JPH10330732A - 摩擦材組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材 - Google Patents

摩擦材組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材

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JPH10330732A
JPH10330732A JP14635897A JP14635897A JPH10330732A JP H10330732 A JPH10330732 A JP H10330732A JP 14635897 A JP14635897 A JP 14635897A JP 14635897 A JP14635897 A JP 14635897A JP H10330732 A JPH10330732 A JP H10330732A
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JP
Japan
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resin
friction material
silicon carbide
weight
fibers
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JP14635897A
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English (en)
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Makoto Kikuchi
誠 菊地
Manabu Ono
学 小野
Tomohisa Akutsu
智央 阿久津
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した摩擦係数を有し、かつノイズやジャ
ダーの発生を抑えることが可能な摩擦材に適した摩擦材
組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材を提供する。 【解決手段】 全組成物中にガラス状炭素を0.3〜2
3重量%及び炭化珪素を0.03〜12重量%含有して
なる摩擦材組成物及び上記の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、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
材組成物及び該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、従来は特開昭64−87930号公報、特開平2
−117985号公報等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、自動車産業界の軽量化、高級化への移行に沿っ
て、オートマチック車の発進時や停止時の異音発生、低
温での制動力不足、摩耗粉によるホイール汚れ等の問題
点が出て来た。ここで発生する異音は、速度が30km/
時間程度から減速していく過程で現われる摩擦材の制動
に伴うノイズ(70dB以上の音圧)であり、周波数では
約100(Hz)の乗用者に不快を感ずる領域の音であ
る。
【0003】これらの問題点を解消するため、スチール
繊維の代替として銅繊維、黄銅繊維等の非鉄金属繊維、
アラミド繊維、セラミック繊維等の有機繊維や無機繊
維、さらに安定した摩擦係数(μ≧0.38)を得るた
めに無機材料の研削剤を使用したノンスチール摩擦材へ
の移行が急速に進んできた。
【0004】従来の技術では、上記の無機材料の研削剤
によって摩擦係数の安定化を図ってきたが、しかしなが
ら該研削剤は相手材の金属(ロータ)を攻撃し、その過
程でスキール音、異音等のノイズやジャダーが発生する
という欠点が生じる。ノイズやジャダーの発生を防止す
るには研削剤の使用を中止したり、使用量を低減すれば
よいが、このようにすると安定した摩擦係数を得ること
ができない。またSiO2、Al23、ZrO2、ZrS
iO3等の酸化物を含む研削材を用いると、ガラス状炭
素を構成している炭素が消失するという欠点が生じる。
現在の無機材料主体の研削剤以外のものを使用して、安
定した摩擦係数を有し、かつノイズやジャダーの発生を
完全に抑制した摩擦材が得られていないのが現状であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】請求項1記載の発明
は、安定した摩擦係数を有し、かつノイズやジャダーの
発生を抑えることができ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2記載の発明は、安定し
た摩擦係数を有し、かつノイズやジャダーの発生を抑え
ることが可能な摩擦材を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、全組成物中に
ガラス状炭素を0.3〜23重量%及び炭化珪素を0.
03〜12重量%含有してなる摩擦材組成物に関する。
また、本発明は、上記の摩擦材組成物を加熱加圧してな
る摩擦材に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明において、ガラス状炭素の
含有量は全組成物中に0.3〜23重量%、好ましくは
0.5〜20重量%、より好ましくは5〜10重量%の
範囲とされ、0.3重量%未満であると研削剤としての
効果が十分に機能せず、安定した摩擦係数を得ることが
できない。一方23重量%を超えるとノイズやジャダー
の発生を抑えることができない。ガラス状炭素は、例え
ば液状の熱硬化性樹脂を硬化させた後、不活性雰囲気中
で炭化及び高温処理(黒鉛化処理)することにより得ら
れるが、本発明においては、熱硬化性樹脂を硬化させる
前に炭化珪素を均一に混合した後加熱処理を行なって硬
化させ、その後不活性雰囲気中で炭化及び高温処理(黒
鉛化処理)し、これを粉砕して使用される。
【0008】ガラス状炭素を得るための熱硬化性樹脂と
しては特に制限はないが、フラン樹脂、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン
樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂等を挙げることが
できる。また、上記の樹脂の混合物を用いてもよい。本
発明においては上記の熱硬化性樹脂の他に必要に応じ、
トリクロロ酢酸、パラトルエンスルホン酸、硫酸等の硬
化剤が添加される。必要に応じ硬化剤が添加される場
合、熱硬化性樹脂と硬化剤の配合割合は、熱硬化性樹脂
100重量部に対して硬化剤が0.3〜10重量部の範
