JPH0291222A - 異形無機繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は無機繊維及びその製造方法に係り、とりわけこ
のような無機繊維の横断面を異形化して複合材料の熱的
・機械的特性を改善する技術に関する。

〔従来の技術〕

無機繊維、特に、窒化珪素及び酸窒化珪素質無機繊維は
、強度、耐熱性、耐衝撃性、耐酸化性、耐薬品性、高絶
縁性及び金属との濡れ性に優れ、とりわけ耐熱・高強度
複合材料の強化繊維として有用である。

本出願人は、このような窒化珪素及び酸窒化珪素質無機
繊維の製造方法として、ベルヒドロポリシラザン、ポリ
シロキサザン等を紡糸し、得られるプレセラミックポリ
マー繊維を焼成する方法を既に開示している（特開昭６
２−１２５０１５号及び同６２１９５０２４号公報等）
。そのほかの窒化珪素及び酸窒化珪素質無機繊維の製造
方法については上記特許公開公報に記載した従来技術が
参照される。

また、炭化珪素繊維、炭素繊維などのその他の無機繊維
の製造方法も公知である。

〔発明が解決しようとする課題〕

無機繊維は優れた耐熱・高強度繊維である。従って、こ
れらの繊維を強化材として複合材料を構成すると複合剤
で期待される強度もこれらの繊維の高強度に比例して大
きくなるので、これらの繊維は好適な強化材である。こ
こに複合剤とは、マトリックスを繊維で強化したときの
複合材料の強さσ。が次の式で表わされるというもので
ある。

σ。＝σｆ　Ｖｆ　＋σ、Ｎ−ｖｔ） ここで■、は繊維の容積率、σ、は繊維の強さ、σ、は
マトリックスの強さである。

しかしながら、従来の技術で得られる無機繊維は横断面
形状がほぼ円形であり、平滑表面である。

そのため、これらの無機繊維で実際に複合材料とする場
合、複合剤で期待される強度に達しないうちに繊維が引
き抜けを起こしてしまうという問題があった。また、同
様の理由から、■、（繊維の容積率）は最大６０％程度
であり、そのために複合材の特性としてマトリックスの
耐熱性、強度に依存した特性しか得られないという問題
もあった。

そこで、本発明は複合材中に配合できる繊維のｉｔ　（
Ｖｆ　）及びマトリックスとの接着面積を増大させて、
無機繊維で強化する複合材の強度を向上し、また特性の
改善を図ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を、無機繊維の横断面形状を異形化
して、マトリックス中に配合できる繊維の量及び繊維と
マトリックスとの接着面積を増大させることによって、
達成するものである。

すなわち、本発明によれば、第１に、繊維の横断面に外
接する円の面積と該横断面の実面積との比率（ＳＦ１）
又は横断面の周囲長に相当する円の面積と該横断面の実
面積との比率（ＳＦ２）が１、１以上１００以下の異形
横断面を有することを特徴とする無機繊維が提供される
。

同様にして、本発明によれば、第２に、プレセラミック
ポリマーを紡糸し、得られるプレセラミックポリマー繊
維を焼成して無機繊維を得る方法であって、プレセラミ
ックポリマーの分子量、紡糸液の粘度、温度、紡糸ノズ
ルの形状、紡糸筒内の雰囲気、温度、風速、巻取機によ
るドラフトを制御して、横断面形状が異形のプレセラミ
ックポリマー繊維を得、これを焼成することによって、
繊維の横断面に外接する円の面積と該横断面の実面積と
の比率（ＳＦ１）又は横断面の周囲長に相当する円の面
積と該横断面の実面積との比率（ＳＦ２）が１．１以上
１００以下の異形横断面を有する無機繊維を得ることを
特徴とする無機繊維の製造方法が提供される。

異形繊維の形状係数ＳＦＩは繊維の横断面に外接する円
の面積と横断面の実面積との比率であり、外接円直径を
Ｄ、実断面積の円相光径をｄ、実断面積をＡとした場合
次式で表わされる。

形状係数ＳＦＩは横断面の形状が円に近いほど値が１に
近づき、一方、細長い程、また凹部が多いほど値が大き
くなる。

また、異形繊維の形状係数ＳＦ２は横断面の周囲長に相
当する円の面積と横断面の実面積との比率であり、周囲
長をＰとした場合（ｄ、Ａは上記の通りとする）次式で
表わされる。

形状係数ＳＦ２は横断面の形状が円に近いほど値が１に
近づき、一方、外周に凹凸が多いほど稙が大きくなる。

一般に、ＳＦｌ又はＳＦ２の値が大きいことが好ましく
、その理由は次の通りである。（１）ＳＦＩ又はＳＦ２
が大きくなることは７トリソクスと繊維との接着面積を
増加させることとなり、従来の形状の繊維に比べて複合
材料としての強度増加が図れる。（２）ある形状におい
ては、複合材中に配合できる繊維のｖｒｌを増大させる
ことが可能となり、強度の増加が図れる。

本発明の異形無機繊維はＳＦＩ又はＳＦ２の値が１．１
〜１００の範囲内、より好ましくは１．１５〜１０の範
囲内であることが好ましい。ＳＦＩ又はＳＦ２の値カ月
、１より小さいと横断面を異形化する効果がなく、一方
１００より大きくなるとそうした繊維の製造自体困難で
あるがさらに繊維の強度が低下して強化材として適当で
なくなる。

なお、形状係数ＳＦＩ及びＳＦ２の測定及び計算は、下
記の方法による。異形断面窒化珪素質無機繊維束の端面
を切り揃え、これを端面が上を向く様に試料台に固定し
、走査型電子顕微鏡にてＳＥＭ像を得る。このＳＥＭ像
を直接画像処理装置へ人力して２値化処理し、画像解析
が可能となる様に調整する。この画像より先ず繊維１本
づつの外接円直径、実断面積及び周囲長を求める。その
後演算処理によりＳＦｌ、３Ｆ２を求める。この段階で
各数値を統計処理し、各々の平均（算術平均）及び標準
偏差を算出する。

繊維の形状は上記の如（ＳＦＩ又はＳ　Ｆ　２が１．１
〜１００の範囲内にあればよいが、例えば、楕円形、多
角形、マルチローバル形などであることができる。

本発明において、無機繊維の横断面を異形化するために
は、例えば、 ■）各種プレセラミックポリマーの合成・重合を制御し
て、従来の場合よりやや高めの分子■のものを得る、 ２）紡糸液の粘度調整（溶剤濃度）は所望の断面形状に
応じ、従来の場合よりもより高範囲（低粘度〜高粘度）
に行う、 ３）紡糸液に乾燥速度の異なる第２溶媒群を添加する、 ４）上記紡糸液を乾式紡糸装置により紡糸し、装置内の
ノズル形状、紡糸液の温度、紡糸筒内の雰囲気、温度、
流速、巻取機によるドラフトを制御する、 などの操作を総合的に行ない、最適条件は所望の断面形
状に応じ実験的に決定すればよい。

