JP3075797B2 - High dielectric resin composition - Google Patents
High dielectric resin compositionInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は高誘電性樹脂組成物に関
する。The present invention relates to a high dielectric resin composition.
【0002】[0002]
【従来の技術】ファインセラミックス製品は、新素材の
1つとして金属材料や高分子材料にはない独特の優れた
特性又は機能を持ち、あらゆる産業分野で利用され注目
されている。中でも電気・電子関連産業分野において高
誘電性磁器は大きく成長してきているが、その誘電性材
料は一般にチタン酸バリウムに代表されるチタン酸アル
カリ土類金属塩からなる種々の材料である。このチタン
酸アルカリ土類金属塩は通常、加熱により酸化チタンに
なる化合物と加熱によりアルカリ土類金属酸化物になる
化合物とから合成されるものであり、一般式MO・nT
iO2 (式中、Mはアルカリ土類金属、nは1〜12の
実数)で示されるM/Tiの元素比が1以上の異性体が
知られている。これらを成形して誘電性磁器とする場合
には諸種の方法が採用される。すなわち、比較的肉厚の
もの、大型のもの、円筒、その他異形の磁器を成形する
には乾式プレス等によって加圧成形し、また、薄板等に
ついては押出成形またはロール圧延成形等によってグリ
ーンシートを作製し、パンチングプレス機等で、所定の
形状に打ち抜き成形した後、これらの一次成形品を10
00〜1400℃で焼成して得る。しかし、複雑な形状
のものに対しては、冷却後、更に仕上げのための切削加
工等を施すなど、最終製品を得るまでの工程は極めて複
雑で長く、大量生産には適していない。2. Description of the Related Art Fine ceramic products have unique and excellent characteristics or functions not found in metal materials and polymer materials as one of new materials, and have been used in various industrial fields and attracted attention. Above all, highly dielectric porcelains have grown greatly in the electric and electronic related industrial fields, and the dielectric materials are various materials generally composed of alkaline earth metal titanates represented by barium titanate. This alkaline earth metal titanate is usually synthesized from a compound which becomes titanium oxide by heating and a compound which becomes an alkaline earth metal oxide by heating, and has the general formula MO · nT
An isomer having an element ratio of M / Ti represented by iO 2 (where M is an alkaline earth metal and n is a real number of 1 to 12) of 1 or more is known. When these are molded into a dielectric porcelain, various methods are adopted. That is, to form a relatively thick, large, cylindrical, or other irregularly shaped porcelain, press molding is performed by a dry press or the like, and for a thin plate or the like, a green sheet is formed by extrusion molding or roll rolling molding. After being manufactured and punched into a predetermined shape by a punching press or the like, these primary molded products are
It is obtained by firing at 00 to 1400 ° C. However, the steps required to obtain a final product, such as performing a cutting process for finishing after cooling, are extremely complicated and long, and are not suitable for mass production.
