(57)【要約】【課題】通常負荷制動時の摩擦係数の安定性を向上させ得る摩擦材組成物を提供すること、該摩擦材組成物を用いた摩擦部材及び摩擦材を提供すること、並びに前記摩擦部材又は前記摩擦材を搭載した車を提供すること。【解決手段】摩擦材及び裏金を有する摩擦部材であって、前記摩擦材が、銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として０．５質量％未満であり、且つ、酸化ビスマス及び皮膜形成用無機充填材を含有する、摩擦部材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦材及び裏金を有する摩擦部材であって、
前記摩擦材が、銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として０．５質量％未満であり、且つ、酸化ビスマス及び皮膜形成用無機充填材を含有する、摩擦部材。
【請求項２】
前記皮膜形成用無機充填材の融点が８００〜１，２００℃である、請求項１に記載の摩擦部材。
【請求項３】
前記摩擦材が、さらに、有機充填材、無機充填材（前記酸化ビスマス及び前記皮膜形成用無機充填材を除く。）、繊維基材及び結合材からなる群から選択される少なくとも１種を含有する、請求項１又は２に記載の摩擦部材。
【請求項４】
前記無機充填材が、黒鉛、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、コークス、マイカ、バーミキュライト、ゼオライト、ケイ酸ジルコニウム（ジルコン）、ジルコニア、シリカ、四酸化三鉄、アルミナ及び炭化珪素からなる群から選択される少なくとも１種を含有する、請求項３に記載の摩擦部材。
【請求項５】
前記摩擦材における前記酸化ビスマスの含有量が０．１〜２０質量％である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の摩擦部材。
【請求項６】
前記皮膜形成用無機充填材が、金属硫化物、チタン酸塩及び金属（但し、銅は除く。）からなる群から選択される少なくとも１種を含有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の摩擦部材。
【請求項７】
前記摩擦材における前記皮膜形成用無機充填材の含有量が５〜５５質量％である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の摩擦部材。
【請求項８】
ディスクブレーキパッド用又はドラムブレーキライニング用である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の摩擦部材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の摩擦部材を搭載した車。
【請求項１０】
銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として０．５質量％未満の摩擦材組成物であって、且つ、酸化ビスマス及び皮膜形成用無機充填材を含有する摩擦材組成物。
【請求項１１】
前記皮膜形成用無機充填材の融点が８００〜１，２００℃である、請求項１０に記載の摩擦材組成物。
【請求項１２】
さらに、有機充填材、無機充填材（前記酸化ビスマス及び前記皮膜形成用無機充填材を除く。）、繊維基材及び結合材からなる群から選択される少なくとも１種を含有する、請求項１０又は１１に記載の摩擦材組成物。
【請求項１３】
前記無機充填材が、黒鉛、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、コークス、マイカ、バーミキュライト、ゼオライト、ケイ酸ジルコニウム（ジルコン）、ジルコニア、シリカ、四酸化三鉄、アルミナ及び炭化珪素からなる群から選択される少なくとも１種を含有する、請求項１２に記載の摩擦材組成物。
【請求項１４】
前記酸化ビスマスの含有量が０．１〜２０質量％である、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の摩擦材組成物。
【請求項１５】
前記皮膜形成用無機充填材が、金属硫化物、チタン酸塩及び金属（但し、銅は除く。）からなる群から選択される少なくとも１種を含有する、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の摩擦材組成物。
【請求項１６】
前記皮膜形成用無機充填材の含有量が５〜５５質量％である、請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の摩擦材組成物。
【請求項１７】
ディスクブレーキパッド用又はドラムブレーキライニング用である、請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の摩擦材組成物。
【請求項１８】
請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の摩擦材組成物を含有してなる摩擦材。
【請求項１９】
請求項１８に記載の摩擦材を搭載した車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦部材、摩擦材組成物、摩擦材及び車に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に自動車等が搭載するブレーキとしては、主にディスクブレーキとドラムブレーキの２つに大きく分けられる。ディスクブレーキは、走行中に車輪と一体になって回転するディスクロータをブレーキパッドで挟み、その際に発生する摩擦力によって制動力を発生させるものである。また、ドラムブレーキは、例えば、車輪の内側に設置されたドラムの内部にブレーキライニング（ブレーキシューとも称される。）が装着され、それを内側から外側へ圧着させることで制動力を発揮するものである。
ディスクブレーキのブレーキパッド（以下、ディスクブレーキパッドと称する。）及びドラムブレーキのブレーキライニング（以下、ドラムブレーキライニングと称する。）には摩擦材が設けられ、該摩擦材が、ディスクロータ、ドラム等の対面材と摩擦し、自動車等の運動エネルギーを熱エネルギーに変換することにより制動を行う。そのため、摩擦材には、良好な摩擦係数、耐摩耗性（摩擦材の寿命が長いこと）、強度、制振性（ブレーキ鳴きが発生しにくいこと）等が要求される。
【０００３】
摩擦材としては、現在、スチール繊維を含有しない又はほとんど含有しない摩擦材、つまりノンアスベスト摩擦材（以下、ＮＡＯ材と略称することがある。）が主流となっており、このＮＡＯ材には、銅（銅合金を含む）等が使用されてきた。しかし、銅を含有する摩擦材は、制動により発生する摩耗粉に銅を多量に含むため、それが河川、湖及び海洋等の汚染の原因となることが示唆されている。そのため、北米の一部では、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及び新車への組み付けを禁止する法律が制定された。そのため、米国をはじめ、諸外国にて使用し得る摩擦材とするには、銅を含有しないか、又は銅の含有量を大幅に低減する要求がある。
【０００４】
