JPH10195420A

JPH10195420A - 摩擦材

Info

Publication number: JPH10195420A
Application number: JP405397A
Authority: JP
Inventors: Norio Misawa; 紀雄三澤; Shinichi Hasegawa; 真一長谷川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】高い摩擦係数を確保すると共に、相手材の摩
耗をより少なくする。【解決手段】繊維基材と、樹脂結合剤と、アブレッシ
ブ剤等の充填剤とを含む摩擦材において、そのアブレッ
シブ剤として、平均粒子径が０．７〜４．０μｍであ
り、かつ、粒子径が平均粒子径の２倍を超える粒子が全
体の３５重量％以下の割合で含まれる酸化ジルコニウム
を使用し、これを摩擦材全体に対し０．５〜５．０体積
％の割合で配合する。粒子径が小さく、かつ、特に大径
側の粒度分布の幅が狭い酸化ジルコニウムを用いるた
め、高い摩擦係数を確保できると共に、相手材の摩耗を
極めて少なく抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車等のディスク
ブレーキパッド、ドラムブレーキライニング、またはク
ラッチフェーシング等として使用される摩擦材に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のディスクブレーキパッド、ドラ
ムブレーキシュー等として使用される摩擦材は、制動の
ために、その相手材であるディスクロータ、ブレーキド
ラムと摩擦係合し、運動エネルギーを熱エネルギーに変
える重要な役割を担っている。そのため、摩擦材は十分
な摩擦係数を有するだけでなく、高負荷にも耐えること
ができる高い強度と、優れた耐熱性と耐摩耗性を有する
ことが必要である。また、その摩擦係数は、制動時に発
生する熱による温度変化に対しても変化が少なく安定し
たものであることも必要である。更には、相手材に対す
る攻撃性が少ないこと、ノイズ（ブレーキ鳴き）やジャ
ダーの発生が少ないこと等も重要であり、摩擦材に求め
られる特性は多項目に亘っている。

【０００３】そこで、従来から、これらの各種の特性を
満足するために、摩擦材は多くの材料からなる複合材と
して構成されている。即ち、摩擦材は、繊維状の材料か
らなる成分であって骨格を形成する繊維基材と、この繊
維基材を結合保持する樹脂成分からなる樹脂結合剤と、
粉末状の材料からなる成分であって、これらの繊維と結
合剤とのマトリックス中に分散し充填される各種の充填
剤とから形成されている。そして、この充填剤として
は、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の体質充填剤、グ
ラファイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤、カシュ
ーダスト、及び、アブレッシブ剤等が使用されている。

【０００４】ここで、このアブレッシブ剤は、一般にモ
ース硬さが５以上の硬度の高い無機質の微粉末からな
り、その研磨または研削効果によって摩擦材の摩擦係数
を高める作用を有している。ただし、それと同時にディ
スクロータ等の相手材を攻撃し、それを摩耗させる作用
も有している。そのため、アブレッシブ剤は、主に、繊
維基材としてアラミド繊維等を主材とする、所謂、非ス
チール系摩擦材の場合のように、繊維基材によって摩擦
係数を確保し難い場合に使用されている。

【０００５】具体的には、このようなアブレッシブ剤と
しては、シリカ、アルミナ、チタニア、ケイ酸ジルコニ
ウム等の微粉末が一般に知られ、また用いられている。
また、アブレッシブ剤としては、これらの他に酸化ジル
コニウムも知られている。そして、この酸化ジルコニウ
ムによれば、比較的硬度も高いため、これを摩擦材中に
配合することによってその摩擦係数を大幅に向上し、十
分な摩擦係数を確保することができる。なお、このアブ
レッシブ剤としての酸化ジルコニウムは、一般に、天然
に産するバッデリ石（バデライト）を微粉末状に粉砕す
ることによって得られる。

