JPH11172235A - 摩擦材組成物、摩擦材組成物の製造法及び摩擦材組成物を用いた摩擦材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーキ効きに優れ、相手材に対する攻撃性
が少なく、かつ制動時の鳴きや異音のほとんど発生しな
い摩擦材に適した摩擦材組成物、摩擦材組成物の製造法
及び摩擦材組成物を用いた摩擦材を提供する。 【解決手段】 全組成物中にモース硬度が４．２以上の
硬質無機粒子を付着させた有機繊維を８〜２２重量％含
有してなる摩擦材組成物、モース硬度が４．２以上の硬
質無機粒子、有機繊維及び接着剤成分を混練して該硬質
無機粒子を有機繊維に付着させた後、結合剤、補強繊維
及び充填剤を含む材料を添加し、混合することを特徴と
する摩擦材組成物の製造法並びに上記の摩擦材組成物又
は上記の方法で製造された摩擦材組成物を加熱加圧成形
してなる摩擦材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、鉄道車両
及び各種産業用機械等の制動に用いられるディスクブレ
ーキパッド、ブレーキライニング等の摩擦材に適した摩
擦材組成物、摩擦材組成物の製造法及び摩擦材組成物を
用いた摩擦材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、鉄道車両、各種産業用機械等に
は、その制動のためディスクブレーキパッド、ブレーキ
ライニング等の摩擦材が使用されている。従来の摩擦材
は、特公昭５６−２５４４９号公報、特公昭５２−３８
０７０号公報等に示されるようにアスベストを主構成繊
維としたアスベスト系摩擦材や特公昭５９−４４６２号
公報などに示されるようにスチール繊維を主構成繊維と
したセミメタリック系摩擦材が主流であったが、現在は
アスベスト、スチール繊維に代えて特開平６−１８４５
２５号公報などに示されるようにアラミド繊維セラミッ
ク繊維等を用いて、制動時の鳴きや異音の少ないNon・As
bestos・Organic（ノン・アスベストス・オーガニック）
（以下ＮＡＯと称する）系摩擦材への移行が急速に進ん
できた。また、最近ではＮＡＯ系摩擦材に対して効き向
上の要求が高まっている。

【０００３】しかしながら、ＮＡＯ系摩擦材は強度や耐
摩耗性を付与するためにアラミド繊維や結合剤の含有割
合が多くなっており、そのためブレーキ効き特性が低下
傾向にある。ブレーキ効きを向上するためには硬質粒子
を添加する方法があるが、単に添加しただけでは相手材
（ディスクロータ）に対する攻撃性が大きくなる（悪化
する）という欠点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】請求項１及び２記載の
発明は、ブレーキ効きに優れ、相手材に対する攻撃性が
少なく、かつ制動時の鳴きや異音のほとんど発生しない
摩擦材に適した摩擦材組成物を提供するものである。請
求項３記載の発明は、ブレーキ効きに優れ、相手材に対
する攻撃性が少なく、かつ制動時の鳴きや異音のほとん
ど発生しない摩擦材に適した摩擦材組成物の製造法を提
供するものである。請求項４記載の発明は、ブレーキ効
きに優れ、相手材に対する攻撃性が少なく、かつ制動時
の鳴きや異音のほとんど発生しない摩擦材を提供するも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、全組成物中に
モース硬度が４．２以上の硬質無機粒子を付着させた有
機繊維を８〜２２重量％含有してなる摩擦材組成物に関
する。また、本発明は、モース硬度が４．２以上の硬質
無機粒子が、該硬質無機粒子を付着させた有機繊維に対
して２０〜４０重量％含まれる摩擦材組成物に関する。
また、本発明は、モース硬度が４．２以上の硬質無機粒
子、有機繊維及び接着剤成分を混練して該硬質無機粒子
を有機繊維に付着させた後、結合剤、補強繊維及び充填
剤を含む材料を添加し、混合することを特徴とする摩擦
材組成物の製造法に関する。さらに、本発明は、上記の
摩擦材組成物又は上記の方法で製造された摩擦材組成物
を加熱加圧成形してなる摩擦材に関する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において用いられる硬質無
機粒子は、モース硬度が４．２以上、好ましくは４．５
以上、さらに好ましくは６．０以上とされ、モース硬度
が４．２未満であるとブレーキ効き特性が劣るという欠
点が生じる。モース硬度が４．２以上の硬質無機粒子と
しては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ムライト、マ
グネシア、チタニア、酸化鉄、炭酸カルシウム等が挙げ
られ、これらの１種類又は２種類以上用いることができ
る。モース硬度が４．２以上の硬質無機粒子の粒径は、
平均粒径が１〜１００μｍであることが好ましく、２〜
５０μｍであることがさらに好ましい。またモース硬度
が４．２以上の硬質無機粒子を付着させる有機繊維とし
ては、アラミド繊維、アクリル繊維、フェノール繊維等
が挙げられ、これらの１種類又は２種類以上用いること
ができる。有機繊維の長さは、０．５〜５mmであること
が好ましく、０．５〜３mmであることがさらに好まし
い。また太さ（径）は５〜２０μｍであることが好まし
く、１０〜１５μｍであることがさらに好ましい。

