JPH108034A

JPH108034A - 摩擦材組成物

Info

Publication number: JPH108034A
Application number: JP16474496A
Authority: JP
Inventors: Manabu Ono; 学小野; Makoto Kikuchi; 誠菊地
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】耐フェード特性、効力に優れ、かつ制動時の
鳴きや、異音が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。【解決手段】無機粒子含有コークスを摩擦材組成物に
対して２〜５０重量％含有してなる摩擦材組成物。

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、各種産業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
材組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、鉄道車両、各種産業機械等に
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。この摩擦材と
して、従来は特公昭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、現在はスチール繊維に代
えて特開平６−１８４５２５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・Asbestos・Organic（ノン・ア
スベストス・オーガニック）（以下ＮＡＯとする）系摩
擦材への移行が急速に進んできた。

【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材の含有割
合が従来のものより多くなっているのが一般的であり、
そのため耐フェード特性、効力等に劣る欠点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
は、耐フェード特性、効力に優れ、かつ制動時の鳴き
や、異音が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２記載の発明は、請
求項１記載の効果に加えて、強度に優れる摩擦材に適し
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、請求項１又は２記載の発明のうち、特に耐フェ
ード特性と効力に優れる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４記載の発明は、請求項
１、２又は３記載の発明のうち、特に制動時の鳴き、異
音発生防止効果に優れる摩擦材に適した摩擦材組成物を
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、無機粒子含有
コークスを摩擦材組成物に対して２〜５０重量％含有し
てなる摩擦材組成物に関する。また、本発明は、この摩
擦材組成物において、無機粒子含有コークスの最大粒径
が、３mm以下である摩擦材組成物に関する。また、本発
明は、この摩擦材組成物において、無機粒子が、無機粒
子含有コークスに対して０．１〜２０重量％含有されて
なる摩擦材組成物に関する。さらに、本発明は、この摩
擦材組成物において、無機粒子の最大粒径が、２００μ
ｍ以下である摩擦材組成物に関する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において、無機粒子含有コ
ークスとしては、例えば、粘結炭を主成分とする石炭に
無機粒子を添加し、１１００〜１３００℃の温度で高温
乾留した後、冷却、粉砕したものが用いられる。また、
上記の他にピッチと無機粒子の混合物を乾留後、冷却、
粉砕したものも用いることができる。無機粒子含有コー
クスの含有量は摩擦材組成物に対して２〜５０重量％、
好ましくは１０〜３５重量％、さらに好ましくは１５〜
３０重量％の範囲とされ、２重量％未満であると耐フェ
ード性に劣り、５０重量％を越えると剪断強度などの機
械特性が低下する。なお石炭として粘結炭の他に、無煙
炭、歴青炭等を少量含有しても差し支えない。

【０００７】また、無機粒子含有コークスの粒径は成形
性を良好にするために最大粒径が３mm以下であることが
好ましく、２．７mm以下であることがより好ましく、
２．５mm以下であることがさらに好ましい。３mmを越え
ると結合材や他の基材との密着性が低下し、成形時に亀
裂やしわが発生する傾向がある。なお粒径の下限は特に
制限はないが、１０μｍ以上が耐フェード性の面で好ま
しい。

【０００８】本発明で用いられる無機粒子は、アルミナ
（α型）、石英、ジルコニア、ジルコンサンド等のモー
ス硬度が４以上のものを一種類以上用いることが好まし
い。無機粒子の含有量は無機粒子含有コークスに対して
０．１〜２０重量％の範囲が好ましく、５〜１５重量％
の範囲がより好ましく、７〜１２重量％の範囲がさらに
好ましい。０．１重量％未満では、耐フェード性に劣
り、２０重量％を越えると鳴きや、異音の発生頻度が多
くなる傾向がある。また、無機粒子の最大粒径は２００
μｍ以下であることが好ましく、１９０μｍ以下である
ことがより好ましく、１５０μｍ以下であることがさら
に好ましい。２００μｍを越えると鳴きの発生頻度が多
くなる傾向がある。なお粒径の下限は特に制限はない
が、２μｍ以上が効力の面で好ましい。

【０００９】本発明における摩擦材組成物は、無機粒子
含有コークスの他に結合剤、繊維状物質、摩擦調整剤、
充填剤等が用いられ、さらに必要に応じてチタン酸カリ
ウム繊維や銅、黄銅等の金属粉が用いられる。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。なお結合剤としては、ＮＢＲ、ＳＢＲ等の合成ゴム
やフェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂が用
いられる。結合剤は全組成物中に１２〜２５重量％含有
することが好ましく、１５〜２２重量％含有することが
さらに好ましい。

【００１０】繊維状物質としては、ガラス繊維、セラミ
ック繊維、炭素繊維、鉱物繊維等の無機繊維、アラミド
繊維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維等の有機繊維、
銅繊維、黄銅繊維等の金属繊維が用いられる。繊維状物
質は全組成物中に３〜２０重量％含有することが好まし
く、５〜１８重量％含有することがさらに好ましい。

【００１１】充填剤としては、硫酸バリウム、炭酸カル
シウム、炭酸マグネシウム、カシューダスト等が用いら
れ、全組成物中に１０〜５５重量％含有することが好ま
しく、２０〜５０重量％含有することがさらに好まし
い。また摩擦調整剤としては、黒鉛、カーボン粉、Ｍｏ
Ｓ₂、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＺｎＳ等が用いられ、全組成物中に１
〜１５重量％含有することが好ましく、５〜１０重量％
含有することがさらに好ましい。