【０００６】なお、このような酸化ジルコニウムを使用
した摩擦材に関する技術については、特に、特開平３−
１８５０３０号公報、及び特開平５−２４７４４１号公
報に開示のものがある。そして、その特開平３−１８５
０３０号公報では、石綿及びスチール繊維を含まない非
スチール系摩擦材において、その耐フェード性を向上
し、フェード時の十分な摩擦係数を確保するために、３
０μｍ以上の比較的大きな平均粒子径を有する酸化ジル
コニウムの使用を開示している。また、これに対して、
本出願人等の先の出願にかかる特開平５−２４７４４１
号公報においては、研磨性または研削性が高く、そのた
め、摩擦係数の向上効果が優れている反面、相手材攻撃
性も高く、一般に鋳鉄からなる相手材の摩耗量を増大さ
せる酸化ジルコニウムについて、その相手材の摩耗量を
低減するために、粒子径が十分に小さい、平均粒子径で
０．５〜２０μｍの酸化ジルコニウムの使用を提案して
いる。なお、これらにおいて、酸化ジルコニウムの配合
割合については、それぞれ０．１〜１５．０体積％、１
〜２５重量％の広い範囲を開示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、酸化ジル
コニウムは、アブレッシブ剤として優れた摩擦係数の向
上効果を有し、特に、非スチール系の摩擦材に配合する
ことによって、その摩擦係数を良好に確保することがで
きる。しかし、この酸化ジルコニウムは、同時に相手材
攻撃性もその分高く、その摩耗量を増大させる傾向を有
している。そして、相手材の摩耗が進行すると、偏摩耗
となってノイズやブレーキジャダ等の異状振動の発生原
因ともなり得る。ただし、この点については、前述の特
開平５−２４７４４１号公報に開示の本出願人等の提案
によれば、即ち、平均粒子径が０．５〜２０μｍである
比較的小さい粒子径の酸化ジルコニウムを使用すれば、
良好なレベルの摩擦係数を維持しつつ、その摩耗量を低
減することができる。

【０００８】しかしながら、相手材の摩耗がより少ない
ほど好ましいことは言うまでもないことであり、また、
特に最近では、自動車の高出力化、高速化等によって制
動条件もますます苛酷になる傾向にあり、相手材の摩耗
も摩擦材の摩擦特性として最重要な課題の一つとなって
きている。そのため、摩擦係数の確保のアブレッシブ剤
を配合した摩擦材においては、それに伴う相手材の摩耗
をより少なく抑制することが、依然としてなお要望され
ていた。

【０００９】そこで、本発明は、高い摩擦係数を確保す
ると共に、相手材の摩耗量をより少なく抑えることがで
きる摩擦材の提供を課題とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、摩擦材の
アブレッシブ剤として配合される酸化ジルコニウムの粒
子径と相手材の摩耗との関係について、更に試験と検討
を重ねた結果、相手材の摩耗がそれの粒子径だけでな
く、それの粒度分布、特に、大径側の（粒子径が大きい
側の）粒度分布にも関係することを究明し、そして、酸
化ジルコニウムとして、平均粒子径が小さく、しかも、
特に大径側の（粒子径が大きい側の）粒度分布の幅を狭
くしたものを、摩擦材全体に対し特定の配合割合で用い
ることによって、高い摩擦係数を確保することができる
と共に、相手材の摩耗を顕著により少なくすることがで
きることを見い出し、また確認した。

【００１１】即ち、本発明にかかる摩擦材は、繊維基材
と、樹脂結合剤と、アブレッシブ剤等の充填剤とを含む
摩擦材であって、そのアブレッシブ剤として、平均粒子
径が０．７〜４．０μｍであり、かつ、粒子径が平均粒
子径の２倍を超える粒子を３５重量％以下の割合で含む
酸化ジルコニウムを、摩擦材全体に対し０．５〜５．０
体積％の割合で含むものである。

【００１２】このように、本発明の摩擦材においては、
アブレッシブ剤として、平均粒子径が小さく０．７〜
４．０μｍであり、かつ、粒子径が平均粒子径の２倍を
超える粒子を３５重量％以下の割合で含む、即ち、粒子
径が大きい側（大径側）の粒度分布を狭い範囲とした酸
化ジルコニウムが、摩擦材全体に対し０．５〜５．０体
積％の割合で配合されているので、後述の試験結果から
も明らかなように、十分に高いレベルの摩擦係数を確保
し、しかも、相手材の摩耗を最大限に少なくすることが
できる。即ち、相手材の摩耗を低いレベルに抑制する一
方、高い摩擦係数を確保することができる。

