(57)【要約】【課題】  従来埋め立て処分されていた廃摩擦材を資源として再利用化を行い、高温時における良好な摩擦特性、耐熱性、フェード特性を備え、かつ高負荷時での制動でもクラックが発生しない摩擦材を提供する。【解決手段】  繊維基材、摩擦調整材、結合材及び無機充填材よりなる摩擦材において、その構成成分として、廃摩擦材の有機成分を除去して得た複合材に液状カルダノール重合物を添加したものを配合したことを特徴とする摩擦材。廃摩擦材の有機成分の除去は６００℃以上の温度での熱処理により行なわれること、液状カルダノール重合物の添加量が０．５〜２．０重量％であること、及び液状カルダノール重合物の平均重合度が２〜２０であることが好ましい。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維基材、摩擦調整材、結合材及び無機充填材よりなる摩擦材において、その構成成分として、廃摩擦材の有機成分を除去して得た複合材に液状カルダノール重合物を添加したものを配合したことを特徴とする摩擦材。
【請求項２】
前記廃摩擦材の有機成分の除去は６００℃以上の温度での熱処理により行なわれることを特徴とする請求項１記載の摩擦材。
【請求項３】
前記液状カルダノール重合物の添加量が複合材の０．５〜２．０重量％であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の摩擦材。
【請求項４】
前記液状カルダノール重合物の平均重合度が２〜２０であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の摩擦材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃摩擦材と称せられ製造過程で廃棄される摩擦材不良品や市場から回収した使用済みの摩擦材を再び原料として使用する摩擦材に関するものであり、特に産業機械、鉄道車両、荷物車両、乗用車などに用いられるフェード特性が向上し、かつ高負荷時の制動でもクラックが発生しない摩擦材に関するものであり、より具体的には前記の用途に使用されるブレーキパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクブレーキやドラムブレーキなどのブレーキ、或いはクラッチなどに使用される摩擦材は、摩擦作用を与え、かつその摩擦性能を調整する摩擦調整材、補強作用をする繊維基材、これらの成分を一体化する結合材などの材料からなっている。そのうちの繊維基材には、金属繊維、無機繊維、有機繊維などの種類があり、それぞれの特徴があり、通常２種類以上のものが組み合わされて使用されている。
【０００３】
一方、摩擦材の摩擦特性を調整する材料としては摩擦調整材及び固体潤滑材があるが、これらにも無機系と有機系とがあり、それぞれの特性があり、通常２種類以上のものが組み合わせて使用されている。そして、摩擦調整材としては、例えばアルミナやシリカ、マグネシア、ジルコニア、酸化クロム、石英等の無機摩擦調整材、合成ゴムやカシュー樹脂等の有機摩擦調整材を、固体潤滑材としては、例えば黒鉛や二硫化モリブデン等を挙げることができる。
また、充填材として、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、金属粉、バーミキュライト、マイカなどが用いられている。
そして、これらの成分を配合してなる摩擦材の相手材攻撃性を抑え、耐フェード性、耐摩耗性を改善した非石綿系摩擦材として種々の配合の摩擦材が提案されている。
【０００４】
ところで、従来のブレーキ摩擦材では、摩擦材の気孔率はフェード特性に大きく影響を与えることから、摩擦材の気孔率を高める材料が求められている。
さらに、最近は資源の有効利用及び環境汚染の防止の観点から、使用済み製品や不良品からの有用資源の回収、再利用が大きく注目されるようになってきた。
しかしながら、製造過程で発生する切削屑、研磨粉、製造過程で廃棄される摩擦材不良品や市場から回収した使用済みの摩擦材（廃摩擦材と称する）の大半は埋め立て処分されているのが現状である。そこで、環境保全及び資源の再利用化の面から、これらの廃摩擦材を再び摩擦材原料として再利用することが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−８０９５２号公報
【特許文献２】特開平７−４１５６６号公報
【特許文献３】特開平９−１１８７５５号公報
