JP2002173667A - Friction material - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、産業用車
両、鉄道車両等のブレーキパッド、ブレーキライニン
グ、クラッチフェーシング、制輪子等に用いられる摩擦
材に関し、さらに詳しくはアンチモン化合物を含まな
い、耐摩耗性、耐フェード性が良く、鳴きの問題に対し
て良好な摩擦材に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a friction material used for brake pads, brake linings, clutch facings, brake shoes and the like of automobiles, industrial vehicles, railway vehicles and the like. The present invention relates to a friction material which has good abrasion resistance and fade resistance and which is good for squealing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、耐摩耗性の向上と高温時の潤
滑性維持の為に、結合材の難燃剤として、酸化アンチモ
ンや硫化アンチモン等のアンチモン化合物を含有する摩
擦材が提案されている。2. Description of the Related Art A friction material containing an antimony compound such as antimony oxide or antimony sulfide has been proposed as a flame retardant for a binder in order to improve abrasion resistance and maintain lubricity at high temperatures. .
【０００３】アンチモン化合物は耐摩耗性に効果はある
ものの、耐フェード性にはあまり効果がなく、また、耐
摩耗性を更に向上させる為に量を増やすと鳴きが悪化す
るという問題が生じている。[0003] Although antimony compounds have an effect on abrasion resistance, they have little effect on fade resistance. Also, if the amount is increased in order to further improve the abrasion resistance, there is a problem that the squeal deteriorates. .
【０００４】また、最近では、環境衛生上の配慮から欧
米を中心に、アンチモンを使用しない摩擦材の開発が望
まれてきている。In recent years, development of a friction material not using antimony has been desired mainly in Europe and the United States from the viewpoint of environmental health.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決しようとするものであり、アンチモンを含む材料
を含有しない摩擦材を提供することを目的とする。さら
には、耐摩耗性、耐フェード性及び鳴きの問題について
も効果がある摩擦材を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a friction material containing no material containing antimony. Further, it is another object of the present invention to provide a friction material which is effective for problems of wear resistance, fade resistance and squeal.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するべく、アンチモン化合物の代替となる材料を
検討した結果、窒素化合物と酸とからなる窒素酸系化合
物を難燃剤として含有する摩擦材が、上記の目的を達成
できることを知得した。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have studied a material that can substitute for an antimony compound in order to achieve the above object, and have found that a nitric acid compound composed of a nitrogen compound and an acid is contained as a flame retardant. It has been found that such a friction material can achieve the above object.
【０００７】即ち、本発明は、難燃剤として、窒素化合
物と酸とからなる窒素酸系化合物を１種又は２種以上含
有する摩擦材である。前記窒素化合物はメラミン、アン
モニウム、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、エチ
レンジアミンから選ばれ、前記酸はリン酸、ポリリン
酸、硫酸、スルファミン酸、ホウ酸、シュウ酸、フタル
酸、シアヌル酸から選ばれることが好ましい。That is, the present invention is a friction material containing, as a flame retardant, one or more nitric acid compounds composed of a nitrogen compound and an acid. The nitrogen compound is preferably selected from melamine, ammonium, benzoguanamine, acetoguanamine, and ethylenediamine, and the acid is preferably selected from phosphoric acid, polyphosphoric acid, sulfuric acid, sulfamic acid, boric acid, oxalic acid, phthalic acid, and cyanuric acid.
【０００８】また、前記窒素酸系化合物は、摩擦材に対
して０．５〜２０重量％であることが好ましい。It is preferable that the content of the nitric acid compound is 0.5 to 20% by weight based on the friction material.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
【００１０】本発明の摩擦材は、難燃剤として、窒素化
合物と酸とからなる窒素酸系化合物を１種又は２種以上
含有する摩擦材である。[0010] The friction material of the present invention is a friction material containing, as a flame retardant, one or more nitric acid compounds composed of a nitrogen compound and an acid.
【００１１】前記窒素化合物はメラミン、アンモニウ
ム、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、エチレンジ
アミン等から選ばれ、前記酸はリン酸、ポリリン酸、硫
酸、スルファミン酸、ホウ酸、シュウ酸、フタル酸、シ
アヌル酸等から選ばれることが好ましい。The nitrogen compound is selected from melamine, ammonium, benzoguanamine, acetoguanamine, ethylenediamine and the like, and the acid is selected from phosphoric acid, polyphosphoric acid, sulfuric acid, sulfamic acid, boric acid, oxalic acid, phthalic acid, cyanuric acid and the like. Preferably.
