JP2020094115A - Friction material composition, and friction material and friction member using friction material composition - Google Patents

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

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信隆 飛渡
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Abstract

To provide a friction material composition highly stable in friction coefficient, excellent in abrasion resistance, low in attackability to opposite materials, and excellent in fading resistance property even when content of a copper component is less or zero.SOLUTION: There is provided a friction material composition containing a porous composite in which a crystal particle of a titanate compound and an inorganic compound particle with Mohs hardness of 6 or more are bonded, a titanate compound with a laminar crystal structure, and a thermosetting resin, in which the porous composite has pore volume of 5% or more at a pore diameter in a range of 0.01 to 1.0 μm, and content of a copper component is less than 0.5 mass% based on total amount of the friction material composition of 100 mass%.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、摩擦材組成物、摩擦材組成物を用いた摩擦材及び摩擦部材に関する。 The present invention relates to a friction material composition, a friction material using the friction material composition, and a friction member.

各種車両、産業機械等の制動装置を構成するディスクブレーキ、ドラムブレーキ等のブレーキ、クラッチ等に使用される摩擦材は、摩擦係数が高く安定し、耐摩耗性が優れていること、相手材攻撃性が低いことが求められている。これらの特性を満足させるために、繊維状のチタン酸カリウム等の充填材と、これらを結合するフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂(結合材)とを含有する樹脂組成物から形成された摩擦材が使用されてきた。繊維状のチタン酸カリウムは、相手材(ディスクローター)を傷付けず、摩擦特性も優れているが、平均繊維径が0.1μm〜0.5μmであり、平均繊維長が10μm〜20μmであるものが多く、世界保健機関(WHO)で定められたWHOファイバー(長径が5μm以上、短径が3μm以下、及びアスペクト比が3以上の繊維状粒子)を含有している。そのため、代替品として、安全衛生上の懸念を回避しつつ、摩擦材としての要求特性を達成することができる、非繊維状(板状、柱状、複数の凸部を有する形状等)のチタン酸塩化合物が提案され、使用されている。 Friction materials used for disc brakes, drum brakes, and other brakes, clutches, etc. that make up braking devices for various vehicles and industrial machines have a high coefficient of friction, are stable, and have excellent wear resistance. It is required to have low property. In order to satisfy these characteristics, a friction material formed from a resin composition containing a fibrous filler such as potassium titanate and a thermosetting resin (binding material) such as a phenol resin that binds these fillers Has been used. Fibrous potassium titanate does not damage the mating material (disk rotor) and has excellent friction characteristics, but has an average fiber diameter of 0.1 μm to 0.5 μm and an average fiber length of 10 μm to 20 μm. In many cases, it contains WHO fibers defined by the World Health Organization (WHO) (fibrous particles having a major axis of 5 μm or more, a minor axis of 3 μm or less, and an aspect ratio of 3 or more). Therefore, as a substitute, non-fibrous (plate-like, columnar, shapes having a plurality of convex portions, etc.) titanic acid that can achieve the required characteristics as a friction material while avoiding safety and health concerns. Salt compounds have been proposed and used.

摩擦材に用いる組成物(以下「摩擦材組成物」ともいう)には、耐摩耗性の向上のため、さらに銅繊維や銅粉末も配合されている。これは、摩擦材(ブレーキパッド)と相手材(ディスクローター)との摩擦時に、銅の展延性によって相手材表面に凝着被膜が形成され、この凝着被膜が保護膜として作用することで、高温時において高い摩擦係数を維持できるものと考えられている。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、海洋汚染等の原因になる可能性が示唆されていることから、米国のカリフォルニア州、ワシントン州では2021年以降は銅を5質量%以上、2023年以降は銅を0.5質量%以上含有する摩擦材の販売および新車への組み付けを禁止する州法が発効されている。そこで、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくするために、チタン酸リチウムカリウムと黒鉛とを含有する摩擦材組成物(特許文献1)、2種以上のチタン酸塩化合物とセラミック繊維とを含有する摩擦材組成物(特許文献2)、複数の凸部を有するチタン酸塩化合物と生体溶解性無機繊維とを含有する摩擦材組成物(特許文献3)等が提案されている。 The composition used for the friction material (hereinafter, also referred to as "friction material composition") further contains copper fibers and copper powder in order to improve wear resistance. This is because when the friction material (brake pad) and the mating material (disc rotor) are rubbed, an adhesive coating is formed on the surface of the mating material due to the malleability of copper, and this adhesive coating acts as a protective film. It is believed that a high friction coefficient can be maintained at high temperatures. However, friction materials containing copper have been suggested to contain copper in the abrasion powder generated during braking, which may cause pollution of rivers, lakes, oceans, etc. State law that prohibits the sale of friction materials containing 5 mass% or more of copper after 2021 and 0.5 mass% or more of copper after 2023 and assembling into new vehicles has come into effect. Therefore, in order to reduce the content of the copper component or to reduce the content of the copper component, a friction material composition containing lithium potassium titanate and graphite (Patent Document 1), two or more titanate compounds and ceramic fibers. A friction material composition containing (Patent Document 2), a friction material composition containing a titanate compound having a plurality of convex portions and a biosoluble inorganic fiber (Patent Document 3), and the like have been proposed.

また、ディスクローターの摩耗粉や、摩擦材組成物に含有される銅繊維やスチール繊維などの金属成分が脱落し、これらが凝集して大きな金属塊となってブレーキパッドとディスクローターの間に溜まってしまう場合がある。このように凝集した金属塊はディスクローターを異常摩耗させることが知られている。そこで、金属繊維および銅成分を含有しない摩擦材組成物であって、安定した摩擦特性を持ち、耐摩耗性に優れかつ相手材攻撃性が小さい摩擦材組成物として、複数の凸部形状を有するチタン酸カリウム、モース硬度7以上の研削材、及びエラストマー変性フェノール樹脂を有する摩擦材組成物が提案されている(特許文献4)。 In addition, wear particles of the disc rotor and metal components such as copper fibers and steel fibers contained in the friction material composition fall off, and these aggregate to form a large metal mass that accumulates between the brake pad and the disc rotor. It may happen. It is known that the metal lumps thus aggregated cause abnormal wear of the disc rotor. Therefore, a friction material composition that does not contain metal fibers and copper components, has a plurality of convex shapes as a friction material composition that has stable friction characteristics, is excellent in wear resistance, and has a low attacking property of the mating material. A friction material composition including potassium titanate, an abrasive having a Mohs hardness of 7 or more, and an elastomer-modified phenol resin has been proposed (Patent Document 4).

さらに、摩擦材は耐フェード性が優れていることが求められている。フェード現象は、摩擦材が制動によって高温になるに伴って摩擦材中の有機成分がガス化し、ディスクローターとの摩擦界面に気層が形成されることに起因する現象である。耐フェード性は、摩擦界面の気層の形成を抑制することにより改善することができる。それには、摩擦材の気孔率を高めて摩擦界面からガスを透し易くすることが有効である。摩擦材の気孔率を高める方法としては、原料混合物を結着形成する工程での成形圧力を低めに調節設定することが考えられるが、成形圧力を低くすると、摩擦材の強度や耐摩耗性が低下する。 Further, the friction material is required to have excellent fade resistance. The fade phenomenon is a phenomenon caused by an organic layer in the friction material being gasified as the friction material becomes hot due to braking, and an air layer is formed at a friction interface with the disc rotor. Fade resistance can be improved by suppressing the formation of a vapor layer at the friction interface. To this end, it is effective to increase the porosity of the friction material so that gas can easily permeate from the friction interface. As a method of increasing the porosity of the friction material, it is conceivable to set the molding pressure in the step of binding and forming the raw material mixture to a lower level, but lowering the molding pressure reduces the strength and wear resistance of the friction material. descend.

そこで、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、摩擦係数が高く安定し、耐フェード性が優れ、相手材攻撃性を低くすることができる摩擦材組成物として、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度6以上の無機化合物粒とが結合した多孔質複合物であって、細孔直径0.01〜1.0μmの範囲の積算細孔容積が5%以上である、多孔質複合物を含有する摩擦材組成物が提案されている(特許文献5)。 Therefore, even when the copper component is not contained or the content of the copper component is reduced, titanium is used as a friction material composition that has a high friction coefficient and is stable, has excellent fade resistance, and can reduce the attacking property of the mating material. A porous composite in which crystal grains of an acid salt compound and inorganic compound grains having a Mohs hardness of 6 or more are bonded, and the cumulative pore volume in the pore diameter range of 0.01 to 1.0 μm is 5% or more. A friction material composition containing a porous composite has been proposed (Patent Document 5).

国際公開第2012/066968号パンフレットInternational Publication No. 2012/066698 Pamphlet 特開2015−59143号公報JP, 2005-59143, A 特開2013−76058号公報JP, 2013-76058, A 特開2014−122314号公報JP, 2014-122314, A 特開2017−114699号公報JP, 2017-114696, A

しかし、特許文献1〜4で提案されている摩擦材組成物は、耐フェード性が十分でないという問題がある。一方で、特許文献5で提案されている摩擦材組成物は、耐摩耗性が十分ではないという問題がある。従って、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした摩擦材組成物において、特に、耐摩耗性と耐フェード性とを両立することは困難であった。 However, the friction material compositions proposed in Patent Documents 1 to 4 have a problem that the fade resistance is not sufficient. On the other hand, the friction material composition proposed in Patent Document 5 has a problem that the wear resistance is not sufficient. Therefore, it has been difficult to achieve both wear resistance and fade resistance in a friction material composition containing no copper component or a reduced copper component content.

本発明の目的は、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、摩擦係数が高く安定し、耐摩耗性が優れ、相手材攻撃性が低く、耐フェード性が優れている、摩擦材組成物、並びに該摩擦材組成物を用いた摩擦材及び摩擦部材を提供することにある。 The object of the present invention, even when containing no copper component or when the content of the copper component is reduced, the friction coefficient is high and stable, the wear resistance is excellent, the mating material attacking property is low, and the fade resistance is excellent. Another object of the present invention is to provide a friction material composition, and a friction material and a friction member using the friction material composition.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、多孔質複合物と、層状結晶構造のチタン酸塩化合物とを含有する摩擦材組成物を用いることで、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that even when the copper component is not contained or the content of the copper component is reduced, friction including the porous composite and the titanate compound having a layered crystal structure is obtained. It was found that the above problems can be solved by using a material composition, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、以下の摩擦材組成物、摩擦材及び摩擦部材を提供する。 That is, the present invention provides the following friction material composition, friction material and friction member.

項1 摩擦材組成物であって、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度6以上の無機化合物粒とが結合した多孔質複合物と、層状結晶構造のチタン酸塩化合物と、熱硬化性樹脂とを含み、前記多孔質複合物が、細孔直径0.01μm〜1.0μmの範囲における細孔容積が5%以上であり、前記摩擦材組成物の合計量100質量%において、銅成分の含有量が銅元素として0.5質量%未満であることを特徴とする、摩擦材組成物。 Item 1. A friction material composition, which is a porous composite in which crystal grains of a titanate compound are bonded to inorganic compound grains having a Mohs hardness of 6 or more, a titanate compound having a layered crystal structure, and a thermosetting resin. The porous composite has a pore volume of 5% or more in a pore diameter range of 0.01 μm to 1.0 μm, and the total amount of the friction material composition is 100% by mass. A friction material composition having a content of less than 0.5% by mass as a copper element.

項2 前記多孔質複合物を構成するチタン酸塩化合物が、トンネル状結晶構造であることを特徴する、項1に記載の摩擦材組成物。 Item 2 The friction material composition according to Item 1, wherein the titanate compound constituting the porous composite has a tunnel-like crystal structure.

項3 前記多孔質複合物を構成するチタン酸塩化合物が、ATi(2n+1)〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、nは2〜11の数〕であることを特徴とする、項1又は項2に記載の摩擦材組成物。 Item 3 The titanate compound constituting the porous composite is A 2 Ti n O (2n+1) [wherein, A is one or more alkali metal excluding Li, and n is a number from 2 to 11]. ] The friction material composition of claim|item 1 or term|claim 2 characterized by these.

