WO2003052022A1 - Composition pour materiau de friction et materiau de friction comprenant cette composition - Google Patents

Composition pour materiau de friction et materiau de friction comprenant cette composition Download PDF

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friction
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Teruyuki Nagayoshi
Noboru Suzuki
Manabu Ono
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Hitachi Chemical Co., Ltd.
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    • Y10T428/24994—Fiber embedded in or on the surface of a polymeric matrix

Definitions

  • the present invention relates to a friction material composition suitable for a friction material such as a disc brake pad and a brake lining used for braking automobiles, railway vehicles, various industrial machines, and the like, and a friction material using the friction material composition.
  • Non-asbestos-type disc brake pads are currently the mainstream, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-4462, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-184425, and the like.
  • Metal fibers such as steel fiber, brass fiber, copper fiber, etc., organic fibers such as acrylic fiber, aramide fiber, phenol fiber, etc., and inorganic fibers such as rock wool, potassium titanate fiber, alumina silica fiber, bonbon fiber etc. are used in combination.
  • phenolic resin has been used as a binder for friction materials in terms of heat resistance, strength, etc., and the frictional sliding surface is subjected to severe temperatures of more than 300 ° C.
  • a liquid phenomenon such as a liquid decomposition product generated by thermal decomposition of a binder or the like, is present as a lubricating component on the sliding surface, so that a fade phenomenon in which the friction coefficient is greatly reduced is likely to occur.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-234600 discloses that in a friction material composed of a fiber component, a binder, and a friction modifier component, calcium oxide and hydroxide are used as friction modifier components. It describes that calcium is used in combination with other friction modifier components such as active alumina. However, even the friction materials described above are still insufficient to prevent a decrease in the coefficient of friction and to suppress the occurrence of the fade phenomenon. At present, it is almost ineffective in reducing squeal after cooling. Disclosure of the invention
  • the present invention is suitable for a friction material that controls the thickness of a sliding film on a friction sliding surface without significantly lowering a friction coefficient at a high temperature, and has an improved high-frequency noise (squeal) prevention performance.
  • An object of the present invention is to provide a friction material composition.
  • the present invention can improve a fade phenomenon without deteriorating the aggressiveness of a friction material against a disk rotor, which is a mating material, and without significantly reducing the friction coefficient at high temperatures. It is an object of the present invention to provide a friction material composition suitable for a friction material which is capable of controlling the thickness of a sliding film on a friction sliding surface and having improved performance of preventing high-frequency abnormal noise (squeal). I do.
  • the present invention provides a friction material that has improved fade phenomena without deteriorating the aggressiveness of a friction material against a disk rotor, which is a mating material, and without significantly reducing the friction coefficient at high temperatures.
  • An object of the present invention is to provide a friction material composition suitable for a material.
  • the present invention improves the fade phenomenon without deteriorating the aggressiveness of the friction material against the disk rotor 1, which is the mating material, and without significantly reducing the friction coefficient at high temperatures.
  • An object of the present invention is to provide a friction material composition suitable for a friction material in which the thickness of a sliding film on a sliding surface is controlled and high-frequency abnormal noise (squeal) prevention performance is improved.
  • the present invention improves the fade phenomenon without deteriorating the aggressiveness of the friction material against the disk rotor, which is the mating material, and does not significantly reduce the friction coefficient at high temperatures, and improves frictional friction. Controls the thickness of the sliding film on the moving surface and generates high-frequency noise
  • An object of the present invention is to provide a friction material having improved (squeal) prevention performance.
  • the present invention provides the following friction material composition and friction material.
  • a friction material composition comprising a fibrous substance, a binder, and a friction modifier, wherein a frictional agent composition comprising a spherical activated alumina secondary aggregate having a diameter of 10 to 300 // m as the friction modifier. .
  • Friction material composition containing a fibrous substance, a binder and a friction modifier, activated friction having a specific surface area of 100 to 400 m 2 "g and an average particle diameter of 1 to 200 m is used as the friction modifier. Friction material composition.
  • FIG. 1 is a schematic view of a spherical activated alumina secondary aggregate used in the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the spherical activated alumina secondary agglomerates used in the present invention are, as shown in FIG. 1, activated alumina particles in which a plurality of individual activated alumina particles 1 (primary particles) are aggregated to form a spherical shape as a whole. This refers to secondary agglomerate 2. If such an activated alumina secondary agglomerate is used, the catalytic cracking reaction of the liquid decomposed product generated by thermal decomposition is accelerated by the decomposition reaction mechanism via activated alumina. To remove liquid decomposed substances on the sliding surface and suppress the occurrence of a fade phenomenon that significantly reduces the coefficient of friction. preferable.
  • the spherical activated alumina secondary agglomerates can be produced by gelling individual small aluminum hydroxide particles, dehydrating and drying the particles into a spherical shape.
  • a film mainly composed of an organic component generated on the friction sliding surface rapidly increases the friction coefficient in a low-temperature and low-humidity environment, and as a result, easily generates high-frequency noise (squeal).
  • activated alumina particularly spherical activated alumina secondary agglomerates used in the present invention
  • the decomposition reaction mechanism via the activated alumina promotes the catalytic decomposition reaction of the organic material film, and slides on the sliding surface.
  • the use of spherical activated alumina secondary aggregates is effective in reducing the squealing rate after cooling.
  • the activated alumina secondary aggregate used in the present invention needs to be used in a spherical shape.
  • the activated alumina secondary aggregate having a sharp corner is used, the frictional sliding surface of the friction material is reduced.
  • the disadvantage of sharp grinding occurs.
  • the diameter 3 of the spherical activated alumina secondary aggregate 2 shown in FIG. 1 used in the present invention is in the range of 10 to 300 zm, preferably in the range of 75 to 300 m, A range of up to 300 m is more preferred. If it exceeds 300 m, unevenness of the low aggressiveness of the frictional sliding surface may occur, and it may be impossible to control the thickness of the sliding film on the frictional sliding surface. There is a tendency that noise (squeal) performance cannot be improved. On the other hand, if it is less than 10 zm, it becomes difficult to keep the activated alumina secondary aggregates in a spherical shape, and it tends to be impossible to hold stabilized pores.
  • the diameter of the spherical activated alumina secondary aggregate can be measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer.
  • a sieve with a fine mesh of 10 m is set at the bottom, and a coarse sieve is set at the top.
  • a sieve with a mesh of 300 m is set at the top, put spherical activated alumina secondary agglomerates into the sieve with a mesh of 300 m, and shake according to JISK Shake for 20 minutes with a shaking machine, and after passing through a sieve with an aperture of 300, What remains between 10 xm sieves can be used.
  • spherical activated alumina secondary aggregates having a different particle size can be obtained every 25 xm.
  • the specific surface area of the active alumina secondary agglomerates of spherical for use in the present invention is preferably 100 to 400 m 2 Zg, more preferably 200 to 400 m 2 / g, more preferred properly in the range of 200 to 300 meters 2 / g You.
  • the specific surface area in the above range is a specific surface area suitable for a liquid decomposition product generated by thermal decomposition to be adsorbed in the pores of the spherical activated alumina secondary aggregate.
