JPS5945383A - 乾式摩擦材組成物 - 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】 本発明は乾式の、石綿を含有しない摩擦Ｈの製造に適す
る組成物に関するものてあって、特に良好なバースト強
度（！：酎耐耗性を特徴とする組成物に関するものであ
る。

史に本発明は特にクラッチノー１−　シンクおよび極め
て均一な−）′リノオームを送るこＬが出来るタラノチ
フエ−／ノブの製造に有用な組成物に関するものである
。

クラッチフェーシング等の製造に使用しよう古考えられ
ている摩擦拐は、苛酷な使用条件に耐えるような処方で
なければならないこ吉は公知である。クラッチフェーシ
ングはその使用に当つ℃烈しいクラノチンダ作用を反復
かつ長時間受けて摩擦相中においてｊ小堂５００　”Ｆ
　（２（５０°Ｃ）以十の高温度となり、このｌ晶度は
相打の摩擦面一ににおいて時には１０００’ル゛（５３
８℃）を超え、表面よりも内部方向に漸次に低下する。

このような高温度のために、その作用を受けた摩擦表面
がこのような温度に対して比較的変化するこさなく保持
されるような処方であることが要求される。

石綿は、面１熱性が必要な物品の製造に従前から長く使
用されて来た。石綿は苛酷な使用温度お上び使用圧力に
耐えねばならない自動車のブレーキやクラッチ組立部品
に使用される摩擦材要素の１三要成分てあった。

職業安全および保健法が１９７０に通過してからこの方
、職業安全保健管理ｆｉ　（０８ｆｌＡ　）は石綿に関
係する職業に関する基準を設定し、この基準は今後必ず
益々厳格となり、終局的には石綿に全くさらされないこ
吉が要求されるものと考えられる。現在の０８ＩＩＡの
基準ては、作業者が一定の期間に亘ってさらされても良
い単位容積の空気中の石綿繊維の数を制限している。こ
のような基準が制定されたのは、石綿にさらされること
によって人間が発癌することがある吉いう事実に基づく
ものである。

石綿の塵埃は、石綿鉱山は別としても、イ」綿繊維を製
造したり、綱状にしたり、紡績したり、織成したりする
等の石綿織物工場においては極めて高い濃度て存在して
いるが、同様に摩擦拐を製造する工場においても存在し
ている。夫々の工場設備の条件にも依るが、石綿を含有
する４２刺の混合、成形、圧縮、お・よび焼成作業、そ
の石綿を含有する物品の研磨、−リーノデイング、切断
、穴あけ作業、石綿を含有する完全摩擦素４′Ａの接合
、リベノデイ７グ、検査、および包装作柴はいずれも石
綿を空気中に混在させるこ吉に関係がある。ｉメｒって
摩（ｑ４′、Ａの成分として不１綿の使用を廃１１する
）ｊが）函めて１イノ寸しいこ吉である。

摩擦（」にガラス繊訂１を使用することは既に示唆され
ている。これらの示唆の中の初期になさ１１だものは、
石綿を含有する摩擦要素を補強するためにガラス繊組を
使用ずろこ吉てあって、その最初は、ｉ＋ｆｌ常の摩擦
要素の裏張り４′Ａ１：１として−）ｊラス繊組を１史
川することてあり（例、米国′ト’ｌ’ｉｔ’ｌ第ニー
３　、ｆｌｆｉ８．　ｌ別号および第：３．：う（５５
，（１４Ｉｌシｌｌ！ＩＩ卸１．Ｉｉ：　）、次には１
４ｆ−１察而それ自身の一νＸ１〜きしてガフス繊糸ｆ
１をｆ車用１することであつ／こ（例、米１申ｌｌｌ＋
ｉ’＋第；３，４２９，７　（（（ｉシじ、第３，５２
６，３０　（’ｒ弓−１および第：３．ｆｉ　（ｌ　［
１，２５８弓明卸目１１）。ガラス繊組の使１［月２１
的として述′＼らＡ１ているの（Ｊ、摩擦要素の破裂強
度を高めるとい−）点にあった。破裂強度は斤・擦厖素
が崩壊を起すことなく耐えることが出来る遠氾・力を１
」安にして冨められる。破裂強ＩＷの測定は通常品ｒｌ
′、Ｎ１で行なわれる。

