JPH03179078A - 摩擦材組成物及び該組成物を用いた摩擦材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車などの制動、動力伝達等に用いられるク
ラッチフェーシング、ブレーキライニング等の摩擦材を
提供する摩擦材組成物及び該組成物を用いた摩擦材の製
造方法に関する。

（従来の技術） 例えば自動車などの動力伝達にクラッチフェーシングが
用いられている。従来のクラッチフェーシングは、アス
ベストを基材としていたが、最近はアスベスト公害など
の問題で規制が厳しくなってきてカシ、その代替として
非アスベスト系クラッチフェーシングの開発が望筐れて
いる。

オた自動車エンジンの性能向上に伴い、クラッチフェー
シングの特性の向上も望１れている。特ニ従来のアスベ
スト系クラッチフェーシングでは満足でき得ない高温高
負荷条件下（３００℃以上）での特性向上が要求されて
いる。

現在アスベスト代替繊維として、ガラス繊維。

炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維、アクリロニトリル繊
維、ロックウール、セラミック繊維等を用いた非アスベ
スト系クラッチフェーシングが開発され、使用され始め
てきた。このうちガラスヤーンを基材とし、これに摩擦
調整剤及び架橋性ゴムと熱硬化性樹脂との複合結合剤か
ら成るゴム組成物を塗工した後、成形加工するセミモー
ルド型りランチフェーシングが主流になシつつめる。

上記に示す複合結合剤は、詳しくはアクリロニトリルブ
タジェンゴム、スチレンブタジェンゴム。

ブタジェンゴム等のゴム、加硫剤を含む架橋性ゴム及び
フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等の熱硬化性
樹脂を併用した複合結合剤が使用されるが、一般的には
架橋性ゴム成分の方が多く含有されている。これはガラ
スヤーンにゴム組成物を塗工するとき、ゴムが多量の摩
擦調整剤を保持しながらガラスヤーンの束に付着する能
力をもつからである。

セミモールド型クラッチフェーシングは、アスベスト系
クラッチフェーシングに比較して耐摩耗性に優れるとい
う利点がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらフェノール樹脂を含む結合剤を用いると、
高温になるに従いフェード現象（摩擦係数の低下）が生
じる。特に高温高負荷条件下（３００℃）以上ではフェ
ノール樹脂によるフェード現象が顕著に発生する。詳し
くはフェノール樹脂は、メラミン樹脂など他の熱硬化性
樹脂、架橋性ゴム等に比較し耐熱性に優れるが、フェノ
ール樹脂硬化物の熱分解物は摩擦界面で潤滑作用を示す
ためフェード現象が生じる。

フェノール樹脂によるフェード現象を防止する方法とし
て、特開昭５６−１３１８４６号公報に示されるように
摩擦材表面を高温ビームで加工する方法、特開昭５９−
１１３０３８号公報に示されるように非酸化性雰囲気中
で４００〜１０００℃の温度で熱処理する方法、特開昭
６０−１４５３０２号公報に示されるように樹脂を炭化
する方法等があるが、これらはいずれもコスト扁であ９
９強度の低下を伴うという欠点がある。

筐た特開昭６０−９０２８５号公報に示されるようにス
テアリン酸を添加する方法、特開昭５６−９４０３８号
公報に示されるように変性フェノール樹脂を用いる方法
があるが、これらの方法においても十分なフェード改良
効果が得られない。

さらに特開昭６０−９６６２５号公報、特開昭６０−９
２３３２号公報、特開昭６２−１９０２３２号公報等に
示されるように特殊な摩擦調整剤を用いる方法があるが
、十分なフェード改良が得られない。

この他に特開昭６２−３６４２９号公報、特開昭６２−
３７５３２号公報等に示されるように高分子量フェノー
ル樹脂を使用する方法もめるが。

十分なフェード改良効果が得られない。

筐た架橋性ゴムとフェノール樹脂とを併用した複合結合
剤を用いても高温高負荷条件下以上ではフェード現象が
生じる。

本発明は上記の欠点のない摩擦材組成物及び該組成物を
用いた摩擦材の製造方法を提供することを目的とするも
のである。

（課題を解決するための手段） 本発明は繊維状物質、結合剤及び摩擦調整剤を含み、か
つ全組成物中に、長径と短径との比で決まるアスペクト
比が１〜５０で短径に対する厚さが１／３以下の銅箔を
２〜４０重量多並びに粒径が０．５　ｍ以下の鉛及び／
又はアンチモンの化合物を５〜４０重量嘩含有せしめて
なる摩擦材組成物及び該組成物を予備成形した後、加熱
、加圧成形する摩擦材の製造方法に関する。