【００１３】なお、この理由は必ずしも明らかではない
が、試験結果から次のように推測される。つまり、酸化
ジルコニウムは粒子径が小さいほど、それによる相手材
の研磨が細かくなり、相手材攻撃性が低くなるが、その
大径側の粒度分布の幅が比較的広い場合は、比較的多く
含まれることになる大径の粒子によって相手材の研磨が
不均一となり、比較的粗く研磨される部分が生じてくる
のに対し、その粒度分布の幅が上記のように特に大径側
が小さい場合は、そのような大径の粒子も少なくなり、
その研磨がより均一に、滑らかになされる。そのため、
研磨性自体は同じであり、摩擦材の摩擦係数は実質的に
同じレベルに高められる一方、相手材の摩耗量が実質的
に少なくなるものと考えられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この摩擦材について、更に
詳細に説明する。

【００１５】上記のように、本発明の摩擦材において
は、アブレッシブ剤として、平均粒子径が０．７〜４．
０μｍであり、かつ、粒子径が平均粒子径の２倍を超え
る粒子を３５重量％以下の割合とした酸化ジルコニウム
を使用する。

【００１６】この酸化ジルコニウムの微粉末は、バッテ
リ石（バデライト）を湿式粉砕する方法によって製造す
ることができる。具体的には、バッテリ石を一旦砂粒状
に粉砕し、得られた粉砕物（バデライトサンド）を更に
ボールミルで湿式粉砕し、次いで乾燥する方法によって
製造することができる。そして、このような方法におい
て、その粉砕時間及びその他の製造条件を調整すること
によって、特に、その粉砕時間を長く採ることによっ
て、上記のような平均粒子径及び粒度分布を有する酸化
ジルコニウムを得ることができる。

【００１７】ここで、その酸化ジルコニウムの粒子径
は、相手材の摩耗を抑えるために、より小さいことが好
ましく、試験結果からも、上記のように平均粒子径で
４．０μｍより小さいことが好ましい。ただし、平均粒
子径が余り小さく、特に０．５μｍ未満ともなると、十
分な摩擦係数を比較的少ない配合割合で確保することが
困難となり、また一般に、平均粒子径を０．７μｍ未満
とすることは、製造上困難を伴ない、合せてコストの増
大を招く傾向にある。そのため、使用する酸化ジルコニ
ウムの平均粒子径は実用上０．７μｍを下限とする０．
７〜４．０μｍが好ましい。また、より好ましいその平
均粒子径は１．０〜４．０μｍである。なお、この平均
粒子径は、レーザー解析によって求められる粒度分布に
基づいて、大径側または小径側から累積した累積重量割
合が５０重量％となる粒子径である。

【００１８】また、この酸化ジルコニウムの粒度分布
は、相手材の摩耗をより抑えるために、特に大径側のそ
の範囲が狭いことが好ましく、平均粒子径の２倍を超え
る粒子径の粒子の分量が３５重量％以下であることが好
ましい。即ち、平均粒子径の２倍を超える粒子径を有す
る粒子が全体において占める割合が３５重量％以下であ
って、粒度分布の幅が大径側に狭い場合には、特に大径
側の粒子の大きさが揃っているため相手材の研磨が極め
て均一に、また滑らかに行われ、その結果、相手材の摩
耗をごく微量に抑えることができる。その一方、平均粒
子径の２倍を超える粒子が３５重量％より多いと、相手
材の研磨が若干不均一になり、相手材の摩耗の増大を十
分に抑制することが困難となる傾向がある。またこの場
合、平均粒子径が２．０〜４．０μｍであるときには、
その平均粒子径に２．０μｍを加えた粒子径を超える粒
子径の粒子の分量が３５重量％以下であることが、より
好ましい。更に、上記のように、粗大な粒子は相手材の
摩耗または損傷の原因となる可能性があるため、粒子径
が１０μｍ以上の粒子は、できるだけ含まれないことが
好ましい。

