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JPH09118755A - 摩擦材料およびその製造方法 - Google Patents

摩擦材料およびその製造方法

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Publication number
JPH09118755A
JPH09118755A JP8161674A JP16167496A JPH09118755A JP H09118755 A JPH09118755 A JP H09118755A JP 8161674 A JP8161674 A JP 8161674A JP 16167496 A JP16167496 A JP 16167496A JP H09118755 A JPH09118755 A JP H09118755A
Authority
JP
Japan
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friction
friction material
range
mat
fibers
Prior art date
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Pending
Application number
JP8161674A
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English (en)
Inventor
Richard Guerin
ゲラン リシャール
Gerard Jacq
ジャック ジェラール
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Valeo SE
Original Assignee
Valeo SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo SE filed Critical Valeo SE
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 販売価格は安く、改善された技術的特性、特
に安定な摩擦係数および高い耐摩耗性を有する乾式摩擦
材料、および使用済み、すなわち廃棄された材料をリサ
イクルでき、しかも大気を汚染しない材料を製造する方
法を提供する。 【解決手段】 この摩擦材料は、熱硬化性樹脂によって
含浸され、少なくとも４０ｍｍの長さを有するファイバ
ーのマットから成り、マット内にグラスファイバーを混
入することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、乾式摩擦装置用摩
擦材料、この乾式摩擦材料を製造する方法、およびこの
材料を備える乾式摩擦装置に関する。
【０００２】より詳細には、乾式摩擦装置は、例えば自
動車用のクラッチディスクまたはブレーキディスクとす
ることができ、摩擦材料は、平らな環状リングの形態を
した摩擦ライナーとなるように成形できる。
【０００３】
【従来の技術】現在使用されている乾式摩擦材料は、主
に３つのタイプの摩擦材料、すなわちフィラメントをベ
ースとする材料、織物材料および成形材料に分類され
る。
【０００４】フィラメントをベースとする材料および織
物材料は、基本的には、補強のために設けられたフィラ
メントを有し、このフィラメントには、熱硬化性樹脂ま
たはゴムが含浸され、種々の充填材が混入されている。
このような一般的タイプの材料は、種々の欠点を有す
る。これを製造するには、有害な溶剤を使用しなければ
ならず、この溶剤が、周辺の大気中に発散するのを防止
するためには、特殊な装置を設けなければならない。
【０００５】従来、これら有害な溶剤を水と置換するこ
とが提案されたいる。この場合、水を浄化したり、製造
プロセスの終了時に廃棄される蒸気を浄化するための手
段を設けなければならない。
【０００６】製造方法を複雑にしかつ困難にするだけの
これらの装置は、更に完全に有効であるとは言えない。
成形タイプの乾式摩擦材料は、一般に混合プロセスで湿
気の多い低圧下で一般に製造されるが、これにも、同じ
ようなタイプの欠点を有する。
【０００７】更に、現在実施されている方法では、比較
的短い長さの補強用ファイバーしか使用できない。一般
に平均ファイバー長さは５ｍｍ未満である。そのため、
これら成形摩擦材料は、特に高温時に遠心力の作用に耐
えるのには充分に強力とは言えず、例えば毎分６０００
回転を越え得るような速度で回転駆動される乾式クラッ
チ摩擦ディスクで使用するには適当でない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、改善
された技術的な特性を有すると同時に、公知の材料より
も価格が低い乾式摩擦材料を提供することにより、上記
欠点を克服することにある。
【０００９】本発明の別の目的は、材料の製造に伴って
