JPS62235336A

JPS62235336A - 珪藻土を含む成型式無アスベスト摩擦部材

Info

Publication number: JPS62235336A
Application number: JP62011475A
Authority: JP
Inventors: ジェームズ・アール・ローヤー
Original assignee: REIMAAKU IND Inc
Current assignee: REIMAAKU IND Inc
Priority date: 1986-01-22
Filing date: 1987-01-22
Publication date: 1987-10-15
Also published as: US4743634A; EP0231098A2; CA1298009C; DE3750299D1; EP0231098A3; EP0231098B1; BR8700280A

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】産業上の利用分野この発明は、実質的に水泡状欠陥（ｂｌｉｓｔｅｒｓ）
を有しないクラッチフェーシングのような成型式（ｍｏ
ｌｄｅｄ）無アスベス・１・摩擦部材の改良と、前記の
ような摩擦部材の生産における新規な製造方法に関する
。

従来技術及びその問題点大気中に浮遊するアスベスト繊維の危険性は文献でよく
報告されており、摩擦材においてもこれを他の繊維に置
換する必要があった。しかしアスベスト繊維は多種多様
な工業的生産において非常に便利であり、なみはずれて
物理的、化学的特性が結合した有用な素材であるため、
前記のような置換は困難であった。無機質であるアスベ
ストは不燃性、耐腐食性があり、耐熱性と同様幅広く安
定した極めて高む弓１張り強度を有する。

これらの有利な特性を合わせ持つため、アスベスト繊維
はディスクブレーキパッド、ブレーキの裏張り、クラッ
チフェーシング等の摩擦部材の製造において、自動車工
業で広く使用されて来た。

アスベス）・繊維はまた独特の中空管状構造を有する。

摩擦要素製造において、補強繊維、特に摩擦調整剤（ｍ
ｏｄｉｆｉｅｒ）　、不活性充填材は、一般的にフェノ
ールホルムアルデヒド樹脂のような熱硬化性樹脂と、ス
チレンブタジェンゴム（Ｓ　Ｂ　Ｒ）などの熱硬化性（
ｈｅａｔ−ｃｕｒａｂｌｅ　）エラストマーからなる熱
硬化性バインダーと結合される。バインダーが熱と圧力
下で不溶解性及び熱硬化状態になる硬化工程（ｃｕｒｉ
ｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　）中、ガスが発生し、定期的に
モールドを開くことによって排出させる。アスベスト繊
維の中空管状構造によってガスの排出がなされるのでア
スベスト繊維を含む摩擦要素は、閉じ込められたガスに
よって、ポケットすなわち水泡状欠陥の形成の問題はな
い。しかしながらアスベストを置換して使用される繊維
は実質的に気孔がなく　（ｎｏｎ−ｐｏｒｏｕｓ）また
存在したとしてもそれらの気孔は互いにつながってはい
ない。その結果、実質的に気孔がない前記のような繊維
を含む摩擦要素の製造において、ガスが摩擦要素自体の
中に閉じ込められ、これによって水泡状欠陥ができて利
用価値のない欠陥構造となる。したがってこのような欠
陥構造は不良品として取り扱われた。もちろんこれらの
不良品が極めて少量におさえられることが様々な製造工
程の経済性に重要なことである。

摩擦要素は水泡状欠陥のような欠陥がないことが必要で
あるばかりでなく、ある種の工業規格にも合致しなけれ
ばならない。自動車のクラッチフェーシングの大半の製
造者は、クラッチフェーシングが熱破壊強度テストにお
いて特別な性能規格を満たすことを要求している。この
テストでは、２つのフェーシングが押しつけられ、クラ
ッチの被駆動部材は、生産条件の必要欠くべからざる要
件として、１５分間５００°Ｆ　（２６０°Ｃ）に熱さ
れ、そして回転テストにさらされる。

このテストは、クラッチフェーシングに課せられる最も
過酷なテストの１つである。何故なら高温ではクラッチ
フェーシングを形成する繊維材料と樹脂及び／またはゴ
ムからなるバインダーは強度を失ない、比較的低い回転
速度で破壊するからである。外径が、１１インチ（２７
，９４ｃｍ）　、内径が６−１／２インチ（１６，５１
Ｃｍ）のアスベスト繊維からなり一般的に型から押し出
されて作られたクラッチフェーシングは、熱破壊強度テ
スト中平均７０００ｒｐｍの回転に耐えることが知られ
ている。

本発明の目的は、摩擦部材、特にクラッチフェーシング
の新規な押し出し式アスベスｌ−を含有しない特性の改
良を行なった組成物を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、実質的に水泡状欠陥を有し
ない、新規なアスベストを含有しないクラッチフェーシ
ングの提供である。

更に本発明の他の目的は、実質的に水泡状欠陥を有しな
いアスベストを含有しないクラッチフェーシングと他の
無アスベスト摩擦部材を製造するための、新規であり容
易な比較的低コストの方法を提供することである。

前記の本発明の目的は後述する発明の詳細な説明でさら
に明白になる。詳細な説明は主としてクラッチフェーシ
ングの構成に関するものであるが、当業者は、これが他
のタイプの摩擦部材及びその製造に応用できるものであ
ることを理解できよう。

