本発明にあっては、これら基質に対し
通常用いられる触媒、硬化剤、硬化助剤、改質剤等各種
添加剤を併用しても良い。又、使用目的によっては軟質
基質、ゴムエストラマー、硬質基質を共用しても良い。
In the present invention, various additives such as a catalyst, a curing agent, a curing assistant and a modifier which are usually used for these substrates may be used in combination. Further, depending on the purpose of use, a soft substrate, a rubber elastomer, and a hard substrate may be shared.

【0035】本発明のチタン酸金属塩繊維と基質の配合
割合は前述の硬化性組成物と同様であり、具体的には基
質100部に対し、チタン酸金属塩繊維10〜2000
部、好ましくは50〜1000部の範囲が実用的であ
る。チタン酸金属塩繊維が少なすぎると、誘電性や圧電
性等の特性発現が期待できず、逆に基質が少なすぎると
結合力が不足して成型体等の被覆性能が低下し、亀裂が
生じたり、強度が充分でないなど、好ましくない。
The mixing ratio of the metal titanate fiber of the present invention and the substrate is the same as that of the curable composition described above.
Parts, preferably in the range of 50 to 1000 parts, are practical. If the amount of the metal titanate fiber is too small, it is not possible to expect characteristics such as dielectric properties or piezoelectricity.On the other hand, if the amount of the substrate is too small, the bonding strength becomes insufficient and the coating performance of the molded body is reduced, and cracks occur. And unsatisfactory strength.

【0036】基質としてはそれ自体の誘電率が高い方が
好ましく、例えばポリフッ化ビニリデン、シアノエチル
化ポリオール、ポリビニルフォスファベンゼン、フッ化
ビニリデン・トリフルオロエチレン共重合体、シアン化
ビニリデン・酢酸ビニル共重合体などが好ましい例とし
て挙げることができる。
It is preferable that the substrate itself has a high dielectric constant. For example, polyvinylidene fluoride, cyanoethylated polyol, polyvinylphosphabenzene, vinylidene fluoride / trifluoroethylene copolymer, vinylidene cyanide / vinyl acetate copolymer Preferred examples include coalescence.

【0037】本発明のチタン酸金属塩繊維を基質中に含
有させる方法としては、通常用いられる分散機、混合
機、混練機等任意のものが使用でき、室温雰囲気以外、
加熱雰囲気、冷却雰囲気、減圧雰囲気、特定ガス置換雰
囲気等の任意の雰囲気下で行なうことができる。尚、本
発明では基質は、溶媒又は分散溶媒と共用し、溶液とし
て又はエマルジョン、コロイドその他分散液として用い
ることができ、更に基質中に本発明のチタン酸金属塩繊
維を含有させる過程及び/又は含有後において被覆組成
物を使用する前後において、被覆組成物の作成及び/又
は使用時の作業性を改善するための溶液、溶媒、分散助
剤、シランカップリング剤、粘度調整剤、防腐・防バイ
剤、着色剤、可塑剤、沈澱防止剤、難燃助剤等通常用い
られる添加剤を併用することができる。
As a method for incorporating the metal titanate fiber of the present invention into a substrate, any commonly used disperser, mixer, kneader and the like can be used.
The heating can be performed in any atmosphere such as a heating atmosphere, a cooling atmosphere, a reduced pressure atmosphere, and a specific gas replacement atmosphere. In the present invention, the substrate is used in common with a solvent or a dispersion solvent, and can be used as a solution or as an emulsion, a colloid or other dispersion liquid. Further, a process of including the metal titanate fiber of the present invention in the substrate and / or A solution, a solvent, a dispersing agent, a silane coupling agent, a viscosity modifier, a preservative / preventive agent for improving workability in preparing and / or using the coating composition before and after using the coating composition after the inclusion. Conventional additives such as a binder, a colorant, a plasticizer, a precipitation inhibitor, and a flame retardant aid can be used in combination.

【0038】更に本発明の組成物の性能を発現させるた
め被覆組成物の作成及び/又は使用前に電場等を与え、
エレクトレット化することもできる。
Further, in order to express the performance of the composition of the present invention, an electric field or the like is applied before the preparation and / or use of the coating composition,
It can be electretized.