最も代表的な製法としては、プレセラミックポリマーの
紡糸ノズルの横断面形状を異形化する。

このとき、ノズル長／ノズル径の比（Ｌ／Ｄ）を２以上
、より好ましくは４〜１０の範囲内で行なうことが好ま
しい。従来はＬ／Ｄ＜　２で紡糸していたが、Ｌ／Ｄを
２以上としてノズル出口でのバラス効果（出口での流れ
のふくらみ）を極力抑えることがノズル形状による異形
化の場合には紡糸繊維の異形性を保つ上で好ましいこと
が見い出された。Ｌ／Ｄを１０より大きくすることは技
術的に困難であり、また必要でもないようである。

また、異形ノズルによる場合は溶融紡糸法に見られる様
に、糸状となった紡糸液をノズル直下で冷却しても異形
化を図り易く、この場合紡糸液は高濃度の方が有効であ
る。

実用上また、紡糸のノズル横断面形状が異形の場合にも
適用できるが、特にノズル横断面形状が円形の場合に、
紡糸ノズルからの紡糸繊維の吐出速度に対する紡糸筒内
の風速の比（紡糸筒内風速／吐出速度）を０．１〜１０
００の範囲に制御して、繊維内の溶媒拡散速度に対する
繊維表面での溶媒蒸発速度の比を高めることによって、
紡糸繊維の乾燥時に繊維横断面の異形化を図る方法が有
効である。

そのほか、溶媒拡散速度、溶媒蒸発速度の制御範囲を拡
大する為に主溶媒の他に第２溶媒群を添加することなど
が、異形化に有効である。

また、炭化珪素繊維、金属含有炭化珪素繊維又は炭素繊
維等の如き無機繊維は溶融紡糸により得られるが、この
ような繊維についても異形化することができ、異形化方
法としてはノズル形状が主要な要素の一つとなるが、冷
却速度の制御が重要であり、高い速度が必要とされる。

本発明で窒化珪素又は酸窒化珪素質繊維を製造するため
の出発プレセラミックポリマーとして用いるポリシラザ
ン、ポリシロキサザンは、特に限定されないが、ベルヒ
ドロポリシラザン、オルガノヒドロポリシラザン、改質
ポリシラザン、無機シラザン高重合体、ポリシロキサザ
ン、ポリメタロシラザン、ポリメチルシラザン、Ｎ−メ
チルシラザンなどを用いることができる。また、炭化珪
素、金属含有炭化珪素又は炭素繊維を製造するための出
発プレセラミックとして、ポリカルボシラン、ポリチタ
ノカルボシランの如きポリメタロカルボシラン、メソ相
ピッチ、非メソ相ピッチ、ポリアクリロニトリルなどを
用いることができる。

これらのプリセラミックスポリマーは、数平均分子量が
２００〜ｓｏｏ、　ｏｏｏ好ましくは５００〜１０，０
００のものが好適であり、有機溶剤溶液としたときに濃
度３０〜９５ｗ　ｔ％において良好な曳糸性を示すもの
であることが一般に好ましい。

出発プレセラミックポリマーを紡糸し、不融化し、熱処
理してセラミック化する工程は、上記の如く、繊維の横
断面、特に紡糸繊維の横断面を異形化するための工夫を
除けば、従来同様の工程によることができる。

本発明で製造される異形断面熱ａ繊維の直径は円相光径
として１．１１１１〜５０ｐＭの範囲が好ましく、５ｐ
Ｉ１１〜２５声の範囲がより好ましい。

本発明で好ましく製造される窒化珪素及び酸窒化珪素質
無機繊維は主として珪素及び窒素、又は珪素、窒素及び
酸素の元素から構成される無機繊維であるが、少量の水
素、炭素、金属などの元素を含んでもよい。典型的な元
素組成は元素比で表して、窒化珪素質の場合、 Ｎ／Ｓ’　　　０．６〜１．４ ０　／　Ｓ　ｉ　　０．５以下 Ｃ／　Ｓ　ｉ　　３．５以下 Ｈ／　Ｓ　ｉ　　　５以下 Ｍ　／　Ｓ　ｉ　　２．５以下 酸窒化珪素質の場合 Ｎ／Ｓ’　　　０．６〜１．４ ０／Ｓ’　　　１０以下 Ｃ／　Ｓ　ｉ　　３．５以下 Ｈ／　Ｓ　ｉ　　　５以下 Ｍ／Ｓ’　　２．５以下 である。

本発明の異形無機繊維を強化材として用いる場合、マト
リックスはセラミックス、金属、樹脂などのいずれでも
よく、特に制約されない。

〔作　用〕

本発明による無機繊維は異形横断面を有することによっ
て、複合材にする場合、マトリックス中に円形横断面の
場合よりもより多量に配合でき、またマトリックスとの
接着面積も増えるために、強化繊維による複合材の強度
、特性改善に寄与する。

〔実施例〕

大施開上 内容積！ＯＬの四つロフラスコに、ガス吹き込み管、メ
カニカルスターラ、ジュワコンデンサを装着した。反応
器内部を高純度窒素（酸素０．２　ｐｐｍ）で置換した
後、四つ目フラスコに脱気した乾燥ピリジン３３００ｍ
Ｌを入れ、これを氷冷した。次にジクロロシラン５００
　ｇを加えると白色固体状のアダク）　（ＳｉＨｚＣｌ
ｚ・２ＣｓｌｌｓＮ）が生成した。反応混合物を氷冷し
攪拌し乍ら、水酸化ナトリウム管及び活性炭管を通して
精製したアンモニア４９４ｇを吹き込んだ後、１００℃
に加熱した。

反応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾燥ピリジンを
用いて洗浄した後、更に窒素雰囲気下で濾過して濾液３
４００ｍＬを得た。濾液１０ｍＬから溶媒を減圧留去す
ると樹脂状固体ベルヒドロポリシラザン０．５８ｇが得
られた。

得られたポリマーの数平均分子量は１０５０　（ゲル透
過クロマトグラフィ法、ポリスチレン換算）であった。

次に、得られた５ｗｔ％ペルヒドロポリシラザン−ピリ
ジン溶液３０００ｍＬをＩＯＬステンレス製オートクレ
ーブに取り、１００ｇのアンモニアを加えた後、８０℃
で３時間攪拌して重縮合反応させた。

室温迄静置放冷後、窒素で気体を放出置換した。

この改質されたベルヒドロポリシラザンは数平均分子Ｆ
Ｊ　：　２８６０、重量平均分子量：　２５４６０とな
った。

この？容ン夜に３０００ｍＬのキシレンを力１１えてロ
ークリエバポレータで６０℃で溶液の体積が６００ｍＬ
になる迄減圧下で溶媒留去した。この操作を更に２回繰
り返すと、溶液に含まれるピリジン量は０．０３ｗｔ％
（ガスクロマトグラフィ法）となった。

