JP6445299B2 - Friction material composition, friction material using friction material composition, and friction member - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の制動に用いられるディスクブレーキパッド等の摩擦材に適した摩擦材組成物及び摩擦材組成物を用いた摩擦材に関する。   The present invention relates to a friction material composition suitable for a friction material such as a disc brake pad used for braking an automobile or the like, and a friction material using the friction material composition.

自動車等には、その制動のためにディスクブレーキパッド、ブレーキライニング等の摩擦材が使用されている。摩擦材は、ディスクローター、ブレーキドラム等の対面材と摩擦することにより、制動の役割を果たしている。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、音振性(ブレーキ鳴きや異音が発生しにくいこと)等が要求される。摩擦係数は車速、減速度やブレーキ温度によらず安定であることが要求される。また、近年では、連続した高速(車速200km/h以上)・高減速度(0.8G以上)の制動でブレーキ温度が異常に高くなるような過酷な制動条件においても、摩擦係数の低下が少ないこと(高速フェード特性)が摩擦材に要求される。   In automobiles and the like, friction materials such as disc brake pads and brake linings are used for braking. The friction material plays a role of braking by friction with facing materials such as a disk rotor and a brake drum. For this reason, the friction material is required to have a good coefficient of friction, wear resistance (the friction material has a long life), strength, sound vibration (the brake noise and abnormal noise are unlikely to occur), and the like. The friction coefficient is required to be stable regardless of the vehicle speed, deceleration and brake temperature. In recent years, the friction coefficient is less decreased even under severe braking conditions in which the braking temperature is abnormally high due to continuous high-speed (vehicle speed of 200 km / h or higher) and high deceleration (0.8 G or higher) braking. (Fast fade characteristics) is required for the friction material.

また近年では、摩擦材中に使用される銅が、ブレーキの摩耗粉として飛散し、河川、湖や海洋汚染等の原因となっており、使用を制限する動きが高まっている。銅は繊維や粉末の形態で摩擦材に配合され、高温での制動条件下での摩擦係数の保持(耐フェード性)や高温での耐摩耗性改善に有効な成分である。そのため、銅を含有しない組成においては、前述の高速フェード特性が極端に悪化するという問題があった。   In recent years, copper used in the friction material is scattered as brake powder, causing rivers, lakes, marine pollution, and the like. Copper is blended into the friction material in the form of fibers and powders, and is an effective component for maintaining the coefficient of friction under high-temperature braking conditions (fading resistance) and improving wear resistance at high temperatures. Therefore, the composition containing no copper has a problem that the above-mentioned high-speed fade characteristic is extremely deteriorated.

このような銅の使用を制限する動きの中、銅を含有しない組成において高温での摩擦特性を向上する方策として、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とを含有する摩擦材(特許文献1)や特定量の結合材、有機繊維、金属硫化物系潤滑材、炭素質系潤滑材、チタン酸塩、マイルド/ハードアブレシブ、有機摩擦調整剤、pH調整剤を含有する摩擦材(特許文献2)が提案されている。   Among the movements that limit the use of copper, at least one titanate compound having a plurality of convex shapes and a biosoluble inorganic as a measure for improving friction characteristics at a high temperature in a composition containing no copper Friction material containing fiber (Patent Document 1), specific amount of binder, organic fiber, metal sulfide lubricant, carbonaceous lubricant, titanate, mild / hard abrasive, organic friction modifier, pH A friction material containing a regulator (Patent Document 2) has been proposed.