このような状況下にあるため、銅を含有しないか、又は銅の含有量少ない摩擦材が提案され始めている（例えば、特許文献１及び２参照）。特許文献１に記載の発明は、結合材、有機充填材、無機充填材、及び繊維基材を含有する摩擦材組成物であり、元素としての銅を含まない、又は銅の含有量が０．５質量％を超えず、チタン酸カリウムを含有し、さらに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のうち少なくとも１種類を含有し、前記チタン酸カリウム及び前記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のうち少なくとも１種類の合計が１０〜３５質量％であり、大気雰囲気下５００℃で加熱した際の質量減少率が５〜２０％の摩擦材組成物である。特許文献１に記載の発明は、環境有害性、及び人体有害性が低い組成としつつ、軽負荷制動時に安定したトランスファフィルム（ディスクロータ表面に摩擦材組成物が移着したフィルムのこと。）を形成し、安定した摩擦係数を発現する摩擦材を与える摩擦材組成物の提供を課題とし、達成されたものである。
【０００５】
また、特許文献２に記載の発明は、結合剤、有機充填材、無機充填材及び繊維基材を含む摩擦材組成物であって、該摩擦材組成物中に元素としての銅を含まない、又は銅の含有量が０．５質量％以下であり、硫化スズ、硫化ビスマス、二硫化モリブデンから選ばれる１種若しくは２種以上の金属硫化物を８〜３０質量％含有することを特徴とする摩擦材組成物である。特許文献２に記載の発明は、高速フェード特性が悪化する銅を含有しない、又は銅の含有量が０．５質量％以下の摩擦材において、高速フェード条件において十分な摩擦係数を保持し得る摩擦材組成物の提供を課題とし、達成されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−００２１８６号公報
【特許文献２】特開２０１６−０７９２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、「軽負荷制動時」（例えば時速約２０〜５０ｋｍで走行していて、且つディスクロータ温度が低い（５０℃）とき）に安定したトランスファフィルムを形成し、安定した摩擦係数を発現する。しかし、市街地での通常走行速度から通常減速するとき（例えば、時速約４０〜７０ｋｍで走行していて、２〜４ｍ／ｓ２で減速するとき。以下、「通常負荷制動時」と称する。なお、減速開始時のディスクロータ温度は８０〜１４０℃程度となる。）の摩擦係数の安定性は課題とされておらず、当該課題の解決方法は不明である。
特許文献２に記載の発明は、高速フェード条件（初速度が時速２００ｋｍで、減速度０．８Ｇ（約８ｍ／ｓ２）にて時速８０ｋｍまで減速する条件）において十分な摩擦係数を保持し得る摩擦材組成物であるが、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性は課題とされておらず、当該課題の解決方法は不明である。
【０００８】
従来の銅を含有する摩擦材では、制動により摩擦界面で銅の延展膜が形成され、該延展膜は、繰り返し制動した際に摩擦材が過度に摩耗するのを防止する効果があった。しかし、銅を含有しないか、又は銅の含有量少ない摩擦材では、銅による当該効果が実質的に得られないため、銅を含有しないか、又は銅の含有量少ない摩擦材において、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性を高める方法が切望される。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性を向上させ得る摩擦材組成物を提供すること、該摩擦材組成物を用いた摩擦部材及び摩擦材を提供すること、並びに前記摩擦部材又は前記摩擦材を搭載した車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、上記の課題を解決すべく鋭意研究した結果、銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として０．５質量％未満である摩擦材組成物であっても、酸化ビスマス及び皮膜形成用無機充填材を含有する摩擦材組成物を用いることによって、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、係る知見に基づいて完成したものである。
【００１１】
本発明は下記［１］〜［１９］に関する。
［１］摩擦材及び裏金を有する摩擦部材であって、
前記摩擦材が、銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として０．５質量％未満であり、且つ、酸化ビスマス及び皮膜形成用無機充填材を含有する、摩擦部材。
［２］前記皮膜形成用無機充填材の融点が８００〜１，２００℃である、上記［１］に記載の摩擦部材。
［３］前記摩擦材が、さらに、有機充填材、無機充填材（前記酸化ビスマス及び前記皮膜形成用無機充填材を除く。）、繊維基材及び結合材からなる群から選択される少なくとも１種を含有する、上記［１］又は［２］に記載の摩擦部材。
［４］前記無機充填材が、黒鉛、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、コークス、マイカ、バーミキュライト、ゼオライト、ケイ酸ジルコニウム（ジルコン）、ジルコニア、シリカ、四酸化三鉄、アルミナ及び炭化珪素からなる群から選択される少なくとも１種を含有する、上記［３］に記載の摩擦部材。
［５］前記摩擦材における前記酸化ビスマスの含有量が０．１〜２０質量％である、上記［１］〜［４］のいずれかに記載の摩擦部材。
［６］前記皮膜形成用無機充填材が、金属硫化物、チタン酸塩及び金属（但し、銅は除く。）からなる群から選択される少なくとも１種を含有する、上記［１］〜［５］のいずれかに記載の摩擦部材。
［７］前記摩擦材における前記皮膜形成用無機充填材の含有量が５〜５５質量％である、上記［１］〜［６］のいずれかに記載の摩擦部材。
［８］ディスクブレーキパッド用又はドラムブレーキライニング用である、上記［１］〜［７］のいずれかに記載の摩擦部材。
［９］上記［１］〜［８］のいずれかに記載の摩擦部材を搭載した車。
［１０］銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として０．５質量％未満の摩擦材組成物であって、且つ、酸化ビスマス及び皮膜形成用無機充填材を含有する摩擦材組成物。
［１１］前記皮膜形成用無機充填材の融点が８００〜１，２００℃である、上記［１０］に記載の摩擦材組成物。
［１２］さらに、有機充填材、無機充填材（前記酸化ビスマス及び前記皮膜形成用無機充填材を除く。）、繊維基材及び結合材からなる群から選択される少なくとも１種を含有する、上記［１０］又は［１１］に記載の摩擦材組成物。
［１３］前記無機充填材が、マイカ、黒鉛、コークス、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、コークス、マイカ、バーミキュライト、ゼオライト、ケイ酸ジルコニウム（ジルコン）、ジルコニア、シリカ、四酸化三鉄、アルミナ及び炭化珪素からなる群から選択される少なくとも１種を含有する、上記［１２］に記載の摩擦材組成物。
［１４］前記酸化ビスマスの含有量が０．１〜２０質量％である、上記［１０］〜［１３］のいずれかに記載の摩擦材組成物。
