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JP7785261B2 - Friction material - Google Patents
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JP7785261B2 - Friction material - Google Patents

Friction material

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JP7785261B2 JP2021182834A JP2021182834A JP7785261B2 JP 7785261 B2 JP7785261 B2 JP 7785261B2 JP 2021182834 A JP2021182834 A JP 2021182834A JP 2021182834 A JP2021182834 A JP 2021182834A JP 7785261 B2 JP7785261 B2 JP 7785261B2
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Description

本発明は、摩擦材に関する。 The present invention relates to a friction material.

摩擦材は、例えば、車両の制動部材に使用されている。制動部材としては、例えば、ブレーキ部材およびクラッチ部材が挙げられる。摩擦材は、例えば、繊維基材、充填材および潤滑剤と、これらを結合するバインダーとを含む。 Friction materials are used, for example, in vehicle braking components. Braking components include, for example, brake components and clutch components. Friction materials include, for example, a fibrous base material, a filler, a lubricant, and a binder that binds these together.

より具体的には、以下の摩擦材が提案されている。この摩擦材は、バインダーと、繊維基材、充填材および固体潤滑材を含む。バインダーは、ノボラック型フェノール樹脂および硬化剤を含む。ノボラック型フェノール樹脂は、フェノールと、酢酸変性リグニンと、パラホルムアルデヒドとの反応生成物を含む。繊維基材は、アラミド繊維および銅繊維を含む。充填材は、アクリロニトリルブタジエンゴム、カシューダストおよび硫酸バリウムを含む。固体潤滑材は、グラファイトを含む。このような摩擦材は、優れた摩擦特性を有する(例えば、特許文献1(実施例1)参照)。 More specifically, the following friction material has been proposed. This friction material includes a binder, a fibrous base material, a filler, and a solid lubricant. The binder includes a novolac phenolic resin and a curing agent. The novolac phenolic resin includes a reaction product of phenol, acetic acid-modified lignin, and paraformaldehyde. The fibrous base material includes aramid fibers and copper fibers. The filler includes acrylonitrile butadiene rubber, cashew dust, and barium sulfate. The solid lubricant includes graphite. This friction material has excellent friction characteristics (see, for example, Patent Document 1 (Example 1)).

国際公開第2018/190171号International Publication No. 2018/190171

摩擦材には、摩擦特性に加えて、摩擦による異音(鳴き)の抑制が、要求される。 In addition to friction characteristics, friction materials are required to suppress abnormal noise (squeal) caused by friction.

本発明は、摩擦特性および異音抑制に優れる摩擦材である。 The present invention is a friction material with excellent friction characteristics and noise suppression.

本発明[1]は、バインダーを含有する摩擦材であり、前記バインダーが、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンと、フェノール類と、アルデヒド類との反応生成物を含有する、摩擦材を、含んでいる。 The present invention [1] relates to a friction material containing a binder, wherein the binder contains a reaction product of lignin modified with polyethylene glycol, a phenol, and an aldehyde.

本発明[2]は、前記リグニンが、針葉樹系リグニンである、上記[1]に記載の摩擦材を、含んでいる。 The present invention [2] includes the friction material described in [1] above, in which the lignin is softwood lignin.

本発明[3]は、前記ポリエチレングリコールの数平均分子量が、400以上である、上記[1]または[2]に記載の摩擦材を、含んでいる。 The present invention [3] includes the friction material described in [1] or [2] above, in which the number-average molecular weight of the polyethylene glycol is 400 or more.

本発明の摩擦材において、バインダーは、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンと、フェノール類と、アルデヒド類との反応生成物を含有する。そのため、摩擦材は、優れた摩擦特性を有し、さらに、摩擦による異音(鳴き)を抑制できる。 In the friction material of the present invention, the binder contains a reaction product of lignin modified with polyethylene glycol, a phenol, and an aldehyde. As a result, the friction material has excellent friction characteristics and can also suppress noise (squeal) caused by friction.

本発明の摩擦材は、バインダー(結合剤)を含有している。 The friction material of the present invention contains a binder (binding agent).

バインダー(結合剤)は、ポリエチレングリコール(PEG)により変性されたリグニン(以下、PEG変性リグニンと称する場合がある。)と、フェノール類と、アルデヒド類との反応生成物を含有している。 The binder (binding agent) contains a reaction product of lignin modified with polyethylene glycol (PEG) (hereinafter sometimes referred to as PEG-modified lignin), phenols, and aldehydes.

PEG変性リグニンにおいて、ポリエチレングリコール(PEG)は、リグニンを変性することによって、摩擦材の摩擦特性を向上させ、さらに、異音抑制を抑制させる。 In PEG-modified lignin, polyethylene glycol (PEG) modifies the lignin, improving the friction characteristics of the friction material and also suppressing noise.

ポリエチレングリコールの数平均分子量は、例えば、100以上、好ましくは、200以上、より好ましくは、300以上、さらに好ましくは、400以上、とりわけ好ましくは、500以上である。また、ポリエチレングリコールの数平均分子量は、例えば、1000以下、好ましくは、900以下、より好ましくは、800以下、さらに好ましくは、600以下である。数平均分子量が上記範囲であれば、摩擦特性および異音抑制を両立する摩擦材が得られ、また、摩擦材の生産性にも優れる。なお、数平均分子量は、公知のゲルパーミエーションクロマトグラム法により、ポリエチレングリコール換算分子量として求めることができる。 The number-average molecular weight of polyethylene glycol is, for example, 100 or more, preferably 200 or more, more preferably 300 or more, even more preferably 400 or more, and particularly preferably 500 or more. The number-average molecular weight of polyethylene glycol is, for example, 1000 or less, preferably 900 or less, more preferably 800 or less, and even more preferably 600 or less. A number-average molecular weight within the above range results in a friction material that combines excellent friction characteristics and noise suppression, and also ensures excellent productivity of the friction material. The number-average molecular weight can be determined as the polyethylene glycol equivalent molecular weight using the known gel permeation chromatography method.

PEG変性リグニンにおいて、リグニンは、高分子フェノール性化合物である。リグニンは、天然物(天然リグニン)として、植物全般に含まれている。リグニンの基本骨格としては、例えば、グアイアシルリグニン(G型)、シリンギルリグニン(S型)、および、p-ヒドロキシフェニルリグニン(H型)が挙げられる。 In PEG-modified lignin, lignin is a high molecular weight phenolic compound. Lignin is a natural product (natural lignin) found in all plants. Examples of the basic structure of lignin include guaiacyl lignin (G-type), syringyl lignin (S-type), and p-hydroxyphenyl lignin (H-type).

リグニンは、植物材料から工業的に取り出される。植物材料としては、例えば、リグノセルロースが挙げられる。また、リグニンとしては、例えば、ソーダリグニン、サルファイトリグニンおよびクラフトリグニンが挙げられる。また、リグニンを取り出す方法としては、例えば、ソーダ法、亜硫酸法、水蒸気爆砕法、加溶媒分解法、および、クラフト法が挙げられる。 Lignin is industrially extracted from plant materials. Examples of plant materials include lignocellulose. Examples of lignin include soda lignin, sulfite lignin, and kraft lignin. Methods for extracting lignin include the soda process, sulfite process, steam explosion method, solvolysis method, and kraft process.

リグニンとして、より具体的には、木本系植物由来リグニン、および、草本系植物由来リグニンが挙げられる。 More specifically, lignin includes lignin derived from woody plants and lignin derived from herbaceous plants.

木本系植物由来リグニンとしては、例えば、針葉樹(例えば、スギなど)に含まれる針葉樹系リグニン、および、広葉樹に含まれる広葉樹系リグニンが挙げられる。なお、木本系植物由来リグニンは、H型の基本骨格を含まない。より具体的には、木本系植物由来リグニンのうち、針葉樹系リグニンは、S型の基本骨格を含まず、G型の基本骨格を有している。また、広葉樹系リグニンは、G型の基本骨格およびS型の基本骨格を有している。 Examples of woody plant-derived lignin include coniferous lignin contained in conifers (e.g., cedar) and hardwood lignin contained in hardwoods. Woody plant-derived lignin does not contain an H-type basic skeleton. More specifically, among woody plant-derived lignins, coniferous lignin does not contain an S-type basic skeleton and has a G-type basic skeleton. Hardwood lignin has both a G-type basic skeleton and an S-type basic skeleton.

草本系植物由来リグニンとしては、例えば、イネ科植物に含まれるイネ系リグニンが挙げられる。イネ科植物としては、例えば、麦わら、稲わら、とうもろこし、および、タケが挙げられる。なお、草本系植物由来リグニンは、H型、G型およびS型の全ての基本骨格を有している。 Examples of lignin derived from herbaceous plants include rice lignin, which is found in grasses. Examples of grasses include wheat straw, rice straw, corn, and bamboo. Lignin derived from herbaceous plants has all of the basic skeletons of H-type, G-type, and S-type.

これらのリグニンは、単独使用または2種類以上併用することができる。リグニンとして、好ましくは、H型の基本骨格を含まない木本系植物由来リグニンが挙げられ、より好ましくは、S型の基本骨格を含まず、G型の基本骨格を有する針葉樹系リグニンが挙げられ、とりわけ好ましくは、スギに由来する針葉樹系リグニンが挙げられる。スギに由来する針葉樹系リグニンから得られるPEG変性リグニンは、優れた均質性を有する。 These lignins can be used alone or in combination of two or more types. As the lignin, woody plant-derived lignin that does not contain an H-type basic skeleton is preferred, and coniferous lignin that does not contain an S-type basic skeleton and has a G-type basic skeleton is more preferred, with coniferous lignin derived from Japanese cedar being particularly preferred. PEG-modified lignin obtained from coniferous lignin derived from Japanese cedar has excellent homogeneity.

