JPS622029A - 多孔性摩擦材料およびその製造方法 - 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、特にブレーキまたはクラッチに利用する多孔
性摩擦材料、およびこの材料の製造方法に関する。

従来の技術 摩擦材料の多孔性は、間隙をかかる材料内に存在させる
それ自体既知の手段で得られている。これらの間隙また
は細孔は、例えば珪藻の如きそれ自体多孔性の充填材料
に含ませることにより、または材料の製造時に加圧装置
により圧縮度合を制限することによって、またはフェス
を含浸した予備成形物を乾燥して溶剤を除去することに
よって形成されている。

湿り環境および乾き環境において補助材料と使用する多
孔性摩擦材料の製造は知られている。

摩擦材料の多孔性は、補助材料に対する摩擦中、加熱さ
れる場合に摩擦材料の分解生成物を除去しやすくするこ
と、または材料／補助材料間隙における流体の再生をよ
くすると共に、摩擦材料が作動する環境において安定な
摩擦係数を保持できるようにすることにより湿り環境に
おいて散逸できるエネルギーを高めやすくすることが必
要である。

本発明により実施した試験により、多孔性摩擦材料が使
用条件に対し極めて影響されやすく、作動中熱の作用に
より不意の分解を受けて細孔が望ましくない形状および
不規則な形状になることを確かめた。

本発明の目的は上述する欠点を除去するもので、この目
的を達成するために本発明は材料内に均一に分布する微
細チャンネルまたは小管（ｃａｎａｌｉｃｕｌｉ）形状
の細孔を形成することによって多孔性摩擦材料の品質を
向上させることである。

発明の開示 本発明は、特にブレーキまたはクラッチに使用する多孔
性摩擦材料において、小管状の細孔を材料に形成したこ
とに特徴を有する。

本発明の好適な特性においては、小管を曲がりくねらせ
る。

他の好適な特性においては、小管は１〜２００ミクロン
、特に１〜３０ミクロン、または１０〜３０ミクロンま
たは３０〜２００　　ミクロンの直径を有する。

他の特性においては、小管は０．１〜３０＋＋ｕｎ、特
に０．１〜４ｍｍまたは４〜３０ｍｍの範囲の長さを有
する。

更に、他の特性においては、小管を摩擦材料の５〜３０
容積％の割合で存在させ、材料の全多孔度を８〜４０％
の範囲にする。摩擦材料中の細孔の形状および容積はこ
の手段により規定できる。

本発明の他の観点においては、上述する特性を有する多
孔性摩擦材料を製造する方法を提供することである。

次に、本発明を添付図面、について説明する。

第１〜３図に示すように、本発明により作られた多孔性
摩擦材料は繊維Ｆ１結合剤Ｒおよび細孔Ｃからなる。ま
た、自然の細孔Ｎを第１図に示している。

本発明においては、細孔Ｃは一定の長さにわたって延び
る連続円形断面を有している。それ故、細孔Ｃは小管と
称される実質的に円筒形状の微細チャンネルからなる。

この小管は多方向に交互に曲がりくねる彎曲に沿って延
び、すなわち、小管は波状に曲がりくねる。

本発明においてはかかる曲がりくねった波状の小管の幾
何学的規定は直径が１〜２００ミクロンの範囲であり、
および長さが０．１〜３０ｍｍの範囲である。

小管の容積はこの幾何学的規定により当然に明らかにな
り、本発明によれば上記小管により占める容積は多孔性
摩擦材料の５〜３０％である。しかしながら、第１図か
ら明らかなように不適当に規定された形状および不規則
分布からなり、かつ赫造プロセスによる細孔Ｎからなる
自然の多孔度が摩擦材料内に存在している。この結果、
摩擦材料の多孔度は小管の占める容積および自然細孔の
占める容積からなり、これらの全容積は多孔性摩擦材料
の８〜４０％を示している。

