干式摩擦材料、离合装置以及制动装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种当用于在室内使用的搬运设备等的工业设备、以及OA设备中时，能够发挥规定的摩擦力的同时能够长时间抑制异响的发生的干式摩擦材料，而且还提供一种具有上述干式摩擦材料的离合装置、制动装置。干式摩擦材料的特征在于，含有芳纶纤维、硅灰石、无机类填充材料和结合树脂的同时，含有18～25质量％的二硫化钼以及10～20质量％的石墨；离合装置的特征在于，作为离合器衬片具有上述干式摩擦材料；制动装置的特征在于，作为制动片或制动垫具有上述干式摩擦材料。
【专利说明】干式摩擦材料、离合装置以及制动装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种干式摩擦材料、离合装置以及制动装置。
【背景技术】
[0002] 为了制造各种部件，或者，为了组装各种部件，在工场内部所使用的起重机、传送 带等的工业设备中，广泛利用离合装置和制动装置（例如，参考专利文献1)。
[0003] 但是，该离合装置以及制动装置在运行时断续地发出运转噪音，特别是，有时产生 使操作者感到不悦的异响，特别在室内操作时成了影响工作环境的原因。
[0004] 另外，例如，在一般的办公室内也频繁地使用着各种复印机、传真机、打印机等的 0A设备，但是，此类0A设备使用时也会产生异响，因此，需要减少该异响。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2007-112526号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 为了减少上述运转噪音，本发明人等进行了各种研究的结果，发现作为上述异响 的原因，与离合装置或制动装置关联。
[0010] 即，在起重机、传送带等的工业设备、0A设备中，多使用各种离合装置和制动装置， 在该离合装置、制动装置中，根据作为离合器衬片、制动片、制动垫等所使用的摩擦材料与 对象材料的接触条件，会产生摩擦噪音等异响。
[0011] 对上述异响而言，认为：当在摩擦面中产生的摩擦振动的频率与离合装置或制动 装置具有的共振点一致时，会发生扩增而易被显著化。作为减少上述异响的方法，可考虑设 置减震器而改变共振点，或者，使用减振材料来减少共振等方法，但是，需要能够减少成为 产生异响的原因的摩擦振动自身的摩擦材料。另外，摩擦材料发生经时劣化后容易产生异 响，因此，需要能够长时间抑制异响的发生的材料。
[0012] 因此，本发明的目的在于，提供一种当用于构成室内使用的搬运设备等的工业设 备、0A设备的离合装置、制动装置时，能够发挥规定的摩擦力的同时能够长时间抑制异响的 发生的干式摩擦材料，同时，还提供一种具有上述干式摩擦材料的离合装置、制动装置。
[0013] 解决课题所用的手段
[0014] 为了解决上述技术课题，本发明人等进行精心研究的结果，发现通过如下干式摩 擦材料能够达到本发明的目的，且基于该发现完成了本发明：该干式摩擦材料含有芳纶纤 维（aramid fibre)、娃灰石（wollastonite)、无机类填充材料和粘合树脂（结合树脂），同 时，含有18?25质量％的二硫化钥以及10?20质量％的石墨。
[0015] 即，本发明的目的通过如下的技术方案来实现。
[0016] (1) 一种干式摩擦材料，其特征在于，含有芳纶纤维、硅灰石、无机类填充材料和粘 合树脂的同时，含有18?25质量％的二硫化钥以及10?20质量％的石墨。
[0017] (2)根据上述（1)所述的干式摩擦材料，其中，作为所述粘合树脂含有酚醛树脂， 作为所述无机类填充材料含有碳酸钙和硫酸钡。
[0018] (3) -种离合装置，其特征在于，作为离合器衬片具有上述（1)或（2)所述的干式 摩擦材料。
[0019] (4) -种制动装置，其特征在于，作为制动片（brake pad)或制动垫（brake lining)具有上述（1)或（2)所述的干式摩擦材料。
