JPS61258896A - 固体潤滑剤混合物 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、摩擦ライニングへの添加物として適切であっ
て該ライニングの摩擦特性を改善する固体潤滑剤混合物
に関する。

例えば、ブＩノーキライニングおよびクラッチライニン
グのような摩擦ライニングは一般に、有機単量体筒たは
重合体結合剤または結合剤混合体と共に、アスベスト繊
維、アスベスト繊維と他の耐熱性無機筐たは有機繊維の
混合体、アスベスト含有 たは鉄粉、銅粉、鋼粉またにそれらの混合体のような金
属粉末を主成分としている。かかる摩擦ライニングは音
および振動減衰材料のような充てん材も含むことができ
る。出発の混合物に存在する結合剤または混合結合剤は
熱硬化性であって摩擦ライニングの各種成分に対して硬
化状態において固体および温度安定マトリックスを形成
する。初期の普通の摩擦ライニングは土にアスベスト非
含有分としていたが、現今の健康的理由のためアスベス
トを全く含量ない摩擦ライニングを得るだめに、摩擦ラ
イニングのアスベスト含量ｋ（ｉｔ＞の材料で置換する
努力が現在ま丁ま１行われている。前記成分の外に、ア
スベスト含有並びにアスベスト非含有摩擦ライニングは
一般に、かかる材料の摩擦特性、特に摩擦および摩耗特
性を改善するために一種以上の固体潤滑剤も含有する。

従来の技術 アスベスト繊維を主成分とした摩擦ライニングは、例え
ばドイツ特許第３．　Ｏｕ　６．６９６号に記載さｎて
いる。金廖ヲ主成分とした摩擦ライニングは、例えばド
イツ特許第２．９２４．５１１０号の主題である。ドイ
ツ特許第２．５１４．５７５号は摩擦ライニングにも混
合することができる固体潤滑剤混合物に関するものであ
る。該特許の実施例２に記載されている混合物Ｂ（黒鉛
１１５重量％、硫化亜鉛３６重ｉ％、フン化カルシウム
９Ｎ量％および二硫化モリブデン１０重量％）は商品名
ＬＵＢＯＬＩＤ７う６５で市販されており、それらの摩
擦特性全改良するためにアスベスト含有およびアスベス
ト非含有の摩擦ライニングに既に添加されている。

発明が解決しようとする問題点 繊維を主成分とした、郊びに金；全生成分にした前記成
分で調製された既知の固体潤滑剤混合物および摩擦ライ
ニングは、それらの摩擦特性に関して全体から見て完全
に満足なものではない。これは、特にＬＵＢＯＬＩＤ　
　７３６５として知られている前記製品の場合に真実で
ある。多分満足な摩耗性および充分に狭い範囲の摩擦係
数を有する摩擦ライニングのみならず、事実上無振動の
動作を与え、かつ事実上ライニング材料を金属の摩擦表
面へ転移させない摩擦ライニングもそれらで確かに調製
することができる。その上、これらの固体潤滑剤混合物
は常に摩擦ライニング調製用の各種組成物に一様に良好
な結果全件って混合することができない、従ってそれら
はアスベスト繊維、仲の繊維または金属粉末を主成分と
した摩擦ライニングに普遍的に混合することができない
。

問題点全解決するための手段 従って、本発明の目的は、摩擦ライニングの摩擦特性を
改善するために特に摩擦ライニングへの添加物として使
用することができ、特にアスベストを含まない半金属摩
擦ライニングの調製用に広節囲の組成物に普遍的に混合
することができ、低摩耗性および狭い摩擦係数を有し、
なかんずく無振動の動作を提供し１例えば、ブレーキデ
ィスクやクラッチ板のような間助の品物の対向摩擦面ヘ
ライニング材全転移させない摩擦ライニングを提供する
新規の固体混合物全調製することである。

本発明により、この間萌は該固体混合物およびその使用
によって解決される。

本発明は、 （ａｌ　　黒ｉ２５〜６５重量部、 ｆｂｌ　　硫化亜鉛１５〜４５重量部、（ｃｌ　　硫化
アンチモン（ＩＩＩ）５〜２０重量部、およびｉａ）　
　アルカリ土類金移リン酸塩、無機リン酸塩および無機
リン酸塩とアルカリ土類金属リン酸塩からなる群から選
んだ普通の固体潤滑剤５〜２０部、 かうなる固体潤滑剤混合物に関する。

