JPS63190020A - 実質的にセラミツクの部分と非セラミツク部分とを有する二重繊維の成形法、湿潤化学前駆体からのセラミツク繊維の成形法、二重繊維、湿潤化学繊維前駆体の成形法及び延伸セラミツク繊維 - Google Patents
実質的にセラミツクの部分と非セラミツク部分とを有する二重繊維の成形法、湿潤化学前駆体からのセラミツク繊維の成形法、二重繊維、湿潤化学繊維前駆体の成形法及び延伸セラミツク繊維Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は嵌合されたセラミック劃り非円形セラミック劃
り及びセラミック繊維並びに円形セラミック繊維の双方
を製造するためのピギーバックミクロモールド法（ｐｉ
ｇｇｙｂａｃｋ ｓ＋ｉｃｒｏ−ｍｏｌｄ ｍｅｔｈｏ
ｄ）に関する。
り及びセラミック繊維並びに円形セラミック繊維の双方
を製造するためのピギーバックミクロモールド法（ｐｉ
ｇｇｙｂａｃｋ ｓ＋ｉｃｒｏ−ｍｏｌｄ ｍｅｔｈｏ
ｄ）に関する。
従来の技術
セラミックｍ＊を結合剤中に懸濁できかつ一層容易にセ
ラミック／結合剤複合材料に成形処理することのできる
繊維状でセラミック材料を製造することが望まれている
。しかしセラミックＩ１１維の製造は費用が掛かりすぎ
る。アルミナ−シリカ、アルミナ及びジルコニアからな
るセラミック耐火繊維は、溶融セラミック流体を空気又
は蒸気の噴流で破砕する吹込成形法によって製造するこ
とができる。この方法によるセラミック繊維の製造は加
工及び＃制御機械に多額の投資金を必要とするという欠
点を有する。セラミック繊維を製造するために使用され
ている他の方法には紡糸法、連続フィラメント法、コロ
イド蒸発法、蒸着単結晶法、ホイスカー法、酸化法、結
晶化法及び成像変質法が含まれる。
ラミック／結合剤複合材料に成形処理することのできる
繊維状でセラミック材料を製造することが望まれている
。しかしセラミックＩ１１維の製造は費用が掛かりすぎ
る。アルミナ−シリカ、アルミナ及びジルコニアからな
るセラミック耐火繊維は、溶融セラミック流体を空気又
は蒸気の噴流で破砕する吹込成形法によって製造するこ
とができる。この方法によるセラミック繊維の製造は加
工及び＃制御機械に多額の投資金を必要とするという欠
点を有する。セラミック繊維を製造するために使用され
ている他の方法には紡糸法、連続フィラメント法、コロ
イド蒸発法、蒸着単結晶法、ホイスカー法、酸化法、結
晶化法及び成像変質法が含まれる。
繊維の形で所望される多くのセラミック材料は紡糸する
ことができない、現在製造されているほとんどのセラミ
ック繊維は、溶融体から繊維を延伸し、急速に冷却して
失透又は結晶化を阻止する方法によって限定される。更
に相分離にも間層がある。これは特にガラス繊維の場合
に該当する。融解延伸によって製造されるセラミック繊
維はＳｉＯ□、Ｂ２Ｏ５又はＰ２Ｏ５のようないわゆる
「ガラス形成酸化物」の適量を含む成形材料に限定され
る。融解延伸は繊維を延伸するために高温及び特殊な設
備を必要とする。
ことができない、現在製造されているほとんどのセラミ
ック繊維は、溶融体から繊維を延伸し、急速に冷却して
失透又は結晶化を阻止する方法によって限定される。更
に相分離にも間層がある。これは特にガラス繊維の場合
に該当する。融解延伸によって製造されるセラミック繊
維はＳｉＯ□、Ｂ２Ｏ５又はＰ２Ｏ５のようないわゆる
「ガラス形成酸化物」の適量を含む成形材料に限定され
る。融解延伸は繊維を延伸するために高温及び特殊な設
備を必要とする。
ゾル−ゲル法による単成分又は多成分酸化物の合成は、
少なくとも１９６９年にＤｉｓ Ｉ ｉｃｈ及び旧ｎｚ
が多成分酸化物を製造するための化学基剤を開発して以
来可能となった。ゾル−ゲル法によるガラス及びセラミ
ックの成形は分子規模で行われる混合により極めて均質
で高純度の物質を生じる。ガラスは比較的低温を用いて
のゾル−ゲル法を使用して成形することができる。ゾル
−ゲル法にあっては相分離及び結晶化は生じないことか
ら、常用の溶触法で相分屋及び結晶化を示す成形材料か
らガラス及びセラミックを製造するためにこのゾル−ゲ
ル法を使用することができる。 しかしゾル−ゲル法は
多くの問題点を握供する、ゾル−ゲル法の欠点の１つは
大きな単一片を成形することが困難なことである。ゾル
−ゲル法で成形される多くの成形材料は粉末又は薄手フ
ィルムに限定される。
少なくとも１９６９年にＤｉｓ Ｉ ｉｃｈ及び旧ｎｚ
が多成分酸化物を製造するための化学基剤を開発して以
来可能となった。ゾル−ゲル法によるガラス及びセラミ
ックの成形は分子規模で行われる混合により極めて均質
で高純度の物質を生じる。ガラスは比較的低温を用いて
のゾル−ゲル法を使用して成形することができる。ゾル
−ゲル法にあっては相分離及び結晶化は生じないことか
ら、常用の溶触法で相分屋及び結晶化を示す成形材料か
らガラス及びセラミックを製造するためにこのゾル−ゲ
ル法を使用することができる。 しかしゾル−ゲル法は
多くの問題点を握供する、ゾル−ゲル法の欠点の１つは
大きな単一片を成形することが困難なことである。ゾル
−ゲル法で成形される多くの成形材料は粉末又は薄手フ
ィルムに限定される。
従ってゾルからの紡糸又は延伸によるＩＩ維の成形は紡
糸又は延伸すべき材料との関連において高価につきまた
困難である。
糸又は延伸すべき材料との関連において高価につきまた
困難である。
マトリックス中に黒鉛繊維を含む複合材料は成形可能で
あり、また複合材料はマトリックス中のセラミック繊維
を用いて成形することができる（米国特許第４，４５４
．１９０号明綱書参照）。
あり、また複合材料はマトリックス中のセラミック繊維
を用いて成形することができる（米国特許第４，４５４
．１９０号明綱書参照）。
しかしセラミック材料は焼結前の非晶質特性及び焼結後
の脆性により加工困難である。更にセラミック部分と非
セラミック部分とを有する繊維の製造はいまだ知られて
いない。
の脆性により加工困難である。更にセラミック部分と非
セラミック部分とを有する繊維の製造はいまだ知られて
いない。
発明が解決しようとする問題点
本発明の基本課題は他の材料中に嵌合されたセラミック
材料からなる二重繊ＩＩ（ｄｕａｌ ｆｉｂｅｒ）を得
ることにある。
材料からなる二重繊ＩＩ（ｄｕａｌ ｆｉｂｅｒ）を得
ることにある。
また本発明の１つの基本課題は他の材料から成形された
部分内に嵌合されたセラミック部分を有する二重繊維を
製造する方法に関する。
部分内に嵌合されたセラミック部分を有する二重繊維を
製造する方法に関する。
本発明の他の基本課題は常法に比べて加工及び制御機械
に要する投資額が少なくてすむセラミック繊維の製法を
得ることにある。
に要する投資額が少なくてすむセラミック繊維の製法を
得ることにある。
本発明の他の目的は、外周の横断面が非円形であるセラ
ミック繊維を得ることである。
ミック繊維を得ることである。
本発明のもう１つの目的は、外周の横断面が非円形であ
るセラミック繊維の製法に関する。
るセラミック繊維の製法に関する。
本発明の付加的な目的及び利点はその一部を以下に詳述
するが、一部はその説明から推考可能であるか又は本発
明の実施に際して知得することができる０本発明の目的
及び利点は特許請求の範囲の各項で特に指摘した手段及
びその組み合わせによって実現及び達成することができ
る。
するが、一部はその説明から推考可能であるか又は本発
明の実施に際して知得することができる０本発明の目的
及び利点は特許請求の範囲の各項で特に指摘した手段及
びその組み合わせによって実現及び達成することができ
る。
１問題点を解決するための手段
本発明の目的を達成するためにまた本発明の目的に応じ
て具体的にまた概略的に記載したように、湿潤化学前駆
体と延伸中空部を有する非セラミック繊維とから出発す
ることによって、延伸されたセラミック部と延伸された
非セラミック部とを有する延伸二重繊維を成形するピギ
ーバック法は、非セラミック繊維を湿潤化学前駆体中で
湿潤し、湿潤した非セラミック繊維の湿潤化学前駆体部
を硬化し、湿潤した非セラミック繊維を無酸素環境内に
置き、硬化し、湿潤した非セラミック繊維を無酸素環境
で、化学前駆体部が爛結又は熱分解してセラミック部に
なるのに十分な温度に加熱することよりなる。
て具体的にまた概略的に記載したように、湿潤化学前駆
体と延伸中空部を有する非セラミック繊維とから出発す
ることによって、延伸されたセラミック部と延伸された
非セラミック部とを有する延伸二重繊維を成形するピギ
ーバック法は、非セラミック繊維を湿潤化学前駆体中で
湿潤し、湿潤した非セラミック繊維の湿潤化学前駆体部
を硬化し、湿潤した非セラミック繊維を無酸素環境内に
置き、硬化し、湿潤した非セラミック繊維を無酸素環境
で、化学前駆体部が爛結又は熱分解してセラミック部に
なるのに十分な温度に加熱することよりなる。
有利には非セラミック繊維は次の材料の１つから成形さ
れる： 任意のカーボン例えばピッチ、メソフェーズカーボン、
ポリアクリロニトリル（以後ＰＡＮ）、又は任意のポリ
マー例えばポリエチレン、ポリビニルアルコール、ナイ
ロン等。延伸された非セラミックキャリア繊維部は、そ
の外周横断面がＣ字状又は環状である延伸中空部を有す
ることが有利である。
