JPH0288678A - 摩擦材 - 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】 発明の技術分野 本発明は、クラッチディスクのフリクションワッシャ、
洗濯機のプレキシューなどに用いられる緩衝作用を有す
る摩擦材に関し、さらに詳しくは、石綿を用いずに形成
された非石綿系の摩擦材に関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点 クラッチディスク、洗濯機の回転筒などには、緩衝作用
を持たせるために、摩擦材が用いられている。このよう
な摩擦材は、高摩擦係数を有するとともに耐摩耗性に優
れ、かつクツション性を有し、しかもたとえば回転筒に
巻きつけても折れないというような柔軟性を有すること
が望ましい。

このような摩擦材は、従来石綿を基材として製造されて
きたが、近年に至って石綿資源の枯渇およびそれに伴な
う入手難の問題が生ずるとともに、石綿の人体に対する
悪影響も指摘され、石綿の使用は再検討され始めている
。

このため本発明者らは、摩擦材を石綿以外の基材繊維か
ら製造するべく鋭意検討したところ、次のような事実を
見出した。すなわち、石綿の代わりにガラス繊維などの
剛直な無機繊維を基材として用いて摩擦材を製造しよう
とすると、室温から５０℃程度の低温での押出機による
シート状物への製造が困難となり、いちいち各摩擦材を
加熱圧縮しなければならず、このため量産性が著しく低
下してコスト上昇を招くともに、クツション性および柔
軟性に優れたものが得られないという問題点が生じてし
まう。一方、石綿の代わりに、アラミド繊維あるいはフ
ィブリル化したアラミド繊維を基材繊維として用いて摩
擦材を製造する方法も提案されているが、アラミド繊維
は吸湿性が大きく溶剤との相性が悪く、そのためにシー
ト状に押出成形することが困難であり、得られる製品の
軟らかさのバラツキが多いという不都合を有する。

摩擦材としての製品が軟らか過ぎると、それをたとえば
クラッチディスク用フリクションワッシャとして用いた
場合に、回転初期の捩り摩擦係数が小さく、クラッチデ
イクスの振動や騒音の原因となる虞があった。クラッチ
ディスクでは、フリクションワッシャは、フリクション
スプリングおよびコーンスプリングと共に、ヒステリシ
ストルクを発生させて摩擦減衰の役割を行う。このとき
フリクションワッシャは、相手面になじみよくすべきで
あり、回転初期における捩り摩擦係数のアップが必要で
ある。これがないとクラッチディスクの振動や騒音の原
因となるからである。したがって、フリクションワッシ
ャなどに用いられる摩擦材としては、回転初期の捩り摩
擦係数の向上が望まれている。

発明の目的 本発明は、石綿以外の基材繊維を用いて所定の軟らかさ
の摩擦材を押出し成形することが容易であり、量産性に
優れ、しかも摺動初期の捩り摩擦係数が大きい摩擦材を
提供することを目的としている。

発明の概要 本発明に係る摩擦材は、セピオライトおよびアラミド繊
維を含む基材と、熱硬化性樹脂およびゴム材を含む結着
組成物と、焼成アルミナを含む摩擦向上剤とから成り、 前記セピオライトの含有量が１０〜３０重量％であり、
前記アラミド繊維の含有量が３〜１０重量％であり、前
記結着組成物の含有量が２０〜４０重量％であり、焼成
アルミナの含有量が５〜１５重量％であることを特徴と
している。

また本発明に係る摩擦材は、セピオライトおよびアラミ
ド繊維を含む基材と、熱硬化性樹脂およびゴム材を含む
結着組成物と、摩擦向上剤とから成り、 前記セピオライトの含有量が１０〜３０重量％であり、
前記アラミド繊維の含有量が３〜１０重量％であり、前
記結着組成物の含有量が２０〜４０重量％であり、摩擦
向上剤の含有量が５〜２５重量％であることを特徴とし
ている。

