(57)【要約】      （修正有）【課題】トランスミッション及びブレーキにおいて有用な耐久性、高い耐熱性及び高温で安定した摩擦材料の提供。高性能で、耐久性のある摩擦材を目標とし、特に、高表面速度、高フェーシング圧力に耐え、限定された潤滑条件下で有用であることを要件とする。【解決手段】完全繊維質含量繊維質基材を有する摩擦材料に関する。基材は、侵入勾配で、所望の量の摩擦調整粒子が貫通して分散しており、摩擦調整粒子は繊維質基材の重量を基準として、約０．２〜約２０重量％存在する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の硬化可能な樹脂を含浸させた繊維質基材を含み、該繊維質基材は、侵入勾配で、所望の量の摩擦調整粒子が貫通して分散している、摩擦材料。
【請求項２】
前記摩擦調整粒子は、前記繊維質基材の重量を基準として、約０．２〜約２０重量％存在し、前記摩擦調整粒子は、侵入勾配で前記繊維質基材の上面から約１５０μmの深さまで存在する、請求項１に記載の摩擦材料。
【請求項３】
前記摩擦材料は、前記繊維質基材の重量を基準として、約５〜約１５重量％の摩擦調整粒子を含む、請求項２に記載の摩擦材料。
【請求項４】
前記摩擦調整材料はシリカ粒子を含む、請求項１に記載の摩擦材料。
【請求項５】
前記摩擦調整粒子は対称な形状の粒子を含む、請求項４に記載の摩擦材料。
【請求項６】
前記摩擦調整粒子はケイソウ土を含む、請求項５に記載の摩擦材料。
【請求項７】
前記摩擦材料は、前記摩擦調整粒子の重量を基準として、約２０〜約３５重量％のシリカ粒子を含む、請求項４に記載の摩擦材料。
【請求項８】
前記摩擦調整粒子は、約５〜約１００ミクロンの範囲にわたる平均サイズを有する、請求項１に記載の摩擦材料。
【請求項９】
前記繊維質基材は、細孔直径を、平均サイズで直径約１０〜約２５ミクロンの範囲に限定する、請求項１に記載の摩擦材料。
【請求項１０】
前記繊維質基材は、少なくとも約５０％の容易に利用可能な空隙を有する、請求項１に記載の摩擦材料。
【請求項１１】
少なくとも１種の硬化可能な樹脂を含浸させた繊維質基材を含み、該繊維質基材は、侵入勾配で、所望の量の摩擦調整粒子が貫通して分散している、摩擦材料において、前記繊維質基材は、平らでより小さな直径の繊維を含む、摩擦材料。
【請求項１２】
前記繊維質基材は、少なくとも１つのタイプのアラミド繊維、炭素繊維及びセルロース繊維からなる、請求項１１に記載の摩擦材料。
【請求項１３】
前記セルロース繊維は木材繊維を含む、請求項１１に記載の摩擦材料。
【請求項１４】
前記繊維質基材層はユーカリ類セルロース繊維を含む、請求項１３に記載の摩擦材料。
【請求項１５】
前記アラミド繊維は、カナダろ水度標準指数に基づいてろ水度約３５０以下を有する、請求項１２に記載の摩擦材料。
【請求項１６】
前記繊維質基材層は、前記繊維質基材の重量を基準として、約６０〜約７５重量％のアラミド繊維；約１０〜約１５重量％の綿繊維；約５〜約１５重量％の炭素繊維；約１０〜約２０重量％のセルロース繊維；及び重量で約５〜約２０lb／３０００sq.ft.の摩擦調整粒子を含む、請求項１２に記載の摩擦材料。
【請求項１７】
フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、またはフェノール樹脂とシリコーン樹脂との混合物を約３５〜約４０重量％の樹脂で含浸させた、請求項１１に記載の摩擦材料において、該混合物中のシリコーン樹脂の量は、前記混合物の重量を基準として約５〜約８０重量％の範囲にわたり、前記フェノール樹脂は、溶媒材料中に存在し、前記シリコーン樹脂は、前記フェノール樹脂の前記溶媒材料と相溶性がある溶媒材料中に存在する、請求項１１に記載の摩擦材料。
【請求項１８】
完全繊維質基材を形成することと、
前記完全繊維質基材に摩擦調整粒子を浸透させ、前記完全繊維質基材内部に分散した摩擦調整粒子の勾配を形成し、該摩擦調整粒子は、前記完全繊維質基材の重量を基準として約０．２〜約２０重量％存在することと、
浸透済みの繊維質基材にフェノール樹脂、フェノールベースの樹脂またはフェノール−シリコーン樹脂混合物を含浸させ、その後、
含浸済みの繊維質基材を、予め定められた温度で予め定められた時間硬化することと、を含む、摩擦材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
新しくかつ先進のトランスミッションシステム及びブレーキシステムが、自動車業界により開発されつつある。こうした新システムはしばしば、高エネルギー要件を伴う。従って、摩擦材料技術をも開発することで、こうした先進のシステムのますます増大しつつあるエネルギー要件を満たさなければならない。
【０００２】
特に、新しく高性能で耐久性のある摩擦材料が必要である。新しい摩擦材料は、表面速度が約６５m／秒にまでなるような高速度に耐えることができなければならない。また摩擦材料は、約１５００psiまでの高フェーシングライニング圧力に耐えることができなければならない。また摩擦材料は、限定された潤滑条件下で有用であることも重要である。
