JPS5850196B2 - 炭化ケイ素製品の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炭化ケイ素繊維を含む炭化ケイ素製品に関す
る。

従来、炭化ケイ素繊維には不連続状のウィスカー、マた
、連続状のものとしてタングステン線、ホウ素繊維等を
芯線とする複合繊維が一般に用いられている。

前記不連続状のウィスカーは気相反応による化学蒸着法
または溶融塩の電解法等により製造され、高密度で高強
度のものが得られるが、繊維長は約数＋朋以下と非常に
短く、その上不規則に生長しているため繊維にたわみ性
が欠け、従ってウィスカー自体、あるいはウィスカーと
他の工業材料（例えば金属、プラスチック、ゴム、木材
、耐火物等）との複合材料として任意の形状に加工して
用いる場合、繊維を所定方向に揃えることが困難である
ため、機械的強度が弱い。

タングステン線、ホウ素繊維等を芯線とする複合繊維は
芯線上に主として気相法により炭化ケイ素を被覆させて
得られるが、繊維直径の調整が困難で、また生産性が低
く、コスト高なものになる等の欠点がある。

一方、連続状の繊維としては、米国特許第３４０３００
８号明細書に記載の如く、パーナート・エッチ・ハムリ
ングによる炭化ケイ素繊維および成形品の製法が開示さ
れている。

この方法は、ビスコースレーヨンのトウを液体四塩化ケ
イ素中に浸漬処理してケイ化反応させて後、このケイ化
レーヨンを管状炉に入れ、１〜ｌＯμＨ１の真空下に５
０℃／時間の速度で１０００〜２０００℃まで焼成して
炭化ケイ素繊維を得るものである。

得られた繊維は０．５μより小さい結晶粒度を持つ結晶
質の炭化ケイ素と黒鉛の混合物から成り、繊維の直径は
約２０μ、繊維長は直径の４００倍以上であり、多少の
たわみ性および強度を有していると記載されているが、
しかしこの繊維の引張り強さは１００，０００７ｂ／
ｉ ｎ２程変のものであり、十分な強度のものと言えな
い。

本発明の目的は、高強度でかつ安価な炭化ケイ素製品を
提供することにある。

このため、本発明者等が先に発明した特公昭５７−２６
５２７号（特願昭５０−５０２２３号）、特開昭５１−
１３０３２４号（特願昭５０−５２４７１号）、特公昭
５７ ５３８９２号（特願昭５０−５２４７２号）、特
開昭５１−１４９９２５号（特願昭５０−５８０３３号
）、特開昭５１−１４９９２６号（特願昭５０−５８０
３４号）１こより出願した方法により得られた新規な炭
化ケイ素の連続長繊維を用いることによる、任意の形状
の複合材料としての炭化ケイ素製品の製造法に係るもの
ですなわち、ケイ素と炭素とを主な骨格成分とする有機
ケイ素高分子化合物の紡糸を焼成してなる炭化ケイ素繊
維の集合体を得る工程と、該集合体を構成する炭化ケイ
素繊維の外周表面または該集合体に内在する空隙の少な
くとも一部分を有機材料又は黒鉛、炭素、セメント、ガ
ラスのうちから選ばれる少なくとも１種の有機又は無機
材料をもって被覆、充填してなる炭化ケイ素製品を得る
工程との結合よりなることを特徴とする炭化ケイ素製品
の製造方法に関するものである。

本発明において使用される原料としては、ケイ素と炭素
とを主な骨格成分とする有機ケイ素高分子化合物、例え
ば「有機ケイ素化合物の化学」（株）化学同人発行熊田
誠著に示すような下記の如き分子構造を有するものをさ
すものとする。

に）前記（イ）〜（ハ）記載の骨格成分を鎖状、環状及
び三次元構造のうち少なくとも一つの部分構造として含
むもの又は（イ）、（０）、ｅ→の混合物。

前記の分子構造を有するもののうち本発明において使用
して好ましい原料は次のようである。

ｎ−１、ポリ（シルメチレンシロキサン）ｎ＝２、ポリ
（シルエチレンシロキサン）ｎ＝６、ポリ（シルフェニ
レンシロキサン）ｎ＝１、ポリ（メチレンオキシシロキ
サン）ｎ＝２、ポリ（エチレンオキシシロキサン）ｎ−
６、ポリ（フェニレンオキシシロキサン）ｎ＝１２、ポ
’）（ジフェニレンオキシシロキサン） ｎ ＝ １、ポリシルメチレン ｎ−２、ポリシルエチレン ｎ−３、ポリシルトリメチレン ｎ＝６、ポリシルフェニレン ｎ−１２、ポリシルジフェニレン に）前記（イ）〜（→記載の骨格成分を鎖状、環状及び
三次元構造のうち少なくとも一つの部分構造として含む
もの、又は（イ）、（ロ）、り→の混合物。

本発明方法において、出発原料として、ケイ素と炭素を
主な骨格成分とする有機ケイ素高分子化／ 合物を必要とする理由は、側鎖としてケイ素あるいは炭
素が存在しても、加熱により容易に分解揮発するが、一
方骨格成分を構成するケイ素と炭素は加熱によっても容
易には分解揮発せず、かつケイ素と炭素とが高温度にお
いて結合してＳｉＣを生成させることができるからであ
る。

しかしながら、前記有機ケイ素高分子化合物は、前述の
如く低分子量重合体を含有しているため、該低分子量重
合体を溶媒をもって抽出、除去する必要があるが、本発
明者等は種々研究の結果、前記抽出除去工程を省き、こ
れに代え、該有機ケイ素高分子化合物とを低分子量重合
体と共存したままで、５０〜７００℃の温度範囲内で十
分に熟成し、前記有機ケイ素高分子化合物中の低分子量
重合体を重合させ、高分子量重合体として後紡糸用の溶
媒中に溶解するか、もしくは加熱溶融して紡糸原液を造
りこれを紡糸、該紡糸を真空中にて加熱して低分子化合
物を揮発させ、さらに真空中、窒素ガスを除く不活性ガ
ス、ＣＯガス、水素ガスのうちから選ばれる倒れかの雰
囲気中で高温焼成してＳｉＣを生成させるシリコンカー
バイト繊維の製造方法によると安価に高強変シリコンカ
ーバイド繊維を製造出来る。

上述の方法において、有機ケイ素高分子化合物を熟成す
る理由は、前記有機ケイ素高分子化合物中の低分子量重
合体を熟成によって重合させることにより、前記低分子
量重合体を高分子量重合体に変化させることができるた
めである。

