JPWO2019082350A1 - 摩擦部材、下張り材用摩擦材組成物及び摩擦材 - Google Patents
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Abstract
Description
ディスクブレーキのブレーキパッド及びドラムブレーキのブレーキライニングには摩擦材が設けられ、該摩擦材が、ディスクロータ、ドラム等の対面材と摩擦し、自動車等の運動エネルギーを熱エネルギーに変換することにより制動を行う。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、制振性(ブレーキ鳴きが発生しにくいこと)等が要求される。
ところで、摩擦材には、通常、結合材、繊維基材、無機充填材及び有機充填材等が含まれるが、摩擦材の強度を向上させるために、銅繊維、黄銅繊維、鉄繊維等の金属繊維を含有させる方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、これら銅又は銅合金を含有する摩擦材は、制動により発生する摩耗粉に銅を多量に含むため、それが河川、湖及び海洋等の汚染の原因となることが示唆されており、米国、特にカリフォルニア、ワシントンを中心として、摩擦材における銅成分の使用量を制限する法律が施行されている。そのため、米国をはじめ、諸外国にて使用し得る摩擦材とするには、銅を含有しないか、又は銅の含有量を大幅に低減する要求があり、銅を必須成分として含有する摩擦材は、現在では商業的価値が乏しくなっている。
そこで、本発明の課題は、常温及び高温におけるせん断強度と、耐クラック性とを共に満足させることができ、ディスクロータ攻撃性が低く、且つ制振性が高くブレーキ鳴きが発生し難い摩擦部材、並びに該摩擦部材を形成し得る下張り材用摩擦材組成物及び摩擦材を提供することにある。
[1]上張り材、下張り材及び裏金をこの順に有する摩擦部材であって、
前記下張り材が繊維状ウォラストナイトを含有し、該繊維状ウォラストナイトの平均繊維長が100〜850μmであり、且つアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)が8以上である、摩擦部材。
[2]前記繊維状ウォラストナイトのアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)が8〜20である、上記[1]に記載の摩擦部材。
[3]前記下張り材が、さらに有機充填材、無機充填材、有機繊維及び結合材からなる群から選択される少なくとも1種を含有する、上記[1]又は[2]に記載の摩擦部材。
[4]前記下張り材が、さらに前記繊維状ウォラストナイト以外の無機繊維を含有する、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の摩擦部材。
[5]前記無機繊維が、ガラス繊維、金属繊維、人造鉱物繊維、炭素繊維、セラミック繊維、生分解性セラミック繊維、セピオライト、アタパルジャイト、チタン酸カリウム繊維、シリカアルミナ繊維及び耐炎化繊維からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[4]に記載の摩擦部材。
[6]繊維状ウォラストナイトを含有し、該繊維状ウォラストナイトの平均繊維長が100〜850μmであり、且つアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)が8以上である、下張り材用摩擦材組成物。
[7]前記繊維状ウォラストナイトのアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)が8〜20である、上記[6]に記載の下張り材用摩擦材組成物。
[8]さらに有機充填材、無機充填材、有機繊維及び結合材からなる群から選択される少なくとも1種を含有する、上記[6]又は[7]に記載の下張り材用摩擦材組成物。
[9]さらに前記繊維状ウォラストナイト以外の無機繊維を含有する、上記[6]〜[8]のいずれかに記載の下張り材用摩擦材組成物。
[10]前記無機繊維が、ガラス繊維、金属繊維、人造鉱物繊維、炭素繊維、セラミック繊維、生分解性セラミック繊維、セピオライト、アタパルジャイト、チタン酸カリウム繊維、シリカアルミナ繊維及び耐炎化繊維からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[9]に記載の下張り材用摩擦材組成物。
[11]上記[6]〜[10]のいずれかに記載の下張り材用摩擦材組成物を成形してなる下張り材を含有する摩擦材。
本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。さらに、本明細書において、摩擦材組成物中の各成分の含有率は、各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、摩擦材組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