PEG変性リグニンは、例えば、特開2017-197517号公報に記載される方法に準拠して、製造される。 PEG-modified lignin is produced, for example, according to the method described in JP 2017-197517 A.

この方法では、例えば、リグニンの原料となる植物材料(リグノセルロース)を、ポリエチレングリコールを用いて蒸解する。 In this method, for example, plant material (lignocellulose), the raw material for lignin, is digested using polyethylene glycol.

蒸解方法としては、特に制限されないが、例えば、リグニンの原料となる植物材料と、ポリエチレングリコールと、酸触媒としての無機酸(例えば、塩酸、硫酸など)とを混合し、反応させる。 The cooking method is not particularly limited, but for example, plant material that serves as the raw material for lignin, polyethylene glycol, and an inorganic acid (e.g., hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) serving as an acid catalyst are mixed and reacted.

ポリエチレングリコールの配合割合は、リグニンの原料となる植物材料100質量部に対して、例えば、200質量部以上、好ましくは、300質量部以上である。また、ポリエチレングリコールの配合割合は、リグニンの原料となる植物材料100質量部に対して、例えば、1000質量部以下、好ましくは、600質量部以下である。 The blending ratio of polyethylene glycol is, for example, 200 parts by mass or more, preferably 300 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the plant material that serves as the lignin raw material. The blending ratio of polyethylene glycol is, for example, 1,000 parts by mass or less, preferably 600 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the plant material that serves as the lignin raw material.

また、無機酸(100%換算)の配合割合は、ポリエチレングリコール100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.2質量部以上である。また、無機酸(100%換算)の配合割合は、ポリエチレングリコール100質量部に対して、例えば、2質量部以下、好ましくは、1質量部以下である。 The blending ratio of the inorganic acid (100% equivalent) is, for example, 0.1 parts by mass or more, preferably 0.2 parts by mass or more, per 100 parts by mass of polyethylene glycol. The blending ratio of the inorganic acid (100% equivalent) is, for example, 2 parts by mass or less, preferably 1 part by mass or less, per 100 parts by mass of polyethylene glycol.

また、反応条件としては、常圧下が挙げられる。また、反応温度が、例えば、120℃以上、好ましくは、130℃以上である。また、反応温度が、例えば、180℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、反応時間が、例えば、60分以上である。また、反応時間が、例えば、240分以下、好ましくは、120分以下である。 Reaction conditions include atmospheric pressure. The reaction temperature is, for example, 120°C or higher, preferably 130°C or higher. The reaction temperature is, for example, 180°C or lower, preferably 150°C or lower. The reaction time is, for example, 60 minutes or longer. The reaction time is, for example, 240 minutes or shorter, preferably 120 minutes or shorter.

また、反応終了後、反応液にアルカリを適宜の割合で添加し、pHを調整する。アルカリとしては、例えば、アンモニアおよび水酸化ナトリウムが挙げられる。これにより、PEG変性リグニンを、溶液に抽出する。調整後のpHは、例えば、8以上、好ましくは、10以上、より好ましくは、10.5以上であり、例えば、14以下である。 After the reaction is complete, an alkali is added to the reaction solution in an appropriate ratio to adjust the pH. Examples of alkali include ammonia and sodium hydroxide. This extracts the PEG-modified lignin into the solution. The adjusted pH is, for example, 8 or higher, preferably 10 or higher, and more preferably 10.5 or higher, and is, for example, 14 or lower.

このような方法によって、固形成分としてパルプが得られるとともに、溶液成分としてPEG変性リグニンが得られる。 This method yields pulp as a solid component and PEG-modified lignin as a solution component.

次いで、この方法では、濾過、プレス、遠心分離などの公知の分離方法によって、反応生成物から固形成分(パルプ)を分離し、溶液成分を回収する。 Next, in this method, the solid component (pulp) is separated from the reaction product using known separation methods such as filtration, pressing, and centrifugation, and the solution component is recovered.

また、この方法では、必要に応じて、固形成分(パルプ)を洗浄し、固形成分に含浸される溶液(PEG変性リグニン)を、回収することもできる。 In addition, with this method, if necessary, the solid component (pulp) can be washed and the solution (PEG-modified lignin) impregnated into the solid component can be recovered.

その後、この方法では、無機酸(例えば、塩酸、硫酸など)などを添加し、pHを、調整して、PEG変性リグニンを析出および沈殿させる。 Then, in this method, an inorganic acid (e.g., hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) is added to adjust the pH, causing the PEG-modified lignin to precipitate and precipitate.

調整後のpHは、例えば、1.5以上であり、例えば、5以下、好ましくは、3以下、より好ましくは、2以下である。 The pH after adjustment is, for example, 1.5 or higher, and, for example, 5 or lower, preferably 3 or lower, and more preferably 2 or lower.

これにより、PEG変性リグニンを沈殿させることができる。また、得られた沈殿を、例えば、濾過、プレス、遠心分離などの公知の方法で回収することにより、固形分として、PEG変性リグニンを得ることができる。 This allows PEG-modified lignin to precipitate. The resulting precipitate can then be collected by known methods, such as filtration, pressing, or centrifugation, to obtain PEG-modified lignin as a solid.

フェノール類は、フェノールおよびフェノール誘導体(フェノール変性体)である。フェノール類としては、例えば、フェノール、2官能性フェノール誘導体、3官能性フェノール誘導体および4官能性フェノール誘導体が挙げられる。2官能性フェノール誘導体としては、例えば、o-クレゾール、p-クレゾール、p-ter-ブチルフェノール、p-フェニルフェノール、p-クミルフェノール、p-ノニルフェノール、2,4-キシレノールおよび2,6-キシレノールが挙げられる。3官能性フェノール誘導体としては、例えば、m-クレゾール、レゾルシノール、および、3,5-キシレノールが挙げられる。4官能性フェノール誘導体としては、例えば、ビスフェノールAおよびジヒドロキシジフェニルメタンが挙げられる。また、フェノール誘導体としては、ハロゲン化フェノール類も挙げられる。ハロゲン化フェノール類は、フェノールまたはフェノール誘導体のハロゲン化物である。ハロゲンとしては、例えば、塩素および臭素が挙げられる。これらフェノール類は、単独使用または2種類以上併用することができる。なお、フェノールの誘導体において、フェノールが誘導体化(変性)されるタイミングは特に制限されない。例えば、フェノールの誘導体化は、フェノール類とアルデヒド類との反応前であってもよく、反応後であってもよく、反応と同時であってもよい。フェノール類として、好ましくは、フェノールが挙げられる。 Phenols include phenol and phenol derivatives (modified phenols). Examples of phenols include phenol, difunctional phenol derivatives, trifunctional phenol derivatives, and tetrafunctional phenol derivatives. Examples of difunctional phenol derivatives include o-cresol, p-cresol, p-ter-butylphenol, p-phenylphenol, p-cumylphenol, p-nonylphenol, 2,4-xylenol, and 2,6-xylenol. Examples of trifunctional phenol derivatives include m-cresol, resorcinol, and 3,5-xylenol. Examples of tetrafunctional phenol derivatives include bisphenol A and dihydroxydiphenylmethane. Phenol derivatives also include halogenated phenols. Halogenated phenols are halides of phenol or phenol derivatives. Examples of halogens include chlorine and bromine. These phenols can be used alone or in combination. There are no particular restrictions on the timing of phenol derivatization (modification) in phenol derivatives. For example, the derivatization of phenol may be carried out before, after, or simultaneously with the reaction of the phenol with the aldehyde. Phenol is a preferred example of the phenol.

アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n-ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、フルフラール、グリオキサール、ベンズアルデヒド、トリオキサン、および、テトラオキサンが挙げられる。また、アルデヒドの一部が、フルフリルアルコールなどに置換されていてもよい。これらアルデヒド類は、単独使用または2種類以上併用することができる。アルデヒド類として、好ましくは、ホルムアルデヒドおよびパラホルムアルデヒドが挙げられる。 Examples of aldehydes include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, isobutyraldehyde, furfural, glyoxal, benzaldehyde, trioxane, and tetraoxane. Furthermore, a portion of the aldehyde may be substituted with furfuryl alcohol or the like. These aldehydes can be used alone or in combination of two or more. Preferred aldehydes include formaldehyde and paraformaldehyde.

また、アルデヒド類は、例えば、水溶液として用いることができる。そのような場合において、アルデヒド類の濃度は、例えば、10質量%以上、好ましくは、20質量%以上であり、例えば、99質量%以下、好ましくは、95質量%以下である。 Aldehydes can also be used, for example, as an aqueous solution. In such cases, the concentration of the aldehydes is, for example, 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and for example, 99% by mass or less, preferably 95% by mass or less.

また、アルデヒド類とともに、ケトン類を配合することもできる。ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトフェノン、および、ジフェニルケトンが挙げられる。これらケトン類は、単独使用または2種類以上併用することができる。ケトン類が配合される場合、ケトン類の配合割合は、固形分基準で、アルデヒド類100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、例えば、200質量部以下、好ましくは、100質量部以下である。 Ketones can also be blended together with aldehydes. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, acetophenone, and diphenyl ketone. These ketones can be used alone or in combination of two or more. When ketones are blended, the blending ratio of the ketones, based on the solid content, is, for example, 0.01 parts by mass or more, preferably 1 part by mass or more, and for example, 200 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass or less, per 100 parts by mass of aldehydes.

