(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、結合剤として熱硬化性樹脂とゴム組成物との混合結合剤を使用し、また摩擦調整剤の一部がカシューダストと平均粒径が０．１〜５０μｍのシリコンゴムパウダーとの混合物を造粒したものであり、かつカシューダスト１００重量部に対してシリコンゴムパウダーを０．０５〜３１重量部の割合で含有する摩擦材組成物。
【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。
【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ブレーキパッド、ブレーキライニング等の摩擦材に適した摩擦材組成物及び摩擦材組成物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。この摩擦材として従来のディスクブレーキパッドとしては、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を基材とし、これに結合剤としてフェノール樹脂、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、銅等の金属を含む混合物を加熱加圧成形したものが一般に知られている。
【０００３】
しかしながら、従来のディスクブレーキパッドは、ブレーキペダルを踏み制動したときの止まり際又はそれから発進するためブレーキペダルの踏力を弱めたとき、即ち揺り戻し時などに、グー音と称する２００〜３００Hz付近の異音が発生し、グー音の音圧が高い場合ユーザーにとっては、故障の前兆とみなすことがある。このグー音は、ディスクブレーキパッドと相手材のディスクローター間のスティックスリップを起振源とし、サスペンション部品を共振系として発生し、特に絶対湿度が高いとき及び夜間一晩駐車した場合に大きくなる。
【０００４】
この主原因は、絶対湿度が高いとき及び夜間一晩駐車したときに、ディスクローター表面に生成されるトランスファーフィルムに水分が吸着し、この水分が原因でディスクローターとトランスファーファイル間に錆を発生させ、この錆が静動μを上げて、静動μ低下比が大きくなってグー音の音圧を大きくしていると考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
請求項１記載の発明は、絶対湿度が高いとき及び夜間一晩駐車したときのグー音の発生及び音圧を低減することが可能な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、絶対湿度が高いとき及び夜間一晩駐車したときのグー音の発生及び音圧を低減することが可能な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、結合剤として熱硬化性樹脂とゴム組成物との混合結合剤を使用し、また摩擦調整剤の一部がカシューダストと平均粒径が０．１〜５０μｍのシリコンゴムパウダーとの混合物を造粒したものであり、かつカシューダスト１００重量部に対してシリコンゴムパウダーを０．０５〜３１重量部の割合で含有す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。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、カシューダストと混合して造粒するシリコンゴムパウダーの含有量は、カシューダスト１００重量部に対して０．０５〜３１重量部、好ましくは０．１〜３０重量部、より好ましくは１〜１５重量部、さらに好ましくは３〜８重量部とされ、０．０５重量部未満であるとグー音の音圧低下の効果が得られない。また３１重量部を越えると結合剤との濡れ性が低下するため摩擦材にクラックが発生する。
【０００８】
なお、シリコンゴムパウダーの平均粒径は、０．１〜５０μｍの範囲とされ、０．５〜３０μｍであることが好ましく、１．０〜１５μｍであることがより好ましい。
【０００９】
摩擦材組成物中のシリコンゴムパウダーを混合して造粒したカシューダストの含有量は、グー音の発生防止、クラック発生防止の点で１〜１５重量％含有することが好ましく、３〜１０重量％含有することがより好ましく、５〜８重量％含有することがさらに好ましい。
【００１０】
カシューダストとシリコンゴムパウダーを混合して造粒物を作製する方法は、例えばカシューダストとシリコンゴムを均一に混合した後、加熱して硬化させ、その後粉砕して得られる。造粒物の平均粒径は、１００〜４００μｍが好ましく、１５０〜３５０μｍがより好ましく、２００〜３００μｍがさらに好ましい。
【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とＮＢＲ、ＳＢＲ、ＩＲゴム等のゴム組成物との混合結合剤、ゴムダストなど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３０〜６０重量％含有することが好ましく、４０〜５０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３〜２０重量％含有することが好ましく、５〜１５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１〜２０重量％含有することが好ましく、３〜１５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２０〜５０重量％含有することが好ましく、２５〜４５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１〜２０重量％含有することが好ましく、３〜１５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重量部に対して平均粒径が０．１〜５０μｍのシリコンゴムパウダーを０．０５〜３１重量％の割合で混合し、硬化させた造粒物に繊維状物質、熱硬化性樹脂とゴム組成物との混合結合剤及び他の摩擦調整剤を含む材料を加えて均一に混合し、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、４０〜５０ＭＰａ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重量部に対して平均粒径が３μｍのシリコンゴムパウダーを５重量部加えて均一に混合し、加熱して硬化させた後粉砕して平均粒径が２５０μｍの造粒物を得た。
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
実施例１で用いたカシューダスト１００重量部に対してシリコンゴムパウダーを０．１重量部加え、これ以外は実施例１と同様の工程を経て造粒物を得た。
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
実施例１で用いたカシューダスト１００重量部に対してシリコンゴムパウダーを３０重量部加え、これ以外は実施例１と同様の工程を経て造粒物を得た。
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
実施例１で用いたカシューダスト１００重量部に対してシリコンゴムパウダーを０．０１重量部加え、これ以外は実施例１と同様の工程を経て造粒物を得た。
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
実施例１で用いたカシューダスト１００重量部に対してシリコンゴムパウダーを３２重量部加え、これ以外は実施例１と同様の工程を経て造粒物を得た。
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】
比較例３
実施例１で用いたカシューダストにシリコンゴムを添加せず、カシューダストのみ８重量％使用し、その他は表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Ｆを得た。
【００２０】
以上の実施例１〜３及び比較例１〜３で得られた摩擦材組成物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦを各々予備成形し、次いで金型内にディスクブレーキパッドの裏金及び予備成形体を挿設し、その後１５０±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時間熱処理を行い、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のディスクブレーキパッドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦを得た。
【００２１】
【表１】
0003838400.tif 000002
【００２２】
次に上記で得られたディスクブレーキパッドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦについて比較試験を行った。その試験結果を表２に示す。なおグー音の評価方法については、車両重量：１６００kg、ブレーキ型式：コレットタイプ（シリンダ面積：２８cm2）、２０００ccオートマチック車で、市街地走行を（１０００km）を行い、下記の３条件のときのグー音の音圧を騒音計を用いてそれぞれ測定し、その測定結果を表２に示す。
【００２３】
測定条件１：絶対湿度が２〜５g/m3の環境条件下で、制動前温度１３０℃で５０km/hの速度から０．３Ｇで制動し、揺り戻し時のグー音を１０回測定し、その平均値を求めた。
測定条件２：絶対湿度が１５〜１８g/m3の環境条件下で、制動前温度１３０℃で５０km/hの速度から０．３Ｇで制動し、揺り戻し時のグー音を１０回測定し、その平均値を求めた。
測定条件３：走行後に夜間一晩駐車し、翌朝エンジン始動直後に２０km/hの速度から０．３Ｇで制動し、揺り戻し時のグー音を５回測定し、その平均値を求めた。
【００２４】
【表２】
0003838400.tif 000003
【００２５】
表２に示されるように、本発明の実施例になる摩擦材組成物を用いたディスクブレーキパッドは、グー音の音圧が低く、クラックの発生も認められなかった。これに対し比較例１及び３の摩擦材組成物を用いたディスクブレーキパッドは、グー音の音圧が高く、特に吸湿量が多くなるとさらにグー音の音圧が高くなり、また比較例２の摩擦材組成物を用いたディスクブレーキパッドは、クラックが発生するという欠陥が生じた。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１における摩擦材組成物は、絶対湿度が高いとき及び夜間一晩駐車したときのグー音の発生及び音圧を低減することが可能な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、絶対湿度が高いとき及び夜間一晩駐車したときのグウ音の発生及び音圧を低減することができ、工業的に極めて好適である。