環状摩擦材の製造方法
【課題】
制動性、耐摩耗性、振動抑制性、鳴き抑制性等に優れた摩擦材を、簡便な方法で製造する方法を提供する。
【解決手段】
環状摩擦材を製造する方法であって、熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物からなる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と、未加硫のゴムと架橋剤とを含む加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮して、両環状予備成形物を積層一体化することにより、フェーシング部と基部とを有する環状摩擦材を得ることを特徴とする環状摩擦材の製造方法である。
制動性、耐摩耗性、振動抑制性、鳴き抑制性等に優れた摩擦材を、簡便な方法で製造する方法を提供する。
【解決手段】
環状摩擦材を製造する方法であって、熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物からなる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と、未加硫のゴムと架橋剤とを含む加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮して、両環状予備成形物を積層一体化することにより、フェーシング部と基部とを有する環状摩擦材を得ることを特徴とする環状摩擦材の製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状摩擦材を製造する方法に関するものであり、特に、クラッチやブレーキ等に用いられる環状摩擦材を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種車輌や産業機械等においては、クラッチを構成するエンジン側環状クラッチ板と変速機側環状クラッチ板が互いに接触することにより、エンジンと変速機間の動力伝達を行っており、また、パワーオフ・ブレーキやパワーオン・ブレーキを構成する環状ブレーキフェーシングが、車輪と一体となって同軸に回転する相手板に接触することにより、車輪の制動を行っている。そして、このようなクラッチ板の表面やブレーキフェーシングの表面には、ライニングとして、環状の摩擦材が設けられている。
【０００３】
上記摩擦材としては、例えば、特許文献１に開示されているように、環状の摩擦基材と環状の金属製補強プレートが接着剤により一体的に接着固定されたものが知られている。
【特許文献１】特開平４−７３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者等が検討したところ、特許文献１に開示されている摩擦材は、制動中に生じる共振振動を十分に低減することができず、いわゆる「鳴き」と呼ばれる異音を生じてしまうことが判明した。
【０００５】
また、一般に、摩擦材には、制動性（適度な摩擦係数、摺動性、相手材との面当たりの均等性を有すること）や耐摩耗性が求められるが、従来、このような特性を十分に満足する摩擦材は得られていなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで、制動性、耐摩耗性、振動抑制性、鳴き抑制性等に優れた摩擦材を、簡便な方法で製造する方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、環状摩擦材を製造する方法として、熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物からなる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と、未加硫のゴムと架橋剤とを含む加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮し、両環状予備成形物を積層一体化して、フェーシング部と基部とを有する環状摩擦材を得ることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本知見に基いて本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、
（１）環状摩擦材を製造する方法であって、
熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物からなる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と、
未加硫のゴムと架橋剤とを含む加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物とを、
積層した状態で、加熱、圧縮して、両環状予備成形物を積層一体化することにより、
フェーシング部と基部とを有する環状摩擦材を得る
ことを特徴とする環状摩擦材の製造方法、
（２）前記摩擦材フェーシング部用環状予備成形物が、
熱硬化性樹脂を含む薄板状圧縮成形物を、得ようとする環状予備成形物の１／ｍ（ただし、ｍは２以上の整数）分割物に対応する形状に分割して、摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物を作製した後、
該摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物ｍ個を円を描くように配置することにより作製してなるものである上記（１）に記載の環状摩擦材の製造方法、
（３）前記摩擦材基部用環状予備成形物が、
未加硫のゴムと架橋剤とを含むシート状加圧成形物を、得ようとする環状予備成形物の１／ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）分割物に対応する形状に分割して、摩擦材基部用円弧状予備成形物を作製した後、
該摩擦材基部用円弧状予備備成形物ｎ個を円を描くように配置することにより作製してなるものである上記（１）または（２）に記載の環状摩擦材の製造方法、
および
（４）摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と摩擦材基部用環状予備成形物とを積層一体化した後、さらに基部側表面に芯板を接着する上記（１）〜（３）のいずれかに記載の環状摩擦材の製造方法
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フェーシング部内側に位置する基部にゴム成分を含有させることによって弾性変形性を向上させ、相手材との接触（当たり）を均等にすることによって、制動性を向上させ、異音（鳴き）の発生を低減させた摩擦材を製造することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、相手材に均等に接触することによって、表面が均等に消耗される、耐摩耗性（摩擦材寿命）を向上させた摩擦材を製造することができる。
【００１１】
さらに、本発明によれば、フェーシング部のみならず基部にも摩擦材特性を付与することにより、相手材との摺動によってフェーシング部が消耗した場合であっても、急激な摩擦性能の低下を抑制させた摩擦材を製造することができる。
【００１２】
そして、本発明によれば、フェーシング部用環状予備成形物と基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮することにより、フェーシング部用環状予備成形物中に含まれる熱硬化性樹脂の熱硬化、基部用環状予備成形物中に含まれる未加硫ゴムの架橋化、これら予備成形物の接合一体化を同時に行うことができるので、優れた特性を有する摩擦材を簡便に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の環状摩擦材の製法は、熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物からなる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と、未加硫のゴムと架橋剤とを含む加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮して、両環状予備成形物を積層一体化することにより、フェーシング部と基部とを有する環状摩擦材を得ることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の方法において、加熱、圧縮処理される摩擦材フェーシング部用環状予備成形物は、熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物からなるものである。
【００１５】
摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を構成する、熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物は、加熱、圧縮されることにより摩擦材フェーシングとしての機能を発揮し得るものであり、熱硬化性樹脂とともに、繊維状物質、粉末状潤滑剤、粉末状充填剤、摩擦調整剤、硬質粒子、金属粉等の成分を含むものである。
【００１６】