発明の詳細な記述本発明は、比較的短い耐火性の繊維を含む繊維の混合物
、珪藻土を含む摩擦調整剤と充填材（その作用は後に詳
しく述べる）、並びにエラストマーと熱硬化性樹脂から
なるバインダーから構成される新規なアスベストを含有
しない環状のクラッチフェーシングを提供する。耐火性
繊維のほかに、繊維混合物は、ガラス繊維、有ａ繊維、
合成有機繊維を含み、これらは決められた比率で構成さ
れる。

摩擦要素が製造される実質的に気孔がない繊維状材料を
含むプラスチック混合物中に充填材として少量のダイア
トマイト（ｄｉａｔｏｍｉＬｅ　）すなわら珪藻土を含
ませると、バインダー硬化の間混合物中にガスが閉じ込
められる傾向が実質的に減じることが発見された。ダイ
アトマイトとは珪藻植物と言われる単細胞の水中植物の
残骸からなる珪土質の水成岩である。化石残骸の８５％
までは互いにつながった気孔または空所で構成されてい
る。珪藻土が実質的に気孔を有さない繊維からなる摩擦
材料中に含まれると、この珪藻土の室孔が、熱と圧力下
でバインダーを硬化する際発生するガスを排出させ、こ
れによって、摩擦要素の強度を低下させたり摩擦要素の
物理的性質に悪影響を及ぼすポケットすなわち水泡状欠
陥の形成を防ぐ。

新規なアスベストを含有しないクラッチフェーシングで
は、表■に示される組成を有する実質的に均質の押し出
し可能な湿ったプラスチック混合物を構成することによ
って製作される。そして前記のような混合物はテープ状
に押し出され、必要とする形や世の予成型物（ｐｒｅｆ
ｏｒｍ　）に切られる。この時溶剤は前記予成型物から
実質的に減少する。予成型物を高密度化（ｄａｎｓｉｆ
ｙ）するため、特にバインダーを硬化させるために熱と
圧力が加えられ、高密度化した予成型物はバインダーの
硬化を完全にするため焼き入れ（ｂａｋｉｎｇ）が行な
われる。こうして出来たクラッチフェーシングは通常の
研摩や孔開は工程に付される。

表　　　　　　１成　　分　　　　　　　　重置パーセント通常　　好適繊維材料　　　　　　　５６〜５　　　３５〜２３更に
、テープ状に形成するために容易に押し出され、クラッ
チフェーシングの予成型物に切られる湿ったプラスチッ
ク混合物を用意するには、バインダーに十分な有機溶剤
を含ませるべきである。表■と請求の範囲の中では、特
に異なる旨示さない限り、溶剤を含まないパーセントを
示している。

繊維状材料は、特定の比率で存在する比較的短い繊維の
混合物から構成されている。各々の繊維の比率と長さを
表■に示す。

表　　　　　　■ 繊維類　　重量パーセント　　平均長（鰭）通常　好適
　　通常　　　好適ガ　　ラ　　ス　　７９〜１　５５〜３０　１．６〜？
６．２　３．２〜３８．１天然有機繊維　１〜５０１５
〜３９　　≦５０．８　　３．２〜５０．８合成有機繊
維　１９〜０１５〜１　≦５０．８　　６．４〜５０．
８耐火性ｌ〜４９１５〜３０≦５０．８３．２〜１２．
７表■と請求の範囲では乾燥繊維混合物の総重量に基づ
き重量を記載している。

ガラス繊維は、好ましくは２種の異なった長さの繊維か
らなる。すなわち約１〜３インチ（２，５４ｃｍ〜７．
６２ｃｍ）好ましくは約１−１／２インチ　（３，８１
ｃｍ）の繊維と約１７２インチ（１，２７Ｃｍ）より非
常に短い長さで好ましくは１／８インチ（０，３１７ｃ
ｍ）の繊維である。ガラス繊維の長いものはクラッチフ
ェーシングの引張り強度を高め、短いものはクラッチフ
ェーシングを要求する密度にするため長い繊維の間で気
孔を充たし補う、二種の繊維は、クラッチフェーシング
の耐摩耗性に寄与する。好ましくは前記繊維はファイバ
ーグラス補強プラスチック（Ｆ　ＲＰ）を製造する際の
低ナトリウムタイプがよい。　　゛ガラス繊維は耐熱性
バインダーとして強く永久的に結合物質を形成するため
の性質を高めるような方法でまず取り扱われることが望
ましい。これは繊維に投錨効果剤（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ
　ａｇｅｎｔ　）を付与することによって達成すること
ができる。

望ましい投錨効果剤は、ガンマアミノプロピルトリヒト
オキシシランのようなアミノシランやシリコン元素に結
合する有機グループ中のカルボキシルグループを有する
Ｗ４４Ｑするシランや同等の組成物のカルボオキシレー
トグループのアミドあるいはカルボキシルグループに代
表される。これらをガラス繊維の表面に塗布すればよく
、サイズ組成物の組成分として配合に加えればよい、投
錨効果剤としてのシランの使用は、１９６６年１１月２
２日発行の米国特許Ｎｏ、　　３．　２８７゜２０４に
開示されている。