【0039】本発明はチタン酸金属塩繊維が含まれるこ
とを特徴とする誘電性もしくは圧電性を有する被覆組成
物であり、チタン酸金属塩繊維は、一般に単結晶繊維で
あるので誘電性もしくは圧電性に優れた異方性を与える
とともに補強効果をも発揮するので、極めて産業利用性
の高いものである。
The present invention is a dielectric or piezoelectric coating composition characterized by containing metal titanate fiber. Since the metal titanate fiber is generally a single crystal fiber, it has a dielectric or piezoelectric property. Since it gives excellent anisotropy and also has a reinforcing effect, it has extremely high industrial applicability.

【0040】本発明の第3の態様において、チタン酸金
属塩繊維を結合剤により結合して所望の形態の誘電性も
しくは圧電性を有する複合シートが得られる。
In the third aspect of the present invention, a composite sheet having a desired form of dielectric or piezoelectric properties is obtained by bonding metal titanate fiber with a binder.

【0041】本発明の誘電性もしくは圧電性を有する複
合シートとは、コンデンサー、電線被覆等の電気、電子
部品、更には誘電率の温度変化、圧電効果、残留分極等
を利用した電気電子素子などに適用できるものであり、
誘電性もしくは圧電性を有する部分のみからなるシート
及びフィルム、誘電性もしくは圧電性を有する層と単な
る一般の絶縁層が各一層及び/又は二層以上からなる複
層構造のシート及びフィルム、誘電性もしくは圧電性の
異なった誘電・圧電層と一般の絶縁層が各一層及び/又
は二層以上からなる複層構造のシート及びフィルム、こ
れら誘電・圧電層及び/又は一般の絶縁層が所望する図
案により一部欠落したシート及びフィルムであり、これ
らシート及びフィルム中の誘電・圧電層の少なくとも一
層がチタン酸金属塩繊維を含有する複合シートで構成さ
れたものである。
The dielectric or piezoelectric composite sheet of the present invention includes electric and electronic parts such as capacitors and electric wire coverings, and furthermore, electric and electronic elements utilizing temperature change of dielectric constant, piezoelectric effect, remanent polarization and the like. Is applicable to
Sheets and films consisting of only dielectric or piezoelectric portions, sheets and films having a multilayer structure consisting of one or two or more layers each having a dielectric or piezoelectric layer and a mere general insulating layer, Or, a sheet and a film having a multi-layered structure in which a dielectric / piezoelectric layer having different piezoelectric properties and a general insulating layer are each composed of one layer and / or two or more layers, and a design desired by these dielectric / piezoelectric layers and / or general insulating layer And at least one of the dielectric / piezoelectric layers in these sheets and films is composed of a composite sheet containing metal titanate fiber.

