(57)【要約】      （修正有）【課題】銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、摩擦係数が高く安定し、耐摩耗性が優れ、相手材攻撃性が低く、耐フェード性が優れている、摩擦材組成物を提供する。【解決手段】摩擦材組成物であって、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度６以上の無機化合物粒とが結合した多孔質複合物と、層状結晶構造のチタン酸塩化合物と、熱硬化性樹脂とを含み、多孔質複合物が、細孔直径０．０１〜１．０μｍの範囲における細孔容積が５％以上であり、摩擦材組成物の合計量１００質量％において、銅成分の含有量が銅元素として０．５質量％未満であることを特徴とする、摩擦材組成物。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦材組成物であって、
チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度６以上の無機化合物粒とが結合した多孔質複合物と、層状結晶構造のチタン酸塩化合物と、熱硬化性樹脂とを含み、
前記多孔質複合物が、細孔直径０．０１μｍ〜１．０μｍの範囲における細孔容積が５％以上であり、
前記摩擦材組成物の合計量１００質量％において、銅成分の含有量が銅元素として０．５質量％未満であることを特徴とする、摩擦材組成物。
【請求項２】
前記多孔質複合物を構成するチタン酸塩化合物が、トンネル状結晶構造であることを特徴する、請求項１に記載の摩擦材組成物。
【請求項３】
前記多孔質複合物を構成するチタン酸塩化合物が、Ａ２ＴｉｎＯ（２ｎ＋１）〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ｎは２〜１１の数〕であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の摩擦材組成物。
【請求項４】
前記多孔質複合物を構成する無機化合物の含有量が、前記多孔質複合物１００質量％に対して１質量％〜８０質量％であることを特徴する、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【請求項５】
前記多孔質複合物を構成する無機化合物が、珪酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、シリコーンカーバイド、酸化マグネシウム、酸化鉄（ＩＩＩ）及び酸化クロム（ＩＩＩ）からなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【請求項６】
前記多孔質複合物の平均粒子径が５μｍ〜５００μｍであることを特徴する、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【請求項７】
前記多孔質複合物の含有量が、前記摩擦材組成物の合計量１００質量％に対して、３質量％〜３０質量％であることを特徴する、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【請求項８】
前記層状結晶構造のチタン酸塩化合物が、ＡｘＭｙＴｉ（２−ｙ）Ｏ４〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎより選ばれる１種又は２種以上、ｘは０．５〜１．０、ｙは０．２５〜１．０の数〕、Ａ０．５〜０．７Ｌｉ０．２７Ｔｉ１．７３Ｏ３．８５〜３．９５〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上〕およびＡ０．２〜０．７Ｍｇ０．４０Ｔｉ１．６Ｏ３．７〜３．９５〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上〕からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物であることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【請求項９】
前記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の平均粒子径が０．１μｍ〜１００μｍであることを特徴する、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【請求項１０】
前記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の含有量が、前記摩擦材組成物の合計量１００質量％に対して、３質量％〜３０質量％であることを特徴する、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【請求項１１】
前記摩擦材組成物の合計量１００質量％において、金属繊維が０．５質量％未満であることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の摩擦材組成物の成形体であることを特徴とする、摩擦材。
【請求項１３】
請求項１２に記載の摩擦材を備えることを特徴とする、摩擦部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦材組成物、摩擦材組成物を用いた摩擦材及び摩擦部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種車両、産業機械等の制動装置を構成するディスクブレーキ、ドラムブレーキ等のブレーキ、クラッチ等に使用される摩擦材は、摩擦係数が高く安定し、耐摩耗性が優れていること、相手材攻撃性が低いことが求められている。これらの特性を満足させるために、繊維状のチタン酸カリウム等の充填材と、これらを結合するフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂（結合材）とを含有する樹脂組成物から形成された摩擦材が使用されてきた。繊維状のチタン酸カリウムは、相手材（ディスクローター）を傷付けず、摩擦特性も優れているが、平均繊維径が０．１μｍ〜０．５μｍであり、平均繊維長が１０μｍ〜２０μｍであるものが多く、世界保健機関（ＷＨＯ）で定められたＷＨＯファイバー（長径が５μｍ以上、短径が３μｍ以下、及びアスペクト比が３以上の繊維状粒子）を含有している。そのため、代替品として、安全衛生上の懸念を回避しつつ、摩擦材としての要求特性を達成することができる、非繊維状（板状、柱状、複数の凸部を有する形状等）のチタン酸塩化合物が提案され、使用されている。
【０００３】
摩擦材に用いる組成物（以下「摩擦材組成物」ともいう）には、耐摩耗性の向上のため、さらに銅繊維や銅粉末も配合されている。これは、摩擦材（ブレーキパッド）と相手材（ディスクローター）との摩擦時に、銅の展延性によって相手材表面に凝着被膜が形成され、この凝着被膜が保護膜として作用することで、高温時において高い摩擦係数を維持できるものと考えられている。しかし、銅を含有する摩擦材は、制動時に生成する摩耗粉に銅を含み、河川、湖、海洋汚染等の原因になる可能性が示唆されていることから、米国のカリフォルニア州、ワシントン州では２０２１年以降は銅を５質量％以上、２０２３年以降は銅を０．５質量％以上含有する摩擦材の販売および新車への組み付けを禁止する州法が発効されている。そこで、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくするために、チタン酸リチウムカリウムと黒鉛とを含有する摩擦材組成物（特許文献１）、２種以上のチタン酸塩化合物とセラミック繊維とを含有する摩擦材組成物（特許文献２）、複数の凸部を有するチタン酸塩化合物と生体溶解性無機繊維とを含有する摩擦材組成物（特許文献３）等が提案されている。
