JPH04153291A - 摩擦材料 - Google Patents
摩擦材料Info
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- JPH04153291A JPH04153291A JP27858390A JP27858390A JPH04153291A JP H04153291 A JPH04153291 A JP H04153291A JP 27858390 A JP27858390 A JP 27858390A JP 27858390 A JP27858390 A JP 27858390A JP H04153291 A JPH04153291 A JP H04153291A
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Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は航空機や自動車などの車輌のブレーキ材として
有効な摩擦材料に関するものである。
有効な摩擦材料に関するものである。
従来の技術
従来、航空機やレーシングカーなどのブレーキ用の材料
は宇宙用材料として開発された炭素繊維強化炭素複合材
（以下ＣＦＲＣという）が使用されている。この複合材
は高熱での機械特性が従来のものと比較して良好である
からである。
は宇宙用材料として開発された炭素繊維強化炭素複合材
（以下ＣＦＲＣという）が使用されている。この複合材
は高熱での機械特性が従来のものと比較して良好である
からである。
ブレーキ用のＣＦＲＣとしては炭素繊維の織物または不
織布に熱硬化性樹脂、たとえばフェノール樹脂やフラン
樹脂を含浸させ、それを単一にあるいは積層して１５０
℃〜２００℃の温度で１００ ｋｇ／ｄ〜２００ ｋｇ
／ｃｆｆｌの加重をかけて成形し、それを１０００°Ｃ
以上の温度で焼成し、さらに緻密化のためピッチあるい
は熱硬化性樹脂を含浸して焼成する工程を繰り返して作
られる。このようにして作られたブレーキ材は一般には
ＣＦＲＣ同志の摩擦により使われており、高速高荷重の
きびしい状況でのブレーキ材として優れたものであるが
、低速での摩耗量が多く、高速になると摩擦係数が上昇
する欠点があった。即ち航空機の場合、着陸の際に大き
な効果を生ずるが、飛行場内での低速運行では摩耗量が
多く、且つ車輌の場合高速で運行中のときブレーキがき
きすぎて事故を生ずるなどの欠点があった。
織布に熱硬化性樹脂、たとえばフェノール樹脂やフラン
樹脂を含浸させ、それを単一にあるいは積層して１５０
℃〜２００℃の温度で１００ ｋｇ／ｄ〜２００ ｋｇ
／ｃｆｆｌの加重をかけて成形し、それを１０００°Ｃ
以上の温度で焼成し、さらに緻密化のためピッチあるい
は熱硬化性樹脂を含浸して焼成する工程を繰り返して作
られる。このようにして作られたブレーキ材は一般には
ＣＦＲＣ同志の摩擦により使われており、高速高荷重の
きびしい状況でのブレーキ材として優れたものであるが
、低速での摩耗量が多く、高速になると摩擦係数が上昇
する欠点があった。即ち航空機の場合、着陸の際に大き
な効果を生ずるが、飛行場内での低速運行では摩耗量が
多く、且つ車輌の場合高速で運行中のときブレーキがき
きすぎて事故を生ずるなどの欠点があった。
発明が解決しようとする課題
本発明はこのような課題を解決するもので、低速運行で
の摩耗量が少なく、また高速での摩擦係数の増加を少な
くすることを目的とするものである。
の摩耗量が少なく、また高速での摩擦係数の増加を少な
くすることを目的とするものである。
課題を解決するための手段
この課題を解決するために本発明は、炭素繊維３０〜８
０％ｗｔからなる骨材と、炭素７０〜２０％ｗｔからな
る充填材とで構成される炭素繊維強化炭素複合材で作ら
れた摩擦材料であって、前記充填材中の全重量に対し２
〜２０％ｗｔのＳｉＣもしくはＡｒ１０３もしくは黒鉛
の少なくとも１種類を含んでいることを特徴とするもの
である。
０％ｗｔからなる骨材と、炭素７０〜２０％ｗｔからな
る充填材とで構成される炭素繊維強化炭素複合材で作ら
れた摩擦材料であって、前記充填材中の全重量に対し２
〜２０％ｗｔのＳｉＣもしくはＡｒ１０３もしくは黒鉛
の少なくとも１種類を含んでいることを特徴とするもの
である。
すなわち、本発明は炭素繊維の織物、不織布、編物、短
繊維に熱硬化性樹脂たとえばエポキシ樹脂やフェノール
樹脂、フラン樹脂、ピッチなどを含浸させるに際し、こ
れらの樹脂９８〜８０％ｗｔに対し、Ｓ Ｉ ＣＳＡ
Ａ’ ２０３ 、黒鉛を単独に乃至は２種類または３種
類用い、この合計が２〜２０％ｗｔになるようによく撹
拌し、混合樹脂を作る。これらのＡｌ１０３ 、Ｓ ｉ
