JPH07292227A - ポリエチレンテレフタレート系複合材料、ポリエステ ル系複合材料およびその製造方法 - Google Patents
ポリエチレンテレフタレート系複合材料、ポリエステ ル系複合材料およびその製造方法Info
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- JPH07292227A JPH07292227A JP6126699A JP12669994A JPH07292227A JP H07292227 A JPH07292227 A JP H07292227A JP 6126699 A JP6126699 A JP 6126699A JP 12669994 A JP12669994 A JP 12669994A JP H07292227 A JPH07292227 A JP H07292227A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポリエチレンテレフタレート、ポレブチレン
テレフタレート、ポリブチレンナフタレートやポリシク
ロヘキサンジメチレンテレフタレート等のポリエステル
系複合材料の物性、特に剛性率および減衰能を自在に調
整したり、設定したり、再現させること。 【構成】 結晶化度を所定値にされて剛性率および減
衰能の少なくとも一方が決定されていることを特徴とす
る。
テレフタレート、ポリブチレンナフタレートやポリシク
ロヘキサンジメチレンテレフタレート等のポリエステル
系複合材料の物性、特に剛性率および減衰能を自在に調
整したり、設定したり、再現させること。 【構成】 結晶化度を所定値にされて剛性率および減
衰能の少なくとも一方が決定されていることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種熱器具、電気、電
子機械部品、自動車部品等の成形複合材料として用いら
れるポリエチレンテレフタレート系複合材料に代表され
るポリエステル系複合材料およびその製造方法に関し、
さらに詳しくは、ポリエステル系複合材料の剛性や減衰
能の調整、設定あるいは再現を容易に行えるポリエステ
ル系複合材料およびその製造方法に関するものである。
子機械部品、自動車部品等の成形複合材料として用いら
れるポリエチレンテレフタレート系複合材料に代表され
るポリエステル系複合材料およびその製造方法に関し、
さらに詳しくは、ポリエステル系複合材料の剛性や減衰
能の調整、設定あるいは再現を容易に行えるポリエステ
ル系複合材料およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近年
エンジニアリングプラスチック材料は、機械要素部材の
軽量化という観点から、様々な分野、特に自動車産業へ
の進出はめざましいものがある。
エンジニアリングプラスチック材料は、機械要素部材の
軽量化という観点から、様々な分野、特に自動車産業へ
の進出はめざましいものがある。
【０００３】エンジニアリングプラスチックの代表的な
ものには、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレ
フタレート（以下、ＰＥＴという）等を母相としガラス
フィラーを強化相とする複合材料がある。これらの複合
材料に求められる条件は、高剛性、大きな振動吸収能
（減衰能）、耐摩耗性、耐候性等である。
ものには、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレ
フタレート（以下、ＰＥＴという）等を母相としガラス
フィラーを強化相とする複合材料がある。これらの複合
材料に求められる条件は、高剛性、大きな振動吸収能
（減衰能）、耐摩耗性、耐候性等である。
【０００４】しかし、これらの複合材料の物性、特に剛
性および減衰能を技術的にどのようにして調整したり、
設定したり、再現させたりするかについては未だに解明
されていないのが現状である。
性および減衰能を技術的にどのようにして調整したり、
設定したり、再現させたりするかについては未だに解明
されていないのが現状である。
【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ＰＥＴ、ポレブチレンテレフタレート（以
下、ＰＢＴという）、ポリブチレンナフタレート（以
下、ＰＢＮという）やポリシクロヘキサンジメチレンテ
レフタレート（以下、ＰＣＴという）等のポリエステル
系複合材料の物性、特に剛性率および減衰能を自在に調
整したり、設定したり、再現させることのできるＰＥＴ
系複合材料およびその物性調整方法を提供することを目
的とする。
のであり、ＰＥＴ、ポレブチレンテレフタレート（以
下、ＰＢＴという）、ポリブチレンナフタレート（以
下、ＰＢＮという）やポリシクロヘキサンジメチレンテ
レフタレート（以下、ＰＣＴという）等のポリエステル
系複合材料の物性、特に剛性率および減衰能を自在に調
整したり、設定したり、再現させることのできるＰＥＴ
系複合材料およびその物性調整方法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明者等は、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＢＮ、ＰＣＴ等
