JP2020158568A - Friction member, friction material composition, friction material and automobile - Google Patents

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和樹 横尾
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和樹 横尾
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Abstract

To provide a friction material composition that can exhibit an excellent wear resistance when high speed braking is repeated, in a friction material composition that does not contain copper or contains a slight amount of copper, a friction member and a friction material which use the friction material composition, and an automobile equipped with the friction member or the friction material.SOLUTION: A friction member having a friction material and a back metal, in which the friction material contains magnesium oxide and titanate, and does not contain copper, or, even if containing copper, contains smaller than 0.5 mass% as a copper element, and the magnesium oxide has a maximum primary particle size of 50 μm or larger.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、摩擦部材、摩擦材組成物、摩擦材及び車に関する。 The present invention relates to friction members, friction material compositions, friction materials and vehicles.

一般に自動車等が搭載するブレーキとしては、主にディスクブレーキとドラムブレーキの2つに大きく分けられる。ディスクブレーキは、走行中に車輪と一体になって回転するディスクロータをブレーキパッドで挟み、その際に発生する摩擦力によって制動力を発生させるものである。また、ドラムブレーキは、例えば、車輪の内側に設置されたドラムの内部にブレーキライニング(ブレーキシューとも称される。)が装着され、それを内側から外側へ圧着させることで制動力を発揮するものである。
ディスクブレーキのブレーキパッド(以下、ディスクブレーキパッドと称する。)及びドラムブレーキのブレーキライニング(以下、ドラムブレーキライニングと称する。)には摩擦材が設けられ、該摩擦材が、ディスクロータ、ドラム等の対面材と摩擦し、自動車等の運動エネルギーを熱エネルギーに変換することにより制動を行う。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、制振性(ブレーキ鳴きが発生しにくいこと)等が要求される。
Generally, brakes installed in automobiles and the like are roughly classified into disc brakes and drum brakes. In the disc brake, a disc rotor that rotates integrally with the wheels during traveling is sandwiched between brake pads, and a braking force is generated by the frictional force generated at that time. A drum brake is, for example, a drum brake in which a brake lining (also called a brake shoe) is mounted inside a drum installed inside a wheel, and the braking force is exerted by crimping the brake lining from the inside to the outside. Is.
A friction material is provided on the brake pad of the disc brake (hereinafter referred to as the disc brake pad) and the brake lining of the drum brake (hereinafter referred to as the drum brake lining), and the friction material is a disc rotor, a drum, or the like. Braking is performed by rubbing against the facing material and converting the kinetic energy of the automobile or the like into heat energy. Therefore, the friction material is required to have a good friction coefficient, wear resistance (the life of the friction material is long), strength, vibration damping property (the brake squeal is unlikely to occur), and the like.

摩擦材としては、現在、ノンアスベスト摩擦材(以下、NAO材と略称することがある。)が主流となっており、このNAO材には、銅(銅合金を含む)等が使用されてきた。しかし、銅を含有する摩擦材は、制動により発生する摩耗粉に銅を多量に含むため、それが河川、湖及び海洋等の汚染の原因となることが示唆されている。そのため、北米の一部では、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及び新車への組み付けを禁止する法律が制定された。そのため、米国をはじめ、諸外国にて使用し得る摩擦材とするには、銅を含有しないか、又は銅の含有量を大幅に低減する要求がある。
このような状況下にあるため、銅を含有しないか、又は銅の含有量の少ない摩擦材が提案され始めている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の発明は、結合材、有機充填材、無機充填材、及び繊維基材を含有する摩擦材組成物であり、元素としての銅を含まない、又は銅の含有量が0.5質量%を超えず、チタン酸カリウムを含有し、さらに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のうち少なくとも1種類を含有し、前記チタン酸カリウム及び前記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のうち少なくとも1種類の合計が10〜35質量%であり、大気雰囲気下500℃で加熱した際の質量減少率が5〜20%の摩擦材組成物である。特許文献1に記載の発明は、環境負荷、及び人体への有害性が低い組成としつつ、軽負荷制動時に安定したトランスファフィルム(ディスクロータ表面に摩擦材組成物が移着したフィルムのこと。)を形成し、安定した摩擦係数を発現する摩擦材を与える摩擦材組成物の提供を課題として達成されたものである。
Currently, non-asbestos friction materials (hereinafter sometimes abbreviated as NAO materials) are the mainstream as friction materials, and copper (including copper alloys) and the like have been used for these NAO materials. .. However, it is suggested that the friction material containing copper contains a large amount of copper in the wear powder generated by braking, which causes pollution of rivers, lakes, the ocean, and the like. Therefore, in some parts of North America, a law was enacted prohibiting the sale of friction materials containing 5% by mass or more of copper after 2021 and 0.5% by mass or more of copper after 2023 and the installation in new cars. .. Therefore, in order to make a friction material that can be used in other countries such as the United States, it is required that it does not contain copper or that the copper content is significantly reduced.
Under such circumstances, friction materials containing no copper or having a low copper content have begun to be proposed (see, for example, Patent Document 1). The invention described in Patent Document 1 is a friction material composition containing a binder, an organic filler, an inorganic filler, and a fiber base material, and does not contain copper as an element or has a copper content of 0. It does not exceed 5% by mass, contains potassium titanate, and further contains at least one of lithium titanate and magnesium titanate, and among the potassium titanate, the lithium potassium titanate, and the potassium magnesium titanate. A friction material composition having a total of at least one type of 10 to 35% by mass and a mass reduction rate of 5 to 20% when heated at 500 ° C. in an air atmosphere. The invention described in Patent Document 1 is a transfer film (a film in which a friction material composition is transferred to the surface of a disc rotor) which is stable during light load braking while having a composition having a low environmental load and harm to the human body. It has been achieved as an object to provide a friction material composition which forms a friction material and gives a friction material which exhibits a stable friction coefficient.

特開2017−002186号公報JP-A-2017-002186

しかしながら、特許文献1に記載の発明では、「軽負荷制動時」に安定したトランスファフィルムを形成し、安定した摩擦係数を発現するが、「高速制動の繰り返し時」に優れた耐摩耗性を発現することは課題とされておらず、当該課題の解決方法は不明である。
従来の銅を含有する摩擦材では、制動により摩擦界面で銅の延展膜が形成され、該延展膜は、高速状態から制動した際に摩擦材が過度に摩耗するのを防止する効果があった。しかし、銅を含有しないか、又は銅の含有量の少ない摩擦材では、銅による当該効果が実質的に得られないため、銅を含有しないか、又は銅の含有量の少ない摩擦材において、「高速制動の繰り返し時」に優れた耐摩耗性を発現させる方法が切望される。
However, in the invention described in Patent Document 1, a stable transfer film is formed during "light load braking" and a stable coefficient of friction is exhibited, but excellent wear resistance is exhibited during "repeated high-speed braking". It is not an issue to do, and the solution to the issue is unknown.
In the conventional friction material containing copper, a copper spreading film is formed at the friction interface by braking, and the spreading film has an effect of preventing the friction material from being excessively worn when braking from a high speed state. .. However, with a friction material that does not contain copper or has a low copper content, the effect of copper cannot be substantially obtained. Therefore, in a friction material that does not contain copper or has a low copper content, " A method of exhibiting excellent abrasion resistance during repeated high-speed braking is desired.

そこで、本発明の課題は、銅を含有しないか、又は銅の含有量の少ない摩擦材組成物において、高速制動の繰り返し時に優れた耐摩耗性を発現し得る摩擦材組成物を提供すること、該摩擦材組成物を用いた摩擦部材及び摩擦材を提供すること、並びに前記摩擦部材又は前記摩擦材を搭載した車を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a friction material composition which does not contain copper or has a low copper content and which can exhibit excellent wear resistance when high-speed braking is repeated. An object of the present invention is to provide a friction member and a friction material using the friction material composition, and to provide the friction member or a vehicle equipped with the friction material.

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究した結果、チタン酸塩を含有し且つ所定の大きさの酸化マグネシウムを含有する摩擦材組成物を用いることによって、高速制動の繰り返し時に優れた耐摩耗性が発現することを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、係る知見に基づいて完成したものである。 As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventor has been excellent in repeating high-speed braking by using a friction material composition containing titanate and magnesium oxide having a predetermined size. We have found that abrasion resistance is exhibited, and have completed the present invention. The present invention has been completed based on such findings.

本発明は下記[1]〜[15]に関する。
[1]摩擦材及び裏金を有する摩擦部材であって、
前記摩擦材が、酸化マグネシウム及びチタン酸塩を含有し、且つ、銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として0.5質量%未満であり、
前記酸化マグネシウムの最大一次粒子径が50μm以上である、摩擦部材。
[2]前記摩擦材における前記酸化マグネシウムの含有量が5〜45質量%である、上記[1]に記載の摩擦部材。
[3]前記摩擦材における前記チタン酸塩の含有量が5〜35質量%である、上記[1]又は[2]に記載の摩擦部材。
[4]前記チタン酸塩が、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及びチタン酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の摩擦部材。
[5]前記摩擦材が、さらに有機充填材、無機充填材(前記酸化マグネシウム及び前記チタン酸塩を除く)、繊維基材及び結合材からなる群から選択される少なくとも1種を含有する、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の摩擦部材。
[6]ディスクブレーキパッド用又はドラムブレーキライニング用である、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の摩擦部材。
[7]上記[1]〜[6]のいずれかに記載の摩擦部材を搭載した車。
[8]酸化マグネシウム及びチタン酸塩を含有する摩擦材組成物であって、
銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として0.5質量%未満であり、
前記酸化マグネシウムの最大一次粒子径が50μm以上である、摩擦材組成物。
[9]前記酸化マグネシウムの含有量が5〜45質量%である、上記[8]に記載の摩擦材組成物。
[10]前記チタン酸塩の含有量が5〜35質量%である、上記[8]又は[9]に記載の摩擦材組成物。
[11]前記チタン酸塩が、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及びチタン酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種である、上記[8]〜[10]のいずれかに記載の摩擦材組成物。
[12]さらに有機充填材、無機充填材(前記酸化マグネシウム及び前記チタン酸塩を除く)、繊維基材及び結合材からなる群から選択される少なくとも1種を含有する、上記[8]〜[11]のいずれかに記載の摩擦材組成物。
[13]ディスクブレーキパッド用又はドラムブレーキライニング用である、上記[8]〜[12]のいずれかに記載の摩擦材組成物。
[14]上記[8]〜[13]のいずれかに記載の摩擦材組成物を含有してなる摩擦材。
[15]上記[14]に記載の摩擦材を搭載した車。
The present invention relates to the following [1] to [15].
[1] A friction member having a friction material and a back metal.
The friction material contains magnesium oxide and titanate, and does not contain copper, or even if it contains copper, the content of copper is less than 0.5% by mass as a copper element.
A friction member having a maximum primary particle size of magnesium oxide of 50 μm or more.
[2] The friction member according to the above [1], wherein the content of magnesium oxide in the friction material is 5 to 45% by mass.
[3] The friction member according to the above [1] or [2], wherein the content of the titanate in the friction material is 5 to 35% by mass.
[4] Any of the above [1] to [3], wherein the titanate is at least one selected from the group consisting of potassium titanate, lithium potassium titanate, magnesium magnesium titanate and sodium titanate. The friction member described in.
[5] The friction material further contains at least one selected from the group consisting of an organic filler, an inorganic filler (excluding the magnesium oxide and the titanate), a fiber base material and a binder. The friction member according to any one of [1] to [4].
[6] The friction member according to any one of [1] to [5] above, which is used for disc brake pads or drum brake linings.
[7] A vehicle equipped with the friction member according to any one of the above [1] to [6].
[8] A friction material composition containing magnesium oxide and titanate.
It does not contain copper, or even if it does, the copper content is less than 0.5% by mass as a copper element.
A friction material composition having a maximum primary particle size of magnesium oxide of 50 μm or more.
[9] The friction material composition according to the above [8], wherein the magnesium oxide content is 5 to 45% by mass.
[10] The friction material composition according to the above [8] or [9], wherein the content of the titanate is 5 to 35% by mass.
[11] Any of the above [8] to [10], wherein the titanate is at least one selected from the group consisting of potassium titanate, lithium potassium titanate, magnesium magnesium titanate and sodium titanate. The friction material composition according to.
[12] Further, the above [8] to [12], further containing at least one selected from the group consisting of an organic filler, an inorganic filler (excluding the magnesium oxide and the titanate), a fiber base material and a binder. 11] The friction material composition according to any one of.
[13] The friction material composition according to any one of the above [8] to [12], which is used for disc brake pads or drum brake linings.
[14] A friction material containing the friction material composition according to any one of the above [8] to [13].
[15] A vehicle equipped with the friction material according to the above [14].

