JPH0366376B2 - - Google Patents
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- JPH0366376B2 JPH0366376B2 JP60047565A JP4756585A JPH0366376B2 JP H0366376 B2 JPH0366376 B2 JP H0366376B2 JP 60047565 A JP60047565 A JP 60047565A JP 4756585 A JP4756585 A JP 4756585A JP H0366376 B2 JPH0366376 B2 JP H0366376B2
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Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金属、合金または各種プラスチツク
などのマトリツクス物質を溶浸もしくは含浸して
繊維強化複合材を製造する際に、その繊維質骨格
として用いるウイスカープリフオームの製造法に
関する。 〔従来の技術〕 ウイスカーを強化材としてFRPあるいはFRM
を製造するための有効な複合化手段に、予め賦形
されたウイスカーの集合プリフオームに液状のマ
トリツクスを圧入して固化する方法がある。この
方法によつて得られる複合材の性状は、繊維質骨
格となるウイスカープリフオームの組織構造とく
にその均質性の度合によつて大きく左右される。
また、複合材の量産化を図るためには、中間体と
してのウイスカープリフオームを迅速かつ精度よ
く形成することが重要な条件となる。 出願人は、先に上記の必要条件に沿うウイスカ
ープリフオームの効果的な形成手段として加圧
過法（特願昭59−12049）を開発している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 先願技術による加圧過法は、ウイスカー生成
物を水または有機溶媒に分散し、これをガス加圧
下に過して残留する湿潤ウイスカーケーキをそ
のままもしくは所定の密度に圧縮したのち乾燥処
理するプロセスからなるもので、形成プリフオー
ムはウイスカー単独の集合体でありながら均質な
一体組織構造を備える理想的な性状を呈してい
る。ところが、この方法による場合には応々にし
てウイスカー相互の絡み合いによる凝集固形物が
混在し、プリフオーム組織に局部的な不均質部分
が生じることがある。 通常、ウイスカー分散液中に含まれる分散不良
の団塊成分は特開昭59−121196に記載のあるよう
に過前の段階で篩通しをすることにより効果的
に除去することができるが、100〜150μm程度の
微細な固形物あるいはその後の過程でウイスカー
相互が絡み合つて形成される二次的凝集体につい
ては捕捉することができない。 本発明は上記の問題点を解消し、微細固形物お
よび二次的凝集体の混入を有効防止することによ
り加圧過法の一層の改良を図つたものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の構成は、生成ウイスカーを水または有
機溶媒に分散させたのち、100メツシユ以下の篩
板を介設した過装置に流入してガス加圧下に高
速過し、得られた湿潤ウイスカーケーキをその
ままもしくは所定の密度に圧縮して乾燥処理する
ことを特徴とする。 対象となるウイスカーは、SiC、Si3N4あるい
はグラフアイトなどの非金属系単結晶で、直径
0.1〜5.0μm、長さ10〜500μｍの反応生成物が出
発原料となる。これらウイスカー生成物は、通
常、短繊維が無方向に絡み合つたケーキ質の組織
形態を呈しているため、予め適宜な手段によつて
解きほぐしたのちに水またはアルコール、アセト
ンもしくはエーテルなどの有機溶媒中に投入し、
ミキサーあるいは渦巻流撹拌槽のような混合装置
を用いてウイスカーが均一に分散するまで撹拌す
る。分散媒となる水または有機溶媒は、ウイスカ
ーの５〜20倍容量の範囲で使用することが操作の
円滑性を保つ上で望ましい。 分散液は、ついで篩板介設した過装置に流入
してガス加圧下に高速過するが、この操作は図
に例示するような装置を用いておこなわれる。 図において、１はガス流入オリフイス２を備え
る蓋部、３は槽、４は篩板、５はフイルター、
６は多数の液流通穴７を設置した底盤部であ
る。槽３は目的に応じて各種の形状に設計さ
れ、複雑形状の場合には成形プリフオームの離型
を用意にするため割型構造にすることもできる。 篩板４は、目的とするプリフオーム成形高さの
上部、望ましくはその10〜25mm上部位置に介設さ
れるが一段に限らず多段に設置してもよい。篩板
４の目開きは100メツシユ以下にする必要があり、
これ以上になると100〜150μm程度の微細な固形
