JPH07113013A - 摩擦材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 表面に硝酸鉛を付着させた繊維基材に、摩擦
調整剤及び結合剤を含む混和物を含浸又は混合し、成形
硬化してなる摩擦材。 【効果】 高温時の摩擦性能に優れる摩擦材が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の動力伝達、制
動等に用いる摩擦材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に用いる摩擦材としては、一般に
ブレーキライニング、ディスクパッド及びクラッチフェ
ーシングがある。これらは従来、石綿（アスベスト）を
基材として使用していたが、アスベスト公害の問題から
非アスベスト系摩擦材の開発が望まれている。又、自動
車エンジンの性能向上に伴い摩擦材の摩擦特性（摩擦係
数、摩耗率）、機械特性の向上が望まれている。更に最
近は使用条件が苛酷になり高温時の高速回転強度も要求
されるようになってきている。現在、石綿基材の代替材
として、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊
維、ロックウール、セラミック繊維、各種のスチールフ
ァイバー等を使用した摩擦材が開発され、一部で使用さ
れている。しかし、これらの基材は従来の石綿に比べて
高弾性で硬く、耐熱性が低いために、摩擦材にした場合
に種々の問題があり、上記した要求される性能を満足し
ない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】石綿代替材を使用し高
温で高負荷に耐える摩擦材として、あらかじめ摩擦材自
身を高温処理したもの（例えば特開昭５６−１３１８４
６号公報、同５９−１１３０３８号公報、同６０−１４
５３０２号公報等）があるが、これらはコスト高や機械
強度の低下を伴う。特殊な摩擦調整剤を添加したもの
（例えば特開昭６０−９６６２５号公報、同６０−９２
３３２号公報、同６２−１９０２３２号公報等）もある
が、従来の結合剤では耐熱性と接着性が不足しているた
めその効果を十分発揮できない。又基材に耐熱性の高い
アラミド繊維やポリイミド樹脂粉を加えたものなどが開
示されているが、基材及び摩擦調整剤を保持する結合剤
の耐熱性は充分でなく高温強度が得られない。たとえ耐
熱性樹脂を結合剤として使用し摩擦材を得ようとして
も、従来の製造方法では工業的、技術的に困難である。

【０００４】更に、摩擦特性を改善するために摩擦調整
剤の添加量に自由度がもてるモールド成形法で製造した
摩擦材もあるが、繊維基材として短繊維を用いるため繊
維強度に難点があり、製品化はごく一部に限られてい
る。

【０００５】本発明は、上記した問題を解消し、高温高
負荷の条件下でも安定した摩擦特性を有する摩擦材を提
供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は表面に硝酸鉛を
付着させた繊維基材に、摩擦調整剤及び結合剤を含む混
和物を含浸又は混合し、成形硬化してなる摩擦材に関す
る。

【０００７】本発明において繊維基材の材質としては、
ガラス繊維、炭素繊維、ロックウール、セラミック繊維
等の無機繊維、鉄線等の金属線、フェノール樹脂繊維、
芳香族ポリアミド樹脂繊維等の有機繊維などがあり、特
に制限はないが、加工の容易なこと、安価なことなどか
らガラス繊維が好ましい。繊維基材の形状としては、マ
ット、フェルト等の不織布、抄造シート、織布等のシー
ト状基材、短繊維状基材、撚糸ヤーン等の紐状基材など
がある。繊維基材は摩擦材中に２５〜６０重量％含有さ
せると摩擦特性のバランスが良好及び摩擦特性の制御が
容易に行うことができるので好ましい。より好ましい値
は３０〜５０重量％である。

【０００８】本発明に用いる繊維基材はその表面に硝酸
鉛を付着せさる。付着せさる方法としては硝酸鉛の溶液
又は分散液に繊維基材を浸漬した後、乾燥して溶媒を除
去する方法がある。硝酸鉛の溶液又は分散液としては、
結合剤溶液に硝酸鉛を分散又は溶解させたものや水溶液
があげられるが、特に水溶液を用いるのが好ましい。

【０００９】付着させる硝酸鉛の量は、繊維基材に対
し、鉛量として５〜５０重量％が高温時におけるガラス
繊維等の固着性、高温時の摩擦特性の面から好ましい。
より好ましくは１０〜３０重量％である。

【００１０】摩擦調整剤としては、炭酸カルシウム、珪
酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、クレ
ー、タルク、黒鉛、カーボンブラック、アルミナ、マイ
カ、蛍石、ジルコニア、ヘマタイト、マグネタイト、シ
リカ、硫化アンチモン、三酸化アンチモン、硫化鉄、硫
化モリブデン等の各種の無機物の粉末及び短繊維、銅、
鉄、鉛等の金属の粉末、カシューダスト、メラミン樹脂
硬化物の粉末（メラミンダスト）、ゴムダスト、各種樹
脂硬化物の粉末等の有機物の粉末などが使用される。摩
擦調整剤は得られる摩擦材中に１０〜６０重量％含有さ
せると安定した摩擦係数が得られ、摩耗量とのバランス
に優れるので好ましい。より好ましくは２０〜４０重量
％である。

