JP2023070570A - friction material - Google Patents

friction material Download PDF

Info

Publication number
JP2023070570A
JP2023070570A JP2021182835A JP2021182835A JP2023070570A JP 2023070570 A JP2023070570 A JP 2023070570A JP 2021182835 A JP2021182835 A JP 2021182835A JP 2021182835 A JP2021182835 A JP 2021182835A JP 2023070570 A JP2023070570 A JP 2023070570A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
parts
friction
lignin
friction material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021182835A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
康典 大橋
Yasunori Ohashi
依里 ▲高▼田
Eri Takada
竜彦 山田
Tatsuhiko Yamada
肇 木村
Hajime Kimura
盛生 米川
Morio Yonekawa
武志 嶋田
Takeshi Shimada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku Chemical Industries Ltd
Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
Forest Research and Management Organization
Original Assignee
Tohoku Chemical Industries Ltd
Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
Forest Research and Management Organization
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku Chemical Industries Ltd, Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology, Forest Research and Management Organization filed Critical Tohoku Chemical Industries Ltd
Priority to JP2021182835A priority Critical patent/JP2023070570A/en
Publication of JP2023070570A publication Critical patent/JP2023070570A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Abstract

To provide a friction material that has sufficiently high frictional properties and sufficiently suppresses unusual noise.SOLUTION: A friction material comprises a binder, the binder comprising a novolac phenolic resin and polyethylene glycol-modified lignin. The novolac phenolic resin and polyethylene glycol-modified lignin comprised in the binder ensure that the friction material has sufficiently high frictional properties and sufficiently suppresses unusual noise (squeaks) by friction.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、摩擦材に関する。 The present invention relates to friction materials.

摩擦材は、例えば、車両の制動部材に使用されている。制動部材としては、例えば、ブレーキ部材およびクラッチ部材が挙げられる。摩擦材は、例えば、繊維基材、充填材および潤滑剤と、これらを結合するバインダーとを含む。 Friction materials are used, for example, in vehicle braking members. Braking members include, for example, brake members and clutch members. The friction material includes, for example, a fibrous base material, a filler, a lubricant, and a binder that binds them together.

より具体的には、以下の摩擦材が提案されている。この摩擦材は、バインダーと、繊維基材、充填材および固体潤滑材を含む。バインダーは、ノボラック型フェノール樹脂、酢酸変性リグニンおよび硬化剤を含む。繊維基材は、アラミド繊維および銅繊維を含む。充填材は、アクリロニトリルブタジエンゴム、カシューダストおよび硫酸バリウムを含む。固体潤滑材は、グラファイトを含む。このような摩擦材は、優れた摩擦特性を有する(例えば、特許文献1(実施例1)参照)。 More specifically, the following friction materials have been proposed. The friction material includes a binder, a fibrous base material, a filler and a solid lubricant. The binder contains a novolac-type phenolic resin, acetic acid-modified lignin and a curing agent. Fibrous substrates include aramid fibers and copper fibers. Fillers include acrylonitrile butadiene rubber, cashew dust and barium sulfate. Solid lubricants include graphite. Such a friction material has excellent friction properties (see, for example, Patent Document 1 (Example 1)).

特開2017-179260号公報JP 2017-179260 A

摩擦材には、摩擦特性に加えて、摩擦による異音(鳴き)の抑制が、要求される。 Friction materials are required to suppress abnormal noise (squeal) due to friction in addition to friction properties.

本発明は、摩擦特性および異音抑制に優れる摩擦材である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a friction material having excellent frictional properties and noise suppression.

本発明[1]は、バインダーを含有する摩擦材であり、前記バインダーが、ノボラック型フェノール樹脂と、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンとを含有する、摩擦材を、含んでいる。 The present invention [1] is a friction material containing a binder, wherein the binder contains a novolak-type phenolic resin and lignin modified with polyethylene glycol.

本発明[2]は、前記リグニンが、針葉樹系リグニンである、上記[1]に記載の摩擦材を、含んでいる。 The present invention [2] includes the friction material according to [1] above, wherein the lignin is coniferous lignin.

本発明[3]は、前記ポリエチレングリコールの数平均分子量が、400以上である、上記[1]または[2]に記載の摩擦材を、含んでいる。 The present invention [3] includes the friction material according to the above [1] or [2], wherein the polyethylene glycol has a number average molecular weight of 400 or more.

本発明の摩擦材において、バインダーは、ノボラック型フェノール樹脂と、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンとを含有する。そのため、摩擦材は、優れた摩擦特性を有し、さらに、摩擦による異音(鳴き)を抑制できる。 In the friction material of the present invention, the binder contains novolak-type phenolic resin and lignin modified with polyethylene glycol. Therefore, the friction material has excellent frictional properties and can suppress abnormal noise (squeal) due to friction.

本発明の摩擦材は、バインダー(結合剤)を含有している。 The friction material of the present invention contains a binder.

バインダーは、ノボラック型フェノール樹脂と、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニン(以下、PEG変性リグニンと称する場合がある。)とを含有している。 The binder contains a novolak-type phenolic resin and lignin modified with polyethylene glycol (hereinafter sometimes referred to as PEG-modified lignin).

ノボラック型フェノール樹脂は、例えば、フェノール類と、アルデヒド類との、酸触媒下における反応生成物である。 A novolak-type phenolic resin is, for example, a reaction product of a phenol and an aldehyde in the presence of an acid catalyst.

フェノール類は、フェノールおよびフェノール誘導体(フェノール変性体)である。フェノール類としては、例えば、フェノール、2官能性フェノール誘導体、3官能性フェノール誘導体および4官能性フェノール誘導体が挙げられる。2官能性フェノール誘導体としては、例えば、o-クレゾール、p-クレゾール、p-ter-ブチルフェノール、p-フェニルフェノール、p-クミルフェノール、p-ノニルフェノール、2,4-キシレノールおよび2,6-キシレノールが挙げられる。3官能性フェノール誘導体としては、例えば、m-クレゾール、レゾルシノール、および、3,5-キシレノールが挙げられる。4官能性フェノール誘導体としては、例えば、ビスフェノールAおよびジヒドロキシジフェニルメタンが挙げられる。また、フェノール誘導体としては、ハロゲン化フェノール類も挙げられる。ハロゲン化フェノール類は、フェノールまたはフェノール誘導体のハロゲン化物である。ハロゲンとしては、例えば、塩素および臭素が挙げられる。これらフェノール類は、単独使用または2種類以上併用することができる。なお、フェノールの誘導体において、フェノールが誘導体化(変性)されるタイミングは特に制限されない。例えば、フェノールの誘導体化は、フェノール類とアルデヒド類との反応前であってもよく、反応後であってもよく、反応と同時であってもよい。フェノール類として、好ましくは、フェノールが挙げられる。 Phenols are phenol and phenol derivatives (phenol-modified products). Phenols include, for example, phenol, bifunctional phenol derivatives, trifunctional phenol derivatives and tetrafunctional phenol derivatives. Bifunctional phenol derivatives include, for example, o-cresol, p-cresol, p-ter-butylphenol, p-phenylphenol, p-cumylphenol, p-nonylphenol, 2,4-xylenol and 2,6-xylenol. is mentioned. Trifunctional phenol derivatives include, for example, m-cresol, resorcinol, and 3,5-xylenol. Tetrafunctional phenol derivatives include, for example, bisphenol A and dihydroxydiphenylmethane. Moreover, halogenated phenols are also mentioned as a phenol derivative. Halogenated phenols are halides of phenol or phenol derivatives. Halogens include, for example, chlorine and bromine. These phenols can be used alone or in combination of two or more. In the derivative of phenol, the timing at which phenol is derivatized (denatured) is not particularly limited. For example, the derivatization of phenol may be performed before, after, or simultaneously with the reaction between phenols and aldehydes. As phenols, preferably, phenol is mentioned.

アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n-ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、フルフラール、グリオキサール、ベンズアルデヒド、トリオキサン、および、テトラオキサンが挙げられる。また、アルデヒドの一部が、フルフリルアルコールなどに置換されていてもよい。これらアルデヒド類は、単独使用または2種類以上併用することができる。アルデヒド類として、好ましくは、ホルムアルデヒドおよびパラホルムアルデヒドが挙げられる。 Aldehydes include, for example, formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, isobutyraldehyde, furfural, glyoxal, benzaldehyde, trioxane, and tetraoxane. Also, part of the aldehyde may be substituted with furfuryl alcohol or the like. These aldehydes can be used alone or in combination of two or more. Aldehydes preferably include formaldehyde and paraformaldehyde.

