JPH03232770A

JPH03232770A - ブレーキ

Info

Publication number: JPH03232770A
Application number: JP2028274A
Authority: JP
Inventors: Taketami Yamamura; 武民山村; Junichi Kugimoto; 純一釘本; Toshihiro Ishikawa; 敏弘石川; Yasuhiro Shioji; 塩路　泰広; Masaki Shibuya; 昌樹渋谷
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1991-10-16
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JP2792180B2

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）本発明は機械的特性、摩擦特性、耐熱性及び耐酸化性に
優れたブレーキに関するものである。

（従来の技術及びその問題点）従来の車両、とくに自動車分野で用いられているディス
クブレーキのディスクは鋳鉄製である。

また、ディスクと対で用いられるブレーキパッドは、ア
スベストを主体としたレジンモールド系が使用されてい
る。しかし、アスベストの安全衛生上の問題から、アス
ベストフリーの磨耗材が要求されている。

炭素繊維強化炭素材料（以下、Ｃ／Ｃコンポジットとい
う。）は炭素繊維を強化材とし、炭素をマトリックスと
した複合材料である。Ｃ／Ｃコンポジットは、炭素繊維
で強化されているために従来の炭素材料にくらべ常温、
高温での機械的特性にまさり、また摩擦特性、熱伝導性
、電気伝導性、耐蝕性などにもすぐれていることから、
近年航空機など厳しい性能が要求される分野でブレーキ
材料として用いられてきている。

現在Ｃ／Ｃコンポジットの製造方法とては大別して２つ
の系統がある。

１つはポリアクリロニトリルやレーヨンやピンチ系繊維
を炭化して得られる炭素繊維のトウ、クロス、フェルト
などに、フェノール樹脂等の炭素材原料の熱硬化性樹脂
を含浸させたプリプレグを積層し、加圧加熱し硬化成形
体とした後、非酸化性雰囲気で炭化処理をし、必要なら
ば含浸処理、炭化処理を繰り返しＣ／Ｃコンポジットと
する方法である（以下この方法をレジン・チャー法と称
する）。

レジン・チャー法は、ＣＶＤ法に比べ制約も少なく工業
的には有用であるが、所定の密度をうるには含浸、炭化
を数回繰り返す必要があり、そのため後衛するＣＶＤ法
に比較し密度が上がりにくく、従って磨耗量が多いなど
の欠点によって、ブレーキ材の製造方法としてはほとん
ど利用されていないのが現実である。

もう１つはポリアクリロニトリルやレーヨンやピッチ系
繊維を炭化して得られる炭素繊維のトウ、クロス、フェ
ルトなどを簡単に成形した後、炉に入れて１０００〜１
５００°Ｃに加熱し、そこへ炭化水素ガスを導入して分
解炭化させ、炭素を炭素繊維表面に沈着せしめてＣ／Ｃ
コンポジットとする方法である（以下、この方法をＣＶ
Ｄ法と称する）。

現在使用されている航空機用ディスクブレーキは、はと
んどＣＶＤ法によって製造されているが、ＣＶＤ法は生
産性が低く所定の密度を得るには多大な時間を要し、ま
た均一な気孔の少ない炭素材料を得るにはかなり高度な
技術を要する（例えば、Ｃａｒｂｏｎ　　ｖｏｌ、６　
　ｐ、３９７〜４０３１９６８年）。

これらのうち、高コストのＣＶＤ法により得られたブレ
ーキであっても、繰り返し長期間使用した場合、耐磨耗
性が必ずしも充分でないため、次第に擦り減り、また、
発生する摩擦熱による酸化劣化のため性能低下をきたす
等の問題点がある。

（問題を解決するための手段）本発明の目的は、上記問題点を解決し機械特性、耐磨耗
性、耐酸化性に優れ、かつ、安価なレジンチャー法で製
造できる繊維強化炭素質複合材料からなるブレーキを提
供することにある。

本発明によれば無機繊維Ｉ、無機繊維Ｈの少なくとも一種類を含む繊維
を強化材とし、無機物質Ｉ、無機物質ＩＩの少なくとも
一種類の無機物質をマトリックス中に含むことを特徴と
する繊維強化無機材料であって、上記無機繊維■が珪素含有多環状芳香族重合体から得ら
れる無機繊維であって、その構成成分が、：）該重合体
を構成するメソフェーズ状態にある多環状芳香族化合物
から導かれるラジアル構造、オニオン構造、ランダム構
造、コアラジアル構造、スキンオニオン構造及びモザイ
ク構造からなる群から選ばれる少なくとも一種の結晶配
列状態を示す炭素質、ｉｉ）該重合体を構成する光学的等方性の多環状芳香族
化合物から導かれる、無配向状態の結晶質炭素及び／又
は非晶質炭素、及び１ｉｉ）Ｓｉ、Ｃ及び０から実質的になる非晶質相及び
／又は粒径が５００Å以下の実質的にβ−ＳｉＣからな
る結晶質超微粒子と非晶質のＳｉｎ、（０＜ｘ≦２）か
らなる集合体であり、構成元素の割合が、Ｓｉ　；３０〜７０重量％Ｃ；２０
〜６０重量％及びＯ；０．５〜１０重量％であるＳｉ−
Ｃ−０物質よりなる無機繊維であり、上記無機繊維ＩＩが、金属含有多環状芳香族重合体から
得られる無機繊維であって、その構成成分がａ）該重合体を構成するメソフェーズ状態にある多環状
芳香族化合物から導かれるラジアル構造、オニオン構造
、ランダム構造、コアラジアル構造、スキンオニオン構
造及びモザイク構造からなる群から選ばれる少なくとも
一種の結晶配列状態を示す炭素質、ｂ）該重合体を構成する光学的等方性の多環状芳香族化
合物から導かれる、無配向状態の結晶質炭素及び／又は
非晶質炭素、及びｃ）（１）Ｓｉ、Ｍ、Ｃ及びＯから実質的になる非晶質
物質、及び／又は ■実質的にβ−ＳｉＣ，ＭＣ，β−ＳｉＣとＭＣの固溶
体及びＭＣ，□からなる粒径が５００Å以下の結晶超微
粒子と、非晶質のＳｉＯｙ及びＭＯｚとの集合体であり構成元素の割合がＳｉ　；５〜７０重量％、Ｍ；０，５
〜４５重量％、Ｃ；２０〜４０重量％及びＯ；０．０１
〜３０重量％である、ＳｉＭ−Ｃ−Ｏ物質（上記式中、
ＭはＴｉ、Ｚｒ及びＨｆから選択される少なくとも一種
の元素であり、Ｏ＜ｘ＜１、Ｑ＜ｙ≦２、Ｏ＜ｚ≦２で
ある。）よりなる無機繊維であり、前記無機物質Ｉが珪素含有多環状芳香族重合体から得ら
れる無機物質であって、その構成成分が、ｉｖ　）該重
合体を構成するメソフェーズ状態にある多環状芳香族化
合物から導かれる結晶質炭素、又は結晶質炭素と非晶質
炭素、ｖ）−該重合体を構成する光学的等方性の多環状芳香族
化合物から導かれる、無配向状態の結晶質炭素及び／又
は非晶質炭素、及びｖｊ）Ｓｉ、Ｃ及びＯから実質的になる非晶質相及び／
又は粒径が５００Å以下の実質的にβＳｉＣからなる結
晶質超微粒子と非晶質のＳｉＯＸ（０＜Ｘ≦２）からな
る集合体であり、構成元素の割合がＳｉ；３０〜７０重
量％、Ｃ；２０〜６０重量％及びＯ；　０．５〜１０重
量％であるＳｉ−Ｃ−０物質よりなる炭素質無機物質であり、前記無機物質ＩＩが金属含有多環状芳香族重合体から得
られる無機物質であって、その構成成分が、ｄ）該重合
体を構成するメソフェーズ状態にある多環状芳香族化合
物から導かれる結晶質炭素、又は結晶質炭素と非晶質炭
素、ｅ）該重合体を構成する光学的等方性の多環状芳香族化
合物から導かれる、無配向状態の結晶質炭素及び／又は
非晶質炭素、及びｆ）（１）Ｓｉ、Ｍ、Ｃ及び０から実質的になる非晶質
物質、及び／又は ■実質的にβ−ＳｉＣ，ＭＣ１β−ＳｉＣとＭＣの固溶
体及びＭ　Ｃ＋−ｘからなる粒径が５００Å以下の結晶
超微粒子と、非晶質のＳｉＯｙ及びＭＯ２との集合体で
あり構成元素の割合がＳｉ　；５〜７０重量％、Ｍ；０．５
〜４５重量％、Ｃ；２０〜４０重量％及びＯ；０．０１
〜３０重四％である、ＳｉＭ−Ｃ−０物質（上記式中、
ＭはＴｉ、Ｚｒ及びＨｆから選択される少なくとも一種
の元素であり、０＜ｘ＜　１、Ｑ＜ｙ≦２、Ｏ＜ｚ≦２
である。）よりなる炭素質無機物質である繊維強化炭素質複合材料
を用いたブレーキが提供される。

