(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維と、結合材と、充填材からなる摩擦材において、繊維として、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯおよびＭｇＯからなる無機繊維を含み、その無機繊維の化学組成は、アルカリ成分を含まず、ＳｉＯ２が５８〜６７重量％であり、Ａｌ２Ｏ３が０〜４重量％であり、ＣａＯが０〜４２重量％であり、ＭｇＯが０〜３２重量％であり、その無機繊維が、粒径２５０μｍ以下のショットを２重量％以上４０重量％以下含むことを特徴とする摩擦材。
【請求項２】
請求項１に記載の化学組成を有する無機繊維を３重量％以上含むことを特徴とする請求項１に記載の摩擦材。
【請求項３】
繊維と結合材と充填材からなる摩擦材において、繊維として、生理食塩水に溶解する無機繊維が３重量％以上含まれ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯおよびＭｇＯからなる無機繊維を含み、該無機繊維の化学組成は、アルカリ成分を含まず、ＳｉＯ２が５８〜６７重量％であり、Ａｌ２Ｏ３が０〜４重量％であり、ＣａＯが０〜４２重量％であり、ＭｇＯが０〜３２重量％であり、その無機繊維が、粒径２５０μｍ以下のショットを２重量％以上４０重量％以下含むことを特徴とする摩擦材。
【請求項４】
無機繊維（金属繊維を含まない）の全部が生理食塩水に溶解するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の摩擦材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車部品用の摩擦材、たとえば自動車のブレーキパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング等に使用される摩擦材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のブレーキパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング等に使用される摩擦材は、繊維として石綿が使用されてきた。しかし、石綿は人体に有害であることが明らかになって、その使用を規制されている。そこで、摩擦材についても、石綿を使用しないことが要求されている。そして、石綿を使用しない摩擦材の提案がされている。その多くは、繊維として、耐熱性有機繊維、ガラス繊維、金属繊維、ワラストナイト等が用いられ、結合材として、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられ、充填材として、黒鉛、硫酸バリウム、アルミナ、ジルコニア等の粉末が用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記摩擦材の例として、例えば、特開平３−１８５０３２号公報には、繊維と結合材と粉末からなる摩擦材において、一部にジルコニアを含む繊維を用いることが提案されている。また、特開平９−１５７６３３号公報には、繊維としてワラストナイトを添加することが提案されている。
【０００４】
しかし、特開平３−１８５０３２号公報に記載されているように一部にジルコニアを含む繊維を用いる摩擦材は、ブレーキの特性についてはある程度改善されたが、鳴きや振動については、未だ十分に改善されていない。
【０００５】
特開平９−１５７６３３号公報に記載のワラストナイトを添加したものは、人体への害は少ないが、補強効果がないので、摩擦材の強度が不足しがちである。
【０００６】
本発明は、非石綿系の摩擦材において、自動車部品の性能、たとえばブレーキとしての性能、特に鳴き及び振動の特性を改善することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の好ましい解決手段は、前掲の請求項１〜７に記載の摩擦材である。
【０００８】
本発明による摩擦材は、石綿を含まず、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯおよびＭｇＯのうち少くとも２以上の成分からなり、特定の化学組成をもつ無機繊維、あるいは生理食塩水に溶解する無機繊維を含有することを特徴とする摩擦材である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の摩擦材は、繊維と結合材と充填材からなる。そして、繊維として無機繊維を含める。その無機繊維の好ましい化学組成は、アルカリ成分を含まず、ＳｉＯ２が５８〜６７重量％であり、Ａｌ２Ｏ３が０〜４重量％であり、ＣａＯが０〜４２重量％であり、ＭｇＯが０〜３２重量％である。ＳｉＯ２は、必須の成分である。無機繊維を構成するＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ及びＭｇＯの合計は１００重量％とする。さらに、無機繊維は、粒径２５０μｍ以下のショットを２重量％以上４０重量％以下含むことが好ましい。
