JPH02214729A - Frictional material - Google Patents

Frictional material

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JPH02214729A
JPH02214729A JP1035040A JP3504089A JPH02214729A JP H02214729 A JPH02214729 A JP H02214729A JP 1035040 A JP1035040 A JP 1035040A JP 3504089 A JP3504089 A JP 3504089A JP H02214729 A JPH02214729 A JP H02214729A
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fiber
fibers
acrylic
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resin
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Hidetoshi Kanzaki
神崎 英俊
Naoki Kanamori
金森 直樹
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Abstract

PURPOSE:To provide the title material having tightly integrated link, improved in frictional coefficient and wear resistance, comprising an acrylic fibrous material having special texture, resin and filler. CONSTITUTION:The objective material comprising (A) an acrylic fibrous material, (B) a resin and (C) a filler. The component A has the following characteristics: many openings of unspecified shape are present on the transverse section, each of the openings forming, within the fiber, nearly parallel stringy (straw-like) voids >=60mu in length along the fiber direction, thus defining the backbone; numerous fine beard-like filaments branched from the backbone are present on the surface of this backbone; and the backbone itself is partially split in its long direction into a plurality of fibers.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、特定の繊維形態を有するアクリル系繊維を基
材として含有する摩擦材料に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a friction material containing acrylic fibers having a specific fiber morphology as a base material.

(従来の技術) 自動車をはじめ、各種の動力機械のクラッチ用摩擦材料
、あるいはブレーキ用摩擦材料は、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癌発生の一因であることが指摘
され、これに代わる繊維基材が要求されている。このよ
うな要望の中で、各種有機繊維の使用が試みられている
が、最近、アクリル系繊維を基材とする摩擦材料が注目
されてきている。
(Prior Art) Friction materials for clutches or brakes of various types of power machines, including automobiles, have often used asbestos as a base material. However, it has been pointed out that asbestos dust is a contributing factor to the development of lung cancer, and a fiber base material that can replace asbestos is required. In response to such demands, attempts have been made to use various organic fibers, but recently friction materials based on acrylic fibers have been attracting attention.

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、該樹脂を硬化し
てなる摩擦材が開示されている。また、特開昭63−1
83950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系繊維を含んでいる摩擦材が
開示されている。
For example, in JP-A-62-106133, a friction material obtained by impregnating a thermosetting resin into a paper-made base material made by mixing fibers including fibrillated acrylic fibers and a filler, and curing the resin. materials are disclosed. Also, JP-A-63-1
No. 83950 discloses a friction material containing a thermosetting resin, a fibrous reinforcing material, and fibrillated acrylic fibers.

これらの公開特許公報に記載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の手法を用いて、通常一般
に知られているアクリル系繊維を叩解してフィブリル化
したバルブ状のアク。
The fibrillated acrylic fibers used in the friction materials described in these patent publications are produced using commonly known acrylic fibers using a fiber beating method commonly used in the paper industry. Bulb-shaped scum made by beating and fibrillating.

リル系繊維である。It is a rill fiber.

このようなフィブリル化アクリル系繊維は、該繊維自身
の樹脂との馴みのよさにより、摩擦材の破壊強度が向上
し、またフィブリル化した繊維であることにより、摩擦
材に細かい気孔を多く発生させ、該摩擦材の保油力が向
上する、という効果がある。更に、摩擦材の予備成型時
の保形性を改良する効果も有している。
These fibrillated acrylic fibers improve the fracture strength of friction materials due to their compatibility with resin, and because they are fibrillated fibers, they generate many fine pores in friction materials. This has the effect of improving the oil retention ability of the friction material. Furthermore, it also has the effect of improving the shape retention during preforming of the friction material.

このように、フィブリル化したアクリル系繊維は優れた
性能を有している基材の1つではあるが、更に高度の性
能を有する摩擦材料に対する要求があり、基材となる繊
維の改良が望まれている。
As described above, fibrillated acrylic fibers are one of the base materials with excellent performance, but there is a demand for friction materials with even higher performance, and it is desirable to improve the fibers that serve as the base material. It is rare.

(発明が解決しようとする課R) 即ち、摩擦材料の摩擦係数の増大及びその耐摩耗性に対
する要求は一段と高く、本発明は繊維基材の改良によっ
て従来よりも優れた摩擦材料を提供するものである。
(Issue R to be solved by the invention) In other words, there is an even higher demand for an increase in the friction coefficient of friction materials and their wear resistance, and the present invention provides a friction material that is superior to conventional ones by improving the fiber base material. It is.

