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JP4438486B2 - Friction material - Google Patents
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JP4438486B2 - Friction material - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等のディスクパッドやブレーキライニング等に使用される摩擦材に関する。   The present invention relates to a friction material used for a disk pad, a brake lining or the like of an automobile.

この種の摩擦材は、一般に、有機繊維、無機繊維および金属繊維等から選択される繊維基材と、摩擦調整剤および充填剤等からなる粉末原料と、フェノール樹脂等などからなる結合材とを混合し、この混合された原料組成物を熱成形することによって製造される。   This type of friction material generally includes a fiber base selected from organic fibers, inorganic fibers, metal fibers, and the like, a powder raw material composed of a friction modifier and a filler, and a binder composed of a phenol resin and the like. It is manufactured by mixing and thermoforming the mixed raw material composition.

また、この種の摩擦材においては、従来より、高温域の耐摩耗性の確保、高温域で発生するメタルキャッチによる対面攻撃性の悪化の抑制などを目的として、アンチモン化合物が添加されている。しかしながら、アンチモン化合物は、環境問題の面から、その使用が控えられており、代替原料が用いられるようになってきている。   In addition, in this type of friction material, an antimony compound has been conventionally added for the purpose of ensuring wear resistance in a high temperature range and suppressing deterioration of the face-to-face attack by a metal catch generated in the high temperature range. However, the use of antimony compounds has been refrained from the viewpoint of environmental problems, and alternative raw materials have been used.

そのような摩擦材としては、たとえば、高温域の耐摩耗性の確保を目的とし、アンチモン化合物の代替原料としてスズおよび/またはスズの硫化物を使用した摩擦材が提案されている(特許文献1参照)。   As such a friction material, for example, a friction material using tin and / or tin sulfide as an alternative raw material for an antimony compound has been proposed for the purpose of ensuring wear resistance in a high temperature range (Patent Document 1). reference).

また、高温域で発生するメタルキャッチによる対面攻撃性の悪化の抑制を目的とし、アンチモン化合物の代替原料として硫化チタン、および金属複合硫化物以外の金属硫化物を3種類以上含有させた摩擦材が提案されている(特許文献2参照)。   In addition, a friction material containing titanium sulfide and metal sulfides other than metal composite sulfides as an alternative raw material for antimony compounds for the purpose of suppressing deterioration of the face-to-face attack due to metal catches generated at high temperatures. It has been proposed (see Patent Document 2).

さらには、耐摩耗性向上と高温時の潤滑性の維持を目的とし、アンチモン化合物の代替原料として窒素化合物と酸とからなる窒素酸系化合物を難燃剤として含有させた摩擦材も提案されている(特許文献3参照)。
特開2002−226834号公報 特開2003−313312号公報 特開2002−173667号公報
Furthermore, for the purpose of improving wear resistance and maintaining lubricity at high temperatures, a friction material containing a nitrogen acid compound composed of a nitrogen compound and an acid as a flame retardant has been proposed as an alternative raw material for the antimony compound. (See Patent Document 3).
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-226834 JP 2003-313312 A JP 2002-173667 A

しかしながら、本発明者らの検討によれば、上記特許文献1に記載されている摩擦材では、高温域(特に400℃以上)の耐摩耗性については、スズおよび/またはスズの硫化物はアンチモン化合物の完全な代替とはなりえず、その性能を確保するため、黒鉛などの他の潤滑剤を大量に添加しなければならず、ブレーキ効きの大幅な低下を招いてしまう。   However, according to the study by the present inventors, in the friction material described in Patent Document 1, tin and / or tin sulfide is antimony for wear resistance in a high temperature range (particularly 400 ° C. or more). It cannot be a complete replacement of the compound, and in order to ensure its performance, a large amount of other lubricants such as graphite must be added, resulting in a significant reduction in braking effectiveness.

また、上記特許文献2に記載されている摩擦材では、硫化物を大量に添加することにより、相手材の表面に硫化物の被膜が生成されやすく、ブレーキ効きの大幅な低下と低周波鳴きが発生しやすくなる。   Further, in the friction material described in Patent Document 2, by adding a large amount of sulfide, a sulfide film is easily generated on the surface of the counterpart material, and the brake effect is greatly reduced and low-frequency squeal is generated. It tends to occur.

また、上記特許文献3に記載されている摩擦材では、高温域(特に350℃以上)の耐フェード性については、窒素化合物の分解により、その効果は低い。   Further, the friction material described in Patent Document 3 has a low effect on the fade resistance in a high temperature region (particularly 350 ° C. or more) due to decomposition of the nitrogen compound.

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、アンチモン化合物の使用を極力抑制しつつ、耐摩耗性、対面攻撃性抑制効果および耐フェード性を確保できるような摩擦材を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a friction material capable of ensuring wear resistance, a face-to-face attack suppression effect and fade resistance while suppressing the use of an antimony compound as much as possible. Objective.

上記目的を達成するため、本発明者らは、耐摩耗性など、アンチモン化合物の各特性に近い特性を有する代替原料について、鋭意検討を行った。本発明は、このような検討の結果、実験的に見出されたものである。   In order to achieve the above object, the present inventors have intensively studied alternative raw materials having properties close to the properties of the antimony compound such as wear resistance. The present invention has been found experimentally as a result of such studies.