  • a part of the liquid decomposed product taken into the pores promotes the catalytic decomposition reaction by the decomposition reaction mechanism and removes the liquid material on the sliding surface, preventing a decrease in friction coefficient and preventing the fade phenomenon. Generation can be suppressed.
  • the specific surface area of the spherical activated alumina secondary aggregates exceeds 400 m 2 / g, cracks are likely to occur during molding of the friction material, and the strength of the friction material is reduced and the friction performance tends to be significantly reduced.
  • it is less than 100 m 2 / g, it is difficult to exhibit high adsorption performance of spherical active alumina secondary aggregates, and it tends to be difficult to suppress the occurrence of a phenomena.
  • the specific surface area of the spherical activated alumina secondary aggregate can be measured by using the BET adsorption method.
  • activated alumina secondary aggregate having a diameter of 10 to 300 m as the friction modifier
  • activated alumina of primary particles before secondary aggregation hereinafter referred to as active aluminum
  • active aluminum activated alumina of primary particles before secondary aggregation
  • mina primary particles having a specific surface area of 100 to 400 m 2 Zg and an average particle diameter of 1 to 200 m.
  • a liquid decomposed product generated by thermal decomposition is adsorbed in pores in activated alumina.
  • the decomposition reaction mechanism promotes the catalytic decomposition reaction of some of the taken-in liquid decomposition products, which removes liquid substances on the sliding surface, prevents a decrease in friction coefficient, and suppresses the occurrence of fade phenomenon. Can be.
  • the specific surface area of the activated alumina primary particles used in the present invention is 100 to 40 Om 2 Zg, preferably 200 to 400 m 2 Zg, and more preferably 200 to 30 Om 2 Zg. If the specific surface area of the activated alumina primary particles exceeds 40 OmV g, cracks will occur during the molding of the friction material, reducing the strength of the friction material and Friction performance is significantly reduced. On the other hand, when it is less than 100 m 2 / g, it becomes difficult to exhibit high adsorption performance of activated alumina, and it is difficult to suppress the occurrence of the phenomena. In addition, the specific surface area of the activated alumina primary particles can be measured by using the BETP sorption method.
  • the average particle size of the activated alumina primary particles used in the present invention is in the range of 1 to 200 m, preferably in the range of 3 to 100 im, and more preferably in the range of 5 to 70 zm. You. If the average particle diameter of the activated alumina primary particles exceeds 200 / m, it becomes difficult to exhibit high adsorptivity of the activated alumina, and it becomes difficult to suppress the occurrence of the feed phenomenon. On the other hand, if it is less than 1 m, the specific surface area is significantly reduced, and it is difficult to suppress the occurrence of the feed phenomenon.
  • the average particle diameter of the activated alumina primary particles can be measured by a laser scattering type particle size distribution analyzer.
  • the activated alumina primary particles used in the present invention are, for example, an alumina gel obtained by drying aluminum hydroxide at a low temperature and calcining (activating) at a temperature of 500 to 800 ° C.
  • the specific surface area is 100 to 400 m2 / g and the average particle diameter is 1 to 200 m as shown above. It is characterized by having pores from the surface toward the center.
  • the average pore diameter of the pores of the spherical activated alumina secondary particles and the activated alumina primary particles used in the present invention is preferably in the range of 10 to 150 A, and 20 to 13 OA. More preferably, it is more preferably in the range of 50 to 10 OA.
  • the average pore diameter can be measured by the BETP and deposition method.
  • the content of spherical activated alumina secondary aggregates or activated alumina primary particles is preferably in the range of 0.1 to 30% by weight, and more preferably in the range of 0.3 to 25% by weight in the whole composition. More preferably, it is more preferably in the range of 0.5 to 20% by weight. preferable.
  • the content of the activated alumina primary particles is preferably 1 to 30% by weight, more preferably 3 to 25% by weight, and more preferably 5 to 20% by weight in the whole friction material composition. %, While the content of spherical activated alumina secondary agglomerates is preferably 0.1 to 10% by weight in the total friction material composition, and 0.3 to 5% by weight. %, More preferably 0.5 to 3% by weight.
  • the material of the friction material in the present invention can be applied to any of semi-medium and non-steel materials and is not particularly limited.
  • the fibrous substance, binder and friction modifier other than the above-mentioned spherical activated alumina secondary aggregate and activated alumina primary particles used in the friction material composition of the present invention are not particularly limited, and are generally known.
  • fibrous materials include steel fiber, brass fiber, copper fiber, aramid fiber, acrylic fiber, phenol fiber, wollastonite, ceramic fiber, rock wool, potassium titanate fiber, carbon fiber, and other fibers.
  • the binder for example, a thermosetting resin such as a phenolic resin, an epoxy resin, a melamine resin, and a Kashu resin, or a rubber composition such as NBR, SBR, and IR can be used.
  • Friction modifiers other than spherical activated alumina secondary aggregates and activated alumina primary particles include, for example, organic friction modifiers such as cash dust and rubber dust, barium sulfate, black, antimony trisulfide, zeolite, and myriki.
  • organic friction modifiers such as zirconia, silica, zeolite, calcium carbonate, and magnesium carbonate can be used.
  • metal powder such as brass and copper is added as needed.
  • the content of the fibrous substance in the above is preferably 30 to 60% by weight, more preferably 40 to 50% by weight, in the whole friction material composition.
  • the content of the binder is preferably 3 to 25% by weight, more preferably 5 to 20% by weight, and more preferably 7 to 12% by weight in the whole friction material composition. More preferred.
  • the content of the organic friction modifier is preferably 1 to 15% by weight, more preferably 2 to 12% by weight in the whole composition.
  • Inorganic substances other than activated alumina The content of the friction modifier is preferably 20 to 50% by weight, more preferably 25 to 45% by weight in the whole friction material composition.
  • the content of the metal powder added as necessary is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 3 to 15% by weight in the whole friction material composition.
  • the friction material according to the present invention is obtained by mixing and uniformly mixing the friction material composition of the present invention, that is, a material containing a fibrous substance, a binder and a friction modifier, and a metal powder to be added as necessary. After pre-molding this mixture, the backing metal and the pre-molded body are set in a mold, and then molded by a heat and pressure molding method. Thereafter, post-heat treatment is performed if necessary, and organic components on the surface are further removed. It is obtained by performing a scorch treatment for the purpose.
  • the friction material composition of the present invention that is, a material containing a fibrous substance, a binder and a friction modifier, and a metal powder to be added as necessary.
  • the preforming is performed at room temperature at a pressure lower than the pressure at which heating and pressing is performed, and the heating temperature during the heating and pressing is preferably 130 to 170 ° C, more preferably 140 to 160 ° C.
  • the pressure is preferably from 20 to 6 MPa, more preferably from 30 to 50 MPa.
  • the pressurization time is preferably from 1 to 10 minutes, more preferably from 3 to 7 minutes.
  • the temperature of the heat treatment performed as required is preferably 150 to 300 ° C, more preferably 170 to 250 ° C.
  • the heat treatment time is preferably 2 to 8 hours, more preferably 3 to 7 hours.
  • the scorch treatment includes a method of pressing a hot plate against a friction member, a method of heating with a direct flame such as a gas flame, and a method of heating with radiant heat such as far infrared rays, and is not particularly limited.
