JPH11107051A - 結晶性炭化ケイ素系繊維の不織布又は織物及びその製造方法 - Google Patents
結晶性炭化ケイ素系繊維の不織布又は織物及びその製造方法Info
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- JPH11107051A JPH11107051A JP9268542A JP26854297A JPH11107051A JP H11107051 A JPH11107051 A JP H11107051A JP 9268542 A JP9268542 A JP 9268542A JP 26854297 A JP26854297 A JP 26854297A JP H11107051 A JPH11107051 A JP H11107051A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高い力学的特性と極めて優れた耐熱性を有する
結晶性炭化ケイ素系繊維から構成される不織布又は織物
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】密度が２．７ｇ／ｃｍ3以上で、弾性率が
２５０ＧＰａ以上である結晶性炭化ケイ素系繊維から構
成されてなる不織布又は織物。
結晶性炭化ケイ素系繊維から構成される不織布又は織物
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】密度が２．７ｇ／ｃｍ3以上で、弾性率が
２５０ＧＰａ以上である結晶性炭化ケイ素系繊維から構
成されてなる不織布又は織物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い力学的特性と
極めて優れた耐熱性を有する結晶性炭化ケイ素系繊維か
ら構成される不織布又は織物及びその製造方法に関す
る。
極めて優れた耐熱性を有する結晶性炭化ケイ素系繊維か
ら構成される不織布又は織物及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】炭化ケイ素系繊維は、その優れた耐熱性
及び力学的特性を生かして、プラスチックス又はセラミ
ックスの強化繊維として利用されている。炭化ケイ素系
繊維としては、比較的低い温度、例えば１５００℃以下
の温度での加熱処理によって得られる、非晶質又は微結
晶質の繊維（以下この繊維を「非晶質炭化ケイ素系繊
維」と言う）が広く知られており、各種マトリックスの
強化繊維として実用に供されている。
及び力学的特性を生かして、プラスチックス又はセラミ
ックスの強化繊維として利用されている。炭化ケイ素系
繊維としては、比較的低い温度、例えば１５００℃以下
の温度での加熱処理によって得られる、非晶質又は微結
晶質の繊維（以下この繊維を「非晶質炭化ケイ素系繊
維」と言う）が広く知られており、各種マトリックスの
強化繊維として実用に供されている。
【０００３】この非晶質炭化ケイ素系繊維及びその製法
については既に多くの提案がなされている。例えば、特
公昭５８−３８５３５号公報には、ケイ素及び炭素を主
な骨格成分とする有機ケイ素重合体を紡糸し、紡糸繊維
を酸化性雰囲気中で低温加熱して不融化し、不融化繊維
を高温焼成して炭化ケイ素系繊維を製造する方法が開示
されている。
については既に多くの提案がなされている。例えば、特
公昭５８−３８５３５号公報には、ケイ素及び炭素を主
な骨格成分とする有機ケイ素重合体を紡糸し、紡糸繊維
を酸化性雰囲気中で低温加熱して不融化し、不融化繊維
を高温焼成して炭化ケイ素系繊維を製造する方法が開示
されている。
【０００４】また、特公昭６２−５２０５１号公報に
は、ケイ素−炭素−チタン−酸素からなる炭化ケイ素系
繊維が開示されており、特公昭５８−５２８６号公報に
は、ポリカルボシランを紡糸し、紡糸繊維を不融化し、
不融化繊維を焼成して、上記ケイ素−炭素−チタン−酸
素からなる炭化ケイ素系繊維を製造する方法が開示され
ている。
は、ケイ素−炭素−チタン−酸素からなる炭化ケイ素系
繊維が開示されており、特公昭５８−５２８６号公報に
は、ポリカルボシランを紡糸し、紡糸繊維を不融化し、
不融化繊維を焼成して、上記ケイ素−炭素−チタン−酸
素からなる炭化ケイ素系繊維を製造する方法が開示され
ている。
【０００５】さらに、上記の非晶質炭化ケイ素系繊維
を、焼結助剤の作用のもとにさらに高温、例えば１５０
０℃以上の温度で加熱処理することにより、繊維中の炭
化ケイ素微粒子を焼結させた結晶性炭化ケイ素系繊維の
開発が行われている。そして、この結晶性炭化ケイ素系
繊維についてもいくつかの提案がなされている。例え
ば、米国特許５２６８３３６号明細書には、ホウ素を
０．２重量％以上含有する密度が２．９ｇ／ｃｍ3以上
である、結晶性炭化ケイ素系繊維が開示されている。ま
た、米国特許５３６６９４３号明細書には、ケイ素、炭
素、チタン及び／又はジルコニウム、及びホウ素のよう
な焼結助剤からなる結晶性炭化ケイ素系繊維が開示され
ている。さらに、特願平９−２２６１５６号には、Ａｌ
