JPH01111828A - Production of short fiber molding for production of composite material - Google Patents

Production of short fiber molding for production of composite material

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JPH01111828A
JPH01111828A JP26742687A JP26742687A JPH01111828A JP H01111828 A JPH01111828 A JP H01111828A JP 26742687 A JP26742687 A JP 26742687A JP 26742687 A JP26742687 A JP 26742687A JP H01111828 A JPH01111828 A JP H01111828A
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JP
Japan
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sheet
fibers
short fiber
short
mixture
Prior art date
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Pending
Application number
JP26742687A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Kajikawa
義明 梶川
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH01111828A publication Critical patent/JPH01111828A/en
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Abstract

PURPOSE:To produce a short fiber molding in which short fibers as the raw material for a composite material are unidirectionally oriented by forming a thin sheet from a mixture composed of the shirt fibers, high-polymer material and binder and stretching the sheet unidirectionally. CONSTITUTION:The small-diameter short fibers 2 of alumina are mixed with a high- polymer soln. 4 of polyvinyl butyral alcohol, etc., and the inorg. binder such as colloidal silica is further added to the soln. at need. The soln. is then mixed well. This mixture 6 is thinly spread and disposed on a glass plate 8 and is naturally dried to form the sheet 10 having about 1mm thickness. The sheet is taken up on a roll 12 and one end thereof is fixed to another roll 14. While the sheet is kept heated by a heater 16, the sheet is taken up by pulling a roll 14 in a manner as to part said roll from the roll 12. The sheet 10 is stretched by this tensile force and the short fibers 2 of the alumina are simultaneously unified and oriented in the pulling direction. Plural sheets of the sheets 18 formed by cutting the above-mentioned sheet to a suitable length are laminated and a laminated body 22 formed by pressing the laminated sheets in metallic molds 20 is put into a case 24 made of a stainless steel and is compressed under heating by a heater 26, by which the high-polymer soln. is burned and removed. The short fiber molding 28 is thus produced.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複合材料に係り、更に詳細には複合材料の製
造に使用される短繊維成形体の製造方法に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to composite materials, and more particularly to a method for producing short fiber molded bodies used in the production of composite materials.

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点複合材料
の製造に使用される短繊維成形体の製造方法として■減
圧成形法や■圧縮成形法が従来より広く使用されており
、また短繊維を一方向に配向する方法として、■雷管法
、■静電配向法等が従来より知られている。
Problems to be Solved by Conventional Technologies and Inventions ■Reduction molding method and ■Compression molding method have been widely used as methods for producing short fiber molded bodies used in the production of composite materials. As methods for aligning in one direction, (1) detonator method, (2) electrostatic alignment method, etc. are conventionally known.

減圧成形法は、例えば本願出願人と同一の出願人の出願
にかかる特開昭60−24.3240号公報に記載され
ている如く、短繊維が分散された分散液を所定の形状の
濾過器を介して吸引することにより濾過器の表面に短繊
維成形体を形成する方法である。しかしこの方法に於て
は、短繊維の配向が三次元ランダム又は二次元ランダム
となり、特に一方向に配向することが困難であり、達成
し得る減圧の度合に限度があるため短繊維成形体の肉厚
を大きくすることができず、短繊維の体積率が繊維の寸
法に大きく依存するため、短繊維成形体中の短繊維の体
積率を制御することが困難であり、複雑な形状の短繊維
成形体を形成することが困難であり、また寸法精度が悪
い等の問題がある。
In the vacuum molding method, for example, as described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 60-24.3240 filed by the same applicant as the present applicant, a dispersion in which short fibers are dispersed is passed through a filter of a predetermined shape. In this method, a short fiber molded body is formed on the surface of a filter by suctioning through a filter. However, in this method, the orientation of the short fibers is three-dimensional random or two-dimensional random, and it is difficult to orient the short fibers in one direction in particular, and there is a limit to the degree of vacuum that can be achieved. Since the wall thickness cannot be increased and the volume fraction of short fibers largely depends on the fiber dimensions, it is difficult to control the volume fraction of short fibers in a short fiber molded product. It is difficult to form a fiber molded body, and there are also problems such as poor dimensional accuracy.

また圧縮成形法は、例えば本願出願人と同一の出願人の
出願にかかる特開昭60−240366号公報に記載さ
れている如く、短繊維を所定形状の金型内にて圧縮する
ことにより所定形状の短繊維成形体を形成する方法であ
る。しかしこの方法に於ても、短繊維の配向が三次元ラ
ンダム又は二次元ランダムとなり、一方向配向とするこ
とができず、複雑な形状の短繊維成形体を成形すること
が困難であり、更にはかさ密度が不均一になり品いとい
う問題がある。
The compression molding method, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-240366 filed by the same applicant as the present applicant, short fibers are compressed in a mold having a predetermined shape to obtain a predetermined shape. This is a method of forming a shaped short fiber molded body. However, even in this method, the orientation of the short fibers becomes three-dimensional random or two-dimensional random, and it is impossible to achieve unidirectional orientation, making it difficult to mold short fiber molded articles with complex shapes. There is a problem that the bulk density becomes non-uniform and the quality deteriorates.

また電着法は例えば昭和48年4月5日付にて出版され
た「金属複合材料」 (三浦維四編、共立出版)の第1
19頁〜第120頁に記載されている如く、短繊維をめ
っき浴中に入れて電気めっきを行うと、一方の電極にめ
っきされた短繊維が電着して集ってくる性質を利用した
ものである。しかしこの方法に於ては、短繊維をめっき
することが必須であるため、複合材料の製造に際しマト
リックスが限定され、長時間を要するため生産性が悪く
、また特に短繊維がホイスカ以外の比較的繊維長の大き
い短繊維である場合には、短繊維を完全に一方向に配向
させることが困難であるという間通がある。
In addition, the electrodeposition method is described in, for example, "Metal Composite Materials" (edited by Isoshi Miura, Kyoritsu Shuppan), published on April 5, 1971.
As described on pages 19 to 120, when short fibers are placed in a plating bath and electroplated, the short fibers plated on one electrode are electrodeposited and collected. It is something. However, in this method, since it is essential to plate the short fibers, the matrix is limited and it takes a long time to manufacture the composite material, resulting in poor productivity. In the case of short fibers having a long fiber length, it is difficult to completely orient the short fibers in one direction.

また静電配向法は、例えば1987年4月に発行された
豊田織機技法No、15の第21頁〜第25頁に記載さ
れている如く、高電圧が印加された電極の間に短繊維を
入れると、電界により短繊維が分極し、その結果配向力
が生じ、電界の方向に短繊維が並ぶことを利用した方法
である。しかしこの方法に於ても、短繊維を完全に一方
向に配向することが困難であり、また非常に長時間を要
し、従って生産性が著しく低いという問題がある。
In addition, the electrostatic alignment method is used, for example, as described in Toyota Loom Techniques No. 15, pages 21 to 25, published in April 1987, in which short fibers are placed between electrodes to which a high voltage is applied. This method utilizes the fact that when the electric field is applied, the short fibers are polarized, resulting in an orientation force that causes the short fibers to line up in the direction of the electric field. However, even in this method, there are problems in that it is difficult to orient the short fibers completely in one direction, and it takes a very long time, resulting in extremely low productivity.