(課題を解決するための手段) 本発明は、特殊な繊維形態を有するアクリル系繊維が高
摩擦係数を有しており、しかも、耐摩耗性に優れた摩擦
材料を得るうえで重要な因子の1つであることを発見し
て、本発明を完成するに至ったものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention is characterized in that acrylic fibers with a special fiber morphology have a high coefficient of friction, and also meet important factors in obtaining a friction material with excellent wear resistance. This discovery led to the completion of the present invention.

即ち、本発明は; 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を幹と
し、該幹の表面に該幹から技分かれした微細なヒゲ状繊
条を多数有し、かつ該幹が部分的に幹の長さ方向に割れ
て複数の繊維に分離しているアクリル系繊維状物、樹脂
及び充填材を含んでなる摩擦材料である。
That is, the present invention has a large number of openings having an unspecified shape in the cross section of the fiber, and each of the openings has a length of 60 μ or more approximately parallel to the length direction of the fiber inside the fiber. The trunk is made of acrylic fibers forming striated (straw-like) voids, and the surface of the trunk has many fine whisker-like filaments that are separated from the trunk, and the trunk is partially This is a friction material that contains an acrylic fibrous material, a resin, and a filler that is split into a plurality of fibers along the length of the trunk.

以下、本発明の摩擦材料について、更に詳細に説明する
Hereinafter, the friction material of the present invention will be explained in more detail.

本発明の摩擦材料は、その基材となる繊維として特殊な
繊維形態を有しているアクリル系繊維を用いているとこ
ろに特徴がある。即ち、本発明で用いる基材となる繊維
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(以下、
本発明のアクリル系繊維という)を幹とし、該幹の表面
に該幹から技分かれした微細なヒゲ状繊条を多数有し、
かつ該幹が部分的に幹の長さ方向に割れて複数の繊維に
分離しているアクリル系繊維状物(以下、本発明のアク
リル系繊維状物という)である。
The friction material of the present invention is characterized in that acrylic fibers having a special fiber morphology are used as the base fibers. That is, the fiber serving as the base material used in the present invention has a large number of openings having an unspecified shape in the cross section of the fiber, and each of the openings extends approximately along the length direction of the fiber inside the fiber. Acrylic fibers (hereinafter referred to as
(referred to as the acrylic fiber of the present invention) as a trunk, and the surface of the trunk has many fine whisker-like filaments that are divided from the trunk,
The present invention is an acrylic fibrous material (hereinafter referred to as the acrylic fibrous material of the present invention) in which the trunk is partially split in the length direction of the trunk and separated into a plurality of fibers.

このような特殊な繊維形態を有する繊維を、摩擦材料の
基材として用いることによって、該摩擦材料の摩擦係数
の増大及び耐摩耗性の向上に作用するのである。
By using fibers having such a special fiber morphology as a base material of a friction material, it is possible to increase the friction coefficient and improve the wear resistance of the friction material.

その理由は、必ずしも定かではないが、本発明のアクリ
ル系繊維状物は、幹となっている部分が筋状の空隙を多
数有しているため、樹脂及び充填材がその空隙部に入り
込み、更に幹の表面に微細なヒゲ状繊条を多数有してい
るために、樹脂及び充填材が、幹とヒゲ状繊条とによっ
て形成される空間部にも十分入り込み、全体として繊維
状物、樹脂及び充填材とが極めて密接に一体化されてい
るためであろうと考えられる。
The reason for this is not necessarily clear, but since the acrylic fibrous material of the present invention has many linear voids in its trunk, the resin and filler enter the voids. Furthermore, since the stem has a large number of fine whisker-like filaments on its surface, the resin and filler can sufficiently penetrate into the space formed by the stem and the whisker-like filaments, resulting in a fibrous material as a whole. It is thought that this is because the resin and filler are extremely closely integrated.

第1図及び第2図は、本発明のアクリル系繊維の横断面
及び縦断面の電子顕微鏡写真(4,000倍)である、
第3図は、該アクリル系繊維から得られた本発明のアク
リル系繊維状物の電子顕微鏡写真(100倍)である。
FIG. 1 and FIG. 2 are electron micrographs (4,000x magnification) of the cross section and longitudinal section of the acrylic fiber of the present invention.
FIG. 3 is an electron micrograph (100x magnification) of the acrylic fibrous material of the present invention obtained from the acrylic fiber.

本発明のアクリル系繊維は、第1図に示されるように、
その横断面に不特定の形状をした開口を多数有している
ものである。即ち、その開口の形状は略円形状のもの、
偏平状のもの、緑が鋭角的な屈曲を繰り返しているもの
、断面開口が大きいもの又は小さいものなど、その形状
、大きさが一定せず、不規則なものである。
The acrylic fiber of the present invention, as shown in FIG.
It has many openings with unspecified shapes in its cross section. That is, the shape of the opening is approximately circular;
Its shape and size are irregular, such as those that are flat, those that have repeated sharp bends in green, and those that have a large or small cross-sectional opening.

