JP2017186469A - Friction material composition, friction material and friction member using friction material composition - Google Patents
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Description
本発明は、自動四輪車や自動二輪車等の制動に用いられるディスクブレーキパッド等の摩擦材に係り、特にアスベストを含まないノンアスベスト摩擦材組成物に関する。また、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 such as a disc brake pad used for braking an automobile, a motorcycle or the like, and more particularly to a non-asbestos friction material composition that does not contain asbestos. The present invention also relates to a friction material and a friction member using the friction material composition.
自動四輪車や自動二輪車等には、その制動のためにディスクブレーキパッド、ブレーキライニング等の摩擦材が使用されている。摩擦材は、ディスクロータ、ブレーキドラム等の対面材と摩擦することにより、制動の役割を果たしている。そのため、摩擦材には、良好な摩擦係数、耐摩耗性（摩擦材の寿命が長いこと）、強度、音振性（ブレーキ鳴きや異音が発生しにくいこと）等が要求される。摩擦係数は車速、減速度やブレーキ温度によらず安定であることが要求される。 In automobiles and motorcycles, friction materials such as disc brake pads and brake linings are used for braking. The friction material plays a role of braking by friction with facing materials such as a disc rotor and a brake drum. For this reason, the friction material is required to have a good coefficient of friction, wear resistance (the friction material has a long life), strength, sound vibration (the brake noise and abnormal noise are less likely to occur), and the like. The friction coefficient is required to be stable regardless of the vehicle speed, deceleration and brake temperature.
摩擦材には、結合材、繊維基材、無機充填材および有機充填材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（特許文献１等）。 As the friction material, a friction material composition including a binder, a fiber base material, an inorganic filler, an organic filler, and the like is used. Generally, one or two of each component is used in order to develop the above characteristics. A friction material composition combining the above is used (Patent Document 1, etc.).
自動四輪車や自動二輪車等の制動時において、摩擦材とディスクロータ間には摩擦熱が発生するが、この摩擦熱により摩擦材の成分の一部が熱分解して相手材となるディスクロータに移着する。ディスクロータ表面へ摩擦材成分由来の移着層を付与する事で、安定した摩擦形態を形成し、摩擦材の摩耗を抑制している。 When braking an automobile, motorcycle, etc., friction heat is generated between the friction material and the disk rotor. This friction heat causes some of the components of the friction material to be thermally decomposed to become the counterpart material. Move to. By providing a transfer layer derived from the friction material component on the surface of the disk rotor, a stable friction form is formed and wear of the friction material is suppressed.
しかしながら、低速・低負荷時の制動等、摩擦材とディスクロータ間に発生する摩擦熱が小さい場合、摩擦材の成分のディスクロータへの移着が生じず、アブレシブ摩耗が主たる摩擦形態となり、ディスクブレーキパッドの摩耗が進行し易くなる。これを低温摩耗という。 However, when the frictional heat generated between the friction material and the disk rotor, such as braking at low speed and low load, is small, transfer of the components of the friction material to the disk rotor does not occur, and abrasive wear becomes the main friction form. Brake pad wear easily proceeds. This is called low temperature wear.
また、自動四輪車や自動二輪車等において、通常、すなわち雨天等の天候時以外のときは、ディスクブレーキパッドの摩擦材とディスクロータの摩擦は乾いた状態（いわゆるドライ環境）で行われるが、雨天時等に制動を行う際、ディスクブレーキパッドの摩擦材とディスクロータ間に、水が浸入した状態（いわゆるウェット状態）で制動を行うこととなる。このようなディスクブレーキパッドの摩擦材とディスクロータ間に水が存在する状態で制動を行うと、摩擦面に介在する水の影響で、ブレーキの効きが悪化することがある。このようにドライ状態とウェット状態で摩擦係数が変化すると、制動距離が変化するため、安定した制動が得られない。このためドライ状態の摩擦係数に対しウェット状態の摩擦係数の変化率が小さい摩擦材が求められている。 Also, in automobiles, motorcycles, etc., usually, that is, when the weather is not rainy, etc., the friction between the disc brake pad friction material and the disc rotor is performed in a dry state (so-called dry environment) When braking in rainy weather or the like, braking is performed in a state where water has entered between the friction material of the disk brake pad and the disk rotor (so-called wet state). When braking is performed in a state where water exists between the friction material of the disc brake pad and the disc rotor, the effectiveness of the brake may be deteriorated due to the influence of water intervening on the friction surface. As described above, when the friction coefficient changes between the dry state and the wet state, the braking distance changes, so that stable braking cannot be obtained. For this reason, there is a demand for a friction material that has a smaller change rate of the friction coefficient in the wet state than in the dry state.