また、アルデヒド類は、例えば、水溶液として用いることができる。そのような場合において、アルデヒド類の濃度は、例えば、10質量%以上、好ましくは、20質量%以上であり、例えば、99質量%以下、好ましくは、95質量%以下である。 Aldehydes can also be used, for example, as an aqueous solution. In such a case, the concentration of aldehydes is, for example, 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and for example, 99% by mass or less, preferably 95% by mass or less.

また、アルデヒド類とともに、ケトン類を配合することもできる。ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトフェノン、および、ジフェニルケトンが挙げられる。これらケトン類は、単独使用または2種類以上併用することができる。ケトン類が配合される場合、ケトン類の配合割合は、固形分基準で、アルデヒド類100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、例えば、200質量部以下、好ましくは、100質量部以下である。 Moreover, ketones can also be mix|blended with aldehydes. Ketones include, for example, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, acetophenone, and diphenyl ketone. These ketones can be used alone or in combination of two or more. When ketones are blended, the blending ratio of ketones is, for example, 0.01 parts by mass or more, preferably 1 part by mass or more, based on solid content, with respect to 100 parts by mass of aldehydes. 200 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass or less.

酸触媒としては、例えば、有機酸および無機酸が挙げられる。有機酸としては、例えば、カルボン酸化合物、スルホン酸化合物およびリン酸化合物が挙げられる。カルボン酸化合物としては、例えば、ギ酸、酢酸およびシュウ酸が挙げられる。スルホン酸化合物としては、例えば、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、キュメンスルホン酸、ジノニルナフタレンモノスルホン酸、および、ジノニルナフタレンジスルホン酸が挙げられる。リン酸化合物としては、例えば、リン酸エステル類が挙げられる。リン酸エステル類として、より具体的には、例えば、炭素数1~18のアルキル基を有するリン酸エステル類が挙げられる。リン酸化合物としては、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸モノブチル、リン酸ジブチル、リン酸トリブチル、および、リン酸トリオクチルが挙げられる。無機酸としては、例えば、リン酸、塩酸、硫酸および硝酸が挙げられる。これら酸触媒は、単独使用または2種類以上併用することができる。酸触媒として、好ましくは、有機酸、より好ましくは、カルボン酸化合物、さらに好ましくは、シュウ酸が挙げられる。 Acid catalysts include, for example, organic acids and inorganic acids. Organic acids include, for example, carboxylic acid compounds, sulfonic acid compounds and phosphoric acid compounds. Carboxylic acid compounds include, for example, formic acid, acetic acid and oxalic acid. Sulfonic acid compounds include, for example, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, cumenesulfonic acid, dinonylnaphthalenemonosulfonic acid, and dinonylnaphthalenedisulfonic acid. Phosphate compounds include, for example, phosphate esters. More specific examples of phosphate esters include phosphate esters having an alkyl group of 1 to 18 carbon atoms. Phosphate compounds include, for example, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, monobutyl phosphate, dibutyl phosphate, tributyl phosphate, and trioctyl phosphate. Inorganic acids include, for example, phosphoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid. These acid catalysts can be used alone or in combination of two or more. Acid catalysts preferably include organic acids, more preferably carboxylic acid compounds, and even more preferably oxalic acid.

フェノール類とアルデヒド類との反応において、アルデヒド類の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、5質量部以上、好ましくは、10質量部以上である。また、アルデヒド類の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、35質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。 In the reaction between phenols and aldehydes, the mixing ratio of aldehydes is, for example, 5 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of phenols. Moreover, the mixing ratio of the aldehydes is, for example, 35 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the phenols.

また、酸触媒の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.3質量部以上である。また、酸触媒の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。 Moreover, the mixing ratio of the acid catalyst is, for example, 0.1 parts by mass or more, preferably 0.3 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the phenols. Moreover, the blending ratio of the acid catalyst is, for example, 10 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the phenols.

なお、酸触媒の添加のタイミングは、特に制限されない。例えば、酸触媒は、フェノール類および/またはアルデヒド類に予め添加されていてもよい。また、酸触媒は、フェノール類およびアルデヒド類の配合時に同時に添加されてもよい。さらに、酸触媒は、フェノール類およびアルデヒド類の配合後に添加されてもよい。 The timing of addition of the acid catalyst is not particularly limited. For example, the acid catalyst may be pre-added to the phenols and/or aldehydes. Also, the acid catalyst may be added at the same time as the phenols and aldehydes are blended. Additionally, the acid catalyst may be added after the phenols and aldehydes are combined.

反応条件としては、大気圧下が挙げられる。また、反応温度が、例えば、50℃以上、好ましくは、80℃以上である。また、反応温度が、例えば、200℃以下、好ましくは、180℃以下である。また、反応時間が、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上である。また、反応時間が、例えば、20時間以下、好ましくは、15時間以下である。 Reaction conditions include atmospheric pressure. Also, the reaction temperature is, for example, 50° C. or higher, preferably 80° C. or higher. Also, the reaction temperature is, for example, 200° C. or lower, preferably 180° C. or lower. Also, the reaction time is, for example, 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer. Also, the reaction time is, for example, 20 hours or less, preferably 15 hours or less.

これにより、フェノール類およびアルデヒド類の反応生成物として、ノボラック型フェノール樹脂が得られる。また、ノボラック型フェノール樹脂として、市販品を用いることもできる。 As a result, a novolak-type phenolic resin is obtained as a reaction product of phenols and aldehydes. Moreover, a commercial item can also be used as a novolac-type phenol resin.

PEG変性リグニンにおいて、ポリエチレングリコール(PEG)は、リグニンを変性することによって、摩擦材の摩擦特性を向上させ、さらに、異音抑制を抑制させる。 In the PEG-modified lignin, polyethylene glycol (PEG) modifies the lignin to improve the frictional properties of the friction material and suppress noise suppression.

ポリエチレングリコールの数平均分子量は、例えば、100以上、好ましくは、200以上、より好ましくは、300以上、さらに好ましくは、400以上、とりわけ好ましくは、500以上である。また、ポリエチレングリコールの数平均分子量は、例えば、1000以下、好ましくは、900以下、より好ましくは、800以下、さらに好ましくは、600以下である。数平均分子量が上記範囲であれば、摩擦特性および異音抑制を両立する摩擦材が得られ、また、摩擦材の生産性にも優れる。なお、数平均分子量は、公知のゲルパーミエーションクロマトグラム法により、ポリエチレングリコール換算分子量として求めることができる。 The number average molecular weight of polyethylene glycol is, for example, 100 or more, preferably 200 or more, more preferably 300 or more, still more preferably 400 or more, and particularly preferably 500 or more. Further, the number average molecular weight of polyethylene glycol is, for example, 1000 or less, preferably 900 or less, more preferably 800 or less, still more preferably 600 or less. If the number-average molecular weight is within the above range, a friction material that satisfies both friction characteristics and abnormal noise suppression can be obtained, and the productivity of the friction material is also excellent. Incidentally, the number average molecular weight can be determined as a polyethylene glycol equivalent molecular weight by a known gel permeation chromatogram method.

PEG変性リグニンにおいて、リグニンは、高分子フェノール性化合物である。リグニンは、天然物(天然リグニン)として、植物全般に含まれている。リグニンの基本骨格としては、例えば、グアイアシルリグニン(G型)、シリンギルリグニン(S型)、および、p-ヒドロキシフェニルリグニン(H型)が挙げられる。 In PEG-modified lignin, lignin is a polymeric phenolic compound. Lignin is contained in plants in general as a natural product (natural lignin). Basic skeletons of lignin include, for example, guaiacyl lignin (G type), syringyl lignin (S type), and p-hydroxyphenyl lignin (H type).

リグニンは、植物材料から工業的に取り出される。植物材料としては、例えば、リグノセルロースが挙げられる。また、リグニンとしては、例えば、ソーダリグニン、サルファイトリグニンおよびクラフトリグニンが挙げられる。また、リグニンを取り出す方法としては、例えば、ソーダ法、亜硫酸法、水蒸気爆砕法、加溶媒分解法、および、クラフト法が挙げられる。 Lignin is industrially extracted from plant material. Plant materials include, for example, lignocellulose. Lignins also include, for example, soda lignin, sulfite lignin and kraft lignin. Methods for extracting lignin include, for example, the soda method, the sulfurous acid method, the steam explosion method, the solvolysis method, and the Kraft method.

