JPS594672A - 摩擦材料の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自動車のブレーキ等に用いらｊｔ／）摩擦材
を作るための摩擦材料に関する。

従来、摩擦材料としてアスベストを主要な基材とし、こ
れとフェノール系樹脂等の樹脂結合材、無機充填材、有
機充填材、金属粉、？Ｉ４滑剤等とを混合したものが主
に使用されている。この摩擦材料を加熱加圧し、樹脂結
合材でアスベスト等会舎他の配さ原材料をかためれば摩
擦材が得られる。

ところが、アスベストには発ガン性があるということが
明らか心でなったため、アスベストに代わる基材が強く
望まれるようになった。アスベストを基材とし７て用り
るようにすると、製品製造時の作業環境が悪化する、あ
るいけ製品使用時にアスベストの摩耗粉が飛散して生活
環境が悪化するといったような公害問題が生じるのであ
る。

現在のところはアスベストの代替物として金属質鰺維−
中でもコストの面で有利なスチール繊維が最も有望視さ
れている。しかしながら、スチール繊維を基材として用
いるようにすると次のような問題が生じる。すなわち、
スチール繊維と他の配合原材料との間の密度差が大きい
ため、これらをドライブＶンドを行なう等して混合して
もスチール繊維が沈んで偏在しやすく、均質な摩擦材料
を得ることが困難であるという問題である。不均質な摩
擦材料からつくられた摩擦材は摩擦特性が不安、定にな
る。

この発明はこのような事情に鑑みなされたもので、スチ
ール繊維を基材とするが、スチール繊維が偏在する恐れ
がなく均質でしかも取り扱いの容易な摩擦材料を得るこ
とのできる製法を提供するものである。

すなわち、この発明は熱硬化性樹脂がコーティングされ
たスチール繊維を基材とし、これと樹脂結合剤および充
填材を含む他の配合原材料とを攪拌混合して摩擦材料を
つくるにあたって、液状体の存在下で攪拌混合して粒状
の摩擦材料を得ることを特徴とする摩擦材料の製法をそ
の要旨とする。

以下、この発明について詳しく説明する。

基材としては、前述したように熱硬化性Ｗ脂がコーティ
ングされたスチール繊維を用−る。コノよりなｍ脂処理
されたスチール繊維を用いるようにすると、均質粒状の
摩擦材料が得らｎる。また、摩擦材肩を加熱加圧すると
き、スチール繊維と樹脂結合剤との間のぬれ性も良くな
る。熱硬化性樹脂旨がコーティングされたスチール繊維
はたとえばつぎのようにして得ることができる。ヘンシ
ェルミキサー等の攪拌機を用いてスチール繊維と液状の
熱硬化性樹脂とを混浴したり、液状熱硬化性樹脂にスチ
ール繊維を浸漬したり、あるいはスプレーを用いて液状
熱硬化性樹脂をスチール繊維に吹きつけたりして、熱硬
化性ｍ脂をスチール繊維に付着させる。液状熱硬化性樹
脂の代わりに固形の熱硬化性樹脂を溶剤に溶解させたも
のを用りるようにしてもよい。また、粉末の固形熱硬化
性樹脂とこの樹脂の軟化点以上に加温されたスチール繊
維とを混合して熱硬化性樹脂をスチール繊維に付着させ
るようにしてもよい。

熱硬化性樹脂がコーティングされたスチール繊維（以下
、被コーテイングスチール繊維と記す）は、スチール繊
維として径５０μ以下、長さ５０ｍｍ以下の短繊維を有
するものが好ましい。径が５０μを越えたり長さが５０
　ｍｍを越えたりしたスチール繊維を有する被コーテイ
ングスチール繊維を用いると、均質な粒状摩擦材料を得
るのが困難になる傾向があるからである。ま泥、被コー
テイングスチール繊維は熱硬化性樹脂としてフェノール
系樹脂が付着しているものが好ましい。たとえば、ノボ
ラック、レゾール、変性フェノール樹脂（油、芳香族炭
化水素、メラミン、エポキシ樹脂。

