JPS63215731A - ブレ−キ摩擦材の製造方法 - Google Patents
ブレ−キ摩擦材の製造方法Info
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- JPS63215731A JPS63215731A JP62048294A JP4829487A JPS63215731A JP S63215731 A JPS63215731 A JP S63215731A JP 62048294 A JP62048294 A JP 62048294A JP 4829487 A JP4829487 A JP 4829487A JP S63215731 A JPS63215731 A JP S63215731A
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Classifications
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29K2103/00—Use of resin-bonded materials as moulding material
- B29K2103/04—Inorganic materials
-
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Landscapes
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
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。
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〕
本発明はディスクブレーキ用に用い好適な摩擦材の製造
方法に関する。
方法に関する。
従来ディスクブレーキ用摩擦材としては、アスベストを
主成分とし、これに種々の添加物を加え、結合材として
フェノール樹脂を使用し、加圧加熱成形して製造したレ
ジン系が主流であった。しかしながら、近年アスベスト
の発ガン性が注目されるようになり、アスベストを使用
しないブレーキ摩擦材の製造法が研究された結果金属繊
維や金属粉を主成分とし、これに種々の添加物を加えた
原料をフェノール樹脂を結合材として加圧加熱成形して
製造するセミメタリックタイプの摩擦材が開発された。
主成分とし、これに種々の添加物を加え、結合材として
フェノール樹脂を使用し、加圧加熱成形して製造したレ
ジン系が主流であった。しかしながら、近年アスベスト
の発ガン性が注目されるようになり、アスベストを使用
しないブレーキ摩擦材の製造法が研究された結果金属繊
維や金属粉を主成分とし、これに種々の添加物を加えた
原料をフェノール樹脂を結合材として加圧加熱成形して
製造するセミメタリックタイプの摩擦材が開発された。
しかしながら、セミメタリックタイプといえどもフェノ
ール樹脂を結合材とした物であり、フェノール樹脂の耐
熱温度が高々２５０〜３００℃であるため、重負荷時の
制動、高速域の制動、制動頻度の高い場合などブレーキ
温度が高くなるケースでは摩耗量の著しい増大、摩擦係
数の低下などの問題点が発生した。
ール樹脂を結合材とした物であり、フェノール樹脂の耐
熱温度が高々２５０〜３００℃であるため、重負荷時の
制動、高速域の制動、制動頻度の高い場合などブレーキ
温度が高くなるケースでは摩耗量の著しい増大、摩擦係
数の低下などの問題点が発生した。
また、アラミド繊維やガラス繊維を主成分とする摩擦材
が近年開発されているが、結合材は従来と同様フェノー
ル樹脂を使用しており、高温時の摩耗に関しては同様の
問題点が発生した。
が近年開発されているが、結合材は従来と同様フェノー
ル樹脂を使用しており、高温時の摩耗に関しては同様の
問題点が発生した。
一方、航空機用やレーシングカー用のディスクブレーキ
として、近年Ｃ／Ｃ複合材製のが使用されるようになっ
てきた。ここでＣ／Ｃ複合材とは、炭素繊維と炭素マト
リックスからなる複合材を意味する。この場合はディス