リグニンとして、より具体的には、木本系植物由来リグニン、および、草本系植物由来リグニンが挙げられる。 More specifically, lignin includes woody plant-derived lignin and herbaceous plant-derived lignin.

木本系植物由来リグニンとしては、例えば、針葉樹(例えば、スギなど)に含まれる針葉樹系リグニン、および、広葉樹に含まれる広葉樹系リグニンが挙げられる。なお、木本系植物由来リグニンは、H型の基本骨格を含まない。より具体的には、木本系植物由来リグニンのうち、針葉樹系リグニンは、S型の基本骨格を含まず、G型の基本骨格を有している。また、広葉樹系リグニンは、G型の基本骨格およびS型の基本骨格を有している。 Woody plant-derived lignin includes, for example, coniferous lignin contained in conifers (eg, cedar) and broadleaf lignin contained in broadleaf trees. The woody plant-derived lignin does not contain an H-type basic skeleton. More specifically, among woody plant-derived lignins, coniferous lignin does not contain an S-type basic skeleton but has a G-type basic skeleton. In addition, hardwood lignin has a G-type basic skeleton and an S-type basic skeleton.

草本系植物由来リグニンとしては、例えば、イネ科植物に含まれるイネ系リグニンが挙げられる。イネ科植物としては、例えば、麦わら、稲わら、とうもろこし、および、タケが挙げられる。なお、草本系植物由来リグニンは、H型、G型およびS型の全ての基本骨格を有している。 Herbaceous plant-derived lignins include, for example, rice lignins contained in gramineous plants. Examples of grasses include wheat straw, rice straw, corn, and bamboo. In addition, the herbaceous plant-derived lignin has all of the H-type, G-type and S-type basic skeletons.

これらのリグニンは、単独使用または2種類以上併用することができる。リグニンとして、好ましくは、H型の基本骨格を含まない木本系植物由来リグニンが挙げられ、より好ましくは、S型の基本骨格を含まず、G型の基本骨格を有する針葉樹系リグニンが挙げられ、とりわけ好ましくは、スギに由来する針葉樹系リグニンが挙げられる。スギに由来する針葉樹系リグニンから得られるPEG変性リグニンは、優れた均質性を有する。 These lignins can be used alone or in combination of two or more. The lignin preferably includes woody plant-derived lignin that does not contain an H-type basic skeleton, and more preferably includes coniferous lignin that does not contain an S-type basic skeleton and has a G-type basic skeleton. , and particularly preferably coniferous lignin derived from cedar. PEG-modified lignin obtained from coniferous lignin derived from Japanese cedar has excellent homogeneity.

PEG変性リグニンは、例えば、特開2017-197517号公報に記載される方法に準拠して、製造される。 PEG-modified lignin is produced, for example, according to the method described in JP-A-2017-197517.

この方法では、例えば、リグニンの原料となる植物材料(リグノセルロース)を、ポリエチレングリコールを用いて蒸解する。 In this method, for example, a plant material (lignocellulose) as a raw material of lignin is digested using polyethylene glycol.

蒸解方法としては、特に制限されないが、例えば、リグニンの原料となる植物材料と、ポリエチレングリコールと、酸触媒としての無機酸(例えば、塩酸、硫酸など)とを混合し、反応させる。 The cooking method is not particularly limited, but for example, a plant material as a raw material of lignin, polyethylene glycol, and an inorganic acid (eg, hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) as an acid catalyst are mixed and reacted.

ポリエチレングリコールの配合割合は、リグニンの原料となる植物材料100質量部に対して、例えば、200質量部以上、好ましくは、300質量部以上である。また、ポリエチレングリコールの配合割合は、リグニンの原料となる植物材料100質量部に対して、例えば、1000質量部以下、好ましくは、600質量部以下である。 The blending ratio of polyethylene glycol is, for example, 200 parts by mass or more, preferably 300 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the plant material that is the raw material of lignin. Moreover, the mixing ratio of polyethylene glycol is, for example, 1000 parts by mass or less, preferably 600 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the plant material that is the raw material of lignin.

また、無機酸(100%換算)の配合割合は、ポリエチレングリコール100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.2質量部以上である。また、無機酸(100%換算)の配合割合は、ポリエチレングリコール100質量部に対して、例えば、2質量部以下、好ましくは、1質量部以下である。 Moreover, the mixing ratio of the inorganic acid (converted to 100%) is, for example, 0.1 parts by mass or more, preferably 0.2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of polyethylene glycol. Moreover, the mixing ratio of the inorganic acid (converted to 100%) is, for example, 2 parts by mass or less, preferably 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of polyethylene glycol.

また、反応条件としては、常圧下が挙げられる。また、反応温度が、例えば、120℃以上、好ましくは、130℃以上である。また、反応温度が、例えば、180℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、反応時間が、例えば、60分以上である。また、反応時間が、例えば、240分以下、好ましくは、120分以下である。 In addition, the reaction conditions include normal pressure. Also, the reaction temperature is, for example, 120° C. or higher, preferably 130° C. or higher. Also, the reaction temperature is, for example, 180° C. or lower, preferably 150° C. or lower. Also, the reaction time is, for example, 60 minutes or more. Also, the reaction time is, for example, 240 minutes or less, preferably 120 minutes or less.

また、反応終了後、反応液にアルカリを適宜の割合で添加し、pHを調整する。アルカリとしては、例えば、アンモニアおよび水酸化ナトリウムが挙げられる。これにより、PEG変性リグニンを、溶液に抽出する。調整後のpHは、例えば、8以上、好ましくは、10以上、より好ましくは、10.5以上であり、例えば、14以下である。 Further, after the reaction is completed, an alkali is added to the reaction solution in an appropriate proportion to adjust the pH. Alkalis include, for example, ammonia and sodium hydroxide. This extracts the PEG-modified lignin into solution. The pH after adjustment is, for example, 8 or higher, preferably 10 or higher, more preferably 10.5 or higher, and for example, 14 or lower.

このような方法によって、固形成分としてパルプが得られるとともに、溶液成分としてPEG変性リグニンが得られる。 By such a method, pulp is obtained as a solid component, and PEG-modified lignin is obtained as a solution component.

次いで、この方法では、濾過、プレス、遠心分離などの公知の分離方法によって、反応生成物から固形成分(パルプ)を分離し、溶液成分を回収する。 Next, in this method, a solid component (pulp) is separated from the reaction product by a known separation method such as filtration, pressing, centrifugation, etc., and the solution component is recovered.

また、この方法では、必要に応じて、固形成分(パルプ)を洗浄し、固形成分に含浸される溶液(PEG変性リグニン)を、回収することもできる。 In this method, the solid component (pulp) can be washed and the solution (PEG-modified lignin) with which the solid component is impregnated can be recovered, if necessary.

その後、この方法では、無機酸(例えば、塩酸、硫酸など)などを添加し、pHを、調整して、PEG変性リグニンを析出および沈殿させる。 Thereafter, in this method, an inorganic acid (eg, hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) is added and the pH is adjusted to precipitate and precipitate the PEG-modified lignin.

調整後のpHは、例えば、1.5以上であり、例えば、5以下、好ましくは、3以下、より好ましくは、2以下である。 The pH after adjustment is, for example, 1.5 or higher, and is, for example, 5 or lower, preferably 3 or lower, and more preferably 2 or lower.

これにより、PEG変性リグニンを沈殿させることができる。また、得られた沈殿を、例えば、濾過、プレス、遠心分離などの公知の方法で回収することにより、固形分として、PEG変性リグニンを得ることができる。 This allows the PEG-modified lignin to precipitate. Moreover, PEG-modified lignin can be obtained as a solid content by collecting the obtained precipitate by a known method such as filtration, pressing, or centrifugation.

そして、バインダー(結合剤)は、ノボラック型フェノール樹脂と、PEG変性リグニンとを含んでいる。つまり、バインダーとしては、ノボラック型フェノール樹脂と、PEG変性リグニンとの混合物が挙げられる。 The binder (bonding agent) contains a novolak-type phenolic resin and PEG-modified lignin. That is, the binder includes a mixture of a novolak-type phenolic resin and PEG-modified lignin.

