JP6944345B2 - SiC繊維強化複合材用SiC繊維束及びその製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明のSiC繊維強化複合材用SiC繊維束の製造方法は、前記SiC繊維強化複合材用SiC繊維束の製造方法において、正または負に帯電したSiC繊維からなるSiC繊維束の表面に、前記SiC繊維とは反対の電荷に帯電した第1のBN粒子を付着させる工程と、前記第1のBN粒子が付着したSiC繊維の表面に、前記第1のBN粒子とは反対の電荷に帯電した第2のBN粒子を付着させ、その後、正または負に帯電した第2のBN粒子を正と負が交互になるように付着させて第2のBN粒子付着SiC繊維を得る工程と、前記第2のBN粒子付着SiC繊維からなるSiC繊維束を加熱処理する工程と、からなることを特徴とする。
本発明のSiC繊維強化複合材用SiC繊維束は、炭化ケイ素(SiC)繊維と、前記SiC繊維の表面を被覆する、第1の窒化ホウ素(BN)粒子と第2の窒化ホウ素(BN)粒子とからなる。そして、第1のBN粒子の粒径は、SiC繊維の繊維径の1/10以下の0.5μm以上2μm以下であり、第2のBN粒子の粒径は、第1のBN粒子の粒径の1/10以下の0.05μm以上0.1μm以下である。なお、SiC繊維は、その径が5μm以上20μm以下であることが好ましい。
上記SiC繊維強化複合材用SiC繊維束は、表面電荷の正負の違いによる吸着現象を用いて第1のBN粒子及び第2のBN粒子をSiC繊維表面に吸着させることにより製造することができる。具体的には、上記SiC繊維強化複合材用SiC繊維束の製造方法は、正または負に帯電したSiC繊維の表面に、該SiC繊維とは反対の電荷に帯電した、第1のBN粒子を吸着させる工程と、第1のBN粒子が付着したSiC繊維の表面に、前記第1のBN粒子とは反対の電荷に帯電した第2のBN粒子を吸着させ、その後、正及び負に帯電した第2のBN粒子を正負が交互になるように吸着させる工程と、BNが付着したSiC繊維を加熱処理する工程とからなる。
なお、これらのBN粒子には、必要な粒径の市販品を用いることができる。
カチオンポリマーには、例えば、ビニルピロリドン−N、N−ジメチルアミノエチルメタクリル酸共重合体硫酸塩液及びポリジアリルメチルアンモニウムクロライド(PDDA)などが挙げられる。これらのうち、水溶性の理由により、ポリジアリルメチルアンモニウムクロライド(PDDA)等が好ましい。
アニオンポリマーには、例えば、アクリル樹脂アルカノールアミン液及びポリスチレンスルホン酸(PSS)などが挙げられる。これらのうち、取扱いが容易で水溶性に優れる等の理由により、ポリスチレンスルホン酸(PSS)等が好ましい。
また、カチオンポリマーまたはアニオンポリマーは前記溶媒に、通常0.1g/l以上10g/l以下、好ましくは0.5g/l以上2g/l以下となるように溶解させる。
SiC繊維束の帯電したSiC繊維の表面に、該帯電SiC繊維とは反対の表面電荷に帯電した第1のBN粒子を、静電気力による吸着現象を用いて吸着させる。次いで、第1のBN粒子付着SiC繊維を前記反対の表面電荷に帯電させ、前記帯電した第1のBN粒子とは反対の表面電荷に帯電した第2のBN粒子を吸着させる。この時最初にSiC繊維を+に帯電し、−に帯電した第1のBN粒子を用いた場合は、第2のBN粒子を吸着させる際には第1のBN粒子付着SiC繊維を−に帯電させ、+に帯電させた第2のBN粒子を用いる。その後、BN付着SiC繊維を+に帯電させ、−に帯電させた第2のBN粒子を吸着させる。第2のBN粒子を吸着させる操作を複数回、例えば合計して20回程度繰り返して、緻密なBN被覆を有するSiC繊維からなるBN粒子付着SiC繊維を作製する。
得られたBN粒子付着SiC繊維を、金網容器に入れた状態で液体ピッチ及びポリビニルブチラール(PVB)樹脂の混合溶液に浸漬し、引き上げた後、余剰樹脂液を振り落とし、60℃で乾燥させ、PVB樹脂を固化させる。さらに、非酸化雰囲気下に1000℃で熱処理を行うことで、SiC繊維強化複合材用SiC繊維束を作製する。
シート状のSiC繊維織物(宇部興産(株)製、SA8朱子織 SA8−S20I16PX、元糸1600本 / ヤーン目付300g/m2、繊維径7.5μm)を、カチオンポリマー水溶液(正電荷付与液)またはアニオンポリマー水溶液(負電荷付与液)に浸漬させてコーティングし、水洗いをして、該SiC繊維織物の表面を帯電処理した。
なお、正電荷付与液及び負電荷付与液に交互に浸漬させるため、最後に正電荷付与液に浸漬させた場合は、表面の極性はプラス(+)となり、最後に負電荷付与液に浸漬させた場合は、表面の極性はマイナス(−)となる。
次いで、第1のBN粒子付着SiC繊維織物を前記反対の表面電荷に帯電させ、前記帯電第1のBN粒子とは反対の表面電荷を持つ帯電第2のBN粒子を吸着させた。すなわち、最初にSiC繊維織物を+に帯電し、−に帯電した第1のBN粒子を用いた場合は、第2のBN粒子を吸着させる際には第1のBN粒子付着SiC繊維を−に帯電させ、+に帯電させた第2のBN粒子を用いて吸着させた。その後、BN付着SiC繊維織物を+に帯電させ、−に帯電させた第2のBN粒子を吸着させた。第2のBN粒子を吸着させる操作を合計して20回繰り返して、緻密なBN被覆を有するSiC繊維からなるBN粒子付着SiC繊維織物を作製した。
2 第2のBN粒子
2’ 第1のBN粒子
3 電解質ポリマー
Claims (3)
- 繊維径が5μm以上20μm以下のSiC繊維からなる繊維束と、
このSiC繊維束のSiC繊維表面を被覆し、かつ直接SiC繊維に接触する粒径0.5μm以上2μm以下の第1のBN粒子と、
この第1のBN粒子が付着したSiC繊維の表面を被覆する粒径0.05μm以上0.1μm以下の第2のBN粒子とからなることを特徴とするSiC繊維強化複合材用SiC繊維束。 - 電解質ポリマーに浸すことで、表面電荷が正または負に帯電したSiC繊維からなる繊維束と、第1のBN粒子及び第2のBN粒子とを、正負が交互になるように接触させ吸着させるに際して、第1のBN粒子の粒径が0.5μm以上2μm以下、第2のBN粒子の粒径が0.05μm以上0.1μm以下、SiC繊維束のSiC繊維の径が5μm以上20μm以下とすることを特徴とするSiC繊維強化複合材用SiC繊維束の製造方法。
- 正または負に帯電したSiC繊維からなるSiC繊維束の表面に、前記SiC繊維とは反対の電荷に帯電した第1のBN粒子を付着させる工程と、
前記第1のBN粒子が付着したSiC繊維の表面に、前記第1のBN粒子とは反対の電荷に帯電した第2のBN粒子を付着させ、その後、正または負に帯電した第2のBN粒子を正と負が交互になるように付着させて第2のBN粒子付着SiC繊維を得る工程と、
前記第2のBN粒子付着SiC繊維からなるSiC繊維束を加熱処理する工程と、
からなることを特徴とする、請求項2に記載のSiC繊維強化複合材用SiC繊維束の製造方法。
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