JPH108035A

JPH108035A - 非石綿系摩擦材

Info

Publication number: JPH108035A
Application number: JP16476596A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Sasahara; 茂美笹原; Takayuki Watanabe; 隆幸渡辺
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】高湿度下において効きが異常に上昇するモー
ニングエフェクトの発生を抑制する。特にブレーキライ
ニング等のブレーキ用として有用な摩擦材を提供するこ
とを課題とする。【解決手段】非石綿系繊維基材、熱硬化性樹脂結合
材、および充填材を含有する配合組成物であって、前記
繊維基材が複数の非石綿系繊維を組み合わせてなるもの
であり且つ該繊維基材の一部にセルロース繊維を含有す
るものを成形し、非石綿系摩擦材とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セルロース繊維を
含む繊維基材を用いた摩擦材に関する。詳しくは、本発
明は産業機械、鉄道車両、荷物車両、自動車用摩擦摺動
材、特にブレーキパッド、ブレーキライニング等のブレ
ーキ用摩擦材に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般のブレーキ用の摩擦材（ディスクブ
レーキ用パッド、ドラムブレーキ用ライニング等のブレ
ーキ用ライニング材）は、有機繊維、無機繊維（非石綿
系）、金属繊維等の繊維基材、フェノール樹脂等の熱硬
化性樹脂結合材、及び、レジンダスト等の摩擦調整剤や
黒鉛等の固体潤滑剤などの充填材を主成分として構成さ
れている。

【０００３】従来の摩擦材は、梅雨期や早朝といった湿
度の高いときや低温時に使用すると、摩擦係数が上昇し
て効きが異常に高くなりブレーキ時の衝撃が大きくカッ
クンとなる現象が生じる。これは、特に、夜間大気中の
水分を吸収した結果、翌朝使用する時に顕著に発生する
ため、モーニングエフェクトと呼ばれている。

【０００４】このようなモーニングエフェクトが生じる
のは、摩擦材の原料中に結晶水、吸着水の多い材料や粉
体形状の材料（炭酸カルシウム、フェノール樹脂、ヒル
石、アラミド繊維、硫酸バリウム等）を多く使用してお
り、温度、水分等の外的要因の影響を受けやすいためと
考えられる。

【０００５】また、特にトラック等においては、過積規
制によりブレーキ使用時の状態が軽負荷となっており、
例えばドラムブレーキにおいては、相手材（ドラム）の
攻撃により鏡面化したドラムとライニングとの接触界面
に水分が介在することによって吸着現象が起き、これが
より顕著なモーニングエフェクト、すなわちカックン現
象を引き起こす要因の一つともなっていると考えられ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高湿度下に
おいても、現象として異常な効き上昇を引き起こすモー
ニングエフェクトの発生が抑制された、ブレーキ用ライ
ニング材等として有用な摩擦材を提供することを課題と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意検討した結果、繊維基材の少なくとも一部に
セルロース繊維を用いることにより、湿度の高い環境下
においても摩擦係数上昇を少なくし、モーニングエフェ
クトの発生を抑えることができることを見出し、本発明
に到達した。

【０００８】すなわち、本発明は、非石綿系繊維基材、
熱硬化性樹脂結合材、および充填材を主成分とする摩擦
材において、前記繊維基材が複数の非石綿系繊維を組み
合わせてなるものであり且つ該繊維基材の一部としてセ
ルロース繊維を含有することを特徴とする非石綿系摩擦
材を提供するものである。

【０００９】また、本発明は、セルロース繊維の含有量
が摩擦材全量の１〜３０重量％である前記非石綿系摩擦
材を提供するものである。また、本発明は、ブレーキ用
ライニング材である前記非石綿系摩擦材を提供するもの
である。

【００１０】また、本発明は、ゴム材を実質的に含まな
いことを特徴とする前記非石綿系摩擦材を提供するもの
である。また、本発明は、非石綿系繊維基材５〜４０重
量％、熱硬化性樹脂結合材５〜２０重量％、及び充填材
３０〜８０重量％を含有してなる前記非石綿系摩擦材を
提供するものである。