【００１２】上記窒素酸系化合物として具体的には、硫
酸メラミン、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸アンモニ
ウム、スルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン等
が挙げられ、好ましくは、ポリリン酸メラミン、硫酸メ
ラミンが用いられる。Specific examples of the above-mentioned nitric acid-based compounds include melamine sulfate, melamine polyphosphate, ammonium polyphosphate, guanidine sulfamate, guanidine phosphate, and the like. Preferably, melamine polyphosphate and melamine sulfate are used.
【００１３】また、前記窒素酸系化合物は、摩擦材に対
して０．５重量％以上であることが好ましく、更には
０．５〜２０重量％が好ましく、特に好ましくは１〜１
０重量％である。The content of the nitric acid compound is preferably 0.5% by weight or more, more preferably 0.5 to 20% by weight, particularly preferably 1 to 1% by weight, based on the friction material.
0% by weight.
【００１４】０．５重量％より少なすぎると、結合材の
難燃剤としての効果が得られにくい。If the amount is less than 0.5% by weight, it is difficult to obtain the effect of the binder as a flame retardant.
【００１５】本発明の摩擦材は、上記窒素酸系化合物の
難燃剤の他に通常摩擦材に用いられる結合材、充填材、
基材繊維等を適宜含有するが、非アスベスト系であるこ
とが好ましい。The friction material of the present invention comprises, in addition to the above-described flame retardant of a nitric acid compound, a binder, a filler, and a filler commonly used in friction materials.
It contains a base fiber and the like as appropriate, but is preferably a non-asbestos type.
【００１６】結合材としては、例えば、フェノール樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、またはそれらの変性樹脂
等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。結合材の使用量は、
摩擦材全量に対し好ましくは５〜２５重量％である。Examples of the binder include thermosetting resins such as phenolic resins, urea resins, melamine resins, and modified resins thereof. The amount of binder used is
It is preferably 5 to 25% by weight based on the total amount of the friction material.
【００１７】充填材としては、例えば、炭酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、アルミ粉、銅
粉、黒鉛、二硫化モリブテン、カシューダスト、ゴムダ
スト、マイカ、バーミキュライト等が挙げられ、これら
の中から選んだ一種又は適宜組み合わせた二種以上を使
用することができる。充填材の使用量は、摩擦材全量に
対し好ましくは２０〜６０重量％である。Examples of the filler include calcium carbonate, barium sulfate, calcium hydroxide, aluminum powder, copper powder, graphite, molybdenum disulfide, cashew dust, rubber dust, mica, vermiculite, and the like. One or a combination of two or more can be used. The amount of the filler used is preferably 20 to 60% by weight based on the total amount of the friction material.
【００１８】摩擦材の基材である基材繊維としては、ス
チール繊維、銅繊維、真鍮繊維等の金属繊維；芳香族ポ
リアミド繊維（アラミドパルプ等：市販品ではデュポン
社製、商品名ケブラー等がある）、耐炎化アクリル繊維
等の有機繊維；チタン酸カリウム繊維、ガラス繊維、ア
ルミナ繊維、炭素繊維、ロックウール繊維等の非アスベ
スト系無機繊維等が挙げられる。これらのうち一種また
は二種以上を組み合わせて使用することができる。基材
繊維の使用量は、通常摩擦材全量に対し、５〜５０重量
％である。Examples of the base fiber as a base material of the friction material include metal fibers such as steel fiber, copper fiber, and brass fiber; aromatic polyamide fiber (aramid pulp and the like: commercially available from DuPont, Kevlar under the trade name). And non-asbestos inorganic fibers such as potassium titanate fiber, glass fiber, alumina fiber, carbon fiber, rock wool fiber and the like. One or a combination of two or more of these can be used. The amount of the base fiber used is usually 5 to 50% by weight based on the total amount of the friction material.
【００１９】本発明の摩擦材は、通常の方法により製造
可能であるが、具体的には以下のようにして製造でき
る。The friction material of the present invention can be manufactured by a usual method, and specifically, can be manufactured as follows.
