JP5673528B2 - 摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の制動に用いられるディスクブレーキパッド、ブレーキライニング等の摩擦材に適した摩擦材組成物及び摩擦材組成物を用いた摩擦材に関する。
自動車等には、その制動のためにディスクブレーキパッドやブレーキライニング等の摩擦材が使用されている。前記摩擦材は、制動のために相手材、例えばディスクローターやブレーキドラム等と摩擦することにより制動の役割を果たしている。そのため高い摩擦係数と摩擦係数の安定性が求められるだけでなく、対面材であるディスクローターを削り難いこと（ローター摩耗）、鳴きが発生しにくいこと（鳴き特性）、パッド寿命が長いこと（パッド寿命）等が要求される。
また、近年では、連続した高速（車速２００ｋｍ／ｈ以上）・高減速度（０．８Ｇ以上）制動でブレーキ温度が異常に高くなるような過酷な制動条件においても、摩擦係数の低下が少ないこと（高速フェード特性）が摩擦材に要求される。
ところで、摩擦材にはスチール繊維を繊維基材とし、研削材として硬質の研削粒子を用いたLow Steel材（以下、「ＬＳ材」ともいう）と、スチール繊維を含有せず、硬質の研削粒子をほとんど含有しないNon Asbest Organic材（以下、「ＮＡＯ材」ともいう）がある。
前者は高速フェード特性に優れるがローター摩耗、鳴き特性が劣る。後者はローター摩耗、鳴き特性が優れ、高速フェード特性が劣る。また、ＮＡＯ材は、ＬＳ材に比べて高速フェード時のパッド摩耗量及びパッドの偏摩耗が多い。
これまで、ＮＡＯ材のフェード特性の改善を試みた例として、カシューダストの代わりに多量の加硫ゴム粉を用い、かつ熱伝導率を向上させ、改善を行った報告（例えば、特許文献１参照）や、活性アルミナとフッ素系ポリマーの添加により改善を行った報告（例えば、特許文献２参照）等が挙げられる。しかし、前述したような高速域（車速２００ｋｍ／ｈ以上）でのフェード特性の改善効果はＬＳ材の特性と比較して充分ではない。
特開２００７−２５４５６４号公報 ＷＯ２００４／０６９９５４号公報
以上のように、ＮＡＯ材の高速フェード特性の改善を試みた例は多くあるが、ＬＳ材のもつ車速２００ｋｍ／ｈ以上のような高速域での良好な高速フェード特性とＮＡＯ材の少ないローター摩耗を両立した摩擦材を提案した例は無く、更に改善した摩擦材が求められている現状がある。
一方、ＬＳ材の高速フェード特性とローター摩耗はスチール繊維量と硬質の研削粒子と関連性があり、これらの材料の含有量が少なくなれば高速フェード特性は悪化し、これらの材料の含有量が多くなればローター摩耗が悪化（増大）する。そのため、ＬＳ材の組成をもって高速フェード特性とローター摩耗を両立して改善することは非常に困難である。
本発明では、車速２００ｋｍ／ｈから減速度０．８Ｇの急制動を繰り返し、異常なブレーキ温度の上昇が伴う高速フェード条件においても、ＬＳ材並みの摩擦係数を示し、かつ高速フェードでのパッド摩耗・偏摩耗量が少ない摩擦材が得られるだけでなくローター摩耗が少ないという、ＬＳ材とＮＡＯ材の両方の長所を両立した摩擦材組成物を得ることを課題とした。
本発明者等は、上記目標を達成するため、種々な摩擦材組成の組み合わせと高速フェード特性とローター摩耗の関係を鋭利検討し、課題を解決するに至った。
具体的には、摩擦材組成物において、亜鉛、繊維基材としてのセルロース繊維、繊維基材としての耐炎化繊維、のうちの少なくともいずれか一つと、繊維基材としての鉄系繊維と、を特定量含有し、かつ研削材として特定の無機研削材の含有量を一定以下とすることで、車速２００ｋｍ／ｈから減速度０．８Ｇの急制動を繰り返し、異常なブレーキ温度の上昇が伴う高速フェード条件においてもＬＳ材並みの摩擦係数を示し、かつ高速フェードでのパッド摩耗・偏摩耗量が少ない摩擦材組成物が得られるだけでなくローター摩耗が少ないという、ＬＳ材とＮＡＯ材の両方の長所を両立した摩擦材組成物、摩擦材及び摩擦部材が得られることを見出した。
すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）結合材、繊維基材、研削材、無機充填材、有機充填材を含有する摩擦材組成物であって、さらに亜鉛及び前記繊維基材として鉄系繊維２〜１０ｗｔ％を含有し、かつ前記研削材としてモース硬度８以上で粒径１μｍ以上の無機研削材の含有量が１ｗｔ％以下の摩擦材組成物。
（２）前記亜鉛の含有量が２〜５ｗｔ％である上記（１）に記載の摩擦材組成物。
（３）前記繊維基材として、アラミド繊維を１．５ｗｔ％以上含有する上記（１）又は（２）に記載の摩擦材組成物。