そして、PEG変性リグニンとフェノール類とアルデヒド類(および必要により配合されるケトン類(以下同様))とを反応させるには、上記の各成分(PEG変性リグニン、フェノール類およびアルデヒド類)を配合し、加熱する。 To react the PEG-modified lignin with the phenols and aldehydes (and optionally ketones (hereinafter the same)), the above components (PEG-modified lignin, phenols, and aldehydes) are mixed and heated.

この反応において、フェノール類の配合割合は、PEG変性リグニン100質量部に対して、例えば、30質量部以上、好ましくは、50質量部以上、より好ましくは、100質量部以上である。また、フェノール類の配合割合は、PEG変性リグニン100質量部に対して、例えば、1000質量部以下、好ましくは、500質量部以下、より好ましくは、350質量部以下である。換言すると、PEG変性リグニンの配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、10質量部以上、好ましくは、20質量部以上、より好ましくは、30質量部以上である。また、PEG変性リグニンの配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、300質量部以下、好ましくは、200質量部以下、より好ましくは、100質量部以下である。 In this reaction, the blending ratio of the phenols is, for example, 30 parts by mass or more, preferably 50 parts by mass or more, and more preferably 100 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the PEG-modified lignin. Furthermore, the blending ratio of the phenols is, for example, 1,000 parts by mass or less, preferably 500 parts by mass or less, and more preferably 350 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the PEG-modified lignin. In other words, the blending ratio of the PEG-modified lignin is, for example, 10 parts by mass or more, preferably 20 parts by mass or more, and more preferably 30 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the phenols. Furthermore, the blending ratio of the PEG-modified lignin is, for example, 300 parts by mass or less, preferably 200 parts by mass or less, and more preferably 100 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the phenols.

また、アルデヒド類の配合割合が、フェノール類100質量部に対して、例えば、5質量部以上、好ましくは、10質量部以上である。また、アルデヒド類の配合割合が、フェノール類100質量部に対して、例えば、35質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。 The blending ratio of the aldehydes is, for example, 5 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the phenols. The blending ratio of the aldehydes is, for example, 35 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the phenols.

また、アルデヒド類の配合割合は、PEG変性リグニン100質量部に対して、例えば、1.5質量部以上、好ましくは、3質量部以上である。また、アルデヒド類の配合割合は、PEG変性リグニン100質量部に対して、例えば、350質量部以下、好ましくは、300質量部以下である。 The blending ratio of the aldehydes is, for example, 1.5 parts by mass or more, preferably 3 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the PEG-modified lignin. The blending ratio of the aldehydes is, for example, 350 parts by mass or less, preferably 300 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the PEG-modified lignin.

各成分の配合割合が上記範囲であれば、各種物性に優れた摩擦材が得られる。 When the blending ratio of each component is within the above range, a friction material with excellent physical properties can be obtained.

また、この反応では、酸触媒が添加される。すなわち、上記の各成分は、酸触媒下において反応する。 In addition, an acid catalyst is added to this reaction. That is, the above components react in the presence of an acid catalyst.

酸触媒としては、例えば、有機酸および無機酸が挙げられる。有機酸としては、例えば、カルボン酸化合物、スルホン酸化合物およびリン酸化合物が挙げられる。カルボン酸化合物としては、例えば、ギ酸、酢酸およびシュウ酸が挙げられる。スルホン酸化合物としては、例えば、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、キュメンスルホン酸、ジノニルナフタレンモノスルホン酸、および、ジノニルナフタレンジスルホン酸が挙げられる。リン酸化合物としては、例えば、リン酸エステル類が挙げられる。リン酸エステル類として、より具体的には、例えば、炭素数1~18のアルキル基を有するリン酸エステル類が挙げられる。リン酸化合物としては、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸モノブチル、リン酸ジブチル、リン酸トリブチル、および、リン酸トリオクチルが挙げられる。無機酸としては、例えば、リン酸、塩酸、硫酸および硝酸が挙げられる。これら酸触媒は、単独使用または2種類以上併用することができる。酸触媒として、好ましくは、有機酸、より好ましくは、カルボン酸化合物、さらに好ましくは、シュウ酸が挙げられる。 Examples of acid catalysts include organic acids and inorganic acids. Examples of organic acids include carboxylic acid compounds, sulfonic acid compounds, and phosphoric acid compounds. Examples of carboxylic acid compounds include formic acid, acetic acid, and oxalic acid. Examples of sulfonic acid compounds include methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, cumenesulfonic acid, dinonylnaphthalene monosulfonic acid, and dinonylnaphthalenedisulfonic acid. Examples of phosphoric acid compounds include phosphate esters. More specifically, examples of phosphate esters include phosphate esters having an alkyl group containing 1 to 18 carbon atoms. Examples of phosphoric acid compounds include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, monobutyl phosphate, dibutyl phosphate, tributyl phosphate, and trioctyl phosphate. Examples of inorganic acids include phosphoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid. These acid catalysts can be used alone or in combination. Preferred acid catalysts are organic acids, more preferably carboxylic acid compounds, and even more preferably oxalic acid.

酸触媒の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、酸触媒が、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.3質量部以上であり、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。 The proportion of the acid catalyst is, for example, 0.1 parts by mass or more, preferably 0.3 parts by mass or more, and for example, 10 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of phenols.

なお、酸触媒の添加のタイミングは、特に制限されない。例えば、酸触媒は、PEG変性リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の少なくともいずれかに予め添加されていてもよい。また、酸触媒は、PEG変性リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の配合時に同時に添加されてもよい。さらに、酸触媒は、PEG変性リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の配合後に添加されてもよい。 The timing of adding the acid catalyst is not particularly limited. For example, the acid catalyst may be added in advance to at least one of the PEG-modified lignin, phenols, and aldehydes. Alternatively, the acid catalyst may be added simultaneously with the blending of the PEG-modified lignin, phenols, and aldehydes. Furthermore, the acid catalyst may be added after the blending of the PEG-modified lignin, phenols, and aldehydes.

反応条件としては、大気圧下が挙げられる。また、反応温度が、例えば、50℃以上、好ましくは、80℃以上である。また、反応温度が、例えば、200℃以下、好ましくは、180℃以下である。また、反応時間が、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上である。また、反応時間が、例えば、20時間以下、好ましくは、15時間以下である。 Reaction conditions include atmospheric pressure. The reaction temperature is, for example, 50°C or higher, preferably 80°C or higher. The reaction temperature is, for example, 200°C or lower, preferably 180°C or lower. The reaction time is, for example, 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer. The reaction time is, for example, 20 hours or shorter, preferably 15 hours or shorter.

これにより、PEG変性リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の反応生成物を含む樹脂組成物として、バインダー(結合剤)が得られる。 This results in a binder (binding agent) as a resin composition containing the reaction product of PEG-modified lignin, phenols, and aldehydes.

PEG変性リグニン、フェノール類およびアルデヒド類の反応生成物は、PEG変性リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂である。より具体的には、酸触媒下におけるフェノール類とアルデヒド類との反応によって、ノボラック型フェノール樹脂が得られ、また、そのノボラック型フェノール樹脂が、PEG変性リグニンにより変性される。すなわち、上記の反応では、PEG変性リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂を含む樹脂組成物(バインダー)が得られる。 The reaction product of PEG-modified lignin, phenols, and aldehydes is a novolac-type phenolic resin modified with PEG-modified lignin. More specifically, the reaction of phenols with aldehydes in the presence of an acid catalyst produces a novolac-type phenolic resin, which is then modified with PEG-modified lignin. In other words, the above reaction produces a resin composition (binder) containing a novolac-type phenolic resin modified with PEG-modified lignin.

このようにして得られるバインダー(結合剤)によれば、優れた摩擦特性を有し、かつ、異音を抑制できる摩擦材が得られる。 The binder (binding agent) obtained in this way produces a friction material with excellent friction properties and the ability to suppress noise.

また、PEG変性リグニンとフェノール類とアルデヒド類との反応では、上記のように、上記各成分を一括配合して反応させることもできるが、上記各成分を順次配合して反応させることもできる。より具体的には、例えば、まず、PEG変性リグニンとフェノール類とを反応させ、次いで、得られた反応生成物と、アルデヒド類とを反応させることができる。 In addition, in the reaction between PEG-modified lignin, phenols, and aldehydes, the above components can be mixed together and reacted as described above, or the above components can be mixed sequentially and reacted. More specifically, for example, PEG-modified lignin can be reacted with phenols first, and then the resulting reaction product can be reacted with aldehydes.

順次反応では、具体的には、まず、PEG変性リグニンとフェノール類とを反応させ、PEG変性リグニンおよびフェノール類の反応生成物を含むPEG変性リグニン-フェノール組成物を調製し、次いで、そのPEG変性リグニン-フェノール組成物と、アルデヒド類とを反応させる。 Specifically, in the sequential reaction, PEG-modified lignin is first reacted with phenols to prepare a PEG-modified lignin-phenol composition containing the reaction product of the PEG-modified lignin and phenols, and then the PEG-modified lignin-phenol composition is reacted with aldehydes.

