WO2014157616A1 - 摩擦材 - Google Patents

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WO2014157616A1
WO2014157616A1 PCT/JP2014/059114 JP2014059114W WO2014157616A1 WO 2014157616 A1 WO2014157616 A1 WO 2014157616A1 JP 2014059114 W JP2014059114 W JP 2014059114W WO 2014157616 A1 WO2014157616 A1 WO 2014157616A1
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friction
friction material
fiber
mass
aluminum
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卓弥 高田
克司 関
幸廉 須貝
智巳 安野
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曙ブレーキ工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a friction material, and more particularly, to a friction material used for brake pads or brake linings, clutches and the like of automobiles, railway vehicles, industrial machines and the like.
  • Friction materials used for brakes such as disc brakes and drum brakes, or clutches, are made of a fiber base material that reinforces, a friction adjustment material that imparts friction and adjusts its friction performance, and these components. It is made of raw materials such as binding materials.
  • the role of brakes has become increasingly severe, and it is necessary to have a sufficiently high coefficient of friction (effectiveness). Further, since the temperature becomes high during braking from high speed, the friction state is different from that during braking at low temperature and low speed, and stable friction characteristics are required in which the change in the friction coefficient due to temperature change is small.
  • Patent Document 1 when the friction material contains copper fibers in a predetermined amount range, it is possible to improve the friction coefficient at a low temperature and to suppress a decrease in the friction coefficient at a high temperature and a high speed.
  • this mechanism when the friction material and the mating material (disk rotor) are rubbed, an adhesive film is generated on the surface of the mating material due to the spreadability of the metal contained in the friction material, and this film acts as a protective film at low temperatures. It is thought that it contributes greatly to stabilizing the friction coefficient at the high temperature and maintaining a high friction coefficient at high temperatures.
  • the metal powder contained in the disc rotor wear powder and the friction material of the brake pad bites into the friction material and agglomerates there to form a large metal mass and stay between the brake pad and the disc rotor.
  • the agglomerated metal mass may cause abnormal wear of the disk rotor (Patent Document 2).
  • the metal components contained in the friction material are mainly metal fibers such as steel fibers and copper fibers, and when these fibers are contained in a large amount, there is a risk of causing the above-described abnormal wear of the disk rotor.
  • Patent Document 3 discloses a method for suppressing elution of a copper component in a friction material.
  • Patent Document 4 discloses the effect of cutting the water film by adding silicon carbide as an inorganic binder to the friction material.
  • Patent Document 5 discloses a method of surface treatment with a silane-based water repellent material.
  • Patent Document 6 discloses a method of reducing the influence of water by chamfering the shape of a disc brake pad.
  • Patent Document 7 discloses a method for improving the friction characteristics generally by adding an Fe—Mo intermetallic compound and copper oxide.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-77341 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-218395 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-285558 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 3-576688 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-053945 Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-9931 Japan Special Table 2008-509232 Publication
  • the present invention provides a friction material containing steel fibers that are metal fibers and not containing a copper component, having a stable friction characteristic when wet with water, and having a low attack on the mating material. With the goal.
  • the present inventors use a combination of at least one of alumina, chromite, aluminum, and an Fe-Al intermetallic compound, and a steel fiber, so that the friction material including the binder, the friction modifier, and the fiber base material is copper.
  • the present inventors have found that the problem of a rapid change in the coefficient of friction when wetted with water and an increase in the attacking property of the counterpart material can be solved in a well-balanced manner, and the present invention has been completed.
  • “not including a copper component” means that none of copper fibers, copper powder, copper-containing alloys (brass, bronze, etc.) and compounds are blended as raw materials for friction materials. Say.
  • the Fe—Al intermetallic compound is at least one compound selected from the group consisting of Fe 3 Al, FeAl, FeAl 2 , Fe 2 Al 5 and FeAl 3.
  • the present invention by containing at least one of aluminum and an Fe-Al intermetallic compound, alumina, chromite, and steel fiber, stable friction at the time of water wetting even if it does not contain a copper component. It is possible to obtain a friction material having characteristics and a low attacking property against the counterpart material.
  • the friction material according to the present invention is a friction material that includes a binder, a friction modifier, and a fiber base material, and does not include a copper component, and includes at least one of aluminum and an Fe-Al intermetallic compound, alumina, chromite As well as steel fibers.
  • the friction material of the present invention preferably further contains a filler such as an organic filler or an inorganic filler, an abrasive, a metal other than a copper component, etc. as the friction modifier, and the steel as the fiber base material You may contain the organic fiber normally used, an inorganic fiber, etc. other than a fiber.
  • binders such as a thermosetting resin which integrates these components as needed.
  • “weight%” and “mass%” are synonymous.
  • Alumina and chromite are mainly used as an abrasive.
  • Alumina in the present invention refers to ⁇ -alumina ( ⁇ -Al 2 O 3 ) such as single crystal and polycrystalline corundum.
  • the particle diameter d50 of alumina is not particularly limited as long as it has a size usually used, but the secondary particle is preferably 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably 1.0 ⁇ m to 10 ⁇ m. If it is in such a range, the counterpart material is appropriately ground without excess or deficiency, so that the coefficient of friction during water wetting is stabilized, and a good counterpart material attack property can also be obtained.
  • the particle diameter d50 represents a numerical value of 50% particle diameter of the integrated distribution curve, that is, a particle diameter d50 which is 50% by weight percentage, and can be determined by a laser diffraction particle size distribution method. The details of the abrasive will be described later. The smaller the particle size, the milder the abrasive. The larger the abrasive, the stronger the abrasive.
  • the content of alumina varies depending on the particle size of alumina, but is generally preferably contained in the friction material in an amount of 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 8% by mass. If it is this range, the friction coefficient at the time of wetness will be stabilized by grinding an opposing material moderately, and favorable opposing material attack property will be obtained, without grinding an opposing material excessively.
  • the chromite in the present invention is FeCr 2 O 4 or a material in which part or all of Fe in FeCr 2 O 4 is replaced with Mg and / or part or all of Cr is replaced with Al or Fe 3+. Yes, and represents chromite such as (Fe, Mg) O. (Cr, Al) 2 O 3 .
  • the particle size d50 of chromite is not particularly limited as long as it has a size usually used, but is preferably 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably 1.0 ⁇ m to 20 ⁇ m. If it is this range, the friction coefficient at the time of wetness will be stabilized by grinding an opposing material moderately, and favorable opposing material attack property will be obtained, without grinding an opposing material excessively.
