JP6157071B2 - 摩擦材 - Google Patents
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Description
しかしながら、昨今の車両の高性能化、高速化に伴い、ブレーキの役割は益々過酷なものとなってきており、また、該車両軽量化の動きの中で、摩擦材の高温強度向上が早急に必要となってきている。
したがって本発明は、作業環境衛生や自然環境に配慮し、錆落とし性及び摩擦材強度に優れた、特に高温域での摩擦材強度を向上させた摩擦材を提供することを目的とする。
(1)複数の凸部形状を有するチタン酸化合物の少なくとも1種と、生体溶解性無機繊維を含有する摩擦材。
(2)生体溶解性無機繊維が、化学組成として二酸化ケイ素(SiO2)、酸化マグネシウム(MgO)及び酸化ストロンチウム(SrO)のうちの少なくとも1種を含有する、前記(1)記載の摩擦材。
(3)生体溶解性無機繊維を0.5〜25体積%含有する、前記(1)又は(2)記載の摩擦材。
(4)複数の凸部形状を有するチタン酸化合物の少なくとも1種を2〜35体積%含有する、前記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の摩擦材。
(5)銅成分を含有しない、前記(1)記載の摩擦材。
(複数の凸部形状を有するチタン酸化合物)
本発明は、複数の凸部形状を有する、チタン酸化合物の少なくとも1種を含む。本発明におけるチタン酸化合物とは、粒子の3次元形状が複数の凸部を有することを意味する。ここで、複数の凸部形状を有するとは、本発明のチタン酸化合物の平面への投影形状が少なくとも通常の多角形、円、楕円等とは異なり2方向以上に凸部を有する形状を取りうるものであることを意味する。具体的にはこの凸部とは、電子顕微鏡による写真(投影図)に多角形、円、楕円等(基本図形)を当てはめ、それに対して突出した部分に対応する部分を言う。本発明のチタン酸化合物1の投影図としては、例えば、図1に記載のものが例示され、凸部は2で示される。本発明のチタン酸化合物の具体的3次元形状としては、ブーメラン状、十字架状、アメーバ状、種々の動植物の部分(例えば、手、角、葉等)又はその全体形状、あるいはそれらの類似形状、金平糖状、等が挙げられる。
本発明のチタン酸化合物の平均粒子径は、1〜50μmが好ましく、5〜20μmが更に好ましい。
本発明の複数の凸部を有するチタン酸化合物は、摩擦材全体中に2〜35体積%含有することが好ましく、10〜20体積%含有することが更に好ましい。2体積%以上において、本発明の効果を十分に得ることができる。また、35体積%以下において、十分なパッドの圧縮変形量が得られ、良好な振動特性を得ることができる。
本発明に用いられる摩擦調整材としては、例えば、上記チタン酸カリウム以外のアルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア、酸化クロム、二酸化モリブデン、ケイ酸ジルコニウム等の金属酸化物、合成ゴム、カシュー樹脂等の有機物ダスト、銅、アルミニウム、錫等の金属、バーミキュライト、マイカ等の鉱物、本発明のチタン酸化合物以外の板状、鱗片状、粉状のチタン酸カリウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等を挙げることができ、単独または2種以上組み合わせて用いることができる。これらは、粉体等で用いられ、粒径等は種々選定される。ただし本発明では、上記のとおり自然環境への配慮の観点から、銅成分を含んでいないことが好ましい。
本発明において、摩擦調整材(本発明の複数の凸部を有するチタン酸化合物も含めて)は、摩擦材全体中、通常、30〜80体積%、好ましくは、60〜80体積%用いられる。
(生体溶解性無機繊維)
本発明では、繊維基材として生体溶解性無機繊維を用いる。本発明における生体溶解性無機繊維は、人体内に取り込まれた場合でも短時間で分解され体外に排出される特徴を有する無機繊維であり、化学組成がアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物総量(ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウムの酸化物の総量)が18質量%以上でかつ、呼吸による短期バイオ永続性試験で、20μm以下の繊維の質量半減期が10日以内又は気管内注入時の短期バイオ永続性試験で、20μm以上の繊維の質量半減期が40日以内、又は腹膜内試験で過度の発癌性の証拠が無いか又は長期呼吸試験で関連の病原性や腫瘍発生が無いことを満たす無機繊維を意味する(EU指令97/69/ECのNote Q(発癌性適用除外))。
生体溶解性無機繊維含有量は、摩擦調整材全体に対して0.5〜25体積%が好ましく、1〜20体積%が更に好ましい。この範囲において、十分良好な錆落とし性と摩擦材強度を得ることができる。
