(57)【要約】【課題】高負荷、高速、高温時等での効きの低下が少なく、摩擦係数（μ）の安定性、耐フェード性及びμビルドアップに優れ、また車両放置後μ上昇を抑制できることにより、冷間鳴きの発生の少ない摩擦材に適した摩擦材組成物及びμの安定性、耐フェード性及びμビルドアップに優れ、冷間鳴きの発生の少ない摩擦材を提供する。【解決手段】石綿を除く繊維状物質、無機質摩擦調整剤、有機質摩擦調整剤及び結合剤を含む摩擦材組成物において、無機質摩擦調整剤の一部にαアルミナ及びγアルミナを併用し、このαアルミナ及びγアルミナの割合が重量比で、αアルミナ：γアルミナが１：２０〜１：５であり、かつ結合剤の一部又は全部にシリコーン含有フェノール樹脂を用いてなる摩擦材組成物及び前記の摩擦材組成物を加熱加圧成形してなる摩擦材。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石綿を除く繊維状物質、無機質摩擦調整剤、有機質摩擦調整剤及び結合剤を含む摩擦材組成物において、無機質摩擦調整剤の一部にαアルミナ及びγアルミナを併用し、このαアルミナ及びγアルミナの割合が重量比で、αアルミナ：γアルミナが１：２０〜１：５であり、かつ結合剤の一部又は全部にシリコーン含有フェノール樹脂を用いてなる摩擦材組成物。
【請求項２】
αアルミナ及びγアルミナの総含有量が、全組成物中に１〜１０重量％である請求項１記載の摩擦材組成物。
【請求項３】
請求項１又は２記載の摩擦材組成物を加熱加圧成形してなる摩擦材。
【請求項４】
摩擦材が、ディスクブレーキパッド及びブレーキライニングである請求項３記載の摩擦材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などの制動に用いられるディスクブレーキパッド、ブレーキライニング等の摩擦材に適した摩擦材組成物及び摩擦材組成物を用いた摩擦材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などには、その制動のためディスクブレーキパッド、ブレーキライニング等の摩擦材が使用されており、現在、使用されている摩擦材、例えばディスクブレーキパッドは、アラミド繊維、鉱物繊維等の繊維状物質、カシューダスト、黒鉛等の摩擦調整剤を用いて制動時の鳴きや異音の発生の少ないノン−アスベストス−オーガニック（Ｎｏｎ−Ａｓｂｅｓｔｏｓ−Ｏｒｇａｎｉｃ）（以下ＮＡＯ材とする）系のディスクブレーキパッドが主流である（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−１３２１７５号公報（第１−３頁）
【特許文献２】
特開平６−１８４５２５号公報（第１−３頁）
【０００４】
しかしながら、近年のブレーキへの性能要求は益々高度化する傾向にあり、特に、効きと音振（異音、鳴き、振動等）のさらなる性能向上が要求されている。上記に示すような従来のＮＡＯ材系のディスクブレーキパッドでは、高負荷、高速、高温時等において効きを向上させる必要がある。
【０００５】
また、ドライバーがブレーキペダルを踏んで車両を減速するとき、ペダル踏力を一定に保っていても、制動時間と共にブレーキの効きが上昇する傾向〔以下、摩擦係数（μ）ビルドアップとする〕があると、ドライバーの安心感が得られるので好ましい。
【０００６】
ただし、例えば車速５０ｋｍ／ｈから踏力一定で制動した状況で考えた場合、車速５０ｋｍ／ｈ→約２０ｋｍ／ｈの制動中においてはμビルドアップ傾向が好ましいが、車速２０ｋｍ／ｈ→０ｋｍ／ｈの停止寸前においては、異音や鳴きの発生の抑制を期待してμビルドアップが緩やか又はない方が好ましいと考えられる。
【０００７】
ここで、従来のＮＡＯ材系のディスクブレーキパッドにおいて、μビルドアップを得るために、高モース硬度の研削剤を添加する手段があるが、その場合には、μビルドアップが停止寸前まで続くことから、異音や鳴きが発生し易くなる傾向があった。
【０００８】
さらに、上記のような音振に対する近年の課題の一つとして、車両を数時間以上放置し、ブレーキが周辺環境の温度まで冷えて吸湿した後に制動させる（ブレーキングする）と、初めの数回の制動でブレーキの効きが上昇し易く（以下、放置後μ上昇とする）、そのときにスキール鳴きが発生する事例が見られ（以下、冷間鳴きとする）