更にロークリエバポレータで溶媒を除去し、溶液が十分
に曳糸性を示す様になった時点で溶媒除去を中止した。

この溶液を乾式紡糸装置の脱泡溶器に移送して、約３時
間６０℃で静置脱泡して紡糸原液とした。

この紡糸原液を、３２℃で口径０．１　＋ｎ、長さ０、
２　ｍｍの丸孔ノズルより速度１．５　ｍ　／分で、１
２０℃の乾燥空気（露点−１４℃）風速０．５ｒｎ／ｓ
ｅｃの雰囲気下の紡糸筒内に吐出し、２００　ｍ　／分
の速度で巻き取り、平均外接円形８．８μｍ、平均繊維
円相当径１ｔｎ＋の繊維を得た。

次いで前記紡糸繊維に１ｋｇｆ／ａｍ”の張力を作用さ
せ乍ら、窒素雰囲気下で室温から１３００℃迄、１８０
℃／時間で昇温して窒化珪素質繊維とした。

この窒化珪素質繊維の引張強度は３００〜４８０ｋｇｆ
／讃謁２（平均４２０ｋｇｆ　／　ｍｍ　”）、引張弾
性率は２９〜６０ｔｏｎｆ　／　ｕ＋　２（平均４５　
ｔｏｎｆ　／　＋ｎ２）であった。

また、こうして製造された窒化珪素′ｎｌａ維の元素比
は下記の通りである（注１） Ｎ／Ｓｉ　　１．２６ Ｃ／　Ｓ　ｉ　　Ｏ，０５４ ０／　Ｓ　ｉ　　０．０４５ Ｈ／　Ｓ　ｉ　　０．０８ この窒化珪素質繊維束の端面を切り揃え倍率３０００倍
にて走査型電子顕微鏡で観察したところ、断面形状はま
ゆ型を呈する異形であり、その像を画像解析装置にかけ
、下記の数値を得た（注２）。

形状名称：まゆ型断面糸 平　均　　　　標準偏差 断面積　　　　　２９．２声”０．２３頗Ｚ注１）元素
分析法による。

注２）エリオニクス社製ＥＳＭ−３２００（走査型電子
顕微鏡）にアビオニクス社製ＡＶＩＯ−ｎ　　（高速カ
ラー画像解析装置）を接続し１、ＳＥＭ像を直接、画像
解析装置の入力画像として二値化処理を行い、付属のコ
ンピュータで各種演算を行い、断面積、円相５径、ＳＦ
Ｉ、ＳＦ２の結果を得て統計処理した。

この異形断面窒化珪素質繊維を車軸方向に揃え、これに
エポキシ樹脂（市販品：ビスフェノールＡ型）を含浸さ
せ、約４０℃で充分に脱気を行った後、約９５℃で予備
硬化を行いプリプレグシートを調製した。このシートを
積層した後、ホットプレスにて１０　ｋｇ　ｆ　／ｃｎ
ｌの圧力を加えて過剰な樹脂を排出した後、１７０℃で
４時間保持して硬化させた。この複合材料中の繊維含量
は４０容量％であった。得られた複合材料の引張強度は
１６６／ｍｓ”引張弾性率はｌ　８　ｔｏｎｆ　／　ａ
ｍ”　、層間せん断強度は１８．３ｋｇ　ｆ　／ａｎ！
、比抵抗は１０１５Ω・値であツタ。

尚、以下の実施例及び比較例に於いても上記と同様な分
析方法及び測定方法を用いた。

注３）、注４）前に定義した形状係数である。

実施撚１ 実施例１に於けるベルヒドロポリシラザンのピリジン溶
液３０００ｍＬを、内容積１０Ｌのステンレス製オート
クレーブに入れ、窒素雰囲気上密閉系で１２０℃３．５
時間攪拌し乍ら反応させた。室温迄静置放冷後窒素でオ
ートクレーブ内気体を置換した。

この改質されたベルヒドロポリシラザンは数平均分子ｌ
　：　３２５０、重量平均分子ｉ　：　２５３２０であ
った。

この溶液に３０００ｍＬのエチルベンゼンを加えてロー
クリエバポレータで６０℃で溶液の体積が６００１Ｌに
なる迄減圧下で溶媒留去した。この操作を２回繰り返し
、更に溶媒留去を続は溶液が十分に曳糸性を示す様にな
った時点で中止し、乾式紡糸装置の脱泡溶器内で約３時
間６０℃で静置脱泡し、紡糸原液とした。

この紡糸原液を、４５℃で口径０．１２ｍｍ、長さ０．
２４ｍｍの丸孔ノズルより速度３ｍ／分で、８０℃の窒
素風速１．２　ｍ　／　ｓｅｃの雰囲気下の紡糸筒内に
吐出し、２５０ｍ／分の速度で巻き取り、平均繊維円相
当径１１趨の繊維を得た。

次いで前記紡糸繊維に５００　ｇ　ｆ　／　ｊｍ　”の
張力を作用させ乍ら、アンモニア雰囲気下２００℃迄、
１８０℃／時間で昇温し、続いて窒素雰囲気下１２００
℃迄４２０℃／時間で昇温しで窒化珪素質繊維とした。

この窒化珪素質繊維の引張強度は２００〜３５０ｋｇ　
ｆ／１會２　（平均２８０ｋｇ　ｆ　／　ｍｍ”　）　
、引張弾性率ハ２０〜５１　ｔｏｎｆ　／　ａｍ　”　
（平均３２ｔｏｎｆ／ａｍ”）であった。

また、こうして製造された窒化珪素質繊維の元素比は下
記の通りである。

Ｎ／Ｓｔ　　１．１０ Ｃ／　Ｓ　ｉ　　０．０１０ ０　／　Ｓ　ｉ　　Ｏ，０４８ この窒化珪素質繊維束の端面を切り揃え倍率３０００倍
にて走査型電子顕微鏡で観察したところ、断面形状はマ
ルチローバル型５角断面を呈する異形であり、その像を
画像解析装置にかけ、下記の数値を得た。

以下余白 形状名称：マルチローバル型五角断面糸平　均　　　　
標準偏差 断面積　　　　　６７．９ｍ”　　　　　６．３１庫２
円相当径　　　　９，３廂　　　　　０．３３５ｍ５　
Ｆ　１　　　　　２．５６　　　　　０．０８Ｓ　Ｆ　
２　　　　　３．０１　　　　　０．０９この異形断面
窒化珪素質繊維を用いて実施例１と同様にして複合材料
を調整した。ホットプレスにて３０ｋｒｆ／ｃ＋ａの圧
力を加えると、この複合材料中には６０容量％の窒化珪
素繊維が含有されていた。この複合材料の性質を実施例
１と同様な測定法により評価した。その結果を表−１に
示す。

大施貫主 実施例１のベルヒドロポリシラザン溶液３０００ｍＬに
ポリエチレンオキサイド（分子１５　Ｘ　１０’）　２
７４曙を加え、１時間激しく攪拌した後、ロータリエバ
ポレータで溶媒を留去して、溶液が十分な曳糸性を示す
様になった時点で中止した：この溶液を濾過後、乾式紡
糸装置の脱泡溶器で約３時間６゜℃で脱泡し、紡糸原液
とした。