PEG変性リグニンとフェノール類との反応では、PEG変性リグニンに対してフェノール類は過剰当量配合される。具体的には、フェノール類の配合割合は、PEG変性リグニン100質量部に対して、例えば、30質量部以上、好ましくは、50質量部以上、より好ましくは、100質量部以上である。また、フェノール類の配合割合は、PEG変性リグニン100質量部に対して、例えば、1000質量部以下、好ましくは、500質量部以下、より好ましくは、350質量部以下である。換言すると、PEG変性リグニンの配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、10質量部以上、好ましくは、20質量部以上、より好ましくは、30質量部以上である。また、PEG変性リグニンの配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、300質量部以下、好ましくは、200質量部以下、より好ましくは、100質量部以下である。 In the reaction between PEG-modified lignin and phenols, the phenols are blended in an excess amount relative to the PEG-modified lignin. Specifically, the blending ratio of the phenols is, for example, 30 parts by mass or more, preferably 50 parts by mass or more, and more preferably 100 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the PEG-modified lignin. Furthermore, the blending ratio of the phenols is, for example, 1,000 parts by mass or less, preferably 500 parts by mass or less, and more preferably 350 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the PEG-modified lignin. In other words, the blending ratio of the PEG-modified lignin is, for example, 10 parts by mass or more, preferably 20 parts by mass or more, and more preferably 30 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the phenols. Furthermore, the blending ratio of the PEG-modified lignin is, for example, 300 parts by mass or less, preferably 200 parts by mass or less, and more preferably 100 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the phenols.

また、この反応では、上記の酸触媒が添加される。酸触媒の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.3質量部以上である。また、酸触媒の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。 The acid catalyst described above is also added to this reaction. The amount of the acid catalyst added is, for example, 0.1 parts by mass or more, preferably 0.3 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the phenols. The amount of the acid catalyst added is, for example, 10 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the phenols.

なお、酸触媒の添加のタイミングは、特に制限されない。例えば、酸触媒は、PEG変性リグニンおよびフェノール類の少なくともいずれかに予め添加されていてもよい。また、酸触媒は、PEG変性リグニンおよびフェノール類の配合時に同時に添加されてもよい。また、酸触媒は、PEG変性リグニンおよびフェノール類の配合後に添加されてもよい。 The timing of adding the acid catalyst is not particularly limited. For example, the acid catalyst may be added in advance to at least one of the PEG-modified lignin and the phenols. Alternatively, the acid catalyst may be added simultaneously with the blending of the PEG-modified lignin and the phenols. Alternatively, the acid catalyst may be added after the blending of the PEG-modified lignin and the phenols.

反応条件としては、大気圧下が挙げられる。また、反応温度が、例えば、60℃以上、好ましくは、80℃以上である。また、反応温度が、例えば、250℃以下、好ましくは、200℃以下である。また、反応時間が、例えば、0.5時間以上、好ましくは、1時間以上である。また、反応時間が、例えば、10時間以下、好ましくは、5時間以下である。 Reaction conditions include atmospheric pressure. The reaction temperature is, for example, 60°C or higher, preferably 80°C or higher. The reaction temperature is, for example, 250°C or lower, preferably 200°C or lower. The reaction time is, for example, 0.5 hours or longer, preferably 1 hour or longer. The reaction time is, for example, 10 hours or shorter, preferably 5 hours or shorter.

この反応により、PEG変性リグニンがフェノール類により変性される。具体的には、PEG変性リグニンの分子中の脂肪族水酸基が、フェノール類に置換される。 This reaction causes the PEG-modified lignin to be modified with phenols. Specifically, the aliphatic hydroxyl groups in the PEG-modified lignin molecules are replaced with phenols.

なお、上記の反応では、過剰のフェノール類が、未反応成分として残存する。そのため、上記の反応で得られるPEG変性リグニン-フェノール組成物には、PEG変性リグニンおよびフェノール類の反応生成物(フェノール類により変性されたPEG変性リグニン)と、遊離のフェノール類とが含有される。 In the above reaction, excess phenols remain as unreacted components. Therefore, the PEG-modified lignin-phenol composition obtained by the above reaction contains the reaction product of PEG-modified lignin and phenols (PEG-modified lignin modified with phenols) and free phenols.

次いで、この方法では、上記により得られるPEG変性リグニン-フェノール組成物(すなわち、フェノール類により変性されたPEG変性リグニン、および、遊離のフェノール類を含む。)と、アルデヒド類とを反応させる。 Next, in this method, the PEG-modified lignin-phenol composition obtained above (i.e., containing PEG-modified lignin modified with phenols and free phenols) is reacted with aldehydes.

この反応において、アルデヒド類の配合割合は、フェノール類(上記反応において原料として用いられたフェノール類)100質量部に対して、例えば、5質量部以上、好ましくは、10質量部以上であり、例えば、35質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。 In this reaction, the blending ratio of the aldehydes is, for example, 5 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or more, and for example, 35 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the phenols (phenols used as raw materials in the above reaction).

また、この反応では、必要に応じて、上記の酸触媒を適宜の割合で添加することもできる。 If necessary, the above-mentioned acid catalyst can be added in an appropriate proportion to this reaction.

反応条件としては、大気圧下が挙げられる。また、反応温度が、例えば、50℃以上、好ましくは、80℃以上である。また、反応温度が、例えば、200℃以下、好ましくは、180℃以下である。また、反応時間が、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上である。また、反応時間が、例えば、20時間以下、好ましくは、15時間以下である。 Reaction conditions include atmospheric pressure. The reaction temperature is, for example, 50°C or higher, preferably 80°C or higher. The reaction temperature is, for example, 200°C or lower, preferably 180°C or lower. The reaction time is, for example, 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer. The reaction time is, for example, 20 hours or shorter, preferably 15 hours or shorter.

これにより、上記のPEG変性リグニン-フェノール組成物と、アルデヒド類とが反応し、PEG変性リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂(PEG変性リグニン変性ノボラック型フェノール樹脂)が得られる。また、そのPEG変性リグニン変性ノボラック型フェノール樹脂を含む樹脂組成物として、バインダーが得られる。 As a result, the PEG-modified lignin-phenol composition reacts with aldehydes to produce a novolac phenolic resin modified with PEG-modified lignin (PEG-modified lignin-modified novolac phenolic resin). Furthermore, a binder is obtained as a resin composition containing this PEG-modified lignin-modified novolac phenolic resin.

なお、PEG変性リグニン変性ノボラック型フェノール樹脂の製造では、必要により、蒸留などの公知の方法によって、未反応原料(未反応のフェノール類など)や酸触媒を除去することができる。 In addition, when producing PEG-modified lignin-modified novolac phenolic resin, unreacted raw materials (such as unreacted phenols) and acid catalysts can be removed, if necessary, by known methods such as distillation.

このようにして得られるバインダー(結合剤)によれば、優れた摩擦特性を有し、かつ、異音を抑制できる摩擦材が得られる。 The binder (binding agent) obtained in this way produces a friction material with excellent friction properties and the ability to suppress noise.

また、バインダーは、必要により、フェノール樹脂硬化剤を含有できる。バインダーは、好ましくは、ノボラック型フェノール樹脂と、フェノール樹脂硬化剤とを含み、より好ましくは、ノボラック型フェノール樹脂と、フェノール樹脂硬化剤とからなる。 The binder may also contain a phenolic resin curing agent as needed. The binder preferably contains a novolac phenolic resin and a phenolic resin curing agent, and more preferably consists of a novolac phenolic resin and a phenolic resin curing agent.

フェノール樹脂硬化剤としては、特に制限されず、公知の硬化剤が挙げられる。フェノール樹脂硬化剤としては、例えば、ヘキサメチレンテトラミン、メチロールメラミンおよびメチロール尿素が挙げられる。これらフェノール樹脂硬化剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。フェノール樹脂硬化剤の配合割合は、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、目的および用途に応じて、適宜設定される。 The phenolic resin curing agent is not particularly limited, and known curing agents can be used. Examples of phenolic resin curing agents include hexamethylenetetramine, methylolmelamine, and methylolurea. These phenolic resin curing agents can be used alone or in combination of two or more. The blending ratio of the phenolic resin curing agent can be appropriately set depending on the purpose and application, as long as it does not impair the excellent effects of the present invention.

また、バインダーは、さらに、添加剤を含有できる。添加剤としては、バインダーに添加される公知の添加剤が挙げられる。添加剤としては、例えば、着色剤、可塑剤、安定剤、離型剤が挙げられる。離型剤としては、例えば、金属石鹸が挙げられ、より具体的には、ステアリン酸亜鉛が挙げられる。これら添加剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。なお、添加剤の添加のタイミングは、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。添加剤の配合割合は、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、目的および用途に応じて、適宜設定される。 The binder may further contain additives. Examples of additives include known additives added to binders. Examples of additives include colorants, plasticizers, stabilizers, and release agents. Examples of release agents include metal soaps, more specifically zinc stearate. These additives can be used alone or in combination of two or more types. There are no particular restrictions on the timing of adding the additives, and they can be set appropriately depending on the purpose and application. The blending ratio of the additives can be set appropriately depending on the purpose and application, as long as it does not impair the excellent effects of the present invention.

また、摩擦材は、必要に応じて、その他のバインダーを含有することができる。その他のバインダーは、上記の樹脂組成物(PEG変性リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂を含む樹脂組成物)を除くバインダーである。その他のバインダーとしては、例えば、公知の熱硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂およびポリイミド樹脂が挙げられる。これらは単独使用または2種類以上併用することができる。 The friction material may also contain other binders as needed. These other binders are binders other than the resin composition described above (a resin composition containing a novolac-type phenolic resin modified with PEG-modified lignin). Examples of other binders include known thermosetting resins. Examples of thermosetting resins include melamine resins, epoxy resins, and polyimide resins. These can be used alone or in combination of two or more types.

