JP2003313312A - 非石綿系摩擦材 - Google Patents

非石綿系摩擦材

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JP2003313312A
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Takayuki Oe
崇之 大江
Masahiro Nanba
正博 難波
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Nisshinbo Industries Inc
Nisshin Spinning Co Ltd
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    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14Anti-slip materials; Abrasives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02Compositions of linings; Methods of manufacturing
    • F16D69/025Compositions based on an organic binder
    • F16D69/026Compositions based on an organic binder containing fibres

Abstract

(57)【要約】 【課題】 石綿を除く繊維基材と、結合剤と、充填材と
を主成分とする非石綿系摩擦材組成物を成形、硬化して
なる非石綿系摩擦材において、硫化チタン及び金属複合
硫化物以外の金属硫化物を3種以上含有し、かつアンチ
モン及び鉛化合物を含まないことを特徴とする非石綿系
摩擦材。 【解決手段】 本発明は、上記のように、高温域でのメ
タルキャッチが少なく、また高温域での耐磨耗性に優れ
た非石綿系摩擦材を提供するものである。また鉛、アン
チモン化合物を含まないので環境に優しいものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等のディス
クパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング
等として用いられる非石綿系摩擦材に関し、特にメタル
キャッチを良好に防止し、環境負荷の小さな非石綿系摩
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】自動車
等のディスクパッドやブレーキライニング等に使用され
る非石綿系摩擦材には、従来耐摩耗性を向上させるため
に黒鉛、二硫化モリブデンを配合することがおこなわれ
ている。また高温域で発生するメタルキャッチによる対
面攻撃性の悪化を抑制するために、硫化鉛、酸化アンチ
モン、硫化アンチモン等の鉛及びアンチモン化合物が効
果があることが知られている。しかし、これら鉛及びア
ンチモン化合物は環境問題への取り組みから使用を抑制
する動きが高まっている。
【0003】さらに、金属硫化物を固体潤滑剤として配
合することも従来提案されている(特開昭54−160
号、特開昭54−109013号、特開平4−3117
89号、特開平7−83256号、特表平10−511
732号、米国特許第6,228,815号公報)。し
かしながら、これらの提案でも、なおメタルキャッチを
良好に防止し得ず、とりわけ300℃以上、特に400
℃以上における高温域でのメタルキャッチを防止し得な
いという問題がある。従って、鉛及びアンチモン化合物
を使用しないで、高温域の耐摩耗性及びメタルキャッチ
による対面攻撃性抑制効果を確保する技術が必要となっ
てきている。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、高温域でのメタルキャッチが少なく、高温域での耐
磨耗性に優れ、しかも環境に優しい非石綿系摩擦材を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、硫化アンチモン、硫化鉛、更に硫化チタン及び金属