なお、上述の熟成前の有機ケイ素高分子化合物は約５０
０〜５０００に分布した分子量を有するものであり１０
００位より低い分子量のものもかなり多量存在する。

上述の方法により熟成すると、低分子量重合体は重合し
て高分子量重合体に変化し、１０００より低い低分子量
重合体の分布量比率は非常に少なくなる。

この熟成を行う雰囲気としては、真空中あるいは空気、
酸素、不活性ガス、水素ガス、（，２０ガス、アンモニ
アガス、ＣＯ２ガス、炭化水素ガスのうちから選ばれる
倒れかのガス雰囲気とし、必要に応じて加圧下で熟成す
ることができるこのうち空気、酸素、アンモニアガスの
いずれか１種を使用した場合酸素あるいは窒素原子は低
分子量重合体を重合させる架橋作用を有するから有利に
使用することができる。

前記熟成は、真空、常圧または加圧下で行うことができ
真空下では低分子化合物の蒸発が促進される効果があり
、加圧下では有機ケイ素高分子化合物中に含まれる分子
量１ｏｏｏ以下の低分子量化合物を揮散させず重合させ
て高分子量化合物とするため製品の歩留が向上する。

本発明方法において、前記有機ケイ素高分子化合物を熟
成する温度が５０℃より低いと重合反応が極めて遅く経
済的でなく、７００℃を越えると前記化合物の重縮合反
応が激しくなるから、熟成温度は５０〜７００℃の範囲
内とする必要があり、雰囲気の種類、原料の種類、原料
の平均分子量等によって熟成温度の好適温度範囲は異な
るが、空気、酸素、アンモニアガス雰囲気下では一般に
８０〜３００℃の範囲で良い結果が得られ、不活性ガス
、水素ガス、ＣＯガス、ＣＯ２ガス、炭化水素ガス雰囲
気中では一般に１２０〜４５０℃の範囲で良い結果が得
られる。

前記熟成をさせるための保持時間は、熟成温度と関係し
、温度が高いと保持時間は短かくてよいが、高温度下で
はともすれば分解ならびに必要以上の架橋反応が生起す
るので高温度加熱のときは加熱時間を短くする必要があ
る。

然し低温加熱のときは加熱時間を長くする必要がある。

どちらかというと、低温側で時間をかりた方が良い結果
が得られ、前記好適温度下では、一般に３０分乃至１０
０時間の保持が好ましい。

前記熟成した有機ケイ素高分子化合物を、該化合物を可
鼎する溶媒、例えばベンゼン、ヘキサン、エーテル、テ
トラヒドロフラン、ヂオキサン、クロロホルムその他の
溶媒に溶解させ、通常用０１られる合成繊維紡糸装置に
より紡糸することができる。

あるいは前記熟成した有機ケイ素高分子化合物を加熱融
解させ、前記紡糸装装置により紡糸することもできる。

この際の糸の直径は用途により任意の直径とすることが
できる。

前記紡糸した糸を真空中で予備加熱する目的は系中にわ
ずかながら残留してｏする低分子量重合体ならびに加熱
による重縮合反応の結果生成する低分子量化合物を蒸発
除去させることにある。

このように予備加熱して低分子化合物を蒸発除去した後
に、高温焼成するとＳｉＣ生成反応がよく進行し、強度
の大なるシリコンカーバイド繊維が得られる。

前記真空中の加熱において５００℃位かう易揮発性成分
の蒸発が著しくなり、７００℃附近で蒸発が弱まり、Ｓ
ＯＯ℃前後からＳｉＣの初期生成がＸ線回折により認め
られる。

さらに温度を上昇させるとＳｉＣの結晶が発達する。

しかしながら温度が２０００℃を越えるとＳｉＣが分解
するから、高温焼成温度は２０００℃以下８００℃以上
とすることが必要である。

尚本発明の実施にあたり、高温焼成の際の雰囲気を種々
変でも実施可能である。

即ち前記真空加熱工程中易揮発戒分を蒸発させるために
必要な約８００℃まで予備加熱した後、窒素ガスを除く
例えばアルゴン、ヘリウム等の不活性ガス、ＣＯガスま
たは水素ガス雰囲気中で８００℃以上２０００℃以下に
高温焼成する強度の犬なるシリコンカーバイド繊維が得
られる。

本発明のシリコンカーバイド繊維は主としてβＳｉＣ結
晶の超微粒子より形成されており、１１００℃、１３０
０℃、１５００℃の真空中で高温焼成して製造した該繊
維の結晶の平均粒径はそれぞれ約２０人、３０人、８０
人であり、かかる超微粒子ＳｉＣ結晶粒径よりなるシリ
コンカーバイド繊維は従来知られていない。

１３００℃の真空中で焼成製造した本発明のシリコンカ
ーバイド繊維の強度ならびに弾性率は第１表のようであ
り、かかる引張強さの犬なるシリコンカーバイ ド繊維は従来知られていない。

本発明のシリコンカーバイド繊維の弾性率は現在知られ
ている各種繊維の内で弾性率の最も大きい炭素繊維のそ
れにつぎ、ガラス繊維の約６倍となっている。

１５００℃の真空中で焼成製造した本発明のシリコンカ
ーバイド繊維につき、Ｘ線ディフラクト法により調査し
た回折図形は、第３図に示すように２θ中３６°、６０
０．７２°の３本の回折ピークがあり、この繊維中のＳ
ｉＣ結晶はβ−８ｉＣ結晶であることが判る。

さらに前記種々の温度で高温焼成したシリコンカーバイ
ド繊維をＸ線透過ラウェ法により測定したラウェ写真を
第１〜第３図に示す。

第１図は１２００℃の真空中で焼成したシリコンカーバ
イド繊維のラウェ写真、第２図は１３００℃の真空中で
焼成したシリコンカーバイド繊維のラウェ写真、第３図
は１５００℃の真空中で焼成したシリコンカーバイド繊
維のラウェ写真である。

前記ラウェ写真の回折環のうち一番内側のものはβ−８
ｉＣ（１１１）面による回折環であり、焼成温度の上昇
に従って回折環が明確になりβ−８ｉＣ結晶が成長じて
ゆく状態がわかる。

また前記回折環に回折斑点が見られないことから前記β
−８ｉＣ結晶は極めて小さい粒子であることが明白であ
る。

前記ＳｉＣ結晶の平均粒径は下記の式によって算出する
ことができる。

Ｌ：平均粒径（４） λ：Ｘ線波長の β：回折ピークの半値幅（ラジアン） θニブラックの反射角 前記式によって高温焼成温度を種々変化させて焼成した
シリコンカーバイド繊維中のＳｉＣ結晶の大きさを求め
ると、例えば１１００℃の真空中で焼成したシリコンカ
ーバイド繊維中のＳｉＣ結晶の平均粒径は約２０人であ
り、１２００℃の真空中で焼成したシリコンカーバイド
繊維中のＳｉＣ結晶の平均粒径は約３０人であり、１５
００℃の真空中で焼成したシリコンカーバイド繊維中の
ＳｉＣ結晶の平均粒径は約８０人であり、シリコンカー
バイド繊維の焼成温度とＳｉＣ結晶の平均粒径との関係
を求めると第４図に示すように、焼成温度が高くなるに
従ってＳｉＣ結晶の平均粒径が大きくなっている。