［１５］前記皮膜形成用無機充填材が、金属硫化物、チタン酸塩及び金属（但し、銅は除く。）からなる群から選択される少なくとも１種を含有する、上記［１０］〜［１４］のいずれかに記載の摩擦材組成物。
［１６］前記皮膜形成用無機充填材の含有量が５〜５５質量％である、上記［１０］〜［１５］のいずれかに記載の摩擦材組成物。
［１７］ディスクブレーキパッド用又はドラムブレーキライニング用である、上記［１０］〜［１６］のいずれかに記載の摩擦材組成物。
［１８］上記［１０］〜［１７］のいずれかに記載の摩擦材組成物を含有してなる摩擦材。
［１９］上記［１８］に記載の摩擦材を搭載した車。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、環境負荷の少ない材料を用いて、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性を向上させる摩擦材組成物、並びに、該摩擦材組成物を用いた、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性に優れる摩擦部材及び摩擦材を提供することができる。さらに、前記摩擦部材又は前記摩擦材を搭載した車を提供することができる。
また、本発明の摩擦材は、ディスクブレーキパッド又はドラムブレーキライニング等の摩擦材として用いた際、環境負荷が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の摩擦部材の一態様を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について詳細に説明する。但し、以下の実施形態において、その構成要素は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。また、数値範囲の下限値および上限値は、それぞれ他の数値範囲の下限値および上限値と任意に組み合わせられる。さらに、本明細書において、摩擦材組成物中の各成分の含有量は、各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、摩擦材組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有量を意味する。
本明細書における記載事項を任意に組み合わせた態様も本発明に含まれる。
さらに、本発明において、「実質的に０質量％」及び「実質的に〜〜を含まない」とは、０質量％であることと共に、含有させることに本質的な意味が無い程度の含有量（例えば、０．５質量％以下、０．２質量％以下、０．１質量％以下等）を含有していることも含まれる。
【００１５】
［摩擦部材］
本発明の一態様である摩擦部材は、摩擦材及び裏金を有する摩擦部材であって、前記摩擦材が、銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として０．５質量％未満であり、且つ、酸化ビスマス及び皮膜形成用無機充填材を含有する、摩擦部材である。
本発明において、「皮膜形成用無機充填材」とは、摩擦材を用いてブレーキをかけたときに、摩擦対象物の摩擦部位に移着して皮膜を形成する無機充填材のことである。該皮膜は、一般的にトランスファフィルムと称されることもある。該皮膜形成用無機充填材は、摩擦材組成物中の他の成分を巻き込みながら摩擦対象物の摩擦部位に皮膜を形成することもある。
以下、摩擦材に用いる材料（摩擦材組成物）について詳述する。なお、摩擦材組成物中の各成分及びその含有量は、摩擦材中の各成分及びその含有量と同じである。
【００１６】
［摩擦材組成物］
本発明の一態様である摩擦材組成物は、銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として０．５質量％未満の摩擦材組成物であって、且つ、酸化ビスマス及び皮膜形成用無機充填材を含有する摩擦材組成物である。
当該摩擦材組成物の好ましい態様は、前記酸化ビスマス及び前記皮膜形成用無機充填材と共に、さらに有機充填材、無機充填材（前記酸化ビスマス及び前記皮膜形成用無機充填材を除く）、繊維基材及び結合材からなる群から選択される少なくとも１種を含有する摩擦材組成物である。より好ましい態様は、前記酸化ビスマス及び前記皮膜形成用無機充填材と共に、さらに有機充填材、無機充填材（前記酸化ビスマス及び前記皮膜形成用無機充填材を除く）、繊維基材及び結合材を含有する摩擦材組成物である。
【００１７】
摩擦材組成物は銅を含有しないことが好ましく、銅を含む場合には、摩擦材組成物における銅の含有量を銅元素として０．５質量％未満とすることにより、環境中に摩耗粉として放出されても、河川等の汚染を引き起こさないものとすることができる。なお、銅の含有量は、繊維状及び粉末状等の銅、銅合金及び銅化合物に含まれる銅元素（Ｃｕ）の、摩擦材組成物全体における含有量を示す。摩擦材組成物における銅の含有量は、銅元素として０．２質量％以下であることがより好ましく、０．０５質量％以下であることがさらに好ましい。
【００１８】
さらに、発錆による耐久性低下等を避ける観点から、本発明の摩擦材組成物においては鉄系金属を含有しないことが好ましいが、鉄系金属を含む場合であっても、摩擦材組成物における鉄系金属の含有量を鉄元素として０．５質量％未満とすることにより、耐錆性を良好なものとすることができる。摩擦材組成物における鉄系金属の含有量は、鉄元素として０．２質量％以下であることがより好ましく、０．０５質量％以下であることがさらに好ましい。ここで、鉄系金属とは、鉄を主成分とする金属であって、一般的な鉄鋼を指し、鉄の含有量は、鉄、鉄合金及び鉄化合物に含まれる鉄元素（Ｆｅ）の、摩擦材組成物全体における含有量を示す。
【００１９】
なお、本発明の摩擦材組成物は、ＮＡＯ（Non-Asbestos-Organic）材に分類されるものであり、いわゆるノンアスベスト摩擦材組成物（アスベストを含有しない摩擦材組成物、又は含有する場合であってもアスベストの含有量が極微量の摩擦材組成物）である。摩擦材組成物中、アスベストの含有量は０．２質量％以下であり、実質的に０質量％である。
【００２０】
本発明の摩擦材組成物は、前述の通り、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性を向上させる観点から、酸化ビスマス及び皮膜形成用無機充填材を含有する。
（酸化ビスマス）
酸化ビスマスとしては、三酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、五酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ５）が挙げられ、三酸化ビスマスが好ましい。酸化ビスマスの結晶構造に特に制限はなく、例えば、単斜晶、正方晶、立方晶等の結晶構造が挙げられる。
酸化ビスマスの平均粒子径は、特に制限されるものではないが、摩擦面に適度に酸化ビスマス粒子が存在し、通常制動の繰り返し時に安定した摩擦係数が得られるという観点から、好ましくは５０μｍ以下である。同様の観点から、酸化マグネシウムの平均粒子径は、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下、特に好ましくは２μｍ以下である。さらに、酸化ビスマスの平均粒子径としては、通常制動の繰り返し時の摩擦係数を安定させる観点から、好ましくは０．１〜５μｍ、より好ましくは０．５〜２μｍ、さらに好ましくは０．７〜１．５μｍの範囲のものを選択できる。
