JPH0291186A - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は乾式クラッチフェーシング、湿式クラッチフェ
ーシング、ブレーキパッド、トルク変動吸収装置に使用
されるスラスト材などとして用いられる摩擦材に関し、
詳しくは使用初期の摩擦係数が高い摩擦材に関する。

［従来の技術］ 乾式クラッチフェーシングなどのＩ！Ｊｌ！！材は、従
来アスベストに無機充填材、ｌ’Ｊ　Ｉｆｆ調整剤など
を混合して＊擦基材とし、さらにフェノール樹脂などの
熱硬化性樹脂が含浸されて製造されていた。しかしなが
らアスベストは発癌物質であることが報告され、特定化
学物質として指定されたため、近年、ガラス繊維、カー
ボン繊維、金属繊維、芳香族ポリアミド繊維などの非ア
スベスト系ＩＩＩＩｔが用いられている。そして従来と
同様に、摩擦調整剤、無機充填材、防錆剤などが添加さ
れ、熱硬化性樹脂が含浸同化されて摩擦材が形成されて
いる。

ところで摩擦材の性能のうち、Ｉ’１！擦特性音特性尺
度である摩擦係数が特に重要であり、使用開始直後から
寿命直前まで安定した摩擦係数をもつことが要求される
。しかしながら、上記した非アスベスト系ａｔ維から形
成された摩擦材では、アスベストを用いたものに比べて
使用初期の＊ｍ係数が小さいという不具合がある。なお
、特開昭５１−１４４４４２号公報には、摩擦材基体表
面に研磨剤が混合された熱硬化性樹脂を薄く塗布して硬
化させ、初期の摩擦係数を高めた摩擦材が開示されてい
る。また特開昭６１−１０３０２２＠公報には、摩擦材
基体表面に亜鉛を溶銅して初期の摩擦係数を高めた摩擦
材が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 初期のＲ擦係数を向上させるためには、１！Ｊ擦材の表
面の摩擦抵抗を大きくすればよい。しかしながら上記し
たような研磨剤を配置したようなＦＪ　１１材では、摩
擦材と係合してｒｆＪｗＡされる相手材に１Ｕ付きが生
じるため実用的とはいえない。また亜鉛を溶射したもの
では、コストが高く、コストに見合った効果が得られな
い。

本発明は摩擦材の表面に付着させる物質を検討すること
により、安価に製造でき、初期のＩ！！擦係数が大きく
、かつ相手材の（セ付きも防止することを技術的課題と
するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の摩擦材は、熱硬化性樹脂が含浸された非アスベ
スト系の基体と、基体の表面に基体１゜０重量部に対し
て０．５〜１．５重量部付着され粒子径が０．０１〜０
．１μｍの二酸化ケイ素粉末と、よりなることを特徴と
する。

本発明の摩擦材の基体を構成する摩擦基材は、非アスベ
スト系のものが用いられる。この非アスベスト系のＩＩ
！擦基材を構成する繊維としては、ガラスｍｔＩｉ、カ
ーボン繊維、ロツクノ？イバ、芳香族ポリアミド繊維、
レーヨン、コツトン、金属繊維などの短ｍ帷および長繊
維を単独であるいは複数種類混合して用いることができ
る。そしてカシューダスト、グラファイト、二硫化しリ
ブデン、窒化ホウ素、二硫化タングステン、珪酸ジルコ
ニウム、カーボンブラックなどの摩擦調整剤、おにび硫
酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ
ソウ土、ドロマイ１−１水酸化カルシウムなどの無機充
填材などを混合することも従来と同様に行なうことがで
きる。

この基体は、例えば上記繊維を混綿し、無機充填材、Ｉ
！Ｊ擦調整剤、防錆剤などを混合しながらスライバとす
る。さらにスライバと上記繊維の長繊維などとを撚り合
わせて単糸とし、この単糸を複数本撚り合わせて紐を形
成する。そしてこの紐を円盤状に巻き熱成形して基体と
する。または上記ｍ維および摩擦調整剤などを水中に懸
濁させ、抄紙した後樹脂を含浸し熱成形して基体とする
こともできる。

基体には熱硬化性樹脂が含浸されている。この熱硬化性
樹脂としては、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、
メラミン樹脂１．Ｌボキシ樹脂などを使用できる。そし
て従来と同様に摩擦基材に含浸された後、加熱により硬
化して基体が形成される。