れる： 任意のカーボン例えばピッチ、メソフェーズカーボン、
ポリアクリロニトリル（以後ＰＡＮ）、又は任意のポリ
マー例えばポリエチレン、ポリビニルアルコール、ナイ
ロン等。延伸された非セラミックキャリア繊維部は、そ
の外周横断面がＣ字状又は環状である延伸中空部を有す
ることが有利である。
本発明の対象及び目的によれば二重繊維は、その全長の
大部分におよびかつその内部で中空部を限定する、横断
面が非円形である外周を有する延伸された非セラミック
キャリア繊維部と、前記中空部に嵌合される延伸セラミ
ック繊維部とからなる。
大部分におよびかつその内部で中空部を限定する、横断
面が非円形である外周を有する延伸された非セラミック
キャリア繊維部と、前記中空部に嵌合される延伸セラミ
ック繊維部とからなる。
本発明の他の対象及び目的によれば具体的にまた概略的
に記載したように、二重繊維を成形するピギーバック法
はセラミック繊維を得るため、二重繊維の非セラミック
繊維部を除去する工程を加えることによって、セラミッ
クｓｉｘ！ｉｉを成形するピギーバックミクロモールド
法に変えることができる。有利には二重繊維の非セラミ
ック部を除去する工程は、セラミック／非セラミック二
重繊維を酸素含有環境で、非セラミック繊維部が焼け落
ちるまで加熱するか又は非セラミック繊維部をセラミッ
ク部のみが残存するまでＩｌ緘的に剥離することによっ
て実施する。
に記載したように、二重繊維を成形するピギーバック法
はセラミック繊維を得るため、二重繊維の非セラミック
繊維部を除去する工程を加えることによって、セラミッ
クｓｉｘ！ｉｉを成形するピギーバックミクロモールド
法に変えることができる。有利には二重繊維の非セラミ
ック部を除去する工程は、セラミック／非セラミック二
重繊維を酸素含有環境で、非セラミック繊維部が焼け落
ちるまで加熱するか又は非セラミック繊維部をセラミッ
ク部のみが残存するまでＩｌ緘的に剥離することによっ
て実施する。
本発明のもう１つの対象及び目的によれば具体的にまた
概略的に記載した様に延伸されたセラミック繊維は、そ
の全長の大部分におよぶ外周の横断面が非円形である。
概略的に記載した様に延伸されたセラミック繊維は、そ
の全長の大部分におよぶ外周の横断面が非円形である。
実施例
図面は本発明の実施例を示すものでありまた本明細書と
共に本発明思想を解説するものである０次に本発明の優
れた実施例を図面及び後述する詳細な例に基づき詳述す
る。
共に本発明思想を解説するものである０次に本発明の優
れた実施例を図面及び後述する詳細な例に基づき詳述す
る。
本発明によれば実際にセラミックからなる部分を有する
二重繊維を成形するためにピギーバックミクロモールド
法を使用する０本発明方法は出発材料としてゾル−ゲル
におけるような湿潤化学前駆体及びその長さの大部分に
およぶ外周の横断面が非円形である延伸された非セラミ
ック繊維を必要する。有利には非セラミック繊維の横断
面外周はその内側で延伸された中空部を限定する。これ
らの非円・形の非セラミック繊維は湿潤化学前駆体用の
ミクロモールドとして作用し、従ってセラミック繊維の
成形で望まれる材料から製造される。湿潤化学前駆体の
１部を構成する材料は紡糸可能性であるか又は常法で容
易に繊維に成形されることを必ずしも必要としない。
二重繊維を成形するためにピギーバックミクロモールド
法を使用する０本発明方法は出発材料としてゾル−ゲル
におけるような湿潤化学前駆体及びその長さの大部分に
およぶ外周の横断面が非円形である延伸された非セラミ
ック繊維を必要する。有利には非セラミック繊維の横断
面外周はその内側で延伸された中空部を限定する。これ
らの非円・形の非セラミック繊維は湿潤化学前駆体用の
ミクロモールドとして作用し、従ってセラミック繊維の
成形で望まれる材料から製造される。湿潤化学前駆体の
１部を構成する材料は紡糸可能性であるか又は常法で容
易に繊維に成形されることを必ずしも必要としない。
本発明方法によれば延伸された非セラミック繊維はその
長さの大部分におよぶ外周の横断面が非円形であるよう
に構成される０例えば第１図及び第２図に示したように
キャリアミクロモールド繊維２０は横断面がＣ字状の外
周２２を有する。第３１Ｗに示したようにキャリアミク
ロモールド繊維２４は横断面が環状の外周２６を有する
。
長さの大部分におよぶ外周の横断面が非円形であるよう
に構成される０例えば第１図及び第２図に示したように
キャリアミクロモールド繊維２０は横断面がＣ字状の外
周２２を有する。第３１Ｗに示したようにキャリアミク
ロモールド繊維２４は横断面が環状の外周２６を有する
。
繊維２０．２４は本発明方法の出発物質の各成分からな
る適当な非セラミックキャリア繊維である、本発明方法
でミクロモールドとして使用される繊維の外周が非円形
の横断面を有することによって、延伸中空部２８がミク
ロモールドキャリアｓｕｅ内に設けられる。
る適当な非セラミックキャリア繊維である、本発明方法
でミクロモールドとして使用される繊維の外周が非円形
の横断面を有することによって、延伸中空部２８がミク
ロモールドキャリアｓｕｅ内に設けられる。
有利には非セラミックキャリアミクロモールド＊ｔ＋は
カーボン又は有機ポリマーから成形される。カーボンは
ピッチ、メソフェーゼ又はポリアクリロニトリルであっ
てもよい、有機ポリマーはポリエチレン、ポリビニルア
ルコール、ナイロン又は同様のものであってよい、Ｃ字
状又は環状の断面を有するカーボン又は黒鉛キャリアミ
クロモールド繊維は１９８６年１月２１日に出願された
米国特許出願第８２０７３４号明細書に記載された方法
を用いて得ることができる。ポリエチレン、ナイロン及
びポリアクリロニトリルキャリアミクロモールド繊維は
市販のポリマーに対する常用の紡糸法を用いて得ること
ができる。
カーボン又は有機ポリマーから成形される。カーボンは
ピッチ、メソフェーゼ又はポリアクリロニトリルであっ
てもよい、有機ポリマーはポリエチレン、ポリビニルア
ルコール、ナイロン又は同様のものであってよい、Ｃ字
状又は環状の断面を有するカーボン又は黒鉛キャリアミ
クロモールド繊維は１９８６年１月２１日に出願された
米国特許出願第８２０７３４号明細書に記載された方法
を用いて得ることができる。ポリエチレン、ナイロン及
びポリアクリロニトリルキャリアミクロモールド繊維は
市販のポリマーに対する常用の紡糸法を用いて得ること
ができる。
中空部２８はセラミック材料を成形するため加熱処理す
ることのできる湿潤化学前！！Ｉ！体を受容するのに適
している。湿潤化学前−躯体の例としてはゾル−ゲル、
泥漿、溶融液、懸濁液及び分散液が含まれる０本発明方
法用の出発材料の１成分を構成する湿潤化学前駆体を成
形するために使用したセラミック材料の例は、シリカ、
アルミナ、炭化珪素、ジルコニア及びヒドロキシアパタ
イトである。
ることのできる湿潤化学前！！Ｉ！体を受容するのに適
している。湿潤化学前−躯体の例としてはゾル−ゲル、
泥漿、溶融液、懸濁液及び分散液が含まれる０本発明方
法用の出発材料の１成分を構成する湿潤化学前駆体を成
形するために使用したセラミック材料の例は、シリカ、
アルミナ、炭化珪素、ジルコニア及びヒドロキシアパタ
イトである。
ゾルは液中における微細な固体粒子の懸濁液である。ゾ
ルは通常ゲル形成での第１工程であり、これは液体及び
固体の二相コロイド混合物である。泥漿は液体と組合わ
された粗い粒状物質である。溶融液は物質の液相である
。懸濁液及び分散液は液中に懸濁された寸法１μ（１０
−８■）〜１鳳μ（１０−’ａｍ）の大きさの粒状物質
を定義するためにそれぞれ使用される。
ルは通常ゲル形成での第１工程であり、これは液体及び
固体の二相コロイド混合物である。泥漿は液体と組合わ
された粗い粒状物質である。溶融液は物質の液相である
。懸濁液及び分散液は液中に懸濁された寸法１μ（１０
−８■）〜１鳳μ（１０−’ａｍ）の大きさの粒状物質
を定義するためにそれぞれ使用される。
特殊なゾル−ゲル成形技術でテトラエチルオルトシリゲ
ート（ＴＥ０１）のようなオルガノシリケートを溶剤、
例えばエチルアルコールと混合する１次いでＨ２Ｏを加
えて、５ｉ−ＯＲ（Ｒ＝ＣｚＨｓ）を加水分解して５ｉ
−ＯＨを生ぜしめる。連続する５ｉ−０−３ｉ綱網状織
を重合により形成することができる。
ート（ＴＥ０１）のようなオルガノシリケートを溶剤、
例えばエチルアルコールと混合する１次いでＨ２Ｏを加
えて、５ｉ−ＯＲ（Ｒ＝ＣｚＨｓ）を加水分解して５ｉ
−ＯＨを生ぜしめる。連続する５ｉ−０−３ｉ綱網状織
を重合により形成することができる。
加水分解は次の過程を経て生じ得る：
５ｉ（ＯＲ）＜）Ｈ２Ｏ（Ｒｏｏｔ −３ｉ−ＯＨ＋
ＲＯＨ（１）Ｓｉ（ＯＲ）４＋２ＨｚＯ（ＲＯ）ａ
−３ｉ−（ＯＨ）２ ＋ ２ＲＯ）＋ （２）Ｓｉ（
ＯＲ）４）３Ｈ２０（ＲＯ） −９ｉ−（ＯＨ）、
＋ ３ＲＯＨ（３）Ｓｉ（ＯＲ）４）４ＨｚＯ５ｔ−
（ＯＨ）ａ ＋ ４ＲＯＨ（４）式（４）は完全に
加水分解された系を示し、この場合４つの（ＯＲ）基の
すべては（ＯＨ）基によって代えられている。この方法
はＨ２Ｏを消費し、ＴＥ０１のすべての分子に対してＨ
２Ｏ４モルを必要とする。しかし重合工程で５ｉ−ＯＨ
は反応して、シリケート分子量に架橋酸素を生じ、下記