ノボラック型フェノール樹脂とPEG変性リグニンとの配合割合は、固形分(不揮発分)基準で、ノボラック型フェノール樹脂100質量部に対して、PEG変性リグニンが、例えば、10質量部以上、好ましくは、20質量部以上、より好ましくは、50質量部以上、さらに好ましくは、100質量部以上、とりわけ好ましくは、120質量部以上である。また、ノボラック型フェノール樹脂100質量部に対して、PEG変性リグニンが、例えば、300質量部以下、好ましくは、200質量部以下、より好ましくは、150質量部以下である。 The blending ratio of the novolak-type phenol resin and the PEG-modified lignin is based on the solid content (non-volatile content), and the PEG-modified lignin is, for example, 10 parts by mass or more, preferably 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the novolak-type phenol resin. It is at least 50 parts by mass, more preferably at least 100 parts by mass, and most preferably at least 120 parts by mass. Further, the amount of PEG-modified lignin is, for example, 300 parts by mass or less, preferably 200 parts by mass or less, and more preferably 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the novolak-type phenolic resin.

ノボラック型フェノール樹脂とPEG変性リグニンとの配合割合が上記範囲であれば、粘度の過度な上昇を抑制するとともに、優れた成形性を確保することができ、さらに、得られる摩擦材の各種物性の向上を図ることができる。 If the blending ratio of the novolak-type phenolic resin and the PEG-modified lignin is within the above range, it is possible to suppress an excessive increase in viscosity, ensure excellent moldability, and further improve various physical properties of the resulting friction material. can be improved.

また、混練方法としては、特に制限されず、公知の混練機が使用される。混練機としては、例えば、単軸押出機、多軸押出機、ロール混練機、ニーダー、ヘンシエルミキサーおよびバンバリーミキサーが挙げられる。 Moreover, the kneading method is not particularly limited, and a known kneader is used. Kneaders include, for example, single-screw extruders, multi-screw extruders, roll kneaders, kneaders, Henschel mixers and Banbury mixers.

また、混練温度が、80℃以上、好ましくは、90℃以上、より好ましくは、100℃以上である。また、混練温度が、180℃以下、好ましくは、170℃以下、より好ましくは、160℃以下である。また、混練時間が、例えば、3分以上、好ましくは、5分以上である。また、混練時間が、例えば、30分以下、好ましくは、20分以下である。 Also, the kneading temperature is 80° C. or higher, preferably 90° C. or higher, more preferably 100° C. or higher. Also, the kneading temperature is 180° C. or lower, preferably 170° C. or lower, more preferably 160° C. or lower. Also, the kneading time is, for example, 3 minutes or longer, preferably 5 minutes or longer. Also, the kneading time is, for example, 30 minutes or less, preferably 20 minutes or less.

これにより、ノボラック型フェノール樹脂と、PEG変性リグニンとを含有する樹脂組成物として、バインダー(結合剤)が得られる。 Thereby, a binder (binding agent) is obtained as a resin composition containing a novolac-type phenolic resin and PEG-modified lignin.

すなわち、上記のバインダーは、ノボラック型フェノール樹脂とPEG変性リグニンとを含有している。そのため、上記のバインダーによれば、優れた摩擦特性と、異音抑制とを両立できる。 That is, the above binder contains a novolak-type phenolic resin and PEG-modified lignin. Therefore, according to the above binder, it is possible to achieve both excellent frictional properties and noise suppression.

また、バインダーは、必要により、フェノール樹脂硬化剤を含有できる。バインダーは、好ましくは、ノボラック型フェノール樹脂と、PEG変性リグニンと、フェノール樹脂硬化剤とを含み、より好ましくは、ノボラック型フェノール樹脂と、PEG変性リグニンと、フェノール樹脂硬化剤とからなる。 The binder may also contain a phenolic resin curing agent, if desired. The binder preferably contains a novolac-type phenolic resin, PEG-modified lignin, and a phenolic resin curing agent, and more preferably consists of a novolac-type phenolic resin, PEG-modified lignin, and a phenolic resin curing agent.

フェノール樹脂硬化剤としては、特に制限されず、公知の硬化剤が挙げられる。フェノール樹脂硬化剤としては、例えば、ヘキサメチレンテトラミン、メチロールメラミンおよびメチロール尿素が挙げられる。これらフェノール樹脂硬化剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。フェノール樹脂硬化剤の配合割合は、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、目的および用途に応じて、適宜設定される。 The phenolic resin curing agent is not particularly limited and includes known curing agents. Phenolic resin curing agents include, for example, hexamethylenetetramine, methylolmelamine and methylolurea. These phenolic resin curing agents can be used alone or in combination of two or more. The blending ratio of the phenolic resin curing agent is appropriately set according to the purpose and application within a range that does not impair the excellent effects of the present invention.

また、バインダーは、さらに、添加剤を含有できる。添加剤としては、バインダーに添加される公知の添加剤が挙げられる。添加剤としては、例えば、着色剤、可塑剤、安定剤、離型剤が挙げられる。離型剤としては、例えば、金属石鹸が挙げられ、より具体的には、ステアリン酸亜鉛が挙げられる。これら添加剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。なお、添加剤の添加のタイミングは、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。添加剤の配合割合は、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、目的および用途に応じて、適宜設定される。 Also, the binder can further contain additives. Additives include known additives that are added to the binder. Additives include, for example, colorants, plasticizers, stabilizers, and release agents. Examples of release agents include metal soaps, more specifically zinc stearate. These additives can be used alone or in combination of two or more. The timing of addition of the additive is not particularly limited, and is appropriately set according to the purpose and application. The blending ratio of the additive is appropriately set according to the purpose and application within a range that does not impair the excellent effects of the present invention.

また、摩擦材は、必要に応じて、その他のバインダーを含有することができる。その他のバインダーは、上記の樹脂組成物(ノボラック型フェノール樹脂およびPEG変性リグニンを含む樹脂組成物)を除くバインダーである。その他のバインダーとしては、例えば、公知の熱硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂およびポリイミド樹脂が挙げられる。これらは単独使用または2種類以上併用することができる。 Moreover, the friction material can contain other binders as needed. Other binders are binders other than the above resin composition (resin composition containing novolac-type phenolic resin and PEG-modified lignin). Other binders include, for example, known thermosetting resins. Thermosetting resins include, for example, melamine resins, epoxy resins and polyimide resins. These can be used alone or in combination of two or more.

その他のバインダーが配合される場合、その配合割合は、本発明の効果を損なわない範囲において、適宜設定される。摩擦材は、好ましくは、その他のバインダーを含有しない。すなわち、摩擦材は、好ましくは、バインダーとして、ノボラック型フェノール樹脂およびPEG変性リグニンを含む上記樹脂組成物のみを含有する。 When other binders are blended, the blending ratio is appropriately set within a range that does not impair the effects of the present invention. The friction material preferably contains no other binders. That is, the friction material preferably contains only the resin composition containing the novolak-type phenolic resin and PEG-modified lignin as a binder.

また、摩擦材は、好ましくは、繊維基材を含有する。繊維基材としては、例えば、有機繊維および無機繊維が挙げられる。 Also, the friction material preferably contains a fibrous base material. Fibrous substrates include, for example, organic fibers and inorganic fibers.

有機繊維としては、例えば、ポリアミド繊維およびアクリル繊維が挙げられる。ポリアミド繊維としては、例えば、アラミド繊維が挙げられる。アクリル繊維としては、例えば、耐炎化アクリル繊維が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。有機繊維として、好ましくは、ポリアミド繊維が挙げられ、より好ましくは、アラミド繊維が挙げられる。 Organic fibers include, for example, polyamide fibers and acrylic fibers. Polyamide fibers include, for example, aramid fibers. Acrylic fibers include, for example, flame-resistant acrylic fibers. These can be used alone or in combination of two or more. The organic fibers are preferably polyamide fibers, more preferably aramid fibers.

無機繊維としては、例えば、金属繊維、セラミック繊維、ガラス繊維および炭素繊維が挙げられる。金属繊維としては、例えば、銅繊維および真鍮繊維が挙げられる。セラミック繊維としては、例えば、チタン酸カリウム繊維、Al-SiO系セラミック繊維、および、生体溶解性セラミック繊維が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。無機繊維として、好ましくは、金属繊維が挙げられ、より好ましくは、銅繊維が挙げられる。 Inorganic fibers include, for example, metal fibers, ceramic fibers, glass fibers and carbon fibers. Metal fibers include, for example, copper fibers and brass fibers. Ceramic fibers include, for example, potassium titanate fibers, Al 2 O 3 —SiO 2 based ceramic fibers, and biosoluble ceramic fibers. These can be used alone or in combination of two or more. As inorganic fibers, metal fibers are preferred, and copper fibers are more preferred.