【０００３】
先進のトランスミッション及びブレーキシステムにおいて有用であるためには、摩擦材料は、耐久性がありかつ高い耐熱性を有しなければならない。摩擦材料は、高温で安定であり続けなければならないだけではなく、使用条件下で発生する高熱を迅速に放散できなければならない。
【０００４】
特に、シフティングクラッチ及びその他同様なものにおいて使用される摩擦材料は、摩擦材料が使用されている最中に流体の漸進的な分解にさらされる。流体は、長期間にわたって使用されると劣化することがあり、このような流体劣化の粒子が形成される。こうした粒子は流体中に残存し、摩擦材料の摩擦係数の損失を引き起こす。
【０００５】
新しいトランスミッションシステム及びブレーキシステムの係合及び切り離しの最中に高速度が生じているということは、摩擦材料は、係合の間じゅう終始比較的一定の摩擦を維持できなければならないということを意味する。摩擦係合が、広範囲の速度と温度とにわたって比較的一定であることが重要である。また摩擦材料は、摩擦係合の間中、摩擦材料にノイズまたは“甲高い音”が生じないように、所望のトルク曲線形状を有することも重要である。
【０００６】
摩擦材料を使用する全ての用途に関わる主要な性能の関心事は、耐“ホットスポット”性及び摩擦界面でのエネルギー管理である。“ホットスポット”の発生は、摩擦材料の摩擦特性、かみ合う面（mating surface）の硬さ及び粗さ、油膜の保持、潤滑剤の化学的性質及び相互作用、クラッチの動作条件、動力伝達装置の組み立て及びハードウェアの心合わせ、並びに動力伝達装置の汚染を含む多くの要因によるとすることができる。摩擦界面のエネルギー管理は、主として界面温度の制御と関係があり、ポンプ容量、油の流れの経路及び制御方法によって影響される。摩擦材料表面の設計も、界面エネルギー管理の効率に寄与する。
【０００７】
以前には、温度安定性のためにアスベスト繊維を摩擦材料中に含ませていた。健康及び環境の問題が原因となって、アスベストはもはや使用されていない。より最近の摩擦材料においては、含浸用の紙または繊維材料を、フェノール樹脂またはフェノール変性樹脂類を用いて修正することで、摩擦材料中にアスベストの無いことを克服しようと試みてきた。しかしながらこうした摩擦材料は、発生した高熱を迅速に放散せず、かつ、現在開発中の高速度システム中に使用するために現在必要とされる、必要な耐熱性と満足の行く高摩擦係数性能とを有していない。
【０００８】
本発明は、Seitzの米国特許第5,083,650号参考文献に勝る改良であり、この特許は、多工程の含浸及び硬化方法を含む；すなわち、紙にコーティング組成物を含浸させ、炭素粒子を紙表面に置き、紙中のコーティング組成物を部分的に硬化し、第２のコーティング組成物を、部分的に硬化済みの紙に施用し、最後に両方のコーティング組成物を硬化する。
【０００９】
Fujimaki et al.の米国特許第4,451,590号は、金属繊維、充填材、炭素粒子、炭素繊維及びフェノール樹脂を有する摩擦材料を説明している。
Smith et al.の米国特許第5,965,658号は、酸化型ポリアクリロニトリルベースの繊維から誘導した炭素質繊維及び粉末状金属及び／または金属酸化物摩擦材料を使用した摩擦材料を説明している。
【００１０】
Winklerの米国特許第5,662,993号は、結合剤材料によって接触箇所に沿って結合した繊維を有する摩擦材料を説明している。
Irifune et al.の米国特許第6,121,168号は、繊維及び多孔質円柱状ケイソウ土を有する摩擦材料を説明している。
【００１１】
Suzuki et al.の米国特許第6,586,673 B1号は、繊維質基材中に充填材としてディスク形状のケイソウ土を使用することを説明している。
Suzuki et al.の米国特許第6,265,066 B1号は、繊維質基材、充填材、摩擦調節剤及びシロキサン結合を有する材料を含む結合剤を含む摩擦材料を説明している。
【００１２】
Suzuki et al.の米国特許第6,231,977 B1号は、繊維質基材、充填材、摩擦制御剤及びｐ−ノニルフェノールを用いて変性したフェノール樹脂結合剤を含む摩擦材料を説明している。
【００１３】
Matsumoto et al.の米国特許第6,060,536号は、摩擦材料の製造方法を説明しており、ここで、繊維質基材、充填材、及び摩擦調節剤を含む原紙中に水溶性材料を分散させる。
Klinkの米国特許第4,522,290号は、乾燥条件での平均生密度少なくとも５５０キログラム毎立方メートルを有し樹脂の無い木材を含む摩擦ライニングを説明しており、ここで、木材の繊維はクラッチまたはブレーキの摩擦方向に実質的に平行に延びている。
【００１４】
Jacko et al.の米国特許第4,239,666号は、リグニンを加えて、フェノール樹脂の必要を低減したアスベストベースの材料を説明している。
Seitz et al.の米国特許第6,524,681号は、パターン化表面摩擦材料を説明している。