銅を含有しないか、又は銅の含有量の少ない摩擦材において、高速制動の繰り返し時に優れた耐摩耗性を発現し得る摩擦材組成物、並びに、該摩擦材組成物を用いた、高速制動の繰り返し時に優れた耐摩耗性を有する摩擦部材及び摩擦材を提供することができる。さらに、前記摩擦部材又は前記摩擦材を搭載した車を提供することができる。
本発明の摩擦材は、ディスクブレーキパッド又はドラムブレーキライニング等の摩擦材として用いた際、環境負荷及び人体への有害性が低い。
A friction material composition that can exhibit excellent wear resistance when high-speed braking is repeated in a friction material that does not contain copper or has a low copper content, and high-speed braking using the friction material composition. It is possible to provide a friction member and a friction material having excellent wear resistance during repetition. Further, it is possible to provide the friction member or a vehicle equipped with the friction material.
When the friction material of the present invention is used as a friction material for disc brake pads, drum brake linings, etc., it has a low environmental load and is less harmful to the human body.

摩擦部材の一態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one aspect of the friction member. 実施例1で使用した酸化マグネシウムの(ii)100メッシュパス品のSEM写真である。It is an SEM photograph of the (ii) 100 mesh pass product of magnesium oxide used in Example 1. 実施例1で使用した酸化マグネシウムの(ii)100メッシュパス品の別のSEM写真である。It is another SEM photograph of the (ii) 100 mesh pass product of magnesium oxide used in Example 1. 実施例2で使用した酸化マグネシウムの(iii)100−200メッシュ品のSEM写真である。It is an SEM photograph of the (iii) 100-200 mesh product of magnesium oxide used in Example 2. 実施例3で使用した酸化マグネシウムの(iv)32−100メッシュ品のSEM写真である。It is an SEM photograph of the (iv) 32-100 mesh product of magnesium oxide used in Example 3.

以下、本発明について詳細に説明する。但し、以下の実施形態において、その構成要素は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。また、数値範囲の下限値及び上限値は、それぞれ他の数値範囲の下限値又は上限値と任意に組み合わせられる。さらに、本明細書において、摩擦材組成物中の各成分の含有量は、各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、摩擦材組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有量を意味する。
さらに、本発明において、「実質的に0質量%」及び「実質的に〜〜を含まない」とは、0質量%であることと共に、含有させることに本質的な意味が無い程度の含有量(例えば、0.1質量%以下又は0.05質量%以下等)を含有していることも含まれる。
本明細書において、「高速」とは、時速100km以上(例えば時速100〜200km)の速度を指す。
本明細書における記載事項を任意に組み合わせた態様も本発明に含まれる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, in the following embodiments, the components are not essential unless otherwise specified. The same applies to the numerical values and their ranges, and does not limit the present invention.
In the numerical range described in the present specification, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the value shown in the examples. Further, the lower limit value and the upper limit value of the numerical range are arbitrarily combined with the lower limit value or the upper limit value of the other numerical range, respectively. Further, in the present specification, the content of each component in the friction material composition is the plurality of substances existing in the friction material composition when a plurality of substances corresponding to the respective components are present, unless otherwise specified. Means the total content of the species substance.
Further, in the present invention, "substantially 0% by mass" and "substantially free of ~ ~" are 0% by mass and have a content to the extent that there is essentially no meaning in containing them. (For example, 0.1% by mass or less, 0.05% by mass or less, etc.) is also included.
As used herein, the term "high speed" refers to a speed of 100 km / h or more (for example, 100 to 200 km / h).
The present invention also includes aspects in which the items described in the present specification are arbitrarily combined.

[摩擦部材]
本発明の一態様である摩擦部材は、摩擦材及び裏金を有する摩擦部材であって、
前記摩擦材が、酸化マグネシウム及びチタン酸塩を含有し、且つ、銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として0.5質量%未満であり、
前記酸化マグネシウムの最大一次粒子径が50μm以上の摩擦部材である。
以下、摩擦材に用いる材料(摩擦材組成物)について詳述する。なお、摩擦材組成物中の各成分及びその含有量は、摩擦材中の各成分及びその含有量と同じである。
[Friction member]
The friction member according to one aspect of the present invention is a friction member having a friction material and a back metal.
The friction material contains magnesium oxide and titanate, and does not contain copper, or even if it contains copper, the content of copper is less than 0.5% by mass as a copper element.
It is a friction member having a maximum primary particle size of magnesium oxide of 50 μm or more.
Hereinafter, the material (friction material composition) used for the friction material will be described in detail. Each component in the friction material composition and its content are the same as each component in the friction material and its content.

[摩擦材組成物]
本発明の一態様である摩擦材組成物は、酸化マグネシウム及びチタン酸塩を含有し、且つ、銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として0.5質量%未満であり、前記酸化マグネシウムの最大一次粒子径が50μm以上の摩擦材組成物である。
当該摩擦材組成物の好ましい態様は、前記酸化マグネシウム及びチタン酸塩と共に、さらに有機充填材、無機充填材(前記酸化マグネシウム及び前記チタン酸塩を除く)、繊維基材及び結合材からなる群から選択される少なくとも1種を含有する摩擦材組成物である。より好ましい態様は、前記酸化マグネシウム及びチタン酸塩と共に、さらに有機充填材、無機充填材(前記酸化マグネシウム及び前記チタン酸塩を除く)、繊維基材及び結合材を含有する摩擦材組成物である。
[Friction material composition]
The friction material composition according to one aspect of the present invention contains magnesium oxide and titanate, and does not contain copper, or even if it contains copper, the content of copper is 0.5% by mass as a copper element. A friction material composition having a maximum primary particle size of less than 50 μm and having a maximum primary particle size of 50 μm or more.
A preferred embodiment of the friction material composition consists of the magnesium oxide and the titanate, as well as an organic filler, an inorganic filler (excluding the magnesium oxide and the titaniumate), a fiber substrate and a binder. A friction material composition containing at least one selected. A more preferred embodiment is a friction material composition containing the magnesium oxide and the titanate, as well as an organic filler, an inorganic filler (excluding the magnesium oxide and the titaniumate), a fiber base material and a binder. ..

摩擦材組成物は銅を含有しないことが好ましく、銅を含む場合には、摩擦材組成物における銅の含有量を銅元素として0.5質量%未満とすることにより、環境中に摩耗粉として放出されても、河川等の汚染を引き起こさないものとすることができる。なお、銅の含有量は、繊維状及び粉末状等の銅、銅合金及び銅化合物に含まれる銅元素(Cu)の、摩擦材組成物全体における含有量を示す。摩擦材組成物における銅の含有量は、銅元素として0.2質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることがさらに好ましい。 The friction material composition preferably does not contain copper, and when copper is contained, the content of copper in the friction material composition is set to less than 0.5% by mass as a copper element, so that it can be used as abrasion powder in the environment. Even if it is released, it can be considered not to cause pollution of rivers and the like. The copper content indicates the content of copper element (Cu) contained in fibrous and powdery copper, copper alloys and copper compounds in the entire friction material composition. The content of copper in the friction material composition is more preferably 0.2% by mass or less, and further preferably 0.05% by mass or less as a copper element.

また、発錆による耐久性低下等を避ける観点から、本発明の摩擦材組成物においては鉄系金属を含有しないことが好ましいが、鉄系金属を含む場合であっても、摩擦材組成物における鉄系金属の含有量を鉄元素として0.5質量%未満とすることにより、耐錆性を良好なものとすることができる。摩擦材組成物における鉄系金属の含有量は、鉄元素として0.2質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることがさらに好ましい。ここで、鉄系金属とは、鉄を主成分とする金属であって、一般的な鉄鋼を指し、鉄の含有量は、鉄、鉄合金及び鉄化合物に含まれる鉄元素(Fe)の、摩擦材組成物全体における含有量を示す。 Further, from the viewpoint of avoiding deterioration of durability due to rust, it is preferable that the friction material composition of the present invention does not contain an iron-based metal, but even if an iron-based metal is contained, the friction material composition contains the iron-based metal. By setting the content of the iron-based metal to less than 0.5% by mass as the iron element, the rust resistance can be improved. The content of the iron-based metal in the friction material composition is more preferably 0.2% by mass or less, and further preferably 0.05% by mass or less as the iron element. Here, the iron-based metal is a metal containing iron as a main component and refers to general steel, and the iron content is that of iron, an iron element (Fe) contained in an iron alloy and an iron compound. The content in the entire friction material composition is shown.

なお、本発明の摩擦材組成物は、NAO(Non-Asbestos-Organic)材に分類されるものであり、いわゆるノンアスベスト摩擦材組成物(アスベストを含有しない摩擦材組成物、又は含有する場合であってもアスベストの含有量が極微量の摩擦材組成物)である。摩擦材組成物中、アスベストの含有量は0.2質量%以下であり、実質的に0質量%である。 The friction material composition of the present invention is classified as a NAO (Non-Asbestos-Organic) material, and is a so-called non-asbestos friction material composition (a friction material composition that does not contain asbestos, or when it is contained). Even if there is, it is a friction material composition with a very small amount of asbestos). The content of asbestos in the friction material composition is 0.2% by mass or less, which is substantially 0% by mass.

