JPH0397676A - セラミックマトリックス複合物、該複合物用の分散系および該複合物の製造方法 - Google Patents
セラミックマトリックス複合物、該複合物用の分散系および該複合物の製造方法Info
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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）
本発明はセラミックマトリックス複合物およびその製造
方法に関し、さらに詳細には、新規なバインダー材料を
使用したセラミックマトリックス複合物の予備成形品の
改良された製造方法に関する。
方法に関し、さらに詳細には、新規なバインダー材料を
使用したセラミックマトリックス複合物の予備成形品の
改良された製造方法に関する。
（従来の技術）
セラミックマトリックス複合物は公知である。
通常、それらは、耐火性無機繊維が強化相として配され
ているマトリックスを形成する、ガラス．ガラスセラミ
ックまたは結晶質セラミック材料などのようなセラミッ
クマトリックス材料を含む。
ているマトリックスを形成する、ガラス．ガラスセラミ
ックまたは結晶質セラミック材料などのようなセラミッ
クマトリックス材料を含む。
例えば米国特許第４，３１４，８５２号．第４．５８８
．６９９号および第４，８１５．９８７号などを含む多
くの米国特許が前記のような複合物の構造および製造を
開示している。
．６９９号および第４，８１５．９８７号などを含む多
くの米国特許が前記のような複合物の構造および製造を
開示している。
従来のプラクティスにおいて、セラミックマトリックス
材料を含む複合物は、選択されたマトリックスまたはマ
トリックス先駆体の粉末にｍ維を組み合わせ、それに熱
と圧力を加えて稠密複合材料に固化することによって製
造する。マトリックス中の繊維の均一分布を得るために
、前記粉末をまず液状ビヒクルに分散させる。この液体
を、コーティングとして繊維に施すか、繊維が短い場合
は、その繊維を前記液体に加えて分散させる。
材料を含む複合物は、選択されたマトリックスまたはマ
トリックス先駆体の粉末にｍ維を組み合わせ、それに熱
と圧力を加えて稠密複合材料に固化することによって製
造する。マトリックス中の繊維の均一分布を得るために
、前記粉末をまず液状ビヒクルに分散させる。この液体
を、コーティングとして繊維に施すか、繊維が短い場合
は、その繊維を前記液体に加えて分散させる。
液状ビヒクルにマトリックス粉末を分散させた従来の分
散系は、粉末マトリックスに加えて、分散系を安定化し
、迅速乾燥特性および乾燥後の少くともいくらかの柔軟
性を分散系に付与するのに必要とされる。種々の分散剤
．バインダー、および溶媒を含む。柔軟性を向上させる
ための可塑剤を加えても良い。
散系は、粉末マトリックスに加えて、分散系を安定化し
、迅速乾燥特性および乾燥後の少くともいくらかの柔軟
性を分散系に付与するのに必要とされる。種々の分散剤
．バインダー、および溶媒を含む。柔軟性を向上させる
ための可塑剤を加えても良い。
これらの工程に従来使用されるような懸濁液は、効果的
に使用されるよう、注意深く配合され、取り扱イつれそ
して貯蔵されなければならない。粉末セラミックは懸濁
液中で沈降する傾向があり、懸濁液中での均一性を維持
するために連続的混合が通常必要である。
に使用されるよう、注意深く配合され、取り扱イつれそ
して貯蔵されなければならない。粉末セラミックは懸濁
液中で沈降する傾向があり、懸濁液中での均一性を維持
するために連続的混合が通常必要である。
懸濁液のコーティング特性または繊維含浸特性の望まし
くない変化を防止するために、貯蔵中または使用中に起
る可能性のある粘度変化に対する懸濁液の安定化が必要
である。
くない変化を防止するために、貯蔵中または使用中に起
る可能性のある粘度変化に対する懸濁液の安定化が必要
である。
公知のセラミック懸濁液について見てみると、米国特許
第４，４１２，８５４号は、熱可塑性ポリマーバインダ
ー、典型的にはアクリルポリマーバインダ、を含むビヒ
クル中のガラス粉末懸濁液から繊維強化複合予備戊形品
を製造することを記載している。このバインダーはキャ
リャー液体に分散または溶解される。得られた液状懸濁
系を強化用織繊維は不織ｔａ維と組み合わせ、それを乾
燥し、そして固化の前に随意に二次造形する。
第４，４１２，８５４号は、熱可塑性ポリマーバインダ
ー、典型的にはアクリルポリマーバインダ、を含むビヒ
クル中のガラス粉末懸濁液から繊維強化複合予備戊形品
を製造することを記載している。このバインダーはキャ
リャー液体に分散または溶解される。得られた液状懸濁
系を強化用織繊維は不織ｔａ維と組み合わせ、それを乾
燥し、そして固化の前に随意に二次造形する。
米国特許第４，５８８，６９９号は、ラテックスをバイ
ンダーとして使用する水性系、およびマトリックスがプ
ロバノールの液状キャリャーに車に分散している溶剤ベ
ースの系の使用を開示している。
ンダーとして使用する水性系、およびマトリックスがプ
ロバノールの液状キャリャーに車に分散している溶剤ベ
ースの系の使用を開示している。
より複雑な懸濁系が米国特許第４，５８５．５００号に
開示されている。ここでは、合成樹脂が、粉末マトリッ
クス材料の導入前に樹脂の溶媒中に分散される。この系
はさらに、分散および安定化助剤として機能しまた得ら
れる予備成形品に柔軟性を付与するバラフィンワックス
，可塑剤および界面活性剤などの成分を含む。繊維強化
複合物に使用するほとんどのマトリックス懸濁液の場合
のように、取り扱いやすい乾燥予備成形品を与えるため
液状成分は通常蒸発によって繊維／マトリックス中間体
から除去されねばならず、また乾燥後、繊維／マトリッ
クスアセンブリに少くともいくらかの柔軟性を保持する
ために可塑化成分はしばしば有用である。
開示されている。ここでは、合成樹脂が、粉末マトリッ
クス材料の導入前に樹脂の溶媒中に分散される。この系
はさらに、分散および安定化助剤として機能しまた得ら
れる予備成形品に柔軟性を付与するバラフィンワックス
，可塑剤および界面活性剤などの成分を含む。繊維強化
複合物に使用するほとんどのマトリックス懸濁液の場合
のように、取り扱いやすい乾燥予備成形品を与えるため
液状成分は通常蒸発によって繊維／マトリックス中間体
から除去されねばならず、また乾燥後、繊維／マトリッ
クスアセンブリに少くともいくらかの柔軟性を保持する
ために可塑化成分はしばしば有用である。
米国特許第４，５８１．０５３号によって示唆されるよ
うに、これらの懸濁液中の成分の典型的割合は、マトリ
ックス粉末が２０−５０νｔ，％と、ポリマーバインダ
ーが１０−２０ｖｔ，％と、残りの部分がキャリャー液
体である。分散剤等の成分は、通常、これらより少量加
えられる。
うに、これらの懸濁液中の成分の典型的割合は、マトリ
ックス粉末が２０−５０νｔ，％と、ポリマーバインダ
ーが１０−２０ｖｔ，％と、残りの部分がキャリャー液
体である。分散剤等の成分は、通常、これらより少量加
えられる。
種々の異った懸濁液および技術が強化用繊維をコーティ
ングするためまたは強化用繊維をマトリックス材料と組
み合わせるために使用されてきたが、セラミックマトリ
ックス複合物の製造に現在使用されている溶剤ベースの
系におけるいくつかの問題を解決する改良されたコーテ
ィング系が望まれる。改良された懸濁安定性、良好な乾
燥特性および向上された予備成形品の取扱い性などは全
て望まれることである。
ングするためまたは強化用繊維をマトリックス材料と組
み合わせるために使用されてきたが、セラミックマトリ
ックス複合物の製造に現在使用されている溶剤ベースの
系におけるいくつかの問題を解決する改良されたコーテ
ィング系が望まれる。改良された懸濁安定性、良好な乾
燥特性および向上された予備成形品の取扱い性などは全
て望まれることである。
（発明の目的）
本発明の目的は、従来の懸濁液の欠点を解決する、セラ
ミックマトリックス複合物製造用の改良されたマトリッ
クス分散系を提供することである。
ミックマトリックス複合物製造用の改良されたマトリッ
クス分散系を提供することである。
本発明のもう１つの目的は、より有効かつ効率よく強化
用繊維をセラミックマトリックス粉末で含浸するかまた
はコートするため、熱可塑性ビヒクル中のセラミックマ
トリックス粉末分散系を用いてセラミックマトリッマス
複合物を製造する方法を提供することである。
用繊維をセラミックマトリックス粉末で含浸するかまた
はコートするため、熱可塑性ビヒクル中のセラミックマ
トリックス粉末分散系を用いてセラミックマトリッマス
複合物を製造する方法を提供することである。
本発明のさらにもう１つの目的は、セラミックマトリッ
クスと強化用繊維材料の組合せを含む、取扱い特性およ
び後の処理特性に優れた予備戊形品またはプレブレグ、
およびそれらの製造方法を提供することである。
クスと強化用繊維材料の組合せを含む、取扱い特性およ
び後の処理特性に優れた予備戊形品またはプレブレグ、
およびそれらの製造方法を提供することである。
