特許 6405377 炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を架橋するための方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6405377

(24)【登録日】2018年9月21日

(45)【発行日】2018年10月17日

(54)【発明の名称】炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を架橋するための方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   C08J 7/00 20060101AFI20181004BHJP

【ＦＩ】

   C08J7/00 305

   C08J7/00CFH

【請求項の数】11

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-525350(P2016-525350)

(86)(22)【出願日】2014年6月17日

(65)【公表番号】特表2016-525593(P2016-525593A)

(43)【公表日】2016年8月25日

(86)【国際出願番号】US2014042621

(87)【国際公開番号】WO2015006025

(87)【国際公開日】20150115

【審査請求日】2017年6月12日

(31)【優先権主張番号】13/937,298

(32)【優先日】2013年7月9日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】デイヴィス，ピーター・ケネディ

(72)【発明者】

【氏名】ルビンシュタイン，スラヴォミール

【審査官】 加賀 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−０９２１３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を架橋する方法であって、
炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子をプラットフォームの外側表面上に巻き付けることによってプラットフォーム上に設置された炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分をｅ−ビーム放射光に露光させるステップであって、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子をプラットフォーム上に巻き付けることが、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を横切るｅ−ビーム放射光の方向に複数の層の積み重ねが形成されるように炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を巻き付けることを含むステップと、
プラットフォームとｅ−ビーム放射光とのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させ、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第２の部分をｅ−ビーム放射光に露光させるステップと、
前記プラットフォームの前記外側表面とは反対の内側領域に設けられた冷却用流路を用いて、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分及び第２の部分の温度がｅ−ビーム放射光によって炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の軟化点に達するのを防止するためにプラットフォームの温度を調整するステップと
を含んでおり、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子が、ポリカルボシラン、ポリシラザン又はポリジシラザンである、方法。

【請求項2】

プラットフォームの温度を調整するステップが、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分及び第２の部分から熱を除去するためにプラットフォームから熱を除去するステップを含む、請求項１記載の方法。

【請求項3】

炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分をｅ−ビーム放射光に露光させるステップ及び炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第２の部分をｅ−ビーム放射光に露光させるステップが、０．２ＭＧｙ〜２０ＭＧｙの累積ドーズ量でｅ−ビーム放射光を投射するステップを含む、請求項１又は請求項２記載の方法。

【請求項4】

プラットフォームとｅ−ビーム放射光とのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させるステップが、回転の軸（Ｘ−Ｘ）の周りにプラットフォームを回転させるステップを含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の方法。

【請求項5】

プラットフォームの第１の表面上に炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を設置するステップをさらに含み、第１の表面が、プラットフォームの回転の軸（Ｘ−Ｘ）の周りに少なくとも部分的に広がる、請求項４記載の方法。

【請求項6】

炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分をｅ−ビーム放射光に露光させるステップが、ビーム放射機構から放出されたｅ−ビーム放射光がプラットフォーム上の炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を横切らない第１の配置からｅ−ビーム放射機構から放出されたｅ−ビーム放射光が炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分を横切る第２の配置へと、プラットフォームとｅ−ビーム放射光とのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させるステップを含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の方法。

【請求項7】

炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分をｅ−ビーム放射光に露光させるステップ及び炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第２の部分をｅ−ビーム放射光に露光させるステップが、１０ＭＧｙ〜２０ＭＧｙの累積ドーズ量でｅ−ビーム放射光を投射するステップを含む、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の方法。

【請求項8】

炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を架橋する方法であって、
プラットフォームの外側表面上に設置された炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分をｅ−ビーム放射光に露光させるステップと、
プラットフォームとｅ−ビーム放射光とのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させ、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第２の部分をｅ−ビーム放射光に露光させるステップであって、回転の軸（Ｘ−Ｘ）の周りにプラットフォームを回転させることを含むステップと、
前記プラットフォームの前記外側表面とは反対の内側領域に設けられた冷却用流路を用いて、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分及び第２の部分の温度がｅ−ビーム放射光によって炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の軟化点に達するの防止するためにプラットフォームの温度を調整するステップと、
プラットフォームの第１の表面上に炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を設置するステップであって、プラットフォームの回転の軸（Ｘ−Ｘ）が、プラットフォームの第１の表面に実質的に鉛直である、ステップと
を含んでおり、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子が、ポリカルボシラン、ポリシラザン又はポリジシラザンである、方法。

【請求項9】

プラットフォームの温度を調整するステップが、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分及び第２の部分から熱を除去するためにプラットフォームから熱を除去するステップを含む、請求項８記載の方法。

【請求項10】

炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分をｅ−ビーム放射光に露光させるステップ及び炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第２の部分をｅ−ビーム放射光に露光させるステップが、０．２ＭＧｙ〜２０ＭＧｙの累積ドーズ量でｅ−ビーム放射光を投射するステップを含む、請求項８又は請求項９記載の方法。

【請求項11】

炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子をプラットフォーム上に巻き付けることによって炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子がプラットフォーム上に設置され、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子をプラットフォーム上に巻き付けることが、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を横切るｅ−ビーム放射光の方向に複数の層の積み重ねが形成されるように炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を巻き付けることを含む、請求項８乃至請求項１０のいずれか１項記載
の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、全体として炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を架橋するための方法及び装置に関する。特に、本発明は、ｅ−ビーム照射によって炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を効率的に架橋するための方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

炭化ケイ素（ＳｉＣ）は、電子材料として、エンジン中の金属に代わる並びに低密度及び高温における酸化、腐食と熱劣化に対する耐性と組合せて高強度が望まれる又は必要な様々な他の用途のための可能性のある置換材料として、現在かなり注目されているいくつかの先端セラミックス材料のうちの１つである。残念ながら、これらの極めて硬く溶融しないセラミックスは、従来の成形、機械加工、又はスピニング加工を適用することによって加工することが困難であり、これらの潜在的な用途の多くに対するこのセラミックスの使用を問題のあるものにしている。特に、ｅ−ビーム照射を介してＳｉＣファイバ高分子前駆体（ポリカルボシラン及びポリジシラザン）を架橋することは、炭化ケイ素ファイバ製造プロセスにおける最大のボトルネックである。

【0003】

ＳｉＣファイバ高分子前駆体（例えば、ポリカルボシラン及びポリジシラザン）を架橋することは、高分子を不溶融性にし、そのためファイバの寸法完全性を引き続く熱分解中に維持するであろう。現在、ｅ−ビームは、ＳｉＣファイバ高分子前駆体を架橋することを実施するために使用される典型的な手法である。しかしながら、現在の架橋プロセスのスループットは、照射中に吸収したエネルギーのためにファイバが受ける温度上昇によってかなり制限される。結果として、放射線ドーズを十分にゆっくりとした速度で与えなければならず、ＳｉＣファイバ高分子前駆体がその溶融点に達しないこと、したがってその形状を失わないこと及び／又は一緒に溶融しないことを確実にする。