  • the content of chromite is determined depending on the particle size of chromite, but generally it is preferably contained in the friction material in an amount of 1 to 15% by mass, more preferably 2 to 10% by mass. If it is this range, the friction coefficient at the time of wetness will be stabilized by grinding an opposing material moderately, and favorable opposing material attack property will be obtained, without grinding an opposing material excessively.
  • aluminum is used as a fibrous substance or a particulate substance. Although it does not specifically limit to the shape of aluminum, From the point of the dispersibility in a raw material mixture, it is preferable that it is at least any one of an aluminum powder and an aluminum fiber.
  • the particle size d50 is not particularly limited as long as it is a size usually used, but 5 ⁇ m to 500 ⁇ m is preferable from the viewpoint of preventing excessive wear of the counterpart material and forming a coating on the friction surface. .
  • the shape is preferably a fiber diameter of 20 to 500 ⁇ m, a length of 0.1 to 5 mm, and an aspect ratio of 3 or more from the viewpoint of film formation and prevention of falling out of the raw material mixture.
  • the aluminum content is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass in the friction material, regardless of the shape such as powder or fiber.
  • the above range is preferable from the standpoint of reducing the attacking property of the counterpart material and stabilizing the frictional characteristics.
  • the friction material according to the present invention may contain an Fe—Al intermetallic compound instead of the aluminum or in combination with the aluminum.
  • Fe—Al intermetallic compounds are preferably used because an adhesive film can be formed on the surface of the counterpart material instead of the copper component.
  • an alloy having a melting point close to copper can be obtained, which is preferable.
  • Fe—Al intermetallic compounds include Fe 3 Al, FeAl, FeAl 2 , Fe 2 Al 5 , FeAl 3 and the like. Among them, since it is close to the melting point of copper and a good adhesion film can be formed on the counterpart material, it seems that 50:50 to 15:85 is effective as the mass ratio of Fe: Al. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the particle diameter d50 of the Fe—Al intermetallic compound is not particularly limited as long as it is a size usually used, but is preferably 1 ⁇ m to 500 ⁇ m, and more preferably 5 ⁇ m to 100 ⁇ m. Within such a range, the counterpart material attack is small and preferable.
  • the content of the Fe—Al intermetallic compound is preferably 0.5 to 7% by mass in the friction material, and more preferably 1 to 5% by mass.
  • the content of 0.5% by mass or more is preferable from the viewpoint of reducing the attack of the counterpart material, and the content of 7% by mass or less is preferable from the viewpoint of stable friction characteristics when wet.
  • the water wetting effect is improved in braking from a high speed, which is preferable from the viewpoint of reducing the attack of the counterpart material.
  • the total amount of aluminum and the Fe—Al intermetallic compound is preferably 1 to 10% by mass based on the friction material from the viewpoint of stable friction characteristics.
  • steel fibers are mainly used as metal fibers in the fiber substrate. By putting steel fibers in the friction material, braking from high speed is improved.
  • the shape of the steel fiber is preferably a fiber diameter of 50 to 200 ⁇ m, a length of 1 to 30 mm, and an aspect ratio of 3 or more from the viewpoint of both reducing the attack of the counterpart material and stabilizing the friction characteristics.
  • the content of the steel fiber is preferably 5 to 40% by mass in the friction material from the viewpoint of the compatibility between the counterpart material aggression and the friction coefficient (effectiveness), and more preferably 10 to 30% by mass.
  • the friction material according to the present invention includes at least one of the above-described aluminum and Fe—Al intermetallic compounds, alumina, chromite, and steel fiber, so that the friction coefficient when wet (water) It becomes a friction material that is excellent in wetting effect) and also excellent in attacking properties of the counterpart material.
  • the friction material according to the present invention preferably further uses magnesia (MgO) in combination. Since magnesia is a milder abrasive than alumina and chromite, it can make the friction material more aggressive to the mating material.
  • the particle size d50 of magnesia is not particularly limited as long as it is a size that is usually used, but 1 ⁇ m to 100 ⁇ m is more preferable from the viewpoint of moldability at the time of manufacturing the friction material and wear characteristics with respect to the counterpart material.
  • the content of magnesia is preferably 0.5 to 8% by mass in the friction material from the standpoint of attacking the counterpart material.
  • [Other friction modifiers] As the friction modifier used in addition to the above, commonly used organic fillers and inorganic fillers can be used.
  • the organic filler include various rubbers such as acrylonitrile butadiene rubber (NBR), styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), organic dust such as tire tread, rubber dust, cashew dust, and polytetrafluoroethylene. (PTFE).
  • the inorganic filler examples include metal powders such as tin and zinc, vermiculite, mica, calcium hydroxide, barium sulfate, calcium carbonate, natural graphite, flake graphite, elastic graphite, expanded graphite, graphite coke, tin sulfide, plate , Scale-like or powdery potassium titanate, lithium potassium titanate, magnesium potassium titanate and the like.
  • metal powders such as tin and zinc, vermiculite, mica, calcium hydroxide, barium sulfate, calcium carbonate, natural graphite, flake graphite, elastic graphite, expanded graphite, graphite coke, tin sulfide, plate , Scale-like or powdery potassium titanate, lithium potassium titanate, magnesium potassium titanate and the like.
  • the content of the organic filler is preferably 1 to 15% by mass in the friction material.
  • the content of the inorganic filler is preferably 1 to 70% by mass in the friction material.
  • the total amount of the filler is preferably 1 to 75% by mass in the friction material.
  • the friction material according to the present invention may include an abrasive other than the above-described alumina, chromite, and magnesia (hereinafter may be referred to as “other abrasive”).
  • other abrasive The smaller the particle size of the abrasive, the milder the abrasive, but if it is too small, it will no longer serve as an abrasive.
  • the larger the particle size the more the material is ground to improve the friction coefficient. It is necessary to adjust the particle size and content according to the type and shape of the abrasive and the Mohs hardness.
  • a grinding material having a Mohs hardness of 7 or more when used as the grinding material, a high friction coefficient required for braking at high speed and high load can be obtained.
  • the abrasive having a Mohs hardness of 7 or more include silica, silicon carbide, mullite, stabilized zirconia, zirconium silicate, and the like, and have a role of improving the friction coefficient by grinding the counterpart material.
  • These abrasives can be used alone or in combination of two or more.
  • Stabilized zirconia is prepared by, for example, adding a few percent of a stabilizer such as calcia (CaO), yttria (Y 2 O 3 ), or magnesia (MgO) to badelite, which is natural zirconia, and subjecting it to electrofusion / stabilization treatment. It is prepared by. By this treatment, monoclinic zirconia becomes cubic and does not cause a phase transition and is thermally stabilized.