【００１５】
Kaminski et al.の米国特許第5,889,082号及び同第5,919,837号は、繊維及び他の摩擦材料成分のブレンドを含む摩擦材料を説明している。
Bartramの米国特許第4,197,223号及び英国特許第1,604,827号は、充填材と共に、無機及び有機繊維の混合物、例えばガラス繊維、ミネラルウール、アルミナ−シリケート繊維、木材パルプ、ジュート、サイザル麻及びコットンリンターを説明している。
【００１６】
Bortzの米国特許第5,989,735号は、カーディングするかまたは織ってウェブにされる繊維を説明している。
Ikutaの米国特許第5,290,627号は、木材パルプ及びラミー繊維を有し、約１０〜約３０％の充填材を含む摩擦材料を説明している。
【００１７】
Chuludaの米国特許第4,256,801号は、セルロース、炭素繊維及び耐炎性有機繊維（ノボロイド架橋済みフェノール繊維として説明されている）を有する摩擦材料を説明している。
【００１８】
Royerの米国特許第4,743,634号は、摩擦材料中に摩擦調整材料と共に綿、ジュート、サイザル麻、ウールを使用することを説明している。
本発明はまた、本発明における譲受人であるボーグワーナーＩｎｃ．（Borg-Warner Inc.）によって所有されている摩擦材料に関する特許とは異なる。特に、米国特許第5,998,307号は、多孔質の一次層は少なくとも１種の繊維質材料を含むような、硬化可能な樹脂を含浸させた基材と、一次層の表面の少なくとも約３〜約９０％を被覆する炭素粒子の二次層とを有する摩擦材料に関する。
【００１９】
米国特許第5,858,883号は、より少なくフィブリル化したアラミド繊維、人造黒鉛、及び充填材の一次層を有する基材と、一次層の表面の炭素粒子の二次層と、に関する。
米国特許第5,856,224号は、一次層はより少なくフィブリル化したアラミド繊維、人造黒鉛、及び充填材を含むような、硬化可能な樹脂を含浸させた基材と；炭素粒子及び歩留まり向上剤の二次層と；を含む摩擦材料に関する。
【００２０】
米国特許第5,958,507号は、摩擦材料の製造方法に関し、ここで、より少なくフィブリル化したアラミド繊維を含む繊維質材料の少なくとも１つの表面に、炭素粒子及び歩留まり向上剤をコーティングし、フェノール樹脂または変性フェノール樹脂を含浸させ、硬化する。
【００２１】
米国特許第6,001,750号は、繊維質基材は、より少なくフィブリル化したアラミド繊維、炭素粒子、炭素繊維、充填材料、フェノールノボロイド繊維、及び所望により綿繊維の多孔質の一次層と、表面の約３〜約９０％を被覆する炭素粒子の二次層とを有するような、硬化可能な樹脂を含浸させた繊維質基材を含む摩擦材料に関する。
【００２２】
加えて、様々な基材が、共有されているボーグワーナーＩｎｃ．の米国特許第5,753,356号、同第5,707,905号（より少なくフィブリル化したアラミド繊維、人造黒鉛及び充填材を含む基材を説明している）に説明される。
【００２３】
別の共有されている特許第6,130,176号は、より少なくフィブリル化したアラミド繊維、炭素繊維、炭素粒子及び充填材を含む繊維質基材に関する。
米国特許第5,676,577号は、繊維質基材中に多量の充填材料を有する摩擦材料に関する。
【００２４】
さらに別の共有されている米国特許第6,630,416号は、多孔質の一次層と一次層の表面の約３〜約９０％を被覆するシリカ粒子の二次層とを有する摩擦材料に関する。
さらに他の共有されている特許出願において、
２００２年８月３０日に出願された米国特許出願第09/233,318号、
２００２年９月４日に出願された同第09/234,976号、
２００２年８月１３日に出願された同第09/218,019号、
２００３年９月１９日に出願された同第10/666,090号、
２００３年１０月３日に出願された同第10/678,720号、
２００３年１０月３日に出願された同第10/678,598号、
２００３年１０月３日に出願された同第10/678,725号、
２００３年１０月３日に出願された同第10/678,728号、及び
２００３年１０月３日に出願された同第10/678,599号（全て現在係属中）は、他の摩擦材料を説明している。
【００２５】
摩擦材料が“湿式”用途において有用であるためには、摩擦材料は広く様々な許容可能な特性を有しなければならない。摩擦材料は、良好な耐シャダ特性を有しなければならず；レジリエントであるかまたは弾性があり、しかもなお、圧縮永久歪み、摩耗及び応力に対する耐性がなければならず；高い耐熱性を有し、また熱を速やかに放散できなければならず；長く持続し、安定で、むらのない摩擦性能を有しなければならない。こうした特性のいずれかが実現されない場合、摩擦材料の最適性能は実現されない。
【００２６】
適切な含浸用樹脂を繊維質基材と共に使用して、高エネルギー用途の摩擦材料を形成することも重要である。摩擦材料は、含浸最中に湿式樹脂で飽和した時と、使用最中にブレーキ液またはトランスミッションオイルで飽和した時との両方において、良好なせん断強度を有しなければならない。
