JP2018524253A - 中空形状の繊維織物への含浸方法 - Google Patents

Abstract

本発明は特に、中空形状の繊維織物への含浸方法であって、セラミック材料又は炭素材料の固体粒子の第１粉末を含有する第１懸濁液（１０）を、型に設置された中空形状の繊維織物（１）の内面（１ａ）と、型の壁（３）に向かって配置されている繊維織物（１）の外面（１ｂ）と、によって規定される内部容積部（２）へ導入する段階と、型を回転させることによって、遠心力の作用を利用して繊維織物（１）へ第１懸濁液（１０）を含浸させる段階と、織物（１）へ第１懸濁液（１０）を含浸させている間に型の回転速度を変える段階とを少なくとも含む方法を提供する。
【選択図】図４

Description

本発明は、中空形状の繊維織物への含浸方法に関する。

複合材料、及び特に酸化物／酸化複合材料は、二次元製織で得られたプレプレグパイルを積み重ねることによって従来の方法で作成することができる。ところがこの種の方法は、層になっており且つ機械的負荷にさらされた場合は層間剥離現象に感受性がある複合材料の獲得を誘導し得る。

剥離に耐えるよう複合材料の性能を改善するために、二次元パイル間の界面獲得を避け、二次元織布の代わりとして１枚以上の三次元織布の使用を可能にするための試みがなされている。マトリックスは、耐火性固体粒子を繊維強化材へ導入し、続いてこれらの粒子を焼結することによって形成できると考えられてきた。耐火性粒子を繊維強化材へ導入するために、サブミクロン粉末吸引（ＳＰＳ）等の様々な既知の方法が実施されてきた。このような方法において、耐火性粒子は、液状媒体中の懸濁液に耐火性粒子の粉末を特に含む、有機質粘結材及び分散材が含まれていてもよいスラリーから繊維強化材へと導入される。

ところが、これらの方法は、繊維強化材が複雑な形状をしている場合、特に中空形状を示すか又は厚さが大きい場合では、申し分のない結果を提供することができないということが発覚した。とりわけ、これらの方法はしたがって比較的冗長であり得、繊維強化材内部で耐火性粒子の所望の分布を得るために実施することが難しい。特に、中空円錐形の部位のため、及び使用される織布に折り目がつくことを避けるため、比較的複雑且つ複数の部分で構成される工具、並びに成形及び型抜き製法のための複合シーケンスに頼ることが必要となり得る。

複合材料の部分を二次加工する方法について記載した文献もまた知られている（例えば、特許文献１参照。）。

したがって、簡単な方法で、該織物内部に固形の耐火性粒子の管理された分布を獲得し、結果として所望の特性を示す複合材料部分を獲得することを可能にする、中空形状の繊維織物の処理方法に対する需要が存在している。

欧州特許第０２４０１７７号明細書

特に、簡単な方法で、該織物内部に固体粒子の均一な分布を獲得する、中空形状の繊維織物の処理方法に対する需要が存在している。

この目的を達成するため、第１の実施形態において、本発明は、
中空形状の繊維織物への含浸方法であって、この方法は、
セラミック材料又は炭素材料の固体粒子の第１粉末を含有する第１懸濁液を、型に設置された中空形状の繊維織物の内面と、型の壁に向かって配置されている繊維織物の外面と、によって規定される内部容積部へ導入する段階と、
型を回転させることによって、遠心力の作用を利用して繊維織物へ第１懸濁液を含浸させること、及び織物へ第１懸濁液を含浸させている間に型の回転速度を変える段階とを少なくとも含む方法を提供する。

加えて、第２の実施形態において、本発明は、中空形状の繊維織物への含浸方法であって、この方法は、
セラミック材料又は炭素材料の固体粒子の第１粉末を含有する第１懸濁液を、型に設置された中空形状の繊維織物の内面と、型の壁に向かって配置されている繊維織物の外面と、によって規定される内部容積部へ導入する段階と、
型を回転させることによって、遠心力の作用を利用して繊維織物へ第１懸濁液を含浸させる段階と、
繊維織物へ第１懸濁液を含浸させた後、セラミック材料又は炭素材料の固体粒子を含みかつ第１懸濁液とは異なっている、第２懸濁液を内部容積部へ導入する段階と、
型を回転させることによって、遠心力の作用を利用して繊維織物へ第２懸濁液を含浸させる段階であって、織物への第１懸濁液の含浸、及び織物への第２懸濁液の含浸は、異なる速度の型の回転で実施される段階、を少なくとも含む方法を提供する。