【００２０】上記の摩擦材の原料をブレンダ等で均一に
混合し、得られた粉末状混合物を加熱・加圧成形する
（詳しくは粉末状混合物を金型内で予備成形後、裏板を
セットした金型に移して加熱・加圧して裏板と一体成形
し、次いでアフターキュアする）乾式法と、粉末状混合
物を溶剤（湿潤剤）の存在下で均一に混合、湿潤化し、
この湿潤混合物を乾燥後、加熱・加圧成形する湿式法と
があり、いずれの方法でも可能である。The raw materials for the friction material are uniformly mixed with a blender or the like, and the resulting powdery mixture is heated and pressed. (Specifically, the powdery mixture is preformed in a mold, and the back plate is set. Transferred to a mold, heated and pressed to form a single piece with the back plate, and then after-cured), and the powdery mixture is uniformly mixed and wetted in the presence of a solvent (wetting agent).
There is a wet method in which the wet mixture is dried and then heated and pressed, and any method is possible.
【００２１】湿式法において用いる湿潤剤としては特に
限定されないが、好ましくは水−アルコール混合溶媒か
らなる粘結凝集剤が用いられる。具体的には、上述した
配合成分を乾式混合しながら、これに水−アルコール混
合溶媒からなる粘結凝集剤を添加、混合して粉末状混合
物を湿潤化すると共に粘性を付与して湿潤混合物を調製
し、次いでこの湿潤混合物を造粒して顆粒物を形成し、
乾燥して乾燥顆粒物とする。このような混合溶媒を用い
ることにより、乾燥工程での粉塵を避ける目的で予め湿
潤混合物を顆粒状に成形した後乾燥を行う工程を採用し
ても、造粒時や乾燥中に顆粒物が移動、振動等によって
破壊されることがない。得られた乾燥顆粒物を、裏板を
セットした金型内で加熱・加圧して裏板と一体成形し、
更にアフターキュアすることにより摩擦材が得られる。
この場合の成形条件としては、公知の任意の条件を採用
することができる（特開平６−１３６１４５号公報参
照）。The wetting agent used in the wet method is not particularly limited, but preferably a coagulant comprising a water-alcohol mixed solvent is used. Specifically, while the above-mentioned components are dry-mixed, a water-alcohol coagulant consisting of a mixed solvent is added thereto and mixed to wet the powdery mixture and impart viscosity to the wet mixture. Prepared, and then granulating the wet mixture to form granules,
Dry to dry granules. By using such a mixed solvent, even in the case of adopting a step of drying after forming the wet mixture into granules in advance for the purpose of avoiding dust in the drying step, the granules move during granulation or during drying, It is not destroyed by vibration or the like. The obtained dried granules are heated and pressed in a mold in which the back plate is set to be integrally formed with the back plate,
Further, after-curing provides a friction material.
As the molding conditions in this case, any known conditions can be adopted (see JP-A-6-136145).
【００２２】[0022]
【実施例】以下に実施例により本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the present invention is limited thereto.
【００２３】難燃剤として、硫酸メラミン、ポリリン酸
メラミン、ポリリン酸アンモニウムの窒素酸系化合物の
いずれか、あるいは、酸化アンチモンを用いた。As the flame retardant, any one of melamine sulfate, melamine polyphosphate, and a nitrogen acid compound such as ammonium polyphosphate, or antimony oxide was used.
【００２４】その他、結合材としてフェノール樹脂を、
充填材として炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、アル
ミ粉、銅粉、黒鉛、カシューダスト、ゴムダストを、基
材繊維としてアラミドパルプ、ガラス繊維を適宜用い
た。In addition, a phenol resin is used as a binder,
Calcium carbonate, calcium hydroxide, aluminum powder, copper powder, graphite, cashew dust, and rubber dust were used as fillers, and aramid pulp and glass fibers were appropriately used as base fibers.
【００２５】表１に示す組成の原料を用いて実施例１〜
６および比較例１〜３の摩擦材を作製した。Using the raw materials having the compositions shown in Table 1, Examples 1 to
6 and Comparative Examples 1 to 3 were produced.
【００２６】[0026]
【表１】 摩擦材の作製は、まず摩擦原料をブレンダで十分に均一
に混合した後、粉末状混合物を予備成形金型に投入し、
常温下、圧力約7.2MPaで約5秒間加圧し、予備成形物を
形成した。次いで、予め表面にフェノール樹脂系接着剤
を塗布した裏板とともに熱成形金型にセットし、加圧圧
力13MPa、温度160℃で5分間熱成型した。これをさらに2
00℃で5時間熱処理して摩擦材を得た。[Table 1] To prepare the friction material, first mix the friction raw materials sufficiently with a blender, then charge the powder mixture into a preforming mold,
At normal temperature, pressure was applied at a pressure of about 7.2 MPa for about 5 seconds to form a preform. Then, it was set in a thermoforming mold together with a back plate whose surface was previously coated with a phenolic resin adhesive, and was thermoformed at a pressure of 13 MPa and a temperature of 160 ° C. for 5 minutes. Add 2 more
Heat treatment was performed at 00 ° C. for 5 hours to obtain a friction material.
