JP2001163992A - 摩擦材組成物及び摩擦材組成物を用いた摩擦材 - Google Patents

摩擦材組成物及び摩擦材組成物を用いた摩擦材

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JP2001163992A
JP2001163992A JP35435299A JP35435299A JP2001163992A JP 2001163992 A JP2001163992 A JP 2001163992A JP 35435299 A JP35435299 A JP 35435299A JP 35435299 A JP35435299 A JP 35435299A JP 2001163992 A JP2001163992 A JP 2001163992A
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friction
ferrite magnet
weight
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Makoto Kikuchi
誠 菊地
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制動時に磁気特性を発揮させ、安定した摩擦
係数を有し、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及び制動時に磁気
特性を発揮させ、安定した摩擦係数を有し、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。 【解決手段】 全組成物中にフェライト磁石を0.3〜
23重量%及び液状樹脂又は液状ゴムを0.6〜25重
量%含有してなる摩擦材組成物並びにこの摩擦材組成物
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≧0.42)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、上記の無機材料の研削剤
によって摩擦係数の安定化を図ってきたが、該研削剤は
相手材の金属(ロータ)を攻撃し、その過程でスキール
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。結局、無機材料を含む有機材料が主体の研削剤
を使用して、安定した摩擦係数を有し、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、2、3及び
4記載の発明は、制動時に磁気特性を発揮させ、安定し
た摩擦係数を有し、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5記載の発明は、制動時に磁気特性
を発揮させ、安定した摩擦係数を有し、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
フェライト磁石を0.3〜23重量%及び液状樹脂又は
液状ゴムを0.6〜25重量%含有してなる摩擦材組成
物に関する。また、本発明は、フェライト磁石が、六方
晶型フェライト磁石粉末である前記の摩擦材組成物に関
する。また、本発明は、フェライト磁石の表面が、液状
樹脂又は液状ゴムで被覆されている前記の摩擦材組成物
に関する。また、本発明は、液状樹脂又は液状ゴムの粘
度が、20℃で300〜1000ポイズである前記の摩
擦材組成物に関する。さらに、本発明は、上記の摩擦材
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、フェライト磁石
としてはスピネル型フェライト、六方晶型フェライト、
ガーネット型フェライト、ペロウスカイト型フェライト
等があるが、本発明においてはこれらのうち六方晶型フ
ェライトを用いることが好ましい。
【0008】六方晶型フェライト磁石粉末は、例えば、
乾式法で酸化鉄を原料として、これを800〜900℃
で仮焼した後、平均粒径が0.9〜1.5μmの範囲に
一次粉砕し、次いで一次粉砕したフェライト(FeO、
Fe23)とBaCO3又はSrCO3をモル比で約1:
5.3の割合で造粒した後、常温で加圧成形して球状に
成形した後、1050〜1150℃で焼成し、焼結した
六方晶型フェライト磁石を得、さらに平均粒径が3〜3
0μmの範囲に二次粉砕することにより得ることができ
る。
【0009】フェライト磁石の含有量は、全組成物中に
0.3〜23重量%、好ましくは1〜20重量%、さら
に好ましくは3〜18重量%の範囲とされ、0.3重量
%未満であると、磁気特性を発揮させることができない
ため摩擦係数のμ値の向上が図れず、安定した摩擦係数
μ≧0.42の目標に対して、μ≧0.35程度しか得
ることができない。一方、23重量%を越えるとパッド
部材の成形ができないという欠点が生じる。
【0010】フェライト磁石は、2工程に分けて粉砕す
ることが好ましい。このうち一次粉砕後の平均粒径は、
0.9〜1.5μmの範囲に粉砕することが好ましく、
1.0〜1.2μmの範囲に粉砕することがさらに好ま
しい。平均粒径が0.9μm未満であると、造粒後の常
温での加圧成形時に、金型との摩擦が大きくなり円滑に
成形できなくなる傾向があり、1.5μmを越えると、
緻密な焼結品が得られず、磁気特性が充分に発揮できな
くなる傾向がある。
【0011】また、二次粉砕後の平均粒径は、3〜30
μmの範囲に粉砕することが好ましく、5〜25μmの
範囲に粉砕することがさらに好ましい。平均粒径が3μ
m未満であると、磁気特性が大幅に低下し、磁気特性が
充分に発揮できなくなる傾向があり、30μmを越える
と、パッド部材の成形ができなくなる傾向がある。
【0012】液状樹脂又は液状ゴムの含有量は、固形分
で全組成物中に0.6〜25重量%、好ましくは1〜2
2重量%、さらに好ましくは3〜20重量%の範囲とさ
れ、0.6重量%未満であると、フェライト磁石の表面
を被覆することができず、25重量%を越えるとフェラ
イト磁石との混合時に液状樹脂又は液状ゴムの塊が生じ
易くなり、均質な予備組成物を得ることができない。な
お、液状樹脂又は液状ゴムの被覆は、フェライト磁石を
二次粉砕する場合は、二次粉砕粉の表面を被覆するもの
とする。
【0013】液状樹脂又は液状ゴムは特に制限はない
が、液状樹脂としては、例えば液状のカシュー樹脂又は
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性ノボラッ
ク樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂等
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挙げられ、
液状ゴムとしては例えば水に分散したSBRラテックス
が挙げられる。液状樹脂又は液状ゴムの使用する際の粘
度は20℃で300〜1000ポイズが好ましく、40
0〜800ポイズがより好ましく、500〜700ポイ
ズがさらに好ましい。粘度が小さいと被覆が不十分とな
る傾向があり、大きすぎても凝集を起こして被覆が不十
分となる傾向がある。原液の粘度が大きい場合には適当
な溶剤で希釈して使用することが出来る。
【0014】本発明における摩擦材組成物は、フェライ
ト磁石及び液状樹脂又は液状ゴムの他に結合剤、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。