項4 前記多孔質複合物を構成する無機化合物の含有量が、多孔質複合物100質量%に対して1質量%〜80質量%であることを特徴する、項1〜項3のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 Item 4 The content of the inorganic compound constituting the porous composite is 1% by mass to 80% by mass with respect to 100% by mass of the porous composite, and any one of Items 1 to 3. The friction material composition according to item.

項5 前記多孔質複合物を構成する無機化合物が、珪酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、シリコーンカーバイド、酸化マグネシウム、酸化鉄(III)及び酸化クロム(III)からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴する、項1〜項4のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 Item 5 At least the inorganic compound constituting the porous composite is selected from the group consisting of zirconium silicate, zirconium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, silicone carbide, magnesium oxide, iron (III) oxide and chromium (III) oxide. Item 1. The friction material composition according to any one of items 1 to 4, which is one kind.

項6 前記多孔質複合物の平均粒子径が5μm〜500μmであることを特徴する、項1〜項5のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 Item 6. The friction material composition according to any one of Items 1 to 5, wherein the average particle size of the porous composite is 5 μm to 500 μm.

項7 前記多孔質複合物の含有量が、前記摩擦材組成物の合計量100質量%に対して、3質量%〜30質量%であることを特徴する、項1〜項6のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 Item 7 The content of the porous composite is 3% by mass to 30% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the friction material composition, and any one of Items 1 to 6. The friction material composition according to item.

項8 前記層状結晶構造のチタン酸塩化合物が、ATi(2−y)〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、MはLi、Mg、Zn、Ga、Ni、Cu、Fe、Al、Mnより選ばれる1種又は2種以上、xは0.5〜1.0、yは0.25〜1.0の数〕、A0.5〜0.7Li0.27Ti1.733.85〜3.95〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上〕およびA0.2〜0.7Mg0.40Ti1.63.7〜3.95〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上〕からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする、項1〜項7のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 8. titanate compound of the layered crystal structure, A x M y Ti (2 -y) O 4 wherein, A is one or more alkali metals except Li, M is Li, Mg, One or more selected from Zn, Ga, Ni, Cu, Fe, Al, and Mn, x is 0.5 to 1.0, y is a number of 0.25 to 1.0], A 0.5 To 0.7 Li 0.27 Ti 1.73 O 3.85 to 3.95 [wherein A is one or more alkali metals excluding Li] and A 0.2 to 0.7 Mg 0 .40 Ti 1.6 O 3.7-3.95 , wherein A is at least one compound selected from the group consisting of one or more alkali metals other than Li. The friction material composition according to any one of items 1 to 7.

項9 前記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の平均粒子径が0.1μm〜100μmであることを特徴する、項1〜項8のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 Item 9: The friction material composition according to any one of Items 1 to 8, wherein the titanate compound having the layered crystal structure has an average particle diameter of 0.1 μm to 100 μm.

項10 前記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の含有量が、前記摩擦材組成物の合計量100質量%に対して、3質量%〜30質量%であることを特徴する、項1〜項9のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 Item 10 The content of the titanate compound having the layered crystal structure is 3% by mass to 30% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the friction material composition, Item 1 to Item 9 The friction material composition according to any one of 1.

項11 前記摩擦材組成物の合計量100質量%において、金属繊維が0.5質量%未満であることを特徴とする、項1〜項10のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 Item 11 The friction material composition according to any one of Items 1 to 10, wherein the total amount of the friction material composition is 100% by mass, and the metal fiber content is less than 0.5% by mass.

項12 項1〜項11のいずれか一項に記載の摩擦材組成物の成形体であることを特徴とする、摩擦材。 Item 12. A friction material, which is a molded product of the friction material composition according to any one of Items 1 to 11.

項13 項12に記載の摩擦材を備えることを特徴とする、摩擦部材。 Item 13 A friction member comprising the friction material according to Item 12.

本発明によれば、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、摩擦係数が高く安定し、耐摩耗性が優れ、相手材攻撃性が低く、耐フェード性が優れている、摩擦材組成物、並びに該摩擦材組成物を用いた摩擦材及び摩擦部材を提供することができる。 According to the present invention, even when the copper component is not contained or the content of the copper component is reduced, the friction coefficient is high and stable, the wear resistance is excellent, the mating material attacking property is low, and the fade resistance is excellent. It is possible to provide a friction material composition, and a friction material and a friction member using the friction material composition.

合成例1で得られた粉末における粒子の全体像を示す電界放出型走査電子顕微鏡(SEM)写真である。3 is a field emission scanning electron microscope (SEM) photograph showing an overall image of particles in the powder obtained in Synthesis Example 1.

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。 Hereinafter, an example of a preferable mode for carrying out the present invention will be described. However, the following embodiments are merely examples. The present invention is not limited to the embodiments described below.

<摩擦材組成物>
本発明の摩擦材組成物は、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度6以上の無機化合物粒とが結合した多孔質複合物と、層状結晶構造のチタン酸塩化合物と、熱硬化性樹脂とを含有する。多孔質複合物は、細孔直径0.01μm〜1.0μmの範囲における細孔容積が5%以上である。摩擦材組成物の合計量100質量%において銅成分の含有量が銅元素として0.5質量%以下であることを特徴とする。必要に応じて、その他の材料を更に含有することができる。なお、本明細書において「摩擦材組成物」とは、摩擦材に用いる組成物のことをいう。
<Friction material composition>
The friction material composition of the present invention comprises a porous composite in which crystal grains of a titanate compound are bonded to inorganic compound grains having a Mohs hardness of 6 or more, a titanate compound having a layered crystal structure, and a thermosetting resin. Contains. The porous composite has a pore volume of 5% or more in a pore diameter range of 0.01 μm to 1.0 μm. The total amount of the friction material composition is 100% by mass, and the content of the copper component is 0.5% by mass or less as a copper element. Other materials can be further contained if necessary. In addition, in this specification, a "friction material composition" means the composition used for a friction material.

摩擦材組成物の合計量100質量%において、銅成分の含有量を銅元素として0.5質量%未満、好ましくは銅成分を含有しないことで、従来の摩擦材組成物と比較して環境負荷の少ないものとすることができる。なお、本明細書において、「銅成分を含有しない」とは、銅繊維、銅粉、及び銅を含んだ合金(真鍮又は青銅等)、並びに化合物のいずれをも、摩擦材組成物の原材料として配合していないことをいう。 When the total amount of the friction material composition is 100% by mass, the content of the copper component is less than 0.5% by mass as a copper element, and preferably the copper component is not contained, so that the environmental load is increased as compared with the conventional friction material composition. Can be less. In the present specification, "does not contain a copper component" means that copper fiber, copper powder, and an alloy containing copper (brass or bronze), and any of the compounds are used as raw materials for the friction material composition. It means not blended.

本発明の摩擦材組成物によれば、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、摩擦材に用いて、優れた耐フェード性や耐摩耗性、安定した摩擦特性、かつ相手材への低攻撃性を付与することができる。 According to the friction material composition of the present invention, even when the copper component is not contained or the content of the copper component is reduced, it is used as a friction material and has excellent fade resistance and wear resistance, and stable friction characteristics, Moreover, it is possible to impart low aggression to the opponent material.

(多孔質複合物)
本発明で用いる多孔質複合物は、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度6以上の無機化合物粒とが結合した多孔質複合物であり、チタン酸塩化合物の結晶粒間、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度6以上の無機化合物粒とが、焼結及び/又は融着等により強固に結合したものである。
(Porous composite)
The porous composite used in the present invention is a porous composite in which the crystal grains of the titanate compound and the inorganic compound grains having a Mohs hardness of 6 or more are bonded to each other. And the inorganic compound particles having a Mohs hardness of 6 or more are firmly bonded by sintering and/or fusion bonding.

上記多孔質複合物は、細孔直径0.01μm〜1.0μmの範囲における積算細孔容積が5%以上であり、好ましくは10%以上であり、さらに好ましくは15%以上であり、好ましくは40%以下であり、さらに好ましくは30%以下である。積算細孔容積が小さすぎると、摩擦材に用いた場合に、優れた耐フェード性が得られない場合がある。また、積算細孔容積が大きすぎると、チタン酸塩化合物の結晶粒間、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度6以上の無機化合物粒との結合部分が弱くなり、多孔質構造が保てなくなる場合がある。多孔質複合物の積算細孔容積は、水銀圧入法により測定することができる。細孔分布の極大値は、0.05μm〜0.30μmの範囲であることが好ましく、0.10μm〜0.25μmの範囲であることがさらに好ましい。 The above-mentioned porous composite has an integrated pore volume of 5% or more, preferably 10% or more, more preferably 15% or more, and preferably in the range of pore diameters of 0.01 μm to 1.0 μm. It is 40% or less, more preferably 30% or less. If the cumulative pore volume is too small, excellent fade resistance may not be obtained when used in a friction material. Further, if the cumulative pore volume is too large, the bond between the crystal grains of the titanate compound and the crystal grains of the titanate compound and the inorganic compound grains having a Mohs hardness of 6 or more becomes weak, and the porous structure can be maintained. It may disappear. The cumulative pore volume of the porous composite can be measured by the mercury porosimetry method. The maximum value of the pore distribution is preferably in the range of 0.05 μm to 0.30 μm, more preferably in the range of 0.10 μm to 0.25 μm.

上記多孔質複合物の比表面積は、好ましくは1m/g〜13m/gであり、より好ましくは3m/g〜9m/gであり、さらに好ましくは4m/g〜8m/gである。比表面積は、JIS Z8830に準拠して測定することができる。比表面積が小さすぎると、摩擦材に用いた場合に、優れた耐フェード性が得られない場合がある。比表面積が大きすぎると、焼成工程における化学反応が完結していない場合がある。 The specific surface area of the porous composite is preferably 1m 2 / g~13m 2 / g, more preferably from 3m 2 / g~9m 2 / g, more preferably 4m 2 / g~8m 2 / It is g. The specific surface area can be measured according to JIS Z8830. If the specific surface area is too small, excellent fade resistance may not be obtained when used as a friction material. If the specific surface area is too large, the chemical reaction in the firing step may not be completed.

上記多孔質複合物におけるモース硬度6以上の無機化合物の含有量は、多孔質複合物100質量%に対して1質量%〜80質量%であることが好ましく、10質量%〜70質量%であることがより好ましく、40質量%〜60質量%であることが更に好ましい。無機化合物の含有量が上記下限値より少ないと、チタン酸塩化合物との複合効果が十分に発現されない場合がある。無機化合物の含有量が上記上限値より多いと、多孔質構造が保てなくなったり、チタン酸塩化合物及びモース硬度6以上の無機化合物以外の化合物が生成する場合がある。 The content of the inorganic compound having a Mohs hardness of 6 or more in the porous composite is preferably 1% by mass to 80% by mass, and 10% by mass to 70% by mass based on 100% by mass of the porous composite. It is more preferable that the content is 40% by mass to 60% by mass. When the content of the inorganic compound is less than the above lower limit value, the combined effect with the titanate compound may not be sufficiently exhibited. If the content of the inorganic compound is more than the above upper limit, the porous structure may not be maintained, or a compound other than the titanate compound and the inorganic compound having a Mohs hardness of 6 or more may be generated.

上記多孔質複合物におけるチタン酸塩化合物の含有量は、多孔質複合物100質量%に対して20質量%〜99質量%であることが好ましく、30質量%〜90質量%であることがより好ましく、40質量%〜60質量%であることが更に好ましい。チタン酸塩化合物の含有量が上記下限値より少ないと、多孔質構造が保てなくなったり、チタン酸塩化合物及びモース硬度6以上の無機化合物以外の化合物が生成する場合がある。チタン酸塩化合物の含有量が上記上限値より多いと、無機化合物との複合効果が十分に発現されない場合がある。 The content of the titanate compound in the porous composite is preferably 20% by mass to 99% by mass, and more preferably 30% by mass to 90% by mass, relative to 100% by mass of the porous composite. It is more preferably 40% by mass to 60% by mass. If the content of the titanate compound is less than the above lower limit, the porous structure may not be maintained, or a compound other than the titanate compound and the inorganic compound having a Mohs hardness of 6 or more may be produced. When the content of the titanate compound is more than the above upper limit value, the combined effect with the inorganic compound may not be sufficiently exhibited.

