JP2000178537A - 摩擦材組成物、摩擦材組成物の製造法及び摩擦材組成物を用いた摩擦材 - Google Patents

摩擦材組成物、摩擦材組成物の製造法及び摩擦材組成物を用いた摩擦材

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JP2000178537A
JP2000178537A JP35438298A JP35438298A JP2000178537A JP 2000178537 A JP2000178537 A JP 2000178537A JP 35438298 A JP35438298 A JP 35438298A JP 35438298 A JP35438298 A JP 35438298A JP 2000178537 A JP2000178537 A JP 2000178537A
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friction material
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material composition
friction
heat
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Masamichi Shiga
正道 志賀
Makoto Kikuchi
誠 菊地
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した摩擦係数(μ≧0.38)を有し、
かつノイズやジャダーの発生を抑えることが可能な摩擦
材に適した摩擦材組成物、摩擦材組成物の製造法及び摩
擦材組成物を用いた摩擦材を提供する。 【解決手段】 全組成物中に耐熱性液状樹脂及び水酸化
アルミニウムを0.05〜3.5重量%含有してなる摩
擦材組成物、耐熱性液状樹脂及び水酸化アルミニウムを
混練して予備組成物を得た後、該予備組成物に結合剤、
補強繊維、充填剤及び潤滑剤を配合し、混合することを
特徴とする摩擦材組成物の製造法並びに上記の摩擦材組
成物又は上記の方法で得られた摩擦材組成物を加熱加圧
成形してなる摩擦材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、鉄道車
両、各種産業機械等の制動に用いられるディスクブレー
キパッド、ブレーキライニング等の摩擦材に適した摩擦
材組成物、摩擦材組成物の製造法及び摩擦材組成物を用
いた摩擦材に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車、鉄道車両、各種産業機械等に
は、その制動のためディスクブレーキパッド、ブレーキ
ライニング等の摩擦材が使用されている。この摩擦材と
して、従来は特開昭64−87930号公報、特開平2
−117985号公報等に示されるようにスチール繊維
を主構成繊維としたセミメタリック系摩擦材が主流であ
ったが、自動車産業界の軽量化、高級化への移行に沿っ
て、オートマチック車の発進時や停止時の異音発生、低
温での制動力不足、摩耗粉によるホイール汚れ等の問題
点が出て来た。ここで発生する異音は、速度が30km/
時間程度から減速していく過程で現われる摩擦材の制動
に伴うノイズ(70dB以上の音圧)であり、周波数では
約100(Hz)の乗用者に不快を感ずる領域の音であ
る。
【0003】これらの問題点を解消するため、スチール
繊維の代替として銅繊維、黄銅繊維等の非鉄金属繊維、
アラミド繊維、セラミック繊維等の有機繊維や無機繊
維、さらに安定した摩擦係数(μ≧0.38)を得るた
めに無機材料の研削剤を使用したノンスチール摩擦材へ
の移行が急速に進んできた。
【0004】従来の技術では、上記の無機材料の配合比
