JP6370421B2 - 摩擦材 - Google Patents
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Description
摩擦材の摩擦特性を調整する摩擦調整材としては、無機系や有機系の充填材、研削材、及び固体潤滑材等がある。これらはそれぞれの特徴を有しており、1種類ではすべての要求を満足することが難しいため、通常2種類以上のものが組み合わされて使用されている。
摩擦調整材のうち無機系充填材(無機系摩擦調整材)としては、アルミナやシリカ、マグネシア、ジルコニア、銅、アルミニウム、亜鉛等が利用されている。
ン酸リチウムカリウムと、その他の1種以上の非ウィスカー状チタン酸化合物とを含む摩
擦調整材を配合した摩擦材によって、銅成分を含まなくても、効力の安定性と耐摩耗性、
及びブレーキの鳴きの抑制効果を満たすことができることを見出し、本発明を完成するに
至った。
(1)繊維基材、摩擦調整材及び結合材を含む摩擦材であって、前記摩擦調整材は2種以
上の非ウィスカー状チタン酸化合物を含有し、前記非ウィスカー状チタン酸化合物は非ウ
ィスカー状チタン酸リチウムカリウムを少なくとも含み、銅成分を含まない、摩擦材。
(2)前記非ウィスカー状チタン酸化合物が複数の凸部形状を有するチタン酸カリウムを
含む、(1)に記載の摩擦材。
(3)前記結合材がエラストマー変性フェノール樹脂を含む、(1)または(2)に記載
の摩擦材。
(4)前記エラストマー変性フェノール樹脂が、アクリルゴム変性フェノール樹脂または
シリコーンゴム変性フェノール樹脂である、(3)に記載の摩擦材。
(5)前記非ウィスカー状チタン酸リチウムカリウムを1〜30体積%含む、(1)〜(4)のいずれか1に記載の摩擦材。
(6)前記非ウィスカー状チタン酸化合物を1〜25体積%含む、(1)〜(5)のいずれか1に記載の摩擦材。
以下、本発明の摩擦材について、成分毎に記載する。
本発明で用いる非ウィスカー状チタン酸リチウムカリウム(以下単に、「チタン酸リチウムカリウム」と称すこともある。)の形状としては、層状、柱状、板状などの形状が好ましく、効力安定化の点から層状であることが好ましい。
チタン酸化合物が粒子状である場合、チタン酸化合物の平均粒径は1〜50μmであればよく、中でも5〜20μmが耐摩耗性の点から好ましい。
中でも、チタン酸化合物は複数の凸部形状を有する粒子状であることがより好ましい。このようなチタン酸化合物としては、例えば、国際公開第2008/123046号に記載されるチタン酸カリウム等を使用することができる。
本発明に用いるチタン酸化合物は複数の凸部形状を有するので、板状や鱗片状のチタン酸化合物に比べ、その凸部形状によって制動時に摩擦材中から脱落しにくいため、耐摩耗性に優れた効果を発揮すると考えられる。また、複数の凸部形状を有するチタン酸化合物が摩擦材中から脱落しにくいので、本発明のチタン酸リチウムカリウムも脱落しにくくなり、結果として、チタン酸リチウムカリウムによる効力安定性、鳴き抑制の効果が持続すると推測される。
本発明において、他の無機充填材は、摩擦材全体中、好ましくは1〜60体積%、より好ましくは、1〜50体積%用いられる。
本発明において、有機充填材は、摩擦材全体中、好ましくは1〜15体積%、より好ましくは、5〜15体積%用いられる。
本発明において、研削材は、摩擦材全体中、好ましくは5〜20体積%、より好ましくは、10〜20体積%用いられる。
本発明において、固体潤滑材は、摩擦材全体中、好ましくは1〜20体積%、より好ましくは、3〜15体積%用いられる。
ただし本発明の摩擦材は銅成分を含有しない。なお、銅成分を含有しないとは、銅成分を、耐摩耗性などの機能を発現させるための有効成分としては含有しないという意味であり、例えば、摩擦材中に不可避的にわずかに含まれる不純物等としての銅成分をも含まないことまでを意味するものではない。
また、摩擦材における結合材は摩擦材全体中、好ましくは10〜30体積%、より好ましくは、10〜25体積%用いられる。
具体的には、有機繊維、無機繊維、金属繊維が使用される。
有機繊維としては、例えば芳香族ポリアミド(アラミド)繊維、耐炎性アクリル繊維が使用され、無機繊維としては、例えばチタン酸カリウム繊維やアルミナ繊維等のセラミック繊維、生体溶解性無機繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、ロックウール等が使用され、また、金属繊維としては、例えばスチール繊維が使用される。これらは各々単独、または2種以上組み合わせて用いられる。また、摩擦材における繊維基材は摩擦材全体中、好ましくは5〜40体積%、より好ましくは、5〜25体積%用いられる。
