(57)【要約】【課題】使用時における摩擦材の温度上昇そのものを低減することによりフェード現象の発生自体を低減し、且つ摩擦材の温度上昇に起因する摩擦材の劣化を抑制する。【解決手段】補強繊維材と、摩擦調整材と、結合材と、を含む摩擦材組成物において、固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーによって吸熱する物質を蓄熱材として更に配合する。蓄熱材は、無機酸化物系化合物であってもよく、一般式：Ｖ１−ＸＭＸＯ２によって表される二酸化バナジウム系化合物及び／又はＬｉＶＯ２であってもよい。上式中、Ｍは４価、５価又は６価の原子価を有する元素であり、Ｘは０以上であり且つ１未満である数値である。より好ましくは、ＭはＣｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｕ及びＲｅからなる群より選ばれる１種以上の元素であり、Ｘは０以上であり且つ０．５以下である数値である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強繊維材と、摩擦調整材と、結合材と、を含む摩擦材組成物であって、
固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーによって吸熱する物質を蓄熱材として更に含む、
摩擦材組成物。
【請求項２】
請求項１に記載された摩擦材組成物であって、
前記蓄熱材は、無機酸化物系化合物である、
摩擦材組成物。
【請求項３】
請求項２に記載された摩擦材組成物であって、
前記蓄熱材は、下記一般式（１）によって表される二酸化バナジウム系化合物及び／又はＬｉＶＯ２であり、
【化１】
2018111784.tif 000004
前記一般式（１）において、Ｍは４価、５価又は６価の原子価を有する元素であり、Ｘは０以上であり且つ１未満である数値である、
摩擦材組成物。
【請求項４】
請求項３に記載された摩擦材組成物であって、
前記一般式（１）において、ＭはＣｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｕ及びＲｅからなる群より選ばれる１種以上の元素であり、Ｘは０以上であり且つ０．５以下である数値である、
摩擦材組成物。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載された摩擦材組成物であって、
前記摩擦材組成物全体における前記蓄熱材の含有率は１質量％以上であり且つ６０質量％以下である、
摩擦材組成物。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載された摩擦材組成物を成形してなる摩擦材。
【請求項７】
請求項６に記載された摩擦材と裏金とからなる摩擦部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用時における摩擦材の温度上昇そのものを低減することによりフェード現象の発生自体を低減することができ且つ摩擦材の温度上昇に起因する摩擦材の劣化を抑制することができる摩擦材組成物、摩擦材及び摩擦部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のブレーキパッド等において使用される摩擦材には、高い耐摩耗性及び安定した高い摩擦係数が求められる。このような特性を達成することを目的として、摩擦材を構成する組成物（以降、「摩擦材組成物」と称される場合がある。）には、補強繊維材、摩擦調整材、及び結合材等が適切な割合にて配合される。
【０００３】
ところが、例えば、ブレーキを連続的に使用したり、急制動において使用したりする等、負荷が高い状態において使用すると、所謂「フェード現象」と称される問題が生ずる場合がある。フェード現象においては、高負荷状態における使用に伴って発生する摩擦熱により摩擦材の温度が（例えば、３００℃乃至４００℃程度まで）上昇し、例えば結合材としての樹脂（例えば、フェノール樹脂等）及び／又は他の有機成分等が熱分解して、液体状又は気体状の分解生成物が生ずる。そして、この分解生成物が摩擦摺動面に介在すると、摩擦摺動面における摩擦係数が低下し、ブレーキとしての制動力が低下する。
【０００４】
また、更に高い負荷により摩擦材の少なくとも一部が更に高い温度（例えば、６００℃以上の温度）に達すると、補強繊維材としての有機繊維が熱分解して、摩擦材としての寿命が大幅に短くなる場合がある。従って、従来技術に係る摩擦材においては、高温時における摩擦係数の低下及び／又は摩擦材の劣化を低減することに主眼を置いた技術開発がなされてきた。
