JP2000265157A - 摩擦材 - Google Patents

摩擦材

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦摩耗特性に優れ、かつ成形機等の供給路
において付着等が生じにくい、生産性に優れた摩擦材を
得る。 【解決手段】 摩擦調整剤として、層状・板状8チタン
酸カリウムを含有することを特徴としている。

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、航空機、
鉄道車両及び産業用機器等の制動装置に用いられる制動
部材用材料、例えばクラッチフェーシング用材料及びブ
レーキ用材料等として好適な摩擦材に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】制動部
材における摩擦材としては、これまでアスベストを有機
系または無機系の結合剤に分散させ結着成形してなる摩
擦材が使用されてきた。しかしながら、このものは耐熱
性等の摩擦摩耗特性が不十分であるとともに、アスベス
トは発癌性等の環境衛生上の問題を有することから代替
品の開発が強く要望されている。
【0003】斯かる要望に対し、チタン酸カリウム繊維
を基材繊維または摩擦調整剤として用いた摩擦材が提案
されている。チタン酸カリウム繊維はアスベストのよう
な発癌性を持たず、耐熱性に優れ、フェード現象の防止
や摩擦特性の熱安定性向上に有効であるという優れた特
徴を有している。
【0004】しかしながら、チタン酸カリウム繊維を配
合した摩擦材においても、制動装置の「鳴き」の問題の
解決には十分対応できていないのが現状である。また、
チタン酸カリウム繊維は繊維形状を有しているため嵩高
く、流動性に劣り、製造時点において供給路の壁に付着
して、これを閉塞させるといった問題点を有している。
【0005】本発明の目的は、上記従来の問題点を解消
することにあり、摩擦摩耗特性に優れ、かつ生産性に優
れた摩擦材を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の摩擦材は、摩擦
調整剤として層状・板状8チタン酸カリウムを含有する
ことを特徴としている。
【0007】本発明で摩擦調整剤として用いる層状・板
状8チタン酸カリウムは、いずれも温度変化に安定な摩
擦摩耗特性を有するものであり、摩擦材用摩擦調整剤と
して好適なものである。しかも、チタン酸カリウム繊維
のような繊維形状を有していないため、製造工程におい
て供給路を閉塞する虞が少なく、加えて吸入性繊維によ
る労働環境の悪化を生じることがない。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明で用いる層状・板状8チタ
ン酸カリウムの形状としては、摩擦摩耗特性向上の観点
から、長径10〜500μm、短径(厚み)50〜10
00nmのものが特に好ましく用いられる。
【0009】また、層状・板状8チタン酸カリウムは、
本発明の摩擦材中に3〜50重量%配合されることが好
ましい。3重量%以上配合しないと、摩擦摩耗特性の改
善効果を発現させることができない場合があり、また5
0重量%を超えて配合しても、摩擦摩耗特性の効果改善
はそれ以上期待できないため経済的に不利となる場合が
ある。
【0010】本発明で摩擦調整剤として用いる層状・板
状8チタン酸カリウムの合成方法としては特に制限され
るものではないが、例えば以下の方法により製造するこ
とができる。
【0011】Kx Liy Ti2-y 4 (式中、xは0.
5〜1.0、yは0.25〜1.0の数をそれぞれ示
す。)で表される層状・板状チタン酸塩をまず用意す
る。この層状・板状チタン酸塩は、各元素が所望のモル
比(上記x及びy)の割合となるように混合したフラッ
クス原料粉末を、例えば、1100〜1200℃の温度
で加熱し、その後除冷して結晶を育成させ、得られた生
成物を水で温湿し、フラックスを除去して製造すること
ができる。このKx LiyTi2-y4 で示される層状・
板状チタン酸塩を、塩酸やその他の鉱酸並びに有機酸な
どを用いて酸処理し、層状・板状チタン酸とする。得ら
れた層状・板状チタン酸を飽和KOH水溶液中に分散
し、例えば30分〜5時間程度攪拌する。濾別分離した
後、これを焼成することにより層状・板状8チタン酸カ
リウムを得ることができる。焼成は一般に450〜70
0℃程度の温度が好ましく、焼成時間は1〜5時間程度
が好ましい。
【0012】本発明の摩擦材の具体例としては、例えば
基材繊維、摩擦調整材及び結合剤からなる摩擦材を例示
できる。該摩擦材中の各成分の配合割合としては、基材
繊維1〜60重量部、摩擦調整剤は層状・板状8チタン
酸カリウムを含め20〜80重量部、結合剤10〜40
重量部、その他の成分を0〜60重量部を例示できる。
【0013】基材繊維としては、例えばアラミド繊維等
の樹脂繊維、スチール繊維、黄銅繊維等の金属繊維、炭
素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、ロックウール、
木質パルプ等を挙げられる。これらの基材繊維は、分散
性及び結合剤との密着性向上のためにアミノシラン系、
エポキシシラン系またはビニルシラン系等のシラン系カ
ップリング剤、チタネート系カップリング剤あるいはリ
ン酸エステル等の表面処理を施して用いてもよい。
【0014】本発明の摩擦材における摩擦調整材として
は、層状・板状8チタン酸カリウムに加えて、本発明の
効果を損なわない範囲で、他の摩擦調整剤を併用しても
よい。例えば、加硫または未加硫の天然、合成ゴム粉
末、カシュー樹脂粉末、レジンダスト、ゴムダスト等の
