(57)【要約】  本発明は、環境への負荷が少ない原料粉末を使用して、従来のニッケルや銅などの金属を原料粉末として使用して得られる摩擦材と同等またはそれ以上の、摩擦係数の高い摩擦材を提供することを目的とする。  本発明は、Ｆｅ及びＳｉを含む金属相に摩擦調整剤が含有されてなる摩擦材であって、前記金属相において、Ｆｅ元素は金属相全体に対して７０〜９８質量％含まれ、Ｓｉ元素は金属相全体に対して２〜３０質量％含まれる（ただし、Ｆｅ元素の含有量とＳｉ元素の含有量の合計は１００質量％以下である）、摩擦材である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ及びＳｉを含む金属相に摩擦調整剤が含有されてなる摩擦材であって、
前記金属相において、Ｆｅ元素は金属相全体に対して７０〜９８質量％含まれ、Ｓｉ元素は金属相全体に対して２〜３０質量％含まれる（ただし、Ｆｅ元素の含有量とＳｉ元素の含有量の合計は１００質量％以下である）、摩擦材。
【請求項２】
前記金属相の含有量が、前記摩擦材全体に対して５５〜７０質量％であり、
前記摩擦調整剤の含有量が、前記摩擦材全体に対して３０〜４５質量％であり、
前記金属相及び摩擦調整剤の含有量の合計が１００質量％である、請求項１に記載の摩擦材。
【請求項３】
前記金属相におけるＦｅ元素の含有量が７０〜９８質量％であり、
前記金属相におけるＳｉ元素の含有量が２〜３０質量％であり、
Ｆｅ元素とＳｉ元素の含有量の合計が１００質量％である、請求項１または請求項２に記載の摩擦材。
【請求項４】
前記金属相が、該金属相に含まれるＦｅ元素の一部に換えて、Ｐ元素を金属相全体に対して１５質量％以下含有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の摩擦材。
【請求項５】
前記摩擦調整剤が、硬質粒子と潤滑性物質とを含有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の摩擦材。
【請求項６】
前記硬質粒子の含有量が、前記摩擦材全体に対して１０〜２０質量％であり、
前記潤滑性物質の含有量が、前記摩擦材全体に対して２０〜２８質量％であり、
前記摩擦調整剤の含有量が、前記摩擦材全体に対して３０〜４５質量％である、請求項５に記載の摩擦材。
【請求項７】
前記潤滑性物質が、黒鉛およびフッ化カルシウムを含有する、請求項５または請求項６に記載の摩擦材。
【請求項８】
前記金属相の含有量が、前記摩擦材全体に対して５８〜６８質量％であり、
前記摩擦調整剤の含有量が、前記摩擦材全体に対して３２〜４２質量％であり、
前記金属相及び摩擦調整剤の含有量の合計が１００質量％である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の摩擦材。
【請求項９】
前記金属相が、該金属相に含まれるＦｅ元素の一部に換えて、Ｐ元素を金属相全体に対して１０質量％以下含有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の摩擦材。
【請求項１０】
前記硬質粒子が、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、チタニア（ＴｉＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、ムライト（Ａｌ２ＳｉＯ５）、ジルコンサンド（ＺｒＳｉＯ４）、タングステン鋼（Ｆｅ−Ｗ）、炭化タングステン（ＷＣ）及び炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項５〜９のいずれか１項に記載の摩擦材。
【請求項１１】
Ｆｅ ７０〜９８質量％及びＳｉ ２〜３０質量％を含有する金属粉末５５〜７０質量％と（ただし、Ｆｅ元素の含有量とＳｉ元素の含有量の合計は１００質量％以下である）、摩擦調整剤粉末３０〜４５質量％とを混合する工程１と（ただし、前記金属粉末及び摩擦調整剤粉末の合計は１００質量％である）、
工程１で得られた混合物を焼結する工程２とを有する、摩擦材の製造方法。
【請求項１２】