のポリエステル系樹脂を母相とし、ガラスファイバ、ガ
ラスフレーク、ガラスビーズ、ＺｎＯウイスカ、マイカ
等からなるフィラーを強化相とする複合材料を作製し、
複合材料の剛性率および減衰能に及ぼす結晶化度やフィ
ラーの形状ならびに添加量の影響を調べ、剛性率および
減衰能が優れたＰＥＴ系複合材料を開発した。
に、本発明者等は、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＢＮ、ＰＣＴ等
のポリエステル系樹脂を母相とし、ガラスファイバ、ガ
ラスフレーク、ガラスビーズ、ＺｎＯウイスカ、マイカ
等からなるフィラーを強化相とする複合材料を作製し、
複合材料の剛性率および減衰能に及ぼす結晶化度やフィ
ラーの形状ならびに添加量の影響を調べ、剛性率および
減衰能が優れたＰＥＴ系複合材料を開発した。
【０００７】その際、剛性率および減衰能の測定は、図
１および図２に示す、公知のねじり振動子法によるフェ
ッペル ペルツ型減衰能測定装置を用いて行なった。こ
の測定装置は、試験片の下端に取付けた慣性棒を介して
適当なねじりを与えた後自由減衰を行ない、その記録し
た波形から減衰能を測定する装置である。図３は測定に
用いた試験片の形状および寸法を示す。
１および図２に示す、公知のねじり振動子法によるフェ
ッペル ペルツ型減衰能測定装置を用いて行なった。こ
の測定装置は、試験片の下端に取付けた慣性棒を介して
適当なねじりを与えた後自由減衰を行ない、その記録し
た波形から減衰能を測定する装置である。図３は測定に
用いた試験片の形状および寸法を示す。
【０００８】その結果、次のようなＰＥＴ系複合材料お
よびその製造方法を発明することができた。
よびその製造方法を発明することができた。
【０００９】すなわち、請求項１および請求項５に記載
の本発明のＰＥＴ系複合材料およびポリエステル系複合
材料は、結晶化度を所定値にされて剛性率および減衰能
の少なくとも一方が決定されていることを特徴とする。
の本発明のＰＥＴ系複合材料およびポリエステル系複合
材料は、結晶化度を所定値にされて剛性率および減衰能
の少なくとも一方が決定されていることを特徴とする。
【００１０】また、請求項２および請求項６に記載の本
発明のＰＥＴ系複合材料の製造方法およびポリエステル
系複合材料の製造方法は、ＰＥＴ系複合材料およびポリ
エステル系複合材料の結晶化度を調整することにより当
該ＰＥＴ系複合材料およびポリエステル系複合材料の剛
性率および減衰能の少なくとも一方を調整することを特
徴とする。
発明のＰＥＴ系複合材料の製造方法およびポリエステル
系複合材料の製造方法は、ＰＥＴ系複合材料およびポリ
エステル系複合材料の結晶化度を調整することにより当
該ＰＥＴ系複合材料およびポリエステル系複合材料の剛
性率および減衰能の少なくとも一方を調整することを特
徴とする。
【００１１】また、請求項３および請求項７に記載の本
発明のＰＥＴ系複合材料およびポリエステル系複合材料
は、複合材料に添加されるフィラーの添加量および形状
の少なくとも一方を所定内容にされて剛性率および減衰
能の少なくとも一方が決定されていることを特徴とす
る。
発明のＰＥＴ系複合材料およびポリエステル系複合材料
は、複合材料に添加されるフィラーの添加量および形状
の少なくとも一方を所定内容にされて剛性率および減衰
能の少なくとも一方が決定されていることを特徴とす
る。
【００１２】また、請求項４および請求項８に記載の本
発明のＰＥＴ系複合材料の製造方法およびポリエステル
系複合材料の製造方法は、ＰＥＴ系複合材料およびポリ
エステル系複合材料に添加されるフィラーの添加量およ
び形状の少なくとも一方を調整することにより当該ＰＥ
Ｔ系複合材料およびポリエステル系複合材料の剛性率お
よび減衰能の少なくとも一方を調整することを特徴とす
る。
発明のＰＥＴ系複合材料の製造方法およびポリエステル
系複合材料の製造方法は、ＰＥＴ系複合材料およびポリ
エステル系複合材料に添加されるフィラーの添加量およ
び形状の少なくとも一方を調整することにより当該ＰＥ
Ｔ系複合材料およびポリエステル系複合材料の剛性率お
よび減衰能の少なくとも一方を調整することを特徴とす
る。
【００１３】本発明のＰＥＴ系複合材料の母相を構成す
るＰＥＴ系樹脂は、テレフタル酸を主成分とするジカル
ボン酸あるいはそのエステル形成性誘導体と、エチレン
グリコールを主成分とするジオールあるいはそのエステ
ル形成性誘導体とを、縮合反応することによって得られ
るエチレンテレフタレートを主構成単位とする重合体あ
るいは共重合体である。
るＰＥＴ系樹脂は、テレフタル酸を主成分とするジカル
ボン酸あるいはそのエステル形成性誘導体と、エチレン
グリコールを主成分とするジオールあるいはそのエステ
ル形成性誘導体とを、縮合反応することによって得られ
るエチレンテレフタレートを主構成単位とする重合体あ
るいは共重合体である。
【００１４】ＰＥＴ系樹脂のテレフタル酸以外の共重合
成分としてのジカルボン酸成分としては、イソフタル
酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，
