JPH0299581A - 摩擦材 - 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］ 本発明は摩擦材に係り、特に自動車、建設機械、産業機
械、鉄道車輌等のブレーキ及びクラッチ等の構成材料と
して好適な摩擦材に関する。

［従来の技術］ 自動車、建設機械、産業機械、鉄道車輌等のブレーキや
クラッチ等の摩擦材としては、一般に無機充填材等の補
強材を熱硬化性樹脂にて結合した材料が用いられている
。

補強材の代表的なものとしては、古くは石Ｕ繊維が広く
用いられていたが、石綿は発癌性物質であるとの認識に
より、近年その使用規制が厳しくなり、近い将来には使
用禁止になろうとしている。このため、石綿の代替繊維
として、芳香族ポリアミド繊維（商品名アラミド繊維）
が多く用いられるようになっている。

ところで、ブレーキの作動時等において、それを構成す
る摩擦材の表面は、摩擦材とロータ等との摩擦熱によっ
て著しく高温となる。従って、摩擦材には高度の耐熱性
が要求される。

そこで、この摩擦材の耐熱性を改良するため、結合剤で
ある熱硬化性樹脂を除いた有機物の合計量に対する無機
物の重量比率をより大きくしたものが提案されている。

例えば、特開昭５９−２２１３７４号に開示される摩擦
材は、アラミド繊維、有機パルプ、ナイロン等の石綿代
替繊維、ＣａＣＯ３、Ｂａ５Ｏ＋、チタン酸カリウム繊
１１１等の無機充填材、及びカシューダスト等の摩擦調
整剤を配合し、これに熱硬化性樹脂を加熱成形したもの
である。具体的な配合は下記の通りである。

特開昭５９−２２１３７４号の摩擦材配合（重量零）ア
ラミド繊維　：３〜５ パルプ類　　　：１１〜１８ ガラス粉末　　：１０〜２０ チタン酸カリウム１ａＬＩｉ　：　ｔ　５〜２５ＢａＳ
０４　　　：５〜１０ カシューダスト：５〜１０ 熱硬化性樹脂　：１５〜２５ 即ち、特開昭５９−２２１３７４号においては、特にガ
ラス粉末を配合することにより、摩擦材の耐熱性の向上
を図っている。

［発明が解決しようとする課題］ 摩擦材では摩擦による摩擦熱が発生することから、その
耐熱性の向上を図ることは必須条件であるが、摩擦材が
摩擦熱により高温となると、その摩擦抵抗が低下し、摩
擦性能が悪化することから、この摩擦抵抗の低下を抑え
ることも非常に重要な要件となる。

しかしながら、従来において、摩擦材の温度上ｙ、によ
る摩擦抵抗低下を防止する技術は提供されておらず、前
記特開昭５９−２２１３７４号においても、摩擦材の耐
熱性の改良にとどまっている。従って、特開昭５９−２
２１３７４号の摩擦材では、ブレーキ等に適用した場合
において、ブレーキ作動時の摩擦抵抗の低下を防止する
ことはできない。

本発明は上記従来の問題点を解決し、摩擦材自体の耐熱
性、強度等を向上させると共に、ブレーキ等の作動時に
発生する摩擦熱による摩擦抵抗の低下を解消する摩擦材
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の摩擦材は、熱硬化性樹脂、補強基材、無機充填
材及び摩擦調整剤を含む摩擦材であって、摩擦材重量に
対して１５〜３０重量％のマグネシアウィスカーを含有
することを特徴とする。

即ち、本発明の摩擦材においては、摩擦により発生する
摩擦熱を、マグネシア（ＭｇＯ）ウィスカーが効率的に
熱伝導させることにより放散させ、摩擦材の温度上昇を
抑えて、摩擦抵抗の低下を防止する。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明の摩擦材を構成する熱硬化性樹脂としては、特に
制限はないがフェノール樹脂が最も好ましい。

また、補強基材としては、アラミド繊維、ナイロン繊維
、ポリプロピレン繊維、バルブ、スチールウール等が挙
げられる。

無機充填材としては、ＣａＣＯ３、Ｂａ５Ｏ＋、マイカ
、シリカ、銅粉、鉄粉等が挙げられる。

摩擦調整剤としては、カシューダスト、ラバーダスト、
黒鉛、二硫化モリブデン等が挙げられる。

本発明においては、これらの熱硬化性樹脂、補強基材、
無機充填材及び摩擦調整剤に更にＭｇＯウィスカーを加
えて摩擦材とする。ＭｇＯウィスカーの配合量が摩擦材
の全重量に対して５重量％未満であると本発明による十
分な効果が得られない。逆に３０瓜量％を超えても、伝
熱による熱放散効果は向上しない等の不具合が生じる。

従って、ＭｇＯウィスカーの配合量は５〜３０重量％、
好ましくは１０〜２０重量％とする。

本発明で使用されるＭｇＯウィスカーの繊維長、繊維径
には特に制限はないが、一般には、繊維長３０μｍ〜６
ｍｍ％繊維径１〜５μｍで、アスペクト比が３０〜３０
００前後のものが好ましい。