【００１９】なお、このような点からすれば、使用する
酸化ジルコニウムとして最も好ましく、また理想的であ
るのは、０．７〜４．０μｍの平均粒子径を有する酸化
ジルコニウムの微粉末において、その平均粒子径の２倍
を超える粒子径の粒子を分級して取除き、より好ましく
は更に、例えば、０．５μｍ未満の粒子径を同様に取除
いて、粒度分布を限られた範囲とすることである。しか
し、このように大径側（及び小径側）の特定の粒度の粒
子を取除くことは、その製造コストを増大させることに
なる。したがって、実際上においては、酸化ジルコニウ
ムとしては、上記の特定の平均粒子径と大径側の粒度分
布とを有するものであれば、それを使用することがで
き、また、実用上十分であることが確認されている。た
だし、粒子径が１０μｍ以上の粒子が比較的多く含まれ
る場合には、それを取除くことが好ましい。

【００２０】そして、この酸化ジルコニウムは、摩擦材
全体に対して０．５〜５．０体積％の割合で配合するこ
とができる。即ち、この配合が余り少なく、一般に０．
５体積％よりも少ないと、十分な摩擦係数を確保するこ
とが実用上困難となる。他方、この酸化ジルコニウムの
配合を多くするほど摩擦係数はより向上されるが、余り
多い配合は、相手材の摩耗を増大させる傾向がある。そ
のため、５．０体積％を限度として、それ以下の割合で
配合することが好ましい。

【００２１】なお、摩擦材に配合するアブレッシブ剤成
分としては、この酸化ジルコニウムに加えて、その他の
アブレッシブ剤、例えば、シリカ、アルミナ、珪酸ジル
コニウム等を適宜併用することもできる。しかし、相手
材の摩耗をより少なく抑える上では、アブレッシブ剤と
しては、上記の酸化ジルコニウムの単独の使用が好まし
く、また、それらのアブレッシブ剤を併用する場合に
は、それらは十分に粒子径の小さいものであることが好
ましい。

【００２２】摩擦材を形成するアブレッシブ剤以外の成
分、即ち、繊維基材、樹脂結合剤、及びその他の充填材
は、従来と同様である。

【００２３】繊維基材、即ち、摩擦材の骨格を形成する
繊維状の成分としては、アルミナ−シリカ系繊維、チタ
ン酸カリウム繊維またはウィスカ、ロックウール、スラ
グウール、カーボン繊維、或いはガラス繊維等の無機繊
維、スチール繊維、ステンレススチール、銅繊維、真鍮
繊維等の金属繊維、アラミド繊維、ノボロイド繊維、ナ
イロン繊維、レーヨン繊維等の有機繊維等を挙げること
ができる。そして、これらの繊維は単独でまたは適宜組
合わせて、摩擦材の具体的種類または用途に応じて使用
することができる。そして、ディスクブレーキパッドの
場合は、一般に、これらの無機繊維、金属繊維、有機繊
維が適切に組み合わせて使用される。

【００２４】ただし、アブレッシブ剤である酸化ジルコ
ニウムの使用からすれば、繊維基材は、スチール繊維を
含まない非スチール系であることが好ましい。そして、
その非スチール系の繊維基材は、例えば、主材としての
アラミド繊維、主に耐熱性と耐摩耗性とを確保するため
のチタン酸カリウム繊維またはウィスカ、摩擦材の熱伝
導性を適度に調整し耐フェード性を向上するための銅繊
維または真鍮繊維とからなるものとすることができる。
また、この混合物からなる非スチール系の繊維基材の場
合には、アルミナ−シリカ系等の研磨性セラミック繊維
を併用することが好ましく、それによって、耐熱性と共
にその研磨性によって摩擦係数を向上することができ
る。ただし、この研磨性セラミック繊維は、その研磨性
によって相手材攻撃性も有するため、十分に繊維径が小
さく、一般に１．０〜４．５μｍの平均繊維径であるこ
とが好ましい。

【００２５】また、この繊維基材及び充填材を結合保持
する樹脂結合剤としては、フェノール樹脂、メラミン樹
脂、エポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系
樹脂、或いはＳＢＲ等のゴム等を使用することができ
る。しかし、これらの中でも、フェノール樹脂またはそ
の各種変性物が、最も一般的に使用されているものであ
り、また耐熱性と結合強度が高い等の点で、好適に使用
することができる。