特開2013−076058号公報JP 2013-076058 A 特開2014−156589号公報JP 2014-156589 A

特許文献1、2とも銅を含有しない組成の摩擦材に関するものであるが、いずれの摩擦材も、車速200km/h以上の高速フェード特性の改善効果は充分ではないという問題があった。本発明は、上記事情を鑑みなされたもので、高速200km/hから減速度0.8Gの急制動を繰り返し、異常なブレーキ温度の上昇が伴う高速フェード条件においても、十分な摩擦係数を保持することを課題とした。特に、高速フェード特性が悪化する銅を含有しないまたは銅の含有量が0.5質量%以下の摩擦材において高い高速フェード特性を示す摩擦材組成物を得ることを課題とした。   Although both Patent Documents 1 and 2 relate to a friction material having a composition not containing copper, each friction material has a problem that the effect of improving the high-speed fade characteristic at a vehicle speed of 200 km / h or more is not sufficient. The present invention has been made in view of the above circumstances, and repeats sudden braking at a deceleration of 0.8 G from a high speed of 200 km / h, and maintains a sufficient friction coefficient even in a high-speed fade condition accompanied by an abnormal increase in brake temperature. That was the issue. In particular, an object of the present invention is to obtain a friction material composition that exhibits high high-speed fading characteristics in a friction material that does not contain copper that deteriorates high-speed fading characteristics or that has a copper content of 0.5 mass% or less.

本発明者らは、摩擦材中にチタン酸アルミニウムを含有させることで、高速フェード条件における摩擦係数の保持に有効であることを見出した。すなわち、チタン酸アルミニウムは高温で高い耐熱衝撃性を示すため、高温で高いすべり速度、かつ高押付圧での摩擦となる高速フェード条件においても高い研削性を示し、高い摩擦係数を示すことを見出すとともに、特に高温の摩擦特性が悪化する銅を含有しない摩擦材においては、高速フェード条件における摩擦係数の改善効果が高いことを見出した。   The present inventors have found that inclusion of aluminum titanate in the friction material is effective in maintaining the friction coefficient under high-speed fade conditions. In other words, since aluminum titanate exhibits high thermal shock resistance at high temperatures, it is found that it exhibits high grindability and high coefficient of friction even in high-speed fade conditions where friction occurs at high sliding speeds and high pressing pressures at high temperatures. At the same time, the present inventors have found that a friction material not containing copper, which deteriorates friction characteristics at high temperatures, has a high effect of improving the friction coefficient under high-speed fade conditions.

これらの知見に基づく本発明の摩擦材組成物は、結合剤、有機充填材、無機充填材および繊維基材を含む摩擦材組成物であって、該摩擦材組成物中にチタン酸アルミニウムを含有することを特徴とする。   The friction material composition of the present invention based on these findings is a friction material composition including a binder, an organic filler, an inorganic filler, and a fiber base material, and the friction material composition contains aluminum titanate. It is characterized by doing.

本発明の摩擦材組成物においては、前記チタン酸アルミニウムの含有量が1〜20質量%であることが好ましく。前記チタン酸アルミニウムの平均粒子径が1〜30μmであることが好ましい。また、前記チタン酸アルミニウムが電融法で製造されたものであることが好ましい。   In the friction material composition of this invention, it is preferable that content of the said aluminum titanate is 1-20 mass%. It is preferable that the average particle diameter of the said aluminum titanate is 1-30 micrometers. Moreover, it is preferable that the said aluminum titanate is what was manufactured by the electromelting method.

本発明の摩擦材組成物においては、元素としての銅を含まない、または銅の含有量が0.5質量%以下であることがより好ましい。   In the friction material composition of the present invention, it is more preferable that copper as an element is not contained or the copper content is 0.5 mass% or less.

また、本発明の摩擦材は、上記の本発明の摩擦材組成物を成形してなるものであることを特徴とし、本発明の摩擦部材は、上記の本発明の摩擦材組成物を成形してなる摩擦材と裏金を用いて形成されるものであることを特徴とする。   In addition, the friction material of the present invention is formed by molding the friction material composition of the present invention, and the friction member of the present invention is formed by molding the friction material composition of the present invention. It is formed using a friction material and a back metal.

本発明によれば、自動車用ディスクブレーキパッド等の摩擦材に用いた際に、特に環境負荷の高い銅を用いない組成、あるいは銅を含有する場合でも0.5質量%と銅の含有量が少ない組成であっても、高速フェード条件での摩擦係数が高い摩擦材組成物、摩擦材及び摩擦部材を提供することができる。   According to the present invention, when used for a friction material such as a disc brake pad for automobiles, a composition that does not use copper, which has a particularly high environmental load, or a copper content of 0.5% by mass even when copper is contained. Even with a small composition, it is possible to provide a friction material composition, a friction material and a friction member having a high coefficient of friction under high-speed fade conditions.

