技术领域
[0001] 本发明涉及在汽车、铁路车辆以及工业机械等中使用的摩擦材料。
相关背景技术
[0002] 以往，已知在用于制动器等的摩擦材料中，在雨天、清晨等气温低并且高湿度环境下放置后、因洗车等而溅上水之后，若在停车制动状态下长时间放置，则转子与摩擦材料因生锈而发生粘着的现象、所谓的锈粘着。
[0003] 作为抑制锈粘着的技术，例如在专利文献1中公开了使用多孔质无机粒子作为摩擦调整材料，该多孔质无机粒子具有吸附被视为锈粘着原因的硫酸根离子的能力。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1：日本特开2017‑025286号公报
具体实施方式
[0019] 以下，对本发明进行详细叙述，但这些表示优选的实施方式的一例，本发明并不限于这些内容。另外，在本说明书中，“质量”与“重量”同义。
[0020] 本实施方式的摩擦材料包含摩擦调整材料、结合材料以及纤维基材。
[0021] 以下，对各成分进行详细说明。
[0022] <摩擦调整材料＞
[0023] 本实施方式的摩擦材料含有溶出硫酸根离子量为500ppm以下的腰果颗粒和钛酸盐作为摩擦调整材料。
[0024] (腰果颗粒)
[0025] 腰果颗粒是通过对使腰果坚果壳油聚合和固化而成者进行粉碎从而得到的，有时也称为腰果粉。
[0026] 本实施方式中使用的腰果颗粒的溶出硫酸根离子量为500ppm以下。如果在本实施方式的摩擦材料中含有溶出硫酸根离子量为500ppm以下的腰果颗粒，则能够减少被视为锈粘着原因的溶出到水中的硫酸根离子量，其结果是，锈粘着受到抑制。
[0027] 从抑制锈粘着的观点出发，本实施方式中使用的腰果颗粒的溶出硫酸根离子量优选为400ppm以下，更优选为300ppm以下，进一步优选为200ppm以下。
[0028] 另外，上述“ppm”是指“质量ppm”。另外，腰果颗粒的溶出硫酸根离子量例如可以依据“JIS K 0102：2019附录1硫酸根离子的硫酸钡比浊法”进行测定。
[0029] 另外，具有上述规定的溶出硫酸根离子量的腰果颗粒例如可以通过调整在腰果颗粒中残留的酸催化剂量而得到。另外，也可以使用市售品。
[0030] 从抑制锈粘着的观点出发，在摩擦材料整体中，腰果颗粒的含量优选为1.0质量％～7.0质量％，更优选为1.0质量％～6.0质量％，进一步优选为1.0质量％～5.0质量％。如果腰果颗粒的含量为1.0质量％以上，则能够在维持抑制锈粘着效果的同时对摩擦材料赋予柔软性。若腰果颗粒的含量为7.0质量％以下，则摩擦材料的耐热性变得良好，且摩擦材料中的溶出硫酸根离子量减少，因此更容易得到抑制锈粘着的效果。
[0031] 腰果颗粒的平均粒径优选为10μm～500μm，更优选为100μm～300μm。若腰果颗粒的平均粒径为10μm以上，则能够在摩擦材料中均匀地分散，形成适度的转移膜，摩擦系数稳定。如果腰果颗粒的平均粒径为500μm以下，则摩擦材料的强度、耐久性变得良好。
[0032] (钛酸盐)
[0033] 本实施方式的摩擦材料含有钛酸盐作为摩擦调整材料。
[0034] 若在摩擦材料与作为对象材料的盘形转子的界面存在磨损粉末，则会以磨损粉末为起点地生锈，粘着力上升。若使本实施方式的摩擦材料含有钛酸盐，则能够抑制高温时的磨损粉排出，其结果是，锈粘着被抑制。特别是，能够抑制在受热过程后以停车制动状态长时间放置时的生锈。
[0035] 作为钛酸盐，例如可以举出：钛酸钾、钛酸锂、钛酸钠、钛酸钙、钛酸钡、钛酸镁、钛酸锂钾和钛酸镁钾等。其中，从抑制锈粘着的观点出发，优选钛酸钾。
[0036] 作为钛酸盐的具体形状，可举出层状(鳞片状)、柱状、板状、片状、粒子状、球状等，其中，从摩擦系数稳定化的观点出发，优选为层状、柱状、板状、球状，更优选为层状、柱状、球状。
[0037] 从抑制锈粘着的观点出发，在摩擦材料整体中，钛酸盐的含量优选为5质量％～35质量％，更优选为10质量％～30质量％，进一步优选为15质量％～25质量％。
[0038] 钛酸盐的平均粒径优选为1μm～200μm，更优选为5μm～150μm。若钛酸盐的平均粒径为1μm以上，则能够提高耐磨损性。若钛酸盐的平均粒径为200μm以下，则能够均匀地分散于摩擦材料中，能够提高机械强度。
[0039] 需要说明的是，本说明书中，平均粒径是指由激光衍射式粒度分布测定装置测定的以体积基准计累积百分率达到50％时所对应的粒径(中值粒径)。另外，平均粒径也可以通过筛分法来测定。