[0020] 发明效果
[0021] 根据本发明，可提供一种当用于室内使用的搬运设备等的工业设备和0A设备（办 公自动化设备）时，能够发挥规定的摩擦力的同时能够长时间抑制异响的发生的干式摩擦 材料，同时，还可提供一种具有上述干式摩擦材料的离合装置、制动装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是用于说明本发明的实施例以及比较例中异响的测定方法的图。
【具体实施方式】
[0023] 本发明的摩擦材料的特征在于，含有芳纶纤维（aramid fibre)、硅灰石 (wollastonite)、无机类填充材料和粘合树脂的同时，含有18?25质量％的二硫化钥以及 10?20质量％的石墨。
[0024] 本发明的摩擦材料中，作为芳纟仑纤维，可例举：间位芳纟仑纤维（meta-aramidfiber) 和对位芳纟仑纤维（para-aramidfiber)。
[0025] 作为间位芳纟仑纤维，例如，可例举：聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（poly meta phenylene Isophthalamide fiber)(例如，杜邦（Du Pont)公司制造，商标名" ^ 一m 7 (N0MEX)"）等的间位全芳香族聚醜胺纤维（wholly aromatic Polyamide Fiber)。
[0026] 另外，作为对位芳纟仑纤维，例如，可例举：聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（poly para phenylene terephthalamide fiber)(例如，杜邦-东_株式会社（DuPont-Toray Co.，Ltd.) 制造，商标名"^ -（KEVLAR)")、对苯二甲酰胺-3, 4-二苯基醚对苯二甲酰胺共聚物纤 维（Copoly para phenylene_3,4_diphenyl ether terephthalamide fiber)(例如，帝人株 式会社（Teijin Limited)制造，商标名"于夕^ 一7 (TECHN0RA)"）等的间位全芳香族聚 酰胺纤维。
[0027] 芳纶纤维是高强度且高弹性模量的纤维，从耐热性、耐磨性优异的方面考虑时，通 常优选聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，而在特别对耐热性有要求的用途中，优选聚间苯二甲 酰间苯二胺纤维。
[0028] 本发明的摩擦材料优选含有4?11质量％的芳纶纤维，进一步优选含有5?10 质量％的芳纶纤维，更加优选含有6?9质量％的芳纶纤维。
[0029] 通过含有芳纶纤维，本发明的摩擦材料能够容易发挥所需的强度的同时，在混合 其他成分配制摩擦材料时，能够保持粉末粒子而易均匀混合，因此能够提供容易发挥稳定 物性的摩擦材料。
[0030] 在能够发挥本发明的効果的范围内，本发明的摩擦材料在含有芳纶纤维的同时可 以含有其他的有机纤维。
[0031] 作为芳纶纤维以外的其他的有机纤维，可例举：丙烯酸纤维、耐火丙烯酸纤维、聚 酰亚胺纤维、聚丙烯酸酯纤维、聚酯纤维、纸浆纤维等。
[0032] 本发明的摩擦材料含有硅灰石。
[0033] 娃灰石（wollastonite)是以CaSi03(Ca0 .SiOj表示且具有由|丐阳离子连接的无 限的硅一氧链（Si03)结构的（结晶结构为针状的）无机纤维状物质。作为天然矿物产出 的娃灰石（挂灰石）是产自于石灰岩地带，作为杂质可含有微量（例如，小于0. 5重量％ ) 的 Al203、Fe203。
[0034] 本发明的摩擦材料优选含有3?10质量％的硅灰石，进一步优选含有4?9质 量％的硅灰石，更加优选含有5?8质量％的硅灰石。
[0035] 通过含有硅灰石，本发明的摩擦材料能够容易发挥所需的强度的同时，在混合其 他成分配制摩擦材料时能够保持粉末粒子而容易均匀混合，由此，能够提供容易发挥稳定 物性的摩擦材料。
