JPH051277A - 摩擦材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非スチール系摩擦材であってより耐摩耗性に
優れた摩擦材とすること。 【構成】 繊維基材、結合剤、摩擦調整剤よりなる摩擦
材において、該摩擦調整剤には、固定炭素分が８５重量
％以上で灰分が５重量％以上の黒鉛を含有していること
を特徴とする摩擦材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車、産業用車両な
どのブレーキ、クラッチフェーシングに使用される摩擦
材に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、アスベストの公害問題のため、基
材繊維にアスベストを含まない摩擦材が実用化されつつ
ある。その例としてアスベストの代替繊維としてスチー
ルファイバーを用いた、いわゆるセミメタリック系の摩
擦材がある。これらの摩擦材には摩擦調整剤に潤滑剤と
して黒鉛が配合されて摩擦係数の安定化と耐摩耗性を図
っている。たとえば、特開平２−１１７９８５号公報に
は銅系繊維とスチール繊維とを特定割合で含み摩擦調整
剤の成分として固体潤滑剤の黒鉛と金属硫化物を配合し
た摩擦材が開示されている。しかしこのセミメタリック
系の摩擦材は重量が重くなり、錆たり相手材を損傷させ
るという不具合を有している。

【０００３】そこで上記のセミメタリック系摩擦材の問
題を改善するためのスチールファイバーを含まない非ア
スベスト系摩擦材が提案されている。特開平２−２９８
５７５号公報には繊維基材にアスベストと鉄系繊維を含
まず、摩擦調整剤に無機潤滑剤の黒鉛を５〜２０体積％
添加した摩擦材が開示されている。特開平１−２７２６
８４号公報には摩擦調整剤に長柱状造粒黒鉛を配合した
摩擦材の開示がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
非スチール系摩擦材で耐摩耗性を保持するために潤滑性
を示す黒鉛が添加されているが、得られた摩擦材は必ず
しも耐摩耗性は満足できる状態には達しない。本発明は
上記の事情に鑑みてなされたもので、非スチール系摩擦
材であってより耐摩耗性に優れた摩擦材を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の摩擦材は、繊維
基材、結合剤、摩擦調整剤よりなる摩擦材において、該
摩擦調整剤には、固定炭素分が８５重量％以上で灰分が
５重量％以上の黒鉛を含有していることを特徴とする。
この摩擦材は繊維基材に摩擦調整剤と結合剤とが混合さ
れて成形されて形成されている。そして摩擦調整剤が繊
維基材中に絡み合い結合剤で結合されて一体化されて摩
擦特性を発現している。

【０００６】一般に黒鉛は固定炭素分の割合が多くかつ
灰分が少ないものほどグラフィト構造をもち潤滑効果が
高いといわれている。一方、灰分は主成分が酸化珪素、
アルミナ、酸化鉄などで、通常潤滑性を阻害するもので
ある。しかしながら、黒鉛を摩擦材に潤滑剤として添加
してその効果を発揮させるには灰分が少ないことが必ず
しも良策ではないことが判明した。

【０００７】すなわち、灰分が比較的多い黒鉛を使用し
たところ摩擦材の耐摩耗性が向上することが分かった。
黒鉛中に灰分が５重量％以上含まれ、かつ潤滑性を保持
するために固定炭素分が８５重量％以上含まれている黒
鉛を使用することにより摩擦材の耐摩耗性が保持できる
ことが明らかとなった。したがって、この要件を備えて
いる黒鉛を用いれば摩擦材は、潤滑性が保持され、結合
剤で強固に結合されているので耐摩耗性が向上する。

【０００８】ここでいう固定炭素分および灰分は、ＪＩ
Ｓ Ｍ８５１１に準じて測定されて得られる値である。
黒鉛中の灰分の量を増加させると結合樹脂との結合力が
増加し潤滑性が高まるが、灰分が多くなり過ぎると固定
炭素分が不足するので好ましくない。固定炭素量は８５
重量％以上であることが潤滑性を発揮するために必要で
ある。

【０００９】すなわち、黒鉛が摩擦材中で潤滑効果を発
揮し耐摩耗性を持つ摩擦材とするには、摩擦面に黒鉛が
強固に保持されていることが必要である。黒鉛が結合剤
の樹脂で強固に接着保持されないと使用中に摩擦材から
脱落して耐摩擦性が低下するものと思われる。また黒鉛
はその粒径が特定の範囲のものであると潤滑性が向上す
る。とくに粒径が５０〜１５０μｍの範囲のものが樹脂
との結合性が高まり、潤滑性が向上するのでより好まし
い。この黒鉛の添加量は摩擦材中で１〜２０重量％の範
囲で使用される。

【００１０】繊維基材は銅繊維、ガラス繊維、シリカ繊
維、アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維、ロックウー
ルなどのセラミックス系繊維、ナイロン、レーヨン、フ
ェノール繊維、アラミド繊維などの有機繊維が使用でき
る。摩擦調整剤は黒鉛以外にカシューダスト、ラバーダ
スト、硫酸バリウム、珪藻土、アルミナ、ドロマイト、
炭酸カルシウムなどが使用できる。

