JPH05508885A - 強化複合材の製造方法及びこの方法に用いるためのフィラメント材料 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 強化複合材の製造方法及びこの方法に 用いるためのフィラメント材料 本発明は強化された成形複合材及び積層材に関する。より詳細には本発明は、長 い、又は連続した繊維及び／又はフィラメント、又は切断して整列させた繊維又 はフィラメントで強化した、例えば炭素母材複合材（ＦＲＣＣ）、セラミック母 材複合材（ＦＲＣＭＣ）、ガラス母材複合材（ＦＲＧＭＣ）　、ガラス−セラミ ック母材複合材（ＦＲＧＣＭＣ）　、金属母材複合材（ＦＲＭＭＣ）　、金属間 母材複合材（ＦＲＩＭＣ）、セメント、コンクリート又は石膏母材複合材及び強 化プラスチック複合材、並びに上記の方法におｌ／Ｘで用いるためのフィラメン トテープ、リボン、シート又は布に関する。

母材及び強化充填材よりなり、その母材及び充填材に比して相乗的な機械的及び 物理的諸性質を有する結合された疑似均一構造をなす複合材及び積層材、すなわ ち２つ以上の材料の組合わせ体は最近の工学におｌ／Ｘて構造材の重要な１群を 構成している．複合材には２つの異なった型のものがあり、すなわち不連続充填 系の粒子，小板片、ホイスカー（すなわち単繊維）、フレーク及び切断された繊 維（すなわち例えば約３ｍｍないし約２０ｃｍの長さの繊維）と母材とよりなる 複合材、及び長尺の、又は連続した繊維及び／又はフィラメントの成形プレホー ムと母材とよりなる複合材である。積層材は一般に、長尺の、又は連続した繊維 及び／又はフィラメント或いは切断された繊維又はフィラメントの多数の積み重 ねた布と母材とからなる。

原理的には切断し、た繊維及び／又はフィラメント、そして特に連続した繊維及 び／又はフィラメントを有する複合材及び積層材は好ましい構造材を構成し、と 言うのはそれらがその母材の固有の物理的及び／又は化学的諸性質と、それら繊 維及び／又はフィラメントより導かねた好ましい強度とスティフネスとを組み合 わせているからである。切断した繊維またはフィラメ゛ノド及び長尺の連続繊維 またはフィラメントが４つの形態で用いられ（［１ｒｌ（ＯｔｈｍｅｒのＥｎｃ ｙｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第３版、補 巻、２６１頁参照）、それらのうち、単一方向型（実質的に互いに平行に配置さ れた長尺の、または連続した繊維またはフィラメント）及び切断して整列させた 型（全て同一方向へ配列された切断繊維または切断フィラメント）が主に最も良 好な性能を与える。繊維が複合材の内部構造について重要なコントロールをもた らし、そしてそれらのアスペクト比（長さ対直径の比）が大きいことから、長尺 の連続繊維が高性能複合材において補強要素として選ばれる。

しかしながら　１９８８年９月の　ＳＭＥ　Ｍｅｔａｌ　ＭａｔｒｉｘＣｏｍｐ ｏｓｉｔｓ　’８８　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　において発表された「連続珪素カ ーバイドで強化された金属母材複合材」と題する報告の９１−９９　頁において Ｍｉｔｔｎｉｃｋ及びＭｅ。

Ｅｌｍａｎによれば、一般に複雑な形状を含む複合材を製造する際にその製造方 法の間に連続繊維を配！することは困難である。Ｍｉｔｔｎｉｃｋ　及びＭｅ、 　Ｅｌｍａｎ　によって記述された系、すなわち、いわゆる「素材テープ」系、 「プラズマスプレーされたアルミニウム」系及び「織物」系のうち、後者がおそ らく最も興味あるものであると言われているが、これらは実際にはむしろ簡単な 形状の積層材の製造にしか適していない、これらの系の全てにおいて、それぞれ 、一時的な、または永久的なバインダによって、或いは交差織によって互いに保 持されたまっすぐな平行繊維の単一層よりなるいくつかの個別の繊維シートが順 に、所望の配向において型の中に積み上げられて積層材が製造される。この素材 テープを製造するための記述されている方法は、繊維またはフィラメントをホイ ルで被覆された回転ドラムの上に巻き上げ、それらの繊維の上に（一時的）樹脂 バインダをスプレーし、次いでその層をドラムから切りはずして平らなシートに し、これを用いて、積み上げによってプレホーム成形物を作る。この方法は繊維 やフィラメントを正しい間隔で平行に保つために巻き付は操作の注意深い制御を 必要とする。しかしながらそれでもなお、そのシートを積み上げ、そして次にそ の一時的樹脂バインダを除去したときにそれらフィラメントの配向は少なくとも 部分的に失われる。

ヨーロッパ特許出願ＥＰ　２４９９２７　において、複合材及び／又は積層材の ための補強系としての連続繊維またはフィラメントの個々の表面の上に沈着させ た微細粒子、短繊維及び／又はホイスカーを有する連続繊維または連続フィラメ ントの束を利用することが示されている。これらの、連続した繊維またはフィラ メントの個々の表面の上に沈着させた微細粒子、短繊維及び／又はホイスカーを 有する連続した繊維またはフィラメントの束は、上記の粒子、短繊維及び／又は ホイスカーをルーズな繊維またはフィラメントの東の中に導入することによって 形成されている。このような事情のもとで、多少とも均等で均質な結果はそれら 微細粒子と、及び短繊維またはホイスカーとの両者がそれら連続した繊維または フィラメントの個々の表面の上に沈着されてしまったときにのみ得られる。微細 粒子だけがその連続繊維の表面上に沈着されたときはそれら繊維は集合化する傾 向を示し、そしてホイスカーまたは短繊維だけがそれら連続繊維又はフィラメン トの表面上に沈着されたときはそれら繊維又はフィラメントが互いに接触するの を防ぐことは困難である。フィラメントは他のフィラメントの表面に沈着した（ 鋭い）物質によって容易に損傷を受け、そしてその沈着した物質は容易に脱落し て成形用装置を著しく傷つける。

繊維製品から作られた通常のプレホームを適用することによって遭遇する一般的 な問題の一つは、母材が多束の間及び強化繊維のそれぞれのモノフィラメントの 間に充分に均一に浸透してゆくことができないことである。それら繊維束の内部 の間隙空間はプレホームを作るために用いた各繊維束の間の空隙よりもしばしば 非常に小さく、そして多束の浸透の速度はプレホームの浸透速度に比して不十分 になる。

