JPS6185443A - 湿式摩擦材 - 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、湿式摩擦材に関し、さらに詳しくは、耐熱性
繊維からなるフェルト状物質に同じく耐熱性のバインダ
を含浸後硬化させて得られる湿式摩擦材の表面処理に関
するものである。

従来の技術 建設機械用などの湿式摩擦材には１機械の大型化に伴な
って高いエネルギー吸収能が要求されてきた。また、摩
擦ディスクの大型化に伴ない、相手板との均一な当りを
得て、ヒートスポットの発生を抑えることが、ディスク
全体としてのエネルギー吸収能を高めるためにＭＷにな
っている。

このためには、材料が低弾性でなけれはならず、金属材
料よりも有機材料による方が実現容易と考えられ１例え
はフッ素ゴムをバインダとした摩擦材（！＃ｊ開昭５２
−１８７４９号）などが開発されているが、一般に有機
材料は耐熱性及び熱伝導度が金属材料に比べて劣るとい
う欠点がある。また、有機材料の実用上の欠点は、潤滑
油量がたとえ局部的であるにせよ減少したときに、たち
まち大きな損傷に至る危険を常にはらんでいることであ
る。この理由は、前述したように。

主として金属材料に比べて耐熱性と熱伝導性が劣るため
である。

一般に、高負荷用摩擦材料に要求される性能としては、
主として以下の三点が挙げられる０（１）高いエネルギ
ー吸収能。

（１１ン耐摩耗性、及び ＧｉＤ高い摩擦係数。

これらの要求を満足するために摩擦材が具備すべき条件
は。

（イ）優れた耐熱性、 （ロ）低弾性、及び （ハ）適度の気孔率 である。

高負荷条件下では摩擦部のｇ４渭油が沸騰気化するが、
その開始ｉ度はほぼ２５０℃であるｏしたがって、高負
荷条件下においても、摩擦部の温度は基本的に２５０℃
より上昇しにくいものと考えられる。

すなわち、高負荷用湿式摩擦材に要求される耐熱限界温
度としては、２５０℃が大体の目安となる。

つぎに、材料が低弾性であれば、相手板と片当りをおこ
しにくくなるため、ヒートスポットが生じない。したが
って、材料全体としてのエネルギー吸収能が高くなる０
また。低弾性材に。

相手板との真実接触面積が大となるため、高い摩擦係数
を得やすい。好ましい圧縮弾性率の範囲は５〜２０ｋｆ
／−程度である。

一般に、耐熱性に優れる素材は、耐熱限界温度２５０℃
以上を有するが、高弾性率であシ、圧Ｊｌｉ５ｑｌ性率
５〜２０ｋｔ／−の範囲の素材は少ない。

したがって、適度の気孔率を持たせることによシ、摩擦
材全体としての弾性率を引き下げる方策が考えられる。

発明の背景乃至基礎知見 本発明者らは、上記の点に着眼点を置き、適度の気孔率
及び優れた性能を有する湿式摩擦材を開発し、先に特許
出願している（４？願昭５７−２０９２４４号１％願昭
５８−０１２９６６号及び特願昭５８−２４５２７２号
）０すなわち１本発明者らの開発に係るこれらの発明は
。

（１）高温下で溶融せず炭素化し易い性質を有する有機
繊維、あるいは （２）高い耐熱限界温度を持つ非金属無機繊維を骨格と
し、これらにマトリックスとしてニトリル・フェノリッ
ク樹脂にトリルゴムとフェノール樹脂との共重合体）あ
るいはニトリル・エポキシ樹脂にトリルゴムとエポキシ
樹脂との共重合体）などの樹脂バインダを含浸させ。

加圧昇温成型してなる耐熱性に優れた湿式摩擦材を提供
するものであるｏしかしながら、気孔率を極端に増すこ
とは不可能でちゃ１弾性率を十分に低くできないうらみ
がある。

