JP2003322183A - ブレーキ用摩擦材 - Google Patents
ブレーキ用摩擦材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｃｕやアンチモン等の重金属を含む材料を含
有しない、高温でのブレーキ摩擦性能及び機械的強度が
良好なブレーキ用摩擦材を提供する。 【解決手段】 繊維成分、結合成分及び摩擦調整成分を
含むブレーキ用摩擦材において、前記摩擦調整成分とし
て酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と黒鉛を摩擦材中に４０
〜８５体積％含有し、前記酸化マグネシウム（ＭｇＯ）
と黒鉛の体積比率（ＭｇＯ／黒鉛）が１／１〜６／１で
あり、且つ結合成分として熱硬化性樹脂を３〜２０体積
％含有し、前記酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と該熱硬化
性樹脂の体積比率（ＭｇＯ／熱硬化性樹脂）が２／１〜
１５／１であることを特徴とするブレーキ用摩擦材とす
る。
有しない、高温でのブレーキ摩擦性能及び機械的強度が
良好なブレーキ用摩擦材を提供する。 【解決手段】 繊維成分、結合成分及び摩擦調整成分を
含むブレーキ用摩擦材において、前記摩擦調整成分とし
て酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と黒鉛を摩擦材中に４０
〜８５体積％含有し、前記酸化マグネシウム（ＭｇＯ）
と黒鉛の体積比率（ＭｇＯ／黒鉛）が１／１〜６／１で
あり、且つ結合成分として熱硬化性樹脂を３〜２０体積
％含有し、前記酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と該熱硬化
性樹脂の体積比率（ＭｇＯ／熱硬化性樹脂）が２／１〜
１５／１であることを特徴とするブレーキ用摩擦材とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や産業機械
のブレーキに用いられるブレーキ用摩擦材に関し、さら
に詳しくはＣｕ系金属や重金属を含まない、高温でのブ
レーキ摩擦性能及び機械的強度が良好なブレーキ用摩擦
材に関する。
のブレーキに用いられるブレーキ用摩擦材に関し、さら
に詳しくはＣｕ系金属や重金属を含まない、高温でのブ
レーキ摩擦性能及び機械的強度が良好なブレーキ用摩擦
材に関する。
【０００２】
【従来の技術】摩擦材として一般に用いられている非石
綿系摩擦材には、強度補強や摩擦係数の維持、品質向上
などのために各種の繊維成分が使用されており、金属繊
維としてＣｕ繊維やスチール繊維等が多量に使用されて
いる。また、非石綿系摩擦材には、繊維成分の他、摩擦
調整成分や結合成分等も含まれており、重金属のアンチ
モン（Ｓｂ）を含むＳｂ2Ｓ3やＳｂ2Ｏ3も摩擦調整成分
として使用されている。
綿系摩擦材には、強度補強や摩擦係数の維持、品質向上
などのために各種の繊維成分が使用されており、金属繊
維としてＣｕ繊維やスチール繊維等が多量に使用されて
いる。また、非石綿系摩擦材には、繊維成分の他、摩擦
調整成分や結合成分等も含まれており、重金属のアンチ
モン（Ｓｂ）を含むＳｂ2Ｓ3やＳｂ2Ｏ3も摩擦調整成分
として使用されている。
【０００３】現在、一般に非石綿系摩擦材には、Ｃｕ繊
維やＣｕ粉が０〜２０体積％程度含まれている。Ｃｕは
摩擦材の強度補強や摩擦係数向上、さらに４００℃以上
での摩擦係数の維持や放熱効率の向上に有効である。ま
た、スチール繊維と異なり、ローター材等の摩耗量を増
やしたりする相手攻撃性が小さい、錆を発生することが
少ないなどの特徴がある。
維やＣｕ粉が０〜２０体積％程度含まれている。Ｃｕは
摩擦材の強度補強や摩擦係数向上、さらに４００℃以上
での摩擦係数の維持や放熱効率の向上に有効である。ま
た、スチール繊維と異なり、ローター材等の摩耗量を増
やしたりする相手攻撃性が小さい、錆を発生することが
少ないなどの特徴がある。
【０００４】また、重金属のアンチモン（Ｓｂ）を含む
Ｓｂ2Ｓ3やＳｂ2Ｏ3等のアンチモン化合物は、通常、非
石綿系摩擦材に０〜数体積％含まれており、高温での潤
滑性の向上、摩擦材の難燃性の向上に有効である。
Ｓｂ2Ｓ3やＳｂ2Ｏ3等のアンチモン化合物は、通常、非
石綿系摩擦材に０〜数体積％含まれており、高温での潤
滑性の向上、摩擦材の難燃性の向上に有効である。
【０００５】しかし、最近では、環境衛生上の配慮から
欧米を中心にこれらの重金属系の材料を使用しない摩擦
材の開発が望まれてきている。
欧米を中心にこれらの重金属系の材料を使用しない摩擦
材の開発が望まれてきている。
【０００６】今後、Ｃｕやアンチモンなどの重金属を含
まず、且つ従来の摩擦材と同じ特性を持つ摩擦材が必要
となるが、Ｃｕ系材料については容易にその代替となる
材料が見つかっていない。例えば、Ｃｕ系材料の代わり
に、スチール繊維やＦｅ粉を用いるセミメタリック系摩
擦材が従来より存在するが、これは相手攻撃性があり、
且つ錆が出やすい、鳴き・ジャダー等が発生しやすいな
どの問題がある。
まず、且つ従来の摩擦材と同じ特性を持つ摩擦材が必要
となるが、Ｃｕ系材料については容易にその代替となる
