JPH10246261A

JPH10246261A - 摩擦材の製造方法

Info

Publication number: JPH10246261A
Application number: JP9051587A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Shimamura; 正一島村; Yukinori Omote; 征則表
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 1998-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】繊維、熱硬化性樹脂及び充填材を混合してな
る成形材料を成形した後、加熱硬化処理し、得られた硬
化体の表面の熱処理を行って摩擦材を製造するに当り、
効果的な表面熱処理を行って、摩擦特性に優れた摩擦材
を短時間で容易かつ効率的にしかも安価に製造する。【解決手段】表面熱処理に当り、硬化体４の表面に多
孔板１よりなる熱盤３を当接させて加熱する。【効果】硬化体の表面から発生したガスは、熱盤の多
孔板の気孔を経て円滑に排出されるようになる。ガス抜
きを容易に行えることから、硬化体を熱盤に押し付けな
くても、硬化体の表面全体を短時間で均一にかつ効率的
に熱処理することができるようになり、亀裂の発生も防
止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は摩擦材の製造方法に
係り、特に、自動車や各種産業用機械のブレーキ材、例
えば、ディスクパッドやブレーキライニングとして有用
な高特性摩擦材を効率的に製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車や各種産業機械に用いられる摩擦
材のうち、アスベスト不使用のノンアスベスト系摩擦材
の主な構成材料は、アラミド繊維、スチール繊維、ガラ
ス繊維等の補強繊維、フェノール樹脂等の熱硬化性樹
脂、黒鉛、硫酸バリウム等の充填材であり、従来の摩擦
材は、これらの構成材料を混合してなる成形材料を加熱
加圧成形し、次いで加熱硬化処理を行い、厚み調整や摩
擦面に溝を設ける後加工工程を経て、最後に表面近傍の
熱処理（表面熱処理：スコーチ）を行って製造されてい
る。

【０００３】従来、この表面熱処理は、加熱硬化して得
られた硬化体に、熱盤を当接し、４００〜７００℃で３
０〜３００秒間加熱することにより実施されている。こ
のような表面熱処理を行って摩擦材表面に予め熱履歴を
与えることで、頻繁な制動や下り坂道などでの使用によ
り摩擦材表面が高温になった時の摩擦特性の低下（例え
ば、摩擦係数の低下及びそれによるフェード現象）を防
ぐ効果が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては、表面熱処理工程において、硬化体の表面を高
温で熱処理すると、硬化体の表面からの激しいガスの発
生で、熱盤から硬化体に熱を十分に伝えることができな
いために、次のような不具合があった。

【０００５】処理に長時間を要する。表面（摺動面）全体に均一に熱を与えることができ
ない。，を改善するために、硬化体を熱盤に０．１ｋ
ｇｆ／ｃｍ²以上で押し付ける必要がある。ガス発生のために硬化体に亀裂が発生する恐れがあ
り、高温，長時間の熱処理は行えない。より、表面熱処理による摩擦特性の改善効果が十
分に得られない。

【０００６】このため、従来においては、摩擦材の製造
に長時間を要す；処理作業が煩雑である；製造コストが
高い；得られる摩擦材の性能が十分でない；といった問
題が生じていた。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決し、効果
的な表面熱処理を行って、摩擦特性に優れた摩擦材を短
時間で容易かつ効率的にしかも安価に製造する方法を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の摩擦材の製造方
法は、繊維、熱硬化性樹脂及び充填材を混合してなる成
形材料を成形した後、加熱硬化処理し、得られた硬化体
の表面の熱処理を行って摩擦材を製造する方法におい
て、該硬化体の表面熱処理に当り、該硬化体の表面に多
孔板よりなる熱盤を当接させて加熱することを特徴とす
る。

【０００９】硬化体の表面に多孔板よりなる熱盤を当接
させて熱処理することにより、硬化体の表面から発生し
たガスは、熱盤の多孔板の気孔を経て円滑に排出される
ようになる。このようにガス抜きを容易に行えることか
ら、特に、硬化体を熱盤に押し付けなくても、この表面
全体を短時間で均一にかつ効率的に熱処理することがで
きるようになり、亀裂の発生も防止される。

