JPH1182581A

JPH1182581A - 摩擦材

Info

Publication number: JPH1182581A
Application number: JP23990497A
Authority: JP
Inventors: Kennosuke Iida; 謙之助飯田
Original assignee: Akebono Research and Development Centre Ltd
Current assignee: Akebono Research and Development Centre Ltd
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】摩擦特性や機械的強度等の摩擦材としての性
能は維持しつつ、出発原料の混合に要する時間を短縮し
て製造コストを下げ、しかも原料コストも削減した摩擦
材を提供する。【解決手段】放射状もしくは多方向に突出する複数の
突起物１ａを有する核粒子１、粉末原料２及びバインダ
を含んでなることを特徴とする摩擦材３。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種車両や産業機
械等のブレーキやクラッチ等に使用される摩擦材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】各種車両や産業機械等のブレーキパッ
ド、ブレーキライニングやクラッチフェーシング等に広
く使用される摩擦材は、耐熱性有機繊維や無機繊維、金
属繊維等の繊維原料と、無機・有機充填材、摩擦調整剤
及び熱硬化性樹脂バインダー等の粉末原料とを混合して
なる出発原料を常温にて所定圧力で成形（予備成形）
し、次いで所定温度にて熱成形し、加熱（アフタキュ
ア）及び仕上げ処理して得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、得られる摩
擦材の性能や機械的強度等の面で、配合される各種原料
は摩擦材中に均一に分布していることが望ましく、従っ
て出発原料の調製に際して各種原料はより均一に混合さ
れなければならない。特に、繊維材料は摩擦材の全体に
渡って分布し、かつ相互に絡み合うことで摩擦材の機械
的強度を増強させるために配合されるものであり、均一
に混合される必要がある。

【０００４】しかしながら、繊維原料と粉末原料とは形
状が大きく異なり、また粉末原料の種類により繊維原料
との付着性が異なるため、これらを均一に混合するのに
はかなりの混合時間を要する。また、繊維材料は在庫や
輸送、工場内での手扱い等の面で嵩が小さい方が有利で
あることから、通常は圧密状態となっており、他の原料
とともに混合機で混練される過程で圧密状態が解かれ、
出発原料中に分散される。しかし、有機繊維は一般的に
解繊性が悪く、出発原料中に塊のまま偏在することがあ
り、出発原料の分散性を低下させている。更に、混合に
際して混合機のタイプや容量等による影響を受けること
もある。

【０００５】摩擦材の製造においては、摩擦材の種類に
応じてその都度出発原料の配合を変えて混合を行ってい
るのが現状であり、上記したような問題を解消して混合
時間を短縮する要望が高いが、出発原料に繊維原料が含
まれている以上、根本的に応答し得るものでない。ま
た、繊維原料は他の原料に比べて価格が高く、繊維原料
の配合量を減少させることは原料コストの上で極めて有
利となる。本発明はこのような状況に鑑みてなされたも
のであり、摩擦特性や機械的強度等の摩擦材としての性
能は維持しつつ、出発原料の混合に要する時間を短縮し
て製造コストを下げ、しかも原料コストも削減した摩擦
材を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明
の、放射状もしくは多方向に突出する複数の突起物を有
する核粒子、粉末原料及びバインダを含んでなることを
特徴とする造粒物により達成される。本発明に係る摩擦
材は、繊維原料に代えて放射状もしくは多方向に突出す
る複数本の突起物を有する核粒子を使用するとともに、
前記核粒子に充填材等の各種の粉末原料をバインダとと
もに保持させて所定形状に成形されたものであり、隣接
する核粒子の突起物同士が絡み合い、その間に粉末原料
が均一に分散して保持されており、摩擦特性並びに機械
的強度に優れたものとなる。また、出発原料の調製に際
して繊維原料の解繊が不要になるため、混合工程が短時
間で済み、製造コストの面で有利であり、また原料コス
トも低減できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る摩擦材に関し
て詳細に説明する。本発明の摩擦材は、放射状もしくは
多方向に突出する複数本の突起物を有する核粒子を中心
とし、この核粒子に充填剤等の各種の粉末原料をバイン
ダとともに保持させて所定形状に成形したものである。