本発明における無機繊維Ｉ及び無機繊維■について詳細
に説明する。

以下の説明において「部」は「重量部」であり、「％」
は「重量％」である。

本発明における無機繊維Ｉは前述した構成成分ｉ）、ｉ
ｉ）及び１ｉｉ）からなっており、Ｓｉ；０．０１〜２
９重量％、Ｃ；７０〜９９．９重量％及びＯ；０、００
１〜１０重量％、好ましくはＳ　ｉ　；　０．１〜２５
重量％、Ｃ；７４〜９９．８重量％及びＯ；０゜０１〜
１０重量％から実質的に構成されている。

無機繊維■は前述した構成成分ａ）、ｂ）及びＣ）から
なっており、Ｓｉ；０．０１〜３０％、Ｍ；０．０１〜
１０％、Ｃ；６５〜９９．９％及び０　；　０．　ＯＯ
１〜１０％、好ましくはＳ　ｉ　；　０．１〜２５％、
Ｍ　、　０．０１〜８％、Ｃ；７４〜９９．８％及びＯ
；０．０１〜８％から実質的に構成されている。　無機
繊維■及び無機繊維ＩＩの構成成分である結晶質炭素は
５００Å以下の結晶子サイズを有し、１．５人の分解能
を有する高分解能電子顕微鏡において、繊維軸方向に配
向した３、２人の（００２）面に相当する微細なラティ
スイメージ像が観察されうる超微粒子のグラファイト結
晶である。

無機繊維中の結晶質炭素は、ラジアル構造、オニオン構
造、ランダム構造、コアラジアル構造、スキンオニオン
構造、モザイク構造及び一部ラジアル構造を含むランダ
ム構造をとることができる。

これは、原料中にメソフェーズ多環状芳香族化合物が存
在することに起因する。

無機繊維■における構成成分ｉ）及びｉｉ）の総和１０
０部に対する構成成分１ｉｉ）の割合は０．０１５〜２
００部であり、且つ構成成分ｉ）、ｉｉ）の比率は１：
０．０２〜４である。

構成成分ｉ）及びｉｉ）の総和１００部に対する構成成
分１ｉｉ）の割合が０．０１５未満の場合は、はとんど
ピッチ繊維と変わらず、耐酸化性やマトリックス炭素と
の界面接着力の向上は望めず、上記割合が２００部を越
えた場合はグラファイトの微細結晶が効果的には生成せ
ず、高弾性率の繊維が得られない。

無機繊維■における構成成分ａ）及びｂ）の総和１００
部に対する構成成分Ｃ）の割合は０．０１５〜２００部
であり、且つ構成成分ａ）とｂ）との比率はｌ：ｏ、０
２〜４である。

構成成分ａ）及びｂ）の総和１００部に対する構成成分
Ｃ）の割合が０．０１５未満の場合は、はとんどピッチ
繊維と変わらず、耐酸化性や濡れ性の向上は望めず、上
記割合が２００部を越えた場合はグラファイトの微細結
晶が効果的には生成せず、高弾性率の繊維が得られない
。

無機繊維Ｉ及び無機繊維■においては、層間隔が小さく
三次元的配列が付与された微結晶が効果的に生成してお
り、その微細結晶を包み込むように珪素原子が非常に均
一に分布している。

また、珪素の分布状態は、焼成時の雰囲気や原料中のメ
ソフェーズの大きさ、濃度によっても制御することがで
きる。例えば、メソフェーズを大きく成長させた場合、
珪素含有ポリマーは繊維表面相に押し出され易く、焼成
後繊維表面に珪素に冨む層を生成させることができる。

次に本発明における無機繊維Ｉ及び無機繊維ＩＩの製造
方法について説明する。

無機繊維■は以下の第１工程〜第４工程で製造すること
ができる。

第１工程：出発原料の一つである有機珪素重合体は、公知の方法で
合成することができ、例えば、ジメチルジクロロシラン
と金属ナトリウムの反応により得られるポリメチルシラ
ンを不活性ガス中で４００°Ｃ以上に加熱することによ
り得られる。

上記有機珪素重合体は、結合単位（Ｓｉ　　ＣＨｚ）、
又は結合単位（Ｓｉ　　ＣＨｚ）と結合単位（Ｓｉ−３
ｉ）より主としてなり、結合単位（ＳｉＣＨ２）の全数
対結合単位（Ｓｉ−３ｉ）の全数の比率は１：０〜２０
の範囲内にある。

有機珪素重合体の重量平均分子量（Ｍｌ）は、−船釣に
は３００〜１０００で、Ｍ、が４００〜８００のものが
、優れた炭素系無機繊維を得るための中間原料である前
駆重合体（１）を調製するために特に好ましい。

もう一つの出発原料である多環状芳香族化合物は石油類
及び／又は石炭類から得られるピンチで、特に好ましい
ピッチは、石油類の流動接触分解により得られる重質油
、その重質油を蒸留して得た留出成分又は残渣油及びそ
れらを熱処理して得られるピッチである。

上記ピッチ中には、ベンゼン、トルエン、キシレン、テ
トラヒドロフランなどの有機溶媒に不溶の成分が５〜９
８重量％重量れていることが好ましい。上記の不溶成分
が５重量％未滴のピッチを原料として用いた場合、強度
、弾性率共に優れた無機質繊維は得られず、また、９８
重量％より多いピッチを原料として用いた場合、共重合
体の分子量上昇が激しく、一部コーキングの起こる場合
もあり、紡糸困難な状態になる。