５−ナフタレンジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボキシフ
ェニル）メタン、アントラセンジカルボン酸、４，４’
−ジフェニルジカルボン酸、４，４’−ジフェニルエー
テルジカルボン酸等が挙げられ、これらのエステル形成
性誘導体としては、これらのジアルキルエステル、ジア
リールエステル等が挙げられる。
成分としてのジカルボン酸成分としては、イソフタル
酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，
５−ナフタレンジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボキシフ
ェニル）メタン、アントラセンジカルボン酸、４，４’
−ジフェニルジカルボン酸、４，４’−ジフェニルエー
テルジカルボン酸等が挙げられ、これらのエステル形成
性誘導体としては、これらのジアルキルエステル、ジア
リールエステル等が挙げられる。
【００１５】また、エチレングリコール以外の共重合成
分としてのジオール成分としては、１，４−ブタンジオ
ール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオ
ール、１，６−ヘキサンジオール、デカメチレングリコ
ール、シクロヘキサンジメタノール等の炭素数２〜１０
の脂肪族ジオール、ポリエチレングリコール、ポリー
１，３−プロピレングリコール、ポリテトラメチレング
リコール等の分子量が４００〜６０００の長鎖グリコー
ル等が挙げられる。
分としてのジオール成分としては、１，４−ブタンジオ
ール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオ
ール、１，６−ヘキサンジオール、デカメチレングリコ
ール、シクロヘキサンジメタノール等の炭素数２〜１０
の脂肪族ジオール、ポリエチレングリコール、ポリー
１，３−プロピレングリコール、ポリテトラメチレング
リコール等の分子量が４００〜６０００の長鎖グリコー
ル等が挙げられる。
【００１６】本発明のポリエステル系複合材料の母相を
構成するポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸ある
いはそのエステル形成性誘導体と、ジオールあるいはそ
のエステル形成性誘導体とを主成分とするモノマーを、
縮合反応することによって得られる重合体あるいは共重
合体である。
構成するポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸ある
いはそのエステル形成性誘導体と、ジオールあるいはそ
のエステル形成性誘導体とを主成分とするモノマーを、
縮合反応することによって得られる重合体あるいは共重
合体である。
【００１７】ポリエステル系樹脂の芳香族ジカルボン酸
としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、
２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレン
ジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタ
ン、アントラセンジカルボン酸、４，４’−ジフェニル
ジカルボン酸、４，４’−ジフェニルエーテルジカルボ
ン酸等が挙げられ、これらのエステル形成性誘導体とし
ては、これらのジアルキルエステル、ジアリールエステ
ル等が挙げられる。
としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、
２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレン
ジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタ
ン、アントラセンジカルボン酸、４，４’−ジフェニル
ジカルボン酸、４，４’−ジフェニルエーテルジカルボ
ン酸等が挙げられ、これらのエステル形成性誘導体とし
ては、これらのジアルキルエステル、ジアリールエステ
ル等が挙げられる。
【００１８】また、ジオール成分としては、エチレング
リコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリ
コール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサン
ジオール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジ
メタノール等の炭素数２〜１０の脂肪族ジオール、ポリ
エチレングリコール、ポリー１，３−プロピレングリコ
ール、ポリテトラメチレングリコール等の分子量が４０
０〜６０００の長鎖グリコール等が挙げられる。
リコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリ
コール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサン
ジオール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジ
メタノール等の炭素数２〜１０の脂肪族ジオール、ポリ
エチレングリコール、ポリー１，３−プロピレングリコ
ール、ポリテトラメチレングリコール等の分子量が４０
０〜６０００の長鎖グリコール等が挙げられる。
【００１９】このような芳香族ジカルボン酸成分とジオ
ール成分から得られるポリエステル樹脂としては、前述
のＰＥＴ系樹脂以外に、ＰＢＴ系樹脂、ＰＢＮ系樹脂、
ＰＣＴ系樹脂、ポリプロピレンテレフタレート、ポリヘ
キサメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
ト等、あるいはこれらを主成分とする共重合体が挙げら
れる。
ール成分から得られるポリエステル樹脂としては、前述
のＰＥＴ系樹脂以外に、ＰＢＴ系樹脂、ＰＢＮ系樹脂、
ＰＣＴ系樹脂、ポリプロピレンテレフタレート、ポリヘ
キサメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
ト等、あるいはこれらを主成分とする共重合体が挙げら
れる。
【００２０】本発明のＰＥＴ系複合材料あるいはポリエ
ステル系複合材料の強化相を構成するフィラーとして
は、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、シリコンカ
ーバイト繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維等の無
機繊維、金属繊維、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリ
イミド繊維、芳香族ポリアミドイミド繊維等の耐熱性有
機繊維等の繊維状フィラー、酸化シルコニウム、チタン
酸カリウム等の無機物ウイスカー、タルク、カオリン、
マイカ、クレー、ウォラストナイト、セリサイト、ベン
トナイト、アスベスト、アルミナシリケート等のケイ酸
塩、アルミナ、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ジ
ルコニウム、酸化チタン等の金属酸化物、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、ドロマイト等の炭酸塩、硫酸カ
ルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩、ガラスビーズ、ガ
ラスフレーク、窒化ホウ素、炭化ケイ素等の粒子状のフ
ィラー等が挙げられる。
ステル系複合材料の強化相を構成するフィラーとして
は、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、シリコンカ
ーバイト繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維等の無
機繊維、金属繊維、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリ
イミド繊維、芳香族ポリアミドイミド繊維等の耐熱性有
機繊維等の繊維状フィラー、酸化シルコニウム、チタン
酸カリウム等の無機物ウイスカー、タルク、カオリン、
マイカ、クレー、ウォラストナイト、セリサイト、ベン
トナイト、アスベスト、アルミナシリケート等のケイ酸
塩、アルミナ、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ジ
ルコニウム、酸化チタン等の金属酸化物、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、ドロマイト等の炭酸塩、硫酸カ
ルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩、ガラスビーズ、ガ
ラスフレーク、窒化ホウ素、炭化ケイ素等の粒子状のフ
ィラー等が挙げられる。
【００２１】さらに、本発明のＰＥＴ系複合材料あるい
はポリエステル系複合材料には、本発明の効果を損なわ
ない範囲内で、充填剤、シリカやステアリン酸塩等の滑
剤や離型剤、紫外線吸収剤、カーボンブラック等の顔料
を含む着色料、ハロゲン化合物やリン化合物等の難燃
剤、難燃助剤、酸化防止剤、帯電防止剤、カップリング
剤、発泡剤、架橋剤および熱安定剤等の公知の添加剤を
任意に添加してもよい。また、本発明の効果を損なわな
い範囲で、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフ
ェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、ＡＳＡ樹
脂等の他の熱可塑性樹脂を配合してもよい。
はポリエステル系複合材料には、本発明の効果を損なわ
ない範囲内で、充填剤、シリカやステアリン酸塩等の滑
剤や離型剤、紫外線吸収剤、カーボンブラック等の顔料
を含む着色料、ハロゲン化合物やリン化合物等の難燃
剤、難燃助剤、酸化防止剤、帯電防止剤、カップリング
剤、発泡剤、架橋剤および熱安定剤等の公知の添加剤を
任意に添加してもよい。また、本発明の効果を損なわな
い範囲で、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフ
ェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、ＡＳＡ樹
脂等の他の熱可塑性樹脂を配合してもよい。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図４から図８につい
て説明する。
て説明する。
【００２３】まず、ＰＥＴ系複合材料の結晶化度と剛性
率および減衰能との関係について説明する。
率および減衰能との関係について説明する。
【００２４】試料の結晶化は、フィラーを全く添加しな
い未強化のＰＥＴ母相を試料とし、その試料を１５０℃
の温度で一定に保持し、その保持時間を変えることによ
り行なった。射出成型後のＰＥＴの結晶化度は約２％で
あるが、１５０℃、１２時間の熱処理を施すと結晶化度
は約４２％となる。
い未強化のＰＥＴ母相を試料とし、その試料を１５０℃
の温度で一定に保持し、その保持時間を変えることによ
り行なった。射出成型後のＰＥＴの結晶化度は約２％で
あるが、１５０℃、１２時間の熱処理を施すと結晶化度
は約４２％となる。
【００２５】図４にＰＥＴ母相の剛性率および減衰能と
結晶化度との関係を示す。
結晶化度との関係を示す。
【００２６】図４より、ＰＥＴ母相の結晶化度が増加す
ると剛性率は増加し、減衰能は低下することが判る。こ
れはプラスチックの結晶はアニーリングにより無定形な
高分子鎖が折りたたまれる形で生成され、結晶化した部
分は分子間凝集力が大きいために周りの非晶質の部分に
比べて高い弾性率を有するようになり、この結晶化した
部分が強化相として働くので、結晶化度が増加すると剛
性率は増加し、減衰能は低下すると考えられる。
ると剛性率は増加し、減衰能は低下することが判る。こ
れはプラスチックの結晶はアニーリングにより無定形な
高分子鎖が折りたたまれる形で生成され、結晶化した部
分は分子間凝集力が大きいために周りの非晶質の部分に
比べて高い弾性率を有するようになり、この結晶化した
部分が強化相として働くので、結晶化度が増加すると剛
性率は増加し、減衰能は低下すると考えられる。
【００２７】従って、ＰＥＴ系複合材料の結晶化度を調
整することにより、当該ＰＥＴ系複合材料の剛性率およ
び減衰能の少なくとも一方を自在に調整することができ
る。この場合、ＰＥＴ母相を加温状態に保持する保持時
間を可変調整することにより、結晶化度を調節して、目
的とする剛性率および減衰能を得るようにする。
整することにより、当該ＰＥＴ系複合材料の剛性率およ
び減衰能の少なくとも一方を自在に調整することができ
る。この場合、ＰＥＴ母相を加温状態に保持する保持時
間を可変調整することにより、結晶化度を調節して、目
的とする剛性率および減衰能を得るようにする。
【００２８】次に、ＰＥＴ系複合材料の強化相として添
加するフィラーの添加量と剛性率および減衰能との関係
について説明する。
加するフィラーの添加量と剛性率および減衰能との関係
について説明する。
【００２９】ＰＥＴ系複合材料の強化相として用いたフ
ィラーは、ガラスファイバ、ガラスフレーク、ガラスビ
ーズ、ＺｎＯウイスカ、マイカである。それぞれのフィ
ラーのＳＥＭ写真を図５に示す。
ィラーは、ガラスファイバ、ガラスフレーク、ガラスビ
ーズ、ＺｎＯウイスカ、マイカである。それぞれのフィ
ラーのＳＥＭ写真を図５に示す。
【００３０】各フィラーの添加量を０、１０、２０、３
０、４０ｖｏｌ％として、得られたＰＥＴ系複合材料の
剛性率および減衰能のひずみ振幅依存性を測定した。こ
の剛性率および減衰能のひずみ振幅依存性の測定は、最
大表面せん断ひずみ５×１０−６〜９００×１０−６の
範囲で変化させて行った。
０、４０ｖｏｌ％として、得られたＰＥＴ系複合材料の
剛性率および減衰能のひずみ振幅依存性を測定した。こ
の剛性率および減衰能のひずみ振幅依存性の測定は、最
大表面せん断ひずみ５×１０−６〜９００×１０−６の
範囲で変化させて行った。
【００３１】図６にその測定結果の一例として、ＰＥＴ
にガラスファイバを１０、２０、３０、４０ｖｏｌ％添
加した場合の剛性率および減衰能のひずみ振幅依存性を
示す。
にガラスファイバを１０、２０、３０、４０ｖｏｌ％添
加した場合の剛性率および減衰能のひずみ振幅依存性を
示す。
【００３２】図６から判るように、剛性率はひずみ振幅
にはほとんど依存しないが、ガラスファイバの添加量に
著しく依存する。すなわち、ガラスファイバの添加量を
増すと、剛性率は単調に増加する。未強化のＰＥＴ（図
中の印）の剛性率は１０００ＭＰａ程度であるが、ガラ
スファイバを４０ｖｏｌ％添加した複合材料の剛性率は
３０００ＭＰａである。このようにＰＥＴにフィラーを
添加して強化したＰＥＴ系複合材料の剛性率は未強化の
ＰＥＴの剛性率の約３倍となる。
にはほとんど依存しないが、ガラスファイバの添加量に
著しく依存する。すなわち、ガラスファイバの添加量を
増すと、剛性率は単調に増加する。未強化のＰＥＴ（図
中の印）の剛性率は１０００ＭＰａ程度であるが、ガラ
スファイバを４０ｖｏｌ％添加した複合材料の剛性率は
３０００ＭＰａである。このようにＰＥＴにフィラーを
添加して強化したＰＥＴ系複合材料の剛性率は未強化の
ＰＥＴの剛性率の約３倍となる。
【００３３】また、減衰能はいずれの試料においてもひ
ずみ振幅依存性が認められ、減衰能はひずみ振幅ととも
