JP2004315626A

JP2004315626A - Friction material and method for producing the same, and composition for the same

Info

Publication number: JP2004315626A
Application number: JP2003110169A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Yuasa; 俊彦湯浅
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2004-11-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a brake pad as a friction material by molding and heat-treating a raw material comprising a fiber component, a binder component and a filler component while inexpensively suppressing dust generation during the production process. <P>SOLUTION: The brake pad is produced by molding and heat-treating the raw material comprising the fiber component selected from inorganic fiber, organic fiber and metallic fiber, the binder component such as a phenolic resin, the filler component such as graphite powder or alumina powder, and uncured rubber particles 40. In the above process, dust generation can be suppressed since fine powder 50 in the raw material adheres to the adhesive uncured rubber particles 40 in preparing the raw material by mixing the respective components together. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のブレーキパッドやブレーキライニングなどに使用される摩擦材およびその製造方法ならびに摩擦材用組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の摩擦材は、繊維成分と結合材成分と充填材成分とを含んでなる摩擦材用組成物を原料として、この摩擦材用組成物を、成型した後、熱処理して硬化させることにより成形されたものである。
【０００３】
ここで、繊維成分としては、無機繊維、有機繊維、金属繊維から選択された繊維基材が用いられ、結合材成分としては、フェノール樹脂等のバインダーレジン等が用いられ、充填材成分としては、黒鉛粉末や無機粉末、金属粉末等の摩擦調整剤や潤滑剤が用いられる。
【０００４】
しかしながら、このような摩擦材を製造するにあたっては、原料に粉末成分が含有されているため、原料を混合した後に混合機から混合材すなわち摩擦材用組成物を取り出す際、あるいは成型前の秤量や素押成型（予備成型）の際に粉塵が発生し、作業環境が悪化するという問題があった。
【０００５】
このような問題に対して、従来では、混合して作製される原料すなわち摩擦材用組成物に対して、カシューポリマーとフルフラールの混合液を含有させることにより、上記した粉塵の発生を抑制するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、混合して作製される原料として、結合材成分の主成分がフェノールアラルキル樹脂であるものを用い、原料の混合工程において、原料を混合した後に水または水性液体を加えて混練することで、上記した粉塵の発生を抑制するようにしたものが提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２８４９９１号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平９−１９４６０２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載されているカシューポリマーを用いる手法では、カシューポリマーが作業者の肌へ付着したり、その蒸気を作業者が吸引したりするなど、作業環境上好ましくない状態が発生する恐れがある。そして、そのための防塵設備等を用意する必要があった。
【００１０】
また、本発明者の検討によれば、このカシューポリマーを用いる手法では、混合時の摩擦熱でカシューポリマーの一部が混合機の内壁に硬化して付着するため、メンテナンス工数が発生することもわかった。このように、カシューポリマーを用いる手法では、防塵設備の設置やメンテナンス工数の発生等により、製造コストの増大が懸念される。
【００１１】
