JP2000290636A

JP2000290636A - 摩擦材

Info

Publication number: JP2000290636A
Application number: JP11099098A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nakajima; 修中島; Akihiro Hikichi; 明宏引地
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2000-10-17
Also published as: FR2792046B1; US6632857B1; FR2792046A1

Abstract

(57)【要約】【課題】摩擦材の繊維基材として作業環境衛生上使用
が規制される方向にあるロックウール等の繊維状物を使
用することなく、それでいて同繊維状物を使用した場合
と同等の摩擦作用及び錆落し効果の高い摩擦材を得る。【解決手段】繊維基材、摩擦調整材及び結合材よりな
る摩擦材において、ロックウール、スラグウールまたは
Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系セラミックスの非繊維状の粒状
物を研磨成分として配合したことを特徴とする粒状物を
使用する摩擦材。前記非繊維状の粒状物がショットまた
は粉砕物であること、前記粒状物はシランカップリング
剤又はフェノール樹脂等で表面処理されていること、前
記粒状物が摩擦材全体の０．５〜２０ｗｔ％配合されて
いること、前記粒状物の粒径が２〜１００μｍであるこ
とが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦材に関するも
のであり、特に産業機械、鉄道車両、荷物車両、乗用車
などに用いられる摩擦材に関するものであり、より具体
的には前記の用途に使用されるブレーキパッド、ブレー
キライニング、クラッチフェーシング等に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】主としてブレーキなどに用いる摩擦材
は、その強度を高めるために材料の一つに繊維基材が使
用され、繊維基材としてはアスベスト代替繊維としてロ
ックウール、スラグウール、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系セ
ラミックス繊維、ガラス繊維、スチール繊維、アラミド
繊維、チタン酸カリウム繊維などが使用され、これらは
それぞれの特性があるため、数種混合して使用されてい
る。これらの繊維の中でも天然の鉱石を原料とするロッ
クウールや製鉄の鉱滓を原料とし、ロックウールと同じ
組成のスラグウール及びＡｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系セラミ
ックス繊維は、研磨性硬質無機繊維として、摩擦材全体
の強度、耐熱性を高め、耐摩耗性を向上させるだけでは
なく、その研磨性により摩擦材の摩擦係数を高め、特に
高速制動等の高負荷時の高い摩擦係数を確保できるとし
て評価されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アスベスト
の代替繊維として使用されたきたロックウールやスラグ
ウール及びＡｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系セラミックス繊維
は、価格が安いし、また容易に入手できるものである
が、形態が繊維状であるため、作業環境衛生上、使用が
規制される方向になってきている。本発明は、繊維基材
として無機繊維を用いるような場合において、使用が規
制される方向にあるロックウールやスラグウール及びＡ
ｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系のセラッミクスの繊維状物を使用
することなく、それでいて前記繊維状物を使用した場合
と同等の摩擦作用を与える摩擦材を得ることを課題とす
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題により、使用が規制される方向にあるロックウールや
スラグウールおよびＡｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系のセラミッ
クスの繊維状物を使用することなく、それでいて前記繊
維状物を使用した場合と同等の摩擦作用を摩擦材に与え
る無機物質の材質や形態について種々研究した結果、ロ
ックウールやスラグウールおよびＡｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂
系繊維状物が作業環境衛生上問題となるのは、その形態
が繊維状であることの要因が大きいことが判った。そし
て、同じロックウールやスラグウールおよびＡｌ₂Ｏ₃
−ＳｉＯ₂系セラミックスでも粒状のものを用いると前
記繊維状物を使用した場合と同等の摩擦作用を得ること
ができることに着目して、本発明に到達した。

