JPH0130018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は摩擦特性の優れたシートからなる改良
されたブレーキ材に関するものである。 高い精度と安定性及び耐久性を要求される比較
的トルクの小さい回転体の摺動ブレーキ材とし
て、従来は羊毛フエルト、兎毛フエルトなどの動
物繊維から造られたフエルトが用いられている。
これら動物繊維から造られたフエルトは、一定の
温湿度下において、摺動ブレーキ材として好まし
い摩擦特性を有している。ところが、動物繊維か
ら造られたフエルトであるがために、吸湿性が大
きく、雰囲気の湿度変化に対し、摩擦係数が変動
する。また温感特性も敏感であるため、温度変動
に対し、摩擦係数が変動することなどから摺動ブ
レーキ材として雰囲気変化に対し、安定した機能
を発揮し得ない欠点がある。さらにまた、動物繊
維から造られたフエルトは摩耗強さが十分でない
ため、経時的に摩擦が変化することと、摩擦を長
時間繰返すことにより、繊維のひきちぎれを生
じ、繊維屑を発生する。これらの繊維屑は精密な
機器内を汚染し、重要機能部材を損傷したり、発
生した繊維屑が摩擦界面に存在し、摩擦係数など
摩擦特性をさらに変動するなど本来の好ましい特
性を損なう欠点を有している。 本発明者らは、これらの欠点を改善するため
に、すでに実願昭56−28727号（実開昭57−
141245号公報参照）を提案しているが、さらに初
期安定性の向上と耐久安定性をより高め、かつ上
記した従来の摺動ブレーキ材の欠点を改善するた
めに鋭意検討した結果、立毛シートを構成する単
繊維の少なくとも１部を接着させると共に、シー
トの見掛け密度と圧縮弾性率とを特定範囲に規定
することによつて、耐摩耗性に優れ、雰囲気の変
化に対して安定で、初期変化が少なく、耐久安定
性の優れた、しかも摺動ブレーキ材として好まし
い摩擦特性を有するシートから成る改良されたブ
レーキ材を見出すことが出来たものである。 すなわち、本発明は繊維の単糸繊度が１デニー
ル以下である合成繊維および／または再生繊維を
主体とし、単繊維の少なくとも１部が自己接着、
若しくは高分子バインダーによつて接着された立
毛を有するシートから成るブレーキ材において、
前記シートの見掛け密度は0.20〜0.95ｇ／cm³、シ
ートの圧縮弾性率は70％以上であることを特徴と
する改良されたブレーキ材である。 ここで合成繊維はポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレン
テレフタレート、これらの各重合体による共重合
体又はは混合重合体などからなるポリエステル系
重合体、ナイロン６、ナイロン66、ナイロン610
ナイロン11、これらの各重合体による共重合体又
は混合重合体からなるポリアミド系重合体；ポリ
エチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフイン
系重合体；ポリアクリロニトリル、ハロゲン化ビ
ニル−アクリロニトリル系共重合体などのアクリ
ル系重合体などからなる繊維である。また必要で
あれば着色剤、改質剤、改質材などを配合したも
のも適用できる。 再生繊維はビスコースレーヨン、銅アンモニア
レーヨンなどの、セルローズ系繊維であり、必要
であれば着色剤、改質材などを配合しても良い。 前記合成繊維の中では、線状ポリエステル系重
合体、線状ポリアミド系重合体およびアクリル系
重合体からなる繊維が好ましく、線状ポリエステ
ル系重合体、線状ポリアミド系重合体からなる繊
維がより好ましい。 繊維の単糸繊度は１デニール以下が良い。好ま
しくは0.5デニール以下である。繊維の単糸繊度
が１デニールを越えると、接触面での当りが粗く
なるため摩擦特性が安定しないのみならず、シー
ト表面にある繊維が硬いため摩擦する相手素材の
摩擦面を傷つけて摩擦特性を損なうので好ましく
ない。また繊維の単糸繊度が0.001デニール以上
の場合は単繊維の摩耗強力が低下し、シートの表
面にある単繊維がひきちぎれを生じて繊維屑を発
