JPH06305760A - 摩擦材用ロックウール - Google Patents

摩擦材用ロックウール

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JPH06305760A
JPH06305760A JP11935193A JP11935193A JPH06305760A JP H06305760 A JPH06305760 A JP H06305760A JP 11935193 A JP11935193 A JP 11935193A JP 11935193 A JP11935193 A JP 11935193A JP H06305760 A JPH06305760 A JP H06305760A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rock wool
weight
friction material
urethane resin
average fiber
Prior art date
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Pending
Application number
JP11935193A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Yamazawa
淳 山澤
Masato Watanabe
正人 渡邊
Hideaki Suda
秀昭 須田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Boseki Co Ltd
Original Assignee
Nitto Boseki Co Ltd
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Publication date
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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 摩擦材をはじめとし種々の用途に使用される
アスベスト繊維の代替繊維として使用することができ
る、補強性及び他材料との混合時の分散性等に優れるロ
ックウールを提供する。 【構成】 全固形分中、ウレタン樹脂0.1〜5.0重
量%とシランカップリング剤0.01〜2.0重量%を
表面に付着した平均繊維径2〜7μm、平均繊維長0.
1〜10mm,非繊維化物含有率15%以下、嵩密度
0.02〜0.20g/cm3 であることを特徴とする
摩擦材用ロックウール。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、摩擦材をはじめとし種
々の用途に使用されるアスベスト繊維の代替繊維として
使用することができる、補強性及び他材料との混合時の
分散性等に優れるロックウールに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車、車輌、産業機械などに使
用されている摩擦材の脱アスベスト化が進められている
が、アスベスト代替繊維としては、特公昭61−382
32号公報、特公昭63−12098号公報にみられる
ように、ロックウール、ガラス繊維、スチール繊維、ア
ラミド繊維、チタン酸カリウム繊維等が使用されてい
る。これらの繊維はそれぞれ長所、欠点を有しているた
め、数種類の繊維の組み合わせによって摩擦材が製造さ
れている。アスベスト代替繊維としてのロックウール
は、耐熱性などの点でアスベストより優れた性能を示す
反面、分散性、非繊維化物を含むことによる相手攻撃
性、摩擦材への強度付与の点で劣る。この問題点を解決
する方法として、非繊維化物を除去する方法(特願平0
3−109770)が提案されている。しかし、この方
法によって非繊維化物は減少し相手攻撃性は減少するも
のの摩擦材への強度付与には十分でない。また、ロック
ウールの分散性、強度付与を高める方法として、特開平
3−9979が提案されているが、この提案では表面処
理剤としてレゾール型のフェノール樹脂が用いられてい
るため、乾燥など経時による品質の悪化などが起こり実
用的でない。また、フェノール樹脂独特の臭気のため、
作業環境が悪く大型の排気設備の設置等の対策が必要で
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は前記問
題点を解決し、摩擦材をはじめとし種々の用途に使用さ
れるアスベスト繊維の代替繊維として使用することがで
きる、補強性及び他材料との混合時の分散性等に優れる
ロックウールを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明の全固
形分中、ウレタン樹脂0.1〜5.0重量%とシランカ
ップリング剤0.01〜2.0重量%を表面に付着した
平均繊維径2〜7μm、平均繊維長0.1〜10mm,
非繊維化物含有率15%以下嵩密度0.02〜0.20
g/cm3 であることを特徴とする摩擦材用ロックウー
ルにより解決される。 以下本発明について説明する。
【0005】本発明のロックウールは成分組成SiO2
35〜55重量%、Al2 3 5〜15重量%、CaO
0〜40重量%、MgO5〜35重量%、MnO+Cr
3+TiO2 +Fe2 3 0〜10重量%、その他不
可避成分0〜5重量%であり、平均繊維径2〜7μm、
平均繊維長0.1〜10mm,非繊維化物含有率15%
以下、嵩密度0.02〜0.20g/cm3 である。前
記成分組成のロックウールは製鉄スラグ、フェロクロム
スラグ、フェロニッケルスラグ等のスラグおよび玄武
岩、カンラン岩,シリカ、輝緑岩、ドロマイト、石灰石
等の天然石を所定の割合で配合し電気炉あるいはキュポ
ラ炉で溶融し、つづいて複数の高速回転体によって繊維
化して得られる。
【0006】本発明のロックウールの平均繊維径は2〜
7μmであり、好ましくは3〜5μmである。平均繊維
径が2μm以下であると製造が困難になり経済的ではな
く、7μm以上であると他の材料との混合時の分散性が
悪化するとともに、摩擦材にした場合、摩擦させる金属
に対する相手攻撃性が悪くなる。ロックウールの繊維径
は繊維化時の温度および高速回転体の回転速度により決
まる。即ち、繊維化時の温度が高く、高速回転体の回転
速度が早いほど繊維径は細くなる。
【0007】本発明のロックウールの平均繊維長は0.
