JPH07196817A - 摩擦材 - Google Patents
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- JPH07196817A JPH07196817A JP42394A JP42394A JPH07196817A JP H07196817 A JPH07196817 A JP H07196817A JP 42394 A JP42394 A JP 42394A JP 42394 A JP42394 A JP 42394A JP H07196817 A JPH07196817 A JP H07196817A
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- friction material
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車等のブレーキ装置を構成する摩擦材の
摩擦摩耗特性（摩擦係数，耐摩耗性）の改良。 【構成】 樹脂を結合剤とし基材繊維を配合した混合物
を結着成形してなる摩擦材における基材繊維として、六
チタン酸ナトリウム〔Ｋ2 Ｔｉ6 Ｏ13〕の多結晶繊維を
使用する。配合量：３〜５０重量％。繊維サイズは、直
径約１０〜６０μｍ，長さ約８０〜４００μｍ，アスペ
クト比約３〜７０である。公知の他種繊維を複合配合し
てよい。所望により摩擦調整剤（硫酸バリウム等）、そ
の他の添加剤（潤滑剤等）が適量配合される。基材繊維
の有する耐熱性・補強性により、低温から高温まで広い
温度域に亘り摺動面の高摩擦係数が安定に維持され、摩
耗抵抗性も高い。使用時の摺動面から生じる粉塵中に健
康上有害とされる極微細繊維片は含まれない。
摩擦摩耗特性（摩擦係数，耐摩耗性）の改良。 【構成】 樹脂を結合剤とし基材繊維を配合した混合物
を結着成形してなる摩擦材における基材繊維として、六
チタン酸ナトリウム〔Ｋ2 Ｔｉ6 Ｏ13〕の多結晶繊維を
使用する。配合量：３〜５０重量％。繊維サイズは、直
径約１０〜６０μｍ，長さ約８０〜４００μｍ，アスペ
クト比約３〜７０である。公知の他種繊維を複合配合し
てよい。所望により摩擦調整剤（硫酸バリウム等）、そ
の他の添加剤（潤滑剤等）が適量配合される。基材繊維
の有する耐熱性・補強性により、低温から高温まで広い
温度域に亘り摺動面の高摩擦係数が安定に維持され、摩
耗抵抗性も高い。使用時の摺動面から生じる粉塵中に健
康上有害とされる極微細繊維片は含まれない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車，鉄道車両，航
空機，産業機械類等の制動装置におけるブレーキライニ
ング，ディスクパッド，クラッチフェーシング等の摺動
面を構成する摩擦材に関する。
空機，産業機械類等の制動装置におけるブレーキライニ
ング，ディスクパッド，クラッチフェーシング等の摺動
面を構成する摩擦材に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記制動装置の摩擦材として、従来より
アスベスト繊維を基材繊維として樹脂結合剤（フェノー
ル樹脂，エポキシ樹脂等）に分散させ、必要に応じて摩
擦・摩耗調整剤（硫酸バリウム等）を添加した混合物を
加熱・加圧下に結着成形した摩擦材が使用されてきた。
アスベスト繊維を基材繊維とする摩擦材は、低温域で
は、良好な摩擦・摩耗特性を示すが、摩擦面の高温化に
伴つて繊維の補強効果を減じ、摩耗損傷が著しく増大
し、かつ約３００℃を越えると摩擦係数が急激に低下す
るフェード現象を生じる等、高温域における性能劣化が
大きい。また、アスベスト繊維は発がん性の問題も指摘
され、環境衛生の見地からもその代替品の開発が要請さ
れている。かかる見地から、アスベスト繊維に代え、六
チタン酸カリウム繊維〔Ｋ2 Ｔｉ 6 Ｏ13〕に代表される
チタン酸カリウム繊維を基材繊維とする摩擦材が提案さ
れ、その実用化の試みがなされている（例えば、特開昭
６１−１９１５９９号公報，特開平１−２９４５５３号
公報等）。六チタン酸カリウム繊維は、耐熱性にすぐ
れ、かつ吸湿性がなく水と反応しない等、ブレーキ等の
摩擦材を構成する基材繊維としてアスベスト繊維にまさ