【００１１】本発明においては、繊維基材としてセルロ
ース繊維を多量に使用する結果、摩擦表面に耐熱強度の
弱いセルロース繊維が多く存在するため、軽負荷の条件
下においても、制動時に該セルロース繊維が容易に熱劣
化し、相手材（ドラム等）とライニングとの接触界面に
凹凸が生じ、このために水分が介在しても吸着現象が起
きにくい。また、セルロース自体の有機潤滑性により、
相手材を攻撃する量が減少し鏡面化が進行しないため、
これによっても鏡面化による吸着力の増大が起こらな
い。また、セルロース繊維は、その構造上の化学的特性
（ＯＨ基の存在）から親水性が高く、また中空構造によ
り摩擦界面の水がセルロース繊維に吸収されて摩擦材の
内部に移動するため、水分の影響を受けにくく、水分に
よる接触界面での吸着現象が抑制される。よって、水分
の多い高湿度の条件下においてもブレーキの効き上昇を
抑えることができ、モーニングエフェクトの発生を少な
くすることができることから、特にブレーキ用ライニン
グ材として有用である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明の摩擦材は、繊維基材として非石綿系繊維
を使用した非石綿系摩擦材であり、該非石綿系繊維基材
と、熱硬化性樹脂結合材と充填材とを主成分とするもの
である。

【００１３】本発明の繊維基材は複数の非石綿系繊維を
組み合わせてなるものであり且つ該繊維基材の一部とし
てセルロース繊維を含有することを特徴とする。セルロ
ース繊維は、平均繊維長及び平均繊維径について特に制
限はないが、平均繊維長は好ましくは２〜１０ｍｍ、特
に好ましくは４．５〜６．５ｍｍであり、平均繊維径は
好ましくは１０〜１００μｍ、特に好ましくは３０〜４
０μｍである。このようなセルロース繊維は、たとえば
パルプからビスコース法等によって製造される。

【００１４】前記セルロース繊維のほか、スチール繊
維、銅繊維、真鍮繊維等の金属繊維；芳香族ポリアミド
繊維（アラミド繊維等：市販品では、デュポン社製、商
品名ケブラー等がある）、耐炎化アクリル繊維等の有機
繊維；チタン酸カリウム繊維、ガラス繊維、アルミナ繊
維、炭素繊維、ロックウール等の非石綿系無機繊維等を
併用することができる。これらのうち１種または２種以
上を組み合わせて使用することができる。このうち、ア
ラミド繊維、フィブリル化されたアラミド繊維（アラミ
ドパルプ）などの有機繊維を併用するのが好ましい。

【００１５】セルロース繊維の含有量は、摩擦材全量に
対し好ましくは１〜３０重量％、より好ましくは５〜２
０重量％である。この配合量が少なすぎると高湿度下で
の摩擦係数上昇を抑えるという本発明の効果を発揮する
ことができず、一方多すぎると耐熱性が低下するので好
ましくない。また、繊維基材全体の使用量は、通常摩擦
材全量に対し、５〜４０重量％、好ましくは１０〜３５
重量％である。該繊維基材全量中のセルロース繊維の割
合は特に限定されないが、好ましくは１０〜８０重量％
程度である。

【００１６】本発明の熱硬化性樹脂結合材は、摩擦材の
各配合成分を結合させる役割を有するものであり、フェ
ノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シアン酸エ
ステル樹脂等が使用される。このうち、好ましくはフェ
ノール樹脂が用いられる。熱硬化性樹脂結合材の使用量
は特に限定されないが、通常、摩擦材全量に対し５〜２
０重量％である。

【００１７】本発明で用いられる充填材としては、レジ
ンダスト（例えばカシューダスト）等の有機充填材；ア
ルミナ、シリカ、ジルコニア、酸化クロム等の金属酸化
物の硬質粒子や、銅、真鍮、鉄等の金属粒子などの金属
質系充填材；バーミキュライト、マイカ等の鱗片状無機
物や、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機化合物な
どの無機充填材；黒鉛、二硫化モリブデン等の固体潤滑
剤；等を用いることができる。充填材の配合量は、摩擦
材全量に対し好ましくは３０〜８０重量％、より好まし
くは４０〜７５重量％である。

【００１８】本発明の摩擦材は、実質的にゴム材を含ま
ないようにするのが好ましい。ゴム材を多量に配合する
とブレーキの効きが上昇し、モーニングエフェクトを発
生しやすくするからである。一方、本発明のセルロース
繊維を繊維基材に用いた摩擦材では、ゴム材を用いなく
ても適度な耐摩耗性等を保つことができる。尚、ここで
いうゴム材は、通常摩擦材の有機充填材として用いられ
るものであり、ゴムダスト、ハイカー等が挙げられる。
ただし、摩擦材の柔軟性及び耐衝撃性を向上させる目的
で、モーニングエフェクトに悪影響を及ぼさない範囲で
若干量の、好ましくは摩擦材全量に対して５重量％以下
のゴム材を添加することができる。

