JP2011063819A - 摩擦材組成物及びこれを用いた摩擦材 - Google Patents

Abstract

【課題】 粉塵の発生が少なく、作業環境、作業効率を改善可能な摩擦材組成物及びこれを用いた摩擦材を提供する。
【解決手段】 繊維状物質、結合材及び摩擦調整剤を含み、前記繊維状物質、結合材及び摩擦調整剤の全てが、常温で固形状のゴムで被覆される摩擦材組成物。常温で固形状のゴムが、塩素化ブチルゴムである摩擦材組成物。繊維状物質が、有機繊維である摩擦材組成物。予備成形後に熱処理を行った、摩擦材。
【選択図】 なし

Description

本発明は、摩擦材組成物及びこれを用いた摩擦材に関する。

一般的に摩擦材は結合材、繊維状物質、摩擦調整剤等を混合した摩擦材組成物を加圧成形した後、熱処理、加工したものである。
ここで摩擦材組成物を製造する方法としては、一般にレディーゲミキサーやアイリッヒミキサー等を用いて、混合する乾式混合が用いられる。

しかし、乾式混合では、摩擦材組成物の原料は粉末状のものが多い為、原料を混合して作製した摩擦材組成物は粉塵の発生量が多く、摩擦材組成物を秤量する際や予備成形する際に作業環境を悪化させてしまう問題があった。

また、原料粉末の粒度や比重の大きく異なったものを混合した場合、その摩擦材組成物を金型に投入する際に材料が偏析しやすく、均質な摩擦材を得られない。
この粉塵の発生や材料偏析の起こり難い混合方法として、湿式混合が挙げられる（例えば、特許文献１〜３参照）。

湿式混合は、原料を溶液の存在下で均一に混合する方法であり、原料粉末に溶液の被覆ができ、その被覆同士の粘着性により造粒される為、粉塵の発生は抑えられ、且つ材料の偏析も起こり難くなる。

しかし、いずれの混合方法も湿式混合である為、成形前に摩擦材組成物を十分に乾燥する必要があり、製造コストが高くなるという問題がある。
また、乾式混合において粉塵を抑制する方法として、未架橋の粉末ゴムを摩擦材組成物に含むことで、粉塵成分を未架橋ゴムに吸着させて粉塵を抑制する方法がある（例えば、特許文献４参照）。

この方法は、粉末ゴムに粉塵成分が吸着される為、材料偏析が発生し易くなる問題がある。
また、粘着性のある粉末ゴムはお互いが吸着し易く、取り扱いが難しい。

特開平０８−２８４９９１号公報 特許第３１７３８９１号公報 特許第３４４５４３０号公報 特開２００４−３１５６２６号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、粉塵の発生が少なく、作業環境、作業効率を改善可能な摩擦材組成物及びこれを用いた摩擦材を提供することを目的とする。

本発明者らは、摩擦材組成物を特定のゴムで特定量被覆することにより上記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下事項に関する。

（１）繊維状物質、結合材及び摩擦調整剤を含み、前記繊維状物質、結合材及び摩擦調整剤の全てが、常温で固形状のゴムで被覆される摩擦材組成物。
（２）項（１）において、繊維状物質が、有機繊維である摩擦材組成物。
（３）項（１）又は（２）に記載の摩擦材組成物を、予備成形後に熱処理を行った、摩擦材。

本発明によれば、粉塵の発生が少なく、作業環境、作業効率を改善可能な摩擦材組成物及び摩擦材を提供することが可能である。

以下、本発明の摩擦材組成物及びこれを用いた摩擦材について詳述する。
本発明の摩擦材組成物は、繊維状物質、結合材及び摩擦調整剤を含む摩擦材組成物であって、繊維状物質、結合材及び摩擦調整剤の全てが、常温にて固形状のゴムで被覆される。