る好ましい特性を有している。
アスベスト繊維を基材繊維として樹脂結合剤（フェノー
ル樹脂，エポキシ樹脂等）に分散させ、必要に応じて摩
擦・摩耗調整剤（硫酸バリウム等）を添加した混合物を
加熱・加圧下に結着成形した摩擦材が使用されてきた。
アスベスト繊維を基材繊維とする摩擦材は、低温域で
は、良好な摩擦・摩耗特性を示すが、摩擦面の高温化に
伴つて繊維の補強効果を減じ、摩耗損傷が著しく増大
し、かつ約３００℃を越えると摩擦係数が急激に低下す
るフェード現象を生じる等、高温域における性能劣化が
大きい。また、アスベスト繊維は発がん性の問題も指摘
され、環境衛生の見地からもその代替品の開発が要請さ
れている。かかる見地から、アスベスト繊維に代え、六
チタン酸カリウム繊維〔Ｋ2 Ｔｉ 6 Ｏ13〕に代表される
チタン酸カリウム繊維を基材繊維とする摩擦材が提案さ
れ、その実用化の試みがなされている（例えば、特開昭
６１−１９１５９９号公報，特開平１−２９４５５３号
公報等）。六チタン酸カリウム繊維は、耐熱性にすぐ
れ、かつ吸湿性がなく水と反応しない等、ブレーキ等の
摩擦材を構成する基材繊維としてアスベスト繊維にまさ
る好ましい特性を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】六チタン酸カリウム繊
維を基材繊維として製造される摩擦材は、アスベスト繊
維を使用した従来のものに比し、摩耗抵抗性が飛躍的に
向上し、かつ３００℃を越える高温度域においても摩擦
係数の急激な低下を生じない改良された摩擦・摩耗特性
を有している。しかし、低温度域における摩擦係数は、
アスベスト繊維を使用したものよりも却って低い。自動
車等の高速度化や、制動装置の小型化・軽量化等に対処
するには、摩耗抵抗性に優れると共に、より高い摩擦係
数を有し、その高摩擦係数が低温域から高温域に亘る広
い温度範囲において安定に維持し得るものであることを
要する。本発明はかかる要求を充足し得る改良された摩
擦・摩耗特性を備えた摩擦材を提供することを目的とし
ている。
維を基材繊維として製造される摩擦材は、アスベスト繊
維を使用した従来のものに比し、摩耗抵抗性が飛躍的に
向上し、かつ３００℃を越える高温度域においても摩擦
係数の急激な低下を生じない改良された摩擦・摩耗特性
を有している。しかし、低温度域における摩擦係数は、
アスベスト繊維を使用したものよりも却って低い。自動
車等の高速度化や、制動装置の小型化・軽量化等に対処
するには、摩耗抵抗性に優れると共に、より高い摩擦係
数を有し、その高摩擦係数が低温域から高温域に亘る広
い温度範囲において安定に維持し得るものであることを
要する。本発明はかかる要求を充足し得る改良された摩
擦・摩耗特性を備えた摩擦材を提供することを目的とし
ている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の摩擦材は、樹脂
を結合剤とし基材繊維を含む混練物を結着成形してなる
摩擦材において、基材繊維として、六チタン酸ナトリウ
ム多結晶繊維が３〜５０重量％配合されていることを特
徴としている。
を結合剤とし基材繊維を含む混練物を結着成形してなる
摩擦材において、基材繊維として、六チタン酸ナトリウ
ム多結晶繊維が３〜５０重量％配合されていることを特
徴としている。
【０００５】
【作用】六チタン酸ナトリウム〔Ｋ2 Ｔｉ6 Ｏ13〕繊維
を基材繊維とする本発明の摩擦材は、六チタン酸カリウ
ム繊維を使用した摩擦材と同じように基材繊維の有する
良好な耐熱性・補強性の効果として、アスベスト繊維を
使用した従来の摩擦材を大きく凌ぐ卓抜した摩耗抵抗性
を示し、しかも六チタン酸カリウム繊維の摩擦材では得
られない高度の摩擦係数を有し、その高摩擦係数は低温
度から高温度の広い温度範囲に亘つて安定に保持され
る。本発明摩擦材のこの改良された摩擦特性は、実使用
過程における基材繊維の樹脂（結合剤）に対する「アル
カリアタック」傾向の大小の相違による。すなわち、六
チタン酸カリウム結晶と六チタン酸ナトリウム結晶は同
じ結晶構造（ＴｉＯ 6 八面体の連鎖により形成されたト
ンネル構造のトンネルの枠内にアルカリ金属イオンが配
位する）を有しているが、そのトンネル枠内に配位する
Ｎａイオンは、Ｋイオンの配位に比し安定である。この