また特開昭59−76840号公報には、無機ホイスカ
と有機高分子とからなるフィルム状体乃至シート状体を
金属面に該有機高分子の結合能により貼着させることを
特徴とする強化金属用前駆成型物の製造方法が記載され
ており、この一つの実施例として無機ホイスカと有機高
分子とからなる混合物を押出しの如き圧縮応力を加える
方法でシート状に成形することにより、ホイスカの配向
を一方向に配向することが提案されている。しかし本願
発明者が行った実験的研究によれば、特に強化繊維がホ
イスカ以外の繊維長の大きい短繊維である場合には、短
繊維と高分子材料との混合物に対し圧縮応力を与えても
短繊維をほぼ完全に一方向に配向させることができない
ことが認められた。
Further, JP-A-59-76840 discloses a reinforced metal characterized in that a film-like body or a sheet-like body made of an inorganic whisker and an organic polymer is adhered to a metal surface by the bonding ability of the organic polymer. A method for manufacturing a precursor molded product is described, and one example of this method is to form a mixture of inorganic whiskers and an organic polymer into a sheet shape by applying compressive stress such as extrusion, thereby achieving the orientation of the whiskers. It has been proposed to orient the material in one direction. However, according to experimental research conducted by the inventor of the present application, especially when the reinforcing fibers are short fibers other than whiskers and have a large fiber length, compressive stress cannot be applied to the mixture of the short fibers and the polymeric material. It has been observed that short fibers cannot be oriented almost completely in one direction.

尚特開昭57−29543号公報や特開昭6,1−38
54号公報に記載されている如く、短繊維を強化繊維と
する複合材料を形成し、該複合材料に対し圧延や押出し
等の加工を施したり、複合材料をそのマトリックス金属
の融点以上に加熱し、その複合材料をノズルより噴出さ
せ、しかる後それを急速凝固させることにより、短繊維
が成る程度所定の方向に配向された複合材料を製造する
ことが既に知られている。しかしこれらの方法に於ては
、マトリックス金属の塑性変形や塑性流動の程度に限界
があるため、はぼ完全に一方向に短繊維を配向すること
ができず、また製造される複合材料自体の形状が板状や
棒状に限定されるという問題がある。
Furthermore, JP-A-57-29543 and JP-A-6, 1-38
As described in Publication No. 54, a composite material using short fibers as reinforcing fibers is formed, and the composite material is subjected to processing such as rolling or extrusion, or the composite material is heated to a temperature higher than the melting point of its matrix metal. It is already known to produce a composite material in which short fibers are oriented in a predetermined direction by jetting the composite material through a nozzle and then rapidly solidifying it. However, in these methods, there is a limit to the degree of plastic deformation and plastic flow of the matrix metal, so it is not possible to completely orient short fibers in one direction, and the composite material itself is There is a problem that the shape is limited to a plate shape or a rod shape.

本発明は、従来の短繊維成形体の製造方法に於ける上述
の如き問題に鑑み、短繊維が一方向配向の如き所定の方
向に配向された短繊維成形体であって、所定の形状及び
繊維体積率を有し、複雑な形状の複合材料の製造にも使
用し得る短繊維成形体を能率よく製造することを可能な
らしめる方法を提供することを目的としている。
In view of the above-mentioned problems in the conventional methods for producing short fiber molded products, the present invention provides a short fiber molded product in which short fibers are oriented in a predetermined direction such as unidirectional orientation, and has a predetermined shape and shape. The object of the present invention is to provide a method that makes it possible to efficiently produce a short fiber molded article that has a fiber volume fraction and can be used for producing composite materials with complex shapes.

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、短繊維及び高分子
材料を含む混合物を形成し、前記高分子材料が塑性流動
可能な状態で前記混合物に引張り応力を与えてこれを延
伸し、しかる後前記高分子材料を除去することを含む複
合材料製造用短繊維成形体の製造方法によって達成され
る。
Means for Solving the Problems According to the present invention, a mixture comprising short fibers and a polymeric material is formed, and a tensile stress is applied to the mixture in a state where the polymeric material is plastically flowable. This is achieved by a method for producing a short fiber molded article for producing a composite material, which comprises applying and drawing the same, and then removing the polymeric material.

発明の作用及び効果 本発明の方法によれば、短繊維及び高分子材料を含む混
合物が形成され、高分子材料が塑性流動可能な状態で混
合物に引張り応力を与えることによってこれが延伸され
る。従って延伸工程に於て高分子材料が塑性流動によっ
て引張り方向に流動せしめられ、塑性流動する高分子材
料によって短繊維がその流動方向に沿うよう移動せしめ
られることによって所定の方向に配向されるので、三次
元ランダムと二次元ランダムとの中間の配向状態、二次
元ランダムと一方向配向との中間的な配向状態、及び実
質的に完全な一方向配向の如き任意の配向状態に短繊維
が配向された短繊維成形体を容易に製造することができ
る。
Effects and Effects of the Invention According to the method of the present invention, a mixture containing short fibers and a polymeric material is formed, and the mixture is stretched by applying tensile stress to the mixture while the polymeric material is in a plastically flowable state. Therefore, in the drawing process, the polymeric material is made to flow in the tensile direction by plastic flow, and the short fibers are moved along the flow direction by the plastically flowing polymeric material, so that they are oriented in a predetermined direction. The short fibers are oriented in any orientation state such as an intermediate orientation state between three-dimensional random and two-dimensional random, an intermediate orientation state between two-dimensional random and unidirectional orientation, and substantially completely unidirectional orientation. A short fiber molded article can be easily produced.

この場合高分子材料は熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の
何れであってもよく、延伸方法はロール巻取り、紡糸、
引抜き等であってよく、延伸された後の混合物の形態は
フィルム状、シート状、繊維状、棒状、筒状等であって
よい。特に混合物には引張り応力が与えられるので、混
合物に圧縮応力が与えられる場合に比して高分子材料の
塑性流動方向を所定の方向に確実に制御することができ
、また延伸の程度を大きくすることができるので、混合
物に圧縮応力が与えられる場合に比して短繊維を一層確
実に一方向に配向することができる。
In this case, the polymeric material may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin, and the stretching method may include roll winding, spinning,
This may be done by drawing, etc., and the form of the mixture after stretching may be a film, a sheet, a fiber, a rod, a cylinder, or the like. In particular, since tensile stress is applied to the mixture, the plastic flow direction of the polymeric material can be more reliably controlled in a predetermined direction than when compressive stress is applied to the mixture, and the degree of stretching can be increased. Therefore, short fibers can be more reliably oriented in one direction than when compressive stress is applied to the mixture.