（４）前記繊維基材として、耐炎化繊維を含有する上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（５）前記耐炎化繊維を１〜１０ｗｔ％含有する上記（４）に記載の摩擦材組成物。
（６）前記繊維基材として、セルロース繊維を含有する上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（７）前記セルロース繊維を１〜１０ｗｔ％含有する上記（６）に記載の摩擦材組成物。
（８）前記有機充填材としてカシューダストを１〜１０ｗｔ％含有し、前記カシューダストが液状ゴム３〜１７ｗｔ％で被覆されたものである上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（９）前記研削材として活性アルミナを含み、前記有機充填材としてフッ素系ポリマーを含有する上記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（１０）前記活性アルミナが、ＢＥＴ法により算出した比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上の活性アルミナである上記（９）に記載の摩擦材組成物。
（１１）前記活性アルミナがγ−アルミナである上記（９）又は（１０）に記載の摩擦材組成物。
（１２）前記活性アルミナの含有量が、摩擦材組成物において１〜１０ｗｔ％である上記（９）〜（１１）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（１３）前記フッ素系ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンの粉末である上記（９）〜（１２）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（１４）前記フッ素系ポリマーの含有量が、摩擦材組成物において０．３〜６ｗｔ％である上記（９）〜（１３）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（１５）結合材、繊維基材、研削材、無機充填材、有機充填材を含有する摩擦材組成物であって、前記繊維基材としてセルロース繊維と鉄系繊維２〜１０ｗｔ％とを含有し、かつ前記研削材としてモース硬度８以上で粒径１μｍ以上の無機研削材の含有量が１ｗｔ％以下の摩擦材組成物。
（１６）前記セルロース繊維を１〜１０ｗｔ％含有する上記（１５）に記載の摩擦材組成物。
（１７）前記繊維基材として、アラミド繊維を１．５ｗｔ％以上含有する上記（１５）又は（１６）に記載の摩擦材組成物。
（１８）亜鉛をさらに含有する上記（１５）〜（１７）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（１９）前記亜鉛の含有量が２〜５ｗｔ％である上記（１８）に記載の摩擦材組成物。
（２０）前記繊維基材として、耐炎化繊維を含有する上記（１５）〜（１９）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（２１）前記耐炎化繊維を１〜１０ｗｔ％含有する上記（２０）に記載の摩擦材組成物。
（２２）前記有機充填材としてカシューダストを１〜１０ｗｔ％含有し、前記カシューダストが液状ゴム３〜１７ｗｔ％で被覆されたものである上記（１５）〜（２１）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（２３）前記研削材として活性アルミナを含み、前記有機充填材としてフッ素系ポリマーを含有する上記（１５）〜（２２）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（２４）前記活性アルミナが、ＢＥＴ法により算出した比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上の活性アルミナである上記（２３）に記載の摩擦材組成物。
（２５）前記活性アルミナがγ−アルミナである上記（２３）又は（２４）に記載の摩擦材組成物。
