JPH0812770A

JPH0812770A - 摩擦材

Info

Publication number: JPH0812770A
Application number: JP15114694A
Authority: JP
Inventors: Norio Misawa; 紀雄三澤; Toru Honma; 透本間; Masaaki Kobayashi; 雅明小林
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp; Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Chemical Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1994-07-01
Publication date: 1996-01-16
Anticipated expiration: 2014-04-05
Also published as: JP2878120B2

Abstract

(57)【要約】【目的】フェード性能を悪化することなく、鳴き性能
を向上する。【構成】繊維基材、樹脂結合剤、及び充填剤を含む摩
擦材において、充填剤として、カシューナッツシェルリ
キッドの硬化物成分（カシュー成分）とゴム成分との複
合体からなるカシュー・ゴム複合ダストを含有する。ゴ
ム成分の耐熱性がこれに一体に複合されたカシュー成分
によって高められるので、フェード時の摩擦係数を低下
させることなく、ブレーキ時の鳴き性能を向上できる。
なおこの複合ダストは、カシューナッツシェルリキッド
重合体とフルフラールとをゴム材料と混合し、これを重
合硬化した後粉砕する方法等によって製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両、産業用機械等のブ
レーキパッド、ライニング、或いはクラッチフェーシン
グ等として使用される摩擦材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のディスクブレーキパッド、ドラ
ムブレーキシュー等に使用される摩擦材は、その相手部
材であるディスクロータ、ブレーキドラムと摩擦係合
し、運動エネルギーを熱エネルギーに変える重要な役割
を担っている。このため、摩擦材は常に熱を発生し高温
となる。したがって、このような摩擦材には耐熱性、耐
摩耗性等と共に、温度変化によっても摩擦係数の変化の
少ない安定した摩擦特性が要求される。更には、相手部
材に対する攻撃性が少ないことやジャダーの発生のない
こと等も必要であり、摩擦材に求められる特性は多項目
に亘っている。

【０００３】そこで従来から、これらの各種の特性を満
足するために、摩擦材は複合材として構成されている。
すなわち摩擦材は、アラミド繊維、チタン酸カリウム繊
維等の骨格を形成する繊維基材、この繊維基材を結合保
持するフェノール樹脂等の樹脂結合剤、及びこれらの繊
維と結合剤とのマトリックス中に分散して充填される各
種の充填剤から一般に構成されている。そして、この充
填剤としては、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の体質
充填剤、グラファイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑
剤、カシューダスト、金属粉末、シリカ等のアブレッシ
ブ剤、或いはその他の摩擦調整のための添加剤等が使用
されている。

【０００４】また、摩擦材に求められる特性としては、
ブレーキに生じる不快な音（ノイズ）、即ち鳴きの発生
がないことも挙げられる。しかもこの要求は、自動車の
高速化、高級化に伴って、近年ではますます高まってき
ている。

【０００５】そして、このような鳴きの発生を防止する
ために従来からよく知られ、また行われてきた手段は、
摩擦材中に充填剤としてラバーダスト（ゴム粉）を配合
することである。このような例としては、例えば、特開
平５−３３１４５２号公報に記載のものがあり、ここで
は、摩擦材を２層構造に形成し、裏金側の摩擦材層にゴ
ム粉が多く添加されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように摩擦材にラ
バーダストを配合することにより、その振動減衰作用に
よって摩擦材の鳴き性能が向上し、ブレーキ時の騒音を
軽減することができる。

【０００７】しかしながら、ラバーダストは耐熱性が低
いので、これを摩擦材に配合すると、フェード時の摩擦
係数μが低下する等、摩擦材のフェード性能を悪化させ
る傾向がある。そのため、前述の特開平５−３３１４５
２号公報に開示のものでは、摩擦材を２層構造に形成
し、裏金側の摩擦材層にラバーダストを多く添加し、摩
擦面側の摩擦材層のラバーダストの配合は少なくされて
いる。しかし、このように摩擦材を２層構造に形成する
ことは、単一層に形成する場合に比べて手間のかかるこ
とでもある。

【０００８】そこで、本発明は、フェード性能を悪化さ
せずに、鳴き性能を向上した摩擦材の提供を課題とする
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の摩擦材は、繊維
基材、樹脂結合剤、及び充填剤を含む摩擦材において、
充填剤として、カシューナッツシェルリキッドの硬化物
成分とゴム成分との複合体からなるカシュー・ゴム複合
ダストを含有するものである。