物を捕捉することが困難となる。しかし、200メ
ツシユを越えると過速度の急速な減退を招く。
したがつて、適正な目開きの範囲は100〜200メツ
シユである。 フイルター５としては、通常の紙、布のほ
かセラミツク質材が有効に用いられる。槽３
と蓋部１、フイルター４および底盤部６との接合
部分は、気密構造に固着される。 過にあたつては、まず篩板４の直上まで分散
媒と同一の液体８を満しておき、ついでウイスカ
ー分散液９を槽３に流入したのち直ちにガス流
入オリフイス２をコンプレツサーまたはガスボン
ベ等に接続し、上部密閉空間Ｓに空気あるいは窒
素などのガス体を圧入する。ガス体の圧入により
ウイスカー分散液９は篩板４を通過して急速に
過され、分散媒である水または有機溶媒は液流
通穴７を介して極めて短時間内に液として分別
される。 このようにして過成形された湿潤ウイスカー
ケーキは、そのままもしくは予め複合材とした際
のVf値を考慮した所定の密度に圧縮したのち乾
燥処理する。 〔作 用〕 本発明によれば、ウイスカー分散液が100メツ
シユ以下の篩板を通過しながら加圧過されるか
ら、100〜150μm程度の微細固形物あるいは二次
的に生成したウイスカー凝集体を含むあらゆる形
態の末分散異物はほぼ完全に除去され、同時にウ
イスカーのストークス径分布巾に伴う沈降速度差
が生ずる以前の短時間に過操作が完結する。 なお、過にあたり予め篩板の直上まで分散媒
と同一の液体を入れておくとガス加圧する以前に
ウイスカーが不均一に沈降する現象が防止でき、
プリフオーム組織の均質化に一層良好な作用をす
る。 〔実施例〕 直径0.5〜1.5μm、長さ50〜100μm、密度3.18
ｇ／cm3、結晶形β型の性状を有する生成SiCウイ
スカーを、10倍量の純水と共に渦流型撹拌槽に入
れ10秒間回転撹拌したのち55メツシユの篩を通過
させてウイスカー分散液を得た。 フイルター５の110mm上部に150メツシユの篩板
４を介設した円筒状槽３（内径77mm）からなる
図示構造の過装置を用い、底部を密閉した状態
で篩板４の直上まで純水を入れた。この状態の
過装置にウイスカー分散液を流入し、直ちにガス
流入オリフイス２からコンプレツサーを介して空
気を圧入した。上部密閉空間Ｓの空気圧を５Kg／
cm2に保持しながら過処理を継続した。この加圧
過を通してウイスカー分散液は150メツシユ篩
板を通過し５分以内に過が完了した。 成形された湿潤ウイスカーケーキを120℃の恒
温槽に移して乾燥し、高さ98mmの円柱状SiCウイ
スカープリフオームを得た。 上記のSiCウイスカープリフオームを７等分に
水平論切りし、各円盤試片についてVf値を測定
した。 比較のために、篩板４を介設しない過装置を
用いて同一条件によりSiCウイスカープリフオー
ムを形成し、同様にしてVf値を測定した。 これらの結果を対比して表１に示した。表中、
No.表示は上から輪切りした各円盤試片の順序を示
したものである。
などのマトリツクス物質を溶浸もしくは含浸して
繊維強化複合材を製造する際に、その繊維質骨格
として用いるウイスカープリフオームの製造法に
関する。 〔従来の技術〕 ウイスカーを強化材としてFRPあるいはFRM
を製造するための有効な複合化手段に、予め賦形
されたウイスカーの集合プリフオームに液状のマ
トリツクスを圧入して固化する方法がある。この
方法によつて得られる複合材の性状は、繊維質骨
格となるウイスカープリフオームの組織構造とく
にその均質性の度合によつて大きく左右される。
また、複合材の量産化を図るためには、中間体と
してのウイスカープリフオームを迅速かつ精度よ
く形成することが重要な条件となる。 出願人は、先に上記の必要条件に沿うウイスカ
ープリフオームの効果的な形成手段として加圧
過法（特願昭59−12049）を開発している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 先願技術による加圧過法は、ウイスカー生成
物を水または有機溶媒に分散し、これをガス加圧
下に過して残留する湿潤ウイスカーケーキをそ
のままもしくは所定の密度に圧縮したのち乾燥処
理するプロセスからなるもので、形成プリフオー
ムはウイスカー単独の集合体でありながら均質な
一体組織構造を備える理想的な性状を呈してい
る。ところが、この方法による場合には応々にし
てウイスカー相互の絡み合いによる凝集固形物が
混在し、プリフオーム組織に局部的な不均質部分
が生じることがある。 通常、ウイスカー分散液中に含まれる分散不良
の団塊成分は特開昭59−121196に記載のあるよう
に過前の段階で篩通しをすることにより効果的
に除去することができるが、100〜150μm程度の
微細な固形物あるいはその後の過程でウイスカー
相互が絡み合つて形成される二次的凝集体につい