（発明の構或）
本発明は、従来技術におけるセラミックマトリックス複
合物製造に際して直面する多くの問題が、粉末マトリッ
クスの熱可塑性ビヒクルまたはキャリャーの使用によっ
て克服できるということに基づく。このビヒクルは、室
温において固体であり、好ましくは実質的に溶剤が含ま
れていない有機熱可塑性ビヒクルである。
合物製造に際して直面する多くの問題が、粉末マトリッ
クスの熱可塑性ビヒクルまたはキャリャーの使用によっ
て克服できるということに基づく。このビヒクルは、室
温において固体であり、好ましくは実質的に溶剤が含ま
れていない有機熱可塑性ビヒクルである。
従来技術では、前述の複合物の製造のため強化用繊維に
施すかまたは該繊維と組み合わされるべきマトリックス
材料の液状懸濁液中の成分として熱可塑性ポリマーを使
用しているが、それによって、前記懸濁液に固有のマト
リッマス沈降，遅延した乾燥および予備成形品の比較的
小さい柔軟性の問題は克服されない。さらに重要なこと
には、使用されるこれら有機ポリマーバインダーまたは
他の添加剤の熱可塑性溶融転移挙動からは確かな効果が
得られない。
施すかまたは該繊維と組み合わされるべきマトリックス
材料の液状懸濁液中の成分として熱可塑性ポリマーを使
用しているが、それによって、前記懸濁液に固有のマト
リッマス沈降，遅延した乾燥および予備成形品の比較的
小さい柔軟性の問題は克服されない。さらに重要なこと
には、使用されるこれら有機ポリマーバインダーまたは
他の添加剤の熱可塑性溶融転移挙動からは確かな効果が
得られない。
本発明の実施に際し、強化用繊維材料を懸濁された粉末
セラミックマトリックス材料と組み合わせることを含む
セラミックマトリックス複合物製造の基本的工程が使用
される。しかし、セラミックマトリックス分散系は標準
状態で固体の熱可塑性ビヒクル中に粉末が分散した分散
系であり、それ自体が室温で固体であるため、ホットメ
ルト材料として取り扱われる。この分散系は熱可塑性ビ
ヒクルの溶融転移温度より高い温度に加熱されて液状に
変換され、加熱液体として無機繊維に施される。
セラミックマトリックス材料と組み合わせることを含む
セラミックマトリックス複合物製造の基本的工程が使用
される。しかし、セラミックマトリックス分散系は標準
状態で固体の熱可塑性ビヒクル中に粉末が分散した分散
系であり、それ自体が室温で固体であるため、ホットメ
ルト材料として取り扱われる。この分散系は熱可塑性ビ
ヒクルの溶融転移温度より高い温度に加熱されて液状に
変換され、加熱液体として無機繊維に施される。
都合の良いことに、繊維に施される熱可塑性分散系は、
通常、水または他の液状溶剤材料を実質的に含んでおら
ず、単に冷却することによって繊維上または繊維内で迅
速に凝固され得る。従って、分散系の成分を揮発するた
めに別個の乾燥処理をする必要がない。さらに、凝固さ
れた繊維−マトリックス予Ｓ或形品は柔軟性および耐性
があり、さらに程々の熱と圧力を加えるだけでほぼ二次
造形できる。
通常、水または他の液状溶剤材料を実質的に含んでおら
ず、単に冷却することによって繊維上または繊維内で迅
速に凝固され得る。従って、分散系の成分を揮発するた
めに別個の乾燥処理をする必要がない。さらに、凝固さ
れた繊維−マトリックス予Ｓ或形品は柔軟性および耐性
があり、さらに程々の熱と圧力を加えるだけでほぼ二次
造形できる。
１つの重要な側面において、本発明は、粉末セラミック
マトリックス材料の分散系を強化用繊維と組み合わせ、
その後前記セラミック粉末と繊維を固化してセラミック
複合品を形或することによって繊維強化セラミックマト
リックス複合品を製造する方法を提供する。それによる
と、前記分散系は室温下で固体であり、熱可塑性有機ビ
ヒクル中に分散された粉末セラミックマトリックス材料
を含むものである。繊維と結合するために、固体分散系
は、最初に溶融転移温度以上であってしかし熱可塑性の
ビヒクルの熱分解温度以下の高い温度に加熱される。こ
こで、後者の温度は、ビヒクル成分の十分な分解または
揮発が発生する最も低い温度である。熱い分散系が、つ
ぎに強化用繊維に液体として施され、そして、その後冷
却によって、乾燥せずに凝固される（すなわち分散系の
どの成分も実質的に揮発せずに）。
マトリックス材料の分散系を強化用繊維と組み合わせ、
その後前記セラミック粉末と繊維を固化してセラミック
複合品を形或することによって繊維強化セラミックマト
リックス複合品を製造する方法を提供する。それによる
と、前記分散系は室温下で固体であり、熱可塑性有機ビ
ヒクル中に分散された粉末セラミックマトリックス材料
を含むものである。繊維と結合するために、固体分散系
は、最初に溶融転移温度以上であってしかし熱可塑性の
ビヒクルの熱分解温度以下の高い温度に加熱される。こ
こで、後者の温度は、ビヒクル成分の十分な分解または
揮発が発生する最も低い温度である。熱い分散系が、つ
ぎに強化用繊維に液体として施され、そして、その後冷
却によって、乾燥せずに凝固される（すなわち分散系の
どの成分も実質的に揮発せずに）。
第２の側面において、本発明は、繊維強化セラミックマ
トリックス複合物の製造のための改良された繊維塗布特
性を示すセラミック粉末分散系とみることができる。セ
ラミック粉末分散系は、熱可塑性の有機ビヒクルに分散
された粉末状のセラミックマトリックス材料を含む。こ
こで、有機ビヒクルおよび分散系は、室温（すなわち２
５℃で）において固体である。熱可塑性の有機ビヒクル
は、その分解温度以下の溶融転移温度を有し、そして、
分散系が加熱によって流動性の液体に変えられ得るよう
な割合で存在する。
トリックス複合物の製造のための改良された繊維塗布特
性を示すセラミック粉末分散系とみることができる。セ
ラミック粉末分散系は、熱可塑性の有機ビヒクルに分散
された粉末状のセラミックマトリックス材料を含む。こ
こで、有機ビヒクルおよび分散系は、室温（すなわち２
５℃で）において固体である。熱可塑性の有機ビヒクル
は、その分解温度以下の溶融転移温度を有し、そして、
分散系が加熱によって流動性の液体に変えられ得るよう
な割合で存在する。
流動性の液体への分散系の溶融は、有機ビヒクルの熱分
解温度以下の温度で起こる。このように、分散系は、好
ましくない分解、またはビヒクル特性の変化なしに選択
された繊維補強材料に溶融された液体として施され得る
。
解温度以下の温度で起こる。このように、分散系は、好
ましくない分解、またはビヒクル特性の変化なしに選択
された繊維補強材料に溶融された液体として施され得る
。
分散系における粉末セラミック材料は、ガラス，結晶性
のガラス、および結晶質のセラミックスから成る群の中
から選択される。分散系の流動性特性は、もちろん、そ
のなかの粉末の添加量に応じて変化する。しかしながら
、せいぜい２０−２５容温％のセラミック粉末または７
０容量％ものセラミック粉末を含む分散系が有益である
ことが知られ、更に高い、或いは、更に低い粉末添加量
が、ある選択された用途にとって有益であるかもしれな
い。
のガラス、および結晶質のセラミックスから成る群の中
から選択される。分散系の流動性特性は、もちろん、そ
のなかの粉末の添加量に応じて変化する。しかしながら
、せいぜい２０−２５容温％のセラミック粉末または７
０容量％ものセラミック粉末を含む分散系が有益である
ことが知られ、更に高い、或いは、更に低い粉末添加量
が、ある選択された用途にとって有益であるかもしれな
い。
組成において、熱可塑性のビヒクルは、概して１つ以上
の熱可塑性の樹脂成分、および１つ以上の熱軟化ワック
ス成分を含む。ここで、これらの成分は粉末状のセラミ
ックマトリックス材料、分散滑性、望ましい溶融流れ挙
動、および複合ブレプレグへの取込みに続く固体分散系
における柔軟性とのビヒクル相容性を与えるよう配合さ
れる割合で存在する。
の熱可塑性の樹脂成分、および１つ以上の熱軟化ワック
ス成分を含む。ここで、これらの成分は粉末状のセラミ
ックマトリックス材料、分散滑性、望ましい溶融流れ挙
動、および複合ブレプレグへの取込みに続く固体分散系
における柔軟性とのビヒクル相容性を与えるよう配合さ
れる割合で存在する。
更に他の側面において本発明は繊維一補強したセラミッ
ク複合品のための新規なプレフォームにある。このプレ
フォームは、熱可塑性のビヒクルにおけるセラミック粉
末の固体分散系から成るマトリックスと、そのマトリッ
クスに分配された多数の無機繊維から成る補強相とを含
む。都合の良いことに、このプレフォームは、最初にプ
レフォームを固体セラミック分散系の溶融転移温度の領
域における温度に加熱することによって繊維に対する過
度のダメージなしで容易に二次成形でき、或いは二次加
工し得る。
ク複合品のための新規なプレフォームにある。このプレ
フォームは、熱可塑性のビヒクルにおけるセラミック粉
末の固体分散系から成るマトリックスと、そのマトリッ
クスに分配された多数の無機繊維から成る補強相とを含
む。都合の良いことに、このプレフォームは、最初にプ
レフォームを固体セラミック分散系の溶融転移温度の領
域における温度に加熱することによって繊維に対する過