すなわち、請求項1に記載の発明では、繊維基材、摩擦調整剤および結合材からなる摩擦材において、スズ酸亜鉛(ZnSnO)およびヒドロキシスズ酸亜鉛(ZnSn(OH))の少なくとも一方が含有されており、その含有量は、0.05体積%よりも大きく25体積%未満であることを特徴としている。 That is, in the invention according to claim 1, in the friction material including the fiber base material, the friction modifier, and the binder, at least one of zinc stannate (ZnSnO 3 ) and zinc hydroxystannate (ZnSn (OH) 6 ) is present. It is contained and the content is characterized by being greater than 0.05% by volume and less than 25% by volume.

ここで、スズ酸亜鉛およびヒドロキシスズ酸亜鉛の少なくとも一方が含有されており、その含有量が0.05体積%よりも大きく25体積%未満であることとは、スズ酸亜鉛およびヒドロキシスズ酸亜鉛のいずれか1種単独が0.05体積%よりも大きく25体積%未満含有されているか、または、双方が含有されている場合には、双方の合計の含有量が0.05体積%よりも大きく25体積%未満であるということである。 Here, at least one of zinc stannate and zinc hydroxystannate is contained, and the content thereof is greater than 0.05% by volume and less than 25% by volume. Any one of these is contained in an amount larger than 0.05% by volume and less than 25% by volume, or when both are contained, the total content of both is more than 0.05% by volume. is that a greater than 25% by volume.

本発明によれば、アンチモン化合物の使用を極力抑制しつつ、耐摩耗性、対面攻撃性抑制効果および耐フェード性を確保できるような摩擦材を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the friction material which can ensure abrasion resistance, a face-attack attack inhibitory effect, and fade resistance can be provided, suppressing use of an antimony compound as much as possible.

さらに、請求項に記載の発明のように、前記含有量は、1体積%以上10体積%以下であることが、より好ましい。 Furthermore, as in the invention described in claim 2 , the content is more preferably 1% by volume or more and 10% by volume or less.

以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments shown in the drawings will be described below.

図1は、本発明の実施形態に係る摩擦材としてのブレーキパッド10の概略構成を示す図であり、当該ブレーキパッド10と回転するローター20との位置関係を模式的に示している。また、図1において、(b)は(a)のA−A概略断面図である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a brake pad 10 as a friction material according to an embodiment of the present invention, and schematically shows a positional relationship between the brake pad 10 and a rotating rotor 20. Moreover, in FIG. 1, (b) is AA schematic sectional drawing of (a).

図1(a)中の矢印Y1に示すように、相手材としてのローター20が回転している際に、ブレーキパッド10は、ローター20に対して図1(b)中の矢印Y2方向すなわち圧縮方向へ押しつけられる。この状態でローター20が摺動し、それによってブレーキ作用が発現される。なお、ローター20は鉄系金属などからなる。   As shown by the arrow Y1 in FIG. 1A, when the rotor 20 as the counterpart material is rotating, the brake pad 10 is in the direction of the arrow Y2 in FIG. Pushed in the direction. In this state, the rotor 20 slides, whereby a braking action is exhibited. The rotor 20 is made of an iron-based metal.

本実施形態のブレーキパッド10は、無機繊維、有機繊維、金属繊維等から選択される繊維基材と、摩擦調整剤および充填剤等からなる粉末原料と、フェノール樹脂等のバインダーレジン等からなる結合材とを混合し、この混合によりできあがった原料組成物を熱成形してなるものである。   The brake pad 10 of this embodiment is a bond made of a fiber base material selected from inorganic fibers, organic fibers, metal fibers, etc., a powder raw material consisting of a friction modifier and a filler, a binder resin such as a phenol resin, and the like. The raw material composition obtained by mixing with the material is thermoformed.

ここで、本実施形態のブレーキパッド10において、繊維基材としては、一般的なブレーキパッドに採用される繊維基材、すなわち金属繊維、有機繊維や無機繊維などを用いてよい。   Here, in the brake pad 10 of the present embodiment, as the fiber base material, a fiber base material used for a general brake pad, that is, a metal fiber, an organic fiber, an inorganic fiber, or the like may be used.

金属繊維としては、銅繊維やスチール繊維またはステンレス繊維等を採用することができ、有機繊維としては、アラミド繊維やカーボン繊維等を採用することができ、無機繊維としては、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維、ケイ酸カルシウム繊維等を採用することができる。   Copper fiber, steel fiber or stainless fiber can be used as the metal fiber, aramid fiber or carbon fiber can be used as the organic fiber, and glass fiber or potassium titanate can be used as the inorganic fiber. A fiber, a ceramic fiber, a calcium silicate fiber, etc. are employable.

また、摩擦調整剤としては、一般的なブレーキパッドに採用される摩擦調整剤、すなわち潤滑剤、無機酸化物粉末などを用いてよい。   Moreover, as a friction modifier, you may use the friction modifier employ | adopted as a general brake pad, ie, a lubricant, an inorganic oxide powder, etc.

