JP5958624B2 - Non-asbestos friction material composition - Google Patents
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本発明は、ノンアスベスト摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材に関する。詳しくは、自動車などの制動に用いられるディスクブレーキパッドやブレーキライニングなどの摩擦材に適しており、銅の含有量が少ないため環境に優しく、高温における耐摩耗性に優れ、かつメタルキャッチの生成が少ないノンアスベスト摩擦材組成物、さらに該ノンアスベスト摩擦材組成物を用いた摩擦材及び摩擦部材に関する。 The present invention relates to a non-asbestos friction material composition, a friction material using the same, and a friction member. Specifically, it is suitable for friction materials such as disc brake pads and brake linings used for braking in automobiles, etc., and has a low copper content, so it is environmentally friendly, has excellent wear resistance at high temperatures, and generates metal catches. The present invention relates to a small amount of non-asbestos friction material composition, and further relates to a friction material and a friction member using the non-asbestos friction material composition.
自動車などには、その制動のためにディスクブレーキパッドやブレーキライニングなどの摩擦材が使用されている。摩擦材は、ディスクローターやブレーキドラムなどの対面材と摩擦することにより、制動の役割を果たしている。そのため、摩擦材には、高い摩擦係数と摩擦係数の安定性が求められるだけでなく、低温から高温にわたる広いブレーキ使用温度域において、パッド寿命が長いこと（耐摩耗性）が要求される。 In automobiles and the like, friction materials such as disc brake pads and brake linings are used for braking. The friction material plays a role of braking by rubbing against a facing material such as a disk rotor or a brake drum. Therefore, the friction material is required not only to have a high coefficient of friction and stability of the coefficient of friction, but also to have a long pad life (wear resistance) in a wide brake operating temperature range from a low temperature to a high temperature.
また、高温のブレーキ使用温度域では、摩擦材表面にメタルキャッチと呼ばれる金属摩耗粉の塊が生成し、ディスクローター及び摩擦材の摩耗量の増大、並びにブレーキの鳴きが発生することがある。そこで、高温での耐摩耗性向上及びメタルキャッチの抑制のために、摩擦材に金属硫化物を配合することが提案されている（特許文献１参照）。 Further, in a high temperature range where the brake is used, metal wear powder lumps called metal catches are generated on the surface of the friction material, and the wear amount of the disk rotor and the friction material may increase, and the brake may squeal. In view of this, it has been proposed to add metal sulfide to the friction material in order to improve wear resistance at high temperatures and suppress metal catches (see Patent Document 1).
一方、摩擦材には、結合材、繊維基材、無機充填材及び有機充填材などが含まれ、前記特性を発現させるために、一般的に、それぞれ１種類もしくは２種類以上を組み合わせたものが含まれる。繊維基材としては、有機繊維、金属繊維、無機繊維などが用いられ、耐摩耗性を向上させるために、金属繊維として銅及び銅合金の繊維が用いられている。また、摩擦材として、ノンアスベスト摩擦材が主流となっており、このノンアスベスト摩擦材には銅及び銅合金などが多量に使用されている。 On the other hand, the friction material includes a binder, a fiber base material, an inorganic filler, an organic filler, and the like, and in general, one or a combination of two or more types is used to develop the above characteristics. included. Organic fibers, metal fibers, inorganic fibers, and the like are used as the fiber base material, and copper and copper alloy fibers are used as the metal fibers in order to improve wear resistance. Non-asbestos friction materials are mainly used as friction materials, and copper, copper alloys, and the like are used in large amounts for the non-asbestos friction materials.
しかし、これら銅及び銅合金を含有する摩擦材は、制動時に生成する摩耗粉に銅を含み、河川、湖や海洋汚染などの原因となる可能性が示唆されているため、使用を抑制する動きが高まっている。そこで、銅及び銅合金などの金属を含有せず、酸化マグネシウムと黒鉛を摩擦材中に４５〜８０体積％含有し、酸化マグネシウムと黒鉛の比を１／１〜４／１とすることが提案されている（特許文献２参照）。 However, these friction materials containing copper and copper alloys contain copper in the wear powder generated during braking, and it has been suggested that this may cause river, lake, marine pollution, etc. Is growing. Therefore, it is proposed to contain 45-80% by volume of magnesium oxide and graphite in the friction material without containing metals such as copper and copper alloy, and to set the ratio of magnesium oxide and graphite to 1/1 to 4/1. (See Patent Document 2).
しかし、これまで開発されてきた銅及び銅合金の含有量が少ない摩擦材では、高温での耐摩耗性及びメタルキャッチの抑制を両立させることは困難であった。 However, it has been difficult to achieve both high-temperature wear resistance and suppression of metal catches with friction materials that have been developed so far with a low copper and copper alloy content.
そこで、本発明は、銅及び銅合金の含有量が少なくても、高温での耐摩耗性に優れ、かつメタルキャッチの生成が少ない摩擦材を与えることができるノンアスベスト摩擦材組成物、さらに該ノンアスベスト摩擦材組成物を用いた摩擦材及び摩擦部材を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a non-asbestos friction material composition that can provide a friction material that is excellent in wear resistance at high temperatures and generates little metal catch even when the content of copper and copper alloy is small, and It aims at providing the friction material and friction member using a non-asbestos friction material composition.
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、ノンアスベスト摩擦材組成物において、元素としての銅の含有量を一定以下とし、銅及び銅合金以外の金属繊維の含有量を一定以下とし、チタン酸塩を特定量含有し、さらに亜鉛粉を含有することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、下記のとおりである。
As a result of intensive studies, the present inventors have determined that the content of copper as an element is not more than a certain level in a non-asbestos friction material composition, the content of metal fibers other than copper and copper alloys is not more than a certain value, and titanium. The inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by containing a specific amount of an acid salt and further containing zinc powder, thereby completing the present invention.
That is, the present invention is as follows.
１．結合材、有機充填材、無機充填材及び繊維基材を含む摩擦材組成物であって、該摩擦材組成物中の銅の含有量が銅元素として５質量％以下であり、銅及び銅合金以外の金属繊維の含有量が０．５質量％以下であり、チタン酸塩及び亜鉛粉を含有し、該チタン酸塩の含有量が１０〜３５質量％であるノンアスベスト摩擦材組成物。
２．前記チタン酸塩が、燐片状、板状又は柱状である上記１に記載のノンアスベスト摩擦材組成物。
３．前記チタン酸塩が、チタン酸リチウムカリウム又はチタン酸マグネシウムカリウムである上記１又は２に記載のノンアスベスト摩擦材組成物。
４．前記亜鉛粉の含有量が、１〜１０質量％である上記１〜３のいずれかに記載のノンアスベスト摩擦材組成物。
５．上記１〜４のいずれかに記載のノンアスベスト摩擦材組成物を成形してなる摩擦材。
６．上記１〜４のいずれかに記載のノンアスベスト摩擦材組成物を成形してなる摩擦材と裏金とを用いて形成される摩擦部材。
1. A friction material composition comprising a binder, an organic filler, an inorganic filler, and a fiber base material, wherein the copper content in the friction material composition is 5% by mass or less as a copper element, and copper and a copper alloy A non-asbestos friction material composition containing 0.5% by mass or less of metal fibers other than the above, containing titanate and zinc powder, and containing 10 to 35% by mass of the titanate.
