JPS6022011B2 - 有機摩擦材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、摩擦材料組成物、特に車姉用ブレ−キへの使
用に適する摩擦材料組成物に関するものである。

従来の有機ブレーキライニングは、フェノール樹脂によ
って形成される固定マトリックス中に共に保持されたア
スベスト繊維及び変性剤の混合物で構成される。

フェノール樹脂は、フェ／ールとホルムアルデヒドとを
触媒の存在で縮合させることによって生成される。つい
で、樹脂は温度１５０なし、し２５０ｑｏで重合され、
水に不溶でかつ不融の塊状物となる。フェ／ールは、ベ
ンゼンのプロピレンによる酸触媒アルキル化反応によっ
て生成されるクメンヒドロパーオキシドから得られる。
残念なことには、ベンゼンの供給は、自動車燃料として
必要な無鉛又はガソリンを製造するために要求される石
油の分留又は分解方法が変化したため、減少している。
このようにベンゼンの供給が減少したため、摩擦材料の
経済的安定性を維持するため、エキステンダー又はフェ
ノール樹脂の代替物を発見する必要がある。実験により
、カシュナツツの二重セルの間にある油状液体は天然の
フェノール性物質であることがわかった。

ナッツセルの液状物は、硬化剤（たとえばへキサメチレ
ンチトラミン又はホルムアルデヒド）と共に加熱される
際、重合して水に不溶性の塊状物となる。しかしながら
、カシュナツツセルに含まれる液状物は南米およびアジ
アから輸入されており、しかもこの輸送費用がカシュナ
ツッセル液状物の価格を実質的に向上させることとなっ
ているため、該液状物のみを使用することはもはや経済
的ではなく、したがってブレーキライニングの製造にお
いてエキステンダ−が必要となつている。上記事実に鑑
み、リグニンが木材中の繊維素マトリックスを結合する
結合剤として知られているため、リグニン又はその誘導
体をフェノール樹脂と共に使用して摩擦ラィニングのお
ける固定マトリックスを生成することが提案された。

更に、リグニン源は非常に豊富であり、多くは熱エネル
ギー供孫合のための燃焼に供されている。最も入手し易
いリグニン源は、パルプ及び製紙工業からの副産物であ
り、これら工業では際限なく多量のりグニンを供給でき
る。

この副産物は、次の方法によって、製紙工業において生
成される。すなわち、木材チップを使用し、紙を作るた
めのパルプを製造する。ついで、このパルプを木材チッ
プに対する硫化物又は硫酸塩溶液のいずれかの作用を介
して処理する。サルフアィドパルプ法では、木材チップ
を蒸機器に入れ、重亜硫酸カルシウム、マグネシウム、
ナトリウム又はアンモニウムの希溶液（重亜硫酸カルシ
ウムが最もいよいよ使用される）中、遊離亜硫酸ガス、
及び水の存在下、加圧下で蒸解させる。

この際、亜硫酸ガス及び水は亜硫酸を生成し、この亜硫
酸はリグニンをスルホン化し、リグニンを水溶化させ亜
硫酸塩溶液を生成する。次に亜硫酸塩溶液を除去するこ
とにより、セルロース（これから紙が作られる）が残澄
として残る。ついで亜硫酸廃液を水酸化カルシウムで処
理し加熱する際、リグニンスルホン酸塩が沈澱する。水
を留去することにより、リグニンスルホン酸カルシウム
の褐色の微細固形物が得られる。亜硫酸塩法又はクラフ
ト法では、木材チップを蒸鱗器に入れ、ここで水酸化ナ
トリウム及び硫化ナトリウムの溶液中で黍解させる。