ガラス繊維にバインダーの結合を強化させるための他の
処理方法は、これに塩化マグネシウム、塩化亜鉛、ある
いは水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛の水溶液を付与す
ることである。前記付与が塩化物の形でなされたあと、
水性媒体の溶剤は水酸化物の形でガラス単繊維上に沈着
をもたらすためアルカリのｐＨに調整される。水酸化物
はこの時熱処理によって酸化物に変わる。

この方法は、１９６７年３月２８日発行の米国特許Ｎｏ
、３．３１１．５２８に開示されている。

ガラス繊維はまた、１９６３年７月１６日発行の米国特
許ＮＯ，３，０９７，９６３に開示されている、少なく
とも５個の炭素原子を含む高級脂肪酸を有するイミダシ
リンの反応生成物と未硬化状態で形成される不飽和ポリ
エステル樹脂を有する大きさのガラス繊維を用いること
によって、バインダーの強力な結合力を形づくることを
促進する。

バインダーの強力な結合力を形成させるためのガラス繊
維に成しうる他の適当な処理法には、カルボキシレート
グループが６より少ない炭素原子の高い官能性グループ
である中に３価のクロム原子と同価のカルボキシレート
グループを有する３価クロムと同価の混合物の使用（米
国特許Ｎｏ、３，５５２．９１０）　、？より少ない炭
素原子を有するエチレン不飽和物で作られたシリコン原
子に結合する有機グループの少なくとも１つを有するシ
ランやその加水分解生成物やその重合生成物の使用（米
国特許Ｎｏ、　　２．　５６２．　２８８）、シランの
形をとった有機シリコン混合物、水分散性ポリビニルピ
ロリジン、ゼラチン、水分散任ポリエステル樹脂の使用
（米国特許Ｎｏ、３．２０７，６２３）がある。

この発明は、ガラス繊維に熱硬化バインダーとの強力な
結合力を形成するものである限り、ガラス繊維の特定な
処理に限定するものではない。

この発明の実施において使われる天然有機繊維は、綿、
ジュート、麻、シサル麻、羊毛等であり、特に綿繊維の
ようなものが望ましい。長さによっては、これらは約１
／８インチ〜２インチ（０，３１８ｃｍ〜５．０８ｃｍ
）好ましくは綿繊維の平均長が１／４インチ（０，６３
６ｃｍ）の長さになるように切りきざむべきである。

繊維の配合については、例えばポリアクリロニトリル（
ＰＡＮ）　、モダクリリンク（ｍｏｄａｃｒｙｌｉｃ）
　、アラミド（ａｒａｍｉｄ）　、ナイロン、アクリル
、ポリエステル繊維などの合成繊維を含んでもよい。Ｐ
ＡＮが好ましく、またアクリロニトリルの単独重合体が
少なくとも８５パーセントあるのがよい。そしてその長
さは約２インチ（５，０８ｃｍ）を越えず、平均長さが
好ましくは１／４インチ（０，６３５ｃｍ）近辺の繊維
がよい。

天然有機繊維と合成有機繊維の配合の比率は前記表■に
示しである。その比率において比率的率さな天然有機繊
維と合成有機繊維は、小さめのガラス繊維のように、ク
ラッチフェーシングの高密度化を助けるため、大きな繊
維の間の空孔を充填する。更にクラッチフェーシング予
成型物の硬化中、とりわけこれに続いて行なわれるクラ
ッチフェーシングの使用の間に天然有機繊維と合成有機
繊維、特に摩擦面（ｗｏｒｋｉｎｇ　５ｕｒｆａｃｅ　
）にあるものは、少なくとも特により耐熱′性の高い炭
素繊維に変化する。双方の繊維ともフェーシングの厚み
を通して実質的に均一に分布するので、炭化工程は、ク
ラッチフェーシングの使用の間も持続しうるちのである
。

また重要な点は耐火繊維を繊維状材料に含むことである
。この明細書中と請求の範囲で使われる「耐火性の繊維
」の語句は、通常の、当業者に認められている意味で用
いられている。カーク・オスマー（１（ｉｒｌ（−Ｑｔ
ｈｅｍｅｒ）著Ｉ！ｎｃ　１−ｏｆ　ｃｈｅｗ、　Ｔｅ
ｃｈ　３ｄ、　ＶｏＬ。

２０、ｐｐ６５−７７　　（１９８２）をここに引用し
説明の一部とする。従ってこの語句は、−ａ的に約１０
９３℃を越える温度で使われる非結晶質（ａｍｏｒｐｈ
ｏｕｓ）と結晶性高分子（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔｉｌｌｉ
ｎｅ　）合成繊維を広範囲に含むものであると定義され
る。化学的にはこれらの繊維は酸化物と非酸化物の繊維
に分類される。

前者は、アルミナ−シリカ繊維とアルミナ−シリカ系の
化学変性物、高純度シリカ繊維（〉９９％、Ｓ。

ｏ２）、結晶性高分子酸化ジルコニウム、アルミナ繊維
を含む。酸化物繊維の直径は０．５〜１０ｍ（平均ｃａ
２ｍ）である。製造されろ長さは、１ｃｍより短いもの
から連続的な繊維（ｆｉｌａｍｅｎＬ）まである。