【００１１】結合剤としては、フェノール樹脂、メラミ
ン樹脂、エポキシ樹脂、変成フェノール樹脂などが使用
できる。この摩擦材は、繊維基材、摩擦調整剤、結合剤
の所定量の混合物を、バンバリーミキサー、ヘンセルミ
キサー、ニーダあるいはＶ型ブレンダーなどで充分均一
に混合する。この混合物を型内に充填し、押圧して予備
成形をおこなう。この予備成形体を加熱加圧して結合剤
を硬化させたのち、熱処理する通常の方法で容易に得ら
れる。

【００１２】

【作用】本発明の摩擦材では、摩擦調整剤に含まれる黒
鉛が特定の範囲の固定炭素量と灰分量をもつため、結合
剤で強固に摩擦材中に保持されている。このため摩擦材
が摩擦を受けても黒鉛の脱落がないのでその潤滑作用が
維持され耐摩耗性が向上して寿命の長いものとすること
ができる。

【００１３】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。実施
例および比較例で使用した黒鉛の組成（固定炭素分、灰
分、揮発分）を表１に示す。これはＪＩＳ Ｍ−８５１
１に準じて測定した値である。 （実施例１）摩擦材は表２に示す組成の繊維基材、摩擦
調整剤、結合剤の混合物を成形して作製した。すなわ
ち、繊維基材として、アラミド繊維１０重量％、銅繊維
６重量％、チタン酸カリウム繊維８重量％、ロックウー
ル６重量％、摩擦調整剤として黒鉛 Ａ８重量％、カシ
ューダスト１０重量％、シリカ３重量％、タルク８重量

【００１４】

【表１】 この商品はいずれも日本黒鉛株式会社製である。％、硫
酸バリウム３１重量％、および結合剤のフェノール樹脂
１０重量％の組成の混合物をＶ型ブレンダーで均一に混
合した。

【００１５】この混合物を加圧して予備成形したのち金
型中で１６０℃で４００ｋｇ／ｃｍ ² の圧力で１０分間
熱成形し、２５０℃で１２０分の熱処理をおこなって摩
擦材とした。 （実施例２）表２に示すように実施例１の黒鉛の種類を
代えて固定炭素分がやや少なく、灰分が多い黒鉛 Ｂを
用いた他は実施例１と同じ組成および同じ成形条件で摩
擦材を作製した。 （比較例１、２）この場合も表２に示すように黒鉛以外
は実施例１と同じ組成と同じ成形条件で摩擦材を作製し
た。比較例１では、黒鉛は表１に示すように灰分が３％
と少ない黒鉛 Ｃを用いた。比較例２では、黒鉛は表１
に示すように灰分が２０％と多く固定炭素分が７７．５
％と少ない黒鉛 Ｄを用いた。

【００１６】摩擦材の摩耗率は、ＪＡＳＯ−Ｃ４２７−
８３に準じて所定の形状に摩擦材をそれぞれ加工してお
こなった。キャリパ形式：ＰＤ５１ｓ、ロータ：１８ｍ
ｍベンチレーテドタイプ、イナーシヤ：Ｉ＝３．５ｋｇ
ｆｍＳ² 、５０→０ｋｍ／ｈ×０．３Ｇで摩擦材の温度
を１００℃、２００℃。３００℃の摩耗率を調べた。結
果を表２に示す。

【００１７】

【表２】 表２に示すように実施例においては、いずれの温度に
おいても比較例に比べて摩耗率は少ない。比較例１で
は、黒鉛の灰分が５％未満であり、グラフィト構造と推
定される固定炭素分の量が９６％と多くても摩耗率は実
施例よりも大きい。すなわち、摩擦面での脱落が起こっ
ているものと考えられる。一方比較例２では黒鉛の灰分
が２０％と多いが、固定炭素分が７７．５％と本発明の
範囲の８５％より著しく少ないので充分な潤滑作用を示
さず、摩擦材は耐摩耗性が低い。したがって、黒鉛中の
固形炭素分が８５％以上でかつ灰分が５％以上であれば
摩擦材は耐摩耗性が向上し耐久性が高まることが分か
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明の摩擦材では、摩擦調整剤に含ま
れる黒鉛が８５％以上の固定炭素分を含み灰分が比較的
多く含むものを使用している。そのため、従来の灰分の
少ない黒鉛を用いた場合よりも耐摩耗性が向上する。こ
れは結合剤が灰分を介して強固に摩擦剤中に保持されて
いることにに基づくと推定される。灰分の量が５％以上
存在すると理由は不明であるが固定炭素分の高濃度の場
合より樹脂との結合力が高まり繊維基材中にに保持され
る。そのため摩擦材の潤滑性が保持されて耐摩耗性が向
上できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 繊維基材、結合剤、摩擦調整剤よりなる
   摩擦材において、該摩擦調整剤は、固定炭素分が８５重
   量％以上で灰分が５重量％以上の黒鉛を含有しているこ
   とを特徴とする摩擦材。