第２粉末は第１粉末と異なっていてもよい。したがって、特定の実施形態における第２粉末の粒子を構成する物質は、第１粉末の粒子を構成する物質とは異なっていてもよい。一変形例において、第１粉末の粒子の平均粒径は、第２粉末の粒子の平均粒径と異なっていてもよい。異なる規定が存在しない限り、Ｄ５０と書き表す、粒径の統計的分布における半集団（ｈａｌｆ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ）によって与えられるサイズを表すものとして使用し、Ｄ５０と書き表される。また、粒子のサイズ分布の点において、第１粉末及び第２粉末が異なることもあり得る。別の変形例において、第１粉末の粒子は第２粉末の粒子とは異なる形状の粒子であってもよい。一変形例又は実施形態の組み合わせにおいて、第１懸濁液中における第１粉末の固体粒子濃度は、第２懸濁液中における第２粉末の固体粒子の濃度と異なっていてもよい。

前述の第１及び第２実施形態では、型を回転させることで第１懸濁液に適用される遠心力を引き起こし、繊維織物へ第１懸濁液を含浸させることを可能にする。加えて、前述の第２の実施形態では、型の回転は第２懸濁液に適用される遠心力を引き起こし、すでに第１粉末の粒子を含有する繊維織物へ第２懸濁液を含浸させることを可能にする。

本発明の実施形態はどちらも、含浸の間に型の回転速度を変えながら、型の回転によって生み出された遠心力の作用の下で、少なくとも１つのセラミック材料又は炭素材料の固体粒子の懸濁液を繊維織物へ含浸させることを可能にする。

前述の実施形態の両方において、含浸の間に型の回転速度を変えるという事実は、中空繊維織物中の粒子分布を管理すること、及び特に所望であれば均一な粒子分布を得ることを、かなりの厚さを持つ織物に対する本適用、又は織物の厚さに応じて変化する含浸性の提供を伴い良好な手段で可能にする。樹脂等の連続相を遠心分離することで繊維織物が含浸される状況とは異なり、固体粒子の懸濁液で繊維織物を含浸することによって、繊維織物中の細孔の列を通じて懸濁液の粒子を輸送する性能に関連したさらなる障害が生じる。含浸中に型へ一定速度の回転を与えながら、遠心力を繊維織物への樹脂の含浸に用いる場合に良好な結果を得ることはできるが、樹脂を粒子の懸濁液で置き換えた場合、特に、織物がかなり厚い場合、そのような質の結果がいつも得られるというわけではない。したがって本発明は、１つ以上の固体粒子の懸濁液を含浸させることに関する特定の問題を解決するための解法を目的としており、この解法は、型の回転速度が繊維織物へ懸濁液（複数可）を含浸させている間に変化するという事実に基づいている。

第１の実施形態の一実施例において、先ず第１一定速度の回転を型へと与え、次に、第１回転速度とは異なっている第２一定速度の回転を型へと与えることによって、織物へと第１懸濁液を含浸させてもよい。

そのような状況下では、先ず型の回転速度を第１非ゼロ値に設定し、次に型の回転速度を変化させて第１値とは異なる第２非ゼロ値に設定することによって、繊維織物へと第１懸濁液を含浸させる。

本実施例は、型が第１の回転速度で回転している、含浸の第１段階の間に繊維織物の厚さの第１区域へと主に第１懸濁液を含浸させ、型は第２の回転速度で回転している、含浸の第２段階の間に繊維織物の厚さの第２区域へと主に第１懸濁液を含浸させることを可能にする。第１区域及び第２区域は独立していても、部分的に重なっていてもよい。

用語「含浸の段階の間に繊維織物の厚さの区域へと主に懸濁液を含浸させること」とは、含浸の該段階中に繊維織物へ含浸させる該懸濁液の粒子の５０％以上、例えば、少なくとも７５％が、含浸の段階の最後に該区域において提供されて終わることを意味するものとして理解されたい。

一実施例において、第１の実施形態では、第１回転速度は第２回転速度より速くてもよい。

そのような実施例は、特に均一な手段で比較的厚い織物を含浸することが望まれる場合に有利である。とりわけ、「速い」第１回転速度」を適用するという事実は、充分な遠心力を粒子に与え、粒子が細孔の列を通じて織物の厚さの外側区域へと移動するのを確実にすることを可能にし、粒子に適用される遠心力を減らすことによって「遅い」第２回転速度を適用するという事実は、主に織物の厚さの内側区域を含浸することを可能にする。本実施例はまた、厚さの内側区域において低含浸性を示す、変化する繊維織物の含浸性に関して有利であり得る。したがって、充分な遠心力を粒子に与え、粒子が低含浸性の内側区域を通過することで、織物の厚さの外側区域へ移動することを可能にするために、「速い」回転速度（その後、回転速度は粒子を有する織物の厚さの内側区域を満たすために落とされる）の適用から始めることは有利である。