また、上記特許文献２に記載されている水または水性液体を用いる手法では、原料に水または水性液体が含有されるため、この原料を成型、熱処理する際に、これらの液体が蒸発して内部欠陥が生じた場合には、できあがった摩擦材の内部にクラックが発生する原因となってしまう。
【００１２】
さらには、このような液体の蒸発による内部クラックの発生を防止しようとする場合には、上記した水または水性液体を霧吹きの形で原料に添加するか、あるいは、これら液体が添加された原料を成型する前に当該原料を予備乾燥するなどの処理が必要となり、手間がかかってしまう。そのため、本手法においても、製造コストの増大を招く恐れがある。
【００１３】
そこで本発明は上記問題に鑑み、繊維成分と結合材成分と充填材成分とが混合された原料を、成型、熱処理してなる摩擦材を製造するにあたって、製造工程中の粉塵の発生を安価に抑制することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者は、従来の一般的な摩擦材において、ゴム粒子が弾性体として機能することから、このゴム粒子が摩擦材における鳴き防止のために含有されていることに着目した。
【００１５】
従来では、ゴム粒子は硬化した粉末状態で原料に混合されていたが、このゴム粒子を未硬化状態のまま原料に混合すれば、密着性を有する未硬化のゴム粒子に原料の粉末成分が付着するため、粉塵の発生を抑制できるのではないかと考えた。本発明は、この考えに基づいて実験検討した結果、見出されたものである。
【００１６】
すなわち、請求項１に記載の発明では、繊維成分と結合材成分と充填材成分とを含んでなる摩擦材用組成物において、未硬化のゴム粒子（４０）が含まれていることを特徴とする摩擦材用組成物が提供される。
【００１７】
本発明の摩擦材用組成物によれば、未硬化のゴム粒子（４０）が含まれているため、摩擦材用組成物を混合して作製する際に、原料の粉末成分（５０）が、密着性を有する未硬化のゴム粒子に付着する。そして、本発明の摩擦材用組成物は、このように粉末成分（５０）がゴム粒子（４０）に付着した状態のものとしてできあがる。
【００１８】
そして、本発明の摩擦材用組成物を原料として用い、成型、熱処理を行って摩擦材（１０）を製造するようにすれば、原料を混合した後に混合機から混合材を取り出す際あるいは成形前の秤量や素押成型（予備成型）の際に粉塵が発生することは極力抑制される。
【００１９】
また、本発明では、従来用いていた硬化状態のゴム粒子を未硬化の状態に変えて原料に含有させたものであり、従来の製造工程に対して設備や工程の変更あるいは追加も必要ないため、製造コストの増大はほとんどない。
【００２０】
以上のように、本発明の摩擦材用組成物を用いれば、繊維成分と結合材成分と充填材成分とが混合された原料を、成型、熱処理してなる摩擦材を製造するにあたって、製造工程中の粉塵の発生を安価に抑制することができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明では、繊維成分と結合材成分と充填材成分とが混合されてなる原料を、成型した後、熱処理してなる摩擦材（１０）の製造方法において、前記原料として未硬化のゴム粒子（４０）が含まれているものを用いることを特徴とする摩擦材の製造方法が提供される。
【００２２】
本発明の製造方法によれば、原料に未硬化のゴム粒子（４０）が含まれているため、原料を混合して作製する際に、原料の粉末成分（５０）が、密着性を有する未硬化のゴム粒子（４０）に付着する。そして、この原料を用いて、成型、熱処理を行って摩擦材を製造することができる。
【００２３】
このように、本発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の理由から、繊維成分と結合材成分と充填材成分とが混合された原料を、成型、熱処理してなる摩擦材を製造するにあたって、製造工程中の粉塵の発生を安価に抑制することができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明では、繊維成分と結合材成分と充填材成分と未硬化のゴム粒子（４０）とが混合された原料を、成型、熱処理してなることを特徴とする摩擦材が提供される。
【００２５】
本発明によっても、未硬化のゴム粒子（４０）を用いることによって、請求項１に記載の発明と同様の理由から、繊維成分と結合材成分と充填材成分とが混合された原料を、成型、熱処理してなる摩擦材（１０）を製造するにあたって、製造工程中の粉塵の発生を安価に抑制することができる。
【００２６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。本発明の摩擦材は、ブレーキパッドやブレーキライニング等種々の摩擦材として適用可能である。限定するものではないが、本実施形態では、本発明の摩擦材をブレーキパッドに適用したものとして説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態に係るブレーキパッド１０の概略構成図であり、当該ブレーキパッド１０と回転するロータ２０との位置関係を模式的に示している。図１において、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ概略断面図である。
【００２９】
