JP2001279230A

JP2001279230A - 摩擦材

Info

Publication number: JP2001279230A
Application number: JP2000091126A
Authority: JP
Inventors: Retsu Makino; 烈牧野; Mikiya Haruta; 幹也春田
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】成形性がよく且つ耐摩耗性及び耐クラック
性のよい摩擦材を提供すること。【解決手段】非アスベスト系繊維基材、摩擦調整材、
充填材及び、結合材として下記の物性の少なくとも一方
を有するフェノール樹脂粉体を含有する組成物を熱成形
して摩擦材を製造する。（イ）粒径が１〜１５μｍである。（ロ）フロー距離が４０〜１００ｍｍである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業機械、鉄道車
両、荷物車両、自動車等に用いられる摩擦摺動材（ブレ
ーキパッド、ブレーキライニング、フラッチフェーシー
ング等）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車、産業機械、農業機械等の摩擦摺
動材に使用される摩擦材は、その相手材であるディスク
ロータ等と摩擦係合し、運動エネルギーを熱エネルギー
に変換することにより制動機能を発揮する。このため、
摩擦材には高い摩擦係数を有し、優れた耐摩耗性を有す
ること、特に制動時には熱を発生し高温となるため、高
温においても優れた耐摩耗性を有することが必要とされ
る。

【０００３】また、ブレーキ等の摩擦材を成形する際の
成形性の向上や、成形された摩擦材の表面にひびが出に
くいこと（耐クラック性）等の摩擦材自体の耐久性の向
上も望まれている。さらに裏板を有する摩擦材の場合に
は、裏板と摩擦材とを接着させて最終的なブレーキ等を
製造するため、その接着性の改善も求められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、成形性がよ
く且つ耐摩耗性及び耐クラック性のよい摩擦材を提供す
ることを課題とする。更に、裏板を有する摩擦材の場合
は、その接着性にも優れた摩擦材を提供することも課題
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意検討した結果、粒径の小さいフェノ
ール樹脂粉体および／またはフロー距離の大きいフェノ
ール樹脂粉体を摩擦材の一成分として用いることによ
り、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成
した。すなわち、本発明は、非アスベスト系繊維基材、
摩擦調整材、充填材及び結合材を含有する組成物を熱成
形してなる摩擦材であって、前記結合材は下記の物性の
少なくとも一方を有するフェノール樹脂粉体を含むこと
を特徴とする摩擦材である。（イ）粒径が１〜１５μｍである。（ロ）フロー距離が４０〜１００ｍｍである。

【０００６】また、本発明は前記フェノール樹脂粉体
を、摩擦材全量に対して５〜１５重量％配合したことを
特徴とする前記の摩擦材である。更に、本発明は裏板を
有する前記の摩擦材である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００８】本発明は、非アスベスト系繊維基材、摩擦
調整材、充填材及び結合材を含有する組成物を熱成形し
てなる摩擦材であって、前記結合材は下記の物性の少な
くとも一方を有するフェノール樹脂粉体を含むことを特
徴とする摩擦材である。（イ）粒径が１〜１５μｍである。（ロ）フロー距離が４０〜１００ｍｍである。

【０００９】まず、本発明の摩擦材に含まれる成分であ
る非アスベスト系繊維基材、摩擦調整材、充填材につい
て以下説明する。本発明の摩擦材に用いる非アスベスト
系繊維基材としては、木材パルプ、リンターパルプ等の
セルロース系繊維、芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊
維等：市販品では、デュポン社製、商品名ケブラー等が
ある）、ノボロイド繊維、アクリル繊維等の有機繊維、
炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維（ファイバー）
等の無機繊維またはウイスカー、スチール繊維、銅繊維
（ファイバー）、真鍮繊維等の金属繊維等が挙げられ
る。これらの繊維基材は１種または２種以上組合わせて
使用することができる。繊維基材の含有量は、摩擦材全
量に対して、好ましくは５〜４０重量％、更に好ましく
は１０〜３０重量％である。