自然環境を汚染しないだけでなく、使用済み摩擦材料お
よび新しい摩擦材料の機械加工によって生じた残留物を
リサイクルできる、かかる材料を提供することにある。
【００１０】本発明の更に別の目的は、耐摩耗性と共に
安定な摩擦係数を有する乾式摩擦材料を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴によ
れば、乾式摩擦を利用する装置、特にクラッチまたはブ
レーキディスクに使用される摩擦材料は、熱硬化性樹脂
によって含浸されたファイバーのマットから成り、この
ファイバーが、少なくとも４０ｍｍに等しい長さを有す
ることを特徴とする。
【００１２】ファイバーの平均長さは、少なくとも１２
０ｍｍに等しいことが好ましい。
【００１３】好ましくは、ファイバーは、綿、ビスコー
ス、リネン、ポリアクリロニトリル、予め酸化されたポ
リアクリロニトリル、パラアラミド、メタアラミド、鉱
物質ファイバー、例えばＥ−Ｃ−Ｒグラス、ロックウー
ルおよびセラミックから成る群から選択したものである
【００１４】本発明の好ましい特徴によれば、グラスフ
ァイバーは、連続フィラメントの形態で、またはロービ
ングの形態で、または織物またはバルク形態で、マット
に混入されている。
【００１５】好ましくは、グラスファイバーの径は６ミ
クロン〜２１ミクロンの範囲内にある。
【００１６】グラスファイバーは、好ましくはフェノー
ル樹脂の接着、含浸またはゴムの含浸を受けたものであ
る。
【００１７】マットには、粒状充填材が混入されている
ことが好ましい。好ましくは、前記粒状充填材のすべて
または一部は、次の元素および化合物、すなわち銅、ロ
ックウール、ニトリルゴムパウダー、カーボンブラッ
ク、ヘキサメチレンテクトラミン、ギルソナイト、リサ
ージ、メラミン樹脂、フェノール樹脂、硫黄、カードラ
イト、珪酸ジルコニウム、硫化鉄、アルミナ、ラテック
ス、粉状にされた使用済みクラッチライナー、摩擦ライ
ナー精留ダスト、酸化亜鉛から選択された少なくとも１
つの物質を含む。
【００１８】マットには、短い繊維状充填材を混入し
て、この充填材を含ませるのがよい。
【００１９】本発明の第２である、乾式摩擦動作のため
の摩擦ライナーを製造するための方法は、（ａ）ミキサ
ー内で、本発明の第１の特徴として説明した同じ性質の
ファイバー、または異なる材料のファイバーの混合物を
製造する工程と、（ｂ）カーディングされたウェブを形
成するように、上記混合物をカーディングする工程と、
（ｃ）カーディングされたウェブをナッピングする工程
と、（ｄ）ナッピング工程の際に、カーディングされた
ウェブにグラスを混入する工程と、（ｅ）マットを予備
的ローリング処理、すなわち圧縮する工程とを備えるこ
とを特徴とする。
【００２０】ウールカーディングタイプのカード機によ
りカーディングを実行することが好ましい。
【００２１】本発明の第２の好ましい特徴によれば、加
熱されたプラテンの間で、マットを３ｍｍ〜１０ｍｍの
範囲の厚さとする。この工程は、５０℃〜１００℃の範
囲内の温度、１バールから１０バールの間の範囲内の圧
力で実行することが好ましい。
【００２２】次にマットをバンドとするように、マット
の幅方向にカットすることが好ましい。これらカットさ
れたバンドの幅は、好ましくは１００ｍｍ〜４５０ｍｍ
の間の範囲内にある。薄い加熱されたプレートにより、
カットされたバンドを共に溶着する。この加熱プレート
の温度は、５０℃〜１００℃の間の範囲内にあることが
好ましく、３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内で重ね合わされた
状態でカットされたバンドを溶着することが好ましい。
【００２３】これにより、連続的な溶着されたバンド、
すなわちストリップが製造される。このストリップは、
巻き取り部材、例えばボビンに巻くことが好ましく、そ
の後、ストリップをボビンから引き出し、可変径のマン
ドレルによって内径が決定されるチューブとなるように
成形される。このチューブの外径は、適当な引出し長さ
により、すなわち溶着されたバンドをボビンからマンド
レルへ引き出すレートを適当に制御することにより、決
定することが好ましい。このチューブの内径は、１００
ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲内にあり、外径が１４０ｍｍ〜
４５０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。加熱シリン
ダに接触した状態で、マンドレルへの溶着バンドの巻き
取りを実行することが好ましい。
【００２４】チューブを形成した後、このチューブから
環状リングをカットできる。この環状リングの奥行き
は、８ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内にあることが好ましく、
チューブから環状リングをカットする工程は、回転スリ
ッターによって実行することが好ましい。
【００２５】環状リングは、モールドの底部に置くこと
