JP2000336342A - Friction material - Google Patents

Friction material

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JP2000336342A
JP2000336342A JP14748999A JP14748999A JP2000336342A JP 2000336342 A JP2000336342 A JP 2000336342A JP 14748999 A JP14748999 A JP 14748999A JP 14748999 A JP14748999 A JP 14748999A JP 2000336342 A JP2000336342 A JP 2000336342A
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JP
Japan
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friction material
friction
aluminum borate
fiber
particulate aluminum
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JP14748999A
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Japanese (ja)
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Yukitatsu Shirakawa
往立 白川
Keiji Miyoshi
啓治 三好
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Shikoku Chemicals Corp
Original Assignee
Shikoku Chemicals Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an inexpensive friction material suitable as a brake lining, a clutch material, etc., for automobiles and excellent in coefficient of friction and fade and abrasion resistances. SOLUTION: This friction material comprises a substrate, a binder and a filler and is obtained by compounding a particulate aluminum borate having 1-10 μm median average particle diameter and <=2 aspect ratio as the substrate of the friction material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は摩擦係数、耐フェー
ド性、耐摩耗性などの物性を改善した摩擦材に関するも
のであり、特に自動車用ブレーキライニング、クラッチ
材等に好適な摩擦材を提供する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a friction material having improved physical properties such as a coefficient of friction, fade resistance and abrasion resistance, and more particularly to a friction material suitable for a brake lining and a clutch material for an automobile. .

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用ブレーキライニング、クラッチ
フェージング、ディスクパッド等は、基材、摩擦調整
材、充填材およびフェノール樹脂等の結合材からなり、
従来より基材として石綿が多用されてきた。近年、石綿
による環境汚染の防止、また作業環境の改善のために摩
擦材の無石綿(ノンアスベスト)化が進められている。
石綿に代わる基材としてアルミナ・シリカ繊維、ロック
ウール、チタン酸カリウム繊維、炭酸カルシウム繊維な
どのセラミック繊維が知られている(例えば特開平4−
142386号公報、特開平6−207164号公報、
特開平9−316209号公報、特開平3−18503
2号公報、特開平3−166287号公報等)。
2. Description of the Related Art Automotive brake linings, clutch fadings, disc pads, etc. are made of a base material, a friction modifier, a filler, and a binder such as phenol resin.
Conventionally, asbestos has been frequently used as a base material. In recent years, the use of asbestos-free friction material has been promoted in order to prevent environmental pollution by asbestos and to improve the working environment.
Ceramic fibers such as alumina / silica fiber, rock wool, potassium titanate fiber, and calcium carbonate fiber are known as a base material to replace asbestos (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
142386, JP-A-6-207164,
JP-A-9-316209, JP-A-3-18503
No. 2, JP-A-3-166287, etc.).

【0003】ブレーキライニング等の摩擦材に要求され
る特性としては、摩擦係数、耐フェード性、耐摩耗性が
挙げられる。前記セラミック繊維のうちアルミナ・シリ
カ繊維は、摩擦係数や耐摩耗性は優れているものの、硬
度が高いため相手材の摩耗が激しく耐フェード性が劣
る。一方、チタン酸カリウム繊維、炭酸カルシウム繊維
は硬度が低いため、耐摩耗性が劣るものであった。
[0003] Characteristics required for a friction material such as a brake lining include a friction coefficient, fade resistance, and wear resistance. Among the ceramic fibers, alumina / silica fibers are excellent in friction coefficient and wear resistance, but due to high hardness, the mating material is severely worn and poor in fade resistance. On the other hand, potassium titanate fibers and calcium carbonate fibers had low hardness, and thus had poor wear resistance.

【0004】このような問題を解消するために、セラミ
ック繊維として摩擦係数、耐摩耗性に優れた繊維状ホウ
酸アルミニウムを用いた摩擦材が知られている(例えば
特開平10−17855号公報)。
In order to solve such a problem, a friction material using a fibrous aluminum borate having excellent friction coefficient and abrasion resistance as a ceramic fiber is known (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-17855). .

