JP2602369B2 - 耐熱性摩擦材 - Google Patents
耐熱性摩擦材Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温における耐摩耗性
及び耐久性に優れた耐熱性摩擦材に関し、この摩擦材は
特にブレーキライニング用摩擦材やレジンモールドのフ
ェーシング用摩擦材等として有用である。
及び耐久性に優れた耐熱性摩擦材に関し、この摩擦材は
特にブレーキライニング用摩擦材やレジンモールドのフ
ェーシング用摩擦材等として有用である。
【０００２】
【従来の技術】ガラス繊維を基材繊維とし、これをフェ
ノール樹脂等の熱硬化性樹脂で結合してなる摩擦材は、
高強度で優れた耐摩耗性を有しており、且つ比較的広い
温度領域に亘って高い制動力、トルク伝達力を発揮し得
るところから、ブレーキライニング用、クラッチフェー
シング用等の各種摩擦材として広く利用されている。
ノール樹脂等の熱硬化性樹脂で結合してなる摩擦材は、
高強度で優れた耐摩耗性を有しており、且つ比較的広い
温度領域に亘って高い制動力、トルク伝達力を発揮し得
るところから、ブレーキライニング用、クラッチフェー
シング用等の各種摩擦材として広く利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところがガラス繊維は
比較的軟化点が低いため、高温における強度特性及び摩
擦特性が十分であるとは言えず、比較的短時間の使用で
フェード現象（俗に“へたり”と称されることもある）
を起こし、摩擦材としての機能を失なう。
比較的軟化点が低いため、高温における強度特性及び摩
擦特性が十分であるとは言えず、比較的短時間の使用で
フェード現象（俗に“へたり”と称されることもある）
を起こし、摩擦材としての機能を失なう。
【０００４】そこでこうした欠点を改善するため、ガラ
ス繊維と共に適量のチタン酸カリウム繊維（ウイスカ
ー）を併用することにより高温特性を改善することも試
みられている（特開昭63-280966 号公報等）が、特に高
温摩擦特性においては期待されたほどの改質効果は得ら
れず、むしろ悪くなる傾向が見られる。
ス繊維と共に適量のチタン酸カリウム繊維（ウイスカ
ー）を併用することにより高温特性を改善することも試
みられている（特開昭63-280966 号公報等）が、特に高
温摩擦特性においては期待されたほどの改質効果は得ら
れず、むしろ悪くなる傾向が見られる。
【０００５】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであって、特に高温における強度、耐摩耗性、制
動持続性の要求されるブレーキライニング用もしくはク
ラッチフェーシング用等として有用な耐熱性摩擦材を提
供しようとするものである。
たものであって、特に高温における強度、耐摩耗性、制
動持続性の要求されるブレーキライニング用もしくはク
ラッチフェーシング用等として有用な耐熱性摩擦材を提
供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る耐熱性摩擦材の構成は、熱硬化性
樹脂を結合剤とし、これにガラス繊維を配合してなる摩
擦材において、熱硬化性樹脂：１０〜３０体積％ガラス
繊維及び板状チタン酸カリウム：総和で４５〜２０体積
％を含み、且つガラス繊維の配合量が、摩擦材全量中に
占める比率で15体積% 以上であると共に、 該ガラス繊維
に対して1/3 体積比以上の板状チタン酸カリウムが配合
されたものであるところに要旨を有するものである。
のできた本発明に係る耐熱性摩擦材の構成は、熱硬化性
樹脂を結合剤とし、これにガラス繊維を配合してなる摩
擦材において、熱硬化性樹脂：１０〜３０体積％ガラス
繊維及び板状チタン酸カリウム：総和で４５〜２０体積
％を含み、且つガラス繊維の配合量が、摩擦材全量中に
占める比率で15体積% 以上であると共に、 該ガラス繊維
に対して1/3 体積比以上の板状チタン酸カリウムが配合
されたものであるところに要旨を有するものである。
【０００７】