【００２７】作製した摩擦材について下記に示す評価を
行った。試験条件は以下の通りである。 （１）テストピース摩擦試験 ＜フェード試験＞１／５スケールテスターを用い、ディ
スクロータタイプで相手材（ＦＣ２５０）温度制御に
て、１回目の摩擦係数と最低摩擦係数を測定した。 速度＝60km/h、減速度＝2.94m/s2、制動回数＝35回、 温度（相手材温度）：ベース＝100℃、最大温度（イニ
シャル）＝350〜400℃ ＜350℃摩耗試験＞１／５スケールテスターを用い、デ
ィスクロータタイプで相手材（ＦＣ２５０）温度制御に
て、温度をコントロールし指定条件で試験後、摩擦材の
摩耗量を測定した。 速度＝50km/h、減速度＝2.94m/s2、制動回数＝500回 （２）鳴き試験 フルサイズダイナモメータ試験において、騒音計にて鳴
きを収集し、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform（高速フ
ーリエ変換））アナライザーを用いて周波数音圧を測定
し、パソコンで記録した。 速度＝30km/h、減速度＝0.98m/s2、温度＝200〜300℃、
制動回数＝500回 （３）熱劣化後曲げ試験 摩擦材より55×15×5のテストピースを作製し、400℃に
保持した加熱炉に２時間投入し、取出後室温まで放置
し、40mmの間隔をおいて設置された２つの支点上にテス
トピースをのせ、アムスラー試験機にて中央より加圧
し、曲げ強度、最大歪みを測定した。The following evaluation was performed on the produced friction material. The test conditions are as follows. (1) Test piece friction test <Fade test> Using a 1/5 scale tester, the first friction coefficient and the lowest friction coefficient were measured by controlling the temperature of a mating member (FC250) using a disk rotor type. Speed = 60 km / h, deceleration = 2.94m / s 2, the braking count = 35 times, the temperature (mating member temperature): Base = 100 ° C., maximum temperature (initial) = 350 to 400 ° C. <350 ° C. Abrasion Test> 1 Using a / 5 scale tester, a disk rotor type was used to control the temperature by controlling the temperature of the mating material (FC250), and after a test under specified conditions, the wear amount of the friction material was measured. Speed = 50 km / h, deceleration = 2.94m / s 2, the number of braking = 500 times (2) squeaking test full size dynamometer tests, collect squeal in sound level meter, FFT (Fast Fourier Transform (Fast Fourier transform )) The frequency sound pressure was measured using an analyzer and recorded by a personal computer. Speed = 30km / h, deceleration = 0.98m / s 2 , temperature = 200 ~ 300 ℃,
Number of times of braking = 500 times (3) Bending test after thermal deterioration A test piece of 55 × 15 × 5 was prepared from the friction material, placed in a heating furnace maintained at 400 ° C for 2 hours, and taken out, and allowed to stand at room temperature. A test piece was placed on two fulcrums placed at intervals, and pressure was applied from the center with an Amsler tester to measure bending strength and maximum strain.
【００２８】試験結果を表１にまとめて示す。 ＜耐フェード性＞表１に示すように、硫酸メラミンを難
燃剤に用いた実施例１〜４は、比較例１〜３と比べて効
果があった。０．５重量％以上で耐フェード性の改良効
果を有していたが５重量％以上用いても効果はほとんど
変わらなかった。The test results are summarized in Table 1. <Fade resistance> As shown in Table 1, Examples 1 to 4 in which melamine sulfate was used as a flame retardant were more effective than Comparative Examples 1 to 3. At 0.5% by weight or more, the effect of improving fade resistance was exhibited, but even at 5% by weight or more, the effect was hardly changed.
【００２９】難燃剤としてポリリン酸メラミンを用いた
実施例５も、硫酸メラミンを用いた場合と同様に耐フェ
ード性の改良効果が認められた。In Example 5 in which melamine polyphosphate was used as the flame retardant, the effect of improving the fade resistance was observed as in the case of using melamine sulfate.
