JPH06505693A - ベンズオキサジンによるコンポジットの緻密化 - 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】 ベンズオキサジンによるコンポジットの緻密化この方法は炭素−炭素コンボジッ ト材料の調製に関する。さらに詳細には、本発明は炭素−炭素コンポジットを形 成する際に炭素の繊維状構造を緻密化するのに有用な、炭素収量の改善をもたら す材料の使用に関する。特定的には、本発明は炭素繊維で強化された炭素質のコ ンポジットの製造方法において、炭素繊維により形成されている構造はネットワ ークを緻密化するために、特に多官能性ベンズオキサジン化合物を用いることに 関する。

発明の背景 炭素−炭素コンポジット、すなわち、元素状の炭素と炭素繊維により強化された 炭化材料は、多数の独特の性質を示す各種の形状に作ることができる。重要なこ とは、このような材料が高温の環境に対し並はずれた抵抗性を有し、たとえば、 これらは固体状で熱安定性を示し、またその高い熱伝導性と低い熱膨張性とによ りこれらは熱的ショックに耐える。これらの材料はまた高温にさらしたときも高 い強度と硬さとを維持する。このような特性は元素状炭素の高屈折性および無定 形でグラファイト性の炭素から形成された繊維の高い強度と硬さとにより説明さ れる。

従って、これらのことから、炭素−炭素コンポジットがこれまでにも軽量の航空 宇宙での応用に広く用いられており、また将来もそうであり続けるだろうことは 驚くことではない。たとえば、これらはスペースクラフト再突入の分野で広く用 いられており、この関連でスペースシャトルはそのノーズコーンと翼端とに炭素 −炭素コンポジットを利用している。高性能の航空機用ディスクブレーキは、炭 素−炭素コンポジットの特性に依存した別の応用である。

炭素−炭素コンポジットは述べてきたものを含めて多くの有用な特徴を有するが 、製造するのに費用がかかるという難点があり、従って通常のその利用はコスト よりもむしろ性能が第一に重要であるような用途に限られている。コンポジット のコストが高いのは、以下に述べるように、必然的に多工程処理を必要とするそ の製造方法に主として起因している。

典型的な方法では、コンポジットは炭素繊維を２方向、３方向または４方向、時 には１方向強化構造に配置し、これに炭素マトリクスの前駆体として作用する炭 素含有化合物を含浸させることにより形成される。含浸後この構造体を、不活性 雰囲気下で行われる炭化工程でたとえばオートクレーブ中で前駆体の分解温度ま で加熱し、これによりその隙間が前駆体材料の熱分解から生じる炭素で少な（と も部分的に埋められた、一層緻密な繊維状構造体が作られる。ついでこのように 処理された構造体をオートクレーブからとり出し、追加のマトリクス前駆体を再 含浸させ、そして炭化処理を再度行ない、炭素によりコンポジットの隙間をさら に充満させる。この手順をコンポジットが充分に緻密化するまで、４回から２０ 回まで何度もくり返す。

しかしながら、所望の緻密化を達成するために必要とされる各炭化サイクルは、 時間がかかりかつ大きな労働力を要するものであり、従って経費がかかる。この ため、前駆体が高い炭素または“チャー”収率をもつ、すなわち、炭化処理の際 の質量損失が小さいことが評価されよう。高いチャーレベルを与える前駆体の使 用は各炭化サイクルからの炭素の最大の可能収率を確かなものとし、かくして所 要のサイクル数と必然的にプロセスで必要なコストとを最少にする。

比較的多量の炭素質物質の形成能に加えて、コンポジットマトリクス前駆体が低 い粘度並びに含浸させる炭素基質の表面をぬらす能力とを示すことが有利である 。この点で、粘性な材料は、炭素構造体の隙間にこのような物質を十分に浸透さ せるのが困難であるが故に、とくに引き続く各炭化サイクルに伴って隙間がさら に小さくなるが故に望ましくない。さらにサイクルの含浸部分で容易に流れる前 駆体は構造体内部にわたる浸透を促進するので好都合であるが、前駆体は炭化プ ロセスでは望ましくは流れに抵抗しなければならない。この明らかな矛盾は、構 造体からの前駆体材料の損失をさけるために、繊維状炭素構造体内で前駆体材料 をその分解温度にまで加熱するプロセスでは液体の流れは抑制されねばならない という事実により説明される。