これらのことから本発明は、低温摩耗が生じ難く、かつディスクブレーキパッドの摩擦材とディスクロータ間に水が存在する状態（ウェット状態）で制動を行ってもブレーキの効きが低下しにくい摩擦材組成物を提供することを目的とする。より具体的には、５０〜１００℃において累積で５０〜２００分摺動したときの摩耗量が１５０μｍ以下であり、ドライ状態の摩擦係数に対するウェット状態の摩擦係数が６０〜１２０％である摩擦材組成物を提供することを目的とする。 For these reasons, the present invention is a friction material in which low-temperature wear is unlikely to occur, and even when braking is performed in a state where water is present between the friction material of the disc brake pad and the disc rotor (wet state), the effectiveness of the brake is not reduced. An object is to provide a composition. More specifically, the friction material has a wear amount of 150 μm or less when sliding for 50 to 200 minutes at 50 to 100 ° C., and a wet state friction coefficient of 60 to 120% with respect to a dry state friction coefficient. An object is to provide a composition.
上記課題を解決するため、本発明者らは摩擦材組成物に含有される研削材に着目し、鋭意研究を重ねたところ、摩擦材に多用されているアルミナや酸化クロム等の金属酸化物は硬さが大きいため、研削材粒径によっては、相手材となるディスクロータへの攻撃性が大きく、ディスクロータの摩耗量が多くなることを見出した。また、摩擦熱により摩擦材の成分の一部が熱分解してディスクロータへの移着が生じる場合には安定した摩擦形態が形成されるため、摩擦材の摩耗は特に問題がないが、摩擦熱が小さく摩擦材の成分の分解が生じず、ディスクロータへの移着が生じないような制動状態いわゆる低温状態においては、アブレシブ摩耗が進行し易くなることを見出した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors paid attention to the abrasive contained in the friction material composition and conducted extensive research. As a result, metal oxides such as alumina and chromium oxide frequently used in the friction material are used. Since the hardness is large, it has been found that, depending on the abrasive particle size, the aggressiveness to the disk rotor as a counterpart material is large, and the wear amount of the disk rotor increases. In addition, when frictional heat causes some of the components of the friction material to thermally decompose and transfer to the disk rotor, a stable friction form is formed. It has been found that in a braking state where the heat is small and the components of the friction material do not decompose and transfer to the disk rotor does not occur, so-called low-temperature conditions, the abrasive wear tends to proceed.
その一方で研削材として、金属酸化物に比して硬さが小さい、ある程度の硬さもの、すなわち硬過ぎずかつ軟らか過ぎないものを用いると、ディスクロータの攻撃性をある程度小さくでき、低温状態においても摩擦材のアブレシブ摩耗が進行し難くなることを突き止めた。 On the other hand, if the grinding material is harder than metal oxide and has a certain degree of hardness, that is, it is not too hard and not too soft, the aggressiveness of the disk rotor can be reduced to some extent, and the low temperature state Also, it was found that the abrasive wear of the friction material hardly progressed.
また、ウェット状態（ディスクブレーキパッドの摩擦材とディスクロータ間に、水が浸入した状態）の摩擦係数は、ドライ状態（ディスクブレーキパッドの摩擦材とディスクロータ間が乾いた状態）の摩擦係数に比して低下するが、研削材の含有量を適正なものとすることで、ウェット状態におけるディスクブレーキパッドの摩擦材とディスクロータ間の水の影響を抑制しウェット状態における摩擦係数の低下の幅を小さくできることを見出した。 In addition, the friction coefficient in the wet state (the state where water has entered between the friction material of the disc brake pad and the disc rotor) is the friction coefficient in the dry state (the state between the friction material of the disc brake pad and the disc rotor is dry). However, by making the content of abrasives appropriate, the influence of water between the friction material of the disc brake pad and the disc rotor in the wet state is suppressed, and the range of reduction in the friction coefficient in the wet state It was found that can be reduced.