以下、本発明の摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材について詳述する。なお、本発明の摩擦材組成物は、アスベストを含まない、いわゆるノンアスベスト摩擦材組成物である。
[摩擦材組成物」
Hereinafter, the friction material composition of the present invention, the friction material using the same, and the friction member will be described in detail. The friction material composition of the present invention is a so-called non-asbestos friction material composition that does not contain asbestos.
[Friction material composition]

(チタン酸アルミニウム)
本発明は、チタン酸アルミニウムを含む。チタン酸アルミニウムとは、AlとTiOの2成分で構成されるセラミックスで、耐熱衝撃性が高い。また、熱膨張係数も小さいため高速フェード条件のような急激に摩擦界面温度が上昇する摩擦において研削効果を示しやすい。これらのことから、摩擦材組成物にチタン酸アルミニウムを含有させて摩擦材にチタン酸アルミニウムを分散させると、高速200km/hから減速度0.8Gの急制動を繰り返し、異常なブレーキ温度の上昇が伴う高速フェード条件においても、十分な摩擦係数を保持するものとすることができる。
(Aluminum titanate)
The present invention includes aluminum titanate. Aluminum titanate is a ceramic composed of two components of Al 2 O 3 and TiO 2 and has high thermal shock resistance. In addition, since the coefficient of thermal expansion is small, it is easy to show a grinding effect in friction in which the friction interface temperature rapidly increases such as in a high-speed fade condition. From these facts, when aluminum titanate is contained in the friction material composition and aluminum titanate is dispersed in the friction material, sudden braking at a deceleration of 0.8 G is repeated from a high speed of 200 km / h, resulting in an abnormal increase in brake temperature. Even in a high-speed fade condition involving the above, a sufficient friction coefficient can be maintained.

チタン酸アルミニウムの含有量は、高速フェード特性の観点で1〜20質量%が好ましく、1〜10質量%がより好ましい。チタン酸アルミニウムの平均粒子径は、ロータ摩耗量の観点で1〜30μmであることが好ましく、1〜20μmであることが更に好ましい。また、チタン酸アルミニウムは固相法と電融法で得られるが、電融法で得られたもののほうが、高密度で高強度のため、高速フェード条件での摩擦係数保持の観点で好ましい。   The content of aluminum titanate is preferably 1 to 20% by mass, and more preferably 1 to 10% by mass from the viewpoint of high-speed fade characteristics. The average particle diameter of aluminum titanate is preferably 1 to 30 μm, and more preferably 1 to 20 μm, from the viewpoint of rotor wear. Aluminum titanate can be obtained by a solid phase method and an electromelting method, but an electromelting method is preferable from the viewpoint of maintaining a coefficient of friction under high-speed fade conditions because it has a high density and high strength.

(結合材)
結合剤は、摩擦材用組成物に含まれる有機充填材、無機充填材及び繊維基材などを一体化し、強度を与えるものである。本発明の摩擦材用組成物に含まれる結合材としては特に制限は無く、通常、摩擦材の結合材として用いられる熱硬化性樹脂を用いることができる。
(Binder)
The binder integrates an organic filler, an inorganic filler, a fiber base material, and the like included in the friction material composition to give strength. There is no restriction | limiting in particular as a binder contained in the composition for friction materials of this invention, Usually, the thermosetting resin used as a binder of a friction material can be used.

上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂;アクリルエラストマー分散フェノール樹脂及びシリコーンエラストマー分散フェノール樹脂などの各種エラストマー分散フェノール樹脂;アクリル変性フェノール樹脂、シリコーン変性フェノール樹脂、カシュー変性フェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂及びアルキルベンゼン変性フェノール樹脂などの各種変性フェノール樹脂などが挙げられ、これらを単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。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を用いることが好ましい。   Examples of the thermosetting resins include phenol resins; various elastomer-dispersed phenol resins such as acrylic elastomer-dispersed phenol resins and silicone elastomer-dispersed phenol resins; acrylic-modified phenol resins, silicone-modified phenol resins, cashew-modified phenol resins, and epoxy-modified phenols. Various modified phenol resins such as resins and alkylbenzene-modified phenol resins can be used, and these can be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable to use a phenol resin, an acrylic-modified phenol resin, a silicone-modified phenol resin, or an alkylbenzene-modified phenol resin because good heat resistance, moldability, and friction coefficient are given.

