JPH069945A

JPH069945A - 摩擦材

Info

Publication number: JPH069945A
Application number: JP16950592A
Authority: JP
Inventors: Norio Misawa; 紀雄三澤; Toshihiko Yuasa; 俊彦湯浅
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1994-01-18

Abstract

(57)【要約】【目的】摩擦特性を確保しつつ、低周波ノイズの発生
を抑制する。【構成】基材繊維と、結合剤、添加剤の混合物を成形
して構成される摩擦材であって、マイカ、カオリン等の
鱗片状無機物を２〜４０重量％を含み、結合剤として、
ストレートフェノールよりも耐熱性に優れた熱硬化性樹
脂が用いられている。鱗片状無機物と耐熱性に優れた熱
硬化性樹脂との両方の働きで、低周波ノイズの原因とな
るスティックスリップの発生を抑える。

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、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
材に関し、特に低周波ノイズの発生率を低減した摩擦材
に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用のブレーキパッド等に使用
される摩擦材としては、制動力が大きくて耐摩耗性が良
好であること、温度圧力等の変化による制動力の変化が
小さく安定していること、水や油等に侵されず材料強度
が大きいことなどが求められている。

【０００３】上記特性を比較的満足させる摩擦材とし
て、繊維基材、結合剤、固体潤滑剤や有機、無機の添加
剤とから構成されたものが一般的に使用されている。こ
のような摩擦材としてのブレーキパッドを用いたブレー
キ装置においては、ディスクブレーキの振動によりブレ
ーキ鳴きといわれる５０００〜１５０００Ｈｚ程度の高
周波ノイズや、グロー音などと称する１００〜１０００
Ｈｚ程度の低周波ノイズなどの騒音が発生する場合があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記低周波ノイズが発
生するのは、相手材としてのロータ表面に摩擦材の摩耗
成分や分解物が付着して被着膜が形成され、この被着膜
に起因してスティックスリップ、つまり摩擦材と相手材
との間における摩擦係数の瞬間的な変動が発生しやすく
なるためと考えられる。

【０００５】このような低周波ノイズを抑える手段とし
ては、硬度の高いアブレッシブ剤を多量に添加して被着
膜を取り除く手段が考えられる。しかし、この手段では
相手材としてのロータを著しく摩耗させるなど、摩擦特
性が低下するという欠点がある。また、上記スティック
スリップは、摩擦材の静止摩擦係数が大きく動摩擦係数
が小さいほど、つまり静止摩擦係数と動摩擦係数との差
が大きいほど起こりやすいと考えられている。このた
め、鱗片状（マイカ状）無機物を添加することにより、
摩擦材の静止摩擦係数を小さくしてスティックスリップ
の発生を抑える手段も考えられる。しかしこの手段にお
いても、スティックスリップの発生を十分に抑えるため
には鱗片状無機物の添加量を多くしなければならず、こ
の場合摩擦材の耐摩耗性が低下するなど摩擦特性が低下
するという欠点がある。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、摩擦特性が十分に確保されつつ、低周波ノイズの発
生が抑制された摩擦材を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の摩擦材は、繊維基材、結合剤及び添加剤の混合物を
成形してなる摩擦材であって、鱗片状無機物を２〜４０
重量％含み、かつ前記結合剤として、ストレートフェノ
ール樹脂よりも耐熱性に優れた熱硬化性樹脂が用いられ
ていることを特徴とする。

【０００８】この摩擦材は、繊維基材に添加材と結合剤
とが混合され、成形されて形成されている。そして各種
の添加剤が繊維基材中に分散保持され結合剤で硬化され
て一体化した成形体として構成されている。繊維基材と
しては、アラミド繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、
フェノール繊維などの有機繊維や、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
ールなどの無機繊維や、銅繊維、スチール繊維などの金
属繊維を用いることができる。これらの繊維は、１種又
は２種以上用いることができる。

【０００９】本発明の摩擦材では、結合剤としてストレ
ートフェノール樹脂よりも耐熱性に優れた熱硬化性樹脂
が用いられる。このストレートフェノール樹脂よりも耐
熱性に優れた熱硬化性樹脂とは、所定温度で所定時間加
熱した場合に、熱劣化による強度低下がストレートフェ
ノール樹脂よりも少ないものをいう。このような耐熱性
に優れた熱硬化性樹脂として、アルキルベンゼン変性フ
ェノール樹脂、エラストマー変性フェノール樹脂、アミ
ン変性ビスマレイミド樹脂、ビスマレイミド変性フェノ
ール樹脂、アルキルベンゼンカシュー変性フェノール樹
脂、シリコーン変性フェノール樹脂、ほう酸変性フェノ
ール樹脂等を挙げることができる。これらの熱硬化性樹
脂は、１種又は２種以上を用いることができる。