たとえば、潤滑剤として、黒鉛(グラファイト)、二硫化モリブデン、硫化亜鉛等を採用することができ、無機酸化物粉末として、シリカ、アルミナ、炭化珪素、酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム等を採用することができる。   For example, graphite (graphite), molybdenum disulfide, zinc sulfide, etc. can be employed as the lubricant, and silica, alumina, silicon carbide, zirconium oxide, zirconium silicate, etc. can be employed as the inorganic oxide powder. it can.

また、充填剤としては、通常、無機物系のものと有機物系のものが併用して用いられる。無機物系の充填剤としては、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、マイカ、カオリン、タルク等を採用することができ、有機物系の充填剤としては、カシューダスト、ラバーダスト等を採用することができる。   Further, as the filler, an inorganic material and an organic material are usually used in combination. Barium sulfate, calcium carbonate, calcium hydroxide, mica, kaolin, talc, etc. can be adopted as inorganic fillers, and cashew dust, rubber dust, etc. can be adopted as organic fillers. it can.

また、結合材としては、一般的なバインダーレジンを採用することができる。具体的には、通常用いられる粉末状のフェノール樹脂をはじめ、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等またはそれらの変性樹脂を採用することができる。   Moreover, a general binder resin can be adopted as the binder. Specifically, urea resin, melamine resin, epoxy resin, urethane resin, polyimide resin, etc. or modified resins thereof can be employed as well as commonly used powdery phenol resins.

このように、繊維基材、摩擦調整剤および結合材などからなる摩擦材としてのブレーキパッド10において、本実施形態では、さらに、極圧添加剤としてスズ酸亜鉛(ZnSnO3)およびヒドロキシスズ酸亜鉛(ZnSn(OH)6)の少なくとも一方が含有されており、その含有量は、25体積%未満であることを特徴としている。 Thus, in the brake pad 10 as a friction material composed of a fiber base material, a friction modifier, a binder, and the like, in this embodiment, zinc stannate (ZnSnO 3 ) and zinc hydroxystannate are further used as extreme pressure additives. At least one of (ZnSn (OH) 6 ) is contained, and the content thereof is less than 25% by volume.

ここで、スズ酸亜鉛およびヒドロキシスズ酸亜鉛の少なくとも一方が含有されており、その含有量が25体積%未満であることとは、スズ酸亜鉛およびヒドロキシスズ酸亜鉛のいずれか1種単独が25体積%未満含有されているか、または、双方が含有されている場合には、双方の合計の含有量が25体積%未満であるということである。   Here, at least one of zinc stannate and zinc hydroxystannate is contained, and the content is less than 25% by volume means that any one of zinc stannate and zinc hydroxystannate is 25 alone. If it is contained less than volume% or both are contained, the total content of both is less than 25 volume%.

これらスズ酸亜鉛およびヒドロキシスズ酸亜鉛の少なくとも一方を含有させることにより、環境問題に配慮しながら、所望の耐摩耗性能と、対面攻撃性抑制効果、耐フェード性を得ることができる。   By including at least one of these zinc stannates and zinc hydroxystannates, it is possible to obtain desired wear resistance, face-to-face attack suppression effect, and fade resistance while considering environmental issues.

さらに、これらスズ酸亜鉛およびヒドロキシスズ酸亜鉛といったスズ化合物の硬度は、相手材であるディスクロータ20とほぼ同等であり、相手材摺動面への付着はほとんどなく、上記含有量の範囲内であるならば、ブレーキ効き、ノイズ、振動への影響はほとんどない。   Furthermore, the hardness of these tin compounds such as zinc stannate and zinc hydroxystannate is almost the same as that of the disk rotor 20 which is the counterpart material, and there is almost no adhesion to the counterpart material sliding surface, and within the above content range. If there is, there is almost no effect on braking, noise and vibration.

なお、本実施形態のブレーキパッド10においては、環境問題の許す限り、アンチモン化合物と併用することにより、さらに高い効果を得ることが可能である。   In addition, in the brake pad 10 of this embodiment, it is possible to obtain a higher effect by using it together with an antimony compound as long as environmental problems allow.

そして、このような特徴点を有する本実施形態のブレーキパッド10によれば、アンチモン化合物の使用を極力抑制しつつ、耐摩耗性、対面攻撃性抑制効果および耐フェード性を確保できるような摩擦材を提供することができる。   And according to the brake pad 10 of this embodiment which has such a feature point, it is a friction material which can ensure abrasion resistance, a confrontation attack suppression effect, and fade resistance, suppressing use of an antimony compound as much as possible. Can be provided.

なお、上記したスズ化合物の含有量は、25体積%未満であるが、これは、25体積%以上であるとブレーキ効きが低下する傾向になるため、実用化に適さないためである。   In addition, although content of an above-described tin compound is less than 25 volume%, since it becomes the tendency for brake effect to fall that it is 25 volume% or more, it is because it is not suitable for practical use.

また、この含有量は、0.05体積%よりも大きいことが好ましい。これは、0.05体積%以下では、効果が小さく、高温でメタルキャッチが発生しやすくなるためである。さらに言うならば、この含有量は、1体積%以上10体積%以下であることが、より好ましい。   Moreover, it is preferable that this content is larger than 0.05 volume%. This is because if 0.05% by volume or less, the effect is small, and metal catching is likely to occur at high temperatures. If it says further, it is more preferable that this content is 1 volume% or more and 10 volume% or less.