上記多孔質複合物の粒子形状は、球状(表面に若干の凹凸があるも、断面が楕円状等の形状が略球状のものも含む)、柱状(棒状、円柱状、角柱状、短冊状、略円柱形状、略短冊形状等の全体として形状が略柱状のものも含む)、板状、ブロック状、複数の凸部を有する形状(アメーバ状、ブーメラン状、十字架状、金平糖状等)、不定形状等の非繊維状粒子である。これらの中でも球状であることが好ましい。多孔質複合物の粒子サイズは特に制限されないが、摩擦材組成物中への分散性をより一層高める観点から、平均粒子径が5μm〜500μmであることが好ましく、10μm〜300μmであることがより好ましく、50μm〜200μmであることが更に好ましく、70μm〜150μmであることが特に好ましい。 The shape of the particles of the above-mentioned porous composite is spherical (including those having a slight irregularity on the surface but having a substantially spherical shape such as an elliptical cross section), columnar shape (rod shape, columnar shape, prismatic shape, strip shape, Including a columnar shape such as a substantially columnar shape, a substantially rectangular shape as a whole), a plate shape, a block shape, a shape having a plurality of protrusions (amoeba shape, boomerang shape, cruciform shape, sugar flat sugar shape, etc.), indefinite It is a non-fibrous particle such as a shape. Of these, the spherical shape is preferable. The particle size of the porous composite is not particularly limited, but from the viewpoint of further enhancing the dispersibility in the friction material composition, the average particle size is preferably 5 μm to 500 μm, and more preferably 10 μm to 300 μm. The thickness is more preferably 50 μm to 200 μm, still more preferably 70 μm to 150 μm.

上記多孔質複合物の平均粒子径は、レーザー回折法により計測される粒度分布における体積基準累積50%時の粒子径(体積基準累積50%粒子径)、すなわちD50(メジアン径)をいう。この体積基準累積50%粒子径(D50)は、体積基準で粒度分布を求め、全体積を100%とした累積曲線において、粒子サイズの小さいものから粒子数をカウントしていき、累積値が50%となる点の粒子径である。同様に体積基準累積10%粒子径(D10)及び体積基準累積90%粒子径(D90)は、求められた粒度分布の全体積を100%とした累積曲線において、粒子サイズの小さいものから粒子数をカウントしていき、累積値がそれぞれ10%及び90%となる点の粒子径を示す。従って、D90とD10との比(D90/D10)は、粒度分布の広さを示す指標ということができる。D90/D10の値が大きいほど、広い粒度分布を有する。また、D90/D10の値が1に近いほど、単分散に近い粒度分布を有する。 The average particle diameter of the porous composite means a particle diameter at a volume-based cumulative 50% in a particle size distribution measured by a laser diffraction method (volume-based cumulative 50% particle diameter), that is, D 50 (median diameter). The volume-based cumulative 50% particle diameter (D 50 ) is obtained by calculating the particle size distribution on a volume basis, and counting the number of particles from the smallest particle size in a cumulative curve with the total volume being 100%. It is the particle size at the point of 50%. Similarly, the volume-based cumulative 10% particle size (D 10 ) and the volume-based cumulative 90% particle size (D 90 ) are calculated from the smallest particle size in the cumulative curve with the total volume of the obtained particle size distribution being 100%. The number of particles is counted, and the particle diameters at the points where the cumulative values are 10% and 90% are shown. Therefore, the ratio of D 90 and D 10 (D 90 /D 10 ) can be regarded as an index showing the breadth of the particle size distribution. The larger the value of D 90 /D 10 , the wider the particle size distribution. Further, as the value of D 90 /D 10 is closer to 1, the particle size distribution is closer to monodisperse.

上記多孔質複合物のD90は、好ましくは400μm以下であり、より好ましくは350μm以下である。D90を上記範囲にすることで、摩擦材の摩擦特性をより一層高めることができる。 The D 90 of the porous composite is preferably 400 μm or less, more preferably 350 μm or less. By setting D 90 in the above range, the friction characteristics of the friction material can be further enhanced.

上記多孔質複合物は、D90/D10の値が、例えば、30以下であり、好ましくは1〜15の範囲である。D90/D10の値が上記範囲内にある場合、摩擦材の摩擦特性をより一層高めることができる。 The porous composite has a value of D 90 /D 10 of, for example, 30 or less, and preferably in the range of 1 to 15. When the value of D 90 /D 10 is within the above range, the friction characteristics of the friction material can be further enhanced.

多孔質複合物を形成するチタン酸塩化合物には、層状構造や、トンネル状構造等の結晶構造が存在し、摩擦係数の安定性をより一層高める観点から、トンネル状結晶構造であることが好ましい。 The titanate compound forming the porous composite has a crystal structure such as a layered structure or a tunnel structure, and the tunnel crystal structure is preferable from the viewpoint of further enhancing the stability of the friction coefficient. ..

多孔質複合物を形成するトンネル状結晶構造のチタン酸塩化合物としては、例えば、ATi(2n+1)〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、nは2〜11の数〕、A(2+y)Ti(6−x)(13+y/2−(4−z)x/2)〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、MはLi、Mg、Zn、Ga、Ni、Cu、Fe、Al、Mnより選ばれる1種又は2種以上、zは元素Mの価数で1〜3の整数、0.05≦x≦0.5、0≦y≦(4−z)x〕等で表される化合物を挙げることができ、好ましくはATi(2n+1)〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、nは2〜11の数〕で表される化合物であり、より好ましくはATi(2n+1)〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、nは4〜8の数〕で表される化合物であり、さらに好ましくはKTi(2n+1)〔式中、nは4〜8の数〕およびNaTi(2n+1)〔式中、nは4〜8の数〕からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である。 Examples of the titanate compound having a tunnel-like crystal structure that forms a porous composite include, for example, A 2 Ti n O (2n+1) [wherein, A is one or more alkali metal excluding Li, and n is the number of 2 to 11], a (2 + y) Ti (6-x) M x O (13 + y / 2- (4-z) x / 2) wherein, a is one alkali metal except Li or 2 Or more, M is one or more selected from Li, Mg, Zn, Ga, Ni, Cu, Fe, Al, and Mn, z is an valence of the element M, an integer of 1 to 3, and 0.05≦ x≦0.5, 0≦y≦(4-z)x] and the like, and preferably A 2 Ti n O (2n+1) [wherein A is an alkali metal excluding Li] 1 or 2 or more thereof, n is a number of 2 to 11], more preferably A 2 Ti n O (2n+1) [wherein A is one of alkali metals excluding Li or Two or more kinds, n is a number of 4 to 8], and more preferably K 2 Ti n O (2n+1) [wherein, n is a number of 4 to 8] and Na 2 Ti n O ( 2n+1) [In the formula, n is a number of 4 to 8] and at least one compound selected from the group consisting of:

多孔質複合物を形成するトンネル状結晶構造のチタン酸塩化合物の具体例としては、KTi4.810.6(4.8チタン酸カリウム)、KTi13(6チタン酸カリウム)、KTi6.113.2(6.1チタン酸カリウム)、KTi7.916.8(7.9チタン酸カリウム)、KTi17(8チタン酸カリウム)、KTi10.922.8(10.9チタン酸カリウム)、NaTi13(6チタン酸ナトリウム)、NaTi17(8チタン酸ナトリウム)、K2.15Ti5.85Al0.1513.0(チタン酸アルミニウムカリウム)、K2.20Ti5.60Al0.4012.9(チタン酸アルミニウムカリウム)、K2.21Ti5.90Li0.1012.9(チタン酸リチウムカリウム)等を挙げられる。 Specific examples of the titanate compound having a tunnel-like crystal structure that forms a porous composite include K 2 Ti 4.8 O 10.6 (potassium 4.8 titanate) and K 2 Ti 6 O 13 (6 titanium). Acid potassium), K 2 Ti 6.1 O 13.2 (6.1 potassium titanate), K 2 Ti 7.9 O 16.8 (7.9 potassium titanate), K 2 Ti 8 O 17 (8 Potassium titanate), K 2 Ti 10.9 O 22.8 (potassium titanate 10.9), Na 2 Ti 6 O 13 (sodium hexatitanate), Na 2 Ti 8 O 17 (sodium octatitanate), K 2.15 Ti 5.85 Al 0.15 O 13.0 (potassium aluminum titanate), K 2.20 Ti 5.60 Al 0.40 O 12.9 (potassium aluminum titanate), K 2.21 Ti 5.90 Li 0.10 O 12.9 (lithium potassium titanate) and the like can be mentioned.

多孔質複合物を形成する層状結晶構造のチタン酸塩化合物としては、例えば、ATi(2−y)〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、MはLi、Mg、Zn、Ga、Ni、Cu、Fe、Al、Mnより選ばれる1種又は2種以上、xは0.5〜1.0、yは0.25〜1.0の数〕、A0.5〜0.7Li0.27Ti1.733.85〜3.95〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上〕、A0.2〜0.7Mg0.40Ti1.63.7〜3.95〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上〕、A0.5〜0.7Li(0.27−x)Ti(1.73−z)3.85〜3.95〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、MはMg、Zn、Ga、Ni、Cu、Fe、Al、Mnより選ばれる1種又は2種以上(但し、2種以上の場合は異なる価数のイオンの組み合わせは除く)、xとzは、Mが2価金属のとき、x=2y/3、z=y/3、Mが3価金属のとき、x=y/3、z=2y/3、yは0.004≦y≦0.4〕等で表される化合物を挙げることができる。 The titanate compound having a layered crystal structure to form a porous composite, for example, A x M y Ti (2 -y) O 4 wherein, A is one or more alkali metals except Li , M is one or more selected from Li, Mg, Zn, Ga, Ni, Cu, Fe, Al, and Mn, x is 0.5 to 1.0, and y is 0.25 to 1.0. Number], A 0.5 to 0.7 Li 0.27 Ti 1.73 O 3.85 to 3.95 [wherein A is one or more alkali metals excluding Li], A 0. 2 to 0.7 Mg 0.40 Ti 1.6 O 3.7 to 3.95 [wherein A is one or more alkali metals excluding Li], A 0.5 to 0.7 Li (0.27-x) M y Ti (1.73-z) O 3.85~3.95 wherein, a is one or more alkali metals except Li, M is Mg, Zn, One or more selected from Ga, Ni, Cu, Fe, Al and Mn (however, in the case of two or more, combinations of ions having different valences are excluded), x and z, M is a divalent metal , X=2y/3, z=y/3, when M is a trivalent metal, x=y/3, z=2y/3, y is 0.004≦y≦0.4] The compounds mentioned can be mentioned.

多孔質複合物を形成する層状結晶構造のチタン酸塩化合物の具体例としては、K0.8Li0.27Ti1.73(チタン酸リチウムカリウム)、K0.7Li0.27Ti1.733.95(チタン酸リチウムカリウム)、K0.8Mg0.4Ti1.6(チタン酸マグネシウムカリウム)、K0.7Mg0.4Ti1.63.95(チタン酸マグネシウムカリウム)、K0.7Li0.13Mg0.2Ti1.673.95(チタン酸リチウムマグネシウムカリウム)、K0.7Li0.24Mg0.04Ti1.723.95(チタン酸リチウムマグネシウムカリウム)、K0.7Li0.13Fe0.4Ti1.473.95(チタン酸リチウム鉄カリウム)等が挙げることができる。 Specific examples of the titanate compound having a layered crystal structure forming a porous composite include K 0.8 Li 0.27 Ti 1.73 O 4 (lithium potassium titanate) and K 0.7 Li 0.27. Ti 1.73 O 3.95 (lithium potassium titanate), K 0.8 Mg 0.4 Ti 1.6 O 4 (magnesium potassium titanate), K 0.7 Mg 0.4 Ti 1.6 O 3 .95 (potassium magnesium titanate), K 0.7 Li 0.13 Mg 0.2 Ti 1.67 O 3.95 (lithium magnesium potassium titanate), K 0.7 Li 0.24 Mg 0.04 Ti 1.72 O 3.95 (lithium magnesium potassium titanate), K 0.7 Li 0.13 Fe 0.4 Ti 1.47 O 3.95 (lithium iron potassium titanate) and the like can be mentioned.

