JPH01274310A

JPH01274310A - フィルムコンデンサ用誘電体組成物

Info

Publication number: JPH01274310A
Application number: JP10215288A
Authority: JP
Inventors: Masashi Shimamoto; 嶋本　昌司; Yoshihiro Sakata; 坂田　芳弘; Nobuyuki Kume; 久米　信行; Isao Takagi; 高木　功男; Osamu Oda; 修小田
Original assignee: Kawakami Paint Manufacturing Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Kawakami Paint Manufacturing Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-04-25
Filing date: 1988-04-25
Publication date: 1989-11-02

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用誘電体組成物に関するも
のである。

従来の技術近年、電子機器などの小形化に伴い、各種電子部品に対
する小型化の要望が高まってきている。

フィルムコンデンサにおいても小形化と、さらには大容
量化を目的として、種々の材料と、構造とが検討されて
いる。しかし、その誘電体として使用されるプラスチッ
ク材料の誘電率（１ｋ　Ｈｚ　）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程度であり、このような材料を使用して
小形・大容量のフィルムコンデンサを実現するには限界
がある。一部誘電率の高いプラスチック素材もあるが、
フィルムコンデンサ用材料として実用に供し得るものは
現在のところ見つかっていない。

発明の解決しようとする課題］ンデンサにおいて、静電容量は誘電体の誘電率に比例
するので、それを小形化するには高誘電率の誘電体を用
いなければならない。

そのために、従来から高誘電率材料とプラスチック材料
との複合化により誘電率を高めることが検討されてきて
いる。ところが、この手法には、誘電率を高めるという
利点があるものの、高誘電率材料を高充填させるために
、フィルムコンデンサのｊａｎδ値が太き（なったり、
吸湿による容量変化がいちじるしく大きくなるという課
題が残されていた。

本発明は上記課題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
デンサ用誘電体組成物を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段本発明のフィルムコンデンサ誘電体組成物は、数平均分
子量Ｍｎ＝１５０００〜３００００、重量平均分子量Ｍ
ｗ＝３００００〜５００００のポリフェニレンオキサイ
ドに、０．５〜５重量％のチタネート系カップリング剤
を沈着させた平均１次粒径が０．５μｍ以下の微粒子チ
タン酸バリウムを４５〜８５重量％含有させているもの
である。

実施例本発明において、高誘電率材料として使用する表面処理
を施した微粒子チタン酸バリウムは、平均粒径が０．５
μｍ以下であるチタン酸）くリウム粒子の表面にチタネ
ート系カップリング剤であるイソプロピルトリイソステ
アロイルチタネート、イソプロピルトリ〈ジオクチルパ
イロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ
−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、テトラオ
クチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、
テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）
ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（
ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタ
ネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート〉エチレ
ンナタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネー
ト、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネ
ート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチ
タネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチ
タネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート
）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネ
ート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイ
ト）チタネートなどを０．５〜５重量％（Ｂ　ａ　Ｔ　
ｉＯ３基準）沈着させて、プラスチック材料との密着性
を高めたものである。その中でも、ビス（ジオクチルパ
イロホスフェート）オキシアセテートチタネートやビス
（ジオクチルパイロホスフェート）チタネートで処理し
たものが好ましい。こ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ｊａ
ｎδ値を劣化させず、吸湿による容量変化も少な（する
ことができる。

この微粒子チタン酸バリウムにチタネート系カップリン
グ剤を沈着させる方法として、乾式法、湿式法および溶
剤スラリー法がある。乾式法は、微粒子チタン酸バリウ
ムとチタネート系カップリング剤を直接撹拌混合して表
面に沈着させるという方法である。湿式法は、水系で微
粒子チタン酸バリウムと処理する方法で、ホモジナイザ
ーを用いて強制乳化させたり、乳化剤を用いて水溶化し
たのち微粒子チタン酸バリウムととともに撹拌混合し水
分を除去するという方法である。溶剤スラリー法は、多
量の溶剤中に溶解したチタネート系カップリング剤溶液
中に微粒子チタン酸バリウムを添加して撹拌混合したの
ち溶剤を除去するという方法である。これらの方法のう
ちでも、溶剤スラリー法が、微粒子チタン酸バリウムの
表面にチタネート系カップリング剤を強固に沈着するこ
とができることから、もっとも好ましい方法である。

