JPH023048B2

JPH023048B2 -

Info

Publication number: JPH023048B2
Application number: JP56088025A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Tanabe; Kensho Sasaki; Keizo Shimada; Yasusaburo Sugita
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd; Teijin Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd; Teijin Ltd
Priority date: 1981-06-10
Filing date: 1981-06-10
Publication date: 1990-01-22
Also published as: JPS57205472A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、摩擦材用組成物に関し、その目的と
するところは、自動車、鉄道車輌及び各種産業機
械のブレーキライニング、デイスクパツド、クラ
ツチフエーシング等に使用する際に有用な摩擦材
用組成物を提供することにある。近年、車輛の大型化、高速化といつた使用条件
の苛酷化に伴つてブレーキライニング、デイスク
パツドやクラツチフエーシングなどに要求される
性能もますます高度なものになりつつある。すなわち、摺動的に単に高い摩擦係数を有する
ことだけでなく、摺動面の温度、速度、圧力等の
変化に対応して安定した値をもつ事が必要であ
り、更に寿命の長いことや摺動中の異常音発生の
ないこと、耐熱性の良いことなど多くの性能が要
求される。従来より、摩擦材を構成する主要成分の一つと
して石綿が多く使われているが、石綿を主体とし
て製造された摩擦材は高温時の摩擦係数の低下
（フエード現象）や摩耗率の上昇という欠点があ
り、前記したような高度な要求に応えられなくな
つている。更に石綿には産地がカナダ、南アフリ
カ連邦、ソ連等の特定の地域に偏つており、かつ
発展途上国の使用量の増大による入手難と価格の
上昇と言つた不安材料がある。これら石綿を主体とする摩擦材の性能上の欠点
を解決すべく種々の提案がなされている。例えば、特開昭50−119043号公報、特開昭51−
87549号公報、特開昭51−54144号公報、特開昭54
−153849号公報、特開昭55−86820号公報、特開
昭54−25975号公報等には、ガラス繊維を主体と
する摩擦材について記載されている。しかしこれ
らガラス繊を主体維とする摩擦材においてはフエ
ード現象は少なくなるものの、逆に、温度の上昇
と共に摩擦係数が上昇する、いわゆる逆フエード
現象が新たな問題として生じて来る。更に耐摩耗
性が充分でないという欠点、又摺動時に異常音を
発生し易くなるという欠点や特にクラツチフエー
シングにおいては回転破壊強度が充分でないとい
う欠点もでて来る。又、特開昭54−34351号公報
には鋼繊維を使用した摩擦材が記載されている
が、この摩擦材も前記ガラス繊維を使用した場合
と同様の欠点を有する。本発明者等は、これら従来技術の欠点を解消す
べく鋭意検討の結果、石綿以外の無機質繊維及
び／又は無機質粒子、ポリメタフエニレンイソフ
タルアミドのパルプ状物質および特定の固体潤滑
剤を配合し、熱硬化性樹脂で結合した摩擦材用組
成物が、温度の変化による摩擦係数の急激な変化
が少ないことすなわちフエード現象や逆フエード
現象がないこと、耐摩耗性が優れていること、ブ
レーキライニングやクラツチフエーシングとして
使用した際異常音発生がないこと、機械的強度例
えば曲げ強度やクラツチフエーシングにおける回
転破壊強度等が優れていることなどを知見し本発
明を完成したものである。すなわち本発明は、 (イ) 石綿以外の無機質繊維及び／又は無機質粒子
５〜70重量％、 (ロ) ポリメタフエニレンイソフタルアミドのパル
プ状物質５〜70％、及び (ハ) 炭素繊維、カーボンブラツク、黒鉛粉末、二
硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化硼