■このような不特定の空隙が多数存在することにより、
この部分に樹脂及び充填材が入り込むことができ、これ
らのより密な一体化形成に寄与するものである。
■ Due to the presence of many such unspecified voids,
The resin and filler can enter into this portion, contributing to their denser integration.

■また、このような空隙が多数存在することが、該繊維
の外部表面に微細なヒゲ状繊条がより容易に発現するこ
とができる。
(2) Furthermore, the presence of a large number of such voids allows fine whisker-like filaments to more easily appear on the outer surface of the fiber.

■また、この空隙数は繊維の横断面においておよそ10
0個以上存在すれば、数多く存在する程微細なヒゲ状繊
条が発生し易くなる。
■Also, the number of voids is approximately 10 in the cross section of the fiber.
If zero or more are present, the more fine whisker-like filaments are likely to occur.

第2図は、本発明のアクリル系繊維の縦断面を示したも
ので、黒い筋状の部分が空隙部である。
FIG. 2 shows a longitudinal cross section of the acrylic fiber of the present invention, and the black striped portions are voids.

この図面から、前記開口が、繊維の長さ方向に、その内
部においてほぼ平行な筋状(ストロ−状)の空隙を形成
していることが分かる。その長さは60μ以上であるこ
とが好ましく、60μより短い場合は、微細なヒゲ状の
繊条が発生し難くなり、摩擦材料の性能改良効果が期待
できない、その長さは60μ以上あれば、長い程ヒゲ状
繊条が発生し易く、繊維の全長にわたって連続している
ことが好ましい。
From this drawing, it can be seen that the openings form substantially parallel linear (straw-shaped) voids inside the fibers in the longitudinal direction of the fibers. It is preferable that the length is 60μ or more; if it is shorter than 60μ, fine whisker-like filaments will be difficult to generate and the effect of improving the performance of the friction material cannot be expected; if the length is 60μ or more, The longer the fiber is, the more whisker-like filaments are likely to occur, and it is preferable that the fiber is continuous over the entire length of the fiber.

第3図は、本発明のアクリル系繊維状物を示すものであ
り、太い部分は前記のアクリル系繊維(幹)であり、こ
の繊維の外部表面に、該繊維から枝分かれした微細なヒ
ゲ状の繊条が多数発生していることが分かる。また、ア
クリル系繊維(幹)はその長さ方向に沿った不特定の部
分で、その長さ方向に割れて細い繊維に分離しており、
この細い繊維は束状になっていたり、あるいはランダム
に絡み合ったりしていることが観察される。
FIG. 3 shows the acrylic fibrous material of the present invention, where the thick part is the acrylic fiber (trunk) described above, and the outer surface of this fiber has fine whisker-like branches branching from the fiber. It can be seen that many filaments occur. In addition, the acrylic fiber (trunk) is split into thin fibers at unspecified points along its length.
These thin fibers are observed to be bundled or randomly intertwined.

このような微細なヒゲ状繊条の発生及び幹の部分的な割
れによる幹の微細化は、樹脂及び充填材がそれらによっ
て作り出される空間部へ浸透するため、繊維状物、樹脂
及び充填材の緊密な一体化に極めて有益であり、これが
摩擦材料の摩擦係数の増大と耐摩耗性の向上に作用する
ものである。
The formation of such fine whisker-like filaments and the fragmentation of the stem due to partial cracking of the stem are due to the resin and filler penetrating into the spaces created by them. It is extremely beneficial for tight integration, which serves to increase the coefficient of friction and improve the wear resistance of the friction material.

上記幹となっているアクリル系繊維が割れた部分の細い
繊維は、その各々の横断面及び縦断面はその分割の程度
により異なるが、分割が少ない場合、例えば2分割〜1
0分割の場合は、横断面における開口の数が元の繊維(
幹)に比較して当然少なくなるが、この点を除いて基本
的には元の繊維(幹)と同じであり、分割が非常に多い
場合には、分割された細い繊維の横断面に開口が認めら
れない場合もある。
The cross-section and longitudinal cross-section of the fine fibers in the part where the main acrylic fiber is split differs depending on the degree of splitting, but if there are few splits, for example, 2 to 1 split.
In the case of 0 division, the number of openings in the cross section is equal to the original fiber (
However, other than this point, it is basically the same as the original fiber (trunk), and if there are many divisions, openings will be created in the cross section of the divided thin fibers. may not be accepted.

