(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状物質、結合剤及び摩擦調整剤を含む摩擦材組成物において、加圧混練によりカシューダスト１００重量部に対して液状ゴムが３〜１７重量部の割合で被覆され、かつ摩擦材組成物中に前記カシューダストのみ液状ゴムで被覆したものを３〜３０重量％含有してなる摩擦材組成物。
【請求項２】
請求項１記載の摩擦材組成物を加熱加圧成形してなる摩擦材。
【請求項３】
カシューダスト１００重量部及び液状ゴム３〜１７重量部を加圧混練して、カシューダストのみ液状ゴムで被覆し、次いで、摩擦材組成物中に前記カシューダストのみ液状ゴムで被覆したもの３〜３０重量％に、繊維状物質、結合剤及び摩擦調整剤を含む材料を添加し、混合することを特徴とする摩擦材組成物の製造法。
【請求項４】
請求項３記載の方法で製造された摩擦材組成物を加熱加圧成形してなる摩擦材。
【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、鉄道車両、各種産業用機械等の制動に用いられるディスクパッド、ブレーキライニング等の摩擦材に適した摩擦材組成物、摩擦材組成物の製造法及びこれを用いた摩擦材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車、鉄道車両、各種産業用機械等には、その制動のため摩擦材が使用されている。この摩擦材として現在、非アスベスト系ディスクパッドが主流であり、特公昭５９−４４６２号公報、特開平６−１８４５２５号公報等に示されるように補強繊維として、スチール繊維、黄銅繊維、銅繊維等の金属繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、フェノール繊維等の有機質繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維、アルミナシリカ繊維、カーボン繊維等の無機質繊維を組み合わせたものが使用されている。
【０００３】
しかしながら、従来の非アスベスト系摩擦材の材料混合を乾式で混合する場合、材料の脱落、特にカシューダストの脱落が発生する問題があった。カシューダストは平均粒径が３０〜４００μｍで摩擦材に使用する他の材料より粒径が大きく、脱落を起こし易い。カシューダストが脱落すると摩擦材の摩擦性能、摩耗性能及び物性が不均一になる。また、脱落したカシューダストの偏析が摩擦材に混入した場合、その偏析部より亀裂が発生する。
【０００４】
上記の問題点の対応策として、カシューダストに対してカシューナット殻油又はアマニ油を被覆したり、有機溶剤又はゴムラテックス使用による湿式混合法により、材料の脱落を防止する手法がとられている。
しかし前者の方法では、カシューナット殻油及びアマニ油の粘度が１００〜３０００cpsで、その被覆材の粘着力が不十分であるためカシューダストなどの分散性が不十分であり、その粘着力の持続時間が約３日程度と短かった。一方後者の方法では、分散性は良好であるが溶剤を除去するため乾燥工程が必要であり、混合粉を製作するのに多くの時間とコストを必要とすることや工程が複雑になるなどの欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
請求項１記載の発明は、カシューダストの脱落が少なく、被覆材の粘着力の持続時間が長い摩擦材組成物の製造法を提供すると共に、カシューダストの偏析の発生がない摩擦材に適した摩擦材組成物を提供するものである。
請求項２記載の発明は、カシューダストの偏析の発生がない摩擦材を提供するものである。
請求項３記載の発明は、カシューダストの脱落が少なく、被覆材の粘着力の持続時間が長い摩擦材組成物の製造法を提供すると共に、カシューダストの偏析の発生がない摩擦材に適した摩擦材組成物の製造法を提供するものである。
請求項４記載の発明は、カシューダストの偏析の発生がない摩擦材を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、繊維状物質、結合剤及び摩擦調整剤を含む摩擦材組成物において、加圧混練によりカシューダスト１００重量部に対して液状ゴムが３〜１７重量部の割合で被覆され、かつ摩擦材組成物中に前記カシューダストのみ液状ゴムで被覆したものを３〜３０重量％含有してなる摩擦材組成物に関する。
また、本発明は、上記の摩擦材組成物を加熱加圧成形してなる摩擦材に関する。
また、本発明は、カシューダスト１００重量部及び液状ゴム３〜１７重量部を加圧混練して、カシューダストのみ液状ゴムで被覆し、次いで、摩擦材組成物中に前記カシューダストのみ液状ゴムで被覆したもの３〜３０重量％に、繊維状物質、結合剤及び摩擦調整剤を含む材料を添加し、混合することを特徴とする摩擦材組成物の製造法に関する。