【0004】

典型的な配置では、放射線ドーズ量は、コンベヤシステムの使用を介して調節される又は制限される。プレセラミックＳｉＣファイバの一部は、照射された後でもう１度少ないドーズ量で照射されるためにｅ−ビームに戻る前に、長いコンベヤに乗って周囲雰囲気中で冷却される。プレセラミックＳｉＣファイバの部分は、効果的な架橋のために必要な累積ドーズ量を受けるのに十分な時間ｅ−ビームの下を通り、これによってファイバの全体の長さを架橋する。大きなドーズ量（数ＭＧｙ）が高分子ファイバを効果的に架橋するために必要である時には、照射プロセスは、非常に長いコンベヤシステム及び長い製造時間に必要とされる大きな資本投資のために法外に費用がかかるようになる。

【0005】

したがって、ファイバの寸法の完全性を維持しながら、ｅ−ビームを介してＳｉＣファイバ高分子前駆体（例えば、ポリカルボシラン及びポリジシラザン）を効率的に架橋するための方法及び装置に関する必要性が存在する。先行技術の方法及び装置よりもはるかに早い速度でこのようなファイバのｅ−ビーム硬化を容易にする方法及び装置は、フットプリントを縮小する必要条件とともに、大いに役立つ高いスループット、コスト効率の良い商用の炭化ケイ素ファイバ製造を提供するであろう。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様では、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を架橋する方法を開示する。本方法は、プラットフォーム上に設置された炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分をｅ−ビーム放射機構からのｅ−ビーム放射光に露光させるステップを含む。本方法は、プラットフォームとｅ−ビーム放射光とのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させ、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第２の部分をｅ−ビーム放射光に露光させるステップをやはり含む。本方法は、プラットフォームの温度を調整し、これによって炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分及び第２の部分の温度がｅ−ビーム放射光によって高分子の軟化点に達することを防止するステップをさらに含む。

【0007】

別の一態様では、電子線放射光を用いて炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を架橋するための装置を開示する。本装置は、処理用表面と冷却剤流路とを含むプラットフォームを含む。本装置は、プラットフォームの処理用表面上に設置された多層の炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子をやはり含む。いくつかの実施形態では、冷却剤流路は、処理用表面の温度を調整し、これによって伝熱流体の使用を介して、架橋中に処理用表面上に設置された多層の炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の温度を調整するように構成される。

【0008】

別の一態様では、炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子を架橋するための装置を開示する。本装置は、プラットフォームと、移動機構と、ｅ−ビーム放射光を投射するように構成されたｅ−ビーム放射機構とを含む。プラットフォームは、処理用表面と、処理用表面上に設置された多層の炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子と、プラットフォームを通って延びる冷却剤流路とを含む。移動機構は、第１の構成では、ｅ−ビーム放射機構が炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第１の部分に第１のドーズ量のｅ−ビーム放射光を当て、第２の構成では、ｅ−ビーム放射機構が炭化ケイ素ファイバ前駆体高分子の第２の部分に第１のドーズ量のｅ−ビーム放射光を当てるように、プラットフォームとｅ−ビーム放射機構から投射されるｅ−ビーム放射光とのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させるように構成される。

【0009】

本開示のこれらの及び他の目的、特徴、及び長所は、添付した図面とともに本開示の様々な態様の下記の詳細な説明から明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の例示的な実施形態によるプレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置の斜視図である。

【図2A-2B】図１の例示的なプレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置の例示的なプラットフォーム上のプレセラミックＳｉＣファイバの例示的な配置の上面図である。

【図3A-3B】図１の例示的なプレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置の例示的なプラットフォームの例示的な温度調節ベースの斜視図である。

【図4】本開示の例示的な実施形態によるもう１つのプレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置の斜視図である。

【図5A-5B】図４の例示的なプレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置の例示的な温度調節プラットフォームの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

下記に提示する各実施形態は、本開示のある種の態様の説明を容易にし、本開示の範囲を限定するようには解釈されるべきではない。その上、明細書及び特許請求の範囲の全体を通してここで使用されるように、近似する言い回しを、定量的な表現が関係する基本的な機能に変化をもたらさずに変わることが許されるいずれかの定量的な表現を修飾するために適用することができる。したがって、「約（ａｂｏｕｔ）」などの１つ又は複数の用語によって修飾された値は、指定された正確な値に限定されない。いくつかの事例では、近似する言い回しは、値を測定するための機器の精度に対応することがある。様々な実施形態の要素を導入するときの「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」及び「前記（ｓａｉｄ）」という冠詞は、１つ又は複数の要素があることを意味するものとする。「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「有している（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であり、列挙した要素の他にさらなる要素があってもよいことを意味するものとする。本明細書において使用するように、「してもよい（ｍａｙ）」及び「であることができる（ｍａｙ ｂｅ）」という用語は、一連の状況の中での発生の可能性、指定された特性、特徴もしくは機能を保有することを示し、及び／又は修飾した動詞に関係する能力、性能もしくは可能性のうちの１つ又は複数を表すことによって別の動詞を修飾する。したがって、「してもよい」及び「であることができる」の使用は、示された能力、機能、又は使用に関して、修飾された用語が見かけ上適切である、可能である、又は適していることを示し、一方で、ある状況では、修飾された用語が、時には適切ではない、可能ではない、又は適していないことを考慮する。動作パラメータの任意の例は、開示した実施形態の他のパラメータを除外しない。いずれかの特定の実施形態に関して本明細書において記述した、図説した、又はそうでなければ開示した構成要素、態様、特徴、構成、配置、使用、等を、本明細書において開示したいずれかの他の実施形態に同様に適用することができる。

【0012】

「プレセラミックＳｉＣファイバ」という用語（及びその文法的な変形）を、数パーセントの架橋をともなう、又はともなわない炭化ケイ素（ＳｉＣ）ファイバ高分子前駆体又は炭化ケイ素グリーンファイバを呼ぶように本明細書では使用する。

