JPH0241559B2 - - Google Patents

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JPH0241559B2
JPH0241559B2 JP56031184A JP3118481A JPH0241559B2 JP H0241559 B2 JPH0241559 B2 JP H0241559B2 JP 56031184 A JP56031184 A JP 56031184A JP 3118481 A JP3118481 A JP 3118481A JP H0241559 B2 JPH0241559 B2 JP H0241559B2
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friction
weight
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pulp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、摩擦材用組成物に関し、その目的と
するところは、自動車,鉄道車輌及び各種産業機
械のブレーキライニング,デイスクパツド,クラ
ツチフエーシング等に使用する際に有用な摩擦材
用組成物を提供することにある。 近年、車輌の大型化,高速化といつた使用条件
の苛酷化に伴なつてブレーキライニング,デイス
クパツドやクラツチフエーシングなどに要求され
る性能もますます高度なものになりつつある。 すなわち、摺動時に単に高い摩擦係数を有する
ことだけでなく、摺動面の温度,速度,圧力等の
変化に対応して安定した値をもつ事が必要であ
り、更に寿命の長いことや摺動中の異常音発生の
ないこと、耐熱性の良いことなど、多くの性能が
要求される。 従来より、摩擦材を構成する主要成分の一つと
して石綿が多く使われているが、石綿を主体とし
て製造された摩擦材は高温時の摩擦係数の急激な
低下(フエード現象)や摩擦率の上昇という大き
な欠点であり、前記したような高度な要求に応え
られなくなつている。更に石綿には (i) 石綿粉塵の人体におよぼす労働環境衛生上の
問題が最近注目されつつあり、将来その使用に
種々の制限が課せられる可能性がある。 (ii) 産地がカナダ,南アフリカ連邦,ソ連等の特
定の地域に偏つており、かつ発展途上国の使用
量の増大による入手難と価格の上昇 と言つた不安材料がある。 これら石綿を主体とする摩擦材の性能上の欠点
及び石綿に対する労働環境衛生上の問題点を解決
すべく種々の提案がなされている。 例えば、特開昭50―119043号公報、特開昭51―
87549号公報、特開昭51―54144号公報、特開昭54
―153849号公報、特開昭55―86820号公報、特開
昭54−25975号公報等には、ガラス繊維を主体と
する摩擦材について記載されている。しかし、こ
れらガラス繊維を主体とする摩擦材においては、
フエード現象は少なくなるものの、逆に、温度の
上昇と共に摩擦係数が上昇する、いわゆる逆フエ
ード現象が新たな問題として生じて来る。更に耐
摩耗性が充分でないという欠点、又、摺動時に異
常音を発生し易くなるという欠点や特にクラツチ
フエーシングにおいては回転破壊強度が充分でな
いという欠点もでて来る。又、特開昭54―34351
号公報には鋼繊維を使用した摩擦材が記載されて
いるが、この摩擦材も前記ガラス繊維を使用した
場合と同様の欠点を有する。 本発明者等は、これら従来技術の欠点を解消す
べく鋭意検討の結果、石綿以外の無機質繊維及
び/又は無機質粒子,パラ配向芳香族ポリアミド
系重合体のパルプ状物質および特定の固体潤滑剤
を配合し、熱硬化性樹脂で結合した摩擦材が、温
度の変化による摩擦係数の急激な変化が少いこ