【特許文献４】特開平９−２９１９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本来摩擦材に要求される主要特性は、安定した摩擦特性、耐熱性、耐摩耗性などである。これら要求特性のうち摩擦特性については、従来の技術でほぼ満足すべきレベルまで改良がなされ、とりわけ繊維質を基材とする摩擦材は良好な性能を示す。しかし、特に更に高温時における摩擦性能の維持、ならびに耐摩耗性の向上が強く望まれている。その上、フェード特性が良好で相手材攻撃性が小さく、環境負荷の小さい摩擦材が強く望まれている。本発明は、上述の特性を備えた摩擦材を提供するに当たり、従来使用されておらず、しかも性質の優れた材料を見いだして安定した摩擦性能と耐摩耗性を確保するとともに、高負荷時の制動でのクラック発生の防止も可能にした摩擦材を提供しようとするものである。すなわち、本発明は、高温時における摩擦特性、耐熱性、耐摩耗性、フェード特性を備え、かつ高負荷制動によるクラック発生もなくした摩擦材を提供することを課題とする。
【０００７】
本発明者等は、前記の課題により、高い気孔率を有し、かつ、フェード特性を向上させる材料について種々研究した。そして前記の廃摩擦材の有機成分を除去して得た複合材が、気孔率が大きく、フェード時に発生するガスが抜けやすくなり、フェード特性を向上できることを見出した。
【０００８】
以下、本発明において廃摩擦材を再利用する際に使用する複合材について、素材、処理方法、熱処理の必要性、リサイクル材（熱処理廃摩擦材）の特徴について順次説明する。
本発明において使用する複合材粒子は、通常廃棄処分される製造過程で出る切削屑、研磨粉や摩擦材の不良品及び市場から回収した使用済みの摩擦材（廃摩擦材）を熱処理して粉砕してなる複合材である。
【０００９】
（廃摩擦材の処理方法）
ディスクブレーキパッドのプレッシャプレート（Ｐ／Ｐ）及びドラムブレーキライニングのシューの接着部分を、特開２００２−８１４７８号公報に開示されているような方法で、具体的には、金属材料製ベース部材（プレッシャプレート）に接着層を介して接着された摩擦部材を、前記ベース部材側から火炎にて前記接着層が炭化するまで加熱した後、前記摩擦材に衝撃を加えて、前記摩擦部材を前記ベース部材から剥離する方法で分離し、摩擦材を分離回収する。その後、好ましくは６００℃以上、より好ましくは６００〜８００℃で熱処理して粉砕する。こうして得た複合材粒子をリサイクル材と称する。
【００１０】
（熱処理の理由）
リサイクル材に有機成分がそのまま残ると、後で樹脂、繊維等を加えて成形する都合上、摩擦材中に含まれる有機成分の含有量が過剰となり、フェード特性の悪化につながる。そこで上記の熱処理により、有機成分を除去する。熱処理温度は６００℃以下であると炭化しない有機成分が残り、８００℃以上だと無機充填材として多く含まれている炭酸カルシウムが分解するため、上記の範囲が良い。
（炭酸カルシウムの熱分解温度：８２５℃（硫酸バリウムは１２００℃））
【００１１】
（リサイクル材の特徴）
熱処理してなくなった有機成分の部分が空孔となるため、リサイクル材は多孔質材料である。このため、摩擦材原材料として使用すると、摩擦材の気孔率を大きくすることができる。摩擦材の気孔率が大きくなると、高温時に発生するガスが抜けやすくなり、フェード特性が向上する。
【００１２】
しかしながら、特開平９−１１８７５５号公報に開示された方法に従い回収した使用済みの廃摩擦材を上記の手順により有機成分を除去した後、所定の粒度に粉砕して得た複合材粒子（リサイクル材と称する）を摩擦材原料とし再利用したところ、結合材（フェノール樹脂）との結合力が弱く、このリサイクル材を無機充填材の一成分として配合した摩擦材は、摩擦材配合組成によっては高負荷時での制動によりクラックが発生しやすいという問題点が生じた。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、従来埋め立て処分されていた廃摩擦材を資源として再利用化を行い、高温時における摩擦特性、耐熱性、フェード特性を備え、かつ高負荷時での制動でもクラックが発生しない摩擦材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者等は、リサイクル材と結合材（フェノール樹脂）との結合力を高めるためには、リサイクル材の表面の結合材（バインダー）との親和性を高めることが肝要と考え、摩擦材原料の表面処理について種々研究した。
特公昭５０−１８０２０号公報には、セラミック粉末等の混合物をフェノール樹脂で硬化後、粉砕して摩擦調整材として配合したブレーキライニングが、種々の条件の作動下でライニング摩擦効率を増大することを開示している。
【００１５】
