JPS6246589B2 - - Google Patents
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- JPS6246589B2 JPS6246589B2 JP53082495A JP8249578A JPS6246589B2 JP S6246589 B2 JPS6246589 B2 JP S6246589B2 JP 53082495 A JP53082495 A JP 53082495A JP 8249578 A JP8249578 A JP 8249578A JP S6246589 B2 JPS6246589 B2 JP S6246589B2
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Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
本発明は、一般に組成物型鉄道用摩擦材料に関
し、さらに詳しく言えば、合成繊維を使用しかつ
アスベストと鉛を用いないことを特徴とする上記
材料に関する。
現在使用されている組成物型鉄道用摩擦材料の
殆んどがアスベストと鉛を含んでいる。このタイ
プの材料の例は、スポークス(Spokes)らの米
国特許第3168487号に記載されている。何人かの
環境科学者によつて摩擦材料中に鉛を使用するこ
とにより問題が生じるおそれのあることが警告さ
れている。その結果、無鉛摩擦材料に対する要求
が起つている。鉛を用いない摩擦材料組成物のい
くつかの例としてグリフイス(Griffith)の米国
特許第3492262号およびアーデルマン
(Adelman)の第3959194号がある。このうち前
者の特許は無鉛で16.5重量%までのアスベスト繊
維を含む組成物を記載しており、一方後者は無鉛
で11.1重量%までのアスベスト繊維を含むいくつ
かの組成物を記載している。
極く最近になつて、ある環境科学者達は摩擦材
料中にアスベスト繊維を使用することにより、問
題が生じるおそれのあることを指摘している。そ
こで、摩擦材料組成物からアスベスト並びに鉛を
除くことが望ましい。米国特許第3959149号はア
スベストの代替物として3.5〜8.0重量%の範囲で
セルロース繊維を使用するいくつかの例を記載し
ているが、この特許は摩擦材料中のアスベストの
除去に関するものではない。
アスベストは、その高い耐熱性と強度と低コス
トとから従来摩擦材料に使用されてきた。他の種
類の繊維ではアスベストよりもずつとコストが高
いため、アスベストに替えて他の繊維で直接置き
換えることは不経済であり、また上述のようなア
スベストの望ましい性質をすべて備えた繊維は知
られていないので、困難なことである。ニツツ
(Nitz)の米国特許第3552533号に記載されている
ように航空機用摩擦材料に高含有率の炭素または
黒鉛繊維を使用することが知られている。摩擦材
料にガラス繊維を用いることはいくつかの特許に
記載されている。バーネツト(Barnett)の米国
特許第3743069号は殆んど完全に連続ガラスフイ
ラメントの束からなるクラツチ板に関するもので
ある。ベンツ(Bentz)の米国特許第3627606号
は鉛(リサージ)含有接合剤を含浸したガラスフ
イラメント強化布クラツチ面材を記載している。
モルトン(Morton)の米国特許第3713934号はガ
ラスとアスベストよりなるクラツチ面材を記載し
ている。これらの摩擦材料は値段が高すぎるこ
と、および(または)鉛またはアスベストを含む
ため、いずれも鉄道ブレーキシユーに用いるため
には適さない。
そこで本発明の目的は、合成繊維を含むが繊維
含量の少ないこと、および低摩耗率とを特徴とす
る無鉛、無アスベスト、高摩擦係数の摩擦材料組
成物を提供することにある。
低含量の合成繊維を含めた非アスベスト繊維を
有する組成物からブレーキシユーに対するA.A.