すぐれたマトリクスを形成しようと努力して、種々の材料が炭素−炭素コンポジ ットを作るためにかつて使用された。コールタールピッチはこのような材料の一 つであり、比較的高レベルのチャーを得ることのできるものであるが、これはか なり粘性の材料であって含浸プロセスが困難である。これに加えて、コールター ルピッチからの高い炭素収率は、炭化プロセスを非常にゆっくり行なうか、また は比較的高い圧力下、たとえば１００バール付近で行なう場合のにみ可能なので ある。また、このようなピッチの粘度は温度とともに低下し、ピッチの焼成温度 にまでコンポジット構造体を加熱する間に好ましくない液体の損失を生じる。

一方、熱硬化性樹脂からなる前駆体は炭化の際に圧力をかける必要がな（、また 炭化に先立って硬化するから、これらは前駆体の炭化前にコンポジット構造体か ら分離しがちであるという不都合はない。しかしながら、あいに（熱硬化性樹脂 のチャー収率は、３９〜５１％程度である場合もあるが、特に高くはな（比較的 多い炭化サイクルを必要とする。その他の種々の前駆体も過去に提案されそして 用いられ種々の結果を生んでいるが、炭素−炭素コンポジットの形成する上で最 近の結果を示す前駆体の探究は続けられている。

そこで、これまでに述べたことから、本発明の第一の態様は炭素−炭素コンポジ ットの製造に有用な炭素前駆体化合物を提供することである。

本発明の第二の態様は、より少ない炭化サイクルで炭素−炭素コンポジットを製 造する方法を提供することである。

本発明のさらなる態様は、コンポジットの改善された緻密化を達成することので きる炭素−炭素コンボジット用の炭素−生成前駆体化合物を提供することである 。

本発明のさらなる態様は、焼成時に高い炭素収率を生じる炭素−炭素コンボジッ ト用の炭素前駆体化合物を提供することである。

本発明のさらなる態様は、焼成の前に骨格状の炭素構造体からの不注意による損 失を防ぐため硬化させることのできる、炭素−炭素コンボジット用の炭素−生成 前駆体化合物を提供することである。

本発明の別の態様は、含浸中および硬化前に比較的低い粘度を示す炭素前駆体化 合物を提供することである。

本発明のさらに別の態様は、すぐれた保存寿命を示す炭素−炭素コンボジット用 の炭素前駆体化合物を提供することである。

本発明の前記および追加の態様は炭素繊維を多官能性のベンズオキサジン化合物 に含浸させ、そして該化合物を焼成して炭素−炭素コンポジットを形成すること からなる、炭素−炭素コンポジットを形成する方法である。

本発明の前記およびその他の態様は、炭素繊維を（以下「化合物１」とする）お よび （以下「化合物２」とする）（ここでＲ３およびＲ８は有機基であり、同じであ っても異なっていてもよい）からなる群より選ばれるベンズオキサジン化合物に 含浸させ、そして該化合を焼成して炭素−炭素コンポジットを形成することから なる、炭素−炭素コンポジットを形成する方法である。

本発明の前記および追加の態様は、ベンズオキサジン化合物が （以下「化合物４」とする）、 （以下「化合物５」とする）、 （以下「化合物６」とする）、および （以下「化合物７」とする）、 からなる群より選ばれる、前記の方法である。

本発明の前記およびなお追加の態様は、化合物４、化合物５、化合物６および化 合物７からなる群より選ばれる炭素−炭素コンポジットを形成するのに有用な化 合物である。

本発明の前記およびさらに別の態様は、炭素繊維を多官能性のベンズオキサジン 化合物に含浸させそして該化合物を焼成して炭素−炭素コンポジットを形成する ことからなる方法により形成された、炭素−炭素コンポジットから作られる物品 である。