1〜10mmであり、好ましくは0.1〜3mmであ
る。0.1mmより短いと補強効果が十分に得られず、
10mmより長いと互いに絡み合い、他材料との混合時
の分散性が悪くなる。平均繊維長を0.1〜10mmに
調節するには回転型カッターとメッシュスクリーンから
なる切断装置を用いて切断処理を行うと有利である。メ
ッシュスクリーンのメッシュの径を選ぶことによって所
望の平均繊維長に調節する。
【0008】本発明のロックウールの嵩密度は0.02
〜0.20g/cm3 であり、好ましくは0.02〜
0.1g/cm3 である。0.02g/cm3 より小さ
いと、摩擦材の製造に際してロックウールが嵩張りミキ
サーへの投入が困難になるのみならず分散性の不良を引
き起こす。0.20g/cm3 より大きいとこれも他材
料との混合時の分散性・混合性が悪くなる。
【0009】本発明のロックウールの非繊維化物の含有
率を15%以下にするには切断加工されたロックウール
を、空気輸送し、途中ジャマ板を設け、非繊維化物をこ
れに衝突させて落下させる空気輸送法、及びメッシュス
クリーンの回転体であるトロンメルに投入して非繊維化
物をふるうトロンメル法等が用いられる。非繊維化物の
含有率が15%を超えると摩擦材にした場合、摩擦させ
る金属に対する相手攻撃性が悪くなるばかりでなく、摩
擦時に不快な異音を発生し好ましくない。
【0010】本発明に使用されるシランカップリング剤
としては、βー3,4(エポキシシクロヘキシル)エチ
ルトリメトキシシラン、γーアミノプロピルトリメトキ
シシラン、γーアミノプロピルトリエトキシシラン、γ
ーグリシドキシプロピルトリメトキシシラン、N−βー
(アミノエチル)γーアミノプロピルトリメトキシシラ
ン等のシランカップリング剤が挙げられる。ロックウー
ルへの付着量は全固形分に対して0.01〜2.0重量
%で、好ましくは0.1〜1.0重量%である。付着量
が0.01重量%より少ないと補強効果が小さく、2.