図１（ａ）中の矢印Ｙ１に示すように、ロータ２０が回転している際に、ブレーキパッド１０は、ロータ２０に対して図１（ｂ）中の矢印Ｙ２方向すなわち圧縮方向へ押しつけられる。この状態でロータ２０が摺動し、それによってブレーキ作用が発現される。
【００３０】
この摩擦材としてのブレーキパッド１０は、繊維成分と結合材成分と充填材成分と未硬化のゴム粒子とが混合された摩擦材用組成物を原料として用い、この原料を成型、熱処理して製造されたものである。なお、できあがったブレーキパッド１０においては、原料中のゴム粒子は硬化した状態にて含有されたものとなっている。
【００３１】
ここで、繊維成分としては、無機繊維、有機繊維、金属繊維から選択された繊維基材が用いられる。具体的な無機繊維としては、ガラス繊維、ロックウール、セラミック繊維等が挙げられ、有機繊維としては、アラミド繊維等が挙げられ、金属繊維としては、ステンレス繊維、銅繊維、アルミニウム繊維、青銅繊維等が挙げられる。
【００３２】
結合材成分としては、フェノール樹脂や尿素樹脂等のバインダーレジン等が用いられる。また、充填材成分としては、黒鉛粉末やコークス粉末等の無機潤滑剤、アルミナ粉末や硫酸バリウム粉末等の無機充填剤、青銅粉末やガラスビーズ等の摩擦調整剤などが用いられる。
【００３３】
また、原料である摩擦材組成物に含有される未硬化のゴム粒子としては、シリコンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素系ゴム等が用いられる。この未硬化のゴム粒子の粒径は限定するものではないが、例えば数ｍｍ程度のものを採用することができる。
【００３４】
ここで、未硬化のゴム粒子とは、硬化していない、すなわち架橋や重合が完了していないもので、粘着性を有するものである。このような未硬化のゴム粒子は、粘土状のゴムを粉砕して粒子とすることにより作製することができる。この未硬化のゴム粒子は、原料中に例えば数体積％〜十数体積％程度含有させることができる。
【００３５】
そして、この未硬化のゴム粒子を含有する摩擦材用組成物を原料として用い、図２に示すような製造工程を経て摩擦材としてのブレーキパッド１０が製造される。
【００３６】
まず、繊維成分、結合材成分、充填材成分および未硬化のゴム粒子を所定の組成割合で計量し（計量工程）、計量された各成分を混合機に投入して乾式混合する（混合工程）。
【００３７】
ここまでの工程により、繊維成分と結合材成分と充填材成分と未硬化のゴム粒子とが混合されてなる原料、すなわち、繊維成分と結合材成分と充填材成分と未硬化のゴム粒子とを含んでなる摩擦材用組成物が作製される。
【００３８】
次に、この摩擦材用組成物を混合機から取り出し、秤量して所定量取り分け（秤量工程）、続いて、取り分けられた所定量の摩擦材用組成物を金型に投入して熱成形を行う。ここで、上記取り分けられた摩擦材用組成物をブロック体とするために、本成型を行う前に、別の型を用いて予備成型すなわち素押成型を行うこともある。
【００３９】
そして、本成型工程では、例えば１６０℃程度に加熱された金型中に、上記取り分けられた摩擦材用組成物または素押成型に供された摩擦材用組成物を投入して加圧し、成形体を作製する。その後、作製された成形体を例えば２００℃以上で熱処理して硬化させる（熱処理工程）。こうして、摩擦材としてのブレーキパッド１０ができあがる。
【００４０】
ここで、図３（ａ）は従来の硬化状態のゴム粒子３０を用いた摩擦材用組成物の混合状態を模式的に示す図であり、図３（ｂ）は本実施形態の未硬化のゴム粒子４０を用いた摩擦材用組成物の混合状態を模式的に示す図である。つまり、これら図３は、上記混合工程の後の摩擦材用組成物の混合状態を示すもので、顕微鏡観察等により確認したものである。
【００４１】
図３（ａ）に示す従来のものでは、各成分を混合して摩擦材用組成物を作製する際に、硬化状態のゴム粒子３０が他の各成分と混合されるため、硬化状態のゴム粒子３０と微粉体５０とは分かれた状態で混合している。ここで、微粉体５０は、摩擦材用組成物（原料）の各成分のうちの充填材や樹脂（結合材）等の粉末成分のことである。
【００４２】
それに対して、図３（ｂ）に示す本実施形態の原料すなわち摩擦材用組成物によれば、未硬化のゴム粒子４０が含まれているため、各成分を混合して摩擦材用組成物を作製する際に、上記微粉体５０が、密着性を有する未硬化のゴム粒子４０に付着する。
【００４３】
本実施形態の摩擦材用組成物は、各成分の混合によってこのように微粉体５０がゴム粒子４０に付着した状態のものとしてできあがる。実際に、本摩擦材用組成物では、微粉体５０が付着した未硬化のゴム粒子４０が当該組成物中に均一に混合していることを確認している。
【００４４】
そして、本実施形態では、この摩擦材用組成物を原料として用い、成型、熱処理を行って、摩擦材としてのブレーキパッド１０を製造している。そのため、原料を混合した後に混合機から混合材を取り出す際あるいは成形前の秤量や素押成型の際に、上記微粉体５０が飛び散ることすなわち粉塵が発生することは極力抑制される。
【００４５】
なお、本実施形態の摩擦材用組成物（原料）において含有されている未硬化のゴム粒子４０は、上記した本成型や熱処理といった後工程での各加熱により、硬化され、できあがったブレーキパッド１０においては、硬化したゴム粒子となっている。
【００４６】
上述したように、摩擦材においてゴム粒子は弾性体として機能することから、摩擦材における鳴き防止のために含有されている。本実施形態においても、摩擦材用組成物（原料）では未硬化であったゴム粒子４０も、ブレーキパッド１０においては完全に硬化しており、従来と同様の鳴き防止の実現に寄与するものとなっている。
