JPH02206621A - 摩擦材 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特定性状のアクリル系繊維を基材として含有
する摩擦材に関するものである。

〔従来の技術〕

自動車をはじめ、各種動力機械のクラッチ用摩擦材、あ
るいはブレーキ用ＴｌＸ５材は、基材としてアスベスト
を用いたものが多く用いられてきた。

然しなからアスベストはその粉塵が肺ガン発生の一因で
あることが指摘され、これに変わる繊維基材が要求され
ている。このような要望の中で、最近、アクリル系繊維
を基材とする′Ｆｔｌ擦材が出てきている。

例えば、特開昭６２−１０６１３３号公報には、フィブ
リル化アクリル系繊維を含む繊維と充填材とを混合して
抄紙した基材に、熱硬化性樹脂を含浸し、硬化させた摩
擦材が開示されている。また、特開昭６３−１８３９５
０号公報には、熱硬化性樹脂、繊維質強化材料及びフィ
ブリル化アクリル繊維を含んでいる摩擦材が開示されて
いる。

これらの公開特許公報に開示されている摩擦材料に用い
られているフィブリル化アクリル系繊維は、製紙工業で
通常行われている繊維の叩解によるバルブ化した繊維で
ある。

このようなフィブリル化アクリル系繊維は、繊維自身の
樹脂との馴みのよさにより、Ｆ！！擦材の破壊強度が向
上し、また、フィブリル化繊維であることにより、摩擦
材に細かい気孔を与え、保油力が向上する効果があり、
また摩擦材の予備成形時の保形性を改良する効果があっ
て、優れた性能を有する基材の１つである。

然しなから、更に高度の性能を有する摩擦材に対する要
求があり、アスベストの代替による有機繊維による改良
が望まれている。

本発明者は、このような要求の中で、アクリル系繊維を
基材として用いた摩擦材について研究した結果、摩擦係
数、耐摩耗性について改良ｒる余地のあることを見出し
た。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、従来のアクリル系繊維を基材とする摩擦材の
摩擦係数を更に高めると同時に、その耐摩耗性を改良せ
んとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の摩擦材は、特殊な繊維構造を有するアクリル系
繊維を基材とすることにより、高摩擦係数、耐摩耗性に
優れた摩擦材を得ることができることを発見して、本発
明を完成するに至ったものである。

即ち、本発明の摩擦材は； 繊維の横断面に不特定な形状を有する開口を多数有して
おり、該開口の各々は繊維の内部において繊維の長さ方
向に沿って略平行な６０μ以上の長さを有する筋状（ス
トロ−状）の空隙を形成しているアクリル系繊維、樹脂
及び充填材を含んでなる摩擦材である。

以下、本発明の摩擦材について、詳細に説明する。

本発明のＦｊ擦材の基材としてのアクリル系繊維は、特
殊な形態を有する繊維であり、しかもこの特殊な繊維形
態が、摩擦材に成形した時に、高い摩擦係数と耐摩耗性
を発現するものであると考えられる。

即ち、本発明で用いるアクリル系繊維は、繊維の横断面
に不特定な形状を有する開口を多数有しており、該開口
の各々は繊維の内部において繊維の長さ方向に沿って略
平行な６０μ以上の長さを有する筋状（ストロ−状）の
空隙を形成しているアクリル系繊維である（以下、本発
明の繊維と略記する）、このような特殊な形状を有する
アクリル系繊維は、従来より知られているアクリル系繊
維には見られない新規なアクリル系繊維である。

第１図及び第２図は、本発明の繊維の横断面及び縦断面
図を示す電子顕微鏡写真（４，０００倍）である。

第１図において、黒い部分は開口であり、その断面形状
が略円形のもの、偏平形状をしたもの、または開口部の
縁が鋭角的な屈曲を繰返しているもの、断面が大きいも
の、小さいものなど、不特定の形状をした開口が多数不
規則に混在していることが分かる。

第２図において、同様に黒い部分は空隙部であり、該空
隙部は繊維の長さ方向に沿って略平行に筋状（ストロ−
状）に連続していることが分かる。

これに対して、前記公開公報に記載されているアクリル
系繊維は、フィブリル化したアクリル系繊維であり、こ
の繊維は製紙工業においてパルプを製造する叩解、即ち
繊維を叩き、砕くことにより繊維の外表面ムこヒゲ状の
微ｍ繊条を多数発生さたものである。

