JPH10130627A - 摩擦材組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材の製造法 - Google Patents
摩擦材組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材の製造法Info
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- JPH10130627A JPH10130627A JP28661396A JP28661396A JPH10130627A JP H10130627 A JPH10130627 A JP H10130627A JP 28661396 A JP28661396 A JP 28661396A JP 28661396 A JP28661396 A JP 28661396A JP H10130627 A JPH10130627 A JP H10130627A
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- resin
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定した摩擦係数を有し、かつノイズやジャ
ダーの発生を抑えることが可能な摩擦材に適した摩擦材
組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材の製造法を提
供する。 【解決手段】 全組成物中にガラス状炭素を０．３〜２
３重量％含有してなる摩擦材組成物及び上記の摩擦材組
成物を加熱加圧成形し、次いで熱処理することを特徴と
する摩擦材の製造法。
ダーの発生を抑えることが可能な摩擦材に適した摩擦材
組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材の製造法を提
供する。 【解決手段】 全組成物中にガラス状炭素を０．３〜２
３重量％含有してなる摩擦材組成物及び上記の摩擦材組
成物を加熱加圧成形し、次いで熱処理することを特徴と
する摩擦材の製造法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、鉄道車
両、各種産業機械等の制動に用いられるディスクブレー
キパッド、ブレーキライニング等の摩擦材に適した摩擦
材組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材の製造法に
関する。
両、各種産業機械等の制動に用いられるディスクブレー
キパッド、ブレーキライニング等の摩擦材に適した摩擦
材組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材の製造法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車、鉄道車両、各種産業機械等に
は、その制動のためディスクブレーキパッド、ブレーキ
ライニング等の摩擦材が使用されている。この摩擦材と
して、従来は特開昭６４−８７９３０号公報、特開平２
−１１７９８５号公報等に示されるようにスチール繊維
を主構成繊維としたセミメタリック系摩擦材が主流であ
ったが、自動車産業界の軽量化、高級化への移行に沿っ
て、オートマチック車の発進時や停止時の異音発生、低
温での制動力不足、摩耗粉によるホイール汚れ等の問題
点が出て来た。ここで発生する異音は、速度が３０km／
時間程度から減速していく過程で現われる摩擦材の制動
に伴うノイズ（７０dB以上の音圧）であり、周波数では
約１００（Hz）の乗用者に不快を感ずる領域の音であ
る。
は、その制動のためディスクブレーキパッド、ブレーキ
ライニング等の摩擦材が使用されている。この摩擦材と
して、従来は特開昭６４−８７９３０号公報、特開平２
−１１７９８５号公報等に示されるようにスチール繊維
を主構成繊維としたセミメタリック系摩擦材が主流であ
ったが、自動車産業界の軽量化、高級化への移行に沿っ
て、オートマチック車の発進時や停止時の異音発生、低
温での制動力不足、摩耗粉によるホイール汚れ等の問題
点が出て来た。ここで発生する異音は、速度が３０km／
時間程度から減速していく過程で現われる摩擦材の制動
に伴うノイズ（７０dB以上の音圧）であり、周波数では
約１００（Hz）の乗用者に不快を感ずる領域の音であ
る。
【０００３】これらの問題点を解消するため、スチール
繊維の代替として銅繊維、黄銅繊維等の非鉄金属繊維、
アラミド繊維、セラミック繊維等の有機繊維や無機繊
維、さらに安定した摩擦係数（μ≧０．３５）を得るた
めに無機材料の研削剤を使用したノンスチール摩擦材へ
の移行が急速に進んできた。
繊維の代替として銅繊維、黄銅繊維等の非鉄金属繊維、
アラミド繊維、セラミック繊維等の有機繊維や無機繊
維、さらに安定した摩擦係数（μ≧０．３５）を得るた
めに無機材料の研削剤を使用したノンスチール摩擦材へ
の移行が急速に進んできた。
【０００４】従来の技術では、上記の無機材料の研削剤
によって摩擦係数の安定化を図ってきたが、しかしなが
ら該研削剤は相手材の金属（ロータ）を攻撃し、その過