また、前記の幹から技分かれした微細なヒゲ状繊条は、
幹からの技分かれ程度によって、その横断面に開口が認
められる場合と認められない場合がある。即ち、微細な
ヒゲ状繊維が太い場合には開口が認められ、極めて微細
な場合には開口は認められず、通常このようなヒゲ状繊
条が混在している。
In addition, the fine whisker-like filaments that separate from the trunk are
Depending on the degree of division from the trunk, an opening may or may not be recognized in the cross section. That is, when the fine whisker-like fibers are thick, openings are observed, and when they are extremely fine, no openings are observed, and such whisker-like filaments are usually mixed.

上記、本発明のアクリル系繊維状物は、摩擦材料中、1
0〜80%(%は重量を表す、以下同様)、好ましくは
20〜60%である。該繊維が10%より少ない場合に
は該繊維を基材として用いた時の摩擦係数、耐摩耗性の
改善効果が殆ど認められず、また、80%を趨えると繊
維量が多くなり過ぎ、摩擦材料として適さなくなる。ま
た、樹脂は20〜70%であり、充填材は10〜50%
が好ましい。
The above-mentioned acrylic fibrous material of the present invention contains 1
It is 0 to 80% (% represents weight, the same applies hereinafter), preferably 20 to 60%. When the amount of fiber is less than 10%, there is almost no improvement in the coefficient of friction and wear resistance when the fiber is used as a base material, and when it exceeds 80%, the amount of fiber is too large. It becomes unsuitable as a friction material. Also, resin is 20-70% and filler is 10-50%.
is preferred.

本発明に使用する上記樹脂は、通常摩擦材料用として用
いられている樹脂であり、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、天然ある
いは合成ゴムなどである。
The resin used in the present invention is a resin commonly used for friction materials, and includes phenolic resin, epoxy resin, polyimide resin, melamine resin, natural or synthetic rubber, and the like.

更に、本発明で摩擦材料の特性改良のために用いられる
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種類を用いる。
Further, fillers used in the present invention to improve the characteristics of friction materials include metal powder, silica, clay, wollastonite, mica, talc, diatomaceous earth, calcium carbonate, magnesium carbonate, cashew dust, graphite, etc.
At least one of these is used.

更に、摩擦材料の特性を改良するために、ガラス繊維、
金属繊維、炭素繊維、耐炎化繊維、あるいはポリビニル
アルコール系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエステル系
繊維、アクリル系繊維、木綿など他の繊維素材を含んで
いてもよい。
Furthermore, to improve the properties of friction materials, glass fibers,
It may contain metal fibers, carbon fibers, flame-resistant fibers, or other fiber materials such as polyvinyl alcohol fibers, polyamide fibers, polyester fibers, acrylic fibers, and cotton.

本発明のアクリル系繊維状物は、幹となっているアクリ
ル系繊維が多数の筋状(ストロ−状)の空隙を有してい
るために、その空隙に樹脂、充填材の浸入が容易であり
、また、幹の部分的な割れ、幹から発生した微細なヒゲ
状繊条によって作り出される空間部に上記樹脂及び充填
材が侵入し、これら王者が極めて緊密に結合され、一体
化された摩擦材料となる。その結果、本発明の摩擦材料
は、摩擦係数が高く、耐摩耗性に優れたものとなる。
In the acrylic fibrous material of the present invention, since the acrylic fiber serving as the backbone has many linear (straw-like) voids, the resin and filler can easily penetrate into the voids. In addition, the above resin and filler invade the spaces created by partial cracks in the trunk and minute whisker-like filaments generated from the trunk, and these kings are bonded extremely tightly, resulting in integrated friction. Becomes a material. As a result, the friction material of the present invention has a high coefficient of friction and excellent wear resistance.

次に、本発明の摩擦材料の製造法について説明する。Next, a method for manufacturing the friction material of the present invention will be explained.

本発明の摩擦材料は、前記のとおり、その基材として用
いる繊維に特徴を有しており、この繊維は従来から知ら
れているアクリル系繊維とは異なる新規な繊維である。
As described above, the friction material of the present invention is characterized by the fiber used as its base material, and this fiber is a novel fiber different from conventionally known acrylic fibers.

このアクリル系繊維はアクリロニトリルを少なくとも6
0重量%(以下%は特定しない限り重量を示す)と40
%までのアクリロニトリルと共重合可能なエチレン系単
量体との重合体または、少なくとも2つのアクリル系重
合体の混合物から成るものである。該混合重合体の場合
は、混合重合体の重量を基準にしてアクリロニトリルを
60%以上含まれていることが必要である。アクリロニ
トリルの含有量が60%より少ない場合は、樹脂との馴
みが悪(なるとともに、摩擦材料の摩擦係数、耐摩耗性
の改善効果が少ない。
This acrylic fiber contains at least 6 acrylonitrile.
0% by weight (% below indicates weight unless otherwise specified) and 40%
% of acrylonitrile and a copolymerizable ethylene monomer, or a mixture of at least two acrylic polymers. In the case of the mixed polymer, it is necessary that the content of acrylonitrile is 60% or more based on the weight of the mixed polymer. If the content of acrylonitrile is less than 60%, the compatibility with the resin will be poor (and the effect of improving the friction coefficient and wear resistance of the friction material will be small).

