JPH11106517A - プラスチック・セラミック複合材 - Google Patents
プラスチック・セラミック複合材Info
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- JPH11106517A JPH11106517A JP26582597A JP26582597A JPH11106517A JP H11106517 A JPH11106517 A JP H11106517A JP 26582597 A JP26582597 A JP 26582597A JP 26582597 A JP26582597 A JP 26582597A JP H11106517 A JPH11106517 A JP H11106517A
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２種以上の異なる機能を併せ持つとともに各
特性を自在に制御でき、かつ、容易かつ安価に自由な形
状に成形できる複合材を提供する。 【解決手段】 プラスチックから成るマトリックスにセ
ラミック粒子を分散させて成るプラスチック・セラミッ
ク複合材において、上記プラスチックを誘電性、圧電性
及び磁性から成る群より選択した１又は２以上の機能を
有するものとし、上記セラミックを誘電性、圧電性、磁
性、導電性及び熱伝導性から成る群より選択した１又は
２以上の機能を有するものとし、上記セラミック粒子の
含有量を３０体積％以上、９９体積％以下とする。
特性を自在に制御でき、かつ、容易かつ安価に自由な形
状に成形できる複合材を提供する。 【解決手段】 プラスチックから成るマトリックスにセ
ラミック粒子を分散させて成るプラスチック・セラミッ
ク複合材において、上記プラスチックを誘電性、圧電性
及び磁性から成る群より選択した１又は２以上の機能を
有するものとし、上記セラミックを誘電性、圧電性、磁
性、導電性及び熱伝導性から成る群より選択した１又は
２以上の機能を有するものとし、上記セラミック粒子の
含有量を３０体積％以上、９９体積％以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、誘電性、圧電
性、磁性等の機能を有し、各種電気・電子部品等として
用いられるプラスチックとセラミックとの複合材に関す
る。
性、磁性等の機能を有し、各種電気・電子部品等として
用いられるプラスチックとセラミックとの複合材に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】 誘電性、圧電性、磁性等の機能を有す
る機能性セラミック及びプラスチックは、各種電気・電
子部品等として広範な分野において使用されている。例
えば、誘電性を有するセラミックとしては、低誘電率を
有するものとしてはシリカガラス、アルミナ、窒化アル
ミニウム等、高誘電率を有するものとしてはチタニア、
チタン酸バリウム等が知られており、ＩＣパッケージ、
コンデンサ、ＬＣフィルタ等に使用されている。又、圧
電性を有するセラミックとしてはチタン酸ジルコン酸鉛
等があり、各種アクチュエータ、振動ジャイロ、セン
サ、レゾネータ等に使用されている。
る機能性セラミック及びプラスチックは、各種電気・電
子部品等として広範な分野において使用されている。例
えば、誘電性を有するセラミックとしては、低誘電率を
有するものとしてはシリカガラス、アルミナ、窒化アル
ミニウム等、高誘電率を有するものとしてはチタニア、
チタン酸バリウム等が知られており、ＩＣパッケージ、
コンデンサ、ＬＣフィルタ等に使用されている。又、圧
電性を有するセラミックとしてはチタン酸ジルコン酸鉛
等があり、各種アクチュエータ、振動ジャイロ、セン
サ、レゾネータ等に使用されている。
【０００３】 このような場合、異なる機能を有する２
種以上の材料を併用することにより、１つの部材に、そ
れぞれの材料に由来する複数の機能を付与することがで
きれば便利である。例えば、圧電性を有するセラミック
と高熱伝導性を有するセラミックを併用することによ
り、高速アクチュエーター等において、圧電体の振動に
伴って発生する熱を放散させることができる。
種以上の材料を併用することにより、１つの部材に、そ
れぞれの材料に由来する複数の機能を付与することがで
きれば便利である。例えば、圧電性を有するセラミック
と高熱伝導性を有するセラミックを併用することによ
り、高速アクチュエーター等において、圧電体の振動に
伴って発生する熱を放散させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、単に
異なる機能を有する２種以上のセラミック粒子を混合す
るだけでは、焼成中に両セラミックが反応するため、単
一の部材に、それぞれのセラミックに由来する複数の機
能を付与することは困難である。又、一般に、セラミッ
クは、それが有する誘電性等の機能を用途に応じて自在
に制御することが困難である。
異なる機能を有する２種以上のセラミック粒子を混合す
るだけでは、焼成中に両セラミックが反応するため、単
一の部材に、それぞれのセラミックに由来する複数の機
能を付与することは困難である。又、一般に、セラミッ
クは、それが有する誘電性等の機能を用途に応じて自在
に制御することが困難である。
【０００５】 さらに、セラミックは、所望の形状に成
形するには焼成工程が必要な上、さらに焼成後に機械加
工を施すのが一般的であることから、成形コストが高価
になるとともに、プラスチックに比べ成形工程が煩雑で