【0042】本発明において結合剤とは、チタン酸金属
塩繊維及び必要により加える他の成分を結合したシート
成型性を付与するもの及び/又は、支持体に結着するも
のであって、原理的には制限がなく、水溶性高分子、あ
るいは疎水性高分子で熱可塑性、熱硬化性のものを自由
に使用でき、利用目的によって選択されるべきものであ
る。尚、本発明の結合剤は通常有機質の結合剤が適して
いるが、シート形成能、結合力さえ具備していれば、無
機質結合剤であっても良い。本発明の結合剤の具体例を
示すと、1)ワセリン、ラノリン、ペトロタノム、歴青質
化合物等非晶質又は低融点の炭化水素化合物又はそれら
の誘導体、2)脂肪酸及び脂肪酸と多価アルコールの縮合
物、更にはこれらの重合体及び誘導体、3)エチレンオキ
シド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドの単
一重合体又は共重合体、4)ロジン、マレイン化ロジン、
エステルガム等の天然樹脂及びその誘導体、5)オレフィ
ン系樹脂、6)天然又は合成ゴム、7)アルキド樹脂、8)ア
クリル樹脂、9)ビニル樹脂、10)ビニリデン樹脂、11)
ビニルエーテル樹脂、12)ポリエーテル樹脂、13)ビニ
ルアセタール樹脂、14)セルローズ系樹脂、15)エポキ
シ樹脂、16)ウレタン樹脂、17)ポリアミド樹脂、18)
ポリアセタール樹脂、19)ポリエステル樹脂、20)ポリ
サルフォン系樹脂、21)ポリスルフィド系樹脂、22)ポ
リイミダゾール樹脂、23)ポリオキサゾリン、ポリオキ
サゾラン系樹脂、24)シリコン樹脂、25)ポリメルカプ
ト樹脂、26)有機珪素化合物、有機チタン化合物、有機
リン化合物、有機ホウ素化合物等の含金属有機化合物、
27)珪酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩等の無機質結合剤等の
天然又は合成の化合物であって、これらの一種又は二種
以上の混合物である。これらは既に高分子量化されたも
のばかりでなく、加工する時高分子量化する原料の一種
又は二種以上の混合物を光、熱又は触媒等の存在下で高
分子量化して結合力を発現するものであれば任意に選択
でき、また上述例示の結合剤のみに限定されるものでは
ない。
In the present invention, the binder is one that imparts sheet moldability by binding metal titanate fiber and other components to be added if necessary and / or binds to a support, There is no limitation, and a thermoplastic or thermosetting water-soluble polymer or hydrophobic polymer can be used freely, and should be selected according to the purpose of use. In general, an organic binder is suitable for the binder of the present invention, but an inorganic binder may be used as long as it has a sheet forming ability and a binding force. Illustrative examples of the binder of the present invention include 1) petrolatum, lanolin, petrotanom, amorphous or low melting point hydrocarbon compounds such as bituminous compounds or derivatives thereof, 2) fatty acids and fatty acids and polyhydric alcohols. Condensates, furthermore, polymers and derivatives thereof, 3) ethylene oxide, homopolymers or copolymers of alkylene oxides such as propylene oxide, 4) rosin, maleated rosin,
Natural resins such as ester gums and derivatives thereof, 5) olefin resins, 6) natural or synthetic rubbers, 7) alkyd resins, 8) acrylic resins, 9) vinyl resins, 10) vinylidene resins, 11)
Vinyl ether resin, 12) polyether resin, 13) vinyl acetal resin, 14) cellulose resin, 15) epoxy resin, 16) urethane resin, 17) polyamide resin, 18)
Polyacetal resin, 19) Polyester resin, 20) Polysulfone resin, 21) Polysulfide resin, 22) Polyimidazole resin, 23) Polyoxazoline, Polyoxazolan resin, 24) Silicon resin, 25) Polymercapto resin, 26) Organosilicon Compounds, organic titanium compounds, organic phosphorus compounds, metal-containing organic compounds such as organic boron compounds,
27) Natural or synthetic compounds such as inorganic binders such as silicates, phosphates and borates, and one or a mixture of two or more of these. These are not only those which have already been made high molecular weight, but also those which express one or a mixture of two or more kinds of raw materials to be made high molecular weight during processing to exhibit a binding force by being made high molecular weight in the presence of light, heat or a catalyst. Can be arbitrarily selected, and the present invention is not limited to only the binders exemplified above.

【0043】本発明はチタン酸金属塩繊維と結合剤を用
いシート又はフィルム状に成型して誘電性もしくは圧電
性を有する複合シートを得るものであり、チタン酸金属
塩繊維と結合剤の配合比率は、使用目的、チタン酸金属
塩繊維及び結合剤の種類により特定できないが、チタン
酸金属塩繊維が少なすぎると誘電・圧電特性が期待でき
ず、逆に結合剤が少なすぎると、結合力が不足して、シ
ート又はフィルムの強度が望めない。従って、通常結合
剤100部に対しチタン酸金属塩繊維50〜2000
部、好ましくは100〜1000部の範囲が実用的であ
る。
According to the present invention, a composite sheet having dielectric or piezoelectric properties is obtained by molding into a sheet or a film using a metal titanate fiber and a binder. Can not be specified by the purpose of use, the type of metal titanate fiber and the binder, but if the metal titanate fiber is too small, the dielectric and piezoelectric properties cannot be expected. Insufficient strength of the sheet or film can be expected. Therefore, usually 50 parts to 2000 parts of metal titanate fiber per 100 parts of the binder.
Parts, preferably in the range of 100 to 1000 parts, are practical.