ゴム、ポリビニルブチラール等で変性されたフェノール
樹脂）等があげられる。しかし、これらに限られる本の
ではなくエポキシ樹脂、メラミン樹脂であってもよい。

２種類以上の熱硬化性樹脂が付着している被コーテイン
グスチール繊維を用いる場合もあれば、異なる熱硬化性
樹脂が付着する被コーテイングスチール繊維を２種類以
上用いる場合もある。さらに、被コーテイングスチール
繊維はスチール繊維１００重量部に対して０．５〜５重
量部の熱硬化性樹脂が付着して＾るものが好ましい。付
着量が０．５重量部よりも少なくなると、摩擦材をつく
ったとき、その耐摩耗性が低下する傾向にあり、逆に、
５重量部を越えると、摩擦材料の粒′径がばらつく傾向
にあるからである。粒径がばらつくと、摩擦材料の一定
着が占める体積が変化し易くかり、自動秤量、自動成形
により摩擦材をつくるようンこする場合、作業性が悪く
なる。

普通、自動秤量では摩擦材料の体積をもとにして計量を
行なうからである。

樹脂結合材は従来と同様、ノボラック、レゾール、変性
フェノール樹脂等のフェノール樹脂を用いるようにする
のが好ましく、２種類以上の樹脂が用いられる場合もあ
る。

充填材としては、パライト、炭酸カルシウム。

水和アルミニウム、マイカ、アルミナ、ベンガラ。

セラミック粉、ケイ砂等の無機充填材やカシュダスト、
ラバーダスト、タイヤくず等の有機充填材が用いられる
。これらのうちの少なくとも１種が用いられる。

従来と同様、必要に芯じて金属粉や潤滑剤等前記以外の
原材料を用しる。金属粉としては、銅粉。

鉄粉、真鍮粉、アルミニウム粉等があげられ、潤滑剤と
しては、人造黒鉛、鱗片状黒鉛、二硫化モリブデン、カ
ーボンブラック等があげられる。

ヘンシェルミキサー等を用い、液状体の存在下で前記の
ような配合原材料を攪拌混合する。たとえば、攪拌混合
を行ないながら液状体を加える。

そうするとひとつひとつの粒がほぼ均質な粒状の摩擦材
料が得られる。ヘンシェルミキサー等を用いて回転攪拌
を行なう場合は回転数１００〜１１０００ｒｐ、より好
ましくは２００−１００Ｏｒｐｍで数分間（例えば１〜
５分間）攪拌するようにするとよい。

回転数が前記の範囲をはずれると粒の質が不均一になる
傾向にある。

液状体としては水ある＾はメタノール等の有機浴剤その
他を用りるが、水はスチール繊維に錆を生じさせる恐れ
があるので有機溶剤を用いるようにするのが好ましい。

液状体は配合原材料１００重量部に対して０．１〜１０
重量部、より好ましくは１〜５重量部用いるようにする
のがよい。この範囲であれは粒質および粒径のよくそろ
った粒状摩擦材料が得られる。すなわち、ｏ、ｘ、：ｔ
ｔ部未満では配合原材料の混合物が粒状になりＶこ＜＜
、逆に１０重重量部を越えると粒径がばらつく傾向にあ
るのである。

このようにして得られる摩擦材料は均質の粒状体である
ので、スチール繊維が偏在する恐れがなく、しかも取り
扱すが容易である。

この摩擦材料を用いて摩擦材をつくる場合は、たとえば
つぎのようにする。摩擦材料を加圧する等して予備成形
を行なめ、摩擦材料のタブレットをつくる。このタブレ
ットを加熱加圧して成形物をつくり、これを研磨して表
面仕上げを行なえば摩擦材が得られる。

