JPH07332434A - 制振複合材料及びその製造方法 - Google Patents
制振複合材料及びその製造方法Info
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- JPH07332434A JPH07332434A JP6121163A JP12116394A JPH07332434A JP H07332434 A JPH07332434 A JP H07332434A JP 6121163 A JP6121163 A JP 6121163A JP 12116394 A JP12116394 A JP 12116394A JP H07332434 A JPH07332434 A JP H07332434A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 制振複合材料内部の圧電性物質への振動エネ
ルギーの伝達効率を向上させ、該圧電性物質の備える制
振性能を十分に発揮させる。 【構成】 微細な粒子状の圧電性物質と、導電性物質又
は半導電性物質と、結晶性高分子樹脂材料とを含んでな
り、該圧電性物質の作用により機械的な振動エネルギー
を電気エネルギーに変換する機能を有する制振複合材料
において、アニーリングにより高分子樹脂材料の結晶性
を高める。 【効果】 アニーリングによる結晶化度の向上でマトリ
クスポリマーの弾性率が増すことにより、制振複合材料
内部の圧電粒子に伝達される応力が増加する。
ルギーの伝達効率を向上させ、該圧電性物質の備える制
振性能を十分に発揮させる。 【構成】 微細な粒子状の圧電性物質と、導電性物質又
は半導電性物質と、結晶性高分子樹脂材料とを含んでな
り、該圧電性物質の作用により機械的な振動エネルギー
を電気エネルギーに変換する機能を有する制振複合材料
において、アニーリングにより高分子樹脂材料の結晶性
を高める。 【効果】 アニーリングによる結晶化度の向上でマトリ
クスポリマーの弾性率が増すことにより、制振複合材料
内部の圧電粒子に伝達される応力が増加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は制振複合材料及びその製
造方法に係り、詳しくは、特定の周期及びその近傍の周
期を有する振動を速やかに減衰させる機能を有する制振
複合材料及びその製造方法に関するものである。
造方法に係り、詳しくは、特定の周期及びその近傍の周
期を有する振動を速やかに減衰させる機能を有する制振
複合材料及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、微細な粒子状の圧電性物質と導電
性物質又は半導電性物質とを含んだ、エネルギー変換機
能を有する組成物を用い、振動エネルギーを電気エネル
ギーを介して最終的に熱エネルギーに変換して散逸させ
ることによって制振効果を発揮させる方法は既に公知で
あり、特公昭６１−４６４９８、特開昭６１−８３６５
５、特開昭６２−２５５１３５、特開昭６３−２０３６
２などに記載されている。
性物質又は半導電性物質とを含んだ、エネルギー変換機
能を有する組成物を用い、振動エネルギーを電気エネル
ギーを介して最終的に熱エネルギーに変換して散逸させ
ることによって制振効果を発揮させる方法は既に公知で
あり、特公昭６１−４６４９８、特開昭６１−８３６５
５、特開昭６２−２５５１３５、特開昭６３−２０３６
２などに記載されている。
【０００３】また、特開平１−１９０２７１、特開平２
−２０６５４０、特開平２−２７８０３５には圧電体薄
板の両面に電極を形成し、これを抵抗を介して接続する
ことにより、同様な制振効果を発揮させる方法が述べら
れている。
−２０６５４０、特開平２−２７８０３５には圧電体薄
板の両面に電極を形成し、これを抵抗を介して接続する
ことにより、同様な制振効果を発揮させる方法が述べら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような制振複合材
料において、圧電性物質で消費される振動エネルギー
は、複合材内部伝達により外部から圧電性物質に伝えら
れるものであるが、従来の制振複合材料では、圧電性物
質に効果的に振動エネルギーを伝達することにより、圧
電性物質で消費させる振動エネルギーを増加させること
が考慮されていないために、圧電性物質本来の制振性能
を十分に引き出せていないのが現状である。
料において、圧電性物質で消費される振動エネルギー
は、複合材内部伝達により外部から圧電性物質に伝えら
れるものであるが、従来の制振複合材料では、圧電性物
質に効果的に振動エネルギーを伝達することにより、圧
電性物質で消費させる振動エネルギーを増加させること