複合硫化物以外の金属硫化物を3種以上組み合わせて配
合することにより、高温域でのメタルキャッチが少ない
と共に、高温域での耐磨耗性に優れた非石綿系摩擦材が
得られることを知見し、本発明をなすに至った。
【0006】従って、本発明は、石綿を除く繊維基材
と、結合剤と、充填材とを主成分とする非石綿系摩擦材
組成物を成形、硬化してなる非石綿系摩擦材において、
硫化チタン及び金属複合硫化物以外の金属硫化物を3種
以上含有し、かつアンチモン及び鉛化合物を含まないこ
とを特徴とする非石綿系摩擦材を提供する。
【0007】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の非石綿系摩擦材は、繊維基材と、結合剤と、充
填材とを含有する。
【0008】上記繊維基材としては、石綿(アスベス
ト)以外の摩擦材に通常用いられるナイロン、ポリエス
テル、レーヨン、フェノール繊維、アラミド繊維等の有
機繊維、ガラス繊維、ロックウール、セラミック繊維及
び鉄、銅、真鍮、青銅、アルミニウム等の金属繊維など
の無機繊維が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種
以上を組み合わせて用いることができる。この場合、繊
維基材の配合量は、摩擦材組成物全体の好ましくは2〜
30体積%、特に好ましくは10〜20体積%である。
なお、金属繊維成分が多いと、メタルキャッチが起こり
易くなるという点から、金属繊維の配合量は摩擦材組成
物全体の10体積%以下であることが好ましい。
【0009】結合剤としては、通常摩擦材に用いられる
公知のものを使用することができ、例えばフェノール樹
脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性フェノ
ール樹脂、オイル変性フェノール樹脂、アルキルベンゼ
ン変性フェノール樹脂、カシュー変性フェノール樹脂等
の各種変性フェノール樹脂、NBRなどが挙げられ、こ
れらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いる
ことができる。この結合剤の添加量は摩擦材組成物全体
に対して、好ましくは5〜30体積%、特に好ましくは
10〜25体積%である。
【0010】充填材としては、ラバーダスト、タイヤ粉
末等の各種ゴム粉末や、カシューダスト、メラミンダス
ト等の有機充填材、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸
化マグネシウム、黒鉛、水酸化カルシウム、ケイ酸ジル
コニウム、酸化鉄、雲母、酸化ジルコニウム、金属粉
末、石英、酸化ケイ素、アルミナ、酸化クロム、バーミ
キュライト等の無機充填材が挙げられ、これらの1種を
単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができ
る。これら充填材の配合量は、好ましくは組成物全体の
25〜85体積%、特に好ましくは45〜80体積%で
ある。この場合、有機充填材の配合量は、10〜40体
積%無機充填材の配合量は、10〜70体積%であるこ
とが好ましい。
【0011】本発明においては、金属硫化物を3種以
上、特には4種以上配合する。この場合、金属硫化物と
しては、硫化アンチモン、硫化鉛、硫化チタン、金属複
合硫化物以外のものから3種以上を選択する。
【0012】また好ましくは硫化亜鉛、硫化銅、硫化ビ
スマス、硫化錫、硫化鉄、硫化マンガン、硫化モリブデ
ンからなる群から選ばれる3種以上、特には4種以上の
金属硫化物を使用する。さらに好ましくは、硫化銅、硫
化ビスマス、硫化鉄、硫化錫からなる群から選ばれる3
種または4種の金属硫化物を使用する。
【0013】なお、本発明においては、硫化アンチモン
等のアンチモン化合物、硫化鉛等の鉛化合物は、環境負
荷の点から配合しない。また、硫化チタン、金属複合硫
化物は、効果の点から上記3種以上の金属硫化物には含
めないが、上記3種以上の金属硫化物に加えて配合する
ことは可能である。
【0014】上記3種以上の金属硫化物の総配合量は、
組成物全体の1〜8体積%であることが好ましい。この
場合、各金属硫化物それぞれの単独での配合量は、0.
