JPH108033A

JPH108033A - 非石綿系摩擦材

Info

Publication number: JPH108033A
Application number: JP8164766A
Authority: JP
Inventors: Naoya Saito; 直也斎藤; Takayuki Watanabe; 隆幸渡辺
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】熱履歴後の効力低下や低温時の効力低下が抑
制された摩擦材を提供することを課題とする。【解決手段】非石綿系繊維基材、熱硬化性樹脂結合
材、および充填材を含有する配合組成物であって、前記
繊維基材が複数の非石綿系繊維を組み合わせてなるもの
であって該繊維基材の一部にセピオライト繊維を含有
し、且つモース硬度５以上の硬質粒子の含有量が３重量
％以下であるものを成形し、非石綿系摩擦材とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業機械、鉄道車
両、荷物車両、自動車用摩擦摺動材（ディスクブレーキ
パッド、ドラムブレーキライニング、クラッチフェーシ
ング、制輪子等）に使用される非石綿系摩擦材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般のブレーキやクラッチ用の摩擦材
（ディスクブレーキパッド、ドラムブレーキライニン
グ、クラッチフェーシング、制輪子等）は、有機繊維、
無機繊維（非石綿系）、金属繊維等の繊維基材、フェノ
ール樹脂等の熱硬化性樹脂結合材、、及び、レジンダス
ト等の摩擦調整剤や黒鉛等の固体潤滑剤などの充填材を
主成分として構成されている。

【０００３】従来の摩擦材は、充填材や添加剤の温度特
性等によって、熱履歴後や低温時の効力が低下する場合
があり、問題となっていた。すなわち、有機繊維（アラ
ミド繊維等）、レジンダスト、ゴム等の比率が高いと、
高温時の制動後に材料の剪断強度の低下や効力の低下が
生じたり、低温時（５０℃以下）における効きが低下し
たりする傾向がある。

【０００４】これを克服するため、アルミナ、酸化クロ
ム等の硬質粒子を研削材として添加又は増量する、ある
いは黒鉛等の固体潤滑剤を相対的に減らすことにより摩
擦係数を向上させる等の方法が試みられてきたが、研削
材を多く用いると、ノイズ発生率が高くなる（ノイズ性
が悪化する）という欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ノイズ性を
悪化させることなく、もしくは悪化を抑制しながら、熱
履歴後の効力又は低温時の効力の低下が防止された摩擦
材を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意検討した結果、繊維基材の少なくとも一部に
セピオライト繊維を用いることにより、硬質粒子の添加
量を減らしても、熱履歴後の効力及び低温時の効力の低
下を防止できることを見出し、本発明に到達した。

【０００７】すなわち、本発明は、非石綿系繊維基材、
熱硬化性樹脂結合材、および充填材を主成分とする摩擦
材において、前記繊維基材が複数の非石綿系繊維を組み
合わせてなるものであって該繊維基材の一部としてセピ
オライト繊維を含有し、且つモース硬度５以上の硬質粒
子の含有量が３重量％以下であることを特徴とする非石
綿系摩擦材を提供するものである。

【０００８】また、本発明は、セピオライト繊維の含有
量が摩擦材全量に対し１〜４０重量％である前記非石綿
系摩擦材を提供するものである。また、本発明は、モー
ス硬度５以上の硬質粒子を実質的に含まないことを特徴
とする前記非石綿系摩擦材を提供するものである。

【０００９】また、本発明は、熱硬化性樹脂結合材の含
有量が、摩擦材全量に対し１８重量％以下である前記非
石綿系摩擦材を提供するものである。また、本発明は、
非石綿系繊維基材５〜５０重量％、熱硬化性樹脂結合材
５〜１８重量％、及び充填材３０〜８０重量％を含有し
てなる前記非石綿系摩擦材を提供するものである。

【００１０】本発明の摩擦材においては、繊維基材とし
てセピオライト繊維を使用することにより、熱履歴後の
効力及び低温時の効力が向上し、しかもノイズ性の低下
が大幅に抑制される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明の摩擦材は、繊維基材として非石綿系繊維
を使用した非石綿系摩擦材であり、該非石綿系繊維基材
と、熱硬化性樹脂結合材と充填材とを主成分とするもの
である。