【００１０】また、本発明の摩擦材に用いる摩擦調整材
としては、レジンダスト（例えばカシューダスト、メラ
ミンダスト）、ゴムダスト等の有機摩擦調整材、グラフ
ァイト（黒鉛）、二硫化モリブデン、活性炭等の固体潤
滑材等を用いることができる。これらの摩擦調整材は１
種または２種以上組合わせて使用することができる。摩
擦調整材の含有量は、摩擦材全量に対して、好ましくは
５〜５０重量％、更に好ましくは１０〜３０重量％であ
る。

【００１１】更に、本発明の摩擦材に用いる充填材とし
ては、珪藻土、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、チ
タン酸カリウム等の無機酸化物が例示でき、具体的に
は、アルミナ、シリカ、ジルコニア（酸化ジルコニウ
ム）等の硬質の金属酸化物粒子；銅、真鍮、鉄、亜鉛等
の金属粒子；バーミキュライト、マイカ等の層状無機
物；硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム
等の無機化合物；等が用いられる。これらの充填材は１
種または２種以上組合わせて使用することができる。充
填材の含有量は、摩擦材全量に対して、好ましくは２０
〜８０重量％、更に好ましくは３０〜７０重量％であ
る。

【００１２】本発明の摩擦材では、結合材としてフェノ
ール樹脂粉体を含む。そして、このフェノール樹脂粉体
は、少なくとも、（イ）粒径が１〜１５μｍであるこ
と、または、（ロ）フロー距離が４０〜１００ｍｍであ
ることの一方の物性を有する。そして、このようなフェ
ノール樹脂粉体を使用することで、摩擦材中に充填材と
して存在する１０μｍ以下の充填材微粒子間にこのフェ
ノール樹脂粉体が入りやすくなり、摩擦材の原料全体が
均一に混ざりやすくなることからその成形性もよくな
る。そして、均一に混合された原料を使用して成形され
た摩擦材は、耐クラック性等の耐久性が向上し、また、
耐摩耗性も向上することになる。更に、裏板を有する摩
擦材として使用する場合においても、均一に混合された
原料から成形された摩擦材は、表面が滑らかであるため
裏板との接着性（接着強度と接着割合）が向上し、摩擦
材の耐久性を向上させることができる。

【００１３】本発明では、少なくとも（イ）粒径が１〜
１５μｍであること、または、（ロ）フロー距離が４０
〜１００ｍｍであることの一方の物性を有するフェノー
ル樹脂粉体を使用することを特徴とするが、粒径が１〜
１５μｍであり、且つフロー距離が４０〜１００ｍｍの
フェノール樹脂粉体を使用するのが好ましい。

【００１４】この粒径が上記範囲よりも小さ過ぎると、
フェノール樹脂粉体を製造するのが困難であり、逆に上
記範囲よりも大き過ぎる樹脂粉体を用いた摩擦材は、所
望とする接着性および耐クラック性を満足しないため好
ましくない。上記の粒径が１〜１５μｍのフェノール樹
脂粉体は、例えば、ジェットミル等の粉砕機により、粉
砕することで調製できる。ここで使用するフェノール樹
脂粉体の粒径は、３〜８μｍであるのが好ましい。

【００１５】また、このフロー距離が上記範囲よりも小
さ過ぎるフェノール樹脂粉体を用いた摩擦材は、所望と
する接着性および耐クラック性を満足しないため好まし
くない。逆にこの距離が上記範囲よりも大き過ぎる樹脂
粉体は、高温時において樹脂粉体が流れすぎるために樹
脂が硬化しにくくなり、摩擦材の成形に長時間を要する
ため好ましくない。上記のフロー距離が４０〜１００ｍ
ｍのフェノール樹脂粉体は、例えば分子量を小さくする
ことにより調製できる。ここで使用するフェノール樹脂
粉体のフロー距離は、６０〜１００ｍｍであるのが好ま
しい。

