JPH10330731A - Friction material - Google Patents

Friction material

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JPH10330731A
JPH10330731A JP13801997A JP13801997A JPH10330731A JP H10330731 A JPH10330731 A JP H10330731A JP 13801997 A JP13801997 A JP 13801997A JP 13801997 A JP13801997 A JP 13801997A JP H10330731 A JPH10330731 A JP H10330731A
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JP
Japan
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friction
friction material
fibers
coefficient
resin
Prior art date
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Pending
Application number
JP13801997A
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Japanese (ja)
Inventor
Ken Nanaumi
憲 七海
Akio Baba
日男 馬場
Yasuhisa Ishida
泰久 石田
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10330731A publication Critical patent/JPH10330731A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a friction material which does not suffer from fading while it retains the reduced juddering of a nonasbestine friction material, has a low coefficient of friction and improved abrasion loss by including a fibrous base material, a lubricant, an abrasive, a filler, a binder and a specified proportion of melamine cyanurate. SOLUTION: At least one fibrous base material selected among ceramic fibers, glass fibers, metallic fibers and aramid fibers is mixed with a solid lubricant such as antimony sulfide or molybdenum disulfide, an abrasive, a filler, a rubber-modified phenol resin prepared by modification with a phenolic resin, a melamine resin, an acrylic rubber, a silicone rubber or NBR, a binder such as COPNA resin and 3-20 vol.%, desirably 8-15 vol.% melamine cyanurate having a mean particle diameter of 100 μm or below. Thus, a friction material effective to suppress slip during braking and to heighten the coefficient of friction can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの車両
又は産業用機械のディスクブレーキなどに用いられる摩
擦材に関する。特に、フェード現象のない、安定した高
摩擦係数を達成できる摩擦材に関するものである。
The present invention relates to a friction material used for a disk brake of a vehicle such as an automobile or an industrial machine. In particular, the present invention relates to a friction material that can achieve a stable high coefficient of friction without a fade phenomenon.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自動車などのブレーキに用いる摩
擦材としては、アスベストを主成分とするアスベスト系
摩擦材が使用されてきた。しかし、環境問題からその使
用は禁じられてきて、最近は、ケブラー繊維(デュポン
社商品名)のような、有機繊維を用いたディスクパッド
が、鳴き特性が良好なことから主流になってきている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a friction material used for a brake of an automobile or the like, an asbestos-based friction material containing asbestos as a main component has been used. However, its use has been banned due to environmental problems. Recently, disc pads using organic fibers such as Kevlar fiber (trade name of DuPont) have become mainstream because of their good squealing characteristics. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような有機繊維を
用いた摩擦材は、制動時に高温に曝されるため、熱劣化
して、液状化した分解生成物が、アスベスト使用材やス
チール繊維を用いたセミメタ材に比べて多くなり、摩擦
材表面に液化したものが残り、摩擦係数を下げる現象、
すなわち、フェード現象を起こすといった問題があっ
た。
A friction material using such an organic fiber is exposed to a high temperature during braking, so that it is thermally degraded and a liquefied decomposition product is produced by using asbestos material or steel fiber. Phenomenon that increases in comparison with the used semi-meta material, liquefaction remains on the friction material surface, lowering the friction coefficient,
That is, there is a problem that a fade phenomenon occurs.