このピッチの重量平均分子量（Ｍ、）は、１００〜３０
００である。

重量平均分子量は以下のようにして求めた値である。即
ち、ピッチがベンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒ
ドロフラン、クロロホルム及びジクロロベンゼン等のゲ
ルパーミュエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）測定用
有機溶媒不溶分を含有しない場合はそのままＧＰＣ測定
し、ピンチが上記有機溶媒不溶分を含有する場合は、温
和な条件で水添処理し、上記有機溶媒不溶分を上記有機
溶媒可溶な成分に変えて後ＧＰＣ測定する。以下、上記
有機溶媒不溶分を含有する重合体の重量平均分子量は、
上記と同様の処理を施し求めた値である。

前駆重合体（１）は、有機珪素重合体に、石油系又は石
炭系ピッチを添加し、不活性ガス中で好ましくは２５０
〜５００°Ｃの範囲の温度で加熱反応させることにより
調製される。

ピンチの使用割合は、有機珪素重合体１００部当たり８
３〜４９００部であることが好ましい。

ピンチの使用割合が過度乙こ小さい場合は、得られる無
機繊維中の炭化珪素成分が多くなり、高弾性率を有する
無機繊維が得られなくなり、また、その割合が過度に多
い場合は、炭化珪素成分が少なくなり、マトリックス炭
素との界面接着性、耐酸化性ムこ優れた無機繊維が得ら
れなくなる。

上記反応の反応温度が過度に低いと、珪素原子と芳香族
炭素の結合が生成しにくくなり、反応温度が過度に高い
と、生成した前駆重合体（１）の分解及び高分子量化が
激しく起こり好ましくない。

メソフェーズ多環状芳香族化合物（２）は、例えば、石
油系又は石炭系ピッチを不活性ガス中で３００〜５００
°Ｃに加熱し、生成する軟質留分を除去しなから縮重合
することによって調製することができる。

上記縮重合反応温度が過度に低いと縮合環の成長が充分
でなく、またその温度が過度に高いとコーキングにより
不融化物の生成が激しくなる。

上記のメソフェーズ多環状芳香族化合物（２）は、融点
が２００〜４００°Ｃの範囲にあり、また、重量平均分
子量が２００〜１００００である。

メソフェーズ多環状芳香族化合物（２）の中でも、２０
〜１００％の光学的異方性度を有し、３０〜１００％の
ヘンゼン、トルエン、キシレン又はテトラヒドロフラン
に対する不溶分を含むものが、機械的性能上優れた無機
繊維を得るために特に好ましい。

第１工程では、前駆重合体（１）とメソフェーズ多環状
芳香族化合物（２）とを２００〜５００°Ｃの温度範囲
で加熱熔融及び／又は加熱反応し、珪素含有多環状芳香
族重合体からなる紡糸ポリマーを調製する。

メソフェーズ多環状芳香族化合物（２）の使用割合は前
駆重合体（１）　１００部当たり５〜５００００部であ
ることが好ましく、５部未満では、生成物におけるメソ
フェーズ含有量が不足するため、高弾性の焼成糸が得ら
れず、また、５００００部より多い場合は、珪素成分の
不足のためマトリックス炭素との界面接着性、耐酸化性
に優れた無機繊維が得られなくなる。

上記珪素含有多環状芳香族重合体の重量平均分子量は２
００〜１１０００で、融点が２００〜４００℃である。

第２工程：第１工程で得られる珪素含有多環状芳香族重合体である
紡糸ポリマーを加熱溶融させて、場合によってはこれを
濾過してミクロゲル、不純物等の紡糸に際して有害とな
る物質を除去し、これを通常用いられる合成繊維紡糸装
置により紡糸する。

紡糸する際の紡糸原液の温度は原料ポリマーの軟化温度
によって異なるが、２２０〜４２０°Ｃの範囲の温度が
有利である。

前記紡糸装置において、必要に応じて紡糸筒を取付け、
該紡糸筒内の雰囲気を空気、不活性ガス、熱空気、熱不
活性ガス、スチーム、及びアンモニアガスからなる群か
ら選ばれる一種以上の雰囲気とした後、巻取り速度を大
きくすることにより細い直径の繊維を得ることができる
。前記溶融紡糸における紡糸速度は原料の平均分子量、
分子量分布、分子構造によって異なるが、５０〜５００
０ｍ／分の範囲であることが好ましい。

第３工程：第２工程で得られる紡糸繊維を張力又は無張力の作用も
とて不融化する。

代表的な不融化方法は、紡糸繊維を酸化性雰囲気中で加
熱する方法である。不融化の温度は好ましくは５０〜４
００°Ｃの範囲の温度である。不融化温度が過度に低い
と紡糸原糸を構成するポリマーのはしかけが起こらず、
また、この温度が過度に高いとポリマーが燃焼する。

不融化の目的は、紡糸繊維を構成するポリマーを三次元
構造の不融・不溶のはしかけ状態にし、次工程の焼成の
際に熔融せず、且つ隣接した繊維と融着しないようにす
ることである。不融化の際の酸化性雰囲気を構成するガ
スとしては、空気、オゾン、酸素、塩素ガス、臭素ガス
、アンモニアガス、及びこれらの混合ガスが挙げられる
。

上記とは別の不融化方法として、紡糸繊維に酸化性雰囲
気あるいは非酸化性雰囲気で、張力あるいは無張力で必
要に応じて低温加熱しなから、γ線照射、あるいは電子
線照射して不融化する方法も採用することができる。

このγ線あるいは電子線を照射する目的は、紡糸繊維を
形成するポリマーを、さらに重合させることによって、
紡糸原糸が融解し、繊維形状を失うことを防くことにあ
る。

γ線あるいは電子線の照射線量は１０６〜１０１０ラツ
ドが適当である。

照射は真空、不活性ガス雰囲気下、あるいは空気、オゾ
ン、酸素、塩素ガス、臭素ガス、アンモニアガス及びこ
れらの混合ガスのような酸化性ガス雰囲気で行うことか
できる。

照射による不融化は室温で行うこともでき、必要であれ
ば５０〜２００°Ｃの温度範囲で加熱しなから行うこと
によって不融化をより短時間で達成させることもできる
。

不融化は、無張力下で行うと、前記紡糸繊維は収縮のた
め波状の形を呈するようになるが、次工程の焼成工程で
矯正できる場合もあり、張力は必ずしも必要ないが、張
力を作用させる場合には、その張力の大きさは不融化時
に紡糸繊維が収縮して波状となることを少なくとも防止
できる以上の張力を作用させると良い結果が得られる。

不融化の際に、作用させる張力としては、１〜５００ｇ
／ｍｉ２の範囲が好ましく、１ｇ７ｍｍ”以下の張力を
作用させても繊維をたるませないような緊張を与えるこ
とができず、５００　ｇ　７ｍｍ”以上の張力を作用さ
せると繊維が切断することがある。