アクリロニトリルと共重合可能なエチレン系単量体とし
ては、従来より知られている単量体であり、例えば、ア
クリル酸、メタクリル酸及びそのエステル(アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸エチル等)、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビ
ニリデン、アクリルアミド、メタクリルアミド、メタク
リレートリル、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸
、スチレンスルホン酸、ビニルピリジン、2−メチル−
5−ビニルピリジン、N、N−ジメチルアミノエチルメ
タクリレートなどである。
Ethylene monomers that can be copolymerized with acrylonitrile include conventionally known monomers, such as acrylic acid, methacrylic acid, and their esters (methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, methacrylate). ethyl acid, etc.), vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylamide, methacrylamide, methacrylatelyl, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, vinylpyridine, 2-methyl-
5-vinylpyridine, N,N-dimethylaminoethyl methacrylate, and the like.

上記重合体は、従来より知られているアクリル系重合体
の溶剤、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミド、ジメチルスルホキシドのような有機溶剤、ロ
ダン塩、塩化亜鉛、硝酸などの無機塩系濃厚水溶液、無
機酸系濃厚水溶液に溶解して紡糸原液を調製する。この
場合、重合体濃度は溶剤の種類によって最適濃度は異な
るが、概ね10〜30%が好ましい。
The above polymers can be used in conventionally known solvents for acrylic polymers, such as organic solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, and dimethyl sulfoxide, concentrated aqueous solutions of inorganic salts such as rhodan salt, zinc chloride, and nitric acid, and inorganic A spinning stock solution is prepared by dissolving it in a concentrated acidic aqueous solution. In this case, the optimum concentration of the polymer varies depending on the type of solvent, but is preferably approximately 10 to 30%.

次に、上記紡糸原液に、ポリアルキレングリコールを添
加する。
Next, polyalkylene glycol is added to the spinning dope.

本発明で用いる上記ポリアルキレングリコールは、エチ
レンオキサイド、プロピレンオキサイドが重量比で80
 : 20〜20 : 80のランダム型共重合体ある
いはブロック型共重合体であり、その数平均分子量はs
、ooo〜50.000まで、好ましくは10.000
〜20.000である。数平均分子量が、5,000よ
り小さい場合には繊維の長さ方向に連続した空隙が得ら
れず、極く微細な略球形状の空洞部を有する微多孔質の
繊維となる。一方、その数平均分子量が50.000を
越えると、巨大な筋状の空洞部を有する繊維となり、し
かも繊維の横断面において、多(でも高々数十個の空洞
部を有する繊維となる。このような繊維は、液体の柱状
流のような外力によって微細な繊維に分割されることは
ない。
The polyalkylene glycol used in the present invention contains ethylene oxide and propylene oxide in a weight ratio of 80%.
: 20 to 20 : 80 random type copolymer or block type copolymer, and its number average molecular weight is s
, ooo to 50.000, preferably 10.000
~20,000. If the number average molecular weight is less than 5,000, continuous voids cannot be obtained in the length direction of the fiber, resulting in a microporous fiber having extremely fine, approximately spherical cavities. On the other hand, if the number average molecular weight exceeds 50,000, the fiber will have huge streak-like cavities, and moreover, the fiber will have many (but at most several tens of cavities) in the cross section of the fiber. Such fibers will not be split into fine fibers by external forces such as a columnar flow of liquid.

特にその数平均分子量が10.000〜20.000の
時に、繊維の長さ方向に沿って微細で、繊維の横断面に
おいて、断面形状が不特定の形状である細長い空隙を有
する繊維が得られる。
In particular, when the number average molecular weight is 10.000 to 20.000, fibers can be obtained which are fine along the length of the fiber and have elongated voids with an unspecified cross-sectional shape in the cross section of the fiber. .

更に、上記のようにして、ポリアルキレングリコールを
溶解して調製した紡糸原液は、その後少な(とも4時間
熟成する。
Furthermore, the spinning dope prepared by dissolving the polyalkylene glycol as described above is then aged for a short time (4 hours in total).

ここで、熟成とは、上記アクリル系重合体とポリアルキ
レングリコールとを溶解して調製した紡糸原液を、激し
く攪拌したり、振動したりすることなく、例えば静置し
ておく、あるいは緩やかに移動、例えば配管中を緩やか
に送液することを云う。
Here, aging refers to, for example, leaving the spinning stock solution prepared by dissolving the acrylic polymer and polyalkylene glycol as it is without vigorous stirring or vibration, or gently moving the spinning stock solution. This refers to, for example, slowly transporting liquid through piping.