一変形例において、第１の実施形態では、第２回転速度は第１回転速度より速くてもよい。

別の実施形態において、第１の実施形態では、繊維織物へ第１懸濁液を含浸させている間、型の回転速度は一定値のいかなる停止時間も示さない。そのような状況下では、回転速度は例えば、繊維織物へ第１懸濁液を含浸させている間、狭義単調増加しても、又は狭義単調減少してもよい。

第２の実施形態の一実施例において、第１一定速度の回転を型へと与え、次に、第１回転速度とは異なっている第２一定速度の回転を型へと与えることによって、織物へと第１懸濁液を含浸させてもよい。

そのような状況下では、型の回転速度を第１非ゼロ値に設定することによって繊維織物へと第１懸濁液を含浸させ、次に型の回転速度を第１値とは異なる第２非ゼロ値に設定することによって、繊維織物へと第２懸濁液を含浸させる。

本実施例は、型は第１の回転速度で回転している、含浸の第１段階の間に、繊維織物の厚さの第１区域へと主に第１懸濁液を含浸させ、型が第２の回転速度で回転している、含浸の第２段階の間に繊維織物の厚さの第２区域へと主に第２懸濁液を含浸させることを可能にする。ここで、第２領域と第１領域は異なっている。第１区域及び第２区域は独立していても、部分的に重なっていてもよい。

一実施形態において、第２の実施形態では、第１回転速度は第２回転速度より速くてもよい。

第１の実施形態に関連して前述したように、このような実施例は特に、比較的厚い織物、又は、特に固体粒子又は平均粒径の固体粒子を構成する物質の点で異なる粉末を有する厚さの内側区域において低含浸性を示す、含浸性の変化する織物を、均一に含浸させることが望まれる場合に有利である。

一変形例において、第２の実施形態では、第２回転速度は第１回転速度より速くてもよい。

別の実施形態において、第２の実施形態では、繊維織物へ第１懸濁液及び第２懸濁液を含浸させている間、型の回転速度は一定値のいかなる停止時間も示さない。そのような状況下では、例として、型の回転速度は、繊維織物へ第１懸濁液及び第２懸濁液を含浸させている間、狭義単調増加しても、又は狭義単調減少してもよい。

一実施形態において、繊維織物への第１懸濁液の含浸の間及び／又は繊維織物への第２懸濁液の含浸の間に、型の回転方向は１回以上逆転してもよい。

そのような実施例は、繊維織物内部の粒子分布が均一であることを確実にするのに、そのことが望ましい場合、有利である。

一変形例において、型の回転速度は、繊維織物へ第１懸濁液を含浸させる間及び／又は繊維織物へ第２懸濁液を含浸させる間、修正する必要はない。

一実施形態において、第１懸濁液及び／又は第２懸濁液は、噴霧によって、例えば、噴霧している間、並行して及び／又は順番で動作するように操作される１つ以上の噴霧装置を用いて、内部容積部の中へ導入してもよい。

一実施形態において、繊維織物は、線対称であってもよい。

例として、繊維織物は、円錐台形の形状であってもよい。一変形例において、繊維織物は、円柱状の形状であってもよい。

一実施形態において、繊維織物を、二次元製織によって又は三次元製織によって得てもよい。

繊維織物として、セラミック又は炭素材料でできた織り糸を挙げることができる。特に、繊維織物として、耐火性酸化物のセラミック糸を挙げることができ、並びに第１粉末の粒子及び／又は第２粉末の粒子として、耐火性酸化物のセラミック粒子を挙げることができる。

本発明はまた、複合材料部分の二次加工方法において、
上述の方法を実施することによって、繊維織物へ少なくとも第１懸濁液を含浸させる段階と、
繊維織物へ含浸している第１懸濁液の少なくとも液状媒体を除去する段階と、
複合材料部分を得るため、少なくとも第１粉末の粒子から繊維織物の密度を高めるマトリックス相を形成する段階とを含む、方法を提供する。

このような方法で得られる複合材料部分は、チューブ、ケーシング、又はタービンリングであってもよい。

一実施形態において、マトリックス相は、第１粉末の粒子を焼結することによって、完全に又は部分的に形成してもよい。部分が得られたら、所望の寸法にするために従来の方式で機械加工の工程に供するか、及び／又は例えば、熱障壁若しくは環境障壁を提供するために少なくとも１回のコーティングによるコーティング工程に供してもよい。