なお、これ捷での説明ではスチール繊維のみが熱硬化性
樹脂でコーティングされたものを用いるようにしたが、
必要に応じて熱硬化性樹脂でコーティングされた無機充
填材あるいは潤滑剤を用いる場合本ある。この場合は、
無機充填材あるいは潤滑剤をスチール繊維とともに、前
記と同様、ヘンシェルミキサー等を用いて液状熱硬化性
樹脂と混合する等するとよい。

この発明にかかる摩擦材料の製法はこのように構成され
るものであって、液状体の存在下で前記のような配合原
材料を攪拌混合して均質の粒状摩擦材料を得るようにす
るので、スチールｆｆ１Ｍが偏在する恐れがなく、しか
吃取り扱いが容易である。

つぎに、実施例および比較例について説明する。

〔実施例１〕 ヘンシェルミキサーにスチール繊維８ｋｇ　　を仕込み
、約５０　Ｏｒｐｍで回転攪拌しながら、レゾール樹脂
（ＴＤ−７９９、Ｄｉｅ製）を希釈して樹脂固形分を４
０重ｔチとした樹脂ワニス６００ｇ（スチール繊維１０
０重量部に対して樹脂固形分３重ｉ　部）ｋ　スチール
繊維に吹きつけた。このあと回転数３００　ｒｐｍで約
３分間攪拌を行ない両者を混合して破コーティングスチ
ールｌＪ［＆っくった。

このようにして得られた被コーテイングスチール繊維に
ノボラック型フェノール樹脂３　ｋｇ　、カシュダスト
ｉ　ｋｇ　、バライ）　８　ｋｇを加え、回転ａ　５０
０ｒｐｍで攪拌混合しながら３分間で６００ｇ（ｌＦｅ
ｌ原材料１００重量部に対し約３重置部）のメタノール
を添加した。さらに１分間攪拌した後、優られた粒゛状
の摩擦材料をヘンシェルミキサーから取り出した。

このＩＩ擦杭材料用い、前述したようにタブレットをつ
くったのち成形を行なう方法で摩擦材を製造した。製造
条件をつぎンこ記す。

タブレット成形条件：常温、圧力５００　ｋｇ／ｃｍ２
摩擦材成形条件＝１７０℃、圧力３００ｋｇで５分間抑
圧後１７０℃で３時間ベーキング 〔実施例２〕 実施例１と同様の被コーテイングスチール繊維を用い、
メタノール添加量ｔ２００ｇ（配合原材料１００重蓋部
に対し約１重量部）とした以外は、実施例１と同様の方
法で粒状の摩擦材料をつくった。さらに、実施例１で記
したと同様の方法で摩擦材をつくった。

〔実施例３〕 実施例１と同様の被コーテイングスチール繊維を用い、
メタノール添加量を１０００ｇ　（配合原材料１００重
責部に対し約５重蓋部）とした以外は、実施例１と同様
の方法で粒状の摩擦材料をつくった。さらに、実施例１
で記したと同様の方法で摩擦材をつくった。

［実施例４］ ヘンシェルミキサーを９（）℃に加温し、これにスチー
ルｆｄ＆１ｔ４１８　ｋｇを仕込んだ。ヘンシェルミキ
サーを回転させながら固形粉末の工ｓ４キシｍ脂変性ノ
ボラック（ＴＤ−７８７、Ｄｉｃ製）を２ａｏｇ（スチ
ール繊維１００重量部に対し３重量部）添加し、スチー
ル繊維に樹脂を均一に付着させて被コーテイングスチー
ル繊維をつくった。この被コーチインゲスナール繊維を
用いて、実施例１と同様の方法で粒状の摩擦材料をつく
り、さらに実施例１で記したと同様の方法で摩擦材をつ
くった。

〔実施例５〕 実施例１と同様の破コーティングスチール繊維を用い、
メタノール添加量を１ｏｏｇ（配合原材料１００重揄１
に対し約０．５重を部）とし、力・つ、ヘンシェルミキ
サーの造粒°時の回転数を１５　Ｏｒｐｍとした以外は
実施例１と同様の方法で粒状の摩擦材料をつくった。さ
らに、実施例１で記したと（ロ）様の方法で１１ｉｌ擦
材をつくった。

