JPH08105474A

JPH08105474A - 高性能摩擦材料及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08105474A
Application number: JP23999394A
Authority: JP
Inventors: Koichi Suzuki; 光一鈴木; Keisuke Morita; 啓介森田; Hiroshi Sasaki; 博佐々木
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】耐摩耗性，耐久性に優れ、かつ、安定した摩
擦係数を有し、製造が容易で高強度な摩擦材料を安価に
提供する。【構成】摩擦調整材及び潤滑材を混合した樹脂をカー
ボンクロスに含浸させ、このカーボンクロスを、プレス
面に溝形成用の凸条を有するプレス治具を用いて、芯板
の表面に熱圧着する。【効果】カーボンクロスは摩擦特性に優れる上に、あ
らゆる方向の力に対して強度が高く、耐摩耗性に優れ
る。摩擦調整材及び潤滑材を均一に含浸することがで
き、摩擦特性が良好である。熱圧着により、カーボンク
ロスと芯板との接着と油溝形成を同時に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高性能摩擦材料及びその
製造方法に係り、特に、自動車等の摩擦機器を有する装
置の部材等において、回転又は摺動運動の制御材として
有効に使用される特殊構造の高性能摩擦材料及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の摩擦材は、一般に、摩擦
性能を奏するフィラーやファイバーを含む組成物を抄造
又はロール、プレス成形によりシート状にし、この摩擦
シートを芯板となる金属板材に接着し、得られた摩擦材
を打ち抜きや切り出し法で、円形又はリング形状といっ
た所望形状のフェージング素材の形に加工して製造され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】摩擦シートを芯板に接
着した従来の摩擦材は、耐摩耗性や耐熱性に劣り、最近
の高性能なスペック仕様には不適当である。しかも、摩
擦シート自体についても、フィラーやファイバーの添
加、混合状態が均一でなく、安定した性状の摩擦シート
を得ることが難しかった。

【０００４】また、従来の鉄系金属板材を芯板とする摩
擦材では、油の急速な移動を確保するために、芯板に多
くの油溝を形成する必要があるが、この油溝形成のため
の芯材の加工が容易でない上に、加工コストも高く、工
業材料として問題があった。

【０００５】更に、従来品は摩擦特性においても、十分
でなく、高性能な摩擦材の開発が望まれていた。

【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決し、耐摩
耗性、耐久性に優れかつ安定した摩擦係数を有し、製造
が容易で、しかも、高強度な高性能摩擦材料を安価に提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の高性能摩擦材
料は、芯板と、該芯板の表面に熱圧着されたカーボンク
ロスとを備えてなる摩擦材料であって、該カーボンクロ
スには、摩擦調整材及び潤滑材が混合された樹脂が含浸
されており、かつ、表面に溝が設けられていることを特
徴とする。

【０００８】請求項２の高性能摩擦材料の製造方法は、
請求項１に記載の摩擦材料を製造する方法であって、摩
擦調整材及び潤滑材を混合した樹脂をカーボンクロスに
含浸させ、次いで、この樹脂を含浸したカーボンクロス
を、プレス面に溝形成用の凸条を有するプレス治具を用
いて、芯板の表面に熱圧着することを特徴とする。

【０００９】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１０】本発明において、芯板の材質としては、ア
ルミニウム、チタン等の軽量金属又はその合金や、鉄、
鉄系合金を採用することができる。これらの合金の具体
例としては、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ａｌ−
Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｍｎ合金、Ｔｉ−Ａｌ合金、Ｔｉ−Ｆ
ｅ合金等が挙げられる。一般に、低コスト品では鉄系合
金が用いられるが、高性能，軽量化の面からは、アルミ
ニウムやチタンの軽量金属又は合金が用いられる。

【００１１】一方、芯板に熱圧着するカーボンクロスと
しては、炭素繊維の織布であっても不織布であっても良
い。その厚さは、含浸させる樹脂量によって選択される
が、通常の場合、５０〜２５０μｍ程度のものを用い
る。この程度の厚さのカーボンクロスであれば、樹脂や
その他の材料を含浸させることにより、１００〜３００
μｍ程度の厚さとすることができ、後述の熱圧着によ
り、良好な深さの油溝を形成することができる。なお、
カーボンクロスとしては、樹脂の含浸性能や強度等の面
から、目付２０〜２００ｇ／ｍ² 程度のもの、特に織布
を用いるのが好ましい。