繊維基材は、単独使用または2種類以上併用できる。繊維基材として、好ましくは、有機繊維および無機繊維が挙げられ、より好ましくは、有機繊維および無機繊維の併用が挙げられる。 A fiber base material can be used individually or in combination of 2 or more types. The fiber substrate preferably includes organic fibers and inorganic fibers, and more preferably includes combined use of organic fibers and inorganic fibers.

なお、繊維基材のサイズは、目的および用途に応じて、適宜設定される。例えば、繊維基材の長さ(繊維長)は、特に制限されないが、例えば、100μm以上2500μm以下である。また、繊維基材の直径は、特に制限されないが、例えば、3μm以上600μm以下である。 In addition, the size of the fiber base material is appropriately set according to the purpose and application. For example, the length (fiber length) of the fiber base material is not particularly limited, but is, for example, 100 μm or more and 2500 μm or less. Moreover, the diameter of the fiber base material is not particularly limited, but is, for example, 3 μm or more and 600 μm or less.

また、摩擦材は、好ましくは、摩擦調整材を含有する。摩擦調整材としては、例えば、充填材、固体潤滑材および研削材が挙げられる。 Also, the friction material preferably contains a friction modifier. Friction modifiers include, for example, fillers, solid lubricants and abrasives.

充填材としては、例えば、有機充填材および無機充填材が挙げられる。 Fillers include, for example, organic fillers and inorganic fillers.

有機充填材としては、例えば、木粉、パルプ、ゴム粉末、カシューパーティクル(カシューダスト)およびメラミンダストが挙げられる。ゴム粉末において、ゴムとしては、例えば、アクリルニトリルブタジエンゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、および、ブタジエンゴム(BR)が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。有機充填材として、好ましくは、ゴム粉末およびカシューパーティクルが挙げられる。 Organic fillers include, for example, wood flour, pulp, rubber powder, cashew particles (cashew dust) and melamine dust. Rubber powders include, for example, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), styrene-butadiene rubber (SBR), and butadiene rubber (BR). These can be used alone or in combination of two or more. Organic fillers preferably include rubber powder and cashew particles.

無機充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、硫化鉄、硫化銅、酸化ケイ素、金属粉末および鉱物が挙げられる。金属粉末において、金属としては、例えば、銅、アルミニウム、青銅および亜鉛が挙げられる。鉱物としては、例えば、バーミキュライトが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。無機充填材として、好ましくは、硫酸バリウムが挙げられる。 Inorganic fillers include, for example, calcium carbonate, barium sulfate, calcium hydroxide, iron sulfide, copper sulfide, silicon oxide, metal powders and minerals. In metal powders, metals include, for example, copper, aluminum, bronze and zinc. Minerals include, for example, vermiculite. These can be used alone or in combination of two or more. Barium sulfate is preferably used as the inorganic filler.

充填材は、単独使用または2種類以上併用できる。充填材として、好ましくは、有機充填材および無機充填材が挙げられ、より好ましくは、有機充填材および無機充填材の併用が挙げられる。 The filler can be used singly or in combination of two or more. The filler preferably includes an organic filler and an inorganic filler, and more preferably includes a combined use of an organic filler and an inorganic filler.

固体潤滑材としては、公知の固体潤滑材が挙げられる。固体潤滑材として、より具体的には、例えば、グラファイトおよび二硫化モリブデンが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。固体潤滑材として、好ましくは、グラファイトが挙げられる。 Solid lubricants include known solid lubricants. More specific examples of solid lubricants include graphite and molybdenum disulfide. These can be used alone or in combination of two or more. Graphite is preferably used as the solid lubricant.

研削材としては、公知の研削材が挙げられる。研削材として、より具体的には、例えば、アルミナ、マグネシアおよびジルコニアが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。 A known abrasive can be used as the abrasive. Abrasives more specifically include, for example, alumina, magnesia and zirconia. These can be used alone or in combination of two or more.

これら摩擦調整材は、単独使用または2種類以上併用できる。摩擦調整材は、要求される物性に応じて、適宜選択される。摩擦調整材として、好ましくは、充填材および固体潤滑材が挙げられ、より好ましくは、充填材および固体潤滑材の併用が挙げられる。 These friction modifiers can be used alone or in combination of two or more. The friction modifier is appropriately selected according to the required physical properties. The friction modifier preferably includes a filler and a solid lubricant, more preferably a combination of a filler and a solid lubricant.

なお、摩擦調整材のサイズは、目的および用途に応じて、適宜設定される。例えば、摩擦調整材の平均粒子径は、例えば、1μm以上、好ましくは、5μm以上である。また、摩擦調整材の平均粒子径は、例えば、500μm以下、好ましくは、250μm以下である。 Note that the size of the friction modifier is appropriately set according to the purpose and application. For example, the average particle size of the friction modifier is, for example, 1 μm or more, preferably 5 μm or more. Also, the average particle size of the friction modifier is, for example, 500 μm or less, preferably 250 μm or less.

摩擦材の製造では、例えば、まず、上記のバインダーと、繊維基材および摩擦調整材とを配合および混練し、摩擦材用成形材料(組成物)を製造する。 In the production of the friction material, for example, first, the binder, the fiber base material and the friction modifier are blended and kneaded to produce a molding material (composition) for the friction material.

摩擦材用成形材料において、繊維基材および摩擦調整材の総量が、上記のバインダー100質量部に対して、例えば、250質量部以上、好ましくは、400質量部以上である。また、繊維基材および摩擦調整材の総量が、上記のバインダー100質量部に対して、例えば、950質量部以下、好ましくは、900質量部以下である。 In the molding material for friction material, the total amount of the fiber base material and the friction modifier is, for example, 250 parts by mass or more, preferably 400 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the binder. Also, the total amount of the fiber base material and the friction modifier is, for example, 950 parts by mass or less, preferably 900 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder.

また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、バインダーが、例えば、2質量部以上、好ましくは、5質量部以上である。また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、バインダーが、例えば、40質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。 Further, the binder is, for example, 2 parts by mass or more, preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass as the total amount of the binder, the fiber base material and the friction modifier. Further, the binder is, for example, 40 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass as the total amount of the binder, the fiber base material and the friction modifier.

また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、繊維基材が、例えば、1質量部以上、好ましくは、5質量部以上である。また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、繊維基材が、例えば、65質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。 In addition, the fiber base material is, for example, 1 part by mass or more, preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass as the total amount of the binder, the fiber base material and the friction modifier. The amount of the fiber base material is, for example, 65 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass as the total amount of the binder, the fiber base material, and the friction modifier.

また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、摩擦調整材が、例えば、40質量部以上、好ましくは、50質量部以上である。また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、摩擦調整材が、例えば、95質量部以下、好ましくは、85質量部以下である。 Further, the friction modifier is, for example, 40 parts by mass or more, preferably 50 parts by mass or more, relative to the total amount of 100 parts by mass of the binder, fiber base material and friction modifier. Further, the friction modifier is, for example, 95 parts by mass or less, preferably 85 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass as the total amount of the binder, the fiber base material and the friction modifier.

また、摩擦調整材が研削材を含む場合、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、研削材が、例えば、1質量部以上、好ましくは、2質量部以上である。バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、研削材が、例えば、30質量部以下、好ましくは、25質量部以下である。 In addition, when the friction modifier contains an abrasive, the abrasive is, for example, 1 part by mass or more, preferably 2 parts by mass or more with respect to the total amount of 100 parts by mass of the binder, the fiber base material and the friction modifier. . The amount of the abrasive is, for example, 30 parts by mass or less, preferably 25 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the total amount of the binder, fiber base material and friction modifier.

また、摩擦調整材が充填材を含む場合、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、充填材が、例えば、30質量部以上、好ましくは、35質量部以上である。また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、充填材が、例えば、90質量部以下、好ましくは、85質量部以下である。 In addition, when the friction modifier contains a filler, the filler is, for example, 30 parts by mass or more, preferably 35 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the binder, the fiber base material and the friction modifier. . Further, the filler is, for example, 90 parts by mass or less, preferably 85 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass as the total amount of the binder, the fiber base material and the friction modifier.

また、摩擦調整材が固体潤滑材を含む場合、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、固体潤滑材が、例えば、1質量部以上、好ましくは、3質量部以上である。また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、固体潤滑材が、例えば、30質量部以下、好ましくは、25質量部以下である。 Further, when the friction modifier contains a solid lubricant, the solid lubricant is, for example, 1 part by mass or more, preferably 3 parts by mass or more with respect to the total amount of 100 parts by mass of the binder, the fiber base material and the friction modifier. is. Further, the solid lubricant is, for example, 30 parts by mass or less, preferably 25 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass as the total amount of the binder, the fiber base material and the friction modifier.

