专利名称：用于制造具有原纤维的高性能短切纤维的方法、具有原纤维的高性能短切纤维及包括高 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造具有原纤维的高性能短切纤维的方法、具有原纤维的高性能短切纤维及包括高性能短切纤维的制品。
背景技术：
高性能纤维、即具有高断裂强度和高拉伸弹性模量的纤维一例如由芳族聚酰胺、 聚烯烃、聚苯并噁唑或聚苯并噻唑制成的纤维一众所周知作为增强纤维用于大量制品中， 例如用于摩擦衬片中。特别地，当高性能纤维作为增强纤维在摩擦衬片中使用时，高性能纤 维要求高的填料留着量。高填料留着量的要求通过浆化的高性能纤维、例如通过芳族聚酰胺浆粕来满足， 其填料留着量通过高岭土测量为约80%。然而高性能纤维的制浆是一种费力、费能且成本相当昂贵的方法。所述制浆包括 如下步骤-切割纤维，-由切得的纤维制造悬浮液，-必要时多次对切得的纤维实施勻浆，-使勻浆的纤维干燥，和_挤压被干燥的纤维。US 2003/0022961A1描述了一种其中含混合物的摩擦材料，混合物由干燥的芳族 聚酰胺浆粕与从包括湿芳族聚酰胺浆粕、木浆和丙烯酸浆的组中选出的至少一种成分组 成。为了制造干燥的芳族聚酰胺浆粕，准备芳族聚酰胺纤维，将其切成长度为13mm、研磨 和筛分。研磨通过在旋转的切割装置和固定的切割装置之间剪切短切纤维来进行，从而短 切纤维不仅通过研磨被浆化而且被多次切割，由此实际上所有形成的制浆纤维的备料长度 (stock length)比短切纤维在研磨前的切割长度更短。然而所述筛网在工作期间易于堵 塞，从而，在US 2003/0022961A1中描述的准备、切割、研磨和筛分方法在一定的时间后中 断，然后必须更换被堵塞的筛网或重新使其畅通。因此在US 2003/0022961A1中描述的准 备、切割、研磨和筛分方法不适于持续操作。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种较不费力且能量耗费少的方法，此外所述方法 适于持续操作，除此之外仍提供能作为增强纤维使用的产品，所述产品可以加工成其质量 与以相同方式但利用浆粕制得的制品的质量相比至少不差的制品。所述目的通过一种用于制造具有原纤维的高性能短切纤维的方法来实现，所述方 法包括以下步骤a)准备断裂强度至少为lOg/dtex和拉伸弹性模量至少为150g/dteX的有机高性能长丝纱，b)使高性能长丝纱在干燥纱线状态下原纤化，由此形成具有原纤维的高性能长丝 纱，和c)将步骤b)中形成的具有原纤维的高性能长丝纱切割成具有原纤维的长度基本 相同的高性能短切纤维。本发明方法与开头所述的制浆方法的比较示出本发明方法包括较少数量的、可 以简单实施的步骤。此外，本发明方法耗费的能量明显较少。特别地，这是因为省略了在开 头所述的制浆方法中需要的步骤一(必要时多次实施的)勻浆和干燥。因此，本发明方法 与开头所述的制浆方法相比成本明显更为经济。此外，本发明方法适于持续操作。因此，本发明方法提供了一种具有原纤维的长度基本相同的高性能短切纤维，由 此能够以本身已知的方式制造制品，这种制品与以相同方式但在应用相应浆粕的情况下制 得的制品相比在不仅质量方面相同一至少在磨损方面质量相同，而且实际上甚至更好。例如，可以利用由本发明方法获得的具有原纤维的长度基本相同的高性能短切纤 维根据标准配方制成制动衬片，所述制动衬片不仅在衬片上而且在盘上令人吃惊地展示出 与根据相同标准配方制得的制动衬片的磨损相比更小的磨损，该根据相同标准配方制得的 制动衬片包含芳族聚酰胺浆粕，而不是由本发明方法获得的具有原纤维的长度基本相同的 高性能短切纤维。