前記金属粉末におけるＦｅが、カルボニル鉄粉法およびアトマイズ法のいずれか一方または両方により製造されたＦｅ元素を８５質量％以上含有する鉄基金属粉末である、請求項１１に記載の摩擦材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械、建設機械、農業機械、自動車、二輪車、鉄道、航空機および船舶などの、各種機械の回転あるいは移動を任意に制御する手段、いわゆるクラッチあるいはブレーキに使用する摩擦材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クラッチやブレーキの小型化や軽量化の要求から摩擦係数の高い摩擦材が求められている。摩擦係数が高い摩擦材としては、金属成分として銅とニッケルを含む摩擦材が知られている。その従来技術として、マトリックス内の重量％で、Ｎｉを１０〜７０％、Ｃｕを３０〜８０％含む摩擦材料組成物がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−３０６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クラッチあるいはブレーキに使用される摩擦材は、金属粉末と摩擦調整剤粉末を混合した混合物を焼結して製造される。近年、環境保護を目的とした化学物質排出把握管理促進法（以下、ＰＲＴＲ法という。）が制定され、従来、摩擦材の原料粉末として用いられてきたニッケル、クロム、鉛、バナジウム化合物、マンガンおよびモリブデンがＰＲＴＲ法の平成２０年度政令改正後の第一種指定化学物質に含まれることになった。【０００５】
第一種指定化学物質はＰＲＴＲ法の管理対象であるので、管理コストや環境負荷の観点から、ＰＲＴＲ法における第一種指定化学物質を原料粉末として使用しない摩擦材が望ましい。また、二輪車の摩擦材に含まれる銅を規制対象に加える議論がなされている。【０００６】
本発明は、上記のような背景事情から、環境への負荷が少ない原料粉末を使用して、従来のニッケルや銅などの金属を原料粉末として使用して得られる摩擦材と同等またはそれ以上の、摩擦係数の高い摩擦材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の要旨は次の通りである。
（１）Ｆｅ及びＳｉを含む金属相に摩擦調整剤が含有されてなる摩擦材であって、前記金属相において、Ｆｅ元素は金属相全体に対して７０〜９８質量％含まれ、Ｓｉ元素は金属相全体に対して２〜３０質量％含まれる（ただし、Ｆｅ元素の含有量とＳｉ元素の含有量の合計は１００質量％以下である）、摩擦材。【０００８】
（２）前記金属相の含有量が、前記摩擦材全体に対して５５〜７０質量％であり、前記摩擦調整剤の含有量が、前記摩擦材全体に対して３０〜４５質量％であり、前記金属相及び摩擦調整剤の含有量の合計が１００質量％である、（１）の摩擦材。【０００９】
（３）前記金属相におけるＦｅ元素の含有量が７０〜９８質量％であり、前記金属相におけるＳｉ元素の含有量が２〜３０質量％であり、Ｆｅ元素とＳｉ元素の含有量の合計が１００質量％である、（１）または（２）の摩擦材。【００１０】
（４）前記金属相が、該金属相に含まれるＦｅ元素の一部に換えて、Ｐ元素を金属相全体に対して１５質量％以下含有する、（１）〜（３）のいずれかの摩擦材。【００１１】
（５）前記摩擦調整剤が、硬質粒子と潤滑性物質とを含有する、（１）〜（４）のいずれかの摩擦材。【００１２】
（６）前記硬質粒子の含有量が、前記摩擦材全体に対して１０〜２０質量％であり、前記潤滑性物質の含有量が、前記摩擦材全体に対して２０〜２８質量％であり、前記摩擦調整剤の含有量が、前記摩擦材全体に対して３０〜４５質量％である、（５）の摩擦材。【００１３】
（７）前記潤滑性物質が、黒鉛およびフッ化カルシウムを含有する、（５）または（６）の摩擦材。【００１４】
（８）前記金属相の含有量が、前記摩擦材全体に対して５８〜６８質量％であり、前記摩擦調整剤の含有量が、前記摩擦材全体に対して３２〜４２質量％であり、前記金属相及び摩擦調整剤の含有量の合計が１００質量％である、（１）〜（７）のいずれかの摩擦材。【００１５】
（９）前記金属相が、該金属相に含まれるＦｅ元素の一部に換えて、Ｐ元素を金属相全体に対して１０質量％以下含有する、（１）〜（８）のいずれかの摩擦材。【００１６】
（１０）前記硬質粒子が、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、チタニア（ＴｉＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、ムライト（Ａｌ２ＳｉＯ５）、ジルコンサンド（ＺｒＳｉＯ４）、タングステン鋼（Ｆｅ−Ｗ）、炭化タングステン（ＷＣ）及び炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる群より選ばれる少なくとも一種である、（５）〜（９）のいずれかの摩擦材。【００１７】