あり、又、複雑な形状の成型品を得ることは困難である
ことから、成形の自由度に欠けるという欠点を有してい
る。
形するには焼成工程が必要な上、さらに焼成後に機械加
工を施すのが一般的であることから、成形コストが高価
になるとともに、プラスチックに比べ成形工程が煩雑で
あり、又、複雑な形状の成型品を得ることは困難である
ことから、成形の自由度に欠けるという欠点を有してい
る。
【０００６】 一方、プラスチックは成形性に優れ、複
雑な形状でも精度良く安価に製造できるという特徴があ
った。
雑な形状でも精度良く安価に製造できるという特徴があ
った。
【０００７】 本発明はかかる状況に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、２種以上の異なる
機能を併せ持つとともに各特性を自在に制御でき、か
つ、容易かつ安価に自由な形状に成形できる複合材を提
供することにある。
のであり、その目的とするところは、２種以上の異なる
機能を併せ持つとともに各特性を自在に制御でき、か
つ、容易かつ安価に自由な形状に成形できる複合材を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、プラスチックから成るマトリックスにセラミック
粒子を分散させて成るプラスチック・セラミック複合材
であって、上記プラスチックが誘電性、圧電性及び磁性
から成る群より選択した１又は２以上の機能を有し、上
記セラミックが誘電性、圧電性、磁性、導電性及び熱伝
導性から成る群より選択した１又は２以上の機能を有
し、上記セラミック粒子の含有量が３０体積％以上、９
９体積％以下であるプラスチック・セラミック複合材が
提供される。
れば、プラスチックから成るマトリックスにセラミック
粒子を分散させて成るプラスチック・セラミック複合材
であって、上記プラスチックが誘電性、圧電性及び磁性
から成る群より選択した１又は２以上の機能を有し、上
記セラミックが誘電性、圧電性、磁性、導電性及び熱伝
導性から成る群より選択した１又は２以上の機能を有
し、上記セラミック粒子の含有量が３０体積％以上、９
９体積％以下であるプラスチック・セラミック複合材が
提供される。
【０００９】 本発明のプラスチック・セラミック複合
材において、セラミック粒子の粒子形状のアスペクト比
は２．０以下であることが好ましい。又、本発明のプラ
スチック・セラミック複合材において、セラミック粒子
はプラスチックから成るマトリックスにシランカップリ
ングにより結合されていることが好ましい。
材において、セラミック粒子の粒子形状のアスペクト比
は２．０以下であることが好ましい。又、本発明のプラ
スチック・セラミック複合材において、セラミック粒子
はプラスチックから成るマトリックスにシランカップリ
ングにより結合されていることが好ましい。
【００１０】 又、本発明によれば、上記のプラスチッ
ク・セラミック複合材が射出成形にて所望の形状に成形
された成形品が提供される。
ク・セラミック複合材が射出成形にて所望の形状に成形
された成形品が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】 本発明のプラスチック・セラミ
ック複合材は、プラスチックから成るマトリックスにセ
ラミック粒子を分散させて成るが、プラスチックとして
誘電性、圧電性及び磁性から成る群より選択した１又は
２以上の機能を有するものが用いられ、一方、セラミッ
クとしては、誘電性、圧電性、磁性、導電性及び熱伝導
性から成る群より選択した１の機能を有するものが用い
られる。又、セラミック粒子の含有量は３０体積％以
上、９９体積％以下とされる。
ック複合材は、プラスチックから成るマトリックスにセ
ラミック粒子を分散させて成るが、プラスチックとして
誘電性、圧電性及び磁性から成る群より選択した１又は
２以上の機能を有するものが用いられ、一方、セラミッ
クとしては、誘電性、圧電性、磁性、導電性及び熱伝導
性から成る群より選択した１の機能を有するものが用い
られる。又、セラミック粒子の含有量は３０体積％以
上、９９体積％以下とされる。
【００１２】 本発明のプラスチック・セラミック複合
材は、セラミック及びプラスチックのそれぞれに由来す
る機能を併せ持つため、従来、それぞれの特性を有する
複数の部材を用いなければならなかった状況等におい
て、これらの複数の部材を本発明の複合材による単一の
部材で置き換えることができ、生産性の向上、コストの
低減、部材数の減少等に寄与することができる他、全く
新たな用途も開かれる。例えば、圧電性を有するプラス
チックと高熱伝導性を有するセラミックを用いれば、高
速高変位アクチュエーター等において、圧電体の振動に
伴って発生する熱を放散させ、温度による特性変化を少
なくすることができる。
材は、セラミック及びプラスチックのそれぞれに由来す
る機能を併せ持つため、従来、それぞれの特性を有する
複数の部材を用いなければならなかった状況等におい
て、これらの複数の部材を本発明の複合材による単一の
部材で置き換えることができ、生産性の向上、コストの
低減、部材数の減少等に寄与することができる他、全く
新たな用途も開かれる。例えば、圧電性を有するプラス
チックと高熱伝導性を有するセラミックを用いれば、高
速高変位アクチュエーター等において、圧電体の振動に
伴って発生する熱を放散させ、温度による特性変化を少
なくすることができる。
【００１３】 本発明のプラスチック・セラミック複合