度のダメージなしで容易に二次成形でき、或いは二次加
工し得る。
前述の記述から明白なように、本発明は、分散系におけ
るセラミック粉末沈降の欠如、繊維材料への分散系の更
に望ましい密着、分散系コーティングの速い凝固、およ
び凝固させられたプレフォームにおける良好な取扱性お
よび二次加工特性を含む、マトリックス材料の状来の分
散系の使用を上まわる多数の利点を提供する。更にマト
リックス分散系の粘性は、温度によって都合よくコント
ロールし得る。また、酸化熱処理同様に非酸化熱処理に
おいて残留物なしに除去し得る熱可塑性ビヒクル配合が
使用できる。固化中に、繊維またはマトリックス酸化の
回避が必要とされる場合、後者の特性は、特に望ましい
。
るセラミック粉末沈降の欠如、繊維材料への分散系の更
に望ましい密着、分散系コーティングの速い凝固、およ
び凝固させられたプレフォームにおける良好な取扱性お
よび二次加工特性を含む、マトリックス材料の状来の分
散系の使用を上まわる多数の利点を提供する。更にマト
リックス分散系の粘性は、温度によって都合よくコント
ロールし得る。また、酸化熱処理同様に非酸化熱処理に
おいて残留物なしに除去し得る熱可塑性ビヒクル配合が
使用できる。固化中に、繊維またはマトリックス酸化の
回避が必要とされる場合、後者の特性は、特に望ましい
。
本発明は、特定なセラミックマトリックス材料の使用に
制限されないことは理解されよう。それどころか、従来
技術における複合生成物の製造のために採用された既知
のセラミック材料のうちのどれでも使用できる。それら
には、粉末アルミノ珪酸ガラスまたは粉末ホウ珪酸ガラ
スなどの粉末ガラス，β−ゆう輝石，灰長石，きん青石
または他の相を含むマトリックスなどの耐火性ガラスセ
ラミックマトリックスへと熱結晶化し得る粉末アルミノ
珪酸ガラス、そして例えばアルミナ，ジルコニア，炭化
珪素，窒化珪素および他の材料などの複合物製造に有用
な結晶質材料などが含まれる。
制限されないことは理解されよう。それどころか、従来
技術における複合生成物の製造のために採用された既知
のセラミック材料のうちのどれでも使用できる。それら
には、粉末アルミノ珪酸ガラスまたは粉末ホウ珪酸ガラ
スなどの粉末ガラス，β−ゆう輝石，灰長石，きん青石
または他の相を含むマトリックスなどの耐火性ガラスセ
ラミックマトリックスへと熱結晶化し得る粉末アルミノ
珪酸ガラス、そして例えばアルミナ，ジルコニア，炭化
珪素，窒化珪素および他の材料などの複合物製造に有用
な結晶質材料などが含まれる。
同様に本発明は、その適用において、特定な強化用繊維
の使用へ全く制限されない。それどころか、炭素，炭化
珪素，ガラス，シリコン窒化珪素２アルミナ．ムライト
または同様の材料の繊維から成る群より選択されるもの
を含む種々の繊維が使用できる。
の使用へ全く制限されない。それどころか、炭素，炭化
珪素，ガラス，シリコン窒化珪素２アルミナ．ムライト
または同様の材料の繊維から成る群より選択されるもの
を含む種々の繊維が使用できる。
本発明に従って使用するために無機繊維を選択する際、
その繊維が使用される物理的形態は、後の処理、または
複合プレフォームあるいは最終製品において望まれる形
状または特性の要求に従って選択される。従って、例え
ばブフォームまたはシート形状の製品が所望される場合
など、繊維は織られた、或いは不織繊維構造の形で供給
されてもよい。また、繊維トウ（すなわち、繊維東また
は多繊維糸を形或する繊維の他のグループ）、コードま
たはトワインが選択でき、驚いたことに、以下に示すセ
ラミックマトリックス材料の熱可塑性分散系による効率
的で完全な含浸を受け入れる。
その繊維が使用される物理的形態は、後の処理、または
複合プレフォームあるいは最終製品において望まれる形
状または特性の要求に従って選択される。従って、例え
ばブフォームまたはシート形状の製品が所望される場合
など、繊維は織られた、或いは不織繊維構造の形で供給
されてもよい。また、繊維トウ（すなわち、繊維東また
は多繊維糸を形或する繊維の他のグループ）、コードま
たはトワインが選択でき、驚いたことに、以下に示すセ
ラミックマトリックス材料の熱可塑性分散系による効率
的で完全な含浸を受け入れる。
多数の異なる有機熱可塑性配合は、本発明による熱可塑
性のビヒクルを供給するために使用できる。しかしなが
ら、概して、選択された熱可塑性ビヒクルは、少くとも
１つの熱可塑性有機重合体成分、および少くとも１つの
熱軟化ワックス成分を主要な成分として含む。熱可塑性
有機重合体成分は、複合プレプレグに柔軟性と強度を付
与するのに十分な総量含まれ、その割合は、通常ビヒク
ルの約１０−４０重量％である。ワックス成分は、溶融
ビヒクルの粘度を有用な程度まで下げるのに十分な総量
で加えられ、この割合は、通常、ビヒクルの約３５−９
０重量％である。好ましくは、ビヒクルワックス成分お
よび熱可塑塑性有機重合体成分は、ビヒクル重量の少く
とも６０％を構成する。
性のビヒクルを供給するために使用できる。しかしなが
ら、概して、選択された熱可塑性ビヒクルは、少くとも
１つの熱可塑性有機重合体成分、および少くとも１つの
熱軟化ワックス成分を主要な成分として含む。熱可塑性
有機重合体成分は、複合プレプレグに柔軟性と強度を付
与するのに十分な総量含まれ、その割合は、通常ビヒク
ルの約１０−４０重量％である。ワックス成分は、溶融
ビヒクルの粘度を有用な程度まで下げるのに十分な総量
で加えられ、この割合は、通常、ビヒクルの約３５−９
０重量％である。好ましくは、ビヒクルワックス成分お
よび熱可塑塑性有機重合体成分は、ビヒクル重量の少く
とも６０％を構成する。
付加的成分も、ビヒクル配合に加えられる。これらは、
ビヒクルにおける粉末状セラミックスの分散を促進する
ことによって熱可塑性セラミック配合物のプレディング
を容易にするか、または分散系自体のアプリケーション
または室温特性を改良するよう機能する。そのような任
意の成分の例は、表面活性分散剤および高分子量可塑剤
を含む。
ビヒクルにおける粉末状セラミックスの分散を促進する
ことによって熱可塑性セラミック配合物のプレディング
を容易にするか、または分散系自体のアプリケーション
または室温特性を改良するよう機能する。そのような任
意の成分の例は、表面活性分散剤および高分子量可塑剤
を含む。
同時係属特許出願および後の実施例に記載された、特に
本発明に使用のための好ましい熱可塑性ビヒクル配合は
、可逆ゲルの特性を示す熱可塑性ビヒクル組成である。
本発明に使用のための好ましい熱可塑性ビヒクル配合は
、可逆ゲルの特性を示す熱可塑性ビヒクル組成である。
これらのゲル化ビヒクルは、冷却中、ビヒクルに存在す
る低溶融ワックス成分の融点または結晶化温度より高い
温度でさえも、流動的状態からゲル化された粘着性のな
い状態への速い移行性を示す。
る低溶融ワックス成分の融点または結晶化温度より高い
温度でさえも、流動的状態からゲル化された粘着性のな
い状態への速い移行性を示す。
セラミックマトリックス複合物の製造のために、これら
のビヒクルは、ゲル化、および施されたセラミック分散
系を含む繊維強化剤における表面の粘着性のほぼ完全な
喪失を引き起すために、穏やかな冷却のみが要求される
という利点を提供する。
のビヒクルは、ゲル化、および施されたセラミック分散
系を含む繊維強化剤における表面の粘着性のほぼ完全な
喪失を引き起すために、穏やかな冷却のみが要求される
という利点を提供する。
そのような懸濁液を含む繊維ブレプレグ材料の迅速な処
理および迅速な収集は、集められた材料の好ましくない
固着を伴わずに行い得る。
理および迅速な収集は、集められた材料の好ましくない
固着を伴わずに行い得る。
前述の同時係属の特許出願の配合化に使用するための好
ましい熱可甲性有機重合体成分は、本発明による使用に
おいても同様に適している。典型的に、これらは、ビヒ
クルにゲル化特性を付与する高分子量重合体である。そ
れらは、溶融されたワックスにおいて分散或いは溶解し
、そして冷却に際してワックスにゲルを形成する本質的
にあらゆるワックスー混和性重合体から成る。しかしな
がら、好ましい重合体は、超高分子量ポリエチレン（
Ｕ−ＶＰＥ）のような結晶質重合体、エチレン／アクリ
ル酸のようなポリエチレン／アクリル共重合体、プチル
メタクリレート／アクリル酸共重合体のようなアクリル
共重合体、およびスチレントリブロック共重合体のよう
な熱可塑性エラストマーを含む。
ましい熱可甲性有機重合体成分は、本発明による使用に
おいても同様に適している。典型的に、これらは、ビヒ
クルにゲル化特性を付与する高分子量重合体である。そ
れらは、溶融されたワックスにおいて分散或いは溶解し
、そして冷却に際してワックスにゲルを形成する本質的
にあらゆるワックスー混和性重合体から成る。しかしな
がら、好ましい重合体は、超高分子量ポリエチレン（
Ｕ−ＶＰＥ）のような結晶質重合体、エチレン／アクリ
ル酸のようなポリエチレン／アクリル共重合体、プチル
メタクリレート／アクリル酸共重合体のようなアクリル
共重合体、およびスチレントリブロック共重合体のよう