非酸化物はすなわち、シリコンカーバイド、シリコンニ
トライド、ボロンニトライド、カーボン、グラファイト
であり直径約０．５〜４０ｍを有する。一般的に製造さ
れる非酸化物の繊維は、連続的繊維が製造されるカーボ
ン、グラファイト、ボロン繊維を除いて酸化物の繊維よ
り短い。

表■で示したように、耐火物質の繊維は、繊維の配合量
の約１〜４９パーセント、好ましくは１５〜３０パーセ
ントであり、長さは約２インチを越えない長さで好まし
くは約１／８〜１／２インチである。

耐火物質の繊維は、クラッチフェーシングの摩耗性と熱
安定性を改良し破壊強度に寄与する。

繊維状材料と熱硬化性バインダーに加え、本発明のクラ
ッチフェーシングの組成は、粒状の摩擦調整剤と充填材
を含んで作られる。自動車用摩擦材料工業で用いられる
場合、前者は摩擦材料の摩擦特性を高めたり、低下させ
たり、調整させたりする粒状の有機的、非有機的材料を
含んでいる。適当な摩擦調整剤は、例えばグラファイト
、マグネシウム酸化物やアルミナのような金属酸化物、
アルミナシリケート、重合したカシューナツツ油の粒子
、氷晶石、黄銅片及びこの類似物のような金属粒子を含
む。不活性充填材の例として、カーボンブラック、粒に
した硬化ゴム粒子、粉にした樹脂、クレイ、シリカ、珪
藻土がある。前記のように最後に述べた充填材は本質的
な成分であり、実質的に水泡状欠陥をなくすための摩擦
成分の製法を改良する。

結合した摩擦調整剤と充填材は、溶剤を含まないクラッ
チフェーシングが作られる組成の４〜６０パーセントの
星からなる。好ましくは型から押し出し可能の組成では
、そのような成分は約２５〜約５０パーセントからなる
。

珪藻土としてもよ（知られるダイアトマイトについて言
及すると、化学的には二酸化シリコンが主成分であり、
本質的に不活性である（参照　カーク・オスマー著Ｅｎ
ｃｙｃ１．　Ｃｈｅ＋ｗ、　Ｔｅｃｈ、　３ｄ、　Ｖｏ
ｌ、　７．　ｐｐ６０３−６１４（１９７９）。ここに
この引用文献を説明の一部とする）。結局のところ、こ
れらの粒子は、非常に不規則な形状で、−１１Ｃ的には
とげだらけの構造で表面は穴がおいていることが特徴で
ある。平均直径はわずか５〜２０ミクロンであるが、同
じ大きさの他の粒子に比べ表面積は極めて大きい。前述
したように、珪藻土の容積は８５パーセントまでが小さ
な互いに連絡した気孔や空所で占められている。バイン
ダーの硬化中発生するガスを、そのような気孔の存在に
よって排出させ好ましくない水泡状欠陥の発生を回避す
るので、クラッチフェーシングの構成となる本発明のプ
ラスチック混合物に含まれるのに珪藻土は実に好適なの
である。

本発明で使われる珪藻土は、その重量比で少なくとも１
０パーセントが３２５メツシュスクリーン（米国規格）
に残るものであり、独立した粒子の塊りをかなり含んで
いる。にもかかわらず、そのような塊りは、水泡状欠陥
の発生を防ぐためにガスの排出を可能にするのに十分な
気孔を有する。本発明で使用する珪藻土製品は、ジョン
ズ・マンビル（Ｊｏｈｎｓ−Ｍａｎｖｉｌｌｅ）会社で
売られている。その商標名は、Ｃｅ１ｉｔｅ、１１０と
３１９である。

珪藻土は充分な気孔を構成するために摩擦材成分の総乾
燥重量の約１〜２０パーセント、好ましくは１〜５％か
らなる。

最後に、成型素材は熱硬化性樹脂からなるバインダー、
熱硬化性エラストマー、またはこれらの組み合わせを含
む、バインダーとして使うのに適した熱硬化性樹脂は、
フェノールホルムアルデヒド、レゾルミノールホルムア
ルデヒド、フエノルクレゾールホルムアルデヒド、フェ
ノールフルフラール、エポキシ、エポキシ化フェノリッ
ク　　（ｅｐｏｘｉｄｉｚｅｄ　　ｐｈｅｎｏｌｉｃ）
　、メラミン、ホルムアルデヒド樹脂等のものが含まれ
る。

好ましい熱硬化性樹脂はフェノールホルムアルデヒドで
ある。

バインダーとして使われるのに適した熱硬化性エラスト
マーは、天然ゴム、スチレンブタジェン（ＳＢＲ）、や
ポリクロロプレンや、このようなゴムの混合物である合
成ゴムを含む。好ましいエラストマーはＳＢＲゴムであ
る。またバインダーは好ましくは約３５〜５０％の熱硬
化性樹脂と約５０〜６５パーセントのゴムからなる。前
記パーセントは樹脂とゴムの総重量に基づく重量のパー
セントである。