【0004】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、制動時の滑りを抑制し、摩擦
係数を高めるのに有効である摩擦材を提供する。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a friction material which is effective for suppressing slippage during braking and increasing the friction coefficient.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】従来の有機繊維を用いた
摩擦材には、耐摩耗性を安定的に向上させるために、有
機繊維の他に、カシューダストなどの有機物が配合され
ている。カシューダストも制動時には、高温に曝され、
熱分解して、液化物を生成する。この液化物が多くなる
と、前述したように、摩擦係数の低下、いわゆるフェー
ド現象を引き起こす原因となっていた。発明者は前述し
た従来の有機繊維を用いた摩擦材の欠点を解消するた
め、鋭意検討を重ねた結果、このような有機成分の熱分
解による液化物の発生がフェード現象および摩擦係数の
低下の原因であることを見出した。
Means for Solving the Problems Conventional friction materials using organic fibers are mixed with organic materials such as cashew dust in addition to organic fibers in order to stably improve abrasion resistance. Cashew dust is also exposed to high temperatures during braking,
Thermal decomposition produces liquefied material. When the amount of the liquefied matter increases, as described above, it causes a decrease in the friction coefficient, that is, a so-called fade phenomenon. The inventor has conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional friction material using organic fibers, and as a result, the generation of a liquefied substance due to the thermal decomposition of such an organic component causes a fade phenomenon and a decrease in friction coefficient. I found that it was the cause.

【0006】そこで、発明者は、摩擦材の有機成分に、
熱分解時に液化するより、ガス化し易い成分を用いるこ
とにより、制動時のフェード現象を防止し、摩擦係数を
高めることが可能になり、本発明の摩擦材を完成するに
至った。
Therefore, the inventor has proposed that the organic components of the friction material include:
By using a component that is more likely to be gasified than to be liquefied during thermal decomposition, it is possible to prevent a fade phenomenon during braking and to increase the friction coefficient, thereby completing the friction material of the present invention.

【0007】すなわち本発明は、繊維基材、潤滑剤、研
磨剤、充填剤及び結合剤からなる摩擦材において、メラ
ミンシアヌレートを、3〜20体積%含むことを特徴と
する摩擦材である。本発明に係わる摩擦材は、アスベス
トを含まず、基材となる繊維質と摩擦及び摩耗を調節す
る粉粒体として高温に曝された場合、液化しないで、す
ぐに気化する粉粒体を用いることを特徴とする。
That is, the present invention relates to a friction material comprising a fiber base material, a lubricant, an abrasive, a filler, and a binder, wherein the friction material contains 3 to 20% by volume of melamine cyanurate. The friction material according to the present invention does not contain asbestos, and when exposed to a high temperature as a particulate material for controlling friction and wear with a fibrous material serving as a base material, does not liquefy, but uses a particulate material that is immediately vaporized. It is characterized by the following.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明において、繊維基材として
セラミック繊維、ガラス繊維、金属繊維、アラミド繊維
などの繊維質のうち少なくとも1つ以上の基材を用いる
ことが好ましい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, it is preferable to use at least one of fibrous materials such as ceramic fiber, glass fiber, metal fiber, and aramid fiber as a fiber substrate.

【0009】繊維質となるセラミック繊維としては、S
iO2、Al23からなる酸化物、チタン酸カリウム、
ワラストナイト等を用いる事ができる。
[0009] As the ceramic fibers to be fibrous, S
iO 2 , an oxide composed of Al 2 O 3 , potassium titanate,
Wollastonite or the like can be used.

【0010】また、繊維質となる金属繊維としては、ス
チール繊維、銅繊維、銅合金繊維などを用いることがで
きる。
[0010] Further, as the metal fibers to be fibrous, steel fibers, copper fibers, copper alloy fibers and the like can be used.

【0011】本発明において、高温で、液化しにくく、
気化し易い粉粒体として、メラミンシアヌレート(日産
化学工業株式会社製:商品名MC−610など)が挙げ
られる。粒径としては、平均100μm以下の微粒子を
用いることが好ましい。粒径が100μmを超えると原
料粉体を均一に混合するのが困難になり、成形したディ
スクパッドに偏析し特性がばらつくという問題を生じて
くる。
In the present invention, it is difficult to liquefy at high temperature,
Melamine cyanurate (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd .: trade name MC-610 or the like) is an example of the powdery material that is easily vaporized. It is preferable to use fine particles having an average particle diameter of 100 μm or less. If the particle size exceeds 100 μm, it becomes difficult to mix the raw material powders uniformly, and there arises a problem that segregation occurs in the molded disk pad and the characteristics vary.

