JPH04173892A - 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、
洗濯機のブ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 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。

また基材繊維としてアラミド繊維を用いた摩擦材は、耐
摩耗性の点でさらに改善が望まれていた。

一方摩擦材が軟らか過ぎると、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かあった。このため、相手面
になじみよくしかも長期間にわたって安定した捩り摩擦
係数を有することがフリクションワッシャなとの摩擦材
の出現が求められている。

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたもの
であって、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って、量産性
に優れ、かつ耐摩耗性に優れ、しかも大きな摩擦係数を
有する摩擦材を提供することを目的としている。

発明の概要 本発明に係る第１の摩擦材は、セルロース繊維およびア
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、摩擦向上剤とからなり、 前記セルロース繊維の含有量が１０〜３０重量％であり
、前記アラミド繊維の含有量が０．５〜１０重量％であ
り、前記結着組成物の含有量が１０〜５０重量％であり
、摩擦向上剤の含有量が１０〜５０重量％であることを
特徴としている。

また本発明に係る第２の摩擦材は、セルロース繊維およ
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、グラファイトを含む摩擦向上剤
とからなり、 前記セルロース繊維の含有量が１０〜３０重量％であり
、前記アラミド繊維の含有量が０．５〜１０重量％であ
り、前記結着組成物の含有量が１０〜４５重量％であり
、グラファイトを含む摩擦向上剤の含有量が３０〜６０
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
てセルロース繊維とア・ラミド繊維とを用いることによ
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耐摩耗性が向上
し、しかも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、摺動初期あ摩擦係数が向上す
る詳細な理由は判明していないが、セルロース繊維が溶
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
とセルロース繊維を含んでいる。アラミド繊維としては
、パラ型アラミド繊維が好ましく、またフィブリル化し
たアラミド繊維が好ましい。

アラミド繊維長は０．５〜１５ｍｍ好ましくは３〜６ｍ
ｍ程度であることが望ましい。このようなアラミド繊維
は、たとえば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ルロース繊維は、その繊維長が０．
５〜１５ｍｍ好ましくは１〜６ｍｍ程度であり、繊維太
さは１〜２０デニール好ましくは１０〜２０デニールで
あることが望ましい。また本発明で用いられるセルロー
ス繊維は、パルプからビスコース法によって製造され、
高強度でかつ耐熱性に優れていることが望ましい。

摩擦材の基材繊維を構成するアラミド繊維およびセルロ
ース繊維の含有量を次に示す。

本発明では、アラミド繊維は、摩擦材の全重量に対して
０．５〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％の量で摩
擦材中に含まれる。セルロース繊維は、摩擦材の全重量
に対して１０〜３０重量％、好ましくは１５〜２０重量
％の量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耐摩耗性に劣り、しかも得ら
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、アラミド繊維とセルロース繊維と
組合せて基材繊維として用い、適度の柔軟性と、耐摩耗
性および摺動初期の摩擦係数の向上を図っている。この
ような効果が期待てきることは、本発明者によって初め
て発見された。

なお、セルロース繊維を３０重量％を超えて摩擦中に含
ませると、セルロース繊維同士がからみシート状に押出
成形することが困難になり、得られる摩擦材の強度が低
下し、一方１０重量％未満であると、摺動初期の摩擦係
数の向上が充分には期待できない。また、アラミド繊維
を１０重量％を超えて摩擦材に含ませると、得られる摩
擦材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くなる。また、アラミド繊
維の含有量が０．５重量％未満であると、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傾向が
生ずる。

なお本発明では、基材繊維として、上記のようなセルロ
ース繊維およびアラミド繊維に加えて、他の有機繊維あ
るいは無機繊維を少量含んでいてもよい。

本発明では、このようなアラミド繊維とセルロース繊維
とからなる基材に、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５〜２５重量％、好ましくは１０〜１５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（Ｉ
ＩＲ）、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（Ｃ８Ｍ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ウレタン
ゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｓ　ｉ）　、フッ素ゴム
（ＦＰＭ）、多硫化ゴム（Ｔ）、ポリエーテルゴム（Ｐ
ＯＲ）などの合成ゴムならびに天然ゴムが用いられつる
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５〜２５重量
％、好ましくは１０〜２０重量％さらに好ましくは１５
〜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、
１０〜５０重量％、好ましくは３０〜４０重量％である
。

本発明では、摩擦材中に、摩擦向上剤として、クレー、
タルク、グラファイト、カシューダスト、硫酸バリウム
、硫酸アルミニ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、
１０〜５０重量％、好ましくは３０〜４０重量％である
。

