JP3140133B2 - Composite material - Google Patents
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Description
【0001】産業上の利用分野 本発明は、ウィスカー強化複合材料に係わり、更に詳細
には強化材として少なくとも不純物であるアルミニウム
の含有量とニオブの含有量がAl2O3/Nb2O5(モル
比)で0.6以上であり、トンネル構造を有する六チタ
ン酸カリウムウィスカーを含み、かつ熱可塑性樹脂をマ
トリックスとする複合材料に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a whisker reinforced composite material, and more particularly to a whisker reinforced composite material in which at least aluminum and niobium as impurities are Al 2 O 3 / Nb 2 O 5 ( (Molar ratio) is 0.6 or more, and relates to a composite material containing potassium hexatitanate whiskers having a tunnel structure and using a thermoplastic resin as a matrix.
【0002】従来の技術 強化材として、炭化ケイ素ウィスカー、窒化ケイ素ウィ
スカー、ホウ酸アルミニウムウィスカーおよびチタン酸
カリウムウィスカー等のウィスカーが知られているが、
汎用プラスチックスやエンジニアリッグプラスチックス
の強化材として広く使用されているのはチタン酸カリウ
ムウィスカーのみであり、これは、チタン酸カリウムウ
ィスカー以外のウィスカーが余りにも高価なためであ
る。しかしながら、プラスチックスの強化材として幅広
く使用されている硝子繊維やワラストナイトの価格に比
べるとチタン酸カリウムウィスカーの価格は高く、これ
が為チタン酸カリウムウィスカーを含む複合材料の用途
が著しく限定されているのが実情である。該複合材料の
用途を広げ、プラスチックスの強化材としてのチタン酸
カリウムウィスカーの位置づけを更に向上させる為に
は、少なくとも硝子繊維並の価格を有する安価なチタン
酸カリウムウィスカーを開発するか、あるいは従来並の
製造コストで更に高い強度を有するチタン酸カリウムウ
ィスカーを開発する等の抜本的な対策が必要と考えられ
る。[0002] Whiskers such as silicon carbide whiskers, silicon nitride whiskers, aluminum borate whiskers and potassium titanate whiskers are known as conventional reinforcing materials.
Only potassium titanate whiskers are widely used as reinforcements for general-purpose plastics and engineering rig plastics, because whiskers other than potassium titanate whiskers are too expensive. However, the price of potassium titanate whiskers is higher than the price of glass fiber and wollastonite, which are widely used as a reinforcing material for plastics, which greatly limits the use of composite materials containing potassium titanate whiskers. That is the fact. In order to expand the use of the composite material and further improve the position of potassium titanate whisker as a reinforcing material for plastics, it is necessary to develop an inexpensive potassium titanate whisker at least as expensive as glass fiber, or It is considered necessary to take drastic measures, such as developing potassium titanate whiskers having higher strength at the same production cost.
【0003】安価なチタン酸カリウムウィスカー強化プ
ラスチックスを得るための前記した観点のなかで、安価
なチタン酸カリウムウィスカーを製造することに関して
はいくつかの発明(例えば、公開特許公報昭60−51
615、公開特許公報昭60−191019)がなされ
てはいるが、もう一つの観点、即ちウィスカーの強度を
向上させることにより安価で、且つ高い機械的強度を有
する複合材料を開発することについては特に試みられて
はいない。[0003] Among the above-mentioned viewpoints for obtaining inexpensive potassium titanate whisker reinforced plastics, there have been several inventions relating to the production of inexpensive potassium titanate whiskers (for example, JP-A-60-51).
615, published patent application No. 60-191019), but another viewpoint, that is, the development of a composite material having a low mechanical strength and a high mechanical strength by improving the strength of the whisker is particularly important. Not tried.
【0004】発明が解決しようとする課題 このように従来のチタン酸カリウムウィスカーを含む複
合材料は、チタン酸カリウムウィスカーが高価な為に、
該ウィスカーを充填したプラスチックスの価格も必然的
に高く設定せざるを得ず、この為極めて限定された用途
でしか使用されないとの問題点を有していた。そのため
安価でかつ高強度を有する新規な複合材料の開発が望ま
れていた。[0004] composite invention contain problems thus conventional potassium titanate whisker to be solved, in order potassium titanate whisker is costly,
The price of the plastics filled with the whiskers is inevitably set to be high, and therefore, there is a problem that the plastics are used only for very limited applications. Therefore, the development of a novel composite material that is inexpensive and has high strength has been desired.
【0005】本発明はチタン酸カリウムウィスカーの機
械的強度をより向上させることで従来よりも安価で且つ
優れた機械的強度を有する複合材料を提供することを目
的とする。An object of the present invention is to provide a composite material which is more inexpensive and has superior mechanical strength by improving the mechanical strength of potassium titanate whiskers.
【0006】課題を解決する手段 本発明者らは上記の課題を解決する為鋭意研究を行った
結果、強化材として不純物としてのアルミニウムの含有
量とニオブの含有量がAl2O3/Nb2O5(モル比)で
0.6以上であり、トンネル構造を有する六チタン酸カ
リウムウィスカーを使用することが効果的であることを
見出し、本発明を完成させた。即ち、従来のチタン酸カ
リウムウィスカーは、その製造原料に由来するニオブ、
リン、アルミニウム、ケイ素、鉄、アルカリ土類金属等
の不純物を必然的に含有しており、これが為に低い強度
のウィスカーしか得られないこと、更にはチタン酸カリ
ウムウィスカー中に含まれるニオブとアルミニウムの含
有量をAl2O3/Nb2O5(モル比)で0.6以上にな
るように調整すれば、不純物を含有していても、ウィス
カーの強度が低下しないこと等を発見し、本発明を完成
したものである。即ち、従来のチタン酸カリウムウィス
カーは、ニオブを始めとする上記不純物を多く含んでい
る硫酸法によるアナターゼ型酸化チタンやメタチタン酸
あるいは天然産のルチルサンドやアナターゼサンド等を
原料にして合成されており、これらの原料から合成され
るチタン酸カリウムウィスカーは必然的に不純物を多く
含有しており、この不純物含有量の多いチタン酸カリウ
ムウィスカーで強化したプラスチックスの強度は、ウィ
スカー中に含まれるニオブとアルミニウムの含有量をA
l2O3/Nb2O5(モル比)で0.6以上に調整したチ
タン酸カリウムウィスカーで強化したプラスチックスの
強度よりも劣ることを発見し、本発明を完成したもので
ある。 Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, the content of aluminum as an impurity and the content of niobium as a reinforcing material were reduced to Al 2 O 3 / Nb 2. O 5 (molar ratio) was 0.6 or more, and it was found that it was effective to use a potassium hexatitanate whisker having a tunnel structure, thereby completing the present invention. That is, the conventional potassium titanate whisker is niobium derived from its production raw material,
Inevitably contains impurities such as phosphorus, aluminum, silicon, iron, and alkaline earth metals, so that only low-strength whiskers can be obtained. Furthermore, niobium and aluminum contained in potassium titanate whiskers Is adjusted so as to be 0.6 or more in terms of Al 2 O 3 / Nb 2 O 5 (molar ratio), it is found that the strength of whiskers does not decrease even if impurities are contained. The present invention has been completed. That is, the conventional potassium titanate whisker is synthesized using anatase-type titanium oxide or metatitanic acid or naturally-occurring rutile sand or anatase sand by the sulfuric acid method containing a large amount of the above impurities including niobium as a raw material. However, potassium titanate whiskers synthesized from these raw materials inevitably contain many impurities, and the strength of plastics reinforced with the potassium titanate whiskers having a high impurity content is as strong as niobium contained in the whiskers. Aluminum content is A
The present invention was found to be inferior to the strength of plastics reinforced with potassium titanate whiskers adjusted with l 2 O 3 / Nb 2 O 5 (molar ratio) to 0.6 or more, and completed the present invention.
