JPH0314670A - ハイブリッド繊維、その製造方法及びこの繊維で強化された金属 - Google Patents
ハイブリッド繊維、その製造方法及びこの繊維で強化された金属Info
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- JPH0314670A JPH0314670A JP4462090A JP4462090A JPH0314670A JP H0314670 A JPH0314670 A JP H0314670A JP 4462090 A JP4462090 A JP 4462090A JP 4462090 A JP4462090 A JP 4462090A JP H0314670 A JPH0314670 A JP H0314670A
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
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。
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、繊維強化金属（以下ＦＲＭと言う）の素材と
して好適に使用できる強化繊維とその製造方法、及びこ
の繊維で強化されたＦＲＭに関す゛る。
して好適に使用できる強化繊維とその製造方法、及びこ
の繊維で強化されたＦＲＭに関す゛る。
（従来の技術）
近年、強化繊維として、アルミナ繊維、シリカ繊維、シ
リコンカーバイド繊維、ボロン繊維、窒化ケイ素繊維、
炭素繊維などを用い、マトリックス金属としてアルミニ
ウム、マグネシウム、チタン、銅などを用いたＦＲＭが
開発され、例えば各種機械部品や構造材など多くの産業
分野に利用され始めている。
リコンカーバイド繊維、ボロン繊維、窒化ケイ素繊維、
炭素繊維などを用い、マトリックス金属としてアルミニ
ウム、マグネシウム、チタン、銅などを用いたＦＲＭが
開発され、例えば各種機械部品や構造材など多くの産業
分野に利用され始めている。
ＦＲＭは、複合則で示される機械的性質を与えることが
予想されるが、実際には、連続無機繊維同志の接触や繊
維の片寄りなどのため、所定の機械的性質が得られてい
ない。
予想されるが、実際には、連続無機繊維同志の接触や繊
維の片寄りなどのため、所定の機械的性質が得られてい
ない。
これらの問題の解決策として、特開昭６１−２６６６６
６号公報には、炭化珪素、窒化珪素、アルミナなどのセ
ラミックス、炭素、金属等の耐熱性物質より選択された
少なくとも一種よりなる短繊維、ウィスカ又は粉末など
の介在物を繊維の表面に付着させたハイブリッド繊維が
、また、特開昭６１−２９５３４６号公報には、そのハ
イブリッド繊維で強化されたＦＲＭが、それぞれ開示さ
れている。これらの公報には、上記ハイブリッド繊維を
使用することによって、繊維が均一に分散されたＦＲＭ
を製造することができる旨記載されている。
６号公報には、炭化珪素、窒化珪素、アルミナなどのセ
ラミックス、炭素、金属等の耐熱性物質より選択された
少なくとも一種よりなる短繊維、ウィスカ又は粉末など
の介在物を繊維の表面に付着させたハイブリッド繊維が
、また、特開昭６１−２９５３４６号公報には、そのハ
イブリッド繊維で強化されたＦＲＭが、それぞれ開示さ
れている。これらの公報には、上記ハイブリッド繊維を
使用することによって、繊維が均一に分散されたＦＲＭ
を製造することができる旨記載されている。
（発明が解決しようとする問題点）
上記公報には、ハイブリッド繊維の製法として例えば第
１図に示すような装置を使用して、介在物の懸濁液に連
続無機繊維束を浸漬する方法（以下、この方法を「懸濁
浸漬法」と言うことがある。
１図に示すような装置を使用して、介在物の懸濁液に連
続無機繊維束を浸漬する方法（以下、この方法を「懸濁
浸漬法」と言うことがある。
）が記載さている。
連続無機繊維束１はボビン２から巻き戻され、介在物の
懸濁液３が収容されている処理浴４中をプーリー５、６
、７及び８に導かれて通過する。
