JPH0723739B2 - ノンアスベスト摩擦材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動車、鉄道等の車輌や産業機械等のブレーキ
ライニングやクラッチフェーシング等の摩擦材に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来この種の摩擦材は、繊維基材として石綿が主に用い
られていたが、最近は作業環境の改善または石綿公害防
止のため摩擦材の無石綿化が進められている。

石綿に替わる繊維基材としてガラス繊維、アルミナ繊
維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維などの無機繊
維やスチール繊維、銅繊維、真ちゅう繊維などの金属繊
維および麻、木綿、レーヨン、フェノール繊維、芳香族
ポリアミド繊維などの有機繊維を適宜組合せた繊維基材
が検討されている。例えば、特開昭58-72738号公報に従
来のスチール繊維と黒鉛とからなるセミメタリック摩擦
材のもつ高熱伝導性を改良するために、ブレーキパッド
またはブレーキライニングにスチール繊維および炭素繊
維を用いた熱伝導性の低い、高寿命の摩擦材の製造方法
が開示されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、特開昭58-72738号公報に示された摩擦材
の製造方法は炭素繊維を含有するため、より高い摩擦係
数が要求される摩擦材には不向きであり、その改善が要
望されていた。また炭素繊維は結合剤であるフェノール
樹脂等とのぬれ特性が悪く、車輌の高速化、エンジンの
高回転化に伴い、摩擦材の摩耗が大きく、摩擦材の寿命
が短くなるという問題点がある。

［問題点を解決する手段］ 本発明は上記問題点を解消し、摩擦係数が高く、耐摩耗
性に優れた摩擦材を提供するものである。

すなわち、本発明は少なくとも繊維基材、摩擦調整剤お
よび熱硬化性樹脂からなるノンアスベスト摩擦材におい
て、該繊維基材が表面酸化処理された炭素繊維を含有す
ることを特徴とするノンアスベスト摩擦材である。

本発明で使用する表面を酸化処理された炭素繊維（以下
単に酸化処理炭素繊維という）とは、ポリアクリロニト
リル繊維、液晶ピッチ繊維、レーヨン繊維などから製造
された炭素繊維を、空気、オゾンによる乾式酸化、硝
酸、過マンガン酸カリウム−硫酸、次亜塩素酸ナトリウ
ムなどを用いた湿式酸化、または硫酸、水酸化ナトリウ
ム溶液中の電気分解による陽極酸化などの酸化処理され
た炭素繊維である。

この酸化処理炭素繊維の繊維径は10μｍ〜20μｍであ
り、好ましくは14μｍ〜18μｍである。繊維長は0.1mm
〜6mmであり、好ましくは0.1mm〜3mmである。次に酸化
処理炭素繊維の配合割合は、全繊維基材量に対して１重
量％〜100重量％であり、好ましくは５重量％〜50重量
％である。

酸化処理炭素繊維以外の繊維基材としては、ガラス繊
維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ロックウール、チタン
酸カリウム繊維などの無機繊維、スチール繊維、銅繊
維、真ちゅう繊維、亜鉛繊維などの金属繊維および麻、
木綿、レーヨン、フェノール繊維、芳香族ポリアミド繊
維などの有機繊維の１種または２種以上の繊維が使用で
きる。

本発明の摩擦調整剤としては、グラファイト、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、炭酸カルシウムの少なくとも１種が用
いられる。

本発明に使用される熱硬化性樹脂とは、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、
フェノール変性メラミン樹脂およびオイル、ゴム、メラ
ミン、エポキシまたはポリビニルブチラール変性フェノ
ール樹脂の１種または２種以上の混合物である。

［作用］ 本発明のノンアスベスト摩擦材は、繊維基材として含有
されている炭素繊維は、空気、オゾン、硝酸または硫酸
などにより酸化処理されており、この酸化処理によって
炭素繊維表面にカルボキシル基、カルボニル基、フェノ
ール性水酸基などの極性基が導入される。これにより、
結合剤であるフェノール樹脂等とのぬれ性、接着性が大
幅に改善され、材料強度、耐摩耗性が向上する。

また上記の酸化処理によって、炭素繊維の潤滑効果を抑
制することができ、摩擦係数の高い摩擦材を得ることが
できる。

［実施例］ 以下実施例により本発明を説明するが、本発明はこれに
限定されるものではない。

実施例１ Ｖ型ブレンダーにスチール繊維20重量部、酸化雰囲気
（air中）にて400℃で15分間酸化処理した炭素繊維５重
量部および芳香族ポリアミド繊維５重量部を配合し20秒
間混合開繊をする。さらにグラファイト10重量部、カシ
ューダスト10重量部、硫酸バリウム40重量部およびフェ
ノール樹脂10重量部仕込みさらに混合を15分間行い、混
合材料を得た。この混合材料を常温で面圧力300kg/cm²
に調整した成形機にて20秒間予備成形し、予備成形品を
得た。その後面圧力300kg/cm²金型温度150℃に温調した
成形機を用いて10分間加圧成形した。

その後250℃で３時間加熱炉内で熱処理をし、放冷後所
定寸法に研磨してブレーキパッド用摩擦材を得た。

実施例２ 酸化雰囲気（air中）にて400℃で15分間酸化処理した炭
素繊維５重量部を30％濃度の硝酸中で25℃で30分間酸化
処理した炭素繊維５重量部にかえた以外は実施例１と同
様にしてブレーキパッド用摩擦材を得た。

比較例１ 酸化雰囲気（air中）にて400℃で15分間酸化処理した炭
素繊維５重量部を未処理炭素繊維（呉羽化学工業（株）
製；カーボンファイバーＭ−107T）５重量部にかえた以
外は実施例１と同様にしてブレーキパッド用摩擦材を得
た。

実施例１〜２および比較例１で得たブレーキパッド用摩
擦材について、フルサイズダイナモメータ試験機にて、
JASO-C406-82に準拠し摩擦係数（第２効力、100km/h、
0.6G時の摩擦係数）を測定した。また同じくフルサイズ
ダイナモメータ試験機にて、JASO-C427-83に準拠し、制
動前ロータ温度が100℃、200℃、300℃の摩耗率を測定
し、耐摩耗性の評価をした。

摩擦材の強度は、実施例１〜２および比較例１で得たブ
レーキパッド用摩擦材から5mm×5mm×40mmのテストピー
スを切り出し、テンシロン引張試験機にて引張強度を測
定し、単位断面積当りの強度で表示した。これらの評価
結果を表１に示した。

表１から明らかなように、実施例１、２のブレーキパッ
ド用摩擦材は比較例１の摩擦材に比べ、摩擦係数が高
く、かつ摩耗率が各温度共に少ない。さらに引張強度が
高いことが確認された。本発明をブレーキパッドに適用
した場合について説明したが、ブレーキシュー、クラッ
チフェーシング等の摩擦材に適用しても、同様の効果を
得ることができる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明のノンアスベスト摩
擦材は、酸化処理された炭素繊維を繊維基材に含有させ
たことによって、高摩擦係数で、かつ材料強度が高く摩
耗性の優れた長寿命の摩擦材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも繊維基材、摩擦調整剤および熱
   硬化性樹脂からなるノンアスベスト摩擦材において、該
   繊維基材が表面酸化処理された炭素繊維を含有すること
   を特徴とするノンアスベスト摩擦材。