【００２７】
また特定の用途の下では、使用最中に高い流体浸透容量が存在するような高い多孔性を摩擦材料が有することも重要である。従って摩擦材料は、多孔質であるだけではなく、圧縮可能でもなければならないことは重要である。摩擦材料中に浸透した流体は、ブレーキまたはトランスミッションの動作最中に加えられる圧力下で速やかに摩擦材料から絞り出されるかまたは放出できなければならず、しかもなお、摩擦材料はつぶれてはならない。また、摩擦材料は高い熱伝導性を有して、ブレーキまたはトランスミッションの動作最中に発生した熱を迅速に放散するのを助けることも重要である。
【００２８】
特に、周知の限りでは、繊維質材料のみを含み、充填材料を含まない繊維質基材を含み、トランスミッションシステムにおいて使用するための、摩擦材料の開示はないので、本摩擦材料は、上記の参考文献によって教示されるものとは異なる。さらに、周知の限りでは、摩擦調整粒子が浸透または侵入によって内部に分散した繊維質材料からなる摩擦材料の開示はない。さらに、本発明まで、例えば、対称な形状のシリカ材料を含む摩擦調整粒子の浸透または侵入勾配を有するこのような繊維含量のみの繊維質基材の開示はなかった。こうした成分の組合せは、本明細書において具体例に説明するように、耐ホットスポット性、摩擦係数安定性、及び低い厚さ損失に関して予想外に優れた結果を提供することが見い出された。
【００２９】
従って、本発明の目的は、従来技術のものと比較して信頼性がありかつ改良された特性を有する、改良された摩擦材料を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、改良された摩擦係数特性、“圧縮モジュラス（compression modulus）”、耐“ホットスポット”性、高い耐熱性、高い摩擦安定性及び耐久性、多孔性、強度、並びに弾性を有する摩擦材料を提供することにある。
【００３０】
より良好な摩擦材料が必要であることを考慮して広範な研究を行った結果、改良された特性を有する摩擦材料が本発明によって開発された。本湿式摩擦材料は“湿式”用途において有用であり、ここでは、摩擦材料は使用最中に、ブレーキ液または自動変速機油のような液体で“湿っている”かまたは含浸されている。“湿式”摩擦材料の使用最中に、流体は最終的には摩擦材料から絞り出されるかまたは摩擦材料を含浸している。湿式摩擦材料は、その組成と物理的特性との両方において、“乾式”摩擦材料とは非常に異なる。
【発明の開示】
【００３１】
上記に検討した要件を実現するために、使用最中に生じる条件と同様の条件下で、多くの材料を、摩擦と耐熱性特性とに関して評価した。市販のブレーキライニングとトランスミッション材料との両方を調査して、高エネルギー用途での使用には適していないことが判明した。
【００３２】
本発明は、浸透または侵入勾配で、所望の量の摩擦調整粒子が貫通して分散した、非アスベスト、繊維質基材に関する。
このような繊維含量のみの基材は、弾性があり、“柔らかい”摩擦材料を提供し、それによって、非常に望ましい圧縮モジュラスを有する摩擦材料を製造する。弾性は、摩擦材料に改良された耐“ホットスポット”性及び低いライニング損失を与える。
【００３３】
繊維質含量のみの基材は、浸透性及び摩擦係数安定性の助けとなる比較的に大きな孔径が理由となって、所望の浸透性を有する。
本発明の摩擦材料はまた、改良された耐“ホットスポット”性、“滑らかなシフト”のための望ましい摩擦特性、高い耐熱性耐久性、弾性、改良された強度及び多孔性を有する。
【００３４】
本発明の１態様によれば、繊維質基材では、細孔直径の平均サイズは約２０〜約５０ミクロンの範囲に限定され、少なくとも約５０％の容易に利用可能な空隙を有する。
特定の具体例においては、完全繊維質基材は、少なくとも１つのタイプのアラミド繊維、炭素繊維及びセルロース繊維からなる。アラミド繊維は好ましくは、カナダ標準形ろ水度指数に基づいてろ水度約３５０以下を有し、約０．５〜約１０mmの範囲内の平均繊維長を有する。
【００３５】
特定の具体例においては、繊維質基材は、摩擦材料に平滑で均一な表面を与える平らでより小さな直径の繊維を含む。特定の好適な態様においては、セルロース繊維は、平らで幅の広い繊維表面を有する木材繊維又は木部繊維を含む。特定の具体例においては、カンバ属、ユーカリ類及びゴム／ガムノキのような所望の樹脂状浸出を有する樹木から得た平らな木材繊維又は木部繊維は、特に有用である。
【００３６】
特定の具体例においては、繊維質基材層は、繊維質基材の重量を基準として、約６０〜約７５重量％のアラミド繊維；約１０〜約１５重量％の綿繊維；約５〜約１５重量％の炭素繊維；約１０〜約２０重量％のセルロース繊維を含む。
【００３７】
完全繊維質基材は、充填材料を含む他の繊維質基材よりも開放されているかまたはより緻密ではない。特定の具体例においては、坪量が典型的に約１５０〜約１６５の範囲にわたる従来の基材と比較して、完全繊維質基材は、坪量約１２０〜約１２５の範囲内を有する。