本発明にかいて、繊維状物質としては、ガラスロービン
グ、紡績ガラスヤーン、セラミック繊維。

炭素繊維、ロックウール等の無機繊維、銅、亜鉛。

黄銅、鉄等の金属線、芳香族ポリアミド繊維、ポリアミ
ド繊維、レーヨン、アクリロニトリル繊維等の有機繊維
などが用いられ特に制限はない。

結合剤としては、ノボラック型フェノール樹脂。

レゾール型フェノール樹脂、カシュー変性フェノール摺
脂、メラミン変性フェノール樹脂又はこれらの樹脂と架
橋性ゴムとの複合結合剤を用いることが好ましいが、必
要に応じてフェノール樹脂と他の樹脂９例えばエポキシ
樹脂、メラミン樹脂。

尿素樹脂、ポリアミドイミド樹脂等を併用して用いても
よい。

架橋性ゴムに用いられるゴムとしては、天然ゴム及びス
チレンブタジェンゴム（ＳＤＲ）、アクリロニトリルブ
タジェンゴム（ＮＢＲ）、ブタジェンゴム（ＢＲ）、イ
ンブレンゴム（ＩＲ）、フ。

チルゴム（ＩＩＲ）、シリコーンゴム、エピクロルヒド
リンゴム（ＣＨＲ，Ｃ）（Ｃ）等の合成ゴムが用いられ
る。ゴムは固形だけでなく液状ゴムも使用することがで
きる。液状ゴムは重合禁止剤が含１れるので分別してか
ら用いることがＩｓ管しい。

またカルボキシ変性アクリロニトリルゴム（ＣＴＢＮ　
）、アミン末端アクリロニトリルゴム（ＡＴＢＮ）等の
変性ゴムを用いてもよい。

これらゴムに架橋性を付与するには硫黄加硫が好ましく
、ｆＰＪえばゴム１００重量部に対して硫黄ｌＯ〜３０
重量部、亜鉛華５〜１０重量部及び加硫促進剤１〜５重
量部を含む加硫剤を用いることができる。加硫促進剤と
してはチアゾール系、チクラム系、スルフェンアミド系
促進剤等が用いられる。

複合結合剤にかける架橋性ゴムと樹脂との混合比率は重
量比で架橋性ゴム：樹脂が５：５〜番＝１の範囲が好１
しく、これらの複合結合剤の含有量は、全組成物中に２
０〜４０重量嘩の範囲とすることが好ましい。

摩擦調整剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、硫酸バリウム、クレー、メルク、黒鉛、アルミナ、
マイカ、螢石、ジルコニア、ヘマタイト、マグネタイト
、シリカ、硫化アンチモン。

硫化鉛、硫化モリブデン、カーボンブラック等の無機物
ｅ末、カシューダスト、ゴムダスト等の有機物粉末が用
いられる。

本発明で用いる鋼箔としては、長径と短径との比で決す
るアスペクト比が１〜５０で、かつ短径に対する厚さが
１／３以下の銅箔を用いることが必要とされ、上記に示
す条件以外の銅箔を用いた場合、又は銅箔以外の金属箔
、金属粉、金属繊維等を用いると、？ｋＪ温高負荷条件
下でフェード現象が生じる。

鋼箔の含有量は、全組成物中に２〜４０重量優。

好筐しく＃ｉ４〜２５重量俸の範囲とされ、２重量蝿未
満であるとフェード現象の改良効果が小さく。

４００重量部越えると摩擦材の比重が太きくなるため回
転破壊強度（バースト強度）が低くなり。

筐た摩擦係数が高くなるため高温高負荷条件下でガラス
繊維の一部が摩擦熱で溶融する不具合が生じる。

本発明における銅箔は、上記に示す条件のものを用いる
ことが必要とされるが、長径は例えば２μｍ〜１０００
μｍのものを用いることが好！しい。

また銅箔と同等の効果を有すれば、銅合金箔を用いるこ
とができる。

本発明で用いる鉛及び／又はアンチモンの化合物は鉛又
はアンチモンの硫化物、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫
酸塩、燐酸塩等特に制限はないが。

好１しくは硫化物又は酸化物である。用いる化合物の粒
径は０．５　ｔｒｍ以下とされる。０．５　ａｍを越え
ると粒子が摩擦面に局在し易＜、また摩擦力を受は易い
ために機械的に破壊されて脱落し、添加の効果がない。

鉛及び／又はアンチモンの化合物の含有量は全組成物中
に５〜４０重量蝿とされる。５重量嘩未満では摩擦係数
の温度依存性を改善できず、４００重量部超えると高温
側での摩擦係数が大きくなり過ぎて高い摩擦熱を伴い、
結合剤が分解して機械的強度が低下する。

摩擦材組成物は、これを予備成形した後、加熱加圧成形
することによう、クラッチ７エーシング等の摩擦材とさ
れる。

（実施例） 以下本発明の詳細な説明する。

実施例１ アクリルニトリルブタジェンゴム（日本ゼオン社製、商
品名Ｎ１ｐｐｏ／　１０４１　）　５０重量部及びスチ
レンブタジェンゴム（日本合成ゴム社製、商品名ＪＳＲ
−１５０２）５０重量部を配合し１次いで上記配合物に
体積比でメチルエチルケトン：クロロホルムが７＝３の
割合に秤量した溶媒を加えて均一に混合し、濃度１５５
重量部ゴム溶液を得た。