を主体とする微量の焼結助剤成分を含有する非晶質又は
微結晶質炭化ケイ素系繊維を原料とした耐アルカリ性の
良好な結晶性炭化ケイ素系繊維及びその製造方法が開示
されている。
を、焼結助剤の作用のもとにさらに高温、例えば１５０
０℃以上の温度で加熱処理することにより、繊維中の炭
化ケイ素微粒子を焼結させた結晶性炭化ケイ素系繊維の
開発が行われている。そして、この結晶性炭化ケイ素系
繊維についてもいくつかの提案がなされている。例え
ば、米国特許５２６８３３６号明細書には、ホウ素を
０．２重量％以上含有する密度が２．９ｇ／ｃｍ3以上
である、結晶性炭化ケイ素系繊維が開示されている。ま
た、米国特許５３６６９４３号明細書には、ケイ素、炭
素、チタン及び／又はジルコニウム、及びホウ素のよう
な焼結助剤からなる結晶性炭化ケイ素系繊維が開示され
ている。さらに、特願平９−２２６１５６号には、Ａｌ
を主体とする微量の焼結助剤成分を含有する非晶質又は
微結晶質炭化ケイ素系繊維を原料とした耐アルカリ性の
良好な結晶性炭化ケイ素系繊維及びその製造方法が開示
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】非晶質炭化ケイ素系繊
維は、優れた耐熱性及び力学的特性を有しており、適度
な伸度を有していることから複雑な織物形状物としても
各種方面で利用されている反面、１３００℃を越える高
温においては繊維中の酸素がＣＯガス及び／又はＳｉＯ
として脱離し、β−ＳｉＣ結晶の急激な成長による力学
的特性の低下が生じることが指摘されている。
維は、優れた耐熱性及び力学的特性を有しており、適度
な伸度を有していることから複雑な織物形状物としても
各種方面で利用されている反面、１３００℃を越える高
温においては繊維中の酸素がＣＯガス及び／又はＳｉＯ
として脱離し、β−ＳｉＣ結晶の急激な成長による力学
的特性の低下が生じることが指摘されている。
【０００７】一方、結晶性ＳｉＣ繊維は、１５００℃を
越える高温でも優れた耐熱性を示し、極めて高い力学的
特性を発現するが、弾性率が非常に高く、伸度が比較的
小さいことから製織性に難点があり、複雑な織物形状物
に成形して使用するする事は事実上不可能とされてい
る。
越える高温でも優れた耐熱性を示し、極めて高い力学的
特性を発現するが、弾性率が非常に高く、伸度が比較的
小さいことから製織性に難点があり、複雑な織物形状物
に成形して使用するする事は事実上不可能とされてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、製織性良
好な非晶質炭化ケイ素系繊維を、予め不織布又は織物形
状物に成形しておき、それぞれの繊維組成に応じた加熱
処理を行って結晶化させることにより、不織布又は複雑
な形状を有する２次元或いは３次元織物状の結晶性Ｓｉ
Ｃ繊維を得ることに成功した。
好な非晶質炭化ケイ素系繊維を、予め不織布又は織物形
状物に成形しておき、それぞれの繊維組成に応じた加熱
処理を行って結晶化させることにより、不織布又は複雑
な形状を有する２次元或いは３次元織物状の結晶性Ｓｉ
Ｃ繊維を得ることに成功した。
【０００９】本発明によれば、密度が２．７ｇ／ｃｍ3
以上で、弾性率が２５０ＧＰａ以上である結晶性炭化ケ
イ素系繊維から構成されてなる不織布又は織物が提供さ
れる。また、密度が２．７ｇ／ｃｍ3以上で、強度及び
弾性率がそれぞれ２ＧＰａ以上及び２５０ＧＰａ以上
で、ＳｉＣの焼結構造からなる結晶性炭化ケイ素系繊維
から構成されてなる不織布又は織物が提供される。
以上で、弾性率が２５０ＧＰａ以上である結晶性炭化ケ
イ素系繊維から構成されてなる不織布又は織物が提供さ
れる。また、密度が２．７ｇ／ｃｍ3以上で、強度及び
弾性率がそれぞれ２ＧＰａ以上及び２５０ＧＰａ以上
で、ＳｉＣの焼結構造からなる結晶性炭化ケイ素系繊維
から構成されてなる不織布又は織物が提供される。
【００１０】また、本発明によれば、密度が２．７ｇ／
ｃｍ3以上であり、重量割合で、Ｓｉ：５５〜７０％、
Ｃ：２８〜４５％、Ａｌ：０．０６〜３．８％及びＢ：
０．０６〜０．５％からなり、ＳｉＣの焼結構造からな
る結晶性炭化ケイ素系繊維から構成されてなる不織布又
は織物が提供される。
ｃｍ3以上であり、重量割合で、Ｓｉ：５５〜７０％、
Ｃ：２８〜４５％、Ａｌ：０．０６〜３．８％及びＢ：
０．０６〜０．５％からなり、ＳｉＣの焼結構造からな
る結晶性炭化ケイ素系繊維から構成されてなる不織布又
は織物が提供される。
【００１１】また、密度が２．７ｇ／ｃｍ3以上であ
り、重量割合で、Ｓｉ：５５〜７０％、Ｃ：２８〜４５
％、Ａｌ：０．０６〜３．８％及びＢ：０〜０．２％、
及びＹ：０．０６〜３．８％及び／又はＭｇ：０．０６
〜３．８％からなり、ＳｉＣの焼結構造からなる結晶性
炭化ケイ素系繊維から構成されてなる不織布又は織物が
提供される。さらに、密度が２．７ｇ／ｃｍ3以上であ
り、重量割合で、Ｓｉ：５５〜７０％、Ｃ：３０〜４５
％からなり、ＳｉＣの多結晶構造からなる結晶性炭化ケ
イ素系繊維から構成されてなる不織布又は織物が提供さ
れる。
り、重量割合で、Ｓｉ：５５〜７０％、Ｃ：２８〜４５