上述する特性を有する材料を得る本発明の方法は、例え
ば繊維、充填材および結合剤の如き摩擦材料の通常の成
分を５〜３０％の熱崩壊性繊維（ｔｈｅｒｍｏｄｅｇｒ
ａｄａｂｌｅ　ｆｉｂｒｅｓ）　　と混合し；この得ら
れた組成物を型に入れ；圧縮成形によりタブレット形状
に成形し；このタブレット成形体を適当な温度および適
当な圧力で硬化して結合剤を凝固すると共に熱崩壊性繊
維を一体に維持し；および熱崩壊性繊維が消失するよう
な温度で後硬化する。

この後硬化温度は、熱崩壊性繊維を消失させるが、しか
し摩擦材料の分解温度に達成させないような温度にする
必要がある。

熱崩壊性繊維の消失は小管の形成を付与する。

小管の幾何学的規定は熱崩壊性繊維の幾何学的規定にあ
る程度関係する。

本発明においては、小管の直径を１〜２００ミクロンの
範囲にし、この事は１〜２００　　ミクロンの直径の熱
崩壊性繊維を使用することになる。

小管が１〜３０ミクロンの範囲の直径を有するようにす
る場合には、木粉を包含する微細な熱崩壊性繊維を使用
する必要がある。この事は摩擦材料中の熱崩壊性繊維の
均質分布を達成することにある。この事から、繊維は細
いほど、材料内に分布し、均質に分布する多孔度を得る
ことができる。

本発明の他の例においては、小管の直径を１０〜３０ミ
クロンの範囲にする。この場合には、所望の多孔度を得
るのに用いる熱崩壊性繊維を連続またはステーブル形状
の紡織繊維にすることができる。

３０〜２００ミクロンの直径を有する小管を必要とする
場合には、熱崩壊性繊維を糸の形状にする。

長い繊維を用いる場合に１よ、材料の全厚さを占めるよ
うに配置し、この結果として上述するプロセスを適用後
、材料を補助材料に対して用いる場合に、形成した多孔
度は材料の一側面から他側面にたり流体を移動できるよ
うになる。

一般に、小管の長さは次のように規定できる：１００１
００ミフロン〜範囲の長さを有する小管を得る場合には
、１００　　ミクロン〜４　ｍｍの範囲の長さの短い熱
崩壊性繊維を用いる。

４〜３０ｍｍの範囲の長さの小管を得る場合には、４〜
３０ｍ＋ｎ長さの糸の形状の熱崩壊性繊維を用いる。

次に、本発明を実施例について説明するが、本発明はこ
れにより制限されるものではない。

実施例１ 油中で使用する多孔性摩擦材料を次に示す容量の組成か
ら作ったニ ガラス繊維　　　　　　　　　３０％ フェノール樹脂　　　　　　　４０％ カット　レーヨン　　　　　　２０％ ステーブル　ファイバー 木粉　　　　　　　　　　　　１０％ これらの成分を混合し、次いで型内でペレットに成形し
た。得られた予備成形体を型内で１０分間１３０℃の温
度および２００バールの圧力で硬化した。

後硬化を密閉雰囲気中で１時間当り１００℃〜４００℃
の温度上昇で加熱し、次いでこの温度を４時間にわたり
維持して行った。

第１図に示すように、破面の顕微鏡試験によって、熱崩
壊性繊維の粒子（この場合、木粉）を消失させ小管Ｃを
形成した。実際上、１〜３０ミクロンの範囲の直径を有
し、かつ摩擦材料内に均一に分布した実質的に円筒状細
孔Ｃを観察することができた。

試験の目的のために、通常の摩擦材料（この場合、紙の
摩擦材料）を用いて上述するようにして得た比較材料を
用いて比較試験した。

試験は次のブレーキ条件下で油中における摩擦により行
った： 初期速度　　　　　　　　２０ｍ／Ｓ 軸受圧力　　　　　　　　１ＭＰａ ブレーキの慣性　　　　　３ｋｇｍ２ 摩擦係数を測定した結果を次の表に示す：上表から、ブ
レーキをかけることにより散逸したエネルギーが１００
Ｊ／ｃｍ２から２００Ｊ／ｃｍ２に増加する場合には、
普通の摩擦材料の摩耗は１０倍増大するのに対して、本
発明による摩擦材料は同じ試験条件下で摩耗が低い割合
で維持されていることがわかる。

