JPH03134086A - ブレーキ用非石綿系摩擦材料 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は非石綿系ドラムブレーキライニング材及びディ
スクブレーキ用パッド材に使用可能な摩擦材に関し、特
に、多湿条件下での摩擦係数安定性の向上を図ったブレ
ーキ用摩擦材料に関する。

し従来の技術・課題］ 従来、ドラムブレーキに装着される摩擦材料には石綿系
摩擦材料が使用されている。しかしながら、石綿系摩擦
材料は石綿粉塵による公害上の問題点があることがわか
り、製造する際並びに使用する際にも不都合が多く、そ
の代替品の出現が強く望まれている。

そこで、非石綿系摩擦材料が種々検討され、石綿に変わ
る繊維としてポリアラミド繊維等の有機繊維、ガラス繊
維、石綿以外の鉱物繊維、人造のミネラル繊維、チタン
酸カリウム繊維等の無機繊維及び金属繊維等を使用した
摩擦材料が提唱されているが、これらの摩擦材料には以
下に記載するような欠点がある。すなわち石綿を使用し
ない摩擦材料は吸水率が低いなめ、水及び湿度の影響で
摩擦係数が敏感に変化し、摩擦係数の安定性を悪くする
。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは上述の課題を解決するために鋭意研究をし
た結果、非石綿系摩擦材料に吸湿性に優れ、保水効果の
ある吸水性原料を添加することにより上記課題を解決で
きることを知見し、本発明を解決するに至った。

すなわち１本発明は基材、潤滑剤、充填剤、金属粉、摩
擦調整剤及びバインダーよりなる非石綿系摩擦材料５０
〜９５重量％に吸水性原料５〜５０重量％を添加、配合
してなるブレーキ用石綿系摩擦材料に係る。

［作　　用］ 本発明は、基材、充填成分、充填剤及び摩擦調整剤にバ
インダーとしてフェノール系樹脂を添加し、加熱成形し
たブレーキ用非石綿系摩擦材料を対象とするものである
。

本発明によれば、非石綿系摩擦材料に吸水性原料を５〜
５０重量％含有させることにより、吸湿性、吸水性を高
め、安定した摩擦係数が得られる。

本発明のブレーキ用非石綿系摩擦材料に使用する基材と
しては、芳香族ポリアラミド繊維のような有機繊維、ガ
ラス繊維、石綿以外の鉱物繊維、人造のミネラル繊維、
チタン酸カリウム繊維のような無機繊維並びに金属繊維
を挙げることができる。基材は、摩擦材料の強度を保ち
、成形性を良くする役割をもつもので、芳香族ポリアラ
ミド繊維、ガラス繊維、鉱物繊維を使用することが好適
である。

ブレーキ用非石綿系摩擦材料への基材の好適配合割合は
、最終ブレーキ用非石綿系摩擦材料を基準として芳香族
ポリアラミド繊維３〜１５重量％、ガラス繊維１〜１０
重量％及び鉱物繊維５〜２０重量％である。また、非石
綿系摩擦材料中の基材の合計配合割合は９〜４５重量％
が好適である。

基材の合計配合割合が９重量％未満であると、材質補強
効果は不充分であるために好ましくなく、また、４５重
量％を超えると混合物の体積が大きくなり過ぎるために
好ましくない。

潤滑剤すなわち潤滑成分は、相手材と摩擦材との界面に
おいて、安定した摩擦作用を起こさせ、それによって摩
擦時に発生する摺動音である［鳴きＪを除去する徘割を
もつものである。この潤滑成分は黒鉛、二硫化モリブデ
ンなどの固体潤滑剤から選択することができる。潤滑成
分の好適配合割合は最終ブレーキ用摩擦材料を基準とし
て１〜１５重量％である。潤滑成分の配合割合が１重量
％未満であると、ブレーキ鳴きを制御できないために好
ましくなく、また、１５重量％を超えると摩擦係数の低
下があるために好ましくない。

充填剤は増量効果を目的とするもので、硫酸バリウム、
炭酸カルシウムなどを使用することができる。充填剤の
好適配合割合は最終ブレーキ用摩擦材料を基準として硫
酸バリウムまたは炭酸カルシウム０〜１５重量％である
。充填剤の配合割合が１５重量％を超えると、耐摩耗性
が悪くなるために好ましくない。

また、摩擦調整剤は摩擦係数を若干高めて安定させる役
目をなす。摩擦調整剤はカシューダスト、酸化マグネシ
ウムなどから選択することができる。

摩擦調整剤の好適配合割合は最終ブレーキ用非石綿系摩
擦材料を基準としてカシューダスト５〜１５重量％と酸
化マグネシウム１〜５重量％である。

バインダーとしては、フェノール系樹脂、エポキシ樹脂
、ポリイミド樹脂などを使用することができる。バイン
ダーの好適配合割合は最終ブレーキ用非石綿系摩擦材料
を基準として５〜１５重量％である。

上述の成分を添加配合してなる非石綿系摩擦材料に添加
する吸水性原料は湿度、水に影響されず安定した摩擦係
数を保つ作用をする。

一般に、ブレーキ用摩擦材料が多湿環境下におかれた場
合、摩擦材料表面に水が結露する。この状態でブレーキ
がかけられると結露した水が数人〜数ミクロンの薄膜と
なり、境界層を形成する。