【０００５】すなわち、本発明は、下記の手段により前
記の課題を解決した。（１）繊維基材、摩擦調整材及び結合材よりなる摩擦材
において、ロックウール、スラグウール及びＡｌ₂Ｏ₃
−ＳｉＯ₂系セラミックスの繊維状物を含まず、同繊維
状物と同一の材質の非繊維状の粒状物を研磨成分として
配合したことを特徴とする摩擦材。（２）前記非繊維状の粒状物がショット又は粉砕物であ
ることを特徴とする前記（１）記載の摩擦材。（３）前記粒状物はシランカップリング剤又はフェノー
ル樹脂等で表面処理されていることを特徴とする前記
（１）記載の摩擦材。（４）前記粒状物が摩擦材全体の０．５〜２０ｗｔ％配
合されていることを特徴とする前記（１）記載の摩擦
材。（５）前記粒状物が摩擦材全体の１〜１５ｗｔ％配合さ
れていることを特徴とする前記（１）記載の摩擦材。（６）前記粒状物は粒径が２〜１００μｍであることを
特徴とする前記（１）記載の摩擦材。（７）前記粒状物は粒径が２〜５０μｍであることを特
徴とする前記（１）記載の摩擦材。

【０００６】

【発明の実施の形態】摩擦材では、繊維基材、摩擦調整
材及び結合材などから構成され、繊維基材として有機繊
維、金属繊維や無機繊維が使用されているが、本発明で
は、繊維基材の１種として無機繊維を使用することはせ
ず、その代わりに前記無機繊維と同一な材質をもつ非繊
維状粒状物を使用するものである。このため、ロックウ
ール、スラグウール及びＡｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系のセラ
ミックスの非繊維状の粒状物が好適に使用される。その
組成を具体的に挙げると、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｚｒ
Ｏ₂系ロックウールもしくはスラグウール、Ａｌ₂Ｏ₃
−ＳｉＯ₂−ＣａＯ−ＭｇＯ系ロックウールもしくはス
ラグウール、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系セラミックス等の
粒状物が挙げられる。

【０００７】その粒状物の形態は、ショット、粉砕物が
挙げられ、その粒度は２〜１００μｍの範囲のものを使
用するのがよく、粒径が小さいと錆落し効果が十分でな
く、また粒径が大きいと同様に研磨作用が大きすぎて相
手材を傷つけすぎるため、好ましくは２〜５０μｍの範
囲のものを使用するのがよい。前記の「ショット」は、
ロックウールやスラグウールの製造時に発生する小粒子
状の副産物をいうものであり、この小粒子状物の生成量
はかなりあるが、通常これは回収され、再度溶融原料と
して用いられている。本発明ではそれを利用することが
できる。ロックウール、スラグウール以外のセラミック
スの場合についても、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系のもので
あれば、その小粒子はショットとして使用できる。その
粒状物の摩擦材中の使用量は、摩擦材全体の０．５〜２
０重量％とするが、粒状物の配合量が少ないと錆落し効
果が十分でなく、また配合量が多いと研磨作用が大きす
ぎて相手材を傷つけすぎるため、好ましくは１〜１５重
量％とすることがよい。また、この粒状物としては、シ
ランカップリング剤又はフェノール樹脂により表面処理
したものを用いることが好ましく、この表面処理したも
のは摩擦材の製造において他の材料との混合が容易で、
熱成形による製品の強度が大きくなる利点がある。シラ
ンカップリング剤又はフェノール樹脂の使用量は、粒状
物の０．５〜５重量％とすることが好ましい。

【０００８】従来、摩擦材では、通常摩擦調整材の１種
にＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ等が添加されている
が、本発明では、前記の粒状物にこれらを併用しても良
い。勿論、前記の粒状物だけを使用しても目的とする効
果が得られる。摩擦材には、繊維基材として金属繊維や
有機繊維が添加されるが、その有機繊維の１種として、
強度が大でかつ耐熱性が大であるという利点からアラミ
ド繊維が主として使用されている。本発明の摩擦材を製
造するには、繊維基材、摩擦調整材、潤滑材、結合材か
らなる摩擦材において、前記原料の粉末を配合し、その
配合物を通常の製法に従って予備成形し、熱成形するこ
とにより製造することができる。