这个结果是无法预料的，因为由本发明方法获得的具有原纤维的长度基 本相同的高性能短切纤维示出利用高岭土测量的填料留着量在约10%至约40%的范围 内，该填料留着量虽然高于在芳族聚酰胺短切纤维时的填料留着量(约4% )，但是明显地 低于芳族聚酰胺浆粕的填料留着量(约80% )。鉴于比芳族聚酰胺浆粕更小的填料留着量，包含由本发明方法获得的具有原纤维 的长度基本相同的高性能短切纤维的制动衬片的磨损仅略高于具有芳族聚酰胺浆粕的相 应制动衬片的磨损是令人吃惊的。令人更为吃惊的是包含由本发明方法获得的具有原纤 维的长度基本相同的高性能短切纤维的制动衬片的磨损与具有芳族聚酰胺浆粕的相应制 动衬片的磨损同样地低。因此特别令人吃惊的是包含由本发明方法获得的具有原纤维的 长度基本相同的高性能短切纤维的制动衬片的磨损甚至低于具有芳族聚酰胺浆粕的相应 制动衬片的磨损。在本发明的范围内，术语“原纤化”意味着在摩擦面上进给在本发明方法的步骤a) 中提供的有机高性能长丝纱，使得优选形成纵向摩擦。此外，在本发明的范围内，术语“原纤维”意味着与高性能长丝纱的单丝不同的、且 直径仅为单丝直径的几分之一 一例如仅为二分之一至二十分之一、优选仅为单丝直径的 三分之一至十分之一的纤维。如前所述，因为高性能长丝纱在摩擦面上方进给、由此优选地 形成纵向摩擦，且纵向摩擦发生在高性能长丝纱的整个长度上，所以在步骤b)中获得的具 有原纤维的高性能长丝纱的原纤维的长度处于高性能长丝纱长度的数量级。然而，通过在 本发明方法的步骤c)中进行的切割，原纤维的长度被相应地缩短，由此形成具有原纤维的 长度基本相同的高性能短切纤维，原纤维从该高性能短切纤维分叉，由此还形成与长度基 本相同的高性能短切纤维分离的原纤维。高性能长丝纱在本发明方法的步骤b)中的原纤化在干燥纱线状态下进行。在本 发明的范围内，这意味着纱线的含水量为当纱线暴露于相对湿度为至多90%、优选至多
560%且特别优选至多50%的大气时的含水量。对于在本发明方法的步骤a)中准备的高性能长丝纱，具有至少lOg/dtex的断裂强度和至少150g/dteX的拉伸弹性模量的所有有机长丝纱都是适合的。在本发明的范围内，“高性能长丝纱”意味着具有前述特性的纱线，其中纱线的长 丝垂直于其长度优选具有圆形横截面。然而还可以使用具有其它横截面形状一例如椭圆 形或三叶形、四叶形或多叶形横截面形状一的纱线。优选地，在本发明方法的步骤a)中准备的高性能长丝纱从包括芳族聚酰胺长丝 纱、聚烯烃长丝纱、聚苯并噁唑长丝纱和聚苯并噻唑长丝纱的组的一个或多个成分中选出。这意味着在本发明方法的步骤a)中准备的高性能长丝纱包括例如所述长丝纱 中的仅仅一种。然而，在本发明方法的步骤a)中准备的长丝纱还可以由所述长丝纱中的两 种或多种形成。此外，在本发明方法的步骤a)中可准备由芳族聚酰胺单丝和/或聚烯烃单 丝和/或聚苯并噁唑单丝和/或聚苯并噻唑单丝的混合物形成的高性能长丝纱。在本发明的范围内，“芳族聚酰胺长丝纱”意味着由芳族聚酰胺制成的长丝纱，其 中至少85%的酰胺键(-C0-NH-)直接连接到两个芳环上。特别优选用于本发明的芳族聚酰 胺是聚对苯二甲酰对苯二胺，由对苯二胺和对苯二甲酰二氯以摩尔比为1聚合产生的均聚 物。此外，适用于本发明芳族聚酰胺的共聚物除了对苯二胺和对苯二甲酰二氯以外还含有 少量嵌入聚合物链中的其他二胺和/或其他二羧酸氯。原则上可以理解为，相应于对苯二 胺和对苯二甲酰二氯，其他二胺和/或其他二羧酸氯可以至多10%摩尔百分比的量结合入 聚合物链中。在本发明的范围内，“聚烯烃长丝纱”意味着长丝纱由聚乙烯或聚丙烯制成。在此， “聚乙烯”可以理解成基本为线性的聚乙烯材料，所述聚乙烯材料的分子量优选大于一百万 并且可以包括少量的链分支或少量的共聚单体，在此，“少量”理解为主链上每100个碳原 子不超过5个链分支或共聚单体。