(酸化マグネシウム、チタン酸塩)
摩擦材組成物は、酸化マグネシウムと共にチタン酸塩を含有する。
本発明では、前記酸化マグネシウムとして最大一次粒子径が50μm以上の酸化マグネシウムを使用する。酸化マグネシウムの最大一次粒子径が50μm以上であることによって、高速制動の繰り返し時に優れた耐摩耗性が得られる。同様の観点から、酸化マグネシウムの最大一次粒子径は、好ましくは70μm以上、より好ましくは90μm以上、さらに好ましくは100μm以上、特に好ましくは130μm以上、最も好ましくは200μm以上である。酸化マグネシウムの最大一次粒子径の上限に特に制限は無いが、通常、1,000μm以下であり、700μm以下であってもよく、500μm以下であってもよく、400μm以下であってもよく、250μm以下であってもよい。
(Magnesium oxide, titanate)
The friction material composition contains titanate as well as magnesium oxide.
In the present invention, magnesium oxide having a maximum primary particle size of 50 μm or more is used as the magnesium oxide. When the maximum primary particle size of magnesium oxide is 50 μm or more, excellent wear resistance can be obtained when high-speed braking is repeated. From the same viewpoint, the maximum primary particle size of magnesium oxide is preferably 70 μm or more, more preferably 90 μm or more, still more preferably 100 μm or more, particularly preferably 130 μm or more, and most preferably 200 μm or more. The upper limit of the maximum primary particle size of magnesium oxide is not particularly limited, but is usually 1,000 μm or less, 700 μm or less, 500 μm or less, 400 μm or less, 250 μm or less. It may be as follows.

酸化マグネシウムは、最大一次粒子径が上記条件を満たしていればよいが、高速制動の繰り返し時の優れた耐摩耗性の観点から、平均粒子径が8〜500μmであることが好ましく、15〜500μmであることがより好ましく、30〜500μmであることがさらに好ましく、30〜200μmであることが特に好ましく、50〜150μmであることが最も好ましい。
なお、本明細書において、平均粒子径はレーザー回折粒度分布測定の方法を用いて測定したd50の値(体積分布のメジアン径、累積中央値)を意味し、以下同様である。
The maximum primary particle size of magnesium oxide may satisfy the above conditions, but from the viewpoint of excellent wear resistance during repeated high-speed braking, the average particle size is preferably 8 to 500 μm, and 15 to 500 μm. It is more preferably 30 to 500 μm, particularly preferably 30 to 200 μm, and most preferably 50 to 150 μm.
In the present specification, the average particle size means the value of d50 (median diameter of volume distribution, cumulative median value) measured by the method of laser diffraction particle size distribution measurement, and the same applies hereinafter.

酸化マグネシウムとしては、篩いを通した酸化マグネシウムを用いることによって、特定範囲の粒子径の酸化マグネシウムを使用することができる。例えば、330メッシュの篩いを通った酸化マグネシウム(330メッシュパス品)であれば、一次粒子径が50μm以上のものは実質的に含まれない傾向にあり、一次粒子径が50μm以上のものは実質的に含まれないことが好ましい。
200メッシュ以下の篩いを通った酸化マグネシウム(200メッシュパス品)であれば、一次粒子径が50μm以上のものが存在する。特に、100メッシュのふるいを通った酸化マグネシウム(100メッシュパス品)であれば、一次粒子径が50μm以上のものの他、100μm以上のもの、さらには200μm以上のものも存在する傾向にある。一方、例えば200メッシュの篩いを通らなかったものには、70μm以下のもの(特に50μm以下のもの)が含まれ難い傾向にあり、100メッシュの篩いを通らなかったものには、100μm以下のもの(特に70μm以下のもの、50μm以下のもの)が含まれ難い傾向にある。
本発明では、高速制動の繰り返し時の優れた耐摩耗性の観点から、200メッシュ以下の篩いを通った酸化マグネシウムが好ましく、さらに摩擦対象物であるディスクロータの摩耗の抑制の観点からは、100メッシュの篩いを通った酸化マグネシウム(100メッシュパス品)、100メッシュの篩いを通ったが200メッシュの篩いを通らなかった酸化マグネシウム(100−200メッシュ品)、32メッシュの篩いを通ったが100メッシュの篩いを通らなかった酸化マグネシウム(32−100メッシュ品)がより好ましく、100メッシュの篩いを通った酸化マグネシウム(100メッシュパス品)、100メッシュの篩いを通ったが200メッシュの篩いを通らなかった酸化マグネシウム(100−200メッシュ品)がさらに好ましい。
As magnesium oxide, magnesium oxide having a particle size in a specific range can be used by using magnesium oxide that has passed through a sieve. For example, magnesium oxide (330 mesh pass product) that has passed through a 330 mesh sieve tends to be substantially free of magnesium oxide having a primary particle diameter of 50 μm or more, and is substantially free of magnesium oxide having a primary particle diameter of 50 μm or more. It is preferable that it is not included.
Magnesium oxide (200-mesh pass product) that has passed through a sieve of 200 mesh or less has a primary particle size of 50 μm or more. In particular, magnesium oxide (100-mesh pass product) that has passed through a 100-mesh sieve tends to have a primary particle diameter of 50 μm or more, 100 μm or more, and even 200 μm or more. On the other hand, for example, those that did not pass through the 200 mesh sieve tend to be difficult to include those having a diameter of 70 μm or less (particularly those having a diameter of 50 μm or less), and those that did not pass through the 100 mesh sieve have a thickness of 100 μm or less. (Especially those of 70 μm or less and those of 50 μm or less) tend to be difficult to be included.
In the present invention, magnesium oxide that has passed through a sieve of 200 mesh or less is preferable from the viewpoint of excellent wear resistance during repeated high-speed braking, and further, from the viewpoint of suppressing wear of the disc rotor, which is an object of friction, 100 Magnesium oxide that passed through a mesh sieve (100 mesh pass product), magnesium oxide that passed through a 100 mesh sieve but did not pass through a 200 mesh sieve (100-200 mesh product), passed through a 32 mesh sieve but 100 Magnesium oxide (32-100 mesh product) that did not pass through the mesh sieve is more preferable, magnesium oxide that has passed through the 100 mesh sieve (100 mesh pass product), and passed through the 100 mesh sieve but through the 200 mesh sieve. Magnesium oxide (100-200 mesh product) that was not used is more preferable.

酸化マグネシウムの含有量に特に制限はないが、摩擦材組成物中に5質量%以上含有していれば、摩擦材が摩擦係数及び高速制動の繰り返し時の耐摩耗性に優れる傾向があって好ましい。また、高速制動時に摩擦対象物となるディスクロータ又はドラム等の摩耗も抑制し易くなる傾向にある。さらに、摩擦材組成物の比重の低減にも寄与するため、摩擦材の軽量化につながる。酸化マグネシウムの含有量が摩擦材組成物中45質量%以下であれば、摩擦対象物(例えばディスクロータ等)を過度に摩耗させない傾向にある。同様の観点から、摩擦材組成物中の酸化マグネシウムの含有量は、好ましくは5〜45質量%、より好ましくは10〜40質量%、さらに好ましくは10〜35質量%、特に好ましくは15〜30質量%である。 The content of magnesium oxide is not particularly limited, but if it is contained in the friction material composition in an amount of 5% by mass or more, the friction material tends to have an excellent coefficient of friction and wear resistance during repeated high-speed braking, which is preferable. .. In addition, wear of the disc rotor or drum, which is an object of friction during high-speed braking, tends to be easily suppressed. Further, it also contributes to the reduction of the specific gravity of the friction material composition, which leads to the weight reduction of the friction material. When the content of magnesium oxide is 45% by mass or less in the friction material composition, the friction object (for example, a disc rotor) tends not to be excessively worn. From the same viewpoint, the content of magnesium oxide in the friction material composition is preferably 5 to 45% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, still more preferably 10 to 35% by mass, and particularly preferably 15 to 30%. It is mass%.

前述の通り、従来の銅を含有する摩擦材では、制動により摩擦界面で銅の延展膜が形成され、該延展膜は、高速状態から制動した際に摩擦材が過度に摩耗するのを防止する効果があったが、銅を含有しないか、又は銅の含有量の少ない摩擦材では、銅による当該効果が実質的に得られない。銅を含有しないか、又は銅の含有量の少ない摩擦材において、「高速制動の繰り返し時」に優れた耐摩耗性を発現させる方法として、本発明者は本発明の検討の前に、まずは熱伝導性の高い黒鉛を摩擦材に多量に添加する方法を検討した。当該方法であれば摩擦材に熱伝導性が付与されるため、摩擦界面の熱が素早く拡散され、摩擦材中の樹脂成分の劣化が抑制されることにつながって耐摩耗性が向上するのではないかと考えたためである。しかし、黒鉛の多量添加によって摩擦材組成物の凝集力が低下したためか、単に黒鉛を多量に添加する方法では、摩擦係数が低下した。このように、銅を含有しないか、又は銅の含有量の少ない摩擦材において、安定した摩擦係数を有しながら、「高速制動の繰り返し時」に優れた耐摩耗性を発現させることは容易ではない。しかし、本発明によれば、銅を含有しないか、又は銅の含有量の少ない摩擦材においても前記効果が発現する。 As described above, in the conventional copper-containing friction material, a copper spreading film is formed at the friction interface by braking, and the spreading film prevents the friction material from being excessively worn when braking from a high speed state. Although there was an effect, the effect of copper cannot be substantially obtained with a friction material that does not contain copper or has a low copper content. As a method of developing excellent wear resistance during "repeated high-speed braking" in a friction material that does not contain copper or has a low copper content, the present inventor first considers heat before examining the present invention. A method of adding a large amount of highly conductive graphite to the friction material was investigated. With this method, since thermal conductivity is imparted to the friction material, the heat at the friction interface is quickly diffused, which leads to suppression of deterioration of the resin component in the friction material and improves wear resistance. This is because I thought it might be there. However, probably because the cohesive force of the friction material composition was lowered by adding a large amount of graphite, the friction coefficient was lowered by the method of simply adding a large amount of graphite. In this way, it is not easy to develop excellent wear resistance during "repeated high-speed braking" while having a stable friction coefficient in a friction material that does not contain copper or has a low copper content. Absent. However, according to the present invention, the above effect is exhibited even in a friction material that does not contain copper or has a low copper content.