【０００５】
例えば、摩擦材全体に対して、チタン酸塩化合物の含有率を１〜２２体積％、結合材を１８体積％以上含有させることにより、優れたフェード特性及び耐摩耗性を有する摩擦材及びドラムブレーキ用摩擦材を提供する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。また、結合材、繊維基材（補強繊維材）、研削材（研磨剤）、無機充填材及び有機充填材を含有する摩擦材組成物において、ＢＥＴ法により算出した比表面積が４００〜８００ｍ２／ｇであり、より好ましくは更にモース硬度が６以下であるケイ酸塩を研削材として含有させることにより、高温時の摩擦係数を大幅に低下させること無く、且つ鳴き特性を改善する技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２２４１７５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１６５０２４号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６３５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来技術に係る摩擦材においては、摩擦材組成物に特定の材料を配合することにより、高温時における摩擦係数の低下及び／又は摩擦材の劣化を低減することが提案されてきた。即ち、これらの従来技術は「摩擦材が高温になる」ことを前提として開発されている。
【０００８】
しかしながら、本発明者は、そもそも使用時における摩擦材の温度上昇そのものを低減することができればフェード現象の発生自体を低減することができる筈であると考えた。即ち、本発明は、使用時における摩擦材の温度上昇そのものを低減することによりフェード現象の発生自体を低減することができる摩擦材組成物、摩擦材及び摩擦部材を提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意研究の結果、摩擦材を構成する組成物に蓄熱材を配合することにより、例えばブレーキパッド等において使用されるときに発生する摩擦熱を蓄熱し、摩擦材の温度上昇を低減することができることを見出した。
【００１０】
上記に鑑み、本発明に係る摩擦材組成物（以降、「本発明組成物」と称される場合がある。）は、補強繊維材と、摩擦調整材と、結合材と、を含む摩擦材組成物であって、固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーによって吸熱する物質を蓄熱材として更に含む、摩擦材組成物である。
【００１１】
更に、本発明に係る摩擦材（以降、「本発明摩擦材」と称される場合がある。）は、本発明組成物を成形してなる摩擦材である。
【００１２】
加えて、本発明に係る摩擦部材（以降、「本発明摩擦部材」と称される場合がある。）は、本発明摩擦材と裏金とからなる摩擦部材である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明組成物によれば、摩擦材としての使用時に発生する摩擦熱を蓄熱材が吸収し、摩擦材の温度上昇を低減することができる。その結果、フェード現象の発生自体を低減することができる。更に、例えば結合材としての樹脂及び／又は他の有機成分等の熱分解に起因する摩擦係数の低下（即ち、制動力の低下）を低減したり、補強繊維材としての有機繊維の熱分解に起因する寿命の短縮（即ち、耐用期間の短縮）を低減したりすることができる。
【００１４】
上記に加えて、本発明組成物に含まれる蓄熱材は、固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーによって吸熱する物質であるため、蓄熱に伴って液化しない。その結果、詳しくは後述するように、蓄熱に伴って蓄熱材が系外に漏れ出たり、摩擦摺動面に介在して摩擦係数が低下したりする虞を低減することができる。
【００１５】
本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
《第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態に係る摩擦材組成物（以下、「第１組成物」と称される場合がある。）について説明する。先ず、蓄熱材について以下に詳しく説明する。
【００１７】
〈蓄熱材〉
