JPH03134087A - 耐熱性摩擦材および耐熱性摩擦材の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は耐熱性摩擦材およびその製造法に関し。

さらに詳しくは自動車の動力伝達または制動に好適に用
いることができる耐熱性摩擦材およびその製造法に関す
る。

（従来の技術） 従来、自動車に用いられる摩擦材としては、ブレーキラ
イニング、ディスクパッド、クラッチフェーシングなど
があシ、その基材にはアスベストが用いられていた。し
かし、近年、アスベストが有害であるため、非アスベス
ト系の摩擦材の開発が望まれており、また自動車のエン
ジン性能の向上に伴う、摩擦材の性能向上、特に高温お
よび高負荷に耐える材料の開発が要求されている。

アスベスト基材の代替材としては、ガラス繊維。

炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維、ロックウール。

セラミック繊維、各種のスチールファイバー等を用いた
摩擦材が開発され、使用されている。しかし、これらの
基材は従来の石綿に較べると繊維が太く、高弾性で硬く
、もろいという欠点がある。

また金属やアスベスト以外の無機繊維を用いた摩擦材で
は、嵩高い成形品が得られない次め、摩擦界面で生じた
高熱が摩擦材全体へ急速に伝導し。

結合剤を加速度的に熱分解するという問題がある。

従って、従来の結合剤では、高温および高負荷の条件下
で摩擦係数、摩耗率および強度のすべてを満足する摩擦
材を得ることが困難であった。

石綿代替材を使用して高温および高負荷に耐える摩擦材
を得る方法に＃ｉ、あらかじめ摩擦材自身を高温処理す
る方法（％開昭５６−１３１８４゛６号公報、特開昭５
９−１１３０３８号公報、特開昭６０−１４５３０２号
公報）があるが、この方法ではコストが上昇し１機械強
度が低下するという欠点がある。また特殊な摩擦調整剤
を添加する方法（％開昭６０−９６６２５号公報、特開
昭６０−９２３３２号公報、特開昭６２−１９０２３２
号公報）もあるが、この方法では充分な改良効果が得ら
れ力い。さらに基材にアラミド耐熱性繊維を混合【７た
シ、ポリイミド樹脂粉（粒子）を加える方法もあるが、
いずれも基材および摩擦調整剤を保持する結合剤として
従来のものを使用しているため、充分な耐熱性が得られ
ないというのが現状である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、前記従来技術の問題点をなくし、高温
および高負荷条件下でも高い摩擦係数。

耐摩耗性および機械的強度を備えた耐熱性摩擦材および
その製造法を提供することにある。

（１１題を解決するための手段） 果、摩擦調整剤に銅箔または銅粉を必須成分としハ 用い、かつ結合剤にポリアミドイミド樹脂を用いること
によ汎前記課題を解決できることを見出し９本発明に到
達したものである。

すなわち９本発明は、無機基材および／または有機基材
、摩擦調整剤ならびに結合剤を含有する耐熱性摩擦材に
おいて、前記摩擦調整剤として銅箔または銅粉と三酸化
アンチモン粉末および前記結合剤としてポリアミドイミ
ド樹脂を用いてなる耐熱性摩擦材およびその製造法に関
する。

本発明の基材には無機および／または有機基材が用いら
れる。無機基材としては、ガラス繊維。

炭素繊維、ロックウール、セラミック繊維等の無機繊維
、各種金属チップや金属ファイバーが挙げられ、また有
機基材としては、フェノール繊維。

芳香族ポリアミド繊維等の有機繊維が挙げられる。

これらのうち、コストや加工性の点から、ガラス繊維、
芳香族ポリアミド繊維、鋳鉄チップ、スチールファイバ
ーが好ましい。

本発明の摩擦調整剤には、銅箔または銅粉と三酸化アン
チモ／粉末が必須成分として用いられる。

これによって、高温高負荷下での摩擦特性と耐熱性の向
上効果が顕著に現われる。該銅粉としては粒径０．２　
Ｗ以下のものが好ましい。また銅箔としては、長径が２
〜１０００μｍで、長径と短径の比で決まるアスペクト
比が１〜５０で、かつ短径に対する厚さが１／３以下で
あるものが好ましい。

銅粉または銅箔が前記範囲以外では均一な分散が困難と
な夛、不安定な摩擦係数の発生原因となることがある。

三酸化アンチモン粉末の粒径に関しては制限はないが、
摩擦特性改善効果を得るためには粒径が０．２　ｔｍ以
下が好ましい。

摩擦調整剤としては、銅箔または銅粉と三酸化アンチモ
ン粉末に加えて他の無機物粉および／または有機物粉を
用いてもよい。無機物粉としては。

炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、ク
レー、メルク、黒鉛、アルミナ、マイカ。

螢石、ジルコニア、ヘマタイト、マグネタイト。

シリカ、硫化アンチモン、硫化鉄、硫化モリブデン等の
無機粉末、真鍮、銅、鉄、鉛、亜鉛、アルミ等の金属線
粉末が挙げられ、また有機物粉としては。

カシューダスト、ゴムダスト、木粉等の有機物が挙げら
れる。

本発明の結合剤にはポリアミドイミド樹脂が用いられる
。該ポリアミドイミド樹脂は、芳香族ジアミンとトリカ
ルボン酸無水物またはその訪導体とを縮重合させて得ら
れる。

