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JP6235217B2 - Friction material - Google Patents

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JP6235217B2
JP6235217B2 JP2013040022A JP2013040022A JP6235217B2 JP 6235217 B2 JP6235217 B2 JP 6235217B2 JP 2013040022 A JP2013040022 A JP 2013040022A JP 2013040022 A JP2013040022 A JP 2013040022A JP 6235217 B2 JP6235217 B2 JP 6235217B2
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Description

本発明は、自動車、鉄道車両、産業機械などに用いられるブレーキ用摩擦材に関する。   The present invention relates to a brake friction material used in automobiles, railway vehicles, industrial machines and the like.

自動車等に使用されるディスクブレーキやドラムブレーキなどのブレーキ、またはクラッチなどに使用される摩擦材は、一般的に、摩擦作用を与え且つその摩擦性能を調整する摩擦調整材、補強作用を担う繊維基材、これらを一体化し強度を与える結合材等の材料からなっている。摩擦材は、その相手材と摩擦係合し、運動エネルギーを熱エネルギーに変える役割を担っているため、優れた耐熱性、耐摩耗性、高い摩擦係数、摩擦係数の安定性が必要とされ、さらには鳴きが発生しにくいこと(鳴き特性)なども要求される。   Friction materials used for brakes such as disc brakes and drum brakes used in automobiles, etc., or clutches, are generally friction adjusting materials that impart a frictional action and adjust the friction performance, and fibers that provide a reinforcing action. It is made of a base material and a material such as a binder that integrates these to give strength. The friction material is in frictional engagement with its counterpart material and plays the role of changing kinetic energy into heat energy, so it requires excellent heat resistance, wear resistance, high friction coefficient, stability of friction coefficient, Furthermore, it is also required that squealing is difficult to occur (squeal characteristics).

また、摩擦材の機械的強度や耐熱性を向上させるため、摩擦材に金属繊維や金属粒子を配合することが知られている。特許文献1では、スチール繊維を含む繊維基材、結合材、充填材を主成分とする摩擦材組成物を成形、硬化してなる非石綿系摩擦材において、平均粒子径50〜150μmの石油コークス及び平均粒子径5〜30μmの硬質無機粒子を含有する摩擦材が開示されている。特許文献2では、高融点金属粉末と、該高融点金属粉末より低い420℃以下の融点を有する低融点金属粉末と、金属硫化物粉末とを含む摩擦材が開示されている。   In addition, in order to improve the mechanical strength and heat resistance of the friction material, it is known to add metal fibers or metal particles to the friction material. In Patent Document 1, a non-asbestos-based friction material obtained by molding and curing a friction material composition containing steel fibers as a main component, a binder, and a filler as a main component, petroleum coke having an average particle diameter of 50 to 150 μm. And a friction material containing hard inorganic particles having an average particle diameter of 5 to 30 μm is disclosed. Patent Document 2 discloses a friction material including a high melting point metal powder, a low melting point metal powder having a melting point of 420 ° C. or lower lower than the high melting point metal powder, and a metal sulfide powder.

さらに、近年において、銅や銅合金等の銅成分を含んだ摩擦材は、制動時に発生する摩耗粉に銅が含まれるため、環境を汚染する可能性が示唆されている。そこで、摩擦材としての高い性能を保ちつつ、環境に悪影響を与えないために銅成分を含まない摩擦材が求められている。   Further, in recent years, it has been suggested that friction materials containing copper components such as copper and copper alloys may contaminate the environment because copper is contained in wear powder generated during braking. Therefore, there is a demand for a friction material that does not contain a copper component in order to maintain high performance as a friction material and not adversely affect the environment.

銅成分の少ない摩擦材として、特許文献3では、銅の含有量、及び、銅及び銅合金以外の金属の含有量を一定以下とし、結合材として特定量のアクリルエラストマー分散フェノール樹脂と、無機充填剤として特定量のCa(OH)及び/又はCaOとを必須成分とする摩擦材が開示されている。 As a friction material with a small amount of copper component, in Patent Document 3, the content of copper and the content of metals other than copper and copper alloy are set to a certain level or less, a specific amount of acrylic elastomer-dispersed phenol resin as a binder, and inorganic filling A friction material having a specific amount of Ca (OH) 2 and / or CaO as an essential component as an agent is disclosed.