次に該ゴム溶液に、上記ゴム配合物１００重量部に対し
亜鉛華（東京化精社製、亜鉛３号粉）１０重量部、硫黄
粉（細井化学社製、微粉硫黄）２０重量部及び加硫促進
剤（大円新興化学社製。

商品名ツクセラーＤＭ）１重量部を添加して均一に混合
してゴム組成物の溶液を得た。

一方ガラスチョップ（富士ファイバーグラス社製、商品
名ＵＰＧ　ＩＺＡ５０８）をミキサーに入れて開綿し綿
状にした。

さらに上記とは別にケイ酸カルシウム短繊維（米国ＮＹ
ＣＯ社製、商品名ウオラストナイト）２０重量嘩、カー
ボンブラック（東海カーボン社製、ジースト３〉１０重
量嘩、硫酸バリウム（堺化学社製、商品名Ｂ−Ｃ）５０
重量部及び炭酸カルシウム（竹原化学社製、商品名サン
ライト５Ｌ−１５００）２０重量嘩を均一に混合して摩
擦調整剤を得た。筐た。アスペクト比が１〜５．厚さ／
短径が１１５〜１／１００及び長径が２〜２００μｍの
銅箔（福田金属社製、商品名Ｃ３，ＩＪン片状銅粉）、
１５０メツシユ（０，１ｍ）篩下の二酸化アンチモン（
和光紬薬工業社製、試薬）並びに１５０メツシユ篩下の
硫化鉛（和光紬薬工業社製。

試薬）を用意した。

次に７エノール樹脂（大日本インキ社製、商品名ＴＤ−
２０４０Ｃレゾールフェノール）の第１表に示す量をメ
チルエチルケトン３０重量部に溶解して樹脂溶液を作成
した。

以下、第１表に示す配合割合でこの樹脂溶液に上記鋼箔
及び三酸化アンチモンを加えて混合後。

前記ゴム組成物の溶液及び摩擦調整剤を添加して充分に
混合し１次いでガラスチョップを入れて攪拌しているニ
ーダ−に該混合物を徐々に加えて均一になる筐で攪拌混
線を行い、混和物を得た。

この混和物を風乾した後、熱風送風乾燥機で５０℃で３
時間乾燥し、さらに真空乾燥機で５０℃で２時間乾燥し
た。次いで成形金型で１６０℃で１５分間＊　　２　Ｘ
　１０’　Ｐａの加圧力で加熱加圧成形を行った後９表
面を研磨し、１８０℃で４時間。

２００℃で２時間それぞれ熱処理して寸法が外径２００
ｍｍＸ内径１３０ａｍＸ厚さ３．５閣のクラッチフェー
シングを得た。

実施例２，３，４．比較例１．２．３．４第１表に示す
配合割合で摩擦材組成物を配合した以外は実施例１と同
様の工程を経てクラッチフェーシングを得た。即ち、実
施例２では三酸化アンチモンに代えて硫化鉛を用い、実
施例３では三酸化アンチモンの量を多くシ、実施例４で
は三酸化アンチモン及び硫化鉛を用い、璽た比較例では
銅箔、二酸化アンチモン及び硫化鉛のいずれも用いない
か、いずれか１種だけ用いた。

次に各実施例及び比較例で得られたクラッチフェーシン
グについて、１００℃、２００℃及び３００℃のときの
摩擦係数の値を求めた。この結果を第１図に示す。なに
試験はＪＩＳ　Ｄ　　４４１１に示す規格に従い、１１
６千穂精機製のブレーキライニング摩擦試験機を用いて
試験を行った。

第１図において比較例１．２及び３のクラッチフェーシ
ングは、いずれも２７０℃でフェード現象が発生し、３
００℃１で測定できなかった。

第１図から、実施例で得られたクラッチ７エーシングは
高温でも適正な摩擦係数値が得られるのに対し、比較例
１．２及び３のものは温度が南くなるほど摩擦係数が低
くなり、前記したようにフェード現象を起こし、比較例
４のものは１００℃及び３００℃の摩擦係数が実施例が
やや高く不安定であることが示される。

（発明の効果） 本発明によれば、高温高負荷条件下でのフェード現象等
の不具合が生ぜず、温度依存性が小さく安定した摩擦係
数を有する摩擦材及びこのような効果を有する摩擦材を
提供する摩擦材組成物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例及び比較例で得られた摩擦材の摩擦係数
と温度との関係を示すグラフである。 這 度 （°ご） 峯 ↓ 唱

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、繊維状物質、結合剤及び摩擦調整剤を含み、かつ全
   組成物中に、長径と短径との比で決まるアスペクト比が
   １〜５０で短径に対する厚さが１／３以下の銅箔を２〜
   ４０重量％並びに粒径が０．５ｍｍ以下の鉛及び／又は
   アンチモンの化合物を５〜４０重量％含有せしめてなる
   摩擦材組成物。 ２、請求項１記載の摩擦材組成物を予備成形した後、加
   熱、加圧成形することを特徴とする摩擦材の製造方法。