％、Ａｌ：０．０６〜３．８％及びＢ：０〜０．２％、
及びＹ：０．０６〜３．８％及び／又はＭｇ：０．０６
〜３．８％からなり、ＳｉＣの焼結構造からなる結晶性
炭化ケイ素系繊維から構成されてなる不織布又は織物が
提供される。さらに、密度が２．７ｇ／ｃｍ3以上であ
り、重量割合で、Ｓｉ：５５〜７０％、Ｃ：３０〜４５
％からなり、ＳｉＣの多結晶構造からなる結晶性炭化ケ
イ素系繊維から構成されてなる不織布又は織物が提供さ
れる。
【００１２】さらに、本発明によれば、Ａｌを０．０５
〜３重量％、Ｂを０．０５〜０．４重量％、及び余剰の
炭素を１重量％以上含有する非晶質又は微結晶質炭化ケ
イ素系繊維を不織布又は織物に加工した後、１６００〜
２１００℃の範囲内の温度で、不活性ガス中で加熱処理
することを特徴とする、耐熱性に優れた結晶性炭化ケイ
素系繊維で構成された不織布又は織物の製造方法が提供
される。
〜３重量％、Ｂを０．０５〜０．４重量％、及び余剰の
炭素を１重量％以上含有する非晶質又は微結晶質炭化ケ
イ素系繊維を不織布又は織物に加工した後、１６００〜
２１００℃の範囲内の温度で、不活性ガス中で加熱処理
することを特徴とする、耐熱性に優れた結晶性炭化ケイ
素系繊維で構成された不織布又は織物の製造方法が提供
される。
【００１３】また、Ａｌを０．０５〜３重量％、Ｂを０
〜０．１重量％、Ｙを０．０５〜３重量％及び／又はＭ
ｇを０．０５〜３重量％、及び余剰の炭素を１重量％以
上含有する非晶質又は微結晶質炭化ケイ素系繊維を不織
布又は織物に加工した後、１６００〜２１００℃の範囲
内の温度で、不活性ガス中で加熱処理することを特徴と
する、耐熱性に優れた結晶性炭化ケイ素系繊維で構成さ
れた不織布又は織物の製造方法、並びに、ケイ素を５７
〜７０重量％、炭素を３０〜４３重量％の範囲内で含有
する非晶質又は微結晶質炭化ケイ素系繊維を不織布又は
織物に加工した後、８００〜１８００℃の範囲内の温度
で、水素中で加熱処理することを特徴とする、耐熱性に
優れた結晶性炭化ケイ素系繊維で構成された不織布又は
織物の製造方法が提供される。
〜０．１重量％、Ｙを０．０５〜３重量％及び／又はＭ
ｇを０．０５〜３重量％、及び余剰の炭素を１重量％以
上含有する非晶質又は微結晶質炭化ケイ素系繊維を不織
布又は織物に加工した後、１６００〜２１００℃の範囲
内の温度で、不活性ガス中で加熱処理することを特徴と
する、耐熱性に優れた結晶性炭化ケイ素系繊維で構成さ
れた不織布又は織物の製造方法、並びに、ケイ素を５７
〜７０重量％、炭素を３０〜４３重量％の範囲内で含有
する非晶質又は微結晶質炭化ケイ素系繊維を不織布又は
織物に加工した後、８００〜１８００℃の範囲内の温度
で、水素中で加熱処理することを特徴とする、耐熱性に
優れた結晶性炭化ケイ素系繊維で構成された不織布又は
織物の製造方法が提供される。
【００１４】本発明の結晶性炭化ケイ素系繊維の不織布
又は織物についてまず説明する。この結晶性炭化ケイ素
系繊維は、不織布又は２次元又は３次元の織物形状から
なり、その構成繊維の密度は、２．７ｇ／ｃｍ3以上で
あり、弾性率が２５０ＧＰａ以上であり、さらには強度
が２ＧＰａ以上であると言う優れた力学的特性を有して
いる。この結晶性炭化ケイ素系繊維の繊維径については
特別の制限はないが、通常は５０μｍ以下である。
又は織物についてまず説明する。この結晶性炭化ケイ素
系繊維は、不織布又は２次元又は３次元の織物形状から
なり、その構成繊維の密度は、２．７ｇ／ｃｍ3以上で
あり、弾性率が２５０ＧＰａ以上であり、さらには強度
が２ＧＰａ以上であると言う優れた力学的特性を有して
いる。この結晶性炭化ケイ素系繊維の繊維径については
特別の制限はないが、通常は５０μｍ以下である。
【００１５】上記不織布又は織物を構成している繊維材
は、上述のように弾性率が非常に高く、これを出発原料
として上記のような不織布又は織物形状物を作製するの
は極めて困難である。そのため、製織性良好な非晶質炭
化ケイ素系繊維を、予め不織布又は織物形状物に成形し
ておき、それぞれの繊維組成に応じた加熱処理を行って
結晶化させることで、初めて不織布又は複雑な形状を有
する織物状の結晶性炭化ケイ素系繊維を得ることができ
る。
は、上述のように弾性率が非常に高く、これを出発原料
として上記のような不織布又は織物形状物を作製するの
は極めて困難である。そのため、製織性良好な非晶質炭
化ケイ素系繊維を、予め不織布又は織物形状物に成形し
ておき、それぞれの繊維組成に応じた加熱処理を行って
結晶化させることで、初めて不織布又は複雑な形状を有
する織物状の結晶性炭化ケイ素系繊維を得ることができ
る。
【００１６】また、本発明の結晶性炭化ケイ素系繊維
は、ケイ素及び炭素を主成分とし、焼結構造を取る場合
は、焼結助剤成分としてのＡｌ及びホウ素、或いはＹ及
び／又はＭｇを含有する。これらの成分の好ましい割合
は、Ｓｉ：５５〜７０％、Ｃ：２８〜４５％、Ａｌ：
０．０６〜３．８％、特に０．１３〜１．２５％、Ｂ：
０．０６〜０．５％、特に０．０６〜０．１９％であ
る。
は、ケイ素及び炭素を主成分とし、焼結構造を取る場合