特開2004−155843号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-155843 特開平4−304284号公報JP-A-4-304284 国際公開第2012/066965号International Publication No. 2012/066965

摩擦材には、耐摩耗性や、制動時にせん断破壊を起こさないことが要求されるが、特許文献1に記載の摩擦材は、スチール繊維を使用しているため、多量に使用した場合には、ロータ等の相手材への攻撃性が大きくなり、結果として、摩擦材の耐摩耗性が悪化するおそれがある。また、特許文献2に記載の摩擦材は、低融点金属として使用している錫や亜鉛が粉末であるため、補強効果が十分に得られない可能性がある。また、特許文献3に記載の摩擦材では、耐摩耗性及びせん断強度の点で改善の余地があった。   The friction material is required to have wear resistance and shear failure during braking, but the friction material described in Patent Document 1 uses steel fibers, so when used in large quantities Further, the attacking property against the mating material such as the rotor is increased, and as a result, the wear resistance of the friction material may be deteriorated. Moreover, since the friction material described in Patent Document 2 is a powder of tin or zinc used as a low melting point metal, there is a possibility that a sufficient reinforcing effect cannot be obtained. Moreover, the friction material described in Patent Document 3 has room for improvement in terms of wear resistance and shear strength.

したがって本発明は、環境への負荷が少なく、耐摩耗性及びせん断強度に優れた摩擦材の提供を目的とするものである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a friction material that has a low environmental load and is excellent in wear resistance and shear strength.

本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討の結果、非ウィスカー状チタン酸化合物と低融点金属繊維を配合した摩擦材によって、銅成分を含まなくても、摩擦材の耐摩耗性及びせん断強度を満たすことができることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have determined that the friction material containing the non-whisker-like titanic acid compound and the low-melting-point metal fiber does not contain a copper component, and wear resistance of the friction material. The present inventors have found that the shear strength can be satisfied and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下の(1)から(3)に関するものである。
(1)繊維基材、摩擦調整材及び結合材を含む摩擦材であって、非ウィスカー状チタン酸化合物と低融点金属繊維とを含有し、銅成分を含まない摩擦材。
(2)前記低融点金属繊維が、アルミニウム及び亜鉛の少なくともいずれか一方の金属繊維である、(1)に記載の摩擦材。
(3)前記非ウィスカー状チタン酸化合物が、チタン酸カリウム、チタン酸リチウムカリウム及びチタン酸マグネシウムカリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である、(1)または(2)に記載の摩擦材。
That is, the present invention relates to the following (1) to (3).
(1) A friction material including a fiber base material, a friction modifier, and a binding material, the friction material including a non-whisker-like titanate compound and a low-melting-point metal fiber, and not including a copper component.
(2) The friction material according to (1), wherein the low-melting-point metal fiber is at least one of aluminum and zinc.
(3) The friction material according to (1) or (2), wherein the non-whisker-like titanate compound is at least one selected from the group consisting of potassium titanate, lithium potassium titanate, and magnesium potassium titanate.

本発明に係る摩擦材は、環境に悪影響を与える可能性のある銅成分の配合を必要とせず、摩擦材の耐摩耗性を向上させ、かつ十分なせん断強度を得ることができる。   The friction material according to the present invention does not require a copper component that may adversely affect the environment, can improve the wear resistance of the friction material, and can obtain sufficient shear strength.

本発明に係る摩擦材は、低融点金属繊維を含有する。ここで低融点金属とは、融点が1000℃以下の金属を意味する。制動時の摩擦材表面の温度が1000℃以下であることから、低融点の金属であればロータ等の相手材の表面に被膜を形成することができる。その結果、相手材攻撃性が低く、耐摩耗性に優れた摩擦材とすることができる。低融点金属としては、アルミニウム、錫、亜鉛などが挙げられるが、耐熱性の観点から、アルミニウム、亜鉛がより好ましい。   The friction material according to the present invention contains a low melting point metal fiber. Here, the low melting point metal means a metal having a melting point of 1000 ° C. or lower. Since the temperature of the friction material surface during braking is 1000 ° C. or less, a coating can be formed on the surface of a mating material such as a rotor if the metal has a low melting point. As a result, it is possible to obtain a friction material that has low attack on the counterpart material and excellent wear resistance. Examples of the low melting point metal include aluminum, tin, and zinc, and aluminum and zinc are more preferable from the viewpoint of heat resistance.