  • the conditions of scorch treatment it is only necessary to select conditions suitable for the material and process.
  • the temperature is preferably 400 to 600 ° C, more preferably 450 to 550 ° C.
  • the treatment time is preferably from 1 to 10 minutes, more preferably from 2 to 8 minutes.
  • T-alumina primary activated alumina particles having an average pore size of 10 OA, an average particle size of 50 m and a specific surface area of 50 OmVg is shown in Table 1 together with other components shown in Table 1. The indicated amount was weighed and mixed with a mixer at a rotation speed of 3000 r / min for 4 minutes to obtain a friction material composition F. Comparative Example 3
  • ⁇ -Alumina having an average particle diameter of 10 m and a specific surface area of 2 OmVg without activation treatment was weighed together with the other components shown in Table 1 and weighed at 300 r / min with a mixer. The mixture was mixed at a rotation speed for 4 minutes to obtain a friction material composition I. Next, the friction material compositions A, B, C, and D obtained in Examples 1 to 4 and the friction material compositions E, F, G, H, and I obtained in Comparative Examples 1 to 5 were each subjected to room temperature.
  • NBR powder manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
  • Copper fiber manufactured by GMT, trade name Cu-540 1 8.0 1 8.0 1 8.0 0 1 8.0 1 8.0 1 8.0 1 8.0 0 1 8.0 1 8.0 Ceramic fiber , Nippon Steel Crack, Product Name
  • Antimony trisulfide 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 Amount 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 y-anoremina Average pore size (A) 50 1 5 0 50 1 50 1 0 0 1 00 30 200
  • Amount 10.0 a-alumina Particle size ( ⁇ ) 10 Specific surface area (m / g) 20
  • the minimum friction coefficient ( ⁇ ) during the first fade test and the minimum friction coefficient (X) during one stop were confirmed with a dynamo testing machine using a dynamometer test method for a passenger car brake system according to J ASO C406-87.
  • Squealing rate (%) Number of squealing occurrences (times) / Number of braking times (times) X 100 3. Evaluation of wear amount
  • the disc brake pad using the friction material composition according to the embodiment of the present invention hardly causes a fade phenomenon due to a small decrease in the coefficient of friction, and has a small wear amount at the disk opening. It is clear that the rate of squealing is low.
  • the disc brake pads using the friction material compositions of Comparative Examples 1 to 4 added activated alumina, but had a large decrease in the friction coefficient at high temperatures and a high squealing rate.
  • the average pore diameter is 50 A and the diameter is 75 ⁇ 25 mm.
  • Spherical iron-alumina Spherical activated alumina secondary aggregate
  • Specific surface area 25 O rr ⁇ Z g Weighed together with the components shown in Table 3 and mixed with a mixer at a rotation speed of 300 r / min for 4 minutes.
  • a friction material composition J was obtained.
  • a spherical alumina with an average pore diameter of 50 A and a diameter of 250 ⁇ 25 (spheroidal activated alumina secondary aggregate) (specific surface area 250 m 2 Zg) is shown in Table 3 together with other components shown in Table 3.
  • the mixture was weighed and mixed with a mixer at a rotation speed of 3000 r / min for 4 minutes to obtain a friction material composition K.
  • Example 7
  • Table 3 shows spherical alumina (spherical activated alumina secondary aggregates) (specific surface area: 200 m 2 Zg) with an average pore diameter of 100 A and a diameter of 75 ⁇ 25 ⁇ m, together with other components shown in Table 3. The indicated amount was weighed and mixed by a mixer at a rotation speed of 3000 r / min for 4 minutes to obtain a friction material composition L.
  • spherical alumina spherical activated alumina secondary aggregates
  • Table 2 shows a spherical alumina with a mean pore diameter of 100 A and a diameter of 250 ⁇ 25 m (secondary aggregate of spherical activated alumina) (specific surface area: 200 m 2 / g), together with other components shown in Table 3. 3 were weighed and mixed with a mixer at a rotation speed of 3000 r / min for 4 minutes to obtain a friction material composition M. Comparative Example 6
  • Spherical ⁇ -alumina (spherical activated alumina secondary aggregate) (average pore size: 200 m 2 / g) with an average pore diameter of 100 A and a diameter of 10 ⁇ 5/2 m, together with other components shown in Table 3
  • the weights shown in Table 3 were weighed and mixed with a mixer at a rotation speed of 3000 r / min for 4 minutes to obtain a friction material composition N.
  • Non-activated ⁇ -alumina (specific surface area 2 Om 2 / g) with a diameter of 10 / zm was weighed together with the other components shown in Table 3 as shown in Table 3, and 3,000 rZ min with a mixer. The mixture was mixed at a rotation speed for 4 minutes to obtain a friction material composition Q. Next, the friction material compositions obtained in Examples 5 to 8], K, L, and ⁇ and the friction material compositions ⁇ , 0, ⁇ , and Q obtained in Comparative Examples 6 to 9 were each subjected to 20 MPa at room temperature.
  • NBR powder manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
  • Copper fiber manufactured by GMT, trade name Cu—540 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 Ceramic fiber, manufactured by Nippon Steel Corporation, trade name
  • Antimony trisulfide 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 Amount 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
  • Squeal rate (%) Number of squeal occurrences (times) / Number of brakes (times) X 100
  • the evaluation was performed in this environment with the absolute humidity set to 40% and the absolute humidity set to 2.8 g / m 3, and the value was determined by the same formula as above.
  • the minimum friction coefficient (X) and the minimum friction coefficient () during the first feed test were confirmed with a dynamo testing machine by using the dynamometer overnight test method for a passenger car brake device according to JASO C406-87.
  • the brake pad has a low squealing rate and a low squealing rate after cooling, and the friction coefficient is hardly reduced, so that the fade phenomenon hardly occurs.
  • the disc brake pads using the friction material compositions of Comparative Examples 6 and 7 added spherical activated alumina secondary aggregates, but the squealing rate and the squealing rate after cooling were large, The coefficient of friction at high temperatures dropped significantly.
  • the friction material manufactured by using the friction material composition of the present invention does not adversely affect the aggressiveness of the friction material against the disk, and the friction coefficient at high temperatures is significantly reduced. It is possible to improve the fade phenomenon, control the thickness of the sliding film on the frictional sliding surface, and improve the high frequency abnormal noise (squeal) prevention performance without industrial problems. It is.

