JPH01130514A - フィルムコンデンサ用誘電材組成物 - 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、フィルムコンデンサに使用する誘電材組成物
に関するものである。

従来の技術 近年、電子機器等の小形化に伴いこれに収容される各種
電子部品への小形化要望が高まってきている。フィルム
コンデンサに於いても小形・大容量化を目的として種々
の材料、構造が検討されている。しかし、誘電体として
使用するプラスチック材料の誘電率（１ＫＩＩｚ）はポ
リエチレンテレフタレートで３．２、ポリカーボネート
で２．６〜２．了、ポリプロピレンで２．３〜２．４、
ポリスチレンで２４２〜２．３程度であり、小形・大容
量のフィルムコンデンサの実現には限界がある。一部誘
電率の高いプラスチック素材もあるが、フィルムコンデ
ンブ用材料として実用化できるものは現在のところ見つ
かっていない。

発明が解決しようとする問題点 コンデンサの静電容量は誘電体の誘電率に比例するため
、小形化するためには高誘電率の誘電体を用いることが
必要である。

そのために、高誘電率材料とプラスチック材料の複合化
により誘電率を上げる検討が従来から行われてきたが、
誘電率は高くなるものの、高誘電率材料を高充填させる
ため、フィルムコンデンサの必須性能であるーδ値が高
くなったシ、吸湿による容量変化が著しく大きくなると
いう問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、良好な電気
特性を損なわずに小形化を図ることができるフィルムコ
ンデンサ用誘電材組成物を提供するものである。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のフィルムコンデンサ
用誘電材組成物は、数平均分子量Ｍｎ＝１６０ｏｏ〜３
ｏＯｏＯ１重量平均分子量ＭＷ＝３００００〜５０００
０のポリフェニレンオキサイドに、０．５〜Ｓｗｔ％の
シランカップリング剤を沈着させた平均１次粒径が０，
２７１ｍ以下の超微粒子酸化チタンを４　Ｑ　ｗｔ％〜
、ａ　ｏ　ｗｔ％含有することを特徴としている。

作用 本発明において、高誘電率材料として使用する表面処理
を施した超微粒子酸化チタンは、平均粒径０，２μｍ以
下の酸化チタンの表面にシランカップリング剤であるビ
ニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ
−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロ
ピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチ
ルジェトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、Ｈ−（β−アミノエチル）−γ
−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロビルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメ
チルジメトキシシラン等でｏ、６〜Ｓｗｔ％（Ｔｉｅ２
基準）沈着させ、プラスチック材料との密着性を上げた
ものである。その中でも、γ−グリシドキシプロビルト
リメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ランで処理したものが好ましい。

そのような表面処理を施すことで、フィルムコンデンサ
としての重要な電気特性である耐電圧値、−δ値の電気
特性を劣化させず、吸湿による容量変化も低く抑えるこ
とができる。この超微粒子酸化チタンにシランカップリ
ング剤を沈着させる方法として、（１）乾式法・・・・
・・超微粒子酸化チタンとシランカップリング剤を直接
、攪拌混合して表面に沈着させる方法、（２）湿式法・
・・・・・水系で超微粒子酸化チタンと処理する方法で
ホモジナイザーを用いて強制乳化させたシ、乳化剤を用
いて水溶化したのち超微粒子酸化チタンと共に攪拌混合
し水分を除去する方法、（３）溶剤スラリー法・・・・
・・多量の溶剤中に溶解したシランカップリング剤溶液
中に超微粒子酸化チタンを添加し攪拌混合したのち溶剤
を除去する方法があるが、その中でも溶剤スラリー法が
超微粒子酸化チタンの表面にシランカップリング剤を強
固に沈着することができ、好ましい。

シランカップリング剤の処理量は０．６〜５ｗｔ％（Ｔ
ｉｅ２基準）が適しておシ、　０．２ｗｔ％以下ではそ
の効果がほとんど表れず、７ｗｔ％以上では、その効果
が飽和してしまうだけでなく、吸湿性能も劣化する。こ
の表面処理超微粒子酸化チタンの充填量は４０〜８０　
ｗｔ％が好ましい。３０ｗｔ％以下では、本発明の目的
である高誘電率が得られず、９０　ｗｔ％以上では誘電
率は上がるが、必須性能であるーδ値が高くなったり一
吸湿後の容量変化が著しく大きくなるという欠点を有す
る。

また、使用に適するポリフェニレンオキサイドの分子量
は溶解性６作業性を考慮すると、数平均分子量Ｍｎ＝１
５０００〜３００００．　　重量平均分子量Ｍｗ＝３０
０００〜５００００のものが好ましい。