材は、プラスチックにセラミック粒子を分散させて成る
ため、射出成形等により容易かつ安価に製造することが
できる。即ち、セラミックのように、焼成及び焼成後の
機械加工という工程を行わなくてもよいため、生産性の
向上を図ることができる。又、機械加工では製造できな
いような複雑な形状の成形も容易に行うことができる。
材は、プラスチックにセラミック粒子を分散させて成る
ため、射出成形等により容易かつ安価に製造することが
できる。即ち、セラミックのように、焼成及び焼成後の
機械加工という工程を行わなくてもよいため、生産性の
向上を図ることができる。又、機械加工では製造できな
いような複雑な形状の成形も容易に行うことができる。
【００１４】 従って、異なる機能を有する２種以上の
セラミック粒子を単に混合した場合のように、焼成中に
両セラミックが反応して各セラミックの機能が失われる
ということがなく、複合材にプラスチック及びセラミッ
ク双方の機能を付与することができる。又、これは、本
発明の複合材において、セラミック粒子として異なる機
能を有する２種以上のセラミックを用いた場合には、焼
成中に各セラミックの機能が失われることがなく、複合
材に、プラスチックの機能に加えて、２種以上の異なっ
たセラミックに由来する機能をも付与することができる
ことを意味する。さらに、特性値の異なる同一機能を有
する２種以上のセラミックを用いた場合にも、その配合
比を変えることによって、セラミックに由来する複合材
の特性値を制御することができることを意味する。
セラミック粒子を単に混合した場合のように、焼成中に
両セラミックが反応して各セラミックの機能が失われる
ということがなく、複合材にプラスチック及びセラミッ
ク双方の機能を付与することができる。又、これは、本
発明の複合材において、セラミック粒子として異なる機
能を有する２種以上のセラミックを用いた場合には、焼
成中に各セラミックの機能が失われることがなく、複合
材に、プラスチックの機能に加えて、２種以上の異なっ
たセラミックに由来する機能をも付与することができる
ことを意味する。さらに、特性値の異なる同一機能を有
する２種以上のセラミックを用いた場合にも、その配合
比を変えることによって、セラミックに由来する複合材
の特性値を制御することができることを意味する。
【００１５】 本発明の複合材においては、プラスチッ
クとセラミックの配合比を変えることにより、それぞれ
に由来する機能の特性値を別個に制御することができ
る。又、特性値の異なる同一機能を有するセラミックと
プラスチックを用いた場合には、その配合比を変えるこ
とによって、複合材の特性値を制御することができる。
クとセラミックの配合比を変えることにより、それぞれ
に由来する機能の特性値を別個に制御することができ
る。又、特性値の異なる同一機能を有するセラミックと
プラスチックを用いた場合には、その配合比を変えるこ
とによって、複合材の特性値を制御することができる。
【００１６】 例えば、誘電性においては、異なる誘電
率を有するセラミックとプラスチックを混合することで
加成性が成り立ち、中間の誘電率を配合比通りに得るこ
とができる。なお、ここで、誘電性には絶縁性も含まれ
るものとする。
率を有するセラミックとプラスチックを混合することで
加成性が成り立ち、中間の誘電率を配合比通りに得るこ
とができる。なお、ここで、誘電性には絶縁性も含まれ
るものとする。
【００１７】 又、圧電性においては、異なる圧電定数
を有するセラミックとプラスチックの混合により圧電性
を制御できる。
を有するセラミックとプラスチックの混合により圧電性
を制御できる。
【００１８】 なお、本発明の複合材において、異なる
機能を有する２種のプラスチックを混合して用いた場合
においては、２種のプラスチックの配合比を変えること
により、各プラスチックに由来する機能の特性値を別個
に制御できる。これは、特性値の異なる同一機能を有す
る２種以上のプラスチックを用いた場合において、複合
材の特性値を制御する場合であっても同様である。
機能を有する２種のプラスチックを混合して用いた場合
においては、２種のプラスチックの配合比を変えること
により、各プラスチックに由来する機能の特性値を別個
に制御できる。これは、特性値の異なる同一機能を有す
る２種以上のプラスチックを用いた場合において、複合
材の特性値を制御する場合であっても同様である。
【００１９】 本発明においては、セラミック粒子の含
有量を３０体積％以上としているため、複合材に、セラ
ミックの機能を効果的に付与することができる。一方、
セラミック粒子の含有量を９９体積％以下としたのは、
９９体積％を超えるとプラスチックの含有量が減少する
ため、成形時の流動性が失われ、成形ができなくなくな
るからである。
有量を３０体積％以上としているため、複合材に、セラ
ミックの機能を効果的に付与することができる。一方、
セラミック粒子の含有量を９９体積％以下としたのは、
９９体積％を超えるとプラスチックの含有量が減少する
ため、成形時の流動性が失われ、成形ができなくなくな
るからである。
【００２０】 本発明のプラスチック・セラミック複合
材に用いられるプラスチックとしては、誘電性を有する
ものとしては、いずれのプラスチックであっても誘電性
はあるので特に限定されるものではない。
材に用いられるプラスチックとしては、誘電性を有する
ものとしては、いずれのプラスチックであっても誘電性
はあるので特に限定されるものではない。
【００２１】 又、圧電性を有するものとしては、ポリ
フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を用いることができ
る。
フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を用いることができ
る。
【００２２】 又、磁性を有するものとしては、ポリ
（２，６−ピリジンジイルメチリデンニトロヘキサメチ
レンニトロメチリデン）（ＰＰＨ）、デカメチルフェロ
セニウム、７，７，８，８−テトラシアノ−ｐ−キノジ
メタニド、デカメチルフェロセニウムテトラシアノエチ
レニド等を用いることができる。
（２，６−ピリジンジイルメチリデンニトロヘキサメチ
レンニトロメチリデン）（ＰＰＨ）、デカメチルフェロ
セニウム、７，７，８，８−テトラシアノ−ｐ−キノジ
メタニド、デカメチルフェロセニウムテトラシアノエチ
レニド等を用いることができる。
【００２３】 なお、本発明の複合材に用いるプラスチ
ックは熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれでもよい
が、射出成形による成形が容易である点を考慮すると熱
可塑性樹脂を用いることが好ましい。
ックは熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれでもよい
が、射出成形による成形が容易である点を考慮すると熱
可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【００２４】 具体的には、熱可塑性樹脂としては、例
えば、硬質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリレート、
ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール、ナイロン
６、ナイロン６６、ポリ４フッ化エチレン、ポリカーボ
ネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルイミド、
強化ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスル
フィド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリイミド、各種液晶プラスチック等を用いること
ができる。なお、上記の熱可塑性樹脂のうち、本発明の
プラスチック・セラミック複合材において好ましいの
は、ポリアクリレート、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポ
リアセタール、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ４フッ
化エチレン、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリエーテルイミド、強化ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミド、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド等耐熱性が高
い、すなわち熱変形温度（ＨＤＴ、４．６ｋｇ／ｃｍ2
のとき）が１００℃以上となるものであり、さらに好ま
しいのはナイロン６、ナイロン６６、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリエーテルイミド、強化ポリエチレンテレフタ
レート、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド等熱変形
温度（ＨＤＴ）が１５０℃以上となるものである。
えば、硬質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリレート、
ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール、ナイロン
６、ナイロン６６、ポリ４フッ化エチレン、ポリカーボ
ネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルイミド、
強化ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスル
フィド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリイミド、各種液晶プラスチック等を用いること
ができる。なお、上記の熱可塑性樹脂のうち、本発明の
プラスチック・セラミック複合材において好ましいの
は、ポリアクリレート、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポ
リアセタール、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ４フッ
化エチレン、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリエーテルイミド、強化ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミド、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド等耐熱性が高
い、すなわち熱変形温度（ＨＤＴ、４．６ｋｇ／ｃｍ2
のとき）が１００℃以上となるものであり、さらに好ま