上記熱硬化性樹脂としては、摩擦材フェーシング部のマトリクス成分となり得るものであれば特に制限されず、例えば、フェノール樹脂、各種変性フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シアン酸エステル樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられ、これらのうち、フェノール樹脂がより適当である。
【００１７】
圧縮成形物中に含まれる熱硬化性樹脂の含有割合は、１０〜３０質量％であることが好ましく、１０〜２０質量％であることがより好ましく、１５〜２０質量％であることがさらに好ましい。熱硬化性樹脂がフェノール樹脂である場合、圧縮成形物中の含有割合としては、５〜２５質量％が好ましく、１０〜２５質量％がより好ましく、１５〜２０質量％がさらに好ましい。
【００１８】
また、上記熱硬化性樹脂とともに圧縮成形物中に含まれる繊維状物質も、特に制限されず、有機繊維および無機繊維のいずれも用いることができる。有機繊維としては、高強度の芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維、デュポン社製、商品名「ケブラー」など）、アクリル繊維、耐炎化アクリル繊維、ポリイミド繊維、ポリアクリレート繊維、ポリエステル繊維、パルプ繊維などを挙げることができる。一方、無機繊維としては、チタン酸カリウムウイスカー、炭化珪素ウイスカーなどの無機ウイスカーや、ガラス繊維や、炭素繊維や、ワラストナイト、セピオライト、アタパルジャイト、ハロイサイト、モルデナイト、ロックウールなどの鉱物繊維や、アルミナシリカ系繊維などのセラミック繊維や、アルミニウム繊維、ステンレス繊維、銅繊維、黄銅繊維、ニッケル繊維、真鍮繊維などの金属繊維等を挙げることができる。
【００１９】
圧縮成形物中に含まれる熱硬化性樹脂以外の成分を摩擦材成分とした場合、全摩擦材成分量に対する繊維状物質の含有割合は、５〜２０質量％が好ましく、１０〜２０質量％がより好ましく、１５〜２０質量％がさらに好ましい。
【００２０】
また、上記熱硬化性樹脂とともに圧縮成形物中に含まれる粉末状潤滑剤としては、グラファイト粒子や、二硫化モリブデン粒子等の金属硫化物を挙げることができる。
【００２１】
上記熱硬化性樹脂とともに圧縮成形物中に含まれる粉末状充填剤としては、硫酸バリウム粒子、炭酸カルシウム粒子、タルク粒子、酸化亜鉛（亜鉛華）粒子などの無機充填材や、有機充填材等を挙げることができる。
【００２２】
上記熱硬化性樹脂とともに圧縮成形物中に含まれる摩擦調整剤としては、ゴム粉末、カシュー粉末等を挙げることができる。
【００２３】
上記熱硬化性樹脂とともに圧縮成形物中に含まれる硬質粒子としては、研掃剤や増μ（摩擦係数向上）剤としての機能を有するものであれば特に限定されず、アルミナ粒子、シリカ粒子、マグネシア粒子、ジルコニア粒子、酸化クロム粒子、ムライト粒子などの金属酸化物粒子を挙げることができる。
【００２４】
上記硬化性樹脂ととともに圧縮成形物中に含まれる金属粉としては、アルミニウム粉、銅粉、真鍮粉、ステンレス鋼粉、鉄粉、酸化鉄粉等を挙げることができる。
【００２５】
本発明の方法において用いられる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物の大きさは、内径５０〜８００ｍｍ、外径７０〜１０００ｍｍ、厚さ３〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２６】
本発明の方法において、摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を作製する方法としては、図１に示すように、上記各成分を適宜ミキサーで混合して得られた成形材料を、上型１と下型２からなる成形型３中に投入し、押圧することにより、薄板状圧縮成形物を得、図２に示すように、この薄板状圧縮成形物４を切断または打ち抜いて、摩擦材フェーシング部用環状予備成形物となる環形状を有する圧縮成形物５を得る方法を挙げることができる。また、図３に示すように、下型２の成形面に、予め、得ようとする予備成形物の形状に対応する形状を有する円形の窪みを形成した上で、この窪み中に成形材料を投入し、押圧することによっても環形状を有する圧縮成形物５を得ることができ、この方法によれば、薄板状圧縮成形物４の切断または打ち抜き処理を必要とせず、薄板状圧縮成形物の切断または打ち抜き処理に伴って生じる廃棄物量を削減することができる。
【００２７】
上記押圧は、室温〜８０℃の雰囲気下、１０〜２０ＭＰａで行うことが好ましい。
【００２８】
また、本発明の方法においては、摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を作製するために、熱硬化性樹脂を含む薄板状圧縮成形物を、得ようとする環状予備成形物の１／ｍ（ただし、ｍは２以上の整数）分割物に対応する形状に分割して、摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物を作製した後、該摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物ｍ個を円を描くように配置することによって、摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を成すこともできる。
【００２９】
本発明の方法において、分割物の数ｍ（ただし、ｍは２以上の整数）は特に制限されないが、２〜３程度であることが好ましい。
【００３０】
上記薄板状圧縮成形物の分割は、切断ないし打ち抜き処理により行うことができ、上記円弧状予備成形物の形状は、得ようとする環状予備成形物の中心軸に対して半径方向に切断ないし割断した形状を有するものであることが好ましい。
【００３１】
図４に、摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物として、得ようとする環状予備成形物の中心軸に対して半径方向に分割した、１／３分割物に対応する形状を有する摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物６を例示する。
【００３２】
上記摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物を、円を描くようにｍ個配置することにより、摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を作製することができる。例えば、図４に示すように、摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物６を３個、円を描くように配置することにより、摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を作製することができる。
【００３３】
このように、薄板状圧縮成形物を切断または打ち抜き処理して環状予備成形物を直接作製する代わりに、環状予備成形物の分割物に対応する円弧状予備成形物を作製することにより、環状予備成形物の作製材料となる薄板状圧縮成形物を有効に活用して、残余部分を減少させ、材料の無駄を低減しつつ環状予備成形物を作製することができる。
【００３４】
本発明の方法において、加熱、圧縮処理される摩擦材基部用環状予備成形物は、未加硫のゴムと架橋剤とを含む加圧成形物からなるものである。
【００３５】
摩擦材基部用環状予備成形物を構成する、未加硫のゴムと架橋剤を含む加圧成形物は、加熱、圧縮されることにより弾性を示すとともに、摩擦材としての機能を発揮し得るものであり、未加硫のゴムや架橋剤とともに、繊維状物質、粉末状潤滑剤、粉末状充填剤、摩擦調整剤、硬質粒子、金属粉等の成分を含むものである。
【００３６】
上記未加硫のゴムは、加熱、圧縮されることにより架橋して弾性を示すとともに摩擦材基部のマトリクス材料になり得るものであれば特に制限されず、例えば、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、アクリルゴム、ネオプレーンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム等を挙げることができる。
【００３７】
また、架橋剤としては、硫黄や過酸化物等を挙げることができる。
【００３８】
加圧成形物中における、上記ゴムに対する架橋剤の含有割合（（架橋剤含有量／ゴム含有量）×１００）は、３〜３０質量％であることが好ましい。
【００３９】
摩擦材基部用環状予備成形物を構成する加圧成形物中に含まれる、繊維状物質、粉末状潤滑剤、粉末状充填剤、摩擦調整剤、硬質粒子、金属粉等としては、上記摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を構成する圧縮成形物に含まれるものと同様のものを挙げることができる。
【００４０】
加圧成形物中に含まれるゴムおよび架橋剤以外の成分を摩擦材成分とした場合、ゴム量に対する摩擦成分量の含有割合（（摩擦成分量／ゴム量）×１００）は５０〜９０質量％であることが好ましく、６０〜８５質量％であることがより好ましく、７０〜８０質量％であることがさらに好ましい。上記摩擦材成分の含有割合が５０質量％未満であると、高温時に摩擦材が過熱して摩擦係数が低下するフェード現象が生じやすくなり、上記摩擦材成分の含有割合が９０質量％を超える場合には、加熱、圧縮時の接合強度が低下する上に、得られる摩擦材に十分な弾性を付与することができなくなる。
【００４１】