R.(アメリカ鉄道協会)規格に適合する鉄道用
ブレーキシユーが製造できることを本出願人は見
出した。本発明に従う摩擦材料は重量で0.5〜
11.0%の非アスベスト繊維、但しこれには少なく
とも0.5%の合成繊維を含む、と66〜81%の充填
剤と14〜21%の有機結合剤とからなる。この鉄道
車輛使用のための摩擦材料組成物の好ましい具体
例では、2.7〜3.5%の合成繊維と74〜82%の充填
剤と16〜19%の有機結合剤とを含む。
鉄道車輛ブレーキシユーで使用するための摩擦
材料組成物として適合するか否かの規準は、当該
摩擦材料が1973年2月13日改訂A.A.R.検査規定
M−926−72に記載の規格に合格できるか否かに
かかつている。このA.A.R.検査規定で要求され
る関連する動力計による性能試験
(dynamometer performance test)規格のうち
には以下のようなものがある。
1 45分間動力計による抗力試験
(dynamometer drag test)での瞬間制動力:
抗 力(Drag) 制動力
重負荷 400ポンド・分
軽負荷 300ポンド・分
2 静摩擦係数
9回の試験の平均−0.38分
3 軽および重ブレーキシユー負荷で90、70、
50、30、10m/時からの停止距離(すべての停
止距離がそれぞれの許容範囲内でなければなら
ない)。
4 摩耗損:
抗力試験(合計)−最大0.60立方インチ試験
停止(一連の合計)−最大1.20立方インチ
ここで使用する「合成繊維」という言葉は天然
には繊維状態で存在しない物質からつくられる繊
維を意味し、ガラス、ポリエステルおよびカオウ
ール(kaowool)を含む。ここで、「カオウー
ル」とは、天然の、高純度でかつアルミナ−シリ
カ耐火粘土であるカオリンの原料物質に由来する
セラミツク繊維をいう。「合成繊維」という用語
は、異なる繊維状態(例えばレーヨン)に加工す
ることはできるが天然に繊維状態で存在するすべ
ての形状のセルロースを除く。いくつかの実施例
の組成物では、単一の合成繊維を使用したが、別
の例ではいくつかのタイプの合成繊維を組合せて
用いた。別の実施例の組成物では合成繊維とセル
ロース繊維の混合物を用いた。組成物は全てアス
ベストおよび鉛を全く含まないものであつた。
有機結合剤は、例えばスチレンブタジエンゴム
(SBR)、ニトリルブタジエンゴム(NBR)およ
び変性フエノール樹脂およびカシユー樹脂を使用
した。ここで、「変性フエノール樹脂」とは、未
変性フエノール樹脂と、カシユー樹脂との混合物
又はそれらの反応生成物をいう。この有機結合剤
に対する硬化剤には硫黄、酸化亜鉛およびヘキサ
メチレンテトラミンを用いた。
多数の充填剤を種々の組合せで用いて、要求さ
れる低摩耗率、硬度および高摩擦係数を与えた。
使用した充填剤は鋳鉄グリツド、カヤナイト
(kyanite)、カシユーナツツ粒子、赤色酸化鉄
(赤鉄鉱)、黒色酸化鉄、粉末アルミナ、グラフア
イト、バライト、コークス、カオリン、氷晶石、
カーボンブラツクおよび亜鉛末であつた。
処方し試験した組成物の実例を以下に組成物A
〜Rで示す。原料の組成は重量百分率で示す。
尚、上記組成物A〜Rの全てに於いて硬化剤と
してヘキサメチレンテトラミンを使用した。ま
た、上記組成物A〜Rの全てに使用した樹脂は市
販のカシユー樹脂であつた。
組成物 A
重量%
ガラス繊維 3.02
有機結合剤 18.63
ゴ ム 15.74
樹 脂 2.89
硬化剤 1.64
充填剤 76.71
鉄グリツト 12.11
カヤナイト 12.11
粉末アルミナ 0.27
黒色酸化鉄 8.46
バライト 21.21
コークス 22.55
組成物 B
重量%
ガラス繊維 2.91
有機結合剤 17.25
ゴ ム 14.47
樹 脂 2.78
硬化剤 1.62
充填剤 78.22
鉄グリツト 23.37
カヤナイト 11.68
粉末アルミナ 0.26
グラフアイト 7.90
バライト 20.42
コークス 11.68
氷晶石 2.91
組成物 C
重量%
ガラス繊維 1.61
有機結合剤 16.98
ゴ ム 12.03
樹 脂 4.95
硬化剤 1.54
充填剤 79.85
鉄グリツト 24.54
カヤナイト 13.99
粉末アルミナ 0.48
グラフアイト 3.92
バライト 17.11
コークス 14.99
氷晶石 4.82
組成物 D
重量%
ガラス繊維 1.62
有機結合剤 17.18
ゴ ム 14.59
樹 脂 2.59
硬化剤 3.08
充填剤 78.13
鉄グリツド 24.75
カヤナイト 14.11
粉末アルミナ 0.26
グラフアイト 7.65
バライト 16.22
コークス 15.12
組成物 E
重量%
ポリエステル繊維 0.71
有機結合剤 18.93
ゴ ム 10.98
樹 脂 7.95
硬化剤 1.24
充填剤 79.11
鉄グリツト 13.36
カヤナイト 20.60
粉末アルミナ 0.53
グラフアイト 8.73
バライト 19.10
コークス 11.44
氷晶石 5.35
組成物 F
重量%
ガラス繊維 3.20
有機結合剤 19.74
ゴ ム 16.68
樹 脂 3.06
硬化剤 1.74
充填剤 75.32
カヤナイト 12.84
赤鉄鉱 16.04
カシユー粒子 1.28
粉末アルミナ 0.28
