JPH03185088A - 非石綿系摩擦材及びその製造方法 - 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、車両や産業機械等のブレーキパッド、ブレー
キライニング、クラッチフェーシング等として使用され
る非石綿系の摩擦材及びその製造方法に関するものであ
り、更に詳しくは、各構成成分が均一に混合され、しか
も強度及び摩擦特性に優れた非石綿系の摩擦材に関する
ものである。

（従来の技術） 従来、車両や産業機械等のブレーキパッド等に使用され
る摩擦材としては、石綿を主成分としたものが多く用い
られていたが、１つには石綿の粉塵の人体への有害性が
指摘された結果、その使用が規制されつつあり、そして
もう１つには車両の高性能化に伴う要求から、石綿系の
ものよりも高性能で、且つ、石綿を使用しない摩擦材へ
の要求が高まっている。

そこで、従来より石綿を使用しない摩擦材について多く
の提案がなされているが、それらの多くは、基材として
有機繊維であるアラミド繊維や、ガラス繊維に代表され
る無機繊維或は金属繊維を用いている。

（発明が解決しようとする課題） 然しながら、上記のアラミド繊維やガラス繊維、金属繊
維を用いた従来の摩擦材には種々の問題点がある。

即ち、製造上では、石綿は均一なフィブリル構造をもつ
ものであるから、ドライミックス法による製造工程にお
いても簡単に均一混合されるが、アラミド繊維、ガラス
繊維或は金属繊維は、それらのもつ形状から、混合機と
その混合条件、更には使用する繊維の組合せ及び添加量
を厳密に選ばないと、均一に混合されないという問題が
ある。

更に、性能上では、アラミド繊維を用いた摩擦材には、
連続的にブレーキを使用すると摩擦材の表面温度が上昇
し、アラミド繊維が熱分解して強度及び摩擦係数が低下
するという問題があり、又、ガラス繊維を用いた摩擦材
には、高温時にガラス繊維が脱落して摩耗量が増大する
という問題がある。一方、スチール繊維や銅繊維等の金
属繊維を用いた摩擦材には、高温時の耐摩耗性や耐フエ
ード性等には優れているものの、重量が重かったり、熱
伝導率が高くなるために高温時に発火するという問題が
ある。加えるに、上記のガラス繊維や金属繊維を用いた
摩擦材には、ローターやドラム等の相手材を損傷したり
削ってしまうおそれがあるという難点もあるのである。

又、上記の他にも種々の摩擦材があるが、４００℃以上
の高温での耐摩耗性等の高温特性が充分でなかったり、
摩擦挙動の安定しないものが多い。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上述のような従来の非石綿系摩擦材の問題点
を解決し、各構成成分が均一に混合され、通常使用温度
はもちろんのこと、４００℃以上の高温においても優れ
た耐摩耗性を示すと共に、安定した摩擦性能を具え、且
つ、強度の高い非石綿系摩擦材及びその製造方法を提供
することを目的としてなされたものある。

上記目的を達成することのできる本発明の非石綿系摩擦
材は、石綿以外の補強繊維成分とフェノール樹脂等の熱
硬化性樹脂成分と、硫酸バリウム等の摩擦調整剤成分と
を含有する非石綿系摩擦材において、前記繊維成分の少
なくとも一部としてポリカルボジイミドパルプを含むこ
とを特徴とするものであり、又、その製造方法は、石綿
以外の補強繊維とフェノール樹脂等の結合剤及び硫酸バ
リウム等の摩擦調整剤等の混合物を成形する非石綿系摩
擦材の製造方法において、前記成分の少なくとも一部と
してポリカルボジイミドパルプを使用し、ドライミック
ス法により成形することを特徴とするものである。

即ち、本発明の発明者らは、非石綿系摩擦材の製造上の
問題を解決し、且つ、高温時においても優れた耐摩耗性
を示すと共に、安定した摩擦性能を具え、且つ、強度の
高い、優れた摩擦材を提供することを目的として鋭意研
究の結果、ポリカルボジイミドパルプを成分の一部とし
て使用するという着想を得、更に研究を進めた結果、本
発明を完成させたものである。

次に、本発明の詳細な説明する。

本発明において使用する補強繊維としては、アラミド繊
維、アクリル繊維、フェノール繊維、ＰＶＡ繊維等の有
機繊維、又は、ガラス繊維、セラミック繊維、炭素繊維
等の無機繊維或はスチール繊維、銅繊維、青銅繊維等の
金属繊維等を例示することができ、本発明においてはこ
れらの補強繊維のうちの１種もしくは２種以上を適宜選
択して使用する。

又、結合剤としては、例えば、フェノール樹脂、メラミ
ン樹脂やそれらの変性樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリイ
ミド樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂が用いられ、摩擦
！１４！ｉ剤としては、例えば、カシューダスト、硫酸
バリウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、黒鉛、
金属粉等が用いられる。

而して、本発明の摩擦剤においては、上記構成成分の少
なくとも一部として、ポリカルボジイミドパルプが用い
られている点に特徴があり、その量は、好ましくは、摩
擦材の全量に対して０．５〜５０体積％である。このポ
リカルボジイミドパルプの量が０．５体積％より少ない
場合は、その効果を期待することが難しく、又、５０体
積％以上では、均一な混合および成形が困難となりやす
い。