【０００４】
また、ディスクローターの摩耗粉や、摩擦材組成物に含有される銅繊維やスチール繊維などの金属成分が脱落し、これらが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ーの間に溜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ーを異常摩耗させることが知られている。そこで、金属繊維および銅成分を含有しない摩擦材組成物であって、安定した摩擦特性を持ち、耐摩耗性に優れかつ相手材攻撃性が小さい摩擦材組成物として、複数の凸部形状を有するチタン酸カリウム、モース硬度７以上の研削材、及びエラストマー変性フェノール樹脂を有する摩擦材組成物が提案されている（特許文献４）。
【０００５】
さらに、摩擦材は耐フェード性が優れていることが求められている。フェード現象は、摩擦材が制動によって高温になるに伴って摩擦材中の有機成分がガス化し、ディスクローターとの摩擦界面に気層が形成されることに起因する現象である。耐フェード性は、摩擦界面の気層の形成を抑制することにより改善することができる。それには、摩擦材の気孔率を高めて摩擦界面からガスを透し易くすることが有効である。摩擦材の気孔率を高める方法としては、原料混合物を結着形成する工程での成形圧力を低めに調節設定することが考えられるが、成形圧力を低くすると、摩擦材の強度や耐摩耗性が低下する。
【０００６】
そこで、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、摩擦係数が高く安定し、耐フェード性が優れ、相手材攻撃性を低くすることができる摩擦材組成物として、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度６以上の無機化合物粒とが結合した多孔質複合物であって、細孔直径０．０１〜１．０μｍの範囲の積算細孔容積が５％以上である、多孔質複合物を含有する摩擦材組成物が提案されている（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０６６９６８号パンフレット
【特許文献２】特開２０１５−５９１４３号公報
【特許文献３】特開２０１３−７６０５８号公報
【特許文献４】特開２０１４−１２２３１４号公報
【特許文献５】特開２０１７−１１４６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１〜４で提案されている摩擦材組成物は、耐フェード性が十分でないという問題がある。一方で、特許文献５で提案されている摩擦材組成物は、耐摩耗性が十分ではないという問題がある。従って、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした摩擦材組成物において、特に、耐摩耗性と耐フェード性とを両立することは困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、摩擦係数が高く安定し、耐摩耗性が優れ、相手材攻撃性が低く、耐フェード性が優れている、摩擦材組成物、並びに該摩擦材組成物を用いた摩擦材及び摩擦部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、多孔質複合物と、層状結晶構造のチタン酸塩化合物とを含有する摩擦材組成物を用いることで、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下の摩擦材組成物、摩擦材及び摩擦部材を提供する。
【００１２】
項１  摩擦材組成物であって、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度６以上の無機化合物粒とが結合した多孔質複合物と、層状結晶構造のチタン酸塩化合物と、熱硬化性樹脂とを含み、前記多孔質複合物が、細孔直径０．０１μｍ〜１．０μｍの範囲における細孔容積が５％以上であり、前記摩擦材組成物の合計量１００質量％において、銅成分の含有量が銅元素として０．５質量％未満であることを特徴とする、摩擦材組成物。
【００１３】
項２  前記多孔質複合物を構成するチタン酸塩化合物が、トンネル状結晶構造であることを特徴する、項１に記載の摩擦材組成物。
【００１４】
項３  前記多孔質複合物を構成するチタン酸塩化合物が、Ａ２ＴｉｎＯ（２ｎ＋１）〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ｎは２〜１１の数〕であることを特徴とする、項１又は項２に記載の摩擦材組成物。
【００１５】
項４  前記多孔質複合物を構成する無機化合物の含有量が、多孔質複合物１００質量％に対して１質量％〜８０質量％であることを特徴する、項１〜項３のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【００１６】
項５  前記多孔質複合物を構成する無機化合物が、珪酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、シリコーンカーバイド、酸化マグネシウム、酸化鉄（ＩＩＩ）及び酸化クロム（ＩＩＩ）からなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴する、項１〜項４のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【００１７】
項６  前記多孔質複合物の平均粒子径が５μｍ〜５００μｍであることを特徴する、項１〜項５のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【００１８】
項７  前記多孔質複合物の含有量が、前記摩擦材組成物の合計量１００質量％に対して、３質量％〜３０質量％であることを特徴する、項１〜項６のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【００１９】
項８  前記層状結晶構造のチタン酸塩化合物が、ＡｘＭｙＴｉ（２−ｙ）Ｏ４〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎより選ばれる１種又は２種以上、ｘは０．５〜１．０、ｙは０．２５〜１．０の数〕、Ａ０．５〜０．７Ｌｉ０．２７Ｔｉ１．７３Ｏ３．８５〜３．９５〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上〕およびＡ０．２〜０．７Ｍｇ０．４０Ｔｉ１．６Ｏ３．７〜３．９５〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上〕からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物であることを特徴とする、項１〜項７のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【００２０】
項９  前記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の平均粒子径が０．１μｍ〜１００μｍであることを特徴する、項１〜項８のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【００２１】