2. 2. The non-asbestos friction material composition according to 1 above, wherein the titanate has a flake shape, a plate shape, or a column shape.
3. 3. The non-asbestos friction material composition according to 1 or 2 above, wherein the titanate is lithium potassium titanate or magnesium potassium titanate.
4). 4. The non-asbestos friction material composition according to any one of 1 to 3, wherein the zinc powder content is 1 to 10% by mass.
5. 5. A friction material formed by molding the non-asbestos friction material composition according to any one of 1 to 4 above.
6). 5. A friction member formed using a friction material formed by molding the non-asbestos friction material composition according to any one of 1 to 4 and a back metal.
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物は、自動車用ディスクブレーキパッドやブレーキライニングなどの摩擦材に用いた際に、制動時に生成する摩耗粉中の銅が少ないことから環境に優しく、高温での耐摩耗性に優れ、かつメタルキャッチを抑制することができる。また、本発明のノンアスベスト摩擦材組成物を用いることにより、上記特性を有する摩擦材及び摩擦部材を提供できる。 The non-asbestos friction material composition of the present invention is environmentally friendly because it has less copper in the wear powder generated during braking when used in friction materials such as automotive disc brake pads and brake linings. It is excellent in wear and can suppress metal catch. Moreover, the friction material and friction member which have the said characteristic can be provided by using the non-asbestos friction material composition of this invention.
以下、本発明のノンアスベスト摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材について詳述する。
［ノンアスベスト摩擦材組成物］
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物は、結合材、有機充填材、無機充填材及び繊維基材を含む摩擦材組成物であって、該摩擦材組成物中の銅の含有量が銅元素として５質量％以下であり、銅及び銅合金以外の金属繊維の含有量が０．５質量％以下であり、チタン酸塩及び亜鉛粉を含有し、該チタン酸塩の含有量が１０〜３５質量％であることを特徴とする。
上記構成により、従来品と比較して制動時に生成する摩耗粉中の銅が少ないことから環境に優しく、高温での耐摩耗性に優れ、かつメタルキャッチを抑制できるという効果を発現することができる。
Hereinafter, the non-asbestos friction material composition of the present invention, the friction material using the same, and the friction member will be described in detail.
[Non-asbestos friction material composition]
The non-asbestos friction material composition of the present invention is a friction material composition including a binder, an organic filler, an inorganic filler, and a fiber base material, and the copper content in the friction material composition is as a copper element. 5 mass% or less, the content of metal fibers other than copper and copper alloy is 0.5 mass% or less, contains titanate and zinc powder, and the content of titanate is 10 to 35 mass%. %.
Due to the above configuration, the amount of copper in the wear powder generated during braking is less than that of conventional products, so that it is environmentally friendly, has excellent wear resistance at high temperatures, and can suppress the metal catch. .
（結合材）
結合材は、摩擦材組成物に含まれる有機充填材、無機充填材及び繊維基材などを一体化し、強度を与えるものである。本発明のノンアスベスト摩擦材組成物に含まれる結合材としては特に制限はなく、通常、摩擦材の結合材として用いられる熱硬化性樹脂を用いることができる。
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂；アクリルエラストマー分散フェノール樹脂及びシリコーンエラストマー分散フェノール樹脂等の各種エラストマー分散フェノール樹脂；アクリル変性フェノール樹脂、シリコーン変性フェノール樹脂、カシュー変性フェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂及びアルキルベンゼン変性フェノール樹脂等の各種変性フェノール樹脂などが挙げられ、これらを単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。特に、良好な耐熱性、成形性及び摩擦係数を与えることから、フェノール樹脂、アクリル変性フェノール樹脂、シリコーン変性フェノール樹脂及びアルキルベンゼン変性フェノール樹脂を用いることが好ましい。
(Binder)
The binding material integrates an organic filler, an inorganic filler, a fiber base, and the like contained in the friction material composition to give strength. There is no restriction | limiting in particular as a binder contained in the non-asbestos friction material composition of this invention, Usually, the thermosetting resin used as a binder of a friction material can be used.
Examples of the thermosetting resin include phenol resins; various elastomer-dispersed phenol resins such as acrylic elastomer-dispersed phenol resins and silicone elastomer-dispersed phenol resins; acrylic-modified phenol resins, silicone-modified phenol resins, cashew-modified phenol resins, and epoxy-modified phenols. Various modified phenol resins such as resins and alkylbenzene-modified phenol resins can be used, and these can be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable to use a phenol resin, an acrylic-modified phenol resin, a silicone-modified phenol resin, and an alkylbenzene-modified phenol resin because good heat resistance, moldability, and friction coefficient are given.
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物における結合材の含有量は、５〜２０質量％であることが好ましく、５〜１０質量％であることがより好ましい。結合材の含有量を５〜２０質量％の範囲とすることで、摩擦材の強度低下を抑制でき、また、摩擦材の気孔率が減少し、弾性率が高くなることによる鳴きなどの音振性能悪化を抑制できる。 The content of the binder in the non-asbestos friction material composition of the present invention is preferably 5 to 20% by mass, and more preferably 5 to 10% by mass. By making the content of the binder in the range of 5 to 20% by mass, it is possible to suppress a decrease in the strength of the friction material, and to reduce the porosity of the friction material and to increase the elastic modulus. Performance deterioration can be suppressed.
（有機充填材）
有機充填材は、摩擦材の音振性能や耐摩耗性などを向上させるための摩擦調整剤として含まれるものである。本発明のノンアスベスト摩擦材組成物に含まれる有機充填材としては、上記性能を発揮できるものであれば特に制限はなく、通常、有機充填材として用いられる、カシューダストやゴム成分などを用いることができる。
上記カシューダストは、カシューナッツシェルオイルを硬化させたものを粉砕して得られる、通常、摩擦材に用いられるものであればよい。
上記ゴム成分としては、例えば、タイヤゴム、天然ゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、二トリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が挙げられ、これらを単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。また、カシューダストとゴム成分とを併用してもよく、カシューダストをゴム成分で被覆したものを用いてもよいが、音振性能の観点から、カシューダストとゴム成分とを併用することが好ましい。
(Organic filler)
The organic filler is included as a friction modifier for improving the sound vibration performance and wear resistance of the friction material. The organic filler contained in the non-asbestos friction material composition of the present invention is not particularly limited as long as it can exhibit the above performance, and usually uses cashew dust, rubber components, etc., which are used as an organic filler. Can do.
The cashew dust is not particularly limited as long as it is obtained by pulverizing a hardened cashew nut shell oil and is usually used for a friction material.
