JP2007045941A5 - - Google Patents

Description

このフェード現象を防止するために、従来非酸化性雰囲気下で高温で熱処理することで結合材などの一部を炭化し、熱的に安定な炭素質を形成する摩擦材の製造方法が提案され、このように製造された摩擦材によれば、高温摺動時に分解生成物の発生が少ないので、フェード現象が起こりにくくなり、安定した特性が得られるとされている。
特許文献１には、有機繊維を０〜１０体積％を含む繊維基材と有機物を０〜５体積％含む摩擦調整材と無機系充填材とフェノール樹脂系結合材とを含む成形体を、窒素のような不活性ガスを用いた非酸化性雰囲気において、処理温度を３５０℃〜７００℃の温度に加熱して焼成することにより、気孔率を２５％以下とする技術が開示されている。

また、特許文献２には、充填材、繊維補強材及び構造中にジヒドロベンゾオキシ環を含む樹脂を混合し、成形機で加熱加圧して成形体としたものを、窒素、ヘリウム、アルゴン又は二酸化炭素のような不活性ガスを用いた非酸化性雰囲気において、処理温度を２５０℃以上１２５０℃未満とする条件下で熱処理する技術が開示されている。
特開平９−１１１００７号公報 特開２００４−１５６０４５号公報

本発明者等は上記の目的を達成するために鋭意研究を続け、水を蒸発することにより得られる水蒸気を１００℃以上に加熱すれば過熱水蒸気になるので、その水蒸気の加熱の程度により、１８０℃〜８００℃未満という高温の過熱水蒸気（本明細書では「過熱蒸気」という）が得られ、しかも酸素含有量が０．３％未満となるため、酸素による酸化が生じることがなく、その熱処理により得られる摩擦材もその表面に炭素分が残留して平滑であるから、ガスバーナーを使用する表面焼き工程も不要になることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を達成するに至った。

本発明は、その製造方法として、熱処理を過熱蒸気雰囲気で行うことを特徴とするものである。一般にいう過熱水蒸気は沸点よりも高い蒸気を言うことが多いが、ここでは、大気圧で１００℃より高い過熱蒸気を対象としており、酸素濃度は溶存酸素として１％未満である。
熱源（電気）により水を蒸発させ、更に水蒸気を沸点以上に加熱し、水分子のみの透明気体雰囲気である過熱蒸気とし、熱成形あるいは更に加熱空気で熱処理された摩擦材を過熱蒸気雰囲気下、１８０℃以上８００℃未満、１５分〜１時間で熱処理することにより、耐フェード性、耐摩耗性を向上することができる。熱処理による残炭率の小さい有機ダスト、有機繊維のガス化や、工程順によって摩擦材と金属板を接着している接着剤の劣化が考えられる場合、熱処理温度は前記温度範囲の中でも３００〜４５０℃が好ましい。

更に、過熱蒸気の場合、対流伝熱に加え、水分子の特徴としての放射伝熱も寄与するため、摩擦材の実体温度上昇は空気、不活性ガスと比較し、著しく速くなり、短時間での熱処理が可能となる。

熱処理工程の処理温度は、１８０〜８００℃未満が好ましく、３００〜４５０℃がより好ましい。１８０℃を超えないと過熱蒸気による熱処理メリット（フェード現象の発生防止）が出来ないし、一方８００℃を超えると有機ダストや有機繊維のガス化、摩擦材と金属板を接着とている接着剤の劣化、熱コストの面から好ましくない。

また、実施例及び比較例の処理工程を図１に示す。比較例は、従来の摩擦材の製造方法における処理工程を行うものであり、熱処理工程又は研磨工程の後に表面焼き工程が設けられており、この表面焼き工程はガスバーナーを用いて４００〜７００℃で摩擦材の表面を１分間程度焼く処理をするものであり、フェード現象を抑えるために採用されているものであり、この表面焼き工程では摩擦材の表面の樹脂成分をある程度蒸発させて表面の気孔率を大きくする。
上記の実施例１〜３及び比較例により製造した摩擦材の摩擦性能試験結果を第１表に示す。なお、実施例においては、過熱蒸気による熱処理後の摩擦材の表面には炭素分が残っていて滑らかであった。