（２６）前記活性アルミナの含有量が、摩擦材組成物において１〜１０ｗｔ％である上記（２３）〜（２５）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（２７）前記フッ素系ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンの粉末である上記（２３）〜（２６）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（２８）前記フッ素系ポリマーの含有量が、摩擦材組成物において０．３〜６ｗｔ％である上記（２３）〜（２７）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（２９）結合材、繊維基材、研削材、無機充填材、有機充填材を含有する摩擦材組成物であって、前記繊維基材として、耐炎化繊維と鉄系繊維２〜１０ｗｔ％とを含有し、かつ前記研削材としてモース硬度８以上で粒径１μｍ以上の無機研削材の含有量が１ｗｔ％以下の摩擦材組成物。
（３０）前記耐炎化繊維を１〜１０ｗｔ％含有する上記（２９）に記載の摩擦材組成物。
（３１）前記繊維基材として、アラミド繊維を１．５ｗｔ％以上含有する上記（２９）又は（３０）に記載の摩擦材組成物。
（３２）亜鉛をさらに含有する上記（２９）〜（３１）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（３３）前記亜鉛の含有量が２〜５ｗｔ％である上記（３２）に記載の摩擦材組成物。
（３４）前記繊維基材として、セルロース繊維を含有する上記（２９）〜（３３）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（３５）前記セルロース繊維を１〜１０ｗｔ％含有する上記（３４）に記載の摩擦材組成物。
（３６）前記有機充填材としてカシューダストを１〜１０ｗｔ％含有し、前記カシューダストが液状ゴム３〜１７ｗｔ％で被覆されたものである上記（２９）〜（３５）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（３７）前記研削材として活性アルミナを含み、前記有機充填材としてフッ素系ポリマーを含有する上記（２９）〜（３６）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（３８）前記活性アルミナが、ＢＥＴ法により算出した比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上の活性アルミナである上記（３７）に記載の摩擦材組成物。
（３９）前記活性アルミナがγ−アルミナである上記（３７）又は（３８）に記載の摩擦材組成物。
（４０）前記活性アルミナの含有量が、摩擦材組成物において１〜１０ｗｔ％である上記（３７）〜（３９）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（４１）前記フッ素系ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンの粉末である上記（３７）〜（４０）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（４２）前記フッ素系ポリマーの含有量が、摩擦材組成物において０．３〜６ｗｔ％である上記（３７）〜（４１）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物。
（４３）上記（１）〜（４２）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物を成形してなる摩擦材。
（４４）上記（１）〜（４２）のいずれか一つに記載の摩擦材組成物を成形してなる摩擦材と裏金とを一体化してなる摩擦部材。
摩擦材組成物を乗用車用ブレーキパッドとした際に、従来品と比較して対面材攻撃性が少なく、高速走行時からの制動を繰り返し行うような使われ方をした場合の制動中の摩擦係数が高く、パッド摩耗、パッド偏摩耗を抑制することが可能な摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材を提供できる。
本願の開示は、２００９年６月１日に出願された特願２００９−１３１９９３号、２００９年６月１日に出願された特願２００９−１３１９９６号及び２００９年６月１日に出願された特願２００９−１３１９９９号に記載の主題と関連しており、それらの開示内容は引用によりここに援用される。
以下、本発明の摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材について詳述する。
