JP2009132783A - 摩擦材用複合摩擦調整材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機基材中に固体潤滑材粒子が分散及び複合化された複合摩擦調整材であって、前記有機基材が熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又はゴムであり、前記固体潤滑材粒子が二硫化モリブデン、二硫化タングステン、及びカルコゲナイドの少なくともいずれかであることを特徴とする摩擦材用複合摩擦調整材およびそれを配合した摩擦材。
【選択図】なし
Description
その中で、摩擦材の摩擦特性を調整する材料としては摩擦調整材及び固体潤滑材があるが、これらにも無機系と有機系とがあり、それぞれの特徴があって、1種類ではすべての要求を満足することが難しいので、通常2種類以上のものが組み合わされて使用されている。そして、摩擦調整材としては、例えば、アルミナやシリカ、マグネシア、ジルコニア、銅、アルミニウム、亜鉛等の無機系摩擦調整材、又、有機系摩擦調整材としてゴムダストやカシューダストなどの有機ダストが配合されている。また固体潤滑材としては、黒鉛や二硫化モリブデン等を挙げることができる。
本発明は以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、高温摺動時における潤滑性能及び摩擦係数の安定性等の優れた性能を摩擦材に付与できる摩擦調整材及びそのような優れた性能を有する摩擦材を提供することである。
(1)有機基材中に固体潤滑材粒子が分散及び複合化された複合摩擦調整材であって、前記有機基材が熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又はゴムであり、前記固体潤滑材粒子が二硫化モリブデン、二硫化タングステン、及びカルコゲナイドの少なくともいずれかであることを特徴とする摩擦材用複合摩擦調整材。
(2)前記有機基材が、カシューダストであることを特徴とする上記(1)に記載の摩擦材用複合摩擦調整材。
(3)前記固体潤滑材が二硫化モリブデンであることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の摩擦材用複合摩擦調整材。
(4)補強繊維、摩擦調整材及び結合材を主成分とする摩擦材であって、前記摩擦調整材として上記(1)〜(3)のいずれかに記載の摩擦材用複合摩擦調整材を配合したことを特徴とする摩擦材。
さらに、本発明に係る複合摩擦調整材を配合した摩擦材は、低温摺動時の摩擦係数の安定化と鳴き特性向上機能に加え、高温摺動時の潤滑効果と摩擦係数の安定化を実現することができる。また、機械的強度、耐熱性の向上により、フェード時の摩擦係数の低下や摩耗を抑制する効果がある。
本発明で使用する有機基材を構成する材料は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、又はゴムである。中でも、熱硬化性樹脂を使用することが好ましく、具体的には、カシュー樹脂、フェノール樹脂(カシュー、ゴム、シリコーン、アルキルフェノール、リン、ホウ素、ポリビニルブチラール、アクリル、エポキシ、メラミン、オイルなどによる各種変性フェノール樹脂を含む)、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等を使用することが好ましい。これらの樹脂は1種又は2種以上混合して使用することができる。
アルデヒドの添加量は、カシューオイル1モルに対してモル比で0.4〜1.0が好ましく、0.5〜0.9が更に好ましい。酸性触媒としては、三弗化硼素、塩酸、硫酸等の無機酸や、蓚酸、酢酸、パラトルエンスルホン酸、ジメチル硫酸等の有機酸が用いられる。
固体潤滑材粒子は、二硫化モリブデン及び二硫化タングステンのような層状構造を持つ無機系固体潤滑材粒子、並びに、セレン化合物及びテルル化合物等のカルコゲナイドのうち、少なくともいずれか1種を使用する。
また、二硫化モリブデン、二硫化タングステンあるいはカルコゲナイドに加えて、さらに従来公知の固体潤滑材(例えば、酸化銅、酸化ニッケル、酸化カルシウムなどの金属酸化物や、窒化ホウ素、グラファイト、タルク、雲母)を併用してもよい。
固体潤滑材粒子は、有機基材に対して1〜10質量部添加することが好ましく、2〜5質量部添加することがより好ましい。
カシューオイルとアルデヒドの混合時間は、5〜15分間とすることが好ましく、さらに固体潤滑材粒子を添加した後の混合時間は、15〜45分間とすることが好ましい。
硬化温度は、原料組成物を室温から、数時間かけて150〜250℃まで昇温し、前記温度で数時間放置した後、冷却して室温に戻す。この段階で、架橋反応により硬化したカシュー樹脂で固体潤滑材粒子の表面全体が被覆される。