が考慮されていないために、圧電性物質本来の制振性能
を十分に引き出せていないのが現状である。
【０００５】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、制振複合材料内部の圧電性物質への振動
エネルギーの伝達効率が向上され、該圧電性物質の備え
る制振性能を十分に発揮させることができる制振複合材
料及びその製造方法を提供することを目的とする。
ものであって、制振複合材料内部の圧電性物質への振動
エネルギーの伝達効率が向上され、該圧電性物質の備え
る制振性能を十分に発揮させることができる制振複合材
料及びその製造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】請求項１の制振複合材料
は、微細な粒子状の圧電性物質と導電性物質又は半導電
性物質と、結晶性高分子樹脂材料とを含んでなり、該圧
電性物質の作用により機械的な振動エネルギーを電気エ
ネルギーに変換する機能を有する制振複合材料におい
て、該高分子樹脂材料はアニーリングによりその結晶性
が高められていることを特徴とする。
は、微細な粒子状の圧電性物質と導電性物質又は半導電
性物質と、結晶性高分子樹脂材料とを含んでなり、該圧
電性物質の作用により機械的な振動エネルギーを電気エ
ネルギーに変換する機能を有する制振複合材料におい
て、該高分子樹脂材料はアニーリングによりその結晶性
が高められていることを特徴とする。
【０００７】請求項２の制振複合材料の製造方法は、微
細な粒子状の圧電性物質と導電性物質又は半導電性物質
と、結晶性高分子樹脂材料とを混合成形して、該圧電性
物質の作用により機械的な振動エネルギーを電気エネル
ギーに変換する機能を有する制振複合材料を製造する方
法において、得られた成形体をアニーリングして前記高
分子樹脂材料の結晶性を高めることを特徴とする。
細な粒子状の圧電性物質と導電性物質又は半導電性物質
と、結晶性高分子樹脂材料とを混合成形して、該圧電性
物質の作用により機械的な振動エネルギーを電気エネル
ギーに変換する機能を有する制振複合材料を製造する方
法において、得られた成形体をアニーリングして前記高
分子樹脂材料の結晶性を高めることを特徴とする。
【０００８】即ち、本発明は、制振複合材料の圧電制振
性能を十分に発揮させる手段として、アニーリングによ
りマトリクスである高分子樹脂材料（以下「マトリクス
ポリマー」と称する場合がある。）の結晶化度を上げ、
内部の圧電粒子への振動伝達効率を向上させたものであ
る。
性能を十分に発揮させる手段として、アニーリングによ
りマトリクスである高分子樹脂材料（以下「マトリクス
ポリマー」と称する場合がある。）の結晶化度を上げ、
内部の圧電粒子への振動伝達効率を向上させたものであ
る。
【０００９】
【作用】アニーリングによる結晶化度の向上でマトリク
スポリマーの弾性率が増す。これにより、制振複合材料
内部の圧電性粒子に伝達される応力が増加する。
スポリマーの弾性率が増す。これにより、制振複合材料
内部の圧電性粒子に伝達される応力が増加する。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
【００１１】なお、本明細書において「粒子」は、微小
な固形物を指し示すものであって、該粒子の形状を球又
は球形に近い形状に限定するものではない。粒子は、球
形以外、例えば、繊維状の微細片であっても何等差し支
えない。
な固形物を指し示すものであって、該粒子の形状を球又
は球形に近い形状に限定するものではない。粒子は、球
形以外、例えば、繊維状の微細片であっても何等差し支
えない。
【００１２】図１は、本発明の制振複合材料の一実施例
を示す模式的断面図である。図１において、１は制振複
合材料、２は圧電性粒子、３は導電性又は半導電性粒
子、４は高分子樹脂材料（マトリクスポリマー）であ
る。
を示す模式的断面図である。図１において、１は制振複
合材料、２は圧電性粒子、３は導電性又は半導電性粒
子、４は高分子樹脂材料（マトリクスポリマー）であ
る。
【００１３】図示の如く、本発明の制振複合材料１は、
圧電性粒子２及び導電性又は半導電性粒子３がマトリク
スポリマー４によって結着されており、圧電性粒子２、
導電性又は半導電性粒子３が特定の振動周期の共振回路
もしくは共振回路に近い電気回路を組成物内部に構成
し、該特定の周期及びその近傍の周期を有する振動を速
やかに減衰させるものである。
圧電性粒子２及び導電性又は半導電性粒子３がマトリク
スポリマー４によって結着されており、圧電性粒子２、
導電性又は半導電性粒子３が特定の振動周期の共振回路
もしくは共振回路に近い電気回路を組成物内部に構成
し、該特定の周期及びその近傍の周期を有する振動を速