（１１）Ｆｅ ７０〜９８質量％及びＳｉ ２〜３０質量％を含有する金属粉末５５〜７０質量％と（ただし、Ｆｅ元素の含有量とＳｉ元素の含有量の合計は１００質量％以下である）、摩擦調整剤粉末３０〜４５質量％とを混合する工程１と（ただし、前記金属粉末及び摩擦調整剤粉末の合計は１００質量％である）、工程１で得られた混合物を焼結する工程２とを有する、摩擦材の製造方法。【００１８】
（１２）前記金属粉末におけるＦｅが、カルボニル鉄粉法およびアトマイズ法のいずれか一方または両方により製造されたＦｅ元素を８５質量％以上含有する鉄基金属粉末である、（１１）の摩擦材の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の摩擦材は、その製造原料として環境への負荷が少ない原料粉末を使用するので、環境への負荷が少ない。さらに本発明の摩擦材は、従来のニッケルや銅などの金属を原料粉末として使用して得られる摩擦材と同等またはそれ以上の、高い摩擦係数を有している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の摩擦材は、Ｆｅ及びＳｉを含む金属相に摩擦調整剤が含有されてなるものである。前記金属相は、Ｆｅを主成分とする金属からなり、Ｆｅ元素は金属相全体（１００質量％）に対して７０〜９８質量％含まれる。またＳｉ元素は金属相全体（１００質量％）に対して２〜３０質量％含まれる。
【００２１】
前記金属相に含まれるＦｅ元素の量が７０質量％未満であると摩擦材の強度が著しく低下し、一方金属相に含まれるＦｅ元素量が９８質量％を超えると、高い摩擦係数の維持と摩擦材および相手材の摩耗量の抑制が難しくなる。以上から、Ｆｅ元素量を７０〜９８質量％とした。その中でもＦｅ元素量（含有量）は９０〜９８質量％であることが好ましい。
【００２２】
また、前記金属相に含まれるＳｉ元素量が２質量％未満であると高い摩擦係数の維持と摩擦材および相手材の摩耗量の抑制とが難しくなり、一方金属相に含まれるＳｉ元素量が３０質量％を超えると摩擦材の強度が著しく低下する。以上から、Ｓｉ元素量を２〜３０質量％とした。その中でも、Ｓｉ元素量（含有量）は２〜１０質量％であることが好ましい。
【００２３】
なお、本発明の摩擦材における金属相はＦｅ及びＳｉを含むものであり、Ｆｅ元素の含有量とＳｉ元素の含有量の合計は金属相全体に対して１００質量％以下であるが、これらの合計が１００質量％であるとさらに好ましい。
【００２４】
本発明の摩擦材における金属相に含まれるＦｅ元素量とＳｉ元素量は、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）または波長分散型Ｘ線分析（ＷＤＸ）などで測定することができる。
【００２５】
一般的に、摩擦材と接触する相手材の主成分はＦｅ元素である場合が多く、本発明のように摩擦材の主成分がＦｅ元素であると、相手材と摩擦材の親和性が高くなるので凝着を起こしやすくなり、結果として摩擦材と相手材の両方の摩耗量が増加することがある。
【００２６】
しかしながら、Ｆｅ元素が主成分の摩擦材の金属相にＳｉ元素を添加することによって、摩擦材および相手材の摩耗を抑制することができた。これは、Ｆｅ元素が主成分である摩擦材の金属相にＳｉ元素を添加することで、制動時に相手材と接触する摩擦材の摺動面に酸化皮膜が生成し、同種成分の凝着が抑制され、これにより摩耗が減少するためと考えられる。
【００２７】
また、本発明の摩擦材における金属相の主成分であるＦｅ元素に金属のＳｉ元素を添加することで、銅を主成分とする従来の摩擦材よりも高温における摩擦係数を高くすることができた。これは鉄の方が銅よりも融点が高いため、制動時の塑性流動が生じにくくなったためと考えられる。
【００２８】
次に、本発明の摩擦材においては、金属相の含有量が摩擦材全体（１００質量％）に対して５５〜７０質量％であり、摩擦調整剤の含有量が摩擦材全体（１００質量％）に対して３０〜４５質量％であることが好ましい（ただし、これらの含有量の合計は１００質量％である）。
【００２９】