  • a stabilizer such as calcia (CaO), yttria (Y 2 O 3 ), or magnesia (MgO)
  • the stabilization rate that is, the proportion of the cubic system in the zirconia crystal may be arbitrary because it does not affect the stabilization of the initial friction coefficient, but in the case of partially stabilized zirconia with a stabilization rate of less than 50%, It is known that the amount of wear of the disk rotor, which is a material, is remarkably increased. Since the amount of wear of the mating material increases depending on the hardness of the mating material, a stabilization rate of 50% or more is desirable. However, if the wear amount of the counterpart material is not so large, the stabilization rate may be less than 50%.
  • the addition amount of the stabilizer required in order to obtain 100% stabilized zirconia composed only of a cubic system in which the stabilizer is dissolved is, for example, as follows.
  • the addition amount here is an amount with respect to natural zirconia.
  • the abrasive having a Mohs hardness of 7 or more is preferably contained in an amount of 1 to 20% by mass, more preferably 3 to 10% by mass, based on the friction material. Within this range, it is possible to improve the coefficient of friction during high-speed and high-load braking and to reduce the opponent material aggression.
  • the abrasive having a Mohs hardness of 7 or more preferably has an average particle size of 3 to 20 ⁇ m. Within this range, it is possible to improve the coefficient of friction during high-speed and high-load braking and to reduce the opponent material aggression.
  • the average particle size is the d50 particle size measured by the laser diffraction particle size distribution method.
  • abrasive materials having a Mohs hardness of less than 7 are preferred from the viewpoint of the balance between the coefficient of friction (effectiveness) and the aggressiveness of the counterpart material.
  • abrasives having a Mohs hardness of less than 7 include triiron tetroxide, magnesia, and chromite.
  • the Mohs hardness of alumina is 7 or more, and the Mohs hardness of magnesia and chromite is less than 7.
  • the content of the whole abrasive including alumina, chromite, magnesia and other abrasives is usually 1 to 30% by mass, preferably 10 to 30% by mass in the friction material.
  • Examples of other fiber base materials contained in the friction material according to the present invention include organic fibers, inorganic fibers, and other metal fibers excluding steel fibers and aluminum fibers.
  • organic fiber, inorganic fiber examples include aromatic polyamide (aramid) fiber, cellulose fiber, and polyacrylic fiber. Of these, aramid fibers are preferable from the viewpoint of the matrix strength of the friction material.
  • the inorganic fiber examples include potassium titanate fiber, biosoluble inorganic fiber, glass fiber, carbon fiber, rock wool and the like.
  • metal fibers examples include zinc, tin, a tin alloy, and stainless steel.
  • the above other fiber base materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the whole fiber base material including steel fibers and aluminum fibers is usually 1 to 40% by mass, preferably 5 to 30% by mass in the friction material.
  • the friction material according to the present invention only needs to contain a commonly used binder.
  • the binder include thermosetting resins such as elastomer-modified phenol resins, phenol resins (including straight phenol resins and various modified phenol resins), melamine resins, epoxy resins, and polyimide resins.
  • Various modified phenol resins include hydrocarbon resin-modified phenol resins and epoxy-modified phenol resins.
  • the elastomer that modifies the phenol resin may be any one that imparts plasticity to the phenol resin, and examples thereof include crosslinked natural rubber and synthetic rubber.
  • the elastomer for modifying the phenol resin acrylic rubber, silicone rubber and the like are preferably used.
  • the elastomer-modified phenolic resins can be used alone or in combination of two or more.
  • the elastomer-modified phenol resin is preferably contained in the entire friction material in an amount of 5 to 20% by mass, and more preferably 5 to 15% by mass. If it is this range, even if there is no adhesion coating derived from a metal component, the friction coefficient at low temperature can be stabilized.
  • the binder is generally used in an amount of 5 to 20% by mass, preferably 5 to 15% by mass in the entire friction material.
  • the friction material of the present invention can be produced by blending the above components, pre-molding the blend according to a normal production method, and performing treatments such as thermoforming, heating, and polishing.
  • a brake pad provided with the friction material can be manufactured by the following steps (1) to (4).
  • (1) A step of forming a steel plate (pressure plate) into a predetermined shape by a sheet metal press.
  • (2) A step of applying a degreasing treatment, a chemical conversion treatment and a primer treatment to a steel sheet formed into a predetermined shape and applying an adhesive.
  • the pressure plate having undergone the steps (1) and (2) and the preform of the friction material are thermoformed at a predetermined temperature and pressure in the thermoforming step, and the two members are fixed together.
  • Process. (4) A process in which after-curing is performed, and finally finishing treatment such as polishing, surface baking, and painting is performed.
  • Examples 1 to 22 and Comparative Examples 1 to 4 The blending material of the friction material was uniformly mixed with a mixer according to the blending composition (mass%) shown in Table 1 to obtain a friction material mixture. Subsequently, the friction material mixture was preformed at room temperature and a pressure of 20 MPa for 10 seconds. The preformed product after molding was put into a thermoforming mold, a metal plate (pressure plate: P / P) previously coated with an adhesive was stacked, and heat compression molding was performed at a temperature of 150 ° C. and a molding surface pressure of 40 MPa for 5 minutes. .
  • the heat compression molded body was heat-treated at a temperature of 220 ° C. for 3 hours, and polished and coated to a predetermined thickness to obtain a friction pad containing the friction material according to Examples 1 to 22 and Comparative Examples 1 to 4. .
  • chromite having a composition of (Fe, Mg) O. (Cr, Al) 2 O 3 and a d50 particle size of 12 ⁇ m was used.
  • “ferroaluminum powder” represents this pulverized product.
  • Friction characteristics Evaluation of friction characteristics based on JASO C406 (general performance test) was performed. Friction characteristics are evaluated by using a full-size dynamometer to perform a second efficacy test under dry conditions (dry) and water wet conditions to determine the friction coefficient ⁇ , and water when the friction coefficient during drying is 100%. The rate of change of the coefficient of friction under the wetting condition was determined as the rate of change in braking. The test conditions were an initial braking speed of 100 km / h and a deceleration of 5.88 m / s 2 . In addition, the evaluation under the water-wetting condition is performed under watering conditions in which water spraying is started when the rotor temperature is cooled to 50 ° C.
  • the friction pad of Comparative Example 1 contains copper fibers, and the blending composition corresponds to the blending composition conventionally used as a friction material for NAO (Non-Asbestos Organic) material.
  • NAO Non-Asbestos Organic
  • the aggressiveness against the mating material of the friction pad is indicated by a circle of 15 ⁇ m or less. However, it is practically useful if it is less than 20 ⁇ m. Therefore, even if the opponent aggression in the table is ⁇ , it can be said that the performance is sufficiently practically usable.