混練方法としては、特に制限されず、公知の混練機が用いられる。混練機としては、例えば、単軸押出機、多軸押出機、ロール混練機、ニーダー、ヘンシエルミキサーおよびバンバリーミキサーが挙げられる。 The kneading method is not particularly limited, and a known kneader is used. Kneaders include, for example, single-screw extruders, multi-screw extruders, roll kneaders, kneaders, Henschel mixers and Banbury mixers.

混練温度は、例えば、80℃以上、好ましくは、90℃以上、より好ましくは、100℃以上である。また、混練温度は、例えば、180℃以下、好ましくは、170℃以下、より好ましくは、160℃以下である。また、混練時間が、例えば、3分以上、好ましくは、5分以上である。また、混練時間が、例えば、30分以下、好ましくは、20分以下である。 The kneading temperature is, for example, 80° C. or higher, preferably 90° C. or higher, more preferably 100° C. or higher. Also, the kneading temperature is, for example, 180° C. or lower, preferably 170° C. or lower, more preferably 160° C. or lower. Also, the kneading time is, for example, 3 minutes or longer, preferably 5 minutes or longer. Also, the kneading time is, for example, 30 minutes or less, preferably 20 minutes or less.

このような摩擦材用成形材料は、バインダーとして、上記のノボラック型フェノール樹脂およびPEG変性リグニンの混合物を含有する。そのため、このような摩擦材用成形材料を用いることにより、優れた摩擦特性を有し、かつ、異音を抑制できる摩擦材が得られる。 Such a friction material molding material contains a mixture of the above novolac-type phenolic resin and PEG-modified lignin as a binder. Therefore, by using such a friction material molding material, a friction material having excellent frictional characteristics and capable of suppressing noise can be obtained.

次いで、この方法では、上記の摩擦材用成形材料を、公知の方法で成形する。これにより、摩擦材が得られる。 Next, in this method, the friction material molding material is molded by a known method. A friction material is thus obtained.

成形方法としては、公知の方法が採用される。成形方法として、より具体的には、例えば、トランスファ成形および圧縮成形が挙げられる。なお、成形条件は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。 A known method is employed as the molding method. More specific examples of molding methods include transfer molding and compression molding. Molding conditions are not particularly limited, and are appropriately set according to the purpose and application.

例えば、温度条件が、例えば、140℃以上、好ましくは、150℃以上である。また、温度条件が、例えば、200℃以下、好ましくは、180℃以下である。また、圧力条件が、例えば、20MPa以上、好ましくは、30MPa以上である。また、圧力条件が、例えば、100MPa以下、好ましくは、80MPa以下である。また、処理時間が、例えば、2分以上、好ましくは、10分以上である。また、処理時間が、例えば、60分以下、好ましくは、30分以下である。 For example, the temperature condition is, for example, 140° C. or higher, preferably 150° C. or higher. Also, the temperature condition is, for example, 200° C. or lower, preferably 180° C. or lower. Also, the pressure condition is, for example, 20 MPa or higher, preferably 30 MPa or higher. Also, the pressure condition is, for example, 100 MPa or less, preferably 80 MPa or less. Also, the treatment time is, for example, 2 minutes or longer, preferably 10 minutes or longer. Also, the treatment time is, for example, 60 minutes or less, preferably 30 minutes or less.

このようにして摩擦材用成形材料を成形することにより、摩擦材が得られる。 A friction material is obtained by molding the friction material molding material in this manner.

また、摩擦材は、必要に応じて、公知の方法で処理されていてもよい。処理としては、例えば、脱脂処理およびプライマー処理が挙げられる。また、成形された摩擦材は、公知の方法でアフターキュア(熱硬化処理)されていてもよい。 Moreover, the friction material may be treated by a known method as necessary. Treatments include, for example, degreasing and primer treatments. Further, the molded friction material may be post-cured (thermally cured) by a known method.

アフターキュアにおける処理条件は、特に制限されないが、常圧下が採用される。また、温度条件が、例えば、上記の成形時における温度より10~100℃高い。温度条件は、例えば、150℃以上、好ましくは、160℃以上である。また、温度条件は、例えば、300℃以下、好ましくは、200℃以下である。また、処理時間が、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上である。また、処理時間が、例えば、10時間以下、好ましくは、8時間以下である。アフターキュアにより、摩擦特性および耐熱性の向上を図ることができる。 The treatment conditions in the after-cure are not particularly limited, but normal pressure is adopted. Also, the temperature condition is, for example, 10 to 100° C. higher than the temperature at the time of molding. Temperature conditions are, for example, 150° C. or higher, preferably 160° C. or higher. Moreover, the temperature condition is, for example, 300° C. or lower, preferably 200° C. or lower. Also, the treatment time is, for example, 1 hour or more, preferably 2 hours or more. Also, the treatment time is, for example, 10 hours or less, preferably 8 hours or less. After-curing can improve frictional properties and heat resistance.

そして、摩擦材は、バインダーを含有し、そのバインダーが、ノボラック型フェノール樹脂と、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンとを含有する。そのため、上記の摩擦材は、優れた摩擦特性を有し、さらに、摩擦による異音(鳴き)を抑制できる。 The friction material contains a binder, and the binder contains a novolak-type phenolic resin and lignin modified with polyethylene glycol. Therefore, the friction material described above has excellent frictional properties and can suppress abnormal noise (squeal) due to friction.

より具体的には、通常、摩擦材の機械強度を向上させることにより、摩擦特性を向上できる。しかし、摩擦材の機械強度を向上させると、摩擦材の柔軟性が低下するため、摩擦による摩擦材の振動が生じやすく、異音(鳴き)を生じやすくなる。つまり、摩擦特性の向上と、異音の抑制とは、背反関係を有する。 More specifically, generally, the friction characteristics can be improved by improving the mechanical strength of the friction material. However, if the mechanical strength of the friction material is improved, the flexibility of the friction material is reduced, so that the friction material is likely to vibrate due to friction, and noise (squeal) is likely to occur. In other words, the improvement of the frictional characteristics and the suppression of abnormal noise have a trade-off relationship.

これに対して、上記の摩擦材では、バインダーが、ノボラック型フェノール樹脂と、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンとを含有する。そのため、摩擦材の機械強度を向上させながら、柔軟性を確保できる。 In contrast, in the above friction material, the binder contains a novolak-type phenolic resin and lignin modified with polyethylene glycol. Therefore, flexibility can be ensured while improving the mechanical strength of the friction material.

その結果、摩擦材の摩擦特性を向上させるとともに、摩擦材の振動を抑制し、異音(鳴き)の発生を抑制できる。 As a result, it is possible to improve the frictional characteristics of the friction material, suppress the vibration of the friction material, and suppress the occurrence of abnormal noise (squeal).

そのため、摩擦材は、例えば、車両の制動部材において、好適に用いられる。車両としては、例えば、自動車、自動二輪車および電車が挙げられる。制動部材としては、例えば、ブレーキパッドおよびクラッチ部材が挙げられる。摩擦材は、自動車のブレーキパッドとして、とりわけ好適に用いられる。 Therefore, the friction material is preferably used, for example, in the braking member of a vehicle. Vehicles include, for example, automobiles, motorcycles, and trains. Braking members include, for example, brake pads and clutch members. Friction materials are particularly suitable for use as brake pads for automobiles.

摩擦材が自動車のブレーキパッドとして用いられる場合、ブレーキ用部材と、上記の摩擦材用成形材料とが、一体的に成形されていてもよい。ブレーキ用部材としては、例えば、公知のプレッシャプレートが挙げられる。 When the friction material is used as a brake pad for an automobile, the brake member and the molding material for the friction material may be integrally formed. A well-known pressure plate is mentioned as a member for brakes, for example.

より具体的には、例えば、まず、上記の摩擦材用成形材料が予備成形される。必要に応じて、予備成形された摩擦材用成形材料は、脱脂処理およびプライマー処理される。次いで、摩擦材用成形材料と、ブレーキ用部材とが接着剤を介して接着される。その後、摩擦材用成形材料およびブレーキ用部材が、一体的に熱成形される。これとともに、摩擦材用成形材料と、ブレーキ用部材とが固着する。 More specifically, for example, first, the friction material molding material is preformed. If necessary, the preformed friction material molding compound is degreased and primed. Next, the friction material molding material and the brake member are adhered via an adhesive. The friction molding compound and brake member are then thermoformed together. Along with this, the friction material molding material and the brake member are fixed together.