本発明の方法において用いられる、摩擦材基部用環状予備成形物の大きさは、使用する摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と対応する形状を有することが好ましく、内径５０〜８００ｍｍ、外径７０〜１０００ｍｍ、厚さ３〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００４２】
本発明の方法において、摩擦材基部用環状予備成形物を作製する方法としては、例えば、上記各成分を、１００℃以下の温度雰囲気下、適宜ニーダーまたは加圧ニーダー等で混練して、得られた混練物を５０〜７０℃の温度雰囲気下、ロール成形してシート状とし、環状の型材で型抜きすることにより作製することができる。型抜きにより生じた残部は、シート状物の製造材料として、再使用することが好ましい。
【００４３】
また、本発明の方法においては、摩擦材基部用環状予備成形物を作製するために、未加硫のゴムと架橋剤とを含むシート状加圧成形物を、得ようとする環状予備成形物の１／ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）分割物に対応する形状に分割して、摩擦材基部用円弧状予備成形物を作製した後、該摩擦材基部用円弧状予備備成形物ｎ個を円を描くように配置することによって、摩擦材基部用環状予備成形物を成すこともできる。
【００４４】
本発明の方法において、分割物の数ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）は特に制限されないが、２〜１６程度であることが好ましい。
【００４５】
上記シート状加圧成形物の分割は、切断ないし打ち抜き処理により行うことができ、上記円弧状予備成形物の形状は、得ようとする環状予備成形物の中心軸に対して半径方向に切断した形状を有するものであることが好ましい。
【００４６】
図５に、摩擦材基部用円弧状予備成形物として、得ようとする環状予備成形物の中心軸に対して半径方向に分割した、１／４分割物に対応する形状を有する摩擦材基部用円弧状予備成形物７を例示する。
【００４７】
上記摩擦材基部用円弧状予備成形物を、円を描くようにｎ個配置することにより、摩擦材基部用環状予備成形物を作製することができる。例えば、図５に示すように、摩擦材基部用円弧状予備成形物７を４個、円を描くように配置することにより、摩擦材基部用環状予備成形物を作製することができる。
【００４８】
このように、シート状圧縮成形物を切断または打ち抜き処理して環状予備成形物を直接作製する代わりに、環状予備成形物の分割物に対応する円弧状予備成形物を作製することにより、環状予備成形物の作製材料となるシート状圧縮成形物を有効に活用して、残余部分を減少させ、材料の無駄を低減しつつ環状予備成形物を作製することができる。
【００４９】
本発明の方法においては、上記摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と摩擦材基部用環状予備成形物とを、積層した状態で加熱、圧縮して、両者を積層一体化する。
【００５０】
上記加熱、圧縮処理方法としては、所定温度に加熱した成形型中に、上記摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と摩擦材基部用環状予備成形物とを積層して、押圧する方法を挙げることができ、１４０〜１８０℃の加熱条件下、１５〜４０ＭＰａで圧縮処理することが好ましい。
【００５１】
得られた加熱、圧縮処理物は、その後、空気中加熱処理しつつ保持してアフターキュア処理することにより、フェーシング部中に含まれる樹脂成分の熱硬化を促進することが好ましい。アフターキュア処理する際の加熱温度は、１５０〜２００℃が好ましく、１６０〜１９０℃がより好ましく、１７０〜１８０℃がさらに好ましい。また、保持時間は２〜１０時間が好ましく、４〜１０時間がより好ましく、６〜１０時間がさらに好ましい。
【００５２】
本発明の方法においては、フェーシング部用環状予備成形物と基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮することにより、フェーシング部用環状予備成形物中に含まれる熱硬化性樹脂の熱硬化と、基部用環状予備成形物中に含まれる未加硫ゴムの架橋化と、これら予備成形物の接合一体化とを同時に行うことができるので、摩擦材を簡便に製造することができる。
【００５３】
上記加熱、圧縮処理により得られた積層一体化物は、必要に応じて仕上げ処理を加えた後、基部側表面に芯板を接着することが好ましい。
【００５４】
芯板の構成材料としては、鋼や鋳鉄等を挙げることができ、鋼としては、冷間圧延鋼、ステンレス鋼等を挙げることができ、鋳鉄としては、ねずみ鋳鉄、白鋳鉄、まだら鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、可鍛鋳鉄、合金鋳鉄等を挙げることができる。また、芯板は、その表面を脱脂処理したものであることが好ましい。
【００５５】
芯板の大きさは、用いる積層一体化物の大きさに対応する大きさを有するものであることが好ましい。特に芯板の外径または内径の少なくとも一方が積層一体化物の内径または外径と同径であると、芯板の接着時に位置決めしやすくなるため、好適である。
【００５６】
積層一体化物の基部側表面への芯板の接着は、接着剤を用いて行うことが好ましく、接着剤としては、フェノール系接着剤等の熱硬化性接着剤やゴム系接着剤等を挙げることができる。
【００５７】
積層一体化物の基部側表面への芯板の接着は、１７０〜２００℃の温度雰囲気下、０．５〜１．０ＭＰａの圧力を、０．５〜２時間程度加えることにより行うことが好ましい。
【００５８】
本発明の方法によれば、フェーシング部内側に位置する基部にゴム成分を含有させることによって弾性変形性を向上させ、相手材への接触（当たり）を均等にすることによって、制動性を向上させ、異音（鳴き）の発生を低減させた摩擦材を製造することができる。
【００５９】
また、本発明の方法によれば、相手材に均等に接触することによって、表面が均等に消耗される、耐摩耗性（摩擦材寿命）を向上させた摩擦材を製造することができる。
【００６０】
さらに、本発明の方法によれば、フェーシング部のみならず基部にも摩擦材特性を付与することにより、相手材との摺動によってフェーシング部が消耗した場合であっても、急激な摩擦性能の低下を抑制させた摩擦材を製造することができる。
【００６１】
そして、本発明の方法によれば、フェーシング部用環状予備成形物と基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮することにより、フェーシング部用環状予備成形物中に含まれる熱硬化性樹脂の熱硬化、基部用環状予備成形物中に含まれる未加硫ゴムの架橋化、これら予備成形物の接合一体化を同時に行うことができるので、優れた特性を有する摩擦材を簡便に製造することができる。
【実施例】
【００６２】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００６３】
（実施例１）
（１）摩擦材フェーシング部用環状予備成形物の作製
（ｉ）熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を含む圧縮成形物の成形材料として、下記各成分をミキサーで混合して、下記組成を有する混合材料を得た。
含有割合(質量％)
フェノール樹脂（住友ベークライト社製ＰＲ５００６９） １８％
アラミド繊維（帝人社製トワロン１０９５） ４％
ガラス繊維（セントラルガラス社製） １０％
炭酸カルシウム（三共精粉社製） １２％
ウォラスナイト（ＮＹＣＯ Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｉｎｃ社製ＮＹＡＤ−Ｇ） ３０％
カシュー粉末（カシュー社製Ｈ１０１） １０％
銅粉（ジャパンエナジー社製） １０％
ジルコシル（ハクスイテック社製） ６％
合計 １００％
（ii）図３に示すような、上型１と、得ようとする予備成形物の形状に対応する形状を有する円形の窪みを形成してなる下型２とからなる成形型３を用いて、（ｉ）で得た混合材料を、上記窪み中に投入し、５０℃の雰囲気下、１５ＭＰａで押圧することにより、内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚さ６ｍｍの圧縮成形物からなる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を得た。
【００６４】
（２）摩擦材基部用環状予備成形物の作製
（ｉ）未加硫のゴムであるスチレンブタジエンゴムと架橋剤である硫黄とを含む加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物の成形材料として、下記各成分を室温下加圧ニーダーで混練して、混合材料である混練物を得た。
含有割合(質量％)
スチレンブタジエンゴムおよび架橋剤（ＪＳＲ社製ＪＳＲ１５０２） ２５％
タルク（山陽クレー社製 Ｄ） ４４％
天然黒鉛（日電カーボン社製） ５％
フェノール樹脂（旭有機工業社製） ７％
酸化鉄（ＴＯＤＡＫＯＧＹＯ社製） ６％
アルミナ粉末（昭和電工社製） ２％
パルプ（日本製紙社製） １１％
合計 １００％
（ii）（ｉ）で得た混練物を、７０℃以下の温度雰囲気下、ロール成形して幅２００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのシート状物を得た。得られたシート状物を環状の型材で型抜きすることにより、内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物を得た。