尚、上記ポリカルボジイミドパルプとは、所定の方法で
得た親水性ポリカルボジイミドポリマーを、所定の方法
でパルプ化したもので、具体的には、親水性ポリカルボ
ジイミドポリマーを、当該親水性ポリカルボジイミドポ
リマーに対する貧溶媒、例えば水中に、剪断力をかけな
がら移行させることにより製造することができるもので
あり、熱硬化性、水に対する均−分散性及び耐熱性を具
えている点に特徴がある。

更に具体的に上記ポリカルボジイミドパルプの製造方法
について説明すれば、先ず、有機ジイソシアネートとア
ルキルイミノジオールとを反応させて該有機ジイソシア
ネートに三級アミンを導入する。この反応において原料
化合物となる有機ジイソシアネートには、例えば、式（
式中、Ｒ３は低級アルキル基又は低級アルコキシ基を表
わす、） 又は、式 （式中、Ｒ２及びＲ３は水素原子、低級アルキル基又は
アルコキシ基を、Ｘは酸素原子又はメチレン基を夫々表
わす、） で表わされるものがあり、アルキルイミノジオールとし
ては、式 ％式％） （式中、Ｒは低級アルキル基を、Ｒｏはアルキレン、ポ
リアルキレン又はオキシルキレンを夫々表わす、） で表わされるものがある。

次いで、得られた三級アミンを有する有機ジイソシアネ
ートを、四級化剤で扱い、前記三級アミンを四級アンモ
ニウム塩に変換し、更に、カルボジイミド化触媒の存在
下にポリカルボジイミド化することにより、前記親水性
ポリカルボジイミドポリマーを得ることができ、最後に
、水等の貧溶媒中に攪拌等することによって剪断力を与
えながら移行させることにより、前記ポリカルボジイミ
ドパルプを得ることができるのである。

一方、本発明の非石綿系摩擦材の製造方法は、上記説明
した石綿以外の補強繊維とフェノール樹脂等の結合剤及
び硫酸バリウム等の摩擦調整剤等の混合物を成形する非
石綿系摩擦材の製造方法において、前記成分の少なくと
も一部として上記説明したポリカルボジイミドパルプを
使用し、ドライミックス法により成形することを特徴と
するが、ここでいうドライミックス法は、上記各構成成
分を例えばミキサーを使用して、溶媒等を使用せずに混
合し、その後に成形する方法を意味する。

尚、ポリカルボジイミドパルプの量は、既に説明したよ
うに、好ましくは、摩擦材の全量に対して０．５〜５０
体積％である。

（実施例） 次に本発明の実施例について説明する。

ポリカルボジイミドパルプと他の成分を表−１に示す割
合で、ミキサーを用いてドライミックスし、混合機内８
ケ所から混合品をサンプリングしてかさ密度を測定し、
その後、金型中において温度１５５℃、圧力２００　ｋ
ｇ／ｃｍ”で８分間圧縮成型し、更に、２００℃で５時
間熱処理し、実施例Ａ−Ｄの摩擦材を得た。

一方、石綿、アラミド繊維、銅繊維と他の成分を表−２
に示す割合で混合し、上記と同様に成形して、表−２に
示す比較例の摩擦材ａ〜ｄを得た（画表中の数字は体積
％を表わす）。

表−１ 表−２ 上記の本発明の実施例Ａ−Ｄ及び比較例ａ〜ｄの摩擦材
について、ＪＡＳＯＣ４０６「乗用車ブレーキ装置ダイ
ナモメータ試験方法」に規定された摩擦性能試験方法に
より、摩擦試験を行なった。又、試験後の摩擦材からサ
ンプルを切り出し、ＪＡＳＯＣ４４４−７８ｒブレーキ
ライニング、パッドの物理的性質試験方法」に規定され
た剪断試験を行なった。

更に、実施例及び比較例の成形品の外観と、かさ密度測
定値の標準偏差や、摩擦性能試験におけるフェード試験
中の摩擦材についての、表面温度が１００℃、４００℃
及び４５０℃のときの摩擦係数及び試験後の摩擦材の摩
耗量及び剪断試験の結果を表−３，４に示す。

表−３ 表−４ （発明の効果） ポリカルボジイミドパルプを成分中に含有させた本発明
の非石綿系摩擦材は、以上のようであるから、車両や産
業機械等のブレーキパッド、ブレーキライニング、クラ
ッチフェーシング、等として使用される非石綿系の摩擦
材として好適であり、又、本発明の非石綿系摩擦材の製
造方法は、簡便であり、しかも成分の均一混合を可能と
するものであるから、共に極めて優れている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　石綿以外の補強繊維とフェノール樹脂等の結合剤及
   び硫酸バリウム等の摩擦調整剤を含む非石綿系摩擦材に
   おいて、前記成分の少なくとも一部としてポリカルボジ
   イミドパルプを含むことを特徴とする非石綿系摩擦材。 ２　ポリカルボジイミドパルプの量が、摩擦材の全量に
   対して０．５〜５０体積％であることを特徴とする請求
   項１に記載の非石綿系摩擦材。 ３　石綿以外の補強繊維とフェノール樹脂等の結合剤及
   び硫酸バリウム等の摩擦調整剤等の混合物を成形する非
   石綿系摩擦材の製造方法において、前記成分の少なくと
   も一部としてポリカルボジイミドパルプを使用し、ドラ
   イミックス法により成形することを特徴とする非石綿系
   摩擦材の製造方法。 ４　ポリカルボジイミドパルプの量が、摩擦材の全量に
   対して０．５〜５０体積％であることを特徴とする請求
   項３に記載の非石綿系摩擦材。