本発明の一つの詳細な特徴によれば、混合物は未硬化の
無機質バインダを含み、該バインダは延伸工程後に硬化
される。かかる方法によれば、短繊維が所定の方向に配
向された後にバインダが硬化されることにより、高分子
材料が除去された後にもその所定の配向状態や形状が維
持されるので、形成される短繊維成形体の配向状態や形
状を維持するケース等の必要性を排除することができる
According to one particular feature of the invention, the mixture comprises an uncured inorganic binder, which binder is cured after the stretching step. According to this method, the binder is cured after the short fibers are oriented in a predetermined direction, so that the predetermined orientation state and shape are maintained even after the polymeric material is removed, so that short fibers are formed. It is possible to eliminate the need for a case or the like to maintain the orientation and shape of the short fiber molded body.

尚この場合、バインダを硬化させる工程は高分子材料の
除去前又は高分子材料の除去と同時に行われることが好
ましい。
In this case, it is preferable that the step of curing the binder is performed before or simultaneously with the removal of the polymeric material.

本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、混合物はマト
リックスとなるべき材料の粉粒体を含んでいる。かかる
方法によれば、短繊維成形体を形成すると同時に個々の
短繊維の間にマトリックスとなるべき材料の粉粒体を均
一に分散させることができるので、マトリックスとなる
べき材料が金属である場合には短繊維成形体に対しホッ
トプレス等の処理を行うことにより、またマトリックス
となるべき材料がセラミックである場合には短繊維成形
体に対し焼結等の処理を行うことにより、短繊維成形体
の個々の短繊維の間にマトリックスを充填させることな
く繊維強化金属複合材料や繊維強化セラミック複合材料
を製造することが可能になる。
According to another detailed feature of the invention, the mixture contains granules of the material to be the matrix. According to this method, it is possible to form a short fiber molded body and at the same time to uniformly disperse the powder of the material to be the matrix between the individual short fibers, so when the material to be the matrix is metal, In this case, the short fiber molded body is processed by hot pressing, etc., or if the material to be the matrix is ceramic, the short fiber molded body is processed by sintering, etc. It becomes possible to produce fiber-reinforced metal composite materials and fiber-reinforced ceramic composite materials without filling a matrix between individual short fibers of the body.

またこの方法によれば、個々の短繊維の間にマトリック
スとなるべき材料の粉粒体を含む短繊維成形体を形成す
ることができ、この場合は粉粒体は短繊維同士を離間さ
せる機能を果たすので、粉粒体が含まれない場合に比し
て短繊維の体積率の小さい成形体を形成することができ
る。従ってこの方法により形成された短繊維成形体を用
いて加圧鋳造法の如き溶浸法にて複合材料を製造すれば
、従来の場合に比して繊維体積率の小さい複合材料を容
易に製造することができる。
In addition, according to this method, it is possible to form a short fiber molded body containing powder of the material to be a matrix between individual short fibers, and in this case, the powder has the function of separating the short fibers from each other. Therefore, it is possible to form a molded body with a smaller volume fraction of short fibers than in the case where powder or granules are not included. Therefore, if a composite material is manufactured by an infiltration method such as a pressure casting method using short fiber molded bodies formed by this method, it is easier to manufacture a composite material with a smaller fiber volume percentage than in the conventional method. can do.

本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、混合物は
マトリックスの組成を変化させる元素を含む粉粒体を含
んでいる。かかる方法によれば、本発明により製造され
た短繊維成形体を用いて加圧浸透法等にて複合材料が製
造される場合にマトリックスの組成を変化させる元素が
マトリックス中に拡散浸透するので、複合材料の形成と
同時にマトリックスの組成を変化させることができる。
According to yet another detailed feature of the invention, the mixture includes granules containing elements that change the composition of the matrix. According to this method, when a composite material is manufactured by a pressure infiltration method or the like using the short fiber molded article manufactured according to the present invention, elements that change the composition of the matrix diffuse and permeate into the matrix. The composition of the matrix can be changed simultaneously with the formation of the composite material.

尚本発明の方法に於ける短繊維はホイスカや不連続繊維
は勿論、チョッピングされた連続繊維であってもよく、
その材質は金属、半金属、セラミック、更には高分子材
料の除去工程に於ても変質しないものであれば有機材料
であってもよい。また高分子材料の除去は使用される高
分子材料に応じて焼成、昇華、溶出等により行われてよ
い。
The short fibers used in the method of the present invention may be chopped continuous fibers as well as whiskers or discontinuous fibers.
The material may be a metal, a metalloid, a ceramic, or even an organic material as long as it does not change in quality during the process of removing the polymeric material. Further, the removal of the polymeric material may be performed by baking, sublimation, elution, etc. depending on the polymeric material used.

また製造されるべき短繊維成形体の形状が比較的複雑で
あり又は短繊維成形体の厚さが比較的大きい場合や、短
繊維の配向が周方向に沿う一方向配向の環状の短繊維成
形体が製造される場合には、延伸工程により形成された
シート状等の混合物に対し打抜き、積層、巻取り、金型
成形等の加工を行い、しかる後高分子材料を除去するこ
とが行われてよい。
In addition, when the shape of the short fiber molded object to be manufactured is relatively complicated or the thickness of the short fiber molded object is relatively large, or when the short fiber molded object is unidirectionally oriented along the circumferential direction, the short fiber molding is annular. When a body is manufactured, the sheet-like mixture formed by the stretching process is subjected to processing such as punching, lamination, winding, molding, etc., and then the polymeric material is removed. It's fine.

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention will be explained in detail below by way of example embodiments with reference to the accompanying figures.

実施例1 先ず第1図に示されている如く、平均繊維径3μ、平均
繊維長2IIIIIlのアルミナ繊維(IC1社製「サ
フィルRFJ)を20νt%のポリビニルブチラール(
PVB)のアルコール溶液4に10νt%混合し撹拌す
ることにより、アルミナ繊維とポリビニルブチラールと
を含む混合物6を形成した。
Example 1 First, as shown in FIG. 1, alumina fibers ("Safil RFJ" manufactured by IC1) with an average fiber diameter of 3 μm and an average fiber length of 2IIIL were mixed with 20 νt% polyvinyl butyral (
A mixture 6 containing alumina fibers and polyvinyl butyral was formed by mixing 10 νt% of PVB) into an alcohol solution 4 and stirring the mixture.

次いで第2図に示されている如く、混合物6をガラス板
8上に薄く延ばして配置し、これを自然乾燥することに
より、厚さ約11、幅20 am、長さ50cmのシー
ト10を形成した。
Next, as shown in FIG. 2, the mixture 6 was spread thinly on a glass plate 8 and air-dried to form a sheet 10 with a thickness of about 11 mm, a width of 20 am, and a length of 50 cm. did.