また本発明では、かかる低融点金属を繊維状態で含むことにより、摩擦材のせん断強度を向上することができる。これは粉末とは異なり繊維同士が絡み合いやすく、その結果、摩擦材に補強効果を付与することができるものと考えられる。繊維としては、補強効果を高める観点から、平均繊維長が1〜10mm、平均繊維径が10〜500μmであることが好ましい。   Moreover, in this invention, the shear strength of a friction material can be improved by including this low melting metal in a fiber state. It is considered that this is because fibers are likely to be entangled unlike powder, and as a result, a reinforcing effect can be imparted to the friction material. As a fiber, it is preferable that an average fiber length is 1-10 mm and an average fiber diameter is 10-500 micrometers from a viewpoint of improving a reinforcement effect.

低融点金属繊維の含有量は、摩擦材全体において好ましくは0.2〜7.0質量%であり、より好ましくは1.0〜5.0質量%である。含有量がかかる範囲であれば補強効果の観点から好ましい。   The content of the low melting point metal fiber is preferably 0.2 to 7.0% by mass, more preferably 1.0 to 5.0% by mass in the entire friction material. If it is the range which requires content, it is preferable from a viewpoint of a reinforcement effect.

本発明に係る摩擦材は、非ウィスカー状チタン酸化合物をさらに含有する。これにより、耐摩耗性に優れた摩擦材とすることができる。ここで非ウィスカー状とは、アスペクト比3以上で、かつ繊維径が6μm以下の針状形状(ウィスカー状)ではないことを意味し、具体的には層状(鱗片状)、柱状、板状、フレーク状、粒子状などの形状が挙げられる。非ウィスカー状チタン酸化合物を含むことが、耐摩耗性に優れた効果を発揮できる観点から好ましい。   The friction material according to the present invention further contains a non-whisker-like titanate compound. Thereby, it can be set as the friction material excellent in abrasion resistance. Here, the non-whisker shape means that it is not a needle-like shape (whisker shape) having an aspect ratio of 3 or more and a fiber diameter of 6 μm or less. Examples of the shape include flakes and particles. It is preferable that a non-whisker-like titanic acid compound is contained from the viewpoint that an effect excellent in wear resistance can be exhibited.

非ウィスカー状チタン酸化合物(以下、「チタン酸化合物」とも記載する。)としては、チタン酸カリウム、チタン酸リチウム、チタン酸リチウムカリウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸マグネシウムカリウム、チタン酸バリウムなどが挙げられるが、耐摩耗性が向上する点から、チタン酸カリウム、チタン酸リチウムカリウム、チタン酸マグネシウムカリウムがより好ましい。これらは各々単独、または2種以上組み合わせて用いられる。   Non-whisker-like titanate compounds (hereinafter also referred to as “titanate compounds”) include potassium titanate, lithium titanate, lithium potassium titanate, sodium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, magnesium titanate. Although potassium, barium titanate, etc. are mentioned, potassium titanate, lithium potassium titanate, and magnesium potassium titanate are more preferable from the point that abrasion resistance improves. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明で用いる非ウィスカー状チタン酸カリウム(以下単に、「チタン酸カリウム」と称すこともある。)は、6チタン酸カリウム(KO・6TiO)、8チタン酸カリウム(KO・8TiO)が好ましい。 The non-whisker-like potassium titanate (hereinafter sometimes simply referred to as “potassium titanate”) used in the present invention is potassium titanate (K 2 O · 6TiO 2 ), potassium potassium titanate (K 2 O · 8TiO 2 ) is preferred.

チタン酸カリウムの形状としては層状、粒子状、板状、柱状などが挙げられ、中でも耐摩耗性の点から粒子状が好ましい。   Examples of the shape of potassium titanate include a layer shape, a particle shape, a plate shape, and a column shape. Among these, a particle shape is preferable from the viewpoint of wear resistance.