ため高面圧の作用する摩擦材の実使用過程において、六
チタン酸カリウム繊維を使用した摩擦材では、摩擦面の
極薄い表皮層（約１００〜２００μｍの領域）にＫイオ
ンのアルカリアタックによる結合剤樹脂の劣化（軟化，
変質）を生じ易いのに対し、六チタン酸ナトリウム繊維
を基材繊維とした本発明の摩擦材では、アルカリアタッ
クとそれに因る樹脂の劣化傾向が軽微に抑えられる。こ
のことが、本発明の摩擦材の広い温度域に亘る高摩擦係
数の安定な維持を可能にしているものと考えられる。
を基材繊維とする本発明の摩擦材は、六チタン酸カリウ
ム繊維を使用した摩擦材と同じように基材繊維の有する
良好な耐熱性・補強性の効果として、アスベスト繊維を
使用した従来の摩擦材を大きく凌ぐ卓抜した摩耗抵抗性
を示し、しかも六チタン酸カリウム繊維の摩擦材では得
られない高度の摩擦係数を有し、その高摩擦係数は低温
度から高温度の広い温度範囲に亘つて安定に保持され
る。本発明摩擦材のこの改良された摩擦特性は、実使用
過程における基材繊維の樹脂（結合剤）に対する「アル
カリアタック」傾向の大小の相違による。すなわち、六
チタン酸カリウム結晶と六チタン酸ナトリウム結晶は同
じ結晶構造（ＴｉＯ 6 八面体の連鎖により形成されたト
ンネル構造のトンネルの枠内にアルカリ金属イオンが配
位する）を有しているが、そのトンネル枠内に配位する
Ｎａイオンは、Ｋイオンの配位に比し安定である。この
ため高面圧の作用する摩擦材の実使用過程において、六
チタン酸カリウム繊維を使用した摩擦材では、摩擦面の
極薄い表皮層（約１００〜２００μｍの領域）にＫイオ
ンのアルカリアタックによる結合剤樹脂の劣化（軟化，
変質）を生じ易いのに対し、六チタン酸ナトリウム繊維
を基材繊維とした本発明の摩擦材では、アルカリアタッ
クとそれに因る樹脂の劣化傾向が軽微に抑えられる。こ
のことが、本発明の摩擦材の広い温度域に亘る高摩擦係
数の安定な維持を可能にしているものと考えられる。
【０００６】以下、本発明について詳しく説明する。本
発明の摩擦材の基材繊維である六チタン酸ナトリウム多
結晶繊維の配合割合を３〜５０重量％の範囲に限定した
のは、３重量％より少ないと、その配合効果が不足する
からであり、５０重量％を上限としたのは、それを越え
ると摩擦・摩耗特性の改善効果は飽和し、それ以上に増
量する利益がないからである。六チタン酸ナトリウム繊
維を多結晶繊維に限定したのは、ウィスカのごとき極微
細な単結晶繊維の使用を排除する趣旨である。多結晶繊
維の使用により、ウィスカを使用する場合の原料組成物
の混合および摩擦材の実使用上の困難や不具合が回避さ
れる。六チタン酸ナトリウム多結晶繊維のサイズは、樹
脂中への混合分散の均一性、補強作用の点から、繊維長
約８０〜４００μｍ、繊維径約１０〜６０μｍ，アスペ
クト比（長さ／径）約３〜７のものが好適に使用され
る。
発明の摩擦材の基材繊維である六チタン酸ナトリウム多
結晶繊維の配合割合を３〜５０重量％の範囲に限定した
のは、３重量％より少ないと、その配合効果が不足する
からであり、５０重量％を上限としたのは、それを越え
ると摩擦・摩耗特性の改善効果は飽和し、それ以上に増
量する利益がないからである。六チタン酸ナトリウム繊
維を多結晶繊維に限定したのは、ウィスカのごとき極微
細な単結晶繊維の使用を排除する趣旨である。多結晶繊
維の使用により、ウィスカを使用する場合の原料組成物
の混合および摩擦材の実使用上の困難や不具合が回避さ
れる。六チタン酸ナトリウム多結晶繊維のサイズは、樹
脂中への混合分散の均一性、補強作用の点から、繊維長
約８０〜４００μｍ、繊維径約１０〜６０μｍ，アスペ
クト比（長さ／径）約３〜７のものが好適に使用され
る。
【０００７】本発明の摩擦材は、基材繊維として、上記
六チタン酸ナトリウム多結晶繊維と共に、公知の他種繊
維、例えばポリアミド（ナイロン）繊維，アラミド繊
維，スチール繊維，ステンレス繊維，銅繊維，黄銅繊
維，炭素繊維，ガラス繊維，セラミックス繊維，ロック
ウール，木質パルプ等から選ばれる１種〜２種以上の繊
維を複合的に（例えば、上記六チタン酸ナトリウム多結
晶繊維との合計量で約１０〜６５重量％）使用してよ
い。これらの基材繊維は、必要に応じ、分散性、結合剤
樹脂との結着性の向上等を目的として、シラン系カップ