作用 本発明の固体潤滑剤は広節囲の組成に基いた摩擦特性を
改善するだめの添加物として適すると共に、いわゆる半
金属摩擦ライニングと共に特殊な利点ヲ与える。従って
、かかる摩擦ライニングを調製するための組成物は本発
明に従うことが重要ではなくて、決定的なことは本発明
の固体潤滑剤混合物がかかる組成物に含まれることであ
る。２、うの既知摩擦コーティング用組成物は前記特許
のいくつかから明らかになる。後述の実施例の各々にお
いて、アスベスト含有摩擦コーティングまたはアスベス
ト非含有摩擦コーティングを調製するための組成物が与
えられ、それによって本発明の固体潤滑剤の普遍的な用
途を示すと共に、本発明の固体潤滑剤混合物で摩擦ライ
ニング全調製する望ましい組成物を示す。摩擦ライニン
グ調製用組成物に含まれる種々の成分は当業者には既知
であるので、これら成分の詳細な説明は省略する。

固体潤滑剤または本発明の固体潤滑剤混合物を含む固体
潤滑剤混合物の添加または不添加による各種組成物から
の摩擦ライニングの調製も当業者に利用される手段に左
右される。以下に示す実用的実施例において、アスベス
ト含有運びに非含有摩擦ライニングの調製法も示される
。従って、その詳細な説明も省略する。

本発明の固体潤滑剤混合物に存在する有効成分子ａｌ〜
（ｄ）はそれぞれ、それらの市販の形でかかる製品に混
合される既知の固体潤滑剤を表わす。従って、これら固
体潤滑剤の粒径は一般に５０μｍ以下、望ましおは２０
μｍ以下、特に１０μｍ以下である。それらは天然原料
または合成原料にすることができる。そしてこれらの原
料は天然産並びに合成の形で調製されるので、こｎは特
に本当の黒鉛、硫化亜鉛、および硫化アンチモン（ｒｆ
ｌ）である。

成分（ｄ）の固体潤滑剤は一般に、全く合成品を含む。

一般に、天然の黒鉛は機械的安定性に優ｎ、従って一般
に合成黒鉛よシ望ましいので、天然黒鉛は合成黒鉛よシ
もいくつかの利点を与える（僅かの　　　　　１摩耗お
よび摩擦係数の安定性が良い）。従って。

８０％以上の結晶化度を有する黒鉛を本発明の固体潤滑
剤混合物に使用することが望ましい。天然黒鉛と合成黒
鉛の混合物ももちろん使用することができる。

硫化亜鉛および硫化アンチモンは）に対する条件は完全
に逆であると思わｎる。それらの合成品は明らかに耐摩
耗性が優れかつ高信頼性の摩擦値を有する製品金もたら
すので、合成品が天然品よシ優れていると思わｎる。さ
らに、とｎらの固体潤滑剤も天然品と合成品の混合物の
形で使用することができる。こｆ′Ｌは特に硫化アンチ
モンｉｌ＋　（丁なわち、５ｂ２ｓａ）の場合に事実で
あって、等量の鉱物品と沈殿による合成品と金使甲する
ことができる。

成分子ａｌとして役立つアルカリ土類金庚リン酸塩また
は他の無機金属リン酸塩は、それらが天然産では必要条
件の純度で産出しないので、当量の合成品の形で用いる
ので最良である。

本発明の固体混合物に存在する成分（ａｌ〜（ｄ）は、
このように当業者にはよ〈知らｎた市販の形で使用さｎ
る。最近、ニリン酸亜鉛（Ｚｎ２　Ｐ２０７　）、およ
び特にリン酸カルシウムが成分子ｄ）として可能な固体
潤滑用１の中で望ましいものである。しかしながら、現
在筐で固体潤滑剤としてよく知らｎてきた伸のアルカリ
土類金１１１Ｊン酸塩や他の無機金廖リン酸塩でも同じ
ような結果が得らｎうる。明らかに、種々のリン酸塩の
混合物もオＬ１用することができる。これらの中から、
リン酸カルシウムとリン酸亜鉛の１；１重量比の混合物
が望ましい。