やかに減衰させるものである。
【００１４】以下、このような本発明の制振複合材料の
構成材料について説明する。
構成材料について説明する。
【００１５】本発明の制振複合材料に用いられる圧電性
粒子としては、例えばポリフッ化ビニリデン、トリフル
オロエチレン−ポリフッ化ビニリデン共重合体などの高
分子圧電体の粒子、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛
（ＰＺＴ）、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺ
Ｔ）、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、チタン
酸バリウムなどの無機圧電体粒子がある。このような圧
電性粒子の大きさ（粒径）は、０．１〜２０μｍである
ことが望ましい。
粒子としては、例えばポリフッ化ビニリデン、トリフル
オロエチレン−ポリフッ化ビニリデン共重合体などの高
分子圧電体の粒子、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛
（ＰＺＴ）、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺ
Ｔ）、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、チタン
酸バリウムなどの無機圧電体粒子がある。このような圧
電性粒子の大きさ（粒径）は、０．１〜２０μｍである
ことが望ましい。
【００１６】また、導電性粒子としてはカーボンブラッ
ク、ケッチェンブラックなどのカーボン系粒子、鉄、ア
ルミニウムなどの金属粒子があり、半導電性粒子として
は酸化錫（ＳｎＯ2 ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの半導
体粒子がある。このような導電性又は半導電性粒子の粒
子径は１〜１００ｎｍとするのが好ましい。なお、上記
導電性又は半導電性材料は、圧電性粒子表面の被覆材料
として用いることもできる。
ク、ケッチェンブラックなどのカーボン系粒子、鉄、ア
ルミニウムなどの金属粒子があり、半導電性粒子として
は酸化錫（ＳｎＯ2 ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの半導
体粒子がある。このような導電性又は半導電性粒子の粒
子径は１〜１００ｎｍとするのが好ましい。なお、上記
導電性又は半導電性材料は、圧電性粒子表面の被覆材料
として用いることもできる。
【００１７】マトリクスを構成する高分子樹脂材料とし
ては、主に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）が用いられ
るが、それ以外にも、ポリビニルアルコール、ポリエチ
レンテレフタレートなどの結晶性を有する各種熱可塑性
樹脂、熱硬化性樹脂を用いることができる。
ては、主に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）が用いられ
るが、それ以外にも、ポリビニルアルコール、ポリエチ
レンテレフタレートなどの結晶性を有する各種熱可塑性
樹脂、熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００１８】本発明の制振複合材料では、マトリクスポ
リマー自体が制振効果を有する必要はないが、制振効果
を有していても何ら差し支えない。また、マトリクスポ
リマーが特定の振動周期の共振回路もしくは共振回路に
近い電気回路を構成するのに十分な導電性を有している
場合は、該マトリクスポリマーが導電性材料として機能
するため、別途導電性粒子を添加しなくともよい場合も
ある。
リマー自体が制振効果を有する必要はないが、制振効果
を有していても何ら差し支えない。また、マトリクスポ
リマーが特定の振動周期の共振回路もしくは共振回路に
近い電気回路を構成するのに十分な導電性を有している
場合は、該マトリクスポリマーが導電性材料として機能
するため、別途導電性粒子を添加しなくともよい場合も
ある。
【００１９】本発明の制振複合材料は、前記圧電性粒子
及びその他、増量材が配合されていても良い。この場
合、増量材としては、アルミナ、シリカ、窒化ケイ素、
マイカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、砂、塩、フェ
ライト等の無機系増量材、或は、ポリイミド、ポリアミ
ドなどの無機系増量材の弾性率に近い物性をもつものな
どの有機系増量材を用いることができる。
及びその他、増量材が配合されていても良い。この場
合、増量材としては、アルミナ、シリカ、窒化ケイ素、
マイカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、砂、塩、フェ
ライト等の無機系増量材、或は、ポリイミド、ポリアミ
ドなどの無機系増量材の弾性率に近い物性をもつものな
どの有機系増量材を用いることができる。
【００２０】なお、本発明においては、制振複合材料の
力学性能を変化する手段として、種々形状の圧電性粒子
を充填する上に、更に相乗的な効果を得るため、種々形
状ないし粒径の導電性粒子や増量材を付加しても何等差
し支えない。
力学性能を変化する手段として、種々形状の圧電性粒子
を充填する上に、更に相乗的な効果を得るため、種々形
状ないし粒径の導電性粒子や増量材を付加しても何等差
し支えない。
【００２１】本発明の制振複合材料はその内部に構成さ
れた共振回路の共振周波数近傍の周期を有する振動に対
して特に大きな制振効果を示す。この共振周波数は誘導
抵抗を有する成分の含有率を変えることによって広い範
囲で変化させることができる。それゆえ制振を必要とす
る個々の事例において問題となっている振動の周波数を
測定し、この周波数に対して共振回路を構成する組成物
を製造し、これを制振複合材料として使用すれば、効果
的に振動を抑えることができる。
れた共振回路の共振周波数近傍の周期を有する振動に対
して特に大きな制振効果を示す。この共振周波数は誘導
抵抗を有する成分の含有率を変えることによって広い範
囲で変化させることができる。それゆえ制振を必要とす
る個々の事例において問題となっている振動の周波数を
測定し、この周波数に対して共振回路を構成する組成物
を製造し、これを制振複合材料として使用すれば、効果
的に振動を抑えることができる。
【００２２】このような本発明の制振複合材料は、各種
マトリクスポリマーを用いた複合材料の一般的な製造方
法によって圧電性粒子、導電性粒子及び必要に応じて増
量材を混合、成形した後、アニーリングすることにより
容易に製造できる。
マトリクスポリマーを用いた複合材料の一般的な製造方
法によって圧電性粒子、導電性粒子及び必要に応じて増
量材を混合、成形した後、アニーリングすることにより
容易に製造できる。
【００２３】なお、原料の混合に当り、充填物粒子とマ
トリクスポリマーの密着性を高めるために行われる充填
物微粒子の各種の表面処理、例えばカップリング剤によ
る疎水化処理などは、本制振複合材料の製造においても
有効である。
トリクスポリマーの密着性を高めるために行われる充填
物微粒子の各種の表面処理、例えばカップリング剤によ
る疎水化処理などは、本制振複合材料の製造においても
有効である。
【００２４】アニーリングの処理条件としては、用いる
マトリクスポリマーの種類、圧電粒子の種類等によって
も異なるが、通常の場合、室温から５０〜３００℃の処
理温度まで５〜３０℃／分の昇温速度で昇温し、その
後、その処理温度で０〜６０分保持し、その後０．０１
〜３０℃／分の降温速度で室温まで降温する処理条件を
採用するのが好ましい。
マトリクスポリマーの種類、圧電粒子の種類等によって
も異なるが、通常の場合、室温から５０〜３００℃の処
理温度まで５〜３０℃／分の昇温速度で昇温し、その
後、その処理温度で０〜６０分保持し、その後０．０１
〜３０℃／分の降温速度で室温まで降温する処理条件を
採用するのが好ましい。
【００２５】このようなアニーリングによるマトリクス
ポリマーの結晶性の増大の度合は、大きい程、制振複合
材料の圧電性能が増加する傾向がある。通常の場合、ア
ニーリングは、アニーリング後に、アニーリング前の複
合材料の密度の１．００１倍以上、特に１．００５〜
１．０１倍程度の密度の複合材料が得られるように、そ
の降温速度を０．１〜１℃／分に調整するのが好まし
い。
ポリマーの結晶性の増大の度合は、大きい程、制振複合
材料の圧電性能が増加する傾向がある。通常の場合、ア
ニーリングは、アニーリング後に、アニーリング前の複
合材料の密度の１．００１倍以上、特に１．００５〜
１．０１倍程度の密度の複合材料が得られるように、そ
の降温速度を０．１〜１℃／分に調整するのが好まし
い。
【００２６】以下に具体的な実施例を挙げて本発明の効
果をより詳細に説明する。
果をより詳細に説明する。
【００２７】実施例１試料の作成 圧電性粒子として、ジルコン酸チタン酸鉛粒子（平均粒
子径１μｍ）（以下、「ＰＺＴ」と略す。）を用い、導
電性粒子として、ケッチェンブラック粒子（平均粒子径
１０ｎｍ）（以下、「ＫＢ」と略す。）を用い、またマ
トリクスポリマーとして、高密度ポリエチレン（以下、
「ＨＤＰＥ」と略す。）を用いて、図１に示す構成の制
振複合材料を作成した。
子径１μｍ）（以下、「ＰＺＴ」と略す。）を用い、導
