JP2017002230A - Friction material composition, and friction material and friction member using same - Google Patents

Friction material composition, and friction material and friction member using same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a friction material composition which can provide a friction material having excellent friction coefficients, abrasion resistance, and aggressiveness to partner materials at the time of high-speed and high-load braking, even when the composition does not contains copper which may become a cause to pollute rivers, lakes, and oceans, or the content of copper, or even if the composition contains copper, and is 0.5 mass% or less; and, further, a friction material and a friction member using the friction material composition.SOLUTION: The friction material composition comprises a binder, organic filler, inorganic filler, and a fiber substrate, where the friction material composition has a copper content of less than 0.5 mass% as a copper element or does not contain any copper, does not contain antimony as the inorganic filler, contains as the inorganic filler 1 to 50 mass% of particles having a melting point of 2000°C or more, Vickers hardness of 500 to 1500, and an average particle diameter of 15 to 50 μm, 5 to 30 mass% of a titanate, and contains 5 mass% or less of ferrous fibers as a fiber substrate or does not contain the same.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、アスベストを含有しない摩擦材組成物、いわゆるノンアスベスト摩擦材組成物に関するものであり、さらに、これを用いた摩擦材およ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、特に制動時の負荷が大きいディスクブレーキパッドの摩擦材に適しており、銅の含有量が少ないため環境への負荷が少なく、かつ摩擦係数および耐摩耗性に優れた摩擦材組成物、さらに該摩擦材組成物を用いた摩擦材および摩擦部材に関する。   The present invention relates to a friction material composition containing no asbestos, a so-called non-asbestos friction material composition, and further relates to a friction material and a friction member using the same. Specifically, it is suitable for friction materials such as disc brake pads and brake linings used for braking in automobiles, especially disc brake pads that have a large load during braking. The present invention relates to a friction material composition having a low friction coefficient and excellent wear resistance, and further relates to a friction material and a friction member using the friction material composition.

従来、自動車の制動装置として、ディスクブレーキ、ドラムブレーキが使用されており、その摩擦部材として、鋼鉄等の金属製のベース部材に摩擦材が貼り付けられたディスクブレーキパッド、ブレーキシューが使用されている。   Conventionally, disc brakes and drum brakes are used as braking devices for automobiles, and disc brake pads and brake shoes in which a friction material is bonded to a metal base member such as steel are used as friction members. Yes.

摩擦材は、繊維基材としてスチール繊維を摩擦材組成物全量に対し30質量%以上60質量%未満含有するセミメタリック摩擦材、繊維基材の一部にスチール繊維を含み、且つ、スチール繊維を摩擦材組成物全量に対し30質量%未満含有するロースチール摩擦材と、繊維基材としてスチール繊維およびステンレス繊維等のスチール系繊維をほとんど含まないNAO(Non-Asbestos-Organic)材に分類されている。   The friction material includes a semi-metallic friction material containing 30% by mass or more and less than 60% by mass of steel fiber as a fiber base material based on the total amount of the friction material composition. It is classified into low steel friction material containing less than 30% by mass with respect to the total amount of the friction material composition, and NAO (Non-Asbestos-Organic) material containing almost no steel fibers such as steel fiber and stainless steel as the fiber base material. Yes.

ブレーキノイズの発生が少ない摩擦材が求められている近年においては、スチール繊維とスチール系繊維を含まず、且つ、非鉄金属繊維、有機繊維、無機繊維などの繊維基材、熱硬化性樹脂等の結合剤、有機充填剤、無機充填剤、無機研削材、潤滑剤および金属粒子などの摩擦調整材から成る、NAO材の摩擦材を使用した摩擦部材が広く使用されるようになってきている。(特許文献1)   In recent years, there is a demand for friction materials that generate less brake noise. Steel fibers and steel-based fibers are not included, and non-ferrous metal fibers, organic fibers, inorganic fibers and other fiber base materials, thermosetting resins, etc. Friction members using friction materials made of NAO materials, which are made of friction modifiers such as binders, organic fillers, inorganic fillers, inorganic abrasives, lubricants and metal particles, have been widely used. (Patent Document 1)

ところで、摩擦材には、結合剤、繊維基材、無機充填剤および有機充填剤等を含む摩擦材組成物が用いられ、前記特性を発現させるために、一般的に、各成分を1種または2種以上を組合せた摩擦材組成物が用いられる。中でも銅は繊維や粉末の形態で摩擦材に配合され、高温での制動条件下での摩擦係数の保持(耐フェード性)や高温での耐摩耗性改善、摩擦材の強度向上に有効な成分である。しかし、銅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、湖や海洋汚染等の原因となる可能性が示唆されているため、使用を制限する動きが高まっている。   By the way, as the friction material, a friction material composition containing a binder, a fiber base material, an inorganic filler, an organic filler, and the like is used. A friction material composition in which two or more kinds are combined is used. In particular, copper is blended into the friction material in the form of fibers and powders, and is an effective component for maintaining the friction coefficient under high-temperature braking conditions (fading resistance), improving wear resistance at high temperatures, and improving the strength of friction materials. It is. However, friction materials containing copper contain copper in the abrasion powder generated during braking, and it is suggested that it may cause river, lake, marine pollution, etc. .

