JPH043451B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH043451B2 JPH043451B2 JP58154513A JP15451383A JPH043451B2 JP H043451 B2 JPH043451 B2 JP H043451B2 JP 58154513 A JP58154513 A JP 58154513A JP 15451383 A JP15451383 A JP 15451383A JP H043451 B2 JPH043451 B2 JP H043451B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organosilicon polymer
- regenerated cellulose
- sintering
- fibers
- precursor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Inorganic Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、炭化ケイ素繊維の製造方法に関する
ものである。
ものである。
ケイ素と炭素を主たる骨格成分とする有機ケイ
素重合体を溶融紡糸してプレカーサーとし、次い
で不融化等の処理を施した後、さらに高温焼結し
て炭化ケイ素（以下SiCと略記する）繊維とする
方法は、たとえば特開昭51−130324号公報や特開
昭52−63427号公報などにより公知である。
素重合体を溶融紡糸してプレカーサーとし、次い
で不融化等の処理を施した後、さらに高温焼結し
て炭化ケイ素（以下SiCと略記する）繊維とする
方法は、たとえば特開昭51−130324号公報や特開
昭52−63427号公報などにより公知である。
また、このようにして得られたSiCが特に高温
における耐酸化性に非常に優れた性質を示し、繊
維をはじめとして焼結接合剤、複合材料あるいは
各種添加剤として幅広い用途を有していることも
公知である。
における耐酸化性に非常に優れた性質を示し、繊
維をはじめとして焼結接合剤、複合材料あるいは
各種添加剤として幅広い用途を有していることも
公知である。
しかしながら、前記のようにして得られたプレ
カーサーは極めて脆く、紡糸が困難であるばかり
でなく、たとえば焼結などの後工程で繊維の形状
を維持できないなど取扱いが非常に困難であつ
た。この欠点を改善するためには、プレカーサー
の強度をあげる必要がある。そのために、たとえ
ば原料である有機ケイ素重合体の分子量分布を規
制する方法が特開昭56−110733号公報に提案され
ており、そのほか本発明者らも特願昭57−160409
号、同57−160410号、同58−8130号、同58−8231
号等に既にいくつかの改良方法を提案している
が、その効果は今なお十分であるとはいえなかつ
た。
カーサーは極めて脆く、紡糸が困難であるばかり
でなく、たとえば焼結などの後工程で繊維の形状
を維持できないなど取扱いが非常に困難であつ
た。この欠点を改善するためには、プレカーサー
の強度をあげる必要がある。そのために、たとえ
ば原料である有機ケイ素重合体の分子量分布を規
制する方法が特開昭56−110733号公報に提案され
ており、そのほか本発明者らも特願昭57−160409
号、同57−160410号、同58−8130号、同58−8231
号等に既にいくつかの改良方法を提案している
が、その効果は今なお十分であるとはいえなかつ
た。
本発明者らは、このような従来技術の欠点を解
消し、後工程での取扱いのしやすいプレカーサー
を得るべく鋭意研究の結果、再生セルロース繊維
に有機ケイ素重合体を含浸させたものをプレカー
サーとして用いることにより、プレカーサーが強
度的に著しく改善され、その結果、取扱いが極め
て容易になり、しかも後工程で焼結したあとの
SiCの強度も十分満足な値であることを見出し、
本発明に到達したものである。
消し、後工程での取扱いのしやすいプレカーサー
を得るべく鋭意研究の結果、再生セルロース繊維
に有機ケイ素重合体を含浸させたものをプレカー
サーとして用いることにより、プレカーサーが強
度的に著しく改善され、その結果、取扱いが極め
て容易になり、しかも後工程で焼結したあとの
SiCの強度も十分満足な値であることを見出し、
本発明に到達したものである。
すなわち本発明は、再生セルロース繊維に、ケ
イ素と炭素を主たる骨格成分とする有機ケイ素重
合体を含浸させ、不融化した後、800℃以上の温
度で焼結することを特徴とするSiC繊維の製造方
法である。