【００４７】
また、本実施形態は、従来の摩擦材用組成物（原料）に用いていた硬化状態のゴム粒子を未硬化の状態に変えたものであり、上記した従来の手法のようにカシューポリマーや水または水性液体を用いることはない。そのため、これら従来の手法に付随する問題もなくなる。
【００４８】
つまり、上記従来手法では、カシューポリマー用の粉塵設備として吸引ダクトを設けたり、カシューポリマー−フルフラール混合液や水または水性液体といった液体の滴下設備を追加したり、混合材の乾燥工程を追加したりすることが必要であった。
【００４９】
しかし、本実施形態では、従来の製造工程に対して設備や工程の変更あるいは追加の必要がない。そのため、本実施形態によれば、製造コストの増大はほとんどない。
【００５０】
以上のように、本実施形態によれば、繊維成分と結合材成分と充填材成分とが混合された原料を、成型、熱処理してなる摩擦材を製造するにあたって、製造工程中の粉塵の発生を安価に抑制することのできる摩擦材、そのような摩擦材の製造方法、ならびに摩擦材用組成物が提供される。
【００５１】
【実施例】
次に、本発明について以下の実施例および比較例を参照し、より詳細に述べるが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５２】
図４は、上記ブレーキパッド１０において原料中の各成分の量や種類を変えた種々の例を示す図表であり、同図には、実施例１〜３と従来品としての比較例とを示してある。
【００５３】
各例における原料は、繊維基材の成分として有機繊維としてのアラミド繊維、金属繊維（ここではステンレス繊維）を用い、摩擦調整剤として青銅粉末およびガラスビーズを用い、無機潤滑剤として黒鉛およびコークスを用い、無機充填剤としてアルミナおよび硫酸バリウムを用いている。また、結合材としてはフェノール樹脂を用いている。
【００５４】
また、比較例で使用しているラバーダストは、別工程で完全に硬化させたラバーから粉砕工程を経て作製されたものである。つまり、比較例は、従来の硬化状態のゴム粒子を含有した原料を用いてブレーキパッドを作製した例である。
【００５５】
実施例１〜３で使用している未硬化ラバー粒子は、上記した本発明の未硬化のゴム粒子であり、ここでは、粘土状のシリコンゴムを粉砕して２〜３ｍｍ程度の粒径を持つ粒子としたものである。
【００５６】
また、これら各例における各成分の配合（分量）については、図４中、体積％の単位にて示してあり、各例において、繊維基材、摩擦調整剤、無機潤滑剤、無機充填剤、および結合材剤までの合計すなわち原料全体の合計が１００体積％となっている。
【００５７】
各例について、ブレーキパッドは上記図２に示す工程に準じて作製した。まず、各例ともに、図４に示す配合比にて各成分を乾式で均一に混合し、原料である摩擦材用組成物を得た。次に、例えば１６０℃に加熱された金型中に摩擦材用組成物を投入して加圧することで成形体を得た。その後、成形体を２１０℃で熱処理して硬化させ、ブレーキパッドを得た。
【００５８】
こうして得られた各例のブレーキパッドは、互いに同程度の性能を発揮するものであった。実施例１〜３のブレーキパッドについては、上述したように、未硬化のゴム粒子はブレーキパッドの熱成形時に同時に硬化するため、比較例のように、最初から硬化したゴム粒子を混入させたものと同様の性能を発揮することができる。
【００５９】
また、これら各例において、混合工程後すなわち作製された摩擦材用組成物について、混合後の粉塵が発生するかどうか調べた。つまり、この粉塵発生のチェックは、混合機から混合材を取り出す際や、上記秤量工程あるいは素押成型工程の際に粉塵が発生するかどうか調べたものである。
【００６０】
その結果、比較例では粉塵の発生が見られたのに対し、未硬化のゴム粒子を用いた実施例１〜３においては粉塵の発生はなかった。このように。上記実施例によれば、摩擦材を製造するにあたって、製造工程中の粉塵の発生を安価に抑制することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブレーキパッドと回転するロータとの位置関係を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るブレーキパッドの製造方法を示す工程図である。
【図３】（ａ）は従来の硬化状態のゴム粒子を用いた摩擦材用組成物の混合状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は上記実施形態の未硬化のゴム粒子を用いた摩擦材用組成物の混合状態を模式的に示す図である。
【図４】ブレーキパッドにおいて原料中の各成分の量や種類を変えた種々の例を示す図表である。
【符号の説明】
１０…摩擦材としてのブレーキパッド、４０…未硬化のゴム粒子。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a friction material used for a brake pad or a brake lining of an automobile, a method for producing the same, and a composition for the friction material.