本実施形態のブレーキパッド10は、上記したスズ化合物を含む原料組成物を用い、図2に示されるような製造工程を経て製造される。図2は、本実施形態に係るブレーキパッド10の製造方法を示す工程図である。   The brake pad 10 of the present embodiment is manufactured through a manufacturing process as shown in FIG. 2 using the raw material composition containing the tin compound described above. FIG. 2 is a process diagram showing a method for manufacturing the brake pad 10 according to the present embodiment.

(計量工程)
まず、繊維基材と、摩擦調整剤および充填剤等からなる粉末原料と、結合材と、さらに、上記スズ化合物の粉末とを、所定の組成割合で計量する。
(Weighing process)
First, a fiber base material, a powder raw material composed of a friction modifier, a filler, and the like, a binder, and a powder of the tin compound are weighed at a predetermined composition ratio.

(混合工程)
計量された各原料成分を混合機に投入して乾式にて混合する。例えば、混合機としてはアイリッヒミキサー等の一般的なものを用いることができる。ここまでの工程により、上記原料組成物が作製される。
(Mixing process)
Each measured raw material component is put into a mixer and mixed dry. For example, a general mixer such as an Eirich mixer can be used as the mixer. The raw material composition is produced through the steps up to here.

(秤量工程)
次に、この原料組成物を混合機から取り出し、秤量して所定量取り分ける。
(Weighing process)
Next, this raw material composition is taken out from the mixer, and weighed to separate a predetermined amount.

続いて、取り分けられた所定量の原料組成物を金型に投入し、以下、熱成形を行う。ここで、上記の取り分けられた原料組成物をブロック体とするために、本成型を行う前に、別の型を用いて予備成型すなわち素押成型を行うこともある。   Subsequently, a predetermined amount of the raw material composition is put into a mold, and thereafter thermoforming is performed. Here, in order to make the separated raw material composition into a block body, a preliminary molding, that is, an extrusion molding may be performed using another mold before performing the main molding.

(本成型工程)
例えば160℃に加熱された金型中に、上記の取り分けられた原料組成物または素押成型に共された原料組成物を投入して加圧し、成形体を作製する。
(Main molding process)
For example, in a mold heated to 160 ° C., the above-described separated raw material composition or the raw material composition used in the extrusion molding is put and pressed to produce a molded body.

(熱処理工程)
その後、本成型工程によって作製された成形体を例えば200℃以上で熱処理して硬化させる。こうしてブレーキパッド10ができあがる。
(Heat treatment process)
Thereafter, the molded body produced by the main molding process is cured by, for example, heat treatment at 200 ° C. or higher. Thus, the brake pad 10 is completed.

以下、本実施形態について実施例を示し、より具体的に述べる。   Hereinafter, examples of the present embodiment will be shown and described more specifically.

以下に実施例1〜4および比較例1〜3を示すが、これら各例のブレーキパッドに用いた原料成分および分量を表1に示す。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 are shown below. Table 1 shows the raw material components and amounts used in the brake pads of these examples. The present invention is not limited to these examples.

Figure 0004438486
この表1では、繊維基材としては、アラミド繊維、銅繊維を用い、摩擦調整剤としては黒鉛を用いている。
Figure 0004438486
In Table 1, aramid fibers and copper fibers are used as the fiber base material, and graphite is used as the friction modifier.

また、上記表1では、充填剤としてカシューダスト、水酸化カルシウム、マイカ、酸化ジルコニウム、硫酸バリウムを用い、結合材であるバインダーとしては、粉末フェノール樹脂を用いた。   In Table 1, cashew dust, calcium hydroxide, mica, zirconium oxide, and barium sulfate were used as the filler, and powdered phenol resin was used as the binder as the binder.

また、極圧添加剤としては、スズ酸亜鉛(ZnSnO3)およびヒドロキシスズ酸亜鉛(ZnSn(OH)6)、さらに比較のために硫化アンチモンを用いた。ここで、表1では、原料組成すなわち各原料成分の分量は体積%(vol%)である。 As extreme pressure additives, zinc stannate (ZnSnO 3 ) and zinc hydroxystannate (ZnSn (OH) 6 ) and antimony sulfide were used for comparison. Here, in Table 1, the raw material composition, that is, the amount of each raw material component is volume% (vol%).

(実施例1)
アラミド繊維10体積%、銅繊維5体積%、黒鉛5体積%、カシューダスト10体積%、水酸化カルシウム2体積%、マイカ10体積%、酸化ジルコニウム1体積%、硫酸バリウム34体積%、スズ酸亜鉛(ZnSnO3)3体積%、粉末フェノール樹脂20体積%を計量し、これら原料のうち微粉原料、粉末フェノール樹脂およびスズ酸亜鉛(粉末原料)をアイリッヒミキサーを用いて5分間乾式で均一に混合し、その後、残りの繊維原料、粗粒原料を入れ、さらに3分間混合し、原料混合物を得た。
Example 1
Aramid fiber 10% by volume, copper fiber 5% by volume, graphite 5% by volume, cashew dust 10% by volume, calcium hydroxide 2% by volume, mica 10% by volume, zirconium oxide 1% by volume, barium sulfate 34% by volume, zinc stannate Weigh 3% by volume of (ZnSnO 3 ) and 20% by volume of powdered phenolic resin. Of these raw materials, finely powdered raw material, powdered phenolic resin and zinc stannate (powdered raw material) are uniformly mixed by dry method for 5 minutes using an Eirich mixer. Thereafter, the remaining fiber raw material and coarse raw material were added and further mixed for 3 minutes to obtain a raw material mixture.

