JP7358843B2 - 摩擦材及び摩擦材組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、摩擦材及び摩擦材組成物に関する。
近年、河川汚染、海洋汚染あるいは人体への悪影響などの観点から、ブレーキパッドに含まれる素材への環境適合性の要求も厳しくなりつつある。
このため、銅などの環境負荷の高い金属材料を含有しない（含有量を低減した）ブレーキパッド（摩擦材）の開発が望まれている。
このため、銅などの環境負荷の高い金属材料を含有しない（含有量を低減した）ブレーキパッド（摩擦材）の開発が望まれている。
このため、例えば、特許文献１記載の技術においては、軽負荷制動あるいは高負荷制動のいずれにおいても、適正量のトランスファーフィルムを形成することを目的として、潤滑材として鱗状黒鉛を含む炭素質潤滑材を１～８質量％、研削材としてケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、及び酸化マグネシウムのうち少なくとも一種を１０～３０質量％及び無機充填材としてチタン酸塩を１５～２８質量％含有する摩擦材組成物が提案されている。
しかしながら、上記組成によれば、ブレーキの効きが低下したり、多量の硬質原料に起因するロータへの攻撃性が高くなることによるロータの摩耗及びジャダー（ブレーキ振動）が悪化したり、摩擦係数が不安定となり、不快なノイズが発生する虞があった。
そこで、本発明の目的は、銅、アンチモンなどの環境負荷の高い金属材料を含有しない（あるいは含有量を低減した）摩擦材において、高温時や高負荷時の制動や、熱履歴後制動においても安定した効きを得ることができるとともに、優れた耐摩耗性を有する摩擦材及び摩擦材組成物を提供することを目的としている。
上記課題を解決するため、実施形態の摩擦材は、銅の含有量が５ｗｔ％未満の摩擦材であって、含有量が１ｗｔ％以上８ｗｔ％以下のチタン酸塩と、含有量が０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下の氷晶石粉末と、含有量が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下のメジアン径１５～３０μｍ（Ｄ５０）の酸化鉄粉と、を備える。
上記構成によれば、高温時や高負荷時の制動や、熱履歴後制動においても安定した効きを得ることができるとともに、優れた耐摩耗性を有する摩擦材を得ることができる。
また、銅の含有量が５ｗｔ％未満の摩擦材用組成物であって、繊維基材と、有機充填材と、研削材と、含有量が１ｗｔ％以上８ｗｔ％以下のチタン酸塩と、含有量が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下のメジアン径１５～３０μｍ（Ｄ５０）の酸化鉄粉と、潤滑材と、含有量が０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下の氷晶石粉末を含む無機充填材と、を備える。
上記構成によれば、高温時や高負荷時の制動や、熱履歴後制動においても安定した効きを得ることができるとともに、優れた耐摩耗性を有する摩擦材用組成物を得ることができる。
次に図面を参照して本発明の例示的な実施形態について詳細に説明する。
以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。
以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。
まず、実施形態について説明する。
実施形態の摩擦材は、銅の含有量が５ｗｔ％（「ｗｔ％」は「重量％」の意）未満の摩擦材であって、含有量が１ｗｔ％以上８ｗｔ％以下のチタン酸塩と、含有量が０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下の氷晶石粉末と、含有量が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下のメジアン径１５～３０μｍ（Ｄ５０）の酸化鉄粉と、を備えている。
実施形態の摩擦材は、銅の含有量が５ｗｔ％（「ｗｔ％」は「重量％」の意）未満の摩擦材であって、含有量が１ｗｔ％以上８ｗｔ％以下のチタン酸塩と、含有量が０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下の氷晶石粉末と、含有量が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下のメジアン径１５～３０μｍ（Ｄ５０）の酸化鉄粉と、を備えている。
上記構成とした理由は、チタン酸塩と氷晶石（粉末）とを組み合わせることで、ディスクロータにトランスファーフィルム（被膜：移着層）が形成されるとともに、形成されるトランスファーフィルムが厚くなりすぎることがない。
一方、チタン酸塩と氷晶石粉末の含有量が上記範囲を逸脱する場合には、トランスファーフィルムの形成が不足したり、厚くなりすぎたりしてブレーキの効きの安定性が低下し、ブレーキパッドの耐摩耗性が低下し、寿命が短くなったり、ノイズが発生したりする等の悪影響が生じることとなる。なお、用いるチタン酸塩としては、環境負荷的な観点からは、繊維状、ウィスカー状以外の一般的なものを用いることが可能であるが、摩擦係数及びトランスファーフィルムの形成の観点からは、層状結晶のものを用いるのが好ましい。