【００６５】
（３）加熱、圧縮成形
得ようとする成形物の形状に対応する形状を有する円形の窪み（内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、深さ４．５ｍｍ）を形成してなる下型と上型とからなる成形型を用い、先ず（２）で得た摩擦材基部用環状予備成形物を、次いで（１）で得た摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を成形型内に積層し、１６０℃の加熱雰囲気下、３０ＭＰａで圧縮した。得られた加熱圧縮物を熱風式循環炉で１６５℃で８時間保持することにより、内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚さ４．５ｍｍの上記２つの予備成形物の積層一体化物を得た。
【００６６】
（４）芯板の接着
（３）で得られた積層一体化物の基部側表面に、フェノール系接着剤（セメダイン社製、商品名「セメダイン」（登録商標）♯１１０）を用いて、内径１１９ｍｍ、外径１８１ｍｍ、厚さ５ｍｍのステンレス鋼製芯板を貼り合わせ、１７０℃の温度雰囲気下、１．０ＭＰａで１時間加圧して、芯板を接着することにより、環状摩擦材を作製した。
【００６７】
（５）性状試験
得られた環状摩擦材を用いて、以下の手法により摩擦係数、摩耗量、鳴きの有無を測定した。
＜摩擦係数測定＞
小型テスターを用いて、４ｋｇｆｍ２（ＧＤ２）を１．３Ｊ、面圧を０．４ＭＰａ、周速を３．８ｍ／ｓとし、相手材をＦＣ２５０相当の鋳鉄として、静摩擦係数および動摩擦係数を測定した。
なお、制動回数は１０３回とし、制動回数１回目から１００回目までと、１０１回目から１０３回目までは連続して測定したが、制動回数１００回目と１０１回目の間に、放置することにより摩擦材を冷却処理した。結果を表１に示す。
＜摩耗量測定＞
マイクロメーターを用いて、上記摩擦係数測定試験前後の環状摩擦材の厚みを計測し、摩耗量を算出した。結果を表２に示す。
＜鳴きの有無＞
摩擦係数測定中における鳴きの有無を聴感により確認した。その結果、測定中に、鳴きは確認されなかった。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
（実施例２）
（１）摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物の作製
（ｉ）実施例１の（１）（ｉ）と同様にして、混合材料を得た。
（ii）次いで、上型と、下型とからなる成形型を用いて、（ｉ）で得た混合材料を、上記成形型中に投入し、５０℃の雰囲気下、１５ＭＰａで押圧することにより、縦４００ｍｍ、横４００ｍｍ、厚さ５ｍｍの薄板状圧縮成形物を得た。
得られた薄板状圧縮成形物を打ち抜き処理することにより、図４に示すような、得ようとする環状成形物（内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚さ６ｍｍ）の１／３分割物に対応する形状を有する摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物を３個作製した。
【００７１】
（２）摩擦材基部用円弧状予備成形物の作製
（ｉ）実施例１の（２）（ｉ）と同様の方法により、同様の混練物を得た。
（ii）（ｉ）で得た混練物を、７０℃以下の温度雰囲気下、ロール成形して幅２００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのシート状物を得た。得られたシート状物を用いて、上記（１）（ii）で作製した摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物と同形状に型抜きして、得ようとする環状成形物（内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ）の１／３分割物に対応する形状を有する摩擦材基部用円弧状予備成形物を３個作製した。
【００７２】
（３）加熱、圧縮成形
得ようとする成形物の形状に対応する形状を有する円形の窪み（内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、深さ４．５ｍｍ）を形成してなる下型と上型とからなる成形型を用い、該成形型の成形部に、先ず（２）で得た摩擦材基部用円弧予備成形物３個を、円を描くように配置して摩擦材基部用環状予備成形物を成し、次いでこの予備成形物体上に、（１）で得た摩擦材フェーシング部用円弧予備成形物３個を、円を描くように配置して摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を成したものを積層した後、１６０℃の加熱雰囲気下、３０ＭＰａで圧縮した。得られた加熱圧縮物を熱風式循環炉で１６５℃で８時間保持することにより、内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚さ４．５ｍｍの大きさを有する上記２つの予備成形物の積層一体化物を得た。
【００７３】
（４）芯板の接着
実施例１（４）と同様の芯板を、実施例１（４）と同様の方法により接着することにより、環状摩擦材を作製した。
【００７４】
（５）性状試験
得られた環状摩擦材を用いて、実施例１と同様の手法により摩擦係数、摩耗量、鳴きの有無を測定した。
摩擦係数の測定結果を表３に、摩耗量の測定結果を表２に示す。また、本実施例で得られた摩擦材においては、鳴きは確認されなかった。
【００７５】
【表３】
【００７６】
表１および表３の結果から、本発明の方法により得られた実施例１および実施例２の摩擦材は、摩擦係数が高く、高い制動性を発揮するものであることが分かる。また、表２の結果から、本発明の方法により得られた実施例１および実施例２の摩擦材は、耐摩耗性（摩擦材寿命）の高いものであることが分かる。さらに、本発明の方法により得られた実施例１および実施例２の摩擦材は、鳴き（異音）を生じないものであった。
【００７７】
このことから、本発明の方法が、制動性、耐摩耗性、振動抑制性、鳴き抑制性に優れた摩擦材を製造し得るものであることが分かる。
【００７８】
また、実施例１および実施例２より、本発明の方法においては、フェーシング部用環状予備成形物と基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮することにより、フェーシング部用環状予備成形物中に含まれる熱硬化性樹脂の熱硬化、基部用環状予備成形物中に含まれる未加硫ゴムの架橋化、これら予備成形物の接合一体化を個々に行うことなく同時に行うことができるので、優れた特性を有する摩擦材を簡便に製造し得ることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明によれば、制動性、耐摩耗性、振動抑制性、鳴き抑制性等に優れた摩擦材を、簡便な方法で製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明で用いる成形型の一態様を示す図である。
【図２】本発明で用いる圧縮成形物の製造方法を示す図である。
【図３】本発明で用いる成形型の一態様を示す図である。
【図４】本発明で用いる摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物の説明図である。
【図５】本発明で用いる摩擦材基部用円弧状予備成形物の説明図である。
【符号の説明】
【００８１】
１ 上型
２ 下型
３ 成形型
４ 薄板状物
５ 圧縮成形物
６ 摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物
７ 摩擦材基部用円弧状予備成形物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状摩擦材を製造する方法に関するものであり、特に、クラッチやブレーキ等に用いられる環状摩擦材を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種車輌や産業機械等においては、クラッチを構成するエンジン側環状クラッチ板と変速機側環状クラッチ板が互いに接触することにより、エンジンと変速機間の動力伝達を行っており、また、パワーオフ・ブレーキやパワーオン・ブレーキを構成する環状ブレーキフェーシングが、車輪と一体となって同軸に回転する相手板に接触することにより、車輪の制動を行っている。そして、このようなクラッチ板の表面やブレーキフェーシングの表面には、ライニングとして、環状の摩擦材が設けられている。
【０００３】
上記摩擦材としては、例えば、特許文献１に開示されているように、環状の摩擦基材と環状の金属製補強プレートが接着剤により一体的に接着固定されたものが知られている。
【特許文献１】特開平４−７３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者等が検討したところ、特許文献１に開示されている摩擦材は、制動中に生じる共振振動を十分に低減することができず、いわゆる「鳴き」と呼ばれる異音を生じてしまうことが判明した。
【０００５】