な熱可塑性エラストマーを含む。
前述した同時係属特許出願における有用なｆ’＋ｒ発性
低融点ワックスは、本発明においても有用であり、脂肪
アルコール，脂肪酸，脂肪酸グリコールおよび脂肪酸グ
リセリドワックス（すなわちこれらの化合物またはそれ
らのエステルを含むワックス）である。それらは室温に
おいて結晶質固体であり、約８０℃を超えない融点を有
する。低分子量バラフィンワックスも使用できるが、そ
れらは前述した非バラフィンワックスより揮発性が若干
低い。
低融点ワックスは、本発明においても有用であり、脂肪
アルコール，脂肪酸，脂肪酸グリコールおよび脂肪酸グ
リセリドワックス（すなわちこれらの化合物またはそれ
らのエステルを含むワックス）である。それらは室温に
おいて結晶質固体であり、約８０℃を超えない融点を有
する。低分子量バラフィンワックスも使用できるが、そ
れらは前述した非バラフィンワックスより揮発性が若干
低い。
好ましいワックスは、１４−２０の炭素原子のワックス
分子を含むワックスであり、モして１４−１８の炭素の
脂肪アルコールワックスから戊るものが最も好ましい。
分子を含むワックスであり、モして１４−１８の炭素の
脂肪アルコールワックスから戊るものが最も好ましい。
これらのワックスは、標準圧力において約１４０℃より
高い温度で比較的速い揮発を示］，、真空下においてさ
らに迅速な揮発を示す。
高い温度で比較的速い揮発を示］，、真空下においてさ
らに迅速な揮発を示す。
前述したように、本発明の熱可塑性ビヒクルおよびセラ
ミック分散系の特徴は、それらが室温（すなわち２５℃
の温度で）において固体であることである。それにもか
かわらず、揮発性の溶媒または他の液体の成分が、本発
明によるビヒクルおよび分散系のいくつかの配合および
調製中に一時的な手段として使用できることは理解され
よう。
ミック分散系の特徴は、それらが室温（すなわち２５℃
の温度で）において固体であることである。それにもか
かわらず、揮発性の溶媒または他の液体の成分が、本発
明によるビヒクルおよび分散系のいくつかの配合および
調製中に一時的な手段として使用できることは理解され
よう。
例えば、溶媒は、分散系のブレンディングまたは他の処
理を容易にするために使用できる。
理を容易にするために使用できる。
しかしながら全てのケースにおいて、分散系が蓄えられ
、複合物製造のため後に使用される前に、揮発性成分が
分散系から十分に除去されることが好ましい。このよう
に、選択された無機強化用繊維に施された分散系は水，
有機溶媒および他の揮発性液体成分を実質的に含まない
ので、室温への冷却に際して分散系の凝固は迅速であり
、完全である。
、複合物製造のため後に使用される前に、揮発性成分が
分散系から十分に除去されることが好ましい。このよう
に、選択された無機強化用繊維に施された分散系は水，
有機溶媒および他の揮発性液体成分を実質的に含まない
ので、室温への冷却に際して分散系の凝固は迅速であり
、完全である。
本発明に利用されるための熱可塑性ビヒクル配合の更な
る重要な特性は、重大な炭素残留物の形成を伴わない熱
気化によってセラミックマトリックス複合物のためのプ
レフォームからそれらが移動可能であることである。最
も好ましくは、凸可塑性ビヒクルは、付活性雰囲気中で
複合プレフォームを加熱することによって残留炭素原子
の形成なしに揮発し得る。この特性は、高温酸化によっ
て損傷される強化用繊維がプレフォームに含まれている
場合に、特にＧ益である。
る重要な特性は、重大な炭素残留物の形成を伴わない熱
気化によってセラミックマトリックス複合物のためのプ
レフォームからそれらが移動可能であることである。最
も好ましくは、凸可塑性ビヒクルは、付活性雰囲気中で
複合プレフォームを加熱することによって残留炭素原子
の形成なしに揮発し得る。この特性は、高温酸化によっ
て損傷される強化用繊維がプレフォームに含まれている
場合に、特にＧ益である。
これらのビヒクルを含むプレフォームにおけるビヒクル
除去工程は、ビヒクルの低温溶融性ワックス成分の直接
的気化、そしてそれに続く、高分子量ワックスおよび重
合体の低分子量副産物への減或を含む。前記低分子量副
産物はさらなる分解を伴わずに気化できる。本発明に従
って使用するために好ましい前述の熱可塑性有機重合体
およびワックス成分は、不活性な燃え切り条件下で、炭
素のない気化というこの望ましい特性を提供する。
除去工程は、ビヒクルの低温溶融性ワックス成分の直接
的気化、そしてそれに続く、高分子量ワックスおよび重
合体の低分子量副産物への減或を含む。前記低分子量副
産物はさらなる分解を伴わずに気化できる。本発明に従
って使用するために好ましい前述の熱可塑性有機重合体
およびワックス成分は、不活性な燃え切り条件下で、炭
素のない気化というこの望ましい特性を提供する。
本発明による熱可塑性セラミック分散系を用いたセラミ
ックマトリックス複合品の製造工程は、従来のマトリッ
クス懸濁液からの同様の製品の製造のために従来技術に
おいて利用された工程に準づる。しかしながら、繊維へ
のホットメルトセラミックス分散系の包含およびアプリ
ケーションのための手段を含む装置が好ましくは使用さ
れる。
ックマトリックス複合品の製造工程は、従来のマトリッ
クス懸濁液からの同様の製品の製造のために従来技術に
おいて利用された工程に準づる。しかしながら、繊維へ
のホットメルトセラミックス分散系の包含およびアプリ
ケーションのための手段を含む装置が好ましくは使用さ
れる。
もし必要ならば、選択された強化用繊維は、そこからサ
イジング物質または異物を除去するために、まず従来の
ように前処理される。その後、繊維は、通常、繊維を分
散系の加熱されたタンクに浸し、その後被覆された繊維
を除去し、そして冷やすことによって、加熱された液体
の形態で熱可塑性分散系と接触される。
イジング物質または異物を除去するために、まず従来の
ように前処理される。その後、繊維は、通常、繊維を分
散系の加熱されたタンクに浸し、その後被覆された繊維
を除去し、そして冷やすことによって、加熱された液体
の形態で熱可塑性分散系と接触される。
好ましい実施例によれば、熱可塑性マトリックス分散系
の繊維へのアプリケーションのポイントを囲む領域は、
例えば繊維を予備加熱および／または繊維あるいは繊維
束の完全なコーティングまたは含浸が起る前に施された
分散系の凝固を回避するために、加熱される。
の繊維へのアプリケーションのポイントを囲む領域は、
例えば繊維を予備加熱および／または繊維あるいは繊維
束の完全なコーティングまたは含浸が起る前に施された
分散系の凝固を回避するために、加熱される。
コーティング工程に続いて、施された分散系の速い凝固
は、容易に達成される。従って、分散系が溶媒を実質的
に含まずそして、個別の乾燥または気化工程を必要とな
いので、取扱いができあるいは二次成形できるプレフォ
ームを得るために冷却のみが必要となる。
は、容易に達成される。従って、分散系が溶媒を実質的
に含まずそして、個別の乾燥または気化工程を必要とな
いので、取扱いができあるいは二次成形できるプレフォ
ームを得るために冷却のみが必要となる。
所望ならば、被覆された、あるいは含浸された繊維は、
熱可塑性溶融体から取り出された後に比較的急速に冷却
され、そして被覆それた繊維または含浸された繊維トウ
として集められる。他の方法として、集められた繊維ま
たはトウを一体的に結合されたマットまたは他のプレフ
ォームに予備固化するように集合ゾーンを加熱してもよ
い。
熱可塑性溶融体から取り出された後に比較的急速に冷却
され、そして被覆それた繊維または含浸された繊維トウ
として集められる。他の方法として、集められた繊維ま
たはトウを一体的に結合されたマットまたは他のプレフ
ォームに予備固化するように集合ゾーンを加熱してもよ
い。
本発明によるセラミックマトリックスの熱可塑性分散系
のアプリケーションに有用な装置が第１図に示されてい
る。この図は、概略正面図であって、実際の比率または
スケールを表わしておらず説明のため、実際に実施され
た際に繊維がこの装置を通って運ばれる時の繊維の長さ
を含む。
のアプリケーションに有用な装置が第１図に示されてい
る。この図は、概略正面図であって、実際の比率または
スケールを表わしておらず説明のため、実際に実施され
た際に繊維がこの装置を通って運ばれる時の繊維の長さ
を含む。
第１図に示されるように、繊維トウまたは単一繊維１０
は、繊維スプール１２からほどかれ、モして管炉１４に
よって滑車経由で輸送される。それへのマトリックス分
散系のアプリケーション前に気化または酸化によって繊
維補強剤から繊維サイジング材料または他のコーティン
グを除去することが必要であるか或いは望ましい場合こ
の管炉（任意である）が使用できる。
は、繊維スプール１２からほどかれ、モして管炉１４に
よって滑車経由で輸送される。それへのマトリックス分
散系のアプリケーション前に気化または酸化によって繊
維補強剤から繊維サイジング材料または他のコーティン
グを除去することが必要であるか或いは望ましい場合こ
の管炉（任意である）が使用できる。