第４工程：第３工程で得られる不融化糸を、真空あるいは不活性ガ
ス雰囲気中で８００〜３０００°Ｃの範囲の温度で焼成
することによって、主として炭素、珪素、酸素からなる
無機繊維が得られる。

焼成工程において、張力を作用させることは必ずしも必
要ないが０．００１〜１００Ｋｇ／ａ２の範囲で張力を
作用させなから高温焼成すると屈曲を少なくした強度の
高い無機繊維を得ることができる。

加熱過程において、約７００″Ｃから無機化が激しくな
り、約８００°Ｃでほぼ無機化が完了するものと推定さ
れる。従って、焼成は、８００　’Ｃ以上の温度で行う
ことが好ましい。また、３０００″Ｃより高い温度を得
るには高価な装置を必要とするため３０００°Ｃより高
温での焼成は、コスト面からみて実際的でない。

第１工程：無機繊維Ｉ製造の第１工程の前駆重合体（１）の調製方
法と同様にして、有機珪素重合体とピッチより前駆重合
体（１）が調製される。

次に、前駆重合体（１）と式ＭＸ、で示される遷移金属
化合物とを１００〜５００°Ｃの範囲の温度で反応させ
ランダム共重合体（３）を製造する。

前記ＭＸ、において、ＭはＴｉ５Ｚｒ及びＨｆから選択
される少なくとも一種の元素であり、Ｘは縮合により、
Ｍが前駆重合体（１）の珪素と直接あるいは酸素原子を
介して結合し得るものであればよく、特に規定はないが
、ハロゲン原子、アルコキシ基又はβ−ジケトンのよう
な錯体形成基が好ましい。

上記反応温度が過度に低いと、前駆重合体（１）と式Ｍ
Ｘ、との縮合反応が進行せず、反応温度が過度に高いと
、Ｍを介した前駆重合体（１）の架橋反応が過度に進行
しゲル化が起こったり、前駆重合体（１）自体が縮合し
高分子量化したり、あるいは、場合によってはＭ　Ｘ　
ａが揮散し好ましくない。

−例として、ＭがＴｉで、ＸがＱＣ，Ｈ，の場合、反応
温度は２００〜４００°Ｃが適している。

この反応によって、前駆重合体（１）の珪素原子の少な
くとも一部を金属Ｍと直接あるいは酸素原子を介して結
合させたランダム共重合体（２）が調製される。

金属Ｍは前駆重合体（１）の珪素原子に−Ｍ　Ｘ　３あ
るいは一〇−ＭＸ、のような結合様式で側鎖状に結合す
ることもできるし、前駆重合体（１）の珪素原子に直接
又は酸素を介して架橋した結合様式もとり得る。

ランダム共重合体（３）を調製する方法としては、前述
の方法以外に、有機珪素重合体とＭＸ、を反応させ、得
られた生成物にピッチをさらに反応させて調製する方法
も可能である。

第１工程においては最後にランダム共重合体（３）とメ
ソフェーズ多環状芳香族化合物を加熱反応及び／又は加
熱溶融して、金属含有多環状芳香族重合体を調製する。

メソフェーズ多環状芳香族化合物は、無機繊維Ｉ製造の
第１工程に記載の調製方法と同様にして調製される。

上記のメソフェーズ多環状芳香族化合物は、融点が２０
０〜４００°Ｃの範囲にあり、また、重量平均分子量が
２００〜１００００である。

メソフェーズ多環状芳香族化合物の中でも、２０〜１０
０％、特に４０〜１００％の光学的異方性度を有し、３
０〜１００％のヘンゼン、トルエン、キンレン又はテト
ラヒドロフランに対する不溶分を含むものが、機械的性
能の優れた無機繊維を得るために好ましい。

メソフェーズ多環状芳香族化合物の使用割合はランダム
共重合体（２）　１００部当たり５〜５００００部、よ
り好ましくは５〜１００００部であり、５部未満では、
生成物におけるメソフェーズ含有量が不足するため、高
弾性の焼成糸が得られず、また、５００００部より多い
場合は、珪素成分の不足のため、マトリックスに対する
濡れ性、耐酸化性に優れた無機繊維が得られなくなる。

ランダム共重合体（２）とメソフェーズ多環状芳香族化
合物とを２００〜５００°Ｃの温度範囲で加熱溶融及び
／又は加熱反応させることにより、ランダム共重合体（
２）の少なくとも一部がメソフェーズ多環状芳香族化合
物と結合した金属含有多環状芳香族重合体が得られる。

ただし、ここで言う結合とは、ランダム共重合体（２）
の珪素と多環状芳香族化合物の炭素との化学結合とラン
ダム共重合体（２）中の珪素と化学結合した多環状芳香
族環部分とメソフェーズ多環状芳香族化合物との間のフ
ァンデルワールス結合等の物理的結合を意味する。

上記溶融混合温度が２００″Ｃより低いと不融部分が生
じ、糸が不均一となり、無機繊維の強度、弾性率に悪影
響を及ぼし、また、溶融混合温度が５００°Ｃより高い
と縮合反応が激しく進行し、生成重合体が高融点となり
、重合体の紡糸が著しく困難となる。

金属含有多環状芳香族重合体を調製する方法としては、
前述の方法以外に、有機珪素重合体とピッチを反応させ
、得られた生成物にメソフェーズピッチとＭＸ４を同時
に又は順次添加し、さらに反応させて調製する方法も可
能である。

上記金属含有多環状芳香族重合体の重量平均分子量は２
００〜１１０００で、融点が２００〜４００°Ｃである
。

第２工程：第１工程で得られる金属含有多環状芳香族重合体である
紡糸ポリマーを前記した無機繊維Ｉ製造の第２工程と同
様にして紡糸する。

第３工程：第２工程で得られる紡糸繊維を前記した無機繊維Ｉ製造
の第３工程と同様にして不融化する。

第４工程：第３工程で得られる不融化糸を、前記した無機繊維Ｉ製
造の第４工程と同様にして焼成することによって、主と
して炭素、Ｍ、珪素及び酸素からなる無機繊維ＩＩが得
られる。

なお、無機繊維ＩＩの構成成分Ｃ）であるＳｉ−Ｍ−Ｃ
−０物質の形態は、第１工程乃至第４工程で採用される
製造条件によって決定される。−船釣に言えば、第４工
程での焼成温度が例えば１０００°Ｃより低い場合、Ｓ
ｉ、Ｍ、Ｃ，Ｏからなる非晶質より実質的に構成される
。

一方、第４工程での焼成温度が例えば１７００°Ｃ以上
の場合、実質的にβ−ＳｉＣ，ＭＣ１βＳｉＣとＭＣの
固溶体及びＭＣ１−ｘ（ただし、０＜　ｘ　＜　ｌ　）
からなる粒径５００Å以下の超微粒子及びＳｉｎ、（た
だし、０＜ｙ≦２）、ＭＯｚ（ただし、Ｏ＜　ｚ≦２）
からなる非晶質からなる集合体より実質的に構成される
。

上記温度の中間では、各集合体の混合系より構成されて
いる。また、無機繊維中の酸素量は、例えば第１工程に
おけるＭＸ、の添加比率又は第３工程における不融化条
件により制御することができる。