また酸化鉄粉としては、具体的には、マグネタイトやヘマタイトが好ましい。粒子径としては、メジアン径（Ｄ５０）として１５～３０μｍのものが好ましい。これは、メジアン径（Ｄ５０）１５μｍ未満では低温放置後の摩擦係数の上昇抑制が行えないからである。またメジアン径（Ｄ５０）３０μｍ超では、ディスクロータへの攻撃性が増加し、通常時から高負荷時あるいは高温時の制動で、ディスクロータ摩耗が大きくなり、ＤＴＶ成長によるジャダー（ブレーキ振動）が発生するので、これらを避けるためである。
この結果、高温時や高負荷時の制動や、熱履歴後の制動でも安定した効きがでるとともに優れた耐摩耗性を有することとなる。
ところで、銅の役割は、主に高温時や高負荷時に安定したトランスファーフィルムを形成して、安定したブレーキの効きやブレーキパッドの耐摩耗性を発現し、さらに低温時においても形成したトランスファーフィルムにより摩擦係数の上昇が小さく、ブレーキの効きを安定することにある。
しかし、環境負荷的な観点からは、銅の使用は好ましくない。
しかし、環境負荷的な観点からは、銅の使用は好ましくない。
そこで、本実施形態では、この銅の役割を含有量が１ｗｔ％以上８ｔ％以下のチタン酸塩と、含有量が０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下の氷晶石粉末と、含有量が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下のメジアン径１５～３０μｍ（Ｄ５０）の酸化鉄粉と、を備えることで代替し、環境負荷が低く、銅を多く含有した場合と同等の性能を維持することができるようにしている。
次により具体的な摩擦材（ライニング）を含むブレーキパッドの製造方法について説明する。
まず、所定の原料を混合して混合粉（摩擦材組成物）を得る。
まず、所定の原料を混合して混合粉（摩擦材組成物）を得る。
ここでいう所定の原料とは、繊維基材、有機充填材、研削材、無機充填材、潤滑材、銅繊維及び樹脂等である。
この場合において、繊維基材としては、アラミド繊維、無機繊維、金属繊維等が挙げられる。
この場合において、繊維基材としては、アラミド繊維、無機繊維、金属繊維等が挙げられる。
有機充填材としては、カシューダスト、ゴム粉等が挙げられる。
研削材としては、例えば、モース硬度が６．５以上の物質が利用でき、例えば、二酸化ケイ素等のシリカ、ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミナ、酸化クロム、セラミックス粉等を挙げることができ、また、酸化鉄や酸化マグネシウムを含有することもできる。
潤滑材としては、グラファイト（黒鉛）、マイカ等が挙げられる。
無機充填材としては、酸化鉄（酸化鉄粉）、チタン酸塩、氷晶石（粉末）、調整材（硫化物、酸化物、マイカ等）の他、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。更に、タルク、カオリン、バーミキュライト等を含有させてもよい。
研削材としては、例えば、モース硬度が６．５以上の物質が利用でき、例えば、二酸化ケイ素等のシリカ、ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミナ、酸化クロム、セラミックス粉等を挙げることができ、また、酸化鉄や酸化マグネシウムを含有することもできる。
潤滑材としては、グラファイト（黒鉛）、マイカ等が挙げられる。
無機充填材としては、酸化鉄（酸化鉄粉）、チタン酸塩、氷晶石（粉末）、調整材（硫化物、酸化物、マイカ等）の他、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。更に、タルク、カオリン、バーミキュライト等を含有させてもよい。
この場合において、マイカは、劈開性を有し、潤滑材としても機能する。
また、水酸化カルシウム（消石灰）はｐＨ調整材としても機能する。
なお、単独金属や合金金属の粉末や繊維等を必要に応じて含有することもできる。
また、水酸化カルシウム（消石灰）はｐＨ調整材としても機能する。
なお、単独金属や合金金属の粉末や繊維等を必要に応じて含有することもできる。
まず、所定の原料が十分に混合された後、予備成形工程により予備成形を行う。この予備成形においては、摩擦材の混合体を所定の裏板に載置することが可能な程度の成形を行う。
続いて、予備成形されたライニングを裏板の所定位置に配置した状態で熱成形装置の加圧及び加熱用の型にセットし、第１の温度帯（例えば、２００℃未満）において熱成形を行う。
この熱成形は、原料として加えてある結合材（バインダ）を十分に溶かした後に硬化させ、後段に行われる熱処理においてライニング（あるいはブレーキパッド）の形状を維持するために行われるものであり、所定の型内に裏板を配置した状態で所定の原料を型内に投入し、加圧（成形圧力＝１０～２５ＭＰａ）及び加熱を行う。
この状態において、裏板及びライニングを備えたブレーキパッドは、変形を抑制するため加圧した状態で、第１の温度帯より高い第２の温度帯（例えば、２００～２４０℃）において所定時間（例えば、１時間～２時間）加熱して、ライニングを硬化させる熱処理がなされる。
続いて、熱処理後のブレーキパッドは、所定の仕上げ加工が施され、製品となる。
本実施形態によれば、銅の含有量が５ｗｔ％未満の摩擦材であって、含有量が１ｗｔ％以上８ｗｔ％以下のチタン酸塩と、含有量が０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下の氷晶石粉末と、含有量が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下のメジアン径１５～３０μｍ（Ｄ５０）の酸化鉄粉と、を備えたライニング（摩擦材）が得られる。
本実施形態の摩擦材によれば、高温時や高負荷時の制動及び熱履歴後制動においても安定した効き及び優れた耐摩耗性を確保しつつ、ノイズの発生を効果的に抑制できる。