熱硬化性バインダーはまた硫黄のようなゴムの通常の硬
化剤と、硬化時間を短縮する促進剤を含んでいる。

硬化剤と促進剤その他を含んで使われるバインダーの量
は、前述の表！に示したとおりである。

押し出し可能の湿ったプラスチック混合物の摩擦材組成
を構成するために、この中に樹脂とゴムのための一種か
二種の溶剤を含んでいる。

ゴム溶剤の代表的なものに、ヘキサン、石油ナフサ、ト
ルエンのような炭化水素があり、またイソプロピルアル
コールのような低級脂肪族アルコールは熱硬化性樹脂の
優れた溶剤である。ゴムと樹脂の溶剤の組合わせは特に
好ましい。

湿ったプラスチック混合物中に存在する溶剤の総量は、
幅が１０インチ（２４，５ｃｍ）か、これ以上、厚みが
１７８〜ｌ／２インチ（０，３１８〜１．２７　ｃｍ）
ぐらいのテープ状に形どられた混合物を押し出せるよう
な量である。一般的に例えばスクリュータイプの押出機
でテープ状のように押し出すのに十分である混合物は、
乾燥成分、すなわち繊維状材料、摩擦調整剤、充填材、
バインダー成分のＬ”ｉｌに対して約１５〜２０パーセ
ントの総溶剤の量を含む。望ましい押し出し特性を存す
る特に有用な混合物は２０パーセント（らいの溶剤を含
んでよい。

押し出し可能組成物の準備には、冷却水を摩擦によって
発生する熱を移動するために循環させ、全体の混合工程
中溶剤の蒸発を低減させるウォータージャケットを装備
したシグマブレードミキサー（ｓｉｇＩＩＩａ　ｂｌａ
ｄｅｍｉｘｅｒ　）のようなもので、有機溶剤の中に熱
硬化性のエラストマーや樹脂を溶解させるのが一般的に
望ましい。

有機溶剤の熱硬化性樹脂の溶液もまた準備されゴムの溶
液に加えられる。そして残りの乾燥成分の一部が混合さ
せられる。付加的な溶剤は残りの乾燥成分がミキサーに
入れられた後加えられる。適度に冷やしての混合は実質
的に均質な湿ったプラスチック混合物が得られるまで続
けられる。通常約１〜２時間の総混合時間は、望ましい
均質な混合物が得られる。

前記に示したように、湿ったプラスチック混合物は、望
ましい幅と厚みのテープ状となるようにスクリュータイ
プの押出機のような適当な押出機で押し出される。

テープ状体はこの時、望ましい長さの予成型物に切られ
る。クラッチフェーシングの場合、予成型物は環状であ
り、適当なカッターで打ち抜かれ、残った材料は押出機
に戻される。

リング形状の予成型物は、溶剤含有量が５パーセント以
下に減らされるように処理される。予成型物の溶剤含有
量の減少の効果的で経済的な処理方法は、溶剤の部分的
な蒸発をもたらすために約１２時間室温でそれらを保存
することである。その後約２００°　Ｆ　（９３℃）に
維持したエアー循環乾燥室に置く。そこで予成型物は大
体同じくらいの時間放置される。

溶剤を除去された予成型物は、約３５０〜４００゜Ｆ（
１７７〜２０４℃）の温度に維持され、約３５００〜４
０００ｐｓ　ｉの圧力下で固められかつ高密度化される
水圧プレスによる成型を受ける。成型を受けた予成型物
は、プレスから炉にまわされ、そこでゆっくり４５０″
Ｆ（２３２℃）の温度で数時間（４時間約４００’Ｆそ
して１−１／２時間約４５０°　Ｆ）加熱されバインダ
ーの硬化を完成させる。

各々成型されたクラッチフェーシングあるいは他の製品
は、決められた大きさに機械加工され、製品装着用のり
ベント孔を開ける。

後述の実施例は発明を説明するものであって発明の範囲
を限定するものではなく、これらは多くの可能性のある
変形や変更を含むものである。

実施例■ クラッチフェーシングが、総物質が表■に記す成分によ
り製作された。

表　　　　　　■ 成　　　　　　分　　　　　　　　　重量バー上針ガラ
ス繊維　　　　　　　　　　　　　　０．８５（平均長
さ１−１／２インチ（３，８１Ｃ１１））ガラス繊維　
　　　　　　　　　　　　Ｌｌ、１２（平均長さ　１／
８インチ（０，３１７ａｍ））綿繊維　　　　　　　　
　　　　　　　　９．１５（平均長さ　Ｌ／４イシチ（
０，６３５ｃｍ））ＰＡＮ繊維　　　　　　　　　　　
　　　１．８０（平均長さ　１／８インチ（０，３１７
ｃｍ））耐火性繊維−６，５０（平均長さ　１／８インチ（０，３１７ｃｍ））フェノ
ールホルムアルデヒド　樹脂　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１１．３８ＳＢＲゴム（クラム（ｃｒｕ
ｍｂ）　）　　　　　　１５．３９珪藻±（Ｃｅｌｉｔ
ｅ　１１０）　　　　　　　　　　　１．３７摩擦調整
剤＆充填材　　　　　　　　　３５．１４硬化剤（硫黄
＆促進剤）　　　　　　　　　７．３０総乾燥重量　　
　　　　　　　１００．ＱＯ０アルミナ／珪酸塩ＳＢＲゴムは、硬化剤と促進剤と伴に、７４部のヘキサ
ンと９８部の石油ナフサの混合物を冷却水が循環される
ウォータージャケットを装備したシグマブレードミキサ
ーに入れた溶液で溶解された。ｔａ繊維状材料摩擦調整
剤の総量のおよそ半分が混合物に加えられ、混合が約３
０分間続けられた。そして繊維状材料と摩ＩＮ　ｉｌｌ
整剤の残りを加えた。フェノール樹脂がイソプロピルア
ルコールの量と同量側々に溶解され、得られた樹脂溶液
はミキサー中のゴム溶液と結合された。