発明の詳細な説明 ベンズオキサジン化合物は、その対応するフェノール類、第１級アミンおよびホ ルムアルデヒドからのアンニッヒ反応の生成物として合成されるヘテロ環化合物 である。２官能性ベンズオキサジン基をもつ化合物は、開環反応機構により特徴 的なフェノール性の物質構造を形成し、架橋化ネットワーク構造を与える。多官 能性ベンズオキサジンは以前にコーチングやカプセル化に用いられていたものだ が、ある種の多官能性ベンズオキサジン化合物は炭素−炭素コンポジットの調製 の際に著しく有利であることが見出された。本発明のベンズオキサジン化合物は 、炭素−炭素コンボジット用の含浸剤として普通用いられている化合物と比較し て著しく低い粘度をもっことが特徴である。これに加えて、またもっとも重要な ことは、特定のベンズオキサジン化合物は焼成された時顕著なチャー収量を示し 、製作されるもとである炭素繊維構造体を緻密化するのに必要な炭化サイクルの 回数を著しく減少させる。後者との関連で意外なことに、異なるベンズオキサジ ン化合物により生成されるチャーの量に著しい差異があるのがわかった。このよ うな化合物のあるものは炭素−炭素コンポジットを形成するため予期せず非常に 適しているが、他のものは著しく少量の炭素を生じる。

本発明の多官能性ベンズオキサジンは、多官能性フェノール、ホルムアルデヒド および第１級アミンの縮合反応により調製される。２官能性ベンズオキサジンが 本発明の目的にとって特に有用であることが認められているが、３官能性および さらに多くの官能基をもっているベンズオキサジン化合物類もまた本発明の目的 のために使用することができる。本発明のベンズオキサジン化合物を形成するの に用いられる典型的な反応には、たとえば、ビスフェノール−Ａ１メチルアミン およびホルムアルデヒドを用いて以下の反応でベンズオキサジンを形成するのが 含まれる： ベンズオキサジン環は、以下の反応に従って無触媒下に熱的に開始されフェノー ル系樹脂を形成するものを含めて、種々の方式で開環重合をすることができる： 本発明の目的に適したベンズオキサジン化合物のうちで前述のようにある種のベ ンズオキサジンが特に好ましい。このような化合物としては以下のものが挙げら れる： および （式中、Ｒ８およびＲ１は有機基であり、同じかまたは異なってもよい）。好ま しい基にはアルキル基、フェニル基、飽和環状基、シロキサン基などが含まれる 。

しかしながら、炭素−生成前駆体化合物として有用な別の化合物は以下の式のベ ンズオキサジンである：（式中、Ｒ５およびＲ１は前記の意味を有し、以下「化 合物３Ｊとする）。

好ましい化合物に関して、本発明の意図するタイプの多官能性結合ベンズオキサ ジンがその結合点において共役二重結合構造をもつとき、ベンズオキサジン構造 は互いに強い結合を有することにより特徴づけられ、すぐれた炭化能力をもつ前 駆体が得られる可能性のあることが認められた。

本発明の多官能性ベンズオキサジン化合物の調製において、典型的な手順は、溶 剤、たとえばジオキサン中のホルムアルデヒドの水性溶液と、第１級アミン、た とえばメチルアミン溶液を混合し、そして多官能性フェノール、たとえば同じ（ 溶剤中に溶解したビスフェノール−Ａを添加することを包含する。反応が実質的 に完了するまでこの液を加熱した後、溶剤を蒸発により除去し、そして反応生成 物を適当な溶剤、典型的にはエチルエーテル中に再溶解する。この溶剤−ポリマ ー溶液を洗つて未反応成分を除去した後、溶剤を蒸発させてモノマーとそのダイ マーおよび高級オリゴマーを共に含む、前駆体化合物の混合物である所望の生成 物を得る。

混合物中の前駆体化合物の分子量分布は合成のために用いた溶剤の性質に太き（ 依存することがわかった。たとえば、ジオキサン中では組成の大部分は２官能基 を末端基とするベンズオキサジンモノマーであり、組成の約３０〜４０重量％は このモノマーから生成したダイマーおよびさらに高次のオリゴマーから構成され ている。一般的にいって、溶剤の極性が増大するとベンズオキサジン構造と存在 する遊離のフェノール構造間の反応がさらに促進され、反応の末期には遊離のモ ノマーは減りそしてオリゴマーが多く存在するものと考えられる。