また、構成成分Ｃ）の分布状態は、焼成時の雰囲気や原
料中のメソフェーズの大きさ、濃度によっても制御する
ことができる。例えば、メソフェーズを大きく成長させ
た場合、構成成分Ｃ）は繊維表面相に押し出されやすく
なる。

本発明においては、強化繊維中に上記無機繊維Ｉ及び／
または無機繊維■以外の公知の無機繊維、例えば、炭素
繊維、ガラス繊維、ポロン繊維、アルミナ繊維、窒化珪
素繊維、炭化珪素繊維、カーボンを芯線とする炭化珪素
繊維及びＳｉ−Ｍ−ＣＯ織繊維ＭはＴｉ又はＺｒを示す
。）を含有していてもよいが、上記無機繊維Ｉ及び／ま
たは無機繊維ＩＩの特性を損なわないため公知無機繊維
の繊維中の含有率は４０％以下とすることが好ましい。

上記のＳｉ−Ｍ−Ｃ−０繊維は、（ｉ）Ｓｉ、Ｍ、Ｃ１及びＯから実質的になる非晶質、
又は（ｉｉ　）実質的にβ−ＳｉＣ，ＭＣ１β−ＳｉＣとＭ
Ｃの固溶体及びＭ　Ｃ＋−ｘの粒径が５００Å以下の各
結晶質超微粒子、及び非晶質のＳｉｎｇとＭＯ□からな
る集合体、又は（ｉｉ）上記（ｉ）の非晶質と上記（ｉｉ　）の結晶質
超微粒子集合体の混合系、（ただし、上式中のＭはＴｉ又はＺｒを示し、０＜ｘ＜
１を示す）からなる無機繊維である。この無機繊維は、例えば、特
公昭６０−１４０５号公報、同５Ｂ−５２８６号公報、
同６０−２０４８５号公報、同５９４４４０３号公報に
記載の方法によって調製することができる。

本発明のブレーキ部材において、強化繊維の形態は０．
０５〜５０−程度の単繊維であっても、連続繊維であっ
てもよく、また、クロス、フェルト、マント、シート状
の形態でも差し支えない。また、強化繊維はマトリック
ス中に、そのままの状態で、または開繊された状態で全
くランダムな方向をむいていてもよいし、任意の特定の
方向に向けて配列していてもよい。

次に、本発明のブレーキ部材におけるマトリックスにつ
いて説明する。

本発明のブレーキ部材のマトリックスは、前記構成成分
ｉｖ）、ｖ）及び■）よりなる無機物質Ｉ、前記構成成
分ｄ）、ｅ）及びｆ）よりなる無機物質Ｈの少なくとも
一種類の無機物質からなる。

無機物質ＩはＳ　ｉ＋　Ｏ−５〜５０％、Ｃ；４０〜９
７％及びＯ；　０．１〜１０％から実質的に構成されて
いる。

無機物質■はＳｉ；０．５〜５０％、Ｍ；０．０１〜１
０％、Ｃ；４０〜９７％及びＯ；０．１〜１０％から実
質的に構成されている。

無機物質Ｉにおいて、構成成分ｉｖ）及びＶ）の総和１
００部に対する構成成分ｖｉ）の割合は０．５〜５００
部であり、且つ構成成分ｉｖ）、ｖ）の比率はｔ：ｏ、
ｏ２〜４である。

構成成分ｉｖ）及び■）の総和１００部に対する構成成
分ｖｉ　）の割合が０．５未満の場合は、はとんど炭素
マトリックスと変わらず、耐酸化性や耐磨耗性の向上は
望めず、上記割合が５００部を越えた場合は炭化珪素マ
トリックスと変わらず、高温特性、潤滑性が低下する。

無機物質Ｈにおいて、構成成分ｄ）及びｅ）の総和１０
０部に対する構成成分子）の割合は０．５〜５００部で
あり、且つ構成成分ｄ）、ｅ）の比率は１：０．０２〜
４である。

構成成分ｄ）及びｅ）の総和１００部に対する構成成分
子）の割合が０．５未満の場合は、はとんど炭素マトリ
ックスと変わらず、耐酸化性や耐磨耗性の向上は望めず
、上記割合が５００部を越えた場合は炭化珪素マトリッ
クスと変わらず、高温特性、潤滑性が低下する。

無機物１ｔｌ及び無機物質ＩＩの構成成分である結晶質
炭素は５００Å以下の結晶子サイズを有し、１．５人の
分解能を有する高分解能電子顕微鏡において、繊維軸方
向に配向した３、２人の（００２）面に相当する微細な
ラティスイメージ像が観察されうる超微粒子のグラファ
イト結晶である。

無機物質Ｉ及び無機物質■においては、層間隔が小さな
微結晶が効果的に生成しており、その微結晶を包み込む
ように珪素原子が非常に均一に分布している。

次に、本発明の繊維強化炭素質複合材料の製造方法につ
いて説明する。

前記無機繊維Ｉ又は無機繊維ＩＩの単繊維、連続繊維、
又はクロス、フェルト、マット、シートなどの強化繊維
構造物に前記珪素含有多環状芳香族重合体又は前記金属
含有多環状芳香族重合体の粉末を加え加熱プレスし成形
する方法、前記構造物に珪素含有多環状芳香族重合体又
は金属含有多環状芳香族重合体の溶液又はスラリーを含
浸後、溶媒を除去、乾燥したプリプレグシートを加熱成
形する方法、前記無機繊維の短繊維、又はチョツプドフ
ァイバーと珪素含有多環状芳香族重合体又は金属含有多
環状芳香族重合体を熔融混練し、プレス成形、又は射出
成形する方法等により、繊維含有成形体を製造する。

成形体中の無機繊維の含有率は１０〜７０体積％が好ま
しい。

珪素含有多環状芳香族重合体及び金属含有多環状芳香族
重合体は、前記無機繊維１及び■製造の第一工程におい
て製造された珪素含有多環状芳香族重合体及び金属含有
多環状芳香族重合体をそのまま使用することができるが
、繊維化することが要求されないため、珪素含有多環状
芳香族重合体又は金属含有多環状芳香族重合体中の珪素
及び炭素の構成比は、前記無機繊維Ｔ及び■製造の第一
工程において製造された珪素含有多環状芳香族重合体又
は金属含有多環状芳香族重合体より広範囲に設定できる
。すなわち、珪素含有多環状芳香族重合体又は金属含有
多環状芳香族重合体は、前記無機繊維Ｉ又は■製造の第
一工程における前駆重合体製造の際のピッチの使用割合
が、有機珪素重合体１００部当たり１０〜４９００部で
あることが好適であること以外は、前記無機繊維Ｉ又は
■製造の第一工程における珪素含有多環状芳香族重合体
又は金属含有多環状芳香族重合体の製法と同様にして製
造される。

また、繊維含有成形体の製造に当たっては、珪素含有多
環状芳香族重合体又は金属含有多環状芳香族重合体に、
それぞれの重合体を例えば不活性ガス雰囲気中、８００
〜１０００　’Ｃで焼成、無機化した仮焼体粉末を混合
し、使用することもできる。