特に含有量が０．５ｗｔ％以上３ｗｔ％以下の氷晶石粉末を配合した摩擦材においては、トランスファ－フィルムの厚さを最適化することができ、ブレーキの効きの安定性及びパッド寿命（耐摩耗性）をより一層向上させつつ、ノイズの発生もより一層抑制できる。
特に含有量が０．５ｗｔ％以上３ｗｔ％以下の氷晶石粉末を配合した摩擦材においては、トランスファ－フィルムの厚さを最適化することができ、ブレーキの効きの安定性及びパッド寿命（耐摩耗性）をより一層向上させつつ、ノイズの発生もより一層抑制できる。
また、含有量が１ｗｔ％以上７ｗｔ％以下のメジアン径１５～３０μｍ（Ｄ５０）の酸化鉄粉を配合した摩擦材においては、通常時から高負荷時高温時の制動において、ロータ摩耗をより抑制することができ、ロータ肉厚差（ＤＴＶ）を抑え、ブレーキ振動の抑制を図ることができる。
次に実施例について詳細に説明する。
［１］実施例
図１は、実施例の性能評価の説明図である。
以下の説明においては、主として、主要な実施例ついて詳細に説明するものとする。
［１］実施例
図１は、実施例の性能評価の説明図である。
以下の説明においては、主として、主要な実施例ついて詳細に説明するものとする。
［１．１］第１実施例
まず第１実施例（図１中、実施例１と表す。以下同様）の配合組成について説明する。
実施例の配合組成物としては、大別すると、繊維基材、有機充填材、研削材、無機充填材、潤滑材、銅繊維及び樹脂が挙げられる。
まず第１実施例（図１中、実施例１と表す。以下同様）の配合組成について説明する。
実施例の配合組成物としては、大別すると、繊維基材、有機充填材、研削材、無機充填材、潤滑材、銅繊維及び樹脂が挙げられる。
以下、第１実施例の配合組成について詳細に説明する。
第１実施例においては、繊維基材を１２ｗｔ％配合した。なお、銅繊維は繊維基材としては配合していない。
第１実施例においては、有機充填材を８ｗｔ％配合した。
第１実施例においては、研削材を２ｗｔ％配合した。
第１実施例においては、繊維基材を１２ｗｔ％配合した。なお、銅繊維は繊維基材としては配合していない。
第１実施例においては、有機充填材を８ｗｔ％配合した。
第１実施例においては、研削材を２ｗｔ％配合した。
第１実施例においては、無機充填材としてのメジアン径（Ｄ５０）＝３０μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した。
第１実施例においては、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を１ｗｔ％配合した。
第１実施例においては、潤滑材を７ｗｔ％配合した。
第１実施例においては、銅繊維を配合していない。
第１実施例においては、無機充填材としての氷晶石粉末を２ｗｔ％を配合した。
第１実施例においては、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を１ｗｔ％配合した。
第１実施例においては、潤滑材を７ｗｔ％配合した。
第１実施例においては、銅繊維を配合していない。
第１実施例においては、無機充填材としての氷晶石粉末を２ｗｔ％を配合した。
第１実施例においては、調整材としての硫化物、酸化物、マイカ等を合計９ｗｔ％配合した。
第１実施例においては、無機充填材のその他の原料として、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウムその他を適宜組み合わせて４８．５ｗｔ％配合した。
第１実施例においては、残部に成形のために樹脂を９ｗｔ％配合して全体で１００ｗｔ％とした。
第１実施例においては、無機充填材のその他の原料として、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウムその他を適宜組み合わせて４８．５ｗｔ％配合した。
第１実施例においては、残部に成形のために樹脂を９ｗｔ％配合して全体で１００ｗｔ％とした。
［１．２］第２実施例
第２実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
第２実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
［１．３］第３実施例
第３実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した点と、無機充填材としての氷晶石粉末を０．５ｗｔ％を配合した点と、無機充填材のその他の原料を５０ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
第３実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した点と、無機充填材としての氷晶石粉末を０．５ｗｔ％を配合した点と、無機充填材のその他の原料を５０ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
［１．４］第４実施例
第４実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した点と、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を３ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を４６．５ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