この紡糸原液を、４５℃で口径０．０８ｍｍ、長さ０．
１２ｍ■の丸孔ノズルより速度２ｍ／分で、１００℃の
アルゴン風速１．５　ｍ　／　ｓｅｃの雰囲気下の紡糸
筒内に吐出し、２００ｍ／分の速度で巻き取り、平均繊
維用相当径１０μｍの繊維を得た。

次いで前記紡糸繊維を減圧下６０℃で２時間乾燥し、ア
ンモニア雰囲気下２００℃で３時間熱処理した後、繊維
に８００　ｇｆ／ｍｓ”の張力を作用させ乍ら窒素雰囲
気下１２００℃迄３６０℃／時間で昇温しで窒化珪素質
繊維とした。

この窒化珪素質繊維の引張強度は２６０〜３５０ｋｇｆ
　／ａｓ”（平均３００ｋｇｆ／龍２）、引張弾性率は
２２〜３０ｔｏｎｆ／ａｍ”（平均２６ｔｏｎｆ／ｍｍ
”）であった。

また、こうして製造された窒化珪素質繊維の元素比は下
記の通りである。

Ｎ／Ｓｔ　　１．０８ Ｃ／　Ｓ　ｉ　　０．００７ ０／Ｓｉ　　０．０８ この窒化珪素質繊維束の端面を切り揃え、倍率３０００
倍にて走査型電子顕微鏡で観察したところ、断面形状は
楕円形を呈する異形であり、その像を画像解析装置にか
け、下記の数値を得た。

形状名称：楕円型断面糸 平　均　　　　標準偏差 断面積　　　　　６６．５Ｍ”　　　　　３．３６Ｉｎ
ａ”円相光径　　　　９．２Ｊ！ｍ００５１ＩＩ！ｍＳ
　Ｆ　１　　　　　１．３２　　　　　０．０６Ｓ　Ｆ
　２　　　　　１．１５　　　　　０．０５この異形断
面窒化珪素質繊維を用いて実施例２と同様にして複合材
料を調整した。この複合材料の中には６０容量％の窒化
珪素質繊維が含有されていた。この複合材料の性質を実
施例１と同様な測定法により評価した。その結果を表−
１に示す。

尖隻■土 実施例２と同様の条件で５１１℃％改質ベルヒドロポリ
シラザン−ピリジン溶液３０００ｍＬを調整した後、窒
素雰囲気中で水３２．５　ｇ　（１，８１ｍｏｌ）を含
む乾燥ピリジンを加えた。この際盛んに発泡した。発泡
が終了した後、生成したポリシロキサザン溶液を、容積
１０Ｌの圧力容器に移し、３０００ｍＬのキシレンを加
えて液温を６０℃に保ち乍ら減圧下で攪拌し、体積が６
００ｍＬになる迄溶媒留去した。この操作を更に２回繰
り返した。このときポリマーは数平均分子ｌ　：　３３
２０、重量平均分子Ｗｉ　：　２２８４０であった。

更に、この溶液をロークリエバポレータに移し７．６０
℃、減圧下で溶媒留去を続は溶液が十分に曳糸性を示す
様になった時点で中止した。この溶液を乾式紡糸装置の
脱泡容器に移送して約３時間６０℃で静置脱泡して紡糸
原液とした。

この紡糸原液を４０℃でスリット幅０．０６ｍｍ、中心
から先端迄の距離０．１５＋＋ｎ、長さ０．２４ｍｍの
Ｙ型ノズルより２ｍ／ｎ＋ｉｎの吐出速度で１２０℃の
乾燥空気１．５ｍ／Ｓの雰囲気下の紡糸筒内に吐出し、
９０ｍ／ｌ１ｌｉｎの速度で巻き取り平均円相当径２５
庫の繊維を得た。

次いで前記紡糸繊維に０．５　ｋｇ　ｆ　／　＋ｎ”の
張力を作用させ乍ら、減圧下で４時間放置した後、窒素
雰囲気下で室温から１０００℃迄、１８０℃／ｈｏｕｒ
で昇温して窒化珪素質繊維とした。この窒化珪素質繊維
の引張強度は１２０〜２８０　ｋｇ　ｆ　／龍２　（平
均１７０ｋｇ　ｆ　７ｍ”　）　、引張弾性率は１８〜
３４ｔｏｎｆ／−１２平均２２　ｔｏｎｆ／　ａｍ”　
）であった。

またこうして製造された窒化珪素質繊維の元素比は下記
の通りである。

Ｎ／Ｓｉ　　Ｏ，８９ Ｃ／　Ｓ　ｉ　　Ｏ，０４２ ０／Ｓｉ　　Ｏ，４４ ！＋　／　Ｓ　ｉ　　Ｏ，０８ この窒化珪素質繊維束の端面を切り揃え、倍率３０００
倍にて走査型電子顕微鏡で観察したところ、断面形状は
三角断面を呈する異形であり、その像を画像解析装置に
かけ、下記の数値を得た。

形状名称：三角断面糸 平均 断面積　　　　１７４趨２ 円相５径　　　１４．９ＩＪｒａ Ｓ　Ｆ　１　　　　１．３５ Ｓ　Ｆ　２　　　　１．１９ 標準偏差 ８．５４ ０．２９ ０．１０ ０．０８ この異形断面窒化珪素質繊維を用いて実施例２と同様に
して複合材料を調整した。この複合材料の中には６０容
量％の窒化珪素質繊維が含有されていた。この複合材料
の性質を実施例１と同様な測定法により評価した。その
結果を表−１に示す。

天産」肢 内容積１０Ｌの圧力容器内部を乾燥窒素で置換した後、
圧力容器内にアルミニウムトリイソプロポキシド３８．
０　ｇ　（０，１９ｍｏｌ）を入れ、実施例１で得られ
たベルヒドロポリシラザンの５ｗｔ％キシレン溶液３０
００ｍＬを、容器内を攪拌し乍ら少量づつ加え均一相か
らなる混合溶液とした。この溶液を窒素雰囲気下で８０
℃で２時間攪拌し乍ら還流反応を行った。反応溶液は淡
黄色を呈しており、生成したポリアルミノシラザンの数
平均分子ｌ　：　１８５０、重量平均分子量：　１４５
００であった。更にこの溶液にポリエチルメタクリレー
ト（分子量３４０，０００）をポリアルミノシラザンに
対して５．０ｗｔ％加え、１時間攪拌した。ポリアルミ
ノシラザン溶液をロークリエバポレータに移し、６０℃
減圧下で溶媒留去を行い、溶液が十分に曳糸性を示す様
になった時点で中止した。この溶液を乾式紡糸装置の脱
泡容器に移送し６０℃で３　ｈｒｓ静置脱泡した。

この紡糸原液を、２６℃でスリット幅０．０６＋ｎ、中
心から先端迄の距離０．１５ｍｍ長さ０．２４ｍｍの十
字型ノズルより１．４ｍ／ｍｉｎの速度で、１．００℃
の乾燥窒素雰囲気下、風速２ｍ／ｓｅｃの紡糸筒内に吐
出し、３６０ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り平均円相当径
１２角の繊維を得た。