线性聚乙烯材料另外可包含高达50%重量比的一种或多 种聚合物添加物，如烯烃-1聚合物，特别是低压聚乙烯、低压聚丙烯等等；或低分子量添加 物，如抗氧化剂、UV吸收剂、染料等等，它们通常是并入的。这种类型的聚乙烯材料已知称 为“伸长链聚乙烯”(ECPE)。在本发明的范围内，“聚丙烯”理解为基本上线性的聚丙烯，分 子量优选超过一百万。在本发明的范围内，“聚苯并噁唑”和“聚苯并噻唑”理解成具有下列结构单元的聚 合物，在此，链接到氮上的芳基优选是碳环型的，如在结构单元中所示的。然而，所述基团也 可以是杂环型的。此外，链接到氮上的芳基优选是六元环，如在结构单元中所示。然而，所 述基团也可以形成稠合或未稠合的多环系统。<formula>formula see original document page 7</formula>在本发明方法的步骤a)中准备的高性能长丝纱的纱线支数优选在200dtex至 7000dtex的范围内、特别优选在400dtex至4000dtex的范围内。在本发明方法的步骤a)中准备的高性能长丝纱优选具有在0. 2dtex至6. Odtex 的范围内、特别优选在0. 5dtex至2. 5dtex的范围内的单丝纤度。高性能长丝纱在本发明方法的步骤a)中的准备能够以多种方式实现。特别简单 进而特别优选地，高性能长丝纱在本发明方法的步骤a)中的准备通过由卷筒或由筒子架 退绕高性能长丝纱实现。在本发明方法的另一种实施形式中，在步骤a)中于纺丝过程的适合位置(Point) 处准备高性能长丝纱，当前的高性能长丝纱在所述纺丝过程中制造。通常当前纺丝过程中 的每个位置都是适合的，在这些位置处，高性能长丝纱-已经具有在本发明方法中要求的、至少lOg/dtex的断裂强度和至少150g/dtex 的拉伸弹性模量的值，和-处于干燥纱线状态，所述干燥纱线状态对于在随后的本发明方法的步骤b)中进 行的原纤化来说是必要的。在熔融纺丝过程中，例如在纺制聚烯烃长丝纱时，所述位置可以位于纱线离开拉 伸单元的位置。在湿法纺丝过程中，例如在纺制芳族聚酰胺长丝纱时，所述位置可以位于纱 线处于干燥纱线状态的位置中。然后，纱线在干燥纱线状态下在本发明方法的步骤b)中在 线地原纤化，并在本发明方法的步骤c)中切割成具有原纤维的长度基本相同的高性能短 切纤维。在每种情况下，即无论是干法纺丝过程或湿法纺丝过程，当本发明方法结合/集 成到纺丝过程时一当前的高性能长丝纱在该纺丝过程中制造，则获得具有原纤维的长度 基本相同的高性能短切纤维。由此省略了否则在纺丝方法结束时必要的卷绕。因此本发明方法结合到纺丝过程使得不仅可以通过可更为简单地实施、且能量耗 费较少的本发明方法替代如开头所述的耗费能量且费力的制浆方法，而且还可以省略否则 是必要的卷绕。由于后者，完全省略了否则是必需的-卷筒的质量控制，-卷筒的储存或运送，和
-用于否则是通常的制浆过程的卷筒的设置。实际上，作为结合到常规的纺丝过程中的本发明方法的最终产品，可以获得具有原纤维的长度基本相同的高性能短切纤维，所述高性能短切纤维可以立即被再加工成依赖 于摩擦特性的制品一例如制动衬片。在本发明方法的步骤b)中，高性能长丝纱被原纤化。纱线的原纤化以下述方式实 现纱线一优选地沿纵向方向一经受摩擦。所述摩擦以下述方式实现纱线在任意类型的 摩擦表面上方一例如在平的、弯曲的或环状的摩擦表面上方一进给，其中同时在纱线和摩 擦表面之间设置良好的接触。在简单的实施形式中，例如考虑纱线制动器作为平的摩擦表面。在简单的实施形式中，例如考虑滚筒作为弯曲的摩擦表面。通过在张力下在摩擦表面上方进给高性能长丝纱引起的原纤化的程度通过每单 位纱线长度的原纤维的频率和长度表示，并与摩擦表面的摩擦系数和施加的张力相关。为 了实现高度的原纤化，这是特别有利地是高性能长丝纱具有高的纱线支数且由非常多的 单丝组成，使得纱线各单丝在原纤化前形成一种构型，其中例如通过展开纱线使得尽可能 多的单丝位于纱线表面上。