(57)【要約】      （修正有）【課題】低温や高湿環境下において、初期ブレーキ操作時の摩擦材の摩擦係数の上昇を抑制し、異常効きや鳴き現象の発生を低減することができるブレーキパッド用の摩擦材及び摩擦材の製造方法の提供。【解決手段】繊維基材、結合材及び摩擦調整材を含む摩擦材であって、結合材の溶融温度よりも高い融点を有するポリオレフィンを摩擦材全体に対して0.3〜2.0重量％含む摩擦材、及び摩擦材の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維基材、結合材及び摩擦調整材を含む摩擦材であって、前記結合材の溶融温度よりも高い融点を有するポリオレフィンを前記摩擦材全体に対して0.3〜2.0重量％含む摩擦材。
【請求項２】
前記ポリオレフィンが、ポリエチレン及びポリプロピレンから選択される少なくとも１以上のポリオレフィンである請求項１に記載の摩擦材。
【請求項３】
前記ポリオレフィンの融点が、120℃以上である請求項１又は２に記載の摩擦材。
【請求項４】
繊維基材、結合材及び摩擦調整材を含む摩擦材であり、前記結合材の溶融温度よりも高い融点を有するポリオレフィンを前記摩擦材全体に対して0.3〜2.0重量％含む摩擦材の製造方法であって、
前記繊維基材、前記結合材、前記摩擦調整材、及び前記摩擦材全体に対して0.3〜2.0重量％の前記ポリオレフィンを含む摩擦材原料の混合物を加熱成形して得られた成形体を  180℃以上200℃未満で2〜8時間加熱することにより前記結合材を硬化させる熱硬化工程を有する摩擦材の製造方法。
【請求項５】
前記熱硬化工程を、180〜190℃で加熱することにより行う請求項４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、摩擦材及び摩擦材の製造方法に関する。詳細には、低温や高湿環境下での放置後の異常効きや鳴き現象の発生を低減できるブレーキパッド用の摩擦材及び摩擦材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、梅雨期や早朝等の比較的低温で高湿環境下に放置した後に、ブレーキを制動すると、効きが異常に高くなることが知られていた。その結果、ブレーキ時の衝撃が大きくなり、カックンブレーキやブレーキ鳴きを発生したりする。これらの現象は、摩擦係数（μ）の上昇に起因するものである。つまり、パッドの摩擦材の摩擦面が吸湿し、吸湿した水分が蒸発して乾燥していく過程で摩擦係数が上昇しやすくなったことや、相手材であるロータが鏡面化して摩擦材との真実接触面積が増大したことが主な原因とされている。
【０００３】
かかる低温や高湿環境放置後のブレーキ制動時における異常効きや鳴き現象の発生を抑制するための種々の方策が提案されている。例えば、パッドの摩擦材原料や摩擦材そのものを撥水処理して水分の影響を受け難くした方法が報告されている（例えば、特許文献１を参照のこと）。特許文献１に記載の技術は、繊維基材、結合材及び摩擦調整材を含む摩擦材において、その摩擦材に微粉末状黒鉛を混合した撥水剤により撥水処理することにより製造するものである。これにより、吸湿に起因する摩擦係数の上昇を抑制し、ブレーキ制動時の異常効きや鳴き現象の発生を低減するものである。また、逆に摩擦界面から水分を吸収して水分の影響を受け難くした方法、水分の存在下でも影響を受け難い摩擦力を得る方法、低温で潤滑性を付与する方法、ロータ鏡面化を抑制する方法、更に摩擦材に制振性を付与する方法等が提案されている。
【０００４】
特に、近年は、ハイブリッド車や電気自動車の登場により、駆動系機関の静粛性が向上していることも相俟って、ブレーキノイズに関わる客先要求は更に高まっている。そのため、これまで提案されている技術では、客先要求を十分に満たすものではなかった。例えば、特許文献１の技術では、摩擦材を撥水処理するものではあるが、摩擦係数上昇に多大な影響を及ぼす摩耗粉に対する対策が確立されていないとの問題点があった。摩擦粉は、パッドの摩擦材とロータの接触面の間に必ず存在するものであるが、低温や高湿環境下での放置により、摩耗粉が水分より凝集成長する。さらに、これが摩擦材の溝や気孔に埋まることにより、摩擦材とロータ間の真実接触面積が増大することになる。これにより摩擦係数が上昇する。かかる摩耗粉に対する対策が、低温や高湿環境放置後の異常効きや鳴き現象の発生低減のための重要な課題の１つであるといえる。