【００３８】
別の態様においては、本発明は、侵入勾配で、所望の量の摩擦調整粒子が貫通して分散した完全繊維質基材を含む摩擦材料に関する。摩擦調整材料は、完全繊維質基材内部に分散して、基材中に多くの開放気孔を残す。摩擦調整粒子は、完全繊維質基材内部に分散したままの固体不溶性粒子である。完全繊維質基材の上面でまたはこの近くに、より高い濃度の摩擦調整粒子が存在する。完全繊維質基材中の摩擦調整粒子の濃度は、基材の上面から底面に向かって次第に減少する。特定の具体例においては、摩擦材料は、繊維質基材の重量を基準として、約０．２〜約２０重量％の摩擦調整粒子を含む。
【００３９】
特定の具体例においては、摩擦調整材料は、シリカ粒子を含み、繊維質基材の重量を基準として、約５〜約１５重量％存在する。特定の好適な態様においては、摩擦調整粒子は、完全繊維質基材の上面から測定して、完全繊維質基材中に約１５０μmの深さまで存在する。摩擦調整粒子は、約５〜約１００ミクロンの範囲にわたる平均サイズを有する。
【００４０】
他の具体例においては、摩擦調整粒子は、摩擦調整粒子の総重量を基準として、約２０〜約３５重量％のシリカ粒子、及び約６５〜約８０％炭素粒子を含む。さらに他の具体例においては、摩擦調整粒子は、ｉ）ケイソウ土粒子とｉｉ）完全に炭化した炭素粒子または部分的に炭化した粒子及びこれらの混合物との混合物を含む、
特定の具体例においては、繊維質基材層は、繊維質基材の重量を基準として、約６０〜約７５重量％のアラミド繊維；約１０〜約１５重量％の綿繊維；約５〜１５重量％の炭素繊維；約１０〜約２０重量％のセルロース繊維；及び重量で約５〜約２０lb／３０００sq.ft.の摩擦調整粒子を含む。特定の具体例においては、摩擦調整粒子は、約８〜約１０lb／３０００sq.ft.存在する。
【００４１】
様々な摩擦調整粒子が、繊維質基材において有用である。特に、シリカ粒子の例えばケイソウ土、セライト、セラトム（Celatom）、及び／または二酸化ケイ素は特に有用である。摩擦調整粒子は、繊維質基材の約０．２〜約３０重量％、好ましくは約２〜１０重量％、最も好ましくは約３〜５重量％存在する。
【００４２】
本発明の別の態様は、例えばケイソウ土のような対称な形状を有する所望の量の摩擦調整粒子が貫通して分散した完全繊維質基材を有する摩擦材料である。
さらに別の態様においては、本発明は：完全繊維質基材を形成することと、繊維質基材に摩擦調整粒子を浸透させ、繊維質基材内部に分散した摩擦調整粒子の勾配を形成し、摩擦調整粒子は、繊維質基材の重量を基準として約０．２〜約２０重量％存在することと、“摩擦調整材料浸透済み完全繊維質”基材に適切な樹脂を含浸させ、その後、含浸済みの繊維質基材を、予め定められた温度で予め定められた時間硬化することと、を含む、摩擦材料の製造方法に関する。
【００４３】
従って、特定の態様においては、本発明は、少なくとも１種の硬化可能な樹脂を含浸させた繊維質基材を含む摩擦材料に関し、ここで、繊維質基材は、基材内部に分散した摩擦調整粒子を有する完全繊維質基材を含む。
【００４４】
繊維質基材に、様々な樹脂系を使用して含浸させることができる。特定の具体例においては、繊維質基材にフェノール樹脂または変性フェノールベースの樹脂を含浸させることは有用である。特定の具体例においては、シリコーン樹脂を相溶性溶媒中でフェノール樹脂とブレンドするかまたは混合し、このシリコーン−フェノール樹脂ブレンドを使用して本発明の繊維質基材に含浸させる場合、特に有用で高性能かつ耐久性のある摩擦材料が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明の摩擦材料は、改良された圧縮モジュラス及び改良された耐“ホットスポット”性を有する。また本摩擦材料は、本摩擦材料の使用最中のより均一な熱放散に対処するような、改良された弾性及び改良された多孔性を有する。トランスミッション中またはブレーキ中の流体は、本摩擦材料の多孔質構造を通って迅速に移動できる。さらに、弾性の向上は、本摩擦材料表面により均一な圧力または均一な圧力分布を与え、これによって、不均一なライニングの摩耗及び分離板の“ホットスポット”を無くすようにする。
【００４６】
摩擦材料の構造がより多孔質なほど、熱放散はより効果的になる。使用最中の摩擦材料の係合の最中の、摩擦材料の中へまたは中からの油の流れは、摩擦材料が多孔質の場合にはより迅速に起きる。
【００４７】
完全繊維質基材１０を図１に概略で示し、これは、弾性構造または網目構造１４を形成するリファイニングされた繊維１２を含む。完全繊維質基材は、上面１５及び底面１６を有する。弾性構造１４は、大きく均一なサイズの細孔１８を規定する。
【００４８】
１具体例においては、完全繊維質基材１０は、繊維質網目構造１４内部に分散した複数の摩擦調整材料２０を含む。摩擦調整粒子２０は、浸透または侵入勾配で弾性網目構造１４内部に分散し、これによって、より高い濃度の摩擦調整粒子が完全繊維質網目構造１４の上面１５の近くに存在する。摩擦調整粒子２０の勾配は、完全繊維質網目構造１４を通って延在し、これによって、より低い濃度の摩擦調整粒子２０が完全繊維質網目構造１４の底面１６の近くに存在する。