また、本明細書における記載事項を任意に組み合わせた態様も本発明に含まれる。
前記下張り材が繊維状ウォラストナイトを含有し、該繊維状ウォラストナイトの平均繊維長が100〜850μmであり、且つアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)が8以上の摩擦部材である。
以下、下張り材に用いる材料(以下、下張り材用摩擦材組成物と称する。)について詳述する。該「下張り材用摩擦材組成物」が含有し得る各成分は、「下張り材」が含有し得る成分ということになる。
本発明で用いる下張り材用摩擦材組成物は、繊維状ウォラストナイトを含有し、該繊維状ウォラストナイトの平均繊維長が100〜850μmであって、且つアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)が8以上である。
本発明で用いる下張り材用摩擦材組成物の好ましい態様は、前記繊維状ウォラストナイトと共に、さらに有機充填材、無機充填材、有機繊維及び結合材からなる群から選択される少なくとも1種を含有する下張り材用摩擦材組成物であり、より好ましい態様は、前記繊維状ウォラストナイトと共に、さらに有機充填材、無機充填材、有機繊維及び結合材を含有する下張り材用摩擦材組成物である。また、後述する様に、前記繊維状ウォラストナイト以外の無機繊維をさらに含有する態様も好ましい。
また、該下張り材用摩擦材組成物は、銅を含まないか、又は含んでいてもその含有率が、銅元素として0.5質量%未満であってもよく、そうあることが好ましい。
そこで、発錆による耐久性低下等を避ける観点から、本発明で使用する下張り材用摩擦材組成物においては鉄系金属を含有しないことが好ましいが、鉄系金属を含む場合であっても、下張り材用摩擦材組成物における鉄系金属の含有率を鉄元素として0.5質量%未満とすることにより、耐錆性を良好なものとすることができ、裏金との接着界面での発錆による耐久性低下を抑制できる。本発明においては、鉄系金属の含有率を前記範囲に抑えても十分な靭性を有し、常温又は高温でのせん断強度も高く、且つ耐クラック性も良好である。下張り材用摩擦材組成物における鉄系金属の含有率は、鉄元素として0.2質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることがさらに好ましい。
(有機充填材)
有機充填材は、制振性及び耐摩耗性等を向上させるための摩擦調整剤としての機能を発現し得るものである。ここで、本発明において、該有機充填材は繊維形状のもの(例えば後述の有機繊維)を含まない。有機充填材は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記有機充填材としては、摩擦材組成物に一般的に用いられる有機充填材を使用することができ、例えば、カシューパーティクル、ゴム、メラミンパーティクル等が挙げられる。これらの中でも、摩擦係数の安定性及び耐摩耗性を良好とする観点並びに鳴きを抑制する観点から、カシューパーティクル、ゴムが好ましい。
また、有機充填材としては、カシューパーティクルとゴムとを併用してもよいし、カシューパーティクルをゴムで被覆したものを用いてもよい。
カシューパーティクルは、一般的に、硬化反応に使用する硬化剤の種類に応じて、茶系、茶黒系、黒系等に分類される。カシューパーティクルは、分子量等を調整することで、耐熱性及び音振性、さらに相手材であるロータへの被膜形成性等を制御し易くすることが可能である。
カシューパーティクルの平均粒子径は、分散性の観点から、850μm以下であることが好ましく、750μm以下であることがより好ましく、600μm以下であることがさらに好ましい。カシューパーティクルの平均粒子径の下限値に特に制限はなく、200μm以上であってもよく、300μm以上であってもよく、400μm以上であってもよい。なお、本明細書において、平均粒子径は、レーザー回折粒度分布測定の方法を用いて測定したd50の値(体積分布のメジアン径、累積中央値)を意味し、以下同様である。例えば、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置、商品名:LA・920(株式会社堀場製作所製)で測定することができる。
カシューパーティクルとしては、市販品を使用することができる。
カシューパーティクルは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
無機充填材は、摩擦材の耐熱性、耐摩耗性、摩擦係数の安定性等の悪化を避けるための摩擦調整材としての機能を発現し得るものである。ここで、本発明においては、該無機充填材は繊維形状のもの(例えば後述の無機繊維)を含まない。無機充填材は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