本発明のシリコンカーバイド繊維は、その製造の際の焼
成温度を高くするに伴ってその強度が低下し、かつ平均
結晶粒径が大きくなる。

焼成温度と強度との関係、ならびに強度とＳｉＣ結晶の
平均粒径との関係を第４〜５図に示す。

これらの図から結晶粒径と強度とは逆比例することが明
白であり、本発明のシリコンカーバイド繊維が非常に大
きい強度を有する原因は、前記従来知られていない超微
粒の結晶より構成されているからであると推考される。

１５００℃の真空中で焼成して得られた本発明のシリコ
ンカーバイド繊維中のＳｉＣ結晶を加速電圧１０００Ｋ
Ｖの超高圧電子顕微鏡によって観察した第６〜９図に示
す写真のうち第６図は５．０００倍で撮影したシリコン
カーバイド繊維の写真であり、該繊維の表面がきわめて
平滑であることがわかる。

第７図は２０，０００倍で撮影したシリコンカーバイド
繊維の写真であり、厚さの薄い周辺部だけを電子線が透
過するため、ＳｉＣ結晶粒子の挟体が見られ、全面的に
分布した平均粒径約５０人の粒子の間に極く小数の１０
０〜１０００人の粒径が点在している。

第８図はシリコンカーバイド繊維の切断端面を２０，０
００倍で撮影した写真であり、全面的に分布した約５Ｏ
Ａの粒子の間に極く小数の１００〜１０００人の大きい
粒子が点在している。

第９図はシリコンカーバイド繊維の切断端面を５０，０
００倍で撮影した写真であり、約５０人の粒子が一様に
分布し、極く小数の大きい１００〜１００ＯＡの粒子が
点在しているが、シリコンカーバイド繊維を主に構成し
ているのは約５０人の微細粒子であることがわかる。

本発明のシリコンカーバイド繊維は超微粒の結晶で構成
されており、そのため従来予測できない程大きい強度が
得られた考えられるが、その理由としては、 （１） 局所的応力集中が密変の高い結晶粒界を通じ
て分散するため、変形に要する応力が大きい。

（２）結晶が超微粒子であるため結晶粒中に変形に必要
な転位の存在する余地がない。

（３）結晶粒径が非常に小さいため粒の見掛上の表面張
力が異常に大きくなり、変形に要する応力が犬となる。

（４） シリコンカーバイド繊維の表面が平滑で凹凸
がないため、凹凸部へ応力が集中することによる強度の
低下要因がない。

等によるものと考えられる。

この繊維の直径は０．１〜１０００μ、またフィラメン
ト数は１〜２００００程変まで製造が可能である。

繊維の特性はその繊維直径によっても異るが、一般に細
い程、特性的に望ましい。

繊維直径が５〜３０μ程度であるとき、その引張り強さ
は２００〜６００ Ｋｙ／ｖｔ？ｔ、以上、弾性率は３
０〜５０ｔｏｎ／ｉｙＮ 程度有しており、特にたわ
み性に富み、任意形状に成形および加工が容易である。

本発明に用いられる炭化ケイ素繊維はモノフィラメント
、ヤーン、トウ、フェルト、ストランド、クロス、チョ
ップ、編組品、綿状物等の各種繊維形状のもの、および
繊維を微粉砕した粉末状のものを含む。

炭化ケイ素繊維は各種結合剤との濡れが非常に良好で、
その接合強度も非常に大で−ある。

しかし、炭化ケイ素繊維は結合剤（例えば水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム等）と高温で反応を起し易いよう
な場合、あるいは濡れにくい場合は、繊維表面の保護や
表面状態の向上のため、表面の化学的酸化、またはゴム
、合成樹脂、炭素、黒鉛、ガラス、セメントの何れかを
蒸着、電着、溶射、スプレー、塗布、浸漬、含浸等の通
常の方法、手段により表面処理を行った繊維も本発明に
含まれるものである。

炭化ケイ素繊維の繊維相互間の接合のための有効な結合
剤としては、炭素、黒鉛、セメント、耐火・耐酸セメン
ト、ガラス、リン酸塩（例えば第一リン酸アルミニウム
、第一リン酸アルミニウム・クロム等）の倒れかの無機
質結合剤、また天然あるいは合成樹脂（例えば、トルエ
ン樹脂、キシレン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂
、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フラン樹脂
、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ケイ素
樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン
、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルアセクール、ポリメタクリル酸エステル
、ポリアクリル酸誘導体、ポリアクリル酸アミド、ポリ
エーテル、飽和ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ
アクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、ナイロン、
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフルオロエ
チレン等の熱可塑性樹脂、その他ポリイミド、ポリベン
ズイミダゾール、フリーデルクラフト樹脂、ポリフェニ
レン、フェノールアラルキルエーテルの縮合物、ポリキ
ノキサリン等の耐熱樹脂など）、天然あるいは合成ゴム
（例えばアクリロニトリル、ブタジェン共重合ゴム、ス
チレン−ブタジェン共重合ゴム、ポリウレタンゴム、ク
ロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、イソプレ
ンゴム、シリコンゴム、弗素ゴム、ポリサルファイドゴ
ム、エチレン−プロピレンゴム、塩素化ポリオレフィン
ゴムなど）、瀝青質物（ピッチ、タールなど）等の有機
質結合剤のうちから選ばれる何れか１種または２種以上
を用いることができる。

とくに高純度を要求される半導体製造用治具材に用いる
場合は、結合剤として、炭素、黒鉛が好ましい。

炭化ケイ素繊維の繊維相互間の接合は、結合剤を介して
全く一体化させたもの、あるいは製品の形状を保つ程度
に極く一部分のみ接合させたものでも良く、要するに製
品の用途、使用条件に応じて必要な程度になされていれ
ばよい。

炭化ケイ素繊維の特性を十分に活かし、高強度で高弾性
の製品、さらには緻密で、不浸透性の炭化ケイ素製品を
得るには、製品中の炭化ケイ素繊繊の容積比を５０〜７
０％とし、必要に応じて加圧成型、加圧含浸等により結
合剤と強固に接合させた一体代品とすることが望ましい
。