イ素と炭素を主たる骨格成分とする有機ケイ素重
合体を含浸させ、不融化した後、800℃以上の温
度で焼結することを特徴とするSiC繊維の製造方
法である。
本発明に用いられる再生セルロース繊維として
は、公知の任意の方法で製造されたものを用いる
ことができるが、ビスコースレーヨン、とくに重
合度が100〜500、好ましくは150〜350、最適には
250前後のビスコースレーヨンが好ましく用いら
れる。重合度が前記範囲より低いと強度が脆くな
り、一方、重合度が前記範囲より高いと焼結後、
ビスコースレーヨンが炭素繊維化してしまつて耐
炎性能が低下するので好ましくない。
は、公知の任意の方法で製造されたものを用いる
ことができるが、ビスコースレーヨン、とくに重
合度が100〜500、好ましくは150〜350、最適には
250前後のビスコースレーヨンが好ましく用いら
れる。重合度が前記範囲より低いと強度が脆くな
り、一方、重合度が前記範囲より高いと焼結後、
ビスコースレーヨンが炭素繊維化してしまつて耐
炎性能が低下するので好ましくない。
本発明に用いられるケイ素と炭素を主な骨格成
分とする有機ケイ素重合体とは、たとえばポリカ
ルボシランなどのような有機ケイ素重合体をさ
し、好ましい具体例としてはポリシルメチレン、
ポリシルプロピレン、ポリシルフエニレンなどの
重合体があげられる。なかでもその数平均分子量
が500〜5000、好ましくは1000〜2000のポリシル
プロピレンがとくに好ましい。
分とする有機ケイ素重合体とは、たとえばポリカ
ルボシランなどのような有機ケイ素重合体をさ
し、好ましい具体例としてはポリシルメチレン、
ポリシルプロピレン、ポリシルフエニレンなどの
重合体があげられる。なかでもその数平均分子量
が500〜5000、好ましくは1000〜2000のポリシル
プロピレンがとくに好ましい。
本発明においては、まず再生セルロース繊維に
有機ケイ素重合体を含浸させる。再生セルロース
繊維に有機ケイ素重合体を含浸させる方法として
は、たとえば加熱溶融した有機ケイ素重合体の融
液中を再生セルロース繊維を通過させた後、冷却
して、有機ケイ素重合体を固化させる方法、有機
ケイ素重合体をキシレン、シクロヘキサン、クロ
ロホルム等の溶媒に溶解させた溶液を再生セルロ
ース繊維に含浸させた後、乾燥して溶媒のみを飛
散させる方法等を採用することができる。いずれ
の方法においても、再生セルロース繊維が溶融し
た有機ケイ素重合体や有機ケイ素重合体溶液中を
通過する速度や溶融粘度あるいは溶液の濃度を変
化させることにより最終生成物であるSiC繊維の
繊度を調節することができる。有機ケイ素重合体
を加熱溶融させる方法の場合、有機ケイ素重合体
の溶融温度が高すぎると、再生セルロース繊維の
強度が低下したり、また有機ケイ素重合体の重合
度が高くなりすぎて固化する。このため溶融温度
は300℃以下に保つのが好ましい。
有機ケイ素重合体を含浸させる。再生セルロース
繊維に有機ケイ素重合体を含浸させる方法として
は、たとえば加熱溶融した有機ケイ素重合体の融
液中を再生セルロース繊維を通過させた後、冷却
して、有機ケイ素重合体を固化させる方法、有機
ケイ素重合体をキシレン、シクロヘキサン、クロ
ロホルム等の溶媒に溶解させた溶液を再生セルロ
ース繊維に含浸させた後、乾燥して溶媒のみを飛
散させる方法等を採用することができる。いずれ
の方法においても、再生セルロース繊維が溶融し
た有機ケイ素重合体や有機ケイ素重合体溶液中を
通過する速度や溶融粘度あるいは溶液の濃度を変
化させることにより最終生成物であるSiC繊維の
繊度を調節することができる。有機ケイ素重合体
を加熱溶融させる方法の場合、有機ケイ素重合体
の溶融温度が高すぎると、再生セルロース繊維の
強度が低下したり、また有機ケイ素重合体の重合
度が高くなりすぎて固化する。このため溶融温度
は300℃以下に保つのが好ましい。
本発明においては、次に、有機ケイ素重合体を
含浸させた再生セルロース繊維を不融化した後、
800℃以上の温度で焼結する。不融化は、一本一
本の糸が融着しないように再生セルロース繊維を
被覆している有機ケイ素重合体表面に酸化被膜を
形成させるために行うものである。不融化の温度
が50℃未満では実質的に反応がしにくいため効果
が現われにくく、一方、300℃をこえると再生セ
ルロース繊維が劣化して強度が低下して糸切れが
生じやすくなるためとも好ましくない。
含浸させた再生セルロース繊維を不融化した後、
800℃以上の温度で焼結する。不融化は、一本一
本の糸が融着しないように再生セルロース繊維を
被覆している有機ケイ素重合体表面に酸化被膜を