本発明者らは、これらの知見により、硬過ぎずかつ軟らか過ぎない研削材を用いることで低温摩耗を抑制できるとともに、この添加量を適正なものとすることでウェット状態における摩擦係数の低下の幅を小さくできるのではと考えて検討したところ、研削材としてフェロアロイを用いるとともに含有量を適正なものとすることで、低温摩耗の抑制とウェット状態における摩擦係数の低下を抑制できることを見出した。 Based on these findings, the present inventors can suppress low-temperature wear by using a grinding material that is not too hard and not too soft, and reducing the friction coefficient in a wet state by making this addition amount appropriate. As a result of considering that the width can be reduced, it has been found that by using ferroalloy as an abrasive and making the content appropriate, it is possible to suppress low-temperature wear and decrease the friction coefficient in a wet state.
本発明はこの知見によりなされたものであり、具体的に、本発明の摩擦材は、結合剤、有機充填材、無機充填材および繊維基材を含む摩擦材組成物であって、フェロアロイ粒子を０．１〜３質量％含むことを特徴とする。本発明の摩擦材組成物においては、前記フェロアロイ粒子の大きさが平均粒子径で０．１〜１００μｍであることが好ましい。また、本発明の摩擦材組成物は、アルミナ粒子を０．１〜１０質量％含むとより好ましい。 The present invention has been made based on this finding. Specifically, the friction material of the present invention is a friction material composition including a binder, an organic filler, an inorganic filler, and a fiber substrate, and includes ferroalloy particles. It contains 0.1 to 3% by mass. In the friction material composition of the present invention, the ferroalloy particles preferably have an average particle size of 0.1 to 100 μm. The friction material composition of the present invention more preferably contains 0.1 to 10% by mass of alumina particles.
本発明の摩擦材組成物は、研削材としてフェロアロイ粒子を０．１〜３質量％含有することから、摩擦材とした場合に、相手材となるディスクロータへの攻撃性が小さく、ディスクロータ表面への攻撃性を小さくすることができ、低温で摩擦材成分の移着が生じない場合においても摩擦材の摩耗を抑制することができ、また、ディスクブレーキパッドの摩擦材とディスクロータ間に水が存在する状態（ウェット状態）で制動を行っても摩擦係数の低下が僅かで、雨天等においても良好な制動を行うことができる。 Since the friction material composition of the present invention contains 0.1 to 3% by mass of ferroalloy particles as a grinding material, when used as a friction material, the aggressiveness to the disk rotor as a counterpart material is small, and the surface of the disk rotor The friction of the friction material components can be suppressed even when the friction material components are not transferred at low temperatures, and the water between the friction material of the disk brake pad and the disk rotor can be suppressed. Even when braking is performed in a state where there is (wet state), the friction coefficient is only slightly reduced, and good braking can be performed even in rainy weather.
［フェロアロイ］
フェロアロイは硬さが大きいものの、金属酸化物や金属炭化物等に比べると硬さが小さい。このため、摩擦材の研削材として用いると、相手材となるディスクロータへの攻撃性を小さくすることができる。
[Ferroalloy]
Although ferroalloy has a high hardness, it has a lower hardness than metal oxides and metal carbides. For this reason, when it is used as a grinding material for the friction material, it is possible to reduce the aggression on the disk rotor as the counterpart material.
フェロアロイとしては、フェロクロム、フェロモリブデン、およびフェロマンガンのうちの少なくとも１種を用いることができる。 As the ferroalloy, at least one of ferrochrome, ferromolybdenum, and ferromanganese can be used.
フェロクロムは、鉄とクロムの合金であり、クロムを４５〜９５質量％程度含有する鉄合金である。フェロクロムは、ＪＩＳ規格Ｇ２３０３に炭素の含有率によって高炭素フェロクロム（ＦＣｒＨ０〜ＦＣｒＨ５）、中炭素フェロクロム（ＦＣｒＭ３〜ＦＣｒＭ４）、低炭素フェロクロム（ＦＣｒＬ０〜ＦＣｒＬ４）等が規定されている。 Ferrochrome is an alloy of iron and chromium, and is an iron alloy containing about 45 to 95% by mass of chromium. As for ferrochrome, JIS standard G2303 defines high carbon ferrochrome (FCrH0 to FCrH5), medium carbon ferrochrome (FCrM3 to FCrM4), low carbon ferrochrome (FCrL0 to FCrL4), and the like.