【0013】

本開示の方法及び装置は、現在の技術水準によって実現することができるものよりはるかに大きい速度でのｅ−ビーム照射を介して炭化ケイ素（ＳｉＣ）ファイバ高分子前駆体（例えば、ポリカルボキシラン及びポリシラザン）を架橋することを提供する。いくつかの実施形態では、ポリシラザンは、ポリジシラザンである。本明細書において開示する方法及び装置は、シングルｅ−ビーム設備を使用して、架橋したプレセラミックＳｉＣファイバを毎年少なくとも約２０トン、より好ましくは架橋したプレセラミックＳｉＣファイバを毎年少なくとも約３０トン生成することが可能である。架橋したプレセラミックＳｉＣファイバのこのような製造速度は、現在の典型的なＳｉＣファイバ高分子前駆体ｅ−ビーム装置及び方法よりも少なくとも約５００％の性能の優位性を提供する。いくつかの実施形態では、試験は、典型的なプレセラミックＳｉＣファイバ架橋ｅ−ビーム装置及び方法と比較して、架橋したプレセラミックＳｉＣファイバのスループットにおける６００％の増加をもたらした。本開示のプレセラミックＳｉＣファイバ又はＳｉＣファイバ高分子前駆体架橋方法及び装置は、コンベヤシステム内の典型的なバルクコンテナと比較して、処理した又は架橋したプレセラミックＳｉＣファイバへのより高い放射線ドーズ一様性をやはり提供する。またさらに、本開示のプレセラミックＳｉＣファイバ又はＳｉＣファイバ高分子前駆体架橋方法及び装置は、以前のプレセラミックＳｉＣファイバ高分子前駆体架橋装置及び方法と比較して同じ放射線ドーズ率で架橋プロセス中のプレセラミックＳｉＣファイバのより低い動作温度を提供する。さらに別の一態様では、本開示のプレセラミックＳｉＣファイバ架橋方法及び装置は、以前のＳｉＣファイバ高分子前駆体架橋装置及び方法と比較してより少ない資本投資（例えば、より数少ないｅ−ビームユニット、より少ない設備基盤、より小さなフットプリント、等）を提供する。

【0014】

一態様では、本開示の方法及び装置は、ＳｉＣファイバ高分子前駆体がプラットフォームの上／中に設置され、ｅ−ビーム照射を受けるプラットフォームに対して積極的な温度調整又は維持管理を行う。このようにして、プラットフォームの温度調整は、ｅ−ビーム照射中に及びその後の両方で（例えば、伝導を介して）プラットフォーム上に設置されたプレセラミックＳｉＣファイバを積極的にかつ連続的に調整する。架橋処理中には、吸収した照射エネルギーは、プレセラミックＳｉＣファイバ内に熱を生成し、そして温度調整は、プラットフォームを冷却し、これによって部分的に架橋したプレセラミックＳｉＣファイバを冷却することを含む。温度調整は、高分子前駆体の軟化点よりも低くプレセラミックＳｉＣファイバの温度を維持管理する際に効果的である場合がある。照射プロセスは、プラットフォーム上に設置されたＳｉＣファイバ高分子前駆体の第１の部分を照射することを含む。プラットフォーム及び／又はｅ−ビーム放射光を放出する放射機構の動きは、ＳｉＣファイバ高分子前駆体の第２の部分を照射させ、第１の部分がこれ以上照射を受けないようにさせることができる。熱をプラットフォームから、したがってプレセラミックＳｉＣファイバから継続的に取り去ることができるので、ｅ−ビーム放射光のより大きなドーズ率を、架橋プロセス中に実現することができる。さらに、プラットフォームを介したプレセラミックＳｉＣファイバの温度調整は、先行技術の架橋方法及び装置と比較してスループットを増加させることができる。本開示の方法及び装置は、これによって冷却コンベヤシステムの必要性を排除し、したがって、先行技術のプレセラミックＳｉＣファイバ架橋方法及び装置に付随する投資コスト及び必要なフットプリントを減少させる。

【0015】

プレセラミックＳｉＣファイバを架橋するための例示的な装置、システム、方法、等を、図１〜図３Ｂに図示し、参照番号１０によって全体として参照する。図１に示したように、プレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置及び方法１０は、いくつかの構成要素、特徴、等を含むことができる。図１に示した例示的なＳｉＣファイバ高分子前駆体架橋装置及び方法１０は、ｅ−ビーム放出機構１２、ファイバプラットフォーム１４、プレセラミックＳｉＣファイバ１６、及び移動機構１８を含む。

【0016】

ｅ−ビーム放出機構１２を、プラットフォーム１４上／中に設置されたプレセラミックＳｉＣファイバ１６へ、ｅ−ビーム放射光の少なくとも１回のドーズを放出する際に効果的である任意の機構とすることができる。ｅ−ビーム放出機構１２から放出されたｅ−ビーム放射光２０のドーズのビーム電流及び電子エネルギー計量は、ＳｉＣファイバ高分子前駆体１６を少なくとも部分的に架橋する際に効果的であることがあり、したがって、多数の変数に依存することがある、又は少なくとも関係することがある。例えば、ＳｉＣファイバ高分子前駆体１６の物理的特性（例えば、軟化点、溶融点、等）、プラットフォーム１４上のプレセラミックＳｉＣファイバ１６の積み重ね厚さ及び／又は配置、プレセラミックＳｉＣファイバ１６とｅ−ビーム放射光２０との間の相対移動速度及び方向、プラットフォーム１４によって行われる温度維持管理又は冷却のレベル又は有効性、プレセラミックＳｉＣファイバ１６に当てられるｅ−ビーム放射光のドーズの数、並びに架橋の所望のレベルは、架橋プロセス中にｅ−ビーム放出機構１２から放出されるｅ−ビーム放射光２０の最小ドーズ量、最大ドーズ量、又は最も効果的なドーズ量に影響を及ぼすことがあるいくつかの要因又は変数である。

【0017】

いくつかの実施形態では、（装置１０の他の構成要素と組合せて）ｅ−ビーム放出機構１２を、プレセラミックＳｉＣファイバ１６の個々の高分子に応じて、約０．２ＭＧｙ〜約２０ＭＧｙ、好ましくは約５ＭＧｙ〜約２０ＭＧｙの累積ドーズ量でｅ−ビーム放射光を放出するように構成することができる。高分子としてポリジシラザンを利用するプレセラミックＳｉＣファイバ１６実施形態を用いると、（装置１０の他の構成要素と組合せて）ｅ−ビーム放出機構１２を、約０．２ＭＧｙから約２ＭＧｙの範囲内の累積ドーズ量でｅ−ビーム放射光を放出するように構成することができる。高分子としてポリカルボシランを利用するプレセラミックＳｉＣファイバ１６実施形態を用いると、（装置１０の他の構成要素と組合せて）ｅ−ビーム放出機構１２を、ＳｉＣファイバ１６への前駆体がポリカルボシランである場合には５ＭＧｙよりも大きく、好ましくは約１０ＭＧｙから約２０ＭＧｙの範囲内の累積ドーズ量でｅ−ビーム放射光を放出するように構成することができる。

【0018】

いくつかの実施形態では、ＳｉＣファイバ１６への前駆体を、プラットフォーム１４上に２層以上の層の積み重ねに設置する。いくつかのこのような実施形態では、プラットフォーム１４上のプレセラミックＳｉＣファイバ又はＳｉＣファイバ高分子前駆体１６の厚さは、約１インチ（２５．４ｍｍ）以下である。いくつかのこのような実施形態では、プラットフォーム１４上／中のプレセラミックＳｉＣファイバ１６の厚さは、約０．５インチ（１２．７ｍｍ）以下である。いくつかの実施形態では、プラットフォーム１４上／中に設置されたプレセラミックＳｉＣファイバ１６の厚さは、プレセラミックＳｉＣファイバ１６を横切るｅ−ビーム放射光２０の方向に沿って測定される。いくつかの実施形態では、ｅ−ビーム放射光２０が実質鉛直に又は垂直な向きにプレセラミックＳｉＣファイバ１６を横切るように、装置を構成することができる。