素、フツ素系樹脂、ヨウ化ニツケルよりなる群
から選ばれた一種又は二種以上の固体潤滑剤１
〜30重量％、を主たる配合成分とし、かつ実質的に石綿を含ま
ないことを特徴とする非石綿（ノン・アスベス
ト）系の摩擦材組成物である。無機質繊維及び／又は無機質粉末本発明に言う無機質繊維及び／又は無機質粒子
としては、例えば、ガラス繊維（チヨツプドスト
ランド、ガラスウール、ミルドフアイバーなど）、
カオリン繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、シリ
カ・アルミナ繊維、ロツクウール、鉱滓綿、酸化
チタン繊維、チタン酸カリウム繊維、ボーキサイ
ト繊維、カヤナイト繊維、ホウ素系繊維、石こう
の針状結晶繊維、マグネシア繊維、金属繊維（鉄
系、黄銅、ステンレス、銅など）、ドロマイト粉
末、ドーソナイト（繊維状、粒状）、珪酸カルシ
ウム（繊維状、粒状）、石こう粉末、カオリン粉
末、タルク、雲母、酸化マグネシウム及び／又は
水酸化マグネシウム、ガラス粉末、金属粉末、シ
リカ粉末、アルミナ粉末、じや紋石粉末、バライ
ト粉末、氷晶石粉末、炭酸カルシウム等を挙げる
ことが出来る。これらの無機質繊維及び／又は無機質粉末を単
独又は二種以上を混合して使用することもできる
し又、必要に応じて、例えば麻、木綿、レーヨ
ン、フエノール繊維、全芳香族ポリアミド繊維、
羊毛等の非溶融性有機質繊維を混合して使用して
も差支えない。無機質繊維及び／又は無機質粒子の大きさは特
に限定されないが無機質繊維の場合、繊維の長さ
(L)と直径(D)との比（Ｌ／Ｄ）は、５以上好ましく
は10以上であり、直径は0.1μｍ〜50μｍが好まし
い。又、無機質粒子の温合、平均粒子径は500μ
ｍ以下好ましくは100μｍ以下、より好ましくは
50μｍ以下である。又、摩擦材用組成物中に占める無機質繊維及
び／又は無機質粒子の割合は、摩擦材用組成物の
用途に応じて変るが、５〜70重量％好ましくは10
〜60重量％である。摩擦材用組成物中の無機質繊維及び／又は無機
質粒子の割合が、約５重量％未満では、無機質繊
維及び／又は無機質粒子添加の効果がなく摩擦係
数が低くなる傾向が見られ、一方70重量％を越え
ると、摩擦材の機械的強度が低下するため好まし
くない。ポリメタフエニレンイソフタルアミドのパルプ状
物質本発明にいうポリメタフエニレンイソフタルア
ミドとは、くり返し単位の70モル％以上がメタフ
エニレンイソフタルアミドである重合体である。
又、本発明に言うパルプ状物質は例えば特公昭35
−11851号公報や特公報37−5732号公報に記載さ
れているように、重合体を溶媒に溶かした溶液を
高速撹拌している沈澱剤中に導入し微細な粒子と
して沈澱せしめることによつて得られるいわゆる
フイブリツドである。パルプ状物質は互いにあるいは他の粒子と機械
的にもつれあうことのできる多数の触手状突起を
有しているために摩擦材中の他の組成物とパルプ
状物質との界面においては全くすべり現象を生じ
ず、理想的な補強効果を得ることができるのであ
る。摩擦材用組成物中に占めるポリメタフエニレン
イソフタルアミドのパルプ状物質の量は、摩擦材
の機械的性質、摩擦性能等を発現するうえで重要
な要素であり、５〜70重量％、好ましくは10〜50
重量％である。該パルプ状物質が、約５重量％未
満では、得られた摩擦材の機械的性質が不充分と
なり、一方約70重量％を越えると摩擦係数が低下
する傾向が見られるため好ましくない。又、ポリメタフエニレンイソフタルアミドのパ
ルプ状物質の製造に際し、ポリメタフエニレンイ
ソフタルアミドを溶媒に溶解した溶液に、前記無
機質繊維及び／又は無機質粒子の一部又は全部、
後記する固体潤滑剤の一部又は全部や摩擦性能調
整剤の一部又は全部を添加混合し、しかるのち高
速撹拌している沈澱剤中に導入することにより、
無機質繊維及び／又は無機質粒子、固体潤滑剤、
摩擦性能調整剤の周囲をポリメタフエニレンイソ
フタルアミドで被覆したパルプ状物質が得られ
る。この方法は摩擦材中における無機質繊維及
び／又は無機質粒子、固体潤滑剤、摩擦性能調整
剤の分散状態を良くしたり、又湿式抄紙法を経由
して摩擦材を製造する際に、無機質繊維及び／又