管炉１４を通過した後で、繊維１０は、他の滑車を経て
、多量の加熱された熱化可塑性マトリックス分散系１８
を含むタンク１Ｂに移行する。マトリックス分散系１８
は、第１図において電動オイル浴ヒータ２０を含むタン
ク１６の加熱手段によってその溶融転移温度より高い温
度に保たれる。図示されない従来の電源によって供給さ
れるオイル浴ヒータ２０は、やはり図示されない多量の
加熱されたオイルを含む。このオイルは、分散系１８を
均一な高温に保つため、継続的に加熱される。
、多量の加熱された熱化可塑性マトリックス分散系１８
を含むタンク１Ｂに移行する。マトリックス分散系１８
は、第１図において電動オイル浴ヒータ２０を含むタン
ク１６の加熱手段によってその溶融転移温度より高い温
度に保たれる。図示されない従来の電源によって供給さ
れるオイル浴ヒータ２０は、やはり図示されない多量の
加熱されたオイルを含む。このオイルは、分散系１８を
均一な高温に保つため、継続的に加熱される。
溶融された熱可塑性マトリックス分散系１８を通過した
後で、繊維１０は、繊維１０の表面からの過剰な分散系
１８を除去するストリッピングダイ２２を通って輸送さ
れる。ストリッピングダイ２２は例えば図示されない従
来の電源によって望ましい形で電気的に加熱できる。熱
可塑性分散系を伴う繊維がダイ２２を横切る間に、熱可
塑性分散系１８のコーティングまたは注入を含む繊維１
０の過度の冷却が起こらないようにするために、ダイ２
２の加熱が有効である。
後で、繊維１０は、繊維１０の表面からの過剰な分散系
１８を除去するストリッピングダイ２２を通って輸送さ
れる。ストリッピングダイ２２は例えば図示されない従
来の電源によって望ましい形で電気的に加熱できる。熱
可塑性分散系を伴う繊維がダイ２２を横切る間に、熱可
塑性分散系１８のコーティングまたは注入を含む繊維１
０の過度の冷却が起こらないようにするために、ダイ２
２の加熱が有効である。
ストリッピングダイ２２を通過した後、繊維ｌＯは、被
覆された繊維の表面の温度が下げられる冷却タワー２４
を通って滑車を介して運ばれる。通常、タワー２４は、
そのタワーにある被覆された繊維１０が十分にセットさ
れて実質的に粘着性を示さなくなるのに十分な程延ばさ
れ、温度が下げられる。すなわち、少くとも繊維上の熱
可塑性マトリックス分散系工８の表面は、その溶融転移
温度より低い温度まで冷却されている。
覆された繊維の表面の温度が下げられる冷却タワー２４
を通って滑車を介して運ばれる。通常、タワー２４は、
そのタワーにある被覆された繊維１０が十分にセットさ
れて実質的に粘着性を示さなくなるのに十分な程延ばさ
れ、温度が下げられる。すなわち、少くとも繊維上の熱
可塑性マトリックス分散系工８の表面は、その溶融転移
温度より低い温度まで冷却されている。
冷却タワーを通る移動の後、被覆された繊維１０は、最
終的に巻取りリール２６に集められる。熱可塑性マトリ
ックス分散系の独特なセッティング挙動のために、この
ように被覆された繊維は、この段階で、集められて蓄え
られるか、他の形で使用または蓄えるために再度巻き取
られる。
終的に巻取りリール２６に集められる。熱可塑性マトリ
ックス分散系の独特なセッティング挙動のために、この
ように被覆された繊維は、この段階で、集められて蓄え
られるか、他の形で使用または蓄えるために再度巻き取
られる。
（実 施 例）
本発明を以下の実施例に基づいてさらに詳細に説明する
。
。
実施例１（セラミックマトリックス）
セラミックマトリックス複合品への組込みに適当な炭化
珪素強化用繊維材料を選択した。この繊維は日本カーボ
ン販売のＮｉｃａｌｏｎＲＮＬＭ−２０２炭化珪素繊維
トウであった。
珪素強化用繊維材料を選択した。この繊維は日本カーボ
ン販売のＮｉｃａｌｏｎＲＮＬＭ−２０２炭化珪素繊維
トウであった。
粉末状のマトリックス材料の分散系を繊維トウへ施すた
めに配合した。この分散系は７０容量％のセラミック粉
末と３０容量％の熱可塑性ビヒクルを含んでいた。選択
されたセラミック粉末は、Ｓ１３ Ｎ４の３５重量％と
、チタンアルミナイドとホウ化アルミニウムの混合物の
６５重量％から構成された。
めに配合した。この分散系は７０容量％のセラミック粉
末と３０容量％の熱可塑性ビヒクルを含んでいた。選択
されたセラミック粉末は、Ｓ１３ Ｎ４の３５重量％と
、チタンアルミナイドとホウ化アルミニウムの混合物の
６５重量％から構成された。
熱可塑性ビヒクルは、約１５ｗｔ．％のＮｅｏｃｒｙｌ
Ｂ７００アクリル熱可塑性重合体（ＩＣＩ Ｒｅｓｉ
ｎｓυＳから販売）と、３５ｗｔ．％のＡｌｆ’ｏ！
１．８合成脂肪アルコールワックスと、２０ｗｔ．％の
Ａ Ｉ Ｉ’ｏ Ｉ １６ 合成Ｎ 肪アルコールワッ
クスと、２０ｖｔ ．％のＧｒｌｎｄｔｅｋ ＭＬ−９
０グリセロールモノラウレートワックス（Ｇｒｉｎｄｓ
ｔｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ａ／Ｓから販売）と、８．
５ｗｔ．％のＰａｒａｃｉｎ１３ワックス（ＣａｓＣｈ
ｃＩｇ社から販売）と、１．５ｗｔ．％のｓｔｅａｒｏ
ｎｃ脂肪ケトンワックス（Ａｒｇｕｓ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ ＞＋から販売）を含んでいた。
Ｂ７００アクリル熱可塑性重合体（ＩＣＩ Ｒｅｓｉ
ｎｓυＳから販売）と、３５ｗｔ．％のＡｌｆ’ｏ！
１．８合成脂肪アルコールワックスと、２０ｗｔ．％の
Ａ Ｉ Ｉ’ｏ Ｉ １６ 合成Ｎ 肪アルコールワッ
クスと、２０ｖｔ ．％のＧｒｌｎｄｔｅｋ ＭＬ−９
０グリセロールモノラウレートワックス（Ｇｒｉｎｄｓ
ｔｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ａ／Ｓから販売）と、８．
５ｗｔ．％のＰａｒａｃｉｎ１３ワックス（ＣａｓＣｈ
ｃＩｇ社から販売）と、１．５ｗｔ．％のｓｔｅａｒｏ
ｎｃ脂肪ケトンワックス（Ａｒｇｕｓ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ ＞＋から販売）を含んでいた。
Ａｌｆ’ｏｌ １８および１６のワックスは、それぞれ
Ｖｉｓｔａ ｃｈｅｍｉｃａｌ （ｏｍｐａｎｙ市販の
オクタデカノールワックスおよびヘキサデカノールワッ
クスから構成された。
Ｖｉｓｔａ ｃｈｅｍｉｃａｌ （ｏｍｐａｎｙ市販の
オクタデカノールワックスおよびヘキサデカノールワッ
クスから構成された。
ビビクルは、セラミック粉末を加える前に、重合体およ
びワックス成分の全てをまず約８０℃の温度で混合する
ことによって配合した。その後、イソプ口バノールビヒ
クル中５０ｗｔ．％の固定から成る粉末セラミック材料
を、最終分散系において７０容量％のセラミック粉末と
３０容量％の熱可塑性ビヒクルを与えるのに十分な量で
、加熱されたワックス／重合体混合物に加えた最終分散
系中のセラミック粉末添加量は約８４νｔ．％となった
。粉末スラリーの添加は、溶媒の揮発を保証するための
加熱および混合を伴い、熱可塑性ビヒクルにおけるセラ
ミック粉末の滑らかな均質の分散系の形成が得られた。
びワックス成分の全てをまず約８０℃の温度で混合する
ことによって配合した。その後、イソプ口バノールビヒ
クル中５０ｗｔ．％の固定から成る粉末セラミック材料
を、最終分散系において７０容量％のセラミック粉末と
３０容量％の熱可塑性ビヒクルを与えるのに十分な量で
、加熱されたワックス／重合体混合物に加えた最終分散
系中のセラミック粉末添加量は約８４νｔ．％となった
。粉末スラリーの添加は、溶媒の揮発を保証するための
加熱および混合を伴い、熱可塑性ビヒクルにおけるセラ
ミック粉末の滑らかな均質の分散系の形成が得られた。
あらゆる残留イソブロバノールが分散系から完全に放出
され、その後で分散系が固体へと冷却されて蓄えられる
のを保証するのに十分な時間、加熱が継続された。
され、その後で分散系が固体へと冷却されて蓄えられる
のを保証するのに十分な時間、加熱が継続された。
このようにして与えられたマトリックス分散系でコーテ
ィングされた炭化珪素繊維を含む複合プレフォームを与
えるため、連続した長さの選択された繊維トウがドラム
から解かれ、前述のように調製されたマトリックス分散
系の溶融体を通して移動された。溶融された分散系は、
繊維トウヘ施す間、約８０℃の温度に保たれた。
ィングされた炭化珪素繊維を含む複合プレフォームを与
えるため、連続した長さの選択された繊維トウがドラム
から解かれ、前述のように調製されたマトリックス分散
系の溶融体を通して移動された。溶融された分散系は、
繊維トウヘ施す間、約８０℃の温度に保たれた。
分散系への浸漬に続いて、処理された繊維トウは取り出
され、冷却されてコーティングおよび凝固されたセラミ
ックマトリックス分散系の間入マトリックス相を含むト
ウが与えられた。次に、凝固されたマトリックス分散系
を什う繊維トウは、回転ドラム上で巻き取ることによっ
て集められた。
され、冷却されてコーティングおよび凝固されたセラミ
ックマトリックス分散系の間入マトリックス相を含むト
ウが与えられた。次に、凝固されたマトリックス分散系