また、チタン酸カリウムの形状は、複数の凸部形状を有することが耐摩耗性の点から好ましい。ここで、複数の凸部形状を有するとは、チタン酸カリウムの平面への投影形状が少なくとも通常の多角形、円、楕円等とは異なり2方向以上に凸部を有する形状を取りうるものであることを意味する。具体的にはこの凸部とは、光学乃至電子顕微鏡等による写真(投影図)に多角形、円、楕円等(基本図形)を当てはめ、それに対して突出した部分に対応する部分を言う。複数の凸部形状を有するチタン酸カリウムの具体的3次元形状としては、ブーメラン状、十字架状、アメーバ状、種々の動植物の部分(例えば、手、角、葉等)又はその全体形状、あるいはそれらの類似形状、金平糖状、等が挙げられる。
中でも、チタン酸カリウムは複数の凸部形状を有する粒子状であることがより好ましい。このようなチタン酸カリウムとしては、例えば、国際公開第2008/123046号に記載されるチタン酸カリウム等を使用することができる。
Moreover, it is preferable from the point of abrasion resistance that the shape of potassium titanate has a some convex part shape. Here, having a plurality of convex shapes means that the shape projected onto the plane of potassium titanate can take a shape having convex portions in two or more directions, unlike at least normal polygons, circles, ellipses and the like. It means that there is. Specifically, the convex portion refers to a portion corresponding to a portion protruding with respect to a photo (projection drawing) taken with an optical or electron microscope or the like by applying a polygon, a circle, an ellipse or the like (basic figure). Specific three-dimensional shapes of potassium titanate having a plurality of convex shapes include a boomerang shape, a cross shape, an amoeba shape, various animal and plant parts (for example, hands, horns, leaves, etc.) or their entire shapes, or those And similar shapes, confetti, and the like.
Among these, potassium titanate is more preferably in the form of particles having a plurality of convex portions. As such potassium titanate, for example, potassium titanate described in International Publication No. 2008/123046 can be used.

本発明で用いる非ウィスカー状チタン酸リチウムカリウム(以下単に、「チタン酸リチウムカリウム」と称すこともある。)の形状としては、層状、柱状、板状などの形状が好ましく、効力安定化の点から層状であることが好ましい。   The shape of the non-whisker-like lithium potassium titanate (hereinafter sometimes simply referred to as “lithium potassium titanate”) used in the present invention is preferably a layered shape, a columnar shape, a plate-like shape, etc. It is preferable that it is lamellar.

また、チタン酸リチウムカリウムの分子式はKLiTiにおいてx=0.5〜0.7、y=0.27、z=1.73、w=3.85〜3.95などを使用することができる。 The molecular formula of the lithium titanate potassium x = 0.5 to 0.7 in K x Li y Ti z O w , y = 0.27, z = 1.73, w = 3.85~3.95 , etc. Can be used.

本発明で用いる非ウィスカー状チタン酸マグネシウムカリウム(以下単に、「チタン酸マグネシウムカリウム」と称すこともある。)の形状としては、層状、柱状、板状などの形状が好ましく、効力安定化の点から層状であることが好ましい。   The shape of the non-whisker-like magnesium potassium titanate (hereinafter sometimes simply referred to as “magnesium potassium titanate”) used in the present invention is preferably a layered shape, a columnar shape, a plate-like shape, etc. It is preferable that it is lamellar.

また、チタン酸マグネシウムカリウムの分子式はKx1Mgy1Tiz1w1においてx1=0.2〜0.7、y1=0.4、z1=1.6、w1=3.7〜3.95などを使用することができる。 The molecular formula of magnesium potassium titanate K x1 Mg y1 Ti z1 O w1 at x1 = 0.2~0.7, y1 = 0.4, z1 = 1.6, such as w1 = from 3.7 to 3.95 Can be used.

非ウィスカー状チタン酸化合物の平均粒径は1〜100μmであればよく、中でも1〜20μmであることが耐摩耗性の点から好ましい。平均粒径は、レーザー回折式粒度分布計により測定される値である。   The average particle diameter of the non-whisker-like titanic acid compound may be 1 to 100 μm, and in particular, 1 to 20 μm is preferable from the viewpoint of wear resistance. The average particle diameter is a value measured by a laser diffraction particle size distribution meter.

また、非ウィスカー状チタン酸化合物は、摩擦材の強度を向上させるという観点からその表面にシランカップリング剤等により表面処理が施されていてもよい。   Further, the non-whisker-like titanic acid compound may be subjected to a surface treatment with a silane coupling agent or the like from the viewpoint of improving the strength of the friction material.

本発明において非ウィスカー状チタン酸化合物の総含有量は、摩擦材全体に対して、1〜40質量%の範囲であることが摩擦材(パッド)摩耗量を減少させる点から好ましく、5〜35質量%がより好ましい。   In the present invention, the total content of the non-whisker-like titanate compound is preferably in the range of 1 to 40% by mass with respect to the entire friction material from the viewpoint of reducing the friction material (pad) wear, and 5 to 35. The mass% is more preferable.