本発明の摩擦材組成物は、結合材、繊維基材、研削材、無機充填材、有機充填材を含有する摩擦材組成物であって、亜鉛、繊維基材としてのセルロース繊維、繊維基材としての耐炎化繊維、のうちの少なくともいずれか一つと、前記繊維基材としての鉄系繊維２〜１０ｗｔ％と、を含有し、かつ前記研削材としてモース硬度８以上で粒径１μｍ以上の無機研削材の含有量が１ｗｔ％以下であることを特徴とする。
上記構成により、研削性の高い研削材やローター表面と凝着摩擦を引き起こす鉄系繊維の量が少ないためローター摩耗が少なく、亜鉛と特定量の鉄系繊維との組み合わせ、セルロース繊維と特定量の鉄系繊維の組み合わせ、及び／あるいは耐炎化繊維と特定量の鉄系繊維との組み合わせが優れた高速フェード特性を発現する。
ここでいう「モース硬度８以上の無機研削材」とは、α−アルミナ、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化チタン、炭化チタン、炭化ホウ素、窒化珪素等の無機研削剤が該当する。なお、これらの粒径は１μｍ以上である。粒径は、レーザー回折粒度分布測定におけるＤ５０（メジアン径）とする。
また、モース硬度８以上でかつ粒径１μｍ以上の無機研削材の含有量は、１ｗｔ％以下であることが好ましい。含有量が１ｗｔ％以下であると、ローター摩耗、鳴き特性に悪影響を及ぼしにくい。
ここで言う「鉄系繊維」とは、スチール繊維若しくはステンレス繊維等の鉄系合金繊維が該当するが、ローター摩耗の観点でスチール繊維が好ましい。更にステンレス繊維等の鉄系合金繊維を用いる場合、スチール繊維と鉄系合金繊維の合計量が２〜１０ｗｔ％でかつ鉄系合金繊維の含有量が１ｗｔ％以下であることがローター摩耗の観点で好ましい。また、更に好ましくは、鉄系繊維は２〜８ｗｔ％で含有させることがローター摩耗の観点で好ましい。
亜鉛を含有することで高速フェード時の摩擦係数が改善する。亜鉛の添加量は２〜５ｗｔ％であることが好ましい。亜鉛の添加量が２ｗｔ％以上であると高速フェード特性が得られやすい。５ｗｔ％以下であると、パッド摩耗が大きくなるのを避けることができる。なお、亜鉛の形状は特に制限はないが粉末状であることが好ましい。
前記繊維基材として、アラミド繊維を１．５ｗｔ％以上で含有させることが好ましい。アラミド繊維の添加量が１．５ｗｔ％以上であると、高速フェード特性効果が得られやすい。なお、アラミド繊維はフィブリル（枝分かれ）を有する形状が好ましい。
前記繊維基材として耐炎化繊維を含有することで、高速フェード時の摩擦係数が更に向上する。ここでいう耐炎化繊維とは、ＰＡＮ（Polyacrylonitrile）系炭素繊維の前駆体繊維であって、ＰＡＮ繊維を２００〜３５０℃、大気中で加熱処理して得られる繊維である。
耐炎化繊維の添加量は１〜１０ｗｔ％が好ましい。耐炎化繊維の添加量が１ｗｔ％以上であると高速フェード特性の改善効果があり、１０ｗｔ％以下であると通常使用時の摩擦係数が低下しにくい。なお、耐炎化繊維は、分散性、補強効果の観点から、平均繊維長１〜１０ｍｍが好ましく、平均繊維径１０〜１５μｍが好ましい。
前記繊維基材としてセルロース繊維を含有することで、高速フェード時の摩擦係数が更に向上する。セルロース繊維の含有量は１〜１０ｗｔ％が好ましい。セルロース繊維の含有量が１ｗｔ％以上であると高速フェード特性の改善効果が得られやすい。１０ｗｔ％以下であると通常使用時の摩擦係数の低下を避けることができる。
本発明の摩擦材用組成物に含まれる結合材は、通常、摩擦材に用いられる熱硬化性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、アクリル変性フェノール樹脂、シリコーン変性フェノール樹脂、カシュー変性フェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、アルキルベンゼン変性フェノール樹脂等の各種変性フェノール樹脂等が挙げられる。特にフェノール樹脂、アクリル変性フェノール樹脂、シリコーン変性フェノール樹脂が好ましく、これらを単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
また、結合材は全組成物中に５〜２０ｗｔ％で含有させることが好ましく、５〜１０ｗｔ％で含有させることが更に好ましい。この範囲とすることで、摩擦材の強度低下が避けられ、また、摩擦材の気孔率が減少し、弾性率が高くなることによる鳴き等の音振性能悪化が避けられる。
本発明で用いられる上記以外（鉄系繊維、アラミド繊維、耐炎化繊維、セルロース繊維）の繊維基材としては、金属繊維、無機繊維、有機繊維、炭素系繊維等が挙げられる。