【作用】先に述べた様に、摩擦材としての高温強度を高
めるために、ガラス繊維基材と共に適量のチタン酸カリ
ウム繊維を使用することは公知である。ところがチタン
酸カリウム繊維に代えて板状チタン酸カリウムを使用す
ると、高温強度及び高温摩擦特性を効果的に高め得るこ
とが確認された。
めるために、ガラス繊維基材と共に適量のチタン酸カリ
ウム繊維を使用することは公知である。ところがチタン
酸カリウム繊維に代えて板状チタン酸カリウムを使用す
ると、高温強度及び高温摩擦特性を効果的に高め得るこ
とが確認された。
【０００８】たとえば図１，２は、下記の基本配合にお
いて、基材としてガラス繊維単独、及びガラス繊維とチ
タン酸カリウム繊維もしくは板状チタン酸カリウムを併
用した場合における温度と摩擦係数及び摩耗率の関係を
対比して示したグラフである。
いて、基材としてガラス繊維単独、及びガラス繊維とチ
タン酸カリウム繊維もしくは板状チタン酸カリウムを併
用した場合における温度と摩擦係数及び摩耗率の関係を
対比して示したグラフである。
【０００９】［配合組成］フェノール樹脂（日立化成
（株）製「ＨＰ−３０９ＮＳ」）：２５部 基材：(A) ガラス繊維（富士ファイバーグラス（株）製
「ＦＥＳ−０３−０４」）単独 ３０部 （繊維径：１３μｍ，長さ：３mmのチョップドストラン
ド） (B) ガラス繊維（富士ファイバーグラス（株）製「ＦＥ
Ｓ−０３−０４」）１５部 （繊維径：１３μｍ，長さ：３mmのチョップドストラン
ド） チタン酸カリウム繊維（大塚化学（株）製「ティスモ
Ｄ」)１５部 （針状、径：0.2 〜1.0 μｍ、長さ：５〜２０μｍ） (C) ガラス繊維（富士ファイバーグラス（株）製「ＦＥ
Ｓ−０３−０４」）１５部 （繊維径：１３μｍ，長さ：３mmのチョップドストラン
ド） 板状チタン酸カリウム（（株）クボタ製「ＴＸＡＸ−
Ａ」)１５部 （板状、径：１０〜３０μｍ、長さ：８０〜３５０μ
ｍ） その多成分：フェノール樹脂等の結合剤 硫酸バリウム等の摩擦調整剤
（株）製「ＨＰ−３０９ＮＳ」）：２５部 基材：(A) ガラス繊維（富士ファイバーグラス（株）製
「ＦＥＳ−０３−０４」）単独 ３０部 （繊維径：１３μｍ，長さ：３mmのチョップドストラン
ド） (B) ガラス繊維（富士ファイバーグラス（株）製「ＦＥ
Ｓ−０３−０４」）１５部 （繊維径：１３μｍ，長さ：３mmのチョップドストラン
ド） チタン酸カリウム繊維（大塚化学（株）製「ティスモ
Ｄ」)１５部 （針状、径：0.2 〜1.0 μｍ、長さ：５〜２０μｍ） (C) ガラス繊維（富士ファイバーグラス（株）製「ＦＥ
Ｓ−０３−０４」）１５部 （繊維径：１３μｍ，長さ：３mmのチョップドストラン
ド） 板状チタン酸カリウム（（株）クボタ製「ＴＸＡＸ−
Ａ」)１５部 （板状、径：１０〜３０μｍ、長さ：８０〜３５０μ
ｍ） その多成分：フェノール樹脂等の結合剤 硫酸バリウム等の摩擦調整剤
【００１０】図１，２からも明らかである様に、300 ℃
を超える高温条件下での摩擦係数及び摩耗率を比較する
と、板状チタン酸カリウムを併用したものはチタン酸カ
リウム繊維を併用したものよりも高温の摩擦係数、摩耗
率を大幅に改善し得ることが分かる。
を超える高温条件下での摩擦係数及び摩耗率を比較する
と、板状チタン酸カリウムを併用したものはチタン酸カ
リウム繊維を併用したものよりも高温の摩擦係数、摩耗
率を大幅に改善し得ることが分かる。
【００１１】本発明はこの様な実験結果を基にして完成
されたものであり、第１の特徴は、強度及び摩耗特性を
与えるための基材としてガラス繊維を板状チタン酸カリ
ウムと併用するところに存在するものである。そしてこ
うした板状チタン酸カリウムの併用効果を有効に発揮さ
せるには、基材として配合されるガラス繊維に対して1/
3 体積比以上使用することが必要であり、それ未満では
板状チタン酸カリウムの上記併用効果が有効に発揮され
ない。板状チタン酸カリウム併用量の上限は特に規定さ
れないが、その併用効果はガラス繊維に対して1/1 体積
比の配合で飽和し、それ以上配合しても改質効果はそれ