材料が見つかっていない。例えば、Ｃｕ系材料の代わり
に、スチール繊維やＦｅ粉を用いるセミメタリック系摩
擦材が従来より存在するが、これは相手攻撃性があり、
且つ錆が出やすい、鳴き・ジャダー等が発生しやすいな
どの問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決しようとするものであり、Ｃｕやアンチモン等の
重金属を含む材料を含有しないブレーキ用摩擦材を提供
することを目的とする。さらには、高温での摩擦性能、
耐摩耗性及び機械的強度が良好なブレーキ用摩擦材を提
供することを目的とする。
を解決しようとするものであり、Ｃｕやアンチモン等の
重金属を含む材料を含有しないブレーキ用摩擦材を提供
することを目的とする。さらには、高温での摩擦性能、
耐摩耗性及び機械的強度が良好なブレーキ用摩擦材を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するべく、Ｃｕ繊維やＣｕ粉及びＳｂ2Ｓ3やＳｂ
2Ｏ3粉の代替となる材料を検討した結果、セラミック粒
子の中でも比較的柔らかいため相手攻撃性が小さく且つ
熱伝導性が高い酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と、４００
℃以下での摩擦係数を維持し、さらに潤滑性や熱伝導性
の確保に有効である黒鉛（グラファイト）と、原料粒子
を結合し摩擦材の硬度や機械的性質に大きな影響を及ぼ
す熱硬化性樹脂を特定量で且つ特定の割合で含む摩擦材
が、上記の目的を達成できることを知得した。さらに特
定の繊維成分及び／又は摩擦調整成分を特定量含有させ
ることで、摩擦係数や機械的性質がより向上することが
できることを知得した。
を達成するべく、Ｃｕ繊維やＣｕ粉及びＳｂ2Ｓ3やＳｂ
2Ｏ3粉の代替となる材料を検討した結果、セラミック粒
子の中でも比較的柔らかいため相手攻撃性が小さく且つ
熱伝導性が高い酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と、４００
℃以下での摩擦係数を維持し、さらに潤滑性や熱伝導性
の確保に有効である黒鉛（グラファイト）と、原料粒子
を結合し摩擦材の硬度や機械的性質に大きな影響を及ぼ
す熱硬化性樹脂を特定量で且つ特定の割合で含む摩擦材
が、上記の目的を達成できることを知得した。さらに特
定の繊維成分及び／又は摩擦調整成分を特定量含有させ
ることで、摩擦係数や機械的性質がより向上することが
できることを知得した。
【０００９】即ち、本発明は以下の通りである。
（１）繊維成分、結合成分及び摩擦調整成分を含むブレ
ーキ用摩擦材において、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と
黒鉛を摩擦材中に４０〜８５体積％含有し、前記酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）と黒鉛の体積比率（ＭｇＯ／黒
鉛）が１／１〜６／１であり、且つ結合成分として熱硬
化性樹脂を３〜２０体積％含有し、前記酸化マグネシウ
ム（ＭｇＯ）と該熱硬化性樹脂の体積比率（ＭｇＯ／熱
硬化性樹脂）が２／１〜１５／１であることを特徴とす
るブレーキ用摩擦材。 （２）前記繊維成分として、耐熱性有機繊維を２〜２０
体積％含有することを特徴とする（１）のブレーキ用摩
擦材。 （３）前記繊維成分として、スチール繊維及び／又はス
テンレス繊維を０．２〜１０体積％含有することを特徴
とする（１）又は（２）のブレーキ用摩擦材。 （４）前記繊維成分として、カーボン繊維を２〜２０体
積％含有することを特徴とする（１）〜（３）のいずれ
かのブレーキ用摩擦材。 （５）前記繊維成分として、アルミナ−シリカ系セラミ
ックス繊維を０．２〜１０体積％含有することを特徴と
する（１）〜（４）のいずれかのブレーキ用摩擦材。 （６）前記摩擦調整成分としてＡｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｓ
ｉＣ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ｆｅ2Ｏ3からなる
群より選ばれる１種又は２種以上の硬質粒子を１〜１５
体積％含有することを特徴とする（１）〜（５）のいず
れかのブレーキ用摩擦材。 （７）前記摩擦調整成分としてＢａ2ＳＯ4、ＣａＣ
Ｏ3、Ｃａ3（ＰＯ4）2、ＣａＦ2、アパタイトからなる
群より選ばれる１種又は２種以上を１〜１５体積％含有
することを特徴とする（１）〜（６）のいずれかのブレ
ーキ用摩擦材。
ーキ用摩擦材において、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と
黒鉛を摩擦材中に４０〜８５体積％含有し、前記酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）と黒鉛の体積比率（ＭｇＯ／黒
鉛）が１／１〜６／１であり、且つ結合成分として熱硬
化性樹脂を３〜２０体積％含有し、前記酸化マグネシウ
ム（ＭｇＯ）と該熱硬化性樹脂の体積比率（ＭｇＯ／熱
硬化性樹脂）が２／１〜１５／１であることを特徴とす
るブレーキ用摩擦材。 （２）前記繊維成分として、耐熱性有機繊維を２〜２０