【0005】しかしながら、繊維状ホウ酸アルミニウム
は高価なセラミック繊維であり、繊維状ホウ酸アルミニ
ウムを多量に配合した摩擦材は、製造コストが高く実用
に供し難いものであった。
However, fibrous aluminum borate is an expensive ceramic fiber, and a friction material containing a large amount of fibrous aluminum borate has a high manufacturing cost and is difficult to be put to practical use.

【0006】[0006]

【発明の解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おけるこれらの問題点を解決し、安価で且つ摩擦係数、
耐フェード性および耐摩耗性に優れた摩擦材を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves these problems in the prior art and is inexpensive and has a low coefficient of friction.
An object of the present invention is to provide a friction material excellent in fade resistance and wear resistance.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、基材として中心粒
径が1〜10μm、アスペクト比が2以下の粒子状ホウ
酸アルミニウムを用いることによって、安価で且つ優れ
た摩擦係数、耐フェード性および耐摩耗性を兼備した摩
擦材を見い出し、本発明を完遂するに至った。
The present inventors have conducted intensive studies in view of such circumstances, and as a result, as a substrate, a particulate aluminum borate having a center particle diameter of 1 to 10 μm and an aspect ratio of 2 or less. By using, a friction material which is inexpensive and has excellent friction coefficient, fade resistance and wear resistance has been found, and the present invention has been completed.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の実施において使用される
粒子状ホウ酸アルミニウムは、酸化アルミニウム供給成
分と酸化ホウ素供給成分を混合し、800〜1300℃
の温度に加熱して反応させたのち、必要に応じて水、酸
性水溶液あるいはアルカリ水溶液を用いて精製、乾燥
し、粉砕することにより、中心粒径が1〜10μm、ア
スペクト比が2以下の粒子形状に調製したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The particulate aluminum borate used in the practice of the present invention is obtained by mixing an aluminum oxide supply component and a boron oxide supply component at 800 to 1300 ° C.
After heating and reacting at a temperature of, the particles having a central particle diameter of 1 to 10 μm and an aspect ratio of 2 or less are purified by using water, an aqueous acidic solution or an aqueous alkaline solution as necessary, and dried and pulverized. It was prepared into a shape.

【0009】また、本発明の実施においては、粒子状ホ
ウ酸アルミニウムは9Al・2Bあるいは
2Al・Bで表される組成を持つものが好
適であり、また結合材に対する粒子状ホウ酸アルミニウ
ムの相溶性、接着性を高めるために、その表面を各種カ
ップリング剤や有機高分子等によって表面処理したもの
であっても差し支えない。
[0009] In the practice of this invention, the particulate aluminum borate are preferred those having a composition represented by 9Al 2 O 3 · 2B 2 O 3 or 2Al 2 O 3 · B 2 O 3, In order to enhance the compatibility and adhesion of the particulate aluminum borate to the binder, the surface thereof may be subjected to a surface treatment with various coupling agents, organic polymers, or the like.

【0010】本発明の実施に当たっては、基材として粒
子状ホウ酸アルミニウム単独で使用することも可能であ
るが、粒子状ホウ酸アルミニウムに、アルミナ繊維、ロ
ックウール、チタン酸カリウム繊維、炭酸カルシウム繊
維、ホウ酸アルミニウム繊維等のセラミック繊維あるい
はスチールファイバー等の金属繊維から選ばれる1種類
もしくは2種類以上の繊維を組み合わせて使用すること
も可能である。
In the practice of the present invention, it is possible to use particulate aluminum borate alone as a base material. However, alumina fiber, rock wool, potassium titanate fiber, calcium carbonate fiber may be added to the particulate aluminum borate. It is also possible to use one or more kinds of fibers selected from ceramic fibers such as aluminum borate fibers or metal fibers such as steel fibers in combination.