【0012】本発明において、該微粒子粉粒体は、カシ
ューダストの代替材として用いると、とくに効果を発揮
することができる。すなわち、カシュウーダストの長所
である耐摩耗性を維持することができる。
In the present invention, when the fine particles are used as a substitute for cashew dust, they are particularly effective. That is, the wear resistance, which is an advantage of the cashew dust, can be maintained.

【0013】本発明において、摩擦材に添加する該粉粒
体メラミンシアヌレートの配合量は3〜20体積%の範
囲にすることが好ましい。3体積%未満では、摩擦係数
が高くならず目的を達成できない。20体積%を超える
と有機成分が多くなり成形したディスクパッドが熱劣化
しやすくなるため寿命が短くなる。より好ましくは、8
〜15体積%である。
In the present invention, the amount of the powdered melamine cyanurate to be added to the friction material is preferably in the range of 3 to 20% by volume. If it is less than 3% by volume, the coefficient of friction is not increased and the object cannot be achieved. If the content is more than 20% by volume, the organic component becomes large and the molded disk pad is easily deteriorated by heat, so that the life is shortened. More preferably, 8
~ 15% by volume.

【0014】また、本発明において、従来から摩擦材に
用いられていたマイカ、バーミキュライト、MgO、Z
rO2等の酸化物セラミックなどを用いる事ができる。
In the present invention, mica, vermiculite, MgO, Z
An oxide ceramic such as rO 2 can be used.

【0015】本発明においては、硫化アンチモン、二硫
化モリブデン等の固体潤滑油を添加することで、摩擦材
の耐摩耗性が向上する。
In the present invention, the wear resistance of the friction material is improved by adding a solid lubricating oil such as antimony sulfide and molybdenum disulfide.

【0016】また、本発明において、結合材となる熱硬
化性樹脂としてはフェノール樹脂、メラミン樹脂,CO
PNA樹脂あるいはアクリルゴム、シリコーンゴム、N
BRなどで変成したゴム変性フェノール樹脂等を用いる
事ができる。
In the present invention, the thermosetting resin serving as the binder is a phenol resin, a melamine resin, CO 2
PNA resin or acrylic rubber, silicone rubber, N
A rubber-modified phenol resin denatured by BR or the like can be used.

【0017】ディスクブレーキの場合、ディスクとロー
タの摩擦によって、制動され、ディスク表面は、高温に
さらされる。その時、界面に液体があると潤滑油の作用
を示し摩擦係数が低下することは容易に推察できる。本
発明のように、高温に曝されると液化せずに気化し易い
ものを用いると、高い摩擦係数とその安定性も保持で
き、ディスクパッドとして好ましい特性を示す。
In the case of a disc brake, the disc is braked by friction between the disc and the rotor, and the disc surface is exposed to high temperatures. At this time, it can be easily inferred that if there is a liquid at the interface, the effect of the lubricating oil is exhibited and the friction coefficient is reduced. When a material which is easily vaporized without being liquefied when exposed to a high temperature is used as in the present invention, a high coefficient of friction and its stability can be maintained, exhibiting characteristics preferable as a disc pad.

【0018】ディスクブレーキに用いられる材料で、高
温に曝されて液化する材料としては、有機材料であるフ
ェノール樹脂等の結合材樹脂、アラミド繊維、カシュー
ダストなどがあるが、特性からみて、カシューダストを
減量し、本発明の粉粒体を用いることが好ましい。以
下、本発明を実施例により具体的に説明する。
Materials used for disc brakes that liquefy when exposed to high temperatures include binder resins such as phenolic resins, aramid fibers, and cashew dust, which are organic materials. And it is preferable to use the powdered granules of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.