このように、本発明の繊維は、その形態が前記公開公報
に記載されているアクリル系繊維とは全く異なっている
。

本発明の繊維は、通常一般に知られているアクリル系重
合体から製造することができる。その製造法の代表例を
示す。

上記アクリル系重合体は、アクリロニトリルを少な（と
も６０％（以下％は、特に断らない限り重量を表す）含
む重合体である。また、この重合体は、２種類以上のア
クリル系重合体の混合物であってもよく、この場合もア
クリロニトリルの含有量は混合重合体の重＋１１を法Ｃ
Ｉ！として６０％以上含まれていることが必要である。

アクリロニトリルが６０％より少ない場合には、繊維の
樹脂との馴みが悪くなり、Ｆ！１１？係数、耐摩耗性を
改良することができない。

上記アクリル系重合体及びポリアルキレングリコールを
該重合体の溶剤、例えばジメチルホルムアミドのような
有機溶剤、硝酸水溶液のような無機系溶剤に溶解し、そ
の後、紡糸原液を少なくとも４時間熟成し、凝固浴中に
紡糸し、以後、通常のアクリル系繊維の製造法を適用す
ることにより、本発明の繊維が得られる。

上記ポリアルキレンゲリコールは、エチレンオキサイド
、プロボレンオキサイドが重量比で２０：８０〜８０　
：　２０のランダム型共重合体あるいはプロンク型共重
合体であり、その数平均分子量は５，０００〜５０，０
００である。

また、熟成とは、上記紡糸原液を激しく攪拌したり、振
動したりすることなく、例えば緩やかに配管中を送液し
たり、静置しておくことを云う。

次に、本発明の繊維の繊度は、１０デニール以下が好ま
しく、それより太くなると、樹脂との均一な混合ができ
難くなる。通常３デニール以下、より好ましくは１デニ
ール以下が摩擦係数及び耐摩耗性の改良に有効な効果が
ある。

また、その長さは１０薗以下、好ましくは５鴎以下であ
る。ｌＱａｍより長い繊維は、樹脂との均一な混合、分
散が困難となる。

本発明の繊維は、摩擦材中１０〜８０％、好ましくは２
０〜６０％である。１０％より少ない場合は、繊維混入
の効果が少なく、また８０％を超えると、繊維が多くな
り過ぎ、好ましくない。

本発明において、摩擦材を構成する樹脂は、フェノール
系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン
系樹脂、あるいはゴムなどであり、また、摩擦材特性の
改良のために充填材をも用いる。このような充填材は金
属粉、シリカ、クレイ、ウオラストナイト、マイカ、タ
ルク、珪藻土、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カ
シューダスト、グラファイトなどであり、これらの少な
くとも１種を用いる。

なお、本発明の摩擦材は、さらに、物性を向上するため
に、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維、耐炎化繊維、あ
るいはビニロン、ナイロン、ポリエステル、アクリルな
どの合成繊維、木綿など、他の繊維素材を含んでいても
よい。

本発明の繊維を用いて摩擦材を製造する方法は、該繊維
と充填材とを含む基材に前記樹脂を含浸し、成形し、硬
化する方法、あるいは本発明の繊維と樹脂と充填材とを
トライブレンドして成形、硬化する方法、その他には、
充填材を含む本発明の繊維からなる織物、編物あるいは
不織布、フェルトなどに樹脂を含浸し、成形、硬化する
方法などがある。

本発明の繊維を用いた摩擦材が、如何なる理由により、
摩擦係数が向上し、耐摩耗性が改良されるのかは、明確
には分かっていないが、次のような理由によるものであ
ろうと考えられる。

即ち、本発明の繊維は、繊維の長さ方向に不特定な横断
面形状をした連続した空隙部を有しており、この特殊な
繊維形態が樹脂との混合をより均一なものにすると同時
に、充填材と樹脂との均一な混合にも作用し、かつ樹脂
および充填材粉粒体が繊維の微細な空隙部に侵入し、従
来の摩擦材には見られなかった繊維、樹脂及び充填材の
均一かつ緊密な一体化が行われるためであろうと考えら
れる。

