JPH05255657A - 摩擦材 - Google Patents

摩擦材

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JPH05255657A
JPH05255657A JP5355092A JP5355092A JPH05255657A JP H05255657 A JPH05255657 A JP H05255657A JP 5355092 A JP5355092 A JP 5355092A JP 5355092 A JP5355092 A JP 5355092A JP H05255657 A JPH05255657 A JP H05255657A
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JP
Japan
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dust
friction
mica
whiskers
resin
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JP5355092A
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English (en)
Inventor
Norio Misawa
紀雄 三澤
Toshihiko Yuasa
俊彦 湯浅
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Aisin Chemical Co Ltd
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Aisin Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 配合組成を変更することなく、ウィスカー、
マイカ、及び、フリクションダストによる有害な隙間の
発生を抑制し、もって、摩擦材の強度及び熱履歴後の耐
クラック性を向上する。 【構成】 基材繊維と、結合剤と、フリクションダスト
であるカシューダスト等の充填剤とからなる摩擦材にお
いて、前記カシューダストの樹脂質内にチタン酸カリウ
ムのウィスカー及び/またはマイカを分散し、複合化し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は摩擦材に関するもので、
特に、自動車のブレーキライニング等に使用される摩擦
材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車のドラムブレーキ、ディス
クブレーキ等に使用されているブレーキライニングなど
の摩擦材はブレーキドラム、ディスクロータの回転を止
め、運動エネルギーを熱エネルギーに変えるために高温
となる。したがって、耐熱性、耐摩耗性が要求されると
ともに、摩擦係数の変化の少ない安定した摩擦特性が要
求される。そこで、これら各種の特性を満足するため
に、摩擦材は複合材料によって構成されている。即ち、
摩擦材は、ガラス繊維、アラミド繊維、或いは、チタン
酸カリウム短繊維などのウィスカー等を2種以上混合し
た基材繊維に、グラファイト、二硫化モリブデン等の充
填剤、フェノール樹脂等の結合剤などを複合化した材料
より構成されている。充填剤としては、前記グラファイ
ト、二硫化モリブデン等の潤滑剤の他に、カシューダス
トなどの有機ダスト、金属粉末、或いは、ノイズ性能な
どを確保するためにマイカのような平面網状結晶構造を
有する無機物を添加する場合もある。
【0003】なお、前記カシューダストに関しては、例
えば、特公昭51−34434号公報、特開昭62−1
49785号公報、特開昭63−293335号公報、
特開平2−26331号公報に記載の技術を挙げること
ができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ブレーキパ
ッドなどの摩擦材は、一般に、フェード時の摩擦特性を
確保するために、熱分解によって発生したガスを摩擦界
面から逸散させるべく気孔を形成するようにしている
が、この気孔が熱履歴を受けて有害なクラックに成長す
る場合がある。クラックが発生すると、摩擦材としての
強度が低下する。
【0005】特に、前記チタン酸カリウム短繊維等のよ
うなウィスカー或いはマイカなどの形状をした物質は、
粉体或いは繊維が混在する内部においては分散しにくい
上に、結合樹脂の少ない系では、マトリックス中に樹脂
が浸透するのを阻害するため、有害な隙間を生成し易
い。
【0006】また、フリクションダストとして一般的に
使用されているカシューダストはカシューナッツシェル
オイルから抽出したフェノール誘導体を加熱硬化後粉砕