が好ましい。このモールドにおいて、１５０℃〜２５０
℃の範囲内にある好ましい温度、および２０バール〜３
００バールの間で変化する好ましい圧力を材料に加えた
状態で、環状リングを熱処理する。
【００２６】本発明の第３の特徴によれば、乾式摩擦動
作のための回転自在なクラッチ摩擦ディスクは、少なく
とも１つの摩擦ライナー、好ましくは支持部材の両側に
配置された２つの摩擦ライナーを含み、前記摩擦ライナ
ーが、本発明の第１の特徴による摩擦材料により製造さ
れたものであることが好ましい。この材料は、本発明の
前記第２の特徴の方法によって製造することが好まし
い。
【００２７】添付図面を参照し、すべて例示にすぎない
製品および方法の双方に関する本発明の好ましい実施例
の次の詳細を読めば、本発明に係わる製品および方法の
上記以外の特徴および利点がより明らかとなると思う。
【００２８】
【発明の実施の態様】表１を参照する。表１に示した重
量部のファイバーを含み、表１に記載の組成を有する、
それぞれ実施例Ａ、ＢおよびＣとて示す３つのファイバ
ーマットを製造する。
【００２９】
【表１】 ファイバー 実施例Ａ 実施例Ｂ 実施例Ｃ ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ） または予め酸化されたＰＡＮ（重量部） １３ １５ １１ Ｅ−グラス ０ ０ ４
【００３０】使用するファイバーの平均長さは、次のと
おりである。 ・ＰＡＮファイバー： ４２ｍｍ ・グラスファイバー： ４０ｍｍ
【００３１】ファイバー、すなわちミキサーで混合され
た上記ファイバーの混合物を、カーディングウールのた
めに使用されるタイプのカード機３用のフィーダー２の
ホッパー１（図１参照）へ導入する。このフィーダー２
は、フィードチムニー４を有し、カード３の出口に設け
られたスプリンクラー装置５により、カード３内で形成
されたカーディングされたウェブ上に粒状の充填材を散
布する。
【００３２】この粒状充填材は、次の組成を有する。こ
の組成は、上記表１に示されたファイバーの重量部に対
する重量組成である。
【００３３】
【表２】 粒状充填材 実施例Ａ 実施例Ｂ 実施例Ｃ 摩擦ライナーの精留によって 得られるダスト ３４.５ − ３４.５ フェノール樹脂 ３３.８ １４.０ ３３.８ ニトリルゴム ７.５ ９.０ ７.５ カードライト ３.７ − ３.７ 硫黄 ０.４ ２.０ ０.４ カーボンブラック − ４.７ − ヘキサメチレンテトラミン − ０.３ − リサージ − ４.６ − メラミン樹脂 − １０.８ − 酸化亜鉛 − ０.３ − 銅粉末 − ４.６ −
【００３４】カーディングされたウェブ内に、アプリケ
ータ７によってグラスファイバーを混入する。このグラ
スファイバーは、次の組成を有する。この組成は、上記
表２に示されたファイバーおよび粒状充填材の重量部に
対する重量組成である。
【００３５】
【表３】 グラス 実施例Ａ 実施例Ｂ 実施例Ｃ 連続グラスフィラメント ７ − ３.５ 織物状に仕上げられたグラス − ３５ −
【００３６】使用グラスはＥグラスであり、その平均径
は次のとおりである。 連続グラスフィラメント： ９マイクロメータ ほぐされたグラスフィラメント： １２マイクロメータ
【００３７】その後、ナッパー６により、カーディング
されたウェブをナッピングする。こうして規制されたナ
ップを、ローラ８により予備的ローリング処理する。こ
うして規制された不織マットを、例えば１対の加熱され
たプラテン９の間で必要な厚さまで圧縮し、マットを横
方向に、すなわち幅方向にカットするギロチン１０によ
って、連続する部分（ここではカットバンドと称す）に
カットする。
【００３８】次に、添付図面に示す実施例において、カ
ットバンドを互いに重ね合わせ、５０〜１００℃の温度
で、図示していない薄い加熱プレートにより共に溶着
し、連続した溶着バンドを形成する。重ね合わされたバ
ンドは、３〜２０ｍｍの厚さであり、カットバンド（お
よび溶着バンド）は、１００〜４５０ｍｍの幅を有す
る。
【００３９０】製造ラインのうちの、図１に示された第
１部分、すなわち上流部分の出口端部でボビン１１上に
溶着バンドをロール状に巻く。
【００４０】次に図２を参照する。この図は、製造ライ
ンのうちの下流部分、すなわち第２部分を示している。
ここでボビン１１は、実際にはラインのこの部分にも含
まれるものとして示されている。マットは、製造プロセ
スの他の工程のためにボビン１１から巻き戻される。
【００４１】この実施例では、加熱シリンダ１３と接触
させることにより、チューブ１４を形成する。チューブ
１４の内径は、１組のリングを含む可変径マンドレル１
５によって定められ、チューブ１４の外径は、ボビン１
１からバンドを引き出すレートを制御する送りレギュレ
ータ１２によって定められる。チューブ１４は、スリッ
ター１６により複数の環状リングにカットされる。この
環状リングの平均幅は１５ｍｍである。
【００４２】これら各環状リングを、図示していないモ
ールド内に入れる。このモールドは、このプロセスで正