この原料組成物を、160℃に加熱された金型中に所定の形状となるように投入し、10分間、200kg/cm2の条件で加圧して成形体を作製した。その後、この成形体を230℃、3時間の条件で硬化させ、本例のブレーキパッドを作製した。 This raw material composition was put into a mold heated to 160 ° C. so as to have a predetermined shape, and pressed for 10 minutes under the condition of 200 kg / cm 2 to produce a molded body. Thereafter, this molded body was cured at 230 ° C. for 3 hours to produce a brake pad of this example.

(実施例2)
アラミド繊維10体積%、銅繊維5体積%、黒鉛5体積%、カシューダスト10体積%、水酸化カルシウム2体積%、マイカ10体積%、酸化ジルコニウム1体積%、硫酸バリウム27体積%、ヒドロキシスズ酸亜鉛(ZnSn(OH)6)10体積%、粉末フェノール樹脂20体積%を計量し、上記実施例1と同様に、混合、成形、硬化を行い、本例のブレーキパッドを作製した。
(Example 2)
10% by volume of aramid fiber, 5% by volume of copper fiber, 5% by volume of graphite, 10% by volume of cashew dust, 2% by volume of calcium hydroxide, 10% by volume of mica, 1% by volume of zirconium oxide, 27% by volume of barium sulfate, hydroxystannic acid 10% by volume of zinc (ZnSn (OH) 6 ) and 20% by volume of powdered phenol resin were weighed and mixed, molded and cured in the same manner as in Example 1 to produce a brake pad of this example.

(実施例3)
アラミド繊維10体積%、銅繊維5体積%、黒鉛5体積%、カシューダスト10体積%、水酸化カルシウム2体積%、マイカ10体積%、酸化ジルコニウム1体積%、硫酸バリウム31.5体積%、スズ酸亜鉛(ZnSnO3)2体積%、ヒドロキシスズ酸亜鉛(ZnSn(OH)6)3.5体積%、粉末フェノール樹脂20体積%を計量し、上記実施例1と同様に、混合、成形、硬化を行い、本例のブレーキパッドを作製した。
(Example 3)
10% by volume of aramid fiber, 5% by volume of copper fiber, 5% by volume of graphite, 10% by volume of cashew dust, 2% by volume of calcium hydroxide, 10% by volume of mica, 1% by volume of zirconium oxide, 31.5% by volume of barium sulfate, tin Zinc oxide (ZnSnO 3 ) 2% by volume, zinc hydroxystannate (ZnSn (OH) 6 ) 3.5% by volume, and powdered phenol resin 20% by volume were weighed, mixed, molded, and cured in the same manner as in Example 1 above. The brake pad of this example was produced.

なお、本例では、極圧添加剤の含有量は、スズ酸亜鉛(ZnSnO3)2体積%とヒドロキシスズ酸亜鉛(ZnSn(OH)6)3.5体積%との合計としての5.5体積%である。 In this example, the content of the extreme pressure additive is 5.5 as a total of 2% by volume of zinc stannate (ZnSnO 3 ) and 3.5% by volume of zinc hydroxystannate (ZnSn (OH) 6 ). % By volume.

(実施例4)
アラミド繊維10体積%、銅繊維5体積%、黒鉛5体積%、カシューダスト10体積%、水酸化カルシウム2体積%、マイカ10体積%、酸化ジルコニウム1体積%、硫酸バリウム34体積%、硫化アンチモン2体積%、スズ酸亜鉛(ZnSnO3)1体積%、粉末フェノール樹脂20体積%を計量し、上記実施例1と同様に、混合、成形、硬化を行い、本例のブレーキパッドを作製した。本例では、環境的に許容できる程度に微量のアンチモン化合物を含有させている。
Example 4
Aramid fiber 10% by volume, copper fiber 5% by volume, graphite 5% by volume, cashew dust 10% by volume, calcium hydroxide 2% by volume, mica 10% by volume, zirconium oxide 1% by volume, barium sulfate 34% by volume, antimony sulfide 2 Volume%, zinc stannate (ZnSnO 3 ) 1 volume%, and powdered phenol resin 20 volume% were weighed and mixed, molded and cured in the same manner as in Example 1 to produce a brake pad of this example. In this example, a trace amount of an antimony compound is contained to an extent that is environmentally acceptable.

(比較例1)
アラミド繊維10体積%、銅繊維5体積%、黒鉛5体積%、カシューダスト10体積%、水酸化カルシウム2体積%、マイカ10体積%、酸化ジルコニウム1体積%、硫酸バリウム36.95体積%、スズ酸亜鉛(ZnSnO3)0.05体積%、粉末フェノール樹脂20体積%を計量し、上記実施例1と同様に、混合、成形、硬化を行い、本例のブレーキパッドを作製した。
(Comparative Example 1)
Aramid fiber 10% by volume, copper fiber 5% by volume, graphite 5% by volume, cashew dust 10% by volume, calcium hydroxide 2% by volume, mica 10% by volume, zirconium oxide 1% by volume, barium sulfate 36.95% by volume, tin Zinc acid (ZnSnO 3 ) 0.05% by volume and powdered phenol resin 20% by volume were weighed and mixed, molded and cured in the same manner as in Example 1 to produce a brake pad of this example.