湿ったプラスチック混合物は溶剤の損失を避けるため、
直ちにスクリュー押出機のホッパーに移し替えられ、幅
約１１−３／４インチ（２９，８ｃｍ）、厚み３／８イ
ンチの前記混合物のテープが押し出された。所望の外径
、内径の環状の予成型物にテープを打ち抜き、残りの材
料は押出機のホッパーに戻された。

予成型物は室温で一晩放置されたあと、２００°Ｆ（９
３℃）に維持されたエアー循環乾燥室に置かれ、そこで
１２時間放置された。この処理によって予成型物の溶剤
含有量は、繊維状材料、摩擦調整剤、バインダーの総重
量に対し約４パーセント未満に減少した。

乾燥した予成型物は、３７５°Ｆ（１９０℃）に熱せら
れた成型機（ｍｏｌｄ）におかれ、そこで２分間、３８
００ｐｓ　ｉの圧力がかけられた。高密度化した予成型
物は成型機から炉へ移され、除々に４５０″Ｆ　（２３
２℃）に熱し５時間以上加熱された。

こうして作られた多くのクラッチフェーシングが次の大
きさに研磨された：外径１１インチ（２７，９４部ｍ）
、内径６−１／２インチ（１６，１５ａｍ）　、そして
研磨されたフェーシングは金属の支持体に取り付けるた
めの穴を設けるべく穴を開けられた。

この実施例■によって製造された多くのクラッチフェー
シングでは、わずか１．６バーセントだけが水泡状欠陥
があるという理由で除去された。驚べべきことに、この
ような結果は、わずかおよそ１．３７パーセントの珪藻
土を含ませただけで得られたのであり、珪藻土を・含ま
ない実質的に全く同様の摩擦剤組成から製造されたクラ
ッチフェーシングでの除去される量は経済的に受は容れ
られない１２パーセントであった。

実施例■ 実施例■によって製作されたいくつかのクラッチフェー
シングは、次の手順によって熱破壊強度をテストされた
。

各々のクラッチフェーシングは駆動部材にリベット止め
された。そして装着されたフェーシングは、５００’Ｆ
（２６０℃）に維持された炉の中で１５分間熱せられた
。装着されたクラッチフェーシングは炉から出され、遠
心性破壊機械（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ　　ｂｕｒｓｔ
　ｍａ、−ｃｈｉｎａ）の回転軸に取り付けられた。テ
ストは直ちに始められ、クラッチフェーシングが装着さ
れた被駆動部材はおよそ２秒で３５０Ｏｒｐｍに達した
。その後被駆動部材の速度はおよそ毎秒２２０ｒｐｍ増
加した。

テスト結果はクラッチフェーシングが破壊したときの回
転数で記録された。

このようにしてなされたテストによる実施例■のりラッ
チフェーシングの平均破壊強度は、７５３０ｒｐｍであ
り、同じ大きさの市場で入手しうる押し出し成型のアス
ベストクラッチフェーシングより８パーセント高かった
。

実施例■ 実施例■のクラッチフェーシングに次のテストを受けさ
せた。：クラッチフェーシングは被駆動部材にリベット
止めされ、装着されたクラッチフェーシングは標準的な
自動車のフライホイールとプレッシャプレートの間の動
力計の固定軸に取り付けられた。フライホイールとプレ
ッシャプレートは固定されたクラッチフェーシングアッ
センブリーに対して１ｌ１００ｒｐで回転させられた。

装置はクラッチフェーシングの摩擦の結果トルクを発生
させるため、プレッシャプレートから圧力を受けるよう
になされた。制御されたトルク値が３ポンド−フィート
（４２０Ｎ−Ｍ）の状態において、毎分、１回４秒間ク
ラッチフェーシングがプレッシャプレートに押しつけら
れた。

テストの完全を期すためにこのような押し付けは１２０
０回なされた。クラッチフェーシングはテストの前後に
測定され、フェーシングの摩耗が測定値の違いから計算
された。このようにテストされた２個のフェーシングの
平均摩耗量は０．０２８インチ（０，０７１ｃｍ）であ
り、１つのフェーシングにつき平均０．０１４インチで
あった。このテストは苛酷なもので、トルクを長時間伝
達できないくらいに、これまでの市場で人手可能の押し
出し成型のクラッチフェーシングを成分分解させるもの
である。押し出し成型のアスベストフェーシングの総摩
耗量は０．０６０インチを越えるものである。

実施例■ 実施例■によって製作されたクラッチフェーシングに、
後述するロングクラッチ動力計を使った制御トルク（Ｃ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｔｏｒｑｕｅ　）テストを受けさ
せた。