程でスキール音、異音等のノイズやジャダーが発生する
という欠点が生じる。ノイズやジャダーの発生を防止す
るには研削剤の使用を中止したり、使用量を低減すれば
よいが、このようにすると安定した摩擦係数を得ること
ができない。現在の無機材料主体の研削剤以外のものを
使用して、安定した摩擦係数を有し、かつノイズやジャ
ダーの発生を完全に抑制した摩擦材が得られていないの
が現状である。
によって摩擦係数の安定化を図ってきたが、しかしなが
ら該研削剤は相手材の金属（ロータ）を攻撃し、その過
程でスキール音、異音等のノイズやジャダーが発生する
という欠点が生じる。ノイズやジャダーの発生を防止す
るには研削剤の使用を中止したり、使用量を低減すれば
よいが、このようにすると安定した摩擦係数を得ること
ができない。現在の無機材料主体の研削剤以外のものを
使用して、安定した摩擦係数を有し、かつノイズやジャ
ダーの発生を完全に抑制した摩擦材が得られていないの
が現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
は、安定した摩擦係数を有し、かつノイズやジャダーの
発生を抑えることが可能な摩擦材に適した摩擦材組成物
を提供するものである。請求項２記載の発明は、安定し
た摩擦係数を有し、かつノイズやジャダーの発生を抑え
ることが可能な摩擦材の製造法を提供するものである。
は、安定した摩擦係数を有し、かつノイズやジャダーの
発生を抑えることが可能な摩擦材に適した摩擦材組成物
を提供するものである。請求項２記載の発明は、安定し
た摩擦係数を有し、かつノイズやジャダーの発生を抑え
ることが可能な摩擦材の製造法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、全組成物中に
ガラス状炭素を０．５〜２０重量％含有してなる摩擦材
組成物に関する。また、本発明は、上記の摩擦材組成物
を加熱加圧し、次いで熱処理することを特徴とする摩擦
材の製造法に関する。
ガラス状炭素を０．５〜２０重量％含有してなる摩擦材
組成物に関する。また、本発明は、上記の摩擦材組成物
を加熱加圧し、次いで熱処理することを特徴とする摩擦
材の製造法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明において、ガラス状炭素の
含有量は全組成物中に０．３〜２３重量％、好ましくは
０．５〜２０重量％、より好ましくは５〜１０重量％の
範囲とされ、０．３重量％未満であると研削剤としての
効果が十分に機能せず、安定した摩擦係数を得ることが
できない。一方２３重量％を超えるとノイズやジャダー
の発生を抑えることができない。ガラス状炭素は、例え
ば液状の熱硬化性樹脂を硬化させた後、不活性雰囲気中
で炭化及び高温処理（黒鉛化処理）することにより得ら
れる。
含有量は全組成物中に０．３〜２３重量％、好ましくは
０．５〜２０重量％、より好ましくは５〜１０重量％の
範囲とされ、０．３重量％未満であると研削剤としての
効果が十分に機能せず、安定した摩擦係数を得ることが
できない。一方２３重量％を超えるとノイズやジャダー
の発生を抑えることができない。ガラス状炭素は、例え
ば液状の熱硬化性樹脂を硬化させた後、不活性雰囲気中
で炭化及び高温処理（黒鉛化処理）することにより得ら
れる。
【０００８】ガラス状炭素を得るための熱硬化性樹脂と
しては特に制限はないが、フラン樹脂、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン
樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂等を挙げることが
できる。また、上記の樹脂の混合物を用いてもよい。本
発明においては上記の熱硬化性樹脂の他に必要に応じ、
トリクロロ酢酸、パラトルエンスルホン酸、硫酸等の硬
化剤が添加される。必要に応じ硬化剤が添加される場
合、熱硬化性樹脂と硬化剤の配合割合は、熱硬化性樹脂
１００重量部に対して硬化剤が０．３〜１０重量部の範
囲が好ましく、熱硬化性樹脂１００重量部に対し硬化剤
が０．３〜７重量部の範囲であることがさらに好まし
い。
しては特に制限はないが、フラン樹脂、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン
樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂等を挙げることが
できる。また、上記の樹脂の混合物を用いてもよい。本
発明においては上記の熱硬化性樹脂の他に必要に応じ、
トリクロロ酢酸、パラトルエンスルホン酸、硫酸等の硬
化剤が添加される。必要に応じ硬化剤が添加される場
合、熱硬化性樹脂と硬化剤の配合割合は、熱硬化性樹脂
１００重量部に対して硬化剤が０．３〜１０重量部の範
囲が好ましく、熱硬化性樹脂１００重量部に対し硬化剤
が０．３〜７重量部の範囲であることがさらに好まし
い。
【０００９】本発明における摩擦材組成物は、ガラス状
炭素の他に結合剤、補強繊維、潤滑剤、充填剤等が用い
られ、さらに必要に応じ黄銅、しんちゅう等の金属粉が
