JP2811574B2 - Friction material - Google Patents

Friction material

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車のブレーキパッド,ブレーキライニ
ング,クラッチフェーシング等として使用される摩擦材
に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a friction material used as a brake pad, a brake lining, a clutch facing and the like of an automobile.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、自動車のブレーキパッド,ブレーキライニン
グ,クラッチフェーシング等に使用される摩擦材は、そ
の基材として石綿が多く使用されているが、石綿はその
粉塵が人体への有害性を指摘された結果、その使用を規
制されつつあり、石綿を使用しない摩擦材に対する要求
が強くなってきている。
Conventionally, asbestos has been widely used as a base material for friction materials used for automobile brake pads, brake linings, clutch facings, etc. As a result of the finding that asbestos dust is harmful to the human body, Its use is being regulated, and there is an increasing demand for friction materials that do not use asbestos.

そこで、石綿を使用しない摩擦材について多くの提案
がなされているが、それらの多くは基材としてガラス繊
維や金属繊維,耐熱性有機繊維を用いている。
Accordingly, many proposals have been made for friction materials that do not use asbestos, but most of them use glass fiber, metal fiber, or heat-resistant organic fiber as a base material.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

然し乍ら、上記のガラス繊維や金属繊維,耐熱性有機
繊維を用いた摩擦材は、種々の問題点がある。
However, the friction material using the above-mentioned glass fiber, metal fiber, and heat-resistant organic fiber has various problems.

即ち、ガラス繊維を用いた摩擦材は、自動車の降坂
時、連続的にブレーキを使用すると、摩擦材の表面温度
が上昇し、結合材である樹脂成分が熱分解し易くなっ
て、ガラス繊維が脱落して摩耗量が増大するという問題
があり、金属繊維を用いた摩擦材は、高温時の耐摩耗性
や耐フェード性などには優れているものの、重量が重か
ったり、高温時に発火するという問題がある。また、上
記のガラス繊維や金属繊維を用いた摩擦材は、ディスク
ロータなどの相手材との当接時には勿論、非当接時にも
振動で接触し、相手材を攻撃して傷つけるおそれがあ
る。
In other words, when a friction material using glass fiber is used continuously during a downhill of an automobile, when a brake is continuously used, the surface temperature of the friction material increases, and the resin component as a binder is easily thermally decomposed, and the glass fiber is used. However, the friction material using metal fibers is excellent in wear resistance and fade resistance at high temperatures, but is heavy or ignites at high temperatures. There is a problem. Further, the friction material using the glass fiber or the metal fiber mentioned above may come into contact with vibration even when not in contact with a counterpart material such as a disk rotor, and may attack and damage the counterpart material.

一方、耐熱性有機繊維を用いた摩擦材は、上記のよう
な攻撃性ははないが、石綿に比べて耐熱性が低く、高温
で溶融または分解してガスを発生すると、摩擦係数が低
下し、フェード現象を起こすという問題があるのであ
る。
On the other hand, friction materials using heat-resistant organic fibers do not have the above-mentioned aggressiveness, but have lower heat resistance than asbestos, and when melted or decomposed at high temperatures to generate gas, the friction coefficient decreases. There is a problem of causing a fade phenomenon.

上記のほかにも種々の摩擦材があるが、それらも300
℃以上の高温での耐摩耗性が充分でなかったり、摩擦挙
動の安定のしないものが多い。
There are various friction materials other than the above, but they are also 300
In many cases, the abrasion resistance at high temperatures of not less than ℃ is not sufficient, and the frictional behavior is not stable.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本考案は上述のような従来の非石綿系摩擦材の問題点
を解決し、安定した摩擦性能を具え、300℃以上の高温
下でも優れた耐摩耗性を示し、且つ強度の高い摩擦材を
提供することを目的としてなされたもので、その構成
は、石綿以外の繊維成分と、充填材粉末成分と、熱硬化
性又は耐熱性の樹脂成分若しくはこれら両樹脂成分から
成る有機系結合材とを含有し結着組成物としてのゴム材
を含有しない摩擦材において、前記繊維成分の少なくと
も一部にセピオライト繊維を含むことを特徴とするもの
である。
The present invention solves the above-mentioned problems of the conventional non-asbestos-based friction material, provides a stable friction performance, exhibits excellent wear resistance even at a high temperature of 300 ° C or more, and has a high-strength friction material. It is made for the purpose of providing, the composition is a fiber component other than asbestos, a filler powder component, a thermosetting or heat-resistant resin component or an organic binder composed of both resin components. A friction material which contains and does not contain a rubber material as a binder composition, wherein at least a part of the fiber component contains sepiolite fibers.