本発明の目的の１つは、長尺の、又は連続した繊維及び／又はフィラメントによ り単一方向型で、又は長尺の切断された繊維又はフィラメントにより切断して整 列させた型で強化された複合材及び積層材を提供することである。更に本発明の 目的の１つは中でも、そのような複合材又は積層材を安価に、容易にかつ信頼性 のある態様で、上に述べたような問題を生ずることなく製造する方法を提供する ことである。更にもう１つの目的は、自動化され、及び／又は制御された熱可塑 性型の製造／溶融成形技術の利用を可能にして複雑なプレホームを形成すること である。更にもう１つの別な目的は、成形及び／又は加工の間におけるその繊維 ／モノフィラメントの損傷及び／又は劣化を防ぐことである。更に別な他の目的 は、その成形されたプレホームの中で繊維の集合化を除くことである。更に他の 目的は、プレホームの収縮を実質的に除くことである。更に他の目的は、プレホ ームの浸透性を「好適化」することである、更に他の目的は、好適化したボザイ 混合物の成形を容易にすることである。更に他の目的は、製造工程の数及び／又 は製造時間及び／又は焙焼サイクルの数を減少させることである。更に別なつな 完全形の、又はほぼ完全形の複合材製品及び／又は一体化系を得ることである。

更になお別な目的は、本発明に従う悪業材又は積層材の製造方法において使用す るのに適し、そして緻密な複合材を製造することのできるような、長尺の、連続 した繊維及び／又はフィラメントを含む新規な各素材のテープ、リボン、シート 又は布を提供することである。本発明の他の諸口的及び諸利点は本発明の原理及 び好ましい具体例についての以下の記述より明らかになるであろう。

多数の長尺の、又は連続した補強用繊維又はフィラメント、すなわち例えばその ような繊維やフィラメントのトウ、ロービング又はヤーンを拡げて単一層、又は 限定された数の多重層にし、それぞれの繊維又はフィラメントをそれら繊維又は フィラメントの間に均一に分布される、例えば粒状物、小板片、ボイスカー又は フレークのような粒子によって隔て、そしてこのように配置したものを可撓性の 有機性又は他のバインダ物質によって固定し、それによってテープ、リボン。

シート又は布のそれぞれの素材を形成させた場合に、長尺の、又は連続した補強 用繊維又はフィラメントの正しい安定な配向が容易に得られること、及びそのよ うなテープ、リボン、シート又は布を【例えば糸組み、圧縮、積層、パルトルー シコン　（ｐｕｌｔｒｕｓｉｏｎＪ　。

ローラ掛け、巻付は又は織布により〕配置してそれら繊維／モノフィラメントが 取り扱い／成形の間において保護されており、そしてそれら繊維又はフィラメン トの配向及び間隔がバインダによって保たれているような成形物プレホームを形 成できることが見出された。次にこれらの成形物プレホームを高級複合材及び積 層材、中でも炭素複合材、セラミック複合材、ガラス複合材、ガラス−セラミッ ク複合材、及び金属及び金属間複合材の製造における補強構造として用いる。

本発明はこのような発見に基づ（ものである。

本発明はその１つのアスペクトにおいて、連続した、又は長尺の繊維及び／又は フィラメントで強化した、例えば炭素母材複合材（ＦＲＣＩ　、セラミック母材 複合材（ＦＲＣＭＣ）　、ガラス母材複合材（Ｆ’　ＲＧＭＣ）、ガラス−セラ ミック母材複合材（ＦＲＧＣＭＣ）、金属母材複合材（ＦＲＭＭＣ）　、金属間 母材複合材（ＦＲＩＭＣ）、セメント、コンクリートダイヤモンド又は石膏の母 材の複合材、及び強化されたポリマーのような複合材及び積層材を製造する方法 に関し、これはａ）均一に分布した粒子によって互いに隔てられている長平方向 へ配向された多数の連続した繊維またはフィラメントよりなる、可撓性バインダ によって結合された各素材のテープ、リボン、シート又は布を配置させる（例え ば糸組み、圧縮、積層、パルトルージョン、ローラ掛け、巻付は又は織布により ）ことにより強化材のプレホームを形成する段階、ｂ）バ及び、もし適用できる ときは、Ｃ）ボイド及び空孔を母材物質で部分的に又は完全に充填する段階、の 引き続く各行程段階を含む。

本発明はそのもう一つのアスペクトにおいて、切断して整列させた繊維及び／又 はフィラメントで強化された複合材及び積層材を製造するための改善された方法 に関し、これは、均一に分布した粒子によって互いに隔てられている長手方向へ 配向された多数の連続した繊維またはフィラメントよりなる、可撓性バインダに よって結合された各素材のテープ又はリボンを切断し、場合によりその切断した テープ又はリボンをバインダ、潤滑材及び／又は母材物質と混合し、そしてこの 混合物から遠心法、圧縮法、射出法、反応法、押出し法、鋳造法、真空法又はそ の他の成形法によって成形物を形成させることよりなる。この方法は好ましくは 更に、その成形段階の後でそのバインダの主要部分を除去するか転化させる段階 を含む。

本発明の本質的な特徴の一つは、配合された量の、好適化させ／予め定められた 大きさの均一に分布した粒子材料によって互いに隔てられている、可撓性のバイ ンダによって結合された、長手方向へ配向された多数の連続繊維又は連続フィラ メントよりなるテープ、リボン、シート又は布のそれぞれの素材を、成形プレホ ームの製造のための出発材料として、又は切断されたリボンやテープ及び場合に より追加的なバインダ、潤滑材及び／又は母材物質よりなる射出成形用混合物を 製造するための出発材料として用いることである。

このようなテープ又はリボンは好適化させた含有量の可撓性バインダ物質と混合 した好適化させた含有量の母材粒子を含み、それによってそれらはその各フィラ メントの配向や間隔、及びスペーサとしての粒子の分布を維持しながら容易に所 望の形に形成して成形プレホームにすることができる。

これらのテープやリボンは標準的な技術、例えばＵＫ　特許１２５９０８５　の 教示に従って適切に製造することができる。この特許の教示に従い、フィラメン トの束、すなわち撚りの少ないスレッド、ロービング又はトウの形に構成したフ ィラメントは、例えばそれらをせることにより、又はおなし符号の静電荷で全て のフィラメントを帯電させてそれらフィラメントが互いに反発しあうようにして 分離させ、次いでスペーサ粒子と可撓性の低融点のバインダの粒子をそれらの拡 げられたフィラメ〕ノドの上に適用し、そしてその後でそのバインダを溶融させ てそれら隔てられたフィラメントとスペーサ粒子とを固定する。

それらのテープやリボンを製造するための好ましい述されている方法であり、こ れは参考文献としてここに引用する８この特許に従い、但し本発明の特定の諸成 分を用いて、フィラメントの束、例えばロービングを拡げて、個々のフィラメン トが互いに接近している単一層にし、そして次にスペーサ粒子及び可撓性の低融 、壱バインダの粒子が流体の流れ（好ましくはガスの流れ）の中に懸濁している 懸濁物をその隔てらねた束の上に制御可能な圧力のもとに指向させ、それによっ てその隔てられた束の中の各フィラメントが流体の流れによって分離されて各粒 子がそれらフィラメントの間を均一に分離させ、そして最後にそのバインダ物質 を溶融させてそれらフィラメントとスペーサ粒子とを固定しカプセル化する。特 にこの後者の方法によって連続法によりそれらスペーサ粒子の非常に均一な分布 が得られる。