熱成形における処理条件は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。例えば、温度条件が、例えば、140℃以上170℃以下である。また、圧力条件が、例えば、30MPa以上80MPa以下である。また、熱処理時間が、例えば、2分以上10分以下である。 Processing conditions in thermoforming are not particularly limited, and are appropriately set according to the purpose and application. For example, the temperature condition is, for example, 140° C. or higher and 170° C. or lower. Moreover, pressure conditions are 30 MPa or more and 80 MPa or less, for example. Also, the heat treatment time is, for example, 2 minutes or more and 10 minutes or less.

また、熱成形された摩擦材は、必要に応じて、公知の方法でアフターキュアおよび仕上げ処理される。アフターキュアにおける処理条件は、特に制限されない。例えば、常圧下、温度条件が、例えば、150℃以上300℃以下である。また、処理時間が、例えば、1時間以上4時間以下である。 The thermoformed friction material is also post-cured and finished, if desired, by known methods. Processing conditions in the after-cure are not particularly limited. For example, under normal pressure, the temperature conditions are, for example, 150° C. or higher and 300° C. or lower. Also, the processing time is, for example, 1 hour or more and 4 hours or less.

そして、ブレーキパッドは、上記の摩擦材を用いて得られるため、優れた摩擦特性を有し、さらに、摩擦による異音(鳴き)を抑制できる。 Further, since the brake pad is obtained using the friction material described above, it has excellent frictional characteristics and can suppress abnormal noise (squeal) due to friction.

次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。また、以下の説明において特に言及がない限り、「部」および「%」は質量基準である。なお、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。 Next, the present invention will be described based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited by the following examples. In the following description, "parts" and "%" are based on mass unless otherwise specified. The specific numerical values such as the mixing ratio (content ratio), physical property values, and parameters used in the following description are the corresponding mixing ratios ( Content ratio), physical properties, parameters, etc. be able to.

<ノボラック型フェノール樹脂の合成>
製造例1
フェノール2068質量部、シュウ酸(酸触媒)31.82質量部およびパラホルムアルデヒド430.43質量部をフラスコに入れ、95℃で2.5時間反応させた。次いで、0.5℃/minで110℃まで昇温し、110℃で1.5時間反応させた。次いで、0.5℃/minで120℃まで昇温し、120℃で2時間反応させた。
<Synthesis of Novolac Phenolic Resin>
Production example 1
2068 parts by mass of phenol, 31.82 parts by mass of oxalic acid (acid catalyst) and 430.43 parts by mass of paraformaldehyde were placed in a flask and reacted at 95° C. for 2.5 hours. Then, the temperature was raised to 110°C at a rate of 0.5°C/min, and the reaction was carried out at 110°C for 1.5 hours. Then, the temperature was raised to 120°C at a rate of 0.5°C/min, and the reaction was carried out at 120°C for 2 hours.

反応後、2800質量部の水を添加し、強く撹拌した後に静置し、デカンテーションで水を除去することによって、シュウ酸およびフェノールを除去した。さらに、適宜、水を加えつつ150℃、0.08MPaの条件で減圧蒸留し、残留フェノールを除去した。なお、減圧蒸留はフェノール残存率が1%以下になるまで繰り返した。 After the reaction, oxalic acid and phenol were removed by adding 2,800 parts by mass of water, stirring vigorously, allowing the mixture to stand, and removing water by decantation. Furthermore, the residual phenol was removed by distillation under reduced pressure under conditions of 150° C. and 0.08 MPa while adding water appropriately. The vacuum distillation was repeated until the phenol residual rate became 1% or less.

これにより、ノボラック型フェノール樹脂を得た。 A novolak-type phenolic resin was thus obtained.

<リグニン類の合成>
製造例2(Mn200-PEG変性リグニン)
以下の方法で、数平均分子量200のポリエチレングリコールにより変性されたリグニン(以下、Mn200-PEG変性リグニン)を製造した。
<Synthesis of lignins>
Production Example 2 (Mn200-PEG-modified lignin)
Lignin modified with polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200 (hereinafter referred to as Mn200-PEG-modified lignin) was produced by the following method.

すなわち、市販の数平均分子量200のポリエチレングリコール(PEG200)230質量部と、酸触媒としての硫酸0.69質量部(PEG200 100質量部に対して、0.3質量部)を、反応容器に入れて撹拌した。 That is, 230 parts by mass of commercially available polyethylene glycol (PEG200) having a number average molecular weight of 200 and 0.69 parts by mass of sulfuric acid as an acid catalyst (0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of PEG200) were placed in a reaction vessel. and stirred.

次いで、絶乾スギ木粉46質量部を、反応容器に投入し、常圧下140℃に昇温して、撹拌しながら90分反応させた。 Next, 46 parts by mass of absolute dry cedar wood powder was put into a reaction vessel, heated to 140° C. under normal pressure, and reacted for 90 minutes while stirring.

次いで、反応容器を冷却し、温度が40℃以下になったことを確認した後、水酸化ナトリウム(0.2mol/L)を280質量部投入して、30分間撹拌した。 Next, the reaction vessel was cooled, and after confirming that the temperature had reached 40° C. or lower, 280 parts by mass of sodium hydroxide (0.2 mol/L) was added and stirred for 30 minutes.

次いで、得られた固形成分(パルプ)を、フィルタープレスにより除去し、溶液成分を回収した。 Then, the solid component (pulp) obtained was removed by a filter press, and the solution component was recovered.

次いで、得られた溶液成分に、硫酸を添加し、pHを2.0に調整した。これにより、Mn200-PEG変性リグニンの懸濁液を得た。 Then, sulfuric acid was added to the obtained solution components to adjust the pH to 2.0. This gave a suspension of Mn200-PEG-modified lignin.

その後、Mn200-PEG変性リグニンを、遠心分離により回収した。 Mn200-PEG modified lignin was then recovered by centrifugation.

製造例3(Mn400-PEG変性リグニン)
数平均分子量200のポリエチレングリコールに代えて、数平均分子量400のポリエチレングリコール(以下、Mn400-PEG)を用いた以外は、製造例2と同じ方法で、Mn400-PEG変性リグニンを得た。
Production Example 3 (Mn400-PEG-modified lignin)
Mn400-PEG-modified lignin was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that polyethylene glycol with a number average molecular weight of 400 (hereinafter referred to as Mn400-PEG) was used instead of polyethylene glycol with a number average molecular weight of 200.

製造例4(Mn600-PEG変性リグニン)
数平均分子量200のポリエチレングリコールに代えて、数平均分子量600のポリエチレングリコール(以下、Mn600-PEG)を用いた以外は、製造例2と同じ方法で、Mn600-PEG変性リグニンを得た。
Production Example 4 (Mn600-PEG-modified lignin)
Mn600-PEG-modified lignin was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that polyethylene glycol with a number average molecular weight of 600 (hereinafter referred to as Mn600-PEG) was used instead of polyethylene glycol with a number average molecular weight of 200.

製造例5(酢酸変性リグニン)
コーンストーバー100質量部を、95質量%の酢酸1000質量部および硫酸3質量部と混合し、還流下において4時間反応させた。反応後、濾過してパルプを除去し、パルプ廃液を回収した。次いで、ロータリーエバポレーターを用いてパルプ廃液中の酢酸を除去し、体積が1/10になるまで濃縮した後、その濃縮液の10倍量(質量基準)の水を添加し、濾過することにより、固形分として酢酸変性リグニンを得た。
Production Example 5 (acetic acid-modified lignin)
100 parts by weight of corn stover were mixed with 1000 parts by weight of 95% by weight acetic acid and 3 parts by weight of sulfuric acid and reacted under reflux for 4 hours. After the reaction, the pulp was removed by filtration, and pulp waste liquid was recovered. Next, acetic acid in the pulp waste liquid is removed using a rotary evaporator, and the volume is concentrated to 1/10. Acetate-modified lignin was obtained as a solid content.