第４実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した点と、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を３ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を４６．５ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
［１．５］第５実施例
第５実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した点と、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を６ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を４３．５ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
第５実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した点と、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を６ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を４３．５ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
［１．６］第６実施例
第６実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を３ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を４６．５ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
第６実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を３ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を４６．５ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
［１．７］第７実施例
第７実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を６ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を４３．５ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
第７実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を６ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を４３．５ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
［１．８］第８実施例
第８実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を２ｗｔ％配合した点と、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を６ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を４２．５ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
第８実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を２ｗｔ％配合した点と、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を６ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を４２．５ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
［１．９］第９実施例
第９実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
第９実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
［１．１０］第１０実施例
第１０実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
第１０実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
［１．１１］第１１実施例
第１１実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
第１１実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
［１．１２］第１２実施例
第１２実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
第１２実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
［１．１３］第１３実施例
第１３実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
第１３実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
［１．１４］第１４実施例
第１４実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
第１４実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
［１．１５］第１５実施例
第１５実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した点と、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を８ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を２９ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
第１５実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した点と、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を８ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を２９ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
［１．１６］第１６実施例
第１６実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
第１６実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
［１．１７］第１７実施例
第１７実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した点と、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を８ｗｔ％配合した点と、銅繊維を４ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を３８ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
第１７実施例の配合組成が第１実施例の配合組成と異なる点は、無機充填材としての酸化鉄粉の配合に関し、メジアン径（Ｄ５０）＝１５μｍの酸化鉄粉を１ｗｔ％配合した点と、無機充填材として層状結晶のチタン酸塩を８ｗｔ％配合した点と、銅繊維を４ｗｔ％配合した点と、無機充填材のその他の原料を３８ｗｔ％配合した点である。
他の配合組成は第１実施例と同一である。
［１．１８］第１８実施例
第１８実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
［１．１９］第１９実施例
第１９実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
［１．２０］第２０実施例
第２０実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
第１８実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
［１．１９］第１９実施例
第１９実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
［１．２０］第２０実施例
第２０実施例の配合組成は、図１に示すような配合となっており、その詳細な説明を省略する。
［２］比較例
次に比較例について説明する。
図２は、比較例の性能評価の説明図である。
次に比較例について説明する。
図２は、比較例の性能評価の説明図である。
比較例の配合組成物としては、実施例の配合組成物と同様に、大別すると、繊維基材、有機充填材、研削材、無機充填材、潤滑材、銅繊維及び樹脂が挙げられる。
第１比較例～第２５比較例の配合組成は、図２に示すように、例えば、酸化鉄粉のサイズや配合比率、チタン酸塩や氷晶石粉末の配合比率などを異ならせて本発明にかかる比較例とした。したがって、その詳細な説明を省略する。
［３］性能評価
次に上記各実施例及び各比較例の性能評価結果について再び図１及び図２を参照して説明する。
性能評価としては、振動、ノイズ、効力、第１フェード、摩耗率（２００℃、３００℃、４００℃）及び低温放置後の最大摩擦係数について評価した。
次に上記各実施例及び各比較例の性能評価結果について再び図１及び図２を参照して説明する。
性能評価としては、振動、ノイズ、効力、第１フェード、摩耗率（２００℃、３００℃、４００℃）及び低温放置後の最大摩擦係数について評価した。
［３．１］振動
振動に関しては、１０μｍ未満（良好）か否かを評価した。
振動に関しては、１０μｍ未満（良好）か否かを評価した。
［３．２］ノイズ
ノイズに関しては、７０ｄｂ未満かつ継続性有り（良好）か否かを評価した。
ノイズに関しては、７０ｄｂ未満かつ継続性有り（良好）か否かを評価した。
［３．３］効力
効力に関しては、ＪＡＳＯ－２Ｅの規格及び第１フェードについて評価を行ない、双方の結果が良好である場合に良好との評価を行った。
［３．３．１］ＪＡＳＯ－２Ｅ
ＪＡＳＯ－２Ｅの規格については、０．３超（良好）か否かを評価した。
［３．３．２］第１フェード
第１フェードに関しては、ＪＡＳＯ Ｃ４０６規格に基づき測定を行い、０．２超（良好）か否かを評価した。
効力に関しては、ＪＡＳＯ－２Ｅの規格及び第１フェードについて評価を行ない、双方の結果が良好である場合に良好との評価を行った。
［３．３．１］ＪＡＳＯ－２Ｅ
ＪＡＳＯ－２Ｅの規格については、０．３超（良好）か否かを評価した。
［３．３．２］第１フェード