本発明において炭化ケイ素繊維と前記結合剤と共にその
他の工業材料を組合せて用いることができる。

その工業材料としては、（１）繊維状物（例えばステン
レススチール、タングステン、モリブデン、ベリリウム
等の金属繊維ニガラス、アルミナ、ジルコニア、炭素、
黒鉛、窒化ホウ素、アスベスト等の無機繊維；ホウ素−
タングステン、ホウ素−石英、炭化ホウ素−ホウ素−タ
ングステン、炭化ケイ素−タングステン、ホウ化チタン
等の複合繊維：アルミナ、酸化ベリリウム、炭化ホウ素
、窒化ケイ素黒鉛等のセラミックウィスカー；クロム、
銅、鉄、ニッケル等の金属ウィスカー；ビニロン、ポリ
アミド、ポリエステル、芳香族ポリマー、ポリベンズイ
ミダゾール、ポリフルオロカーボン、アラミド、フェノ
ール系、ポリフェニレンオキサジアゾール等の有機繊維
；有機繊維を熱分解して得られた耐炎繊維等）； （２）板、棒、管その他任意形状に加工された成形品（
例えば鉄、亜鉛、アルミニウム合金、銅合金その他の金
属、ゴム、プラスチック、木材、コンクリート、ガラス
、陶磁器、炭素、黒鉛等３（３）粉粒体、球体などの充
填材（例えばケイ砂、石英、ツバキュライト、トリポリ
、ケイ藻土なとのシリカ系：合成無定形シリカ；カオリ
ナイト、雲母、滑石、ウオラストナイト、アスベスト、
ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等のケイ酸塩；
ガラス粉末、ガラス球、中空ガラス球、ガラスフレーク
、泡ガラス球等のガラス体：炭酸カルシウム；酸化亜鉛
、アルミナ、マグネシア、酸化チタン、酸化ベリリウム
等の金属酸化物：硫酸バリウム、二硫化モリブデン、二
硫化タングステン、弗化炭素その他無機物；アルミニウ
ム、ブロンズ、鉛、ステンレススチール、亜鉛等の金属
粉末；カーボンブラック、コークス、黒鉛、熱分解炭素
、中空カーボン球等のカーボン体；木粉、穀粉、α−セ
ルローズ等のセルローズ品：ポリエチレン粉末、フッ素
樹脂粉末、中空プラスチック球等のプラスチック品など
）、 （４）その他顔料、安定剤、難燃剤、潤滑剤等の添加剤 などから適宜選択して用いることができる。

本発明の炭化ケイ素製品は、その強度、弾性、耐食性、
耐摩耗性及びとくに耐熱性に優れているため、棒、板、
管、テープ、布、不織布、フェルト、紙、綿、紐、網、
編組面等の形状の他、目的とする任意形状に成形加工し
て各種用途に用いることができる。

特に合成樹脂を結合剤として用いる場合は、ＦＲＰの成
形法を準用することができる。

炭化ケイ素繊維と結合剤はプリプレグクロス、マット、
ローピンク、フリミックスコンパウンド、ＢＭＣ（ｂｕ
ｌｋ ｍｏｌｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、Ｓ Ｍ
Ｃ（ｓｈｅｅｔ ｍｏｌｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕ
ｎｄ）等の方法により成形材料をつくる。

これ−ら成形材料から主として次の方法により各種ケイ
素製品の成形を行うことができる。

（１）バンドレイアップ法・・・槽、プール、ダクト、
ハウジング類、トラックやバスの一部の成形、（２）ス
プレーアップ法・・・ボート、クンクライニング、バス
タブ、槽、ハウジング等の成形、（３）ＳＭＣ成形法・
・・槽、箱の成形、（４）プＩＪ ミックス成形法・・
・管、箱、板、槽の成形（射出成形、トランスファ成形
、圧縮成形ができる）、 （５） フィラメントワインディング法・・・パイプ
、タンク胴体、パイプの補強、ダクト類の成形、（６）
連続パネル法・・・平板、波板、ハニカムサンドイツ４
等の成形、 （７）プルトルージョン法（引抜成形法）・・・パイプ
、ロッド、チャンネル、角パイプ、１ビーム等の成形、
橋梁架用ＦＲＰ管、架台、支柱、支柱枠、サツシ、サン
ドインチ板、 （８）コールドプレス成形法・・・タンク、クーリング
タワー、ボート、建築用コンテナ、自動車列装部品、工
作機械カバー等の成形、 （９）加圧、減圧ゴム袋法、 （１０） レジンインジェクション法。

これら成形法は樹脂の状態により次のように分類される
。

（１）積層成形法（湿式積層法、乾式積層法）（２）コ
ンパウンド成形法（プリプレグ法、プリミックス法、化
学濃縮法） さらに、各成形法において成形温度によって分類される
次の方法もある。

（１）常温成形法 （２）加熱成形法 （３）ラジエーション成形法 上記の成形法は成形品に要求される性能により２つ以上
併用することがある。

合成樹脂および瀝青質物等の有機結合剤を用いた複合材
料を、さらに３００〜２０００℃に加熱処理して炭素化
して炭素を結合剤とする本発明の炭化ケイ素製品を得る
ことができる。

製品の緻密化、不浸透化を向上させるため、さらに結合
剤を含浸し、ついで加熱、炭素化する方法あるいは熱分
解炭素または熱分解黒鉛を気相熱分解により気孔部へ沈
着させる方法を併用してもよい。

炭素を結合剤とする炭化ケイ素製品は特にブレーキ材、
高温用ガスケット特に有効に使用できる。

こうして得られた成形品は次のような用途に供すること
ができる。

（１）建築用材料−・・パネル、ドーム、トレーラ−ハ
ウス、壁、天井材、床材、クーリングクワ−１浄化槽、
汚水タンク、給水タンク、給湯用配管、排水管等、 （２）航空機、宇宙開発用機器材・・・胴体、翼、ヘリ
コプタ−のドライブシャフト、ジェットエンジンのコン
プレッサー ロータ、ステータ、ブレード、コンプレッ
サーケーシング、ハウジング、ノーズコーン、ロケット
ノズル、ブレーキ材、タイヤコード等、 （３）船舶用材料・・・ボート、ヨツト、漁船、作業用
船等、 （・０ 陸上輸送機器材料・・・車輛の前頭部、側板、
屋根、水タンク、便所ユニット、座席、自動車のボディ
、コンテナ、道路標識、ガードレール、パレット、タン
クローリ−用タンク、自転車、オードパ、イ等、 （５）耐食機器材料・・・タンク類、塔類ダクト、スタ
ッフ類、パイプ類等、 （６）電気材料・・・面発熱体、バリスター、点火器、
熱電灯等、 （７）スポーツ用品・・・ボート、洋弓、スキー、スノ
ーモビル、水上スキー、グライダ−機体、テニスラケッ
ト、ゴルフシャフト、ヘルメット、バット、レーシング
ジャ・ゲット等、 （８）機械要素・・・ガスケット、パツキン、ギヤ、ブ
レーキ材、摩擦材、研摩研削材等、 （９）医療用機器材料・・・義歯、義肢等、（１０）音
響用機器材料・・・カンチレバー、トーンアーム、スピ
ーカ・−コーン、ボイスコイル等。