また、一般に、摩擦材には、制動性（適度な摩擦係数、摺動性、相手材との面当たりの均等性を有すること）や耐摩耗性が求められるが、従来、このような特性を十分に満足する摩擦材は得られていなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで、制動性、耐摩耗性、振動抑制性、鳴き抑制性等に優れた摩擦材を、簡便な方法で製造する方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、環状摩擦材を製造する方法として、熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物からなる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と、未加硫のゴムと架橋剤とを含む加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮し、両環状予備成形物を積層一体化して、フェーシング部と基部とを有する環状摩擦材を得ることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本知見に基いて本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、
（１）環状摩擦材を製造する方法であって、
熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物からなる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と、
未加硫のゴムと架橋剤とを含む加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物とを、
積層した状態で、加熱、圧縮して、両環状予備成形物を積層一体化することにより、
フェーシング部と基部とを有する環状摩擦材を得る
ことを特徴とする環状摩擦材の製造方法、
（２）前記摩擦材フェーシング部用環状予備成形物が、
熱硬化性樹脂を含む薄板状圧縮成形物を、得ようとする環状予備成形物の１／ｍ（ただし、ｍは２以上の整数）分割物に対応する形状に分割して、摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物を作製した後、
該摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物ｍ個を円を描くように配置することにより作製してなるものである上記（１）に記載の環状摩擦材の製造方法、
（３）前記摩擦材基部用環状予備成形物が、
未加硫のゴムと架橋剤とを含むシート状加圧成形物を、得ようとする環状予備成形物の１／ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）分割物に対応する形状に分割して、摩擦材基部用円弧状予備成形物を作製した後、
該摩擦材基部用円弧状予備備成形物ｎ個を円を描くように配置することにより作製してなるものである上記（１）または（２）に記載の環状摩擦材の製造方法、
および
（４）摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と摩擦材基部用環状予備成形物とを積層一体化した後、さらに基部側表面に芯板を接着する上記（１）〜（３）のいずれかに記載の環状摩擦材の製造方法
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フェーシング部内側に位置する基部にゴム成分を含有させることによって弾性変形性を向上させ、相手材との接触（当たり）を均等にすることによって、制動性を向上させ、異音（鳴き）の発生を低減させた摩擦材を製造することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、相手材に均等に接触することによって、表面が均等に消耗される、耐摩耗性（摩擦材寿命）を向上させた摩擦材を製造することができる。
【００１１】
さらに、本発明によれば、フェーシング部のみならず基部にも摩擦材特性を付与することにより、相手材との摺動によってフェーシング部が消耗した場合であっても、急激な摩擦性能の低下を抑制させた摩擦材を製造することができる。
【００１２】
そして、本発明によれば、フェーシング部用環状予備成形物と基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮することにより、フェーシング部用環状予備成形物中に含まれる熱硬化性樹脂の熱硬化、基部用環状予備成形物中に含まれる未加硫ゴムの架橋化、これら予備成形物の接合一体化を同時に行うことができるので、優れた特性を有する摩擦材を簡便に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の環状摩擦材の製法は、熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物からなる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と、未加硫のゴムと架橋剤とを含む加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮して、両環状予備成形物を積層一体化することにより、フェーシング部と基部とを有する環状摩擦材を得ることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の方法において、加熱、圧縮処理される摩擦材フェーシング部用環状予備成形物は、熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物からなるものである。
【００１５】
摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を構成する、熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物は、加熱、圧縮されることにより摩擦材フェーシングとしての機能を発揮し得るものであり、熱硬化性樹脂とともに、繊維状物質、粉末状潤滑剤、粉末状充填剤、摩擦調整剤、硬質粒子、金属粉等の成分を含むものである。
【００１６】
上記熱硬化性樹脂としては、摩擦材フェーシング部のマトリクス成分となり得るものであれば特に制限されず、例えば、フェノール樹脂、各種変性フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シアン酸エステル樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられ、これらのうち、フェノール樹脂がより適当である。
【００１７】
圧縮成形物中に含まれる熱硬化性樹脂の含有割合は、１０〜３０質量％であることが好ましく、１０〜２０質量％であることがより好ましく、１５〜２０質量％であることがさらに好ましい。熱硬化性樹脂がフェノール樹脂である場合、圧縮成形物中の含有割合としては、５〜２５質量％が好ましく、１０〜２５質量％がより好ましく、１５〜２０質量％がさらに好ましい。
【００１８】
また、上記熱硬化性樹脂とともに圧縮成形物中に含まれる繊維状物質も、特に制限されず、有機繊維および無機繊維のいずれも用いることができる。有機繊維としては、高強度の芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維、デュポン社製、商品名「ケブラー」など）、アクリル繊維、耐炎化アクリル繊維、ポリイミド繊維、ポリアクリレート繊維、ポリエステル繊維、パルプ繊維などを挙げることができる。一方、無機繊維としては、チタン酸カリウムウイスカー、炭化珪素ウイスカーなどの無機ウイスカーや、ガラス繊維や、炭素繊維や、ワラストナイト、セピオライト、アタパルジャイト、ハロイサイト、モルデナイト、ロックウールなどの鉱物繊維や、アルミナシリカ系繊維などのセラミック繊維や、アルミニウム繊維、ステンレス繊維、銅繊維、黄銅繊維、ニッケル繊維、真鍮繊維などの金属繊維等を挙げることができる。
【００１９】
圧縮成形物中に含まれる熱硬化性樹脂以外の成分を摩擦材成分とした場合、全摩擦材成分量に対する繊維状物質の含有割合は、５〜２０質量％が好ましく、１０〜２０質量％がより好ましく、１５〜２０質量％がさらに好ましい。
【００２０】
また、上記熱硬化性樹脂とともに圧縮成形物中に含まれる粉末状潤滑剤としては、グラファイト粒子や、二硫化モリブデン粒子等の金属硫化物を挙げることができる。
【００２１】
上記熱硬化性樹脂とともに圧縮成形物中に含まれる粉末状充填剤としては、硫酸バリウム粒子、炭酸カルシウム粒子、タルク粒子、酸化亜鉛（亜鉛華）粒子などの無機充填材や、有機充填材等を挙げることができる。
【００２２】
上記熱硬化性樹脂とともに圧縮成形物中に含まれる摩擦調整剤としては、ゴム粉末、カシュー粉末等を挙げることができる。
【００２３】
上記熱硬化性樹脂とともに圧縮成形物中に含まれる硬質粒子としては、研掃剤や増μ（摩擦係数向上）剤としての機能を有するものであれば特に限定されず、アルミナ粒子、シリカ粒子、マグネシア粒子、ジルコニア粒子、酸化クロム粒子、ムライト粒子などの金属酸化物粒子を挙げることができる。
【００２４】
上記硬化性樹脂ととともに圧縮成形物中に含まれる金属粉としては、アルミニウム粉、銅粉、真鍮粉、ステンレス鋼粉、鉄粉、酸化鉄粉等を挙げることができる。
【００２５】
本発明の方法において用いられる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物の大きさは、内径５０〜８００ｍｍ、外径７０〜１０００ｍｍ、厚さ３〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２６】