【0019】

上に述べたように、プレセラミックＳｉＣファイバ１６とＳｉＣファイバ高分子前駆体架橋装置１０のｅ−ビーム放射光２０との間の相対的な速度及び向きは、架橋プロセス中にｅ−ビーム放出機構１２から放出されるｅ−ビーム放射光２０の最小ドーズ量、最大ドーズ量、又は最も効果的なドーズ量に影響を及ぼす、又は少なくとも関係することがある。図１に示したように、ＳｉＣファイバ高分子前駆体架橋装置及び方法１０は、移動機構１８を含むことができる。プラットフォーム１４（その中／上に収容されたプレセラミックＳｉＣファイバ１６を有する）とｅ−ビーム放射光２０とのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させるように、移動機構１８を構成することができ、その結果、プレセラミックＳｉＣファイバ１６の異なる部分がｅ−ビーム放射光２０のドーズを受ける（例えば、プラットフォーム１４上／中のプレセラミックＳｉＣファイバ１６の全体がｅ−ビーム放射光２０の実質的に同じ１つ又は複数のドーズを受ける）。いくつかの実施形態では、移動機構１８を、プラットフォーム１４及びその上／中で運ばれるＳｉＣファイバ１６に対してｅ−ビーム放射光２０を移動させるように構成することができる。いくつかのこのような実施形態では、ｅ−ビーム放出機構１２の一部分又はアスペクト（ａｓｐｅｃｔ）を、移動機構１８によって移動させることができる。いくつかの実施形態では、ｅ−ビーム放出機構１２から放出されたｅ−ビーム放射光２０を、移動機構１８によって移動させることができる。例えば、移動機構１８は、プレセラミックＳｉＣファイバ１６に対してｅ−ビーム放射光２０を移動させるためにｅ−ビーム放出機構１２から放出されたｅ−ビーム放射光２０に電場／磁場を印加することができる。

【0020】

いくつかの実施形態では、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、プレセラミックＳｉＣファイバ１６を運ぶプラットフォーム１４を、ｅ−ビーム放出機構１２から放出されたｅ−ビーム放射光２０に対して移動機構１８によって移動させることができる。具体的には、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、初めに、グリーンファイバ１６がｅ−ビーム放出機構１２から放出されたｅ−ビーム放射光２０を受けない第１の位置からプレセラミックＳｉＣファイバ１６の少なくとも第１の部分１６Ａが第１のドーズ量のｅ−ビーム放射光２０Ａを受ける第２の位置まで、プレセラミックＳｉＣファイバ１６を運ぶプラットフォーム１４を移動させるように、架橋装置１０を構成することができる。このような移動を、直線的、円弧状、回転、又はｅ−ビーム放出機構１２から放出されたｅ−ビーム放射光２０受けるための位置にプレセラミックＳｉＣファイバ１６を設置する際に効果的な任意の他のタイプ、もしくは動きの方向とすることができる。いくつかの実施形態では、放出されたｅ−ビーム放射光２０Ａのサイズ、形状、向き、レイアウト、パターン、等は、放射光２０を受けるプレセラミックＳｉＣファイバ１６のサイズ、形状、向き、レイアウト、パターン、等よりも小さくてもよい−すなわち、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、第１の時点においてプレセラミックＳｉＣファイバ１６の第１の部分１６Ａだけを、架橋プロセス中にｅ−ビーム放射光２０Ａに露光させることができる。例えば、放射光２０が横切るプラットフォーム１４上のプレセラミックＳｉＣファイバ１６の領域と比較して、より小さい領域を画定するパターン内にｅ−ビーム放射光２０を放出するように、ｅ−ビーム放出機構１２を構成することができる。

【0021】

架橋プロセス中に、あるドーズ量のｅ−ビーム放射光２０ＢでプレセラミックＳｉＣファイバ１６の第２の部分１６Ｂを露光するために、グリーン又はプレセラミックＳｉＣファイバ１６を運ぶプラットフォーム１４を、ｅ−ビーム放出機構１２から放出されたｅ−ビーム放射光２０に対して移動機構１８によって移動させることができる。このようにして、移動機構１８は、ｅ−ビーム放出機構１２からの複数のドーズ量のｅ−ビーム放射光２０でプレセラミックＳｉＣファイバ１６の全体（又は一部分）を露光させる際に効果的である場合がある。プレセラミックＳｉＣファイバ１６の全体にわたりｅ−ビーム放出機構１２からのｅ−ビーム放射光２０を複数回通過させ、これによって、放射光２０の複数回のドーズをもたらす。下記にさらに論じるように、架橋装置及び方法１０の温度維持管理機能は、高ドーズ量の放射光２０の比較的速い送達を可能にする。

【0022】

プレセラミックＳｉＣファイバ１６の複数の部分が放射光２０の少なくとも１回のドーズを受ける（すなわち、プレセラミックＳｉＣファイバ１６を架橋する）ように、グリーンファイバ１６を収容するプラットフォーム１４とｅ−ビーム放射光２０とのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させることを、一定速度で又は可変速度で実行することができる。例えば、プラットフォーム１４上のプレセラミックＳｉＣファイバ１６の配置又は向き（例えば、一定の積み重ね厚さ）は、移動機構１８を介したプレセラミックＳｉＣファイバ１６とｅ−ビーム放射光２０との間の一定移動速度がプレセラミックＳｉＣファイバ１６の全体にわたり放射光の実質的に一様なドーズをもたらすはずであることを、決定づけることができる。しかしながら、プラットフォーム１４上の他の配置又は向きは、移動機構１８を介したプレセラミックＳｉＣファイバ１６とｅ−ビーム放射光２０との間の可変移動速度がプレセラミックＳｉＣファイバ１６の全体にわたり放射光の実質的に一様なドーズをもたらすはずであることを、決定づけることができる。さらに別の変形形態では、プレセラミックＳｉＣファイバ１６への放射光の一様でないドーズが望ましいことがあり、少なくとも一部が、移動機構１８を介したプレセラミックＳｉＣファイバ１６とｅ−ビーム放射光２０との間の相対的な移動の速度又は経路によって実現されることがある。いくつかの実施形態では、プレセラミックＳｉＣファイバ１６を収容しているプラットフォーム１４とｅ−ビーム放射光２０とのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させ、その結果、プレセラミックＳｉＣファイバ１６とｅ−ビーム放射光２０との間の移動速度が、実質的に一定であり、比較的大きくなるように、移動機構１８を構成する。いくつかの実施形態では、プレセラミックＳｉＣファイバ１６とｅ−ビーム放射光２０との間の移動速度を、少なくとも約１００ｃｍ／ｍｉｎにすることができる。いくつかの実施形態では、プレセラミックＳｉＣファイバ１６とｅ−ビーム放射光２０との間の移動速度を、少なくとも約５００ｃｍ／ｍｉｎにすることができる。