次いで第3図に示されている如く、シート1゜をロール
12に巻取り、その一端を他の一つのロール14に固定
し、シート10のうち二つのロールの間の部分をヒータ
14により加熱し、ロール12に抵抗を与えた状態でロ
ール14をロール12より離れる方向に力を与えつつロ
ール14によってシートを巻取ることにより、シート1
0にその長手方向に引張り応力を与えて約2倍の長さに
延伸されたシート18を形成した。次いで第4図に示さ
れている如く、かくして延伸されたシート18をその延
伸方向に沿って30X100+++mに切断し、かくし
て切断されたシート18′を30枚積層し、それを第5
図に示されている如く金型20により加熱しつつ圧縮し
、これにより厚さ1゜ff111の積層体22を形成し
た。
Next, as shown in FIG. 3, the sheet 1° is wound onto a roll 12, one end of which is fixed to another roll 14, and the portion of the sheet 10 between the two rolls is heated by the heater 14. Then, the sheet 1 is rolled up by winding the sheet with the roll 14 while applying a force to the roll 14 in the direction away from the roll 12 while applying resistance to the roll 12.
A tensile stress was applied to the sheet 18 in its longitudinal direction to form a sheet 18 that was stretched to about twice its length. Next, as shown in FIG. 4, the thus stretched sheet 18 is cut into 30 x 100 +++ m along the stretching direction, 30 sheets 18' thus cut are stacked, and a fifth
As shown in the figure, the material was compressed while being heated using a mold 20, thereby forming a laminate 22 having a thickness of 1°ff111.

次いで第6図に示されている如く、積層体22を両端に
て開いた断面長方形のステンレス鋼製のケース24内に
充填し、これらをヒータ26により約600℃に加熱す
る゛ことにより、高分子材料であるポリビニルブチラー
ルを焼成によって除去した。かくして形成された短繊維
成形体28を拡大鏡により観察したところ、個々のアル
ミナ繊維2はその長手方向に一方向に配向されており、
繊維体積率は約15%であることが認められた。
Next, as shown in FIG. 6, the laminate 22 is filled into a stainless steel case 24 with a rectangular cross section that is open at both ends, and is heated to about 600°C by a heater 26. The molecular material polyvinyl butyral was removed by calcination. When the thus formed short fiber molded body 28 was observed with a magnifying glass, it was found that the individual alumina fibers 2 were oriented in one direction in the longitudinal direction.
The fiber volume fraction was found to be approximately 15%.

尚上述の如く製造された短繊維成形体が複合材料の製造
に使用される場合にその繊維の配向が所定の状態に維持
されるか否かを検討すべく、図には示されていないが短
繊維成形体28をケースごと約400℃に予熱し、該短
繊維成形体をケースごと高圧鋳造用の鋳型内に配置し、
該鋳型内に740°Cのアルミニウム合金(JIS規格
ACIA)の溶湯を注湯し、該溶湯を鋳型に嵌合するプ
ランジャにより約1000 kg/♂に加圧し、その加
圧状態を溶湯が完全に凝固するまで保持した。かくして
得られた凝固体より複合材料の部分を切出し、該調合材
料部分の断面を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、
アルミナ繊維は一方向に配向された状態を維持しており
、配向の乱れは全く生じていないことが認められた。
Although not shown in the figure, in order to examine whether the fiber orientation would be maintained in a predetermined state when the short fiber molded article manufactured as described above is used for manufacturing a composite material, Preheat the short fiber molded body 28 together with the case to about 400°C, place the short fiber molded body together with the case in a mold for high pressure casting,
A molten aluminum alloy (JIS standard ACIA) at 740°C was poured into the mold, and the molten metal was pressurized to approximately 1000 kg/♂ by a plunger fitted into the mold. It was held until it solidified. A composite material portion was cut out from the thus obtained solidified body, and the cross section of the blended material portion was observed using a scanning electron microscope.
It was observed that the alumina fibers remained oriented in one direction, and no disturbance in orientation occurred at all.

実施例2 平均繊維径0.5μ、平均繊維長150μの炭化ケイ素
ホイスカ(東海カーボン株式会社製「トーカマックス」
)を15νt%のポリビニルアルコール(PVA、重合
度1600)と3 w t 9gのコロイダルシリカの
水溶液中に30vt%混合し撹拌することにより、炭化
ケイ素ホイスカとポリビニルアルコールとを含む混合物
を形成した。次いでこの混合物を約80℃に加熱し、第
8図に示されている如く、押出し装置30を用いて紡糸
口金の細孔(孔径0.15a+a+)を経て凝固浴(ホ
ウ硝水溶液)32中に線材33として連続的に押出し、
これにより線材を脱水凝固させつつこれをローラ34及
び36を経て巻取りロール38に巻取ることにより、線
材にその延在方向に引張り応力を与えてその長さを約5
倍に延伸して繊維40を形成した。紡糸延伸後に繊維4
0を約100°Cに加熱することにより乾燥し、水分を
十分に除去した。更に繊維を空気中に於て240℃に加
熱し、その状態にて繊維を約2倍に延伸した。
Example 2 Silicon carbide whiskers with an average fiber diameter of 0.5μ and an average fiber length of 150μ (“Tokamax” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
) was mixed at 30vt% in an aqueous solution of 15vt% polyvinyl alcohol (PVA, degree of polymerization 1600) and 3wt 9g of colloidal silica and stirred to form a mixture containing silicon carbide whiskers and polyvinyl alcohol. The mixture is then heated to about 80° C. and passed through the pores (pore size 0.15a+a+) of a spinneret into a coagulation bath (boronic acid aqueous solution) 32 using an extrusion device 30, as shown in FIG. Continuously extruded as a wire rod 33,
As a result, the wire is dehydrated and solidified and wound up on the take-up roll 38 via the rollers 34 and 36, thereby applying tensile stress to the wire in its extending direction and reducing its length by approximately 5
Fibers 40 were formed by stretching the fibers twice. Fiber 4 after spinning and drawing
0 was dried by heating to about 100°C to sufficiently remove moisture. Furthermore, the fibers were heated to 240° C. in air, and in this state, the fibers were drawn approximately twice as much.

かくして形成された繊維を樹脂に埋め込み、研磨した後
走査型電子顕微鏡にて繊維を観察したところ、その直径
は約20μであり、その繊維中に炭化ケイ素ホイスカが
繊維の方向に沿って一方向に配向されており、炭化ケイ
素ホイスカの体積率は約10%であることが認められた
After embedding the thus formed fibers in resin and polishing them, the fibers were observed with a scanning electron microscope and found to have a diameter of approximately 20μ, with silicon carbide whiskers unidirectionally extending in the fibers. It was observed that the silicon carbide whiskers were oriented and the volume fraction of silicon carbide whiskers was about 10%.

次いで第9図に示されている如く、かくして形成された
繊維、即ち一方向に配向された炭化ケイ素ホイスカを含
むポリビニル繊維を外径70mmのステンレス鋼製のバ
イブに厚さ2IIlfflになるよう周方向に巻付け、
それを約600℃にて焼成することにより高分子材料で
あるポリビニルを除去した。
Next, as shown in FIG. 9, the thus formed fibers, i.e. polyvinyl fibers containing unidirectionally oriented silicon carbide whiskers, were placed in a stainless steel vibrator having an outer diameter of 70 mm in the circumferential direction to a thickness of 2IIlffl. Wrap it around the
Polyvinyl, which is a polymeric material, was removed by firing it at about 600°C.