米国特、ｉ／１第４，１３０，５３７吋明細肖に上れは
イ１綿を含１ない摩擦相中に繊８イ１状ガラスが存ｒ１
−する場合の繊維状ガラスの加害的な性質は、不６ｉ＋
ｌ！性の有機繊組を存在させることによって減少する。

この加害的性質とは騒音、振動および／又は摩擦効果の
異常であると記載されている。不融性イーｊ機繊維の範
囲は広く定められているが、Ｉｆ−ｉしい（中角は木綿
であるように思われる。大然繊＃、Ｉｌ　、■、・」、
び合成繊組がいずれも包含されており、黄麻、麻、ンサ
ール麻、羊毛、ライスコースレイヨン、銅アンモニアレ
イヨノ、ホーメノクス繊維Ｌ　Ｉｔｏｍ、ｅｘｆ　？’
、　ｂ　ｅ　ｒ　〕（商品名　デュポン社のアラミド繊
８ｆ１製品）がその具体例として列挙されている。ガラ
ス繊維の物理的形態は広範囲に喰って種々Ｃあるが、タ
ラツヂフエー／ング用に好−ましいものは連Ｍシ糸型の
ものである）。

”ケブラー　（Ｋｅｖｌａ、ｒ）アラミド繊組て強化し
／こ、イ１綿を含有〕’　Ｌ−、／、ｃいブレ　ギおよ
び乾式クラツチ°“ｌ　　　Ａｓｂ　ｅｓｔｏｓ　　Ｉ
’ｒ　ｅｅ　　１１ｒａ、ｋ　ｅＳ　　ｕ、ｎｒ／　　
ｌ）ｒ、Ｖ　　Ｃ１ｕ、１．ｃｈ、ｅｓＩビｅｒ’、ｎ
、、ｌ’ｏｒｔ：ｅｄ　ＩｒＶｉｔｈ　　Ｋｅｖｉａｒ
　　Ａｒａｍｉｄ　Ｉ’ｔ’、ｂｃｒ　　１と題１．ｆ
ｃＬｏｋｅｎのＳＡＥ技ａｌｉｒ論文には、ｒラミド繊
組が強Ｕｊ−１熱安定性および摩擦（Ａ峯１に騒音マ゛
振動を発生ずる１８Ｌ札を起さ／、Ｓ−い（４ｔ　ｔ’
ｉをｆ＋するこＪ、を、ドしている。

＋＋タブラー　アラミ　ドパ°／ｌ’　−）”　”　ｌ
　　八’ｅｖｉｎ、ｒ　Ａｒｔｙ、ｎｔｔ’ｒｉＰｕ、
ｌ　７ｒ　１（：　題−ｆ　Ｚ＋　ノー”　”　＋Ｆ　
’／ネ１の技ＯｃＪ小Ｉｌｌ＋　１”にｉ；ｔ、　　’
）ブンーアラミドバルブに関する記載がある。

八′ｅυｊａｒはブ゛］−＝１”７月の商１票てあ）て
、テｌ／ノタル酸Ｊ−バラーノエニＩ／ンジアミ／の縮
合にょ′）で１．４導さね、る繊糸１１状桐ず（である
。この／］・冊子にはこのバ′ルノ′田４”ｌが４１綿
を部分的に置き換乏−ることが出・］（ることを指摘し
ている。ディスク、ドラノ・１・・コーびブ「Ｊツク状
ブレーギ用コンパウー／ドとしてのＩＩＩ途をａむ種々
の用途が示唆さ、１７ている。