本発明のベンズオキサジン材料はその低い溶融粘度のため、炭素−炭素コンボジ ット用のすぐれた含浸性材料であることがわかった。これは恐らく前駆体化合物 中に水素結合を生じるフェノール性のヒドロキシ基がないことの結果であろう。

典型的に、本発明の前駆体化合物の粘度は１２０℃において、わずかに約１００ から３００センチボイズまでの範囲である。

その上、また前記したように、本発明のベンズオキサジン化合物は高められた温 度において開環重合をして架橋化反応を行なう。この反応は含浸させたコンポジ ットの温度が炭化プロセスで上昇する際の前駆体のロスを防止する。たとえば、 ベンズオキサジンモノマーの架橋化は通常的１５０℃から約２５０℃までで起き 、その後前駆体はコンポジットの構造中で固定される。以上で述べた特徴のため 、ベンズオキサジン前駆体化合物は、含浸プロセスでコンポジット構造体のすぐ れたぬれ性を与え、そして炭化プロセスの加熱段階中も構造体中に固着されてい る。このことは前駆体がそこに保持されて緻密化に必要とされる炭素を提供する のを確かなものとする。

炭化プロセスに関して、前にも示したように、種々の炭化用前駆体材料が炭素− 炭素コンポジットを作るためにかつて使用されていた。以下の表１に、産業界で 前に使用されていたものの若干を含めて種々の前駆体材料をコールタールピッチ （＋）２５ フェノール性樹脂Ａ　”　３９ フエノール性樹脂Ｂ１ゝ　５１ コールタールピツチＮ）　（１＋　７２ポリフエニレン（■＾４３）””’　８ ４化合物４６５ 化合物５６５ 化合物６６２ 化合物７６２ 化合物８　”’　３３ 化合物９＋ｓ＋　’ｌ８ （１）　Ｆｉｔｚｅｒ、　Ｅｒ１ｃｈ、　Ｔｈｅ　Ｆｕｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｃａｒ ｂｏｎ−Ｃａｒｂｏｎ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ、　１９８６（２）炭化は１００ バールの圧力で行われた。

（３）ケネディアンドクライン社より販売されている。

（４）実施例１参照 （５）実施例２参照 この表には種々のベンズオキサジン化合物が含まれ、そのいくつかは本発明の好 ましい化合物である。表中に示したもののうち、コールタールピッチとポリフェ ニレン（■＾４３）の２つだけが本発明の好ましい化合物、すなわち化合物４． ５．６および７よりも大きいチャーを示すことがわかる。しかしながら、この２ つについて、コールタールピッチに対し示されている値は、１００バールでの炭 化を行なうことによってのみ得られたものである。

さらに、ポリフェニレンを材料とした場合のチャー値は例外的なものであるが、 この材料は高価であるばかりか粘度も高（コンポジットの含浸プロセスに用いる のが困難であるという欠点がある。

特に興味深いことは、化合物４〜９のベンズオキサジン化合物は構造的に比較的 近い関係のものであるが、その炭化特性に予想外の大きな差異があることである 。この点で、表中に示した化合物４〜７の本発明の好ましいベンズオキサジンは 、他のベンズオキサジン化合物８〜９のほぼ２倍量の炭化を与えることがわかっ た。この予期しない結果は、本発明のベンズオキサジン化合物のうちこれらの化 合物が好ましい領域内のものであるということを説明している。

本発明のベンズオキサジン化合物を使用する、炭素−炭素コンポジットを調製す る際に用いられる炭素材料は、性状が典型的に繊維性で、たとえば炭素繊維によ り形成された構造体で、と（に１一方向、２一方向、３一方向または多方向配列 のような、いろいろの形に配置された炭素繊維のシートである。コンポジット内 で、繊維自体は材料の厚みと強さとをコントロールし、コンポジットのバックボ ーンを構成している。この繊維状構造体にディッピング、スプレー、ペインティ ングなどを含む種々の方法により前駆体材料を含浸させる。前駆体材料が周囲温 度で固体または粘性のものであるときは、含浸の前に低粘度の液体となるよう加 熱するのが好都合である。