以下に本発明の炭化ケイ素製品を実施例について述べる
。

実施例 ｌ ドデカメチルシクロヘキサシランをオートクレーブ中、
４００℃で４８時間熱処理し、シリコンポリマーを得た
。

このシリコンポリマー１０１を１００ｃｃのｎ−ヘキサ
ンに溶かし、この溶液に３００ｃｃのアセトンを加え、
不溶分は約６０％であった。

この不溶分をベンゼンに醇かし、乾式紡糸法により、紡
糸液温度２５℃で紡糸速度１００ｍ／分にて紡糸し直径
１０μｍのシリコンポリマーの繊維を得た。

この繊維を充分乾燥した後、真空中（ＬＸ １０− ｒ
ｒａｎＨ？ ）で８００〜１０００℃まで約２時間乃至
４８時間、平均して１２時間かけて昇温熱処理し、黒色
の金属光沢をもった繊維が約４０〜６０％の収率で得ら
れた。

この繊維をさらに１８００℃までアルゴンガス雰囲気中
で再熱処理し炭化ケイ素繊維が得られた。

さらに１８００℃まで加熱した繊維の引張強さは９８Ｋ
ｑ／−あった。

類例 ２ ジメチルジクロルンランから合成された鎖状ポリジメチ
ルシラン←Ｓ ｉ −８ｉ＋ｎ１０ Ｌ？をオートクレ
ーブに入れ、アルコン雰囲気中で４００℃、圧力５０気
圧、４８時間加熱した。

反応生成物をエーテルに溶かし、不溶分を除去した溶液
を蒸発させ、４．３１の固体を得た。

この固体の平均分子量は５００〜１５００の間にあり、
これを５０ｃｃのヘキサンに涼かし、２００ｃｃのアセ
トンと混合して沈殿を得た。

この沈殿をベンゼンに躊かし、温度２５℃で乾式紡糸法
で直径約ｉｏμｍに紡糸した。

かくして得た糸を真空中１０００℃まで１０時間徐々に
加熱した。

この糸の引張強さは７２３に９／−であった。

実施例 ３ ジメチルポリシルトリメチレン ＣＨ３ モＳｉ−ＣＨ２ＣＨ２Ｃ）（２＋。

ＣＨ２ １０１を１００ｃｃのベンゼンに爵かし４００ＣＣのア
セトンと混合し、６８Ｌ？の沈殿を得た。

この沈殿をベンゼンに躊かした温度３０℃で乾式紡糸に
て直径１０μｍに紡糸した。

この紡糸された糸を充分乾燥した後、常温力）ら１００
０℃まで真空中にて１２時間かけ、ゆっくり昇温しで５
９．８係の金属光沢をもった炭化ケイ素繊維を得た。

この繊維強度は６１０に９／−あり、さらに黒鉛ルツボ
に密閉して１８００℃まで熱処理した。

この繊維の引張強さは８０Ｋｑ／−であった。

実施例 ４ ポリ（フェニレンオキシシロキサン）５０ｆを３０．０
ｃｃのベンゼンに溶かし５００ｃｃの７七トンを加え沈
殿物を得た。

この沈殿物をベンゼンに溶かし、紡糸液の温度を５０℃
にして１５０ｍ／分の速度で乾式紡糸をおこなって直径
１０μｍの繊維を得た。

この繊維を真空中（ＩＸＩＯ”ｗｎＨ？）にて常温から
８００℃まで６時間で昇温熱処理した。

この熱処理繊維をさらに８００℃以上１８００℃までヘ
リウムガス雰囲気にて再熱処理して炭化ケイ素繊維を得
た。

この繊維の引張強さは８９Ｋｌ；／／−であったが、耐
酸化性は１５００℃、１００時間大気中に保持しても重
量変化なく優れていた。

実施例 ５ ポリ（ジメチルシルフェニレン） ３０グを２００ｃｃのベンゼンに晦かし、５００ＣＣの
アセトンと混合し、２４．５ｆの沈殿を得た。

この沈殿をベンゼンに溶かして温度４０℃で乾式紡糸法
にて直径１０μｍに紡糸した。

この紡糸された繊維を真空中にて常温から１０００℃ま
で８時間かけて昇温しで６５多の収率で、繊維を得た。

この繊維の引張強さは４８０ Ｋｇ／ｍ７ｊｌであった
。

さらにこの繊維を１８００℃以上２０００℃までヘリウ
ムガス雰囲気中で熱処理したものの引張強さは約７５Ｋ
ｑ／−であった。

耐酸化性は１５００℃、１００時間大気中に保持して重
量の変化なく極めて優れて（／また。

実施例 ６〜８ 実施例５で１０００℃まで熱処理して得られた炭化ケイ
素繊維の織布、フェルト、チョップを用い、それぞれ下
記の第２表に示す条件で樹脂結合した炭化ケイ素製品よ
りなる摩擦材を製造した。

次に、上記製造法により製造した摩擦材の特性を第３表
に示す。

なお第３表における摩擦係数および摩耗量は、次のよう
な条件で測定した値である。

試験機：定速式摩擦試験機、相手材：ＦＣ−２５（ねず
み鋳鉄）、試料寸法：２５ｍ１２５ｍ１８胴、摺動面積
： ６．２５ｃｔｒｔｓ雰囲気：犬気中無潤滑、荷重：
８ Ｋｇ／ｃ’、周速：２７．８ｍ／秒、本発明の炭
化ケイ素製品より成る摩擦材は第３表より明らかな通り
、高強変でかつ耐摩耗性にすぐれていることがわかる。

この摩擦材をブレーキライニング、クラッチフェージン
グとして用いた所従来のアスベスト系に比べ数倍以上の
寿命を有していることが確かめられた。

実施例 ９ 実施例５により、１０００℃に熱処理して得た炭化ケイ
素長繊維を１００ｍｍ１ｍで一方向に引揃え、これに予
め用意したアクリル酸メチルエステルの低重合体を被覆
した。

次いでアクリル酸メチルエステルの低重合体あるいは単
量体で湿潤させた炭化ケイ素を主成分とするカーボラン
ダム砥粒を繊維表面に均一に附着させた。

砥粒を附着させた繊維群を８０〜１１０℃に保った加熱
ロール間を通過させ、同時に５〜２０Ｋｇ／ｃｒＡの圧
力で加圧して固化させ、一定断面をもつベルト状の砥石
を製造した。