(比較例2)
アラミド繊維10体積%、銅繊維5体積%、黒鉛5体積%、カシューダスト10体積%、水酸化カルシウム2体積%、マイカ10体積%、酸化ジルコニウム1体積%、硫酸バリウム12体積%、スズ酸亜鉛(ZnSnO3)25体積%、粉末フェノール樹脂20体積%を計量し、上記実施例1と同様に、混合、成形、硬化を行い、本例のブレーキパッドを作製した。
(Comparative Example 2)
Aramid fiber 10% by volume, copper fiber 5% by volume, graphite 5% by volume, cashew dust 10% by volume, calcium hydroxide 2% by volume, mica 10% by volume, zirconium oxide 1% by volume, barium sulfate 12% by volume, zinc stannate 25% by volume of (ZnSnO 3 ) and 20% by volume of powdered phenol resin were weighed and mixed, molded and cured in the same manner as in Example 1 to produce a brake pad of this example.

(比較例3)
アラミド繊維10体積%、銅繊維5体積%、黒鉛5体積%、カシューダスト10体積%、水酸化カルシウム2体積%、マイカ10体積%、酸化ジルコニウム1体積%、硫酸バリウム33体積%、硫化アンチモン4体積%、粉末フェノール樹脂20体積%を計量し、上記実施例1と同様に、混合、成形、硬化を行い、本例のブレーキパッドを作製した。
(Comparative Example 3)
Aramid fiber 10% by volume, copper fiber 5% by volume, graphite 5% by volume, cashew dust 10% by volume, calcium hydroxide 2% by volume, mica 10% by volume, zirconium oxide 1% by volume, barium sulfate 33% by volume, antimony sulfide 4 Volume% and 20% by volume of powdered phenol resin were weighed and mixed, molded and cured in the same manner as in Example 1 to produce a brake pad of this example.

この比較例3のブレーキパッドは、従来の一般的なアンチモン化合物を含有するブレーキパッドであり、本例のブレーキパッドの特性は、以下のブレーキパッドの評価における比較基準となるものである。   The brake pad of Comparative Example 3 is a brake pad containing a conventional general antimony compound, and the characteristics of the brake pad of this example serve as a comparative reference in the following brake pad evaluation.

(ブレーキパッドの評価)
上記実施例1〜4および比較例1〜3のブレーキパッドについて、平均摩擦係数、フェード時の摩擦係数、摩耗量、メタルキャッチの発生、環境負荷への影響を調査し、評価を行った。これら実施例1〜4および比較例1〜3のブレーキパッドについて特性を評価した結果は、次の表2に示される。
(Brake pad evaluation)
The brake pads of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were investigated by evaluating the average coefficient of friction, the coefficient of friction during fading, the amount of wear, the occurrence of metal catch, and the impact on the environmental load. The results of evaluating the characteristics of the brake pads of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 2 below.

Figure 0004438486
平均摩擦係数は、日本自動車規格(JASO)による一般性能試験(C407に準拠)の平均摩擦係数を表している。この平均摩擦係数はブレーキパッドの効きの指標となるものであり、その値が大きいほどブレーキ効きがよいことになる。
Figure 0004438486
The average friction coefficient represents the average friction coefficient of a general performance test (conforming to C407) according to the Japan Automobile Standard (JASO). This average coefficient of friction serves as an index of the effectiveness of the brake pad, and the larger the value, the better the braking effectiveness.

また、フェード時の摩擦係数は、この平均摩擦係数の評価中における高温時最小摩擦係数を表している。このフェード時の摩擦係数は耐フェード性の指標となるものであり、その値が大きいほど耐フェード性がよいことになる。   The friction coefficient at the time of fading represents the minimum friction coefficient at high temperature during the evaluation of the average friction coefficient. The friction coefficient at the time of fading serves as an index of fading resistance. The larger the value, the better the fading resistance.

摩耗量は、JASOによる温度別摩耗試験(C406に準拠)において各温度(100℃、200℃、300℃、400℃)での摩耗量を測定し、制動回数1000回あたりの摩耗量に換算して評価した。この摩耗量は耐摩耗性の指標となるものであり、その値が小さいほど耐摩耗性がよいことになる。   The amount of wear is determined by measuring the amount of wear at each temperature (100 ° C, 200 ° C, 300 ° C, 400 ° C) in a wear test according to temperature (according to C406) by JASO and converting it to the amount of wear per 1000 braking cycles. And evaluated. This amount of wear serves as an index of wear resistance, and the smaller the value, the better the wear resistance.

メタルキャッチは、上記摩耗試験において各温度での摩耗量測定時にその発生の有無を確認し、次のような基準で評価した。「◎」:極めて良好(メタルキャッチ無し)、「○」:良好(長径3mm以下の小さなメタルキャッチ数個以下)、「△」:やや悪い(小さなメタルキャッチ多数)、「×」:悪い(長径5mm以上の大きなメタルキャッチがある)。   The metal catch was evaluated for the following criteria by checking whether or not the metal catch was generated when measuring the wear amount at each temperature in the wear test. “◎”: Extremely good (no metal catch), “◯”: Good (less than several small metal catches with a major axis of 3 mm or less), “△”: Slightly bad (many small metal catches), “×”: Bad (major axis) There is a large metal catch of 5mm or more).