しいのはナイロン６、ナイロン６６、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリエーテルイミド、強化ポリエチレンテレフタ
レート、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド等熱変形
温度（ＨＤＴ）が１５０℃以上となるものである。
【００２５】 一方、熱硬化性樹脂としては、フェノー
ル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、尿素樹
脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、珪素樹脂等を用いる
ことができる。
ル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、尿素樹
脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、珪素樹脂等を用いる
ことができる。
【００２６】 本発明のプラスチック・セラミック複合
材に用いられるセラミックとしては、誘電性を有するも
のとしては酸化チタン、チタン酸マグネシウム、チタン
酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリ
ウム、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛、ニオブ酸塩、タンタ
ル酸塩、ガリウム酸塩、アルミナ、ムライト、ステアタ
イト、石英ガラス等を用いることができる。
材に用いられるセラミックとしては、誘電性を有するも
のとしては酸化チタン、チタン酸マグネシウム、チタン
酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリ
ウム、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛、ニオブ酸塩、タンタ
ル酸塩、ガリウム酸塩、アルミナ、ムライト、ステアタ
イト、石英ガラス等を用いることができる。
【００２７】 又、圧電性を有するものとしてはチタン
酸バリウム、ＰｂＺｒＯ3−ＰｂＴｉＯ3固溶体（ＰＺ
Ｔ）、ＰｂＺｒＯ3−ＰｂＴｉＯ3−Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ
2/3）Ｏ3固溶体（ＰＺＴ−ＰＭＮ）等を用いることがで
きる。
酸バリウム、ＰｂＺｒＯ3−ＰｂＴｉＯ3固溶体（ＰＺ
Ｔ）、ＰｂＺｒＯ3−ＰｂＴｉＯ3−Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ
2/3）Ｏ3固溶体（ＰＺＴ−ＰＭＮ）等を用いることがで
きる。
【００２８】 又、磁性を有するものとしてはＭｎ−Ｚ
ｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト等各種のフェライ
ト等を用いることができる。
ｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト等各種のフェライ
ト等を用いることができる。
【００２９】 又、導電性を有するものとしてはＺｒＢ
2、ＴｉＢ2等のホウ化物、Ｃ、ＴｉＣ、ＳｉＣ等の炭化
物、ＴｉＮ等の窒化物、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｒＯ2、
ＲｕＯ2、ＲｅＯ2、ＷＯ2、ＳｒＦｅＯ3、ＳｒＴｉ
Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3等の酸化物等を用いることができる。
2、ＴｉＢ2等のホウ化物、Ｃ、ＴｉＣ、ＳｉＣ等の炭化
物、ＴｉＮ等の窒化物、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｒＯ2、
ＲｕＯ2、ＲｅＯ2、ＷＯ2、ＳｒＦｅＯ3、ＳｒＴｉ
Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3等の酸化物等を用いることができる。
【００３０】 又、熱伝導性を有するものとしては、高
熱伝導セラミックとしてベリリア、アルミナ、ダイヤモ
ンド、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム等を用い
ることができる。
熱伝導セラミックとしてベリリア、アルミナ、ダイヤモ
ンド、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム等を用い
ることができる。
【００３１】 本発明のプラスチック・セラミック複合
材において、セラミック粒子の粒子形状のアスペクト比
は２．０以下であることが好ましい。セラミック粒子の
粒子形状のアスペクト比を上記の範囲内とすることによ
り、プラスチックから成るマトリックスにセラミック粒
子を最密充填を超えて分散させることができ、複合材の
熱膨張係数をさらに小さくすることができるからであ
る。即ち、セラミック粒子の粒子形状のアスペクト比が
２．０を超える場合には、セラミック粒子の含有量を大
きくすることが困難となる。
材において、セラミック粒子の粒子形状のアスペクト比
は２．０以下であることが好ましい。セラミック粒子の
粒子形状のアスペクト比を上記の範囲内とすることによ
り、プラスチックから成るマトリックスにセラミック粒
子を最密充填を超えて分散させることができ、複合材の
