JPH06146115A - 無機長繊維 - Google Patents

無機長繊維

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JPH06146115A
JPH06146115A JP4296970A JP29697092A JPH06146115A JP H06146115 A JPH06146115 A JP H06146115A JP 4296970 A JP4296970 A JP 4296970A JP 29697092 A JP29697092 A JP 29697092A JP H06146115 A JPH06146115 A JP H06146115A
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JP
Japan
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fiber
inorganic
inorganic long
xylene
nitrogen gas
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Pending
Application number
JP4296970A
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English (en)
Inventor
Taketami Yamamura
武民 山村
Masaki Shibuya
昌樹 渋谷
Shinji Kajii
伸二 梶井
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】機械的強度及びマトリックスとの濡れ性が良好
であると共に優れた耐熱性を有する無機長繊維を提供す
る。 【構成】Si、C、M1 、M2 及びOからなる実質的に
非晶質物質から構成され、構成元素の比率がSi:40
〜60重量%、C:20〜40重量%、M1 :0.5〜
10重量%、M2 :0.1〜5重量%、O:0.01〜
30重量%であることを特徴とする無機長繊維。(但
し、M1 はTi及び/又はZrを示し、M2はCr及び
/又はMoを示す。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度が高く、各
種マトリックスとの濡れ性が良好であると共により優れ
た耐熱性を有する無機長繊維に関する。
【0002】
【従来の技術】特公昭62−52051号公報には、S
i、Ti、C及びOからなる実質的に非晶質物質から構
成される無機長繊維が開示されており、また、特公昭6
3−58934号公報には、Si、Zr、C及びOから
なる実質的に非晶質物質から構成される無機長繊維が開
示されている。これら公報に記載の無機長繊維は耐熱性
及び機械的強度が高く、金属、プラスチックスあるいは
セラミックスとの複合材料を製造する際の強化繊維とし
て好ましく使用することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、無機繊維強化セ
ラミックスで代表されるように、無機繊維で強化された
複合材料にはより過酷な環境下での使用に耐えることが
要求されるようになっており、強化材としての無機繊維
の酸化雰囲気中での耐熱性を高めることが望まれてい
る。本発明は、上記公報に記載の無機長繊維に比較し
て、より優れた耐熱性を有する無機長繊維を提供する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、Si、
C、M1 、M2 及びOからなる実質的に非晶質物質から
構成され、構成元素の比率がSi:40〜60重量%、
C:20〜40重量%、M1 :0.5〜10重量%、M
2 :0.1〜5重量%、O:0.01〜30重量%であ
る無機長繊維が提供される。ここで、M1 はTi及び/
又はZrを示し、M2 はCr及び/又はMoを示す。
【0005】最初に、本発明の無機長繊維の製造方法の
例を説明する。この無機長繊維は、ポリカルボシラン、
1 のアルコキシド及びM2 のキレ−ト化合物の反応で
得られる有機金属架橋重合体を紡糸して紡糸繊維を得る
第1工程、紡糸繊維を不融化して不融化繊維を得る第2
工程、ついで不融化繊維を不活性ガス雰囲気あるいは還
元性ガス雰囲気中で高温焼成する第3工程からなる製造
方法によって調製することができる。以下に上記各工程
を詳細に説明する。
【0006】第1工程 第1工程においては、有機金属架橋重合体を紡糸して紡
糸繊維を得る。この有機金属架橋重合体は、ポリカルボ
シランのSiの少なくとも一部が酸素原子を介してM1
と結合し、かつポリカルボシランのSiの少なくとも一
部が直接M2 と結合することによって、ポリカルボシラ
ンブロックが酸素原子を介してM1 でさらに直接M2