【００２６】更に、摩擦材の摩擦特性を調整し改善する
充填剤としては、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の体
質充填剤、グラファイト、二硫化モリブデン、三硫化ア
ンチモン等の固体潤滑剤、カシューダストまたはその他
の高分子粉末、主に熱伝導性を向上するための銅粉、亜
鉛粉、真鍮粉等の金属粉、或いはその他の摩擦調整のた
めの添加剤を使用することができる。

【００２７】そして、本発明にかかる摩擦材は、例え
ば、上記の繊維基材、樹脂結合剤、及びアブレッシブ剤
としての酸化ジルコニウムを含む充填剤を混合し、この
混合物を予備成形した後、加熱加圧成形する通常の熱成
形方法によって製造することができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を、実施例及び比較例により更
に具体的に説明する。

【００２９】図１は本発明の実施例の摩擦材の配合組成
（体積％）と評価試験結果を示す表図である。また、図
２は比較例の摩擦材の配合組成（体積％）と評価試験結
果を示す表図である。

【００３０】〔摩擦材（パッド）の作製〕図１に示す配
合組成（体積％）で、本発明の実施例１乃至実施例６の
摩擦材を作製した。また、これらの実施例との対比のた
めに、図２に示す配合組成（体積％）で、比較例１乃至
比較例５の摩擦材も合わせて作製した。なお、これらの
実施例及び比較例の摩擦材は、具体的には、自動車のデ
ィスクブレーキ用パッドとして具体化したものである。

【００３１】図１のように、これらの実施例及び比較例
の摩擦材（ディスクブレーキパッド）は、いずれも、繊
維基材と、この繊維基材を結合保持する樹脂結合剤と、
これらの繊維基材と樹脂結合剤とのマトリックス中に分
散して充填されるアブレッシブ剤等の充填剤とから形成
され、そのアブレッシブ剤として、酸化ジルコニウムを
含むものである。そして、これらの各実施例及び比較例
において、その酸化ジルコニウムの種類、及びその配合
割合が種々に変えられている。なお、ここでは、次の各
材料を使用した。

【００３２】摩擦材の骨格を形成する繊維状の成分であ
る繊維基材としては、主材としてのアラミド繊維と、主
に耐熱強度と耐摩耗性を確保するためのチタン酸カリウ
ムウィスカと、主に耐熱強度を確保すると共に摩擦係数
をより向上するためのセラミックウール（アルミナ−シ
リカ系繊維）と、主に熱伝導性を確保するための銅繊維
とを組合わせて使用した。そして、各実施例及び比較例
において、アラミド繊維１５体積％、チタン酸カリウム
ウィスカ１０体積％、セラミックウール５体積％、及び
銅繊維３体積％となるように配合した。したがって、こ
こでは、各摩擦材はスチール繊維を含まない非スチール
系摩擦材として形成されている。

【００３３】これらの繊維基材を結合保持する樹脂結合
剤としては、フェノール樹脂（ノボラック型）を使用
し、各実施例及び比較例において、１７体積％の割合で
配合した。

【００３４】また、充填剤としては、アブレッシブ剤と
しての酸化ジルコニウムの他に、摩擦係数を調整し、ま
た安定化するためのカシューダストと、耐摩耗性を向上
するための固体潤滑剤であるグラファイトと、摩擦材の
アルカリ性を保持し裏金の防錆性を高めるための消石灰
と、体質充填剤としての硫酸バリウムとを使用した。そ
して、各実施例及び比較例において、カシューダスト１
７体積％、グラファイト５体積％、消石灰３体積％の割
合で配合し、また硫酸バリウムの配合割合を酸化ジルコ
ニウムの配合割合に応じて変えて全体で１００体積％と
なるように調節した。つまり、各実施例及び比較例にお
いて、酸化ジルコニウム以外の成分とその配合割合は、
実質的に同じである。

【００３５】ここで、酸化ジルコニウムとしては、砂粒
状に粉砕したバッテリ石をボールミルで湿式粉砕し、次
いで乾燥して得たものを使用したが、ここでは、湿式粉
砕する際の粉砕時間及びその他の粉砕条件等を変えて、
平均粒子径及び粒度分布が異なる次の７種類の酸化ジル
コニウムＡ〜Ｇを用意した。