懸濁液３が収容されている処理浴４中をプーリー５、６
、７及び８に導かれて通過する。
この間に連続無機繊維束１を構戒する繊維の表面に介在
物が付着する。
物が付着する。
介在物が付着された連続無機繊維束１は圧力ローラ９、
１０によって押圧されて連続無機繊維束１中に含有され
る液体が絞り出され、ついで乾燥炉１ｌによって乾燥さ
れ、ボビン１２に巻き取られる。
１０によって押圧されて連続無機繊維束１中に含有され
る液体が絞り出され、ついで乾燥炉１ｌによって乾燥さ
れ、ボビン１２に巻き取られる。
上記方法を連続的に実施する場合、介在物がプーり６、
７、８及び圧力ローラ９、１０に固着し、ブーり及びロ
ーラに固着した介在物と連続無機繊維束１とが接触する
際に、両者が擦れ合って、あるいは繊維の長さ方向に対
して横方向に力が加わって、連続無機繊維束１の損傷あ
るいは破断が生じ、毛羽立った状態になり、ボビン１２
から連続無機繊維束１を巻戻そうとしても絡みついて巻
戻しが困難な場合があるなど操作性に問題があると共に
、連続無機繊維束１に一旦付着した介在物が、大気中に
飛散して作業環境を汚染するとの別の問題もあった。
７、８及び圧力ローラ９、１０に固着し、ブーり及びロ
ーラに固着した介在物と連続無機繊維束１とが接触する
際に、両者が擦れ合って、あるいは繊維の長さ方向に対
して横方向に力が加わって、連続無機繊維束１の損傷あ
るいは破断が生じ、毛羽立った状態になり、ボビン１２
から連続無機繊維束１を巻戻そうとしても絡みついて巻
戻しが困難な場合があるなど操作性に問題があると共に
、連続無機繊維束１に一旦付着した介在物が、大気中に
飛散して作業環境を汚染するとの別の問題もあった。
また、上記方法で得られたハイブリッド繊維で強化され
たＦＲＭは、ＦＲＭ中の強化繊維の分布が不均一である
と共に、強化繊維の分散がネ十分なため強化繊維を含ま
ないマトリックス相が生じており（以下、強化繊維の分
散が不十分なためＦＲＭ中にマトリックス相のみを生ず
るこの現象を「チャンネリング」と呼ぶ。）、上記方法
では均質なＦＲＭを得ることができなかった。
たＦＲＭは、ＦＲＭ中の強化繊維の分布が不均一である
と共に、強化繊維の分散がネ十分なため強化繊維を含ま
ないマトリックス相が生じており（以下、強化繊維の分
散が不十分なためＦＲＭ中にマトリックス相のみを生ず
るこの現象を「チャンネリング」と呼ぶ。）、上記方法
では均質なＦＲＭを得ることができなかった。
（問題点を解決するための手段）
本発明の目的は、上記問題点を解決した強化繊維、その
製造方法、及びこの繊維で強化された金属を提供するこ
とにある。
製造方法、及びこの繊維で強化された金属を提供するこ
とにある。
本発明によれば、
ハイブリッド繊維を構或する無機繊維の表面に耐熱性物
質の粉末、短繊維及びウィスカからなる群から選択され
る介在物が付着しそおり、かつ無機繊維及び介在物の少
なくとも一方がカップリング剤で処理されていることを
特徴とするハイブリッド繊維が提供される。
質の粉末、短繊維及びウィスカからなる群から選択され
る介在物が付着しそおり、かつ無機繊維及び介在物の少
なくとも一方がカップリング剤で処理されていることを
特徴とするハイブリッド繊維が提供される。
また、本発明によれば、
連続無機繊維束に耐熱性物質の粉末、短繊維及びウィス
カからなる群から選択される介在物及びカップリング剤
を含む懸濁液を含浸させるか、または連続無機繊維束に
カンプリング剤を含む溶液と上記介在物の懸濁液を）Ｉ
頃衣含浸させることを特徴とするハイブリッド繊維の製
造方法が提供される。
カからなる群から選択される介在物及びカップリング剤
を含む懸濁液を含浸させるか、または連続無機繊維束に
カンプリング剤を含む溶液と上記介在物の懸濁液を）Ｉ
頃衣含浸させることを特徴とするハイブリッド繊維の製
造方法が提供される。
さらに、本発明によれば、上記の製造方法で得られるハ
イブリッド繊維で強化された金属が提供される。
イブリッド繊維で強化された金属が提供される。
本発明のハイブリッド繊維における連続無機繊維束を構