架橋された構造を有する重合体である。ポリカボシラン
は主として式
【化1】 で示される構造単位(単位1)から構成されるが、これ
に加えて式
【化2】 で示される構造単位(単位2)を含有することができ
る。これら構造単位におけるケイ素原子は、水素原子、
炭素数1〜4の低級アルキル基及びフェニル基から選ば
れる側鎖基を有する。単位1の全数に対する単位2の全
数の比率は通常20:1〜1:20である。ポリカルボ
シランの数平均分子量は一般には200〜10000で
ある。
【0007】M1 のアルコキシドからは式
【化3】 で示される構造単位(単位3)が誘導され、M2 のキレ
−ト化合物からは式
【化4】 で示される構造単位(単位4)が誘導される。ポリカル
ボシランの単位1及び単位2の全数に対する単位3及び
単位4の全数の比率は、通常2:1〜200:1であ
る。
【0008】有機金属架橋重合体の数平均分子量は通常
1000〜50000であり、100〜400℃の範囲
内の温度で溶融し、ベンゼン、トルエン、キシレンのよ
うな有機溶媒に可溶である。有機金属架橋重合体は、例
えば前記構造単位を有するポリカルボシラン、M1のア
ルコキシド及びM2 のキレ−ト化合物を、溶媒の存在下
あるいは不存在下に、200〜400℃の範囲の温度で
加熱反応させることによって、調製することができる。
有機金属架橋重合体の紡糸方法については特別の制限は
なく、例えば、有機金属重合体を溶融紡糸する方法、有
機金属重合体を上記有機溶媒に溶解させ、必要に応じて
マクロゲル及び不純物のような紡糸に有害な物質を除去
した後に、乾式紡糸する方法を採用することができる。
【0009】第2工程 第2工程においては、紡糸繊維を張力の作用下又は無張
力のもとで不融化して不融化繊維を得る。紡糸繊維の不
融化方法及び引き続く不融化繊維の高温焼成方法は、前
記の特公昭62−52051号公報に記載の方法と同様
であり、この公報の記載は本明細書の一部として参照さ
れる。紡糸繊維の代表的な不融化方法は、紡糸繊維を酸
化性ガス雰囲気において50〜400℃の範囲の温度で
加熱する方法、及び紡糸繊維にγ線又は電子線を照射す
る方法である。
【0010】第3工程 第3工程においては、不融化繊維を張力の作用下又は無
張力のもとで、窒素ガス及びアルゴンガスのような不活
性ガス雰囲気あるいは水素ガスのような還元性ガス雰囲
気中で高温焼成して、本発明の無機長繊維を得る。焼成
温度は一般には800〜1800℃、好ましくは100
0〜1400℃である。この焼成において、不融化繊維
を形成する有機金属重合体は、熱重縮合反応及び熱分解
反応によって易揮発性成分を放出して、無機化する。不
融化繊維の焼成は、雰囲気、温度、時間のような加熱条
件を変更した多段焼成方法で行うこともできる。
【0011】本発明の無機長繊維はSi、C、M1 、M
2 及びOからなる実質的に非晶質物質から構成される。
本明細書において「非晶質」とは、X線回折において結
晶構造に基づく明確な回折ピ−クが認められないことを
意味する。図1は後述する実施例1で得られた無機長繊
維のX線回折図である。図1には、例えばβ−SiCに
特徴的な2θ=35.8度、60.2度あるいは72.
1度における回折ピ−クあるいは他の結晶構造に基づく
回折ピ−クは観察されず、本発明の無機長繊維は非晶質
であることがわかる。
【0012】
【実施例】
参考例1 5リッタ−のフラスコに無水キシレン2.5リッタ−及
びナトリウム400gを入れ、窒素ガス気流下でキシレ
ンの沸点まで加熱し、ついでジメチルジクロロシラン1
リッタ−を1時間で滴下した。滴下終了の後、10時間
加熱還流して沈澱物を生成させた。この沈澱をろ過し、
メタノ−ル、ついで水で洗浄して、白色粉末のポリジメ
チルシラン420gを得た。他方、ジフェニルジクロロ
シラン750g及びホウ酸124gを窒素ガス雰囲気下
にn−ブチルエ−テル中で100〜120℃で加熱し、
生成した白色樹脂状物をさらに真空中400℃で1時間
加熱することによって、ポリボロジフェニルシロキサン
530gを得た。ついで、上記のポリジメチルシラン2
50gに上記のポリボロジフェニルシロキサン8.27
gを添加して混合し、還流管を備えた2リッタ−の石英
管中で窒素ガス気流下で350℃にまで加熱し、6時間
重合し、シロキサン結合を一部含むポリカルボシランを
得た。生成物を放冷の後、キシレンを加えて溶液として
取り出し、ろ過した後に、キシレンを蒸発させ、固体状
有機ケイ素重合体140gを得た。
【0013】実施例1 参考例1で得られた有機ケイ素重合体40g、チタンテ
トラブトキシド7.3g及びジオキソビス(アセチルア
セトナト)モリブデン1.4gの混合物に、キシレン
0.3リッタ−を加え、窒素ガス気流下で120℃で
0.5時間攪拌しながら還流反応を行った。キシレンを
除去した後、得られた中間生成体をさらに300℃で窒