（実施例］ 以下、実施例により、本発明を説明するが、これらは本
発明の範囲を制限するものでない。

実施例１ アクリロニトリル９５％、アクリル酸メチル４゜５％及
びメタリルスルホン酸ソーダ０．５％からなる共重合体
、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド
−ポリエチレンオキサイドのブロック型ポリエーテル（
数平均分子ｔ’ａｌｏ、０００、ポリエチレンオキサイ
ドとポリプロピレンオキサイドの割合は７０：３０）を
ジメチルホルムアミドに溶解し、アクリル系重合体２３
％、ブロック型ポリエーテル２．３％の紡糸原液を調製
した。

この紡糸原液を５時間静置した後、紡糸口金を通して温
度３５゛Ｃ、ジメチルホルムアミド濃度７５％の凝固浴
中に押出し、水洗後、熱水中で延伸し、熱風中で乾燥し
て１．５デニールの繊維を製造した。

この繊維の横断面の電子顕微鏡写真を第１図に、同じく
、この繊維の長さ方向に切断した縦断面（以下縦断面と
いう）の同様の写真を第２図に示す（倍率はともに４０
００倍）。

この繊維を３ｆｆｌＩ１１に切断し、この繊維５５％、
フェノール樹脂２０％及び炭酸カルシウム２５％の割合
でヘンシェルミキサー中で均一に混合した後、金型で１
５’５ｋｇ／ｃ＋＋ｌ、温度１５０°Ｃで十分に圧縮成
形して、自動車用ディスクブレーキのパッド材を製造し
た。

このパッド材をＪＩＳ　　Ｄ−４４１１に準じた方法で
定速摩擦試験の結果、２５０°Ｃにおける摩擦係数は０
．４４であり、摩耗量は１．５Ｘ１０−’ｃ＋ｊ／ｋｇ
−ｍであった。

比較例１ 市販されている衣料用アクリル系繊維（１，５ｄ）を５
ｍｍに切断し、製紙工業で使用されているディスクリフ
ァイナ−により叩解し、フィブリル化アクリル系繊維を
調製した。

この繊維を用いて、実施例１と同様の方法でパッド材を
製造し、実施例１と同じ方法でＦ！！擦係数及び摩耗量
を調べたところ、それぞれ０．３２．２、　１５　Ｘ　
Ｉ　ＣＶ’ｃｄ／ｋｇ−ｍであった。

実施例２ 実施例１で製造した繊維束を高圧水柱状流パンチング処
理を行い、単繊維の長さ方向に分割し、単糸繊度１デニ
ール〜０，０１デニールの極細繊維の繊維束を得た。

これを長さ３鵬に切断し、これを用いて実施例１と同様
な方法でバンド材を製造し、同様の方法で１２擦係数及
び摩耗量を調べた結果、夫々０．　４５．１．　４８　
Ｘ　１０−’ｃ４／ｋｇ−ｍであった。

実施例３ 実施例２で製造したアクリル系繊維２５％、ガラス繊維
２５％、珪藻±２３％及びフェノール樹脂２７％の割合
で、実施例１と同じ方法によりパッド材を製造した。こ
のパッド材を実施例１と同様の方法で摩擦係数及び摩耗
量を調べた結果、夫々０．４１．１　、　６０　Ｘ　Ｉ
　Ｑ−’ｃ＋！／ｋｇ−ｍであった。

〔発明の効果〕

本発明の摩擦材は、特殊な形態のアクリル系繊維を用い
ているために、繊維、樹脂及び充填材の均一な混合及び
それらのより緊密な一体的結合が図られ、摩擦係数、耐
摩耗性が著しく改良される。

第　　１ 図

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１で用いたアクリル系繊維の横断面の
電子顕微鏡写真を示す。 第２図は、実施例１で用いたアクリル系繊維の縦断面の
電子顕微鏡写真を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維の横断面に不特定な形状を有する開口を多数有して
   おり、該開口の各々は、繊維の内部において繊維の長さ
   方向に沿って略平行な６０μ以上の長さを有する筋状（
   ストロー状）の空隙を形成しているアクリル系繊維、樹
   脂及び充填材を含んでなる摩擦材。