は、焼結助剤成分としてのＡｌ及びホウ素、或いはＹ及
び／又はＭｇを含有する。これらの成分の好ましい割合
は、Ｓｉ：５５〜７０％、Ｃ：２８〜４５％、Ａｌ：
０．０６〜３．８％、特に０．１３〜１．２５％、Ｂ：
０．０６〜０．５％、特に０．０６〜０．１９％であ
る。
【００１７】また、焼結構造を取る場合でなお且つＹ及
び／又はＭｇが共存する場合には、Ｓｉ：５５〜７０
％、Ｃ：２８〜４５％、Ａｌ：０．０６〜３．８％、特
に０．１３〜１．２５％、Ｂ：０〜０．２％、Ｙ：０．
０６〜３．８％、特に０．１３〜１．２５及び／又はＭ
ｇ：０．０６〜３．８％、特に０．１３〜１．２５％で
ある。
び／又はＭｇが共存する場合には、Ｓｉ：５５〜７０
％、Ｃ：２８〜４５％、Ａｌ：０．０６〜３．８％、特
に０．１３〜１．２５％、Ｂ：０〜０．２％、Ｙ：０．
０６〜３．８％、特に０．１３〜１．２５及び／又はＭ
ｇ：０．０６〜３．８％、特に０．１３〜１．２５％で
ある。
【００１８】また、Ａｌ等の焼結助剤成分を含有しない
場合には、焼結構造にまでは緻密化しないが、Ｓｉ：５
５〜７０％、Ｃ：３０〜４５％からなるＳｉＣの多結晶
構造を呈する。
場合には、焼結構造にまでは緻密化しないが、Ｓｉ：５
５〜７０％、Ｃ：３０〜４５％からなるＳｉＣの多結晶
構造を呈する。
【００１９】本発明の結晶性炭化ケイ素系繊維からなる
不織布又は織物の製造方法を次に説明する。前述のよう
に、結晶性炭化ケイ素系繊維は非常に弾性率が高く、製
織性に劣っている。従って、この繊維をそのまま不織布
又は２次元又は３次元の織物に加工するのは極めて困難
である。そこで、結晶化させる前段階の非晶質又は微結
晶質の炭化ケイ素系繊維を不織布又は２次元又は３次元
織物に加工した後、その形状のまま結晶構造に変換させ
る。
不織布又は織物の製造方法を次に説明する。前述のよう
に、結晶性炭化ケイ素系繊維は非常に弾性率が高く、製
織性に劣っている。従って、この繊維をそのまま不織布
又は２次元又は３次元の織物に加工するのは極めて困難
である。そこで、結晶化させる前段階の非晶質又は微結
晶質の炭化ケイ素系繊維を不織布又は２次元又は３次元
織物に加工した後、その形状のまま結晶構造に変換させ
る。
【００２０】ここで用いる非晶質又は微結晶質の炭化ケ
イ素系繊維は、Ａｌを０．０５〜３重量％、Ｂを０．０
５〜０．４重量％、及び余剰の炭素を１重量％以上含有
するもの、または、Ａｌを０．０５〜３重量％、Ｂを０
〜０．１重量％、Ｙを０．０５〜３重量％及び／又はＭ
ｇを０．０５〜３重量％、及び余剰の炭素を１重量％以
上含有するものである。これらの繊維は、酸素を８〜１
６重量％含むことが好ましい。この酸素は、これらの繊
維を後の工程において加熱する際に、前述の余剰炭素を
ＣＯガスとして脱離させるのに重要な役割を演じる。
イ素系繊維は、Ａｌを０．０５〜３重量％、Ｂを０．０
５〜０．４重量％、及び余剰の炭素を１重量％以上含有
するもの、または、Ａｌを０．０５〜３重量％、Ｂを０
〜０．１重量％、Ｙを０．０５〜３重量％及び／又はＭ
ｇを０．０５〜３重量％、及び余剰の炭素を１重量％以
上含有するものである。これらの繊維は、酸素を８〜１
６重量％含むことが好ましい。この酸素は、これらの繊
維を後の工程において加熱する際に、前述の余剰炭素を
ＣＯガスとして脱離させるのに重要な役割を演じる。
【００２１】一方、上記のような、Ａｌ、Ｂ，Ｙ，Ｍｇ
のようなＳｉＣの焼結助剤成分が含有されていない場合
は、ケイ素を５７〜７０重量％、炭素を３０〜４３重量
％の範囲内で含有する非晶質又は微結晶質炭化ケイ素系
繊維が用いられ、この繊維の酸素含有量は、通常２重量
％以下である。この非晶質又は微結晶質炭化ケイ素系繊
維は、その製造における不融化工程を電子線照射により
行うことを特徴としている。尚、この焼結助剤成分を含
有していない繊維を結晶化させる際の加熱条件（温度並
びに雰囲気）は、後述のように、焼結助剤を含有する繊
維とは大きく異なっている。
のようなＳｉＣの焼結助剤成分が含有されていない場合
は、ケイ素を５７〜７０重量％、炭素を３０〜４３重量
％の範囲内で含有する非晶質又は微結晶質炭化ケイ素系
繊維が用いられ、この繊維の酸素含有量は、通常２重量
％以下である。この非晶質又は微結晶質炭化ケイ素系繊
維は、その製造における不融化工程を電子線照射により
行うことを特徴としている。尚、この焼結助剤成分を含
有していない繊維を結晶化させる際の加熱条件（温度並
びに雰囲気）は、後述のように、焼結助剤を含有する繊
維とは大きく異なっている。
【００２２】これら非晶質又は微結晶質炭化ケイ素系繊
維は、極めて製織性に優れており、予め、不織布や希望
する形状の２次元又は３次元の織物に成形加工される。
維は、極めて製織性に優れており、予め、不織布や希望
する形状の２次元又は３次元の織物に成形加工される。
【００２３】Ａｌ、Ｂ，Ｙ，ＭｇのようなＳｉＣの焼結
助剤成分が含有されている場合は、アルゴンのような不
活性ガス中１６００〜２１００℃の温度で加熱されて、
ＳｉＣの焼結構造からなる結晶性炭化ケイ素系繊維から
なる不織布又は２次元又は３次元の織物が得られる。こ
