JP2004352813A - 摩擦材 - Google Patents
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- F16D69/026—Compositions based on an organic binder containing fibres
Abstract
【解決手段】繊維基材と、結合材と、充填材とを含む摩擦材組成物を成形、硬化してなる摩擦材において、錫、錫合金及び錫化合物から選ばれる互いに融点の異なる３種以上を合計で５．５〜１７．５体積％含有することを特徴とする摩擦材。
【効果】本発明の摩擦材は、対面攻撃性が大幅に抑制されたものである。
【選択図】 なし
【効果】本発明の摩擦材は、対面攻撃性が大幅に抑制されたものである。
【選択図】 なし
Description
【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摩擦材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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摩擦材には、従来耐摩耗性を向上させるために黒鉛、コークス等を配合することが行われている。また高温域で発生するスコーリング等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】
更に、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（例えば、特許文献１〜８：特開昭５４−１６０号公報、特開昭５４−１０９０１３号公報、特開平４−３１１７８９号公報、特開平７−８３２５６号公報、特公平８−２６３０３号公報、特表平１０−５１１７３２号公報、特表２００２−５１１５１７号公報、米国特許第６，２２８，８１５号明細書参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５４−１６０号公報
【特許文献２】
特開昭５４−１０９０１３号公報
【特許文献３】
特開平４−３１１７８９号公報
【特許文献４】
特開平７−８３２５６号公報
【特許文献５】
特公平８−２６３０３号公報
【特許文献６】
特表平１０−５１１７３２号公報
【特許文献７】
特表２００２−５１１５１７号公報
【特許文献８】
米国特許第６，２２８，８１５号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの提案でも、なお対面攻撃性の悪化を防止し得ず、このため高負荷時及び低負荷時の対面攻撃性の悪化を抑制できる技術が望まれる。
【０００６】
本発明は上記要望に応えたもので、高負荷時、低負荷時の対面攻撃性が良好な摩擦材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、金属錫、錫合金及び錫化合物から選ばれる互いに融点の異なる３種以上、特に青銅繊維、硫化錫、錫粉の３種を特定量で併用することにより、メタルキャッチの発生を効果的に抑制し、高負荷時及び低負荷時の対面攻撃性の悪化を大幅に抑制し得ることを知見し、本発明をなすに至った。
【０００８】
従って、本発明は下記摩擦材を提供する。
［Ｉ］繊維基材と、結合材と、充填材とを含む摩擦材組成物を成形、硬化してなる摩擦材において、錫、錫合金及び錫化合物から選ばれる互いに融点の異なる３種以上を合計で５．５〜１７．５体積％含有することを特徴とする摩擦材。
［ＩＩ］青銅繊維を４〜１０体積％、硫化錫を０．５〜２．５体積％、錫粉を１〜５体積％含有することを特徴とする［Ｉ］記載の摩擦材。
［ＩＩＩ］青銅繊維がビビリ振動切削法で製造されたものである［ＩＩ］記載の摩擦材。
［ＩＶ］硫化錫が２種以上の硫化錫の混合物である［ＩＩ］又は［ＩＩＩ］記載の摩擦材。
【０００９】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の摩擦材は、繊維基材と、結合剤と、充填材とを含有する。
上記繊維基材としては、摩擦材に通常用いられるアラミド繊維等の有機繊維、ガラス繊維、ロックウール及び鉄、銅、真鍮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。
【００１０】
なお、繊維基材の長さは２〜３．５ｍｍ、直径は６０〜１２０μｍであることが好ましい。
【００１１】
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１０〜２５体積％、特に好ましくは１２〜２０体積％である。
【００１２】
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、酸化ケイ素、アルミナ、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。
【００１３】
これら充填材の配合量は、好ましくは組成物全体の４０〜８５体積％、特に好ましくは５０〜８０体積％である。
【００１４】