本発明の摩擦材組成物中における、結合材の含有量は、5〜20質量%であることが好ましく、5〜10質量%であることがより好ましい。結合材の含有量を5〜20質量%の範囲とすることで、摩擦材の強度低下をより抑制でき、また、摩擦材の気孔率が減少し、弾性率が高くなることによる鳴きなどの音振性能悪化をより抑制できる。   The content of the binder in the friction material composition of the present invention is preferably 5 to 20% by mass, and more preferably 5 to 10% by mass. By setting the content of the binder in the range of 5 to 20% by mass, it is possible to further suppress the strength reduction of the friction material, and to reduce the porosity of the friction material and to make noise such as squeal due to the increase in the elastic modulus. Vibration performance deterioration can be further suppressed.

(有機充填剤)
有機充填材は、摩擦材の音振性能や耐摩耗性などを向上させるための摩擦調整剤として含まれるものである。本発明の摩擦材組成物に含まれる有機充填材としては、上記性能を発揮できるものであれば特に制限はなく、通常、有機充填材として用いられる、カシューダストやゴム成分などを用いることができる。
(Organic filler)
The organic filler is included as a friction modifier for improving the sound vibration performance and wear resistance of the friction material. The organic filler contained in the friction material composition of the present invention is not particularly limited as long as it can exhibit the above performance, and cashew dust, rubber components, etc., which are usually used as an organic filler can be used. .

上記カシューダストは、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る、通常、摩擦材に用いられるものであればよい。   The cashew dust is not particularly limited as long as it is obtained by pulverizing a hardened cashew nut shell oil and is usually used for a friction material.

上記ゴム成分としては、例えば、タイヤゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、NBR(ニトリルブタジエンゴム)、SBR(スチレンブタジエンゴム)、塩素化ブチルゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、などが挙げられ、これらを単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。   Examples of the rubber component include tire rubber, acrylic rubber, isoprene rubber, NBR (nitrile butadiene rubber), SBR (styrene butadiene rubber), chlorinated butyl rubber, butyl rubber, silicone rubber, and the like. Used in combination of more than one type.

本発明の摩擦材組成物中における、有機充填材の含有量は、1〜20質量%であることが好ましく、1〜10質量%であることがより好ましく、3〜8質量%であることが特に好ましい。有機充填材の含有量を1〜20質量%の範囲とすることで、摩擦材の弾性率が高くなること、鳴きなどの音振性能の悪化を避けることができ、また耐熱性の悪化、熱履歴による強度低下を避けることができる。   The content of the organic filler in the friction material composition of the present invention is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, and 3 to 8% by mass. Particularly preferred. By setting the content of the organic filler in the range of 1 to 20% by mass, the elastic modulus of the friction material is increased, deterioration of sound vibration performance such as squealing can be avoided, heat resistance deterioration, heat It is possible to avoid a decrease in strength due to history.

(無機充填材)
無機充填材は、摩擦材の耐熱性の悪化を避けるためや、耐摩耗性を向上させるため、摩擦係数を向上する目的で添加される摩擦調整剤として含まれるものである。本発明の摩擦材用組成物は、通常、摩擦材に用いられる無機充填剤であれば特に制限はない。
(Inorganic filler)
The inorganic filler is included as a friction modifier that is added for the purpose of improving the friction coefficient in order to avoid deterioration of the heat resistance of the friction material or to improve the wear resistance. If the composition for friction materials of this invention is an inorganic filler normally used for a friction material, there will be no restriction | limiting in particular.