本発明に係る摩擦材には、上記成分の他、繊維基材、摩擦調整材及び結合材を含む。
ただし本発明の摩擦材は銅成分を含有しない。なお、銅成分を含有しないとは、銅成分を、耐摩耗性などの機能を発現させるための有効成分としては含有しないという意味であり、例えば、摩擦材中に不可避的にわずかに含まれる不純物等としての銅成分をも含まないことまでを意味するものではない。
In addition to the above components, the friction material according to the present invention includes a fiber base material, a friction modifier, and a binder.
However, the friction material of the present invention does not contain a copper component. Note that the phrase “not containing a copper component” means that the copper component is not contained as an effective component for expressing a function such as wear resistance. For example, an impurity inevitably slightly contained in the friction material It does not mean that the copper component is not included.

本発明に係る摩擦材に含まれる繊維基材には、通常用いられる繊維基材を通常用いられる量で使用することができ、具体的には、有機繊維、無機繊維、金属繊維が使用されるが、銅成分を含む銅繊維や青銅繊維は使用しない。   For the fiber base material included in the friction material according to the present invention, a commonly used fiber base material can be used in a commonly used amount, and specifically, organic fiber, inorganic fiber, and metal fiber are used. However, copper fibers and bronze fibers containing copper components are not used.

有機繊維としては、例えば芳香族ポリアミド(アラミド)繊維、耐炎性アクリル繊維が使用され、無機繊維としては、例えばチタン酸カリウム繊維やアルミナ繊維等のセラミック繊維、生体溶解性無機繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、ロックウール等が使用され、また、金属繊維としては、例えばスチール繊維が使用される。これらは各々単独、または2種以上組み合わせて用いられる。また、摩擦材における繊維基材は摩擦材全体中、好ましくは1〜40質量%、より好ましくは、5〜25質量%用いられる。なお、かかる含有量には、上記の低融点金属繊維の含有量は含まれない。
中でも無機繊維としては生体溶解性無機繊維が人体への影響が少ない点から好ましい。このような生体溶解性無機繊維は、SiO−CaO−MgO系繊維やSiO−CaO−MgO−Al系繊維、SiO−MgO−SrO系繊維等の生体溶解性セラミック繊維や生体溶解性ロックウール等が挙げられる。
Examples of organic fibers include aromatic polyamide (aramid) fibers and flame-resistant acrylic fibers. Examples of inorganic fibers include ceramic fibers such as potassium titanate fibers and alumina fibers, biosoluble inorganic fibers, glass fibers, and carbon fibers. A fiber, rock wool, etc. are used, and steel fiber is used as a metal fiber, for example. These may be used alone or in combination of two or more. Further, the fiber base material in the friction material is used in the entire friction material, preferably 1 to 40% by mass, more preferably 5 to 25% by mass. In addition, content of said low melting-point metal fiber is not included in this content.
Among these, biosoluble inorganic fibers are preferable as inorganic fibers because they have little influence on the human body. Such bio-soluble inorganic fibers, SiO 2 -CaO-MgO-based fibers and SiO 2 -CaO-MgO-Al 2 O 3 fibers, biosoluble ceramic fibers or living body such as SiO 2 -MgO-SrO based fiber Examples include soluble rock wool.

生体溶解性無機繊維は、繊維径0.1〜20μm、繊維長100〜5000μmであることが好ましい。   The biosoluble inorganic fiber preferably has a fiber diameter of 0.1 to 20 μm and a fiber length of 100 to 5000 μm.

また、生体溶解性無機繊維は、摩擦材の強度を向上させるという観点からその表面にシランカップリング剤等により表面処理が施されていてもよい。   In addition, the surface of the biosoluble inorganic fiber may be surface-treated with a silane coupling agent or the like from the viewpoint of improving the strength of the friction material.

本発明の摩擦材に含まれる摩擦調整材には、無機充填材、有機充填材、研削材、固体潤滑材などを適宜混合することができる。   In the friction adjusting material included in the friction material of the present invention, an inorganic filler, an organic filler, an abrasive, a solid lubricant, and the like can be appropriately mixed.

無機充填材としては、上記非ウィスカー状チタン酸化合物以外に、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、バーミキュライト、マイカ等の無機材料や、アルミニウム、スズ、亜鉛等の金属粉末が挙げられる。これらは各々単独で、または2種以上組み合わせて用いられる。
本発明において、無機充填材は、摩擦材全体中、好ましくは1〜60質量%、より好ましくは、1〜50質量%用いられる。
Examples of the inorganic filler include inorganic materials such as barium sulfate, calcium carbonate, calcium hydroxide, vermiculite, and mica, and metal powders such as aluminum, tin, and zinc, in addition to the non-whisker-like titanate compound. These may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, the inorganic filler is used in the entire friction material, preferably 1 to 60% by mass, more preferably 1 to 50% by mass.