本発明の炭化ケイ素繊維と樹脂と砥粒とから成る炭化ケ
イ素製品の砥石は繊維自体も炭化ケイ素であるためか、
すぐれた研削性能を示した。

本実施例において、ベルト状の砥石の補強のため裏面に
布張りして用いてもよい。

実施例 １０ 実施例２で１０００℃まで熱処理して得られた炭化ケイ
素繊維と糊剤とより成る炭化ケイ素製品の紙状物を製造
した。

炭化ケイ素繊維のチョップ（平均長さ３ ｒｒｖｎ ）
を重量の約１０倍の水に分散させ、攪拌しながら糊剤と
してフェノール樹脂を繊維重量に対して２％投入した。

これらが均一に攪拌されたのを確認した後、長網式抄紙
機により抄紙した。

その結果厚さ０．２５ ｆｉ％坪量６１ ’ｆ／？？Ｚ
２で可撓性の紙状物が得られた。

この紙状物から１５ｃｒｎ幅のテスト片を作成し、引張
り強さを測定した所６〜１２Ｋｇであった。

通常の紙の３．５に９に比して強度の高いことがわかる
。

この紙状物は積層して用いてもよく、後処理として樹脂
含浸を行うことにより特性の向上を計ることができる。

面発熱体、研摩材、ライニング材、導波管の電磁波漏洩
防止用抵抗体としてすぐれた特性を示した。

実施例 １１ 実施例３の方法により１０００℃まで加熱処理して得ら
れた炭化ケイ素繊維を用いて、炭化ケイ素繊維と樹脂と
から戒る板状の炭化ケイ素製品を製造した。

直径１０μ、フィラメント数６０００本から戒る炭化ケ
イ素繊維のストランドを一軸方向に引揃えて厚さ０．１
ｃｍ Ｘ幅３ ｃｍ Ｘ長さ１０ＣＷｌの型に入れた
後、フルフリール・アセトン樹脂を含浸し、この含浸品
を５０Ｋｑ／ｃａに加圧しながら室温から５００℃まで
３時間加熱し、つ（／１で無負荷で１１００℃まで２時
間加熱焼成してマトリックスが炭素の板状炭化ケイ素製
品を得た。

製品の密度は２．５２であった。

この製品はブレーキ材、摩擦材としてすぐれた特性を有
することが確かめられた。

実施例 １２ 実施例１１で得られた製品を０．５ｍＨｆの減圧下で１
５００℃に加熱しながらケイ素蒸気に２０分間接触させ
、マトリックスの炭素を炭化ケイ素化した板状製品を得
た。

この製品の密度は２．９０であった。

この製品は半導体製造用、高温雰囲気炉等で用いる各種
治具として好適であった。

実施例 １３ 実施例５で得られた炭化ケイ素繊維より成るフェルトを
、炭化ケイ素繊維の織布を介して結合剤により積層接合
した炭化ケイ素製品のフェルト積層品を製造した。

直径８〜１２μ、長さ３０〜１００μの炭化ケイ素繊維
粉末１５重量係をフラン樹脂に加えよく混合して得られ
た結合剤を厚さ０．５ ｒｒｒＩｒＬの炭化ケイ素繊維
織布に含浸した。

これを厚さ７ｆｌｔｍの炭化ケイ素繊維フェルトと交互
に重ねて４２ｒｒｒｍの成形体を製作した。

得られた成形体を２００℃、８００’Ｃ，１４００℃の
温度でそれぞれ熱処理した所収形体はいずれも良好に接
着されて剥離することなく、かつ使用した炭化ケイ素繊
維フェルトが有する可撓性および断熱性は低下しなかっ
た。

本実施例により軽量で任意の厚さのフェルト積層成形体
が得られることがわかった。

実施例 １４ 炭化ケイ素繊維と膨張黒鉛との複合材料よりなる炭化ケ
イ素製品のパツキン材を下記により製造した。

天然黒鉛粉末１００１を濃硫酸と硝酸ナトリウムとの混
合液中で処理した。

処理後よく水洗し、次にこの水洗した黒鉛粒子を１２０
℃で乾燥した。

得られた黒鉛粒子を急熱して１３００℃で１０秒間処理
した。

その結果黒鉛粒子のＣ軸方向が原寸法の約３００倍に膨
張した膨張黒鉛粒子を得た。

この膨張黒鉛粒子と実施例５で１０００℃まで熱処理し
て得られた高強度炭化ケイ素繊維チョップ（平均長さ２
ｒｒａｎ）を１０φ加えＶ型ミキサーにより３０分間混
合した。

この混合物を外径４４Ｍ％内径２４朋、厚さ１０ｍｍの
寸法に加圧成形し、カサ比重１．２のパツキン材を得た
。

このパツキンをバルブのスタッフイングボックス（内％
４４．１５ ｍ、ロッド径２３．８ｍｍ）に詰め、締
付圧とロッドを回転させるのに必要なトルクの関係を調
べた。

その結果を第４表に示す。

膨張黒鉛単味のものを比較例として示す。

第４表より明らかなように、炭化ケイ素繊維と膨張黒鉛
とより成る炭化ケイ素製品のパツキン材はすぐれた性能
を有することがわかった。

実施例 １５ 実施例１４と同様の方法により製造した膨張黒鉛にタル
ク（滑石）を５重量幅添加し実施例１で１０００℃まで
熱処理して得られた炭化ケイ素繊維チョップ（平均２ｍ
ｙｎ）８φを加え、■型ミキサーで１５分間混合した後
、加圧成形、カサ比重１．０１外径５６ｒＭＬ１内径３
６ｒｒｔＩｒＬ１厚さ１０ｗｍの炭化ケイ素製品のグラ
ンドパツキンを得た。

これをバルブに詰め、温度３５０℃、締付圧３００Ｋｑ
／ｃｒＡで使用した所１２０Ｋｇ ｍの回転トルクであ
った。

膨張黒鉛単味の場合は１７０Ｋｇ ｚのトルクを要した
。

本実施例により炭化ケイ素繊維と膨張黒鉛とタルクとよ
り戒る炭化ケイ素製品のパツキンがすぐれた性能を有し
ていることがわかる。

実施例 １６ 実施例２の方法で１０００℃まで熱処理して得られた炭
化ケイ素繊維をエポキシ樹脂で結合した炭化ケイ素製品
の屈曲管を製造した。

すなわち弾性率４０ ｔ／ｍｙＭ 、強度７２３Ｋｇ／
−、フィラメント数１２０００本の前記繊維を一方向に
引揃えエポキシ樹脂を含浸させて厚さ０．１ｍｍのプリ
プレグシートを作成した。

合成樹脂のチューブにポリビニルアルコールを充填した
中芯を作成した。

この中芯に得られたプリプレグシートを巻きつけ、半硬
化状態で型に入れ、加熱してＳ字状に成形硬化した。

硬化抜水を噴射して中芯を除去した。得られた屈曲管は
Ｓ字状で外径１０間、内径８ ｍｍ、長さ２１０ｍｍで
１１１であった。

炭化ケイ素繊維の比弾性率が高いためもあってか、非常
に強力で、ねじれ剛性の高い屈曲管が得られた。

レコードプレーヤのトーンアームのアーム軸として使用
した所、低域の共振周波数は７サイクル／秒であり、従
来のアルミニウムパイプより約３０％軽量化されねじれ
の点でも格段に良好で部分共振のまったくみられないト
ーンアーム力３得られた。