このように、針状の形態を有し、かつアスペクト比が大
きいＭｇＯウィスカーは、その形態上の特性から、優れ
た補強効果等の特性改善効果を有する上に、樹脂等の馴
染みが良好で、効果的に力学的特性、熱的特性等の諸特
性を改善することができる。

このようなＭｇＯウィスカーは、特開昭６３−１６６７
１５号に開示される方法により、容易かつ効率的に製造
される。

なお、本発明において、摩擦材を構成する他の材料の好
適な配合量は次の通りである。

熱硬化性樹脂は、その配合量が多過ぎると十分な摩擦性
能が得られず、逆に少な過ぎると成形性が損なわれる。

従って、熱硬化性樹脂の配合量は１５〜３０重量％とす
るのが好ましい。

補強基材は、その配合量が多過ぎると成形性が悪くなり
、逆に少な過ぎると十分な強度が得られない。従って、
補強基材の配合量は１０〜３０重量％とするのが好まし
い。

無機充填材は、その配合量が過多であプたり、過少であ
ったりすると、成形性が悪化したり、強度が不足したり
する。従って、無機充填材の配合量は１５〜３０重量％
とするのが好ましい。

摩擦調整剤は、その配合量が多過ぎると十分な強度が得
られず、逆に少な過ぎると耐摩耗性が劣る。従って、摩
擦調整剤の配合量は５〜１０重量％とするのが好ましい
。

本発明の摩擦材は、上記の材料の所定量を配合して十分
に混合したものを、常法に従って成形硬化させることに
より、容易に製品とすることができる。

成形は、例えば１３０〜２３０℃の温度にて１５０〜２
５０　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｒＩ″の圧力で加熱圧縮成形
することにより行なうことができる。得られた成形体は
、１５０〜２５０℃にて５〜１０時間程時間力理して硬
化を完了させるのが好ましい。

なお、本発明の摩擦材は、必要に応じて、着色剤、改質
材、その他の添加材を含有していても良いことは言うま
でもない。

［作用］ ＭｇＯウィスカーは、ガラス繊維その他の充填材に比べ
て熱伝導率が大きく、しかも引張強度や耐熱性に優れた
低比重材料である。

このため、ＭｇＯウィスカーの配合により、比重を抑え
て、耐熱性や強度等を向上させると共に、ブレーキ作動
時等に摺動面に発生する摩擦熱をスムーズに熱伝導させ
、摩擦材摺動面の温度上昇を防ぎ、温度上昇による摩擦
性能の低下を防止することができる。

なお、ＭｇＯウィスカーの物性を他の充填材と比較して
第１表に示す。第１表からも、本発明によるＭｇＯウィ
スカーの配合による効果が明らかである。

第　　１　　表 ［実施例コ 以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的
に説明する。

なお、実施例１及び比較例１において用いた材料は次の
通りである。

熱硬化性樹脂　　：フェノール樹脂 補強基材　　　　：アラミド繊維 無機充填材　　　：硫酸バリウム 摩擦調整剤　　　：カシューダスト Ｍｇｏウィスカー：平均繊維径３μｍ 平均繊維長さ５〜３０００μｍ ガラス粉末　　　：平均直径１０μｍ 平均長さ１００μｍ 実施例１．比較例１ 第２表に示す配合となるように、それぞれ、材料をミキ
サーで混合し、十分に均一な混合物を得た。この混合物
を各々成形用金型に入れ、１７０℃、２００ｋｇ／ｃｒ
ｎ’の条件で加熱圧縮成形を行なった。得られた成形物
を１８０℃にて６時間硬化処理を行ない、それぞれ試料
を得た。

各試料について、定速型摩擦試験機を用いて、周速９ｍ
／ｓｅｅ、面圧３０　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ’にて各温度
における摩擦係数を測定し、結果を第２表に示した。

弔 表 以上詳述した通り、本発明の摩擦材は、所定量のＭｇＯ
ウィスカーの配合により、摩擦熱を効率的に発散させて
摺動面の温度上昇を防ぎ、もって摩擦抵抗の低下を防止
するものでる。しかも、耐熱性、強度等においても著し
く高い性能が得られる。

従フて、本発明の摩擦材によれば、各種設備のブレーキ
やクラッチ等の性能を大幅に向上させることができる。

代理人　　弁理士　重　野　　剛 第２表より、本発明の摩擦材では、高温領域での摩擦係
数の低下がほぼ完全に防止され、低温から高温領域にお
いて安定した摩擦係数を示すことが明らかである。

〔発明の効果コ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱硬化性樹脂、補強基材、無機充填材及び摩擦調
   整剤を含む摩擦材であって、摩擦材重量に対して１５〜
   ３０重量％のマグネシアウィスカーを含有することを特
   徴とする摩擦材。