を什う繊維トウは、回転ドラム上で巻き取ることによっ
て集められた。
このようにして集められた処理された繊維材料は、ドラ
ムから繊維の長さを単に切断し、そして繊維長さを繊維
一平行アレイまたはレイアップに形戊することによって
セラミックマトリックス複合物プレフォームに適宜組み
込まれた。所望ならば、穏やかな加熱および圧力が、ア
レイを比較的稠密な複合プレブレグに二次或形するため
めに、この段階で施されてもよい。
ムから繊維の長さを単に切断し、そして繊維長さを繊維
一平行アレイまたはレイアップに形戊することによって
セラミックマトリックス複合物プレフォームに適宜組み
込まれた。所望ならば、穏やかな加熱および圧力が、ア
レイを比較的稠密な複合プレブレグに二次或形するため
めに、この段階で施されてもよい。
このように供給されたブレプレグを固化するために、２
一段階工程が使用された。ブレブレグは、最初に気化に
よってプレフォームから熱可塑性のビヒクル成分を除去
するのに十分な高いバインダー除去温度まで加熱された
。この工程は従来技術において、セラミックマトリック
ス複合物プレフォームから高分子量のバインダーを除去
するのに通常使用される“燃え切り′または脱バインダ
ー工程に類似するが、本発明の場合、バインダー成分の
酸化は必要とされない。
一段階工程が使用された。ブレブレグは、最初に気化に
よってプレフォームから熱可塑性のビヒクル成分を除去
するのに十分な高いバインダー除去温度まで加熱された
。この工程は従来技術において、セラミックマトリック
ス複合物プレフォームから高分子量のバインダーを除去
するのに通常使用される“燃え切り′または脱バインダ
ー工程に類似するが、本発明の場合、バインダー成分の
酸化は必要とされない。
前述のような気化によるビヒクルの除去後、炭化ケイ素
繊維およびセラミックマトリックス材料を含むプレフォ
ームは、この材料から空隙をほぼ除去するのに十分な温
度と圧力でホットプレスすることにより、稠密なセラミ
ックマトリックス複合物に固化された。繊維およびセラ
ミック粉末のこの特定の組合せのため、約８０００ｐｓ
ｌの圧力と約１５５０℃のピーク温度が完全固化を達成
するのに十分であった。
繊維およびセラミックマトリックス材料を含むプレフォ
ームは、この材料から空隙をほぼ除去するのに十分な温
度と圧力でホットプレスすることにより、稠密なセラミ
ックマトリックス複合物に固化された。繊維およびセラ
ミック粉末のこの特定の組合せのため、約８０００ｐｓ
ｌの圧力と約１５５０℃のピーク温度が完全固化を達成
するのに十分であった。
前述のように製造されたセラミックトマリックス複合品
は、従来のバインダーによって作られた同様の組成の従
来複合物と、マトリックス浸透に関して同じ均質および
均一性を有する微小構造を示した。しかしながら、本発
明の熱可塑性バインダーの使用によって、製造のプロセ
スは更に制御でき、プレフォームの取扱いは更に便利か
つ柔軟になり、そして優れた強度および破壊抵抗を有す
る製品が得られた。
は、従来のバインダーによって作られた同様の組成の従
来複合物と、マトリックス浸透に関して同じ均質および
均一性を有する微小構造を示した。しかしながら、本発
明の熱可塑性バインダーの使用によって、製造のプロセ
スは更に制御でき、プレフォームの取扱いは更に便利か
つ柔軟になり、そして優れた強度および破壊抵抗を有す
る製品が得られた。
実施例２（セラミックマトリックス）
炭化ケイ素繊維トウを、セラミックマトリックス複合物
のための強化用繊維材料としての使用のために選択した
。選択されたトウは、日本カーボンから販売されるＮｌ
ｃａｌｏｎＲＮＬＭ−２０２炭化ケイ素繊維トウであっ
た。
のための強化用繊維材料としての使用のために選択した
。選択されたトウは、日本カーボンから販売されるＮｌ
ｃａｌｏｎＲＮＬＭ−２０２炭化ケイ素繊維トウであっ
た。
この繊維トウを含むセラミックマトリックス複合物製品
製造の準備のため、粉末状のガラスマｉ・リックス材料
のトウへのアプリケーションに適当な熱可塑性ビしクル
を最初に調製した。望ましい迅速なゲル化挙動を示すこ
の熱可塑性のビヒクルは、６０重量部の脂肪アルコール
ワックス、約２０重量部のスチレンーエチレン／ブチレ
ンースチレン熱可塑性トリブロック共重合体、約２０重
量部のポリブテン樹脂可塑剤、そして約０．４重量部の
分散剤を含んでいた。
製造の準備のため、粉末状のガラスマｉ・リックス材料
のトウへのアプリケーションに適当な熱可塑性ビしクル
を最初に調製した。望ましい迅速なゲル化挙動を示すこ
の熱可塑性のビヒクルは、６０重量部の脂肪アルコール
ワックス、約２０重量部のスチレンーエチレン／ブチレ
ンースチレン熱可塑性トリブロック共重合体、約２０重
量部のポリブテン樹脂可塑剤、そして約０．４重量部の
分散剤を含んでいた。
ビヒクルに使われたワックスは、テトラデカノール，ヘ
キサデカノールおよびオクタデカノールワックスの混合
物から成るＡｌｌ’ｏｌ １４１８ ＤＤＢ脂肪アルコ
ールワックスブレンドであり、Ｖｉｓｔａ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ ＣＯｔｎｐａｎＶから販売されるものであった
。使用した熱可塑性ブロック共重合体は、Ｓｈｅｌｌ
ＣｈｅｓｉｃａＣｏｍｐａｎｙ販売のｋｒａｔｏｎ Ｇ
Ｌ８５Ｑ熱可塑性エラストマーであった。可塑剤は、Ｅ
ｘｘｏｎ ＣｈｅＩｌｉｃａｌｓ販売のＰａｒｐｏｌ
９５０油添加物であり、分散剤は、ＩＣＩ Ａｍｅｒｊ
ｅａｎｓ販売のＨｙｐｅｒｍｅｒ ０３分散剤であった
。
キサデカノールおよびオクタデカノールワックスの混合
物から成るＡｌｌ’ｏｌ １４１８ ＤＤＢ脂肪アルコ
ールワックスブレンドであり、Ｖｉｓｔａ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ ＣＯｔｎｐａｎＶから販売されるものであった
。使用した熱可塑性ブロック共重合体は、Ｓｈｅｌｌ
ＣｈｅｓｉｃａＣｏｍｐａｎｙ販売のｋｒａｔｏｎ Ｇ
Ｌ８５Ｑ熱可塑性エラストマーであった。可塑剤は、Ｅ
ｘｘｏｎ ＣｈｅＩｌｉｃａｌｓ販売のＰａｒｐｏｌ
９５０油添加物であり、分散剤は、ＩＣＩ Ａｍｅｒｊ
ｅａｎｓ販売のＨｙｐｅｒｍｅｒ ０３分散剤であった
。
ビヒクルを調製するために、ブロソク共重合体樹脂を除
く全ての成分は、容器に計量され、１４０℃に加熱され
て互いに各成分が溶融された。次に、前記樹脂を溶融混
合物に加え、そして全ての戒分が完全に混合されるまで
約１６７℃に加熱しながら混合した。
く全ての成分は、容器に計量され、１４０℃に加熱され
て互いに各成分が溶融された。次に、前記樹脂を溶融混
合物に加え、そして全ての戒分が完全に混合されるまで
約１６７℃に加熱しながら混合した。
このように供給されたビヒクルを使って、マトリックス
分散系を粉末ガラスをビヒクルに加えて分散系またはガ
ラスの分散系を形成することによって：Ａ製した。分散
系は約５０重量％のアルミノ珪酸ガラス粉末および残り
の部分の熱可塑性ビヒクルから構成された。アルミノ珪
酸ガラスはカルシウム、マグネシウム、アルミノ珪酸塩
組成から成り、適当な加熱処理によって熱結晶化して灰
長石を主要結晶相として含むガラスセラミックマトリッ
クスを生じる。このガラス粉末は、約ＬＯミクロンの平
均粒子サイズを有する。
分散系を粉末ガラスをビヒクルに加えて分散系またはガ
ラスの分散系を形成することによって：Ａ製した。分散
系は約５０重量％のアルミノ珪酸ガラス粉末および残り
の部分の熱可塑性ビヒクルから構成された。アルミノ珪
酸ガラスはカルシウム、マグネシウム、アルミノ珪酸塩
組成から成り、適当な加熱処理によって熱結晶化して灰
長石を主要結晶相として含むガラスセラミックマトリッ
クスを生じる。このガラス粉末は、約ＬＯミクロンの平
均粒子サイズを有する。
熱可塑性ビヒクルへのガラス粉末の完全混合の後、この
混合物は、約１４０℃でローラミルを通って処理されて
、ガラスとビヒクルのブレンディングが完了された。こ
のようにして供給された分散系は、２．５秒一ｌの剪断
速度で試験した際に１４０℃で約２１００ｃｐｓの粘度
を有していた。更に、それが約１００℃の温度まで冷や
されるとこの分散系のほぼ完全なゲル化が起った。
混合物は、約１４０℃でローラミルを通って処理されて
、ガラスとビヒクルのブレンディングが完了された。こ
のようにして供給された分散系は、２．５秒一ｌの剪断
速度で試験した際に１４０℃で約２１００ｃｐｓの粘度
を有していた。更に、それが約１００℃の温度まで冷や
されるとこの分散系のほぼ完全なゲル化が起った。
このように調製されたブレンドされた粉末を、第１図に
示すような装置を用いて繊維の浸涜コーティングによっ
て炭化珪素繊維に施した。選択された炭化ケイ素繊維ト
ウのスブールをスピンドルに取り付け、モしてトウを滑
車を越え、約８００℃で作動している管または燃え切り
炉を通して引き出した。この炉を通過する間に、サイズ
剤が炭化ケイ素繊維トウから除去された。装置を通る繊
維トウの移動速度は約１０ｆｔ／分であった。
示すような装置を用いて繊維の浸涜コーティングによっ
