(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキパッドの摩擦ライニングの製造方法であって、
珪藻土と粘土、珪藻土と粘土の混合物、および珪藻土と粘土の焼成混合物から成る群から選択された開孔性の担持材料を、結合剤水溶液と混合して混合物を形成する工程と、
当該担持材料と結合剤水溶液との混合物に、金属硫化物、黒鉛、金属、およびこれらの混合物からなる群から選択された１つまたは複数の機能性物質を添加する工程と、
前記担持材料、結合剤水溶液および機能性物質から成る混合物を乾燥させる工程と、
当該乾燥された混合物をブレーキパッドの摩擦ライニングに成形する工程と、
を含む製造方法。
【請求項２】
前記担持材料の粒径は、９０μｍから１．５ｍｍの間の値である、ことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記担持材料の粒径は、正規分布のかたちで分布している、ことを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記機能性物質の添加後の混合物の乾燥では、当該混合物中の残留水分の割合が０．３％から５％の間の値となるまで乾燥させる、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記結合剤水溶液に添加された結合剤の濃度は、０．５重量％から５０重量％の間の値である、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記担持材料の表面が前記結合剤により覆われている度合いは、８０％から１００％の間の値である、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記担持材料は、２０ｍ２／ｇから８０ｍ２／ｇまでの比表面積を有する、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記担持材料と前記結合剤の混合は、５ｍ／ｓｅｃから５０ｍ／ｓｅｃの間の粒子の表面速度で行われる、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記結合剤は、デンプンおよび水和珪酸ナトリウムの１以上を含有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の製造方法により製造された、自動車のブレーキパッド用の摩擦材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキパッド（ないしブレーキシュー）の摩擦ライニングの製造方法、並びにブレーキパッドの摩擦ライニングに関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景技術とその問題点）
背景技術よりブレーキパッド（ないしブレーキシュー Bremsbacke）の摩擦ライニングの多岐に亘る製造方法が公知である。
【０００３】
摩擦ライニングは様々なカテゴリーに分類され、例えば、金属摩擦ライニング、有機摩擦ライニング、金属割合の少ない摩擦ライニング、或いはセラミック摩擦ライニングなどである。摩擦ライニングの分類分けは摩擦材料の選択に依存する。
【０００４】
摩擦ライニングは、様々な機能をもった多数の様々な物質を含んでいる。１つの構成要素は、ブレーキパッドと対向パーツ（例えばブレーキディスクないしブレーキドラム）との間の摩擦係数にとって主構成要素の役割を果たす摩擦材料である。更には充填材と結合剤が使用される。
【０００５】
充填材は同様に様々な役割（機能）をもっている。１つの役割は、ブレーキ騒音の減少と快適性の改善をもたらす潤滑性(Schmierung)を提供することである。背景技術から、摩擦ライニングの快適特性を改善するために潤滑剤として金属硫化物及び非鉄金属を使用することが公知である。しかしこれらの材料は充填材内で比較的大量に必要であり、このことはそれらの原料が高価であることによりブレーキライニングの価格の高騰をもたらしてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】EP 1 394 438 A1
【特許文献２】US 5 989 390 A
【特許文献３】US 4 743 634 A
