JPH06220426A - 非石綿系摩擦材 - Google Patents

非石綿系摩擦材

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JPH06220426A
JPH06220426A JP3136593A JP3136593A JPH06220426A JP H06220426 A JPH06220426 A JP H06220426A JP 3136593 A JP3136593 A JP 3136593A JP 3136593 A JP3136593 A JP 3136593A JP H06220426 A JPH06220426 A JP H06220426A
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friction material
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mohs hardness
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Takeo Osada
武夫 長田
Kazuhiro Seki
和弘 関
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Nisshinbo Holdings Inc
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Nisshinbo Industries Inc
Nisshin Spinning Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来技術の難点を解消し、非石綿系摩擦材に
おいて、カシューダストを使用することに起因する熱処
理時の膨張及び冷却後の収縮の問題と、アルミナ等の硬
質粒子を使用することに起因する相手材への対面攻撃性
の問題とを同時に解決した非石綿系摩擦材を提供する。 【構成】 本発明の非石綿系摩擦材は、石綿以外の繊維
成分と、フェノール樹脂等の結合材成分と、黒鉛、硫酸
バリウム等の充填材成分とを含有する摩擦材において、
前記充填材成分の少なくとも一部として、モース硬度5
以上の硬質粒子成分を含有するカシューダストを使用し
てなることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のブレーキパッ
ド、ブレーキライニングやクラッチフェーシング等とし
て使用される非石綿系摩擦材に関するものであり、更に
詳しくは、製造工程における熱処理時の膨張及び冷却後
の収縮が少なく、相手材への対面攻撃性が小さい非石綿
系摩擦材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車のブレーキパッド、ブレー
キライニングやクラッチフェーシング等として使用され
ている摩擦材には、その基材として石綿が多く使用され
ていたが、石綿はその粉塵の人体への有害性が指摘され
た結果、その使用が規制されつつあり、そのため、石綿
を使用しない摩擦材に対する要求が強くなってきてい
る。
【0003】そこで、基材として石綿を使用しない非石
綿系摩擦材について多くの提案がなされるようになった
が、それらの多くは、繊維成分として耐熱性有機繊維、
ガラス繊維や金属繊維を、結合材成分としてフェノール
樹脂等の熱硬化性樹脂を、充填材成分としてアルミナ等
の硬質粒子、黒鉛、二硫化モリブデンやカシューダスト
等を用いたものである。
【0004】従来から使用されている充填材成分の中の
上記カシューダストは、カシューナットシェルオイルを
反応触媒の存在下、又は熱により重合させ、架橋材によ
り熱硬化させた後、粗砕、微粉砕工程を経て製造される
ものであって、化学構造的には、フェノール環と長鎖ア
ルキル基を併せ持っており、適度な耐熱性及び柔軟性を
有しているため、摩擦材の耐摩耗性の向上と摩擦係数の
安定性に効果があり、摩擦材にはよく使用されている材
料である。
【0005】一方、アルミナ等の上記硬質粒子は、一般
にモース硬度が5以上の無機粒子であり、摩擦の際の相
手材であるロータ等(主に鋳鉄によりなる)より硬い材
料であるため、ブレーキの効きを上げるために使用され
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カシュ
ーダストは、上記長鎖アルキル基の影響でフェノール樹
脂より耐熱性が悪く、且つ、熱膨張が大きいため、カシ
ューダストを充填材成分として用いた摩擦材について
は、製造工程における熱処理時に膨張し、冷却後は熱処
理前より収縮する傾向が強くなってしまい、その結果、
摩擦材に空隙が生じて吸水する等の問題が起こる恐れの
あることが指摘されている。
【0007】一方、アルミナ等の硬質粒子は、ロータ等
の相手材より硬い材料であるため、高温・高負荷下にお
けるブレーキ制動には効果のある反面、低温・低負荷時
においては相手材への対面攻撃性が増加するという欠点
がある。
【0008】そこで本発明が解決しようとする課題は、
上記の非石綿系摩擦材において、カシューダストを使用
することに起因する熱処理時の膨張及び冷却後の収縮の
問題と、アルミナ等の硬質粒子を使用することに起因す
る相手材への対面攻撃性の問題とを同時に解決した非石
綿系摩擦材を提供することである。
【0009】
【問題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決することを目的としてなされたもので、その構成は、
石綿以外の繊維成分と、フェノール樹脂等の結合材成分
と、黒鉛、硫酸バリウム等の充填材成分とを含有する摩