[0002]
[Prior art]
Generally, a friction material of this type is prepared from a composition for a friction material comprising a fiber component, a binder material component, and a filler component as a raw material, and after molding, the composition for a friction material is cured by heat treatment. It was formed in this way.
[0003]
Here, as the fiber component, a fiber base material selected from inorganic fibers, organic fibers, and metal fibers is used.As the binder component, a binder resin such as a phenol resin is used.As the filler component, Friction modifiers and lubricants such as graphite powder, inorganic powder, and metal powder are used.
[0004]
However, in manufacturing such a friction material, since the raw material contains a powder component, when the raw material is mixed, the mixed material, that is, the friction material composition is taken out of the mixer after mixing, or the weighing and molding before molding are performed. There is a problem that dust is generated at the time of the push molding (preliminary molding), and the working environment is deteriorated.
[0005]
In order to solve such a problem, conventionally, the generation of the above-described dust is suppressed by adding a mixture of cashew polymer and furfural to a raw material that is manufactured by mixing, that is, a composition for a friction material. (See Patent Document 1).
[0006]
Further, as a raw material to be manufactured by mixing, a main component of the binder component is a phenol aralkyl resin, and in the raw material mixing step, after mixing the raw materials, water or an aqueous liquid is added and kneaded, A device that suppresses the generation of dust described above has been proposed (see Patent Document 2).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-284991
[Patent Document 2]
JP-A-9-194602
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method using the cashew polymer described in Patent Document 1, an unfavorable condition in the work environment occurs, such as the cashew polymer adhering to the skin of the worker or the worker inhaling the vapor. There is a risk of doing. And it was necessary to prepare dustproof equipment etc. for that.
[0010]
According to the study of the present inventor, in the method using the cashew polymer, a part of the cashew polymer hardens and adheres to the inner wall of the mixer due to frictional heat at the time of mixing. all right. As described above, in the method using the cashew polymer, there is a concern that the production cost will increase due to the installation of dustproof equipment and the occurrence of maintenance steps.
[0011]
In the method using water or an aqueous liquid described in Patent Document 2, since the raw material contains water or an aqueous liquid, when the raw material is molded and heat-treated, these liquids evaporate and become internal. When a defect occurs, a crack is generated inside the completed friction material.
[0012]
Furthermore, in order to prevent the occurrence of internal cracks due to the evaporation of such a liquid, the above-mentioned water or aqueous liquid is added to the raw material in the form of a spray, or the raw material to which these liquids have been added is used. Before the molding, the raw materials need to be pre-dried or the like, which is troublesome. Therefore, also in this method, there is a possibility that the manufacturing cost will increase.
[0013]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and in producing a friction material obtained by molding and heat-treating a raw material in which a fiber component, a binder component, and a filler component are mixed, the generation of dust during the production process can be reduced. The purpose is to control.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventor has proposed that since rubber particles function as an elastic body in a conventional general friction material, the rubber particles are contained for preventing squeal in the friction material. I paid attention.
[0015]
Conventionally, rubber particles were mixed with the raw material in a cured powder state, but if the rubber particles are mixed with the raw material in an uncured state, the powder component of the raw material adheres to the uncured rubber particles having adhesiveness. Therefore, it was thought that the generation of dust could be suppressed. The present invention has been found as a result of an experimental study based on this idea.