チタネート系カップリング剤の量は、それが沈着してい
る微粒子チタン酸バリウムにおいて、０．５〜５重量％
（ＢａＴｉＯ３基準）が望ましい。その沈着量が０．５
重量％未満であると、顕著な効果が認められず、また、
５重量％を越えるとその効果がほぼ一定となるだけでな
く、吸湿性能も低下する。

また、このようなチタネート系カップリング剤で処理す
る前に、微粒子チタン酸バリウムの表面にアルミナ処理
を施して表面を安定化させてもよい。

この表面処理微粒子チタン酸バリウムの充填量は４５〜
８５重量％が好ましい。それが４５重量％未満であると
、本発明の目的である高誘電率が得られず、８５重量％
を越えると、誘電率は高いものの、ｊａｎδ値が高くな
ったり、吸湿後の容量変化が大きくなったりする。

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、作業性を考慮すると、数平均分子量Ｍｎ＝　１５０
００〜３００００．重量平均分子量Ｍｗ＝３００００〜
５００００のものが好ましい。

ただ、ポリフェニレンオキサイド単独では、塗布によっ
て収縮が起こり、フィルムが反ることもあるため、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などを用いるこ
とも好ましい方法である。また、トリアリルシアヌレー
ト、トリアリルイソシアヌレート、トリプロピルイソシ
アヌレートなどのトリアジン環構造を持つモノマーは、
ポリフェニレンオキサイドとの相溶性がよ（、成膜性や
耐熱性もよいので、作業性向上のための添加剤として適
している。そして、均一なフィルムを得るために、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
併用してもよい。

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
選択すればよい。中でも、高溶解性として、塩素系の溶
剤たとえば塩化メチレン、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で
もしくは複数種併せて使用することができる。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、使用してもさしつがえない。

本発明のフィルムコンデンサ用誘電体組成物の調整は、
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、溶液中にチタネート系カップリング剤で表面処理
した微粒子チタン酸バリウムを入れ、混合することによ
って行われる。その際、塗料製造業などで用いられてい
る沈殿防止剤や、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。調製にあたっ
ては、３本ロール、ボールミル、アトライダー、グライ
ンドミル、もしくは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。ただ、できるだけ不純
物の混入を避けるために、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よいジルコ
ニア、チタニア、もしくは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
ムまたは金属化プラスチックフィルムに、ロールコータ
−で塗布し乾燥させて、フィルムコンデンサ用誘電体組
成物を得る。その後、電子線や紫外線といった放射線を
照射することで、さらに重合度を高めることもよい方法
である。

以下、本発明について、その実施例および比較例をあげ
て具体的に説明する。

［実施例１］トリクロルエチレン１００重量部にビス（ジオクチルパ
イロホスフェート）オキシアセテートチタネート（味の
素株式会社製の’ＫＲ−１３８ＳＪ）２重量部を入れて
撹拌した後、平均−次粒子径が０．２μｍの微粒子チタ
ン酸バリウムを１００ｆｆｉｆｆｉ部を入れ、十分混合
撹拌した後、減圧乾燥法で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熱風乾
燥炉で温度１６０℃にて２時間乾燥させ、チタネート系
カップリング剤表面処理微粒子チタン酸バリウム（チタ
ネート系カップリング剤処理量２％：ＢａＴｉＯ３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て濃度１０％の溶液とし、この溶液
１００重量部に表面処理済の微粒子チタン酸バリウムを
、表面処理されたチタネート系カップリング剤量を除い
たチタン酸バリウム量として１３重量部を入れ、ジルコ
ニア製の容器および分散ビーズを用いてペイントシェー
カーで十分分散させ、平均粒径０．３μｍの不揮発分’
）　Ｑ　、　４　％、固形分中のフィラー濃度５６．５
％が組成物を得た。

なお、粒径の測定には、日機装株式会社の超微粒子粒度
分析計ｒＢＩ−９０型」を使用した。

このようにして得られた組成物をトリクロルエチレンで
適性粘度まで希釈してから、金属化プラスチックフィル
ム上にロールコータ−で均一に塗布し、それを熱風乾燥
炉にて温度１０５℃で２０時間乾燥させて、厚さ約１μ
ｍのフィルムコンデンサ用誘電体組成物を得た。