本発明の方法において、摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を作製する方法としては、図１に示すように、上記各成分を適宜ミキサーで混合して得られた成形材料を、上型１と下型２からなる成形型３中に投入し、押圧することにより、薄板状圧縮成形物を得、図２に示すように、この薄板状圧縮成形物４を切断または打ち抜いて、摩擦材フェーシング部用環状予備成形物となる環形状を有する圧縮成形物５を得る方法を挙げることができる。また、図３に示すように、下型２の成形面に、予め、得ようとする予備成形物の形状に対応する形状を有する円形の窪みを形成した上で、この窪み中に成形材料を投入し、押圧することによっても環形状を有する圧縮成形物５を得ることができ、この方法によれば、薄板状圧縮成形物４の切断または打ち抜き処理を必要とせず、薄板状圧縮成形物の切断または打ち抜き処理に伴って生じる廃棄物量を削減することができる。
【００２７】
上記押圧は、室温〜８０℃の雰囲気下、１０〜２０ＭＰａで行うことが好ましい。
【００２８】
また、本発明の方法においては、摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を作製するために、熱硬化性樹脂を含む薄板状圧縮成形物を、得ようとする環状予備成形物の１／ｍ（ただし、ｍは２以上の整数）分割物に対応する形状に分割して、摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物を作製した後、該摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物ｍ個を円を描くように配置することによって、摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を成すこともできる。
【００２９】
本発明の方法において、分割物の数ｍ（ただし、ｍは２以上の整数）は特に制限されないが、２〜３程度であることが好ましい。
【００３０】
上記薄板状圧縮成形物の分割は、切断ないし打ち抜き処理により行うことができ、上記円弧状予備成形物の形状は、得ようとする環状予備成形物の中心軸に対して半径方向に切断ないし割断した形状を有するものであることが好ましい。
【００３１】
図４に、摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物として、得ようとする環状予備成形物の中心軸に対して半径方向に分割した、１／３分割物に対応する形状を有する摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物６を例示する。
【００３２】
上記摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物を、円を描くようにｍ個配置することにより、摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を作製することができる。例えば、図４に示すように、摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物６を３個、円を描くように配置することにより、摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を作製することができる。
【００３３】
このように、薄板状圧縮成形物を切断または打ち抜き処理して環状予備成形物を直接作製する代わりに、環状予備成形物の分割物に対応する円弧状予備成形物を作製することにより、環状予備成形物の作製材料となる薄板状圧縮成形物を有効に活用して、残余部分を減少させ、材料の無駄を低減しつつ環状予備成形物を作製することができる。
【００３４】
本発明の方法において、加熱、圧縮処理される摩擦材基部用環状予備成形物は、未加硫のゴムと架橋剤とを含む加圧成形物からなるものである。
【００３５】
摩擦材基部用環状予備成形物を構成する、未加硫のゴムと架橋剤を含む加圧成形物は、加熱、圧縮されることにより弾性を示すとともに、摩擦材としての機能を発揮し得るものであり、未加硫のゴムや架橋剤とともに、繊維状物質、粉末状潤滑剤、粉末状充填剤、摩擦調整剤、硬質粒子、金属粉等の成分を含むものである。
【００３６】
上記未加硫のゴムは、加熱、圧縮されることにより架橋して弾性を示すとともに摩擦材基部のマトリクス材料になり得るものであれば特に制限されず、例えば、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、アクリルゴム、ネオプレーンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム等を挙げることができる。
【００３７】
また、架橋剤としては、硫黄や過酸化物等を挙げることができる。
【００３８】
加圧成形物中における、上記ゴムに対する架橋剤の含有割合（（架橋剤含有量／ゴム含有量）×１００）は、３〜３０質量％であることが好ましい。
【００３９】
摩擦材基部用環状予備成形物を構成する加圧成形物中に含まれる、繊維状物質、粉末状潤滑剤、粉末状充填剤、摩擦調整剤、硬質粒子、金属粉等としては、上記摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を構成する圧縮成形物に含まれるものと同様のものを挙げることができる。
【００４０】
加圧成形物中に含まれるゴムおよび架橋剤以外の成分を摩擦材成分とした場合、ゴム量に対する摩擦成分量の含有割合（（摩擦成分量／ゴム量）×１００）は５０〜９０質量％であることが好ましく、６０〜８５質量％であることがより好ましく、７０〜８０質量％であることがさらに好ましい。上記摩擦材成分の含有割合が５０質量％未満であると、高温時に摩擦材が過熱して摩擦係数が低下するフェード現象が生じやすくなり、上記摩擦材成分の含有割合が９０質量％を超える場合には、加熱、圧縮時の接合強度が低下する上に、得られる摩擦材に十分な弾性を付与することができなくなる。
【００４１】
本発明の方法において用いられる、摩擦材基部用環状予備成形物の大きさは、使用する摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と対応する形状を有することが好ましく、内径５０〜８００ｍｍ、外径７０〜１０００ｍｍ、厚さ３〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００４２】
本発明の方法において、摩擦材基部用環状予備成形物を作製する方法としては、例えば、上記各成分を、１００℃以下の温度雰囲気下、適宜ニーダーまたは加圧ニーダー等で混練して、得られた混練物を５０〜７０℃の温度雰囲気下、ロール成形してシート状とし、環状の型材で型抜きすることにより作製することができる。型抜きにより生じた残部は、シート状物の製造材料として、再使用することが好ましい。
【００４３】
また、本発明の方法においては、摩擦材基部用環状予備成形物を作製するために、未加硫のゴムと架橋剤とを含むシート状加圧成形物を、得ようとする環状予備成形物の１／ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）分割物に対応する形状に分割して、摩擦材基部用円弧状予備成形物を作製した後、該摩擦材基部用円弧状予備備成形物ｎ個を円を描くように配置することによって、摩擦材基部用環状予備成形物を成すこともできる。
【００４４】
本発明の方法において、分割物の数ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）は特に制限されないが、２〜１６程度であることが好ましい。
【００４５】
上記シート状加圧成形物の分割は、切断ないし打ち抜き処理により行うことができ、上記円弧状予備成形物の形状は、得ようとする環状予備成形物の中心軸に対して半径方向に切断した形状を有するものであることが好ましい。
【００４６】
図５に、摩擦材基部用円弧状予備成形物として、得ようとする環状予備成形物の中心軸に対して半径方向に分割した、１／４分割物に対応する形状を有する摩擦材基部用円弧状予備成形物７を例示する。
【００４７】
上記摩擦材基部用円弧状予備成形物を、円を描くようにｎ個配置することにより、摩擦材基部用環状予備成形物を作製することができる。例えば、図５に示すように、摩擦材基部用円弧状予備成形物７を４個、円を描くように配置することにより、摩擦材基部用環状予備成形物を作製することができる。
【００４８】
このように、シート状圧縮成形物を切断または打ち抜き処理して環状予備成形物を直接作製する代わりに、環状予備成形物の分割物に対応する円弧状予備成形物を作製することにより、環状予備成形物の作製材料となるシート状圧縮成形物を有効に活用して、残余部分を減少させ、材料の無駄を低減しつつ環状予備成形物を作製することができる。
【００４９】
本発明の方法においては、上記摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と摩擦材基部用環状予備成形物とを、積層した状態で加熱、圧縮して、両者を積層一体化する。
【００５０】
上記加熱、圧縮処理方法としては、所定温度に加熱した成形型中に、上記摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と摩擦材基部用環状予備成形物とを積層して、押圧する方法を挙げることができ、１４０〜１８０℃の加熱条件下、１５〜４０ＭＰａで圧縮処理することが好ましい。