上記無機充填材としては、例えば、硫化錫、二硫化モリブデン、硫化鉄、三硫化アンチモン、硫化ビスマス、硫化亜鉛、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、硫酸バリウム、コークス、黒鉛、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、ムライト、クロマイト、酸化チタン、酸化マグネシウム、シリカ、ドロマイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珪酸ジルコニウム、γアルミナ、二酸化マンガン、酸化亜鉛、四三酸化鉄、酸化セリウム、ジルコニアなどを用いることができ、これらを単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。また、前記複数の凸形状を有するチタン酸カリウムの他に粒状または板状のチタン酸塩を組合わせて用いることができる。粒状または板状のチタン酸塩としては、6チタン酸カリウム、8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などを用いることができる。   Examples of the inorganic filler include tin sulfide, molybdenum disulfide, iron sulfide, antimony trisulfide, bismuth sulfide, zinc sulfide, calcium hydroxide, calcium oxide, sodium carbonate, barium sulfate, coke, graphite, mica, vermiculite, Calcium sulfate, talc, clay, zeolite, mullite, chromite, titanium oxide, magnesium oxide, silica, dolomite, calcium carbonate, magnesium carbonate, zirconium silicate, gamma alumina, manganese dioxide, zinc oxide, iron trioxide, cerium oxide, zirconia These can be used, and these can be used alone or in combination of two or more. In addition to potassium titanate having a plurality of convex shapes, granular or plate-like titanates can be used in combination. As the granular or plate-like titanate, potassium 6 titanate, 8 potassium titanate, lithium potassium titanate, magnesium potassium titanate, sodium titanate, or the like can be used.

本発明のノンアスベスト摩擦材組成物中における、無機充填材の含有量は、30〜80質量%であることが好ましく、40〜70質量%であることがより好ましく、50〜60質量%であることが特に好ましい。無機充填材の含有量を30〜80質量%の範囲とすることで、耐熱性の悪化を避けることができ、摩擦材のその他成分の含有量バランスの点でも好ましい。   The content of the inorganic filler in the non-asbestos friction material composition of the present invention is preferably 30 to 80% by mass, more preferably 40 to 70% by mass, and 50 to 60% by mass. It is particularly preferred. By making content of an inorganic filler into the range of 30-80 mass%, deterioration of heat resistance can be avoided and it is preferable also at the point of content balance of the other component of a friction material.

(繊維基材)
繊維基材は、摩擦材において補強作用を示すものである。
(Fiber base)
The fiber base material exhibits a reinforcing action in the friction material.

本発明の摩擦材組成物は、通常、繊維基材として用いられる、無機繊維、金属繊維、有機繊維、炭素系繊維などを用いることができ、これらを単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。   In the friction material composition of the present invention, inorganic fibers, metal fibers, organic fibers, carbon fibers, etc., which are usually used as fiber base materials, can be used, and these are used alone or in combination of two or more. be able to.

上記無機繊維としては、セラミック繊維、生分解性セラミック繊維、鉱物繊維、ガラス繊維、シリケート繊維などを用いることができ、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これら、無機繊維の中では、SiO、Al、CaO、MgO、FeO、NaOなどを任意の組み合わせで含有した生分解性鉱物繊維が好ましく、市販品としてはLAPINUS FIBERS B.V製のRoxulシリーズなどが挙げられる。 As said inorganic fiber, a ceramic fiber, a biodegradable ceramic fiber, a mineral fiber, glass fiber, a silicate fiber etc. can be used, It can use 1 type or in combination of 2 or more types. Among these inorganic fibers, biodegradable mineral fibers containing SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, FeO, Na 2 O and the like in any combination are preferable, and commercially available products manufactured by LAPINUS FIBERS BV Examples include the Roxul series.

上記金属繊維としては、通常、摩擦材に用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、アルミ、鉄、鋳鉄、亜鉛、錫、チタン、ニッケル、マグネシウム、シリコン、銅、黄銅などの金属または合金を主成分とする繊維を用いることができる。また、これらの金属若しくは合金は、繊維形状以外に、粉末の形状で含有しても良い。しかし、銅および銅を含有する合金は、環境有害性の観点で含有しないことが好ましい。   The metal fiber is not particularly limited as long as it is usually used for a friction material. For example, a metal or an alloy such as aluminum, iron, cast iron, zinc, tin, titanium, nickel, magnesium, silicon, copper, brass, etc. Can be used. These metals or alloys may be contained in the form of powder in addition to the fiber form. However, it is preferable not to contain copper and an alloy containing copper from the viewpoint of environmental hazards.

上記有機繊維としては、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などを用いることができ、これらを単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。   As said organic fiber, an aramid fiber, a cellulose fiber, an acrylic fiber, a phenol resin fiber etc. can be used, These can be used individually or in combination of 2 or more types.