次いでステンレス鋼製のバイブの周りに形成された円筒
状の短繊維成形体を幅3■に切断することにより、内径
70mm、外径74 mlls幅3fflfflのリン
グ状の短繊維成形体を形成した。か(して形成された短
繊維成形体を走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ
、炭化ケイ素ホイスカが周方向に沿って一方向に配向さ
れていることが認められた。
Next, the cylindrical short fiber molded body formed around the stainless steel vibrator was cut into a width of 3 cm to form a ring-shaped short fiber molded body with an inner diameter of 70 mm, an outer diameter of 74 ml, and a width of 3 fflffl. When the short fiber molded article thus formed was observed using a scanning electron microscope, it was found that the silicon carbide whiskers were oriented in one direction along the circumferential direction.

次いでかくして形成された短繊維成形体を約500℃に
予熱し、しかる後回には示されていないがその短繊維成
形体をピストン鋳造装置の下型内のスカート肩部の位置
に一装置し、該下型内に730℃のアルミニウム合金(
JIS規格AC8A)の溶湯を注湯し、該溶湯を鋳型に
嵌合する上型により約1200kg/c+12にて加圧
し、その加圧状態を溶湯が完全に凝固するまで保持した
。溶湯が完全に凝固した後、凝固体を鋳型より取出し、
該凝固体に対しT6熱処理を施し、しかる後研削等の機
械加工を行い、これにより直径76 mm、高さ60f
flfflのピストンを製造した。このピストンを炭化
ケイ素ホイスカにて強化された部位にて切断し、その断
面を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、炭化ケイ素
ホイスカはスカート肩部に於て周方向に沿って一方向に
配向されており、配向の乱れた部分は存在していないこ
とが認められた。
The short fiber molded body thus formed was then preheated to about 500° C., and although not shown later, the short fiber molded body was placed in the lower mold of a piston casting machine at the position of the skirt shoulder. , 730℃ aluminum alloy (
A molten metal of JIS standard AC8A) was poured, and the molten metal was pressurized at about 1200 kg/c+12 by an upper mold fitted into the mold, and the pressurized state was maintained until the molten metal completely solidified. After the molten metal has completely solidified, the solidified body is removed from the mold,
The solidified body was subjected to T6 heat treatment, and then machined such as grinding, resulting in a diameter of 76 mm and a height of 60 f.
A flffl piston was manufactured. When this piston was cut at the part reinforced with silicon carbide whiskers and the cross section was observed using a scanning electron microscope, it was found that the silicon carbide whiskers were oriented in one direction along the circumferential direction at the skirt shoulder. It was observed that there were no parts with disordered orientation.

実施例3 平均繊維径0.5μ、平均繊維長120μの窒化ケイ素
ホイスカ(タテホ化学工業株式会社製rsNWJ)を1
2wt%のポリビニルアルコール(PVA、重合度14
00) と5wt%の:+oイダルシリカとの水溶液中
に30vt%混合し撹拌することにより、窒化ケイ素ボ
イス力とポリビニルアルコールとコロイダルシリカとを
含む混合物を形成した。次いでこの混合物を約80℃に
加熱した後、上述の実施例2の場合と同様の要領にて口
径30IIlfflの口金を通して混合物を凝固浴(ホ
ウ硝水溶液)中に棒材として連続的に押出し、棒材を脱
水凝固させ、その棒材を凝固浴より空気中へ引出して約
3倍の長さに延伸し、しかる後約120℃に加熱するこ
とにより乾燥させ水分を十分除去した。しかる後棒材を
更に空気中にて約240°Cに加熱し、約1.5倍の長
さに延伸した。
Example 3 One silicon nitride whisker (rsNWJ manufactured by Tateho Chemical Industry Co., Ltd.) with an average fiber diameter of 0.5μ and an average fiber length of 120μ
2wt% polyvinyl alcohol (PVA, degree of polymerization 14)
A mixture containing silicon nitride voice, polyvinyl alcohol, and colloidal silica was formed by mixing 30 vt % of 00) and 5 wt % of :+o idal silica in an aqueous solution and stirring. Then, after heating this mixture to about 80° C., the mixture was continuously extruded as a bar into a coagulation bath (boronic acid aqueous solution) through a 30IIlffl nozzle in the same manner as in Example 2 above. The material was dehydrated and coagulated, and the bar material was drawn out into the air from the coagulation bath and stretched to about three times its length, and then dried by heating to about 120° C. to sufficiently remove moisture. Thereafter, the bar was further heated in air to about 240°C and stretched to about 1.5 times its length.

次いでかくして形成され棒材を研磨した後これを走査型
電子顕微鏡にて観察したところ、窒化ケイ素ホイスカは
棒材の延伸方向に一方向に配向しており、その体積率は
約10%であることが認められた。
Next, after polishing the bar thus formed, it was observed using a scanning electron microscope, and it was found that the silicon nitride whiskers were oriented in one direction in the stretching direction of the bar, and the volume percentage was approximately 10%. was recognized.

次いでかくして形成された棒材を適当な長さに切断して
ガソリンエンジン用コネクティングロッドの種部の形状
に加熱しつつ圧縮成形した。次いでその成形体を約60
0°Cにて焼成することにより高分子材料であるポリビ
ニルアルコールを除去し、これによりコネクティングロ
ッドの種部の形状をなす短繊維成形体を形成した。この
短繊維成形体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、
窒化ケイ素ホイスカは成形体の長平方向に沿って一方向
に配向されていることが認められた。また個々の窒化ケ
イ素ホイスカはシリカにて結合されており、ケース等の
手段を用いなくてもその形状やその配向状態を維持し得
る状態にあった。
Next, the bar material thus formed was cut to an appropriate length and compression molded while heating into the shape of a seed part of a connecting rod for a gasoline engine. Then, the molded body was heated to about 60
Polyvinyl alcohol, which is a polymeric material, was removed by firing at 0°C, thereby forming a short fiber molded body in the shape of the seed part of a connecting rod. When this short fiber molded product was observed with a scanning electron microscope, it was found that
It was observed that the silicon nitride whiskers were oriented in one direction along the longitudinal direction of the compact. In addition, the individual silicon nitride whiskers were bonded together with silica, so that their shape and orientation could be maintained without using any means such as a case.

次いでかくして形成された短繊維成形体を600℃に予
熱した後、コネクティングロッド鋳造用の鋳型内の所定
の位置に配置し、該鋳型内に740℃のアルミニウム合
金(JIS規lAc4c)の溶湯を注湯し、該溶湯を約
1200kg/an’の圧力にて加圧し、その加圧状態
を溶湯が完全に凝固するまで保持した。か(して形成さ
れたコネクティングロッド粗材の種部を切断し、その断
面を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、窒化ケイ素
ホイスカはコネクティングロッドの種部に沿って一方向
に配向されており、配向の乱れは全く生じていないこと
が認められた。
Next, the short fiber molded body thus formed was preheated to 600°C, placed at a predetermined position in a mold for casting connecting rods, and 740°C molten aluminum alloy (JIS standard Ac4c) was poured into the mold. The molten metal was then pressurized at a pressure of about 1200 kg/an', and the pressurized state was maintained until the molten metal completely solidified. When the seed part of the connecting rod crude material was cut and the cross section was observed using a scanning electron microscope, it was found that the silicon nitride whiskers were oriented in one direction along the connecting rod seed part. It was observed that no disorder of orientation occurred.