【０００５】
また、世界的な規模で環境に対する関心が高まっている昨今、北米における銅使用量規制が全世界的規模の規制になることが予測され、銅フリーパッドの開発が急務になっている。しかしながら、銅フリー化は、低温条件下では摩擦材とこれに当接するロータとの凝着摩擦効果が消失することから通常時のブレーキの効きが低下する。また、ロータに対して銅の摩耗粉の取り込みによる面粗し効果が消失する。そのため、ロータの摩擦面が平滑化し、摩擦材とロータとの間の接触面積が増大すること等により冷間放置の摩擦係数が上昇を招く。一方、高温時においても、銅の軟化による薄膜化を通した湿潤効果が消失することで高温摩耗が悪化する。つまり、銅フリー化は、冷間放置後における摩擦係数の上昇、それに伴う異常効き及び鳴き現象の悪化をきたす。かかる銅フリー化に対応するためには、摩擦係数の安定化対策の更なる強化が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２４６８４５号公報（特許第４０２１５４３号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、低温や高湿環境下において、初期ブレーキ操作時の摩擦材の摩擦係数の上昇を抑制し、異常効きや鳴き現象の発生を低減することができるブレーキパッド用の摩擦材及び摩擦材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意研究し、摩擦材自体のみならず、ブレーキ制動時に発生する摩耗粉を撥水処理することにより、低温や高湿環境放置後のブレーキ制動時における水分の影響を最小限に抑えられることに着目した。その結果、繊維基材、結合材及び摩擦調整材を含む摩擦材において、結合材の溶融温度よりも高い融点を有するポリオレフィンを所定量で配合し、かかるポリオレフィンはブレーキ制動時の摩擦熱により溶融して液化し、かかる液化ポリオレフィンが摩擦材の摩擦面を被覆して撥水化する共に、摩耗粉表面をも被覆して撥水化できることを見出した。これにより摩擦材の相手材との真実接触面積の増加を抑制し、摩擦係数の上昇を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、以下の〔１〕〜〔５〕を特徴構成とする。
〔１〕繊維基材、結合材及び摩擦調整材を含む摩擦材であって、前記結合材の溶融温度よりも高い融点を有するポリオレフィンを摩擦材全体に対して0.3〜2.0重量％含む摩擦材。
〔２〕前記ポリオレフィンが、ポリエチレン及びポリプロピレンから選択される少なくとも１以上のポリオレフィンである。
〔３〕前記ポリオレフィンの融点が、120℃以上である。
【００１０】
上記〔１〕〜〔３〕の構成によれば、低温や高湿環境時に車両の運転を開始した場合において、初期ブレーキ制動時の異常効き及び鳴き現象の発生を低減可能な摩擦材を提供することができる。ポリオレフィンは、その配合により摩擦材自体を撥水化できると共に、ブレーキ制動時の摩擦熱により溶融し摩擦材の摩擦面及び摩耗粉を被覆し撥水化することが可能である。同時に、結合材の溶融温度よりも高い融点を有することから、結合材より先に溶融して摩擦材原料を被覆してしまう等、結合材の機能を損なうこともない。また、摩擦材全体に対して0.3〜2.0重量％の範囲で含むことにより、ブレーキ効きや成形性を損なわずに、摩擦材及び摩耗粉を効果的に撥水化できる。これにより、低温や高湿環境時における水分の影響を最大限に低減でき、初期ブレーキ制動時の異常効き及び鳴き現象の発生を低減できる良好な性能を有する摩擦材を提供することができる。
【００１１】