体積％含有することを特徴とする（１）のブレーキ用摩
擦材。 （３）前記繊維成分として、スチール繊維及び／又はス
テンレス繊維を０．２〜１０体積％含有することを特徴
とする（１）又は（２）のブレーキ用摩擦材。 （４）前記繊維成分として、カーボン繊維を２〜２０体
積％含有することを特徴とする（１）〜（３）のいずれ
かのブレーキ用摩擦材。 （５）前記繊維成分として、アルミナ−シリカ系セラミ
ックス繊維を０．２〜１０体積％含有することを特徴と
する（１）〜（４）のいずれかのブレーキ用摩擦材。 （６）前記摩擦調整成分としてＡｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｓ
ｉＣ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ｆｅ2Ｏ3からなる
群より選ばれる１種又は２種以上の硬質粒子を１〜１５
体積％含有することを特徴とする（１）〜（５）のいず
れかのブレーキ用摩擦材。 （７）前記摩擦調整成分としてＢａ2ＳＯ4、ＣａＣ
Ｏ3、Ｃａ3（ＰＯ4）2、ＣａＦ2、アパタイトからなる
群より選ばれる１種又は２種以上を１〜１５体積％含有
することを特徴とする（１）〜（６）のいずれかのブレ
ーキ用摩擦材。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
【００１１】本発明は、繊維成分、結合成分及び摩擦調
整成分を含むブレーキ用摩擦材であって、前記摩擦調整
成分として、特定量の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と黒
鉛とを含有し、前記結合成分として、特定量の熱硬化性
樹脂を含有するブレーキ用摩擦材である。
整成分を含むブレーキ用摩擦材であって、前記摩擦調整
成分として、特定量の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と黒
鉛とを含有し、前記結合成分として、特定量の熱硬化性
樹脂を含有するブレーキ用摩擦材である。
【００１２】本発明のブレーキ用摩擦材は、前記摩擦調
整成分のＭｇＯと黒鉛がブレーキ用摩擦材中に４０〜８
５体積％含まれており、前記結合成分の熱硬化性樹脂が
３〜２０体積％含まれている。
整成分のＭｇＯと黒鉛がブレーキ用摩擦材中に４０〜８
５体積％含まれており、前記結合成分の熱硬化性樹脂が
３〜２０体積％含まれている。
【００１３】前記繊維成分としては、耐熱性有機繊維、
ガラス繊維、ロックウール繊維、カーボン繊維、アルミ
ナ−シリカ系セラミックス繊維、スチール繊維、ステン
レス繊維等が挙げられる。
ガラス繊維、ロックウール繊維、カーボン繊維、アルミ
ナ−シリカ系セラミックス繊維、スチール繊維、ステン
レス繊維等が挙げられる。
【００１４】耐熱性有機繊維としては、アラミド繊維、
アクリル繊維、ポリイミド繊維、フェノール繊維等が挙
げられ、本発明のブレーキ用摩擦材に、耐熱性有機繊維
を２〜２０体積％含有するのが好ましい。上記範囲で耐
熱性有機繊維を含有させることで、摩擦材の機械的強度
を確保することができる。
アクリル繊維、ポリイミド繊維、フェノール繊維等が挙
げられ、本発明のブレーキ用摩擦材に、耐熱性有機繊維
を２〜２０体積％含有するのが好ましい。上記範囲で耐
熱性有機繊維を含有させることで、摩擦材の機械的強度
を確保することができる。
【００１５】なお、耐熱性有機繊維の好ましい繊維径、
繊維長は繊維の種類によって異なるが、例えばアラミド
繊維の場合、繊維径０．１〜３０μｍ、繊維長０．５〜
６ｍｍのものが好ましい。
繊維長は繊維の種類によって異なるが、例えばアラミド
繊維の場合、繊維径０．１〜３０μｍ、繊維長０．５〜
６ｍｍのものが好ましい。
【００１６】また、本発明のブレーキ用摩擦材は、スチ
ール繊維及び／又はステンレス繊維を０．２〜１０体積
％含有することが好ましい。上記範囲でスチール繊維及
び／又はステンレス繊維を含有させることで、高温での
摩擦材の機械的強度を向上させることができる。スチー
ル繊維、ステンレス繊維の組成成分は特に制限はなく、
様々な組成のものを用いることができる。また、スチー
ル繊維及びステンレス繊維は、繊維径３〜３００μｍ、
繊維長０．１〜５ｍｍ、ビッカーズ硬度５００以下のも
のが好ましい。
ール繊維及び／又はステンレス繊維を０．２〜１０体積
％含有することが好ましい。上記範囲でスチール繊維及
び／又はステンレス繊維を含有させることで、高温での
摩擦材の機械的強度を向上させることができる。スチー
ル繊維、ステンレス繊維の組成成分は特に制限はなく、
様々な組成のものを用いることができる。また、スチー
ル繊維及びステンレス繊維は、繊維径３〜３００μｍ、
繊維長０．１〜５ｍｍ、ビッカーズ硬度５００以下のも
のが好ましい。
【００１７】本発明のブレーキ用摩擦材は、カーボン繊
維を２〜２０体積％含有することが好ましい。上記範囲
でカーボン繊維を含有させることで、高温での摩擦材の
機械的強度を向上させることができる。カーボン繊維は
特に制限はないが、繊維径１〜２００μｍ、繊維長１μ
ｍ〜５ｍｍのものが好ましい。
維を２〜２０体積％含有することが好ましい。上記範囲
でカーボン繊維を含有させることで、高温での摩擦材の