【００１０】
このような化学組成を有する無機繊維は、適度な硬さ（たとえばモース硬度５〜６）を有している。摩擦材の配合材である繊維の少なくとも一部として、このような化学組成を有する無機繊維を使用することにより、摩擦材の強度、摩擦性能、振動及び鳴きなどの特性を向上できる。
【００１１】
この無機繊維には、その製造に起因して繊維の形状にならなかった粒状物（ショットと呼ばれる粒状物）が含まれているのが好ましい。このショットの大きさは、粒径が２５０μｍ以下であることが好ましい。粒径が２５０μｍよりも大きくなると、摩擦材に用いた際に、脱落が起こりやすく、また、相手攻撃性が強くなり、鳴きや振動を生じやすくなる。粒径が２５０μｍ以下の大きさのショットの量は４０重量％以下であることが好ましい。ここで、粒径が４５μｍ未満のショットは繊維との区別が困難であるので、４５μｍ以上とするのが好ましい。ショットの量が４０重量％より多くなると、繊維が少なくなって、補強効果が少なくなり、摩擦材の強度が不足することがあり得る。
【００１２】
前述の無機繊維は、繊維と結合材と充填材を含めて摩擦材の全体に対して３重量％以上含まれることが好ましい。３重量％未満では、摩擦材の特性を向上する効果をあまり期待できないことがある。
【００１３】
また、繊維と結合材と充填材からなる摩擦材において、無機繊維は、生理食塩水に溶解するものが好ましい。その場合、仮にこの無機繊維が粉塵となって人体に入ったとしても、人体内で溶解するので、この無機繊維が人体内に残留することはない。無機繊維が３重量％以上含まれていることが好ましい。この場合も、無機繊維の好ましい化学組成は、アルカリ成分を含まず、ＳｉＯ２が５８〜６７重量％であり、Ａｌ２Ｏ３が０〜４重量％であり、ＣａＯが０〜４２重量％であり、ＭｇＯが０〜３２重量％である。そして、無機繊維が、粒径２５０μｍ以下のショットを４０重量％以下含むことがブレーキの鳴きや振動を改善する点で好ましい。
【００１４】
摩擦材に含まれている無機繊維の全部が生理食塩水に溶解するものであることが好ましい。
【００１５】
本発明は、このような無機繊維のみを使用する態様に限定されるものではなく、このような無機繊維と共に他の繊維を併用できる。好適に使用できる他の繊維としては、例えば、アラミド繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、ステンレス繊維等がある。
【００１６】
充填材としては、例えば、アルミナ、黒鉛、硫酸バリウム、マイカ、ゴムなどの粒または粉末が好適に使用できる。
【００１７】
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、ポリエステル樹脂等が好適に使用できる。
【００１８】
【実施例】
繊維として、無機繊維、アルミナシリカ繊維、アラミド繊維、ワラストナイト、ガラス繊維、銅繊維を用い、結合材として、フェノール樹脂を用い、充填材として、カシュダスト、硫酸バリウム、黒鉛を用い、それぞれ所定の割合に配合した。この配合物を混合し、熱プレス成形して、実施例１〜７及び比較例１〜２として示す摩擦材を作った。そして、それらの特性を試験した。使用した無機繊維の化学組成及びショット含有率を表１に示す。
【００１９】
【表１】
0003866457.tif 000002
ここで、ショット量は、開き目２１２μｍの篩を通過し、かつ開き目４５μｍの篩を通過しなかったショットの量である。摩擦材の配合及び特性を表２に示す。
【００２０】
【表２】
0003866457.tif 000003
各特性は、次の方法によって試験して求めた。摩耗率及び摩擦係数は、ＪＩＳ
Ｄ４４１１に基づいて試験した。
【００２１】
振動及び鳴きの発生率は、摩擦材を自動車のブレーキに取り付け、ブレーキを作動して、その際に生じる振動及び鳴きを観測した。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の摩擦材は、特定の化学組成を有する無機繊維を用いることにより、自動車部品の特性とくにブレーキ特性としての摩擦材の強度、摩擦性能、鳴きおよび振動を改善できる。
【００２３】
本発明に使用する無機繊維の化学組成は、アルカリ成分を含まず、ＳｉＯ２が５８〜６７重量％であり、Ａｌ２Ｏ３が０〜４重量％であり、ＣａＯが０〜４２重量％であり、ＭｇＯが０〜３２重量％であり、その組成から生体溶解性を有するので、特に、その無機繊維が、粒径２５０μｍ以下のショットを２重量％以上４０重量％以下含むと、このような無機繊維は、仮に人体に取り込まれたとしても長期に残留することがなく、人体に対する害が少なくなるだけでなく、ブレーキとして使用した場合に、ブレーキの鳴きや振動を改善する。