その他のバインダーが配合される場合、その配合割合は、本発明の効果を損なわない範囲において、適宜設定される。摩擦材は、好ましくは、その他のバインダーを含有しない。すなわち、摩擦材は、好ましくは、バインダーとして、上記樹脂組成物のみを含有する。 When other binders are blended, the blending ratio is set appropriately within a range that does not impair the effects of the present invention. The friction material preferably does not contain other binders. In other words, the friction material preferably contains only the above-mentioned resin composition as a binder.

また、摩擦材は、好ましくは、繊維基材を含有する。繊維基材としては、例えば、有機繊維および無機繊維が挙げられる。 The friction material preferably also contains a fibrous base material. Examples of fibrous base materials include organic fibers and inorganic fibers.

有機繊維としては、例えば、ポリアミド繊維およびアクリル繊維が挙げられる。ポリアミド繊維としては、例えば、アラミド繊維が挙げられる。アクリル繊維としては、例えば、耐炎化アクリル繊維が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。有機繊維として、好ましくは、ポリアミド繊維が挙げられ、より好ましくは、アラミド繊維が挙げられる。 Examples of organic fibers include polyamide fibers and acrylic fibers. Examples of polyamide fibers include aramid fibers. Examples of acrylic fibers include flame-retardant acrylic fibers. These can be used alone or in combination of two or more types. Preferred organic fibers include polyamide fibers, and more preferred organic fibers include aramid fibers.

無機繊維としては、例えば、金属繊維、セラミック繊維、ガラス繊維および炭素繊維が挙げられる。金属繊維としては、例えば、銅繊維および真鍮繊維が挙げられる。セラミック繊維としては、例えば、チタン酸カリウム繊維、Al-SiO系セラミック繊維、および、生体溶解性セラミック繊維が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。無機繊維として、好ましくは、金属繊維が挙げられ、より好ましくは、銅繊維が挙げられる。 Examples of inorganic fibers include metal fibers, ceramic fibers, glass fibers, and carbon fibers. Examples of metal fibers include copper fibers and brass fibers. Examples of ceramic fibers include potassium titanate fibers, Al 2 O 3 —SiO 2 ceramic fibers, and biosoluble ceramic fibers. These can be used alone or in combination of two or more types. Preferred inorganic fibers include metal fibers, and more preferably copper fibers.

繊維基材は、単独使用または2種類以上併用できる。繊維基材として、好ましくは、有機繊維および無機繊維が挙げられ、より好ましくは、有機繊維および無機繊維の併用が挙げられる。 The fiber substrate can be used alone or in combination of two or more types. Preferred fiber substrates include organic fibers and inorganic fibers, and more preferably, a combination of organic fibers and inorganic fibers.

なお、繊維基材のサイズは、目的および用途に応じて、適宜設定される。例えば、繊維基材の長さ(繊維長)は、特に制限されないが、例えば、100μm以上2500μm以下である。また、繊維基材の直径は、特に制限されないが、例えば、3μm以上600μm以下である。 The size of the fiber substrate is set appropriately depending on the purpose and application. For example, the length (fiber length) of the fiber substrate is not particularly limited, but is, for example, 100 μm or more and 2500 μm or less. The diameter of the fiber substrate is also not particularly limited, but is, for example, 3 μm or more and 600 μm or less.

また、摩擦材は、好ましくは、摩擦調整材を含有する。摩擦調整材としては、例えば、充填材、固体潤滑材および研削材が挙げられる。 The friction material preferably also contains a friction modifier. Examples of friction modifiers include fillers, solid lubricants, and abrasives.

充填材としては、例えば、有機充填材および無機充填材が挙げられる。 Fillers include, for example, organic fillers and inorganic fillers.

有機充填材としては、例えば、木粉、パルプ、ゴム粉末、カシューパーティクル(カシューダスト)およびメラミンダストが挙げられる。ゴム粉末において、ゴムとしては、例えば、アクリルニトリルブタジエンゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、および、ブタジエンゴム(BR)が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。有機充填材として、好ましくは、ゴム粉末およびカシューパーティクルが挙げられる。 Examples of organic fillers include wood flour, pulp, rubber powder, cashew particles (cashew dust), and melamine dust. In the rubber powder, examples of rubber include acrylonitrile butadiene rubber (NBR), styrene butadiene rubber (SBR), and butadiene rubber (BR). These can be used alone or in combination of two or more types. Preferred organic fillers include rubber powder and cashew particles.

無機充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、硫化鉄、硫化銅、酸化ケイ素、金属粉末および鉱物が挙げられる。金属粉末において、金属としては、例えば、銅、アルミニウム、青銅および亜鉛が挙げられる。鉱物としては、例えば、バーミキュライトが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。無機充填材として、好ましくは、硫酸バリウムが挙げられる。 Examples of inorganic fillers include calcium carbonate, barium sulfate, calcium hydroxide, iron sulfide, copper sulfide, silicon oxide, metal powder, and minerals. In the case of metal powder, examples of metals include copper, aluminum, bronze, and zinc. Examples of minerals include vermiculite. These can be used alone or in combination. A preferred inorganic filler is barium sulfate.

充填材は、単独使用または2種類以上併用できる。充填材として、好ましくは、有機充填材および無機充填材が挙げられ、より好ましくは、有機充填材および無機充填材の併用が挙げられる。 Fillers can be used alone or in combination of two or more types. Preferred fillers include organic fillers and inorganic fillers, and more preferably, a combination of organic fillers and inorganic fillers.

固体潤滑材としては、公知の固体潤滑材が挙げられる。固体潤滑材として、より具体的には、例えば、グラファイトおよび二硫化モリブデンが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。固体潤滑材として、好ましくは、グラファイトが挙げられる。 Examples of solid lubricants include known solid lubricants. More specifically, examples of solid lubricants include graphite and molybdenum disulfide. These can be used alone or in combination of two or more types. Graphite is a preferred solid lubricant.

研削材としては、公知の研削材が挙げられる。研削材として、より具体的には、例えば、アルミナ、マグネシアおよびジルコニアが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。 Abrasives include known abrasives. More specific examples of abrasives include alumina, magnesia, and zirconia. These can be used alone or in combination of two or more types.

これら摩擦調整材は、単独使用または2種類以上併用できる。摩擦調整材は、要求される物性に応じて、適宜選択される。摩擦調整材として、好ましくは、充填材および固体潤滑材が挙げられ、より好ましくは、充填材および固体潤滑材の併用が挙げられる。 These friction modifiers can be used alone or in combination of two or more types. Friction modifiers are selected appropriately depending on the required physical properties. Preferred friction modifiers include fillers and solid lubricants, and more preferably, a combination of fillers and solid lubricants is used.

なお、摩擦調整材のサイズは、目的および用途に応じて、適宜設定される。例えば、摩擦調整材の平均粒子径は、例えば、1μm以上、好ましくは、5μm以上である。また、摩擦調整材の平均粒子径は、例えば、500μm以下、好ましくは、250μm以下である。 The size of the friction modifier is set appropriately depending on the purpose and application. For example, the average particle diameter of the friction modifier is, for example, 1 μm or more, preferably 5 μm or more. The average particle diameter of the friction modifier is, for example, 500 μm or less, preferably 250 μm or less.

摩擦材の製造では、例えば、まず、上記のバインダーと、繊維基材および摩擦調整材とを配合および混練し、摩擦材用成形材料(組成物)を製造する。 When producing friction materials, for example, the above-mentioned binder, fibrous base material, and friction modifier are first blended and kneaded to produce a molding material (composition) for the friction material.

摩擦材用成形材料において、繊維基材および摩擦調整材の総量が、上記のバインダー100質量部に対して、例えば、250質量部以上、好ましくは、400質量部以上である。また、繊維基材および摩擦調整材の総量が、上記のバインダー100質量部に対して、例えば、950質量部以下、好ましくは、900質量部以下である。 In the friction material molding material, the total amount of the fibrous base material and friction modifier per 100 parts by mass of the binder is, for example, 250 parts by mass or more, preferably 400 parts by mass or more. Furthermore, the total amount of the fibrous base material and friction modifier per 100 parts by mass of the binder is, for example, 950 parts by mass or less, preferably 900 parts by mass or less.

また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、バインダーが、例えば、2質量部以上、好ましくは、5質量部以上である。また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、バインダーが、例えば、40質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。 Furthermore, the amount of binder is, for example, 2 parts by mass or more, preferably 5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the total amount of binder, fibrous base material, and friction modifier. Furthermore, the amount of binder is, for example, 40 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total amount of binder, fibrous base material, and friction modifier.

また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、繊維基材が、例えば、1質量部以上、好ましくは、5質量部以上である。また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、繊維基材が、例えば、65質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。 Furthermore, the amount of the fibrous base material is, for example, 1 part by mass or more, preferably 5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the total of the binder, fibrous base material, and friction modifier. Furthermore, the amount of the fibrous base material is, for example, 65 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total of the binder, fibrous base material, and friction modifier.

また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、摩擦調整材が、例えば、40質量部以上、好ましくは、50質量部以上である。また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、摩擦調整材が、例えば、95質量部以下、好ましくは、85質量部以下である。 Furthermore, the amount of friction modifier is, for example, 40 parts by mass or more, preferably 50 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the total of the binder, fibrous base material, and friction modifier. Furthermore, the amount of friction modifier is, for example, 95 parts by mass or less, preferably 85 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total of the binder, fibrous base material, and friction modifier.

また、摩擦調整材が研削材を含む場合、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、研削材が、例えば、1質量部以上、好ましくは、2質量部以上である。バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、研削材が、例えば、30質量部以下、好ましくは、25質量部以下である。 Furthermore, when the friction modifier contains an abrasive, the amount of the abrasive is, for example, 1 part by mass or more, preferably 2 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the binder, fibrous base material, and friction modifier combined. The amount of the abrasive is, for example, 30 parts by mass or less, preferably 25 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the binder, fibrous base material, and friction modifier combined.