機械的強度を向上させることができる。カーボン繊維は
特に制限はないが、繊維径１〜２００μｍ、繊維長１μ
ｍ〜５ｍｍのものが好ましい。
【００１８】本発明のブレーキ用摩擦材は、アルミナ−
シリカ系セラミックス繊維を０．２〜１０体積％含有す
るのが好ましい。上記範囲でアルミナ−シリカ系セラミ
ックス繊維を含有させることで、高温での摩擦材の機械
的強度を向上させることができる。アルミナ−シリカ系
セラミックス繊維も特に制限はないが、繊維径１〜２０
０μｍ、繊維長１μｍ〜５ｍｍのものが好ましい。
シリカ系セラミックス繊維を０．２〜１０体積％含有す
るのが好ましい。上記範囲でアルミナ−シリカ系セラミ
ックス繊維を含有させることで、高温での摩擦材の機械
的強度を向上させることができる。アルミナ−シリカ系
セラミックス繊維も特に制限はないが、繊維径１〜２０
０μｍ、繊維長１μｍ〜５ｍｍのものが好ましい。
【００１９】上記繊維成分は、これらの中から選んだ１
種又は適宜組み合わせた２種以上を使用することができ
る。
種又は適宜組み合わせた２種以上を使用することができ
る。
【００２０】前記結合成分としては熱硬化性樹脂を用い
る。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹
脂、メラミン樹脂、又はそれらの変性樹脂等が挙げら
れ、摩擦材中に３〜２０体積％含有される。
る。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹
脂、メラミン樹脂、又はそれらの変性樹脂等が挙げら
れ、摩擦材中に３〜２０体積％含有される。
【００２１】摩擦調整成分は、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）と黒鉛を含む。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と黒鉛
は、摩擦材中に４０〜８５体積％含有される。ＭｇＯと
黒鉛以外の摩擦調整成分として、カシューダスト、ゴム
ダスト、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3
Ｎ4、ＡｌＮ、Ｆｅ2Ｏ3等の硬質粒子、Ｂａ2ＳＯ4、Ｃ
ａＣＯ3、Ｃａ3（ＰＯ4）2、ＣａＦ2、アパタイト等を
耐熱性向上、潤滑効果、摩擦係数調整、ブレーキノイズ
対策等のために適量用いてもよい。
Ｏ）と黒鉛を含む。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と黒鉛
は、摩擦材中に４０〜８５体積％含有される。ＭｇＯと
黒鉛以外の摩擦調整成分として、カシューダスト、ゴム
ダスト、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3
Ｎ4、ＡｌＮ、Ｆｅ2Ｏ3等の硬質粒子、Ｂａ2ＳＯ4、Ｃ
ａＣＯ3、Ｃａ3（ＰＯ4）2、ＣａＦ2、アパタイト等を
耐熱性向上、潤滑効果、摩擦係数調整、ブレーキノイズ
対策等のために適量用いてもよい。
【００２２】本発明のブレーキ用摩擦材は、前記摩擦調
整成分としてＡｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ｓ
ｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ｆｅ2Ｏ3からなる群より選ばれる１種
又は２種以上の硬質粒子を１〜１５体積％含有すること
が好ましい。Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ｆ
ｅ2Ｏ3等の硬質粒子は、いずれも平均粒径１〜２００μ
ｍのものが好ましい。
整成分としてＡｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ｓ
ｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ｆｅ2Ｏ3からなる群より選ばれる１種
又は２種以上の硬質粒子を１〜１５体積％含有すること
が好ましい。Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ｆ
ｅ2Ｏ3等の硬質粒子は、いずれも平均粒径１〜２００μ
ｍのものが好ましい。
【００２３】また、前記摩擦調整成分としてＢａ2Ｓ
Ｏ4、ＣａＣＯ3、Ｃａ3（ＰＯ4）2、ＣａＦ2、アパタイ
トからなる群より選ばれる１種又は２種以上を１〜１５
体積％含有することも好ましい。これらはいずれも平均
粒径１〜２００μｍのものが好ましい。
Ｏ4、ＣａＣＯ3、Ｃａ3（ＰＯ4）2、ＣａＦ2、アパタイ
トからなる群より選ばれる１種又は２種以上を１〜１５
体積％含有することも好ましい。これらはいずれも平均
粒径１〜２００μｍのものが好ましい。
【００２４】本発明のブレーキ用摩擦材は、前記摩擦調
整成分のＭｇＯと黒鉛を４０〜８５体積％含み、前記結
合成分の熱硬化性樹脂を３〜２０体積％含む。
整成分のＭｇＯと黒鉛を４０〜８５体積％含み、前記結
合成分の熱硬化性樹脂を３〜２０体積％含む。
【００２５】ＭｇＯ、黒鉛、熱硬化性樹脂の最適な混合
量を決定すべく、図１〜５に、摩擦材中のＭｇＯ、黒
鉛、熱硬化性樹脂の含有量、混合比を変えて検討した結