本発明の摩擦材組成物は、繊維状物質、結合材及び摩擦調整剤の全てが、常温にて固形状のゴムで被覆されてなることで、摩擦材組成物の粉塵の発生を抑制し、安価に作業環境を改善することができる。

なお、ここで「繊維状物質、結合材及び摩擦調整剤を含み、前記繊維状物質、結合材及び摩擦調整剤の全てが、常温で固形状のゴムで被覆される」とは、繊維状物質、結合材及び摩擦調整剤等の摩擦材組成物を構成する個々の成分が、ゴムでコーティングされている状態となることである。

ここでいう常温にて固形状のゴムとは、常温（２５℃）で固体形状を保つゴムであれば特に制限はなく、粘着性の強い未架橋の固形ゴムを使用することが好ましい。上記の常温で固形状のゴムとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリル二トリルブタジエンンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。これらは、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。これらの中でも耐熱性に優れているアクリルニトリルブタジエンゴム、ブチルゴムを用いることが好ましい。

また、上記未架橋のゴムに架橋剤及び架橋促進剤を練りこんで使用することも可能である。この場合、成形後に熱処理を施すことにより、架橋反応を起こすことが出来るため耐熱性の点で好ましい。架橋剤及び架橋促進剤としては、一般的なゴムの架橋剤及び架橋促進剤が使用出来る。

摩擦材組成物に上記ゴムを被覆する方法としては、例えば、一般的なゴム混練装置を用いて上記ゴムと摩擦材組成物とを混練することにより行うことができる。
一般的なゴム混練装置としては、例えば、加圧ニーダー、バンバリーミキサー等が挙げられる。

中でも加圧ニーダーを使用する場合は、０．５〜５ＭＰａ加圧の条件下で、５〜６０分間混練することが好ましい。
なお、ここで混錬処理された摩擦材組成物は全ての成分がゴムでコーティングされているものとする。

本発明において、固形状のゴムが全摩擦材組成物１００質量％に対して、０．５〜１５質量％であることが好ましい。より好ましくは１〜１２質量％であり、さらに好ましくは２〜１０質量％である。０．５質量％以上であれば、充分な粘着性が得られ、粉塵抑制の効果が得られる傾向がある。また１５質量％以下であれば、摩擦材として充分な強度、耐摩耗性が得られる傾向がある。

本発明の摩擦材組成物中に含まれる繊維状物質としては、通常、摩擦材組成物に用いられる、有機繊維、金属繊維、無機繊維等が挙げられる。
有機繊維としては、例えば、アラミド繊維、アクリル繊維、セルロース繊維、炭素繊維、フェノール樹脂繊維、ポリイミド繊維等が挙げられる。
金属繊維としては、例えば、銅繊維、真鍮繊維、スチール繊維、黄銅繊維、アルミ繊維等が挙げられる。

無機繊維としては、例えば、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、ガラス繊維、鉱物繊維、セラミック繊維等が挙げられる。これらの繊維状物質は、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
本発明の摩擦材の製造方法に使用される繊維状物質の含有量は、本発明の摩擦材組成物中に１〜８０質量％が好ましく、２〜５０質量％であることがより好ましい。

本発明の摩擦材組成物に含まれる結合材は、通常、摩擦材組成物に用いられる熱硬化性樹脂を用いることができる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、イミド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの結合材は、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。

本発明の摩擦材組成物に含まれる結合材の含有量は、本発明の摩擦材組成物中に２〜３０質量％が好ましく、５〜１５質量％であることがより好ましい。

本発明の摩擦材組成物に含まれる摩擦材調整剤としては、通常、摩擦材組成物に用いられる無機充填剤、有機充填剤等が挙げられる。
無機充填剤としては、例えば、ジルコニア、アルミナ、シリカ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、雲母、チタン酸カリウム、黒鉛（グラファイト）、三酸化アンチモン、二硫化アンチモン等が挙げられる。
有機充填剤としては、例えば、カシューダスト、ゴム粉等が挙げられる。これらの摩擦調整剤は単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。