【特許文献４】DE 198 27 263 A1
【特許文献５】DE 101 64 727 B4
【特許文献６】DE 43 40 464 C2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って本発明の課題は、背景技術から公知の摩擦ライニングと同程度か又は改善された快適特性を有するにもかかわらず、背景技術から公知の摩擦ライニングよりも少量の機能材料ですまされる、摩擦ライニングの製造方法、摩擦ライニング、並びにブレーキパッド（ないしブレーキシュー）を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題は、請求項１に記載の摩擦ライニングの製造方法、それに伴い、請求項９に記載の自動車のブレーキパッド用の摩擦材料により解決される。即ち、以下のとおりである。
本発明の第１の視点によれば、ブレーキパッドの摩擦ライニングの製造方法であって、珪藻土と粘土、珪藻土と粘土の混合物、および珪藻土と粘土の焼成混合物から成る群から選択された開孔性の担持材料を、結合剤水溶液と混合して混合物を形成する工程と、当該担持材料と結合剤水溶液との混合物に、金属硫化物、黒鉛、金属、およびこれらの混合物からなる群から選択された１つまたは複数の機能性物質を添加する工程と、前記担持材料、結合剤水溶液および機能性物質から成る混合物を乾燥させる工程と、当該乾燥された混合物をブレーキパッドの摩擦ライニングに成形する工程と、を含む製造方法が提供される。
本発明の第２の視点によれば、自動車のブレーキパッド用の摩擦材料が提供される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明において下記の形態が可能である。尚、下記の各形態は特許請求の範囲（当初）の各請求項に記載した構成要件に対応している。
（形態１）上記第１の視点のとおり、ブレーキパッドの摩擦ライニングの製造方法であって、高い比表面積を有する開孔性多孔質担持材料に結合剤が添加され、該担持材料が該結合剤を用いて十分に湿潤されるまで該担持材料と該結合剤が混合され、引き続き、該担持材料により少なくとも部分的に受容される機能性物質が添加されること。
（形態２）前記担持材料と前記結合剤は混合器内で均質化されることが好ましい。
（形態３）前記結合剤は結合剤溶液として添加され、該結合剤溶液の濃度は、該結合剤溶液内の結合剤について、０.５％と５０％の間の値であり、又は２重量％と８重量％の間の値であることが好ましい。
（形態４）前記担持材料と前記結合剤の混合は、５ｍ／ｓｅｃから５０ｍ／ｓｅｃの粒子の表面速度、又は１０ｍ／ｓｅｃから２０ｍ／ｓｅｃの粒子の表面速度で行われることが好ましい。
（形態５）前記機能性物質は、混合後の当該材料が粘着せず、浸潤された前記担持材料が前記機能性物質で飽和状態になる割合で添加されることが好ましい。
（形態６）前記機能性物質の添加及び混合後の混合物が乾燥され、残留湿気が０.３％と５％の間の値、又は０.７％と２％の間の値、又はほぼ１％の値となるまで乾燥されることが好ましい。
（形態７）上記第２の視点のとおり、自動車のブレーキパッド用の摩擦材料であって、高い開孔性多孔率の担持材料を有し、該担持材料が結合剤を用いて浸潤されていて、該担持材料内へ機能性物質が付着され又は取り込まれていること。
（形態８）前記結合剤を用いた前記担持材料の浸潤度は、８０％と１００％の間の値、又は９０％と１００％の間の値、又は９８％と１００％の間の値であることが好ましい。
（形態９）前記担持材料は、２０ｍ２／ｇから８０ｍ２／ｇまでの比表面積、又は４０ｍ２／ｇから７０ｍ２／ｇまでの比表面積、又はほぼ５０ｍ２／ｇの比表面積を有することが好ましい。
（形態１０）前記担持材料の粒径は、９０μｍと１.５ｍｍの間の値であり、更に前記担持材料の粒径は、前記の境界値間において正規分布のかたちで分布していることが好ましい。
（形態１１）前記担持材料は、珪藻と粘土を含む、又は珪藻と粘土からなる焼成混合物を含むことが好ましい。
（形態１２）前記機能性物質の割合は、前記担持材料と前記結合剤と前記機能性物質とからなる混合物が粘着性ではなく、及び／又は、浸潤された前記担持材料が前記機能性物質で飽和状態になっていることをもたらすように選択されていることが好ましい。
（形態１３）前記機能性物質は潤滑剤であることが好ましい。