リング剤（アミノシラン，ビニルシラン，エポキシシラ
ン，メタアクリロキシラン，メルカプトキシラン等）、
またはチタネート系カップリング剤（イソプロピルトリ
イソステアロイルチタネート，ジ（ジオクチルパイロホ
スフェート）エチレンチタネート等）による表面処理
（カップリング処理）が常法に従って施されて使用され
る。
六チタン酸ナトリウム多結晶繊維と共に、公知の他種繊
維、例えばポリアミド（ナイロン）繊維，アラミド繊
維，スチール繊維，ステンレス繊維，銅繊維，黄銅繊
維，炭素繊維，ガラス繊維，セラミックス繊維，ロック
ウール，木質パルプ等から選ばれる１種〜２種以上の繊
維を複合的に（例えば、上記六チタン酸ナトリウム多結
晶繊維との合計量で約１０〜６５重量％）使用してよ
い。これらの基材繊維は、必要に応じ、分散性、結合剤
樹脂との結着性の向上等を目的として、シラン系カップ
リング剤（アミノシラン，ビニルシラン，エポキシシラ
ン，メタアクリロキシラン，メルカプトキシラン等）、
またはチタネート系カップリング剤（イソプロピルトリ
イソステアロイルチタネート，ジ（ジオクチルパイロホ
スフェート）エチレンチタネート等）による表面処理
（カップリング処理）が常法に従って施されて使用され
る。
【０００８】本発明の摩擦材は、所望により、公知の摩
擦摩耗調整剤、例えば、加硫もしくは未加硫の天然・合
成ゴム粉末，カシュー樹脂粉粒体，レジンダスト，ゴム
ダスト等の有機物粉末、天然・人造黒鉛，二硫化モリブ
デン，三硫化アンチモン，硫酸バリウム，炭酸カルシウ
ム等の無機質粉末、銅，アルミニウム，亜鉛，鉄等の金
属粉末、アルミナ，シリカ，酸化クロム，酸化銅，三酸
化アンチモン，酸化チタン，酸化鉄等の酸化物粉末等か
ら選ばれる１種ないし２種以上の成分が、摩擦摩耗特性
（摩擦係数，摩耗抵抗性，振動特性，ナキ等）の改善を
目的として適量（例えば２０〜７０重量％）配合され
る。また、各種添加剤、例えば防錆剤、潤滑剤、研削剤
等が、その用途・使用態様等に応じて適量配合（例えば
５０重量％以下）されることも通常の摩擦材と異ならな
い。
擦摩耗調整剤、例えば、加硫もしくは未加硫の天然・合
成ゴム粉末，カシュー樹脂粉粒体，レジンダスト，ゴム
ダスト等の有機物粉末、天然・人造黒鉛，二硫化モリブ
デン，三硫化アンチモン，硫酸バリウム，炭酸カルシウ
ム等の無機質粉末、銅，アルミニウム，亜鉛，鉄等の金
属粉末、アルミナ，シリカ，酸化クロム，酸化銅，三酸
化アンチモン，酸化チタン，酸化鉄等の酸化物粉末等か
ら選ばれる１種ないし２種以上の成分が、摩擦摩耗特性
（摩擦係数，摩耗抵抗性，振動特性，ナキ等）の改善を
目的として適量（例えば２０〜７０重量％）配合され
る。また、各種添加剤、例えば防錆剤、潤滑剤、研削剤
等が、その用途・使用態様等に応じて適量配合（例えば
５０重量％以下）されることも通常の摩擦材と異ならな
い。
【０００９】結合剤である樹脂成分は、通常使用される
材種、例えばフェノール樹脂，ホルムアルデヒド樹脂，
エポキシ樹脂，シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂、また
はこれらの変性（カシュー油変性，乾性変性等）熱硬化
性樹脂、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム，ニトリル
ゴム等のゴム系樹脂等が挙げられる。
材種、例えばフェノール樹脂，ホルムアルデヒド樹脂，
エポキシ樹脂，シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂、また
はこれらの変性（カシュー油変性，乾性変性等）熱硬化
性樹脂、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム，ニトリル
ゴム等のゴム系樹脂等が挙げられる。
【００１０】本発明の摩擦材を製造するための原料混合
物の調製は、基材繊維として六チタン酸ナトリウム多結
晶繊維が使用される点を除いて、従来一般の摩擦材と異
ならず、またその製造工程にも特別の条件の付加ないし
制限は課せられない。すなわち、基材繊維を結合剤樹脂
中に分散し、必要に応じて配合される摩擦摩耗調整剤、
および防錆剤，潤滑剤，研削剤等を添加し、均一に混合