本発明の摩擦材組成物に含まれる摩擦調整剤としての無機充填剤の含有量は、本発明の摩擦材組成物中に２〜９５質量％が好ましく、１０〜８０質量％であることがより好ましい。また、摩擦調整剤としての有機充填剤の含有量は、本発明の摩擦材組成物中に２〜９５質量％が好ましく、１０〜８０質量％であることがより好ましい。

本発明の摩擦材は、摩擦材組成物の配合材料を常温で固形状のゴムで被覆する工程以外は、一般に使用されている方法を用いて製造することができる。例えば、本発明における摩擦材組成物の配合材料及び常温にて固形状のゴムを加圧ニーダーなどで０．５〜５ＭＰａ加圧の条件下、２〜６０分間混練し、配合材料がゴムで被覆された摩擦材組成物を得る。

この摩擦材組成物を成形金型で予備成形し、得られた予備成形物を成形温度１００〜２００℃、成形圧力５〜４０ＭＰａの条件下１〜１０分間で成形し、得られた成形物を１５０〜３００℃で１〜１０時間熱処理することにより、本発明の摩擦材を得ることができる。
また必要に応じて塗装、スコーチ処理、研磨処理を行ってもよい。

本発明の摩擦材は、例えば、自動車などのディスクブレーキパッド、ブレーキライニング等の摩擦材として、クラッチフェーシング、電磁ブレーキ、保持ブレーキ等の摩擦材として使用することができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明は何らこれらに制限するものではない。
＜実施例１及び比較例１〜２＞

（摩擦材組成物の作製）
実施例１及び比較例１〜２の摩擦材組成物は、表１に示す配合比率に従って、下記に示す工程にてそれぞれの摩擦材組成物を得た。

［１］表１に一次混合素材として示した材料をレディーゲミキサーにて７分間乾式混合した。なお、比較例１は本工程のみで作製された摩擦材組成物である。

［２］次に、上記［１］で得られた一次混合素材及び塩素化ブチルゴム（ＪＳＲ製「ＣＨＬＯＲＯＢＵＴＹＬ１０６６」（表１にはＣＩＩＲと記載））を加圧ニーダー（森山製作所製、型式：Ｄ３−５）で、１ＭＰａで３０分間混錬した。なお、実施例１は本工程までで作製された摩擦材組成物である。

［３］次に、上記［２］で得られた混合物及び表１に記載の二次混合用原料をレディーゲミキサーにて７分間乾式混合した。比較例２は本工程までで作製された摩擦材組成物である。

（摩擦材の製造方法）
上記方法で作製した摩擦材組成物を成形温度１５０℃、成形圧力２０ＭＰａの条件下５分間で成形し、その後、電気炉にて温度２２５℃で５時間熱処理し、バーチカル研磨機にて研磨し、摩擦材を得た。

（粉塵発生の評価方法）
上記方法で作製した実施例及び比較例の摩擦材組成物の粉塵発生量を目視によって確認し、下記基準で評価した。
◎：摩擦材組成物を秤量する際に粉塵が全く気にならない。
○：若干の粉塵が目視にて確認されるがほとんど気にならない。
×：目視にて粉塵が確認され、さらにマスク及び集塵装置が必要になる。

（測定結果）
表１の測定結果から、以下のことが分かった。
粉塵発生量は、全摩擦材組成物の全てをゴムによりコーティングした実施例１が最も良好な結果であった。
ゴムコート量が５０％以下である比較例１及び２は粉塵発生量が多い。

Claims (3)

1. 繊維状物質、結合材及び摩擦調整剤を含み、前記繊維状物質、結合材及び摩擦調整剤の全てが、常温で固形状のゴムで被覆される摩擦材組成物。
2. 請求項１において、繊維状物質が、有機繊維である摩擦材組成物。
3. 請求項１又は２に記載の摩擦材組成物を、予備成形後に熱処理を行った、摩擦材。