は無機質粒子、固体潤滑剤、摩擦性能調整剤が抄
紙金網から漏洩するのを防ぐためなどに有効であ
る。固体潤滑剤本発明においては固体潤滑剤の配合が必須であ
り、固体潤滑剤の配合により摩擦材の逆フエード
現象が解消し得ることを見出した。本発明で用いる固体潤滑剤としては、炭素繊維
（黒鉛繊維を含む）、カーボンブラツク、黒鉛粉
末、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒
化硼素、ヨウ化ニツケル、フツ素系樹脂より成る
群から選ばれた一種又は二種以上が利用できる。摩擦材用組成物中に占める固体潤滑剤の量は、
固体潤滑剤の種類、摩擦材の用途などにより変る
が１〜30重量％、好ましくは２〜20重量％であ
る。固体潤滑剤が、約１重量％未満では固体潤滑剤
を添加した効果が少なく、逆フエード現象を解消
することができず、一方、約30重量％を越えると
摩擦係数が低くなり過ぎるため好ましくない。摩擦材の製造本発明の組成物を用い摩擦材を製造するに際し
ては公知の方法を採用することができる。例えば、無機質繊維及び／又は無機質粒子；ポ
リメタフエニレンイソフタルアミドのパルプ状物
質；固体潤滑剤；フエノール樹脂、エポキシ樹
脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイミド樹脂等
の熱硬化性樹脂；必要に応じて、カシユーダスト
等の摩擦性能調整剤が非溶融性有機質繊維等を充
分混合したものを仮成型し所定の金型に入れ、50
Kg／cm²以上好ましくは100Kg／cm²以上の圧力で成
型温度130〜290℃好ましくは170〜250℃で成型す
る。成型したものは冷却したのち必要に応じて研
磨機にかけて仕上げする。また成型した後、金型
からとり出した状態で、熱硬化性樹脂の硬化反応
を完了させるなどの目的で熱処理してもよい。ま
た特にクラツチフエーシングを製造する際には、
無機質繊維及び／又は無機質粒子、ポリメタフエ
ニレンイソフタルアミドのパルプ状物質、固体潤
滑剤を水に均一に混合した後、順に抄紙、熱硬化
性樹脂の含浸、予備乾燥、加圧加熱成型、クラン
クプレス等による打抜き等の工程を経て製造する
方法もある。尚摩擦材中に占める熱硬化性樹脂の割合は５〜
40重量％、好ましくは15〜25重量％であり、約５
重量％未満では摩擦材の機械的性質が不充分であ
り、一方約40重量％を越えるともろくなる傾向が
見られ好ましくない。以上の如く、本発明の組成物によれば、得られ
る非石綿系の摩擦材は、温度による摩擦係数の変
化が少なく、耐摩耗性に優れ、しかも機械的強度
が大であり、ブレーキライニング、デイスクパツ
ド、クラツチフエーシング等に有用である。以下実施例により本発明を詳述する。尚、部または％は特に断わらない限り、重量基
準である。実施例１ポリメタフエニレンイソフタルアミドのパルプ
状物質の作成 95％硫酸中0.5ｇ／100ml、30℃の条件で測定し
た固有粘度（ηinh）1.83を有するポリメタフエニ
レンイソフタルアミドの粉末15部を85部のＮ−メ
チル−２−ピロリドンに溶解して溶液を作つた。
管路撹拌式沈澱機に前記溶液60Kg／Hr、水75部
とＮ−メチル−２−ピロリドン25部とからなる沈
澱剤1000Kg／Hrを同時に供給し、パルプ状物質
を含むスラリーを得た。得られたパルプ状物質を
含むスラリーをヌツチエ式過機に仕込み大部分
の沈澱剤を液としてとり出した後、イオン交換
水により充分に洗浄してパルプ状物質を得た。摩擦材の製造 (i) 上記パルプ状物質 20部 (ii) ガラス繊維（直径10μ、長さ５mm） 40部 (iii) 黒鉛粉末 10部 (vi) カシユーダスト 10部 (v) フエノール樹脂 15部 (vi) 黄銅粉末５部上記(i)〜(vi)を水に入れ撹拌することにより均一
に混合した後、過器で過した。次いで80℃の
温度で乾燥した後予備成型した。予備成型品を金
型に入れ、170℃，150Kg／cm²10分間の条件で圧縮
成形した後、金型からとり出し更に200℃の熱風
中で５時間熱処理し、フエノール樹脂の硬化反
応を完全なものとした。熱処理終了後冷却し、次いで研磨して得た摩擦
材の性能は第１表のとおりであり、いずれも良好
であつた。（JIS Ｄ 4311に準じて測定した）