このような本発明に係る摩擦材によれば、基材繊維とし
てセピオライトとアラミド繊維とを用い、それらの含有
量を一定の関係にすることによって、押出し成形時の加
工特性が大幅に改善され、得られる製品の柔軟性が均一
化されると共に、摺動初期の摩擦係数が向上する。この
ように押出し成形時の加工特性が改善され、摺動初期の
摩擦係数が向上する詳細な理由は判明していないが、セ
ピオライトが溶剤との相性がよく、押出成形用の材料の
軟らかさが安定化し、押出工程がスムーズになるためと
考えられる。

発明の詳細な説明 以下本発明に係る摩擦材について具体的に説明する。

本発明に係る摩擦材は、基材繊維として、アラミド繊維
とセピオライトを含んでいる。アラミド繊維としては、
フィブリル化したアラミド繊維が好ましく用いられる。

このようなアラミド繊維は、デュポン社よりケブラーあ
るいはケブラーパルプとして市販されている。

本発明で基材繊維として上記のようなアラミド繊維と組
合せて用いられるセピオライトとしては、３〜３０００
μ好ましくは２０〜１００μ程度の繊維長を有するもの
が用いられる。平均直径が０．０１〜２０μのものが好
ましい。このセピオライトは、マグネシウムの含水ケイ
酸塩系の粘土鉱物であって、二酸化珪素、酸化マグネシ
ウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄など
からなり、多少の付着水分を含んでいる。またこのセピ
オライトは、いわゆるレンガ積み構造を有しており、大
きな吸着性を有しており、また独特のレオロジー特性な
らびに固結性を有している。

このようなセピオライトは、従来その吸着性などを利用
して、油の脱色精製などにモンモリロナイトと同様に用
いられたり、あるいは犬、猫などのペット用の敷砂、農
薬の賦形剤などに用いられてきているが、摩擦材の基材
繊維としてアラミド繊維と組合せて用いられたことはな
かった。

摩擦材の基材繊維を構成するアラミド繊維およびセピオ
ライトの含有量を次に示す。

本発明では、アラミド繊維については、摩擦材の全重量
に対して３〜１０重量％、好ましくは３〜５重量％の割
合で摩擦材中に含まれる。セピオライトについては、摩
擦材の全重量に対して１０〜３０重量％、好ましくは１
５〜２０重量％の割合で摩擦材中に含まれる。

基材繊維としてアラミド繊維を単独で用いると、押出成
形時の加工性が悪いと共に、得られる製品が柔軟になり
過ぎて摺動初期の摩擦係数が小さくなる。

そこで、本発明では、アラミド繊維の量を少量にし、セ
ピオライトを多量に混入することによって、適度の柔軟
性と、摺動初期の摩擦係数の向上を図っている。このよ
うな効果が期待できることは、本発明者によって初めて
発見された。

なお、セピオライトを３０重量％以上摩擦中に含ませる
と、シート状に押出成形することが困難になり、シート
に割れが生じ好ましくなく、１０重量％以下であると、
摺動初期の摩擦係数の向上が期待できないことから好ま
しくない。また、アラミド繊維を１０重量％以上混入す
ると、得られる製品の柔軟性が大きくなるが、研磨時に
変形が生じたり、摺動初期の摩擦係数が小さいため好ま
しくない。また、アラミド繊維３重量％以下では、この
アラミド繊維が結着組成物と共に各組成のつなぎの役割
も果していることから、シート状の押出成形が困難にな
ることから好ましくない。

本発明では、このようなアラミド繊維およびセピオライ
トから成る基材に、熱硬化性樹脂およびゴム材からなる
結着組成物が付着される。熱硬化性樹脂としては、具体
的にはフェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポ
キシ樹脂などが用いられる。これらのうち、フェノール
樹脂が好ましく、フェノール樹脂としては、ノボラック
型、レゾール型、あるいはクレゾール変性、メラミン変
性、ゴム変性、カシ−変性などの変性フェノール樹脂が
用いられる。

このような熱硬化性樹脂の含有量は、摩擦材の全重量に
対して５〜２０重量％、好ましくは１０〜１３重量％で
ある。

ゴム材としては、ブタジェンゴム（ＢＲ）、スチレン−
ブタジェンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）　
　エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、ブチルゴム（
ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）　、アクリロニト
リル−ブタジェンゴム（ＮＢＲ）、クロルスルホン化ポ
リエチレン（Ｃ３Ｍ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ウレ
タンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｓｔ）、フッ素ゴム
（ＦＰＭ）、多硫化ゴム（Ｔ）、ポリエーテルゴム（Ｆ
ＯＲ）などの合成ゴムならびに天然ゴムが用いられうる
が、特にスチレン−ブタジェンゴム（ＳＢＲ）、アクリ
ロニトリル−ブタジェンゴム（Ｎ　Ｂ　Ｒ）が好ましい
。