特に、上記〔２〕の構成によれば、ポリエチレン及び／又はポリプロピレンをポリオレフィンとして含む摩擦材を提供することができる。ポリエチレン及びポリプレピレンは、その融点等の性質から効果的に低温や高湿環境時における初期ブレーキ制動時の異常効き及び鳴き現象の発生の低減に貢献することができる。さらに、上記〔３〕の構成によれば、融点が120℃以上のポリオレフィンを使用した摩擦材を提供することができる。結合材として汎用されるフェノール樹脂等の溶融温度は80〜120℃であることから、それを超える融点をもつポリオレフィンを使用することで結合材の機能を損なうことなく、効果的に低温や高湿環境時における初期ブレーキ制動時の異常効き及び鳴き現象の発生の低減に貢献することができる。
【００１２】
〔４〕繊維基材、結合材及び摩擦調整材を含み、前記結合材の溶融温度よりも高い融点を有するポリオレフィンを摩擦材全体に対して0.3〜2.0重量％含む摩擦材の製造方法であって、
前記繊維基材、結合材、摩擦調整材、摩擦材全体に対して0.3〜2.0重量％のポリオレフィンを含む摩擦材原料の混合物を加熱成形して得られた成形体を  180℃以上200℃未満で2〜8時間加熱することにより前記結合材を硬化させる熱硬化工程を有する摩擦材の製造方法。
〔５〕前記熱硬化工程を、180〜190℃で加熱することにより行う。
【００１３】
上記〔４〕〜〔５〕の構成によれば、低温や高湿環境時に車両の運転を開始した場合において、初期ブレーキ操作時の異常効きや鳴き現象の発生を低減することが可能な本発明の摩擦材の製造方法を提供することができる。結合材の熱硬化温度を180℃以上200℃未満に調整することにより、効果的に摩擦材及び摩耗粉を撥水可能な量のポリオレフィンを含む摩擦材を製造することができる。また、上記温度範囲であれば、摩擦材の成形性や機械的強度を付与する結合材の熱硬化の進行を妨げることもない。特に、上記〔５〕の構成によれば、結合材の熱硬化温度を180〜190℃に調整することにより、更に上記効果を顕著に発現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る摩擦材の実施例及び比較例の摩擦材原料の組成とその性能評価を要約した図である。
【図２】本実施形態に係る摩擦材の実施例及び比較例における摩耗粉に対する効果を確認した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、本実施形態は本発明を具体的に説明するための例示に過ぎず、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
１．摩擦材
以下、本発明に係る摩擦材の一実施形態について詳細に説明する。本発明の摩擦材は、摩擦材の一般的な構成成分の１つである結合材の溶融温度よりも高い融点を有するポリオレフィンを摩擦材全体に対して0.3〜2.0重量％の割合で含ませたものである。
【００１７】
本発明の摩擦材には、繊維基材、結合材、摩擦調整材、及びポリオレフィンが含まれるが、その他にも摩擦材を製造する際に使用されるその他の摩擦材原料を含ませてよい。
【００１８】
繊維基材として使用されるものにはアラミド繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、炭素繊維等の有機繊維、ガラス繊維、ロックウ−ル、セラミックス繊維、チタン酸カリウム繊維、ワラストナイト等の無機繊維、銅、青銅、アルミニウム、黄銅等の金属繊維が例示される。これらを単独または２種類以上を併用してもよい。繊維基材の配合割合は特に限定されるものではないが、摩擦材全体に対して3〜10重量％程度となるように添加すればよい。
【００１９】
従来において銅は、その高い熱伝導性と優れた延展性から耐摩耗性や摩擦係数の安定化を目的として摩擦材に汎用されている。しかしながら、北米における銅使用量規制等、環境性能の向上の観点から今後は銅フリー化が主流となっていくことが予想されているが、銅フリー化は冷間放置後の摩擦係数の上昇及びそれに伴う異常効き及び鳴き現象の悪化を招くことが知られている。
【００２０】