して原料組成物を調製し、予備成形についで金型成形等
により、加熱・加圧下（加圧力約１０〜４０ＭＰａ，温
度約１５０〜２００℃）に結着成形を行い、型から取り
出した後、所望により加熱炉内で熱処理（温度約１５０
〜２００℃，保持時間約１〜１２Ｈｒ）を施し、しかる
後その成形体に機械加工、研磨加工を加えて所定の形状
を有する摩擦材に仕上げる。別法として、原料組成物
を、水等に分散懸濁させ、抄き網で抄きあげ、搾水して
シートを抄造し、その適当枚数を重ね、加熱・加圧下に
結着成形する工程を経由し、その成形体を機械加工，研
磨加工して所定の摩擦材を得ることもできる。
物の調製は、基材繊維として六チタン酸ナトリウム多結
晶繊維が使用される点を除いて、従来一般の摩擦材と異
ならず、またその製造工程にも特別の条件の付加ないし
制限は課せられない。すなわち、基材繊維を結合剤樹脂
中に分散し、必要に応じて配合される摩擦摩耗調整剤、
および防錆剤，潤滑剤，研削剤等を添加し、均一に混合
して原料組成物を調製し、予備成形についで金型成形等
により、加熱・加圧下（加圧力約１０〜４０ＭＰａ，温
度約１５０〜２００℃）に結着成形を行い、型から取り
出した後、所望により加熱炉内で熱処理（温度約１５０
〜２００℃，保持時間約１〜１２Ｈｒ）を施し、しかる
後その成形体に機械加工、研磨加工を加えて所定の形状
を有する摩擦材に仕上げる。別法として、原料組成物
を、水等に分散懸濁させ、抄き網で抄きあげ、搾水して
シートを抄造し、その適当枚数を重ね、加熱・加圧下に
結着成形する工程を経由し、その成形体を機械加工，研
磨加工して所定の摩擦材を得ることもできる。
【００１１】
〔供試摩擦材の製作〕基材繊維として六チタン酸ナトリ
ウム多結晶繊維（後記参考例による）を使用し、下記の
原料組成物を調製して予備成形（加圧力：14.7ＭＰａ＝
150Kg /cm 2，温度：常温，時間：1 分間）の後、金型
による結着成形（加圧力：14.7ＭＰａ＝150Kg/cm 2，温
度：170 ℃, 加圧保持時間：5 分間）を行い、成形後、
離型して乾燥炉で熱処理（180 ℃に3 時間保持) を施
す。その後、所定寸法に切断し、研磨加工を加えて供試
摩擦材( ディスクパッド) を得た。この摩擦材をＡとす
る。 基材繊維（六チタン酸ナトリウム多結晶繊維） …３０重量％ 結合剤樹脂（フェノール樹脂） …２０重量％ 摩擦調整剤（硫酸バリウム） …５０重量％
ウム多結晶繊維（後記参考例による）を使用し、下記の
原料組成物を調製して予備成形（加圧力：14.7ＭＰａ＝
150Kg /cm 2，温度：常温，時間：1 分間）の後、金型
による結着成形（加圧力：14.7ＭＰａ＝150Kg/cm 2，温
度：170 ℃, 加圧保持時間：5 分間）を行い、成形後、
離型して乾燥炉で熱処理（180 ℃に3 時間保持) を施
す。その後、所定寸法に切断し、研磨加工を加えて供試
摩擦材( ディスクパッド) を得た。この摩擦材をＡとす
る。 基材繊維（六チタン酸ナトリウム多結晶繊維） …３０重量％ 結合剤樹脂（フェノール樹脂） …２０重量％ 摩擦調整剤（硫酸バリウム） …５０重量％
【００１２】
【比較例１】基材繊維として、六チタン酸カリウム多結
晶繊維（繊維サイズは実施例における六チタン酸ナトリ
ウム多結晶繊維のそれと同じ）を使用し、下記の原料混
合物を調製し、前記実施例と同一の成形条件により供試
摩擦材を得た。この摩擦材をＢとする。 基材繊維（六チタン酸カリウム多結晶繊維） …３０重量％ 結合剤樹脂（フェノール樹脂） …２０重量％ 摩擦調整剤（硫酸バリウム） …５０重量％
晶繊維（繊維サイズは実施例における六チタン酸ナトリ
ウム多結晶繊維のそれと同じ）を使用し、下記の原料混
合物を調製し、前記実施例と同一の成形条件により供試
摩擦材を得た。この摩擦材をＢとする。 基材繊維（六チタン酸カリウム多結晶繊維） …３０重量％ 結合剤樹脂（フェノール樹脂） …２０重量％ 摩擦調整剤（硫酸バリウム） …５０重量％
【００１３】
【比較例２】基材繊維として、アスベスト繊維（６クラ
ス）を使用し、下記の原料混合物を調製し、前記実施例
と同一の成形条件により供試摩擦材を得た。た。この摩
擦材をＣとする。 基材繊維（アスベスト繊維，６クラス） …３０重量％ 結合剤樹脂（フェノール樹脂） …２０重量％ 摩擦調整剤（硫酸バリウム） …５０重量％