率によって摩擦係数の安定化、スキール音、異音等のノ
イズやジャダーの低減を図ってきたが、しかしながらブ
レーキの制動により摩擦材の温度が180℃以上まで上
昇すると結合剤である樹脂が熱分解を起こし摩擦材が変
形し、その結果、スキール音、異音等のノイズやジャダ
ーが発生するという欠点が生じる。現在の無機材料主体
の配合比率の摩擦材組成物を使用して、安定した摩擦係
数(μ≧0.38)を有し、かつノイズやジャダーの発
生を完全に抑制した摩擦材が得られていないのが現状で
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】請求項1及び2記載の
発明は、安定した摩擦係数(μ≧0.38)を有し、か
つノイズやジャダーの発生を抑えることが可能な摩擦材
に適した摩擦材組成物を提供するものである。請求項3
記載の発明は、安定した摩擦係数(μ≧0.38)を有
し、かつノイズやジャダーの発生を抑えることが可能な
摩擦材に適した摩擦材組成物の製造法を提供するもので
ある。請求項4記載の発明は、安定した摩擦係数(μ≧
0.38)を有し、かつノイズやジャダーの発生を抑え
ることが可能な摩擦材を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、全組成物中に
耐熱性液状樹脂及び水酸化アルミニウムを0.05〜
3.5重量%含有してなる摩擦材組成物に関する。ま
た、本発明は、耐熱性液状樹脂を全組成物中に0.5〜
23重量%含有してなる摩擦材組成物に関する。また、
本発明は、耐熱性液状樹脂及び水酸化アルミニウムを混
練して予備組成物を得た後、該予備組成物に結合剤、補
強繊維、充填剤及び潤滑剤を配合し、混合することを特
徴とする摩擦材組成物の製造法に関する。さらに、本発
明は、上記の摩擦材組成物又は上記の方法で得られた摩
擦材組成物を加熱加圧成形してなる摩擦材に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明において、耐熱性液状樹脂
としては、例えば使用温度が500℃位まで熱分解など
が生ぜず性能を維持することが可能なフェノール樹脂、
エポキシ樹脂、メラミン樹脂等の固形の樹脂をメタノー
ル、エタノール、メチルエチルケトン等の溶剤に溶解し
て液状とした樹脂が用いられ、また耐熱性液状樹脂を使
用する際の粘度は20℃で300〜1000ポイズが好
ましく、500〜700ポイズがさらに好ましい。
【0008】耐熱性液状樹脂の含有量は、固形分で全組
成物中に0.5〜23重量%含有することが好ましく、
0.6〜22重量%含有することがより好ましく、1〜
20重量%含有することがさらに好ましい。0.5重量
%未満であるとノイズやジャダーの発生を抑えることが
できない傾向があり、23重量%を超えると安定した摩
擦係数を得ることができない傾向がある。
【0009】本発明では上記耐熱性液状樹脂に必要に応
じヘキサメチレンテトラミン、パラホルムアルデヒド等
の硬化剤が添加される。必要に応じ添加される硬化剤
は、耐熱性液状樹脂中に8〜14重量%含有することが
好ましく、10〜12重量%含有することがさらに好ま
しい。
【0010】一方、水酸化アルミニウムは、結晶水とし
て付着水分を0.05〜0.30重量%含み、かつステ
アリン酸で水酸化アルミニウム粒子の表面をコーティン
グ処理して摩擦材組成物中での分散性を良好にしたもの
を用いることが好ましい。水酸化アルミニウムの含有量
は、全組成物中に0.05〜3.5重量%、好ましくは
0.08〜3.3重量%、さらに好ましくは0.1〜
3.0重量%の範囲とされ、0.05重量%未満である
と安定した摩擦係数を得ることができず、3.5重量%
を超えるとノイズやジャダーの発生を抑えることができ
ない。
【0011】水酸化アルミニウムは、200〜300℃
に加熱されると脱水分解し、その際大きな吸熱を伴う。