摩擦材組成物がチタン酸塩を含有しない場合、摩擦界面に皮膜が形成されず摩擦係数が不安定となり、また摩耗量が増大する。摩擦材組成物におけるチタン酸塩の含有量は、好ましくは5〜35質量%、より好ましくは8〜30質量%、さらに好ましくは10〜30質量%、特に好ましくは10〜25質量%、最も好ましくは12〜20質量%である。チタン酸塩の含有量を5質量%以上とすることで、高速制動の繰り返し時の摩擦係数の安定性がより一層向上する傾向にある。一方、35質量%以下とすることで、摩擦材の機械的強度の低下及び耐摩耗性の低下が抑制されると共に、吸湿による摩擦係数の安定性の低下が抑制され、且つ摩擦材と摩擦対象物との間の錆による固着が抑制される傾向にある。 When the friction material composition does not contain titanium salt, a film is not formed at the friction interface, the friction coefficient becomes unstable, and the amount of wear increases. The content of titanate in the friction material composition is preferably 5 to 35% by mass, more preferably 8 to 30% by mass, still more preferably 10 to 30% by mass, particularly preferably 10 to 25% by mass, most preferably. Is 12 to 20% by mass. By setting the content of the titanate to 5% by mass or more, the stability of the friction coefficient during repeated high-speed braking tends to be further improved. On the other hand, when the content is 35% by mass or less, the decrease in mechanical strength and wear resistance of the friction material is suppressed, the decrease in the stability of the friction coefficient due to moisture absorption is suppressed, and the friction material and the friction target are suppressed. There is a tendency that sticking due to rust between objects is suppressed.

チタン酸塩としては、特に制限されるものではないが、例えば、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等が挙げられる。
これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。中でも、高速制動の繰り返し時における耐摩耗性の観点から、チタン酸カリウムが好ましい。
The titanate is not particularly limited, and examples thereof include potassium titanate, lithium potassium titanate, magnesium magnesium titanate, and sodium titanate.
One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. Of these, potassium titanate is preferable from the viewpoint of wear resistance during repeated high-speed braking.

チタン酸塩の形状としては、特に制限されるものではないが、例えば、繊維状、柱状、板状、粒子状、鱗片状等が挙げられる。チタン酸塩の形状は、例えば走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope;SEM)観察によって解析することができる。
また、チタン酸塩としては、特に制限されるものではないが、例えば、平均粒子径1〜50μm、比表面積0.5〜10m/gのチタン酸塩を使用できる。また、比表面積は、吸着ガスとして窒素ガスを用いたBET法等により求めることができる。
The shape of the titanate is not particularly limited, and examples thereof include fibrous, columnar, plate-like, particulate, and scaly shapes. The shape of the titanate can be analyzed, for example, by observation with a scanning electron microscope (SEM).
The titanate is not particularly limited, but for example, a titanate having an average particle diameter of 1 to 50 μm and a specific surface area of 0.5 to 10 m 2 / g can be used. The specific surface area can be determined by a BET method or the like using nitrogen gas as the adsorbed gas.

以下、摩擦材組成物がさらに含有していてもよい各成分について順に説明する。
(有機充填材)
有機充填材は、制振性及び耐摩耗性等を向上させるための摩擦調整剤としての機能を発現し得るものである。ここで、本発明において、該有機充填材は繊維形状のもの(例えば後述の有機繊維)を含まない。有機充填材は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記有機充填材としては、摩擦材組成物に一般的に用いられる有機充填材を使用することができ、例えば、カシューパーティクル、ゴム、メラミンパーティクル等が挙げられる。これらの中でも、摩擦係数の安定性及び耐摩耗性を良好とする観点並びに鳴きを抑制する観点から、カシューパーティクル、ゴムが好ましい。
また、有機充填材としては、カシューパーティクルとゴムとを併用してもよいし、カシューパーティクルをゴムで被覆したものを用いてもよい。
Hereinafter, each component that may be further contained in the friction material composition will be described in order.
(Organic filler)
The organic filler can exhibit a function as a friction modifier for improving vibration damping property, wear resistance and the like. Here, in the present invention, the organic filler does not include those having a fiber shape (for example, organic fibers described later). As the organic filler, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
As the organic filler, an organic filler generally used in a friction material composition can be used, and examples thereof include cashew particles, rubber, and melamine particles. Among these, cashew particles and rubber are preferable from the viewpoint of improving the stability and abrasion resistance of the friction coefficient and suppressing squeal.
Further, as the organic filler, cashew particles and rubber may be used in combination, or cashew particles coated with rubber may be used.

前記カシューパーティクルは、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、一般的に、カシューダストと称されることもある。
カシューパーティクルは、一般的に、硬化反応に使用する硬化剤の種類に応じて、茶系、茶黒系、黒系等に分類される。カシューパーティクルは、分子量等を調整することで、耐熱性及び音振性、さらに摩擦対象物であるディスクロータへの被膜形成性等を制御し易くすることが可能である。
カシューパーティクルの平均粒子径は、分散性の観点から、850μm以下であることが好ましく、750μm以下であることがより好ましく、600μm以下であることがさらに好ましい。カシューパーティクルの平均粒子径の下限値に特に制限はなく、200μm以上であってもよく、300μm以上であってもよく、400μm以上であってもよい。
カシューパーティクルとしては、市販品を使用することができる。
カシューパーティクルは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
The cashew particles are obtained by crushing a cured cashew nut shell oil, and are also generally referred to as cashew dust.
Cashew particles are generally classified into brown-based, brown-black-based, black-based, and the like according to the type of curing agent used in the curing reaction. By adjusting the molecular weight and the like of the cashew particles, it is possible to easily control the heat resistance, the sound vibration property, and the film forming property on the disc rotor which is the object of friction.
From the viewpoint of dispersibility, the average particle size of the cashew particles is preferably 850 μm or less, more preferably 750 μm or less, and further preferably 600 μm or less. The lower limit of the average particle size of the cashew particles is not particularly limited, and may be 200 μm or more, 300 μm or more, or 400 μm or more.
Commercially available products can be used as the cashew particles.
One type of cashew particles may be used alone, or two or more types may be used in combination.

摩擦材組成物が有機充填材を含有する場合、その含有量は、摩擦材組成物に対して、好ましくは1〜20質量%、より好ましくは3〜15質量%、さらに好ましくは5〜15質量%である。有機充填材の合計含有量を上記範囲とすることで、摩擦材の弾性率が高くなる傾向、並びに鳴き等の制振性の悪化及び耐摩耗性の悪化を避けることができる傾向にあり、また、耐熱性の悪化及び熱履歴による強度低下を避けることができる傾向にある。 When the friction material composition contains an organic filler, the content thereof is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 3 to 15% by mass, and further preferably 5 to 15% by mass with respect to the friction material composition. %. By setting the total content of the organic filler in the above range, the elastic modulus of the friction material tends to be high, and the deterioration of vibration damping property such as squeal and the deterioration of wear resistance tend to be avoided. , Deterioration of heat resistance and decrease in strength due to heat history tend to be avoided.

前記ゴムとしては摩擦材組成物に通常用いられるゴムが挙げられ、例えば天然ゴム、合成ゴムが挙げられ、合成ゴムとしては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、アクリルゴム、イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、シリコーンゴム、タイヤトレッドゴムの粉砕粉等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、耐熱性、柔軟性及び製造コストのバランスの観点から、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、タイヤトレッドゴムの粉砕粉が好ましい。
前記ゴムを含有する場合、その含有量は、摩擦材組成物に対して1〜30質量%であることが好ましく、2〜15質量%であることがより好ましく、2〜8質量%であることがさらに好ましい。前記ゴムの含有量を上記範囲とすることで、摩擦材の弾性率が高くなる傾向、及び鳴き等の制振性が悪化することを避けることができる傾向にあり、また、耐熱性の悪化及び熱履歴による強度低下を避けることができる傾向にある。
Examples of the rubber include rubbers usually used in friction material compositions, and examples thereof include natural rubber and synthetic rubber. Examples of the synthetic rubber include acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), acrylic rubber, isoprene rubber, and polybutadiene rubber. (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), silicone rubber, crushed powder of tire tread rubber and the like. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. Among these, pulverized powder of acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) and tire tread rubber is preferable from the viewpoint of balance between heat resistance, flexibility and manufacturing cost.
When the rubber is contained, the content thereof is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 2 to 15% by mass, and 2 to 8% by mass with respect to the friction material composition. Is even more preferable. By setting the rubber content in the above range, the elastic modulus of the friction material tends to be high, and it is possible to avoid deterioration of vibration damping properties such as squealing, and deterioration of heat resistance and heat resistance. There is a tendency to avoid a decrease in strength due to heat history.

(無機充填材)
摩擦材組成物は、無機充填材を含有していてもよい。但し、該無機充填材は、重複を避けるため、前記酸化マグネシウム及び前記チタン酸塩を含まない。
該無機充填材は、摩擦材の耐熱性、耐摩耗性、摩擦係数の安定性等の悪化を避けるための摩擦調整材としての機能を発現し得るものである。ここで、本発明においては、無機充填材は繊維形状のもの(例えば後述の無機繊維)を含まない。無機充填材は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
該無機充填材としては特に制限はなく、摩擦材に通常用いられる無機充填材を使用できる。無機充填材としては、例えば、三硫化アンチモン、硫化スズ、二硫化モリブデン、硫化ビスマス、硫化亜鉛等の金属硫化物;マイカ、黒鉛、コークス、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、ドロマイト、コークス、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、ケイ酸ジルコニウム(ジルコン)、ジルコニア、ムライト、クロマイト、酸化チタン、シリカ、四酸化三鉄、酸化亜鉛、ガーネット、アルミナ、炭化珪素;鉄粉末、鋳鉄粉末、アルミニウム粉末、ニッケル粉末、スズ粉末、亜鉛粉末、及び前記金属のうちの少なくとも1つの金属を含有する合金粉末等の金属粉末などが挙げられる。特に制限されるものではないが、無機充填材としては、環境負荷及び人体への有害性の低減の観点から、銅を含有しないものが好ましく、銅及び鉄系金属を含有しないものがより好ましい。これらの中でも、金属硫化物、黒鉛、水酸化カルシウム、硫酸バリウム、ジルコン、アルミナ及び亜鉛粉末からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、金属硫化物、黒鉛、水酸化カルシウム、硫酸バリウム、ジルコン、アルミナ及び亜鉛粉末を併用することがより好ましい。
(Inorganic filler)
The friction material composition may contain an inorganic filler. However, the inorganic filler does not contain the magnesium oxide and the titanate to avoid duplication.
The inorganic filler can exhibit a function as a friction adjusting material for avoiding deterioration of heat resistance, wear resistance, stability of friction coefficient and the like of the friction material. Here, in the present invention, the inorganic filler does not include those having a fiber shape (for example, inorganic fibers described later). As the inorganic filler, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The inorganic filler is not particularly limited, and an inorganic filler usually used as a friction material can be used. Examples of the inorganic filler include metal sulfides such as antimony trisulfide, tin sulfide, molybdenum disulfide, bismuth sulfide, and zinc sulfide; mica, graphite, coke, calcium hydroxide, calcium oxide, sodium carbonate, calcium carbonate, and carbon dioxide. Magnesium, barium sulfate, dolomite, coke, mica, vermiculite, calcium sulfate, talc, clay, zeolite, zirconium silicate (zircone), zirconia, mullite, chromate, titanium oxide, silica, triiron tetroxide, zinc oxide, garnet, Alumina, silicon carbide; metal powders such as iron powder, cast iron powder, aluminum powder, nickel powder, tin powder, zinc powder, and alloy powder containing at least one of the metals. Although not particularly limited, the inorganic filler preferably does not contain copper, and more preferably does not contain copper or an iron-based metal, from the viewpoint of reducing environmental load and harmfulness to the human body. Among these, at least one selected from the group consisting of metal sulfide, graphite, calcium hydroxide, barium sulfate, zircon, alumina and zinc powder is preferable, and metal sulfide, graphite, calcium hydroxide, barium sulfate and zircon are preferable. , Alumina and zinc powder are more preferable in combination.