用いる補強用繊維又はフィラメントの型は作られる強化された複合材や積層材の 型に適合するものでなければならない。好ましくは強化された複合材又は積層材 の全ての型に対して、取り扱い上の問題が最も少なくて最適の強度を与えるよう なモノフィラメント材が用いられる。

そのようなモノフィラメント材は約０．３μ号と　０．３＋ａｍ　との間、そし て好ましくは１μｍと　０．２　ｍｍとの間、そして特に２μｍと　０．１５　 ｍｍ　との間の直径を有することができる。

更に、強化された複合材又は積層材の全ての型のものについてその補強用の繊維 又はフィラメントは用いた母材に容易にかつ最適に結合するべきである。強化プ ラスチックについては素材のテープ又はリボンの中の繊維又はフィラメントは好 ましくは高強度、高ステイフネスの、低密度の繊維であり、これが最も好ましい 性質の組合わせを与える。このような用途のための適当な繊維又はフィラメント はアラミド繊維、硼素繊維、炭素繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、グラファ イト繊維、金属繊維、シリケート繊維又はその他の繊維の群から選ばれる。

プレホームの型の型内空洞を充填するために一般に高い温度及び／又は圧力での 処理を必要とする耐熱性の強化された複合材又は積層材についてはその強化用の フィラメント又は繊維は反応により結合される溶融された、又は焼結された母材 物質との接触に際して劣化に抵抗するものでなければならない、この目的のため にはその素材のテープ、リボン、シート又は布の中の繊維又はフィラメントは好 ましくはＦＲＣＣ，ＦＲＣＭＣ，ＦＲＧＭＣ％ＦＲＧＣＭＣ，ＦＲＭＭＣ，ＦＲ ＩＭＣ及びその他の複合材及び積層材において使用するのに適した耐熱性の高性 能繊維又はフィラメントである。好ましくは、これらの繊維又はフィラメントは 、場合によりピッチ又はポリアクリルニトリド（ＰＡＮ）前駆体に基づく保護被 覆された型の炭素又はグラファイト、又は周期律表のＩＩＩＡ族及びＩＶＡ族の 元素の酸化物、カーバイド、窒化物及び硼素化物及び周期律表のＩＩＩａ族、Ｉ Ｖａ族、ＩＩＩＢ　族ないしＶＩＩＢ族及びＶＩＩＩ族の元素の混合酸化物、カ ーバイド及び窒化物の群から選ばれる。特に適しているものは被覆された炭素又 はグラファイト、アルミナ、アルミナ−ボリアシリカ、窒化アルミニウム、アル ミナ−シリカ、硼素、硼素カーバイド、窒化硼素、マグネシア、ムライト、窒化 物、単結晶サファイヤ、高純度シリカ、シリカ、珪素カルボニトリド、珪素カー バイド、窒化珪素、２は硼化チタン及びジルコニヤの繊維又はフィラメントであ る。例えばベリリウム、不銹鋼、モリブデン、チタン及びタングステンのような 金属型も繊維材料として使用することができる。合成ダイヤモンドも用いること ができる。

選ばれた補強用繊維またはフィラメントは上述のように、すなわちＵＫ特許１２ ５９０８５　の教示に従い、但しヨーロッパ特許ＥＰ　２７４４６４　の教示に 従ってそれらをスペーサ粒子とバインダ粒子との混合物で含浸するようにして処 理する。スペーサ粒子の働きは、それら繊維またはフィラメントを成る距離で均 一に分離し、そしてそれら繊維またはフィラメントの一般的な長手方向の配向を 保つことである。この効果に達するためには、スペーサ粒子は好ましくはフレー ク、粒状物。

小板片及び／又はホイスカーであって、追加的な補強成分であってもよい不活性 物質よりなるか、又は母材の１成分を形成することのできる物質よりなる。この ようなフレーク、粒状物、小板片又はホイスカーの特性的大きさは、補強繊維又 はフィラメントが正しい間隔を保つようなものでなければならない、実際にはこ れはそのスペーサの粒状物及びフレーク、小板片又はホイスカーが同じオーダー の平均１径及び厚さをそれぞれ有するか、又は好ましくはされら繊維又はフイラ メントの位差よりも小さいのがよい。

ここで、及び特許請求の範囲で用いる「バインダ」の語は他の諸成分を一緒に保 持する成分又は化合物を定義することを意味し、すなわち繊維及び粒子を積層又 は成形に先立って結合させるために適用される材である。バインダの働きは、均 一に分布させたスペーサ粒子によって互いに隔てられている繊維又はフィラメン ト並びにそれらスペーサ粒子を最後に結合し、カプセル化し、そして保護して安 定な成形可能な可撓性のテープ、リボン、シート又は布にすることである。この 目的のためには永久的バインダ、すなわち強化プラスチック類（例えば剛質の高 度に架橋化された高い熱安定性を有するポリマー）を製造する場合の母材プラス チック材料であることができるか、又は第２相母材物質を導入するに先立って除 去し、又は転化させなければならない一時的バインダであることのできる可撓性 のバインダが用いられる。

連続した、又は長尺の繊維及び／又はフィラメントで強化された複合剤及び積層 材を製造するための本発明の方法においては一時的バインダが用いられ、その主 要部分は工程段階ｂ）において字夜居されるか又は転化される。

好適な一時的バインダは低い融点を有する天然又は合成のポリマー及び合成のワ ックス或いはそれらの混合物であってこれは加熱によって工程段階ｂ）において 除去される。ワックスとしては好ましくは石油ワックスが用いられ、と言うのは これが安価であって非常に良好な結合性を有するからである。軟質ないし靭性の 微結晶ワックスが特に好ましい、ポリマーとしてはプレホームから除去した後で なんらの、又は最小限の残渣しか残さないような物質、中でも例えばポリメチル メタクリラート、ポリアルケンカルボナート、ポリプロピレンカルボナート又は オレフィンポリマー、好ましくはポリエチレン又はポリプロピレンのような完全 に燃焼するポリマー或いは例えばメチルセルローズのような水溶性バインダ物質 が好ましい、それらは安価であり、１５０ないし　１８５℃のオーダーの好適に 低い融点を有し、そして良好な結合力を示し、それによって好ましい可撓性のテ ープ、リボン、シート又は布に導く。

好ましくはバインダは供給原料中で再循環される。

バインダ除去時間（すなわちバインダを除去するのに必要な時間）は低下し、と 言うのはそれら個々のモノフィラメントの間に存在する母材粒子がそれらフィラ メントを隔てられたままに保ち、そしてそのプレホーム又は成形された構造がバ インダ除去の間にますます多孔質になるからである。

