JPH08231734A - 摩擦材及びその製造方法 - Google Patents
摩擦材及びその製造方法Info
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Abstract
ドができて硬化物がもろくならず、また、硬化時にホル
マリン臭を発生させない摩擦材。 【構成】 構造中にジヒドロベンゾオキサジン環を含む
樹脂を結合剤とする。この摩擦材は、充填材、繊維補強
材及び構造中にジヒドロベンゾオキサジン環を含む樹脂
を混合し、加熱加圧して得られた成形体をさらに、非酸
化性雰囲気中で熱処理することによって製造される。
Description
両の踏面清掃用研磨子として適した摩擦材及びその製造
方法に関するものである。
に、酸化皮膜、錆、油分、水分などが付着すると、摩擦
抵抗が低くなり、その結果ブレーキ距離が延び、また車
輪が滑走して車輪踏面及び軌条表面を損傷する。そこ
で、車輪踏面に付着するこれらの異物を除くために、車
輪踏面清掃装置が用いられている。この清掃装置は、装
置先端に取り付けられた研摩子をブレーキ動作と同時に
軽く車輪踏面に圧着するものである。研摩子と車輪踏面
とのしゅう動摩擦によって付着している異物を除去し、
また、車輪踏面に微小な粗さを形成することにより粘着
係数を向上させる。ブレーキライニングに代表される摩
擦材は、充填材及び繊維補強材を熱硬化性樹脂で結合し
たものが広く用いられている。車輪踏面清掃装置の研磨
子も同様である。充填材は、摩擦性能、熱伝導性、耐摩
耗性を与えるもので、酸化カルシウム、酸化マグネシウ
ム、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、黄銅の粉
末が用いられる。鉄道車両、特に高速鉄道車両におけ
る、車輪と軌条間の粘着力を増強し、耐磨耗性を向上す
るための増粘着研摩子としての摩擦材は、酸化アルミニ
ウム、炭化ケイ素のような研磨材粒子を加えている。繊
維補強材は、最近はガラス繊維や有機繊維がアスベスト
に代わって用いられるようになっている。充填材、繊維
補強材及び摩擦安定材を結合する樹脂としては、耐熱性
を必要とされるところから、フェノール樹脂が用いられ
ている。
樹脂は、硬化時に縮合水を発生するため、内部ボイドが
できて硬化物がもろくなり、高温、高速条件及び高負荷
条件における研摩子の摩耗が激しく、長期間の使用に耐
えられない。また、ホルマリン臭があり、作業環境悪化
させる。本発明は、硬化時に副生成物のない樹脂を結合
剤とすることによりこのような欠点を解消するものであ
る。
ドロベンゾオキサジン環を含む樹脂を結合剤として用い
ることを特徴とする。
む樹脂は、フェノール性水酸基を有する化合物、1級ア
ミン及びホルマリンから次の化1に示す反応によって合
成される。
酸基を有する化合物と1級アミンとの混合物を70℃以
上に加熱したアルデヒド中に添加して、70〜110
℃、好ましくは、90〜100℃で20〜120分反応
させ、その後120℃以下の温度で減圧乾燥する。
を有する化合物としては、フェノールノボラック樹脂、
レゾール樹脂、フェノール変性キシレン樹脂、アルキル
フェノール樹脂、メラミンフェノール樹脂、ポリブタジ
エン変性フェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェ
ノール化合物、ビフェノール化合物、トリスフェノール
化合物、テトラフェノール化合物などが使用される。
が、化2の式Aで表される構造単位及び式Bで表される
構造単位を含むようになる。このとき、A/Bがモル比
で1/(0.25〜9)であり、各構造単位が、直接に
または有機の基を介して結合するようにすると、樹脂の
硬化物が、強度、耐熱性の点で優れたものとなる。
は置換フェニル基であり、A及びBの芳香環の水素は、
Aのヒドロキシル基のオルト位の一つを除き、任意の置
換基で置換されてもよい。
分子中に含まれる構造単位(A)の数をm、構造単位
(B)の数をnとするとき、m≧1、n≧1で(m+
n)≧2であればよく、10≧m+n≧3であることが
望ましい。各構造単位は、直接結合していてもよく、有
機の基を介して結合していてもよい。有機の基として
は、アルキレン基、キシリレン基などが挙げられ、アル
キレン基としては、例えば、炭素数5以上の長鎖アルキ
レン基などが挙げられる。このようにすると、強度、耐
熱性、ゲルタイムのバランスがとれたものになる。
ルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリン、置換アニ
リン等が挙げられる。脂肪族アミンを用いると得られた
熱硬化性樹脂の硬化が速いが硬化物の耐熱性がやや劣
り、アニリンの様な芳香族アミンを用いると得られた硬
化物の耐熱性はよいが硬化が遅くなる。
ドロベンゾオキサジン環を含む樹脂と充填材及び繊維補
強材混合し、成形機のキャビティ内に充填し、加熱加圧
して成形体とする。
ン又は二酸化炭素のような不活性ガスを用いた非酸化性
雰囲気において、処理温度を250℃以上1250℃未
満とする条件下で熱処理する。処理温度は、350℃以
上800℃未満が好ましい。また、処理時間は、15分
以上、好ましくは30分以上2時間以下とする。熱処理
するのは、加熱加圧して成形体とした後、さらに反応を
進めて硬化を完全にするためである。
ヒドロベンゾオキサジン環が開環して重合する。このた
め、硬化時に揮発性副生成分が発生しない。
1.0kg、しゅう酸4gを5リットルフラスコに仕込
み、還流温度で6時間反応させた。引き続き、内部を6
666.1Pa以下に減圧して未反応のフェノール及び
水を除去した。得られた樹脂は軟化点84℃(環球
法)、3〜多核体/2核体比82/18(ゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィ−によるピーク面積比)であ
った。 (2)ジヒドロベンゾオキサジン環の導入 上記により合成したフェノールノボラック樹脂1.70
kg(ヒドロキシル基16mol相当)をアニリン0.