本発明では、特に、摩擦向上剤の一部としてグラファイ
トを用いることが好ましく、このグラファイトは鱗片状
であっても粒状であってもよい。

摩擦向上剤の一部としてグラフィイトを含む摩擦材は、
押出し工程において、組成物が押出し機の壁面をスムー
ズに流れ、加工性が大きく向上する。

また得られる摩擦材の摩擦係数の安定化も達成される。

このようなグラファイトは、摩擦材中に、摩擦材の全重
量に対して、１０〜３０重量％好ましくは１５〜２０重
量％の量で用いられることが望ましい。

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
増粘剤などの充填剤としては、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
どが挙げられる。

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材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、ＡＩ、Ｃｕ　、Ｚｎなどが
例示され、このうちＡＩが特に好ましい。

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ルロース繊維およびアラミ
ド繊維に代えればよい。

タトえば結着材（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（セルロー
ス繊維、アラミド繊維）、摩擦向上剤などの混合物を作
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８０〜１３０ｍｍであり、
長さは６００〜８００ｍｍであり、厚さは１〜３．５ｍ
ｍである。）。ついでこのシートを予備乾燥（たとえば
４０〜５０℃、４８時間）し、次いて本乾燥（たとえば
８５℃、３時間）した後、加硫成形を行なう（たとえば
１７０〜１９０℃の温度で３０〜６０ｋｇｆ／Ｃｉ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、基材繊維としてセルロース繊
維とアラミド繊維とを用い、それらの含有量を特定の関
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
に耐摩耗性が向上し、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重量部と、フ
ェノール樹脂からなる熱可塑性樹脂１０重量部とをアセ
トン溶剤に溶解し、ゴム糊とした。

溶剤は全重量に対して２５重量部とした。別に、セルロ
ース繊維１９重量部と、アラミド繊維１重量部と、硫酸
バリウム１０重量部と、タルク１０重量部と、ケイ酸ア
ルミニウム１０重量部、グラファイト２０重量部との混
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。ついで、こ
のシートを４５℃の温度で４８時間乾燥し、次いて８５
℃で３時間乾燥し、その後１７０℃の温度および４０ｋ
ｇｆ／ｃｆｆｌ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 実施例１において、セルロース繊維を１７重量部の量で
、またアラミド繊維を３重量部の量で用い、硫酸バリウ
ム、タルク、ケイ酸アルミニウムの代わりに、タルクを
３０重量部の量で用いた以外は、実施例１と同様にして
、摩擦材を製造した。

比較例１ 実施例１において、セルロース繊維を用いず、アラミド
繊維を２０重量部の量で用いた以外は、実施例１と同様
にして、摩擦材を製造した。

上記のようにして製造した摩擦材について、自動車規格
ＪＡＳＯＣＩ０５−７４　（クラッチ台上性能試験方法
）に規定された「捩れ耐久試験」を捩れ耐久試験機で行
なった。

し試験条件］ 試料寸法・外径５５肛×内径３５ｍｍＸ厚さ１．５−捩
れ角度：±６゜ 捩れ回数＝４７０回／分 温　　度：常温 荷　　　重　＋６０Ｋｇｆ 摩擦係数は、トルク値を測定し、トルク値から算出する
ことができる。

結果を第１図に示す。

実施例３ 実施例１において、セルロース繊維を１５重量部の量で
、またアラミド繊維を５重量部の量で用い、硫酸バリウ
ム、タルク、ケイ酸アルミニウムの代わりに硫酸バリウ
ムを３０重量部の量で用い、グラファイトを用いなかっ
た以外は、実施例１と同様にして摩擦材を製造した。

実施例１〜３および比較例１て得られた摩擦材について
、下記のようにして摩耗量（−）を測定した。

結果を表１に示す。なお表１には摩擦材の組成をも併せ
て示す。

表１

【図面の簡単な説明】

第１図は、摩擦材における摩擦係数の変化を示す図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）セルロース繊維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
   上剤とからなり、 前記セルロース繊維の含有量が１０〜３０重量％であり
   、前記アラミド繊維の含有量が０．５〜１０重量％であ
   り、前記結着組成物の含有量が１０〜５０重量％であり
   、摩擦向上剤の含有量が１０〜５０重量％であることを
   特徴とする摩擦材。 ２）セルロース繊維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、グラフ
   ァイトを含む摩擦向上剤とからなり、前記セルロース繊
   維の含有量が１０〜３０重量％であり、前記アラミド繊
   維の含有量が０．５〜１０重量％であり、前記結着組成
   物の含有量が１０〜４５重量％であり、グラファイトを
   含む摩擦向上剤の含有量が３０〜６０重量％であること
   を特徴とする摩擦材。