ここで、本発明の摩擦材においては、銅を含まず調製することができる。または銅を含む場合においても5重量％以下等の低重量％に調製することができる。本発明の摩擦材は、所定量のポリオレフィンを含ませることにより冷間放置後の摩擦係数の上昇及びそれに伴う鳴き発生を低減することができ、かかる効果は銅を含まずに調製した場合においても損なわれることはない。したがって、本発明の摩擦材は銅フリー化の流れに充分に対応することが可能である。
【００２１】
結合材は、摩擦材の各配合成分を結合させる役割を有するものであり、公知の材料を用いることができる。好ましくは、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、及びそれらの変性品等が例示される。これらを単独で、若しくは2種類以上を併用してもよい。特に好ましくは、フェノール樹脂であり、例えば、ノボラック型フェノール樹脂及びレゾノール型フェノール樹脂等が挙げられる。結合材の配合割合は特に限定されるものではないが、摩擦材全体に対して5〜20重量％程度となるように添加すればよい。
【００２２】
摩擦調整材は、摩擦材の摩擦係数や摩耗等の摩擦性能を調整する役割を有するものであり、各種充填材、研磨材、潤滑材等を含ませることができる。例えば、カシューダスト、ゴムダスト等のフリクションダスト、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム，黒鉛，マイカ，ジルコン、二硫化モリブデン，セラミック、銅粉、真ちゅう粉、亜鉛粉，アルミニウム粉、発泡バーミキュライト等が挙げられる。特に、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ケイ酸ジルコニウム等を研削材として、黒鉛、三硫化アンチモン、二硫化モリブデン等を潤滑材として添加してもよい。これらを単独で、若しくは２種類以上を併用してもよい。摩擦材の配合割合は特に限定されるものではないが、例えば、摩擦材全体に対して20〜80重量％程度となるように添加すればよい。
【００２３】
本発明の摩擦材は、所定量のポリオレフィンを含んで構成される。ポリオレフィンは、オレフィンの重合体である。オレフィンとは、分子内に１つ以上の炭素−炭素の二重結合をもつ炭化水素化合物の総称であり、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン等が例示される。ポリオレフィンは、オレフィンを単独で重合したものであっても、2種類以上のオレフィンを共重合したものであってもよい。共重合体の場合、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック重合体の別を問わない。また、これらの重合体の混合物であってもよい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレンをポリオレフィンとして好ましく利用できる。
【００２４】
ポリエチレンは、重合の際の圧力及び触媒等の条件により、密度及び分子量等の性質の異なるものを得ることができるが、何れのポリエチレンをも利用することができる。例えば、ラジカル重合で生成したポリエチレンは分枝が多くなり結晶化度が高くなり密度が低い低密度ポリエチレン（密度：0.91〜0.92）となり、Ziegler-Natta触媒による重合で生成したポリエチレンは分枝が少なくなり結晶化度が高くなるため密度が高い高密度ポリエチレン（密度：0.94〜0.95）となる。その他、直鎖状低密度ポリエチレンや超高分子ポリエチレン等が挙げられる。
【００２５】
