JP2009174064A - 捲縮繊維及びそれを用いた湿式摩擦材 - Google Patents
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Abstract
【課題】湿式摩擦材の厚さ方向機械的強度向上に適する繊維材料及びそれを含む繊維集合体を使用した湿式摩擦材を提供する。
【解決手段】有機高分子重合体からなる短繊維であって、下記要件を満足する捲縮短繊維及び該短繊維を含む繊維集合体からなる湿式摩擦材とすることにより達成される。
下記式で表される平均カール度Cが25%以上であること。
平均カール度C=C0.5/N0.5
C0.5;0.5mm以上の短繊維の下記Cの総和
N0.5;0.5mm以上の全繊維本数
C=(l−d)/l×100
l;短繊維の総繊維長(カールの無い状態の長さ)(mm)
d;短繊維の両端の距離(mm)
C;短繊維のカール度
【選択図】なし
Description
平均カール度C=C0.5/N0.5
C0.5;0.5mm以上の短繊維の下記Cの総和
N0.5;0.5mm以上の全繊維本数
C=(l−d)/l×100
l;短繊維の総繊維長(カールの無い状態の長さ)(mm)
d;短繊維の両端の距離(mm)
C;短繊維のカール度
上記の液晶性ポリマーを公知の方法で紡糸延伸して繊維化する。
平均カール度C=C0.5/N0.5
C0.5;0.5mm以上の短繊維の下記Cの総和
N0.5;0.5mm以上の全繊維本数
C=(l−d)/l×100
l;短繊維の総繊維長(カールの無い状態の長さ)(mm)
d;短繊維の両端の距離(mm)
C;短繊維のカール度
ここでフィブリル化繊維とは有機高分子重合体からなる1μm以下のフィブリルを有するフィブリル化繊維である。
本発明の湿式摩擦材は次の工程で作成することができる。まず、本発明の捲縮短繊維とフィブリル化繊維を1〜50重量%:99〜50重量%の比率でなる繊維集合体と無機フィラーを水などの分散媒で公知の離解機を用いて混合してスラリーとし、その後公知の抄造装置を用いてシート状に成形して厚さや密度を有する繊維とフィラーからなる複合構造体とする。複合構造体は必要に応じ更に乾燥工程、必要に応じ加圧工程をとおして所望の厚さ、密度を調整することが好ましい。
次に本発明の製造方法の一例を示すが、これに限定されるものではない。
繊維の平均カール度の測定、長さ加重平均繊維長の測定は市販のパルプ繊維長測定装置(メッツォオートメーション製、Pulp Expert Fiber Analyzer)を用いて次の手順に従って行った。
1)繊維を絶乾重量で1.5g秤量し、水1.5LとともにJIS標準離解機にて3000rpmで1分間離解する。
2)Pulp Expert Fiber Analyzerの4本のサンプルチューブ離解スラリーを50ccづつに投入し、測定を開始。
尚、Pulp Expert Fiber Analyzerには顕微鏡とCCDカメラが併設されており、繊維スラリーを攪拌しながら繊維画像を撮影し、1水準につき約400枚の画像を元に画像解析により平均カール度、長さ加重平均繊維長などを算出する。
含捲縮フィブリル化繊維本数Nc、及び0.5mm以上の全繊維本数N0.5のカウントは、Pulp Expert Fiber Analyzer で撮影した400枚のうちのランダムに4枚の画像を選び出し、繊維長で0.5mm以上の繊維を対象に行った。画像の一例を図4に示す。
フィブリル化繊維の比表面積測定は市販の比表面積測定装置(島津製作所製、フローソーブIII2310)を用いた。
[実施例1]
パラ型アラミド長繊維フィラメント(帝人アラミド製、トワロン1000)を使用して編み密度25本/inchの天竺編の編み物とした後、300℃×10分間の熱セットを行い、編地を解編してパラ型アラミド長繊維フィラメントに捲縮を付与した。その後、この長繊維フィラメントをギロチンカッターを用いてカット長=約3.5mmでカットして捲縮短繊維を得た。得られた捲縮短繊維の物性を表1に示す。
パラ型アラミド紡績糸20番手を編み密度25本/inchの天竺編のニットとした後、300℃×10分間の熱セットを行い、編地を解編してパラ型アラミド紡績糸に捲縮を付与した。その後、この紡績糸をギロチンカッターを用いてカット長=約3.5mmでカットして捲縮短繊維を得た。得られた捲縮短繊維の物性を表1に示す。
パラ型アラミド繊維ステープルファイバー(帝人アラミド製、トワロン1072、捲縮数=9.7個/inch)を公知のギロチンカッターでカット長=約3.5mmでカットした捲縮短繊維を得た。得られた捲縮短繊維の物性を表1に示す。
パラ型アラミド紡績糸20番手を編み密度10本/inchの天竺編のニットとした後、300℃×10分間の熱セットを行い、編地を解編してパラ型アラミド紡績糸に捲縮を付与した。その後、この紡績糸をギロチンカッターを用いてカット長=約3.5mmでカットして捲縮短繊維を得た。得られた捲縮短繊維の物性を表1に示す。
実施例1において300℃×10分間の熱セットを行わなかったこと以外は同様の方法で捲縮短繊維を得た。得られた捲縮短繊維の物性を表1に示す。
実施例2において300℃×10分間の熱セットを行わなかったこと以外は同様の方法で捲縮短繊維を得た。得られた捲縮短繊維の物性を表1に示す。
実施例2において編み密度5本/inchの天竺編のニットとしたこと以外は同様の方法で捲縮短繊維を得た。得られた捲縮短繊維の物性を表1に示す。