  • the friction material containing no copper component contains aluminum, alumina and steel fibers, but if the chromite content is 0% by mass (excluding chromite), the rate of change in braking exceeds 20% and the attack on the other material is also good. The performance is much worse at 18 ⁇ m (Comparative Example 4). From the results of Examples 1 to 5, by containing chromite, the coefficient of friction during water wetting is stabilized, and by adjusting the content of chromite, a good counterpart material can be obtained without excessive grinding. It turns out that aggression is obtained.
  • alumina also contributes to stabilization of friction characteristics.
  • a friction material excellent in both the braking change rate and the counterpart material attack is obtained (Example 6). If not contained, the braking change rate exceeds 25%, and the friction characteristics become very unstable (Comparative Example 3).
  • Aluminum contained in the friction material according to the present invention is used from the viewpoint of preventing excessive wear of the counterpart material and forming a film on the friction surface, but the shape is not limited to a fiber shape, and the same is true even in a powder form. It was found that an effect was obtained (Example 14). It was also found that good results were obtained using an Fe—Al intermetallic compound instead of aluminum (Example 21). This is presumably because a good adhesion film can be formed on the counterpart material. Furthermore, by using aluminum and an Fe—Al intermetallic compound in combination, even when braking is performed at a high speed, which is a measurement condition, a more stable friction characteristic can be obtained and the counterpart material attack is also reduced (Example) 17-20).
  • the braking initial speed is reduced to 100 km / h by including at least one of aluminum and Fe-Al intermetallic compounds, alumina, chromite, and steel fibers. Even when braking under high temperature and high speed conditions such as a speed of 5.88 m / s 2 , the friction coefficient is stabilized by improving the water wetting effect, and a friction material with excellent attacking performance against the mating material can be obtained. I understood.
  • the friction material according to the present invention is a friction material having a low environmental load because it does not contain a copper component.
  • it contains at least one of aluminum and Fe-Al intermetallic compounds, alumina, chromite, and steel fibers, even though it does not contain copper components, so that it is equivalent to or better than conventional ones when wet.
  • the friction material has stable friction characteristics and low attacking property against the other material. Therefore, the friction material according to the present invention is particularly useful when applied to brake pads, brake linings, clutches, etc. used in automobiles, railway vehicles, industrial machines, etc., and its technical significance is extremely large. .

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Abstract

　本発明は銅成分を含有しない摩擦材であって、水濡れ時においても安定した摩擦特性を持ち、かつ相手材攻撃性が小さい摩擦材を提供することを課題とする。本発明は結合材、摩擦調整材及び繊維基材を含み、かつ銅成分を含まない摩擦材であって、アルミニウム及びＦｅ－Ａｌ金属間化合物の少なくともいずれか一方、アルミナ、クロマイト、並びにスチール繊維を含有する摩擦材に関する。

