(57)【要約】【課題】中和処理設備等の特別の設備を要求することなく、摩擦材に要求される耐摩耗性、高い摩擦係数等の性能を確保をしながら、同時にローター、ドラム、フライホイール、プレッシャープレート等の相手材に部分的な錆びが発生しにくい摩擦材を提供する。【解決手段】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、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した摩擦材からの硫酸イオンの溶出量が０．２ｍｇ／ｇ以下であり、かつ摩擦材のｐＨが１０．０以上１３．０未満であ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】
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、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した摩擦材からの硫酸イオンの溶出量が０．２ｍｇ／ｇ以下であり、かつ摩擦材のｐＨが１０．０以上１３．０未満であることを特徴とする摩擦材。
【請求項２】
該充填材として２種以上の硫化物を添加する場合、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した硫酸イオン溶出量が１０ｍｇ／ｇ以下でかつｐＨが４．０以上の硫化物を該硫化物全量の８０体積％以上使用することを特徴とする請求項１記載の摩擦材。
【請求項３】
該充填材として１種又は２種以上の硫化物を添加する場合、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した硫酸イオン溶出量が１０ｍｇ／ｇ以下でかつｐＨが４．０以上の硫化物のみを使用することを特徴とする請求項１記載の摩擦材。
【請求項４】
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、該充填材として２種以上の硫化物を添加する場合、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した硫酸イオン溶出量が１０ｍｇ／ｇ以下でかつｐＨが４．０以上の硫化物を該硫化物全量の８０体積％以上使用し、かつ該硫化物全量は摩擦材組成物全量の０．１〜９体積％であることを特徴とする摩擦材。
【請求項５】
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、該充填材として１種又は２種以上の硫化物を添加する場合、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した硫酸イオン溶出量が１０ｍｇ／ｇ以下でかつｐＨが４．０以上の硫化物のみを使用し、かつ該硫化物全量は摩擦材組成物全量の０．１〜９体積％であることを特徴とする摩擦材。
【請求項６】
ｐＨ１１．０以上のアルカリ性原料を摩擦材組成物全量に対して０．５〜６体積％使用することを特徴とする請求項４又は５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ディスクパッド、ブレーキライニング及びクラッチフェーシング等、特にディスクパッドに使用される摩擦材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
摩擦材は繊維基材、結合材、充填材を主成分とする摩擦材組成物を成形、硬化したものである。これらの摩擦材組成物原料には、摩擦材の耐摩耗性、高い摩擦係数等、摩擦材に必要とされる性能を確保するため、発錆を促進する恐れのある原料（腐食促進物質）、つまりｐＨが低い（酸性の）原料、塩素イオン、硫酸イオン等を含有する原料を成分の一部として使用している。
【０００３】
しかし、このような原料を使用すると、たとえばディスクパッドの場合、停車中に接触しているローターに部分的な錆びが発生する恐れがある。ローター上に発生した部分的な錆びは、制動を繰り返すと、その部分が選択的に磨耗するため、ローターの回転方向で厚み差が生じることとなり、ブレーキ振動が発生し、異音発生の原因の一つとなる。
【０００４】
摩擦材からこのような腐食促進物質を除去する方法として、特許文献１には、塩素イオン、硫酸イオン、ギ酸等を中和、水洗し、さらに防錆処理を行いクラッチフェーシング中の耐研磨粉のｐＨを６．０〜１０．０とした摩擦材が記載されている。特許文献２、３も同様である。また、特許文献４には、硝酸銀、硝酸鉛等を腐食促進物質と反応させ不溶性物質として固定させた摩擦材が記載されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３の方法では、摩擦材が繊維基材、結合材、充填材を主成分とする微小なポーラス構造となっていることから、長時間の処理及び除去が必要となる。さらに特許文献４の方法では新規の設備が必要となり、かつ摩擦材に対する処理であるので、処理及び水洗の問題がやはり発生する。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５８−１２１３２５公報
【特許文献２】
特開昭５９−４００１８公報
【特許文献３】
特開昭５９−１７０５４１公報
【特許文献４】
特開昭６１−２７６８２７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、耐摩耗性、高い摩擦係数等の摩擦材に要求される性能を確保をしながら、同時にローター、フライホイール、プレッシャープレート等の相手材に部分的な錆びの発生を防止、特に高温多湿条件下における錆びの発生を防止する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、上記の目的を達成するため、摩擦材の要求性能に対応しつつ、従来から知られていた腐食促進物質を可能な限り摩擦材組成物の原料から除去する検討を進める中で、硫化物を原料から除去する事が特に困難であることを理解した。硫化物は摩擦材の耐摩耗性、摩擦係数の熱的安定性保持のために添加されており、高度化する客先からの性能要求を満たすため、益々その重要度が増しているからである。また摩擦材全体のｐＨの制御につき、従来考えられていた範囲よりもｐＨが高い（アルカリ性が強い）方が相手材の錆び防止に効果的であることもわかった。
すなわち相手材の部分的な錆び発生の防止を達成するためには、主に硫化物中及び摩擦材中の硫酸イオンの制御に焦点を当てれば良いこと、また摩擦材のｐＨを従来考えられていたよりも高めの範囲に制御すれば良いことを知見した。
【０００９】
つまり硫化物については、原料段階での好ましい選択、処理等により、製品段階で中和、水洗処理や固定化処理を行わなくても、また摩擦材については、硫酸イオンの溶出量とｐＨをある一定の範囲に制御することで耐摩耗性、高い摩擦係数等の摩擦材に要求される性能を確保をしながら、同時に相手材に部分的な錆びの発生を防止する事が可能な摩擦材を提供することを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
即ち、本発明は下記の摩擦材を提供する。
（１）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、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した摩擦材からの硫酸イオンの溶出量が０．２ｍｇ／ｇ以下であり、かつ摩擦材のｐＨが１０．０以上１３．０未満であることを特徴とする摩擦材。
（２）該充填材として２種以上の硫化物を添加する場合、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した硫酸イオン溶出量が１０ｍｇ／ｇ以下でかつｐＨが４．０以上の硫化物を該硫化物全量の８０体積％以上使用することを特徴とする（１）記載の摩擦材。
（３）該充填材として１種又は２種以上の硫化物を添加する場合、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した硫酸イオン溶出量が１０ｍｇ／ｇ以下でかつｐＨが４．０以上の硫化物のみを使用することを特徴とする（１）記載の摩擦材。
（４）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、該充填材として２種以上の硫化物を添加する場合、ＪＩＳＫ  ０１２７により測定した硫酸イオン溶出量が１０ｍｇ／ｇ以下でかつｐＨが４．０以上の硫化物を該硫化物全量の８０体積％以上使用し、かつ該硫化物全量は摩擦材組成物全量の０．１〜９体積％であることを特徴とする摩擦材。
（５）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、該充填材として１種又は２種以上の硫化物を添加する場合、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した硫酸イオン溶出量が１０ｍｇ／ｇ以下でかつｐＨが４．０以上の硫化物のみを使用し、かつ該硫化物全量は摩擦材組成物全量の０．１〜９体積％であることを特徴とする摩擦材。
（６）ｐＨ１１．０以上のアルカリ性原料を摩擦材組成物全量に対して０．５〜６体積％使用することを特徴とする（４）又は（５）記載の摩擦材。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の摩擦材は、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り、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した摩擦材からの硫酸イオンの溶出量が０．２ｍｇ／ｇ以下であり、かつ摩擦材のｐＨが１０．０以上１３．０未満に制御されているものである。この硫酸イオン溶出量とｐＨがこの範囲内であれば耐摩耗性、高い摩擦係数等の摩擦材に要求される性能を確保をしながら相手材の部分的な錆びの発生を防ぐことが可能となる。
【００１２】
また本発明は、充填材としての硫化物の硫酸イオン溶出量に注目したものである。
硫化物としては、硫化鉄、硫化亜鉛、硫化銅、硫化ビスマス、硫化マンガン、硫化鉛、二硫化モリブデン、三硫化モリブデン等が挙げられる。
【００１３】
本発明では、２種以上の硫化物を添加する場合、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した硫酸イオン溶出量が１０ｍｇ／ｇ以下でかつｐＨが４．０以上の硫化物を該硫化物全量の８０体積％以上使用したものを用いる。より好ましくは１種又は２種以上の硫化物を添加する場合、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７により測定した硫酸イオン溶出量が１０ｍｇ／ｇ以下でかつｐＨが４．０以上の硫化物のみを使用する。この範囲で充填材としての硫化物を添加すれば、相手材の部分的な錆びの発生を防止することが出来る。
硫酸イオン溶出量が１０ｍｇ／ｇ以下でかつｐＨを４．０以上にした硫化物としては、硫化鉄として、フェロサルファー粉末（細井化学工業製）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）としてＵＰ−５０（ＴＨＯＭＰＳＯＮ  ＣＲＥＥＫ  ＭＩＮＩＮＧ  ＬＴＤ  ＥＮＤＡＫＯ  ＭＩＮＥＳ製）、硫化亜鉛としてＳａｃｈｔｏｌｉｔｈＨＤ（ＳＡＣＨＴＬＥＢＥＮ社）等の市販品を挙げる事が出来る。これらは１種又は２種以上用いることが出来る。
上記の硫化物の添加量としては、摩擦材組成物全量に対して０．１〜９体積％、特に４〜９体積％が望ましい。添加量が少なすぎると、耐摩耗性の面で客先要求に答えることが出来ず、多すぎると摩擦係数が低下する。
【００１４】
さらに本発明では、摩擦材全体のｐＨを制御するため、ｐＨ１１．０以上のアルカリ性原料を添加することが望ましい。具体的には、消石灰（水酸化カルシウム）、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等である。中でも消石灰は扱いやすいので好ましく使用される。ｐＨが１１．０未満であると摩擦材組成物中の含有量が多くなり過ぎ、摩擦係数、耐摩耗性等の摩擦材に要求される性能を確保出来ない恐れがある。これらは１種又は２種以上用いることが出来る。
ｐＨ１１．０以上のアルカリ性原料の含有量は、摩擦材組成物全量に対して０．５〜６体積％が好ましく、１〜３体積％がより好ましい。この範囲内であれば、摩擦材全体のｐＨを制御することが出来、相手材の部分的な錆びの発生をさらに防ぐことが出来る。
【００１５】
その他、本発明の摩擦材を構成する原料としては、通常に使用される摩擦材組成物原料が挙げられる。
繊維基材として、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、ステンレス、銅、真鍮、青銅、アルミニウム等の金属繊維；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、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５〜６０体積％、より好ましくは１０〜５０体積％である。
【００１６】
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、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、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１０体積％以上、より好ましくは１０〜３０体積％、更に好ましくは１２〜２５体積％である。
【００１７】
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）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。一方無機充填材としては、硫化物以外に硫酸バリウム、炭酸カルシウム、バーミキュライト、グラファイト、黒鉛、コークス、マイカ等の他、鉄、銅、ステンレス、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。これらの充填材の添加量は、摩擦材組成物全体の４０〜８５体積％、より好ましくは５０〜８０体積％である。
【００１８】
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４０３〜４５３Ｋ、成形圧力１５〜４９ＭＰａで、３〜１０分成形するものである。
次に、得られた成形品を４２３〜５２３Ｋの温度で２〜１０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。
【００１９】
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。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。
【００２０】
【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。
【００２１】
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５〜２０分間混合し、加圧型内で３０ＭＰａ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７分間成形した後、４９３Ｋ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。これらの原料、及びブレーキパッドにつき、下記条件で分析・試験をおこない、その性能を調べた。結果を表１に示す。
【００２２】
（１）錆び性能
擦り合せ（ダイナモ）条件
１００ｋｍ／ｈ、２．９ｍ／Ｓ２、１００℃、２００回。
恒温恒湿槽に放置。
パッドとローターをクランプした状態で、
５０℃×９５％の恒温高湿槽に２週間放置。
ローター錆深さ測定。
ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー）による。
「Ｆｅ＋Ｏ」のマッピング及びＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真による観察を行い錆深さを測定。
◎；１０μｍ未満。
○；１０μｍ以上５０μｍ未満。
△；５０μｍ以上１００μｍ未満。
×；１００μｍ以上。
（２）ディスクパッド摩耗量
ＪＡＳＯ  Ｃ４０６  準拠。
◎；０．５ｍｍ未満。
○；０．５ｍｍ以上０．７５ｍｍ未満。
△；０．７５ｍｍ以上１．０ｍｍ未満
×；１．０ｍｍ以上
（３）効き
ＪＡＳＯ  Ｃ４０６  準拠。第２効力の平均値。
◎；０．４２より大きい。
○；０．３７より大きく０．４２以下。
△；０．３２より大きく０．３７以下。
×；０．３２以下。
（４）パッドの硫酸イオン溶出量
ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７  準拠。
２５×２５×５ｍｍのサンプルを９０±１０℃×８時間煮沸。
冷却後、１００ｍｌに定溶しイオンクロマトグラフにより定量。
１ｇ中の溶出量に換算する。
（５）原料の硫酸イオン溶出量
（４）と同様。サンプルは０．０５〜０．３ｇにて測定。
（６）パッドのｐＨ
粉砕したパッド６ｇを、２００ｍｌの純水に分散させｐＨメーターにて測定。
（７）原料のｐＨ
（６）と同様。６ｇの原料を使用。
【００２３】
表１
2005015576.tif 000002
【００２４】
（注）
硫化鉄（人造ＦｅＳ）；フェロサルファー粉末、細井化学工業製。
二硫化モリブデン（ＵＰ−５０）；ＴＨＯＭＰＳＯＮ  ＣＲＥＥＫ  ＭＩＮＩＮＧ  ＬＴＤ  ＥＮＤＡＫＯ  ＭＩＮＥＳ製。
二硫化モリブデン（ＵＰ−１０）；ＴＨＯＭＰＳＯＮ  ＣＲＥＥＫ  ＭＩＮＩＮＧ  ＬＴＤ  ＥＮＤＡＫＯ  ＭＩＮＥＳ製。
硫化亜鉛；ＳａｃｈｔｏｌｉｔｈＨＤ（ＳＡＣＨＴＬＥＢＥＮ社）
【００２５】
【発明の効果】
本発明の摩擦材は、従来のように中和処理設備等の特別の設備を要求することなく、耐摩耗性、高い摩擦係数等の摩擦材に要求される性能を確保をしながら、同時にローター、ドラム、フライホイール、プレッシャープレート等の相手材に部分的な錆びの発生を防止、特に高温多湿条件下における錆びの発生を防止する摩擦材である。