なお、上記無機充填材のうち、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム及び酸化亜鉛は、摩擦材の錆発生の抑制の観点から好ましい。ただし、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウムは摩擦材のpHを増加させ、アラミド繊維が分解し易くなる傾向があるため、アラミド繊維と共に使用する際にはpHが高くなり過ぎないように使用量に注意することが好ましく、例えば、無機充填材として水酸化カルシウムを含有する場合、水酸化カルシウムの含有量は、摩擦材組成物に対して、好ましくは0.5〜10質量%、より好ましくは1〜8質量%、さらに好ましくは1〜5質量%である。 Of the above-mentioned inorganic fillers, calcium hydroxide, calcium oxide, sodium carbonate and zinc oxide are preferable from the viewpoint of suppressing the generation of rust on the friction material. However, calcium hydroxide, calcium oxide, and sodium carbonate increase the pH of the friction material, and the aramid fiber tends to be easily decomposed. Therefore, when used together with the aramid fiber, the amount used should not be too high. For example, when calcium hydroxide is contained as an inorganic filler, the content of calcium hydroxide is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, based on the friction material composition. It is 1 to 8% by mass, more preferably 1 to 5% by mass.

前記黒鉛としては、特に制限されるものではなく、公知の黒鉛、つまり、天然黒鉛、人造黒鉛のいずれも使用することができる。黒鉛は、平均粒子径が1〜50μmであることが好ましく、2〜40μmであることがより好ましく、5〜30μmであることがさらに好ましく、10〜20μmであることが特に好ましい。
摩擦材組成物が黒鉛を含有する場合、その含有量は、摩擦材組成物に対して、好ましくは2〜20質量%、より好ましくは3〜15質量%、さらに好ましくは3〜10質量%、特に好ましくは3〜8質量%である。2質量%以上であれば、摩擦材の熱伝導率を向上させ易く、20質量%以下であれば、摩擦材組成物の凝集力の低下を抑制でき、摩擦係数の低下を抑制し易い傾向にある。
The graphite is not particularly limited, and any known graphite, that is, natural graphite or artificial graphite can be used. The average particle size of graphite is preferably 1 to 50 μm, more preferably 2 to 40 μm, further preferably 5 to 30 μm, and particularly preferably 10 to 20 μm.
When the friction material composition contains graphite, the content thereof is preferably 2 to 20% by mass, more preferably 3 to 15% by mass, still more preferably 3 to 10% by mass, based on the friction material composition. Particularly preferably, it is 3 to 8% by mass. If it is 2% by mass or more, the thermal conductivity of the friction material can be easily improved, and if it is 20% by mass or less, the decrease in the cohesive force of the friction material composition can be suppressed, and the decrease in the friction coefficient tends to be easily suppressed. is there.

摩擦材組成物が亜鉛(亜鉛粉末)を含有する場合、その含有量は、摩擦材組成物に対して、好ましくは0.5〜10質量%、より好ましくは0.5〜8質量%、さらに好ましくは1〜6質量%である。亜鉛は鉄よりも酸化され易いため、前記範囲であれば、摩擦特性に影響を与えずに錆の発生を抑制可能である。
摩擦材組成物がアルミナを含有する場合、その含有量は、摩擦材組成物に対して、好ましくは0.1〜10質量%、より好ましくは0.1〜5質量%、さらに好ましくは0.5〜3質量%である。前記範囲であれば、摩擦対象物(例えばディスクロータ等)を過度に摩耗させずに適度な研削性を付与することができる。
摩擦材組成物がケイ酸ジルコニウム(ジルコン)を含有する場合、その含有量は、摩擦材組成物に対して、好ましくは1〜15質量%、より好ましくは1〜10質量%、さらに好ましくは3〜8質量%である。前記範囲であれば、摩擦対象物(例えばディスクロータ等)を過度に摩耗させずに適度な研削性を付与することができる。
摩擦材組成物が硫化スズを含有する場合、その含有量は、摩擦材組成物に対して、好ましくは1〜15質量%、より好ましくは1〜10質量%、さらに好ましくは3〜8質量%である。前記範囲であれば、摩擦係数を下げ過ぎずに潤滑性を付与することができる。
本発明の摩擦材組成物においては、軽量化及び製造コストの観点から酸化ジルコニウムを含有していなくてよく、たとえ含有していても、その含有量は、摩擦材組成物に対して、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。
なお、硫酸バリウムは摩擦材組成物の体積を調整するための単なる充填材としての役割を果たす。つまり、硫酸バリウムの含有量は、他の成分の含有量に依存し、摩擦材組成物を所定量とするための残部を硫酸バリウムで補充することができる。
When the friction material composition contains zinc (zinc powder), the content thereof is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 8% by mass, and further, based on the friction material composition. It is preferably 1 to 6% by mass. Since zinc is more easily oxidized than iron, it is possible to suppress the occurrence of rust within the above range without affecting the friction characteristics.
When the friction material composition contains alumina, the content thereof is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, and further preferably 0. It is 5 to 3% by mass. Within the above range, it is possible to impart appropriate grindability without excessively wearing the friction object (for example, a disc rotor).
When the friction material composition contains zirconium silicate (zircon), the content thereof is preferably 1 to 15% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, still more preferably 3 with respect to the friction material composition. ~ 8% by mass. Within the above range, it is possible to impart appropriate grindability without excessively wearing the friction object (for example, a disc rotor).
When the friction material composition contains tin sulfide, the content thereof is preferably 1 to 15% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, and further preferably 3 to 8% by mass with respect to the friction material composition. Is. Within the above range, lubricity can be imparted without lowering the friction coefficient too much.
The friction material composition of the present invention does not have to contain zirconium oxide from the viewpoint of weight reduction and manufacturing cost, and even if it is contained, the content thereof is preferably relative to the friction material composition. It is 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less.
Barium sulfate serves as a mere filler for adjusting the volume of the friction material composition. That is, the content of barium sulfate depends on the content of other components, and the balance for adjusting the friction material composition to a predetermined amount can be replenished with barium sulfate.

以上のように、摩擦材組成物が無機充填材を含有する場合、該無機充填材と前記酸化マグネシウム及び前記チタン酸塩との合計含有量が、摩擦材組成物に対して、好ましくは40〜85質量%、より好ましくは50〜85質量%、さらに好ましくは60〜85質量%となるように調整するのがよい。当該範囲とすることで、耐熱性の悪化を避け易い傾向にある。 As described above, when the friction material composition contains an inorganic filler, the total content of the inorganic filler, the magnesium oxide and the titanate is preferably 40 to 40 to the friction material composition. It is preferable to adjust the content to 85% by mass, more preferably 50 to 85% by mass, and even more preferably 60 to 85% by mass. Within this range, deterioration of heat resistance tends to be easily avoided.

(繊維基材;有機繊維及び無機繊維)
繊維基材は、摩擦材において補強作用を示すものである。摩擦材組成物は、繊維基材として、有機繊維を含有することが好ましく、無機繊維を含有することも好ましい。繊維基材は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。ここで、有機繊維とは、有機物を主成分とする繊維状の材料である。また、無機繊維とは、金属及び金属合金以外の無機物を主成分とする繊維状の材料である。
(Fiber base material; organic fiber and inorganic fiber)
The fiber base material exhibits a reinforcing action in the friction material. The friction material composition preferably contains organic fibers as a fiber base material, and preferably contains inorganic fibers. As the fiber base material, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. Here, the organic fiber is a fibrous material containing an organic substance as a main component. The inorganic fiber is a fibrous material containing an inorganic substance other than a metal or a metal alloy as a main component.

−有機繊維−
前記有機繊維としては、麻、木綿、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(架橋構造を有する)等が挙げられる。有機繊維は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。有機繊維としては、耐熱性の観点から、アラミド繊維が好ましい。また、摩擦材の強度向上の観点から、有機繊維として、フィブリル化有機繊維を含有することが好ましく、フィブリル化アラミド繊維を含有することがより好ましい。フィブリル化有機繊維とは、分繊化し、毛羽立ちをもった有機繊維であり、フィブリル化アラミド繊維、フィブリル化アクリル繊維、フィブリル化セルロース繊維等を商業的に入手できる。いうまでもなく、摩擦材組成物は、フィブリル化有機繊維と共にその他の有機繊維を含有していてもよい。
摩擦材組成物が有機繊維、特にフィブリル化有機繊維を含有する場合、その含有量は、摩擦材組成物に対して1〜8質量%であることが好ましく、2〜7質量%であることがより好ましく、2〜5質量%であることがさらに好ましい。1質量%以上であれば、良好なせん断強度、耐クラック性及び耐摩耗性が発現する傾向にあり、8質量%以下であれば、摩擦材組成物中の有機繊維(フィブリル化有機繊維)と他材料の偏在によるせん断強度及び耐クラック性の悪化を効果的に抑制することができる傾向にある。
-Organic fiber-
Examples of the organic fiber include hemp, cotton, aramid fiber, cellulose fiber, acrylic fiber, phenol resin fiber (having a crosslinked structure) and the like. One type of organic fiber may be used alone, or two or more types may be used in combination. As the organic fiber, an aramid fiber is preferable from the viewpoint of heat resistance. Further, from the viewpoint of improving the strength of the friction material, it is preferable to contain the fibrillated organic fiber as the organic fiber, and it is more preferable to contain the fibrillated aramid fiber. The fibrillated organic fiber is a fibrillated and fluffy organic fiber, and fibrillated aramid fiber, fibrillated acrylic fiber, fibrillated cellulose fiber and the like are commercially available. Needless to say, the friction material composition may contain other organic fibers together with the fibrillated organic fibers.
When the friction material composition contains organic fibers, particularly fibrillated organic fibers, the content thereof is preferably 1 to 8% by mass, preferably 2 to 7% by mass, based on the friction material composition. More preferably, it is 2 to 5% by mass. If it is 1% by mass or more, good shear strength, crack resistance and abrasion resistance tend to be exhibited, and if it is 8% by mass or less, it is different from the organic fiber (fibrillated organic fiber) in the friction material composition. There is a tendency that deterioration of shear strength and crack resistance due to uneven distribution of other materials can be effectively suppressed.