2〜7.6体積%であることが好ましい。総配合量が少
なすぎると、金属硫化物の効果が現れずにメタルキャッ
チが起こりやすくなり、多すぎると摩擦係数が低くなり
実用に適さない。
【0015】なお、上記充填材及び金属硫化物として
は、鋳鉄のモース硬度(4.5)より低硬度のものを使
用することが好ましい。相手部材であるディスクロータ
ーや、ブレーキドラムは鋳鉄製であり、充填材、金属硫
化物のモース硬度が高いと、対面攻撃性が高くなるた
め、相手部材を削り、メタルキャッチが発生しやすくな
るからである。
【0016】本発明の非石綿系摩擦材の製造方法は、上
記繊維基材と、結合剤と、充填材との所定量をヘンシェ
ルミキサー、レディゲミキサー、アイリッヒミキサー等
の混合機を用いて均一に混合し、この混合物を成形用金
型内で予備成形し、この予備成形物を成形温度130〜
200℃、成形圧力100〜1000kg/cm2(9
8×105Pa〜980×105Pa)で2〜15分間成
形し、得られた成形品を140〜250℃の温度で2〜
48時間熱処理(後硬化)し、必要に応じてスプレー塗
装、焼き付け、研磨処理を施して完成品が得られる。な
お、自動車等のディスクパッド、ライニング等を製造す
る場合には、予め洗浄、表面処理、接着剤を塗布した鉄
又はアルミニウム製プレート上に予備成形物を載せ、こ
の状態で成形用金型内で成形、熱処理、スプレー塗装、
焼付け、研磨することにより完成品が得られる。
【0017】本発明の非石綿系摩擦材は、自動車、大型
トラック、鉄道車両、各種産業機械等のディスクパッ
ド、ブレーキシュー、ブレーキライニング等に用いるこ
とができる。
【0018】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
【0019】[実施例、比較例]表1に示す組成の摩擦
材組成物をレディゲミキサーを用いて均一に混合し、加
圧型内で100kg/cm2(98×105Pa)で1分
間加圧して予備成形した。この予備成形物を成形温度1
60℃、成形圧力250kg/cm2(245×105
a)の条件下で10分間成形し、その後200℃で5時
間熱処理(熱硬化)を行い、得られた摩擦材について、
下記方法で磨耗量、メタルキャッチの発生(対面攻撃
性)を評価した。結果を表1に示す。
【0020】[摩耗試験(JASO C427準拠)]
制動初速度50km/h、制動減速度0.3G、制動回
数適宜、制動前ブレーキ温度、100℃、200℃、3
00℃、400℃の条件で、摩擦材の摩耗量を測定し、
制動回数10000回あたりの摩耗量に換算して評価し
た。 [メタルキャッチ]摩耗試験において、各温度の摩耗量
測定時に、メタルキャッチを観察して下記の基準で評価
した。 ◎:極めて良好(メタルキャッチなし) ○:良好(長径3mm以下の小さなメタルキャッチ数個
以下) △:やや悪い(小さなメタルキャッチ多数) ×:悪い(長径5mm以上の大きなメタルキャッチがあ
る)
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】本発明は、上記のように、高温域でのメ
タルキャッチが少なく、また高温域での耐磨耗性に優れ
た非石綿系摩擦材を提供するものである。また鉛、アン
チモン化合物を含まないので環境に優しいものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C09K 3/14 520 C09K 3/14 520G F16D 69/02 F16D 69/02 B Fターム(参考) 3J058 BA41 BA78 CA02 CA42 FA01 GA22 GA38 GA92 GA93 4F071 AA10 AA12 AA41 AA42 AA43 AA54 AA56 AA78 AB03 AB06 AB07 AB09 AB12 AB18 AB21 AB23 AB24 AB26 AB28 AB30 AD01 AE17 AH07 4J002 AA00W AC00X CC03W CL06X DA026 DA076 DA086 DA096 DC006 DE076 DE086 DE096 DE116 DE146 DE236 DG027 DG046 DJ006 DJ016 DJ056 DL006 FA046 FD01X FD016 GM03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石綿を除く繊維基材と、結合剤と、充填
    材とを主成分とする非石綿系摩擦材組成物を成形、硬化
    してなる非石綿系摩擦材において、硫化チタン及び金属
    複合硫化物以外の金属硫化物を3種以上含有し、かつア
    ンチモン及び鉛化合物を含まないことを特徴とする非石
    綿系摩擦材。
  2. 【請求項2】 硫化亜鉛、硫化銅、硫化ビスマス、硫化
    錫、硫化鉄、硫化マンガン、硫化モリブデンからなる群
    から選ばれる3種以上の金属硫化物を含有する請求項1
    記載の非石綿系摩擦材。
  3. 【請求項3】 硫化銅、硫化ビスマス、硫化鉄、硫化錫
    からなる群から選ばれる3種または4種の金属硫化物を
    含有する請求項2記載の非石綿系摩擦材。
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