【0007】すなわち、本発明は強化材として不純物で
あるアルミニウムの含有量とニオブの含有量がAl2O3
/Nb2O5(モル比)で0.6以上であり、トンネル構
造を有する六チタン酸カリウムウィスカーを使用した、
ウィスカー強化プラスチックスを提供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。本発明で用いられる
チタン酸カリウムウィスカーは、不純物としてのアルミ
ニウムの含有量とニオブの含有量がAl2O3/Nb2O5
(モル比)で0.6以上のトンネル構造を有する六チタ
ン酸カリウムウィスカー、特に好ましくはアルミニウム
およびニオブ以外の不純物の酸化物換算量での含有量が
1%以下であり、且つ不純物としてのアルミニウムの含
有量とニオブの含有量がAl2O3/Nb2O5(モル比)
で0.6以上のトンネル構造を有する六チタン酸カリウ
ムウィスカーであり、ウィスカー内部あるいは表面に層
状構造チタン酸カリウムや二酸化チタン等の異相を含ま
ない単結晶ウィスカーであることが望ましい。即ち、ウ
ィスカー中に層状構造チタン酸カリウムや二酸化チタン
を含む場合には、単結晶ウィスカーと比較してウィスカ
ー自体の強度が弱いため高強度のチタン酸カリウムウィ
スカー強化プラスチックスを得ることができない。この
ようなチタン酸カリウムウィスカーは、代表的には以下
の方法で製造される。That is, according to the present invention, the content of aluminum as an impurity and the content of niobium are Al 2 O 3 as a reinforcing material.
/ Nb 2 O 5 (molar ratio) is 0.6 or more, and a potassium hexatitanate whisker having a tunnel structure is used.
It provides whisker reinforced plastics.
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The potassium titanate whisker used in the present invention has a content of aluminum as an impurity and a content of niobium of Al 2 O 3 / Nb 2 O 5.
Potassium hexatitanate whisker having a tunnel structure (molar ratio) of 0.6 or more, particularly preferably, the content of impurities other than aluminum and niobium in terms of oxide is 1% or less, and aluminum as an impurity Content and niobium content are Al 2 O 3 / Nb 2 O 5 (molar ratio)
It is desirable that the whisker is a single crystal whisker having a tunnel structure of 0.6 or more and having no heterophase such as potassium titanate or titanium dioxide having a layered structure inside or on the surface of the whisker. That is, when the layered structure potassium titanate or titanium dioxide is contained in the whiskers, the strength of the whiskers themselves is lower than that of the single crystal whiskers, so that high strength potassium titanate whisker reinforced plastics cannot be obtained. Such a potassium titanate whisker is typically produced by the following method.
【0008】即ち、一般式K2O・nTiO2(但しn=
2〜4)で示される割合で配合されたチタン原料化合物
とカリウム原料化合物との混合物を900〜1100℃
で焼成して塊状のチタン酸カリウムウィスカーを生成せ
しめ、次いで該塊状生成物を水又は温水中に浸漬してチ
タン酸カリウムウィスカーを単一ウィスカーに分離した
後、該スラリーに酸を添加してpHを9.3〜9.7に
調整することにより、チタン酸カリウムウィスカーの組
成がTiO2/K2O(モル比)で5.9〜6.0の組成
になるように組成変換処理し、更に900〜1150℃
で1時間以上加熱後、酸洗浄すれば良い。That is, the general formula K 2 O.nTiO 2 (where n =
A mixture of a titanium raw material compound and a potassium raw material compound blended at the ratios shown in 2-4) at 900-1100 ° C.
To produce massive potassium titanate whiskers, then immerse the massive product in water or warm water to separate the potassium titanate whiskers into single whiskers, and then add acid to the slurry to add pH. the by adjusting the 9.3 to 9.7, and the compositional conversion processing as the composition of the potassium titanate whisker is the composition of from 5.9 to 6.0 in TiO 2 / K 2 O (molar ratio), 900-1150 ° C
After heating for 1 hour or more, acid cleaning may be performed.
【0009】このチタン酸カリウムウィスカーの製造に
際し、チタン原料化合物としては、含水酸化チタン、ア
ナターゼ型二酸化チタン、ルチル型二酸化チタンおよび
ルチル鉱石等を挙げることができ、カリウム原料化合物
としては焼成時にK2Oを生じる化合物、例えばK2O、
KOH、K2CO3およびKNO3等を挙げることができ
る。原料化合物中に含まれるニオブはほぼ全量がチタン
酸カリウムウィスカーの結晶格子中に固溶されるのに対
し、原料化合物中のアルミニウムの一部はカリウムと化
合物を形成する為、その一部がチタン酸カリウムウィス
カーの結晶格子中に固溶されるに止まるので、チタン原
料化合物中に含まれるアルミニウムとニオブの割合は少
なくともAl2O3/Nb2O5(モル比)で0.7以上で
あることが必要である。チタン酸カリウムウィスカーの
結晶構造中に取り込まれずにカリウムと化合したアルミ
ニウムはチタン酸カリウムウィスカーの特性向上に対し
何ら影響を及ぼさないのみならず、むしろ、チタン酸カ
リウムウィスカーの結晶構造を層状構造からトンネル構
造に変換する工程でチタン酸カリウムウィスカーと反応
してこれを損傷する為分離除去することが望ましい。即
ち、塊状チタン酸カリウムウィスカーを合成後、該塊状
物を水又は温水に浸漬して単一ウィスカーに分離する工
程でアルミニウムとカリウムの化合物が水に溶解するの
で、酸を添加する前に固液分離することで除去すること
ができる。しかしカリウムと反応したアルミニウム分の
含有量がチタン酸カリウムウィスカーに対し酸化物表示
で0.2%程度以下であれば分離除去しなくても特に問
題はない。尚、原料化合物中にカリウムと水溶性の化合
物をつくる不純物が多く含まれる場合には塊状物を水又
は温水に浸漬して単一ウィスカーに分離後、酸を加える
前に固液分離して不純物を除去することがチタン酸カリ
ウムウィスカーの特性の向上に繋がる。[0009] In the production of potassium titanate whiskers, as a titanium raw material compounds, hydrous titanium oxide, anatase titanium dioxide, it can be mentioned rutile titanium dioxide and rutile ore, K 2 during firing as potassium starting compound Compounds that produce O, such as K 2 O,
KOH, K 2 CO 3 and KNO 3 can be exemplified. Almost all of the niobium contained in the raw material compound is dissolved in the crystal lattice of the potassium titanate whisker, whereas part of the aluminum in the raw material compound forms a compound with potassium, and thus part of the titanium is formed as titanium. Since it is only dissolved in the crystal lattice of the potassium whisker, the ratio of aluminum and niobium contained in the titanium raw material compound is at least 0.7 or more in terms of Al 2 O 3 / Nb 2 O 5 (molar ratio). It is necessary. Aluminum which is not taken into the crystal structure of potassium titanate whisker and combines with potassium does not have any effect on the property improvement of potassium titanate whisker, but rather, the crystal structure of potassium titanate whisker is tunneled from the layered structure to the tunnel structure. In the process of converting into a structure, it reacts with the potassium titanate whisker and damages it, so it is desirable to separate and remove it. That is, after synthesizing the bulk potassium titanate whisker, the aluminum and potassium compounds are dissolved in water in the step of immersing the bulk material in water or warm water to separate it into a single whisker, so that the solid and liquid are added before the acid is added. It can be removed by separation. However, as long as the content of aluminum reacted with potassium is not more than about 0.2% in terms of oxide with respect to potassium titanate whiskers, there is no particular problem even if separation and removal are not performed. If the raw material compound contains a large amount of impurities that form a water-soluble compound with potassium, the lump is immersed in water or warm water and separated into single whiskers. Removal leads to an improvement in the properties of potassium titanate whiskers.