<<摩擦材の製造>>
実施例1
下記成分を順次配合し、2本の熱ロールにより、100℃で5分間混練して、樹脂組成物を得た。
製造例1のノボラック型フェノール樹脂100質量部(300g)
製造例2のMn200-PEG変性リグニン50質量部(150g)
ヘキサメチレンテトラミン(硬化剤、リグナイト製)18質量部(54g)
ステアリン酸亜鉛(離型剤、和光純薬工業製)1.5質量部(4.5g)
<<Manufacture of friction materials>>
Example 1
The following components were sequentially blended and kneaded at 100° C. for 5 minutes with two hot rolls to obtain a resin composition.
100 parts by mass (300 g) of novolac-type phenolic resin of Production Example 1
50 parts by mass (150 g) of Mn200-PEG-modified lignin of Production Example 2
Hexamethylenetetramine (curing agent, manufactured by Lignite) 18 parts by mass (54 g)
Zinc stearate (release agent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 1.5 parts by mass (4.5 g)

次いで、下記成分をミキサーにより混合し、摩擦材用成形材料を得た。
上記の樹脂組成物(バインダー)20質量部
アラミド繊維(東レ・デュポン製 Kevlar(R)パルプ1F538)5質量部
銅繊維(日本スチールウール製 CCW-208)5質量部
アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)JSR製 PN30A)5質量部
カシューパーティクル(東北化工製 FF-1500)10質量部
硫酸バリウム(堺化学製 簸性硫酸バリウムBA)45質量部
グラファイト(SECカーボン製 SGP-100)10質量部
Next, the following components were mixed in a mixer to obtain a molding material for friction material.
The above resin composition (binder) 20 parts by mass Aramid fiber (Kevlar (R) pulp 1F538 manufactured by DuPont Toray) 5 parts by mass Copper fiber (CCW-208 manufactured by Japan Steel Wool) 5 parts by mass Acrylonitrile butadiene rubber (NBR) manufactured by JSR PN30A) 5 parts by mass Cashew particles (FF-1500, manufactured by Tohoku Kako) 10 parts by mass Barium sulfate (Etritile barium sulfate BA, manufactured by Sakai Chemical) 45 parts by mass Graphite (SGP-100, manufactured by SEC Carbon) 10 parts by mass

その後、得られた摩擦材用成形材料を、170℃において15分間圧縮成形し、100mmφの円盤形の試験片を得た。また、得られた試験片を、180℃において4時間熱硬化(アフターキュア)させた。これにより、摩擦材を得た。 Thereafter, the obtained friction material molding material was compression molded at 170° C. for 15 minutes to obtain a disk-shaped test piece of 100 mmφ. Further, the obtained test piece was thermally cured (after-cured) at 180° C. for 4 hours. A friction material was thus obtained.

実施例2~9および比較例1~2
表1および表2に示す処方に変更した以外は、実施例1と同様にして、摩擦材を得た。
Examples 2-9 and Comparative Examples 1-2
A friction material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the formulation shown in Tables 1 and 2 was changed.

<<評価>>
各実施例および各比較例において得られた摩擦材を、下記の方法により評価した。
<<Evaluation>>
The friction materials obtained in each example and each comparative example were evaluated by the following methods.

(1)摩擦係数
摩擦材の摩擦係数を、以下の方法で求めた。すなわち、ASTM D1894に準拠し、HEIDON-14を用いて摩擦係数(静摩擦係数および動摩擦係数)を求めた。摩擦係数を求めるための各種条件および用いた試験片の寸法を以下に示す。
試験片:直径100mm、厚さ約3mmの円板試験片
相手材 :直径19mm円筒
相手材の材質:S45C
試験速度 :100mm/分
(1) Friction Coefficient The friction coefficient of the friction material was obtained by the following method. That is, the friction coefficient (static friction coefficient and dynamic friction coefficient) was obtained using HEIDON-14 according to ASTM D1894. Various conditions for obtaining the coefficient of friction and the dimensions of the test pieces used are shown below.
Test piece: Disc test piece with a diameter of 100 mm and a thickness of about 3 mm Mating material: Cylinder with a diameter of 19 mm Material of mating material: S45C
Test speed: 100mm/min

(2)最大点伸度(機械物性)
摩擦材の最大点伸度を、以下の方法で求めた。すなわち、JIS K6911(1995)に準拠して、クロスヘッド速度3mm/分、スパン100mmにて、3点曲げ試験し、最大点伸度を測定した。なお、最大点伸度は、破損するまで撓ませたときのひずみ(最大点伸度)であり、下記式により求めた。
(2) Maximum point elongation (mechanical properties)
The maximum point elongation of the friction material was obtained by the following method. Specifically, according to JIS K6911 (1995), a three-point bending test was performed at a crosshead speed of 3 mm/min and a span of 100 mm to measure the maximum point elongation. The maximum point elongation is the strain (maximum point elongation) when bent until it breaks, and was obtained by the following formula.

最大点伸度(ε)=[6T/L]× ΔL
(T:サンプルの厚み、L:支点間距離、ΔL:曲げ撓み量)
Maximum point elongation (ε) = [6T/L 2 ] × ΔL
(T: thickness of sample, L: distance between fulcrums, ΔL: amount of bending deflection)

(3)tanδ(柔軟性)
摩擦材の200℃におけるtanδを、以下の方法で求めた。すなわち、Rheogel-E4000(ユ-ビーエム社製)を用いて固体動的粘弾性を測定した(周波数1Hz、昇温速度2℃/分)。なお、測定モードは曲げとし、測定温度範囲は室温(20℃)~300℃とした。そして、tanδ曲線から、200℃におけるtanδの値を求めた。なお、tanδは、柔軟性の指標である。tanδの値が大きいほど、柔軟性が高く、振動を抑制でき、異音を抑制できるものと判断した。
(3) tan δ (flexibility)
The tan δ at 200°C of the friction material was obtained by the following method. That is, solid dynamic viscoelasticity was measured using Rheogel-E4000 (manufactured by UBM) (frequency 1 Hz, heating rate 2° C./min). The measurement mode was bending, and the measurement temperature range was room temperature (20°C) to 300°C. Then, the tan δ value at 200° C. was obtained from the tan δ curve. Note that tan δ is an index of flexibility. It was judged that the larger the value of tan δ, the higher the flexibility, the more vibrations can be suppressed, and the more noise can be suppressed.

Figure 2023070570000001
Figure 2023070570000001

Figure 2023070570000002
Figure 2023070570000002

Claims (3)

バインダーを含有する摩擦材であり、
前記バインダーが、
ノボラック型フェノール樹脂と、
ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンと
を含有する、摩擦材。
A friction material containing a binder,
The binder is
a novolak-type phenolic resin;
A friction material containing lignin modified with polyethylene glycol.
前記リグニンが、針葉樹系リグニンである、請求項1に記載の摩擦材。 The friction material according to claim 1, wherein the lignin is coniferous lignin. 前記ポリエチレングリコールの数平均分子量が、400以上である
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の摩擦材。
3. The friction material according to claim 1, wherein said polyethylene glycol has a number average molecular weight of 400 or more.
JP2021182835A 2021-11-09 2021-11-09 friction material Pending JP2023070570A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021182835A JP2023070570A (en) 2021-11-09 2021-11-09 friction material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021182835A JP2023070570A (en) 2021-11-09 2021-11-09 friction material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023070570A true JP2023070570A (en) 2023-05-19

Family

ID=86331552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021182835A Pending JP2023070570A (en) 2021-11-09 2021-11-09 friction material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023070570A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3242052B1 (en) Friction material
JP5918585B2 (en) Friction material manufacturing method
JP5898525B2 (en) Method for producing resin composition for friction material
US10598240B2 (en) Thermosetting resin composition, friction material and method for producing thermosetting resin composition
JPWO2018190171A1 (en) Friction material
JP2014208769A (en) Resin composition for wet friction material, phenolic resin for wet friction material, and wet friction material
JP2016190968A (en) Resol type phenolic resin for friction material and method for producing the same, adhesive for friction material and wet type friction plate
JP2023070570A (en) friction material
JP2023070569A (en) friction material
US11002330B2 (en) Thermosetting resin composition for friction material, friction material and method for producing thermosetting resin composition for friction material
JP6009871B2 (en) Friction material manufacturing method
JP5110823B2 (en) Organic friction modifier
JP2008189749A (en) Phenolic resin for wet type paper friction material, and wet type paper friction material
WO2018030162A1 (en) Resin composition for friction materials and wet paper friction material
JP2017179260A (en) Friction material
JPH11148071A (en) Composition for friction material
JP2006152052A5 (en)
WO2018179820A1 (en) Sliding material
JP2007246689A (en) Phenolic resin composition for friction material, and friction material
JP2022106051A (en) Slide material
JP2020169245A (en) Heat-curable resin composition for friction material, and friction material
JP2022106052A (en) Slide material
JP5596952B2 (en) Dry friction material
JP2020094078A (en) Slide material
JP5601191B2 (en) Phenol resin composition for friction material, method for producing modified phenol resin, and friction material