実施例２ ディスク　ブレーキ上における乾燥摩擦用の多孔性摩擦
材料を次に示す容量組成から作った：溶滓繊維　　　　
　　　　　　４０％ （ｆｕｒｎａｃｅ　ｓｌａｇ　ｆｉｂｒｅ）木粉　　　
　　　　　　　　　５％ フェノール樹脂　　　　　　　２５％ 硫酸バリウム　　　　　　　　１７％ （ｂａｒｙｔａ　５ｕｌｐｈａｔｅ） アルミナ　　　　　　　　　　３％ これらの成分を乾燥混合し、次いで３００バールの圧力
下でペレットに成形した。型内での硬化を１６０℃の温
度および５００バールの圧力で５分間にわたり行った。

後硬化を１時間にわたり炉内で２１５℃までの温度に上
昇させ、次いで２１５℃で１時間にわたり加熱して熱崩
壊性繊維（この場合、木粉）を分解し、次いで３００℃
に温度上昇させ、この温度を２時間にわたり維持して行
った。

比較の目的のために、木粉を含有しない対照材料を用い
、同じ試験条件で比較試験を行ったところ、５００℃ま
で加熱する試験における摩擦は約２５０℃で０．３５降
下したのに対して、対照材料の摩擦は０．２２に降下し
た。

実施例３ ドラム　ブレーキ用の多孔性摩擦材料を次に示す容量組
成から作ったニ ガラス繊維Ｅ　　　　　　　　　　　　　３０％木粉　
　　　　　　　　　　　　　　　１０％フェノール樹脂
　　　　　　　　　　３０％カルドライド　　　　　　
　　　　　　　５％（ｃａｒｄｏｌｉｔｅ） ブラー　デ　ムードン　ウイテング　１５％（Ｂｌａｎ
ｃ　ｄｅ　１Ｊｅｕｄｏｎ　ｗｈｉｔｘｎｇ）酸化鉄　
　　　　　　　　　　　　　１０％これらの成分を乾燥
混合し、次いでペレット状に成形した。型内での硬化を
１３５℃の温度および２００バールの圧力で行い、およ
び後硬化を２時間にわたり２１５℃まで温度を上昇させ
、次いでこの温度で３時間加熱して木粉を完全に分解さ
せるように行った。

木粉の消失により高い多孔度が得られ、高い樹脂含有量
によるこのタイプの材料のフエディング（ｆａｄｉｎｇ
）する傾向を補償することができる。この高い樹脂含有
量は摩擦材料とドラムとの接触による成形度（ｄｅｇｒ
ｅｅ　ｏｆ　５ｈａｐａｂｉｌｉｔｙ）　に対して必要
である。

実施例４ 湿り環境で作動する多孔性摩擦材料を次に示す容量の組
成から作った− ガラス繊維Ｅ　　　　　　　　　　　　　３０％ステー
ブル　レーヨン　繊維　　　　　２０％銅線　　　　　
　　　　　　　　　　　１０％フェノール樹脂　　　　
　　　　　　　２０％ＳＢＢゴム　　　　　　　　　　
　　　　　４％硫黄　　　　　　　　　　　　　　　　
　１％ブラー　デ　ムードン　ウイテング　　１０％黒
鉛　　　　　　　　　　　　　　　　　５％繊維を再び
よって糸にし、この糸に樹脂、ブラーデ　ムードン　ウ
インテング、黒鉛および硫黄をＳＢＢゴム溶液に懸濁し
た懸濁物からなるセメントを含浸させた。この含浸糸を
乾燥し、次いで同心的に巻き、次いで型内において１４
０℃の温度および３００バールの圧力で硬化した。後硬
化を４時間にわたり４００℃まで温度上昇させ、次いで
この温度で４時間にわたり維持して行った。