【０００７】モース硬度が４．２以上の硬質無機粒子を
付着させた有機繊維の含有量は、全組成物中に８〜２２
重量％、好ましくは１０〜２０重量％の範囲とされ、８
〜２２重量％の範囲から外れるとブレーキ効き又は相手
材に対する攻撃性のいずれかに欠点が生じる。なお上記
の含有量は接着剤成分を含まないものの含有量を示す。
モース硬度が４．２以上の硬質無機粒子を付着させた有
機繊維において、モース硬度が４．２以上の硬質無機粒
子は、該硬質無機粒子を付着させた有機繊維に対して２
０〜４０重量％含有することが好ましく、２５〜３５重
量％含有することがさらに好ましい。

【０００８】モース硬度が４．２以上の硬質無機粒子を
有機繊維に付着させるのに用いられる接着剤成分として
は、液状のフェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性
樹脂、水に分散したＳＢＲラテックスなどが用いられ
る。これらの接着剤成分の含有量は、固形分で全組成物
中に２〜６重量％含有することが好ましく、３〜５重量
％含有することがさらに好ましい。モース硬度が硬質無
機粒子を有機繊維に付着させる方法については特に制限
はないが、例えば該硬質無機粒子と有機繊維とを混合し
ながら有機繊維を解繊したものに接着剤成分を加えて混
練するか、解繊したものに接着剤成分を含む硬質無機粒
子を吹き付けるなどの方法で接着することができる。

【０００９】本発明における摩擦材組成物は、モース硬
度が４．５以上の硬質無機粒子、有機繊維及び接着剤成
分の他にフェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂
等の結合剤、セラミック繊維、ガラス繊維、炭素繊維、
ロックウール、金属繊維等の補強繊維、硫酸バリウム、
黒鉛、カシューダスト等の充填剤などが用いられる。

【００１０】結合剤の含有量は、全組成物中に８〜１５
重量％含有することが好ましく、９〜１２重量％含有す
ることがさらに好ましい。補強繊維の含有量は、全組成
物中に１３〜３３重量％含有することが好ましく、２１
〜２７重量％含有することがさらに好ましい。充填剤の
含有量は、全組成物中に３０〜７０重量％含有すること
が好ましく、４０〜６０重量％含有することがさらに好
ましい。これらの成分は、全組成物が１００重量％とな
るように配合される。

【００１１】本発明になる摩擦材組成物は、例えば、モ
ース硬度が４．５以上の硬質無機粒子及び有機繊維を混
合機で均一に混合しながら有機繊維を解繊し、次いで前
記混合物に予め所定量秤量しておいた接着剤成分を加
え、加圧ニーダーで混練してモース硬度が４．５以上の
硬質無機粒子を有機繊維に付着させ、この後、再度混合
機で他の成分と一括混合して得られる。

【００１２】本発明になる摩擦材組成物を用いて摩擦材
を得るには、金型内に裏金及び摩擦材組成物を挿入及び
充填した後、１４０〜１８０℃及び３０〜７０MPaの条
件で加熱加圧下に成形し、圧力をかけずに２００〜３０
０℃の温度で加熱処理を行って結合剤及び接着剤成分を
硬化させ、冷却後表面を研磨して得られる。なお必要に
応じ、加熱加圧成形前に摩擦材組成物を４０℃以下の温
度で予備成形を行ったり、加熱処理後にさらに４５０〜
８００℃の高温で成形体の表面を焼きつけてもよい。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。 実施例１ 表１に示す成分を評量し、このうち硬質無機粒子１及び
有機繊維を混合機で均一に混合しながら有機繊維を解繊
し、次いでこの混合物に表１に示す量の接着剤成分を加
え、加圧ニーダーで混練して硬質無機粒子１を有機繊維
に付着させ、この後、表１に示す他の成分を添加して、
再度混合機で均一に混合して摩擦材組成物を得た。次に
金型内に裏金及び上記で得た摩擦材組成物を挿入及び充
填した後、１４０±５℃、５０ＭＰａの条件で１０分間
加熱加圧成形し、さらに２５０℃で５時間加熱処理を行
い、冷却後表面を研磨してディスクブレーキパッドを得
た。

