JPH04145134A - 高分子複合誘電体 - 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〉 本発明はコンデンサ等に利用される高分子複合誘電体に
関する。

〈従来の技術〉 ポリエステルやポリプロピレンなとのプラスチックは、
コンデンサなとの誘電体材料としても従来から利用され
ている。しかし、はとんどのプラスチックの誘電率はほ
ぼ５前後の値であり、コンデンサの小型化や大容量化に
対応できなかった。

このコンデンサや高誘電率を必要とする用途に対応する
ために、従来よりプラスチックの高誘電率化が各方面で
検討されている。その一つにプラスチックからなるマト
リックス中に、セラミックス系の粉末や繊維をフィラー
として分散させることにより誘電率を高くする試みが行
われている。すなわち、フィラーの充填率を高くしたり
、あるいはフィラーの誘電率をさらに高くすることによ
りプラスチックの高誘電化が行われてきた。

〈発明が解決しようとする課題〉 高誘電率のセラミックスフィラーをプラスチッりに充填
する場合、その充填率を高くするに従って、プラスチッ
クの誘電率を向上することかできる。ところか、充填率
を高くすると樹脂本来の性質が損なわれるため、成形方
法が限定されるという問題がある。また、フィラーの誘
電率をより高くすることによっても、誘電率を向上する
ことができるが、誘電率は物質固有の値であり、現在市
販されているものでは約ｔｏｏｏｏが最大であり、限界
が生じている。

本発明では、上述の問題点に鑑み、加工性を失うことな
く、また、フィラーの充填率を高めることなく作成され
る高誘電率の高分子複合誘電体を提供することを目的と
する。

く課題を解決するための手段〉 本発明実施例の斜視図である図面に基づいて説明する。

本発明の高分子複合誘電体は、誘電体粒子１と、導体お
よび半導体粒子の少なくとも１種たとえば導体粒子２と
を高分子樹脂からなるマトリックス３中にフィラーとし
て分散されていることを特徴としている。

また誘電体粒子かＡＢＯ，で表されるペロブスカイト型
化合物および二酸化チタンの少なくとも１種よりなるこ
と、また常温における誘電体粒子の誘電率が５０以上で
あること、導体または半導体粒子の添加量が０．１体積
％以上かつ２０体積％以下であることを特徴としている
。

く作用〉 誘電体粒子と、導体および半導体粒子の少なくとも１種
を樹脂に充填することにより、その誘電体粒子間に働く
電界の強さは大きくなるため、大きな誘電率およびｔａ
ｎδを有する高分子複合誘電体が得られる。また、Ａ　
Ｂ　Ｏｘで表されるペロブスカイト型化合物、例えばチ
タン酸バリウムは強誘電率であり、複合体の分極処理を
行うことにより圧電性を付与することも可能である。ま
た二酸化チタンもまた高誘電率である。したかって、Ａ
ＢＯ，で表されるペロブスカイト型化合物、および二酸
化チタンの少なくとも１種よりなるフィラーが分散され
てなる高分子複合誘電体は高誘電率を有する誘電体とな
る。また上述した特徴をもつフィラーで、かつ常温にお
けるその誘電率か、５０以上であるものを分散すること
により作成される高分子複合誘電体は、さらに高誘電率
を有する誘電体となる。

また上述した特徴をもつフィラーで、かっｏ、１体積％
以上かつ２０体積％以下の添加量である導体または半導
体粒子を有することにより、さらに高誘電率を有する誘
電体となり、絶縁性も損なわない。

〈実施例〉 図は本発明実施例の斜視図である。本発明実施例の高分
子複合誘電体は、高分子樹脂からなるマトリックス３中
に、誘電体粒子１と、導体および半導体粒子の少なくと
も１種の導体粒子２とが分散されている。

以上の構成よりなる本発明実施例の高分子複合誘電体の
作成方法を以下に述べる。

ｌ）セラミックス粉末の作成 （Ｓｒａ、ｏｌＰ　ｂｏ、＊ｉ）　（Ｔ　ｉｏ、ｓ□・
Ｚｒ　ｏ、５ｚ）Ｏｈとなる様に各元素の酸化物を秤量
し、その混合物を仮焼（８５０°Ｃ）する。その後、粉
砕し成形した後、焼成（１２５０°Ｃ）シ、２０φ×１
１のＰＺＴ焼結体を作成する。１枚の上述したＰＺＴ焼
結体の誘電率は約１３００である。次にこの焼結体を５
〜２０φのアルミナボールを入れたアルミナ製ポットで
１２時間粉砕し、セラミックス粉末のフィラー１を作成
する。

２）以上の方法により作成された誘電体粒子１と導体粒
子２をフィラーとし、マトリックス３中に分散させるこ
とにより、複合化を行い、本発明の高分子複合誘電体を
作成する。