また、摩擦調整材が充填材を含む場合、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、充填材が、例えば、30質量部以上、好ましくは、35質量部以上である。また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、充填材が、例えば、90質量部以下、好ましくは、85質量部以下である。 Furthermore, when the friction modifier contains a filler, the amount of filler is, for example, 30 parts by mass or more, preferably 35 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the binder, fibrous base material, and friction modifier combined. Furthermore, the amount of filler is, for example, 90 parts by mass or less, preferably 85 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the binder, fibrous base material, and friction modifier combined.

また、摩擦調整材が固体潤滑材を含む場合、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、固体潤滑材が、例えば、1質量部以上、好ましくは、3質量部以上である。また、バインダー、繊維基材および摩擦調整材の総量100質量部に対して、固体潤滑材が、例えば、30質量部以下、好ましくは、25質量部以下である。 Furthermore, when the friction modifier contains a solid lubricant, the amount of the solid lubricant is, for example, 1 part by mass or more, preferably 3 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the binder, fibrous base material, and friction modifier combined. Furthermore, the amount of the solid lubricant is, for example, 30 parts by mass or less, preferably 25 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the binder, fibrous base material, and friction modifier combined.

混練方法としては、特に制限されず、公知の混練機が用いられる。混練機としては、例えば、単軸押出機、多軸押出機、ロール混練機、ニーダー、ヘンシエルミキサーおよびバンバリーミキサーが挙げられる。 The kneading method is not particularly limited, and a known kneading machine can be used. Examples of kneading machines include single-screw extruders, multi-screw extruders, roll kneaders, kneaders, Henschel mixers, and Banbury mixers.

混練温度は、例えば、80℃以上、好ましくは、90℃以上、より好ましくは、100℃以上である。また、混練温度は、例えば、180℃以下、好ましくは、170℃以下、より好ましくは、160℃以下である。また、混練時間が、例えば、3分以上、好ましくは、5分以上である。また、混練時間が、例えば、30分以下、好ましくは、20分以下である。 The kneading temperature is, for example, 80°C or higher, preferably 90°C or higher, and more preferably 100°C or higher. The kneading temperature is, for example, 180°C or lower, preferably 170°C or lower, and more preferably 160°C or lower. The kneading time is, for example, 3 minutes or longer, preferably 5 minutes or longer. The kneading time is, for example, 30 minutes or shorter, and preferably 20 minutes or shorter.

このような摩擦材用成形材料は、バインダーとして、上記のノボラック型フェノール樹脂を含有する。そのため、このような摩擦材用成形材料を用いることにより、優れた摩擦特性を有し、かつ、異音を抑制できる摩擦材が得られる。 This type of molding material for friction materials contains the above-mentioned novolac phenolic resin as a binder. Therefore, by using this type of molding material for friction materials, a friction material with excellent friction characteristics and the ability to suppress abnormal noise can be obtained.

次いで、この方法では、上記の摩擦材用成形材料を、公知の方法で成形する。これにより、摩擦材が得られる。 Next, in this method, the above-mentioned friction material molding material is molded using a known method. This results in a friction material.

成形方法としては、公知の方法が採用される。成形方法として、より具体的には、例えば、トランスファ成形および圧縮成形が挙げられる。なお、成形条件は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。 Known molding methods can be used. Specific examples of molding methods include transfer molding and compression molding. There are no particular restrictions on molding conditions, and they can be set appropriately depending on the purpose and application.

例えば、温度条件が、例えば、140℃以上、好ましくは、150℃以上である。また、温度条件が、例えば、200℃以下、好ましくは、180℃以下である。また、圧力条件が、例えば、20MPa以上、好ましくは、30MPa以上である。また、圧力条件が、例えば、100MPa以下、好ましくは、80MPa以下である。また、処理時間が、例えば、2分以上、好ましくは、10分以上である。また、処理時間が、例えば、60分以下、好ましくは、30分以下である。 For example, the temperature condition is, for example, 140°C or higher, preferably 150°C or higher. The temperature condition is, for example, 200°C or lower, preferably 180°C or lower. The pressure condition is, for example, 20 MPa or higher, preferably 30 MPa or higher. The pressure condition is, for example, 100 MPa or lower, preferably 80 MPa or lower. The processing time is, for example, 2 minutes or longer, preferably 10 minutes or longer. The processing time is, for example, 60 minutes or shorter, preferably 30 minutes or shorter.

このようにして摩擦材用成形材料を成形することにより、摩擦材が得られる。 By molding the friction material molding material in this way, the friction material is obtained.

また、摩擦材は、必要に応じて、公知の方法で処理されていてもよい。処理としては、例えば、脱脂処理およびプライマー処理が挙げられる。また、成形された摩擦材は、公知の方法でアフターキュア(熱硬化処理)されていてもよい。 The friction material may also be treated by known methods, if necessary. Examples of such treatments include degreasing and primer treatment. The molded friction material may also be after-cured (thermosetting) by known methods.

アフターキュアにおける処理条件は、特に制限されないが、常圧下が採用される。また、温度条件が、例えば、上記の成形時における温度より10~100℃高い。温度条件は、例えば、150℃以上、好ましくは、160℃以上である。また、温度条件は、例えば、300℃以下、好ましくは、200℃以下である。また、処理時間が、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上である。また、処理時間が、例えば、10時間以下、好ましくは、8時間以下である。アフターキュアにより、摩擦特性および耐熱性の向上を図ることができる。 The processing conditions for after-curing are not particularly limited, but normal pressure is used. The temperature is, for example, 10 to 100°C higher than the temperature during molding. The temperature is, for example, 150°C or higher, preferably 160°C or higher. The temperature is, for example, 300°C or lower, preferably 200°C or lower. The processing time is, for example, 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer. The processing time is, for example, 10 hours or shorter, preferably 8 hours or shorter. After-curing can improve frictional properties and heat resistance.

そして、摩擦材は、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンと、フェノール類と、アルデヒド類との反応生成物(PEG変性リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂)を含有する。そのため、上記の摩擦材は、優れた摩擦特性を有し、さらに、摩擦による異音(鳴き)を抑制できる。 The friction material contains a reaction product of lignin modified with polyethylene glycol, phenols, and aldehydes (novolac-type phenolic resin modified with PEG-modified lignin). Therefore, the friction material has excellent friction characteristics and can also suppress noise (squeak) caused by friction.

より具体的には、通常、摩擦材の機械強度を向上させることにより、摩擦特性を向上できる。しかし、摩擦材の機械強度を向上させると、摩擦材の柔軟性が低下するため、摩擦による摩擦材の振動が生じやすく、異音(鳴き)を生じやすくなる。つまり、摩擦特性の向上と、異音の抑制とは、背反関係を有する。 More specifically, friction characteristics can usually be improved by improving the mechanical strength of the friction material. However, improving the mechanical strength of the friction material reduces the flexibility of the friction material, making it more susceptible to vibration due to friction and generating abnormal noise (squeak). In other words, improving friction characteristics and suppressing abnormal noise are mutually exclusive.

これに対して、上記の摩擦材では、バインダーが、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンと、フェノール類と、アルデヒド類との反応生成物(PEG変性リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂)を含有する。そのため、摩擦材の機械強度を向上させながら、柔軟性を確保できる。 In contrast, the binder in the above-mentioned friction material contains a reaction product of lignin modified with polyethylene glycol, phenols, and aldehydes (novolac-type phenolic resin modified with PEG-modified lignin). This improves the mechanical strength of the friction material while maintaining its flexibility.

その結果、摩擦材の摩擦特性を向上させるとともに、摩擦材の振動を抑制し、異音(鳴き)の発生を抑制できる。 As a result, the friction characteristics of the friction material are improved, vibration of the friction material is suppressed, and the occurrence of abnormal noise (squealing) is reduced.

そのため、摩擦材は、例えば、車両の制動部材において、好適に用いられる。車両としては、例えば、自動車、自動二輪車および電車が挙げられる。制動部材としては、例えば、ブレーキパッドおよびクラッチ部材が挙げられる。摩擦材は、自動車のブレーキパッドとして、とりわけ好適に用いられる。 For this reason, friction materials are suitable for use in, for example, vehicle braking components. Examples of vehicles include automobiles, motorcycles, and trains. Examples of braking components include brake pads and clutch components. Friction materials are particularly suitable for use as brake pads for automobiles.

摩擦材が自動車のブレーキパッドとして用いられる場合、ブレーキ用部材と、上記の摩擦材用成形材料とが、一体的に成形されていてもよい。ブレーキ用部材としては、例えば、公知のプレッシャプレートが挙げられる。 When the friction material is used as a brake pad for an automobile, the brake component and the above-mentioned friction material molding material may be molded integrally. An example of a brake component is a known pressure plate.

より具体的には、例えば、まず、上記の摩擦材用成形材料が予備成形される。必要に応じて、予備成形された摩擦材用成形材料は、脱脂処理およびプライマー処理される。次いで、摩擦材用成形材料と、ブレーキ用部材とが接着剤を介して接着される。その後、摩擦材用成形材料およびブレーキ用部材が、一体的に熱成形される。これとともに、摩擦材用成形材料と、ブレーキ用部材とが固着する。 More specifically, for example, the above-mentioned friction material molding material is first preformed. If necessary, the preformed friction material molding material is degreased and primed. Next, the friction material molding material and the brake component are bonded together with an adhesive. After that, the friction material molding material and the brake component are thermoformed together. At the same time, the friction material molding material and the brake component are fixed together.