上記多孔質複合物は、上述のように細孔直径が小さいことから、多孔質複合物内への熱硬化性樹脂が含浸するのを抑制できる。そのため、多孔質複合物を含有する摩擦材組成物を成形してなる摩擦材において、この多孔質複合物はフェードガスの抜け穴となる。このため、原料混合物を結着成形する工程での成形圧力を低めに調節設定しなくても、優れた耐フェード性が得られるものと考えられる。また、上記無機化合物が研削材として作用し、チタン酸塩化合物と複合化していることで無機化合物が摩擦材から脱落しにくく安定して存在することができ、安定した摩擦特性、かつ相手材への低攻撃性を付与できるものと考えられる。無機化合物のモース硬度を6以上と限定したのは、チタン酸塩化合物より硬いものを用いることで、チタン酸塩化合物との複合効果を得られるからである。 Since the porous composite has a small pore diameter as described above, it is possible to prevent the thermosetting resin from impregnating into the porous composite. Therefore, in a friction material formed by molding a friction material composition containing a porous composite, this porous composite becomes a hole for fading gas. Therefore, it is considered that excellent fade resistance can be obtained without adjusting and setting the molding pressure in the step of binding-molding the raw material mixture to be low. Further, the inorganic compound acts as an abrasive and is complexed with the titanate compound, so that the inorganic compound can be hard to fall off from the friction material and can stably exist, and has stable friction characteristics and a mating material. It is thought that the low aggression of can be added. The Mohs hardness of the inorganic compound is limited to 6 or more because the compound effect with the titanate compound can be obtained by using a compound harder than the titanate compound.

本発明で用いる多孔質複合物の製造方法は、上述の特性を得ることができれば特に制限されないが、例えば、チタン源とアルカリ金属塩とモース硬度6以上の無機化合物とをメカニカルに粉砕をすることで得られる粉砕混合物を、乾式造粒し、焼成して製造する方法等を例示することができる。 The method for producing the porous composite used in the present invention is not particularly limited as long as the above-mentioned properties can be obtained. For example, mechanically pulverizing a titanium source, an alkali metal salt, and an inorganic compound having a Mohs hardness of 6 or more. Examples of the method include a method in which the pulverized mixture obtained in (1) is dry-granulated and fired to produce the mixture.

メカニカルな粉砕としては、物理的な衝撃を与えながら粉砕する方法が挙げられる。具体的には、振動ミルによる粉砕が挙げられる。振動ミルによる粉砕処理を行うことにより、混合粉体の摩砕によるせん断応力により、原子配列の乱れと原子間距離の減少が同時に起こり、異種粒子の接点部分の原子移動が起こる結果、準安定相が得られると考えられる。これにより、反応活性の高い粉砕混合物が得られ、後述の焼成温度を低くでき、粉砕混合物を造粒しても未反応物を低減することができる。メカニカルな粉砕は、原料に効率良くせん断応力を与えるため、水や溶剤を用いない乾式処理が好ましい。 Mechanical crushing includes a method of crushing while giving a physical impact. Specifically, pulverization with a vibration mill can be mentioned. By performing the pulverization process with the vibration mill, the shear stress due to the grinding of the mixed powder causes the disorder of the atomic arrangement and the decrease of the interatomic distance at the same time, resulting in the atom migration at the contact point of different particles, resulting in the metastable phase. Is believed to be obtained. As a result, a pulverized mixture having high reaction activity can be obtained, the firing temperature described below can be lowered, and unreacted substances can be reduced even if the pulverized mixture is granulated. Mechanical pulverization efficiently gives a shearing stress to the raw material, and thus a dry treatment that does not use water or a solvent is preferable.

メカニカルな粉砕による処理時間は、特に制限されるものではないが、一般に0.1時間〜2時間の範囲内であることが好ましい。 The treatment time by mechanical pulverization is not particularly limited, but it is generally preferably within the range of 0.1 hour to 2 hours.

粉砕混合物の造粒は、水及び溶剤を用いない乾式造粒で行われる。乾式造粒は、公知の方法で行うことができ、例えば転動造粒、流動層造粒、攪拌造粒等を例示するこができる。湿式造粒は、造粒物の乾燥工程において、造粒物内部での液状物の気化に伴い、結果として内部に大きな空洞を有する多孔質複合粒子が得られ、粉体強度が低下するため好ましくない。また、水及び溶媒を気化させるために加熱が必要となり、量産性も悪い。 Granulation of the milled mixture is performed by dry granulation without water and solvent. The dry granulation can be carried out by a known method, and examples thereof include rolling granulation, fluidized bed granulation and stirring granulation. Wet granulation is preferable because in the drying step of the granulated product, as the liquid material vaporizes inside the granulated product, as a result, porous composite particles having large voids inside are obtained, and the powder strength decreases. Absent. Further, heating is required to vaporize water and a solvent, and mass productivity is poor.

造粒物を焼成する温度としては、目的とするチタン酸塩化合物の組成により適宜選択することができるが、650℃〜1000℃の範囲であることが好ましく、800℃〜950℃の範囲であることがより好ましい。焼成時間は0.5時間〜8時間であることが好ましく、2〜6時間であることがより好ましい。 The temperature for firing the granulated product can be appropriately selected depending on the composition of the titanate compound of interest, but is preferably in the range of 650°C to 1000°C, and in the range of 800°C to 950°C. Is more preferable. The firing time is preferably 0.5 hours to 8 hours, more preferably 2 to 6 hours.

チタン源としては、チタン元素を含有して焼成により二酸化チタンの生成を阻害しない原材料又は二酸化チタンであれば特に限定されないが、かかる化合物としては、例えば二酸化チタン、亜酸化チタン、オルトチタン酸又はその塩、メタチタン酸又はその塩、水酸化チタン、ペルオクソチタン酸又はその塩等が挙げられる。これらは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、好ましくは二酸化チタンである。 The titanium source is not particularly limited as long as it is a raw material or titanium dioxide that contains titanium element and does not inhibit the production of titanium dioxide by firing, and examples of such a compound include titanium dioxide, titanium suboxide, orthotitanic acid or the like. Examples thereof include salts, metatitanic acid or salts thereof, titanium hydroxide, peroxotitanic acid or salts thereof, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, titanium dioxide is preferable.

アルカリ金属塩としては、アルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物、酢酸塩等の有機酸塩、硫酸塩、硝酸塩等があるが、炭酸塩が好ましい。 Examples of the alkali metal salt include alkali metal carbonates, hydrogen carbonates, hydroxides, organic acid salts such as acetates, sulfates and nitrates, and the carbonates are preferable.

チタン源とアルカリ金属塩の混合比は、目的とするチタン酸塩化合物の組成により適宜選択することができる。 The mixing ratio of the titanium source and the alkali metal salt can be appropriately selected depending on the composition of the target titanate compound.

モース硬度6以上の無機化合物としては、摩擦材に含有された場合に相手材を研削し摩擦係数を向上させる目的として使用される無機化合物(研削材)であれば公知のものを使用することができる。具体的には、珪酸ジルコニウム(モース硬度7.5)、酸化ジルコニウム(モース硬度7.5)、酸化ケイ素(モース硬度7)、酸化アルミニウム(モース硬度9)、シリコンカーバイド(モース硬度9)、酸化マグネシウム(モース硬度6)、酸化鉄(III)(モース硬度6)、酸化クロム(III)(モース硬度6.5)等を挙げることができ、これらの1種を単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the inorganic compound having a Mohs hardness of 6 or more, known inorganic compounds (abrasives) can be used as long as they are used for the purpose of grinding the mating material to improve the friction coefficient when contained in the friction material. it can. Specifically, zirconium silicate (Mohs hardness 7.5), zirconium oxide (Mohs hardness 7.5), silicon oxide (Mohs hardness 7), aluminum oxide (Mohs hardness 9), silicon carbide (Mohs hardness 9), oxidation Magnesium (Mohs hardness 6), iron oxide (III) (Mohs hardness 6), chromium oxide (III) (Mohs hardness 6.5) and the like can be mentioned, and one of these can be used alone or in combination of two or more. Can be used.

前述の無機化合物の中でもモース硬度6〜9であることが好ましく、高速・高負荷での制動で要求される高い摩擦係数が得られる点からモース硬度7〜9であることがより好ましい。また、均質な多孔質複合物を形成し、無機化合物との複合効果を十分に発現するためには、前述の無機化合物の平均粒子径は好ましくは1μm〜10μmの範囲、より好ましくは1μm〜5μmの範囲のものが使用される。上記無機化合物の平均粒子径は、レーザー回折法により計測される粒度分布における体積基準累積50%時の粒子径(体積基準累積50%粒子径)、すなわちD50(メジアン径)をいう。 Among the above-mentioned inorganic compounds, a Mohs hardness of 6 to 9 is preferable, and a Mohs hardness of 7 to 9 is more preferable from the viewpoint that a high friction coefficient required for braking at high speed and high load can be obtained. Further, in order to form a homogeneous porous composite and to sufficiently express the composite effect with the inorganic compound, the average particle size of the aforementioned inorganic compound is preferably in the range of 1 μm to 10 μm, more preferably 1 μm to 5 μm. Those in the range of are used. The average particle diameter of the above-mentioned inorganic compound refers to a particle diameter at a volume-based cumulative 50% in a particle size distribution measured by a laser diffraction method (volume-based cumulative 50% particle diameter), that is, D 50 (median diameter).

本発明で用いる多孔質複合物は、分散性のより一層の向上、熱硬化性樹脂との密着性のより一層の向上を目的として、多孔質複合物の表面に表面処理剤からなる処理層が形成されていてもよい。 The porous composite used in the present invention has a treatment layer comprising a surface treatment agent on the surface of the porous composite for the purpose of further improving the dispersibility and further improving the adhesion with the thermosetting resin. It may be formed.

表面処理剤としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。これらの中でもシランカップリング剤が好ましく、アミノ系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤、アルキル系シランカップリング剤がより好ましい。上記表面処理剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the surface treatment agent include silane coupling agents and titanium coupling agents. Among these, a silane coupling agent is preferable, and an amino silane coupling agent, an epoxy silane coupling agent, and an alkyl silane coupling agent are more preferable. The surface treatment agents may be used alone or in combination of two or more.

アミノ系シランカップリング剤としては、例えば、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−エトキシシリル−N−(1,3−ジメチルブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。 Examples of the amino-based silane coupling agent include N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltrimethoxysilane. Methoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-ethoxysilyl-N-(1,3-dimethylbutylidene)propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(vinylbenzyl)-2 -Aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.

エポキシ系シランカップリング剤としては、例えば、3−グリシジルオキシプロピル(ジメトキシ)メチルシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、ジエトキシ(3−グリシジルオキシプロピル)メチルシラン、トリエトキシ(3−グリシジルオキシプロピル)シラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。 Examples of the epoxy-based silane coupling agent include 3-glycidyloxypropyl(dimethoxy)methylsilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methylsilane, triethoxy(3-glycidyloxypropyl)silane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.

アルキル系シランカップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン等を挙げることができる。 Examples of the alkyl silane coupling agent include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane. , N-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-decyltrimethoxysilane and the like.

多孔質複合物の表面に表面処理剤からなる処理層を形成する方法としては、公知の表面処理方法を使用することができ、例えば、加水分解を促進する溶媒(例えば、水、アルコール又はこれらの混合溶媒)に表面処理剤を溶解して溶液として、その溶液を多孔質複合物に噴霧する湿式法等でなされる。 As a method for forming a treatment layer composed of a surface treatment agent on the surface of the porous composite, a known surface treatment method can be used, for example, a solvent that accelerates hydrolysis (for example, water, alcohol or a mixture thereof). The surface treatment agent is dissolved in a mixed solvent) to form a solution, and the solution is sprayed onto the porous composite by a wet method or the like.