[0036] 在能够发挥本发明的効果的范围内，本发明的摩擦材料在含有硅灰石的同时可以 含有其他的无机纤维。
[0037] 作为硅灰石以外的其他的无机纤维，可例举：钛酸钾晶须、碳化硅晶须等的无机晶 须；玻璃纤维、碳纤维、海泡石、凹凸棒石（attapulgite)、埃洛石（halloysite)、丝光沸石 (mordenite)、岩棉（rock wool)等的矿物纤维；氧化铝氧化硅类纤维等的陶瓷纤维；铝纤 维、不锈钢纤维、铜纤维、黄铜纤维、镍纤维、黄铜（真鍮）纤维等的金属纤维等。
[0038] 本发明的摩擦材料含有无机类填充材料。
[0039] 本申请文件中，无机类填充材料是指用于调整摩擦性能的无机化合物成分，是除 了二硫化钥和石墨的无机成分。
[0040] 本发明的摩擦材料中，作为无机类填充材料并不特别限定，例如，可例举：从碳酸 钙、硫酸钡、蛭石、云母、氟化钙、氧化镁、二氧化硅、氧化铝等中选出的一种以上，优选从碳 酸钙和硫酸钡中选出的一种以上，进一步优选碳酸钙和硫酸钡。
[0041] 本发明的摩擦材料优选含有20?51质量％的无机类填充材料，进一步优选含有 25?40质量％的无机类填充材料，更加优选含有28?35质量％的无机类填充材料。 [0042] 当本发明的摩擦材料作为无机类填充材料含有碳酸钙以及硫酸钡时，优选其总量 与上述的无机类填充材料的含有率相同。
[0043] 通过含有无机类填充材料，本发明的摩擦材料能够改善耐磨性的同时，容易提高 密度，且能够易促进粘合树脂的固化反应。
[0044] 本发明的摩擦材料在含有无机类填充材料的同时还可含有有机类填充材料。
[0045] 本申请文件中，有机类填充材料是指降低弹性模量（提高弹性）且使摩擦系数稳 定的有机化合物成分。
[0046] 本发明的摩擦材料中，作为有机类填充材料并不特别限定，例如，可例举：从腰果 粉（cashew dust :力；-夕' 7卜）、漆酚树脂（腰果油树脂：cashew resin)、橡胶粉末等 中选出的一种以上，优选腰果粉（cashew dust)和漆酚树脂。
[0047] 本发明的摩擦材料优选含有1?12质量％的有机类填充材料，进一步优选含有 2?10质量％的有机类填充材料，更加进一步优选含有3?6质量％的有机类填充材料。
[0048] 通过含有有机类填充材料，本发明的摩擦材料降低弹性模量（提高弹性）、提高减 振性，由此容易改善耐磨性，同时，可在摩擦材料的表面形成稳定的膜层，从而容易使摩擦 系数稳定化。
[0049] 在能够发挥本发明的効果的范围内，本发明的摩擦材料还可以进一步含有硬质粒 子、金属粉。
[0050] 作为硬质粒子，只要具有作为研磨清扫剂（研掃剤）、增U (提高摩擦系数）剂的 功能的物质即可，并不特别限定，可例举：从氧化铝粒子、二氧化硅粒子、氧化镁粒子、氧化 锆粒子、氧化铬粒子、莫来石粒子等的金属氧化物粒子中选出的一种以上。
[0051] 另外，作为金属粉，可例举：从铝粉、銅粉、黄铜（真鍮）粉、不锈钢粉、铁粉、氧化铁 粉等中选出的一种以上。
[0052] 本发明的摩擦材料含有18?25质量％的二硫化钥。
[0053] 二硫化钥是具有层状的结晶结构的固体润滑材料，整体具有扁平的形状。
[0054] 本发明的摩擦材料含有18?25质量％的二硫化钥，优选含有19?23质量％的 二硫化钥，进一步优选含有20?23质量％的二硫化钥。
[0055] 通过含有二硫化钥，本发明的摩擦材料能够稳定与对象材料（相手材）的摩擦性 能，能够有效抑制从粘滑、摩擦面产生的噪音等异响。
[0056] 当二硫化钥的含有率小于18质量％时，无法充分地抑制异响的发生，当超过25质 量％时，则难以形成摩擦材料。
[0057] 本发明的摩擦材料含有10?20质量％的石墨。
[0058] 作为石墨，并不特别限定，但优选土状石墨。
[0059] 本发明的摩擦材料含有10?20质量％的石墨，优选含有13?19质量％的石墨， 更加优选含有15?18质量％的石墨。
