JPH0730804B2 - 耐熱用ブレーキライニング材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は、ステンレス鋼繊維材料と、セラミックバルク
ファイバーとの混紡でなる混紡糸を用いて織製された耐
熱織物に係わり、特にその耐熱性と可トウ性．強度 屈
曲．耐摩耗性などの機械的性質を向上させた耐熱用ブレ
ーキライニング材である。

＜従来技術＞ 従来耐熱用の素材としては、例えばアスベスト．金属繊
維などの耐熱用繊維材料を単独で、あるいはこれらを他
の繊維材料と混紡した紡績糸を用いて布状品などに加工
したものが知られており、これらはその材料的特性に起
因し、例えば温度600℃以下の比較的低温環境で広く用
いられてきた。

しかし、前記アスベスト材料においては人体に及ぼす健
康上の理由により最近では、その使用が大きく抑制され
徐々に減少しつつある。

一方前記アスベスト材料に代わる新素材として、炭素繊
維やセラミック繊維材料の開発も一方では行なわれてお
り、特にセラミックでなる繊維材料は優れた耐蝕性と温
度1200℃以上にも耐え得る耐熱性とを有し、また軽量で
もあることから例えばFRMエンジン部品等の一素材とし
てすでに実用化されているが、その紡績製品については
該繊維材料が屈曲耐摩耗性に劣り折損しやすく、またそ
の長さも比較的短いことからそれのみで紡績加工するこ
とは困難であった。

また特開昭58−46145号公報にはセラミックファイバー
を用いた熱遮断クロスを開示したものも見受けるが、そ
の構成はセラミックファイバーと、例えばアクリル繊維
などの有機繊維を焼成炭素化して得た耐炎化繊維との混
紡糸を金属線で補強した原糸を使用して、平織りしたク
ロスである。

しかし、その用途については、溶接火花や溶融金属の飛
散を防止する単なる遮蔽用カーテンに関するものにとど
まり、その加工性や屈曲耐摩耗性、弾力性などの特性を
向上することについては何等言及されていない。

特にそのクロスの一素材として用いられている前記炭素
化繊維は、一般に屈曲性に劣り、折損しやすい為、紡糸
工程や織布工程などの加工時に高度の技術を要するとと
もに、得られた製品においても繰り返しの強加工を受け
るような例えばパッキン・ベルトなどの用途には適さ
ず、従って用途的にも限られたものであった。

＜発明の目的＞ 本発明は、このような従来の問題点に鑑がみ、特に600
℃以上の温度に耐える耐熱性と、前記用途に於いても、
使用に伴うヘタリや破損等のない十分な屈曲耐摩耗性と
を併わせ持つ耐熱用ブレーキライニング材の提供を目的
とするものである。

＜発明の開示＞ すなわち本発明は、繊維径２〜50μｍのステンレス鋼繊
維材料と、二次加工の施されていない集綿状態のセラミ
ックバルクファイバーとから混紡された混紡糸で、重ね
織りされてなる耐熱用ブレーキライニング材である。

以下本発明の一例をその製造方法とともに説明する。

いま第１図では、ステンレス鋼でなる繊維径２〜50μｍ
の繊維材料２と、例えばアルミナ・シリカ等を含有する
セラミックバルクファイバー３を用いて混紡した混紡糸
４を経糸５、及び横糸６に用いて重ね織りしてなるブレ
ーキライニング材（以下、ライニング材という）１の断
面をその一例として示している。

重ね織りとは、同図が示すようにその断面において経糸
5,緯糸６の一方または双方が２重以上重なって全体的に
１枚の織物に織られたものをいう。

特に前記コンベアベルト、パッキング材，ライニング材
などのように強度と弾性がつよく求められる用途には、
このように厚く重ね織りされたものが用いられる。

本発明に関わるライニング材は、回転あるいは転動する
被対象物と接触し、この動きを減速又は停止する為のも
のであって、前記接触に伴う押圧力や摩擦，摩耗に耐え
得るよう、以下詳述の混紡糸により重ね織りされてい
る。

本発明における特徴事項の一つは、該ライニング材１を
構成する糸が、繊維径２〜50μｍのステンレス鋼繊維材
料２と、セラミックファイバーのなかでも特に長さが比
較的短く未加工の集綿状態のセラミックバルクファイバ
ー３との混紡によって得られた混紡糸４を用いているこ
とである。