（形態１４）前記機能性物質は、金属硫化物、黒鉛、金属、又はこれらの材料の混合物、又は硫化モリブデンを含むことが好ましい。
（形態１５）前記結合剤は、デンプン、有機成分及び／又は無機成分を含むことが好ましい。
（形態１６）上記第３の視点のとおり、上記形態１に記載の方法により製造された、摩擦材料を有するブレーキパッド。
（形態１７）上記第４の視点のとおり、上記形態７に記載の摩擦材料を有するブレーキパッド。
【００１０】
本発明の一視点に従う、ブレーキパッド（ないしブレーキシュー）の摩擦ライニングの製造方法は、高い開孔性多孔率(offene Porositaet)を有する担持材料(Traegermaterial)を使用することを提案する。この種の材料は、その内部に又は縁まで達する気孔（キャビティ）内に機能性物質を受容するために極めて適している。
【００１１】
高多孔質担持材料に結合剤が添加され、そして、担持材料の開孔表面が十分に結合剤で浸潤された状態になるまで担持材料と結合剤が混合される。結合剤は、担持材料への機能性物質の受容と結合を容易にする。結合剤を用いた担持材料の浸潤（ないし濡れ Benetzung）が完全であればあるほど、機能性物質のための担持材料の受容性能が高くなる。
【００１２】
次に、担持材料と結合剤の混合物に機能性物質が添加され、該機能性物質が、担持材料或いは担持材料と結合剤の混合物により少なくとも部分的に受容される。
【００１３】
従って本方法は、摩擦ライニングであって、機能性物質が極めて良好に担持材料と結合されているように機能性物質が担持材料内へ取り入れられていて、背景技術から公知の摩擦ライニングと比べ、遥かに少量の機能性物質をもって同程度か又は改善された特性を可能にする摩擦ライニングを簡単な方式により提供する。担持材料に結合剤を本発明に従い順次添加し、それから担持材料と結合剤の混合物に機能性物質を添加することにより、機能性物質が特に良好に担持材料内へ取り入れ可能とされ或いは担持材料に付着することが達成される。
【００１４】
本発明の有利な一展開形態は、担持材料と結合剤が混合器（ミキサー）内で均質化されることを提案する。この方式により、必要とされる結合剤の量を減少することができる。
【００１５】
好ましくは、更に結合剤は結合剤溶液として添加され、それにより結合剤と担持材料のよりよい浸潤が達成される。
【００１６】
結合剤溶液内の結合剤の濃度は、好ましくは０.５％と５０％の間の値であり、特に好ましくは結合剤（Ａと呼ぶものとする）において２重量％（質量％）と８重量％（質量％）の間の値である。
【００１７】
担持材料と結合剤の混合が低速で行われると更に有利である。この方式により、一方では多孔質担持材料が混合時に損傷を免れ、他方では結合剤溶液を用いた均質な浸潤が達成され、その理由は、該浸潤は結合剤溶液の粘性に基づき、担持材料の表面を十分に浸潤するために所定の時間を必要とするためである。
【００１８】
使用される混合器（ミキサー）が混合スクリュー又は回転可能な混合ドラムなどを有する場合に、該混合スクリュー又は混合ドラムなどを低回転数で作動させることは有利である。
【００１９】
好ましくは、機能性物質は、混合後の材料、即ち担持材料への機能性物質の結合後の材料が粘着せず、浸潤された担持材料が機能性物質で飽和状態になっていることをもたらす割合で添加される。この方式により、本発明に従う方法を用いて製造される摩擦ライニング材料の良好な以降の処理可能性が達成されると共に、完成した摩擦ライニングにおいて機能性物質の高い作用性が達成される。
【００２０】
本発明の更なる一展開形態は、機能性物質の添加及び混合後の混合物が乾燥されることを提案する。それにより摩擦ライニング材料を特に良好に更に処理することができる。
【００２１】
好ましくは、乾燥後の残留湿気は０.３％と５％の間であり、より好ましくは０.７％と２％の間である。残留湿気がほぼ１％であると特に好ましい。このようにして摩擦ライニング材料を特に良好に更に処理することができる。
【００２２】
本発明の独立の一視点に従う摩擦材料は、高い開孔性多孔率の担持材料を有し、該担持材料が結合剤で浸潤されていて、該担持材料内へ機能性物質が付着され(aufbringen)又は取り込まれている(einbringen)、自動車のブレーキ部材（ブレーキパッドないしブレーキシュー）用の摩擦材料である。この種の摩擦材料を用いることにより、機能性物質は、背景技術から公知の摩擦材料におけるよりも遥かに少ない濃度で提供され、それにより摩擦材料の価格を大幅に削減することができる。