生することがないため好ましい。 繊維の単糸繊度が本発明の範囲にあれば、摩擦
接触面において当りが適度に密になり、摩擦特性
が安定するのみならず、耐久摩耗性に優れている
利点が得られるのである。これら繊維は同一繊度
のものからなつていても良いし、異繊度の繊維を
混合して使用しても良い。 前記単糸繊度が１デニール以下である繊維は、
たとえば、２種以上の重合体からなる多成分系の
海島型繊維、混合紡糸繊維、特殊複合繊維等を形
成し、その１成分を溶解除去、剥離除去等の手段
で除去したあとの細繊度糸として得ることができ
る。 また、メルトブロー法、スーパードロー法等の
手段で直接単糸繊度の小さい繊維を得ることもで
きる。 さらにまた、線状ポリエステル系重合体の場合
には、繊維状のまままたは織編物、不織布などの
シートに形成したのち、アルカリ性溶液の雰囲気
中で繊維表面を溶解することによつても繊度を小
さくできる。 シートの見掛け密度は0.2〜0.95ｇ／cm³が良い。
好ましくは0.4〜0.95ｇ／cm³であり、より好まし
くは0.5〜0.95ｇ／cm³である。シートの見掛け密
度が0.2ｇ／cm³に満たないものを摺動ブレーキ材
として長時間、押圧下で摩擦を続けると、シート
の構造がより安定化しようとするためにシートの
表面および内部の構造が変化し、それに付随して
シートの見掛け密度が変化し、摩擦係数あるいは
摩擦トルクが経時的に変化し、安定性が望めず好
ましくない。またシートの見掛け密度が0.95ｇ／
cm³を越えるとシートの硬度が著しく大きく、樹脂
成型板や金属板の様に、可撓性を低下させて望ま
しい形状への加工性を損うのみならずシートの表
面状態が鏡面に近似し、好ましい摩擦特性が得ら
れず好ましくない。すなわち、加圧下における摩
擦時にシート構造が安定していることこそ摩擦特
性の安定性につながるものであり、これらを満足
するためには本発明の範囲が是非必要となるので
ある。 シートの圧縮弾性率は70％以上が良い。好まし
くは75％であり、さらにより好ましくは80％以上
である。これらシートの圧縮弾性率が70％に満た
ないと、所定の押圧下で摩擦を継続したときの動
摩擦係数あるいはトルク値が経時的に変化して安
定した摩擦特性を発揮し得ない問題があり好まし
くない。すなわち加圧下でシートの摩擦特性を安
定させ、かつ耐久性を持たせるためには、いかに
シートに復元性を持たせるかが大切な特性の１つ
である。優れた復元性を有するものとするには、
シートの圧縮弾性率が本発明の範囲にあることが
必要なのである。 本発明のブレーキ材を構成する立毛を有するシ
ートの表面に出ている単繊維の長さは、特に限定
されないが、好ましくは0.1〜５mmが良く、より
好ましくは0.2〜２mmである。ここでシートの表
面に出ている単繊維とはシート表面を垂直上方か
ら観察して認め得る切断面を有する単繊維であ
る。これら単繊維はシート表面とある角度で立毛
していても良いが、シート表面とほぼ平行して寝
ている方が摩擦特性の初期安定性および耐久安定
性の点から好ましい。よつてシート表面のループ
状繊維は存在しない方が良く、存在していても、
そのループ長は短かい方が好ましい。 以上の様な特性を有する立毛を有するシート
は、先ず通常のシートを形成させたのちに緻密化
処理を行なうか、シートの形成時に緻密化を併せ
て行なう方法のいずれでも得ることができる。た
とえば前記合成繊維および／または再生繊維から
形成された繊維ウエツブをニードルパンチ、ウオ
ータージエツトパンチあるいはエアージエツトパ
ンチ等のパンチング処理により繊維相互でからみ
合いをさせる方法、織編物をベースに繊維ウエツ
ブを積層してパンチング処理して得る方法、短繊
維を抄紙法などにより積層して得る方法、織編物
をベースに短繊維を電気植毛する方法などで得る
と同時にあるいはその後、予め混合しておいたか
あるいは構成繊維としての低融点合成繊維などの
自己熱接着性繊維又は粉体を加熱して、単繊維の
少なくとも１部を接着することあるいは、ポリウ
レタン系ポリアクリル系、ポリアミド系、および