【0003】これらの問題点を解決するために、射出成
形可能な合成樹脂と、チタン酸アルカリ土類金属を主成
分とする粉末状材料とを混練した樹脂組成物を射出成形
した高誘電性の樹脂成形品が種々提案されている。この
ように樹脂組成物を射出成形することにより、複雑な成
形加工が単純化され、経済的にも有利に高誘電性の製品
が得られるようになる。しかしながら、所望の高誘電率
をこのような成形品に付与するには誘電体であるチタン
酸アルカリ土類金属の樹脂材料への添加量を多くしなけ
ればならないが、多くすることにより当該樹脂組成物の
溶融粘度が著しく高くなり、射出成形に適当でなくな
る。すなわち、高誘電率ではあるが溶融粘度が著しく高
い組成物では、肉厚の薄い成形品や流動長の長い成形品
が成形できず、実用上の製品形状に対する制約が大き
い。[0003] In order to solve these problems, a high dielectric material obtained by injection molding a resin composition obtained by kneading a synthetic resin capable of being injection-molded and a powder material mainly composed of an alkaline earth metal titanate is used. Various resin molded articles have been proposed. Injection molding of the resin composition in this manner simplifies complicated molding processing, and economically advantageously provides a highly dielectric product. However, in order to impart a desired high dielectric constant to such a molded article, it is necessary to increase the amount of the alkaline earth metal titanate, which is a dielectric, to the resin material. The melt viscosity of the product becomes extremely high, making it unsuitable for injection molding. That is, in the case of a composition having a high dielectric constant but a remarkably high melt viscosity, a molded article having a small wall thickness or a molded article having a long flow length cannot be molded, and the practical product shape is greatly restricted.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
技術においては、高誘電率を保有し、しかも成形性の優
れた高誘電性樹脂組成物は得られないという問題点があ
り、誘電率を向上させるためにチタン酸アルカリ土類金
属の添加量を充分に高めても射出成形に不都合を生じな
い高誘電性樹脂組成物を得ることが課題となっていた。As described above, in the prior art, there is a problem that a high dielectric resin composition having a high dielectric constant and excellent moldability cannot be obtained. It has been a problem to obtain a high dielectric resin composition which does not cause any problem in injection molding even if the amount of the alkaline earth metal titanate is sufficiently increased in order to improve the efficiency.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は熱可塑性樹脂にチタン酸バリウムを6
5重量%以上配合した樹脂組成物に、分解温度が280
℃以上の耐熱性オイルを0.05〜2重量%配合した射
出成形用高誘電性樹脂組成物とする手段を採用したもの
である。以下その詳細を述べる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides barium titanate as a thermoplastic resin.
A decomposition temperature of 280 was added to the resin composition blended at 5% by weight or more.
A heat-resistant oil containing 0.05 to 2% by weight
A means for producing a high dielectric resin composition for out-molding is employed. The details are described below.
【0006】まず、本発明における熱可塑性樹脂として
は、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ウレタン樹脂、
ポリテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチ
レン樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフル
オロアルキルビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデ
ン樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレエン共重合
体、エチレン−クロロフルオロエチレン共重合体、塩化
ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン(低密
度、高密度または超高分子量)、塩素化ポリオレフィ
ン、ポリプロピレン、変性ポリオレフィン、水架橋ポリ
オレフィン、エチレン−ビニルアセテート共重合体、エ
チレン−エチルアクリレート共重合体、ポリスチレン、
ABS樹脂、ポリアミド、メタクリル樹脂、ポリアセタ
ール、ポリカーボネイト、セルロース系樹脂、ポリビニ
ルアルコール、ポリウレタンエラストマー、ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、アイオノ
マー樹脂、ポリフェニレンオキサイド、メチルペンテン
ポリマー、ポリアリルスルホン、ポリアリルエーテル、
ポリエーテルケトン、ポリスルホン、全芳香族ポリエス
テル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート、熱可塑性ポリエステルエラストマー、各種
高分子物質のブレンド物などを例示することができる
が、これらの中で特に好ましいのはポリアリーレンサル
ファイドである。ポリアリーレンサルファイドが好適な
理由は、ポリマーの溶融粘度が小さくでき、充填剤を高
率に充填できるからであり、しかも、補強した場合の機
械的強度に優れるとともに、吸水率が小さく、耐熱性が