以上向上せず不経済であるので、実用性を考えるとガラ
ス繊維に対して1/1 体積比以下に抑えることが望まれ
る。
されたものであり、第１の特徴は、強度及び摩耗特性を
与えるための基材としてガラス繊維を板状チタン酸カリ
ウムと併用するところに存在するものである。そしてこ
うした板状チタン酸カリウムの併用効果を有効に発揮さ
せるには、基材として配合されるガラス繊維に対して1/
3 体積比以上使用することが必要であり、それ未満では
板状チタン酸カリウムの上記併用効果が有効に発揮され
ない。板状チタン酸カリウム併用量の上限は特に規定さ
れないが、その併用効果はガラス繊維に対して1/1 体積
比の配合で飽和し、それ以上配合しても改質効果はそれ
以上向上せず不経済であるので、実用性を考えるとガラ
ス繊維に対して1/1 体積比以下に抑えることが望まれ
る。
【００１２】また基材として使用されるガラス繊維は、
従来例と同様に摩擦材としての強度及び摩擦特性を与え
るための安価な素材として不可欠の成分であり、当該ガ
ラス繊維に対して1/1 体積比以上の板状チタン酸カリウ
ムを併用するという条件のもとで基材としての最低限の
効果を発揮させるためには、摩擦材全量に占める体積比
率で15％以上配合しなければならない。
従来例と同様に摩擦材としての強度及び摩擦特性を与え
るための安価な素材として不可欠の成分であり、当該ガ
ラス繊維に対して1/1 体積比以上の板状チタン酸カリウ
ムを併用するという条件のもとで基材としての最低限の
効果を発揮させるためには、摩擦材全量に占める体積比
率で15％以上配合しなければならない。
【００１３】従って摩擦材全量中に占めるガラス繊維と
板状チタン酸カリウムの総和は20体積％以上となるが、
これらの総和が多くなり過ぎると摩擦材が脆弱になると
共に制動効果も低下して摩擦材としての機能が極端に低
下してくるので、好ましくは45体積％以下、より好まし
くは40体積％以下に抑えることが望まれる。
板状チタン酸カリウムの総和は20体積％以上となるが、
これらの総和が多くなり過ぎると摩擦材が脆弱になると
共に制動効果も低下して摩擦材としての機能が極端に低
下してくるので、好ましくは45体積％以下、より好まし
くは40体積％以下に抑えることが望まれる。
【００１４】次に結合剤として使用される熱硬化性樹脂
は、摩擦材のマトリックス成分して可撓性、耐衝撃性、
制動性等を与えるための成分であり、高温条件下での強
度特性を確保する意味から好ましいものを例示すると、
フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂等
である。該熱硬化性樹脂の配合量は特に限定されない
が、結合剤としての機能を有効に発揮させるには、摩擦
材全量に占める比率で１０〜３０体積％、より好ましく
は１５〜２５体積％の範囲とすべきであり、該結合剤の
配合量が不足する場合は摩擦材が強度不足となり、一方
多過ぎる場合は必要な気孔率が確保できなくなる。
は、摩擦材のマトリックス成分して可撓性、耐衝撃性、
制動性等を与えるための成分であり、高温条件下での強
度特性を確保する意味から好ましいものを例示すると、
フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂等
である。該熱硬化性樹脂の配合量は特に限定されない
が、結合剤としての機能を有効に発揮させるには、摩擦
材全量に占める比率で１０〜３０体積％、より好ましく
は１５〜２５体積％の範囲とすべきであり、該結合剤の
配合量が不足する場合は摩擦材が強度不足となり、一方
多過ぎる場合は必要な気孔率が確保できなくなる。
【００１５】本発明に係る摩擦材の必須構成成分は以上
の３成分であるが、必要により更に次の様な成分を配合
することによって性能を更に改善することも可能であ
る。
の３成分であるが、必要により更に次の様な成分を配合
することによって性能を更に改善することも可能であ
る。
【００１６】まずガラス繊維及び板状チタン酸カリウム
と併用し得る更に他の強化材として、アラミド繊維等の