【０００８】核粒子は、摩擦材に加工された際に、隣接
する核粒子の突起物が絡み合うことで摩擦材の機械的強
度を高める作用を有する。従って、核粒子の形状は突起
物を備える形状であれば特に制限されるものではない
が、例えば図１に示すように、核粒子１は複数本の針状
の突起１ａが放射状に密に突出した、略ウニ状の外観形
状を呈する。また、図２に示すように、核粒子１は柱状
の突起１ｂが所定の角度をもって多方向に分岐して突出
したような外観を呈してもよい。更に、図３に示すよう
に、核粒子１は長さや形状の異なる突起１ｃが略枝状に
任意の多方向に分岐したような外観を呈していてもよ
い。

【０００９】上記したような形状の核粒子１を得る方法
は特に制限されるものではないが、例えば図１に示した
ようなウニ状の核粒子１を得るには、既に得られている
分岐モデル高分子の一つである星型ポリマーの製造方法
を応用したり、グラフト接合と呼ばれるシリカ等の無機
粉末の表面にポリマーを重合させる方法等が好適であ
る。また、ポリマーを発泡成形して海綿状とし、これを
所定寸法に裁断することにより、図３に示すような枝状
に分岐した突起１ｃを有する核粒子１を得ることができ
る。更に、星形状に開口されたダイを用いてポリマーを
押し出しまたは引き抜くことにより断面星形の棒状物を
作製し、これを輪切りにすることで星形の薄片としたも
のを核粒子１とすることも可能である。この場合は扁平
粒子となるが、突起物を備える形状であることには変わ
りなく、他の形状の核粒子１と同等の補強効果が得られ
る。

【００１０】核粒子１は小さい方が摩擦材に加工する際
の充填密度を高めることができるため好ましいが、余り
小さすぎても粉末原料を保持できなかったり、上記した
ような形状に加工するのが困難となる。従って、核粒子
１の大きさは、突起物を外寸とした粒径で０．５〜数ｍ
ｍ程度、特に０．５〜２ｍｍであることが好ましい。

【００１１】また、核粒子を形成する材料は、上記した
ような形状に加工でき、且つ摩擦材とする時の加熱成形
温度に耐え得る材料であれば特に制限されるものではな
い。勿論、従来の繊維原料を形成する材料を転用するこ
とができ、特に上記した製造方法への適用の観点から芳
香族ポリアミドや耐炎化アクリル樹脂等の耐熱性合成樹
脂を好適に使用できる。無機繊維材料であるセラミック
スやガラス等も使用可能であり、その場合は主に上記し
たグラフト接合における粉体材料として使用される。

【００１２】上記した核粒子１には、摩擦材の粉末原料
がバインダとともに保持される。粉末原料は従来より摩
擦材の原料として使用されているものであり、具体的に
は、カシューダストやゴムダスト等からなるフリクショ
ンパーティクル、銅や硫黄、アルミニウム、亜鉛等の金
属もしくはアルミナやシリカ、ジルコニア等の金属酸化
物等の摩擦調整材、グラファイトや二硫化モリブデン等
の固体潤滑剤、バーミキュライトやマイカ等の鱗片状無
機物、硫酸バリウムや炭酸カルシウム等の充填材であ
る。

【００１３】また、バインダも従来より摩擦材に使用さ
れるものであり、例えばフェノール樹脂（ストレートフ
ェノール樹脂及びゴム等による各種変性フェノール樹脂
を含む）、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シアン酸エス
テル樹脂等の熱硬化性樹脂からなるバインダが挙げられ
る。これらバインダは、固体（粉末）であっても液体で
あっても構わない。