【0023】

図２Ａ及び図２Ｂに示したプラットフォーム１４の一部の周りに出ている例示的な方向矢印によって示したように、架橋プロセス中の移動機構１８による（プラットフォーム１４を介した）プレセラミックＳｉＣファイバ１６の移動は、直線的、円弧状、回転、もしくは任意の他のタイプとすることができる、又はプレセラミックＳｉＣファイバ１６の第２の部分１６Ｂが照射されるような位置に（プラットフォーム１４を介して）プレセラミックＳｉＣファイバ１６を設置する際に効果的である動きの方向とすることができる。図２Ａ及び図２Ｂに示したような実施形態では、プレセラミックＳｉＣファイバ１６を、プラットフォーム１４の実質的に平坦な表面上に設置する。このような実施形態では、図２Ａに示したように、実質的に直線的な面又は方向２２に沿って、プラットフォーム１４、したがって、その上のプレセラミックＳｉＣファイバ１６を移動させるように、移動機構１８を構成することができる。プラットフォーム１４、したがって、その上のプレセラミックＳｉＣファイバ１６を実質的に直線的な面又は方向２２に沿って前後に移動させることによって、移動機構１８は、ｅ−ビーム放射光２０のいくつかのドーズでプレセラミックＳｉＣファイバ１６の全体を照射する際に効果的である場合がある。

【0024】

プラットフォーム１４上の可能性のあるグリーン又はプレセラミックＳｉＣファイバ１６レイアウト及びｅ−ビーム放出機構１２から放出されたｅ−ビーム放射光２０とプラットフォーム１４（したがって、その上のプレセラミックＳｉＣファイバ１６）との間の相対的な移動のもう１つの例を、図２Ｂに示す。図２Ｂに示したように、いくつかの実施形態では、プレセラミックＳｉＣファイバ１６を、プラットフォーム１４を通過する軸Ｘ−Ｘの周りに１層又は複数の層で円弧状、円形又はらせん状の配置にプラットフォーム１４の表面上に設置することができる。同様に、いくつかの実施形態では、Ｘ−Ｘの周りの回転方向２４に、プラットフォーム１４、したがってその上のプレセラミックＳｉＣファイバ１６を移動させるように、移動機構１８を構成することができる。移動機構１８を介したプラットフォーム１４、したがってその上のプレセラミックＳｉＣファイバ１６の回転運動２４は、ｅ−ビーム放射光２０のいくつかのドーズ（回転当たり１ドーズ）でプレセラミックＳｉＣファイバ１６の全体を照射する際に効果的である場合がある。いくつかのこのような実施形態では、回転の軸Ｘ−Ｘの周りのプラットフォーム１４の中央領域は、このようなプレセラミックＳｉＣファイバ１６が、回転の軸Ｘ−Ｘから遠い部分よりも放射光２０の実質的により大きなドーズを受けるはずであるので、その上にプレセラミックＳｉＣファイバ１６を含まないことがある。いくつかのこのような実施形態では、プラットフォーム１４、したがってプレセラミックＳｉＣファイバ１６の回転の軸Ｘ−Ｘをｅ−ビーム放射光２０の方向に実質的に平行にすることができるように、架橋装置及び方法１０を構成することができる。

【0025】

グリーン又はプレセラミックＳｉＣファイバプラットフォーム１４の例示的な構成又は配置を、図１、図３Ａ及び図３Ｂに示す。図１に示したように、プラットフォーム１４は、処理される（すなわち、照射されこれによって架橋される）グリーンＳｉＣファイバ１６を収容するためのチャンバ３０を形成する又は含むことができる。チャンバ３０中への、したがって、その中に収容されたプレセラミックＳｉＣファイバ１６上への又は周りへの、水分及び酸素の移動又はマイグレーションを処理中に実質的に防止するように、チャンバ３０を実質的に密閉可能にする又は密閉することができる。いくつかの実施形態では、チャンバ３０内に含まれる水分及び酸素が、処理中には約５０ｐｐｍ以下であり、ラジカルとの著しい反応を回避するように、チャンバ３０を構成することができる。いくつかの実施形態では、チャンバ３０内に含まれる酸素が、処理中には約１０ｐｐｍ以下であるように、チャンバ３０を構成することができる。いくつかの実施形態では、チャンバ３０は、実質的に気密に密閉可能である又は密閉される。

【0026】

チャンバ３０を、図１に示したように、少なくとも一部を、フランジ３２、窓部材３４、シール部材３６及びベース３８によって形成することができる。フランジ３２には、開口部を形成することができ、この開口部を通り、ｅ−ビーム放射光２０を投射することができ、最終的に、プレセラミックＳｉＣファイバ１６により吸収させることができる。少なくとも部分的に、開口部を覆って窓部材３４を結合させるために、フランジ３２をやはり利用することができる。窓部材３４を、チャンバ３０内に収容されたプレセラミックＳｉＣファイバ１６を架橋する際に効果的であるレベルでｅ−ビーム放射光２０によって侵入可能である任意の材料又は配置とすることができる。窓部材３４をまた、架橋中に窓部材を通る、したがってチャンバ中への及びＳｉＣファイバ１６上への又は周りへの水分及び酸素の移動又はマイグレーションを実質的に防止するように構成される任意の材料又は配置とすることができる。いくつかの実施形態では、窓部材３４は、チタン箔である。いくつかのこのような実施形態では、チタン箔は、約２ミル（５０．８μｍ）厚である。

【0027】

いくつかの実施形態では、図１に示したように、プレセラミックＳｉＣファイバプラットフォーム１４は、少なくとも１つのシール部材３６を含むことができ、水分及び酸素が処理（すなわち、架橋）中にチャンバ３０中へと侵入する又はマイグレートすることを実質的に防止することを確実にする。例えば、少なくとも部分的に、フランジ３２及び／又はベース３８に窓部材３４を密着させるために、少なくとも１つのシール部材３６を利用することができる。ベース３８は、図１に示したように、フランジ３２と窓部材３４とがベース３８に結合されるときにベース３８と窓部材３４との間に空間を形成するように構成された、凹んだ処理表面３９（又は他の形状）を含むことができる。このようにして、処理表面３９を、その上にプレセラミックＳｉＣファイバ１６を受けるように構成することができる。図１にやはり示したように、少なくともフランジ３２及びベース３８は、それぞれ対応するアパーチャ４０Ａ及び４０Ｂを含むことができ、これらは締め具（図示せず）を介してチャンバ３０を形成するためにフランジ３２、窓部材３４、シール部材３６及びベース３８を結合することを容易にする。さらに、ベース３８は、チャンバ３０を密閉したときに、チャンバ３０の水分及び酸素を除去するために構成された１つ又は複数のポート４２を含むことができる。例えば、密閉した後でチャンバ３０からすべての水分及び酸素を真空排気するために、及び／又はプレセラミックＳｉＣファイバ１６の架橋を容易にする又は少なくとも妨害しない雰囲気をチャンバ３０中へと導入するために、少なくとも１つのポート４２を利用することができる。例えば、処理（例えば、照射）中に、チャンバ３０が約５０ｐｐｍ以下の水分及び酸素、好ましくは約１０ｐｐｍ以下の酸素しか含有しないようにチャンバ３０から水分及び酸素を真空排気するために、少なくとも１つのポート４２を利用することができる。一旦、水分及び酸素がチャンバ３０から実質的に除去される（及び／又は雰囲気がチャンバ３０中へと入れられる）と、少なくとも１つのポート４２を、実質的に密閉する（例えば、気密に密閉する）ことができ、これによって実質的に酸素及び水分のないチャンバ３０を密閉することができる。

