JPS589070B2 - マサツブザイノセイゾウホウ - Google Patents

マサツブザイノセイゾウホウ

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JPS589070B2
JPS589070B2 JP50016139A JP1613975A JPS589070B2 JP S589070 B2 JPS589070 B2 JP S589070B2 JP 50016139 A JP50016139 A JP 50016139A JP 1613975 A JP1613975 A JP 1613975A JP S589070 B2 JPS589070 B2 JP S589070B2
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layer
resin
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vapor deposition
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ジヨン・ビクター・ウイーバー
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    • F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭素繊維により強化した全炭素表面層を有する
摩擦部材およびその製法に関する。
近年、その使用において、例えば航空機または高速度の
列車に対するディスクブレーキにおいて高い熱に服せし
める摩擦部材としてあるいはその中における炭素の使用
が増大している。
それは熱溜め（ｈｅａｔ ｓｉｎｋ）ａしての炭素の
適合性と高温衝撃に対するその低抵性によるものである
。
全炭素、炭素繊維一強化摩擦および／または熱溜め部材
を使用することが提案せられ、その材料は、予め炭素化
しておいてもよい布またはフエルトの層を樹脂をもって
繰返し浸漬し、炭に焼いて、樹脂または織物繊維と樹脂
を炭素繊維強化炭素複合物が得られるまで炭素化する「
多数回浸漬」法によるか、あるいは石墨布またはフエル
トの層を含む炭素化織物繊維物品を炭化水素ガスを含有
するガス混合物中において加熱し、その際この混合物の
クラツキングが炭素化織物繊維上において炭素の沈着お
よび集結を起して繊維強化複合材料を「化学的蒸気沈着
Ｊ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ（Ｃ．Ｖ．Ｄ．））法によってつくる。
この繊維強化複合材料は、かさ高の（ｂｕｌｋ）石墨の
ような他の固体炭素材料と比較して有望な性能特性を有
するが、高価格という不利益を有し、例えば炭素化織物
繊維強化炭素のみよりなる航空機ブレーキディスクは極
めて高価である。
かようの厚い目的物はまた、特に、化学的蒸気沈着法に
よって製造することが困難である。
何故なら、沈着した炭素が等温に加熱した織物材料の外
面に先ず密集する傾向がありかつ織物材料の全体の厚さ
を通して十分な密度における炭素の集結を与えるための
ガスの浸透を妨げる層を形成して、長びいた製造処理を
ひきおこすからである。
本発明のーの目的は厚い、炭素面としたあるいは全炭素
摩擦材料、例えば航空機または鉄道車両のブレーキディ
スクの価格を、摩擦の一組の部分としての炭素繊維強化
炭素材料の利益を犠性にすることなく、低減することに
ある。
本発明により、炭化し得る樹脂またはピッチを間に挾ん
で非多孔性の基体もしくは本体の少くとも一つの面に、
不連続のおよび／または織物形における炭素または炭素
化し得る繊維材料の多孔性の層を適用し、炭素化し得る
樹脂またはピッチを硬化させて層を前記基体もしくは本
体に接着し、少くとも基体もしくは本体を加熱し、つい
で、少くとも層を化学的蒸気沈着法に服させて炭素繊維
によって強化しかつ炭素によって基体もしくは本体に接
着した全炭素層の形における摩擦面をつくることを含む
方法を特徴とする炭素繊維の層を含む全炭素摩擦面を有
する摩擦部材の製造法を提供する。
本発明の好適な特色によれば、化学的蒸気沈着法の間基
体もしくは本体を層の材料よりも高温に維持することが
でき、その際炭素は、最初に、より高温の基体もしくは
本体面に隣接して最犬の濃度において沈着し、そこから
繊維層を通して層の曝露面へ漸進的に集結する。
これは、炭素が最初に層の曝露面において最犬の濃度に
おいて沈着しまたこれが表面沈着炭素によって層の浸透
を妨害して、中間的機械処理段階の故に、繊維層の厚さ
を通して十分な炭素濃化を得るための比較的長びいた処
理を必要とする常用の等温技術と対照的である。
本発明に用いる前述の基体もしくは本体は、好適には、
かさ高の石墨のような炭素材料よりなるので、本発明方
法は少くとも炭素繊維強化炭素の一表面層を有する全炭
素物品を得る結果となる。
繊維層の温度よりも高い温度における基体もしくは本体
の維持は如何なる適当なやり方においても達成すること
ができる。
基体もしくは本体へ炭素化樹脂により接着した繊維層を
含む未完成物品は高周波電気誘導加熱に服させることが
でき、それに対してかさ高の石墨基体もしくは本体は繊
維材料よりも一層感受性であって、その結果、基体もし
くは本体は化学的蒸気沈着の間、層よりも高温に上昇し
そこにとどまる。
その代りに、その抵抗が加熱を起すように後者を通して
電流を通過させることにより基体もしくは本体の不均等
加熱を達成することができる。
炭素化し得る樹脂は、好適には、１，０００℃において
５０％以上、好適には６０％の炭素収率を有するフェノ
ール型のものである。