【0011】さらに、本発明の摩擦材はその性能を低下
させない範囲において、硫酸バリウム、二硫化モリブデ
ン、グラファイト、各種フィラー、金属粉等の摩擦調整
材や充填材を配合することができる。
Further, the friction material of the present invention may be blended with friction modifiers and fillers such as barium sulfate, molybdenum disulfide, graphite, various fillers, metal powders and the like as long as the performance is not deteriorated.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。実施例及び比較例中の基材に用いた原材
料は次の通りである。粒子状ホウ酸アルミニウム[四国
化成工業製、商品名「アルボライトPF03」、化学式
9Al・2B、中心粒径3μm]、粒子状
ホウ酸アルミニウム[四国化成工業製、商品名「アルボ
ライトPC08」、化学式9Al・2B
中心粒径8μm]、チタン酸カリウム繊維[大塚化学
製、商品名「TISMO−D」、繊維径0.1〜0.5μm、
繊維長10〜30μm]、炭酸カルシウム繊維[丸尾カルシ
ウム製、商品名「ウイスカルA」、繊維径0.1〜0.5μ
m、繊維長20〜30μm]、アルミナ・シリカ繊維[東芝
モノフラックス製、商品名「RFC400−SL」、繊
維径2〜4μm、繊維長300〜500μm]、ホウ酸アルミ
ニウム繊維[四国化成工業製、商品名「アルボレックス
M20」、繊維径0.5〜1.0μm、繊維長10〜30μm] なお、実施例1および実施例2において使用した粒子状
ホウ酸アルミニウムは、各々「アルボライトPF0
3」、「アルボライトPC08」である。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. The raw materials used for the substrates in the examples and comparative examples are as follows. Particulate aluminum borate [manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name “Arbolite PF03”, chemical formula 9Al 2 O 3 .2B 2 O 3 , center particle size 3 μm], particulate aluminum borate [manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name “ arbovirus light PC08 ", chemical formula 9Al 2 O 3 · 2B 2 O 3,
Center particle diameter 8 μm], potassium titanate fiber [manufactured by Otsuka Chemical Co., trade name “TISMO-D”, fiber diameter 0.1 to 0.5 μm,
Fiber length 10-30 μm], calcium carbonate fiber [Maruo calcium, trade name “Whistal A”, fiber diameter 0.1-0.5μ]
m, fiber length 20 to 30 μm], alumina / silica fiber [manufactured by Toshiba Monoflux, trade name “RFC400-SL”, fiber diameter 2 to 4 μm, fiber length 300 to 500 μm], aluminum borate fiber [manufactured by Shikoku Chemical Industry, Trade name “Albolex M20”, fiber diameter 0.5 to 1.0 μm, fiber length 10 to 30 μm] Note that the particulate aluminum borate used in Example 1 and Example 2 was “Albolite PF0”
3 "and" Arbolite PC08 ".

【0013】〔実施例1〜2及び比較例1〜4〕表1に
示した結合材、基材および充填材をプラネタリーミキサ
ーにて均一に混合し、得られた配合物を常温で、面圧力
120kg/cmに調整した成型機にて20秒間加圧
成型し予備成形体を得た。それらを金型温度170℃、
面圧力350kg/cmに調整した成型機にて20分
間、加熱加圧し、次いで炉温200℃の加熱炉中で8時
間熱処理したのち研磨することにより摩擦材を製作し
た。
[Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4] The binders, base materials and fillers shown in Table 1 were uniformly mixed with a planetary mixer. Press molding was performed for 20 seconds using a molding machine adjusted to a pressure of 120 kg / cm 2 to obtain a preform. Mold temperature 170 ℃,
A friction material was manufactured by heating and pressurizing for 20 minutes using a molding machine adjusted to a surface pressure of 350 kg / cm 2 , then heat-treating in a heating furnace at a furnace temperature of 200 ° C for 8 hours, and then polishing.

