JPH09278553A - 炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 - Google Patents
炭素繊維強化炭素複合材の製造方法Info
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- JPH09278553A JPH09278553A JP8083582A JP8358296A JPH09278553A JP H09278553 A JPH09278553 A JP H09278553A JP 8083582 A JP8083582 A JP 8083582A JP 8358296 A JP8358296 A JP 8358296A JP H09278553 A JPH09278553 A JP H09278553A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 摩擦、摺動特性にすぐれた炭素繊維炭素複合
材ブレーキ摺動材を製造する。 【解決手段】ピッチ系炭素繊維を用い、 繊維を２次元ランダムに配向し、 ２２００℃以下で１次焼成した後に、 ＣＶＤをマトリックスとした緻密化に続き、ピッチ又
は樹脂の含浸及び最終熱処理温度以下での焼成を繰り返
し、緻密化し、 １次焼成温度より低い温度で最終熱処理を行うことに
より摩擦、摺動特性にすぐれた炭素繊維炭素複合材ブレ
ーキ摺動材を製造する。
材ブレーキ摺動材を製造する。 【解決手段】ピッチ系炭素繊維を用い、 繊維を２次元ランダムに配向し、 ２２００℃以下で１次焼成した後に、 ＣＶＤをマトリックスとした緻密化に続き、ピッチ又
は樹脂の含浸及び最終熱処理温度以下での焼成を繰り返
し、緻密化し、 １次焼成温度より低い温度で最終熱処理を行うことに
より摩擦、摺動特性にすぐれた炭素繊維炭素複合材ブレ
ーキ摺動材を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強度及び摩擦、摺
動特性に優れる、ブレーキ摺動材に適した炭素繊維強化
炭素複合材（以下Ｃ／Ｃ複合材）の製造方法に関するも
のである。
動特性に優れる、ブレーキ摺動材に適した炭素繊維強化
炭素複合材（以下Ｃ／Ｃ複合材）の製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】一般のブレーキ材料は回転体と固定体を
摩擦接合することにより運動エネルギーを熱エネルギー
へ変換させ、運動している物体を減速、さらには停止さ
せる機能を持っているものである。近年、高速化や大型
化による重量増により、特に航空機用ブレーキ材として
は、Ｃ／Ｃ複合材が、その優れた熱伝導率と、大きな熱
容量、高強度等から、多くの飛行機で実用化される様に
なってきている。
摩擦接合することにより運動エネルギーを熱エネルギー
へ変換させ、運動している物体を減速、さらには停止さ
せる機能を持っているものである。近年、高速化や大型
化による重量増により、特に航空機用ブレーキ材として
は、Ｃ／Ｃ複合材が、その優れた熱伝導率と、大きな熱
容量、高強度等から、多くの飛行機で実用化される様に
なってきている。
【０００３】一般にＣ／Ｃ複合材はＰＡＮ系、ピッチ
系、或いはレーヨン系などの長又は短炭素繊維にフェノ
ール樹脂、フラン樹脂などの熱硬化性樹脂或いはピッチ
類などの熱可塑性樹脂等を含浸又は混合して加熱成形し
たものを非酸化性ガス雰囲気において焼成し、更に緻密
化、黒鉛化処理することにより製造されている。
系、或いはレーヨン系などの長又は短炭素繊維にフェノ
ール樹脂、フラン樹脂などの熱硬化性樹脂或いはピッチ
類などの熱可塑性樹脂等を含浸又は混合して加熱成形し
たものを非酸化性ガス雰囲気において焼成し、更に緻密
化、黒鉛化処理することにより製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そしてＣ／Ｃブレーキ