電性粒子として、ケッチェンブラック粒子（平均粒子径
１０ｎｍ）（以下、「ＫＢ」と略す。）を用い、またマ
トリクスポリマーとして、高密度ポリエチレン（以下、
「ＨＤＰＥ」と略す。）を用いて、図１に示す構成の制
振複合材料を作成した。
【００２８】なお、圧電性粒子の体積分率は０．５０に
統一し、導電性粒子とマトリクスポリマーの体積分率を
変化させ、制振複合材料の電気伝導度を１０-3〜１０
-13 （Ω-1・ｃｍ-1）に調節したものを作成した。
統一し、導電性粒子とマトリクスポリマーの体積分率を
変化させ、制振複合材料の電気伝導度を１０-3〜１０
-13 （Ω-1・ｃｍ-1）に調節したものを作成した。
【００２９】試料の製造 原料の混練 図２に示す如く、マトリクスポリマーのＨＤＰＥをミキ
シングローラーの２つの順回転しているローラー５Ａ，
５Ｂ間にいれ、溶融させ混練した。ローラーの温度は１
６０℃に保持した。ＨＤＰＥがペースト状になりローラ
ーに巻き付いた後（図２の１０）、導電性粒子ＫＢを加
え、ローラー上のペースト状試料を金属製のへらで折返
し、混練した。ＨＤＰＥとＫＢ全量が均一に混練された
後、ＰＺＴを徐々に加え同様に混練した。そして混練時
間２０分間に達するまでへらで折返し混練させた。最後
に、得られたペースト状の試料をへらで切り出した。
シングローラーの２つの順回転しているローラー５Ａ，
５Ｂ間にいれ、溶融させ混練した。ローラーの温度は１
６０℃に保持した。ＨＤＰＥがペースト状になりローラ
ーに巻き付いた後（図２の１０）、導電性粒子ＫＢを加
え、ローラー上のペースト状試料を金属製のへらで折返
し、混練した。ＨＤＰＥとＫＢ全量が均一に混練された
後、ＰＺＴを徐々に加え同様に混練した。そして混練時
間２０分間に達するまでへらで折返し混練させた。最後
に、得られたペースト状の試料をへらで切り出した。
【００３０】 成形 混練された試料２８ｇを、図３に示す如く、厚み０．５
ｍｍのスペーサー６を有する型板（厚さ０．１ｍｍのア
ルミニウム板７Ａ，７Ｂ）中に挟み込み、１８０℃に加
熱したホットプレスに入れた。１０分間、ポリマーが溶
解するまで放置した。その後、加圧減圧を急速に繰り返
す脱気作業を１分間に数回行った。そしてプレス圧を１
８０ｋｇ／ｃｍ2 に保持して１０分間保った。次に、当
板ごと取り出し、冷却用の２枚の鉄板（厚さ１ｍｍ）８
Ａ，８Ｂに挟み室温で冷却した。これにより縦１５０ｍ
ｍ×横１００ｍｍ×厚み０．５ｍｍの制振複合材料試料
板を得た。
ｍｍのスペーサー６を有する型板（厚さ０．１ｍｍのア
ルミニウム板７Ａ，７Ｂ）中に挟み込み、１８０℃に加
熱したホットプレスに入れた。１０分間、ポリマーが溶
解するまで放置した。その後、加圧減圧を急速に繰り返
す脱気作業を１分間に数回行った。そしてプレス圧を１
８０ｋｇ／ｃｍ2 に保持して１０分間保った。次に、当
板ごと取り出し、冷却用の２枚の鉄板（厚さ１ｍｍ）８
Ａ，８Ｂに挟み室温で冷却した。これにより縦１５０ｍ
ｍ×横１００ｍｍ×厚み０．５ｍｍの制振複合材料試料
板を得た。
【００３１】 熱処理（アニーリング） 次の方法により、マトリクスポリマーの結晶性向上のた
めのアニーリングを行った。制振材試料板を恒温層中で
室温から１６０℃まで昇温し（昇温速度１０℃／分）、
１６０℃で２分間保持した後、表１に示す種々の降温速
度でゆっくりと室温まで降温した。
めのアニーリングを行った。制振材試料板を恒温層中で
室温から１６０℃まで昇温し（昇温速度１０℃／分）、
１６０℃で２分間保持した後、表１に示す種々の降温速
度でゆっくりと室温まで降温した。
【００３２】これにより、表１に示す如く、密度の異な
る、即ち、結晶化度の異なるマトリクスポリマーを有す
る試料No. １〜３が得られた。
る、即ち、結晶化度の異なるマトリクスポリマーを有す
る試料No. １〜３が得られた。
【００３３】なお、比較のため、熱処理を行っていない
試料No. ４も用いた。
試料No. ４も用いた。
【００３４】
【表１】
【００３５】なお、密度は、５０ｍｌのピクノメーター
に試料を割って入れ、注いだ水の密度換算により測定し
た試料体積と重量より測定した。
に試料を割って入れ、注いだ水の密度換算により測定し
た試料体積と重量より測定した。
【００３６】制振複合材料の評価 ［圧電制振機構による制振性能の測定方法］制振複合材
料で得られる制振性能は、圧電制振による制振性能と高
分子複合材の粘弾性内部摩擦による制振性能との総和で
あることから、総和の制振性能から内部摩擦による制振
性能を差し引き、圧電制振による制振性能を求めた。制
振性能は、対数減衰率で評価した。
料で得られる制振性能は、圧電制振による制振性能と高
分子複合材の粘弾性内部摩擦による制振性能との総和で
あることから、総和の制振性能から内部摩擦による制振