次いで前記紡糸繊維に’ｌ　ｋｇ　ｆ　／　龍”の張力
を作用させ乍ら、窒素雰囲気下で室温から１３５０℃ま
で１８０°Ｃ／時間で昇温して窒化珪素質繊維とした。

この窒化珪素質繊維の引張強度は２４０〜３９０ｋｇｆ
／龍２　（平均２９０ｋｇ　ｆ　／　ａｍ”　）　、弾
性率は２１〜５７Ｌｏｎｆ　／　＋ｕ　”　　（平均２
９　Ｌｏｎｆ／　ｍｅ”　）であった。

また、こうして製造された窒化珪素質繊維の元素比は下
記の通りである。

Ｎ／Ｓｉ　　１．０１ ０／Ｓｉ　　Ｏ，３５ Ｃ／Ｓｉ　　Ｏ，７０ Ｈ／Ｓｉ　　　Ｏ，５８ ＡＩ／Ｓｔ　　　Ｏ，０９ この窒化珪素質繊維束の端面を切り揃え、倍率３０００
倍にて走査型電子顕微鏡で観察したところ、断面形状は
マルチローバル型四角断面を呈する異形であり、その像
を画像解析装置にかけ、下記の数（直を得た。

形状名称：マルチローバル型四角断面糸平　均　　　標
準偏差 断面積　　　　８０．１，１１１１”　　　　７．８趨
２円相当径　　　１０．１４　　　　０．４６１１ｍ５
　Ｆ　１　　　　２．０９　　　　　０．１１Ｓ　Ｆ　
２　　　　１．８１　　　　　０．０７この繊維で平織
クロスを製造し、この平織クロスに実施例１で用いたエ
ポキシ樹脂を含浸させ、約４０℃で十分に脱気を行った
後、約９５℃で予備硬化を行いプリプレグシートを調整
した。このシートを積層した後、ホットプレスにて３０
　ｋｇ　ｆ／　ｃｄの圧力を加えて過剰な樹脂を排出し
た後、１７０℃で４時間保持して硬化させた。この複合
材料中の繊維含量は６０容量％であった。得られた複合
材料の性質を実施例１と同様な測定法により調べた。そ
の結果を表−１に示す。

災止炭工 内容積１０Ｌの圧力容器内部を乾燥窒素で置換した後、
圧力容器内に、チタンテトライソプロポキシド５４　ｇ
　（０，１９ｍｏｌ）を入れ、実施例１で得られたベル
ヒドロポリシラザンの５ｗｔ％キシレン溶液３０００ｎ
＋Ｌを、容器内を撹拌し乍ら少量づつ加え均一相からな
る混合溶液とした。この溶液を窒素雰囲気下で８０℃で
２時間攪拌し乍ら還流反応を行った０反応溶液は、黒色
を呈しており、生成したポリヒドロチタノシラザンの数
平均分子量：　１９００、重量平均分子１：　１７５０
０であった。更にこの溶液にポリエチルメタクリレート
（分子！ｔ３４０，０００）をポリヒドロチタノシラザ
ンに対して５．０ｗｔ％加え、１時間攪拌した。ポリヒ
ドロチタノシラザン溶液をロータリエバポレータに移し
、６０℃減圧下で溶媒留去を行い、溶液が十分に曳糸性
を示す様になった時点で中止した。この溶液を乾式紡糸
装置の脱泡容器に移送し６０℃でａ　ｈｒｓ静置脱泡し
た。

この紡糸原液を、４１’Ｃで孔径０．１■−１長さ０．
１５鮒の丸孔ノズルより１．４　ｍ　／ｓｉｎの速度で
、１２０℃の大気雰囲気下、風速１．４ｍ／ｓｅｅの紡
糸筒内に吐出し、２４Ｑｍ／ｎ＋ｉｎの速度で巻き取り
平均円相当径７Ｉ１ｍの繊維を得た。

次いで前記紡糸繊維に１．５　ｋｇ　ｆ　／　ｔａｒ”
の張力を作用させ乍ら、アルゴン雰囲気下で室温から１
３５０℃まで１８０℃／時間で昇温しで窒化珪素質繊維
とした。

この窒化珪素質繊維の引張強度は２７０〜４２０ｋｇｆ
／龍２　（平均３４０ｋｇ　ｆ　／龍ｚ）、弾性率は２
０〜５２ｔｏｎｆ　／　ｔｍ　２（平均２７　ｔｏｎｆ
　／　ｍ　”　）であった。

また、こうして製造された窒化珪素質繊維の元素比は下
記の通りである。

Ｎ／Ｓｉ　　０．９８ ０／Ｓｉ　　０．２１ Ｃ／Ｓｉ　　Ｏ，３０ Ｈ／Ｓｉ　　Ｏ，４５ Ｔｉ／Ｓ’　　０．０２ この窒化珪素質繊維束の端面を切り揃え、倍率３０００
倍にて走査型電子顕微鏡で観察したところ、断面形状は
四角断面を呈する異形であり、その像を画像解析装置に
かけ、下記の数値を得た。

形状名称：四角断面糸 平　均　　　標準偏差 断面積　　　　３３．１趨”　　　　８．５ｘ２円相当
径　　　６．０Ｆｍ０．２３ｍ ５　Ｆ　１　　　　１．４０　　　　　０．０６Ｓ　Ｆ
　２　　　　１．１５　　　　　０．０にの繊維で手織
クロスを製造し、この平織クロスに実施例１で用いたエ
ポキシ樹脂を含浸させ、約４０℃で十分に脱気を行った
後、約９５℃で予備硬化を行いプリプレグシートを調整
した。このシートを積層した後、ホントプレスにて３０
　ｋｇ　ｆＺｄの圧力を加えて過剰な樹脂を排出した後
、１７０℃で４時間保持して硬化させた。この複合材料
中の繊維含量は５２容量％であった。得られた複合材料
の性質を実施例１と同様な測定法により調べた。その結
果を表−１に示す。

皇Ｊｊ江上 内容積１０Ｌのオートクレーブの中を乾燥窒素で置換し
、０℃で保ったオイルバス中に装着した。

蒸留したジエチルエーテル４．６Ｌ及びメチルヒドロジ
クロロシラン４２０ｇをオートクレーブ内に充填した。

容器内を攪拌し乍らＫＯＨペレットを充填した管を通し
て乾燥したアンモニアを窒素ガスキャリアと共に６．５
Ｌ／ｗｉｎの流量で８時間かけて溶液に吹き込んだ。全
体で２６０ｇのアンモニアを加えた。

この反応混合物を室温まで暖めて、反応混合物を更に４
時間攪拌した。その後反応生成物を濾過し、副生じた塩
化アンモニウムを除去して再び他の容器へ移した。

別のオートクレーブへ乾燥テトラヒドロフラン２５０ｍ
Ｌ及び水素化カリウム４８ｇを注入し攪拌を開始した。

先の反応混合物１００　ｇを取り、乾燥テトラヒドロフ
ラン２００ｍ１と混合した後、水素化カリウムの入った
オートクレーブ内に３　ｈｒｓかけて注入した。攪拌を
続けたまま８時間放置し、その後ヨウ化メタン３２ｇ及
び乾燥テトラヒドロフラン２０ｍＬを混合して注入した
。更に３時間放置した後減圧下で溶媒を留去し、乾燥ｎ
−ヘキサン８００吐を加え、混合物を遠心分離した後濾
過した。上澄み液の溶媒を減圧留去すると、白色固体の
ポリメチルシラザン９４ｇが得られた。