即ち、本発明の発明者は、非石綿系摩擦材に安定した
摩擦性能を与えると共に高温時における耐摩耗性を良好
にし、且つ、高い強度を持たせることを目的として研究
を重ねた結果、繊維成分中にセピオライト繊維を含有さ
せれば、前記の目的を達成できることを知得し、本発明
を成し遂げたのである。
That is, the inventor of the present invention has conducted research for the purpose of providing stable friction performance to a non-asbestos-based friction material, improving wear resistance at high temperatures, and imparting high strength. The inventors have found that the above object can be achieved if sepiolite fibers are contained in the components, thereby achieving the present invention.

而して、本発明において、繊維成分として使用される
ものには、ガラス繊維,セラミックス繊維やスチール繊
維,ステンレススチール繊維,銅繊維または青銅繊維等
の金属繊維に代表される無機或いは金属繊維、ステープ
ルファイバー等のパルプ繊維,アラミド繊維,ポリアミ
ド繊維,ポリイミド繊維等の有機系繊維が挙げられ、こ
れらに更にセピオライト繊維が付加されるが、このセピ
オライト繊維は平均繊維長が0.1〜10mmのものが好まし
く、また、その量は摩擦材全量に対して、3〜50体積%
が好ましい。
In the present invention, the fibers used as the fiber component include inorganic or metal fibers represented by metal fibers such as glass fibers, ceramic fibers, steel fibers, stainless steel fibers, copper fibers or bronze fibers, and staples. Examples include organic fibers such as pulp fibers such as fibers, aramid fibers, polyamide fibers, and polyimide fibers, to which sepiolite fibers are further added. These sepiolite fibers preferably have an average fiber length of 0.1 to 10 mm, The amount is 3 to 50% by volume based on the total amount of friction material.
Is preferred.

また、結合材としては、フェノール樹脂,尿素樹脂,
メラミン樹脂またはそれらの変性樹脂のような熱硬化性
樹脂や、ポリアセタール,芳香族ポリイミド樹脂,フッ
素樹脂等の耐熱性樹脂が挙げられる。
In addition, phenol resin, urea resin,
A thermosetting resin such as a melamine resin or a modified resin thereof, and a heat-resistant resin such as a polyacetal, an aromatic polyimide resin, or a fluororesin may be used.

更に、摩擦調整剤及び充填材としては、黒鉛,二硫化
モリブデン,カシューダストのような潤滑作用のあるも
のや、硫酸バリウム,炭酸カルシウム等があり、ジルコ
ンサンド,アルミナ等モース硬度が比較的大きいものも
充填材として用いられる。
Further, examples of the friction modifier and the filler include those having a lubricating action such as graphite, molybdenum disulfide, cashew dust, barium sulfate and calcium carbonate, and those having a relatively large Mohs hardness such as zircon sand and alumina. Are also used as fillers.

〔発明の作用〕[Function of the invention]

本発明において、繊維成分の一つとしてセピオライト
繊維を含有させると、得られた摩擦材は、安定した摩擦
性能と高温時における耐摩耗性を有すると共に、強度も
高くなる。
In the present invention, when sepiolite fibers are contained as one of the fiber components, the obtained friction material has stable friction performance and abrasion resistance at high temperatures, and also has high strength.