ては捕捉することができない。 本発明は上記の問題点を解消し、微細固形物お
よび二次的凝集体の混入を有効防止することによ
り加圧過法の一層の改良を図つたものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の構成は、生成ウイスカーを水または有
機溶媒に分散させたのち、100メツシユ以下の篩
板を介設した過装置に流入してガス加圧下に高
速過し、得られた湿潤ウイスカーケーキをその
ままもしくは所定の密度に圧縮して乾燥処理する
ことを特徴とする。 対象となるウイスカーは、SiC、Si3N4あるい
はグラフアイトなどの非金属系単結晶で、直径
0.1〜5.0μm、長さ10〜500μｍの反応生成物が出
発原料となる。これらウイスカー生成物は、通
常、短繊維が無方向に絡み合つたケーキ質の組織
形態を呈しているため、予め適宜な手段によつて
解きほぐしたのちに水またはアルコール、アセト
ンもしくはエーテルなどの有機溶媒中に投入し、
ミキサーあるいは渦巻流撹拌槽のような混合装置
を用いてウイスカーが均一に分散するまで撹拌す
る。分散媒となる水または有機溶媒は、ウイスカ
ーの５〜20倍容量の範囲で使用することが操作の
円滑性を保つ上で望ましい。 分散液は、ついで篩板介設した過装置に流入
してガス加圧下に高速過するが、この操作は図
に例示するような装置を用いておこなわれる。 図において、１はガス流入オリフイス２を備え
る蓋部、３は槽、４は篩板、５はフイルター、
６は多数の液流通穴７を設置した底盤部であ
る。槽３は目的に応じて各種の形状に設計さ
れ、複雑形状の場合には成形プリフオームの離型
を用意にするため割型構造にすることもできる。 篩板４は、目的とするプリフオーム成形高さの
上部、望ましくはその10〜25mm上部位置に介設さ
れるが一段に限らず多段に設置してもよい。篩板
４の目開きは100メツシユ以下にする必要があり、
これ以上になると100〜150μm程度の微細な固形
物を捕捉することが困難となる。しかし、200メ
ツシユを越えると過速度の急速な減退を招く。
したがつて、適正な目開きの範囲は100〜200メツ
シユである。 フイルター５としては、通常の紙、布のほ
かセラミツク質材が有効に用いられる。槽３
と蓋部１、フイルター４および底盤部６との接合
部分は、気密構造に固着される。 過にあたつては、まず篩板４の直上まで分散
媒と同一の液体８を満しておき、ついでウイスカ
ー分散液９を槽３に流入したのち直ちにガス流
入オリフイス２をコンプレツサーまたはガスボン
ベ等に接続し、上部密閉空間Ｓに空気あるいは窒
素などのガス体を圧入する。ガス体の圧入により
ウイスカー分散液９は篩板４を通過して急速に
過され、分散媒である水または有機溶媒は液流
通穴７を介して極めて短時間内に液として分別
される。 このようにして過成形された湿潤ウイスカー
ケーキは、そのままもしくは予め複合材とした際
のVf値を考慮した所定の密度に圧縮したのち乾
燥処理する。 〔作 用〕 本発明によれば、ウイスカー分散液が100メツ
シユ以下の篩板を通過しながら加圧過されるか
ら、100〜150μm程度の微細固形物あるいは二次
的に生成したウイスカー凝集体を含むあらゆる形
態の末分散異物はほぼ完全に除去され、同時にウ
イスカーのストークス径分布巾に伴う沈降速度差
が生ずる以前の短時間に過操作が完結する。 なお、過にあたり予め篩板の直上まで分散媒
と同一の液体を入れておくとガス加圧する以前に
ウイスカーが不均一に沈降する現象が防止でき、
プリフオーム組織の均質化に一層良好な作用をす
る。 〔実施例〕 直径0.5〜1.5μm、長さ50〜100μm、密度3.18
ｇ／cm3、結晶形β型の性状を有する生成SiCウイ
スカーを、10倍量の純水と共に渦流型撹拌槽に入
れ10秒間回転撹拌したのち55メツシユの篩を通過
させてウイスカー分散液を得た。 フイルター５の110mm上部に150メツシユの篩板
４を介設した円筒状槽３（内径77mm）からなる
図示構造の過装置を用い、底部を密閉した状態
で篩板４の直上まで純水を入れた。この状態の
過装置にウイスカー分散液を流入し、直ちにガス
流入オリフイス２からコンプレツサーを介して空
気を圧入した。上部密閉空間Ｓの空気圧を５Kg／
cm2に保持しながら過処理を継続した。この加圧
過を通してウイスカー分散液は150メツシユ篩
板を通過し５分以内に過が完了した。 成形された湿潤ウイスカーケーキを120℃の恒
温槽に移して乾燥し、高さ98mmの円柱状SiCウイ
スカープリフオームを得た。 上記のSiCウイスカープリフオームを７等分に
水平論切りし、各円盤試片についてVf値を測定
した。 比較のために、篩板４を介設しない過装置を
用いて同一条件によりSiCウイスカープリフオー
ムを形成し、同様にしてVf値を測定した。 これらの結果を対比して表１に示した。表中、