上述したように、本発明者は、鋭意研究の結果、摩擦材を構成する組成物に蓄熱材を配合することにより、例えばブレーキパッド等において使用されるときに発生する摩擦熱を蓄熱し、摩擦材の温度上昇を低減することができることを見出した。蓄熱材とは、一定の温度において熱の放出及び／又は吸収を行うことができる材料であり、熱の出入りに伴う温度変化を低減することができる。このような蓄熱材としては、多種多様な物質が知られており、当該物質の比熱を利用して蓄熱する顕熱蓄熱材と、当該物質の相転移に伴うエンタルピーの変化（以降、「転移エンタルピー」と称される場合がある。）を利用する潜熱蓄熱材との２種類に大別される。
【００１８】
上記２種類の蓄熱材のうち、比較的大きい熱量を蓄熱することができる観点から、潜熱蓄熱材が望ましい。潜熱蓄熱材の具体例としては、例えば、無機塩水和物、有機化合物及び融解塩等を挙げることができる。しかしながら、これらの潜熱蓄熱材は、何れも固体状態と液体状態との間における相転移（固体−液体相転移）に伴う転移エンタルピーを利用する蓄熱材である。このように蓄熱に伴って固相から液相へと相転移する蓄熱材を摩擦材組成物に配合すると、蓄熱に伴って液化した蓄熱材が系外に漏れ出たり、摩擦摺動面に介在して摩擦係数が低下したりする虞がある。蓄熱材の種類によっては、蓄熱に伴って蓄熱材が液相と固相とに相分離したり、分解したりする虞がある。
【００１９】
一方、固体状態と固体状態との間における相転移（固体−固体相転移）に伴う転移エンタルピーを利用する蓄熱材は蓄熱に伴って液化しない。その結果、蓄熱に伴って蓄熱材が系外に漏れ出たり、摩擦摺動面に介在して摩擦係数が低下したりする虞が無い。更に、蓄熱に伴って蓄熱材が液相と固相とに相分離したり、分解したりする虞が無い。従って、第１組成物に配合される蓄熱材としては、固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーによって吸熱する物質を使用することが望ましい。
【００２０】
〈構成〉
次に、第１組成物の構成について説明する。第１組成物は、補強繊維材と、摩擦調整材と、結合材と、を含む摩擦材組成物である。
【００２１】
第１組成物に含まれる補強繊維材としては、一般に補強繊維材として摩擦材組成物に従来配合されている添加材等を１種又は２種以上を組み合わせて配合することができる。このような補強繊維材としては、例えば、無機繊維及び有機繊維等を挙げることができる。無機繊維としては、例えば、銅繊維及び鉄繊維等の金属繊維、ガラス繊維、ロックウール（岩綿）、ウォラストナイト繊維及びチタン酸カリウム繊維等のセラミック繊維、並びに炭素繊維（カーボンファイバー）等を挙げることができる。有機繊維としては、例えば、アラミド繊維、セルロース繊維及びアクリル繊維等の樹脂繊維等を挙げることができる。
【００２２】
第１組成物に補強繊維材として配合される材料の種類及び含有率は、第１組成物を成形して得られる摩擦材に求められる摩擦特性（例えば、摩擦係数、耐摩耗性、振動特性及び鳴き特性等）及び耐久性等の種々の物性に応じて、適宜定めることができる。第１組成物全体に対する補強繊維材の含有率（配合割合）は特に限定されないが、一般的には３質量％乃至３０質量％程度である。
【００２３】
摩擦調整材は、摩擦材の摩擦特性を調整する役割を有する。第１組成物に含まれる摩擦調整材としては、一般に摩擦調整材として摩擦材組成物に従来配合されている添加材等を１種又は２種以上を組み合わせて配合することができる。このような摩擦調整材としては、例えば、研磨剤（研削材）、有機ダスト、無機ダスト及び金属粉等を挙げることができる。研磨材としては、例えば、アルミナ及びクロマイト等の無機粒子等を挙げることができる。有機ダストとしては、例えば、カシューダスト及びラバーダスト（ゴムダスト）等のフリクションダスト等を挙げることができる。無機ダストとしては、例えば、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、珪酸マグネシウム、珪酸ジルコニウム、チタン酸カリウム、バーミキュライト及びマイカ等を挙げることができる。金属粉としては、例えば、銅、真鍮、錫、鉄及び亜鉛等の粉末を挙げることができる。
【００２４】
第１組成物に摩擦調整材として配合される材料の種類及び含有率は、第１組成物を成形して得られる摩擦材に求められる種々の物性に応じて適宜定めることができる。第１組成物全体に対する摩擦調整材の含有率（配合割合）は特に限定されないが、一般的には３０質量％乃至７０質量％程度である。
【００２５】