硫化物イオンは木材チップ中のＩＪグニンと反応して、
蒸解液に可溶なナトリウムフェノレートを生成する。亜
硫酸塩法における葵解時間はサルフアィト法における時
間より短かいため、硫化物イオンがセルロース材料の炭
水化物部分を分解する時間が短かい。このため、亜硫酸
塩法によるパルプは、サルフアイト法で製造されるパル
プより強く、この理由から、亜硫酸塩法が、一般的に製
紙工業で使用されている。水酸化ナトリウム及び硫化ナ
トリウムが高価のため、蒸煮液を蒸発させ、ナトリウム
及び硫黄を再生成使用する。しかしながら、煮鱗液を中
和した後、蒸発の代りに炉過法を使用する場合には、ク
ラフト又はアルカリリグニンが得られる。得られたクラ
フトリグニンは暗褐色の微細固状物である。本明細書で
は、「リグニン」なる用語を、リグニンスルホン酸塩お
よびクラフトリグニンと同意義で使用している。

一般に、大抵のりグニンは次の特性を有する。すなわち
、リグニンは褐色であり、密度１．３なし、し１．４及
び屈折率約１．６である。しかしながら、リグニンスル
ホン酸塩は水溶性であり、鍵油及び炭化水素には不落で
ある。一方、クラフトリグニンはアルカリ水溶液、アミ
ン又は含酸素有機化合物に可溶であるが、均一に混合す
るためには各種の担体が必要である。更に、リグニンス
ルホン酸塩はいかなる可視結晶形も示さないが、Ｘ線回
折では、リグニンスルホン酸塩はクラフトリグニン類似
の無定形重合体であることを示す。クラフトリグニンは
、溶融しないが炭化する前に多少軟化するりグニンスル
ホン酸塩と比べて、競結点を有しかつェノールと同機に
高温で流動する傾向にあることがわかった。摩擦材料中
の有機物要素についての評価では、摩擦係数について生
ずる何らかの変性の他に、複合材料がブレーキの使用範
囲内で熱安定性を有することが重要である。

熱重量分析によって、リグニンスルホン酸塩及びクラフ
トリグニンの熱安定性は、多くの車輪のブレーキ装置の
操作熱範囲において、フェノール樹脂に匹敵するもので
あることがわかった。上記事実にもとづいて、発明者ら
は、摩擦材料にリグニン物質を添加することにより、フ
ェノール樹脂の量を減らすことができるとともに、摩擦
係数を実質的に均一に維持できることを見出し、本発明
に至った。本発明によれば、摩擦材料の内部強度をあた
える基礎材料、摩耗率、摩擦及び騒音を調整するための
変性材料及び結合剤より成る有機摩擦材料において、結
合剤が、リグニンスルホン酸塩、クラフトリグニン及び
これらの混合物から選ばれるエキステンダー及びフェノ
ール樹脂を含有し、基礎材料及び変性材料を固定保持す
るためのマトリックスを形成するものであることを特徴
とする有機摩擦材料を提供するにある。

さらに詳述すれば、本発明は、アスベスト２５なし・し
５５重量％、有機変性材料１ないし２５重量％、無機変
性材料１ないし２の重量％、カシュナツツ粉末８なし、
し２５重量％、フェノールーアルデヒド樹脂１０なし、
し３の重量％及びリグニン４ないし７重量％を含有し、
前記リグニン及び前記フェノールーアルデヒド樹脂は熱
時硬化して、前記アスベスト、有機変性材料、無機変性
材料及びカシュナッツ粉末を固定保持する結合剤を形成
し、３５０ｑｏまでの温度範囲において実質的に均一な
摩擦係数を有する組成物を生成することを特徴とする有
機摩擦材料を提供するものである。

本発明を添附図面によって説明するが、これに限定され
ろをのではない。

第１図は、フェノール樹脂の一部分をリグニン物質でお
きかえることによって変性した有機摩擦材料から調製さ
れたラィニング（第１摩擦ラィニング）について、各種
温度（００）で作動させた場合の該第１摩擦ラィニング
の摩擦係数を示すグラフである。

第２図は、各種温度（℃）で作動させた場合の第１図の
第１摩擦ラィニングの重量摩耗率を示すグラフである。

第３図は、第１図と同様のグラフであって、従来使用さ
れているカシュナッッ摩擦材料粒子をリグニン物質でお
きかえることにより変性した有機材料からなるラィニン
グを、各種温度（００）で作動させた場合の摩擦係数を
示すものである。第４図は、各種温度で作動させた場合
の第３図の摩擦ラィニングの重量摩耗率を示すグラフで
ある。第５図は、フェノール樹脂材料の各種量（％）を
リグニン物質でおきかえた摩擦ラィニングを用いたブレ
ーキに各種温度で要求されるブレーキライン圧力（ｋ９
／地）を示すグラフである。