上記炭素系繊維としては、耐炎化繊維、ピッチ系炭素繊維、PAN系炭素繊維、活性炭繊維などを用いることができ、これらを単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。   As the carbon-based fiber, flame-resistant fiber, pitch-based carbon fiber, PAN-based carbon fiber, activated carbon fiber, or the like can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.

本発明の摩擦材組成物における、繊維基材の含有量は、摩擦材組成物において5〜40質量%であることが好ましく、5〜20質量%であることがより好ましく、5〜15質量%であることが特に好ましい。繊維基材の含有量を5〜40質量%の範囲とすることで、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、耐摩耗性を発現し、成形性をよくすることができる。   The content of the fiber substrate in the friction material composition of the present invention is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and 5 to 15% by mass in the friction material composition. It is particularly preferred that By setting the content of the fiber base in the range of 5 to 40% by mass, an optimum porosity as a friction material can be obtained, squeal can be prevented, an appropriate material strength can be obtained, and wear resistance can be exhibited. The moldability can be improved.

[摩擦材]
本実施形態の摩擦材は、本発明の摩擦材組成物を一般に使用されている方法で成形して製造することができ、好ましくは加熱加圧成形して製造される。詳細には、例えば、本発明の摩擦材組成物を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均一に混合し、この混合物を成形金型にて予備成形し、得られた予備成形物を成形温度130〜160℃、成形圧力20〜50MPa、成形時間2〜10分間の条件で成形し、得られた成形物を150〜250℃で2〜10時間熱処理することで製造される。また更に、必要に応じて塗装、スコーチ処理、研磨処理を行うことで製造される。
[Friction material]
The friction material of the present embodiment can be manufactured by molding the friction material composition of the present invention by a generally used method, and is preferably manufactured by hot pressing. In detail, for example, the friction material composition of the present invention is uniformly applied using a mixer such as a Laedige mixer (“Laedige” is a registered trademark), a pressure kneader, an Eirich mixer (“Eirich” is a registered trademark), or the like. This mixture is preformed with a molding die, and the obtained preform is molded under conditions of a molding temperature of 130 to 160 ° C., a molding pressure of 20 to 50 MPa, and a molding time of 2 to 10 minutes. The molded product is heat-treated at 150 to 250 ° C. for 2 to 10 hours. Furthermore, it is manufactured by performing coating, scorch treatment, and polishing treatment as necessary.

[摩擦部材]
本実施形態の摩擦部材は、上記の本実施形態の摩擦材を摩擦面となる摩擦材として用いてなる。上記摩擦部材としては、例えば、下記の構成が挙げられる。
(1)摩擦材のみの構成。
(2)裏金と、該裏金の上に摩擦面となる本発明の摩擦材組成物からなる摩擦材とを有する構成。
(3)上記(2)の構成において、裏金と摩擦材との間に、裏金の接着効果を高めるための表面改質を目的としたプライマー層、及び、裏金と摩擦材との接着を目的とした接着層を更に介在させた構成。
[Friction material]
The friction member of the present embodiment uses the friction material of the present embodiment as a friction material that becomes a friction surface. Examples of the friction member include the following configurations.
(1) Configuration of friction material only.
(2) The structure which has a back metal and the friction material which consists of a friction material composition of this invention used as a friction surface on this back metal.
(3) In the configuration of (2) above, between the back metal and the friction material, a primer layer for the purpose of surface modification for enhancing the adhesion effect of the back metal, and for the purpose of bonding the back metal and the friction material A configuration in which the adhesive layer is further interposed.

上記裏金は、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、具体的には、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は、通常、ブレーキシュー等の摩擦部材に用いられるものであればよい。   The backing metal is usually used as a friction member to improve the mechanical strength of the friction member, and the material is metal or fiber reinforced plastic, specifically iron, stainless steel, inorganic fiber reinforced plastic. And carbon fiber reinforced plastics. The primer layer and the adhesive layer may be those used for friction members such as brake shoes.