グラフアイト 6.40
バライト 22.44
コークス 16.04
組成物 G
重量%
ガラス繊維 2.87
有機結合剤 17.69
ゴ ム 14.95
樹 脂 2.74
硬化剤 1.56
充填剤 77.90
鉄グリツト 23.02
カヤナイト 11.51
粉末アルミナ 0.26
グラフアイト 5.74
バライト 20.12
コークス 14.38
氷晶石 2.87
組成物 H
重量%
繊 維 3.59
ガラス 3.06
セルロース 0.53
有機結合剤 17.81
ゴ ム 6.64
樹 脂 11.17
硬化剤 2.39
充填剤 76.22
グラフアイト 6.99
バライト 13.87
コークス 7.31
カオリン 3.62
粉末アルミナ 0.53
鉄グリツト 22.37
カヤナイト 13.17
赤鉄鉱 8.36
組成物 J
重量%
繊 維 2.16
ガラス 1.45
セルロース 0.71
有機結合剤 17.82
ゴ ム 15.06
樹 脂 2.76
硬化剤 1.57
充填剤 78.45
カヤナイト 11.59
粉末アルミナ 0.26
鉄グリツト 23.19
グラフアイト 5.78
バライト 20.26
コークス 14.48
氷晶石 2.89
組成物 L
重量%
繊 維 3.32
セルロース 0.50
ポリエステル 0.33
カオウール 2.49
有機結合剤 19.57
ゴ ム 2.95
樹 脂 16.62
硬化剤 2.65
充填材 74.48
鉄グリツト 31.08
カヤナイト 12.44
グラフアイト 6.70
バライト 15.56
コークス 4.98
粉末アルミナ 0.50
カオリン 3.22
組成物 M
重量%
ガラス繊維 3.24
有機結合剤 16.97
ゴ ム 9.46
樹 脂 7.51
硬化剤 1.17
充填材 78.64
鉄グリツト 24.71
カヤナイト 14.09
粉末アルミナ 1.01
グラフアイト 1.98
バライト 16.81
コークス 10.26
氷晶石 4.86
カーボンブラツク 4.92
組成物 N
重量%
ガラス繊維 3.19
有機結合剤 16.90
ゴ ム 14.35
樹 脂 2.55
硬化剤 1.60
充填材 78.31
鉄グリツト 24.34
カヤナイト 13.88
粉末アルミナ 0.26
グラフアイト 7.78
バライト 17.16
コークス 10.11
氷晶石 4.78
組成物 O
重量%
ガラス繊維 6.21
有機結合剤 16.99
ゴ ム 4.92
樹 脂 12.07
硬化剤 3.79
充填材 73.01
鉄グリツト 31.12
カヤナイト 12.46
グラフアイト 6.63
バライト 12.12
コークス 7.62
亜鉛末 3.06
組成物 P
重量%
繊 維 6.85
ガラス 6.34
セルロース 0.51
有機結合剤 17.36
ゴ ム 5.02
樹 脂 12.34
硬化剤 2.40
充填材 73.40
鉄グリツト 31.75
カヤナイト 12.71
グラフアイト 6.85
バライト 13.89
コークス 5.08
亜鉛末 3.12
組成物 R
重量%
繊 維 9.56
ガラス 3.18
セルロース 6.38
有機結合剤 18.32
ゴ ム 10.21
樹 脂 8.11
硬化剤 4.51
充填材 67.61
鉄グリツト 26.67
カヤナイト 15.21
バライト 6.38
コークス 11.17
粉末アルミナ 1.08
カーボンブラツク 7.10
これらの摩擦材料組成物のA.A.R.規格に対す
る性能を以下に示す。ここでPは合格、Fは不合
格を示す。
TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to composition-type railway friction materials, and more particularly to such materials characterized by the use of synthetic fibers and the absence of asbestos and lead. Most of the composite railway friction materials currently in use contain asbestos and lead. An example of this type of material is described in Spokes et al., US Pat. No. 3,168,487. Some environmental scientists have warned that the use of lead in friction materials can cause problems. As a result, a demand has arisen for lead-free friction materials. Some examples of lead-free friction material compositions include U.S. Pat. No. 3,492,262 to Griffith and No. 3,959,194 to Adelman. The former of these patents describes compositions that are