第６図は、ブレーキラィニングの作動温度（００）に相
応する第５図の摩擦ラィニングの摩耗効果（肋）を示す
グラフである。第７図は、リグニン変性ブレーキラィニ
ングを使用して、４．５７ｍ／Ｓ２の減速率で９６物／
時から１０回連続して車鋼にブレーキをかけたときに要
求されるブレーキライン圧力（ｋ９／地）を示すグラフ
である。

第８図は、リグニン変性ブレーキラィニングを使用して
、４．５７ｍ／Ｓ２の減速率で９６物／時から連続して
１５回車鋼にブレーキをかけたときに要求されるブレー
キライン圧力（ｋ９／め）を示すグラフである。

車にブレーキをかける場合、各車輪のブレーキラィニン
グは他の部材と摩擦係合し、車輪の回転運動を減らす。

摩擦係合の間、ブレーキラィニング上でのドラム又はデ
ィスクの潟動のため熱ェネルギが発生する。従釆の有機
ブレーキライニングでは、熱的変化をうけた場合でも、
アスベスト繊維は４３０℃までは安定である。しかし、
アスベストは、高温では、水分を失なうため劣化する。
アスベストが無水状態になる場合には、苦土かんらん石
又はかんらん石にかわる。一方、フェノール樹脂は、マ
トリックスがドラム又はディスクと係合する際、炭素質
系樹脂に変化される。しかしながら、フェノール樹脂（
酸の存在下においてフェノールとホルムアルデヒドとに
よってノボラツクを生成する反応を介して生成されたも
の）が有機摩擦ラィニングに利用されるときには、すべ
ての粒子の表面でフェノール樹脂の溶融を生じ、表面を
ぬらし、摩擦力発生材料の摩耗を減少させる。硬化の際
、フェノール樹脂は、摩擦変性剤及びアスベストを固定
保持するマトリックス結合を再度形成する。この種の摩
擦ラィニングは多数の車額〆ーカーによって一般的に許
容されれうるものであり、リグニン変性摩擦組成物が全
く同様の特性を示すとの仮説を評価するための基準とし
て使用される。この仮説を評価するために、各種成分及
び各種割合のりグニン含有ブレーキラィニング形の摩擦
材料について、一連の試験を実施した。ラィニングはい
ずれも従来公３句の有機ブレーキラィニングの製造技術
に従って調製したものである。以下のリグニンスルホン
酸塩及びクラフトリグニンについて調査したところ、本
発明を支持するテストデータが得られた。第１表には、
リグニンの供給者及び商品名称、リグニン製品の性状及
び基本的種類が示してある。第１表 ＊ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｄｉｖｉｓ
ｉｏｎ Ｃｒｏｗｎ−Ｚｅｌｌｅｒｂａｃｈ Ｃｏｒｐ
．Ｃａｍａｓ，ＶＷａｓｈｉｎｇｔｏｎ ９８６０７＊
＊ Ａｍｅｒｒｌｃａｎ Ｃａｎ Ｃｏｒｐ．Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｄｉｖ．Ｇｒｅｅｎｗｉ
ｃｈ，Ｃｏｎｎ．０６３８０村林Ｇｅｏｒｇｉａ Ｐａ
ｃｉｆｉｃ Ｐｏｒｔｌａｎｄ，Ｏｒｅｇｏｎの ＶＷ
ｅＳｔＯｖａＣＯＰ。