表面処理剤を、本発明で用いる多孔質複合物の表面へ処理する際の該表面処理剤の量は、特に限定されないが、湿式法の場合、例えば、多孔質複合物100質量部に対して表面処理剤が0.1質量部〜20質量部となるように表面処理剤の溶液を噴霧すればよい。 The amount of the surface treatment agent when the surface treatment agent is treated on the surface of the porous composite used in the present invention is not particularly limited, but in the case of the wet method, for example, relative to 100 parts by mass of the porous composite. The solution of the surface treatment agent may be sprayed so that the surface treatment agent is 0.1 to 20 parts by mass.

摩擦材組成物における多孔質複合物の含有量は、摩擦材組成物の合計量100質量%に対して、3質量%〜30質量%であることが好ましく、5質量%〜15質量%であることがより好ましい。多孔質複合物の含有量を上記範囲内とすることで、より一層優れた摩擦特性を得ることができる。 The content of the porous composite in the friction material composition is preferably 3% by mass to 30% by mass, and 5% by mass to 15% by mass, based on 100% by mass of the total amount of the friction material composition. Is more preferable. By setting the content of the porous composite within the above range, more excellent friction characteristics can be obtained.

(層状結晶構造のチタン酸塩化合物)
本発明で用いる層状結晶構造のチタン酸塩化合物としては、例えば、ATi(2−y)〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、MはLi、Mg、Zn、Ga、Ni、Cu、Fe、Al、Mnより選ばれる1種又は2種以上、xは0.5〜1.0、yは0.25〜1.0の数〕、A0.5〜0.7Li0.27Ti1.733.85〜3.95〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上〕、A0.2〜0.7Mg0.40Ti1.63.7〜3.95〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上〕、A0.5〜0.7Li(0.27−x)Ti(1.73−z)3.85〜3.95〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、MはMg、Zn、Ga、Ni、Cu、Fe、Al、Mnより選ばれる1種又は2種以上(但し、2種以上の場合は異なる価数のイオンの組み合わせは除く)、xとzは、Mが2価金属のとき、x=2y/3、z=y/3、Mが3価金属のとき、x=y/3、z=2y/3、yは0.004≦y≦0.4〕等で表される化合物を挙げることができる。
(Titanate compound having a layered crystal structure)
The titanate compound having a layered crystal structure used in the present invention, for example, A x M y Ti (2 -y) O 4 wherein, A is one or more alkali metals except Li, M is One or more selected from Li, Mg, Zn, Ga, Ni, Cu, Fe, Al, and Mn, x is 0.5 to 1.0, and y is a number of 0.25 to 1.0], A 0.5 to 0.7 Li 0.27 Ti 1.73 O 3.85 to 3.95 [wherein, A is one or more alkali metals excluding Li], A 0.2 to 0 .7 Mg 0.40 Ti 1.6 O 3.7~3.95 wherein, a is one or more alkali metals except Li], a 0.5~0.7 Li (0. 27-x) M y Ti ( 1.73-z) O 3.85~3.95 wherein, a is one or more alkali metals except Li, M is Mg, Zn, Ga, Ni , Cu, Fe, Al, Mn, or two or more thereof (provided that the combination of ions having different valences is excluded in the case of two or more), x and z are when M is a divalent metal, x=2y/3, z=y/3, when M is a trivalent metal, x=y/3, z=2y/3, y is 0.004≦y≦0.4] Can be mentioned.

層状結晶構造のチタン酸塩化合物としては、好ましくはATi(2−y)〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、MはLi、Mg、Zn、Ga、Ni、Cu、Fe、Al、Mnより選ばれる1種又は2種以上、xは0.5〜1.0、yは0.25〜1.0の数〕、A0.5〜0.7Li0.27Ti1.733.85〜3.95〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上〕およびA0.2〜0.7Mg0.40Ti1.63.7〜3.95〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上〕からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であり、より好ましくはKLiTi(2−y)〔式中、xは0.5〜1.0、yは0.25〜1.0の数〕、KMgTi(2−y)〔式中、xは0.5〜1.0、yは0.25〜1.0の数〕、K0.5〜0.7Li0.27Ti1.733.85〜3.95およびK0.2〜0.7Mg0.40Ti1.63.7〜3.95からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である。 The titanate compound having a layered crystal structure, preferably A x M y Ti (2- y) O 4 wherein, A is one or more alkali metals except Li, M is Li, Mg, One or more selected from Zn, Ga, Ni, Cu, Fe, Al, and Mn, x is 0.5 to 1.0, y is a number of 0.25 to 1.0], A 0.5 To 0.7 Li 0.27 Ti 1.73 O 3.85 to 3.95 [wherein A is one or more alkali metals excluding Li] and A 0.2 to 0.7 Mg 0 .40 Ti 1.6 O 3.7 to 3.95 [wherein A is one or two or more alkali metals excluding Li], and more preferably at least one compound selected from the group consisting of: K x Li y Ti wherein, x is 0.5 to 1.0, y is the number of 0.25 to 1.0] (2-y) O 4, K x Mg y Ti (2-y) O 4 [wherein x is 0.5 to 1.0 and y is a number of 0.25 to 1.0], K 0.5 to 0.7 Li 0.27 Ti 1.73 O 3.85 to 3 .95 and K 0.2 to 0.7 Mg 0.40 Ti 1.6 O 3.7 to 3.95, at least one compound selected from the group consisting of.

層状結晶構造のチタン酸塩化合物粒子の具体例としては、K0.8Li0.27Ti1.73(チタン酸リチウムカリウム)、K0.7Li0.27Ti1.733.95(チタン酸リチウムカリウム)、K0.8Mg0.4Ti1.6(チタン酸マグネシウムカリウム)、K0.7Mg0.4Ti1.63.95(チタン酸マグネシウムカリウム)、K0.7Li0.13Mg0.2Ti1.673.95(チタン酸リチウムマグネシウムカリウム)、K0.7Li0.24Mg0.04Ti1.723.95(チタン酸リチウムマグネシウムカリウム)、K0.7Li0.13Fe0.4Ti1.473.95(チタン酸リチウム鉄カリウム)等が挙げることができる。 Specific examples of the titanate compound particles having a layered crystal structure include K 0.8 Li 0.27 Ti 1.73 O 4 (lithium potassium titanate) and K 0.7 Li 0.27 Ti 1.73 O 3 .95 (lithium potassium titanate), K 0.8 Mg 0.4 Ti 1.6 O 4 (magnesium potassium titanate), K 0.7 Mg 0.4 Ti 1.6 O 3.95 (magnesium titanate) Potassium), K 0.7 Li 0.13 Mg 0.2 Ti 1.67 O 3.95 (lithium magnesium magnesium titanate), K 0.7 Li 0.24 Mg 0.04 Ti 1.72 O 3. 95 (lithium magnesium potassium titanate), K 0.7 Li 0.13 Fe 0.4 Ti 1.47 O 3.95 (lithium iron potassium titanate), and the like.

上記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の粒子形状は、例えば、球状(表面に若干の凹凸があるものや、断面が楕円状等の形状が略球状のものも含む)、柱状(棒状、円柱状、角柱状、短冊状、略円柱形状、略短冊形状等の全体として形状が略柱状のものも含む)、板状、ブロック状、複数の凸部を有する形状(アメーバ状、ブーメラン状、十字架状、金平糖状等)、不定形状等の非繊維状粒子である。これらのなかでも高温域での摩擦材強度をより一層高める観点から、板状、柱状または複数の凸部を有する粒子形状の粒子であることが好ましい。また、層状結晶構造のチタン酸塩化合物は、非多孔質状の粒子であることが好ましい。これらの各種粒子形状は、製造条件、特に原料組成、焼成条件等により任意に制御することができる。また、粒子形状は、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)観察から解析することができる。 The particle shape of the titanate compound having the above layered crystal structure is, for example, spherical (including those having a slight unevenness on the surface, or those having a substantially spherical shape such as an elliptical cross section) and columnar shapes (rod-shaped, columnar-shaped). , Prismatic shape, strip shape, substantially columnar shape, substantially strip shape, etc. as a whole, including plate shape, plate shape, block shape, shape having a plurality of convex portions (amoeba shape, boomerang shape, cross shape) , Non-fibrous particles of irregular shape, etc.). Among these, particles having a plate shape, a column shape, or a particle shape having a plurality of convex portions are preferable from the viewpoint of further increasing the strength of the friction material in a high temperature range. Further, the titanate compound having a layered crystal structure is preferably non-porous particles. These various particle shapes can be arbitrarily controlled by the production conditions, particularly the raw material composition, the firing conditions and the like. The particle shape can be analyzed by, for example, observation with a scanning electron microscope (SEM).

本明細書において、「非繊維状粒子」とは、粒子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)の最も長い長径L、次に長い辺を短径B、最も短い辺を厚さT(B>Tとする)として、L/Bが5未満の粒子のことをいう。非繊維状の粒子のうちL/Bが5より小さく、L/Tが5以上の粒子を板状の粒子という。また、「複数の凸部を有する」とは、平面への投影形状が少なくとも通常の多角形、円、楕円等とは異なり2方向以上に凸部を有する形状を取り得るものを意味する。具体的にはこの凸部とは、走査型電子顕微鏡(SEM)による写真(投影図)に多角形、円、楕円等(基本図形)を当てはめ、それに対して突き出した部分に対応する部分をいう。 In the present specification, “non-fibrous particles” means the longest major axis L of a rectangular parallelepiped (circumscribing rectangular parallelepiped) having the smallest volume among the rectangular parallelepipeds circumscribing the particles, the next longest side is the minor axis B, and the shortest side is the shortest side. Particles having L/B of less than 5 as a thickness T (B>T). Among the non-fibrous particles, particles having L/B of less than 5 and L/T of 5 or more are called plate-like particles. Further, “having a plurality of convex portions” means that the projected shape on a plane can have a shape having convex portions in two or more directions, which is different from at least a normal polygon, circle, ellipse, or the like. Specifically, the convex portion is a portion corresponding to a portion protruding by applying a polygonal shape, a circle, an ellipse or the like (basic figure) to a photograph (projection view) by a scanning electron microscope (SEM). ..

上記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の体積基準累積50%粒子径(D50)は、好ましくは0.1μm〜100μmであり、より好ましくは0.5μm〜60μmであり、さらに好ましくは1μm〜40μmであり、特に好ましくは1μm〜20μmであり、最も好ましくは1μm〜10μmである。体積基準累積50%粒子径(D50)が上記範囲内にある場合、摩擦材の摩擦特性をより一層高めることができる。 The volume-based cumulative 50% particle diameter (D 50 ) of the titanate compound having the layered crystal structure is preferably 0.1 μm to 100 μm, more preferably 0.5 μm to 60 μm, and further preferably 1 μm to 40 μm. And particularly preferably 1 μm to 20 μm, and most preferably 1 μm to 10 μm. When the volume-based cumulative 50% particle diameter (D 50 ) is within the above range, the friction characteristics of the friction material can be further enhanced.

体積基準累積50%粒子径(D50)とは、レーザー回折法により計測される粒度分布における体積基準累積50%時の粒子径のことをいう。このD50は、体積基準で粒度分布を求め、全体積を100%とした累積曲線において、粒子サイズの小さいものから粒子数をカウントしていき、累積値が50%となる点の粒子径である。同様に体積基準累積10%粒子径(D10)及び体積基準累積90%粒子径(D90)は、求められた粒度分布の全体積を100%とした累積曲線において、粒子サイズの小さいものから粒子数をカウントしていき、累積値がそれぞれ10%及び90%となる点の粒子径を示す。従って、D90とD10との比(D90/D10)は、粒度分布の広さを示す指標ということができる。D90/D10の値が大きいほど、広い粒度分布を有する。また、D90/D10の値が1に近いほど、単分散に近い粒度分布を有する。 The volume-based cumulative 50% particle diameter (D 50 ) refers to the particle diameter when the volume-based cumulative 50% in the particle size distribution measured by the laser diffraction method. This D 50 is the particle size at which the particle size distribution is calculated on a volume basis, and the number of particles is counted from the smallest particle size in the cumulative curve with the total volume being 100%, and the cumulative value is 50%. is there. Similarly, the volume-based cumulative 10% particle size (D 10 ) and the volume-based cumulative 90% particle size (D 90 ) are calculated from the smallest particle size in the cumulative curve with the total volume of the obtained particle size distribution being 100%. The number of particles is counted, and the particle diameters at the points where the cumulative values are 10% and 90% are shown. Therefore, the ratio of D 90 and D 10 (D 90 /D 10 ) can be regarded as an index showing the breadth of the particle size distribution. The larger the value of D 90 /D 10 , the wider the particle size distribution. Further, as the value of D 90 /D 10 is closer to 1, the particle size distribution is closer to monodisperse.