材として望まれる特性としては、第１に定められた停止
距離以内に停止できる制動能力を有する材料であるこ
と、すなわち、適度な摩擦係数を有する材料であること
である。第２に制動時に過大な制動トルク値を発生し、
いわゆるガク効きを起こさしめたり、ブレーキ材回りに
過大な荷重を負わせたりしない性状を有していないこと
が望まれる。すなわち、過大な摩擦係数を有しない材料
でかつ瞬時摩擦係数が適度な値を示す材料であることで
ある。
材として望まれる特性としては、第１に定められた停止
距離以内に停止できる制動能力を有する材料であるこ
と、すなわち、適度な摩擦係数を有する材料であること
である。第２に制動時に過大な制動トルク値を発生し、
いわゆるガク効きを起こさしめたり、ブレーキ材回りに
過大な荷重を負わせたりしない性状を有していないこと
が望まれる。すなわち、過大な摩擦係数を有しない材料
でかつ瞬時摩擦係数が適度な値を示す材料であることで
ある。
【０００５】第３は、摩耗量が少ないことが必要であ
る。Ｃ／Ｃ複合材はマトリックス炭素と炭素繊維からな
るものであるが、ブレーキ材として使用した時には摺動
面から炭素繊維又はマトリックス炭素がはがれ落ちるこ
とにより摩耗し、使用回数に限界があるが、これを大幅
に改良し、ブレーキの寿命を延ばすことである。
る。Ｃ／Ｃ複合材はマトリックス炭素と炭素繊維からな
るものであるが、ブレーキ材として使用した時には摺動
面から炭素繊維又はマトリックス炭素がはがれ落ちるこ
とにより摩耗し、使用回数に限界があるが、これを大幅
に改良し、ブレーキの寿命を延ばすことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで発明者等は、上記
の課題を解決すべく鋭意検討を繰り返した結果、 ピッチ系炭素繊維を用い、 繊維を２次元ランダムに配向し、 ２２００℃以下で１次焼成した後に、 ＣＶＤをマトリックスとした緻密化に続き、ピッチ又
は樹脂の含浸及び最終熱処理温度以下での焼成を繰り返
し、緻密化し、 １次焼成温度より低い温度で最終熱処理を行うことに
より、上述の課題を解決した。
の課題を解決すべく鋭意検討を繰り返した結果、 ピッチ系炭素繊維を用い、 繊維を２次元ランダムに配向し、 ２２００℃以下で１次焼成した後に、 ＣＶＤをマトリックスとした緻密化に続き、ピッチ又
は樹脂の含浸及び最終熱処理温度以下での焼成を繰り返
し、緻密化し、 １次焼成温度より低い温度で最終熱処理を行うことに
より、上述の課題を解決した。
【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
用いる炭素繊維は、ピッチ系の炭素繊維で公知のものが
使用できるが、望ましくは炭素繊維の引張弾性率が１０
〜２５ｔ／ｍｍ2 のもので、不活性ガス雰囲気下で１６
００〜２０００℃で焼成して引張弾性率が５０ｔ／ｍｍ
2 以上に変換される性質を有するものであるとさらに望
ましい。
用いる炭素繊維は、ピッチ系の炭素繊維で公知のものが
使用できるが、望ましくは炭素繊維の引張弾性率が１０
〜２５ｔ／ｍｍ2 のもので、不活性ガス雰囲気下で１６
００〜２０００℃で焼成して引張弾性率が５０ｔ／ｍｍ
2 以上に変換される性質を有するものであるとさらに望
ましい。
【０００８】用いられる炭素繊維の形態としては、複数
の単繊維からなるトウ、ストランド、ロービング、ヤー
ン等の形態であり、これをカッティングすることにより
得られる短繊維を用いることが好ましい。これら短繊維
は、複数の短繊維の束から形成されており、本発明にお
いては、通常０．３〜１００ｍｍ、好ましくは５〜５０
ｍｍ程度の短繊維を使用しＣ／Ｃ複合材とする際に該短
繊維を開繊し、分散し、２次元ランダムのシートを作製
しマトリックス物質をその間に充填させることが好まし
い。