【0028】

図３Ａに示したように、ベース３８は、冷却剤注入口４４、冷却剤排出口４６、及びこれらの間に延びる冷却剤流路４８を含むことができる。冷却剤注入口４４、冷却剤排出口４６及び冷却剤流路４８は、伝熱材料又は冷却剤（図示せず）がベース３８を通って流れることを可能にすることができる。図１〜図３Ｂに示した例示的な実施形態では、ベース３８は、第１の底部部分５２及び第２の上部部分５４を含む２部品構成のものである。例示的な第２の上部部分５４は、図３Ａに示したように、一方の側に処理表面３９を含む又は形成し、反対側に冷却剤注入口４４、冷却剤排出口４６、及び冷却剤流路４８の一部分を含む又は形成する。このような配置では、冷却剤流路４８を通って流れる伝熱材料又は冷却剤は、処理表面３９から、そして最終的には照射されたプレセラミックＳｉＣファイバ１６から第２の上部部分５４（及び可能性として第１の底部部分５２）を通って伝導する熱を吸収することができ、架橋中にプレセラミックＳｉＣファイバの温度を維持管理する。組み立てるときに、図３Ｂに示したように、第１の底部部分５２及び第２の上部部分５４は、その間に密閉部５６を形成することができ、その結果、密閉された冷却剤流路が、（注入口４４及び排出口４６を除いて）ベース３８を通り形成される。いくつかの実施形態では、伝熱材料又は冷却剤を、冷却剤流体とすることができる。１つ又は複数のポンプ又は同様の機構（図示せず）を、プラットフォーム１４に結び付けることができ、冷却剤注入口４４から冷却剤排出口４６へとプラットフォーム１４の冷却剤流路４８を通る伝熱材料又は冷却剤の流れを強制することができる。このようにして、プラットフォーム１４（又は装置もしくは方法１０）は、架橋プロセス中に（すなわち、放射光のドーズ中に及び放射光の各ドーズの後で）ｅ−ビーム放射光２０のドーズと同時にプラットフォーム上のプレセラミックＳｉＣファイバ１６の温度を維持管理する又は調整する一体型熱交換器を含む。

【0029】

冷却剤流路４８及び架橋中にその中を流れる冷却剤は、プレセラミックＳｉＣファイバ１６を溶融させずに比較的大きなドーズ率のｅ−ビーム放射光２０を当てることを可能にする。いくつかの実施形態では、プラットフォーム１４の一部分の温度を（例えば、伝導、対流、又はこれらの組合せを介して）維持管理する又は冷却することによって、ｅ−ビーム放射光２０が比較的大きなドーズ率（例えば、約１２ｋＧｙ／ｓｅｃ以上）である間、プレセラミックＳｉＣ高分子１６の軟化点よりも低くプレセラミックＳｉＣファイバ１６の温度を維持管理する又は調整するように、冷却剤流路４８及びその中を流れる冷却剤を構成することができる。したがって、いくつかの実施形態では、冷却剤流路４８を通って流れる伝熱材料又は冷却剤の温度を、プラットフォーム１４上に設置されたプレセラミックＳｉＣファイバ１６の軟化点よりも低くすることができる。いくつかの実施形態では、プラットフォーム１４の一部分の温度を（例えば、伝導、対流、又はこれらの組合せを介して）維持管理する又は冷却することによって、ｅ−ビーム放射光２０が比較的大きなドーズ率（例えば、約１２ｋＧｙ／ｓｅｃ以上）である間、プレセラミックＳｉＣファイバ１６の溶融点よりも低くプレセラミックＳｉＣファイバ１６の温度を維持管理する又は調整するように、冷却剤流路４８及びその中を流れる冷却剤を構成することができる。いくつかの実施形態では、冷却剤流路４８を通って流れる冷却剤の温度は、プラットフォーム１４のチャンバ３０内のプレセラミックＳｉＣファイバ１６の軟化点の少なくとも約５０℃下である。いくつかの実施形態では、プラットフォーム１４は、ポリシラザンＳｉＣファイバ１６を含み、そして冷却剤流路４８を通って流れる冷却剤を、ポリシラザンＳｉＣファイバ１６の温度を維持管理する又はその温度が約１００℃を超えることを防止するように（例えば、温度、流量、等を）構成する。いくつかの実施形態では、プラットフォーム１４は、ポリカルボシランＳｉＣファイバ１６を含み、冷却剤流路４８を通って流れる冷却剤を、ポリカルボシランＳｉＣファイバ１６の温度を維持管理する又はその温度が約２００℃を超えることを防止するように（例えば、温度、流量、等を）構成する。

【0030】

もう１つの例示的なプレセラミックＳｉＣファイバを架橋するための装置、システム、方法、等を図４〜図５Ｂに図示し、全体として参照符号１１０によって参照する。図４〜図５Ｂに示したように、プレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置及び方法１１０は、図１〜図３Ｂを参照して上に説明した例示的なプレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置、システム、方法、等１０と同様に機能するいくつかの構成要素、特徴、等を含むことができ、したがって、数字「１」に続く類似の参照番号を、類似の要素、構成、特徴、機能、等を示すために使用する。他のプレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置、システム、方法、特徴、機能、等、及び代替実施形態（すなわち、修正形態、変形形態、等）に関する記載を含むこれらのサブアセンブリに関する上の説明は、プレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置、システム、方法、等１１０（及びこれらの任意の代替実施形態）に同様にあてはまる。図４〜図５Ｂに示したように、とりわけ、図４〜図５Ｂの例示的なプレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置、システム、方法、等１１０は、プレセラミックＳｉＣファイバプラットフォーム１１４、プラットフォーム１１４上に設置されたプレセラミックＳｉＣファイバ１１６、並びに架橋プロセス中のプレセラミックＳｉＣファイバプラットフォーム１１４（したがって、その上に設置されたプレセラミックＳｉＣファイバ１１６）及び／又はｅ−ビーム放射光１２０の移動の構成又は配置に関して図１〜図３Ｂの実施形態１０とは異なる。