第１フェードに関しては、ＪＡＳＯ Ｃ４０６規格に基づき測定を行い、０．２超（良好）か否かを評価した。
［３．４］摩耗率
摩耗率に関しては、２００℃における摩耗率、３００℃における摩耗率及び４００℃における摩耗率をそれぞれ評価した。
［３．４．１］２００℃における摩耗率
２００℃における摩耗率は、ＪＡＳＯ Ｃ４２７の規格に準拠して測定を行い、４（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）未満（良好）か否かを評価した。
［３．４．２］３００℃における摩耗率
３００℃における摩耗率は、ＪＡＳＯ Ｃ４２７の規格に準拠して測定を行い、６（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）未満（良好）か否かを評価した。
［３．４．３］４００℃における摩耗率
３００℃における摩耗率は、ＪＡＳＯ Ｃ４２７の規格に準拠して測定を行い、１０（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）未満（良好）か否かを評価した。
摩耗率に関しては、２００℃における摩耗率、３００℃における摩耗率及び４００℃における摩耗率をそれぞれ評価した。
［３．４．１］２００℃における摩耗率
２００℃における摩耗率は、ＪＡＳＯ Ｃ４２７の規格に準拠して測定を行い、４（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）未満（良好）か否かを評価した。
［３．４．２］３００℃における摩耗率
３００℃における摩耗率は、ＪＡＳＯ Ｃ４２７の規格に準拠して測定を行い、６（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）未満（良好）か否かを評価した。
［３．４．３］４００℃における摩耗率
３００℃における摩耗率は、ＪＡＳＯ Ｃ４２７の規格に準拠して測定を行い、１０（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）未満（良好）か否かを評価した。
［３．５］低温放置後の最大摩擦係数
低温放置後の最大摩擦係数は、０．６０未満（良好）か否かを評価した。
具体的には、摺り合わせを２００回行った後、温度０℃、湿度４０％ＲＨの環境で２時間放置し、１２０秒のインターバルで、車速１０ｋｍ／ｈ、ブレーキ液圧０．５，１．０，１．５ＭＰａの制動を２回繰り返す工程を１サイクルとし、各サイクル間で３０分の放置を挟んで計５サイクル実施した。合計３０回の制動のうち、最大の摩擦係数を低温放置後の摩擦係数として評価を行った。
低温放置後の最大摩擦係数は、０．６０未満（良好）か否かを評価した。
具体的には、摺り合わせを２００回行った後、温度０℃、湿度４０％ＲＨの環境で２時間放置し、１２０秒のインターバルで、車速１０ｋｍ／ｈ、ブレーキ液圧０．５，１．０，１．５ＭＰａの制動を２回繰り返す工程を１サイクルとし、各サイクル間で３０分の放置を挟んで計５サイクル実施した。合計３０回の制動のうち、最大の摩擦係数を低温放置後の摩擦係数として評価を行った。
［３．６］評価結果
［３．６．１］振動
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、実用上十分である１０μｍ未満を満たす良好な結果が得られた。
したがって、第１実施例～第２０実施例によれば、振動が少なく、鳴きの発生を抑制することができることが分かった。
［３．６．１］振動
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、実用上十分である１０μｍ未満を満たす良好な結果が得られた。
したがって、第１実施例～第２０実施例によれば、振動が少なく、鳴きの発生を抑制することができることが分かった。
これらに対し、第１比較例～第２５比較例のうち、実用上十分である１０μｍ未満を満たすものは、第１比較例～第４比較例、第７比較例、第１１比較例、第１２比較例、第１６比較例～第１９比較例、第２２比較例及び第２３比較例であり、他の比較例は振動が大きく、実用性に乏しいということが分かった。
［３．６．２］ノイズ
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、実用上十分である７０ｄｂ未満かつ継続性有りを満たす良好な結果が得られた。
したがって、第１実施例～第２０実施例によれば、ノイズが少なく、実用上十分であることが分かった。
これらに対し、第１比較例～第２５比較例のうち、７０ｄｂ未満かつ継続性有りを満たす良好な結果が得られたものは、第１比較例、第２比較例、第７比較例、第１０比較例～第１２比較例、第１６比較例、第１７比較例のみであり、他の比較例は実用性に乏しいということが分かった。
［３．６．３］効力
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、ＪＡＳＯ－２Ｅの規格について０．３超（良好）の結果が得られ、かつ、第１フェードに関しても０．２超（良好）の結果が得られ、十分に信頼性が高く、実用上十分であるとの結果が得られた。
これに対し、第１比較例～第２５比較例においては、いずれにおいても、ＪＡＳＯ－２Ｅの規格について０．３超（良好）の結果が得られたものの、第１比較例、第３比較例～第５比較例、第７比較例、第８比較例、第１１比較例～第１５比較例においては、第１フェードの測定において、０．２未満となり、実用性に乏しいということが分かった。
［３．６．４］摩耗率
［３．６．４．１］２００℃における摩耗率