[0016]
That is, the invention according to claim 1 is characterized in that the friction material composition comprising a fiber component, a binder component, and a filler component contains uncured rubber particles (40). A composition for a friction material is provided.
[0017]
According to the composition for a friction material of the present invention, since the uncured rubber particles (40) are contained, when the composition for a friction material is mixed and produced, the powder component (50) of the raw material is Adheres to uncured rubber particles with adhesive properties. And the composition for friction materials of the present invention is completed in such a state that the powder component (50) adheres to the rubber particles (40).
[0018]
If the friction material (10) is manufactured by performing molding and heat treatment using the composition for a friction material of the present invention as a raw material, when the mixed material is taken out of the mixer after mixing the raw materials or before molding. Generation of dust at the time of weighing and press molding (preliminary molding) is suppressed as much as possible.
[0019]
Further, in the present invention, the rubber particles in the cured state used conventionally are changed to the uncured state and are contained in the raw material, so that it is not necessary to change or add equipment or processes to the conventional manufacturing process. There is almost no increase in manufacturing cost.
[0020]
As described above, when the friction material composition of the present invention is used, a raw material in which a fiber component, a binder component, and a filler component are mixed is molded and heat-treated to produce a friction material. The generation of dust inside can be suppressed at low cost.
[0021]
According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a friction material (10), a raw material obtained by mixing a fiber component, a binder component, and a filler component is molded and then heat-treated. A method for producing a friction material is provided, wherein a method containing a cured rubber particle (40) is used.
[0022]
According to the production method of the present invention, since the raw material contains the uncured rubber particles (40), the powder component (50) of the raw material has an adhesive property when the raw material is mixed and produced. Attaches to cured rubber particles (40). Then, using this raw material, a friction material can be manufactured by performing molding and heat treatment.
[0023]
As described above, according to the present invention, for the same reason as the invention described in claim 1, a friction material obtained by molding and heat-treating a raw material in which a fiber component, a binder component, and a filler component are mixed is used. In manufacturing, the generation of dust during the manufacturing process can be suppressed at low cost.
[0024]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a friction material obtained by molding and heat-treating a raw material in which a fiber component, a binder component, a filler component, and uncured rubber particles (40) are mixed. Provided.
[0025]
According to the present invention, by using the uncured rubber particles (40), the raw material in which the fiber component, the binder component, and the filler component are mixed is molded for the same reason as in the first embodiment. In producing the friction material (10) by heat treatment, it is possible to suppress the generation of dust during the production process at low cost.
[0026]
It should be noted that reference numerals in parentheses of the above-described units are examples showing the correspondence with specific units described in the embodiments described later.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described. The friction material of the present invention can be applied as various friction materials such as a brake pad and a brake lining. Although not limited, the present embodiment will be described on the assumption that the friction material of the present invention is applied to a brake pad.
[0028]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a brake pad 10 according to the present embodiment, and schematically shows a positional relationship between the brake pad 10 and a rotating rotor 20. FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
[0029]
As shown by an arrow Y1 in FIG. 1A, when the rotor 20 is rotating, the brake pad 10 is pressed against the rotor 20 in a direction indicated by an arrow Y2 in FIG. . In this state, the rotor 20 slides, so that a braking action is exerted.
[0030]
The brake pad 10 as the friction material is manufactured by molding and heat-treating a friction material composition in which a fiber component, a binder component, a filler component, and uncured rubber particles are mixed as a raw material. It was done. In the completed brake pad 10, the rubber particles in the raw material are contained in a cured state.
[0031]
Here, as the fiber component, a fiber base material selected from inorganic fibers, organic fibers, and metal fibers is used. Specific examples of the inorganic fibers include glass fibers, rock wool, and ceramic fibers. Examples of the organic fibers include aramid fibers. Examples of the metal fibers include stainless fibers, copper fibers, aluminum fibers, and bronze fibers. Is mentioned.
[0032]
As the binder component, a binder resin such as a phenol resin and a urea resin is used. As the filler component, inorganic lubricants such as graphite powder and coke powder, inorganic fillers such as alumina powder and barium sulfate powder, and friction modifiers such as bronze powder and glass beads are used.