なお、環境負荷への影響については、アンチモン化合物を含む比較例3のブレーキパッド以外は、問題ない、すなわち{○」としているが、実施例4については、許容範囲ではあるもののアンチモン化合物を含有させているので、評価は「△」としている。また、当然ながらアンチモン化合物を含む比較例3については「×」としている。   Regarding the impact on the environmental load, except for the brake pad of Comparative Example 3 containing an antimony compound, there is no problem, that is, {circle around (0)}, but Example 4 contains an antimony compound although it is within an allowable range. Therefore, the evaluation is “△”. Of course, Comparative Example 3 containing an antimony compound is indicated as “x”.

(実施例1の評価結果)
平均摩擦係数は0.40、フェード時の摩擦係数は0.27、摩耗量は100℃:0.08mm、200℃:0.09mm、300℃:0.26mm、400℃:0.45mm、メタルキャッチの発生は100℃〜300℃:◎、400℃:○であった。
(Evaluation result of Example 1)
Average friction coefficient is 0.40, friction coefficient at fade is 0.27, wear is 100 ° C: 0.08mm, 200 ° C: 0.09mm, 300 ° C: 0.26mm, 400 ° C: 0.45mm, metal The occurrence of catches was 100 ° C. to 300 ° C .: ◎, 400 ° C .: ◯.

(実施例2の評価結果)
平均摩擦係数は0.40、フェード時の摩擦係数は0.28、摩耗量は100℃:0.08mm、200℃:0.10mm、300℃:0.27mm、400℃:0.47mm、メタルキャッチの発生は100℃〜300℃:◎、400℃:○であった。
(Evaluation result of Example 2)
Average friction coefficient is 0.40, friction coefficient at fade is 0.28, wear is 100 ° C: 0.08mm, 200 ° C: 0.10mm, 300 ° C: 0.27mm, 400 ° C: 0.47mm, metal The occurrence of catches was 100 ° C. to 300 ° C .: ◎, 400 ° C .: ◯.

(実施例3の評価結果)
平均摩擦係数は0.40、フェード時の摩擦係数は0.27、摩耗量は100℃:0.08mm、200℃:0.09mm、300℃:0.24mm、400℃:0.44mm、メタルキャッチの発生は100℃〜300℃:◎、400℃:○であった。
(Evaluation result of Example 3)
Average friction coefficient is 0.40, friction coefficient during fading is 0.27, wear amount is 100 ° C: 0.08 mm, 200 ° C: 0.09 mm, 300 ° C: 0.24 mm, 400 ° C: 0.44 mm, metal The occurrence of catches was 100 ° C. to 300 ° C .: ◎, 400 ° C .: ◯.

(実施例4の評価結果)
平均摩擦係数は0.40、フェード時の摩擦係数は0.25、摩耗量は100℃:0.07mm、200℃:0.09mm、300℃:0.22mm、400℃:0.42mm、メタルキャッチの発生は100℃〜400℃:◎であった。
(Evaluation result of Example 4)
Average friction coefficient is 0.40, friction coefficient at fade is 0.25, wear is 100 ° C: 0.07mm, 200 ° C: 0.09mm, 300 ° C: 0.22mm, 400 ° C: 0.42mm, metal The occurrence of catch was 100 ° C. to 400 ° C .: A.

(比較例1の評価結果)
平均摩擦係数は0.42、フェード時の摩擦係数は0.21、摩耗量は100℃:0.10mm、200℃:0.12mm、300℃:0.32mm、400℃:0.67mm、メタルキャッチの発生は100℃:◎、200℃:○、300℃:△、400℃:×であった。
(Evaluation result of Comparative Example 1)
Average friction coefficient is 0.42, friction coefficient at fade is 0.21, wear is 100 ° C: 0.10mm, 200 ° C: 0.12mm, 300 ° C: 0.32mm, 400 ° C: 0.67mm, metal The occurrence of catches was 100 ° C .: 、, 200 ° C .: ◯, 300 ° C .: Δ, 400 ° C .: x.

(比較例2の評価結果)
平均摩擦係数は0.32、フェード時の摩擦係数は0.26、摩耗量は100℃:0.08mm、200℃:0.11mm、300℃:0.18mm、400℃:0.39mm、メタルキャッチの発生は100℃:◎、200℃:○、300℃および400℃:△であった。
(Evaluation result of Comparative Example 2)
Average friction coefficient is 0.32, friction coefficient at fade is 0.26, wear is 100 ° C: 0.08mm, 200 ° C: 0.11mm, 300 ° C: 0.18mm, 400 ° C: 0.39mm, metal The occurrence of catch was 100 ° C .: ◎, 200 ° C .: ◯, 300 ° C. and 400 ° C .: Δ.