本実施形態の摩擦材組成物は、高速フェード特性等に優れるため、自動車等のディスクブレーキパッドやブレーキライニング等の上張り材として特に有用であるが、摩擦部材の下張り材として成形して用いることもできる。なお、「上張り材」とは、摩擦部材の摩擦面となる摩擦材であり、「下張り材」とは、摩擦部材の摩擦面となる摩擦材と裏金との間に介在する、摩擦材と裏金との接着部付近のせん断強度、耐クラック性向上等を目的とした層のことである。   The friction material composition of this embodiment is particularly useful as an upper material for disc brake pads and brake linings for automobiles and the like because it is excellent in high-speed fading characteristics, etc., but is used as a lower material for friction members. You can also. The “upper material” is a friction material that becomes the friction surface of the friction member, and the “underlay material” is a friction material that is interposed between the friction material that becomes the friction surface of the friction member and the back metal. It is a layer for the purpose of improving the shear strength, crack resistance, etc. in the vicinity of the bonded portion with the back metal.

以下、本発明の摩擦材組成物、摩擦材及び摩擦部材について、実施例及び比較例を用いて更に詳細に説明するが、本発明は何らこれらに制限されるものではない。   Hereinafter, although the friction material composition, the friction material, and the friction member of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, the present invention is not limited thereto.

[実施例1〜4及び比較例1〜2]
(ディスクブレーキパッドの作製)
表1に示す配合比率に従って材料を配合し、実施例1〜4及び比較例1〜2の摩擦材組成物を得た。表中の配合比率は質量%である。実施例および比較例にて用いたチタン酸アルミニウムは、第一稀元素化学工業株式会社製「AT−F−8」(電融法で製造、平均粒径15μm)を用いた。この摩擦材組成物をレーディゲミキサー(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、得られた混合物を成形プレス(王子機械工業株式会社製)で予備成形した。得られた予備成形物を成形温度140〜160℃、成形圧力30MPa、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、実施例1〜4及び比較例1〜2の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は、裏金の厚さ6mm、摩擦材の厚さ11mm、摩擦材投影面積52cmのディスクブレーキパッドを作製した。
[Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2]
(Production of disc brake pad)
The materials were blended according to the blending ratio shown in Table 1, and the friction material compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 were obtained. The blending ratio in the table is mass%. As the aluminum titanate used in Examples and Comparative Examples, “AT-F-8” (manufactured by electrofusion method, average particle diameter of 15 μm) manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd. was used. This friction material composition was mixed with a Laedige mixer (manufactured by Matsubo Co., Ltd., trade name: Ladige mixer M20), and the resulting mixture was preformed with a molding press (manufactured by Oji Machinery Co., Ltd.). The preform is obtained by using a molding press (manufactured by Sanki Seiko Co., Ltd.) under the conditions of a molding temperature of 140 to 160 ° C., a molding pressure of 30 MPa, and a molding time of 5 minutes. Together with heating and pressing. The obtained molded product was heat treated at 200 ° C. for 4.5 hours, polished using a rotary polishing machine, and subjected to scorch treatment at 500 ° C., and the disc brake pads of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 were obtained. Obtained. In Examples and Comparative Examples, a disc brake pad having a backing metal thickness of 6 mm, a friction material thickness of 11 mm, and a friction material projection area of 52 cm 2 was produced.

Figure 0006445299
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(高速フェード特性の評価)
前記の方法で作成した実施例1〜4及び比較例1〜2のディスクブレーキパッドを、ブレーキダイナモ試験機を用いて高速フェード特性の評価を行った。実験には、一般的なピンスライド式のコレット型キャリパー及び株式会社キリウ製ベンチレーテッドディスクローター(FC190)を用い、日産自動車株式会社製スカイラインV35の慣性モーメントにて評価を行った。
(Evaluation of high-speed fade characteristics)
The disk brake pads of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 prepared by the above method were evaluated for high-speed fade characteristics using a brake dynamo tester. In the experiment, a general pin slide type collet caliper and a ventilated disc rotor (FC190) manufactured by Kiriu Co., Ltd. were used, and the evaluation was performed with the moment of inertia of the Skyline V35 manufactured by Nissan Motor Co., Ltd.

