JPH08109937A

JPH08109937A - 耐熱ブレーキ材及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08109937A
Application number: JP24519394A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Shimamura; 正一島村; Keisuke Morita; 啓介森田; Hiroshi Sasaki; 博佐々木
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-10-11
Filing date: 1994-10-11
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】耐摩耗性に優れ、相手材に対する攻撃性も低
い上に、熱間時に高性能を発揮する耐熱ブレーキ材を提
供する。【構成】ポリアミドイミド樹脂１０〜３５体積％に、
添加材を混合し、加熱加圧成形した耐熱ブレーキ材。添
加材は、繊維材５〜３０体積％、無機質フィラー２０〜
４５体積％及び有機質フィラー１０〜２５体積％。ポリ
アミドイミド樹脂に予め微量添加材を混合した後多量添
加材を混合し、得られた混合物を２５０〜４００℃で３
０〜１２０分間加熱加圧成形する。【効果】ポリアミドイミド樹脂は、熱間強度が高く、
各種の添加材に対して、成形時の相性も良く、均質な熱
間成形体が得られる。ポリアミドイミド樹脂に、多種類
の添加材を混合して成形することにより、各添加材の添
加効果及び相乗効果により優れた摩擦特性及び強度特性
が得られる上に、ポリアミドイミド樹脂の熱間特性によ
り熱間での強度及び摩擦特性にも優れたものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱ブレーキ材及びその
製造方法に係り、特に、自動車用摩擦材として好適な、
耐摩耗性，相手材攻撃性に優れたアスベスト非含有耐熱
ブレーキ材及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車や各種産業機械に用いられるブレ
ーキ材のうち、主なものとしてディスクブレーキパッド
及びブレーキライニングがある。このうち、ディスクブ
レーキパッドは乗用車や小型トラックに、また、ブレー
キライニングは大型の車輛に多く用いられている。即
ち、ディスクブレーキパッドは、小型でしかも性能が良
いため、主に乗用車用に用いられている。従来のブレー
キ材の主な構成材料は、繊維材（アスベスト，有機質繊
維，無機質繊維，金属繊維），無機質フィラー材，有機
質フィラー材及びバインダー樹脂であり、これらの１０
〜２０種の材料が混合されてブレーキ材が製造されてい
る。

【０００３】なお、従来において、バインダー樹脂とし
ては一般にフェノール樹脂が用いられ、また、繊維材と
してはアスベストが用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のブレーキ材で
は、摺動面のすりへり摩耗，相手材（ローター，ドラ
ム）に対する高攻撃性，摩擦材表面の摩擦熱によるクラ
ックの発生及びこれによる強度の劣化といった問題があ
り、その改善が望まれている。

【０００５】また、従来のブレーキ材では、繊維材とし
てアスベストが用いられていたが、アスベストは健康上
の問題から使用がひかえられている。

【０００６】ところで、ブレーキ材において、特に熱間
時のブレーキ特性は重要な要件であることから、ブレー
キ材の熱間時のブレーキ特性を改善することはブレーキ
の高性能化の極めて重要な条件となるが、従来のブレー
キ材でバインダー樹脂として用いられているフェノール
樹脂では、耐熱ブレーキ材としての十分な耐熱性を得る
ことができず、その上、熱間強度が弱いために、熱間
（フェード）時において、摩擦係数や強度といったブレ
ーキ特性が著しく低下するという欠点もある。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決し、耐摩
耗性に優れ、相手材に対する攻撃性も低い上に、熱間時
に高性能を発揮する耐熱ブレーキ材及びその製造方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の耐熱ブレーキ
材は、ポリアミドイミド樹脂に添加材を混合した後加熱
加圧成形して得られる耐熱ブレーキ材であって、ポリア
ミドイミド樹脂１０〜３５体積％に、添加材として、繊
維材５〜３０体積％、無機質フィラー２０〜４５体積％
及び有機質フィラー１０〜２５体積％を混合してなるこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項２の耐熱ブレーキ材は、請求項１に
おいて、繊維材が、アラミド繊維、チタン酸カリウム繊
維、ガラス繊維、カーボン繊維、アルミナ繊維及び金属
繊維よりなる群から選ばれる１種又は２種以上であるこ
とを特徴とする。