【００４９】
完全繊維質基材１０に適切な樹脂を含浸させて、所望の弾性（モジュラス）を有する摩擦材料を形成する。より弾性がある（より低モジュラス）摩擦材料は、使用中により少ない厚さ損失をもたらす。使用中には摩擦材料は圧縮応力下にあり、完全繊維質基材の弾性網目構造は永久的変形に抵抗する。
【００５０】
また、摩擦材料は所望の浸透性を有する。高度に浸透性の完全繊維質基材はより弾性があり、摩擦材料を通るより良好な流体流れに対処する。
摩擦材料は、驚くべきことに長期の流体力学特性を有し、その結果、少なくとも中点ＣＯまでの所望の高い摩擦係数（ＣＯＦ）レベルを維持する。さらに、摩擦材料は、摩擦材料を通るより良好な流体流れを可能にすることによってより良好な熱放散を提供する所望の大きな細孔を有する。摩擦材料は、摩擦材料とこれが係合するかみ合う面との間のより良好な接触を提供する驚くべき表面平滑度を有する。特定の具体例においては、完全繊維質基材はまた、完全繊維質基材を含むリファイニングされた繊維の存在が理由となって、摩擦材料に制御された表面プロフィルを提供する。
【００５１】
加えて、摩擦材料は、摩擦材料により高い凹凸トルク（asperity torque）を提供するより活性な摩擦接触部位を有する。すなわち、リファイニングされた繊維の存在が理由となって、大きな接触面積を利用できる。特定の具体例においては、完全繊維質基材の内部及び表面に存在する摩擦調整粒子のタイプが理由となって、より多くの接触部位を利用できる。
【００５２】
特定の態様においては、完全繊維質基材は、フィブリル化アラミド繊維、セルロース−ベースの繊維、及び炭素繊維を含む。完全繊維質基材中のフィブリル化アラミド繊維は、所望の細孔構造を摩擦材料に与え、その結果、向上した耐熱性を摩擦材料に与える。
【００５３】
フィブリル化アラミド繊維は一般に、コア繊維に結合した多数フィブリルを有する。フィブリル化アラミド繊維を使用することで、より多孔質の構造を有する摩擦材料が得られる；すなわち、基材中により多くのかつより大きな細孔が存在する。多孔質構造は一般に、孔径と液体浸透性とによって定義される。好適な具体例においては、完全繊維質基材では、細孔の平均サイズは直径約２．０〜約１００ミクロンの範囲に限定される。特定の具体例においては、平均孔径は直径約１０〜約５０ミクロンの範囲にわたり、摩擦材料は、少なくとも約５０％、特定の具体例においては少なくとも約６０％以上の容易に利用可能な空隙を有した。
【００５４】
摩擦材料が、より高い平均流れ細孔直径（mean flow pore diameter）と浸透性とを有する場合、摩擦材料は、摩擦材料の多孔質構造全体にわたる自動変速機油のより良好な流れが理由となって、恐らくより低温で動作するかまたはトランスミッション中に発生する熱がより少ないと思われる。トランスミッションシステムの動作中に、特に高温では、自動変速機油の分解が原因となって、油堆積物が摩擦材料の表面に時間と共に現れる傾向がある。繊維表面の油堆積物は、細孔の開口部を減少させる。従って、摩擦材料が最初により大きな細孔を有する場合、摩擦材料の耐用寿命の間中、より多くの開放気孔が残存する。加えて、少なくとも部分的にシリコーン樹脂を含浸させた具体例においては、シリコーン樹脂は、その弾性特性が理由となって、摩擦材料中の繊維がさらに開放された構造を有することを可能にする。
【００５５】
また、特定の具体例においては、アラミド繊維は、約０．５〜約１０mmの範囲にわたる長さと約２５０〜約３００のカナダ標準形ろ水度（ＣＳＦ）とを有することが望ましい。従って、特定の具体例においては、アラミド繊維、例えばアラミドパルプは、ろ水度約２８５〜２９０を有する。“カナダ標準形ろ水度”（Ｔ２２７  ｏｍ−８５）とは、繊維のフィブリル化度は、繊維のろ水度の測定値で表わすことができることを意味する。ＣＳＦ試験は、１リットルの水中の３グラムの繊維の懸濁液を排水できる速度の任意の尺度を与える実験的手順である。従って、より少なくフィブリル化したアラミド繊維は、他のアラミド繊維またはパルプよりも高いろ水度すなわち摩擦材料からの流体のより大きい排水速度を有する。
【００５６】
特定の具体例においては、完全繊維質基材中の炭素繊維の存在は、耐熱性を向上し、安定した摩擦係数を維持し、耐スキール性を向上する助けとなる。繊維質基材中に使用される炭素繊維は、良好な熱伝導を与え、これによって、摩擦材料に所望の耐熱性を持たせるようにする。特定の具体例においては、繊維質基材は、約５〜約２０％、特定の具体例においては、約１０〜約１５重量％の炭素繊維を有する。他の特定の具体例においては、より少なくフィブリル化したアラミド繊維と炭素繊維とを繊維質基材中に使用することで、高温に耐える摩擦材料の能力が改良される。
【００５７】