この理由は定かではないが、セピオライト繊維の持つ
吸着性及び固結性が他の成分とうまく結び付いて、耐熱
性を高くすると共に摩擦性能を安定にし、高温時におけ
る結合材樹脂などの軟化,溶融を抑制するからであると
考えられる。
The reason for this is not clear, but the adsorptive and solidifying properties of the sepiolite fiber combine well with other components to increase heat resistance, stabilize friction performance, and soften and melt the binder resin at high temperatures. It is considered that this is because

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.

実施例 1 アラミド繊維 5体積% セピオライト繊維 20 〃 フェノール樹脂 20 〃 黒 鉛 10 〃 硫酸バリウム 15 〃 その他の充填材 30 〃 を均一に混合した後、温度150℃,圧力200Kg/cm2で10分
間熱プレスし、その後、180℃で5時間アフターキュア
を行い、本発明の一例の摩擦材のパッドを得た。
Example 1 Aramid fiber 5% by volume sepiolite fiber 20 〃 phenolic resin 20 〃 graphite 10 バ barium sulfate 15 〃 other filler 30 に After uniformly mixed, heat at 150 ° C., pressure 200 kg / cm 2 for 10 minutes. After pressing, after-curing was performed at 180 ° C. for 5 hours to obtain a pad of a friction material according to an example of the present invention.

この摩擦材は、JASO C406性能テスト後のパッドの亀
裂発生状態を調べたところ、亀裂の発生はなく、また、
上記テスト後のパッドの摩耗量は0.5mmであった。
When this friction material was examined for the crack generation state of the pad after the JASO C406 performance test, no crack was generated.
The amount of wear of the pad after the test was 0.5 mm.

実施例 2 アラミド繊維 5体積% チタン酸カリウム繊維 5 〃 ウォラストナイト繊維 5 〃 セピオライト繊維 10 〃 フェノール樹脂 20 〃 黒 鉛 10 〃 硫酸バリウム 15 〃 その他の充填材 30 〃 を均一に混合した後、実施例1と同様の方法により、別
例の摩擦材のパッドを得た。
Example 2 Aramid fiber 5% by volume Potassium titanate fiber 5 Wollastonite fiber 5 Sepiolite fiber 10 Phenol resin 20 Graphite 10 Barium sulfate 15 Other filler 30% In the same manner as in Example 1, a pad of another example of a friction material was obtained.

この摩擦材は、実施例1のテスト後、パッドに亀裂の
発生はなく、また、その摩耗量は0.6mmであった。
The friction material had no cracks in the pad after the test of Example 1 and had a wear amount of 0.6 mm.

実施例 3 アラミド繊維 5体積% チタン酸カリウム繊維 10 〃 ウォラストナイト繊維 5 〃 セピオライト繊維 5 〃 フェノール樹脂 20 〃 黒 鉛 10 〃 硫酸バリウム 15 〃 その他の充填材 30 〃 を均一に混合した後、実施例1と同様の方法により、更
に別例の摩擦材のパッドを得た。
Example 3 Aramid fiber 5 vol% potassium titanate fiber 10 〃 wollastonite fiber 5 〃 sepiolite fiber 5 〃 phenolic resin 20 〃 graphite 10 バ barium sulfate 15 〃 other filler 30 〃 In the same manner as in Example 1, a further pad of a friction material was obtained.

この摩擦材は、実施例1のテスト後、パッドに亀裂の
発生はなく、また、パッドの摩耗量は0.7mmであった。
This friction material had no cracks in the pad after the test of Example 1, and the wear amount of the pad was 0.7 mm.

比較例 1 アラミド繊維 5体積% ガラス繊維 20 〃 フェノール樹脂 20 〃 黒 鉛 10 〃 硫酸バリウム 15 〃 その他の充填材 30 〃 を均一に混合した後、実施例1と同様の方法により、摩
擦材のパッドを得た。
Comparative Example 1 Aramid fiber 5% by volume Glass fiber 20 〃 Phenol resin 20 〃 Graphite 10 バ Barium sulfate 15 〃 Other filler 30 均一 After uniformly mixed, a friction material pad was prepared in the same manner as in Example 1. I got

この摩擦材は、実施例1のテスト後、パッドの表面に
小さい亀裂が発生しており、また、パッドの摩耗量は1.
0mmであった。
This friction material had small cracks on the pad surface after the test of Example 1, and the wear amount of the pad was 1.
It was 0 mm.