【００１６】なお、樹脂粉体のフロー距離は以下のよう
にして測定した。すなわち、試料０．３ｇを１２０℃の
乾燥機中で３０度の角度をなす板上に置き、１５分後に
この板を取り出し、樹脂粉体が溶けて流れた距離を測定
することにより行った。したがって、このフロー距離
は、高温時における樹脂粉体の流動性等の挙動を考慮し
た物性を示す指標である。

【００１７】ここで、フェノール樹脂は、例えば、フェ
ノール、クレゾール等のフェノール類と、ホルムアルデ
ヒド、パラホルムアルデヒド等のアルデヒド類とを重縮
合して得られる。この場合、フェノール類を過剰として
酸触媒下で反応させるとノボラック型樹脂を、また、ア
ルデヒドを過剰としてアルカリ触媒下で反応させるとレ
ゾール型樹脂を、それぞれ製造することができる。これ
らの樹脂の中では、ノボラック型樹脂を使用するのが好
ましい。このようなフェノール樹脂は、一般にはそのま
ま無変性で使用してもよいが、その耐熱性をより高める
ために、メラニンやキシレン樹脂等の芳香族炭化水素樹
脂により変性させて使用してもよい。また、ホウ素やリ
ンにより変性させたものを使用してもよい。そして、上
記のようにして製造したフェノール樹脂を、例えば、ジ
ェットミル（粉砕機）等により粉砕することによって、
樹脂粉体を得ることができる。

【００１８】また、本発明で結合材として使用される、
フェノール樹脂粉体は摩擦材の各配合成分を結合させる
役割を有するものであり、その使用量は、摩擦材全量に
対して、好ましくは５〜１５重量％、より好ましくは７
〜１２重量％である。

【００１９】上記の非アスベスト系繊維基材、摩擦調整
材、充填材及び、結合材としての特定のフェノール樹脂
粉体を配合した原料を成形し、例えば１４０〜１７０℃
の温度で熱成形することにより、本発明の摩擦材を得る
ことができる。また、この摩擦材に、予め接着材を塗布
された裏板を６０〜１２０℃の温度で加熱して接着させ
てもよい。また、上記の原料を成形した摩擦材を裏板に
熱プレスすることによっても製造することもできる。こ
の場合は、摩擦材の硬化と裏板に対する接着とが同時に
行われる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。＜１＞摩擦材の製造＜実施例１〜４＞表１に示す原料成分（種類および量）
を用いて、実施例１〜４の摩擦材を製造した。実施例お
よび比較例の摩擦材の製造は、通常の熱成形による方法
により、具体的には以下のように行った。すなわち、上
記の配合の摩擦材原料を、ミキサーにて十分に均一に混
合し、次に、この粉状混合物予備成形金型に投入し、常
温下、４００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で、５秒間加圧して、
予備成形した。この予備成形物を、予め表面にフェノー
ル樹脂系接着材を塗布した裏板と共に熱成形金型にセッ
ト、４００ｋｇ／ｃｍ²の加圧下、１５０℃で、１０分
間熱成形した。そして、これを２００℃で熱処理して、
実施例１〜４の摩擦材を得た。

【００２１】実施例１〜４では、フェノール樹脂粉体の
含有量を１０重量％で固定し、粒径およびフロー距離が
異なる樹脂粉体を適宜組合わせて摩擦材を製造した。比
較例１では、粒径が３０μｍで且つフロー距離が３０ｍ
ｍのフェノール樹脂粉体を使用する以外は実施例と同様
にして摩擦材を製造した。