本願の発明は、（１）バインダー組成物、（２）バルブ
状のシｙ香族系ポリアミド繊糸１１、および（３）　　
ヂョノゾドファイバーガラスより成る良好な破裂強度、
と耐摩耗性を有する乾式の、石綿を含有しない摩擦材料
の製造に適する組成物である。１φ擦イ」料は有機溶剤
を混合して適当フ、［ダイから押出ずこＬによって、こ
の、Ｊ、うなイ１１成物から便利に製造することが出来
る。カットガラス繊組から製；省し〆こ従来の１６Ｉ−
擦４」別は、破裂強度が大きくないので本発明の１７擦
拐料の破裂強度が良好であることはｒ州外の鯖央である
。

前記の摩擦相打は、クラノヂノエ　７７７７時に自動小
川クラノチーノエ−／ングに好適である。

ｌＫＪ常アラミドとして知られている芳り族系ポリアミ
ド繊組は糸、パルプ、等Ｉｎ々の形状で１１）販さＩｑ
、ており、”　ｆｉ’１ｂｅｒ　−Ｂ″、”　Ｋｅ　ｖ
　ｌ　ａ、ｒ　”、”　ｌ）　／’−０１”　”　Ｎｏ
ｗ、ｃｘ　”、等の商標名がついている。

アラミドという名前はイソフタル酸又はテレフタル酸と
７１１−又はｐ−フコー−レノンアミン吉の縮合生成物
の総称である。”　ｆｉ’１ｂｅｒ−１１”および’／
（ｅｔ）ｌａ、ｒ”は一般にテレフタル酸Ｌｐ−フェニ
レンジアミンの縮合生成物であり、”　Ｎｏｍ、ｅ　ｘ
　”はイソフタル酸とｍ−フェニレンジアミンとの縮合
生成物であると考えられている。アラミドという語はア
ミド結合の少なくＬも８５％が、２つの芳香族結合に直
接結合している長鎖の合成芳香族ポリアミドが繊維を形
成する物質である人造縁に１１であると定義されている
。この明、ＩＩＩ　ｉｆに参考吉して包含されている米
国特許第３，３９　ａ、２　］　００号明細には史に多
くの情報が記載されている。テレフタル酸とｐ−フェニ
レンジアミンさから製造されたアラミドの方が好適であ
る。

アラミド繊釘１はバルブ状であった方が好ましく、すな
わちこの繊維は極めて短かく高度にフィブリル化されて
いる方が良い。繊組長は０．２ないし１．２ｍｍの範囲
、好−手しく（」］ないしく３ｍｍの範囲内にある方が
良い。本発明の摩擦組成物中に使用されるべき芳香族系
ポリアミドの散は組成物の正則を基準として約１ないし
約１２係の範囲内にあり約２ないし１（）係の範囲内に
あるこさが更に好−ヰしい。本発明を実施する場合に使
用されるガラス繊に、１１の代表的ブ、［ものは硬化し
たｌｔｌ脂状柑亨二１の強化に使用されるものと同一で
ある。）ガラス繊維の表面はザイジング剤で処理されて
ガラス表面さ摩擦要素の母体とが結合出来るようにする
。

ザイジング剤組成物とその夫々のガラス繊維への適用に
ついては米国特許第４．１．　：３０，５３７　月明測
置（Ｂｏｈｒｅｒ）に記載されておりこの四組１引中に
も引用している。ザイズし、た繊維に樹脂状拐イ・・１
を塗布したものがいわゆる’　ＲＰ’　Ｌ−塗被°“ガ
ラス繊維である。これらについても１３ｏ１ｂｒｅｒの
特Δ′１に記載されており、本発明の好寸しいガラス繊
ｉｌｌはＲＦＬ−塗被ガラス繊維である。

ガラス繊維の物理的形状は本発明の重要かつ限定的な要
素である。これはチョツプドストランド、好ましくは０
．１ないし１．０インチ（２，５４〜２５．４ｍｍ）の
長さのものてなけれげなら１、［い。