パラ型アラミド長繊維フィラメント(帝人アラミド製、トワロン1000)をギロチンカッターを用いてカット長=3.5mmでカットし捲縮を持たない短繊維を得た。得られた短繊維の物性を表1に示す。
また、実施例1、2は比較例3に対し、作成した編地のループが大きいため、平均カール度が大きい短繊維が得られた。
実施例3は予め細かい捲縮が付与されているステープルファイバーを切断したものであるため、平均カール度が大きい短繊維が得られた。
比較例4は捲縮付与を行っていないため、平均カール度が小さい短繊維が得られた。
捲縮短繊維とフィブリル化繊維の混合は下記の方法で実施したが、捲縮短繊維とフィブリル化繊維が均一に混合されれば本法に限定されるものではない。
1)捲縮短繊維及びフィブリル化繊維を所定の重量比で絶乾重量1.5g秤量し、水1.5LとともにJIS標準離解機にて3000rpmで3分間離解を用いて3分間離解する。
2)得られた繊維−水分散体を目開き20μmの篩いで脱水し、105℃×2時間の乾燥処理を行い捲縮短繊維とフィブリル化繊維の繊維集合体を得た。
繊維集合体の平均カール度の測定、長さ加重平均繊維長の測定は上記捲縮短繊維の測定方法と同様の方法で実施した。
また、繊維集合体の比表面積測定は市販の比表面積測定装置(島津製作所製、フローソーブIII2310)を用いた。
湿式抄造性は上記105℃×2時間の乾燥処理前のウエットな状態での湿紙の取り扱い性で評価した。すぐに破れやすい場合×、破れにくい場合○とした。
[実施例5]
実施例1の捲縮短繊維10重量部とフィブリル化繊維として全芳香族ポリアミドパルプ(帝人アラミド製、トワロン1099)を90重量部を上記手法で混合し捲縮短繊維とフィブリル化繊維の繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の物性を表2に示す。
実施例5において実施例1の捲縮短繊維の代わりに実施例2の捲縮短繊維を用いたこと以外は同様の方法で繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の物性を表2に示す。
実施例6においての捲縮短繊維40重量部とフィブリル化繊維を60重量部としたこと以外は同様の方法で繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の物性を表2に示す。
実施例5において実施例1の捲縮短繊維の代わりに実施例3の捲縮短繊維を用いたこと以外は同様の方法で繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の物性を表2に示す。
実施例5において実施例1の捲縮短繊維の代わりに実施例4の捲縮短繊維を用いたこと以外は同様の方法で繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の物性を表2に示す。
実施例7においてフィブリル化繊維として全芳香族ポリアミドパルプの代わりに全芳香族ポリアミドフィブリッド(帝人アラミド製、トワロンジェットスパンフィブリッドType8026)を用いたこと以外は同様の方法で繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の物性を表2に示す。
実施例7においてフィブリル化繊維として全芳香族ポリアミドパルプ40重量部と全芳香族ポリアミドフィブリッド(帝人アラミド製、トワロンジェットスパンフィブリッドType8026)20重量部としたこと以外は同様の方法で繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の物性を表2に示す。
実施例6において捲縮短繊維70重量部とフィブリル化繊維を30重量部としたこと以外は同様の方法で繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の物性を表2に示す。
実施例5において実施例1の捲縮短繊維の代わりに比較例1の捲縮短繊維を用いたこと以外は同様の方法で繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の物性を表2に示す。
実施例5において実施例1の捲縮短繊維の代わりに比較例2の捲縮短繊維を用いたこと以外は同様の方法で繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の物性を表2に示す。
実施例5において実施例1の捲縮短繊維の代わりに比較例3の捲縮短繊維を用いたこと以外は同様の方法で繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の物性を表2に示す。
実施例5において実施例1の捲縮短繊維の代わりに比較例4の捲縮短繊維を用いたこと以外は同様の方法で繊維集合体を得た。得られた繊維集合体の物性を表2に示す。
[実施例12]
2Lの水に、実施例5の繊維集合体を50重量部、珪藻土(商品名「ラヂオライト#200」、昭和化学工業株式会社製)を50重量部添加し、これをJIS標準離解機にて3000rpmで3分間離解して、スラリーを得た。更にこのスラリーを、TAPPI式角型抄紙機で抄造し、プレス脱水した後、120℃の乾燥機で2時間乾燥させることで、目付けが250g/m2の繊維構造体を得た。