[0040] (其他摩擦调整材料)
[0041] 其他摩擦调整材料用于对摩擦材料赋予耐磨损性、耐热性、耐衰减性等所期望的摩擦特性。
[0042] 作为其他摩擦调整材料，例如可以举出：无机填充材料、有机填充材料、研磨材料、固体润滑材料、金属粉末等。
[0043] 作为无机填充材料，例如可举出硫酸钡、碳酸钙、氢氧化钙、蛭石、云母等无机材料。它们可以分别单独使用或将2种以上组合使用。
[0044] 在摩擦材料整体中，无机填充材料与钛酸盐共计，优选使用40质量％～80质量％，更优选使用50质量％～70质量％。
[0045] 作为有机填充材料，例如可以举出各种橡胶粉末(生胶粉末、轮胎粉末等)、腰果粉、轮胎胎面、三聚氰胺粉尘等。它们可以分别单独使用或将2种以上组合使用。
[0046] 在摩擦材料整体中，有机填充材料与腰果颗粒共计，优选使用1质量％～20质量％，更优选使用3质量％～15质量％。
[0047] 作为研磨材料，例如可举出：氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化锆、硅酸锆、氧化铬、四氧化三铁(Fe3O4)、铬铁矿等。它们可以分别单独使用或将2种以上组合使用。
[0048] 在摩擦材料整体中，研磨材料优选使用1质量％～20质量％，更优选使用3质量％～15质量％。
[0049] 作为固体润滑材料，可举出：石墨(graphite)、焦炭、三硫化锑、二硫化钼、硫化锡、聚四氟乙烯(PTFE)等。它们可以分别单独使用或将2种以上组合使用。
[0050] 在摩擦材料整体中，固体润滑材料优选使用1质量％～20质量％，更优选使用3质量％～15质量％。
[0051] 作为金属粉末，例如可举出：铝、锡、锌等粉末。它们可以分别单独使用或将2种以上组合使用。
[0052] 在摩擦材料整体中，金属粉末优选使用1质量％～10质量％，更优选使用1质量％～5质量％。
[0053] 从对摩擦材料充分赋予上述期望的摩擦特性的观点出发，在摩擦材料整体中，摩擦调整材料优选使用60质量％～90质量％，更优选使用70质量％～90质量％。
[0054] <结合材料＞
[0055] 作为结合材料，可以使用通常使用的各种结合材料。具体而言，可以举出：酚醛树脂、用弹性体等改性成的各种改性酚醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂等热固性树脂。
[0056] 作为弹性体改性酚醛树脂，例如可以举出：丙烯酸橡胶改性酚醛树脂、硅橡胶改性酚醛树脂、丁腈橡胶(NBR)改性酚醛树脂等。它们可以分别单独使用或将2种以上组合使用。
[0057] 从摩擦材料的成形性的观点出发，在摩擦材料整体中，结合材料优选使用1质量％～20质量％，更优选使用3质量％～15质量％。
[0058] <纤维基材＞
[0059] 作为纤维基材，可以使用通常使用的各种纤维基材。具体而言，可列举出有机纤维、无机纤维、金属纤维。
[0060] 作为有机纤维，例如可举出芳香族聚酰胺(芳族聚酰胺)纤维、耐火性丙烯酸纤维等。
[0061] 作为无机纤维，例如可以举出：生物可溶性无机纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、碳纤维和岩棉等。作为生物可溶性无机纤维，例如可举出SiO2‑CaO‑MgO系纤维、SiO2‑CaO‑MgO‑Al2O3系纤维、SiO2‑MgO‑SrO系纤维等生物可溶性陶瓷纤维、生物可溶性岩棉等。
[0062] 作为金属纤维，例如可以举出钢纤维等。它们可以分别单独使用或将2种以上组合使用。
[0063] 从确保摩擦材料的充分强度的观点出发，在摩擦材料整体中，纤维基材优选使用1质量％～20质量％，更优选使用3质量％～15质量％。
[0064] 本发明的摩擦材料优选不含有铜成分。需要说明的是，“不含有铜成分”是指，不含有铜成分作为用于表现耐磨损性等功能的有效成分，并不意味着例如在摩擦材料中不可避免地少量含有的作为杂质等的铜成分。另外，从环境负荷的观点出发，作为杂质等混入的铜成分优选为0.5质量％以下。
[0065] <摩擦材料的制造方法>
[0066] 本实施方式的摩擦材料可以通过公知的制造工序来制造，例如可以配合上述各成分，并将该配合物按照通常的制法经过预成形、热成形、加热、研磨等工序来制造摩擦材料。
[0067] 具备摩擦材料的制动垫的制造方法一般具有以下的工序。
[0068] (a)通过板金冲压将压板成形为规定的形状的工序；