このような環境への配慮から、重金属である銅を含有しない摩擦材が望まれるようになってきており、金属銅、銅合金、銅化合物等の銅成分を含まないNAO材の摩擦材が開発され始めている。そこで、銅や銅合金等の金属を含有せず、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とする方法が提案されている(特許文献2参照)。   Due to such environmental considerations, friction materials that do not contain copper, which is a heavy metal, have been desired, and friction materials made of NAO materials that do not contain copper components such as metallic copper, copper alloys, and copper compounds have been developed. Being started. Therefore, a method is proposed in which magnesium oxide and graphite are contained in a friction material in an amount of 45 to 80% by volume and the ratio of magnesium oxide and graphite is 1/1 to 4/1 without containing metal such as copper or copper alloy. (See Patent Document 2).

特開2004−10790JP2004-10790 特開2002−138273JP 2002-138273 A

しかし、特許文献2の銅や銅合金等の金属を含有しない摩擦材においては、銅を除いたことにより高速・高負荷制動時における耐摩耗性の悪化と摩擦係数の低下という問題が顕在化してきている。   However, in the friction material containing no metal such as copper and copper alloy of Patent Document 2, the problem of deterioration of wear resistance and reduction of friction coefficient during high-speed and high-load braking has become obvious due to the removal of copper. ing.

銅は展延性に富み、かつ熱伝導率が高いことから制動によって摩擦材の表面に薄く延びて被膜を形成し、放熱性の向上に寄与している。しかし、摩擦材に銅を添加しないと、高負荷時に摩擦材が蓄熱しやすくなり、結合剤であるフェノール樹脂や繊維基材である有機繊維の熱分解が促進される。フェノール樹脂や有機繊維などの分解により、摩擦材の骨格強度の低下が起こり、急激な摩耗および摩擦係数の低下が起こる。   Since copper is rich in spreadability and has high thermal conductivity, it extends thinly on the surface of the friction material by braking to form a film, contributing to improvement in heat dissipation. However, if copper is not added to the friction material, the friction material is likely to store heat at a high load, and the thermal decomposition of the phenol resin as the binder and the organic fiber as the fiber base material is promoted. Degradation of phenol resin, organic fiber, etc. causes a decrease in the skeleton strength of the friction material, resulting in a rapid wear and a decrease in the friction coefficient.

また、摩擦材表面に銅被膜が形成しないことで、含有する粒子が脱落しやすくなることや、それによる研削材の研削作用の低下が起こり、高速制動時に前記と同様に急激な摩耗や摩擦係数の低下が起こる。   In addition, the absence of a copper coating on the friction material surface makes it easier for the contained particles to fall off, resulting in a decrease in the grinding action of the abrasive material. Decrease occurs.

そこで本発明は、河川、湖、および海洋などの汚染の原因となる可能性のある銅を含有しない、または含有する場合でも0.5質量%以下の場合であっても、高速・高負荷制動時の摩擦係数、耐摩耗性および相手材攻撃性に優れた摩擦材を与えることができる摩擦材組成物、さらに該摩擦材組成物を用いた摩擦材および摩擦部材を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention does not contain copper that may cause pollution of rivers, lakes, oceans, etc., or even if it contains 0.5% by mass or less, high-speed and high-load braking. It is an object of the present invention to provide a friction material composition capable of providing a friction material excellent in friction coefficient, wear resistance and attacking property of the counterpart material, and a friction material and a friction member using the friction material composition. .

本発明者らは、様々な検討の結果、下記構成の摩擦材とすることにより、上記課題が解決されることを見出した。すなわち本発明の摩擦材組成物は以下のとおりのものである。結合剤、有機充填剤、無機充填剤、および繊維基材を含有する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0.5質量%以下または含有せず、無機充填剤として、融点2000℃以上、ビッカース硬度500〜1500、かつ平均粒子径15〜50μmの粒子を1〜50質量%含有するとともに、チタン酸塩を5〜30質量%含有する。   As a result of various studies, the present inventors have found that the above problem can be solved by using a friction material having the following configuration. That is, the friction material composition of the present invention is as follows. A friction material composition containing a binder, an organic filler, an inorganic filler, and a fiber base material, wherein the copper content in the friction material composition is 0.5% by mass or less or contained as a copper element. As an inorganic filler, 1-50 mass% of particles having a melting point of 2000 ° C. or higher, a Vickers hardness of 500-1500, and an average particle diameter of 15-50 μm are contained, and a titanate is contained in an amount of 5-30 mass%.

本発明の摩擦材組成物においては、前記無機充填剤として、アンチモンを含有しないことが好ましい。また、前記繊維基材として、鉄系繊維の含有量が5質量%以下または含有しないことが好ましい。   In the friction material composition of the present invention, it is preferable not to contain antimony as the inorganic filler. Moreover, as said fiber base material, it is preferable that content of an iron-type fiber is 5 mass% or less or does not contain.