フェロモリブデンは、鉄とモリブデンの合金であり、モリブデンを５５〜７５質量％程度含有する鉄合金である。フェロモリブデンは、ＪＩＳ規格Ｇ２３０７に炭素の含有率によって高炭素フェロモリブデン（ＦＭｏＨ）、低炭素フェロモリブデン（ＦＭｏＬ）等が規定されている。 Ferromolybdenum is an alloy of iron and molybdenum, and is an iron alloy containing about 55 to 75% by mass of molybdenum. As for ferromolybdenum, JIS standard G2307 defines high carbon ferromolybdenum (FMoH), low carbon ferromolybdenum (FMol), and the like depending on the carbon content.
フェロマンガンは、鉄とマンガンの合金であり、マンガンを７０〜９５質量％程度含有する鉄合金である。フェロマンガンは、ＪＩＳ規格Ｇ２３０１に炭素の含有率によって高炭素フェロマンガン（ＦＭｎＨ０〜ＦＭｎＨ１）、中炭素フェロマンガン（ＦＭｎＭ０〜ＦＭｎＭ２）、低炭素フェロマンガン（ＦＭｎＬ０〜ＦＭｎＬ１）等が規定されている。 Ferromanganese is an alloy of iron and manganese, and is an iron alloy containing about 70 to 95% by mass of manganese. As for ferromanganese, high carbon ferromanganese (FMnH0 to FMnH1), medium carbon ferromanganese (FMnM0 to FMnM2), low carbon ferromanganese (FMnL0 to FMnL1), and the like are defined in JIS standard G2301 depending on the carbon content.
摩擦材組成物中のフェロアロイは、含有量が少ない場合、相手材を攻撃する研削材が少なくなることから低温摩耗は良好なものとなるが、ウェット状態（ディスクブレーキパッドの摩擦材とディスクロータ間に水が存在する状態）での摩擦係数の低下が著しくなる。このため摩擦材組成物中のフェロアロイの含有量を０．１質量％以上とする。その一方で、摩擦材組成物中のフェロアロイ含有量が過多となると、ウェット状態での摩擦係数の低下の幅が小さくなるものの、摩擦材とした場合に相手材を攻撃する研削材の量が過大となって、低温摩耗が著しく増加することとなる。このため摩擦材組成物中のフェロアロイ含有量の上限を３質量％とする。 When the content of the ferroalloy in the friction material composition is small, the abrasive material that attacks the mating material decreases, so the low-temperature wear is good, but the wet state (between the friction material of the disc brake pad and the disc rotor) The friction coefficient is significantly reduced when water is present. For this reason, content of the ferroalloy in a friction material composition shall be 0.1 mass% or more. On the other hand, if the ferroalloy content in the friction material composition is excessive, the range of decrease in the coefficient of friction in the wet state is reduced, but when the friction material is used, the amount of abrasive that attacks the mating material is excessive. As a result, the low temperature wear is remarkably increased. For this reason, the upper limit of ferroalloy content in a friction material composition shall be 3 mass%.
フェロアロイは研削材として粒子形状のものを摩擦材組成物中に添加、混合して摩擦材中に分散される。フェロアロイ粒子の大きさは、小さすぎると水の影響を抑制しにくくなるが、大きすぎると摩擦材中の存在割合が小さくなることから平均粒子径で０．１〜１００μｍとすることが好ましい。より好ましくは０．１〜５０μｍである。 Ferroalloy is dispersed in the friction material by adding and mixing particles in the friction material composition as an abrasive. If the size of the ferroalloy particles is too small, it is difficult to suppress the influence of water. However, if the size is too large, the abundance ratio in the friction material is reduced, and therefore the average particle size is preferably 0.1 to 100 μm. More preferably, it is 0.1-50 micrometers.
［アルミナ］
また、研削材として上記のフェロアロイに加えてアルミナ粒子を併用するとウェット状態での摩擦係数の低下の幅をより小さくできる。１質量％を超えるとディスクロータの攻撃性が増加することとなる。このためアルミナ粒子を併用する場合、１質量％以下とすることが好ましい。なお、アルミナ粒子を併用する場合、アルミナ粒子の大きさはフェロアロイ粒子より小さいものを用いることが好ましい。具体的には平均粒子径で０．１〜４０μｍとすることが好ましい。
[alumina]
Further, when alumina particles are used in combination with the above ferroalloy as the abrasive, the range of reduction of the friction coefficient in the wet state can be further reduced. If it exceeds 1 mass%, the aggressiveness of the disk rotor will increase. For this reason, when using together alumina particle | grains, it is preferable to set it as 1 mass% or less. In addition, when using alumina particle | grains together, it is preferable to use the thing of the size of an alumina particle smaller than a ferroalloy particle | grain. Specifically, the average particle size is preferably 0.1 to 40 μm.