にほぼ直線的に増加する。未強化のＰＥＴの減衰能と比
較すると、ＰＥＴ系複合材料の減衰能は、ガラスファイ
バを４０ｖｏｌ％添加した試料が高ひずみ振幅域で未強
化の試料を上回った以外は、未強化の試料と同程度かそ
れ以下の値となった。
ずみ振幅依存性が認められ、減衰能はひずみ振幅ととも
にほぼ直線的に増加する。未強化のＰＥＴの減衰能と比
較すると、ＰＥＴ系複合材料の減衰能は、ガラスファイ
バを４０ｖｏｌ％添加した試料が高ひずみ振幅域で未強
化の試料を上回った以外は、未強化の試料と同程度かそ
れ以下の値となった。
【００３４】従って、ＰＥＴ系複合材料のフィラーの添
加量を調整することにより、当該ＰＥＴ系複合材料の剛
性率および減衰能の少なくとも一方を自在に調整するこ
とができる。
加量を調整することにより、当該ＰＥＴ系複合材料の剛
性率および減衰能の少なくとも一方を自在に調整するこ
とができる。
【００３５】次に、ＰＥＴ系複合材料の強化相として添
加するフィラーの形状と剛性率および減衰能との関係に
ついて説明する。
加するフィラーの形状と剛性率および減衰能との関係に
ついて説明する。
【００３６】ＰＥＴ系複合材料の強化相として用いたフ
ィラーは、ガラスファイバ、ガラスフレーク、ガラスビ
ーズ、ＺｎＯウイスカ、マイカである。
ィラーは、ガラスファイバ、ガラスフレーク、ガラスビ
ーズ、ＺｎＯウイスカ、マイカである。
【００３７】各フィラーの添加量を０、１０、２０、３
０、４０ｖｏｌ％として、得られたＰＥＴ系複合材料の
剛性率および減衰能のひずみ振幅依存性を測定した。こ
の剛性率および減衰能のひずみ振幅依存性の測定は、最
大表面せん断ひずみ５×１０−６〜９００×１０−６の
範囲で変化させて行った。
０、４０ｖｏｌ％として、得られたＰＥＴ系複合材料の
剛性率および減衰能のひずみ振幅依存性を測定した。こ
の剛性率および減衰能のひずみ振幅依存性の測定は、最
大表面せん断ひずみ５×１０−６〜９００×１０−６の
範囲で変化させて行った。
【００３８】図７にその測定結果の一例として、フィラ
ーの添加量を３０ｖｏｌ％とし、フィラの形状を繊維状
（ファイバ）、板状（フレーク、マイカ）、球状（ビー
ズ）、針状（ＺｎＯウイスカ）と変化させた場合の剛性
率および減衰能のひずみ振幅依存性を示す。更に、図８
に母相とフィラの接合性を観察するために破断面のＳＥ
Ｍ写真を示す。
ーの添加量を３０ｖｏｌ％とし、フィラの形状を繊維状
（ファイバ）、板状（フレーク、マイカ）、球状（ビー
ズ）、針状（ＺｎＯウイスカ）と変化させた場合の剛性
率および減衰能のひずみ振幅依存性を示す。更に、図８
に母相とフィラの接合性を観察するために破断面のＳＥ
Ｍ写真を示す。
【００３９】図７より次のことが判る。ビーズを除くす
べての試料においては減衰能のひずみ振幅依存性が認め
られる。特に、マイカを添加した試料の減衰能は著しい
増加を示す。ガラスファイバ、ガラスフレーク、ＺｎＯ
ウイスカは未強化のＰＥＴと同様な傾向を示す。特に、
マイカを添加したものは未強化のＰＥＴに比べ３倍もの
剛性率を有する。フィラが球状の場合には母相への応力
集中が一般的に小さいので、減衰能のひずみ振幅依存性
があまり認められない。一方、繊維状、板状、針状のフ
ィラは球状のものに比べて応力集中が大きいので、減衰
能のひずみ振幅依存性が大きくなるものと推定される。
更に、マイカの場合は、図８（ｄ）に示すように、ＰＥ
Ｔ母相とマイカの界面での接合が良好なのて、ＰＥＴ母
相はマイカ間に拘束された状態にあり、応力集中の他に
ずれによる緩和機構が働くことが予想される。このこと
が減衰能の著しい増加要因と推定される。
べての試料においては減衰能のひずみ振幅依存性が認め
られる。特に、マイカを添加した試料の減衰能は著しい
増加を示す。ガラスファイバ、ガラスフレーク、ＺｎＯ
ウイスカは未強化のＰＥＴと同様な傾向を示す。特に、
マイカを添加したものは未強化のＰＥＴに比べ３倍もの
剛性率を有する。フィラが球状の場合には母相への応力
集中が一般的に小さいので、減衰能のひずみ振幅依存性
があまり認められない。一方、繊維状、板状、針状のフ
ィラは球状のものに比べて応力集中が大きいので、減衰
能のひずみ振幅依存性が大きくなるものと推定される。
更に、マイカの場合は、図８（ｄ）に示すように、ＰＥ
Ｔ母相とマイカの界面での接合が良好なのて、ＰＥＴ母
相はマイカ間に拘束された状態にあり、応力集中の他に
ずれによる緩和機構が働くことが予想される。このこと
が減衰能の著しい増加要因と推定される。
【００４０】これらをまとめると、ＰＥＴ母相に対し様
々な形状のフィラーを混入したＰＥＴ系複合材料の剛性
率は、フィラーの形状に依存し、ひずみ振幅にはあまり
依存しないものであった。減衰能はフィラーにエッジが
多いもの等、フィラーの応力集中が大きいものほど、ま
た、フィラーと母材の接合性が高い試料ほど、減衰能が
大きいものであった。
々な形状のフィラーを混入したＰＥＴ系複合材料の剛性
率は、フィラーの形状に依存し、ひずみ振幅にはあまり
依存しないものであった。減衰能はフィラーにエッジが
多いもの等、フィラーの応力集中が大きいものほど、ま
た、フィラーと母材の接合性が高い試料ほど、減衰能が
大きいものであった。
【００４１】従って、ＰＥＴ系複合材料のフィラーの形