【００１２】このようなカーボンクロスに含浸させる樹
脂としては、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂又はポリ
アミドイミド樹脂等の熱可塑性樹脂が使用される。これ
らの樹脂は、微粉末或いは溶剤に溶解した液状等の任意
の形態で使用されるが、特に、溶剤に高濃度で溶解した
粘性液体であることがカーボンクロスへの含浸、その他
の工程に好適である、このような樹脂に混合する摩擦調
整材としては、フッ素系樹脂、特にテフロン樹脂が好ま
しく、また、潤滑材としては、二硫化モリブデン粉末
や、その他、シリカ、アルミナ、タルク等の無機粉末が
使用される。なお、潤滑材の粒径は０．２〜４０μｍの
範囲が好適である。

【００１３】本発明において、カーボンクロスに含浸さ
せる樹脂量は、カーボンクロスに対して１５〜３５重量
％とするのが好ましい。樹脂量が１５重量％未満では、
後工程の熱圧着によりカーボンクロスと芯板との十分な
接着強度が得られず、また、潤滑材粒子等を十分に保持
し得ない。樹脂量が３５重量％を超えると樹脂量が多す
ぎて、カーボン繊維の効果が表われない。

【００１４】また、樹脂に混合する摩擦調整材の割合
は、樹脂に対して５〜３０重量％とするのが好ましく、
潤滑材の割合は樹脂に対して０．５〜５重量％とするの
が好ましい。摩擦調整材の割合が５重量％未満である
と、摩擦調整材を配合したことによる摩擦特性の安定化
効果が十分でなく、また、３０重量％を超えると摩擦特
性の中で摩擦係数や耐摩耗性に問題がでてくる。潤滑材
の割合が、０．５重量％未満では潤滑材による摩擦係数
の調整機能が十分に発揮されず、５重量％を超えると強
度及び摩擦特性に問題がでてくる。

【００１５】本発明においては、樹脂に摩擦調整材及び
潤滑材を混合して、カーボンクロスに含浸させる。そし
て、樹脂を含浸させたカーボンクロスを芯板に熱圧着し
て接着させる。

【００１６】この熱圧着条件は、カーボンクロスに含浸
させた樹脂の種類によっても異なるが、通常の場合、温
度２００〜３３０℃，とりわけ２５０〜３００℃，圧力
１００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ² で行うのが好ましい。

【００１７】なお、本発明においては、この熱圧着は、
プレス面に溝形成用の凸条を有するプレス治具を用いて
行い、これにより、熱圧着後のカーボンクロスの表面に
油溝を形成する。

【００１８】この熱圧着時に形成する油溝は、保油性の
確保のために、幅０．５〜３ｍｍ，深さ１００〜２５０
μｍとするのが好ましく、また、油溝は、カーボンクロ
スの面積に対して５〜５０％程度の部分に形成するのが
好ましい。なお、油溝は、格子状又は縞状の各種の形状
に形成することができる。

【００１９】この熱圧着後は、樹脂を十分に硬化させる
ためにベーキング処理を行うのが好ましく、この場合、
ベーキング処理は、３００〜３５０℃で３０〜６０分保
持することにより実施される。

【００２０】なお、本発明においてカーボンクロスに
は、摩擦調整材及び潤滑材の他、補強材や研掃材、その
他の添加材が配合されていても良く、この場合、これら
の添加材は、潤滑材との合計で樹脂に対して０．５〜５
重量％となるように添加するのが好ましい。

【００２１】

【作用】カーボンクロスは、摩擦特性に優れる上に、織
布、不織布とも繊維がからみ合っており、あらゆる方向
の応力にも十分な強度を保ち、耐摩耗性にも優れる。し
かも、織目や繊維のすき間が比較的大きいため、この中
にバインダー樹脂や摩擦調整材、その他の添加材を密に
充填することができ、ＦＲＰと同様の大きな強度も維持
することができる。