本発明の摩擦材は、上記の摩擦材組成物を成形してなるものである。   The friction material of the present invention is formed by molding the friction material composition described above.

本発明の摩擦部材は、上記摩擦材組成物を成形してなる摩擦材組成物と裏金とを用いて成形されるものである。   The friction member of this invention is shape | molded using the friction material composition formed by shape | molding the said friction material composition, and a back metal.

本発明の摩擦材組成物は、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を含有しない、または少ないことから環境への負荷が少なく、かつ高速・高負荷制動時に高い摩擦係数を維持するとともに優れた耐摩耗性を発現することができる。また、本発明の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および摩擦部材を提供できる。   When the friction material composition of the present invention is used for friction materials such as disc brake pads and brake linings for automobiles, it does not contain or has a small amount of copper in the wear powder generated during braking, so the load on the environment is small. In addition, it is possible to maintain a high friction coefficient during high speed and high load braking and to exhibit excellent wear resistance. Moreover, the friction material and friction member which have the said characteristic can be provided by using the friction material composition of this invention.

以下、本発明の摩擦材組成物、これを用いた摩擦材および摩擦部材について詳述する。なお、本発明の摩擦材組成物は、アスベストを実質的に含まない摩擦材組成物、いわゆるノンアスベスト摩擦材組成物に関するものである。   Hereinafter, the friction material composition of the present invention, the friction material using the same, and the friction member will be described in detail. The friction material composition of the present invention relates to a friction material composition substantially free of asbestos, a so-called non-asbestos friction material composition.

[摩擦材組成物]
本発明の摩擦材組成物は、結合剤、有機充填剤、無機充填剤、および繊維基材を含有する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0.5質量%以下または含有せず、無機充填剤として、融点2000℃以上、ビッカース硬度500〜1500、かつ平均粒子径15〜50μmの粒子を1〜50質量%含有するとともに、チタン酸塩を5〜30質量%含有すること特徴とする。上記構成により、本発明のノンアスベスト摩擦材組成物を用いた摩擦材および摩擦部材は、従来品と比較して制動時に生成する摩耗粉中の銅が極めて少ないから環境への負荷が少なく、かつ高速・高負荷制動時に優れた摩擦係数および耐摩耗性を発現する。
[Friction material composition]
The friction material composition of the present invention is a friction material composition containing a binder, an organic filler, an inorganic filler, and a fiber base material, wherein the copper content in the friction material composition is copper element. 0.5 mass% or less or not contained, and contains 1 to 50 mass% of particles having a melting point of 2000 ° C. or higher, Vickers hardness of 500 to 1500, and an average particle diameter of 15 to 50 μm as an inorganic filler, and titanate It is characterized by containing 5-30 mass%. With the above configuration, the friction material and the friction member using the non-asbestos friction material composition of the present invention have less load on the environment because there is very little copper in the wear powder generated during braking compared to the conventional product, and Excellent friction coefficient and wear resistance during high-speed and high-load braking.

本発明の摩擦材組成物は、環境有害性の高い銅を含有しない、もしくは銅を含有する場合において銅の含有量が0.5質量%以下である。このため、このため、制動時に摩耗粉が生成しても、河川、湖や海洋汚染の原因とならない。なお、銅は含有しないことが好ましい。   The friction material composition of the present invention does not contain copper, which is highly harmful to the environment, or when copper is contained, the copper content is 0.5% by mass or less. For this reason, even if abrasion powder is generated during braking, it does not cause river, lake or marine pollution. In addition, it is preferable not to contain copper.

(無機充填剤)
無機充填剤は、摩擦材の耐熱性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り、本発明において無機充填剤としてチタン酸塩および融点2000℃以上、ビッカース硬度500〜1500、かつ平均粒子径15〜50μmの粒子(以下、大粒径耐熱無機粒子)を必須とする。
(Inorganic filler)
The inorganic filler is included as a friction modifier for avoiding deterioration of the heat resistance of the friction material. In the present invention, the inorganic filler is titanate and a melting point of 2000 ° C. or higher, Vickers hardness of 500 to 1500, and average particles. Particles having a diameter of 15 to 50 μm (hereinafter referred to as large-diameter heat-resistant inorganic particles) are essential.

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、KO・6TiO、KO・8TiO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K0.3−0.7Li0.27Ti1.733.8−3.95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K0.2−0.7Mg0.4Ti1.63.7−3.95で表される組成のものなどが挙げられる。これらを単独でまたは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より向上させることから、チタン酸リチウムカリウム、チタン酸マグネシウムカリウムが好ましい。 As the titanate, potassium titanate, lithium potassium titanate, magnesium potassium titanate, or the like can be used. The potassium titanate, for example, K 2 O · 6TiO 2, K 2 O · 8TiO 2 , and the like. As lithium potassium titanate, for example, 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 is used. And the like. Table In The titanate magnesium potassium, for example, 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 And the like. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, lithium potassium titanate and magnesium potassium titanate are preferable because they further improve the wear resistance at high temperatures.

チタン酸塩の形状としては、繊維状、柱状、板状、粒子状または鱗片状のものを用いることができ、これらを単独でまたは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).