【００１０】ここで、カシューナッツシェルリキッドの
硬化物は、カシューダストと同じ成分からなり、カシュ
ーナッツシェルリキッド（カシューオイル）をフルフラ
ール、ホルムアルデヒド等のアルデヒド類、或いはヘキ
サメチレンテトラミン等の硬化剤によって硬化したもの
である。また、複合ダストのゴム成分はラバーダストに
相当するものであり、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレ
ン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イ
ソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等のゴ
ムの加硫物からなる。したがって、カシュー・ゴム複合
ダストは、カシューダストとラバーダストとの複合体と
いうこともできる。

【００１１】そして、これらの成分の複合体からなるカ
シュー・ゴム複合ダストは種々の方法で製造することが
できる。その一つの方法は、例えば、ＮＢＲ等のゴムと
硫黄等の加硫剤とカーボンブラック等の添加剤とを混練
し、これにカシューナッツシェルリキッドの重合体とフ
ルフラール等を加えて更に混合し、この混合物を加熱し
て縮重合させることによって硬化させ、冷却後粉砕する
方法である。この場合、ゴムの混練物に代えて、予め作
製したラバーダストの微細な粉末を使用することもでき
る。また、予めカシューダストの微細な粉末を作製し、
これを、加硫剤、添加剤を含むゴム溶液を用いて造粒す
ることもできる。更に、この造粒による方法に代えて、
そのカシューダストの微細な粉末と加硫剤、添加剤を含
むゴムとを混練し、この混練物を加硫した後粉砕するこ
ともできる。

【００１２】このようなカシュー・ゴム複合ダストにお
いて、カシューナッツシェルリキッドの硬化物からなる
成分（以下、単に「カシュー成分」という）とゴム成分
とは、任意の比率とすることができる。しかし、フェー
ド性能の低下を十分に防止するために、カシュー成分は
３０重量％以上、ゴム成分は７０重量％以下であること
が好ましく、更にはカシュー成分は５０重量％以上、ゴ
ム成分は５０重量％以下であることが好ましい。また、
鳴き性能を十分に向上するために、カシュー成分は９０
重量％以下、ゴム成分は１０重量％以上であることが好
ましい。したがって、カシュー成分とゴム成分との好ま
しい比率は、カシュー成分３０〜９０重量％、ゴム成分
１０〜７０重量％であり、より好ましくは、カシュー成
分５０〜９０重量％、ゴム成分１０〜５０重量％であ
る。

【００１３】また、カシュー・ゴム複合ダストは、要求
される鳴き性能等に応じて、任意の割合で摩擦材に配合
することができるが、一般には１〜２０重量％の割合で
配合することができる。しかし、この複合ダストはカシ
ューダストとしての作用を有するために、この複合ダス
トの好ましい配合の方法は、種々の摩擦性能に優れたも
のとして配合された摩擦材に使用されているカシューダ
ストの少なくとも一部を、その複合ダストと置き換える
ことである。これによって、種々の優れた摩擦性能に影
響を与えることなく、鳴き性能を向上することができ
る。

【００１４】なお、本発明の摩擦材において、繊維基
材、樹脂結合剤、及びその他の充填剤は従来と同様であ
る。

【００１５】繊維基材としては、ガラス繊維、ロックウ
ール、シリケート繊維、アルミナ繊維、カーボン繊維、
チタン酸カリウム繊維、スラグウール等の無機繊維、ス
チール繊維、ステンレススチール繊維、銅繊維等の金属
繊維、アラミド繊維、ノボロイド繊維、ナイロン繊維、
レーヨン繊維等の有機繊維等を挙げることができる。そ
して、これらの繊維は単独でまたは適宜組み合わせて、
摩擦材の具体的種類または用途に応じて使用することが
できる。

【００１６】樹脂結合剤としては、フェノール樹脂、メ
ラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエ
ステル系樹脂、或いはＳＢＲ等のゴム等を使用すること
ができる。しかし、これらの中でも、フェノール樹脂ま
たはその変性物が最も一般に使用されているものでもあ
り、好適である。

【００１７】また、充填剤としては、硫酸バリウム、炭
酸カルシウム等の体質充填剤、グラファイト、二硫化モ
リブデン、三流化アンチモン等の固体潤滑剤、カシュー
ダスト、銅粉、亜鉛粉、真鍮粉等の金属粉、シリカ等の
アブレッシブ剤、或いはその他の摩擦調整のための添加
剤等を使用することができる。

【００１８】そして、本発明の摩擦材は、以上のカシュ
ー・ゴム複合ダストと繊維基材、樹脂結合剤、及びその
他の充填剤を混合し、この混合物を予備成形した後、加
熱加圧成形する通常の熱成形方法によって製造すること
ができる。

