JP2000264691A

JP2000264691A - 摩擦材

Info

Publication number: JP2000264691A
Application number: JP11071102A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ogawa; 博小川
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた摺動特性と耐摩耗性とを兼備し、急激
なブレーキング等による高温に晒されても強度が実質的
に低下しない摩擦材を得ることを課題とする。【解決手段】熱硬化性樹脂をマトリックスとし且つ繊
維成分としてチタン酸カリウム繊維と強化用繊維とを含
む摩擦材において、平均アスペクト比が１〜５である立
方体状又は板状のチタン酸カリウムとチタン酸ナトリウ
ムとを配合したことを解決手段とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦材に関する。
本発明の摩擦材は、良好な摺動特性を示し、耐摩耗性に
優れ、高温に晒されても高い強度を維持し得るので、例
えば、自動車のディスクブレーキ、ドラムブレーキ、ク
ラッチフェーシング等の材料として有用である。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
自動車のディスクブレーキ、ドラムブレーキ、クラッチ
フェーシング等に使用される摩擦材としては、フェノー
ル樹脂等の熱硬化性樹脂をマトリックスとし、これに繊
維状充填材としてガラス繊維やアラミド繊維等の強化用
繊維とチタン酸カリウム繊維とを配合し、更に黒鉛、硫
酸バリウム、アルミナ等の粒状充填材を配合したものが
汎用されている。繊維状充填材のうち、強化用繊維は主
に摩擦材の強度を確保するために、チタン酸カリウム繊
維は通常平均アスペクト比１０以上であり摩擦材に良好
な摺動特性を付与する目的で、それぞれ使用されてい
る。

【０００３】しかしながら、チタン酸カリウム繊維を含
む摩擦材は、急激なブレーキング等によって高温に晒さ
れると、その強度が著しく低下する。これを防止するた
め、マトリックスである熱硬化性樹脂の配合量を増や
し、得られる摩擦材の気孔率を小さくし、緻密な構造に
することが行われている。この方法は強度の低下を防止
する上では有効である。しかしながら、マトリックスの
配合量を増加させると、必然的にチタン酸カリウム繊維
の配合量が減少するので、摺動性能が低下し、耐フェー
ド性や鳴き性能の悪化をもたらす。

【０００４】この様な欠点を解消するため、フェノール
樹脂等の熱硬化性樹脂をマトリックスとし、ガラス繊
維、アラミド繊維等の強化用繊維とチタン酸カリウム繊
維とを含む摩擦材において、アスペクト比８以下のチタ
ン酸カリウム粉末を配合した摩擦材が提案されている
（特開平４−３１８０９３号）。この摩擦材は、高温に
晒された際には、従来のものより機械的強度の低下は少
ないが、充分満足できるものではない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、新規な摩擦材を得る
ことに成功し、本発明を完成した。即ち本発明は、熱硬
化性樹脂をマトリックスとし且つ繊維成分としてチタン
酸カリウム繊維と強化用繊維とを含む摩擦材において、
平均アスペクト比が１〜５である立方体状又は板状のチ
タン酸カリウムとチタン酸ナトリウムとを配合したこと
を特徴とする摩擦材に係る。

【０００６】本発明によれば、特定の平均アスペクト比
を有する立方体状又は板状のチタン酸カリウムとチタン
酸ナトリウムとを併用することにより、優れた摺動特性
と耐摩耗性とを兼備し、急激なブレーキング等による高
温に晒されても強度が実質的に低下しない摩擦材が提供
される。従って、本発明の摩擦材は自動車のディスクブ
レーキ、ドラムブレーキ、クラッチフェーシング等は勿
論のこと、鉄道車両、航空機、産業機械類等の各種輸送
機器類のブレーキ材としても有用である。尚、立方体状
又は板状のチタン酸カリウム又はチタン酸ナトリウム単
独では、この様な顕著な効果は得られない。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の摩擦材において、マトリ
ックスとなる熱硬化性樹脂としては、この分野で常用さ
れる公知のものを使用でき、例えば、フェノール樹脂、
ホルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂、これらのカシュ
ー油変性樹脂等を挙げることができる。熱硬化性樹脂の
配合量は特に制限されず、適宜選択できるが、通常５〜
４０重量％程度、好ましくは１５〜３０重量％程度とす
ればよい。