擦材において、前記充填材成分の少なくとも一部とし
て、モース硬度5以上の硬質粒子成分を含有するカシュ
ーダストを使用してなることを特徴とするものである。
【0010】以下に本発明を詳細に説明する。
【0011】本発明摩擦材は、上記のとおり、充填材成
分の少なくとも一部としてモース硬度5以上の硬質粒子
成分を含有するカシューダストを使用してなることを特
徴とするものであり、従って、それ以外の構成について
は、従来の非石綿系摩擦材と同様である。
【0012】即ち、繊維成分としては、アラミド繊維等
の有機繊維、ガラス繊維、ロックウールやチタン酸カリ
ウム繊維等の無機繊維、銅、青銅、アルミニウムや黄銅
等の金属繊維等を、結合材成分としては、フェノール樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂又はそれらの変成樹脂のよ
うな熱硬化性樹脂、ポリアセタール、芳香族ポリイミド
樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂を、又、充填材成分と
しては、黒鉛、金属粉、二硫化モリブデンのような潤滑
作用のあるものや、セラミックスのような硬質粒子、更
には硫酸バリウムや炭酸カルシウム等を例として挙げる
ことができるのである。
【0013】尚、上記各成分は、その1種類のみなら
ず、2種以上を混合して使用することもできる。
【0014】而して、本発明の摩擦材では、上記成分に
加え、カシューダストを使用するのであり、このカシュ
ーダストは、既に説明したようにカシューナットシェル
オイルを酸触媒又は熱により重合させた後、この重合し
たカシューナットシェルオイルを架橋剤と反応させて硬
化させ、次いで適宜の大きさに粉砕して得られるもので
ある。
【0015】又、本発明の摩擦材では、上記成分に加
え、モース硬度5以上の硬質粒子成分を使用するのであ
り、このモース硬度5以上の硬質粒子成分としては、金
属の酸化物、非金属の酸化物又はセラミックスを例とし
て挙げることができ、更に、金属酸化物、非金属酸化物
の具体例としては、酸化マグネシウム(MgO)、酸化
鉄(Fe23)、酸化チタン(TiO2)や二酸化ケイ
素(SiO2)等を、セラミックスの具体例としては、
アルミナ(Al23)、酸化ジルコニウム(Zr
2)、酸化クロム(Cr23)、ケイ酸ジルコニウム
(ZrSiO4)、結晶性α−石英、炭化ケイ素(Si
C)、窒化ケイ素(Si34)や炭化チタン(TiC)
等を挙げることができる。
【0016】尚、上記硬質粒子成分は、その1種類のみ
ならず、2種以上を混合して使用することもできる。
【0017】本発明においては、摩擦材を構成する上記
の各成分中にカシューダスト及び硬質粒子成分が含有さ
れているだけでは足りず、摩擦材を構成する成分中に、
充填材成分の少なくとも一部として上記硬質粒子成分を
含有するカシューダストが含まれている必要がある。
【0018】この硬質粒子成分を含有するカシューダス
トは、例えばカシューナットシェルオイルを重合させて
得られた液状の高分子量オイルに硬質粒子を添加するこ
とにより製造することができ、この際の硬質粒子成分の
含有量としては、硬質粒子成分を含有するカシューダス
ト全量に対して10〜95重量%のような範囲を例示す
ることができる。
【0019】又、本発明摩擦材を製造するには、摩擦材
を構成する上記の各成分と硬質粒子成分を含有するカシ
ューダストを使用し、従来と同様の方法で混合、成型す
ればよく、この際の硬質粒子成分を含有するカシューダ
ストの含有量としては、摩擦材全量に対して例えば0.
5〜50重量%という範囲を例示することができ、この
場合カシューダストの含有量が0.5%以下では効果が
少なく、又、50%以上では摩擦材の耐摩耗性が悪化し
てしまう。
【0020】
【発明の作用】本発明摩擦材は、充填材成分の少なくと
も一部として、モース硬度5以上の硬質粒子成分を含有
するカシューダストを使用してなるので、カシューダス
トを使用した摩擦材の欠点であった熱処理時の膨張及び
冷却後の収縮を小さくすることができる。
【0021】又、本発明摩擦材では、モース硬度5以上
の硬質粒子成分を比較的柔らかいカシューダストで包む
構造になっているので、低温・低負荷時のブレーキ制動
では硬い硬質粒子が直接に相手材に接触せず、良好な対
面攻撃性を保つことができ、高温・高負荷下のブレーキ
制動においては効きの効果が充分発揮される。
【0022】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。
【0023】実施例A〜F カシューナットシェルオイルを250〜300℃で7時
間加熱して重合させた後、ケイ酸ジルコニウム粉末、結
晶性α−石英粉末、酸化鉄粉末又は酸化マグネシウム粉
末を加え、更に所定のフルフラールを加えて160℃で
9時間加熱することにより硬化させ、粗砕、微粉砕工程
を経て、以下のような複合ダストを得た。 複合ダスト1:ケイ酸ジルコニウムの含有量70重量% 複合ダスト2:ケイ酸ジルコニウムの含有量80重量% 複合ダスト3:ケイ酸ジルコニウムの含有量90重量% 複合ダスト4:結晶性α−石英の含有量70重量% 複合ダスト5:酸化鉄(Fe23)の含有量80重量% 複合ダスト6:酸化マグネシウム(MgO)の含有量7
5重量%
【0024】尚、ケイ酸ジルコニウム粉末としては金生
興業製の「A−PAX」(平均粒径1μm)を、結晶性
α−石英粉末としては龍森製の「クリスタライト」(平
均粒径200μm)を、酸化鉄(Fe23)粉末として
は戸田工業製の「ベンガラ」(平均粒径0.5μm)
を、酸化マグネシウム(MgO)粉末としては神島化学
製の「スターマグ」(平均粒径1μm)を使用し、複合
