JPH0643502B2

JPH0643502B2 - 摩擦材

Info

Publication number: JPH0643502B2
Application number: JP24499488A
Authority: JP
Inventors: 康弘松本; 英二浜田; 徹也宇野; 賢明安井; 基兵藤; 照夫松川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1994-06-08
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: JPH0291186A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］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摩擦材は、従来アスベ
ストに無機充填材、摩擦調整剤などを混合して摩擦基材
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繊維が
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
固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、摩擦特性を示す尺度であ
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繊維から形成された
摩擦材では、アスベストを用いたものに比べて使用初期
の摩擦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号公報には、摩擦材基体表面
に亜鉛を溶射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］初期の摩擦係数を向上させるためには、摩擦材の表面の
摩擦抵抗を大きくすればよい。しかしながら上記したよ
うな研磨材を配置したような摩擦材では、摩擦材と係合
して摩擦される相手材に傷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、初期の摩擦係数が大きく、か
つ相手材の傷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。

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摩擦
基材を構成する繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊
維、ロックファイバ、芳香族ポリアミド繊維、レーヨ
ン、コットン、金属繊維などの短繊維および長繊維を単
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、二硫化モリブデ
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、および硫酸バ
リウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイソウ
土、ドロマイト、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、摩
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。または上記繊維および摩擦調整剤などを水中に懸濁
させ、抄紙した後脂肪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、エポ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％含有す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期
摩擦係数を測定した。その結果を第２図に示す。第２図
より初期摩擦係数は粒子径が０．０１〜０．１μｍの範
囲にある時に特に高い値を示し、０．１μｍより大きく
なるにつれて初期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０．０１μｍより小さ
いと初期摩擦係数がほとんど増大しない。また０．１μ
ｍより大きくなると、初期摩擦係数を高めるためには多
量に付着させなければならず、基体から脱落しやすく摩
擦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、脱
落しにい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。なお、本発明者
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、例えばアルミナの場合を第３図に示すよ
うに、二酸化ケイ素と同様に０．０２μｍ程度の微粒子
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も含
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「アデライト」（商品名、旭電化工業株式
会社製）が市販されている。なお、「アデライト」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。

二酸化ケイ素粉末は基体１００重量部に対して０．５〜
１．５重量部となるように付着されている。この付着量
が０．５重量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
重量部より多くなると、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］本発明の摩擦材では、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、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
基材を用いても使用初期の摩擦係数が所望の値となり、
安定した摩擦特性を確保できる。また摩擦材の製造の最
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３０重量部、ロックファイバー１０重量
部、芳香族ポリアミド繊維（「ケブラー」デュポン社
製）１０重量部、チタン酸カリウム１０重量部、カシュ
ーダスト１５重量部、真ちゅう線５重量部よりなる撚り
紐を、メラミン変性フェノール樹脂（メラミン変性率＝
６０〜８０％）に浸漬し、引出して１３５℃で５分間乾
燥する。そして所定の円盤形状に巻き取り、金型内に配
置して圧力１３０Kg／cm²、温度１７０℃で３分間熱成
形し、さらに１４０℃で５時間、１８０℃で３時間、２
３０℃で２時間熱処理し、中央に穴を穿けた後表面を研
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重量％含浸して硬化されている。ま
た基体１は外径２００mm、内径１４０mm、厚さ３．５mm
のドーナツ型円盤形状である。

次に、粒子径０．０１〜０．０２μｍの二酸化ケイ素粉
末を２０重量％、および酸化ナトリウムを０．４重量％
含有する処理液「アデライトＡＴ−３０」（旭電化工業
（株）製）をスポンジローラに付着させ、上記基体１表
面に０．５ｇ／毎表面の塗布量で塗布する。そして１１
０℃で乾燥して本発明の一実施例の摩擦材を得た。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の重量比で付着している。

得られた摩擦材の初期摩擦係数、フェード期摩擦係数、
安定期摩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０．２Kgms²、継合回転数１８
００rpm、３００℃における継合回数２０００回、クラ
ッチカバー荷重４００Kg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、摩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
試験機にてせん断力を測定した。

その結果を第１表に示す。

（実施例２）粒子径０．０１〜０．０２μｍの二酸化ケイ素粉末を３
０重量％、および酸化ナトリウムを０．６重量％含有す
る処理液「アデライトＡＴ−３０」（旭電化工業（株）
製）をスポンジローラに付着させ、上記基体表面に０．
７ｇ／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の実施例の摩擦材を得た。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３）粒子径０．０１〜０．０２μｍの二酸化ケイ素粉末を４
０重量％、および酸化ナトリウムを０．７重量％含有す
る処理液「アデライトＡＴ−４０」（旭電化工業（株）
製）をスポンジローラに付着させ、上記基体表面に１．
０ｇ／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３の実施例の摩擦材を得た。ここで二酸化
ケイ素粉末は、基体全体を１００とした場合１．１６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０．８重量％含有す
る処理液「アデライトＡＴ−５０」（旭電化工業（株）
製）をスポンジローラに付着させ、基体表面に１．５ｇ
／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の比較例の摩擦材を得た。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。

（評価）実施例１〜実施例４の摩擦材は、初期摩擦係数が二酸化
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量が
多く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。

また実施例の摩擦材は比較例に比べて防錆性能が向上し
ているが、これは「アデライト」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摩擦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期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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宇野徹也愛知県西加茂郡藤岡町大字飯野字大川ケ原 1141番地１アイシン化工株式会社内 (72)発明者安井賢明愛知県西加茂郡藤岡町大字飯野字大川ケ原 1141番地１アイシン化工株式会社内 (72)発明者兵藤基愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地アイシン精機株式会社内 (72)発明者松川照夫愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地アイシン精機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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。