酸化ビスマスの最大一次粒子径の上限に特に制限はないが、通常、３０μｍ以下が好ましい。
なお、本明細書において、平均粒子径はレーザー回折粒度分布測定の方法を用いて測定したｄ５０の値（体積分布のメジアン径、累積中央値）を意味する。
【００２１】
摩擦材組成物における酸化ビスマスの含有量は、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性の観点から、好ましくは０．１〜２０質量％、より好ましくは０．５〜１６質量％、さらに好ましくは０．５〜１２質量％である。摩擦材組成物における酸化ビスマスの含有量は、耐摩耗性を考慮して、０．１〜７質量％としてもよく、０．１〜３質量％としてもよい。また、通常負荷制動時の摩擦係数の平均値を高いものとする観点から、３〜２０質量％としてもよく、３〜１６質量％としてもよく、３〜１２質量％としてもよく、７〜１２質量％としてもよい。
特に、酸化ビスマスは少量の含有量、例えば１質量％程度でも通常負荷制動時の摩擦係数の安定性が大きく向上する点で非常に有益な成分である。
【００２２】
（皮膜形成用無機充填材）
皮膜形成用無機充填材としては、摩擦材を用いてブレーキをかけたときに、摩擦対象物の摩擦部位に移着して皮膜を形成する無機充填材であれば特に制限はないが、摩擦対象物の摩擦部位に移着して皮膜を形成するという機能の観点から、その融点は、好ましくは８００〜１，２００℃、より好ましくは９００〜１，１００℃、さらに好ましくは１，０００〜１，１００℃である。
摩擦材組成物が前記酸化ビスマスと皮膜形成用無機充填材とを共に含有することによって、銅を含有しないか、又は含有していても銅の含有量は銅元素として０．５質量％未満であっても、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性に優れた摩擦材を得ることができる。
【００２３】
皮膜形成用無機充填材としては、例えば、金属硫化物、チタン酸塩、金属（但し、銅を除く。）等が挙げられ、これらからなる群から選択される少なくとも１種を皮膜形成用無機充填材として含有することが好ましい。
−金属硫化物−
金属硫化物としては、例えば、硫化ビスマス、硫化アンチモン、硫化スズ、二硫化モリブデン、硫化鉄、硫化亜鉛、硫化タングステン及び硫化マンガン等が挙げられ、これらからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらの中でも、人体への有害性が少ないという観点から、硫化ビスマス、硫化スズ、二硫化モリブデン、硫化鉄、硫化亜鉛、硫化タングステン及び硫化マンガンからなる群から選択される少なくとも１種を含有することが好ましく、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性の観点から、硫化スズを含有することがより好ましい。
摩擦材組成物が、皮膜形成用無機充填材として金属硫化物を含有する場合、金属硫化物の含有量は、好ましくは０．１〜２０質量％、より好ましくは０．１〜１５質量％、さらに好ましくは１〜１５質量％、特に好ましくは１〜１０質量％、最も好ましくは３〜８質量％である。
【００２４】
−チタン酸塩−
チタン酸塩としては、例えば、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及びチタン酸ナトリウム等が挙げられ、これらからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらの中でも、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性の観点から、チタン酸カリウムが好ましい。
【００２５】
チタン酸塩の形状としては、特に制限されるものではないが、例えば、繊維状、柱状、板状、粒子状、鱗片状等が挙げられる。チタン酸塩の形状は、例えば走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）観察によって解析することができる。
また、チタン酸塩としては、特に制限されるものではないが、例えば、平均粒子径１〜５０μｍ、比表面積０．５〜１０ｍ２／ｇのチタン酸塩を使用できる。また、比表面積は、吸着ガスとして窒素ガスを用いたＢＥＴ法等により求めることができる。
【００２６】
摩擦材組成物が、皮膜形成用無機充填材としてチタン酸塩を含有する場合、チタン酸塩の含有量は、好ましくは５〜４５質量％、より好ましくは５〜３５質量％、さらに好ましくは５〜３０質量％、特に好ましくは１０〜２５質量％含有する。
チタン酸塩の含有量が５質量％以上であると、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性が向上すると共に耐摩耗性が良好となる傾向にある。また、チタン酸塩の含有量が４５質量％以下であると、摩擦材の機械的強度の低下及び耐摩耗性の低下が抑制されると共に、吸湿による摩擦係数の安定性の低下が抑制され、さらに、摩擦材と摩擦対象物との間の錆による固着が抑制され、且つ、摩擦対象物となるディスクロータ等の成分を摩擦材自身に付着させる現象（メタルキャッチ）を抑制できる傾向にある。
【００２７】
−金属−
金属（銅を除く。）としては、鉄、鋳鉄、アルミニウム、ニッケル、スズ、亜鉛等が挙げられる。また、前記金属のうちの少なくとも１つの金属を含有する合金も使用できる。該金属としては、銅を含有しないものが好ましく、銅及び鉄系金属を含有しないものがより好ましい。該金属としては、スズ、亜鉛が好ましく、亜鉛がより好ましい。
皮膜形成用無機充填材としての前記金属の形状に特に制限はなく、紛体であってもよいし、繊維状であってもよい。
摩擦材組成物が皮膜形成用無機充填材として金属を含有する場合、その含有量は、好ましくは０．５〜１０質量％、より好ましくは０．５〜８質量％、さらに好ましくは１〜６質量％である。特に、金属として亜鉛（亜鉛粉）を用いる場合、亜鉛は鉄よりも酸化されやすいため、前記範囲内とすることで、摩擦特性に影響を与えずに錆の発生を抑制可能である。
【００２８】
摩擦材組成物における皮膜形成用無機充填材の含有量（但し、皮膜形成用無機充填材を複数含有する場合にはその合計含有量である。）は、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性の観点から、好ましくは５〜５５質量％、より好ましくは５〜４５質量％、さらに好ましくは８〜４０質量％、特に好ましくは１０〜４０質量％、最も好ましくは１５〜４０質量％である。摩擦材組成物における皮膜形成用無機充填材の含有量が５質量％以上であると、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性を十分に向上させる傾向にあり、また、５５質量％以下であると、耐摩耗性の低下を抑制できる傾向にある。
【００２９】