上記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の体積基準累積90%粒子径(D90)は、好ましくは250μm以下であり、より好ましくは100μm以下であり、さらに好ましくは50μm以下であり、特に好ましくは20μm以下である。D90を上記範囲にすることで、摩擦材の摩擦特性をより一層高めることができる。 The volume-based cumulative 90% particle size (D 90 ) of the titanate compound having the layered crystal structure is preferably 250 μm or less, more preferably 100 μm or less, further preferably 50 μm or less, and particularly preferably 20 μm. It is below. By setting D 90 in the above range, the friction characteristics of the friction material can be further enhanced.

上記層状結晶構造のチタン酸塩化合物は、D90/D10の値が、例えば、30以下であり、好ましくは1〜15の範囲である。D90/D10の値が上記範囲内にある場合、摩擦材の摩擦特性をより一層高めることができる。 The titanate compound having the layered crystal structure has a D 90 /D 10 value of, for example, 30 or less, and preferably in the range of 1 to 15. When the value of D 90 /D 10 is within the above range, the friction characteristics of the friction material can be further enhanced.

上記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の比表面積は、好ましくは0.3m/g〜10m/gであり、より好ましくは0.5m/g〜9m/gであり、さらに好ましくは0.5m/g〜3m/gである。比表面積は、JIS Z8830に準拠して測定することができる。 The specific surface area of the titanium salt compound of the layered crystal structure is preferably 0.3m 2 / g~10m 2 / g, more preferably 0.5m 2 / g~9m 2 / g, more preferably is a 0.5m 2 / g~3m 2 / g. The specific surface area can be measured according to JIS Z8830.

本発明で用いる層状結晶構造のチタン酸塩化合物は、分散性のより一層の向上、熱硬化性樹脂との密着性のより一層の向上を目的として、層状結晶構造のチタン酸塩化合物の表面に表面処理剤からなる処理層が形成されていてもよい。 The layered crystal structure titanate compound used in the present invention has a layered crystal structure titanate compound surface for the purpose of further improving the dispersibility and further improving the adhesion with the thermosetting resin. A treatment layer made of a surface treatment agent may be formed.

表面処理剤としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。これらの中でもシランカップリング剤が好ましく、アミノ系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤、アルキル系シランカップリング剤がより好ましい。上記表面処理剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the surface treatment agent include silane coupling agents and titanium coupling agents. Among these, a silane coupling agent is preferable, and an amino silane coupling agent, an epoxy silane coupling agent, and an alkyl silane coupling agent are more preferable. The surface treatment agents may be used alone or in combination of two or more.

アミノ系シランカップリング剤としては、例えば、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−エトキシシリル−N−(1,3−ジメチルブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。 Examples of the amino-based silane coupling agent include N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltrimethoxysilane. Methoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-ethoxysilyl-N-(1,3-dimethylbutylidene)propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(vinylbenzyl)-2 -Aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.

エポキシ系シランカップリング剤としては、例えば、3−グリシジルオキシプロピル(ジメトキシ)メチルシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、ジエトキシ(3−グリシジルオキシプロピル)メチルシラン、トリエトキシ(3−グリシジルオキシプロピル)シラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。 Examples of the epoxy-based silane coupling agent include 3-glycidyloxypropyl(dimethoxy)methylsilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methylsilane, triethoxy(3-glycidyloxypropyl)silane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.

アルキル系シランカップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン等を挙げることができる。 Examples of the alkyl silane coupling agent include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane. , N-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-decyltrimethoxysilane and the like.

層状結晶構造のチタン酸塩化合物の表面に表面処理剤からなる処理層を形成する方法としては、公知の表面処理方法を使用することができ、例えば、加水分解を促進する溶媒(例えば、水、アルコール又はこれらの混合溶媒)に表面処理剤を溶解して溶液として、その溶液を層状結晶構造のチタン酸塩化合物に噴霧する湿式法等でなされる。 As a method for forming a treatment layer comprising a surface treatment agent on the surface of a titanate compound having a layered crystal structure, a known surface treatment method can be used, for example, a solvent that accelerates hydrolysis (for example, water, The surface treatment agent is dissolved in alcohol or a mixed solvent thereof to form a solution, and the solution is sprayed onto a titanate compound having a layered crystal structure by a wet method or the like.

表面処理剤を、本発明で用いる層状結晶構造のチタン酸塩化合物の表面へ処理する際の該表面処理剤の量は、特に限定されないが、湿式法の場合、例えば、層状結晶構造のチタン酸塩化合物100質量部に対して表面処理剤が0.1質量部〜20質量部となるように表面処理剤の溶液を噴霧すればよい。 The amount of the surface treatment agent when the surface treatment agent is treated on the surface of the titanate compound having a layered crystal structure used in the present invention is not particularly limited, but in the case of a wet method, for example, titanic acid having a layered crystal structure is used. The surface treatment agent solution may be sprayed so that the amount of the surface treatment agent is 0.1 parts by mass to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the salt compound.

本発明の摩擦材組成物は、多孔質複合物に層状結晶構造のチタン酸塩化合物を併用することで耐摩耗性が向上(パッド摩耗量が減少)し、さらに層状結晶構造のチタン酸塩化合物が非多孔質粒子である場合にも耐フェード性が向上するという予期せぬ効果が得られる。 In the friction material composition of the present invention, the wear resistance is improved (the pad wear amount is reduced) by using the layered crystal structure titanate compound in combination with the porous composite, and the layered crystal structure titanate compound is further used. Even if is a non-porous particle, the unexpected effect of improving the fade resistance can be obtained.

摩擦材組成物における層状結晶構造のチタン酸塩化合物の含有量は、摩擦材組成物の合計量100質量%に対して、3質量%〜30質量%であることが好ましく、5質量%〜15質量%であることがより好ましい。層状結晶構造のチタン酸塩化合物の含有量を上記範囲内とすることで、より一層優れた摩擦特性を得ることができる。 The content of the titanate compound having a layered crystal structure in the friction material composition is preferably 3% by mass to 30% by mass, and 5% by mass to 15% by mass, based on 100% by mass of the total amount of the friction material composition. More preferably, it is mass %. By setting the content of the titanate compound having the layered crystal structure within the above range, more excellent friction characteristics can be obtained.

多孔質複合物と層状結晶構造のチタン酸塩化合物との含有比率は、1:1〜3:1であることが好ましい。 The content ratio of the porous composite and the titanate compound having a layered crystal structure is preferably 1:1 to 3:1.

(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂は、多孔質複合物、層状結晶構造のチタン酸塩化合物等と一体化し、強度を与える結合材として用いられるものである。従って、結合材として用いられる公知の熱硬化性樹脂のなかから任意のものを適宜選択して用いることができる。
(Thermosetting resin)
The thermosetting resin is used as a binder that integrates with a porous composite, a titanate compound having a layered crystal structure, and the like to give strength. Therefore, any known thermosetting resin used as the binder can be appropriately selected and used.

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変性フェノール樹脂;ホルムアルデヒド樹脂;メラミン樹脂;エポキシ樹脂;アクリル樹脂;芳香族ポリエステル樹脂;ユリア樹脂;等を挙げることができる。これらのうち1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、耐熱性、成形性、摩擦特性をより一層向上できる点から、フェノール樹脂(ストレートフェノール樹脂)や、変性フェノール樹脂が好ましい。 Examples of the thermosetting resin include phenol resin; elastomer-dispersed phenol resin such as acrylic elastomer-dispersed phenol resin and silicone elastomer-dispersed phenol resin; acrylic-modified phenol resin, silicone-modified phenol resin, cashew-modified phenol resin, epoxy-modified phenol resin, Modified phenol resins such as alkylbenzene-modified phenol resins; formaldehyde resins; melamine resins; epoxy resins; acrylic resins; aromatic polyester resins; urea resins; One of these may be used alone, or two or more may be used in combination. Among these, a phenol resin (straight phenol resin) and a modified phenol resin are preferable because they can further improve heat resistance, moldability, and friction characteristics.

摩擦材組成物における熱硬化性樹脂の含有量は、摩擦材組成物の合計量100質量%に対して、5質量%〜20質量%であることが好ましい。熱硬化性樹脂の含有量を上記範囲内とすることで配合材料の隙間に適切な量の結合材が充填され、より一層優れた摩擦特性を得ることができる。 The content of the thermosetting resin in the friction material composition is preferably 5% by mass to 20% by mass based on 100% by mass of the total amount of the friction material composition. By setting the content of the thermosetting resin within the above range, an appropriate amount of the binder is filled in the gaps of the blended material, and more excellent friction characteristics can be obtained.

(その他材料)
本発明の摩擦材組成物には、多孔質複合物、層状結晶構造のチタン酸塩化合物、熱硬化性樹脂以外に、必要に応じて、その他の材料を配合することができる。その他の材料としては、例えば、以下の繊維基材、摩擦調整材等を挙げることができる。
(Other materials)
In addition to the porous composite, the titanate compound having a layered crystal structure, and the thermosetting resin, the friction material composition of the present invention may be blended with other materials, if necessary. Examples of other materials include the following fibrous base materials and friction modifiers.

繊維基材としては、芳香族ポリアミド(アラミド)繊維、フィブリル化アラミド繊維、アクリル繊維(アクリルニトリルを主原料とした単重合体または共重合体の繊維)、フィブリル化アクリル繊維、セルロース繊維、フィブリル化セルロース繊維、フェノール樹脂繊維等の有機繊維;アルミ、鉄、亜鉛、錫、チタン、ニッケル、マグネシウム、シリコン等の銅及び銅合金以外の金属単体又は合金形態の繊維、鋳鉄繊維などの金属を主成分とするストレート形状又はカール形状の金属繊維;ガラス繊維、ロックウール、セラミック繊維、生分解性セラミック繊維、生分解性鉱物繊維、生体溶解性繊維(SiO−CaO−SrO系繊維など)、ワラストナイト繊維、シリケート繊維、鉱物繊維等のチタン酸塩繊維以外の無機繊維;耐炎化繊維、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、活性炭繊維等の炭素系繊維;等が挙げられる。これらのうち1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the fiber base material, aromatic polyamide (aramid) fiber, fibrillated aramid fiber, acrylic fiber (a homopolymer or copolymer fiber mainly containing acrylonitrile), fibrillated acrylic fiber, cellulose fiber, fibrillated Organic fibers such as cellulosic fibers and phenolic resin fibers; aluminum, iron, zinc, tin, titanium, nickel, magnesium, silicon and other metals other than copper and copper alloys; Straight or curled metal fiber; glass fiber, rock wool, ceramic fiber, biodegradable ceramic fiber, biodegradable mineral fiber, biosoluble fiber (SiO 2 —CaO—SrO fiber, etc.), Wollast Inorganic fibers other than titanate fibers such as night fibers, silicate fibers, and mineral fibers; carbon fibers such as flame resistant fibers, PAN-based carbon fibers, pitch-based carbon fibers, and activated carbon fibers; One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.