ポリエステル系などのバインダーを含浸させるこ
とにより得られる。 本発明で規定される見掛け密度および圧縮弾性
率を得るためにシートを構成するバインダーの
量、繊維の繊度、繊維の密度、加熱加圧処理等の
手段により調節する。たとえば、バインダーの含
浸量を調節すること、パンチング処理の程度の調
節すにより繊維相互の絡合の程度を調節するこ
と、編織物の密度を調節すること、シートを厚み
方向に加熱加圧処理すること等の手段を１種また
は２種以上組合せる。加熱加圧処理は、カレンダ
ーロール、熱ロール、熱板などで行うのが好まし
い。 この様にして得られた本発明のブレーキ材は雰
囲気の変化に対して安定な摩擦特性を有するのみ
ならず、初期安定性が良く、かつ耐久性に優れた
長所を有する。よつて本発明のブレーキ材は高性
能摺動ブレーキ材等に適し、特に高精度な音響機
器、およびビデオテーププレーヤーを安定走行せ
しめることに対し偉力を発揮し、かつ均質なブレ
ーキ材を安価に提供できるメリツトを有するので
ある。 次に本発明の好ましい具体的内容を実施例で説
明する。実施例で種々の評価を行なつているが、
その方法は次のとおりである。 〔シートの見掛け密度〕 100mm角のシートを採取し、重量と厚さを測定
し算出する。 〔シートの圧縮弾性率〕 JIS−L1096に記載の方法により、荷重300ｇ／
cm³で測定する。 〔動摩擦係数〕 ポリアセタール樹脂成型板を水平に置き、その
上に100mm角のシートと、さらにその上に20ｇ／
cm³の荷重を乗せ、ポリアセタール樹脂成型板上で
100mm／minの速さでシートを走行させる。その
時の引張り応力を測定して算出する。 〔トルク値〕 (株)中道研究所製カセツトテーププレーヤーデツ
キ600型を用い、カセツトテープのバツクテンシ
ヨンコントロール用デイスク状フリクシヨンブレ
ーキの押圧荷重を押圧用スプリングを変更して、
通常の約２倍に増して使用する。フリクシヨンブ
レーキのデイスクはシートから外径18.0mm、内径
12.0mmの寸法で打抜き、シートの表面がポリアセ
タール樹脂で造られたトルクコントロール部品の
接触面に合致する様に、シート裏面に両面粘着シ
ートにより基盤に取付け固定して測定に供した。
摩擦回転速度は65rpmを採用し、トルクの測定は
(株)東日製作所製TG型トルクゲージを使用する。 〔平面摩耗〕 JIS L1096に記載のカストム法により測定す
る。 実施例 １ ポリエチレンテレフタレート（PET）とポリ
スチレンを複合溶融紡糸した後、加熱延進伸して
延伸糸を得た。次いで捲縮、切断してステープル
フアイバーとしたのち、開綿カーデイングにより
ウエブを形成しこれを積層してからニードルパン
チングをして不織布とした。次いでポリスチレン
の溶剤でありポリエチレンテレフタレートに何ら
影響を及ぼさないトリクレン中で処理してポリス
チレンを除去した。引続いてポリウレタンを含浸
せしめてポリエチレンテレフタレート繊維とポリ
ウレタンとの重量比が85：15であることからなる
不織布を得た。この様にして得た不織布を構成す
るポリエチレンテレフタレート繊維の単糸繊度は
0.8デニール、0.14デニールおよび0.07デニールの
夫々から成つている。比較品としてポリエチレン
テレフタレートを通常の方法で溶融紡糸して単糸
繊度3.0デニールの延伸糸を得、上述の方法でポ
リウレタンを含浸せしめた不織布を得た。 上記の如くして得た不織布を起毛ののち180℃
に加熱した１対の熱ロール間を通過させ、それぞ
れ所望の見掛け密度を有するシートを得た。さら
に比較品としてウールフエルトを加え、トルク値
の経時変化を測定した。測定時の雰囲気は20℃65
％RHである。 結果を第１表に示す。

【表】 本発明品は細繊度のポリエチレンテレフタレー
ト繊維を構成繊維とすることと緻密化してあるこ
とによつて所望の見掛け密度を有するシートを得
ることができた。そのため、ウールフエルト及び
通常の太デニールポリエチレンテレフタレート繊
維を用いた不織布ではトルクの変化が、かなり短
い日数で生じているが本発明品は安定したトルク