本発明のその他の特徴及び利点を本発明の特定の実施形態以下の記述に示す。これらは非限定的な例として挙げられるもので、付随する図面を参照する。

図１は、本発明に記載の方法によって処理するために型の内部へ設置された、中空繊維織物を示す。 図２は、図１におけるＩＩ〜ＩＩの断面図を示す。 図３は、固体粒子の懸濁液を内部容積部に導入することを可能にするための噴霧装置を備え付けた、１及び２の型を示す。 図４は、本発明に記載の方法において実行した繊維織物の含浸工程の一実施例を示す。 図５は、図４にて示した含浸工程の間、型の回転速度がどのように変化するかを示すグラフである。 図６は、本発明の第２の実施形態において含浸させた後に得ることができる結果の、極めて模式的な図である。 図７は、繊維織物への含浸の異なる変化形の工程が、本発明においてどのように実施され得るかを示す。 図８は、繊維織物への含浸の異なる変化形の工程が、本発明においてどのように実施され得るかを示す。

図面において、種々の要素の相対寸法は、可読性の理由によって編集される必要はない。

本発明に記載の方法において使用される繊維織物を形成する用途に好適な手段の実施例を、以下に記載する。

繊維織物は、複数の縦糸の層と複数の緯糸の層との間での多層機織法によって得てもよい。多層機織法は特に、「両面（ ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ）」織り、すなわち、緯糸の各層が複数の縦糸の層と相互に連結する編み方により実施してもよい。ここでは、所与の緯糸の列における織糸の全てがこの織りの面において同じ動きをしている。多層機織法のその他の種類も当然使用することができる。

繊維織物が機織によって作られる場合、機織は繊維織物の長手方向に延びる縦糸で実施してもよく、また、長手方向に延びる緯糸で機織をすることも可能であることは理解できよう。

一実施形態において、使用する織糸は、耐火性酸化物で作られたセラミック糸、シリコン炭素で作られた織糸、又は炭素で作られた織糸であってもよい。多層機織法の種々の好適な技術は、国際公開第２００６／１３６７５５号に記載されている。

繊維糸はまた、少なくとも２つの繊維構造を集めることで得てもよい。そのような状況下では、２つの繊維構造は、例えばステッチ又はニードリングによって、互いに連結していてもよい。特に、繊維構造は、１つの層、又は以下の複数の層の積み重ねから得てもよい：
一次元織布（ＵＤ）；
二次元織布（２Ｄ）；
編組；
ニッティング；
フェルト；
様々な方向に複数のＵＤシートを重ねて、例えばステッチ、化学結合剤、又はニードリングによってＵＤシートと互いに連結することで得た、織糸若しくは網の一方向性（ＵＤ）シート、又は多方向性（ｎＤ）シート。

複数のシートを積み重ねる際、シートは、例えばステッチ、織糸若しくは剛性要素の植込み、又はニードリングによって、互いに連結してもよい。

中空織物１を加工したら、型の内部に設置し、図１及び図２に示されるように、織物１の外面１ｂを型の側壁３に向かって配置する。示した通り、繊維織物１は中空であり内部容積部２を規定する。示した実施例において、織物１を伴う型は線対称の形状（特に円錐台形状）の型である。例えば、管状形等の他の何らかの形状である型及び織物に関して、本発明の範囲を越えることはない。型の内部に存在する織物１の内面１ａは、１つ以上の懸濁液が導入される、内部容積部２を規定する。含浸工程を実施する前に、型内部に存在する織物１を乾燥してもよく、その内部細孔中にいかなる固体粒子も含有し得なくてもよい。一変形例において、型内部に設置される前に、織物１は前の含浸工程に供した後固体粒子をその内部細孔中に導入してもよい。織物１を型内部に導入したら、型を、末端壁４によってその端部の１つで閉じる。織物１は型内部に手動で導入してもよい。織物１が型に導入されたら、型内部の位置に、例えば織物の端を型に固定することによって保持する。このような固定は、ネジ等の別個の取付具、又は接着剤によって実施することができる。また、織物１の内面１ａに向かって位置する有孔中空中央芯材を使って、織物１を型内部の位置で保持することも可能である。中央芯材は、織物１を含浸するため液状媒体が孔を通ることができる、複数の穿孔を提供する。