項１０  前記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の含有量が、前記摩擦材組成物の合計量１００質量％に対して、３質量％〜３０質量％であることを特徴する、項１〜項９のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【００２２】
項１１  前記摩擦材組成物の合計量１００質量％において、金属繊維が０．５質量％未満であることを特徴とする、項１〜項１０のいずれか一項に記載の摩擦材組成物。
【００２３】
項１２  項１〜項１１のいずれか一項に記載の摩擦材組成物の成形体であることを特徴とする、摩擦材。
【００２４】
項１３  項１２に記載の摩擦材を備えることを特徴とする、摩擦部材。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、摩擦係数が高く安定し、耐摩耗性が優れ、相手材攻撃性が低く、耐フェード性が優れている、摩擦材組成物、並びに該摩擦材組成物を用いた摩擦材及び摩擦部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】合成例１で得られた粉末における粒子の全体像を示す電界放出型走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００２８】
＜摩擦材組成物＞
本発明の摩擦材組成物は、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度６以上の無機化合物粒とが結合した多孔質複合物と、層状結晶構造のチタン酸塩化合物と、熱硬化性樹脂とを含有する。多孔質複合物は、細孔直径０．０１μｍ〜１．０μｍの範囲における細孔容積が５％以上である。摩擦材組成物の合計量１００質量％において銅成分の含有量が銅元素として０．５質量％以下であることを特徴とする。必要に応じて、その他の材料を更に含有することができる。なお、本明細書において「摩擦材組成物」とは、摩擦材に用いる組成物のことをいう。
【００２９】
摩擦材組成物の合計量１００質量％において、銅成分の含有量を銅元素として０．５質量％未満、好ましくは銅成分を含有しないことで、従来の摩擦材組成物と比較して環境負荷の少ないものとすることができる。なお、本明細書において、「銅成分を含有しない」とは、銅繊維、銅粉、及び銅を含んだ合金（真鍮又は青銅等）、並びに化合物のいずれをも、摩擦材組成物の原材料として配合していないことをいう。
【００３０】
本発明の摩擦材組成物によれば、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、摩擦材に用いて、優れた耐フェード性や耐摩耗性、安定した摩擦特性、かつ相手材への低攻撃性を付与することができる。
【００３１】
（多孔質複合物）
本発明で用いる多孔質複合物は、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度６以上の無機化合物粒とが結合した多孔質複合物であり、チタン酸塩化合物の結晶粒間、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度６以上の無機化合物粒とが、焼結及び／又は融着等により強固に結合したものである。
【００３２】
上記多孔質複合物は、細孔直径０．０１μｍ〜１．０μｍの範囲における積算細孔容積が５％以上であり、好ましくは１０％以上であり、さらに好ましくは１５％以上であり、好ましくは４０％以下であり、さらに好ましくは３０％以下である。積算細孔容積が小さすぎると、摩擦材に用いた場合に、優れた耐フェード性が得られない場合がある。また、積算細孔容積が大きすぎると、チタン酸塩化合物の結晶粒間、チタン酸塩化合物の結晶粒とモース硬度６以上の無機化合物粒との結合部分が弱くなり、多孔質構造が保てなくなる場合がある。多孔質複合物の積算細孔容積は、水銀圧入法により測定することができる。細孔分布の極大値は、０．０５μｍ〜０．３０μｍの範囲であることが好ましく、０．１０μｍ〜０．２５μｍの範囲であることがさらに好ましい。
【００３３】
上記多孔質複合物の比表面積は、好ましくは１ｍ２／ｇ〜１３ｍ２／ｇであり、より好ましくは３ｍ２／ｇ〜９ｍ２／ｇであり、さらに好ましくは４ｍ２／ｇ〜８ｍ２／ｇである。比表面積は、ＪＩＳ  Ｚ８８３０に準拠して測定することができる。比表面積が小さすぎると、摩擦材に用いた場合に、優れた耐フェード性が得られない場合がある。比表面積が大きすぎると、焼成工程における化学反応が完結していない場合がある。
【００３４】
上記多孔質複合物におけるモース硬度６以上の無機化合物の含有量は、多孔質複合物１００質量％に対して１質量％〜８０質量％であることが好ましく、１０質量％〜７０質量％であることがより好ましく、４０質量％〜６０質量％であることが更に好ましい。無機化合物の含有量が上記下限値より少ないと、チタン酸塩化合物との複合効果が十分に発現されない場合がある。無機化合物の含有量が上記上限値より多いと、多孔質構造が保てなくなったり、チタン酸塩化合物及びモース硬度６以上の無機化合物以外の化合物が生成する場合がある。
【００３５】
上記多孔質複合物におけるチタン酸塩化合物の含有量は、多孔質複合物１００質量％に対して２０質量％〜９９質量％であることが好ましく、３０質量％〜９０質量％であることがより好ましく、４０質量％〜６０質量％であることが更に好ましい。チタン酸塩化合物の含有量が上記下限値より少ないと、多孔質構造が保てなくなったり、チタン酸塩化合物及びモース硬度６以上の無機化合物以外の化合物が生成する場合がある。チタン酸塩化合物の含有量が上記上限値より多いと、無機化合物との複合効果が十分に発現されない場合がある。
【００３６】
上記多孔質複合物の粒子形状は、球状（表面に若干の凹凸があるも、断面が楕円状等の形状が略球状のものも含む）、柱状（棒状、円柱状、角柱状、短冊状、略円柱形状、略短冊形状等の全体として形状が略柱状のものも含む）、板状、ブロック状、複数の凸部を有する形状（アメーバ状、ブーメラン状、十字架状、金平糖状等）、不定形状等の非繊維状粒子である。これらの中でも球状であることが好ましい。多孔質複合物の粒子サイズは特に制限されないが、摩擦材組成物中への分散性をより一層高める観点から、平均粒子径が５μｍ〜５００μｍであることが好ましく、１０μｍ〜３００μｍであることがより好ましく、５０μｍ〜２００μｍであることが更に好ましく、７０μｍ〜１５０μｍであることが特に好ましい。
【００３７】
上記多孔質複合物の平均粒子径は、レーザー回折法により計測される粒度分布における体積基準累積５０％時の粒子径（体積基準累積５０％粒子径）、すなわちＤ５０（メジアン径）をいう。この体積基準累積５０％粒子径（Ｄ５０）は、体積基準で粒度分布を求め、全体積を１００％とした累積曲線において、粒子サイズの小さいものから粒子数をカウントしていき、累積値が５０％となる点の粒子径である。同様に体積基準累積１０％粒子径（Ｄ１０）及び体積基準累積９０％粒子径（Ｄ９０）は、求められた粒度分布の全体積を１００％とした累積曲線において、粒子サイズの小さいものから粒子数をカウントしていき、累積値がそれぞれ１０％及び９０％となる点の粒子径を示す。従って、Ｄ９０とＤ１０との比（Ｄ９０／Ｄ１０）は、粒度分布の広さを示す指標ということができる。Ｄ９０／Ｄ１０の値が大きいほど、広い粒度分布を有する。また、Ｄ９０／Ｄ１０の値が１に近いほど、単分散に近い粒度分布を有する。