の式（５）に示すようにＨ，Ｏを解放する：２５ｉ−Ｏ
Ｈ５ｉ−０−３ｉ ＋ ＨｚＯ（５）次いで重合中に凝
縮したＨ２Ｏが更に加水分解を誘発し、Ｔｌｌ！Ｏ３の
各分子に対してＨ２Ｏ４モルよりも少ない量で加水分解
を完成させる。
ＲＯＨ（１）Ｓｉ（ＯＲ）４＋２ＨｚＯ（ＲＯ）ａ
−３ｉ−（ＯＨ）２ ＋ ２ＲＯ）＋ （２）Ｓｉ（
ＯＲ）４）３Ｈ２０（ＲＯ） −９ｉ−（ＯＨ）、
＋ ３ＲＯＨ（３）Ｓｉ（ＯＲ）４）４ＨｚＯ５ｔ−
（ＯＨ）ａ ＋ ４ＲＯＨ（４）式（４）は完全に
加水分解された系を示し、この場合４つの（ＯＲ）基の
すべては（ＯＨ）基によって代えられている。この方法
はＨ２Ｏを消費し、ＴＥ０１のすべての分子に対してＨ
２Ｏ４モルを必要とする。しかし重合工程で５ｉ−ＯＨ
は反応して、シリケート分子量に架橋酸素を生じ、下記
の式（５）に示すようにＨ，Ｏを解放する：２５ｉ−Ｏ
Ｈ５ｉ−０−３ｉ ＋ ＨｚＯ（５）次いで重合中に凝
縮したＨ２Ｏが更に加水分解を誘発し、Ｔｌｌ！Ｏ３の
各分子に対してＨ２Ｏ４モルよりも少ない量で加水分解
を完成させる。
重合を継続して行うと、シリケート網状組織は分子量を
増しながら形成される９粒子又は大分子間の５ｉ−０−
８ｉ架橋は各粒子を互いに結合して分子鎖のからみ合っ
た硬い、多孔質の網状組織を形成するのに十分である。
増しながら形成される９粒子又は大分子間の５ｉ−０−
８ｉ架橋は各粒子を互いに結合して分子鎖のからみ合っ
た硬い、多孔質の網状組織を形成するのに十分である。
加水分解及び網台反応は決定的な工程である、それとい
う゛のもこれらの反応はゾル−ゲルを形成するためのそ
の後の処理工程が成功するか否かを決定するからである
。加水分解及び縮合反応は共に次の７アクタによって影
響される；）１２０対ＴＥＯＳモル比、溶剤対ＴＥ０１
比、温度、ｐＨ、雰囲気、混合速度及び時間。
う゛のもこれらの反応はゾル−ゲルを形成するためのそ
の後の処理工程が成功するか否かを決定するからである
。加水分解及び縮合反応は共に次の７アクタによって影
響される；）１２０対ＴＥＯＳモル比、溶剤対ＴＥ０１
比、温度、ｐＨ、雰囲気、混合速度及び時間。
ゾル−ゲルの加水分解及び縮合速度は触媒として酸又は
塩基を添加することによって速めることができる。酸触
媒系（２未満のｐＨ）では加水分解は急速であるが、ゲ
ル化は遅くなる。これは、粒子のイオン電荷が小さいこ
とに帰因する各粒子間の結合量が少ないことに依る。
ｐＨ（ｉが大きくなると共に増加する粒子のイオン電荷
は粒子間衝突を促進するのに必要とされる。従って酸触
媒系の場合には三次元網状組織よりもむしろ鎖方向に進
む傾向がある。
塩基を添加することによって速めることができる。酸触
媒系（２未満のｐＨ）では加水分解は急速であるが、ゲ
ル化は遅くなる。これは、粒子のイオン電荷が小さいこ
とに帰因する各粒子間の結合量が少ないことに依る。
ｐＨ（ｉが大きくなると共に増加する粒子のイオン電荷
は粒子間衝突を促進するのに必要とされる。従って酸触
媒系の場合には三次元網状組織よりもむしろ鎖方向に進
む傾向がある。
塩基性触媒系（２よりも大きいｐＨ）では高荷電ポリマ
ーがモノマーと反応し、モノマーの濃度は急速に減少す
る。これは個々の球状ポリマ一種を成長させる０球状粒
子の高い表面電荷は相互反発をし、従って粒子−粒子反
応はほとんど存在せず、これは極めて高いｐＨでゲルよ
りもむしろ沈殿をもたらす。
ーがモノマーと反応し、モノマーの濃度は急速に減少す
る。これは個々の球状ポリマ一種を成長させる０球状粒
子の高い表面電荷は相互反発をし、従って粒子−粒子反
応はほとんど存在せず、これは極めて高いｐＨでゲルよ
りもむしろ沈殿をもたらす。
混合触媒系では酸を最初に加え、後で塩基を加える。こ
の方法を使用することによってゲル化は酸のみ又は塩基
のみを使用することによってよりも早期にまた少ない含
水量で生じ得る。
の方法を使用することによってゲル化は酸のみ又は塩基
のみを使用することによってよりも早期にまた少ない含
水量で生じ得る。
これは塩基条件下では５ｉ０２が、部分解重合を促進す
る酸におけるよりも一層可溶性であるからである。水酸
化物イオンは５ｉ−０−３ｉ結合を攻撃することから、
加水分解速度は縮合速度と比較可能である。加水分解速
度の増大は弱い粒子間結合を有する緻密な粒子をもたら
す。
る酸におけるよりも一層可溶性であるからである。水酸
化物イオンは５ｉ−０−３ｉ結合を攻撃することから、
加水分解速度は縮合速度と比較可能である。加水分解速
度の増大は弱い粒子間結合を有する緻密な粒子をもたら
す。
本発明方法によれば湿潤化学前駆体中で非セラミック繊
維を湿潤させる工程が提供される。
維を湿潤させる工程が提供される。
例えば第１図に示した実施例では湿潤化学前駆体中で非
セラミックＩ／Ｉｌ維を湿潤する工程は浴３２中に存在
する湿潤化学前駆体３０の表面下に非セラミック繊維２
０を沈降させる処理よりなる。またこの工程は浸漬、水
着、噴霧又は同様の処理によって行うこともできる。
セラミックＩ／Ｉｌ維を湿潤する工程は浴３２中に存在
する湿潤化学前駆体３０の表面下に非セラミック繊維２
０を沈降させる処理よりなる。またこの工程は浸漬、水
着、噴霧又は同様の処理によって行うこともできる。
本発明の他の方法によれば湿潤化学前駆体は非セラミッ
ク繊維の中空部に嵌合するまで硬化される０例えば非セ
ラミック繊維を湿潤化学前駆体温から除去する。第１ｒ
ｆｌＩに示すようにこれは非セラミック１ｍ雄を濾過す
るためスクリーン３４を介して液体を排水することによ
って行うことができる。非セラミック繊維を湿潤化学前
駆体温から除去した際、表面張力が湿潤化学前駆体を非
セラミック繊維に付着させる。従って非セラミック繊維
ミクロモールドは非セラミック繊維の延伸中空部内に実
際量の湿潤化学前駆体を有することになる。湿潤化学前
駆体温から除去した後短時間で（室温及び圧力下に５分
間で）、中空部内の湿潤化学前駆体は十分に硬化されて
、非セラミック繊維の中空部内に嵌合される。これは例
えばカーボンからなる非セラミック繊維及びシリカ湿潤
化学前駆体に関する第４図に示されている。
ク繊維の中空部に嵌合するまで硬化される０例えば非セ
ラミック繊維を湿潤化学前駆体温から除去する。第１ｒ
ｆｌＩに示すようにこれは非セラミック１ｍ雄を濾過す
るためスクリーン３４を介して液体を排水することによ
って行うことができる。非セラミック繊維を湿潤化学前
駆体温から除去した際、表面張力が湿潤化学前駆体を非
セラミック繊維に付着させる。従って非セラミック繊維
ミクロモールドは非セラミック繊維の延伸中空部内に実
際量の湿潤化学前駆体を有することになる。湿潤化学前
駆体温から除去した後短時間で（室温及び圧力下に５分
間で）、中空部内の湿潤化学前駆体は十分に硬化されて
、非セラミック繊維の中空部内に嵌合される。これは例
えばカーボンからなる非セラミック繊維及びシリカ湿潤
化学前駆体に関する第４図に示されている。
上記のように金属酸化物ゾル−ゲルは本発明方法での適
当な湿潤化学前駆体である。ゾル−ゲルの硬化時間、す
なわちゲル化時間に影響を及ぼすファクタの１つはＨｚ
Ｏ含有量である０例えばＴＥ０１に対する８２０モル比
が増大すると、反応体の数が増大することからゲル化時
間は減少する。溶液上の大気の湿度は水含有量に影響を
及ぼす、ゲル化時間は水含有量に敏感であることからゲ
ル化時間は大気によって影響される。
当な湿潤化学前駆体である。ゾル−ゲルの硬化時間、す
なわちゲル化時間に影響を及ぼすファクタの１つはＨｚ
Ｏ含有量である０例えばＴＥ０１に対する８２０モル比
が増大すると、反応体の数が増大することからゲル化時
間は減少する。溶液上の大気の湿度は水含有量に影響を
及ぼす、ゲル化時間は水含有量に敏感であることからゲ
ル化時間は大気によって影響される。
本発明によれば繊維の中空部で硬化されかつ嵌合した湿
潤化学前駆体を有する非セラミック繊維を無酸素環境に
置き、化学前駆体部がセラミック部に熱分解又は焼結す
るのに十分な温度に加熱する。実際の温度は化学前駆体
部の組成、化学前駆体用製造技術及び所望の焼結度に依
る。焼結温度は、非セラミック繊維部の除去を望まない
限り、この部分が焼け落ちるほど高くしてはならない、
第１ｌｉ４に例示したように無酸素環境は、加熱室３６
を非酸化ガス例えばアルゴン、ヘリウム又は窒素のよう
な不活性ガスで満たすことによって準備する０次いで加
熱室内の温度を毎分的２０℃の速度で２０〜３０分間、
又はセラミック前駆体部を非セラミック繊維部の中空部
に嵌合された連続セラミック部に熱分解又は焼結するの
に必要な場合にはより長時間又は短時間で少なくとも６
００℃の温度に段階的に上昇させる。こうして二重繊維
を製造する。例えば第１８図に示すように二重繊維はＣ
字状カーボン繊維ミクロモールド部に嵌合されたセラミ
ック繊維部を有する。第１８図の右下隅の線は１００μ
の長さを表す。
潤化学前駆体を有する非セラミック繊維を無酸素環境に
置き、化学前駆体部がセラミック部に熱分解又は焼結す
るのに十分な温度に加熱する。実際の温度は化学前駆体
部の組成、化学前駆体用製造技術及び所望の焼結度に依
る。焼結温度は、非セラミック繊維部の除去を望まない
限り、この部分が焼け落ちるほど高くしてはならない、
第１ｌｉ４に例示したように無酸素環境は、加熱室３６