この樹脂は、好適には、下記の特性を有する。
２５℃における比重 −１．１１５２５℃にお
ける粘度 −８００ＣＳ１３５℃における樹脂
含量 −６０係 １５０℃におけるゲル化時間 −１８０秒炭素化し得る
樹脂は工業用メチル化スピリットに可溶であるのが好適
である。
本発明による全炭素物品はブレーキまたはクラッチにお
ける組合せ摩擦および熱溜め部材として適当である。
航空機および高速鉄道車輛に対するディスクブレーキに
おいて、各ブレーキディスクは本発明によりつくった単
位物品であることができ、もしくは本発明による物品は
例えば金属またはは炭素の枠またはスパイダーの形にお
ける部材に対対する支持手段を包含するブレーキディス
ク中に摩擦当て物および／または熱溜めとして含ませる
ことができる。
本発明は下記比較例および実施例によって説明する。
比較例 １ ポリアクリロニトリルプレカーサー炭素布の一枚のシー
トを、前記の諸性質を有するフェノール樹脂のアセトン
中における１０係重量／容量の溶液を使用して、微細粒
子化高密度ピツチ含浸電気石墨のブロックの一表面に付
着させた。
この樹脂を１６０℃の温度において軽い圧力（一平方イ
ンチ当り５ポンドから１００ｐ．ｓ．ｉの範囲内）の下
に硬化させ、続いてシートをブロックに効果的に接着す
るために不活性雰囲気において炭素化した。
かくして生成した未完成物品を減圧下に９６時間メタン
およびアルゴンのガス混合物中において等温的に加熱し
て、炭素を１．６５ｇ／ｃｄ３の実質的に均一な密度ま
で布を通して沈着させた。
比較例 ２ 数枚の布の層をブロック表面に接着することを除き、本
比較例のすべての詳細は比較例１と同一とした。
布の層を通しての１．６８ｇ／Ｃｒ！の濃化を達成した
。
ブロック表面にフエルト層を接着するための詳細は、フ
エルトの集合による吸収の理由から、２０係の重量／容
量の樹脂溶液の使用が好適であることを除いて、本質的
には布層と同一である。
比較例 ３ 単一層または多数層として使用すべき布を１０係重量／
容量の樹脂を用いて平担なシートとして保った布土に散
布することによって先ず予め湿潤させることを除き、す
べての詳細を比較例１および２と同一とする。
これは布をかたくして、ほつれることなく切断する余地
を一層多くし、また接着の目的に対してブロックに適用
する樹脂の吸収を妨害する。
比較例 ４ ポリアクリ口ニトリルプレカーサー布の代りにレーヨン
プレカーサー布（Ｈｉｔｃｏ Ｇ．１５５０）を使用し
たことを除いて、本比較例のすべての詳細は比較例１と
同一とし、その結果、炭素の沈着は密度１．６６！／ｃ
ｄ３まで層を通して実質的に均一であった。
比較例 ５ ポリアクリロニトリルプレカーサーフエルトの一方をポ
リアクリロニトリルプレカーサー布の二片の間に置き、
この重ねた布とフエルトを、前記特性を有するフェノー
ル樹脂を間に挾んでプリテイツシ・アケーソンのＡＴＪ
石墨（ＢｒｉｔｉｓｈＡｃｈｅｓｏｎｓ ＡＴＪ ｇｒ
ａｐｈｉｔｅ）のブロックの一面に適用した。
この樹脂を硬化し、炭素化し、この未完成の物品を比較
例１においておこなった化学的蒸気沈着法にて等温加熱
し、その結果繊維強化炭素層中の炭素密度が１．７３ｇ
／ｃｍ３である全炭素物品を得た。
実施例 ポリアクリロニトリルプレカーサーフエルトの一片を、
前記特性を有するフェノール樹脂を間に挾んで、ブリテ
ツシ・アケーソンのＡＴＪ石墨のブロックの一面に適用
した。
軽い圧力の下に樹脂を硬化し、続いて不活性雰囲気にお
いて炭素化してフエルトをブロックに接着した。
かくして生成した未完全物品を、１８時間、メタンおよ
び窒素のガス混合物中において高周波電気誘導加熱し、
その結果、フエルトが炭素化しおよびフエルトを通して
実質的に均一な密度１．７７ｇ／ｃｄ３まで炭素が沈着
した。
本例において、一層大きな炭素濃化に到達するために前
記比較例と比較して極めて短い時間しか必要としなかっ
た。
これは、化学的蒸気沈着法の間フエルトよりは高温を有
する石墨ブロックに起因する。
これは最初に石墨ブロックに隣接する沈着炭素の一層大
きな濃化を引起し、沈着炭素は織物層を通過してその曝
露面まで漸次移動する前線を形成する。
繊維強化炭素層の石墨ブロックへの堅固な接着により、
摩擦部材を、部材の摩擦面に対する織物繊維強化炭素の
摩擦性を犠性にすることなく、その厚さを通して繊維強
化する炭素部材よりも極めて安価に製造することができ
る。
更に、本実施例の如き不等温沈着技術を使用することに
より、繊維強化表面層を有する全炭素物に対して、従来
可能であったよりも早くかつ有効な製造法が与えられる
。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ グラファイト本体の少くとも１側に、炭素化し得る
    樹脂を間に挾んで炭素繊維の層を施こし、前記樹脂を硬
    化して前記層を本体に接着させ、前記層を炭化水素の存
    在下に加熱する化学的蒸気沈着法に供して、該ガスの分
    解による炭素を前記層上に濃密化することからなり、そ
    の際、前記本体を前記化学的蒸気沈着法中に層の温度よ
    り高い温度に維持して炭素を最初比較的高温の本体表面
    に隣接して最大濃度で沈着させ、次いで前記繊維層を通
    して漸次、該層の露出表面まで沈着させて前記本体の少
    くとも１側上に摩擦面を形成させることを特徴とする全
    炭素摩擦部材の製造法。
JP50016139A 1974-02-08 1975-02-07 マサツブザイノセイゾウホウ Expired JPS589070B2 (ja)

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