【0010】ニオブに対するアルミニウムの含有量がA
l2O3/Nb2O5(モル比)で0.7よりも小さい化合
物を原料として使用する場合には原料化合物にアルミニ
ウム化合物を添加してAl2O3/Nb2O5(モル比)が
0.7以上、1.2以下になるように調整すればよい。
Al2O3/Nb2O5(モル比)が1.2よりも多くなる
ように添加しても、合成されるチタン酸カリウムウィス
カーの特性向上に繋がらないのみならず、生成するアル
ミン酸カリウムの量が多くなる為に塊状物を単一ウィス
カーに分離することが難しくなるので好ましくない。
尚、添加するアルミニウム化合物としては硫酸アルミニ
ウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、水酸化ア
ルミニウム、酸化アルミニウム、アルミン酸塩等を挙げ
ることができる。When the content of aluminum with respect to niobium is A
When a compound having a ratio of l 2 O 3 / Nb 2 O 5 (molar ratio) smaller than 0.7 is used as a raw material, an aluminum compound is added to the raw material compound and Al 2 O 3 / Nb 2 O 5 (molar ratio) is used. ) May be adjusted to be 0.7 or more and 1.2 or less.
Even if Al 2 O 3 / Nb 2 O 5 (molar ratio) is added so as to be more than 1.2, not only does the property of the synthesized potassium titanate whisker not be improved, but also the produced potassium aluminate It is not preferable because it is difficult to separate a lump into single whiskers because the amount of
The aluminum compound to be added includes aluminum sulfate, aluminum chloride, aluminum nitrate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminate and the like.
【0011】ニオブおよびアルミニウムの総量は特に規
定するものではなく、両者のモル比が上記の範囲に有れ
ばよい。但し、前述の説明から分かるように、両者の総
量は原料中に含まれるニオブの量に依存することにな
る。ちなみに、通常使用される原料中に含まれるニオブ
の量は多い場合Nb2O5表示で0.6%程度であり、こ
の場合にはニオブとアルミニウムの総量は酸化物表示で
0.9%程度となる。[0011] The total amount of niobium and aluminum is not particularly specified, as long as the molar ratio of both is within the above range. However, as can be seen from the above description, the total amount of the two depends on the amount of niobium contained in the raw material. Incidentally, when the amount of niobium contained in the raw materials usually used is large, it is about 0.6% in Nb 2 O 5 display, and in this case, the total amount of niobium and aluminum is about 0.9% in oxide display. Becomes
【0012】チタン酸カリウム中に含まれるニオブ及び
アルミニウム以外の不純物の含有量はできるだけ少ない
方が好ましいが、酸化物換算量で1%以下であれば特に
問題はない。即ち、これらの不純物含有量が1%よりも
多くなると、チタン酸カリウムウィスカー中に含まれる
アルミニウムとニオブの割合がAl2O3/Nb2O5(モ
ル比)で0.6以上であっても、チタン酸カリウムウィ
スカーの機械的強度が低下するのでチタン酸カリウムウ
ィスカーによる強化効果が低下する。特に原子価が4価
以外の元素やTi4+のイオン半径と比較して10%以上
異なるイオン半径を有する元素がチタン酸カリウムウィ
スカーの結晶構造中に固溶する場合にチタン酸カリウム
ウィスカーの機械的強度が低下する割合が大きく好まし
くない。また、チタン酸カリウムウィスカーの形状は、
平均長が5μm以上で且つ平均アスペクト比(平均長/
平均径)10以上であることが好ましい。It is preferable that the content of impurities other than niobium and aluminum contained in potassium titanate is as small as possible, but there is no particular problem as long as it is 1% or less in terms of oxide. That is, when the content of these impurities exceeds 1%, the ratio of aluminum and niobium contained in the potassium titanate whiskers is 0.6 or more in terms of Al 2 O 3 / Nb 2 O 5 (molar ratio). Also, since the mechanical strength of the potassium titanate whisker decreases, the strengthening effect of the potassium titanate whisker decreases. In particular, when an element having a valence other than tetravalent or an element having an ionic radius different from the ionic radius of Ti 4+ by 10% or more forms a solid solution in the crystal structure of the potassium titanate whisker, the potassium titanate whisker machine The rate at which the target strength decreases is large, which is not preferable. The shape of potassium titanate whisker is
The average length is 5 μm or more and the average aspect ratio (average length /
The average diameter is preferably 10 or more.
【0013】本発明に使用される熱可塑性樹脂として
は、ポリプロピレン、ABS、塩化ビニール等の汎用プ
ラスチックスや、ポリアミド、ポリアセタール、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、
ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、液晶
ポリマー等のエンジニアリングプラスチックス、あるい
はこれらのアロイ等をいい、通常用いられる熱可塑性樹
脂は何ら問題無く使用される。The thermoplastic resin used in the present invention includes general-purpose plastics such as polypropylene, ABS and vinyl chloride, polyamide, polyacetal, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and the like.
Engineering plastics such as polyphenylene sulfide, polycarbonate, and liquid crystal polymer, or alloys thereof, and the like, and a commonly used thermoplastic resin can be used without any problem.
【0014】六チタン酸カリウムウィスカーとプラスチ
ックスとの配合割合は、六チタン酸カリウムウィスカー
が3〜50重量%である。即ち、六チタン酸カリウムウ
ィスカーの配合割合が3重量%より小さい場合は六チタ
ン酸カリウムウィスカーによりプラスチックスを強化す
る効果が非常に小さく、逆に六チタン酸カリウムウィス
カーの配合割合が50重量%を越える範囲においては、
成形加工製が悪くなるだけではなく、複合材料のコスト
が高くなるので好ましくない。The mixing ratio of the potassium hexatitanate whisker and the plastics is 3 to 50% by weight of the potassium hexatitanate whisker. That is, when the mixing ratio of the potassium hexatitanate whisker is smaller than 3% by weight, the effect of strengthening the plastics by the potassium hexatitanate whisker is very small, and conversely, the mixing ratio of the potassium hexatitanate whisker is 50% by weight. In the range beyond
This is not preferable because not only the molding process becomes poor, but also the cost of the composite material increases.