性能を差し引き、圧電制振による制振性能を求めた。制
振性能は、対数減衰率で評価した。
【００３７】［対数減衰率の測定方法］長さ５０ｍｍ、
幅１５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの制振複合材料を作成し、
測定試料とした。図４の片持ち梁式減衰性能測定装置に
おいて、試料片１１の一端を万力で固定し、２０℃で固
有振動数が９０Ｈｚになるように振動部分の長さを調節
した。その試料片１１をパルス駆動モーター１２で弾
き、生じた試料片１１の減衰振動を非接触変位センサー
１３で検出し、オシロスコープ１４でサンプリングし
た。なお、１５は増幅器、１６はデータ処理用コンピュ
ータ、１７はコントローラである。そのサンプリング例
を、図５に示す。
幅１５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの制振複合材料を作成し、
測定試料とした。図４の片持ち梁式減衰性能測定装置に
おいて、試料片１１の一端を万力で固定し、２０℃で固
有振動数が９０Ｈｚになるように振動部分の長さを調節
した。その試料片１１をパルス駆動モーター１２で弾
き、生じた試料片１１の減衰振動を非接触変位センサー
１３で検出し、オシロスコープ１４でサンプリングし
た。なお、１５は増幅器、１６はデータ処理用コンピュ
ータ、１７はコントローラである。そのサンプリング例
を、図５に示す。
【００３８】減衰性能の指標として、図６に示されるよ
うに減衰振動の初期振幅が振幅の極大点を結んだ包絡線
上でｅ-1倍になるときの時間を下記(I) 式でもとめ、こ
の時間を減衰時定数τと定義した。そして下記(II)式よ
り対数減衰率Δを得た。
うに減衰振動の初期振幅が振幅の極大点を結んだ包絡線
上でｅ-1倍になるときの時間を下記(I) 式でもとめ、こ
の時間を減衰時定数τと定義した。そして下記(II)式よ
り対数減衰率Δを得た。
【００３９】 Ｘ＝Ｘ0 ｅｘｐ（−ｔ／τ） …(I)
【００４０】
【数１】
【００４１】［圧電制振による制振性能の測定方法］制
振複合材料の電気伝導度に対する制振性能（対数減衰
率）との関係を図７に示す。この関係から圧電効果によ
る制振性能のピークの高さ（図７中、Ｂ部）を圧電制振
による制振性能値とした。
振複合材料の電気伝導度に対する制振性能（対数減衰
率）との関係を図７に示す。この関係から圧電効果によ
る制振性能のピークの高さ（図７中、Ｂ部）を圧電制振
による制振性能値とした。
【００４２】結 果 複合材密度と圧電制振性能との関係 圧電制振による制振性能と制振複合材料密度との関係を
図８に示す。図８より、圧電制振による制振性能と制振
複合材料密度との関係では、制振複合材料の密度が高く
なるに従って、圧電制振による制振性能が増加する傾向
が見られた。即ち、アニーリングしていない密度４．１
４ｇ／ｃｍ3 の試料No. ４の圧電制振性能０．００５４
に対して、アニーリングにより密度が４．１６７ｇ／ｃ
ｍ3 と増加した試料No. １の圧電制振性能は０．０３０
と大幅に向上した。
図８に示す。図８より、圧電制振による制振性能と制振
複合材料密度との関係では、制振複合材料の密度が高く
なるに従って、圧電制振による制振性能が増加する傾向
が見られた。即ち、アニーリングしていない密度４．１
４ｇ／ｃｍ3 の試料No. ４の圧電制振性能０．００５４
に対して、アニーリングにより密度が４．１６７ｇ／ｃ
ｍ3 と増加した試料No. １の圧電制振性能は０．０３０
と大幅に向上した。
【００４３】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の制振複合材
料及びその製造方法によれば、アニーリングという極め
て簡単な操作により、制振複合材料内部での圧電性粒子
への振動エネルギーの伝達効率を向上させて、その制振
性能を十分に発揮させ、著しく高い制振効果を得ること
が可能とされる。
料及びその製造方法によれば、アニーリングという極め
て簡単な操作により、制振複合材料内部での圧電性粒子
への振動エネルギーの伝達効率を向上させて、その制振
性能を十分に発揮させ、著しく高い制振効果を得ること
が可能とされる。
【図１】本発明の一実施例に係る制振複合材料を示す模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図２】実施例１における混練方法を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】実施例１における成形方法を示す斜視図であ
る。
る。
【図４】実施例１で用いた減衰性能測定装置を示す系統
図である。
図である。
【図５】実施例１におけるサンプリング減衰振動を示す