【００３８】
上記多孔質複合物のＤ９０は、好ましくは４００μｍ以下であり、より好ましくは３５０μｍ以下である。Ｄ９０を上記範囲にすることで、摩擦材の摩擦特性をより一層高めることができる。
【００３９】
上記多孔質複合物は、Ｄ９０／Ｄ１０の値が、例えば、３０以下であり、好ましくは１〜１５の範囲である。Ｄ９０／Ｄ１０の値が上記範囲内にある場合、摩擦材の摩擦特性をより一層高めることができる。
【００４０】
多孔質複合物を形成するチタン酸塩化合物には、層状構造や、トンネル状構造等の結晶構造が存在し、摩擦係数の安定性をより一層高める観点から、トンネル状結晶構造であることが好ましい。
【００４１】
多孔質複合物を形成するトンネル状結晶構造のチタン酸塩化合物としては、例えば、Ａ２ＴｉｎＯ（２ｎ＋１）〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ｎは２〜１１の数〕、Ａ（２＋ｙ）Ｔｉ（６−ｘ）ＭｘＯ（１３＋ｙ／２−（４−ｚ）ｘ／２）〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎより選ばれる１種又は２種以上、ｚは元素Ｍの価数で１〜３の整数、０．０５≦ｘ≦０．５、０≦ｙ≦（４−ｚ）ｘ〕等で表される化合物を挙げることができ、好ましくはＡ２ＴｉｎＯ（２ｎ＋１）〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ｎは２〜１１の数〕で表される化合物であり、より好ましくはＡ２ＴｉｎＯ（２ｎ＋１）〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ｎは４〜８の数〕で表される化合物であり、さらに好ましくはＫ２ＴｉｎＯ（２ｎ＋１）〔式中、ｎは４〜８の数〕およびＮａ２ＴｉｎＯ（２ｎ＋１）〔式中、ｎは４〜８の数〕からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物である。
【００４２】
多孔質複合物を形成するトンネル状結晶構造のチタン酸塩化合物の具体例としては、Ｋ２Ｔｉ４．８Ｏ１０．６（４．８チタン酸カリウム）、Ｋ２Ｔｉ６Ｏ１３（６チタン酸カリウム）、Ｋ２Ｔｉ６．１Ｏ１３．２（６．１チタン酸カリウム）、Ｋ２Ｔｉ７．９Ｏ１６．８（７．９チタン酸カリウム）、Ｋ２Ｔｉ８Ｏ１７（８チタン酸カリウム）、Ｋ２Ｔｉ１０．９Ｏ２２．８（１０．９チタン酸カリウム）、Ｎａ２Ｔｉ６Ｏ１３（６チタン酸ナトリウム）、Ｎａ２Ｔｉ８Ｏ１７（８チタン酸ナトリウム）、Ｋ２．１５Ｔｉ５．８５Ａｌ０．１５Ｏ１３．０（チタン酸アルミニウムカリウム）、Ｋ２．２０Ｔｉ５．６０Ａｌ０．４０Ｏ１２．９（チタン酸アルミニウムカリウム）、Ｋ２．２１Ｔｉ５．９０Ｌｉ０．１０Ｏ１２．９（チタン酸リチウムカリウム）等を挙げられる。
【００４３】
多孔質複合物を形成する層状結晶構造のチタン酸塩化合物としては、例えば、ＡｘＭｙＴｉ（２−ｙ）Ｏ４〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎより選ばれる１種又は２種以上、ｘは０．５〜１．０、ｙは０．２５〜１．０の数〕、Ａ０．５〜０．７Ｌｉ０．２７Ｔｉ１．７３Ｏ３．８５〜３．９５〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上〕、Ａ０．２〜０．７Ｍｇ０．４０Ｔｉ１．６Ｏ３．７〜３．９５〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上〕、Ａ０．５〜０．７Ｌｉ（０．２７−ｘ）ＭｙＴｉ（１．７３−ｚ）Ｏ３．８５〜３．９５〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ＭはＭｇ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎより選ばれる１種又は２種以上（但し、２種以上の場合は異なる価数のイオンの組み合わせは除く）、ｘとｚは、Ｍが２価金属のとき、ｘ＝２ｙ／３、ｚ＝ｙ／３、Ｍが３価金属のとき、ｘ＝ｙ／３、ｚ＝２ｙ／３、ｙは０．００４≦ｙ≦０．４〕等で表される化合物を挙げることができる。
【００４４】
多孔質複合物を形成する層状結晶構造のチタン酸塩化合物の具体例としては、Ｋ０．８Ｌｉ０．２７Ｔｉ１．７３Ｏ４（チタン酸リチウムカリウム）、Ｋ０．７Ｌｉ０．２７Ｔｉ１．７３Ｏ３．９５（チタン酸リチウムカリウム）、Ｋ０．８Ｍｇ０．４Ｔｉ１．６Ｏ４（チタン酸マグネシウムカリウム）、Ｋ０．７Ｍｇ０．４Ｔｉ１．６Ｏ３．９５（チタン酸マグネシウムカリウム）、Ｋ０．７Ｌｉ０．１３Ｍｇ０．２Ｔｉ１．６７Ｏ３．９５（チタン酸リチウムマグネシウムカリウム）、Ｋ０．７Ｌｉ０．２４Ｍｇ０．０４Ｔｉ１．７２Ｏ３．９５（チタン酸リチウムマグネシウムカリウム）、Ｋ０．７Ｌｉ０．１３Ｆｅ０．４Ｔｉ１．４７Ｏ３．９５（チタン酸リチウム鉄カリウム）等が挙げることができる。
【００４５】
上記多孔質複合物は、上述のように細孔直径が小さいことから、多孔質複合物内への熱硬化性樹脂が含浸するのを抑制できる。そのため、多孔質複合物を含有する摩擦材組成物を成形してなる摩擦材において、この多孔質複合物はフェードガスの抜け穴となる。このため、原料混合物を結着成形する工程での成形圧力を低めに調節設定しなくても、優れた耐フェード性が得られるものと考えられる。また、上記無機化合物が研削材として作用し、チタン酸塩化合物と複合化していることで無機化合物が摩擦材から脱落しにくく安定して存在することができ、安定した摩擦特性、かつ相手材への低攻撃性を付与できるものと考えられる。無機化合物のモース硬度を６以上と限定したのは、チタン酸塩化合物より硬いものを用いることで、チタン酸塩化合物との複合効果を得られるからである。
【００４６】
本発明で用いる多孔質複合物の製造方法は、上述の特性を得ることができれば特に制限されないが、例えば、チタン源とアルカリ金属塩とモース硬度６以上の無機化合物とをメカニカルに粉砕をすることで得られる粉砕混合物を、乾式造粒し、焼成して製造する方法等を例示することができる。
【００４７】
メカニカルな粉砕としては、物理的な衝撃を与えながら粉砕する方法が挙げられる。具体的には、振動ミルによる粉砕が挙げられる。振動ミルによる粉砕処理を行うことにより、混合粉体の摩砕によるせん断応力により、原子配列の乱れと原子間距離の減少が同時に起こり、異種粒子の接点部分の原子移動が起こる結果、準安定相が得られると考えられる。これにより、反応活性の高い粉砕混合物が得られ、後述の焼成温度を低くでき、粉砕混合物を造粒しても未反応物を低減することができる。メカニカルな粉砕は、原料に効率良くせん断応力を与えるため、水や溶剤を用いない乾式処理が好ましい。
【００４８】
メカニカルな粉砕による処理時間は、特に制限されるものではないが、一般に０．１時間〜２時間の範囲内であることが好ましい。
【００４９】
粉砕混合物の造粒は、水及び溶剤を用いない乾式造粒で行われる。乾式造粒は、公知の方法で行うことができ、例えば転動造粒、流動層造粒、攪拌造粒等を例示するこができる。湿式造粒は、造粒物の乾燥工程において、造粒物内部での液状物の気化に伴い、結果として内部に大きな空洞を有する多孔質複合粒子が得られ、粉体強度が低下するため好ましくない。また、水及び溶媒を気化させるために加熱が必要となり、量産性も悪い。
【００５０】
造粒物を焼成する温度としては、目的とするチタン酸塩化合物の組成により適宜選択することができるが、６５０℃〜１０００℃の範囲であることが好ましく、８００℃〜９５０℃の範囲であることがより好ましい。焼成時間は０．５時間〜８時間であることが好ましく、２〜６時間であることがより好ましい。