ｌｙＣｈｅｍｉＣａＩＳ ＶＷｅＳｔ Ｖｉｒｇｉｎｉ
ａ Ｐｕ１Ｐ＆Ｐａｐｅｒ Ｃｏ．ＮｏｒｔｈＣｈａｒ
ｌｅｓｔｏｎ，ＳｏｕｔｈＣａｒｏｌｉｎａＣｒｏｗＺ
ｅｌｌｅｒｂａｃｈ社のＰｒｏｄｕｃｔ５０１が容易に
利用できるため、実施したテストの多くは、リグニンス
ルホン酸カルシウムを用いて変性した有機組成物から成
るブレーキライニングを使用したものである。しかしな
がら、Ｐｒｏｄｕｃｔ５０１が入手し易いとはいっても
必ずしも最高のものとは考えられない。すなわち、各種
の摩擦製品の最終目的に応じて、多数のリグニンの中で
いずれが特殊な製品に最も適するか否かによって決定さ
れるべきである。第１表に掲げたりグニンスルホン酸塩
（たとえ０ばＰｒｏｄＭｔ、５０１）の組成を第２表に
示した。

第２表代表的なりグニンスルホン酸塩の組成 ○ｒｚａｎ Ｓ及びＮ笹ｒａｓｐｅ岱ｅ Ｃ−２１では
、紙パルプの製造の際に利用される方法又は精製法によ
って各種量のカルシウムがナトリウムにおきかえられて
いる。

同様に、第１表に掲げたクラフトリグニンの代表的な成
分組成を第３表に示す。

３表 代表的なクラフトリグニンの組成 熱重量分析により、リグニンスルホン酸塩が、クラフト
リグニンよりも約４２６．７Ｃ以上において熱的に安定
であることがわかった。

この理由から、リグニンスルホン酸塩は、よりすぐれた
性能をもつブレーキシステムにおける摩擦ラィニングを
提供できる。第４表には、代表的な有機ブレーキラィニ
ング組成物（組成物Ａ）に含まれる各種成分の範囲を示
している。

また組成物Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥは各種のリグノスルホン酸
塩を含むものであり、組成物Ｆ、Ｇ及び日はクラフトリ
グニンを含有するものである。第４表 備考； あ 有機材料な次の物質のいずれか又はすべてをいかな
る組合せで包含してもよい。

天然または合成のゴムスクラッブのェラストマー材料、
ラテックス、粗製廃糖密、アスファルト基体材料等十
無機材料は次の物質のいずれか又はすべてをいかなる組
合せで包含してもょい。

グラファィト、炭素粒子、バラィト、チョーク、タルク
、ロットンストーン、シリヵ、ァルミナ等。＊ クラフ
トリグニン使用の主を欠点は、熱可塑性に欠けることで
ある。しかしをから、リグニン誘導体は、フェノールノ
ボラックが溶融する際に起る架橋反応に先立って、ある
限度まで溶激情合剤に溶解することがわかった。クラフ
トリグニングが熱可塑性を有することが本質的なもので
ある。＊＊ Ｒｅａｘ ２７のための反応性を改善する
ために、クラフトリグニンをホルムァルデヒドの存在で
水酸化ナトリウム溶液に溶解させ、その間温度を徐々に
約９９℃まで上昇させた。

ｐＨ約１２の混合物を放冷させ、その間に塩酸を加えて
ｐＨ約７Ｋ低下させた。反応液を混合物かから除去し、
沈澱を粉末Ｋなるまで乾燥し六Ｇ この粉末は主として
レゾールでなり、かかる物質を「Ｒｅａｘ ２７十ホル
ムァルデヒト１と表寺示している。各組成物Ａないし日
の各成分を、完全に混合させ、冷間成型用型に入れ、組
成物の一定量を所定の形状に成型した。次に成型体をブ
レーキラィニングの形状をした保持用の型に移し、徐々
に昇温してフェノール樹脂及び／又はリグニンを軟化さ
せた。同一強度の圧縮力を各成型体にかけ、樹脂及び／
又はリグニンを成型体内で他の成分のまわりに流動させ
ることによって保持用マトリツクを形成せしめた。得ら
れた成型体の密度は、加熱された成型体にかけられた圧
縮力に直懐左右されるため、各成型体には同一の圧縮力
をかけた。フェノール樹脂及び／又はリグニンが硬化し
始めるまで各成型体を加熱仕上用型に入れておいた。硬
化が十分に進行し、安定な成型体が得られたところで、
成型した成型体を炉に移し、温度を上昇させて樹脂及び
又はリグニンを完全に硬化させ、アスベスト及び他の摩
擦力が発生成分を保持するマトリックを生成させた。組
成物ＡないしＥを、まず試料動力計により、温度に対す
る摩耗および摩擦を評価して検討した。