前記混紡糸４は、前記両繊維2.3をその使用目的によっ
て例えば５〜95Wt％の割合で混合し、かつ、２〜10回/i
n.程度の撚りを付与し混紡したものや、あるいはその複
数本をさらに合撚することによって構成されたものを混
紡糸４としてもちいうる。

また、前記ステンレス鋼繊維２はその糸断面において、
適当に分散又は集中するように配置させてもかまわず、
例えば、より高温な環境で使用するような用途には、前
記ステンレス鋼繊維２を均一に分散させたり、あるいは
その中央部に集中して配置し、周囲をセラミックファイ
バー３で包囲するように構成すればステンレス鋼繊維２
への直接的な熱影響を防ぎ、その劣化をより防止するこ
とができる。

また後者の合撚した混紡糸におけるその構成は、各単糸
が同一構成の組み合わせである他、太さや混率等の異な
る異種組み合わせであってもよく、公知の方法で実施で
きる。

第２図は、このような混紡糸の例として、断面方向に均
一に分布させ合撚させた糸の状態を示している。

本発明に用いられるステンレス鋼繊維材料２は、例えば
特公昭56−11523号明細書が開示する複合集束伸線法な
どの方法で得た繊維径２〜50μｍステンレス鋼集束繊維
の所謂トウや、あるいはこれらをさらにパーロック切断
機などで所望の長さ、例えば20〜100mm程度に切断した
スライバー状のものを用いることもでき、特にスライバ
ー状のものは均一分散させる場合に望ましい。またステ
ンレス鋼繊維材料は、セラミック材料に比べ耐蝕性．耐
熱性はやや劣るものの、モミなどにたいする屈曲耐摩耗
性、可トウ性は非常に優れており、またその弾性におい
ても最終での冷間伸線加工率などによって、引張強さと
ともに大きく向上させることが可能となる。従って、こ
れらを使用すれば紡糸工程やその後の織り工程での作業
性を向上せしめ、破損等の問題を解消させることができ
る。

特にこの様な傾向は引張強さ100Kgf/mm2以上のものにい
える。

さらに本発明においては、その繊維径を２〜50μｍとし
ているが、これは50μｍを越えたものにおいては第１図
のように均一分散させる場合に難しくなるとともに、セ
ラミックファイバー３とのからみがわるくなり、逆に２
μｍ未満では糸自体の弾性に劣り、またステンレス鋼繊
維も熱影響を受け易くなる為目的達成が困難となる。

次にもう一方の素材であるセラミックバルクファイバー
について説明すれば、該ファイバー３は、例えばカオリ
ン仮焼物やアルミナ．シリカ原料などの混合物に、必要
により適度のフラックスを加え、誘導加熱炉などで2200
〜2300℃程度に加熱溶融して流出させ、圧縮空気や高圧
水蒸気で吹き飛ばすブローイング法や、あるいは回転円
盤の側面に滴下せしめその遠心力によって繊維化させる
スピニング法などの方法で得た集綿した状態のバルクフ
ァイバーであって、該ファイバー３は耐熱温度1200℃以
上を有し、且つ繊維径１〜５μｍと所定の長さ（たとえ
ば50mm以下）を有している。もちろん、前記値はそれに
限定されるものではない。

このようにして得たステンレス鋼繊維材料２とセラミッ
クバルクファイバー３とは、その使用目的によって５〜
95Wt％の任意な混率で開繊機を用いて開綿しながら両者
をブレンドし、さらに特殊リュウ綿機によって混合した
スライバー状に紡出する。その後さらにイング製紡機に
より例えば２〜10回/in.程度の撚りを付加させ、両者の
からまりを複雑にするとともに、撚りの周面圧力によっ
て一本の混紡糸を得る。

また、この複数本を用いて合撚させ１本の混紡糸を得る
は、逆方向の撚り（例えば２〜10回/in.）を与えること
によって容易に得られ、特に前述した方法によるステン
レス鋼繊維材料２は、第３図に示すようにその長手方向
に沿って発生する鋭利な稜７や溝８によって表面が粗
く、またその断面形状も不規則となる為、他の繊維との
カラマリが大きく強い混紡糸となる。

