JPS62142630A - 摩擦材の熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は摩擦材の熱処理方法に係シ、特に自動車用ブレ
ーキパッドの耐フェード性を向上させるのに好適な摩擦
材の熱処理方法に関する。

（従来の技術） 従来、自動車用ブレーキパッドには、金属繊維を基材と
し、この基材に充填材および結合材を混合し成形したＪ
ｌ擦材を用いている。

この摩擦材の熱処理方法には、非酸化雰囲気中４００〜
１０００℃の熱処理条件によって熱処理を行ない、熱硬
化性樹脂、好ましくはフェノール樹脂の結合材を部分的
に炭化せしめ、高温時における分解生成物の発生量の少
ない熱的に安定な炭素質系物質を形成させることによシ
、摩擦材の摩擦係数の低下原因を取除くとともに、高温
φ高負荷時に摩擦材の劣化による制動力の低下現象（フ
ェード現象）の発生を未然に防止したものがある（特開
昭５９−１１３０３８号公報参照）。

また、他の方法として、上記摩擦材と同様な成分からな
るセミメタリック摩募材を非酸化性雰囲気中において、
フェノール樹脂等の結合材の分解温度以上、金属線維の
溶融温度以下の温度で適宜時間、熱処理を行なったもの
がある（特開昭５９−２５８６５号公報参照）。

この熱処理方法によシ、低速での制動時における鳴きの
発生を少なくシ、かつ高温下での摩擦性能を高めるよう
になっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、摩擦材のフェード現象は、特公昭５７−
８１４８号公報に示さｎているように、摩擦熱による摩
擦材の分解ガスが摩擦材と相手材の界面に存在し、気体
＠清を生じるためであるとさｎている。

したがって、摩擦材を熱処理することによシ、予め分解
を起こさせ、制動時に高温となった摩擦材から生じる分
解ガスの量を低下させている。

ところが、熱処理を所定条件以上で行なうと、結合材で
ある樹脂の分解が進行しすぎて摩擦材の強度が低下し、
摩擦材にクラック等を生じ、。

しかも皐擦量も増大するという問題点があった。

また、第４図に示す熱処理温度に対する摩擦材の発熱量
と重量減少率の関係から明らかなように、熱処理温度は
通常分解温度以上に高めると、摩擦材の重量減を招き、
かつ発熱量も温度に依丑してリニアな関係にはなく、た
とえば４４０℃でピーク値を示すことから、摩擦材を安
定な熱処理条件で行なうことは難しい。

このような問題点を解消するために、本発明は熱処理条
件下に発生する摩擦材の重量減を押え、かつ発熱量の安
定な状態を維持できる範囲内で熱処理を行なうことによ
シ、機械的強度にすぐｎｌかり耐フェード性を有する摩
擦材を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達、成するため、本発明は、スチール繊維、
無機繊維等の繊維を基材とし、この基材に黒鉛、硫酸バ
リウム等の充填材とフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂に
よる結合材を混合して成形した摩擦材を、非酸化性雰囲
気中において温度を３００℃以上４００℃未満、処理時
間を１５分以上４時間未満とする設定条件で熱処理を行
なうことを特徴としている。

（作　用） このような方法により、熱処理中摩擦材はその成分であ
る樹脂の酸化分解およびスチール繊維の酸化によって素
材を劣化させることなく、しかも摩擦材の重量減と発熱
を押えて、結合材の分解がゆつくシ進行することになる
。

この結果、摩擦材の表面と内部との熱処理による差を少
なくして摩擦材全体を均一に熱処理することができる。

（実施例） 本発明に係る摩擦材の熱処理方法を図面に基づいて説明
する。

まず、基材のスチール繊維、結合材の７エノール樹脂、
および黒鉛やその他の充填材を表−１に示す重量比（％
）に従って配合し、これを均このようにした上記複合材
料を金型内に充填し、温度１５０℃、圧力５００Ｋｆ／
−で圧縮成形する。

できた成形品を２００℃で３時間の所定条件にヨシアフ
ターキュアを施した後、窒素ガス中でで熱処理を行なう
。この場合の熱処理温度は第４図に示す熱分解曲線にお
いて、発熱のピークとなる温度以下に設定する。

