JPH01130515A - 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、誘電体さして
使用するプラスチック材料の誘電率（１ｋＨｚ）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
２．５〜２．７、ポリプロピレンで２．３〜２．４、ポ
リスチレンで２．２〜２．３程度であシボ形・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有るが、フィルムコンデンサ
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
によシ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ｔａｎδ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−１６００（）−
３００００、重量平均分子量Ｍｗ±ｐｏｏｏｏ〜５００
００のポリフェニレンオキサイドに０．６〜５ｗｔ％の
ポリシロキサ／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％〜８０ｗｔ％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α２μｍ以下
の酸化チタンの表面にポリシロキサンであるジメチルポ
リシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、トリフ
ロロプロピルメチルポリシロキサン、アミン変性ポリシ
ロキサン、アルキルアリン変性ポリシロキサン等のポリ
シロキサンで０．６〜５ｗｔ％（Ｔ１ｏ２基準）沈着さ
せ、表面に疎水性を持たせたものである。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、ｔａｎδ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ポリシロキサンを沈着さ
せる方法として、（１）乾式法・・・超微粒子酸化チタ
ンとポリシロキサンを直接、攪拌混合して表面に沈着さ
せる方法、（呻湿式法・・・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、（■溶剤スラ
リー法・・・多量の溶剤中に溶解したポリシロキサン溶
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ポリシロキサンを強固に
沈着することができ好ましい。

ポリシロキサンの処理量は０．５〜５ｗｔ％（Ｔ　ｉ０
２基準）が適しておシ、０．２　ｗ　ｔ％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、９゜ｗｔ％以上では誘電率
は上がるが、必須性能であるｔａｎａ値が高くなったり
、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９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−３０００
（）−５００００のものが好ましい。しかし、ポリフェ
ニレンオキサ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、トリアリルイソシアヌレ−）
、）１７７”ロピルイソ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、ジイソブチルフ
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、ポリフェ
ニレンオキサイドを溶解する溶剤としては、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、塩素系の溶剤、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。本発明の
フィル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糸溶剤などに溶解したのち、溶
液中に前記ポリシロキサン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澱防止剤、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（ＥＢ、ＵＶ）照射によシ
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シ説明する。

実施例間 トリクロルエチレン１ｏＯ重量部にジメチルポリシロキ
サン（トーレ・シリコーン（株）製ノ５Ｈ−２００）の
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００４μｍ）１００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、ペ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、ポリシロキサン表面処理超微粒子
酸化チタン（ポリシロキサン処理量２％：ＴｉＣ４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１００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（表面処理されたポリシロキサン量を除く）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
０．０５１ｔ　ｍ　（超微粒子粒度分析形にて：日機装
（株）　Ｂ　ｌ−９０型）不揮発分１８．２％、固形分
中のフィラー濃度５０％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灰化
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
１１１ｍ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の表面処理剤をジメチルポリシロキサンの代
わりにメチルフェニルポリシロキサン（トーレ―シリコ
ーン（株）製の５Ｈ−ｓｓｏ）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−３ 実施例−１の表面処理剤ジメチルポリシロキサンの処理
量を０．６％（Ｔ　１０２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−４ 実施例−１の表面処理剤ジメチルポリシロキサンの処理
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４Ｑ％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８Ｑ％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１０６℃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の表面処理剤ジメチルポリシロキサンの処理
量を０２％（ＴｉＯ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の表面処理剤ジメチルポリシロキサンの処理
量を７％（τｉｏ２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−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１７１ｍ厚塗
布し、熱風乾燥炉にて１０５℃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、
かつ他の電気特性の優れた材料であることがわかる。

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ポリシロ
キサン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. （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）ポリシロキサンを沈着させた平均１次粒径が０．２
   μｍ以上の超微粒子酸化チタンを４０ｗｔ％〜８０ｗｔ
   ％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。