或する繊維は、例えば、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊
維、窒化硼素繊維、窒化アルミニウム繊維、シリカ繊維
、ボロン繊維、アルξナ繊維、炭素繊維、ポリメタロ力
ルボシランを焼威して得られるＳｔ−Ｔｉ又はＺｒ−Ｃ
−０系の無機繊維（宇部興産■製、チラノ繊維：登録商
標）、Ｃ−ＳｉＣｔａ維及びＣ−ＳｉＣ−ＭＣ繊維が挙
げられ、上記連続無機繊維束は、上記の各々繊維単独で
構成されていることもあれば、上記繊維が組み合わさっ
て構或されていることもある。
或する繊維は、例えば、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊
維、窒化硼素繊維、窒化アルミニウム繊維、シリカ繊維
、ボロン繊維、アルξナ繊維、炭素繊維、ポリメタロ力
ルボシランを焼威して得られるＳｔ−Ｔｉ又はＺｒ−Ｃ
−０系の無機繊維（宇部興産■製、チラノ繊維：登録商
標）、Ｃ−ＳｉＣｔａ維及びＣ−ＳｉＣ−ＭＣ繊維が挙
げられ、上記連続無機繊維束は、上記の各々繊維単独で
構成されていることもあれば、上記繊維が組み合わさっ
て構或されていることもある。
上記Ｃ−ＳｉＣ繊維及びその製法は、本出願人の出願に
係る特願平１−２０６６４０号に添付された明細書に記
載されており、上記明細書の記載は本明細書の一部とし
て援用される。
係る特願平１−２０６６４０号に添付された明細書に記
載されており、上記明細書の記載は本明細書の一部とし
て援用される。
特願平１−２０６６４０号に添付された明細書に記載さ
れたＣ−ＳｉＣ繊維は、 ｉ）該重合体を構或するメソフェーズ状態にある多環状
芳香族化合物から導かれるラジアル構造、オニオン構造
、ランダム構造、コアラジアル構造、スキンオニオン構
造及びモザイク構造からなる群から選ばれる少なくとも
一種の結晶配列状態を示す炭素質、 ｉｉ）該重合体を構或する有機溶媒不溶分を含む光学的
等方性の多環状芳香族化合物から導かれる、無配向状態
の結晶質炭素及び／又は非品質炭素、及び ｉｉｉ）Ｓｉ，Ｃ及びＯから実質的になる非晶質相及び
／又は粒径が５００人以下の実質的にβ−ＳｉＣからな
る結晶質超微粒子と非品質のＳｉＯｘ（０＜ｘ≦２）か
らなる集合体であり、 構或元素の割合が、Ｓｉ；３０〜７０重量％、Ｃ．２０
〜６０重量％及びＯ ；０． ５〜１０重量％であるＳ
ｉ−Ｃ−０物質 であることを特徴とする高強度・高弾性率無機繊維であ
る。
れたＣ−ＳｉＣ繊維は、 ｉ）該重合体を構或するメソフェーズ状態にある多環状
芳香族化合物から導かれるラジアル構造、オニオン構造
、ランダム構造、コアラジアル構造、スキンオニオン構
造及びモザイク構造からなる群から選ばれる少なくとも
一種の結晶配列状態を示す炭素質、 ｉｉ）該重合体を構或する有機溶媒不溶分を含む光学的
等方性の多環状芳香族化合物から導かれる、無配向状態
の結晶質炭素及び／又は非品質炭素、及び ｉｉｉ）Ｓｉ，Ｃ及びＯから実質的になる非晶質相及び
／又は粒径が５００人以下の実質的にβ−ＳｉＣからな
る結晶質超微粒子と非品質のＳｉＯｘ（０＜ｘ≦２）か
らなる集合体であり、 構或元素の割合が、Ｓｉ；３０〜７０重量％、Ｃ．２０
〜６０重量％及びＯ ；０． ５〜１０重量％であるＳ
ｉ−Ｃ−０物質 であることを特徴とする高強度・高弾性率無機繊維であ
る。
上記繊維は、
ｉ）結合単位（Ｓｉ Ｃｔ｛ｚ）、または結合単位（
Ｓｉ−ＣＨ２）と結合単位（Ｓｔ−Ｓｔ）から主として
なり、珪素原子の側鎖に水素原子、低級アルキル基、フ
ェニル基及びシリル基からなる群から選ばれる側鎖基を
有し、結合単位（Ｓｔ ＣＨ２）の全数対結合単位（
Ｓｔ−Ｓｉ）の全数の比が１：０〜２０の範囲にある有
機珪素重合体の珪素原子の少なくとも一部が、石油系又
は石炭系のピッチあるいはその熱処理物の芳香族環と珪
素一炭素連結基を介して結合したランダム共重合体１０
０重量部、及びｉｆ）石油系又は石炭系ピッチを熱処理
して得られるメソフェーズ状態又はメソフェーズと光学
的等方相との両相からなる多環状芳香族化合物５〜５０