用いられる。本発明で用いられる結合剤は、フェノール
樹脂を用いることが好ましく、特にノボラック樹脂、固
形アンモニアレゾール樹脂、シリコン変成フェノール樹
脂、アクリル変成ゴムフェノール樹脂を用いることが好
ましい。本発明では上記結合剤に必要に応じ硬化剤が添
加される。結合剤は全組成物中に５〜２０重量％含有す
ることが好ましく、８〜１４重量％含有することがさら
に好ましい。また必要に応じ添加される硬化剤は、ヘキ
サメチレンテトラミン、パラホルムアルデヒド、トリオ
キサン等が用いられ、結合剤中に８〜１４重量％含有す
ることが好ましく、１０〜１２重量％含有することがさ
らに好ましい。
炭素の他に結合剤、補強繊維、潤滑剤、充填剤等が用い
られ、さらに必要に応じ黄銅、しんちゅう等の金属粉が
用いられる。本発明で用いられる結合剤は、フェノール
樹脂を用いることが好ましく、特にノボラック樹脂、固
形アンモニアレゾール樹脂、シリコン変成フェノール樹
脂、アクリル変成ゴムフェノール樹脂を用いることが好
ましい。本発明では上記結合剤に必要に応じ硬化剤が添
加される。結合剤は全組成物中に５〜２０重量％含有す
ることが好ましく、８〜１４重量％含有することがさら
に好ましい。また必要に応じ添加される硬化剤は、ヘキ
サメチレンテトラミン、パラホルムアルデヒド、トリオ
キサン等が用いられ、結合剤中に８〜１４重量％含有す
ることが好ましく、１０〜１２重量％含有することがさ
らに好ましい。
【００１０】補強繊維としては、ガラス繊維、セラミッ
ク繊維、炭素繊維、鉱物繊維等の無機繊維、アラミド繊
維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維等の有機繊維、銅
繊維、黄銅繊維、スチール繊維等の金属繊維が用いられ
る。補強繊維は全組成物中に０．５〜１６重量％含有す
ることが好ましく、３〜１０重量％含有することがさら
に好ましい。
ク繊維、炭素繊維、鉱物繊維等の無機繊維、アラミド繊
維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維等の有機繊維、銅
繊維、黄銅繊維、スチール繊維等の金属繊維が用いられ
る。補強繊維は全組成物中に０．５〜１６重量％含有す
ることが好ましく、３〜１０重量％含有することがさら
に好ましい。
【００１１】また潤滑剤としては、黒鉛、硫化アンチモ
ン、硫化モリブデン等が、充填剤としては、カシューダ
スト、ゴムダスト、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウム、シリカ、金属粉等が一種又は二種以上
混合して用いられる。潤滑剤は全組成物中に２〜８重量
％含有することが好ましく、３〜６重量％含有すること
がさらに好ましい。充填剤は全組成物中に１０〜６０重
量％含有することが好ましく、２０〜５０重量％含有す
ることがさらに好ましい。摩擦材組成物を構成する各成
分の使用割合は、それらの総量が１００重量％になるよ
うに調整される。
ン、硫化モリブデン等が、充填剤としては、カシューダ
スト、ゴムダスト、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウム、シリカ、金属粉等が一種又は二種以上
混合して用いられる。潤滑剤は全組成物中に２〜８重量
％含有することが好ましく、３〜６重量％含有すること
がさらに好ましい。充填剤は全組成物中に１０〜６０重
量％含有することが好ましく、２０〜５０重量％含有す
ることがさらに好ましい。摩擦材組成物を構成する各成
分の使用割合は、それらの総量が１００重量％になるよ
うに調整される。
【００１２】本発明になる摩擦材は、金型内に裏金及び
摩擦材組成物を挿入及び充填した後、加熱加圧成形法で
成形し、その後熱処理を行って得られる。なお摩擦材を
製造する際の加熱加圧条件及びそのあと工程の熱処理条
件については、特に制限はなく、従来公知の条件で行う
ものとする。
摩擦材組成物を挿入及び充填した後、加熱加圧成形法で
成形し、その後熱処理を行って得られる。なお摩擦材を
製造する際の加熱加圧条件及びそのあと工程の熱処理条
件については、特に制限はなく、従来公知の条件で行う
ものとする。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例を説明するが、本発明は
これに制限するものではない。 実施例１〜３、比較例１〜２ レゾール型フラン樹脂（日立化成工業(株)製、商品名Ｖ
Ｐ−１３Ｎ）を保温器に入れ、１０℃／時間の昇温速度
で１６０℃まで昇温し、１６０℃で５時間保持して硬化
処理を行い樹脂板を得た。
これに制限するものではない。 実施例１〜３、比較例１〜２ レゾール型フラン樹脂（日立化成工業(株)製、商品名Ｖ
Ｐ−１３Ｎ）を保温器に入れ、１０℃／時間の昇温速度
で１６０℃まで昇温し、１６０℃で５時間保持して硬化
処理を行い樹脂板を得た。
【００１４】次に樹脂板を、窒素ガス雰囲気中で１００
０℃で３０日保持して炭化焼成し、その後２０００℃ま
で昇温させ、２０００℃で１０時間保持して黒鉛化処理
を行い、ガラス状炭素を得た。得られたガラス状炭素
は、厚みが２．０〜２．５mmの範囲で、密度が１．４８