−無機繊維−
無機繊維は、摩擦材の機械的強度及び耐摩耗性を向上する効果を発現し得るものである。
無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、金属繊維、鉱物繊維、炭素繊維、セラミック繊維、生分解性セラミック繊維、セピオライト(α型セピオライト及びβ型セピオライト)、アタパルジャイト、チタン酸カリウム繊維、シリカアルミナ繊維、耐炎化繊維等からなる群から選択される少なくとも1種を用いることができる。
-Inorganic fiber-
Inorganic fibers can exhibit the effect of improving the mechanical strength and abrasion resistance of the friction material.
Examples of the inorganic fiber include glass fiber, metal fiber, mineral fiber, carbon fiber, ceramic fiber, biodegradable ceramic fiber, sepiolite (α-type sepiolite and β-type sepiolite), attapulsite, potassium titanate fiber, silica alumina fiber, and the like. At least one selected from the group consisting of flame-resistant fibers and the like can be used.

前記ガラス繊維とは、ガラスを溶融及び紡糸して製造した繊維のことを指す。ガラス繊維は、原料がEガラス、Cガラス、Sガラス、Dガラス等であるものを使用することができ、これらの中でも、特に高強度であるという観点から、Eガラス又はSガラスを含有するガラス繊維を使用することが好ましい。また、結合材との親和性向上のため、ガラス繊維の表面をアミノシラン又はエポキシシラン等で処理したガラス繊維が好ましい。 The glass fiber refers to a fiber produced by melting and spinning glass. As the glass fiber, those whose raw materials are E glass, C glass, S glass, D glass and the like can be used, and among these, glass containing E glass or S glass from the viewpoint of particularly high strength. It is preferable to use fiber. Further, in order to improve the affinity with the binder, the glass fiber whose surface is treated with aminosilane, epoxysilane or the like is preferable.

前記金属繊維としては、アルミニウム、鉄、亜鉛、錫、チタン、ニッケル、マグネシウム等の金属単体又は合金形態の繊維、鋳鉄等の金属を主成分とする繊維などが挙げられる。合金形態の繊維(合金繊維)としては、鉄合金繊維、アルミニウム合金繊維等が挙げられる。金属繊維は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。本発明においては、金属繊維を含有しない摩擦材組成物であってもよい。
耐クラック性及び耐摩耗性の向上の観点からは、一般的には、銅繊維、銅合金繊維、鉄繊維及び鉄合金繊維が好まれる。
しかし、銅又は銅合金の繊維を含有させる場合、前述の理由から、摩擦材組成物中における銅の含有量は、銅元素として0.5質量%未満が好ましく、より好ましくは0.3質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下、特に好ましくは実質的に銅を含まない態様である。なお、銅合金繊維としては、銅繊維、黄銅繊維、青銅繊維等が挙げられる。
また、鉄繊維又は鉄合金繊維を含有させる場合、発錆による耐久性低下を抑制する観点から、摩擦材組成物中における鉄の含有量は、鉄元素として0.5質量%未満とすることが好ましく、より好ましくは0.3質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下、特に好ましくは実質的に鉄を含まない態様である。
Examples of the metal fiber include fibers in the form of simple substances or alloys of metals such as aluminum, iron, zinc, tin, titanium, nickel and magnesium, and fibers containing a metal such as cast iron as a main component. Examples of alloy fibers (alloy fibers) include iron alloy fibers and aluminum alloy fibers. One type of metal fiber may be used alone, or two or more types may be used in combination. In the present invention, the friction material composition may not contain metal fibers.
From the viewpoint of improving crack resistance and abrasion resistance, copper fibers, copper alloy fibers, iron fibers and iron alloy fibers are generally preferred.
However, when copper or a copper alloy fiber is contained, the content of copper in the friction material composition is preferably less than 0.5% by mass, more preferably 0.3% by mass, as a copper element for the above-mentioned reasons. Hereinafter, the embodiment is more preferably 0.1% by mass or less, and particularly preferably substantially free of copper. Examples of the copper alloy fiber include copper fiber, brass fiber, bronze fiber and the like.
Further, when iron fiber or iron alloy fiber is contained, the content of iron in the friction material composition may be less than 0.5% by mass as an iron element from the viewpoint of suppressing deterioration of durability due to rust. It is preferably 0.3% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, and particularly preferably substantially iron-free.

前記鉱物繊維としては、天然鉱物繊維;スラグウール等の高炉スラグ、バサルトファイバー等の玄武岩、その他の天然岩石等を主成分として溶融紡糸した人造鉱物繊維が挙げられる。人造鉱物繊維としては、例えば、SiO、Al、CaO、MgO、FeO、NaO等を含有する人造鉱物繊維、又はこれら化合物を1種もしくは2種以上含有する人造鉱物繊維等が挙げられる。人造鉱物繊維としては、アルミニウム元素を含む人造鉱物繊維が好ましく、Alを含有する人造鉱物繊維がより好ましく、AlとSiOとを含有する人造鉱物繊維がさらに好ましい。 Examples of the mineral fiber include natural mineral fiber; blast furnace slag such as slag wool, basalt such as basalt fiber, and artificial mineral fiber melt-spun with other natural rocks as main components. Examples of the artificial mineral fiber include artificial mineral fiber containing SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, FeO, Na 2 O and the like, or artificial mineral fiber containing one or more of these compounds. Can be mentioned. As the artificial mineral fiber, an artificial mineral fiber containing an aluminum element is preferable, an artificial mineral fiber containing Al 2 O 3 is more preferable, and an artificial mineral fiber containing Al 2 O 3 and SiO 2 is further preferable.

鉱物繊維は、人体有害性の観点から、生体溶解性であることが好ましい。ここでいう生体溶解性の鉱物繊維とは、人体内に取り込まれた場合でも短時間で一部分解され体外に排出される特徴を有する鉱物繊維である。具体的には、化学組成が、アルカリ酸化物及びアルカリ土類酸化物の総量(ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム及びバリウムの酸化物の総量)が18質量%以上で、且つ、(a)短期吸入暴露による生体内耐久試験で、長さが20μm超の繊維の半減期が10日未満であること、(b)短期気管内注入による生体内耐久試験で、長さが20μm超の繊維の半減期が40日未満であること、(c)腹腔内投与試験で有意な発ガン性が無いこと、又は、(d)長期吸入暴露試験で発ガン性と結びつく病理所見又は腫瘍形成が無いこと、のいずれかを満たす繊維(EU指令97/69/ECのNota Q(発癌性適用除外)参照)を示す。このような生体分解性鉱物繊維としては、SiO−Al−CaO−MgO−FeO(−KO−NaO)系繊維等が挙げられ、SiO、Al、CaO、MgO、FeO、KO及びNaO等から選択される少なくとも2種を任意の組み合わせで含有する鉱物繊維が挙げられる。市販品としては、LAPINUS FIBERS B.V製のRoxulシリーズ等が挙げられる。「Roxul」は、SiO、Al、CaO、MgO、FeO等が含まれ、さらにKO及びNaOからなる群から選択される少なくとも1つが含まれることもある。 The mineral fiber is preferably biosoluble from the viewpoint of harmfulness to the human body. The biosoluble mineral fiber referred to here is a mineral fiber having a characteristic that it is partially decomposed in a short time and discharged to the outside of the body even when it is taken into the human body. Specifically, the chemical composition is such that the total amount of alkali oxides and alkaline earth oxides (total amount of oxides of sodium, potassium, calcium, magnesium and barium) is 18% by mass or more, and (a) short-term inhalation. In vivo endurance test by exposure, the half-life of fibers over 20 μm in length is less than 10 days, (b) In-vivo endurance test by short-term intratracheal injection, half-life of fibers over 20 μm in length Is less than 40 days, (c) no significant carcinogenicity in the intraperitoneal administration test, or (d) no pathological findings or tumorigenesis associated with carcinogenicity in the long-term inhalation exposure test. A fiber satisfying any of the above (see Nota Q (exclusion of carcinogenicity) of EU Directive 97/69 / EC) is shown. Examples of such biodegradable mineral fibers include SiO 2- Al 2 O 3 -CaO-MgO-FeO (-K 2 O-Na 2 O) -based fibers, which include SiO 2 , Al 2 O 3 , and CaO. , MgO, FeO, include mineral fibers containing at least two kinds in any combination is selected from K 2 O and Na 2 O or the like. Examples of commercially available products include the Rolex series manufactured by LAPINUS FIBERS BV. “Roxul” includes SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, FeO and the like, and may further include at least one selected from the group consisting of K 2 O and Na 2 O.

前記炭素繊維としては、耐炎化繊維、ピッチ系炭素繊維、PAN系炭素繊維、活性炭繊維等が挙げられる。炭素繊維は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the carbon fiber include flame-resistant fiber, pitch-based carbon fiber, PAN-based carbon fiber, activated carbon fiber and the like. One type of carbon fiber may be used alone, or two or more types may be used in combination.

摩擦材組成物が繊維基材を含有する場合、その含有量は、摩擦材組成物に対して、好ましくは3〜50質量%、より好ましくは3〜30質量%、さらに好ましくは3〜20質量%、特に好ましくは5〜15質量%である。繊維基材の含有量を上記範囲とすることで、摩擦材としての最適な気孔率が得られ、鳴き防止ができ、適正な材料強度が得られ、耐摩耗性を向上し、さらに成形性を向上させることができる傾向にある。 When the friction material composition contains a fiber base material, the content thereof is preferably 3 to 50% by mass, more preferably 3 to 30% by mass, and further preferably 3 to 20% by mass with respect to the friction material composition. %, Especially preferably 5 to 15% by mass. By setting the content of the fiber base material in the above range, the optimum porosity as a friction material can be obtained, squeal can be prevented, appropriate material strength can be obtained, wear resistance is improved, and moldability is further improved. It tends to be improved.

