JP2779084B2 - Friction material - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は摩擦材に関し、更に詳細
には車両等のブレーキやクラッチに用いられる摩擦材に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a friction material, and more particularly, to a friction material used for a brake or a clutch of a vehicle or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】車両等のブレーキに使用される摩擦材と
しては、鉄、銅等の金属粉、無機短繊維、黒鉛、酸化ア
ンチモン、硫酸バリウム等の無機充填物等が配合された
摩擦要素であるライニング層と金属製プレートとが接着
層を介して接合された摩擦材が用いられている。かかる
無機短繊維としては、従来はアスベスト短繊維が主とし
て使用されてきたが、近年においては公害防止等の観点
からアスベスト短繊維に代えてアラミド短繊維等の耐熱
性に優れたノンアスベスト系短繊維が使用されつつあ
る。2. Description of the Related Art Friction materials used for brakes of vehicles and the like are metal elements such as iron and copper, inorganic short fibers, graphite, antimony oxide, and inorganic fillers such as barium sulfate. A friction material in which a certain lining layer and a metal plate are joined via an adhesive layer is used. As such inorganic short fibers, asbestos short fibers have conventionally been mainly used, but in recent years, non-asbestos short fibers having excellent heat resistance such as aramid short fibers have been used in place of asbestos short fibers from the viewpoint of preventing pollution. Is being used.
【0003】しかし、ノンアスベスト系短繊維が配合さ
れたライニング層と金属製プレートとが接着層を介して
接着されたノンアスベスト系摩擦材は、ライニング層と
金属製プレートとの接着強度が、アスベスト系摩擦材に
おけるライニング層の接着強度に比較して劣ることが判
明した。ノンアスベスト系繊維の強度がアスベスト系繊
維の強度よりも低く、且つノンアスベスト系短繊維の配
合量をアスベスト系短繊維と同程度とすると、得られる
摩擦材の摩擦係数が低下するために、ノンアスベスト系
短繊維の配合量をアスベスト系短繊維よりも少量としな
ければならないことに因る。このため、本発明者等は、
ライニング層と金属製プレートとの接着強度を向上すべ
く、実開昭56ー120440号公報において提案され
ている如く、金属製プレートのライニング層との接着面
にリブ状突起を形成することを試みた。However, a non-asbestos-based friction material in which a lining layer containing non-asbestos-based short fibers is bonded to a metal plate via an adhesive layer has an asbestos-based adhesive strength between the lining layer and the metal plate. It was found that the adhesive strength of the lining layer in the system friction material was inferior. If the strength of the non-asbestos fibers is lower than the strength of the asbestos fibers, and if the blending amount of the non-asbestos short fibers is approximately the same as that of the asbestos short fibers, the friction coefficient of the obtained friction material decreases. This is because the amount of the asbestos-based short fiber must be smaller than that of the asbestos-based short fiber. For this reason, the present inventors,
In order to improve the adhesive strength between the lining layer and the metal plate, an attempt was made to form rib-like projections on the bonding surface of the metal plate with the lining layer as proposed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 56-120440. Was.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】この様に金属製プレー
トのライニング層との接着面にリブ状突起を形成するこ
とによって、金属製プレートとライニング層との接着面
積を拡大できるため、平坦な金属プレートにライニング
層を接着した場合に比較して、接着強度を向上すること
ができる。しかしながら、金属製プレートのライニング
層との接合面にリブ状突起を形成することは、金属製プ
レートの加工工程を複雑化し、得られる摩擦材のコスト
が高くなる。しかも、金属製プレートの接合面が凹凸面
となるため、金属製プレートの接合面に形成する接着層
も不均一となり易く、ライニング層の接着強度に斑がで
き易くなる欠点もある。そこで、本発明の目的は、平坦
な金属製プレートに接着層を介して接合したライニング
層であっても、ライニング層の接着強度を向上し得るノ
ンアスベスト系摩擦材を提供することにある。By forming the rib-shaped projections on the surface of the metal plate to be bonded to the lining layer, the bonding area between the metal plate and the lining layer can be increased. Adhesive strength can be improved as compared with the case where the lining layer is adhered to the plate. However, forming the rib-like projections on the joint surface of the metal plate with the lining layer complicates the processing steps of the metal plate and increases the cost of the obtained friction material. In addition, since the joining surface of the metal plate is an uneven surface, the adhesive layer formed on the joining surface of the metal plate is also likely to be non-uniform, and the adhesive strength of the lining layer tends to be uneven. Therefore, an object of the present invention is to provide a non-asbestos-based friction material capable of improving the adhesive strength of a lining layer even if the lining layer is bonded to a flat metal plate via an adhesive layer.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記目的
を達成すべく検討を重ねた結果、予めアラミド短繊維を
混合した接着剤を平坦な金属製プレート上に塗布し、次
いでライニング層を接着することによって、ライニング
層の接着強度を向上できることを見い出し、本発明に到
達した。即ち、本発明は、アラミド短繊維等のノンアス
ベスト系短繊維が配合された摩擦要素であるライニング
層と金属製プレートとが接着層を介して接合されたノン
アスベスト系摩擦材において、該接着剤層中にアラミド
短繊維等の耐熱性短繊維が配合されていることを特徴と
する摩擦材にある。Means for Solving the Problems As a result of repeated studies to achieve the above object, the present inventors applied an adhesive premixed with aramid short fibers on a flat metal plate, and then applied the lining layer. It has been found that the bonding strength of the lining layer can be improved by bonding, and the present invention has been achieved. That is, the present invention relates to a non-asbestos-based friction material in which a lining layer, which is a friction element mixed with non-asbestos-based short fibers such as aramid short fibers, and a metal plate are joined via an adhesive layer, A friction material characterized in that heat-resistant short fibers such as aramid short fibers are blended in a layer.