【００１０】請求項３の耐熱ブレーキ材の製造方法は、
請求項１又は２の耐熱ブレーキ材を製造する方法であっ
て、ポリアミドイミド樹脂に予め微量添加材を混合した
後多量添加材を混合し、得られた混合物を２５０〜４０
０℃で３０〜１２０分間加熱加圧成形することを特徴と
する。

【００１１】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１２】本発明においては、バインダー樹脂とし
て、耐熱性に優れ、高強度であり、熱間強度も高いポリ
アミドイミド樹脂を用いる。このポリアミドイミド樹脂
の配合割合が１０体積％未満ではバインダー樹脂量が不
足し、成形性が低下し、３５体積％を超えると相対的に
他の添加材の割合が減って十分なブレーキ性能が得られ
なくなることから、ポリアミドイミド樹脂の割合はブレ
ーキ材総量に対して１０〜３５体積％とする。

【００１３】繊維材は、ブレーキ材の全体の強度を維持
するための補強材として添加する。繊維としては、耐熱
性で、しかもバインダー樹脂や他の添加材と良くなじむ
ものである必要があり、本発明においては、有機質繊維
のうち高耐熱性のアラミド繊維，或いは、アルミナ繊
維，カーボン繊維，チタン酸カリウム繊維等の高強度無
機質繊維、その他ガラス繊維及び金属繊維よりなる群か
ら選ばれる１種又は２種以上、特に、アラミド繊維、ア
ルミナ繊維、カーボン繊維及びチタン酸カリウム繊維の
１種以上を用いるのが好ましい。これら繊維材の割合
は、ブレーキ材総量に対して５〜３０体積％とする。繊
維材が５体積％未満では、どの繊維を用いても強度に対
して十分な向上効果は得られず、３０体積％を超えると
繊維材が多すぎて混合や成形が困難になり、好ましくな
い。

【００１４】このような繊維材の配合により、ブレーキ
材の熱間強度が高められ、ワレやクラックの発生が大幅
に低減される。

【００１５】無機質フィラー及び有機質フィラーは、得
られるブレーキ材の摩擦係数，フェード，すりへり摩
耗，相手材攻撃性等に効果を及ぼすものであり、実用的
には、熱間強度の高い黒鉛，二硫化モリブデン，三酸化
アンチモン，硫酸バリウム，フェライト，ガーネット，
石英，アルミナ，ジルコニア，マグシア，カシューダス
ト，ゴム，銅等の金属などの粒子或いは粉末の１種又は
２種以上を用いることができる。これらのうち、特に、
黒鉛，二硫化モリブデン，三酸化アンチモン，硫酸バリ
ウム，アルミナ，ジルコニアは摩擦係数に大きく寄与
し、その他の材料も、摩擦係数の他、潤滑性を高める効
果や、耐摩擦性を高める効果、相手材攻撃性を抑える効
果等がある。また、これらのフィラーは熱間での摩擦係
数を維持し、熱間安定性を高めるためにも重要である。

【００１６】これらフィラーの割合は少な過ぎるとその
添加効果が十分に得られず、多過ぎてもかえってブレー
キ性能を低下させることとなることから、本発明におい
てはブレーキ材の総量に対して、無機質フィラーを２０
〜４５体積％、有機質フィラーを１０〜２５体積％とす
る。

【００１７】なお、これらのフィラーの大きさは、通常
の場合、平均粒径１〜１００μｍ程度であることが好ま
しい。

【００１８】本発明の方法は、ポリアミドイミド樹脂に
対して、上記特定の添加材を所定の配合量で添加混合し
た後加熱加圧成形することにより容易に製造することが
できるが、この添加材の混合に当り、微量添加材、例え
ば配合量がブレーキ材の総量に対して１０体積％以下の
ものを、ポリアミドイミド樹脂に予め添加混合し、十分
な混合状態とした後に多量添加材、例えば配合量がブレ
ーキ材の総量に対して３０体積％以上のものを添加混合
するのが好ましい。このようにして２段階以上の混合作
業を行うことにより、微量添加材及び多量添加材共に、
均一な分散状態でポリアミドイミド樹脂に混合すること
ができ、添加材の添加効果が十分に発揮され、高特性ブ
レーキ材を得ることができる。

【００１９】加熱加圧成形は、温度２５０〜４００℃、
圧力１５０〜４００ｋｇｆ／ｃｍ²で３０〜１２０分間
実施され、加熱加圧成形後は１５０〜２５０℃で３００
〜６００分間程度加熱ベーキング処理を行う。