这通过在弯曲的摩擦表面上方引导高性能长丝纱而以简单的方 式实现。在每种情况下，在本发明方法的步骤b)中发生的高性能长丝纱的原纤化原则上 可通过任何致使高性能长丝纱具有原纤维的装置实施。就考虑用于原纤化的装置而言，在 本发明方法的步骤b)中优选使用这种装置其将足够程度的原纤化与简单的可实施性统 一在一起。因此，在本发明方法的一种优选实施形式中，在步骤b)中的原纤化利用常规的 具有摩擦盘的盘式摩擦设备实施一所述盘式摩擦设备诸如用于纱线的假捻变形，但是在 本发明方法中，摩擦盘的转速为< 2000rmp、优选< lOOOrmp、更为优选地< 500rmp、特别优 选地为l-200rmp或Ormp，其中摩擦盘优选地配备有一由镍-碳化物或镍-金刚石制成的表 面。特别优选地，盘式摩擦设备的摩擦盘在原纤化期间不被驱动。在这种情况下，取决 于设备、速度和抽丝张力，摩擦盘的转速自动地调节为一落在上述段落中所述的范围内的值。在本发明方法的另一种优选实施形式中，在步骤b)中高性能长丝纱以lOm/min至 2000m/min的速度在摩擦表面的上方拉伸。在本发明方法的另一种优选实施形式中，在步骤b)中的高性能长丝纱的原纤化 在两个或多个顺序的原纤化步骤bl)，b2)，. . .，bn-Ι)和bn)中进行，其中所述步骤bl)， b2)，. . .，bn-1)使高性能长丝纱预原纤化，步骤bn)为纱线提供所希望的最终原纤化。根据 当前的高性能长丝纱原纤化的难度以及所希望的最终原纤化来选择原纤化步骤的数量η。 因此，本发明方法的下述实施方式是特别有利的在步骤a)中准备的高性能长丝纱仅可以 困难地原纤化和/或希望高的原纤化程度。在此，每个原纤化步骤bl)，b2)，. . .，bn-Ι)和 bn)的原纤化效果可设置成相同的或不同的(后者例如通过在不同的原纤化步骤中使摩擦 盘的摩擦表面配备有不同的摩擦表面粗糙度、或通过摩擦盘数量和布置方面的差别、或通 过在进入原纤化设备时选择不同的纤维张力而引起不同的接触力来实现)，从而可以非常 精确地设定所希望的最终原纤化。
在本发明方法的步骤c)中，由步骤b)获得的具有原纤维的高性能长丝纱被切割 成具有原纤维的长度基本相同的高性能短切纤维。原则上，任何能将具有原纤维的高性能 长丝纱切割成基本相同长度的装置都适用于此。为此能够是例如机械或热装置，从而在本 发明方法的步骤c)中的切割能以机械的方式(例如利用一个或多个刀片/切割刀片)或 以热的方式(例如利用激光束)进行。在本发明方法的步骤c)中的切割相对于单丝的轴以不为0°的角、优选以90°的 角来进行。在本发明方法的步骤c)中，由步骤b)形成的具有原纤维的高性能长丝纱被切割 成具有原纤维的长度基本相同的高性能短切纤维，在本发明的范围内，这意味着在选择用 于切割的装置上以毫米为单位设定切割长度L，所述装置能够产生具有长度L的短切纤维， 其中所述长度落在0. 5至60mm的切割长度范围内，优选地其最大的百分比波动由公式(1) 给出，ALmax[% ] = 士(40—0. 6 L) (1)其中L表示在切割装置上设定的以毫米为单位的切割长度。在本发明方法的另一种优选实施形式中，在步骤c)中形成的高性能短切纤维的 基本相同的长度处于0. 5mm至60mm范围内、优选在1mm至20mm范围内、更为优选在1mm至 12mm范围内、特别优选在1mm至6mm范围内。在本发明方法的另一种优选实施形式中，在步骤c)中形成的具有原纤维的长度 基本相同的高性能短切纤维的利用高岭土测得的填料留着量为8%至40%、特别优选为 10%至 30%。此外，本发明的目的通过具有原纤维的高性能短切纤维来实现，所述高性能短切 纤维根据本发明方法获得且特征在于具有原纤维的高性能短切纤维的长度通过在切割装 置中设定的切割长度L预设，从而所有具有原纤维的高性能短切纤维都具有基本相同的长 度。