JPH023049B2

JPH023049B2 -

Info

Publication number: JPH023049B2
Application number: JP56088026A
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: JPS57205473A

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
の苛酷化に伴な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、摺動時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、耐熱性の長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）や摩耗率の増大という欠点があ
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
ガラス繊維を主体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及び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、特定の固体潤滑剤、及び
芳香族ポリアミド系繊維を配合し熱硬化性樹脂で
結合した摩擦材が、温度の変化による摩擦係数の
急激な変化が少いこと、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重量％、 (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、ヨウ化ニツケル及びフツ素系樹脂からなる
群から選ばれた少なくとも一種の固体潤滑剤１
〜30重量％、及び (ニ) 芳香族ポリアミド系繊維２〜50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、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、無機質粒子の場合、平均粒子径
は500μｍ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、該組成物の用途に
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、得られる
摩擦材の摩擦係数が低くなる傾向が見られ、一
方、約70重量％を越えると、得られる摩擦材の機
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％以上のメタフ
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、又は特公昭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
ゆるフイブリツトである。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得られる
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。前記パルプ状物質が約５重量％未満では、得ら
れる摩擦材の機械的性質が不充分となり、一方約
70重量％を越えると摩擦材の摩擦係数が低下する
傾向が見られるため好ましくない。なお、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、摩擦性能調整剤等が
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、ヨウ化ニツケル及びフツ素系樹脂から成
る群から選ばれた一種又は二種以上が利用でき
る。本発明の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％未満では該潤滑剤を添
加した効果が少なく、逆フエード現象を解消する
ことができない。また約30重量％を越えると得られる摩擦材の摩
擦係数が低くなり過ぎるため好ましくない。芳香族ポリアミド系繊維本発明で使用する芳香族ポリアミド系繊維の単
糸繊維、長さは特に限定はされないが、単糸繊度
は0.5〜20デニール、長さは１〜50mmのものが好
適である。又、摩擦材用組成物中に占める芳香族
ポリアミド系繊維の量は約２〜50重量％、好まし
くは５〜30重量％である。２重量％より少い場
合、曲げ強度等の機械的性質が悪くなる傾向にあ
り、一方50重量％を越えると得られる摩擦材の摩
擦係数が低くなる傾向が見られる。摩擦材の製造本発明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；芳香族ポリアミド系繊維；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や非
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、50Kg／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士上げ
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、芳香族ポリアミド系繊維を水に均一に
混合した後、順次抄紙、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、約
５〜40重量％、好ましくは15〜25重量％である。
熱硬化性樹脂が、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。以上の如く本発明によれば、得られる非石綿糸
の摩擦材は、温度変化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、デイスクパツト、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
した固定粘度（ηinh）1.78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120Kg／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
部分の沈澱剤を過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) 前記パルプ状物質 24部 (ii) ガラス繊維（直径10μ、長さ５mm） 30部 (iii) 黒鉛粉末８部 (iv) ポリパラフエニレンテレフタルアミド繊維
（単糸デニール1.5デニール、カツト長５mm）
10部 (v) カシユーダスト 10部 (vi) 黄銅粉末３部 (vii) フエノール樹脂 15部以上(i)〜(vii)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℃．170Kg／cm²．
10分間の条件で圧縮成型した後金型からとり出
し、更に200℃の熱風炉中で３時間熱処理した。
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 D4311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 13部 (iii) カオリン繊維（カオウール） 10部 (iv) 炭素繊維（ベスフアイト） 10部 (v) ポリメタフエニレンイソフタルアミド繊維
（コーネツクス）７部 (vi) 黄銅繊維（直径30μ、長さ３mm）５部以上(i)〜(vi)を0.2％の濃度になるように水に分
散した後、長網抄紙機で抄紙・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、乾燥機で温度110℃で
乾燥した。前記シート状物70部に対してフエノール樹脂18
部、カシユーダスト12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260Kg／cm²、時間８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。かくして得た摩擦材の性
能は第２表のとうりであり、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８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】実施例４実施例２においてチタン酸カリ繊維13部とカオ
リン繊維10部（合計23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】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、ヨウ化ニツケル及びフツ素系樹脂よりなる
群から選ばれた少なくとも一種の固体潤滑剤１
〜30重量％、及び (ニ) 芳香族ポリアミド系繊維２〜50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。