本発明で使用されるポリオレフィンは、結合材の溶融する温度よりも高い融点を有するものである。結合材として使用が好ましいフェノール樹脂等の多くの熱硬化性樹脂は、加熱により溶融し、軟化・流動化するが、温度を上げるに従って、次第に熱による分子間の架橋反応が生じ三次元網目構造を形成し硬化する性質を有する。かかる性質を利用して、各摩擦材原料を三次元網目構造に分散及び結合させ、摩擦材を成形するものである。つまり、摩擦材は、結合材を含めた摩擦材原料を混合した混合物を熱処理することで結合材が熱硬化することにより成形される。しかしながら、ポリオレフィンが、結合材の溶融温度よりも低い融点を有すると、ポリオレフィンが結合材よりも先に溶融してしまい、各摩擦材原料がポリオレフィンにより被覆される。その結果、結合材による各摩擦材原料に対する結合性が阻害されて成形が困難となり、また摩擦材の強度が低下するという問題が生じる恐れがある。かかる望ましくない現象を回避するため、適切な融点を有するポリオレフィンを選択する必要がある。
【００２６】
具体的には、使用する結合材の種類に応じて、適切な融点を有するポリオレフィンを選択すればよい。例えば、結合材として汎用されるフェノール樹脂の溶融温度は約80〜120℃であるため、これよりも高い融点を有するポリオレフィンを選択する。好ましくは80〜120℃以上、特には、120℃を超える融点を有するポリオレフィンを選択する。上記したポリエチレンには、密度及び分子量等の性質の異なるポリエチレンが存在するが、なかでも高密度ポリエチレンの融点は120〜140℃、超高分子ポリエチレンの融点が125〜135℃であり、特に好ましく利用できる。ポリプロピレンについても融点が165℃程度までとなり、特に好ましく利用することができる。
【００２７】
一方、本発明で使用されるポリオレフィンは、ブレーキ制動時の摩擦熱によって溶融するものでなければならない。本発明は、ブレーキ制動時の摩擦熱によりポリオレフィンが溶融する性質を利用して、摩擦材の摩擦面をポリオレフィンにより被覆して撥水化すると共に、ブレーキ制動時に発生する摩耗粉表面をも被覆して撥水化することにより、摩擦材の真実接触面積の増加を抑制し、摩擦係数の上昇を抑制するものである。
【００２８】
ここで、摩耗粉とは、ロータ等の相手材の摩擦面に摩擦材が圧接することにより、摩擦材が摩耗することにより発生するものである。かかる摩耗粉と水とは馴染み性が良いため、摩耗粉に水が付着すると表面張力によって引き付けられ、摩耗粉同士が結合し凝集する。凝集した摩耗粉が摩擦材の摩擦面の溝や気孔部分に埋められ、摩擦面を平滑化する。これにより摩擦材と相手材との真実接触面積が増加し、これに伴い摩擦係数が上昇し、異常効きや鳴き現象等の望ましくない事象が発生する。
【００２９】
ブレーキ制動時の摩擦熱で溶融するポリオレフィンを配合することにより、摩擦材の摩擦面のみならず、摩耗粉をも撥水化することができるので、摩耗粉が水分により凝集成長することを防ぐことができる。結果、摩耗粉は摩擦面内からスムーズに排除されていくことなる。したがって、低温や高湿環境下においても摩擦材の真実接触面積の増加を抑制し、摩擦係数の上昇を抑制することができる。これにより、低温や高湿環境放置後のブレーキ制動時の異常効きや鳴き現象の発生を低減することができる。ここで、摩擦材の構成成分であるポリオレフィンも摩耗粉を構成することになるが、摩擦熱により溶融することで、他の摩耗粉を被覆することとなり、上記効果の発現に貢献する。
【００３０】
上記理由により、ブレーキ制動時の摩擦熱によって溶融しないポリオレフィンは使用に適しないことから、ポリオレフィンの融点は140℃以下であることが好ましい。例えば、特開平11-269278号で開示されるような架橋性ポリオレフィンは本発明の使用には適さない。本発明の摩擦材に含まれるポリオレフィンは、ブレーキの摩擦熱により溶融することが要求される。一方、上記特許文献に開示の架橋性ポリオレフィンは、摩擦材に機械強度を付与することを目的とするものである。そのため、ポリオレフィンが架橋構造を有することが必須であり、更に、シラン基を介して架橋密度を上げると共に、他の摩擦材原料と架橋構造が生じることが、摩擦材の機械的強度の更なる向上の観点から好ましいと、されている。つまり、従来の摩擦材原料である結合材の一部としての機能を発現することを目的としているものであるといえる。密な架橋構造を有する架橋性ポリオレフィンは摩擦熱では溶融せず、その使用目的が本発明とは異なる。したがって、上記特許文献に開示の密な架橋構造を有する架橋性ポリオレフィンを使用した場合には、本発明の効果は得られない。本発明は、非架橋性ポリオレフィンを対象とするものである。