【００１０】上記結合剤としての熱硬化性樹脂の含有量
は、摩擦材全体の５〜２０重量％とすることが好まし
い。この熱硬化性樹脂の含有量が５重量％よりも少ない
とライニングの強度、耐摩耗性が確保しにくく、２０重
量％よりも多いと耐フェード性能が確保しにくい。添加
剤として添加される鱗片状無機物としては、マイカ、カ
オリン、タルク、バーミキュライト等を挙げることがで
きる。この鱗片状無機物は、摩擦材の静止摩擦係数を小
さくしてスティックスリップの発生を抑える。鱗片状無
機物の含有量が摩擦材全体の２重量％よりも少ないと、
摩擦材の静止摩擦係数を小さくする効果が十分に得られ
ない。また、鱗片状無機物の含有量が摩擦材全体の４０
重量％よりも多いと、摩擦材の耐摩耗性が低下するなど
摩擦特性に影響がある。

【００１１】添加剤として添加される炭素質としては、
鱗状黒鉛、土状黒鉛の天然黒鉛や、コークス、カーボン
ブラック、カーボンファイバーなどの非晶質炭素を用い
ることができる。ここで、低周波ノイズの原因となる被
着膜の形成を抑えるためには、コークス、カーボンブラ
ック、カーボンファイバーなどの非晶質炭素を用いるこ
とが好ましい。これらの非晶質炭素は、結晶の成長度合
が大きい黒鉛質のものと比べて、相手材摺動面を活性化
しにくいので、相手材表面に摩擦材の摩耗成分や分解物
が付着して被膜状となることを抑制することができる。
しかも、非晶質炭素は、黒鉛とほぼ同程度の潤滑性があ
るので、摩擦材の耐摩耗性を低下させることがなく、摩
擦特性に影響を与えない。なお、結晶の成長度合が小さ
く非晶質の炭素質分が多い土状黒鉛を用いても、これら
の非晶質炭素とほぼ同等の効果を得ることができる。こ
れらの非晶質炭素及び土状黒鉛は、１種又は２種以上用
いることができ、また結晶が発達して非晶質の炭素質分
が極めて少ない鱗状黒鉛と組み合わせても用いることが
できる。

【００１２】添加剤としては、上記鱗片状無機物や炭素
質の他に、カシューダスト、銅粉、硫酸バリウム、消石
灰、ラバーダスト、硫酸バリウム、珪藻土、ドロマイ
ト、炭酸カルシウム、二硫化モリブデン、炭酸マグネシ
ウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、アルミ
ナ、ケイ酸カルシウムなどが挙げられる。本発明の摩擦
材は、上記の繊維基材、添加剤、結合剤の所定量の混合
物を、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー、ニー
ダあるいはＶ型ブレンダーなどで充分均一に混合し、こ
の混合物を型内に充填、押圧して予備成形を行い、予備
成形体を加熱加圧して結合剤を硬化させた後、熱処理す
る通常の方法で成形して形成することができる。

【００１３】

【発明の作用及び効果】本発明の摩擦材は、鱗片状無機
物を特定量含み、かつ結合剤としてストレートフェノー
ル樹脂よりも耐熱性に優れた熱硬化性樹脂が用いられて
いる。この鱗片状無機物は、摩擦材の静止摩擦係数を小
さくし、その結果として摩擦材の静止摩擦係数と動摩擦
係数との差を小さくしてスティックスリップの発生を抑
えることができる。また、耐熱性に優れた熱硬化性樹脂
は、樹脂分解生成物が発生しにくく、相手材表面に付着
して被膜状となることが抑制されるので、スティックス
リップの発生を抑制することができる。

【００１４】このように、本発明の摩擦材では、鱗片状
無機物及び耐熱性に優れた熱硬化性樹脂の両者の働きに
より、スティックスリップの発生を抑えることができる
ので、従来のようにスティックスリップの発生を十分に
抑えるために鱗片状無機物を多量に添加する必要がな
い。このため、摩擦特性を十分に確保しつつ、低周波ノ
イズの発生を効果的に抑制することが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。本実
施例はブレーキパッドに本発明を適用したものである。（実施例１）表１にも示すように、アラミド繊維５重量
％、チタン酸カリウムウイスカ１０重量％、ロックウー
ル１０重量％、結合剤としてアルキルベンゼン変性フェ
ノール樹脂（Ａ）８重量％、カシューダスト５重量％、
炭素質として鱗状黒鉛５重量％、銅粉末（平均粒径８０
μｍ）２０重量％、硫酸バリウム２２重量％、消石灰５
重量％、マイカ５重量％、及びカオリン５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。なお、カ
シューダストとして、＋４０メッシュ：１２％、＋６０
メッシュ：３５％、＋１００メッシュ：３０％、及び−
１００メッシュ：２３％の粒度分布をもち、中心粒子径
が約２００μｍのものを用いた。