Examples of the rubber component include tire rubber, natural rubber, acrylic rubber, isoprene rubber, polybutadiene rubber (BR), nitrile butadiene rubber (NBR), styrene butadiene rubber (SBR), and the like. More than one type can be used in combination. In addition, cashew dust and a rubber component may be used in combination, or cashew dust coated with a rubber component may be used, but from the viewpoint of sound vibration performance, it is preferable to use cashew dust and a rubber component in combination. .
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物における有機充填材の含有量は、１〜２０質量％であることが好ましく、１〜１０質量％であることがより好ましく、３〜８質量％であることがさらに好ましい。有機充填材の含有量を１〜２０質量％の範囲とすることで、摩擦材の弾性率が高くなることによる鳴きなどの音振性能の悪化を避けることができ、また耐熱性の悪化、熱履歴による強度低下を避けることができる。また、カシューダストとゴム成分とを併用する場合、カシューダストとゴム成分とは、質量比で２：１〜１０：１の割合であることが好ましく、３：１〜９：１であることがより好ましく、３：１〜８：１であることがさらに好ましい。 The content of the organic filler in the non-asbestos friction material composition of the present invention is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, and 3 to 8% by mass. Further preferred. By setting the content of the organic filler in the range of 1 to 20% by mass, it is possible to avoid deterioration of sound vibration performance such as squeal due to an increase in the elastic modulus of the friction material, deterioration of heat resistance, heat It is possible to avoid a decrease in strength due to history. Moreover, when using cashew dust and a rubber component together, it is preferable that cashew dust and a rubber component are the ratio of 2: 1-10: 1 by mass ratio, and it is 3: 1-9: 1. More preferably, it is 3: 1 to 8: 1.
（無機充填材）
無機充填材は、摩擦材の耐熱性の悪化を避けるための摩擦調整剤として含まれるものである。
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物は、高温での耐摩耗性の向上、及びメタルキャッチの抑制のため、無機充填材として、チタン酸塩を必須成分として含有する。前記チタン酸塩としては、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等を用いることができる。チタン酸カリウムとしては、例えば、Ｋ２Ｏ・６ＴｉＯ２、Ｋ２Ｏ・８ＴｉＯ２等が挙げられる。チタン酸リチウムカリウムとしては、例えば、チタン源とリチウム源とカリウム源とを混合して製造したＫ0.3-0.7Ｌｉ0.27Ｔｉ1.73Ｏ3.8-3.95で表される組成のものなどが挙げられる。チタン酸マグネシウムカリウムとしては、例えば、チタン源とマグネシウム源とカリウム源とを混合して製造したＫ0.2-0.7Ｍｇ0.4Ｔｉ1.6Ｏ3.7-3.95で表される組成のものなどが挙げられる。
これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。中でも、高温での耐摩耗性を向上させることから、チタン酸リチウムカリウム又はチタン酸マグネシウムカリウムが好ましい。
(Inorganic filler)
The inorganic filler is included as a friction modifier for avoiding deterioration of the heat resistance of the friction material.
The non-asbestos friction material composition of the present invention contains titanate as an essential component as an inorganic filler for improving wear resistance at high temperatures and suppressing metal catch. As said titanate, potassium titanate, lithium potassium titanate, magnesium potassium titanate, etc. can be used. The potassium titanate, for example, K 2 O · 6TiO 2, K 2 O · 8TiO 2 , and the like. Examples of the lithium potassium titanate include those having a composition represented by K 0.3-0.7 Li 0.27 Ti 1.73 O 3.8-3.95 produced by mixing a titanium source, a lithium source, and a potassium source. The titanate magnesium potassium, for example, those having a composition represented by K 0.2-0.7 Mg 0.4 Ti 1.6 O 3.7-3.95 prepared by mixing a titanium source and a magnesium source and potassium source.
These can be used alone or in combination of two or more. Among these, lithium potassium titanate or magnesium potassium titanate is preferable because it improves wear resistance at high temperatures.
前記チタン酸塩の形状としては、繊維状、柱状、板状、粒子状又は鱗片状のものを用いることができ、これらを単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
チタン酸塩の形状は、例えば走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）観察から解析することが出来る。
ここで、チタン酸塩の形状についての定義の一例を記載する。ここでは、チタン酸塩に外接する直方体のうち最小の体積をもつ直方体（外接直方体）の最も長い辺を長径Ｌ、次に長い辺を短径Ｂ、最も短い辺を厚さＴとして（Ｂ＞Ｔとする）、チタン酸塩の形状をアスペクト比（Ｌ／Ｔ、Ｌ／Ｂ）で定義する。
繊維状のチタン酸塩とは、Ｌ／Ｔが１０よりも大きく、Ｌ／Ｂが１０よりも大きいチタン酸塩である。例えば、ティスモＤ、ティスモＮ（いずれも、大塚化学株式会社製）等が挙げられる。
柱状のチタン酸塩とは、Ｌ／Ｔ＝２〜１０、Ｌ／Ｂ＝２〜１０であるチタン酸塩である。例えば、ＴＯＦＩＸ−Ｓ（東邦マテリアル株式会社製）などが挙げられる。
板状のチタン酸塩とは、Ｌ／Ｔが１０よりも大きく、Ｌ／Ｂが１０よりも小さいチタン酸塩である。例えば、ＴＸＡＸ−Ａ、ＴＸＡＸ−ＭＡ、ＴＸＡＸ−ＫＡ、ＴＸＡＸ−ＣＴ（いずれも、株式会社クボタ製）等が挙げられる。
粒子状のチタン酸塩とは、Ｌ／Ｔが１０よりも小さく、Ｌ／Ｂが２よりも小さいチタン酸塩である。例えば、ＴＯＦＩＸ−ＳＧＬ（東邦マテリアル株式会社製）、ＧＴＸ−Ｃ（株式会社クボタ製）等が挙げられる。また、粒子状のチタン酸塩のうち、鱗のような薄板状の形状のものを鱗片状のチタン酸塩といい、例えば、テラセスＰＳ、テラセスＰＭ、テラセスＬ、テラセスＴＦ−Ｓ（いずれも、大塚化学株式会社製）等が挙げられる。
中でも、高温の耐摩耗性をより向上させるために、燐片状、柱状又は板状のものを用いることが好ましい。また、平均粒子径が１〜５０μｍ、比表面積が０．５〜１０ｍ２／ｇのものが好ましい。平均粒子径は例えば、メジアン径で表され、メジアン径とは、レーザー回折法の体積分布から求めた５０％径をいう。また、比表面積は吸着ガスとして窒素ガスを用いたＢＥＴ法等により求めることができる。
As the shape of the titanate, a fiber, a column, a plate, a particle or a scale can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.
The shape of the titanate can be analyzed, for example, by observation with a scanning electron microscope (SEM).
Here, an example of the definition about the shape of titanate will be described. Here, of the rectangular parallelepipeds circumscribing the titanate, the longest side of the rectangular parallelepiped having the smallest volume (the circumscribed rectangular parallelepiped) is the longest diameter L, the longest side is the shortest diameter B, and the shortest side is the thickness T (B> T), and the shape of the titanate is defined by the aspect ratio (L / T, L / B).