の単繊維からなるトウ、ストランド、ロービング、ヤー
ン等の形態であり、これをカッティングすることにより
得られる短繊維を用いることが好ましい。これら短繊維
は、複数の短繊維の束から形成されており、本発明にお
いては、通常０．３〜１００ｍｍ、好ましくは５〜５０
ｍｍ程度の短繊維を使用しＣ／Ｃ複合材とする際に該短
繊維を開繊し、分散し、２次元ランダムのシートを作製
しマトリックス物質をその間に充填させることが好まし
い。
【０００９】ここで、乾式開繊し、２次元ランダムに配
向したシートの具体的な製造方法としては例えば、紡績
において一般的な機械的に炭素繊維をモノフィラメント
化し、シートを作製するランダムウェーバーを使用して
製造したり、またはエアーにより開繊し、シートを製造
する方法などがある。また湿式開繊し、２次元ランダム
に配向したシートを製造する方法としては、例えばパル
プ等の叩解処理に通常使用されているビーターや開繊処
理に用いられるパルパーを使用し、溶媒中で短繊維状炭
素繊維を開繊後、例えば底部にスクリーンを有する型枠
等に少量ずつ供給したり、開繊後攪拌等の手段で均一に
分散させ、金網等で抄紙後、乾燥させて作製させる方法
がある。短繊維状の炭素繊維を均一に分散させる溶媒と
しては、好ましくは水、あるいはアセトン、炭素数１か
ら５のアルコール、アントラセン油等を用いるがその他
の有機溶媒を用いてもよい。又該溶媒中にフェノール樹
脂、フラン樹脂あるいは、ピッチ等を分散もしくは溶解
させておくと、炭素繊維同志が接着された状態となり、
次工程での取扱をより容易とするので好ましい。更に、
繊維系グリコール酸ナトリウム、ポリビニルアルコー
ル、ヒドロキシセルロース等の増粘剤を溶媒中に加えて
おくと、その効果が更に増大するので好ましい。
向したシートの具体的な製造方法としては例えば、紡績
において一般的な機械的に炭素繊維をモノフィラメント
化し、シートを作製するランダムウェーバーを使用して
製造したり、またはエアーにより開繊し、シートを製造
する方法などがある。また湿式開繊し、２次元ランダム
に配向したシートを製造する方法としては、例えばパル
プ等の叩解処理に通常使用されているビーターや開繊処
理に用いられるパルパーを使用し、溶媒中で短繊維状炭
素繊維を開繊後、例えば底部にスクリーンを有する型枠
等に少量ずつ供給したり、開繊後攪拌等の手段で均一に
分散させ、金網等で抄紙後、乾燥させて作製させる方法
がある。短繊維状の炭素繊維を均一に分散させる溶媒と
しては、好ましくは水、あるいはアセトン、炭素数１か
ら５のアルコール、アントラセン油等を用いるがその他
の有機溶媒を用いてもよい。又該溶媒中にフェノール樹
脂、フラン樹脂あるいは、ピッチ等を分散もしくは溶解
させておくと、炭素繊維同志が接着された状態となり、
次工程での取扱をより容易とするので好ましい。更に、
繊維系グリコール酸ナトリウム、ポリビニルアルコー
ル、ヒドロキシセルロース等の増粘剤を溶媒中に加えて
おくと、その効果が更に増大するので好ましい。
【００１０】シートの目付（１ｍ2 当たりの重量）とし
ては、種々のものが取り得るが、取り扱い性含浸性、均
一性を考えると１０〜５００ｇ／ｍ2 が最適である。こ
のようにして得られた２次元ランダムに配向したシート
にフェノール樹脂、フラン樹脂、あるいは石油系、石炭
系ピッチ等のマトリックスを含浸させた後に乾燥する。
その際、マトリックスはアルコール、アセトン、アント
ラセン油等の溶媒に溶解して適正な粘度に調整したもの
を使用する。
ては、種々のものが取り得るが、取り扱い性含浸性、均
一性を考えると１０〜５００ｇ／ｍ2 が最適である。こ
のようにして得られた２次元ランダムに配向したシート
にフェノール樹脂、フラン樹脂、あるいは石油系、石炭
系ピッチ等のマトリックスを含浸させた後に乾燥する。
その際、マトリックスはアルコール、アセトン、アント