本実施例により炭化ケイ素繊維とエポキシ樹脂とより成
る炭化ケイ素製品の屈曲管が構造材料としてすぐれた性
能のものであることがわかった。

実施例 １７ 実施例５により１０００℃まで熱処理して得られた炭化
ケイ素製品（強１ｉ４８０ Ｋ９／ ｍＡ、弾性率４０
ｔ）を一方向に引揃えエポキシ樹脂を含浸して、厚さ０
．１５ｍのプリプレグシートを得た。

同様にアラミド繊維（デュポン社製商品名「ケプラー」
引張強度２８０Ｋｇ／−１弾性率１２ ｔ／ｍａ ）を
一方向に引揃え、エポキシ樹脂を含浸した厚さ０．１５
７１Ｉｍのプリプレグシートを得た。

この２種のプリプレグシートを積層しテーパを付した木
型の軸線方向と繊維の方向を平行方向に４層巻き、木型
の軸線方向と繊維の方向を直角に９層巻き、さらに平行
方向に４層巻いた。

その上に炭化ケイ素繊維をフィラメントワインディング
法により表面を仕上げた。

加熱硬化後木型を除去し重量を調節するために芯部に発
泡ウレタンを入れて野球用バットとした。

バットの特性を従来品と比較して第５表に示す。

第５表からも明らかな通り、本発明の炭化ケイ素製品の
バットは比弾性率、比強度とも高いため反発性が著しく
高い。

しかも方向性がなく、疲労強裳も高い。

均質な′ためバランスをとり易く、手元の方にバランス
を移すことができるためスイングを軽くしかもスウィー
トスポットを広くとれる利点を有していた。

降雨、雪等の湿潤状態でも重量増加や性能劣化がまった
くみられなかった。

このバットで軟質野球ボールを打って軽く、するどい振
りができた。

本実施例からも明らかなように炭化ケイ素繊維とアラミ
ド繊維とエポキシ樹脂とから成る炭化ケイ素製品がバッ
ト、その他スポーツ用品に適した性能を有することがわ
かる。

実施例 １８ 実施例５により１０００℃で加熱処理して得られた炭化
ケイ素繊維にあらかじめエポキシ樹脂を被覆したプリプ
レグを用いてフィラメントワインデング法により管状の
複合材料（本発明の炭化ケイ素製品）からなるロールを
製造した。

このロールは列後２００ ｍｍ、肉厚１２關、長さ２０
００゜で、この両端に鋼鉄製の回転軸を取付けてテーブ
ルロールとした。

本発明の炭化ケイ素製品よりなるテーブルロールの重量
は約３２ＫｙＦａｐり従来の同−列後の鋼管のテーブル
ローＩしの８０にりに比し非常に軽量化された。

これを長網式抄紙機のテーブルロールとして使用した。

新聞用紙を毎分５００ｍで抄紙したが、ロール表面には
、白土、ピッチ等汚物の付着もなく、回転中たわみもみ
られず、軸受部を損傷することもなか°つた。

そのため従来１〜２ケ月に１回テーブルロール交換をし
ていたが、本実施例品では３〜６ケ月に１回でよく、ま
た光換に要する人員も半数に減らすことができた。

また本実施例品はワインダーロールとしても有効なこと
が分った。

実施例 １９ 実施例１で１０００℃まで加熱処理して得られた炭化ケ
イ素繊維にエポキシ樹脂を被覆したプリプレグを一方向
に引揃えて０．０７５ｍｍ厚のシートとし、このシート
の片面にガラス繊維のスクリムクロス（厚さ０．０２５
ｍｍ、密度１０本／ ２５ ｒｒａｎ）を積層した。

得られた積層シートは厚さ０．１ ｒｕｎｓ坪量２８
？／ｒｒ？であった。

この積層シートを炭化ケイ素繊維方向と長さ方向を同じ
にして、テーパのついた芯金に巻き成形硬化させテーパ
ー付パイプ状の複合材料（本発明の炭化ケイ素製品）よ
り７、（る釣竿を製造した。

上記の成形工程において３回巻きのものを２番竿、４回
巻きのものを３番竿、５回巻きのものを４番竿とし、こ
れに従来のガラス繊維を用いたＦＲＰ製元手元竿番竿）
とＦＲＰ製極細ロッドの穂先（１番竿）を取付けて５本
継ぎの釣竿等を得た。

この釣竿は、１番竿から５番竿まで適度に剛性変化が得
られ、かつ重さの変化も適当で非常に軽く、細いため釣
竿として極めて良好であった。

実施例 ２０ 実施例１と同様の方法で１０００℃まで加熱処理して得
られた炭化ケイ素繊維（直径５μ、フィラメント数１ｏ
ｏｏ本、弾性率４５ ｔ ｏ ｎ／２ｊ、引張り強さ８
１０に４／ｍｊ）のマルチフィラメント１束と、８４０
デニールのナイロン繊維（弾性率２００Ｋｇ／ｙｎａｚ
引張り強さ３４ Ｋ４／ｍｙ？ｔ ）のマルチフィラメ
ント３束との４束を合撚糸し、得られた繊維をナイロン
浴に通過させてナイロンを被覆し。

て、ロープ状複合材料（本発明品の炭化ケイ素製品）よ
りなるガツトを製造した。

得られたガツト１本の直径は１．２５ｍ＋＋＋で、この
ものの諸特性を求め、これらを従来品と対比して第６表
に示した。

上記第７表から明らかなように本実施例品は破断強さ、
引張モジュラスの諸特性がいずれの従来品よりもすぐれ
ていた。

また耐湿性にすぐれ、さらに製品のばらつきが少すく、
成形性が良い等の利点がある。

このガツトを用いたラケットは打球性にもきわめてすぐ
れていることが認められた。

実施例 ２１ 実施例１の方法により１０００℃まで加熱処理して得ら
れた炭化ケイ素繊維（単糸径５μ、４０００本）のスト
ライド１６本を用（７１で外径１６ｍｍの丸紐を編紐し
た。

これに一端１０ｒＭＬφ、他端１２間φ、長さ１ｍの心
棒を通し引張って密着させた。

ついでエポキシ樹脂に浸漬した後、８０℃で２時間、２
００℃で１時間加熱して硬化した後、心棒を抜き取り、
肉厚０．６ ｍｍ、炭化ケイ素繊維含量が５５容量φの
パイプ状複合材料（本発明の炭化ケイ素製品）を得た。

本実施例品のパイプはフィラメントワインディング法に
よるものとねじり剛性も同等以上で、層間剥離もなく、
また製法においてもテーパ付や段付のものが容易に得ら
れる等の特長を有しているものであり、ゴルフクラブの
シャフト、釣竿、ラケット、および大型タンク、その他
補強材としても有効に用いることができることが分った
。