前述の通り、従来の銅を含有する摩擦材では、制動により摩擦界面で銅の延展膜が形成され、該延展膜は、繰り返し制動した際に摩擦材が過度に摩耗するのを防止する効果があったが、銅を含有しないか、又は銅の含有量少ない摩擦材では、銅による当該効果が実質的に得られない。そのため、銅を含有しないか、又は銅の含有量少ない摩擦材において、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性を優れたものとすることは必ずしも容易ではないが、酸化ビスマス及び皮膜形成用無機充填材を含有する本発明の摩擦材組成物であれば、銅を含有しないか、又は銅の含有量少ない摩擦材においてもそれを達成できる。
【００３０】
以下、摩擦材組成物がさらに含有していてもよい各成分について順に説明する。
（有機充填材）
有機充填材は、制振性及び耐摩耗性等を向上させるための摩擦調整剤としての機能を発現し得るものである。ここで、本発明において、該有機充填材は繊維形状のもの（例えば後述の有機繊維）を含まない。有機充填材は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記有機充填材としては、摩擦材組成物に一般的に用いられる有機充填材を使用することができる。有機充填材としては、例えば、カシューパーティクル、ゴム、メラミンパーティクル等が挙げられ、これらからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらの中でも、摩擦係数の安定性及び耐摩耗性を良好とする観点並びに鳴きを抑制する観点から、カシューパーティクル、ゴムが好ましい。
また、有機充填材としては、カシューパーティクルとゴムとを併用してもよいし、カシューパーティクルをゴムで被覆したものを用いてもよい。
【００３１】
前記カシューパーティクルは、カシューナッツシェルオイルを硬化させたものを粉砕して得られ、一般的に、カシューダストと称されることもある。
カシューパーティクルは、一般的に、硬化反応に使用する硬化剤の種類に応じて、茶系、茶黒系、黒系等に分類される。カシューパーティクルは、分子量等を調整することで、耐熱性及び音振性、さらに摩擦対象物であるディスクロータへの被膜形成性等を制御し易くすることが可能である。
カシューパーティクルの平均粒子径に特に制限はないが、分散性の観点から、８５０μｍ以下であることが好ましく、７５０μｍ以下であることがより好ましく、６００μｍ以下であることがさらに好ましい。カシューパーティクルの平均粒子径の下限値に特に制限はなく、２００μｍ以上であってもよく、３００μｍ以上であってもよく、４００μｍ以上であってもよい。
カシューパーティクルとしては、市販品を使用することができる。
カシューパーティクルは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３２】
摩擦材組成物が有機充填材を含有する場合、その含有量は、好ましくは１〜２０質量％、より好ましくは３〜１５質量％、さらに好ましくは４〜１０質量％である。有機充填材の合計含有量を上記範囲とすることで、摩擦材の弾性率が高くなる傾向、並びに鳴き等の制振性の悪化及び耐摩耗性の悪化を避けることができる傾向にあり、また、耐熱性の悪化及び熱履歴による強度低下を避けることができる傾向にある。
【００３３】
前記ゴムとしては摩擦材組成物に通常用いられるゴムが挙げられ、例えば天然ゴム、合成ゴムが挙げられる。合成ゴムとしては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム、イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム及びタイヤトレッドゴムの粉砕粉等が挙げられる。ゴムは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、耐熱性、柔軟性及び製造コストのバランスの観点から、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、タイヤトレッドゴムの粉砕粉が好ましい。
摩擦材組成物がゴムを含有する場合、その含有量は、１〜３０質量％であることが好ましく、２〜１５質量％であることがより好ましく、２〜８質量％であることがさらに好ましい。前記ゴムの含有量を上記範囲とすることで、摩擦材の弾性率が高くなる傾向、及び鳴き等の制振性が悪化することを避けることができる傾向にあり、また、耐熱性の悪化及び熱履歴による強度低下を避けることができる傾向にある。
【００３４】
（無機充填材）
摩擦材組成物は、無機充填材を含有していてもよい。但し、該無機充填材は、重複を避けるため、前記酸化ビスマス及び前記皮膜形成用無機充填材を含まない。
該無機充填材は、摩擦材の耐熱性、耐摩耗性及び摩擦係数の安定性等の悪化を避けるための摩擦調整材としての機能を発現し得るものである。ここで、本発明においては、無機充填材は繊維形状のもの（例えば後述の無機繊維）を含まない。無機充填材は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
該無機充填材としては特に制限はなく、摩擦材に通常用いられる無機充填材を使用できる。無機充填材としては、例えば、黒鉛、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、コークス、マイカ、バーミキュライト、ゼオライト、ケイ酸ジルコニウム（ジルコン）、ジルコニア、シリカ、四酸化三鉄、アルミナ（α−アルミナ、γ−アルミナ）、炭化珪素などが挙げられる。これらの中でも、黒鉛、アルミナ、ケイ酸ジルコニウム（ジルコン）、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム及び硫酸バリウムからなる群から選択される少なくとも１種が好ましく、黒鉛、アルミナ、ケイ酸ジルコニウム（ジルコン）、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム及び硫酸バリウムを併用することがより好ましい。
【００３５】
なお、上記無機充填材のうち、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム及び酸化亜鉛は、摩擦材の錆発生の抑制の観点から好ましい。ただし、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウムは摩擦材のｐＨを増加させ、アラミド繊維及びフェノール樹脂が分解し易くなる傾向があるため、アラミド繊維又はフェノール樹脂と共に使用する際にはｐＨが高くなり過ぎないように使用量に注意することが好ましく、例えば、無機充填材として水酸化カルシウムを含有する場合、水酸化カルシウムの含有量は、摩擦材組成物１００質量部に対して、好ましくは０．５〜１０質量％、より好ましくは１〜８質量％、さらに好ましくは１〜５質量％である。
【００３６】
前記黒鉛としては、特に制限されるものではなく、公知の黒鉛、つまり、天然黒鉛、人造黒鉛のいずれも使用することができる。黒鉛は、平均粒子径が１〜５０μｍであることが好ましく、２〜４０μｍであることがより好ましく、５〜３０μｍであることがさらに好ましく、１０〜２０μｍであることが特に好ましい。
摩擦材組成物が黒鉛を含有する場合、その含有量は、好ましくは２〜２０質量％、より好ましくは３〜１５質量％、さらに好ましくは３〜１０質量％、特に好ましくは３〜８質量％である。２質量％以上であれば、摩擦材の熱伝導率を向上させ易く、２０質量％以下であれば、摩擦材組成物の凝集力の低下を抑制でき、摩擦係数の低下を抑制し易い傾向にある。