の加熱温度には、一定の昇温速度で上昇させても、段階
的に上昇させても良い。また、雰囲気の圧力について
は、特に規定はないが、一般に常圧又は微減圧が好まし
い。尚、加熱処理により、この織物は一般に、１０〜２
０％の体積収縮を起こすので、予め、原料繊維の収縮率
を考慮して織物の寸法を決定することが望ましい。
助剤成分が含有されている場合は、アルゴンのような不
活性ガス中１６００〜２１００℃の温度で加熱されて、
ＳｉＣの焼結構造からなる結晶性炭化ケイ素系繊維から
なる不織布又は２次元又は３次元の織物が得られる。こ
の加熱温度には、一定の昇温速度で上昇させても、段階
的に上昇させても良い。また、雰囲気の圧力について
は、特に規定はないが、一般に常圧又は微減圧が好まし
い。尚、加熱処理により、この織物は一般に、１０〜２
０％の体積収縮を起こすので、予め、原料繊維の収縮率
を考慮して織物の寸法を決定することが望ましい。
【００２４】一方、Ａｌ、Ｂ，Ｙ，ＭｇのようなＳｉＣ
の焼結助剤成分が含有されていない非晶質又は微結晶質
炭化ケイ素系繊維の場合は、８００〜１８００℃の範囲
内の温度で、水素中で加熱処理することにより、繊維中
に存在する余剰の炭素分を脱離させるとともに、ＳｉＣ
結晶の緻密化を促進させ、多結晶質炭化ケイ素系繊維の
不織布又は２次元又は３次元織物が得られる。
の焼結助剤成分が含有されていない非晶質又は微結晶質
炭化ケイ素系繊維の場合は、８００〜１８００℃の範囲
内の温度で、水素中で加熱処理することにより、繊維中
に存在する余剰の炭素分を脱離させるとともに、ＳｉＣ
結晶の緻密化を促進させ、多結晶質炭化ケイ素系繊維の
不織布又は２次元又は３次元織物が得られる。
【００２５】
【実施例】本発明のより良い理解のために以下に実施例
及び比較例を示す。 参考例１ ナトリウム４００ｇを含有する無水キシレンに、窒素ガ
ス気流下にキシレンを加熱還流させながら、ジメチルジ
クロロシラン１ｌを滴下し、引き続き１０時間加熱還流
し沈殿物を生成させた。この沈殿をろ過し、メタノー
ル、次いで水で洗浄して、白色のポリジメチルシラン４
２０ｇを得た。
及び比較例を示す。 参考例１ ナトリウム４００ｇを含有する無水キシレンに、窒素ガ
ス気流下にキシレンを加熱還流させながら、ジメチルジ
クロロシラン１ｌを滴下し、引き続き１０時間加熱還流
し沈殿物を生成させた。この沈殿をろ過し、メタノー
ル、次いで水で洗浄して、白色のポリジメチルシラン４
２０ｇを得た。
【００２６】参考例２ 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−ブチルエーテル中、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、フェニル基
含有ポリボロシロキサン５３０ｇを得た。
を窒素ガス雰囲気下にｎ−ブチルエーテル中、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、フェニル基
含有ポリボロシロキサン５３０ｇを得た。
【００２７】実施例１ 参考例１で得られたポリジメチルシラン１００部に参考
例２で得られたフェニル基含有ポリボロシロキサン４部
を添加し、窒素ガス雰囲気中、３５０℃で５時間熱縮合
して、高分子量の有機ケイ素重合体を得た。この有機ケ
イ素重合体１００部を溶解したキシレン溶液にアルミニ
ウム−トリ−（ｓｅｃ−ブトキシド）を７部を加え、窒
素ガス気流下に３１０℃で架橋反応させることによっ
て、ポリアルミノカルボシランを合成した。
例２で得られたフェニル基含有ポリボロシロキサン４部
を添加し、窒素ガス雰囲気中、３５０℃で５時間熱縮合
して、高分子量の有機ケイ素重合体を得た。この有機ケ
イ素重合体１００部を溶解したキシレン溶液にアルミニ
ウム−トリ−（ｓｅｃ−ブトキシド）を７部を加え、窒
素ガス気流下に３１０℃で架橋反応させることによっ
て、ポリアルミノカルボシランを合成した。
【００２８】このポリアルミノカルボシランを２４５℃
で溶融紡糸した後、空気中１４０℃で５時間加熱処理し
た後、これを更に窒素中３００℃で１０時間加熱して不
融化繊維を得た。この不融化繊維を窒素中１５００℃で
連続焼成し、非晶質炭化ケイ素系繊維を得た。この非晶
質炭化ケイ素系繊維の化学組成は、Ｓｉ：５６％、Ｃ：
３０％、Ｏ：１３％、Ａｌ：０．６％、Ｂ：０．０５％
であった。この非晶質炭化ケイ素系繊維を３次元織物
（繊維割合は、Ｘ：Ｙ：Ｚ＝１：１：０．５）に成形し
た。
で溶融紡糸した後、空気中１４０℃で５時間加熱処理し
た後、これを更に窒素中３００℃で１０時間加熱して不
融化繊維を得た。この不融化繊維を窒素中１５００℃で
連続焼成し、非晶質炭化ケイ素系繊維を得た。この非晶
質炭化ケイ素系繊維の化学組成は、Ｓｉ：５６％、Ｃ：
３０％、Ｏ：１３％、Ａｌ：０．６％、Ｂ：０．０５％
であった。この非晶質炭化ケイ素系繊維を３次元織物
（繊維割合は、Ｘ：Ｙ：Ｚ＝１：１：０．５）に成形し
た。
【００２９】この３次元織物を７００ｔｏｒｒのアルゴ
ン気流中、１９００℃まで昇温して結晶化を行った。得
られた結晶性炭化ケイ素系繊維の化学組成は、Ｓｉ：６