【００１０】このため、製造時間の短縮、製造工程の簡
略化、製造コストの低減が可能となり、また、従来と同
じ時間及び同じ温度の表面熱処理であればより高性能
（高耐フェード性）な摩擦材を得ることができる。

【００１１】また、硬化体内部のガスが抜け易くなり、
表面熱処理時のガス発生による亀裂の発生を防げるた
め、より高い温度（例えば５００℃以上）や長い時間
（例えば１２０秒以上）の表面熱処理が可能となり、こ
れにより、より高性能の摩擦材を製造することができ
る。

【００１２】この多孔板の気孔率は１５〜４０％である
ことが好ましい。

【００１３】また、多孔板の気孔径を７μｍ以上とする
ことにより、表面熱処理時に硬化体の一部が熱盤に付着
した場合、これを容易に除去して、熱盤の多孔板の気孔
が目詰りすることを防止することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明の摩擦材の製造方法における
表面熱処理工程の実施の形態を示す斜視図である。

【００１６】本発明においては、まず、繊維、熱硬化性
樹脂及び充填材を混合して成形材料を調製し、この成形
材料を０．２〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ²で仮成形し、仮成
形体を、予めバックプレートを配置した成形金型に入れ
て１３０〜１８０℃、３０〜４００ｋｇｆ／ｃｍ²で３
〜１５分程度加熱加圧成形してバックプレートと一体成
形した成形体を得る。

【００１７】そして、このバックプレート付き成形体を
加熱硬化処理する。この加熱硬化処理は、１８０〜２５
０℃で、３〜１５時間程度行うのが好ましい。

【００１８】このような加熱硬化処理後は、常法に従っ
て厚み調整や溝加工などの後加工を行い、その後、表面
熱処理（スコーチ）を施し、更に防錆のためのアクリル
塗装を行って製品とするが、本発明においては、この表
面熱処理に当り、図１に示す如く、多孔板１にヒータ２
を埋設した熱盤３を用い、この熱盤３の上に硬化体４を
載置して表面熱処理を行う。

【００１９】この多孔板１としては、連続気孔を有する
多孔質セラミックス（多孔質アルミナ（ＤＦＡ−Ｐ：三
菱マテリアル（株）製）等）や多孔質金属（通気性金属
（ポーセラックスII）等）を用いることができ、その気
孔率はガス抜き効率及び強度（耐圧性）等の面から、１
５〜４０％程度であることが好ましい。また、この多孔
板１の気孔径は、７μｍ以上、特に７〜３０μｍである
ことが好ましい。このように比較的気孔径の大きい多孔
板であれば、表面熱処理時に硬化体の一部が付着して
も、付着物を容易に除去して、付着物による多孔板の目
詰りを防止することができる。

【００２０】本発明では、このような多孔板１を用いて
表面熱処理することにより、硬化体４からのガス抜きを
円滑に行って、硬化体４を熱盤３に押し付けることな
く、均一な表面熱処理を行うことを可能とする。特に、
本発明では、このようにガス抜きを円滑に行うことによ
り、亀裂の発生を防止し、より高い温度、例えば５００
℃以上で、より長い時間、例えば１２０秒以上の表面熱
処理を行うことも可能となり、より一層高性能の摩擦材
を製造することができる。

【００２１】なお、本発明において、成形材料は、スチ
ール繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、
チタン酸カリウム繊維、アルミナ繊維等の補強繊維材料
と、フェノール樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の熱硬化
性樹脂よりなる結合材と、黒鉛、硫酸バリウム、アルミ
ナ、ダストレジン、二硫化モリブデン、三酸化アンチモ
ン、ジルコニア、石英、ガーネット、マグネシア、フェ
ライト、ゴム、カシューダスト、銅等の金属粒子等の充
填材ないし摩擦調整材とを、補強繊維材料３〜３５体積
％、結合材８〜２０体積％、充填材ないし摩擦調整材４
５〜９０体積％の割合で乾式混合機により十分に混合す
ることにより調製される。