【0015】本発明にかかる複合材料の製造に際して
は、シランカップリング剤等の表面処理剤による処理を
施されているチタン酸カリウムウィスカーを使用する方
が、分散性の点で好ましい。この表面処理されたチタン
酸カリウムウィスカーを利用する方法としては、あらか
じめ表面処理剤による処理が施されているものを利用す
る方法と、チタン酸カリウムウィスカーとプラスチック
スとを混練する際に表面処理剤を添加する方法とがある
が、あらかじめ表面処理剤による処理が施されたチタン
酸カリウムウィスカーを使用する方が、表面処理剤の効
果がより大きい。In the production of the composite material according to the present invention, it is preferable to use a potassium titanate whisker which has been treated with a surface treating agent such as a silane coupling agent in terms of dispersibility. As a method of using the surface-treated potassium titanate whisker, there is a method of using a surface treatment agent which has been previously treated with a surface treatment agent, and a method of kneading the potassium titanate whisker and the plastics with a surface treatment agent. Is added, but using potassium titanate whiskers that have been previously treated with a surface treatment agent has a greater effect of the surface treatment agent.
【0016】本発明で使用できるシランカップリング剤
としては、例えば、γ−アミノプロピル・トリエトキシ
シラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピ
ル・トリメトキシシラン等のアミノ系シランカップリン
グ剤、γ−グリシドキシプロピル・トリメトキシシラ
ン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチル・ト
リメトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング
剤、ビニル・トリメトキシシラン、ビニル・トリエトキ
シシラン、ビニル・トリス(2−メトキシエトキシ)シ
ラン等のビニル系シランカップリング剤、γ−メルカプ
トプロピル・トリメトキシシラン等のメルカプト系シラ
ンカップリング剤、およびγ−メタクリロキシプロピル
・トリメトキシシラン等のアクリル系シランカップリン
グ剤が使用できる。シランカップリング剤の添加量は、
チタン酸カリウムウィスカーに対し2.0重量%以下が
好ましい。即ち、表面処理剤の量がこの量を越えるとか
かる効果が既に飽和しているため、多く加える意味がな
い。Examples of the silane coupling agent usable in the present invention include amino-based silane coupling agents such as γ-aminopropyltriethoxysilane and N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane. Agents, epoxy silane coupling agents such as γ-glycidoxypropyl trimethoxysilane, β- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyl trimethoxysilane, vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, vinyl Vinyl silane coupling agents such as tris (2-methoxyethoxy) silane, mercapto silane coupling agents such as γ-mercaptopropyl trimethoxysilane, and acrylic silane cups such as γ-methacryloxypropyl trimethoxysilane Ring agents can be used. The amount of the silane coupling agent added is
The content is preferably 2.0% by weight or less based on the potassium titanate whisker. That is, if the amount of the surface treatment agent exceeds this amount, such an effect is already saturated, and it is meaningless to add a large amount.
【0017】本発明の複合材料には、複合材料本来の物
性に悪影響を与えない範囲で、その用途、目的に応じて
難燃剤、熱安定剤、滑剤等の各種添加剤の1種または2
種以上を添加することができる。また、所望の物性を付
加する目的で他の充填材を混合使用することができる。
本発明で使用するチタン酸カリウムウィスカーは従来
のウィスカーと比較して高い機械的強度を有しているた
め、従来よりも少ない添加量でプラスチックスの強度を
所望の強度まで向上させることができるだけではなく、
従来のチタン酸カリウムウィスカー充填では達成できな
かった高い機械的強度を持つ複合材料を得ることができ
る。In the composite material of the present invention, one or two or more of various additives such as a flame retardant, a heat stabilizer and a lubricant may be added depending on the use and purpose of the composite material as long as the physical properties of the composite material are not adversely affected.
More than one species can be added. Further, other fillers can be mixed and used for the purpose of adding desired physical properties.
Since the potassium titanate whiskers used in the present invention have higher mechanical strength than conventional whiskers, it is only possible to improve the strength of plastics to a desired strength with a smaller amount of addition than before. Not
A composite material having a high mechanical strength, which cannot be achieved by the conventional potassium titanate whisker filling, can be obtained.
【0018】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明する。以下の実施例は単に例示の為に記すもので
あり、発明の範囲がこれらによって制限されるものでは
ない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The following examples are provided for illustrative purposes only, and are not intended to limit the scope of the invention.
【0019】実施例 1. TiO2 30%、Nb2O5 0.129%、Al2O3
0.017%を含むメタチタン酸スラリー4700g
中にAl2O3として50g/リットルの硫酸アルミニウ
ム水溶液18mリットルを加えた後20分間撹拌した。
この後炭酸カリウム粉末730gを添加混合した後、入
口温度270〜280℃、出口温度80〜85℃の条件
で噴霧乾燥した。次に、該粉末をアルミナ製ルツボに入
れ、電気炉中で昇温速度200℃/時、焼成温度940
℃、保持時間1時間の条件で焼成した後、150℃/時
の速度で降温した。 Embodiment 1 TiO 2 30%, Nb 2 O 5 0.129%, Al 2 O 3
4,700 g of metatitanic acid slurry containing 0.017%
18 ml of a 50 g / l aqueous solution of aluminum sulfate as Al 2 O 3 was added thereto, followed by stirring for 20 minutes.
Thereafter, 730 g of potassium carbonate powder was added and mixed, followed by spray drying under the conditions of an inlet temperature of 270 to 280 ° C and an outlet temperature of 80 to 85 ° C. Next, the powder was placed in an alumina crucible and heated in an electric furnace at a heating rate of 200 ° C./hour and a firing temperature of 940.
After calcination at a temperature of 1 ° C. and a holding time of 1 hour, the temperature was lowered at a rate of 150 ° C./hour.
【0020】焼成物をステンレス製容器中12リットル
の温水に投入して5時間浸漬した後、T.K.ホモミキ
サー(特殊機化工業製剪断力ミキサー)を使用し、40
00rpmで1時間撹拌後、スラリー温度を60℃に調
整した。5N−塩酸を滴下してpHを9.4に調整し
た。この後撹拌を更に続けると四チタン酸カリウムの層
間からカリウムイオンが溶出する為、pHが高くなるの
で、塩酸滴下後、30分間撹拌を続けた場合のpHの上
昇が0.1以下になるまで30分間隔で塩酸を滴下して
pHを9.4に調整した。チタン酸カリウムウィスカー
に対し0.2重量%の高分子凝集剤(共立有機工業研究
所製品、商品名:ハイモロックMP−173H)を添加
してウィスカーを凝集させた。The fired product was put into 12 liters of warm water in a stainless steel container and immersed for 5 hours. K. Use a homomixer (shear force mixer manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.)