摩擦調整材としては、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、シリコーンゴム等の未加硫又は加硫ゴム粉末;カシューダスト、メラミンダスト、ゴム被覆カシューダスト等の有機充填材;チタン酸カリウム、チタン酸ナトリウム等のトンネル状結晶構造のチタン酸塩化合物、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、水酸化カルシウム(消石灰)、バーミキュライト、クレー、マイカ、タルク、ドロマイト、クロマイト、ムライト等の無機粉末;アルミニウム、亜鉛、鉄、錫などの銅及び銅合金以外の金属単体又は合金形態の金属粉末等の無機充填材;シリコンカーバイト(炭化ケイ素)、酸化チタン、アルミナ(酸化アルミニウム)、シリカ(二酸化ケイ素)、マグネシア(酸化マグネシウム)、ジルコニア(酸化ジルコニウム)、ケイ酸ジルコニウム、酸化クロム、酸化鉄(四酸化三鉄等)、クロマイト、石英等の研削材;合成又は天然黒鉛(グラファイト)、リン酸塩被覆黒鉛、カーボンブラック、コークス、三硫化アンチモン、二硫化モリブデン、硫化スズ、硫化鉄、硫化亜鉛、硫化ビスマス、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の固体潤滑材;等が挙げられる。これらのうち1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the friction modifier, unvulcanized or vulcanized rubber powder of tire rubber, acrylic rubber, isoprene rubber, NBR (nitrile butadiene rubber), SBR (styrene butadiene rubber), chlorinated butyl rubber, butyl rubber, silicone rubber, etc.; cashew dust, Organic fillers such as melamine dust and rubber-coated cashew dust; titanate compounds having a tunnel-like crystal structure such as potassium titanate and sodium titanate, calcium carbonate, sodium carbonate, lithium carbonate, calcium hydroxide (slaked lime), vermiculite, Inorganic powders of clay, mica, talc, dolomite, chromite, mullite, etc.; inorganic fillers such as aluminum, zinc, iron, tin and other metals other than copper and copper alloys, metal powders in the form of alloys; silicon carbide (carbonization) Silicon), titanium oxide, alumina (aluminum oxide), silica (silicon dioxide), magnesia (magnesium oxide), zirconia (zirconium oxide), zirconium silicate, chromium oxide, iron oxide (triiron tetraoxide, etc.), chromite, quartz Abrasive materials such as; synthetic or natural graphite (graphite), phosphate-coated graphite, carbon black, coke, antimony trisulfide, molybdenum disulfide, tin sulfide, iron sulfide, zinc sulfide, bismuth sulfide, tungsten disulfide, polytetra Solid lubricants such as fluoroethylene (PTFE); and the like. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.

摩擦材組成物におけるその他材料の含有量は、摩擦材組成物の合計量100質量%に対して、20質量%〜89質量%であることが好ましい。 The content of the other material in the friction material composition is preferably 20% by mass to 89% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the friction material composition.

本発明の摩擦材組成物は、相手材(ディスクローター)の異常摩耗の抑制の観点から、摩擦材組成物の合計量100質量%において、金属繊維が0.5質量%未満であることが好ましく、金属繊維を含有しないことが更に好ましい。 In the friction material composition of the present invention, from the viewpoint of suppressing abnormal wear of the mating material (disk rotor), it is preferable that the total amount of the friction material composition is 100 mass% and the metal fiber content is less than 0.5 mass %. It is more preferable not to contain metal fibers.

(摩擦材組成物の製造方法)
本発明の摩擦材組成物は、(1)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)等の混合機で各成分を混合する方法;(2)所望する成分の造粒物を調製し、必要により他の成分をレーディゲミキサー、加圧ニーダー、アイリッヒミキサー等の混合機を用いて混合する方法等により製造することができる。
(Method for producing friction material composition)
In the friction material composition of the present invention, (1) each component is mixed with a mixer such as a Ledige mixer (“Ledige” is a registered trademark), a pressure kneader, and an Erich mixer (“Airich” is a registered trademark). Method: (2) A granulated product of a desired component is prepared and, if necessary, the other components are mixed by using a mixer such as a Loedige mixer, a pressure kneader, an Erich mixer, and the like. it can.

本発明の摩擦材組成物の各成分の含有量は、所望する摩擦特性により適宜選択することができ、上記の製造方法により製造することができる。 The content of each component of the friction material composition of the present invention can be appropriately selected according to desired frictional characteristics, and can be produced by the above production method.

また、本発明の摩擦材組成物は、特定の構成成分を高い濃度で含むマスターバッチを作製し、このマスターバッチに熱硬化性樹脂等を添加し混合することにより調製してもよい。 Further, the friction material composition of the present invention may be prepared by preparing a master batch containing a specific constituent component in a high concentration, and adding a thermosetting resin or the like to the master batch and mixing them.

<摩擦材及び摩擦部材>
本発明においては、上記摩擦材組成物を、常温(20℃)にて仮成形し、得られた仮成形体を加熱加圧成形(成形圧力10MPa〜40MPa、成形温度150℃〜200℃)し、必要に応じて、得られた成形体を加熱炉内で熱処理(150℃〜220℃、1時間〜12時間保持)を施し、しかる後その成形体に機械加工、研磨加工を加えて所定の形状を有する摩擦材を製造することができる。
<Friction material and friction member>
In the present invention, the above friction material composition is temporarily molded at room temperature (20° C.), and the obtained temporary molded body is subjected to heat and pressure molding (molding pressure 10 MPa to 40 MPa, molding temperature 150° C. to 200° C.). If necessary, the obtained molded body is heat-treated (150° C. to 220° C., held for 1 hour to 12 hours) in a heating furnace, and then the molded body is subjected to a mechanical processing and a polishing processing to obtain a predetermined shape. A friction material having a shape can be manufactured.

本発明の摩擦材は、該摩擦材を摩擦面となるように形成した摩擦部材として用いられる。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、(1)摩擦材のみの構成、(2)裏金等の基材と、該基材の上に設けられ、摩擦面を与える本発明の摩擦材とを有する構成等が挙げられる。 The friction material of the present invention is used as a friction member in which the friction material is formed into a friction surface. Examples of the friction member that can be formed by using the friction material include (1) a structure of only the friction material, (2) a base material such as a backing metal, and a book provided on the base material to provide a friction surface. Examples include a configuration including the friction material of the invention.

上記基材は、摩擦部材の機械的強度をより一層向上させるために用いるものであり、材質としては、金属又は繊維強化樹脂等を用いることができる。例えば、鉄、ステンレス、ガラス繊維強化樹脂、炭素繊維強化樹脂等が挙げられる。 The base material is used to further improve the mechanical strength of the friction member, and as the material, metal or fiber reinforced resin can be used. Examples thereof include iron, stainless steel, glass fiber reinforced resin, carbon fiber reinforced resin and the like.

摩擦材には、通常、内部に微細な気孔が多数形成されており、高温時の分解生成物(ガスや液状物)の逃げ道となり摩擦特性の低下防止を図るとともに、摩擦材の剛性を下げ減衰性を向上させることで鳴きの発生を防止している。通常の摩擦材においては、気孔率が好ましくは5%〜30%、より好ましくは15%〜30%になるように、材料の配合、成形条件を管理している。 Normally, many fine pores are formed inside the friction material, which serves as an escape route for decomposition products (gas and liquids) at high temperatures to prevent the deterioration of friction characteristics and reduce the rigidity of the friction material. Singing is prevented by improving the sound quality. In a normal friction material, the material composition and molding conditions are controlled so that the porosity is preferably 5% to 30%, more preferably 15% to 30%.

本発明の摩擦部材は、上記本発明の摩擦材組成物により構成されているので、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、摩擦係数が高く安定し、耐摩耗性が優れ、相手材攻撃性が低く、耐フェード性が優れている。そのため、本発明の摩擦部材は、各種車両や、産業機械等の制動装置を構成するディスクパッド、ブレーキライニング、クラッチフェ―シング等のブレーキシステム全般に好適に用いることができる。 Since the friction member of the present invention is composed of the friction material composition of the present invention, even when the copper component is not contained or the content of the copper component is reduced, the friction coefficient is high and stable, and the wear resistance is high. Is excellent, the attacking property of the mating material is low, and the fade resistance is excellent. Therefore, the friction member of the present invention can be suitably used for various brake systems such as disk pads, brake linings, clutch facings, etc. that constitute a braking device for various vehicles and industrial machines.

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on specific examples.

本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することができる。 The present invention is not limited to the following examples, and can be implemented with appropriate modifications without departing from the scope of the invention.

<多孔質複合物の製造>
(合成例1)
二酸化チタン39.8質量%、炭酸カリウム12.6質量%、珪酸ジルコニウム(平均粒子径1.1μm)47.6質量%となるように秤量した、二酸化チタン、炭酸カリウム及び珪酸ジルコニウムを振動ミルにて粉砕しながら10分間混合した。得られた粉砕混合物をハイスピードミキサーにて乾式造粒した後、電気炉にて850℃で4時間焼成することで粉末を得た。
<Production of porous composite>
(Synthesis example 1)
Titanium dioxide, potassium carbonate, and zirconium silicate were weighed so as to be 39.8% by mass of titanium dioxide, 12.6% by mass of potassium carbonate, and 47.6% by mass of zirconium silicate (average particle size 1.1 μm) in a vibration mill. And crushed to mix for 10 minutes. The obtained pulverized mixture was dry-granulated with a high speed mixer and then fired at 850° C. for 4 hours in an electric furnace to obtain a powder.

得られた粉末は、X線回折測定装置(リガク社製、Ultima IV)により、KTi13(6チタン酸カリウム)とZrSiOとからなる混相であることを確認した。得られた粉末の0.01μm〜1.0μmの細孔直径範囲にある積算細孔容積は22.5%、細孔分布の極大値は0.25μmであった。なお、積算細孔容積は、水銀ポロシメーター(Quanta Chrome社製、ポアマスター60−GT)を用いて測定し、測定範囲は0.0036μm〜400μmとした。 The obtained powder was confirmed to be a mixed phase composed of K 2 Ti 6 O 13 (potassium hexatitanate) and ZrSiO 4 by an X-ray diffractometer (Ultima IV, manufactured by Rigaku Corporation). The cumulative pore volume of the obtained powder in the pore diameter range of 0.01 μm to 1.0 μm was 22.5%, and the maximum value of the pore distribution was 0.25 μm. The cumulative pore volume was measured using a mercury porosimeter (Poremaster 60-GT, manufactured by Quanta Chrome Co., Ltd.), and the measurement range was 0.0036 μm to 400 μm.

得られた粉末の粒子径は、D50が109.6μm、D10が25.3μm、D90が304.7μmであった。また、比表面積が5.28m/gであった。 As for the particle size of the obtained powder, D 50 was 109.6 μm, D 10 was 25.3 μm, and D 90 was 304.7 μm. In addition, the specific surface area was 5.28 m 2 /g.

得られた粉末の形状は、電界放出型走査電子顕微鏡(SEM)を用いて観察した。図1に粒子の全体像のSEM写真を示した。図1より、得られた粉末が、微粒子間に1μmに満たない微細な空隙を有する球状粒子であることが分かる。 The shape of the obtained powder was observed using a field emission scanning electron microscope (SEM). FIG. 1 shows a SEM photograph of the whole image of the particles. From FIG. 1, it can be seen that the obtained powder is spherical particles having fine voids of less than 1 μm among the fine particles.

得られた粉末(多孔質複合物)の物性は以下の通り確認し結果を表1に示した。また実施例および比較例で使用したチタン酸塩化合物の物性を表1に示した。 The physical properties of the obtained powder (porous composite) were confirmed as follows, and the results are shown in Table 1. In addition, Table 1 shows the physical properties of the titanate compounds used in Examples and Comparative Examples.

(粒子径)
粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(島津製作所社製、品番「SALD−2100」)により測定した。
(Particle size)
The particle size was measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, product number "SALD-2100").

具体的に、レーザー回折式粒度分布測定装置により計測される粒度分布における体積基準累積50%時の粒子径、すなわちD50(メジアン径)を求めた。 Specifically, the particle size at the time of volume-based cumulative 50% in the particle size distribution measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring device, that is, D 50 (median size) was determined.

レーザー回折式粒度分布測定装置により計測される粒度分布における体積基準累積10%時の粒子径、すなわちD10を求めた。 The particle size at the time of volume-based cumulative 10% in the particle size distribution measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring device, that is, D 10 was determined.