て炭化珪素繊維に施した。選択された炭化ケイ素繊維ト
ウのスブールをスピンドルに取り付け、モしてトウを滑
車を越え、約８００℃で作動している管または燃え切り
炉を通して引き出した。この炉を通過する間に、サイズ
剤が炭化ケイ素繊維トウから除去された。装置を通る繊
維トウの移動速度は約１０ｆｔ／分であった。
炉内にあってサイズ剤を除去された繊維トウを次に、前
述のように調製されたマトリックス粉末の熱可塑性分散
系の加熱タンクに入れた。タンクは、約２００℃のセッ
トポイント温度を有するオイル浴ヒータによって加熱さ
れた。このセットポイントは、タンクにおける分散系の
温度を約１３０−１４０℃に維持するのに十分なもので
ある。
述のように調製されたマトリックス粉末の熱可塑性分散
系の加熱タンクに入れた。タンクは、約２００℃のセッ
トポイント温度を有するオイル浴ヒータによって加熱さ
れた。このセットポイントは、タンクにおける分散系の
温度を約１３０−１４０℃に維持するのに十分なもので
ある。
後で熱可塑性マトリックス分散系を通過した後、分散系
含浸された繊維トウを、約０．０３５ ’のオリフィス
直径を有す加熱されたストリッピングダイを通して引き
出した。ダイスの温度はストリッピング工程中、繊維ト
ウ上および繊維トウ内にある熱可塑性分散系の冷却およ
び効果を防止するため、約１２５℃に維持された。ダイ
オリフィスは、トウ上のマトリックス分散系の所定の添
加量を達成するために選択された。更に大きい或いは更
に小さいダイを使用することもできるし、あるいはダイ
を全く使用しないこともできる。
含浸された繊維トウを、約０．０３５ ’のオリフィス
直径を有す加熱されたストリッピングダイを通して引き
出した。ダイスの温度はストリッピング工程中、繊維ト
ウ上および繊維トウ内にある熱可塑性分散系の冷却およ
び効果を防止するため、約１２５℃に維持された。ダイ
オリフィスは、トウ上のマトリックス分散系の所定の添
加量を達成するために選択された。更に大きい或いは更
に小さいダイを使用することもできるし、あるいはダイ
を全く使用しないこともできる。
ストリッピングの後、トウを垂直冷却タワーを通して上
向きに移動させ、熱可塑性分散系を硬化させ、次の後の
使用のために集められる場所である巻取りリールまで下
向きに移動させた。この実施例の熱可塑性ビヒクルの強
いゲル化挙動のためにトウ上の熱可塑性分散系のセット
レートは、十分に速かった。そのため巻取リスプールま
たは隣接する繊維トウへの浸漬された繊維の粘着は、実
質的に見られなかった。
向きに移動させ、熱可塑性分散系を硬化させ、次の後の
使用のために集められる場所である巻取りリールまで下
向きに移動させた。この実施例の熱可塑性ビヒクルの強
いゲル化挙動のためにトウ上の熱可塑性分散系のセット
レートは、十分に速かった。そのため巻取リスプールま
たは隣接する繊維トウへの浸漬された繊維の粘着は、実
質的に見られなかった。
前述の手順を利用した粉末セラミックマトリックス材料
による繊維トウの浸漬の度合を第２図に示す。この図は
、前述のようにして作られた浸漬繊維トウの拡大断面図
であり、繊維Ａで表わされる炭化珪素繊維の配列中に分
布された粒子Ｂで表わされる多数の不規則形状セラミッ
ク粉末グレンを示している。白線は約１０μｍの寸法を
表わしている。その顕微鏡写真から明白であるように、
高度に均一な繊維配列中のセラミック粒子の配分が達或
された。
による繊維トウの浸漬の度合を第２図に示す。この図は
、前述のようにして作られた浸漬繊維トウの拡大断面図
であり、繊維Ａで表わされる炭化珪素繊維の配列中に分
布された粒子Ｂで表わされる多数の不規則形状セラミッ
ク粉末グレンを示している。白線は約１０μｍの寸法を
表わしている。その顕微鏡写真から明白であるように、
高度に均一な繊維配列中のセラミック粒子の配分が達或
された。
セラミックマトリックス複合物製品が、前述のように作
られたプレプレグ繊維トウから、ホットメルト工程によ
り適宜製造された。浸漬されたトウを３インチの長さに
切断し、平らに置いて、全ての繊維がほぼ平行に整列さ
れたプレプレグレイアップを得た。このようにして得ら
れた約０．０４インチの厚さおよび約１、５インチの幅
を有するレイアップを、アセンブリを熱可塑性バインダ
ーのゲル化温度より高い温度まで加熱することによって
一体プレプレグシートに予備溶融した。
られたプレプレグ繊維トウから、ホットメルト工程によ
り適宜製造された。浸漬されたトウを３インチの長さに
切断し、平らに置いて、全ての繊維がほぼ平行に整列さ
れたプレプレグレイアップを得た。このようにして得ら
れた約０．０４インチの厚さおよび約１、５インチの幅
を有するレイアップを、アセンブリを熱可塑性バインダ
ーのゲル化温度より高い温度まで加熱することによって
一体プレプレグシートに予備溶融した。
このように製造されたプレプレグシ一トを積み重ね、ホ
ットプレスによって固化してセラミックマトリックス複
合物プレートを得た。積み重ねの後、最終固化の前に、
スタック（積み重ねたプレブレグシート）からの熱可塑
性バイタンーの気化を、窒素雰囲気中で約５５０℃の温
度まで加熱することによって達成した。
ットプレスによって固化してセラミックマトリックス複
合物プレートを得た。積み重ねの後、最終固化の前に、
スタック（積み重ねたプレブレグシート）からの熱可塑
性バイタンーの気化を、窒素雰囲気中で約５５０℃の温
度まで加熱することによって達成した。
得られたバインダーの含まれないスタックを、約１５０
０ｐｓｉの固化圧力と共に約１３４０℃のビーク固化温
度まで加熱することによって固化した。温度および圧力
のこれらの条件を約１５分間維持した。
０ｐｓｉの固化圧力と共に約１３４０℃のビーク固化温
度まで加熱することによって固化した。温度および圧力
のこれらの条件を約１５分間維持した。
それによって、灰長石が主要結晶相を構成する高度に結
晶質のガラスセラミックマトリックスへのアルミノ珪酸
ガラスマトリックス材料の完全転換を起こさせると同時
に、複合物のほぼ空隙のない固化を達成した。
晶質のガラスセラミックマトリックスへのアルミノ珪酸
ガラスマトリックス材料の完全転換を起こさせると同時
に、複合物のほぼ空隙のない固化を達成した。
前述した手順により得られた製品は、高レベルの強度と
靭性そしてマトリックス内の極めて均一な繊維分布を有
するガラスセラミックマトリックス複合品である。更に
詳細には、観察された物理的特性は、更に難しい従来の
複合物製造手順によって作られた同等の組成および構造
の複合物と少くとも同等であった。
靭性そしてマトリックス内の極めて均一な繊維分布を有
するガラスセラミックマトリックス複合品である。更に
詳細には、観察された物理的特性は、更に難しい従来の
複合物製造手順によって作られた同等の組成および構造
の複合物と少くとも同等であった。
前述した′ように、本発明による熱可塑性ビヒクル配合
の使用を伴うさらなる重要な特徴は、含浸された繊維ト
ウ、布または他のブレプレグ材料を二次成形する際の容
易さである。この特徴の利点は、選択された無機繊維袖
強材料が多数の繊維トウを含む実施例によってよく示さ
れている。前述したセラミックマトリックス分散系によ
る含浸の後これらのトウを整列または平行にして接触さ
せ、平行テープまたはよられたあるいは編まれたローブ
またはコードのようなブレプレグ形状を得た。
の使用を伴うさらなる重要な特徴は、含浸された繊維ト
ウ、布または他のブレプレグ材料を二次成形する際の容
易さである。この特徴の利点は、選択された無機繊維袖
強材料が多数の繊維トウを含む実施例によってよく示さ
れている。前述したセラミックマトリックス分散系によ
る含浸の後これらのトウを整列または平行にして接触さ
せ、平行テープまたはよられたあるいは編まれたローブ
またはコードのようなブレプレグ形状を得た。
その後、組み合わされた繊維補強材およびセラミックマ
トリックス材料を稠密複合品に固化する工程の前に、ト
ウを熱可塑性バインダーの溶融温度より高い温度で互い
に溶融して一体ブレブレグアセンブリを得た。
トリックス材料を稠密複合品に固化する工程の前に、ト
ウを熱可塑性バインダーの溶融温度より高い温度で互い
に溶融して一体ブレブレグアセンブリを得た。
前述のようにして作られたプレブレグ（柔軟性平行テー
プの形であっても他の引延ばされた形状であっても）は
、一体アセンブリ内に所定の配置で多数の含浸された強
化用繊維を含むことができる。それでもなお、セラミッ
クマトリックス材料および熱可塑性バインダーの分散系
内の強化用繊維の望ましい均一分布が保持される。
プの形であっても他の引延ばされた形状であっても）は
、一体アセンブリ内に所定の配置で多数の含浸された強
化用繊維を含むことができる。それでもなお、セラミッ
クマトリックス材料および熱可塑性バインダーの分散系
内の強化用繊維の望ましい均一分布が保持される。
本実施例によるセラミックマトリックス複合品の製造が
以下の実施例にさらに詳細に示されている。
以下の実施例にさらに詳細に示されている。
実施例３
前述のように含浸された多数の繊維トウから、含浸トウ