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。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。   Here, an example of the definition about the shape of titanate will be described. Of the rectangular parallelepipeds circumscribing the titanate, the longest side of the rectangular parallelepiped having the smallest volume (the circumscribed rectangular parallelepiped) is the major axis L, the next longest side is the minor axis B, and the shortest side is the thickness T (B> T). ), And the shape of titanate is defined by the aspect ratio (L / T, L / B).

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。   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.

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。TOFIX−S(東邦マテリアル株式会社製)などが挙げられる。   The columnar titanate is a titanate having L / T = 2 to 10 and L / B = 2 to 10. And TOFIX-S (manufactured by Toho Material Co., Ltd.).

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。   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.

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。   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.

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。   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.).

上記形状の中でも、高温の耐摩耗性をより向上させるために、燐片状、柱状または板状のものを用いることが好ましい。   Among the above shapes, in order to further improve the high temperature wear resistance, it is preferable to use a scaly shape, a columnar shape or a plate shape.

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。なお、平均粒子径は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%径を示す。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。   Moreover, an average particle diameter of 1-50 micrometers and a specific surface area of 0.5-10 m <2> / g are preferable. In addition, an average particle diameter is represented by a median diameter, and a median diameter shows the 50% diameter calculated | required 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の観点から、5〜30質量%とする。チタン酸塩の含有量を5質量%以上とすることで耐摩耗性改善の効果がある。しかしながら、過度に添加すると耐摩耗性が逆に悪化したり摩擦係数が低下するとともに、メタルキャッチが生成しやすくなる。この観点からチタン酸塩の含有量を30質量%以下とする。なお、チタン酸塩の含有量は、10〜25質量%であることが好ましく、15〜25質量%であることがより好ましい。   The content of titanate in the friction material composition of the present invention is set to 5 to 30% by mass from the viewpoint of improving wear resistance at high temperatures. By setting the titanate content to 5% by mass or more, there is an effect of improving wear resistance. However, when it adds excessively, abrasion resistance will deteriorate on the contrary, a friction coefficient will fall, and it will become easy to produce | generate a metal catch. From this viewpoint, the content of titanate is 30% by mass or less. In addition, it is preferable that content of a titanate is 10-25 mass%, and it is more preferable that it is 15-25 mass%.

本発明の摩擦材組成物は、無機充填剤として、融点2000℃以上、ビッカース硬度500〜1500、かつ平均粒子径15〜50μmの粒子(大粒径耐熱無機粒子)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中に大粒径耐熱無機粒子を含有することで、制動中の摩擦材の温度が600℃以上になるような高速・高負荷制動時に優れた摩擦係数、耐クラック性、および耐摩耗性が発現する。   The friction material composition of the present invention contains, as an inorganic filler, particles having a melting point of 2000 ° C. or higher, a Vickers hardness of 500 to 1500, and an average particle size of 15 to 50 μm (large-sized heat-resistant inorganic particles) as essential components. The non-asbestos friction material composition of the present invention contains large-diameter heat-resistant inorganic particles, so that the friction coefficient during braking at high speed and high load such that the temperature of the friction material during braking is 600 ° C. or more is excellent. Cracking properties and wear resistance are exhibited.

制動中の摩擦材の温度が600℃以上になるような高速・高負荷制動時においては、局所的に1500℃を超える温度となっている。このような摺動環境において安定した摩擦係数を確保するため、大粒径耐熱無機粒子としては、融点2000℃以上のものを用いる。   During high-speed, high-load braking where the temperature of the friction material during braking is 600 ° C. or higher, the temperature locally exceeds 1500 ° C. In order to ensure a stable coefficient of friction in such a sliding environment, large heat-resistant inorganic particles having a melting point of 2000 ° C. or higher are used.

また、大粒径耐熱無機粒子の硬さが低いと、高速・高負荷制動時において安定した摩擦係数を確保できず、その一方で、大粒径耐熱無機粒子の硬さが高すぎると大粒径耐熱無機粒子の割れが発生したり、相手材となるロータの摩耗を促進することとなる。このため大粒径耐熱無機粒子の硬さをビッカース硬度で500〜1500とする。   In addition, if the hardness of the large heat-resistant inorganic particles is low, a stable friction coefficient cannot be secured during high-speed and high-load braking, while if the hardness of the large heat-resistant inorganic particles is too high, the large particles Cracks of the heat-resistant inorganic particles are generated or wear of the rotor as a counterpart material is promoted. For this reason, the hardness of the large heat resistant inorganic particles is set to 500 to 1500 in terms of Vickers hardness.