組成物Ａないし日から製造した各ブレーキラィニングか
ら２５．４×２５．４側の試料片を調製した。各ブレー
キサンプルＡないし日を試料動力計上に置き、６４．４
仇／時に相当する５２５回転／分で回転する鋳鉄ドラム
を用いて２の砂づつ４０回ブレーキをかける試験を行な
った。試験は１２１．１００、１７６．６℃、２０４．
４００、２３２．２００、２６０ｑ○、２８７．８００
、３１３．６℃および３４３．３ｑｏで行なった。制御
された出力トルクは４０３．２ｋ９−肌であった。第１
図は、上記温度において測定された試料Ａないし日につ
いての摩擦係数を示す図である。

第２図は、各種組成物の摩擦係数と摩耗率との関係を説
明したものである。第１図および第２図から、試料Ｂな
いし日の摩擦係数が試料Ａの市販のものと同等又はそれ
以上であることが容易にわかる。しかしながら、第２図
からわかるように、試料ＢないしＤの如く、フェノール
樹脂の代りに含纏ＩＪグニンスルホン酸塩を使用した場
合、ローター速度が２７３．８℃以上に達すると摩耗率
が増大し、他方糖を含まないリグニンスルホン酸塩を用
いた試料Ｅ及び変性したクラフトリグニンをフェノール
樹脂の代りに使用した試料Ｆ、Ｇおよびび日では、試験
した温度範囲以上で摩耗率の低下が見られた。フェ／−
ル樹脂の代りにリグニンまたはリグニン譲導体を使用し
た摩擦ラィニングＡの変形例を総合的に評価するために
は、組成物Ａの基本配合におけるカシュナツツ粉末のフ
ェノール特性が排除されたことによる効果を評価する必
要がある。

第５表に示す如く、摩擦組成物においてリグニンを使用
し、その使用量を次の如く変更した。組成物１およびＪ
では、カシュナッッ粉末全量を交換しており、組成物Ｋ
では、カシュナッッ粉末全量と共にフェノール樹脂の一
部も交換してあり、組成物ＬおよびＭでは、カシュナッ
ッ粉末及びフェノール樹脂の約５０％が組成物に含まれ
ている。リグニンスルホン酸塩の入手容易性のため、こ
れらは以下の組成で独占的に使用される。しかし、各種
材料について行なったテスト（第４図に示す）から、ク
ラフトリグニンも以下の組成では同時に機能するものと
考えられる。第５表 備考 ＊「有機材料」は、次の物質のいずれか又はすべてをい
かなる組合せで含有していてもよい。

ェラストマー物質、天然又は合成ゴムスクラッブ、ラテ
ックス、粗製廃糖密、アスファルト基礎材料等。＊＊「
無機材料」は次の物質のいづれか又はすべてをいかなる
組合せで含んでいてもよい。

グラフアィト、炭素粒子、バラィト、チョーク、タルク
、ロットンストーン、シリ力、アルミナ等。８，この組
成では、カシュナツツ粉末の代りに、直接「ＰｒＭ比ｔ
５０１」が使用されている。

８２ この組成では、「Ｐｍｄ肌ｔ５０１」は約２６０
ｑｏにおいてへキサメチレンテトラアミン（ヘキサ）と
共に加熱され、これにより重合され、かつ組成混合体へ
の添加を容易なものとするために額粒化されるに十分な
程度に硬化されている。

８３ この組成では、「Ｐｒの比上５０１」は約１７７
０においてホルムアルデヒドと共に加熱され、これによ
り、重合され、かつ組成混合物への添加を容易なものと
するために頚粒化されるに十分な程度に硬化されている
。