本発明においては、錫、錫合金及び錫化合物から選ばれる互いに融点の異なる３種以上を合計で５．５〜１７．５体積％、特に７．５〜１５体積％配合する。少なすぎるとメタルキャッチの抑制ができず、多すぎるとコストアップとなる。
【００１５】
この場合、錫としては、錫繊維、錫粉が挙げられる。また、錫合金としては、錫を６質量％以上、特に８質量％以上含有する合金が挙げられ、青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）等が挙げられる。この錫合金としては、繊維でもよく、粉末でもよい。錫化合物としては、第１錫化合物でも第２錫化合物でもよく、ＳｎＳ２、ＳｎＳ等が挙げられる。なお、繊維の大きさは前述した通りであり、粉末の場合、その平均粒径は３〜２０μｍ、特に５〜１５μｍであることが好ましい。
【００１６】
これらの中では、高負荷時の対面攻撃性の悪化を抑制するため、中〜高融点の青銅繊維と硫化錫、低負荷時の対面攻撃性の悪化を抑制するため、低融点の金属錫粉の３者を併用することが好ましく、この場合、青銅繊維を４〜１０体積％、硫化錫を０．５〜２．５体積％、錫粉を１〜５体積％の割合で使用することが好ましい。いずれもその量が少なすぎるとメタルキャッチの抑制効果が低下し、多すぎるとコストアップとなり、特に錫粉の場合はフェード性能が低下するおそれがある。
【００１７】
なお、青銅繊維は、形状が揃っていることからビビリ振動切削法で製造されたものが好ましい。また硫化錫は２種以上の硫化錫、特にＳｎＳ２とＳｎＳとの混合物を使用することが好ましい。なお、このような硫化錫混合物としては、市販品としてＳｔａｎｎｏｌｕｂｅ（ＣＥＭＥＴＡＬＬ社製、ＳｎＳ２＋ＳｎＳ＋グラファイト）を使用することができる。
【００１８】
本発明の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１３０〜１８０℃、成形圧力１５０〜５００ｋｇ／ｃｍ２（１４．７〜４９ＭＰａ）で３〜１０分間成形し、得られた成形品を１５０〜２５０℃の温度で２〜１０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。
【００１９】
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。
【００２０】
本発明の摩擦材は、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。
【００２１】
【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。
【００２２】
［実施例、比較例］
表１〜３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３０ＭＰａにおいて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１５０℃、成形圧力４０ＭＰａの条件下で７分間成形し、その後２２０℃で５時間熱処理（熱硬化）を行い、摩擦材を得た。
【００２３】
得られた摩擦材について、下記の方法でローター研削性、接着強度、摩擦係数を評価した。結果を表１〜３に示す。
（ローター研削性）
ＪＡＳＯ Ｃ４２７ 一般摩耗試験に準拠（表４に試験条件を示す。）し、制動初速度３０〜８０ｋｍ／ｈ、制動減速度２ｍ／ｓ２、制動前ブレーキ温度５０〜２００℃、制動回数合計１６００回の試験条件で、ローターの研削性を下記判定基準に基づき評価した。なお、ローターの研削性は、試験終了後のローター表面をＪＩＳ Ｂ０６０１に従い測定した１０点平均粗さＲｚにより評価した。
○：４５μｍ未満
△：４５μｍ以上６０μｍ未満
×：６０μｍ以上
【００２４】
（接着強度）
ＪＩＳ Ｄ ４４２２に従い、単位面積あたりの接着強度を測定した。
○：０．６ｋＮ／ｃｍ２より大きい
△：０．５ｋＮ／ｃｍ２より大きく０．６ｋＮ／ｃｍ２以下
×：０．５ｋＮ／ｃｍ２以下
【００２５】
（摩擦係数）
ＪＡＳＯ Ｃ４０６ 試験に準拠し、第二効力の平均μを下記判定基準に基づき評価した。
○：０．３７より大きい
△：０．３２より大きく０．３７以下
×：０．３２以下
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】
（注）
青銅繊維：長さ２．２ｍｍ、直径９５μｍ、ビビリ振動切削法により製造。融点９３４℃。
硫化錫粉：Ｓｔａｎｎｏｌｕｂｅ（ＣＥＭＥＴＡＬＬ社製）、粒径１０μｍ（ＳｎＳ２＋ＳｎＳ＋グラファイト）。融点８６０℃。
アトマイズ錫粉：平均粒径１５μｍ。融点２３２℃。
【００３０】
【表４】
（ローター研削性試験条件）
【発明の効果】
本発明の摩擦材は、対面攻撃性が大幅に抑制されたものである。
【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摩擦材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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摩擦材には、従来耐摩耗性を向上させるために黒鉛、コークス等を配合することが行われている。また高温域で発生するスコーリング等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】