ラセン油等の溶媒に溶解して適正な粘度に調整したもの
を使用する。
【００１１】次いで、この乾燥したシートを積層して金
型に充填し、１００〜５００℃の温度範囲で加圧成形し
て、Ｖｆ（炭素繊維含有量）＝５〜６５％、好ましくは
１０〜６５％、さらに好ましくは３５〜５０％程度の成
形体を得る。その後、Ｎ2 ガスなどの不活性ガス雰囲気
中で１〜２００℃／ｈｒの昇温速度で８００〜２２００
℃、好ましくは１８００〜２２００℃まで昇温する１次
焼成を経てＣ／Ｃ複合材を得る。
型に充填し、１００〜５００℃の温度範囲で加圧成形し
て、Ｖｆ（炭素繊維含有量）＝５〜６５％、好ましくは
１０〜６５％、さらに好ましくは３５〜５０％程度の成
形体を得る。その後、Ｎ2 ガスなどの不活性ガス雰囲気
中で１〜２００℃／ｈｒの昇温速度で８００〜２２００
℃、好ましくは１８００〜２２００℃まで昇温する１次
焼成を経てＣ／Ｃ複合材を得る。
【００１２】上記の焼成したＣ／Ｃ複合材には多数の空
隙があり、このままでは特性的に実用に供することがで
きない。そこで、この空隙を低減するためにＣＶＤ及び
ピッチ又は樹脂をマトリックスとして緻密化処理を行う
が、本発明ではＣＶＤ（化学蒸着）による緻密化を先行
する。ＣＶＤによる緻密化処理は、誘導加熱コイル又は
抵抗加熱等により反応器内に載置した上記Ｃ／Ｃ複合材
を加熱し、メタン又は、プロパンの様な炭化水素類ある
いはハロゲン化炭化水素類の蒸気をＨ2 ガス、Ａｒガス
あるいはＮ2 ガスと共に反応器内へ供給し生成する熱分
解炭素で空隙に含浸し、緻密化する。ＣＶＤの体積％
は、１０〜３５％、好ましくは１０〜２５％が望まし
い。ＣＶＤで緻密化を進めると次第に緻密化速度が遅く
なり処理時間が増大する。また空隙が閉気孔化し、次工
程のピッチ含浸がしにくくなる。逆にＣＶＤでの緻密化
が不足すると、実施例で述べるように摩擦特性が劣化す
る。
隙があり、このままでは特性的に実用に供することがで
きない。そこで、この空隙を低減するためにＣＶＤ及び
ピッチ又は樹脂をマトリックスとして緻密化処理を行う
が、本発明ではＣＶＤ（化学蒸着）による緻密化を先行
する。ＣＶＤによる緻密化処理は、誘導加熱コイル又は
抵抗加熱等により反応器内に載置した上記Ｃ／Ｃ複合材
を加熱し、メタン又は、プロパンの様な炭化水素類ある
いはハロゲン化炭化水素類の蒸気をＨ2 ガス、Ａｒガス
あるいはＮ2 ガスと共に反応器内へ供給し生成する熱分
解炭素で空隙に含浸し、緻密化する。ＣＶＤの体積％
は、１０〜３５％、好ましくは１０〜２５％が望まし
い。ＣＶＤで緻密化を進めると次第に緻密化速度が遅く
なり処理時間が増大する。また空隙が閉気孔化し、次工
程のピッチ含浸がしにくくなる。逆にＣＶＤでの緻密化
が不足すると、実施例で述べるように摩擦特性が劣化す
る。
【００１３】続くピッチ又は樹脂による緻密化処理は、
Ｃ／Ｃ複合材を載置した槽を所定温度に加熱し、槽内を
真空とした後に溶融したピッチ又は樹脂を供給し加圧す
ることにより空隙に含浸する。この後、最終熱処理温度
より低い温度、好ましくは１００℃以上低い温度で焼成
する。具体的な好ましい温度としては７００〜１０００
℃が挙げられる。この緻密化処理を繰り返し、嵩密度
１．６０〜１．８０、好ましくは１．６５〜１．７５に
なるまで緻密化される。
Ｃ／Ｃ複合材を載置した槽を所定温度に加熱し、槽内を
真空とした後に溶融したピッチ又は樹脂を供給し加圧す
ることにより空隙に含浸する。この後、最終熱処理温度
より低い温度、好ましくは１００℃以上低い温度で焼成
する。具体的な好ましい温度としては７００〜１０００
℃が挙げられる。この緻密化処理を繰り返し、嵩密度
１．６０〜１．８０、好ましくは１．６５〜１．７５に
なるまで緻密化される。
【００１４】そして、緻密化処理後に最終熱処理される
場合も、最終熱処理後の嵩密度が１．６０〜１．８０、
好ましくは１．６５〜１．７５になるまで緻密化され