【００１４】実施例２ 実施例１で用いた硬質無機粒子１に代えて硬質無機粒子
２を用いた以外は、実施例１と同様の成分を用い、かつ
実施例１と同様の工程を経てディスクブレーキパッドを
得た。

【００１５】実施例３ 実施例１で用いた硬質無機粒子１に代えて硬質無機粒子
３を用いた以外は、実施例１と同様の成分を用い、かつ
実施例１と同様の工程を経てディスクブレーキパッドを
得た。

【００１６】比較例１ 実施例１で用いた硬質無機粒子１に代えて硬質無機粒子
４を用いた以外は、実施例１と同様の成分を用い、かつ
実施例１と同様の工程を経てディスクブレーキパッドを
得た。

【００１７】比較例２〜３ 表１に示す成分を評量し、これらを混合機で均一に一括
混合して摩擦材組成物を得た。以下実施例１と同様の工
程を経てディスクブレーキパッドを得た。

【００１８】実施例４〜５、比較例４〜５ 表１に示す成分を評量し、このうち硬質無機粒子２及び
有機繊維を混合機で均一に混合しながら有機繊維を解繊
し、この混合物に表１に示す量の接着剤成分を加え実施
例１と同様の工程を経て硬質無機粒子２を有機繊維に付
着させ、この後、表１に示す他の成分を添加し、以下実
施例１と同様の工程を経てディスクブレーキパッドを得
た。

【００１９】

【表１】

【００２０】次に本発明になるディスクブレーキパッド
と比較例のディスクブレーキパッドについて、比較試験
を行った。その結果を表２に示す。なお試験条件は、下
記の通りである。 ブレーキ効き ２０００ccのオートマチック車〔日産自動車(株)製、車
種名：セドリック（Ｙ３２）〕でＪＡＳＯ Ｃ ４０２
−７９に従って実車試験を行い、第２効力試験で１００
km／ｈで走行時に０．６Ｇの減速度で制動したときの効
力（μ値）で評価した。

【００２１】 相手材摩耗量 上記と同様の実車試験を行い、試験後の相手材（ディス
クロータ）の厚みから摩耗量を求めた。 鳴き発生率 上記と同様の実車試験を行い、試験中の鳴きを測定
し、７５db以上の鳴きの発生率を求めた。

【００２２】

【表２】

【００２３】試験の結果、本発明の実施例になる摩擦材
組成物を用いたディスクブレーキパッドは、ブレーキ効
き、相手材摩耗量及び鳴き発生率に優れることが示され
る。これに対し、比較例の摩擦材組成物を用いたディス
クブレーキパッドは、ブレーキ効き、相手材摩耗量及び
鳴き発生率のいずれかに欠点があることが示される。

【００２４】

【発明の効果】請求項１及び２記載の摩擦材組成物は、
ブレーキ効きに優れ、相手材に対する攻撃性が少なく、
かつ制動時の鳴きや異音のほとんど発生しない摩擦材に
適した摩擦材組成物である。請求項３記載における方法
により得られる摩擦材組成物は、ブレーキ効きに優れ、
相手材に対する攻撃性が少なく、かつ制動時の鳴きや異
音のほとんど発生しない摩擦材に適した摩擦材組成物で
ある。請求項４記載の摩擦材は、ブレーキ効きに優れ、
相手材に対する攻撃性が少なく、かつ制動時の鳴きや異
音がほとんど発生せず、工業的に極めて好適である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全組成物中にモース硬度が４．２以上の
   硬質無機粒子を付着させた有機繊維を８〜２２重量％含
   有してなる摩擦材組成物。
2. 【請求項２】 モース硬度が４．２以上の硬質無機粒子
   が、該硬質無機粒子を付着させた有機繊維に対して２０
   〜４０重量％含まれる請求項１記載の摩擦材組成物。
3. 【請求項３】 モース硬度が４．２以上の硬質無機粒
   子、有機繊維及び接着剤成分を混練して該硬質無機粒子
   を有機繊維に付着させた後、結合剤、補強繊維及び充填
   剤を含む材料を添加し、混合することを特徴とする摩擦
   材組成物の製造法。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の摩擦材組成物若し
   くは請求項３記載の方法で製造された摩擦材組成物を加
   熱加圧成形してなる摩擦材。