有機充填材としては各種ゴム粉末(生ゴム粉末、タイヤ粉末等)、カシューダスト、メラミンダスト等が挙げられる。これらは各々単独、または2種以上組み合わせて用いられる。
本発明において、有機充填材は、摩擦材全体中、好ましくは1〜15質量%、より好ましくは、1〜10質量%用いられる。
Examples of the organic filler include various rubber powders (raw rubber powder, tire powder, etc.), cashew dust, melamine dust and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, the organic filler is used in the entire friction material, preferably 1 to 15% by mass, more preferably 1 to 10% by mass.

研削材としてはアルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア、ケイ酸ジルコニウム、酸化クロム、四三酸化鉄(Fe)、クロマイト等が挙げられる。これらは各々単独、または2種以上組み合わせて用いられる。
本発明において、研削材は、摩擦材全体中、好ましくは5〜30質量%、より好ましくは、10〜30質量%用いられる。
Examples of the abrasive include alumina, silica, magnesia, zirconia, zirconium silicate, chromium oxide, triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ), and chromite. These may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, the abrasive is used in the entire friction material, preferably 5 to 30% by mass, more preferably 10 to 30% by mass.

固体潤滑材としては、黒鉛(グラファイト)、三硫化アンチモン、二硫化モリブデン、硫化スズ、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等が挙げられる。また、黒鉛の粒径は1〜1000μmが好ましい。これらは各々単独、または2種以上組み合わせて用いられる。
本発明において、固体潤滑材は、摩擦材全体中、好ましくは1〜20質量%、より好ましくは、3〜15質量%用いられる。
Examples of the solid lubricant include graphite (graphite), antimony trisulfide, molybdenum disulfide, tin sulfide, polytetrafluoroethylene (PTFE), and the like. The particle size of graphite is preferably 1 to 1000 μm. These may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, the solid lubricant is used in the entire friction material, preferably 1 to 20% by mass, and more preferably 3 to 15% by mass.

本発明に係る摩擦材に含まれる結合材としては、通常用いられる種々の結合材を用いることができる。具体的にはストレートフェノール樹脂、エラストマー等による各種変性フェノール樹脂、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が挙げられる。エラストマー変性フェノール樹脂としては、アクリルゴム変性フェノール樹脂やシリコーンゴム変性フェノール樹脂、NBRゴム変性フェノール樹脂等が挙げられる。なお、これらの結合材は単独または2種以上組み合わせて用いることができる。
また、摩擦材における結合材は摩擦材全体中、好ましくは5〜20質量%、より好ましくは、5〜15質量%用いられる。
As the binder contained in the friction material according to the present invention, various commonly used binders can be used. Specific examples include thermosetting resins such as straight phenol resins, various modified phenol resins such as elastomers, melamine resins, epoxy resins, and polyimide resins. Examples of the elastomer-modified phenol resin include acrylic rubber-modified phenol resin, silicone rubber-modified phenol resin, and NBR rubber-modified phenol resin. In addition, these binders can be used individually or in combination of 2 or more types.
Moreover, the binder in the friction material is preferably 5 to 20% by mass, more preferably 5 to 15% by mass in the entire friction material.

本発明に係る摩擦材の製造方法の具体的な態様としては、周知の製造工程により行うことができ、例えば、上記各成分を配合し、その配合物を通常の製法に従って予備成形、熱成形、加熱、研摩等の工程を経て摩擦材を作製することができる。
摩擦材を備えたブレーキパッドの製造における一般的な工程を以下に示す。
(a)板金プレスによりプレッシャプレートを所定の形状に成形する工程、
(b)上記プレッシャプレートに脱脂処理、化成処理及びプライマー処理を施す工程、
(c)繊維基材、摩擦調整材、及び結合材等の原料を配合し、撹拌により十分に均質化して、常温にて所定の圧力で成形して予備成形体を作製する工程、
(d)上記予備成形体と接着剤が塗布されたプレッシャプレートとを、所定の温度及び圧力を加えて両部材を一体に固着する熱成形工程、
(e)アフタキュアを行って、最終的に研摩、表面焼き、及び塗装等の仕上げ処理を施す工程。
As a specific aspect of the manufacturing method of the friction material according to the present invention, it can be performed by a known manufacturing process, for example, the above-mentioned components are blended, and the blend is preformed, thermoformed, according to a normal production method, A friction material can be produced through processes such as heating and polishing.
A general process in manufacturing a brake pad provided with a friction material is shown below.
(A) forming a pressure plate into a predetermined shape by a sheet metal press;
(B) a step of subjecting the pressure plate to a degreasing treatment, a chemical conversion treatment and a primer treatment;
(C) a step of blending raw materials such as a fiber base material, a friction modifier, and a binder, sufficiently homogenizing by stirring, and molding at a predetermined pressure at room temperature to prepare a preform,
(D) a thermoforming process in which the preform and the pressure plate coated with an adhesive are fixed together by applying a predetermined temperature and pressure;
(E) A step of performing after-curing and finally performing finishing treatment such as polishing, surface baking, and painting.