８４ この組成では、「Ｍａｒａｓｐｅｒｓｅ Ｃ−２
１」及びカシュナッッセル液状物の等量はホルムアルデ
ヒドーこ加えられ、重合されるまで加熱される。

得られた材料を一４０メッシュ粒径に粉砕して、組成物
の混合の際の取扱いを容易なものとさせた。８５ この
組成は、８４と同様であるが、ただし、他の材料が粉末
であるのに対し、リグニンスルホン酸塩を溶液として使
用した点で異なる。

第５表におけるブレーキラィニング組成物１、Ｊ、Ｋ、
Ｌ、Ｍから切り出して作った試料（２５．４×２５．４
肋）について、第４表の組成物について実施した摩擦係
数及び摩耗率の試験と同じ試験を行なつた。第３図は、
標準試料Ａと比較して、試料１、Ｊ、Ｋ、ＬおよびＭに
関する各説験温度における摩擦係数を示す。

第４図は、標準摩擦材料Ａと比較して、ブレーキライニ
ング１、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍから切り出した試料セグメント
の摩擦係数と摩耗率との関連を示している。第３図およ
び第４図の結果から、摩擦係数は実質的に標準材料Ａと
同じであり、しかもリグニソスルホソ酸塩を初めに硬化
剤（たとえばへキサメチレンテトラミン）と反応させて
おく場合には、摩耗率は第２図に示すクラフトリグニン
の摩耗率に接近することがわかる。

第１，２，３及び４図の結果から、クラフトリグニン又
はリグニンスルホン酸塩は、ブレーキラィニングに要求
されていたフェノール樹脂の５０％までの量で代用物と
して使用され、この場合にも摩擦係数は減少することは
なく、しかもなお、適当な寿命をもつ製品を提供できる
ことがわかった。

また、リグニンと尿素との混合物をフェノール樹脂全量
の代りに使用することもでき、通常の摩擦係数及び摩擦
抵抗を有する摩擦材料を生成できることもわかった。

各種有機ブレーキラィニングでの使用に関するＩＪグニ
ン及びその誘導体の効果をさらに評価するために、異な
った特殊な組成をもつ第２市販有機ブレーキラィニング
を選び、比較することが必要である。

第６表では、かかる市販のラィニング（組成物Ｐと表示
する）中に含まれる各種化合物の含有範囲（重量％）を
示した。

組成物Ｑ、Ｒ及びＳは各種の変性クラフトリグニンを含
有し、組成物Ｔ、Ｕ及びＶは各種の市販リグニンスルホ
ン酸塩を含有する。第６表 ＊ フェノール樹脂はェボキン槌机旨の添加にょって変
性されたものであるｏめ 「有機材料」は次の物質のい
ずれわ又は‐すべてをいかなる組合せで含んでいてもよ
い。

天然父は合成ゴムスクラッブのェラストマー材料、ラテ
ックス、粗製廃糖密、アスファルト系基本材料等。十「
無機材料」は次の物質のいずれか又はすべてをいかなる
組合せで含んでいてもよい。グラファィト、炭素粉末、
バーラィト、チョーク、タルク、ロットンストーン、シ
リカ、ァルミナ等。＊＊ Ｒｅａｘ ２７の上幻６性を
改良・するため、クラフトリグニンを、ホルムァルデヒ
ドの存在下、水酸化ナトリウムの溶液に溶解させ、その
間温度を９９℃に上昇させた。

ｐＨ約１２の混合物を放冷させ、そのｆ…割に、塩酸を
加えてｐＨを７に低下させた。液は混合物から除去し、
沈澱を乾燥させて粉状とした。この粉体は本質的Ｋレゾ
ールであった。これを「Ｒｅａｘ ２７十ホルムァルテ
ヒド」と表示する。・■め Ｒｅａｘ ３９ の如きク
ラフトリクニンの使用についての欠点は、熱可塑性に欠
けることである。しかしながら、ヘキサメトレンテトラ
ァミンで変性されたりグニン誘導体は、フェノールノボ
フックが溶融する際に起る架橋反応に先立って、ある限
度まで溶融結合剤に溶解することがわかったｏ＋＋ ク
ラフトリグニンが熱可塑性を有することは必須の要件で
ある。