0重量%より多くても補強効果は低下し経済的でない。
シランカップリング剤の効果を、γーアミノプロピルト
リエトキシシランを使用した場合についてみる。ロック
ウールの表面にはーSi−OHで表されるシラノール基
が存在する。γーアミノプロピルトリエトキシシランの
エトキシ基(C2 5 O−)は水と反応し、加水分解さ
れ、シラノール基になる。両者のシラノール基の縮重合
反応により、ロックウールの表面にSi−OーSiで表
されるシロキサン結合により、ロックウールとシランカ
ップリング剤が結合する。また、γーアミノプロピルト
リエトキシシランはアミノ基(NH2 −)を有している
ため、後述のウレタン樹脂との親和性に優れる。
【0011】本発明に使用されるウレタン樹脂は、比較
的柔軟な架橋構造体をもつエステルエーテル系のウレタ
ンエラストマーを水中に分散させた高分子量型水系ウレ
タン樹脂である。またウレタン樹脂のイオン性はノニオ
ンが好ましいが、アニオンであってもシランカップリン
グ剤水溶液のpHを調整することにより使用することが
できる。ウレタン樹脂をロックウールの表面改質剤とし
て添加すると、シランカップリング剤及び摩擦材のバイ
ンダー成分であるフェノール樹脂との親和性に優れるた
め、摩擦材の強度が高くなる。ロックウールへの付着量
は全固形分に対して0.1〜5.0重量%で、好ましく
は0.5〜2.0重量%である。0.1重量%より少な
いとロックウールの摩擦材に対する強度付与が発現され
ず、5.0重量%より多いと後工程の切断、非繊維化物
の除去が困難となる。
【0012】ロックウールの表面にウレタン樹脂及びシ
ランカップリング剤を付着させる場合、ロックウールの
表面にシランカップリング剤を付着させた後ウレタン樹
脂を付着させても良いし、シランカップリング剤とウレ
タン樹脂を予め混合した水溶液を付着させても良い。ま
たロックウールの表面にウレタン樹脂及びシランカップ
リング剤をロックウールの繊維化時に付着させても良い
し、繊維化後付着させても良い。繊維化時に付着する方
法として例えば溶融物を繊維化する高速回転体の周辺
に、1あるいは複数のスプレー用ノズルを取り付け、繊
維化されたロックウールに噴霧する。繊維化後付着させ
る方法として例えばロックウールを10mm以下の長さ
に切断し、非繊維化物を除去した後高速で回転するミキ
サーでロックウールを解繊しながらウレタン樹脂及びシ
ランカップリング剤をスプレー用ノズルから噴霧する。
【0013】
【作用】本発明の摩擦材用ロックウールは平均繊維径2
〜7μm、平均繊維長0.1〜10mm,非繊維化物含
有率15%以下、嵩密度0.02〜0.20g/cm3
であり、ロックウールの表面のシラノール基とシランカ
ップリング剤の加水分解によってできるシラノール基が
縮重合反応しシロキサン結合を作りシランカップリング
剤と強固に結合する。またシランカップリング剤のアミ
ノ基、エポキシ基等の基がウレタン樹脂と反応して結合
する。この結果ロックウールの表面にウレタン樹脂が配
されるので乾燥あるいは経時等によって品質が悪化した
り、製造時にフェノール樹脂のような臭気の問題もな
く、他の配合物との混合性、分散性、界面接着性等に著
しく優れる。
【0014】
【実施例】
[実施例1]製鉄スラグ91%,珪石9%からなる原料
配合物を電気炉で1500℃で溶融し、高速回転体によ
る繊維化装置で繊維化し、同時に回転体の外周に設けた
スプレーノズルからγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン(日本ユニカ−(株)製、A−1100)とウレタ
ン樹脂エマルジョン(第一工業製薬(株)製、スーパー
フレックス300)の水溶液を噴霧した。全固形分に対
する付着量はγ−アミノプロピルトリエトキシシラン
0.5重量%、ウレタン樹脂エマルジョン1.0重量%
である。次いで表面処理したロックウールを強制乾燥に
より水分を揮発した後、回転型カッターとメッシュスク
リーンからなる切断装置(スクリーンメッシュ20mm
φ)により切断処理し、更に、空気輸送法とトロンメル
法により非繊維化物の除去を行い本発明の摩擦材用ロッ
クウールを得た。
【0015】[実施例2]γ−アミノプロピルトリエト
キシシラン及びウレタン樹脂エマルジョンの全固形分に
対する付着量をγ−アミノプロピルトリエトキシシラン
0.2重量%、ウレタン樹脂エマルジョン1.0重量%
とした以外は実施例1と同様にし、本発明の摩擦材用ロ
ックウールを得た。
【0016】[実施例3]製鉄スラグ91%,珪石9%
からなる原料配合物を電気炉で1500℃で溶融し、高
速回転体による繊維化装置で繊維化し、高速回転型カッ
ターとメッシュスクリーンからなる切断装置(スクリー
ンメッシュ20mmφ)により切断処理し、更に、空気