比較例 2 アラミド繊維 5体積% チタン酸カリウム繊維 20 〃 フェノール樹脂 20 〃 黒 鉛 10 〃 硫酸バリウム 15 〃 その他の充填材 30 〃 を均一に混合した後、実施例1と同様の方法により、摩
擦材のパッドを得た。
Comparative Example 2 Aramid fiber 5% by volume Potassium titanate fiber 20 〃 Phenol resin 20 〃 Graphite 10 バ Barium sulfate 15 〃 Other fillers 30 〃 After uniformly mixed, friction material was obtained in the same manner as in Example 1. I got a pad.

この摩擦材は、実施例1のテスト後、パッドの表面及
び側面に大きな亀裂が発生しており、また、パッドの摩
耗量は2.5mmであった。
After the test of Example 1, this friction material had large cracks on the surface and side surfaces of the pad, and the wear amount of the pad was 2.5 mm.

比較例 3 アラミド繊維 5体積% ガラス繊維 5 〃 チタン酸カリウム繊維 10 〃 ウォラストナイト繊維 5 〃 フェノール樹脂 20 〃 黒 鉛 10 〃 硫酸バリウム 15 〃 その他の充填材 30 〃 を均一に混合した後、実施例1と同様の方法により、摩
擦材のパッドを得た。
Comparative Example 3 Aramid fiber 5% by volume glass fiber 5 カ リ ウ ム Potassium titanate fiber 10 〃 Wollastonite fiber 5 〃 Phenol resin 20 〃 Graphite 10 バ Barium sulfate 15 〃 Other fillers 30 30 A pad of a friction material was obtained in the same manner as in Example 1.

この摩擦材は、実施例1のテスト後、パッドの表面に
中程度の亀裂が発生しており、また、パッドの摩耗量は
2.0mmであった。
After the test of Example 1, the friction material had a moderate crack on the surface of the pad.
2.0 mm.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、セピオライト繊維を繊維成分の中に含
有させた本発明摩擦材は、これを用いない摩擦材に比
し、安定した摩擦性能を示すばかりでなく、300℃以上
の高温下でも優れた耐摩耗性を具え、且つ、強度も大幅
に向上できることが明らかとなった。
As described above, the friction material of the present invention in which sepiolite fibers are contained in the fiber component not only exhibits stable friction performance, but also excels at high temperatures of 300 ° C. or higher, as compared with friction materials not using this. It has become clear that the steel has abrasion resistance and can greatly improve the strength.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】石綿以外の繊維成分と、充填材粉末成分
と、熱硬化性又は耐熱性の樹脂成分若しくはこれら両樹
脂成分から成る有機系結合材とを含有し結着組成物とし
てのゴム材を含有しない摩擦材において、前記繊維成分
の少なくとも一部にセピオライト繊維を含むことを特徴
とする摩擦材。
1. A rubber material as a binder composition comprising a fiber component other than asbestos, a filler powder component, and a thermosetting or heat-resistant resin component or an organic binder comprising both resin components. , Wherein at least a part of the fiber component contains sepiolite fibers.
【請求項2】セピオライト繊維はその平均繊維長が0.1
〜10mmであることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の摩擦材。
2. The sepiolite fiber has an average fiber length of 0.1.
The friction material according to claim 1, wherein the friction material has a thickness of about 10 mm.
【請求項3】セピオライト繊維の量が摩擦材の全量に対
して3〜50体積%であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の摩擦材。
3. The friction material according to claim 1, wherein the amount of the sepiolite fiber is 3 to 50% by volume based on the total amount of the friction material.
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