JPH0565474A - 増粘着研摩子及びその熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】研摩子の強度低下を低減させるとともに耐摩耗
性を向上させることを目的とする。 【構成】結合剤として耐熱性樹脂であるパラフェニルフ
ェノールとフェノールの共重合体樹脂と、酸化アルミ、
炭化珪素、その他類似の研摩材砥粒と、銅、アルミニウ
ム、鉄等の金属粉末と、これに有機繊維、無機繊維等の
物質を単独または２種以上を加えて均一に撹拌混合し、
これを成形機の金型キャビティ内に充填して加熱加圧成
形した後、非酸化雰囲気にて２５０℃を越えて１２５０
℃未満の温度で熱処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄道車両、特に高速鉄道
車両に於ける車輪と軌条間の粘着力を増強し、耐摩耗性
を向上するための増粘着研摩子及びその熱処理方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のごとく走行中の鉄道車両におい
て、車輪踏面と軌条表面に付着する酸化皮膜、錆、油
脂、水分などは、粘着係数実質的には摩擦係数を低下さ
せ、その結果ブレーキ距離が延長し、また滑走して車輪
踏面及び軌条表面を損傷してその寿命を短縮し好ましく
ないものである。

【０００３】このような悪現象を生じさせる粘着係数の
低下を防止させるために、車輪踏面を処理する方法とし
て、化学的洗浄法、粘着剤塗布法、スパーク放電法、プ
ラズマジェット法、ブラッシング法などが考えられる
が、いずれも考え方だけに止まり、また他への悪影響、
実施が困難で効果が極めて小さく、且つ莫大な経費を要
するなどの欠点があり全く実用化されていないのが実状
である。

【０００４】しかしながら、車両の高速化に伴いブレー
キ距離の短縮及びブレーキ力を増強するため、滑走の発
生頻度の観点から粘着係数の低下防止、さらに進んで粘
着係数を増大させることの必要性は極めて大きいものが
ある。そこで車両踏面に付着する異物による粘着係数の
低下を防止するために、車輪踏面清掃装置が用いられて
いる。この清掃装置は、装置先端に取り付けている研摩
子をブレーキ動作と同時に軽く車輪踏面に圧着し、その
摺動摩擦によつて車輪踏面に付着している異物を除去す
ると共に、車輪踏面に微小粗さを形成することにより粘
着係数を向上させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
研摩子の結合剤にはフェノール樹脂を用いていたが、鉄
道車両の高速化に伴う研摩子の高温化及び高負荷化によ
り、フェノール樹脂では耐熱性が劣り、高温・高速条件
及び高負荷条件における研摩子の摩耗が激しく、長期間
の使用に耐えられないという課題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は結合材として、パラフェニルフェノール
（５〜１００体積％）とフェノール（０〜９５体積％）
とを酸またはアルカリ触媒を用いてホルムアルデヒドと
共重合反応させ、そして縮合させた耐熱性を有するパラ
フェニルフェノールとフェノールの共重合体樹脂と酸化
アルミ、炭化珪素、その他類似の研摩材砥粒と、銅、ア
ルミニウム、鉄等の金属粉末と、これに有機繊維、無機
繊維等の物質を単独または２種類以上を加えて均一に撹
拌混合し、これを成形機の金型キャビティ内に充填して
加熱加圧成形した後、該研摩子を窒素、ヘリウム、アル
ゴン及び二酸化炭素等の不活性ガスを用いた非酸化性雰
囲気において、処理温度を２５０℃以上１２５０℃未満
とする設定条件下で熱処理を行う。この研摩子は、樹脂
が一般のフェノール樹脂に比べ耐熱性を有するため、熱
による機械的強度や研摩材砥粒結合強度の低下が少な
く、耐摩耗性を有する研磨子であることを特徴とするも
のである。

【０００７】

【作用】このような耐熱性樹脂であるパラフェニルフェ
ノール系樹脂を結合剤として使うことにより、熱劣化に
よる強度低下が防げるとともに、耐摩耗性も向上する。

【０００８】

【実施例】本発明に係わる研摩子の熱処理方法について
以下説明する。結合剤であるパラフェニルフェノールと
フェノールの共重合体樹脂は、パラフェニルフェノール
とフェノールをモル比１対３で、アルカリであるアンモ
ニア触媒を用いてホルムアルデヒドと共重合反応させ、
縮合することで本発明にかかるパラフェニルフェノール
とフェノールの共重合体樹脂を得る。そして、増粘着研
摩子の原材料及び配合量を下記表１に示す。