セルロース−ベースの繊維は平滑な表面を摩擦材料に与え、それによって使用中の摩擦材料をより安定にする。特定の具体例においては、セルロース繊維は、平らで幅の広い表面を有する繊維を含む。平らで幅の広いセルロース繊維は、より多くの摩擦調整粒子を個々の繊維の表面に保持し、基材を補充する。特定の具体例においては、木材から誘導したセルロース繊維を使用するのが望ましい。特定の具体例においては、完全繊維質基材は、木材−ベースのセルロース繊維の例えばカンバ属繊維及び／またはユーカリ類繊維を含む。木材−ベースのセルロース繊維はまた、経済的なコストで摩擦材料のクラッチ“慣らし運転”特性を改良する。
【００５８】
特定の具体例においては、完全繊維質基材中の綿繊維の存在は、せん断強度を摩擦材料に与える助けとなる。綿繊維は、主繊維コアと結合したフィブリル化ストランドを有し、使用中に摩擦材料の層間剥離を防ぐ助けとなる。
【００５９】
図２及び３は、様々なセルロース繊維の繊維表面形態を比較する；図２はカンバ属繊維のＳＥＭを示し、一方、図３は綿繊維のＳＥＭを示す。特定の具体例においては、約１０〜約１５％、特定の具体例においては、約１２〜約１３％の木材−ベースのセルロース繊維を完全繊維質基材中に含める。
【００６０】
図４は、完全繊維質基材中に木材セルロース繊維を含む完全繊維質基材と比較した、比較例Ａの材料に関する中点摩擦係数データのグラフを示す。図５は、様々な材料に関する中点摩擦係数を示すモデル予測である。
【００６１】
他の具体例においては、別のタイプのセルロース繊維の例えば綿繊維を本発明の完全繊維質基材に加えることで、繊維質材料により高い摩擦係数を与える。特定の具体例においては約１０〜約１５％、特定の具体例においては約１２〜約１３％の綿も、繊維質基材に加えることができる。
【００６２】
所望により、少なくとも１つのタイプのラテックス型材料を、繊維質基材中に含めることができる。特定の具体例においては、繊維質基材は、約０〜約３％、特定の具体例においては、約２重量％のラテックス型材料を有することができる。
【００６３】
特定の具体例においては、繊維質基材は、約２５〜５０％、特定の具体例においては、約２０〜約３０重量％のセルロースタイプの繊維と組み合わせた場合に、約５０〜約７５％、特定の具体例においては、約６５〜７０重量％のアラミド繊維を有する。
【００６４】
他の特定の具体例においては、繊維質基材は、約５０〜約７５％、特定の具体例においては、約６５〜７０重量％、約２５〜５０％、特定の具体例においては、約２０〜約３０重量％のセルロースタイプの繊維、及び約０〜約１５％、特定の具体例においては、約５〜１０重量％の炭素繊維を有する。
【００６５】
本発明の別の態様によれば、摩擦調整粒子は、完全繊維質基材内部に分散する。摩擦調整粒子は、完全繊維質基材の上面から完全繊維質基材の底面に向かって延在する浸透または侵入勾配内部に分散する。特定の具体例においては、摩擦調整粒子は、完全繊維質基材内部に少なくとも約１５０μmの深さまで分散する。繊維質基材内部の摩擦調整粒子は、高い耐熱性及び高度に耐久性のある繊維質基材を提供する。
【００６６】
例えば、シリカ粒子の例えばケイソウ土、セライト（登録商標）、セラトム（登録商標）、及び／または二酸化ケイ素は特に有用である。シリカ粒子は、繊維質材料に強く結合する廉価な有機材料である。シリカ粒子は、摩擦材料に高い摩擦係数を与える。シリカ粒子はまた、摩擦材料に平滑な摩擦表面を与え、摩擦材料に良好な“シフト感触”と摩擦特性とを与え、これによって、いかなる“シャダ”も最小になるようにする。
【００６７】
特定の具体例においては、摩擦調整粒子は、対称な形状の粒子を含むことができる。本発明の１態様においては、規則的な幾何学的形状を有する摩擦調整材料は、セライトの円形で平らなディスクを含む。侵入勾配で完全繊維質基材内部に分散した場合、円形で平らなディスクのような規則的な幾何学的形状を有する摩擦調整粒子は、類のない表面積層パターン及び三次元構造を基材に与え、その結果、摩擦材料中の油保持及び油の流れを改良する。
【００６８】
対称な形状の摩擦調整粒子の積層の微小で硬質であり固体の規則的な山−谷タイプの表面トポグラフィが原因となって、対称な幾何学的形状の摩擦調整粒子は、ある量の潤滑剤を摩擦材料内部に保持するように、かつ、摩擦材料内部に油の流れのチャネルを生成するように働く。特定の具体例においては、セライトは一般的に対称な形状を有するので摩擦調整材料として有用である。使用中に、油または流体の薄層が、個々の幾何学的形状の摩擦調整粒子表面に形成される。この薄層は、油の流れの膜を摩擦調整粒子表面に維持し、従って、摩擦材料の油保持容量を増大させる。これは、良好な摩擦係数特性及び良好なスリップ耐久性特性を与える。
【００６９】
好適な具体例においては、完全繊維質基材内部に分散した摩擦調整粒子の量は、摩擦紙の約０．２〜約２０重量％、特定の具体例においては約２〜約１５重量％、特定の好適な具体例においては約２〜約５重量％の範囲にわたる。
【００７０】