トリカルボン酸無水物として好ましくはトリメリット酸
無水物が用いられ、トリメリット酸無水物の誘導体とし
ては、トリメリット酸またはトリメリット酸無水物とア
ルコールとのエステル化物等９例えばトリメリット酸無
水物のメタノールハーフエステル化物等が用いられる。

芳香族ジアミンとしては９例えばｍ−フェニレンジアミ
ン、ｐ−７二二レンジアミン、４．４’−ジアミノジフ
ェニルプロパン、４．４′−ジアミノジフエニルメタン
、４．４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４．４’
−ジアミノジフェニルスルホン、４．４’−ジアミノジ
フエニルエーテル、１．５−ジアミノナフタレン、３．
３’−ジアミノジフェニル、３．３’−ジメトキシベン
ジジン、１，３−ジアミノ−４−イングロビルベンゼン
、キシリレンジアミン、　４．４”−ジアミノターフェ
ニル、４．４”−ジアミノクォーターフェニル、１．４
−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ベンゼン、４．４’−
（ビス−（ｐ−アミノフェノキシ）〕ジフェニルスルホ
ン、４．４’−（ビス−（ｐ−アミノフェノキシ）〕ビ
フェニル、ス２−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）
フェニル〕プロパン、２．２−ビス（４−（４−アミノ
フェノキシ）フェニル〕へキサフルオロプロパン、４４
′−ジアミノペンゾフエノン、ベンジジン−λ３．５．
６−チトラメチルーｐ−７二二レンジアミン、ジアミノ
トルエン、テトラフルオロフェニレンジアミン、ジアミ
ノオクタフルオロビフェニル等が挙げられる。これらの
化合物は単独で、または混合して用いられる。これらの
化合物のうち耐熱性と経済性とを考慮すると、４．４′
−ジアミノジフエニルメタン、化４′−ジアミノジフェ
ニルエーテル、ｐ−７二二レンジア亡ンまたはｍ−フェ
ニレンジアミンを用いることが好ましい。

前記結合剤としてのポリアミドイミド樹脂に。

フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂。

ビスマレイミド樹脂、シリコーン樹脂等を、耐熱性およ
び摩擦特性を低下させない程度に添加して変性または混
合し、ガラス繊維などの基材や無機粉などの摩擦調整剤
の保持力向上を図ることができる。

本発明における結合剤の含有量は、成形体の製造上、お
よび摩擦係数の点から摩擦材に対して通常５〜５０重量
％とされ、好ましくＶｉ２０〜４５重ｆ１′チとされる
。

本発明における銅粉又は銅箔の含有量は、潤滑効果およ
び摩擦係数から結合剤に対して１〜５０重量％が好まし
い。

銅の形状は、粉状か箔状であシ、銅粉としては粒径が０
．２０ｍｍ以下のもので、銅箔としてはアスペクト比（
長径と短径の比）が１〜５０で短径に対する厚さが１／
３以下の箔でかつ長径が１〜１０００μｍのものが好ま
しい。

本発明における摩擦調整剤中の三酸化アンチモン粉末の
含有量は、摩擦係数の点から結合剤に対して５〜５０重
量％が好ましく、１０〜３０重量％がより好ましい。

無機基材および／または有機基材、摩擦調整剤ならびに
結合剤を含む成形用混和物を金型に充填して加圧、加熱
成形して摩擦材が得られる。

（実施例） 以下本発明を実施例によυ説明する。

摩擦材用結合剤の合成 配合材料　　　９　モル ４．４′−ジアミノジフェニル　　　１９８　　１．０
メタン トリメリット酸無水物　　　　　　１９２　　１．０り
ん酸　　　　　　　　　　　　　６．０　　０．０６上
記の成分を、攪拌機、温度計、冷却管及び窒素吹込装置
を装備した１　０００ｍｊのセパラブルフラスコに入れ
、徐々に加温し２１０’Ｃ１で昇温して、留出する水分
を留去させながら１７時間反応を進めた。反応の進行は
高速液体クロマトグラフで調べ還元粘度０．５　（ｄｇ
／　９　）　（０，５ｇをジメチルホルムアミドｌｄｌ
！に溶かし、３０℃でキャノンフェンスケ粘度計で測定
）の樹脂溶液を得た。これをＮ−メチルピロリドンで希
釈し、不揮発分（樹脂分）を２５重量％にｙｉｍｔ、て
結合剤とじ九。

実施例１ ガラス繊維（富士ファイバー社ｍ；ＵＰＧＩＺＡ５０８
）を除く表１の材料を混合攪拌しペースト状となるまで
ジメチルホルムアミドを加えた。このペースト状の混和
物にミキサーで開繊したガラス繊維を加えてさらに攪拌
を行い均一な混和物にした。得られ次混和物を、高速攪
拌状態にある水中に滴下して、脱溶剤と粉砕を同時に行
い粒状の混和物を得た。ついでこの混和物を１５０℃で
１時間乾燥して成形用混和物を得た。この混和物を金型
に充てんし２００　ｋｇ　ｆ／ｃｍ”の加圧下で２９０
℃で１０分加熱成形し、成形品を得た。この成形品の両
面をサンダーで研磨してさらに２５０℃で２時間の熱処
理を行い、試験用摩擦材を得、これについてＪＩＳ定速
試験機で摩擦特性を求めた（摩擦係数と摩耗率の温度変
化）。又耐熱性を調べるため試験用摩擦材の一部を４０
０℃のマツフル炉で３０分間熱処理を加えてその外観の
目視観察を行った。これらの結果を表１．第１図及び第
２図に示した。

実施例２．３ 実施例２．３についても表１の配合に基づき実施例１と
同様の手法で成形品を作製し評価を行い結果を表１．第
１図及び第２図に示した。

比較例 比較例１．２については１表１の配合により樹脂組成が
実施例と異なるためペースト状の混和物の調製にはメタ
ノールを用いた。又粒状の混和物の乾燥Ｆｉ９０℃で１
時間行った。成形圧力１ｏ。

ｋｇ　ｆ　／ａｍ”、温度１６０℃として加熱加圧成形
を行い成形品を得た。この成形品の両面をサンダーで研
摩してさらに２１０℃で２時間熱処理を行い。

試験用摩擦材を得、これについて実施例１と同様の評価
を行い、これらの結果を表１．第１図および第２図に示
した。

比較例３，４．５＃ｉ表１の配合に基づき実施例１と同
様の手法で試験用摩擦材を作製しこれについて評価を行
い結果を表１．第１図及び第２図に示した。

≠１　樹脂溶液を用いたが固型分の量で示す。

％２　メラミン樹脂二日本カーバイド社製−２６０ 釜３　フェノール樹脂：大日本インキ社製ＴＤ−２０４
００ 養４　銅　箔ニアスペクト比２〜３．短径２０〜３０μ
ｍ、長径５０〜６０μｍ、厚さ１〜２μｍ、和光純薬工
業社製化学用 蒼５　三酸化アンチモン粉末：和光紬薬工業社製化学用 苦６　ガラス繊維：開繊した富士ファイバー社製ＵＰＧ
ＩＺＡ５０８ ％７　無機粉：硫酸バリウム／タルク／炭酸カルシウム
／ケイ酸カルシウム短繊維＝ ２０／　２０／　２０／　４０　（ｗｔ％）硫酸バリウ
ム：堺化学社裏ＢＣ タルク：和光純薬工業社展化学用 炭酸カルシウム：和光紬薬工業社製化学用ケイ酸カルシ
ウム短繊維：米国ＮＹＣＯ社裂ウォラストナイト （発明の効果） 実施例と比較例に見られる摩擦係数及び摩耗率の差及び
４００℃３０分加熱処理を行った後の外観の差からも明
らかなように、ポリアミドイミド樹脂を結合剤とし、か
つ摩擦調整剤に銅箔、三酸化アンチモン粉末を必須成分
とした系では、高温時の摩擦係数と耐摩耗性に優れた摩
擦材が得られ。

又、３００℃摩擦試験後の実施例の試料は僅かに褐色の
色が濃くなった程度であるのに対して比較例の試料は結
合剤が熱分解［−炭化と共に多孔質化し胞〈なっている
。本発明の摩擦材は耐熱性ど摩擦特性に優れた摩擦材で
あり、工業上極めて有効なものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は実施例と比較例の測定温度と摩擦係数との関係
図、第２図は実施例と比較例の測定温度と摩耗率との関
係図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、無機基材および／または有機基材、摩擦調整剤なら
   びに結合剤を含有する耐熱性摩擦材において、前記摩擦
   調整剤として銅箔または銅粉と三酸化アンチモン粉末、
   および前記結合剤としてポリアミドイミド樹脂を用いて
   なる耐熱性摩擦材。 ２、ポリアミドイミド樹脂が、４，４′−ジアミノジフ
   エニルメタンとトリメリット酸とから得られるポリアミ
   ドイミド樹脂である請求項１記載の耐熱性摩擦材。 ３、銅箔または銅粉の含有量が、結合剤に対して１〜５
   ０重量％である請求項１または２記載の耐熱性摩擦材。 ４、三酸化アンチモン粉末が結合剤に対して５〜５０重
   量％である請求項１ないし３のいずれかに記載の耐熱性
   摩擦材。 ５、無機基材および／または有機基材、銅箔または銅粉
   、三酸化アンチモン粉末ならびにポリアミドイミド樹脂
   を含む成形用混和物を金型に充填して、加圧加熱成形す
   る耐熱性摩擦材の製造法。