さらに、大粒径耐熱無機粒子の添加量は1質量%以上とすることで、上記の高速・高負荷制動時に優れた摩擦係数、耐クラック性、および耐摩耗性向上の効果を得ることができる。その一方で、大粒径耐熱無機粒子の添加量が過大となると耐摩耗性および相手材攻撃性が悪化する。この観点から大粒径耐熱無機粒子の添加量を50質量%以下とする。なお、大粒径耐熱無機粒子の添加量は5〜40質量%であることがより好ましく、10〜40質量%であることがさらに好ましい。   Furthermore, the addition amount of the large-diameter heat-resistant inorganic particles is 1% by mass or more, so that the effect of improving the friction coefficient, crack resistance, and wear resistance can be obtained at the time of the above high-speed / high-load braking. . On the other hand, if the addition amount of the large-diameter heat-resistant inorganic particles is excessive, the wear resistance and the counterpart material aggression property deteriorate. From this viewpoint, the addition amount of the large heat-resistant inorganic particles is 50% by mass or less. In addition, it is more preferable that it is 5-40 mass%, and, as for the addition amount of a large particle size heat-resistant inorganic particle, it is further more preferable that it is 10-40 mass%.

また、大粒径耐熱無機粒子の平均粒子径を15μm以上と他の無機充填剤より大きくすることで周囲に存在する多数の粒子に支えられて脱落しにくくなり、50μm以下とすることで相手材攻撃性の悪化を避けることができる。このため、大粒径耐熱無機粒子の平均粒子径を15〜50μmとする。なお、大粒径耐熱無機粒子の粒子径は、平均粒子径が20〜50μmであることがより好ましく、25〜50μmであることがさらに好ましい。   Also, by increasing the average particle size of the large heat-resistant inorganic particles to 15 μm or larger than other inorganic fillers, it becomes difficult to fall off supported by a large number of surrounding particles, and by making the average particle size 50 μm or less Aggravation of aggression can be avoided. For this reason, the average particle diameter of the large heat resistant inorganic particles is set to 15 to 50 μm. In addition, as for the particle diameter of a large-diameter heat-resistant inorganic particle, it is more preferable that an average particle diameter is 20-50 micrometers, and it is further more preferable that it is 25-50 micrometers.

本発明に用いられる大粒径耐熱無機粒子としては、たとえば、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化マグネシウム、ケイ酸ジルコニウム(ジルコンサンド)、酸化アルミニウム(アルミナ)などが挙げられる。   Examples of the large heat-resistant inorganic particles used in the present invention include zirconium oxide (zirconia), magnesium oxide, zirconium silicate (zircon sand), and aluminum oxide (alumina).

なお、粒子径および平均粒子径は、レーザー回折粒度分布測定などの方法を用いて測定することができる。例えば、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置 LA・920(堀場製作所製)で測定することができる。   The particle diameter and average particle diameter can be measured using a method such as laser diffraction particle size distribution measurement. For example, it can be measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus LA.920 (manufactured by Horiba).

本発明の摩擦材組成物には、上記無機粒子以外の無機充填剤を組み合わせて用いることができる。該無機充填剤としては、通常、摩擦材に用いられる無機充填剤であれば特に制限はない。上記以外の無機充填剤としては、例えば硫化スズ、二硫化モリブデン、硫化鉄、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、酸化鉄、バーミキュライト、硫酸カルシウム、黒鉛、マイカ、タルク、クレー、ゼオライト、ムライト、クロマイト、酸化チタン、シリカ、γ−アルミナ等の活性アルミナなどが挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。対面材への攻撃性低下の観点から、黒鉛、硫酸バリウムを含有することが好ましい。   In the friction material composition of the present invention, an inorganic filler other than the inorganic particles can be used in combination. The inorganic filler is not particularly limited as long as it is usually an inorganic filler used for a friction material. Other inorganic fillers include, for example, tin sulfide, molybdenum disulfide, iron sulfide, bismuth sulfide, zinc sulfide, calcium hydroxide, calcium oxide, sodium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, dolomite, coke, oxidation Examples thereof include active alumina such as iron, vermiculite, calcium sulfate, graphite, mica, talc, clay, zeolite, mullite, chromite, titanium oxide, silica, and γ-alumina, and these are used alone or in combination of two or more. be able to. From the viewpoint of lowering the aggressiveness to the facing material, it is preferable to contain graphite and barium sulfate.

本発明の摩擦材組成物における無機充填剤の含有量は、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。無機充填剤の含有量を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、上記無機充填剤の含有量には、前記チタン酸塩および大粒径耐熱無機粒子の含有量が含まれる。   The content of the inorganic filler in the friction material composition of the present invention is preferably 30 to 80% by mass, more preferably 40 to 80% by mass, and further preferably 60 to 80% by mass. . By making content of an inorganic filler into the range of 30-80 mass%, deterioration of heat resistance can be avoided. In addition, content of the said inorganic filler includes content of the said titanate and a large particle size heat-resistant inorganic particle.

本発明の摩擦材組成物は、上記の無機充填剤の他、結合剤、有機充填剤および繊維基材を含有する。以下に本発明の摩擦材組成物に含有される結合剤、有機充填剤および繊維基材について説明する。   The friction material composition of the present invention contains a binder, an organic filler, and a fiber base material in addition to the above inorganic filler. Hereinafter, the binder, the organic filler, and the fiber base material contained in the friction material composition of the present invention will be described.