更に、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（例えば、特許文献１〜８：特開昭５４−１６０号公報、特開昭５４−１０９０１３号公報、特開平４−３１１７８９号公報、特開平７−８３２５６号公報、特公平８−２６３０３号公報、特表平１０−５１１７３２号公報、特表２００２−５１１５１７号公報、米国特許第６，２２８，８１５号明細書参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５４−１６０号公報
【特許文献２】
特開昭５４−１０９０１３号公報
【特許文献３】
特開平４−３１１７８９号公報
【特許文献４】
特開平７−８３２５６号公報
【特許文献５】
特公平８−２６３０３号公報
【特許文献６】
特表平１０−５１１７３２号公報
【特許文献７】
特表２００２−５１１５１７号公報
【特許文献８】
米国特許第６，２２８，８１５号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの提案でも、なお対面攻撃性の悪化を防止し得ず、このため高負荷時及び低負荷時の対面攻撃性の悪化を抑制できる技術が望まれる。
【０００６】
本発明は上記要望に応えたもので、高負荷時、低負荷時の対面攻撃性が良好な摩擦材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、金属錫、錫合金及び錫化合物から選ばれる互いに融点の異なる３種以上、特に青銅繊維、硫化錫、錫粉の３種を特定量で併用することにより、メタルキャッチの発生を効果的に抑制し、高負荷時及び低負荷時の対面攻撃性の悪化を大幅に抑制し得ることを知見し、本発明をなすに至った。
【０００８】
従って、本発明は下記摩擦材を提供する。
［Ｉ］繊維基材と、結合材と、充填材とを含む摩擦材組成物を成形、硬化してなる摩擦材において、錫、錫合金及び錫化合物から選ばれる互いに融点の異なる３種以上を合計で５．５〜１７．５体積％含有することを特徴とする摩擦材。
［ＩＩ］青銅繊維を４〜１０体積％、硫化錫を０．５〜２．５体積％、錫粉を１〜５体積％含有することを特徴とする［Ｉ］記載の摩擦材。
［ＩＩＩ］青銅繊維がビビリ振動切削法で製造されたものである［ＩＩ］記載の摩擦材。
［ＩＶ］硫化錫が２種以上の硫化錫の混合物である［ＩＩ］又は［ＩＩＩ］記載の摩擦材。
【０００９】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の摩擦材は、繊維基材と、結合剤と、充填材とを含有する。
上記繊維基材としては、摩擦材に通常用いられるアラミド繊維等の有機繊維、ガラス繊維、ロックウール及び鉄、銅、真鍮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。
【００１０】
なお、繊維基材の長さは２〜３．５ｍｍ、直径は６０〜１２０μｍであることが好ましい。
【００１１】
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１０〜２５体積％、特に好ましくは１２〜２０体積％である。
【００１２】
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、酸化ケイ素、アルミナ、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。
【００１３】
これら充填材の配合量は、好ましくは組成物全体の４０〜８５体積％、特に好ましくは５０〜８０体積％である。
【００１４】
本発明においては、錫、錫合金及び錫化合物から選ばれる互いに融点の異なる３種以上を合計で５．５〜１７．５体積％、特に７．５〜１５体積％配合する。少なすぎるとメタルキャッチの抑制ができず、多すぎるとコストアップとなる。
【００１５】
この場合、錫としては、錫繊維、錫粉が挙げられる。また、錫合金としては、錫を６質量％以上、特に８質量％以上含有する合金が挙げられ、青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）等が挙げられる。この錫合金としては、繊維でもよく、粉末でもよい。錫化合物としては、第１錫化合物でも第２錫化合物でもよく、ＳｎＳ２、ＳｎＳ等が挙げられる。なお、繊維の大きさは前述した通りであり、粉末の場合、その平均粒径は３〜２０μｍ、特に５〜１５μｍであることが好ましい。
【００１６】
これらの中では、高負荷時の対面攻撃性の悪化を抑制するため、中〜高融点の青銅繊維と硫化錫、低負荷時の対面攻撃性の悪化を抑制するため、低融点の金属錫粉の３者を併用することが好ましく、この場合、青銅繊維を４〜１０体積％、硫化錫を０．５〜２．５体積％、錫粉を１〜５体積％の割合で使用することが好ましい。いずれもその量が少なすぎるとメタルキャッチの抑制効果が低下し、多すぎるとコストアップとなり、特に錫粉の場合はフェード性能が低下するおそれがある。