【0006】[0006]
【作用】従来のノンアスベスト系摩擦材の断面を顕微鏡
観察すると、ライニング層と接着層との間を架橋する短
繊維の本数が極めて少ない。このため、金属プレートか
らライニング層を剥離すると、ライニング層と接着層と
の間が剥離する。この点、本発明の摩擦材の断面を顕微
鏡観察すると、接着層に配合された耐熱性短繊維の多数
本がライニング層と接着層との間に架橋され、両層を連
結している。このため、従来のノンアスベスト系摩擦材
に比較して、本発明の摩擦材の接着強度を向上できるの
である。When the cross section of the conventional non-asbestos friction material is observed with a microscope, the number of short fibers bridging between the lining layer and the adhesive layer is extremely small. Therefore, when the lining layer is separated from the metal plate, the lining layer and the adhesive layer are separated. In this regard, when the cross section of the friction material of the present invention is observed with a microscope, many of the heat-resistant short fibers blended in the adhesive layer are crosslinked between the lining layer and the adhesive layer to connect the two layers. For this reason, compared with the conventional non-asbestos-based friction material, the adhesive strength of the friction material of the present invention can be improved.
【0007】[0007]
【実施例】本実施例を図面を用いて更に詳細に説明す
る。図1aは本実施例の一実施例を示す平面図であり、
摩擦材10は貫通孔16、16が穿孔された金属製プレ
ート12とライニング層14とから成る。このライニン
グ層14は、図1bに示す様に、金属製プレート12と
接着層18を介して接着されている。また、ライニング
層14は、鉄、銅等の金属粉、アラミド短繊維、黒鉛、
酸化アンチモン、硫酸バリウム等の無機化合物、及びフ
ェノールレジン等の熱硬化性レジン等が配合されてい
る。This embodiment will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1a is a plan view showing one embodiment of the present embodiment,
The friction material 10 includes a metal plate 12 having through holes 16, 16 perforated and a lining layer 14. The lining layer 14 is bonded to the metal plate 12 via the bonding layer 18 as shown in FIG. The lining layer 14 is made of metal powder such as iron and copper, aramid short fiber, graphite,
An inorganic compound such as antimony oxide and barium sulfate, and a thermosetting resin such as phenolic resin are blended.
【0008】図1bの丸印部分Pを拡大した拡大図(顕
微鏡写真)を図2に示す。図2に示す様に、ライニング
層14と金属製プレート12と接着する接着層18は、
厚さtが0.05〜0.15mmであり、主として耐熱
性接着剤である熱硬化性接着剤によって形成されてい
る。接着層18は、後述する様に、摩擦材の製造工程に
おいて焼成工程を通過するため、耐熱性を必要とするた
めである。かかる熱硬化性接着剤としては、アクリロニ
トリルーブタジエンゴム(NBR)等のゴム系接着剤、
或いはフェノール系又はエポキシ系樹脂接着剤を挙げる
ことができる。FIG. 2 shows an enlarged view (micrograph) of the circled portion P in FIG. 1b. As shown in FIG. 2, the adhesive layer 18 that adheres to the lining layer 14 and the metal plate 12 includes
The thickness t is 0.05 to 0.15 mm, and is mainly formed by a thermosetting adhesive which is a heat resistant adhesive. This is because the adhesive layer 18 needs to have heat resistance because it passes through a firing step in the friction material manufacturing process, as described later. Examples of such a thermosetting adhesive include a rubber-based adhesive such as acrylonitrile-butadiene rubber (NBR);
Alternatively, a phenol-based or epoxy-based resin adhesive can be used.