【００２０】このようにして製造される本発明の耐熱ブ
レーキ材は、特に高性能であることから、ブレーキ材の
うち、とりわけディスクブレーキパッドに好適である。

【００２１】

【作用】本発明においては、成形のためのバインダー樹
脂として、耐熱性が大きく、しかも強度の高い熱硬化性
樹脂であるポリアミドイミド樹脂を用いる。

【００２２】ポリアミドイミド樹脂は、熱間強度が高
く、熱間時にも十分な強度を維持している。しかも、各
種の添加材に対して、成形時の相性も良く、均質な熱間
成形体を得ることができるといった長所を備える。この
ため、ポリアミドイミド樹脂に、所定量の繊維材、無機
質フィラー及び有機質フィラーといった多種類の添加材
を混合して成形することにより、各添加材の添加効果及
びこれら添加材の相乗効果により優れた摩擦特性及び強
度特性が得られ、更に、ポリアミドイミド樹脂の熱間特
性により熱間での強度及び摩擦特性にも優れたものとな
る。

【００２３】なお、ポリアミドイミド樹脂は液体であ
り、微量添加材は予めプレミックスしておくことによ
り、非常に均質な混合物を得ることができ、これにより
高温での摩擦特性はより一層安定したものとなる。

【００２４】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００２５】実施例１，２、比較例１表１に示す配合にてバインダー樹脂に各添加材を混合
し、加熱温度３５０℃，プレス圧力３００ｋｇｆ／ｃｍ
² で６０分間加熱加圧成形し、その後、成形金型より成
形体を取り出して３００℃で３０分間加熱処理してディ
スクパッドを製造した。

【００２６】なお、樹脂への添加材の混合は、まず添加
量１０体積％以下の微粒添加材を樹脂に添加混合した
後、３０体積％を超える多量添加材を混合することによ
り行った。

【００２７】また、用いた添加材の粒径等は、次の通り
である。

【００２８】アラミド繊維：パルプ形状品カーボン繊維：平均繊維径１０μｍ，平均繊維長さ３ｍ
ｍチタン酸カリウム繊維：平均繊維径０．３μｍ，平均繊
維長さ０．０１５ｍｍ黒鉛粉末：平均粒径３０μｍ硫酸バリウム粉末：平均粒径１０μｍ炭酸カルシウム粉末：平均粒径５μｍ二硫化モリブデン粉末：平均粒径３μｍアルミナ粉末：平均粒径５μｍ銅粉末：平均粒径１０μｍカシューダスト：平均粒径３０μｍゴム粒子：平均粒径１５μｍ得られたディスクパッドについて、ダイナモ試験機によ
りフルサイズ摩擦試験をＪＡＳＯ法に準拠して行い、結
果を表１に示した。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１より本発明によれば、バインダー樹脂
としてフェノール樹脂を用いた従来品（比較例１）に比
べて、ブレーキ性能に優れ、特に熱間での耐摩耗性，耐
熱性強度が高く、熱間でクラックが発生しにくいため安
全性の高い耐熱ブレーキ材が提供されることが明らかで
ある。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の耐熱ブレー
キ材及びその製造方法によれば、耐摩耗性に優れ、相手
材に対する攻撃性も低い上に、熱間時に高性能を発揮す
る耐熱ブレーキ材が提供される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリアミドイミド樹脂に添加材を混合し
た後加熱加圧成形して得られる耐熱ブレーキ材であっ
て、ポリアミドイミド樹脂１０〜３５体積％に、添加材
として、繊維材５〜３０体積％、無機質フィラー２０〜
４５体積％及び有機質フィラー１０〜２５体積％を混合
してなることを特徴とする耐熱ブレーキ材。
【請求項２】請求項１において、繊維材が、アラミド
繊維、チタン酸カリウム繊維、ガラス繊維、カーボン繊
維、アルミナ繊維及び金属繊維よりなる群から選ばれる
１種又は２種以上であることを特徴とする耐熱ブレーキ
材。
【請求項３】請求項１又は２の耐熱ブレーキ材を製造
する方法であって、ポリアミドイミド樹脂に予め微量添
加材を混合した後多量添加材を混合し、得られた混合物
を２５０〜４００℃で３０〜１２０分間加熱加圧成形す
ることを特徴とする耐熱ブレーキ材の製造方法。