この境界層において、リンギング現象すなわち平滑な２
面を押し付は若干滑らせた時に２面が強く付着し、簡単
に離れなくなる現象が起こる。この凝着現象が摩擦材料
とドラムの界面でみられる。

この時に摩擦係数が極端に高くなる。

本発明では、上述のような多湿環境において、摩擦材料
表面に結露した水を吸い込み易くし、薄膜を形成させな
いために、吸湿・吸水性原料を添加する。この吸湿・吸
水性原料としては、繊維状マグネシウム化合物、ケイ酸
カルシウム、硫酸カルシウムウィスカー、チタン酸カリ
ウム繊維、多孔質セラミックス、ケイ藻土、石膏繊維、
セルロース繊維、ポリオレフィン、ナイロンボリマー親
水１！維等の有機繊維が使用できる。

非石綿系摩擦材料と吸水性原料の好適配合割合は、非石
綿系摩擦材料５０〜９５重量％に吸水性原料を５〜５０
重量％である。吸水性原料の配合割合が５重量％未満で
は上述の多湿環境下で結露した水を吸収するまでには至
らず、摩擦材料表面に水滴が残り、摩擦係数が極端に高
くなり、上記現象の解決は望めない、また、５０重量％
を超えると摩擦材料の吸水性が高くなり過ぎ、水の乾燥
が遅く、耐水フェード性が劣るために好ましくない。

なお、本発明のブレーキ用非石綿系摩擦材料は慣用の種
々の方法により製造することができるが、例えば所定の
配合割合で、上述の基材、潤滑剤、充填剤、摩擦調整剤
、バインダー及び吸水性原料を高速撹拌羽根を有する混
合機で約１０分間混合した後、一定量を計り取り、１６
０±５℃の温度、１８０　ｋｇ／　ｅｎ２の圧力条件下
で成形し、その後１８０℃で８時間焼成することによっ
てブレーキ用非石綿系摩擦材料を製造することができる
。

［実　施　例コ 実施例 以下の第１表に記載する組成をもつブレーキ用非石綿系
摩擦材料を作成した。

第１表に示す配合割合をもつ本発明品及び比較品１．２
を熱プレス金型温度１６０℃、熱成形圧力１８０ｋｇ／
ｃ論２、熱成形時間１０分間、後焼成１８０℃・８時間
の成形条件を使用してブレーキ用非石綿系摩擦材料に成
形した。

得られたブレーキ用摩擦材料（本発明品）及び既存の非
石綿系の摩擦材料について、ダイナモ台上試験機で二輪
自動車用のブレーキシステムを使用して性能試験を行っ
た。

湿潤試験の条件は、ブレーキシステムを湿度９０％以上
、温度３５℃に保ったフード内に一定時間放置し、車速
１５に＋／待時間ブレーキ入力５ｋｇの条件で制動し、
効力の変化を乾燥状態と比較する。

耐水フェード試験の条件は、ブレーキシステムを２分間
水中に浸漬し、水を排出してから車速１５に＋ａ／時間
・ブレーキ入力５ｋｙの条件で制動し、効力の変化を乾
燥状官と比較する。

この結果、第１図及び第２図に示すように本発明品は湿
潤試験及び耐水フェード試験で高湿環境下で摩擦係数安
定性があり、耐水フェード性にも優れていることが判明
した。

また、比較品１及び２は吸水性原料添加量の臨界性を示
すものである。比較品１は湿潤試験時に、本発明品に比
較して摩擦係数の安定性が劣り、極端に高くなる現象を
改善できない。これに対し、比較品２は耐水フェード試
験において、摩擦係数の回復が極端に劣っている。この
ようなことから、吸水性原料の添加量は５〜５０重量％
の範囲が適当であると判明した。

［発明の効果］ 本発明は、以上に説明したように非石綿系の摩擦材料で
あり、非石綿系摩擦材料５０〜９５重量％に吸水性原料
５〜５０重量％を添加することによって以下に記載する
効果が得られた：■高温環境下でも摩擦係数が安定して
おり、極端に高くなる現象がないブレーキ用摩擦材料を
提供することができる。これは従来のドラムブレーキ用
の非石綿系摩擦材料では高温環境下における摩擦係数の
不安定さの原因である吸水性が少ないという問題を解決
し、石綿系の摩擦材料の吸水性に近付けることができる
ためである。

■水フェード現象に対しても抵抗力のあるブレーキ用摩
擦材料を提供することができる。これは吸水性原料の添
加により摩擦界面に水が存在する時に摩擦材料の吸水性
が良いために中棒界面にある水を吸収することで摩擦係
数の安定性が良くなる。

なお、本明細書では、本発明ブレーキ用摩擦材料をドラ
ムブレーキについてのみ説明したが、ディスクブレーキ
用パッドについても同様の効果が得られることを理解さ
れたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例において得られた本発明品、比較品１並
びに既存非石綿系摩擦材料の湿潤試験の結果を示すグラ
フであり、第２図は本発明品並びに比較品２の耐水フェ
ード試験の結果を示すグラフである。 第１図 ６Δ：比較品１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基材、潤滑剤、充填剤、金属粉、摩擦調整剤及びバイン
   ダーよりなるブレーキ用非石綿系摩擦材料５０〜９５重
   量％に吸水性原料５〜５０重量％を添加、配合してなる
   ブレーキ用非石綿系摩擦材料。