該無機充填材としては特に制限はなく、摩擦材に通常用いられる無機充填材でよい。無機充填材としては、例えば、三硫化アンチモン、硫化スズ、二硫化モリブデン、硫化ビスマス、硫化亜鉛等の金属硫化物;チタン酸カリウム、チタン酸リチウムカリウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸マグネシウムカリウム等のチタン酸塩;マイカ、黒鉛、コークス、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、ドロマイト、コークス、マイカ、バーミキュライト、硫酸カルシウム、粒状チタン酸カリウム、板状チタン酸カリウム、タルク、クレー、ゼオライト、ケイ酸ジルコニウム、ジルコニア、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、四酸化三鉄、酸化亜鉛、ガーネット、α−アルミナ、γ−アルミナ、炭化珪素;鉄粉末、鋳鉄粉末、アルミニウム粉末、ニッケル粉末、スズ粉末、亜鉛粉末、及び前記金属のうちの少なくとも1つの金属を含有する合金粉末等の金属粉末などが挙げられる。特に制限されるものではないが、無機充填材としては、銅及び鉄系金属を含有しないものが好ましい。これらの中でも、金属硫化物、チタン酸塩、マイカ、黒鉛、水酸化カルシウム、硫酸バリウム、ジルコニアからなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、黒鉛、水酸化カルシウム及び硫酸バリウムからなる群から選択される少なくとも1種がより好ましく、黒鉛、水酸化カルシウム及び硫酸バリウムを併用することがより好ましい。
繊維基材は、摩擦材において補強作用を示すものである。下張り材用摩擦材組成物は、繊維基材として、前記特定の繊維状ウォラストナイト(無機繊維)以外に、有機繊維を含有することが好ましく、前記特定の繊維状ウォラストナイト以外の無機繊維を含有することも好ましい。繊維基材は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。無機繊維は、摩擦材の機械的強度及び耐摩耗性を向上する効果を発現し得るものである。有機繊維とは、有機物を主成分とする繊維状の材料である。また、無機繊維とは、金属及び金属合金以外の無機物を主成分とする繊維状の材料である。
前記有機繊維としては、麻、木綿、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(架橋構造を有する)等が挙げられる。有機繊維は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。有機繊維としては、耐熱性の観点から、アラミド繊維が好ましい。また、摩擦材の強度向上の観点から、有機繊維として、フィブリル化有機繊維を含有することが好ましく、フィブリル化アラミド繊維を含有することがより好ましい。フィブリル化有機繊維とは、分繊化し、毛羽立ちをもった有機繊維であり、フィブリル化アラミド繊維、フィブリル化アクリル繊維、フィブリル化セルロース繊維等を商業的に入手できる。言うまでもなく、下張り材用摩擦材組成物は、フィブリル化有機繊維と共にその他の有機繊維を含有していてもよい。
下張り材用摩擦材組成物が有機繊維、特にフィブリル化有機繊維を含有する場合、その含有量は、下張り材用摩擦材組成物100質量部に対して1〜8質量部であることが好ましく、2〜7質量部であることがより好ましく、1〜5質量部であることがさらに好ましい。1質量部以上であれば、良好なせん断強度、耐クラック性及び耐摩耗性が発現する傾向にあり、8質量部以下であれば、下張り材用摩擦材組成物中の有機繊維(フィブリル化有機繊維)と他材料の偏在によるせん断強度及び耐クラック性の悪化を効果的に抑制することができる。
また、本発明では、前記無機繊維として、少なくとも下記特定の繊維状ウォラストナイトを含有する。
繊維状ウォラストナイトは、CaSiO3を主成分とする天然に産出されるケイ酸塩鉱物を粉砕分級し、繊維状に加工したものを指す。
本発明で使用する繊維状ウォラストナイトの平均繊維長は、摩擦材への強度付与の観点及び下張り材用摩擦材組成物中における分散性の観点から、100〜850μmであり、好ましくは130〜850μmである。繊維状ウォラストナイトの平均繊維長を100〜850μmとすることで、下張り材用摩擦材組成物の混合過程において繊維状ウォラストナイトの分散性が良好となり、下張り材の常温及び高温におけるせん断強度及び耐クラック性を効果的に向上させることができる。
また、該繊維状ウォラストナイトの平均繊維径は、摩擦材への強度付与の観点から、好ましくは70μm以下、より好ましくは60μm以下である。平均繊維径の下限値に特に制限はないが、好ましくは5μm以上、より好ましくは8μm以上である。
なお、本明細書において、平均繊維長及び平均繊維径はそれぞれ、用いる無機繊維を無作為に50個選択し、光学顕微鏡で繊維長及び繊維径を測定し、それから求められる平均値を示すが、市販品であればカタログ値を参照できる。なお、本明細書において、繊維径は、繊維の直径を指す。