在此，“具有原纤维”、“高性能短切纤维”和“基本相同的长度”的含义上与上述本发明 方法中相同。在一种优选的实施形式中，根据本发明的具有原纤维的高性能短切纤维具有基本 相等的长度，所述长度落在o. 5mm至60mm的范围内、优选地落在1mm至20mm的范围内、更 为优选地落在1mm至12mm的范围内、特别优选地落在1mm至6mm的范围内。在另一种优选的实施形式中，根据本发明的具有原纤维的高性能短切纤维的利用 高岭土测得的填料留着量落在8%至40%的范围内、特别优选地在10%至30%的范围内。由本发明方法获得的具有原纤维的长度基本相同的高性能短切纤维的特征还可 在包含所述纤维的制品中进行补充说明。因此，本发明的目的还通过下述方法实现-一种用于制造制品的方法，其中所述方法包括如前所述的本发明方法的步骤a) 至c)并且还包括步骤d)，所述步骤d)包括由步骤c)获得的具有原纤维的长度基本相同 的高性能短切纤维在添加一种或多种填料的情况下以本身已知的方式加工成包含所述纤 维的制品。在用于制造制品的本发明方法的一种优选实施方式中，在步骤d)中除了所述一 种填料或多种填料之外还添加一种或多种由高性能长丝纱制成的浆粕。此外，本发明的目的通过一种制品来实现，所述制品包含具有原纤维的长度基本相同的高性能短切纤维以及一种或多种填料。“具有原纤维”、“高性能短切纤维”和“基本 相同的长度”的含义也相应地与上述本发明方法中相同。在本发明制品的一种优选实施形式中，所述制品还包括一种或多种由高性能短切 纤维制成的浆粕。可选择地，由本发明方法获得的制品或本发明的制品除了具有原纤维的长度基本 相同的高性能短切纤维之外还可以包含一种或多种由高性能长丝纱制成的浆粕，其在本发 明的范围内意味着在上述制品中可以附加地存在例如由一种或多种相同类型(例如对 位_芳族聚酰胺浆粕)或由不同类型(例如对位_芳族聚酰胺浆粕和间位_芳族聚酰胺浆 粕或聚丙烯腈浆粕)的高性能长 丝纱制成的浆粕。此外，由本发明方法获得的制品或本发明的制品还可以包含一种或多种不是由高 性能长丝纱制成、即是由断裂强度小于lOg/dtex和拉伸弹性模量小于150g/dteX的纱线制 成的浆粕，如果这不会影响所述制品的期望特性。在本发明的制品和由本发明方法获得的制品的优选实施形式中，纤维的基本相同 的长度落在0. 5mm至60mm的范围内、优选地落在Imm至20mm的范围内，更为优选地落在 Imm至12mm范的围内、特别优选地落在Imm至6mm的范围内。在本发明的制品和由本发明方法获得的制品的另一种优选实施形式中，纤维在制 品总重量中的重量百分比为0. 至25%、特别优选地为0.5%至10%。另外地，在本发明的制品和由本发明方法获得的制品的再一优选实施形式中，制 品是摩擦衬片、离合器衬片或这种类型的依赖于摩擦特性的制品。
具体实施例方式下面借助实施例详细地阐述本发明。实施例1i)制造原纤化的相同长度的对位_芳族聚酰胺短切纤维Teijin Twaron的10003360dtex型的对位-芳族聚酰胺长丝纱(2000单丝；纱线 支数=3360dtex)从卷筒退绕、展开，并在70cN/tex的预张力下以600m/min速度且以ION 的拉力两次牵引通过一常规的、具有8个Π(6-32-255型的摩擦盘的盘式摩擦设备(制造 商BARMAG AG ；类型代号H(6-32S-556Z，型号8Ε，具有弹性导纱器)，其中未受驱动的摩擦 盘的转速由牵引通过盘式摩擦机的纤维设定为lOOrmp。在前述盘式摩擦设备中，8个摩擦 盘设置在3个轴上，其中在前两个轴上分别设置3个摩擦盘，并且在第三个轴上设置2个摩 擦盘。摩擦盘彼此在轴上的距离约为2cm。