ク、摩擦材ともＣ／Ｃ複合材でないと良好な摩擦性能が
得られない。しかしながら、Ｃ／Ｃ複合材は極めて高価
であり、また衝撃に対しては鉄より弱いため、長期にわ
たって使用され信顛性が要求される一般自動車（トラッ
ク、バス、乗用車）用ディスクとしては使用しがたい。
として、近年Ｃ／Ｃ複合材製のが使用されるようになっ
てきた。ここでＣ／Ｃ複合材とは、炭素繊維と炭素マト
リックスからなる複合材を意味する。この場合はディス
ク、摩擦材ともＣ／Ｃ複合材でないと良好な摩擦性能が
得られない。しかしながら、Ｃ／Ｃ複合材は極めて高価
であり、また衝撃に対しては鉄より弱いため、長期にわ
たって使用され信顛性が要求される一般自動車（トラッ
ク、バス、乗用車）用ディスクとしては使用しがたい。
ここで、鉄製ディスクとＣ／Ｃ複合材製摩擦材という組
合せが考えられるが、この組合せでは良好な摩擦特性は
得られず、−ｉ自動車用ディスクブレーキ摩擦材として
の使用は困難であった。
合せが考えられるが、この組合せでは良好な摩擦特性は
得られず、−ｉ自動車用ディスクブレーキ摩擦材として
の使用は困難であった。
このような現状に対して、本発明者らは、一般自動車用
の鉄製ブレーキディスク用摩擦材の高温時の摩耗特性改
善を目的として鋭意研究を行い本発明を見いだすに至っ
た。
の鉄製ブレーキディスク用摩擦材の高温時の摩耗特性改
善を目的として鋭意研究を行い本発明を見いだすに至っ
た。
このブレーキ摩擦材の製造方法は、ピッチと金属繊維と
黒鉛を主材とする原料を混合後、最高温度４５”Ｏ〜６
００℃、成形圧４０）ｃｇ／ａｌ１以上で加圧加熱成形
し、その後常法により加熱し、炭化することを特徴とす
る。
黒鉛を主材とする原料を混合後、最高温度４５”Ｏ〜６
００℃、成形圧４０）ｃｇ／ａｌ１以上で加圧加熱成形
し、その後常法により加熱し、炭化することを特徴とす
る。
また、さらに好ましい実施態様としては、ピッチ１５〜
４０容積部と金属繊維５〜５０容積部と黒鉛粉５容積部
以上を含む原料を用いることである。
４０容積部と金属繊維５〜５０容積部と黒鉛粉５容積部
以上を含む原料を用いることである。
この製造方法で得られるブレーキ摩擦材はピッチを加圧
加熱成形後炭化して得られる炭素を結合材としている。
加熱成形後炭化して得られる炭素を結合材としている。
前述したように、従来の摩擦材が高温時耐摩耗性が著し
く劣化する原因は結合材として耐熱性の低いフェノール
樹脂を使用していることにある。これに対して本発明で
は、結合材が炭素であるため極めて耐熱性が高〈従来の
摩擦材で著しく摩耗量が増加する４００゛Ｃ以上の温度
でも耐摩耗性が良好である。
く劣化する原因は結合材として耐熱性の低いフェノール
樹脂を使用していることにある。これに対して本発明で
は、結合材が炭素であるため極めて耐熱性が高〈従来の
摩擦材で著しく摩耗量が増加する４００゛Ｃ以上の温度
でも耐摩耗性が良好である。
ここで本発明で用いるピッチは、繊維や添加物を接着す
ると言う点からは流動性を示す物が好ましい。また、炭
化収率が高く高強度が得られる点からは低揮発分、具体
的には揮発分が３０％以下のピッチが好ましい。
ると言う点からは流動性を示す物が好ましい。また、炭
化収率が高く高強度が得られる点からは低揮発分、具体
的には揮発分が３０％以下のピッチが好ましい。
ここで、ピッチの好ましい含有量は１５〜４０容積部で
、更に好ましい含有量は２０〜３０容積部である。これ
以下の含有量では、接着力が低いため、一方これ以上の
含有量では、炭化時微細亀裂が発生し、いずれも強度が
低下し耐摩耗性が悪化するためいずれも好ましくない。
、更に好ましい含有量は２０〜３０容積部である。これ
以下の含有量では、接着力が低いため、一方これ以上の
含有量では、炭化時微細亀裂が発生し、いずれも強度が
低下し耐摩耗性が悪化するためいずれも好ましくない。
次に本発明では、金属繊維を好ましくは５〜５０容積部
添加する。金属繊維の役割は、耐摩耗性を向上させるこ
と及び摩擦係数（μ）を、増加させることである。金属
繊維の添加は、これらの特性の改善に極めて有効である