熱成形における処理条件は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。例えば、温度条件が、例えば、140℃以上170℃以下である。また、圧力条件が、例えば、30MPa以上80MPa以下である。また、熱処理時間が、例えば、2分以上10分以下である。 The processing conditions for thermoforming are not particularly limited and are set appropriately depending on the purpose and application. For example, the temperature condition is, for example, 140°C or higher and 170°C or lower. The pressure condition is, for example, 30 MPa or higher and 80 MPa or lower. The heat treatment time is, for example, 2 minutes or higher and 10 minutes or lower.

また、熱成形された摩擦材は、必要に応じて、公知の方法でアフターキュアおよび仕上げ処理される。アフターキュアにおける処理条件は、特に制限されない。例えば、常圧下、温度条件が、例えば、150℃以上300℃以下である。また、処理時間が、例えば、1時間以上4時間以下である。 The thermoformed friction material may be after-cured and finished using known methods, if necessary. The after-curing conditions are not particularly limited. For example, the temperature conditions are 150°C or higher and 300°C or lower under normal pressure. The processing time is, for example, 1 hour or higher and 4 hours or lower.

そして、ブレーキパッドは、上記の摩擦材を用いて得られるため、優れた摩擦特性を有し、さらに、摩擦による異音(鳴き)を抑制できる。 Because the brake pads are made using the above-mentioned friction material, they have excellent friction characteristics and can also suppress abnormal noise (squeal) caused by friction.

次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。また、以下の説明において特に言及がない限り、「部」および「%」は質量基準である。なお、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。 Next, the present invention will be described based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. Furthermore, unless otherwise specified in the following description, "parts" and "%" are based on mass. Note that specific numerical values for blending ratios (content ratios), physical properties, parameters, etc. used in the following description can be substituted with the corresponding upper limit values (numeric values defined as "equal to or less than") or lower limit values (numeric values defined as "equal to or greater than" or "exceeding") of the blending ratios (content ratios), physical properties, parameters, etc. described in the "Description of the Invention" above.

<リグニン類の合成>
製造例1(Mn200-PEG変性リグニン)
以下の方法で、数平均分子量200のポリエチレングリコールにより変性されたリグニン(以下、Mn200-PEG変性リグニン)を製造した。
<Synthesis of lignins>
Production Example 1 (Mn200-PEG-modified lignin)
Lignin modified with polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200 (hereinafter referred to as Mn200-PEG-modified lignin) was produced by the following method.

すなわち、市販の数平均分子量200のポリエチレングリコール(PEG200)230質量部と、酸触媒としての硫酸0.69質量部(PEG200 100質量部に対して、0.3質量部)を、反応容器に入れて撹拌した。 Specifically, 230 parts by weight of commercially available polyethylene glycol (PEG200) with a number-average molecular weight of 200 and 0.69 parts by weight of sulfuric acid as an acid catalyst (0.3 parts by weight per 100 parts by weight of PEG200) were placed in a reaction vessel and stirred.

次いで、絶乾スギ木粉46質量部を、反応容器に投入し、常圧下140℃に昇温して、撹拌しながら90分反応させた。 Next, 46 parts by mass of bone-dry cedar wood flour was added to the reaction vessel, the temperature was raised to 140°C under normal pressure, and the mixture was allowed to react for 90 minutes while stirring.

次いで、反応容器を冷却し、温度が40℃以下になったことを確認した後、水酸化ナトリウム(0.2mol/L)を280質量部投入して、30分間撹拌した。 The reaction vessel was then cooled, and after confirming that the temperature had dropped to 40°C or below, 280 parts by mass of sodium hydroxide (0.2 mol/L) was added and stirred for 30 minutes.

次いで、得られた固形成分(パルプ)を、フィルタープレスにより除去し、溶液成分を回収した。 The resulting solid component (pulp) was then removed using a filter press, and the solution component was recovered.

次いで、得られた溶液成分に、硫酸を添加し、pHを2.0に調整した。これにより、Mn200-PEG変性リグニンの懸濁液を得た。 Next, sulfuric acid was added to the resulting solution components to adjust the pH to 2.0. This resulted in a suspension of Mn200-PEG-modified lignin.

その後、Mn200-PEG変性リグニンを、遠心分離により回収した。 The Mn200-PEG-modified lignin was then recovered by centrifugation.

製造例2(Mn400-PEG変性リグニン)
数平均分子量200のポリエチレングリコールに代えて、数平均分子量400のポリエチレングリコール(以下、Mn400-PEG)を用いた以外は、製造例1と同じ方法で、Mn400-PEG変性リグニンを得た。
Production Example 2 (Mn400-PEG-modified lignin)
An Mn400-PEG-modified lignin was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that polyethylene glycol having a number average molecular weight of 400 (hereinafter, Mn400-PEG) was used instead of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200.

製造例3(Mn600-PEG変性リグニン)
数平均分子量200のポリエチレングリコールに代えて、数平均分子量600のポリエチレングリコール(以下、Mn600-PEG)を用いた以外は、製造例1と同じ方法で、Mn600-PEG変性リグニンを得た。
Production Example 3 (Mn600-PEG-modified lignin)
An Mn600-PEG-modified lignin was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that polyethylene glycol having a number average molecular weight of 600 (hereinafter, Mn600-PEG) was used instead of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200.

製造例4(酢酸変性リグニン)
コーンストーバー100質量部を、95質量%の酢酸1000質量部および硫酸3質量部と混合し、還流下において4時間反応させた。反応後、濾過してパルプを除去し、パルプ廃液を回収した。次いで、ロータリーエバポレーターを用いてパルプ廃液中の酢酸を除去し、体積が1/10になるまで濃縮した後、その濃縮液の10倍量(質量基準)の水を添加し、濾過することにより、固形分として酢酸変性リグニンを得た。
Production Example 4 (Acetic Acid Modified Lignin)
100 parts by weight of corn stover was mixed with 1,000 parts by weight of 95% acetic acid and 3 parts by weight of sulfuric acid and reacted under reflux for 4 hours. After the reaction, the mixture was filtered to remove the pulp and recover the pulp waste liquid. Next, the acetic acid in the pulp waste liquid was removed using a rotary evaporator, and the liquid was concentrated to 1/10 of its original volume. After that, 10 times the amount (by weight) of water was added to the concentrated liquid, and the mixture was filtered to obtain acetic acid-modified lignin as a solid.

<ノボラック型フェノール樹脂の合成>
合成例1(PEG200リグニン-ノボラック樹脂)
フェノール493.5gをフラスコに入れ、50℃程度まで加熱してフェノールを液化させ、その後、Mn200-PEG変性リグニン150gを添加した。
<Synthesis of novolac phenolic resin>
Synthesis Example 1 (PEG200 Lignin-Novolac Resin)
493.5 g of phenol was placed in a flask and heated to about 50° C. to liquefy the phenol, after which 150 g of Mn200-PEG modified lignin was added.

次いで、シュウ酸(酸触媒)7.62gと、パラホルムアルデヒド117.3gを添加し、95℃で2.5時間反応させた。次いで、0.5℃/minで110℃まで昇温し、110℃で1.5時間反応させた。次いで、0.5℃/minで120℃まで昇温し、120℃で2時間反応させた。 Next, 7.62 g of oxalic acid (acid catalyst) and 117.3 g of paraformaldehyde were added, and the mixture was reacted at 95°C for 2.5 hours. The temperature was then raised to 110°C at 0.5°C/min, and the mixture was reacted at 110°C for 1.5 hours. The temperature was then raised to 120°C at 0.5°C/min, and the mixture was reacted at 120°C for 2 hours.

反応後、2300gの水を添加し、強く撹拌した後に静置し、デカンテーションで水を除去することによって、シュウ酸およびフェノールを除去した。さらに、適宜、水を加えつつ120℃、0.08MPaの条件で減圧蒸留し、残留フェノールを除去した。なお、減圧蒸留はフェノール残存率が1%以下になるまで繰り返した。 After the reaction, 2,300 g of water was added, and the mixture was stirred vigorously and then allowed to stand. The water was then removed by decantation to remove the oxalic acid and phenol. Furthermore, the mixture was subjected to vacuum distillation at 120°C and 0.08 MPa while adding water as needed to remove residual phenol. Vacuum distillation was repeated until the residual phenol rate was reduced to 1% or less.

これにより、Mn200-PEG変性リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂(PEG200リグニン-ノボラック樹脂)を得た。 This resulted in a novolac-type phenolic resin modified with Mn200-PEG-modified lignin (PEG200 lignin-novolac resin).

合成例2(PEG400リグニン-ノボラック樹脂)
Mn200-PEG変性リグニンに代えて、Mn400-PEG変性リグニン150gを用いた。その他は、合成例1と同様に操作した。これにより、Mn400-PEG変性リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂(PEG400リグニン-ノボラック樹脂)を得た。
Synthesis Example 2 (PEG400 Lignin-Novolac Resin)
Instead of the Mn200-PEG-modified lignin, 150 g of Mn400-PEG-modified lignin was used. The remaining operations were the same as in Synthesis Example 1. As a result, a novolac-type phenolic resin modified with Mn400-PEG-modified lignin (PEG400 lignin-novolac resin) was obtained.