Description

摩擦材
　本発明は、摩擦材に関し、特に自動車、鉄道車両、産業機械等のブレーキパッドまたはブレーキライニング、クラッチ等に用いられる摩擦材に関する。
　ディスクブレーキやドラムブレーキなどのブレーキ、或いはクラッチなどに使用される摩擦材は、補強作用をする繊維基材、摩擦作用を与え且つその摩擦性能を調整する摩擦調整材、及び、これらの成分を一体化する結合材などの原材料からなっている。
　昨今の車両の高性能化、高速化に伴い、ブレーキの役割は益々過酷なものとなってきており、十分に高い摩擦係数（効き）を有することが必要である。さらに高速からの制動時には高温となることから、低温低速での制動時とは摩擦状態が異なり、温度変化による摩擦係数の変化が少ない、安定した摩擦特性が求められている。
　現在、一般的な摩擦材に金属繊維を適量含有することは、摩擦材の強度補強や摩擦係数の安定化、さらには高温における摩擦係数の維持や放熱効率の向上、耐摩耗性向上等に有効であることが知られている。この金属繊維の特性に着目し、スチール繊維を５～１０質量％、平均繊維長が２～３ｍｍの銅繊維を５～１０質量％、および粒径が５～７５μｍの亜鉛粉を２～５質量％、含有した摩擦材が特許文献１に開示されている。
　特許文献１によれば、摩擦材は銅繊維を所定量の範囲で含有すると、低温での摩擦係数の向上を図ることができ、高温高速時の摩擦係数の低下を抑制することができる。このメカニズムは摩擦材と相手材（ディスクロータ）との摩擦時に、摩擦材に含有された金属の展延性によって相手材表面に凝着被膜が生成し、この被膜が保護膜として作用することで低温での摩擦係数を安定化し、高温での高い摩擦係数を維持することに大きく寄与すると考えられる。
　しかしながら、ディスクロータの摩耗粉やブレーキパッドの摩擦材に含まれる金属成分が摩擦材に食い込み、そこで凝集して大きな金属塊となってブレーキパッドとディスクロータの間に留まってしまう場合がある。このように凝集した金属塊は、ディスクロータを異常摩耗させることがある（特許文献２）。
　現在、摩擦材に含まれる金属成分は主にスチール繊維や銅繊維といった金属繊維が多く、これらの繊維を多量に含有した場合、上述のディスクロータの異常摩耗を引き起こすおそれがある。
　また、摩擦材中に含まれる銅成分は、ブレーキ制動により摩耗粉として放出されることから、自然環境への影響が指摘されている。そこで特許文献３では、摩擦材中の銅成分の溶出を抑制する方法が開示されている。
　一方、一般に摩擦材においては、水が介在すると摩擦材表面で液体潤滑の作用が働き、摩擦係数が低下し、ブレーキの効きも低下することが知られている。従来の銅成分を含んだ摩擦材であっても、水濡れ時は摩擦面により多くの水分を吸着するため、一制動中の摩擦係数の変化が大きくなることがある。
　そこで、特許文献４には、摩擦材に無機結合材として炭化ケイ素を加えることにより、水膜を切る効果が開示されている。特許文献５にはシラン系の撥水性物質で表面処理する方法が開示されている。また、特許文献６にはディスクブレーキパッドの形状を面取りすることで、水の影響を緩和する方法が開示されている。さらに特許文献７には、Ｆｅ－Ｍｏ金属間化合物及び酸化銅を添加することにより、摩擦特性を全般的に向上させる方法が開示されている。
日本国特開２０１０－７７３４１号公報 日本国特開２００７－２１８３９５号公報 日本国特開２０１０－２８５５５８号公報 日本国特開平３－５７７６８８号公報 日本国特開２０００－０５３９４５号公報 日本国特開平１０－９３１１号公報 日本国特表２００８－５０９２３２号公報
　上述のように、相手材（ディスクロータ）の異常摩耗量の低減および環境低負荷を目的として、銅成分を含まない摩擦材や銅成分の溶出を抑制した摩擦材等が種々検討されている。しかしながら、銅成分を含まない摩擦材では、銅成分による凝着被膜が形成されないことから、水濡れ時の摩擦係数の変化は、銅成分を含む摩擦材と比べてより大きくなり、安定した摩擦係数が得られなくなるおそれがある。そのため、水濡れ時において、従来の銅成分を含む摩擦材と同等の摩擦特性を得ることが難しく、摩擦材の性能について改善の余地があった。
　したがって、本発明は金属繊維であるスチール繊維を含み、かつ銅成分を含まない摩擦材であって、水濡れ時における安定した摩擦特性を持ち、かつ相手材攻撃性が小さい摩擦材を提供することを目的とする。
　本発明者らは、アルミナ、クロマイト、アルミニウム及びＦｅ－Ａｌ金属間化合物の少なくともいずれか一方、並びにスチール繊維を組み合わせて用いることで、結合材、摩擦調整材及び繊維基材を含む摩擦材が銅成分を含有しない場合に生じる、水濡れ時の摩擦係数の急激な変化や、相手材攻撃性の増大という課題をバランスよく解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
　なお本願明細書で、「銅成分を含まない」とは、銅繊維、銅粉、並びに銅を含んだ合金（真鍮又は青銅等）及び化合物のいずれも、摩擦材の原材料として配合していないことを言う。
　すなわち本発明は、上記課題を解決するものであり、下記の構成からなるものである。
（１）結合材、摩擦調整材及び繊維基材を含み、かつ銅成分を含まない摩擦材であって、アルミニウム及びＦｅ－Ａｌ金属間化合物の少なくともいずれか一方、アルミナ、クロマイト、並びにスチール繊維を含有する摩擦材。
（２）前記アルミニウムが、アルミニウム繊維及びアルミニウム粉の少なくともいずれか一方である、前記（１）に記載の摩擦材。
（３）前記Ｆｅ－Ａｌ金属間化合物が、Ｆｅ３Ａｌ、ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌ２、Ｆｅ２Ａｌ５及びＦｅＡｌ３からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物である、前記（１）又は（２）に記載の摩擦材。
（４）前記スチール繊維の含有量が１０～３０質量％である、前記（１）～（３）のいずれか１に記載の摩擦材。
　本発明によれば、アルミニウム及びＦｅ－Ａｌ金属間化合物の少なくともいずれか一方、アルミナ、クロマイト、並びにスチール繊維を含有することにより、銅成分を含んでいなくても、水濡れ時において安定した摩擦特性を持ち、かつ、相手材攻撃性が小さい摩擦材を得ることができる。
　本願発明に係る摩擦材は、結合材、摩擦調整材及び繊維基材を含み、かつ銅成分を含まない摩擦材であって、アルミニウム及びＦｅ－Ａｌ金属間化合物の少なくともいずれか一方、アルミナ、クロマイト、並びにスチール繊維を含有することを特徴とする。
　また、本発明の摩擦材は、さらに前記摩擦調整材として有機充填材や無機充填材などの充填材、研削材、銅成分以外の金属等を含有することが好ましく、繊維基材としては前記スチール繊維の他に通常用いられる有機繊維や無機繊維などを含有してもよい。また、必要に応じてこれらの成分を一体化する熱硬化性樹脂などの結合材を含有することが好ましい。
　ここで、“重量％”と“質量％”とは同義である。
（アルミナ、クロマイト）
　本発明において、アルミナ及びクロマイトは主に研削材として用いられる。
　本発明におけるアルミナとは、単結晶、多結晶コランダムなどのα－アルミナ（α－Ａｌ２Ｏ３）のことを表す。