いま、上記本発明者らの開発したＩｔｉ擦材において、
樹脂バインダが十分硬化しない状態にて熱処理工程を終
了すれば、所期の低弾性率材が得られ、クラッチまたは
プレーキアツセンに組み込んだ初期段階での相手板との
当りは非常に向上し、ｔた摩擦係数も大きくなるはずで
ある。

本発明者らは、この点に注目し、種々検討したが、これ
らクラッチまたはブレーキが稼動するに従って、摩擦熱
のために摩擦材バインダの硬化が進んで弾性率が大とな
り、特に摩擦係数が大幅に低下することを知見した。特
に、ブレーキとして用いる場合には、初期にのみ摩擦係
数が高い現象は好ましくない。

発明が解決しようとする問題点 したがって１本発明の目的は１Ｍ擦係数の時間的変化が
著しく少なく、使用初期から長時間の使用中罠亘って常
に安定した摩擦係数を示す低弾性で耐熱性に優れる湿式
摩擦材を提供することにある。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、
前記した本発明者らの開発に係る摩擦材表面に固体潤滑
剤を薄く塗布し、前記現象を抑制することを考えた。

すなわち１本発明に係る湿式摩擦材は、耐熱性バインダ
と粉末状固体潤滑剤との混合物を。

基盤となる前記湿式摩擦材表面に吹き付けあるいはハケ
塗りなどによシ付着させた後、上記バインダを硬化させ
て上記混合物を摩擦材表面に強固に付着させてなるもの
である。

このような処理を施すことにより、初期において摩擦材
の弾性率は小であるが１表面に固体潤滑剤が付着してい
るために、双方の効果（低弾性率の摩擦材による高い摩
擦係数と固体潤滑剤付着による摩擦係数低減効果）が相
殺しあって、初期における摩擦係数が高くなる現象を防
止し、また稼動するに従って、摩擦材バインダの硬化進
行に伴なう摩擦係数が減少する現象と。

表面に付着した固体潤滑剤が次第に脱離してこれによシ
摩擦係数が上昇する現象とが相殺しあって、長時間に亘
）安定した摩擦係数が得られるものである。

発明の態様 本発明の摩擦材の構成部材のうち、骨格となる繊維とし
ては、高温下で溶融せず炭素化し易い有機繊維１例えば
ノボロイド繊維（フェノール樹脂耐炎線維）、耐炎化処
理（本しくは不融化処理）し九アクｖａ＝トｖル繊維な
どの有機繊維、あるいは高い耐熱限界温度を持つ非金槁
無機繊維１例えばＡｔｌ０＠　、　Ｓｉｎ、　　などの
セラミック繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、あるいは
７２ミント繊維などからなる不織布もしくは織布等フェ
ルト状のもの、または紙状シートが好適である。

また、マトリックスとしての樹脂バインダとしては、耐
熱性が高いこと及び硬化後に脆化せずかつ低弾性である
ものが適する。このような耐熱性樹脂としては、ニトリ
ル・フェノリックにトリルゴムとフェノール樹脂との共
重合体）。

ニトリル・エポキシにトリルゴムとエポキシ樹脂との共
重合体）などの耐熱性接着剤が最も好適であり、またフ
ッ素ゴム、アクリルゴムなどの耐熱ゴム等も用いること
ができる。

さらに、これらのバインダに微粉末、微粒子などの形態
で摩擦調整剤、固体潤滑剤を添加してｊ３！擦係数の安
定化、耐摩耗性の向上などのさらに一層の改善を図るこ
とも可能である。

上記骨格繊維に樹脂バインダを含浸、硬化させて得られ
る基盤となる摩擦材表面には１本発明に従って、耐熱性
バインダと粉末状固体潤滑剤との混合物が吹き付けある
いはへケｍシなどの適当な手段によシ付着され、バイン
ダを硬化させ最終製品が得られる。