工程段階ｂ）において転化させることのできる一時的バインダの例には下記が含 まれる：炭素材料がその母材物質の全部又は１部を構成する、例えば炭素／炭素 複合材のような特別な場合は、熱分解の後でかなりの量の炭素を残留させるよう な炭素前駆ポリマーのバインダ／前駆物質、すなわちバルク中間相／ピッチ、エ ポキシ、フラン、フルフリルアルコール、フルフリルエステル、ポリアリールア セチレン（ＦＡＡ）、ポリアミド（ＰＡ）　、ポリベンズイミダゾール（ＰＢ工 ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）又はフェノール樹脂、或いはそれらの 混合物が用いられる。

セラミック材料が母材物質の全部又は１部を構成する特別な場合、例えばＳｉＣ 又はＳｉＮ　の複合材の場合は、そのバインダ又はその１部は工程段階ｂ）にお いて加熱／化学合成によってセラミック材料に転化される、高いセラミック焙焼 収率を有する前駆物質である。このようなバインダは珪素基材の有機金属化合物 、ポリシラン又はポリシラザンである。ポリマーの金属性有機性混合物の熱分解 はセラミック材料を作るための費用に影響する低温度経路の１つであるが、Ｓｉ Ｎセラミック材料を製造するにはポリシラザン化合物が用いられる。多くの新し い前駆物質が現在開発されつつある。

バインダは一般に粉末の形で用いられる。このバインダの粒度は用いた含浸方法 に依存するが、これは、そのバインダ粒子の、好ましくは溶融による最終的な分 布の後での個々の繊維又はフィラメントの間及びスペーサ要素の間での均一な分 布をもたらすように、スペーサの粒状物、ホイスカー又はフレークの粒度、すな わち例えば約０．１μｍと５０μｍ以上との間よりも小さいか、これと同程度か 、又はそれよりも大きくてもよい。外気温度において固体となる液体前駆物質も バインダとして使用することができる。

繊維又はフィラメント、スペーサ粒子及びバインダは、母材物質の導入及びその 成形された製品の硬化／高密度化によって最終的に作られた複合材又は積層材に 所望の補強を与えるようなプレホームに成形するのに充分な程に柔軟な、均一で 安定なテープ、リボン、シート又は布が実際に得られるような割合で用いられる 。所望の場合にはバインダ用のポリマーは柔軟性を改善するために可塑化材を含 むことができる。ポリマーとワックスとの混合物を使用することができる。この ような結果は、テープ、リボン、シート又は布の容積について計算して約５７７ ０　容積％の繊維又はフィラメント、そして好ましくは２０−５５　容積％、そ してより好ましくは３０−５５　容積％と、及びテープ、リボン、シート又は布 の容積について計算して３−５０容積％、そして好ましくは５−３０容積％、そ してより好ましくは１０−２５　容積％のスペーサ粒子の割合によって達成され る。

繊維又はフィラメント、スペーサ粒子及びバインダの他に、所望の場合には加工 のため又は結果のために例えば添加剤、化学活性剤、着色材、ドープ材、泡材、 中空充填材、潤滑剤、核発生材、及び／又は種々の反応剤のような他の添加剤も 、例えばそれら繊維又はフィラメントの、そして場合によってはスペーサ粒子の 表面特性を改善するために、また充填材の良好な分布を得るために加えることが できる。

反応性物質の粒子は場合によっては非反応性材料の薄い層によって、好ましくは （前駆物質）バインダにより処理／含浸／漫透に先立ってカプセル化それる。

これによって爆発や酸化の危険が実質的に除かれ、そして例えば不活性ガスで保 護することによる微細な反応性金属粒子の取り扱いのために必要な対策を容易に する。

このようにして作られたそれぞれの可撓性素材のテープ、リボン、シート又は布 はその各モノフィラメントの配向及び間隔並びに粒子の分布を維持し、そして可 撓性の熱可塑性プレプレグのように加工し／溶融成形して糸組み、圧縮、積層、 パルトルージョン、ローラ掛け、積み上げ、織布及び／又は巻取りによって注意 深く形成したブレホームにすることができるか、又は、切断し、場合により引き 続いてその切断されたテープ又はリボンを、いずれかの通常的な成形法によって 成形物を形成するのに適したバインダ及び／又は潤滑材及び／又は追加的な粒子 材料とともに混合することができる。ここに、また特許請求の範囲において用い る「プレホーム」の語は、型の中に入れるに先立って所望の形に形成された予備 成形繊維質強化材を定義することを意味する。

プレホームの成形を容易にするために、モニター観測された熱源を供給してバイ ンダを軟化させ、それによって「素材ヤーン」の成形のための可撓性を改善する のが一般に有利である。このようにして選択的な補強ヤーンを含む複雑な成形物 〔例えば３−Ｄ隣接糸位置交換（ＡＹＰＥＸ）−３次元糸組みの特殊型−１編組 み、多層織布及び３−Ｄ直交織りと３−Ｄ糸組みとの組み合わせであるハイブリ ッド織り等］を容易にプレホームにすることができる。このプレホームの均一性 が最終製品及び最終生成物の均一性を決定する。この均一性を改善するために熱 及び圧力を適用することができる。それぞれのモノフィラメントの間の最初の分 離及び／又はその「素材ヤーン」の中に存在する各モノフィラメントの分布はそ のプレホームを成形する間に実質的に保たれる。繊維と繊維との接触は高度に排 除され、それによってモノフィラメントの切断や損傷が防止され、そして横強度 も改善される。

耐火性の強化複合材又は積層材については、その成形された（素材の）繊維状粒 状物／粉末のプレホームは次に型の中へ移され、そしてその前駆物質ポリマーバ インダが加工を受け（ポリマー前駆物質の化学合成／熱分解）、又はその「完全 燃焼性」バインダがいかなる通常的除去方法によってでも除去される。

上述した処理の間にそれら繊維又はフィラメントの間及びそれぞれのモノフィラ メントの間に正しい位置に保持されているスペーサ粒子の間で空孔又はボイド空 間が発展できる。

加工の後でその生成物はそれぞれのモノフィラメントの間及びスペーサ粒子の間 で均一に分布した微細空孔を有する多孔質のプレホームである。それらの空孔の サイズはスペーサ粒子の大きさと量、及び前駆物質及び／又はその繊維／モノフ ィラメントの含浸に用いた完全燃焼性バインダの量によって制御される。