【００１２】本発明になる摩擦材組成物は、上記成分を
所定量配合した後、混合機で均一に分散、混合して得ら
れる。このときの混合は、液状ゴム、液状樹脂を用いた
湿式混合、粉体のみでの乾式混合のいずれでもよく特に
制限はない。なお本発明において、無機粒子は予めコー
クス中に含有させておくことが必要とされ、他の成分と
同様に上記の混合時に添加、混合すると摩擦材組成物混
合中に無機粒子が脱落し易くなり、無機粒子が脱落する
と効力が劣るという欠点が生じる。

【００１３】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℃、３０〜７０MPaの条件
で加熱加圧成形法で形成し、２００〜３００℃の温度で
加熱処理を行い、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３０℃以
下の温度で予備成形を行ったり、加熱処理後にさらに４
５０〜８００℃の高温で成形体の表面を焼き付けてもよ
い。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。実施例１純度８５％の粘結炭９９．９重量％に対し、最大粒径が
２００μｍ及び最小粒径が３０μｍのアルミナ粉末（ロ
ンザジャパン(株)製、商品名ＰＮ−２０２）を０．１重
量％添加し、１２００℃の温度で高温乾留した後、冷却
し、その後最大粒径が３μｍ以下になるまで粉砕してア
ルミナ含有コークスＡを得た。次いでこのアルミナ含有
コークスＡと表１に示す成分を配合し、混合機で均一に
混合して摩擦材組成物を得た。

【００１５】実施例２純度８５％の粘結炭８０重量％に対し、実施例１で用い
た最大粒径が２００μｍ及び最小粒径が３０μｍのアル
ミナ粉末を２０重量％添加し、以下実施例１と同様の工
程を経てアルミナ含有コークスＢを得た。次いでこのア
ルミナ含有コークスＢと表１に示す成分を配合し、混合
機で均一に混合して摩擦材組成物を得た。

【００１６】実施例３〜４純度８５％の粘結炭９９．９重量％に対し、最大粒径が
２００μｍ及び最小粒径が３０μｍのジルコニア粉末
（第一稀元素化学工業(株)製、商品名ＢＲ−９０Ｇ）を
０．１重量％添加し、以下実施例１と同様の工程を経て
ジルコニア含有コークスＣを得た。次いでこのジルコニ
ア含有コークスＣと表１に示す成分を配合し、混合機で
均一に混合して摩擦材組成物を得た。

【００１７】実施例５純度８５％の粘結炭８０重量％に対し、実施例３で用い
た最大粒径が２００μｍ及び最小粒径が３０μｍのジル
コニア粉末を２０重量％添加し、以下実施例１と同様の
工程を経てジルコニア含有コークスＤを得た。次いでこ
のジルコニア含有コークスＤと表１に示す成分を配合
し、混合機で均一に混合して摩擦材組成物を得た。

【００１８】比較例１〜４表１に示す成分を配合し、混合機で均一に混合して摩擦
材組成物を得た。

【００１９】次に実施例１〜５及び比較例１〜４で得た
摩擦材組成物を３０℃以下の温度で予備成形し、その後
予備成形体の片側の面に裏金を配置して１６０±１０
℃、５０ＭＰａの条件で加熱加圧成形し、さらに３００
℃で２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。

【００２０】

【表１】

【００２１】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。その試験結果を表２に示す。なお試験は、２
０００ccのオートマチック車でＪＡＳＯ、Ｃ４０２−７
９の実車試験を行い、試験中の異音を測定し、音圧が７
５dB以上の発生率及び最大音圧を求め、また効力につい
ては、第２効力試験で１００Km/hで走行時ディスクブレ
ーキに０．６Ｇの荷重をかけ、そのときのμ値で評価
し、フェードはμ値の低下率で評価した。

【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、フェード、
効力、異音発生率及び異音最大音圧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、フェード、効力、異音発生率及
び異音最大音圧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記載の摩擦材組成物は、耐フェ
ード特性、効力に優れ、かつ制動時の鳴きや、異音がほ
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２記載の摩擦材組成物は、請求項１記載の効果を
奏し、さらに強度に優れる摩擦材に適した摩擦材組成物
である。請求項３記載の摩擦材組成物は、請求項１又は
２記載の効果を奏し、特に耐フェード特性と効力に優れ
る摩擦材に適した摩擦材組成物である。請求項４記載の
摩擦材組成物は、請求項１、２又は３記載の効果を奏
し、特に制動時の鳴き、異音発生防止効果に優れる摩擦
材に適した摩擦材組成物である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機粒子含有コークスを摩擦材組成物に
対して２〜５０重量％含有してなる摩擦材組成物。
【請求項２】無機粒子含有コークスの最大粒径が、３
mm以下である請求項１記載の摩擦材組成物。
【請求項３】無機粒子が、無機粒子含有コークスに対
して０．１〜２０重量％含有してなる請求項１又は２記
載の摩擦材組成物。
【請求項４】無機粒子の最大粒径が、２００μｍ以下
である請求項１、２又は３記載の摩擦材組成物。