第２図に示すように、顕微鏡下で調べたところ、小管か
らの細孔Ｃは摩擦面に対して僅かに傾斜していることを
確かめた。この場合、小管は１０〜３０ミクロンの範囲
の直径を有していた。

実施例５ 湿り環境で作動する多孔性摩擦材料を次の容量の組成か
ら作ったニ ガラス繊維Ｅ　　　　　　４０％ 綿糸　　　　　　　　　１０％ フェノール樹脂　　　　３０％ 珪藻土　　　　　　　　２０％ 綿糸をガラス繊維とよって糸にし、この糸にフェノール
樹脂および珪藻土の水性分数物を含浸させた。この含浸
糸を乾燥し、ロープに巻き、次いで型内で２００バール
の圧力で硬化した。後硬化を炉内で２時間にわたり３０
０℃の温度で行い、このために綿糸を完全に消失させた
。第３図に示すように顕微鏡下で観察した場合、綿糸に
より３０〜２００ミクロンの範囲の直径の小管が形成さ
れることを確かめた。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１により作った本発明による摩擦材料の
断面を顕微鏡で観察した摩擦材料組織の顕微鏡写真、 第２図は実施例４により作った本発明による摩擦材料の
断面を顕微鏡で観察した摩擦材料組織の顕微鏡写真、お
よび 第３図は実施例５により作った本発明による摩擦材料の
断面を顕微鏡で観察した摩擦材料組織の顕微鏡写真であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ブレーキまたはクラッチに適当な多孔性摩擦材料に
   おいて、小管形状の細孔を前記摩擦材料に形成したこと
   を特徴とする多孔性摩擦材料。 ２、前記小管を曲りくねらせた特許請求の範囲第１項記
   載の多孔性摩擦材料。 ３、前記小管は１〜２００ミクロンの範囲の直径を有す
   る特許請求の範囲第１項記載の多孔性摩擦材料。 ４、前記小管は１〜３０ミクロンの範囲の直径を有する
   特許請求の範囲第３項記載の多孔性摩擦材料。 ５、前記小管は１０〜３０ミクロンの範囲の直径を有す
   る特許請求の範囲第３項記載の多孔性摩擦材料。 ６、前記小管は３０〜２００ミクロンの範囲の直径を有
   する特許請求の範囲第３項記載の多孔性摩擦材料。 ７、前記小管は０．１〜３０ｍｍの範囲の長さを有する
   特許請求の範囲第１項記載の多孔性摩擦材料。 ８、前記小管は０．１〜４ｍｍの範囲の長さを有する特
   許請求の範囲第７項記載の多孔性摩擦材料。 ９、前記小管は４〜３０ｍｍの範囲の長さを有する特許
   請求の範囲第７項記載の多孔性摩擦材料。 １０、前記小管は摩擦材料の容積の５〜３０％を示す特
   許請求の範囲第１項記載の多孔性摩擦材料。 １１、材料の全多孔度が８〜４０％である特許請求の範
   囲第１項記載の多孔性摩擦材料。 １２、ブレーキまたはクラッチに適当な多孔性摩擦材料
   の製造方法において、摩擦材料の成分を熱崩壊性繊維と
   混合し；得られた組成物を型に入れて圧縮してタブレッ
   トに形成し；このタブレットを硬化して樹脂を凝固させ
   ると共に、熱崩壊性繊維を一体に保持し；次いで前記タ
   ブレットを熱崩壊繊維を消失する温度より高い温度で、
   しかも摩擦材料の分解温度より低い温度で後硬化するこ
   とを特徴とする多孔性摩擦材料の製造方法。 １３、前記熱崩壊性繊維の消失によって小管を形成する
   特許請求の範囲第１２項記載の方法。