JPH10273647A - 摩擦材組成物、摩擦材組成物の製造法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、摩擦材組成物の製造法及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材の製造法

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JPH10273647A
JPH10273647A JP8041597A JP8041597A JPH10273647A JP H10273647 A JPH10273647 A JP H10273647A JP 8041597 A JP8041597 A JP 8041597A JP 8041597 A JP8041597 A JP 8041597A JP H10273647 A JPH10273647 A JP H10273647A
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resin
weight
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Makoto Kikuchi
誠 菊地
Manabu Ono
学 小野
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Showa Denko Materials Co Ltd
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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、摩擦材組成物の製造法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%及び液状樹脂又は液状ゴムを0.6〜22重量
%含有してなる摩擦材組成物、ガラス状炭素粉及び液状
樹脂又は液状ゴムを混練して予備組成物を得た後、該予
備組成物に結合剤、補強繊維、充填剤及び潤滑剤を配合
し、混合することを特徴とする摩擦材組成物の製造法及
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

【発明の詳細な説明】
【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、摩擦材組成物の製造法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。
【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。
【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、結合剤にゴム変成樹脂や粉末ゴムを配合し、摩
擦材の柔軟性を向上させてきたが、結合剤自身に柔軟性
を付与するに留まり、摩擦材の制動に伴うノイズやジャ
ダーの発生を十分に防止するには至っていない。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、2及び3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4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
の製造法を提供するものである。請求項5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0.3〜23重量%及び液状樹脂又は液
状ゴムを0.6〜22重量%含有してなる摩擦材組成物
に関する。また、本発明は、ガラス状炭素の表面が液状
樹脂又は液状ゴムで被覆されている摩擦材組成物に関す
る。また、本発明は、液状樹脂又は液状ゴムの粘度が2
0℃で300〜1000ポイズである摩擦材組成物に関
する。また、本発明は、ガラス状炭素粉及び液状樹脂又
は液状ゴムを混練して予備組成物を得た後、該予備組成
物に結合剤、補強繊維、充填剤及び潤滑剤を配合し、混
合することを特徴とする摩擦材組成物の製造法に関す
る。さらに、本発明は、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。
【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。
【0009】また、液状樹脂又は液状ゴムは全組成物中
に0.6〜22重量%、好ましくは1〜20重量%、よ
り好ましくは3〜15重量%の範囲とされ、0.6重量
%未満であるとガラス状炭素の表面を被覆することがで
きず、22重量%を超えるとガラス状炭素との混合時に
液状樹脂又は液状ゴムの塊が生じ易くなり、均質な予備
組成物を得ることができない。
【0010】液状樹脂や液状ゴムは特に制限はないが、
液状樹脂としては例えばカシュー樹脂が挙げられ、液状
ゴムとしては例えばSBRラテックスが挙げられる。液
状樹脂又は液状ゴムの使用する際の粘度は20℃で30
0〜1000ポイズが好ましく、400〜800ポイズ
がより好ましく、500〜700ポイズがさらに好まし
い。粘度が小さいと被覆が不十分となり、大きすぎても
凝集を起こして被覆が不十分となる。原液の粘度が大き
い場合には適当な溶剤で希釈して使用することが出来
る。
【0011】本発明における摩擦材組成物は、ガラス状
炭素及び液状樹脂又は液状ゴムの他に結合剤、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。
【0012】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。
【0013】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。
【0014】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。
【0015】
【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1〜6、比較例1〜6 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。
【0016】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20〜40
0℃の熱膨張係数2.5×10-6deg-1であった。
【0017】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
状炭素粉と粘度が20℃で400ポイズのSBRラテッ
クスを表1及び表2に示す量配合し、ニーダーで均一に
混練して予備組成物を得た。次に予備組成物を80℃で
60分乾燥して水分を除去した後、表1及び表2に示す
量の他の材料を配合し、混合機で均一に混合して摩擦材
組成物を得た。この後、140℃及び圧力40MPaの条
件で12分間加熱加圧成形し、さらに200℃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。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】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3及び表4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。
【0021】 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3及び表4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。
【0022】
【表3】
【0023】
【表4】
【0024】表3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。これに対し表4に示
されるように、比較例のディスクブレーキパッドは、い
ずれかの特性に欠点が生じることが確認された。
【0025】
【発明の効果】請求項1、2及び3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4における方法により
得られる摩擦材組成物は、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5
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。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全組成物中にガラス状炭素を0.3〜2
    3重量%及び液状樹脂又は液状ゴムを0.6〜22重量
    %含有してなる摩擦材組成物。
  2. 【請求項2】 ガラス状炭素の表面が液状樹脂又は液状
    ゴムで被覆されている請求項1記載の摩擦材組成物。
  3. 【請求項3】 液状樹脂又は液状ゴムの粘度が20℃で
    300〜1000ポイズである請求項1又は2記載の摩
    擦材組成物。
  4. 【請求項4】 ガラス状炭素粉及び液状樹脂又は液状ゴ
    ムを混練して予備組成物を得た後、該予備組成物に結合
    剤、補強繊維、充填剤及び潤滑剤を配合し、混合するこ
    とを特徴とする摩擦材組成物の製造法。
  5. 【請求項5】 請求項1、2又は3記載の摩擦材組成物
    若しくは請求項4の方法で得られた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。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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