本発明の固体潤滑剤混合物の調製、すなわちこの混合物
の各種成分の混合は原則的に普通の方法に従って行なう
ことができるけｎども、タンブラ内の各成分を単に混合
し、続いてハンマミルや類但のミル内でその混合物を粉
砕することからなる実施例に記載した方法の適用が望ま
しい。しかしながら、タンブラ内の単純な混合は、必要
な固体潤滑剤混合物が単純な混合と粉砕を却み合わせる
ことによって得らｎる摩擦ライニングへの加工処理の際
に優ｎた製品特性を与えないことは明白である。調製さ
れた摩擦ライニングの摩擦特性が全体としてさらに望ま
しくなるように、各固体潤滑剤の集塊全きれいに崩壊さ
せるのは粉砕工程である。

本発明の潤滑剤混合物を混合するためには、比較的高い
機械的力を加えることによって得らｎる格別に密接な接
ｊ！ｌ！１ｌｔ−生じさせる必要がある。

本発明の固体潤滑剤混合物を使用し、そｎから必要とす
る摩擦ライニングを調製する場合に、組成物全調製する
ためには、もちろん充分かつ均一な混合も必要である。

ここで、最近の摩擦ライニング用組成物に存在する成分
の繊維組織または他の組織が悪い影響を与えてはいけな
いことを考慮する必要がある。従って、摩擦ライニング
全調製する場合に最終の混合組成物を単にタンブラまた
は類（ｆｌの混合特性を有する混合装置内で十分に混合
することが最適である。

本発明の固体潤滑混合物の調製、摩擦ライニングにおけ
る混合およびかかる摩擦材料の摩擦特性に及ぼす作用に
ついての他の詳細は以下の実施例から明らかになるであ
ろう。

Ａ、固体潤滑剤混合物の実施例 次の実施例は本発明の各種無機固体潤滑剤混合物の組成
および従来の組成（比較例）全表の形で示す。常に粉末
の形である特定量の上記固体潤滑剤混合物は、最初に回
転ミキサー内で１時間相互に混合した、次に存在する全
ての集塊を崩壊させると共に１０μｍ以下の粒径を有す
る籾温合物全調製するために、ハンマミルでもう１時間
粉砕した。

Ｂ、利用の実施例 前記実施例に従って得た各種固体潤滑剤混合物はアスベ
スト含有ブレーキライニング混合物運びにアスベスト非
含有ブレーキライニングに種々の重量で混合し、かく得
られた最終混合物は次にそｎら全高温で圧縮することに
よって特定の形状および寸法を有する試験品に成形した
。

アスベスト含有ブレーキライニング混合物（混合物Ａ）
は次の成分からなった： アスベスト繊維　　　　　　　　　　　　３９．７硫酸
バリウム粉末　　　　　　　　　　　２８．７雲母粉末
　　　　　　　　　　　　　　　２０．１１　００、０ アスベスト非含有ブレーキライニング混合物（混合物Ｂ
）は次の成分からなった： 成　　分　　　　　　　　　　　　量（重量部％）鉄削
り薄片　　　　　　　　　　　　５−１Ｏ雲母粉末　　
　　　　　　　　　　　１＆０銅削り薄片　　　　　　
　　　　　　　９．０鉛ダスト　　　　　　　　　　　
　　　　ラ・０亜鉛ダスト　　　　　　　　　　　　　
１０１００．０ 以下に示すブレーキライニング組成物は上記混合物から
単独に、または実施例１〜６および比較例７に含ま扛た
種々の固体潤滑剤混合物と糾み合せて調製さｎた。

特定量の上記混合物ＡおよびＢ全タンプ２に入れて、特
定量の上記各固体潤滑剤混合物とそ扛ぞれ対応する重量
比で１時間混合した。かく得らｎた組成物は加熱液圧プ
レスにおいて適当な成形工具を使用して７．７　Ｍ　Ｐ
　ａの圧力と２１５℃の温度　　　　　　ゝで直径１０
＋ｍ、長さ１１闘の被成形体（試験品）に成形した（第
２表参照）。