尖施開１ 乾燥トルエン５００ｍＬを三角フラスコ内でスターラと
攪拌子によって攪拌し、そこに参考例１で得られたポリ
メチルシラザン８０ｇを徐々に加えた。

８時間撹拌を続けた後、この溶液をｌ、ｎのメンブラン
フィルタで加圧濾過し、ナス型フラスコに移してロータ
リエバポレータで溶媒を留去した。溶液が十分に曳糸性
を示す様になった時点で溶媒留去を中心した。この溶液
を乾式紡糸装置の脱泡容器に移送し、６０℃で８時間静
置脱泡した。

この溶液を６０℃で口径０．１５ｍ■長さ０．６　ａｍ
の丸孔ノズルより１ｍ／ｗｉｎの速度で空気雰囲気下８
０℃、風速０．８　ｍ　／　ｓの紡糸筒内に吐出し、３
４０ｍ／ｗｉｎの速度で巻き取り、平均円相当径８　ｐ
ｎ＋の繊維を得た。

次いで前記紡糸繊維に３ｋｇｆ／ｍａｒ”の張力を作用
させ乍ら、アンモニア雰囲気下で室温から１３００°Ｃ
まで１８０℃／ｈｒｓで昇温しで窒化珪素質繊維とした
。この窒化珪素質繊維の引張強度は１９０〜２８０ｋｇ
　ｆ　／龍ｔ　（平均２４０ｋｇ　ｆ　／■■２）、弾
性率は１６〜３８ｔｏｎｆ／ｍｓ”　　（平均２２　ｔ
ｏｎｆ／　ａｍ”　）であった。

また、こうして製造された窒化珪素質繊維の元素比は下
記の通りである。

Ｎ／Ｓｉ　　Ｏ，６Ｂ ０　／　Ｓ　ｉ　　Ｏ，０１４ Ｃ／　Ｓ　ｉ　　０．０１６ Ｈ／　Ｓ　ｉ　　０．０１０ この窒化珪素質繊維束の端面を切り揃え、倍率３０００
倍にて走査型電子顕微鏡で観察したところ、断面形状は
互角断面を呈する異形であり、その像を画像解析装置に
かけ、下記の数値を得た。

形状名称：互角断面糸 平　均　　　標準偏差 断面積　　　　３５．６μｍ”　　　　２．５０卿２円
相当径　　　６．７３μ　　　　０．２５庫Ｓ　Ｆ　　
１　　　　　　１．２６　　　　　　　０．０２４Ｓ　
Ｆ　２　　　　　　１．１０　　　　　　　　０．０２
４ついで、この繊維を６鰭の長さに切断し、得られる複
合材料中の繊維含量が５０容量％となるようにナイロン
６．６粉末を前記窒化珪素質短繊維を均一に混合し、こ
の混合物を２９０℃に設定したホットプレスに入れ１５
０　ｋｇ　／　ｃ＋Ｊの圧力をかけて成形した。得られ
た複合材料の性質を実施例１と同様な測定法により調べ
た。結果を表−１に示す。

比較■上 実施例１の異形断面窒化珪素質繊維の代わりに、実施例
１とほぼ同様の方法によって作られた円形断面窒化珪素
質繊維を用いて、実施例１と同様にして複合材を作成し
た。この複合材料中の繊維含量は４０容量％であった。

この複合材料の性質を実施例１と同様な測定法により調
べた。結果を表−１に示す。

、比、較訃 実施例２の窒化珪素質繊維の代わりに市販の炭素繊維を
用いた以外は実施例２と同様にして複合材料を作成した
。この複合材料中の繊維含量は６０容■％であった。

この複合材料の性質を実施例１と同様な測定法により調
べた。結果を表−１に示す。

几藍班主 実施例５の窒化珪素質繊維の代わりに市販の炭化珪素繊
維を用いたこと以外は実施例５と同様にして複合材料を
作成した。この複合材料中の繊維含量は６０容量％であ
った。

この複合材料の性質を実施例１と同様な測定法により調
べた。結果を表−１に示す。

止較■土 実施例６の窒化珪素質繊維の代わりに市販の炭素繊維を
用いたこと以外は実施例６と同様にして複合材料を作成
した。この複合材料中の繊維含量は５０容量％であった
。

この複合材料の性質を実施例１と同様な測定法により評
価した。結果を表−１に示す。

表−１から、特定の異形断面窒化珪素質繊維を強化材料
とした本発明の複合材料は引張強度、引張弾性率、層間
せん断強度のいずれの機械的性質においても、比較例２
，４の炭素繊維を強化材料とした複合材料を上まわるこ
とがわかる。特に層間せん断強度においては、その差が
顕著であり、このことは本発明で用いる窒化珪素質繊維
は炭素繊維に比ベマトリックス機能との密着性に優れて
いることを意味する。

また、比較例３の炭化珪素繊維を強化材料とした複合材
料は本発明の実施例と強化材料として炭素繊維を用いる
比較例２，４の複合材料との中間的な値を示しているが
、これは炭化珪素繊維中の遊離炭素分が比較例２．４の
炭素繊維と同様にマトリックスとの密着性に悪影響を及
ぼしているためと推定される。

また、比較例１の窒化珪素質繊維を強化材料とした複合
材料は本発明の実施例よりも若干下回っている。これは
強化材料を異形化したためにマトリックスとの接着面積
が拡大し、密着性に優れている事を意味する。特に層間
せん断強度においてはその差が顕著である。

また、本発明の複合材料の比抵抗は比較例２〜４のもの
に比べ極めて大きいため、強度及び弾性率に優れた軽ｆ
ｆｉ絶縁材料として非常に有効なものであることがわか
る。

以下余白 実ｍ 厚さ０．５　ａｍの純アルミニウム箔（１０７０）の上
に前記実施例１で得られた異形断面窒化珪素質繊維を車
軸方向に配列し、その上にアルミ箔をかぶせ、６７０℃
の温度の熱間ロールにより繊維とアルミニウムを複合さ
せた複合箔を製造した。この複合箔を２７枚重ねて真空
下６７０℃の温度で１０分間放置後、さらに６００°Ｃ
でホットプレスして、窒化珪素繊維強化アルミニウム複
合材１）を製造した。この複合材料の繊維含有率は３０
体積％である。製造された複合材料の引張強度は１２０
　ｋｇ　ｆ　／　＋ｕ　”弾性率は１３　ｔｏｎｆ／　
＋ｎ”であった。

このように高強度、高弾性率の窒化珪素繊維強化アルミ
ニウム複合材料が得られたのは、特定の窒化珪素の複合
効果が極めて顕著であることを意味する。

このことは、複合材料断面を走査型電子顕微鏡で観察し
たところ、無機繊維が、マトリックス金属と密着してお
り界面に反応生成物が存在しないことによっても確認さ
れた。