【０００９】

【表１】

【００１０】上記の素材を撹拌機にて均一に撹拌混合し
たものを加熱した成形機の金型キャビティ内に充填して
加熱加圧して圧縮成形し、然る後、該成形物を窒素雰囲
気中において、処理温度２５０℃以上１２５０℃未満、
好ましくは３５０℃以上８００℃未満が最適なものとな
り、処理時間については１５分以上、より好ましくは３
０分以上２時間以下がよい。

【００１１】上記設定条件である熱処理温度と処理時間
を選んだ理由は、処理温度が１２５０℃を越えると急激
な分解が起こるため、研摩子内部に生じたガスが外部へ
逃げきれず、膨れや割れを生じやすくなるからであり、
２５０℃以下では長時間の熱処理を行っても結合剤であ
るパラフェニルフェノール系樹脂の分解が僅かしか起こ
らず、耐摩耗性を向上させることが不可能となるからで
ある。また、処理時間が１５分未満では研摩子内部のパ
ラフェニルフェノール系樹脂の分解が僅かしか起こら
ず、耐摩耗性を向上させることが不可能となるからであ
る。

【００１２】上記実施例において、研摩子の強度保持の
効果を確かめるために、その具体例として、窒素雰囲気
中で熱処理温度４００℃、処理時間１時間の熱処理を施
した研摩子についてその特性について調べてみた。耐熱
性樹脂であるパラフェニルフェノール系樹脂を結合剤と
して用いた場合と一般のフェノール樹脂を結合剤として
用いた場合とでは、高温熱処理後の強度低下には下記の
表２に示す程の差がある。

【００１３】

【表２】

【００１４】表２から明かなように、高温熱処理を行う
ことにより熱処理後の曲げ強度は、一般のフェノール樹
脂を結合剤として用いた研摩子の場合は著しく減少する
が、耐熱性の樹脂であるパラフェニルフェノールを用い
た研摩子の場合には一般のフェノール樹脂の場合に比べ
半分の減少であることがわかる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明は研摩子の結合剤として耐熱性の樹脂であるパラフ
ェニルフェノール系樹脂を用いた研摩子を非酸化性雰囲
気下で高温処理することにより、研摩子の強度低下を低
減させ、しかも熱硬化性樹脂をあらかじめ熱処理によっ
て炭化させることによって耐摩耗性を向上することがで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 光弘 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内 (72)発明者 平井 康之 茨城県結城市大字鹿窪1772ー１ 日立化成 工業株式会社南結城工場内 (72)発明者 上田 孝文 大阪市都島区友渕町２丁目10番19号 上田 ブレーキ株式会社内 (72)発明者 中村 弘治 大阪市都島区友渕町２丁目10番19号 上田 ブレーキ株式会社内 (72)発明者 丸岡 昭 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 内田 清五 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 中野 敏 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結合剤として耐熱性樹脂であるパラフェ
   ニルフェノールとフェノールの共重合体樹脂と、酸化ア
   ルミ、炭化珪素、その他類似の研摩材砥粒と、銅、アル
   ミニウム、鉄等の金属粉末と、これに有機繊維、無機繊
   維等の物質を単独または２種類以上を加えて均一に撹拌
   混合し、これを成形機の金型キャビティ内に充填して加
   熱加圧成形した後、非酸化雰囲気にて２５０℃を越えて
   １２５０℃未満の温度で熱処理することを特徴とする増
   粘着研摩子。
2. 【請求項２】 結合剤として耐熱性樹脂であるパラフェ
   ニルフェノールとフェノールの共重合体樹脂と、酸化ア
   ルミ、炭化珪素、その他類似の研摩材砥粒と、銅、アル
   ミニウム、鉄等の金属粉末と、これに有機繊維、無機繊
   維等の物質を単独または２種類以上を加えて均一に撹拌
   混合し、これを成形機の金型キャビティ内に充填して加
   熱加圧成形した後、非酸化雰囲気にて２５０℃を越えて
   １２５０℃未満の温度で熱処理することを特徴とする増
   粘着研摩子の熱処理方法。
3. 【請求項３】 パラフェニルフェノールとフェノールの
   共重合体樹脂が、酸を触媒として合成されたことを特徴
   とする請求項１記載の増粘着研摩子。
4. 【請求項４】 パラフェニルフェノールとフェノールの
   共重合体樹脂が、アルカリを触媒として合成されたもの
   であることを特徴とする請求項１記載の増粘着研摩子。
5. 【請求項５】 非酸化雰囲気が、窒素、アルゴン、二酸
   化炭素、ヘリウム等であることを特徴とする請求項２記
   載の増粘着研摩子の熱処理方法。