The fibrous titanate is a titanate having an L / T larger than 10 and an L / B larger than 10. For example, Tismo D, Tismo N (both manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
The columnar titanate is a titanate having L / T = 2 to 10 and L / B = 2 to 10. For example, TOFIX-S (manufactured by Toho Material Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
The plate-like titanate is a titanate having L / T larger than 10 and L / B smaller than 10. For example, TXAX-A, TXAX-MA, TXAX-KA, TXAX-CT (all manufactured by Kubota Corporation) and the like can be mentioned.
The particulate titanate is a titanate having an L / T smaller than 10 and an L / B smaller than 2. For example, TOFIX-SGL (manufactured by Toho Material Co., Ltd.), GTX-C (manufactured by Kubota Co., Ltd.) and the like can be mentioned. Further, among the particulate titanates, those having a thin plate shape such as a scale are referred to as scaly titanates. For example, Terraces PS, Terraces PM, Terraces L, Terraces TF-S (both are Otsuka Chemical Co., Ltd.).
Among these, in order to further improve the high-temperature wear resistance, it is preferable to use a scaly, columnar or plate-like one. Moreover, an average particle diameter of 1-50 micrometers and a specific surface area of 0.5-10 m < 2 > / g are preferable. The average particle diameter is expressed by, for example, the median diameter, and the median diameter is a 50% diameter obtained from the volume distribution of the laser diffraction method. The specific surface area can be determined by a BET method using nitrogen gas as an adsorption gas.
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物におけるチタン酸塩の含有量は、高温での耐摩耗性の向上、及びメタルキャッチの抑制の観点から、１０〜３５質量％であり、１３〜２４質量％であることが好ましく、１４〜２０質量％であることがより好ましい。前記チタン酸塩の含有量が１０質量％未満の場合、耐摩耗性が悪化し、メタルキャッチが生成しやすい傾向がある。また、含有量が３５質量％を超える場合、耐摩耗性の悪化及び摩擦係数の低下、さらにメタルキャッチが生成しやすい傾向がある。 The content of titanate in the non-asbestos friction material composition of the present invention is 10 to 35% by mass and 13 to 24% by mass from the viewpoint of improvement of wear resistance at high temperature and suppression of metal catch. It is preferable that it is 14 to 20% by mass. When content of the said titanate is less than 10 mass%, abrasion resistance deteriorates and there exists a tendency for a metal catch to produce | generate easily. Moreover, when content exceeds 35 mass%, there exists a tendency for abrasion resistance to deteriorate, a friction coefficient to fall, and also a metal catch to be easy to produce | generate.
本発明のノンアスベスト摩擦材用組成物は、上記チタン酸塩以外の無機充填材をさらに含有することができる。含有することができる無機充填材としては、通常、摩擦材に用いられる無機充填材であれば特に制限はない。
上記無機充填材としては、例えば、硫化錫、二硫化モリブデン、硫化鉄、三硫化アンチモン、硫化ビスマス、硫化亜鉛、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、ドロマイト、コークス、黒鉛、マイカ、酸化鉄、バーミキュライト、硫酸カルシウム、タルク、クレー、ゼオライト、ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、ムライト、クロマイト、酸化チタン、酸化マグネシウム、シリカ、酸化鉄、γ−アルミナなどの活性アルミナ等を用いることができ、これらを単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。対面材への攻撃性低下の観点から、黒鉛、硫化錫、硫酸バリウムを含有することが好ましく、摩擦係数向上の観点から、酸化ジルコニウムを含有することが好ましい。
The composition for non-asbestos friction materials of the present invention can further contain an inorganic filler other than the titanate. The inorganic filler that can be contained is not particularly limited as long as it is usually an inorganic filler used for a friction material.
Examples of the inorganic filler include tin sulfide, molybdenum disulfide, iron sulfide, antimony trisulfide, bismuth sulfide, zinc sulfide, calcium hydroxide, calcium oxide, sodium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, dolomite, Active alumina such as coke, graphite, mica, iron oxide, vermiculite, calcium sulfate, talc, clay, zeolite, zirconium silicate, zirconium oxide, mullite, chromite, titanium oxide, magnesium oxide, silica, iron oxide, γ-alumina, etc. These can be used singly or in combination of two or more. From the viewpoint of reducing the aggressiveness to the facing material, it is preferable to contain graphite, tin sulfide, and barium sulfate, and from the viewpoint of improving the friction coefficient, it is preferable to contain zirconium oxide.
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物における無機充填材の含有量は、３０〜８０質量％であることが好ましく、４０〜８０質量％であることがより好ましく、６０〜８０質量％であることがさらに好ましい。無機充填材の含有量を３０〜８０質量％の範囲とすることで、耐熱性の悪化を避けることができる。なお、上記無機充填材の含有量には、前記チタン酸塩の含有量が含まれる。 The content of the inorganic filler in the non-asbestos friction material composition of the present invention is preferably 30 to 80% by mass, more preferably 40 to 80% by mass, and 60 to 80% by mass. Further preferred. By making content of an inorganic filler into the range of 30-80 mass%, deterioration of heat resistance can be avoided. The content of the inorganic filler includes the content of the titanate.
（繊維基材）
繊維基材は、摩擦材において補強作用を示すものである。
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物には、通常、繊維基材として用いられる、無機繊維、金属繊維、有機繊維、炭素系繊維等を用いることができ、これらを単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。ここでいう繊維基材には上述したチタン酸塩の繊維状のものは含まない。
(Fiber substrate)
The fiber base material exhibits a reinforcing action in the friction material.
In the non-asbestos friction material composition of the present invention, inorganic fibers, metal fibers, organic fibers, carbon fibers, etc., which are usually used as fiber base materials, can be used alone or in combination of two or more. Can be used. The fiber substrate here does not include the above-mentioned titanate fiber.