93kg(10mol相当)と混合し80℃で5時間撹
拌し均一な混合溶液を調整した。5リットルフラスコ中
に、ホルマリン1.62kgを仕込み90℃に加熱し、
ここへノボラック/アニリン混合溶液を30分間かけて
少しずつ添加した。
る後に100℃で2時間6666.1Pa以下に減圧し
て縮合水を除去し、反応し得るヒドロキシル基の71%
がジヒドロベンゾオキサジン化された熱硬化性化合物を
得た。上記(1)により合成したフェノールノボラック
樹脂1.70kg(ヒドロキシル基16mol相当)を
アニリン1.4kg(16mol相当)、ホルマリン
2.59kgと同様に反応させ、反応し得るヒドロキシ
ル基の全てにジヒドロベンゾオキサジン環が導入された
熱硬化性化合物を合成した。過剰のアニリンやホルマリ
ンは乾燥中に除かれ、この熱硬化性化合物を合成した。
過剰のアニリンやホルマリンは乾燥中に除かれ、この熱
硬化性化合物の収量は、3.34kgであった。これ
は、フェノールノボラック樹脂のヒドロキシル基のうち
14molが反応し、ジヒドロベンゾオキサジン環化し
たことを示している。これから、得られた熱硬化性化合
物は、反応し得るヒドロキシル基の14molのうち1
0mol(=71%)がジヒドロベンゾオキサジン化し
たものであると推定される。
1.15kg、しゅう酸4gを5リットルフラスコに仕
込み、実施例1と同様にしてフェノールノボラック樹脂
を合成した。得られた樹脂は軟化点89℃(環球法)、
3〜多核体/2核体比89/11(ゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィーによるピーク面積比)であった。 (2)ジヒドロベンゾオキサジン環の導入 以下実施例1と同様にしてジヒドロベンゾオキサジン環
を導入した。得られた熱硬化性化合物は、フェノールノ
ボラック樹脂の、反応し得るヒドロキシル基の75%に
ジヒドロベンゾオキサジン環が導入されたものであっ
た。
製商品名ミレックスXL−225−3L)1.70kg
(ヒドロキシル基10mol相当)、アニリン0.52
kg(5.6mol)、ホルマリン0.91kgの配合
で、樹脂Aと同様にジヒドロベンゾオキサジン環が導入
された熱硬化性化合物を合成した。キシリレン変性フェ
ノール樹脂について、反応し得るヒドロキシル基量は、
次の通りにして算出した。キシリレン変性フェノール樹
脂1.70kg(ヒドロキシル基10mol相当)、ア
ニリン0.93kg(10mol相当)、ホルマリン
1.62kgの配合でジヒドロベンゾオキサジン環が導
入された熱硬化性化合物2.62kgを得た。過剰のア
ニリンやホルマリンは乾燥中に除かれた。この収量から
反応し得るヒドロキシル基量は7.9molと求められ
る。これから、得られた熱硬化性化合物は、反応し得る
ヒドロキシル基の7.9molのうち5.6mol(=
71%)がジヒドロベンゾオキサジン化したものである
と推定される。
0.27kgの混合物を用い、以下樹脂Aと同様にし
て、ジヒドロベンゾオキサジン環が導入された熱硬化性
化合物を得た。得られた熱硬化性化合物は、フェノール
ノボラック樹脂の反応し得るヒドロキシル基の71%に
ジヒドロベンゾオキサジン環が導入されたものであっ
た。
の酸化アルミニウム5部、平均粒径40μmのアルミニ
ウム粉末15部、平均粒径40μmの鉄粉55部、繊維
長600μm径2〜4μmのガラス繊維10部を、撹拌
機にて均一に撹拌混合したものを加熱した成形機の金型
キャビティ内に充填して加熱加圧して圧縮成形し、その
後、窒素雰囲気下で350℃、30分熱処理して摩擦材
試験片を得た。
を得た。
を得た。
を得た。
にして摩擦材試験片を得た。
間加熱処理し、加熱前後の強度を測定し、強度低下率を
算出した。その結果を表1に示す。なお、測定した強度
は曲げ強さである。
ゾオキサジン環を含む樹脂を結合剤としたので、硬化時
に反応副生成物がなく緻密な成形物を得ることができ
る。したがって、高温、高速条件及び高負荷条件におけ
る摩耗が少なく、長期間の使用に耐えられる摩擦材を得
ることができる。硬化時にホルマリン臭がなく、作業環
境悪化させない。
Claims (2)
- 【請求項1】 構造中にジヒドロベンゾオキサジン環を
含む樹脂を結合剤としてなる摩擦材。 - 【請求項2】 充填材、繊維補強材及び構造中にジヒド
ロベンゾオキサジン環を含む樹脂を混合し、加熱加圧し
て得られた成形体をさらに、非酸化性雰囲気中で熱処理
することを特徴とする摩擦材の製造方法。
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- 1995-02-28 JP JP03952395A patent/JP3543866B2/ja not_active Expired - Lifetime
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