本発明の最大の特徴は、上記基体表面に粒子径が０．０
１〜０．１μｍの二酸化ケイ素粉末が付着しているとこ
ろにある。本発明者らは、種々の粒子径の二酸化ケイ素
を３０重量％含有づる水溶液にそれぞれ基体を浸漬し、
引き上げて乾燥させた後それぞれの摩擦材について初１
１摩擦係数を測定した。その結果を第２図に示す。第２
図より初期ｒＩＪ擦係数は粒子径が０．０１〜０．１μ
ｍの範囲にある時に特に高い値を示し、０．１μｎ１よ
り太き（なるにつれて初ｔｌＪ摩擦係数は漸減している
ことがわかる。二酸化ケイ素粉末の粒子径が０゜０１μ
ｍより小さいと初期Ｉ＠擦係数かはと／ｖど増大しない
。また０、１μｍより大きくなると、初ＩＩ　ＩＩ擦係
数を＾めるためには各市に付着させなければならず、基
体から脱落しやす＜Ｉ！Ｊｍ材の摩耗率が高くなる。粒
子径がこの範囲にあれば、二酸化ケイ素は基体表面の微
細な凹部内に入りこみ、Ｉ２落しにくく摩擦材表面の平
滑性が向上するため相手材との接触面積が増大する。そ
して二酸化ケイ素自体の適度な硬度も作用して、初期の
ＩＩ擦係数が増大する。また非常に微粒子であり比較的
軟質であるため、相手材の傷付きもほとんど無視するこ
とができる。なお、本発明賃らは二酸化ケイ素以外のセ
ラミックについても調査した。その結果、例えばアルミ
大の場合を第３図に示すように、二酸化ケイ素と同様に
０．０２μｍ稈度の微粒子になるほど初期の摩擦係数は
向上するが、アルミナでは相手材の傷付きが著しく使用
は困難であった。

このように微粒子の二酸化ケイ素を基体表面に付着させ
るには、二酸化ケイ素を水などの溶媒中に分散した溶液
を基体表面に接触させることで容易に行なうことができ
る。このようにすれば、この溶液が毛細管現象で基体表
面の凹部に含浸し、それとともに二酸化ケイ素粒子ら含
浸され強固に付着するからである。このような溶液とし
ては、例えば「アプライド」　（商品名、旭電化Ｔ桑株
式会社製）が市販されている。なお、［アプライドＪ中
には酸化ナトリウムが混合されているためアルカリ性を
示し、摩擦材の防錆性能が向上するという効果も見出さ
れた。

酸化ケイ素粉末は基体１００重最１に対して０．５〜１
．５１畑部となるように付着されている。この付着量が
０．５１１部より少ないと初期の摩擦係数が０．２２以
下となり、所望の摩擦特性が得られない。また１、５中
小部より多くなると、効果が飽和するとともに基体表面
からの脱落が生じて摩耗率が高くなる。

［発明の作用および効果］ 本発明の＊＊＊材では、非アスベスト系の基体表面に非
常に微粒子の二酸化ケイ素粉末が適量付着している。こ
の二酸化ケイ素粉末が基体表面の微細な凹部内に入りこ
み、＊振材表面の平滑性が向上するため相手材との接触
面積が増大する。そして二酸化ケイ素自体の適度な硬度
も作用して、初ＩＩの摩擦係数が増大する。また非常に
微粒子であり比較的軟質であるため、相手材の傷付きも
ほとんど無視することができる。

従って本発明の摩擦材によれば、非アスベスト系の摩擦
ＪＳ材を用いても使用初期の＊ｍ係数が所望の値となり
、安定した摩擦特性を確保できる。

また摩擦材の１１造の最終段階で、表面処理的に二酸化
ケイ素粉末を付着させるだけでよいので、製造が極めて
容易でありコストの上昇も僅かで安価である。

［実施例］ 以下、実施例により具体的に説明する。

（実施例１） 第１図に本発明の一実施例の摩擦材（クラッチフェーシ
ング）の要部拡大断面図を示す。この摩擦材は、非アス
ベスト系の摩擦基材に熱硬化性樹脂が含浸して硬化され
た基体１と、基体１表面に付着した二酸化ケイ素粉末２
とより構成されている。以下、この摩擦材を製造した方
法を説明しながら、その構成を詳述する。

ガラス短繊維３０１市部、ロックファイバ−１０中聞部
、力占族ポリアミド繊維（［ケブラー１デユポン社５！
ｌ＞ｉｏ重量部、チタン酸カリウム１０小間部、カシュ
ーダスト１５＠串部、真ちゅう線５ｆｆｌ１１部よりな
る撚り紐を、メラミン変性フェノール樹脂（メラミン変
性率−６０〜８０％）に？２清し、引出して１３５℃で
５分間乾燥する。イして所定の円盤形状に巻き取り、金
型内に配置しテ圧力１３０　ｋ（１／ｃ１、温度１７０
”Ｃで３分間熱成形し、さらに１４０℃で５時間、１８
０℃で３時間、２３０℃で２時間熱処理し、中央に穴を
穿け！ζ後表面を研磨して基体１とする。なお、基体１
にはメラミン変性フェノール樹脂が２０小措％含浸して
硬化されている。また基体１は外径２０Ｃ）＋ｍ、内径
１４０ｍｍ、厚す３．５ｍｍ（７）ｔ’−ｔッ型円盤形
状である。