本発明の摩擦組成物中のガラス繊維の覇は組成物の重量
を基準にして約５チないし約８（）係、ｌ’ｆましくは
約］０％ないし約２５チである。

バインダー組成物は硬化性樹脂を含有しており、これは
常にフェノール樹脂、すなわちフェノールとアルデヒド
との反応により生成する熱硬化セ１．樹脂である。この
目的の／こめの本発明に意図され−（いる）１ノール（
、ｊ例えＶ、１ノー■）　ル、１．／ノ゛ル／７ノール
、ノツチコール、７）−−フ′ミノーノ土／　−ルア（
＞　（ｙ　ア−）゛（、ずなわ１．求乱、イ的−η香核
置以キが用能なもの−Ｃある。意図さね−（いろ了ルテ
゛１−１・は；ｊ、ルノ、ｊ゛ルー１ヒト、−ア−ｌ＝
　１−　フルデレド、アクロｌ／イン１てあ−）て、ず
なわｔ−１炭素数１ないｌ−、４，の脂肪族アルデに１
ごでｄりる。レゾールＪ、（す、１つ、１．Ｕノボラッ
クＪＩ；リーフＬノールｈ’Ｉｔ　１ｌｔ−ｉ　ＩＡ共
にに１図Δ４１Ｃいろが、ノボーノノクノ（りのＪ（ｔ
ｌ脂のＪｊがθｆ＋、しい、。

バインダー組成物は、ｌ［Ｔ′Ｉ常土ラスう−ｚ−−−
４−’／、を−わら天然二１ム又（、を合成イノ、も介
イ１している。ブタノ］−・吉ノ“クリ【Ｉ−トリル４
シニの」いト合′吻を包ａする二１．　ＩＪ　、＋ｔ−
ｆ　Ｊ、カ！ｌ’！＋ニ／Ｉｒｆ　ＩＪ”（１”ｌ　サ
？ｒＫ、クク、ンＩン、イノノ゛Ｌ・）舌のＩ　、　；
（−−−）“ルカジ！−／吉スーｆ−レノ、アルソノ゛
メー１−ルスチレ７等の七ノ］レノイア類との共Φ合（
吻も包含する。

本発明の摩擦４ｇ峯１中のバインダー組成物の割合は摩
擦（Ａｔ・１の小量を基党にして約１０ないし約４・０
係の範囲内でなけれげ７．ＣＩ：）ない０この上′）な
組成物の中のエラスト７−にス・１する硬化性樹脂の比
率は一般に約３．５１であり、約１°１ノ、〔いし約］
　（１：　１の範囲てあっても良い。

最終／ト成物の物」４目的性′７′↓を調節１７、摩ｊ
察（」ネ・１のコストを低卜ず−るためにバインダーに
充填剤を添加するこ吉がある。このような−フィシ　は
カ　ポ／ブ：ンノク、ｆｌｌ、１−、イ１墨、硫酸鉛、
１１〕−ｊ−ノスト−ン（珪質石灰岩分解′吻）、′、
￥１ζノ、珪灰石、ノノンコー樹脂、酸化銅、硫シ程′
、ワである。

本発明を具体化した摩擦安素は神々の公知の方法で製侍
される。一般的に、ガラス５繊に＝ＩＩ：　、！−１’
ラミドバルゾをバインダー組成物で飽和さぜ、次に飽和
した月別を溶剤を蒸発させて乾燥し中間生成物を形成さ
せる。この中間生成物を加熱加圧−［骨こおいて成形し
てバインダー相別を（ａ）！化させる。

一般的に摩擦安素は、それがクラノヂーノコ−ソングの
場合には、後記の方法で成形されろ。最終的な摩擦要素
の構造に大略的に類似して、ｌ、・す、硬化性バインダ
ーで飽和した強化成分を含イｊしている弛い構造を持つ
物品として（１１■記の中間生成物）いわゆるプリフォ
ームを製造する。このブリフォーｌ、を加熱加１Ｆ’Ｉ
〜において成形してこれに最終的な形をＩうえバインダ
ーを硬化させる。