g/cm3、電気比抵抗が５７００μΩ-cm及び２０〜４００
℃の熱膨脹係数２．５×１０-6deg-1であった。
０℃で３０日保持して炭化焼成し、その後２０００℃ま
で昇温させ、２０００℃で１０時間保持して黒鉛化処理
を行い、ガラス状炭素を得た。得られたガラス状炭素
は、厚みが２．０〜２．５mmの範囲で、密度が１．４８
g/cm3、電気比抵抗が５７００μΩ-cm及び２０〜４００
℃の熱膨脹係数２．５×１０-6deg-1であった。
【００１５】上記で得たガラス状炭素を粉砕して平均粒
径が７μｍのガラス状炭素粉を得た。次いでこのガラス
状炭素粉と表１に示す成分を配合し、混合機で均一に混
合して摩擦材組成物を得た。この後、１４０℃、圧力４
００MPaの条件で１２分間加熱加圧成形し、さらに２０
０℃で５時間熱処理を行ってディスクブレーキパッドを
得た。
径が７μｍのガラス状炭素粉を得た。次いでこのガラス
状炭素粉と表１に示す成分を配合し、混合機で均一に混
合して摩擦材組成物を得た。この後、１４０℃、圧力４
００MPaの条件で１２分間加熱加圧成形し、さらに２０
０℃で５時間熱処理を行ってディスクブレーキパッドを
得た。
【００１６】
【表１】
【００１７】次に本発明になるディスクブレーキパッド
と比較例のディスクブレーキパッドとについて、比較試
験を行った。その試験結果を表２に示す。なお試験条件
は下記の通りである。 剪断強度 ＪＡＳＯ、Ｃ４２７に従い、２２℃及び３００℃におけ
る強度を測定した。 耐摩耗性 キャリパ型式：コレットタイプ（シリンダ面積２８．８
cm2） 試験条件：ＪＡＳＯ、Ｃ４２７に従い、イナーシャ…４
９kgm2、制動初速度…６０km／時間、減速度…２．９４
ｍ／秒2、制動前温度…２５０℃、制動回数…各１００
０回毎の条件で摩耗量を測定した。
と比較例のディスクブレーキパッドとについて、比較試
験を行った。その試験結果を表２に示す。なお試験条件
は下記の通りである。 剪断強度 ＪＡＳＯ、Ｃ４２７に従い、２２℃及び３００℃におけ
る強度を測定した。 耐摩耗性 キャリパ型式：コレットタイプ（シリンダ面積２８．８
cm2） 試験条件：ＪＡＳＯ、Ｃ４２７に従い、イナーシャ…４
９kgm2、制動初速度…６０km／時間、減速度…２．９４
ｍ／秒2、制動前温度…２５０℃、制動回数…各１００
０回毎の条件で摩耗量を測定した。
【００１８】 異音の発生状況及び効力 ２０００ccのオートマチック車（日産自動車(株)製、車
種名セドリック（Ｙ３２））でＪＡＳＯ、Ｃ４０２の実
車試験を行い、試験中の異音を測定し、７０dB以上の異
音の発生率及び最大音圧を求めた。また効力について
は、試験中のディスクブレーキとしての効力をμ値で、
相手材表面攻撃量をロータの研削量で評価した。 成形性 ディスクブレーキパッドの外観を目視し、皺及び亀裂の
発生の有無について観察した。表２において〇印は皺及
び亀裂がないものを示し、×印は皺及び亀裂が発生した
ものを示す。
種名セドリック（Ｙ３２））でＪＡＳＯ、Ｃ４０２の実
車試験を行い、試験中の異音を測定し、７０dB以上の異
音の発生率及び最大音圧を求めた。また効力について
は、試験中のディスクブレーキとしての効力をμ値で、
相手材表面攻撃量をロータの研削量で評価した。 成形性 ディスクブレーキパッドの外観を目視し、皺及び亀裂の
発生の有無について観察した。表２において〇印は皺及
び亀裂がないものを示し、×印は皺及び亀裂が発生した
ものを示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】表２に示されるように、本発明になるディ
スクブレーキパッドは、皺及び亀裂の発生がなく、全て
の特性に優れることが確認された。これに対し比較例１
のディスクブレーキパッドは、安定した摩擦係数（μ≧
０．３５）が得られず、また比較例２のディスクブレー
キパッドは、実車異音発生率が９．９％及び相手材表面
攻撃量も７．８μｍとなり、良好な結果が得られなかっ
た。
スクブレーキパッドは、皺及び亀裂の発生がなく、全て
の特性に優れることが確認された。これに対し比較例１
のディスクブレーキパッドは、安定した摩擦係数（μ≧
０．３５）が得られず、また比較例２のディスクブレー
キパッドは、実車異音発生率が９．９％及び相手材表面
攻撃量も７．８μｍとなり、良好な結果が得られなかっ
た。
【００２１】
【発明の効果】請求項１における摩擦材組成物は、安定
した摩擦係数（μ≧０．３５）を有し、かつノイズ発生
やジャダー発生を抑えることが可能な摩擦材を提供する
ことができる。請求項２における方法により得られる摩
擦材は、安定した摩擦係数（μ≧０．３５）を有し、か
つノイズ発生やジャダー発生を抑えることが可能で、工
業的に極めて好適である。
した摩擦係数（μ≧０．３５）を有し、かつノイズ発生
やジャダー発生を抑えることが可能な摩擦材を提供する
ことができる。請求項２における方法により得られる摩
擦材は、安定した摩擦係数（μ≧０．３５）を有し、か
つノイズ発生やジャダー発生を抑えることが可能で、工