実施例4 平均繊維径9μ、平均繊維長3mmの炭素繊維(東し株
式会社製rM40J)と、平均繊維径0゜2μ、平均繊
維長25μのチタン酸カリウムホイスカ(大塚化学薬品
株式会社製「ティスモDJ)と、平均粒径20μの純ア
ルミニウム粉末とをそれぞれ5vt%、5vL%、25
νt%の量にてエポキシ樹脂中に混合し撹拌することに
より、これらよりなる混合物を形成した。
Example 4 Carbon fibers with an average fiber diameter of 9 μm and an average fiber length of 3 mm (rM40J manufactured by Toshi Co., Ltd.) and potassium titanate whiskers with an average fiber diameter of 0°2 μm and an average fiber length of 25 μm (“Tismo” manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) were used. DJ) and pure aluminum powder with an average particle size of 20μ, respectively, at 5vt%, 5vL%, and 25%.
A mixture of these was formed by mixing and stirring into an epoxy resin in an amount of νt%.

次いでこの混合物を50×10mIIlの寸法を有する
口金より押出しすることにより板状体を形成し、該板状
体をヒータにて加熱することによりエポキシ樹脂を硬化
させつつ約2倍の長さに延伸した。
Next, this mixture was extruded through a die having dimensions of 50 x 10 mIIl to form a plate-like body, and the plate-like body was heated with a heater to harden the epoxy resin and stretched to about twice the length. did.

エポキシ樹脂が十分に硬化した後、シートを延伸方向に
沿って長さ70 mm、幅30v++に切断し、かくし
て得られたシートを3枚積層し、その積層体を約500
℃に加熱して焼成し、これにより高分子材料であるエポ
キシ樹脂を除去し、長さ7011I+1、幅30 mm
、高さ15mmの短繊維成形体を形成した。
After the epoxy resin has sufficiently hardened, the sheet is cut along the stretching direction to a length of 70 mm and a width of 30 V++, three of the thus obtained sheets are laminated, and the laminate is approximately 50 mm thick.
℃ and baked, thereby removing the epoxy resin, which is a polymeric material, to a length of 7011I+1 and a width of 30 mm.
A short fiber molded body having a height of 15 mm was formed.

この短繊維成形体の繊維の配向状態を走査型電子顕微鏡
にて観察したところ、炭素繊維及びチタン酸カリウムホ
イスカは延伸方向に対し0〜45″の角度にて配向され
ていることが認められた。
When the fiber orientation state of this short fiber molded article was observed using a scanning electron microscope, it was found that the carbon fibers and potassium titanate whiskers were oriented at an angle of 0 to 45'' with respect to the stretching direction. .

次いでかくして形成された短繊維成形体を約600℃の
温度及び4 ton / am’の圧力にて10分間ホ
ットプレスすることにより板状の複合材料を製造した。
Next, the thus formed short fiber molded body was hot pressed at a temperature of about 600°C and a pressure of 4 ton/am' for 10 minutes to produce a plate-shaped composite material.

かくして形成された複合材料の断面を光学顕微鏡にて観
察したところ、炭素繊維及びチタン酸カリウムホイスカ
は短繊維成形体の場合と同一の配′向状態を維持してお
り、また炭素繊維及びチタン酸カリウムホイスカの体積
率はそれぞれ約12%、約6%であることが認められた
When the cross section of the composite material thus formed was observed using an optical microscope, it was found that the carbon fibers and potassium titanate whiskers maintained the same orientation as in the short fiber molded product, and that the carbon fibers and potassium titanate The volume percentages of potassium whiskers were found to be about 12% and about 6%, respectively.

実施例5 平均繊維径3μ、平均繊維長2IIlO1のアルミナ−
シリカ繊維(イソライト・バブコック耐火株式会社製「
カオウール」)と、平均粒径5μの純ケイ素とをそれぞ
れ10%、15wt%の量にてエポキシ樹脂中に混合し
撹拌することにより、これらよりなる混合物を形成した
Example 5 Alumina with an average fiber diameter of 3μ and an average fiber length of 2IIlO1
Silica fiber (manufactured by Isolite Babcock Fireproof Co., Ltd.)
A mixture of 10% and 15% by weight of pure silicon having an average particle size of 5 μm was mixed into an epoxy resin and stirred to form a mixture.

次いでこの混合物を50X5a++nの寸法を有する口
金より押出しすることにより板状体を形成し、該板状体
をヒータにて加熱することによりエポキシ樹脂を硬化さ
せつつ約3倍の長さのシートに延伸した。エポキシ樹脂
が十分に硬化した後、シートを延伸方向に沿って長さI
ClOma+、幅101nfflに切断し、かくして得
られたシートを200枚積し、その積層体を約800℃
に加熱して焼成し、これにより高分子祠料であるエポキ
シ樹脂を除去し、長さ100 mm、幅10a+m、高
さ30Il1111の短繊維成形体を形成した。この短
繊維成形体の繊維の配向状態を走査型電子顕微鏡にて観
察したところ、アルミナ−シリカ繊維は延伸方向に対し
ほぼ平行に配向されており、個々の繊維の間にケイ素粒
子が存在していることが認められた。
Next, this mixture is extruded through a die having dimensions of 50 x 5a++n to form a plate-shaped body, and the plate-shaped body is heated with a heater to harden the epoxy resin and stretched into a sheet approximately three times as long. did. After the epoxy resin is sufficiently cured, the sheet is stretched along the stretching direction to a length I.
ClOma+, cut to a width of 101nffl, stacked 200 sheets thus obtained, and heated the laminate to about 800°C.
The epoxy resin, which is a polymer abrasive material, was removed, and a short fiber molded article having a length of 100 mm, a width of 10 a+m, and a height of 30 Il 1111 was formed. When the fiber orientation state of this short fiber molded product was observed using a scanning electron microscope, it was found that the alumina-silica fibers were oriented almost parallel to the drawing direction, and silicon particles were present between the individual fibers. It was recognized that there was.

次いでマトリックス金属としてアルミニウム合金(JI
S規IA CI A)が使用された点を除き、実施例1
の場合と同一の要領及び条件にて複合材料を製造し、該
複合材料の断面を走査型電子顕微鏡にて観察したところ
、アルミナ−シリカ繊維は一方向に配向された状態を維
持しており、配向の乱れは全く生じていないことが認め
られた。またマトリックス金属の組成をEPMAにて分
析したところ、ケイ素含有量が約1%より約7%に変化
1ていることが認められた。
Next, aluminum alloy (JI) was used as the matrix metal.
Example 1 except that CI A) was used.
A composite material was manufactured using the same procedure and conditions as in the case of , and when the cross section of the composite material was observed using a scanning electron microscope, it was found that the alumina-silica fibers remained oriented in one direction. It was observed that no disorder of orientation occurred. Furthermore, when the composition of the matrix metal was analyzed by EPMA, it was found that the silicon content had changed from about 1% to about 7%1.