上記無機繊維としては、セラミック繊維、生分解性セラミック繊維、鉱物繊維、ガラス繊維、シリケート繊維等を用いることができ、単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
なお、ここでいう鉱物繊維とは、スラグウール等の高炉スラグ、バサルトファイバー等の玄武岩、その他の天然岩石等を主成分として溶融紡糸した人造無機繊維であり、Ａｌ元素を含む天然鉱物であることがより好ましい。具体的には、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＦｅＯ、Ｎａ２Ｏ等が含まれるもの、又はこれら化合物が単独で又は２種類以上含有されるものを用いることができ、より好ましくはこれらのうちＡｌ元素を含むものを、鉱物繊維として用いることができる。摩擦材組成物中に含まれる鉱物繊維全体の平均繊維長が大きくなるほど摩擦材組成物中の各成分との接着強度が低下する傾向があるため、鉱物繊維全体の平均繊維長は５００μｍ以下が好ましい。より好ましくは、１００〜４００μｍである。ここで、平均繊維長とは、該当する全ての繊維の長さの平均値を示した数平均繊維長のことをいう。例えば２００μｍの平均繊維長とは、摩擦材組成物原料として用いる鉱物繊維を無作為に５０個選択し、光学顕微鏡で繊維長を測定し、その平均値が２００μｍであることを示す。
本発明で用いられる鉱物繊維は、人体有害性の観点で生体溶解性であることが好ましい。ここでいう生体溶解性の鉱物繊維とは、人体内に取り込まれた場合でも短時間で一部分解され体外に排出される特徴を有する鉱物繊維である。具体的には、化学組成がアルカリ酸化物、アルカリ土類酸化物総量（ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウムの酸化物の総量）が１８質量％以上で、且つ呼吸による短期バイオ永続試験で、２０μｍ以上の繊維の質量半減期が４０日以内又は腹膜内試験で過度の発癌性の証拠がないか又は長期呼吸試験で関連の病原性や腫瘍発生がないことを満たす繊維を示す（ＥＵ指令９７／６９／ＥＣのＮｏｔａ Ｑ（発癌性適用除外））。このような生体分解性鉱物繊維としては、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＭｇＯ−ＦｅＯ−Ｎａ２Ｏ系繊維等が挙げられ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＦｅＯ、Ｎａ２Ｏ等を任意の組み合わせで含有した繊維が挙げられる。市販品としてはＬＡＰＩＮＵＳＦＩＢＥＲＳ Ｂ．Ｖ製のＲｏｘｕｌシリーズなどが挙げられる。「Ｒｏｘｕｌ」は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＦｅＯ、Ｎａ２Ｏ等が含まれる。
As said inorganic fiber, a ceramic fiber, a biodegradable ceramic fiber, a mineral fiber, glass fiber, a silicate fiber etc. can be used, It can use individually or in combination of 2 or more types.
The mineral fiber referred to here is a man-made inorganic fiber melt-spun mainly composed of blast furnace slag such as slag wool, basalt such as basalt fiber, and other natural rocks, and is a natural mineral containing Al element. Is more preferable. Specifically, those containing SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, FeO, Na 2 O, or the like, or those containing one or more of these compounds can be used, more preferably. Among them, those containing Al element can be used as mineral fibers. Since the adhesive strength with each component in the friction material composition tends to decrease as the average fiber length of the entire mineral fiber contained in the friction material composition increases, the average fiber length of the entire mineral fiber is preferably 500 μm or less. . More preferably, it is 100-400 micrometers. Here, the average fiber length refers to a number average fiber length indicating an average value of the lengths of all corresponding fibers. For example, the average fiber length of 200 μm indicates that 50 mineral fibers used as a friction material composition raw material are randomly selected, the fiber length is measured with an optical microscope, and the average value is 200 μm.
The mineral fiber used in the present invention is preferably biosoluble from the viewpoint of human harm. The term “biosoluble mineral fiber” as used herein refers to a mineral fiber having a characteristic that even if it is taken into the human body, it is partially decomposed and discharged outside the body in a short time. Specifically, the chemical composition is alkali oxide, alkaline earth oxide total amount (total amount of sodium, potassium, calcium, magnesium, barium oxide) is 18% by mass or more, and in a short-term biopermanent test by respiration, A fiber that has a mass half-life of 20 μm or more within 40 days or no evidence of excessive carcinogenicity in an intraperitoneal test or that has no associated pathogenicity or tumor development in a long-term respiratory test (EU Directive 97 / 69 / EC Nota Q (carcinogenic exclusion)). Examples of such biodegradable mineral fibers include SiO 2 —Al 2 O 3 —CaO—MgO—FeO—Na 2 O fibers and the like, and include SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, FeO, Na. Examples thereof include fibers containing 2 O or the like in any combination. As a commercial product, LAPINUSFIBERS B.M. For example, V Roxul series. “Roxul” includes SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, FeO, Na 2 O and the like.
上記金属繊維としては、耐クラック性及び耐摩耗性の向上のため、銅又は銅合金の繊維を用いることができる。ただし、銅又は銅合金の繊維を含有させる場合、環境への優しさを考慮すると、該摩擦材組成物における銅全体の含有量は、銅元素として５質量％以下の範囲であることを要する。
銅又は銅合金の繊維としては、銅繊維、黄銅繊維、青銅繊維などを用いることができ、これらを単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
As the metal fibers, copper or copper alloy fibers can be used to improve crack resistance and wear resistance. However, when the copper or copper alloy fiber is included, the content of the entire copper in the friction material composition needs to be in the range of 5% by mass or less as the copper element in consideration of environmental friendliness.
As the fiber of copper or copper alloy, copper fiber, brass fiber, bronze fiber, or the like can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.
また、上記金属繊維として、摩擦係数向上、耐クラック性の観点から銅及び銅合金以外の金属繊維を用いてもよいが、耐摩耗性の向上及びメタルキャッチ抑制の観点から、含有量が０．５質量％以下であることを要する。摩擦係数の向上の割には耐摩耗性の向上効果及びメタルキャッチの抑制効果が低いため、銅及び銅合金以外の金属繊維を含有しないこと（含有量０質量％）が好ましい。
銅及び銅合金以外の金属繊維としては、例えば、アルミニウム、鉄、亜鉛、錫、チタン、ニッケル、マグネシウム、シリコン等の金属単体又は合金形態の繊維や、鋳鉄繊維などの金属を主成分とする繊維が挙げられ、これらを単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
Moreover, as said metal fiber, you may use metal fibers other than copper and a copper alloy from a viewpoint of a friction coefficient improvement and crack resistance, However, From a viewpoint of a wear-resistant improvement and metal catch suppression, content is 0.00. It needs to be 5% by mass or less. Since the effect of improving wear resistance and the effect of suppressing metal catch are low for the improvement of the friction coefficient, it is preferable not to contain metal fibers other than copper and copper alloy (content 0 mass%).
Examples of metal fibers other than copper and copper alloys include fibers in the form of simple metals or alloys such as aluminum, iron, zinc, tin, titanium, nickel, magnesium, and silicon, and fibers mainly composed of metals such as cast iron fibers. These can be used alone or in combination of two or more.
上記有機繊維としては、アラミド繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、フェノール樹脂繊維（架橋構造を有する）等を用いることができ、これらを単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。有機繊維としては、耐摩耗性の観点からアラミド繊維を用いることが好ましい。
上記炭素系繊維としては、耐炎化繊維、ピッチ系炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、活性炭繊維等を用いることができ、これらを単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
As said organic fiber, an aramid fiber, a cellulose fiber, an acrylic fiber, a phenol resin fiber (having a crosslinked structure), etc. can be used, and these can be used individually or in combination of 2 or more types. As the organic fiber, an aramid fiber is preferably used from the viewpoint of wear resistance.