常した摩擦材料を設ける特定の装置に応じてベースを有
する。このベースは平らであり、溝を設けてもよいし、
設けなくてもよい。２０〜３００バールまで変化する圧
力をもって、１５０〜２００℃で加熱することにより、
モールド内でこの材料を硬化する。その後、モールドを
明け、こうして形成された摩擦材料の環状リングを冷却
する。次に、低温となったリングを研削によりバリを除
く。
【００４３】次に、環状リングを異なる高温で加熱する
加熱サイクルで、図示していないトンネル内で過硬化す
る。次に、この過硬化したリングを、正しい厚さとなる
ようにサイジング加工し、孔開けを行い、孔開けおよび
平坦化加工を行う。このようなサイジング（孔開け）お
よび平坦化加工によって生じた残留物を回収し、次にこ
れら残留物を、再使用できるようにする。
【００４４】先に説明した実施例Ａ、ＢおよびＣにおけ
る組成から、上記方法に従い製造した３つのセットのク
ラッチ摩擦ディスク（各セットは２つのクラッチ摩擦デ
ィスクからなる）について、下記の条件で耐久試験を行
う。
【００４５】本発明の１つの実施例に対応する１組のう
ちの２つのディスクを、規格ＥＣＦ０７００５で定めら
れたタイプの試験装置に入れる。このテストは、４つの
シリーズのサイクルからなり、各サイクルは、毎分３０
００回転の回転速度まで先に回転された慣性質量体を停
止するよう制動することからなる。
【００４６】最初のシリーズは、４３キロジュールの慣
性による５００サイクルから成る。第２シリーズは、４
３キロジュールの慣性による１０００サイクルから成
り、第３シリーズは、６２キロジュールの慣性による１
０００サイクルから成り、第４シリーズは、８１キロジ
ュールの慣性による５００サイクルから成る。
【００４７】表４に、上記耐久テストで得られた３つの
テストサンプルの平均ダイナミック摩擦係数を示す。
【００４８】
【表４】 平均摩擦係数 実施例Ａ 実施例Ｂ 実施例Ｃ 第１シリーズ ０.３５ ０.４０ ０.３５ 第２シリーズ ０.４１ ０.４６ ０.３５ 第３シリーズ ０.３６ ０.４７ ０.３６ 第４シリーズ ０.３５ ０.４７ ０.３３ 総摩耗量（２面） ０.４０ｍｍ ０.４５ｍｍ ０.５０ｍｍ
【００４９】摩擦材料の摩擦係数は、著しい安定度を示
すことが判った。また、極めて少量の摩耗しか生じない
ことが判った。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するためのプラントの第１
部分を示す略図である。
【図２】同じプラントの第２部分を示す略図である。
【符号の説明】
１ ホッパー ２ フィーダー ３ カード機 ４ フィードチムニー ５ スプリンクラー装置 ６ ナッパー ７ アプリケータ ８ ローラー ９ 加熱プラテン １０ ギロチン １１ ボビン １３ 加熱シリンダ １４ チューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｄ 69/02 Ｆ１６Ｄ 69/02 Ｚ

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 乾式摩擦を利用する装置、特にクラッチ
    またはブレーキディスクに使用される摩擦材料であっ
    て、 熱硬化性樹脂によって含浸されたファイバーのマットか
    ら成り、該ファイバーが、少なくとも４０ｍｍに等しい
    長さを有することを特徴とする摩擦材料。
  2. 【請求項２】 ファイバーの平均長さが、少なくとも１
    ２０ｍｍに等しいことを特徴とする、請求項１記載の摩
    擦材料。
  3. 【請求項３】 ファイバーが、綿、ビスコース、リネ
    ン、ポリアクリロニトリル、予め酸化されたポリアクリ
    ロニトリル、パラアラミド、メタアラミド、鉱物質ファ
    イバー、例えばＥ−Ｃ−Ｒグラス、ロックウールおよび
    セラミックから成る群から選択したものであること特徴
    とする、請求項１または２記載の摩擦材料。
  4. 【請求項４】 グラスファイバーが、連続フィラメント
    の形態、またはロービングの形態で、または織物または
    バルク形態で、マットに混入されていることを特徴とす
    る、請求項３記載の摩擦材料。
  5. 【請求項５】 グラスファイバーの径が、６ミクロン〜
    ２１ミクロンの範囲内にあることを特徴とする、請求項
    ４記載の摩擦材料。
  6. 【請求項６】 グラスファイバーが、フェノール樹脂の
    接着、含浸またはゴムの含浸を受けたものであることを
    特徴とする、請求項５記載の摩擦材料。
  7. 【請求項７】 マットに粒状充填材が混入されているこ
    とを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の摩擦
    材料
  8. 【請求項８】 前記粒状充填材のすべてまたは一部が、
    次の元素および化合物、すなわち銅、ロックウール、ニ
    トリルゴムパウダー、カーボンブラック、ヘキサメチレ