【００１９】本発明の摩擦材は、以上述べた繊維基材、
熱硬化性樹脂結合材及び充填材を均一に撹拌・混合して
得られる配合組成物を、タブレット状等に予備成形した
後、これを、金型等に入れて加圧加熱成形し、所定の厚
さおよび密度の成形品を得る。次にこの成形品を熱処理
し、更に形状加工等の仕上げを行って本発明の摩擦材を
得る。これらの工程における諸条件は、常法に従って適
宜選択されるが、具体的には、予備成形は通常、面圧１
００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²程度で行い、加圧加熱成形
は温度１３０〜１８０℃および面圧２００〜１０００ｋ
ｇｆ／ｃｍ²程度で行い、また熱処理は温度１５０〜３
００℃程度で行うのが一般的である。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。

【００２１】

【実施例１〜３、比較例１〜３】表１に示す種類および
量の配合成分を十分に撹拌・混合し、得られた配合組成
物を金型にて面圧２００ｋｇｆ／ｃｍ²で予備成形し、
次いで金型にて温度１５０℃、面圧２００ｋｇｆ／ｃｍ
²で加圧加熱成形し、得られた成形品を１８０〜２００
℃で熱処理し、更に研磨等の形状加工を行って摩擦材試
験片（ドラムブレーキ用ライニング）を作成した。得ら
れた試験片のサイズは２２０ｍｍ×１９０ｍｍ×１６ｍ
ｍである。

【００２２】次に、得られた試験片を実車に取り付け、
以下に示す試験を行ってモーニングエフェクト（Ｍ／
Ｅ）の発生の程度を評価した。

【００２３】（１）減速度制動初速度（Ｖ）＝５０ｋｍ／ｈ、減速度０．１Ｇで２
０００回すりあわせた後、Ｖ＝１５ｋｍ／ｈ、ブレーキ
液圧（Ｐ）＝２０ｋｇｆ／ｃｍ²にて減速度を測定し
た。通常の条件下（ＲＨ）における減速度（ベース）及
び加湿下（湿度９０％）における減速度（Ｍ／Ｅ）を、
この方法で測定してモーニングエフェクトを評価した。
尚、減速度の許容レベルは０．５Ｇ以下である。

【００２４】（２）ドラム粗さ制動初速度（Ｖ）＝５０ｋｍ／ｈ、減速度０．１Ｇで２
０００回すりあわせ、すりあわせ前のドラム粗さ（初期
値）及びすり合わせ後のドラム粗さ（終値）を１０点平
均粗（ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に準拠）により測定した。
尚、ドラム粗さの値は、小さいほど鏡面化が進んでいる
ことを表す。

【００２５】評価試験の結果を表１に併せて示す。ま
た、図１にセルロース繊維量（重量％）と減速度（Ｇ）
との関係を、図２にセルロース繊維量（重量％）とドラ
ム粗さ（μｍ）との関係を、各々示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】この結果からわかるように、本発明のセル
ロース繊維を繊維基材に用いた摩擦材では、比較例と比
べてベースの効きは変わらないが、加湿下の効きは、セ
ルロース繊維量が増加するに従って低下する傾向を示す
（図１参照）。また、相手材（ドラム）の粗さについて
も、セルロース繊維量が増加するに従って粗さが増す傾
向にある（図２参照）。したがって、繊維基材の一部と
してセルロース繊維を用いることにより、モーニングエ
フェクトの発生が抑制されることがわかる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、繊維基材の少なくとも
一部にセルロース繊維を含有させることにより、ドラム
とライニングとの間の鏡面化や水分による吸着が抑えら
れ、加湿下でのブレーキの効きの上昇が抑制され、モー
ニングエフェクトの発生を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるセルロース繊維量
（重量％）と減速度（Ｇ）との関係を示す図である。

【図２】本発明の実施例におけるセルロース繊維量
（重量％）とドラム粗さ（μｍ）との関係を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非石綿系繊維基材、熱硬化性樹脂結合
材、および充填材を主成分とする摩擦材において、前記
繊維基材が複数の非石綿系繊維を組み合わせてなるもの
であり且つ該繊維基材の一部としてセルロース繊維を含
有することを特徴とする、非石綿系摩擦材。
【請求項２】セルロース繊維の含有量が摩擦材全量の
１〜３０重量％である、請求項１記載の非石綿系摩擦
材。
【請求項３】ブレーキ用ライニング材である、請求項
１記載の非石綿系摩擦材。
【請求項４】ゴム材を実質的に含まないことを特徴と
する、請求項１記載の非石綿系摩擦材。
【請求項５】非石綿系繊維基材５〜４０重量％、熱硬
化性樹脂結合材５〜２０重量％、及び充填材３０〜８０
重量％を含有してなる、請求項１記載の非石綿系摩擦
材。