【０００８】強化用繊維としても公知のものを使用で
き、例えば、ガラス繊維、ロックウール、アラミド繊
維、スチール繊維、ステンレス繊維、銅繊維、黄銅繊
維、セラミックス繊維、ロックウール、炭素繊維、木質
パルプ等を挙げることができ、これらの中でもガラス繊
維、ロックウール、アラミド繊維等が好ましい。強化用
繊維は１種を単独で使用でき又は２種以上を併用でき
る。強化用繊維の配合量は特に制限されず適宜選択でき
るが、得られる摩擦材の機械的強度等を考慮すると、通
常摩擦材全量の１〜６０重量％程度、好ましくは３〜３
５重量％程度とすればよい。

【０００９】チタン酸カリウム繊維としては公知のもの
を使用でき、例えば、アスペクト比が１０以上であり、
且つ一般式Ｋ₂Ｏ・ｎＴｉＯ₂・ｍＨ₂Ｏ〔式中、ｎは２〜８の整数を示す。０≦ｍ≦０．５であ
る。〕で表される組成を有するものを挙げることができ
る。より具体的には、二チタン酸カリウム繊維、四チタ
ン酸カリウム繊維、六チタン酸カリウム繊維、八チタン
酸カリウム繊維等を挙げることができる。これらの中で
も、八チタン酸カリウム繊維が好ましい。チタン酸カリ
ウム繊維は１種を単独で使用でき又は２種以上を併用で
きる。チタン酸カリウム繊維の配合量は特に制限されず
適宜選択できるが、得られる摩擦材の機械的強度、摺動
性能、耐摩耗性等を考慮すると、通常摩擦材全量の１〜
２０重量％程度、好ましくは３〜１５重量％程度とすれ
ばよい。

【００１０】上記強化用繊維及びチタン酸カリウム繊維
には、必要に応じて、マトリックス樹脂への分散性等を
向上させるために、ビニルシラン、アミノシラン、エポ
キシシラン、メタアクリロキシシラン、メルカプトキシ
シラン等のシラン系カップリング剤、イソプロピルトリ
イソステアロイルチタネート、ジ（ジオクチルパイロホ
スフェート）エチレンチタネート等のチタネート系カッ
フプリング剤等で表面処理を施してもよい。

【００１１】本発明の摩擦材においては、通常平均アス
ペクト比１〜５、好ましくは１〜３の立方体状又は板状
のチタン酸カリウムとチタン酸ナトリウムとを併用する
ことを最大の特徴とする。尚、本発明においては、立方
体状とは平均アスペクト比が１〜２程度の粒子を意味
し、板状とは平均アスペクト比が２〜５程度の粒子を意
味する。

【００１２】本発明で使用するチタン酸カリウム及びチ
タン酸ナトリウムは、通常平均短軸長が０．１〜２μｍ
程度、好ましくは０．５〜１μｍ程度、平均長軸長が
０．５〜４μｍ程度、好ましくは１〜３μｍ程度のもの
である。

【００１３】チタン酸カリウム及びチタン酸ナトリウム
はいずれも公知の方法に従って製造できるが、その場合
には、平均アスペクト比が本発明に規定の範囲外のもの
が含まれている。所望の平均アスペクト比のものを得る
ためには、例えば、次のようにすればよい。即ち、得ら
れたチタン酸カリウム又はチタン酸ナトリウムに粉砕処
理等を施した後、その粒子を走査型電子顕微鏡下に写真
撮影し、投影図とし、該投影図の画像に沿ってセンサー
でなぞる方法等で画像処理し、短軸長及び長軸長を求
め、所望のアスペクト比を有する粒子の含有量が該投影
図の全粒子数の８５％以上、好ましくは９０％以上とな
るサンプルが、平均アスペクト比が所望の範囲にある立
方体状又は板状のチタン酸カリウム又はチタン酸ナトリ
ウムということになる。