と、すなわちフエード現象や逆フエード現象がな
いこと、耐摩耗性が優れていること、ブレーキラ
イニングやクラツチフエーシングとして使用した
際異常音発生がないこと、機械的強度例えば曲げ
強度やクラツチフエーシングにおける回転破壊強
度等が優れていることなどを知見し、本発明を完
成したものである。 すなわち、本発明は (イ) 石綿以外の無機質繊維及び/又は無機質粒子
5〜70重量%、 (ロ) パラ配向芳香族ポリアミド系重合体のパルプ
状物質5〜70重量%及び (ハ) 炭素繊維,カーボンブラツク,黒鉛粉末,二
硫化モリブデン,二硫化タングステン,窒化硼
素,フツ素系樹脂,ヨウ化ニツケルよりなる群
から選ばれた一種又は二種以上の固体潤滑剤1
〜30重量% を主たる配合成分とし、かつ実質的に芳香族ポリ
アミド繊維を含まない摩擦材用組成物である。 無機質繊維及び/又は無機質粉末 本発明に言う無機質繊維及び/又は無機質粒子
としては、例えば、ガラス繊維(チヨツプドスト
ランド,ガラスウール,ミルドフアイバーなど),
カチリン繊維,アルミナ繊維,シリカ繊維,シリ
カ・アルミナ繊維,ロツクウール,鉱滓綿,酸化
チタン繊維,チタン酸カリウム繊維,ポーキサイ
ト繊維,カヤナイト繊維,ホウ素系繊維,石こう
の針状結晶繊維,マグネシア繊維,金属繊維(鉄
系,黄銅,ステンレス,銅など),ドロマイト粉
末,ドーソナイト(繊維状,粒状),珪酸カルシ
ウム(繊維状、粒状)、石こう粉末,カオリン粉
末,タルク,雲母,酸化マグネシウム及び/又は
水酸化マグネシウム,ガラス粉末,金属粉末,シ
リカ粉末,アルミナ粉末,じや紋石粉末,バライ
ト粉末,氷晶石粉末,炭酸カルシウム等を挙げる
ことが出来る。 無機質繊維及び/又は無機質粒子の大きさは特
に限定されないが、無機質繊維の場合、繊維の長
さ(L)と直径(D)との比(L/D)は、5以上好まし
くは10以上であり、直径は0.1μm〜50μmが好ま
しい。又、無機質粒子の場合、平均粒子径は
500μm以下、好ましくは100μm以下、より好ま
しくは50μm以下である。 又、摩擦材用組成物中に占める無機質繊維及
び/又は無機質粒子の割合は、該組成物の用途に
応じて変るが、5〜70重量%、好ましくは10〜60
重量%である。 摩擦材用組成物中の無機質繊維及び/又は無機
質粒子の割合が、約5重量%未満では無機質繊維
及び/又は無機質粒子添加の効果がなく、得られ
る摩擦材の摩擦係数が低くなる傾向が見られ、一
方、約70重量%を越えると、摩擦材の機械的強度
が低下するため好ましくない。 パラ配向芳香族ポリアミド系重合体のパルプ状物
質 本発明に言うパラ配向芳香族ポリアミド系重合
体は、
【式】
【式】
【式】(―NHNH)―で表わさ れる構成単位のうちの一種又は二種以上を全体の
80モル%以上〔但し、(―NHNH)―は50モル%以
下〕含有している重合体、すなわちパラ配向芳香
族ポリアミドもしくはパラ配向ポリアミドヒドラ
ジドであり、例えば、ポリパラフエニレンテレフ
タルアミド,ポリパラペルズアミド,ポリテレフ
タルヒドラジド,ポリパラアミノベンズヒドラジ
ドテレフタルアミド等及びこれらの共重合体など
があげられ、ポリパラフエニレンテレフタルアミ
ドが好ましい。 又、本発明に言うパルプ状物質は、前記重合体
より製造された繊維を1〜20mm、好ましくは2〜
8mmに切断後、例えばデイスクリフアイナー,コ
ーンリフアイナー,ビーター等を用いて乾式又は
湿式で叩解及び/又は剪断作用を与えることによ
り得られるフイブリル化繊維及び例えば特公昭35
―11851号公報、特公昭37―5732号公報、特開昭
50―138125号公報に記載されているように、重合
体を溶媒に溶かした溶液を高速撹拌している沈殿
剤中に導入し、微細な粒子として沈殿せしめるこ
とにより得られるいわゆるフイブリツドである。 パルプ状物質は、互いにあるいは他の粒子と機