【００５１】
チタン源としては、チタン元素を含有して焼成により二酸化チタンの生成を阻害しない原材料又は二酸化チタンであれば特に限定されないが、かかる化合物としては、例えば二酸化チタン、亜酸化チタン、オルトチタン酸又はその塩、メタチタン酸又はその塩、水酸化チタン、ペルオクソチタン酸又はその塩等が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、好ましくは二酸化チタンである。
【００５２】
アルカリ金属塩としては、アルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物、酢酸塩等の有機酸塩、硫酸塩、硝酸塩等があるが、炭酸塩が好ましい。
【００５３】
チタン源とアルカリ金属塩の混合比は、目的とするチタン酸塩化合物の組成により適宜選択することができる。
【００５４】
モース硬度６以上の無機化合物としては、摩擦材に含有された場合に相手材を研削し摩擦係数を向上させる目的として使用される無機化合物（研削材）であれば公知のものを使用することができる。具体的には、珪酸ジルコニウム（モース硬度７．５）、酸化ジルコニウム（モース硬度７．５）、酸化ケイ素（モース硬度７）、酸化アルミニウム（モース硬度９）、シリコンカーバイド（モース硬度９）、酸化マグネシウム（モース硬度６）、酸化鉄（ＩＩＩ）（モース硬度６）、酸化クロム（ＩＩＩ）（モース硬度６．５）等を挙げることができ、これらの１種を単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５５】
前述の無機化合物の中でもモース硬度６〜９であることが好ましく、高速・高負荷での制動で要求される高い摩擦係数が得られる点からモース硬度７〜９であることがより好ましい。また、均質な多孔質複合物を形成し、無機化合物との複合効果を十分に発現するためには、前述の無機化合物の平均粒子径は好ましくは１μｍ〜１０μｍの範囲、より好ましくは１μｍ〜５μｍの範囲のものが使用される。上記無機化合物の平均粒子径は、レーザー回折法により計測される粒度分布における体積基準累積５０％時の粒子径（体積基準累積５０％粒子径）、すなわちＤ５０（メジアン径）をいう。
【００５６】
本発明で用いる多孔質複合物は、分散性のより一層の向上、熱硬化性樹脂との密着性のより一層の向上を目的として、多孔質複合物の表面に表面処理剤からなる処理層が形成されていてもよい。
【００５７】
表面処理剤としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。これらの中でもシランカップリング剤が好ましく、アミノ系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤、アルキル系シランカップリング剤がより好ましい。上記表面処理剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００５８】
アミノ系シランカップリング剤としては、例えば、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−エトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
【００５９】
エポキシ系シランカップリング剤としては、例えば、３−グリシジルオキシプロピル（ジメトキシ）メチルシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、ジエトキシ（３−グリシジルオキシプロピル）メチルシラン、トリエトキシ（３−グリシジルオキシプロピル）シラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
【００６０】
アルキル系シランカップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
【００６１】
多孔質複合物の表面に表面処理剤からなる処理層を形成する方法としては、公知の表面処理方法を使用することができ、例えば、加水分解を促進する溶媒（例えば、水、アルコール又はこれらの混合溶媒）に表面処理剤を溶解して溶液として、その溶液を多孔質複合物に噴霧する湿式法等でなされる。
【００６２】
表面処理剤を、本発明で用いる多孔質複合物の表面へ処理する際の該表面処理剤の量は、特に限定されないが、湿式法の場合、例えば、多孔質複合物１００質量部に対して表面処理剤が０．１質量部〜２０質量部となるように表面処理剤の溶液を噴霧すればよい。
【００６３】
摩擦材組成物における多孔質複合物の含有量は、摩擦材組成物の合計量１００質量％に対して、３質量％〜３０質量％であることが好ましく、５質量％〜１５質量％であることがより好ましい。多孔質複合物の含有量を上記範囲内とすることで、より一層優れた摩擦特性を得ることができる。
【００６４】
（層状結晶構造のチタン酸塩化合物）
本発明で用いる層状結晶構造のチタン酸塩化合物としては、例えば、ＡｘＭｙＴｉ（２−ｙ）Ｏ４〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎより選ばれる１種又は２種以上、ｘは０．５〜１．０、ｙは０．２５〜１．０の数〕、Ａ０．５〜０．７Ｌｉ０．２７Ｔｉ１．７３Ｏ３．８５〜３．９５〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上〕、Ａ０．２〜０．７Ｍｇ０．４０Ｔｉ１．６Ｏ３．７〜３．９５〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上〕、Ａ０．５〜０．７Ｌｉ（０．２７−ｘ）ＭｙＴｉ（１．７３−ｚ）Ｏ３．８５〜３．９５〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ＭはＭｇ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎより選ばれる１種又は２種以上（但し、２種以上の場合は異なる価数のイオンの組み合わせは除く）、ｘとｚは、Ｍが２価金属のとき、ｘ＝２ｙ／３、ｚ＝ｙ／３、Ｍが３価金属のとき、ｘ＝ｙ／３、ｚ＝２ｙ／３、ｙは０．００４≦ｙ≦０．４〕等で表される化合物を挙げることができる。
【００６５】
層状結晶構造のチタン酸塩化合物としては、好ましくはＡｘＭｙＴｉ（２−ｙ）Ｏ４〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎより選ばれる１種又は２種以上、ｘは０．５〜１．０、ｙは０．２５〜１．０の数〕、Ａ０．５〜０．７Ｌｉ０．２７Ｔｉ１．７３Ｏ３．８５〜３．９５〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上〕およびＡ０．２〜０．７Ｍｇ０．４０Ｔｉ１．６Ｏ３．７〜３．９５〔式中、ＡはＬｉを除くアルカリ金属の１種又は２種以上〕からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物であり、より好ましくはＫｘＬｉｙＴｉ（２−ｙ）Ｏ４〔式中、ｘは０．５〜１．０、ｙは０．２５〜１．０の数〕、ＫｘＭｇｙＴｉ（２−ｙ）Ｏ４〔式中、ｘは０．５〜１．０、ｙは０．２５〜１．０の数〕、Ｋ０．５〜０．７Ｌｉ０．２７Ｔｉ１．７３Ｏ３．８５〜３．９５およびＫ０．２〜０．７Ｍｇ０．４０Ｔｉ１．６Ｏ３．７〜３．９５からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物である。