As the carbon-based fiber, flame-resistant fiber, pitch-based carbon fiber, PAN-based carbon fiber, activated carbon fiber, or the like can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物における繊維基材の含有量は、摩擦材組成物において５〜４０質量％であることが好ましく、５〜２０質量％であることがより好ましく、５〜１８質量％であることがさらに好ましい。繊維基材の含有量を５〜４０質量％の範囲とすることで、摩擦材としての最適な気孔率が得られ、鳴き防止ができ、適正な材料強度が得られ、耐摩耗性を発現し、成形性を向上させることができる。なお、上記繊維基材の含有量には、銅又は銅合金の金属繊維の含有量が含まれる。 The content of the fiber base material in the non-asbestos friction material composition of the present invention is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and 5 to 18% by mass in the friction material composition. % Is more preferable. By setting the content of the fiber base in the range of 5 to 40% by mass, an optimum porosity as a friction material can be obtained, squeal can be prevented, an appropriate material strength can be obtained, and wear resistance can be exhibited. The moldability can be improved. In addition, content of the metal fiber of copper or a copper alloy is contained in content of the said fiber base material.
（亜鉛粉）
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物は、亜鉛粉を必須成分とする。本発明のノンアスベスト摩擦材組成物における亜鉛粉の含有量は、０．２〜１５質量％であることが好ましく、１〜１０質量％であることがより好ましく、１〜６質量％であることがさらに好ましく、２〜５質量％であることが特に好ましい。亜鉛粉の含有量を０．２〜１５質量％、より好ましくは１〜１０質量％とすることで、優れた耐摩耗性を示す。
亜鉛粉の平均粒子径は、耐摩耗性の観点から、０．１〜１５０μｍであることが好ましく、０．１〜１００μｍであることがより好ましく、０．１〜５０μｍであることがさらに好ましい。
(Zinc powder)
The non-asbestos friction material composition of the present invention contains zinc powder as an essential component. The content of zinc powder in the non-asbestos friction material composition of the present invention is preferably 0.2 to 15% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, and 1 to 6% by mass. Is more preferable, and it is especially preferable that it is 2-5 mass%. By setting the content of zinc powder to 0.2 to 15% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, excellent wear resistance is exhibited.
The average particle diameter of the zinc powder is preferably 0.1 to 150 μm, more preferably 0.1 to 100 μm, and further preferably 0.1 to 50 μm from the viewpoint of wear resistance.
（その他の材料）
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物は、前記の結合材、有機充填材、無機充填材、繊維基材、亜鉛粉以外に、必要に応じてその他の材料を配合することができる。
例えば、本発明のノンアスベスト摩擦材組成物における銅全体の含有量が、銅元素として５質量％以下となる範囲で、銅粉、黄銅粉、青銅粉等の金属粉末などを配合することができる。また、耐摩耗性の観点から、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系ポリマーのような有機添加剤などを配合することができる。
(Other materials)
The non-asbestos friction material composition of this invention can mix | blend other materials as needed other than the said binder, an organic filler, an inorganic filler, a fiber base material, and zinc powder.
For example, metal powder such as copper powder, brass powder, bronze powder, etc. can be blended within a range where the total copper content in the non-asbestos friction material composition of the present invention is 5% by mass or less as copper element. . From the viewpoint of wear resistance, for example, an organic additive such as a fluorine-based polymer such as PTFE (polytetrafluoroethylene) can be blended.
［摩擦材及び摩擦部材］
また、本発明は、上述のノンアスベスト摩擦材組成物を用いた摩擦材及び摩擦部材を提供する。
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物は、これを成形することにより、自動車などのディスクブレーキパッドやブレーキライニングなどの摩擦材として使用することができる。本発明の摩擦材は高温での耐摩耗性が良好であり、また良好なメタルキャッチ抑制効果を示すため、制動時に負荷の大きいディスクブレーキパッドの摩擦材に好適である。
さらに、上記摩擦材を用いることにより、該摩擦材が摩擦面となるように形成した摩擦部材を得ることができる。摩擦材を用いて形成することができる摩擦部材としては、例えば、下記の構成などが挙げられる。
[Friction material and friction member]
The present invention also provides a friction material and a friction member using the above-described non-asbestos friction material composition.
By molding the non-asbestos friction material composition of the present invention, it can be used as a friction material for disc brake pads and brake linings for automobiles. Since the friction material of the present invention has good wear resistance at high temperatures and exhibits a good metal catch suppressing effect, it is suitable as a friction material for a disk brake pad having a large load during braking.
Furthermore, by using the friction material, a friction member formed so that the friction material becomes a friction surface can be obtained. Examples of the friction member that can be formed using the friction material include the following configurations.
（１）摩擦材のみの構成。
（２）裏金と、該裏金の上に摩擦面となる本発明の摩擦材組成物からなる摩擦材とを有する構成。
（３）上記（２）の構成において、裏金と摩擦材との間に、裏金の接着効果を高めるための表面改質を目的としたプライマー層、及び、裏金と摩擦材との接着を目的とした接着層をさらに介在させた構成。
上記裏金は、摩擦部材の機械的強度の向上のために、通常、摩擦部材として用いるものであり、材質としては、金属又は繊維強化プラスチック等を用いることができ、例えば、鉄、ステンレス、無機繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック等が挙げられる。プライマー層及び接着層としては、通常、ブレーキシューなどの摩擦部材に用いられるものであればよい。
(1) Configuration of friction material only.
(2) The structure which has a back metal and the friction material which consists of a friction material composition of this invention used as a friction surface on this back metal.
(3) In the configuration of (2) above, between the back metal and the friction material, a primer layer for the purpose of surface modification for enhancing the adhesion effect of the back metal, and for the purpose of bonding the back metal and the friction material A configuration in which an adhesive layer is further interposed.
The backing metal is usually used as a friction member in order to improve the mechanical strength of the friction member. As the material, metal or fiber reinforced plastic can be used, for example, iron, stainless steel, inorganic fiber, etc. Examples thereof include reinforced plastic and carbon fiber reinforced plastic. The primer layer and the adhesive layer may be those used for friction members such as brake shoes.
本発明の摩擦材は、一般に使用されている方法を用いて製造することができ、本発明のノンアスベスト摩擦材組成物を成形して、好ましくは加熱加圧成形して製造される。
具体的には、本発明のノンアスベスト摩擦材組成物を、レディーゲミキサー、加圧ニーダー、アイリッヒミキサー等の混合機を用いて均一に混合し、この混合物を成形金型にて予備成形し、得られた予備成形物を成形温度１３０℃〜１６０℃、成形圧力２０〜５０ＭＰａの条件で２〜１０分間で成形し、得られた成形物を１５０〜２５０℃で２〜１０時間熱処理する。必要に応じて塗装、スコーチ処理、研磨処理を行うことによって摩擦材を製造することができる。
The friction material of the present invention can be produced by a generally used method, and is produced by molding the non-asbestos friction material composition of the present invention, preferably by hot pressing.