【００１６】この混合物を加圧して予備成形した後、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）結合剤として、アルキルベンゼン変性フェ
ノール樹脂（Ａ）の代わりにエラストマー変性フェノー
ル樹脂（Ｂ）を用いること以外は上記実施例１と同様に
して摩擦材を得た。

【００１７】（実施例３）結合剤として、アルキルベン
ゼン変性フェノール樹脂（Ａ）８重量％の代わりに、ス
トレートフェノール樹脂（Ｄ）４重量％およびアミン変
性ビスマレイミド（Ｃ）４重量％を用いること以外は上
記実施例１と同様にして摩擦材を得た。（実施例４）炭素質として、鱗状黒鉛の代わりに土状黒
鉛を用いること以外は上記実施例１と同様にして摩擦材
を得た。

【００１８】（実施例５）炭素質として、鱗状黒鉛の代
わりにカーボンブラックを用いること以外は上記実施例
１と同様にして摩擦材を得た。（比較例）結合剤として、アルキルベンゼン変性フェノ
ール樹脂（Ａ）の代わりにストレートフェノール樹脂
（Ｄ）を用いること以外は、上記実施例１と同様にして
摩擦材を得た。

【００１９】（低周波ノイズ発生率の測定）上記実施例
１〜５の摩擦材及び比較例の摩擦材について、低周波ノ
イズ発生率を調べた。これは、車速：２０〜１００ｋｍ
／ｈ、温度；４０〜２５０℃、減速０．１〜０．８Ｇの
条件で測定し、（低周波ノイズ発生件数／制動回数）×
１００の式で算出した。これらの結果を表１に示す。

【００２０】

【表１】鱗状無機物としてのマイカ、カオリンをそれぞれ５重量
％含み、かつ結合剤として耐熱性に優れた熱硬化性樹脂
を用いた本実施例１〜５の摩擦材は、いずれも低周波ノ
イズ発生率が１０〜２５％となり、比較例のものと比べ
て大幅に低減した。これにより、耐熱性に優れた熱硬化
性樹脂を用いることにより、低周波ノイズの発生が大幅
に抑えられることがわかる。

【００２１】また、実施例１と実施例４、５とを比較す
るとわかるように、炭素質として鱗状黒鉛を用いるよ
り、土状黒鉛やコークス、カーボンブラック、カーボン
ファイバーなどの非晶質炭素を用いる方が、低周波ノイ
ズの発生をより効果的に抑えることができる。（熱硬化性樹脂の耐熱性評価）上記実施例１で用いたア
ルキルベンゼン変性フェノール樹脂（Ａ）と、上記実施
例３で用いたアミン変性ビスマレイミド樹脂（Ｃ）と、
他の耐熱性に優れた熱硬化性樹脂であるシリコーン変性
フェノール樹脂と、比較例で用いたストレートフェノー
ル樹脂と、アクリルゴム変性フェノール樹脂とについ
て、耐熱性を評価した。

【００２２】上記各樹脂１０重量％、ガラス繊維１０重
量％、アラミド繊維５重量％、グラファイト１０重量
％、及び硫酸バリウム６５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。この混合物を加圧して予
備成形した後、金型中で１６０℃で２００ｋｇ／ｃｍ²
の圧力で１０分間熱成形し、２００℃で５時間の熱処理
をおこなって各試材とした。

【００２３】上記各試材について、室温での曲げ強度
と、３５０℃で１時間、２時間、４時間、及び８時間加
熱した後の曲げ強度とを測定した。その結果を表２に示
す。なお、表２中、かっこ内の数値は、室温での強度を
１００とした場合、各加熱時間後の強度を示す。

【００２４】

【表２】表２からも明らかなように、ストレートフェノール樹脂
やアクリルゴム変性フェノール樹脂と比べて、アルキル
ベンゼン変性フェノール樹脂、アミン変性ビスマレイミ
ド樹脂及びシリコーン変性フェノール樹脂は、室温強度
に対する加熱後の強度低下が著しく小さい。

【００２５】また、アルキルベンゼン変性フェノール樹
脂、アミン変性ビスマレイミド樹脂及びシリコーン変性
フェノール樹脂は、３５０℃で４時間加熱後の強度が、
室温での強度を１００とした場合に３０以上であり、こ
れらの熱硬化性樹脂は本発明に好適に用いることができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維基材、結合剤及び添加剤の混合物を
成形してなる摩擦材であって、鱗片状無機物を２〜４０重量％含み、かつ前記結合剤と
して、ストレートフェノール樹脂よりも耐熱性に優れた
熱硬化性樹脂が用いられていることを特徴とする摩擦
材。