lead-free and contain up to 16.5% by weight asbestos fibers, while the latter describes several compositions that are lead-free and contain up to 11.1% by weight asbestos fibers. More recently, some environmental scientists have pointed out that the use of asbestos fibers in friction materials can cause problems. Therefore, it is desirable to exclude asbestos and lead from the friction material composition. Although U.S. Pat. No. 3,959,149 describes some examples of using cellulose fibers in the range of 3.5-8.0% by weight as a replacement for asbestos, this patent is not directed to the removal of asbestos in friction materials. Asbestos has traditionally been used in friction materials because of its high heat resistance, strength, and low cost. As other types of fibers are significantly more expensive than asbestos, it is uneconomical to directly replace asbestos with other fibers, and there are no known fibers that have all of the desirable properties of asbestos. It is difficult because it is not. It is known to use high content carbon or graphite fibers in aircraft friction materials as described in Nitz, US Pat. No. 3,552,533. The use of glass fibers in friction materials has been described in several patents. Barnett, U.S. Pat. No. 3,743,069, relates to a clutch plate consisting almost entirely of a bundle of continuous glass filaments. U.S. Pat. No. 3,627,606 to Bentz describes a glass filament reinforced cloth clutch face impregnated with a lead (Resurge) containing bonding agent.
U.S. Pat. No. 3,713,934 to Morton describes a clutch face made of glass and asbestos. None of these friction materials are suitable for use in railway brake shoes because they are too expensive and/or contain lead or asbestos. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a lead-free, asbestos-free, and high coefficient of friction friction material composition that contains synthetic fibers but is characterized by a low fiber content and a low wear rate. AA for brake shoe from compositions with non-asbestos fibers, including low content of synthetic fibers
The applicant has discovered that it is possible to manufacture a railway brake shoe that meets R.R. (American Railroad Association) standards. The friction material according to the invention is from 0.5 to 0.5 by weight.