[0069] (b)对上述压板实施脱脂处理、化成处理及底漆处理，并涂布粘接剂的工序；
[0070] (c)对摩擦调整材料、结合材料及纤维基材等原料进行配合，通过混合而充分均质化，在常温下以规定的压力成形而制作预成形体的工序；
[0071] (d)对上述预成形体和涂布有粘接剂的压板施加规定的温度及压力而将两部件固定为一体的热成形工序(成形温度130℃～180℃、成形压力30MPa～80MPa、成形时间2～10分钟)；
[0072] (e)进行后固化(150～300℃、1～5小时)，最后实施研磨、焦烧及涂装等精加工处理的工序。
[0073] 实施例
[0074] 以下列举实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不限于这些实施例。
[0075] (实施例1～10、比较例1～3)
[0076] 将表1所示的配合材料一并投入到混合搅拌机中，在常温下混合5分钟，得到混合物。将得到的混合物经过以下的预成形(i)、热成形(ii)、加热和焦烧(iii)的工序，制作摩擦材料。需要说明的是，用作原料的腰果颗粒和钛酸钾的平均粒径分别为300μm、80μm。
[0077] (i)预成形
[0078] 将混合物投入到预成形压机的模具中，在常温下，以20MPa进行10秒钟成形，制作预成形体。
[0079] (ii)热成形
[0080] 将该预成形体投入到热成形模具，将预先涂布了粘接剂的金属板(压板)重叠，在150℃、35MPa下进行6分钟加热加压成形。
[0081] (iii)加热、焦烧
[0082] 对该加热加压成形体实施250℃、3小时的热处理后，进行研磨。
[0083] 接着，对该加热加压成形体的表面实施焦烧处理，精加工后进行涂装，得到摩擦材料。
[0084] 对实施例1～实施例10、比较例1～比较例3中得到的摩擦材料进行以下的评价。
[0085] <锈粘着性＞
[0086] 将上述得到的摩擦材料加工成试验片尺寸，使用1/7标尺测试器在下述条件下实施锈粘着性的评价试验。另外，对象材料使用铸铁转子。
[0087] (1)高温磨光：速度60km/h、制动液压3.0MPa、制动开始垫温度400℃、制动次数200次
[0088] (2)浸水：将摩擦材料和对象材料在蒸馏水中浸水3分钟
[0089] (3)粘着：将摩擦材料和对象材料以载荷2.5kN夹紧，在室温下放置16小时[0090] (4)粘着力测定：放置后，释放载荷，并测量粘着力
[0091] 将(1)～(4)作为1个循环，实施5个循环。
[0092] 基于下述基准对评价试验中得到的各例的锈粘着力(N)进行评价。将结果示于表2。
[0093] ◎：小于5N
[0094] ○：5N以上且小于30N
[0095] △：30N以上且小于60N
[0096] ×：60N以上
[0097] <耐磨损性＞
[0098] 根据JASO‑C427，使用1/7标尺测试器，基于下述基准，对相当于制动温度400℃时的制动1000次的摩擦材料磨损量(mm)进行了评价。将结果示于表2。
[0099] ◎：小于0.60mm
[0100] ○：0.60mm以上且小于0.80mm
[0101] △：0.80mm以上且小于1.00mm
[0102] ×：1.00mm以上
[0103] <成品率＞
[0104] 在热成形时，目视确认热成形后的加热加压成形体的翘曲、裂纹，将没有发生翘曲、裂纹的情况判断为合格品，通过下述式计算成品率(％)。
[0105] 成品率(％)＝[合格品数/制作数]×100
[0106] 基于下述基准评价成品率(％)。将结果示于表2。
[0107] ◎：100％
[0108] ○：99.9％以上且小于100％
[0109] △：99.6％以上且小于99.9％
[0110] ×：99.6％
[0111] [表1]
[0112]
[0113] [表2]
[0114]
[0115] 由表2的结果可知，实施例1～实施例10的摩擦材料能够充分抑制锈粘着，耐磨损性及成品率良好。
[0116] 参照特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但对于本领域技术人员而言，显然能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下施加各种变更、修正。本申请基于2021年11月10日申请的日本专利申请(日本特愿2021‑183692)，其内容在此作为参照而被取入。