を平行テープに二次成形することによってセラミックマ
トリックス複合品を製造した。次に、テープのセグメン
トを積み重ねて、後に稠密複合品に固化されるアセンブ
リを形成した。アセンブリを与えるために使用された平
行テープは、実施例２に従って作られたブレブレグ繊維
トウから、適当な熱二次成形手順によってトウを処理す
ることにより作られた。プレブレグ繊維トウの１６スブ
ールをクリールに置き、スブールから糸端部を集め、コ
ームを通して約４ｒｔ ／分の移動速度で引いて、平行
端部整列を得た。次に、相互に接触している平行糸端部
を剥離紙の２つのシート間にはさみ、そしてそのはさん
だ配列を、熱可塑性バインダーを軟化させる熱盤と接触
させた。この熱盤を、約１２０℃の温度に維持した。
を平行テープに二次成形することによってセラミックマ
トリックス複合品を製造した。次に、テープのセグメン
トを積み重ねて、後に稠密複合品に固化されるアセンブ
リを形成した。アセンブリを与えるために使用された平
行テープは、実施例２に従って作られたブレブレグ繊維
トウから、適当な熱二次成形手順によってトウを処理す
ることにより作られた。プレブレグ繊維トウの１６スブ
ールをクリールに置き、スブールから糸端部を集め、コ
ームを通して約４ｒｔ ／分の移動速度で引いて、平行
端部整列を得た。次に、相互に接触している平行糸端部
を剥離紙の２つのシート間にはさみ、そしてそのはさん
だ配列を、熱可塑性バインダーを軟化させる熱盤と接触
させた。この熱盤を、約１２０℃の温度に維持した。
熱盤と接触している間、前記配列を、軟化されたプレブ
レグトウが互いに流れて平行テープを形戊するようにす
るスクィーズローラの下を通過させる。このように形戒
されたテープを次に、テープ厚を調節するために、一組
のピンチローラに通し、そしてこのテープを熱可塑性バ
インダーを硬化するために、約７℃の温度に保たれたチ
ルプレートと接触させた。
レグトウが互いに流れて平行テープを形戊するようにす
るスクィーズローラの下を通過させる。このように形戒
されたテープを次に、テープ厚を調節するために、一組
のピンチローラに通し、そしてこのテープを熱可塑性バ
インダーを硬化するために、約７℃の温度に保たれたチ
ルプレートと接触させた。
最後に、１枚の剥離紙を除去し、平行テープを巻取りス
ブール上に平らに巻きつけた。この工程によって製造さ
れたテープは、約１．７５インチの幅および約０．０１
０インチの厚さを有していた。
ブール上に平らに巻きつけた。この工程によって製造さ
れたテープは、約１．７５インチの幅および約０．０１
０インチの厚さを有していた。
前述のようにして製造された平行テープをセクションに
切断し、積み重ねて、繊維の全てがほぼ平行に整列され
る複合プレフォームを得た。このプレフォームをブレブ
レグを窒素雰囲気中で約５５０℃の温度まで加熱するこ
とを含むバインダー除去熱処理スケジュールによって処
理した。その後ブレブレグを１５００ｐｓｌの圧力下に
おいて約１３４０℃のビーク混度までホットプレスし、
最終固化を達成した。
切断し、積み重ねて、繊維の全てがほぼ平行に整列され
る複合プレフォームを得た。このプレフォームをブレブ
レグを窒素雰囲気中で約５５０℃の温度まで加熱するこ
とを含むバインダー除去熱処理スケジュールによって処
理した。その後ブレブレグを１５００ｐｓｌの圧力下に
おいて約１３４０℃のビーク混度までホットプレスし、
最終固化を達成した。
この固化による生成品は、灰長石が主要結晶相を構成す
る稠密炭化珪素強化ガラスセラミック複合材料である。
る稠密炭化珪素強化ガラスセラミック複合材料である。
この材料は、約２．７２グラム／’ｃｃの密度および約
４０．３ｋｓｉの室温微小亀裂降状応力（ＩＩＩｃｒｏ
ｃｒａｃｋ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｓｓ）をＨしていた
。材料の強い（ｍ維）軸における複合物の極限強さは、
約１１７．８ｋｓｌであった。１３００℃における材料
の微小亀裂降状応力は、９．１ｋｓｌであり、この温度
における極限強さは約７８．５ｋｓｌであった。
４０．３ｋｓｉの室温微小亀裂降状応力（ＩＩＩｃｒｏ
ｃｒａｃｋ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｓｓ）をＨしていた
。材料の強い（ｍ維）軸における複合物の極限強さは、
約１１７．８ｋｓｌであった。１３００℃における材料
の微小亀裂降状応力は、９．１ｋｓｌであり、この温度
における極限強さは約７８．５ｋｓｌであった。
第１図は本発明によるセラミックマトリックスの複合品
の製造にとって有益な装置の概略図、そして、 第２図は本発明に従って提供された複合ブレプレグにお
けるマトリックスおよび繊維の分布を示す図である。 １０・・・繊維
の製造にとって有益な装置の概略図、そして、 第２図は本発明に従って提供された複合ブレプレグにお
けるマトリックスおよび繊維の分布を示す図である。 １０・・・繊維
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）強化用無機繊維をセラミックマトリックス材料粉末
の液状分散系と組み合わせる工程からなり、前記液状分
散系が、室温下で固体である加熱された熱可塑性分散系
であることを特徴とする繊維強化セラミックマトリック
ス複合物の製造方法。 ２）前記熱可塑性分散系が実質的に水および有機溶剤を
含まず、さらに前記分散系が、無機繊維との組合せ後に
分散系成分の揮発を伴わずに冷却することによって凝固
されることを特徴とする請求項１記載の製造方法。 ３）粉末セラミックマトリックス材料の分散系を強化用
無機繊維材料に施し、熱と圧力を加えることによって組
み合わされた前記繊維材料とセラミックマトリックス材
料を固化して稠密複合品を与える各工程から成り、 ｉ）前記粉末セラミックマトリックス材料の分散系が粉
末セラミック成分と熱可塑性ビヒクル成分とを含み、 ｉｉ）前記分散系は室温で固体でありかつ前記熱可塑性
ビヒクル成分の熱分解温度より低い溶融温度を有してお
り、そして ｉｉｉ）前記分散系は溶融された液状で前記強化用無機
繊維材料に施されることを特徴とする繊維強化セラミッ
クマトリックス複合品の製造方法。 ４）前記強化用無機繊維材料が織繊維または不織繊維の
ファブリックであることを特徴とする請求項３記載の製
造方法。 ５）前記強化用無機繊維材料が１つのまたは多数の無機
繊維トウを含むことを特徴とする請求項３記載の製造方
法。 ６）前記強化用無機繊維材料が多数の繊維トウを含み、
前記組み合わされた強化用繊維材料とセラミックマトリ
ックス材料を稠密複合品に固化する工程の前に、前記繊
維トウを互いに熱融合して単一柔軟テープまたはコード
を与えることを特徴とする請求項５記載の製造方法。 ７）有機ビヒクル中に分散された粉末セラミックマトリ
ックス材料を含む、繊維強化セラミックマトリックス複
合物製造用のセラミック粉末分散系であって、前記有機
ビヒクルは室温で固体である熱可塑性有機ビヒクルであ
り、前記セラミック粉末分散系は、前記有機ビヒクルの
熱分解温度より低い温度において流動性液体へと加熱で
きることを特徴とするセラミック粉末分散系。 ８）前記粉末セラミックマトリックス材料が、ガラス、
熱結晶性ガラスおよび結晶質セラミックから成る群より
選択されることを特徴とする請求項７記載のセラミック
粉末分散系。 ９）前記熱可塑性有機ビヒクルが、少くとも１つの熱可
塑性有機重合体成分を１０−４０ｗｔ．％と、少くとも
１つの熱軟化性ワックス成分を３５−９０ｗｔ．％含み
、その際に前記熱可塑性有機重合体成分と前記熱軟化性
ワックス成分の合計が６０ｗｔ．％以上であることを特
徴とする請求項８記載のセラミック粉末分散系。 １０）固体の熱可塑性有機ビヒクルに粉末セラミック材
料が分散された分散系を含むマトリックス相と、多数の
無機繊維から成る、前記マトリックス相中に分配された
強化相とを有する繊維強化セラミック複合品用のプレフ
ォーム。 １１）前記粉末セラミック材料が、粉末ガラス、熱結晶
性粉末ガラスおよび結晶質粉末セラミックから成る群よ
り選択されることを特徴とする請求項１０記載のプレフ
ォーム。 １２）前記固体の熱可塑性有機ビヒクルが少くとも３５
ｗｔ．％の熱軟化性ワックスを含み、かつそのビヒクル
が、不活性雰囲気中で加熱することによって有意のカー
ボン残分を形成せずに気化することを特徴とする請求項
１１記載のプレフォーム。 １３）前記無機繊維が、炭化珪素繊維およびムライト繊
維から成る群より選択されることを特徴とする請求項１
２記載のプレフォーム。 １４）前記熱可塑性有機ビヒクルが、少くとも１つの熱
可塑性有機ポリマー成分を１０−４０ｗｔ．％と、少く
とも１つの熱軟化性ワックス成分を３５−９０ｗｔ．％
含み、その際に前記熱可塑性有機ポリマー成分と熱軟化
性ワックス成分の合計が６０ｗｔ．％以上であることを
特徴とする請求項１３記載のプレフォーム。
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