結合材は、摩擦材を構成する各種配合成分を結合させる役割を有する。第１組成物に含まれる結合材としては、一般に結合材として摩擦材組成物に従来配合されている添加材等を１種又は２種以上を組み合わせて配合することができる。このような結合材としては、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂及びユリア樹脂等の熱硬化性樹脂、並びに当該熱硬化性樹脂の変性品等を挙げることができる。このような熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、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及び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、各種ゴム類等を挙げることができる。尚、各種変性フェノール樹脂としては、例えば、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及びゴム変性フェノール樹脂等を挙げることができる。各種ゴム類としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）及びアクリル等を挙げることができる。
【００２６】
第１組成物に結合材として配合される材料の種類及び含有率は、第１組成物を成形して得られる摩擦材に求められる種々の物性に応じて適宜定めることができる。第１組成物全体に対する結合材の含有率（配合割合）は特に限定されないが、一般的には５質量％乃至２０質量％程度である。
【００２７】
上記に加えて、第１組成物は、固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーによって吸熱する物質を蓄熱材として更に含む。上述したように、「固体−固体相転移」とは固体状態と固体状態との間における相転移であり、固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーを利用する蓄熱材は蓄熱に伴って液化しない。
【００２８】
上記のような潜熱蓄熱材としては、例えば、電子相転移によって蓄熱する物質からなる蓄熱材を挙げることができる。具体的には、上記のような潜熱蓄熱材としては、例えば、蓄熱に伴って結晶構造が変化することによって蓄熱する物質を挙げることができる。
【００２９】
尚、蓄熱材の大きさ（例えば、粒径等）は特に限定されないが、例えば加工性、摩擦材組成物における分散性及び耐酸化性（酸化安定性）等の観点からは、１μｍ乃至１００μｍの粒径を蓄熱材が有することが望ましい。
【００３０】
また、例えば蓄熱材と結合材との間の密着性に問題がある場合等においては、蓄熱材に表面処理を施してもよい。このような表面処理の具体例としては、例えば、各種金属によるメッキ処理及び各種カップンリング剤（例えば、シランカップリング剤）によるコーティング処理等を挙げることができる。
【００３１】
〈効果〉
上記のように、第１組成物は蓄熱材を含む。この蓄熱材により、第１組成物を成形して得られる摩擦材を例えばブレーキパッド等において使用するときに発生する摩擦熱を蓄熱し、当該摩擦材の温度上昇を低減することができる。その結果、第１組成物によれば、フェード現象の発生自体を低減することができる。更に、例えば結合材としての樹脂及び／又は他の有機成分等の熱分解に起因する摩擦係数の低下（即ち、制動力の低下）を低減したり、補強繊維材としての有機繊維の熱分解に起因する寿命の短縮（即ち、耐用期間の短縮）を低減したりすることができる。
【００３２】
また、例えば、自動変速機（ＡＴ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）におけるクラッチ等、湿式摩擦材としての用途においては、蓄熱材による吸熱及び放熱により、自動変速機油（ＡＴフルード、ＡＴオイル）の温度変化を低減することができる。その結果、自動変速機油の劣化を低減したり、自動変速機油の保温を促進したりすることができる。
【００３３】
加えて、第１組成物に含まれる蓄熱材は、固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーによって吸熱する物質であるため、蓄熱に伴って液化しない。その結果、第１組成物によれば、蓄熱に伴って蓄熱材が系外に漏れ出たり、摩擦摺動面に介在して摩擦係数が低下したりする虞を低減することができる。更に、蓄熱に伴って蓄熱材が液相と固相とに相分離したり分解したりする虞を低減することができる。また、このような特性は、蓄熱材と結合材等の他の構成成分との混練の容易さという観点からも望ましい。