【００２２】このようなカーボンクロスに、摩擦調整材
及び潤滑材を含む樹脂を含浸させて、プレス面に溝形成
用の凸条を有するプレス治具を用いて熱圧着することに
より、カーボンクロスを芯板に強固に接着すると共に、
容易に油溝を形成することができ、芯板の加工が不要と
なる。

【００２３】なお、本発明において、テフロン樹脂等の
摩擦調整材は、摩擦材料の摩擦特性の安定化に寄与し、
一方、潤滑材のうち、二硫化モリブデン粉末は摩擦係数
の調整に、また、他の無機粉末は、摩擦係数の調整や摩
擦材料の表面の強度の改善に効果がある。

【００２４】本発明においては、これらの摩擦調整材及
び潤滑材を樹脂に混合してカーボンクロスに含浸させる
ため、摩擦調整材及び潤滑材がカーボンクロスに均一に
分散した高摩擦特性の摩擦材料が得られる。

【００２５】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００２６】実施例１〜４テフロン樹脂と二硫化モリブデン粉末（平均粒径１０μ
ｍ）を表１に示す樹脂に対して表１に示す割合で混合し
た。このものを、カーボンクロス（目付３０ｇ／ｍ² ，
厚さ０．２５ｍｍ）に、表１に示す樹脂含浸量（カーボ
ンクロスに対する樹脂の割合）となるように含浸させ
た。なお、フェノール樹脂の場合にはテフロン樹脂と二
硫化モリブデンをフェノール樹脂液に分散混合した粘性
液体として含浸させ、また、ポリアミドイミド樹脂の場
合には、同様の粘性液体として含浸を行った。

【００２７】このカーボンクロスを、厚さ２ｍｍ，外径
８０ｍｍ，内径５０ｍｍの鉄（Ｓ４５Ｃ）製のリング形
状の芯板に、プレス面に溝形成用の凸条を有するプレス
治具を用いて、表１に示す条件で熱圧着し、その後、３
２０℃で３０分間ベーキング処理した。

【００２８】得られた摩擦材料のカーボンクロスを基材
とする摩擦材層の厚さは約３００μｍであり、形成され
た油溝の形状及び大きさは表１に示す通りであった。

【００２９】得られた摩擦材料について、摩擦係数（台
上試験機での摩擦特性試験結果）及び摩耗量（Ｓ４５Ｃ
材を相手材として連続２０時間摺動テストした時の摩耗
量）を調べ、結果を表１に示した。

【００３０】比較例１比較のため、従来のペーパーシート状の摩擦材（外径８
０ｍｍ，内径５０ｍｍ，芯板の厚さ１．８ｍｍ，摩擦シ
ートの厚さ５００μｍ。油溝の形状、大きさは表１に示
す通り。）について、上記と同様に摩擦係数及び摩耗量
を調べ、結果を表１に示した。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１より、本発明の摩擦材料は、従来品に
比べて耐久性や摩擦特性の点で優れていることがわか
る。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の高性能摩擦
材料及びその製造方法によれば、摩擦係数が良好で摩擦
性能に優れ、また、耐摩耗性、機械的強度、耐久性に優
れた摩擦材を、芯板の溝加工を行うことなく、容易かつ
低コストにて製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ１６Ｄ 69/00 Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯板と、該芯板の表面に熱圧着されたカ
ーボンクロスとを備えてなる摩擦材料であって、該カー
ボンクロスには、摩擦調整材及び潤滑材が混合された樹
脂が含浸されており、かつ、表面に溝が設けられている
ことを特徴とする高性能摩擦材料。
【請求項２】請求項１に記載の摩擦材料を製造する方
法であって、摩擦調整材及び潤滑材を混合した樹脂をカ
ーボンクロスに含浸させ、次いで、この樹脂を含浸した
カーボンクロスを、プレス面に溝形成用の凸条を有する
プレス治具を用いて、芯板の表面に熱圧着することを特
徴とする高性能摩擦材料の製造方法。