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、４（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）未満（良好）の結果が得られ、全実施例が実用上十分であるとの結果が得られた。
これらに対し、第１３比較例、第１４比較例、第２１比較例及び第２５比較例においては、４（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）以上の摩耗率となり、実用性に乏しいとの結果が得られた。
［３．６．４．２］３００℃における摩耗率
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、６（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）未満（良好）の結果が得られ、全実施例が実用上十分であるとの結果が得られた。
これらに対し、第１３比較例、第１４比較例、第１６比較例及び第２５比較例においては、６（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）以上の摩耗率となり、実用性に乏しいとの結果が得られた。
［３．６．４．３］４００℃における摩耗率
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、１０（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）未満（良好）の結果が得られ、全実施例が実用上十分であるとの結果が得られた。
これらに対し、第３比較例、第５比較例、第６比較例、第１０比較例、第１２比較例～第１７比較例においては、１０（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）以上の摩耗率となり、高温時、高負荷時の制動や、熱履歴後の制動時の安定性及び耐摩耗性が低く、信頼性に乏しいとの結果が得られた。
［３．６．５］低温放置後の最大摩擦係数
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、０．６０未満（良好の結果が得られ、全実施例において、低温放置後の摩擦係数の上昇を抑制でき、ひいては、低温放置後の鳴きの発生を抑制でき、実用上十分であるとの結果が得られた。
これらに対し、第１比較例～第４比較例、第１０比較例～第１２比較例、第１６比較例、第１８比較例～第２４比較例においては、０．６０以上となっており、低温放置後の摩擦係数の上昇により、鳴きが発生する虞があることが分かった。
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、実用上十分である７０ｄｂ未満かつ継続性有りを満たす良好な結果が得られた。
したがって、第１実施例～第２０実施例によれば、ノイズが少なく、実用上十分であることが分かった。
これらに対し、第１比較例～第２５比較例のうち、７０ｄｂ未満かつ継続性有りを満たす良好な結果が得られたものは、第１比較例、第２比較例、第７比較例、第１０比較例～第１２比較例、第１６比較例、第１７比較例のみであり、他の比較例は実用性に乏しいということが分かった。
［３．６．３］効力
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、ＪＡＳＯ－２Ｅの規格について０．３超（良好）の結果が得られ、かつ、第１フェードに関しても０．２超（良好）の結果が得られ、十分に信頼性が高く、実用上十分であるとの結果が得られた。
これに対し、第１比較例～第２５比較例においては、いずれにおいても、ＪＡＳＯ－２Ｅの規格について０．３超（良好）の結果が得られたものの、第１比較例、第３比較例～第５比較例、第７比較例、第８比較例、第１１比較例～第１５比較例においては、第１フェードの測定において、０．２未満となり、実用性に乏しいということが分かった。
［３．６．４］摩耗率
［３．６．４．１］２００℃における摩耗率
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、４（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）未満（良好）の結果が得られ、全実施例が実用上十分であるとの結果が得られた。
これらに対し、第１３比較例、第１４比較例、第２１比較例及び第２５比較例においては、４（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）以上の摩耗率となり、実用性に乏しいとの結果が得られた。
［３．６．４．２］３００℃における摩耗率
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、６（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）未満（良好）の結果が得られ、全実施例が実用上十分であるとの結果が得られた。
これらに対し、第１３比較例、第１４比較例、第１６比較例及び第２５比較例においては、６（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）以上の摩耗率となり、実用性に乏しいとの結果が得られた。
［３．６．４．３］４００℃における摩耗率
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、１０（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）未満（良好）の結果が得られ、全実施例が実用上十分であるとの結果が得られた。