【００２２】成形材料を構成する原料のうち、繊維材料
は、平均繊維径１〜２００μｍ、平均繊維長さ１〜１０
ｍｍ程度であることが好ましく、粒状材料は平均粒径３
〜２５０μｍ程度であることが好ましい。

【００２３】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００２４】実施例１，２繊維材料としてスチール繊維（平均繊維径６０μｍ、平
均繊維長３ｍｍ）及びアラミド繊維（平均繊維径１２μ
ｍ、平均繊維長６ｍｍのフィブリル状）を用い、結合材
としてフェノール樹脂（平均粒径４５μｍ）を用い、充
填材及び摩擦調整材として黒鉛（平均粒径１００μ
ｍ）、硫酸バリウム（平均粒径７５μｍ）、アルミナ
（平均粒径５μｍ）、及びダストレジン（平均粒径１５
０μｍ）を用い、これらを表１に示す割合で乾式混合機
により均一混合及び分散を行った。

【００２５】

【表１】

【００２６】得られた成形材料２００ｇを１５０ｋｇｆ
／ｃｍ²でプレス成形し、仮成形体を、金型に入れて温
度１５０℃、圧力４００ｋｇ／ｃｍ²で１０分間加熱加
圧成形した。なお、金型内にはバックプレートとして１
３０ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍ（厚み）のスチール製板を
配置してある。得られたバックプレート付き成形体を２
００℃で５時間加熱硬化処理した。その後、平研加工及
び溝加工し、次いで、図１に示す如く、多孔板（通気性
スチール材，気孔率２５％，気孔径７μｍ）よりなる熱
盤を用いて、表２に示す条件で表面熱処理を行った。そ
の後、アクリル塗料を塗装して防錆処理した。

【００２７】得られた摩擦材の寸法は４５ｍｍ×１２０
ｍｍ×１０ｍｍ（厚み）である。

【００２８】得られた摩擦材について外観（摺動面や側
面部の亀裂の有無）を観察すると共に、ダイナモ試験機
によるフェード試験（制動初速度１００ｋｍ／ｈ、終速
度０ｋｍ／ｈ、制動減速度０．４５Ｇ、制動間隔３５
秒、制動回数１５回）で摩擦係数（フェード試験の最低
値）を調べ、結果を表２に示した。

【００２９】比較例１，２多孔板を用いず、通常のスチール製熱盤を用い、表面熱
処理条件を表２に示す通りとしたこと以外は実施例１と
同様に行って、摩擦材を製造し、得られた摩擦材の外観
の観察結果、フェード試験結果を表２に示した（ただ
し、比較例２では亀裂発生のためフェード試験不可）。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２より、本発明によれば、押し付けを行
わなくても、比較的高い温度の表面熱処理で、亀裂発生
を引き起こすことなく、耐フェード性に優れた摩擦材を
製造できることがわかる。

【００３２】これに対して、比較例１では、表面熱処理
温度が低いため亀裂の発生はないが、得られる摩擦材の
耐フェード性が劣る。また、比較例２では、表面熱処理
温度が高いため亀裂が発生する。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の摩擦材の製
造方法によれば、効果的な表面熱処理を行って、摩擦特
性に優れた摩擦材を短時間で容易かつ効率的にしかも安
価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の摩擦材の製造方法における表面熱処理
工程の実施の形態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１多孔板２ヒータ３熱盤４硬化体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維、熱硬化性樹脂及び充填材を混合し
てなる成形材料を成形した後、加熱硬化処理し、得られ
た硬化体の表面の熱処理を行って摩擦材を製造する方法
において、該硬化体の表面熱処理に当り、該硬化体の表面に多孔板
よりなる熱盤を当接させて加熱することを特徴とする摩
擦材の製造方法。
【請求項２】請求項１の方法において、該多孔板の気
孔率が１５〜４０％であることを特徴とする摩擦材の製
造方法。
【請求項３】請求項１又は２の方法において、該多孔
板の気孔径が７μｍ以上であることを特徴とする摩擦材
の製造方法。