(比較例3の評価結果)
平均摩擦係数は0.40、フェード時の摩擦係数は0.24、摩耗量は100℃:0.08mm、200℃:0.09mm、300℃:0.25mm、400℃:0.48mm、メタルキャッチの発生は100℃〜400℃:◎であった。
(Evaluation results of Comparative Example 3)
Average friction coefficient is 0.40, friction coefficient at fade is 0.24, wear amount is 100 ° C: 0.08mm, 200 ° C: 0.09mm, 300 ° C: 0.25mm, 400 ° C: 0.48mm, metal The occurrence of catch was 100 ° C. to 400 ° C .: A.

ブレーキパッドにおける混合状態については、実施例1〜4および比較例3のものでは、均一に混合されていたが、比較例1、2では混合が不均一であった。これは、比較例1、比較例2では、それぞれスズ化合物の含有量が少なすぎたり、多すぎたりするためである。   About the mixed state in a brake pad, in Examples 1-4 and Comparative Example 3, the mixing was uniform, but in Comparative Examples 1 and 2, the mixing was non-uniform. This is because in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the content of the tin compound is too small or too large.

比較例1では、スズ酸亜鉛(ZnSnO3)の含有量が少なく、実質的に従来のアンチモン化合物を使用したブレーキパッドから、アンチモン化合物を除いた組成に近いものになっているため、アンチモン化合物による効果が発揮されていない。 In Comparative Example 1, the content of zinc stannate (ZnSnO 3 ) is small, and the brake pad using the conventional antimony compound is substantially similar to the composition excluding the antimony compound. The effect has not been demonstrated.

すなわち、表2に示されるように、比較例1では、フェード時の摩擦係数が低く、高温域での摩耗量が大きく、高温域でメタルキャッチが発生しており、耐摩耗性、対面攻撃性抑制効果および耐フェード性の確保ができていない。   That is, as shown in Table 2, in Comparative Example 1, the friction coefficient at the time of fading is low, the amount of wear in the high temperature range is large, and metal catches are generated in the high temperature range. Suppressing effect and fading resistance have not been secured.

また、ヒドロキシスズ酸亜鉛(ZnSn(OH)6)の含有量が多すぎる比較例2では、メタルキャッチの発生は少ないものの、平均摩擦係数が大きく低下しており、実用に適さない。この比較例2については、相手材であるディスクローター摺動面へのヒドロキシスズ酸亜鉛の付着が若干確認されている。 Further, in Comparative Example 2 in which the content of zinc hydroxystannate (ZnSn (OH) 6 ) is too large, although the occurrence of metal catches is small, the average friction coefficient is greatly reduced, which is not suitable for practical use. In Comparative Example 2, the adhesion of zinc hydroxystannate to the disk rotor sliding surface, which is the counterpart material, has been slightly confirmed.

そして、実施例1〜4では、アンチモン化合物を使用しないかまたはその使用を極力抑制し、代替原料であるスズ化合物の含有量を上記実施形態に示した範囲に設定することで、平均摩擦係数、フェード時の摩擦係数、摩耗量、メタルキャッチの発生、環境負荷への影響、いずれの特性も問題ないものになっており、耐摩耗性、対面攻撃性抑制効果および耐フェード性を確保できている。   And in Examples 1-4, the antimony compound is not used or its use is suppressed as much as possible, and by setting the content of the tin compound as an alternative raw material in the range shown in the above embodiment, the average friction coefficient, Fade friction coefficient, wear amount, occurrence of metal catch, impact on environmental load, all characteristics are no problem, ensuring wear resistance, face-to-face attack suppression effect and fade resistance .

以上、本発明について、上記実施形態および実施例等を参照して述べてきたが、本発明は上記図1に示した自動車のディスクブレーキ用のブレーキパッドとしての適用以外にも、ドラムブレーキのブレーキパッドや、自動車あるいは鉄道車両などの自動車以外の種々のブレーキパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシングなどに適用できることはもちろんである。   As described above, the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, examples, and the like. However, the present invention is not limited to the application as a brake pad for an automobile disc brake shown in FIG. Needless to say, the present invention can be applied to pads, various brake pads other than automobiles such as automobiles and railway vehicles, brake linings, and clutch facings.

要するに、本発明は、繊維基材、摩擦調整剤および結合材からなる摩擦材について適用が可能なものである。   In short, the present invention can be applied to a friction material composed of a fiber base material, a friction modifier and a binder.

本発明の実施形態に係るブレーキパッドの概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of a brake pad concerning an embodiment of the present invention. 上記実施形態に係るブレーキパッドの製造方法を示す工程図であるIt is process drawing which shows the manufacturing method of the brake pad which concerns on the said embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…摩擦材としてのブレーキパッド、20…ローター。 10: Brake pad as friction material, 20: Rotor.

Claims (2)

繊維基材、摩擦調整剤および結合材からなる摩擦材において、
スズ酸亜鉛およびヒドロキシスズ酸亜鉛の少なくとも一方が含有されており、その含有量は、0.05体積%よりも大きく、25体積%未満であることを特徴とする摩擦材。
In a friction material comprising a fiber base material, a friction modifier and a binder,
A friction material comprising at least one of zinc stannate and zinc hydroxystannate, the content of which is greater than 0.05% by volume and less than 25% by volume.
前記含有量は、1体積%以上10体積%以下であることを特徴とする請求項に記載の摩擦材。 The friction material according to claim 1 , wherein the content is 1 volume% or more and 10 volume% or less.
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