シカシ、ポリフェニレンオキすイド単独では塗布作業性
において収縮が起こシフィルムがそることもあるため、
応力緩衝剤としてゴム状のポリブタジェン、スチレン・
ブタジェン共重合体、低分子量エポキシ樹脂等を用いて
も良い。また、トリアリルシアヌレート、トリアリルイ
ンシアヌレート、トリプロピルインシアヌレートなどの
トリアジン環構造を持ったモノマーは、ポリフェニレン
オキサイドとの相溶性が良く、成膜性、耐熱性も良いの
で、作業性向上のための添加剤として適している。また
、均一なフィルムを得るのにジブチルフタレート、ジイ
ンブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ブチルベ
ンジルフタレートなどの可塑剤を併用しても良い。また
、ポリフエニレンオキサイドを溶解する溶剤としては５
本質的にポリフェニレンオキサイドを溶解するものを適
宜選択すれば良い。中でも、高溶解性として、塩素系の
溶４Ｌ塩化メチレン、トリクロルエチレン、１．１．１
トリクロルエタン、１．２ジクロルエタン、モノクロル
ベンゼン、　１．１．２．２テトラクロルエチレン、１
．１．２．２テトラクロルエタンなどの溶剤を単独もし
くは２つ以上併せて利用できる。また、塩素系以外の芳
香族系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤もポリフ
ェニレンオキサイドの溶液安定性に支障がなければ使用
してもさしつかえない。本発明ノフィ〜ムコンデンサ用
誘電材組成物の調整は、ポリフェニレンオキサイドを塩
素系溶剤などに溶解したのち、溶液中に前記シランカッ
プリング剤で表面処理した超微粒子酸化チタンを入れ、
混合することによって行われる。その際、塗料製造業等
で用い−られている沈殿防止剤、消泡剤、分散助剤、レ
ベリング剤などの添加剤を適宜選択して添加してもよい
。調整にあたっては、３本ロール、ボール・ミル、アト
ライター、グラインドミル、ペイントシェーカーなどの
公知の製造装置を使用することができるが、できるだけ
不純物の混入を避けるため分散装置には、セラミックラ
イニングもしくは樹脂ライニングを施したものを使用し
た方がよい。

使用する分散ボールも耐磨耗性の良いジルコニア、チタ
ニア、高純度アルミナなどのセラミック製ボールが好ま
しい。このようにして得られた塗工液をプラスチックフ
ィルム又は金属化プラスチックフィルムにロールコータ
−にて塗布し乾燥させ、フィルムコンデンサ用誘電材組
成物を得る。その後、放射線（ＫＢ、Ｕｖ）照射により
さらに重合度を上げてもよい。

実施例 以下、本発明を実施例および比較例により説明する。

（実施例−１） トリクロルエチレン１ｏＯ重量部にγ−クリシトキシプ
ロピルトリメトキシシラン（信越化学工業■製のＫＢＭ
−４０３）２重量部を入れ、攪拌した後、超微粒子酸化
チタン（平均−次粒子径０．０４μｍ）１ｏｏ重量部を
入れ、充分混合攪拌した後、減圧乾燥にてトリクロルエ
チレンの大部分を除去した。その後、ベレット状になっ
たものを１６０℃にて２時間熱風乾燥炉で乾燥し、シラ
ンカップリング剤表面処理超微粒子酸化チタン（シラン
カップリング剤処理量２％：　ＴｉＯ２基準）を。

得た。次にポリフェニレンオキサイドをトリクロルエチ
レンに溶解し、１０％液とした溶液１ｏＯ重量部の中へ
前記にて処理した表面処理超微粒子酸化チタンを酸化チ
タン量（表面処理されたシランカップリング剤を除く）
として１０重量部を入れ、ジルコニア製の容器及び分散
ビーズにてペイントシェーカーで充分分散し、平均粒径
０６ＯＳμｍ（超微粒子粒度分析計にて；日機装■ＢＩ
−９０型）不揮発分１８．２％、固形分中のフィラー濃
度６０％の組成物を得た。得られた組成物をトリクロル
エチレンにて適性粘度まで希釈後金異化プラスチックフ
ィルム上に均一にロールコータ−にて塗布し、熱風乾燥
炉にて１０６℃２０時間乾燥し。

厚さ約１／１ｍのフィルムコンデンサ用誘電材組成物を
得た。その電気特性を測定した結果を表−１に示す。

（実施例−２） 実施例−１の表面処理剤をγ−グリシドキシプロビルト
リメトキシシランの代わりにγ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン（信越化学工業■のＫＢＭ−ａｏａ）
にした以外は、実施例−１と同様の方法で調整後、フィ
ルムコンデンす用誘電材組成物を作成し、電気特性を測
定した。その結果を表−１に示す。