業的に極めて好適である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年５月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、全組成物中に
ガラス状炭素を０．３〜２３重量％含有してなる摩擦材
組成物に関する。また、本発明は、上記の摩擦材組成物
を加熱加圧し、次いで熱処理することを特徴とする摩擦
材の製造法に関する。
ガラス状炭素を０．３〜２３重量％含有してなる摩擦材
組成物に関する。また、本発明は、上記の摩擦材組成物
を加熱加圧し、次いで熱処理することを特徴とする摩擦
材の製造法に関する。
Claims (2)
- 【請求項１】 全組成物中にガラス状炭素を０．３〜２
３重量％含有してなる摩擦材組成物。 - 【請求項２】 請求項１記載の摩擦材組成物を加熱加圧
成形し、次いで熱処理することを特徴とする摩擦材の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28661396A JPH10130627A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 摩擦材組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28661396A JPH10130627A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 摩擦材組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10130627A true JPH10130627A (ja) | 1998-05-19 |
Family
ID=17706687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28661396A Pending JPH10130627A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 摩擦材組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10130627A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1055649A2 (en) | 1999-05-24 | 2000-11-29 | MRCC, Inc. | Vitreous carbon composite and method of making and using same |
| JP2009529481A (ja) * | 2006-01-27 | 2009-08-20 | カーボン セラミックス カンパニー，エルエルシー | 二相ナノポーラスガラス状炭素材料およびその製造方法 |
| US8052903B2 (en) | 2006-12-25 | 2011-11-08 | Christopher Whitmarsh | Vitreous carbon material and process for making the same |
-
1996
- 1996-10-29 JP JP28661396A patent/JPH10130627A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1055649A2 (en) | 1999-05-24 | 2000-11-29 | MRCC, Inc. | Vitreous carbon composite and method of making and using same |
| EP1055649A3 (en) * | 1999-05-24 | 2001-07-11 | MRCC, Inc. | Vitreous carbon composite and method of making and using same |
| JP2009529481A (ja) * | 2006-01-27 | 2009-08-20 | カーボン セラミックス カンパニー，エルエルシー | 二相ナノポーラスガラス状炭素材料およびその製造方法 |
| US7862897B2 (en) | 2006-01-27 | 2011-01-04 | Carbon Ceramics Company, Llc | Biphasic nanoporous vitreous carbon material and method of making the same |
| KR101367347B1 (ko) * | 2006-01-27 | 2014-02-26 | 카본 세라믹스 컴퍼니, 엘엘씨 | ２상 나노포러스 유리질 탄소 물질 및 그 제조방법 |
| US8052903B2 (en) | 2006-12-25 | 2011-11-08 | Christopher Whitmarsh | Vitreous carbon material and process for making the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040226 |