次に、粒子径０．０１〜０．０２μｍの二酸化ケイ素粉
末を２０重１％、および酸化ナトリウムを０．４重量％
含有する処理液［アプライドＡＴ３０」　（地雷化工業
（株）＠ｌ）をスポンジローラに付着さＶ１上記基体１
表面に０．５Ｑ／毎表面の塗布室で塗布づる。そして１
１０℃で乾燥して本発明の一実施例の摩擦材を１ｑだ。

ここで二酸化ケイ素粉末２は、基体１全体を１００とし
た場合０．５８のｌｆｆ１比で付着している。

得られた摩擦材の初期摩擦係数、フェード期摩擦係数、
安定期Ｊｌ擦係数および両面体積摩耗率を測定し、結果
を第１表に示す。なお測定条件は、フルサイズダイナモ
試験機を用い、イナーシャ０゜２ｋＢｓ’、継合回転数
１８０Ｏｒｐｍ　、３００℃における継合回数２０００
回、クラッチカバー荷重４００　ｋｇの条件で行なった
。

また、摩擦材の相手材との錆付き性を試験した。

試験条件は、ａＩ擦材と相手材とを接触させた状態で湿
度７８％、温度４９℃で７２時間放置し、その後風乾し
て引張試験機にてぜん断力を測定した。

その結果を第１表に示Ｊ０ （実施例２） 粒子径０．０１〜０．０２μｍの二酸化ケイ素粉末を３
０１！！１％、および酸化ナトリウムを０゜６重量％含
有する処理液「アプライドＡＴ−３０Ｊ（加電化工業（
株）製）をスポンジローラに付着させ、上記基体表面に
０．７０／毎表面の塗布めで塗布したこと以外は実施例
１と同様にして第２の実施例のｒＭｗＩ材を得た。ここ
で二酸化ケイ素粉末は、基体全体を１００とした場合０
．８１の重量比で付着している。そしてこの＊振材につ
いて実施例１と同様の試験を行ない、結果を第１表に示
す。

（実施例３） 粒子径０．０１−０．０２μｍの二酸化ケイ素粉末を４
０１ｆ１％、および酸化ナトリウムを０゜７１ｆｌ１％
含有する処理液［アプライドＡＴ−４０４（加電化工業
（株）製）をスポンジローラに付着させ、上記基体表面
に１．ＯＱ／毎表面表面布量で塗布したこと以外は実施
例１と同様にして第３の、実ｔＭＦ９４の摩擦材を１９
だ。ここで二酸化ケイ素粉末は、基体全体を１００とし
た場合１．１６の重量比で付着している。そしてこの摩
擦材について実施例１と同様の試験を行ない、結果を第
１表に示す。

（実施例４） 粒子径０．０２〜０．０３μｍの二酸化ケイ素粉末を５
０重量％、および酸化ナトリウムを０゜８１ｆｆｉ％含
有する処理液［アプライドＡＴ−５０Ｊ（加電化工業（
株）製）をスポンジローラに付着させ、基体表面に１．
５ａ／毎表面の塗布量で塗布したこと以外は実施例１と
同様にして第２の比較例の摩ｍ材を得た。ここで二酸化
ケイ素粉末は、基体全体を１００とした場合１．７４の
重量比で付着している。そしてこの摩擦材について実施
例１と同様の試験を行ない、結果を第１表に示す。

（比較例１） 実施例１で用いた基体をそのまま比較例１の摩擦材とし
、実施例１と同様の試験を行ない結果を第１表に示す。

第１表 （以下余白） （評価） 実施例１〜実施例４の摩１０月は、初＋１＠擦係数が二
酸化ケイ素が付着していない比較例１の摩擦材に比べて
高くなっている。また摩耗率は二酸化ケイ素粉末の付着
ａが多（なるにつれて大きくなっているが、実施例の範
囲であれば許容範囲である。

また実施例のｌ１Ｊｒ！ＡｖＵは比較例に比べて防錆性
能が向上しているが、これは「アプライド」を付着させ
た効果であることも明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＩＩ　ｍ材の要部拡大断面
図である。第２図および第３図は、それぞれ基体に付着
させる粉末の粒子径と初１］摩擦係数の関係を示すグラ
フである。 １・・・基体　　　　　２・・・二酸化ケイ素粉末特許
出願人　　アイシン化工株式会社 同　　　　アイシン精機株式会社 代理人　　　弁理士　　　大川　宏

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱硬化性樹脂が含浸された非アスベスト系の基体
   と、 該基体の表面に該基体１００重量部に対して０．５〜１
   ．５重量部付着され粒子径が０．０１〜０．１μｍの二
   酸化ケイ素粉末と、よりなることを特徴とする摩擦材。