【００２２】なお、裏板としては、スチールを使用し
た。また、ここで結合材として用いたフェノール樹脂粉
体はジェットミルを使用して微粉砕したものを使用し
た。

【００２３】＜２＞目視による評価試験得られた上記の摩擦材の評価は以下（１）〜（４）の項
目について行った。（１）摩擦材の外観評価摩擦材の外観評価は、摩擦材を熱成形後に、摩擦材表面
のひびの程度と、摩擦材と裏板との間の隙間の程度を目
視により評価することにより行った。そして、以下の三
基準、「普通：△」、「良好：○」、「優秀：◎」によ
り評価した。（２）摩擦材の接着強度摩擦材の接着強度は、摩擦材から機械的に剥離する時の
強度を目視により評価した。評価は上記（１）の三基準
により行った。（３）摩擦材の接着割合摩擦材の接着強度は、アムスラー試験機を使用し、摩擦
材から機械的に剥離した時に裏板側に残る摩擦材の面積
の割合を目視により評価した。評価は上記（１）の三基
準により行った。（４）摩擦材の耐クラック性摩擦材の耐クラック性は、以下の方法により評価した。
摩擦材を加熱炉にて３００℃×３０分間加熱後、予め準
備したバケツ等の水の中に３０秒間入れた。その後、摩
擦材を取り出し、摩擦材側面のヒビの程度と摩擦材と裏
板との間の隙間の程度を目視により評価した。そして、
上記の操作を１サイクルとして、１０サイクルを実施し
て、耐クラック性を評価した。評価は上記（１）の三基
準により行った。

【００２４】＜３＞目視による評価の結果上記の目視による評価によると、実施例１〜４の全ての
摩擦材は、接着性（接着強度及び接着割合）および耐久
性（外観評価及び耐クラック性）が共に比較例１の摩擦
材に比べて向上した。また、この実施例の中では、粒径
を小さく且つフロー距離が大きい樹脂粉体を使用した実
施例４で、接着性および耐久性が顕著に向上した。

【００２５】

【表１】＜４＞摩耗テストによる評価上記の目視による評価において最も好ましい実施例４の
摩擦材と、比較例１の摩擦材について、１００〜４００
℃において摩耗テスト（ＪＡＳＯ：Ｎ＝１０００回相
当、Ｖ＝５０ｋｍ／ｈ α＝２．９／ｓ２）を行い、摩
擦材の耐摩耗性を評価した。具体的には、上記条件の摩
耗テストの終了後に摩擦材の厚さを測定し、予め測定し
た初期の値から差引いて、その摩耗量を求めた。結果を
表２に示す。

【００２６】測定した１００〜４００℃の全ての温度に
おいて、実施例４の摩擦材は比較例１の摩擦材と比べ
て、摩擦材の摩耗量が改善された。特に高温（４００
℃）において、摩耗量が顕著に改善されたことから、摩
擦材に特定のフェノール樹脂粉体を配合することによ
り、高温においてその耐摩耗性を顕著に向上させること
ができる。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【発明の効果】本発明は、成形性がよく且つ耐摩耗性及
び耐クラック性のよい摩擦材を提供することができる。
また、本願発明の裏板を有する摩擦材は、摩擦材と裏板
との密着性が優れており、摩擦材としての耐久性にも優
れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 61/06 Ｃ０８Ｌ 61/06 Ｆ１６Ｄ 69/02 Ｆ１６Ｄ 69/02 ＡＦターム(参考） 3J058 BA73 FA01 GA55 GA71 GA82 GA92 GA93 4J002 AB012 AH002 BG032 CC031 CL062 DA016 DA027 DE148 DE168 DE238 DJ018 DJ038 DL006 FA042 FA046 FD012 FD016 FD018

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非アスベスト系繊維基材、摩擦調整材、
充填材及び結合材を含有する組成物を熱成形してなる摩
擦材であって、前記結合材は下記の物性の少なくとも一
方を有するフェノール樹脂粉体を含むことを特徴とする
摩擦材。（イ）粒径が１〜１５μｍである。（ロ）フロー距離が４０〜１００ｍｍである。
【請求項２】前記フェノール樹脂粉体を、摩擦材全量
に対して、５〜１５重量％含むことを特徴とする請求項
１に記載の摩擦材。
【請求項３】更に裏板を有する請求項１または２に記
載の摩擦材。