混合物ＡおよびＢのみからなシ、固体潤滑剤混合物の添
加物を含−！ない品物を同じ方法で調製して、対照品Ａ
またはＢで示す（第２表参照）。

第２表 対照品Ｂ　　Ｂ（１００）　　　　　−（−）対照品Ａ
　　Ａ（１００）　　　　　　−←）Ｃ１試験品の検査 第２表に挙げた組成物または混合物ＡまたはＢのみを含
有するもの全処理することによって得らｎた試験品は、
摩擦表面の定性的評価に必須である摩擦特性（摩擦係数
、摩耗性、ライニング材料のブレーキディスクへの転移
、動作特性）を確認するために、次の検査を行った。

これらの試験に用いた装置は直径１２ｃｒｎ’ｉ有し、
ブレーキディスクを形成し、電熱手段で５５０℃までの
温度に加熱できる鋳鉄からなった。ブレーキディスクの
高度はその中に取り付けた熱漬対で測定した。試験品を
締め付けることができ、ブレーキディスクと向い合って
同軸に取り付け、スタータスイッチに接続さｎたディス
クは、電気同期モータによって１ｇＯＯｒｐｍまでの種
々の回転速度で回転できた。５つの試験片は、締付は板
にブレーキディスクに面する表面において互に１２０の
角度に配置さｎた。種々の圧力調節ができる圧力ばねが
、どんな長さの試験時間に必要な圧力も一定に保てるよ
うに必要な圧力下で、ブレーキディスクを締付は板にあ
る試験片へ押し付けることを可能にした。締付は板にお
ける試験片を介してブレーキディスクに加わった摩擦力
は七扛に装着した摩擦ゲージによって測定した。

各試験は締付は板の一定回転速度１１１！００ｒｐｍ（
ブレーキディスクに対する試験片の清シ速度１０ｍ　／
　ｓと同等）および試験片に対するブレーキディスクの
一定圧力０．１１　Ｍ　Ｐ　ａで行った。プ【／−キデ
ィスクの高度は室温にしておいたが、個々の試験プログ
ラムは種々の段階を通して行った、或いはある段階の初
めに３５０℃または５３０℃にセットすることによって
、始動温度および試験中に摩擦によって生じる高度上昇
金ブレーキディスクの表面に配置した熱電対によって測
定した。各試験の前に、ブレーキディスクの表面は研摩
用ディスクによって約０．３０μｍの表面テクスチャー
（粗さ）Ｒａにし、溶媒で清浄にした。

そｎぞｎの試験はヨーロッパのブレーキライニング製造
業者になじみの次の標準プログラムに従って上記一定の
圧縮圧力下で行った： （ｄ）　　ブレーキディスクを予熱しないで１８００ｒ
ｐｍで１時間。

（ｂ）　　ブレ−キディスクを３５０℃に予熱後１８０
Ｏｒｐｍで２時間。

（ｃ）　　ブレーキディスクを室温に冷却。

（Ｃ１）　　ブレーキディスクを５３０℃に予熱後、１
８００ｒｐｍの最高回転速度でブレーキディスクを間欠
的に始動および停止させながら２時間。

（ｅｌ　　ブレーキディスク全室温に冷却。

ｍ　　プ′−キディスク全加熱することな（１８００ｒ
ｐｍで１時間。

上記プログラムの（６１部分（ブレーキディスクの間欠
的始動および停止）は次のように行った。

電動機を始動して、試験片を保持している締付は板ｉ１
０秒以内にＩｇＯＯｒｐｎｏの一定回転速度に加速した
。次に装置をこの最高回転速度で１０秒間回転させた後
、電動機のスイッチを切って、締付は板金２秒以内で停
止させた。５秒間の停止後、電動機を再始動させ、締付
は板を再び前述のように１１！ＯＯｒｐｍの最高回転速
度にした。この操作全プログラムの（ｄ）部分の２時間
中反復した。