ス）を使用し、下記の原料混合物を調製し、前記実施例
と同一の成形条件により供試摩擦材を得た。た。この摩
擦材をＣとする。 基材繊維（アスベスト繊維，６クラス） …３０重量％ 結合剤樹脂（フェノール樹脂） …２０重量％ 摩擦調整剤（硫酸バリウム） …５０重量％
【００１４】〔摩擦摩耗試験〕上記の各供試摩擦材、す
なわち、摩擦材Ａ〔基材繊維：六チタン酸ナトリウム多
結晶繊維〕（発明例）、摩擦材Ｂ〔基材繊維：六チタン
酸カリウム多結晶繊維〕 （比較例１）、摩擦材Ｃ〔基
材繊維：アスベスト繊維〕 （比較例
２）、について、JIS D4411 「自動車用ブレーキライニ
ング」に規定の定速度摩擦摩耗試験により、摩擦係数お
よび摩耗率（ｃｍ3 ／Ｎ・ｍ）を測定し、図１および図
２に示す結果を得た〔図１：摩擦係数，図２：摩耗
率〕。ディスク摩擦面：ＦＣ25ねずみ鋳鉄、面圧：10Kg
/cm 2 、摩擦速度：7m/s。
なわち、摩擦材Ａ〔基材繊維：六チタン酸ナトリウム多
結晶繊維〕（発明例）、摩擦材Ｂ〔基材繊維：六チタン
酸カリウム多結晶繊維〕 （比較例１）、摩擦材Ｃ〔基
材繊維：アスベスト繊維〕 （比較例
２）、について、JIS D4411 「自動車用ブレーキライニ
ング」に規定の定速度摩擦摩耗試験により、摩擦係数お
よび摩耗率（ｃｍ3 ／Ｎ・ｍ）を測定し、図１および図
２に示す結果を得た〔図１：摩擦係数，図２：摩耗
率〕。ディスク摩擦面：ＦＣ25ねずみ鋳鉄、面圧：10Kg
/cm 2 、摩擦速度：7m/s。
【００１５】図１（摩擦係数）および図２（摩耗率）に
示したように、摩擦材Ｃ（基材繊維：アスベスト繊維）
は、低温域および高温域での摩擦係数が低く、特に３０
０℃を越える高温域での低下が顕著であり、耐摩耗性
も、高温化に伴なって急激に低下している。この摩擦材
Ｃに比べ、摩擦材Ｂ（基材繊維：六チタン酸カリウム多
結晶繊維）は、高温度域においても摩耗損傷が軽微で、
高温化に伴う摩擦係数の低下も少ないが、低温域での摩
擦係数は摩擦材Ｃよりも低い。これに対し、発明例の摩
擦材Ａは、摩擦係数の温度依存性が極めて小さく、低温
から高温に亘る広い温度域において高い摩擦係数が安定
に維持され、また耐摩耗性も、低温域はむろんのこと、
３００℃を越える高温域でも極めて軽微であり、摩擦・
摩耗特性の改善効果は歴然である。
示したように、摩擦材Ｃ（基材繊維：アスベスト繊維）
は、低温域および高温域での摩擦係数が低く、特に３０
０℃を越える高温域での低下が顕著であり、耐摩耗性
も、高温化に伴なって急激に低下している。この摩擦材
Ｃに比べ、摩擦材Ｂ（基材繊維：六チタン酸カリウム多
結晶繊維）は、高温度域においても摩耗損傷が軽微で、
高温化に伴う摩擦係数の低下も少ないが、低温域での摩
擦係数は摩擦材Ｃよりも低い。これに対し、発明例の摩
擦材Ａは、摩擦係数の温度依存性が極めて小さく、低温
から高温に亘る広い温度域において高い摩擦係数が安定
に維持され、また耐摩耗性も、低温域はむろんのこと、
３００℃を越える高温域でも極めて軽微であり、摩擦・
摩耗特性の改善効果は歴然である。
【００１６】
【参考例】〔六チタン酸ナトリウム多結晶繊維の製造〕 〔１〕原料の調製および加熱溶融処理 精製アナターゼ粉末（純度99.0％）と、炭酸ナトリウム
粉末（純度99.2％）とを、TiO 2 / Na2 O のモル比２と
なる割合に配合し均一に混合して出発原料とする。これ
を白金ルツボに入れ、加熱炉内で、温度１０５０℃に１
時間加熱保持することにより、溶融反応を行わせる。
粉末（純度99.2％）とを、TiO 2 / Na2 O のモル比２と
なる割合に配合し均一に混合して出発原料とする。これ
を白金ルツボに入れ、加熱炉内で、温度１０５０℃に１
時間加熱保持することにより、溶融反応を行わせる。
【００１７】〔３〕溶融生成物の冷却 溶融生成物を銅皿に流し込み、そのまま冷却・凝固す
る。得られた塊状物は三チタン酸ナトリウム結晶（Ｎａ
2 Ｔｉ3 Ｏ7 ）と五チタン酸八ナトリウム結晶（Ｎａ8
Ｔｉ5 Ｏ14）との混相物（Ｘ線回折による）であり、三
チタン酸ナトリウム結晶は繊維形状を有し、五チタン酸
八ナトリウム結晶は微細粒子（走査型電子顕微鏡によ
る）である。 〔４〕湿式解繊処理 上記塊状物を水中に浸漬し、一昼夜放置した後、スター