７wt％、Ｃ：３１wt％、Ｏ：０．３wt％、Ａｌ：０．８
wt％、Ｂ：０．０６wt％で、原子比でＳｉ：Ｃ：Ｏ：Ａ
ｌ＝１：１．０８：０．００８：０．０１２であった。
この３次元織物を構成する結晶性炭化ケイ素系繊維の引
張り強度は２７０kg/mm2、弾性率は３２t/mm2で、緻密
なＳｉＣの焼結構造からなっていた。また、密度は２．
９ｇ／ｃｍ3であった。
ン気流中、１９００℃まで昇温して結晶化を行った。得
られた結晶性炭化ケイ素系繊維の化学組成は、Ｓｉ：６
７wt％、Ｃ：３１wt％、Ｏ：０．３wt％、Ａｌ：０．８
wt％、Ｂ：０．０６wt％で、原子比でＳｉ：Ｃ：Ｏ：Ａ
ｌ＝１：１．０８：０．００８：０．０１２であった。
この３次元織物を構成する結晶性炭化ケイ素系繊維の引
張り強度は２７０kg/mm2、弾性率は３２t/mm2で、緻密
なＳｉＣの焼結構造からなっていた。また、密度は２．
９ｇ／ｃｍ3であった。
【００３０】比較例１ 実施例１と同様にして合成した非晶質炭化ケイ素系繊維
を、１９００℃のアルゴン中で連続加熱処理して、結晶
性炭化ケイ素系繊維を得た。得られた繊維の化学組成
は、実施例１と同様Ｓｉ：６７wt％、Ｃ：３１wt％、
Ｏ：０．３wt％、Ａｌ：０．８wt％、Ｂ：０．０６wt％
で、原子比でＳｉ：Ｃ：Ｏ：Ａｌ＝１：１．０８：０．
００８：０．０１２で、引張り強度は２７０kg/mm2、弾
性率は３２t/mm2であった。この結晶性炭化ケイ素系繊
維を３次元織物に成形しようとしたところ、Ｚ軸方向の
繊維がことごとく切れ、実質的に３次元織物への成形加
工が出来なかった。
を、１９００℃のアルゴン中で連続加熱処理して、結晶
性炭化ケイ素系繊維を得た。得られた繊維の化学組成
は、実施例１と同様Ｓｉ：６７wt％、Ｃ：３１wt％、
Ｏ：０．３wt％、Ａｌ：０．８wt％、Ｂ：０．０６wt％
で、原子比でＳｉ：Ｃ：Ｏ：Ａｌ＝１：１．０８：０．
００８：０．０１２で、引張り強度は２７０kg/mm2、弾
性率は３２t/mm2であった。この結晶性炭化ケイ素系繊
維を３次元織物に成形しようとしたところ、Ｚ軸方向の
繊維がことごとく切れ、実質的に３次元織物への成形加
工が出来なかった。
【００３１】実施例２ 参考例１で得られたポリジメチルシラン１００部に参考
例２で得られたフェニル基含有ポリボロシロキサン０．
５部を添加し、窒素ガス雰囲気中、４１０℃で５時間熱
縮合して、高分子量の有機ケイ素重合体を得た。この有
機ケイ素重合体１００部を溶解したキシレン溶液にアル
ミニウム−トリ−（ｓｅｃ−ブトキシド）４部、及びマ
グネシウムアセチルアセトネート３部を加え、窒素ガス
気流下に３１０℃で架橋反応させることによって、アル
ミニウム並びにマグネシウムが導入された変成ポリカル
ボシランを得た。
例２で得られたフェニル基含有ポリボロシロキサン０．
５部を添加し、窒素ガス雰囲気中、４１０℃で５時間熱
縮合して、高分子量の有機ケイ素重合体を得た。この有
機ケイ素重合体１００部を溶解したキシレン溶液にアル
ミニウム−トリ−（ｓｅｃ−ブトキシド）４部、及びマ
グネシウムアセチルアセトネート３部を加え、窒素ガス
気流下に３１０℃で架橋反応させることによって、アル
ミニウム並びにマグネシウムが導入された変成ポリカル
ボシランを得た。
【００３２】この変成ポリカルボシランを２５５℃で溶
融紡糸した後、空気中１５０℃で３時間加熱処理し、さ
らに窒素中３００℃で９時間加熱して、不融化繊維を得
た。不融化繊維を１４５０℃で連続焼成し、非晶質炭化
ケイ素系繊維を合成した。この非晶質炭化ケイ素系繊維
の化学組成は、Ｓｉ：５３wt％、Ｃ：３３．４wt％、
Ｏ：１３wt％、Ａｌ：０．３４wt％、Ｂ：０．０１wt
％、Ｍｇ：０．３０wt％であった。
融紡糸した後、空気中１５０℃で３時間加熱処理し、さ
らに窒素中３００℃で９時間加熱して、不融化繊維を得
た。不融化繊維を１４５０℃で連続焼成し、非晶質炭化
ケイ素系繊維を合成した。この非晶質炭化ケイ素系繊維
の化学組成は、Ｓｉ：５３wt％、Ｃ：３３．４wt％、
Ｏ：１３wt％、Ａｌ：０．３４wt％、Ｂ：０．０１wt
％、Ｍｇ：０．３０wt％であった。
【００３３】この非晶質炭化ケイ素系繊維を実施例１と
同様の３次元織物に成形加工した後、常圧のアルゴン気
流中１８５０℃まで昇温して結晶化させた。得られた３
次元織物を構成する結晶性炭化ケイ素系繊維の化学組成
は、Ｓｉ：６６．５wt％、Ｃ：３２．５wt％、Ｏ：０．
２wt％、Ａｌ：０．４３wt％、Ｂ：０．０１wt％、Ｍ
ｇ：０．３８wt％で、引張り強度は２３０kg/mm2、弾性
率は３１t/mm2であった。この結晶性炭化ケイ素系繊維
の密度は２．８７ｇ／ｃｍ3であった。
同様の３次元織物に成形加工した後、常圧のアルゴン気
流中１８５０℃まで昇温して結晶化させた。得られた３
次元織物を構成する結晶性炭化ケイ素系繊維の化学組成
は、Ｓｉ：６６．５wt％、Ｃ：３２．５wt％、Ｏ：０．
２wt％、Ａｌ：０．４３wt％、Ｂ：０．０１wt％、Ｍ
ｇ：０．３８wt％で、引張り強度は２３０kg/mm2、弾性
率は３１t/mm2であった。この結晶性炭化ケイ素系繊維