る。該最終熱処理温度は、１次焼成温度より低い温度、
好ましくは少なくとも１００℃以上低い温度で、具体的
な温度としては１４００〜２１００℃、好ましくは１５
００〜１８００℃で行われる。かかる緻密化処理工程以
降での最高温度は、最終熱処理時の温度であることが必
要である。尚、最終熱処理は、緻密化工程であっても良
いし、あるいは緻密化工程後に別に設けても良い。
場合も、最終熱処理後の嵩密度が１．６０〜１．８０、
好ましくは１．６５〜１．７５になるまで緻密化され
る。該最終熱処理温度は、１次焼成温度より低い温度、
好ましくは少なくとも１００℃以上低い温度で、具体的
な温度としては１４００〜２１００℃、好ましくは１５
００〜１８００℃で行われる。かかる緻密化処理工程以
降での最高温度は、最終熱処理時の温度であることが必
要である。尚、最終熱処理は、緻密化工程であっても良
いし、あるいは緻密化工程後に別に設けても良い。
【００１５】このようにして製造されたＣ／Ｃ複合材
は、ロックウェル硬度計で測定した硬度が、７０〜１２
５ＨＲＰ、好ましくは８５〜１２０ＨＲＰ、Ｖｆ（炭素
繊維の体積含有率）としては１０〜５０％、好ましくは
３０〜４５％が好ましい。以下にＣ／Ｃ複合材の評価方
法について説明する。 （ブレーキ性能試験）慣性式摩擦試験機を使用して、Ｃ
／Ｃ複合材で形成された固定ディスク（ステータ）と回
転ディスク（ロータ）からなる試験片（図１）（平均摺
動面直径８３．５ｍｍ）を互いに摺動して摩擦試験を実
施する。試験条件は、ブレーキ圧力（摺動面圧力とし
て）１５０ｐｓｉ、摺動面速度＝２２ｍ／ｓ（単位面積
当たりの吸収エネルギーＥ＝２．０×１０3 Ｊ／ｃ
ｍ2 ）で実施し、平均摩擦係数、ブレーキング初期（ブ
レーキ圧力が設定値に達する時間まで）の瞬時摩擦係
数、摩耗量を測定する。
は、ロックウェル硬度計で測定した硬度が、７０〜１２
５ＨＲＰ、好ましくは８５〜１２０ＨＲＰ、Ｖｆ（炭素
繊維の体積含有率）としては１０〜５０％、好ましくは
３０〜４５％が好ましい。以下にＣ／Ｃ複合材の評価方
法について説明する。 （ブレーキ性能試験）慣性式摩擦試験機を使用して、Ｃ
／Ｃ複合材で形成された固定ディスク（ステータ）と回
転ディスク（ロータ）からなる試験片（図１）（平均摺
動面直径８３．５ｍｍ）を互いに摺動して摩擦試験を実
施する。試験条件は、ブレーキ圧力（摺動面圧力とし
て）１５０ｐｓｉ、摺動面速度＝２２ｍ／ｓ（単位面積
当たりの吸収エネルギーＥ＝２．０×１０3 Ｊ／ｃ
ｍ2 ）で実施し、平均摩擦係数、ブレーキング初期（ブ
レーキ圧力が設定値に達する時間まで）の瞬時摩擦係
数、摩耗量を測定する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、実施例を用い
て、より詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えな
い限り、実施例に限定されるものではない。 （実施例１）３０ｍｍ長に切断したピッチ系炭素繊維
（三菱化学製「ダイアリード」Ｋ３２１）を乾式開繊
し、２次元ランダムに配向した２０２ｇ／ｍ2 の炭素繊
維シートを得た。このシートへエタノールで希釈したフ
ェノール樹脂を含浸させた後、乾燥して、目付量３３２
ｇ／ｍ2 のフェノール樹脂を含浸したシートを作製し
た。このシートを金型内へ積層し、２８０℃にて加圧成
形し、Ｖｆ≒４８％の成形体を得た。この成形体を２０
００℃で１次焼成した後、前述のＣＶＤによる緻密化処
理（ＣＶＤ体積％≒２２％）を行い、続いてピッチを含
浸して、不活性雰囲気で１０００℃で焼成して炭化する
緻密化工程を複数回繰り返し、１６００℃の最終熱処理
を行って、嵩密度≒１．６８、Ｖｆ≒４０％、ロックウ
ェル硬度９０〜１００ＨＲＰのＣ／Ｃ複合材を得た。
て、より詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えな