織物１の厚さｅ₁は、０．５ミリメートル（ｍｍ）以上であってもよく、例えば、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であってもよい。繊維織物の厚さは繊維織物の最小横断寸法に相当する。

型は、型を回転させるシステム（図示せず）に接続される。このシステムは型が回転軸Ｘの周りを回転することを可能にし、記載した実施例においてこの回転軸はまた、織物１の長手軸とも対応している。

織物１を型内部に設置したら、次いで固体粒子の懸濁液を噴霧する噴霧装置７を、図３に示した通り、末端壁４から離れた場所に位置する型の端部５を介して型内部に導入する。噴霧装置７は、その表面に、この開口部を通じて固体粒子の懸濁液が内部容積部２へと導入される、複数の開口部８が存在する。

織物１への含浸のために、型はカバー９により端部５で閉じられる。その後、液状媒体中の懸濁液内にセラミック材料又は炭素材料で作られた固体粒子の第１粉末を備える第１懸濁液１０を、図４に示した通り、内部容積部２へと導入する。記載した実施例において、第１懸濁液１０は噴霧装置７を用いて噴霧することで内部容積部２の中へと導入される。本発明の第２の実施形態と関連して、噴霧装置７は、第１懸濁液を内部容積部２中へ噴霧した後、第２懸濁液を噴霧することで始まる。第２懸濁液は、液状媒体中の懸濁液内にセラミック材料又は炭素材料で作られた固体粒子の第２粉末を備え、第２懸濁液は、第１懸濁液と異なるものである。したがって、上述した通り、第２粉末の粒子を構成する物質は第１粉末の粒子を構成する物質と異なっていてもよく、並びに／又は第１懸濁液及び第２懸濁液は異なる濃度の固体粒子を示してもよい。図４に示したもの以外の変形も、少なくとも１つの固体粒子の懸濁液を内部容積部２中へ導入する目的のため、以下により詳細に記述する通り、可能である。型は、遠心力の採用によって少なくとも第１懸濁液１０を織物１へ含浸させるため、非ゼロ速度の回転で回転軸Ｘの周りを回転するように設定される。型の回転は、第１懸濁液１０が内部容積部２内に導入される前に開始してもよい。

本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態と関連して、型の回転速度は、含浸が起こっている間に修正される。図５のグラフは、型に適用された回転速度が変わってもよい実施可能な１つの方法を示す。したがって、含浸の第１段階の間、型は一定の第１回転速度ｖ₁で回転させてもよく、続いて、型の回転速度は第２回転速度ｖ₂へと連続して減速され、その後、型の回転速度が値ｖ₂で維持される含浸の第２段階が実施される。含浸の第１段階の持続時間は、含浸の第２段階の持続時間より長くとも、含浸の第２段階の持続時間と等しくとも、又は含浸の第２段階の持続時間より短くともよい。上述の通り、第１の実施形態と関連してこの方法で型の回転速度を変えることは、織物１を第１粉末の粒子を均一な方法で含浸させることを可能にする。また、本発明の第２の実施形態と関連して、図５に示した通り、型の回転速度を変更するためのプロファイルを使用することも可能である。そのような状況下では、含浸の第１段階の間、主に、織物１の厚さの外側区域Ｚ_eへ第１懸濁液を含浸させることが可能であり、含浸の第２段階の間、主に、織物１の厚さの内側区域Ｚ_iへ第２懸濁液を含浸させることが可能である。図６は、そのような状況下で得ることができる結果を示す。図６は、織物１の外側区域Ｚ_eへ主に第１粉末の粒子１１を含浸させている様子、及び織物１の内側区域Ｚ_iへ主に第２粉末の粒子１３を含浸させている様子を示す。

当然、本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態の両方において、型の回転速度は、図５に示した以外の方法で変更することが可能である。特に、一定速度で２回以上の停止時間を設けることが可能である。含浸の第２段階の後、型の回転速度におけるｖ₂以上の第３値までの増加を伴い得る。一変形例において、含浸の第１段階の間に与えられた第１速度は、含浸の第２段階の間の与えられた第２速度より遅くともよい。型に与えられた回転速度に関するプロファイルを変更することは、含浸がどのように行われて、その結果繊維織物における粒子の所定分布を得るかを管理するために役立つ。したがって特に、均一である含浸／分布、又は、織物の厚さにおける固体粒子の分布の管理された変形を有する、不均一である含浸／分布を得ることが可能である。

型の回転速度の変更に用いられるプロファイルとは独立して、本発明の第１の実施形態と関連して、織物１へと第１懸濁液を、飽和するまで、すなわち、完全に満たされるまで含浸させることが可能である。そのような状況下では、型の回転は、織物が完全に満たされた後、停止される。