【0044】チタン酸金属塩繊維を結合剤中に含有させ
る方法としては、チタン酸金属塩繊維と結合剤成分(結
合剤又は結合剤の原料)又は結合剤成分の分散液、乳化
液、溶液、粉末、ペースト等及び必要により、希釈剤、
触媒、着色剤、シランカップリング剤、分散剤、可塑
剤、老化防止剤、充填剤等通常用いられる各種添加剤か
らなる配合物を混合機、分散機等により混合又は分散さ
せた混合物、分散物を得る。
As a method for incorporating the metal titanate fiber in the binder, a dispersion, an emulsion, a solution, or a mixture of the metal titanate fiber and the binder component (the binder or the raw material of the binder) or the binder component may be used. Powder, paste, etc. and, if necessary, diluent,
Mixtures and dispersions obtained by mixing or dispersing a compound composed of various commonly used additives such as a catalyst, a colorant, a silane coupling agent, a dispersant, a plasticizer, an antioxidant, and a filler by a mixer, a disperser, or the like. Get.

【0045】このような混合物又は分散物を用い通常の
方法でシート化するのであるが、その方法として、例え
ば上述の混合物又は分散物を離型性を有する表面に塗布
又は延展してシートを成型する方法、紙、有機又は無機
質繊維からなる布帛、樹脂フィルム等のシート状の支持
層の表面に塗布又は延展してシート成型する方法、カレ
ンダー法及び押し出し成型法等及びこれらの複合構造等
種々の方法が用いられ、加工技術さえ整えば、ブロー成
型等も用いることができる。又、本発明の複合シートの
性能を引き出すため、シート作成時もしくはシート作成
後、電場等を与え、エレクトレット化することもでき
る。
The mixture or dispersion is used to form a sheet by an ordinary method. For example, the mixture or dispersion is coated or spread on a surface having releasability to form a sheet. , Paper, cloth made of organic or inorganic fibers, coating or spreading on the surface of a sheet-like support layer such as a resin film, sheet molding, calendering, extrusion molding, etc. As long as the method is used and the processing technique is prepared, blow molding or the like can be used. Further, in order to bring out the performance of the composite sheet of the present invention, an electric field or the like may be applied to the sheet at the time of sheet preparation or after the sheet preparation to form an electret.

【0046】尚、このような混合物又は分散物が射出成
形能を有する場合には、通常の方法で射出成形すること
により、シート状に限らず、各種の形状に成形すること
ができる。
When such a mixture or dispersion has an injection molding ability, it can be formed into various shapes, not limited to a sheet, by injection molding by a usual method.

【0047】本発明の複合シートにあってはチタン酸金
属塩繊維及び結合剤以外に通常用いられるシート改質剤
が含まれていても良い。尚、本発明のチタン酸金属塩繊
維のみで誘電性もしくは圧電性を付与できるが、通常用
いられている粉末状の誘電性セラミックス粉、圧電性セ
ラミックス粉、無機系誘電・圧電性化合物粉末を併用す
ることを何ら排除するものでない。
The composite sheet of the present invention may contain a commonly used sheet modifier other than the metal titanate fiber and the binder. The dielectric or piezoelectric properties can be imparted only by the metal titanate fiber of the present invention, but commonly used powdery dielectric ceramic powder, piezoelectric ceramic powder, and inorganic dielectric / piezoelectric compound powder are used in combination. It does not preclude doing anything.

【0048】本発明の誘電性もしくは圧電性を有する複
合シートは、チタン酸金属塩繊維が補強性に優れ、且つ
必要により配向させることができ、異方性の調整が可能
であり、また通常の使用環境下で酸化等の物理的、化学
的変化を発生しにくく、耐熱性も優れているので、安定
な誘電性もしくは圧電性を有する複合シートが得られ、
極めて産業利用性の高いものである。
In the composite sheet having dielectric or piezoelectric properties of the present invention, the metal titanate fiber has excellent reinforcing properties, can be oriented as required, can be adjusted for anisotropy, and can be used in a usual manner. Under the use environment, physical and chemical changes such as oxidation hardly occur and heat resistance is excellent, so a composite sheet with stable dielectric or piezoelectric properties can be obtained.
It has extremely high industrial utility.

【0049】又、結合剤として弾性体を、チタン酸金属
塩繊維としてチタン酸ジルコン酸鉛ウィスカーからなる
複合シートは、その圧電性は特に優れたものであった。
The composite sheet comprising an elastic material as a binder and lead zirconate titanate whiskers as metal titanate fibers had particularly excellent piezoelectricity.