【0009】本実施例においては、ライニング層14及
び接着層18には、アラミド短繊維20又はアラミド短
繊維22が配合されている。かかるアラミド短繊維にお
いて、接着層18中に配合されたアラミド短繊維22の
繊維長は、ライニング層14に配合されたアラミド短繊
維20の繊維長よりも短い。接着層18中のアラミド短
繊維22のうち、ライニング層14との界面近傍に存在
するアラミド短繊維22aは、接着層18とライニング
層14との間に架橋され、両層を連結している。かかる
アラミド短繊維22は、径が5〜20μmで且つ長さが
0.5〜1mmである。また、その配合量は、0.5〜
2.0vol%とすることが好ましい。アラミド短繊維
22の配合量が0.5vol%未満又は2.0vol%
を越えると、ライニング層14の接着強度の向上程度が
少なくなる傾向にある。In this embodiment, the lining layer 14 and the adhesive layer 18 contain aramid short fibers 20 or aramid short fibers 22. In such aramid short fibers, the fiber length of the aramid short fibers 22 blended in the adhesive layer 18 is shorter than the fiber length of the aramid short fibers 20 blended in the lining layer 14. Among the aramid short fibers 22 in the adhesive layer 18, the aramid short fibers 22 a existing near the interface with the lining layer 14 are crosslinked between the adhesive layer 18 and the lining layer 14 to connect both layers. Such aramid short fibers 22 have a diameter of 5 to 20 μm and a length of 0.5 to 1 mm. The compounding amount is 0.5 to
Preferably it is 2.0 vol%. The amount of the aramid short fiber 22 is less than 0.5 vol% or 2.0 vol%
When the ratio exceeds, the degree of improvement in the adhesive strength of the lining layer 14 tends to decrease.
【0010】図1〜図2に示す摩擦材10は、図3に示
す工程によって製造することができる。先ず、金属製プ
レート(以下、単にプレートと称することがある)に貫
通孔を穿孔し、かかるプレートに各種の表面処理を施し
た後、乾燥を施す。この表面処理には、プレートを脱脂
する脱脂工程、プレート面に向けて粒状物を噴射し、ラ
接着層とプレートとの接着強度を高めるためのショット
加工工程が含まれる。次いで、所定量のアラミド短繊維
が混合されたNBR等の熱硬化性接着剤をプレートの表
面に塗布し、乾燥工程で乾燥する。この際に、塗布時の
接着層の厚さを0.6〜0.8mmとし、乾燥時の接着
層の厚さが0.2〜0.4mmとなるようにする。The friction material 10 shown in FIGS. 1 and 2 can be manufactured by the process shown in FIG. First, a through-hole is formed in a metal plate (hereinafter, may be simply referred to as a plate), and the plate is subjected to various surface treatments and then dried. This surface treatment includes a degreasing step of degreasing the plate, and a shot processing step of spraying particulate matter toward the plate surface to increase the bonding strength between the adhesive layer and the plate. Next, a thermosetting adhesive such as NBR mixed with a predetermined amount of aramid short fibers is applied to the surface of the plate, and dried in a drying step. At this time, the thickness of the adhesive layer at the time of application is set to 0.6 to 0.8 mm, and the thickness of the adhesive layer at the time of drying is set to 0.2 to 0.4 mm.
【0011】この様なプレートの加工工程とは別に、ラ
イニング層の成形がなされる。ライニング層の成形にお
いては、原料を混合してから所定量計量し、予備成形し
て板状体とする。本実施例の原料としては、鉄、銅、ア
ラミド短繊維、黒鉛、酸化アンチモン、硫酸バリウム、
及びフェノールレジンが使用されている。尚、フェノー
ルレジンとしては、接着層18(図2)を形成する熱硬
化性接着剤を使用することができる。この様にして加工
されたプレートと予備成形された板状体とを一体にして
加熱・加圧成形を施す。かかる加熱・加圧成形は、特開
平2ー292535号公報において提案されている方法
で行うことができる。本実施例においては、加熱・加圧
成形して得られる摩擦材を、180〜230℃程度に保
持されている熱風炉で9時間程焼成する。その後、得ら
れた摩擦材のライニング層の表面を研磨する研磨等を施
す後加工を施して製品する。[0011] Apart from such a plate processing step, a lining layer is formed. In forming the lining layer, the raw materials are mixed, weighed in a predetermined amount, and preliminarily formed into a plate. The raw materials of this example include iron, copper, aramid short fiber, graphite, antimony oxide, barium sulfate,
And phenolic resins. Note that a thermosetting adhesive that forms the adhesive layer 18 (FIG. 2) can be used as the phenolic resin. The plate processed in this way and the preformed plate-like body are integrated and subjected to heating and pressure forming. Such heat and pressure molding can be performed by the method proposed in JP-A-2-292535. In this embodiment, the friction material obtained by heating and pressing is fired for about 9 hours in a hot blast stove maintained at about 180 to 230 ° C. After that, the obtained friction material is subjected to post-processing such as polishing for polishing the surface of the lining layer to obtain a product.