珪素含有多環状芳香族重合体の仮焼体粉末は、Ｓｉ：０
．０１〜６９．９％、Ｃ：２９．９〜９９．９％及びＯ
：　０．００１〜１０％から実質的に構成されているこ
とが好ましい。

金属含有多環状芳香族重合体の仮焼体粉末は、Ｓ　ｉ　
：　０．０１〜５０％、Ｍ：０．０１〜１０％、Ｃ：４
０〜９９．９％及び０：０．００１〜１０％から実質的
に構成されていることが好ましい。

次に、上記成形体に、必要に応じて不融化処理を施す。

不融化処理の方法は、前記無機繊維■製造の第３工程の
方法をそのまま採用することができる。

不融化された成形体は、真空あるいは不活性ガス中で、
８００〜３０００°Ｃの範囲の温度で焼成し、無機化さ
れ、繊維強化された、炭素、珪素及び酸素、又は炭素、
珪素、Ｍ及び酸素からなるマトリックスを有する複合材
料が得られる。

加熱過程において、約７００°Ｃから無機化が激しくな
り、約８００°Ｃでほぼ無機化が完了するものと推定さ
れる。従って、焼成は、８００″Ｃ以上の温度で行うこ
とが好ましい。また、３０００　”Ｃより高い温度を得
るには高価な装置を必要とするため３０００°Ｃより高
温での焼成は、コスト面からみて実際的でない。

なお、本工程における無機化の昇温速度を極めて遅くす
ることや、成形体保形用治具、パウダーヘッド等の保形
手段を用いること等により、不融化工程を省略すること
もできるし、成形方法として高温ホットプレスを用いる
ことにょリー工程で高密度複合材を得ることも可能であ
る。

焼成、無機化によって得られたハイブリッド繊維強化炭
素質複合材料は、多少とも開気孔を含んでいるため、必
要により、珪素含有多環状芳香族重合体又は金属含有多
環状芳香族重合体の融液、溶液又はスラリーを含浸後必
要により不融化、焼成し、無機化することにより複合体
を高密度化、高強度化することができる。含浸は、珪素
台を多環状芳香族重合体又は金属含有多環状芳香族重合
体の融液、溶液又はスラリーのいずれを用いてもさしつ
かえないが、微細な開気孔への浸透を図るため、この複
合材に前記重合体の溶液又はスラリーを含浸後減圧下で
微細気孔への浸透を促進後溶媒を留去しつつ昇温し、１
０〜５００ｋｇ／ｃｎに加圧することにより、前記重合
体の融液を気孔に充填させることが好ましい。

得られた含浸体は、前記と同様にして、不融化し、焼成
し、無機化することができる。この操作を２〜１０回繰
り返すことにより高密度、高強度な繊維強化複合材を得
ることができる。

（発明の効果）本発明のブレーキ部材は、高強度、高靭性であり、かつ
、耐磨耗性、耐酸化性にすくれているため、航空機のブ
レーキ、レーシングカーのブレーキに好適である。また
、安価なレジンチャー法で製造できるため一般の乗用車
ブレーキ部材にも適用できるものである。

（実施例）以下実施例によって本発明を説明する。

参考例１（無機繊維Ｉの製造）５１！、の三ロフラスコに無水キシレン２．５１及びナ
トリウム４００ｇを入れ、窒素ガス気流下でキシレンの
沸点まで加熱し、ジメチルジクロロシラン１１を１時間
で滴下した。滴下終了後、１０時間加熱還流し沈澱物を
生成させた。沈澱を濾過し、メタノールついで水で洗浄
して、白色粉末のポリジメチルシラン４２０ｇを得た。

このポリジメチルシラン４００ｇを、ガス導入管、攪拌
機、冷却器及び留出管を備えた３！の三ロフラスコに仕
込み、攪拌しなから５０戚／分の窒素気流下に４２０”
Ｃで加熱処理して、留出受器に３５０ｇの無色透明な少
し粘性のある液体を得た。

この液体の数平均分子量は蒸気圧浸透法で測定したとこ
ろ４７０であった。

この物質の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、６
５　（１−９００ｃｍ−’と１２５０ＣＩ＋−’にＳｉ
ＣＨ３の吸収、２１００ｃｍ−’にＳｉ−Ｈの吸収、１
０２０ＣＩ＋１−’付近と１３５５ｃｍ−’にＳｉ−Ｃ
Ｈ２Ｓｉの吸収、２９００ｃｍ−’と２９５０ｃｍ−’
にＣＨの吸収が認められ、またこの物質の遠赤外線吸収
スペクトルを測定したところ、３８０ａ＋＋−’にＳｉ
−３ｉの吸収が認められることから、得られた液状物質
は、主として（Ｓｉ　　ＣＨ２）結合単位及び（Ｓｉ−
３ｉ）結合単位からなり、珪素の側鎖に水素原子及びメ
チル基を有する有機珪素重合体であることが判明した。

核磁気共鳴分析及び赤外線吸収分析の測定結果から、こ
の有機珪素重合体は（Ｓｉ−ＣＨ２）結合単位の全数対
（Ｓｉ−Ｓｉ）結合単位の全数の比率がほぼ１：３であ
る重合体であることが確認された。

上記有機珪素重合体３００ｇをエタノールで処理して低
分子量物を除去して、数平均分子量が１２００の重合体
４０ｇを得た。

この物質の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、上
記と同様の吸収ピークが認められ、この物質は主として
（Ｓｉ　　ＣＨｚ）結合単位及び（Ｓｉ−３ｉ）結合単
位からなり、珪素の側鎖に水素原子及びメチル基を有す
る有機珪素重合体であることが判明した。

核磁気共鳴分析及び赤外線吸収分析の測定結果から、こ
の有機珪素重合体は（Ｓｉ　　ＣＨ２）結合単位の全数
対（Ｓｉ−３ｉ）結合単位の全数の比率がほぼ７：１で
ある重合体であることが確認された。

一方、石油留分のうち、軽油以上の高沸点物をシリカ・
アルミナ系分解触媒の存在下、５００°Ｃの温度で流動
接触分解・精留を行い、その塔底より残渣を得た。以下
、この残渣をＦＣＣスラリーオイルと呼ぶ。

このＦＣＣスラリーオイルは、元素分析の結果、炭素原
子対水素原子の原子比（Ｃ／Ｈ）が０．７５で、核磁気
共鳴分析による芳香炭素率が０．５５であった。

上記ＦＣＣスラリーオイル２００ｇを２１／分の窒素ガ
ス気流下４５０℃で０．５時間加熱し、同温度における
留出分を留去後、残渣を２００°Ｃにて熱時濾過を行い
、同温度における不融部を除去し、軽質付除去ピッチ５
７ｇを得た。

この軽質骨除去ピンチは２５％のキシレン不溶分を含ん
でいた。

この軽質付除去ピッチ５７ｇに先に合成した有機珪素重
合体２５ｇ及びキシレン２０−を加え、撹拌しなから昇
温し、キシレンを留去後、４００°Ｃで６時間反応させ
５１ｇの前駆重合体（１）を得た。