ラで攪拌（約１０分間）する。微細粒状の五チタン酸ナ
トリウム結晶は浮遊し、繊維形状の三チタン酸ナトリウ
ム結晶は液中を沈降する。この重力分離により、三チタ
ン酸ナトリウム繊維を回収する。三チタン酸ナトリウム
繊維は多結晶体である（走査型電子顕微鏡観察）。
る。得られた塊状物は三チタン酸ナトリウム結晶（Ｎａ
2 Ｔｉ3 Ｏ7 ）と五チタン酸八ナトリウム結晶（Ｎａ8
Ｔｉ5 Ｏ14）との混相物（Ｘ線回折による）であり、三
チタン酸ナトリウム結晶は繊維形状を有し、五チタン酸
八ナトリウム結晶は微細粒子（走査型電子顕微鏡によ
る）である。 〔４〕湿式解繊処理 上記塊状物を水中に浸漬し、一昼夜放置した後、スター
ラで攪拌（約１０分間）する。微細粒状の五チタン酸ナ
トリウム結晶は浮遊し、繊維形状の三チタン酸ナトリウ
ム結晶は液中を沈降する。この重力分離により、三チタ
ン酸ナトリウム繊維を回収する。三チタン酸ナトリウム
繊維は多結晶体である（走査型電子顕微鏡観察）。
【００１８】〔５〕ナトリウム溶出処理 上記三チタン酸ナトリウム多結晶繊維を脱水・乾燥後、
水（５０倍量）に投入し、硫酸０．５重量％を添加して
１時間攪拌した後、処理液中から回収する。 〔６〕焼成処理 回収された繊維を脱水・乾燥し、温度７００℃×２時間
の熱処理を行う。得られた繊維は次のとおりである。 化学組成：Ｎａ2 Ｔｉ6 Ｏ13( Ｘ線回折による) 繊維形態：平均繊維径 50 μｍ，平均繊維長 300μｍ，
アスペクト比 5〜7 （走査型電子顕微鏡による）。
水（５０倍量）に投入し、硫酸０．５重量％を添加して
１時間攪拌した後、処理液中から回収する。 〔６〕焼成処理 回収された繊維を脱水・乾燥し、温度７００℃×２時間
の熱処理を行う。得られた繊維は次のとおりである。 化学組成：Ｎａ2 Ｔｉ6 Ｏ13( Ｘ線回折による) 繊維形態：平均繊維径 50 μｍ，平均繊維長 300μｍ，
アスペクト比 5〜7 （走査型電子顕微鏡による）。
【００１９】
【発明の効果】本発明の摩擦材は、低温から高温の広い
温度域に亘つて、高い摩擦係数と耐摩耗性とを有する。
従って、自動車，車両，航空機，各種産業機械類の制動
装置を構成するブレーキライニング，ディスクパッド，
クラッチフェーシング等として有用であり、制動装置の
小型化・軽量化等への対応を可能とし、制動機能の向上
・安定化、耐久性の改善に奏効するものである。
温度域に亘つて、高い摩擦係数と耐摩耗性とを有する。
従って、自動車，車両，航空機，各種産業機械類の制動
装置を構成するブレーキライニング，ディスクパッド，
クラッチフェーシング等として有用であり、制動装置の
小型化・軽量化等への対応を可能とし、制動機能の向上
・安定化、耐久性の改善に奏効するものである。
【図１】摩擦摩耗試験による摩擦係数の測定結果を示す
グラフである。
グラフである。
【図２】摩擦摩耗試験による摩耗率の測定結果を示すグ
ラフである。
ラフである。
Ａ：発明例（基材繊維：六チタン酸ナトリウム多結晶繊
維）、 Ｂ：比較例（基材繊維：六チタン酸カリウム多結晶繊
維）、 Ｃ：比較例（基材繊維：アスベスト繊維，６クラス）。
維）、 Ｂ：比較例（基材繊維：六チタン酸カリウム多結晶繊
維）、 Ｃ：比較例（基材繊維：アスベスト繊維，６クラス）。
Claims (2)
- 【請求項１】 樹脂を結合剤とし基材繊維を含む混練物
を結着成形してなる摩擦材において、基材繊維として、
六チタン酸ナトリウム多結晶繊維が３〜５０重量％配合
されていることを特徴とする摩擦材。 - 【請求項２】 六チタン酸ナトリウム多結晶繊維の繊維
サイズが、直径１０〜６０μｍ，長さ８０〜４００μ
ｍ，アスペクト比３〜７であることを特徴とする請求項