【００３４】
《第２実施形態》
以下、本発明の第２実施形態に係る摩擦材組成物（以下、「第２組成物」と称される場合がある。）について説明する。第２組成物は、特定の種類の物質を蓄熱材として含むことを除き、上述した第１組成物と同様の構成を有する。従って、以下の説明においては、蓄熱材について詳しく説明する。
【００３５】
〈蓄熱材〉
潜熱蓄熱材に求められる重要な特性としては、相転移に伴うエンタルピーの変化が大きいこと（即ち、転移エンタルピーが大きいこと）が挙げられる。これに加えて、蓄熱材に求められるもう１つの重要な特性としては、熱伝導率が大きいことが挙げられる。
【００３６】
例えば、小さい熱伝導率を有する蓄熱材を含む摩擦材組成物を成形して得られる摩擦材においては、摩擦摺動面において発生する摩擦熱を他の部分へ迅速に伝導することが困難である。従って、摩擦摺動面の近傍において、蓄熱材によって蓄熱することができる熱量を摩擦熱が上回る場合がある。この場合、摩擦摺動面の近傍以外の部分に含まれる蓄熱材が未だ相転移しておらず蓄熱が可能な状態であっても、摩擦摺動面において発生する摩擦熱を当該蓄熱材へ伝導することが困難であり、結果として、摩擦摺動面の近傍と他の部分との間の温度差が大きくなる。即ち、摩擦摺動面の近傍の温度が局所的に上昇し、フェード現象の発生を低減することができない。
【００３７】
一方、大きい熱伝導率を有する蓄熱材を含む摩擦材組成物を成形して得られる摩擦材においては、摩擦摺動面において発生する摩擦熱を他の部分へ迅速に伝導することが可能である。従って、摩擦摺動面の近傍において、蓄熱材によって蓄熱することができる熱量を摩擦熱が上回っても、摩擦摺動面の近傍以外の部分に含まれる蓄熱材へ摩擦熱を迅速に伝導することができる。その結果、摩擦摺動面の近傍と他の部分との間の温度差が小さくなる。即ち、摩擦摺動面の近傍の温度が局所的に上昇することを防止し、フェード現象の発生をより確実に低減することができる。
【００３８】
上記のように、フェード現象の発生をより確実に低減するためには、蓄熱材が大きい熱伝導率を有することが望ましい。一般的には、有機材料は無機材料よりも小さい熱伝導率を有する。このような観点からは、有機材料からなる蓄熱材よりも無機材料からなる蓄熱材の方が好ましく、無機酸化物系化合物からなる蓄熱材がより好ましい。
【００３９】
〈構成〉
そこで、第２組成物において、前記蓄熱材は、無機酸化物系化合物である。
第２組成物に含まれる蓄熱材としての無機酸化物系化合物は、固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーによって吸熱する物質である限り特に限定されず、例えば、金属酸化物及び複数種の金属元素を含む複合酸化物等であってもよい。
【００４０】
〈効果〉
上記のように、第２組成物は、無機酸化物系化合物を蓄熱材として含む。これにより、摩擦摺動面において発生する摩擦熱を他の部分へ迅速に伝導することができるので、摩擦摺動面の近傍の温度が局所的に上昇することを防止し、フェード現象の発生をより確実に低減することができる。
【００４１】
《第３実施形態》
以下、本発明の第３実施形態に係る摩擦材組成物（以下、「第３組成物」と称される場合がある。）について説明する。第３組成物は、特定の物質を蓄熱材として含むことを除き、上述した第２組成物と同様の構成を有する。従って、以下の説明においては、蓄熱材について詳しく説明する。
【００４２】
〈蓄熱材〉
上述したように、第２組成物は、無機酸化物系化合物を蓄熱材として含むことにより、フェード現象の発生をより確実に低減することができる。本発明者は、鋭意研究の結果、このような無機酸化物系化合物として、二酸化バナジウム系潜熱蓄熱材料（例えば、特許文献３を参照）を使用することができることを見出した。
【００４３】
〈構成〉
具体的には、第３組成物において、前記蓄熱材は、下記一般式（１）によって表される二酸化バナジウム系化合物及び／又はＬｉＶＯ２である。
【００４４】
【化１】
2018111784.tif 000002
【００４５】