【0012】この様にして得られた本実施例の摩擦材の
ライニング層14の接着強度を測定した。その結果を下
記に示した。更に、比較として、図3に示す工程におい
て、接着剤中にアラミド短繊維を配合することなく接着
剤をプレートに塗布した他は本実施例と同様にして得ら
れた摩擦材(比較摩擦材)のライニング層の接着強度を
測定した。その結果を下記に併記した。尚、摩擦材を構
成するライニング層の接着強度の測定は、JASO C
437ー84に準拠して測定した。 ライニング層の接着強度 本実施例の摩擦材 63 kg/cm2 比較摩擦材 45 kg/cm2 この様に、本実施例の摩擦材においては、平坦なプレー
トを使用してもライニング層の接着強度を向上すること
ができる。The adhesive strength of the lining layer 14 of the thus obtained friction material of this embodiment was measured. The results are shown below. Further, as a comparison, in the process shown in FIG. 3, a friction material (comparative friction material) obtained in the same manner as in this example except that the adhesive was applied to the plate without blending the aramid short fiber in the adhesive. Of the lining layer was measured. The results are shown below. In addition, the measurement of the adhesive strength of the lining layer constituting the friction material was measured by JASO C
It was measured according to 437-84. Adhesive strength of lining layer Friction material of this example 63 kg / cm 2 Comparative friction material 45 kg / cm 2 Thus, in the friction material of this example, even if a flat plate is used, the adhesion strength of the lining layer Can be improved.
【0013】以上、述べてきた本実施例において、接着
層14に配合される短繊維としてアラミド短繊維を使用
したが、その他にロックウール、炭素繊維、チタン酸カ
リウム繊維等の耐熱性が良好な繊維を使用することがで
きる。尚、これらの繊維は、ライニング層を構成する短
繊維としても使用することができることは勿論のことで
ある。In the above-described embodiment, aramid short fibers are used as short fibers to be blended in the adhesive layer 14, but other materials such as rock wool, carbon fiber, potassium titanate fiber and the like have good heat resistance. Fiber can be used. In addition, it is needless to say that these fibers can also be used as short fibers constituting the lining layer.
【0014】[0014]
【発明の効果】本発明によれば、平坦なプレートを使用
してもノンアスベスト系摩擦材のライニング層の接着強
度を向上することができるため、車両の安全性を向上で
き且つ摩擦材の製造工程の生産性も向上することができ
る。According to the present invention, even if a flat plate is used, the bonding strength of the lining layer of the non-asbestos-based friction material can be improved, so that the vehicle safety can be improved and the friction material can be manufactured. The productivity of the process can also be improved.
【図1】本発明の一実施例を示す平面図及び断面図であ
る。FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view showing one embodiment of the present invention.
【図2】図1bの丸印部分Pの拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a circled portion P in FIG. 1b.
【図3】本実施例の摩擦材を製造する工程図である。FIG. 3 is a process chart for manufacturing the friction material of the present embodiment.
10 摩擦材 12 金属プレート 14 ライニング層 18 接着層 22 耐熱性短繊維 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Friction material 12 Metal plate 14 Lining layer 18 Adhesive layer 22 Heat-resistant short fiber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09K 3/14 F16D 69/00 - 69/04──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C09K 3/14 F16D 69/00-69/04
Claims (1)
繊維が配合された摩擦要素であるライニング層と金属製
プレートとが接着層を介して接合されたノンアスベスト
系摩擦材において、 該接着剤層中にアラミド短繊維等の耐熱性短繊維が配合
されていることを特徴とする摩擦材。1. A non-asbestos-based friction material in which a lining layer, which is a friction element containing non-asbestos-based short fibers such as aramid short fibers, and a metal plate are joined via an adhesive layer, the adhesive layer A friction material comprising heat-resistant short fibers such as aramid short fibers.
Priority Applications (1)
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JP31536991A JP2779084B2 (en) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | Friction material |
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Publications (2)
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JPH05125357A JPH05125357A (en) | 1993-05-21 |
JP2779084B2 true JP2779084B2 (en) | 1998-07-23 |
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JP31536991A Expired - Fee Related JP2779084B2 (en) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | Friction material |
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Cited By (1)
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1991
- 1991-11-01 JP JP31536991A patent/JP2779084B2/en not_active Expired - Fee Related
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