合成例3(PEG600リグニン-ノボラック樹脂)
Mn200-PEG変性リグニンに代えて、Mn600-PEG変性リグニン150gを用いた。その他は、合成例1と同様に操作した。これにより、Mn600-PEG変性リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂(PEG600リグニン-ノボラック樹脂)を得た。
Synthesis Example 3 (PEG600 Lignin-Novolac Resin)
Instead of the Mn200-PEG-modified lignin, 150 g of Mn600-PEG-modified lignin was used. The remaining operations were the same as in Synthesis Example 1. As a result, a novolac-type phenolic resin modified with Mn600-PEG-modified lignin (PEG600 lignin-novolac resin) was obtained.

合成例4(酢酸リグニン-ノボラック樹脂)
Mn200-PEG変性リグニンに代えて、酢酸リグニン150gを用いた。その他は、合成例1と同様に操作した。これにより、酢酸リグニンにより変性されたノボラック型フェノール樹脂(酢酸リグニン-ノボラック樹脂)を得た。
Synthesis Example 4 (Lignin acetate-novolac resin)
Instead of the Mn200-PEG-modified lignin, 150 g of acetic acid lignin was used. The remaining operations were the same as in Synthesis Example 1. As a result, a novolac-type phenolic resin modified with acetic acid lignin (acetic acid lignin-novolac resin) was obtained.

合成例5(無変性ノボラック樹脂)
フェノール846g、シュウ酸(酸触媒)13.02gおよびパラホルムアルデヒド172.5gをフラスコに入れ、95℃で2.5時間反応させた。次いで、0.5℃/minで110℃まで昇温し、110℃で1.5時間反応させた。次いで、0.5℃/minで120℃まで昇温し、120℃で2時間反応させた。
Synthesis Example 5 (Unmodified Novolak Resin)
846 g of phenol, 13.02 g of oxalic acid (acid catalyst), and 172.5 g of paraformaldehyde were placed in a flask and reacted at 95° C. for 2.5 hours. The temperature was then increased to 110° C. at a rate of 0.5° C./min and the reaction was continued at 110° C. for 1.5 hours. The temperature was then increased to 120° C. at a rate of 0.5° C./min and the reaction was continued at 120° C. for 2 hours.

反応後、3030gの水を添加し、強く撹拌した後に静置し、デカンテーションで水を除去することによって、シュウ酸およびフェノールを除去した。さらに、適宜、水を加えつつ120℃、0.08MPaの条件で減圧蒸留し、残留フェノールを除去した。なお、減圧蒸留はフェノール残存率が1%以下になるまで繰り返した。 After the reaction, 3030 g of water was added, and the mixture was stirred vigorously and then allowed to stand. The water was then removed by decantation to remove the oxalic acid and phenol. Furthermore, the mixture was subjected to vacuum distillation at 120°C and 0.08 MPa while adding water as needed to remove residual phenol. Vacuum distillation was repeated until the residual phenol rate was reduced to 1% or less.

これにより、リグニンにより変性されていないノボラック型フェノール樹脂(無変性ノボラック樹脂)を得た。 This resulted in a novolac phenolic resin that was not modified with lignin (unmodified novolac resin).

<<摩擦材の製造>>
参考例1
下記成分を順次配合し、2本の熱ロールにて100℃で5分間混練して、樹脂組成物を得た。
合成例1のPEG200リグニン-ノボラック樹脂100質量部(450g)
ヘキサメチレンテトラミン(硬化剤、リグナイト製)12質量部(54g)
ステアリン酸亜鉛(離型剤、和光純薬工業製)1質量部(4.5g)
<<Production of friction materials>>
Reference example 1
The following components were blended in order and kneaded with two heated rolls at 100° C. for 5 minutes to obtain a resin composition.
100 parts by mass (450 g) of PEG 200 lignin-novolac resin of Synthesis Example 1
Hexamethylenetetramine (hardening agent, manufactured by Lignite) 12 parts by mass (54 g)
Zinc stearate (mold release agent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 1 part by mass (4.5 g)

次いで、下記成分をミキサーにより混合し、摩擦材用成形材料を得た。
上記の樹脂組成物(バインダー)20部
アラミド繊維(東レ・デュポン製 Kevlar(R)パルプ1F538)5質量部
銅繊維(日本スチールウール製 CCW-208)5質量部
アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)JSR製 PN30A)5質量部
カシューパーティクル(東北化工製 FF-1500)10質量部
硫酸バリウム(堺化学製 簸性硫酸バリウムBA)45質量部
グラファイト(SECカーボン製 SGP-100)10質量部
Next, the following components were mixed in a mixer to obtain a molding material for friction material.
20 parts of the above resin composition (binder) 5 parts by weight of aramid fiber (Kevlar® Pulp 1F538 manufactured by Toray DuPont) 5 parts by weight of copper fiber (CCW-208 manufactured by Nippon Steel Wool) 5 parts by weight of acrylonitrile butadiene rubber (NBR) manufactured by JSR PN30A) 5 parts by weight of cashew particles (FF-1500 manufactured by Tohoku Kako) 10 parts by weight of barium sulfate (Sakai Chemical Industry Co., Ltd. elutriated barium sulfate BA) 45 parts by weight of graphite (SGP-100 manufactured by SEC Carbon) 10 parts by weight

その後、得られた摩擦材用成形材料を、170℃において15分間圧縮成形し、100mmφの円盤形の試験片を得た。また、得られた試験片を、180℃において4時間熱硬化(アフターキュア)させた。これにより、摩擦材を得た。 The resulting friction material was then compression molded at 170°C for 15 minutes to obtain a 100mmφ disc-shaped test piece. The resulting test piece was then heat-cured (after-cured) at 180°C for 4 hours. This produced a friction material.

実施例2~3および比較例1~2
表1に示す処方に変更した以外は、参考例1と同様にして、摩擦材を得た。
Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2
A friction material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the formulation was changed as shown in Table 1.

<<評価>>
参考例、各実施例および各比較例において得られた摩擦材を、下記の方法により評価した。
<<Evaluation>>
The friction materials obtained in the Reference Example, Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods.

(1)摩擦係数(摩擦特性)
摩擦材の摩擦係数を、以下の方法で求めた。すなわち、ASTM D1894に準拠し、HEIDON-14を用いて摩擦係数(静摩擦係数および動摩擦係数)を求めた。摩擦係数を求めるための各種条件および用いた試験片の寸法を以下に示す。
試験片:直径100mm、厚さ約3mmの円板試験片
相手材 :直径19mm円筒
相手材の材質:S45C
試験速度 :100mm/分
(1) Friction coefficient (friction characteristics)
The friction coefficient of the friction material was determined by the following method. That is, the friction coefficient (static friction coefficient and dynamic friction coefficient) was determined using HEIDON-14 in accordance with ASTM D1894. The various conditions for determining the friction coefficient and the dimensions of the test specimen used are shown below.
Test piece: 100 mm diameter, approximately 3 mm thick disc test piece Mating material: 19 mm diameter cylinder Mating material: S45C
Test speed: 100 mm/min

(2)最大点伸度(機械物性)
摩擦材の最大点伸度を、以下の方法で求めた。すなわち、JIS K6911(1995)に準拠して、クロスヘッド速度3mm/分、スパン100mmにて、3点曲げ試験し、最大点伸度を測定した。なお、最大点伸度は、破損するまで撓ませたときのひずみ(最大点伸度)であり、下記式により求めた。
(2) Maximum elongation (mechanical property)
The maximum elongation of the friction material was determined by the following method. That is, a three-point bending test was performed in accordance with JIS K6911 (1995) at a crosshead speed of 3 mm/min and a span of 100 mm, and the maximum elongation was measured. The maximum elongation is the strain (maximum elongation) when the friction material is bent until it breaks, and was calculated using the following formula.

最大点伸度(ε)=[6T/L]× ΔL
(T:サンプルの厚み、L:支点間距離、ΔL:曲げ撓み量)
Maximum point elongation (ε) = [6T/L 2 ] x ΔL
(T: thickness of sample, L: distance between supporting points, ΔL: amount of bending deflection)

(3)tanδ(柔軟性)
摩擦材の200℃におけるtanδを、以下の方法で求めた。すなわち、Rheogel-E4000(ユ-ビーエム社製)を用いて固体動的粘弾性を測定した(周波数1Hz、昇温速度2℃/分)。なお、測定モードは曲げとし、測定温度範囲は室温(20℃)~300℃とした。そして、tanδ曲線から、200℃におけるtanδの値を求めた。なお、tanδは、柔軟性の指標である。tanδの値が大きいほど、柔軟性が高く、振動を抑制でき、異音を抑制できるものと判断した。
(3) tanδ (flexibility)
The tan δ of the friction material at 200°C was determined by the following method. Specifically, solid dynamic viscoelasticity was measured using Rheogel-E4000 (manufactured by UBM Corporation) (frequency 1 Hz, temperature rise rate 2°C/min). The measurement mode was bending, and the measurement temperature range was room temperature (20°C) to 300°C. The tan δ value at 200°C was then determined from the tan δ curve. Note that tan δ is an index of flexibility. It was determined that the larger the tan δ value, the higher the flexibility, and the more capable of suppressing vibration and abnormal noise.

Claims (2)

バインダーを含有する摩擦材であり、
前記バインダーが、
ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンと、
フェノール類と、
アルデヒド類と
の反応生成物を含有し、
前記ポリエチレングリコールの数平均分子量が、400以上であることを特徴とする、摩擦材。
A friction material containing a binder,
The binder is
Lignin modified with polyethylene glycol;
Phenols and
Contains reaction products with aldehydes ,
The friction material is characterized in that the number average molecular weight of the polyethylene glycol is 400 or more .
前記リグニンが、針葉樹系リグニンである、請求項1に記載の摩擦材。 The friction material according to claim 1, wherein the lignin is softwood lignin.
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