【００１１】結合剤としては各種熱硬化性樹脂が挙げら
れるが、フェノール樹脂を用いることが好ましい。その
理由は耐熱性及び接着性に優れ、安価な上に摩擦調整剤
のメラミンダスト、三酸化アンチモン、銅粉等と組合せ
ることにより、他の熱硬化性樹脂を使用した場合よりも
摩擦特性の温度依存性を小さくできるからである。フェ
ノール樹脂の中では未変性でかつレゾール型のものがよ
り好ましい。又フェノール樹脂と共に耐熱性に影響しな
い程度にメラミン樹脂、尿素樹脂、ポリアミドイミド樹
脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂又
は架橋性ゴムを用いてもよい。結合剤は得られる摩擦材
中に固形分として１０〜５０重量％含有させると繊維基
材と摩擦調整剤との結合力に優れ、摩擦係数及び摩耗率
の調整が容易なので好ましい。

【００１２】以上の材料を用いて摩擦材を得る方法を述
べる。前記の方法により先ず表面に硝酸鉛を付着させた
繊維基材（鉛処理基材）を得る。次いで、繊維基材が紐
状又はシート状の場合は結合剤の溶液に摩擦調整剤を加
えて混合した混和物（スラリー）を、前記鉛処理基材に
含浸し、基材に混和物を均一に付着させた後、乾燥等に
より溶媒を除去する。又、繊維基材が短繊維状の場合
は、結合剤の溶液に摩擦調整剤及び鉛処理基材を混合し
てニーダー等で均一な混和物とし、乾燥等により溶媒を
除去する。次いで金型等に入れて熱圧成形を行い、その
後成形品を所定の加熱条件下で熱処理して結合剤を硬化
させ摩擦材を得るものである。

【００１３】

〔ガラス繊維１００重量部に対する鉛付着量、（ ）内は硝酸鉛付着量〕

実施例１……… ５ （ ８ ）重量部 実施例２………１０（１６）重量部 実施例３………３０（４８）重量部 比較例１………未処理

【００１４】（２）摩擦調整剤の調製 硫酸バリウム（堺化学製、Ｂ・Ｃ）２０重量部、タルク
（和光純薬工業製、化学用）２０重量部、炭酸カルシウ
ム（竹原化学製、商品名サンライトＳＬ−１５００）２
０重量部及び珪酸カルシウム短繊維（米国ＮＹＣＯ社
製、商品名ウオラストナイト）４０重量部を混合した無
機物粉末、メチル化メラミン樹脂（日本カーバイド製、
Ｓ−２６０）を１５０℃で１時間、１８０℃で４時間、
次いで２１０℃で２時間の順に加熱して硬化させた硬化
物を４０メッシュ（約３５０μｍ）以下に粉砕したメラ
ミンダスト、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）粉（和光純薬工業製、
化学用、平均粒径：５０〜１００μｍ）及び銅粉（和光
純薬工業製、化学用銅箔粉、平均で厚さ２μｍ、短径５
０μｍ、長径７０μｍ）を表１に示す重量割合で配合
し、Ｖ形混合機で混合して摩擦調整剤とした。

【００１５】

【表１】

【００１６】（３）摩擦材の製造 結合剤溶液としてフェノール樹脂（大日本インキ化学工
業製、ＴＤ−２０４０Ｃ、固形分１００重量％）１５重
量部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）８５重量部に溶解
した樹脂溶液（固形分１５重量％）を用いた。この樹脂
溶液に前記の摩擦調整剤及び硝酸鉛処理ガラス繊維基材
を表２に示す配合比となるように加えてニーダーで均一
な混和物とした。この混和物を６０℃で２時間乾燥して
成形用混和物とし、次いでこれを金型に充填し、１６０
℃で１５分、圧力１．９６×１０⁷Pa（２００kg／cm²）
の条件で成形し、５mm×５０mm×５０mmの成形体を得
た。その後、１８０℃で１時間、２１０℃で２時間、２
４０℃で４時間の順に後硬化を行い、成形体両面をサン
ダーで研摩し、摩擦材を得た。

【００１７】

【表２】

【００１８】実施例及び比較例で得られた摩擦材を２５
mm角に切断して摩擦特性の試験片とした。この試験片を
ＪＩＳ Ｄ ４４１１に定める定速度摩擦試験機に押し付
け圧力４９×１０⁴Pa（５kg/cm²）で取り付けて運転
し、２５０℃及び３５０℃における摩擦係数及び摩耗率
（cm³/kgf・m）を測定した。この結果を表３に示す。

【００１９】

【表３】 表３から明らかなように、比較例のものは、高温の摩耗
率が大きく摩擦性能に劣るが、実施例のものは摩耗率が
小さい。

【００２０】

【発明の効果】本発明の摩擦材は、高温時の摩擦性能に
優れる摩擦材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に硝酸鉛を付着させた繊維基材に、
   摩擦調整剤及び結合剤を含む混和物を含浸又は混合し、
   成形硬化してなる摩擦材。