本発明のポリアルキレングリコールの添加量は、アクリ
ル系重合体に対して5〜20%、好ましくは10〜15
%である。5%より少ない場合には、繊維の横断面にお
ける空隙の数が少な(なり、その数が多数、例えば10
0個以上である繊維が得られない、また、その添加量が
20%を越えると、開口の数は多くなるが、多(なり過
ぎ、繊維の製造工程で繊維が分割したり、紡糸が安定に
できな(なる等の問題が生じる。ポリアルキレングリコ
ールの添加量が10〜15%の時に、開口の数、紡糸安
定性等において最もバランスがとれている。
The amount of polyalkylene glycol added in the present invention is 5 to 20%, preferably 10 to 15%, based on the acrylic polymer.
%. If it is less than 5%, the number of voids in the cross section of the fiber is small (and the number is large, for example 10
If fibers with 0 or more openings cannot be obtained, and if the amount added exceeds 20%, the number of openings will increase, but if there are too many openings, the fibers may split during the fiber manufacturing process or the spinning may become unstable. Problems such as the inability to form a polyalkylene glycol occur.When the amount of polyalkylene glycol added is 10 to 15%, the number of openings, spinning stability, etc. are most balanced.

この紡糸原液は、紡糸口金を通して、紡糸原液の凝固媒
体中に押出し、水洗、延伸、乾燥等の工程を経た後、必
要に応じて更に熱セットを行う。
This spinning dope is extruded through a spinneret into a coagulating medium of the spinning dope, and after passing through steps such as water washing, stretching, and drying, it is further heat-set as required.

このような製造工程において、紡糸原液に添加したポリ
アルキレングリコールは凝固、水洗、延伸等の過程で、
凝固糸条体から溶出する。紡糸以降の工程は、従来より
知られているアクリル系合成繊維の製造法をそのまま採
用することができる。
In such a manufacturing process, the polyalkylene glycol added to the spinning stock solution undergoes coagulation, water washing, stretching, etc.
Elutes from coagulated filaments. For the steps after spinning, conventionally known methods for producing acrylic synthetic fibers can be adopted as they are.

即ち、前記紡糸原液の紡糸方法は、溶媒の希薄水溶液中
に押出す湿式紡糸法、空気、窒素ガスのような不活性な
気体中に押出す乾式紡糸法、あるいは、上記の不活性な
気体中に一旦押出し、その後溶媒の希薄な水溶液中に導
く乾湿式紡糸法などを採用することができる。紡糸後の
凝固糸条体は、水洗後延伸、水洗と同時に延伸あるいは
延伸後水洗することにより、溶剤を除去する。
That is, the method for spinning the spinning dope is a wet spinning method in which the spinning solution is extruded into a dilute aqueous solution of a solvent, a dry spinning method in which the spinning solution is extruded into an inert gas such as air or nitrogen gas, or a spinning method in which the spinning solution is extruded into an inert gas such as air or nitrogen gas. A dry-wet spinning method, in which the material is once extruded and then introduced into a dilute aqueous solution of a solvent, can be employed. After spinning, the coagulated filament is washed with water and then stretched, simultaneously stretched with water, or washed with water after stretching to remove the solvent.

次に、本発明のアクリル系繊維状物の製造法について述
べる。
Next, the method for producing the acrylic fibrous material of the present invention will be described.

本発明のアクリル系繊維状物は、上記の方法によって製
造されたアクリル系繊維を、製紙工業で用いられている
ビータ−例えばディスクリファイナ−により叩解して得
ることができる。このビータ−による叩解条件、例えば
、繊維長、繊維濃度、ローター間隙、ローターの回転数
、あるいは叩解回数などによって、微細なヒゲ状繊条の
発生程度及び幹の部分の分割程度を変えることができる
The acrylic fibrous material of the present invention can be obtained by beating the acrylic fiber produced by the above method using a beater used in the paper industry, such as a disc refiner. Depending on the beating conditions using this beater, such as fiber length, fiber concentration, rotor gap, rotor rotation speed, or number of beats, the degree of generation of fine whisker-like fibers and the degree of division of the stem portion can be changed. .