有機繊維；炭素繊維、ロックウール、銅、鋼、真鍮等の
金属繊維などの無機繊維等を挙げることができる。
と併用し得る更に他の強化材として、アラミド繊維等の
有機繊維；炭素繊維、ロックウール、銅、鋼、真鍮等の
金属繊維などの無機繊維等を挙げることができる。
【００１７】また低温乃至高温での摩擦特性や熱伝導度
を調整し或は摩擦界面の有機皮膜に対しクリーニング効
果を与えるための成分として、たとえばカシューダス
ト、加硫もしくは未加硫の天然・合成ゴム粉末、グラフ
ァイト、各種硫化物（二硫化モリブデン，三硫化アンチ
モン等）、金属酸化物（MgO,Al2O3,ZrO2,SiO2,Sb2O3,Ti
O2,Cu2O3,ZnO，Fe2O3,SnO2,MoO3,ムライト等）、各種金
属（鉄，鋼，Al,Zn 等）のチップもしくは粉末、硫酸バ
リウム等の金属硫酸塩、炭酸カルシウム，炭酸バリウム
等の金属炭酸塩等を、本発明の前記特長を阻害しない限
度で所望に応じて適量配合することもできる。
を調整し或は摩擦界面の有機皮膜に対しクリーニング効
果を与えるための成分として、たとえばカシューダス
ト、加硫もしくは未加硫の天然・合成ゴム粉末、グラフ
ァイト、各種硫化物（二硫化モリブデン，三硫化アンチ
モン等）、金属酸化物（MgO,Al2O3,ZrO2,SiO2,Sb2O3,Ti
O2,Cu2O3,ZnO，Fe2O3,SnO2,MoO3,ムライト等）、各種金
属（鉄，鋼，Al,Zn 等）のチップもしくは粉末、硫酸バ
リウム等の金属硫酸塩、炭酸カルシウム，炭酸バリウム
等の金属炭酸塩等を、本発明の前記特長を阻害しない限
度で所望に応じて適量配合することもできる。
【００１８】
【実施例】ガラス繊維として「ＦＥＳ−０３−０４」
（富士ファイバーグラス（株）製）、板状チタン酸カリ
ウムとして「ＴＸＡＸ−Ａ」（（株）クボタ製）、針状
チタン酸カリウム繊維として「ティスモＤ」（大塚化学
（株）製）、結合剤として「ＨＰ−３０９ＮＳ」（日立
化成（株）製のフェノール樹脂）を使用し、表１に示す
組成の摩擦材を作製した。尚用いた各繊維のサイズは前
述の通りである。
（富士ファイバーグラス（株）製）、板状チタン酸カリ
ウムとして「ＴＸＡＸ−Ａ」（（株）クボタ製）、針状
チタン酸カリウム繊維として「ティスモＤ」（大塚化学
（株）製）、結合剤として「ＨＰ−３０９ＮＳ」（日立
化成（株）製のフェノール樹脂）を使用し、表１に示す
組成の摩擦材を作製した。尚用いた各繊維のサイズは前
述の通りである。
【００１９】
【表１】
【００２０】得られた各摩擦材について、ＪＩＳ Ｄ−
４４１１に準拠して温度と摩擦係数の関係を調べたとこ
ろ、図３に示す結果が得られた。この図からも明らかで
ある様に、本発明の規定要件を満たす実験No. １〜３は
いずれも広い温度域で安定した摩擦係数を維持してお
り、且つ300 ℃を超える高温域においても摩擦係数の低
下は少ない。
４４１１に準拠して温度と摩擦係数の関係を調べたとこ
ろ、図３に示す結果が得られた。この図からも明らかで
ある様に、本発明の規定要件を満たす実験No. １〜３は
いずれも広い温度域で安定した摩擦係数を維持してお
り、且つ300 ℃を超える高温域においても摩擦係数の低
下は少ない。
【００２１】これに対し、ガラス繊維のみで板状チタン
酸カリウムを配合していない比較例No. ４）、板状チタ
ン酸カリウムの配合量が不足する比較例（No. ５）及び
板状チタン酸カリウム繊維に代えて針状チタン酸カリウ
ム繊維を用いた比較例（No.６）は、いずれも300 ℃を
超える高温域での摩擦係数の低下が著しく、耐熱性摩擦
材としての適性を欠くものであることが分かる。
酸カリウムを配合していない比較例No. ４）、板状チタ
ン酸カリウムの配合量が不足する比較例（No. ５）及び
板状チタン酸カリウム繊維に代えて針状チタン酸カリウ
ム繊維を用いた比較例（No.６）は、いずれも300 ℃を
超える高温域での摩擦係数の低下が著しく、耐熱性摩擦
材としての適性を欠くものであることが分かる。
【００２２】また図４，５は、上記実験例におけるNo.