【００１４】製造に際して、先ず上記核粒子１、粉末原
料及びバインダを規定量に計量した後、混合機に投入し
て混合する。この時の核粒子１、粉末原料及びバインダ
の配合割合は特に制限されるものではなく、所望する摩
擦材の組成に応じて適宜選択されるが、その際従来の繊
維原料を核粒子１で置き換えた配合割合となる。例え
ば、従来の一般的な摩擦材原料の配合割合は摩擦調整剤
５〜１０重量％、充填材５０〜６０重量％、バインダ２
０〜３０重量％及び繊維原料１０〜２０重量％の範囲と
されているが、本発明では前記の繊維原料をそのまま核
粒子１に置き換えて混合する。また、摩擦材の性能に応
じて少量の繊維原料を併用する事も可能である。この混
合は、繊維原料を含まないために、もしくは含んでいて
も少量であるために短時間の内に完了する。

【００１５】混合により得られた出発原料は成形型に充
填され、予備成形並びに熱成形される。この時、ブレッ
シャープレートも同時に成形型に投入され、一体的に接
着される。更にアフターキュア、仕上げ加工を経て摩擦
材が完成する。これら一連の工程は、常法に従って行う
ことができる。

【００１６】図４は得られた摩擦材を示す概略図（但
し、図１に示す核粒子１を使用）であるが、摩擦材３は
その部分拡大図に示されるように、核粒子１同士がそれ
ぞれの突起１ａを相互に絡ませ合って結合しているとと
もに、粉末原料２が互いに結着した状態で硬化してい
る。従って、この摩擦材３は、核粒子１の突起１ａの絡
み合いにより機械的強度の増強が図れており、また粉末
原料２が均一に分散して摩擦特性に優れたものとなって
いる。尚、図中の符号４はプレッシャープレートであ
る。

【００１７】〔実施例〕以下に、本発明を実施例により
更に具体的に説明するが、本発明はこれらによりなんら
限定されるものではない。グラファイト５重量％、硫酸
バリウム２５重量％、炭酸カルシウム２０重量％、フリ
クションパーティクル１０重量％からなる粉末原料７０
重量％と、芳香族ポリアミド製で、図１に示されるよう
な形状の核粒子２０重量％と、フェノール樹脂１０重量
％とを混合した。この混合物をプレッシャープレートと
ともに熱プレスにセットし、温度１５０℃、面圧５００
ｋｇｆ／ｃｍ²で１０分間熱成形した。次いで、この熱
成形品を２００℃で３時間アフターキュア処理して摩擦
材Ａを作製した。得られた摩擦材は、従来の繊維原料を
含む摩擦材と同等の摩擦特性及び機械的強度を示した。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る摩擦
材は、繊維原料に代えて放射状もしくは多方向に突出す
る複数本の突起物を有する核粒子を使用するとともに、
前記核粒子に充填材等の各種の粉末原料をバインダとと
もに保持させて所定形状に成形されたものであり、隣接
する核粒子の突起物同士が絡み合い、その間に粉末原料
が均一に分散して保持されており、摩擦特性並びに機械
的強度に優れたものとなる。また、出発原料の調製に際
して繊維原料の解繊が不要になるため、混合工程が短時
間で済み、製造コストの面で有利であり、また原料コス
トも低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る摩擦材に含まれる核粒子の一例を
示す概略図である。

【図２】本発明に係る摩擦材に含まれる核粒子の他の例
を示す概略図である。

【図３】本発明に係る摩擦材に含まれる核粒子の更に他
の例を示す概略図である。

【図４】本発明に係る摩擦材の一例を示す概略図（一部
拡大図）である。

【符号の説明】

１核粒子１ａ，１ｂ，１ｃ突起２粉末原料３摩擦材４プレッシャープレート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射状もしくは多方向に突出する複数の
突起物を有する核粒子、粉末原料及びバインダを含んで
なることを特徴とする摩擦材。