含浸させた構造体はその後焼成工程で炭化される。これは通常８００℃から９０ ０℃、またはそれ以上で、相当な期間、たとえば３日またはそれ以上の期間行わ れる。含浸させた構造体の焼成を行う際、所望の炭化温度に到達するまで、温度 を通常比較的ゆっくりと上昇させる。チャーの生成に関しては、焼成の前に硬化 させたベンズオキサジン化合物と、焼成プロセスの温度の上昇とともに硬化させ たベンズオキサジン化合物との間にほとんど差はないものと思われる。

加熱は不活性な雰囲気、たとえばアルゴン下に行われ、コンポジットは炭化後室 温にまで冷却する。冷却後、コンポジットに炭素形成前駆体を再度含浸させそし て炭化プロセスをくり返す。前述の緻密化サイクルは所要のコンポジット密度が 達成されるまで必要に応じて何度もくり返される。

炭素−炭素コンボジットの密度に関しては、コンポジットは最初の含浸／炭化サ イクル後は典型的にｃｃ当たり１．２〜１．３９程度のバルク密度を示し、そし て含浸炭化プロセスを繰返した後、最終的に約１．７〜約１．８に到達する。

この結果、炭素構造体の含浸と炭化を繰返すことでもとの構造体の密度よりもか なり高い密度をもつコンポジットを得ることができる。

以下の各実施例は本発明を例示するものであり、これに限定するものではない。

実施例１ この実施例で以下の構造をもつベンズオキサジン化合物が作られる： 調製に際して、メタノール中の３０％メチルアミン溶液の１８．６ｑ　（０，２ モル）をジオキサン２０ｍ１でうすめたものを、ジオキサン８０ｍ１中の３７％ ホルムアルデヒド水溶液３２．４９（０，４モル）の混合物にゆっくりと加え、 この混合物を温度計、コンデサーおよび滴下ロートを備えた５００ｍ１の３つ首 フラスコ中に入れ、そして水浴中に浸漬して冷却した。温度を１０℃までに保ち 、混合物を１０分間磁気撹拌した後、ジオキサン１０（１＋ｊ中のビスフェノー ル−Ａ　２２．８ｇ（０，１モル）の溶液を加えた。温度を上げて混合物を６時 間還流すると透明な溶液が形成された。ついで回転蒸発器（ロトバップ）中で溶 剤を蒸発させ、そして粘性の液体をエチルエーテル２００ｓ＋７中に溶解した。

ついで、このエーテル溶液を水で何回か洗浄して未反応のホルムアルデヒドとメ チルアミンを除き、ついで硫酸ナトリウムで乾燥した。つづいてエーテルを蒸発 させると、室温で比較的粘性な液体である生成物を得た。この生成物の組成と構 造をｃｏ、ｃｌ中のプロトン核磁気共鳴（ＮＩＲ）スペクトルならびにゲル透過 クロマトグラフＣＧＰＣ）およびフーリエ変換赤外スペクトル（ＦＴＩＲ）によ り解析し、前記構造の存在を確かめた。

ジオキサン２０麿！中のアニリン１８．６ｇ（０，２モル）をジオキサンｇＱｍ Ｊ中の３７％ホルムアルデヒド水溶液３２．４ｙ　（０，４モル）に加え、この 間混合物は１０℃までの温度に保持した。

その後、この混合物にジオキサン１００ｍＡ’中のビスフェノール−Ａ　２２． ８ｇ（０，１モル）を加え、混合物を約６時間還流した。ついでロトバップ中で ジオキサンを蒸発させ、生成物をエチルエーテル中に溶解した。つづいてエチル エーテルを水で洗いそして硫酸ナトリウムで乾かして、以下の構造をもつ比較的 粘性の前駆体を得た：実施例３ つぎの実験で以下の構造をもつ前駆体を作った：手順は実施例１に関して述べた のと類似のものである。