囲が好ましく、熱硬化性樹脂100重量部に対し硬化剤
が0.3〜7重量部の範囲であることがさらに好まし
い。
【0009】また、炭化珪素は全組成物中0.03〜1
2重量%、好ましくは0.05〜10重量%、さらに好
ましくは0.05〜10重量%の範囲とされ、0.03
重量%未満であると安定した摩擦係数を得ることができ
ない。一方12重量%を超えるとノイズやジャダーの発
生を抑えることができない。
【0010】本発明における摩擦材組成物は、ガラス状
炭素及び炭化珪素の他に結合剤、補強繊維、潤滑剤、充
填剤等が用いられ、さらに必要に応じ黄銅、しんちゅう
等の金属粉が用いられる。本発明で用いられる結合剤
は、フェノール樹脂を用いることが好ましく、特にノボ
ラック樹脂、固形アンモニアレゾール樹脂、シリコン変
成フェノール樹脂、アクリル変成ゴムフェノール樹脂を
用いることが好ましい。本発明では上記結合剤に必要に
応じ硬化剤が添加される。結合剤は全組成物中に5〜2
0重量%含有することが好ましく、8〜14重量%含有
することがさらに好ましい。また必要に応じ添加される
硬化剤は、ヘキサメチレンテトラミン、パラホルムアル
デヒド、トリオキサン等が用いられ、結合剤中に8〜1
4重量%含有することが好ましく、10〜12重量%含
有することがさらに好ましい。
【0011】補強繊維としては、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、スチール繊維等の金属繊維が用いられ
る。補強繊維は全組成物中に0.5〜16重量%含有す
ることが好ましく、3〜10重量%含有することがさら
に好ましい。
【0012】また潤滑剤としては、黒鉛、硫化アンチモ
ン、硫化モリブデン等が、充填剤としては、カシューダ
スト、ゴムダスト、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウム、シリカ、金属粉等が一種又は二種以上
混合して用いられる。潤滑剤は全組成物中に2〜8重量
%含有することが好ましく、3〜6重量%含有すること
がさらに好ましい。充填剤は全組成物中に10〜70重
量%含有することが好ましく、20〜60重量%含有す
ることがさらに好ましい。摩擦材組成物を構成する各成
分の使用割合は、それらの総量が100重量%になるよ
うに調整される。
【0013】本発明になる摩擦材は、金型内に裏金及び
摩擦材組成物を挿入及び充填した後、加熱加圧成形法で
一体成形するか又は加熱加圧成形後、接着剤を用いて裏
金と接着し、その後熱処理を行って得られる。なお摩擦
材を製造する際の加熱加圧条件及びそのあと工程の熱処
理条件については、特に制限はなく、従来公知の条件で
行うものとする。
【0014】
【実施例】以下本発明の実施例を説明するが、本発明は
これに制限するものではない。 実施例1〜7、比較例1〜6 黒鉛化処理後のガラス状炭素が表1及び表2になる量の
レゾール型フラン樹脂(日立化成工業(株)製、商品名V
P−13N)と炭化珪素を表1及び表2に示す量配合
し、均一に混合した後保温器に入れ、10℃/時間の昇
温速度で160℃まで昇温し、160℃で5時間保持し
て硬化処理を行い炭化珪素含有樹脂板を得た。
【0015】次に炭化珪素含有樹脂板を、窒素ガス雰囲
気中で1000℃で30日保持して炭化焼成し、その後
2000℃まで昇温させ、2000℃で10時間保持し
て黒鉛化処理を行い、炭化珪素含有ガラス状炭素を得
た。得られた炭化珪素含有ガラス状炭素は、厚みが2.
0〜3.5mmの範囲で、密度が1.56g/cm3、電気比
抵抗が10000μΩ−cm及び20〜400℃の熱膨張
係数が2.2×10-6deg-1であった。
【0016】上記で得た炭化珪素含有ガラス状炭素を粉
砕して平均粒径が7μmの炭化珪素含有ガラス状炭素粉
を得た。次いでこの炭化珪素含有ガラス状炭素粉と表1
及び表2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。この後、140℃、圧力400MP
aの条件で12分間加熱加圧成形し、さらに200℃で
5時間熱処理を行ってディスクブレーキパッドを得た。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】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とについて、比較試
験を行った。その試験結果を表3及び表4に示す。なお
試験条件は下記の通りである。 剪断強度 JASO、C427に従い、22℃及び300℃におけ
る強度を測定した。 耐摩耗性 キャリパ型式:コレットタイプ(シリンダ面積28.8
cm2) 試験条件:JASO、C427に従い、イナーシャ…4
9kgm2、制動初速度…60km/時間、減速度…2.94
m/秒2、制動前温度…250℃、制動回数…各100
0回毎の条件で摩耗量を測定した。
【0020】 異音の発生状況及び効力 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、C402の実車
試験を行い、試験中の異音を測定し、70dB以上の異音
の発生率及び最大音圧を求めた。また効力については、
試験中のディスクブレーキとしての効力をμ値で、相手
材表面攻撃量をロータの研削量で評価した。 成形性 ディスクブレーキパッドの外観を目視し、皺及び亀裂の
発生の有無について観察した。
【0021】
【表3】
【0022】
【表4】
【0023】表3に示されるように、本発明になるディ
スクブレーキパッドは、皺及び亀裂の発生がなく、全て
の特性に優れることが確認された。これに対し表4に示
されるように、比較例のディスクブレーキパッドは、い
ずれかの特性に欠点が生じ、良好な結果が得られなかっ
た。
【0024】
【発明の効果】請求項1における摩擦材組成物は、安定
した摩擦係数(μ≧0.38)を有し、かつノイズ発生
やジャダー発生を抑えることができる摩擦材を提供する
ことができる。請求項2における摩擦材は、安定した摩
擦係数(μ≧0.38)を有し、かつノイズ発生やジャ
ダー発生を抑えることが可能で、工業的に極めて好適で
ある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全組成物中にガラス状炭素を0.3〜2
    3重量%及び炭化珪素を0.03〜12重量%含有して
    なる摩擦材組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の摩擦材組成物を加熱加圧
    成形してなる摩擦材。
JP14635897A 1997-06-04 1997-06-04 摩擦材組成物及び該摩擦材組成物を用いた摩擦材 Pending JPH10330732A (ja)

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