形成させるために行うものである。不融化の温度
が50℃未満では実質的に反応がしにくいため効果
が現われにくく、一方、300℃をこえると再生セ
ルロース繊維が劣化して強度が低下して糸切れが
生じやすくなるためとも好ましくない。
不融化を行う際は、薬剤や放射線を用いること
もできるが、空気、酸素等の酸化性雰囲気で不融
化させるには通常0.5時間〜100時間程度の処理が
好ましい。焼結時の温度は800℃以上でなければ
ならない。800℃未満では有機ケイ素重合体の炭
化水素側鎖等の脱離が不完全でシリコンカーバイ
ドへの転化が不十分になるためである。焼結は真
空中あるいはHe、Ar、N2、H2等の不活性ガス
雰囲気下で行うのが好ましい。空気中などの酸化
性雰囲気下で行つた場合、有機ケイ素重合体の酸
化が進行しすぎて燃焼してしまいSiCとなりにく
いため、好ましくない。
もできるが、空気、酸素等の酸化性雰囲気で不融
化させるには通常0.5時間〜100時間程度の処理が
好ましい。焼結時の温度は800℃以上でなければ
ならない。800℃未満では有機ケイ素重合体の炭
化水素側鎖等の脱離が不完全でシリコンカーバイ
ドへの転化が不十分になるためである。焼結は真
空中あるいはHe、Ar、N2、H2等の不活性ガス
雰囲気下で行うのが好ましい。空気中などの酸化
性雰囲気下で行つた場合、有機ケイ素重合体の酸
化が進行しすぎて燃焼してしまいSiCとなりにく
いため、好ましくない。
さらに、生成するSiCの配向度をあげて強度を
向上させるため、不融化、焼結工程を通じて繊維
に張力を作用させることが好ましい。作用させる
張力の大きさは通常0.01〜100Kg／mm2程度が好適
であり、繊維が弛まないようにすることが好まし
い。
向上させるため、不融化、焼結工程を通じて繊維
に張力を作用させることが好ましい。作用させる
張力の大きさは通常0.01〜100Kg／mm2程度が好適
であり、繊維が弛まないようにすることが好まし
い。
以上本発明の方法によれば、再生セルロース繊
維の外側を有機ケイ素重合体で被覆し、これをプ
レカーサーとするので、従来の方法の有機ケイ素
重合体のみを用いたプレカーサーに比べて強度的
に著しく向上し、後工程での取扱いも容易にな
る。これは、焼結の初期段階では再生セルロース
繊維の強度が有機ケイ素重合体の強度に比べて著
しく大であり、本発明の方法において、プレカー
サーの強度は主として内側の再生セルロース繊維
の部分に依存するからである。そして、焼結の後
期段階では主として有機ケイ素重合体の強度が比
較的大きくなつてプレカーサーの強度を維持す
る。
維の外側を有機ケイ素重合体で被覆し、これをプ
レカーサーとするので、従来の方法の有機ケイ素
重合体のみを用いたプレカーサーに比べて強度的
に著しく向上し、後工程での取扱いも容易にな
る。これは、焼結の初期段階では再生セルロース
繊維の強度が有機ケイ素重合体の強度に比べて著
しく大であり、本発明の方法において、プレカー
サーの強度は主として内側の再生セルロース繊維
の部分に依存するからである。そして、焼結の後
期段階では主として有機ケイ素重合体の強度が比
較的大きくなつてプレカーサーの強度を維持す
る。
以下、実施例をあげて本発明をさらに詳しく説
明する。
明する。
参考例 １
常法によりパラキシレン溶媒中でジメチルジク
ロロシランを金属ナトリウムで脱塩素化してポリ
ジメキルシランを製造した。
ロロシランを金属ナトリウムで脱塩素化してポリ
ジメキルシランを製造した。
一方、ジ−ｎ−ブチルエーテル中でジフエニル
ジクロロシランとホウ酸とを反応させてポリボロ
ジフエニルシロキサンを製造した。
ジクロロシランとホウ酸とを反応させてポリボロ
ジフエニルシロキサンを製造した。
このようにして製造したポリジメチルシランに
ポリボロジフエニルシロキサンを3wt％添加し、
N2ガス雰囲気下、反応温度390℃で６時間反応さ
せ、融点160℃、数平均分子量1240のポリシルプ
ロピレンを製造した。
ポリボロジフエニルシロキサンを3wt％添加し、
N2ガス雰囲気下、反応温度390℃で６時間反応さ
せ、融点160℃、数平均分子量1240のポリシルプ
ロピレンを製造した。
実施例 １
参考例１で得られたポリシルプロピレンをキシ
レンに溶解して濃度10％の溶液とし、この溶液に
繊維径8μ、重合度250の強度ビスコースレーヨン
を分繊して２分間浸漬したのち乾燥し、収束しな
がら巻き取つた。このものの径は約15μ、引張強
度は約47Kg／mm2であつた。このようにして得られ
たプレカーサーを空気中で300ｇ／mm2の張力をか
けながら150℃まで３時間で昇温し、さらに150℃
に５時間保持して不融化した。その後、真空中