型の回転速度の変更に用いられるプロファイルとは独立して、本発明の第２の実施形態と関連して、織物１へ、第１懸濁液及び第２懸濁液を、飽和するまで含浸させることが可能である。そのような状況下では、型の回転は、織物が完全に満たされた後、停止される。

型の回転速度の変更に用いられるプロファイルとは独立して、且つ考慮されている本発明の実施形態とは独立して、噴霧装置７は、織物１を含浸しながら回転軸Ｘと平行して動作させてもよい。したがって、噴霧装置７の端部５は、回転軸Ｘに沿って間隔を置く２つの異なる位置の間で、複数回の往復ストロークを実施することができる。上述の通り平行するこの動作とは独立して、又はこの動作と組合せて、噴霧装置７はまた、織物１の含浸の間に回転するよう作動させてもよい。そのような状況下では、噴霧装置７は、型と同じ回転方向で、又は型と異なる回転方向と回転速度で、又は異なる回転速度で、回転してもよい。噴霧装置７に対して平行な動き及び／又は回転する動きを与えることは、実施される含浸の均一性をさらに完全することに有利に役立ち得る。一変形例において、噴霧装置７は、織物の含浸中は固定され留まる。

一実施形態において、型の回転方向及び／又は噴霧装置７の回転方向は、含浸中１回以上反転してもよい。

例として、第１懸濁液及び／若しくは第２懸濁液による織物への含浸の全て又は一部の間に型へ与えられた回転速度は、１毎分回転数（ｒｐｍ）より多くとも、又は等しくともよい、例えば、１ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの間の範囲としてよい。

第１懸濁液及び／又は第２懸濁液の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて温度２０℃で計測した場合、約３０ミリパスカル秒（ｍＰａ．ｓ）であってもよい。

第１懸濁液及び／又は第２懸濁液における固体粒子の体積含有量は、４０％以下であってもよい。第１懸濁液及び／又は第２懸濁液における固体粒子の体積含有量は、２０％以上、例えば、２０％〜４０％の範囲であってもよい。固体粒子で比較的高度に満たされている懸濁液は、比較的高い粘度を示すにも関わらず、型の回転速度の増加によってこの種の懸濁液を用いた含浸の実施が可能であることから、本発明は有利にこのような懸濁液を使用可能にしてもよい。

既知の手段において、第１懸濁液及び／又は第２懸濁液は、有機質粘結材を包含していてもよい。

示していない変形例において、複数の中空繊維織物を固体粒子の同一の懸濁液又は異なる懸濁液で同時に含浸するため、単一の型を使用することができる。そのような状況下では、少なくとも１つの分離壁が型の内部容積部内に存在する。分離壁は２つの異なる処理チャンバを定め、繊維織物は各処理チャンバ内に存在している。

図３は、開口部８の均一分布を提供する噴霧装置７を示す。これらの開口部８は全て同一のサイズである。当然、この場合でないならば、本発明の範囲を超えるものではない。特に、一変形例において、噴霧装置は、第１サイズを示す開口部の第１セット、及び第１サイズとは異なる第２サイズを示す開口部の第２セットを提示してもよい。開口部の第１セットは、開口部の第２セットが位置している噴霧装置の第２領域とは異なる、又はこの第２領域から分離している、噴霧装置の第１部分に位置していてもよい。第１領域及び第２領域は回転軸Ｘに沿ってオフセットされていてもよい。例えば、第１サイズは第２サイズより大きくともよく、且つ開口部の第１セットは、開口部の第２セットに面して位置する繊維織物の区域の直径よりも大きい直径である、繊維織物の区域に面して位置していてもよい。一変形例において、第１セットの開口部及び第２セットの開口部は、噴霧装置の表面で交じっていてもよい。

一変形例において、又は開口部のサイズに関する上記の特徴と組み合わせて、開口部の密度は噴霧装置の表面に沿って変化していってもよい。したがって、第１領域において、噴霧装置は第１密度で開口部を提示してもよく、一方では、第１領域とは異なる第２領域においては、開口部は第１密度とは異なる第２密度で提示されていてもよい。第１領域及び第２領域は回転軸Ｘに沿ってオフセットされていてもよい。例えば、第１密度は第２密度より高くてもよく、第１領域は、第２領域に面して位置する繊維織物の区域の直径よりも大きな直径である、繊維織物の区域に面して位置していてもよい。