次に、得られた繊維構造体を、液状フェノール樹脂(品番PR−53123、住友ベークライト(株)製)をメタノールにて希釈した、濃度が16重量%のフェノール樹脂メタノール溶液に浸漬してフェノール樹脂を含浸し、その後室温で24時間乾燥してプリプレグを得た。さらにこのプリプレグを、プレス機によって60kg/cm2の面圧により180℃で5分間プレスを行ない、さらに180℃のオーブン中で2時間硬化させることにより、フィブリル化繊維/無機フィラー/バインダー樹脂=38.5/38.5/23.0(重量比)の組成を持つ摩擦材試料を得た。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、実施例6の繊維集合体を用いたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、実施例7の繊維集合体を用いたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、実施例8の繊維集合体を用いたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、実施例9の繊維集合体を用いたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において予め捲縮短繊維とフィブリル化繊維を混合した実施例5の繊維集合体でなく、実施例1の捲縮短繊維5重量部とフィブリル化繊維として全芳香族ポリアミドパルプ(帝人アラミド製、トワロン1099)45重量部及び珪藻土50重量部を湿式抄造前に3者を混合した繊維集合体とした以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、実施例10の繊維集合体を用いたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、実施例11の繊維集合体を用いたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、比較例5の繊維集合体を用いたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、比較例6の繊維集合体を用いたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、比較例7の繊維集合体を用いたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、比較例8の繊維集合体を用いたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、比較例9の繊維集合体を用いたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、捲縮短繊維を用いずフィブリル化繊維として全芳香族ポリアミドパルプ(帝人アラミド製、トワロン1099)のみを50重量部用いた繊維集合体としたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
実施例12において実施例5の繊維集合体の代わりに、捲縮短繊維を用いずフィブリル化繊維として全芳香族ポリアミドフィブリッド(帝人アラミド製、トワロンジェットスパンフィブリッドType8026)のみを50重量部用いた繊維集合体としたこと以外は同様の方法で摩擦材試料を作成した。
摩擦材耐剥離性評価は、市販の摩擦磨耗試験機((株)オリエンテック製、EFM−III−EN/F)に3脚リング状圧子(硬質クロムメッキベアリング鋼、外径25.4mm、内径20mm)を取り付け、脚部を摩擦材試料に押し付けながら回転させ、摩擦材試料表面が剥離するまでの回転数をカウントした。このときの試験条件は負荷荷重6kgf、常温油中、100rpmで行った。図5に試験法の様子を示す。
油透液性の評価は、Automatic Transmission Fluid(ATF)をスポイトで摩擦材試料表面に約0.1cc滴下し、滴下面の裏面にATFが浸透するまでの秒数を測定した。
表3に耐剥離性及び油浸透性評価結果を示す。尚、数値はN数=5で評価を実施したものの平均値である。
Claims (7)
- 有機高分子重合体からなる短繊維であって、下記要件を満足することを特徴とする捲縮短繊維。
下記式で表される平均カール度Cが25%以上であること。
平均カール度C=C0.5/N0.5
C0.5;0.5mm以上の短繊維の下記Cの総和
N0.5;0.5mm以上の全繊維本数
C=(l−d)/l×100
l;短繊維の総繊維長(カールの無い状態の長さ)(mm)
d;短繊維の両端の距離(mm)
C;短繊維のカール度 - 該有機高分子重合体が炭化又は溶融温度が300℃以上である有機高分子重合体である請求項1に記載の捲縮短繊維。
- 該有機高分子重合体が全芳香族ポリアミドである請求項1、2いずれかに記載の捲縮短繊維。
- 該短繊維の長さ加重平均繊維長が0.5〜6mmである請求項1〜3いずれか記載の捲縮短繊維。
- 請求項1〜4いずれか記載の捲縮短繊維を1〜50重量%、フィブリル化繊維を99〜50重量%からなる繊維集合体であって、下記要件を満足することを特徴とする繊維集合体。
a)繊維集合体の比表面積が3〜20g/m2であること。
b)繊維集合体の長さ加重平均繊維長が0.5〜6mmであること。
c)繊維集合体の平均カール度が20%以上であること。 - 請求項1〜4いずれか記載の捲縮短繊維を1〜30重量%含むことを特徴とする湿式摩擦材。
- 請求項5の繊維集合体を1〜70重量%含むことを特徴とする湿式摩擦材。
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