さらに前記ステンレス鋼繊維２は、例えばその中央部に
トウを、またその周囲にスライバーをセラミックファイ
バーと混合して配してもよい。

本発明の耐熱用混紡繊維１は以上のように構成された混
紡糸４を用いて重ね織りされており、従って長さが短い
セラミックバルクファイバーであっても、ステンレス鋼
繊維２間で確実に保持し、又前記撚りによる周面圧力に
よって強度的にもすぐれ、前記セラミックバルクファイ
バー３の飛散も少なく、しかもその弾性や屈曲耐摩耗製
をも向上させることができる。

さらに、その耐熱性においても両者を複合させ撚りを施
すことによってステンレス鋼繊維２への熱吸収を柔らげ
直接的な影響を防ぐことができるなどの複合効果を有す
る為、本発明のライニング材は、高い耐熱性とともに強
度，弾性，柔軟性，屈曲耐摩耗性を備えることから、寿
命向上が可能となる。また、このような構成でなる織物
はさらに耐熱用コンベアベルト材，パッキン材として、
あるいは製鉄所などでの材料搬送用ローラの消音緩衝材
としても応用可能である。

つぎに本発明の実施例を説明する。

＜実施例−１＞ 繊維径12μｍのSUS316Lステンレス鋼繊維をパーロック
切断機にかけ、平均長さ50mmのスライバーをえた。

このステンレス鋼繊維と、セラミックファイバーとして
アルミナ．シリカ系の平均繊維径３μｍのバルクファイ
バーとを、重量比3:2の割合で均一に分散して得た単糸
４本を用い太い2mmの混紡糸を得た。

この混紡糸をライニング織機にかけ、３層の重ね織りし
た厚さ6mm、幅30mmのクロス製品を作り、その特性を調
べる為、加熱温度に伴う強度の変化、及びJIS3450が規
定する強熱減量試験、さらに第４図に示す繰り返し曲げ
試験を行ない破損に至るまでの回数を調べた。

その結果を第１表に示す。

＜比較例＞ アスベスト繊維と耐熱性ナイロン繊維とを重量比3:2の
割合で混紡しその４本で合撚した混紡糸（太さ2mm）を
用いて実施例−１と同様なクロス製品を作り前記各試験
を行なった。

＜発明の効果＞ 以上詳述したように、本発明は耐熱性にすぐれたセラミ
ックファイバーのながでも、特に二次加工の施されてい
ない集綿状態のセラミックバルクファイバーと、ステン
レス鋼繊維材料とから混紡される混紡糸で重ね織りした
ことから、耐熱性と強度，屈曲耐摩耗性に優れ、その寿
命を飛躍的に向上するブレーキライニング材である。

特に本発明においては、例えば従来耐熱性には優れてい
るものの、そののみでは紡糸することが困難であったセ
ラミックファイバーの紡糸処理を、強度と弾性、可トウ
性などにすぐれたステンレス鋼繊維で混紡させた混紡糸
をもちいることによって可能とし、またステンレス鋼に
おいてもやや不足していた耐熱性は、セラミックファイ
バーとの撚りによる密着保護により、その熱劣化を防止
することができるなどの両繊維材料の利点を生かした複
合作用によって、高い加工性が得られ、その結果利用範
囲を大きく拡張させることが可能となったものである。

また本発明では公害面においても問題のないセラミック
ファイバーを用い、またこれらをステンレス鋼繊維との
撚りで確実に保持させているためその飛散を防ぎ、さら
にこれらは前記各実施例から理解されるように加熱温度
による収縮や強度低下も極めて少なく、また、炭化粉塵
化することもないため、使用中に於ける形状変化や環境
面からも極めて好ましいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ブレーキライニング材の断面斜視図、第
２図は混紡糸の一例斜視図を示す。また、第３図は本発
明に使用するステンレス鋼繊維の状態を示す拡大図、第
４図は試験方法を示す概略図である。 図中、１……ブレーキライニンク材 ２……ステンレス鋼繊維 ３……セラミックバルクファイバー ４……混紡糸である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維径２〜50μｍのステンレス鋼繊維材料
   と、二次加工の施されていない集綿状態のセラミックバ
   ルクファイバーとから混紡された混紡糸で、重ね織りさ
   れてなることを特徴とする耐熱用ブレーキライニング
   材。
2. 【請求項２】前記ステンレス鋼繊維の引張り強さは、10
   0Kgf/mm2以上である請求項１記載の耐熱用ブレーキライ
   ニング材。
3. 【請求項３】前記ステンレス鋼繊維は、その長手方向に
   沿って稜と溝を持つ断面不規則形状である請求項１また
   は２に記載の耐熱用ブレーキライニング材。