果を示す。具体的には、相手材として、ローターの１／
１０の大きさの鋳鉄及びＴｉＡｌ金属間化合物からなる
試験片を用い、ダイナモ式慣性型摩耗試験機を使用し、
高温（〜５００℃）で摩擦試験を繰り返し実施した。
量を決定すべく、図１〜５に、摩擦材中のＭｇＯ、黒
鉛、熱硬化性樹脂の含有量、混合比を変えて検討した結
果を示す。具体的には、相手材として、ローターの１／
１０の大きさの鋳鉄及びＴｉＡｌ金属間化合物からなる
試験片を用い、ダイナモ式慣性型摩耗試験機を使用し、
高温（〜５００℃）で摩擦試験を繰り返し実施した。
【００２６】図１は摩擦材中のＭｇＯと黒鉛の含有量を
変えたときの摩耗量を示し、図２は熱硬化性樹脂（本試
験においてはフェノール樹脂を使用）の含有量を変えた
ときのロックウェル硬度を示す。また、図３及び図４は
摩擦材中のＭｇＯ＋黒鉛の含有量を６０体積％に固定し
て、ＭｇＯ／黒鉛の体積混合比を変えたときの摩擦係数
及び摩耗量を示し、図５は摩擦材中の熱硬化性樹脂を７
体積％に固定してＭｇＯ／熱硬化性樹脂の体積混合比を
変えたときの摩耗量を示す。
変えたときの摩耗量を示し、図２は熱硬化性樹脂（本試
験においてはフェノール樹脂を使用）の含有量を変えた
ときのロックウェル硬度を示す。また、図３及び図４は
摩擦材中のＭｇＯ＋黒鉛の含有量を６０体積％に固定し
て、ＭｇＯ／黒鉛の体積混合比を変えたときの摩擦係数
及び摩耗量を示し、図５は摩擦材中の熱硬化性樹脂を７
体積％に固定してＭｇＯ／熱硬化性樹脂の体積混合比を
変えたときの摩耗量を示す。
【００２７】その結果、ＭｇＯと黒鉛の含有量が４０体
積％より少ないと高温での摩耗が激しくなり、８５体積
％を超えると高温下での機械的強度が低く、摩耗量が増
加する傾向があることが判明した。より好ましいＭｇＯ
と黒鉛の含有量は、４５〜７５体積％である。
積％より少ないと高温での摩耗が激しくなり、８５体積
％を超えると高温下での機械的強度が低く、摩耗量が増
加する傾向があることが判明した。より好ましいＭｇＯ
と黒鉛の含有量は、４５〜７５体積％である。
【００２８】熱硬化性樹脂の含有量は、３体積％より少
ないと硬度が低すぎて機械的強度が著しく低下し、１０
体積％を超えると逆に硬度が高すぎてローター攻撃性が
顕著に増加する傾向があると判明した。より好ましい熱
硬化性樹脂の含有量は、４〜１２体積％である。
ないと硬度が低すぎて機械的強度が著しく低下し、１０
体積％を超えると逆に硬度が高すぎてローター攻撃性が
顕著に増加する傾向があると判明した。より好ましい熱
硬化性樹脂の含有量は、４〜１２体積％である。
【００２９】また、図３及び図４からもわかるように、
ＭｇＯと黒鉛の体積比率（ＭｇＯ／黒鉛）は１／１〜６
／１がよい。ＭｇＯが黒鉛に対して１より少ないと高温
での耐熱性が低くなり摩擦係数が低下し、６を超えると
高温での相手材のローター及び摩擦材の摩耗量が著しく
増加する傾向があることが判明した。
ＭｇＯと黒鉛の体積比率（ＭｇＯ／黒鉛）は１／１〜６
／１がよい。ＭｇＯが黒鉛に対して１より少ないと高温
での耐熱性が低くなり摩擦係数が低下し、６を超えると
高温での相手材のローター及び摩擦材の摩耗量が著しく
増加する傾向があることが判明した。
【００３０】図５から、ＭｇＯと熱硬化性樹脂の体積比
率（ＭｇＯ／熱硬化性樹脂）は２／１〜１５／１のとき
に、良好な高温摩耗特性及び機械的性質を示すことがわ
かった。
率（ＭｇＯ／熱硬化性樹脂）は２／１〜１５／１のとき
に、良好な高温摩耗特性及び機械的性質を示すことがわ
かった。
【００３１】本発明におけるＭｇＯは、一般に用いられ
ているものでよく、活性ＭｇＯ及び電融ＭｇＯのいずれ
でもよい。ＭｇＯの平均粒径は、１０〜４００μｍが望
ましく、さらに望ましくは５０〜２００μｍである。
ているものでよく、活性ＭｇＯ及び電融ＭｇＯのいずれ
でもよい。ＭｇＯの平均粒径は、１０〜４００μｍが望
ましく、さらに望ましくは５０〜２００μｍである。
【００３２】また、本発明における黒鉛は、摩擦材に通
常用いられるものを使用することができ、天然黒鉛又は
人造黒鉛のいずれでもよい。黒鉛の平均粒径は５〜５０
０μｍが望ましく、さらに望ましくは５０〜１５０μｍ
である。
常用いられるものを使用することができ、天然黒鉛又は
人造黒鉛のいずれでもよい。黒鉛の平均粒径は５〜５０
０μｍが望ましく、さらに望ましくは５０〜１５０μｍ
である。
【００３３】本発明のブレーキ用摩擦材は、通常の方法
により製造可能であるが、具体的に例えば以下のように
して製造できる。
により製造可能であるが、具体的に例えば以下のように
して製造できる。
【００３４】まず、上述のブレーキ用摩擦材の原料をブ
レンダ等で混合し、得られた粉末状混合物を予備成型金
型に投入し、予備成型して予備成型物を形成する。その
後、予備成型物を加圧加熱成形し、さらに熱処理を行う
ことにより、本発明のブレーキ用摩擦材を得ることがで
きる。予備成形、加圧加熱成形、熱処理の条件は、特に
制限はなく、通常の方法で行うことができるが、加圧加
熱成形時の温度は１２０〜２５０℃、最終の熱加圧は２
０〜８０ＭＰａ、加圧時間を１００〜１２００ｓｅｃで
成型することが望ましい。
レンダ等で混合し、得られた粉末状混合物を予備成型金
型に投入し、予備成型して予備成型物を形成する。その