このようなプリフォームの製造θズの中にノでインダー
組成物、ガラス繊組お」、び′ノ゛ラミド繊イイ１を・
くイノダー材料の少なくとも一７％分を溶解し〔比１１
佼的均−な塊状物を形成するイｊ効ム、淫量削と混合す
ることをａめることは々ｒましい。この塊状物は次に内
径が少ｆ、ｃ　＜　Ｌも約１２イ／ブー（：’、　（１
，４８ｃｍ　）、ｊツさ０．３インブー（７（ｉ、２ｍ
ｍ）の扁平なパン／ｙ−Ａ’状の７−１・に加圧成形さ
れる。この−ノー１・を所望のｊヒのゾリン」−ノ・、
例えばｌＩ′１ＩＪ］イノ−ブー（２７，９４ｃｍ　）
、内径６．２５インチ（１，５，８８ｃｔｎ）の形に切
断する。これを約］、　（ｉ　ｈ、ｒ　　］−７５’ｌ
＋”（ｓＯ′“Ｃ）において空気循環炉中て一夜乾燥す
る。

乾燥したブリフオーノ、を圧縮成形型中て：’、　００
ないし４　（１（１”ｌｉ’（１４９〜２０４−　’”
Ｃ）、約５（）ないしｌ　ｔｌ　０１−７の圧カートて
５分間成形し、次に約４０　（］　’１１”　（２０４
−’Ｃ）ないし約５００″Ｆ（２６０パＣ）において５
１．ｒ後硬化する。

後記の本発明の実施態様は均一なブリノ、１−ノ、の製
造とこれに続く最終的クラノチフエ　ソングの製造につ
いての説明である。

後記の固体成分をングマミキザー中て混合して比較的均
一な乾燥混合物を形成する。

部 １５４．７　　ニトリｌレコ゛ム（ハイカー］、　’Ｉ
　４１．　）３９．３　　石墨 ９８．５　酸化第Ｕ銅 ８７３３　　三酸化アンチモン ８４、ｉ−ｒ＊擦削粉（”　Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ（商品
名）゛）ｌ　Ｕ　（３，’ａ　　値　Ｖ（ ］、　５６．８　　珪灰石 メチルイノブチルケトン２００．０部を加えて混合を更
に２５分間継続する。３部インチ（（３，３５ｍｍ　）
のチョツプドガラスファイバー１９３．１　Ｆ？ｌＳを
混合しながら加え、次に芳香族系ポ’Ｊ　−ｊ−ミド繊
訂１バルブ（Ｋｅｌｖａｒ）　５４．５部を混合しなか
ら少ｈ１宛添加４−ろｔ、＋　（’１１１）ｌこｉ’＋
Ｊ塑１ノ１の塊を１１ノさ約０．５１／Ｊ（１，２７ｃ
７ｒ＋　）　Ｋ、扁平にＢ　刷ｉ’ｉ成汁６［、そイ１
白」′１の１に数回曲げ戻ＬＣｉ”ｉび回［［７Δ・１
て圧縮成形１−／）Ｉ。

圧縮成形Ｌ　／’ｒ−／−１，ｉ、、　Ｈ「７６＼ｌ、
＜イ　Ｔ　（＋（，２１１１１１１）の−ブノスーｆ−
ツク・傅切断−面！−に置Ａ、切刃１型４−当一（て平
面状の、円１１：）形の約１１イーナ（２８ｃｍ）のｉ
’＋’、ｉＹをイＪするブリノー４−ノ、ろ成形１ろ６
、ブリノー４−ムを一空気循Ｊ買炉中てｌ　７　！’ｉ
　’−１；”　（７＜璽Ｃ）姓四・・いてｌ　ｆｉ　ｈ
、ｒ　］田・ｊ榮し、次に適当ＩＶ−！熱し／３−鼎の
中−（−：３２５ト’　（’Ｉ　Ｄ　３“’Ｃ）　（ｉ
　ｆｌ　ｌ・／ｌ／’）Ｉ王力Ｔに５′ｙ＋間放置−す
る。次に成型品を変形を起さｌｘ、い１、”＋　７（処
置を１，１１りじＣ４ｏ　ｏないＬ−、５ｉｔ　ｆｌ　
Ｆ（２ｔｌ　４＝〜２ｆｉｌｌ“□０）に、ｌ、・いて
”、＋　Ｉｒフ・加熱−１−乙、。