前記一般式（１）において、Ｍは４価、５価又は６価の原子価を有する元素である。より詳しくは、Ｍは４価、５価又は６価の原子価を有し得る元素であり、複数の原子価を有する元素であってもよい。典型的には、Ｍは遷移元素である。一方、Ｘは０以上であり且つ１未満である数値である。即ち、第３組成物において、蓄熱材は二酸化バナジウムであってもよく、バナジウム（Ｖ）と他の元素（Ｍ）との複合酸化物であってもよい。また、他の元素（Ｍ）は１種の元素であっても、２種以上の複数種の元素の組み合わせであってもよい。更に、蓄熱材はＬｉＶＯ２であってもよい。加えて、蓄熱材は、上述したような二酸化バナジウム系化合物とＬｉＶＯ２との組み合わせであってもよい。
【００４６】
上記一般式（１）によって表される二酸化バナジウム系化合物におけるバナジウム（Ｖ）と他の元素（Ｍ）との原子組成の比（即ち、１−Ｘ：Ｘ）及び他の元素（Ｍ）として選択される元素の種類は、当該化合物が達成すべき蓄熱特性に応じて適宜定められる。即ち、当該化合物の蓄熱特性は、ＭとＸとの組み合わせによって調整することができる。尚、ここでいう「蓄熱特性」とは、例えば、当該化合物の吸熱量の大きさ及び極大温度（以降、「潜熱温度」と称される場合がある。）等を指す。また、当該化合物の吸熱量及び潜熱温度は、例えば、示差走査熱量測定（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）によって測定することができる。
【００４７】
〈効果〉
上記のように、第３組成物においては、上記一般式（１）によって表される二酸化バナジウム系化合物及び／又はＬｉＶＯ２を蓄熱材として含む。これにより、第３組成物を成形して得られる摩擦材の使用時における温度上昇をより確実に低減し、フェード現象の発生自体をより確実に低減することができる。更に、上記一般式（１）におけるＭとＸとの組み合わせを適宜選択することにより、当該蓄熱材の蓄熱特性（例えば、吸熱量及び潜熱温度）を、目的とする用途に適合するように容易に調整することができる。
【００４８】
《第４実施形態》
以下、本発明の第４実施形態に係る摩擦材組成物（以下、「第４組成物」と称される場合がある。）について説明する。第４組成物は、より好ましい二酸化バナジウム系潜熱蓄熱材料を蓄熱材として含むことを除き、上述した第３組成物と同様の構成を有する。従って、以下の説明においては、蓄熱材について詳しく説明する。
【００４９】
〈蓄熱材〉
上述したように、第３組成物においては、上記一般式（１）によって表される二酸化バナジウム系化合物におけるバナジウム（Ｖ）と他の元素（Ｍ）との原子組成の比（即ち、１−Ｘ：Ｘ）及び他の元素（Ｍ）として選択される元素の種類との組み合わせを適宜選択することにより、当該蓄熱材の蓄熱特性を目的とする用途に適合するように容易に調整することができる。このような知見に基づき、本発明者は、鋭意研究の結果、当該二酸化バナジウム系潜熱蓄熱材料において、より好ましいＭとＸとの組み合わせを見出した。
【００５０】
〈構成〉
具体的には、前記一般式（１）において、ＭはＣｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｕ及びＲｅからなる群より選ばれる１種以上の元素である。一方、Ｘは０以上であり且つ０．５以下である数値である。
【００５１】
〈効果〉
上記のように、第４組成物においては、上記一般式（１）によって表される二酸化バナジウム系化合物を構成する「他の元素（Ｍ）」が上述した特定の元素群の中から選択される。更に、バナジウム（Ｖ）と他の元素（Ｍ）との合計に対する他の元素（Ｍ）の原子組成比（即ち、Ｘ）が上述した特定の範囲に入るように配合される。その結果、第４組成物を成形して得られる摩擦材の使用時における温度上昇を更により確実に低減し、フェード現象の発生自体を更により確実に低減することができる。
【００５２】
《第５実施形態》
ところで、摩擦材全体としての蓄熱特性は、蓄熱材自体の蓄熱特性のみならず、当然のことながら、蓄熱材組成物における蓄熱材の含有率（配合割合）によっても影響される。本発明者は、鋭意研究の結果、本発明に係る摩擦材組成物における蓄熱材の含有率が特定の範囲に入る場合に摩擦材が優れた蓄熱特性を発揮し、上述した種々の効果をより効果的に発揮することができることを見出した。
【００５３】
〈構成〉
上記に鑑み、本発明の第５実施形態に係る摩擦材組成物（以下、「第５組成物」と称される場合がある。）において、前記摩擦材組成物全体における前記蓄熱材の含有率は１質量％以上であり且つ６０質量％以下である。上記含有率が１質量％未満である場合、蓄熱材を配合したことに起因する十分な蓄熱効果を蓄熱材において発揮することが困難となるので好ましくない。逆に、上記含有率が６０質量％よりも大きい場合、例えば、摩擦材組成物全体に占める結合材の含有率が相対的に小さくなり、摩擦材としての一体的な形状を保持することが困難となるので好ましくない。特に、無機酸化物系化合物からなる蓄熱材は硬く脆い場合が多いので、摩擦材組成物全体に占める蓄熱材の含有率が過大であると、結果として得られる摩擦材も脆くなりがちである。