そこで、４４０℃以下の温度を選び、重量減と硬さの変
化を測定したところ、熱処理の条件として満足な設定温
度は３００℃以上４００℃未満よシ好ましくは３４０℃
以上３８０℃以下が実副データから最適なものとなった
。また処理時間については１５分間以上４時間未満、よ
り好ましくは３０分以上２時間以下が良い。

上記設定条件である熱処理温度と処理時間をぜんだ理由
は、処理温度が４００℃を超えると急激な分解が起こる
ため、摩擦材内部に生じたガスが外部へ逃げきれず、ふ
くれや割ルを生じゃすくなるからである。また３００℃
以下では４時間以上の長時間の熱処理を行なっても結合
材であるフェノール樹脂の分解がわずかしが起こらず、
耐フェード性を向上させることが不可能となるからであ
る。

一方、処理時間は１５分未満では処理状態の変化が大き
く、常に安定した処理を行なうことができなくなシ、ま
た、４時間以上ではさらに処理を施しても変化はほとん
ど生じないという理由による。

上記実施例において、重量減と硬さは第１図および第２
図に示すような対応関係にある。このρ〕、重量減は４
００℃の熱処理温度で最高４ｓとなっておシ、この場合
樹脂の３６優に相当する量であった。

また硬さくショアー硬さ）との対応関係については上記
設定条件で最低の硬さはＩ−ｆＲ８４７であった。

現在実用さルている摩擦パッドの硬さはＨＲ８６０〜９
０程度となっているが、ＨＲ８５０程度の硬さがあれば
実用上問題はない。

さらに、耐フエード性向上の効果を確めるために、その
具体例として、窒素雰囲気中において熱処理温度３８０
℃、処理時間４５分間の熱処理を施した摩擦バンドにつ
いてその特性を調べてみた。

この熱処理さｔＬ　７’ｃ　摩Ｊパッドをディスクブレ
ーキに取付け、フルサイズダイナモメータを用いて３５
秒毎の連続制動させたときの４擦係数（μ）は第３図に
示す曲線で、Ａは上記熱処理条件を施した具体例で、３
１１）、Ｂが通常の熱処理品の従来例でらって、空気中
で２００℃、１時間の熱処理を行なったものである。

曲線人は初期４粍（制動回数ｎが１０回以内）について
、その摩擦係数が０．４前後で安定しておシ、曲線Ｂに
比較して顕著な差異を示しておシ、曲線Ａの具体例にお
ける熱処理効果による耐フェード性は十分実証さｎた。

なお、本発明の実施例は、その基材がスチール繊維であ
る摩擦材についてのみ説明したが、本発明はと１に限定
されるものではなく、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂
を結合材とするものでちれば、アルミナ繊維などの人工
無機繊維や、アラミツド繊維などを基材としたものであ
っても、同様の熱処理を行なうことによシ、予めフェノ
ール樹脂等の分解を生じさせ、耐フェード性を向上させ
ることができる。

（発明の効果） 以上説明しｔことから明らかなように、本発明Ｆｉ摩擦
材の熱処理中、素材の重量減を少なくするとともに、発
熱量が平坦な温度範囲での熱処理方法であるので、ｇ振
材の機械的強度の低下を防ぎ、しかも高温下による結合
材の熱分解を予め熱処理時に発生させることによって耐
フェード性を向上させることができる。

また高温下での摩擦材の摩擦係数を安定させるとともに
、高速時からの急制動に対して摩擦係数を低下させるこ
となく、かつ制動時に発生した熱分解ガスによる発火現
象も押えることができる。

さらに、熱処理後の摩擦材の硬さが、従来に比較して低
いので摩擦材における制動時の鳴きを防ぐ副次的効果も
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の実施例において、そｎ
ぞれ熱処理時間に対する重量減と硬さとの関係を各設定
温度について測定した特性曲線図、 第３図は、本実施例と従来例における摩擦材の制動回数
に対する摩擦係数の関係を示す特性曲線図、 第４図は、熱処理温度における摩擦材の発熱量と重量減
少率の関係を示す特性曲線図でちる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スチール繊維、無機繊維等の繊維を基材とし、こ
   の基材に黒鉛、硫酸バリウム等の充填材とフェノール樹
   脂等の熱硬化性樹脂による結合材を混合して成形した摩
   擦材を、非酸化性雰囲気中において温度を３００℃以上
   ４００℃未満、処理時間を１５分以上４時間未満とする
   設定条件で熱処理を行なうことを特徴とする摩擦材の熱
   処理方法。