Description

明 細 書 摩擦材組成物及び摩擦材組成物を用レゝた摩擦材 技術分野
本発明は、 自動車、 鉄道車両、 各種産業用機械等の制動に用いられるディスク 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。 . 背景技術
自動車、 鉄道車両、 各種産業用機械等には、 その制動のため摩擦材が使用され ている。 この摩擦材としては、 現在非アスベスト系ディスクブレーキパッドが主 流であり、 特公昭 5 9— 4 4 6 2号公報、 特開平 6— 1 8 4 5 2 5号公報等に示 されるように補強繊維として、 スチール繊維、 黄銅繊維、 銅繊維等の金属繊維、 アクリル繊維、 ァラミド繊維、 フエノール繊維等の有機質繊維、 ロックウール、 チタン酸カリウム繊維、 アルミナシリカ繊維、 力一ボン繊維等の無機質繊維を組 み合わせたものが使用されている。
. 摩擦材用の結合剤としては、 従来から一般的に、 耐熱性、 強度等の面からフエ ノール樹脂が使用されており、 摩擦摺動面が 3 0 0 °C以上の高温になる過酷な条 件下では、 結合剤などの熱分解によって生じる液状分解物などが、 摺動面に潤滑 成分として存在するため摩擦係数が大幅に低下するフエ一ド現象が発生し易くな る。
フェード現象を抑制するための対策として、 有機物の減量化、 摩擦材の気孔率 の改善策により、 対応してきたが、 フェード現象による高温時の摩擦係数低下の 改善が困難であった。
また、 摩擦摺動面に生成する有機物を多く含む摺動膜の薄膜の影響により、 低 温環境下での制動時に、 急激に摩擦係数が上昇し、 その結果、 高周波の異音 （鳴 き） の発生が弊害として発現する。
これらの対策として、 様々な硬度、 粒子径を持った研削性のある材料によって 摩擦摺動面上の膜を切削し膜厚を制御して対応していたが、 均一な薄膜化が困難 であり、 鳴き及び放冷後の鳴きの低減が困難であった。 例えば、 特開 2 0 0 0— 2 3 4 0 8 6号公報には、 繊維成分と、 結合材と、 摩擦調整材成分とからなる摩 擦材において、 摩擦調整剤成分として酸化カルシウム及び水酸化カルシウムと活 性アルミナ等の他の摩擦調整剤成分とを組み合わせて用いることが記載されてい る。 しかし、 上記に示される摩擦材においても、 摩擦係数の低下を防ぎ、 フエ一 ド現象の発生を抑制するにはまだ不十分である。 また、 放冷後の鳴きの低減に対 しては、 ほとんど効果がなレのが現状である。 発明の開示
本発明は、 高温時の摩擦係数を大幅に低下させることなく、 摩擦摺動面上の摺 動膜の膜厚を制御し、 かつ高周波異音 （鳴き） 防止性能が向上した摩擦材に適し た摩擦材組成物を提供することを目的とする。
また、 本発明は、 摩擦材の相手材であるディスクローターへの攻撃性を悪ィ匕さ せることなく、 また高温時の摩擦係数を大幅に低下させることなく、 フェード現 象を改善することができ、 かつ、 摩擦摺動面上の摺動膜の膜厚を制御し、 かつ高 周波異音 （鳴き） 防止性能が向上した摩擦材に適した摩擦材組成物を提供するこ とを目的とする。
また、 本発明は、 摩擦材の相手材であるディスクローターへの攻撃性を悪ィ匕さ せることなく、 また高温時の摩擦係数を大幅に低下させることなく、 フェード現 象を改善させた摩擦材に適した摩擦材組成物を提供することを目的とする。 また、 本発明は、 摩擦材の相手材であるディスクロータ一への攻撃性を悪化さ せることなく、 また高温時の摩擦係数を大幅に低下させることなく、 フェード現 象を改善させると共に、 摩擦摺動面上の摺動膜の膜厚を制御し、 かつ高周波異音 (鳴き)防止性能を向上させた摩擦材に適した摩擦材組成物を提供することを目的 とする。
また、 本発明は、 摩擦材の相手材であるディスクローターへの攻撃性を悪化さ せることなく、 また高温時の摩擦係数を大幅に低下させることなく、 フェード現 象を改善させると共に、 摩擦摺動面上の摺動膜の膜厚を制御し、 かつ高周波異音 (鳴き）防止性能を向上させた摩擦材を提供することを目的とする。
すなわち、 本発明は、 下記の摩擦材組成物及び摩擦材を提供するものである。
(1) 繊維状物質、 結合剤及び摩擦調整剤を含む摩擦材組成物において、 摩擦 調整剤として直径が 10〜300 //mの球状の活性アルミナ 2次凝集物を用いて なる摩擦材組成物。
( 2 ) 球状の活性アルミナ 2次凝集物が、 100~400m2/gの比表面積 を有する （1) に記載の摩擦材組成物。
(3) 球状の活性アルミナ 2次凝集物が、 10〜15 OAの平均細孔径を有す る （1) 又は （2) に記載の摩擦材組成物。
(4) 繊維状物質、 結合剤及び摩擦調整剤を含む摩擦材組成物において、 摩擦 調整剤として比表面積が 100〜400m2 "g、 平均粒子径が 1〜 200 m の活性アルミナを用いてなる摩擦材組成物。
(5) 活性アルミナが、 10〜15 OAの平均細孔径を有する （4) 記載の摩 擦材組成物。
(6) 上記 （1) 〜 （3) のいずれかに記載の摩擦材組成物を加圧加熱成形し てなる摩擦材。
(7) 上記 （4) 又は （5) に記載の摩擦材組成物を加圧加熱成形してなる摩 擦材。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に用いられる球状の活性アルミナ 2次凝集物の概略図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明に用いられる球状の活性アルミナ 2次凝集物とは、 図 1に示すように 個々の活性アルミナの粒子 1 (1次粒子） が複数個凝集して全体的に球形をして いる活性アルミナ 2次凝集物 2を指すものであり、 このような活性アルミナ 2次 凝集物を用いれば、 熱分解によって生じる液状分解物に対して活性アルミナを介 した分解反応機構により、 接触分解反応が促進して摺動面上の液状分解物を除去 し、 摩擦係数が大幅に低下するフエ一ド現象の発生を抑制することができるので 好ましい。
なお、 球状の活性アルミナ 2次凝集物は、 1つ 1つの小さな水酸化アルミニゥ ム粒子をゲル化し、 これを球形になるように脱水、 乾燥させて作製することがで さる。
また、 摩擦摺動面に生成する有機物成分を主体とした膜は、 低温 ·低湿環境下 において、 摩擦係数を急激に上昇させ、 その結果、 高周波異音 （鳴き） を発生さ せ易くするが、 活性アルミナ、 特に本発明で用いられる球状の活性アルミナ 2次 凝集物を用いれば、 その有機物の膜に対して活性アルミナを介した分解反応機構 により、 接触分解反応を促進させ摺動面上の摺動膜の膜厚を制御することで、 急 激な摩擦係数の上昇を抑え、 鳴きの現象を発生し難くすることができる。 特に、 球状の活性アルミナ 2次凝集物を用いることにより、 放冷後の鳴き発生率の低減 に効果がある。
また、 本発明に使用される活性アルミナ 2次凝集物は、 球状で用いることが必 要とされ、 例えば角のとがった活性アルミナ 2次凝集物を用いると、 摩擦材の摩 擦摺動面が急激に研削されるという欠点が生じる。