熱可塑性は、アルカリ溶液中で尿素の反応によってｌｎ
ｄｕｌｉｎ ＡＴ及び他のクラフトリクニンに付与され
る。しかしをから、次の基本的な乾燥混合物から、更に
均一でしかも調整された熱可塑性材料が得られることが
わかった。すなわち、尿素２５−３５部をクラフトリグ
ニン６５−７５部に添加し、加熱する。アンモニア溶液
を加えると、非常Ｋ熱可塑性のある物質が生成される。
この材料に、ヘキサメチレンテトラミンを、尿素及びク
ラフトリグニン１００部当り約１ ０部の題で添加する
。得られた混合物を硬化させ、粉砕して「変性Ｒｅａｘ
２７」と表示する物質とする。上記各組成物Ｐないし
Ｖの成分を混合させ、組成物Ａないし日に関して記載し
たと同機にプレーキライニングに成型させた。

ブレーキライニングＰ、Ｑ、Ｒ及びＳの材料組成を試験
するため、慣性動力計による次の試験を行なった。

慣性動力計を、５５．劫岬ディスクキャリバーブレーキ
を装備する車輪負荷３１７．５ｋ９の車頚を想定してセ
ットした。バニシ仕上げ後、８０物／時に相当する速度
から減速率３．６６肌／秒２ での侍止を３００回連続
して行なった。ブレーキラィニング圧力をロ−ター温度
１２１．１℃、】９０．５℃、２６０ｑｏ及び３１５．
６℃で測定した。第５図は、慣性動力計を停止させるに
要したラィニング圧力の変化を示し、一方、第６図は、
各種温度における第５図の停止に伴なうブレーキライニ
ングの摩耗を示している。

ブレーキライニング圧力は摩擦係数と逆比例することは
公知であり、この点から次の一般的な記述をすることが
できる。すなわち、市販のブレーキライニングＰは、よ
り高温度では摩擦係数が増大し、このため著しい摩耗を
生ずる。ブレーキラィニングＱは、試験を行なった温度
範囲では最小の摩耗量で最も安定した摩擦係数を有する
。一般に、摩擦係数は、組成物Ｑ、Ｒ、Ｓのすべてにお
いて改良された。しかしながら、フェノール樹脂が完全
に基本組成物から除去された場合（組成物Ｓ）には、作
動温度が２６０つ○以上であれば、摩耗は極めて乏しい
。それ故、大抵の摩擦ライニングでは、ブレーキラィニ
ング組成物に、ある程度のフェノール樹脂を使用するこ
とが必要である。樹脂エキステンダーとしてのりグニン
の広い使用を実証する試験結果を得るために、ブレーキ
ラィニングＴ、Ｕ、Ｖの物質組成を車鞠上のブレーキラ
ィニングＰと比較した。

前にディスクブレーキ及び後にドラムブレーキを装備し
た試験車鋼に加重し、総重量２９４８ｋ９とした。

ブレーキングに関する以下のテストにおいて、各組成物
について新しいロータ（ドラム及びディスク）を使用し
た。この試験では、９６．５物／時から減速率４．５７
肌／秒２ で０．６４物毎にブレーキをかけた。車鯛が
停止位置に達したとき、フルスロツトル加速によって、
９６．５舵／時の試験速度に急速に復元させた。第７図
に示す如く、リグニンを含むブレーキライニング組成物
（Ｔ、Ｕ、Ｖ）に関するＩＭ団停止試験の間のブレーキ
ライニング圧力は、より高いブレーキラィニング圧力又
はより低い摩擦係数を有する。