[0060] 通过含有石墨，本发明的摩擦材料能够稳定与对象材料（相手材）的摩擦性能，能 够有效抑制从粘滑、摩擦面产生的噪音等异响。
[0061] 当石墨的含有率小于10质量％时，无法充分地抑制异响的发生，当超过20质量％ 时，由于降低了其他的成分的配合比率，因此难以得到具有所需性能的摩擦材料。
[0062] 本发明人等进行研究的结果发现，对芳纶纤维、硅灰石、无机类填充材料和粘合树 脂仅组合规定量的二硫化钥而成的摩擦材料，在使用起初可以抑制一定程度的异响的发 生，但是，使用一定时间后产生劣化而产生了异响。基于该见解，本发明人等进行了进一步 的研究，结果发现在使用芳纶纤维、硅灰石、无机类填充材料和粘合树脂的同时，并用规定 量的二硫化钥和规定量的石墨，由此能够显著抑制异响的发生的同时，能够长时间维持抑 制异响的发生的效果，并基于此完成了本发明。
[0063] 本发明的摩擦材料含有粘合树脂。
[0064] 作为粘合树脂，并不特别限定，优选热固性树脂，作为粘合树脂，具体地可例举：酚 醛树脂（包括各种改性酚醛树脂）、三聚氰胺树脂、环氧树脂、氰酸酯树脂、聚酯树脂，其中， 优选酚醛树脂。
[0065] 本发明的摩擦材料，优选含有13?26质量％的粘合树脂，进一步优选含有14? 20质量％的粘合树脂，更加优选含有15?17质量％的粘合树脂。
[0066] 通过含有粘合树脂，本发明的摩擦材料使各构成成分粘合，从而可容易形成所需 形状。
[0067] 在本发明的摩擦材料中，当粘合树脂是酚醛树脂的情况下，制造时即使是低温也 容易软化，因此容易与各构成成分配合（馴染 >)，能够容易提供摩擦系数得以提高的摩擦 材料。
[0068] 根据使用目的，本发明的摩擦材料可采取各种形状和大小。
[0069] 本发明的摩擦材料可通过如下方法制备：例如，在成型模中，对含有芳纶纤维、硅 灰石、无机类填充材料和粘合树脂的同时，含有18?25质量％的二硫化钥以及10?20质 量％的石墨的混合材料进行热压成型的方法。
[0070] 具体地，例如，使用适宜的混合器，将上述各成分以规定的投入顺序以及规定的混 合条件（混合器转数、混合时间等）来进行混合，由此获得含有芳纶纤维、硅灰石、无机类 填充材料和粘合树脂的同时，含有18?25质量％二硫化钥以及10?20质量％石墨的混 合材料之后，根据需要将该混合材料预成型为所需形状，然后，投入于具有对应于想得到 的干式摩擦材料的成形面形状的、由上模和下模构成的成型模中，通过热压机以规定的温 度、圧力、时间进行成型，此时，为了排除从树脂产生的气体，进行适宜的加压撞击（press bumping)，由此能够获得具有所需表面形状的薄板状摩擦材料。
[0071] 配制混合材料时，各成分的添加量可以根据想得到的摩擦材料的组成适当调整。
[0072] 根据本发明，能够提供一种当用于在室内使用的搬运设备等工业设备、以及0A设 备时，能够发挥规定的摩擦力的同时能够长时间抑制异响的发生的干式摩擦材料。
[0073] 接着，对于本发明的离合装置进行说明。
[0074] 本发明的离合装置的特征在于，作为离合器衬片具有本发明的干式摩擦材料。
[0075] 构成本发明的离合装置的干式摩擦材料的具体情况是如上所述。
[0076] 本发明的离合装置中，除了作为离合器衬片具有本发明的干式摩擦材料以外，其 他的部件可由公知的部件构成。
[0077] 本发明的离合装置，由于作为离合器衬片具有本发明的干式摩擦材料，因此，当用 于在室内使用的搬运设备等的工业设备、以及0A设备时，能够发挥规定的摩擦力的同时能 够长时间抑制异响的发生。
[0078] 接着，对于本发明的制动装置进行说明。
[0079] 另外，本发明的制动装置的特征在于，作为制动片或制动垫具有本发明的干式摩 擦材料。
[0080] 构成本发明的制动装置的干式摩擦材料的具体情况是如上所述。
[0081] 本发明的制动装置中，除了作为制动片或制动垫具有本发明的干式摩擦材料以 夕卜，其他的部件可由公知的部件构成。