を非酸化ガス例えばアルゴン、ヘリウム又は窒素のよう
な不活性ガスで満たすことによって準備する０次いで加
熱室内の温度を毎分的２０℃の速度で２０〜３０分間、
又はセラミック前駆体部を非セラミック繊維部の中空部
に嵌合された連続セラミック部に熱分解又は焼結するの
に必要な場合にはより長時間又は短時間で少なくとも６
００℃の温度に段階的に上昇させる。こうして二重繊維
を製造する。例えば第１８図に示すように二重繊維はＣ
字状カーボン繊維ミクロモールド部に嵌合されたセラミ
ック繊維部を有する。第１８図の右下隅の線は１００μ
の長さを表す。
本発明の他の方法によれば、付加的な処理工程はセラミ
ック繊維を得るため、非セラミック／セラミック二重繊
維の非セラミック繊維部を除去する処理である。このセ
ラミック繊維は、ミクロモールドキャリア繊維の中空部
の型に応じて、円形又は非円形の横断面外周を有する。
ック繊維を得るため、非セラミック／セラミック二重繊
維の非セラミック繊維部を除去する処理である。このセ
ラミック繊維は、ミクロモールドキャリア繊維の中空部
の型に応じて、円形又は非円形の横断面外周を有する。
例えば第１図に示したように非セラミックｍｉＩ部を除
去する工程は有利には、非セラミック繊＃ｉ部が焼け落
ちてセラミ・ｙり部のみが残るまで、二重繊維を酸素含
有環境で加熱する処理からなる。この工程は有利には加
熱室から非酸化ガスを排気し、加熱室に空気を入れるこ
とによって達成される０次いで加熱室内の温度を、二重
繊維の非セラミック部を焼け落とすのに十分な温度に上
げる。ガーボンミクロモールドキャリア部に関しては約
１１００℃の温度を、二重繊維の非セラミックモールド
繊維部が焼け落ちるのに十分な時間にわたって使用した
。しかしカーボンミクロモールドキャリアに対しては約
６００℃の低い温度を、二重繊維の非セラミックミクロ
モールド繊維部が焼け落ちるまで使用することもできる
。
去する工程は有利には、非セラミック繊＃ｉ部が焼け落
ちてセラミ・ｙり部のみが残るまで、二重繊維を酸素含
有環境で加熱する処理からなる。この工程は有利には加
熱室から非酸化ガスを排気し、加熱室に空気を入れるこ
とによって達成される０次いで加熱室内の温度を、二重
繊維の非セラミック部を焼け落とすのに十分な温度に上
げる。ガーボンミクロモールドキャリア部に関しては約
１１００℃の温度を、二重繊維の非セラミックモールド
繊維部が焼け落ちるのに十分な時間にわたって使用した
。しかしカーボンミクロモールドキャリアに対しては約
６００℃の低い温度を、二重繊維の非セラミックミクロ
モールド繊維部が焼け落ちるまで使用することもできる
。
本発明の他の実施態様では非セラミックミクロモールド
繊維部を機械的に除去して、セラミック部のみを残す、
この処理は分離剤を使用することによって又は、磨耗剤
又は機器の存在で振動法を用いて実施することができる
。
繊維部を機械的に除去して、セラミック部のみを残す、
この処理は分離剤を使用することによって又は、磨耗剤
又は機器の存在で振動法を用いて実施することができる
。
本発明方法の他の実施態様では、中空部に嵌合した硬化
湿潤前駆体を有する非セラミック繊維部の加熱工程を省
略することができ、この方法は空気中でこれを燃焼させ
ることによって非セラミック繊維部を除去する工程に代
えることができる。若干の硬化化学前駆体に閃しては空
気中での燃焼け硬化化学前駆体を連続セラミック部に熱
分解又は焼結するのに十分である。非酸化環境での加熱
工程の省略は、この方法の対象が非セラミック部に嵌合
されたセラミック部を有する二重繊維を得ることよりも
むしろセラミック１ｍ雄を得ることにある場合に、使用
することができる。これは、空気中での燃焼が非セラミ
ック繊維部を酸化し、その結果これが除去されることに
基づく。
湿潤前駆体を有する非セラミック繊維部の加熱工程を省
略することができ、この方法は空気中でこれを燃焼させ
ることによって非セラミック繊維部を除去する工程に代
えることができる。若干の硬化化学前駆体に閃しては空
気中での燃焼け硬化化学前駆体を連続セラミック部に熱
分解又は焼結するのに十分である。非酸化環境での加熱
工程の省略は、この方法の対象が非セラミック部に嵌合
されたセラミック部を有する二重繊維を得ることよりも
むしろセラミック１ｍ雄を得ることにある場合に、使用
することができる。これは、空気中での燃焼が非セラミ
ック繊維部を酸化し、その結果これが除去されることに
基づく。
セラミック繊維を成形する手段としてのピギーバック法
の効果を証明するために選択した材料は５ｔ０２、八１
２０． 、ＺｒＯ２、ＳｉＣ及びヒドロキシアパタイト
であった。
の効果を証明するために選択した材料は５ｔ０２、八１
２０． 、ＺｒＯ２、ＳｉＣ及びヒドロキシアパタイト
であった。
例 １
テトラエチルオルトシリケート（以後ＴＥＯ３という、
Ｆｉｓｈｅｒ ５ｃｉｅａｔｉｆｉｃ Ｃｏ、社製、Ｐ
、０．Ｂｏｘ８２９ 、Ｎｏｒｃｒｏｓｓ、Ｇｅｏｒｇ
ｉａ ３００９１在）を使用してシリカゾルを製造した
。ＴＥＯ３Ｉモルに対してアルコール３モルの割合でＴ
Ｅ０１に無水土チルアルコールを加えることによりシリ
カゾルを製造した。この溶液を１５分間混合した後、塩
酸を水対ＴＥＯ８のモル比が６．吐 １．０、及び）Ｉ
ＣＩ対ＴＥＯ３の濃度がｏ、ｏｔ ： Ｌ、０となる濃
度で加えた。 ＨＣＩ溶液を２５分間滴下した０次いで
ゾルを覆い、２時間混合処理した。上記ゾルの水対ＴＥ
ＯＳモル比は６．吐１．０であり、これは可紡性を示さ
ない溶液に相当する。
Ｆｉｓｈｅｒ ５ｃｉｅａｔｉｆｉｃ Ｃｏ、社製、Ｐ
、０．Ｂｏｘ８２９ 、Ｎｏｒｃｒｏｓｓ、Ｇｅｏｒｇ
ｉａ ３００９１在）を使用してシリカゾルを製造した
。ＴＥＯ３Ｉモルに対してアルコール３モルの割合でＴ
Ｅ０１に無水土チルアルコールを加えることによりシリ
カゾルを製造した。この溶液を１５分間混合した後、塩
酸を水対ＴＥＯ８のモル比が６．吐 １．０、及び）Ｉ
ＣＩ対ＴＥＯ３の濃度がｏ、ｏｔ ： Ｌ、０となる濃
度で加えた。 ＨＣＩ溶液を２５分間滴下した０次いで
ゾルを覆い、２時間混合処理した。上記ゾルの水対ＴＥ
ＯＳモル比は６．吐１．０であり、これは可紡性を示さ
ない溶液に相当する。
Ｃ字状の横断面外周を有するカーボン繊維は米国特許出
願第８２０ 、７３４号明細書（１９８６年１月２１日
出願）に記載されているようにして製造した。
願第８２０ 、７３４号明細書（１９８６年１月２１日
出願）に記載されているようにして製造した。
Ｃ字状のカーボン繊維をゾル中に沈降させ、ゾルがゲル
化点に達する以前にゾルから除去した。カーボン繊維を
ゾルに浸漬する時間に厳密な指針はないが、最終的な酸
付加後でかつゲル化の前であるべきである。溶液の粘度
は、重合が進行するにつれて徐々に上昇する。粘度がｌ
Ｐａ５に達した場合には、ゾルから繊維を分離すること
が困難となり、従って繊維は境る傾向がある。
化点に達する以前にゾルから除去した。カーボン繊維を
ゾルに浸漬する時間に厳密な指針はないが、最終的な酸
付加後でかつゲル化の前であるべきである。溶液の粘度
は、重合が進行するにつれて徐々に上昇する。粘度がｌ
Ｐａ５に達した場合には、ゾルから繊維を分離すること
が困難となり、従って繊維は境る傾向がある。
浸漬した繊維を硬化し、これを室温で大気圧下に屹燥さ
せた。硬化した繊維を、Ｃ字状の中空部がシリカゲルで
満たされたことを確認するため光学顕微鏡で検査した。
せた。硬化した繊維を、Ｃ字状の中空部がシリカゲルで
満たされたことを確認するため光学顕微鏡で検査した。
Ｃ字状中空部内に嵌合されたゲルを示す走査電子顕微Ｗ
ｔ＜以後５Ｅ１４と表す）写真を、２０００倍に拡大し
て第４図に示した。硬化した繊維を毎分２０℃の速度で
室温から８００℃に加熱して、カーボンキャリア繊維部
を焼き落とすと同時に、ゲル−ガラス転移を完了させた
。純粋で透明な非晶質シリカ繊維が得られ、これを２０
０倍に拡大して第５図にＳＥＸ写真で示す、これらの繊
維の引張強さは１５０．０００ｐｓｉより大きかった。
ｔ＜以後５Ｅ１４と表す）写真を、２０００倍に拡大し
て第４図に示した。硬化した繊維を毎分２０℃の速度で
室温から８００℃に加熱して、カーボンキャリア繊維部
を焼き落とすと同時に、ゲル−ガラス転移を完了させた
。純粋で透明な非晶質シリカ繊維が得られ、これを２０
０倍に拡大して第５図にＳＥＸ写真で示す、これらの繊
維の引張強さは１５０．０００ｐｓｉより大きかった。
単一シリカ繊維を８００倍に拡大して第６区にＳＥＭ写
真で示した。
真で示した。
第６図に示したセラミック繊維は非円形の横断面外周を
有し、三日月状である。
有し、三日月状である。
他のシリカゾルを種々異なる量の水、アルコール及び酸
で製造した。更に酸−塩基触媒系を使用した。
で製造した。更に酸−塩基触媒系を使用した。
例 ２
アルミニウムーイソプロポキシドＡ Ｉ （ＯＣｊ１１
？ ）ｓ（Ａｌｆａ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ社製、
１５２ ＡｎｄｏｖｅｒＳｔｒｅｅｔ、Ｄａｎｖｅｒ
ｓ ＋ ＭＡ ０１９２３在）を、アルミナゾルを製造
する出発物質として使用した。アルミニウムーイソ１０
ポキシド２０ｇを、２５０ｍ Ｊ？ビー力に配置されか
