本發(fā)明涉及例如在車輛用帶有停車機構的盤式制動器等中使用的無石棉系摩擦材料。
背景技術：
以往，例如在帶有停車機構的盤式制動器以使停車制動器工作的狀態(tài)長期放置等長期維持將摩擦材料按壓于轉子的狀態(tài)時，有時轉子和摩擦材料會因銹而粘著。這樣的現(xiàn)象一般被稱為銹粘著，作為以抑制該銹粘著為目的的技術，已知例如專利文獻1中記載的技術。
在上述文獻中，通過使用摩擦材料組合物而實現(xiàn)耐磨損性和耐銹粘著性的提高，上述摩擦材料組合物在不含有銅成分的盤式制動襯片用摩擦材料中含有特定量的粘結材料、有機纖維、作為潤滑材料的金屬硫化物系潤滑材料、碳系潤滑材料、鈦酸鹽、作為無機摩擦調節(jié)材料的硅灰石、規(guī)定的莫氏硬度的無機摩擦調節(jié)材料、有機摩擦調節(jié)材料、pH調節(jié)材料，不含有莫氏硬度比上述高的物質、銅以外的金屬單質和銅合金以外的合金。
然而，對于銹粘著，認為摩擦材料所含的金屬硫化物、碳系原料的存在是其原因之一。即，認為金屬硫化物因熱分解而產(chǎn)生的硫酸根離子促進轉子表面生成銹，另一方面，認為碳系原料自身的導電性高，因而在與轉子之間產(chǎn)生電蝕。
上述專利文獻1中記載的摩擦材料含有那樣的金屬硫化物、碳系原料，有可能耐銹粘著性變得不充分。
特別是，近年來，還伴隨著在帶有停車機構的盤式制動器中利用電控制進行停車動作等車輛的高性能化發(fā)展，正在尋求使耐銹粘著性·耐磨損性·摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性以高水平達成的摩擦材料。因此，在目前提出的技術中，沒有充分滿足客戶要求。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2014-159871
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的課題在于提供一種耐銹粘著性、耐磨損性和摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性優(yōu)異的無石棉系摩擦材料。
為了解決上述課題，本發(fā)明的主旨是一種無石棉系摩擦材料，包含纖維基材、粘結材料和摩擦調節(jié)材料，所述無石棉系摩擦材料不含有銅成分、碳系原料和金屬硫化物，含有無機物，上述無機物具有層狀晶體結構且與上述銅成分、上述碳系原料和上述金屬硫化物不同。
由此，因為不含有被認為導電性高、容易產(chǎn)生銹的銅成分和碳系原料，所以耐銹粘著性提高。另外，不含有產(chǎn)生促進銹的生成的硫酸根離子的金屬硫化物也有助于耐銹粘著性的提高。另一方面，因為這些銅成分、碳系原料和金屬硫化物均不含有，所以無法期待由這些物質所引起的潤滑性，但對于該方面而言，上述具有層狀晶體結構的無機物使?jié)櫥蕴岣?。因此耐磨損性提高，以至于使摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性提高。因此，對于無石棉系摩擦材料，能夠成為耐銹粘著性、耐磨損性和摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性優(yōu)異的無石棉系摩擦材料。
附圖說明
圖1是本實施方式的摩擦材料的實施例和比較例的摩擦材料原料的組成及其性能評價進行歸納的圖。
具體實施方式
以下，根據(jù)本發(fā)明的實施方式進行具體說明，本發(fā)明只要不超出其主旨，就不受以下實施方式限定。
1.摩擦材料
以下，對本發(fā)明的摩擦材料的一個實施方式進行詳細說明。本發(fā)明的摩擦材料是一種無石棉系摩擦材料，其包含纖維基材、粘結材料和摩擦調節(jié)材料，而銅成分、碳系原料和金屬硫化物均不含有，含有無機物(以下，簡稱為“具有層狀晶體結構的無機物”)，上述無機物具有層狀晶體結構，并且與上述銅成分、上述碳系原料和上述金屬硫化物不同。
本發(fā)明的摩擦材料中含有纖維基材、粘結材料、摩擦調節(jié)材料和具有層狀晶體結構的無機物，但不包括銅成分、碳系原料和金屬硫化物，也可以含有在制造摩擦材料時使用的其它摩擦材料原料。
在作為纖維基材使用的物質中，可例示芳綸纖維(例如，芳綸紙漿)、纖維素纖維、丙烯酸纖維等有機纖維，玻璃纖維、巖棉、陶瓷纖維、硅灰石等無機纖維。它們可以單獨使用或并用2種以上?？梢蕴貏e優(yōu)選舉出芳綸紙漿、硅灰石。纖維基材的配合比例沒有特別限定，以相對于摩擦材料整體為4～15重量％左右的方式添加即可。
粘結材料具有使摩擦材料的各配合成分粘結的作用，可以使用公知的材料。優(yōu)選例示酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂等熱固化性樹脂和它們的改性品等。它們可以單獨使用或并用2種以上。特別優(yōu)選舉出酚醛樹脂。粘結材料的配合比例沒有特別限定，以相對于摩擦材料整體為6～16重量％左右的方式添加即可。