フェーシングの厚みが外径と内径の違うｌＯ箇所で測定
され、フェーシングは次の手順に従い摩擦特性をテスト
された。

１、クラッチは、１ｌ１００ｒｐで４秒間各々の接触に
おいて２３５ポンド−フィー）　（３１８Ｎ−Ｍ）の一
定のトルクで接触させた。クラッチの出力トルクは切り
離し機構の調節手段によってクラッチの保合を制限する
ことによって制御される。調節は４秒間の保合の聞出力
トルクの平均値だけを達成すべくなされることができる
。

２）クラッチは５６秒間切り離され、次の係合が行なわ
れた。

３．１００回接触の後、１５秒間最大圧力下で熱フェー
ド（ｈｏｔ　ｆａｄｅ）テストが行なわれた。

４、冷却なしで、圧力は直ちに２３５フィート−ボンド
の制御トルクに調節される。そして１００回の追加接触
が行なわれた。

５、更に１５秒間最大圧力下で熱フエードテストが行な
われ、ついで冷却なしで制御されたトルクで１００回の
追加接触を行なう。

表　　　　　　■ 摩擦係数フェードｔｌｋ　　　　　　最　大　　　　　最　小１
．４２．２２２　　　　　　　．４２　　　　　．２２３　　　　　
　　．４２　　　　　．２４テストのクラッチフェーシ
ングの厚みは、テスト後再度測定され、摩耗はわずか０
．００９インチ（０，０２３ｃｍ）であることがわかっ
た。