【００５４】
〈効果〉
上記のように、第５組成物は、当該組成物全体に対して１質量％以上であり且つ６０質量％以下の含有率にて、上述した蓄熱材を含む。これにより、第５組成物を成形して得られる摩擦材が脆くなったり、摩擦材としての一体的な形状を保持することが困難となったりする問題を低減しつつ、蓄熱材を配合したことに起因する十分な蓄熱効果を発揮することができる。
【００５５】
《第６実施形態》
ところで、本明細書の冒頭において述べたように、本発明は、上述したような摩擦材組成物のみならず、摩擦材にも関する。
【００５６】
〈構成〉
本発明の第６実施形態に係る摩擦材（以下、「第６摩擦材」と称される場合がある。）は、上述した第１組成物乃至第５組成物を始めとする本発明の種々の実施形態に係る摩擦材組成物を成形してなる摩擦材である。
【００５７】
〈製造方法〉
第６摩擦材を製造する方法としては、一般に摩擦材の製造方法として従来採用されている種々の製造方法の中から、摩擦材に求められる種々の物性、大きさ及び形状等に応じて、適宜選択することができる。例えば、補強繊維材と、摩擦調整材と、結合材と、潤滑材と、蓄熱材と、を混合することによって得られる摩擦材組成物を、所定の温度及び所定の圧力において成形し、次いで所定の温度（例えば、１６０℃）において熱成形し、更に熱処理（例えば、２１０℃）及び仕上げ処理に付すことにより、第６摩擦材を製造することができる。
【００５８】
〈効果〉
上記のように、第６摩擦材は、本発明の種々の実施形態に係る摩擦材組成物を成形してなる摩擦材である。これにより、第６摩擦材の使用時における温度上昇を低減し、フェード現象の発生自体を低減することができる。その結果、例えば結合材としての樹脂及び／又は他の有機成分等の熱分解に起因する摩擦係数の低下（即ち、制動力の低下）を低減したり、補強繊維材としての有機繊維の熱分解に起因する寿命の短縮（即ち、耐用期間の短縮）を低減したりすることができる。
【００５９】
《第７実施形態》
ところで、本明細書の冒頭において述べたように、本発明は、上述したような摩擦材組成物及び摩擦材のみならず、摩擦部材にも関する。
【００６０】
〈構成〉
本発明の第７実施形態に係る摩擦部材（以下、「第７部材」と称される場合がある。）は、上述した第６摩擦材を始めとする本発明の種々の実施形態に係る摩擦材と裏金とからなる摩擦部材である。
【００６１】
〈効果〉
上記のように、第７摩擦部材は、本発明の種々の実施形態に係る摩擦材と裏金とからなる摩擦部材である。従って、第６摩擦材と同様に、第７摩擦部材の使用時における温度上昇を低減し、フェード現象の発生自体を低減することができる。その結果、第６摩擦材と同様の効果を達成することができる。
【００６２】
尚、第６摩擦材及び第７摩擦部材は、例えば、産業機械、鉄道車両、荷物車両及び乗用車等において使用されるブレーキパッド、ブレーキライニング及びクラッチフェーシング等における摩擦材として使用することができる。
【実施例】
【００６３】
《摩擦材組成物サンプルの調製》
本試験においては、一般的な摩擦材組成物よりも単純化された組成を有する種々の摩擦材組成物サンプルを調製した。具体的には、補強繊維材としてのアラミド繊維、摩擦調整材としての硫酸バリウム、結合材としてのフェノール樹脂、及び異なる潜熱温度を有する蓄熱材としての種々の二酸化バナジウム系化合物を、表１に列挙する含有率（配合割合）となるように秤量した。そして、これらの原料をヘンシェルミキサー中で１０分間に亘って均一に混合し、種々の摩擦材組成物サンプルをそれぞれ調製した。
【００６４】
【表１】
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【００６５】
表１に示したように、実施例１乃至実施例３に係る摩擦材組成物サンプルについては、それぞれ１９８℃、１２３℃及び６８℃の潜熱温度を有する蓄熱材を、何れも３８．７質量％配合した。実施例４及び実施例６に係る摩擦材組成物サンプルについては、何れも６８℃の潜熱温度を有する蓄熱材を、それぞれ４９．６質量％、５９．６質量％及び２．９質量％配合した。更に、比較例１に係る摩擦材組成物サンプルについては、蓄熱材を配合しなかった。
【００６６】
《摩擦材サンプルの調製》