11.0% non-asbestos fibers, including at least 0.5% synthetic fibers, and 66-81% fillers and 14-21% organic binders. A preferred embodiment of this friction material composition for railroad vehicle use includes 2.7-3.5% synthetic fiber, 74-82% filler, and 16-19% organic binder. The criteria for suitability of a friction material composition for use in railway vehicle brake shoes is that the friction material can pass the standards set forth in AAR Inspection Regulations M-926-72, revised on February 13, 1973. It depends on whether or not. The relevant dynamometer performance test standards required by this AAR inspection rule include: 1 Instantaneous braking force in a 45-minute dynamometer drag test: Drag Braking force Heavy load 400 lb/min Light load 300 lb/min 2 Static friction coefficient Average of 9 tests - 0.38 min 3 90, 70, at light and heavy brake load
Stopping distances from 50, 30, 10 m/h (all stopping distances must be within their respective tolerances). 4 Abrasion loss: Drag test (total) - up to 0.60 cubic inches Test stops (series total) - up to 1.20 cubic inches As used herein, the term "synthetic fiber" refers to fibers made from materials that do not naturally exist in fibrous form. and includes glass, polyester and kaowool. Here, "kao wool" refers to a ceramic fiber derived from the raw material of kaolin, which is a natural, highly pure, alumina-silica fireclay. The term "synthetic fiber" excludes all forms of cellulose that naturally exist in fibrous form, although they can be processed into different fibrous states (eg, rayon). Some example compositions used a single synthetic fiber, while other examples used a combination of several types of synthetic fibers. Another example composition used a mixture of synthetic and cellulose fibers. All compositions were asbestos and lead free. Examples of organic binders used include styrene butadiene rubber (SBR), nitrile butadiene rubber (NBR), modified phenolic resin, and cashew resin. Here, the term "modified phenolic resin" refers to a mixture of an unmodified phenolic resin and a cashew resin, or a reaction product thereof. Sulfur, zinc oxide, and hexamethylenetetramine were used as curing agents for this organic binder. A number of fillers were used in various combinations to provide the required low wear rate, hardness and high coefficient of friction.
The fillers used were cast iron grit, kyanite, cashewite particles, red iron oxide (hematite), black iron oxide, powdered alumina, graphite, barite, coke, kaolin, cryolite,
It was carbon black and zinc dust. An illustrative example of a composition that has been formulated and tested is given below as Composition A.
- Indicated by R. The composition of raw materials is expressed in weight percentages. In addition, hexamethylenetetramine was used as a curing agent in all of the above compositions A to R. Further, the resin used in all of the above compositions A to R was a commercially available cashew resin. Composition A Weight % glass fiber 3.02 Organic binder 18.63 Rubber 15.74 Resin 2.89 Curing agent 1.64 Filler 76.71 Iron grit 12.11 Kyanite 12.11 Powdered alumina 0.27 Black iron oxide 8.46 Barite 21.21 Coke 22.55 Composition B Weight % glass