械的にもつれあうことのできる多数の触手状突起
を有しているために、摩擦材中の他の組成物とパ
ルプ状物質との界面においては全くすべり現象を
生じず、理想的な補強効果を得ることができるの
である。 摩擦材用組成物中に占めるパラ配向芳香族ポリ
アミド系重合体のパルプ状物質の量は摩擦材の機
械的性質、摩擦性能等を発現するうえで重要な要
素であり、5〜70重量%、好ましくは10〜50重量
%である。前記パルプ状物質が、約5重量%未満
では、得られた摩擦材の機械的性質が不充分とな
り、一方約70重量%を越えると摩擦係数が低下す
る傾向が見られるため好ましくない。 なお、パラ配向芳香族ポリアミド系重合体のパ
ルプ状物質の製造に際し、該重合体を溶媒に溶解
した溶液に、前記無機質繊維及び/又は無機質粒
子の一部又は全部、後記する固体潤滑剤の一部又
は全部、摩擦性能調整剤の一部又は全部を添加混
合し、しかるのち高速撹拌している沈殿剤中に導
入することにより、無機質繊維及び/又は無機質
粒子,固体潤滑剤,摩擦性能調整剤の周囲をパラ
配向芳香族ポリアミド系重合体で被覆したパルプ
状物質が得られる。この方法は摩擦材中における
無機質繊維及び/又は無機質粒子,固体潤滑剤,
摩擦性能調整剤の分散状態を良くしたり、又湿式
抄紙法を経由して摩擦材を製造する際に、無機質
繊維及び/又は無機質粒子,固体潤滑剤,摩擦性
能調整剤が抄紙金網から漏洩するのを防ぐためな
どに有効である。 固体潤滑剤 本発明においては固体潤滑剤の配合が必須であ
り、固体潤滑剤の配合により摩擦材の逆フエード
現象が解消し得ることを見出した。 本発明に用いる固体潤滑剤としては、炭素繊維
(黒鉛繊維を含む),カーボンブラツク,黒鉛粉
末,二硫化モリブデン,二硫化タングステン,窒
化硼素,ヨウ化ニツケル,フツ素系樹脂より成る
群から選ばれた一種又は二種以上が利用できる。 本発明の組成物中に占める固体潤滑剤の量は固
体潤滑剤の種類、摩擦材の用途などにより変る
が、1〜30重量%、好ましくは2〜20重量%であ
る。 固体潤滑剤が、約1重量%未満では固体潤滑剤
を添加した効果が少なく、逆フエード現象を解消
することができず、一方、30重量%を越えると摩
擦係数が低くなり過ぎるため好ましくない。 摩擦材の製造 本発明の組成物を用い摩擦材を製造するに際し
ては、公知の方法を採用することができる。 例えば、無機質繊維及び/又は無機質粒子;パ
ラ配向芳香族ポリアミドのパルプ状物質;固体潤
滑剤;フエノール樹脂,エポキシ樹脂,メラミン
樹脂,尿素樹脂,ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹
脂;必要に応じて、カシユーダスト等の摩擦性能
調整剤や非溶融性有機質繊維等を均一に混合した
ものを仮成型し、所定の金型に入れ、50Kg/cm2以
上、好ましくは100Kg/cm2以上の圧力で成型温度
130〜290℃、好ましくは170〜250℃で成型する。
成型したものは冷却したのち、必要に応じて研磨
機にかけて仕上げする。また成型した後、金型か
らとり出した状態で熱硬化性樹脂の硬化反応を完
了させるなどの目的で熱処理してもよい。また、
特にクラツチフエーシングを製造する際には、無
機質繊維及び/又は無機質粒子,パラ配向芳香族
ポリアミドのパルプ状物質,固体潤滑剤を水に均
一に混合した後、順に抄紙,熱硬化性樹脂の含
浸,予備乾燥,加圧加熱成型,クランクプレス等
による打抜き等の工程を経て製造する方法もあ
る。 尚、摩擦材中に占める熱硬化性樹脂の割合は10
〜40重量%、好ましくは15〜35重量%であり、10
重量%未満では摩擦材の機械的性質が不充分であ
り、一方40重量%を越えるともろくなる傾向が見
られ、好ましくない。 以上の如く、本発明の組成物によれば、得られ