【００３７】
摩擦材組成物がアルミナを含有する場合、その含有量は、好ましくは０．１〜１０質量％、より好ましくは０．１〜５質量％、さらに好ましくは０．５〜３質量％である。前記範囲であれば、摩擦対象物を過度に摩耗させずに適度な研削性を付与し易い傾向にある。
摩擦材組成物がケイ酸ジルコニウム（ジルコン）を含有する場合、その含有量は、好ましくは１〜１５質量％、より好ましくは１〜１０質量％、さらに好ましくは３〜８質量％である。前記範囲であれば、摩擦対象物を過度に摩耗させずに適度な研削性を付与し易い傾向にある。
摩擦材組成物が酸化マグネシウムを含有する場合、その含有量は、好ましくは１〜３５質量％、より好ましくは５〜３０質量％、さらに好ましくは１０〜３０質量％である。前記範囲であれば、摩擦対象物を過度に摩耗させずに適度な研削性を付与し易い傾向にある。
なお、硫酸バリウムは摩擦材組成物の体積を調整するための単なる充填材としての役割を果たす。つまり、硫酸バリウムの含有量は、他の成分の含有量に依存し、摩擦材組成物を所定量とするための残部を硫酸バリウムで補充することができる。硫酸バリウムを含有させることによって摩擦材組成物の嵩密度が大きくなり、ハンドリング性が良好なものとなる。
【００３８】
本発明の摩擦材組成物は、酸化ジルコニウムを含有していてもよいし、含有していなくてもよい。酸化ジルコニウムを含有している場合であっても、その含有量は、１０質量％以下にすることができ、５質量％以下にすることもでき、１質量％以下にすることもでき、０．５質量％以下にすることもできる。
【００３９】
以上のように、摩擦材組成物が前記無機充填材を含有する場合、該無機充填材と前記酸化ビスマス及び前記皮膜形成用無機充填材との合計含有量が、好ましくは４０〜８５質量％、より好ましくは５０〜８５質量％、さらに好ましくは６０〜８５質量％となるように調整するのがよい。無機充填材と前記酸化ビスマス及び前記皮膜形成用無機充填材との合計含有量を当該範囲とすることで、耐熱性の悪化を避け易い傾向にある。
【００４０】
（繊維基材；有機繊維及び無機繊維）
繊維基材は、摩擦材において補強作用を示すものである。摩擦材組成物は、繊維基材として、有機繊維を含有することが好ましく、無機繊維を含有することも好ましい。繊維基材は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。ここで、有機繊維とは、有機物を主成分とする繊維状の材料である。また、無機繊維とは、金属及び金属合金以外の無機物を主成分とする繊維状の材料である。
【００４１】
−有機繊維−
前記有機繊維としては、麻、木綿、アラミド繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、フェノール樹脂繊維（架橋構造を有する）等が挙げられる。有機繊維は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。有機繊維としては、耐熱性の観点から、アラミド繊維が好ましい。また、摩擦材の強度向上の観点から、有機繊維として、フィブリル化有機繊維を含有することが好ましく、フィブリル化アラミド繊維を含有することがより好ましい。フィブリル化有機繊維とは、分繊化し、毛羽立ちをもった有機繊維であり、フィブリル化アラミド繊維、フィブリル化アクリル繊維、フィブリル化セルロース繊維等を商業的に入手できる。いうまでもなく、摩擦材組成物は、フィブリル化有機繊維と共にその他の有機繊維を含有していてもよい。
摩擦材組成物が有機繊維、特にフィブリル化有機繊維を含有する場合、その含有量は、好ましくは１〜８質量％、より好ましくは２〜７質量％、さらに好ましくは１〜５質量％である。１質量％以上であれば、良好なせん断強度、耐クラック性及び耐摩耗性が発現する傾向にあり、８質量％以下であれば、摩擦材組成物中の有機繊維（フィブリル化有機繊維）と他材料の偏在によるせん断強度及び耐クラック性の悪化を効果的に抑制することができる傾向にある。
【００４２】
−無機繊維−
無機繊維は、摩擦材の機械的強度及び耐摩耗性を向上する効果を発現し得るものである。
無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、金属繊維、鉱物繊維、炭素繊維、セラミック繊維、生分解性セラミック繊維、セピオライト（α型セピオライト及びβ型セピオライト）、アタパルジャイト、チタン酸カリウム繊維、シリカアルミナ繊維、耐炎化繊維等からなる群から選択される少なくとも１種を用いることができる。これらの中でも、鉱物繊維が好ましい。
【００４３】
前記ガラス繊維とは、ガラスを溶融及び紡糸して製造した繊維のことを指す。ガラス繊維は、原料がＥガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ｄガラス等であるものを使用することができ、これらの中でも、特に高強度であるという観点から、Ｅガラス又はＳガラスを含有するガラス繊維を使用することが好ましい。また、結合材との親和性向上のため、ガラス繊維の表面をアミノシラン又はエポキシシラン等で処理したガラス繊維が好ましい。
【００４４】
前記金属繊維としては、アルミニウム、鉄、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、マグネシウム等の金属単体又は合金形態の繊維、鋳鉄等の金属を主成分とする繊維などが挙げられる。合金形態の繊維（合金繊維）としては、鉄合金繊維、アルミニウム合金繊維等が挙げられる。金属繊維は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。本発明においては、実質的に金属繊維を含まない摩擦材組成物であってもよい。
耐クラック性及び耐摩耗性の向上の観点からは、一般的には、銅繊維、銅合金繊維、鉄繊維及び鉄合金繊維が好まれる。
しかし、銅又は銅合金の繊維を含有させる場合、前述の理由から、摩擦材組成物中における銅の含有量は、銅元素として０．５質量％未満が好ましく、より好ましくは０．３質量％以下、さらに好ましくは０．１質量％以下、特に好ましくは実質的に銅を含まない態様である。なお、銅合金繊維としては、銅繊維、黄銅繊維、青銅繊維等が挙げられる。
また、鉄繊維又は鉄合金繊維を含有させる場合、発錆による耐久性低下を抑制する観点から、摩擦材組成物中における鉄の含有量は、鉄元素として０．５質量％未満とすることが好ましく、より好ましくは０．３質量％以下、さらに好ましくは０．１質量％以下、特に好ましくは実質的に鉄を含まない態様である。
【００４５】
前記鉱物繊維としては、天然鉱物繊維；スラグウール等の高炉スラグ、バサルトファイバー等の玄武岩、その他の天然岩石等を主成分として溶融紡糸した人造鉱物繊維が挙げられる。鉱物繊維は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
人造鉱物繊維としては、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＦｅＯ、Ｎａ２Ｏ等を含有する人造鉱物繊維、又はこれら化合物を１種若しくは２種以上含有する人造鉱物繊維等が挙げられる。人造鉱物繊維としては、アルミニウム元素を含む人造鉱物繊維が好ましく、Ａｌ２Ｏ３を含有する人造鉱物繊維がより好ましく、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２とを含有する人造鉱物繊維がさらに好ましい。