い限り、実施例に限定されるものではない。 （実施例１）３０ｍｍ長に切断したピッチ系炭素繊維
（三菱化学製「ダイアリード」Ｋ３２１）を乾式開繊
し、２次元ランダムに配向した２０２ｇ／ｍ2 の炭素繊
維シートを得た。このシートへエタノールで希釈したフ
ェノール樹脂を含浸させた後、乾燥して、目付量３３２
ｇ／ｍ2 のフェノール樹脂を含浸したシートを作製し
た。このシートを金型内へ積層し、２８０℃にて加圧成
形し、Ｖｆ≒４８％の成形体を得た。この成形体を２０
００℃で１次焼成した後、前述のＣＶＤによる緻密化処
理（ＣＶＤ体積％≒２２％）を行い、続いてピッチを含
浸して、不活性雰囲気で１０００℃で焼成して炭化する
緻密化工程を複数回繰り返し、１６００℃の最終熱処理
を行って、嵩密度≒１．６８、Ｖｆ≒４０％、ロックウ
ェル硬度９０〜１００ＨＲＰのＣ／Ｃ複合材を得た。
【００１７】このＣ／Ｃ複合材のブレーキ性能試験を行
ったところ、 平均摩擦係数 ０．１９ 瞬時摩擦係数 ０．３０ 摩耗量 １．０×１０-4ｍｍ／回／面 の結果を得た。
ったところ、 平均摩擦係数 ０．１９ 瞬時摩擦係数 ０．３０ 摩耗量 １．０×１０-4ｍｍ／回／面 の結果を得た。
【００１８】（実施例２）３０ｍｍ長に切断したピッチ
系炭素繊維（三菱化学製「ダイアリード」Ｋ３２１）を
湿式開繊し、２次元ランダムに配向した４８７ｇ／ｍ2
の炭素繊維シートを得た。このシートへエタノールで希
釈したフェノール樹脂を含浸させた後、乾燥して、目付
量９１０ｇ／ｍ2 のフェノール樹脂を含浸したシートを
作製した。このシートを金型内へ積層し、２８０℃にて
加圧成形し、Ｖｆ≒４６％の成形体を得た。この成形体
を２０００℃で１次焼成した後、前述のＣＶＤによる緻
密化処理（ＣＶＤ体積％≒２０％）を行い、続いてピッ
チを含浸して、不活性雰囲気で１０００℃で焼成して炭
化する緻密化工程を複数回繰り返し、１６００℃の最終
熱処理を行って、嵩密度≒１．７１、Ｖｆ≒４３％、ロ
ックウェル硬度９３〜１０５ＨＲＰのＣ／Ｃ複合材を得
た。
系炭素繊維（三菱化学製「ダイアリード」Ｋ３２１）を
湿式開繊し、２次元ランダムに配向した４８７ｇ／ｍ2
の炭素繊維シートを得た。このシートへエタノールで希
釈したフェノール樹脂を含浸させた後、乾燥して、目付
量９１０ｇ／ｍ2 のフェノール樹脂を含浸したシートを
作製した。このシートを金型内へ積層し、２８０℃にて
加圧成形し、Ｖｆ≒４６％の成形体を得た。この成形体
を２０００℃で１次焼成した後、前述のＣＶＤによる緻
密化処理（ＣＶＤ体積％≒２０％）を行い、続いてピッ
チを含浸して、不活性雰囲気で１０００℃で焼成して炭
化する緻密化工程を複数回繰り返し、１６００℃の最終
熱処理を行って、嵩密度≒１．７１、Ｖｆ≒４３％、ロ
ックウェル硬度９３〜１０５ＨＲＰのＣ／Ｃ複合材を得
た。
【００１９】このＣ／Ｃ複合材のブレーキ性能試験を行
ったところ、 平均摩擦係数 ０．２２ 瞬時摩擦係数 ０．３５ 摩耗量 ２．０×１０-4ｍｍ／回／面 の結果を得た。
ったところ、 平均摩擦係数 ０．２２ 瞬時摩擦係数 ０．３５ 摩耗量 ２．０×１０-4ｍｍ／回／面 の結果を得た。
【００２０】（比較例１）実施例１と同様の成形体を同
条件で１次焼成した後、ピッチのみで緻密化処理を行い
実施例１と同条件で最終熱処理し、嵩密度≒１．７２、
Ｖｆ≒４０％、ロックウェル硬度１００〜１１０ＨＲＰ
のＣ／Ｃ複合材を得た。このＣ／Ｃ複合材のブレーキ性
能試験を行ったところ、実施例１と硬度もＶｆも同等
で、嵩密度はむしろ高いにもかかわらず、 平均摩擦係数 ０．２５ 瞬時摩擦係数 ０．３９ 摩耗量 ３．３×１０-4ｍｍ／回／面 と、実施例１に比べ、大きく劣る結果となった。
条件で１次焼成した後、ピッチのみで緻密化処理を行い
実施例１と同条件で最終熱処理し、嵩密度≒１．７２、