本発明では、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の繊維基材を併用することができる。本発明で用いることができる繊維基材としては、有機系でも無機系でもよく、例えば、有機系としては、芳香族ポリアミド(アラミド)繊維、ポリアクリル系繊維等が挙げられ、無機系としては、銅、スチール等の金属繊維、チタン酸カリウム繊維、Al2O3−SiO2系セラミック繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ロックウール等が挙げられ、各々単独、または2種以上組み合わせて用いられる。ただし本発明では、上記のとおり自然環境への配慮の観点から、銅繊維等の銅成分を含んでいないことが好ましい。
本発明において、繊維基材(生体溶解性無機繊維も含めて)は、摩擦材全体中、通常、2〜35体積%、好ましくは、9〜28体積%用いられる。
本発明に用いられる結合材としては、フェノール樹脂(ストレートフェノール樹脂、ゴム等による各種変性フェノール樹脂を含む)、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。
本発明において、結合材は、摩擦材全体中、通常、10〜30体積%、好ましくは、14〜20体積%用いられる。
本発明の摩擦材を製造するには、上記各成分を配合し、その配合物を通常の製法に従って予備成形し、熱成形、加熱、研摩等の処理を施すことにより製造することができる。
上記摩擦材を備えたブレーキパッドは、板金プレスにより所定の形状に成形され、脱脂処理及びプライマー処理が施され、そして接着剤が塗布されたプレッシャプレートと、上記摩擦材の予備成形体とを、熱成形工程において所定の温度及び圧力で熱成形して両部材を一体に固着し、アフタキュアを行い、最終的に仕上げ処理を施す工程により製造することができる。
表1に示す組成(体積%)の摩擦材の配合材料を混合機にて均一に混合し、摩擦材混合物を得た。続いて摩擦材混合物を室温、圧力6MPaで予備成形した後、温度140〜170℃、成形面圧30〜80MPaで5分間加熱加圧成形し、次いで温度150〜300℃、締め付け980〜7840Nで1〜4時間熱処理し、摩擦材を得た。得られた摩擦材を以下により評価した。
下記に示す手順によって行った。
(a)5質量%の塩水溶液をディスクロータに噴霧する。
(b)上記(a)のディスクロータをJIS D4419に準拠して温度50℃±1℃、湿度95±1%に保たれた恒温恒湿槽にて3時間15分放置し、その後70±1℃、湿度15±1%の条件で2時間30分乾燥した。
(c)上記(b)の操作を錆厚み70μmになるまで繰り返した。
(d)上記(c)の錆付きロータをJASO C427に準拠したすり合わせ条件で制動した。
(e)制動回数100回目における錆落とし率にて、錆落とし性を評価した。
上記のようにして測定した錆落とし性が90%以上を◎、80%以上90%未満を○、70%以上80%未満を△、70%未満を×として評価した。
上記のようにして測定した400℃摩擦材摩耗量(単位:mm)が、1.0未満を◎、1.0以上1.5未満を○、1.5以上2.0未満を△、2以上を×として評価した。
上記のようにして測定した400℃せん断強度(単位:kN)が、2.0以上を◎、1.5以上2.0未満を○、1.0以上1.5未満を△、1.0未満を×として評価した。
実施例2において、用いた生体溶解性無機繊維及びチタン酸カリウムの代わりに、それぞれ表2に示すとおりに非生体溶解性無機繊維及び/又は板状チタン酸カリウムを用いた以外は、実施例2と同様にして、比較例1〜3及び参考例1の摩擦材を得た。なお、参考例1は、生体溶解性無機繊維及びチタン酸カリウムの代わりに銅繊維及び板状チタン酸カリウムを用いたものであり、従来の一般的な銅成分を含む摩擦材に相当するものである。
したがって、本発明によれば、複数の凸部形状を有するチタン酸化合物を用い、更に生体溶解性無機繊維を用いているにもかかわらず、錆落とし性が良好で、高温度領域における耐摩耗性及び摩擦材強度を有する、優れた摩擦材を得ることができる。
2…凸部
Claims (3)
- 銅成分を含有せず、複数の凸部形状を有するチタン酸化合物粒子の少なくとも1種と、二酸化ケイ素(SiO 2 )、酸化マグネシウム(MgO)及び酸化ストロンチウム(SrO)を含有する生体溶解性無機繊維を含有し、該生体溶解性無機繊維中のショット含有量が0.1〜70%である、自動車用摩擦材。
- 生体溶解性無機繊維を0.5〜25体積%含有する、請求項1に記載の自動車用摩擦材。
- 複数の凸部形状を有するチタン酸化合物粒子の少なくとも1種を2〜35体積%含有する、請求項1または2に記載の自動車用摩擦材。
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