。
添加する。金属繊維の役割は、耐摩耗性を向上させるこ
と及び摩擦係数（μ）を、増加させることである。金属
繊維の添加は、これらの特性の改善に極めて有効である
。
使用できる金属繊維の例としては、スチールファイバー
や銅ファイバーがある。このなかでも軟鋼ファイバーが
、炭化時ピッチとの反応が少なく、また耐摩耗性改善効
果が大きく好ましい。金属繊維の添加量が、５容積部よ
り少ないと耐摩耗性改善効果が小さく、一方５０容積部
より多く添加すると成形不良となり耐摩耗性が著しく劣
化するため好ましくない。
や銅ファイバーがある。このなかでも軟鋼ファイバーが
、炭化時ピッチとの反応が少なく、また耐摩耗性改善効
果が大きく好ましい。金属繊維の添加量が、５容積部よ
り少ないと耐摩耗性改善効果が小さく、一方５０容積部
より多く添加すると成形不良となり耐摩耗性が著しく劣
化するため好ましくない。
この製造法で用いるもう一つの主材である黒鉛の役割は
摩擦材とディスク間に潤滑層を形成し、摩擦材の異常摩
耗、を低減することにある。
摩擦材とディスク間に潤滑層を形成し、摩擦材の異常摩
耗、を低減することにある。
黒鉛の例としては、天然黒鉛や人造黒鉛がある。
黒鉛の粒径は格別に限定されるものではなく、１ｍ程度
から数μの直径のものが使用できる。
から数μの直径のものが使用できる。
黒鉛の添加量は、５容積部以上ないと異常摩耗の低減効
果が小さい。
果が小さい。
本発明の必須の成分は、以上の３成分であるが、このほ
かに、更に他の添加物をくわえてもよい。例えば、摩耗
係数増加のためにアルミナ等のセラミックスを加えたり
、成形体強度を改善するためコークス粉や炭素繊維を添
加したりしてもよい。
かに、更に他の添加物をくわえてもよい。例えば、摩耗
係数増加のためにアルミナ等のセラミックスを加えたり
、成形体強度を改善するためコークス粉や炭素繊維を添
加したりしてもよい。
これらの原料は、混合後加圧加熱成形する。
加圧加熱成形時、加圧は室温から行ってもよいし、ピッ
チが軟化する高温域から行ってもよい。
チが軟化する高温域から行ってもよい。
成形圧は、強度や耐摩耗性の面からは、４０ｋｇ／ Ｃ
ｌ１１以上が必要で、６０〜３００ｋｇ／ｄがより好ま
しい。
ｌ１１以上が必要で、６０〜３００ｋｇ／ｄがより好ま
しい。
加圧加熱成形の最高温度は、４５０〜６００°Ｃが好ま
しい。最高温度が４５０°Ｃより低いと、固化に極めて
長時間を要し好ましくない。一方６００°Ｃを越えると
、成形体内に微細な亀裂が発生し耐摩耗性は劣化する。
しい。最高温度が４５０°Ｃより低いと、固化に極めて
長時間を要し好ましくない。一方６００°Ｃを越えると
、成形体内に微細な亀裂が発生し耐摩耗性は劣化する。
加圧加熱成形で得られた成形体は、常法により炭化され
る。炭化温度は、８００〜１５００゛Ｃが好ましい。な
お炭化温度は、使用する金属繊維の耐熱温度を越えない
温度とする必要がある。
る。炭化温度は、８００〜１５００゛Ｃが好ましい。な
お炭化温度は、使用する金属繊維の耐熱温度を越えない
温度とする必要がある。
本発明で得られた摩擦材は、従来のレジン系やセミメタ
リック系摩擦材等フェノール樹脂を結合材とする摩擦材
と比べ、結合材が耐熱性の極めて高い炭素であるため、
高温域の耐摩耗性にすぐれ、また安定して高い摩擦係数
（μ）が得られる。
リック系摩擦材等フェノール樹脂を結合材とする摩擦材
と比べ、結合材が耐熱性の極めて高い炭素であるため、
高温域の耐摩耗性にすぐれ、また安定して高い摩擦係数
（μ）が得られる。
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。
〔実 施 例］
コールタールを熱処理して得られた軟化点２８０°Ｃの
ピッチ２４容積部と、軟鋼ファイバー（５０μ角×長さ
３ｍｍ）３０容積部と、平均粒径１０μの人造黒鉛粉２
６容積部と、１６メツシユ以下に粉砕したリン片状天然
黒鉛粒子２０容積部を混合後、この原料１４０ｇを、内
寸５ｃｍ Ｘ ５ Ｃ１！１角の金型に仕込、常温１０
０ ｋｇ／ｃＴＭで予備成形し、その後、加圧しないで