１に記載の摩擦材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP42394A JPH07196817A (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 摩擦材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP42394A JPH07196817A (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 摩擦材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07196817A true JPH07196817A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=11473402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP42394A Pending JPH07196817A (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 摩擦材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07196817A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100771054B1 (ko) * | 2005-10-06 | 2007-10-29 | 주식회사 만도 | 마찰재용 조성물 및 이를 이용한 제동장치 |
| WO2008149845A1 (ja) | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Otsuka Chemical Co., Ltd. | 六チタン酸ナトリウム及びその製造方法 |
| CN102516942A (zh) * | 2011-11-23 | 2012-06-27 | 常熟钰泰隆摩擦新材料科技有限公司 | 一种稀土氧化物改性的环保型摩擦材料及其制备方法 |
| CN103409106A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-11-27 | 安徽昕宏通用设备制造有限公司 | 一种制动器刹车片摩擦材料及其制备工艺 |
| CN110614360A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-27 | 安阳工学院 | 一种多层结构TiNiAlZrNb基自润滑轴瓦材料设计及其制备方法 |
-
1994
- 1994-01-07 JP JP42394A patent/JPH07196817A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100771054B1 (ko) * | 2005-10-06 | 2007-10-29 | 주식회사 만도 | 마찰재용 조성물 및 이를 이용한 제동장치 |
| WO2008149845A1 (ja) | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Otsuka Chemical Co., Ltd. | 六チタン酸ナトリウム及びその製造方法 |
| US8877339B2 (en) | 2007-06-08 | 2014-11-04 | Otsuka Chemical Co., Ltd. | Sodium hexatitanate and method for production thereof |
| CN102516942A (zh) * | 2011-11-23 | 2012-06-27 | 常熟钰泰隆摩擦新材料科技有限公司 | 一种稀土氧化物改性的环保型摩擦材料及其制备方法 |
| CN103409106A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-11-27 | 安徽昕宏通用设备制造有限公司 | 一种制动器刹车片摩擦材料及其制备工艺 |
| CN103409106B (zh) * | 2013-07-26 | 2016-06-08 | 安徽昕宏通用设备制造有限公司 | 一种制动器刹车片摩擦材料及其制备工艺 |
| CN110614360A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-27 | 安阳工学院 | 一种多层结构TiNiAlZrNb基自润滑轴瓦材料设计及其制备方法 |
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