これは、金属相の含有量が摩擦材全体に対して５５質量％未満であると摩擦係数および強度が低下し、金属相の含有量が摩擦材全体に対して７０質量％を超えると、求められる摩擦特性に調整することが難しくなる傾向が見られるためである。その中でも、金属相の含有量が摩擦材全体に対して５８〜６８質量％であり、摩擦調整剤の含有量が摩擦材全体に対して３２〜４２質量％であることが好ましい（ただし、これらの含有量の合計は１００質量％である）。
【００３０】
本発明の摩擦材は、それを構成する金属相に含有されるＦｅ元素の一部に換えて、Ｐ元素を金属相全体（１００質量％）に対して１５質量％以下の量で含有することが好ましい。これは、Ｐ元素を含有すると本発明の摩擦材の原料粉末の焼結性が向上するが、Ｐ元素が金属相全体に対して１５質量％を超えて含まれると、高温環境下における本発明の摩擦材の摩耗量が増加する傾向が見られるためである。その中でも、前記金属相は、金属相に含有されるＦｅ元素の一部に換えて、Ｐ元素を金属相全体（１００質量％）に対して１０質量％以下含有すると、より好ましい。
【００３１】
なお、前記金属相に含まれるＰ元素量はＥＤＸまたはＷＤＸなどで測定することができる。また、Ｐ元素は金属元素ではないが、例えば金属相に含有されるＦｅ元素（金属相中のＦｅ元素の含有量が８０質量％であると仮定する）の一部に換えてＰ元素が金属相全体に対して１５質量％の量で含まれるとは、以下の意味である。すなわち、金属相全体１００質量％のうち８０質量％がＦｅ元素で残りの２０質量％は他の元素であったのが、金属相全体１００質量％のうち６５質量％がＦｅ元素、１５質量％がＰ元素、残りの２０質量％は他の元素という組成に変更されたことを意味する。
【００３２】
本発明の摩擦材は、原料中の不純物や製造工程から混入する不純物を含有する場合がある。本発明の摩擦材に金属として含有される不純物としては、Ａｌ元素やＭｇ元素などが挙げられる。本発明の摩擦材に金属として含有されるＡｌ元素やＭｇ元素などの不純物の合計量が金属相全体に対して３質量％以下であれば、本発明の摩擦材の性能に影響を及ぼすことはない。本発明の金属相に含まれるＡｌ元素量とＭｇ元素量はＥＤＸまたはＷＤＸなどで測定することができる。
【００３３】
本発明の摩擦材に含まれる摩擦調整剤としては、摩擦材の耐摩耗性を調整する硬質粒子、潤滑性を調整する潤滑性物質などを挙げることができる。
【００３４】
前記硬質粒子として具体的には、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、チタニア（ＴｉＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、ムライト（Ａｌ２ＳｉＯ５）、ジルコンサンド（ＺｒＳｉＯ４）、タングステン鋼（Ｆｅ−Ｗ）、炭化タングステン（ＷＣ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などを挙げることができる。
【００３５】
また、前記潤滑性物質として具体的には、タルク（Ｍｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２）、焼成タルク（Ｍｇ３Ｓｉ４Ｏ１１）、黒鉛（Ｃ）、コークス（Ｃ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）などを挙げることができる。これらの中でも、潤滑性物質としては、黒鉛およびフッ化カルシウムが、摩擦材の潤滑性向上効果が良好であるので、好ましい。
【００３６】
このような摩擦調整剤について、前記硬質粒子の含有量が、摩擦材全体（１００質量％）に対して１０〜２０質量％であり、潤滑性物質の含有量が、摩擦材全体（１００質量％）に対して２０〜２８質量％であり、摩擦調整剤の含有量が、摩擦材全体（１００質量％）に対して３０〜４５質量％であると、摩擦材の耐摩耗性および潤滑性が良好となるので、さらに好ましい。
【００３７】
以上説明した本発明の摩擦材は、Ｆｅ及びＳｉを含む金属粉末と摩擦調整剤粉末とからなる混合物を焼結して得られる。焼結により、金属粉末は金属相を形成し、摩擦調整剤粉末は摩擦調整剤として金属相中に分散する。本発明の摩擦材の製造方法として具体的には、以下の方法を挙げることができる。
【００３８】
本発明の摩擦材の原料粉末として、Ｆｅ ７０〜９８質量％及びＳｉ ２〜３０質量％を含有する金属粉末と（ただし、金属粉末におけるＦｅ元素の含有量とＳｉ元素の含有量の合計は１００質量％以下である）、摩擦調整剤粉末とを用意する。金属粉末および摩擦調整剤粉末の平均粒径は５００μｍを超えて大きいと成形性が低下して摩擦材が製造しにくく、一方平均粒径が１μｍ未満であると均一に混合しにくい。従って、金属粉末および摩擦調整剤粉末の平均粒径は、１〜５００μｍであることが好ましい。なお本明細書において各原料粉末の平均粒径は、フィッシャー法により測定したものである。