この微細なヒゲ状繊条の発生の程度及び幹の部分の分割
程度は、摩擦材料に要求される特性に応じて変化し、−
船釣には、製紙工業でパルプの叩解の程度を表すために
用いられている濾水度で約600〜200 ccの範囲
が好ましい、しかし、濾水度はこの範囲に限定されるも
のではなく、600ccよりも大きくても、また2 0
0 ccより小さくても摩擦材の特性により用いること
ができる。尚、濾水度の測定はJIS P8121−1
976により規定されている方法により測定したもので
ある。
The degree of generation of these fine whisker-like filaments and the degree of division of the stem portion vary depending on the characteristics required of the friction material.
For boat fishing, it is preferable that the freeness is in the range of about 600 to 200 cc, which is used in the paper industry to express the degree of pulp beating, but the freeness is not limited to this range. , even if it is larger than 600cc, it is also 20
Even if it is smaller than 0 cc, it can be used depending on the characteristics of the friction material. In addition, the measurement of freeness is based on JIS P8121-1.
It was measured according to the method specified by 976.

上記のアクリル系繊維状物は前記樹脂と混合して摩擦材
料に成形する。
The above acrylic fibrous material is mixed with the above resin and formed into a friction material.

摩擦材料の製造は、本発明の繊維状物と充填材とを含む
基材、例えば紙状物、不織布を予め製造し、これに樹脂
を含浸して成形し、硬化する方法、あるいは本発明の繊
維状物と樹脂及び充填材とをトライブレンドして成形し
、硬化する方法など、従来より知られている方法によっ
て行うことができる。
The friction material can be produced by a method in which a base material, such as a paper-like material or a nonwoven fabric, containing the fibrous material and filler of the present invention is previously produced, impregnated with a resin, molded, and cured; This can be done by a conventionally known method, such as a method in which a fibrous material, a resin, and a filler are triblended, molded, and cured.

(実施例) 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、これ
らは本発明の範囲を制限するものでない。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be specifically explained using Examples, but these are not intended to limit the scope of the present invention.

実施例1 アクリロニトリル95.0%、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%からなる重合
体、ポリエチレンオキサイドーボリブロビレンオキサイ
ドーポリエチレンオキサイドのブロック型ポリエーテル
(数平均分子量10,000、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て、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。
Example 1 Acrylonitrile 95.0%, methyl acrylate 4.5%
% and 0.5% sodium methallyl sulfonate, block type polyether of polyethylene oxide-polybropylene oxide-polyethylene oxide (number average molecular weight 10,000, ratio of polyethylene oxide and polypropylene oxide is 70:30) ) in dimethylformamide to obtain acrylic polymer 23.
%, and a spinning stock solution containing 2.3% block type polyether was prepared.

この紡糸原液を6時間静置した後、紡糸口金を通して、
温度35℃、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、沸騰水中で12倍延伸し、80℃
の熱風中で乾燥して1.5dの繊維を製造した。
After allowing this spinning dope to stand still for 6 hours, it was passed through a spinneret.
It was extruded into a coagulation bath with a temperature of 35°C and a dimethylformamide concentration of 75%, and after washing with water, it was stretched 12 times in boiling water and 80°C.
The fiber was dried in hot air to produce a 1.5 d fiber.

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)の電子顕微鏡写真(4000倍)を第1図に示し
、かつ繊維の横断面の同様の写真を第2図に示す。
An electron micrograph (4000x magnification) of a longitudinal section (hereinafter referred to as longitudinal section) of this fiber cut in the length direction is shown in FIG. 1, and a similar photograph of a cross section of the fiber is shown in FIG.

第1図において、黒い部分が空隙部であり、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。
In FIG. 1, the black parts are voids, and it can be seen that the voids are continuous in a straight line (straw shape) approximately parallel to the length of the fiber.

また、第2図において、同様に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
たは開口の縁が鋭角的な屈曲を繰り返しているもの、断
面の大きいもの、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でいることが分かる。
Also, in Fig. 2, the black parts are openings,
There are many irregular openings with unspecified shapes, such as those with approximately circular cross-sections, those with flat shapes, those with repeated sharp bends at the edges, and those with large or small cross-sections. It can be seen that there is a mixture of

次に、この繊維を、15flIolの長さに切断し、水
中に分散して、繊維濃度10%の繊維分散液を調製した
。この繊維分散液をディスク間隙0.1mに調製した製
紙用ディスクリファイナ−で処理し、濾水度450cc
まで叩解した。
Next, this fiber was cut into a length of 15 flIol and dispersed in water to prepare a fiber dispersion having a fiber concentration of 10%. This fiber dispersion was treated with a papermaking disc refiner with a disc gap of 0.1 m, and the freeness was 450 cc.
It was beaten up to.

第3図は、上記叩解した繊維の電子顕微鏡写真(100
倍)で、太い繊維の部分(元のアクリル系繊維の幹)の
表面に、該繊維から技分かれした微細なヒゲ状繊条が多
数発生しているのが分かる。
Figure 3 is an electron micrograph of the beaten fibers (100
It can be seen that many fine whisker-like filaments, which are separated from the fibers, are generated on the surface of the thick fiber portion (original acrylic fiber trunk).