【００６６】
層状結晶構造のチタン酸塩化合物粒子の具体例としては、Ｋ０．８Ｌｉ０．２７Ｔｉ１．７３Ｏ４（チタン酸リチウムカリウム）、Ｋ０．７Ｌｉ０．２７Ｔｉ１．７３Ｏ３．９５（チタン酸リチウムカリウム）、Ｋ０．８Ｍｇ０．４Ｔｉ１．６Ｏ４（チタン酸マグネシウムカリウム）、Ｋ０．７Ｍｇ０．４Ｔｉ１．６Ｏ３．９５（チタン酸マグネシウムカリウム）、Ｋ０．７Ｌｉ０．１３Ｍｇ０．２Ｔｉ１．６７Ｏ３．９５（チタン酸リチウムマグネシウムカリウム）、Ｋ０．７Ｌｉ０．２４Ｍｇ０．０４Ｔｉ１．７２Ｏ３．９５（チタン酸リチウムマグネシウムカリウム）、Ｋ０．７Ｌｉ０．１３Ｆｅ０．４Ｔｉ１．４７Ｏ３．９５（チタン酸リチウム鉄カリウム）等が挙げることができる。
【００６７】
上記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の粒子形状は、例えば、球状（表面に若干の凹凸があるものや、断面が楕円状等の形状が略球状のものも含む）、柱状（棒状、円柱状、角柱状、短冊状、略円柱形状、略短冊形状等の全体として形状が略柱状のものも含む）、板状、ブロック状、複数の凸部を有する形状（アメーバ状、ブーメラン状、十字架状、金平糖状等）、不定形状等の非繊維状粒子である。これらのなかでも高温域での摩擦材強度をより一層高める観点から、板状、柱状または複数の凸部を有する粒子形状の粒子であることが好ましい。また、層状結晶構造のチタン酸塩化合物は、非多孔質状の粒子であることが好ましい。これらの各種粒子形状は、製造条件、特に原料組成、焼成条件等により任意に制御することができる。また、粒子形状は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察から解析することができる。
【００６８】
本明細書において、「非繊維状粒子」とは、粒子に外接する直方体のうち最小の体積をもつ直方体（外接直方体）の最も長い長径Ｌ、次に長い辺を短径Ｂ、最も短い辺を厚さＴ（Ｂ＞Ｔとする）として、Ｌ／Ｂが５未満の粒子のことをいう。非繊維状の粒子のうちＬ／Ｂが５より小さく、Ｌ／Ｔが５以上の粒子を板状の粒子という。また、「複数の凸部を有する」とは、平面への投影形状が少なくとも通常の多角形、円、楕円等とは異なり２方向以上に凸部を有する形状を取り得るものを意味する。具体的にはこの凸部とは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による写真（投影図）に多角形、円、楕円等（基本図形）を当てはめ、それに対して突き出した部分に対応する部分をいう。
【００６９】
上記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の体積基準累積５０％粒子径（Ｄ５０）は、好ましくは０．１μｍ〜１００μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜６０μｍであり、さらに好ましくは１μｍ〜４０μｍであり、特に好ましくは１μｍ〜２０μｍであり、最も好ましくは１μｍ〜１０μｍである。体積基準累積５０％粒子径（Ｄ５０）が上記範囲内にある場合、摩擦材の摩擦特性をより一層高めることができる。
【００７０】
体積基準累積５０％粒子径（Ｄ５０）とは、レーザー回折法により計測される粒度分布における体積基準累積５０％時の粒子径のことをいう。このＤ５０は、体積基準で粒度分布を求め、全体積を１００％とした累積曲線において、粒子サイズの小さいものから粒子数をカウントしていき、累積値が５０％となる点の粒子径である。同様に体積基準累積１０％粒子径（Ｄ１０）及び体積基準累積９０％粒子径（Ｄ９０）は、求められた粒度分布の全体積を１００％とした累積曲線において、粒子サイズの小さいものから粒子数をカウントしていき、累積値がそれぞれ１０％及び９０％となる点の粒子径を示す。従って、Ｄ９０とＤ１０との比（Ｄ９０／Ｄ１０）は、粒度分布の広さを示す指標ということができる。Ｄ９０／Ｄ１０の値が大きいほど、広い粒度分布を有する。また、Ｄ９０／Ｄ１０の値が１に近いほど、単分散に近い粒度分布を有する。
【００７１】
上記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の体積基準累積９０％粒子径（Ｄ９０）は、好ましくは２５０μｍ以下であり、より好ましくは１００μｍ以下であり、さらに好ましくは５０μｍ以下であり、特に好ましくは２０μｍ以下である。Ｄ９０を上記範囲にすることで、摩擦材の摩擦特性をより一層高めることができる。
【００７２】
上記層状結晶構造のチタン酸塩化合物は、Ｄ９０／Ｄ１０の値が、例えば、３０以下であり、好ましくは１〜１５の範囲である。Ｄ９０／Ｄ１０の値が上記範囲内にある場合、摩擦材の摩擦特性をより一層高めることができる。
【００７３】
上記層状結晶構造のチタン酸塩化合物の比表面積は、好ましくは０．３ｍ２／ｇ〜１０ｍ２／ｇであり、より好ましくは０．５ｍ２／ｇ〜９ｍ２／ｇであり、さらに好ましくは０．５ｍ２／ｇ〜３ｍ２／ｇである。比表面積は、ＪＩＳ  Ｚ８８３０に準拠して測定することができる。
【００７４】
本発明で用いる層状結晶構造のチタン酸塩化合物は、分散性のより一層の向上、熱硬化性樹脂との密着性のより一層の向上を目的として、層状結晶構造のチタン酸塩化合物の表面に表面処理剤からなる処理層が形成されていてもよい。
【００７５】
表面処理剤としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。これらの中でもシランカップリング剤が好ましく、アミノ系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤、アルキル系シランカップリング剤がより好ましい。上記表面処理剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００７６】
アミノ系シランカップリング剤としては、例えば、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−エトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
【００７７】
エポキシ系シランカップリング剤としては、例えば、３−グリシジルオキシプロピル（ジメトキシ）メチルシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、ジエトキシ（３−グリシジルオキシプロピル）メチルシラン、トリエトキシ（３−グリシジルオキシプロピル）シラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
【００７８】
アルキル系シランカップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
【００７９】
層状結晶構造のチタン酸塩化合物の表面に表面処理剤からなる処理層を形成する方法としては、公知の表面処理方法を使用することができ、例えば、加水分解を促進する溶媒（例えば、水、アルコール又はこれらの混合溶媒）に表面処理剤を溶解して溶液として、その溶液を層状結晶構造のチタン酸塩化合物に噴霧する湿式法等でなされる。
【００８０】
表面処理剤を、本発明で用いる層状結晶構造のチタン酸塩化合物の表面へ処理する際の該表面処理剤の量は、特に限定されないが、湿式法の場合、例えば、層状結晶構造のチタン酸塩化合物１００質量部に対して表面処理剤が０．１質量部〜２０質量部となるように表面処理剤の溶液を噴霧すればよい。