After stirring at 00 rpm for 1 hour, the slurry temperature was adjusted to 60 ° C. 5N-hydrochloric acid was added dropwise to adjust the pH to 9.4. If the stirring is further continued thereafter, potassium ions are eluted from between the layers of potassium tetratitanate, so that the pH becomes higher. Hydrochloric acid was added dropwise at 30 minute intervals to adjust the pH to 9.4. The whiskers were agglomerated by adding 0.2% by weight of a polymer coagulant (manufactured by Kyoritsu Organic Industrial Laboratories, trade name: Himoloc MP-173H) to the potassium titanate whiskers.
【0021】濾過洗浄後、1000℃で1時間焼成し
た。該焼成物を10リットルの温水中に投入し、T.
K.ホモミキサーで30分間撹拌して該繊維を分散させ
た。1N−塩酸を滴下して、pHを4に調整した。濾
過、洗浄、乾燥してウィスカーを得た。このウィスカー
をX線回折により同定したところ、六チタン酸カリウム
しか確認されなかった。走査型電子顕微鏡によりウィス
カーを観察したところ、平均的な長さは14μmであ
り、平均径は0.4μmであった。BET法により比表
面積を測定したところ4.4m2/gであった。After filtration and washing, the mixture was calcined at 1000 ° C. for 1 hour. The fired product was put into 10 liters of warm water,
K. The fibers were dispersed by stirring with a homomixer for 30 minutes. The pH was adjusted to 4 by dropwise addition of 1N hydrochloric acid. After filtration, washing and drying, whiskers were obtained. When this whisker was identified by X-ray diffraction, only potassium hexatitanate was confirmed. Observation of the whiskers with a scanning electron microscope revealed that the average length was 14 μm and the average diameter was 0.4 μm. The specific surface area measured by the BET method was 4.4 m 2 / g.
【0022】該チタン酸カリウムウィスカーを化学分析
により調べたところ、Nb2O5 0.356%、Al2
O3 0.093%、Fe2O3 0.006%、MgO
0.008%、CaO 0.085%、ZnO 0.
012%、P2O5 0.008%、SiO2 0.00
6%等の不純物を含み、TiO2/K2O(モル比)は
6.0であった。The potassium titanate whisker was analyzed by chemical analysis to find that 0.356% of Nb 2 O 5 and Al 2
O 3 0.093%, Fe 2 O 3 0.006%, MgO
0.008%, CaO 0.085%, ZnO 0.
012%, P 2 O 5 0.008%, SiO 2 0.00
It includes impurity 6% such as, TiO 2 / K 2 O (molar ratio) was 6.0.
【0023】また、粉末X線回折法により高純度ケイ素
粉末(99.9%)を内部標準に用いて(712)格子
面間隔dを求めたところ、1.6645オングストロー
ムであった。The (712) lattice spacing d was determined by the powder X-ray diffraction method using high-purity silicon powder (99.9%) as an internal standard and found to be 1.6645 Å.
【0024】上記チタン酸カリウムウィスカー表面に
0.7%のγ−アミノプロピルトリメトキシシランを処
理した試料20部とナイロン66樹脂(宇部興産製、商
品名:UBEナイロン2020B)80部とを、ナカタ
ニ機械製2軸押出機AS−30により280℃の温度で
溶融、混練してペレットとした。20 parts of a sample obtained by treating the surface of the above potassium titanate whisker with 0.7% γ-aminopropyltrimethoxysilane and 80 parts of nylon 66 resin (trade name: UBE nylon 2020B, manufactured by Ube Industries, Ltd.) The mixture was melted and kneaded at a temperature of 280 ° C. with a mechanical twin-screw extruder AS-30 to form pellets.
【0025】比較例 1 TiO2 30%、Nb2O5 0.129%、Al2O3
0.017%を含むメタチタン酸スラリー4700g
中に炭酸カリウム粉末730gを添加混合した後、入口
温度270〜280℃、出口温度80〜85℃の条件で
噴霧乾燥した。次に、該粉末をアルミナ製ルツボに入
れ、電気炉中で昇温速度200℃/時、焼成温度940
℃、保持時間1時間の条件で焼成した後、150℃/時
の速度で降温した。 Comparative Example 1 TiO 2 30%, Nb 2 O 5 0.129%, Al 2 O 3
4,700 g of metatitanic acid slurry containing 0.017%
After 730 g of potassium carbonate powder was added and mixed therein, spray drying was performed under the conditions of an inlet temperature of 270 to 280 ° C and an outlet temperature of 80 to 85 ° C. Next, the powder was placed in an alumina crucible and heated in an electric furnace at a heating rate of 200 ° C./hour and a firing temperature of 940.
After calcination at a temperature of 1 ° C. and a holding time of 1 hour, the temperature was lowered at a rate of 150 ° C./hour.
【0026】焼成物をステンレス製容器中12リットル
の温水に投入して5時間浸漬した後、T.K.ホモミキ
サー(特殊機化工業製剪断力ミキサー)を使用し、40
00rpmで1時間撹拌後、スラリー温度を60℃に調
整した。5N−塩酸を滴下してpHを9.4に調整し
た。この後撹拌を更に続けると四チタン酸カリウムの層
間からカリウムイオンが溶出する為、pHが高くなるの
で、塩酸滴下後、30分間撹拌を続けた場合のpHの上
昇が0.1以下になるまで30分間隔で塩酸を滴下して
pHを9.4に調整した。チタン酸カリウムウィスカー
に対し0.2重量%の高分子凝集剤(共立有機工業研究
所製品、商品名:ハイモロックMP−173H)を添加
してウィスカーを凝集させた。The fired product was put into 12 liters of warm water in a stainless steel container and immersed for 5 hours. K. Use a homomixer (shear force mixer manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.)
After stirring at 00 rpm for 1 hour, the slurry temperature was adjusted to 60 ° C. 5N-hydrochloric acid was added dropwise to adjust the pH to 9.4. If the stirring is further continued thereafter, potassium ions are eluted from between the layers of potassium tetratitanate, so that the pH becomes higher. Hydrochloric acid was added dropwise at 30 minute intervals to adjust the pH to 9.4. The whiskers were agglomerated by adding 0.2% by weight of a polymer coagulant (manufactured by Kyoritsu Organic Industrial Laboratories, trade name: Himoloc MP-173H) to the potassium titanate whiskers.
【0027】濾過後、1000℃で1時間焼成した。該
焼成物を10リットルの温水に投入し、T.K.ホモミ
キサーで30分間撹拌して該ウィスカーを分散させた。
1N−塩酸を滴下して、pHを4に調整した。濾過、洗
浄、乾燥して六チタン酸カリウムウィスカーを得た。走
査型電子顕微鏡により該ウィスカーを観察したところ、
平均的な長さは15μmであり、平均径は0.4μmで
あった。BET法により比表面積を測定したところ4,
5m2/gであった。After filtration, the mixture was calcined at 1000 ° C. for 1 hour. The fired product was put into 10 liters of warm water, K. The whiskers were dispersed by stirring with a homomixer for 30 minutes.