素ガス気流下で1時間重合して、有機金属重合体を得
た。この有機金属重合体を紡糸装置を用いて210℃に
加熱溶融して300μmの口金より400m/分の紡糸
速度で溶融紡糸して繊維を得た。紡糸繊維を無張力下に
空気中で室温から15℃/分の昇温速度で190℃にま
で昇温し、同温度に4時間保持して不融化させた。不融
化繊維を窒素ガス気流下で無張力で100℃/時間の昇
温速度で1300℃まで昇温し、同温度に1時間保持し
て焼成して、無機長繊維を得た。得られた無機長繊維の
構成元素の割合は、Si:49重量%、C:29重量
%、Ti:5重量%、Mo:2重量%、O:15重量%
であった。無機長繊維のX線回折図を図1に示す。図1
からわかるように、この無機長繊維は結晶構造の基づく
回折ピ−クを有しておらず、非晶質であった。無機長繊
維の引張強度は320kg/mm2 、弾性率20t/mm2
あった。この繊維を空気中で1500℃で15分間熱処
理し、空気中で同温度に保持したまま引張試験を行った
ところ、引張強度は180kg/mm2 であった。
【0014】比較例1 ジオキソビス(アセチルアセトナト)モリブデンを使用
したかった以外は実施例1を繰り返した。得られた無機
長繊維の引張強度は330kg/mm2 、弾性率20t/mm
2 であった。この繊維を空気中で1500℃で15分間
熱処理し、空気中で同温度に保持したまま引張試験を行
ったところ、引張強度は145kg/mm2 であった。
【0015】実施例2 チタンテトラブトシキドに変えてビス(アセチルアセト
ナト)ジルコニム10.4gを使用した以外は実施例1
を繰り返した。得られた無機長繊維のX線回折には結晶
構造に基づく回折ピ−クは認められなかった。無機長繊
維の引張強度は310kg/mm2 、弾性率21t/mm2
あった。この繊維を空気中で1500℃で15分間熱処
理し、空気中で同温度に保持したまま引張試験を行った
ところ、引張強度は190kg/mm2 であった。
【0016】実施例3 ジオキソビス(アセチルアセトナト)モリブデンに代え
て、トリス(アセチルアセトナト)クロム1.9gを使
用した以外は実施例1を繰り返した。得られた無機長繊
維のX線回折には結晶構造に基づく回折ピ−クは認めら
れなかった。無機長繊維の引張強度は300kg/mm2
弾性率20t/mm2 であった。この繊維を空気中で15
00℃で15分間熱処理し、空気中で同温度に保持した
まま引張試験を行ったところ、引張強度は175kg/mm
2 であった。
【0017】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた無機長繊維のX線回折図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Si、C、M1 、M2 及びOからなる実質
    的に非晶質物質から構成され、構成元素の比率がSi:
    40〜60重量%、C:20〜40重量%、M1 :0.
    5〜10重量%、M2 :0.1〜5重量%、O:0.0
    1〜30重量%であることを特徴とする無機長繊維。
    (但し、M1 はTi及び/又はZrを示し、M2 はCr
    及び/又はMoを示す。)
JP4296970A 1992-11-06 1992-11-06 無機長繊維 Pending JPH06146115A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1164212A2 (en) * 2000-06-13 2001-12-19 Ube Industries, Ltd. Silica-group composite oxide fiber and process for the production thereof
CN101876094A (zh) * 2010-08-11 2010-11-03 中国人民解放军国防科学技术大学 一种超细氧化锆/碳化硅复合纤维的制备方法
CN101949073A (zh) * 2010-08-11 2011-01-19 中国人民解放军国防科学技术大学 一种超细氧化锆/碳化硅径向梯度分布纤维的制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1164212A3 (en) * 2000-06-13 2002-01-23 Ube Industries, Ltd. Silica-group composite oxide fiber and process for the production thereof
CN101876094A (zh) * 2010-08-11 2010-11-03 中国人民解放军国防科学技术大学 一种超细氧化锆/碳化硅复合纤维的制备方法
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