つ水温８０〜９０℃に保つため放熱された脱イオン水１
８０禦ｆに加えた。ビー力を部分的に被覆し、水及びア
ルコールをゾルから蒸発させた。生じた泥漿を２５分間
激しく混合し、その後１．２ｍＨＣｌ ５．８冒ｆを加
えて酸対アルコキシドのモル比を０．０７： １．０に
した。）ｔｅｌを添加している間混合を続け、温度を８
０℃に保った。
？ ）ｓ（Ａｌｆａ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ社製、
１５２ ＡｎｄｏｖｅｒＳｔｒｅｅｔ、Ｄａｎｖｅｒ
ｓ ＋ ＭＡ ０１９２３在）を、アルミナゾルを製造
する出発物質として使用した。アルミニウムーイソ１０
ポキシド２０ｇを、２５０ｍ Ｊ？ビー力に配置されか
つ水温８０〜９０℃に保つため放熱された脱イオン水１
８０禦ｆに加えた。ビー力を部分的に被覆し、水及びア
ルコールをゾルから蒸発させた。生じた泥漿を２５分間
激しく混合し、その後１．２ｍＨＣｌ ５．８冒ｆを加
えて酸対アルコキシドのモル比を０．０７： １．０に
した。）ｔｅｌを添加している間混合を続け、温度を８
０℃に保った。
混合及び温度維持は被覆容器内で４時間持続させた。ゾ
ルの容量が出発容量のは−ぼ３分の１になった際（約４
時間後）、Ｃ字状カーボン繊維をゾル中に約５分間沈降
させた。第１図に示した様に繊維を濾過又はスクリーニ
ング番こよって除去し、空気中で室温及び圧力下に乾燥
した。
ルの容量が出発容量のは−ぼ３分の１になった際（約４
時間後）、Ｃ字状カーボン繊維をゾル中に約５分間沈降
させた。第１図に示した様に繊維を濾過又はスクリーニ
ング番こよって除去し、空気中で室温及び圧力下に乾燥
した。
繊維を空気雰囲気中で毎分２０℃で６００℃に加熱し、
約３０分間この６００℃の環境に保って、カーボン繊維
ミクロモールドを完全に酸化させた。
約３０分間この６００℃の環境に保って、カーボン繊維
ミクロモールドを完全に酸化させた。
６００℃の温度はカーボンミクロモールドを焼け落とし
、透明なアルミナ繊維（これは２４０倍のＳＥＸ写真で
第７図に示す）を得るのに十分であった。
、透明なアルミナ繊維（これは２４０倍のＳＥＸ写真で
第７図に示す）を得るのに十分であった。
例 ３
いくつかの胃なる方法を使用して、とキーバック法を介
してジルコニア繊維を成形した。これらの方法は三種の
異なる出発物質、すなわちジルコニルヒドロキシクロリ
ド三水化物（Ｈａｒ−ｓｂａｖ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃ
ｏｍｐａｎｙ社製）、ジルコニウム−アセテート溶液（
ＨＢｒＳｈａｗ社製）及びジルコニウム １−ブトキシ
ドブタノール錯＃（ＡｌｆａＰｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ
社製）によって分けることができる。
してジルコニア繊維を成形した。これらの方法は三種の
異なる出発物質、すなわちジルコニルヒドロキシクロリ
ド三水化物（Ｈａｒ−ｓｂａｖ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃ
ｏｍｐａｎｙ社製）、ジルコニウム−アセテート溶液（
ＨＢｒＳｈａｗ社製）及びジルコニウム １−ブトキシ
ドブタノール錯＃（ＡｌｆａＰｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ
社製）によって分けることができる。
出発物質がジルコニウム ｎ−ブトキシドブタノール錯
体である場合、沈殿はＧｒａｓｓｉ、ＪｏｈｎＡｎｔｈ
ｏｎｙ 著 Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ ＰａｒａｍｅｔｅｒｓＡｆｆｅｃｔｉｎｇ
ｔｈｅ Ｆ’ｒｏｐｅｒｊｉｅｓ ｏｆ ａｎ
Ａｌｋｏｘｉｄ−Ｄｅ−ｒｉｖｅｄ Ｚｉｒｃｏｎ
ｉａ ５ｏｌ−Ｇｅｌ” （Ｇｒａｄｕａｔｅ ５
ｃｈｏｏｌｏｆ Ｃｌｅｍｓｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓ
ｉｔｙ ＋ Ｍａｓｔｅｒｓ’Ｔｈｅｓｉｓ。
体である場合、沈殿はＧｒａｓｓｉ、ＪｏｈｎＡｎｔｈ
ｏｎｙ 著 Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ ＰａｒａｍｅｔｅｒｓＡｆｆｅｃｔｉｎｇ
ｔｈｅ Ｆ’ｒｏｐｅｒｊｉｅｓ ｏｆ ａｎ
Ａｌｋｏｘｉｄ−Ｄｅ−ｒｉｖｅｄ Ｚｉｒｃｏｎ
ｉａ ５ｏｌ−Ｇｅｌ” （Ｇｒａｄｕａｔｅ ５
ｃｈｏｏｌｏｆ Ｃｌｅｍｓｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓ
ｉｔｙ ＋ Ｍａｓｔｅｒｓ’Ｔｈｅｓｉｓ。
Ｃｌｅｍｓｏｎ 、 ５ｏｕｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ在
、１９８５年０８月）に記載された方法により形成され
た。沈殿を乾燥し、１０００℃に最焼した。炭酸カルシ
ウムＣａＣＯ５及び炭酸マグネシウム１４ｇｃＯ，を加
えると、最終生成物中にＣａｎ １２モル％及び１４ｇ
０ Ｏ，１モル％が得られた。 ＣａＣ０１は白亜の形
であった。 ＭｇＣ０゜は沈殿した０両者は４００メブ
シを容易に通過した。粉末をアルミナ細砕媒体を用いて
プラスチック・ジャー中で粉砕した。泥漿は容量比１：
１で水対粉末を加えることによって製造した。
、１９８５年０８月）に記載された方法により形成され
た。沈殿を乾燥し、１０００℃に最焼した。炭酸カルシ
ウムＣａＣＯ５及び炭酸マグネシウム１４ｇｃＯ，を加
えると、最終生成物中にＣａｎ １２モル％及び１４ｇ
０ Ｏ，１モル％が得られた。 ＣａＣ０１は白亜の形
であった。 ＭｇＣ０゜は沈殿した０両者は４００メブ
シを容易に通過した。粉末をアルミナ細砕媒体を用いて
プラスチック・ジャー中で粉砕した。泥漿は容量比１：
１で水対粉末を加えることによって製造した。
アルギンを安定剤として加えた。
懸濁液が生じた後、Ｃ字状カーボン繊維を沈降させ、除
去し、乾燥し、燃焼させた。燃焼け２工程で行った。ｐ
ｔ工程で浸漬した繊維をまず非酸化雰囲気中で１４５０
℃で燃焼し、次いで酸化させてカーボン繊維を焼け落と
した。第２工程で繊維を空気中で１６００℃で燃焼させ
た。最終物質が結晶形のジルコニア繊維であることを測
定するためにＸ線回折を使用した。繊維は正方晶相で存
在するが、若干は単斜晶相であった。
去し、乾燥し、燃焼させた。燃焼け２工程で行った。ｐ
ｔ工程で浸漬した繊維をまず非酸化雰囲気中で１４５０
℃で燃焼し、次いで酸化させてカーボン繊維を焼け落と
した。第２工程で繊維を空気中で１６００℃で燃焼させ
た。最終物質が結晶形のジルコニア繊維であることを測
定するためにＸ線回折を使用した。繊維は正方晶相で存
在するが、若干は単斜晶相であった。
第１工程で燃焼させたジルコニア繊維はＳＥＭ写真で第
８図に示した。第８図の左下隅の長方形線条は、繊維の
寸法を示す目的で１００μの長さを表す、第２工程で燃
焼させたジルコニア繊維ａ維はＳＥＸ写真で第９図に示
した。第９ａ図における燃焼温度は６００℃であり、第
９ａ図における燃焼温度は１６００℃であった。第９ａ
図及び第９ｂ図の下隅における長方形の線条はｍｅｉの
寸法を示す目的で１００μの長さを表す。
８図に示した。第８図の左下隅の長方形線条は、繊維の
寸法を示す目的で１００μの長さを表す、第２工程で燃
焼させたジルコニア繊維ａ維はＳＥＸ写真で第９図に示
した。第９ａ図における燃焼温度は６００℃であり、第
９ａ図における燃焼温度は１６００℃であった。第９ａ
図及び第９ｂ図の下隅における長方形の線条はｍｅｉの
寸法を示す目的で１００μの長さを表す。
ジルコニウムアセテートをジルコニア用出発物質として
使用する場合、Ｈａｒｓｈａｖ ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ
■ｐａｎｙ社製の２５％ジルコニウムアセテート溶液を
使用した。酸化カルシウム又はイツトリアを安定剤とし
て使用した。安定剤が酸化力ルシュウムである場合、酢
酸カルシウムＣ１（Ｃ２ＪＯ２）・Ｈ２Ｏの正確な量を
ジルコニウムアセテート溶液に溶かすことによりＣａｎ
１２モル％を加えた。
使用する場合、Ｈａｒｓｈａｖ ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ
■ｐａｎｙ社製の２５％ジルコニウムアセテート溶液を
使用した。酸化カルシウム又はイツトリアを安定剤とし
て使用した。安定剤が酸化力ルシュウムである場合、酢
酸カルシウムＣ１（Ｃ２ＪＯ２）・Ｈ２Ｏの正確な量を
ジルコニウムアセテート溶液に溶かすことによりＣａｎ
１２モル％を加えた。
更にＨ［ＯＯ，１モル％を煩拮剤としてＣａＯと共に含
めた。Ｍ［０は酢酸塩の形Ｍｇ（ＣｚＨ１０２ｈ・４Ｈ
２０でジルコニウムアセテート溶液に加えた。安定剤が
イツトリウムの場合には、Ｙ２Ｏ，１０モル％を、酢酸
イツトリウムの形Ｙ（Ｃ２ＨｓＯｚｌｓ ・ＸＨ２０（
Ｘ＝２）でジルコニウムアセテート溶液に溶かした。
めた。Ｍ［０は酢酸塩の形Ｍｇ（ＣｚＨ１０２ｈ・４Ｈ
２０でジルコニウムアセテート溶液に加えた。安定剤が
イツトリウムの場合には、Ｙ２Ｏ，１０モル％を、酢酸