【００３６】酸化ジルコニウムＡは、粒度分布におい
て、粒子径が０から１．０μｍまでの分量（全体におい
て占める割合）が１０重量％、１．０μｍから２．０μ
ｍまでの分量が１５重量％、２．０μｍから４．０μｍ
までの分量が２５重量％、４．０μｍから６．０μｍま
での分量が３０重量％、そして、６．０μｍを超える分
量が残る２０重量％である。即ち、酸化ジルコニウムＡ
は、平均粒子径が、大径側と小径側の積算分量が共に５
０重量％となる４．０μｍであり、また、その平均粒子
径の１．５倍であり、またそれより２．０μｍだけ大き
い６．０μｍを超える粒子径を有する粒子の分量は２０
重量％である［平均粒子径：４．０μｍ，６．０μｍ
超：２０％］。

【００３７】酸化ジルコニウムＢは、粒度分布におい
て、粒子径が０から１．０μｍまでの分量が３０重量
％、１．０μｍから２．０μｍまでの分量が２０重量
％、２．０μｍから４．０μｍまでの分量が２５重量
％、４．０μｍを超える分量が２５重量％である。即
ち、酸化ジルコニウムＢは、平均粒子径が２．０μｍで
あり、また、その平均粒子径の２倍であり、またそれよ
り２．０μｍだけ大きい４．０μｍを超える粒子径を有
する粒子の分量は２５重量％である［平均粒子径：２．
０μｍ，４．０μｍ超：２５重量％］。

【００３８】酸化ジルコニウムＣは、上記の酸化ジルコ
ニウムＢと同様の粒度分布を有し、平均粒子径が２．０
μｍであるが、４．０μｍを超える粒子径を有する粒子
の分量がやや多く、３５重量％である［平均粒子径：
２．０μｍ，４．０μｍ超：２５重量％］。

【００３９】酸化ジルコニウムＤは、比較的小さな粒度
分布を有するものであり、粒子径が０から１．０μｍま
での分量が５０重量％、１．０μｍから２．０μｍまで
の分量が２５重量％、２．０μｍを超える分量が２５重
量％である。即ち、酸化ジルコニウムＤは、平均粒子径
が１．０μｍであり、また、その平均粒子径の２倍であ
る２．０μｍを超える粒子径を有する粒子の分量は２５
重量％である［平均粒子径：１．０μｍ，２．０μｍ
超：２５重量％］。

【００４０】酸化ジルコニウムＥは、上記の酸化ジルコ
ニウムＤよりも更に小さな粒度分布を有し、平均粒子径
が０．７μｍであり、また、その平均粒子径の２倍の
１．４μｍを超える粒子径の粒子の分量は２５重量％で
ある［平均粒子径：０．７μｍ，１．４μｍ超：２５重
量％］。

【００４１】酸化ジルコニウムＦは、酸化ジルコニウム
Ｂ，Ｃと同様の粒度分布を有し、その平均粒子径は２．
０μｍであるが、大径側の粒度分布が比較的広く、その
平均粒子径の２倍の４．０μｍを超える粒子径の粒子を
４０重量％の割合で含むものである［平均粒子径：２．
０μｍ，４．０μｍ超：４０重量％］。

【００４２】更に、酸化ジルコニウムＧは、全体的に大
径の粒度分布を有し、平均粒子径は６．０μｍであり、
また、その平均粒子径より２μｍだけ大きい８．０μｍ
を超える粒子径の粒子を４０重量％の割合で含んでいる
［平均粒子径：６．０μｍ，８．０μｍ超：４０重量
％］。

【００４３】そして、上記の酸化ジルコニウムＡを、実
施例１において０．５体積％、実施例２において１．０
体積％の割合でそれぞれ配合した。また、実施例３では
酸化ジルコニウムＢを３．０体積％、実施例４では酸化
ジルコニウムＣを３．０体積％配合し、実施例５では酸
化ジルコニウムＤを５．０体積％、そして実施例６では
酸化ジルコニウムＥを５．０体積％の割合で配合した。