　アルミナの粒径ｄ５０は通常用いられる大きさのものであれば特に制限されないが、二次粒子として０．５μｍ～５０μｍが好ましく、１．０μｍ～１０μｍがより好ましい。かかる範囲であれば相手材を過不足なく適度に研削することから、水濡れ時の摩擦係数が安定化し、良好な相手材攻撃性も得ることができる。
　本明細書における粒径ｄ５０とは積算分布曲線の５０％粒径の数値、すなわち重量百分率で５０％となる粒子径ｄ５０のことを表し、レーザー回折粒度分布法により求めることができる。なお、研削材の詳細については後で詳述するが、粒径が小さい方がマイルドな研削材となり、大きいほど強力な研削材となる。
　アルミナの含有量は、アルミナの粒径によって異なるが、一般的には摩擦材中０．５～１０質量％含まれることが好ましく、１～８質量％がより好ましい。かかる範囲であれば、相手材を適度に研削することにより水濡れ時の摩擦係数が安定し、また、相手材を過剰に研削することなく、良好な相手材攻撃性が得られる。
　本発明におけるクロマイトとはＦｅＣｒ２Ｏ４や、ＦｅＣｒ２Ｏ４におけるＦｅの一部又は全部をＭｇに置換されたもの及び／又はＣｒの一部又は全部をＡｌやＦｅ３＋に置換されたものであり、（Ｆｅ，Ｍｇ）Ｏ・（Ｃｒ，Ａｌ）２Ｏ３などのクロム鉄鉱を表す。
　クロマイトの粒径ｄ５０は通常用いられる大きさのものであれば特に制限されないが、０．５μｍ～５０μｍが好ましく、１．０μｍ～２０μｍがより好ましい。かかる範囲であれば、相手材を適度に研削することにより水濡れ時の摩擦係数が安定し、また、相手材を過剰に研削することなく、良好な相手材攻撃性が得られる。
　クロマイトの含有量は、クロマイトの粒径に依存して決定されるが、一般的には摩擦材中１～１５質量％含まれることが好ましく、２～１０質量％がより好ましい。かかる範囲であれば、相手材を適度に研削することにより水濡れ時の摩擦係数が安定し、また、相手材を過剰に研削することなく、良好な相手材攻撃性が得られる。
（アルミニウム、Ｆｅ－Ａｌ金属間化合物）
　本発明においてアルミニウムは繊維状物質あるいは粒子状物質として用いられる。
　アルミニウムの形状には特に限定されないが、原材料混合物中での分散性の点からアルミニウム粉及びアルミニウム繊維の少なくともいずれか一方であることが好ましい。
　アルミニウムがアルミニウム粉である場合、粒径ｄ５０は通常用いられる大きさのものであれば特に制限されないが、５μｍ～５００μｍが相手材の過剰な摩耗防止および摩擦面上への被膜形成の点から好ましい。
　アルミニウム繊維の場合、形状は繊維径２０～５００μｍ、長さ０．１～５ｍｍ、アスペクト比３以上が被膜形成および原材料混合物中からの脱落防止の点から好ましい。
　アルミニウムの含有量は粉状、繊維状等の形状によらず、摩擦材中０．１～１０質量％が好ましく、０．５～５質量％がより好ましい。上記範囲であることにより相手材攻撃性の低減および摩擦特性の安定化の点から好ましい。
　本発明に係る摩擦材は、前記アルミニウムに代えて、又は前記アルミニウムと併用して、Ｆｅ－Ａｌ金属間化合物を含むことができる。
　Ｆｅ－Ａｌ金属間化合物は、銅成分に代えて、相手材表面に凝着被膜を形成することができることから好ましく用いられる。Ｆｅ－Ａｌ金属間化合物を適切に選択、組み合わせることで銅に近い融点の合金として得ることができ、好ましい。
　Ｆｅ－Ａｌ金属間化合物としては、Ｆｅ３Ａｌ、ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌ２、Ｆｅ２Ａｌ５、ＦｅＡｌ３等が挙げられる。中でも、銅の融点に近く、相手材に良好な凝着被膜を形成できることから、Ｆｅ：Ａｌの質量比で５０：５０～１５：８５が有効と思われる。これらは単独で用いても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
　Ｆｅ－Ａｌ金属間化合物の粒径ｄ５０は通常用いられる大きさのものであれば特に制限されないが、１μｍ～５００μｍが好ましく、５μｍ～１００μｍがより好ましい。かかる範囲であれば、相手材攻撃性が小さく好ましい。
　Ｆｅ－Ａｌ金属間化合物の含有量は、摩擦材中０．５～７質量％が好ましく、１～５質量％がより好ましい。０．５質量％以上であることにより相手材攻撃性低減の点から好ましく、７質量％以下であることにより水濡れ時における安定した摩擦特性の点から好ましい。
　また、アルミニウムとＦｅ－Ａｌ金属間化合物を併用した場合には、高速からの制動において水濡れ効力が向上し、相手材攻撃性の低減の点から好ましい。これらを併用する場合のアルミニウムとＦｅ－Ａｌ金属間化合物の総量は、摩擦材に対して１～１０質量％が安定した摩擦特性の点から好ましい。
（スチール繊維）
　本発明において、スチール繊維は主に繊維基材中の金属繊維として用いられる。摩擦材中にスチール繊維を入れることによって、高速からの制動が良好となる。
　スチール繊維の形状は繊維径５０～２００μｍ、長さ１～３０ｍｍ、アスペクト比３以上が相手材攻撃性低減と摩擦特性安定化の両立の点から好ましい。
　スチール繊維の含有量は、摩擦材中５～４０質量％であることが相手材攻撃性と摩擦係数（効き）の両立の点から好ましく、１０～３０質量％がより好ましい。
　以上より、本発明に係る摩擦材は、上述したアルミニウム及びＦｅ－Ａｌ金属間化合物の少なくともいずれか一方、アルミナ、クロマイト、並びにスチール繊維を含むことにより、水濡れ時の摩擦係数の安定性（水濡れ効力）に優れ、また、相手材攻撃性にも優れた摩擦材となる。
　これらを組み合わせて用いることで従来の摩擦材に含有されていた銅の展延性に期待していた凝着被膜の形成の代替効果があるものと考えられる。
　本発明に係る摩擦材は、さらにマグネシア（ＭｇＯ）を併用することが好ましい。マグネシアはアルミナやクロマイトと比べてマイルドな研削材であることから、摩擦材の相手材攻撃性をより良好なものとすることができる。
　マグネシアの粒径ｄ５０は通常用いられる大きさのものであれば特に制限されないが、１μｍ～１００μｍが摩擦材製造時の成形性および相手材に対する摩耗特性の点からより好ましい。
　マグネシアの含有量は、摩擦材中０．５～８質量％であることが相手材攻撃性の点から好ましい。
［その他の摩擦調整材］
（充填材）
　上記の他に用いられる摩擦調整材として、通常用いられる有機充填材や無機充填材を利用することができる。
　有機充填材としては、例えば、アクリルニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等からなる各種ゴムやタイヤトレッド、ゴムダスト、カシューダストなどの有機物ダスト、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられる。
　無機充填材としては、例えば、錫、亜鉛等の金属粉、バーミキュライト、マイカ、水酸化カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、天然黒鉛、鱗片状黒鉛、弾性黒鉛、膨張黒鉛、黒鉛コークス、硫化スズ、板状、鱗片状または粉状のチタン酸カリウム、チタン酸リチウムカリウム、チタン酸マグネシウムカリウム等を挙げることができる。
　有機充填材の含有量は、摩擦材中１～１５質量％であることが好ましい。無機充填材の含有量は、摩擦材中１～７０質量％であることが好ましい。
　また、充填材の総量としては、摩擦材中１～７５質量％であることが好ましい。
（研削材）