グラフである。
グラフである。
【図６】制振性能の指標となる減衰時定数τを示すグラ
フである。
フである。
【図７】実施例１における制振性能値を示すグラフであ
る。
る。
【図８】実施例１で得られた制振複合材料密度と制振性
能値との関係を示すグラフである。
能値との関係を示すグラフである。
１ 制振複合材料 ２ 圧電体粒子 ３ 導電性又は半導電性粒子 ４ マトリクスポリマー
Claims (2)
- 【請求項１】 微細な粒子状の圧電性物質と導電性物質
又は半導電性物質と、結晶性高分子樹脂材料とを含んで
なり、該圧電性物質の作用により機械的な振動エネルギ
ーを電気エネルギーに変換する機能を有する制振複合材
料において、 該高分子樹脂材料はアニーリングによりその結晶性が高
められていることを特徴とする制振複合材料。 - 【請求項２】 微細な粒子状の圧電性物質と導電性物質
又は半導電性物質と、結晶性高分子樹脂材料とを混合成
形して、該圧電性物質の作用により機械的な振動エネル
ギーを電気エネルギーに変換する機能を有する制振複合
材料を製造する方法において、 得られた成形体をアニーリングして前記高分子樹脂材料
の結晶性を高めることを特徴とする制振複合材料の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6121163A JPH07332434A (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | 制振複合材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6121163A JPH07332434A (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | 制振複合材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332434A true JPH07332434A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14804408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6121163A Withdrawn JPH07332434A (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | 制振複合材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07332434A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008036202A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 圧電材料、超音波探触子、圧電材料の製造方法、および、超音波探触子の製造方法 |
| RU2482346C1 (ru) * | 2011-12-14 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий (ФГБОУ ВПО ВГУИТ) | Виброзащитная платформа |
| KR101442632B1 (ko) * | 2013-04-03 | 2014-09-22 | 한국세라믹기술원 | 압전 복합 필름 및 이를 포함하는 압전 장치 |
-
1994
- 1994-06-02 JP JP6121163A patent/JPH07332434A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008036202A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 圧電材料、超音波探触子、圧電材料の製造方法、および、超音波探触子の製造方法 |
| RU2482346C1 (ru) * | 2011-12-14 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий (ФГБОУ ВПО ВГУИТ) | Виброзащитная платформа |
| KR101442632B1 (ko) * | 2013-04-03 | 2014-09-22 | 한국세라믹기술원 | 압전 복합 필름 및 이를 포함하는 압전 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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