【００４４】これらの実施例１乃至実施例６に対して、
比較例１では、実施例３と同じく酸化ジルコニウムＢを
使用し、その配合割合を少なくして０．３体積％とし
た。また、比較例２では、同じく酸化ジルコニウムＢを
使用し、その配合割合を多くして７．０体積％とした。
更に、比較例３及び比較例４では、平均粒子径は比較的
小さいが、粒度分布の幅が広い酸化ジルコニウムＦを使
用し、比較例３では３．０体積％、比較例４では１．０
体積％の割合でそれぞれ配合した。また、比較例５で
は、平均粒子径が比較的大きく、また粒度分布の幅も広
い酸化ジルコニウムＧを１．０体積％の割合で配合し
た。

【００４５】そして、これらの実施例及び比較例の摩擦
材（ディスクブレーキパッド）の作製は、通常の熱成形
による方法によって、具体的には次のように行った。即
ち、各種の酸化ジルコニウムを種々の割合で含む上記の
配合の摩擦材原料をブレンダで十分均一に混合し、次い
で、この粉状混合物を予備成形金型に投入し、常温下、
圧力２００kg／cm²で１分間加圧して、パッドの形状の
摩擦材の予備成形物を形成した。次いで、この摩擦材の
予備成形物を、予め表面にフェノール樹脂系接着剤を塗
布した裏金と共に熱成形金型にセットし、加圧圧力４０
０kg／cm²、温度１６０℃で１０分間熱成形した。そし
て、これを更に２５０℃で１２０分間熱処理して、裏金
と一体になった摩擦材、即ち、ディスクブレーキパッド
を得た。

【００４６】〔評価試験〕次に、作製したこれらの実施
例及び比較例の各摩擦材（ディスクブレーキパッド）に
ついて、それらの摩擦係数と相手材攻撃性に関する評価
試験を行った。

【００４７】摩擦係数については、ＪＡＳＯ−Ｃ４０６
−８２に準じて、擦り合わせ後の第２効力時（安定期）
の制動試験を行い、その時の摩擦係数を測定した。試験
条件は次の通りである。使用キャリパブレーキ型式：ＰＤ５１−１８Ｖイナーシャ：５．０kgｆ・ｍ・ｓ² 初速度：５０km／ｈ。

【００４８】また、相手材（厚さ１８mmのベンチレーテ
ッド型ディスクロータ）の攻撃性に関しては、ＪＡＳＯ
試験終了後のその相手材の摩耗量を測定した。

【００４９】測定した摩擦係数と、相手材の摩耗量（μ
ｍ）とを、図１及び図２に摩擦材の配合組成と合わせて
示す。

【００５０】〔試験結果〕図１のように、アブレッシブ
剤として、粒子径が小さいだけでなく、特にその大径側
の粒度分布の幅が狭い酸化ジルコニウムの微粉末、即
ち、平均粒子径がいずれも０．７〜４．０μｍの範囲に
あり、かつ、平均粒子径の２倍を超える粒子径の粒子の
分量がいずれも３５重量％以下である酸化ジルコニウム
Ａ〜Ｅを、摩擦材全体に対して０．５〜５．０体積％の
割合で使用した実施例１乃至実施例６の摩擦材において
は、いずれも良好なレベルの摩擦係数（０．３７以上）
が得られていると共に、相手材の摩耗量が比較的少なく
（１５μｍ以下）抑えられている、即ち、相手材攻撃性
が少ない。

【００５１】これに対して、図２のように、比較例１及
び比較例２は、アブレッシブ剤として、実施例３で使用
した酸化ジルコニウムＢ［平均粒子径：２．０μｍ，
４．０μｍ超：２５重量％］を用いたものであるが、そ
の配合割合が０．３体積％と少ない比較例１では、相手
材（ディスクロータ）の摩耗量は少ないが、摩擦係数が
十分でなく、他方、その配合割合が７．０重量％と多い
比較例２では、摩擦係数は増加し、十分なレベルに達し
ているが、その摩擦係数の増加以上に相手材への攻撃性
も増加し、摩擦係数の値の割に高い摩耗量となってい
る。