The pH was adjusted to 4 by dropwise addition of 1N hydrochloric acid. After filtration, washing and drying, potassium hexatitanate whiskers were obtained. When the whiskers were observed with a scanning electron microscope,
The average length was 15 μm and the average diameter was 0.4 μm. When the specific surface area was measured by the BET method,
It was 5 m 2 / g.
【0028】該チタン酸カリウムウイスカーを化学分析
により調べたところ、Nb2O5 0.355%、Al2
O3 0.040%、Fe2O3 0.006%、MgO
0.009%、CaO 0.083%、ZnO 0.
012%、P2O5 0.009%、SiO2 0.00
6%等の不純物を含み、TiO2/K2O(モル比)は
6.0であった。The potassium titanate whisker was analyzed by chemical analysis to find that 0.355% of Nb 2 O 5 and Al 2
O 3 0.040%, Fe 2 O 3 0.006%, MgO
0.009%, CaO 0.083%, ZnO 0.
012%, P 2 O 5 0.009%, SiO 2 0.00
It includes impurity 6% such as, TiO 2 / K 2 O (molar ratio) was 6.0.
【0029】また、粉末X線回折法により高純度ケイ素
粉末(99.9%)を内部標準に用いて(712)格子
面間隔dを求めたところ、1.6657オングストロー
ムであり、実施例 1のチタン酸カリウムのそれよりも
おおきい値であった。これは実施例 1のチタン酸カリ
ウム結晶格子の中に、Ti3+よりもイオン半径の小さい
Al3+がTi3+と置換固溶した為と考えられる。上記チ
タン酸カリウムウィスカー表面に0.7%のγ−アミノ
プロピルトリメトキシシランを処理した資料20部とナ
イロン66樹脂(宇部興産製、商品名:UBEナイロン
2020B)80部とを、ナカタニ機械製2軸押出機A
S−30により280℃の温度で溶融、混練してペレッ
トとした。Further, the (712) lattice spacing d was determined by powder X-ray diffraction using high-purity silicon powder (99.9%) as an internal standard and found to be 1.6657 Å. The value was larger than that of potassium titanate. This is in the potassium titanate crystal lattice of Example 1, a small Al 3+ ionic radius is considered for substituted solid solution with Ti 3+ than Ti 3+. 20 parts of a material obtained by treating the surface of the above potassium titanate whisker with 0.7% γ-aminopropyltrimethoxysilane and 80 parts of nylon 66 resin (trade name: UBE nylon 2020B, manufactured by Ube Industries, Ltd.) Screw extruder A
The mixture was melted and kneaded at 280 ° C. by S-30 to form pellets.
【0030】実施例 1及び比較例 1で得られたペレ
ットを真空乾燥器を使用して、120℃で12時間乾燥
した後、山城精機製作所製SAV−30−30型射出成
形機により、シリンダー温度260〜280℃、金型温
度80℃の条件で射出成形し、引張強度および曲げ強度
測定用試験片を得た。絶乾時の強度測定結果を第1表に
示す。The pellets obtained in Example 1 and Comparative Example 1 were dried at 120 ° C. for 12 hours using a vacuum dryer, and then subjected to cylinder temperature control using a SAV-30-30 type injection molding machine manufactured by Yamashiro Seiki Seisaku-sho, Ltd. Injection molding was performed at 260 to 280 ° C and a mold temperature of 80 ° C to obtain a test piece for measuring tensile strength and bending strength. Table 1 shows the results of measuring the strength when absolutely dry.
【0031】 第1表 実施例1 比較例1 引張強度(kgf/cm2) 1210 1020 曲げ強度(kgf/cm2) 2190 1750 曲げ弾性率(kgf/cm2) 94000 80500 試験片からチタン酸カリウムウィスカーを抽出し、その
平均長を測定したところ、実施例1で7.3μm、比較
例1で7.5μmとなり、双方の試験片中のチタン酸カ
リウムウィスカーの長さに特に差は認められなかった。 Table 1 Example 1 Comparative Example 1 Tensile strength (kgf / cm 2 ) 1210 1020 Flexural strength (kgf / cm 2 ) 2190 1750 Flexural modulus (kgf / cm 2 ) 94000 80500 Potassium titanate whisker Was extracted, and the average length was measured. As a result, it was 7.3 μm in Example 1 and 7.5 μm in Comparative Example 1, and there was no particular difference in the length of the potassium titanate whiskers in both test pieces. .
【0032】実施例 2. 実施例 1において、四チタン酸カリウムウィスカーの
層間からカリウムの一部を除去した後の焼成温度を10
00℃から950℃に変えた他はすべて同様な条件で六
チタン酸カリウムウィスカーを合成した。得られたチタ
ン酸カリウムウィスカーの純度および組成は実施例 1
と同じであった。 Embodiment 2 FIG. In Example 1, the sintering temperature after removing part of potassium from between the layers of the potassium tetratitanate whisker was set to 10
A potassium hexatitanate whisker was synthesized under the same conditions except that the temperature was changed from 00 ° C to 950 ° C. The purity and composition of the obtained potassium titanate whisker were determined in Example 1.
Was the same as
【0033】上記チタン酸カリウムウィスカー表面に
0.6%のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンを処理した試料20部とポリアセタール樹脂(ポリプ
ラスチックス製、商品名:ジュラコンM90)80部と
を、ナカタニ機械製2軸押出機AS−30により220
℃の温度で溶融、混練してペレットとした。20 parts of a sample obtained by treating the surface of the above potassium titanate whisker with 0.6% γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 80 parts of a polyacetal resin (manufactured by Polyplastics, trade name: DURACON M90) were mixed with: 220 with a twin screw extruder AS-30 made by Nakatanani Machinery
The mixture was melted and kneaded at a temperature of ° C to form pellets.
【0034】比較例 2. チタン原料としてアナターゼ型酸化チタン(Nb2O5
0.157%、Al2O3 0.032%)を使用した他
は比較例 1と同様な条件でトンネル構造・六チタン酸
カリウムウィスカーを合成した。走査型電子顕微鏡によ
りウィスカーを観察したところ、平均的な長さは15μ
mであり、平均径は0.4μmであった。該チタン酸カ
リウムウィスカーを化学分析により調べたところ、Nb
2O50.131%、Al2O3 0.026%、Fe2O3
0.012%、MgO 0.014%、CaO 0.
094%、ZnO 0.014%、P2O5 0.010
%、SiO2 0.013%等の不純物を含み、TiO2
/K2O(モル比)は6.0であった。 Comparative Example 2 Anatase type titanium oxide (Nb 2 O 5
0.157%, 0.032% of Al 2 O 3 ) were used, and a tunnel structure / potassium hexatitanate whisker was synthesized under the same conditions as in Comparative Example 1. When the whiskers were observed with a scanning electron microscope, the average length was 15 μm.
m, and the average diameter was 0.4 μm. When the potassium whisker was examined by chemical analysis, it was found that Nb
2 O 5 0.131%, Al 2 O 3 0.026%, Fe 2 O 3
0.012%, MgO 0.014%, CaO 0.