【００１２】本発明においては、繊維基材の少なくとも
一部としてセピオライト繊維を含有することを特徴とす
る。セピオライトは、天然の繊維状粘土鉱物であり、主
成分は含水ケイ酸マグネシウムであり、そのほかに酸化
カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、二
酸化珪素、酸化鉄等が含まれ、多くの付着水分を含んで
いる。セピオライトの単繊維の断面は、タルクを互い違
いに積み重ねた結晶構造をしており、繊維中に無数の細
孔を有するため、吸着効果が高い。また、揺変性を有し
ており、水中や樹脂中で強力に撹拌すると増粘効果を示
し、剪断力が大きいと低粘度となり小さいと高粘度とな
る。更に、セピオライトを水で造粒し乾燥すると固結粒
子が得られ、これを加熱すると徐々に脱水しながらセラ
ミック化し、カオリンのような可塑性を示す。本発明で
用いるセピオライト繊維としては、平均繊維長が３０〜
５０μｍ、平均繊維径が０．１〜０．４μｍのものが好
ましい。

【００１３】繊維基材としては、前記セピオライト繊維
のほか、スチール繊維、銅繊維、真鍮繊維等の金属繊
維；芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維等：市販品で
は、デュポン社製、商品名ケブラー等がある）、耐炎化
アクリル繊維等の有機繊維；チタン酸カリウム繊維、ガ
ラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、ロックウール等の
非石綿系無機繊維等を併用することができる。これらの
うち１種または２種以上を組み合わせて使用することが
できる。このうち、アラミド繊維又はフィブリル化され
たアラミド繊維（アラミドパルプ）などの有機繊維及び
／又はガラス繊維等の無機繊維を併用するのが好まし
い。

【００１４】セピオライト繊維の含有量は、摩擦材全量
に対し好ましくは１〜４０重量％、より好ましくは２〜
３０重量％である。この配合量の範囲内であれば、少な
すぎて熱履歴後の効力低下及び低温時の効力低下を防止
する効果が不十分となることはない。また、多すぎてノ
イズの発生が増加したり、結合材との濡れ特性が低下し
て強度にバラツキが生じ品質が不安定となったりするこ
とがない。

【００１５】繊維基材全体の使用量は、通常摩擦材全量
に対し、５〜５０重量％、好ましくは１０〜４５重量％
である。該繊維基材全量中のセピオライト繊維の割合は
特に限定されないが、好ましくは１０〜７０重量％程度
である。

【００１６】本発明の熱硬化性樹脂結合材は、摩擦材の
各配合成分を結合させる役割を有するものであり、フェ
ノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シアン酸エ
ステル樹脂等が使用される。このうち、好ましくはフェ
ノール樹脂が用いられる。熱硬化性樹脂結合材の使用量
は特に限定されないが、好ましくは摩擦材全量に対し１
８重量％以下とする。１８重量％を超えると、効きが低
下し（フェードが大きくなり）、好ましくない。より好
ましくは、摩擦材全量に対し５〜１８重量％である。

【００１７】本発明で用いられる充填材としては、レジ
ンダスト（例えばカシューダスト）等の有機充填材；ア
ルミナ、シリカ、ジルコニア等の金属酸化物の硬質粒子
や、銅、真鍮、鉄等の金属粒子などの金属質系充填材；
バーミキュライト、マイカ等の鱗片状無機物や、硫酸バ
リウム、炭酸カルシウム等の無機化合物などの無機充填
材；黒鉛、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤；等を用い
ることができる。充填材の配合量は、摩擦材全量に対し
好ましくは３０〜８０重量％、より好ましくは４０〜７
０重量％である。

【００１８】本発明においては、モース硬度５以上の硬
質粒子の含有量を３重量％以下とする。かかる硬質粒子
が３重量％を超えると、ノイズ性が悪化する。一方、基
材繊維としてセピオライト繊維を用いる本発明において
は、前記硬質粒子が３重量％以下という少量であって
も、熱履歴後の効力や低温時の効力の低下が生じない。
特に、摩擦相手部材（ブレーキディスク、ブレーキドラ
ム等）よりも硬質であるモース硬度５以上の硬質粒子が
摩擦材に実質的に含まれないようにするのが好ましい。
ここで、モース硬度５以上の硬質粒子としては、アルミ
ナ、シリカ、ジルコニア、酸化クロム等の金属酸化物が
挙げられる。