同時に、締付は板における高度範囲全試験期間全体に渡
って用いた。

そｎぞｎの試験プログラムにおいて、その作業は単一プ
１ノーキディスクで行った。試験の最後に。

摩耗およびライニング材例のブレーキディスクへの転移
を光学顕微鏡で検量した。試験片とブレーキディスク間
の動作性（静かな動作から厳しい振動動作）も個々の試
験を通じて評価した。

こｎらの試験から得らｎた結果を次の第３表に示す。

前記形式であるが、本発明の固体潤滑剤混合物の代りに
この混合物の個々の固体潤滑剤または２、うのかかる固
体潤滑剤の混合物（多分本発明によって規定さｎるもの
以外の比率）またはさらに異なる固体潤滑剤または固体
潤滑剤混合物の等重量部（等重量％）全含有した類似の
アスベスト含有およびアスベスト非含有試験片の検量結
果は、全体的にかかる試験片が本発明に基いた試験片の
望ましい摩擦特性を示さなかった。従って、本発明の固
体＠滑剤混合物は明らかに共働作用をもたらす０ しかしながら、こ扛は類似の摩擦ライニングが本発明の
固体潤滑剤混合物の外にさらに別の固体潤滑剤を含有で
きないことを示すものではない。

従って、本発明の（ａｌ〜（ｄ）１１つの固体潤滑剤混
合物が互に規定の比率で常に存在し、かつ他の余分な固
体潤滑剤が存在するために本発明によって得られる好適
で均一な摩擦特性に悪影響を与えない限シ、他の固体潤
滑剤を摩擦ライニングに含むことも可能である。

発明の効果 前記の試験結果は、本発明の固体潤滑剤混合物はアスベ
スト含有並びにアスベスト非含有の半金属摩擦ライニン
グに良好な結果を伴って混合できること、そしてそれら
は比較的低い摩耗常数および狭い範囲だけの摩擦値の外
にそｎらがライニング材料をブレーキディスクに殆んど
転移させないことによっても区別さ扛るライニングを提
供すること、およびそｎらは摩擦ライニング用の既知固
体潤滑剤混合物と比較した場合に振動のない動作を保証
することを示している。

こｎは、そｎらによって変動がなく常に信頼できるブレ
ーキ性能が保証さｎるから特に重要である。

さらに、本発明に従って調製したダイナモメータ金偏え
た乗用車におけるブレーキライニングの直接試験結果は
、こｎらのライニングが種々の動作温度においてブレー
キライニングおよびブレーキディスクの低摩耗、低騒音
レベル、低疲労、低コールドスタート感度、および事実
上安定な摩擦値の点で優れていることを示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）黒鉛２５〜６５重量部； （ｂ）硫化亜鉛１５〜４５重量部； （ｃ）硫化アンチモン（III）５〜２０重量部；および （ｄ）アルカリ土類金属リン酸塩、無機リン酸塩、およ
   び無機リン酸塩とアルカリ金 属リン酸塩との混合体からなる群から選 んだ常用固体潤滑剤５〜２０重量部； からなることを特徴とする固体潤滑剤混合物。 ２、前記（ａ）成分４５〜５５重量部と、前記（ｂ）成
   分２５〜３５重量部と、前記（ｃ）成分８〜１２重量部
   と、前記（ｄ）成分８〜１２重量部からなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の固体潤滑剤混合物
   。 ３、前記（ａ）成分５０重量部と、前記（ｂ）成分３０
   重量部と、前記（ｃ）成分１０重量部と、前記（ｄ）成
   分１０重量部からなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の固体潤滑剤混合物。 ４、前記（ｄ）成分がリン酸アルミニウム、リン酸カル
   シウム、リン酸鉄、リン酸マグネシウム、ピロリン酸亜
   鉛およびそれらの混合体からなる群から選択されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の固体潤滑剤
   混合物。 ５、前記（ｄ）成分がリン酸アルミニウム、リン酸カル
   シウム、リン酸鉄、リン酸マグネシウム、ピロリン酸亜
   鉛およびそれらの混合体からなる群から選択されること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の固体潤滑剤
   混合物。 ６、前記（ｄ）成分がリン酸アルミニウム、リン酸カル
   シウム、リン酸鉄、リン酸マグネシウム、ピロリン酸亜
   鉛およびそれらの混合体からなる群から選択されること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の固体潤滑剤
   混合物。