[0033]
Silicon rubber, nitrile-butadiene rubber (NBR), styrene-butadiene rubber (SBR), fluorine rubber, and the like are used as uncured rubber particles contained in the friction material composition as a raw material. Although the particle size of the uncured rubber particles is not limited, for example, a particle size of about several mm can be adopted.
[0034]
Here, the uncured rubber particles are those that have not been cured, that is, have not been crosslinked or polymerized, and have tackiness. Such uncured rubber particles can be produced by pulverizing clay-like rubber into particles. The uncured rubber particles can be contained in the raw material, for example, in an amount of about several volume% to over ten volume%.
[0035]
Then, using the composition for a friction material containing the uncured rubber particles as a raw material, a brake pad 10 as a friction material is produced through a production process as shown in FIG.
[0036]
First, a fiber component, a binder component, a filler component, and uncured rubber particles are weighed at a predetermined composition ratio (a weighing process), and the weighed components are put into a mixer and dry-mixed (a mixing process). .
[0037]
By the steps up to this point, the raw material obtained by mixing the fiber component, the binder component, the filler component, and the uncured rubber particles, that is, the fiber component, the binder component, the filler component, and the uncured rubber particles, A composition for a friction material is produced.
[0038]
Next, the friction material composition is taken out of the mixer, weighed, and weighed out to a predetermined amount (weighing step). Subsequently, the predetermined amount of the friction material composition is put into a mold and subjected to thermoforming. Do. Here, in order to make the friction material composition thus separated into a block body, preforming, that is, plain pressing, may be performed using another mold before performing the main molding.
[0039]
In this molding step, for example, the separated friction material composition or the friction material composition subjected to the blanking molding is put into a mold heated to about 160 ° C., and is pressed and molded. Make a body. Thereafter, the formed molded body is cured by heat treatment at, for example, 200 ° C. or higher (heat treatment step). Thus, the brake pad 10 as a friction material is completed.
[0040]
Here, FIG. 3A is a diagram schematically showing a mixed state of a friction material composition using a conventional cured rubber particle 30, and FIG. 3B is an uncured state of the present embodiment. It is a figure which shows typically the mixing state of the composition for friction materials using the rubber particle 40. That is, FIGS. 3A and 3B show the mixing state of the friction material composition after the above-described mixing step, and were confirmed by microscopic observation and the like.
[0041]
In the conventional example shown in FIG. 3A, when the respective components are mixed to prepare the friction material composition, the cured rubber particles 30 are mixed with the other components. The particles 30 and the fine powder 50 are mixed in a separated state. Here, the fine powder 50 refers to a powder component such as a filler or a resin (binder) among the components of the friction material composition (raw material).
[0042]
On the other hand, according to the raw material of the present embodiment shown in FIG. 3B, that is, the composition for friction material, since the uncured rubber particles 40 are contained, the respective components are mixed to form the composition for friction material. The fine powder 50 adheres to the uncured rubber particles 40 having adhesiveness.
[0043]
The composition for a friction material of the present embodiment is completed in such a state that the fine powder 50 adheres to the rubber particles 40 by mixing the respective components. In fact, in the present friction material composition, it has been confirmed that the uncured rubber particles 40 to which the fine powder 50 has adhered are uniformly mixed in the composition.
[0044]
In this embodiment, the brake pad 10 as a friction material is manufactured by using the composition for a friction material as a raw material and performing molding and heat treatment. Therefore, when the mixed material is taken out of the mixer after mixing the raw materials, or when weighing or pressing is performed before molding, scattering of the fine powder 50, that is, generation of dust is suppressed as much as possible.
[0045]
The uncured rubber particles 40 contained in the friction material composition (raw material) of the present embodiment are cured by heating in the subsequent steps such as the main molding and heat treatment described above, and the completed brake pad 10 is formed. Are hardened rubber particles.
[0046]
As described above, since the rubber particles function as an elastic body in the friction material, the rubber particles are included to prevent squeal in the friction material. Also in the present embodiment, the rubber particles 40 which have not been cured in the friction material composition (raw material) are completely cured in the brake pad 10 and contribute to the realization of squeal prevention as in the related art. Has become.
[0047]
In this embodiment, the cured rubber particles used in the conventional friction material composition (raw material) are changed to an uncured state. Or, no aqueous liquid is used. Therefore, there is no problem associated with these conventional methods.