JASO C427に準拠したすり合わせ(初速度50km/h、終速度0km/h、減速度0.3G、制動前ブレーキ温度100℃、制動回数200回)を行ったあと、高速フェード試験(初速度200km/h、終速度80km/h、減速度0.8G、1回目制動前ブレーキ温度100℃で60秒のインターバルで10回の制動を実施)を行い、高速フェード試験における摩擦係数の最小値(一制動中の摩擦係数の平均値の最小値)を測定した。   After high speed fade test (initial speed 200 km / h) after performing sizing according to JASO C427 (initial speed 50 km / h, final speed 0 km / h, deceleration 0.3 G, brake temperature 100 ° C before braking, number of brakings 200 times) h, final speed 80km / h, deceleration 0.8G, braking temperature 100 ° C before first braking, 10 brakings at 60 second intervals), and the minimum value of friction coefficient in high-speed fade test (one braking) The average value of the average friction coefficient was measured.

(ローター摩耗の評価)
実施例1〜4及び比較例1〜2の摩擦材組成物で製作したディスクブレーキパッドの摩擦材表面から25mm×25mm×8mmのテストピースを切り出し、これを130km・h相当の周速で回転するディスyクローターに73.5kPaの圧力で押付、22時間引き摺らせた後のロータ―摩耗量を測定した。ディスクローターには、株式会社キリウ製ベンチレーテッドディスクローター(FC190)を用いた。
(Evaluation of rotor wear)
A test piece of 25 mm × 25 mm × 8 mm was cut out from the friction material surface of the disc brake pad manufactured with the friction material composition of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2, and this was rotated at a peripheral speed equivalent to 130 km · h. The amount of wear of the rotor was measured after pressing the disc at a pressure of 73.5 kPa and dragging it for 22 hours. As the disk rotor, a ventilated disk rotor (FC190) manufactured by Kiriu Corporation was used.

チタン酸アルミニウムを含有する実施例1〜4は、チタン酸アルミニウムを含有しない比較例1に対し高速フェード特性が優れる。また、実施例1は、環境有害性の高い銅を含有しないが、銅を含有する比較例2と同等の高速フェード特性を有することは明らかである。   Examples 1 to 4 containing aluminum titanate are superior in high-speed fade characteristics to Comparative Example 1 not containing aluminum titanate. Moreover, although Example 1 does not contain copper with high environmental hazard, it is clear that it has a high-speed fade characteristic equivalent to Comparative Example 2 containing copper.

本発明の摩擦材組成物は、従来品と比較して、特に環境負荷の高い銅を用いない組成で、高速フェード条件での摩擦係数が高いため、該摩擦材組成物は乗用車用ブレーキパッド等の摩擦材及び摩擦部材に好適である。   The friction material composition of the present invention is a composition that does not use copper, which has a particularly high environmental load, and has a high coefficient of friction under high-speed fade conditions as compared with conventional products. It is suitable for the friction material and the friction member.

Claims (6)

結合剤、有機充填材、無機充填材および繊維基材を含む摩擦材組成物であって、該摩擦材組成物中にチタン酸アルミニウムを含有することを特徴とする摩擦材組成物。   A friction material composition comprising a binder, an organic filler, an inorganic filler, and a fiber substrate, wherein the friction material composition contains aluminum titanate. 前記チタン酸アルミニウムの含有量が1〜20質量%であることを特徴とする請求項1に記載の摩擦材組成物。   The friction material composition according to claim 1, wherein the content of the aluminum titanate is 1 to 20% by mass. 前記チタン酸アルミニウムの平均粒子径が1〜30μmであることを特徴とする請求項1または2に記載の摩擦材組成物。   The friction material composition according to claim 1 or 2, wherein the aluminum titanate has an average particle size of 1 to 30 µm. 元素としての銅を含まない、または銅の含有量が0.5質量%以下であることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の摩擦材組成物。 Copper does not contain as elements, or friction material composition according to any one of claims 1 to 3, the content of copper is equal to or less than 0.5 wt%. 請求項1〜のいずれかに記載の摩擦材組成物を成形してなる摩擦材。 The friction material formed by shape | molding the friction material composition in any one of Claims 1-4 . 請求項1〜のいずれかに記載の摩擦材組成物を成形してなる摩擦材と裏金を用いて形成される摩擦部材。 The friction member formed using the friction material formed by shape | molding the friction material composition in any one of Claims 1-4 , and a back metal.
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