この実験では、シクロヘキサンアミン９．８ｖ（０，１モル）をジオキサン５Ｑ ｍＪ中の３７％ホルムアルデヒド水溶液１６．２ｇ（０，２モル）に添加した。

大量の白色沈殿が認められ、これはさらにジオキサン４０ｍ１を添加することに より可溶化した。ジオキサン４０ｍ１中のビスフェノール−Ａ　１１．４ｇ（０ ，０５モル）をその後加え、混合物を約６時間還流した。

溶剤をロトバップにより蒸発させ、残留する比較的粘性の液体を約２００ｍ／の エチルエーテル中に溶解した。ついでこのエーテル溶液を水で数回洗って未反応 のシクロヘキサンアミンとホルムアルデヒドを除き、そして硫酸ナトリウムで乾 かした。エーテルを蒸発させて室温で比較的粘性の流体形態の生成物を生じた。

実施例４ この実験においては、メタノール中の３０％メチルアミン溶液４．６ｙ　（０， ０５モル）を、ジオキサン５０ｍ１中の３７％ホルムアルデヒド水溶液８．１ｇ （０，１モル）に添加することを含めて実施例１と類似の方法で化合物４を製造 した。この混合物の温度は添加中ｌθ℃までに保持した。その後、この混合物に ジオキサン５Ｑ菖！中の４．４′−ジヒドロキシベンゾフェノン５．３５ｖ　（ ０，０２５モル）を添加し、６時間還流した。溶剤をついでロトバップ中で蒸発 させて、比較的粘性の流体８．８９を得られた。このものは冷却すると固化別の 実験で、メチルアミンをアニリン４．６５ｇ（０，０５モル）に置換したこと以 外実施例４の方法を使用して化合物５を製造した。これによりオレンジ色の粘性 流体１１．Ｏｗが生成物として得られた。このものは冷却すると固化する。

得られる収量はほぼ９７％である。

実施例６ 追加的な実験で、化合物６が実施例１に類似の方法により作ったが、ここではメ タノール中の３０％メチルアミン溶液の４９．２ｇ（０，１モル）を、ジオキサ ン８０菖！中の３７％ホルムアルデヒド水溶液１６．２ｇ（０，２モル）に添加 した。

混合物の温度は添加中１０℃までに保持した。その後、ジ（０，０５モル）をこ の混合物に添加し、６時間還流させた。

溶剤をついでロトバップ中で蒸発させ、比較的粘性の流体１４．５ｇが得られた 。このものは冷却すると固化する。

収量は９６％と計算される。

実施例７ 化合物７は、メチルアミンをアニリン９．３ｇ（０，１モル）に代えたことのほ か、実施例６と類似の方法で行った実験で製造した。オレンジ色の比較的粘性の 液体２０．１ｇが得られた。これは冷却すると固化する。９５％の収量であった 。

実施例８ Ｒがフェニル基である化合物３は、実施例１に関して述べたのと同じような方法 で製造され、ここではジオキサン２０■ｌ中のアニリン１４．０ｇ（０，１５モ ル）を、ジオキサン１００ｍ１中のホルムアルデヒド水溶液２４．３ｇ（０，３ モル）にゆっくりと添加した。その後、ジオキサン６０ｍＪ中の１．５−ジヒド ロキシナフタレン１２．０ｇ（０，０７５モル）を加え、そして溶液は還流をす るのに充分な温度で一晩放置した。

生成した明るい褐色沈殿を濾別し、ジオキサンとメタノールでそれぞれ洗った。

この沈殿はテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）とクロロホルムの両者には完全に溶解 し、そして意図するベンズオキサジン生成物から実質的になることが決定された 。

実施例９ さらなる実験で、つぎの構造 を有する化合物を、メタノール中の３０％メチルアミン溶液７．０ｇ（０，０７ ５モル）を、ジオキサン６０諺！中の３７％ホルムアルデヒド水溶液１２．２ｇ （０，１５モル）に添加し、この混合物を添加中は１０℃までに保持することに より製造した。

つぎに、ジオキサン５Ｑ＋＊ｉ’中のＩ［ｅｎｎｅｄｙ　＆　Ｋｌｅｉｎ　Ｉｎ ｃ、より販売されている３−官能性トリスフェノール−ＰＡｌｏ、　６ｑ　（０ ，０２５モル）を添加した。溶液を一晩還流し、そして溶剤はロトバップ中で処 理することにより除去した。