結合材との親和性を高めるため、前記繊維状ウォラストナイトの表面は、アミノシラン、エポキシシラン等で処理されていてもよい。
下張り材用摩擦材組成物中の前記繊維状ウォラストナイトの含有量は、下張り材用摩擦材組成物100質量部に対して好ましくは3〜30質量部であり、より好ましくは5〜30質量部、さらに好ましくは5〜20質量部である。3質量部以上であれば、繊維状ウォラストナイトが摩擦材中に良好に分散することとなり、摩擦材の強度が向上する。30質量部以下であれば、下張り材用摩擦材組成物中の繊維状ウォラストナイトと他材料の偏在によるせん断強度及び耐クラック性の悪化を効果的に抑制することができる。
前記特定の繊維状ウォラストナイトは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、本発明の効果を損なわない範囲において、前記特定の繊維状ウォラストナイト以外の繊維状ウォラストナイトを併用してもよい。
下張り材用摩擦材組成物中におけるガラス繊維の含有量は、下張り材用摩擦材組成物100質量部に対して0〜15質量部であることが好ましく、0〜12質量部であることがより好ましい。該含有量の下限値は0.1質量部であってもよいし、0.5質量部であってもよいし、1質量部であってもよい。ガラス繊維の含有量をこの範囲とすることで、混合後の下張り材用摩擦材組成物のハンドリング性を損なうことなく、靭性を付与することができ、摩擦材の強度を向上し易い傾向にある。
耐クラック性及び耐摩耗性の向上の観点からは、一般的には、銅繊維、銅合金繊維、鉄繊維及び鉄合金繊維が好まれる。
しかし、銅又は銅合金の繊維を含有させる場合、前述の理由から、下張り材用摩擦材組成物中における銅の含有量は、銅元素として0.5質量%未満が好ましく、より好ましくは0.3質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下、特に好ましくは実質的に銅を含まない態様である。なお、銅合金繊維としては、銅繊維、黄銅繊維、青銅繊維等が挙げられる。
また、鉄繊維又は鉄合金繊維を含有させる場合、裏金との接着界面での発錆による耐久性低下を抑制する観点から、下張り材用摩擦材組成物中における鉄の含有量は、鉄元素として0.5質量%未満とすることが好ましく、より好ましくは0.3質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下、特に好ましくは実質的に鉄を含まない態様である。
下張り材用摩擦材組成物中に含まれる人造鉱物繊維の平均繊維長が大きくなるほど、せん断強度が低下する傾向にある。そのため、人造鉱物繊維の平均繊維長は、好ましくは500μm以下、より好ましくは100〜400μm、さらに好ましくは120〜340μmである。また、人造鉱物繊維の平均繊維径(直径)には特に制限はないが、通常、1〜20μmであり、2〜15μmであってもよい。
結合材は、有機充填材、無機充填材及び繊維基材等を結合して一体化し、所定の形状と強度を与える機能を有する。下張り材用摩擦材組成物に含まれる結合材に特に制限はないが、摩擦材の結合材として一般的に用いられる熱硬化性樹脂を用いることができる。
該熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、エラストマー分散フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。ここで、変性フェノール樹脂としては、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等が挙げられる。エラストマー分散フェノール樹脂としては、アクリルエラストマー分散フェノール樹脂、シリコーンエラストマー分散フェノール樹脂等が挙げられる。
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が好ましく、フェノール樹脂がより好ましい。
熱硬化性樹脂は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
下張り材用摩擦材組成物には、前記の有機充填材、無機充填材、繊維基材及び結合材以外に、必要に応じてその他の材料を配合することができる。
その他の材料としては、例えば、耐摩耗性及び熱フェード特性向上の観点から、亜鉛粉及びアルミ等の金属粉末;ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系ポリマー、などの有機添加剤が挙げられる。
下張り材用摩擦材組成物が上記その他の材料を含有する場合、その含有量としては、有機充填材、無機充填材、繊維基材及び結合材の総量100質量部に対して、それぞれ、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下、特に好ましくは3質量部以下であり、その他の材料を含有していなくてもよい。