094%, ZnO 0.014%, P 2 O 5 0.010
%, Impurities such as 0.012% of SiO 2 and TiO 2
/ K 2 O (molar ratio) was 6.0.
【0035】上記チタン酸カリウムウィスカー表面に
0.6%のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンを処理した試料20部とポリアセタール樹脂(ポリプ
ラスチックス製、商品名:ジュラコンM90)80部と
をナカタニ機械製2軸押出機AS−30により220℃
の温度で溶融、混練してペレットとした。20 parts of a sample obtained by treating the surface of the above potassium titanate whisker with 0.6% γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 80 parts of a polyacetal resin (manufactured by Polyplastics, trade name: Duracon M90) were mixed with Nakatanani. 220 ° C by machine twin screw extruder AS-30
And melted and kneaded at the above temperature to obtain pellets.
【0036】実施例 2及び比較例 2で得られたペレ
ットを真空乾燥器を使用して、110℃で10時間乾燥
した後、山城精機製作所製SAV−30−30型射出成
形機により、シリンダー温度210℃、金型温度80℃
の条件で射出成形し、引張強度および曲げ強度測定用試
験片を得た。強度測定結果を第2表に示す。尚、試験片
からチタン酸カリウムウィスカーを抽出してその長さを
測定したところ、双方のチタン酸カリウムウィスカーの
長さに特に差は認められたかった。The pellets obtained in Example 2 and Comparative Example 2 were dried at 110 ° C. for 10 hours using a vacuum dryer, and then subjected to a cylinder temperature control using a SAV-30-30 type injection molding machine manufactured by Yamashiro Seiki Seisaku-sho, Ltd. 210 ° C, mold temperature 80 ° C
Injection molding was performed under the following conditions to obtain a test piece for measuring tensile strength and bending strength. Table 2 shows the strength measurement results. When potassium titanate whiskers were extracted from the test piece and their lengths were measured, no particular difference was found between the lengths of both potassium titanate whiskers.
【0037】 第2表 実施例2 比較例2 引張強度(kgf/cm2) 1210 960 曲げ強度(kgf/cm2) 2020 1630 曲げ弾性率(kgf/cm2) 102000 78500 実施例 3 . チタン原料としてアナターゼ型酸化チタン(Nb2O5
0.157%、Al2O3 0.072%)を使用した他
は実施例 1と同様な条件でトンネル構造・六チタン酸
カリウムウィスカーを合成した。走査型電子顕微鏡によ
りウィスカーを観察したところ、平均的な長さは15μ
mであり、平均径は0.4μmであった。該チタン酸カ
リウムウィスカーを化学分析により調べたところ、Nb
2O50.130%、Al2O3 0.055%、Fe2O3
0.008%、MgO 0.009%、CaO 0.
101%、ZnO 0.010%、P2O5 0.010
%、SiO2 0.007%等の不純物を含み、TiO2
/K2O(モル比)は6.0であった。 Table 2 Example 2 Comparative Example 2 Tensile strength (kgf / cm 2 ) 1210 960 Flexural strength (kgf / cm 2 ) 2020 1630 Flexural modulus (kgf / cm 2 ) 102000 78500 Example 3 Anatase type titanium oxide (Nb 2 O 5
0.157%, 0.072% of Al 2 O 3 ) was used, and a tunnel structure / potassium hexatitanate whisker was synthesized under the same conditions as in Example 1. When the whiskers were observed with a scanning electron microscope, the average length was 15 μm.
m, and the average diameter was 0.4 μm. When the potassium whisker was examined by chemical analysis, it was found that Nb
0.130% 2 O 5 , 0.055% Al 2 O 3 , Fe 2 O 3
0.008%, MgO 0.009%, CaO 0.
101%, ZnO 0.010%, P 2 O 5 0.010
%, Including impurities SiO 2 0.007% such as, TiO 2
/ K 2 O (molar ratio) was 6.0.
【0038】上記チタン酸カリウムウィスカー表面に
0.6%のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンを処理した試料15部とポリカーボネート樹脂(三菱
瓦斯化学製、商品名:ユーピロンS−2000)85部
とをナカタニ機械製2軸押出機AS−30により280
℃で溶融、混練してペレットを得た。15 parts of a sample obtained by treating the surface of the above potassium titanate whisker with 0.6% γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 85 parts of a polycarbonate resin (trade name: Iupilon S-2000, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) By a twin screw extruder AS-30 manufactured by Nakatani Machinery Co., Ltd.
C. and melted and kneaded to obtain pellets.
【0039】比較例 3 比較例 2で使用したチタン酸カリウムウィスカー(γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.6%処
理品)15部とポリカーボネート樹脂(三菱瓦斯化学
製、商品名:ユーピロンS−2000)85部とをナカ
タニ機械製2軸押出機AS−30により280℃で溶
融、混練してペレットを得た。 Comparative Example 3 The potassium titanate whisker (γ) used in Comparative Example 2
15 parts of glycidoxypropyltrimethoxysilane treated with 0.6%) and 85 parts of a polycarbonate resin (trade name: Iupilon S-2000, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) were subjected to 280 by a twin screw extruder AS-30 manufactured by Nakatanani Machinery. C. and melted and kneaded to obtain pellets.
【0040】実施例3および比較例3で得られたペレッ
トを山城精機製作所製SAV−30−30型射出成形機
により、シリンダー温度290℃、金型温度90℃の条
件で射出成形し、引張強度および曲げ強度測定用試験片
を得た。強度測定結果を第3表に示す。尚、試験片から
チタン酸カリウムウィスカーを抽出してその長さを測定
としたところ、双方のチタン酸カリウムウィスカーの長
さに特に差は認められなかった。The pellets obtained in Example 3 and Comparative Example 3 were injection-molded using a SAV-30-30 injection molding machine manufactured by Yamashiro Seiki Seisakusho under conditions of a cylinder temperature of 290 ° C. and a mold temperature of 90 ° C. to obtain a tensile strength. And the test piece for bending strength measurement was obtained. Table 3 shows the strength measurement results. In addition, when the potassium titanate whisker was extracted from the test piece and its length was measured, no particular difference was recognized in the length of both potassium titanate whiskers.
【0041】 第3表 実施例3 比較例3 引張強度(kgf/cm2) 920 750 曲げ強度(kgf/cm2) 1630 1310 曲げ弾性率(kgf/cm2) 82500 67000 実施例 4 実施例 1で得られた六チタン酸カリウムウィスカー表
面に0.5%のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シランを処理した試料20部とポリブチレンテレフタレ
ート樹脂(ポリプラスチックス製、商品名:ジュラネッ
クス2000)80部とをナカタニ機械製2軸押出機A
S−30により、250℃で溶融、混練してペレットを
得た。 Table 3 Example 3 Comparative Example 3 Tensile strength (kgf / cm 2 ) 920 750 Flexural strength (kgf / cm 2 ) 1630 1310 Flexural modulus (kgf / cm 2 ) 82500 67000 Example 4 Example 1 20 parts of a sample obtained by treating the surface of the obtained potassium hexatitanate whisker with 0.5% of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 80 parts of a polybutylene terephthalate resin (manufactured by Polyplastics, trade name: Duranex 2000) And a twin screw extruder A made by Nakatani Machinery
According to S-30, the mixture was melted and kneaded at 250 ° C. to obtain pellets.