〔実施例６〕 実施例１と同様の被コーテイングスチール繊維を用い、
メタノール添加量を１２００ｇ　（混合原材料ｘｏｏｍ
ｔ部Ｖこ対し約６重量部）−とし、かつ、ヘンシェルミ
キサーの造粒時の回転数を１５０ｒｐｍとした以外は実
施例１と同様の方法で粒状の摩擦材料をつくった。さら
に、実施例１で記したと同様の方法で摩擦材をつくった
。

〔比較例１〕 樹脂処理をしないスチール繊維を用いて実施例１と同様
の方法で粒状の摩擦材料をつくり、さらに実施例１で記
したと同様の方法で摩擦材をつくった。

〔比較例２〕〜 樹脂処理をしないスチール繊維を用い、メタノールを添
加しなかったほかは実施例１と同様の方法で摩擦材料を
つくり、さらに実施例１で記したと同様の方法で摩擦材
をつくった。

実施例１〜６および比較例１，２で得られた摩擦材料の
粒度分布およびそれらの摩擦材料を使用して得られた摩
擦材の各温度（１００℃、２００℃。

３００℃）での摩擦摩耗特性、すなわち摩擦係数と摩耗
率を測定した。測定結果を第１表に示す。ただし、摩擦
摩耗特性ばＪＩＳＤ４４１］に準じた試験機を用いて測
定した。゛また、摩擦係数は各温度で５回測定して得ら
れた値の平均値であられし、標準偏差も示し−Ｃおいｆ
Ｃ６ 第１表により、実施例１〜６で得られた摩擦材料は粒度
がそろっており、しかもそれらの摩擦材料を使用して得
られた摩擦材は、比較例１．２で得られた摩擦材料を使
用して得られた摩擦材に比べ、摩擦係数が安定しく標準
偏差が小さい）、摩耗率が小さく、摩擦特性が優れて込
ることがわかる。

（以　　下　　余　　白　　　）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　熱硬化性樹脂がコーティングされたスチール
   繊維を基材とし、これと樹脂結合剤および充填材を含む
   他の配合原材料とを攪拌混合して摩擦材料をつくるにあ
   たって、液状体の存在下で攪拌混合して粒状の摩擦材料
   を得ることを特徴とする摩擦材料の製法。
2. （２）熱硬化性樹脂がコーティングされたスチール繊維
   が、スチール繊維に液状熱硬化性樹脂を付着させたもの
   である特許請求の範囲第１項記載の摩擦材料の製法。
3. （３）熱硬化性樹脂がコーティングされたスチール繊維
   が、加熱されたスチール繊維に固形熱硬化性樹脂を付着
   させたものである特＃！Ｆ請求の範囲第１項記載の摩擦
   材料の製法。
4. （４）熱硬化性樹脂がコーティングされたスチール繊維
   が、スチール繊維１００１普部に対して熱硬化性樹脂を
   ０．５〜５重瞼部付着させたものである特許請求の範囲
   ＠１項からｇＫ３項までのいずれかに記載の摩擦材料の
   製法。
5. （５）熱硬化性樹脂がコーティングされたスチール繊維
   が、径５０μ以下、長さ５０　ｍｍ以下のスチール繊維
   に熱硬化性樹脂を付着させたものである特許請求の範囲
   第１項から第４項までのいずれかに記載の摩擦材料の製
   法。
6. （６）配合原材料１００重量部に対して液状体を０．１
   〜１０重量部存在させる特許請求の範囲第１項から第５
   項までのいずれかに記載の摩擦材料の製法。
7. （７）攪拌を回転数１００〜１０００　ｒｐｍの回転攪
   拌によって行なう特許請求の範囲第１項から第６項まで
   のいずれかに記載の摩擦材料の製法。