本発明に用いられる図 1に示す球状の活性アルミナ 2次凝集物 2の直径 3は、 1 0〜3 0 0 z mの範囲とされ、 7 5〜3 0 0 mの範囲が好ましく、 1 0 0〜 3 0 0 mの範囲がよりに好ましい。 3 0 0 mを超えると摩擦摺動面のロー夕 一攻撃性にムラが発生し、摩擦摺動面上の摺動膜の膜厚を制御することができな くなる傾向があり、 また高周波異音 (鳴き)性能を向上させることができなくなる 傾向がある。 一方、 1 0 zm未満であると活性アルミナ 2次凝集物を球状に保持 することが困難となり、 安定化した細孔を保持することができなくなる傾向があ る。 なお、 球状の活性アルミナ 2次凝集物の直径は、 レーザー回折式粒度分布測 定装置により測定することができる。
直径が 1 0〜 3 0 0 mの範囲からなる球状の活性アルミナ 2次凝集物として は、 最下部に網目の細かい目開き 1 0 mの篩をセットし、 その上部に網目の粗 い篩を順次重ね、 最上部に目開き 3 0 0 mの篩をセットし、 この目開き 3 0 0 mの篩の中に球状の活性アルミナ 2次凝集物を入れ、 J I S K 1 5 5 5規 定の振とう機で 2 0分間振とうさせ、 目開き 3 0 0 の篩を通過したものから、 細かい目開き 10 xmの篩の間に残ったものが使用できる。
なお、 篩を例えば、 目開き 25 /zm刻みに変えて重ねていけば、 25 xm毎に 粒径の異なる球状の活性アルミナ 2次凝集物を得ることができる。
本発明に用いられる球状の活性アルミナ 2次凝集物の比表面積は、 好ましくは 100〜400m2Zg、 より好ましくは 200〜400m2/g、 さらに好ま しくは 200〜 300m2/gの範囲とされる。 上記の範囲の比表面積は、 熱分 解によって生じる液状分解物が球形の活性アルミナ 2次凝集物の細孔内に吸着さ れるのに好適な範囲の比表面積である。 また、 細孔内に取り込まれた液状分解物 の一部は、 分解反応機構により、 接触分解反応が促進されて摺動面上の液状物を 除去し、 摩擦係数の低下を防ぎ、 フェード現象の発生を抑制することができる。 球状の活性アルミナ 2次凝集物の比表面積が 400m2/gを超えると、 摩擦材 の成形時に亀裂が発生しやすくなり、 摩擦材の強度が低下すると共に摩擦性能が 著しく低下する傾向がある。 一方、 100m2/g未満であると球状の活性アル ミナ 2次凝集物の高吸着性能を発揮することが困難となり、 フエ一ド現象の発生 を抑制することが困難となる傾向がある。 なお、 球状の活性アルミナ 2次凝集物 の比表面積は、 B E T吸着法を用いて測定することができる。
本発明においては、 摩擦調整剤として、 上記の直径が 10〜300 mの球状 の活性アルミナ 2次凝集物の代わりに、 2次凝集する前の 1次粒子の活性アルミ ナ （以下、 活性アル'ミナ 1次粒子という） であって、 比表面積が 100〜400 m2Zgで平均粒子径が 1〜200 mの範囲のものを用いてもよい。
上記の範囲の比表面積を有する活性アルミナ 1次粒子を用いれば、 熱分解によ つて生じる液状分解物が活性アルミナ中の細孔内へ吸着される。 また取り込まれ た液状分解物の一部は、 分解反応機構により、 接触分解反応が促進して摺動面上 の液状物を除去し、 摩擦係数の低下を防ぎ、 フェード現象の発生を抑制すること ができる。
本発明に用いられる活性アルミナ 1次粒子の比表面積は、 100〜40 Om2 Zgであり、 好ましくは 200〜400m2Zg、 さらに好ましくは 200〜 3 0 Om2Zgの範囲とされる。 活性アルミナ 1次粒子の比表面積が 40 OmV gを超えると、 摩擦材の成形時に亀裂が発生し、 摩擦材の強度が低下すると共に 摩擦性能が著しく低下する。 一方、 1 0 0 m2/ g未満であると活性アルミナの 高吸着性能を発揮することが困難となり、 フエ一ド現象の発生を抑制することが 困難である。 なお、 活性アルミナ 1次粒子の比表面積は、 B E TP及着法を用いて 測定することができる。
本発明に用いられる活性アルミナ 1次粒子の平均粒子径は、 1〜2 0 0 mの 範囲であり、 好ましくは 3〜1 0 0 i mの範囲、 より好ましくは 5〜 7 0 zmの 範囲とされる。 活性アルミナ 1次粒子の平均粒子径が 2 0 0 /mを超えると活性 アルミナの高吸着性を発揮することが困難となり、 フエ一ド現象の発生を抑制す ることが困難となる。 一方、 1 m未満であると比表面積が著しく低下し、 フエ 一ド現象の発生を抑制することが困難となる。 なお活性アルミナ 1次粒子の平均 粒子径は、 レーザー散乱型粒度分布測定装置により測定することができる。 本発明に用いられる活性アルミナ 1次粒子とは、 例えば水酸化アルミニウムを 低温で乾燥してアルミナゲルを得、 これを 5 0 0〜8 0 0 °Cの温度で焼成 （活性 化処理） を行って得られるァ—アルミナのことを指すもので、 比表面積が上記に 示すように 1 0 0〜4 0 0 m2/ gの範囲で平均粒子径が 1〜2 0 0 mの範囲 であって、 かつ表面から中心部に向かって細孔を有することを特長とするもので ある。
本発明では、 摩擦調整剤として上記に示す球状の活性アルミナ 2次凝集物又は 活性アルミナ 1次粒子、 即ちァ—アルミナを用いることが必用とされ、 α—アル ミナ （比表面積が 1 2 m2/ g程度） を用いるとディスクローターへの攻撃性が 悪化し、 鳴き及び放冷後の鳴きが非常に多くなると共に高温時の摩擦係数が大幅 に低下するフエ一ド現象が発生するという欠点が生じる。
本発明に用いられる球状の活性アルミナ 2次粒子及び活性アルミナ 1次粒子が 有する細孔の平均細孔径は、 1 0〜 1 5 0 Aの範囲であることが好ましく、 2 0 〜 1 3 O Aであることがより好ましく、 5 0〜1 0 O Aの範囲であることがさら に好ましい。 なお、 平均細孔径は、 B E TP及着法により測定することができる。 球状の活性アルミナ 2次凝集物又は活性アルミナ 1次粒子の含有量は、 全組成 物中に 0 . 1〜3 0重量％の範囲とすることが好ましく、 0. 3〜2 5重量％の 範囲とすることがより好ましく、 0 . 5〜2 0重量％の範囲とすることがさらに 好ましい。 3 0重量％を超えると、 ロータ一攻撃性が高くなり、 鳴きが悪化する 傾向があり、 0 . 1重量％未満であると、 高温時の摩擦係数が大幅に低下するフ ェ一ド現象を抑制することが困難となる傾向がある。 特に、 活性アルミナ 1次粒 子の含有量は、 全摩擦材組成物中に 1〜3 0重量％とすることが好ましく、 3〜 2 5重量％とすることがより好ましく、 5〜2 0重量％とすることがさらに好ま しく、 一方、 球状の活性アルミナ 2次凝集物の含有量は、 全摩擦材組成物中に 0 . 1〜1 0重量％とすることが好ましく、 0 . 3〜5重量％とすることがより好ま しく、 0 . 5〜 3重量％とすることがさらに好ましい。
本発明における摩擦材の材質は、 セミメ夕リック系、 ノンスチール系のいずれ にも適用でき特に制限はない。