【００８１】
本発明の摩擦材組成物は、多孔質複合物に層状結晶構造のチタン酸塩化合物を併用することで耐摩耗性が向上（パッド摩耗量が減少）し、さらに層状結晶構造のチタン酸塩化合物が非多孔質粒子である場合にも耐フェード性が向上するという予期せぬ効果が得られる。
【００８２】
摩擦材組成物における層状結晶構造のチタン酸塩化合物の含有量は、摩擦材組成物の合計量１００質量％に対して、３質量％〜３０質量％であることが好ましく、５質量％〜１５質量％であることがより好ましい。層状結晶構造のチタン酸塩化合物の含有量を上記範囲内とすることで、より一層優れた摩擦特性を得ることができる。
【００８３】
多孔質複合物と層状結晶構造のチタン酸塩化合物との含有比率は、１：１〜３：１であることが好ましい。
【００８４】
（熱硬化性樹脂）
熱硬化性樹脂は、多孔質複合物、層状結晶構造のチタン酸塩化合物等と一体化し、強度を与える結合材として用いられるものである。従って、結合材として用いられる公知の熱硬化性樹脂のなかから任意のものを適宜選択して用いることができる。
【００８５】
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂；アクリルエラストマー分散フェノール樹脂、シリコーンエラストマー分散フェノール樹脂等のエラストマー分散フェノール樹脂；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変性フェノール樹脂；ホルムアルデヒド樹脂；メラミン樹脂；エポキシ樹脂；アクリル樹脂；芳香族ポリエステル樹脂；ユリア樹脂；等を挙げることができる。これらのうち１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、耐熱性、成形性、摩擦特性をより一層向上できる点から、フェノール樹脂（ストレートフェノール樹脂）や、変性フェノール樹脂が好ましい。
【００８６】
摩擦材組成物における熱硬化性樹脂の含有量は、摩擦材組成物の合計量１００質量％に対して、５質量％〜２０質量％であることが好ましい。熱硬化性樹脂の含有量を上記範囲内とすることで配合材料の隙間に適切な量の結合材が充填され、より一層優れた摩擦特性を得ることができる。
【００８７】
（その他材料）
本発明の摩擦材組成物には、多孔質複合物、層状結晶構造のチタン酸塩化合物、熱硬化性樹脂以外に、必要に応じて、その他の材料を配合することができる。その他の材料としては、例えば、以下の繊維基材、摩擦調整材等を挙げることができる。
【００８８】
繊維基材としては、芳香族ポリアミド（アラミド）繊維、フィブリル化アラミド繊維、アクリル繊維（アクリルニトリルを主原料とした単重合体または共重合体の繊維）、フィブリル化アクリル繊維、セルロース繊維、フィブリル化セルロース繊維、フェノール樹脂繊維等の有機繊維；アルミ、鉄、亜鉛、錫、チタン、ニッケル、マグネシウム、シリコン等の銅及び銅合金以外の金属単体又は合金形態の繊維、鋳鉄繊維などの金属を主成分とするストレート形状又はカール形状の金属繊維；ガラス繊維、ロックウール、セラミック繊維、生分解性セラミック繊維、生分解性鉱物繊維、生体溶解性繊維（ＳｉＯ２−ＣａＯ−ＳｒＯ系繊維など）、ワラストナイト繊維、シリケート繊維、鉱物繊維等のチタン酸塩繊維以外の無機繊維；耐炎化繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、活性炭繊維等の炭素系繊維；等が挙げられる。これらのうち１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８９】
摩擦調整材としては、タイヤゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、塩素化ブチルゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム等の未加硫又は加硫ゴム粉末；カシューダスト、メラミンダスト、ゴム被覆カシューダスト等の有機充填材；チタン酸カリウム、チタン酸ナトリウム等のトンネル状結晶構造のチタン酸塩化合物、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、水酸化カルシウム（消石灰）、バーミキュライト、クレー、マイカ、タルク、ドロマイト、クロマイト、ムライト等の無機粉末；アルミニウム、亜鉛、鉄、錫などの銅及び銅合金以外の金属単体又は合金形態の金属粉末等の無機充填材；シリコンカーバイト（炭化ケイ素）、酸化チタン、アルミナ（酸化アルミニウム）、シリカ（二酸化ケイ素）、マグネシア（酸化マグネシウム）、ジルコニア（酸化ジルコニウム）、ケイ酸ジルコニウム、酸化クロム、酸化鉄（四酸化三鉄等）、クロマイト、石英等の研削材；合成又は天然黒鉛（グラファイト）、リン酸塩被覆黒鉛、カーボンブラック、コークス、三硫化アンチモン、二硫化モリブデン、硫化スズ、硫化鉄、硫化亜鉛、硫化ビスマス、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の固体潤滑材；等が挙げられる。これらのうち１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００９０】
摩擦材組成物におけるその他材料の含有量は、摩擦材組成物の合計量１００質量％に対して、２０質量％〜８９質量％であることが好ましい。
【００９１】
本発明の摩擦材組成物は、相手材（ディスクローター）の異常摩耗の抑制の観点から、摩擦材組成物の合計量１００質量％において、金属繊維が０．５質量％未満であることが好ましく、金属繊維を含有しないことが更に好ましい。
【００９２】
（摩擦材組成物の製造方法）
本発明の摩擦材組成物は、（１）レーディゲミキサー（「レーディゲ」は登録商標）、加圧ニーダー、アイリッヒミキサー（「アイリッヒ」は登録商標）等の混合機で各成分を混合する方法；（２）所望する成分の造粒物を調製し、必要により他の成分をレーディゲミキサー、加圧ニーダー、アイリッヒミキサー等の混合機を用いて混合する方法等により製造することができる。
【００９３】
本発明の摩擦材組成物の各成分の含有量は、所望する摩擦特性により適宜選択することができ、上記の製造方法により製造することができる。
【００９４】
また、本発明の摩擦材組成物は、特定の構成成分を高い濃度で含むマスターバッチを作製し、このマスターバッチに熱硬化性樹脂等を添加し混合することにより調製してもよい。
【００９５】
＜摩擦材及び摩擦部材＞
本発明においては、上記摩擦材組成物を、常温（２０℃）にて仮成形し、得られた仮成形体を加熱加圧成形（成形圧力１０ＭＰａ〜４０ＭＰａ、成形温度１５０℃〜２００℃）し、必要に応じて、得られた成形体を加熱炉内で熱処理（１５０℃〜２２０℃、１時間〜１２時間保持）を施し、しかる後その成形体に機械加工、研磨加工を加えて所定の形状を有する摩擦材を製造することができる。
【００９６】
本発明の摩擦材は、該摩擦材を摩擦面となるように形成した摩擦部材として用いられる。摩擦材を用いて形成することができる摩擦部材としては、例えば、（１）摩擦材のみの構成、（２）裏金等の基材と、該基材の上に設けられ、摩擦面を与える本発明の摩擦材とを有する構成等が挙げられる。
【００９７】
上記基材は、摩擦部材の機械的強度をより一層向上させるために用いるものであり、材質としては、金属又は繊維強化樹脂等を用いることができる。例えば、鉄、ステンレス、ガラス繊維強化樹脂、炭素繊維強化樹脂等が挙げられる。