２５０°Ｃまで昇温し、２５０°Ｃから２００ ｋｇ／
ｃｒＭで加圧開始し、５°Ｃ／分の昇温速度で５３０°
Ｃまで昇温後１時間保持し、その後冷却した。得られた
成形体を粉コークスにつめ、窒素雰囲気下１０°Ｃ／Ｈ
ｒの昇温速度で１０００°Ｃまで昇温し、１０００°Ｃ
で２時間保持し、その後冷却した。得られた炭素結合し
てなった実施例の摩擦材の曲げ強度は、１２００ｋｇ／
ｄであった。
ピッチ２４容積部と、軟鋼ファイバー（５０μ角×長さ
３ｍｍ）３０容積部と、平均粒径１０μの人造黒鉛粉２
６容積部と、１６メツシユ以下に粉砕したリン片状天然
黒鉛粒子２０容積部を混合後、この原料１４０ｇを、内
寸５ｃｍ Ｘ ５ Ｃ１！１角の金型に仕込、常温１０
０ ｋｇ／ｃＴＭで予備成形し、その後、加圧しないで
２５０°Ｃまで昇温し、２５０°Ｃから２００ ｋｇ／
ｃｒＭで加圧開始し、５°Ｃ／分の昇温速度で５３０°
Ｃまで昇温後１時間保持し、その後冷却した。得られた
成形体を粉コークスにつめ、窒素雰囲気下１０°Ｃ／Ｈ
ｒの昇温速度で１０００°Ｃまで昇温し、１０００°Ｃ
で２時間保持し、その後冷却した。得られた炭素結合し
てなった実施例の摩擦材の曲げ強度は、１２００ｋｇ／
ｄであった。
一方、上記と同じ配合で、ピッチのかわりにフェノール
樹脂をピッチと同じ容積部配合した原料１４０ｇを、前
述と同じ金型に仕込、常温で予備成形後加圧しないで１
１０°Ｃまで昇温速度５°Ｃ／分で昇温し、１１０°Ｃ
から２００ｋｇ／ｄで加圧しつつ１８０°Ｃまで５°Ｃ
／分で昇温し、この温度で１時間保持した。その後圧力
を２ｋｇ／ ｃｆｆｌに下げ、５°Ｃ／分で２００°Ｃ
まで昇温し、２時間保持後冷却した・。得られたフェノ
ール樹脂結合してなった比較例の摩擦材の曲げ強度は。
樹脂をピッチと同じ容積部配合した原料１４０ｇを、前
述と同じ金型に仕込、常温で予備成形後加圧しないで１
１０°Ｃまで昇温速度５°Ｃ／分で昇温し、１１０°Ｃ
から２００ｋｇ／ｄで加圧しつつ１８０°Ｃまで５°Ｃ
／分で昇温し、この温度で１時間保持した。その後圧力
を２ｋｇ／ ｃｆｆｌに下げ、５°Ｃ／分で２００°Ｃ
まで昇温し、２時間保持後冷却した・。得られたフェノ
ール樹脂結合してなった比較例の摩擦材の曲げ強度は。
１０８０ｋｇ／ｃｉｌｌであった。
次に、上記２つの摩擦材を１０Ｘ１１０Ｘ１．５ＣＩ１
１（１ｃｍＸ１ｃｍの面は成形時の金型面と平行）に切
り出し摩擦試験を行った。摩擦試験時摩擦面は１ｃｍＸ
１ｃｍの面とした。摩耗試験機は、定速式の摩耗試験機
を使用した。摩耗試験条件は、以下のようにした。
１（１ｃｍＸ１ｃｍの面は成形時の金型面と平行）に切
り出し摩擦試験を行った。摩擦試験時摩擦面は１ｃｍＸ
１ｃｍの面とした。摩耗試験機は、定速式の摩耗試験機
を使用した。摩耗試験条件は、以下のようにした。
相手ディスク材質：鍛鋼
押し付は圧カニ発生する摩擦力が所定の値となるよう調
整した。
整した。
（摩擦力１０，２０，３０，４０ ｋｇｆで試験を実施
） 摩擦速度 ：５ｍ／秒 摩擦時（間 ：１時間 測定項目 ：■摩擦係数−発生摩擦力／押し付は圧力 ■摩耗量（摩擦前後の厚み変 化から算出） ■ディスク表面温度 実験結果を、図に示す。これより、摩擦力が３０ｋｇ／
ａｆ１以上で、ディスク表面温度が４００°Ｃ以上とな
る場合、実施例の摩擦材が、摩耗量、摩擦係数とも、比
較例の摩擦材と比べ格段に優れていた。
） 摩擦速度 ：５ｍ／秒 摩擦時（間 ：１時間 測定項目 ：■摩擦係数−発生摩擦力／押し付は圧力 ■摩耗量（摩擦前後の厚み変 化から算出） ■ディスク表面温度 実験結果を、図に示す。これより、摩擦力が３０ｋｇ／
ａｆ１以上で、ディスク表面温度が４００°Ｃ以上とな
る場合、実施例の摩擦材が、摩耗量、摩擦係数とも、比
較例の摩擦材と比べ格段に優れていた。
この発明は以上の通りである。この製造方法で得られる
ブレーキ用摩擦材は耐熱性が優れ、従来の摩擦材の欠点
である高温時の摩擦係数の低下、および摩耗量の増大を
著しく改善する効果をもたらす。
ブレーキ用摩擦材は耐熱性が優れ、従来の摩擦材の欠点
である高温時の摩擦係数の低下、および摩耗量の増大を