これらに対し、第３比較例、第５比較例、第６比較例、第１０比較例、第１２比較例～第１７比較例においては、１０（ｍｍ３／Ｎｍ・１０－５）以上の摩耗率となり、高温時、高負荷時の制動や、熱履歴後の制動時の安定性及び耐摩耗性が低く、信頼性に乏しいとの結果が得られた。
［３．６．５］低温放置後の最大摩擦係数
図１に示すように、第１実施例～第２０実施例のいずれにおいても、０．６０未満（良好の結果が得られ、全実施例において、低温放置後の摩擦係数の上昇を抑制でき、ひいては、低温放置後の鳴きの発生を抑制でき、実用上十分であるとの結果が得られた。
これらに対し、第１比較例～第４比較例、第１０比較例～第１２比較例、第１６比較例、第１８比較例～第２４比較例においては、０．６０以上となっており、低温放置後の摩擦係数の上昇により、鳴きが発生する虞があることが分かった。
［３．６．６］総合評価
以上の説明に基づくと、銅の含有量が５ｗｔ％未満の摩擦材であって、含有量が１ｗｔ％以上８ｗｔ％以下のチタン酸塩と、含有量が０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下の氷晶石粉末と、含有量が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下のメジアン径１５～３０μｍ（Ｄ５０）の酸化鉄粉と、を備えた摩擦材である第１実施例～第２０実施例によれば、高温時や高負荷時の制動用亜、熱履歴後制動においても安定した効きを得ることができるとともに、優れた耐摩耗性を有する摩擦材となっていることがわかった。
以上の説明に基づくと、銅の含有量が５ｗｔ％未満の摩擦材であって、含有量が１ｗｔ％以上８ｗｔ％以下のチタン酸塩と、含有量が０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下の氷晶石粉末と、含有量が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下のメジアン径１５～３０μｍ（Ｄ５０）の酸化鉄粉と、を備えた摩擦材である第１実施例～第２０実施例によれば、高温時や高負荷時の制動用亜、熱履歴後制動においても安定した効きを得ることができるとともに、優れた耐摩耗性を有する摩擦材となっていることがわかった。
特に図１には、数値として現れていないが、含有量が０．５ｗｔ％以上３ｗｔ％以下の氷晶石粉末を配合した摩擦材においては、トランスファ－フィルムの厚さを最適化することができ、ブレーキの効きの安定性及びパッド寿命（耐摩耗性）をより一層向上させつつ、ノイズの発生もより一層抑制できることがわかった。
また、含有量が１ｗｔ％以上７ｗｔ％以下のメジアン径１５～３０μｍ（Ｄ５０）の酸化鉄粉を配合した摩擦材においては、通常時から高負荷時高温時の制動において、ロータ摩耗をより抑制してロータ肉厚差（ＤＴＶ）の発生を抑制して、ブレーキ振動の抑制を図ることができることがわかった。
また、銅の含有量が０．５ｗｔ％未満である摩擦材においては、さらに環境負荷も低減可能となる。
また、銅の含有量が０．５ｗｔ％未満である摩擦材においては、さらに環境負荷も低減可能となる。
［４］実施形態の変形例
以上の説明においては、ブレーキパッドの用途を限定してはいなかったが、ディスクブレーキとしてフローティング型の他、押圧部材としてのピストンが対向配置され、対向配置されたピストンが一対のブレーキパッド用パッド組立体をディスクロータ（被摩擦材）に押し付ける構成の所謂オポースド型（対向ピストン型）であっても同様に適用が可能である。
以上の説明においては、ブレーキパッドの用途を限定してはいなかったが、ディスクブレーキとしてフローティング型の他、押圧部材としてのピストンが対向配置され、対向配置されたピストンが一対のブレーキパッド用パッド組立体をディスクロータ（被摩擦材）に押し付ける構成の所謂オポースド型（対向ピストン型）であっても同様に適用が可能である。
さらには、ブレーキドラム（被摩擦材）に接触されるドラムブレーキのブレーキシューであっても同様に適用が可能である。
Claims (5)
- 銅の含有量が５ｗｔ％未満の摩擦材であって、
含有量が１ｗｔ％以上８ｗｔ％以下のチタン酸塩と、
含有量が０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下の氷晶石粉末と、
含有量が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下のメジアン径１５～３０μｍ（Ｄ５０）の酸化鉄粉と、を備えた摩擦材。 - 前記氷晶石粉末の含有量が０．５ｗｔ％以上３ｗｔ％以下である、
請求項１記載の摩擦材。 - 前記酸化鉄粉の含有量が１ｗｔ％以上７ｗｔ％以下である、
請求項１又は請求項２記載の摩擦材。 - 前記銅の含有量が０．５ｗｔ％未満である、
請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の摩擦材。 - 銅の含有量が５ｗｔ％未満の摩擦材用組成物であって、
繊維基材と、
有機充填材と、
研削材と、
含有量が１ｗｔ％以上８ｗｔ％以下のチタン酸塩と、
含有量が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下のメジアン径１５～３０μｍ（Ｄ５０）の酸化鉄粉と、
潤滑材と、
含有量が０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下の氷晶石粉末を含む無機充填材と、
を備えた摩擦材用組成物。
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