【００３１】
ポリオレフィンの配合割合は、摩擦材全体に対して0.3〜2.0 重量％となるように添加する。配合割合が、0.3重量%未満となると撥水効果が低下、若しくは消失し、2.0重量%を超えると通常時のブレーキの効きが低下すると共に成形性が悪化し、本発明の効果を得ることはできない。
【００３２】
以上のように構成することにより、ポリオレフィンの配合は摩擦材自体を撥水化できると共に、ブレーキ制動時の摩擦熱により摩擦材の摩擦面をポリオレフィンにより被覆して撥水化できると共に、ブレーキ制動時に発生する摩耗粉表面をも被覆して撥水化することができる。これにより、摩耗粉が水分により凝集成長することを防ぐことができる。結果、摩耗粉は摩擦面内からスムーズに排除されていくことなる。したがって、低温や高湿環境下においても摩擦材の真実接触面積の増加を抑制し、摩擦係数の上昇を抑制することができ、放置後の異常効きや鳴き現象を抑制することが可能な摩擦材を提供することができる。
【００３３】
本発明の摩擦材は、例えば車両等のディスクブレーキ用パッドに適用できるが、これらに限定されるものではない。その他、例えば、ブレーキシュー等、従来公知の摩擦材が要求される技術に適用することができる。製造された摩擦材は、裏板として金属板等の板状部材と一体化してブレーキパッドとして使用することができる。
【００３４】
２．摩擦材の製造方法
以下、本発明の摩擦材の製造方法についての実施形態を詳細に説明する。本発明の摩擦材の製造方法は、上述した繊維基材、結合材、摩擦調整材、及び摩擦材全体に対して0.3〜2.0重量％のポリオレフィンを含む摩擦材原料の混合物を加熱成形して得られた成形体を  180℃以上200℃未満で2〜8時間加熱することにより前記結合材を硬化させる熱硬化工程を有する。
【００３５】
まず、上述した繊維基材、結合材、摩擦調整材等の摩擦材原料を秤量し、これらを均一に混合する。このとき、摩擦材原料全体に対して0.3〜2.0重量％となるようにポリオレフィンを秤量し、これら摩擦材原料を均一に混合する。混合は、フェンシェルミキサやレディーゲミキサ等の混合機に投入することにより行うことができ、例えば、常温で10分程度混合する。このとき、混合機が昇温しないように、公知の冷却手段によって冷却しながら混合するようにしてもよい。必要に応じて、混合により偏析しやすい原料、例えば、ダスト類や金属繊維を粘性のある水溶液で前処理するようにしてもよい。
【００３６】
次いで、得られた混合物を所定量秤量し、加圧して予備成形を行い、これを加圧加温して加熱成形する。加熱成形は、例えば、熱成形型に投入しこれを熱プレスすること等で行うことができる。このとき、金属板等の板状部材の裏板を重ねて熱成形型に投入してもよい。裏板は、予め洗浄した後、適当な表面処理を施し、予備成形後の混合物を載置する側に接着材を塗布したものを使用することができる。加熱成形は、成形温度を、140〜160℃、特に好ましくは150℃とし、成形圧力を、100〜250kgf/cm2、特に好ましくは200kgf/cm2とし、成形時間を3〜15分、特に好ましくは10分とするのがよい。
【００３７】
得られた成形品を更に加熱して、結合材の硬化を終了させる。加熱硬化は、硬化温度を、180℃以上200℃未満に設定することが好ましく、特に好ましくは、180〜190℃である。硬化時間は、硬化温度に反比例し、硬化温度を高く設定した場合には短時間で硬化を行うことができ、硬化温度を低く設定した場合には硬化に要する時間が長くなる。好ましくは、2〜8時間で行うことができる。
【００３８】
さらに、必要に応じて、摩擦材の表面を研磨し摩擦面を形成する研磨工程を設けてもよい。
【００３９】