また、 本発明の摩擦材組成物に用いられる繊維状物質、 結合剤及び上記の球状 の活性アルミナ 2次凝集物及び活性アルミナ 1次粒子以外の摩擦調整剤としては、 特に制限はなく、 一般に公知の材料を用いることができる。 例えば、 繊維状物質 としては、 スチール繊維、 黄銅繊維、 銅繊維、 ァラミド繊維、 アクリル繊維、 フ エノ一ル繊維、 ウォラストナイト、 セラミック繊維、 ロックウール、 チタン酸力 リウム繊維、 カーボン繊維等の繊維状物質を用いることができる。 また、 結合剤 としては、 例えば、 フエノール樹脂、 エポキシ樹脂、 メラミン樹脂、 カシュ一樹 脂等の熱硬化性樹脂や N B R、 S B R、 I R等のゴム組成物等を用いることがで きる。 球状の活性アルミナ 2次凝集物及び活性アルミナ 1次粒子以外の摩擦調整 剤としては、 例えば、 カシュ一ダスト、 ゴムダスト等の有機質摩擦調整剤、 硫酸 バリウム、 黒 、、 三硫化アンチモン、 ゼォライト、 マイ力、 ジルコニァ、 シリカ、 ゼォライト、 炭酸カルシウム、 炭酸マグネシウム等の無機質摩擦調整剤などを使 用することができる。 さらに必要に応じて真鍮、 銅等の金属粉が添加される。 上記における繊維状物質の含有量は全摩擦材組成物中に 3 0〜6 0重量％とす ることが好ましく、 4 0〜5 0重量％とすることがより好ましい。 結合剤の含有 量は、 全摩擦材組成物中に 3〜 2 5重量％とすることが好ましく、 5〜 2 0重 量％とすることがより好ましく、 7〜1 2重量％とすることがさらに好ましい。 有機質摩擦調整剤の含有量は、 全組成物中に 1〜1 5重量％とすることが好まし く、 2〜1 2重量％とすることがより好ましい。 また活性アルミナ以外の無機質 摩擦調整剤の含有量は、 全摩擦材組成物中に 20〜 50重量％とすることが好ま しく、 25〜45重量％とすることがより好ましい。
なお、 必要に応じて添加する金属粉の含有量は、 全摩擦材組成物中に 1〜20 重量％とすることが好ましく、 3〜15重量％とすることがより好ましい。
これらの成分は、 全組成物が 100重量％となるように配合される。
本発明になる摩擦材は、 本発明の摩擦材組成物、 すなわち、 繊維状物質、 結合 剤及び摩擦調整剤、 ならびに、 必要に応じて添加する金属粉を含む材料を混合し て均一に混合し、 この混合物を予備成形し、 次いで金型内に裏金及び予備成形体 を揷設した後、 加熱加圧成形法で成形し、 その後必要に応じて後熱処理を行い、 さらに表面の有機成分を除去するためスコーチ処理を行って得られる。
なお、 予備成形は、 室温で加熱加圧成形する圧力未満の圧力で成形し、 また加 熱加圧成形する際の加熱温度は 130〜 170 °Cが好ましく、 140~160°C がより好ましい。 圧力は 20〜6 OMP aが好ましく、 30〜50MPaがより 好ましい。 加圧時間は 1〜10分が好ましく、 3〜7分がより好ましい。 必要に 応じて行う熱処理温度は 150〜 300 °Cが好ましく、 170〜 250 °Cがより 好ましい。 熱処理時間は 2〜 8時間が好ましく、 3〜 7時間がより好ましい。 ま たスコーチ処理は、 摩擦部材に熱盤を押し当てる方法、 ガスの炎などの直火で加 熱する方法、 遠赤外線などの輻射熱で加熱する方法等があり特に制限はない。 ス コーチ処理の条件については、 その材質に合った条件を選定して処理すればよい。 例えば、 結合剤としてフエノール樹脂を用いた場合、 温度は 400〜600°Cが 好ましく、 450〜 550 °Cがさらに好ましい。 処理時間は 1〜 10分が好まし く、 2〜 8分がさらに好ましい。
以下、 実施例により本発明を説明する。 実施例 1〜 8及び比較例 1〜 9
実施例 1
平均細孔径が 5 OAで、 平均粒子径が 50 m及び比表面積が 40 OmVg のァ—アルミナ （活性アルミナ 1次粒子） を表 1に示す他の成分と共に表 1に示 す量秤量し、 混合機で 3000 r /m i nの回転速度で 4分間混合し、 摩擦材組 成物 Aを得た。 実施例 2
平均細孔径が 15 OAで、 平均粒子径が 50 /m及び比表面積が 400m2/ gのァ—アルミナ （活性アルミナ 1次粒子） を表 1に示す他の成分と共に表 1に 示す量秤量し、 混合機で 3000 r/m i nの回転速度で 4分間混合し、 摩擦材 組成物 Bを得た。 実施例 3
平均細孔径が 50 Aで、 平均粒子径が 50 m及び比表面積が 10 OmVg のァ—アルミナ （活性アルミナ 1次粒子） を表 1に示す他の成分と共に表 1に示 す量秤量し、 混合機で 3000 r/mi nの回転速度で 4分間混合し、 摩擦材組 成物 Cを得た。 実施例 4
平均細孔径が 15 OAで、 平均粒子径が 50 zm及び比表面積が 100m2Z gのァーアルミナ （活性アルミナ 1次粒子） を表 1に示す他の成分と共に表 1に 示す量抨量し、 混合機で 3000 r /m i nの回転速度で 4分間混合し、 摩擦材 組成物 Dを得た。 比較例 1
平均細孔径が 10 OAで、 平均粒子径が 50 /im及び比表面積が 5 OmVg のァ—アルミナ （活性アルミナ 1次粒子） を表 1に示す他の成分と共に表 1に示 す量秤量し、 混合機で 3000 r/m i nの回転速度で 4分間混合し、 摩擦材組 成物 Eを得た。 比較例 2
平均細孔径が 10 OAで、 平均粒子径が 50 m及び比表面積が 50 OmV gの T—アルミナ （活性アルミナ 1次粒子） を表 1に示す他の成分と共に表 1に 示す量抨量し、 混合機で 3000 r/m i nの回転速度で 4分間混合し、 摩擦材 組成物 Fを得た。 比較例 3
平均細孔径が 30 Aで、 平均粒子径が 50 i m及び比表面積が 50 m 2 / gの 7"—アルミナ （活性アルミナ 1次粒子） を表 1に示す他の成分と井に表 1に示す 量枰量し、 混合機で 3000 r/m i nの回転速度で 4分間混合し、 摩擦材組成 物 Gを得た。 比較例 4
平均細孔径が 20 OAで、 平均粒子径が 50 及び比表面積が 50m2/g のァ—アルミナ (活性アルミナ 1次粒子） を表 1に示す他の成分と共に表 1に示 す量秤量し、 混合機で 3000 r/m i nの回転速度で 4分間混合し、 摩擦材組 成物 Hを得た。 比較例 5
平均粒子径が 10 mで、 活性化処理を行っていない比表面積が 2 OmVg の α—アルミナを表 1に示す他の成分と共に表 1に示す量秤量し、 混合機で 30 00 r/m i nの回転速度で 4分間混合し、 摩擦材組成物 Iを得た。 次に、 実施例 1〜 4で得られた摩擦材組成物 A、 B、 C及び D並びに比較例 1 〜 5で得られた摩擦材組成物 E、 F、 G、 H及び Iを各々、 常温で 20 MP aの 圧力で 5秒間加圧して予備成形し、 次いで金型内にディスクブレーキパッドの裏 金及び上記で得た予備成形体を揷設し、 その後 152. 5±2. 5°C、 圧力 49 MP aの条件で 5分間加熱加圧成形した。 さらに 200°Cで 5時間熱処理を行い、 冷却後研磨し、 470± 10°Cで 5分間の表面スコーチ処理を行って端部から端 部までの長さが 127mmのディスクブレーキパッド A、 B、 D、 E、 F、 G、 H及び Iを得た。 (単位…重量％) 材 科 名 実施例 1 実施例 2 実施例 3 実施例 4比較例 1 比較例 2比較例 3比較例 4比較例 5 フエノール樹脂、 日立化成工業㈱製、