【表】実施例２ (i) 実施例１で作成したパルプ状物質 25部 (ii) チタン酸カリ繊維 15部 (iii) カオリン繊維（イソライト工業製カオウール
） 15部 (iv) 黄銅繊維（直径30μ、長さ３mm）５部 (v) 炭素繊維（東邦ベスロン製ベスフアイト
） 10部上記(i)〜(v)を0.2％の濃度になるように水に分
散した後、長網抄紙機で抄機・乾燥し、シート状
物を得た。該シート状物にフエノール樹脂とカシユーダス
トとの混合液体を含浸し、乾操機で温度110℃で
乾操した。前記シート状物70部に対してフエノー
ル樹脂20部、カシユーダスト10部が含浸されてい
た。次いで、これをスリツターで20mmのテープ状に
切断し、うず巻状に巻いた後、金型に入れて温度
160℃、圧力250Kg／cm²、時間７分の条件でプレス
した。更に190℃で２時間加熱後研磨してクラツ
チフエーシング用摩擦材を得た。かくして得たクラツチフエーシング用摩擦材の
性能は第２表のとおりであり、いずれも優れたも
のであつた。

【表】尚第２表において摩擦係数及び摩耗率はJIS
D4311に準じて測定した。また回転破壊強度は、外径200mm、内径130mm、
厚さ3.5mmの試料を温度200℃の雰囲気で増速回転
し、破壊時の回転数を測定した。実施例３実施例１において黒鉛粉末10部の代りに下記第
３表の固体潤滑剤を使用する以外は実施例１と全
く同様に実施して摩擦材を得た。得られた摩擦材はいずれも、実施例１の場合と
同様優れたものであつた。

【表】

【表】実施例４実施例２においてチタン酸カリ繊維15部とカオ
リン繊維15部（合計30部）の代りに下記第４表の
無機質繊維及び／又は無機質粒子を使う以外は実
施例２と全く同様にして実施し、クラツチフエー
シング用の摩擦材を得た。得られた摩擦材の性能は、いずれも実施例２で
得た摩擦材とほとんど同様で優れていた。

【表】

【表】尚第４表No.３及びNo.４においては、抄紙の際ド
ロマイト及びじや紋石粉末が抄紙金網から漏洩す
るのを防止する為に抄紙液に対して10p.p.m.の高
分子凝集剤（ポリアクリルアミド系ノニオン型）
を添加して実施した。比較例１公知の方法で作つた、石綿を主体とするクラツ
チフエーシングについて、JIS D4311に準じて測
定した摩擦係数及び摩耗率、実施例２の方法と同
じ方法で測定した200℃における回転破壊強度を
第５表に示した。 250℃における摩擦係数の低下及び摩耗率の増
加が問題であり好ましくなかつた。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１ (イ) 石綿以外の無機質繊維及び／又は無機質
粒子５〜70重量％、 (ロ) ポリメタフエニレンイソフタルアミドのパル
プ状物質５〜70重量％、及び (ハ) 炭素繊維、カーボンブラツク、黒鉛粉末、二
硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化硼
素、フツ素系樹脂、ヨウ化ニツケルよりなる群
から選ばれた少なくとも一種の固体潤滑剤１〜
30重量％、を主たる配合成分とし、かつ石綿を実質的に含ま
ないことを特徴とする摩擦材用組成物。