(57)【要約】【課題】摩擦材全体の強度、耐熱性、耐摩耗性を高め効き安定性を向上させつつ、鳴き特性にも優れたバランスのとれた摩擦材を提供する。【解決手段】石綿を除く繊維基材、結合材、充填材を主成分とする摩擦材組成物を成形、硬化してなる摩擦材において、玄武岩繊維のチョップドストランドを摩擦材組成物全体に対して１〜２０体積％含有することを特徴とする摩擦材。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石綿を除く繊維基材、結合材、充填材を主成分とする摩擦材組成物を成形、硬化してなる摩擦材において、玄武岩繊維のチョップドストランドを、摩擦材組成物全体に対して１〜２０体積％含有することを特徴とする摩擦材。
【請求項２】
玄武岩繊維のチョップドストランドは、繊維径５〜２０μｍ、長さ２〜７ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の摩擦材。
【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、各種産業用機械等のブレーキパッド、ブレーキライニング及びクラッチフェーシング等に使用される摩擦材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
摩擦材を構成する繊維基材として、金属繊維、有機繊維、無機繊維等を使用するが、近年の自動車等の高速化、高性能化から摩擦材全体の強度、耐熱性を高め耐摩耗性を向上させ、高速制動時等に高い摩擦係数を確保するため、ガラス繊維、ロックウール、玄武岩繊維等の無機繊維の使用は必須となっている。
しかしながら、無機繊維の使用は対面攻撃性を悪化させ、鳴き特性を増大させる面もある。つまり摩擦材全体の強度、耐熱性、耐摩耗性を高め効き安定性を向上させつつ、鳴き特性にも優れたバランスのとれた摩擦材の開発が希求されているのである。
【０００３】
無機繊維の中で、形状等の制御がしやすくかつ安価なガラス繊維は、耐熱性が７００〜８６０℃までしかなく、９００℃を越えると溶融することから、耐熱性に問題があり、対面が攻撃（研削）されやすくなり、高負荷時に効きの安定性及び鳴き特性を悪化させる恐れがある。
【０００４】
ロックウールは耐熱性はあるが、他の摩擦材原料との混合時にダマになりやすいという問題がある。この問題を解決することを目的としてウレタン樹脂とシランカップリング剤を表面に付着したロックウールが開示されている。（例えば、特許文献１）
しかしさまざまな原料を使用する摩擦材製造において、やはり充分な混合性が得られていない現実がある。
【０００５】
玄武岩繊維は玄武岩をロービング状の長繊維としたものである。（例えば、特許文献２）玄武岩繊維は耐熱性が高いが、従来は長さが１ｍｍ程度以下の粉体状の玄武岩繊維（粉末）を使用していた。これは玄武岩繊維が一般に硬く、技術面、コスト面から繊維径が比較的大きくなり、あまり繊維長を長くすると対面攻撃性が増大するからである。このため摩擦材組成物の他の原料との混合時に分離しやすい傾向となり、アクリル系繊維パルプにて取り込む等の工夫が必要であった。（例えば、特許文献３）
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３０５７６０号公報
【特許文献２】
特表平９−５０００８０号公報
【特許文献３】
特開平５−３９４７７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、摩擦材全体の強度、耐熱性を高め耐摩耗性を向上させる事ができ、効きの安定性及び鳴き特性のバランスのとれた良好な摩擦材を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、効きの安定性及び鳴き特性が良好な摩擦材を得るためには、対面への攻撃性を減じその研削度合いを減らすことはもちろん一定の効果があるが、最近の自動車の高出力化、高速化等による制動条件の過酷化の下、意外な事に従来考えていたよりも、もう少し表面を研削する、即ち対面をある一定の面粗度に保持することがより重要であるとの知見を得た。この知見をもとに従来から使用していた無機材料を再度検討したところ、ある一定の繊維径及び高耐熱性を持つ、従来使用されていたものより繊維長が少し長めの玄武岩繊維のチョップドストランドを使用することで、対面をある一定の面粗度に保持することが出来る事を見出し、本発明を完成した。
【０００９】
対面をある一定の面粗度に保持すると、なぜ高速制動時の効きの安定性及び鳴き特性のバランスのとれた良好な摩擦材となるかは定かではないが、摩擦材から対面へ無機繊維等の摩擦材原料の移着が関係していると考えられる。すなわち、適度に移着がなされることにより摩擦材と対面（ローター）の界面が安定するのである。
【００１０】
即ち、本発明は、石綿を除く繊維基材、結合材、充填材を主成分とする摩擦材組成物を成形、硬化してなる摩擦材において、玄武岩繊維のチョップドストランドを摩擦材組成物全体に対して１〜２０体積％含有することを特徴とする摩擦材に関する。また、その玄武岩繊維のチョップドストランドは繊維径５〜２０μｍ、長さ２〜７ｍｍであることを特徴とする摩擦材に関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の摩擦材は、石綿を除く繊維基材、結合材、充填材を主成分とする摩擦材組成物を成形、硬化してなるものである。ここで、本発明では上記繊維基材として、玄武岩繊維のチョップドストランドの含有を必要とする。ここで、チョップドストランドとは溶融紡糸法により連続的に作成された円柱状の長繊維を数百本束ねたものを一定の長さに切断したものである。