此ｌｕ１足 実施例８の異形断面窒化珪素質繊維の代わりに、比較例
１で用いた窒化珪素質繊維を使用して実施例８と同様の
操作及び条件で窒化珪素繊維強化アルミニウム複合材料
を製造した。この複合材料の繊維含有率は３０容量％で
ある。製造された複合材料の引張強度は１１６ｋｇ　ｆ
　／　鰭”　、弾性率は１２Ｌｏｎｆ　／　ａｓ　２で
あった。

複合材料断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、実
施例７と同様、窒化珪素質繊維がマトリックス金属と密
着しており、界面に反応生成物は存在しなかった。

複合材の強度、弾性率が実施例８の方が若干上回ったの
は、同繊維含量において、繊維の異形性が発揮されマト
リックスとの接着面積が大きい事を意味している。

且」定例コト 実施例８の異形断面窒化珪素繊維の代わりに市販の炭化
珪素繊維を使用して実施例８と同様の操作及び条件で炭
化珪素繊維強化複合材料を製造した。

この複合材料の繊維含存率は３０体積％であった。得ら
れた複合材料は、引張強度が３６　ｋｇ　ｆ　／１ｍ２
、弾性率が６．９　ｔｏｎｆ／　ａｍ”であり、実施例
６の本発明の複合材料に比べ著しく強度が低い。これは
６７０℃のアルミニウム溶湯中で１０分間放置すると炭
化珪素繊維の強度かもとの強度の３０％程度の強度にま
で低下することによるものである。

尖施開工 実施例２の製造方法で得た窒化珪素質無機繊維を車軸方
向に配列したものに、溶射装置を用いてチタン金属を０
．１〜Ｌｏｗの厚さに被覆した。この窒化珪素繊維を積
層配列し、さらに積層の間隙をチタン金属粉末で充填し
て加圧成形し、該成形体を水素ガス雰囲気下、５２０℃
で３時間予備焼成した後、さらにアルゴン雰囲気下で１
１５０℃で２００ｋｇ　ｆ　／　ｃａｌの圧力をかけな
がら３時間ホットプレスして窒化珪素繊維強化チタニウ
ム複合材料を得た。

この複合材料中には４５体積％の窒化珪素繊維が含有さ
れており、その引張強度は１５９ｋｇ　ｆ　／ａｍ２で
、チタニウムの強度の約２．７倍を示した。

実巖開上皇 実施例３で製造した窒化珪素質無機繊維をｌ　ｕ＋の長
さに切り、チョップ状にしたものをアルミニウム３％、
マンガン１％、亜鉛１．３％、残部マグネシウムからな
るマグネシウム合金粉末に添加し、十分に混合した後、
ステンレス箔製７０Ｘ５０Ｘ１０ｍｍの型に詰め、アル
ゴン雰囲気下４９０℃の加熱下２００ｋｇ　ｆ　／　ｃ
Ｊの加圧下に１時間保持して成形し、最後にステンレス
箔をはがしとって表面研摩してマグネシウム合金複合材
料を製造した。得られた複合材料中には、チョップとし
て窒化珪素が３０体積％含有されており、その引張強度
は６３ｋｇｆ／＊＊２であった。

北較■ユ 実施例９の窒化珪素繊維の代わりに市販の炭化珪素を用
いたこと以外は実施例９と同様にして炭化珪素繊維強化
チタニウム複合材料を製造した。

得られた複合材料の引張強度は１１２ｋｇｆ／ｃ４、弾
性率１７ｔｏｎｆ／ｘ■２で実施例９０本発明による複
合材料に比較して低いものであった。

ル較炭工 異形断面窒化珪素質繊維のかわりに市販の炭化珪素繊維
を用いた他は実施例９と同様に実施してマグネシウム合
金複合材料を得た。得られた複合材料の強度は２９ｋｇ
ｆ／ｍ■２で、実施例９で得られる本発明の複合材料に
比べ劣っていた。

１１０　び１１ 異形断面窒化珪素質繊維の製造条件を変更して得た表−
１に示す元素比及び形状係数（ＳＦＩ、５Ｆ２）を有す
る窒化珪素繊維を使用して実施例８と同、様の操作及び
条件により窒化珪素繊維強化アルミニウム複合材料を製
造したところ引張強度及び弾性率として同表−２に示す
結果を得た。なお、同表中には他の実施例及び比較例の
結果も併記した。

スｆｆｉ 強化繊維として実施例５の製造法で調製したＳｔ　−Ａ
Ｎ−Ｎ　　Ｃ−０−Ｈ繊維を用いた以外は実施例８と同
様にして繊維強化アルミニウム複合材料を得た。この複
合材料の強度及び弾性率を表−２に示す。

夫詣炭土主 強化繊維として実施例６の方法で製造した５ｉ−Ｔｉ　
−Ｎ−Ｃ−０−１１繊維を用いた以外は実施例８と同様
にして繊維強化アルミニウム複合材料を得た。この複合
材料の性質を表−２に示す。

以下余白 ＪＪＨ殊ユ」ユ 平均粒径０．５−のα型窒化珪素粉末に２重足％のＡＮ
、０．．３重量％のＹ２Ｏ３，３重量％のｉＮ粉末及び
１０重徂％のポリシラザン粉末を添加し、よく混合した
ものと、長さ５０龍の一方向に配列させた実施例１で製
造した異形断面窒化珪素無機繊維とを繊維台を量が４６
容址％になるように交互に積層させ、金型プレスを用い
て５００ｋｇｆ／ａＡでプレス成形した。この成形体を
窒素ガス雰囲気下で２００°ｃ／１時間の昇温速度でＬ
５５０℃に加熱し、１時間保持して窒化珪素質無機繊維
強化窒化珪素質セラミックス複合材料焼結体を得た。該
焼結体の室温及び１３００℃における抗折強度（繊維に
直角な方向で測定）を測定したところ、各々　１３５ｋ
ｇ　ｆ　／　龍ｚ及び７４　ｋｇ　ｆ　／＊＊２Ｔ：’
３６ツだ。

ル佼例」一 実施例１４の異形断面窒化珪素質繊維の代わりに、比較
例１で用いた窒化珪素質繊維を使用して実施例１４と同
様の操作及び条件で窒化珪素質繊維強化窒化珪素質セラ
ミックス複合材料焼結体を得た。該焼結体の室温及び１
３００℃における抗折強度（繊維に直角な方向で測定）
を測定したところ、各々１２６ｋｇ　ｆ　／鶴２及び７
１ｋｇｆ／關２であった。

几較■土度 市販の炭化珪素繊維を用いて実施例１４と同様にして炭
化珪素繊維強化窒化珪素質セラミックス複合材料焼結体
を調製した。室温及び１３００℃における抗折強度を測
定したところ、各々８０　ｋｇ　ｆ　／ｍｓ”及び３２
　ｋｇ　ｆ　／　ａｍ”　’Ｔ：アッた。