［結合剤］
結合剤は、摩擦材用組成物に含まれる有機充填材、無機充填材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。本発明の摩擦材用組成物に含まれる結合材としては特に制限は無く、通常、摩擦材の結合材として用いられる熱硬化性樹脂を用いることができる。上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂；アクリルエラストマー分散フェノール樹脂およびシリコーンエラストマー分散フェノール樹脂など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およびアルキルベンゼン変性フェノール樹脂など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種類以上を組み合わせて使用することができる。特に、良好な耐熱性、成形性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. There is no restriction | limiting in particular as a binder contained in the composition for friction materials of this invention, Usually, the thermosetting resin used as a binder of a friction material can be used. Examples of the thermosetting resin include phenol resins; various elastomer-dispersed phenol resins such as acrylic elastomer-dispersed phenol resins and silicone elastomer-dispersed phenol resins; acrylic-modified phenol resins, silicone-modified phenol resins, cashew-modified phenol resins, and epoxy-modified phenols. Various modified phenol resins such as resins and alkylbenzene-modified phenol resins can be used, and these can be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable to use a phenol resin, an acrylic-modified phenol resin, a silicone-modified phenol resin, or an alkylbenzene-modified phenol resin because it provides good heat resistance, moldability, and a friction coefficient.
［有機充填材］
有機充填材は、摩擦材の音振性能や耐摩耗性などを向上させるための摩擦調整剤として含まれるものである。本発明の摩擦材組成物に含まれる有機充填材としては、上記性能を発揮できるものであれば特に制限はなく、通常、有機充填材として用いられる、カシューダストやゴム成分などを用いることができる。上記カシューダストは、カシューナッツシェルオイルを硬化させたものを粉砕して得られる、通常、摩擦材に用いられるものであればよい。上記ゴム成分としては、例えば、タイヤゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、塩素化ブチルゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、などが挙げられ、これらを単独でまたは２種類以上を組み合わせて使用される。
[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 tire rubber, acrylic rubber, isoprene rubber, NBR (nitrile butadiene rubber), SBR (styrene butadiene rubber), chlorinated butyl rubber, butyl rubber, silicone rubber, and the like. Used in combination of more than one type.
［無機充填材］
無機充填材は、摩擦材の耐熱性の悪化を避けるためや、耐摩耗性を向上させるため、摩擦係数を向上する目的で添加される摩擦調整剤として含まれるものである。本発明の摩擦材用組成物は、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。上記無機充填材としては、例えば、銅、黄銅、亜鉛等の金属、硫化錫、二硫化モリブデン、硫化ビスマス、硫化鉄、三硫化アンチモン、硫化亜鉛等の金属硫化物、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、硫酸バリウム、コークス、黒鉛、マイカ、バーミキュライト、硫酸カルシウム、タルク、クレー、ゼオライト、ムライト、クロマイト、シリカ、ドロマイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、粒状または板状のチタン酸塩など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。粒状または板状のチタン酸塩としては、６チタン酸カリウム、８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、チタン酸ナトリウムなどを１種または２種以上の組合せで用いることができる。
[Inorganic filler]
The inorganic filler is included as a friction modifier that is added for the purpose of improving the friction coefficient in order to avoid deterioration of the heat resistance of the friction material or to improve the wear resistance. If the composition for friction materials of this invention is an inorganic filler normally used for a friction material, there will be no restriction | limiting in particular. Examples of the inorganic filler include metals such as copper, brass and zinc, tin sulfide, molybdenum disulfide, bismuth sulfide, iron sulfide, antimony trisulfide, zinc sulfide and other metal sulfides, calcium hydroxide, calcium oxide, Use of sodium carbonate, barium sulfate, coke, graphite, mica, vermiculite, calcium sulfate, talc, clay, zeolite, mullite, chromite, silica, dolomite, calcium carbonate, magnesium carbonate, granular or plate-like titanate, etc. These can be used alone or in combination of two or more. As the granular or plate-like titanate, potassium hexatitanate, potassium potassium titanate, lithium potassium titanate, magnesium potassium titanate, sodium titanate and the like can be used alone or in combination of two or more.