ｃ、黒鉛の大きさは１−以下望ましくは１００μ以下の
直径の粉末か、長さが３−以下の望ましくは５Ｈμ以下
の長さの繊維であってもよい。ＡＩ！２０３の粉末また
は短繊維は純度が７０％以上の成分のものでも良い。Ｓ
ｉＣの粉末または短繊維は純度が７０％以上の成分でも
良い。また、Ｓｉの粉末または短繊維も純度が７０％以
上の成分のものでも良く、これらは２０００℃以上の加
熱によりＳｉＣになる。従って２０００℃以上でＳｉＣ
になる５ｉＯ７粉末でも良い。この混合樹脂を炭素繊維
の織物あるいはニードルパンチによるフェルトまたは短
繊維１に対し混合樹脂が２乃至０．２の範囲の割合にな
るように含浸する。
繊維に熱硬化性樹脂たとえばエポキシ樹脂やフェノール
樹脂、フラン樹脂、ピッチなどを含浸させるに際し、こ
れらの樹脂９８〜８０％ｗｔに対し、Ｓ Ｉ ＣＳＡ
Ａ’ ２０３ 、黒鉛を単独に乃至は２種類または３種
類用い、この合計が２〜２０％ｗｔになるようによく撹
拌し、混合樹脂を作る。これらのＡｌ１０３ 、Ｓ ｉ
ｃ、黒鉛の大きさは１−以下望ましくは１００μ以下の
直径の粉末か、長さが３−以下の望ましくは５Ｈμ以下
の長さの繊維であってもよい。ＡＩ！２０３の粉末また
は短繊維は純度が７０％以上の成分のものでも良い。Ｓ
ｉＣの粉末または短繊維は純度が７０％以上の成分でも
良い。また、Ｓｉの粉末または短繊維も純度が７０％以
上の成分のものでも良く、これらは２０００℃以上の加
熱によりＳｉＣになる。従って２０００℃以上でＳｉＣ
になる５ｉＯ７粉末でも良い。この混合樹脂を炭素繊維
の織物あるいはニードルパンチによるフェルトまたは短
繊維１に対し混合樹脂が２乃至０．２の範囲の割合にな
るように含浸する。
このようにしてできたブリプレラグを織物の場合は数十
枚、ニードルパンチによるフェルトの場合は数枚、短繊
維の場合はそのまま金型に積層または詰めて１００〜３
００ｋｇ／ｃｄで加圧し、１００〜２００℃に加熱して
硬化反応させることにより炭素繊維を骨材とした炭素繊
維強化樹脂複合材ができる。そして８００℃以上の温度
で不活性雰囲気中で加熱すると、前述したごとく熱硬化
性樹脂が分解して多孔性となるため、樹脂を含浸しさら
に焼成を繰り返し、比重にほぼ変化が見られない程度に
緻密化することにより、Ａ／２０３を２〜２０％ｗｔ含
有するか、ＳｉＣを２〜２０％ｗｔ含有するか、黒鉛を
２〜２０％ｗｔ含有するか、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＣを合わ
せて２〜２０％ｗｔ含有するか、ＳｉＣと黒鉛を合わせ
て２〜２０％ｗｔ含有するか、Ａ／２０３と黒鉛を合わ
せて２〜２０％ｗｔ含有するか、ＳｉＣとＡ／２０３と
黒鉛を合わせて２〜２０％ｗｔ含有する炭素を充填材と
して、３０〜７０％の炭素繊維を骨材とする炭素繊維強
化炭素複合材からなる摩擦材料が得られる。焼成温度は
１０００℃以上で２２００℃迄の範囲であるが、２００
０℃以上が望ましい。２２００℃を超えるとＳｉＣやＡ
ｌ２Ｏ３が分解することがある。１０００℃以下では炭
化が不充分である。ＳｉＣやＡ ｌ ２０３、黒鉛の単
独、２種類、３種類の混合の合計が２％ｗｔ以下になる
と摩擦特性に影響が出ず、また２０％ｗｔを超えると充
填材の炭素の強度が低下し且つ炭素繊維への接着も悪く
、炭素繊維強化炭素複合材としての強度の低下を生ずる
。骨材となる炭素繊維が３０％ｗｔ以下になると強度が
低下し、８０％ｗｔ以上になると炭素量が少なくて強度
が低下する。
枚、ニードルパンチによるフェルトの場合は数枚、短繊
維の場合はそのまま金型に積層または詰めて１００〜３
００ｋｇ／ｃｄで加圧し、１００〜２００℃に加熱して
硬化反応させることにより炭素繊維を骨材とした炭素繊
維強化樹脂複合材ができる。そして８００℃以上の温度
で不活性雰囲気中で加熱すると、前述したごとく熱硬化
性樹脂が分解して多孔性となるため、樹脂を含浸しさら
に焼成を繰り返し、比重にほぼ変化が見られない程度に
緻密化することにより、Ａ／２０３を２〜２０％ｗｔ含
有するか、ＳｉＣを２〜２０％ｗｔ含有するか、黒鉛を
２〜２０％ｗｔ含有するか、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＣを合わ
せて２〜２０％ｗｔ含有するか、ＳｉＣと黒鉛を合わせ
て２〜２０％ｗｔ含有するか、Ａ／２０３と黒鉛を合わ
せて２〜２０％ｗｔ含有するか、ＳｉＣとＡ／２０３と
黒鉛を合わせて２〜２０％ｗｔ含有する炭素を充填材と
して、３０〜７０％の炭素繊維を骨材とする炭素繊維強
化炭素複合材からなる摩擦材料が得られる。焼成温度は
１０００℃以上で２２００℃迄の範囲であるが、２００
０℃以上が望ましい。２２００℃を超えるとＳｉＣやＡ
ｌ２Ｏ３が分解することがある。１０００℃以下では炭
化が不充分である。ＳｉＣやＡ ｌ ２０３、黒鉛の単
独、２種類、３種類の混合の合計が２％ｗｔ以下になる
と摩擦特性に影響が出ず、また２０％ｗｔを超えると充
填材の炭素の強度が低下し且つ炭素繊維への接着も悪く
、炭素繊維強化炭素複合材としての強度の低下を生ずる
。骨材となる炭素繊維が３０％ｗｔ以下になると強度が
低下し、８０％ｗｔ以上になると炭素量が少なくて強度
が低下する。
作用
以上のように、Ｓ ｉ Ｃｓ Ａ Ａ’ ２０３ 、黒
鉛を混入することにより、摩擦係数が安定して高く且つ
摩耗率が少なくなるのは次の理由によるものと考えられ
る。即ち、炭素繊維同志の結合のために、充填材の炭素
はフェノール樹脂やフラン樹脂などの難黒鉛の原料を使
用している。これらの難黒鉛乃至黒鉛化していない炭素
は酸化が早い。従って、従来のＣＦＲＣによるブレーキ
材は高速で高負荷の状況での摩擦により高い温度に発熱
すると酸化が早い。それに対し、Ｓｌ′Ｃ１Ａｌ２Ｏ３
は耐酸化性に優れ、黒鉛も黒鉛化していない炭素に比べ
耐酸化性は良好である。そのため高温での摩擦性能に効
果を生ずると思われる。
鉛を混入することにより、摩擦係数が安定して高く且つ
摩耗率が少なくなるのは次の理由によるものと考えられ
る。即ち、炭素繊維同志の結合のために、充填材の炭素
はフェノール樹脂やフラン樹脂などの難黒鉛の原料を使
用している。これらの難黒鉛乃至黒鉛化していない炭素
は酸化が早い。従って、従来のＣＦＲＣによるブレーキ
材は高速で高負荷の状況での摩擦により高い温度に発熱
すると酸化が早い。それに対し、Ｓｌ′Ｃ１Ａｌ２Ｏ３
は耐酸化性に優れ、黒鉛も黒鉛化していない炭素に比べ
耐酸化性は良好である。そのため高温での摩擦性能に効
果を生ずると思われる。
実施例
以下、本発明の一実施例について、詳細に説明する。
フェノール樹脂（ユニチカ■製ユニペックスＳ）をアセ
トンに１＝１の割合で溶解し、それに第１表に示す如く
、Ｓ ｌ、 Ａ ｌ ２０３ 、黒鉛を混合した。
トンに１＝１の割合で溶解し、それに第１表に示す如く
、Ｓ ｌ、 Ａ ｌ ２０３ 、黒鉛を混合した。
上記Ｓ１、Ａｌ２Ｏ３、黒鉛を１種乃至３種含む混合樹
脂液に、６０００フイラメントのアクリル系の炭素繊維
（東し■製）からなり経糸４２０本、緯糸４２０本、重
さ３３０ｇｒ／ａｆの織物を含浸し、織物の重量とアセ
トンが蒸発した状態での各混合樹脂重量が１：１になる
ように８種のブリプレラグを作った。各々を金型に入れ
、２００トンのホットプレス機により１５０ ｋｇｌｏ
ｆの圧力で２００℃で硬化反応させた。これを真空炉に
入れ、１Ｇ−’Ｔ ｏ ｒ ｒの真空度で２０００℃に
焼成し、冷却後、フェノール樹脂に含浸し、さらに焼成
する工程を繰り返し、比重の増加が生じない迄継続し、
緻密化した。ＪＩＳＤ４４１１の定速式摩擦試験機の摩
擦ディスクに第１表に示す試料徹８の混合物を含まない
フェノール樹脂のみのブリプレラグから作ったＣＦＲＣ
の板を取り付け、一方試験片支持アームに５ｍｍＸ２５
ｍｍＸ２５ｍの大きさで第１表に示す試料Ｎ１１Ｌ１〜
丸８の樹脂混合物についてＪ Ｉ ５Ｄ４４１１の方法
に従って試験を行なった。その結果は第２表に示す通り
、何れも試料Ｎα８の混合物のないＣＦＲＣの従来のブ
レーキ材に比べて摩擦係数および摩耗率の何れもが優れ
ている。
脂液に、６０００フイラメントのアクリル系の炭素繊維
（東し■製）からなり経糸４２０本、緯糸４２０本、重
さ３３０ｇｒ／ａｆの織物を含浸し、織物の重量とアセ
トンが蒸発した状態での各混合樹脂重量が１：１になる
ように８種のブリプレラグを作った。各々を金型に入れ
、２００トンのホットプレス機により１５０ ｋｇｌｏ
ｆの圧力で２００℃で硬化反応させた。これを真空炉に
入れ、１Ｇ−’Ｔ ｏ ｒ ｒの真空度で２０００℃に
焼成し、冷却後、フェノール樹脂に含浸し、さらに焼成
する工程を繰り返し、比重の増加が生じない迄継続し、
緻密化した。ＪＩＳＤ４４１１の定速式摩擦試験機の摩
擦ディスクに第１表に示す試料徹８の混合物を含まない
フェノール樹脂のみのブリプレラグから作ったＣＦＲＣ
の板を取り付け、一方試験片支持アームに５ｍｍＸ２５
ｍｍＸ２５ｍの大きさで第１表に示す試料Ｎ１１Ｌ１〜
丸８の樹脂混合物についてＪ Ｉ ５Ｄ４４１１の方法
に従って試験を行なった。その結果は第２表に示す通り
、何れも試料Ｎα８の混合物のないＣＦＲＣの従来のブ
レーキ材に比べて摩擦係数および摩耗率の何れもが優れ
ている。
〈以下余白〉
発明の効果
以上のように本発明によれば、５ｉＣ１ＡＩ！２０３、
人造黒鉛の少なくとも１種類を充填材に混入させること
により、摩擦係数が安定して高く、且つ摩耗率を下げる
ことができる。
人造黒鉛の少なくとも１種類を充填材に混入させること
により、摩擦係数が安定して高く、且つ摩耗率を下げる
ことができる。
代理人 森 本 義 弘
Claims (1)
- １、炭素繊維３０〜８０％ｗｔからなる骨材と、炭素７
０〜２０％ｗｔからなる充填材とで構成される炭素繊維
強化炭素複合材で作られた摩擦材料であって、前記充填
材中の全重量に対し２〜２０％ｗｔのＳｉＣもしくはＡ
ｌ＿２Ｏ＿３もしくは黒鉛の少なくとも１種類を含んで
いることを特徴とする摩擦材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27858390A JPH04153291A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 摩擦材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27858390A JPH04153291A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 摩擦材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04153291A true JPH04153291A (ja) | 1992-05-26 |
Family
ID=17599287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27858390A Pending JPH04153291A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 摩擦材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04153291A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997022815A1 (en) * | 1995-12-15 | 1997-06-26 | Sab Wabco (Bromborough) Limited | Friction engaging device |
| US20070284772A1 (en) * | 2004-12-30 | 2007-12-13 | Brembo Ceramic Brake Systems S.P.A. | Shaped Composite Material |
| WO2014016891A1 (ja) * | 2012-07-23 | 2014-01-30 | 日立化成株式会社 | ヨー制御用ブレーキパッド及びブレーキ部材 |
| JP2014505214A (ja) * | 2011-01-13 | 2014-02-27 | ミーバ フリクテク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 摩擦材料 |
| CN105545999A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-05-04 | 佛山早稻田科技服务有限公司 | 一种摩擦材料 |
| CN106167563A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-11-30 | 广西南宁胜祺安科技开发有限公司 | 一种性能优良改性摩擦材料 |
| CN108518433A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-11 | 王敏 | 一种改性碳化硅基汽车刹车片的制备方法 |
-
1990
- 1990-10-17 JP JP27858390A patent/JPH04153291A/ja active Pending
Cited By (11)
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| US6514592B1 (en) | 1995-12-15 | 2003-02-04 | Sab Wabco Products Limited | Friction engaging device |
| US20070284772A1 (en) * | 2004-12-30 | 2007-12-13 | Brembo Ceramic Brake Systems S.P.A. | Shaped Composite Material |
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