本発明では、前記下張り材用摩擦材組成物を成形してなる下張り材を含有する摩擦材も提供する。より具体的には、上張り材用摩擦材組成物と前記下張り材用摩擦材組成物とを、一般に使用されている方法、好ましくは加熱加圧成形によって成形することによって摩擦材が得られる。図1を用いて説明すると、上張り材1と下張り材2を含有する部位が摩擦材5に相当する。
上張り材用摩擦材組成物としては、公知の摩擦材組成物、特に上張り材用摩擦材組成物を利用することができ、特に制限はない。上張り材用摩擦材組成物としては、具体的には、有機充填材、無機充填材、繊維基材及び結合材を含有する上張り材用摩擦材組成物が好ましく、該上張り材用摩擦材組成物において、銅を含まないか、又は銅を含んでいても該銅の含有率は銅元素として0.5質量%未満である上張り材用摩擦材組成物を用いることがより好ましい。また、該上張り材用摩擦材組成物は、繊維状ウォラストナイトを含有しないことが好ましく、たとえ含有していても、その含有量は上張り材用摩擦材組成物中、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下であり、実質的に含有していないことが特に好ましい。有機充填材、無機充填材、繊維基材及び結合材については、下張り材用摩擦材組成物において説明したものと同様のものを使用することができる。
摩擦面から垂直方向に見たとき、摩擦材全体厚みに対する下張り材の厚みの割合は3〜70%であることが好ましく、5〜60%であることがより好ましく、6〜50%であることがさらに好ましい。
摩擦材は、その下張り材が、制振性が高く(圧縮歪が大きく)、且つ、常温及び高温におけるせん断強度と、耐クラック性とを共に満足させることができるため、特に自動車用の摩擦材として好適である。
図1を参照しながら説明すると、本発明で使用する下張り材用摩擦材組成物は、高いせん断強度及び高い耐クラック性を有するため、摩擦部材の下張り材2として用いる。ここで、上張り材1は、摩擦部材の摩擦面となる摩擦材であり、下張り材2は、上張り材1と裏金3との間に介在する、摩擦材と裏金との接着部付近の剪断強度及び耐クラック性向上を目的とした層のことである。
具体的には、本発明は、上張り材1と、裏金3と、前記上張り材1と前記裏金3との間に下張り材用摩擦材組成物を成形してなる下張り材2を有する、摩擦部材6を提供するものである。
本発明の摩擦部材は、前記摩擦材を用いることにより該摩擦材の上張り材が摩擦面となるように形成した摩擦部材であって、つまり、下張り材が摩擦面とは反対側に位置する摩擦部材である。本発明の摩擦部材としては、上記態様に限らず、例えば、摩擦部材6において、前記裏金3において、前記下張り材2を有する側とは反対側にシム4を有する摩擦部材も挙げられる。該シム4は、一般的に摩擦部材の制振性向上のために用いられるスペーサーである。
[評価方法]
(1)凝集物の有無
混合後の下張り材用混合物をSEMで観察し、1mm2における繊維状ウォラストナイトの凝集物の有無を観察し、100μm以上の繊維状ウォラストナイト凝集物が確認される場合を凝集物「有り」と評価し、100μm以上の繊維状ウォラストナイト凝集物が確認されない場合を凝集物「無し」と評価した。
JIS D4413(2005年)に準拠して、160bar(16MPa)における圧縮歪量を測定し、制振性の指標とした。圧縮歪が大きいほど、制振性が高く、ブレーキ鳴きが発生しにくい。
JIS D4422(2007年)に準拠して、常温(20℃)及び高温(300℃)におけるせん断強度を測定した。なお、高温におけるせん断強度は、ディスクブレーキパッドを300℃で1時間加熱した後、1分間以内にせん断試験を行うことによって測定した。
JASO C427「自動車−ブレーキライニング及びディスクブレーキパッド−ダイナモメータ摩耗試験方法」に示されるブレーキ温度400℃の制動(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℃)を、摩擦材の厚みが半分になるまで繰り返し、摩擦材の摩擦面及び下張り材側の面におけるクラックの生成を測定し、下記評価基準に従って評価した。
A:クラックが生成しなかった。
B:摩擦材の摩擦面又は下張り材側の面に0.1mmのシックネスゲージが入らない程度のクラックが生成した。
C:摩擦材の摩擦面又は下張り材側の面に0.1mmのシックネスゲージが入る程度のクラックが生成した。
なお、摩擦材の摩擦面及び下張り材側の面の一方にシックネスゲージが入らない程度のクラックが生成し、他方にシックネスゲージが入る程度のクラックが生成した場合、評価はCとする。
自動車技術会規格「JASO C406」に準拠して一般効力試験を実施し、試験前後のディスクロータの厚みを測定し、試験前後のディスクロータの厚みの差から摩耗量を測定し、ディスクロータ攻撃性の指標とした。摩耗量が少ないほど、ディスクロータ攻撃性が小さく、摩擦性能に優れることを示す。
ディスクブレーキパッドの作製にあたり、下記の摩擦材組成物の成分を用意した。表1及び表2中に記載の各成分は、以下のものと同じである。
(結合材)
・フェノール樹脂
(有機充填材)
・カシューパーティクル