して得られるものであり、加熱、冷却による膨脹、収縮
が大きいため、摩擦材製造工程におけるアフターキュア
で、カシューダストの周辺に隙間が発生する。
【0007】これらの不具合を回避するために、ウィス
カー、マイカ、或いは、フリクションダストの添加を廃
止したり、配合比率を低減することが考えられるが、摩
擦特性の低下を招くなどの影響が出てくる。
【0008】そこで、本発明は、配合組成を変更するこ
となく、ウィスカー、マイカ、及び、フリクションダス
トによる有害な隙間の発生を抑制し、もって、材料強度
及び熱履歴後の耐クラック性を向上できる摩擦材の提供
を課題とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる摩擦材
は、基材繊維と、結合剤と、フリクションダスト等の充
填剤とからなる摩擦材において、前記フリクションダス
トの樹脂質内にウィスカー及び/またはマイカを分散
し、複合化したものである。
【0010】
【作用】本発明においては、樹脂からなるフリクション
ダスト中に無機物の短繊維であるウィスカー及び/また
は平面網状結晶構造のマイカを分散、複合化しているの
で、フリクションダストの熱による膨脹、収縮が抑制さ
れる。一方、混合することによってマトリックス内への
結合樹脂分の浸透を阻害する前記ウィスカー及び/また
はマイカを樹脂からなるフリクションダスト中に取込ん
でいるので、ウィスカー及び/またはマイカの周辺の隙
間が樹脂で満たされるとともに、結合樹脂との結合力が
向上する。これらの結果、摩擦材料の配合組成を変える
ことなく、所定の摩擦特性を維持した状態で、摩擦材の
耐クラック性、強度、耐摩耗性を向上できる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を自動車のブレーキパッドに具
体化した実施例を説明する。
【0012】摩擦材の配合は図1に示した通りであり、
3種類の実施例と2種類の比較例のブレーキパッドを製
作した。図1は本発明の実施例及び比較例における摩擦
材の構成成分の配合比と、制動試験後の剪断強度、摩耗
率、熱履歴後外観を示す表図である。
【0013】本実施例では基材繊維として、アラミド繊
維、スラグウール、チタン酸カリウムのウィスカーを使
用した。
【0014】結合剤はフェノール樹脂系結合剤を使用し
た。
【0015】充填剤は、グラファイト、二硫化モリブデ
ン、銅粉、消石灰、硫酸バリウム、マイカ及びカシュー
ダストを用いた。
【0016】なお、カシューダストはチタン酸カリウム
のウィスカー、マイカとの複合化状態によって以下の4
種類を作成した。
【0017】まず、カシューダストAは摩擦材の充填剤
として通常使用される形態のカシューダストであり、カ
シューナッツシェルオイルを重合、加熱硬化させた後所
定粒度に粉砕することにより得られる。
【0018】カシューダストBはカシューナッツシェル
オイルを重合した液状のポリマー6重量部にチタン酸カ
リウムのウィスカー10重量部を分散させた後加熱硬化
し、粉砕したものである。
【0019】カシューダストCはカシューナッツシェル
オイルを重合した液状のポリマー6重量部にマイカ10
重量部を分散させた後加熱硬化し、粉砕したものであ
る。
【0020】カシューダストDはカシューナッツシェル
オイルを重合した液状のポリマー6重量部にチタン酸カ
リウムのウィスカー10重量部とマイカ10重量部を分
散させた後加熱硬化し、粉砕したものである。
【0021】実施例及び比較例の構成成分においては、
図1のアラミド繊維から硫酸バリウムまでの成分の配合
量は概略不変とし、チタン酸カリウムのウィスカーとマ
イカの配合量及びカシューダストの種類を各種相違させ
た。
【0022】実施例1では、チタン酸カリウムのウィス
カーは単独では添加せず、カシューダストに分散してカ
シューダストBとした形態で添加した。
【0023】実施例2では、マイカは単独では添加せ
ず、カシューダストに分散してカシューダストCとした
形態で添加した。
【0024】実施例3では、チタン酸カリウムのウィス
カー及びマイカをいずれも単独では添加せず、これらを
カシューダストに分散してカシューダストDとした形態
で添加した。
【0025】一方、比較例1は、図1のアラミド繊維か
ら硫酸バリウムまでの配合は上記各実施例と同一とし、
チタン酸カリウムのウィスカー、マイカ、カシューダス
トについて複合化していない単独形態で添加した。
【0026】比較例2は、結合剤であるフェノール樹脂
を1重量%増量し、その分硫酸バリウムを1重量%減量
し、他の組成については比較例1と同一としたものであ
る。
【0027】以上の各実施例と比較例において、その配
合組成は比較例2を除いて全て同一であり、ただ、チタ
ン酸カリウムのウィスカー、マイカ、カシューダストの