高く難燃性であって、高誘電性材料に要求されるこれら
諸特性を謙ね備えているからである。ポリアリーレンサ
ルファイドの代表的なものとしてはポリフェニレンサル
ファイドが挙げられ、米国フィリップス社製のライトン
PPS等が例示できる。このライトンPPSは、成形時
に架橋されたポリマーとなるが、架橋構造をとらない直
鎖状PPS樹脂や直鎖状と架橋構造の中間の構造をとる
PPS樹脂も使用できる。First, as the thermoplastic resin in the present invention, polyarylene sulfide resin, urethane resin,
Polytetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene resin, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer, vinylidene fluoride resin, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene -Chlorofluoroethylene copolymer, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, polyethylene (low density, high density or ultra high molecular weight), chlorinated polyolefin, polypropylene, modified polyolefin, water-crosslinked polyolefin, ethylene-vinyl acetate copolymer, Ethylene-ethyl acrylate copolymer, polystyrene,
ABS resin, polyamide, methacrylic resin, polyacetal, polycarbonate, cellulose resin, polyvinyl alcohol, polyurethane elastomer, polyimide, polyetherimide, polyamideimide, ionomer resin, polyphenylene oxide, methylpentene polymer, polyallyl sulfone, polyallyl ether,
Examples thereof include polyether ketone, polysulfone, wholly aromatic polyester, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, thermoplastic polyester elastomer, and blends of various polymer substances. Of these, polyarylene sulfide is particularly preferable. It is. The reason why polyarylene sulfide is preferable is that the melt viscosity of the polymer can be reduced and the filler can be filled at a high rate.In addition, the mechanical strength when reinforced is excellent, the water absorption is small, and the heat resistance is low. This is because they are highly flame-retardant and humbly have these various properties required for a highly dielectric material. A typical example of polyarylene sulfide is polyphenylene sulfide, such as Ryton PPS manufactured by Philips in the United States. This Ryton PPS becomes a crosslinked polymer at the time of molding, but a linear PPS resin having no crosslinked structure or a PPS resin having an intermediate structure between linear and crosslinked structures can also be used.
【0007】つぎに、この発明におけるチタン酸バリウ
ムは、高誘電率を有しているものであれば特に限定され
るものでない。また、これらチタン酸バリウムの誘電特
性をさらに高めるために、市販のチタン酸バリウム粉末
を高温焼成し、これを粉砕して用いたり、チタン酸バリ
ウム粉末を生成する際にマグネシウム化合物その他の添
加物を加えたものなどを用いてもよく、またチタンとバ
リウムの配合比を変えてもよい。さらに、チタン酸バリ
ウムの形状は、繊維状、球状、柱状、薄片状などであっ
てよく、特に限定されるものではないが、誘電率、強度
の面から繊維状のものが好ましい。Next, the barium titanate in the present invention is not particularly limited as long as it has a high dielectric constant. In addition, in order to further enhance the dielectric properties of these barium titanates, commercially available barium titanate powder is fired at a high temperature, and then used by pulverizing the barium titanate powder. The addition may be used, and the mixing ratio of titanium and barium may be changed. Further, the shape of barium titanate may be fibrous, spherical, columnar, flaky, or the like, and is not particularly limited. However, fibrous one is preferable in terms of dielectric constant and strength.
【0008】さらにこの発明においては、前記熱可塑性
樹脂およびチタン酸バリウムのほかに、チタン酸バリウ
ムのキュリー点を変化させるために、チタン酸マグネシ
ウム、チタン酸カルシウム、ジルコニウム酸カルシウ
ム、すず酸カルシウムなどを添加しても良い。また、こ
の発明本来の目的や効果に悪影響を及ぼさない限り、他
の充填材を添加してもよい。このような充填材の具体例
としては、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、
ウオラストナイト、チタン酸カリウムホイスカー、シリ
コーンカーバイドホイスカー、サファイアホイスカー、
鋼線、銅線、ステンレス線などの耐熱性無機単一繊維、
タングステン芯線もしくは炭素繊維などにボロンもしく
は炭化珪素等を蒸着したいわゆるボロン繊維もしくは炭
化珪素繊維などの耐熱性無機複合繊維、芳香族アミド繊
維などの耐熱性有機繊維、グラファイトまたは亜鉛、ア
ルミニウム、マグネシウム等の金属または酸化物などの
熱伝導改良用無機粉末、ガラスビーズ、シリカバルー
ン、珪藻土、石綿、炭酸マグネシウムなどの断熱性向上