、その改善が求められている。
【０００９】
図１及び図２に、μビルドアップを制動時間とμの関係で示す。このうち図１は、従来品のμビルドアップを示し、図２は、理想形のμビルドアップを示すもので、図１及び図２共に制動時間に対してμの上昇が見られるが、図１はμビルドアップが停止寸前まで続き、異音や鳴きが発生し易くなる傾向がある。これに対し、図２は車速が約２０ｋｍ／ｈ→０ｋｍ／ｈの停止寸前においては、μビルドアップが緩やかな挙動を示し、異音や鳴きの発生が少なくなるものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
請求項１記載の発明は、高負荷、高速、高温時等での効きの低下が少なく、μの安定性、耐フェード性及びμビルドアップに優れ、また車両放置後μ上昇を抑制できることにより、冷間鳴きの発生の少ない摩擦材に適した摩擦材組成物を提供するものである。
請求項２記載の発明は、請求項１の発明のうち特に、μの安定性、耐フェード性及びμビルドアップに優れる摩擦材に適した摩擦材組成物を提供するものである。
請求項３及び４記載の発明は、μの安定性、耐フェード性及びμビルドアップに優れ、冷間鳴きの発生の少ない摩擦材を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、石綿を除く繊維状物質、無機質摩擦調整剤、有機質摩擦調整剤及び結合剤を含む摩擦材組成物において、無機質摩擦調整剤の一部にαアルミナ及びγアルミナを併用し、このαアルミナ及びγアルミナの割合が重量比で、αアルミナ：γアルミナが１：２０〜１：５であり、かつ結合剤の一部又は全部にシリコーン含有フェノール樹脂を用いてなる摩擦材組成物に関する。
また、本発明は、αアルミナ及びγアルミナの総含有量が、全組成物中に１〜１０重量％である摩擦材組成物に関する。
また、本発明は、上記の摩擦材組成物を加熱加圧成形してなる摩擦材に関する。
さらに、本発明は、上記の摩擦材が、ディスクブレーキパッド及びブレーキライニングである摩擦材に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明で無機質摩擦調整剤の一部に用いられるαアルミナとγアルミナの割合は重量比で、αアルミナ：γアルミナが１：２０〜１：５、好ましくは１：１７〜１：８、さらに好ましくは１：１５〜１：１０の範囲とされ、αアルミナの割合が１：５より多くなるとμのビルドアップが停止寸前まで続き、スキール鳴きや低周波異音が発生し易くなる。一方、αアルミナの割合が１：２０より少なくなるとμのビルドアップが不充分となる。
【００１３】
また、αアルミナとγアルミナの総含有量は、全組成物中に１〜１０重量％の範囲が好ましく、２〜９重量％の範囲がより好ましく、３〜８重量％の範囲がさらに好ましい。総含有量が１重量％未満であると高負荷、高速、高温時等で効きが低下し、耐フェード性が悪化する傾向があり、１０重量％を超えると、鳴きや異音が発生し易くなる傾向がある。
【００１４】
本発明においては、さらに結合剤の一部又は全部にシリコーン含有フェノール樹脂を用いることを特徴とするものである。シリコーン含有フェノール樹脂を用いない場合は、例えば得られる摩擦材がブレーキディスクパッドであれば、放置後の低速、低減速度条件（２０ｋｍ／ｈ、０．２Ｇ）の摩擦係数上昇が大きく、冷間鳴きの発生頻度が高くなる。該シリコーン含有フェノール樹脂としては、シリコーンオイルを分散又は変性させたフェノール樹脂、シリコーンゴムを含有させたフェノール樹脂を用いることが好ましい。シリコーン含有フェノール樹脂は、全組成物中に２〜１５重量％範囲で含有することが好ましく、４〜１３重量％範囲で含有することがさらに好ましい。該シリコーン含有フェノール樹脂としては、例えば、三井化学工業（株）製の商品名ＲＸ２３２５Ｃなどが挙げられる。
【００１５】