【００２３】
しかし本発明に従う摩擦材料は、機能性物質に起因する（背景技術から公知の摩擦材料に比べると）同程度か又は改善された特性を有し、その理由は、該担持材料に基づき機能性物質が極めて良好に、遊離可能(freigebbar)である、即ち該担持材料との結合から離されるためである。
【００２４】
好ましくは、結合剤を用いた担持材料の浸潤度は、８０％と１００％の間の値であり、好ましくは９０％と１００％の間の値であり、特に好ましくは９８％と１００％の間の値である。浸潤度がより高いほど、即ち担持材料の表面が結合剤により面として覆われている度合いがより高いほど、担持材料への機能性物質の結合が良好となる。
【００２５】
適切な担持材料として、２０ｍ２／ｇから８０ｍ２／ｇまでの比表面積、好ましくは４０ｍ２／ｇから７０ｍ２／ｇまでの比表面積、特に好ましくは５０ｍ２／ｇの比表面積を有する材料があげられる。ここにおいて担持材料の比表面積は、結合剤を用いた浸潤を伴わない状態での担持材料に関するものである。結合剤を用いた浸潤により比表面積は、通常小さくなる。
【００２６】
比表面積がより高い場合には、担持材料の多孔率（気孔率）は、該担持材料がブレーキ稼動時の機械負荷にはもはや対抗できないほど高いに違いなく、また、比表面積がより低い場合には、機能性物質のための受容性能がもはや十分ではない。
【００２７】
ほぼ５０ｍ２／ｇにおいて、摩擦材料内の機能性物質の作用は、摩擦材料内へ機能性物質を直接的に取り入れた場合の作用と比肩することができる。
【００２８】
担持材料は、好ましくは９０μｍと１.５ｍｍの間の粒子サイズ（粒径）を有し、それにより摩擦材料の良好な処理（加工）可能性が得られている。
【００２９】
９０μｍと１.５ｍｍとの境界値内において担持材料の粒子サイズが、好ましくは正規分布のかたちで分布している。９０μｍと１.５ｍｍの間で正規分布のかたちで分布した粒子サイズの混合により、摩擦材料内において機能性物質で満たされた担持材料の良好な分布（分散）が達成される。
【００３０】
担持材料と結合剤の混合は、好ましくは５ｍ／ｓｅｃから５０ｍ／ｓｅｃの粒子の表面速度をもって行われ、好ましくは１０ｍ／ｓｅｃから２０ｍ／ｓｅｃの粒子の表面速度である。これらの表面速度では多孔質構成要素が損傷されることはなく、摩擦材料の品質が低下することもない。
【００３１】
担持材料の好ましい材料は、珪藻土や粘土であり、特に好ましくは珪藻土と粘土からなる天然の焼成混合物である。この種の担持材料は安価であり、極めて良好な物理的特性及び化学的特性を有し、それにより容易に結合剤を用いて浸潤され、機能性物質で満たされる。更に珪藻土と粘土からなる天然の焼成混合物は、化学的に不活性であり、ほぼ１０００℃まで耐熱性があり、生態学的及び毒物学的にも危惧する必要はない。
【誤訳補正２】
【訂正対象書類名】    特許請求の範囲
【訂正対象項目名】    請求項１
【訂正方法】          変更
【訂正の内容】
【請求項１】
ブレーキパッドの摩擦ライニングの製造方法であって、
珪藻土、粘土、珪藻土と粘土の混合物、および珪藻土と粘土の焼成混合物から成る群から選択された開孔性の担持材料を、結合剤水溶液と混合して混合物を形成する工程と、
当該担持材料と結合剤水溶液との混合物に、金属硫化物、黒鉛、金属、およびこれらの混合物からなる群から選択された１つまたは複数の機能性物質を添加する工程と、
前記担持材料、結合剤水溶液および機能性物質から成る混合物を乾燥させる工程と、
当該乾燥された混合物をブレーキパッドの摩擦ライニングに成形する工程と、
を含む製造方法。
【００３２】
好ましくは、摩擦材料内の機能性物質の割合は、担持材料と結合剤と機能性物質とからなる混合物が粘着性ではなく、及び／又は、浸潤された担持材料が機能性物質で飽和状態になっているように選択される。このことは、担持材料内の機能性物質の高い作用性と共に摩擦材料の良好な処理（加工）可能性を保証する。
【００３３】
更に機能性物質が潤滑剤として形成されていると、本発明に従う摩擦材料を用いることにより、潤滑手段の使用が僅かであるにもかかわらず、特に良好な快適特性が達成される。
【００３４】
好ましい機能性物質は、金属硫化物、黒鉛（グラファイト）、金属、又はこれらの材料の混合物、しかし特には硫化モリブデンである。この種の機能性物質は、良好な潤滑作用を有し、多孔質担持材料内へ良好に取り入れることができる。
【００３５】
機能性物質は、好ましくは機能性原料（機能性ローマテリアル）又は機能性基材（機能性マトリックス）として設けられている。
【００３６】
結合剤が、デンプン(Staerke)、有機成分(organische Bestandteile)及び／又は無機成分(anorganische Bestandteile)を含んでいると、これらの材料が機能性物質と担持材料の間の良好な結合をもたらし、それにより摩擦材料の作用性が向上されるという更なる長所が達成される。
【００３７】
好ましくは、結合剤は結合剤溶液として使用され、それにより結合剤を用いた担持材料のより高い浸潤度が達成される。
【００３８】
本発明の独立の一視点に従うブレーキパッド（ないしブレーキシュー）は、摩擦ライニングの前述の製造方法により製造された摩擦材料を有している。この種のブレーキパッドは、従来のブレーキパッドと比肩可能な特性をもつが、機能性物質の割合は遥かに少なく、それによりこの種のブレーキパッドの価格を減少させている。
【００３９】
本発明の独立の一視点に従うブレーキパッド（ないしブレーキシュー）は、前述の発明に従う摩擦材料を有している。この種のブレーキパッドは、従来のブレーキパッドと比肩可能な特性をもつが、機能性物質の割合は遥かに少なく、それによりこの種のブレーキパッドの価格を減少させている。
【００４０】
本発明の更なる目的、特徴、並びに有利な適用可能性は、以下の実施例の説明から明らかである。この際、説明される全ての特徴は、それらの有意義な組み合わせにおいて、本発明の対象を構成し、特許請求項及びその従属性には依存しない。
【実施例】
【００４１】
以下に本発明の一実施例について説明する。
【００４２】
本発明に従う摩擦材料を製造するためには、珪藻土と粘土からなる天然の焼成混合物が使用され、それらの粒径は９０μｍと１.５ｍｍの間にある。粒径の分布は、実質的にこれらの境界値の間の正規分布に対応する。
【００４３】
出発材料は、ほぼ５０ｍ２／ｇの比表面積と、高い機械的負荷容量を有する。
【００４４】
担持材料が結合剤と共に混合器内で極めて低速で混合されて均質化され、結合剤が良好に担持材料上及び担持材料内に分配（分布）される。そのために結合剤は、適切な溶剤を伴う溶液としてあり、濃度は０.５％と５０％の間の値である。結果として、実質的に１００％で浸潤された担持材料を得ることができ、該担持材料は、取り入れるべき機能性物質に対して極めて良好な付着性を有する。
【００４５】
担持材料が完全に結合剤で湿潤された後、担持材料と結合剤の混合物が機能性原料基材と混合される。該機能性原料基材は、担持材料が機能性原料基材で飽和状態になっていて均質で粘着性のない材料が得られるような割合で添加される。
【００４６】
それに続き、残留湿気がほぼ１％に達するまで、機能性原料基材を備えた担持材料が乾燥される。
【００４７】
有利な機能性原料として硫化モリブデンが設けられているが、該硫化モリブデンは三硫化アンチモンの適切な代替品として実証されたものである。三硫化アンチモンは比較的高温において三酸化アンチモンに酸化され、該三酸化アンチモンは発癌性クラス３に分類されるが、硫化モリブデンは発癌性ではない。更に硫化モリブデンは三硫化アンチモンと比肩可能な技術特性をもっている。
【００４８】
実施例：本発明に従う方法による担持材料の製造
【００４９】
３９９０部(Teile)の担持材料が２１００部の結合剤（例えば１対１の比率の水と水和珪酸ナトリウム(hydratisiertes Natriumsilikat)）と共に混合器内へ投入され、５分間、最低速レベル又は低速レベルで混合される。引き続き、３５０部の硫化モリブデン、４９０部の多成分潤滑剤（例えば硫化鉄II (Eisen-II-sulfid)、硫化スズII (Zinn-II-sulfid)、及び／又は硫化チタンIV (Titan-IV-sulfid)を含む）、並びに１４０部の硫化スズII が添加され、一定の回転数で更に２分間、混合される。
【００５０】
混合過程の終了後、得られた混合物は、１００℃において、例えば１％という低い残留湿気になるまで乾燥される。