所述摩擦盘的轴彼此设置成使得摩擦盘的布置 彼此错开。摩擦盘配备有由镍-碳化物(Ni-Carbid)制成的摩擦表面。在离开盘式摩擦设 备后，具有原纤维的对位-芳族聚酰胺长丝纱利用PierreT G28L1闸刀式切割机一其配备 有一硬质合金的闸刀刀刃和一位于齿轮轴A上的45齿链轮及一位于齿轮轴B上的9齿链 轮一切割成3. 4mm的长度，由此获得相同长度3. 4mm的具有原纤维的对位_芳族聚酰胺短 切纤维。ii)确定高岭土留着量为了制造均勻混合物一该均勻混合物由3%重量百分比的根据i)制得的具有 原纤维的短切纤维和97%重量百分比的填料高岭土组成，90g根据i)制得的具有原纤维的纤维与2910g的MKl型高岭土(商品名称高岭土 Laude SP20，制造商Heller GmbH, Wuppertal,德国)在 MTI-混合器(制造商MIT_Mischtechnik International GmbH, Detmold，德国)中以2300rmp混合达5分钟之久。从获得的均勻混合物中，在网眼宽度为 0. 25mm的筛网上称出20士0. Ig的混合物。具有均勻混合物的筛网在JEL200/80型振动筛 (制造商Fa. Engelsmann，Ludwigshafen，德国)中沿水平方向振动达3分钟之久。此时混 合物的一部分穿过筛网掉落，混合物的另一部分、即筛分剩余物留在筛网上。通过筛分剩余 物SR的重量，基于称出的20g前述均勻的高岭土 /纤维混合物，根据(SR/20g) · 100(%) 来计算出高岭土留着量。原纤化的3. 4mm长的对位-芳族聚酰胺短切纤维的高岭土留着量 为14. 9%。所述值大于非原纤化的6. Omm长的对位-芳族聚酰胺短切Twaron 1080型纤维 的以相同方式确定的约4%的高岭土留着量，并且与非原纤化的3. 4mm长的对位-芳族聚酰 胺短切Twaron 10003360型纤维(制造商Teijin Twaron)的15. 7%的高岭土留着量大致 相同，但是明显小于1095型(制造商=Teijin Twaron)对位-芳族聚酰胺浆粕以相同方式 确定的约80%的高岭土留着量。iii)确定松装体积30g根据ii)制得的均勻的高岭土 /纤维混合物被倒到量筒中，由填充体积V根据 V(ml)/30g计算出松装体积。由3%重量百分比的根据i)制得的具有原纤维的短切纤维和 97%重量百分比的填料高岭土组成的均勻混合物的松装体积为3. 99ml/g。由3%重量百分 比的1095型对位-芳族聚酰胺浆粕(制造商=Teijin Twaron)和97%重量百分比的填料 高岭土组成的均勻混合物的松装体积为3. 37士0. 3ml/g，其中士0. 3ml/g是最大偏差。iv) 确定冷压件的冲击强度(“湿强度”)为了制造冷压件，由3%重量百分比的根据i)制得的具有原纤维的、长度为3. 4mm 的对位-芳族聚酰胺短切纤维和97%重量百分比高岭土组成的、20士0. Ig的根据ii)制得 的均勻混合物装入压模内，并通过3次压制循环一每次压制循环包括在70bar压力下压 制30秒、脱气10秒并在70bar压力下最后压制5分钟一转变成冷压件，所述冷压件具有 91mm的长度和在中间处的宽度b) = 15mm并具有厚度d)，该厚度d)在压制后测量并具有 不小于7. 5mm且不大于11. OOmm的值。所述冷压件居中竖起地放到摆锤冲击仪的砧台中， 例如在 A.M. Wittfoht ^ "Kunsttofftechnisches Worterbuch ,Teil 1” (Carl Hanser VerlagMunchen, 1981)，249 页，栏目 “1. Charpy-Methode”中所介绍的，并测量冲击能量 An。 