【0050】本発明全体を通じて、焦電性については言
及していないが、焦電性の良好なチタン酸金属塩ウィス
カー、例えばチタン酸鉛ウィスカーを使用した場合は焦
電性を有する組成物が期待できる。
Although pyroelectricity is not mentioned throughout the present invention, a composition having pyroelectricity is expected when a metal titanate whisker having good pyroelectricity, for example, a lead titanate whisker is used. it can.

【0051】[0051]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明の特徴を更に詳し
く説明する。
Next, the features of the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0052】実施例1 ポリプロピレン樹脂(住友ノーブレンH501、住友化
学工業株式会社製)とチタン酸バリウムウィスカー(大
塚化学株式会社製、平均繊維長14.2μm、繊維径
0.3〜0.5μm)をそれぞれ65/35、60/4
0、40/60、30/70の割合になるよう秤量し、
110℃で充分乾燥した後、ラボプラストミル(東洋精
機株式会社製)を用いてポリプロピレン樹脂の溶融を5
分間、混練を5分間、それぞれ175℃の温度で行な
い、得られたコンパウンドを圧縮成型機((株)神藤金
属工業所製)に装填し190℃、ゲージ圧50kgf/cm2
で加熱プレスして平板のサンプルを作成し、それぞれの
誘電率を測定した。
Example 1 A polypropylene resin (Sumitomo Noblen H501, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and barium titanate whisker (Otsuka Chemical Co., Ltd., average fiber length: 14.2 μm, fiber diameter: 0.3 to 0.5 μm) 65/35, 60/4 respectively
Weigh so that the ratio of 0, 40/60, 30/70,
After sufficiently drying at 110 ° C., the polypropylene resin was melted for 5 minutes using Labo Plastmill (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.).
And kneading for 5 minutes at a temperature of 175 ° C., respectively, and the obtained compound was charged into a compression molding machine (manufactured by Shinto Metal Industry Co., Ltd.), and 190 ° C., a gauge pressure of 50 kgf / cm 2.
The sample was heated and pressed to prepare a flat plate sample, and the dielectric constant of each sample was measured.

【0053】誘電率(ε)の測定はJIS K 691
1に準拠したLCRメーターを用い、測定周波数1KH
z、試料間電圧1Vの条件で行った。後に述べる比較例
との差は歴然で、約2倍以上の誘電率の差が見られた
(図1)。
The dielectric constant (ε) is measured according to JIS K 691
Measurement frequency 1KH using LCR meter conforming to 1.
z, and the voltage between samples was 1 V. The difference from the comparative example described later was obvious, and a difference in the dielectric constant of about twice or more was observed (FIG. 1).

【0054】比較例1 実施例1のチタン酸バリウムウィスカーの代りに市販さ
れている粉末状チタン酸バリウム(富士チタン株式会社
製、BT303)を使用したほかは全て実施例1と同様
に作業して同様の平板のサンプルを作成し、それぞれの
誘電率を測定した。
Comparative Example 1 A barium titanate whisker of Example 1 was replaced with a commercially available barium titanate powder (BT303, manufactured by Fuji Titanium Co., Ltd.). A sample of a similar flat plate was prepared, and each dielectric constant was measured.

【0055】図1から本発明の組成物が優れた誘電特性
を有することが明瞭に看取される。
FIG. 1 clearly shows that the composition of the present invention has excellent dielectric properties.