fiber 2.91 Organic bonds Agent 17.25 Rubber 14.47 Resin 2.78 Hardener 1.62 Filler 78.22 Iron grit 23.37 Kyanite 11.68 Powdered alumina 0.26 Graphite 7.90 Barite 20.42 Coke 11.68 Cryolite 2.91 Composition C wt% Glass fiber 1.61 Organic bond Agent 16.98 Rubber 12.03 Resin 4.95 Hardener 1.54 Filler 79.85 Iron grit 24.54 Kyanite 13.99 Powdered alumina 0.48 Graphite 3.92 Barite 17.11 Coke 14.99 Cryolite 4.82 Composition D Weight % glass fiber 1.62 Organic binder 17.18 Rubber 14.59 Resin 2.59 Hardeners 3.08 Fillers 78.13 Iron grit 24.75 Kyanite 14.11 Powdered alumina 0.26 Graphite 7.65 Barite 16.22 Coke 15.12 Composition E weight% polyester fiber 0.71 Organic binder 18.93 Rubber 10.98 Resin 7.95 Hardener 1.24 Filler 79.11 Iron grit 13. 36 Kyanite 20.60 Powdered Alumina 0.53 Graphite 8.73 Barite 19.10 Coke 11.44 Cryolite 5.35 Composition Fwt% Glass fiber 3.20 Organic binder 19.74 Rubber 16.68 Resin 3.06 Hardener 1.74 Filler 75.32 Kyanite 12.84 Hematite 16.04 Cashew particles 1.28 Powdered alumina 0.28 Graph Aite 6.40 Barite 22.44 Coke 16.04 Composition G weight % Glass fiber 2.87 Organic binder 17.69 Rubber 14.95 Resin 2.74 Hardener 1.56 Filler 77.90 Iron grit 23.02 Kyanite 11.51 Powdered alumina 0.26 Graphite 5.74 Barite 20.12 Coke 14.38 Cryolite 2.87 Composition H weight% fiber 3.59 Glass 3.06 Cellulose 0.53 Organic binder 17.81 Rubber 6.64 Resin 11.17 Hardener 2.39 Filler 76.22 Graphite 6.99 Barite 13.87 Coke 7.31 Kaolin 3.62 Powdered alumina 0.53 Iron grit 22.37 Kyanite 13. 17 Hematite 8.36 Composition J weight% fiber 2.16 Glass 1.45 Cellulose 0.71 Organic binder 17.82 Rubber 15.06 Resin 2.76 Hardener 1.57 Filler 78.45 Kyanite 11.59 Powdered alumina 0.26 Iron grit 23.19 Graphite 5.78 Barite 20.26 Coke 14.48 Cryolite 2.89 Composition L weight% fiber 3.32 Cellulose 0.50 Polyester 0.33 Kao wool 2.49 Organic binder 19.57 Rubber 2.95 Resin 16.62 Hardener 2.65 Filler 74.48 Iron grit 31.08 Kyanite 12.44 Graphite 6.70 Barite 15.56 Coke 4.98 Powdered alumina 0.50 Kaolin 3.22 Composition M weight% glass fiber 3.24 Organic binders 16.97 Rubber 9.46 Resin 7.51 Hardener 1.17 Filler 78.64 Iron grit 24.71 Kyanite 14.09 Powdered alumina 1.01 Graphite 1.98 Barite 16.81 Coke 10.26 Cryolite 4.86 Carbon black 4.92 Composition N wt% glass fiber 3.19 Organic binder 16.90 Rubber 14.35 Resin 2.55 Hardened Agent 1.60 Filler 78.31 Iron grit 24.34 Kyanite 13.88 Powdered alumina 0.26 Graphite 7.78 Barite 17.16 Coke 10.11 Cryolite 4.78 Composition O wt% glass fiber 6.21 Organic binder 16.99 Rubber 4.92 Resin 12.07 Curing 3.79 Fillers 73.01 Iron grit 31.12 Kyanite 12.46 Graphite 6.63 Barite 12.12 Coke 7.62 Zinc dust 3.06 Composition P weight% fiber 6.85 Glass 6.34 Cellulose 0.51 Organic binder 17.36 Rubber 5.02 Resin 12.34 Hardening agent 2.40 Filler 73.40 Iron Grit 31.75 Kyanite 12.71 Graphite 6.85 Barite 13.89 Coke 5.08 Zinc dust 3.12 Composition R wt% fiber 9.56 Glass 3.18 Cellulose 6.38 Organic binder 18.32 Rubber 10.21 Resin 8.11 Hardener 4.51 Filler 67.61 Iron grit 26.67 Kyanite 15.21 Barite 6.38 Coat 11.17 Powdered alumina 1.08 Carbon black 7.10 These The performance of the friction material composition according to AAR standards is shown below. Here, P indicates pass and F indicates fail.