本発明に用いられる材料は、上記のαアルミナ、γアルミナ及びシリコーン含有フェノール樹脂の他に一般に公知の材料が用いられ、例えば、銅繊維、黄銅繊維、リン青銅繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、カーボン繊維、セラミック繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維、炭酸カルシウムウィスカ、炭酸マグネシウムウィスカ等の繊維状物質、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、バーミキュライト、マイカ、ウォラストナイト、α及びγ以外のアルミナ、シリカ、ジルコニア、ジルコン、マグネシア、酸化鉄、硫化鉄、硫化錫、三硫化アンチモン、二硫化モリブデン、黒鉛、コークス等の無機質摩擦調整剤、各種のゴム粉、カシューダスト等の有機質摩擦調整剤、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂やエラストマー変性フェノール樹脂などの結合剤、さらに必要に応じて銅粉、黄銅粉、亜鉛粉等の金属粉が用いられる。
【００１６】
上記における繊維状物質の含有量は、機械強度などの点から、全組成物中に５〜４０重量％とすることが好ましく、１０〜３５重量％とすることがより好ましく、１５〜３０重量％とすることがさらに好ましい。無機質摩擦調整剤の含有量は、特性に応じて全組成物中に２０〜８０重量％とすることが好ましく、３０〜７０重量％とすることがより好ましく、４０〜６０重量％とすることがさらに好ましい。有機質摩擦調整剤の含有量は、相手材摩耗量などの点から全組成物中に２〜２５重量％とすることが好ましく、４〜２３重量％とすることがより好ましく、６〜２１重量％とすることがさらに好ましい。結合剤の含有量は機械強度、耐摩耗性などの点から、全組成物中に２〜１５重量％とすることが好ましく、３〜１４重量％とすることがより好ましく、４〜１３重量％とすることがさらに好ましい。  これらの材料は全組成物が１００重量％になるように配合される。
【００１７】
本発明になる摩擦材は、上記に示す材料（摩擦材組成物）を均一に混合し、この混合物を予備成形し、次いで金型内に裏金及び予備成形体を挿設した後、加熱加圧成形法で成形し、その後加熱処理を行い、必要に応じて表面の有機材料を除去するためのスコーチ処理を行って得られる。
【００１８】
なお、成形する際の加熱温度は１３０〜１７０℃が好ましく、１４０〜１６０℃がさらに好ましい。圧力は２０〜６０ＭＰａが好ましく、３０〜５０ＭＰａがさらに好ましい。加熱処理温度は１８０〜３００℃が好ましく、２００〜２５０℃がさらに好ましい。またスコーチ処理は、摩擦部材に熱盤を押し当てる方法、ガスの炎などの直火で加熱する方法、遠赤外線などの輻射熱で加熱する方法等があり特に制限はない。スコーチ処理の条件については、その材質に合った条件を選定して処理すれば良い。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例１〜５、比較例１〜５
表１及び表２に示す材料を配合し、混合機で３０００ｒ／ｍｉｎの回転数で４分間混合して摩擦材組成物を得た。次いで摩擦材組成物を所定の形状に予備成形した後、金型内に裏金と予備成形体を挿設し、１４０±５℃及び５０ＭＰａの条件で１０分間加熱加圧成形し、さらに２３０℃で５時間加熱処理を行い、冷却後研磨してディスクブレーキパッドを得た。
【００２０】
【表１】
2004346179.tif 000002
【００２１】
【表２】
2004346179.tif 000003
【００２２】
次に本発明になる実施例のディスクブレーキパッド（摩擦材）と比較例のディスクブレーキパッド（摩擦材）について、効き、μビルドアップ及び冷間鳴きを測定した。その結果を表２に示す。なお試験条件は下記の通りである。
【００２３】
（１）効き、冷間鳴き
ＪＡＳＯ  Ｃ４０６−８７の乗用車ブレーキ装置ダイナモメータ試験方法に準じてダイナモ試験を行い、通常条件（５０ｋｍ／ｈ、０．３Ｇ）、高速、高減速度条件（１８０ｋｍ／ｈ、０．６Ｇ）の平均μ及び第１回フェード試験時の最低μを比較した。
【００２４】
さらにＪＡＳＯ  Ｃ４０６−８７の試験終了後、試験機を５℃及び４０％ＲＨの環境で２時間放置し、放置後に低速、低減速度条件（２０ｋｍ／ｈ、０．２Ｇ）で制動試験を１５回行い、その初回制動時のμと通常条件（５０ｋｍ／ｈ、０．３Ｇ）のμとの差で放置後のμ上昇量を比較し、さらに冷間鳴きの発生頻度を比較した。