金属繊維としては、前述した鉄系繊維以外の金属繊維として銅繊維、黄銅繊維、青銅繊維、チタン繊維、アルミ繊維等を用いることができ、１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
無機繊維としては、セラミック繊維、生分解性セラミック繊維、鉱物繊維、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、シリケート繊維、ウォラストナイト等を用いることができ、１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。環境物質低減の観点で、吸引性のチタン酸カリウム繊維やセラミック繊維を含有しないことが好ましい。
有機繊維としては、前述したアラミド繊維及びセルロース繊維以外の有機繊維として、アクリル繊維、フェノール樹脂繊維等を用いることができ、１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
炭素系繊維としては、前述の耐炎化繊維をさらに炭素化処理したＰＡＮ系炭素繊維、また、ピッチ系炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、活性炭繊維等を用いることができ、１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
鉄系繊維、アラミド繊維等の全ての繊維基材は全組成物中に５〜４０ｗｔ％で含有させることが好ましく、１０〜３０ｗｔ％で含有させることが更に好ましい。この範囲とすることで、摩擦材としての最適な気孔率が得られ、鳴き防止ができ、適正な材料強度が得られ、成形性をよくすることができる。
本発明で用いられる研削材は、前述したモース硬度８以上の研削材以外を用いることができる。モース硬度８以上の研削材以外の研削材として、ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、ムライト、クロマイト、酸化チタン、酸化マグネシウム、シリカ、酸化鉄、γ−アルミナ等の活性アルミナ等が挙げられ、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。特にγ−アルミナを用いると、高温時のフェード現象を抑制できる。
活性アルミナの比表面積は、ＢＥＴ法により算出した値が１５０ｍ２／ｇ以上、好ましくは１８０ｍ２／ｇ以上、さらに好ましくは２００〜３００ｍ２／ｇの範囲とされる。比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上であると、高温時等で効きの低下が少ない傾向がある。なお、比表面積の測定は、例えば、窒素ガス吸着によるＢＥＴ法により行うことができる。
γ−アルミナは、例えば、水酸化アルミニウムを低温で乾燥してアルミナゲルを得、これを５００〜８００℃の温度で焼成（活性化処理）を行って得ることができる。また、市販品も用いることができ、例えば、水澤化学工業株式会社製の活性アルミナ（商品名：ネオビード、比表面積：２３０ｍ２／ｇ）等が挙げられる。
また、前記研削材（モース硬度８以上の研削材以外の研削材）の含有量は、摩擦材用組成物において１０〜４０ｗｔ％であることが好ましく、１５〜３５ｗｔ％であることがより好ましい。この範囲とすることで、ブレーキの効き、耐摩耗性、鳴き特性を良好にすることができる。
なお、γ−アルミナの含有量は、摩擦材組成物において１〜１０ｗｔ％が好ましい。
本発明で用いられる無機充填材としては、例えば三硫化アンチモン、硫化スズ、二硫化モリブデン、硫化鉄、硫化ビスマス、硫化亜鉛、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、ドロマイト、コークス、黒鉛、マイカ、酸化鉄、バーミキュライト、粒状チタン酸カリウム、硫酸カルシウム、板状チタン酸カリウム、タルク、クレー、ゼオライト等を用いることができ、これらを単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
また、前記無機充填材の含有量は、摩擦材用組成物において１０〜４０ｗｔ％であることが好ましく、１５〜３５ｗｔ％であることがより好ましい。この範囲とすることで、耐熱性の悪化を避けることができ、摩擦材のその他成分の含有量バランスの点でも好ましい。