状を調整することにより、当該ＰＥＴ系複合材料の剛性
率および減衰能の少なくとも一方を調整することができ
る。なお、図６および図７には、フィラーの添加量と形
状とのいずれか一方のみを変化させた場合を示している
が、前述したようにフィラーの添加量と形状とをともに
変化させて剛性率および減衰能を測定すると、それぞれ
の結果は図６および図７に示すものとほぼ同様の結果を
示した。
状を調整することにより、当該ＰＥＴ系複合材料の剛性
率および減衰能の少なくとも一方を調整することができ
る。なお、図６および図７には、フィラーの添加量と形
状とのいずれか一方のみを変化させた場合を示している
が、前述したようにフィラーの添加量と形状とをともに
変化させて剛性率および減衰能を測定すると、それぞれ
の結果は図６および図７に示すものとほぼ同様の結果を
示した。
【００４２】よって、ＰＥＴ系複合材料に添加されるフ
ィラーの添加量および形状の少なくとも一方を調整する
ことにより当該ＰＥＴ系複合材料の剛性率および減衰能
の少なくとも一方を自在に調整することができる。
ィラーの添加量および形状の少なくとも一方を調整する
ことにより当該ＰＥＴ系複合材料の剛性率および減衰能
の少なくとも一方を自在に調整することができる。
【００４３】なお、本発明においては、結晶化度および
フィラーの添加量については、それぞれ広い調整範囲が
あるが、これらはＰＥＴ系複合材料の利用目的に応じて
設定するとよい。例えば、結晶化度については、２〜１
０％、２〜２０％、２〜３０％、２〜４２％等の前側の
数値範囲としたり、１０〜４２％、２０〜４２％、３０
〜４２％等の後側の数値範囲としたり、１０〜３０％、
２０〜３０％等の中間の数値範囲とするとよい。また。
フィラーの添加量については、１０ｖｏｌ％以下、２０
ｖｏｌ％以下、３０ｖｏｌ％以下、４０ｖｏｌ％以下、
５０ｖｏｌ％以下等の前側の数値範囲としたり、１０〜
５０ｖｏｌ％、２０〜５０ｖｏｌ％、３０〜５０ｖｏｌ
％、４０〜５０ｖｏｌ％等の後側の数値範囲としたり、
１０〜４０ｖｏｌ％、２０〜３０ｖｏｌ％等の中間の数
値範囲とするとよい。
フィラーの添加量については、それぞれ広い調整範囲が
あるが、これらはＰＥＴ系複合材料の利用目的に応じて
設定するとよい。例えば、結晶化度については、２〜１
０％、２〜２０％、２〜３０％、２〜４２％等の前側の
数値範囲としたり、１０〜４２％、２０〜４２％、３０
〜４２％等の後側の数値範囲としたり、１０〜３０％、
２０〜３０％等の中間の数値範囲とするとよい。また。
フィラーの添加量については、１０ｖｏｌ％以下、２０
ｖｏｌ％以下、３０ｖｏｌ％以下、４０ｖｏｌ％以下、
５０ｖｏｌ％以下等の前側の数値範囲としたり、１０〜
５０ｖｏｌ％、２０〜５０ｖｏｌ％、３０〜５０ｖｏｌ
％、４０〜５０ｖｏｌ％等の後側の数値範囲としたり、
１０〜４０ｖｏｌ％、２０〜３０ｖｏｌ％等の中間の数
値範囲とするとよい。
【００４４】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、必要に応じて変更することができる。
のではなく、必要に応じて変更することができる。
【００４５】
【発明の効果】このように本発明のＰＥＴ系複合材料、
ポリエステル系複合材料およびその製造方法は構成され
作用するのもであるから、ＰＥＴ系複合材料およびポリ
エステル系複合材料の物性、特に剛性率および減衰能を
自在に調整したり、設定したり、再現させることができ
る等の効果を奏する。
ポリエステル系複合材料およびその製造方法は構成され
作用するのもであるから、ＰＥＴ系複合材料およびポリ
エステル系複合材料の物性、特に剛性率および減衰能を
自在に調整したり、設定したり、再現させることができ
る等の効果を奏する。
【図１】フェッペル ペルツ型減衰能測定装置の正面図
【図２】フェッペル ペルツ型減衰能測定装置の横断平
面図
面図
【図３】剛性率および減衰能の測定に供した試料の正面
図
図
【図４】ＰＥＴ母相の剛性率および減衰能と結晶化度と
の関係を示す特性図
の関係を示す特性図
【図５】ａ〜ｅはそれぞれＰＥＴ系複合材料の強化相と
して用いたフィラーの組織を示す顕微鏡写真（ＳＥＭ写
真）であり、ａはガラスファイバ、ｂはガラスフレー
ク、ｃはガラスビーズ、ｄはＺｎＯウイスカ、ｅはマイ
カを示す。
して用いたフィラーの組織を示す顕微鏡写真（ＳＥＭ写
真）であり、ａはガラスファイバ、ｂはガラスフレー
ク、ｃはガラスビーズ、ｄはＺｎＯウイスカ、ｅはマイ
カを示す。
【図６】ＰＥＴにガラスファイバを１０、２０、３０、
４０ｖｏｌ％添加した場合の剛性率および減衰能のひず
み振幅依存性を示す特性図
４０ｖｏｌ％添加した場合の剛性率および減衰能のひず
み振幅依存性を示す特性図
【図７】フィラーの添加量を３０ｖｏｌ％とし、フィラ
の形状を繊維状（ファイバ）、板状（フレーク、マイ
カ）、球状（ビーズ）、針状（ＺｎＯウイスカ）と変化
させた場合の剛性率および減衰能のひずみ振幅依存性を
示す特性図
の形状を繊維状（ファイバ）、板状（フレーク、マイ
カ）、球状（ビーズ）、針状（ＺｎＯウイスカ）と変化
させた場合の剛性率および減衰能のひずみ振幅依存性を
示す特性図
【図８】ａ〜ｅはそれぞれ母相とフィラーの接合性を示