【００３９】
前記金属粉末と摩擦調整剤粉末の使用量については、金属粉末５５〜７０質量％と、摩擦調整剤粉末３０〜４５質量％とを混合することが好ましい（なお、これらの合計は１００質量％である）。これは、金属粉末の使用量が得られる混合物全体に対して５５質量％未満であると金属相が減少して摩擦材の摩擦係数や強度が低下し、金属粉末の使用量が混合物全体に対して７０質量％を超えると金属相が増加して、求められる摩擦特性に調整することが難しくなる傾向が見られるためである。
【００４０】
このように所定の割合に配合した金属粉末及び摩擦調整剤粉末を混合する工程１と、得られた混合物を焼結する工程２とを経て、本発明の摩擦材を製造することができる。この場合の焼結温度は通常８００〜１２００℃である。
【００４１】
なお、本発明の摩擦材の製造において、例えば工程１で得られた混合物を所定の形状に成形する工程３、工程２で得られた摩擦材を樹脂やろう材を用いて芯板に接合する工程４、工程２で得られた摩擦材に樹脂や防錆成分を含浸または塗布する工程５などのその他の工程を実施してもよいことはもちろんである。
【００４２】
また、前記工程３を実施した場合のほか、所定の形状に成形して本発明の摩擦材を得る場合には、必要に応じて原料粉末を混合して混合物とした時点で成形したうえで、焼結時に加圧して所定の形状の焼結体を得る。この場合の加圧焼結における成形圧力は製造工程によって大きく変わるが、その範囲は０．１Ｐａ〜９８０ＭＰａである。
【００４３】
本発明の摩擦材の製造に使用される金属粉末におけるＦｅ成分として、カルボニル鉄粉法およびアトマイズ（噴霧）法のいずれか一方または両方により製造されたＦｅ元素を８５質量％以上含有する鉄基金属粉末を用いると、摩擦材の強度が向上するので、さらに好ましい。また、アトマイズ法により製造された鉄基金属粉末を使用すると成形体の強度が増加して製造しやすくなる。
【００４４】
前記カルボニル鉄粉法により製造された鉄基金属粉末として具体的には、Ｆｅ元素（１００質量％）からなるカルボニル鉄粉末を挙げることができる。また、前記アトマイズ法により製造された鉄基金属粉末として具体的には、Ｐ元素：０．３〜１５質量％とＦｅ元素：残部とからなる燐含有鉄粉末を挙げることができる。その中でも、Ｐ元素：０．５〜１．０質量％とＦｅ元素：残部とからなる燐含有鉄粉末がさらに好ましい。
【００４５】
特に、鉄基金属粉末として、鉄粉末と、Ｐ元素：０．３〜１５質量％及びＦｅ元素：残部からなる燐含有鉄粉末とからなり、鉄粉末と燐含有鉄粉末との混合比率が重量比で、鉄粉末（Ａ）：燐含有鉄粉末（Ｂ）＝（３〜９）：（７〜１）（但し、（Ａ）と（Ｂ）の合計は１０である。）になるように混合した混合物を用いると、成形性と焼結性が向上するので、さらに好ましい。
【００４６】
また、本発明の摩擦材の製造に使用される金属粉末のＳｉ成分としては、Ｓｉからなる金属粉末を使用してもよいし、Ｓｉとその他の金属元素とからなるシリコン基金属粉末（Ｓｉの含有量は通常８０質量％以上である）を使用してもよい。
【００４７】
例えば、Ｓｉ元素を８０質量％以上含有するシリコン基金属粉末として具体的には、Ｓｉ元素からなる金属シリコン粉末、Ｓｉ元素８０質量％以上と残部Ｆｅ元素とからなるフェロシリコン粉末、Ｓｉ元素８０質量％以上と残部Ａｌ元素とからなるアルミシリコン粉末、および、これらの混合物などを挙げることができる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されない。【００４９】
本発明の摩擦材の製造に使用する原料粉末として、平均粒径４．４μｍのカルボニル鉄粉（１００質量％Ｆｅ）、平均粒径６０μｍの燐含有アトマイズ鉄粉（Ｐ：０．５４〜０．６６質量％、Ｆｅ：９８．８９〜９９．４６質量％、残部Ａｌ）、平均粒径４０μｍの金属シリコン粉末（Ｓｉ：９６．０質量％、残部：Ｆｅ、ＡｌおよびＭｇ）、平均粒径４０μｍのフェロシリコン粉末（Ｓｉ：８０質量％、Ｆｅ：２０質量％）、摩擦調整剤粉末として平均粒径７０μｍの黒鉛粉末、平均粒径４０μｍのジルコンサンド粉末、平均粒径３０μｍのムライト粉末、並びに平均粒径５０μｍのフッ化カルシウム粉末を用意した。【００５０】