以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(原材料)
チタン酸カリウム1(複数の凸部形状を有するチタン酸カリウム):TERRACESS JP(大塚化学株式会社製)
チタン酸カリウム2(板状のチタン酸カリウム):TERRACESS TF−S(大塚化学株式会社製)
チタン酸リチウムカリウム(非ウィスカー状チタン酸リチウムカリウム):TERRACESS L−SS(大塚化学株式会社製)
チタン酸マグネシウムカリウム(非ウィスカー状チタン酸マグネシウムカリウム):TERRASESS P−S(大塚化学株式会社製)
生体溶解性無機繊維:Biostar600/70(株式会社ITM製)
(raw materials)
Potassium titanate 1 (potassium titanate having a plurality of convex shapes): TERRACESS JP (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.)
Potassium titanate 2 (plate-like potassium titanate): TERRACESS TF-S (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.)
Lithium potassium titanate (non-whisker-like lithium potassium titanate): TERRACESS L-SS (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.)
Magnesium potassium titanate (non-whiskered magnesium potassium titanate): TERRASESS PS (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.)
Biosoluble inorganic fiber: Biostar 600/70 (manufactured by ITM Co., Ltd.)

(実施例1〜15及び比較例1〜3)
(摩擦材の作製)
繊維基材、摩擦調整材、及び結合材を、表1に記載の配合割合でミキサーを用いて混合した後、予備成形型に投入し、20MPaで10秒間、常温での加圧により予備成形体を作製した。次いで、当該予備成形体を熱成形型に投入し、予め接着剤を塗布した金属板(プレッシャプレート)を重ね、150℃、40MPaで5分間加熱加圧成形を行った。得られた加熱加圧成形体に対して220℃で3時間熱処理を行い、所定の厚み(摩擦材の厚み11mm、プレッシャプレート厚み6mm)に研摩、表面焼き、塗装し、摩擦材A〜Rを得た。
(Examples 1-15 and Comparative Examples 1-3)
(Production of friction material)
After mixing the fiber base material, the friction modifier, and the binder at a blending ratio shown in Table 1 using a mixer, the mixture is put into a preforming mold and preformed by pressurization at room temperature for 10 seconds at 20 MPa. Was made. Next, the preform was put into a thermoforming mold, a metal plate (pressure plate) previously coated with an adhesive was layered thereon, and heat pressing was performed at 150 ° C. and 40 MPa for 5 minutes. The obtained heat and pressure molded body is heat-treated at 220 ° C. for 3 hours, polished, surface-baked and painted to a predetermined thickness (friction material thickness 11 mm, pressure plate thickness 6 mm). Obtained.

(摩擦試験)
上記方法により得られた摩擦材について、ダイナモ試験機を用いてJASO−C427に準拠して、ブレーキ温度100℃の制動1000回相当の摩擦材の摩耗量を評価した。結果を表1に示す。
評価基準は、摩耗量が0.1mm未満を◎、0.1〜0.2mmを○、0.2mmを超えると×とした。
(Friction test)
About the friction material obtained by the said method, according to JASO-C427 using the Dynamo testing machine, the abrasion loss of the friction material equivalent to 1000 times of brakings with a brake temperature of 100 degreeC was evaluated. The results are shown in Table 1.
The evaluation criteria were “A” when the wear amount was less than 0.1 mm, “B” when 0.1 to 0.2 mm, and “B” when it exceeded 0.2 mm.