【００１９】

【作用】本発明においては、カシューナッツシェルリキ
ッドの硬化物成分とゴム成分との複合体からなるカシュ
ー・ゴム複合ダストを含有するので、そのカシュー・ゴ
ム複合ダストのゴム成分の振動減衰作用によって鳴き性
能が向上し、ブレーキ時の鳴きの発生が軽減される。そ
して、そのゴム成分は、それに一体に複合されたカシュ
ーナッツシェルリキッドの硬化物成分によって耐熱性が
高められるため、フェード性能の低下が防止される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明をディスクブレーキパッドに適
用した実施例により具体的に説明する。

【００２１】〈カシュー・ゴム複合ダストの製造〉先
ず、本発明の実施例に使用するカシューナッツシェルリ
キッドの硬化物成分（カシュー成分）とゴム成分との複
合体からなるカシュー・ゴム複合ダストを、次のように
製造した。

【００２２】実施例１乃至実施例５に使用するカシュー
・ゴム複合ダストは、ゴムと、加硫剤である硫黄と、カ
ーボンブラックと、老化防止剤とを予め混練し、これに
カシューナッツシェルリキッドの重合体（平均重合度
４．０）とフルフラールとを加えて更に混合し、次い
で、これを加熱して重合（縮合）させ、得られた硬化物
を冷却後粉砕することによって製造した。なお、この製
造方法を「混合重合」タイプという。

【００２３】ここで、ゴムとして、実施例１乃至実施例
４ではニトリルゴム（ＮＢＲ）を、実施例５ではスチレ
ン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用した。また、カシ
ュー成分とゴム成分との比率を変え、実施例１ではカシ
ュー成分９０重量％、ゴム成分１０重量％、実施例２及
び実施例５ではカシュー成分７０重量％、ゴム成分３０
重量％、実施例３ではカシュー成分５０重量％、ゴム成
分５０重量％、実施例４ではカシュー成分３０重量％、
ゴム成分７０重量％、とした。

【００２４】実施例６に使用するカシュー・ゴム複合ダ
ストは、予め作製した微細なカシューダストの粉末を、
加硫剤（硫黄）とカーボンブラックと老化防止剤とを添
加したゴムの粘稠液を用いて造粒し、加熱乾燥すること
によって製造した。なお、この製造方法を「造粒」タイ
プという。

【００２５】そして、ここでは、ゴムとしてＮＢＲを使
用し、また、カシュー成分７０重量％、ゴム成分３０重
量％の比率とした。

【００２６】このように製造したカシュー・ゴム複合ダ
スト（複合ダスト）の製造タイプの別と、カシュー成分
の比率（重量％）と、ゴム成分の比率（重量％）及びゴ
ムの種類とを、図１にまとめて示す。

【００２７】〈パッドの製造〉以上のように製造したカ
シュー・ラバー複合ダストを用いて、実施例１乃至実施
例６のディスクブレーキパッド（ＰＤ５１型キャリパ
用）を製造した。

【００２８】ここで、摩擦材は、次の表１の配合からな
るものとした。

【００２９】

【表１】

【００３０】そして、カシュー・ラバー複合ダストを含
むこの配合の摩擦材原料をＶ型ブレンダで十分均一に混
合し、次いで、この粉状混合物を予備成形金型に投入
し、常温下、２００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で１分間加圧し
て、予備成形した。この摩擦材の予備成形物を、予め表
面にフェノール樹脂接着剤を塗布した裏金と共に熱成形
金型内にセットし、４００ｋｇ／ｃｍ²の加圧圧力、１
６０℃の温度で１０分間熱成形した。そして、これを２
５０℃で１２０分間熱処理した。これによって、ディス
クブレーキパッドを得た。

【００３１】また、これらの実施例との比較のために、
比較例１と比較例２のディスクブレーキパッドを実施例
と同様に製造した。ここで、比較例１は上記の表１の配
合において、カシュー・ラバー複合ダストに代えて、カ
シューダストを使用したものである。したがって、比較
例１の摩擦材はカシューダストを５重量％含むものであ
る。また、比較例１は上記の表１の配合において、カシ
ュー・ラバー複合ダストに代えて、ラバーダストを使用
したものである。なお、このラバーダストはＮＢＲから
なるものである。

【００３２】〈評価試験〉このように製造した実施例１
乃至実施例６と比較例１及び比較例２のディスクブレー
キパッドについて、そのフェード性能と鳴き性能とをそ
れぞれ試験し、評価した。