その電気特性を測定した結果を下表に示す。

〔実施例２〕実施例１においてビス（ジオクチルパイロホスフェート
）オキシアセテートチタネートの代わりにテトライソプ
ロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート（味
の素株式会社製のｒＫＲ−４１ＢＪ）を表面処理剤とし
て使用した以外は、実施例１と同じ条件で調整して、フ
ィルムコンデンサ用誘電体組成物を作製して、その電気
特性を測定した。結果を下表に示す。

〔実施例３〕実施例１において、表面処理剤ビス（ジオクチルパイロ
ホスフェート）オキシアセテートチタネートの処理量を
０．５％（ＢａＴｉＯ３基準）とした以外は実施例１と
同じ条件で調整して、フィルムコンデンサ用誘電体組成
物を作製し、電気特性を測定した。その結果を下表に示
す。

〔実施例４〕実施例１において表面処理剤としてビス（ジオクチルパ
イロホスフェート）オキシアセテートチタネートの処理
量を０．５％（ＢａＴｉＯ３基準）とした以外は実施例
１と同じ条件で調製して、フィルムコンデンサ用誘電体
組成物を作製し、電気特性を測定した。その結果を下表
に示す。

〔実施例５〕実施例１における表面処理済微粒子チタン酸バリウムを
、固形分中のフィラー濃度を４５％にした以外は実施例
１と同様の方法で調製して、フィルムコンデンサ用誘電
体組成物を作製し、電気特性を測定した。その結果を下
表に示す。

〔実施例６〕実施例１における表面処理微粒子チタン酸バリウムを、
固形分中のフィラー濃度を８５％にした以外は実施例１
と同様の方法で調製して、フィルムコンデンサ用誘電体
組成物を作製し、電気特性を測定した。その結果を下表
に示す。

〔比較例１〕表面処理を施していない微粒子チタン酸バリウムを用い
て、実施例１と同様の方法で調製した後、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℃の温度で２０時間乾燥させて、
厚さ約１μｍのフィルムコンデンサ用誘電体組成物を得
た。その電気特性を測定した結果を下表に示す。

〔比較例２〕実施例１において、ビス（ジオクチルパイロホスフェー
ト）オキシアセテートチタネート量を０．２％（Ｂ　ａ
　Ｔ　ｒ　０３基準）にした以外は、実施例１と１と同
様の方法で調製した後、フィルムコンデンサ用誘電体組
成物を作製して、電気特性を測定した。その結果を下表
に示す。

〔比較例３〕実施例１において、表面処理剤であるビス（ジオクチル
パイロホスフェート）オキシアセテートチタネートの処
理量を７％（ＢａＴｉＯ３基準）にした以外は実施例１
と同じ方法で調製した後、フィルムコンデンサ用誘電体
組成物を作製して、電気特性を測定した。その結果を下
表に示す。

〔比較例４〕実施例１における表面処理微粒子としてのチタン酸バリ
ウムを、固形分中のフィラー濃度３５％とした以外は実
施例１と同じ条件で調製して、フィルムコンデンサ用誘
電体組成物を作製し、その電気特性を測定した。結果を
下表に示す。

〔比較例５〕実施例１における表面処理微粒子としてのチタン酸バリ
ウムを、固形分中のフィラー濃度を９０％にした以外は
、実施例１と同じ条件で調製して、フィルムコンデンサ
用誘電体組成物を作製し、その電気特性を測定した。結
果を下表に示す。

〔比較例６〕微粒子チタン酸バリウム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
希釈した後、金属化プラスチックフィルム上に均一に１
μｍの厚さに塗布し、熱風乾燥炉にて温度１０５℃で２
０時間乾燥させた後、電気特性を測定した。その結果を
下表に示す。

上表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体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
誘電体材料として微粒子チタン酸バリウムの表面にチタ
ネート系カップリング剤を処理したものを使用すること
により、フィルムコンデンサとして必要な電気特性を阻
害せずに、誘電率を大幅に高めたフィルムコンデンサ用
誘電体組成物を得ることができるため、フィルムコンデ
ンサの小形化に有用なものである。

代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名−嘱一

Claims

【特許請求の範囲】

数平均分子量Ｍｎ＝１５０００〜３００００、重量平均
分子量Ｍｗ＝３００００〜５００００であるポリフェニ
レンオキサイドに、０．５〜５重量％（ＢａＴｉＯ＿３
基準）のチタネート系カップリング剤を沈着させた平均
１次粒径が０．５μｍ以下の微粒子チタン酸バリウムを
４５〜８５重量％含有することを特徴とするフィルムコ
ンデンサ用誘電体組成物。