JP6652410B2 - 摩擦材 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、湿度環境の変化に対する摩擦係数の安定性を高め、且つ、相手材への攻撃性を抑制することのできる摩擦材を提供することを課題とする。
(1)繊維基材、摩擦調整材及び結合材を含有する摩擦材であって、前記摩擦調整材としてθ−アルミナ粒子を主成分とするアルミナ粒子を含有し、前記θ−アルミナ粒子を摩擦材中に1質量%以上含有することを特徴とする摩擦材。
(2)前記θ−アルミナ粒子が、40〜150m2/gの比表面積を有することを特徴とする前記(1)に記載の摩擦材。
これらの繊維基材の中でも、アラミド繊維を単独で、又はアラミド繊維と他の繊維基材を組み合わせて用いることが好ましい。他の繊維基材として、生体溶解性繊維は人体への影響が少ない点から好適に用いることができる。このような生体溶解性繊維としては、SiO2−CaO−MgO系繊維やSiO2−CaO−MgO−Al2O3系繊維、SiO2−MgO−SrO系繊維など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などを挙げることができる。
本発明の摩擦材は、湿度環境の変化、詳述すれば、絶対湿度の変化による摩擦特性を安定させるために、摩擦調整材としてθ−アルミナ粒子を主成分とするアルミナ粒子を含有する。
なお、「θ−アルミナ粒子を主成分とする」とは、θ−アルミナ粒子が50質量%以上の割合で含有することを意味し、好ましくは70質量%以上含有する。
また、絶対湿度とは、1m3あたりの空気に含まれる水蒸気の量をグラム数で表した値である。
なお、θ−アルミナ粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定したD50の値により求めることができる。
本発明において、θ−アルミナ粒子はアルミナ粒子の70質量%以上を占めることが好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましい。本発明において、アルミナ粒子がθ−アルミナ粒子のみで構成される(すなわち、θ−アルミナ粒子の割合が100質量%である)ことが最も好ましい。
その他の摩擦調整材としては、例えば、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、バーミキュライト、マイカ、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等の無機充填材、シリカ、マグネシア、ジルコニア、珪酸ジルコニウム、酸化クロム、四三酸化鉄(Fe3O4)、等の研削材、アルミニウム、亜鉛、錫等の金属粉末、各種ゴム粉末(ゴムダスト、タイヤ粉末等)、カシューダスト、メラミンダスト等の有機充填材、黒鉛(グラファイト)、二硫化モリブデン、硫化錫、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の固体潤滑材等が挙げられる。これらの摩擦調整材は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
ディスクブレーキ用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)板金プレスにより鋼板(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、化成処理およびプライマー処理を施し、接着剤を塗布する工程
(c)繊維基材と、摩擦調整材と、結合材等の粉末原料とを配合し、混合により十分に均質化した摩擦材組成物を、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、所定の温度および圧力を加えて両部材を一体に固着する熱成形工程(成形温度130〜180℃、成形圧力30〜80MPa、成形時間2〜10分間)
(e)アフターキュア(150〜300℃、1〜5時間)を行って、最終的に研摩や表面焼き、塗装等の仕上げ処理を施す工程
このような工程により、本発明の摩擦材を備えたディスクブレーキ用ブレーキパッドを製造することができる。
ブレーキパッドの作製において、摩擦材の熱成形時の成形性を、目視にて下記評価に基づき判定した。
〔評価基準〕