また、比較品に使用する金属粉末として、平均粒径４０μｍの銅粉末、平均粒径４０μｍの錫粉末、平均粒径５μｍのニッケル粉末を用意した。
なお、各原料粉末の平均粒径はフィッシャー法により測定した。【００５１】
次に、前述の原料粉末を下記表１、２に示す配合組成に従って秤量し、それらを混合して、混合物を得た。得られた混合物をブレーキパッド形状に成形した後、表１、２に示す焼結温度、成形圧力にて加圧焼結した。【００５２】
【表１】
2013125717.tif 000002
【００５３】
【表２】
2013125717.tif 000003
【００５４】
得られた摩擦材の金属相の組成をＥＤＸで測定した。その結果を下記表３に示す。【００５５】
【表３】
2013125717.tif 000004
【００５６】
【表４】
2013125717.tif 000005
【００５７】
未使用の摩擦材およびサーマルショック試験後の摩擦材の常温せん断強度を測定した。せん断試験に用いるせん断治具や試験手順はＪＩＳ Ｄ ４４２２（２００７年）に従った。サーマルショック試験は、摩擦材を６００℃にて１時間保持した後に水冷する工程を３回繰り返す試験であり、摩擦材の耐熱衝撃性を評価するものである。【００５８】
さらに摩擦材の摩擦特性については、乗用車ブレーキ装置ダイナモメータ試験ＪＡＳＯ  Ｃ４０６−８２に従って評価した。具体的には、相手材にはＳＵＳ（ステンレス鋼）を用い、下記表５に示す試験手順に従って摩擦試験を行った。なお、試験における車両区分はＰ１を選択した。その理由は、本発明の摩擦材は最高速度が１４０ｋｍ／ｈを超える海外向け大型バイクや自動車のブレーキなどにも使用される可能性があるためである。【００５９】
摩擦特性は、第２効力試験の平均摩擦係数と第１フェードリカバリ試験のフェード試験での最小摩擦係数および試験後の摩擦材および相手材の摩耗量で評価した。以上の評価結果を下記表６、７にまとめる。【００６０】
【表５】
2013125717.tif 000006
【００６１】
【表６】
2013125717.tif 000007
【００６２】
【表７】
2013125717.tif 000008
【００６３】
【表８】
2013125717.tif 000009
【００６４】
摩擦材の物性と摩擦特性を表６、７に示した。また、摩擦材に必要とされる要求性能を表８に示した。なお、表６〜８において相手材の摩耗量がマイナスの場合は、摩擦材の溶着などによって相手材の厚さが増加したことを示している。未使用の摩擦材の常温せん断強度およびサーマルショック試験後の常温せん断強度については、比較品１、２、６は要求性能を下回った。第２効力試験の平均摩擦係数および第１フェードリカバリ試験のフェード試験の最小摩擦係数については、発明品、比較品ともに要求性能を満たしている。試験後の摩擦材の摩耗量については、比較品１、３、５、９は摩擦材の摩耗量が多く、要求性能を満たしていない。相手材の摩耗量については、比較品１、４、５は相手材の摩耗量が多く、要求性能を満たしていない。従来品である比較品７〜９は銅やニッケルを含んでいるので発明品１〜９に比較して環境負荷が高い。一方、発明品は銅やニッケルを含んでいないにもかかわらず、銅やニッケルを含んでいる比較品７〜９と同等以上の性能を示した。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上説明したとおり、本発明の摩擦材はＰＲＴＲ法により第一種指定化学物質として指定されているニッケルや、規制対象に加えようと議論がなされている銅などを含まないため環境負荷が低く、さらに第一種指定化学物質に求められる管理を実施する必要がなく、その分コストに優れている。【００６６】
さらに、実施例から明らかな通り、本発明の摩擦材は、従来摩擦材の摩擦係数を高めるために使用されていたニッケルや銅などを含まないにもかかわらず摩擦係数が従来品と同等以上であり、また高温での摩擦係数など、一部の特性については従来品を超えるものである。【００６７】
以上から、本発明の摩擦材は、環境負荷、コスト、摩擦特性等の点から優れた摩擦材として、工作機械、建設機械、農業機械、自動車、二輪車、鉄道、航空機および船舶などの、各種機械の回転あるいは移動を任意に制御する手段において広く適用されうるものである。
【国際調査報告】
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