JPH07188646A

JPH07188646A - 摩擦材組成物及びこれを用いた摩擦材並びに摩擦材の製造法

Info

Publication number: JPH07188646A
Application number: JP32943693A
Authority: JP
Inventors: Toichi Sakata; 淘一坂田
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-25

Abstract

(57)【要約】【目的】高温高負荷の条件下でも安定した摩擦特性を
得るための摩擦材組成物及びこれを用いた摩擦材並びに
摩擦材の製造法を提供する。【構成】繊維状物質の基材、摩擦調整剤、結合剤及び
セルロース化合物を含む摩擦材組成物及び該摩擦材組成
物を成形した摩擦材並びに繊維状物質の基材にセルロー
ス化合物を含浸し、乾燥後摩擦調整剤及び結合剤を含む
混和物を含浸し、成形する摩擦材の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は摩擦材組成物及びこれを
用いた摩擦材並びに摩擦材の製造法に関する。

【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。また、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６０−９２３３
２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。また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
耐熱性が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】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得るための摩擦材
組成物及びこれを用いた摩擦材並びに摩擦材の製造法を
提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は繊維状物質の基
材、摩擦調整剤、結合剤及びセルロース化合物を含む摩
擦材組成物、該摩擦材組成物を成形した摩擦材並びに繊
維状物質の基材にセルロース化合物を含浸し、乾燥後摩
擦調整剤及び結合剤を含む混和物を含浸し、成形する摩
擦材の製造法に関する。

【０００６】本発明において繊維状物質の基材として
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用い
られ、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を用いることが好ましい。繊維状
物質の基材の形態として、チョップ、フィラメント、ロ
ービング、撚糸、ヤーン、マット、フェルト等の不織
布、抄造シート、織布等があるが特に制限はない。

【０００７】繊維状物質の基材としてガラス繊維を用い
る場合、その量は得られる摩擦材中に２５〜６５重量％
含有させると摩擦特性と強度とのバランスが良好なので
好ましい。より好ましい量は、３０〜５５重量％であ
る。なお必要に応じて、ガラス繊維に有機繊維、炭素繊
維、ロックウール、セラミック繊維、金属線、金属のフ
ィラメント等の一種以上を混合して使用してもよい。

【０００８】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、硫化鉛、硫
化鉄、硫化亜鉛、硫化モリブデン、硫黄、酸化亜鉛等の
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。

【０００９】摩擦調整剤の量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。

【００１０】結合剤としては、フェノール樹脂が好まし
く用いられる。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。またフェノール樹脂と
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または架橋性ゴムを用いてもよ
い。結合剤の量は得られる摩擦材中に固形分として１０
〜５０重量％含有させると繊維状物質の基材と摩擦調整
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。

【００１１】セルロース化合物としては、セルロースの
水酸基をエステル化したセルロースエステル、エーテル
化したセルロースエーテルなどが使用され、その量は繊
維状物質の基材に対して２〜３０重量％含有させると摩
擦特性が良好であるので好ましい。より好ましくは５〜
２０重量％である。

【００１２】以上の材料を用いて摩擦材を製造する方法
を述べる。先ず、セルロース化合物を付着させた繊維状
基材（以下セルロース処理基材とする）を得る。次いで
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）を前記のセルロース処理基材に含浸し、該セル
ロース処理基材に混和物を均一に付着させた後、乾燥な
どにより溶媒を除去して塗工紐を得る。次に塗工紐を金
型など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】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。実施例１〜６及び比較例（１）ガラス繊維のセルロース化合物処理ガラス繊維（富士ファイバーグラス製、商品名ＦＥＲ２
３１０、２．３ｇ／ｍ）を、表１に示すセルロース化合
物（いずれも和光純薬工業製）水溶液に浸漬（但し実施
例１〜６のみ）したのち乾燥させ、セルロース処理基材
を得た。なお付着量の調製は、前記水溶液中のセルロー
ス化合物の濃度を変えることにより行った（濃度は実施
例１は２．５重量％水溶液、実施例２〜６は５．０重量
％水溶液）。

【００１４】

【表１】

【００１５】（２）摩擦調整剤の調製硫酸バリウム（堺化学製、Ｂ・Ｃ）１２重量部、タルク
（和光純薬工業製、化学用）１２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）１
２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）３０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、
商品名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１０重量部、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）粉
（和光純薬工業製、化学用、平均粒径：１５〜１００μ
ｍ）４重量部及び銅粉（和光純薬工業製、化学用銅箔
粉、平均で厚さ２μｍ、短径５０μｍ、長径７０μｍ）
１０重量部を配合しＶ形混合機で混合して摩擦調整剤と
した。

【００１６】（３）結合剤の調製熱硬化性樹脂溶液としてレゾールフェノール樹脂（大日
本インキ化学工業製、商品名ＴＤ−２０４０Ｃ、固形分
１００重量％）５０重量部をメチルエチルケトン（ＭＥ
Ｋ）５０重量部に溶解した熱硬化性樹脂溶液（固形分５
０重量％）を用いた。またゴム溶液としてニトリルブタ
ジエン（日本ゼオン製、商品名Ｎｉｐｐｏｌ１０４１、
固形分１００重量％）１５重量部、硫黄（細井化学製、
微粉硫黄）１．２重量部及び酸化亜鉛（和光純薬工業
製、化学用）０．３重量部をＭＥＫ９３．５重量部に溶
解したゴム溶液（固形分１５重量％）を用いた。

【００１７】（４）摩擦材の製造次に上記の熱硬化性樹脂溶液３０重量部及びゴム溶液５
３．３重量部を高速ミキサーで撹拌混合し、均一な溶液
とした。次いでこの溶液に上記で調製した摩擦調整剤２
７重量部を加えて撹拌し、固形分含有量が４５．３重量
％の混和物を得た。この混和物に表２に示す量のセルロ
ース処理基材（比較例のものはガラス繊維）を浸漬して
含浸し、所定量の混和物を付着させた後、８０℃で１５
分間乾燥し、表２に示す量の混和物の付着した塗工紐を
得た。

【００１８】

【表２】

【００１９】この後上記の混和物の付着した塗工紐を金
型に充てんし、１６０℃で１５分、圧力１．９６×１０
⁷Ｐａ（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、２
１０℃で２時間、２４０℃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磨し、摩擦材を得た。実
施例及び比較例で得られた摩擦材を２５mm角に切断して
摩擦特性の試験片とした。この試験片をＪＩＳＤ４４
１１に定める定速度摩擦試験機に押し付け圧力４．９×
１０⁵Ｐａ（５kg/cm²）で取り付けて運転し、１００
℃、２００℃及び３００℃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。

【００２０】

【表３】

【００２１】表３から明らかなように、比較例のもの
は、摩擦係数の温度依存性が大きく、また摩耗率も高い
値を示し摩擦性能に劣る。これに対し実施例のものは摩
擦係数の温度依存性が小さく、また摩耗率も低いことか
ら摩擦性能に優れる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、高温時の摩擦性能に優
れた摩擦材が得られると共に上記のような効果を有する
摩擦材組成物を提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維状物質の基材、摩擦調整剤、結合剤
及びセルロース化合物を含む摩擦材組成物。
【請求項２】請求項１記載の摩擦材組成物を成形した
摩擦材。
【請求項３】繊維状物質の基材にセルロース化合物を
含浸し、乾燥後摩擦調整剤及び結合剤を含む混和物を含
浸し、成形することを特徴とする摩擦材の製造法。