その均一に分布した母材粒子がポリマー前駆物質の化学合成／熱分解及び／又は バインダの除去の前、その間及びその後でそれら繊維／モノフィラメントを間隔 を置いて隔てられたままに保つので、最初の形状が実質的に維持される。プレホ ームの収縮は実質的に除かれる。各モノフィラメントの間に均一に分布している これらの粒子の存在によって、それぞれのモノフィラメントは積極的な「角度配 向された」整列状態に保たれ、そしてそのプレホームを横切って側面部について 充分に隔てられたままにとどまり、これがそのブレボームの曲げ強さを改善する 。プレホームの透過性は粒子／モノフィラメントの均一な分布によって強く制御 され、そしてこれは、含浸過程の間にその各繊維／モノフィラメントの間に取り 込まれてそれらモノフィラメントをポリマー前駆物質の引き続く熱分解又はバイ ンダの除去及び次のプレホームの再浸透／ＣＶＩの間中、正しく隔てられた状態 に保つ粒子のサイズを選ぶことによって正確に計画し／最適化させることができ る。

浸透可能なプレホームがこのようにして得られた後でそれぞれのモノフィラメン ト及び粒子の間のボイド空間に次に通常のプレホームの再浸透方法のいずれか又 はそれらの組み合わせにより、例えば重力浸透、連続浸透、不活性ガス圧力又は 真空浸透によって母材物質を（液体／溶融物又はスラリーの形で）、化学蒸着浸 透（ＣＶＩ）により、化学的／浸透的結合又は反応結合により、或いは浸透させ た液体又は固体／スラリー材料と適当なガスとの間の比較的低い温度における反 応（例えば方向性を与えた金属酸化）によりその場で母材物質を形成することに よって、充填／再浸透させる。浸透の長さは、全く圧力をかけないか、又は低い 圧力を用い、そして短い時間の間にかつ好ましくは比較的低い温度において増大 させることができ、そして第２相母材物質のより完全でかつ迅速な浸透が得られ 、それによって繊維の劣化の危険が低下する。このような充填段階において液体 又はスラリーの場合に浸透材料の流動性を改善するために種々の添加物を含むこ とができ、そしてセラミックの母材物質の場合には界面−強化を避けるために焼 結助剤を加えることができる。必要の場合にはこの浸透は場合により熱処理及び ／又は圧力処理の後でそれら空孔が最低限となるまで繰り返すことができる。プ レホームのモノフィラメント間の空隙の均一性とこのプレホームのより完全な浸 透段階とは収縮の実質的な最小限化及び均質性に導く、既に存在している母材物 質の量が非常に多いために、完全な密度までの再浸透はより低い圧力で、かつ通 常の浸透／ＣＶＩ法よりも著しく短い時間内に行うことができ、そして方法の費 用効率は高められる。一方、各モノフィラメント及び粒子の間のボイド空間は上 にあげた方法のいかなるものによっても母材物質で部分的に充填することができ る。これらのボイドは予め定められた限度までしか充填されず、これによって膜 、濾材、触媒担体及び生物学的複合材等の製造に対してなお加工のための空孔な 与える。

本発明の方法は高い応力にさらされる構造用複合材に理想的である０本発明の方 法により得られた成形複合材又は積層材は炭素／セラミック、セラミック、ガラ ス、ガラス／セラミック、金属、金属間及びその他のような連続の、及び長尺の 繊維で強化された複合材がめられるような、例えば宇宙航空、自動車、化学及び 石油化学、溶融リアクタ又はプラズマリアクタ、研磨工具、防衛産業等における 種々の高性能用途に利用することができる。特に宇宙航空的用途においては強靭 な非常に高性能の材料、例えばガスタービン複合材のような空気吸入推進系、熱 シールド、ロケットノズル、ラムジェット燃焼器及び再使用可能な宇宙航空（超 音速）乗り物及び人工衛星のための１次構造及び機体のような複雑な形状に製造 することのできるものが必要である。特別な種々の特性を、例えば電気伝導／不 連続／加熱において、磁気、形状記憶、熱伝導等において組み入れることができ る。

成る種の材料又は材料の組み合わせがその組成をその厚さ又は形状に沿って次第 に変化させ、そして異なった材料又は材料の組み合わせに達するような傾斜機能 材料（ＦＧＭ）はエンジン部品や機体、及び未来の高速度航空機／宇宙航空機の 推進系の製造に重要である。通常の材料よりも高い温度に耐えることができてそ れでもなお高い強度及び衝撃抵抗性を示すことのできる、軽量構造材、例えばセ ラミック材料が一方の端部において耐熱性を提供して金属がもう一方の端部で強 度特性を提供し、そしてその組成が１つの物品又は成形体の中で一方の端部から 他方へかけて次第に変化するような超熱抵抗性構造材料、他の例は炭素−炭素／ セラミックの傾斜材等である。２つの材料の間に界面が存在しないために熱応力 による境界にともなう問題が除かれる。

摩耗、化学的抵抗性、密度、欠陥、摩擦、硬度、融点、スティフネス、強度、熱 膨張、靭性、摩耗抵抗等及びそれらの組み合わせに基づいて、他の種々の組み合 わせを設計することができる。

種々の傾斜材料の化学／組成／微細構造を、例えば種々の前駆物質、浸透／含浸 のＣＶＤ、ＰＶＤ又は他の方法或いはそれらの組み合わせを利用することにより 、例えば種々の前駆物質、すなわち液体浸透のために高柔軟性ポリマーを、そし てＣｖ工のために種々のガスを用いることによって設計することができる。

浸透／含浸の間に圧力及び／又は濃度勾配を適用することによって加工の結果を 改善できる。環境保護用及び他の目的のための膜、濾材及び触媒担体を、予め定 められた空孔率の好運化の可能性の結果として作ることができ、それによって種 々変化した分子又は活性化学基を膿の表面に加え、又は空孔中に、例えば漸進的 態様で浸透させることができる。

コイル、管、ワイヤ又は他の形状の超電導複合材を押出し又はその他の成形方法 により、例えば超電導酸化物粒子及び／又は例えば超電導酸化物の有機金属前駆 物質と混合された繊維を用いて作ることができる。

成形された複合材に電気的な、マイクロウェーブによる、輻射による、又は他の エネルギー源を適用することによって、それらの構成要素に依存してその複合材 の成る種の特性、例えば結合特性、化学的抵抗性、電気伝導度、電気光学的特性 、磁気特性、空孔率、その他、並びにそれらの組み合わせを修飾することができ る。

生体を模倣した生物学的複合材を作ることができ、例えば空孔の１部に医学的「 ドナー／前駆物質」を浸透させることができ、かつ空孔率が天然の骨の結合／形 成を助けることができるような人工骨を作ることができる。他方において、電気 セラミック材料、形状記憶合金、ピエゾ電気的及び磁気歪材料がますます多く利 用されるようになってきている。

炭素、セラミック、ガラス、金属等に基づく「スマート材料及び構造体」を得る ために、その予備成形物の中に、全ての種類の挿入物を含めて、モールド成形の 間の構造的一体性、音響的制御、振動制御及び他の活性制御を監視し、またその 成形された物質及び構造材の実用の間における損傷や障害の検出、及び熱膨張を 検出することができる。挿入物は例えば種々のアクチュエータ、ピエゾ電気素子 、形状記憶合金及び形状記憶繊維、応力センサ、中でもファイバー光学的応力検 出ロゼツトであることができる。