特公平６−２３３９１号公報は、有機及び／又は無機フィラー粒子（カシューダスト及び／又は黒鉛）をゴム系エラストマーで被覆して配合した摩擦材が、配合物粒子成分の分散性が向上し、ダンピング特性を付与されることを開示している。また、特開平３−１０３４８７号公報は、無機繊維、無機充填材の少なくとも一部を弗素樹脂系又はシリコーン樹脂系の表面処理剤でコーティングしたものを用いた摩擦材が、吸水した時にも摩擦係数の変化が少ないことを開示している。
しかしながら、これらの被覆材を用いる手段はリサイクル材については良い効果が得られなかった。
【００１６】
特開平８−２０９１１５号公報は、黒鉛分散系液状接着剤に液状ゴム又は液状カシュー樹脂を加えた混合バインダーでコーティングした増摩擦材を含むブレーキパッド用摩擦材が、鳴きや異音を防止すると共に、制動特性及び耐摩耗性に優れていることを開示している。また、特開平８−２４５９４８号公報は、弗化黒鉛粉末又は弗化黒鉛及び黒鉛の粉末を液状樹脂（カシュー樹脂）又は液状ゴムで被覆した潤滑材を含有する摩擦材組成物は混合性や分散性が向上し、得られる摩擦材の鳴きや異音の発生を防止することを開示している。
しかし、これらの手段は、増摩擦材や潤滑材のごく限られた対象物に用いられた手段でその作用も十分に知られていないものである。
【００１７】
上記したように、前記の特許文献はいずれも無機充填材と結合材との間の結合力の向上に言及しているものではなく、そこまでは何ら考慮しているものではない。そこで、本発明者等は、上記の特許文献によって得たカシュー樹脂を使用した摩擦材について鋭意検討を行い、廃摩擦材を熱処理した後、粉砕して得た複合材粒子（リサイクル材）に、カシュー樹脂の主成分である液状カルダノール重合物を添加することにより、リサイクル材の結合材樹脂に対する濡れ特性が改良され、接着性が向上することを見出し、本発明に到達した。
【００１８】
すなわち、本発明は、下記の手段により上記の課題を解決した。
（１）繊維基材、摩擦調整材、結合材及び無機充填材よりなる摩擦材において、その構成成分として、廃摩擦材の有機成分を除去して得た複合材に液状カルダノール重合物を添加したものを配合したことを特徴とする摩擦材。
（２）前記廃摩擦材の有機成分の除去は６００℃以上の温度での熱処理により行なわれることを特徴とする前記（１）記載の摩擦材。
（３）前記液状カルダノール重合物の添加量が複合材の０．５〜２．０重量％であることを特徴とする前記（１）又は（２）記載の摩擦材。
（４）前記液状カルダノール重合物の平均重合度が２〜２０であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の摩擦材。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の摩擦材は、その構成成分として廃摩擦材の有機成分を除去した複合材粒子を配合したものであり、それから得られた摩擦材は気孔率が高いので、フェード特性が向上し、摩擦材として優れた特性を有する。
また、従来廃棄していた摩擦材の製造工程から発生する切削屑、研磨粉や摩擦材不良品、市場回収摩擦材等の廃摩擦材を有効利用するので、摩擦材廃棄物の処分量を削減でき、環境への負荷を低減することができる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、リサイクル材に添加した液状カルダノール樹脂が、結合材としてのフェノール樹脂との濡れ特性を改良し、接着性を向上させるので、得られた摩擦材の高負荷時の制動でのクラック発生を防止するという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明において使用する液状カルダノール重合物については、特開平９−４８９６７号公報に、カシューダストはフェノール誘導体であるカルダノール等を主成分とするカシューナットの殻液を原料として製造したものである旨記載されており、特開平６−１８４５２５号公報に、アルキルフェノールを主成分とする粘性液体としては、カルダノールが代表される成分であり、例えばカシュー社製のＹ２７５８、Ｎｏ．９２０等がある旨記載されているように、関連製品は市販されている。液状カルダノール重合物は、液状であるから、カシューダストとは異なるが、市場で容易に入手することができ、それを使用することができる。液状カシューポリマーとも称せられる。
【００２２】
上記の液状カルダノール重合物は、平均重合度が２〜２０の重合体が使用可能であり、このうち平均重合度が１０以上の高粘度重合体についてはアセトン、トルエン等の有機溶媒にて希釈して濃度を下げて使用できる。これは粘度が大きすぎると凝集を起こして被覆が不十分となるからである。
なお、複合材に対する液状カルダノール重合物の添加量は０．５〜２．０重量％が好ましい。添加量が０．５重量％よりも少ないと、液状カルダノール重合物のリサイクル材への被覆が不十分となり、逆に２．０重量％よりも多いと、リサイクル材との混合時に塊が生じ易くなり、均質なものが得がたくなる。複合材に対する液状カルダノール重合物の添加の態様としては、複合材に液状カルダノール重合物を混合するとか、コーティングするなどの各種の添加手段を採用することができる。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００２４】
実施例１〜３及び比較例
（１）摩擦材の配合
摩擦材の配合内容を第１表に示す。熱処理リサイクル材は、市場から回収した使用済みのブレーキパッドのプレッシャプレートを特開２００２−８１４７８号公報に開示された方法で加熱し、摩擦材を剥離して廃摩擦材として回収し、この廃摩擦材を６００℃以上の温度で熱処理して有機成分を除去した後、粉砕し、最大粒径１ｍｍ以下に調整して得られた。この熱処理リサイクル材に液状カルダノール重合物によるコーティングを施した（実施例１〜３）。
本評価試験では、平均重合度が１０の液状カルダノール重合物をトルエンで希釈（液状カルダノール重合物：トルエン＝５０％：５０％）してコーティングに使用した。液状カルダノール重合物のコーティング量は第１表に示すように変えた。
【００２５】
【表１】
2005233214.tif 000002
【００２６】
コーティング方法は、所定量の熱処理リサイクル材と液状カルダノール重合物を混合したのち、高速撹拌機により撹拌することにより、液状カルダノール重合物がコーティングされた熱処理リサイクル材を得た。
各実施例における液状カルダノール重合物のコーティング量を下記に列記する。なお、実施例のコーティング量は、希釈用トルエンを含まない液状カルダノール重合物の量を表す。
実施例１：熱処理リサイクル材に対して、０．５重量％の液状カルダノール重合物をコーティング。
実施例２：熱処理リサイクル材に対して、１．０重量％の液状カルダノール重合物をコーティング。
実施例３：熱処理リサイクル材に対して、２．０重量％の液状カルダノール重合物をコーティング。
比較例：液状カルダノールによるコーティングをしない熱処理リサイクル材。
【００２７】
（２）ブレーキパッドの製造方法
上記第１表の配合材は、従来製法と同様に撹拌、予備成形、熱成形、加熱（アフターキュア）、研磨等の工程を経て、ブレーキパッドの完成品を得た。
【００２８】
（３）耐クラック性の評価
上記（２）で得られた摩擦材に対してフルサイズダイナモメータで評価を行った。
評価はＪＡＳＯ  Ｃ４０６の第一フェード及び第二フェードに準じて試験を行い、目視により摩擦材を観察してクラックの有無を確認した。
評価結果を第２表に示す。
第２表中の記号は、○：問題なし、×：問題あり、を表す。
実施例１、実施例２及び実施例３の外観は良好で問題なかった。比較例は問題のあるレベルであった。
【００２９】
【表２】
2005233214.tif 000003
【００３０】
第２表に示した耐クラック性の評価結果から下記の結論が得られた。
熱処理リサイクル材を使用した摩擦材について、熱処理リサイクル材に液状カルダノール重合物を添加することによって、耐クラック性を向上させることができた。
添加量としては、０．５〜２．０重量％が望ましい。
【００３１】
最後に、従来の廃摩擦材の成分（例）を第３表に示す。なお、第３表に示す成分のうち、結合材、有機繊維及び有機摩擦調整材として例示される、有機成分はすべて、熱処理後は消滅しているので、後で樹脂、有機繊維を加えて成形しても、摩擦材中に含まれる有機成分の含有量が過剰となり、フェード特性の悪化につながるという障害を生じない。なお、用いる廃摩擦材については、入手し得る使用済み摩擦材の種類が一定していないので、上記した廃摩擦材の成分はあくまでも例に過ぎない。
【００３２】
【表３】
2005233214.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、得られる摩擦材は、廃摩擦材起源の複合材粒子を配合したものであり、しかも複合材粒子の表面が液状カルダノール重合物で添加されており、気孔率が高いため、フェード特性が向上し、ノイズ発生が少ない優れた特性に加えて高負荷での制動によるクラックの発生を防止できるという優れた特性をも有する。従って、高負荷時での制動を生じる可能性のある産業機械、鉄道車両、荷物車両、大型乗用車などに使用されるブレーキパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング等に特に有用なものである。