添加時における形態が相違しているだけである。即ち、
実施例1は、比較例1に対して、チタン酸カリウムのウ
ィスカー10重量%とカシューダスト6重量%を複合化
し、カシューダストBとして16重量%を配合したもの
であり、実施例2は、比較例1に対して、マイカ10重
量%とカシューダスト6重量%を複合化し、カシューダ
ストCとして16重量%を配合したものであり、実施例
3は、比較例1に対して、チタン酸カリウムのウィスカ
ー10重量%とマイカ10重量%とカシューダスト6重
量%を複合化し、カシューダストDとして26重量%を
配合したものである。
【0028】以上の配合に基づく各試験用ブレーキパッ
ドは従来から知られたモールド法により製作した。
【0029】まず、図1に従って混合したものを常温で
加圧して予備成形し、次いで、160℃に保持された金
型に投入して面圧300kg/cm2 のプレス圧を加え、ガ
ス抜きを行ないながら10分間保持して成形体を得た。
そして、この成形体を220℃で更に10時間加熱して
熱硬化性樹脂の硬化を行ない、所定の厚さに研磨してブ
レーキパッドを得た。
【0030】次に、上記によって製作された実施例及び
比較例のブレーキパッドの制動試験における剪断強度と
摩耗率の測定結果と熱履歴後外観の評価結果を説明す
る。
【0031】摩耗試験は、各ブレーキパッドをブレーキ
ダイナモメータに取付けて行ない、 キャリパ型式:PD51−18V、イナーシャ:4.0
kgf ・ms2 、速度:50km/h 、温度:250℃の各条
件下での摩耗率を測定した。
【0032】熱履歴後の外観については、キャリパ型
式:PD51−18V、イナーシャ:5.0kgf ・ms2
にてJASOの第1フェード、第2フェードに準じて試
験を行ない、目視により外観を評価した。
【0033】以上の試験結果を図1の下欄に示す。
【0034】図1において、実施例1乃至実施例3のブ
レーキパッドは、剪断強度が85〜90kg/cm2 であ
り、摩擦材としての所要の強度条件を満足している。ま
た、摩耗率は1.5×10-4〜2.0×10-4mm3 /kg
m であり、比較例に比べて顕著に小さい。更に、熱履歴
後外観はいずれも良好で、クラックの発生はなかった。
一方、比較例1のブレーキパッドは、剪断強度が75kg
/cm2 しかなく、また、摩耗率は3.0×10-4mm3
kgm であって摩耗の大きいことを示している。更に、熱
履歴後外観は不良で、クラックの発生がみられた。
【0035】比較例2のブレーキパッドは、剪断強度が
85kg/cm2 であり、実施例と同程度であるが、摩耗率
は2.5×10-4mm3 /kgm であって、実施例よりも大
きく、また、熱履歴後外観はやや不良であった。この比
較例2において、剪断強度が比較例1に比べて大きかっ
たのは、結合樹脂であるフェノール樹脂の配合を1重量
%増量したことによるものと思われる。
【0036】これらの結果より、予め、チタン酸カリウ
ムのウィスカー及び/またはマイカをカシューダストに
複合化した実施例はいずれも良好な結果を得られるもの
と判断される。これについては、一つには、カシューナ
ッツシェルオイルのみを硬化粉砕した通常のカシューダ
ストが加熱、冷却によって大きな膨脹、収縮を示し、摩
擦材の製造工程のアフターキュアで表面部分に隙間が発
生するのに対して、実施例の如く、熱に対して安定なチ
タン酸カリウムなどのウィスカー或いはマイカ等の無機
物をカシューダスト中に分散しておくと、カシューダス
トの寸法安定化につながり、表面部分に隙間が発生しに
くくなるためと考えられる。もう一つには、マトリック
ス内に結合樹脂であるフェノール樹脂が浸透するのを阻
害して有害な隙間を発生させるチタン酸カリウムのウィ
スカー或いはマイカがその表面部分の隙間を複合化によ
ってカシューダストの樹脂分で埋められ、見掛け樹脂率
が向上した結果となり、また、結合樹脂との結合力が増
大するためと考えられる。そして、これらは、ウィスカ
ー或いはマイカをカシューダストに複合化することによ
り同時に作用する。
【0037】なお、カシューダストと複合化する無機物
として無機粉末も考えられるが、寸法安定化に対する効
果は小さい。
【0038】このように、上記実施例の摩擦材は、基材
繊維と、結合剤と、フリクションダストであるカシュー
ダスト等の充填剤とからなる摩擦材において、前記カシ
ューダストの樹脂質内にチタン酸カリウムのウィスカー
及び/またはマイカを分散し、複合化したものである。
【0039】したがって、上記実施例によれば、カシュ
ーダスト中に無機物のチタン酸カリウムのウィスカー及
び/または平面網状結晶構造のマイカを複合化している
ので、カシューダストの熱による膨脹、収縮が抑制され
る。一方、マトリックス内への結合樹脂分の浸透を阻害
する前記ウィスカー及び/またはマイカをカシューダス