また、幹となっている繊維は、部分的に、その長さ方向
に分割して細い繊維に分離しているところがあることが
分かる。
It can also be seen that the main fibers are partially split in the length direction and separated into thin fibers.

次に、この繊維50%、フェノール樹脂25%及び充填
材として炭酸カルシウム25%の割合で、ヘンシェルミ
キサー中で混合した後、金型で155kg/cj、温度
150°Cで十分量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。
Next, 50% of this fiber, 25% of phenolic resin, and 25% of calcium carbonate as a filler were mixed in a Henschel mixer, and a sufficient amount was compression-molded in a mold at 155 kg/cj and a temperature of 150°C. Manufactured pad material for automobile disc brakes.

このパッド材をJIS D−4411に準じた方法で定
速摩擦試験を行った。
This pad material was subjected to a constant speed friction test in accordance with JIS D-4411.

この結果、250°Cにおける摩擦係数は0.45であ
り、また摩耗量は1.48xlO−’ai/kg・mで
あった。
As a result, the coefficient of friction at 250°C was 0.45, and the amount of wear was 1.48xlO-'ai/kg·m.

実施例2 実施例1において、繊維長を5IIIIlとし、分散液
中の繊維濃度を1%にする以外は、実施例1と同じ操作
を繰り返してブレーキパッド材を製造した。
Example 2 A brake pad material was produced by repeating the same operations as in Example 1 except that the fiber length was 5III1 and the fiber concentration in the dispersion was 1%.

得られたブレーキパッド材を実施例1と同様の方法で試
験したところ、摩擦係数は0.45で、摩耗量は1 、
 47 X 10−’cj/kg−mであり、同じ性能
を有する摩擦材料が再現性良く得られた。
When the obtained brake pad material was tested in the same manner as in Example 1, the friction coefficient was 0.45, and the amount of wear was 1.
47×10-'cj/kg-m, and a friction material having the same performance was obtained with good reproducibility.

実施例3 実施例1で製造したアクリル系繊維状物40%、ガラス
繊維15%、珪藻土22%及びフェノール樹脂23%の
割合で混合し、実施例1の操作を繰り返してブレーキパ
ッド材を製造した。
Example 3 A brake pad material was manufactured by mixing 40% of the acrylic fibrous material manufactured in Example 1, 15% of glass fiber, 22% of diatomaceous earth, and 23% of phenolic resin, and repeating the operations of Example 1. .

このブレーキパッド材を実施例1と同様の方法で摩擦係
数及び摩耗量を調べた。
The friction coefficient and wear amount of this brake pad material were examined in the same manner as in Example 1.

摩擦係数は0.45であり、摩耗量は1.46X I 
O−’d7kg−mであった。
The coefficient of friction is 0.45 and the amount of wear is 1.46X I
O-'d7 kg-m.

(発明の効果) 本発明の摩擦材料は、特殊な形態の繊維からなる繊維状
物を用いているために、繊維状物、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、耐摩耗性の改良された摩擦材料である。
(Effects of the Invention) Since the friction material of the present invention uses a fibrous material made of fibers with a special shape, the fibrous material, resin, and filler can be uniformly mixed and they can be more closely bonded together. is planned,
A friction material with improved friction coefficient and wear resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第2図は、本発明で用いるアクリル系繊維の横
断面及び縦断面を示す電子顕微鏡写真(4、000倍)
である。 第3図は、叩解処理した後の、本発明で用いる繊維状物
の繊維形態を示す電子顕微鏡写真(100倍)である。 (ばか1名)
Figures 1 and 2 are electron micrographs (4,000x magnification) showing the cross section and longitudinal section of the acrylic fiber used in the present invention.
It is. FIG. 3 is an electron micrograph (100x magnification) showing the fiber morphology of the fibrous material used in the present invention after beating treatment. (1 idiot)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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を幹と
し、該幹の表面に該幹から枝分かれした微細なヒゲ状繊
条を多数有し、かつ該幹が部分的に幹の長さ方向に割れ
て複数の繊維に分離しているアクリル系繊維状物、樹脂
及び充填材を含んでなる摩擦材料。
The cross section of the fiber has a large number of openings having an unspecified shape, and each of the openings is in the shape of a stripe (straw) having a length of 60μ or more and approximately parallel to the length direction of the fiber inside the fiber. The trunk is made of acrylic fibers forming voids in the trunk, and the surface of the trunk has many fine whisker-like fibers branching from the trunk, and the trunk partially extends in the length direction of the trunk. A friction material comprising an acrylic fibrous material that is split and separated into a plurality of fibers, a resin, and a filler.
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