固体潤滑剤としては、黒鉛、コークス等の他に、二硫化
モリブデン、二硫化タングステン。

フッ化炭素などを用いることができる。

固体潤滑剤と混合するバインダには耐熱性が必要であシ
、塗布膜の接着性を考えると、前記した摩擦材自体の樹
脂バインダと同じものを使用することが望ましい。

実施例 以下、実施例及び比較例を示して本発明について具体的
に説明する。

実施例 ノボロイド繊維の不織布（繊維径的２０μ）に、メチル
エチルケトンで稀釈したニトリル・フェノリック接着剤
を含浸後、乾燥して、φ１３０Ｘ２０の芯板上にのせ、
Ｏ，ｌｋ）／−の圧力下で１８０’ｃＸ５５分の接着硬
化処理を施こした。接着剤は不十分硬化の段階であシ、
材料の弾性率は６ｋｙ／−であった。摩擦面研磨ののち
、同じくメチルエチルケトンで稀釈したニトリル・フェ
ノリック接着剤と黒鉛粉末（−’３５０メツシュ）との
混合物をスプレーガンにて上記摩擦面に塗布した。

乾燥後の塗膜厚みは約１００μ、ニトリル・フェノリッ
ク接着剤固型分と黒鉛との混合比は体積比で約２対１と
した。

常温乾燥後の上記摩擦材を、１７５℃に１５分保持して
塗膜を硬化させた。摩擦材の弾性率は。

熱処理前と変わらす６１＃／−であった。出炉後、摩擦
面にフルワツフルグループ（６■ピンチ）を入れて摩擦
試験に供した。試験条件を下記表に示す。

以下余白 なお、相手板は焼入・焼戻した５４３Ｃで１面あらさけ
１．６５である。

試験は１〜２時間の連続すベシをくりかえし。

計８時間実施した。摩擦係数の時間変化を図面に示す（
−ｏ−プロット）。

初期に、やや摩擦係数大の傾向があるが、おおむねその
時間変化が無視できる程度なることがわかる。

比較例 上記実施例と同じ摩擦材について黒鉛粉末を塗布せずに
試験に供した。

グループバタンは、実施例と同様、６謹ピツチのフルワ
ツフルとした。試験条件も実施例と全く同様である。結
果を図面に示す（台プロット）。

ノー擦初期には黒鉛塗布のものにくらべてかなシ高い摩
擦係数をもっていることがわかる。

発明の効果 以上のように１本発明に係る湿式摩擦材は。

耐熱性に優れる繊維からなるフェルト状物質に耐熱性バ
インダを含浸、硬化させたタイプの摩擦材を用い、しか
もこの摩擦材表面に、固体潤滑剤粉末をバインダと混合
して塗布したのちそのバインダを硬化させてなるもので
あるため。

摩擦係数の時間的変化が著しく少なく、使用初期から長
時間の使用中に亘って常に安定した摩擦係数を示すと共
に、低弾性で耐熱性に優れるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は摩擦試験における摩擦係数の時間変化を示すグラ
フである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、耐熱性バインダと粉末状固体潤滑剤との混合物を湿
   式摩擦材表面に付着させた後バインダを硬化させてなる
   湿式摩擦材。 ２、耐熱性バインダが、ニトリル・フェノリック樹脂ま
   たはニトリル・エポキシ樹脂である特許請求の範囲第１
   項に記載の摩擦材。 ３、固体潤滑剤が、黒鉛、コークス、ＭｏＳ＿２、ＷＳ
   ＿２及びＣＦ＿２からなる群から選ばれた少なくとも１
   種である特許請求の範囲第１項に記載の摩擦材。 ４、基盤となる摩擦材が、ノボロイド繊維（フェノール
   樹脂耐炎繊維）または不融化処理したポリアクリロニト
   リル繊維のフェルト状物質に、ニトリル・フェノリック
   樹脂またはニトリル・エポキシ樹脂を含浸させた後硬化
   して得られたものである特許請求の範囲第１項に記載の
   摩擦材。 ５、基盤となる摩擦材が、非金属無機繊維のフェルト状
   物質に、ニトリル・フェノリック樹脂またはニトリル・
   エポキシ樹脂を含浸させた後硬化して得られたものであ
   る特許請求の範囲第１項に記載の摩擦材。