一変形例において、又は上記の特徴と組み合わせて、噴霧装置の開口部の幾何学分布は回転軸Ｘに沿って変化していってもよい。例えば、千鳥状に配置される開口部で可能である。

一実施形態において、多孔質物質（図示せず）の層は、繊維織物１の外面１ｂと型の側壁３との間に存在していてもよい。この多孔質物質の層は、繊維織物の内部へ導入されている固体粒子を保持しながら、繊維織物中へ導入された懸濁液（複数可）の液状媒体を流すのに役立ち得る。液状媒体の選択的な流出を可能にする多孔質物質の層を用いることによって、繊維織物における固体粒子の蓄積物を得て、それによりこの方法が実施されて得られたマトリックスの容量パーセントを増やすことが可能である。
繊維織物の含浸が終わったら、第１懸濁液の液状媒体、及び場合により第２懸濁液の液状媒体は、除去される。これは加熱又は吸引（減圧を応用）によって行われてもよい。したがって、型は加熱部位を備えていてもよく、又は加熱された格納装置内に設置されてもよく、又は実際に液状媒体を吸い出すポンプ装置と接続されていてもよい。

その後、繊維織物が、高密度化マトリックス相を形成すること、例えば繊維織物中に存在する固体粒子を焼結することによって繊維強化材を構成する、複合材料で作られた部分を得ることができる。一変形例において、例えば、導入されている固体粒子が炭素粒子である場合、繊維織物をケイ素に基づく溶融した成分で浸潤することによりマトリックス相を形成して、繊維織物に導入された炭素と溶融したケイ素との間の反応により炭化ケイ素マトリックス相を形成することが可能である。また、マトリックス相が溶融状態における成分を浸潤することによって作成された本実施形態は、遠心処理によって織物中に導入された固体粒子が、例えば、炭化物粒子及び／又は窒化物粒子であるセラミック粒子である場合に、使用してもよい。

図７は、本発明の含浸工程の変形例を示す。ここでは、２つの噴霧装置７ａ及び７ｂを使用する。装置７ａ及び装置７ｂは各々、型の逆末端に位置する。このような配置は、本発明の第１の実施形態、又は本発明の第２の実施形態に関して使用することができる。

上述した手段と同様の手段で、装置７ａ及び／又は装置７ｂは、含浸の間、回転及び／又は平行移動をさせてもよい。

図８は、本発明の含浸方法の変形例を示す。図８に示した実施例において、第１懸濁液１０は内部容積部に注入することで導入される。懸濁液は、型の末端壁４から離れて位置する端部５を通じて導入される。その後、型を詳述した通りに回転させて、織物１へ少なくとも第１懸濁液１０を含浸させる。図８に示した実施例において、第１懸濁液の第１画分を内部容積部へ注ぎ、次いで型を回転させて織物１へ第１画分を含浸し、その後第１懸濁液の第２画分を内部容積部へ注いで、第２画分を伴う型を回転させる間に織物１を含浸することが可能である。一変形例において、又は他の実施例と組合せて、織物１を第１懸濁液１０で含浸した後、第２懸濁液を内部容積部へ注ぎ、型を回転させることで織物１を第２懸濁液で含浸することが可能である。図８に示した通り、型に導入された第１懸濁液及び随意に第２懸濁液は、内部容積部を実質的に満杯に満たすことができる。

例
２０センチメートル（ｃｍ）という小さな直径、及び４０ｃｍという大きな直径を示し、「 Ｎｅｘｔｅｌ ６１０」というアルミ繊維（仕入先業者：３Ｍ）で作られた円錐台形状の繊維織物を、型に設置した。図１で示した通り、織物の外面が型の側壁に面するように設置した（織物の内面は内部容積部を定義する）。２０容量％を占めるＳＭ８タイプのアルミニウムの粉末の懸濁液を、内部容積部へ導入した。含浸を実施するために、型の回転速度は、最初は１５００ｒｐｍで３０分（ｍｉｎ）に設定し、次に回転速度を７５０ｒｐｍまで減速し、この新しい回転速度を３０分間維持した。

繊維織物を含浸したら、２ｋＰａ（２０ミリバール（ｍｂａｒ））以下の圧力まで減圧した状況下で、懸濁液の液状媒体を蒸発によって除去した。その後、アルミナ粒子を焼結した。導入された懸濁液の量は、焼結の後、得られた部分が約５０％の繊維体積分率及び約３２％のマトリックス体積分率を有するように、選択した。

用語「（数値）〜（数値）の範囲」とは、数値の境界を包含するものとして理解されたい。

Claims (13)