値の寿命を著しく延ばし得ることができた。また
機器の汚染や支障を生ずる懸念のある摩耗屑の発
生が著しく遅れていることがわかる。特にウール
フエルトでは摩擦によつて、ウール繊維のひきち
ぎれによる脱落と共に摩擦対象物であるポリアセ
タールの微粉末がウールフエルトに蓄積されてい
ること、および太デニールのポリエチレンテレフ
タレート繊維からなる不織布シートでは、ひきち
ぎれによる脱落繊維はないが、ポリアセタール樹
脂をけづりとり不織布シート表面に蓄積している
ことが認められた。 実施例 ２ 実施例１と同様の方法で製造した単糸繊度が
0.07デニールのポリエチレンテレフタレート繊維
からなり、しかもポリエチレンテレフタレート繊
維とポリウレタンの重量比が80：20である不織布
を形成し、熱ロール温度を変更して、その熱ロー
ルと１分間接触させて不織布シートの見掛け密度
の異なる試料を造つた。このようにして得た不織
布シートをトルクの経時変化として測定し特にト
ルクの初期変化を比較した。結果を第２表に示
す。

【表】

【表】 第２表に示すとおり、緻密化され、本発明の見
掛け密度を有するシートは摩擦トルク値を長期間
安定にするのみならず、特に初期の摩擦トルク値
を安定化することに偉力を発揮することがわか
る。さらにまた試料間のバラツキを極めて少ない
範囲に抑えるのに大いに有効であることが認めら
れた。 実施例 ３ 単繊維繊度が0.07デニールのポリエチレンテレ
フタレート繊維とポリウレタンとからなる不織布
シートを実施例１と同様の方法で造り、繊維／バ
インダーの比率を変更して175℃の熱ロールで１
分間熱プレスして不織布シートを得た。この様に
して得られた不織布シートの見掛け密度、シート
の圧縮弾性率の異なるものが得られた。この不織
布シートを用いてトルク値の経時変化を測定し、
トルク値が変動を始めるまでの日数を求めた。結
果を第３表に示す。

【表】 第３表に示した通り繊維／バインダー比を変更
して更に熱プレスした場合繊維／バインダー比が
低下すると熱プレスによる緻密化効果が得られな
いため、シートの圧縮弾性率は、本発明の所望す
る範囲に納まらないことから摩擦挙動が経時的に
変化し、特に早期に悪化することが認められた。 実施例 ４ 単糸繊度が0.7デニールのナイロン６延伸糸単
糸繊度が0.7デニールのポリエチレンテレフタレ
ート延伸糸を夫々、捲縮、カツトしてステープル
フアイバーを得た。次いで開綿したウエブを積層
しニードルパンチにより夫々の不織布を製造し
た。次に繊維100重量部に対し、20重量部の割合
になる様、バインダーとして発泡状ポリウレタン
を含有させたのち、一方の表面を起毛して厚み
1.5mmを有する不織布表面に切断面を有する単繊
維を生起し、さらにこれを一対の熱加圧ロールを
経て、厚さ１mmの不織布シートを得た。また厚さ
１mmの市販ウールフエルトを比較品とした。 この様にして得た夫々の試料を所定の雰囲気中
で24時間、調整したのち、その雰囲気中でポリア
セタール樹脂板との動摩擦係数を測定した。結果
を第４表に示す。

【表】 第４表でみられる様に本発明により得られた不
織布の温湿度変化における動摩擦係数の変化はウ
ールフエルトのそれにくらべて極めて小さく雰囲
気の影響を受け難いことがわかる。その中でもポ
リエチレンテレフタレートの如きポリエステルが
優れていることがわかる、又本発明品はいずれも
耐摩擦性に優れていることがわかる。このことは
長時間の摩擦に対して安定した摩擦特性が維持で
きることを示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 繊維の単糸繊度が１デニール以下である合成
   繊維および／または再生繊維を主体とし、単繊維
   の少なくとも１部が自己接着、若しくは高分子バ
   インダーによつて接着された立毛を有するシート
   から成るブレーキ材において、前記シートの見掛
   け密度は0.20〜0.95ｇ／cm³、シートの圧縮弾性率
   は70％以上であることを特徴とする改良されたブ
   レーキ材。