【表】【table】
【表】
組成物Aがわずかに低い摩擦係数を示した以外
は上記組成物は全てあらゆる点でA.A.R.性能規
格に合格した。組成物Lは比較的高い摩耗率を示
したが、A.A.R.規格内であつた。
上記試験結果から、種々の合成繊維を単独で、
または他の合成繊維と組合せで、またはセルロー
ス繊維と組合せで、含む組成物から製造した摩擦
材料が厳しいA.A.R.規格を満し、かつ低摩耗率
を示すことが分る。最善の摩耗率を示したのは組
成物A、B、C、G、N(これらは単一の合成繊
維を1.61−3.19%含む)、およびJ(これは合成
繊維およびセルロース繊維からなる繊維混合物を
低含量で含む)であつた。
全体としての繊維含量は0.71%ポリエステル
(組成物E)から9.56%ガラスおよびセルロース
(組成物R)の範囲であつた。結合剤含量は16.90
%(組成物N)から19.74%(組成物F)の範囲
であつたが、充填剤含量は67.51%(組成物R)
から79.85%(組成物C)であつた。硬化剤の量
と型は、主として用いた有機結合剤の量と組成物
とに依る。
要するに、種々の合成繊維を単独で、または組
合せて、またはセルロース繊維と組合せて、比較
的低含量で使用することにより、鉛またはアスベ
ストを使用することなく、鉄道用途に適した摩擦
材料組成物が処方でできることを本出願人は発見
した。Table: All of the above compositions passed the AAR performance specifications in all respects except Composition A, which exhibited a slightly lower coefficient of friction. Composition L exhibited a relatively high wear rate, but within AAR specifications. From the above test results, various synthetic fibers alone,
or in combination with other synthetic fibers, or in combination with cellulosic fibers, it has been found that friction materials made from compositions containing the same meet stringent AAR specifications and exhibit low wear rates. The best wear rates were shown by compositions A, B, C, G, N (which contain 1.61-3.19% of a single synthetic fiber) and J (which contains a fiber mixture of synthetic and cellulose fibers). ). Overall fiber content ranged from 0.71% polyester (Composition E) to 9.56% glass and cellulose (Composition R). Binder content is 16.90
% (composition N) to 19.74% (composition F), while the filler content was 67.51% (composition R).
to 79.85% (composition C). The amount and type of curing agent depends primarily on the amount and composition of organic binder used. In summary, the use of various synthetic fibers, alone or in combination, or in combination with cellulose fibers, at relatively low contents, results in friction material compositions suitable for railway applications without the use of lead or asbestos. The applicant has discovered that this can be done by prescription.
Claims (1)
ち少なくとも0.5重量%は合成繊維である)、 (2) 約66〜81重量%の充填剤、及び (3) 約14〜21重量%の、ゴムと変成フエノール樹
脂又はカシユー樹脂とからなる有機結合剤、 からなる、アスベスト及び鉛を含まない鉄道用摩
擦材料組成物であつて、 前記繊維が、ガラス繊維、セルロース、ポリエ
ステル繊維及びカオウール繊維からなる群より選
択され、前記合成繊維がガラス繊維、ポリエステ
ル繊維及びカオウール繊維からなる群より選択さ
れ、また、前記充填剤が、鋳鉄グリツド、カヤナ
イト、カシユーナツツ粒子、赤色酸化鉄、黒色酸
化鉄、粉末アルミナ、グラフアイト、バライト、
コークス、カオリン、氷晶石、カーボンブラツク
及び亜鉛末からなる群より選択される組成物。[Scope of Claims] 1. (1) about 0.5-11% by weight of fibers, of which at least 0.5% is synthetic fibers, (2) about 66-81% by weight of filler, and (3) An asbestos- and lead-free railway friction material composition comprising about 14 to 21% by weight of an organic binder comprising rubber and modified phenolic resin or cashew resin, wherein the fibers are glass fibers, cellulose , polyester fibers, and cao wool fibers; the synthetic fibers are selected from the group consisting of glass fibers, polyester fibers, and cao wool fibers; , black iron oxide, powdered alumina, graphite, barite,
A composition selected from the group consisting of coke, kaolin, cryolite, carbon black and zinc dust.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4986430A (en) * | 1972-10-31 | 1974-08-19 | ||
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---|---|---|---|---|
JPS4986430A (en) * | 1972-10-31 | 1974-08-19 | ||
JPS5187549A (en) * | 1975-01-30 | 1976-07-31 | Asahi Ishiwata Kogyo Kk | MASATSUZAIRYO |
JPS5210474A (en) * | 1975-07-10 | 1977-01-26 | Kouichirou Nomura | Surface treating method for baking mold and frame of bread and cakes |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009132816A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Advics Co Ltd | Friction material |
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