【0015】本発明で用いられる結合剤は、20℃で固
形のフェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が
挙げられ、このうちフェノール樹脂が好ましく、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
変性フェノール樹脂、アクリル変性ゴムフェノール樹脂
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5〜20重量%
含有することが好ましく、8〜14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。
【0016】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0.5〜16重量%含有す
ることが好ましく、3〜10重量%含有することがさら
に好ましい。補強繊維の長さは材質により異なり、例え
ば無機繊維は15〜50mmが好ましく、20〜45mmが
さらに好ましい。有機繊維は0.8〜4mmが好ましく、
1〜2mmがさらに好ましい。また金属繊維は1〜5mmが
好ましく、2〜4mmがさらに好ましい。
【0017】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10〜60重
量%含有することが好ましく、20〜50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。
【0018】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、フェライト磁石と液
状樹脂又は液状ゴムとを混練して、フェライト磁石の表
面を液状樹脂又は液状ゴムで被覆して予備組成物を得、
次いでこの予備組成物を乾燥して水分を除去した後、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130〜170℃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、150〜250℃がより
好ましい。
【0019】
【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。
【0020】実施例1〜9、比較例1〜4 酸化鉄をロータリーキルンの設備を用いて850℃で1
0時間仮焼した。その後、仮焼品を粗粉砕し、さらにボ
ールミルで平均粒径が1.2μmの大きさに一次粉砕し
た。次に、一次粉砕粉のフェライト(FeO、Fe
23)とSrOをモル比で1:5.3の割合で造粒し、
これを直径が平均15mm(φ)の大きさの球状に常温で
加圧成形し、さらに1100℃で8時間焼成して焼結し
た六方晶型フェライト磁石(SrO・nFe23n=
5.3)を得た。次いで得られた六方晶型フェライト磁
石をボールミルで二次粉砕して六方晶型フェライト磁石
粉末を得た。得られた六方晶型フェライト磁石粉末は、
平均粒径が12μmの大きさで、密度が4.85g/cm3
及び保持力がIHC=200kA/mであった。
【0021】この後、前記で得た六方晶型フェライト磁
石粉末と粘度が20℃で400ポイズのSBRラテック
スを表1、表2及び表3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。なおSBRラテックス
の配合量は固形分としての配合割合を示す。次に予備組
成物を80℃で60分乾燥して水分を除去した後、表
1、表2及び表3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。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】次に本発明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4、表5及び表6に示
す。なお試験条件は下記の通りである。
【0026】 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。 異音の発生状況及び効力 3000ccのオートマチック車(日産自動車(株)製、車
種名セドリック(Y33))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。
【0027】
【表4】
【0028】
【表5】
【0029】
【表6】
【0030】表4及び表5に示されるように、本発明に
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6に示されるように、比較例2及び4のディスクブレ
ーキパッドは、成形することができず、比較例1のディ
スクブレーキパッドは、効力に欠点が生じ、比較例3の
ディスクブレーキパッドは、実車異音発生率及び実車異
音最大音圧に欠点が生じた。
【0031】
【発明の効果】請求項1、2、3及び4における摩擦材
組成物は、制動時に磁気特性を発揮させ、安定した摩擦
係数(μ≧0.42)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5における摩擦材は、安定した摩擦係数(μ
≧0.42)を有し、かつノイズ発生やジャダー発生を
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 BA21 BA23 BA75 FA01 FA11 FA21 GA12 GA20 GA28 GA34 GA37 GA45 GA55 GA65 GA92 GA95 4F071 AA01 AA10 AA41 AA54 AA56 AA60 AB03 AB07 AB08 AB12 AB18 AB28 AB29 AB30 AD01 AE17 DA04 DA05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全組成物中にフェライト磁石を0.3〜
    23重量%及び液状樹脂又は液状ゴムを0.6〜25重
    量%含有してなる摩擦材組成物。
  2. 【請求項2】 フェライト磁石が、六方晶型フェライト
    磁石粉末である請求項1記載の摩擦材組成物。
  3. 【請求項3】 フェライト磁石の表面が、液状樹脂又は
    液状ゴムで被覆されている請求項1又は2記載の摩擦材
    組成物。
  4. 【請求項4】 液状樹脂又は液状ゴムの粘度が、20℃
    で300〜1000ポイズである請求項1、2又は3記
    載の摩擦材組成物。
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3又は4記載の摩擦材組
    成物を加熱加圧成形してなる摩擦材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104099063A (zh) * 2014-05-04 2014-10-15 中国矿业大学 一种矿井提升机硬磁闸瓦材料配方及其制作方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104099063A (zh) * 2014-05-04 2014-10-15 中国矿业大学 一种矿井提升机硬磁闸瓦材料配方及其制作方法
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