用の無機粉末、二硫化モリブデン、グラファイト、カー
ボン、マイカ、タルク等の潤滑性向上用の無機粉末、お
よび酸化鉄、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、カ
ーボンブラック等の着色用無機顔料など数多くのものを
挙げることができる。Further, in the present invention, in addition to the thermoplastic resin and barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, calcium zirconate, calcium stannate and the like are used in order to change the Curie point of barium titanate. It may be added. Further, other fillers may be added as long as they do not adversely affect the original purpose and effect of the present invention. Specific examples of such a filler include glass fiber, carbon fiber, graphite fiber,
Wollastonite, potassium titanate whisker, silicone carbide whisker, sapphire whisker,
Heat-resistant inorganic single fiber such as steel wire, copper wire, stainless steel wire,
Heat-resistant inorganic composite fiber such as so-called boron fiber or silicon carbide fiber obtained by depositing boron or silicon carbide on tungsten core wire or carbon fiber, heat-resistant organic fiber such as aromatic amide fiber, graphite or zinc, aluminum, magnesium, etc. Inorganic powder for improving heat conduction such as metal or oxide, inorganic powder for improving heat insulation such as glass beads, silica balloon, diatomaceous earth, asbestos, magnesium carbonate, lubricating property for molybdenum disulfide, graphite, carbon, mica, talc, etc. There may be mentioned a large number of inorganic powders for improvement, and inorganic pigments for coloring such as iron oxide, cadmium sulfide, cadmium selenide, carbon black and the like.
【0009】本発明における分解温度が280℃以上の
耐熱性オイルとしては、ポリフェニルエーテルオイル、
シリコーンオイル、フッ素化オイル等をあげることがで
きるが、耐熱性の点でポリフェニルエーテルオイルが好
ましい。ポリフェニルエーテルオイルはエーテル結合、
チオエーテル結合から選ばれる少なくとも1種の結合様
式でベンゼン核を結んだ基本構造を有し、たとえば5個
のベンゼン核を4個のエーテル結合で結ぶ構造異性体を
含むポリフェニルエーテルオイルであり、市販品として
は米国モンサント社製ポリフェニレンエーテルOS−1
24などを挙げることができる。The heat-resistant oil having a decomposition temperature of 280 ° C. or higher in the present invention includes polyphenyl ether oil,
Examples thereof include silicone oil and fluorinated oil, and polyphenyl ether oil is preferred from the viewpoint of heat resistance. Polyphenyl ether oil has an ether bond,
A polyphenyl ether oil having a basic structure in which benzene nuclei are linked by at least one type of bond selected from thioether bonds, for example, a polyphenyl ether oil containing a structural isomer in which five benzene nuclei are linked by four ether bonds; The product is polyphenylene ether OS-1 manufactured by Monsanto, USA
24 and the like.
【0010】この発明における耐熱性オイルの分解温度
は280℃以上とする。なぜなら熱可塑性樹脂の溶融温
度において分解せず安定であることが必要だからであ
る。また、その添加量は、このオイル添加後の高誘電性
樹脂組成物全量に対して0.05〜2.0重量%、好ましく
は0.1〜1.5重量%である。なぜならば耐熱性オイルの
添加量が0.05重量%未満の少量では流れ性の改良は期
待できず、また2.0重量%を越える多量では高誘電性樹
脂組成物の機械的特性を始めとする諸特性を損うからで
ある。[0010] The decomposition temperature of the heat-resistant oil in the present invention is 280 ° C or higher. This is because the thermoplastic resin must be stable without being decomposed at the melting temperature of the thermoplastic resin. The amount of addition is 0.05 to 2.0% by weight, preferably 0.1 to 1.5% by weight, based on the total amount of the high dielectric resin composition after the addition of the oil. If the amount of the heat-resistant oil is less than 0.05% by weight, flowability cannot be improved if the amount is less than 0.05% by weight, and if the amount exceeds 2.0% by weight, the mechanical properties of the high dielectric resin composition will be deteriorated. This is because the various characteristics to be performed are impaired.