［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、炭素系繊維などを用いることができ、これらを単独でまたは二種類以上を組み合わせて使用することができる。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、シリケート繊維など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。これら、無機繊維の中では、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＦｅＯ、Ｎａ２Ｏなどを任意の組み合わせで含有した生分解性鉱物繊維が好ましく、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。上記金属繊維としては、通常、摩擦材に用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、アルミ、鉄、鋳鉄、亜鉛、錫、チタン、ニッケル、マグネシウム、シリコーン、銅、黄銅などの金属または合金を主成分とする繊維を用いることができる。また、これらの金属若しくは合金は、繊維形状以外に、粉末の形状で含有しても良い。上記有機繊維としては、アラミド繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、フェノール樹脂繊維など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。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、活性炭繊維など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。
[Fiber base]
The fiber base material exhibits a reinforcing action in the friction material. The friction material composition of the present invention can use inorganic fibers, metal fibers, organic fibers, carbon fibers, etc., which are usually used as fiber base materials, and these are used alone or in combination of two or more. be able to. 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. Among these inorganic fibers, biodegradable mineral fibers containing SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, FeO, Na 2 O and the like in any combination are preferable, and commercially available products manufactured by LAPINUS FIBERS BV Examples include the Roxul series. The metal fiber is not particularly limited as long as it is usually used for a friction material. For example, a metal or an alloy such as aluminum, iron, cast iron, zinc, tin, titanium, nickel, magnesium, silicone, copper, brass, etc. Can be used. These metals or alloys may be contained in the form of powder in addition to the fiber form. As said organic fiber, an aramid fiber, a cellulose fiber, an acrylic fiber, a phenol resin fiber etc. can be used, These can be used individually or in combination of 2 or more types. 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.
［摩擦材］
本実施形態の摩擦材は、本発明の摩擦材組成物を一般に使用されている方法で成形して製造することができ、好ましくは加熱加圧成形して製造される。詳細には、例えば、本発明の摩擦材組成物をレーディゲミキサー（「レーディゲ」は登録商標）、加圧ニーダー、アイリッヒミキサー（「アイリッヒ」は登録商標）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、成形時間２〜１０分間の条件で成形し、得られた成形物を１５０〜２５０℃で２〜１０時間熱処理することで製造される。また更に、必要に応じて塗装、スコーチ処理、研磨処理を行うことで製造される。
[Friction material]
The friction material of the present embodiment can be manufactured by molding the friction material composition of the present invention by a generally used method, and is preferably manufactured by hot pressing. In detail, for example, the friction material composition of the present invention is uniformly applied using a mixer such as a Laedige mixer (“Laedige” is a registered trademark), a pressure kneader, an Eirich mixer (“Eirich” is a registered trademark), or the like. This mixture is preformed with a molding die, and the obtained preform is molded under conditions of a molding temperature of 130 to 160 ° C., a molding pressure of 20 to 50 MPa, and a molding time of 2 to 10 minutes. The molded product is heat-treated at 150 to 250 ° C. for 2 to 10 hours. Furthermore, it is manufactured by performing coating, scorch treatment, and polishing treatment as necessary.
［摩擦部材］
本実施形態の摩擦部材は、上記の本実施形態の摩擦材を摩擦面となる摩擦材として用いてなる。上記摩擦部材としては、例えば、下記の構成が挙げられる。
（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更に介在させた構成。
[Friction material]
The friction member of the present embodiment uses the friction material of the present embodiment as a friction material that becomes a friction surface. Examples of the friction member 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 the 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、具体的には、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. The material is metal or fiber reinforced plastic, specifically iron, stainless steel, inorganic fiber reinforced plastic. And carbon fiber reinforced plastics. The primer layer and the adhesive layer may be those used for friction members such as brake shoes.
本実施形態の摩擦材組成物は、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上張り材以外に、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。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せん断強度、耐クラック性向上等を目的とした層のことである。 The friction material composition of the present embodiment can be molded and used as an undercoating material for a friction member in addition to an overcoating material such as a disc brake pad or a brake lining for an automobile or the like. The “upper material” is a friction material that becomes the friction surface of the friction member, and the “underlay material” is a friction material that is interposed between the friction material that becomes the friction surface of the friction member and the back metal. It is a layer for the purpose of improving the shear strength, crack resistance, etc. in the vicinity of the bonded portion with the back metal.
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to this.