【００５１】
得られた加熱、圧縮処理物は、その後、空気中加熱処理しつつ保持してアフターキュア処理することにより、フェーシング部中に含まれる樹脂成分の熱硬化を促進することが好ましい。アフターキュア処理する際の加熱温度は、１５０〜２００℃が好ましく、１６０〜１９０℃がより好ましく、１７０〜１８０℃がさらに好ましい。また、保持時間は２〜１０時間が好ましく、４〜１０時間がより好ましく、６〜１０時間がさらに好ましい。
【００５２】
本発明の方法においては、フェーシング部用環状予備成形物と基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮することにより、フェーシング部用環状予備成形物中に含まれる熱硬化性樹脂の熱硬化と、基部用環状予備成形物中に含まれる未加硫ゴムの架橋化と、これら予備成形物の接合一体化とを同時に行うことができるので、摩擦材を簡便に製造することができる。
【００５３】
上記加熱、圧縮処理により得られた積層一体化物は、必要に応じて仕上げ処理を加えた後、基部側表面に芯板を接着することが好ましい。
【００５４】
芯板の構成材料としては、鋼や鋳鉄等を挙げることができ、鋼としては、冷間圧延鋼、ステンレス鋼等を挙げることができ、鋳鉄としては、ねずみ鋳鉄、白鋳鉄、まだら鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、可鍛鋳鉄、合金鋳鉄等を挙げることができる。また、芯板は、その表面を脱脂処理したものであることが好ましい。
【００５５】
芯板の大きさは、用いる積層一体化物の大きさに対応する大きさを有するものであることが好ましい。特に芯板の外径または内径の少なくとも一方が積層一体化物の内径または外径と同径であると、芯板の接着時に位置決めしやすくなるため、好適である。
【００５６】
積層一体化物の基部側表面への芯板の接着は、接着剤を用いて行うことが好ましく、接着剤としては、フェノール系接着剤等の熱硬化性接着剤やゴム系接着剤等を挙げることができる。
【００５７】
積層一体化物の基部側表面への芯板の接着は、１７０〜２００℃の温度雰囲気下、０．５〜１．０ＭＰａの圧力を、０．５〜２時間程度加えることにより行うことが好ましい。
【００５８】
本発明の方法によれば、フェーシング部内側に位置する基部にゴム成分を含有させることによって弾性変形性を向上させ、相手材への接触（当たり）を均等にすることによって、制動性を向上させ、異音（鳴き）の発生を低減させた摩擦材を製造することができる。
【００５９】
また、本発明の方法によれば、相手材に均等に接触することによって、表面が均等に消耗される、耐摩耗性（摩擦材寿命）を向上させた摩擦材を製造することができる。
【００６０】
さらに、本発明の方法によれば、フェーシング部のみならず基部にも摩擦材特性を付与することにより、相手材との摺動によってフェーシング部が消耗した場合であっても、急激な摩擦性能の低下を抑制させた摩擦材を製造することができる。
【００６１】
そして、本発明の方法によれば、フェーシング部用環状予備成形物と基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮することにより、フェーシング部用環状予備成形物中に含まれる熱硬化性樹脂の熱硬化、基部用環状予備成形物中に含まれる未加硫ゴムの架橋化、これら予備成形物の接合一体化を同時に行うことができるので、優れた特性を有する摩擦材を簡便に製造することができる。
【実施例】
【００６２】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００６３】
（実施例１）
（１）摩擦材フェーシング部用環状予備成形物の作製
（ｉ）熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を含む圧縮成形物の成形材料として、下記各成分をミキサーで混合して、下記組成を有する混合材料を得た。
含有割合(質量％)
フェノール樹脂（住友ベークライト社製ＰＲ５００６９） １８％
アラミド繊維（帝人社製トワロン１０９５） ４％
ガラス繊維（セントラルガラス社製） １０％
炭酸カルシウム（三共精粉社製） １２％
ウォラスナイト（ＮＹＣＯ Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｉｎｃ社製ＮＹＡＤ−Ｇ） ３０％
カシュー粉末（カシュー社製Ｈ１０１） １０％
銅粉（ジャパンエナジー社製） １０％
ジルコシル（ハクスイテック社製） ６％
合計 １００％
（ii）図３に示すような、上型１と、得ようとする予備成形物の形状に対応する形状を有する円形の窪みを形成してなる下型２とからなる成形型３を用いて、（ｉ）で得た混合材料を、上記窪み中に投入し、５０℃の雰囲気下、１５ＭＰａで押圧することにより、内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚さ６ｍｍの圧縮成形物からなる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を得た。
【００６４】
（２）摩擦材基部用環状予備成形物の作製
（ｉ）未加硫のゴムであるスチレンブタジエンゴムと架橋剤である硫黄とを含む加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物の成形材料として、下記各成分を室温下加圧ニーダーで混練して、混合材料である混練物を得た。
含有割合(質量％)
スチレンブタジエンゴムおよび架橋剤（ＪＳＲ社製ＪＳＲ１５０２） ２５％
タルク（山陽クレー社製 Ｄ） ４４％
天然黒鉛（日電カーボン社製） ５％
フェノール樹脂（旭有機工業社製） ７％
酸化鉄（ＴＯＤＡＫＯＧＹＯ社製） ６％
アルミナ粉末（昭和電工社製） ２％
パルプ（日本製紙社製） １１％
合計 １００％
（ii）（ｉ）で得た混練物を、７０℃以下の温度雰囲気下、ロール成形して幅２００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのシート状物を得た。得られたシート状物を環状の型材で型抜きすることにより、内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物を得た。
【００６５】
（３）加熱、圧縮成形
得ようとする成形物の形状に対応する形状を有する円形の窪み（内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、深さ４．５ｍｍ）を形成してなる下型と上型とからなる成形型を用い、先ず（２）で得た摩擦材基部用環状予備成形物を、次いで（１）で得た摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を成形型内に積層し、１６０℃の加熱雰囲気下、３０ＭＰａで圧縮した。得られた加熱圧縮物を熱風式循環炉で１６５℃で８時間保持することにより、内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚さ４．５ｍｍの上記２つの予備成形物の積層一体化物を得た。
【００６６】
（４）芯板の接着
（３）で得られた積層一体化物の基部側表面に、フェノール系接着剤（セメダイン社製、商品名「セメダイン」（登録商標）♯１１０）を用いて、内径１１９ｍｍ、外径１８１ｍｍ、厚さ５ｍｍのステンレス鋼製芯板を貼り合わせ、１７０℃の温度雰囲気下、１．０ＭＰａで１時間加圧して、芯板を接着することにより、環状摩擦材を作製した。
【００６７】
（５）性状試験
得られた環状摩擦材を用いて、以下の手法により摩擦係数、摩耗量、鳴きの有無を測定した。
＜摩擦係数測定＞
小型テスターを用いて、４ｋｇｆｍ２（ＧＤ２）を１．３Ｊ、面圧を０．４ＭＰａ、周速を３．８ｍ／ｓとし、相手材をＦＣ２５０相当の鋳鉄として、静摩擦係数および動摩擦係数を測定した。
なお、制動回数は１０３回とし、制動回数１回目から１００回目までと、１０１回目から１０３回目までは連続して測定したが、制動回数１００回目と１０１回目の間に、放置することにより摩擦材を冷却処理した。結果を表１に示す。
＜摩耗量測定＞
マイクロメーターを用いて、上記摩擦係数測定試験前後の環状摩擦材の厚みを計測し、摩耗量を算出した。結果を表２に示す。
＜鳴きの有無＞
摩擦係数測定中における鳴きの有無を聴感により確認した。その結果、測定中に、鳴きは確認されなかった。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
（実施例２）
（１）摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物の作製
（ｉ）実施例１の（１）（ｉ）と同様にして、混合材料を得た。
（ii）次いで、上型と、下型とからなる成形型を用いて、（ｉ）で得た混合材料を、上記成形型中に投入し、５０℃の雰囲気下、１５ＭＰａで押圧することにより、縦４００ｍｍ、横４００ｍｍ、厚さ５ｍｍの薄板状圧縮成形物を得た。
得られた薄板状圧縮成形物を打ち抜き処理することにより、図４に示すような、得ようとする環状成形物（内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚さ６ｍｍ）の１／３分割物に対応する形状を有する摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物を３個作製した。