1 5. 0 1 5. 0 1 5. 0 1 5. 0 1 5. 0 1 5. 0 1 5. 0 1 5. 0 1 5. 0 商品名 H P 4 9 1 U P
NBR粉末、 日本ゼオン （株） 製、 商
O . U ο . 0 5. 0 5. ϋ Ο . ϋ 0. υ 5. U b . U o . U 品名 二ポール 14 1 1
銅繊維、 GMT社製、 商品名 Cu—540 1 8. 0 1 8. 0 1 8. 0 1 8. 0 1 8. 0 1 8. 0 1 8. 0 1 8. 0 1 8. 0 セラミック繊維、 新日鐵㈱裂、 商品名
7. 0 7. 0 7. 0 7. 0 7. 0 7. 0 7. 0 7. 0 7. 0 K306
ァラミ ド繊維、 東レ -デュポン㈱製、
5 - 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 ケブラー繊維、 商品名 IF 538
チタン酸カリウム繊維、 大塚化学㈱
1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 製、 商品名トフイカ YD
ジルコユア 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 黒鉛、 ㈱中越黒鉛工業所製、 商品名
5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5 - 0 5. 0 G— 70 H
硫酸バリゥム 1 3. 0 1 3. 0 1 3. 0 1 3. 0 1 3. 0 1 3. 0 1 3. 0 1 3. 0 1 3. 0 カシュ一ダスト、 カシュ一㈱製、 商品
o . U Ό . U D . U O , U Ό . U D， U Ό， U 0， U 名 H9 047
三硫化アンチモン 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 配 合 量 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 1 0. 0 y—ァノレミナ 平均細孔径 (A) 50 1 5 0 50 1 50 1 0 0 1 00 30 200
比表面積 (m2/g) 40 0 40 0 1 00 1 00 5 0 500 50 5 0
配 合 量 1 0. 0 a一アルミナ 粒子径 （μιη) 1 0 比表面積 （m / g) 20
次に本発明なるディスクブレーキパッド A、 B、 C及び Dと比較例のディスク ブレーキパッド E、 F、 G、 H及び Iについて、 比較試験を行った。 その試験結 果を表 2に示す。 なお試験条件は下記の通りである。
① フェード性能の評価
J ASO C406-87に準じる乗用車ブレーキ装置ダイナモメータ試験法 により、 ダイナモ試験機で第 1回フェード試験時の最低摩擦係数 （μ) 及び一制 動中の最低摩擦係数 （ X) を確認した。
② 鳴きの評価
車両重量： 1600 k g、 ブレーキ型式：コレツトタイプ （シリンダ面積： 2 8 cm2), 2000 c cオートマチック車で、 市街地走行 1000 kmを行い 、 次式により求めた。 鳴き発生率 （％) =鳴き発生回数 （回） /制動回数 （回） X 100 ③ 摩耗量の評価
J ASO C406-87に準じる乗用車ブレーキ装置ダイナモメータ試験法 により、 試験後のディスク口一ターの摩耗量を確認した。
表 2
Figure imgf000015_0001
鳴き発生率及びディスクロータ一の摩耗量は、 数値が小さいほど良好であ ることを示し、 摩擦係数は、 数値が大きいほど良好であることを示す。 表 2に示されるように、 本発明の実施例になる摩擦材組成物を用いたディスク ブレーキパッドは、 摩擦係数の低下が少ないためフェード現象が発生し難く、 デ イスク口一ターの摩耗量が少なく、 かつ鳴き発生率が少ないことが明らかである。 これに対して比較例 1〜 4の摩擦材組成物を用いたディスクブレーキパッドは、 活性アルミナを添加しているが、 高温時の摩擦係数の低下が大きく、 また鳴き発 生率が多かった。
また、 比較例 5の摩擦材組成物を用いたディスクブレーキパッドは、 ディスク ローターの摩耗量及び高温時の摩擦係数の低下が大きく、 鳴き発生率が非常に多 力 ^つた。 実施例 5
平均細孔径が 5 0 Aで、 直径が 7 5 ± 2 5 ΠΊの球状のァ—アルミナ （球状の 活性アルミナ 2次凝集物） （比表面積 2 5 O rr^Z g) を表 3に示す他の成分と 共に表 3に示す量秤量し、 混合機で 3 0 0 0 r /m i nの回転速度で 4分間混合 し、 摩擦材組成物 Jを得た。 実施例 6
平均細孔径が 50 Aで、 直径が 250 ± 25 の球状のァ—アルミナ （球状 の活性アルミナ 2次凝集物） （比表面積 250m2Zg) を表 3に示す他の成分 と共に表 3に示す量秤量し、 混合機で 3000 r /m i nの回転速度で 4分間混 合し、 摩擦材組成物 Kを得た。 実施例 7
平均細孔径が 100 Aで、 直径が 75 ± 25 ^ mの球状のァ—アルミナ （球状 の活性アルミナ 2次凝集物） （比表面積 200m2Zg) を表 3に示す他の成分 と共に表 3に示す量秤量し、 混合機で 3000 r /m i nの回転速度で 4分間混 合し、 摩擦材組成物 Lを得た。 実施例 8
平均細孔径が 100 Aで、 直径が 250 ± 25 mの球状のァ—アルミナ （球 状の活性アルミナ 2次凝集物） （比表面積 200m2/g) を表 3に示す他の成 分と共に表 3に示す量秤量し、 混合機で 3000 r /m i nの回転速度で 4分間 混合し、 摩擦材組成物 Mを得た。 比較例 6
平均細孔径が 100 Aで、 直径が 10 ± 5 /2 mの球状の τ一アルミナ （球状の 活性アルミナ 2次凝集物） （比表面積 200m2/g) を表 3に示す他の成分と 共に表 3に示す量秤量し、 混合機で 3000 r /m i nの回転速度で 4分間混合 し、 摩擦材組成物 Nを得た。 比較例 7
平均細孔径が 100 Aで、 直径が 350 ± 25 mの球状のァーアルミナ （球 状の活性アルミナ 2次凝集物） （比表面積 200m2/g) を表 3に示す他の成 分と共に表 3に示す量秤量し、 混合機で 3000 r/mi nの回転速度で 4分間 混合し、 摩擦材組成物 Oを得た。 比較例 8