【００４６】
鉱物繊維は、人体有害性の観点から、生体溶解性であることが好ましい。ここでいう生体溶解性の鉱物繊維とは、人体内に取り込まれた場合でも短時間で一部分解され体外に排出される特徴を有する鉱物繊維である。具体的には、化学組成が、アルカリ酸化物及びアルカリ土類酸化物の総量（ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム及びバリウムの酸化物の総量）が１８質量％以上で、且つ、（ａ）短期吸入暴露による生体内耐久試験で、長さが２０μｍ超の繊維の半減期が１０日未満であること、（ｂ）短期気管内注入による生体内耐久試験で、長さが２０μｍ超の繊維の半減期が４０日未満であること、（ｃ）腹腔内投与試験で有意な発ガン性が無いこと、又は、（ｄ）長期吸入暴露試験で発ガン性と結びつく病理所見又は腫瘍形成が無いこと、のいずれかを満たす繊維（ＥＵ指令９７／６９／ＥＣのＮｏｔａ  Ｑ（発癌性適用除外）参照）を示す。このような生体分解性鉱物繊維としては、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＭｇＯ−ＦｅＯ（−Ｋ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ）系繊維等が挙げられ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＦｅＯ、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏ等から選択される少なくとも２種を任意の組み合わせで含有する鉱物繊維が挙げられる。市販品としては、LAPINUS FIBERS B.V製のＲｏｘｕｌシリーズ等が挙げられる。「Ｒｏｘｕｌ」は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＦｅＯ等が含まれ、さらにＫ２Ｏ及びＮａ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つが含まれることもある。
【００４７】
前記炭素繊維としては、耐炎化繊維、ピッチ系炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、活性炭繊維等が挙げられる。炭素繊維は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４８】
摩擦材組成物が繊維基材を含有する場合、その含有量は、好ましくは３〜５０質量％、より好ましくは３〜３０質量％、さらに好ましくは３〜２０質量％、特に好ましくは５〜１５質量％である。繊維基材の含有量を上記範囲とすることで、摩擦材としての最適な気孔率が得られ、鳴き防止ができ、適正な材料強度が得られ、耐摩耗性を向上し、さらに成形性を向上させることができる傾向にある。
【００４９】
（結合材）
結合材は、有機充填材、無機充填材及び繊維基材等を結合して一体化し、所定の形状と強度を与える機能を有する。摩擦材組成物に含まれる結合材に特に制限はないが、摩擦材の結合材として一般的に用いられる熱硬化性樹脂を用いることができる。
該熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、エラストマー分散フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。ここで、変性フェノール樹脂としては、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及びアルキルベンゼン変性フェノール樹脂等が挙げられる。エラストマー分散フェノール樹脂としては、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が挙げられる。
特に、良好な耐熱性、成形性及び摩擦係数を与えることから、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、アルキルベンゼン変性フェノール樹脂が好ましく、フェノール樹脂がより好ましい。
熱硬化性樹脂は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５０】
摩擦材組成物が結合材を含有する場合、その含有量は、好ましくは５〜２５質量％、より好ましくは５〜２０質量％、さらに好ましくは６〜１８質量％、特に好ましくは６〜１３質量％である。結合材の含有量を上記範囲とすることで、摩擦材の強度を保ち、弾性率が高くなることによる鳴き等の制振性悪化をより抑制し易い傾向にある。
【００５１】
（その他の材料）
摩擦材組成物には、前記材料以外に、必要に応じてその他の材料を配合することができる。
その他の材料としては、例えば、耐摩耗性及び熱フェード特性向上の観点から、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系ポリマーなどの有機添加剤が挙げられる。
摩擦材組成物が上記その他の材料を含有する場合、その含有量としては、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、さらに好ましくは５質量％以下、特に好ましくは３質量％以下であり、その他の材料を含有していなくてもよい。
【００５２】
［摩擦材］
本発明は、前記摩擦材組成物を含有してなる摩擦材も提供する。該摩擦材は、前記本発明の摩擦材組成物のみから形成されていてもよいし、上張り材と下張り材とを有する摩擦材であって、上張り材と下張り材の少なくとも一方が前記摩擦材組成物から形成されている摩擦材であってもよい。摩擦材が、上張り材と下張り材とを有する摩擦材である場合、本発明の摩擦材組成物は、上張り材に用いられることが好ましい。図１を参照しながら、上張り材と下張り材とを有する摩擦材について説明すると、本発明の摩擦材組成物は、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性を発現させるため、摩擦部材の上張り材１として用いることが好ましい。上張り材１は、摩擦部材の摩擦面となる摩擦材であり、下張り材２は、上張り材１と裏金３との間に介在する、摩擦材と裏金との接着部付近の剪断強度及び耐クラック性向上を目的とした層のことである。
【００５３】
摩擦材は、好ましくは加熱加圧成形によって摩擦材組成物を成形することによって製造できる。
上張り材と下張り材とを有する摩擦材は、上張り材用の摩擦材組成物と前記下張り材用の摩擦材組成物をそれぞれ別々に、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）等の混合機を用いて混合し、上張り材用混合物と下張り材用混合物とを成形金型にて一体で予備成形し、次いで、得られた予備成形物を例えば成形温度１３０〜１６０℃、成形圧力２０〜５０ＭＰａの条件で２〜１０分間で成形し、得られた成形物を例えば１５０〜２５０℃で２〜１０時間熱処理することで製造される。また、必要に応じて、塗装、スコーチ処理、研磨処理を行ってもよい。上記工程の中で、予備成形工程を省略して混合物を直接熱成形してもよい。
【００５４】