玄武岩繊維のチョップドストランドの繊維長は好ましくは２〜７ｍｍ、更に好ましくは３〜６ｍｍである。また繊維径は好ましくは５〜２０μｍ、更に好ましくは７〜１４μｍである。この範囲内であれば、対面をある一定の面粗度に保持することが可能となり、効きの安定性及び鳴き特性が良好な摩擦材を得ることが出来る。またその含有量は、摩擦材全量に対して１〜２０体積％、好ましくは１〜１０体積％である。この範囲内であれば、摩擦材全体の強度、耐熱性を高め耐摩耗性を向上させる事が出来る。
【００１２】
上記の玄武岩繊維のチョップドストランドに加えてさらに含有してもよい繊維基材としては、石綿（アスベスト）以外の摩擦材に通常用いられる繊維基材が挙げられる。たとえばスチール、銅、真鍮、青銅、アルミニウム等の金属繊維；セラミック繊維、チタン酸カリウム繊維、ガラス繊維、ロックウール、人工鉱物繊維、ウォラストナイト、セピオライト、アタパルジャイト等の無機繊維；アラミド繊維、炭素繊維、ポリイミド繊維、フェノール繊維、セルロース繊維、アクリル繊維等の有機繊維；等である。これらは１種又は２種以上用いることが出来る。繊維基材の添加量は、摩擦材全量に対して好ましくは１０〜４０体積％、より好ましくは１５〜３０体積％である。
【００１３】
上記結合材としては、通常摩擦材に用いられる公知のものを使用することができる。たとえば、フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ＮＢＲゴム変性ハイオルソフェノール樹脂、ＮＢＲゴム変性フェノール樹脂、アクリルゴム変性樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ＮＢＲ、アクリルゴム等が挙げられる。これらは１種又は２種以上用いることが出来る。この結合材の添加量は摩擦材全量に対して好ましくは５体積％以上、より好ましくは５〜３０体積％、更に好ましくは５〜２５体積％である。
【００１４】
上記充填材としては、有機充填材と無機充填材が挙げられる。有機充填材として、たとえばカシューダスト、タイヤリク、ゴムダスト（ゴム粉末、粒）、二トリルゴム（未加硫品）、アクリルゴムダスト（加硫品）、黒鉛、コークス等が挙げられる。これらは１種又は２種以上用いることが出来る。この有機充填材の添加量は、摩擦材全量に対して好ましくは５〜３０体積％、より好ましくは１０〜２５体積％である。一方無機充填材としては、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、グラファイト、マイカ等の他、鉄、銅、アルミニウム等の金属粉が挙げられる。これらは１種又は２種以上用いることが出来る。この無機充填材は、摩擦材組成物全体の２０〜７５体積％、より好ましくは、３０〜６５体積％である。
【００１５】
本発明の摩擦材の製造方法は、上記成分をヘンシェルミキサー、レディゲミキサー、アイリッヒミキサー等の混合機を用いて均一に混合して成形金型内で予備成形し、この予備成形物を成形温度４１３〜４５５Ｋ、成形圧力２０〜５０ＭＰａで、５〜１５分成形するものである。
【００１６】
次に、得られた成形品を４１３〜５２３Ｋの温度で２〜４８時間熱処理（後硬化）した後、必要に応じてスプレー塗装、焼き付け、研磨処理を施して完成品が得られる。
【００１７】
なお、自動車等のディスクパッドを製造する場合には、予め洗浄、表面処理、接着剤を塗布した鉄又はアルミニウム製プレート上に予備成形物を載せ、この状態で成形用金型内にて成形、熱処理、スプレー塗装、焼き付け、研磨することにより製造することができる。
【００１８】
本発明の摩擦材は、自動車、大型トラック、鉄道車両、各種産業機械等のブレーキライニング、クラッチフェーシング、ディスクパッド、制輪子等の各種用途に幅広く用いることができるものである。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２０】
表１に示す組成の摩擦材組成物をレディゲミキサーにて５分間混合し、加圧型内で１０ＭＰａにて１分加圧して予備成形をした。この予備成形物を成形温度４２３Ｋ、成形圧力４０ＭＰａの条件下で１０分間成形した後、４７３Ｋで５時間熱処理（後硬化）を行ない、塗装、焼き付け、研磨して、実施例、比較例の乗用車用ブレーキパッドを作成した。これらのブレーキパッドにつき、下記条件で分析・試験をおこなった。結果を表２に示す。
【００２１】
（１）  効き安定性
ＪＡＳＯ  Ｃ４０６準拠。制動初速度；５０ｋｍ／ｈ、１００ｋｍ／ｈ、制動終速度０ｋｍ／ｈ、制動減速度；０．３Ｇ。
（２）  耐摩耗性
ＪＡＳＯ  Ｃ４０６準拠。
（３）  対面攻撃性（面粗度）
ＪＡＳＯ  Ｃ４０６準拠。摩擦対面（ローター）の摩擦程度を下記基準に基づき評価した。
◎：４μｍ以下。
○：４μｍを超え７μｍ以下。
×：７μｍを超える。
（４）  鳴き特性
ＪＡＳＯ  Ｃ４０４準拠。実車試験により、鳴き発生率を下記基準に基づき評価した。
◎：１．２％未満
○：１．２％以上２．４％以下
×：２．４％を超える
（５）  引張強度
ＪＩＳ  Ｋ７１１３準拠。常温及び３００℃６時間の熱履歴後における引張強度。
【００２２】
表１
2004331861.tif 000002
【００２３】
表２
2004331861.tif 000003
【００２４】
【発明の効果】
本発明により、摩擦材全体の強度、耐熱性を高め耐摩耗性を向上させる事ができ、効きの安定性及び鳴き特性のバランスのとれた良好な摩擦材を得ることが出来る。