由冲击能量An根据下述公式计算冲击强度an an = (An · 98. l)/(b · d) [mj/mm2]以相同方式确定冷压件一该冷压件包含1095型对位-芳族聚酰胺浆粕(制造商 Teijin Twaron)而不是根据i)制得的具有原纤维的短切纤维一的冲击强度。包含根据 i)制得的具有原纤维的短切纤维的冷压件的冲击强度为1.75mJ/mm2，与以相同方式但由非 原纤化的6mm长的对位-芳族聚酰胺短切纤维制得的冷压件的冲击强度大小相同。以相同 方式但以1095型对位-芳族聚酰胺浆粕制得的冷压件的冲击强度为1. 09士0. 35mJ/mm2。ν)制造摩擦衬片利用根据i)制得的具有原纤维的、长度为3. 4mm的对位-芳族聚酰胺短切纤维， 根据制动衬片制造商在商业上使用的Fa. Produco GmbH标准配方来制造制动衬片Bi。vi)测量磨损和平均摩擦值(“friction value，，)
根据2003 年 6 月出版的 SAE ("Society of Automotive Engineers，，，汽车工程师 协会)J2522标准来确定根据ν)制得的摩擦衬片的磨损和平均摩擦值。其结果概括于下面 的表中。实施例2实施例2利用实施例1中的步骤i)至vi)实施，然而区别在于在实施例2的步 骤i)中使用型号为10001680dteX(1000单丝；纱线支数=1680dtex)的对位-芳族聚酰胺 长丝纱线。在实施例2中获得的制动衬片B2的磨损和平均摩擦值同样在下面的表示出。比较实施例为了进行比较，测量如在实施例1或2中ν)的情形下制得的比较制动衬片V的磨 损和平均摩擦值，区别在于使用Teijin Twaron的1095型对位-芳族聚酰胺浆粕来代替 具有原纤维的、长度为3. 4mm的对位-芳族聚酰胺短切纤维。
制动衬片 衬片上的磨损[g] 盘上的磨损[g] 平均摩擦值 实施例 1BlITo8Λ043
实施例 2B2 3Γθ8Λ043
~比较实施例 V147 9Γθ044表格示出利用本发明的具有原纤维的、长度为3. 4mm的对位-芳族聚酰胺短切纤 维制得的制动衬片Bl和B2具有13. Og的衬片磨损值，其与比较制动衬片的14. Ig的磨损 值相比低约8%。此外表格还示出利用本发明具有原纤维的、长度为3. 4mm的对位-芳族聚酰胺短 切纤维制得的制动衬片Bl和B2具有8. Ig的盘磨损值，其与比较制动衬片的9. Og的磨损 值相比低约10%。最后表格还示出利用本发明具有原纤维的、长度为3. 4mm的对位-芳族聚酰胺短 切纤维制得的制动衬片Bl和B2的平均摩擦值为0. 43，落在制动器制造商认可的范围0. 42 至0. 45内，并且与利用对位-芳族聚酰胺浆粕制造的制动衬片V的平均摩擦值大致相等。
权利要求
一种用于制造具有原纤维的高性能短切纤维的方法，所述方法包括以下步骤a)准备断裂强度为至少10g/dtex和拉伸弹性模量为至少150g/dtex的有机高性能长丝纱，b)使高性能长丝纱在干燥纱线状态下原纤化，由此形成具有原纤维的高性能长丝纱，和c)将步骤b)中形成的具有原纤维的高性能长丝纱切割成具有原纤维的长度基本相同的高性能短切纤维。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中准备的高性能长丝纱从包括 芳族聚酰胺长丝纱、聚烯烃长丝纱、聚苯并噁唑长丝纱和聚苯并噻唑长丝纱的组的一个或 多个成分中选出。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，高性能长丝纱在步骤a)中的准备通 过从卷筒或筒子架退绕高性能长丝纱实现。
