[发明专利]非石棉摩擦材料

说明书

本申请要求2006年12月27日提交的日本专利申请号2006-352304的外国优先权，其全部内容结合于此供参考。

技术领域

本发明涉及非石棉摩擦材料。具体说，本发明涉及用于工业装备、机动有轨车、行李车和客车的摩擦材料，该摩擦材料在耐磨性、防止金属捕获(metal catch)的能力、抗裂纹性和制动性之间改进平衡控制性能。特别是，本发明涉及由于不含金属和金属化合物而能够防止环境污染的摩擦材料。更具体地说，本发明涉及用于上述用途的制动衬块、制动衬片(lining)和离合器摩擦片(clutch facing)。

背景技术

用于诸如盘式制动器和鼓式制动器的制动器或离合器的摩擦材料包括用于提供摩擦能力和控制该摩擦能力的摩擦改良剂、用于增强的纤维材料、以及使这些组分成为一体的粘结剂。在这些材料中，纤维材料可以包括各种金属纤维、无机纤维和有机纤维。这些纤维具有各自的特性，并且单独一种不能满足所有的要求，所以通常两种或更多种结合使用。

另一方面，作为用于控制摩擦材料的摩擦特性的材料，有摩擦改良剂和固体润滑剂。这些材料也包括无机和有机材料，并且它们具有各自的特性，并且单独一种不能满足所有的要求，所以它们通常两种或更多种结合使用。作为摩擦改良剂的例子，举出无机摩擦改良剂和有机摩擦改良剂作为例子，无机摩擦改良剂有，例如：氧化铝(alumina)、二氧化硅(silica)、氧化镁(magnesia)、氧化锆(zirconia)、氧化铬、石英等，以及有机摩擦改良剂有，例如，合成橡胶、漆酚树脂(cashewresin)等。作为固体润滑剂举出，例如，石墨、二硫化钼等作为例子。

作为填充物，用硫酸钡、碳酸钙、金属粉末、蛭石、云母等。

由于通过混合这些成分得到的摩擦材料能够抑制配合部件上的侵蚀，并且改进抗衰减性和耐磨损性，提出各种混合的非石棉摩擦材料。

通过以金属纤维或金属粉末的形式将金属混合到摩擦材料中，能够获得很多优点，例如可以实现结构增强，可以获得传输给配合部件的粘性摩擦力，可以保证高导热性和热辐射，因此，已经对其应用了各种金属。

但是，现在已经提出由这些金属引起的各种环境问题，例如河流和海洋的污染、对人体的有害影响等，并且现在需要防范措施。

作为防范措施的一个例子，JP-A-2004-155843公开了一种通过模制非石棉摩擦材料组分(composition)而制造的非石棉摩擦材料，主要包括含有除去石棉之外的至少一种钢纤维、粘结剂和填充物，并且固化该模制产品，其中包含平均颗粒尺寸从50至150μm的石油焦炭和平均颗粒尺寸从5至30μm的硬无机颗粒。JP-A-2004-155843公开了非石棉摩擦材料，它能够回应消费者的要求，即最新的摩擦材料性能提高、重量轻、小型化，并且成本低，并且该非石棉摩擦材料在耐磨损和摩擦系数方面很好地平衡，而且，在制动时很少伴有发尖叫声的噪声和异样的声音。但是，正如在JP-A-2004-155843的表1中的实例1至5中清楚地表明的，由于该非石棉摩擦材料包含10体积％的铜粉末，具有对人体和环境引起有害影响的可能性。

同样，JP-A-58-061169公开了一种适合用作摩擦元件的非石棉摩擦材料组分，其主要包括热固性粘结剂、纤维加强材料、以及有效量的芳族聚酰胺浆状物纤维(pulp fiber)，以形成由该摩擦材料制造的预型件(preform)的良好结构整体性，该摩擦材料是在混合强度、摩擦系数和耐磨性方面改进的摩擦材料。但是，该摩擦材料组分包含铜纤维和黄铜纤维或作为金属粉末的铜和黄铜，因此，具有类似于JP-A-2004-155843的对人体和环境引起有害影响的可能性。

而且，为了确保在高温高负载情况下的可靠的耐磨性的目的，该摩擦材料包含金属硫化物。

但是，已经查明一些类型的金属硫化物对人体和环境有影响，而且还昂贵，从在制造成本方面是不利的。

为了提供用于制动器的不含有包括诸如铜、锑等的重金属材料的摩擦材料，JP-A-2002-123273公开了一种制造用于制动器的摩擦材料的方法，该摩擦材料包含纤维成分、粘结成分和摩擦控制成分，其中氧化镁(MgO)和石墨包含在摩擦材料中，其量为从45％到80％体积，并且氧化镁对石墨的体积比(氧化镁/石墨)为从1/1到4/1。