Specifically, the non-asbestos friction material composition of the present invention is uniformly mixed using a mixer such as a Readyge mixer, a pressure kneader, or an Eirich mixer, and this mixture is preformed in a molding die. The obtained preform is molded for 2 to 10 minutes under the conditions of a molding temperature of 130 ° C. to 160 ° C. and a molding pressure of 20 to 50 MPa, and the obtained molded product is heat-treated at 150 to 250 ° C. for 2 to 10 hours. A friction material can be manufactured by performing coating, scorch treatment, and polishing treatment as necessary.
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物は、高温での耐摩耗性やメタルキャッチ抑制などに優れるため、ディスクブレーキパッドやブレーキライニングなどの摩擦部材の「上張り材」として有用であるが、摩擦部材の「下張り材」として成形して用いることもできる。
なお、「上張り材」とは、摩擦部材の摩擦面となる摩擦材であり、「下張り材」とは、摩擦部材の摩擦面となる摩擦材と裏金との間に介在する、摩擦材と裏金との接着部付近の剪断強度、耐クラック性向上を目的とした層のことである。
Since the non-asbestos friction material composition of the present invention is excellent in wear resistance at high temperatures and metal catch suppression, it is useful as a “upholstery material” for friction members such as disc brake pads and brake linings. It can also be molded and used as an “underlaying material”.
The “upper material” is a friction material that becomes the friction surface of the friction member, and the “underlay material” is a friction material that is interposed between the friction material that becomes the friction surface of the friction member and the back metal. It is a layer for the purpose of improving the shear strength and crack resistance in the vicinity of the adhesion part with the back metal.
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何ら制限を受けるものではない。
なお、実施例及び比較例に示す評価は次のように行った。
The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
In addition, evaluation shown to an Example and a comparative example was performed as follows.
（１）高温の耐摩耗性の評価
耐摩耗性は、制動前ブレーキ温度５００℃、制動前速度６０ｋｍ／ｈ、減速度０．３Ｇで１０００回制動を行い、試験前後の摩擦材厚みから、摩擦材の摩耗量を算出した。
(1) Evaluation of high-temperature wear resistance Wear resistance is determined based on the friction material thickness before and after the test by braking 1000 times at a brake temperature of 500 ° C before braking, a speed of 60 km / h before braking, and a deceleration of 0.3G. The amount of wear of the material was calculated.
（２）メタルキャッチ生成の評価
メタルキャッチ生成の評価では、制動前速度６０ｋｍ／ｈ、制動条件１．９６ｍ／ｓ２、２．９４ｍ／ｓ２、３．９２ｍ／ｓ２でそれぞれ２回ずつ、制動前温度を５０℃から３００℃まで５０℃間隔で昇温する計３６回の制動を行った後、２５０℃から５０℃まで５０℃間隔で降温し、かつ上記同様の制動条件による計３０回の制動を行った。試験完了後、摩擦材摺動面に生成したメタルキャッチの大きさと数を、以下の基準で評価した。
Ａ：メタルキャッチの生成無し
Ｂ：長径２ｍｍ未満のメタルキャッチが１個〜２個生成
Ｃ：長径２ｍｍ未満のメタルキャッチが３個以上生成
Ｄ：長径２ｍｍ以上のメタルキャッチが１個以上生成
(2) Evaluation of metal catch generation In the evaluation of metal catch generation, the speed before braking is 60 km / h, the braking conditions are 1.96 m / s 2 , 2.94 m / s 2 , 3.92 m / s 2 , twice each. After braking a total of 36 times to increase the temperature before braking from 50 ° C. to 300 ° C. at intervals of 50 ° C., the temperature is decreased from 250 ° C. to 50 ° C. at intervals of 50 ° C., and a total of 30 times under the same braking conditions as above. Brake was performed. After the test was completed, the size and number of metal catches generated on the friction material sliding surface were evaluated according to the following criteria.
A: No metal catch generation B: One to two metal catches with a major axis of less than 2 mm C: Three or more metal catches with a major axis of less than 2 mm are generated D: One or more metal catches with a major axis of 2 mm or more are generated
（３）摩擦係数の評価
摩擦係数は、自動車技術会規格ＪＡＳＯ Ｃ４０６に基づき測定し、第２効力試験における摩擦係数の平均値を算出した。
(3) Evaluation of Friction Coefficient The friction coefficient was measured based on the Japan Society of Automotive Engineers standard JASO C406, and the average value of the friction coefficient in the second efficacy test was calculated.
なお、上記耐摩耗性の評価、メタルキャッチ生成及び摩擦係数の評価はダイナモメータを用い、イナーシャ７ｋｇｆ・ｍ・ｓ２で評価を行った。また、ベンチレーテッドディスクロータ（（株）キリウ製、材質ＦＣ１９０）、一般的なピンスライド式のコレットタイプのキャリパを用いて実施した。 The evaluation of the wear resistance, the generation of the metal catch, and the evaluation of the friction coefficient were performed using a dynamometer at an inertia of 7 kgf · m · s 2 . Moreover, it was carried out using a ventilated disc rotor (manufactured by Kiriu Co., Ltd., material FC190) and a general pin slide type collet type caliper.
［実施例１〜１２及び比較例１〜５］
ディスクブレーキパッドの作製
表１に示す配合比率に従って材料を配合し、実施例及び比較例の摩擦材組成物を得た。なお、表１の各成分の配合量の単位は、摩擦材組成物中の質量％である。この摩擦材組成物をレディーゲミキサー（（株）マツボー社製、商品名：レディーゲミキサーＭ２０）で混合し、この混合物を成形プレス（王子機械工業（株）製）で予備成形し、得られた予備成形物を成形温度１４５℃、成形圧力３０ＭＰａの条件で５分間成形プレス（三起精工（株）製）を用いて日立オートモティブシステムズ（株）製の裏金と共に加熱加圧成形し、得られた成形品を２００℃で４．５時間熱処理し、ロータリー研磨機を用いて研磨し、５００℃のスコーチ処理を行って、ディスクブレーキパッド（摩擦材の厚さ１１ｍｍ、摩擦材投影面積５２ｃｍ２）を得た。
作製したディスクブレーキパッドについて、前記の評価を行った結果を表１に示す。
[Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 5]
Preparation of Disc Brake Pads Materials were blended according to the blending ratio shown in Table 1, and friction material compositions of Examples and Comparative Examples were obtained. In addition, the unit of the compounding quantity of each component of Table 1 is the mass% in a friction material composition. This friction material composition is mixed with a ladyge mixer (manufactured by Matsubo Co., Ltd., trade name: ladyge mixer M20), and this mixture is preformed with a molding press (manufactured by Oji Machinery Co., Ltd.). The pre-molded product was heat-pressed with a backing metal manufactured by Hitachi Automotive Systems, Ltd. using a molding press (manufactured by Sanki Seiko Co., Ltd.) for 5 minutes at a molding temperature of 145 ° C. and a molding pressure of 30 MPa. The molded product was heat-treated at 200 ° C. for 4.5 hours, polished using a rotary polishing machine, subjected to scorch treatment at 500 ° C., and a disc brake pad (friction material thickness 11 mm, friction material projection area 52 cm 2 ). Got.