4.根据权利要求1至3中一项或多项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中原纤化通 过盘式摩擦设备实现，所述盘式摩擦设备的摩擦盘的转速小于2000rmp。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述盘式摩擦设备的摩擦盘不被驱动。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述摩擦盘配备有由镍_碳化物或 镍-金刚石制成的摩擦表面。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，高性能长丝纱以lOm/min至2000m/min的 速度在摩擦表面的上方拉伸。
8.根据权利要求1至7中一项或多项所述的方法，其特征在于，在步骤c)中，对由步骤 b)获得的具有原纤维的高性能长丝纱进行机械切割。
9.根据权利要求1至7中一项或多项所述的方法，其特征在于，在步骤c)中，对由步骤 b)获得的具有原纤维的高性能长丝纱进行热切割。
10.根据权利要求1至9中一项或多项所述的方法，其特征在于，在步骤C)中进行切 害I]，使得形成具有原纤维的长度基本相同的高性能短切纤维，所述长度为0. 5mm至60mm。
11.一种根据权利要求1至10中一项或多项获得的具有原纤维的高性能短切纤维，其 特征在于，所述具有原纤维的高性能短切纤维的长度通过在切割装置中设定的切割长度L 预设，从而使得所有所述具有原纤维的高性能短切纤维都具有基本相同的长度。
12.根据权利要求11所述的具有原纤维的高性能短切纤维，其特征在于，所述基本相 同的长度落在0. 5mm至60mm的范围内。
13.根据权利要求11或12所述的具有原纤维的高性能短切纤维，其特征在于，所述纤 维的利用高岭土测得的填料留着量落在8%至40%的范围内。
14.一种用于制造制品的方法，所述方法包括根据权利要求1至10中一项或多项所述 的步骤a至c)，此外还包括步骤d)由步骤c)获得的具有原纤维的长度基本相同的高性能 短切纤维在添加一种或多种填料的情况下以本身已知的方式加工成包含所述纤维的制品。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤d)中除了所述一种填料或多种 填料之外还添加一种或多种由高性能长丝纱制成的浆粕。
16.一种制品，所述制品包括根据权利要求11至13中一项或多项所述的具有原纤维的 长度基本相同的高性能短切纤维以及一种或多种填料。
17.根据权利要求16所述的制品，其中，所述制品还包括一种或多种由高性能短切纤 维制成的浆粕。
18.根据权利要求16或17所述的制品，其特征在于，纤维的所述基本相同的长度落在 0. 5mm至60mm的范围内。
19.根据权利要求16至18中一项或多项所述的制品，其特征在于，纤维在所述制品的 总重量中的重量含量为0. 至25%。
20.根据权利要求16至19中一项或多项所述的制品，其特征在于，所述制品是摩擦衬 片或离合器衬片。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造具有原纤维的高性能短切纤维的方法，所述方法包括以下步骤a)准备断裂强度为至少10g/dtex和拉伸弹性模量为至少150g/dtex的有机高性能长丝纱，b)使高性能长丝纱在干燥纱线状态下原纤化，由此形成具有原纤维的高性能长丝纱，和c)将步骤b)中形成的具有原纤维的高性能长丝纱切割成具有原纤维的长度基本相同的高性能短切纤维。本发明还涉及一种长度基本相同的高性能短切纤维、包括所述纤维及一种或多种填料的制品、以及用于制造这种制品的方法。
文档编号D02J3/02GK101827965SQ200880112200
公开日2010年9月8日 申请日期2008年10月9日 优先权日2007年10月17日
发明者G·沃特勒普, M·施密特 申请人:帝人芳纶有限公司