この反応生成物は赤外線吸収スペクトル測定の結果、有
機珪素重合体中に存在するＳｉ−Ｈ結合（ＩＲ：　２１
００ＣＩＩ−’）の減少、及び新たなＳｉＣ（ベンゼン
環の炭素）結合（ＩＲ：１１３５ｃｍ−’）の生成が認
められることより有機珪素重合＊の珪素原子の一部が多
環状芳香族環と直接結合した部分を有する共重合体であ
ることがわかった。

二の前駆重合体（１）は、キシレン不溶部を含まず重量
平均分子量が１４００で、融点が２６５°Ｃで、軟化点
が３１０℃であった。

一方、前記軽質付除去ピッチ１８０ｇを窒素気流下、反
応により生成する軽質骨を除去しなから４００°Ｃで８
時間縮重合を行い、熱処理ピンチ９７．２ｇを得た。

この熱処理ピッチは融点２６３°Ｃ１軟化点３０８°Ｃ
、キシレン不溶分７７％、キノリンネ溶分３１％を含有
しており、研磨面の偏光顕微鏡観察による光学的異方性
が７５％のメソフェーズ多環状芳香族化合物（２）であ
った。

このメソフェーズ多環状芳香族化合物（２）　９０　ｇ
と前記前駆重合体（１）６．４ｇを混合し、窒素雰囲気
下、３８０°Ｃで一時間溶融加熱し、均一な状態にある
珪素含有多環状芳香族重合体を得た。

この重合体は、融点が２６７°Ｃで、軟化点が３１５°
Ｃで、７０％のキシレン不溶分を含んでいた。

上記高分子量物を紡糸用原料とし、ノズル径０゜１５０
の金属製ノズルを用い、３６０°Ｃで溶融紡糸を行い、
得られた紡糸原糸を、空気中、３００゛Ｃで酸化、不融
化し、更にアルゴン雰囲気中、１３００°Ｃで焼成を行
い、直径８μｍの無機繊維■を得た。

この繊維は引張強度が３２０ｋｇ／ａｎ”　、引張弾性
率２６　ｔ　／ｗａ”であり、破壊面の観察よりラジア
ル構造であった。

この無機繊維Ｉを粉砕後アルカリ溶融、塩酸処理を施し
水溶液とした後、高周波プラズマ発光分光分析を行った
結果、この無機繊維Ｉ中の珪素含有率は０．９５％であ
ることがわかった。

参考例２（無機繊維ＩＩの製造）参考例１で得られた軽質付除去ピッチ５７ｇに参考例１
で得た有機珪素重合体２５ｇ及びキシレン２０ｄを加え
、攪拌しなから昇温し、キシレンを留去後、４００°Ｃ
で４時間反応させ５７．４　ｇの前駆重合体（１）を得
た。

この前駆重合体（１）は赤外線吸収スペクトル測定の結
果、有機珪素重合体中に存在するＳｉ−Ｈ結合（ＩＲ：
２１００ｃｍ−’）の減少、及び新たなＳｉ−Ｃ（ベン
ゼン環の炭素）結合（ＩＲ：１１３賀１１）の生成が認
められることより有機珪素重合体の珪素原子の一部が多
環状芳香族環の炭素と直接結合した部分を有する重合体
であることがわかった。

前駆重合体（１）５７．４　ｇにテトラオクトキシチタ
ン（Ｔ　ｉ　　（ＯＣｓ　Ｈ＋ｔＬ）　３．８７　ｇの
キシレン？容液（２５％キシレン溶液１５．５　ｇ　）
を加え、キシレン留去後、３４０°Ｃで１時間反応させ
、ランダム共重合体（２）　５６　ｇを得た。

この重合体は、キシレン不溶部を含まず重量平均分子量
は１５８０、融点は２５８°Ｃ１軟化点２９２°Ｃであ
り、キシレン可溶であった。

上記ランダム共重合体（２）　６．４　ｇと参考例１で
得られたメソフェーズ多環状芳香族化合物（２）　９０
　ｇを混合、窒素雰囲気下３８０°Ｃで１時間溶融加熱
し、均一な状態にある金属含有多環状芳香族重合体を得
た。

この重合体の融点は２６４°Ｃで、軟化点３０７°Ｃ１
６８％のキシレン不溶分を含んでいた。

上記高分子量物を紡糸用原料とし、ノズル径０゜１５＋
＋＋＋＋＋の金属製ノズルを用い、３６０″Ｃで溶融紡
糸を行い、得られた紡糸原糸を、空気中、３００°Ｃで
酸化、不融化し、更にアルゴン雰囲気中、１３００°Ｃ
で焼成を行い、直径７．５μｍの無機繊維を得た。

この繊維は引張強度が３５８ｋｇ／■２、引張弾性率３
２　ｔ　７１ｍｎ２であり、破断面の走査型電子顕微鏡
を用いた観察より、結晶層が幾重にも重なった珊瑚様の
ランダムラジアル混在構造であった。

この無機繊維を粉砕後、アルカリ溶融、塩酸処理を施し
、水溶液とした後高周波プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ
）を行った結果、珪素含有率は０゜９５％、チタン含有
率は０．０６％であった。

実施例１参考例１で得た無機繊維Ｉの２次元平織クロスに参考例
１で得た珪素含有多環状芳香族重合体の３０％キシレン
スラリーに含浸後乾燥しプリプレグシートを作成した。

このプリプレグシートを積層し３００°Ｃ１５０ｋｇ／
ｃｍ”でホットプレスし、１２０Ｘ１２０Ｘ１０ｍｍ＋
の板状成形体を得た。

この成形体を２５０°Ｃ１空気中で不融化後、窒素雰囲
気中、５°Ｃ／ｈの昇温速度で８００°Ｃまで昇温し、
重合体を無機化した。

この複合材料を参考例１に記載の珪素含有多環状芳香族
重合体中に埋め、オートクレーブ中、３５０°Ｃ１１０
０ｋｇ／ｃ＋＋＋”の窒素加圧下、珪素含有多環状芳香
族重合体を含浸後、上記条件にて不融化、無機化を行っ
た。この操作をさらに２回繰り返した後１３００　”Ｃ
で焼成し、嵩密度１．６５ｇ／−の複合材を得た。この
複合材中の無機繊維の体積含有率は５５％であった。

この板状複合材を円板状に加工し、ブレーキディスクを
作成した。一方、加工時の端片より、曲げ試験片（３Ｘ
４Ｘ４０ｍｍ）を作成し、三点曲げ試験を行ったところ
、曲げ強度が２８ｋｇ／ｌｌｌｌ１１２であった。また
、同試験片を７００°Ｃ１空気中に１時間さらしても強
度低下は認められなかった。

実施例２強化繊維として、参考例２に記載の無機繊維ＩＩのクロ
スを用い、マトリックス用ポリマー・とじて参考例２に
記載の金属含有多環状芳香族重合体を用い、含浸回数を
４回とし、最終焼成温度を２１００°Ｃとした以外は実
施例１と同様にして板状成形体を作成した。

この成形体の嵩密度１．６５ｇ／ｃｄであり、無機繊維
の体積含有率は６０％であった。

この板状複合材を扇形に加工し、ブレーキパッドとした
。この複合材の三点曲げ強度は３６ｋｇ／ｍｍ”であり
、７００°Ｃ１空気中に１時間さらしても強度低下は認
められなかった。