さらに、本発明は、上記の方法で製造された摩擦材組成物を加熱加圧成形してなる摩擦材に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、カシューダストを被覆する液状ゴムの含有量は、カシューダスト１００重量部に対して３〜１７重量部、好ましくは５〜１５重量部、さらに好ましくは８〜１２重量部とされ、３重量部未満であるとカシューダストが脱落し、粘着力が小さく目的とする効果が得られない。一方１７重量部を越えると液状ゴムの粘着力が大きすぎるためカシューダストが凝集し、分散し難くなり偏析が発生する。
【０００８】
本発明における液状ゴムとしては、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＩＲ、アクリルゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム等を用いることが好ましく、また液状ゴムの粘度は２０℃での溶融粘度が１００００〜１０００００cpsが好ましく、３００００〜８００００cpsがより好ましく、４００００〜６００００cpsがさらに好ましい。粘度が小さいと被覆が不十分となりカシューダストが脱落し易く、大きすぎるとカシューダストが凝集し、分散し難くなり偏析が発生する。
【０００９】
カシューダストに対して液状ゴムを被覆する方法は、均一に被覆するためニーダーで加圧混連する。またこの被覆材の粘着力の持続時間は約３０日程度まで可能である。
【００１０】
摩擦材組成物中のカシューダストを液状ゴムで被覆したものの含有量は、鳴きの発生防止及び亀裂発生防止の点で３〜３０重量％含有することが必要とされ、５〜２５重量％含有することが好ましく、１０〜２０重量％含有することがより好ましい。
【００１１】
本発明における摩擦材の配合は、セミメタリック系、ノンスチール系のいずれにも適用でき特に制限はない。
また、摩擦材に用いられる材料は、一般に公知の材料が用いられ、例えばスチール繊維、黄銅繊維、銅繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、フェノール繊維、セラミック繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維、カーボン繊維等の繊維状物質、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、カシュー樹脂等の熱硬化性樹脂やＮＢＲ、ＳＢＲ、ＩＲ等のゴム組成物を含む結合剤、カシューダスト、ゴムダスト等の有機質摩擦調整剤、硫酸バリウム、黒鉛、三硫化アンチモン、マイカ、ジルコニア、シリカ、アルミナ炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の無機質摩擦調整剤などが用いられ、さらに必要に応じて黄銅、真鍮、銅等の金属粉が添加される。
【００１２】
上記における繊維状物質の含有量は、全組成物中に３０〜５０重量％含有することが好ましく、３５〜４５重量％含有することがより好ましい。結合剤の含有量は、全組成物中に１０〜１８重量％含有することが好ましく、１２〜１５重量％含有することがより好ましい。有機摩擦調整剤の含有量は、全組成物中に３〜１８重量％含有することが好ましく、８〜１３重量％含有することがより好ましい。また無機質摩擦調整剤の含有量は、全組成物中に２５〜４５重量％含有することが好ましく、３０〜４０重量％含有することがより好ましい。
なお必要に応じて添加する金属粉の含有量は、全組成物中に１０〜３０重量％含有することが好ましく、１５〜２５重量％含有することがより好ましい。
これらの成分は、全組成物が１００重量％となるように配合される。
【００１３】
本発明になる摩擦材は、カシューダスト１００重量部及び液状ゴム３〜１７重量部を加圧混練して、カシューダストのみ液状ゴムで被覆し、次いで、摩擦材組成物中に前記カシューダストのみ液状ゴムで被覆したもの３〜３０重量％に、繊維状物質、結合剤及び摩擦調整剤を含む材料を添加して均一に混合し、この混合物を予備成形し、次いで金型内に裏金及び予備成形体を挿入した後、加熱加圧成形法で成形し、その後熱処理を行い、必要に応じて表面の有機成分を除去するためスコーチ処理を行って得られる。なお各材料を混合する場合、乾式法で混合することが好ましく、また成形する際の加熱温度は１３０〜１７０℃が好ましく、１４０〜１６０℃がより好ましい。圧力は３０〜６０ＭＰａが好ましく、４５〜５５ＭＰａがより好ましい。熱処理温度は１００〜３００℃が好ましく、１５０〜２５０℃がより好ましい。
必要に応じて行うスコーチ処理は、摩擦部材に熱盤を押し当てる方法、ガスの炎などの直火で加熱する方法、遠赤外線などの輻射熱で加熱する方法等があり特に制限はない。またスコーチ処理の条件については、その材質に合った条件を選定して処理すればよい。
【００１４】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明する。
実施例１
カシューダスト１００重量部に対して粘度が２０℃で３００００cpsの液状ＩＲ１０重量部をニーダで４９MPaの圧力で５分間混練してカシューダストを液状ＩＲで被覆した。次いで表１に示す成分を配合し、混合機で３０００r/minの回転速度で４分間混合し、摩擦材組成物Ａを得た。
【００１５】
実施例２
カシューダスト１００重量部に対して粘度が２０℃で３００００cpsの液状ＩＲ３重量部をニーダで４９MPaの圧力で５分間混練してカシューダストを液状ＩＲで被覆した。次いで表１に示す成分を配合し、混合機で３０００r/minの回転速度で４分間混合し、摩擦材組成物Ｂを得た。
【００１６】
実施例３
カシューダスト１００重量部に対して粘度が２０℃で３００００cpsの液状ＩＲ１７重量部をニーダで４９MPaの圧力で５分間混練してカシューダストを液状ＩＲで被覆した。次いで表１に示す成分を配合し、混合機で３０００r/minの回転速度で４分間混合し、摩擦材組成物Ｃを得た。
【００１７】
比較例１
カシューダスト１００重量部に対して粘度が２０℃で３００００cpsの液状ＩＲ１重量部をニーダで４９MPaの圧力で５分間混練してカシューダストを液状ＩＲで被覆した。次いで表１に示す成分を配合し、混合機で３０００r/minの回転速度で４分間混合し、摩擦材組成物Ｄを得た。
【００１８】
比較例２
カシューダスト１００重量部に対して粘度が２０℃で３００００cpsの液状ＩＲ２０重量部をニーダで４９MPaの圧力で５分間混練してカシューダストを液状ＩＲで被覆した。次いで表１に示す成分を配合し、混合機で３０００r/minの回転速度で４分間混合し、摩擦材組成物Ｅを得た。
【００１９】
次に実施例１〜３及び比較例１、２で得られた摩擦材組成物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥを各々予備成形し、次いで金型内にディスクパッドの裏金及び予備成形体を挿入し、その後１５２．５±２．５℃、圧力４９MPaの条件で５分間加熱加圧成形した。更に２００℃で５時間熱処理行い、冷却後研磨し、４７０±１０℃で５分間の表面スコーチ処理を行って端部から端部までの長さが１２７mmのディスクパッドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥを得た。
【００２０】
【表１】
0003809924.tif 000002
【００２１】
次に本発明になる摩擦材組成物Ａ、Ｂ、Ｃと比較例の摩擦材組成物Ｄ、Ｅ及び本発明になるディスクパッドＡ、Ｂ、Ｃと比較例のディスクパッドＤ、Ｅについて、比較試験を行った。その試験結果を表２及び表３に示す。なお試験条件は下記の通りである。
▲１▼  カシューダストの脱落の評価
摩擦材組成物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥをそれぞれ別々にポリエチレン製の袋に入れ、１０回振りその袋の下部に脱落したカシューダストの量を測定することで評価した。
▲２▼  液状ＩＲを被覆したカシューダストの粘着力の持続性の評価
混合後１、３、５、１０、２０、３０及び５０日毎に摩擦材組成物を▲１▼と同様の方法で評価した。
【００２２】
【表２】
0003809924.tif 000003
【００２３】
▲３▼  カシューダストの偏析の評価
ディスクパッドの表面を２ｍｍ研磨してその表面に露出したカシューダストの塊の数を観察することで評価した。
▲４▼  液状ＩＲを被覆したカシューダストの粘着力の持続性の評価
混合後１、３、５、１０、２０、３０及び５０日毎に摩擦材組成物を加熱加圧成形し、以下前記と同様の工程を経てディスクパッドを得、▲３▼と同様の方法で評価した。
【００２４】
【表３】
0003809924.tif 000004
【００２５】
表２及び表３に示されるように、本発明になる摩擦材組成物はカシューダストの脱落が少なく許容範囲であり、混合後３０日まで粘着力が持続し、また本発明になるディスクパッドは偏析の発生が無く、混合後５０日まで粘着力が持続することがわかる。これに対し比較例の摩擦材組成物は液状ＩＲの量が多いものはカシューダストの脱落が少ないが、液状ＩＲの量が少ないものはカシューダストの脱落が多いという欠点が生じ、また比較例のディスクパッドは液状ＩＲの量が少ないものはカシューダストの偏析はなく、液状ＩＲの量が多いとカシューダストが凝集し偏析に塊が発生した。即ち比較例の摩擦材組成物又はディスクパッドは何れかに欠点が生じることがわかった。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１における摩擦材組成物は、カシューダストの脱落を少なくすることができ、また液状ゴムで被覆したカシューダストの粘着力の持続時間が長く、カシューダストの偏析の発生がない摩擦材を提供することができる。
請求項２における摩擦材は、液状ゴムで被覆したカシューダストの粘着力の持続時間が長く、またカシューダストの偏析の発生がなく工業的に好適である。
請求項３における方法により得られる摩擦材組成物は、カシューダストの脱落を少なくすることができ、また液状ゴムで被覆したカシューダストの粘着力の持続時間が長く、カシューダストの偏析の発生がない摩擦材を提供することができる。
請求項４における摩擦材は、液状ゴムで被覆したカシューダストの粘着力の持続時間が長く、またカシューダストの偏析の発生がなく工業的に好適である。