イツトリウムの形Ｙ（Ｃ２ＨｓＯｚｌｓ ・ＸＨ２０（
Ｘ＝２）でジルコニウムアセテート溶液に溶かした。
アセテート溶液が生じた後、これにＣ字状カーボン繊維
を沈降させ、除去し、乾燥し、７５０℃の低温に燃焼さ
せてジルコニアを形成させた。
を沈降させ、除去し、乾燥し、７５０℃の低温に燃焼さ
せてジルコニアを形成させた。
燃焼した材料を正方晶相及び単斜晶相のジルコニアとし
て特徴づけるため、Ｘ線回折を使用した。アセテートか
ら製造されたジルコニア繊維をＳＥＷ写真で第１０図に
示すが、第１０図の左下隅における長方形の線条は繊維
の寸法を示す目的で２５μの長さを表す。
て特徴づけるため、Ｘ線回折を使用した。アセテートか
ら製造されたジルコニア繊維をＳＥＷ写真で第１０図に
示すが、第１０図の左下隅における長方形の線条は繊維
の寸法を示す目的で２５μの長さを表す。
ジルコニア用前駆体がＨａｒｓｈａｗ Ｃｈｅｍｉｃａ
１社製のジルコニルヒドロキシクロリド三水化物である
場合、Ｃ字状カーボン繊維を受入れたままの液体に単に
沈降させ、除去し、乾燥し、空気中で燃焼させた。第１
１ａ図は突気中で６００℃に燃焼させた繊維を示し、第
１１ｂ図は空気中で１６００℃に燃焼させた繊維を示す
、第１１ａ図における長方形の線条はｌＯＯμの長さを
表し、第１１ｂ図においてはこの線条は２００μの長さ
を表す、この三水化物前駆体から製造されたジルコニア
繊維は６００℃で小さな繊維状粒子を作るが、１６００
℃ではこれらはより密集して生じ、一層大きな非繊維質
粒子を構成する。前駆体用のこの出発物質は繊維に引抜
くか又は紡糸口金を介して繊維に紡糸することができな
い。
１社製のジルコニルヒドロキシクロリド三水化物である
場合、Ｃ字状カーボン繊維を受入れたままの液体に単に
沈降させ、除去し、乾燥し、空気中で燃焼させた。第１
１ａ図は突気中で６００℃に燃焼させた繊維を示し、第
１１ｂ図は空気中で１６００℃に燃焼させた繊維を示す
、第１１ａ図における長方形の線条はｌＯＯμの長さを
表し、第１１ｂ図においてはこの線条は２００μの長さ
を表す、この三水化物前駆体から製造されたジルコニア
繊維は６００℃で小さな繊維状粒子を作るが、１６００
℃ではこれらはより密集して生じ、一層大きな非繊維質
粒子を構成する。前駆体用のこの出発物質は繊維に引抜
くか又は紡糸口金を介して繊維に紡糸することができな
い。
例 ４
希ＨＣＩ溶液をフルフリルアルコールに加え、十分に混
合した。 ＴＥ０１をアルコール及びＨＣＩの溶液に加
えた。ＴＥ０１：フルフリルアルコールの容量比は１：
１であった。 Ｈ２Ｏ： ＴＥ０１のモル比は２コ１
であり、）ＩＣＩ ： ＴＥ０１のモル比は０．ＯＬ
：１．０であった。この溶液を１日混合し、その後にＣ
字状カーボン繊維を沈降させ、除去し、乾燥し、アルゴ
ン雰囲気中で１４５０℃で燃焼させた、アルゴン中での
燃焼処理後、繊維を６００℃で酸化して、カーボン繊維
及び任意の過剰のカーボンを除去した。生じた繊維材料
はβ−８ｉＣのようなセラミック材料としてＸ線回折に
より特徴づけられた４これらの繊維は５Ｅｌｌｌ写真で
第１２図に示すが、図中左上隅の長方形線条は繊維の寸
法を示す目的で２００μの長さを表す。
合した。 ＴＥ０１をアルコール及びＨＣＩの溶液に加
えた。ＴＥ０１：フルフリルアルコールの容量比は１：
１であった。 Ｈ２Ｏ： ＴＥ０１のモル比は２コ１
であり、）ＩＣＩ ： ＴＥ０１のモル比は０．ＯＬ
：１．０であった。この溶液を１日混合し、その後にＣ
字状カーボン繊維を沈降させ、除去し、乾燥し、アルゴ
ン雰囲気中で１４５０℃で燃焼させた、アルゴン中での
燃焼処理後、繊維を６００℃で酸化して、カーボン繊維
及び任意の過剰のカーボンを除去した。生じた繊維材料
はβ−８ｉＣのようなセラミック材料としてＸ線回折に
より特徴づけられた４これらの繊維は５Ｅｌｌｌ写真で
第１２図に示すが、図中左上隅の長方形線条は繊維の寸
法を示す目的で２００μの長さを表す。
ＳｉＣはポリシラスチレン（ＰＳＳ）から製造した。
ｐｓｓはＲ，Ｗｅｓｔその他著″Ｐｏ１ｙｓｉ １ａｓ
Ｌｙｒｅｎｅ：Ｐｈｅｎｙ１ｍｅｔｈｙｌｓ目ａｎｅ−
Ｄｉｓｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ Ｃｏｐｏｌｙ−ｍｅ
ｒｓ ａｓ Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ ｔｏ ５
ｉｌｉｃｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ −（Ａｓ＋ｅｒｉ
ｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ Ｂｕｌｌ
ｅｔｉｎ、第６２巻、 Ｎｏ ８、第８９９〜９０２頁
、１９８３年）に記載されていると同じ方法によって、
またＴＥ０１及びフルフリルアルコールを使用してのＴ
ＥＯ３ｆＣＰｒｏｃｅｓｓ’（Ｆｉｓｈｅｒ ５ｃｉｅ
ｎｔｉｆｉｃ Ｃｏ社製）を介して製造した。Ｃ字状カ
ーボン繊維をＰＳＳ−）−ルエン溶液に沈降させ、除去
し、乾燥し、アルゴン雰囲気中で１１００℃で熱分解し
た。熱分解後、繊維を空気中で８００℃で３０分間酸化
して、カーボン繊維ミクロモールドを除去した。フーリ
エ遷移赤外分光法（以後ＦＴ−ＩＲと表す）を使用して
、存在した帯により生じた繊維を特定した。この測定に
よって最終繊維生成物はＳｉＯ□セラミック繊維である
ことが確認された。これらのシリカ繊維をＳＥＸ写真で
第１３図に示すが、図中左上隅の長π形の線条は、繊維
寸法を示す目的で３００μの長さを表す。
ｐｓｓはＲ，Ｗｅｓｔその他著″Ｐｏ１ｙｓｉ １ａｓ
Ｌｙｒｅｎｅ：Ｐｈｅｎｙ１ｍｅｔｈｙｌｓ目ａｎｅ−
Ｄｉｓｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ Ｃｏｐｏｌｙ−ｍｅ
ｒｓ ａｓ Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ ｔｏ ５
ｉｌｉｃｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ −（Ａｓ＋ｅｒｉ
ｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ Ｂｕｌｌ
ｅｔｉｎ、第６２巻、 Ｎｏ ８、第８９９〜９０２頁
、１９８３年）に記載されていると同じ方法によって、
またＴＥ０１及びフルフリルアルコールを使用してのＴ
ＥＯ３ｆＣＰｒｏｃｅｓｓ’（Ｆｉｓｈｅｒ ５ｃｉｅ
ｎｔｉｆｉｃ Ｃｏ社製）を介して製造した。Ｃ字状カ
ーボン繊維をＰＳＳ−）−ルエン溶液に沈降させ、除去
し、乾燥し、アルゴン雰囲気中で１１００℃で熱分解し
た。熱分解後、繊維を空気中で８００℃で３０分間酸化
して、カーボン繊維ミクロモールドを除去した。フーリ
エ遷移赤外分光法（以後ＦＴ−ＩＲと表す）を使用して
、存在した帯により生じた繊維を特定した。この測定に
よって最終繊維生成物はＳｉＯ□セラミック繊維である
ことが確認された。これらのシリカ繊維をＳＥＸ写真で
第１３図に示すが、図中左上隅の長π形の線条は、繊維
寸法を示す目的で３００μの長さを表す。
例 ５
ヒドロキシアパタイト泥漿（ＨＡ−泥漿）はＣｏｏｒｓ
Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ社の製品であ
る。Ｃ字状カーボン繊維をＨＡ−泥漿に沈降させ、除去
し、乾燥した。再浸漬及び乾燥を２回以上繰返した０次
いで三重浸漬繊維を純粋な窒素雰囲気中に配置し、次い
でこれを室温から毎分４℃の速度で９８０℃に加熱した
。その後繊維を窒素雰囲気から除去し、室温で空気雰囲
気中に配置した０次いで繊維を空気雰囲気中で室温から
毎分５℃の速度で６００℃に加熱した。資料を徐々に冷
却し、２回の熱処理後これが冷却した際炉から除去した
。第１４図は例５の方法により製造したヒドロキシアパ
タイトセラミック繊維に関する５０倍に拡大したＳＥＸ
写真を示すものである。
Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ社の製品であ
る。Ｃ字状カーボン繊維をＨＡ−泥漿に沈降させ、除去
し、乾燥した。再浸漬及び乾燥を２回以上繰返した０次
いで三重浸漬繊維を純粋な窒素雰囲気中に配置し、次い
でこれを室温から毎分４℃の速度で９８０℃に加熱した
。その後繊維を窒素雰囲気から除去し、室温で空気雰囲
気中に配置した０次いで繊維を空気雰囲気中で室温から
毎分５℃の速度で６００℃に加熱した。資料を徐々に冷
却し、２回の熱処理後これが冷却した際炉から除去した
。第１４図は例５の方法により製造したヒドロキシアパ
タイトセラミック繊維に関する５０倍に拡大したＳＥＸ
写真を示すものである。
例 ６
シリカゾルをＴＫＯ３対エタノール容量比２：１、■２
０対ＴＥＯＳモル比２：１及びＭＣＩ対ＴＥＯＳモル比
０．０１：１．０で製造した。ゾルをプラスチックラッ
プで覆い、一定の速度で混合した。３日後、カバーにピ
ンホールをあけ、若干を蒸発させた。４日後ピンホール
を直径約８分の１インチに拡大した。５日後混合速度を
２５％速めた。粘度を測定し、Ｃ字状カーボン繊維を第
７表に示すように浸漬した。