【0011】[0011]
【作用】この発明の射出成形用高誘電性樹脂組成物は、
熱可塑性樹脂に高充填されたチタン酸バリウムにより射
出成形品の誘電率が高まるとともに、配合された耐熱性
オイルにより組成物の溶融粘度が下がるので、薄肉長尺
な成形品を射出成形によって容易に成形できる。また、
この発明の射出成形用高誘電性樹脂組成物は、溶融粘度
が低いので、繊維状のチタン酸バリウムを添加しても混
練中に繊維が欠損しにくく、チタン酸バリウムの特性を
有効に発揮させることができ、耐熱オイルを配合せずに
射出成形する場合に比べ、誘電率、耐電圧、機械的物性
に優れた射出成形品が得られる。The high dielectric resin composition for injection molding of the present invention comprises :
Morphism by barium titanate is highly filled thermoplastic resin
Since the melt viscosity of the composition is lowered by the compounded heat-resistant oil while the dielectric constant of the molded product is increased, a thin and long molded product can be easily molded by injection molding. Also,
Since the high dielectric resin composition for injection molding of the present invention has a low melt viscosity, fibers are less likely to be broken during kneading even when fibrous barium titanate is added, and the properties of barium titanate are effectively exhibited. Can be used without heat-resistant oil
Compared with the case of injection molding, dielectric constant, breakdown voltage, the injection molded article is Ru obtained having excellent mechanical properties.
【0012】[0012]
【実施例】実施例および比較例に使用した原材料を一括
して示すとつぎのとおりである。なお〔 〕中に略号を
示した。EXAMPLES The raw materials used in Examples and Comparative Examples are collectively shown as follows. Abbreviations are shown in [].
【0013】 ポリフェニレンサルファイド樹脂〔P
PS〕 (東ソーサスティール社製:PPS140) ポリブチレンテレフタレート樹脂〔PBT〕 (三菱レイヨン社製:タフペットN1030) ポリフェニルエーテルオイル〔PPE−OIL〕 (米国モンサント社製:OS−124) チタン酸バリウム繊維〔BaTiO3 −F〕 (平均繊維長15μm、平均繊維径0.2μmのBaTi
O3 ) チタン酸バリウム粉末〔BaTiO3 −P〕 粉末状チタン酸バリウムKYORIX BT−S(共立
窯業原料社製)を1400℃で6時間焼成した後、粉砕
した粉末状物(平均粒径1μm) シリコーンオイル〔SIL−OIL〕 (信越化学工業社製:シリコ−ンオイルKF965,1
0000CS)[0013] Polyphenylene sulfide resin [P
PS] (Tosoh Sosa Steel: PPS140) Polybutylene terephthalate resin [PBT] (Mitsubishi Rayon: Toughpet N1030) Polyphenyl ether oil [PPE-OIL] (Monsanto, USA: OS-124) Barium titanate fiber [BaTiO 3 -F] (BaTi having an average fiber length of 15 μm and an average fiber diameter of 0.2 μm)
O 3 ) Barium titanate powder [BaTiO 3 -P] Powdered barium titanate KYORIX BT-S (manufactured by Kyoritsu Ceramics Co., Ltd.) is calcined at 1400 ° C. for 6 hours and then pulverized (average particle size 1 μm). Silicone oil [SIL-OIL] (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: Silicone oil KF965,1)
0000CS)
【0014】[0014]
【表1】 [Table 1]
【0015】実施例1〜5および比較例1、2 熱可塑性樹脂に表1に示すような割合で添加剤を配合
し、ヘンシェルミキサーで充分混合した後、二軸溶融押
出機に供給し、同表に示す溶融混合条件および射出条件
で押出して造粒し、そのペレットを射出成形機に供給
し、直径70mm、肉厚3.8mmの円板状試験片を射出成形
した。なお、成形にあたっては原材料の乾燥を充分に行
ない、円板状試験片を用いて、JIS K6911によ
り、25℃1MHz にて誘電率の測定を行った。Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 Additives were added to the thermoplastic resin at the ratios shown in Table 1, mixed thoroughly with a Henschel mixer, and fed to a twin-screw extruder. The pellets were extruded and granulated under the melt-mixing conditions and injection conditions shown in the table, and the pellets were supplied to an injection molding machine to injection-mold a disk-shaped test piece having a diameter of 70 mm and a thickness of 3.8 mm. In molding, the raw materials were sufficiently dried, and the dielectric constant was measured at 25 ° C. and 1 MHz using a disk-shaped test piece according to JIS K6911.