本発明の摩擦材の製造方法において、熱硬化温度の設定が重要であり、硬化温度が上記範囲を超える場合には、ポリオレフィンが完全に融解若しくは熱分解反応を起こすことで、摩擦材からポリオレフィンが消失してしまう。してみると、ポリオレフィンを上述の所定量含む本発明の摩擦材を得ることができなくなる。例えば、特開2008-69314号及び特開2009-221303号にはポリオレフィンを利用する摩擦材に関する技術が開示されている。しかしながら、かかる技術は、本発明の上記熱硬化温度範囲を超える300℃程度の非常に高い温度で熱処理を行うものである。即ち、ポリオレフィンを摩擦材に気孔部分を形成するために利用するものであって、ポリオレフィンを最終摩擦材に残存させるものではない。この点において本発明とその目的を異にし、本発明の摩擦材を得るためには熱硬化温度を適切に管理する必要がある。一方、硬化温度が上記範囲よりも低い場合には、結合材を適切に硬化させることができず、各摩擦材原料に対する結合性が阻害され、成形が困難となり、また摩擦材の強度が低下するという問題が生じる恐れがある。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４１】
本実施例では、図１に示す配合量に従って摩擦材原料を配合し、実施例１〜７及び比較例１〜４の摩擦材組成物を得た。なお、表中の各摩擦材原料の配合量の単位は、摩擦材組成物全体に対する重量％である。この摩擦材組成物をレディーゲミキサで10分間混合し、この混合物を成形温度160℃、成形圧力200kgf/cm2、成形時間10分の条件において加圧加熱した。続いて、この成形物を190℃にて4時間の条件で硬化させた。
【００４２】
作製した実施例１〜７及び比較例１〜４の摩擦材について下記の項目について評価を行った。
【００４３】
（摩擦材の成形性）
成形性を、成形後の摩擦材の亀裂を目視レベルにて観察し、４段階で評価した。具体的には、亀裂の有無及びその状態により、極めて良好「◎」、良好「○」、使用可能限界「△」、使用不可「×」と、それぞれ判定した。
【００４４】
（摩擦材の撥水性）
撥水性を、摩擦材の摩擦面に蒸留水の液滴を滴下し、５分後の液滴の形状にて４段階で評価した。液滴が極めて球状に近い場合には極めて良好な撥水性を有するとして「◎」、液滴がつぶれて半楕円形状になっている場合には液滴のつぶれ具合により「○」又は「△」、液滴がその形状を保てず水が摩擦材に吸い込まれている場合には良好な撥水性を有しないとして「×」と、それぞれ判定した。
【００４５】
（放置吸湿時の摩擦係数μの上昇）
JASO C406に従って擦り合わせを実施した後、30℃にて湿度80%の多湿環境中で8時間放置する前と後において、20℃にて湿度55％の条件下での摩擦係数を測定し、多湿環境下における摩擦係数の上昇量を求めた。
【００４６】
（摩耗粉の撥水性）
上記（放置吸湿時の摩擦係数の上昇）試験終了後にパッド面から摩耗粉を採取し、蒸留水の入ったガラス瓶に投入した。カラス瓶を手で10回振盪した後、10分間静置時の水の曇り具合で撥水性を評価した。水が濁っておらず摩耗粉が水面に浮いた状態で有る場合には極めて良好な撥水性を有するとして「◎」、水が少し濁っている場合には濁り具合や摩耗粉の浮き具合で「○」又は「△」、浮いている摩耗粉がなく水が濁っている場合には良好な撥水性を有しないとして「×」と、それぞれ判定した。
【００４７】
（高周波ノイズ性能及び低周波ノイズ性能）
JASO C427に準拠して、制動初速度50km/時、制動減速度0.15G、制動前ブレーキ温度を70℃、100℃、150℃の条件において、各温度で制動回数1000回の試験を実施した。試験中における高周波ノイズ（500Hz以上）と低周波ノイズ（200〜400Hz）の発生回数を測定し、鳴き発生状況を４段階で評価した。鳴きの発生が全くない場合には極めて良好なノイズ性能を有するとして「◎」、微妙な鳴き発生の場合には「○」、鳴き発生がややある場合には「△」、鳴き発生が多い場合には良好なノイズ性能を有しないとして「×」と、それぞれ判定した。
【００４８】
（平均摩擦係数）
JASO C406に従って、温度20℃にて湿度58％の環境下で制動前速度50km/時おける平均摩擦係数を測定した。
【００４９】