トの樹脂中に取込んでいるので、ウィスカー及び/また
はマイカの周辺の隙間が樹脂で満たされるとともに、結
合樹脂であるフェノール樹脂との結合力が向上する。こ
れらの結果、摩擦材料の配合組成を変えることなく、所
定の摩擦特性を維持した状態で、摩擦材の耐クラック
性、強度、耐摩耗性を向上させることができる。
【0040】なお、本発明は、特に、前述の見掛け樹脂
率を向上させた点において顕著なる特徴を有するもので
あり、カシューダストの熱膨脹、収縮の抑制との複合効
果によって摩擦材の強度、耐クラック性の向上を図った
ものであって、従来の、例えば、特公昭51−3443
4号公報、特開昭62−149785号公報に掲載の技
術と相異する。
【0041】ところで、上記各実施例では、フリクショ
ンダストとして一般的なカシューダストを使用している
が、本発明を実施する場合には、これに限定されるもの
ではなく、樹脂質からなるフリクションダストであれば
いかなる材料であってもよく、同様の効果を期待するこ
とができる。また、ウィスカーとしてチタン酸カリウム
の短繊維を使用しているが、同様に、他の短繊維であっ
てもよいことは言うまでもない。
【0042】更に、上記各実施例の各構成成分は、図1
に示したものとしているが、これに限定されるものでも
なく、摩擦材の使用用途に応じて適宜選定することがで
きる。例えば、基材繊維として、他に、ロックウール、
シリケート繊維、アルミナ繊維、カーボン繊維等の無機
繊維、スチール繊維、ステンレススチール繊維等の金属
繊維、ノボロイド繊維等の有機繊維などを挙げることが
できる。また、結合剤として、他に、エポキシ系樹脂、
メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹
脂などを挙げることができる。更に、充填剤として、例
えば、三硫化アンチモン等の潤滑剤の他、木材パルプ、
ゴム等の有機配合剤、酸化鉄、酸化珪素、酸化マグネシ
ウム等の無機配合剤、黄銅粉等の金属粉末などを挙げる
ことができる。
【0043】
【発明の効果】以上のように、本発明の摩擦材は、基材
繊維と、結合剤と、フリクションダスト等の充填剤とか
らなる摩擦材において、前記フリクションダストの樹脂
質内にウィスカー及び/またはマイカを分散し、複合化
したものである。したがって、樹脂質からなるフリクシ
ョンダスト中に無機物の短繊維であるウィスカー及び/
または平面網状結晶構造のマイカが分散、複合化されて
いることによって、フリクションダストの熱による膨
脹、収縮が抑制される。一方、マトリックス内への結合
樹脂分の浸透を阻害する前記ウィスカー及び/またはマ
イカを樹脂からなるフリクションダスト中に取込んでい
るので、ウィスカー及び/またはマイカの周辺の隙間が
樹脂で満たされるとともに、結合樹脂との結合力が向上
する。これらの結果、摩擦材料の配合組成を変えること
なく、所定の摩擦特性を維持した状態で、摩擦材の耐ク
ラック性、強度、耐摩耗性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施例及び比較例における摩擦
材の構成成分の配合比と、制動試験後の剪断強度、摩耗
率、熱履歴後外観を示す表図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材繊維と、結合剤と、フリクションダ
    ストを具備する充填剤とによって形成された摩擦材にお
    いて、 前記フリクションダストは、樹脂質内にウィスカー及び
    /またはマイカを分散し、複合化したことを特徴とする
    摩擦材。
JP5355092A 1992-03-12 1992-03-12 摩擦材 Pending JPH05255657A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100357412C (zh) * 2004-11-02 2007-12-26 江苏大学 钛酸钾晶须增强型固体润滑剂
JP2008184582A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Akebono Brake Ind Co Ltd 摩擦材
CN102562891A (zh) * 2011-12-31 2012-07-11 东营宝丰汽车配件有限公司 硅酸盐复合材料刹车片
CN109737160A (zh) * 2019-02-22 2019-05-10 中国科学院兰州化学物理研究所 一种改性酚醛树脂基刹车片摩擦材料及其制备方法
CN112409750A (zh) * 2020-11-16 2021-02-26 杭州临安华龙摩擦材料有限公司 一种工程起重机电机刹车盘材料及制备方法

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