すなわち、安定剤としてジブチルスズマレート７．５ｇ
、滑剤としてポリエチレンワックス４ｇ１同じくステア
リン酸モノグリセリド２ｇを添加した塩化ビニル樹脂１
５０ｇに上述の方法で作成したＰＺＴ粉末と導体粒子２
としてチタン粒子（約３０μｍ径）を合わせて３０ｖｏ
１％の割合になるよう秤量し、混合する。次に表面温度
１６５°Ｃのロールで５分間混練してシートを作成する
。このシートを所定寸法に切断し、１７０’Ｃの温度条
件でホットプレスを行い、厚さ２ｍｍの板を作成する。

なお、本発明に適用されるセラミックス粉末は、酸化チ
タンおよびＡＢＯ，で表されるペロブスカイト型化合物
、たとえばチタン酸バリウム、チタン酸鉛、ジルコンチ
タン酸鉛等であり、また、これらペロブスカイト型化合
物のＡサイトやＢサイトの一部またはすべてをストロン
チウム、マグネシウム、カルシウム、スズ、ニオブ、ラ
ンタン、アンチモン、コバルトなどの元素の少なくとも
一種を置換したものである。本発明はこれらの一種また
は二種以上を誘電体粒子１に使うもので、また以上の物
質に限定されるものではない。

また、導体粒子としては、本発明実施例では、チタンを
用いたが、その地金、銀等の金属粒子や炭素に代表され
る導体粒子、シリコン、ゲルマニウム等の半導体粒子、
半導体セラミックス粒子等が使用できる。

また、樹脂としては、塩化ビニル、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂、エポ
キシ等の熱硬化性樹脂等を用いることかできるか、これ
らに限定されることなく、現在市販されているものすべ
ての樹脂か適用可能であり、要求される強度、耐候性能
や誘電損失などの電気的性能から用途に応じて選ぶこと
ができる。またこれらの樹脂に安定剤、滑剤、反応促進
剤およびグラスファイバなとの強化繊維も必要に応じて
併用してもよい。

また、本発明実施例の複合誘電体の混線・成形は、押し
出し成形、射出成形およびカレンダーロールなどによる
直接混合成形でも可能であるが、他の混合方法を併用す
るなどこれらの方法に限定されるものではなく、製品形
状、樹脂の種類などによって選択できる。

また、セラミックス粒子と樹脂に対し、導体粒子または
半導体粒子の添加量を０．　１体積％以上とするのは、
０．　１体積％より低い場合は、これら粒子を添加しな
い場合とその誘電率に差がないことによるもので、また
、２０体積％以下とするのは、２０体積％を超える場合
は絶縁性が悪くなり、実用性に欠けることによる。

３）以上述べた方法により作成された厚さ２ｍｍの高分
子誘電体の板を５０ｍｍＸ５０ｍｍに切断し、真空蒸着
てアルミニウムの電極を形成する。

次に、この試験片をゲインセイズアナライザ（ＹＨＰ製
４１９４Ａ、測定周波数ＩＭＨｚ）を用いて容量を測定
し、電極面積と電極間隔により算出された誘電率を表に
示す。

表 この表から明らかなように、誘電体粒子のみを複合化し
た場合に比べ、誘電率は３〜１１倍の大きさとなる。

〈発明の効果〉 以上述べたように、本発明による高分子複合誘電体は、
そのマトリックス中に誘電体粒子と、導体および半導体
粒子の少なくとも１種を樹脂に充填することにより、そ
の誘電体粒子間の電界の強さか大きくなるよう構成した
ので、大きな誘電率を存する複合材料となる。

この結果、小型で高性能なコンデンサ等を得ることがで
きる。

また、フィラーの充填率を３０％としたので、従来のよ
うに樹脂本来の性質が損なわれることによって成形方法
か限定されることもない。したがって、射出成形等もて
きるので、複雑な形状のものでも簡単な製造工程で作成
できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明実施例の斜視図である。 １・・・誘電体粒子 ２・・・導体粒子 ３・・・マトリックス樹脂 特許出願人　　　　　株式会社大真空 代　理　人　　　　　　弁理士　西１）新１：話参粒チ 手続補正書帽発） 平成　２年１１月２０日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体粒子と、導体および半導体粒子の少なくと
   も１種とを高分子樹脂からなるマトリックス中にフィラ
   ーとして分散されてなる高分子複合誘電体。
2. （２）上記誘電体粒子がＡＢＯ＿３で表されるペロブス
   カイト型化合物および二酸化チタンの少なくとも１種よ
   りなることを特徴とする請求項第１項記載の高分子複合
   誘電体。
3. （３）上記誘電体粒子の常温における誘電率が５０以上
   であることを特徴とする請求項第１項または第２項記載
   の高分子複合誘電体。
4. （４）上記導体または半導体粒子の添加量が０．１体積
   ％以上かつ２０体積％以下であることを特徴とする請求
   項第１項、第２項または第３項記載の高分子複合誘電体
   。