【0056】実施例2 ポリアセタール樹脂(ポリプラスチックス(株)製、ジ
ュラコン)とNBR(日本合成ゴム(株)製、JSRP
N30A、CN含量35%)を重量比で60/40に調
整するように加熱ロールを用いて190℃の温度で少量
づつ混ぜ合せながら、応力を加えながら混練を行ない、
よく混合したところで、チタン酸ジルコン酸鉛ウィスカ
ー(大塚化学(株)製、平均繊維長12μm、繊維径
0.5〜0.6μm)を上記ポリマーアロイに対し重量
比でポリマーアロイ/ウィスカー=35/65となるよ
うにわずかづつ添加しながら均一に混合し、次いで、こ
れを加熱プレスを用いて厚さ50μmのフィルムに成形
した。このフィルムに圧電性を付与するために成形品を
約60℃に加熱しながら、そのままの状態で成形物の表
裏より電界強度200KV/cmの直流電界を一時間印加
し、急冷することによって熱エレクトレット化して得ら
れた圧電材料の圧電定数(d31)は130.5×10-8
(CGS esu)であった。参考としてチタン酸ジル
コン酸鉛ウィスカーの代りに一般の圧電セラミックス粉
末として知られるチタン酸ジルコン酸鉛(半井化学薬品
(株)製 試薬1級)を使用し、同様に加熱プレスで厚
さ50μmのフィルムを成形し、エレクトレット化した
後その圧電定数(d31)は50.2×10-8(CGS
esu)であり、本発明の組成物が優れた圧電特性を有
することが明瞭に看取される。尚、エレクトレット化時
及び圧電定数測定時の電極としてフィルムの両面に真空
蒸着した銀蒸着膜を用いた。
Example 2 Polyacetal resin (Duracon, manufactured by Polyplastics Co., Ltd.) and NBR (JSRP, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)
(N30A, CN content 35%) is kneaded while applying stress while mixing little by little at a temperature of 190 ° C using a heating roll so as to adjust the weight ratio to 60/40.
When mixed well, lead zirconate titanate whiskers (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd., average fiber length: 12 μm, fiber diameter: 0.5 to 0.6 μm) were polymer alloy / whisker = 35 / weight ratio with respect to the above polymer alloy. The mixture was uniformly mixed while being added little by little to 65, and then formed into a 50 μm thick film using a hot press. While heating the molded article to about 60 ° C. to impart piezoelectricity to the film, a DC electric field having an electric field strength of 200 KV / cm is applied from the front and back of the molded article for 1 hour as it is, and the film is rapidly cooled. The piezoelectric constant (d 31 ) of the resulting piezoelectric material is 130.5 × 10 −8
(CGS esu). For reference, instead of lead zirconate titanate whiskers, lead zirconate titanate (reagent class 1 manufactured by Hanoi Chemicals Co., Ltd.) known as a general piezoelectric ceramic powder was used, and a film having a thickness of 50 μm was similarly heated and pressed. Is formed into an electret, and its piezoelectric constant (d 31 ) is 50.2 × 10 −8 (CGS
esu), which clearly shows that the composition of the present invention has excellent piezoelectric properties. In addition, a silver vapor-deposited film vacuum-deposited on both surfaces of the film was used as an electrode at the time of electretization and measurement of a piezoelectric constant.