比較例１引張強度３００ｋｇ／ｇ２、引張弾性率２４ｔ／ｍｍ２
のポリアクリロニトリル系炭素繊維の平織織物にレヅー
ルタイプのフェノール樹脂（明相化成■製ＭＲＷ−３０
００）の４０％アセトン溶液に浸し引き上げた後、アセ
トンを除去後、乾燥し、プリプレグシートを得た。この
プリプレグシートを、１５０°Ｃ１５０ｋｇ／ｃｍ２で
ホントプレスし、８００°Ｃで無機化した後、参考例１
で用いたメソフェーズ多環状芳香族重合体を用い、実施
例１の条件で３回含浸、無機化を行って、嵩密度１．６
０ｇ／−〇Ｃ／Ｃ複合材を得た。

この複合材の曲げ強度は１８ｋｇ／閣２であり、７００
°Ｃ１空気中に１時間さらした結果、強度測定ができな
い程劣化が進行していた。

この板状複合材材料より実施例１．２と同様にディスク
とパッドを切り出した。

実施例３実施例１．２で製造したディスクとパッドの組合せ及び
比較例１で製作したディスクとパッドの組合せにより、
第１表に示した条件で摩擦試験を行った。

摩擦試験はブレーキディスクを回転させ、所定の周速に
達した後、一定圧力でブレーキパッドを押し付け、その
際生じるトルクから摩擦係数を求め、磨耗量は試験後の
パッドの厚みより直接測定し求めた。

結果を第２表に示した。

得られた複合材は、高い制動性と低い磨耗量を示し、ブレーキ特性が優れていた。

第１表慣性モーメント０、０４　ｋｇ　−ｍ　−ｓ　２周速；　１５ｍ／Ｓ面圧；１３ｋｇｆ／ｍ” 回数８１００回第２表

Claims

【特許請求の範囲】無機繊維 I 、無機繊維IIの少なくとも一種類を含む繊
維を強化材とし、無機物質 I 、無機物質IIの少なくと
も一種類の無機物質をマトリックス中に含むことを特徴
とする繊維強化無機材料であって、上記無機繊維 I が珪素含有多環状芳香族重合体から得
られる無機繊維であって、その構成成分が、ｉ）該重合
体を構成するメソフェーズ状態にある多環状芳香族化合
物から導かれるラジアル構造、オニオン構造、ランダム
構造、コアラジアル構造、スキンオニオン構造及びモザ
イク構造からなる群から選ばれる少なくとも一種の結晶
配列状態を示す炭素質、ｉｉ）該重合体を構成する光学的等方性の多環状芳香族
化合物から導かれる、無配向状態の結晶質炭素及び／又
は非晶質炭素、及びｉｉｉ）Ｓｉ、Ｃ及びＯから実質的になる非晶質相及び
／又は粒径が５００Å以下の実質的にβ−ＳｉＣからな
る結晶質超微粒子と非晶質のＳｉＯ＿ｘ（０＜ｘ≦２）からなる集合体であり、構成元素の割合が、Ｓｉ；３０〜７０重量％Ｃ；２０〜
６０重量％及び０；０．５〜１０重量％であるＳｉ−Ｃ
−Ｏ物質よりなる無機繊維であり、上記無機繊維IIが、金属含有多環状芳香族重合体から得
られる無機繊維であって、その構成成分がａ）該重合体を構成するメソフェーズ状態にある多環状
芳香族化合物から導かれるラジアル構造、オニオン構造
、ランダム構造、コアラジアル構造、スキンオニオン構
造及びモザイク構造からなる群から選ばれる少なくとも
一種の結晶配列状態を示す炭素質、ｂ）該重合体を構成する光学的等方性の多環状芳香族化
合物から導かれる、無配向状態の結晶質炭素及び／又は
非晶質炭素、及びｃ）（１）Ｓｉ、Ｍ、Ｃ及びＯから実質的になる非晶質
物質、及び／又は（２）実質的にβ−ＳｉＣ、ＭＣ、β−ＳｉＣとＭＣの
固溶体及びＭＣ＿１＿−＿ｘからなる粒径が５００Å以
下の結晶超微粒子と、非晶質のＳｉＯ＿ｙ及びＭＯ＿ｚ
との集合体であり構成元素の割合がＳｉ；５〜７０重量％、Ｍ；０．５〜
４５重量％、Ｃ；２０〜４０重量％及びＯ；０．０１〜
３０重量％である、Ｓｉ−Ｍ−Ｃ−Ｏ物質（上記式中、
ＭはＴｉ、Ｚｒ及びＨｆから選択される少なくとも一種
の元素であり、０＜ｘ＜１、０＜ｙ≦２、０＜ｚ≦２で
ある。）よりなる無機繊維であり、前記無機物質 I が珪素含有多環状芳香族重合体から得
られる無機物質であって、その構成成分が、ｉｖ）該重
合体を構成するメソフェーズ状態にある多環状芳香族化
合物から導かれる結晶質炭素、又は結晶質炭素と非晶質
炭素、ｖ）該重合体を構成する光学的等方性の多環状芳香族化
合物から導かれる、無配向状態の結晶質炭素及び／又は
非晶質炭素、及びｖｉ）Ｓｉ、Ｃ及びＯから実質的になる非晶質相及び／
又は粒径が５００Å以下の実質的にβ−ＳｉＣからなる
結晶質超微粒子と非晶質のＳｉＯ＿ｘ（０＜ｘ≦２）か
らなる集合体であり、構成元素の割合がＳｉ；３０〜７
０重量％、Ｃ；２０〜６０重量％及びＯ；０．５〜１０
重量％であるＳｉ−Ｃ−Ｏ物質よりなる炭素質無機物質であり、前記無機物質IIが金属含有多環状芳香族重合体から得ら
れる無機物質であって、その構成成分が、ｄ）該重合体
を構成するメソフェーズ状態にある多環状芳香族化合物
から導かれる結晶質炭素、又は結晶質炭素と非晶質炭素
、ｅ）該重合体を構成する光学的等方性の多環状芳香族化
合物から導かれる、無配向状態の結晶質炭素及び／又は
非晶質炭素、及びｆ）（１）Ｓｉ、Ｍ、Ｃ及びＯから実質的になる非晶質
物質、及び／又は（２）実質的にβ−ＳｉＣ、ＭＣ、β−ＳｉＣとＭＣの
固溶体及びＭＣ＿１＿−＿ｘからなる粒径が５００Å以
下の結晶超微粒子と、非晶質のＳｉＯ＿ｙ及びＭＯ＿ｚ
との集合体であり構成元素の割合がＳｉ；５〜７０重量％、Ｍ；０．５〜
４５重量％、Ｃ；２０〜４０重量％及び０；０．０１〜
３０重量％である、Ｓｉ−Ｍ−Ｃ−Ｏ物質（上記式中、
ＭはＴｉ、Ｚｒ及びＨｆから選択される少なくとも一種
の元素であり、０＜ｘ＜１、０＜ｙ≦２、０＜ｚ≦２で
ある。）よりなる炭素質無機物質であることを特徴とする繊維強
化炭素質複合材料を用いたブレーキ。