、比、蚊匠上上 無機繊維及びポリシラザン粉末を添加せずにα型窒化珪
素粉末単味の焼結体を実施例１４と同様の条件で調製し
た。室温及び１３００℃における抗折強度を測定したと
ころ各々４２　ｋｇ　ｆ　／　ａｍ２及び１７　ｋｇ　
ｆ　７ｗ”であった。

ス淘１１５ 平均粒径０．２　ｔｎｎのβ型炭化珪素粉末に３重Ｍ％
の炭化珪素及び５重世％のポリシラザン粉末を添加し、
よく混合したものと、長さ５０■麿の一方向に配列させ
た実施例２で製造した炭化珪素質無機繊維とを繊維含有
量がｌＯ容量％になるように交互に積層させた。この時
、窒化珪素質無機繊維を０°／９０°の多軸方向に積層
させてホントプレス装置により１７５０℃、　　３００
ｋｇ　ｆ　／　ｍｍ”　Ｔ：　３０分間保持して窒化珪
素質無機繊維強化炭化珪素複合材料焼結体を得た。室温
及び１４００℃における抗折強度は、各々６６ｋｇｆ／
ｍ璽２及び６２　ｋｇ　ｆ　／鶴２であった。

次［ 平均粒径０．２趨のＡＩＮ粉末に、１０重量％のＣａＯ
を添加したものに、１５重量％のポリシラザンのキシレ
ン溶液〔ポリシラザン／キシレン＝１（重量）〕を加え
てよく混和して、キシレンを蒸発させてフレーク状とし
、３２５メツシユフルイを通して粒子をそろえた混和体
と、この混和体に対して３０容量％の実施例３で製造し
た異形断面窒化珪素質無機繊維を平織（折込み、経糸６
本、緯糸６本／　（Ｊ　、ヤーン５，０００本）したも
のを交互に積層してホットプレス装置により、１８００
”ｃ　、　　２００ｋｇｆ／ｃｔｉで１時間保持して窒
化珪素質無機繊維強化ＡＩＮ複合焼結体を得た。得られ
た焼結体の室温抗折強度は、４６　ｋｇ　ｆ　／　ｓ−
２であり、＾ＡＮ単味焼結体の室温抗折強度は３０　ｋ
ｇ　ｆ　／鰭”であるのに対し、約５０％の強度の向上
を示した。

実施■上１ 平均粒径４．４趨のコーニングガサス製の硼珪酸ガラス
（７７４０）粉末に４５容量％の実施例５で製造したＳ
ｉ　−ＡＩ　−Ｎ−Ｃ−０−Ｈ系無機繊維を１０龍の長
さに切断したチョツプドファイバーを添加し、イソプロ
パツール中でよく分散させ混合したスラリーと、前記無
機繊維を一方向に均一に配列させたものと交互に積層さ
せて、乾燥後ホットプレス装置により、１３００℃、　
　７５０ｋｇ　ｒ　／ｃｄで約１０分間アルゴン雰囲気
下で処理することにより、無機繊維強化ガラスセラミッ
クス複合材料を得た。

この複合材料の室温抗折強度は、２０．６ｋｇ　ｆ　／
ｃｒｉであった。

Ｓｉ　−ＡＪ−Ｎ−Ｃ−０−Ｈ系無機繊維の代わりに市
販の炭化珪素繊維を使用した場合この複合材料の抗折強
度は１４ｋｇｆ／ｍ”であった。

ス［ 平均粒径０．５趨の八４２　ｇｏｚとＴｉ０□２重■％
及び窒化珪素質無機繊維のプレカーサーであるポリシラ
ザン繊維１５容量％をアルミナ製ボールミル中でよく混
合した。プレカーサー繊維は実施例６の方法で製造した
。その平均長さは、約０．５ｍ１となった。この混合物
をホットプレス装置により２０００℃で焼成した。同一
の方法でプレカーサー繊維を入れないで得られた焼結体
と、本発明で得られた窒化珪素質無機繊維強化アルミナ
焼結体のスポーリング試験を平板（４０Ｘ　１０　Ｘ　
３　ｇｎ）を用いて１５００℃に保持した炉内に入れ、
２０分間急熱後取り出して２０分間強制空冷を行って亀
裂の発生を調べた。その結果、上記焼結体は亀裂発生ま
での処理回数は１３回であり、強化されていないＡ　ｌ
　２０：１焼結体では２回であり、本発明の耐スポーリ
ング性は６．５倍の値を示した。

尖施開上度 実施例１で得られた本発明の窒化珪素質無機繊維強化窒
化珪素複合焼結体を、ポリシラザン１重量部をキシレン
０．３重量部に溶解した溶液中に約Ｉ　Ｘ　１０−’ｍ
ｍｌ１ｍｍ１ｌ減圧下で浸し、ツイテ１００ｋｇ　ｆ／
ｄの圧力をかけて含浸を行った。この含浸後の焼結′体
をＮｔ雰囲気中で１５５０℃、１時間加熱処理した。こ
の操作を合計３回行うことによって、得られた焼結体の
見かけ密度は、含浸前の２．８６ｇ／Ｃａｌ＋から３．
０８ｇ／ｃＩＡへ、室温での抗折強度は１５２ｋｇ　ｆ
／ｍ醜２まで上がった。

此ｌ■ＬＬ４ 窒化珪素質無機繊維及びポリシラザン粉末を使用せずに
実施例１５と同様に処理して炭化珪素単味焼結体を得た
。該焼結体の室温及び１４００℃における抗折強度は、
各々２４　ｋｇ’ｆ　／　ａｍ”及び１８ｋｇｒ／−１
２であった。

以下余白 〔発明の効果〕 本発明の異形断面無機繊維は従来の無機繊維と同様に取
り扱う事が可能で、強度・耐熱性その他の特性も同等で
あり乍ら、複合材中に配合できる繊維の容積率Ｖ　ｆｓ
＋ａｘを向上させる事、及び同一の繊維容積率７２時の
表面積を拡大する事が可能である。その結果、マトリッ
クスとの接触面積が増加し、従来のものよりも高強度の
複合材料用強化繊維として適している。

手 続 補 正　書（自発） 平成１年１２月２９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、繊維の横断面に外接する円の面積と該横断面の実面
   積との比率（ＳＦ１）又は横断面の周囲長に相当する円
   の面積と該横断面の実面積との比率（ＳＦ２）が１．１
   以上１００以下の異形横断面を有することを特徴とする
   無機繊維。 ２、プレセラミックポリマーを紡糸し、得られるプレセ
   ラミックポリマー繊維を焼成して無機繊維を得る方法に
   おいて、プレセラミックポリマーの分子量、紡糸液の粘
   度、温度、紡糸ノズルの形状、紡糸筒内の雰囲気、温度
   、風速、巻取機によるドラフトを制御して横断面形状が
   異形のプレセラミックポリマー繊維を得、これを焼成す
   ることによって、繊維の横断面に外接する円の面積と該
   横断面の実面積との比率（ＳＦ１）又は横断面の周囲長
   に相当する円の面積と該横断面の実面積との比率（ＳＦ
   ２）が１．１以上１００以下の異形横断面を有する無機
   繊維を得ることを特徴とする無機繊維の製造方法。