の密度は２．８７ｇ／ｃｍ3であった。
【００３４】実施例３ 参考例１で得られたポリジメチルシラン１００部に参考
例２で得られたフェニル基含有ポリボロシロキサン０．
２部を添加し、窒素ガス雰囲気中、４２０℃で５時間熱
縮合して、高分子量の有機ケイ素重合体を得た。この有
機ケイ素重合体１００部を溶解したキシレン溶液にアル
ミニウム−トリ−（ｓｅｃ−ブトキシド）４部、及びイ
ットリウムアセチルアセトネート４部を加え、窒素ガス
気流下に３００℃で架橋反応させることによって、アル
ミニウム並びにイットリウムが導入された変成ポリカル
ボシランを得た。
例２で得られたフェニル基含有ポリボロシロキサン０．
２部を添加し、窒素ガス雰囲気中、４２０℃で５時間熱
縮合して、高分子量の有機ケイ素重合体を得た。この有
機ケイ素重合体１００部を溶解したキシレン溶液にアル
ミニウム−トリ−（ｓｅｃ−ブトキシド）４部、及びイ
ットリウムアセチルアセトネート４部を加え、窒素ガス
気流下に３００℃で架橋反応させることによって、アル
ミニウム並びにイットリウムが導入された変成ポリカル
ボシランを得た。
【００３５】この変成ポリカルボシランを２６５℃で溶
融紡糸した後、空気中１５５℃で３時間加熱処理し、さ
らに窒素中３００℃で１０時間加熱して、不融化繊維を
得た。不融化繊維をアルゴン中１４５０℃で連続焼成
し、非晶質炭化ケイ素系繊維を合成した。この非晶質炭
化ケイ素系繊維の化学組成は、Ｓｉ：５２．５wt％、
Ｃ：３４．５wt％、Ｏ：１２wt％、Ａｌ：０．３５wt
％、Ｂ：０．００５wt％、Ｙ：０．５６wt％であった。
融紡糸した後、空気中１５５℃で３時間加熱処理し、さ
らに窒素中３００℃で１０時間加熱して、不融化繊維を
得た。不融化繊維をアルゴン中１４５０℃で連続焼成
し、非晶質炭化ケイ素系繊維を合成した。この非晶質炭
化ケイ素系繊維の化学組成は、Ｓｉ：５２．５wt％、
Ｃ：３４．５wt％、Ｏ：１２wt％、Ａｌ：０．３５wt
％、Ｂ：０．００５wt％、Ｙ：０．５６wt％であった。
【００３６】この非晶質炭化ケイ素系繊維を実施例１と
同様の３次元織物に成形加工した後、常圧のアルゴン気
流中１９００℃まで昇温して結晶化させた。得られた３
次元織物を構成する結晶性炭化ケイ素系繊維の化学組成
は、Ｓｉ：６７wt％、Ｃ：３１．５wt％、Ｏ：０．１wt
％、Ａｌ：０．４１wt％、Ｂ：０．０１wt％、Ｙ：０．
７３wt％で、原子比でＳｉ：Ｃ：Ｏ：Ａｌ：Ｙ＝１：
１．１：０．００２６：０．００６４：０．００３４で
あった。この繊維の引張り強度は２４５kg/mm2、弾性率
は３２t/mm2であった。この結晶性炭化ケイ素系繊維の
密度は３．０１ｇ／ｃｍ3であった。
同様の３次元織物に成形加工した後、常圧のアルゴン気
流中１９００℃まで昇温して結晶化させた。得られた３
次元織物を構成する結晶性炭化ケイ素系繊維の化学組成
は、Ｓｉ：６７wt％、Ｃ：３１．５wt％、Ｏ：０．１wt
％、Ａｌ：０．４１wt％、Ｂ：０．０１wt％、Ｙ：０．
７３wt％で、原子比でＳｉ：Ｃ：Ｏ：Ａｌ：Ｙ＝１：
１．１：０．００２６：０．００６４：０．００３４で
あった。この繊維の引張り強度は２４５kg/mm2、弾性率
は３２t/mm2であった。この結晶性炭化ケイ素系繊維の
密度は３．０１ｇ／ｃｍ3であった。
【００３７】実施例４ 参考例１で得られたポリジメチルシランを、窒素ガス雰
囲気中、４７０℃で１０時間熱縮合して、高分子量の有
機ケイ素重合体を得た。この有機ケイ素重合体を３２０
℃で溶融紡糸し、ヘリウム中電子線照射して不融化を行
った後、１０００℃で連続焼成して非晶質炭化ケイ素系
繊維を得た。この非晶質炭化ケイ素系繊維を実施例１と
同様の３次元織物に成形加工した後、１３００℃の水素
中で加熱処理し、結晶性炭化ケイ素系繊維からなる３次
元織物を得た。この織物を構成する繊維の化学組成は、
Ｓｉ：６８．８wt％、Ｃ：３１．０wt％、Ｏ：０．２wt
％であった。この繊維の弾性率は３５t/mm2、密度は
２．９５ｇ／ｃｍ3であった。
囲気中、４７０℃で１０時間熱縮合して、高分子量の有
機ケイ素重合体を得た。この有機ケイ素重合体を３２０
℃で溶融紡糸し、ヘリウム中電子線照射して不融化を行
った後、１０００℃で連続焼成して非晶質炭化ケイ素系
繊維を得た。この非晶質炭化ケイ素系繊維を実施例１と
同様の３次元織物に成形加工した後、１３００℃の水素
中で加熱処理し、結晶性炭化ケイ素系繊維からなる３次
元織物を得た。この織物を構成する繊維の化学組成は、
Ｓｉ：６８．８wt％、Ｃ：３１．０wt％、Ｏ：０．２wt
％であった。この繊維の弾性率は３５t/mm2、密度は
２．９５ｇ／ｃｍ3であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋谷 昌樹 山口県宇部市大字小串1978番地の５ 宇部 興産株式会社宇部研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】 密度が２．７ｇ／ｃｍ3以上で、弾性率
が２５０ＧＰａ以上である結晶性炭化ケイ素系繊維から