本発明の摩擦材用組成物に含まれる有機充填材としては、例えばカシューダスト、タイヤゴム粉、アクリルゴム粉、イソプレンゴム、ＮＢＲ粉、ＳＢＲ粉等が挙げられ、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。また、前記有機充填材の含有量は、摩擦材用組成物において１〜２０ｗｔ％であることが好ましく、１〜１０ｗｔ％であることがより好ましい。この範囲とすることで、摩擦材の弾性率が高くなること、鳴き等の音振性能の悪化を避けることができ、また耐熱性の悪化、熱履歴による強度低下を避けることができる。
有機充填材としてカシューダストを用いる場合は、予め液状ゴムで被覆すると、カシューダストの偏析の発生が抑制されるため好ましい。液状ゴムの量は、カシューダストに対し３〜１７ｗｔ％であることが好ましい。液状ゴムの量が３ｗｔ％以上であるとカシューダストが脱落しにくく、粘着力の効果が得られる。一方、液状ゴムの量が１７ｗｔ％以下であれば、液状ゴムの粘着力によるカシューダストの凝集の悪影響を受けにくく分散し易いため、偏析の発生を抑制できる。
被覆したカシューダストの含有量は、鳴きの発生防止及び亀裂発生防止の点で、摩擦材組成物において１〜１０ｗｔ％であることが好ましい。
液状ゴムとしては、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＩＲ、アクリルゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム等を用いることが好ましく、また液状ゴムの粘土は２０℃での溶融粘度が１００００〜１０００００ｃｐｓが好ましく、３００００〜８００００ｃｐｓがより好ましく、４００００〜６００００ｃｐｓがさらに好ましい。粘度が上記範囲であれば被覆が十分であり、カシューダストが凝集しにくいことから好ましい。
カシューダストを液状ゴムで被覆する方法としては、特に制限はないが、加圧ニーダー等を用いて、加圧混練する方法が好ましい。
本発明の摩擦材組成物は、自動車等のディスクブレーキパッドやブレーキライニング等の摩擦材として、又は本発明の摩擦材用組成物を目的形状に成形、加工、貼り付け等の工程を施すことによりクラッチフェーシング、電磁ブレーキ、保持ブレーキ等の摩擦材としても使用することができる。
また、本発明の摩擦材用組成物は、前記の材料以外に、必要に応じてその他の材料を配合することができ、例えば銅粉、黄銅粉、青銅粉等の金属粉末やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系ポリマー等の有機添加剤等を配合することができる。
特にＰＴＦＥを用いると、高温時のフェード現象を抑制できる。ＰＴＦＥの含有量は、摩擦材組成物において好ましくは０．３〜６ｗｔ％、より好ましくは１〜５ｗｔ％、さらに好ましくは１〜３ｗｔ％の範囲である。
フッ素系ポリマーは、粉末で用いることが好ましいが、エマルジョンとして用い湿式混合により摩擦材組成物中に含有しても、同様な効果が期待できる。
本発明の摩擦材組成物は、摩擦面となる摩擦材そのものとして用いて摩擦部材を得ることができる。それを用いた摩擦部材としては、例えば、下記の構成等が挙げられる。
（１）摩擦材のみの構成。
（２）裏金と、この裏金の上に形成させ、摩擦面となる本発明の摩擦材組成物とからなる摩擦材とを有する構成。
（３）上記（２）の構成において、裏金と摩擦材との間に、裏金の接着効果を高めるための表面改質を目的としたプライマー層、及び、裏金と摩擦材との接着を目的とした接着層をさらに介在させた構成。
また、本発明の摩擦材は、一般に使用されている方法を用いて製造することができ、本発明の摩擦材組成物を成形して、好ましくは加熱加圧成形して製造される。詳細には、本発明の摩擦材組成物をレディーゲミキサー、加圧ニーダー、アイリッヒミキサー等の混合機を用いて均一に混合し、この混合物を成形金型にて予備成形し、得られた予備成形物を成形温度１３０℃〜１６０℃、成形圧力２０〜５０ＭＰａの条件で２〜１０分間で成形し、得られた成形物を１５０〜２５０℃で２〜１０時間熱処理する。
また、必要に応じて塗装、スコーチ処理、研磨処理を行う。
本発明の摩擦材組成物は、高い補強効果を有するため、摩擦部材の下張り材として成形して用いることもできる。「下張り材」とは、摩擦部材の摩擦面となる摩擦材と裏金との間に介在する、摩擦材と裏金とのせん断強度向上を目的とした層のことである。
本発明の摩擦材組成物について、実施例を用いてさらに説明する。
（ディスクブレーキパッドの作製）
表１〜表５に示す配合比率に従って材料を配合し、実施例１〜２０及び比較例１〜４の摩擦材組成物を得た。
なお、カシューダストをＩＲゴムで被覆する方法は、下記の通りである。まず、カシューダスト１００質量部と液体ＩＲゴム１０質量部とを加圧ニーダー（株式会社森山製作所製）を用いて、０．４９ＭＰａの加圧下で３分間加圧混練を行った。