【００１９】本発明の摩擦材は、以上述べた繊維基材、
熱硬化性樹脂結合材及び充填材を均一に撹拌・混合して
得られる配合組成物を、タブレット状等に予備成形した
後、これを、金型等に入れて加圧加熱成形し、所定の厚
さおよび密度の成形品を得る。次にこの成形品を熱処理
し、更に形状加工等の仕上げを行って本発明の摩擦材を
得る。これらの工程における諸条件は、常法に従って適
宜選択されるが、具体的には、予備成形は通常、面圧１
００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²程度で行い、加圧加熱成形
は温度１３０〜１８０℃および面圧２００〜１０００ｋ
ｇｆ／ｃｍ²程度で行い、また熱処理は温度１５０〜３
００℃程度で行うのが一般的である。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。

【００２１】

【実施例１〜４、比較例１〜２】表１に示す種類および
量の配合成分を十分に撹拌、混合し、得られた配合組成
物を金型にて面圧２００ｋｇｆ／ｃｍ²で予備成形し、
次いで金型にて温度１５０℃、面圧２００ｋｇｆ／ｃｍ
²で加圧加熱成形し、得られた熱成形品を温度１８０〜
２００℃で熱処理し、更に研磨等の形状加工を行って摩
擦材試験片を作成した。得られた試験片のサイズは２２
０ｍｍ×１９０ｍｍ×１６ｍｍである。

【００２２】次に、得られた試験片を実車に取り付け
て、以下に示す評価試験を行った。

【００２３】（１）効力試験制動初速度（Ｖ）＝６５ｋｍ／ｈ、減速度０．３Ｇで１
００回すりあわせた後、Ｖ＝５０ｋｍ／ｈ、減速度０．
３Ｇにおいて、入力（ブレーキ液圧Ｐ：ｋｇｆ／ｃ
ｍ²）と出力（ブレーキトルクＴ：ｋｇｆ・ｍ）との関
係（Ｔ／Ｐ）を求めた。

【００２４】前記効力試験において、制動初速度（Ｖ）
＝６０ｋｍ／ｈ、減速度０．３Ｇの条件でフェード試験
を行い、摩擦材温度を最大３００〜３５０℃に上げ、そ
の後冷却して、熱履歴後の効力（Ｔ／Ｐ）を測定した。
また、５０℃におけるＴ／Ｐを測定して低温時の効力と
した。また、９０℃におけるＴ／Ｐを測定して常温時の
効力とした。尚、Ｔ／Ｐ値は、数値が大きいほどブレー
キの効きが高いことを示している。

【００２５】（２）ノイズ性の評価摩擦材試験片を実車に取り付けて、制動初速度（Ｖ）＝
３０〜５０ｋｍ／ｈ、減速度０．１〜０．３Ｇの条件で
制動したときのノイズ発生の有無を調べ、複数回行って
ノイズ発生率を求めた。

【００２６】評価試験の結果を表１に併せて示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】この評価試験の結果からわかるように、本
発明のセピオライト繊維を繊維基材に用いた摩擦材で
は、常用効力と比べて熱履歴後の効力及び低温効力の低
下がほとんど見られない。これに対し、セピオライト繊
維を用いない比較例においては、熱履歴後の効力及び低
温効力の低下が見られる。また、本発明の摩擦材では、
ノイズ発生率が、従来の硬質粒子を研削材として用いた
比較例１と比べて低く、ノイズ性が大幅に向上している
ことがわかる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の摩擦材によれば、ノイズ性を低
下させることなく、熱履歴後の効力低下や低温時の効力
低下を防止することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非石綿系繊維基材、熱硬化性樹脂結合
材、および充填材を主成分とする摩擦材において、前記
繊維基材が複数の非石綿系繊維を組み合わせてなるもの
であって該繊維基材の一部としてセピオライト繊維を含
有し、且つモース硬度５以上の硬質粒子の含有量が３重
量％以下であることを特徴とする、非石綿系摩擦材。
【請求項２】セピオライト繊維の含有量が摩擦材全量
に対し１〜４０重量％である、請求項１記載の非石綿系
摩擦材。
【請求項３】モース硬度５以上の硬質粒子を実質的に
含まないことを特徴とする、請求項１記載の非石綿系摩
擦材。
【請求項４】熱硬化性樹脂結合材の含有量が、摩擦材
全量に対し１８重量％以下である、請求項１記載の非石
綿系摩擦材。
【請求項５】非石綿系繊維基材５〜５０重量％、熱硬
化性樹脂結合材５〜１８重量％、及び充填材３０〜８０
重量％を含有してなる、請求項１記載の非石綿系摩擦
材。