[0048]
That is, in the above conventional method, a suction duct is provided as dust equipment for cashew polymer, a dropping equipment for a liquid such as a cashew polymer-furfural mixed liquid or water or an aqueous liquid is added, or a drying step of a mixed material is added. It was necessary to do.
[0049]
However, in this embodiment, there is no need to change or add equipment or processes to the conventional manufacturing process. Therefore, according to the present embodiment, there is almost no increase in manufacturing cost.
[0050]
As described above, according to the present embodiment, when producing a friction material by molding and heat-treating a raw material in which a fiber component, a binder component, and a filler component are mixed, generation of dust during the production process Material, a method for producing such a friction material, and a composition for a friction material are provided.
[0051]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[0052]
FIG. 4 is a table showing various examples in which the amount and type of each component in the raw material in the brake pad 10 are changed, and FIG. 4 shows Examples 1 to 3 and a comparative example as a conventional product. It is.
[0053]
In each case, the raw materials used were aramid fibers and metal fibers (stainless steel fibers) as organic fibers as components of the fiber base material, bronze powder and glass beads as friction modifiers, and graphite and coke as inorganic lubricants. Alumina and barium sulfate are used as inorganic fillers. A phenol resin is used as the binder.
[0054]
Further, the rubber dust used in the comparative example was produced through a pulverizing step from a rubber completely cured in another step. That is, the comparative example is an example in which a brake pad is manufactured using a conventional raw material containing rubber particles in a cured state.
[0055]
The uncured rubber particles used in Examples 1 to 3 are the above-described uncured rubber particles of the present invention, and have a particle diameter of about 2 to 3 mm by pulverizing clay-like silicon rubber. Particles.
[0056]
The blending (quantity) of each component in each of these examples is shown in units of volume% in FIG. 4, and in each example, the fiber base material, friction modifier, inorganic lubricant, inorganic filler, And the sum up to the binder material, that is, the sum of the entire raw materials is 100% by volume.
[0057]
In each case, the brake pads were manufactured according to the process shown in FIG. First, in each of the examples, the components were uniformly mixed in a dry manner at the mixing ratio shown in FIG. 4 to obtain a friction material composition as a raw material. Next, for example, the friction material composition was charged into a mold heated to 160 ° C. and pressed to obtain a molded body. Thereafter, the molded body was heat-treated at 210 ° C. and cured to obtain a brake pad.
[0058]
The brake pads of the respective examples thus obtained exhibited the same level of performance. For the brake pads of Examples 1 to 3, as described above, the uncured rubber particles are cured at the same time as the thermoforming of the brake pad. The same performance can be exhibited.
[0059]
Further, in each of these examples, it was examined whether or not dust after mixing was generated in the friction material composition after the mixing step, that is, in the prepared friction material composition. That is, the check of the generation of dust is performed by checking whether dust is generated when the mixed material is taken out from the mixer or in the weighing step or the blanking step.
[0060]
As a result, generation of dust was observed in the comparative example, whereas no dust was generated in Examples 1 to 3 using uncured rubber particles. in this way. According to the above-described embodiment, in producing the friction material, the generation of dust during the production process could be suppressed at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a positional relationship between a brake pad and a rotating rotor.
FIG. 2 is a process chart showing a method for manufacturing a brake pad according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 (a) is a diagram schematically showing a mixed state of a friction material composition using conventional cured rubber particles, and FIG. 3 (b) is a diagram showing the uncured rubber particles of the above embodiment. It is a figure which shows typically the mixing state of the composition for friction materials.
FIG. 4 is a table showing various examples in which the amount and type of each component in the raw material in the brake pad are changed.
[Explanation of symbols]
10: brake pads as friction material; 40: uncured rubber particles.

Claims

A composition for a friction material comprising a fiber component, a binder component, and a filler component, wherein the composition for a friction material comprises uncured rubber particles (40).

In a method for producing a friction material (10), a raw material obtained by mixing a fiber component, a binder component, and a filler component is molded and then heat-treated.
A method for producing a friction material, wherein a material containing uncured rubber particles (40) is used as the raw material.

A friction material obtained by molding and heat-treating a raw material in which a fiber component, a binder component, a filler component, and uncured rubber particles (40) are mixed.