熱ＱＬ埋した・製品を冷却し、次にり／ティ２／り川・
・よび、／又はそ”の１也の公知の技ｏｌ：ｉで叙分の
４」ｆ’ｌの・・υ取りを行ない正面な１す「望の形を
得る。

前記の製品の性能に↑下記の試験結＋Ａ舅〆こ表わさｔ
ｒている バースト強度　１１１’ｌｖｆ　　　８４・旧）〜旧１
００工！支イ１；、芥ｈ１試験　　　　　　：３０スク
−１・史にブリノｆ　−ムの焼成１１ｊの強度はα杏族
系、１′。

１にフ′ミドバルブを添加し７ないで製造した同様のブ
リノオートに比べ−Ｃ１’期以十にすぐれ一〇いる。）
これは均一であって（１１，端的に仝〈安定しくいる１
、＋発明のこの′１、〒徴は成分の７（１９つ／（／ｌ
ｌ′、合物４・、所望のブリノ」−］・に変換（押出法
１１７によ′−）で）−トることが容易に１．９りこの
一７パリノオーノ、の白抜σ）　Ｉ［ｖ、　、１及いも
容易になるのて重・皮である。

′Ｉ４にことわらぬ限りはこの門前１０１１中の部、ツ
クー七ンｌ−＋ますべて垂りにに１ν、Ｌ）′る自白で
ある。

特許出願人　　ボブ・ワーナーーーｍｌ−ボ１ノ　ノ＝
７ノ（外２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ］、、　　（１）　　バインダー組成物、（２）　　ノ
   ｒｉしブ状の芳香と耐摩耗性を有する石綿を含せない乾
   式摩擦材の製造に適する組成物。 ２、芳香族系ポリアミドがテレフタル酸トノぐラーフエ
   ニレンジアミンとの重合物である前記特許請求の範囲第
   １項に記載する組成物。 ３、ガラス繊維がＲｆｉ”　Ｌを塗被したガラス繊糸１
   ｆである前記特許請求の範囲第１項に記載する組成物。 ４、ガラス繊維が約０．１インチ（２，５手ｍｍ）ｈ’
   、Ｌ）し約１．０インチ（２５，４ｍｒｎ　）の長さを
   有するチョツプドストランドより成る前記特許請求の範
   囲第１項に記載する組成物。 ５、ガラス繊維が長さ約０．２５イノＬ（６，３５ｍｍ
   ）のチョツプドストランドより成るものである前記特許
   請求の範囲第１項に記載する組成物。 ６　、（１）　　バインダー組成物、パルプ状の力香族
   系ポリアミド繊維、チョツプドガラス繊維、および該バ
   インダー組成物用溶剤を混合して比較的均一な塊状物を
   形成し、（２）該塊状物を扁平なプリノＡ−ム製品に変
   換し、（３）該ブリフオーノ、製品を乾燥し、および（
   ４）　これを高温度におい−で所望の構造に成型するこ
   とより成る摩擦材の製造方法。 ７、工程（１）においてパルプ状の芳香族系ポリアミド
   繊維をバインダー組成物、チョツプドガラス繊維、およ
   び溶剤の混合物に添加することより成る前記特許請求の
   範囲第６項に記載する方法。 ８、溶剤がメチルイソブチルケトンである前記特許請求
   の範囲第６項に記載する方法。 ９、　　（１）　　バインダー組成物、（２）パルプ状
   の芳香族系ポリアミド繊維、および（３）　　チョツプ
   ドガラス繊維より成る摩擦材。