る摩擦材は、温度による摩擦係数の変化が少な
く、耐摩耗性に優れ、しかも機械的強度が大であ
り、ブレーキライニング,デイスクパツド,クラ
ツチフエーシング等に有用である。 以下、実施例により本発明を詳述する。 尚、部または%は特に断らない限り、重量基準
である。 実施例 1 パラ配向芳香族ポリアミド系重合体のパルプ状
物質の作成 固有粘度が2.4のポリパラフエニレンテレフタ
ルアミド20部と塩化リチウム10部とを、ヘキサメ
チルホスホルアミド300部とN―メチル―2―ピ
ロリドン500部との混合溶剤に溶解し溶液を得た。
ローターとステーターとの組合せからなる管路撹
拌式ミキサーに、前記溶液15/Hr、水200/
Hrの流量で同時に供給しポリパラフエニレンテ
レフタルアミドのパルプ状物質を含むスラリーを
得た。該スラリーをヌツチエ式減圧過器に仕込
み過した後、イオン交換水で充分に洗浄し、ポ
リパラフエニレンテレフタルアミドのパルプ状物
質を得た。 摩擦材の製造 (i) 上記パルプ状物質 20部 (ii) ガラス繊維(直径10μ,長さ5mm) 40部 (iii) 黒鉛粉末 10部 (iv) カシユーダスト 10部 (v) フエノール樹脂 15部 (vi) 黄銅粉末 5部 上記(i)〜(vi)を、水に入れ撹拌することにより均
一に混合した後、過器で過した。次いで80℃
の温度で乾燥した後予備成型した。予備成型品を
金型に入れ、170℃,150Kg/cm210分間の条件で圧
縮成型した後、金型からとり出し更に200℃の熱
風炉中で5時間熱処理し、フエノール樹脂の硬化
反応を完全なものとした。熱処理終了後冷却し、
次いで研磨して得た摩擦材の性能は第1表のとう
りであり、いずれも良好であつた。(JISD4311)
の方法で測定した)
【表】 実施例 2 (i) 実施例1で作成したパルプ状物質 25部 (ii) ロツクウール 15部 (iii) カオリン繊維(イソライト工業製カオウール
) 15部 (iv) 黄銅繊維(直径30μ,長さ6mm) 5部 (v) 炭素繊維(東邦ベスロン製ベスフアイト )
10部 上記(i)〜(v)を0.2%の濃度になるように水に分
散した後、長網抄紙機で抄紙・乾燥し、シート状
物を得た。 該シート状物にフエノール樹脂とカシユーダス
トとの混合液体を含浸し、乾燥機で温度110℃で
乾燥した。前記シート状物70部に対してフエノー
ル樹脂20部、カシユーダスト10部が含浸されてい
た。 次いでこれをスリツターで20mmのテープ状に切
断し、うず巻状に巻いた後、金型に入れて温度
160℃,圧力250Kg/cm2,時間7分の条件でプレス
した。更に190℃で2時間加熱後研磨してクラツ
チフエーシング用摩擦材を得た。かくして得たク
ラツチフエーシング用摩擦材の性能は第2表のと
うりであり、いずれも優れたものであつた。
【表】 尚、第2表において摩擦係数及び摩耗率は、
JISD4311に基づいて測定した。 また、回転破壊強度は外径200mm,内径130mm,
厚さ3.5mmの試料を温度200℃の雰囲気で増速回転
し、破壊時の回転数を測定した。 実施例 3 実施例1において、黒鉛粉末10部の代りに下記
第3表の固体潤滑剤を使用する以外は、実施例1
と全く同様に実施して摩擦材を得た。 得られた摩擦材はいずれも、実施例1の場合と
同様優れたものであつた。
【表】 実施例 4 実施例2において、ロツクウール15部とカオリ
ン繊維15部(合計30部)の代りに下記第4表の無
機質繊維及び/又は無機質粒子を使う以外は実施
例2と全く同様にして実施し、クラツチフエーシ
ング用の摩擦材を得た摩擦材とほとんど同様で優
れていた。
【表】 尚、第4表No.3及びNo.4においては、抄紙の
際、ドロマイト及びじや紋石粉末が抄紙金網から
漏洩するのを防止する為に、抄紙液に対して10p.