【0031】

図４に示したように、プレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置及び方法１１０は、移動機構１１８による回転の軸Ｘ−Ｘの周りのプラットフォーム１１４の回転１２４を介してプラットフォーム１１４上に設置されたプレセラミックＳｉＣファイバ１１６を架橋するように（すなわち、照射するように）構成される。プラットフォーム上のプレセラミックＳｉＣファイバ１１６を運ぶプラットフォーム１１４のベース１３８の処理用表面１３９は、回転の軸Ｘ−Ｘの周りに形成され、回転の軸を潜在的に規定する。例えば、ベース１３８は、図４及び図５Ａに示したように、ドラム、スプール、シリンダ、等の形状を形成する又は含むことができ、その結果、処理用表面１３９は、円弧状であり、少なくとも部分的に、回転の軸Ｘ−Ｘの周りに広がる。いくつかの実施形態では、ベース１３８（及び／又はその処理用表面１３９）は、軸を形成し、そしてこのような軸を、処理用表面１３９の回転の軸Ｘ−Ｘと実質的に位置合わせすることができる。いくつかの実施形態では、プラットフォームのベース１３８の処理用表面１３９は、約３インチ（７．６２ｃｍ）から約１０フィート（３０４．８ｃｍ）の範囲内、好ましくは約６インチ（１５．２４ｃｍ）から約３フィート（９１．４４ｃｍ）の範囲内の直径を有するシリンダ形状を形成する。図４及び図５Ｂに示したように、いくつかの実施形態では、フランジ１３２及び窓部材１３４は、ドラム、スプール、シリンダ、等の形状を形成することができ、その結果、フランジ１３２は、少なくとも一部が、ベース１３８の円弧状の処理用表面１３９の周りに窓部材１３４を結合する。このようにして、フランジ１３２及び窓部材１３４は、少なくとも部分的に、プレセラミックＳｉＣファイバ１１６をベース１３８に密閉することができる。

【0032】

プラットフォーム１１４は、図５Ａに示したように、伝熱材料又は冷却剤を流すための冷却用流路１４８を含む内側領域を含むことができる。いくつかの実施形態では、冷却用流路１４８を、注入口から排出口まで冷却剤が通って流れる導管又は通路として有効に機能する他の部材もしくは構成によって画定することができる。プラットフォーム１１４のベース１３８の処理用表面１３９、したがって、処理用表面１３９上に設置されたプレセラミックＳｉＣファイバ１１６を維持管理する、調整する、又は冷却するように、冷却用流路１４８を構成することができる。いくつかの実施形態では、プラットフォーム１１４のベース１３８の処理用表面１３９を、ベース１３８の壁の外側表面上に形成することができ、冷却用流路１４８を、外側表面とは反対のベース１３８の壁の内側表面上に設けることができる。このようにして、熱は、処理用表面１３９からベース１３８の壁を通って内側表面へ、そして最終的には、冷却用流路１４８を通って流れる冷却剤まで、伝導（及び／又は別の熱伝達機構）を介して進むことができる。

【0033】

いくつかの実施形態では、図４〜図５Ｂに示したように、キャップ部材１５２をベース１３８に結合することができる。キャップ部材１５２は、冷却用流路１４８を含む内側部分などの、ベース１３８の内側部分を取り囲むことができる。キャップ部材１５２は、プレセラミックＳｉＣファイバ１１６のための密閉したチャンバ又は空洞を作るために、プレセラミックＳｉＣファイバ１１６を覆ってフランジ１３２及び窓部材１３４の密閉部を形成することができる。上に記したように、プレセラミックＳｉＣファイバ１１６を収容するためのプラットフォーム１１４のプレセラミックＳｉＣファイバチャンバ、密閉容器、又は空洞を、実質的に気密にすることができ、チャンバからの水分及び酸素の除去を容易にするために（及び／又はチャンバ中へと雰囲気を導入するために）１つ又は複数のポートを含むことができる。図４〜図５Ｂに示したように、移動部材１５０を、キャップ部材１５２及びベース１３８と一体にすることができる。回転の軸Ｘ−Ｘの周りにプラットフォーム１１４（したがって、その上のプレセラミックＳｉＣファイバ１１６）を移動させる（例えば、回転させる）ために移動機構１１８によって利用されるように、少なくとも１つの移動部材１５０を構成することができる。

【0034】

図５Ａに示したように、プラットフォーム１１４のドラム状ベース１３８の処理用表面１３９に、プレセラミックＳｉＣファイバ１１６を巻き付けることできる。いくつかの実施形態では、プラットフォーム１１４上のプレセラミックＳｉＣファイバ１１６を、ファイバ巻き線の吐糸口から直接巻き付けることができる。多層のプレセラミックＳｉＣファイバ１１６の積み重ねを形成するように、プレセラミックＳｉＣファイバ１１６を巻き付けることができる。いくつかのこのような実施形態では、プラットフォーム１１４のプレセラミックＳｉＣファイバ１１６の厚さを、約１インチ（２５．４ｍｍ）以下にすることができる。いくつかの実施形態では、プラットフォーム１１４のプレセラミックＳｉＣファイバ１１６の厚さを、約０．８インチ（２０．３ｍｍ）にすることができる。

【0035】

一旦、プラットフォーム１１４がプレセラミックＳｉＣファイバ１１６で巻き付けられると、図５Ａに示したように、キャップ部材１５２及び／又は移動部材１５０を、プラットフォーム１１４のベース１３８に結合することができる。一旦、キャップ部材１５２がＳｉＣファイバ１１６を巻き付けたプラットフォーム１１４に結合されると、フランジ１３２及び窓部材１３４を、プラットフォーム１１４に結合させることができ、プレセラミックＳｉＣファイバ１１６の周りに実質的に密閉された領域、空洞、密閉容器、又はチャンバを形成することができる。上に記したように、プレセラミックＳｉＣファイバ１１６の周りの密閉された領域、空洞、密閉容器、又はチャンバは、酸素及び／又は水分を実質的に真空排気させることができる。さらに、プレセラミックＳｉＣファイバ１１６の周りの密閉された領域、空洞、密閉容器、又はチャンバ中へと雰囲気を導入するために、１つ又は複数のポートを利用することができ、この雰囲気がｅ−ビーム放射光１２０を介したプレセラミックＳｉＣファイバ１１６の架橋を容易にする。図４に示したように、ｅ−ビーム放射機構１１２から放出されたｅ−ビーム放射光１２０が窓部材１３４を通過しそしてプレセラミックＳｉＣファイバ１１６を横切るように、密閉されたプラットフォーム１１４を、方向１２２に移動させることができる。いくつかの実施形態では、プラットフォーム１１４のこのような移動を、移動機構１１８によって行うことができる。やはり図４に示したように、いくつかの実施形態では、ｅ−ビーム放射光１２０が、プラットフォーム１１４の回転の軸Ｘ−Ｘに沿って延びる方向にプレセラミックＳｉＣファイバ１１６の長さの全体、又は少なくともかなりの部分にわたって広がるように、ｅ−ビーム放射機構１１２及びプラットフォーム１１４を配置する又は向けることができる。いくつかの実施形態では、ｅ−ビーム放射機構１１２から放出されたｅ−ビーム放射光１２０は、プラットフォーム１１４の回転の軸Ｘ−Ｘを通り実質的に垂直に延びる方向に進む。このようにして、ｅ−ビーム放射機構１１２から放出されたｅ−ビーム放射光１２０は、プラットフォーム１１４上のプレセラミックＳｉＣファイバ１１６に実質的に垂直に又は鉛直に広がる。