【0014】得られた摩擦材の摩擦係数、摩耗量、耐フ
ェード性を測定または観察した。これらの試験結果を表
1に示した。なお、摩擦係数はJASO(日本自動車規
格)C−406に基づいた台上一般効力試験より得られ
た平均摩擦係数を、また、摩耗量はJASO C−42
7−83に基づき、100℃の温度域でのブレーキ10
00回相当のパッド摩耗量を表す。また、パッドは前記
摩擦材で構成し、ディスクはFC250材とした。
The friction coefficient, wear amount and fade resistance of the obtained friction material were measured or observed. Table 1 shows the test results. The friction coefficient is an average friction coefficient obtained from a bench general efficacy test based on JASO (Japanese Automobile Standard) C-406, and the wear amount is JASO C-42.
According to 7-83, brake 10 in the temperature range of 100 ° C.
It represents the amount of pad wear equivalent to 00 times. The pad was made of the friction material, and the disk was made of FC250.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】表1の試験結果によれば、基材として粒子
状ホウ酸アルミニウムを使用した摩擦材は、摩擦係数、
摩耗量、耐フェード性、材料コストの全ての面で優れる
ものであった。
According to the test results in Table 1, the friction material using particulate aluminum borate as the base material has a coefficient of friction,
It was excellent in all aspects of wear amount, fade resistance and material cost.

【0017】比較例1及び2におけるチタン酸カリウム
繊維もしくは炭酸カルシウム繊維を使用した摩擦材は、
摩擦係数が小さく摩耗量も大きいものであった。また、
比較例3におけるアルミナ・シリカ繊維を用いた摩擦材
は、高価であるうえに耐フェード性に劣っており、比較
例4のホウ酸アルミニウム繊維を用いた摩擦材は、実施
例1及び2と同様に摩擦係数、摩耗量、耐フェード性は
優れているが、材料コストが高いという難点を有するも
のであった。
The friction material using the potassium titanate fiber or the calcium carbonate fiber in Comparative Examples 1 and 2 is as follows:
The coefficient of friction was small and the amount of wear was large. Also,
The friction material using the alumina / silica fiber in Comparative Example 3 is expensive and inferior in fade resistance. The friction material using the aluminum borate fiber of Comparative Example 4 is the same as in Examples 1 and 2. In addition, the friction coefficient, the wear amount, and the fade resistance are excellent, but the material cost is high.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明の実施によれば、摩擦係数、耐フ
ェード性、耐摩耗性に優れ、且つ極めて安価な摩擦材を
提供することができる。
According to the present invention, a friction material excellent in friction coefficient, fade resistance and abrasion resistance and extremely inexpensive can be provided.

フロントページの続き Fターム(参考) 3J058 BA34 BA41 BA61 BA76 FA01 GA22 GA81 GA82 GA92 GA93 4J002 CC001 CC031 DA028 DA068 DC007 DE147 DE187 DE237 DG028 DG048 DK006 DK007 FA047 FD010 FD017 FD208 GM00 GN00 Continued on the front page F term (reference) 3J058 BA34 BA41 BA61 BA76 FA01 GA22 GA81 GA82 GA92 GA93 4J002 CC001 CC031 DA028 DA068 DC007 DE147 DE187 DE237 DG028 DG048 DK006 DK007 FA047 FD010 FD017 FD208 GM00 GN00

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材、結合剤および充填材を含む摩擦材
において、基材として粒子状ホウ酸アルミニウムを配合
したことを特徴とする摩擦材。
1. A friction material comprising a base material, a binder and a filler, wherein a particulate aluminum borate is blended as the base material.
【請求項2】 粒子状ホウ酸アルミニウムが9Al
・2Bあるいは2Al・Bで表さ
れる組成を持ち、粒子状ホウ酸アルミニウムの中心粒径
が1〜10μm、アスペクト比が2以下であることを特
徴とする請求項1に記載の摩擦材。
2. The method according to claim 1, wherein the particulate aluminum borate is 9Al 2 O.
3 · 2B 2 O 3 or 2Al having a composition represented by 2 O 3 · B 2 O 3 , wherein the center particle size of the particulate aluminum borate is 1 to 10 [mu] m, an aspect ratio of 2 or less The friction material according to claim 1.
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