◎:クラックの発生がない。
○:しわが確認された(製品としての問題はない)。
×:クラックが確認された(製品としての使用は不可である)。
得られたブレーキパッドに対し、1/7スケールテスターを用いて、表1の試験条件に基づき、絶対湿度4g/m3(冬場条件:気温10℃、湿度40%)と絶対湿度20g/m3(夏場条件:気温30℃、湿度67%)の環境条件下にて試験を行った。
次に、表1の制動条件1に基づき、制動初期温度50℃で、初速度20km/hから終速度3km/hとなるまで、液圧0.5、1.0、1.5、2.0MPaでそれぞれ制動させた。その後、同様に、制動条件2〜9に基づき制動させ、制動条件9の終了後、摩擦係数を測定した。
制動条件1〜9のサイクルを4回繰り返し、合計5サイクルの摩擦係数を得、その平均摩擦係数を求めた。
絶対湿度4g/m3での平均摩擦係数と絶対湿度20g/m3での平均摩擦係数の差を下記式より求めた。評価基準は以下の通りである。
◎:平均摩擦係数の差が、±5%未満
○:平均摩擦係数の差が、±5%以上±10%未満
△:平均摩擦係数の差が、±10%以上±15%未満
×:平均摩擦係数の差が、±15%以上
得られたブレーキパッドを、面圧0.06MPaでディスクロータ(材質FC200)に押し付け、室温(約20℃)、速度60km/hで制動をかけ、40時間後のロータ摩耗量(μm)を測定した。空転ディスクロータ攻撃性の評価基準は以下の通りである。
〔評価基準〕
◎:ロータ摩耗量が、10μm未満
○:ロータ摩耗量が、10μm以上15μm以下
△:ロータ摩耗量が、15μm超20μm以下
×:ロータ摩耗量が、20μm超
得られたブレーキパッドに対し、1/7スケールテスターを用いて摩擦試験を行い、第2効力及び第1フェードの摩擦係数を測定した。
第2効力は、JASO C 406:2000に準拠して、初速度130km/hでの第2効力における平均摩擦係数を測定した。第1フェードは、JASO C 406:2000に準拠して、第1フェードにおける最低摩擦係数を測定した。第2効力と第1フェードの評価基準は以下の通りである。
〔第2効力の評価基準〕
◎:平均摩擦係数が、0.45以上0.50未満
○:平均摩擦係数が、0.40以上0.45未満
△:平均摩擦係数が、0.35以上0.40未満
×:平均摩擦係数が、0.35未満
〔第1フェードの評価基準〕
◎:最低摩擦係数が、0.30以上
○:最低摩擦係数が、0.25以上0.30未満
△:最低摩擦係数が、0.20以上0.25未満
×:最低摩擦係数が、0.20未満
(実施例1〜3、比較例1〜3)
表2に示す配合材料を、混合攪拌機に一括して投入し、常温で2〜10分間混合を行い摩擦材組成物を得た。その後、得られた摩擦材組成物を以下の予備成形(1)、熱成形(2)、加熱および焼成(3)の工程を経て、摩擦材を備えたブレーキパッドを作製した。
(1)予備成形
摩擦材組成物を予備成形プレスの金型に投入し、常温にて20MPaで10秒間、成形を行い予備成形品を作製した。
(2)熱成形
この予備成形品を熱成形型に投入し、予め接着剤を塗布した金属板(プレッシャープレート:P/P)を重ねて、150℃、40MPaで5分間加熱圧縮成形を行った。
(3)加熱、焼成
この加熱圧縮成形体に、150〜300℃、1〜4時間の熱処理を実施した後、研摩した。次いで、この加熱圧縮成形体の表面に表面焼き処理を施し、仕上げに塗装を行い、摩擦材を備えたブレーキパッドを得た。
(実施例2、4〜11)
表3に示す配合組成において、試験例1と同様にして摩擦材を備えたブレーキパッドを作製した。
得られた実施例2、4〜11のブレーキパッドについて、熱成形時の成形性を評価し、さらに絶対湿度条件別摩擦係数の測定、空転ディスクロータ攻撃性試験及び摩擦試験を行った。得られた結果を表3に示す。
Claims (2)
- 繊維基材、摩擦調整材及び結合材を含有する摩擦材であって、
前記摩擦調整材としてθ−アルミナ粒子を主成分とするアルミナ粒子を含有し、
前記θ−アルミナ粒子が、40〜150m 2 /gの比表面積を有し、
前記θ−アルミナ粒子を摩擦材中に1質量%以上15質量%未満含有することを特徴とする摩擦材。 - 前記θ−アルミナ粒子の平均粒子径が、1〜300μmであることを特徴とする請求項1に記載の摩擦材。
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