この摩擦材組成物をレディーゲミキサー（株式会社マツボー社製、商品名：レディーゲミキサーＭ２０）で混合し、この混合物を成形プレス（王子機械工業株式会社製）で予備成形し、得られた予備成形物を成形温度１４５℃、成形圧力３０ＭＰａの条件で５分間成形プレス（三起精工株式会社製）を用いて加熱加圧成形し、得られた成形品を２００℃で４．５時間熱処理し、ロータリー研磨機を用いて研磨し、５００℃のスコーチ処理を行って、実施例１〜２０及び比較例１〜４のディスクブレーキパッドを得た。
なお、実施例及び比較例では、摩擦材投影面積５２ｃｍ２のディスクブレーキパッドを作製した。
（カシューダストの脱落の評価）
前記の方法で得られた実施例１〜２０及び比較例１〜４の摩擦材組成物をそれぞれ別にポリエチレン製の袋に入れ、１０回振り、その袋の下部に脱落したカシューダストの質量を測定することで評価した。評価基準は以下の通りである。
Ａ：カシューダストの配合量に対して脱落量が１ｗｔ％以下。
Ｂ：カシューダストの配合量に対して脱落量が３ｗｔ％以上。
（熱フェード特性の評価）
前記の方法で作製した実施例１〜２０及び比較例１〜４のディスクブレーキパッドを用い、ブレーキダイナモ試験機を用いて熱フェード特性の評価を行った。実験には、一般的なピンスライド式のコレット型キャリパー及び株式会社キリウ製ベンチレーテッドディスクローター（ＦＣ１９０）を用い、日産自動車株式会社製スカイラインＶ３５の慣性モーメントにて評価を行った。
ＳＡＥ Ｊ２５２２に準処した効力試験を実施し、ＦＡＤＥ１ ＳＥＣＴＩＯＮにおける計１５回の制動中で発生する摩擦係数のうち、最も小さくなる値を評価した。
（高速フェード特性の評価）
前記の方法で作成した実施例１〜２０及び比較例１〜４のディスクブレーキパッドを、ブレーキダイナモ試験機を用いて高速フェード特性の評価を行った。実験には、一般的なピンスライド式のコレット型キャリパー及び株式会社キリウ製ベンチレーテッドディスクローター（ＦＣ１９０）を用い、日産自動車株式会社製スカイラインＶ３５の慣性モーメントにて評価を行った。
ＪＡＳＯ Ｃ４２７に準拠したすり合わせ（初速度５０ｋｍ／ｈ、終速度０ｋｍ／ｈ、減速度０．３Ｇ、制動前ブレーキ温度１００℃、制動回数２００回）を行ったあと、高速フェード試験（初速度２００ｋｍ／ｈ、終速度０ｋｍ／ｈ、減速度０．８Ｇ、１回目制動前ブレーキ温度１００℃で６０秒のインターバルで１５回の制動を実施）を行い、高速フェード試験における摩擦係数の最小値、パッド摩耗量、摺動方向のパッド偏摩耗量を測定した。
（ローター摩耗の評価）
実施例１〜２０及び比較例１〜４の摩擦材組成物で作製したディスクブレーキパッドの摩擦材表面から２５ｍｍ×２５ｍｍ×８ｍｍのテストピースを切り出し、これを１３０ｋｍ／ｈ相当の周速で回転するディスクローターに７３．５ｋＰａの圧力で押し付け、２２時間引き摺らせた後のローター摩耗量を測定した。ディスクローターには、株式会社キリウ製ベンチレーテッドディスクローター（ＦＣ１９０）を用いた。
結果を表１〜５に示す。
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実施例１〜２０はＬＳ材である比較例４と比較して同等の高速フェード特性を示し、かつ際立ってローター摩耗が小さいことは明らかである。また、従来のＮＡＯ材である比較例２、３との比較で、実施例１〜２０は際立って高い高速フェード特性を示し、かつ同等のローター摩耗を示すことは明らかである。
また、実施例１〜３と比較例１の比較により、少量の鉄系繊維と亜鉛の組み合わせが高速フェード特性の改善に際立った効果があることが明らかである。
実施例１１と比較例１の比較により、少量の鉄系繊維とセルロース繊維の組み合わせが高速フェード特性の改善に際立った効果があることが明らかである。
実施例１６と比較例１の比較により、少量の鉄系繊維と耐炎化繊維の組み合わせが高速フェード特性の改善に際立った効果があることが明らかである。
実施例７〜１０、１３〜１５、１８〜２０により、カシューダストを液状ゴムで被覆することでカシューダストの脱落抑制効果があることが明らかである。
実施例８〜１０、１４、１５、１９、２０により、γ−アルミナとＰＴＦＥ粉末の組み合わせが熱フェード特性の改善に効果があることが明らかである。
本発明の乗用車用ブレーキパッド向け摩擦材は、下記の優れた効果を有するものである。