【0042】比較例 4 比較例 1で得られた六チタン酸カリウムウィスカー表
面に0.5%のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シランを処理した試料20部とポリブチレンテレフタレ
ート樹脂(ポリプラスチックス製、商品名:ジュラネッ
クス2000)80部とをナカタニ機械製2軸押出機A
S−30により、250℃で溶融、混練してペレットを
得た。 Comparative Example 4 20 parts of a sample obtained by treating the surface of the potassium hexatitanate whisker obtained in Comparative Example 1 with 0.5% of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and a polybutylene terephthalate resin (manufactured by Polyplastics) (Trade name: JURANEX 2000) 80 parts and a twin screw extruder A manufactured by Nakatani Machinery Co., Ltd.
According to S-30, the mixture was melted and kneaded at 250 ° C. to obtain pellets.
【0043】実施例4および比較例4で得られたペレッ
トを山城精機製作所製SAV−30−30型射出成形機
により、シリンダー温度250℃、金型温度70℃の条
件で射出成形し、引張強度および曲げ強度測定用試験片
を得た。強度測定結果を第4表に示す。尚、試験片から
チタン酸カリウムウィスカーを抽出してその長さを測定
したところ、双方のチタン酸カリウムウィスカーの長さ
に特に差は認められなかった。The pellets obtained in Example 4 and Comparative Example 4 were injection-molded using a SAV-30-30 injection molding machine manufactured by Yamashiro Seiki Seisakusho under conditions of a cylinder temperature of 250 ° C. and a mold temperature of 70 ° C. And the test piece for bending strength measurement was obtained. Table 4 shows the strength measurement results. In addition, when the potassium titanate whisker was extracted from the test piece and its length was measured, no particular difference was recognized in the length of both potassium titanate whiskers.
【0044】 第4表 実施例4 比較例4 引張強度(kgf/cm2) 1030 820 曲げ強度(kgf/cm2) 1980 1510 曲げ弾性率(kgf/cm2) 106500 78500 実施例 5 実施例 1で得られた六チタン酸カリウムウィスカー7
部とポリプロピレン樹脂(宇部興産製、商品名UBEポ
リプロJ709HK)93部とをナカタニ機械製2軸押
出機AS−30により、220℃で溶融、混練してペレ
ットを得た。 Table 4 Example 4 Comparative Example 4 Tensile Strength (kgf / cm 2 ) 1030 820 Flexural Strength (kgf / cm 2 ) 1980 1510 Flexural Modulus (kgf / cm 2 ) 106500 78500 Example 5 Example 1 The obtained potassium hexatitanate whisker 7
A part and a polypropylene resin (manufactured by Ube Industries, trade name: UBE Polypro J709HK) 93 parts were melted and kneaded at 220 ° C. by a twin screw extruder AS-30 manufactured by Nakatani Machine to obtain pellets.
【0045】比較例 5 比較例 1で得られた六チタン酸カリウムウィスカー7
部とポリプロピレン樹脂(宇部興産製、商品名:UBE
ポリプロJ709HK)93部とをナカタニ機械製2軸
押出機AS−30により、220℃で溶融、混練してペ
レットを得た。 Comparative Example 5 The potassium hexatitanate whisker 7 obtained in Comparative Example 1
And polypropylene resin (Ube Industries, trade name: UBE)
93 parts of Polypropylene J709HK) were melted and kneaded at 220 ° C. with a twin screw extruder AS-30 manufactured by Nakatani Machinery to obtain pellets.
【0046】実施例5および比較例5で得られたペレッ
トを山城精機製作所製SAV−30−30型射出成形機
により、シリンダー温度220℃、金型温度60℃の条
件で射出成形し、引張強度および曲げ強度測定用試験片
を得た。強度測定結果を第5表に示す。尚、試験片から
チタン酸カリウムウィスカーを抽出してその長さを測定
したところ、双方のチタン酸カリウムウィスカーの長さ
に特に差は認められなかった。The pellets obtained in Example 5 and Comparative Example 5 were injection-molded using a SAV-30-30 injection molding machine manufactured by Yamashiro Seiki Seisakusho under conditions of a cylinder temperature of 220 ° C. and a mold temperature of 60 ° C. And the test piece for bending strength measurement was obtained. Table 5 shows the strength measurement results. In addition, when the potassium titanate whisker was extracted from the test piece and its length was measured, no particular difference was recognized in the length of both potassium titanate whiskers.
【0047】 第5表 実施例5 比較例5 引張強度(kgf/cm2) 410 310 曲げ強度(kgf/cm2) 470 390 曲げ弾性率(kgf/cm2) 24000 17000 Table 5 Example 5 Comparative Example 5 Tensile strength (kgf / cm 2 ) 410 310 Flexural strength (kgf / cm 2 ) 470 390 Flexural modulus (kgf / cm 2 ) 24000 17000
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−51615(JP,A) 特開 昭60−259627(JP,A) 特開 平1−301516(JP,A) 特開 平2−221460(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C30B 1/00 - 35/00 C08K 3/22 C08K 7/04 C08L 101/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-60-51615 (JP, A) JP-A-60-259627 (JP, A) JP-A-1-301516 (JP, A) JP-A-2- 221460 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C30B 1/00-35/00 C08K 3/22 C08K 7/04 C08L 101/00
Claims (2)
ニオブの含有量がAl2O3/Nb2O5(モル比)で0.
6以上、1.1以下である六チタン酸カリウムウイスカ
ーと熱可塑性樹脂とを含む複合材料。1. The content of aluminum as an impurity and the content of niobium in Al 2 O 3 / Nb 2 O 5 (molar ratio) are 0.1 to 0.1.
A composite material containing a potassium hexatitanate whisker of 6 or more and 1.1 or less and a thermoplastic resin.
ニオブの含有量がAl2O3/Nb2O5(モル比)で0.
6以上であり、アルミニウムおよびニオブ以外の不純物
含有量が1%以下である六チタン酸カリウムウイスカー
と熱可塑性樹脂とを含む複合材料。2. The content of aluminum as an impurity and the content of niobium in an Al 2 O 3 / Nb 2 O 5 (molar ratio) of 0.
A composite material comprising a potassium hexatitanate whisker having a content of 6% or more and an impurity other than aluminum and niobium of 1% or less and a thermoplastic resin.
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| US07/901,232 US5366816A (en) | 1991-06-20 | 1992-06-19 | Potassium hexatitanate whiskers having a tunnel structure |
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| US08/438,209 US5563199A (en) | 1991-06-20 | 1995-05-09 | Potassium hexatitinate whiskers having a tunnel structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04021281A JP3140133B2 (en) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | Composite material |
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|---|---|
| JP (1) | JP3140133B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190141896A (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 이춘의 | Grinding machine barrel |
-
1992
- 1992-02-06 JP JP04021281A patent/JP3140133B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190141896A (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 이춘의 | Grinding machine barrel |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH05221798A (en) | 1993-08-31 |
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