Ｖｆ≒４０％、ロックウェル硬度１００〜１１０ＨＲＰ
のＣ／Ｃ複合材を得た。このＣ／Ｃ複合材のブレーキ性
能試験を行ったところ、実施例１と硬度もＶｆも同等
で、嵩密度はむしろ高いにもかかわらず、 平均摩擦係数 ０．２５ 瞬時摩擦係数 ０．３９ 摩耗量 ３．３×１０-4ｍｍ／回／面 と、実施例１に比べ、大きく劣る結果となった。
【００２１】（比較例２）実施例１と同様の成形体を同
条件で１次焼成した後、同条件でＣＶＤ、及びピッチで
緻密化処理を行い、２０００℃で最終熱処理し、嵩密度
≒１．７２、Ｖｆ≒４０％、ロックウェル硬度１００〜
１１０ＨＲＰのＣ／Ｃ複合材を得た。このＣ／Ｃ複合材
のブレーキ性能試験を行ったところ、実施例１と嵩密度
もＶｆも同等であったが、 平均摩擦係数 ０．２８ 瞬時摩擦係数 ０．４４ 摩耗量 ３．４×１０-4ｍｍ／回／面 と、実施例１に比べ、大きく劣る結果となった。
条件で１次焼成した後、同条件でＣＶＤ、及びピッチで
緻密化処理を行い、２０００℃で最終熱処理し、嵩密度
≒１．７２、Ｖｆ≒４０％、ロックウェル硬度１００〜
１１０ＨＲＰのＣ／Ｃ複合材を得た。このＣ／Ｃ複合材
のブレーキ性能試験を行ったところ、実施例１と嵩密度
もＶｆも同等であったが、 平均摩擦係数 ０．２８ 瞬時摩擦係数 ０．４４ 摩耗量 ３．４×１０-4ｍｍ／回／面 と、実施例１に比べ、大きく劣る結果となった。
【００２２】（比較例３）ＰＡＮ系炭素繊維（東レ製
「トレカ」Ｔ３００）にフェノール樹脂を含浸した後に
乾燥し３０ｍｍ長に切断したトウプリプレグを作製し、
金型内へ充填し、２８０℃にて加圧成形し、Ｖｆ≒４０
％の成形体を得た。この成形体を２０００℃で１次焼成
した後、前述のＣＶＤによる緻密化処理（ＣＶＤ体積％
≒２０％）を行い、続いてピッチを含浸して、不活性雰
囲気で１０００℃で焼成して炭化する緻密化工程を複数
回繰り返し、１６００℃の最終熱処理を行って、嵩密度
≒１．６８、Ｖｆ≒４０％、ロックウェル硬度１００〜
１１０ＨＲＰのＣ／Ｃ複合材を得た。
「トレカ」Ｔ３００）にフェノール樹脂を含浸した後に
乾燥し３０ｍｍ長に切断したトウプリプレグを作製し、
金型内へ充填し、２８０℃にて加圧成形し、Ｖｆ≒４０
％の成形体を得た。この成形体を２０００℃で１次焼成
した後、前述のＣＶＤによる緻密化処理（ＣＶＤ体積％
≒２０％）を行い、続いてピッチを含浸して、不活性雰
囲気で１０００℃で焼成して炭化する緻密化工程を複数
回繰り返し、１６００℃の最終熱処理を行って、嵩密度
≒１．６８、Ｖｆ≒４０％、ロックウェル硬度１００〜
１１０ＨＲＰのＣ／Ｃ複合材を得た。
【００２３】このＣ／Ｃ複合材のブレーキ性能試験を行
ったところ、実施例１とＶｆも硬度も同等であったが、 平均摩擦係数 ０．２２ 瞬時摩擦係数 ０．３７ 摩耗量 ６．８×１０-4ｍｍ／回／面 と、実施例１に比べ、大きく劣る結果となった。
ったところ、実施例１とＶｆも硬度も同等であったが、 平均摩擦係数 ０．２２ 瞬時摩擦係数 ０．３７ 摩耗量 ６．８×１０-4ｍｍ／回／面 と、実施例１に比べ、大きく劣る結果となった。
【００２４】
【発明の効果】本発明により、摩擦、摺動特性にすぐれ
たブレーキ摺動材に適した炭素繊維炭素複合材の製造が
できた。
たブレーキ摺動材に適した炭素繊維炭素複合材の製造が
できた。
【図１】本発明に用いたブレーキ材の試験方法の説明図
である。
である。
１ ロータディスク ２ ステータディスク
フロントページの続き (72)発明者 葭谷 明彦 香川県坂出市番の州町１番地 三菱化学株 式会社坂出事業所内
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の単繊維からなる短繊維状のピッチ
系炭素繊維を開繊し、繊維を２次元ランダムに配向した
シートを作製し、樹脂またはピッチを含浸後、積層して
成形、２２００℃以下で１次焼成し、ＣＶＤ処理をした