【００３３】フェード性能については、ＰＤ５１−１８
Ｖ型キャリパブレーキを使用し、イナーシャ５．０ｋｇ
・ｆ・ｍ・ｓ²の条件で、ＪＡＳＯ−Ｃ４０６−８２に
準じて第１フェードを実施し、そのフェード時の最小摩
擦係数μを測定した。

【００３４】また、鳴き性能については、車速１０〜５
０ｋｍ／ｈ、ブレーキ液圧２〜４０ｋｇ／ｃｍ²、温度
５０〜２００℃におけるブレーキの鳴き（ノイズ）の発
生の状態を調べ、以下の基準に準じて評価した。 ○：鳴き発生全く無し □：鳴き発生微少 △：鳴き発生やや有り ×：鳴き発生有り〈試験結果〉以上の試験の結果を図１に合わせて示す。

【００３５】図１の結果のように、カシュー成分とゴム
成分とからなるカシュー・ゴム複合ダストを使用した実
施例１乃至実施例６のディスクブレーキパッドでは、フ
ェード性能及び鳴き性能において良好な結果が得られ
た。

【００３６】即ち、カシューダストのみを使用した比較
例１では、フェード時の最少μが０．２０と比較的高い
がブレーキ時の鳴きの発生が有るものであり、また、ゴ
ム成分のみからなるラバーダストを用いた比較例２では
鳴き性能が特に優れているが、フェード時の最少摩擦係
数μが０．１２と低く、フェード性能が悪い。これに対
して、カシュー成分が９０％、ゴム成分が１０％である
複合ダストを使用した実施例１では、フェード時の最少
摩擦係数μが比較例１と同じであるにもかかわらず、鳴
き性能が向上されている。また、ゴム成分をそれぞれ３
０％、５０％とした実施例２及び実施例３では、フェー
ド時の最少摩擦係数μは僅かに低下しているが、鳴き性
能は著しく向上されている。

【００３７】ただ、ゴム成分を７０％とした実施例４で
は、鳴き性能は著しく向上されているが、フェード時の
最少摩擦係数μが低下する傾向が見られる。そのため、
複合ダストのゴム成分は７０％以下であることが好まし
く、また、５０％以下であることがより好ましいことが
分かる。また、鳴き性能からみると、ゴム成分が１０％
である実施例１ではブレーキ鳴きが僅かに発生するた
め、複合ダストのゴム成分は１０％以上であることが好
ましいことがわかる。

【００３８】また、実施例２と実施例５及び実施例６と
は、カシュー成分とゴム成分の割合が同じであり、使用
したゴムの種類と、複合ダストの製造方法が異なるが、
これらのフェード時の最少摩擦係数μとブレーキ鳴き性
能は同じ結果が得られている。このことから、フェード
性能と鳴き性能は、ゴムの種類や複合ダストの製造方法
の違いによっては、差異が生じないことが分かる。

【００３９】なお、以上においては特にディスクブレー
キパッドを例として説明したが、本発明を実施する場合
は、これに限定されるものではなく、ドラムブレーキの
ライニング、或いはクラッチフェーシング等、種々の摩
擦材に適用することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明の摩擦材は、繊維
基材、樹脂結合剤、及び充填剤を含む摩擦材において、
充填剤として、カシューナッツシェルリキッドの硬化物
成分とゴム成分との複合体からなるカシュー・ゴム複合
ダストを含有するものである。

【００４１】したがって、カシュー・ゴム複合ダストの
ゴム成分によってブレーキ時の鳴きの発生を軽減するこ
とができると共に、そのゴム成分はそれに一体に複合さ
れたカシューナッツシェルリキッドの硬化物成分によっ
て耐熱性が高められるので、フェード時の摩擦係数μの
低下を防止することができる。また、カシュー・ゴム複
合ダストはカシューダストとしての作用も有するため、
摩擦材の耐摩耗性、摩擦係数の安定性等の摩擦特性を維
持し、向上することができる。したがって、摩擦材のカ
シューダストの少なくとも一部をカシュー・ゴム複合ダ
ストに代えることによって、他の摩擦特性に影響を与え
ることなく鳴き性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例及び比較例のディスクブ
レーキパッドに使用したカシュー・ゴム複合ダストと、
その評価試験の結果とを示す表図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三澤紀雄愛知県西加茂郡藤岡町大字飯野字大川ケ原 1141番地１アイシン化工株式会社内 (72)発明者本間透愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者小林雅明愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地アイシン精機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維基材、樹脂結合剤、及び充填剤を含
む摩擦材において、前記充填剤として、カシューナッツシェルリキッドの硬
化物成分とゴム成分との複合体からなるカシュー・ゴム
複合ダストを含有することを特徴とする摩擦材。