(せん断強度)
JIS D4422に従い摩擦材のせん断強度を測定した(接着面積:50cm)。測定値はせん断破壊された時の応力を摩擦材の面積で割り単位面積当たりのせん断力(N/cm)を算出した。結果を表1に示す。
評価基準は、580N/cmを超える場合を◎、530〜580N/cmを○、400N/cm以上530N/cm未満を△とした。
(Shear strength)
The shear strength of the friction material was measured according to JIS D4422 (adhesion area: 50 cm 2 ). The measured value was calculated by dividing the stress at the time of shear fracture by the area of the friction material and calculating the shear force (N / cm 2 ) per unit area. The results are shown in Table 1.
Evaluation criteria of the case of more than 580N / cm 2 ◎, 530~580N / cm 2 to ○, was 400 N / cm 2 or more 530n / cm 2 less than the △.

Figure 0006235217
Figure 0006235217

実施例1〜15の摩擦材A〜Oは、非ウィスカー状チタン酸化合物と、低融点金属繊維であるアルミニウム繊維または亜鉛繊維を含有しており、低融点金属繊維を含有していない摩擦材Q(比較例2)と比較し、せん断強度が向上することが分かった。また、従来の銅繊維を含有する摩擦材P(比較例1)と同量の低融点金属繊維を含有することで、銅成分を含まなくても、摩擦材Pと同等のせん断強度を示した。一方、非ウィスカー状チタン酸化合物を含有しない摩擦材Q(比較例2)、摩擦材R(比較例3)と比較し、摩擦材A〜Oは耐摩耗性に優れていることが分かった。したがって、本発明によれば、非ウィスカー状チタン酸化合物と低融点金属繊維を含有することで、耐摩耗性とせん断強度に優れた摩擦材を得ることができる。   Friction materials A to O of Examples 1 to 15 include a non-whisker-like titanate compound and a low-melting-point metal fiber, an aluminum fiber or a zinc fiber, and a friction material Q that does not contain a low-melting-point metal fiber. It was found that the shear strength was improved as compared with (Comparative Example 2). Moreover, even if it did not contain a copper component, the shear strength equivalent to the friction material P was shown by containing the same amount of low melting metal fibers as the friction material P (comparative example 1) containing the conventional copper fiber. . On the other hand, as compared with the friction material Q (Comparative Example 2) and the friction material R (Comparative Example 3) that do not contain a non-whisker-like titanate compound, it was found that the friction materials A to O were excellent in wear resistance. Therefore, according to the present invention, a friction material excellent in wear resistance and shear strength can be obtained by containing the non-whisker-like titanate compound and the low melting point metal fiber.

本発明は、銅成分を用いることなく、優れた耐摩耗性、せん断強度を有する摩擦材を提供するものである。
本願発明に係る摩擦材は、環境に負荷をかけることなく、自動車、鉄道車両、各種産業機械等のディスクパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング等に好適に用いることができる。
The present invention provides a friction material having excellent wear resistance and shear strength without using a copper component.
The friction material according to the present invention can be suitably used for disk pads, brake linings, clutch facings and the like of automobiles, railway vehicles, various industrial machines and the like without imposing a burden on the environment.

Claims (4)

繊維基材、摩擦調整材及び結合材を含む摩擦材であって、非ウィスカー状チタン酸化合物と金属の融点が1000℃以下である低融点金属繊維とを含有し、前記低融点金属繊維の含有量が1.0〜7.0質量%であり、銅成分を含まない摩擦材。 A friction material comprising a fiber base material, a friction modifier and a binder, comprising a non-whisker-like titanic acid compound and a low-melting-point metal fiber having a melting point of 1000 ° C. or less, and containing the low-melting-point metal fiber A friction material having an amount of 1.0 to 7.0% by mass and containing no copper component. 前記低融点金属繊維が、アルミニウム及び亜鉛の少なくともいずれか一方の金属繊維である、請求項1に記載の摩擦材。   The friction material according to claim 1, wherein the low-melting-point metal fiber is at least one of aluminum and zinc. 前記非ウィスカー状チタン酸化合物が、チタン酸カリウム、チタン酸リチウムカリウム及びチタン酸マグネシウムカリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1または2に記載の摩擦材。   The friction material according to claim 1 or 2, wherein the non-whisker-like titanate compound is at least one selected from the group consisting of potassium titanate, lithium potassium titanate, and magnesium potassium titanate. 前記低融点金属繊維の平均繊維長が1〜10mmであり、平均繊維径が10〜500μmである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の摩擦材。   The friction material according to any one of claims 1 to 3, wherein the low-melting-point metal fiber has an average fiber length of 1 to 10 mm and an average fiber diameter of 10 to 500 µm.
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