０対ＴＥＯＳモル比２：１及びＭＣＩ対ＴＥＯＳモル比
０．０１：１．０で製造した。ゾルをプラスチックラッ
プで覆い、一定の速度で混合した。３日後、カバーにピ
ンホールをあけ、若干を蒸発させた。４日後ピンホール
を直径約８分の１インチに拡大した。５日後混合速度を
２５％速めた。粘度を測定し、Ｃ字状カーボン繊維を第
７表に示すように浸漬した。
第７表
時閉 図面 粘度（ｃｐｓ）３日 第１
５＆図 ４．８ ６日 第１５ｂ図 −５，８ １０日 第１５ｃ図 １５．０１２日 第
１５ｄ図 ５８．５１ ｃｐｓ ＝ ０．０１ポア
ズ 第１５図に示したように粘度が増した際、本発明方法に
より製造した二重量雄のセラミック繊維部は、一層内形
になる横断面外周を生じる。
５＆図 ４．８ ６日 第１５ｂ図 −５，８ １０日 第１５ｃ図 １５．０１２日 第
１５ｄ図 ５８．５１ ｃｐｓ ＝ ０．０１ポア
ズ 第１５図に示したように粘度が増した際、本発明方法に
より製造した二重量雄のセラミック繊維部は、一層内形
になる横断面外周を生じる。
従って化学前駆体の粘度はセラミツク１＠維部の横断面
外周の非円形状を制御する尺度である。
外周の非円形状を制御する尺度である。
第１６図は非セラミックミクロモールド部の三葉状（Ｌ
ｒ１ｌｏｂａｌ）横断面外周を有するナイロン繊維を使
用することによって成形されたシリカセラミック繊維を
示す、第１６図の左下隅の長方形は２００μの長さを表
し、そこに示されたシリカ繊維用 シリカ繊維用のミクロモールドキャリア繊維として作用
する三葉状ナイロン繊維を示すものである。第１７図の
左下隅の線条は２０μの長さを表す、第１６図に示した
シリカ繊維は府記例１に記載した方法により製造した。
ｒ１ｌｏｂａｌ）横断面外周を有するナイロン繊維を使
用することによって成形されたシリカセラミック繊維を
示す、第１６図の左下隅の長方形は２００μの長さを表
し、そこに示されたシリカ繊維用 シリカ繊維用のミクロモールドキャリア繊維として作用
する三葉状ナイロン繊維を示すものである。第１７図の
左下隅の線条は２０μの長さを表す、第１６図に示した
シリカ繊維は府記例１に記載した方法により製造した。
しかしこの場合例１で使用したＣ字状カーボン繊維の代
わりに三葉状ナイロン繊維を非セラミックキャリアミク
ロモールド繊維として使用した。
わりに三葉状ナイロン繊維を非セラミックキャリアミク
ロモールド繊維として使用した。
とイーバック法は他の方法では不可能な多種類のセラミ
ック繊維ｑ′）製造を可能にする。現在製造されている
多くのセラミック繊維は、溶融液から繊維を引抜き、失
透又は結晶化を阻止するため急速に冷却する処理によっ
て制限される、更に相分離も一つの問題を提起する。こ
れは特にガラス繊維の場合に該当する。融解延伸によっ
て製造されるセラミ−Ｉり繊維はＳｉＯ□、Ｂ２Ｏ５又
はＰ２Ｏ，のようなガラス形成酸化物の適当量を含む組
成物に限定される。更に融解延伸は繊維を引抜くための
高温及び特殊な手段を必要とする０本発明によるピギー
バック法ではセラミック繊維を特異な方法で成形し、こ
れは高温融解装置の使用もまた繊維組成物の最大成分と
してのガラス形成酸化物も必要としない。
ック繊維ｑ′）製造を可能にする。現在製造されている
多くのセラミック繊維は、溶融液から繊維を引抜き、失
透又は結晶化を阻止するため急速に冷却する処理によっ
て制限される、更に相分離も一つの問題を提起する。こ
れは特にガラス繊維の場合に該当する。融解延伸によっ
て製造されるセラミ−Ｉり繊維はＳｉＯ□、Ｂ２Ｏ５又
はＰ２Ｏ，のようなガラス形成酸化物の適当量を含む組
成物に限定される。更に融解延伸は繊維を引抜くための
高温及び特殊な手段を必要とする０本発明によるピギー
バック法ではセラミック繊維を特異な方法で成形し、こ
れは高温融解装置の使用もまた繊維組成物の最大成分と
してのガラス形成酸化物も必要としない。
セラミックカーボン二重繊維の重要性はその複合体への
潜在的用途によって刺激された０本出願人は、セラミッ
ク成分が亀裂侵食剤として作用し、これにより複合体が
強化され、その損傷許容限界が増すことを予測した。こ
の予測は部分的に、靭性が繊維の引抜きに関係し、これ
が繊維マトリックスの低界面結合に関連するという事実
に基づく、シかし複合体の強度は強い界面結合と関係す
る。二重繊維のセラミック成分の組成をコントロールす
ることによって界面結合を制御することにより、−面で
はマトリックスに強く結合し、他面では弱く結合する繊
維を製造することができる。
潜在的用途によって刺激された０本出願人は、セラミッ
ク成分が亀裂侵食剤として作用し、これにより複合体が
強化され、その損傷許容限界が増すことを予測した。こ
の予測は部分的に、靭性が繊維の引抜きに関係し、これ
が繊維マトリックスの低界面結合に関連するという事実
に基づく、シかし複合体の強度は強い界面結合と関係す
る。二重繊維のセラミック成分の組成をコントロールす
ることによって界面結合を制御することにより、−面で
はマトリックスに強く結合し、他面では弱く結合する繊
維を製造することができる。
複合体にセラミックーカーボン二重繊維を組込むことの
他の潜在的利点は耐酸化性にある。
他の潜在的利点は耐酸化性にある。
現在カーボン−カーボン複合体の表面は酸化防止剤で被
覆処理されており、従って複合体はより高い温度で使用
することができる。しかしこの被覆の破壊は酸化による
複合体の破損原因となる。耐酸化性のセラミック材料を
強化繊維に配合することによって、カーボン−カーボン
複合体の本体は封止機構を生じ、セラミック材料は高め
た温度で粘性になることはない、セラミック成分は組成
をコントロールすることによって設定温度で融解するこ
とができる。流体の場合耐酸化性セラミック材料は自由
にピンホール及び亀裂に流れ込み、酸化を阻止する。
覆処理されており、従って複合体はより高い温度で使用
することができる。しかしこの被覆の破壊は酸化による
複合体の破損原因となる。耐酸化性のセラミック材料を
強化繊維に配合することによって、カーボン−カーボン
複合体の本体は封止機構を生じ、セラミック材料は高め
た温度で粘性になることはない、セラミック成分は組成
をコントロールすることによって設定温度で融解するこ
とができる。流体の場合耐酸化性セラミック材料は自由
にピンホール及び亀裂に流れ込み、酸化を阻止する。
セラミック繊維を製造する常法では非円形の横断面外周
を有するセラミック繊維をＩｌ造することはできない、
しかし本発明によるミクロモールド法は非円形の横断面
外周を有するセラミック繊維の製造を可能とする０例え
ば第５図に示すように、Ｃ字状のミクロモールドキャリ
ア繊維を使用した場合には一般に三旧月状の横断面外周
を有するセラミック繊維が生じる。同様に種々異なる形
状の非円形中空部を有するミクロモールドを使用した場
合には、相応する形状の横断面外周を有するセラミック
繊維が得られる。
を有するセラミック繊維をＩｌ造することはできない、
しかし本発明によるミクロモールド法は非円形の横断面
外周を有するセラミック繊維の製造を可能とする０例え
ば第５図に示すように、Ｃ字状のミクロモールドキャリ
ア繊維を使用した場合には一般に三旧月状の横断面外周
を有するセラミック繊維が生じる。同様に種々異なる形
状の非円形中空部を有するミクロモールドを使用した場
合には、相応する形状の横断面外周を有するセラミック
繊維が得られる。
本発明の範囲又は思想から逸脱することなくまた本発明
の枠内で種々の変更及び改良が可能であることは当業者
にとって自明である。従って本発明は特許請求の範囲の
欄に記載した範囲及びそれと均等な範囲での改良及び変
更を包含するものである。
の枠内で種々の変更及び改良が可能であることは当業者
にとって自明である。従って本発明は特許請求の範囲の
欄に記載した範囲及びそれと均等な範囲での改良及び変
更を包含するものである。
第１図は本発明のピギーバックミクロモールド法の暗示
系統図、第２図は延伸中空部を有する非セラミック繊維
の一実施例を示す暗示図、第３図は延伸中空部を有する
非セラミック繊維の他の実施例を示す暗示図、第４図は
本発明方法の各工程を実施して得られた繊維の形状を示
す２０００倍のＳＩＪ写真、第５図は本発明による多数
のセラミック繊維の形状を示す２００倍の５Ｅ１４写真
、第６図は横断面が非円形の外周を有する本発明による
セラミック繊維の形状を示す８００倍の５ＥＩ４写真、
第７図は例２の方法により製造した本発明のセラミック
ｍ帷の形状を示す２４０倍のＳＥＭ写真、第８図は例３
の方法の１つにより製造した本発明のセラミック繊維の
形状を示すＳＥに写真、第９ａ図及び第９ｂ図は例３の
他の方法により製造した本発明のセラミック繊維の形状
を示すＳＥに写真、第１θ図は例３のもう１つの方法に
より製造した本発明のセラミックｔｈｌ雄の形状を示す
ＳＥｌ＋１写真、第１１ａ図及び第１１ｂ図は例３の別
の方法により製造した本発明のセラミック繊維の形状を
示すＳＥＭ写真、第１２図は例４の方法の１つにより製
造した本発明のセラミック繊維の形状を示す５ＥＩＩＩ
写真、第１３図は例４の他の方法により製造した本発明
のセラミック繊維の形状を示すＳＥＸ写真、第１４図は
ｆＮ５の方法により製造した本発明のセラミック繊維の