後、予備成型物を加圧加熱成形し、さらに熱処理を行う
ことにより、本発明のブレーキ用摩擦材を得ることがで
きる。予備成形、加圧加熱成形、熱処理の条件は、特に
制限はなく、通常の方法で行うことができるが、加圧加
熱成形時の温度は１２０〜２５０℃、最終の熱加圧は２
０〜８０ＭＰａ、加圧時間を１００〜１２００ｓｅｃで
成型することが望ましい。
【００３５】
【実施例】以下に実施例により本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。
明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００３６】摩擦調整成分としてＭｇＯと黒鉛を、結合
成分としてフェノール樹脂を、繊維成分として耐熱性有
機繊維であるケブラー繊維（商品名、デュポン社製）を
用いた。
成分としてフェノール樹脂を、繊維成分として耐熱性有
機繊維であるケブラー繊維（商品名、デュポン社製）を
用いた。
【００３７】その他、繊維成分として、スチール繊維、
ステンレス繊維、カーボン繊維、アルミナ−シリカ系セ
ラミックス繊維を、摩擦調整成分として、Ｂａ2ＳＯ4、
ＣａＣＯ3、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2を適宜用い
た。
ステンレス繊維、カーボン繊維、アルミナ−シリカ系セ
ラミックス繊維を、摩擦調整成分として、Ｂａ2ＳＯ4、
ＣａＣＯ3、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2を適宜用い
た。
【００３８】表１に示す組成の原料を用いて実施例１〜
１５及び表２に示す組成の原料を用いて比較例１〜９の
ブレーキ用摩擦材を作製した。なお、比較例９において
はＣｕ繊維を用いた従来の非石綿系摩擦材とした。
１５及び表２に示す組成の原料を用いて比較例１〜９の
ブレーキ用摩擦材を作製した。なお、比較例９において
はＣｕ繊維を用いた従来の非石綿系摩擦材とした。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
摩擦材の作製は、まず摩擦材原料をブレンダで十分に均
一に混合した後、粉末状混合物を予備成型金型に投入
し、常温下、圧力約７．２ＭＰａで約５秒間加圧し、予
備成型物を形成した。次いで、予め表面にフェノール樹
脂系接着剤を塗布したプレッシャープレートとともに熱
成型金型にセットし、加圧圧力５０ＭＰａ、温度１６０
℃で５分間熱成型した。これをさらに２００℃で５時間
熱処理してブレーキ用摩擦材を得た。
一に混合した後、粉末状混合物を予備成型金型に投入
し、常温下、圧力約７．２ＭＰａで約５秒間加圧し、予
備成型物を形成した。次いで、予め表面にフェノール樹
脂系接着剤を塗布したプレッシャープレートとともに熱
成型金型にセットし、加圧圧力５０ＭＰａ、温度１６０
℃で５分間熱成型した。これをさらに２００℃で５時間
熱処理してブレーキ用摩擦材を得た。
【００４１】作製したブレーキ用摩擦材と下記のロータ
ーを用いて、ダイナモ式慣性型摩耗試験機による摩耗試
験を行った。試験条件は以下の通りである。 ローター材：鋳鉄材（ＦＣ２００）あるいは軽量金属間
化合物（ＴｉＡｌ） 試験パターン：初速８５ｋｍ／ｈ、減速度４．４１ｍ／
ｓ2（０．４５Ｇ）、制動開始前温度２００℃又は５０
０℃、繰り返し４５回 摺り合わせ条件：初速５０ｋｍ／ｈ、減速度３．４３ｍ
／ｓ2（０．３５Ｇ）、制動開始前温度１３５℃、繰り
返し１００回 測定項目：摩擦係数（１ブレーキごとの平均摩擦係
数）、摩耗量（５００℃摩耗試験後の摩擦材、ローター
の肉厚変化を測定） 高温での摩擦材の機械的強度（５００℃摩擦試験後の摩
擦材表面の崩れ具合を崩れた場所の面積率で評価する。
評価基準は○：３０％以下、△：３０〜５０％、×：５
０％以上） 硬度（ロックウェル硬度、Ｓスケール）、ロックウェル
硬度は、ＪＩＳ Ｚ２２４５のロックウェル硬さ試験方
法に準じて測定した。
ーを用いて、ダイナモ式慣性型摩耗試験機による摩耗試
験を行った。試験条件は以下の通りである。 ローター材：鋳鉄材（ＦＣ２００）あるいは軽量金属間
化合物（ＴｉＡｌ） 試験パターン：初速８５ｋｍ／ｈ、減速度４．４１ｍ／
ｓ2（０．４５Ｇ）、制動開始前温度２００℃又は５０
０℃、繰り返し４５回 摺り合わせ条件：初速５０ｋｍ／ｈ、減速度３．４３ｍ
／ｓ2（０．３５Ｇ）、制動開始前温度１３５℃、繰り
返し１００回 測定項目：摩擦係数（１ブレーキごとの平均摩擦係
数）、摩耗量（５００℃摩耗試験後の摩擦材、ローター
の肉厚変化を測定） 高温での摩擦材の機械的強度（５００℃摩擦試験後の摩
擦材表面の崩れ具合を崩れた場所の面積率で評価する。
評価基準は○：３０％以下、△：３０〜５０％、×：５
０％以上） 硬度（ロックウェル硬度、Ｓスケール）、ロックウェル
硬度は、ＪＩＳ Ｚ２２４５のロックウェル硬さ試験方
法に準じて測定した。
【００４２】試験結果を表１〜３にまとめて示す。
【００４３】
【表３】
実施例１〜１５のブレーキ用摩擦材は、比較例９のブレ
ーキ用摩擦材（従来の摩擦材）に比べて、同じか優れた
値を示している。
ーキ用摩擦材（従来の摩擦材）に比べて、同じか優れた
値を示している。