有機物粉末、カーボンブラック、黒鉛粉末、二硫化モリ
ブデン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、クレー、マイ
カ、タルク、ケイソウ土、アンチゴライト、セピオライ
ト、モンモリロナイト、ゼオライト、三チタン酸ナトリ
ウム、五チタン酸ナトリウム、6チタン酸カリウム、8
チタン酸カリ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、酸化チタン、酸化鉄等の酸化物粉末等が挙げられ
る。
【0015】結合材としては、フェノール樹脂、ホルム
アルデヒド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ユリア樹脂等の熱硬
化性樹脂、天然ゴム、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、
スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリイソ
プレンゴム、アクリルゴム、ハイスチレンゴム、スチレ
ンプロピレンジエン共重合体等のエラストマー、ポリア
ミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエー
テル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケト
ン樹脂、熱可塑性液晶ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹
脂等の有機質結合剤及びアルミナゾル、シリカゾル、シ
リコーン樹脂等の無機質結合剤を例示できる。
【0016】本発明の摩擦材には、前記各成分に加え
て、必要に応じて防錆剤、潤滑剤、研削剤等の成分を配
合することができる。本発明の摩擦材の製造に際して
は、特に制限はなく、従来公知の摩擦材の製造方法に準
じて適宜製造することができる。
【0017】本発明の摩擦材の製造方法の一例を挙げれ
ば、基材繊維を結合剤中に分散させ、摩擦調整剤及び必
要に応じて配合されるその他の成分を組み合わせて配合
して摩擦材組成物を調製し、次いで金型中に該組成物を
注入し加圧加熱して結着成形する方法を例示できる。
【0018】また、他の一例を挙げれば、結合剤を二軸
押出機にて溶融混練し、サイドホッパーから基材繊維、
摩擦調整剤及び必要に応じて配合されるその他の成分を
組み合わせて配合し、押出成形後、所望の形状に機械加
工する方法を例示できる。
【0019】また、他の一例を挙げれば、摩擦材組成物
を水等に分散させ抄き網上に抄き上げ、脱水してシート
状に抄造した後、プレス機にて加熱加圧し結着成形し、
得られた摩擦材を適宜切削・研磨加工して所望の形状と
する方法を例示できる。
【0020】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説
明する。参考例0.8 Li0.2 Ti1.8 4 で表される層状・板状チタ
ン酸塩を塩酸中で酸処理し、層状・板状チタン酸とした
後、これを飽和KOH水溶液中に分散し、2時間攪拌し
た。濾別分離した後、600℃で2時間焼成し、層状・
板状8チタン酸カリウムを得た。
【0021】実施例 参考例で得られた層状・板状8チタン酸カリウム(長径
50〜60μm、短径(厚み)0.3μm、アスペクト
比約180〜200)20重量部、アラミド繊維(商品
名「ケブラーパルプ」、平均長3mm、東レ株式会社
製)10重量部、結合剤(フェノール樹脂)20重量
部、硫酸バリウム50重量部を混合した原料混合物を、
加圧力300kgf/cm2 、常温、1分間で予備成形
した後、金型による結着成形(加圧力150kgf/c
2 、温度170℃、時間5分間)を行い、成形後、熱
処理(180℃で3時間保持)した。金型から取り出し
た後、研磨加工を施して供試ディスクパッドA(JIS
D 4411試験片)を得た。なお、摩擦調整剤の流
動性は良好であり、原料混合物の調製は容易であった。
【0022】
【発明の効果】本発明の摩擦材は、低温から高温域まで
の広い温度範囲にわたって、優れた安定した摩擦係数と
耐摩耗性を有している。従って、自動車、鉄道車両、航
空機、各種産業用機器類等に用いられる制動部材用材
料、例えばクラッチフェーシング用材料及びブレーキラ
イニングやディスクパッド等のブレーキ用材料等として
用いることにより、制動機能の向上、安定化、耐用寿命
の改善効果が得られる。
【0023】本発明の摩擦材は、摩擦調整剤として層状
・板状8チタン酸カリウムを含有することにより、以下
のような作用効果を奏する。 1) 摩擦調整剤が平らな層状構造を有しているので安
定した摩擦摩耗特性が得られる。 2) 摩擦調整剤のアスペクト比が大きいので摩擦材自
体の強度の向上に資する。 3) 摩擦調整剤の流動性が高く、原料混合物の調整が
容易である。 4) 吸入性粉塵の発生が極めて少なく、作業環境がク
リーンに保てる。 5) 耐熱性が高く、低温〜高温の広い温度領域で安定
した摩擦係数が得られる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 摩擦調整剤として層状・板状8チタン酸
    カリウムを含有することを特徴とする摩擦材。
  2. 【請求項2】 層状・板状8チタン酸カリウムを3〜5
    0重量%含有する請求項1に記載の摩擦材。
  3. 【請求項3】 層状・板状8チタン酸カリウムが、長径
    10〜500μm、短径(厚み)50〜1000nmで
    ある請求項1または2に記載の摩擦材。
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