(結合材)
結合材は、有機充填材、無機充填材及び繊維基材等を結合して一体化し、所定の形状と強度を与える機能を有する。摩擦材組成物に含まれる結合材に特に制限はないが、摩擦材の結合材として一般的に用いられる熱硬化性樹脂を用いることができる。
該熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、エラストマー分散フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。ここで、変性フェノール樹脂としては、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及びアルキルベンゼン変性フェノール樹脂等が挙げられる。エラストマー分散フェノール樹脂としては、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が挙げられる。
特に、良好な耐熱性、成形性及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が好ましく、フェノール樹脂がより好ましい。
熱硬化性樹脂は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(Binder)
The binder has a function of binding and integrating an organic filler, an inorganic filler, a fiber base material, and the like to give a predetermined shape and strength. The binder contained in the friction material composition is not particularly limited, but a thermosetting resin generally used as a binder for the friction material can be used.
Examples of the thermosetting resin include phenol resin, modified phenol resin, elastomer-dispersed phenol resin, epoxy resin, polyimide resin, melamine resin and the like. Here, examples of the modified phenol resin include acrylic modified phenol resin, silicone modified phenol resin, cashew modified phenol resin, epoxy modified phenol resin, alkylbenzene modified phenol resin and the like. Examples of the elastomer-dispersed phenolic resin include acrylic elastomer-dispersed phenolic resin and silicone elastomer-dispersed phenolic resin.
In particular, phenolic resin, acrylic-modified phenolic resin, silicone-modified phenolic resin, and alkylbenzene-modified phenolic resin are preferable, and phenolic resin is more preferable, because they provide good heat resistance, moldability, and friction coefficient.
One type of thermosetting resin may be used alone, or two or more types may be used in combination.

摩擦材組成物が結合材を含有する場合、その含有量は、摩擦材組成物に対して、好ましくは5〜25質量%、より好ましくは5〜20質量%、さらに好ましくは6〜18質量%、特に好ましくは6〜13質量%である。結合材の含有量を上記範囲とすることで、摩擦材の強度を保ち、弾性率が高くなることによる鳴き等の制振性悪化をより抑制し易い傾向にある。 When the friction material composition contains a binder, the content thereof is preferably 5 to 25% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, still more preferably 6 to 18% by mass, based on the friction material composition. , Particularly preferably 6 to 13% by mass. By setting the content of the binder in the above range, the strength of the friction material is maintained, and the deterioration of vibration damping property such as squeal due to the high elastic modulus tends to be more easily suppressed.

(その他の材料)
摩擦材組成物には、前記材料以外に、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、耐摩耗性及び熱フェード特性向上の観点から、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系ポリマーなどの有機添加剤が挙げられる。
摩擦材組成物が上記その他の材料を含有する場合、その含有量としては、有機充填材、無機充填材(前記酸化マグネシウム及び前記チタン酸塩を含む。)、繊維基材及び結合材の総量100質量部に対して、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下、特に好ましくは3質量部以下であり、その他の材料を含有していなくてもよい。
(Other materials)
In addition to the above-mentioned materials, other materials may be added to the friction material composition, if necessary.
Examples of other materials include organic additives such as fluorine-based polymers such as polytetrafluoroethylene (PTFE) from the viewpoint of improving wear resistance and heat fade characteristics.
When the friction material composition contains the above-mentioned other materials, the total amount of the organic filler, the inorganic filler (including the magnesium oxide and the titanate), the fiber base material and the binder is 100. It is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, further preferably 5 parts by mass or less, particularly preferably 3 parts by mass or less, and may not contain other materials. ..

[摩擦材]
本発明は、前記摩擦材組成物を含有してなる摩擦材も提供する。該摩擦材は、前記本発明の摩擦材組成物のみから形成されていてもよいし、上張り材と下張り材とを有する摩擦材であって、上張り材と下張り材の少なくとも一方が前記摩擦材組成物から形成されている摩擦材であってもよい。摩擦材が、上張り材と下張り材とを有する摩擦材である場合、本発明の摩擦材組成物は、上張り材に用いられることが好ましい。図1を参照しながら、上張り材と下張り材とを有する摩擦材について説明すると、本発明の摩擦材組成物は、高速制動の繰り返し時に優れた耐摩耗性を発現するため、摩擦部材の上張り材1として用いることが好ましい。上張り材1は、摩擦部材の摩擦面となる摩擦材であり、下張り材2は、上張り材1と裏金3との間に介在する、摩擦材と裏金との接着部付近の剪断強度及び耐クラック性向上を目的とした層のことである。
[Friction material]
The present invention also provides a friction material containing the friction material composition. The friction material may be formed only from the friction material composition of the present invention, or is a friction material having an upholstery material and an underlay material, and at least one of the upholstery material and the underlay material has the friction. It may be a friction material formed from a material composition. When the friction material is a friction material having an upholstery material and an underlaying material, the friction material composition of the present invention is preferably used for the upholstery material. The friction material having the upholstery material and the underlay material will be described with reference to FIG. 1. Since the friction material composition of the present invention exhibits excellent wear resistance when high-speed braking is repeated, the friction material is on the friction member. It is preferable to use it as the upholstery material 1. The upholstery material 1 is a friction material that serves as a friction surface of the friction member, and the underlay material 2 is a shear strength in the vicinity of the adhesive portion between the friction material and the back metal, which is interposed between the upholstery material 1 and the back metal 3. It is a layer for the purpose of improving crack resistance.

摩擦材は、好ましくは加熱加圧成形によって摩擦材組成物を成形することによって製造できる。
上張り材と下張り材とを有する摩擦材は、上張り材用の摩擦材組成物と前記下張り材用の摩擦材組成物をそれぞれ別々に、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混合し、上張り材用混合物と下張り材用混合物とを成形金型にて一体で予備成形し、次いで、得られた予備成形物を例えば成形温度130〜160℃、成形圧力20〜50MPaの条件で2〜10分間で成形し、得られた成形物を例えば150〜250℃で2〜10時間熱処理することで製造される。また、必要に応じて、塗装、スコーチ処理、研磨処理を行ってもよい。上記工程の中で、予備成形工程を省略して混合物を直接熱成形してもよい。
The friction material can be produced, preferably by molding the friction material composition by heat and pressure molding.
As for the friction material having the upholstery material and the underlaying material, the friction material composition for the upholstery material and the friction material composition for the underlaying material are separately separated from each other, and the radige mixer (“Radige” is a registered trademark). Mix using a mixer such as a pressurized kneader and an Erich mixer (“Erich” is a registered trademark), and premold the mixture for the upholstery material and the mixture for the underlaying material integrally with a molding die, and then premold. The obtained premolded product is molded in, for example, a molding temperature of 130 to 160 ° C. and a molding pressure of 20 to 50 MPa in 2 to 10 minutes, and the obtained molded product is heat-treated at, for example, 150 to 250 ° C. for 2 to 10 hours. Manufactured in. Further, if necessary, painting, scorch treatment, and polishing treatment may be performed. In the above steps, the preforming step may be omitted and the mixture may be directly thermoformed.

摩擦材は、自動車等のディスクブレーキパッドの摩擦材、自動車等のドラムブレーキライニングの摩擦材として使用することができる。また、摩擦材組成物を目的形状に成形、加工、貼り付け等の工程を施すことにより、クラッチフェーシング、電磁ブレーキ、保持ブレーキ等の摩擦材としても使用することができる。
本発明の摩擦材は、高速制動の繰り返し時に優れた耐摩耗性を発現するため、車用、特に自動車用の摩擦材として好適である。
The friction material can be used as a friction material for disc brake pads of automobiles and the like, and as a friction material for drum brake linings of automobiles and the like. Further, by performing steps such as molding, processing, and pasting the friction material composition into a target shape, it can also be used as a friction material for clutch facing, electromagnetic brake, holding brake, and the like.
The friction material of the present invention exhibits excellent wear resistance when high-speed braking is repeated, and is therefore suitable as a friction material for automobiles, particularly for automobiles.

前記裏金は、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、金属又は繊維強化プラスチック等を用いることができる。裏金としては、例えば、鉄、ステンレス、無機繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック等が挙げられる。プライマー層及び接着層としては、通常、ブレーキパッド及びブレーキライニング等の摩擦部材に用いられるものであればよい。 The back metal is usually used as a friction member in order to improve the mechanical strength of the friction member, and a metal, fiber reinforced plastic, or the like can be used as the material. Examples of the backing metal include iron, stainless steel, inorganic fiber reinforced plastic, carbon fiber reinforced plastic and the like. The primer layer and the adhesive layer may be those usually used for friction members such as brake pads and brake linings.

本発明では、図1中の摩擦部材6について、前記裏金3において、前記下張り材2を有する側とは反対側にシム4を有する摩擦部材も提供することができる。該シム4は、一般的に摩擦部材の制振性向上のために用いられるスペーサーである。 In the present invention, with respect to the friction member 6 in FIG. 1, it is also possible to provide a friction member having a shim 4 on the side of the back metal 3 opposite to the side having the underlaying material 2. The shim 4 is a spacer generally used for improving the vibration damping property of the friction member.

[車]
本発明は、本発明の摩擦材又は摩擦部材を搭載した車も提供する。より詳細には、ブレーキパッド又はブレーキライニング等の摩擦部材として搭載した車も提供する。車としては、例えば、大型自動車、中型自動車、普通自動車、大型特殊自動車、小型特殊自動車、大型自動二輪車及び普通自動二輪車等の、自動四輪車及び自動二輪車を含む各種自動車が挙げられる。
[car]
The present invention also provides a vehicle equipped with the friction material or friction member of the present invention. More specifically, a vehicle mounted as a friction member such as a brake pad or a brake lining is also provided. Examples of the vehicle include various automobiles including motorcycles and motorcycles, such as large automobiles, medium-sized automobiles, ordinary automobiles, large special automobiles, small special automobiles, large motorcycles and ordinary motorcycles.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら制限を受けるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by these examples.

実施例及び比較例の各摩擦材試料について、以下の方法に従って測定した。
[測定方法]
(1)摩擦係数
摩擦係数は、自動車技術会規格「JASO C406」に基づいて測定し、第2効力試験における摩擦係数の平均値を算出し、下記評価基準に従って評価した。なお、摩擦係数は、時速150kmから時速0kmまで0.35m/sで減速する繰り返し高速制動の1制動目、5制動目及び13制動目それぞれについて測定し、その平均値を求めた。
(摩擦係数の平均値の評価基準)
A:平均値が0.37以上0.43未満である。
B:平均値が0.34以上0.37未満、又は0.43以上0.47未満である。
C:平均値が0.34未満、又は0.47以上である。
Each friction material sample of Examples and Comparative Examples was measured according to the following method.
[Measuring method]
(1) Coefficient of friction The coefficient of friction was measured based on the Japanese Automotive Standards Organization "JASO C406", the average value of the coefficient of friction in the second efficacy test was calculated, and evaluated according to the following evaluation criteria. The coefficient of friction was measured for each of the first, fifth, and thirteenth brakes of repeated high-speed braking that decelerates from 150 km / h to 0 km / h at 0.35 m / s 2 , and the average value was calculated.
(Evaluation criteria for the average value of the coefficient of friction)
A: The average value is 0.37 or more and less than 0.43.
B: The average value is 0.34 or more and less than 0.37, or 0.43 or more and less than 0.47.
C: The average value is less than 0.34 or 0.47 or more.