[0082] 本发明的制动装置，由于作为制动片或制动垫具有本发明的干式摩擦材料，因此 当用于在室内所使用的搬运设备等的工业设备、以及0A设备时，能够发挥规定的摩擦力的 同时能够长时间抑制异响的发生。
[0083] (实施例）
[0084] 接着，根据实施例更加详细说明本发明，但是，本发明并不限定于这些例子。
[0085] (实施例1)
[0086] 如表1所示，以芳给纤维为6质量％、娃灰石为5质量％、碳酸|丐为19质量％、硫 酸钡为14质量％、腰果粉（cashew dust)为2质量％、漆酚树脂为2质量％、酚醒树脂为15 质量％、二硫化钥为20质量％、石墨为17质量％的方式，在混合器中混合各成分，由此得到 了具有表1所示组成的混合材料。
[0087] 使用具有对应于想得到的成形物形状的成形面形状且由上模和下模构成的成型 模，在上模和下模之间（上述成型模的成形面上）投入上述混合材料，在170°C的温度环境 下，以4MPa的压力进行挤压，由此制作具有外径300mm、厚度9mm的离合器衬片形状的干式 摩擦材料。
[0088] 异响发生的确认试验：
[0089] 如图1所示，将所获得的干式摩擦材料作为离合器衬片F，固定于离合单元C。
[0090] 如图1所示，将安装于发动机M的旋转轴上的外径300mm、厚度25mm的铸铁制圆盘 D以7rpm转数进行旋转，并以相对于该圆盘D的面压力P达到0. 3MPa的方式，对固定于上 述离合单元C上的离合器衬片F进行加压，根据听觉确认下述情况下是否产生异响（摩擦 噪音）：加压离合器衬片之后立即（评价开始之后立即）、从开始加压离合器衬片至经过9 小时之后（评价开始至经过9小时之后）以及从开始加压离合器衬片开始至经过24小时 之后（评价开始至经过24小时之后）。将结果示于表1中。
[0091] 此外，表1中，"〇"评价表示异响（摩擦噪音）未发生，"X"评价表示异响（摩擦 噪音）发生。
[0092] (实施例2)
[0093] 除了如表1所示地改变各成分的配合比率以外，与实施例1相同地制作具有离合 器衬片形状的干式摩擦材料。
[0094] 将所获得的干式摩擦材料作为离合器衬片，与实施例1相同的方法进行异响发生 的确认试验。将结果示于表1中。
[0095] (实施例3)
[0096] 除了如表1所示地改变各成分的配合比率以外，与实施例1相同地制作具有离合 器衬片形状的干式摩擦材料。
[0097] 将所获得的干式摩擦材料作为离合器衬片，与实施例1相同的方法进行异响发生 的确认试验。将结果示于表1中。
[0098] (实施例4)
[0099] 除了如表1所示地改变各成分的配合比率以外，与实施例1相同地制作具有离合 器衬片形状的干式摩擦材料。
[0100] 将所获得的干式摩擦材料作为离合器衬片，与实施例1相同的方法进行异响发生 的确认试验。将结果示于表1中。
[0101] (实施例5)
[0102] 除了如表1所示地改变各成分的配合比率以外，与实施例1相同地制作具有离合 器衬片形状的干式摩擦材料。
[0103] 将所获得的干式摩擦材料作为离合器衬片，与实施例1相同的方法进行异响发生 的确认试验。将结果示于表1中。
[0104] 表 1
[0105]
【权利要求】
1. 一种干式摩擦材料，其特征在于， 含有芳纶纤维、硅灰石、无机类填充材料和粘合树脂的同时，含有18?25质量％的二 硫化钥以及10?20质量％的石墨。
2. 如权利要求1所述的干式摩擦材料，其中， 作为所述粘合树脂含有酚醛树脂，作为所述无机类填充材料含有碳酸钙和硫酸钡。
3. -种离合装置，其特征在于， 作为离合器衬片具有权利要求1或权利要求2所述的干式摩擦材料。
4. 一种制动装置，其特征在于， 作为制动片或制动垫具有权利要求1或权利要求2所述的干式摩擦材料。
【文档编号】F16D69/02GK104449565SQ201410482278
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2013年9月20日
【发明者】冈本和久, 谷口明 申请人:霓佳斯株式会社