残留物をエチルエーテル中に溶解し、水で洗った後、硫酸ナトリウムで乾燥した 。溶剤の除去後、透明で比較的粘性の生成物が得られた。

以上の各実施例中で述べたようにして得られた各生成物は、毎分的２０℃の温度 上昇速度を与えるように調整した熱重量分析計中で、高純度の窒素気流下に８５ ０℃まで焼成させると、表１中に示した値を含めて顕著な量のチャーを生じるの である。生成物は固体から粘性の流体までの範囲のものであるが、これらはその 硬化温度よりなお低い温度まで加熱されると非常に低い粘度をもつ液体を生成し 、かくして炭素−炭素コンポジット製造の際に使用されるタイプの繊維状炭素構 造体の含浸に役立つ。

その上、この生成物はコンポジット調製の際に用いられる炭化サイクル中に硬化 するタイプのものであり、これにより焼成時に構造体中にそれらを保持すること が可能になる。表１に関してさらに詳しく述べたように、チャーの程度は例外的 なものである場合もあり、これらのコンポジットは最小回数の緻密化サイクルに より形成させることができる。

特許法に従って好ましい具体例と最良の方式を提示したが、本発明の範囲はこれ らに限定されるものではなく、添付の請求の範囲により決められるものである。

国際調査報告 国際調査報告 ＵＳ　９２０１８８６ Ｓ＾　５８７５５

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．炭素繊維を多官能性ベンズオキサジン化合物に含浸させ、そして化合物を焼 成して炭素−炭素コンポジットを形成することからなる、炭素−炭素コンポジッ トの形成方法。
2. ２．ベンズオキサジン化合物が２官能性である、請求項１記載の方法。
3. ３．化合物が、関連する共役不飽和をもつことを特徴とする架橋を介して互いに 結合した２個のベンズオキサジン構造を有する、請求項１記載の方法。
4. ４．含浸と焼成とを複数回くり返す、請求項１記載の方法。
5. ５．炭素材料を、 ▲数式、化学式、表等があります▼ および ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ１とＲ２は有機基であって、同じであっても異なっていてもよい）か らなる群より選ばれるベンズオキサジン化合物に含浸させ、そして化合物を焼成 して炭素−炭素コンポジットを形成することからなる、炭素−炭素コンポジット の形成方法。
6. ６．Ｒ１とＲ２とがアルキル基、フェニル基、飽和環状基およびシロキサン基か らなる群より選ばれる有機基である、請求項５記載の方法。
7. ７．ベンズオキサジン化合物が以下のものからなる群より選ばれる、請求項５記 載の方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ および ▲数式、化学式、表等があります▼
8. ８．炭素材料が繊維状の材料からなる、請求項７記載の炭素−炭素コンポジット の形成方法。
9. ９．含浸と焼成とを複数回くり返す、請求項７記載の方法。
10. １０．群がまた ▲数式、化学式、表等があります▼ を含む、請求項５記載の方法。
11. １１．群がまた ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ３は有機基であり、Ｒ１およびＲ２は同じかまたは異なっていてもよ い）を含む、請求項１０記載の方法。
12. １２．Ｒ１、Ｒ２およびＲ３がアルキル基、フェニル基、飽和環状基およびシロ キサン基からなる群より選ばれた有機基である、請求項１１に記載の方法。
13. １３．請求項１記載の方法により形成された炭素−炭素コンポジットから製作さ れた物品。
14. １４．以下のものからなる群より選ばれた炭素−炭素コンポジット形成に有用な 化合物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ および ▲数式、化学式、表等があります▼
15. １５．群がまた ▲数式、化学式、表等があります▼ を含む、請求項１２記載の化合物。
16. １６． ▲数式、化学式、表等があります▼ および ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ１とＲ２は有機基であって、同じであっても異なっていてもよい） からなる群より選ばれた炭素−炭素コンポジット形成に有用な化合物。
17. １７．Ｒ１とＲ２とがアルキル基、フェニル基、飽和環状基およびシロキサン基 からなる群より選ばれる、請求項１６記載の化合物。