1.複合摩擦調整材の調製
(複合摩擦調整材1の調製)
反応容器にカシューオイル50g及びフルフラール10gを入れ10分間撹拌混合した。次に、固体潤滑材として二流化モリブデン125g(d50=2μm)を投入し、30分間混合し充分に分散させた。次いで、ジエチル硫酸1gを添加し、更に、10分間撹拌混合した。その後、オーブン内で30℃、24時間ゲル化させた。最後に、同じオーブン内で、300分間で常温から200℃まで昇温し、200℃で300分保持した。その次に、常温まで冷却加熱処理し硬化させた。架橋硬化したゲルは粉砕後、分級(d50=250μm)した。
複合摩擦調整材1で使用した二流化モリブデン125gに、更にグラファイト(d50=10μm)60gを加え同一条件で複合摩擦調整材2を調整した。
(複合摩擦調整材3の調整)
複合摩擦調整材1で使用した二流化モリブデンは使用せず、グラファイト(d50=10μm)60gを加え、複合摩擦調整材1と同一条件で複合摩擦調整材3を調整した。
複合摩擦調整材1〜3の組成を表1にまとめた。
次に、フェノール樹脂、硫酸バリウム、グラファイト、二硫化モリブデン、アラミド繊維、銅粉、チタン酸カリウム繊維、カシューダスト及び本発明の複合摩擦調整材(1〜3)を表2に記載した処方に従ってミキサーで混合後、混合物を予備成形型に投入し、常温20Mpaで10秒間圧縮して予備成形を行い、予備成形体を作成した。次いで、この予備成形体を熱成形型に投入し、予め接着剤を塗布したプレッシャプレートを重ね、150℃、40Mpaで5分間加熱圧縮成形を行った。この加熱圧縮成形体に220℃、3時間熱処理を施し、所定の厚みに研磨し摩擦材を作成した。
比較例1〜比較例3の摩擦材も同様に、表2の配合処方により比較用摩擦材として作成した。各摩擦材の配合処方を表2に示す。
1)フェード試験
実施例1〜3および比較例1〜3の摩擦材から試験片を切出し、試験片摩擦試験機を使用してJASO−C406−82に準拠して摩擦性能試験を行い、第1フェードの最小摩擦係数と平均摩擦係数及びパッド摩耗量を比較した。
2)摩擦係数の安定性評価
制動開始時のディスク温度80℃について、速度50および100km/hにおける減速度0.98m/s2〜7.84m/s2の摩擦係数を測定し、このばらつきから摩擦係数の安定性を評価した。
3)ブレーキ鳴き試験
上記1)で使用した試験機を用いてノイズ性能試験を行いノイズ(音圧70dB以上)の発生状況を比較した。ノイズ発生状況は、発声なし(○)、やや発生(△)及び頻発(×)の三段階で評価した。
以上の試験結果を表2に示す。
(1)摩擦性能試験において、本発明の複合摩擦調整材(カシューダスト+二硫化モリブデン系、カシューダスト+グラファイト+二硫化モリブデン系)を使用することでフェード時摩擦係数の向上とパッド摩耗量の減少が確認できた。グラファイトの複合摩擦調整材添加の場合、通常の乾式混合と比較して著しい有意差は認められなかった。
(2)50、100km/hにおける摩擦係数のばらつきは複合摩擦調整材配合の場合、比較例1よりも小さくなっており、摩擦係数安定化の効果が確認された。二硫化モリブデン無添加の場合、摩耗が過大となり評価できなかった。
(3)ノイズ性能試験結果より、複合摩擦調整材の添加によりノイズ性の改善効果が認められた。
以上のように、本発明の複合摩擦材を用いた実施例1〜3の摩擦材は比較例1〜3のそれらよりもフェードによる摩擦係数の低下が少なく、摩擦材摩耗量も低減することができた。また、実施例1〜3の本発明の摩擦材はブレーキ鳴きの発生もなく顕著な改良効果が認められた。
Claims (4)
- 有機基材中に固体潤滑材粒子が分散及び複合化された複合摩擦調整材であって、前記有機基材が熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又はゴムであり、前記固体潤滑材粒子が二硫化モリブデン、二硫化タングステン、及びカルコゲナイドの少なくともいずれかであることを特徴とする摩擦材用複合摩擦調整材。
- 前記有機基材が、カシューダストであることを特徴とする請求項1に記載の摩擦材用複合摩擦調整材。
- 前記固体潤滑材が二硫化モリブデンであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の摩擦材用複合摩擦調整材。
- 補強繊維、摩擦調整材及び結合材を主成分とする摩擦材であって、前記摩擦調整材として請求項1から請求項3のいずれかに記載の摩擦材用複合摩擦調整材を配合したことを特徴とする摩擦材。
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