【0036】

プレセラミックＳｉＣファイバ架橋装置及び方法１１０のこのようなドラム状回転配置では、ｅ−ビーム放射機構１１２は、ｅ−ビーム放射光１２０を放出することができ、プラットフォーム１１４は、移動の軸Ｘ−Ｘの周りを回転移動する１２４ことができ、プレセラミックＳｉＣファイバ１１６を照射し、これによってプレセラミックＳｉＣファイバ１１６を（少なくとも部分的に）架橋することができる。いくつかの実施形態では、このような回転移動１２４を、移動機構１１８によって行うことができる。プラットフォーム１１４（したがって、その上のプレセラミックＳｉＣファイバ１１６）が回転する速度、及びｅ−ビーム放射光１２０のドーズの強さを、プラットフォーム１１４の完全な１回転がプラットフォーム１１４の上に設置されたプレセラミックＳｉＣファイバ１１６のすべてにｅ−ビーム放射光１２０の一様なドーズをもたらすように構成することができる。さらに、照射中には、冷却剤を、プラットフォーム１１４を通って延びる冷却用流路１４８を介してポンプで送る又はそうでなければ通過させることができて、巻き付けたプレセラミックＳｉＣファイバ１１６と接触している処理用表面１３９を冷却することができる。このようにして、プレセラミックＳｉＣファイバ１１６の特定の部分が、ｅ−ビーム放射光１２０を受ける間、及びその部分がｅ−ビーム放射光１２０の第２のドーズを受ける前にその部分が回転の軸Ｘ−Ｘの周りを進む間の両者で、照射されたプレセラミックＳｉＣファイバ１１６の温度を維持管理する又は調整するために、冷却用流路１４８及びその中の冷却剤を利用することができる。プラットフォーム１１４上のプレセラミックＳｉＣファイバ１１６の全体、又は少なくともかなりの部分が、放射光１２０を介して所定のレベルまで架橋される（十分なドーズが当てられる）ように、このサイクルを繰り返すことができ、プレセラミックＳｉＣファイバ１１６がその軟化点又は溶融点に達することを防止する。架橋の後で、フランジ１３２、窓部材１３４、移動部材１５０、及びキャップ部材１５２のうちの少なくとも１つを、プラットフォームから取り除くことができ、その結果、ドラム状プラットフォーム１１４が、利用可能な一巻きの架橋したプレセラミックＳｉＣファイバ１１６を基本的に形成する。

【0037】

本明細書において論じた又は図示した構成要素の配置及び／又は形状は、セル構造を理解するための例示に過ぎず、本発明の範囲を限定することを意味しない。構成要素の正確な形状、位置、配置、向き、等は、変わることがある。

【0038】

上の説明が例示のためのものであり、限定するものではないことを、理解されたい。別記の特許請求の範囲及びその等価物によって規定されるような本発明の一般的な精神及び範囲から逸脱せずに、当業者なら数多くの変更及び修正をここで行うことができる。例えば、上記の実施形態（及び／又はその態様）を相互に組合せて使用することができる。加えて、教示の範囲から逸脱せずに様々な実施形態の教示に対する特定の状況又は材料に適合させるために、多くの修正を行うことができる。本明細書において説明した材料の寸法及びタイプが様々な実施形態のパラメータを規定するものである一方で、これらは限定するものではなく、単に例示である。多くの他の実施形態は、上の説明を見直すと当業者には明らかであろう。様々な実施形態の範囲は、したがって、別記の特許請求の範囲のほかに、このような特許請求の範囲が権利を与える等価物の全体の範囲を参照して判断されるべきである。別記の特許請求の範囲では、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「そこでは（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という用語は、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「ここにおいて（ｗｈｅｒｅｉｎ）」というそれぞれの用語の平易な英語の等価物として使用される。その上、下記の特許請求の範囲では、「第１の」、「第２の」、及び「第３の」、等の用語は、単に符号として使用され、これらの対象物についての数値的な必要事項を課すものではない。また、結合された、接続された、接合された、密閉された、等の用語と合わせて「動作上で（ｏｐｅｒａｂｌｙ）」という用語は、直接的又は間接的に結合される別々の、別個の構成要素からもたらされる接続、及び一体化して形成される（すなわち、一体もの、一体式又は単一の）構成要素の両者を呼ぶように本明細書においては使用される。さらに、下記の特許請求の範囲の限定は、このような特許請求の範囲の限定が「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」という句に続いてさらなる構造を含まない機能の記述を明確に使用しない限りは、ミーンズ・プラス・ファンンクション形式では書かれておらず、米国特許法第１１２条の第６パラグラフに基づいて解釈されるものではない。上に説明したすべてのこのような目的又は利点を、いずれかの特定の実施形態にしたがって実現できることが必ずしも必要でないことを理解されたい。したがって、例えば、本明細書において教示され示唆されることがあるような他の目的又は利点を実現することを必要とせずに、本明細書において教示されたような１つの利点又は一群の利点を実現する又は最適化する方法で、本明細書において説明したシステム及び技術を、具体化する又は実行することができることを当業者なら認識するであろう。

【0039】

本発明を、ほんの限られた数の実施形態に関連して詳細に説明してきているが、本発明がこのような開示した実施形態に限定されないことが容易に理解されるはずである。むしろ、これまでに説明していないが、本発明の精神及び範囲にふさわしい、任意の数の変形形態、代替形態、置換形態、又は等価な配置を組み込むように、本発明を修正することができる。加えて、本発明の様々な実施形態を説明してきているとはいえ、本開示の態様が説明した実施形態のうちのいくつかだけを含むことができることを理解されたい。したがって、本発明は、前述の説明により限定されるようには見なされず、別記の特許請求の範囲の範囲によって限定されるだけである。

【0040】

この明細書は、最良の形態を含む本発明を開示するための例、並びにいかなる当業者でも、任意のデバイス又はシステムを作成すること及び使用すること、及び任意の組み込んだ方法を実行することを含む本発明を実行することをやはり可能にするための例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者なら思い付く別の例を含むことができる。このような別の例が特許請求の範囲の文面から逸脱しない構造的要素を有する場合、又はこのような別の例が特許請求の範囲の文面とは実質的でない差異しか有さない等価な構造的要素を含む場合には、このような別の例は、特許請求の範囲の範囲内であるものとする。

【図1】

【図2A-2B】

【図3A-3B】

【図4】

【図5A-5B】