その結果、摩擦材の摺動時の過熱を抑制し、耐熱性液状
樹脂の熱分解を防止するため、該耐熱性液状樹脂の熱分
解による摩擦係数の低下(フェード)、異音の発生を防
止するのに有効な材料である。
【0012】耐熱性液状樹脂と水酸化アルミニウムの配
合割合は、吸熱効果、摩擦係数の安定化及びノイズやジ
ャダー発生の抑制の点で耐熱性液状樹脂50〜90重量
%に対し、水酸化アルミニウムが50〜10重量%の範
囲であることが好ましく、耐熱性液状樹脂60〜75重
量%に対し、水酸化アルミニウムが40〜25重量%の
範囲であることがさらに好ましい。
【0013】本発明における摩擦材組成物は、上記の耐
熱性液状樹脂及び水酸化アルミニウムの他に、結合剤、
補強繊維、潤滑剤、充填剤等が用いられ、さらに必要に
応じ黄銅、青銅等の金属粉が用いられる。
【0014】本発明で用いられる結合剤は、SBR、N
BR等のゴム組成物、20℃で固形のフェノール樹脂、
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂等の熱硬
化性樹脂などが用いられ、このうちフェノール樹脂を用
いることが好ましく、特にノボラック樹脂、固形アンモ
ニアレゾール樹脂、シリコン変成フェノール樹脂、アク
リル変成ゴムフェノール樹脂を用いることが好ましい。
本発明では上記結合剤に必要に応じ硬化剤が添加され
る。結合剤は、全組成物中に5〜30重量%含有するこ
とが好ましく、10〜20.5重量%含有することがさ
らに好ましい。また必要に応じ添加される硬化剤は、ヘ
キサメチレンテトラミン、パラホルムアルデヒド、トリ
オキサン等が用いられ、結合剤中に8〜14重量%含有
することが好ましく、10〜12重量%含有することが
さらに好ましい。
【0015】補強繊維としては、ガラス繊維、セラミッ
ク繊維、炭素繊維、鉱物繊維等の無機繊維、アラミド繊
維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維等の有機繊維、銅
繊維、黄銅繊維、スチール繊維等の金属繊維が用いられ
る。補強繊維は全組成物中に0.5〜20重量%含有す
ることが好ましく、3〜15重量%含有することがさら
に好ましい。
【0016】また潤滑剤としては、黒鉛、硫化アンチモ
ン、硫化モリブデン等が、充填剤としては、カシューダ
スト、ゴムダスト、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウム、シリカ、金属粉等が一種又は二種以上
混合して用いられる。潤滑剤は全組成物中に2〜8重量
%含有することが好ましく、3〜6重量%含有すること
がさらに好ましい。充填剤は全組成物中に10〜70重
量%含有することが好ましく、20〜60重量%含有す
ることがさらに好ましい。摩擦材組成物を構成する各成
分の使用割合は、それらの総量が100重量%になるよ
うに調整される。
【0017】本発明になる摩擦材組成物は、各成分が適
宜の順序で混合して製造されるが、先ず耐熱性液状樹脂
と水酸化アルミニウムとを混練して予備組成物を得、次
いでこの予備組成物に他の材料を配合し、混合すること
によって製造することが好ましい。また本発明になる摩
擦材は、金型内に裏金及び摩擦材組成物を挿設及び充填
した後、加熱加圧成形法で成形し、その後熱処理を行っ
て得られる。なお成形する際の加熱温度は130〜17
0℃が好ましく、140〜160℃がより好ましい。圧
力は30〜60MPaが好ましく、45〜55MPaがより好
ましい。熱処理温度は100〜300℃が好ましく、1
50〜250℃がより好ましい。
【0018】
【実施例】以下本発明の実施例を説明するが、本発明は
これに制限するものではない。 実施例1〜10、比較例1〜7 粘度が20℃で600ポイズの耐熱性液状フェノール樹
脂(日立化成工業(株)製、非売品)及び付着水分を0.