　本発明に係る摩擦材は、上述したアルミナ、クロマイト及びマグネシア以外の研削材（以下、「その他研削材」と称することがある。）を含んでいてもよい。
　研削材の粒径は小さいほどマイルドな研削材となるが、小さすぎると研削材としての役目を果たさなくなる。一方、粒径が大きいほど相手材を研削して摩擦係数を向上させるが、大きすぎると相手材を過剰に研削する。研削材の種類や形状、モース硬度に応じて、粒径や含有量を調整することが必要である。
　その他研削材としてモース硬度が７以上の研削材を用いると、高速・高負荷での制動で要求される高い摩擦係数を得られる。
　モース硬度が７以上である研削材は例えば、シリカ、シリコンカーバイド、ムライト、安定化ジルコニア、珪酸ジルコニウム等が挙げられ、相手材を研削し摩擦係数を向上させる役割がある。
　この中でも、安定化ジルコニア及び珪酸ジルコニウムの少なくとも一方を研削材として用いることが高速・高負荷での制動で要求される高い摩擦係数を得られる点から好ましく、安定化ジルコニアおよび珪酸ジルコニウムの少なくともいずれか一方を用いることがより好ましい。これら研削材は単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。
　特に、高速・高負荷での制動で要求される高い摩擦係数を得るために、熱的に安定な立方晶系の安定化ジルコニアを含有することが好ましい。
　安定化ジルコニアの調製は、例えば天然ジルコニアであるバッデライトをカルシア（ＣａＯ）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、またはマグネシア（ＭｇＯ）などの安定化剤を数％添加して電融・安定化処理することにより調製される。この処理により、単斜晶系のジルコニアは立方晶系となって相転移を起こさなくなり、熱的に安定化される。
　その安定化率、即ち、ジルコニア結晶中の立方晶系の割合は、初期の摩擦係数の安定化に影響しないので任意でよいが、安定化率５０％未満の部分安定化ジルコニアの場合は、相手材であるディスクロータの摩耗量が著しく増加することが知られており、相手材の硬度によっては相手材の摩耗量が大きくなることから、安定化率は５０％以上のものが望ましい。しかし、相手材の摩耗量があまり大きくならない場合は、安定化率５０％未満でも差し支えない。
　なお、安定化剤が固溶した立方晶系のみで構成される１００％安定化ジルコニアを得るために必要な安定化剤の添加量は、例えば、次のとおりである。ここでの添加量は天然ジルコニアに対する量である。
カルシア（ＣａＯ）：４～８質量％
イットリア（Ｙ２Ｏ３）：６～１０質量％
マグネシア（ＭｇＯ）：４～８質量％
　本発明ではモース硬度７以上の研削材を、摩擦材に対して１～２０質量％含有することが好ましく、３～１０質量％が更に好ましい。この範囲であれば高速・高負荷の制動時での摩擦係数を向上させ相手材攻撃性を小さくすることができる。
　本発明ではモース硬度７以上の研削材は平均粒径が３～２０μｍが好ましい。この範囲であれば高速・高負荷の制動時での摩擦係数を向上させ相手材攻撃性を小さくすることができる。なお、本発明において平均粒径はレーザー回折粒度分布法により測定したｄ５０粒径の値を用いた。
　その他研削材としてモース硬度が７未満の研削材を用いると、摩擦係数（効き）と相手材攻撃性のバランスの点から好ましい。モース硬度７未満のその他研削材としては、四三酸化鉄、マグネシア、クロマイト等を挙げることができる。
　なお、アルミナのモース硬度は７以上であり、マグネシア及びクロマイトのモース硬度は７未満である。
　本発明において、アルミナ、クロマイト、マグネシア及びその他研削材を含む研削材全体の含有量は、摩擦材中通常１～３０質量％であり、好ましくは１０～３０質量％である。
［その他の繊維基材］
　本発明に係る摩擦材に含まれるその他の繊維基材として、有機繊維、無機繊維及びスチール繊維とアルミニウム繊維とを除いたその他金属繊維が挙げられる。
（有機繊維、無機繊維）
　有機繊維としては、芳香族ポリアミド（アラミド）繊維、セルロース繊維、ポリアクリル系繊維等が挙げられる。中でもアラミド繊維が摩擦材のマトリクス強度の点から好ましい。
　無機繊維としては、チタン酸カリウム繊維、生体溶解性無機繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ロックウール等が挙げられる。
（その他金属繊維）
　その他金属繊維としては、亜鉛、錫および錫合金、ステンレス等が挙げられる。
　上記その他の繊維基材は単独でも２種以上組み合わせて用いてもよい。また、スチール繊維及びアルミニウム繊維も含む、繊維基材全体の含有量は、摩擦材中通常１～４０質量％であり、好ましくは５～３０質量％である。
［結合材］
　本発明に係る摩擦材には、通常用いられる結合材が含まれていればよい。
　結合材としては、エラストマー変性フェノール樹脂、フェノール樹脂（ストレートフェノール樹脂、各種変性フェノール樹脂を含む）、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。なお、各種変性フェノール樹脂には炭化水素樹脂変性フェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂等が挙げられる。
　エラストマー変性フェノール樹脂において、フェノール樹脂を変性させるエラストマーはフェノール樹脂に可塑性を与えるものであればよく、架橋した天然ゴムや合成ゴムが例示される。
　フェノール樹脂を変性させるエラストマーとしては、アクリルゴム、シリコーンゴム等が好ましく用いられる。エラストマー変性フェノール樹脂は単独で、または２種以上組み合わせて用いることができる。
　エラストマー変性フェノール樹脂は摩擦材全体中に５～２０質量％含有することが好ましく、５～１５質量％含有することが更に好ましい。この範囲であれば、金属成分由来の凝着被膜が無くても、低温での摩擦係数の安定化を図ることができる。
　なお、本発明において、結合材は摩擦材全体中、通常は５～２０質量％、好ましくは５～１５質量％用いられる。
［摩擦材の製造方法］
　本発明の摩擦材を製造するには、上記各成分を配合し、その配合物を通常の製法に従って予備成形し、熱成形、加熱、研摩等の処理を施すことにより製造することができる。
　上記摩擦材を備えたブレーキパッドは、以下の工程（１）～（４）により製造することができる。
（１）鋼板（プレッシャプレート）を板金プレスにより所定の形状に成形する工程。
（２）所定の形状に成形された鋼板に脱脂処理、化成処理及びプライマー処理を施し、接着剤を塗布する工程。
（３）上記（１）および（２）の工程を経たプレッシャプレートと、上記摩擦材の予備成形体とを、熱成形工程において所定の温度及び圧力で熱成形して両部材を一体に固着する工程。
（４）その後アフタキュアを行い、最終的に研摩や表面焼き、塗装等の仕上げ処理を施す工程。
　以下、実施例により本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
＜実施例１～２２および比較例１～４＞
　摩擦材の配合材料を表１に示す配合組成（質量％）に従って混合機にて均一に混合し、摩擦材混合物を得た。続いて摩擦材混合物を常温、圧力２０ＭＰａで１０秒間予備成形した。成形後の予備成形品を熱成形型に投入し、予め接着剤を塗布した金属板（プレッシャープレート：Ｐ／Ｐ）を重ね、温度１５０℃、成形面圧４０ＭＰａで５分間加熱圧縮成形を行った。この加熱圧縮成形体に対し、温度２２０℃で３時間熱処理し、所定の厚みに研摩・塗装することで、実施例１～２２及び比較例１～４に係る摩擦材を含む摩擦パッドを得た。