しかしながら、１５回連続停止試験では、第８図に示す
ように、相応するりグニン変性組成物Ｔ、Ｕ、Ｖは、ブ
レーキラィニングとしてより一層均一な摩擦係数を安定
して提供した。このように、有機摩擦組成物で使用され
るフェノール樹脂は、リグニンでなる代用物で交換され
るものであり、かかる場合にも実質的に同等のブレーキ
ラィニング組成物が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の摩擦ラィニングの各種温度における摩
擦係数を示すグラフ、第２図は第１図の摩擦ラィニング
の重量摩耗性を示すグラフ、第３図は第１図の類似のグ
ラフ、第４図は第３図の重量摩耗率を示すグラフ、第５
図は本発明の摩擦ラィニングの各種温度におけるブレー
キラィニング圧力を示すグラフ、第６図は第５図の摩擦
ラィニングの摩耗率を示すグラフ、第７図は本発明の摩
擦ラィニングのブレーキラィニング圧力を示すグラフ、
第８図は他の本発明の摩擦ラィニングのブレーキライニ
ング圧力を示すグラフである。 ＦＩＧ．ｌＦＩＧ．５ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ，４ ＦＩＧ．６ ＦＩＧ．７ ＦＩＧ．８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アスベスト２５ないし５５重量％、有機変性材料１
   ないし２５重量％、無機変性材料１ないし２０重量％、
   カシユナツツ粉末８ないし２５重量％、フエノール−ア
   ルデヒド樹脂１０ないし３０重量％及びリグニン４ない
   し７重量％を含有し、前記リグニン及び前記フエノール
   −アルデヒド樹脂は熱時硬化して、前記アスベスト、有
   機変性材料、無機変性材料及びカシユナツツ粉末を固定
   保持する結合剤を形成し、３５０℃までの温度範囲にお
   いて実質的に均一な摩擦係数を有する組成物を生成する
   ことを特徴とする、有機摩擦材料。 ２ リグニンがリグニンスルホン酸塩、クラフトリグニ
   ン及びこれらの誘導体から成る群から選ばれるものであ
   る。 特許請求の範囲第１項記載の有機摩擦材料。３ リグニ
   ンがリグニンスルホン酸塩である、特許請求の範囲第２
   項記載の有機摩擦材料。 ４ リグニンがクラフトリグニンである。 特許請求の範囲第２項記載の有機摩擦材料。５ リグニ
   ンスルホン酸塩が、ヘキサメチレンテトラミンとのの反
   応を介して安定性が改善されたものである。 特許請求の範囲第２項又は第３項記載の有機摩擦材料。
   ６ クラフトリグニンが、尿素との反応を介して熱可塑
   性が改善されたものである。特許請求の範囲第２項又は
   第４項記載の有機摩擦材料。７ クラフトリグニンが、
   ホルムアルデヒドの反応を介して流動性が改善されたも
   のである、特許請求の範囲第２項又は第３項記載の材料
   。 ８ アスベスト２５ないし５５重量％、ゴムスクラツプ
   、ラテツクス、粗製廃糖密及びアスフアルト系基礎材料
   より成る群から選ばれる有機変性材料１ないし２５重量
   ％、グラフアイト、カーボン、バライト、チヨーク、タ
   ルク、硅質石灰石、シリカ及びアルミナより成る群から
   選ばれる無機変性材料１ないし２０重量％、カシユナツ
   ツ粉末８ないし２５重量％、フエノール−アルデヒド樹
   脂１０ないし３０重量％及びリグニン４ないし７重量％
   を含み、上記リグニン及びフエノール樹脂は熱時硬化し
   て、アスベスト、無機変性材料、有機変性材料及びカシ
   ユナツツ粉末を固定保持する結合剤を形成する、特許請
   求の範囲第１項記載の有機摩擦材料。 ９ ４０メツシユ以下の粒径を有するリグニン２１重量
   ％以下を含有する特許請求の範囲第８項記載の有機摩擦
   材料。 １０ リグニンが、ホルムアルデヒドの反応により変性
   されたリグニンスルホン酸塩である特許請求の範囲第８
   項又は第９項記載の有機摩擦材料。 １１ リグニンが、ヘキサメチレンテトラアミンとの反
   応により変性されたリグニンスルホン酸塩である特許請
   求の範囲第８項又は第９項記載の有機摩擦材料。 １２ リグニンが尿素との反応により変性されたクラフ
   トリグニンである特許請求の範囲第８項は第９項記載の
   有機摩擦材料。