(結合剤)
結合剤は、摩擦材組成物に含まれる有機充填剤、無機充填剤および繊維基材などを一体化し、強度を与えるものである。本発明の摩擦材組成物に含まれる結合剤としては、通常、摩擦材の結合剤として用いられる熱硬化性樹脂であれば特に制限なく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、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、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、これらを単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。特に、良好な耐熱性、成形性およ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、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 binder integrates an organic filler, an inorganic filler, a fiber base, and the like contained in the friction material composition to give strength. As the binder contained in the friction material composition of the present invention, any thermosetting resin that is usually used as a binder for friction materials can be used without particular limitation. Examples of the thermosetting resin include various elastomer-dispersed phenol resins / acrylic-modified phenol resins such as phenol resin / acrylic elastomer-dispersed phenol resin, silicone elastomer-dispersed phenol resin, silicone-modified phenol resin, cashew-modified phenol resin, and epoxy-modified phenol. 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, or an alkylbenzene-modified phenol resin because it provides good heat resistance, moldability, and a friction coefficient.

本発明の摩擦材組成物中の上記結合剤の含有量は、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。結合剤の含有量を5〜20質量%の範囲とすることで、摩擦材の強度低下をより抑制でき、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より抑制できる。   The content of the binder in the 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 further suppress the strength reduction of the friction material, reduce the porosity of the friction material, and increase the elastic modulus. Vibration performance deterioration can be further suppressed.

(有機充填剤)
有機充填剤は、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。本発明の摩擦材組成物に含まれる有機充填剤としては、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、有機充填剤として用いられる、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、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)、ニトリル−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、これらを単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。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。有機充填剤としては、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 friction material composition of the present invention is not particularly limited as long as it can exhibit the above performance, and cashew dust, rubber components, etc., which are usually used as an organic filler, can be used. . 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 natural rubber, acrylic rubber, isoprene rubber, polybutadiene rubber (BR), nitrile-butadiene rubber (NBR), and styrene-butadiene rubber (SBR). These may be used alone or in combination. A combination of the above can be used. Cashew dust and a rubber component may be used in combination, or cashew dust coated with a rubber component may be used. As the organic filler, it is preferable to use cashew dust and a rubber component in combination from the viewpoint of sound vibration performance.

本発明の摩擦材組成物中の上記有機充填剤の含有量は、1〜20質量%であることが好ましく、1〜15質量%であることがより好ましく、5〜15質量%であることが更に好ましい。有機充填剤の含有量を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、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の質量比(カシューダスト/ゴム成分)は、0.2〜10の範囲であることが好ましく、0.3〜5の範囲であることがより好ましい。   The content of the organic filler in the friction material composition of the present invention is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 1 to 15% by mass, and 5 to 15% by mass. Further preferred. By setting the content of the organic filler in the range of 1 to 20% by mass, the elastic modulus of the friction material can be increased, deterioration of sound vibration performance such as squeal can be avoided, heat resistance deterioration, 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 the mass ratio (cashew dust / rubber component) of cashew dust and a rubber component is the range of 0.2-10, 0.3-5 A range is more preferable.

(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。
本発明の摩擦材組成物に含まれる繊維基材としては、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、これらを単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することができる。なお、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れない。
(Fiber substrate)
The fiber base material exhibits a reinforcing action in the friction material.
As the fiber base material contained in the 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 2 More than one type can be used in combination. In addition, the fibrous base material here does not include the above-described fibrous form of titanate.

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、1種または2種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、SiO、Al、CaO、MgO、FeO、NaO等が含まれるもの、またはこれら化合物が1種または2種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元素を含むものが、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以下が好ましく、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。 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 1 type 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, etc., or those containing one or more of these compounds can be used, more preferably. Of these, those containing Al element can be used as mineral fibers. Since the adhesive strength with each component in the friction 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.

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、か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日以内または腹膜内試験で過度の発癌性の証拠がないかまた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、SiO−Al−CaO−MgO−FeO−NaO系繊維等が挙げられ、SiO、Al、CaO、MgO、FeO、NaO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LAPINUS FIBERS B.V製のRoxulシリーズなどが挙げられる。「Roxul」は、SiO、Al、CaO、MgO、FeO、NaO等が含まれる。 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 oxides of sodium, potassium, calcium, magnesium, barium) is 18% by mass or more, and in a short-term biopermanent test by respiration, A fiber with a mass half-life of 20 μm or more that is less than 40 days or that has 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. Commercially available products include Roxul series made by LAPINUS FIBERS BV. “Roxul” includes SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, FeO, Na 2 O and the like.

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および銅合金以外の金属繊維を用いてもよいが、耐摩耗性の向上およびメタルキャッチ抑制の観点から含有量が5質量%以下であることを要する。好ましくは、摩擦係数の向上の割には耐摩耗性の悪化およびメタルキャッチの発生がしやすいため、銅およ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%)である。   Moreover, as said metal fiber, you may use metal fibers other than copper and a copper alloy from a viewpoint of friction coefficient improvement and crack resistance, but content is 5 mass% from a viewpoint of an improvement in wear resistance and metal catch suppression. The following is required. Preferably, the wear resistance is deteriorated and metal catches are easily generated for the improvement of the friction coefficient, and therefore metal fibers other than copper and copper alloy are not contained (content 0 mass%).