【００１４】平均アスペクト比１〜５の立方体状又は板
状のチタン酸カリウムとチタン酸ナトリウムの配合量は
特に制限されず、適宜選択できるが、通常本発明の摩擦
材全量の０．５〜１０重量％、好ましくは３〜７重量％
とすればよい。尚、チタン酸カリウムとチタン酸ナトリ
ウムとの混合割合も特に制限はないが、通常チタン酸カ
リウムを３０〜６０重量％、好ましくは３５〜４５重量
％とすればよい。

【００１５】本発明の摩擦材には、必要に応じて、公知
の摩擦材用添加剤が適量含まれていてもよい。該添加剤
としては、例えば、加硫又は未加硫の天然・合成ゴム粉
末、カシュー樹脂粉粒体、レジンダスト、ゴムダスト等
の有機物粉末、天然黒鉛、人造黒鉛、二硫化モリブデ
ン、二硫化アンチモン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム
等の無機質粉末、銅、アルミニウム、亜鉛、鉄等の金属
粉末、アルミナ、シリカ、酸化クロム、酸化銅、三酸化
アンチモン、酸化チタン、酸化鉄等の酸化物粉末等を挙
げることができる。これらの摩擦材用添加剤は１種を単
独で使用でき又は２種以上を併用できる。

【００１６】本発明の摩擦材は、公知の方法に従って製
造できる。例えば、マトリックス樹脂中に所定量の強化
用繊維、チタン酸カリウム繊維及び立方体状又は板状の
チタン酸カリウムとチタン酸ナトリウムを分散させ、更
に必要に応じて摩擦材用添加剤、防錆剤、潤滑剤等を添
加し、均一に混練して原料組成物を調製し、次いで金型
成形等により、加熱加圧下に成形を行い、機械加工、研
磨加工等を施すことにより、本発明の摩擦材を得ること
ができる。

【００１７】

【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明
する。Ｖ型ブレンダーにて下記に示す組成を均一に混合
した。得られた混合物を、成形機（面圧力３００ｋｇ／
ｃｍ²）にて常温で２０秒間予備成形した後、成形機
（面圧力３００ｋｇ／ｃｍ²、金型温度１５０℃）にて
７分間加熱加圧成形し、引き続き２５０℃で３時間加熱
し、放冷後所定寸法に研磨してブレーキパッド用摩擦材
を製造した。

【００１８】〔摩擦材組成〕重量部フェノール樹脂１７アラミド繊維１０ロックウール６チタン酸カリウム繊維１０カシューダスト１０シリカ３タルク８硫酸バリウム２３チタン酸カリウム（平均アスペクト比：２）７チタン酸ナトリウム（平均アスペクト比：４）８

【００１９】得られた摩擦材について、ブレーキダイナ
モメーター試験機を用いた耐摩耗性試験（ＪＡＳＯ−Ｃ
４２７−８３）及び耐フェード性試験（ＪＡＳＯ−Ｃ４
０６−８２）を実施したところ、良好な耐摩耗性及び摺
動特性が発現した。更に、耐摩耗試験後に剪断強度試験
（ＪＡＳＯ−Ｃ４４４−７８）を行ったところ、やはり
良好な結果が得られた。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、優れた摺動特性と耐摩
耗性とを兼備し、急激なブレーキング等による高温に晒
されても強度が実質的に低下しない摩擦材を得ることが
できる。従って、本発明の摩擦材は自動車のディスクブ
レーキ、ドラムブレーキ、クラッチフェーシング等は勿
論のこと、鉄道車両、航空機、産業機械類等の各種輸送
機器類のブレーキ材としても有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱硬化性樹脂をマトリックスとし且つ繊
維成分としてチタン酸カリウム繊維と強化用繊維とを含
む摩擦材において、平均アスペクト比が１〜５である立
方体状又は板状のチタン酸カリウムとチタン酸ナトリウ
ムとを配合したことを特徴とする摩擦材。
【請求項２】立方体状又は板状のチタン酸カリウムと
チタン酸ナトリウムの含有量が摩擦材全量の０．５〜１
０重量％である請求項１記載の摩擦材。