【０００９】前記した耐熱性有機繊維としては、例えば
芳香族ポリアミド繊維、耐炎性アクリル繊維が挙げら
れ、また金属繊維としては例えば銅繊維やスチール繊維
が挙げられる。無機充填材としては、例えば銅やアルミ
ニウム、亜鉛等の金属粒子、バーミキュライトやマイカ
等の鱗片状無機物、硫酸バリウムや炭酸カルシウム等の
粒子が挙げられる。熱硬化性樹脂バインダとしては、例
えばフェノール樹脂（ストレートフェノール樹脂、ゴム
等による各種変性フェノール樹脂を含む）、メラミン樹
脂、エポキシ樹脂、シアン酸エステル樹脂等を挙げるこ
とができる。また、摩擦調整材としては、例えばアルミ
ナやシリカ、マグネシア、ジルコニア、酸化クロム、石
英等の金属酸化物、合成ゴムやカシュー樹脂等の有機摩
擦調整材を、固体潤滑材としては、例えばグラファイト
や二硫化モリブデン等を挙げることができる。摩擦材の
組成としては、種々の組成割合を採ることができるる。

【００１０】図１は、ディスクブレーキ用摩擦パッドの
製造工程を示し、板金プレスにより所定の形状に成形さ
れ、脱脂処理及びプライマー処理が施され、そして接着
剤が塗布されたプレッシャプレートと、耐熱性有機繊維
や金属繊維等の繊維基材と、無機・有機充填材、摩擦調
整材及び熱硬化性樹脂バインダ等の粉末原料とを配合
し、攪拌により十分に均質化した原材料を常温にて所定
の圧力で成形（予備成形）して作製した予備成形体と
を、熱成形工程において所定の温度及び圧力で熱成形し
て両部材を一体に固着し、アフタキュアを行い、最終的
に仕上げ処理を施すそれまでの工程は従来法と同一であ
る。

【００１１】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定される
ものではない。

【００１２】実施例（摩擦材試料の材料）摩擦材の試料を製造する際の摩擦
材の材料として次のものを用い、試料として作成する際
にはそれらの材料から選択して、試料の配合を変えるよ
うにした。結合材・・フェノールレジン有機摩擦調整材・・フリクションダスト充填材・・硫酸バリウム研磨材（無機摩擦調整材）・・酸化ジルコニウム固体潤滑材・・黒鉛補強材・・銅ファイバー／アラミド繊維補強材＋研磨材・・ロックウール、スラグウール、Ａｌ₂Ｏ₃− ＳｉＯ₂系セラミックスの繊維状物補強材＋研磨材・・チタン酸カリウム繊維研磨材・・ロックウール、スラグウール、Ａｌ₂Ｏ₃− ＳｉＯ₂系セラミックスの粒状物各種粒径

【００１３】（摩擦材試料の組成）摩擦材の試料を製造
する際の摩擦材の組成として、配合割合を以下の第１表
に示すとおりのものとして、試料Ｎｏ．１〜１２を作成
した。なお、各試料における使用材料の特徴を挙げると
次のとおりである。試料Ｎｏ．１（比較例）：Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系セ
ラミックスの繊維状物５ｗｔ％含有試料Ｎｏ．２（比較例）：前記セラミックス、ロック
ウール、スラグウールの繊維状物も粒状物も含有してい
ない試料Ｎｏ．３以下（本発明）：Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂
−ＺｒＯ₂系ロックウール、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｃ
ａＯ−ＭｇＯ系ロックウール、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系
セラミックスのいずれかの粒状物（各種粒径）含有（一
部の試料はシアンカップリング処理を施した粒状物を使
用）（摩擦材の試料作製）上記した組成の試料の摩擦パッド
を従来の製法により作成した。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】（試験方法）ロータを用いるディスクブレ
ーキを用いて次の試験を行った。（１）ＪＡＳＯ効力評価初速５０ｋｍ／ｈ、初速１００ｋｍ／ｈ、減速度α＝
０．６Ｇの条件で、ＪＡＳＯ効力評価を行った。（２）錆落し率約５０μｍ厚みの発錆ロータを摩擦材と擦り合わせ、Ｎ
＝２００実施後の錆落し率を測定した。錆落し率は８０
％以上であれば合格である。（試験結果）試験結果を第２表に示す。