本発明によれば、従来品と比較して対面材攻撃性が少なく、高速走行時からの制動を繰り返し行うような使われ方をした場合の制動中の摩擦係数が高く、パッド摩耗、パッド偏摩耗を抑制することが可能な摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材を提供することができる。

Claims (18)

  1. 結合材、繊維基材、研削材、無機充填材、有機充填材を含有する摩擦材組成物であって、前記繊維基材として、耐炎化繊維と鉄系繊維２〜１０ｗｔ％とを含有し、かつ前記研削材としてモース硬度８以上で粒径１μｍ以上の無機研削材の含有量が１ｗｔ％以下の摩擦材組成物。
  2. 前記耐炎化繊維を１〜１０ｗｔ％含有する請求項１に記載の摩擦材組成物。
  3. 前記研削材として活性アルミナを含み、前記有機充填材としてフッ素系ポリマーを含有する請求項１又は２に記載の摩擦材組成物。
  4. 結合材、繊維基材、研削材、無機充填材、有機充填材を含有する摩擦材組成物であって、さらに亜鉛及び前記繊維基材として鉄系繊維２〜１０ｗｔ％を含有し、かつ前記研削材としてモース硬度８以上で粒径１μｍ以上の無機研削材の含有量が１ｗｔ％以下であり、 前記研削材として活性アルミナを含み、前記有機充填材としてフッ素系ポリマーを含有する摩擦材組成物。
  5. 結合材、繊維基材、研削材、無機充填材、有機充填材を含有する摩擦材組成物であって、前記繊維基材としてセルロース繊維と鉄系繊維２〜１０ｗｔ％とを含有し、かつ前記研削材としてモース硬度８以上で粒径１μｍ以上の無機研削材の含有量が１ｗｔ％以下であり、前記研削材として活性アルミナを含み、前記有機充填材としてフッ素系ポリマーを含有する摩擦材組成物。
  6. 亜鉛をさらに含有する請求項１〜３及び５のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
  7. 前記亜鉛の含有量が２〜５ｗｔ％である請求項４又は６に記載の摩擦材組成物。
  8. 前記繊維基材として、セルロース繊維を含有する請求項１〜４及び６〜７のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
  9. 前記セルロース繊維を１〜１０ｗｔ％含有する請求項５又は８に記載の摩擦材組成物。
  10. 前記繊維基材として、アラミド繊維を１．５ｗｔ％以上含有する請求項１〜９のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
  11. 前記活性アルミナが、ＢＥＴ法により算出した比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上の活性アルミナである請求項３〜１０のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
  12. 前記活性アルミナがγ−アルミナである請求項３〜１１のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
  13. 前記活性アルミナの含有量が、摩擦材組成物において１〜１０ｗｔ％である請求項３〜１２のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
  14. 前記フッ素系ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンの粉末である請求項３〜１３のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
  15. 前記フッ素系ポリマーの含有量が、摩擦材組成物において０．３〜６ｗｔ％である請求項３〜１４のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
  16. 前記有機充填材としてカシューダストを１〜１０ｗｔ％含有し、前記カシューダストが、該カシューダストに対し３〜１７ｗｔ％の液状ゴムで被覆されたものである請求項１〜１５のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
  17. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の摩擦材組成物を成形してなる摩擦材。
  18. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の摩擦材組成物を成形してなる摩擦材と裏金とを一体化してなる摩擦部材。
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