熱膨張係数をさらに小さくすることができるからであ
る。即ち、セラミック粒子の粒子形状のアスペクト比が
２．０を超える場合には、セラミック粒子の含有量を大
きくすることが困難となる。
【００３２】 又、セラミック粒子の平均粒径は１〜５
０μｍであることが好ましい。これは、セラミック粒子
の平均粒径が０．１μｍ未満の場合や５０μｍを超える
場合は、成形時の流動性が損なわれ、生産性の向上が図
れないからである。
０μｍであることが好ましい。これは、セラミック粒子
の平均粒径が０．１μｍ未満の場合や５０μｍを超える
場合は、成形時の流動性が損なわれ、生産性の向上が図
れないからである。
【００３３】 又、本発明のプラスチック・セラミック
複合材において、セラミック粒子はプラスチックから成
るマトリックスにシランカップリングにより結合されて
いることが好ましい。シランカップリング処理を施すこ
とにより、相溶性の低いセラミックとプラスチックを用
いて複合材とすることが可能になるとともに、セラミッ
クの含有量を増加させることができる。
複合材において、セラミック粒子はプラスチックから成
るマトリックスにシランカップリングにより結合されて
いることが好ましい。シランカップリング処理を施すこ
とにより、相溶性の低いセラミックとプラスチックを用
いて複合材とすることが可能になるとともに、セラミッ
クの含有量を増加させることができる。
【００３４】 本発明のプラスチック・セラミック複合
材は、例えば以下の方法にて製造される。
材は、例えば以下の方法にて製造される。
【００３５】（セラミック粒子の調製）所定のアスペク
ト比を有し平均粒径の異なる複数の粉末を混合すること
により所望の平均粒径及びアスペクト比を有するセラミ
ック粒子を調製する。なお、セラミック粒子の粒度分布
は、例えば、粒径１〜１００μｍの粒子が９０％以上を
占めることが好ましいが、粒度分布は、所定の粒度分布
を有する粉末を用いて上記の混合を行うことにより調整
する。
ト比を有し平均粒径の異なる複数の粉末を混合すること
により所望の平均粒径及びアスペクト比を有するセラミ
ック粒子を調製する。なお、セラミック粒子の粒度分布
は、例えば、粒径１〜１００μｍの粒子が９０％以上を
占めることが好ましいが、粒度分布は、所定の粒度分布
を有する粉末を用いて上記の混合を行うことにより調整
する。
【００３６】 粉末のアスペクト比が大きい場合は、造
粒することにより二次粒子とし、二次粒子のアスペクト
比を２．０以下として用いることもできる。造粒はスプ
レードライヤー等によって行う。ここで、アスペクト比
は２．０以下であることが好ましい。これは、二次粒子
のアスペクト比が上記の範囲内であれば、プラスチック
と混合する際の量及び方法について、一次粒子の場合と
同様に扱うことができるからである。
粒することにより二次粒子とし、二次粒子のアスペクト
比を２．０以下として用いることもできる。造粒はスプ
レードライヤー等によって行う。ここで、アスペクト比
は２．０以下であることが好ましい。これは、二次粒子
のアスペクト比が上記の範囲内であれば、プラスチック
と混合する際の量及び方法について、一次粒子の場合と
同様に扱うことができるからである。
【００３７】 次に、必要に応じ、セラミック粒子にシ
ランカップリング処理を施す。シランカップリング処理
はインテグラルブレンド法、スプレー等による前処理法
等常法により行われる。
ランカップリング処理を施す。シランカップリング処理
はインテグラルブレンド法、スプレー等による前処理法
等常法により行われる。
【００３８】（セラミック粒子とプラスチック粒子の混
合）まず、セラミック粒子とプラスチック粒子を混合
し、プラスチックの融点より若干高い温度にてプラスチ
ック粒子を溶融させ、セラミック粒子をプラスチックに
分散させる。上記の混合・分散処理はニーダ、トリロー
ルミル等を用いて行われる。次いで、混練物をペレット
化する。
合）まず、セラミック粒子とプラスチック粒子を混合
し、プラスチックの融点より若干高い温度にてプラスチ
ック粒子を溶融させ、セラミック粒子をプラスチックに
分散させる。上記の混合・分散処理はニーダ、トリロー
ルミル等を用いて行われる。次いで、混練物をペレット
化する。
【００３９】 成形は、用いたプラスチックの融点より
若干高い温度でペレット中のプラスチックを溶融させた
後、押出成形、射出成形等公知の成形方法にて行うこと
ができるが、生産性、生産コストの低減等を考慮する
と、射出成形によるのが好ましい。
若干高い温度でペレット中のプラスチックを溶融させた
後、押出成形、射出成形等公知の成形方法にて行うこと
ができるが、生産性、生産コストの低減等を考慮する
と、射出成形によるのが好ましい。
【００４０】 本発明のプラスチック・セラミック複合
材は、誘電性、圧電性、磁性等において機能性セラミッ
ク及び機能性プラスチックの双方の機能を有しつつ、さ
らに特性を自在に制御でき、又、容易かつ安価に自由な
形状に成形できる。
材は、誘電性、圧電性、磁性等において機能性セラミッ
ク及び機能性プラスチックの双方の機能を有しつつ、さ
らに特性を自在に制御でき、又、容易かつ安価に自由な
形状に成形できる。
【００４１】 従って、本発明の複合材によれば、例え
ば、従来では磁性芯を用いたコイルとセラミックキャパ
シタンスを別々に使っていた電子部品を一体化したり、
圧電性と熱伝導性を組み合わせることにより、振動で生
じる熱を放散させながら駆動するアクチュエータとした
り、圧電性と磁性を組み合わせ、室内の壁材として用い