【００１７】
なお、青銅繊維は、形状が揃っていることからビビリ振動切削法で製造されたものが好ましい。また硫化錫は２種以上の硫化錫、特にＳｎＳ２とＳｎＳとの混合物を使用することが好ましい。なお、このような硫化錫混合物としては、市販品としてＳｔａｎｎｏｌｕｂｅ（ＣＥＭＥＴＡＬＬ社製、ＳｎＳ２＋ＳｎＳ＋グラファイト）を使用することができる。
【００１８】
本発明の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１３０〜１８０℃、成形圧力１５０〜５００ｋｇ／ｃｍ２（１４．７〜４９ＭＰａ）で３〜１０分間成形し、得られた成形品を１５０〜２５０℃の温度で２〜１０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。
【００１９】
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。
【００２０】
本発明の摩擦材は、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。
【００２１】
【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。
【００２２】
［実施例、比較例］
表１〜３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３０ＭＰａにおいて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１５０℃、成形圧力４０ＭＰａの条件下で７分間成形し、その後２２０℃で５時間熱処理（熱硬化）を行い、摩擦材を得た。
【００２３】
得られた摩擦材について、下記の方法でローター研削性、接着強度、摩擦係数を評価した。結果を表１〜３に示す。
（ローター研削性）
ＪＡＳＯ Ｃ４２７ 一般摩耗試験に準拠（表４に試験条件を示す。）し、制動初速度３０〜８０ｋｍ／ｈ、制動減速度２ｍ／ｓ２、制動前ブレーキ温度５０〜２００℃、制動回数合計１６００回の試験条件で、ローターの研削性を下記判定基準に基づき評価した。なお、ローターの研削性は、試験終了後のローター表面をＪＩＳ Ｂ０６０１に従い測定した１０点平均粗さＲｚにより評価した。
○：４５μｍ未満
△：４５μｍ以上６０μｍ未満
×：６０μｍ以上
【００２４】
（接着強度）
ＪＩＳ Ｄ ４４２２に従い、単位面積あたりの接着強度を測定した。
○：０．６ｋＮ／ｃｍ２より大きい
△：０．５ｋＮ／ｃｍ２より大きく０．６ｋＮ／ｃｍ２以下
×：０．５ｋＮ／ｃｍ２以下
【００２５】
（摩擦係数）
ＪＡＳＯ Ｃ４０６ 試験に準拠し、第二効力の平均μを下記判定基準に基づき評価した。
○：０．３７より大きい
△：０．３２より大きく０．３７以下
×：０．３２以下
【００２６】
【表１】
【表２】
【表３】
（注）
青銅繊維：長さ２．２ｍｍ、直径９５μｍ、ビビリ振動切削法により製造。融点９３４℃。
硫化錫粉：Ｓｔａｎｎｏｌｕｂｅ（ＣＥＭＥＴＡＬＬ社製）、粒径１０μｍ（ＳｎＳ２＋ＳｎＳ＋グラファイト）。融点８６０℃。
アトマイズ錫粉：平均粒径１５μｍ。融点２３２℃。
【００３０】
【表４】
（ローター研削性試験条件）
本発明の摩擦材は、対面攻撃性が大幅に抑制されたものである。
Claims (4)
- 繊維基材と、結合材と、充填材とを含む摩擦材組成物を成形、硬化してなる摩擦材において、錫、錫合金及び錫化合物から選ばれる互いに融点の異なる３種以上を合計で５．５〜１７．５体積％含有することを特徴とする摩擦材。
- 青銅繊維を４〜１０体積％、硫化錫を０．５〜２．５体積％、錫粉を１〜５体積％含有することを特徴とする請求項１記載の摩擦材。
- 青銅繊維がビビリ振動切削法で製造されたものである請求項２記載の摩擦材。
- 硫化錫が２種以上の硫化錫の混合物である請求項２又は３記載の摩擦材。
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| JP2003150562A JP2004352813A (ja) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | 摩擦材 |
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|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| KR (1) | KR20040103344A (ja) |
| DE (1) | DE602004001917T2 (ja) |
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| JP2007254564A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Nisshinbo Ind Inc | 摩擦材 |
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