【0019】[0019]

【実施例】ブレーキ用摩擦材の性能試験のために、アス
ベストフリーの摩擦材を製造して性能試験を行った。
EXAMPLE For the performance test of a friction material for a brake, an asbestos-free friction material was manufactured and a performance test was conducted.

【0020】表1において、本発明による摩擦材の配合
組成を実施例1〜3に、また比較のために製造した摩擦
材の配合組成を比較例1〜2に示す。
In Table 1, the composition of the friction material according to the present invention is shown in Examples 1 to 3, and the composition of the friction material manufactured for comparison is shown in Comparative Examples 1 and 2.

【0021】[0021]

【表1】 (量の単位:容積%) 項目 実施例1 実施例2 実施例3 比較例1 比較例2 フェノール樹脂 20 20 20 20 20 NBR粉末 5 5 5 5 5 銅繊維 7 7 7 7 7 珪酸カルシウム繊維 7 7 7 7 7 アラミト゛繊維 10 10 10 10 10 チタン酸カリウム繊維 7 7 7 7 7 黒鉛 5 5 5 5 5 カシュータ゛スト (量) − − 5
10 13 (粒径、μm) (125) (125) (260) メラミンシアヌレート (量) 19 15 10 − − (粒径、μm) (30) (3) (100) 硫酸ハ゛リウム 20 20 20 20 20 二硫化モリフ゛テ゛ン − 4 4 9 6 フェード現象 無 無 無 有 有 なき評価点 4.5 5 4.5 4 4.5 摩擦係数(100℃) 4.12 4.21 4.07 3.67 3.85 (300℃) 4.05 4.11 3.98 3.27 3.56 耐摩耗性(100℃) 0.07 0.09 0.08 0.11 0.12 (mm) (300℃) 0.45 0.57 0.34 0.54 0.67
(Table 1) (Unit of volume:% by volume) Item Example 1 Example 2 Example 3 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Phenol resin 20 20 20 20 20 NBR powder 55 5 55 5 Copper fiber 7 7 7 7 7 Silicic acid Calcium fiber 7 7 7 7 7 Aramite fiber 10 10 10 10 10 Potassium titanate fiber 7 7 7 7 7 Graphite 5 5 5 5 5 Cashew paste (quantity) − − 5
10 13 (particle size, μm) (125) (125) (260) Melamine cyanurate (amount) 19 15 10 − − (particle size, μm) (30) (3) (100) sodium sulfate 20 20 20 20 20 Molybdenum disulfide-4 4 9 6 Fade phenomenon No No No Yes No evaluation point 4.5 5 4.5 4 4.5 Coefficient of friction (100 ° C) 4.12 4.21 4.07 3.67 3.85 (300 ° C) 4.05 4.11 3.98 3.27 3.56 Abrasion resistance (100 ° C) 0.07 0.09 0.08 0.11 0.12 (mm) (300 ° C) 0.45 0.57 0.34 0.54 0.67

【0022】各摩擦材は、表1に示される配合の原料を
混合し、熱成形し、さらに後硬化して結合剤として用い
ているフェノール樹脂を完全に硬化させ、自動車用ディ
スクブレーキパッドを製造した。摩擦材の形態として
は、ディスクブレーキ用パッドに成形した。次に、製造
プロセスについて簡単に説明する。
For each friction material, the raw materials having the composition shown in Table 1 are mixed, thermoformed, and further post-cured to completely cure the phenol resin used as a binder to produce a disc brake pad for automobiles. did. The friction material was formed into a disc brake pad. Next, the manufacturing process will be briefly described.