１からNo.６の配合組成に準拠して、ガラス繊維に対す
る板状チタン酸カリウムまたは針状チタン酸カリウム繊
維の配合比率を０〜21（体積比）の範囲で変え、得られ
る摩擦材における板状チタン酸カリウムまたは針状チタ
ン酸カリウム繊維の配合比率が摩耗率または曲げ強度、
破断時歪に与える影響を調べた結果を示したものであ
る。
１からNo.６の配合組成に準拠して、ガラス繊維に対す
る板状チタン酸カリウムまたは針状チタン酸カリウム繊
維の配合比率を０〜21（体積比）の範囲で変え、得られ
る摩擦材における板状チタン酸カリウムまたは針状チタ
ン酸カリウム繊維の配合比率が摩耗率または曲げ強度、
破断時歪に与える影響を調べた結果を示したものであ
る。
【００２３】これらの図からも明らかである様に、摩耗
率、曲げ強度、破断時歪のいずれにおいても、板状チタ
ン酸カリウムを併用したものは、針状チタン酸カリウム
繊維を併用したものに比べて優れた性能を有しており、
特にその配合率が10体積％以上になるとその差が顕著に
なっている。
率、曲げ強度、破断時歪のいずれにおいても、板状チタ
ン酸カリウムを併用したものは、針状チタン酸カリウム
繊維を併用したものに比べて優れた性能を有しており、
特にその配合率が10体積％以上になるとその差が顕著に
なっている。
【００２４】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、特
に強化用の基材としてガラス繊維と共に板状チタン酸カ
リウムを適量併用することによって、広い温度域で安定
した摩擦特性及び強度の非常に優れた摩擦材を提供し得
ることになった。
に強化用の基材としてガラス繊維と共に板状チタン酸カ
リウムを適量併用することによって、広い温度域で安定
した摩擦特性及び強度の非常に優れた摩擦材を提供し得
ることになった。
【図１】強化用基材の種類を変えた場合の温度と摩擦係
数の関係を示すグラフである。
数の関係を示すグラフである。
【図２】強化基材の種類を変えた場合の温度と摩耗率の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図３】実施例で得た摩擦材の温度と摩擦係数の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】板状チタン酸カリウムまたは針状チタン酸カリ
ウム繊維の配合率が高温での摩耗率に及ぼす影響を示し
たグラフである。
ウム繊維の配合率が高温での摩耗率に及ぼす影響を示し
たグラフである。
【図５】板状チタン酸カリウムまたは針状チタン酸カリ
ウム繊維の配合率が曲げ強度及び破断時歪に及ぼす影響
を示したグラフである。
ウム繊維の配合率が曲げ強度及び破断時歪に及ぼす影響
を示したグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 熱硬化性樹脂を結合剤とし、これにガラ
ス繊維を配合してなる摩擦材において、熱硬化性樹脂：
１０〜３０体積％ガラス繊維及び板状チタン酸カリウ
ム：総和で４５〜２０体積％を含み、且つガラス繊維の
配合量が、摩擦材全量中に占める比率で15体積% 以上で
あると共に、 該ガラス繊維に対して1/3 体積比以上の板
状チタン酸カリウムが配合されたものであることを特徴
とする耐熱性摩擦材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080951A JP2602369B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 耐熱性摩擦材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080951A JP2602369B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 耐熱性摩擦材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04290621A JPH04290621A (ja) | 1992-10-15 |
| JP2602369B2 true JP2602369B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=13732813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3080951A Expired - Fee Related JP2602369B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 耐熱性摩擦材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2602369B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3027577B1 (ja) * | 1999-02-09 | 2000-04-04 | 大塚化学株式会社 | 摩擦材 |
| JP5895367B2 (ja) * | 2011-06-07 | 2016-03-30 | 日立化成株式会社 | ノンアスベスト摩擦材組成物 |
| US9470283B2 (en) | 2011-06-07 | 2016-10-18 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Non-asbestos friction material composition |
| JP5895366B2 (ja) * | 2011-06-07 | 2016-03-30 | 日立化成株式会社 | ノンアスベスト摩擦材組成物 |
| CN102618216A (zh) * | 2012-02-27 | 2012-08-01 | 西北工业大学 | 类陶瓷摩擦材料及其制备方法 |
| CN104059260B (zh) * | 2014-06-30 | 2016-01-20 | 江苏荣昌机械制造集团有限公司 | 一种耐高温复合型功能闸瓦及其生产方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63218739A (ja) * | 1987-03-09 | 1988-09-12 | Teijin Ltd | 摩擦材の製造方法 |
| JPH0832601B2 (ja) * | 1988-05-23 | 1996-03-29 | 株式会社クボタ | 摩擦材 |
-
1991
- 1991-03-18 JP JP3080951A patent/JP2602369B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04290621A (ja) | 1992-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961126 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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