銅およ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または合金形態の繊維や、鋳鉄繊維等の金属を主成分とする繊維が挙げられ、これらを単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of metal fibers other than copper and copper alloys include, for example, fibers in the form of single 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.

記有機繊維としては、アラミド繊維、セルロース繊維、PBO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、これらを単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することができ、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。   As the organic fiber, aramid fiber, cellulose fiber, PBO fiber, acrylic fiber, phenol resin fiber (having a crosslinked structure), etc. can be used, and these can be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of wear resistance, it is preferable to use an aramid fiber.

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、これらを単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することができる。   As the carbon-based fibers, flame-resistant fibers, pitch-based carbon fibers, PAN-based carbon fibers, activated carbon fibers, and the like can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.

本発明の摩擦材組成物における繊維基材の含有量は、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、成形性をよくすることができる。
The content of the fiber base material in the friction material composition of the present invention is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and further preferably 5 to 18% by mass. . 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.

(その他の材料)
本発明の摩擦材組成物は、前記の結合剤、有機充填剤、無機充填剤、繊維基材以外に、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、耐摩耗性の観点から、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素系ポリマー等の有機添加剤等を配合することができる。
(Other materials)
In addition to the binder, organic filler, inorganic filler, and fiber substrate, the friction material composition of the present invention may contain other materials as necessary.
For example, from the viewpoint of wear resistance, an organic additive such as a fluorine-based polymer such as PTFE (polytetrafluoroethylene) can be blended.

[摩擦材および摩擦部材]
また、本発明は、上述の摩擦材組成物を用いた摩擦材および摩擦部材を提供する。
[Friction material and friction member]
Moreover, this invention provides the friction material and friction member which used the above-mentioned friction material composition.

本発明の摩擦材組成物は、これを成形することにより、自動車等のディスクブレーキパッドやブレーキライニング等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速・高負荷での摩擦係数維持・耐摩耗性に優れるため、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、該摩擦材を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、下記の構成等が挙げられる。
(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、および、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。
By molding the friction material composition of the present invention, it can be used as a friction material for disc brake pads and brake linings of automobiles and the like. Since the friction material of the present invention is excellent in friction coefficient maintenance and wear resistance at high speed and high load, it is suitable for a friction material of a disk brake pad having a large load during braking.
Furthermore, by using the friction material, it is possible to obtain a friction member in which the friction material is formed to be a friction surface. Examples of the friction member that can be formed using the friction material include the following configurations.
(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.

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、金属また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。プライマー層および接着層としては、通常、ブレーキシュー等の摩擦部材に用いられるものであればよい。   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 Examples thereof include reinforced plastic and carbon fiber reinforced plastic. As the primer layer and the adhesive layer, those usually used for friction members such as brake shoes may be used.

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 friction material composition of the present invention, preferably by hot pressing.
Specifically, the 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 to obtain a mixture. The obtained preform is molded for 2 to 10 minutes under conditions of a molding temperature of 130 ° C. to 160 ° C. and a molding pressure of 20 to 50 MPa, and the resulting 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.

本発明の摩擦材組成物は、高速・高負荷での摩擦係数維持・耐摩耗性などに優れるため、ディスクブレーキパッドやブレーキライニング等の摩擦部材の「上張り材」として有用であり、さらに摩擦部材の「下張り材」として成形して用いることもできる。   The friction material composition of the present invention is useful as a “upholstery material” for friction members such as disc brake pads and brake linings because of its excellent friction coefficient maintenance and wear resistance at high speed and high load. It can also be molded and used as a “underlaying material” for the member.

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。
Note that the “upholstery material” is a friction material that becomes the friction surface of the friction member, and the “underlayment material”
It is a layer for the purpose of improving the shear strength and crack resistance in the vicinity of the bonding portion between the friction material and the back metal, which is interposed between the friction material and the back metal which becomes the friction surface of the friction member.

本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明によって何ら制限を受けるものではない。本実施例における評価は表1に示す方法で行い、記載の評価基準にしたがって結果を評価した。   The present invention will be described in more detail by way of examples, but is not limited by the present invention. Evaluation in this example was performed by the method shown in Table 1, and the results were evaluated according to the evaluation criteria described.

Figure 2017002230
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なお、上記試験は、ダイナモメータを用い、イナーシャ7kgf・m・sで評価を行った。また、ベンチレーテッドディスクロータ(株式会社キリウ製、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 test was evaluated using a dynamometer with an inertia of 7 kgf · m · s 2 . Further, a ventilated disc rotor (manufactured by Kiriu Co., Ltd., material FC190) and a general pin slide type collet type caliper were used.

[実施例1〜14および比較例1〜13]
(ディスクブレーキパッドの作製)
表2および表3に示す配合比率にしたがって材料を配合し、実施例および比較例の摩擦材組成物を得た。なお、表2および表3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。
[Examples 1-14 and Comparative Examples 1-13]
(Production of disc brake pad)
Materials were blended according to the blending ratios shown in Tables 2 and 3, and friction material compositions of Examples and Comparative Examples were obtained. In addition, the unit of the compounding quantity of each component of Table 2 and Table 3 is the mass% in a friction material composition.