また、ゴム材中に用られる加硫剤としては、イオウ、酸
化亜鉛、酸化マグネシウム、有機過酸化物などが用いら
れる。また加硫促進剤としては、チアゾール系促進剤、
スルフェンアミド系促進剤、ジチオカルバメート系促進
剤、アルデヒドアミンン系促進剤、グアニジン系促進剤
、チオ尿素促進剤、キサンテート系促進剤チオ尿素促進
剤、アルデヒドアンモニア系促進剤などが用いられる。

ゴム材の含有量は摩擦材の全重量に対して１０〜２５重
量％、好ましくは１３〜２０重量％である。また、熱硬
化性樹脂およびゴム材を含む結着組成物の含有量は摩擦
材の全重量に対して２０〜４０重量％、好ましくは２２
〜３０重量％である。

本発明では、摩擦材中に摩擦向上剤（摩擦調整剤として
の意味も含む）として、焼成アルミナ粉末が適宜含まれ
る。このような焼成アルミナ粉末は、１〜５μｍ好まし
くは１〜２μｍ程度の大きさを有することが好ましい。

５μｍ以上の大きさの焼成アルミナ粉末を用いると、摩
擦性能上、相手攻撃性が著しく好ましくない。また、摩
擦材成形用組成物を押出機にて押出し成形する際に、押
出機スクリューが傷つきやすくなるため好ましくない。

焼成アルミナ粉末を、摩擦材中に含有せしめることによ
って、高温条件下で摩擦材を使用しても摩擦係数はほと
んど低下しなくなり、優れた摩擦特性を有する摩擦材が
得られる。

焼成アルミナを摩擦材中に含有させる場合には、その含
有量は、５〜１５重量％、好ましくは７〜１０である。

］　１ 本発明では、摩擦材中に焼成アルミナを含ませない場合
には、摩擦向上剤として、クレー　グラファイト、カシ
ューダスト、硫酸バリウムなどの通常の摩擦向上剤を摩
擦材中に含ませてもよい。

その場合の摩擦向上剤の含有量は、５〜２５重量％、好
ましくは１５〜２０重量％である。

また、本発明に係る摩擦材は、増量剤および増粘剤など
の充填剤を含んでいてもよく、このような増量剤および
増粘剤なとの充填剤としては、ベントナイト、有機変性
ベントナイト、微粒子シリカ、カルボキシメチルセルロ
ース、重炭酸ナトリウム、雲母、酸化ケイ素、金属粉な
とが挙げられる。

摩擦材には充填剤として通常金属粉が混入され、この金
属粉の混入によって相手部祠に付着したゴミ等をかき取
るスカベンジャー効果と、摩擦熱等を放出する熱放散効
果とが摩擦材に付与される。

このような金属粉としては、ＡΩ、Ｃｕ　、Ｚｎなどが
例示され、このうちＡΩが特に好ましい。

充填剤の含有量は、摩擦材の全重量に対して、］２ １０〜３０重量％、好ましくは１３〜２０である。

次に、本発明に係る摩擦材の製造方法について説明する
が、基本的には石綿製摩擦材の製造方法と同様であって
、基材繊維としての石綿をセピオライトおよびアラミド
繊維に代えればよい。すなわち、結着材（ゴムコンパウ
ンド、熱硬化性樹脂）を溶剤に溶解し、ゴム糊とする。

別に基材繊維（セピオライト、アラミド繊維）、摩擦向
上剤、充填剤、金属粉の混合物を作り、この混合物をゴ
ム糊中に入れ、混練して摩擦材の材料を調製する。

この材料を押出し機でシート状に押し出す（たとえば、
シートの幅は８０〜１３０龍であり、長さは７２０關で
あり、厚さは１〜３．５ｍである。）。ついでこのシー
トを乾燥（たとえば４０〜５０℃、４８時間）し、加硫
成形を行なう（たとえば１７０〜１９０℃の温度で３０
〜６０　ｋｇ　ｆ／Ｃ−のプレス成形）。さらに表裏を
研磨し、所定の形状寸法に打抜きまたは切断などして仕
上げれば、摩擦材が得られる。