直径が 10 mの活性ィヒ処理を行っていない α—アルミナ （比表面積 2 Om2 /g) を表 3に示す他の成分と共に表 3に示す量秤量し、 混合機で 3000 rZ mi nの回転速度で 4分間混合し、 摩擦材組成物 Pを得た。 比較例 9
直径が 10 /zmの活性化処理を行っていない α—アルミナ （比表面積 2 Om2 /g) を表 3に示す他の成分と共に表 3に示す量秤量し、 混合機で 3000 rZ mi nの回転速度で 4分間混合し、 摩擦材組成物 Qを得た。 次に、 実施例 5〜8で得られた摩擦材組成物】、 K、 L及び Μ並びに比較例 6 〜 9で得られた摩擦材組成物 Ν、 0、 Ρ及び Qを各々、 常温で 20MPaの圧力 で 5秒間加圧して予備成形し、 次いで金型内にディスクブレーキパッドの裏金及 び上記で得た予備成形体を揷設し、 その後 152. 5 ±2. 5°C、 圧力 49MP aの条件で 5分間加熱加圧成形した。 さらに 200°Cで 5時間熱処理を行い、 冷 却後研磨し、 470± 10°Cで 5分間の表面スコーチ処理を行って端部から端部 までの長さが 127mmのディスクブレーキパッド J、 K、 L、 M、 N、 〇、 P 及び Qを得た。
表 3 (単位…重量％) 林 枓 名 実 例 5 実 ¾!例 6 実¾例 7 実施例 8 比較例 6 比較例 7 比較例 8 比車例 9 フエノール樹脂、 日立化成工業㈱製、
15. 0 15. 0 15. 0 15. 0 15. 0 15. 0 15. 0 15. 0 商品名 H P 491 U P
NBR粉末、 日本ゼオン （株） 製、 商
5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 品名 二ポーノレ 1411
銅繊維、 GMT社製、 商品名 Cu— 540 18. 0 18. 0 18. 0 18. 0 18. 0 18. 0 18. 0 18. 0 セラミック繊維、 新日鐡㈱製、 商品名
7. 0 7. 0 7. 0 7. 0 7. 0 7. 0 7. 0 7. 0 K306
フ 卜緻維、 アュホン胸製、
5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 ケブラー繊維、 商品名 IF 538
チタン酸カリウム繊維、 大: tei匕学㈱
10. 0 10. 0 10. 0 10. 0 10. 0 10. 0 10. 0 10. 0 製、 商品名トフイカ ΥΠ>
ンノレコ-ァ 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 黒鉛、 ㈱中越黒鉛工業所製、 商品名
5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0 5. 0
G- 70Η
硫酸バリウム 22. 0 22. 0 22. 0 22. 0 22. 0 22. 0 22. 0 22. 5 カシュ一ダスト、 カシュ一㈱製、 商品
6. 0 6. 0 6. 0 6. 0 6. 0 6. 0 6. 0 6. 0 名 Η9047
三硫化アンチモン 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0 配 合 量 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0
y一アブレミナ 平均細孔径 (A) 50 50 100 100 100 100
径 (μ ΙΏ.) 75±25 250 ±25 75±25 250±25 15±10 350±25 配 合 量 1. 0 0. 5 7"ノレ^ナ
径 4 10 10
次に本発明なるディスクブレーキパッド J、 K、 L及び Μと比較例のディスク ブレーキパッド Ν、 0、 Ρ及び Qについて、 比較試験を行った。 その試験結果を 表 4に示す。 なお試験条件は下記の通りである。
① 鳴きの評価
車両重量： 1600 kg、 ブレーキ型式：コレットタイプ （シリンダ面積： 2 8 cm2), 2000 c cォ一トマチック車で、 市街地走行 1000 kmを行い 、 次式により求めた。 鳴き発生率 （％) =鳴き発生回数 （回） /制動回数 （回） X 100
② 放冷後鳴きの評価
乗用車ブレーキ装置ダイナモメータ試験法により、 環境条件を室温 5°C、 湿度
40%、 絶対湿度 2. 8 g/m3と設定しこの環境下で評価を行い、 上記と同様 の式により求めた。
③ フェード性能の評価
JASO C406 - 87に準じる乗用車ブレーキ装置ダイナモメ一夕試験法 により、 ダイナモ試験機で第 1回フエ一ド試験時の最低摩擦係数 （ X) 及び一制 動中の最低摩擦係数 （ ） を確認した。
表 4
Figure imgf000020_0001
※丄 ブレーキ鳴き、 放冷後鳴き発生率は、 数値が小さいほど良好であることを示す。
2摩擦係数は、 数値が大きいほど良好であることを示す。 表 4に示されるように、 本発明の実施例になる摩擦材組成物を用い
ブレーキパッドは、 鳴き発生率及び放冷後鳴き発生率が少なく、 かつ摩擦係数の 低下が少ないためフェード現象が発生し難いことが明らかである。 これに対して 比較例 6及び 7の摩擦材組成物を用いたディスクブレーキパッドは、 球状の活性 アルミナ 2次凝集物を添加しているが、 鳴き発生率及び放冷後鳴き発生率が多く、 高温時の摩擦係数が大幅に低下した。
また、 比較例 8及び 9の摩擦材組成物を用いたディスクブレーキパッドは、 鳴 き発生率及び放冷後鳴き発生率が非常に多く、 高温時の摩擦係数が大幅に低下し た。 産業上の利用の可能性
本発明の摩擦材組成物を用いて製造される摩擦材は、 摩擦材の相手材であるデ イスクロー夕一への攻撃性を悪ィヒさせることなく、 また高温時の摩擦係数が大幅 に低下することなく、 フェード現象を改善させると共に、 摩擦摺動面上の摺動膜 の膜厚を制御し、 かつ高周波異音 (鳴き）防止性能を向上させることが可能であり、 工業的に極めて好適である。

Claims

請求の範囲
1 . 繊維状物質、 結合剤及び摩擦調整剤を含む摩擦材組成物において、 摩擦調 整剤として直径が 1 0〜3 0 0 xmの球状の活性アルミナ 2次凝集物を用いてな る摩擦材組成物。
2 . 球状の活性アルミナ 2次凝集物が、 1 0 0〜4 0 0 m2/ gの比表面積を 有する請求項 1記載の摩擦材組成物。
3 . 球状の活性アルミナ 2次凝集物が、 1 0〜 1 5 0 Aの平均細孔径を有する 請求項 1記載の摩擦材組成物。
4. 繊維状物質、 結合剤及び摩擦調整剤を含む摩擦材組成物において、 摩擦調 整剤として比表面積が 1 0 0〜 4 0 0 m2/ g、 平均粒子径が 1〜 2 0 0 mの 活性アルミナを用いてなる摩擦材組成物。
5 . 活性アルミナが、 1 0〜 1 5 0 Aの平均細孔径を有する請求項 4記載の摩 擦材組成物。
6 . 請求項 1、 2又は 3記載の摩擦材組成物を加圧加熱成形してなる摩擦材。
7 . 請求項 4又は 5記載の摩擦材組成物を加圧加熱成形してなる摩擦材。
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