実施例 ２２ 実施例１の方法により１３００℃まで加熱処理して得ら
れた炭化ケイ素繊維（直径５μ、フィラメント数６００
０本、引張り強さ３ｓ ＯＫｇ／ｍｙｎｓ弾性率４０
ｔｏｎ／ｌ１ｌｉ）にあらかじめエポキシ樹脂を含浸し
た繊維束を型に入れて直径０．３ｍｍφ、長さ６ｒＩｒ
ｒＩＬの寸法に成型硬化し、棒状の複合材料（炭化ケイ
素製品）から成るカンチレバーを製造した。

上記のようにして得られたカンチレバーの先端にレコー
ド針側ダイヤモンドチップを取付けた。

これを市販のマグネット型カートリッジに装着してレコ
ードを再生した。

本発明の炭化ケイ素製品であるカンチレバーの重量は５
〜６ηであり、従来のアルミニウム製カンチレバーの重
量８〜１１ηに比較して軽く、カートリッジ振動系の等
価質量を非常に小さくすることができた。

比弾性率はアルミニウム製カンチレバーの２７５０に比
べ５ｏｏｏ以上もあり、カンチレバーのたわみによる中
高音域のたるみもほとんどみられなかった。

特に、繊維を一方向に引揃えたため、高音域まで音の伝
達、分離とも非常によく、高性能のカンチレバーとして
使用できることが確められた。

なお、パイプ状に成形したものも、本用途に対し良好に
供することができる。

実施例 ２３ 実施例５で１０００℃まで加熱処理して得られた炭化ケ
イ素繊維を長さ５ｍに切断しチョップとした。

このチョップ３０重量係とナイロン６６の７０重量饅と
を秤量、配合し、バンバリー型加圧ニーダ−にて１０分
間、最高温度２８０℃で混捏した。

得られた混捏物をカッタ一式樹脂粗砕機で粒径１〜１０
ｒＩｒＩｒＬに粗砕し、全自動射出成形機で１５Ｘ１５
Ｘ９０ｍｍのテストピースおよび３×８０Ｘ１００ｍの
板に成形した。

射出成形条件は温度２９０℃、押出圧力８５ Ｋｙ／ｃ
ｎｔであった。

こうして得られた複合材料（本発明の炭化ケイ素製品）
を摺動材として用０またところ、第７〜８表に示すよう
に高強度でかつ耐摩耗性にすぐれたものであることが分
った。

実施例 ２４ 実施例２３で用（／またものと同様の炭化ケイ素繊維長
５ｒＩｒｒＩＬのチョップ２０重量係と、テトラフルオ
ロエチレン樹脂８０重量係とを秤量し、ヘンシェル型ミ
キサーで２８０Ｏｒｐｍで３０分間混合した。

この混合粉を金型に入れ乾燥炉で３００℃に１時間加熱
した後、３００Ｋｇ／ｃｒＡで加圧成形し、１５Ｘ１５
Ｘ９０ｙＩｒｒｎのテストピースおよび３×出出土１０
０の板を成形した。

こうして得られた棒および板状の複合材料（本発明の炭
化ケイ素面）を摺動材として用いたところ、第７〜８表
に示すように高強度で、かつ耐摩耗性にすぐれたもので
あることが分った。

註）上表における試験条件は次の通りである。

試験機 スラスト式摩擦試験機 相手材質 Ｓ ４５Ｃ（機械構造用炭素鋼）無潤滑の
場合Ｐ＝５縁／１ｓｔ Ｖ ＝ ５０ ｍ／ｍｉ ｎ 水潤滑の場合Ｐ ＝ １０ Ｋ１４ Ｖ ＝ １５０ ｍ／ｍｉｎ 実施例 ２５ 実施例５で得られた１０００℃まで熱処理した炭化ケイ
素繊維と炭素繊維との２種の繊維から成る交織布または
フェルトと重合体とから成る炭化ケイ素製品の摺動材を
製造した。

フッ化黒鉛２０部をポリテトラフルオロエチレン（平均
粒径０．２μ）分散醇液（樹脂分６０％）７０部に投入
し、新たにアルキルフェニール系非イオン界面活性剤（
商品名ＱＢ−２０６）１部と水８部を添加して分散した
２成分系分散醇液を用意した。

４本撚り糸を２０対８０の割合で平織にした炭化ケイ素
繊維−炭素繊維交織織布（厚さ０．５ ｒｕｎｓ重さｚ
ｏｏｒ／ｒｒ？）（資料Ａ）および厚さ３閣、重さ４０
０ Ｓ’／ｍ（カサ比重１．４）の炭化ケイ素繊維−炭
素繊維フェルト（資料Ｂ１繊維の配合比同じ）を分散晦
液中に浸漬した。

浸漬は資料Ａ１資料Ｂとも１０ ｍｍＨｆｆ中で約１５
分間脱気した後、２成分系分散溶液を注入する。

この操作は２回繰返すことによって完全に目的を果せる
。

浸漬して得られた２成分系被覆繊維（資料ＡおよびＢ）
を２５０℃で３０分間乾燥した後、数枚を重ね合せ、３
８０℃、 ５００ Ｋ４／ ｃｍの圧力で加熱成形した
。

得られた成形体について３００℃空気雰囲気中にて潤滑
性能を測定した結果を第９表に示す。

本実施例よりも明らかなように、炭化ケイ素繊維と炭素
繊維を交織した織布またはフェルトとフッ化黒鉛とポリ
テトラフルオロエチレンを分散した２成分系分散醇液で
繊維を被覆した炭化ケイ素製品は摺動材としてすぐれた
特性を有することがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１２００℃で高温焼成した繊維のＸ線ラウェ法
によるＸ線回折図、第２図は１３００℃で高温焼成した
繊維のＸ線透過ラウェ法によるＸ線回折図、第３図は１
５００℃で高温焼成した繊維のＸ線透過ラウェ法による
Ｘ線回折図、第４図は繊維を高温焼成した温変と繊維中
のＳｉＣ結晶の平均粒径ならびに引張強度との関係を示
す図、第５図１繊維中のＳｉＣ結晶の平均粒径と繊維の
引張強度との関係を示す図、第６図は倍率５０００倍の
透過電子顕微鏡写真、第７図は倍率２００００倍の透過
電子顕微鏡写真、第８図は倍率２００００倍の透過電子
顕微鏡写真、第９図は倍率５００００倍の透過電子顕微
鏡写真を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケイ素と炭素とを主な骨格成分とする有機ケイ素高
   分子化合物の紡糸を焼成して炭化ケイ素繊維の集合体を
   得る工程と、該集合体を構成する炭化ケイ素繊維の外周
   表面または該集合体に内在する空隙の少なくとも一部分
   を有機材料、黒鉛、炭素、セメント、ガラスのうちから
   選ばれる少なくとも１種の有機又は無機材料をもって被
   覆、充填し炭化ケイ素製品を得る工程との結合より成る
   炭化ケイ素製品の製造方法。