（0.1mmHg以下）で1300℃まで10時間で昇温して
焼結した。得られたSiC繊維の径は約7μであり、
1200℃の酸化炎中においても消耗しなかつた。
レンに溶解して濃度10％の溶液とし、この溶液に
繊維径8μ、重合度250の強度ビスコースレーヨン
を分繊して２分間浸漬したのち乾燥し、収束しな
がら巻き取つた。このものの径は約15μ、引張強
度は約47Kg／mm2であつた。このようにして得られ
たプレカーサーを空気中で300ｇ／mm2の張力をか
けながら150℃まで３時間で昇温し、さらに150℃
に５時間保持して不融化した。その後、真空中
（0.1mmHg以下）で1300℃まで10時間で昇温して
焼結した。得られたSiC繊維の径は約7μであり、
1200℃の酸化炎中においても消耗しなかつた。
実施例 ２
ポリシルプロピレンのキシレン溶液のかわり
に、参考例１で得たポリシルプロピレンを200℃
に保持した融液を用いたほかは実施例１と同様に
してプレカーサーを得た。得られたプレカーサー
は径が約20μ、引張強度が39Kg／mm2であつた。ま
た、得られたSiC繊維は径が約9μであり、1200℃
の酸化炎中でも消耗しなかつた。
に、参考例１で得たポリシルプロピレンを200℃
に保持した融液を用いたほかは実施例１と同様に
してプレカーサーを得た。得られたプレカーサー
は径が約20μ、引張強度が39Kg／mm2であつた。ま
た、得られたSiC繊維は径が約9μであり、1200℃
の酸化炎中でも消耗しなかつた。
比較例 １
焼結温度を700℃までとした以外は実施例１と
同様にしてSiC繊維を得た。得られたSiC繊維は
径が約11μであり、1200℃の酸化炎中においたと
ころ火花を散らすようにして徐々に消耗した。
同様にしてSiC繊維を得た。得られたSiC繊維は
径が約11μであり、1200℃の酸化炎中においたと
ころ火花を散らすようにして徐々に消耗した。
Claims (1)
- １ 再生セルロース繊維に、ケイ素と炭素を主た
る骨格成分とする有機ケイ素重合体を含浸させ、
不融化した後、800℃以上の温度で焼結すること
を特徴とする炭化ケイ素繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15451383A JPS6052620A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 炭化ケイ素繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15451383A JPS6052620A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 炭化ケイ素繊維の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6052620A JPS6052620A (ja) | 1985-03-25 |
| JPH043451B2 true JPH043451B2 (ja) | 1992-01-23 |
Family
ID=15585892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15451383A Granted JPS6052620A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 炭化ケイ素繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6052620A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4068037A (en) * | 1976-01-02 | 1978-01-10 | Avco Corporation | Silicon carbide filaments and method |
| JPS5296237A (en) * | 1976-02-09 | 1977-08-12 | Tohoku Daigaku Kinzoku Zairyo | Manufacture of silicon carbide fiber |
-
1983
- 1983-08-24 JP JP15451383A patent/JPS6052620A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6052620A (ja) | 1985-03-25 |
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