【0023】まず、表1に示される配合に従って原材料
を混合した。混合には、アイリッヒミキサーを用いた。
次に、該混合物を、金型に送り、加圧してタブレットに
する。タブレットを接着剤を塗布した裏金に載置して、
別の金型に入れ、加熱加圧して成形した。加圧時間は1
0分間、加熱温度は150℃で、途中、副生成するガス
を抜くために圧抜きする。こうして成形したパッドを2
00℃で10時間後硬化してディスクパッドを製造し
た。
First, raw materials were mixed according to the composition shown in Table 1. An Erich mixer was used for mixing.
The mixture is then sent to a mold and pressed into tablets. Place the tablet on the back metal coated with adhesive,
It was placed in another mold and heated and pressed to mold. Pressurization time is 1
The heating temperature is 150 ° C. for 0 minute, and the pressure is released in order to remove by-product gas. The pad molded in this way is 2
After post-curing at 00 ° C. for 10 hours, a disk pad was manufactured.

【0024】以上の製造プロセスにより、表1に示した
本発明の実施例1〜3と比較例1〜2の摩擦材を各々作
製した。次にこれらのパッドをダイナモ試験機で摩擦係
数を、なき試験機でブレーキのなきを試験した。その結
果を表1に示す。
Through the above manufacturing process, the friction materials of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 of the present invention shown in Table 1 were produced. These pads were then tested for coefficient of friction with a dynamo tester and without brakes with a tester without. Table 1 shows the results.

【0025】なお、なき評価点、摩擦係数、耐摩耗性
は、以下のようにして評価した。 なき評価点:なき試験機を用いなき音圧を測定して5段
階法で評価した。なきの少ないものを5、多いものを1
とした。 摩擦係数、耐摩耗性:1/5スケールダイナモ試験機で
鋳鉄(FC−25)製のロータとキャリパーにディスク
パッドを設置して、ブレーキ試験を行い、摩擦係数は、
制動時にホイルにかかるトルク、時間を測定して計算で
求めた。また、耐摩耗性は、ロータの厚みを測定して摩
耗量で測定した。
In addition, the blank evaluation points, the coefficient of friction, and the wear resistance were evaluated as follows. Unevaluated evaluation point: An untested sound pressure was measured using an untested tester, and evaluated by a five-point method. 5 with few missing, 1 with many
And Friction coefficient, wear resistance: A brake test was conducted by installing a disc pad on a rotor and caliper made of cast iron (FC-25) using a 1/5 scale dynamo tester, and performing a brake test.
The torque and time applied to the wheel during braking were measured and calculated. The wear resistance was measured by measuring the thickness of the rotor and measuring the amount of wear.

【0026】本発明による実施例1〜3において、摩擦
材にメラミンシアヌレートを配合することにより、従来
のカシューダストを用いた比較例1、2に較べ100℃
と300℃における摩擦係数がいずれも高く摩擦材とし
ての性能が高い。また耐摩耗性も同等以下で有り、フェ
ード現象が発生せず摩擦材として優れている。
In Examples 1 to 3 according to the present invention, melamine cyanurate was added to the friction material so that the friction material was 100 ° C higher than Comparative Examples 1 and 2 using cashew dust.
And the friction coefficient at 300 ° C. are high, and the performance as a friction material is high. Further, the abrasion resistance is equal to or less than that, and the material is excellent as a friction material without causing a fade phenomenon.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明になる摩擦材は、非アスベスト摩
擦材の鳴き特性の良さを保持したまま、欠点であった摩
擦係数の小さいこと、摩耗量が大きいことを改良してお
り、しかもフェード現象がなく、自動車や産業機械にお
ける制動装置などの摩擦材に好適である。
The friction material according to the present invention improves the disadvantages of a low friction coefficient and a large amount of wear, while maintaining the good squealing characteristics of a non-asbestos friction material. It has no phenomenon and is suitable for a friction material such as a braking device in an automobile or an industrial machine.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】繊維基材、潤滑剤、研磨剤、充填剤及び結
合剤からなる摩擦材において、メラミンシアヌレート
を、3〜20体積%含むことを特徴とする摩擦材。
1. A friction material comprising a fiber base material, a lubricant, an abrasive, a filler, and a binder, wherein the friction material contains melamine cyanurate in an amount of 3 to 20% by volume.
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