レーザー回折式粒度分布測定装置により計測される粒度分布における体積基準累積90%時の粒子径、すなわちD90を求めた。 The particle size at 90% volume-based accumulation in the particle size distribution measured by a laser diffraction particle size distribution measuring device, that is, D 90 was determined.

また、D90とD10との比から、D90/D10を求めた。 Further, from the ratio of the D 90 and D 10, it was determined D 90 / D 10.

(比表面積)
比表面積は、自動比表面積測定装置(micromeritics社製、品番「TriStarII3020」)により測定した。
(Specific surface area)
The specific surface area was measured by an automatic specific surface area measuring device (manufactured by micromeritics, product number "TriStarII3020").

(粒子形状)
粒子形状は、電界放出型走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、品番「S−4800」により観察した。
(Particle shape)
The particle shape was observed with a field emission scanning electron microscope (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, product number "S-4800").

<摩擦部材の製造>
実施例1及び比較例1〜4では、表1に従う配合比率に従って材料を配合し、レーディゲミキサーにて混合を行った。得られた混合物を、常温(20℃)にて0.5MPaの圧力にて5秒間加圧し、仮成形体を作製した。150℃に温めた加熱成形用金型のキャビティー部に、上記の仮成形体をはめ込み、その上に接着剤が塗布されたバックプレート(材質:鋼)を載せたまま、30MPaの圧力で240秒間加圧した。得られた部材を220℃に熱した恒温乾燥機にいれて9時間保持し、完全硬化を行うことにより、摩擦部材を得た。
<Manufacture of friction members>
In Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, the materials were blended according to the blending ratio according to Table 1 and mixed with a Loedige mixer. The obtained mixture was pressed at room temperature (20° C.) at a pressure of 0.5 MPa for 5 seconds to produce a temporary molded body. The above-mentioned temporary molded body was fitted into the cavity of the heat-molding mold heated to 150° C., and the back plate (material: steel) coated with the adhesive was placed on the temporary molded body at a pressure of 30 MPa for 240 Pressurized for 2 seconds. The obtained member was put in a constant temperature dryer heated to 220° C. and kept for 9 hours to be completely cured, thereby obtaining a friction member.

<摩擦部材の評価>
上記で作製した摩擦部材の表面(摩擦面)を1.0mm研磨し、JASO C406に基づいてブレーキ効力試験を行い、第1フェード試験 フェード率、第1フェード試験 最小摩擦係数、平均摩擦係数、パッド摩耗量(摩擦材摩耗量)及びローター摩耗量(相手材摩耗量)を求めた。なお、ローターはASTM規格におけるA型に属する鋳鉄ローターを用いた。
<Evaluation of friction member>
The surface (friction surface) of the friction member produced above is polished by 1.0 mm, and a brake effectiveness test is performed based on JASO C406. First fade test fade rate, first fade test Minimum friction coefficient, average friction coefficient, pad The wear amount (friction material wear amount) and the rotor wear amount (counterpart wear amount) were determined. As the rotor, a cast iron rotor belonging to the A type in the ASTM standard was used.

第1フェード試験 フェード率は、下記計算式により算出した。パッド摩耗量(摩擦材摩耗量)は、マイクロメーターで任意の5ヶ所の厚みを測定して厚みの減少量の平均値から求めた。ローター摩耗量(相手材摩耗量)は、重量の減少量から求めた。摩擦材の気孔率は、JIS D4418に準拠して、油中含浸により測定を行った。結果を表2に示した。 First Fade Test The fade rate was calculated by the following calculation formula. The pad wear amount (friction material wear amount) was obtained from the average value of the thickness reduction amounts by measuring the thickness at any 5 points with a micrometer. The amount of wear of the rotor (the amount of wear of the mating member) was determined from the amount of weight reduction. The porosity of the friction material was measured by impregnation in oil according to JIS D4418. The results are shown in Table 2.

第1フェード試験 フェード率(%)=(最小摩擦係数/最大摩擦係数)×100 First fade test Fade rate (%)=(minimum friction coefficient/maximum friction coefficient)×100

なお、表2中の「フェノール樹脂」はヘキサメチレンテトラミン配合ノボラック型フェノール樹脂粉末であり、「珪酸ジルコニウム」は平均粒子径1.1μmの珪酸ジルコニウムであり、「硫酸バリウム」は平均粒子径1.6μmの硫酸バリウム(堺化学工業社製、「硫酸バリウムMBH−100」)であり、「ロックウール」は平均繊維長125μmのロックウールである。 In Table 2, "phenolic resin" is hexamethylenetetramine-containing novolac type phenolic resin powder, "zirconium silicate" is zirconium silicate having an average particle size of 1.1 µm, and "barium sulfate" has an average particle size of 1. It is 6 μm barium sulfate (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., “Barium Sulfate MBH-100”), and “rock wool” is rock wool having an average fiber length of 125 μm.

表2から、多孔質複合物と層状結晶構造のチタン酸塩とを含有した実施例1は、層状結晶構造のチタン酸塩のみを含有した比較例2および多孔質複合物のみを含有した比較例4に比べ、第1フェード試験時のフェード率が優れ、第1フェード試験時の最小摩擦係数が高く、パッド摩耗量およびローター摩耗量が少なくなっていることが分かる。また、多孔質複合物とトンネル状結晶構造のチタン酸塩を含有した比較例1では、本発明の効果は得られていない。 From Table 2, Example 1 containing the porous composite and the titanate having the layered crystal structure is Comparative Example 2 containing only the titanate having the layered crystal structure and Comparative Example containing only the porous composite. It can be seen that, as compared with No. 4, the fade rate in the first fade test is excellent, the minimum friction coefficient in the first fade test is high, and the pad wear amount and the rotor wear amount are small. Further, in Comparative Example 1 containing the porous composite and the titanate having the tunnel-shaped crystal structure, the effect of the present invention is not obtained.

即ち、層状結晶構造のチタン酸塩によるフェノール樹脂分解促進と、多孔質複合物による研削効果向上により摩擦面から摩擦生成物をすばやく排出できることの相乗効果により、摩擦係数が高く安定し、摩擦材の耐摩耗性が向上し、相手材攻撃性が低く、耐フェード性が優れた摩擦材を得ることができたものと考えられる。それによって、驚くべきことに、層状結晶構造のチタン酸塩のみを含有した比較例2および多孔質複合物のみを含有した比較例4のいずれでも得られなかった高い耐摩耗性を得ることができ、しかも優れた耐フェード性、安定した摩擦特性、かつ相手材への低攻撃性をも同時に実現することができるという予期せぬ効果が得られたものと考えられる。 That is, the synergistic effect of accelerating the decomposition of the phenolic resin by the titanate of the layered crystal structure and the rapid discharge of the friction product from the friction surface by the improvement of the grinding effect by the porous composite, the friction coefficient is high and stable, It is considered that it was possible to obtain a friction material having improved wear resistance, low attacking property of the mating material, and excellent fade resistance. As a result, surprisingly, it is possible to obtain a high wear resistance which was not obtained in any of Comparative Example 2 containing only the titanate having the layered crystal structure and Comparative Example 4 containing only the porous composite. Moreover, it is considered that the unexpected effect that excellent fade resistance, stable friction characteristics, and low aggression to the mating material can be realized at the same time was obtained.

Claims (13)

摩擦材組成物であって、
チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度6以上の無機化合物粒とが結合した多孔質複合物と、層状結晶構造のチタン酸塩化合物と、熱硬化性樹脂とを含み、
前記多孔質複合物が、細孔直径0.01μm〜1.0μmの範囲における細孔容積が5%以上であり、
前記摩擦材組成物の合計量100質量%において、銅成分の含有量が銅元素として0.5質量%未満であることを特徴とする、摩擦材組成物。
A friction material composition,
A porous composite in which crystal grains of a titanate compound and inorganic compound grains having a Mohs hardness of 6 or more are bonded, a titanate compound having a layered crystal structure, and a thermosetting resin,
The porous composite has a pore volume of 5% or more in a pore diameter range of 0.01 μm to 1.0 μm,
The friction material composition, wherein the content of the copper component is less than 0.5 mass% as a copper element in the total amount of the friction material composition of 100 mass %.
前記多孔質複合物を構成するチタン酸塩化合物が、トンネル状結晶構造であることを特徴する、請求項1に記載の摩擦材組成物。 The friction material composition according to claim 1, wherein the titanate compound constituting the porous composite has a tunnel crystal structure. 前記多孔質複合物を構成するチタン酸塩化合物が、ATi(2n+1)〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、nは2〜11の数〕であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の摩擦材組成物。 The titanate compound constituting the porous composite is A 2 Ti n O (2n+1) [wherein, A is one or more alkali metals excluding Li, and n is a number of 2 to 11]. The friction material composition according to claim 1 or 2, wherein the friction material composition is present. 前記多孔質複合物を構成する無機化合物の含有量が、前記多孔質複合物100質量%に対して1質量%〜80質量%であることを特徴する、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 Content of the inorganic compound which comprises the said porous composite is 1 mass%-80 mass% with respect to 100 mass% of the said porous composite, It is characterized by the above-mentioned. The friction material composition as described in one item. 前記多孔質複合物を構成する無機化合物が、珪酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、シリコーンカーバイド、酸化マグネシウム、酸化鉄(III)及び酸化クロム(III)からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴する、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 The inorganic compound constituting the porous composite is at least one selected from the group consisting of zirconium silicate, zirconium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, silicone carbide, magnesium oxide, iron oxide (III) and chromium oxide (III). The friction material composition according to any one of claims 1 to 4, wherein 前記多孔質複合物の平均粒子径が5μm〜500μmであることを特徴する、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 The friction material composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the average particle size of the porous composite is 5 µm to 500 µm. 前記多孔質複合物の含有量が、前記摩擦材組成物の合計量100質量%に対して、3質量%〜30質量%であることを特徴する、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 Content of the said porous composite is 3 mass%-30 mass% with respect to 100 mass% of the total amount of the said friction material composition, The claim|item 1 characterized by the above-mentioned. The friction material composition according to item. 前記層状結晶構造のチタン酸塩化合物が、ATi(2−y)〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上、MはLi、Mg、Zn、Ga、Ni、Cu、Fe、Al、Mnより選ばれる1種又は2種以上、xは0.5〜1.0、yは0.25〜1.0の数〕、A0.5〜0.7Li0.27Ti1.733.85〜3.95〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上〕およびA0.2〜0.7Mg0.40Ti1.63.7〜3.95〔式中、AはLiを除くアルカリ金属の1種又は2種以上〕からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 The titanate compound having a layered crystal structure, A x M y Ti (2 -y) O 4 wherein, A is one or more alkali metals except Li, M is Li, Mg, Zn, One or more selected from Ga, Ni, Cu, Fe, Al and Mn, x is 0.5 to 1.0, y is a number of 0.25 to 1.0], A 0.5 to 0 wherein, a is one or more alkali metals except Li] .7 Li 0.27 Ti 1.73 O 3.85~3.95 and a 0.2 to 0.7 Mg 0.40 Ti 1.6 O 3.7-3.95 [wherein A is one or more alkali metals excluding Li] and at least one compound selected from the group consisting of: The friction material composition according to any one of claims 1 to 7. 前記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の平均粒子径が0.1μm〜100μmであることを特徴する、請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 The friction material composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the titanate compound having a layered crystal structure has an average particle diameter of 0.1 µm to 100 µm. 前記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の含有量が、前記摩擦材組成物の合計量100質量%に対して、3質量%〜30質量%であることを特徴する、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 The content of the titanate compound having the layered crystal structure is 3% by mass to 30% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the friction material composition. The friction material composition according to any one of 1. 前記摩擦材組成物の合計量100質量%において、金属繊維が0.5質量%未満であることを特徴とする、請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。 The friction material composition according to any one of claims 1 to 10, wherein the total amount of the friction material composition is 100% by mass, and the metal fiber content is less than 0.5% by mass. 請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の摩擦材組成物の成形体であることを特徴とする、摩擦材。 A friction material, which is a molded product of the friction material composition according to any one of claims 1 to 11. 請求項12に記載の摩擦材を備えることを特徴とする、摩擦部材。 A friction member comprising the friction material according to claim 12.
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