【００４４】また、比較例１〜８のブレーキ用摩擦材
（ＭｇＯと黒鉛の含有量、ＭｇＯ／黒鉛の比、熱硬化性
樹脂の含有量、ＭｇＯ／熱硬化性樹脂の比が本発明の範
囲外の摩擦材）は、摩擦係数の安定性と摩耗量が比較例
９のブレーキ用摩擦材より劣っており、特に５００℃摩
耗試験では摩擦材、ローター材の摩耗量が比較例９の２
〜５倍になっており、摩擦係数も０．２４以下になって
いる。また、試験後のブレーキ用摩擦材表面の崩れ方も
比較例に比べて激しかった。
（ＭｇＯと黒鉛の含有量、ＭｇＯ／黒鉛の比、熱硬化性
樹脂の含有量、ＭｇＯ／熱硬化性樹脂の比が本発明の範
囲外の摩擦材）は、摩擦係数の安定性と摩耗量が比較例
９のブレーキ用摩擦材より劣っており、特に５００℃摩
耗試験では摩擦材、ローター材の摩耗量が比較例９の２
〜５倍になっており、摩擦係数も０．２４以下になって
いる。また、試験後のブレーキ用摩擦材表面の崩れ方も
比較例に比べて激しかった。
【００４５】
【発明の効果】本発明により、Ｃｕ繊維、Ｃｕ粉及びＳ
ｂＳ粉等の重金属を含まなくても従来の非石綿系摩擦材
と同等以上の高温摩擦性能及び機械的性質を有するブレ
ーキ用摩擦材を提供することができる。
ｂＳ粉等の重金属を含まなくても従来の非石綿系摩擦材
と同等以上の高温摩擦性能及び機械的性質を有するブレ
ーキ用摩擦材を提供することができる。
【図１】 摩擦材中におけるＭｇＯ＋黒鉛の含有量と摩
耗量の関係を示す。
耗量の関係を示す。
【図２】 摩擦材中におけるフェノール樹脂の含有量と
硬度の関係を示す。
硬度の関係を示す。
【図３】 摩擦材中におけるＭｇＯ／黒鉛の体積比率と
摩擦係数の関係を示す。
摩擦係数の関係を示す。
【図４】 摩擦材中におけるＭｇＯ／黒鉛の体積比率と
摩耗量の関係を示す。
摩耗量の関係を示す。
【図５】 摩擦材中におけるＭｇＯ／フェノール樹脂の
体積比率と摩耗量の関係を示す。
体積比率と摩耗量の関係を示す。
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 87/00 Ｃ０８Ｌ 87/00
(72)発明者 荻原 長雄
埼玉県羽生市東５丁目４番71号 株式会社
曙ブレーキ中央技術研究所内
Ｆターム(参考） 3J058 BA32 EA08 EA14 EA28 FA01
FA11 GA03 GA04 GA07 GA23
GA24 GA29 GA33 GA34 GA43
4F071 AA03 AA10 AA31 AA41 AA56
AA60 AB03 AB12 AB13 AB18
AB21 AB22 AB24 AB25 AB26
AD01 AE12
4J002 CC03W CL06X DA016 DA017
DA067 DB016 DC007 DD036
DE076 DE096 DE116 DE146
DE147 DE236 DF016 DG046
DH046 DJ006 DJ016 DJ017
FA04X FA047 FD206 GM03
Claims (7)
- 【請求項１】 繊維成分、結合成分及び摩擦調整成分を
含むブレーキ用摩擦材において、前記摩擦調整成分とし
て酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と黒鉛を摩擦材中に４０
〜８５体積％含有し、前記酸化マグネシウム（ＭｇＯ）
と黒鉛の体積比率（ＭｇＯ／黒鉛）が１／１〜６／１で
あり、且つ結合成分として熱硬化性樹脂を３〜２０体積
％含有し、前記酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と該熱硬化
性樹脂の体積比率（ＭｇＯ／熱硬化性樹脂）が２／１〜
１５／１であることを特徴とするブレーキ用摩擦材。 - 【請求項２】 前記繊維成分として、耐熱性有機繊維を
２〜２０体積％含有することを特徴とする請求項１記載
のブレーキ用摩擦材。 - 【請求項３】 前記繊維成分として、スチール繊維及び
／又はステンレス繊維を０．２〜１０体積％含有するこ
とを特徴とする請求項１又は２記載のブレーキ用摩擦
材。 - 【請求項４】 前記繊維成分として、カーボン繊維を２
〜２０体積％含有することを特徴とする請求項１〜３の
いずれか一項記載のブレーキ用摩擦材。 - 【請求項５】 前記繊維成分として、アルミナ−シリカ
系セラミックス繊維を０．２〜１０体積％含有すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のブレー
キ用摩擦材。 - 【請求項６】 前記摩擦調整成分として、Ａｌ2Ｏ3、Ｚ
ｒＯ2、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ｆｅ2Ｏ3
からなる群より選ばれる１種又は２種以上の硬質粒子を
１〜１５体積％含有することを特徴とする請求項１〜５
のいずれか一項記載のブレーキ用摩擦材。 - 【請求項７】 前記摩擦調整成分として、Ｂａ2ＳＯ4、
ＣａＣＯ3、Ｃａ3（ＰＯ4）2、ＣａＦ2、アパタイトか
らなる群より選ばれる１種又は２種以上を１〜１５体積
％含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一