連続グラファイト繊維強化したアルミニウムーマグネシウム−ＳｉＣ粒状物の航 空保護材で被覆された連続グラファイトモノフィラメントよりなるヤーン（直径 ｌＯμ＋ｍ）を粒度８μｍの粉末状アルミニウム／マグネシウム合金　ｆＡｌ− １４ｇｌ、ＳｉＣ粒子（１μＩ６）及び粉末状ポリプロピレンバインダ物質（粒 度Ｉｓ　−２０μ＋ｓ）の混合物で均一に含浸する。そのプレホームはその加工 の要求条件に従って予め定められた選択的なモノフィラメント補強材及びその物 品の最終使用における要求条件によって決められる緒特性を有している。その合 金母材／バインダ混合物の含有量は、引き続（複雑な成形に要求される柔軟性を 考慮して好適化される。

均一な含浸を不活性ガスのもとで、ヨーロッパ特許ＥＰ　２７４４６４に記述さ れている連続的なバインダ／粒状物／粉末の含浸方法を用いて高速度において行 う。そのテープの組成はグラファイトモノフィラメント　５０容積％、ＳｉＣ粒 子及びバインダ３０容積％を含むＡｌ−Ｍｇ　合金粉末母材スペーサ粒子２０容 積％（Ｍｇ　含有量はＡｌ−１１ｇ　合金母材の６重量％である）である０通常 は溶融アルミニウムによっては濡らされないそのセラミック粉末粒子の濡れを改 善するためにその母材物質にマグネシウムを加え、その際マグネシウムは濡れ特 性を改善する。　Ａｌ−Ｍｇの、例えば取扱い、含浸及び溶融等の処理の間にお ける爆発や腐食／劣化を防ぐために不活性ガスが用いられる。

この含浸させた糸を赤外線加熱される炉を通して送り、バインダ物質は溶融し、 そしてＡｌ−Ｍｇ　粉末粒子をＳｉＣを含めてカプセル化し、そしてそれらをそ れぞれのモノフィラメントの間で均一に分布した状態に保つ、積層／較正によっ てその「素材テープ」は注意深く設計されたプレホームに成形される。このプレ ホームの形成を容易にするために監視された赤外線熱源を適用してそのポリマー バインダを軟化させるが、これはその「素材テープ」のプレホームの成形の間に おける成形性を改善し、そして引き続く冷却の間にそのプレホームを固定する０ 選択的なり−ン補強材を含む複雑な形状のものがプレホームに形成される。それ ぞれのモノフィラメントの間の最初の分離及び／又は「素材ヤーン」の中に存在 していた各モノフィラメントの分布は設計されたプレホームり成形の間において 維持される。

この繊維−粉末のプレホームを次に、最終構造体の形を実現する型の中に移し、 そしてバインダを除去する（真空のもとての加熱によるが、その際蒸発が起こる ）。このバインダ物質の除去の間において残留するＡｌ−Ｍｇ粉末／各モノフィ ラメントの間で正しい位置に保たれている　ＳｉＣ粒子の間で空孔／ボイド空間 が発展する。バインダの除去の間に窒素の「クリーニングガス」を適用して繊維 又は含浸された粒子の全ての挟雑物を除去する。このプレホームを予備加熱し、 そしてそれぞれのモノフィラメント及び粒子の間の空孔に次に低い不活性ガス圧 力のもとで８５０−９５０℃において液体ＡｌＭｇ　母材物質を真空浸透させる 。

このようにして優れた諸性質を有しかつ通常のＡｌ−Ｍｇ　合金に比して実質的 な重量節減、例えば３５−４０％の節減を含む成形された複合材製品がその機械 的性能を保ちながら得られる。グラファイト繊維は負の熱膨張率を有し、アルミ ニウムは正の熱膨張率を有するので、この構造体は温度変化に際して膨張を起こ さないように設計されている。

他の補強用フィラメントを用いてこの方法を繰り返した場合に類似のプレホーム を作ることができる。金属母材の代わりに他の母材物質または母材組み合わせも 用いることができる。

セラミック複合材は同様にして作ることができ、その際金属粒子／溶融金属が前 駆セラミック物質を形成し、そして化学合成を例えばその金属と酸化剤との間の 酸化反応によって達成することができる。

直接的な金属酸化技術も使用することができ、その際その（追加的）金属はそれ 自身の酸化生成物及びそのプレホームによって毛管作用により次第に抜き出され て清澄過程を維持し、プレホームが形成される（酸化方法を対象として特許され たＬＡＮＸ　Ｉ　ＤＥ）。

種々のセラミック物質の例は、それらのみに限定されないが、酸化アルミニウム 、窒化アルミニウム、窒化ジルコニウム、窒化チタン及びＡＬＮ　母材である。

プレホームを成形するためにハイブリッド繊維材の繊維またはその１部として金 属前駆物質繊維を使用することができる。それらは次いで酸化反応によってセラ ミック物質に転化される。

匠１ ＳｉＣ長繊維で強化されたアルミニウム１０の　ン 実験を複雑な各種部材の大量生産のために行う。ポリプロピレンバインダを用い て例１と類似のテープ材を　１０　ｍｍ　の長さに切断する。このテープ材の組 成はＳｉＣモノフィラメント　３０容積％、ＳｉＣ粒子（０，５μ＋ｓ）を含む Ａｌ−Ｍｇ　合金粉末（５μ厘）　の母材スペーサ粒子４０容積％、及びバイン ダ３０容積％である（Ｍｇ含有量はＡｌ−Ｍｇ　合金母材の６重量％である）。

このテープを切断したものを追加的なバインダ１０％及び潤滑材と混合し、歯磨 きペースト状の混合物を得、このものは多重モールドキャビティーの中に注入す ることができる。この型から射出成形された成形物を取り出し、そしてバインダ は溶剤抽出及び／又は加熱処理の組み合わせによって除去し、それによってバイ ンダは分解され、蒸発する。この処理を、その成形された金属の形を一緒に保つ ように最少量のバインダが残留するまで継続する。この部材を高温度において焼 結する。収縮を最小限にするためにその焼結に先立ってその射出成形された部材 の中に超微粒金属粒子または溶融金属を浸透させることができる。

この方法を大部分の粉末金属並びにセラミック材料を用いて繰り返したときに多 くの種類の製品をこのようにしてモールド成形することができる。

匠ユ 珪素カーバイド連続繊維で補強された ＳｉＣのｌｅ＋ ＳｉＣの連続モノフィラメントヤーン（１０μｍ）をＳｉＣ粉末スペーサ粒子（ ３，５μｍ）とポリシランセラミック前駆物質ポリマー（粒度１（１−２０μａ ＋）との混合物で均一に含浸させる。界面結合強度を好適化させるために熱分解 カーボン界面被覆をそのＳｉＣモノフィラメントに適用する。