【００１７】

【表３】

【００１８】

【表４】

【００１９】・本発明の試料Ｎｏ．３〜１２は、ＪＡＳ
Ｏ効力が初速５０ｋｍ／ｈにおいて、比較例の試料Ｎ
ｏ．１〜２よりもほとんどが良い効果が得られた。ま
た、初速１００ｋｍ／ｈにおいても、比較例の試料Ｎ
ｏ．１〜２よりもほとんどが良い効果が得られた。・本発明の試料Ｎｏ．３〜１２は、いずれも錆落し率が
１００％であって、十分な効果が得られた。ロックウー
ル、スラグウール、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系セラミック
スの粒状物又は繊維が何も添加されていない比較例の試
料Ｎｏ．２は、錆落し率が５０％と悪かった。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、ロックウール、スラグ
ウール、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系セラミックスと同じ組
成の粒状物を使用することにより、繊維状物を使用した
場合と同じ効果が得られるので、前記繊維状物を使用す
る場合に起きる問題点を回避することができ、それでい
て十分な摩擦効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の摩擦材の製造工程の１例を示すフロー
シートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｊ 5/04 ＣＦＢＣ０８Ｊ 5/04 ＣＦＢ 5/14 ＣＦＢ 5/14 ＣＦＢＣ０８Ｋ 3/00 Ｃ０８Ｋ 3/00 5/00 5/00 7/02 7/02 7/18 7/18 9/04 9/04 9/06 9/06 Ｃ０８Ｌ 101/16 Ｆ１６Ｄ 13/62 ＡＦ１６Ｄ 13/62 69/02 Ｚ 69/02 ＧＣ０８Ｌ 101/00 Ｆターム(参考） 3J056 BA01 BE30 CA04 EA03 EA14 EA30 3J058 BA78 EA32 GA01 GA22 GA24 GA36 GA51 GA62 GA68 GA82 4F071 AA01 AA10 AA31 AA41 AA42 AA56 AA58 AB07 AB08 AB18 AD01 AD06 AG11 AH07 DA05 4F072 AA01 AA05 AA07 AA09 AB04 AB06 AB11 AD13 AD21 AD23 AE06 AE14 AE23 AF06 AF13 AF14 AF21 AL02 4J002 AA00W AC00Y AF03Y BG00X CC03W CC07W CC18W CD00W CL06X CM02W DA076 DA086 DE078 DE097 DE098 DE148 DJ017 DJ018 FA04X FA046 FA087 FB097 FB267 FD010 FD170 FD20Y FD208 GN00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維基材、摩擦調整材及び結合材よりな
る摩擦材において、ロックウール、スラグウール及びＡ
ｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系セラミックスの繊維状物を含ま
ず、同繊維状物と同一の材質の非繊維状の粒状物を研磨
成分として配合したことを特徴とする摩擦材。
【請求項２】前記非繊維状の粒状物がショット又は粉
砕物であることを特徴とする請求項１記載の摩擦材。
【請求項３】前記粒状物はシランカップリング剤又は
フェノール樹脂等で表面処理されていることを特徴とす
る請求項１記載の摩擦材。
【請求項４】前記粒状物が摩擦材全体の０．５〜２０
ｗｔ％配合されていることを特徴とする請求項１記載の
摩擦材。
【請求項５】前記粒状物が摩擦材全体の１〜１５ｗｔ
％配合されていることを特徴とする請求項１記載の摩擦
材。
【請求項６】前記粒状物は粒径が２〜１００μｍであ
ることを特徴とする請求項１記載の摩擦材。
【請求項７】前記粒状物は粒径が２〜５０μｍである
ことを特徴とする請求項１記載の摩擦材。