形状を示す５０倍のＳＥに写真、第１５ａ図から第１５
ｄ図までは本発明の二重ＩＩＩＩｌの嵌合したセラミッ
ク部の形に及ぼす、湿潤化学前Ｗ体の粘度の影響を示す
該繊維の形状槽断面写真、第１６区は三葉状ナイロンミ
クロモールド繊維を用いて例１の方法により製造した本
発明のシリカ繊維の形状を示す５ＥＩ４写真、第１７図
は本発明方法で使用する三葉状ナイロン繊維ミクロモー
ルドの４５０倍でのＳＥＭ写真、第１８図はシリカセラ
ミック嵌合部及びＣ字状非セラミックミクロモールド部
を有する本発明による二重繊維の形状を示すＳＥＷ写真
である。 ２０・・・キャリアミクロモールド繊維、２２・・−横
断面がＣ字状の外周、２４・・・キャリアミクロモール
ド繊維、２６・−・横断面が環状の外周、２８・−・中
空部、３０・・・前駆体、３２・・−浴、３４・・・ス
クリーン、３６・・・加熱室。 ＦＩＧ、 １ ＦＩＧ、２ ２０、”−”Ｃ？’Ｊ ７ を沖ｆ−’ｖ 毘浜泡２１
−−−−−キ断ｉｖ窄０ネ虻ヴ外も２Ｌ−・ 夜＠ωｉ
進杖９外貫 ｚｇ−−−？全都 ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、 １８
系統図、第２図は延伸中空部を有する非セラミック繊維
の一実施例を示す暗示図、第３図は延伸中空部を有する
非セラミック繊維の他の実施例を示す暗示図、第４図は
本発明方法の各工程を実施して得られた繊維の形状を示
す２０００倍のＳＩＪ写真、第５図は本発明による多数
のセラミック繊維の形状を示す２００倍の５Ｅ１４写真
、第６図は横断面が非円形の外周を有する本発明による
セラミック繊維の形状を示す８００倍の５ＥＩ４写真、
第７図は例２の方法により製造した本発明のセラミック
ｍ帷の形状を示す２４０倍のＳＥＭ写真、第８図は例３
の方法の１つにより製造した本発明のセラミック繊維の
形状を示すＳＥに写真、第９ａ図及び第９ｂ図は例３の
他の方法により製造した本発明のセラミック繊維の形状
を示すＳＥに写真、第１θ図は例３のもう１つの方法に
より製造した本発明のセラミックｔｈｌ雄の形状を示す
ＳＥｌ＋１写真、第１１ａ図及び第１１ｂ図は例３の別
の方法により製造した本発明のセラミック繊維の形状を
示すＳＥＭ写真、第１２図は例４の方法の１つにより製
造した本発明のセラミック繊維の形状を示す５ＥＩＩＩ
写真、第１３図は例４の他の方法により製造した本発明
のセラミック繊維の形状を示すＳＥＸ写真、第１４図は
ｆＮ５の方法により製造した本発明のセラミック繊維の
形状を示す５０倍のＳＥに写真、第１５ａ図から第１５
ｄ図までは本発明の二重ＩＩＩＩｌの嵌合したセラミッ
ク部の形に及ぼす、湿潤化学前Ｗ体の粘度の影響を示す
該繊維の形状槽断面写真、第１６区は三葉状ナイロンミ
クロモールド繊維を用いて例１の方法により製造した本
発明のシリカ繊維の形状を示す５ＥＩ４写真、第１７図
は本発明方法で使用する三葉状ナイロン繊維ミクロモー
ルドの４５０倍でのＳＥＭ写真、第１８図はシリカセラ
ミック嵌合部及びＣ字状非セラミックミクロモールド部
を有する本発明による二重繊維の形状を示すＳＥＷ写真
である。 ２０・・・キャリアミクロモールド繊維、２２・・−横
断面がＣ字状の外周、２４・・・キャリアミクロモール
ド繊維、２６・−・横断面が環状の外周、２８・−・中
空部、３０・・・前駆体、３２・・−浴、３４・・・ス
クリーン、３６・・・加熱室。 ＦＩＧ、 １ ＦＩＧ、２ ２０、”−”Ｃ？’Ｊ ７ を沖ｆ−’ｖ 毘浜泡２１
−−−−−キ断ｉｖ窄０ネ虻ヴ外も２Ｌ−・ 夜＠ωｉ
進杖９外貫 ｚｇ−−−？全都 ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、 １８
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、湿潤化学前駆体と、延伸された中空部を限定する、
横断面が非円形である外周を有する延伸された非セラミ
ック繊維とを用いて出発する、実質的にセラミックから
なる部分と非セラミック繊維部分とを有する二重繊維の
ピギーバック成形法において、非セラミック繊維の中空
部を湿潤化学前駆体で湿潤し、湿潤化学前駆体をこれが
非セラミック繊維の中空部に嵌合するまで硬化させ、嵌
合した化学前駆体を有する非セラミック繊維を無酸素環
境に置き、嵌合した化学前駆体を有する非セラミック繊
維を無酸素環境で、嵌合した化学前駆体部が焼結してセ
ラミックス部になるのに十分な温度に加熱することを特
徴とする、実質的にセラミックの部分と非セラミック部
分とを有する二重繊維の成形法。 ２、非セラミック繊維を、カーボン又はポリマー材料の
１つから成形する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、金属酸化物を含む湿潤化学前駆体からセラミック繊
維を成型するピギーバック成型法において、延伸中空部
を限定しかつその全長の大部分におよぶ、延伸された非
セラミック繊維を準備し、非セラミック繊維の中空部を
湿潤化学前駆体で湿潤し、非セラミック繊維の中空部内
の化学前駆体部を、該湿潤化学前駆体が中空部に嵌合す
るまで硬化させ、嵌合した化学前駆体部を有する非セラ
ミック繊維を無酸素環境に置き、嵌合した化学前駆体部
を有する非セラミック繊維を無酸素環境で、嵌合した化
学前駆体部が焼結してセラミック部となりかつ非セラミ
ック部に嵌合したセラミ ック部を有する二重繊維を成
形するのに十分な温度に加熱し、二重繊維の非セラミッ
ク繊維部を除去してセラミック繊維を生ぜしめることを
特徴とする、湿潤化学前駆体からのセラミック繊維の成
形法。 ４、非セラミック繊維を湿潤化学前駆体で湿潤する前に
、非セラミック繊維を架橋結合させる工程を含む、特許
請求の範囲第３項記載の方法。 ５、非セラミック繊維を除去する工程が、非セラミック
繊維部が焼け落ちてセラミック部のみが残存するまで、
二重繊維を酸素含有環境中で加熱する処理からなる、特
許請求の範囲第３項記載の方法。 ６、非セラミック繊維部を除去する工程が、非セラミッ
ク繊維部をセラミック部のみが残存するまで機械的に除
去する処理からなる、特許請求の範囲第３項記載の方法
。 ７、非セラミック繊維をカーボン、ポリマー材料の１つ
から成形する、特許請求の範囲第３項記載の方法。 ８、非セラミック繊維をカーボン、ポリマー材料の１つ
から成形する、特許請求の範囲第４項記載の方法。 ９、非セラミック繊維をカーボン、ポリマー材料の１つ
から成形する、特許請求の範囲第５項記載の方法。 １０、その全長の大部分におよびかつ延伸中空部を限定
する、横断面が非円形である外周を有する延伸された非
セラミックキャリア繊維部と、前記中空部に嵌合された
延伸セラミック繊維部とからなる二重繊維。 １１、前記セラミック繊維部が、延伸されたキャリア繊
維部によってほぼ完全に包囲されている、特許請求の範
囲第１０項記載の繊維。 １２、前記延伸されたキャリア繊維部の横断面外周がＣ
字状の形を有する、特許請求の範囲第１０項記載の繊維
。 １３、前記延伸されたキャリア繊維部の横断面外周が環
状の形を有する、特許請求の範囲第１０項記載の繊維。 １４、前記延伸されたキャリア繊維部がカーボン又はポ
リマーの１つから成形されている、特許請求の範囲第１
０項記載の繊維。 １５、前記延伸されたキャリア繊維部がカーボン又はポ
リマーの１つから成形されている、特許請求の範囲第１
１項記載の繊維。 １６、前記延伸されたキャリア繊維部がカーボン又はポ
リマーの１つから成形されている、特許請求の範囲第１
２項記載の繊維。 １７、前記延伸されたキャリア繊維部がカーボン又はポ
リマーの１つから成形されている、特許請求の範囲第１
３項記載の繊維。 １８、金属酸化物を含む湿潤化学前駆体と、繊維の全長
の大部分におよぶ、横断面が非円形である外周を有する
セラミック繊維とから成形されるピギーバック成形法に
おいて、この方法が、 その全長の大部分におよびかつ延伸中空部を限定する、
横断口が非円形の外周を有する延伸された非セラミック
繊維を作る工程、非セラミック繊維の中空部を湿潤化学
前駆体で湿潤する工程、非セラミック繊維の中空部内の
化学前駆体部を、この湿潤化学前駆体が中空部に嵌合す
るまで硬化させる工程、嵌合した化学前駆体躯を有する
非セラミック繊維を無酸素環境下に置く工程、嵌合した
化学前駆体部を有する非セラミック繊維を無酸素環境で
、嵌合した化学前駆体部が焼結してセラミック部になり
かつ非セラッミク部に嵌合したセラミック部を有する二
重繊維を成形するのに十分な温度に加熱する工程、二重
繊維の非セラミック繊維部を除去して、その全長の大部
分におよぶ外周の横断面が非円形であるセラミック繊維
を生ぜしめる工程、 とからなる、湿潤化学繊維前駆体の成形法。 １９、その全長の大部分におよぶ外周の横断面が非円形
である延伸セラミック繊維。
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| EP0276079B1 (en) | 1991-10-30 |
| EP0276079A2 (en) | 1988-07-27 |
| DE3865851D1 (de) | 1991-12-05 |
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