中でも無機繊維としては生体溶解性無機繊維が人体への影響が少ない点から好ましい。このような生体溶解性無機繊維は、SiO2−CaO−MgO系繊維やSiO2−CaO−MgO−Al2O3系繊維、SiO2−MgO−SrO系繊維等の生体溶解性セラミック繊維や生体溶解性ロックウール等が挙げられる。
摩擦材を備えたブレーキパッドの製造における一般的な工程を以下に示す。
(a)板金プレスによりプレッシャプレートを所定の形状に成形する工程、
(b)上記プレッシャプレートに脱脂処理、化成処理及びプライマー処理を施す工程、
(c)繊維基材、摩擦調整材、及び結合材等の粉末原料とを配合し、撹拌により十分に均質化した原材料を、常温にて所定の圧力で成形して予備成形体を作製する工程、
(d)上記予備成形体と接着剤が塗布されたプレッシャプレートとを、所定の温度及び圧力を加えて両部材を一体に固着する熱成形工程、
(e)アフタキュアを行って、最終的に研摩、表面焼き、及び塗装等の仕上げ処理を施す工程。
チタン酸リチウムカリウム(非ウィスカー状チタン酸リチウムカリウム):TERRACESS L−SS(大塚化学株式会社製)
チタン酸カリウム(複数の凸部形状を有するチタン酸カリウム):TERRACESS JP(大塚化学株式会社製)
生体溶解性無機繊維:Biostar600/70(株式会社ITM製)
黒鉛:G−152A(東海カーボン株式会社、平均粒径700μm)
(摩擦材の作製)
繊維基材、摩擦調整材、及び結合材を、表1に記載の配合割合でミキサーを用いて混合した後、予備成形型に投入し、20MPaで10秒間、常温での加圧により予備成形体を作製した。次いで、当該予備成形体を熱成形型に投入し、予め接着剤を塗布した金属板(プレッシャプレート)を重ね、150℃、40MPaで5分間加熱加圧成形を行った。得られた加熱加圧成形体に対して220℃で3時間熱処理を行い、所定の厚み(摩擦材の厚み11mm、プレッシャプレート厚み6mm)に研摩、表面焼き、塗装し、摩擦材A〜Nを得た。
上記方法により得られた摩擦材A〜Nについて、ダイナモ試験機を用いてJASO−C406に準拠して摩擦試験を行った。第二効力摩擦係数、第一フェード最低摩擦係数、パッド摩耗量、及びロータ摩耗量の結果を表1に示す。
・第二効力摩擦係数
第二効力摩擦係数は50km/h、2.94m/s2における値を測定した。摩擦係数(0.45)を基準とし、その±5%以内の数値範囲(0.43〜0.47)に収まった場合を有効であると判定した。
・第一フェード最低摩擦係数
第一フェード最低摩擦係数は、0.26以上の値であった場合を有効であると判定した。
・パッド摩耗量
耐摩耗性は、銅繊維を含む比較例1におけるパッド摩耗量を基準とし、その−10%以下の場合を◎、−10%〜0%の場合を○、0〜10%の場合を△、10%以上の場合を×として有効性の判定を行った。
・ロータ摩耗量
相手材攻撃性は、銅繊維を含む比較例1におけるロータ摩耗量を基準とし、その−10%以下の場合を◎、−10%〜0%の場合を○、0〜10%の場合を△、10%以上の場合を×として有効性の判定を行った。
上記方法により得られた摩擦材A〜Nについて、JASO−C427試験方法に準拠し、温度別に摩擦試験を実施した。結果を表1に示す。
2kHz以上の周波数で60dB以上の音圧の音が制動回数の10%以下発生した場合を◎、10%〜25%発生した場合を○、25%〜50%発生した場合を△、50%以上発生した場合を×として有効性の判定を行った。
本願発明に係る摩擦材は、環境に負荷をかけることなく、自動車、鉄道車両、各種産業機械等のディスクパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング等に好適に用いることができる。
Claims (4)
- 繊維基材、摩擦調整材及び結合材を含む摩擦材であって、前記摩擦調整材は2種以上の非ウィスカー状チタン酸化合物を含有し、前記非ウィスカー状チタン酸化合物は非ウィスカー状チタン酸リチウムカリウム及び複数の凸部形状を有するチタン酸化合物を少なくとも含み、銅成分を含まず、前記複数の凸部形状を有するチタン酸化合物を1〜18体積%含む、摩擦材。
- 前記複数の凸部形状を有するチタン酸化合物が、複数の凸部形状を有するチタン酸カリウムである、請求項1に記載の摩擦材。
- 前記結合材がストレートフェノール樹脂を含む、請求項1または2に記載の摩擦材。
- 前記非ウィスカー状チタン酸リチウムカリウムを1〜30体積%含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の摩擦材。
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