発明の効果 本発明に係る摩擦材では、基材繊維としてセピオライト
とアラミド繊維とを用い、それらの含有量を一定の関係
にすることによって、押出し成形時の加工特性が大幅に
改善され、得られる製品の柔軟性が均一化されると共に
、摺動初期の摩擦係数が向上する。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
ら実施例に限定されるものではない。

実施例１ ゴム薬品を含むＮＢＲからなるゴム材２０重量％と、フ
ェノール樹脂からなる熱可塑性樹脂１５重量％とをアセ
トンからなる溶剤に溶解し、ゴム糊とした。溶剤は全重
量に対して２５重量％とした。別に、セピオライト２０
重量％と、アラミド繊維５重量％と、硫酸バリウムおよ
びグラファイト２０重量％と、重炭酸ナトリウムおよび
アルミニウム粉末からなる充填剤２０重量％との混合物
を作り、この混合物を前記ゴム糊中に入れ、混練して摩
擦材の材料を調製した。

この材料を押出機でシート状に押し出した。つ］４ いで、このシートを４５℃の温度で４８時間乾燥し、そ
の後１．７０℃の温度および４０　ｋｇ　ｆ　／　ｃｄ
の圧力で加硫成形した。さらに、得られた成形品の表裏
面を研磨し、所定の形状寸法に切断して摩擦材を得た。

実施例２ 硫酸バリウムおよびグラファイトの含台量を１０重量％
にすると共に、焼成アルミナ１〔〕重量％新たに含有さ
せる以外は実施例１と同様にして摩擦材を得た。

比較例］ セピオライト５重量％、アラミド繊維２０重量％とする
以外は、実施例２と同様にして摩擦材を得た。

比較例２ セビオライトを含有させないで、アラミド繊維を２０重
量％、熱可塑性樹脂１０重量％、ゴム月１５重量％、硫
酸バリウムおよびグラファイト４０重量％、充填剤１５
重量％とした以外は、実施例１と同様にして摩擦材を得
た。

試験結果 実施例１，２および比較例１，２に係る摩擦材を、自動
車規格ＪＡＳＯＣ１０５−７４（クラッチ台上性能試験
方法）の「ねじり耐久試験」のねじり耐久試験機で試験
した。

試験条件は次の通りである。

試料方法　外径５５＋＋ｕｎＸ内径３５ｍｍＸ厚さ　１
．５ｍ刊捩り角度　±６゜ 捩り回数　４７０回／分 温度　　　常温 荷重　　　６０　ｋｇ　ｆ 試験回数　２００Ｘ１０４回 摩擦係数は試験回数におけるｌ・ルク値を測定し、トル
ク値から摩擦係数を算出する。

この試験の結果を第１図に示す。

実施例は、比較例よりも初期の段階で所定の摩擦係数に
なり、また初期の摩擦係数が高いことが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作用を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）セピオライトおよびアラミド繊維を含む基材と、熱
   硬化性樹脂およびゴム材を含む結着組成物と、焼成アル
   ミナを含む摩擦向上剤とから成り、前記セピオライトの
   含有量が１０〜３０重量％であり、前記アラミド繊維の
   含有量が３〜１０重量％であり、前記結着組成物の含有
   量が２０〜４０重量％であり、焼成アルミナの含有量が
   ５〜１５重量％であることを特徴とする摩擦材。 ２）セピオライトおよびアラミド繊維を含む基材と、熱
   硬化性樹脂およびゴム材を含む結着組成物と、摩擦向上
   剤とから成り、 前記セピオライトの含有量が１０〜３０重量％であり、
   前記アラミド繊維の含有量が３〜１０重量％であり、前
   記結着組成物の含有量が２０〜４０重量％であり、摩擦
   向上剤の含有量が５〜２５重量％であることを特徴とす
   る摩擦材。