　実施例及び比較例では、クロマイトとして、組成が（Ｆｅ，Ｍｇ）Ｏ・（Ｃｒ，Ａｌ）２Ｏ３、ｄ５０粒径が１２μｍのものを用いた。
　Ｆｅ－Ａｌ金属間化合物としてはＦｅ３Ａｌ、ＦｅＡｌ２、Ｆｅ２Ａｌ５の３つの化合物の混合物でありＦｅ：Ａｌ＝５０：５０（質量比）である粉砕品を用い、そのｄ５０粒径は４０μｍであった。なお、表１中「フェロアルミ粉」は、この粉砕品のことを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　得られた摩擦パッドの評価方法を以下に示す。
（１）摩擦特性
　ＪＡＳＯ　Ｃ４０６（一般性能試験）に準拠した摩擦特性評価を実施した。摩擦特性の評価はフルサイズダイナモメーターを用いてドライ条件（乾燥時）と水濡れ条件で第二効力試験をそれぞれ行って摩擦係数μを求め、乾燥時における摩擦係数を１００％とした場合の水濡れ条件における摩擦係数の変動率を制動変化率として求めた。試験条件は、制動初速度１００ｋｍ／ｈ、減速度５．８８ｍ／ｓ２で行った。
　なお、水濡れ条件での評価は、乾燥状態での摺り合わせ後、ロータ温度が５０℃まで冷却された時点で散水開始し、２Ｌ／ｍｉｎの水量で試験終了まで連続散水する水掛け条件下で行った。
　一般に摩擦係数μは、より高い方が好まれる傾向が認められ、第二効力試験においては、摩擦係数μが高いほど好ましいが、相手材攻撃性とのバランスを考慮し、適宜、所望の摩擦係数となるように調整する。
（２）相手材攻撃性
　ＪＡＳＯ　Ｃ４０６：２０００（フルサイズダイナモメータ試験法）に準拠した摩擦特性評価を実施した後の、ディスクロータ（相手材）の摩耗量を評価した。なお、ディスクロータにはＦＣ２００相当を用いた。
　上記（１）及び（２）の評価結果を表２及び表３に示す。
　表中、水濡れ効力（制動変化）の評価において、制動変化率が１０％未満のものを○、１０％以上２０％未満のものを△、２０％以上のものを×で表している。
　相手材攻撃性については、相手材のロータ摩耗量が１５μｍ以下のものを○、１５μｍより大きく２０μｍ未満のものを△、２０μｍ以上のものを×で表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　比較例１の摩擦パッドは銅繊維を含有しており、配合組成はＮＡＯ（Ｎｏｎ－Ａｓｂｅｓｔｏｓ　Ｏｒｇａｎｉｃ）材の摩擦材として従来一般的に用いられる配合組成に相当するものである。
　なお、摩擦パッドの相手材攻撃性は表中では１５μｍ以下を○としたが、実用上は２０μｍ未満であれば有用であると言える。そのため、表中の相手攻撃性が△であっても十分に実用上利用可能な性能を有していると言える。
　これに対し、従来の摩擦パッドに含まれる摩擦材から銅成分を排除すると、比較例２に示すように、水濡れ条件と乾燥条件における摩擦係数の差（制動変化率）が大きくなり、摩擦特性が不安定になっていることが分かる。また、銅繊維の代わりにスチール繊維の含有量を増やして金属繊維の量を一定にしようとすると、相手材の摩耗量が非常に大きくなり、相手材攻撃性が増大してしまう。
　しかしながら、銅成分を含まなくても、本願発明の構成にすることにより、制動変化率が小さく摩擦特性が安定化し、かつ相手材攻撃性にも優れた摩擦材が得られ、従来と同等またはそれ以上の性能を示すことが分かった（実施例１～２２）。
　銅成分を含まない摩擦材において、アルミニウム、アルミナ及びスチール繊維を含むものの、クロマイト含有量を０質量％（クロマイトを含まない）とすると、制動変化率は２０％を超え、さらに相手材攻撃性も１８μｍと、性能は格段に悪くなる（比較例４）。
　実施例１～５の結果より、クロマイトを含有することで水濡れ時の摩擦係数が安定化し、さらにクロマイトの含有量を調整することにより、相手材を過剰に研削することなく、良好な相手材攻撃性が得られることが分かる。
　本発明に係る摩擦材は、アルミナも摩擦特性の安定化に寄与する。
　ｄ５０粒径が５μｍのアルミナをわずか０．５質量％でも含有していると、制動変化率及び相手材攻撃性に共に優れた摩擦材が得られるのに対して（実施例６）、アルミナを含有しないと制動変化率が２５％を超え、摩擦特性が非常に不安定になる（比較例３）。
　本発明に係る摩擦材に含まれるアルミニウムは相手材の過剰な摩耗防止及び摩擦面上への被膜形成の点から用いられるが、その形状は繊維状に限らず、粉末状であっても同様の効果が得られることが分かった（実施例１４）。またアルミニウムに代えてＦｅ－Ａｌ金属間化合物を用いて良好な結果が得られることが分かった（実施例２１）。これは、相手材に良好な凝着被膜を形成できるためであると考えられる。
　またさらに、アルミニウムとＦｅ－Ａｌ金属間化合物とを併用することによって、測定条件である高速からの制動であっても、より安定した摩擦特性が得られ、相手材攻撃性も低減する（実施例１７～２０）。
　以上より、銅成分を含まない摩擦材であっても、アルミニウム及びＦｅ－Ａｌ金属間化合物の少なくともいずれか一方、アルミナ、クロマイト、並びにスチール繊維を含有することにより、制動初速度１００ｋｍ／ｈ、減速度５．８８ｍ／ｓ２といった高温高速の条件での制動時であっても、水濡れ効力が向上することで摩擦係数が安定化し、相手材攻撃性にも優れた摩擦材が得られることが分かった。
　本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は２０１３年３月２９日出願の日本特許出願(特願２０１３－０７３５００)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明に係る摩擦材は、銅成分を含まないことから環境低負荷な摩擦材である。また、銅成分を含まないにも関わらず、アルミニウム及びＦｅ－Ａｌ金属間化合物の少なくともいずれか一方、アルミナ、クロマイト、並びにスチール繊維を含有することにより、従来と同等かそれ以上の、水濡れ時における安定した摩擦特性および低い相手材攻撃性を有する摩擦材となる。したがって、本発明に係る摩擦材は、自動車、鉄道車両、産業機械等に使用されるブレーキパッドやブレーキライニング、クラッチ等へ適用することは特に有用であり、その技術的意義は極めて大きなものである。

Claims (4)

  1. 　結合材、摩擦調整材及び繊維基材を含み、かつ銅成分を含まない摩擦材であって、
    　アルミニウム及びＦｅ－Ａｌ金属間化合物の少なくともいずれか一方、アルミナ、クロマイト、並びにスチール繊維を含有する摩擦材。
  2. 　前記アルミニウムが、アルミニウム繊維及びアルミニウム粉の少なくともいずれか一方である、請求項１に記載の摩擦材。
  3. 　前記Ｆｅ－Ａｌ金属間化合物が、Ｆｅ３Ａｌ、ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌ２、Ｆｅ２Ａｌ５及びＦｅＡｌ３からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物である、請求項１又は２に記載の摩擦材。
  4. 　前記スチール繊維の含有量が１０～３０質量％である、請求項１～３のいずれか１項に記載の摩擦材。
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