【００９８】
摩擦材には、通常、内部に微細な気孔が多数形成されており、高温時の分解生成物（ガスや液状物）の逃げ道となり摩擦特性の低下防止を図るとともに、摩擦材の剛性を下げ減衰性を向上させることで鳴きの発生を防止している。通常の摩擦材においては、気孔率が好ましくは５％〜３０％、より好ましくは１５％〜３０％になるように、材料の配合、成形条件を管理している。
【００９９】
本発明の摩擦部材は、上記本発明の摩擦材組成物により構成されているので、銅成分を含有しない又は銅成分の含有量を少なくした場合においても、摩擦係数が高く安定し、耐摩耗性が優れ、相手材攻撃性が低く、耐フェード性が優れている。そのため、本発明の摩擦部材は、各種車両や、産業機械等の制動装置を構成するディスクパッド、ブレーキライニング、クラッチフェ―シング等のブレーキシステム全般に好適に用いることができる。
【実施例】
【０１００】
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。
【０１０１】
本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することができる。
【０１０２】
＜多孔質複合物の製造＞
（合成例１）
二酸化チタン３９．８質量％、炭酸カリウム１２．６質量％、珪酸ジルコニウム（平均粒子径１．１μｍ）４７．６質量％となるように秤量した、二酸化チタン、炭酸カリウム及び珪酸ジルコニウムを振動ミルにて粉砕しながら１０分間混合した。得られた粉砕混合物をハイスピードミキサーにて乾式造粒した後、電気炉にて８５０℃で４時間焼成することで粉末を得た。
【０１０３】
得られた粉末は、Ｘ線回折測定装置（リガク社製、Ｕｌｔｉｍａ  ＩＶ）により、Ｋ２Ｔｉ６Ｏ１３（６チタン酸カリウム）とＺｒＳｉＯ４とからなる混相であることを確認した。得られた粉末の０．０１μｍ〜１．０μｍの細孔直径範囲にある積算細孔容積は２２．５％、細孔分布の極大値は０．２５μｍであった。なお、積算細孔容積は、水銀ポロシメーター（Ｑｕａｎｔａ  Ｃｈｒｏｍｅ社製、ポアマスター６０−ＧＴ）を用いて測定し、測定範囲は０．００３６μｍ〜４００μｍとした。
【０１０４】
得られた粉末の粒子径は、Ｄ５０が１０９．６μｍ、Ｄ１０が２５．３μｍ、Ｄ９０が３０４．７μｍであった。また、比表面積が５．２８ｍ２／ｇであった。
【０１０５】
得られた粉末の形状は、電界放出型走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察した。図１に粒子の全体像のＳＥＭ写真を示した。図１より、得られた粉末が、微粒子間に１μｍに満たない微細な空隙を有する球状粒子であることが分かる。
【０１０６】
得られた粉末（多孔質複合物）の物性は以下の通り確認し結果を表１に示した。また実施例および比較例で使用したチタン酸塩化合物の物性を表１に示した。
【０１０７】
（粒子径）
粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所社製、品番「ＳＡＬＤ−２１００」）により測定した。
【０１０８】
具体的に、レーザー回折式粒度分布測定装置により計測される粒度分布における体積基準累積５０％時の粒子径、すなわちＤ５０（メジアン径）を求めた。
【０１０９】
レーザー回折式粒度分布測定装置により計測される粒度分布における体積基準累積１０％時の粒子径、すなわちＤ１０を求めた。
【０１１０】
レーザー回折式粒度分布測定装置により計測される粒度分布における体積基準累積９０％時の粒子径、すなわちＤ９０を求めた。
【０１１１】
また、Ｄ９０とＤ１０との比から、Ｄ９０／Ｄ１０を求めた。
【０１１２】
（比表面積）
比表面積は、自動比表面積測定装置（ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製、品番「ＴｒｉＳｔａｒＩＩ３０２０」）により測定した。
【０１１３】
（粒子形状）
粒子形状は、電界放出型走査型電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製、品番「Ｓ−４８００」により観察した。
【０１１４】
【表１】
2020094115.tif 000003
【０１１５】
＜摩擦部材の製造＞
実施例１及び比較例１〜４では、表１に従う配合比率に従って材料を配合し、レーディゲミキサーにて混合を行った。得られた混合物を、常温（２０℃）にて０．５ＭＰａの圧力にて５秒間加圧し、仮成形体を作製した。１５０℃に温めた加熱成形用金型のキャビティー部に、上記の仮成形体をはめ込み、その上に接着剤が塗布されたバックプレート（材質：鋼）を載せたまま、３０ＭＰａの圧力で２４０秒間加圧した。得られた部材を２２０℃に熱した恒温乾燥機にいれて９時間保持し、完全硬化を行うことにより、摩擦部材を得た。
【０１１６】
＜摩擦部材の評価＞
上記で作製した摩擦部材の表面（摩擦面）を１．０ｍｍ研磨し、ＪＡＳＯ  Ｃ４０６に基づいてブレーキ効力試験を行い、第１フェード試験  フェード率、第１フェード試験  最小摩擦係数、平均摩擦係数、パッド摩耗量（摩擦材摩耗量）及びローター摩耗量（相手材摩耗量）を求めた。なお、ローターはＡＳＴＭ規格におけるＡ型に属する鋳鉄ローターを用いた。
【０１１７】
第１フェード試験  フェード率は、下記計算式により算出した。パッド摩耗量（摩擦材摩耗量）は、マイクロメーターで任意の５ヶ所の厚みを測定して厚みの減少量の平均値から求めた。ローター摩耗量（相手材摩耗量）は、重量の減少量から求めた。摩擦材の気孔率は、ＪＩＳ  Ｄ４４１８に準拠して、油中含浸により測定を行った。結果を表２に示した。
【０１１８】
第１フェード試験  フェード率（％）＝（最小摩擦係数／最大摩擦係数）×１００
【０１１９】
【表２】
2020094115.tif 000004
【０１２０】
なお、表２中の「フェノール樹脂」はヘキサメチレンテトラミン配合ノボラック型フェノール樹脂粉末であり、「珪酸ジルコニウム」は平均粒子径１．１μｍの珪酸ジルコニウムであり、「硫酸バリウム」は平均粒子径１．６μｍの硫酸バリウム（堺化学工業社製、「硫酸バリウムＭＢＨ−１００」）であり、「ロックウール」は平均繊維長１２５μｍのロックウールである。
【０１２１】
表２から、多孔質複合物と層状結晶構造のチタン酸塩とを含有した実施例１は、層状結晶構造のチタン酸塩のみを含有した比較例２および多孔質複合物のみを含有した比較例４に比べ、第１フェード試験時のフェード率が優れ、第１フェード試験時の最小摩擦係数が高く、パッド摩耗量およびローター摩耗量が少なくなっていることが分かる。また、多孔質複合物とトンネル状結晶構造のチタン酸塩を含有した比較例１では、本発明の効果は得られていない。
【０１２２】
即ち、層状結晶構造のチタン酸塩によるフェノール樹脂分解促進と、多孔質複合物による研削効果向上により摩擦面から摩擦生成物をすばやく排出できることの相乗効果により、摩擦係数が高く安定し、摩擦材の耐摩耗性が向上し、相手材攻撃性が低く、耐フェード性が優れた摩擦材を得ることができたものと考えられる。それによって、驚くべきことに、層状結晶構造のチタン酸塩のみを含有した比較例２および多孔質複合物のみを含有した比較例４のいずれでも得られなかった高い耐摩耗性を得ることができ、しかも優れた耐フェード性、安定した摩擦特性、かつ相手材への低攻撃性をも同時に実現することができるという予期せぬ効果が得られたものと考えられる。
【図１】
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