(2)高速制動の繰り返し後の摩擦材及びディスクロータの摩耗量(mm)
試験には、型押し式スケールテスタを用いた。時速150kmから時速0kmまで0.35m/sで減速する制動を13回繰り返し、摩擦材及びディスクロータそれぞれの試験前後における厚みの差を測定し、それぞれの摩耗量を求めた。なお、摩擦材及びディスクロータの厚み測定にはマイクロメーターを用いた。
(2) Amount of wear (mm) of friction material and disc rotor after repeated high-speed braking
An embossed scale tester was used for the test. Braking to decelerate at 0.35 m / s 2 from 150 km / h to 0 km / h was repeated 13 times, and the difference in thickness between the friction material and the disc rotor before and after the test was measured, and the amount of wear of each was determined. A micrometer was used to measure the thickness of the friction material and the disc rotor.

[ディスクブレーキパッドの作製]
ディスクブレーキパッドの作製にあたり、下記の摩擦材組成物の成分を用意した。表1中に記載の各成分は、以下の通りである。
(結合材)
・フェノール樹脂
(有機充填材)
・NBR:アクリロニトリル−ブタジエンゴム
・タイヤトレッドゴムの粉砕粉
・カシューパーティクル
(無機充填材)
・亜鉛
・黒鉛
・アルミナ
・ジルコン
・硫化スズ
・硫酸バリウム
・水酸化カルシウム
・酸化マグネシウム:
(i)330メッシュパス品(粒子径50μm以上のものは確認されなかった。)
(ii)100メッシュパス品[図2及び3参照]
(iii)100−200メッシュ品[図4参照]
(iv)32−100メッシュ品[図5参照]
・酸化ジルコニウム
・チタン酸カリウム
(繊維基材)
・アラミド繊維:フィブリル化アラミド繊維
・鉱物繊維
[Making disc brake pads]
In producing the disc brake pad, the following components of the friction material composition were prepared. Each component described in Table 1 is as follows.
(Binder)
・ Phenolic resin (organic filler)
・ NBR: Acrylonitrile-butadiene rubber ・ Crushed powder of tire tread rubber ・ Cashew particles (inorganic filler)
・ Zinc, graphite, alumina, zircon, tin sulfide, barium sulfate, calcium hydroxide, magnesium oxide:
(i) 330 mesh pass product (No particle diameter of 50 μm or more was confirmed)
(ii) 100 mesh pass product [see Figures 2 and 3]
(iii) 100-200 mesh product [see Fig. 4]
(iv) 32-100 mesh product [see Fig. 5]
・ Zirconium oxide ・ Potassium titanate (fiber base material)
・ Aramid fiber: Fibrilized aramid fiber ・ Mineral fiber

[実施例1〜3及び比較例1](ディスクブレーキパッドの作製)
表1に示す配合量に従って各成分を配合し、各摩擦材組成物を得た。
この摩擦材組成物をレーディゲ(登録商標)ミキサー(株式会社マツボー製、商品名:レーディゲミキサーM20)で混合し、混合物を得た。得られた混合物を一体で成形プレス(王子機械工業株式会社製)にて予備成形した。得られた予備成形物を成形温度145℃、成形圧力35MPa、成形時間5分間の条件で、成形プレス(三起精工株式会社製)を用いて鉄製の裏金(日立オートモティブシステムズ株式会社製)と共に加熱加圧成形した。得られた成形品を200℃で4.5時間熱処理し、ロータリー研磨機を用いて研磨し、500℃のスコーチ処理を行ってディスクブレーキパッドを得た。なお、実施例及び比較例で得たディスクブレーキパッドは、摩擦材の厚さが9.5mmである。
得られたディスクブレーキパッドから、切断機によってサイズ20mm×45mm角のテストピースを作製し、前記方法に従って各測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
[Examples 1 to 3 and Comparative Example 1] (Production of disc brake pads)
Each component was blended according to the blending amount shown in Table 1 to obtain each friction material composition.
This friction material composition was mixed with a Ladyge (registered trademark) mixer (manufactured by Matsubo Co., Ltd., trade name: Ladyge Mixer M20) to obtain a mixture. The obtained mixture was integrally premolded with a molding press (manufactured by Oji Kikai Kogyo Co., Ltd.). The obtained premolded product is heated with an iron backing metal (manufactured by Hitachi Automotive Systems Co., Ltd.) using a molding press (manufactured by Sanki Seiko Co., Ltd.) under the conditions of a molding temperature of 145 ° C., a molding pressure of 35 MPa, and a molding time of 5 minutes. It was pressure molded. The obtained molded product was heat-treated at 200 ° C. for 4.5 hours, polished using a rotary polishing machine, and scorch-treated at 500 ° C. to obtain a disc brake pad. The disc brake pads obtained in Examples and Comparative Examples have a friction material thickness of 9.5 mm.
From the obtained disc brake pads, test pieces having a size of 20 mm × 45 mm square were produced by a cutting machine, and each measurement and evaluation was performed according to the above method. The results are shown in Table 1.

実施例では、高速制動の繰り返し後でも、摩擦材の摩擦係数に優れていることが分かる。また、実施例では、比較例に比べて、高速制動の繰り返し時の摩擦材の耐摩耗性が優れており、ディスクロータの摩耗量も少ないことがわかる。
比較例1では、摩擦材の摩擦係数には優れているものの、摩擦材及びディスクロータの摩耗量がいずれも大きくなった。
In the embodiment, it can be seen that the friction coefficient of the friction material is excellent even after repeated high-speed braking. Further, in the examples, it can be seen that the wear resistance of the friction material during repeated high-speed braking is excellent and the amount of wear of the disc rotor is small as compared with the comparative example.
In Comparative Example 1, although the friction coefficient of the friction material was excellent, the amount of wear of both the friction material and the disc rotor was large.

本発明の摩擦部材及び摩擦材は、銅を含有しないか、又は銅の含有量の少ない摩擦材であって環境負荷及び人体への有害性が低いうえに、安定した摩擦係数を共に、高速制動の繰り返し時に優れた耐摩耗性を発現するため、車用の摩擦部材及び摩擦材として好適である。 The friction member and friction material of the present invention are friction materials that do not contain copper or have a low copper content, have low environmental load and harm to the human body, and have a stable friction coefficient and high-speed braking. It is suitable as a friction member and a friction material for a car because it exhibits excellent wear resistance when the above steps are repeated.

1 上張り材
2 下張り材
3 裏金
4 シム
5 摩擦材
6 摩擦部材
1 Upholstery 2 Underlayment 3 Slush fund 4 Shim 5 Friction material 6 Friction member

Claims (15)

摩擦材及び裏金を有する摩擦部材であって、
前記摩擦材が、酸化マグネシウム及びチタン酸塩を含有し、且つ、銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として0.5質量%未満であり、
前記酸化マグネシウムの最大一次粒子径が50μm以上である、摩擦部材。
A friction member having a friction material and a back metal,
The friction material contains magnesium oxide and titanate, and does not contain copper, or even if it contains copper, the content of copper is less than 0.5% by mass as a copper element.
A friction member having a maximum primary particle size of magnesium oxide of 50 μm or more.
前記摩擦材における前記酸化マグネシウムの含有量が5〜45質量%である、請求項1に記載の摩擦部材。 The friction member according to claim 1, wherein the content of magnesium oxide in the friction material is 5 to 45% by mass. 前記摩擦材における前記チタン酸塩の含有量が5〜35質量%である、請求項1又は2に記載の摩擦部材。 The friction member according to claim 1 or 2, wherein the content of the titanate in the friction material is 5 to 35% by mass. 前記チタン酸塩が、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及びチタン酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の摩擦部材。 The friction according to any one of claims 1 to 3, wherein the titnate is at least one selected from the group consisting of potassium titanate, lithium titanate, magnesium magnesium titanate and sodium titanate. Element. 前記摩擦材が、さらに有機充填材、無機充填材(前記酸化マグネシウム及び前記チタン酸塩を除く)、繊維基材及び結合材からなる群から選択される少なくとも1種を含有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の摩擦部材。 Claims 1 to 1, wherein the friction material further contains at least one selected from the group consisting of an organic filler, an inorganic filler (excluding the magnesium oxide and the titanate), a fiber substrate and a binder. The friction member according to any one of 4. ディスクブレーキパッド用又はドラムブレーキライニング用である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の摩擦部材。 The friction member according to any one of claims 1 to 5, which is for a disc brake pad or a drum brake lining. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の摩擦部材を搭載した車。 A vehicle equipped with the friction member according to any one of claims 1 to 6. 酸化マグネシウム及びチタン酸塩を含有する摩擦材組成物であって、
銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として0.5質量%未満であり、
前記酸化マグネシウムの最大一次粒子径が50μm以上である、摩擦材組成物。
A friction material composition containing magnesium oxide and titanate.
It does not contain copper, or even if it does, the copper content is less than 0.5% by mass as a copper element.
A friction material composition having a maximum primary particle size of magnesium oxide of 50 μm or more.
前記酸化マグネシウムの含有量が5〜45質量%である、請求項8に記載の摩擦材組成物。 The friction material composition according to claim 8, wherein the content of magnesium oxide is 5 to 45% by mass. 前記チタン酸塩の含有量が5〜35質量%である、請求項8又は9に記載の摩擦材組成物。 The friction material composition according to claim 8 or 9, wherein the content of the titanate is 5 to 35% by mass. 前記チタン酸塩が、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及びチタン酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項8〜10のいずれか1項に記載の摩擦材組成物。 The friction according to any one of claims 8 to 10, wherein the titanate is at least one selected from the group consisting of potassium titanate, lithium titanate, magnesium magnesium titanate and sodium titanate. Material composition. さらに有機充填材、無機充填材(前記酸化マグネシウム及び前記チタン酸塩を除く)、繊維基材及び結合材からなる群から選択される少なくとも1種を含有する、請求項8〜11のいずれか1項に記載の摩擦材組成物。 Any one of claims 8 to 11, further comprising at least one selected from the group consisting of an organic filler, an inorganic filler (excluding the magnesium oxide and the titanate), a fiber substrate and a binder. The friction material composition according to the item. ディスクブレーキパッド用又はドラムブレーキライニング用である、請求項8〜12のいずれか1項に記載の摩擦材組成物。 The friction material composition according to any one of claims 8 to 12, which is used for disc brake pads or drum brake linings. 請求項8〜13のいずれか1項に記載の摩擦材組成物を含有してなる摩擦材。 A friction material containing the friction material composition according to any one of claims 8 to 13. 請求項14に記載の摩擦材を搭載した車。 A vehicle equipped with the friction material according to claim 14.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024010054A1 (en) * 2022-07-06 2024-01-11 曙ブレーキ工業株式会社 Friction material

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