JPH0598069A - 高誘電性樹脂組成物 - Google Patents
高誘電性樹脂組成物Info
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Abstract
量を充分に高めても射出成形時の溶融粘度が増加しない
高誘電性樹脂組成物を得ることを目的とする。 【構成】 ポリフェニレンサイドなどのポリアリーレン
サルファイドその他の熱可塑性樹脂に、繊維状または粉
末状のチタン酸バリウムを65重量%以上配合すると共
に、ポリフェニルエーテルオイル、シリコーンオイルな
どの耐熱性オイルを0.05〜2重量%配合して高誘電性
樹脂組成物とし、この組成物の溶融粘度を下げてチタン
酸バリウムの誘電性を有効に発揮させる。
Description
する。
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。
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。
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。
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%配合する手段を採
用したものである。以下その詳細を述べる。
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。
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。
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。
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。
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。
樹脂に高充填されたチタン酸バリウムにより誘電率が高
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、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、耐熱オイルを配合しない場合に比べ、
誘電率、耐電圧、機械的物性に優れる。
して示すとつぎのとおりである。なお〔 〕中に略号を
示した。
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)
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。
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。
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。
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。
Claims (3)
- 【請求項1】 熱可塑性樹脂にチタン酸バリウムを65
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
ことを特徴とする高誘電性樹脂組成物。 - 【請求項2】 熱可塑性樹脂がポリアリーレンサルファ
イド樹脂である請求項1記載の高誘電性樹脂組成物。 - 【請求項3】 耐熱性オイルがポリフェニルエーテルオ
イルである請求項1記載の高誘電性樹脂組成物。
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