輸送法とトロンメル法により非繊維化物の除去を行っ
た。得られたロックウールを高速回転ミキサー中に投入
し、1400rpmで1分間解繊しながらスプレーノズ
ルからγ−アミノプロピルトリエトキシシラン(日本ユ
ニカ−(株)製、A−1100)とウレタン樹脂エマル
ジョン(第一工業製薬(株)製、スーパーフレックス3
00)の水溶液を噴霧した。全固形分に対する付着量は
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.5重量%、
ウレタン樹脂エマルジョン1.0重量%である。次いで
表面処理したロックウールを強制乾燥により水分を揮発
し、本発明の摩擦材用ロックウールを得た。
【0017】[比較例1]γ−アミノプロピルトリエト
キシシラン及びウレタン樹脂エマルジョンの全固形分に
対する付着量をγ−アミノプロピルトリエトキシシラン
3.0重量%、ウレタン樹脂エマルジョン6.0重量%
とした以外は実施例1と同様にし、摩擦材用ロックウー
ルを得た。
【0018】[比較例2]ロックウールに表面処理を一
切施さなかった以外は、実施例1と同様にし摩擦材用ロ
ックウールを得た。
【0019】[比較例3]ウレタン樹脂エマルジョンの
代わりに、レゾール型フエノール樹脂を全固形分に対し
0.1重量%付着させた以外は実施例1と同様にし摩擦
材用ロックウールを得た。
【0020】[比較例4]回転型カッターとメッシュス
クリーンからなる切断装置のメッシュスクリーンの径を
50mmφにした以外は実施例1と同様にし摩擦材用ロ
ックウールを得た。
【0021】[摩擦材の製造]実施例1〜3、比較例1
〜4のそれぞれのロックウールを使用して以下のとおり
板状の摩擦材を製造した。得られたロックウール400
重量部、ノボラック型フェノール樹脂100重量部、カ
シューダスト100重量部、炭酸カルシゥム70重量部
を調合し、高速回転型ミキサーで1400rpmで3分
間混合し、所定の型に目標密度が1.55g/cm3
なるように、混合物を計量、充填し、200℃、1cm
2 当たり200kgの圧力をかけ、10分間成型した。 [測定]実施例1〜3、比較例1〜4のそれぞれのロッ
クウールおよびそれらを使用して製造した板状の摩擦材
について、シランカップリング剤(表中CAで表示)及
びウレタン樹脂エマルジョン(表中UEで表示:但し比
較例2はフェノール樹脂)の全固形分に対する付着量、
平均繊維径、平均繊維長、非繊維化物、嵩密度、成形板
曲げ強度(表中曲げ強度で表示)、分散度、総合判定を
表1に示した。 成形板曲げ強度: JIS K 7203「硬質プラス
チックの曲げ試験方法」に準じ、摩擦材用ロックウール
製造直後及び製造3か月後の成形板曲げ強度測定した。 分散度 : 目視判定 総合判定 : ◎ 従来のものに比べ極めて良好に改
良されたもの。 ○ 従来のものに比べ良好に改良されたもの。 × 従来と同程度のもの。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】表1の結果からも明らかなとおり本発明
のロックウールは他の材料との混合性、分散性、界面接
着性、効果の持続性に優れるため、従来の摩擦剤用ロッ
クウールの欠点であった、混合性、分散性、補強性、実
用性が解消されるのみならず、その他の複合材料分野に
広く応用することが可能となる効果がある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全固形分中、ウレタン樹脂0.1〜5.
    0重量%とシランカップリング剤0.01〜2.0重量
    %を表面に付着した平均繊維径2〜7μm、平均繊維長
    0.1〜10mm,非繊維化物含有率15%以下、嵩密
    度0.02〜0.20g/cm3 であることを特徴とす
    る摩擦材用ロックウール。
JP11935193A 1993-04-23 1993-04-23 摩擦材用ロックウール Pending JPH06305760A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007277418A (ja) * 2006-04-07 2007-10-25 Advics:Kk 摩擦材
WO2008156161A1 (ja) * 2007-06-20 2008-12-24 Hitachi Chemical Co., Ltd. 摩擦材組成物及びこれを用いた摩擦材
JP5158916B2 (ja) * 2011-06-21 2013-03-06 ニチアス株式会社 ロックウール、その製造方法及び無機繊維フェルト

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