    ンテクトラミン、ギルソナイト、リサージ、メラミン樹
    脂、フェノール樹脂、硫黄、カードライト、珪酸ジルコ
    ニウム、硫化鉄、アルミナ、ラテックス、粉状にされた
    使用済みクラッチライナー、摩擦ライナー精留ダスト、
    酸化亜鉛から選択された少なくとも１つの物質を含むこ
    とを特徴とする、請求項７記載の摩擦材料。
  9. 【請求項９】（ａ）ミキサー内で、請求項１〜６のいず
    れかに記載の同じ性質のファイバーまたは異なる材料の
    ファイバーの混合物を製造する工程と、 （ｂ）カーディングされたウェブを形成するように、上
    記混合物をカーディングする工程と、 （ｃ）カーディングされたウェブをナッピングする工程
    と、 （ｄ）ナッピング工程の際に、カーディングされたウェ
    ブにグラスを混入する工程と、 （ｅ）マットを、予備的ローリング処理、すなわち圧縮
    する工程、とを備えることを特徴とする、乾式摩擦動作
    のための摩擦ライナーを製造する方法。
  10. 【請求項１０】 工程（ｂ）と（ｃ）との間で、カーデ
    ィングされたウェブに請求項８記載の粒状充填材を散布
    することを特徴とする、請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 ウールカーディングタイプのカード機
    により、カーディングを実行することを特徴とする、請
    求項９記載の方法。
  12. 【請求項１２】 加熱されたプラテンの間で、マットを
    ３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の厚さとすることを特徴とす
    る、請求項１０または１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 温度が、５０℃〜１００℃の範囲内に
    あり、圧力が１バールから１０バールの範囲内にあるこ
    とを特徴とする、請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 マットを幅方向にカットして、バンド
    とすることを特徴とする、請求項１２または１３記載の
    方法。
  15. 【請求項１５】 前記カットされたバンドの幅が、１０
    ０ｍｍ〜４５０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする、
    請求項１４記載の方法。
  16. 【請求項１６】 溶着されたバンドを製造するように、
    薄い加熱されたプレートにより、カットされたバンドを
    共に溶着することを特徴とする、請求項１４または１５
    記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記薄い加熱プレートの温度が、５０
    ℃〜１００℃の範囲内にあり、３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲
    内で重ね合わされた状態でカットされたバンドを溶着す
    ることを特徴とする、請求項１６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 溶着されたバンドを、巻き取り部材の
    ように巻き取り、前記溶着されたバンドをチューブに成
    形し、このチューブの内径を、可変径のマンドレルによ
    って決定し、このチューブの外径を巻き取り部材から所
    定の長さの溶着されたバンドを引き出すことによって決
    定することを特徴とする、請求項１６または１７記載の
    方法。
  19. 【請求項１９】 形成されたチューブから、環状リング
    をカットすることを特徴とする、請求項１８記載の方
    法。
  20. 【請求項２０】 モールドのベース内に環状リングを置
    き、圧力をかけたモールド内で加熱することを特徴とす
    る、請求項１９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 加熱温度が１５０℃〜２５０℃の範囲
    内にあり、材料に加えられた圧力が２０バールから３０
    ０バールの間で変化することを特徴とする、請求項２０
    記載の方法。
  22. 【請求項２２】 少なくとも１つの摩擦ライナーを備え
    た乾式摩擦動作のための回転自在なクラッチ摩擦ディス
    クであって、前記摩擦ライナーが、請求項１〜８のいず
    れかに記載の摩擦材料から成ることを特徴とする、回転
    自在なクラッチ摩擦ディスク。
  23. 【請求項２３】 摩擦材料が、請求項９〜２１のいずれ
    かの方法によって製造された材料であることを特徴とす
    る、請求項２２記載の、回転自在なクラッチ摩擦ディス
    ク。
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