【００７１】
（２）摩擦材基部用円弧状予備成形物の作製
（ｉ）実施例１の（２）（ｉ）と同様の方法により、同様の混練物を得た。
（ii）（ｉ）で得た混練物を、７０℃以下の温度雰囲気下、ロール成形して幅２００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのシート状物を得た。得られたシート状物を用いて、上記（１）（ii）で作製した摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物と同形状に型抜きして、得ようとする環状成形物（内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ）の１／３分割物に対応する形状を有する摩擦材基部用円弧状予備成形物を３個作製した。
【００７２】
（３）加熱、圧縮成形
得ようとする成形物の形状に対応する形状を有する円形の窪み（内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、深さ４．５ｍｍ）を形成してなる下型と上型とからなる成形型を用い、該成形型の成形部に、先ず（２）で得た摩擦材基部用円弧予備成形物３個を、円を描くように配置して摩擦材基部用環状予備成形物を成し、次いでこの予備成形物体上に、（１）で得た摩擦材フェーシング部用円弧予備成形物３個を、円を描くように配置して摩擦材フェーシング部用環状予備成形物を成したものを積層した後、１６０℃の加熱雰囲気下、３０ＭＰａで圧縮した。得られた加熱圧縮物を熱風式循環炉で１６５℃で８時間保持することにより、内径１２０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚さ４．５ｍｍの大きさを有する上記２つの予備成形物の積層一体化物を得た。
【００７３】
（４）芯板の接着
実施例１（４）と同様の芯板を、実施例１（４）と同様の方法により接着することにより、環状摩擦材を作製した。
【００７４】
（５）性状試験
得られた環状摩擦材を用いて、実施例１と同様の手法により摩擦係数、摩耗量、鳴きの有無を測定した。
摩擦係数の測定結果を表３に、摩耗量の測定結果を表２に示す。また、本実施例で得られた摩擦材においては、鳴きは確認されなかった。
【００７５】
【表３】
【００７６】
表１および表３の結果から、本発明の方法により得られた実施例１および実施例２の摩擦材は、摩擦係数が高く、高い制動性を発揮するものであることが分かる。また、表２の結果から、本発明の方法により得られた実施例１および実施例２の摩擦材は、耐摩耗性（摩擦材寿命）の高いものであることが分かる。さらに、本発明の方法により得られた実施例１および実施例２の摩擦材は、鳴き（異音）を生じないものであった。
【００７７】
このことから、本発明の方法が、制動性、耐摩耗性、振動抑制性、鳴き抑制性に優れた摩擦材を製造し得るものであることが分かる。
【００７８】
また、実施例１および実施例２より、本発明の方法においては、フェーシング部用環状予備成形物と基部用環状予備成形物とを、積層した状態で、加熱、圧縮することにより、フェーシング部用環状予備成形物中に含まれる熱硬化性樹脂の熱硬化、基部用環状予備成形物中に含まれる未加硫ゴムの架橋化、これら予備成形物の接合一体化を個々に行うことなく同時に行うことができるので、優れた特性を有する摩擦材を簡便に製造し得ることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明によれば、制動性、耐摩耗性、振動抑制性、鳴き抑制性等に優れた摩擦材を、簡便な方法で製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明で用いる成形型の一態様を示す図である。
【図２】本発明で用いる圧縮成形物の製造方法を示す図である。
【図３】本発明で用いる成形型の一態様を示す図である。
【図４】本発明で用いる摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物の説明図である。
【図５】本発明で用いる摩擦材基部用円弧状予備成形物の説明図である。
【符号の説明】
【００８１】
１ 上型
２ 下型
３ 成形型
４ 薄板状物
５ 圧縮成形物
６ 摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物
７ 摩擦材基部用円弧状予備成形物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状摩擦材を製造する方法であって、
熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物からなる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と、
未加硫のゴムと架橋剤とを含む加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物とを、
積層した状態で、加熱、圧縮して、両環状予備成形物を積層一体化することにより、
フェーシング部と基部とを有する環状摩擦材を得る
ことを特徴とする環状摩擦材の製造方法。
【請求項２】
前記摩擦材フェーシング部用環状予備成形物が、
熱硬化性樹脂を含む薄板状圧縮成形物を、得ようとする環状予備成形物の１／ｍ（ただし、ｍは２以上の整数）分割物に対応する形状に分割して、摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物を作製した後、
該摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物ｍ個を円を描くように配置することにより作製してなるものである請求項１に記載の環状摩擦材の製造方法。
【請求項３】
前記摩擦材基部用環状予備成形物が、
未加硫のゴムと架橋剤とを含むシート状加圧成形物を、得ようとする環状予備成形物の１／ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）分割物に対応する形状に分割して、摩擦材基部用円弧状予備成形物を作製した後、
該摩擦材基部用円弧状予備備成形物ｎ個を円を描くように配置することにより作製してなるものである
請求項１または請求項２に記載の環状摩擦材の製造方法。
【請求項４】
摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と摩擦材基部用環状予備成形物とを積層一体化した後、さらに基部側表面に芯板を接着する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の環状摩擦材の製造方法。
【請求項１】
環状摩擦材を製造する方法であって、
熱硬化性樹脂を含む圧縮成形物からなる摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と、
未加硫のゴムと架橋剤とを含む加圧成形物からなる摩擦材基部用環状予備成形物とを、
積層した状態で、加熱、圧縮して、両環状予備成形物を積層一体化することにより、
フェーシング部と基部とを有する環状摩擦材を得る
ことを特徴とする環状摩擦材の製造方法。
【請求項２】
前記摩擦材フェーシング部用環状予備成形物が、
熱硬化性樹脂を含む薄板状圧縮成形物を、得ようとする環状予備成形物の１／ｍ（ただし、ｍは２以上の整数）分割物に対応する形状に分割して、摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物を作製した後、
該摩擦材フェーシング部用円弧状予備成形物ｍ個を円を描くように配置することにより作製してなるものである請求項１に記載の環状摩擦材の製造方法。
【請求項３】
前記摩擦材基部用環状予備成形物が、
未加硫のゴムと架橋剤とを含むシート状加圧成形物を、得ようとする環状予備成形物の１／ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）分割物に対応する形状に分割して、摩擦材基部用円弧状予備成形物を作製した後、
該摩擦材基部用円弧状予備備成形物ｎ個を円を描くように配置することにより作製してなるものである
請求項１または請求項２に記載の環状摩擦材の製造方法。
【請求項４】
摩擦材フェーシング部用環状予備成形物と摩擦材基部用環状予備成形物とを積層一体化した後、さらに基部側表面に芯板を接着する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の環状摩擦材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１３８９５４（Ｐ２０１０−１３８９５４Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１４０１０（Ｐ２００８−３１４０１０）
【出願日】平成２０年１２月１０日（２００８．１２．１０）
【出願人】（５０３２２６７７４）東海マテリアル株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１０日（２００８．１２．１０）
【出願人】（５０３２２６７７４）東海マテリアル株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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