後に、ピッチ含浸及び最終熱処理温度以下での焼成を繰
り返し行った後に、一次焼成温度より低い温度で最終熱
処理を行う、炭素繊維強化炭素複合材の製造方法。 - 【請求項２】 複数の単繊維からなる短繊維状のピッチ
系炭素繊維を開繊し、繊維を２次元ランダムに配向した
シートを作製し、樹脂またはピッチを含浸後、積層して
成形、２２００℃以下で１次焼成し、ＣＶＤ処理をした
後に、樹脂含浸及び最終熱処理温度以下での焼成を繰り
返し行った後に、一次焼成温度より低い温度で最終熱処
理を行う、炭素繊維強化炭素複合材の製造方法。 - 【請求項３】 最終熱処理温度が、一次焼成温度より少
なくとも１００℃以上低いことを特徴とする請求項１又
は２記載の炭素繊維強化炭素複合材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8083582A JPH09278553A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8083582A JPH09278553A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09278553A true JPH09278553A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=13806496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8083582A Pending JPH09278553A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09278553A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008539315A (ja) * | 2005-04-26 | 2008-11-13 | ボーグワーナー・インコーポレーテッド | 摩擦材料 |
| CN112592196A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-02 | 青岛高泰新材料有限公司 | 多层高温碳碳装料架的制作方法 |
| WO2023145879A1 (ja) * | 2022-01-28 | 2023-08-03 | 東洋炭素株式会社 | Ｃ／ｃコンポジット及びイオンエンジン用グリッド |
-
1996
- 1996-04-05 JP JP8083582A patent/JPH09278553A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008539315A (ja) * | 2005-04-26 | 2008-11-13 | ボーグワーナー・インコーポレーテッド | 摩擦材料 |
| CN112592196A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-02 | 青岛高泰新材料有限公司 | 多层高温碳碳装料架的制作方法 |
| WO2023145879A1 (ja) * | 2022-01-28 | 2023-08-03 | 東洋炭素株式会社 | Ｃ／ｃコンポジット及びイオンエンジン用グリッド |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040727 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040803 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040930 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041109 |