この摩擦材組成物をレディーゲミキサー(株式会社マツボー社製、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(王子機械工業株式会社製)で予備成形し、得られた予備成形物を成形温度150℃、成形圧力30MPaの条件で5分間成形プレス(三起精工株式会社製)を用いて日立オートモティブシステムズ株式会社製の裏金とともに加熱加圧成形し、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52cm)を得た。 This friction material composition was mixed with a ladyge mixer (manufactured by Matsubo Co., Ltd., trade name: ladyge mixer M20), and this mixture was preformed with a molding press (manufactured by Oji Kikai Kogyo Co., Ltd.). The molded product was heat-press molded with a backing metal manufactured by Hitachi Automotive Systems, Ltd. using a molding press (manufactured by Sanki Seiko Co., Ltd.) for 5 minutes under the conditions of a molding temperature of 150 ° C. and a molding pressure of 30 MPa. It heat-processed at 200 degreeC for 4.5 hours, grind | polished using the rotary grinder, and performed the scorch process of 500 degreeC, and obtained the disc brake pad (thickness of friction material 11mm, friction material projected area 52cm < 2 >).

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2に示す。   Table 2 shows the results of the above evaluation on the manufactured disc brake pads.

Figure 2017002230
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Figure 2017002230
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大粒径耐熱無機粒子を1〜50質量%含有する実施例1〜14は、粒子径が15μm未満の無機粒子やビッカース硬度が500未満の粒子を含有する比較例2、6、8、9、11、12に比べて、同水準の耐摩耗性を維時しながら優れたフェード時の摩擦係数を示した。また、実施例1〜14は、粒径が50μm以上の粒子を含有した比較例3、4、10、チタン酸塩の含有量が少ない比較例5、スチール繊維が多量に添加された比較例7、およびビッカース硬度が1500を超える無機粒子を含有した比較例13に比べて、フェード性能を維持しながら、優れた耐摩耗性を示した。   Examples 1 to 14 containing 1 to 50% by mass of heat-resistant inorganic particles having large particle diameters are Comparative Examples 2, 6, 8, and 9 containing inorganic particles having a particle diameter of less than 15 μm and particles having a Vickers hardness of less than 500. Compared to 11 and 12, the friction coefficient during fading was excellent while maintaining the same level of wear resistance. Examples 1 to 14 were Comparative Examples 3, 4, and 10 containing particles having a particle diameter of 50 μm or more, Comparative Example 5 having a small content of titanate, and Comparative Example 7 having a large amount of steel fiber added. As compared with Comparative Example 13 containing inorganic particles having a Vickers hardness exceeding 1500, excellent wear resistance was exhibited while maintaining the fade performance.

本発明の摩擦材組成物は、従来品と比較して制動時に発生する摩耗粉中の銅やアンチモンの含有量が極めて少ないことから環境汚染が少なく、かつ優れた高負荷での摩擦係数や耐摩耗性を発現できるため、自動車のブレーキパッドやブレーキライニングなどの摩擦材および摩擦部材に有用である。   The friction material composition of the present invention has a very low content of copper and antimony in the wear powder generated during braking compared to conventional products, so there is little environmental contamination and excellent friction coefficient and resistance to high loads. Since it can exhibit wear, it is useful for friction materials and friction members such as automobile brake pads and brake linings.

Claims (5)

結合剤、有機充填剤、無機充填剤、および繊維基材を含有する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0.5質量%以下または含有せず、
無機充填剤として、融点2000℃以上、ビッカース硬度500〜1500、かつ平均粒子径15〜50μmの粒子を1〜50質量%含有するとともに、
チタン酸塩を5〜30質量%含有する摩擦材組成物。
A friction material composition comprising a binder, an organic filler, an inorganic filler, and a fiber substrate,
The copper content in the friction material composition is 0.5% by mass or less or not contained as a copper element,
As an inorganic filler, while containing 1-50 mass% of particles having a melting point of 2000 ° C. or higher, a Vickers hardness of 500-1500, and an average particle size of 15-50 μm,
A friction material composition containing 5 to 30% by mass of titanate.
前記無機充填剤として、アンチモンを含有しない請求項1または2に記載の摩擦材組成物。   The friction material composition according to claim 1 or 2, wherein the inorganic filler does not contain antimony. 前記繊維基材として、鉄系繊維の含有量が5質量%以下または含有しない請求項1〜3に記載の摩擦材組成物。   The friction material composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the fiber base material contains 5 mass% or less or no iron-based fiber. 請求項1〜4に記載の摩擦材組成物を成形してなる摩擦材組成物。   The friction material composition formed by shape | molding the friction material composition of Claims 1-4. 請求項1〜4に記載の摩擦材組成物を成形してなる摩擦材組成物と裏金とを用いて成形される摩擦部材。   The friction member shape | molded using the friction material composition formed by shape | molding the friction material composition of Claims 1-4, and a back metal.
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