実施例6 平均繊維径0.5μ、平均繊維長150μの炭化ケイ素
ボイス力(東海カーボン株式会社製「トーカマックス」
)及び平均粒径40μのアルミニウム合金(JIS規格
6061)の粉末を20wt%のポリビニルアルコール
(PVA、重合度1600)と3vt%のコロイダルシ
リカの水溶液中にそれぞれ15νt%、20νt%混合
し撹拌することにより、これらよりなる混合物を形成し
た。
Example 6 Silicon carbide voice strength with an average fiber diameter of 0.5μ and an average fiber length of 150μ (“Tokamax” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
) and powder of aluminum alloy (JIS standard 6061) with an average particle size of 40μ are mixed in an aqueous solution of 20wt% polyvinyl alcohol (PVA, degree of polymerization 1600) and 3vt% colloidal silica at 15vt% and 20vt%, respectively, and stirred. A mixture consisting of these was formed.

次いでこの混合物を約80℃に加熱し、その混合物を5
0X5mmの口金より押出しすることにより板状体を形
成し更にそれを押出し速度の2倍の速度にて長平方向に
約2倍の長さのシートに延伸した。次いでシートを約1
00℃に加熱して乾燥し、水分を十分に除去し、そのシ
ートを延伸方向に沿って長さ100 mm、幅200+
111に切断し、かくして得られたシートを20枚積層
し、その積層体を両端にて開いたステンレス鋼のケース
に充填し、ケース毎約500℃に加熱することにより、
高分子材料であるポリビニルアルコールを除去した。
The mixture was then heated to about 80°C and the mixture heated to 50°C.
A plate-shaped body was formed by extrusion through a 0x5 mm nozzle, and then stretched at twice the extrusion speed in the longitudinal direction into a sheet approximately twice as long as the extrusion speed. Then about 1 sheet
Dry by heating to 00°C to remove moisture sufficiently, and stretch the sheet to a length of 100 mm and a width of 200 mm along the stretching direction.
By cutting 111 sheets, laminating 20 sheets thus obtained, filling the laminated body into a stainless steel case open at both ends, and heating each case to about 500 ° C.
The polymeric material polyvinyl alcohol was removed.

かくして形成された繊維成形体を走査型電子顕微鏡にて
観察したところ、炭化ケイ素ホイスカは延伸方向に沿っ
て一方向に配向されていることが認められた。
When the fibrous molded article thus formed was observed under a scanning electron microscope, it was found that the silicon carbide whiskers were oriented in one direction along the stretching direction.

次いで短繊維成形体をケースごと400℃に予熱し、該
短繊維成形体をケースごと圧鋳造用の鋳型内に配置し、
該鋳型内に730℃のアルミニウム合金(IIs規格6
061)の溶湯を注湯し、該溶湯を鋳型に嵌合するプラ
ンジャにより約1000 kg/ an2に加圧し、そ
の加圧状態を溶湯が完全に凝固するまで保持した。かく
して得られた凝固体より複合材料の部分を切出し、該腹
合材料部分の断面を走査型電子顕微鏡にて観察したとこ
ろ、炭化ケイ素ホイスカは一方向に配向された状態を維
持しており、配向の乱れは実質的に生じておらず、炭化
ケイ素ホイスカの体積率は約3%と非常に低い値である
ことが認められた。
Next, preheat the short fiber molded body together with the case to 400 ° C., place the short fiber molded body together with the case in a die for pressure casting,
Inside the mold, a 730℃ aluminum alloy (IIs standard 6
061) was poured, the molten metal was pressurized to about 1000 kg/an2 by a plunger fitted into the mold, and the pressurized state was maintained until the molten metal completely solidified. A section of the composite material was cut out from the thus obtained solidified body, and the cross section of the composite material section was observed using a scanning electron microscope. As a result, the silicon carbide whiskers remained oriented in one direction, indicating that the oriented It was observed that substantially no turbulence occurred, and the volume fraction of silicon carbide whiskers was a very low value of about 3%.

実施例7 平均繊維径9μ、平均繊維長5rIII11の炭素繊維
(東し株式会社製rM40J)をエポキシ樹脂に20v
t%混合し撹拌することにより、炭素繊維とエポキシ樹
脂とよりなる混合物を形成した。次いでこの混合物を2
X300mmの口金より押出しして板状に成形し、これ
をヒータによって加熱することにより硬化させつつ約3
倍の長さに延伸し、これにより第一のシートを形成した
Example 7 Carbon fiber (rM40J manufactured by Toshi Co., Ltd.) with an average fiber diameter of 9μ and an average fiber length of 5rIII11 was added to an epoxy resin at 20V.
A mixture of carbon fiber and epoxy resin was formed by mixing t% and stirring. This mixture was then diluted with 2
It is extruded from a 300 mm x die and formed into a plate shape, and is cured by heating with a heater for about 30 minutes.
The film was stretched to double the length, thereby forming a first sheet.

また平均繊維径3μ、平均繊維長3IIlfflのアル
ミナ−シリカ繊維(イソライト・バブコック耐火株式会
社製「カオウール」)をエポキシ樹脂に3vL%混合し
撹拌することにより、アルミナ−シリカ繊維とエポキシ
樹脂とよりなる混合物を形成した。
In addition, by mixing 3vL% of alumina-silica fibers ("Kaowool" manufactured by Isolite Babcock Fireproof Co., Ltd.) with an average fiber diameter of 3μ and an average fiber length of 3IIffl into epoxy resin and stirring, the alumina-silica fibers and epoxy resin are combined. A mixture was formed.

次いでこの混合物を第一のシートの場合と同様に板状に
成形し、それを更に約1.5倍の長さに延伸させること
により第二のシートを2枚形成した。
Next, this mixture was formed into a plate shape in the same manner as the first sheet, and was further stretched to about 1.5 times the length to form two second sheets.

次いで第一のシートの上下にアルミ箔(JIS規格lN
99)を配置し、それらのアルミ箔の上下に第のシート
を配置し、更に第二のシートの上下にアルミ箔(JIS
規洛lN99)を配置することにより積層し、その積層
体を約550℃にて焼成することによりエポキシ樹脂を
除去して短繊維成形体を形成した。この短繊維成形体を
走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、炭素繊維は
延伸方向にほぼ一方向に配向されており、アルミナ−シ
リカ繊維はほぼ二次元ランダムにて配向されていること
が認められた。
Next, place aluminum foil (JIS standard lN) on the top and bottom of the first sheet.
99), place a second sheet above and below those aluminum foils, and then place aluminum foils (JIS
The epoxy resin was removed by firing the laminate at about 550° C. to form a short fiber molded product. When this short fiber compact was observed using a scanning electron microscope, it was found that the carbon fibers were oriented almost in one direction in the drawing direction, and the alumina-silica fibers were oriented almost two-dimensionally at random. It was done.