Table 1 shows the results of the above evaluations on the manufactured disc brake pads.
なお、実施例及び比較例において使用した各種材料は次のとおりである。
（結合材）
・フェノール樹脂：日立化成工業（株）製（商品名：ＨＰ４９１ＵＰ）
（有機充填材）
・カシューダスト：東北化工（株）製（商品名：ＦＦ−１０５６）
（無機充填材）
・チタン酸塩１：大塚化学株式会社製（商品名：テラセスＬ）
成分：チタン酸リチウムカリウム、形状：燐片状
メジアン径：２５μｍ、比表面積：０．６ｍ２／ｇ
・チタン酸塩２：大塚化学株式会社製（商品名：テラセスＰＳ）
成分：チタン酸マグネシウムカリウム、形状：燐片状
メジアン径：４μｍ、比表面積：２．５ｍ２／ｇ
・チタン酸塩３：大塚化学株式会社製（商品名：テラセスＴＦ−Ｓ）
成分：チタン酸カリウム、形状 ：燐片状
メジアン径：７μｍ、比表面積：３．５ｍ２／ｇ
・チタン酸塩４：株式会社クボタ製（商品名：ＴＸＡＸ−ＭＡ）
成分：チタン酸カリウム、形状：板状
比表面積：１．５ｍ２／ｇ
・チタン酸塩５：東邦マテリアル株式会社製（商品名：ＴＯＦＩＸ−Ｓ）
成分：チタン酸カリウム、形状：柱状
メジアン径：６μｍ、比表面積：０．９ｍ２／ｇ
・チタン酸塩６：大塚化学株式会社製（商品名：ティスモＤ）
成分：チタン酸カリウム、形状：繊維状
比表面積：７．０ｍ２／ｇ
・硫酸バリウム：堺化学（株）製（商品名：ＢＡ）
・黒鉛：ＴＩＭＣＡＬ社製（商品名：ＫＳ７５）
・硫化錫：Ｃｈｅｍｅｔａｌｌ社製（商品名：Ｓｔａｎｎｏｌｕｂｅ）
（繊維基材）
・アラミド繊維（有機繊維）：東レ・デュポン（株）製（商品名：１Ｆ５３８）
・鉄繊維（金属繊維）：ＧＭＴ社製（商品名：＃０）
・銅繊維（金属繊維）：Ｓｕｎｎｙ Ｍｅｔａｌ社製（商品名：ＳＣＡ−１０７０）
・鉱物繊維（無機繊維）：ＬＡＰＩＮＵＳ ＦＩＢＥＲＳ Ｂ．Ｖ製（商品名：ＲＢ２４０ Ｒｏｘｕｌ １０００、平均繊維長３００μｍ）
（亜鉛粉）
・亜鉛粉：福田金属箔粉工業株式会社製（商品名：Ｚｎ−Ａｔ−２００、平均粒子径２５〜３８μｍ）
The various materials used in the examples and comparative examples are as follows.
(Binder)
・ Phenolic resin: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. (trade name: HP491UP)
(Organic filler)
・ Cashew dust: Tohoku Kako Co., Ltd. (trade name: FF-1056)
(Inorganic filler)
・ Titanate 1: manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd. (trade name: Terrases L)
Ingredients: Lithium potassium titanate, shape: flake shaped
Median diameter: 25 μm, specific surface area: 0.6 m 2 / g
・ Titanate 2: manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd. (trade name: Terraces PS)
Ingredients: Magnesium potassium titanate, shape: flake shaped
Median diameter: 4 μm, specific surface area: 2.5 m 2 / g
・ Titanate 3: manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd. (trade name: Terrases TF-S)
Ingredients: Potassium titanate, shape: flake shaped
Median diameter: 7 μm, specific surface area: 3.5 m 2 / g
・ Titanate 4: Made by Kubota Corporation (trade name: TXAX-MA)
Ingredient: Potassium titanate, Shape: Plate
Specific surface area: 1.5 m 2 / g
・ Titanate 5: manufactured by Toho Material Co., Ltd. (trade name: TOFIX-S)
Ingredients: Potassium titanate, Shape: Columnar
Median diameter: 6 μm, specific surface area: 0.9 m 2 / g
・ Titanate 6: Otsuka Chemical Co., Ltd. (trade name: Tismo D)
Ingredient: Potassium titanate, Shape: Fibrous
Specific surface area: 7.0 m 2 / g
-Barium sulfate: manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd. (trade name: BA)
・ Graphite: manufactured by TIMCAL (trade name: KS75)
-Tin sulfide: manufactured by Chemetall (trade name: Stannube)
(Fiber substrate)
・ Aramid fiber (organic fiber): manufactured by Toray DuPont Co., Ltd. (trade name: 1F538)
・ Iron fiber (metal fiber): manufactured by GMT (trade name: # 0)
Copper fiber (metal fiber): manufactured by Sunny Metal (trade name: SCA-1070)
Mineral fiber (inorganic fiber): LAPINUS FIBERS B. Product made in V (trade name: RB240 Roxul 1000, average fiber length 300 μm)
(Zinc powder)
-Zinc powder: Fukuda Metal Foil Powder Industry Co., Ltd. (trade name: Zn-At-200, average particle size 25-38 μm)
実施例１〜１２は５００℃での摩擦材摩耗量が少なく、優れた耐摩耗性を示し、メタルキャッチを抑制することができ、かつ高い摩擦係数を発現した。亜鉛粉を含有しない比較例１及び２、チタン酸塩の含有量が１０質量％より少ない比較例３、チタン酸塩の含有量が３５質量％より多い比較例４、並びに鉄繊維を１質量％含有する比較例５では、十分な耐摩耗性が得られず、またメタルキャッチを抑制することができなかった。 Examples 1 to 12 exhibited a low friction material wear amount at 500 ° C., showed excellent wear resistance, were able to suppress metal catches, and exhibited a high coefficient of friction. Comparative Examples 1 and 2 not containing zinc powder, Comparative Example 3 with a titanate content of less than 10% by mass, Comparative Example 4 with a titanate content of more than 35% by mass, and 1% by mass of iron fiber In Comparative Example 5 contained, sufficient wear resistance was not obtained, and metal catch could not be suppressed.
本発明のノンアスベスト摩擦材組成物は、従来品と比較して制動時に生成する摩耗粉中の銅が少ないことから環境に優しく、高温での耐摩耗性に優れ、かつ、メタルキャッチの生成を抑制できるため、自動車のディスクブレーキパッドやブレーキライニングなどの摩擦材及び摩擦部材に有用である。 The non-asbestos friction material composition of the present invention is environmentally friendly since it has less copper in the wear powder produced during braking than the conventional product, and is excellent in wear resistance at high temperatures, and also produces metal catches. Since it can suppress, it is useful for friction materials and friction members, such as a disc brake pad and a brake lining of a car.
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