【００３０】ポリリン酸アンモニウムを用いた実施例６
は、硫酸メラミン、ポリリン酸メラミンの場合より、耐
フェード性が若干劣るが、比較例よりは効果があった。 ＜耐摩耗性＞耐摩耗性については、窒素酸系化合物の難
燃剤を用いた本発明の摩擦材は、難燃剤を用いない比較
例１より耐摩耗性に優れていた。また、実施例１〜５
は、酸化アンチモンを用いた比較例２、３と比べても同
等以上の効果を有している。 ＜鳴き＞鳴きについては、窒素酸系化合物の難燃剤を用
いた本発明の摩擦材は、比較例のものよりも明らかに鳴
き特性が向上している。 ＜熱劣化後曲げ強度＞熱劣化曲げ強度については、窒素
酸系化合物の難燃剤を用いた本発明の摩擦材は、難燃剤
を用いない比較例１のものよりも改良効果が認められ
た。また、酸化アンチモンを用いた比較例２、３と比べ
ても、窒素酸系化合物の難燃剤を５重量％以上含むもの
は、同等ないしそれ以上の効果を示した。Example 6 using ammonium polyphosphate
Is slightly inferior in fade resistance to melamine sulfate and melamine polyphosphate, but more effective than the comparative example. <Abrasion resistance> With respect to the abrasion resistance, the friction material of the present invention using the flame retardant of the nitric acid compound was superior to the comparative example 1 in which no flame retardant was used. Examples 1 to 5
Has the same or better effect than Comparative Examples 2 and 3 using antimony oxide. <Squeal> As for the squeal, the friction material of the present invention using the flame retardant of the nitric acid compound has clearly improved squeal characteristics as compared with those of the comparative example. <Bending strength after heat deterioration> Regarding the heat deterioration bending strength, the friction material of the present invention using the flame retardant of the nitric acid compound showed an improvement effect as compared with that of Comparative Example 1 not using the flame retardant. Also, compared with Comparative Examples 2 and 3 using antimony oxide, those containing 5% by weight or more of the nitric acid-based compound flame retardant exhibited the same or better effects.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明により、耐摩耗性はもちろん、耐
フェード性、鳴きに対しても効果があり、さらに高温劣
化後でも強度を有する摩擦材を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a friction material which is effective not only in abrasion resistance but also in fade resistance and squeal, and has strength even after high-temperature deterioration.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 康弘 東京都中央区日本橋小網町19番５号 曙ブ レーキ工業株式会社内 (72)発明者 菊地 克浩 東京都中央区日本橋小網町19番５号 曙ブ レーキ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J058 BA78 FA01 FA11 FA21 GA54 4J002 CC031 CC181 CC211 DF006 DG037 DH027 DK007 EF067 EF117 EN036 EU186 EV267 FD136 FD137 GM03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yasuhiro Sato 195-1 Nihonbashi Koamicho, Chuo-ku, Tokyo Inside Akebono Brake Industry Co., Ltd. (72) Inventor Katsuhiro Kikuchi 19th Nihonbashi Koamicho, Chuo-ku, Tokyo No. 5 Akebono Brake Industry Co., Ltd. F-term (reference) 3J058 BA78 FA01 FA11 FA21 GA54 4J002 CC031 CC181 CC211 DF006 DG037 DH027 DK007 EF067 EF117 EN036 EU186 EV267 FD136 FD137 GM03
Claims (3)
窒素酸系化合物を１種又は２種以上含有する摩擦材。1. A friction material containing one or more nitric acid compounds comprising a nitrogen compound and an acid as a flame retardant.
ム、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、エチレンジ
アミンから選ばれ、前記酸はリン酸、ポリリン酸、硫
酸、スルファミン酸、ホウ酸、シュウ酸、フタル酸、シ
アヌル酸から選ばれることを特徴とする請求項１記載の
摩擦材。2. The nitrogen compound is selected from melamine, ammonium, benzoguanamine, acetoguanamine, ethylenediamine, and the acid is selected from phosphoric acid, polyphosphoric acid, sulfuric acid, sulfamic acid, boric acid, oxalic acid, phthalic acid, and cyanuric acid. The friction material according to claim 1, wherein the friction material is provided.
０．５〜２０重量％であることを特徴とする請求項１又
は２記載の摩擦材。3. The friction material according to claim 1, wherein the content of the nitric acid compound is 0.5 to 20% by weight based on the friction material.
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Cited By (4)
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| WO2007058351A1 (en) | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Nsk Ltd. | Resin retainer and rolling bearing |
| JP2008184582A (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Akebono Brake Ind Co Ltd | Friction material |
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2000
- 2000-12-06 JP JP2000371748A patent/JP2002173667A/en active Pending
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