０００重量部を、 ２００〜５００゜Ｃの範囲の温度で加熱反応及び／又は
加熱溶融して、珪素含有多環状芳香族重合体を得る第１
工程、 上記珪素含有多環状芳香族重合体の紡糸原液を調製して
紡糸する第２工程、 該紡糸原糸を張力下あるいは無張力下で不融化する第３
工程、及び 不融化した前記紡糸繊維を真空中あるいは不活性ガス雰
囲気中で８００〜３０００゜Ｃの範囲の温度で焼或する
第４工程 からなることを特徴とする繊維の製造方法により得られ
る。
Ｓｉ−ＣＨ２）と結合単位（Ｓｔ−Ｓｔ）から主として
なり、珪素原子の側鎖に水素原子、低級アルキル基、フ
ェニル基及びシリル基からなる群から選ばれる側鎖基を
有し、結合単位（Ｓｔ ＣＨ２）の全数対結合単位（
Ｓｔ−Ｓｉ）の全数の比が１：０〜２０の範囲にある有
機珪素重合体の珪素原子の少なくとも一部が、石油系又
は石炭系のピッチあるいはその熱処理物の芳香族環と珪
素一炭素連結基を介して結合したランダム共重合体１０
０重量部、及びｉｆ）石油系又は石炭系ピッチを熱処理
して得られるメソフェーズ状態又はメソフェーズと光学
的等方相との両相からなる多環状芳香族化合物５〜５０
０００重量部を、 ２００〜５００゜Ｃの範囲の温度で加熱反応及び／又は
加熱溶融して、珪素含有多環状芳香族重合体を得る第１
工程、 上記珪素含有多環状芳香族重合体の紡糸原液を調製して
紡糸する第２工程、 該紡糸原糸を張力下あるいは無張力下で不融化する第３
工程、及び 不融化した前記紡糸繊維を真空中あるいは不活性ガス雰
囲気中で８００〜３０００゜Ｃの範囲の温度で焼或する
第４工程 からなることを特徴とする繊維の製造方法により得られ
る。
Claims (3)
- （１）ハイブリッド繊維を構成する無機繊維の表面に耐
熱性物質の粉末、短繊維及びウィスカからなる群から選
択される介在物が付着しており、かつ無機繊維及び介在
物の少なくとも一方がカップリング剤で処理されている
ことを特徴とするハイブリッド繊維 - （２）連続無機繊維束に耐熱性物質の粉末、短繊維及び
ウィスカからなる群から選択される介在物及びカップリ
ング剤を含む懸濁液を含浸させるか、または連続無機繊
維束にカップリング剤を含む溶液と上記介在物の懸濁液
を順次含浸させることを特徴とするハイブリッド繊維の
製造方法。 - （３）特許請求の範囲第１項記載のハイブリッド繊維で
強化された金属。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4462090A JPH0314670A (ja) | 1989-03-14 | 1990-02-27 | ハイブリッド繊維、その製造方法及びこの繊維で強化された金属 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5957789 | 1989-03-14 | ||
| JP1-59577 | 1989-03-14 | ||
| JP4462090A JPH0314670A (ja) | 1989-03-14 | 1990-02-27 | ハイブリッド繊維、その製造方法及びこの繊維で強化された金属 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0314670A true JPH0314670A (ja) | 1991-01-23 |
Family
ID=26384568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4462090A Pending JPH0314670A (ja) | 1989-03-14 | 1990-02-27 | ハイブリッド繊維、その製造方法及びこの繊維で強化された金属 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0314670A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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