［試料の作製］
表１および表２に示す配合割合にて原料を添加、混合し摩擦材組成物を作製した。各摩擦材組成物をレーディゲミキサーで充分に混合後、予備成形機を用いて、予備成形体に成形した。得られた予備成形体を、予め接着剤を塗布したバックプレートをセットした金型に投入し、成形温度：１６０℃、成形圧力：６０ＭＰａ、成形時間：５分の加熱・加圧成形を行い、その後取り出した加熱成形体を硬化炉に入れ、２３５℃で４時間硬化し、実施例１〜６および比較例１〜４のブレーキパッドを作製した。
[Preparation of sample]
Raw materials were added and mixed at the blending ratios shown in Table 1 and Table 2 to prepare a friction material composition. Each friction material composition was sufficiently mixed with a Laedige mixer, and then molded into a preform using a preforming machine. The obtained preform is put into a mold in which a back plate pre-applied with an adhesive is set, and a molding temperature: 160 ° C., a molding pressure: 60 MPa, a molding time: 5 minutes of heating and pressure molding, Thereafter, the thermoformed body taken out was put in a curing furnace and cured at 235 ° C. for 4 hours to prepare brake pads of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4.
［低温摩耗の測定］
二輪自動車ブレーキ装置ダイナモメーターにて、パッド面積：２０ｃｍ２、ディスク径：３００ｍｍ、イナーシャ：１２．３ｋｇ・ｍ２、車速：５０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈまで減速、減速度：３．０ｍ／ｓ２、ブレーキイン温度：６０℃（パッド温度）にて１０００回制動した後の摩耗量を測定し、１０００回相当に換算した数値を摩耗量として評価した。
[Measurement of low temperature wear]
With a two-wheeled vehicle brake device dynamometer, pad area: 20 cm 2 , disc diameter: 300 mm, inertia: 12.3 kg · m 2 , vehicle speed: deceleration from 50 km / h to 0 km / h, deceleration: 3.0 m / s 2 The amount of wear after braking 1000 times at a brake-in temperature of 60 ° C. (pad temperature) was measured, and the numerical value converted to 1000 times was evaluated as the amount of wear.
［摩擦係数の測定］
ＪＡＳＯ Ｔ２０４−２００１二輪自動車−ブレーキ装置−ダイナモメーター試験方法に準じて第２ウェット効力試験を行い、第２ドライ効力および第２ウェット効力を測定し、第２ドライ効力に対する第２ウェット効力の値を摩擦係数変化率として評価した。
[Measurement of friction coefficient]
In accordance with the JASO T204-2001 two-wheeled motor vehicle-brake device-dynamometer test method, the second wet efficacy test is performed, the second dry efficacy and the second wet efficacy are measured, and the value of the second wet efficacy relative to the second dry efficacy is determined. The coefficient of friction was evaluated as the rate of change.
表１および表２より、フェロクロム粒子の含有量を０．１〜３質量％とした場合に低温摩耗が良好でウェット条件における摩擦係数の低下率が小さいことが確認された。また、アルミナ粒子を併用すると、ウェット条件における摩擦係数の低下率をより小さくできること、アルミナ粒子を併用する場合にアルミナ粒子の含有量を１質量％以下とすべきことが確認された。さらに、フェロクロム粒子に替えてフェロモリブデン粒子またはフェロマンガン粒子を用いても同様の効果を得ることができることが確認された。 From Tables 1 and 2, it was confirmed that when the content of ferrochrome particles was 0.1 to 3% by mass, the low-temperature wear was good and the rate of decrease in the coefficient of friction under wet conditions was small. Moreover, it was confirmed that when alumina particles are used in combination, the rate of decrease in the coefficient of friction under wet conditions can be further reduced, and that when alumina particles are used together, the content of alumina particles should be 1% by mass or less. Furthermore, it was confirmed that the same effect can be obtained even if ferromolybdenum particles or ferromanganese particles are used instead of ferrochrome particles.
本発明の摩擦材組成物による摩擦材は、低温摩耗が小さく、ウェット条件における摩擦係数の低下率が小さいものであり、自動四輪車や自動二輪車等の制動に用いられるディスクブレーキパッド等の摩擦材に好適なものである。 The friction material according to the friction material composition of the present invention has low low-temperature wear and a small decrease in the coefficient of friction under wet conditions, and friction such as disc brake pads used for braking automobiles, motorcycles, etc. It is suitable for the material.
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