上述した種々の摩擦材組成物サンプルをそれぞれ金型内に投入し、２５ＭＰａの圧力及び１６０℃の温度において５分間に亘って温間成形を施し、１０ｍｍの直径を有する円柱状の成形体を得た。そして、上記成形体を金型から取り出し、２１０℃の温度において３時間に亘って熱処理に付すことにより、上述した実施例１乃至実施例６及び比較例１に係る摩擦材サンプルをそれぞれ調製した。
【００６７】
《摩擦材サンプルの蓄熱特性》
上記のようにして得られた種々の摩擦材サンプルのそれぞれにつき、蓄熱特性を測定した。具体的には、それぞれの摩擦材サンプルから削り取った約１０ｍｇの試料を測定用パンに封入し、株式会社リガク製の高感度示差走査熱量計ＤＳＣ８２３０を用いて、３０℃から２５０℃の温度範囲において昇温して、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行った。
【００６８】
本例においては、上記温度範囲に亘る転移エンタルピーによる吸熱に起因して生ずる吸熱ピークの積分値である総吸熱量［Ｊ］を測定し、各試料の単位質量［ｇ］当たりの吸熱量［Ｊ／ｇ］を算出し、蓄熱特性の指標とした。この吸熱量が大きいほど、摩擦材としての使用時に発生する摩擦熱を蓄熱材が吸収して摩擦材の温度上昇を低減することができ、フェード現象の発生を低減することができる。その結果、摩擦材の温度上昇に起因する種々の問題を軽減することができる。
【００６９】
《摩擦材サンプルの機械的強度》
更に、上記のようにして得られた種々の円柱状の摩擦材サンプルのそれぞれにつき、機械的強度を測定した。具体的には、それぞれの摩擦材サンプルから長さ２０ｍｍの円柱状の試料を切り出し、株式会社島津製作所製のオートグラフＡＧ−Ｘｐｌｕｓを用いて、ＪＩＳ  Ｋ７１８１に準拠して、圧縮試験を行った。本例においては、圧縮過程における最大荷重（圧縮応力）を圧縮強度（圧縮強さ）［ＭＰａ］として求め、機械的強度の指標とした。
【００７０】
《摩擦材サンプルの評価》
各々の摩擦材サンプルの蓄熱特性（吸熱量）及び機械的強度（圧縮強度）についての試験結果もまた、上述した表１に列挙されている。蓄熱特性（吸熱量）ついては、実施例１乃至実施例６に係る摩擦材サンプルにおいては、蓄熱材の配合による蓄熱（吸熱）が観測され、摩擦材の温度上昇を低減する効果が期待される。また、これらの摩擦材サンプルに配合された蓄熱剤の種類及び含有率と吸熱量との関係から、配合される蓄熱剤の種類及び含有率に応じて、潜熱温度及び吸熱量を調整することができることも確認された。一方、蓄熱材を配合しなかった比較例１に係る摩擦材サンプルにおいては、当然のことながら、蓄熱材の配合による転移エンタルピーに起因する蓄熱（吸熱）は観測されず、摩擦材の温度上昇を低減する効果を期待することはできない。
【００７１】
機械的強度（圧縮強度）については、実施例１乃至実施例６及び比較例１に係る何れの摩擦材サンプルにおいても、補強繊維材及び結合材の含有率に応じて、圧縮強度が変化した。具体的には、実施例１乃至実施例３に係る摩擦材サンプルに比べて、補強繊維材及び結合材の含有率が小さい（少ない）実施例４及び実施例５に係る何れの摩擦材サンプルにおいては、より小さい（低い）圧縮強さが観測された。但し、実施例４及び実施例５に係る摩擦材サンプルにおいて観測された圧縮強度についても、実用上の問題は無い。一方、実施例１乃至実施例３に係る摩擦材サンプルに比べて、補強繊維材及び結合材の含有率が大きい（多い）実施例６に係る何れの摩擦材サンプルにおいては、より大きい（高い）圧縮強さが観測された。
【００７２】
以上の結果から、摩擦材を構成する蓄熱剤、補強繊維材及び結合材の含有率をそれぞれ適切に調整することにより、摩擦材の蓄熱特性と機械的強度とを好適にバランスさせて、目的とする用途に適した特性を有する摩擦材を提供することができることが確認された。
【００７３】
尚、この実施例においては、上記のように種々の二酸化バナジウム系化合物を蓄熱材として採用した。しかしながら、本発明に係る摩擦材組成物においては、上述したように、種々の二酸化バナジウム系化合物から選ばれる１種以上の化合物とＬｉＶＯ２との組み合わせ、又は、ＬｉＶＯ２を蓄熱材として採用してもよい。
【００７４】
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態及び実施例について説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態及び実施例に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。