・タイヤトレッドゴムの粉砕粉
(無機充填材)
・チタン酸カリウム
・ジルコニア
・マイカ
・硫化スズ
・硫酸バリウム
・水酸化カルシウム
・黒鉛
(繊維基材)
・アラミド繊維(有機繊維):フィブリル化アラミド繊維
(無機繊維)
・人造鉱物繊維:平均繊維長150μm
・ガラス繊維:繊維長3,000μm、繊維径10μm、収束本数200本
・繊維状ウォラストナイトA:平均繊維長150μm、平均繊維径12μm、平均アスペクト比13
・繊維状ウォラストナイトB:平均繊維長825μm、平均繊維径55μm、平均アスペクト比15
・繊維状ウォラストナイトC:平均繊維長13μm、平均繊維径1μm、平均アスペクト比13
・繊維状ウォラストナイトD:平均繊維長35μm、平均繊維径7μm、平均アスペクト比5
表1に示す配合量に従って各成分を配合し、上張り材用摩擦材組成物を得た。また、表2に示す配合量に従って各成分を配合し、下張り材用摩擦材組成物を得た。
この上張り材用摩擦材組成物と下張り材用摩擦材組成物をそれぞれ別々に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、上張り材用混合物と下張り材用混合物を得た。得られた上張り材用混合物と下張り材用混合物を一体で成形プレス(王子機械工業株式会社製)にて予備成形した(但し、比較例1では下張り材用摩擦材組成物に凝集物が生じたため、予備成形以降の操作は行わなかった。また、比較例4では上張り材用混合物のみを予備成形し、比較例5では下張り材用混合物のみを予備成形した。)。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得たディスクブレーキパッドは、裏金の厚さ6mm、上張り材の厚さ9mm、下張り材の厚さ2mm、摩擦材投影面積52cm2である。
得られたディスクブレーキパッドを用いて、前記方法に従って各測定及び評価を行った。結果を表2に示す。
なお、上記実施例で用いた下張り材用摩擦材組成物は、銅及び鉄系金属(例えば、銅繊維、鉄繊維等)を含有しないため、環境有害性が低く、錆の抑制効果の高い摩擦材及び摩擦部剤になるといえる。
2 下張り材
3 裏金
4 シム
5 摩擦材
6 摩擦部材
Claims (11)
- 上張り材、下張り材及び裏金をこの順に有する摩擦部材であって、
前記下張り材が繊維状ウォラストナイトを含有し、該繊維状ウォラストナイトの平均繊維長が100〜850μmであり、且つアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)が8以上である、摩擦部材。 - 前記繊維状ウォラストナイトのアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)が8〜20である、請求項1に記載の摩擦部材。
- 前記下張り材が、さらに有機充填材、無機充填材、有機繊維及び結合材からなる群から選択される少なくとも1種を含有する、請求項1又は2に記載の摩擦部材。
- 前記下張り材が、さらに前記繊維状ウォラストナイト以外の無機繊維を含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の摩擦部材。
- 前記無機繊維が、ガラス繊維、金属繊維、人造鉱物繊維、炭素繊維、セラミック繊維、生分解性セラミック繊維、セピオライト、アタパルジャイト、チタン酸カリウム繊維、シリカアルミナ繊維及び耐炎化繊維からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項4に記載の摩擦部材。
- 繊維状ウォラストナイトを含有し、該繊維状ウォラストナイトの平均繊維長が100〜850μmであり、且つアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)が8以上である、下張り材用摩擦材組成物。
- 前記繊維状ウォラストナイトのアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)が8〜20である、請求項6に記載の下張り材用摩擦材組成物。
- さらに有機充填材、無機充填材、有機繊維及び結合材からなる群から選択される少なくとも1種を含有する、請求項6又は7に記載の下張り材用摩擦材組成物。
- さらに前記繊維状ウォラストナイト以外の無機繊維を含有する、請求項6〜8のいずれか1項に記載の下張り材用摩擦材組成物。
- 前記無機繊維が、ガラス繊維、金属繊維、人造鉱物繊維、炭素繊維、セラミック繊維、生分解性セラミック繊維、セピオライト、アタパルジャイト、チタン酸カリウム繊維、シリカアルミナ繊維及び耐炎化繊維からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項9に記載の下張り材用摩擦材組成物。
- 請求項6〜10のいずれか1項に記載の下張り材用摩擦材組成物を成形してなる下張り材を含有する摩擦材。
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