摩擦調節(jié)材料具有調節(jié)摩擦材料的摩擦系數(shù)、磨損等摩擦性能的作用，可以包含各種填充材料、研磨材料、潤滑材料等。例如可以舉出腰果粉、橡膠粉等摩擦粉、氧化鋯、硅酸鋯、氧化鐵、氫氧化鈣、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鎂等。它們可以單獨使用或并用2種以上?？梢詢?yōu)選舉出腰果粉、氧化鋯、氧化鐵、氫氧化鈣、硫酸鋇。摩擦調節(jié)材料的配合比例沒有特別限定，例如可以以相對于摩擦材料整體為40～70重量％左右的方式添加。
如上所述，本發(fā)明的摩擦材料不含有銅成分、碳系原料和金屬硫化物。這樣，由于不含有被認為導電性高、容易產(chǎn)生銹的銅成分和碳系原料，因此耐銹粘著性提高。另外，不含有生成促進銹的生成的硫酸根離子的金屬硫化物也有助于耐銹粘著性的提高。
在此，作為銅成分，例如可以舉出銅(金屬單質)、銅合金、銅化合物等，作為碳系原料，例如可以舉出石墨、焦炭、炭黑等。另外，作為金屬硫化物，可以舉出二硫化鉬、三硫化銻、硫化鐵、硫化鋅、硫化錫(SnS、SnS2)、硫化鎢、復合硫化物等。它們以往都出于提高潤滑性以及耐磨損性、摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性的目的而被廣泛地用作摩擦材料含有物。
這樣，銅成分、碳系原料和金屬硫化物因為提高摩擦材料的耐磨損性、摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性而受到重用，如果不含有它們，則對由這些物質所引起的那樣的效果必然會無法期待。即，能夠實現(xiàn)耐銹粘著性的提高，另一方面，正因為不含有它們，則提高耐磨損性、摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性變得困難或不可能。
為了消除那樣的困境，本發(fā)明人等進行深入研究，其結果發(fā)現(xiàn)通過含有具有層狀晶體結構的無機物，能夠提高上述潤滑性以及耐磨損性、摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性。
在此，作為具有層狀晶體結構的無機物，例如可以舉出鈦酸鋰鉀、鈦酸鎂鉀等鈦酸鹽、滑石、高嶺土、云母、蛭石、蒙皂石等(都具有層狀晶體結構)。它們可以單獨或并用2種以上。優(yōu)選它們中含有鈦酸鹽為好。更優(yōu)選含有鈦酸鹽和與該鈦酸鹽相比配合量(在此為相對于摩擦材料組合物整體的重量比率。單位為重量％。)少的滑石(例如，參照后述的實施例3、實施例7～實施例9)，或者含有鈦酸鹽和與該鈦酸鹽相比配合量少的云母和蛭石中的至少一種(例如，參照實施例5、實施例7～實施例9)為好。另外，含有鈦酸鹽、與該鈦酸鹽相比配合量少的滑石以及同樣地與鈦酸鹽相比配合量少的云母和蛭石中的至少一種(例如，參照實施例7～實施例9)為好。
應予說明，在本實施方式中，為了使耐銹粘著性更適合，不限于銅、銅合金，使除此以外的金屬(例如，鐵、鋁、錫等金屬單質或其合金)也不含有。即，通過不含有被認為導電性高、容易產(chǎn)生銹的金屬，從而實現(xiàn)耐銹粘著性的進一步提高。此時也當然通過不含有上述金屬，從而對于該金屬在熱熔融時得到的潤滑性以及耐磨損性、摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性變得無法期待。然而，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)通過含有上述具有層狀晶體結構的無機物，也能夠彌補所述方面，因而能夠提高耐磨損性、摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的摩擦材料適用于例如車輛等的帶有停車機構的盤式制動器用襯片，但不限定于此。也能夠用于不帶有停車機構的盤式制動器用襯片，此外可適用于例如制動蹄片等以往公知的要求摩擦材料的技術。制造的摩擦材料例如可以與作為背板的金屬板等板狀部件一體化而用作制動襯片。
2.摩擦材料的制造方法
以下，對本發(fā)明的摩擦材料的制造方法的實施方式進行詳細說明。本發(fā)明的摩擦材料的制造方法具有熱固化工序，上述熱固化工序對含有上述纖維基材、粘結材料、摩擦調節(jié)材料和具有層狀晶體結構的無機物的摩擦材料原料的混合物進行加熱成型，將由此得到的成型體以160℃以上且小于300℃(在發(fā)明登記表中為200℃)加熱2～8小時(在發(fā)明登記表中為4小時)加熱，從而使上述粘結材料固化。
首先，稱量上述纖維基材、粘結材料、摩擦調節(jié)材料等摩擦材料原料，將它們均勻混合?；旌峡梢酝ㄟ^投入到亨舍爾混合機、Lodige混合機等混合機中而進行，例如，在常溫下混合10分鐘左右。此時，可以以不使混合機升溫的方式利用公知的冷卻機構一邊冷卻一邊混合。