【００５２】また、比較例３，４は、実施例３，４で使
用した酸化ジルコニウムＢ，Ｃと同じ平均粒子径である
が、大径側の粒度分布が広く、平均粒子径の２倍を超え
る粒子径の粒子の分量が４０重量％である酸化ジルコニ
ウムＦ［平均粒子径：２．０μｍ，４．０μｍ超：４０
重量％］を用いたものであるが、これを実施例３，４と
同じ３．０体積％の割合で配合した比較例３では、得ら
れた摩擦係数は同じであるにもかかわらず、相手材の摩
耗量がかなり増加している。また、この酸化ジルコニウ
ムＦを１．０体積％の割合で配合した比較例４では、相
手材の摩耗量は減少してはいるが同時に摩擦係数も低下
しており、そして、その摩擦係数の低下の割合ほどに
は、摩耗量は減少されていない。更に、粒子径が全体的
に大きい酸化ジルコニウムＧ［平均粒子径：６．０μ
ｍ，８．０μｍ超：４０重量％］を用いた比較例５で
は、その配合割合が比較的少ない１．０体積％であるに
もかかわらず、比較的高い摩擦係数が得られている。し
かし、相手材の磨耗量は、摩擦係数の増加以上に累加的
に増大して、各実施例の約２倍以上となっている。

【００５３】そこで、この評価試験の結果からも、摩擦
係数を確保するためのアブレッシブ剤を含む摩擦材にお
いて、そのアブレッシブ剤として、０．７〜４．０μｍ
の平均粒子径を有し、かつ、その平均粒子径の２倍を超
える粒子径の粒子の分量が３５重量％以下である（より
好ましくは、更に、その平均粒子径に２．０μｍを加え
た粒子径を超える粒子の分量が３５重量％以下である）
微粉末状の酸化ジルコニウムを、摩擦材全体に対して
０．５〜５．０体積％の割合で配合することによって、
摩擦係数を良好なレベルに維持しつつ、相手材の摩耗量
をより少なく抑えることができることが分かる。

【００５４】ところで、本発明の摩擦材については、特
に、ディスクブレーキパッドを実施例として説明した
が、本発明を実施する場合には、これに限定されるもの
ではなく、ドラムブレーキのライニング、或いはクラッ
チフェーシング等のその他の摩擦材にも同様に適用する
ことができる。また、繊維基材等の種類と配合等につい
ても、この実施例に限定されることなく種々に変更する
ことができる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる摩擦材
は、繊維基材と、樹脂結合剤と、アブレッシブ剤等の充
填剤とを含む摩擦材であって、そのアブレッシブ剤とし
て、平均粒子径が０．７〜４．０μｍであり、かつ、粒
子径が平均粒子径の２倍を超える粒子を３５重量％以下
の割合で含む酸化ジルコニウムを、摩擦材全体に対し
０．５〜５．０体積％の割合で含むものである。

【００５６】したがって、この摩擦材によれば、充填剤
としてアブレッシブ剤を含み、またそのアブレッシブ剤
として、粒子径が十分小さく、平均粒子径が０．７〜
４．０μｍであって、かつ、大径側の粒度分布の幅が十
分に狭く、粒子径が平均粒子径の２倍を超える粒子を３
５重量％以下の割合で含む酸化ジルコニウムの微粉末
を、摩擦材全体に対し０．５〜５．０体積％の割合で配
合しているので、その硬質の酸化ジルコニウムの研磨
性、または研削性によって摩擦材の摩擦係数を高めるこ
とができ、しかも、相手材の摩耗を極めて少なく抑制す
ることができる。即ち、高い摩擦係数を確保することが
できると共に、相手材の摩耗を少なくすることができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例の摩擦材（ディスクブ
レーキパット）の配合組成（体積％）と評価試験結果を
示す表図である。

【図２】図２は比較例の摩擦材（ディスクブレーキパ
ット）の配合組成（体積％）と評価試験結果を示す表図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維基材と、樹脂結合剤と、アブレッシ
ブ剤等の充填剤とを含む摩擦材において、前記アブレッシブ剤として、平均粒子径が０．７〜４．
０μｍであり、かつ、粒子径が平均粒子径の２倍を超え
る粒子を３５重量％以下の割合で含む酸化ジルコニウム
を摩擦材全体に対し０．５〜５．０体積％の割合で含む
ことを特徴とする摩擦材。