結果を図１に示す。本発明の実施例１〜７では、成形性、パッド及び摩耗粉の撥水性において良好な結果が得られた。これにより、ポリオレフィンは摩擦材の成形性を損なうことなく、摩擦材自体及び摩耗粉を撥水処理することができることが判明した。一方、ポリオレフィンを含まない比較例１では摩耗粉の撥水性は非常に劣ることから、本発明の実施例で確認された撥水性はポリオレフィンによるものであることが明らかであった。また、ポリオレフィンを2.5重量％含む比較例２では成形性が劣ることが確認され、ポリオレフィンの配合割合が重要であることが理解できた。また、ポリオレフィンの融点が低くなると摩擦材の成形性が劣ることも確認され（比較例３及び４）、ポリオレフィンの融点も本発明の効果を奏するための重要な要素であることが理解できた。
【００５０】
また、本発明の実施例１〜７では、放置吸湿時の摩擦係数の上昇を抑制することができ、良好なノイズ性能を有することが判明した。一方、ポリオレフィンを含まない比較例１では、放置吸湿時の摩擦係数の上昇が確認され、高周波ノイズ性能でも劣っていた。また、比較例２では、低周波ノイズ性能が劣ることが確認され、ノイズ性能の面からもポリオレフィンの配合割合が重要であることが理解できた。
【００５１】
以上の結果より、本発明の摩擦材は、パッド及び摩耗粉を撥水処理することができ、かつ放置吸湿時における摩擦係数の上昇を効果的に抑制できることが判明した。これにより、放置吸湿時においても良好な摩擦性能を発現し、異常効きや鳴き現象の発生を防ぐことができることが理解できた。
【００５２】
ここで、実施例５〜７は、摩擦材原料に銅を含まないものであるが、銅を含む場合とでその性能は大きな影響はなかった（実施例１と実施例５、実施例２と実施例６、実施例４と実施例７の比較）。したがって、摩擦材に所定量のポリオレフィンを含むことで、銅フリー化にも対応することができることが判明した。
【００５３】
ここで、摩耗粉に対する効果を確認した結果を図２に示す。図２の下段は、摩耗粉への撥水対策として所定量のポリオレフィンを摩擦材に含ませた場合の結果を示し、上段は当該対策前の結果を示す。
【００５４】
水との馴染み性は、対策前及び対策後の摩耗粉を採取し、蒸留水の入ったガラス瓶に投入し、これを振盪し静置した後の水の曇り具合により評価した。対策後の摩耗粉は水と混ざり合わなかったが、対策前の摩耗粉は水と混ざり合うことが確認された。これにより、ポリオレフィンは摩耗粉に撥水性を付与できることが理解できた。
【００５５】
摩耗粉凝集性は、摩耗粉の状態を走査型電子顕微鏡（SEM：×1000）で観察することにより評価した。対策後の摩耗粉では凝集は確認できなかったが、摩耗粉は凝集し大きな塊として確認された。これにより、ポリオレフィンは摩耗粉の凝集を抑制できることが理解できた。
【００５６】
パッドの摩擦面の状態を、マイクロスコープにより観察することで評価した。対策後では、摩擦面に摩耗粉が薄く付着することが確認されたが、パッドの溝や気孔部分を塞ぐことはなかった。また、粗さ波形においてもそのことは確認されており、良好な粗面を維持していた。一方、対策前では、摩擦面に摩耗粉が凝集吸着し溝や気孔部分が埋められていた。粗さ波形においても摩擦面が平滑面となり真実接触面積が増加していることが確認できた。これにより、ポリオレフィンは摩耗粉の凝集を抑制すると共に、平滑面の形成を抑制できることが理解できた。
【００５７】
摩擦材自体のみならず摩耗粉に対する撥水対策をも施したことにより、図１に示す放置後のブレーキ制動時の摩擦係数の抑制及び鳴き現象の低減効果を奏し得たことは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の摩擦材及び摩擦材の製造方法は、車両等のディスクブレーキ用パッドやブレーキシュー等、従来公知の摩擦材が要求されるものに適用することができる。
【図１】
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【図２】
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