著しく改善する効果をもたらす。
図面は実施例と比較例の摩擦材の発生摩擦力とディスク
温度、摩擦係数、および摩耗量との相関グラフである。 発生摩擦力 （Ｋｆｆ）
温度、摩擦係数、および摩耗量との相関グラフである。 発生摩擦力 （Ｋｆｆ）
Claims (3)
- （１）ピッチ、金属繊維、黒鉛を主材とする原料を混合
後、最高温度４５０〜６００℃、成形圧４０ｋｇ／ｃｍ
＾２以上で加圧加熱成形し、その後常法により加熱し炭
化することを特徴とするブレーキ摩擦材の製造方法。 - （２）主材はピッチ１５〜４０容積部、金属繊維５〜５
０容積部、黒鉛５容積部以上の割合で用いることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のブレーキ摩擦材の製
造方法。 - （３）軟化溶融性を有し揮発分３０％以下のピッチを用
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のブレ
ーキ摩擦材の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62048294A JPS63215731A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | ブレ−キ摩擦材の製造方法 |
| DE8787118754T DE3777602D1 (de) | 1986-12-18 | 1987-12-17 | Formgebungsverfahren und vorrichtung dafuer. |
| US07/134,057 US4874564A (en) | 1986-12-18 | 1987-12-17 | Molding process and device therefor |
| EP87118754A EP0274702B1 (en) | 1986-12-18 | 1987-12-17 | Molding process and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62048294A JPS63215731A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | ブレ−キ摩擦材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63215731A true JPS63215731A (ja) | 1988-09-08 |
| JPH0456054B2 JPH0456054B2 (ja) | 1992-09-07 |
Family
ID=12799416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62048294A Granted JPS63215731A (ja) | 1986-12-18 | 1987-03-03 | ブレ−キ摩擦材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63215731A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5135667A (ja) * | 1974-09-20 | 1976-03-26 | Toa Nenryo Kogyo Kk |
-
1987
- 1987-03-03 JP JP62048294A patent/JPS63215731A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5135667A (ja) * | 1974-09-20 | 1976-03-26 | Toa Nenryo Kogyo Kk |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0456054B2 (ja) | 1992-09-07 |
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