(57)【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、無機充填材の一成分として隆起風化造礁サンゴを機械的に粉砕して得られる、無数の空孔が開いており表面が不規則な凸凹をもっている炭酸カルシウムの粉末を配合したことを特徴とする摩擦材。
【請求項２】
前記炭酸カルシウムの粉末が、摩擦材全体の５〜６５重量％配合されていることを特徴とする請求項１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、炭酸カルシウムの粉末を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た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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
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、１種類ではすべての要求を満足することができないので、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、それぞれの特徴があり、１種類ではすべての要求を満足することができないので、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。
【０００４】
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。ところで、摩擦材のフェード特性は、摩擦材の気孔率に大きく影響を受けるため、気孔率を高くできる材料が充填材に対して求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本来制動用の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できる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、最近はフェード特性が良好で相手材攻撃性が小さく、ノイズ性も向上し、さらに低コストの摩擦材の供給が強く望まれている。
本発明では、上述の特性を備えた摩擦材を提供するため、無機充填材として不規則な凸凹を持ち、気孔率が大きく、粒子間空隙が生じやすい粒子を使用することにより、その大きい気孔率を利用して、良好なフェード特性が得られる摩擦材を得ようとするものである。
すなわち、本発明は、良好なフェード特性、ノイズ性及び低コスト性を備えた摩擦材を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記の課題により、従来の石灰石由来の炭酸カルシウムよりも高い気孔率を有し、良好なフェード特性を発揮するカルシウム化合物について種々研究した。
そして隆起風化造礁サンゴを機械的に粉砕して製造した炭酸カルシウムは、石灰石を機械的に粉砕して製造した炭酸カルシウムに比べ、気孔率が大きく、粒子間に空隙が容易に形成されることに着目して本発明に到達した。
【０００７】
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、無機充填材の一成分として隆起風化造礁サンゴを機械的に粉砕して得られる、無数の空孔が開いており表面が不規則な凸凹をもっている炭酸カルシウムの粉末を配合したことを特徴とする摩擦材。
（２）前記炭酸カルシウムの粉末が、摩擦材全体の５〜６５重量％配合されていることを特徴とする前記（１）記載の摩擦材。
【０００８】
【発明の実施の形態】
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隆起風化造礁サンゴについて、従来の石灰石系炭酸カルシウムとの対比も混じえて以下に説明する。
本発明は、摩擦材の原材料として、隆起風化造礁サンゴを機械的に粉砕して製造した炭酸カルシウム（以下「サンゴカルシウム」ともいう）を用いた摩擦材である。
サンゴカルシウムは、元の造礁サンゴの構造に由来して無数の空孔が開いており、かつ、不規則な凸凹をもっているため、それを機械的に粉砕して製造した粉末も、石灰石を機械的に粉砕して製造した炭酸カルシウム（以下「石灰石炭酸カルシウム」、あるいは「石灰石カルシウム」ともいう）と比べ、１）気孔率が大きい（およそ１２％）、２）粒と粒の間に空隙ができるという特徴がある。
【０００９】
摩擦材に使用する上記のサンゴカルシウムの配合割合を５〜６５重量％としたのは、５重量％未満ではフェードに関する合否の判定基準である、フェード率７５％以上という判定基準を満たし難いからである。一方、サンゴカルシウムの配合割合が６５重量％を越えると、摩擦材の成形が困難になるからである。
【００１０】
本発明の摩擦材を製造するには、繊維基材、摩擦調整材、潤滑材、充填材、結合材からなる摩擦材用諸原料を配合し、その配合物を通常の製法に従って予備成形し、熱成形することにより製造することができる。
上記において、繊維基材としては、例えば芳香族ポリアミド繊維、耐炎化アクリル繊維等の有機繊維や銅繊維、スチール繊維等の金属繊維、チタン酸カリウム繊維やＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系セラミック繊維等の無機繊維が挙げられる。
無機充填材としては、例えば銅やアルミニウム、亜鉛等の金属粒子、バーミキュライトやマイカ等の鱗片状無機物、硫酸バリウムや炭酸カルシウム等があげられる。
【００１１】
結合材としては、例えばフェノール樹脂（ストレートフェノール樹脂、ゴム等による各種変性フェノール樹脂を含む）、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。
また、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、酸化クロム等の金属酸化物、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。
摩擦材の組成としては、種々の組成割合を採ることができる。
すなわち、これらは、製品に要求される摩擦特性、例えば、摩擦係数、耐摩耗性、振動特性、鳴き特性等に応じて、単独でまたは２種以上を組み合わせて配合すればよい。
【００１２】
ディスクブレーキ用ブレーキパッドの製造工程は、板金プレスにより所定の形状に形成され、脱脂処理及びプライマー処理が施され、そして、接着剤が塗布されたプレッシャープレートと、耐熱性有機繊維や金属繊維等の補強繊維と、無機・有機充填材、摩擦調整材及び結合材等の摩擦材の原料を配合し、攪拌により十分に均質化した原材料を常温にて所定の圧力で成形（予備成形）して作製した予備成形体とを、熱成形工程において所定の温度及び圧力で熱成形して両部材を一体に固着し、アフタキュアを行い、最終的に仕上げ処理を施すことからなるが、それまでの工程は従来法と同一である。
【００１３】
【実施例】
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。
【００１４】
実施例１〜３及び比較例１〜３
１）摩擦材の配合
石灰石炭酸カルシウム（平均粒径３μｍ）をそれぞれ、５、３０、６５重量％用いたベース材１〜３に基づいて、サンゴカルシウム（平均粒径３μｍ）を用いた摩擦材の配合を行った。配合割合を第１〜３表に示す。
【００１５】
【表１】
0003983038.tif 000002
【００１６】
【表２】
0003983038.tif 000003
【００１７】
【表３】
0003983038.tif 000004
【００１８】
２）製造方法
上記の配合材料を、通常の工程である、攪拌、予備成形、熱成形、アフタキュア、研磨等の工程を経て、摩擦材完成品を得た。
３）気孔率の測定
実施例及び比較例によって得られた摩擦材に対して、気孔率の測定（オイル含浸法、ＪＩＳＤ４４１８）を行った。その測定結果を第４表に示す。サンゴカルシウムを用いた実施例は、石灰石炭酸カルシウムを用いた比較例に比べて気孔率が大きくなった。なお、サンゴカルシウムの配合量が５重量％未満の場合は、気孔率は、サンゴカルシウムを全く含まないものと大きな差はなかったため、サンゴカルシウムの配合量は５重量％以上であることが好ましい。
【００１９】
【表４】
0003983038.tif 000005
【００２０】
４）フェード特性
テストピース慣性型のスケールテスターを用いて性能試験（ＪＡＳＯ  Ｃ４０６に従う）を行い、第１フェード試験時における、フェード率を測定した。ここで、フェード率は以下のように定義する。
フェード率（％）＝〔フェード試験における最低μ／フェード試験の制動１回目のμ（６０℃）〕×１００
試験結果を第５表に示す。
【００２１】
【表５】
0003983038.tif 000006
【００２２】
ここで、フェードに関する合否の判定基準は、フェード率が７５％以上である。石灰石炭酸カルシウムを用いた比較例はこの判定基準を満たさないのに対して、サンゴカルシウムを用いた実施例は、この判定基準を満たしていた。なお、サンゴカルシウムの配合量が５重量％に満たないものは、サンゴカルシウムを全く含まないものと大きな差はないため、サンゴカルシウムの配合量は５重量％以上であることが好ましい。
【００２３】
５）サンゴカルシウムの配合割合の上限
サンゴカルシウムの配合割合が、６５重量％を越えると、成形が困難になるため、サンゴカルシウムの配合量は６５重量％以下が好ましい。なお、サンゴカルシウムはその平均粒径が１〜２００μｍのものが好ましい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、得られる摩擦材は、無機充填材成分の一部として隆起風化造礁サンゴより製造した炭酸カルシウム（サンゴカルシウム）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、優れた特性を有する。