【0016】また、表1に示す射出条件で、内径11m
m、外径13mm、長さ47mmの円筒状試片を径0.5mmの
1点ゲートにて成形し、流れ性を評価した。試験結果は
まとめて表に示した。流動性は、○(流動性良)、×
(流動性悪くショートショット)の二段階の評価で示し
た。Under the injection conditions shown in Table 1, the inner diameter was 11 m.
A cylindrical specimen having a diameter of 13 mm and an outer diameter of 13 mm and a length of 47 mm was formed with a single point gate having a diameter of 0.5 mm, and flowability was evaluated. The test results are summarized in the table. The fluidity was evaluated as ○ (good fluidity), ×
(Short shot with poor fluidity) was shown in two-step evaluation.
【0017】表1の数値からも明らかなように、比較例
1においては、流動性が良くても、誘電率が低く、また
比較例2においては誘電率は高いが、流動性が悪く薄肉
長尺品は成形できない。これに対して実施例1〜5は誘
電率が高く、しかも流動性が良く、射出成形に適するも
のであった。As is clear from the numerical values in Table 1, in Comparative Example 1, the dielectric constant is low even if the fluidity is good, and in Comparative Example 2, the dielectric constant is high, but the fluidity is poor and the thin wall length is large. Measures cannot be formed. On the other hand, Examples 1 to 5 had a high dielectric constant and good fluidity, and were suitable for injection molding.
【0018】[0018]
【効果】この発明の高誘電性樹脂組成物は、以上説明し
たように優れた誘電特性を有し、しかも射出成形が可能
であるから、かなり複雑な形状の物をも成形することが
出来るばかりでなく、生産性もきわめて良好であるなど
多くの利点がある。したがって、コンデンサーなどの電
気・電子部品材料としては格好の素材であり、この発明
の意義は非常に大きいと言うことが出来る。As described above, the highly dielectric resin composition of the present invention has excellent dielectric properties and can be injection-molded, so that it can be used to mold even very complicated shapes. In addition, there are many advantages such as extremely high productivity. Therefore, it is an excellent material for electric and electronic parts such as capacitors, and the significance of the present invention can be said to be very large.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C08L 101/00 71:12) (56)参考文献 特開 平5−20924(JP,A) 特開 平2−222458(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 1/00 - 101/16 C08K 3/00 - 13/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI (C08L 101/00 71:12) (56) References JP-A-5-20924 (JP, A) JP-A-2-222458 ( JP, A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C08L 1/00-101/16 C08K 3/00-13/08
Claims (3)
重量%以上配合した樹脂組成物において、分解温度が2
80℃以上の耐熱性オイルを0.05〜2重量%配合し
たことを特徴とする射出成形用高誘電性樹脂組成物。(1) Barium titanate is added to a thermoplastic resin by 65
Decomposition temperature is 2 in the resin composition blended by weight% or more.
A highly dielectric resin composition for injection molding , wherein a heat resistant oil of 80 ° C. or more is blended in an amount of 0.05 to 2% by weight.
イド樹脂である請求項1記載の高誘電性樹脂組成物。2. The high dielectric resin composition according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is a polyarylene sulfide resin.
イルである請求項1記載の高誘電性樹脂組成物。3. The highly dielectric resin composition according to claim 1, wherein the heat-resistant oil is a polyphenyl ether oil.
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