項記載のブレーキ用摩擦材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002126196A JP4195791B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | ブレーキ用摩擦材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002126196A JP4195791B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | ブレーキ用摩擦材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003322183A true JP2003322183A (ja) | 2003-11-14 |
| JP4195791B2 JP4195791B2 (ja) | 2008-12-10 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002126196A Expired - Fee Related JP4195791B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | ブレーキ用摩擦材 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4195791B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8172051B2 (en) | 2008-10-03 | 2012-05-08 | Federal-Mogul Products, Inc. | Friction material for brakes |
| US8863917B2 (en) | 2008-10-03 | 2014-10-21 | Federal-Mogul Products, Inc. | Friction material for brakes |
| KR20170066522A (ko) * | 2014-10-14 | 2017-06-14 | 니혼 브레이크 고오교 가부시키가이샤 | 마찰재 조성물, 마찰재 및 마찰 부재 |
| KR20170140152A (ko) * | 2016-04-21 | 2017-12-20 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 마찰재 조성물 및 이를 이용한 마찰재 및 마찰 부재 |
| US11187294B2 (en) | 2019-08-29 | 2021-11-30 | Showa Denko Materials Co., Ltd. | Friction member, friction material composition, friction material, and vehicle |
| WO2022250089A1 (ja) * | 2021-05-25 | 2022-12-01 | 株式会社アドヴィックス | 摩擦材組成物および摩擦材 |
-
2002
- 2002-04-26 JP JP2002126196A patent/JP4195791B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8172051B2 (en) | 2008-10-03 | 2012-05-08 | Federal-Mogul Products, Inc. | Friction material for brakes |
| US8863917B2 (en) | 2008-10-03 | 2014-10-21 | Federal-Mogul Products, Inc. | Friction material for brakes |
| KR20170066522A (ko) * | 2014-10-14 | 2017-06-14 | 니혼 브레이크 고오교 가부시키가이샤 | 마찰재 조성물, 마찰재 및 마찰 부재 |
| KR20170140152A (ko) * | 2016-04-21 | 2017-12-20 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 마찰재 조성물 및 이를 이용한 마찰재 및 마찰 부재 |
| US11187294B2 (en) | 2019-08-29 | 2021-11-30 | Showa Denko Materials Co., Ltd. | Friction member, friction material composition, friction material, and vehicle |
| WO2022250089A1 (ja) * | 2021-05-25 | 2022-12-01 | 株式会社アドヴィックス | 摩擦材組成物および摩擦材 |
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|---|---|
| JP4195791B2 (ja) | 2008-12-10 |
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