次いでかくして形成された短繊維成形体を適当な大きさ
に切断してホットプレスすることにより、炭素繊維及び
アルミナ−シリカ繊維にて複合強化されたアルミニウム
よりなる複合材料を形成した。
Next, the thus formed short fiber molded body was cut into an appropriate size and hot pressed to form a composite material made of aluminum compositely reinforced with carbon fibers and alumina-silica fibers.

かくして形成された複合材料の断面を走査型電子顕微鏡
にて観察したところ、炭素繊維にて強化された層とその
両側に位置するアルミナ−シリカ繊維にて強化された層
とが存在し、炭素繊維はほぼ一方向に配向されており、
アルミナ−シリカ繊維はほぼ二次元ランダムにて配向さ
れており、これらの繊維の配向の乱れは全く生じていな
いことが認められた。
When the cross section of the composite material thus formed was observed using a scanning electron microscope, it was found that there was a layer reinforced with carbon fibers and a layer reinforced with alumina-silica fibers located on both sides of the layer, and the carbon fibers were reinforced with alumina-silica fibers. is oriented almost in one direction,
The alumina-silica fibers were oriented almost two-dimensionally at random, and it was observed that no disturbance in the orientation of these fibers occurred.

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとっテ明らかであろう。
Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments above, the present invention is not limited to these embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. This will be obvious to those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はアルミナ繊維とポリビニルブチラールとを含む
混合物を形成する工程を示す解図、第2図は第1図に示
された工程により形成された混合物がシート状に成形さ
れる工程を示す解図、第3図は第2図に示された工程に
於て形成されたシートが延伸される工程を示す解図、第
4図は第3図に示された延伸工程により形成されたシー
トが積層される工程を示す解図、第5図は第4図に示さ
れた工程により形成された積層体を加熱しつつ圧縮成形
する工程を示す解図、第6図は第5図の圧綿成形工程に
より形成された成形体を加熱することにより高分子材料
としてのポリビニルブチラールが除去される工程を示す
解図、第7図は第1図乃至第6図に示された一連の工程
により形成された短繊維成形体をそれを収容するケース
を一部破断して示す解図、第8図は炭化ケイ素ホイスカ
とポリビニルアルコールとを含む混合物が棒状に成形さ
れ紡糸により延伸される工程を示す解図、第9図は第8
図に示された工程により形成された繊維がステンレス鋼
製のパイプに巻付けられる態様を示す解図である。 2・・・アルミナ繊維、4・・・ポリビニルブチラール
アルコール溶液、6・・・混合物、8・・・ガラス板、
10・・・シート、12.14・・・ロール、16・・
・ヒータ。 18.18′・・・シート、20・・・圧縮成形金型、
22・・・圧縮成形体、24・・・ステンレス鋼製のケ
ース。 26・・・ヒータ、28・・・短繊維成形体、30・・
・押出し装置、32・・・ホウ硝水溶液、33・・・線
材、34.36・・・ローラ、38・・・巻取りロール
、40・・・繊維。 42・・・ステンレス鋼製のバイブ 隼 8 図 第 9 図 30・・押出し装置 33・・線材 40・・繊維
Figure 1 is an illustration showing the process of forming a mixture containing alumina fibers and polyvinyl butyral, and Figure 2 is an illustration showing the process of forming the mixture formed by the process shown in Figure 1 into a sheet shape. Figure 3 is an illustration showing the process in which the sheet formed in the process shown in Figure 2 is stretched, and Figure 4 is an illustration showing the process in which the sheet formed in the process shown in Figure 3 is stretched. An illustration showing the process of laminating, FIG. 5 is an illustration showing the process of heating and compression molding the laminate formed by the process shown in FIG. 4, and FIG. An illustration showing the process in which polyvinyl butyral as a polymer material is removed by heating the molded body formed in the molding process, and Figure 7 is a diagram showing the process of removing polyvinyl butyral as a polymeric material. Fig. 8 is an illustration showing a partially broken case of a short fiber molded article containing the short fiber molded article, and Fig. 8 is an illustration showing a process in which a mixture containing silicon carbide whiskers and polyvinyl alcohol is formed into a rod shape and drawn by spinning. Figure 9 is the 8th
FIG. 2 is an illustrative diagram showing how the fibers formed by the process shown in the figures are wound around a stainless steel pipe. 2... Alumina fiber, 4... Polyvinyl butyral alcohol solution, 6... Mixture, 8... Glass plate,
10...Sheet, 12.14...Roll, 16...
·heater. 18.18'... Sheet, 20... Compression mold,
22... Compression molded body, 24... Stainless steel case. 26... Heater, 28... Short fiber molded body, 30...
- Extrusion device, 32... boronic acid aqueous solution, 33... wire, 34.36... roller, 38... winding roll, 40... fiber. 42... Stainless steel vibrator Hayabusa 8 Figure 9 Figure 30... Extrusion device 33... Wire rod 40... Fiber

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)短繊維及び高分子材料を含む混合物を形成し、前
記高分子材料が塑性流動可能な状態で前記混合物に引張
り応力を与えてこれを延伸し、しかる後前記高分子材料
を除去することを含む複合材料製造用短繊維成形体の製
造方法。
(1) Forming a mixture containing short fibers and a polymeric material, applying tensile stress to the mixture to stretch it while the polymeric material is plastically flowable, and then removing the polymeric material. A method for producing a short fiber molded article for producing a composite material, including:
(2)特許請求の範囲第1項の複合材料製造用短繊維成
形体の製造方法に於て、前記混合物は未硬化の無機質バ
インダを含み、前記バインダは前記延伸工程後に硬化さ
れることを特徴とする複合材料製造用短繊維成形体の製
造方法。
(2) The method for producing a short fiber molded article for producing a composite material according to claim 1, wherein the mixture contains an uncured inorganic binder, and the binder is cured after the stretching step. A method for producing a short fiber molded article for producing a composite material.
(3)特許請求の範囲第1項又は第2項の複合材料製造
用短繊維成形体の製造方法に於て、前記混合物はマトリ
ックスとなるべき材料の粉粒体を含んでいることを特徴
とする複合材料製造用短繊維成形体の製造方法。
(3) The method for producing a short fiber molded article for producing a composite material according to claim 1 or 2, characterized in that the mixture contains powder and granules of a material to be a matrix. A method for producing a short fiber molded article for producing a composite material.
(4)特許請求の範囲第1項乃至第3項の何れかの複合
材料製造用短繊維成形体の製造方法に於て、前記混合物
はマトリックスの組成を変化させる元素を含む粉粒体を
含んでいることを特徴とする複合材料製造用短繊維成形
体の製造方法。
(4) In the method for producing a short fiber molded article for producing a composite material according to any one of claims 1 to 3, the mixture contains powder or granules containing an element that changes the composition of the matrix. A method for producing a short fiber molded article for producing a composite material, characterized in that:
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