20重量%含み、かつステアリン酸で表面をコーティン
グ処理した水酸化アルミニウムを表1及び表2に示す量
配合し、ニーダーで均一に混練して予備組成物を得た。
【0019】次に予備組成物に表1及び表2に示す量の
他の材料を配合し、混合機で均一に混合して摩擦材組成
物を得た。この後、金型内に裏金及び摩擦材組成物を挿
設及び充填した後、140℃及び圧力40MPaの条件で
12分間加熱加圧成形し、さらに200℃で5時間熱処
理を行ってディスクブレーキパッドを得た。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】次に本発明の実施例になるディスクブレー
キパッドと比較例のディスクブレーキパッドとについ
て、比較試験を行った。その試験結果を表3及び表4に
示す。なお試験条件は下記の通りである。 剪断強度 JASO、C427に従い、22℃及び300℃におけ
る強度を測定した。 耐摩耗性 キャリパ型式:コレットタイプ(シリンダ面積28.8
cm2) 試験条件:JASO、C427に従い、イナーシャ…4
9kgm2、制動初速度…60km/時間、減速度…2.94
m/秒2、制動前温度…250℃、制動回数…各100
0回毎の条件で摩耗量を測定した。
【0023】 異音の発生状況及び効力 2000ccのオートマチック車(日産自動車(株)製、車
種名セドリック(Y32))でJASO、C402の実
車試験を行い、試験中の異音を測定し、70dB以上の異
音の発生率及び最大音圧を求めた。また効力について
は、試験中のディスクブレーキとしての効力をμ値で、
相手材表面攻撃量をロータの研削量で評価した。 成形性 ディスクブレーキパッドの外観を目視し、皺及び亀裂の
発生の有無について観察した。
【0024】
【表3】
【0025】
【表4】
【0026】表3に示されるように、本発明の実施例に
なるディスクブレーキパッドは、皺及び亀裂の発生がな
く、全ての特性に優れることが確認された。これに対し
表4に示されるように比較例6のディスクブレーキパッ
ドは、熱成形時に亀裂が発生し、比較例2のディスクブ
レーキパッドは、皺が発生し、実車異音発生率が多く、
実車異音最大音圧が大きく、相手材表面攻撃量が多いと
いう欠点が生じ、比較例4及び比較例7のディスクブレ
ーキパッドは、効力が小さいという欠点が生じ、比較例
1のディスクブレーキパッドは、22℃のときの剪断強
度が弱く、摩耗量が大きいという欠点が生じ、比較例3
のディスクブレーキパッドは、22℃のときの剪断強度
が弱いという欠点が生じ、比較例5のディスクブレーキ
パッドは、皺が発生し、効力が小さいという欠点が生じ
た。
【0027】
【発明の効果】請求項1及び2における摩擦材組成物
は、安定した摩擦係数(μ≧0.38)を有し、かつノ
イズやジャダーの発生を抑えることが可能な摩擦材を提
供することができる。請求項3における方法により得ら
れる摩擦材組成物は、安定した摩擦係数(μ≧0.3
8)を有し、かつノイズやジャダーの発生を抑えること
が可能な摩擦材を提供することができる。請求項4にお
ける摩擦材は、安定した摩擦係数(μ≧0.38)を有
し、かつノイズやジャダーの発生を抑えることが可能
で、工業的に極めて好適である。
フロントページの続き Fターム(参考) 3J058 BA61 BA75 FA01 FA11 FA21 FA31 GA07 GA22 GA28 GA37 GA45 GA55 GA65 GA92 GA95 4F071 AA03 AB18 AE11 AE17 AF22 AH07 DA04 DA13

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全組成物中に耐熱性液状樹脂及び水酸化
    アルミニウムを0.05〜3.5重量%含有してなる摩
    擦材組成物。
  2. 【請求項2】 耐熱性液状樹脂を全組成物中に0.5〜
    23重量%含有してなる請求項1記載の摩擦材組成物。
  3. 【請求項3】 耐熱性液状樹脂及び水酸化アルミニウム
    を混練して予備組成物を得た後、該予備組成物に結合
    剤、補強繊維、充填剤及び潤滑剤を配合し、混合するこ
    とを特徴とする摩擦材組成物の製造法。
  4. 【請求項4】 請求項1若しくは2記載の摩擦材組成物
    又は請求項3記載の方法で得られた摩擦材組成物を加熱
    加圧成形してなる摩擦材。
JP35438298A 1998-12-14 1998-12-14 摩擦材組成物、摩擦材組成物の製造法及び摩擦材組成物を用いた摩擦材 Pending JP2000178537A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6355601B1 (en) * 1999-02-19 2002-03-12 Otsuka Kagaku Kabushiki Kaisha Friction material
JP2009221400A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Advics Co Ltd 摩擦材

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