（実施例−３） 実施例−１の表面処理剤γ−グリシドグロビルトリメト
キシシランの処理量を０．６％（ＴｉＯ２基準）にした
以外は実施例−１と同様？方法で調整後、フィルムコン
デンサ用誘電材組成物を作成し、電気特性を測定した。

その結果を表−１に示す。

（実施例−４） 実施例−１の表面処理剤γ−グリシドキシプロビルトリ
メトキシシランの処理量を６％（ＴｉＯ２基準）にした
以外は実施例−１と同様の方法で調整後、゛フィルムコ
ンデンサ用誘電材組成物を作成し、電気特性を測定した
。その結果を表−１に示す。

（実施例−６） 実施例−１の表面処理超微粒子酸化チタンを固形分中の
フィラー濃度を４０％にした以外は実施例−１と同様の
方法で調整後、フィルムコンデンサ用誘電材組成物を作
成し、電気特性を測定した。

その結果を表−１に示す。

（実施例−６） 実施例−１の表面処理超微粒子酸化チタンを固形分中の
フィラー濃度を８０％にした以外は実施例−１と同様の
方法で調整後、フィルムコンデンサ用誘電材組成物を作
成し、電気特性を測定した。

その結果を表−１に示す。

（比較例−１） 表面処理を施していない超微粒子酸化チタンを用いて、
実施例−１と同様の方法で調整後、金属化プラスチック
フィルム上に均一にロールコータ−にて塗布し、熱風乾
燥炉にて１０５℃２０時間乾燥し、厚さ約１μｍのフィ
ルムコンデンサ用誘電材組成物を得た。その電気特性を
測定した結果を表−１に示す。

（比較例−２） 実施例−１の表面処理剤γ−グリシドキシプロビルトリ
メトキシシランの処理量ヲ０．２％（ＴｉＯ２基準）に
した以外は実施例−１と同様の方法で調整後、フィルム
コンデンサ用誘電材組成物を作成し、電気特性を測定し
た。その結果を表−１に示す。

（比較例−３） 実施例−１の表面処理剤γ−グリシドキシプロビルトリ
メトキシシランの処理量を７％（ＴｉＯ２基準）にした
以外は実施例−１と同様の方法で調整後、フィルムコン
デンサ用誘電材組成物を作成し、電気特性を測定した。

その結果を表−１に示す。

（比較例−４） 実施例−１の表面処理超微粒子酸化チタンを固形分中の
フィラー濃度を３０％にした以外は実施例−１と同様の
方法で調整後、フィルムコンデンサ用誘電材組成物を作
成し、電気特性を測定した。

その結果を表−１に示す。

（比較例−５） 実施例−１の表面処理超微粒子酸化チタンを固形分中の
フィラー濃度を９０％にした以外は実施例−１と同様の
方法で調整後、フィルムコンデンサ用誘電材組成物を作
成し、電気特性を測定した。

その結果を表−１に示す。

（比較例−６） 超微粒子酸化チタンを含有しないポリフェニレンオキサ
イド溶液をトリクロルエチレンにて適性粘度まで希釈後
、金属化プラスチックフィルム上に均一に１μｍ厚塗布
し、熱風乾燥炉にて１０６℃２０時間乾燥後、電気特性
を測定した。その結果を表−１に示す。

表−１に示す結果から明らかなように、本発明の実施例
のフィルムコンデンサ用誘電材組成物は誘電率が高く、
かつ池の電気特性の優れた材料であることかわかる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、フィルムコンデンサ用の
誘電体材料として超微粒子酸化チタンの表面にシランカ
ップリング剤を処理したものを使用することによシ、フ
ィルムコンデンサとして必要な電気特性を阻害せず、誘
電率を大幅に高められるフィルムコンデンサ用誘電材組
成物を得られるため、フィルムコンデンサの小形化に際
してその実用的効果は犬なるものがある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 数平均分子量Ｍｎ＝１５０００〜３００００、重量平均
   分子量Ｍｗ＝３００００〜５００００のポリフェニレン
   オキサイドに、０．５〜５ｗｔ％（ＴｉＯ＿２基準）の
   シランカップリング剤を沈着させた平均１次粒径が０．
   ２μｍ以下の超微粒子酸化チタンを４０ｗｔ％〜８０ｗ
   ｔ％含有したことを特徴とするフィルムコンデンサ用誘
   電材組成物。