手続補正古（方式）１、事件の表示　　　特願昭　６２−１１４７５３、補
正をする者事件との関係　　出願人４、代理人６、補正の対象　　　明細書　（第９〜３８頁）、〆ｉ
−一一、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）押し出し可能であるような量で実質的に気孔を有
しない繊維材料と摩擦調整剤と不活性充填材と熱硬化性
バインダーと有機溶剤を含み、実質的に均質で湿ったプ
ラスチックの混合物からなっていて、実質的に乾燥した
環境において用いられる摩擦部材を形成するための押し
出し可能でアスベストを含有しない組成物において、前
記プラスチックの混合物は、重量比の少なくとも１０％
が３２５メッシュスクリーン上に残るように塊り状のも
のを含む粒子サイズの珪藻土を含有し、前記珪藻土の量
は前記バインダーの硬化中に発生するガスが前記混合物
から排出されて実質的に水泡状欠陥のない摩擦要素を形
成するに充分な量であることを特徴とする、組成物。
（２）特許請求の範囲第１項に記載のプラスチックの混
合物であって、前記珪藻土は前記混合物における乾燥し
た構成要素の全重量に対する重量比において約１％から
２０％を占めることを特徴とする、混合物。
（３）特許請求の範囲第２項に記載のプラスチックの混
合物であって、約１乃至５％の珪藻土を含むことを特徴
とする、混合物。
（４）特許請求の範囲第１、２又は３項のいずれかに記
載のプラスチック混合物であって、前記繊維材料は約１
／１６乃至３インチ（０．１５６乃至７．６２ｃｍ）の
長さを有するガラス繊維を約７９乃至１％、約２インチ
（５．０３ｃｍ）を越えない長さを有する天然有機繊維
を約１乃至５０％、約２インチ（５．０８ｃｍ）を越え
ない長さを有する合成有機繊維を約１９乃至０％及び約
２インチ（５．０８ｃｍ）を越えない長さを有する耐火
性繊維を約１乃至４９％含んでなり、前記パーセンテー
ジは繊維性材料の全重量に対する重量比である、プラス
チック混合物。
（５）特許請求の範囲第１、２又は３項に記載のプラス
チック混合物であって、前記繊維材料は約１／８乃至１
（１／２）インチ（０．３１８乃至３．８１ｃｍ）の長
さを有するガラス繊維を約５５乃至３０％、約１／８乃
至２インチ（０．３１８乃至５．０８ｃｍ）の長さを有
する天然有機繊維を約１５乃至３９％、約１／４乃至２
インチ（０．６３５乃至５．０８ｃｍ）の長さを有する
合成有機繊維を約１５乃至１％及び約１／８乃至１／２
インチ（０．３１８乃至１．２８ｃｍ）の長さを有する
耐火性繊維を約１５乃至３０％含有し、前記パーセンテ
ージは繊維材料の全重量に対する重量比である、プラス
チック混合物。
（６）実質的に気孔を有しない繊維材料と摩擦調整剤と
不活性充填材と熱硬化性バインダーを含み、実質的に均
質で湿ったプラスチックの混合物からなっていて、実質
的に乾燥した環境において用いられる摩擦部材を形成す
るための押し出し可能でアスベストを含有しない摩擦要
素において、前記摩擦要素は前記混合物を固化しバイン
ダーを硬化させるため熱と圧力が加えられたものであり
、前記混合物は、重量比の少なくとも１０％が３２５メ
ッシュスクリーン上に残るように塊り状のものを含む粒
子サイズの珪藻土を含有し、前記珪藻土の量は前記バイ
ンダーの硬化中に発生するガスが前記混合物から排出さ
れて実質的に水泡状欠陥のない摩擦要素を形成するに充
分な量であることを特徴とする、摩擦要素。
（７）特許請求の範囲第６項記載の無アスベスト摩擦要
素であって、前記珪藻土は前記混合物における乾燥した
構成要素の全重量に対して約１乃至２０重量％を占める
ことを特徴とする、摩擦要素。
（８）特許請求の範囲第７項に記載の無アスベスト摩擦
要素であって、珪藻土を約１乃至５重量％含むことを特
徴とする、摩擦要素。
（９）特許請求の範囲第６、７又は８項に記載の摩擦要
素であって、前記繊維材料は約１／１６乃至３インチ（
０．１５６乃至７．６２ｃｍ）の長さを有するガラス繊
維を約７９乃至１％、約２インチ（５．０８ｃｍ）を越
えない長さを有する天然有機繊維を約１乃至５０％、約
２インチ（５．０８ｃｍ）を越えない長さを有する合成
有機繊維を約１９乃至０％及び約２インチ（５．０８ｃ
ｍ）を越えない長さを有する耐火性繊維を約１乃至４９
％含有し、前記パーセンテージは、繊維材料の全重量に
対する重量比である、摩擦要素。
（１０）特許請求の範囲６、７又は８項に記載の摩擦要
素であって、前記繊維材料は、約１／８乃至１（１／２
）インチ（約０．３１８乃至３．８１ｃｍ）の長さを有
するガラス繊維を約５５乃至３０％、約１／８乃至２イ
ンチ（約０．３１８乃至３．８１ｃｍ）の長さを有する
天然有機繊維を約１５乃至３９％、約１／４乃至２イン
チ（０．６３５乃至５．０８ｃｍ）の長さを有する合成
有機繊維を約１５乃至１％及び約１／８乃至２分の１（
０．３１８乃至１．２７ｃｍ）の長さを有する耐火性繊
維を約１５乃至３０％含有し、前記パーセンテージは、
繊維材料の全重量に対する重量比である、摩擦要素。
（１１）クラッチフェーシングの形状であることを特徴
とする、特許請求の範囲第６項に記載の摩擦要素。
（１２）クラッチフェーシングの形状であることを特徴
とする、特許請求の範囲第１０項記載の摩擦要素。
（１３）実質的に気孔を有しない繊維材料と摩擦調整剤
と不活性充填材と、未硬化の熱硬化性樹脂と熱硬化性エ
ラストマーの混合物からなる熱硬化性バインダーと、有
機溶剤とからなり、押し出し可能で実質的に均質で湿っ
たプラスチックの組成物が所望の形状の予成型物に成型
されて、高密度化のために熱と圧力が加えられ、高密度
化された予成型物が前記セメントの硬化のため高温度で
加熱され、実質的に乾燥した環境において用いられるア
スベストを含有しない摩擦要素を製造する方法であって
、前記プラスチック組成物が、重量比の少なくとも１０
％が３２５メッシュスクリーン上に残るように塊り状の
ものを含む粒子サイズの珪藻土を含有し、前記珪藻土の
量は前記バインダーの硬化中に発生するガスが前記混合
物から排出されて実質的に水泡状欠陥のない摩擦要素を
形成するに充分な量であることを特徴とする、方法。
（１４）特許請求の範囲第１３項に記載の製造方法であ
って、前記プラスチック混合物において前記珪藻土は前
記混合物における乾燥した構成要素の全重量に対する重
量比で約１乃至２０％を占めていることを特徴とする、
製造方法。
（１５）特許請求の範囲第１４項に記載の製造方法であ
って、前記プラスチック混合物において前記珪藻土は約
１乃至５重量％を占めていることを特徴とする、製造方
法。
（１６）特許請求の範囲第１３、１４又は１５項のいず
れかに記載の製造方法であって、前記繊維材料は約１／
１６乃至３インチ（０．１５６乃至７．６２ｃｍ）の長
さを有するガラス繊維を約７９乃至１％、約２インチ（
５．０３ｃｍ）を越えない長さを有する天然有機繊維を
約１乃至５０％、約２インチ（５．０８ｃｍ）を越えな
い長さを有する合成有機繊維を約１９乃至０％及び約２
インチ（５．０８ｃｍ）を越えない長さを有する耐火性
繊維を４乃至４９％含んでなり、前記パーセンテージは
繊維材料の全重量に対する重量比である、製造方法。
（１７）特許請求の範囲第１３、１４又は１５項に記載
の製造方法であって、前記繊維材料は約１／８乃至１（
１／２）インチ（０．３１８乃至３．８１ｃｍ）の長さ
を有するガラス繊維を約５５乃至３０％、約１／８乃至
２インチ（０．３１８乃至５．０８ｃｍ）の長さを有す
る天然有機繊維を約１５乃至３９％、約１／４乃至２イ
ンチ（０．６３５乃至５．０８ｃｍ）の長さを有する合
成有機繊維を約１５乃至１％及び約１／８乃至１／２イ
ンチ（０．３１８乃至１．２８ｃｍ）の長さを有する耐
火性繊維を約１５乃至３０％含有し、前記パーセンテー
ジは繊維材料の全重量に対する重量比である、製造方法
。