p.mの高分子凝集剤(ポリアクリルアミド系ノニ
オン型)を添加して実施した。 実施例 5 ポリパラフエニレンテレフタルアミド繊維
(du Pont社.Kevlar 単糸繊度1.5デニール)を
7mmの長さに切断し、1.0%の濃度になるように
水に分散した。この水分散液をデイスクリフアイ
ナー(熊谷理機工業製)に5回繰返して通し、前
記繊維をフイブリル化させて、パルプ状物質を得
た。 次いで、前記パルプ状物質を含む水分散液を
過し、乾燥の後摩擦材製造に供した。 (i) 上記、ポリパラフエニレンテレフタルアミド
のパルプ状物質 20部 (ii) ガラス繊維(直径10μ,長さ5mm) 35部 (iii) 黒鉛粉末 10部 (iv) カシユーダスト 15部 (v) フエノール樹脂 15部 (vi) 黄銅粉末 5部 上記(i)〜(vi)を水に入れ撹拌することにより、均
一に混合した後、過器で過した。次いで80℃
の温度で乾燥した後予備成型した。予備成型品を
金型に入れ、180℃,150Kg/cm2,8分間の条件で
圧縮成型した後、金型からとり出し更に180℃の
熱風炉中で5時間熱処理し、フエノール樹脂の硬
化反応を完全なものとした。 熱処理終了後冷却し、次いで研磨して得た摩擦
材の性能は第5表のとうりであり、いずれも良好
であつた。
【表】 実施例 5 ポリテレフタルヒドラジド単位,ポリパラベン
ズアミド単位,ポリパラフエニレンテレフタルア
ミド単位の共重合モル比が35/35/30のパラ配向
芳香族ポリアミド系共重合体(固有粘度5.5)を
N―メチル―2―ピロリドンに溶解して溶液を得
た。この溶液から実施例1と同様の方法でパルプ
状物質を作り、更に実施例1と同様の方法で摩擦
材を得た。得られた摩擦材の性能は実施例1で得
た摩擦材と同様優れていた。 比較例 1 公知の方法で作つた、石綿を主体とするクラツ
チフエーシングについてJISD4311の方法で測定
した摩擦係数及び摩耗率、実施例2の方法と同じ
方法で測定した200℃における回転破壊強度を第
6表に示した。250℃における摩擦係数の低下及
び摩耗率の増加が問題であり、好ましくなかつ
た。又、200℃における回転破壊強度も充分と言
えるものではない。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (イ) 石綿以外の無機質繊維及び/又は無機質
    粒子5〜70重量%, (ロ) パラ配向芳香族ポリアミド系重合体のパルプ
    状物質5〜70重量%,及び (ハ) 炭素繊維,カーボンブラツク,黒鉛粉末,二
    硫化モリブデン,二硫化タングステン,窒化硼
    素,ヨウ化ニツケル,フツ素系樹脂よりなる群
    から選ばれた少なくとも一種の固体潤滑剤1〜
    30重量%, を主たる配合成分とし、かつ芳香族ポリアミド繊
    維を実質的に含まない、ことを特徴とする摩擦材
    用組成物。 2 パラ配向芳香族ポリアミドが、ポリパラフエ
    ニレンテレフタルアミドである特許請求の範囲第
    1項記載の摩擦材用組成物。
JP3118481A 1981-03-06 1981-03-06 Friction material composition Granted JPS57147572A (en)

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