No.表示は上から輪切りした各円盤試片の順序を示
したものである。
本発明によれば、過工程における篩分離作用
によつて微細固形物あるいは二次的凝集物を含む
あらゆる形態の異物混入が効果的に除去されるか
ら、成形形状に係りなく常に高均質組織のウイス
カープリフオームを迅速に製造することができ
る。したがつて、航空機材部品、自動車部品ある
いはレジアー・スポーツ関係部品を含む広汎な用
途分野の複合化（FRP、FRM）に大きく寄与し
える利益がある。
によつて微細固形物あるいは二次的凝集物を含む
あらゆる形態の異物混入が効果的に除去されるか
ら、成形形状に係りなく常に高均質組織のウイス
カープリフオームを迅速に製造することができ
る。したがつて、航空機材部品、自動車部品ある
いはレジアー・スポーツ関係部品を含む広汎な用
途分野の複合化（FRP、FRM）に大きく寄与し
える利益がある。
図は、本発明に用いられる過装置を例示した
縦断面図である。 １…蓋部、２…ガス流入オリフイス、３…
槽、４…篩板、５…フイルター、６…底盤部、７
…液流通穴、８…分散媒と同一液体、９…ウイ
スカー分散液、Ｓ…上部密閉空間。
縦断面図である。 １…蓋部、２…ガス流入オリフイス、３…
槽、４…篩板、５…フイルター、６…底盤部、７
…液流通穴、８…分散媒と同一液体、９…ウイ
スカー分散液、Ｓ…上部密閉空間。
Claims (1)
- １ 生成ウイスカーを水または有機溶媒に分散さ
せたのち、100メツシユ以下の篩板を介設した
過装置に流入してガス加圧下に高速過し、得ら
れた湿潤ウイスカーケーキをそのままもしくは所
定の密度に圧縮して乾燥処理することを特徴とす
る複合材用ウイスカープリフオームの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60047565A JPS61209946A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 複合材用ウイスカ−プリフオ−ムの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60047565A JPS61209946A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 複合材用ウイスカ−プリフオ−ムの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61209946A JPS61209946A (ja) | 1986-09-18 |
| JPH0366376B2 true JPH0366376B2 (ja) | 1991-10-17 |
Family
ID=12778742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60047565A Granted JPS61209946A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 複合材用ウイスカ−プリフオ−ムの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61209946A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59121196A (ja) * | 1982-12-25 | 1984-07-13 | Tokai Carbon Co Ltd | 複合材用ウイスカ−プリフオ−ムの製造方法 |
| JPS59226139A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-19 | Honda Motor Co Ltd | 繊維強化金属複合材のプリフオ−ム製造法 |
-
1985
- 1985-03-12 JP JP60047565A patent/JPS61209946A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59121196A (ja) * | 1982-12-25 | 1984-07-13 | Tokai Carbon Co Ltd | 複合材用ウイスカ−プリフオ−ムの製造方法 |
| JPS59226139A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-19 | Honda Motor Co Ltd | 繊維強化金属複合材のプリフオ−ム製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61209946A (ja) | 1986-09-18 |
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