ると、圧電性により室内の遮音を行い、磁性により電磁
波を吸収・遮断することができる等新しい用途が開拓さ
れる。
ば、従来では磁性芯を用いたコイルとセラミックキャパ
シタンスを別々に使っていた電子部品を一体化したり、
圧電性と熱伝導性を組み合わせることにより、振動で生
じる熱を放散させながら駆動するアクチュエータとした
り、圧電性と磁性を組み合わせ、室内の壁材として用い
ると、圧電性により室内の遮音を行い、磁性により電磁
波を吸収・遮断することができる等新しい用途が開拓さ
れる。
【００４２】
【実施例】 次に、本発明を実施例を用いてさらに詳し
く説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもの
ではない。
く説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもの
ではない。
【００４３】（実施例１） プラスチックとして圧電性
を有するＰＶＤＦを、セラミックとして磁性を有するＭ
ｎ−Ｚｎフェライトを用い、セラミック粒子の含有量が
５０体積％であるプラスチック・セラミック複合材を製
造した。なお、セラミック粒子の平均粒径及びアスペク
ト比はそれぞれ３０μｍ及び１．２０とした。
を有するＰＶＤＦを、セラミックとして磁性を有するＭ
ｎ−Ｚｎフェライトを用い、セラミック粒子の含有量が
５０体積％であるプラスチック・セラミック複合材を製
造した。なお、セラミック粒子の平均粒径及びアスペク
ト比はそれぞれ３０μｍ及び１．２０とした。
【００４４】 まず、セラミック粒子に、スプレー法に
てシランカップリング処理を施した。次に、ニーダを用
いて、２７０℃にてセラミック粒子をプラスチック粒子
に混合・分散させた後、ペレット化した。得られたペレ
ットを、２５０℃にて溶融して射出成形を行い、５０ｍ
ｍ×５０ｍｍ×５ｍｍの板状体に成形した。表１に、得
られた複合材の圧電定数及び比透磁率を測定した値を記
載する。
てシランカップリング処理を施した。次に、ニーダを用
いて、２７０℃にてセラミック粒子をプラスチック粒子
に混合・分散させた後、ペレット化した。得られたペレ
ットを、２５０℃にて溶融して射出成形を行い、５０ｍ
ｍ×５０ｍｍ×５ｍｍの板状体に成形した。表１に、得
られた複合材の圧電定数及び比透磁率を測定した値を記
載する。
【００４５】（実施例２） プラスチックとして圧電性
を有するＰＶＤＦを、セラミックとして熱伝導性を有す
る窒化アルムニウムを用い、セラミック粒子の含有量が
５０体積％であるプラスチック・セラミック複合材を実
施例１と同様に製造した。なお、セラミック粒子の平均
粒径及びアスペクト比はそれぞれ２０μｍ及び１．４５
とした。表１に、得られた複合材の圧電定数及び熱伝導
率の値を記載する。
を有するＰＶＤＦを、セラミックとして熱伝導性を有す
る窒化アルムニウムを用い、セラミック粒子の含有量が
５０体積％であるプラスチック・セラミック複合材を実
施例１と同様に製造した。なお、セラミック粒子の平均
粒径及びアスペクト比はそれぞれ２０μｍ及び１．４５
とした。表１に、得られた複合材の圧電定数及び熱伝導
率の値を記載する。
【００４６】（実施例３） プラスチックとして誘電性
を有するポリカーボネートを、セラミックとして熱伝導
性性を有する窒化アルムニウムを用い、セラミック粒子
の含有量が６０体積％であるプラスチック・セラミック
複合材を実施例１と同様に製造した。尚、射出成形の温
度は３００℃とした。セラミック粒子の平均粒径及びア
スペクト比はそれぞれ２０μｍ及び１．４５とした。表
１に、得られた複合材の比誘電率及び熱伝導率の値を記
載する。
を有するポリカーボネートを、セラミックとして熱伝導
性性を有する窒化アルムニウムを用い、セラミック粒子
の含有量が６０体積％であるプラスチック・セラミック
複合材を実施例１と同様に製造した。尚、射出成形の温
度は３００℃とした。セラミック粒子の平均粒径及びア
スペクト比はそれぞれ２０μｍ及び１．４５とした。表
１に、得られた複合材の比誘電率及び熱伝導率の値を記
載する。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【発明の効果】 本発明のプラスチック・セラミック複
合材は、機能性プラスチック及び機能性セラミックの双
方に由来する機能を併せ持つため、従来、それぞれの特
性を有する複数の部材を用いなければならなかった状況
等において、これらの複数の部材を本発明の複合材によ
る単一の部材で置き換えることができ、生産性の向上、
コストの低減、部材数の減少等に寄与することができ
る。又、各セラミックに由来する複合材の特性値を用途
に応じて別個に制御することが可能である。
合材は、機能性プラスチック及び機能性セラミックの双
方に由来する機能を併せ持つため、従来、それぞれの特
性を有する複数の部材を用いなければならなかった状況
等において、これらの複数の部材を本発明の複合材によ
る単一の部材で置き換えることができ、生産性の向上、
コストの低減、部材数の減少等に寄与することができ
る。又、各セラミックに由来する複合材の特性値を用途
に応じて別個に制御することが可能である。
【００４９】 又、プラスチックにセラミック粒子を分
散させて成るため、射出成形により容易かつ安価に製造
でき、生産性の向上を図ることができる。又、機械加工
では製造できないような複雑な形状の成形も容易に行う
ことができる。
散させて成るため、射出成形により容易かつ安価に製造
でき、生産性の向上を図ることができる。又、機械加工