【0057】実施例3 過酸化水素を触媒としてブタジエンを重合して、平均分
子量2800、OH基0.85ミリ当量/g、1,2結
合21%、1,4結合79%の液状ポリブタジエンポリ
オールを得た、このポリブタジエンポリオール100
部、乾燥したチタン酸バリウムウィスカー600部、ジ
ブチル錫ジラウレート0.1部を塗料用三本ロールで混
合した。この混合物100部に対し、トリレンジイソシ
アネート1.2部を加えて、120℃において1時間、
プレス内硬化を行った。このようにして得られた硬化物
の電気特性はJIS K 6911に準拠して測定した
ところ、誘電率は24(1KHz、20℃)、22(1
KHz、120℃)、誘電正接(tanδ)は0.01
3及び0.003であった。参考としてチタン酸バリウ
ムウィスカーの代りに市販のチタン酸バリウム粉末(富
士チタン(株)製、BT303)を同量添加する以外は
すべて実施例3と同様にして硬化物を得て、その電気特
性は、誘電率が12(1KHz、20℃)、10(1K
Hz、120℃)であり、誘電正接(tanδ)は0.
02及び0.005であった。
Example 3 Butadiene was polymerized by using hydrogen peroxide as a catalyst to obtain a liquid polybutadiene polyol having an average molecular weight of 2,800, an OH group of 0.85 meq / g, 1,2 bonds 21%, and 1,4 bonds 79%. The obtained polybutadiene polyol 100
Parts, dried barium titanate whiskers (600 parts) and dibutyltin dilaurate (0.1 part) were mixed with a three-roll paint roll. To 100 parts of this mixture, 1.2 parts of tolylene diisocyanate was added, and at 120 ° C. for 1 hour,
In-press curing was performed. The electrical properties of the cured product thus obtained were measured according to JIS K 6911, and the dielectric constant was 24 (1 KHz, 20 ° C.) and 22 (1
KHz, 120 ° C.), dielectric loss tangent (tan δ) is 0.01
3 and 0.003. As a reference, a cured product was obtained in the same manner as in Example 3 except that the same amount of a commercially available barium titanate powder (BT303, manufactured by Fuji Titanium Co., Ltd.) was added instead of the barium titanate whisker. , Permittivity is 12 (1 KHz, 20 ° C.), 10 (1 KHz
Hz, 120 ° C.), and the dielectric loss tangent (tan δ) is 0.
02 and 0.005.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明の誘電性もしくは圧電性を有する
組成物は、チタン酸金属塩繊維は補強性に優れ、且つ必
要に応じて配向させることにより異方性の高い誘電・圧
電特性を発揮するので、従来の高分子誘電・圧電材料や
高分子複合誘電・圧電材料に代って利用される、極めて
産業利用性の高いものである。
According to the composition having dielectric or piezoelectric properties of the present invention, the metal titanate fiber has excellent reinforcing properties and exhibits highly anisotropic dielectric / piezoelectric properties by being oriented as required. Therefore, it can be used in place of a conventional polymer dielectric / piezoelectric material or polymer composite dielectric / piezoelectric material, and has extremely high industrial applicability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、実施例1と比較例1でそれぞれ得られ
た成形品(平板)のチタン酸バリウムウィスカー及びチ
タン酸バリウム粉末の添加量と誘電率との関係を示した
ものである。
FIG. 1 shows the relationship between the added amount of barium titanate whisker and barium titanate powder and the dielectric constant of the molded articles (plates) obtained in Example 1 and Comparative Example 1, respectively. .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安喜 稔 徳島県徳島市川内町加賀須野463番地 大塚化学株式会社徳島研究所内 (72)発明者 竹中 稔 大阪府大阪市中央区大手通3丁目2番27 号 大塚化学株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−162403(JP,A) 特開 昭57−188462(JP,A) 特開 昭62−274502(JP,A) 特開 昭60−218703(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C01G 23/00 H01B 3/00 H01G 4/20────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Minoru Aki 463 Kagasuno, Kawauchi-machi, Tokushima City, Tokushima Prefecture Inside the Tokushima Research Laboratory, Otsuka Chemical Co., Ltd. No. 27 Otsuka Chemical Co., Ltd. (56) References JP-A-56-162403 (JP, A) JP-A-57-188462 (JP, A) JP-A-62-274502 (JP, A) JP-A-60 −218703 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C01G 23/00 H01B 3/00 H01G 4/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一般式MO・n(Ti,X)O2(式
中、Mは単独もしくは複数の二価イオンの金属元素、X
は零もしくはジルコニウム、nは実数である)で示され
る繊維長1〜1000μm、繊維径0.01〜10μm
のチタン酸金属塩繊維(但しチタン酸ジルコン酸鉛ウィ
スカーである場合を除く)と結合剤とからなる誘電性も
しくは圧電性を有する組成物を、繊維の配向方向が一定
しない成形加工法により成形した成形体
1. The general formula MO · n (Ti, X) O 2 (wherein M is a metal element of a single or a plurality of divalent ions, X
Is a zero or zirconium, and n is a real number) 1 to 1000 μm in fiber length and 0.01 to 10 μm in fiber diameter
A dielectric or piezoelectric composition consisting of a metal titanate fiber (except for lead zirconate titanate whiskers) and a binder , the orientation direction of the fiber being constant
A molded article formed by a molding method that does not .
【請求項2】 チタン酸金属塩繊維が繊維長2〜50μ
m、繊維径0.1〜2μmのチタン酸金属塩繊維である
請求項1記載の成形体
2. The metal titanate fiber has a fiber length of 2 to 50 μm.
m, a metal titanate fiber having a fiber diameter of 0.1 to 2 μm.
The molded article according to claim 1 .
【請求項3】 結合剤100重量部に対し、チタン酸金
属塩繊維を50〜1000重量部配合する請求項1又は
請求項2記載の成形体
3. A gold titanate based on 100 parts by weight of a binder.
The salt fiber according to claim 1 or 50 to 1000 parts by weight.
The molded article according to claim 2 .
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