【００２５】
（２）μビルドアップ
日産自動車（株）製のＦＦ車（排気量２５００ｃｃクラス）を使用し、実車試験を行った。車速５０ｋｍ／ｈ、初期減速度０．２Ｇ狙いの踏力一定ブレーキ試験で、制動時間に対する減速度の上昇からμビルドアップ量を算出した。このとき、車速５０ｋｍ／ｈ→２０ｋｍ／ｈのμビルドアップ量と車速２０ｋｍ／ｈ→０ｋｍ／ｈのμビルドアップ量を算出した。
【００２６】
【表３】
2004346179.tif 000004
【００２７】
表３における判定基準は、下記の通りである。
高速、高減速度条件（１８０ｋｍ／ｈ、０．６Ｇ）の平均摩擦係数、第１回フェード試験時の最低摩擦係数及び実車試験での車速５０ｋｍ／ｈ→２０ｋｍ／ｈのμビルドアップ量は数字が大きいほど良好で、車速２０ｋｍ／ｈ→０ｋｍ／ｈのμビルドアップ量、放置後μ上昇量及び冷間鳴きの発生頻度は数字が小さいほど良好であることを示す。
なお、冷間鳴きの発生頻度は次式により求めた。
【００２８】
【数１】
2004346179.tif 000005
【００２９】
表３に示されるように、本発明の実施例になるディスクブレーキパッドは、高速、高減速度条件（１８０ｋｍ／ｈ、０．６Ｇ）及びフェード条件の効きが高く、さらに実車試験での車速５０ｋｍ／ｈ→２０ｋｍ／ｈのμビルドアップ量が大きいことが明らかである。また車速２０ｋｍ／ｈ→０ｋｍ／ｈのμビルドアップ量が車速５０ｋｍ／ｈ→２０ｋｍ／ｈのμビルドアップ量より小さく押さえられており、さらに放置後の低速、低減速度条件（２０ｋｍ／ｈ、０．２Ｇ）の摩擦係数上昇も小さく、冷間鳴きの発生頻度が低いことが明らかである。
【００３０】
これに対し、比較例１のディスクブレーキパッドは、高速、高減速度条件（１８０ｋｍ／ｈ、０．６Ｇ）及びフェード条件の効きが低く、放置後の低速、低減速度条件（２０ｋｍ／ｈ、０．２Ｇ）の摩擦係数上昇が大きい。比較例２及び比較例５のディスクブレーキパッドは、放置後の低速、低減速度条件（２０ｋｍ／ｈ、０．２Ｇ）の摩擦係数上昇が大きく、冷間鳴きの発生頻度が高い、比較例３のディスクブレーキパッドは、車速２０ｋｍ／ｈ→０ｋｍ／ｈのμビルドアップ量が車速５０ｋｍ／ｈ→２０ｋｍ／ｈのμビルドアップ量より大きいため、鳴きや異音が懸念され、さらに比較例４のディスクブレーキパッドは、車速５０ｋｍ／ｈ→２０ｋｍ／ｈのμビルドアップ量が不充分であるという欠点が生じた。
【００３１】
なお、αアルミナ及びγアルミナを、全組成物中に０．９重量％含有させた参考例１のディスクブレーキパッドは、本発明の実施例になるディスクブレーキパッドに比較して、高速、高減速度条件（１８０ｋｍ／ｈ、０．６Ｇ）及びフェード条件の効きが若干低いが、比較例１のディスクブレーキパッドより高く、またαアルミナ及びγアルミナを、全組成物中に１１重量％含有させた参考例２のディスクブレーキパッドは、本発明の実施例になるディスクブレーキパッドに比較して、放置後の低速、低減速度条件（２０ｋｍ／ｈ、０．２Ｇ）の摩擦係数上昇が若干大きいが、比較例２のディスクブレーキパッドより摩擦係数上昇は小さかった。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載の摩擦材組成物は、高負荷、高速、高温時等での効きの低下が少なく、μの安定性、耐フェード性及びμビルドアップに優れ、また車両放置後μ上昇を抑制できることにより、冷間鳴きの発生の少ない摩擦材に適した摩擦材組成物を提供することができる。
請求項２記載の摩擦材組成物は、請求項１記載の摩擦材組成物のうち特に、μの安定性、耐フェード性及びμビルドアップに優れる摩擦材に適した摩擦材組成物を提供することができる。
請求項３及び４記載の摩擦材は、μの安定性、耐フェード性及びμビルドアップに優れ、冷間鳴きの発生の少なく、工業的に極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来品のμビルドアップを制動時間とμの関係で示したグラフである。
【図２】理想形のμビルドアップを制動時間とμの関係で示したグラフである。
【図１】
2004346179.tif 000006
【図２】
2004346179.tif 000007