構成されてなる不織布又は織物。 - 【請求項２】 密度が２．７ｇ／ｃｍ3以上で、強度及
び弾性率がそれぞれ２ＧＰａ以上及び２５０ＧＰａ以上
で、ＳｉＣの焼結構造からなる結晶性炭化ケイ素系繊維
から構成されてなる不織布又は織物。 - 【請求項３】 密度が２．７ｇ／ｃｍ3以上であり、重
量割合で、Ｓｉ：５５〜７０％、Ｃ：２８〜４５％、Ａ
ｌ：０．０６〜３．８％及びＢ：０．０６〜０．５％か
らなり、ＳｉＣの焼結構造からなる結晶性炭化ケイ素系
繊維から構成されてなる不織布又は織物。 - 【請求項４】 密度が２．７ｇ／ｃｍ3以上であり、重
量割合で、Ｓｉ：５５〜７０％、Ｃ：２８〜４５％、Ａ
ｌ：０．０６〜３．８％及びＢ：０〜０．２％、及び
Ｙ：０．０６〜３．８％及び／又はＭｇ：０．０６〜
３．８％からなり、ＳｉＣの焼結構造からなる結晶性炭
化ケイ素系繊維から構成されてなる不織布又は織物。 - 【請求項５】 密度が２．７ｇ／ｃｍ3以上であり、重
量割合で、Ｓｉ：５５〜７０％、Ｃ：３０〜４５％から
なり、ＳｉＣの多結晶構造からなる結晶性炭化ケイ素系
繊維から構成されてなる不織布又は織物。 - 【請求項６】 Ａｌを０．０５〜３重量％、Ｂを０．０
５〜０．４重量％、及び余剰の炭素を１重量％以上含有
する非晶質又は微結晶質炭化ケイ素系繊維を不織布又は
織物に加工した後、１６００〜２１００℃の範囲内の温
度で、不活性ガス中で加熱処理することを特徴とする請
求項１〜３記載の結晶性炭化ケイ素系繊維の不織布又は
織物の製造方法。 - 【請求項７】 Ａｌを０．０５〜３重量％、Ｂを０〜
０．１重量％、Ｙを０．０５〜３重量％及び／又はＭｇ
を０．０５〜３重量％、及び余剰の炭素を１重量％以上
含有する非晶質又は微結晶質炭化ケイ素系繊維を不織布
又は織物に加工した後、１６００〜２１００℃の範囲内
の温度で、不活性ガス中で加熱処理することを特徴とす
る請求項１、２又は４記載の結晶性炭化ケイ素系繊維の
不織布又は織物の製造方法。 - 【請求項８】 ケイ素を５７〜７０重量％、炭素を３０
〜４３重量％の範囲内で含有する非晶質又は微結晶質炭
化ケイ素系繊維を不織布又は織物に加工した後、８００
〜１８００℃の範囲内の温度で、水素中で加熱処理する
ことを特徴とする請求項１又は５記載の結晶性炭化ケイ
素系繊維の不織布又は織物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26854297A JP3381575B2 (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 結晶性炭化ケイ素系繊維の不織布又は織物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26854297A JP3381575B2 (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 結晶性炭化ケイ素系繊維の不織布又は織物及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11107051A true JPH11107051A (ja) | 1999-04-20 |
| JP3381575B2 JP3381575B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=17459983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26854297A Expired - Lifetime JP3381575B2 (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 結晶性炭化ケイ素系繊維の不織布又は織物及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3381575B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011231438A (ja) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Gunze Ltd | 丸編みされた結晶性炭化ケイ素系繊維構造物で強化された炭化ケイ素系複合材料 |
-
1997
- 1997-10-01 JP JP26854297A patent/JP3381575B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011231438A (ja) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Gunze Ltd | 丸編みされた結晶性炭化ケイ素系繊維構造物で強化された炭化ケイ素系複合材料 |
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| JP3381575B2 (ja) | 2003-03-04 |
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