では製造できないような複雑な形状の成形も容易に行う
ことができる。
【００５０】 従って、本発明の複合材は、従来におい
て主に機能性セラミック又は機能性セラミックが使用さ
れていた部品に好適に使用することができる他、従来の
機能性プラスチックや機能性セラミックにはなかった新
たな用途をも有するものである。
て主に機能性セラミック又は機能性セラミックが使用さ
れていた部品に好適に使用することができる他、従来の
機能性プラスチックや機能性セラミックにはなかった新
たな用途をも有するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｊ 5/00 // Ｃ０８Ｊ 5/00 Ｃ０４Ｂ 35/00
Claims (4)
- 【請求項１】 プラスチックから成るマトリックスにセ
ラミック粒子を分散させて成るプラスチック・セラミッ
ク複合材であって、 該プラスチックが誘電性、圧電性及び磁性から成る群よ
り選択した１又は２以上の機能を有し、 該セラミックが誘電性、圧電性、磁性、導電性及び熱伝
導性から成る群より選択した１又は２以上の機能を有
し、 該セラミック粒子の含有量が３０体積％以上、９９体積
％以下であることを特徴とするプラスチック・セラミッ
ク複合材。 - 【請求項２】 該セラミック粒子の粒子形状のアスペク
ト比が２．０以下である請求項１に記載のプラスチック
・セラミック複合材。 - 【請求項３】 該セラミック粒子をプラスチックから成
るマトリックスにシランカップリングにて結合させて成
る請求項１又は２に記載のプラスチック・セラミック複
合材。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３に記載のプラスチッ
ク・セラミック複合材が射出成形にて成形されたことを
特徴とする成形品。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26582597A JPH11106517A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | プラスチック・セラミック複合材 |
| PCT/JP1998/004321 WO1999016813A1 (fr) | 1997-09-30 | 1998-09-28 | Materiau composite plastique/ceramique |
| EP98944251A EP1020487A4 (en) | 1997-09-30 | 1998-09-28 | PLASTIC / CERAMIC COMPOSITE MATERIAL |
| CA002303859A CA2303859A1 (en) | 1997-09-30 | 1998-09-28 | Plastic-ceramic composite material |
| KR1020007003371A KR20010015658A (ko) | 1997-09-30 | 1998-09-28 | 플라스틱-세라믹 복합재 |
| AU91858/98A AU9185898A (en) | 1997-09-30 | 1998-09-28 | Plastic-ceramic composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26582597A JPH11106517A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | プラスチック・セラミック複合材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11106517A true JPH11106517A (ja) | 1999-04-20 |
Family
ID=17422587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26582597A Withdrawn JPH11106517A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | プラスチック・セラミック複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11106517A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006151709A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セラミックス成形体及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26582597A patent/JPH11106517A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006151709A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セラミックス成形体及びその製造方法 |
| JP4727973B2 (ja) * | 2004-11-25 | 2011-07-20 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | セラミックス成形体及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |