JPH0586997B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、摩擦ライニングへの添加物として適
切であつて該ライニングの摩擦特性を改善する固
体潤滑剤混合物に関する。 例えば、ブレーキライニングおよびクラツチラ
イニングのような摩擦ライニングは一般に、有機
単量体または重合体結合剤または結合剤混合体と
共に、アスベスト繊維、アスベスト繊維と他の耐
熱性無機または有機繊維の混合体、アスベストを
含まない耐熱性無機または有機繊維の混合体、ま
たは鉄粉、銅粉、鋼粉またはそれらの混合体のよ
うな金属粉末を主成分としている。かかる摩擦ラ
イニングは音および振動減衰材料のような充てん
材も含むことができる。出発の混合物に存在する
結合剤または混合結合剤は熱硬化性であつて摩擦
ライニングの各種成分に対して硬化状態において
固体および温度安定マトリツクスを形成する。初
期の普通の摩擦ライニングは主にアスベストを主
成分としていたが、現今の健康的理由のためアス
ベストを全く含まない摩擦ライニングを得るため
に、摩擦ライニングのアスベスト含量を他の材料
で置換する努力が現在ますます行われている。前
記成分の外に、アスベスト含有並びにアスベスト
非含有摩擦ライニングは一般に、かかる材料の摩
擦特性、特に摩擦および摩耗特性を改善するため
に一種以上の固体潤滑剤も含有する。 従来の技術 アスベスト繊維を主成分とした摩擦ライニング
は、例えばドイツ特許第3046696号に記載されて
いる。金属を主成分とした摩擦ライニングは、例
えばドイツ特許第2924540号の主題である。ドイ
ツ特許第2514575号は摩擦ライニングにも混合す
ることができる固体潤滑剤混合物に関するもので
ある。該特許の実施例２に記載されている混合物
Ｂ（黒鉛45重量％、硫化亜鉛36重量％、フツ化カ
ルシウム９重量％および二硫化モリブデン10重量
％）は商品名LUBOLID 7365で市販されており、
それらの摩擦特性を改良するためにアスベスト含
有およびアスベスト非含有の摩擦ライニングに既
に添加されている。 発明が解決しようとする問題点 繊維を主成分とした、並びに金属を主成分にし
た前記成分で調製された既知の固体潤滑剤混合物
および摩擦ライニングは、それらの摩擦特性に関
して全体から見て完全に満足なものではない。こ
れは、特にLUBOLID 7365として知られている
前記製品の場合に真実である。多分満足な摩耗性
および充分に狭い範囲の摩擦係数を有する摩擦ラ
イニングのみならず、事実上無振動の動作を与
え、かつ事実上ライニング材料を金属の摩擦表面
へ転移させない摩擦ライニングもそれらで確かに
調製することができる。その上、これらの固体潤
滑剤混合物は常に摩擦ライニング調製用の各種組
成物に一様に良好な結果を伴つて混合することが
できない、従つてそれらはアスベスト繊維、他の
繊維または金属粉末を主成分とした摩擦ライニン
グに普遍的に混合することができない。 問題点を解決するための手段 従つて、本発明の目的は、摩擦ライニングの摩
擦特性を改善するために特に摩擦ライニングへの
添加物として使用することができ、特にアスベス
トを含まない半金属摩擦ライニングの調製用に広
範囲の組成物に普遍的に混合することができ、低
摩耗性および狭い摩擦係数を有し、なかんずく無
振動の動作を提供し、例えば、ブレーキデイスク
やクラツチ板のような問題の品物の対向摩擦面へ
ライニング材を転移させない摩擦ライニングを提
供する新規の固体混合物を調製することである。 本発明により、この問題は該固体混合物および
その使用によつて解決される。 本発明は、 (a) 黒鉛25〜65重量部、 (b) 硫化亜鉛15〜45重量部、 (c) 硫化アンチモン（）５〜20重量部、および (d) アルカリ土類金属リン酸塩、無機リン酸塩お
よび無機リン酸塩とアルカリ土類金属リン酸塩
からなる群から選んだ普通の固体潤滑剤５〜20
部、 からなる固体潤滑剤混合物に関する。 作 用 本発明の固体潤滑剤は広範囲の組成に基いた摩
擦特性を改善するための添加物として適すると共
に、いわゆる半金属摩擦ライニングと共に特殊な
利点を与える。従つて、かかる摩擦ライニングを
調製するための組成物は本発明に従うことが重要
ではなくて、決定的なことは本発明の固体潤滑剤
混合物がかかる組成物に含まれることである。
２，３の既知摩擦コーテイング用組成物は前記特
許のいくつかから明らかになる。後述の実施例の
各々において、アスベスト含有摩擦コーテイング
またはアスベスト非含有摩擦コーテイングを調製
するための組成物が与えられ、それによつて本発
明の固体潤滑剤の普遍的な用途を示すと共に、本
発明の固体潤滑剤混合物で摩擦ライニングを調製
する望ましい組成物を示す。摩擦ライニング調製
用組成物に含まれる種々の成分は当業者には既知
であるので、これら成分の詳細な説明は省略す
る。 固体潤滑剤または本発明の固体潤滑剤混合物を
含む固体潤滑剤混合物の添加または不添加による
各種組成物からの摩擦ライニングの調製も当業者
に利用される手段に左右される。以下に示す実用
的実施例において、アスベスト含有並びに非含有
摩擦ライニングの調製法も示される。従つて、そ
の詳細な説明も省略する。 本発明の固体潤滑剤混合物に存在する有効成分
(a)〜(d)はそれぞれ、それらの市販の形でかかる製
品に混合される既知の固体潤滑剤を表わす。従つ
て、これら固体潤滑剤の粒径は一般に50μm以下、
望ましおは20μm以下、特に10μm以下である。そ
れらは天然原料または合成原料にすることができ
る。そしてこれらの原料は天然産並びに合成の形
で調製されるので、これは特に本当の黒鉛、硫化
亜鉛、および硫化アンチモン（）である。成分
(a)の固体潤滑剤は一般に、全く合成品を含む。一
般に、天然の黒鉛は機械的安定性に優れ、従つて
一般に合成黒鉛より望ましいので、天然黒鉛は合
成黒鉛よりもいくつかの利点を与える（僅かの摩
耗および摩擦係数の安定性が良い）。従つて、80
％以上の結晶化度を有する黒鉛を本発明の固体潤
滑剤混合物に使用することが望ましい。天然黒鉛
と合成黒鉛の混合物ももちろん使用することがで
きる。 硫化亜鉛および硫化アンチモン（）に対する
条件は完全に逆であると思われる。それらの合成
品は明らかに耐摩耗性が優れかつ高信頼性の摩擦
値を有する製品をもたらすので、合成品が天然品
より優れていると思われる。さらに、これらの固
体潤滑剤も天然品と合成品の混合物の形で使用す
ることができる。これは特に硫化アンチモン
（）（すなわち、Sb₂S₃）の場合に事実であつ
て、等量の鉱物品と沈殿による合成品とを使用す
ることができる。 成分(d)として役立つアルカリ土類金属リン酸塩
または他の無機金属リン酸塩は、それらが天然産
では必要条件の純度で産出しないので、当量の合
成品の形で用いるので最良である。 本発明の固体混合物に存在する成分(a)〜(d)は、
このように当業者にはよく知られた市販の形で使
用される。最近、二リン酸亜鉛（Zn₂P₂O₇）、お
よび特にリン酸カルシウムが成分(d)として可能な
固体潤滑剤の中で望ましいものである。しかしな
がら、現在まで固体潤滑剤としてよく知られてき
た他のアルカリ土類金属リン酸塩や他の無機金属
リン酸塩でも同じような結果が得られうる。明ら
かに、種々のリン酸塩の混合物も利用することが
できる。これらの中から、リン酸カルシウムとリ
ン酸亜鉛の１：１重量比の混合物が望ましい。 本発明の固体潤滑剤混合物の調製、すなわちこ
の混合物の各種成分の混合は原則的に普通の方法
に従つて行なうことができるけれども、タンブラ
内の各成分を単に混合し、続いてハンマミルや類
似のミル内でその混合物を粉砕することからなる
実施例に記載した方法の適用が望ましい。しかし
ながら、タンブラ内の単純な混合は、必要な固体
潤滑剤混合物が単純な混合と粉砕を組み合わせる
ことによつて得られる摩擦ライニングへの加工処
理の際に優れた製品特性を与えないことは明白で
ある。調製された摩擦ライニングの摩擦特性が全
体としてさらに望ましくなるように、各固体潤滑
剤の集塊をきれいに崩壊させるのは粉砕工程であ
る。 本発明の潤滑剤混合物を混合するためには、比
較的高い機械的力を加えることによつて得られる
格別に密接な接触を生じさせる必要がある。 本発明の固体潤滑剤混合物を使用し、それから
必要とする摩擦ライニングを調製する場合に、組
成物を調製するためには、もちろん充分かつ均一
な混合も必要である。ここで、最近の摩擦ライニ
ング用組成物に存在する成分の繊維組織または他
の組織が悪い影響を与えてはいけないことを考慮
する必要がある。従つて、摩擦ライニングを調製
する場合に最終の混合組成物を単にタンブラまた
は類似の混合特性を有する混合装置内で十分に混
合することが最適である。 本発明の固体潤滑剤混合物の調製、摩擦ライニ
ングにおける混合およびかかる摩擦材料の摩擦特
性に及ぼす作用についての他の詳細は以下の実施
例から明らかになるであろう。 Ａ 固体潤滑剤混合物の実施例 次の実施例は本発明の各種無機固体潤滑剤混合
物の組成および従来の組成（比較例）を表の形で
示す。常に粉末の形である特定量の上記固体潤滑
剤混合物は、最初に回転ミキサー内で１時間相互
に混合した、次に存在する全ての集塊を崩壊させ
ると共に10μm以下の粒径を有する精混合物を調
製するために、ハンマミルでもう１時間粉砕し
た。

【表】 Ｂ 利用の実施例 前記実施例に従つて得た各種固体潤滑剤混合物
はアスベスト含有ブレーキライニング混合物並び
にアスベスト非含有ブレーキライニングに種々の
重量で混合し、かく得られた最終混合物は次にそ
れらを高温で圧縮することによつて特定の形状お
よび寸法を有する試験品に成形した。 アスベスト含有ブレーキライニング混合物（混
合物Ａ）は次の成分からなつた： 成 分 量（重量部％） フエノール樹脂 12.1 〔平均分子量約1400を 有するフエノール・ホルムアルデヒド樹脂、 DUREZ＝14000〕 アスベスト繊維 39.7 硫酸バリウム粉末 28.7 雲母粉末 20.1 100.0 アスベスト非含有ブレーキライニング混合物
（混合物Ｂ）は次の成分からなつた： 成 分 量（重量部％） フエノール樹脂 12.0 〔DUREZ＝14000〕 鉄削り薄片 57.0 雲母粉末 18.0 銅削り薄片 9.0 鉛ダスト 3.0 亜鉛ダスト 1.0 100.0 以下に示すブレーキライニング組成物は上記混
合物から単独に、または実施例１〜６および比較
例７に含まれた種々の固体潤滑剤混合物と組み合
せて調製された。 特定量の上記混合物ＡおよびＢをタンブラに入
れて、特定量の上記各固体潤滑剤混合物とそれぞ
れ対応する重量比で１時間混合した。かく得られ
た組成物は加熱液圧プレスにおいて適当な成形工
具を使用して7.7MPaの圧力と215℃の温度で直径
10mm、長さ11mmの被成形体（試験品）に成形した
（第２表参照）。 混合物ＡおよびＢのみからなり、固体潤滑剤混
合物の添加物を含まない品物を同じ方法で調製し
て、対照品ＡまたはＢで示す（第２表参照）。

【表】

【表】 Ｃ 試験品の検査 第２表に挙げた組成物または混合物ＡまたはＢ
のみを含有するものを処理することによつて得ら
れた試験品は、摩擦表面の定性的評価に必須であ
る摩擦特性（摩擦係数、摩耗性、ライニング材料
のブレーキデイスクへの転移、動作特性）を確認
するために、次の検査を行つた。 これらの試験に用いた装置は直径12cmを有し、
ブレーキデイスクを形成し、電熱手段で530℃ま
での温度に加熱できる鋳鉄からなつた。ブレーキ
デイスクの温度はその中に取り付けた熱伝対で測
定した。試験品を締め付けることができ、ブレー
キデイスクと向い合つて同軸に取り付け、スター
タスイツチに接続されたデイスクは、電気同期モ
ータによつて1800rpmまでの種々の回転速度で回
転できた。３つの試験片は、締付け板にブレーキ
デイスクに面する表面において互いに120°の角度
に配置された。種々の圧力調節ができる圧力ばね
が、どんな長さの試験時間に必要な圧力も一定に
保てるように必要な圧力下で、ブレーキデイスク
を締付け板にある試験片へ押し付けることを可能
にした。締付け板における試験片を介してブレー
キデイスクに加わつた摩擦力はそれに装着した摩
擦ゲージによつて測定した。 各試験は締付け板の一定回転速度1800rpm（ブ
レーキデイスクに対する試験片の滑り速度10m／
ｓと同等）および試験片に対するブレーキデイス
クの一定圧力0.4MPaで行つた。ブレーキデイス
クの温度は室温にしておいたが、個々の試験プロ
グラムは種々の段階を通して行つた、或いはある
段階の初めに350℃または530℃にセツトすること
によつて、始動温度および試験中に摩擦によつて
生じる温度上昇をブレーキデイスクの表面に配置
した熱電対によつて測定した。各試験の前に、ブ
レーキデイスクの表面は研摩用デイスクによつて
約0.30μmの表面テクスチヤー（粗さ）Raにし、
溶媒で清浄にした。 それぞれの試験はヨーロツパのブレーキライニ
ング製造業者になじみの次の標準プログラムに従
つて上記一定の圧縮圧力下で行つた： (a) ブレーキデイスクを予熱しないで1800rpmで
１時間。 (b) ブレーキデイスクを350℃に予熱後1800rpm
で２時間。 (c) ブレーキデイスクを室温に冷却。 (d) ブレーキデイスクを530℃に予熱後、
1800rpmの最高回転速度でブレーキデイスクを
間欠的に始動および停止させながら２時間。 (e) ブレーキデイスクを室温に冷却。 (f) ブレーキデイスクを加熱することなく
1800rpmで１時間。 上記プログラムの(d)部分（ブレーキデイスクの
間欠的始動および停止）は次のように行つた。 電動機を始動して、試験片を保持している締付
け板を10秒以内に1800rpmの一定回転速度に加速
した。次に装置をこの最高回転速度で10秒間回転
させた後、電動機のスイツチを切つて、締付け板
を２秒以内で停止させた。５秒間の停止後、電動
機を再始動させ、締付け板を再び前述のように
1800rpmの最高回転速度にした。この操作をプロ
グラムの(d)部分の２時間中反復した。同時に、締
付け板における温度範囲を試験期間全体に渡つて
用いた。 それぞれの試験プログラムにおいて、その作業
は単一ブレーキデイスクで行つた。試験の最後
に、摩耗およびライニング材例のブレーキデイス
クへの転移を光学顕微鏡で検査した。試験片とブ
レーキデイスク間の動作性（静かな動作から厳し
い振動動作）も個々の試験を通じて評価した。 これらの試験から得られた結果を次の第３表に
示す。

【表】 ＊ 試験中に観察された最大摩擦係数−
最小摩擦係数。
前記形式であるが、本発明の固体潤滑剤混合物
の代りにこの混合物の個々の固体潤滑剤または
２，３のかかる固体潤滑剤の混合物（多分本発明
によつて規定されるもの以外の比率）またはさら
に異なる固体潤滑剤または固体潤滑剤混合物の等
重量部（等重量％）を含有した類似のアスベスト
含有およびアスベスト非含有試験片の検査結果
は、全体的にかかる試験片が本発明に基いた試験
片の望ましい摩擦特性を示さなかつた。従つて、
本発明の固体潤滑剤混合物は明らかに共働作用を
もたらす。 しかしながら、これは類似の摩擦ライニングが
本発明の固体潤滑剤混合物の外にさらに別の固体
潤滑剤を含有できないことを示すものではない。
従つて、本発明の(a)〜(d)４つの固体潤滑剤混合物
が互に規定の比率で常に存在し、かつ他の余分な
固体潤滑剤が存在するために本発明によつて得ら
れる好適で均一な摩擦特性に悪影響を与えない限
り、他の固体潤滑剤を摩擦ライニングに含むこと
も可能である。 発明の効果 前記の試験結果は、本発明の固体潤滑剤混合物
はアスベスト含有並びにアスベスト非含有の半金
属摩擦ライニングに良好な結果を伴つて混合でき
ること、そしてそれらは比較的低い摩耗常数およ
び狭い範囲だけの摩擦値の外にそれらがライニン
グ材料をブレーキデイスクに殆んど転移させない
ことによつても区別されるライニングを提供する
こと、およびそれらは摩擦ライニング用の既知固
体潤滑剤混合物と比較した場合に振動のない動作
を保証することを示している。 これは、それらによつて変動がなく常に信頼で
きるブレーキ性能が保証されるから特に重要であ
る。 さらに、本発明に従つて調製したダイナモメー
タを備えた乗用車におけるブレーキデイスクの直
接試験結果は、これらのライニングが種々の動作
温度においてブレーキデイスクおよびブレーキデ
イスクの低摩耗、低騒音レベル、低疲労、低コー
ルドスタート感度、および事実上安定な摩擦値の
点で優れていることを示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 黒鉛25〜65重量部； (b) 硫化亜鉛15〜45重量部； (c) 硫化アンチモン（）５〜20重量部；および (d) アルカリ土類金属リン酸塩、無機リン酸塩、
   および無機リン酸塩とアルカリ金属リン酸塩と
   の混合体からなる群から選んだ常用固体潤滑剤
   ５〜20重量部； からなることを特徴とする固体潤滑剤混合物。 ２ 前記(a)成分45〜55重量部と、前記(b)成分25〜
   35重量部と、前記(c)成分８〜12重量部と、前記(d)
   成分８〜12重量部からなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の固体潤滑剤混合物。 ３ 前記(a)成分50重量部と、前記(b)成分30重量部
   と、前記(c)成分10重量部と、前記(d)成分10重量部
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の固体潤滑剤混合物。 ４ 前記(d)成分がリン酸アルミニウム、リン酸カ
   ルシウム、リン酸鉄、リン酸マグネシウム、ピロ
   リン酸亜鉛およびそれらの混合体からなる群から
   選択されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の固体潤滑剤混合物。 ５ 前記(d)成分がリン酸アルミニウム、リン酸カ
   ルシウム、リン酸鉄、リン酸マグネシウム、ピロ
   リン酸亜鉛およびそれらの混合体からなる群から
   選択されることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項に記載の固体潤滑剤混合物。 ６ 前記(d)成分がリン酸アルミニウム、リン酸カ
   ルシウム、リン酸鉄、リン酸マグネシウム、ピロ
   リン酸亜鉛およびそれらの混合体からなる群から
   選択されることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項に記載の固体潤滑剤混合物。