1. 中空形状の繊維織物への含浸の方法において、
   前記方法は、
   セラミック材料又は炭素材料の固体粒子の第１粉末を含有する第１懸濁液（１０）を、型に設置された中空形状の繊維織物（１）の内面（１ａ）と、前記型の壁（３）に向かって配置されている前記繊維織物（１）の外面（１ｂ）と、によって規定される内部容積部（２）へ導入する段階と、
   前記型を回転させることによって、遠心力の作用を利用して前記繊維織物（１）へ前記第１懸濁液（１０）を含浸させる段階と、
   前記繊維織物（１）へ前記第１懸濁液（１０）を含浸させている間に前記型の回転速度を変える段階とを少なくとも含む、方法。
2. 中空形状の繊維織物への含浸の方法において、
   前記方法は、
   セラミック材料又は炭素材料の固体粒子の第１粉末を含有する第１懸濁液（１０）を、型に設置された中空形状の繊維織物（１）の内面（１ａ）と、前記型の壁（３）に向かって配置されている前記繊維織物（１）の外面（１ｂ）と、によって規定される内部容積部（２）へ導入する段階と、
   前記型を回転させることによって、遠心力の作用を利用して前記繊維織物（１）へ前記第１懸濁液（１０）を含浸させる段階と、
   前記繊維織物（１）へ前記第１懸濁液（１０）を含浸させた後、第２懸濁液を前記内部容積部（２）へ導入する段階であって、前記第２懸濁液はセラミック材料又は炭素材料の固体粒子を含み、前記第１懸濁液とは異なっている、段階と、
   前記型を回転させることによって、遠心力の作用を利用して前記繊維織物（１）へ前記第２懸濁液を含浸させる段階であって、前記繊維織物（１）への前記第１懸濁液（１０）の前記含浸、及び前記繊維織物への前記第２懸濁液の前記含浸は、異なる速度の前記型の回転で実施される、段階とを少なくとも含む、方法。
3. 先ず第１の一定回転速度の回転を前記型へと与え、次に第２の一定回転速度の回転を前記型へと与える段階であって、前記第２の一定回転速度の回転は前記第１の一定回転速度の回転とは異なっている、段階によって、前記繊維織物（１）へと前記第１懸濁液（１０）を含浸させる、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１の一定回転速度が前記第２の一定回転速度よりも速い、請求項３に記載の方法。
5. 第１の一定回転速度の回転を前記型へ与えることによって前記繊維織物（１）へと前記第１懸濁液（１０）を含浸させ、続いて、前記第１の一定回転速度とは異なっている第２の一定回転速度の回転を前記型へ与えることによって前記繊維織物（１）へと前記第２懸濁液を含浸させる、請求項２に記載の方法。
6. 前記第１の一定回転速度が前記第２の一定回転速度よりも速い、請求項５に記載の方法。
7. 前記繊維織物（１）への前記第１懸濁液（１０）の含浸の間及び／又は前記繊維織物（１）への前記第２懸濁液の含浸の間に、前記型の回転方向が１回以上逆転する、請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
8. １つ以上の噴霧装置（７；７ａ；７ｂ）で噴霧することによって、前記１つ以上の噴霧装置（７；７ａ；７ｂ）は前記噴霧の間、並行して及び／又は順番で動作するように操作され、前記第１懸濁液及び／又は前記第２懸濁液が前記内部容積部の中へ導入される、請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
9. 前記繊維織物（１）が線対称である、請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
10. 前記繊維織物（１）が二次元製織によって又は三次元製織によって得られる、請求項１〜９の何れか一項に記載の方法。
11. 前記繊維織物（１）が耐火性酸化物のセラミック糸を包含し、前記第１粉末の前記固体粒子及び／又は第２粉末の粒子が耐火性酸化物のセラミック粒子である、請求項１〜１０の何れか一項に記載の方法。
12. 複合材料部分を二次加工する方法において、
    前記方法は、
    請求項１〜１１の何れか一項に記載の方法を実施することによって、前記繊維織物（１）へ少なくとも前記第１懸濁液（１０）を含浸させる段階と、
    前記繊維織物（１）へ含浸している前記第１懸濁液（１０）の少なくとも液状媒体を除去する段階と、
    前記複合材料部分を得るため、少なくとも前記第１粉末の前記粒子から前記繊維織物（１）の密度を高めるマトリックス相を形成する段階とを少なくとも含む、方法。
13. 前記第１粉末の前記固体粒子を焼結することによって前記マトリックス相を完全に又は部分的に形成する、請求項１２に記載の方法。

Images