す破断面の組織を示す顕微鏡写真（ＳＥＭ写真）であ
り、ａはフィラーの形状がファイバ、ｂはフレーク、ｃ
はビーズ、ｄはＺｎＯウイスカ、ｅはマイカを示す。
す破断面の組織を示す顕微鏡写真（ＳＥＭ写真）であ
り、ａはフィラーの形状がファイバ、ｂはフレーク、ｃ
はビーズ、ｄはＺｎＯウイスカ、ｅはマイカを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富安 健 東京都八王子市南大沢３丁目２番地５− 708 (72)発明者 梅川 荘吉 東京都豊島区南長崎２−25−１
Claims (8)
- 【請求項１】 結晶化度を所定値にされて剛性率および
減衰能の少なくとも一方が決定されていることを特徴と
するポリエチレンテレフタレート系複合材料。 - 【請求項２】 ポリエチレンテレフタレート系複合材料
の結晶化度を調整することにより当該ポリエチレンテレ
フタレート系複合材料の剛性率および減衰能の少なくと
も一方を調整したことを特徴とするポリエチレンテレフ
タレート系複合材料の製造方法。 - 【請求項３】 複合材料に添加されるフィラーの添加量
および形状の少なくとも一方を所定内容にされて剛性率
および減衰能の少なくとも一方が決定されていることを
特徴とするポリエチレンテレフタレート系複合材料。 - 【請求項４】 ポリエチレンテレフタレート系複合材料
に添加されるフィラーの添加量および形状の少なくとも
一方を調整することにより当該ポリエチレンテレフタレ
ート系複合材料の剛性率および減衰能の少なくとも一方
を調整したことを特徴とするポリエチレンテレフタレー
ト系複合材料の製造方法。 - 【請求項５】 結晶化度を所定値にされて剛性率および
減衰能の少なくとも一方が決定されていることを特徴と
するポリエステル系複合材料。 - 【請求項６】 ポリエステル系複合材料の結晶化度を調
整することにより当該ポリエステル系複合材料の剛性率
および減衰能の少なくとも一方を調整したことを特徴と
するポリエステル系複合材料の製造方法。 - 【請求項７】 複合材料に添加されるフィラーの添加量
および形状の少なくとも一方を所定内容にされて剛性率
および減衰能の少なくとも一方が決定されていることを
特徴とするポリエステル系複合材料。 - 【請求項８】 ポリエステル系複合材料に添加されるフ
ィラーの添加量および形状の少なくとも一方を調整する
ことにより当該ポリエステル系複合材料の剛性率および
減衰能の少なくとも一方を調整したことを特徴とするポ
リエステル系複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6126699A JPH07292227A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | ポリエチレンテレフタレート系複合材料、ポリエステ ル系複合材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6126699A JPH07292227A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | ポリエチレンテレフタレート系複合材料、ポリエステ ル系複合材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07292227A true JPH07292227A (ja) | 1995-11-07 |
Family
ID=14941665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6126699A Pending JPH07292227A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | ポリエチレンテレフタレート系複合材料、ポリエステ ル系複合材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07292227A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0809416A2 (en) * | 1996-05-23 | 1997-11-26 | Pioneer Electronic Corporation | Speaker apparatus |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP6126699A patent/JPH07292227A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0809416A2 (en) * | 1996-05-23 | 1997-11-26 | Pioneer Electronic Corporation | Speaker apparatus |
| EP0809416A3 (en) * | 1996-05-23 | 1999-10-06 | Pioneer Electronic Corporation | Speaker apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |