JPH09144792A - 摩擦材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相手材の摩耗を実質的に増大させることな
く、耐摩耗性を向上する。 【解決手段】 フィブリル化アラミド繊維と、２３μｍ
以下の平均繊維径を有し、そのアラミド繊維１０体積部
に対して１〜１０体積部からなるノボロイド繊維とを、
摩擦材成分全体に対して６〜２０体積％の割合で含む繊
維基材と、フェノール樹脂からなる樹脂結合剤と、摩擦
調整剤等の充填剤とから摩擦材を形成する。繊維径の小
さいノボロイド繊維を所定の割合で配合しているため、
アラミド繊維を繊維基材の主材として用いた摩擦材（非
スチール系）の耐摩耗性を、相手材の摩耗量を実質的に
増加させることなく、向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は車両、産業用機械等に使
用されるディスクブレーキ用パッド、ドラムブレーキ用
ライニング等の摩擦材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車等に使用されるディスクブレーキ
用パッド、ドラムブレーキ用ライニング等の摩擦材は、
その相手材であるディスクロータ、ブレーキドラムと摩
擦係合し、運動エネルギーを熱エネルギーに変える重要
な役割を担っている。そのため、摩擦材には優れた耐摩
耗性が必要であるだけでなく、十分に高い摩擦係数を有
することが必要であり、しかも、制動時には常に熱を発
生し高温となるため、温度変化によっても摩擦係数の変
化の少ない安定した摩擦特性が要求される。更には、相
手材に対する攻撃性がないこと、制動時にノイズ（異
音、鳴き）を生じないこと等も必要であり、摩擦材に求
められる特性は多項目に亘っている。

【０００３】そこで、従来から、これらの各種特性を満
足させるために、摩擦材は複合材として構成されてい
る。即ち、摩擦材は、その骨格を形成する繊維基材と、
この繊維基材を結合保持する樹脂結合剤と、これらの繊
維と結合剤とのマトリックス中に分散して充填される摩
擦調整剤等の各種の充填剤とから一般に構成されてい
る。なお、樹脂結合剤としては、一般に、熱硬化性樹脂
であるフェノール樹脂が使用されている。また、充填剤
としては、主に耐摩耗性と耐熱性を向上するための硫酸
バリウム、炭酸カルシウム等の体質充填剤、摩擦係数を
調整し安定化する黒鉛、二硫化モリブデン等の固体潤滑
剤、カシューダスト等の摩擦調整剤、酸化ジルコニウム
等のアブレッシブ剤等が使用されている。

【０００４】ここで、繊維状成分である繊維基材は、摩
擦材の骨格を形成し、それに適度な多孔性を付与すると
共に摩擦材全体の強度と弾性を与えるものであり、摩擦
材の基材としてその主要な特性を大きく左右する最も重
要な材料である。そして、このような繊維基材として
は、古くは石綿繊維（アスベスト）が用いられていた。
しかし、この石綿繊維は健康に良くないことが分かり、
そのため近年では、石綿繊維以外の繊維材料が摩擦材の
繊維基材として使用されている。

【０００５】そして、その例としては、繊維基材の主材
としてスチール（炭素鋼）繊維を用いた、所謂、セミメ
タリック系摩擦材が挙げられ、例えば、特開平２−１１
７９８５号公報に開示されている。このようなセミメタ
リック系摩擦材は耐熱性に優れるだけでなく、スチール
繊維が硬度の高いものであるため、耐摩耗性に優れ、ま
た比較的高い摩擦係数を得ることができる。しかし、そ
の反面、重量が重く、錆びたり、更には、同種のスチー
ルからなる相手材を攻撃して摩耗させ易いという不具合
を有している。なお、制動時の鳴きも発生し易いため、
上記公報に開示のものでは、黒鉛と金属硫化物とを特定
の比率及び割合で配合することにより、その鳴きの改善
を図っている。

【０００６】そのため、最近では、繊維基材としてスチ
ール繊維を用いない、または用いてもその配合量が少な
い、所謂、非スチール系摩擦材が、セミメタリック系摩
擦材に代わりむしろ摩擦材の主流となっている。そし
て、この非スチール系摩擦材においては、繊維基材とし
ては、軽量であり、また、有機繊維ではあるが、特に強
度が高く、耐熱性にも比較的優れたアラミド繊維（芳香
族ポリアミド繊維）が主材として一般に用いられてい
る。また、アラミド繊維はフィブリル化が可能である点
にも特長があり、それによって充填剤成分の保持性を高
めることができるため、そのアラミド繊維としては、フ
ィブリル化された、即ち、パルプ状のアラミド繊維が一
般に使用されている。なお、アラミド繊維のみでは石綿
繊維の代替となる十分な性能が得られないため、繊維基
材としては、他に、チタン酸カリウム繊維またはウィス
カ、セラミックス繊維等の無機繊維、銅繊維、真鍮繊維
等の非鉄金属繊維、等が適宜組合せて用いられている。

【０００７】なお、このようなアラミド繊維を主材とし
て含む繊維基材を用いた非スチール系摩擦材について
は、例えば、特開平２−２９８５７５号公報、特開平５
−１２７７号公報、特開平６−１２９４５５号公報等に
おいて、種々の態様または変形において開示されてい
る。そして、これらの公報に開示のものは、具体的に
は、耐摩耗性の向上等を課題とし、固体潤滑剤の種類と
配合に関している。

【０００８】なお、産業用資材用途としての有機繊維か
らなる石綿代替材料としては、上記のアラミド繊維の他
にも、例えば、ノボラック型フェノール樹脂繊維の硬化
物であるノボロイド繊維が知られている。そして、この
ノボロイド繊維はその優れた耐熱性、耐薬品性、断熱性
等により、複合材料等として種々の用途に用いられてい
る。その用途の一つとしては、配合ゴムを付着した繊維
ロービングを、リング状に巻取り、次いで加熱加圧成形
してなるセミモールド系摩擦材であるクラッチフェーシ
ングの例が挙げられ、ノボロイド繊維がそのロービング
を形成する繊維として使用されている。ただし、ノボロ
イド繊維は強度が余り高くないため、ディスクブレーキ
用パッドやドラムブレーキ用ライニング等の通常の摩擦
材である組成物系摩擦材には、実際には用いられていな
い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、ディスク
ブレーキ用パッド等の摩擦材としては、アラミド繊維、
特に、フィブリル化アラミド繊維を主材として含む繊維
基材を使用した非スチール系摩擦材が一般的である。そ
して、このような摩擦材によれば、軽量であり、錆びる
ことがなく、また、相手材攻撃性が少なく、鳴き（ノイ
ズ）の発生も少ない等の種々の優れた特性を得ることが
できる。更に、アラミド繊維によれば、そのフィブリル
が粉状の充填剤成分に絡み付き、それを保持する作用も
有するため、摩擦材の材料成分の混合時の取扱性が良
く、また、成形後には材料成分の偏析が無い均質な摩擦
材を得ることができる。

【００１０】しかしながら、この非スチール系摩擦材
は、繊維基材の主材であるアラミド繊維が比較的軟質で
あり、または比較的硬度が低いために、耐摩耗性が低い
傾向がある。そして、この耐摩耗性は、摩擦材に本来的
に要求される最も重要な特性の一つであり、また、自動
車の高速化、高出力化に伴って制動条件もますます過酷
になる近年においては、特に重要なものとなっている。

【００１１】そこで、その耐摩耗性を向上するために、
主に組成上の観点から種々の技術手段が検討され、また
試みられている。そして、その代表的な手段は、前掲の
公報等に記載されたように、充填剤である黒鉛や二硫化
モリブデン等の固体潤滑剤を比較的多く用いることであ
る。しかし、固体潤滑剤を増量することは、それの潤滑
性によって耐摩耗性は向上するが、それと同時に摩擦係
数も低下する不具合を生じる。そのため、この種の手段
には自ずと限界があった。

【００１２】また、その他の耐摩耗性を向上するための
手段の多くは、摩擦材の耐摩耗性自体は向上されるが、
逆に、相手材に対する攻撃性が増し、その摩耗量を著し
く増大させるものであった。そして、そのような相手材
の摩耗の増加は単に好ましくないばかりでなく、その摩
耗が進行するとジャダー振動の発生原因となる可能性も
ある。そのため、繊維基材としてアラミド繊維、特に、
フィブリル化アラミド繊維を含む摩擦材においては、そ
の耐摩耗性の向上がなお強く要望されていた。

【００１３】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、相手材の摩耗量を実質的に増加させるこ
となく、耐摩耗性を向上することができる摩擦材の提供
を課題とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題の解決のために種々の模索と検討とを重ねた結果、上
述のノボロイド繊維をアラミド繊維に対して所定の割合
で配合することによって、耐摩耗性を有効に向上するこ
とができること、ただし、ノボロイド繊維の配合は相手
材の摩耗も増加させる傾向があるが、一定以下の繊維径
のノボロイド繊維を使用することによって、相手材の摩
耗を実質的に増加させないこと、を見出し、また確認し
た。

【００１５】即ち、請求項１にかかる摩擦材は、フィブ
リル化アラミド繊維と、２３μｍ以下の平均繊維径を有
し、そのアラミド繊維１０体積部に対して１〜１０体積
部からなるノボロイド繊維とを、摩擦材成分全体に対し
て６〜２０体積％の割合で含む繊維基材と、フェノール
樹脂からなる樹脂結合剤と、摩擦調整剤等の充填剤とを
含むものである。

【００１６】このように、この摩擦材においては、フィ
ブリル化アラミド繊維を含む繊維基材に対して、所定値
以下の細径のノボロイド繊維を一定の割合で配合してい
るので、後述の試験結果から分かるように、相手材の摩
耗量を実質的に増加させることなく、耐摩耗性を有効に
向上することができる。また、フィブリル化アラミド繊
維とノボロイド繊維との合計の配合割合を適当な一定の
範囲としているため、摩擦材としてのその他の特性も良
好に維持することができる。

【００１７】なお、ノボロイド繊維の配合によって耐摩
耗性を向上できることについては、推測にすぎないが、
次の理由によるものと考えられる。つまり、ノボロイド
繊維と樹脂結合剤とは同じフェノール樹脂からなるた
め、相互の接着性が高く、摩擦材中において強く結合す
る。そのため、これらのノボロイド繊維と樹脂結合剤と
によって、粉状の充填剤等の摩擦材成分が摩擦材中に強
固に結合され、保持されるので、成分の脱落等による摩
擦材の摩耗が抑制され、結果として、耐摩耗性が向上す
ると考えられる。また、平均繊維径が２３μｍ以下の細
径のノボロイド繊維の使用によって相手材の摩耗量が実
質的に増加しないことの理由については、ノボロイド繊
維は比較的硬度が高いため、それの研磨性によって相手
材を研磨するが、その繊維径が比較的小さい場合には、
それによる研磨がより均一に、滑らかになされるので、
その結果、相手材の摩耗量が実質的に増加しないと考え
られる。ただし、これらは推測に過ぎず、実際にはアラ
ミド繊維の作用も深く関わっていると考えられる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この摩擦材について更に詳
細に説明する。

【００１９】上記のように、本発明の摩擦材において
は、その骨格を形成する繊維状の成分である繊維基材と
して、パルプ状の、即ち、フィブリル化アラミド繊維に
加えて、所定の繊維径を有するノボロイド繊維を所定の
割合で併用し、使用する。

【００２０】ここで、このノボロイド繊維はフェノール
樹脂の硬化物からなるものであり、一般に、フェノール
とホルムアルデヒドとの付加重縮合体からなるフェノー
ル樹脂を溶融紡糸した後、これを硬化反応させて得るこ
とができる。具体的には、例えば、過剰のフェノールと
ホルムアルデヒドとを酸性触媒下において反応させてノ
ボラック型フェノール樹脂を得た後、このノボラック型
樹脂を溶融紡糸し、次いで、得られた未硬化ノボラック
型樹脂繊維にホルムアルデヒドを加えて酸性触媒存在下
で反応させ、硬化する方法によって、製造することがで
きる。そして、このようにして得られたノボロイド繊維
は、フェノールがメチレン基によって三次元網目状に結
合した化学構造を基本的に有し、そのアモルファス、無
配向の構造のため、強度は余り高くなく、レーヨン、ア
セテートと同程度である。しかし、熱硬化性樹脂である
ために不溶融性であり、耐熱性はアラミド繊維より高
く、また、耐薬品性に優れ、燃焼ガスが低毒性である等
の特性を有している。

【００２１】そして、本摩擦材において、このノボロイ
ド繊維はその耐摩耗性を向上するために用いられる。な
お、使用するそのノボロイド繊維の形状としては、取扱
性及び摩擦材中での均質な分散性等の点から、チョップ
ドファイバまたはミルドファイバ等の短繊維の形状が好
ましく、チョップドファイバの場合においても、その平
均繊維長さは６ｍｍ程度以下であることが好ましい。た
だし、逆に、余り繊維長さが小さいと繊維基材としての
補強効果が少なくなるため、その平均繊維長さはミルド
ファイバの場合でも、０．１ｍｍ程度以上であることが
好ましい。

【００２２】また、このような繊維長さと関係なく、こ
のノボロイド繊維としては、相手材の摩耗量を実質的に
増加させないように、２３μｍ以下の平均繊維径を有す
る十分に細径の繊維を使用する。即ち、ノボロイド繊維
の繊維径と相手材の摩耗量とはある程度の相関関係があ
り、一般に繊維径が大きい程、より相手材の摩耗が増大
する傾向がある。そのため、ノボロイド繊維としては、
相手材の摩耗量が実用上許容される程度であって実質的
に増加することがない２３μｍを上限として、それ以下
の平均繊維径を有するものが使用される。したがって、
その下限は特に限定されるものではなく、技術的に製造
可能な限りにおいて細径の繊維を使用することができ
る。ただし、その下限は、量産製造が可能な限界である
５μｍ程度が好ましい。

【００２３】そして、この一定値以下の平均繊維径を有
するノボロイド繊維は、フィブリル化アラミド繊維１０
体積部に対して、一般に１〜１０体積部の割合で配合す
ることが好ましい。また、この場合、そのアラミド繊維
とノボロイド繊維とは、その合計量が摩擦材成分全体に
対して６〜２０体積％となるような割合であることが好
ましい。即ち、ノボロイド繊維の配合量が余り少ない
と、耐摩耗性を実用上十分に向上することが困難となる
ため、その配合量は、アラミド繊維１０体積部に対して
１体積部以上であることが好ましい。しかし、それの余
り多い配合は、相手材の摩耗を増大させる傾向があり、
また、耐フェード性を低下させるため好ましくはなく、
そのため、アラミド繊維と等量以下の割合とすることが
好ましい。また、摩擦材成分全体に対するアラミド繊維
とノボロイド繊維との合計の配合割合については、これ
が余り少ないと、それらの各繊維成分の絶対量が不足
し、アラミド繊維による十分な強度とノボロイド繊維に
よる十分な耐摩耗性とを得ることが困難となり、また、
逆に多すぎると、それらの繊維成分は耐熱性に優れると
は言え、有機繊維であるため、摩擦材の耐熱性が低下
し、また、耐フェード性も低下する。そのため、その合
計の配合量は、６体積％を下限とし、また、２０体積％
を上限とすることが好ましい。

【００２４】また、フィブリル化アラミド繊維とノボロ
イド繊維の配合量は、摩擦材成分全体に対する割合にお
いて、アラミド繊維については５〜１５体積％、ノボロ
イド繊維については１〜１０体積％であることがより好
ましく、また、更に好ましいノボロイド繊維の配合割合
は３〜５体積％である。このような配合により、それぞ
れの繊維の特性をより良好に発揮させることができ、相
手材の摩耗を増大させることなく耐摩耗性を向上するこ
とができると共に、摩擦材のその他の摩擦性能を良好に
維持することができる。

【００２５】有機繊維であるこれらのフィブリル化アラ
ミド繊維とノボロイド繊維以外の繊維基材、即ち、無機
繊維、金属繊維は、従来と同様である。

【００２６】即ち、無機繊維としては、シリケート繊
維、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ系繊維、チラノ繊
維、チタン酸カリウム繊維またはウィスカ、炭化物、ま
たは窒化物の繊維またはウィスカ、酸化マグネシウムウ
ィスカ、ロックウール、スラグウール、等のセラミック
ス繊維またはウィスカ、カーボン繊維、或いはガラス繊
維等が挙げられる。また、金属繊維としては、銅繊維、
真鍮繊維等の非鉄金属繊維、スチール繊維、ステンレス
スチール繊維等のスチール系繊維が挙げられる。

【００２７】そして、これらの金属繊維を含めた無機繊
維は、それらの任意の１種または２種以上を、上記のフ
ィブリル化アラミド繊維及びノボロイド繊維に加えて、
繊維基材として使用することができる。しかし、それら
の有機繊維と共に使用する繊維としては、特に、耐熱性
と共に耐摩耗性に優れ、相手材攻撃性も少ないチタン酸
カリウム繊維またはウィスカと、研磨性硬質無機繊維で
あるセラミックス繊維、及び非鉄金属繊維の組合せを挙
げることができる。この組合せによれば、有機繊維に不
足する耐熱性を主にチタン酸カリウム繊維またはウィス
カによって、摩擦係数をセラミックス繊維によって、ま
た、適度な熱伝導性を非鉄金属繊維によって、それぞれ
補うことができる。

【００２８】なお、繊維基材としては、スチール系繊維
も使用することができ、それによって、摩擦材の強度等
を補うことができる。しかし、アラミド繊維及びノボロ
イド繊維を使用する本摩擦材においては、それの配合は
最少限度に止めることが好ましく、摩擦材成分全体に対
して５体積％以下であることが好ましい。

【００２９】このような繊維基材及び充填材を結合保持
する樹脂結合剤としては、各種の熱硬化性樹脂の中でも
結合強度が高く、熱的強度も高い等の点で優れたフェノ
ール樹脂が使用される。フェノール樹脂は、フェノー
ル、クレゾール等のフェノール類とホルムアルデヒド、
アセトアルデヒド等のアルデヒド類とを反応させて得ら
れるものであり、一般には粉末状のノボラック型樹脂を
使用することができる。しかし、レゾール型樹脂も必要
に応じて使用することができる。また、これらのフェノ
ール樹脂としては、アルキルベンゼン等で変性した変性
フェノール樹脂を使用することもできる。

【００３０】また、充填剤としては、硫酸バリウム、炭
酸カルシウム等の体質充填剤、二硫化モリブデン、三硫
化アンチモン、グラファイト等の固体潤滑剤、カシュー
ダストまたはその他の有機高分子粉末、酸化ジルコニウ
ム、シリカ、アルミナ等のアブレッシブ剤、主に熱伝導
性を向上するための銅粉、亜鉛粉、真鍮粉等の金属粉、
或いはその他の摩擦調整等のための添加剤を使用するこ
とができる。

【００３１】そして、本摩擦材は、例えば、上記の所定
の割合のフィブリル化アラミド繊維とノボロイド繊維と
を含む繊維基材、フェノール樹脂からなる樹脂結合剤、
及び摩擦調整剤等の充填剤を均一に混合し、この混合物
を予備形成した後、その予備形成体を加熱加圧成形する
通常の熱成形方法によって製造することができる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により更に
詳細に説明する。

【００３３】図１は本発明の実施例１乃至実施例４、及
び、比較例１及び比較例２の摩擦材の配合組成（体積
％）と評価試験結果とを示す表図である。また、図２は
本発明の実施例１乃至実施例９の摩擦材の配合組成（体
積％）と評価試験結果とを示す表図である（実施例１乃
至実施例４は再掲）。

【００３４】〔摩擦材（パッド）の作製〕図１及び図２
に示す配合組成（体積％）で、本発明の実施例１乃至実
施例９の摩擦材を作製した。また、これらの実施例との
比較のために、比較例１及び比較例２の摩擦材も合わせ
て作製した。なお、これらの実施例及び比較例の各摩擦
材は、具体的には、自動車用のディスクブレーキ用パッ
ドとして具体化したものである。

【００３５】〈実施例１〜４，比較例１，２〉図１のよ
うに、実施例１乃至実施例４、及び、比較例１及び比較
例２の摩擦材（ディスクブレーキ用パッド）は、いずれ
も、アラミド繊維とノボロイド繊維とを含む繊維基材
と、この繊維基材を結合保持するフェノール樹脂からな
る樹脂結合剤と、これらの繊維基材と樹脂結合剤とのマ
トリックス中に分散して充填される各種の充填剤とから
形成されている。ただし、これらの各実施例及び比較例
において、その繊維基材の一部として含まれるノボロイ
ド繊維の種類が種々に変えられている。

【００３６】より具体的には、摩擦材の骨格を形成する
繊維状の成分である繊維基材としては、フィブリル化さ
れたパルプ状のアラミド繊維１０体積％と、ノボロイド
繊維３体積％と、耐熱強度と耐摩耗性を確保するための
チタン酸カリウムウィスカ１０体積％と、耐熱強度と共
に摩擦係数を確保するためのセラミックウール１０体積
％と、そして、主に熱伝導性を確保するための銅繊維３
体積％との混合物を各実施例及び比較例において使用し
た。ただし、比較例２においては、ノボロイド繊維を無
配合とすると共に、アラミド繊維を増量して１５体積％
とした。したがって、ここでは、各摩擦材はスチール繊
維を含まない非スチール系摩擦材として形成されてい
る。

【００３７】フェノール樹脂からなる樹脂結合剤は、各
実施例及び比較例において、１７体積％の割合で配合し
た。

【００３８】また、充填剤として、摩擦係数を調整し安
定化するカシューダスト１７体積％と、主に低温域及び
中温域での耐摩耗性を向上させるための固体潤滑剤であ
る黒鉛５体積％と、特に高温域での耐摩耗性を向上させ
るための固体潤滑剤である三硫化アンチモン２体積％
と、摩擦材をアルカリ性に保持し、裏金との接合面の防
錆性を高めるための消石灰３体積％と、体質充填剤とし
ての硫酸バリウム２０体積％とを各実施例及び比較例に
おいて配合した。ただし、比較例２においては、ノボロ
イド繊維を無配合とする一方、アラミド繊維を５体積％
増量すると共に硫酸バリウムを減量し、それぞれの配合
量を１５体積％及び１８体積％とした。

【００３９】この配合組成のもとで、そのノボロイド繊
維の種類を変えて、各摩擦材を形成した。ここで、ノボ
ロイド繊維としては、チョップドファイバ及びミルドフ
ァイバからなり、繊維の径またはその長さが異なる次の
Ａ〜Ｅの５種の繊維を用意した。

【００４０】（ノボロイド繊維） ノボロイド繊維Ａ：平均繊維径１４μｍ（平均繊維長６
ｍｍ） ノボロイド繊維Ｂ：平均繊維径１４μｍ（平均繊維長
０．２ｍｍ） ノボロイド繊維Ｃ：平均繊維径２０μｍ（平均繊維長
０．３ｍｍ） ノボロイド繊維Ｄ：平均繊維径２３μｍ（平均繊維長
０．３ｍｍ） ノボロイド繊維Ｅ：平均繊維径３３μｍ（平均繊維長
０．３ｍｍ） そして、実施例１では繊維径が小さく、繊維長が比較的
長いノボロイド繊維Ａを、実施例２では繊維径はノボロ
イド繊維Ａと等しいが、繊維長が短いノボロイド繊維Ｂ
を、また、実施例３では繊維長はノボロイド繊維Ｂとほ
ぼ等しいが、繊維径が比較的大きいノボロイド繊維Ｃ
を、実施例４では同じく繊維長は等しいが、繊維径がよ
り大きいノボロイド繊維Ｄを、それぞれ上記のように、
１０体積部のアラミド繊維に対し３体積部の割合で配合
した。これらに対し、比較例１では繊維長は等しいが、
繊維径がより更に大きいノボロイド繊維Ｅを同じ割合で
配合し、また、比較例２ではいずれのノボロイド繊維も
無配合とした。

【００４１】このように、ノボロイド繊維の種類のみを
変え、その他は同じ成分組成として実施例１乃至実施例
４及び比較例の摩擦材を作製した。

【００４２】〈実施例５〜９〉また、実施例１乃至実施
例４に加えて、有機繊維であるアラミド繊維とノボロイ
ド繊維の配合割合を変えて本発明の実施例５乃至実施例
９の摩擦材を作製した。なお、ここでノボロイド繊維と
しては、平均繊維径１４μｍ（平均繊維長６ｍｍ）のノ
ボロイド繊維Ａを使用した。

【００４３】図２のように、これらの実施例５乃至実施
例９の摩擦材（ディスクブレーキ用パッド）は、実施例
１乃至実施例４と同様に、アラミド繊維とノボロイド繊
維とを含む繊維基材と、フェノール樹脂からなる樹脂結
合剤と、各種の充填剤とから形成され、繊維基材の有機
繊維成分であるアラミド繊維とノボロイド繊維、及び体
質充填剤である硫酸バリウムを除く他の成分は、各実施
例において、実施例１乃至実施例４と同じ割合で配合さ
れている。即ち、繊維基材として、チタン酸カリウムウ
ィスカ１０体積％、セラミックウール１０体積％、銅繊
維３体積％、また、樹脂結合剤として、フェノール樹脂
１７体積％、充填剤として、カシューダスト１７体積
％、黒鉛５体積％、三硫化アンチモン２体積％、消石灰
３体積％が配合されている。

【００４４】そして、各実施例においては、アラミド繊
維とノボロイド繊維の配合割合が種々に変えられてい
る。

【００４５】即ち、実施例５はアラミド繊維とノボロイ
ド繊維とを、体積比において１０：１の割合で配合した
ものである。具体的には、アラミド繊維の配合割合は前
述の実施例１乃至実施例４と同じく１０体積％とし、ノ
ボロイド繊維の配合割合を少なくして、１体積％とした
ものである。

【００４６】実施例６はアラミド繊維とノボロイド繊維
とを、体積比において１０：５の割合で配合したもので
ある。具体的には、アラミド繊維の配合割合は同じく１
０体積％とし、ノボロイド繊維の配合割合を増加して５
体積％としたものである。

【００４７】実施例７はアラミド繊維とノボロイド繊維
とを、体積比において１０：１０の割合で配合したもの
である。具体的には、アラミド繊維の配合割合を７体積
％とし、ノボロイド繊維の配合割合も７体積％としたも
のである。

【００４８】また、実施例８は摩擦材成分全体に対する
アラミド繊維及びノボロイド繊維の合計の配合割合を比
較的少なくし、６体積％としたものである。具体的に
は、実施例８は繊維基材としてアラミド繊維５体積％、
ノボロイド繊維１体積％を含んでいる。なお、これらの
体積比は１０：２である。

【００４９】実施例９は摩擦材成分全体に対するアラミ
ド繊維及びノボロイド繊維の合計の配合割合を比較的多
くし、２０体積％としたものである。具体的には、実施
例９は繊維基材としてアラミド繊維１５体積％、ノボロ
イド繊維５体積％を含んでいる。なお、これらの体積比
は１０：３．３である。

【００５０】なお、これらの実施例において、アラミド
繊維とノボロイド繊維の配合量の増減分については、体
質充填剤である硫酸バリウムの配合量を増減することに
よって調整した。

【００５１】これらの配合組成からなる実施例１乃至実
施例９、及び、比較例１及び比較例２の摩擦材（ディス
クブレーキ用パッド）の作製は、通常の熱形成による方
法によって、具体的には次のように行った。即ち、アラ
ミド繊維とノボロイド繊維とを含む上記の配合の摩擦材
原料をブレンダで十分均一に混合し、次いで、この粉状
混合物を予備成形金型に投入し、常温下、２００kg／cm
² （１９．６ＭＰａ）の圧力で１分間加圧して、パッド
状の摩擦材の予備成形物を形成した。次いで、この摩擦
材の予備成形物を、予め表面にフェノール樹脂系接着剤
を塗布した裏金と共に熱成形金型にセットし、４００kg
／cm² （３９．２ＭＰａ）の加圧圧力、１６０℃の温度
で１０分間熱成形した。そして、これを更に２５０℃で
１２０分間熱処理して、ディスクブレーキ用パッドとし
ての摩擦材を得た。

【００５２】〔評価試験〕次に、こうしてノボロイド繊
維の種類を変えて、またアラミド繊維とノボロイド繊維
の配合を変えて作製した実施例及び比較例の各摩擦材
（ディスクブレーキ用パッド）について、それらの耐摩
耗性と相手材（ディスクロータ）に対する攻撃性に関す
る評価試験を行った。

【００５３】耐摩耗性については、ＪＡＳＯ−Ｃ４０６
−８２に準じて、擦合せ後の第２効力時（安定期）の制
動試験を行い、１０００回制動時の各摩擦材の摩耗量を
測定した。更に、測定した摩耗量からその摩耗率を算出
した。試験条件は次のとおりである。 使用キャリパブレーキ型式：ＰＥ５４−２２Ｖ。 イナーシャ：５３．９kg・ｍ² 。 初速度：５０km／h 。 減速度：３ｍ／ｓ² 。 制動開始前温度：２００℃。

【００５４】また、相手材（厚さ２２ｍｍのベンチレー
テッド型スチール製ディスクロータ）に対する攻撃性に
関しては、上記制動試験による１０００回制動時のその
相手材の摩耗量を測定した。

【００５５】実施例及び比較例の各摩擦材について、そ
の摩耗率（×１０^-5ｍｍ³ ／Ｎ・ｍ）と、相手材の摩耗
量（μｍ）とを図１及び図２に合わせて示す。

【００５６】〔試験結果〕図１のように、繊維基材とし
てアラミド繊維等を配合した比較例２の摩擦材（ディス
クブレーキ用パッド）は、従来の一般的な摩擦材（非ス
チール系）に相当するものであるが、これによれば、摩
耗率が比較的高く、２．４×１０^-5ｍｍ³／Ｎ・ｍであ
る。なお、相手材（ディスクロータ）の摩耗量は１２μ
ｍと少なく、相手材に対する攻撃性は良好に抑えられて
いる。

【００５７】これに対して、繊維基材として更にノボロ
イド繊維を配合した実施例１乃至実施例９及び比較例１
の摩擦材では、いずれにおいても、その摩耗率が大幅に
低減されている。即ち、ノボロイド繊維を配合すること
によって、摩擦材の耐摩耗性が有効に向上されている。

【００５８】しかしながら、ノボロイド繊維として、平
均繊維径が大きなノボロイド繊維Ｅを使用した比較例１
の摩擦材においては、摩擦材の摩耗率は低減する（１．
４×１０^-5ｍｍ³ ／Ｎ・ｍ）が、その反面、相手材の摩
耗量は著しく増加し、２１μｍとなっている。つまり、
耐摩耗性は向上しているが、それと同時に、良好であっ
た相手材に対する攻撃性が著しく悪化している。

【００５９】一方、この比較例１に対して、ノボロイド
繊維として、２３μｍ以下の平均繊維径を有する細径の
ノボロイド繊維Ａ〜Ｄを使用した実施例１乃至実施例９
の摩擦材では、いずれにおいても、摩擦材自体の摩耗率
が良好に低減されているだけでなく、相手材の摩耗量も
低減され、ノボロイド繊維を配合しない比較例２の場合
と同程度の良好な値を示している。即ち、実施例におい
ては、相手材の摩耗量が実質的に増加することなく、摩
擦材の耐摩耗性が有効に向上されている。

【００６０】なお、この試験結果において、繊維径は同
じであるが、繊維長さが異なるノボロイド繊維Ａ，Ｂを
それぞれ用いた実施例１と実施例２とを比較すると、こ
れらにおけるパッド摩耗率及びロータ摩耗量は、繊維長
さが短いノボロイド繊維Ｂを用いた実施例２の場合の方
が僅かに少ないが、ほとんど差異がない。つまり、ノボ
ロイド繊維の繊維長さとパッド摩耗率及びロータ摩耗量
との間には、格別な傾向は見られない。なおまた、実施
例１乃至実施例４及び比較例１の相互の比較からして
も、ノボロイド繊維の繊維径と摩擦材の摩耗性との間に
は、同様に、格別な傾向は見られない。

【００６１】また、アラミド繊維とノボロイド繊維との
相互の配合割合を変えた実施例５乃至実施例７からする
と、相互の配合割合が体積比において１０：１である実
施例５の摩耗率は１．６×１０^-5ｍｍ³ ／Ｎ・ｍである
のに対して、併用比がぞれぞれ１０：５及び１０：１０
である実施例６及び実施例７の摩擦材の摩耗率もほとん
ど変わらず、それぞれ１．４×１０^-5ｍｍ³ ／Ｎ・ｍ及
び１．５×１０^-5ｍｍ³ ／Ｎ・ｍであり、いずれも低い
値を示している。また、相手材の摩耗量に関しても、実
施例５では１３μｍ、実施例６では１２μｍ、実施例７
では１４μｍであって、いずれも低い値を示している。
したがって、アラミド繊維とノボロイド繊維との相互の
配合割合は、体積比において１０：１〜１０の割合、即
ち、アラミド繊維１０体積部に対してノボロイド繊維１
〜１０体積部の割合、が好ましいことが分かる。

【００６２】更に、摩擦材成分全体に対するアラミド繊
維とノボロイド繊維との合計の配合割合を変えた実施例
８及び実施例９からすると、その合計の配合割合が６体
積％である実施例８の摩擦材では、その摩耗率が１．７
×１０^-5ｍｍ³ ／Ｎ・ｍであり、この摩耗率は、ノボロ
イド繊維の配合のない比較例１に比較して大幅に少ない
ものではあるが、若干高いものである。また他方、その
合計の配合割合が２０体積％である実施例９の摩擦材で
は、その摩耗率は１．１×１０^-5ｍｍ³ ／Ｎ・ｍであ
り、優れた耐摩耗性を示している。しかし、有機繊維で
あるアラミド繊維とノボロイド繊維との合計の配合割合
がこのように多いと、耐熱性が不足する虞がある。した
がって、アラミド繊維及びノボロイド繊維の合計の配合
割合は、実施例８及び実施例９を限度とし、摩擦材成分
全体に対し６〜２０体積％が好ましいことが分かる。

【００６３】そして、この試験結果から、フィブリル化
アラミド繊維と、２３μｍ以下の平均繊維径を有し、ア
ラミド繊維１０体積部に対して１〜１０体積部からなる
ノボロイド繊維とを、摩擦材成分全体に対して６〜２０
体積％の割合で繊維基材として配合することによって、
相手材の摩耗量を実質的に増加させることなく、耐摩耗
性を向上することができることが分かる。

【００６４】なお、本発明の摩擦材について、特に、デ
ィスクブレーキ用パッドを例として説明したが、本発明
を実施する場合には、ディスクブレーキ用パッドだけに
限定されるものではなく、ドラムブレーキのライニン
グ、或いはクラッチフェーシング等のその他の摩擦材に
も同様に適用することができる。また、繊維基材の種類
と配合割合についても、この実施例に限定されることな
く、種々に変更することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上のように、請求項１にかかる摩擦材
は、フィブリル化アラミド繊維と、２３μｍ以下の平均
繊維径を有し、前記アラミド繊維１０体積部に対して１
〜１０体積部からなるノボロイド繊維とを、摩擦材成分
全体に対して６〜２０体積％の割合で含む繊維基材と、
フェノール樹脂からなる樹脂結合剤と、摩擦調整剤等の
充填剤とを含むものである。

【００６６】したがって、この摩擦材においては、フェ
ノール樹脂繊維であるノボロイド繊維を、アラミド繊維
を含む繊維基材に対して所定の割合で配合しているた
め、その耐摩耗性を大幅に向上することができる。ま
た、それと共に、そのノボロイド繊維として繊維径の小
さいものを用いているため、相手材の摩耗を増大させる
ことがない。即ち、この摩擦材によれば、相手材の摩耗
量を実質的に増加させることなく、耐摩耗性を向上する
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施例１乃至実施例４、及
び、比較例１及び比較例２の摩擦材（ディスクブレーキ
用パッド）の配合組成（体積％）と、それらの摩擦材の
評価試験の結果とを示す表図である。

【図２】 図２は本発明の実施例１乃至実施例９の摩擦
材（ディスクブレーキ用パッド）の配合組成（体積％）
と、それらの摩擦材の評価試験の結果とを示す表図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィブリル化アラミド繊維と、２３μｍ
   以下の平均繊維径を有し、前記アラミド繊維１０体積部
   に対して１〜１０体積部からなるノボロイド繊維とを、
   摩擦材成分全体に対して６〜２０体積％の割合で含む繊
   維基材と、 フェノール樹脂からなる樹脂結合剤と、 摩擦調整剤等の充填剤とを含むことを特徴とする摩擦
   材。