ダストの平均粒径は250μmになるようにした。
【0025】次に、繊維成分としてアラミド繊維、ロッ
クウール、銅繊維を、結合材成分としてフェノール樹脂
を、充填材成分として上記複合ダストの他、黒鉛、硫酸
バリウムを用い、攪拌機によりこれらを均一に混合し、
室温、圧力400kg/cm2で予備成型した後、温度
150℃、圧力400kg/cm2で10分間加熱加圧
成型し、表1に示す組成を有する実施例A〜Fの摩擦材
中間品を得た。
【0026】比較例a〜f 又、上記複合ダストを使用せず、表1に示す組成を有す
る比較例a〜fの摩擦材中間品を実施例と同様にして得
た。尚、表1中の数値は重量%を示す。
【0027】
【表1】
【0028】上記の方法により作製した実施例A〜F及
び比較例a〜fの摩擦材中間品を、温度180℃で5時
間熱処理し、熱処理前の摩擦材中間品を基準にした熱処
理直後の膨張率及び冷却後の収縮率を測定した。結果を
表2に示す。
【0029】又、実施例A〜F及び比較例a〜fの摩擦
材完成品につき、フルサイズダイナモ試検機を用いて低
温低負荷摩擦摩耗試験を行い、対面攻撃性の程度を示す
試験後のロータ摩耗量(Rmax)を測定した。その結
果を同様に表2に示す。
【0030】
【表2】
【0031】
【発明の効果】以上のように、本発明非石綿系摩擦材
は、石綿以外の繊維成分と、フェノール樹脂等の結合材
成分と、黒鉛、硫酸バリウム等の充填材成分とを含有す
る摩擦材において、前記充填材成分の少なくとも一部と
して、モース硬度5以上の硬質粒子成分を含有するカシ
ューダストを使用してなる結果、モース硬度5以上の硬
質粒子成分とカシューダストとを別々に添加配合した場
合に比べて熱処理時の膨張及び冷却後の収縮が小さくな
り、又、対面攻撃性が良好となるので、自動車のブレー
キパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング
等に使用する摩擦材として好適である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年6月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】又、実施例A〜F及び比較例a〜fの摩擦
材完成品につき、フルサイズダイナモ試験機を用いて低
温低負荷摩擦摩耗試験を行い、対面攻撃性の程度を示す
試験後のロータ摩耗量を測定した。その結果を同様に表
2に示す。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】
【表2】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】
【発明の効果】以上のように、本発明非石綿系摩擦材
は、石綿以外の繊維成分と、フェノール樹脂等の結合材
成分と、黒鉛、硫酸バリウム等の充填材成分とを含有す
る摩擦材において、前記充填材成分の少なくとも一部と
して、モース硬度5以上の硬質粒子成分を含有するカシ
ューダストを使用してなる結果、モース硬度5以上の硬
質粒子成分とカシューダストとを別々に添加配合した場
合に比べて熱処理時の膨張及び冷却後の収縮が小さくな
り、又、対面攻撃性が良好となるので、自動車のブレー
キパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング
等に使用する摩擦材として好適である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石綿以外の繊維成分と、フェノール樹脂
    等の結合材成分と、黒鉛、硫酸バリウム等の充填材成分
    とを含有する摩擦材において、前記充填材成分の少なく
    とも一部として、モース硬度5以上の硬質粒子成分を含
    有するカシューダストを使用してなることを特徴とする
    非石綿系摩擦材。
  2. 【請求項2】 モース硬度5以上の硬質粒子成分が、金
    属酸化物、非金属酸化物又はセラミックスである請求項
    1に記載の非石綿系摩擦材。
  3. 【請求項3】 カシューダストは、モース硬度5以上の
    硬質粒子成分を10〜95重量%含有する請求項1に記
    載の非石綿系摩擦材。
  4. 【請求項4】 モース硬度5以上の硬質粒子成分を含有
    するカシューダストを、摩擦材全量に対して0.5〜5
    0重量%使用する請求項1に記載の非石綿系摩擦材。
JP3136593A 1993-01-27 1993-01-27 非石綿系摩擦材 Expired - Fee Related JPH0784584B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014098213A1 (ja) * 2012-12-21 2014-06-26 曙ブレーキ工業株式会社 摩擦材
JP2016050283A (ja) * 2014-09-02 2016-04-11 日産自動車株式会社 摩擦材

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JP2014122314A (ja) * 2012-12-21 2014-07-03 Akebono Brake Ind Co Ltd 摩擦材
US10461104B2 (en) 2012-12-21 2019-10-29 Akebono Brake Industry Co., Ltd. Friction material
JP2016050283A (ja) * 2014-09-02 2016-04-11 日産自動車株式会社 摩擦材

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