均一な含浸をヨーロッパ特許ＥＰ　２７４４６４　に記述されている連続バイン ダ／粒状粉末含浸法を用いて高速度で行い、それによりバインダを溶融させる。

そのテープの組成はＳｉＣモノフィラメント　５ｏ容積％、ＳｔＣ粉末２０容積 ％及びポリシラン前駆物質ポリマー３０容積％である。

その含浸されたヤーンを赤外線加熱式の炉を通して送り、その前駆バインダ物質 は溶融し、そしてＳｉＣ粒子をカプセル化してそれらを均一に分布して保持する 。積層／較正によってそのように形成された「素材トウ」が成形される。

この「素材テープ」を注意深く設計した糸組みされたプレホームに成形し、そし て積み上げられた積層材と、凝固の際の収縮に注意しながら結合させて「対圧力 防御体」を形成させ、そして次にプレホームに成形されたテープを時計回り方向 及び逆時計回り方向のいくつかの層の形の抗張防御体を形成する構造の上に巻き つける。このプレホームはその形状とその最終的な円筒構造体に加えられる力に 従って予め定められた選択的モノフィラメント補強材を有する。

各モノフィラメントの間の最初の分離及び／又はその「素材ヤーン」の中に存在 しているモノフィラメントの分布はその設計されたプレホームを成形する間中実 質的に維持される。

次にその繊維−粉末のプレホームを最終構造体針形を実現する型の中へ移し、そ してその前駆物質を繊維の劣化を防止するのに充分な低い温度において熱分解さ せる。

各モノフィラメントの間で均一に分布している　ＳｉＣ粒子はそれらモノフィラ メントをそのプレホームを横切って側部的に充分に間隔を置いて積極的に「角度 配向された」整列において保持し、これによって、有機シラン化合物、すなわち メチルトリクロルシラン（ＭＴＳ）の高い温度における水素の存在のもとての化 学蒸着浸透（ＣＶＩ）によってその第２相母材物質の高度に改善された非常に迅 速な浸透が許容される。

５ｉｎＮ４複合材はセラミック前駆体ポリシラザンバインダ物質及び化学合成を 用いて同様な態様で作ることができる。

窒素ガスを用いるＣＶＩによって「完全燃焼性」バインダの除去または「セラミ ック前駆物質」バインダの合成の後でそのプレホームを高密度化させることがで きる。ｃｖｒは好ましくは均一な沈着／高密度化／漫透を高め、そしてそのプレ ホーム表面部空孔率の過早の封鎖を防止するのに充分に低い温度において行われ る。他のＣＶＩの可能性はＡＩｔｏｓ、ＺｒＯ＊、ＴｉＢ＊　及びＴｉＣを含む 、ゾル／ゲル法又は反応結合法も有利に適用することができる。

セラミック前駆物質繊維はプレホームを成形するためのハイブリッド繊維材料の 繊維又はその１部として使用することができる。それらは次に熱分解によってセ ラミック材料へ転化される。

匠Ｉ Ｆ　−Ａロ グラファイトの連続モノフィラメントヤーン（直径１０μｍ）を３．５μ厘の粉 末グラファイト粒子及び粉末ポリアミド（ＰＡ）バインダ物質Ｃ粒度　１０−２ ０μｍ、平均粒度的１５μｍ）の混合物で均一に含浸させる。

均一含浸をヨーロッパ特許ＥＰ　２７４４６４　に記述されている連続バインダ ／粒子粉末含浸法を用いて高速度で行い、その際グラファイト粒子は均一に分布 し、そしてＰＡバインダは溶融する。テープの組成はグラファイトモノフィラメ ント　５０容積％、グラファイト粒子２５容積％及び粉末ＰＡバインダ２５容積 ％である。このようにして７５％以上が既に炭素材料よりなっており、これがそ のＣ／Ｃ複合コーンの製造時間を劇的に低下させた。

この含浸したヤーンを赤外線加熱／溶融炉を通して送り、その際ＰＡバインダ物 質は溶融し、そしてグラファイト粒子をカプセル化し、かつそれらを均一に分散 した状態に保つ、積層／較正によってそのように成形した「素材テープ」が賦形 される。

「素材テープ」は糸組みとエツジ式テープ巻き取りとの組み合わせによって作ら れた、注意深く設計されたプレホームに成形されている。

このプレホームはそのロゼツトの形と最終的なロケット噴射口コーンの構造に加 えられる力とに従い予め定められた選択的なモノフィラメント補強材を有してい る。均一性を改善するためにこのプレホームはホットプレスの名かで焼きつけ、 次いで不活性窒素ガスのもとに高温度熱処理され、更に低熱及び低圧力のもとて 高密度化してその最終的なロケット出口コーンの形に成形し、それにより完全な 形のコーンの製造を可能この繊維−粉末コーンプレホームを次に最終的なコーン １造の形を作り出す型の中へ移し、そしてＰＡバインダ物質を不活性雰囲気中で ８００℃以上に加熱することによって熱分解させ、それによって熱分解のＰＡの 炭素残渣を残留させる。ＰＡバインダの、熱分解過程に基づ（質量損失は温度の 関数であり、そして空孔／ボイド空間は「含浸された」１次グラファイト粒子と 各モノフィラメントの間に正しい位置に保たれているＰＡ２次炭素母材物質との 間で発展する。

各モノフィラメントと炭素粒子との間の空孔に炭素源としての熱いピッチを真空 圧浸透させ、そして再び熱分解して密度を上昇させる。粗く機械仕上げした後で この浸透サイクルを炭素母材の所望の密度に達するまで繰り返す。

複合材コーンを次に２４００ないし２８００℃に加熱することによって仕上げ、 それにより母材はグラファイトに構造変化する。

用途に依存してこの硬い炭素−炭素コーン表面の外側層を被覆／拡散結合してそ のＣ７０複合材を酸化による性質劣化に対して保護するために珪素カーバイドで 充填する０表面風さはより大きな耐久性のために適用することができる。

この方法を用いることによって、連続繊維で補強されたＣ７０　複合材を複雑な 形状においてもより一定的にかつはるかに安価に安価に作ることができる。既に 存在する炭素の量が多いために完全密度までの浸透がより低い圧力において従来 の方法よりもより低い圧力でかつ著しく短い時間の間に行うことができる。