摩擦材は、自動車等のディスクブレーキパッドの摩擦材、自動車等のドラムブレーキライニングの摩擦材として使用することができる。また、摩擦材組成物を目的形状に成形、加工、貼り付け等の工程を施すことにより、クラッチフェーシング、電磁ブレーキ、保持ブレーキ等の摩擦材としても使用することができる。
本発明の摩擦材は通常負荷制動時の摩擦係数の安定性に優れるため、車用、特に自動車用の摩擦材として好適である。
【００５５】
前記裏金は、摩擦部材の機械的強度の向上のために、通常、摩擦部材として用いるものであり、材質としては、金属又は繊維強化プラスチック等を用いることができる。裏金としては、例えば、鉄、ステンレス、無機繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック等が挙げられる。プライマー層及び接着層としては、通常、ブレーキパッド及びブレーキライニング等の摩擦部材に用いられるものであればよい。
【００５６】
本発明では、図１中の摩擦部材６について、前記裏金３において、前記下張り材２を有する側とは反対側にシム４を有する摩擦部材も提供することができる。該シム４は、一般的に摩擦部材の制振性向上のために用いられるスペーサーである。
【００５７】
［車］
本発明は、本発明の摩擦材又は摩擦部材を搭載した車も提供する。例えば、本発明の摩擦部材を、ディスクブレーキパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング、電磁ブレーキ、保持ブレーキ等に用いた車等を提供する。車としては、大型自動車、中型自動車、普通自動車、大型特殊自動車、小型特殊自動車、大型自動二輪車及び普通自動二輪車等の自動車が挙げられる。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら制限を受けるものではない。
【００５９】
実施例及び比較例の各摩擦材試料について、以下の方法に従って測定及び評価した。
［測定及び評価方法］
（１）通常負荷制動時の摩擦係数の平均値及び摩擦係数の安定性の評価
まず、ブレーキ開始時のディスクロータ温度１２０℃で、時速６５ｋｍから時速０ｋｍまで３．５ｍ／ｓ２で減速する制動を２００回繰り返し、ブレーキ１回目から２００回目における各制動の摩擦係数を自動車技術会規格「ＪＡＳＯ  Ｃ４０６」に基づいて測定した。
＜（１−１）摩擦係数の平均値＞
上記のブレーキ５０回目から２００回目における各制動の平均摩擦係数を求め、それらの平均値［（ブレーキ５０回目の平均摩擦係数＋ブレーキ５１回目の平均摩擦係数＋・・・＋ブレーキ２００回目の平均摩擦係数）／１５１］を算出し、下記評価基準に従って評価した。なお、摩擦係数の平均値の評価においてブレーキ４９回目までの摩擦係数を考慮しない理由は、新品又は新品に近い摩擦材では表面が馴らされておらず、接触面積が小さいために摩擦係数が低くなっており、摩擦係数の評価に含めるには相応しくないためである。摩擦係数に優れているのは、Ａ＞Ｂ＞Ｃの順となる。
（各制動の摩擦係数の平均値の評価基準）
Ａ：平均値が０．３７以上０．４３未満である。
Ｂ：平均値が０．３４以上０．３７未満、又は０．４３以上０．４７未満である。
Ｃ：平均値が０．３４未満、又は０．４７以上である。
【００６０】
＜（１−２）摩擦係数の安定性＞
また、上記のブレーキ１回目から２００回目までの各制動の平均摩擦係数を求め、それらから最大値と最小値の差を算出し、摩擦係数の安定性として下記基準に従って評価した。摩擦係数の安定性に優れているのは、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄの順となる。
（摩擦係数の安定性の評価基準）
Ａ：差が０．０５未満である。
Ｂ：差が０．０５以上０．１０未満である。
Ｃ：差が０．１０以上０．２０未満である。
Ｄ：差が０．２０以上である。
【００６１】
＜（１−３）１制動中における摩擦係数の安定性＞
さらに、上記のブレーキ１回目から２００回目までの各制動中に変化する摩擦係数の最大値と最小値の差について、ブレーキ１回目から２００回目までにおける平均値を算出し、１制動中における摩擦係数の安定性として下記評価基準に従って評価した。１制動中における摩擦係数の安定性に優れているのは、Ａ＞Ｂ＞Ｃの順となる。
（１制動中における摩擦係数の安定性の評価基準）
Ａ：平均値が０．２０未満である。
Ｂ：平均値が０．２０以上０．３０未満である。
Ｃ：平均値が０．３０以上である。
【００６２】
［ディスクブレーキパッドの作製］
ディスクブレーキパッドの作製にあたり、下記の摩擦材組成物の成分を用意した。表１中に記載の各成分は、以下の通りである。なお、酸化ビスマス、酸化マグネシウム及び黒鉛の平均粒子径（ｄ５０）は、株式会社島津製作所製のレーザー粒度分布分析装置「ＳＡＬＤ２２００」を使用して測定した。
（結合材）
・フェノール樹脂
（有機充填材）
・ＮＢＲ：アクリロニトリル−ブタジエンゴム
・タイヤトレッドゴムの粉砕粉
・カシューパーティクル
（酸化ビスマス）
・酸化ビスマス（平均粒子径０．８μｍ）
（皮膜形成用無機充填材）
・硫化スズ
・チタン酸カリウム
・亜鉛
（無機充填材）
・黒鉛（平均粒子径６〜９μｍ）
・アルミナ
・ジルコン
・水酸化カルシウム
・酸化マグネシウム（平均粒子径３〜４μｍ）
・硫酸バリウム
（繊維基材）
・アラミド繊維：フィブリル化アラミド繊維
・鉱物繊維
【００６３】
［実施例１〜３及び比較例１］（ディスクブレーキパッドの作製）
表１に示す配合量に従って各成分を配合し、各摩擦材組成物を得た。
この摩擦材組成物をレーディゲミキサー（株式会社マツボー製、商品名：レーディゲミキサーＭ２０）で混合し、混合物を得た。得られた混合物を一体で成形プレス（王子機械工業株式会社製）にて予備成形した。得られた予備成形物を成形温度１４５℃、成形圧力３５ＭＰａ、成形時間５分間の条件で、成形プレス（三起精工株式会社製）を用いて鉄製の裏金（日立オートモティブシステムズ株式会社製）と共に加熱加圧成形した。得られた成形品を２００℃で４．５時間熱処理し、ロータリー研磨機を用いて研磨し、５００℃のスコーチ処理を行ってディスクブレーキパッドを得た。なお、実施例及び比較例で得たディスクブレーキパッドは、摩擦材の厚さが９．５ｍｍである。
得られたディスクブレーキパッドから、切断機によってサイズ２０ｍｍ×４５ｍｍ角のテストピースを作製し、前記方法に従って各測定及び評価を行った。結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
2020051438.tif 000002
【００６５】
実施例の摩擦材は環境負荷の少ない摩擦材であり、且つ、比較例の摩擦材に比べて、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性に優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の摩擦部材及び摩擦材は、銅を含有しないか、又は銅の含有量少ない摩擦材であって環境負荷が少ない上に、通常負荷制動時の摩擦係数の安定性が高いため、特に、車用等の摩擦部材及び摩擦材として好適である。
【符号の説明】
【００６７】
１  上張り材
２  下張り材
３  裏金
４  シム
５  摩擦材
６  摩擦部材
【図１】
2020051438.tif 000003