接下來，將得到的混合物稱量規(guī)定量，加壓而進行預成型，將其一邊加壓一邊加熱成型。加熱成型例如可以通過投入到熱成型模具將其熱壓等而進行。此時，可以重疊金屬板等板狀部件的背板地投入到熱成型模具中。背板可以使用在預先清洗后實施適當?shù)谋砻嫣幚怼⒃谳d置預成型后的混合物的一側涂布粘接材料而成的背板。對于加熱成型而言，可以使成型溫度為140℃～180℃、特別優(yōu)選為160℃，使成型壓力為100～250kgf/cm2、特別優(yōu)選為200kgf/cm2，使成型時間為3～15分鐘、特別優(yōu)選為10分鐘。
將得到的成型品進一步加熱后，使粘結材料的固化結束。加熱固化優(yōu)選將固化溫度設定為160℃以上且小于300℃，特別優(yōu)選為180℃以上且小于230℃。固化時間與固化溫度成反比，將固化溫度設定得較高時，能夠以短時間進行固化，將固化溫度設定得較低時，固化所需時間變長。可以優(yōu)選以2～8小時進行。
這樣，使具有層狀晶體結構的無機物不僅在摩擦材料的表面還遍布包括內部的整體而分散。
實施例
以下，根據(jù)實施例對本發(fā)明進行具體說明。然而，本發(fā)明不限定于此。
本實施例中，根據(jù)圖1所示的配合量來配合摩擦材料原料，得到實施例1～13和比較例1～7的摩擦材料組合物。應予說明，表中的各摩擦材料原料的配合量的單位為相對于摩擦材料組合物整體的重量％。利用Lodige混合機將該摩擦材料組合物混合10分鐘，將該混合物以成型溫度160℃、成型壓力200kgf/cm2、成型時間10分鐘的條件加壓加熱。接著，使該成型物以200℃、4小時的條件固化。
對已制作的實施例1～12和比較例1～7的摩擦材料就下述項目進行評價。
(銹粘著)
按照JIS D4414(銹粘著試驗方法)進行銹粘著試驗，對銹粘著力進行測定，按4個等級進行評價。具體而言，根據(jù)銹粘著力的大小，將小于100N判定為“◎”，將100N以上且小于200N判定為“○”，將200N以上且小于300N判定為“Δ”，將300N以上判定為“×”。
(耐磨損性)
按照JASO C427進行磨損試驗，測定摩擦材料的磨損量，換算成相對于規(guī)定制動次數(shù)的磨損量，按4個等級進行評價。具體而言，根據(jù)其換算值的大小，將小于0.20mm判定為“◎”，將0.20mm以上且小于0.25mm判定為“○”，將0.25mm以上且小于0.30mm判定為“Δ”，將0.30mm以上判定為“×”。
(摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性)
按照JASO C407在溫度20℃、濕度58％的環(huán)境下測定平均摩擦系數(shù)，按4個等級對摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性進行評價。具體而言，將摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性顯著優(yōu)異的摩擦材料判定為“◎”，將摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性優(yōu)異的摩擦材料判定為“○”，將摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性差的摩擦材料判定為“Δ”，將摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性明顯差的摩擦材料判定為“×”。
將結果示于圖1。在本發(fā)明的實施例1～13中，銹粘著、耐磨損性和摩擦系數(shù)穩(wěn)定性均得到了良好的結果。由此，判明通過不含有銅成分、上述金屬、碳系原料和金屬硫化物，而含有具有層狀晶體結構的無機物，能夠得到銹粘著、耐磨損性和摩擦系數(shù)穩(wěn)定性優(yōu)異的摩擦材料。并且，與此相對，在不含有具有層狀晶體結構的無機物的比較例1中，耐磨損性、摩擦系數(shù)穩(wěn)定性差，所以表明在本發(fā)明的實施例中確認的耐磨損性、摩擦系數(shù)穩(wěn)定性是由具有層狀晶體結構的無機物所帶來的。
另外，對于含有銅成分、碳系原料和金屬硫化物中的至少一種的比較例2～7，可看到即使摩擦系數(shù)穩(wěn)定性能夠獲得“○”或“◎”，但銹粘著性差。
權利要求書(按照條約第19條的修改)
1.(刪除)
2.(刪除)
3.(刪除)
4.(刪除)
5.一種無石棉系摩擦材料，其特征在于，包含纖維基材、粘結材料和摩擦調節(jié)材料，所述無石棉系摩擦材料不含有銅成分、碳系原料和金屬硫化物，含有無機物，所述無機物具有層狀晶體結構且與所述銅成分、所述碳系原料和所述金屬硫化物不同，采用鈦酸鹽和配合量比所述鈦酸鹽少的滑石和蛭石中的至少一種作為所述無機物。
6.(追加)
根據(jù)權利要求5所述的無石棉系摩擦材料，其特征在于，進一步采用配合量比所述鈦酸鹽少的云母作為所述無機物。