これらの例は製造を実施するための、それぞれい（つかの一般的な類似の加工形 態を包含する。浸透の改善は複雑な完全形状の複合材を加工する際に実質的に大 きな柔軟度を与え、と言うのは均一に分布した空孔の存在がそのプレホームを透 過性にし、そしてそのようにして母材物質がこの繊維間ボイド空間の中に浸透す るのを強く促進させ、その際浸透時間は劇的に短縮され、と言うのは母材物質の 相当な部分が一般にそのプレホームの中に粉末の形で、及び／又は前駆物質の形 で存在しており、そして同−又は相容性のある第２相母材物質を追加的に浸透さ せることしか必要としないからである。

要約書 この発明は連続した、又は長尺の繊維及び／又はフィラメントで強化された複合 材及び積層材を製造いるための方法に関し、これはａ）均一に分布した粒子によ って互いに隔てられている長手方向へ配向された多数の連続した繊維またはフィ ラメントよりなる、可撓性バインダによって結合された各素材のテープ、リボン 、シート又は布を配置させることにより強化材のプレホームを形成する段階、ｂ ）バインダの主要部分を除去するか又は転化させる段階、及び、もし適用できる ときは、Ｃ）ボイド及び空孔を母材物質で部分的に又は完全に充填する段階、の 引き続く各行程段階を含む。本発明は更に、切断して整列させた繊維及び／又は フィラメントによって強化された複合材及び積層材を製造する方法に関し、これ は、上に定義した各素材のテープ又はリボンを切断し、その切断したテープ又は リボンをバインダ、潤滑材及び／又は母材物質と混合し、そしてこの混合物から いずれかの成形法によって成形物を形成させることよりなる。

国際調査報告　。ｒＴ／＆１１゜１１．、。、。。

ＰＣＴ／ＮＬ　９１１００１０９ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素母材複合材、セラミック母材複合材、ガラス母材複合材、カラスーセ ラミック母材複合材、金属母材複合材、金属間母材複合材、セメント、コンクリ ート、ダイヤモンド、または石膏の母材の複合材、及び強化ポリマーのような、 連続した、または長尺の繊維及び／又はフィラメントで強化された複合材及び積 層材を製造する方法において、ａ）均一に分布した粒子によって互いに隔てられ ている長手方向へ配向された多数の連続した繊維またはフィラメントよりなる、 可撓性バインダによって結合された各素材のテープ、リボン、シート又は布を配 置させることにより強化材のブレホームを形成する段階、ｂ）バインダの主要部 分を除去するか又は転化させる段階、及び、もし適用できるときは、ｃ）ボイド 及び空孔を母材物質で部分的に又は完全に充填する段階、の引き続く各行程段階 を含む方法。
2. （２）切断して整列させた繊維及び／又はフィラメントによって強化された複合 材及び積層材を製造する方法において、均一に分布した粒子によって互いに隔て られている長手方向へ配向された多数の連続した繊維またはフィラメントよりな る、可撓性バインダによって結合された各素材のテープ又はリボンを切断し、場 合によりその切断したテープ又はリボンをバインダ、潤滑材及び／又は母材物質 と混合し、そしてこの混合物から遠心法、圧縮法、射出法、反応法、押出し法、 鋳造法、真空法又はその他の成形法によって成形物を形成させることよりなる方 法。
3. （３）更に、切断工程の後でバインダの主要部分を除去又は転化させる工程を含 むことを特徴とする、請求の範囲２に従う方法。
4. （４）均一に分布した粒子が粒状物、フレーク、小板片、又はホイスカー或いは それらの混合物であることを特徴とする、請求の範囲１、２又は３に従う方法。
5. （５）それら粒状物、フレーク、小板片又はホイスカーの全て又は１部が不活性 材料よりなるか、又は母材の１成分を形成することのできる物質よりなることを 特徴とする、請求の範囲４に従う方法。
6. （６）活性物質の粒子を用い、それらの粒子を非反応性の物質の中にカプセル化 させておくことを特徴とする、請求の範囲４に従う方法。
7. （７）バインダ又はその１部が、加熱／化学合成によってセラミック材料に添加 させることのできる、高いセラミック畑焼収率の前駆物質であることを特徴とす る、以上の各請求の範囲のいずれか１つに従う方法。
8. （８）バインダが珪素基材の有機金属化合物、ポリシラン又はポリシラザンであ ることを特徴とする、請求の範囲７に従う方法。
9. （９）バインダ又はその１部が焙焼又は熱分解によって添加されて多量のカーボ ンを生ずるような炭素源前駆物質であることを特徴とする、以上の各請求の範囲 のいずれか１つに従う方法。
10. （１０）バインダがバルク中間相／ピッチ、フラン、フルフリルアルヒール、フ ルフリルエステル、ポリアリールアセチレン、ポリベンズイミダゾール、ポリフ ェニレンスルフィド、エポキシ、ポリアミド又はフェノール樹脂或いはそれらの 混合物であることを特徴とする、請求の範囲９に従う方法。
11. （１１）バインダが低い融点を有するワックス又は合成有機ポリマー或いはそれ らの混合物であって、加熱及び／又は溶剤抽出によって除去できるものであるこ とを特徴とする、以上の各請求の範囲のいずれか１つに従う方法。
12. （１２）バインダが石油ワックス、好ましくは微結晶ワックスであることを特徴 とする、請求の範囲１１に従う方法。
13. （１３）バインダが除去の後で実質的になんらの残渣も残さない物質であること を特徴とする、請求の範囲１１に従う方法。
14. （１４）バインダがポリアルキレンカルボナート又はオレフィンポリマーである ことを特徴とする、請求の範囲１３に従う方法。
15. （１５）２０ないし５５容積％の繊維又はフィラメント、５ないし３０容積％の 均一に分布した粒子及び残余のバインダよりなることを特徴とする、以上の各請 求の範囲のいずれか１つに従う方法。
16. （１６）各素材のテープ、リボン、シート又は布が、３０−５０容積％の繊維又 はフィラメントと、１０−２５容積％の均一に分布した粒子と、及び残余のバイ ンダとからなることを特徴とする、請求の範囲５に従う方法。
17. （１７）ブレホームが、各素材のテープ、リボン、シート又は布のいくつかの層 にてよって構成され、その際、その素材の組成及び／又は構造が、その１つの層 から他の層へ、又は１つの層の群から他の層の群へ、好ましくは次第に、変化し てゆくことを特徴とする、以上の各請求の範囲のいずれか１つに従う方法。
18. （１８）各素材のテープ、リボン、シート又は布を、その可撓性がプレホームを 形成するに先立って改善されるように処理することを特徴とする、以上の各請求 の範囲のいずれか１つに従う方法。
19. （１９）遠心法、圧縮法、射出法、押出し法、反応法、鋳造法、真空法又は他の 成形法によって成形物を製造するのに用いるための材料組成物において、均一に 分布した粒子により互いに隔てられていて、可撓性バインダによって結合されて いる、長手方向へ配向された多数の連続した繊維またはフィラメントよりなる切 断されたテープ又はリボン、及び場合によりバインダ、潤滑材及び／又は母材物 質を含む、上記組成物。