摩擦材料の好ましい製造方法は、成分を混合して完全繊維質基材を形成することを含む。摩擦調整粒子が内部に分散した完全繊維質基材に次に、少なくとも１種のフェノール樹脂またはフェノールベースの樹脂を含浸させる。含浸済みの完全繊維質基材を、予め定められた温度で予め定められた時間硬化して、摩擦材料を形成する。
【００７１】
本発明の完全繊維質基材に含浸させるための様々な方法を使用できる。好ましくは含浸用樹脂材料が、１００重量部の摩擦材料につき約４５〜約６５重量部を占めるように、完全繊維質基材にフェノール樹脂またはフェノールベースの樹脂を含浸させる。完全繊維質基材に樹脂を含浸させた後、含浸済み完全繊維質基材を、予め定められた長さの時間、所望の温度に加熱して、摩擦材料を形成する。この加熱によって、フェノール樹脂を温度約３００°Fで硬化する。シリコーン樹脂等の他の樹脂が存在する場合、加熱によって、シリコーン樹脂を温度約４００°Fで硬化する。その後、含浸済みかつ硬化済みの摩擦材料を、適切な手段によって所望の基体に接着させる。
【００７２】
特定の具体例においては、完全繊維質基材による樹脂の標的ピックアップが、全シリコーン−フェノール樹脂の約３５〜約６５重量％、特定の具体例においては約６０〜少なくとも６５重量％の範囲にわたることが好ましい。完全繊維質基材に樹脂を含浸させた後、完全繊維質基材を、ある時間（特定の具体例においては約１／２時間）、３００〜４００℃の範囲にわたる温度で硬化して、樹脂結合剤を硬化し、摩擦材料を形成する。摩擦材料の最終厚さは、完全繊維質基材の初期厚さによって決まるが、特定の具体例においては好ましくは約０．０１４インチ〜約０．０４０インチの範囲にわたる。
【００７３】
さらに、樹脂ブレンドの製造と含浸用繊維質ベースの材料の製造との両方において有用であることが周知の他の成分と加工助剤とを摩擦材料中に含めることができることは予測される。
【００７４】
完全繊維質基材に含浸させる際に有用な様々な樹脂としては、フェノール樹脂類及びフェノールベースの樹脂類が挙げられる。樹脂ブレンド中に他の変性成分の例えばエポキシ、ブタジエン、シリコーン、桐油、ベンゼン、カシューナッツ油及びその他同様なものを含むような様々なフェノールベースの樹脂は、本発明に関して有用であると予測されることは理解できるはずである。フェノール変性樹脂においては、フェノール樹脂は一般に、樹脂ブレンドの約５０重量％以上（存在するいかなる溶媒も除いて）存在する。しかしながら、含浸剤樹脂ブレンドが、シリコーン−フェノール樹脂混合物の重量を基準として（溶媒と他の加工用酸を除いて）、特定の具体例においては約５〜約８０重量％、特定の目的のためには約１５〜約５５重量％、特定の具体例においては約１５〜約２５重量％のシリコーン樹脂を含む場合、摩擦材料を改良できることが見い出された。
【００７５】
本発明において有用なフェノール樹脂及びフェノール−シリコーン樹脂の例は、上記に参照したボーグワーナーの米国特許において開示されており、これを、本明細書において参考のために完全に引用する。本発明において有用なシリコーン樹脂類としては、例えば、熱硬化シリコーンシーラント及びシリコーンゴムが挙げられる。様々なシリコーン樹脂類が、本発明に関して有用である。１つの樹脂は、特に、キシレンとアセチルアセトン（２，４−ペンタンジオン）とを含む。このシリコーン樹脂は、沸点約３６２°F（１８３℃）、蒸気圧６８°Fで２１mmHg、蒸気密度（空気＝１）４．８、無視し得る水への溶解度、比重約１．０９、パーセント揮発性５重量％、蒸発率（エーテル＝１）０．１未満、ペンスキー−マルテンス法を使用して引火点約１４９°F（６５℃）、を有する。他のシリコーン樹脂を本発明に関して利用できることは理解できるはずである。他の有用な樹脂ブレンドとしては、例えば：（重量％で）約５５〜約６０％のフェノール樹脂、約２０〜約２５％のエチルアルコール、約１０〜約１４％のフェノール、約３〜約４％のメチルアルコール、約０．３〜約０．８％のホルムアルデヒド、及び約１０〜約２０％の水、を含むような、適切なフェノール樹脂が挙げられる。別の適切なフェノールベースの樹脂は：（重量％で）約５０〜約５５％のフェノール／ホルムアルデヒド樹脂、約０．５％のホルムアルデヒド、約１１％のフェノール、約３０〜約３５％のイソプロパノール、及び約１〜約５％の水、を含む。
【００７６】
また、別の有用な樹脂は、約５〜約２５重量％、好ましくは約１０〜約１５重量％のエポキシ化合物を含み、残り（溶媒と他の加工助剤を除いて）はフェノール樹脂であるようなエポキシ変性フェノール樹脂であることが見い出された。エポキシ−フェノール樹脂化合物は、特定の具体例においては、フェノール樹脂単独の場合よりも高い耐熱性を摩擦材料に与える。
【００７７】
シリコーン樹脂とフェノール樹脂との両方が、互いに相溶性である溶媒中に存在する。こうした樹脂類を共に混合して（好適な具体例において）均一ブレンドを形成し、次にこれを使用して繊維質基材に含浸させる。繊維質基材にフェノール樹脂を含浸させ、次にシリコーン樹脂をその後加えた場合と、逆の場合とでは、同じ効果は生じない。また、シリコーン−フェノール樹脂溶液の混合物と、シリコーン樹脂粉末及び／またはフェノール樹脂粉末のエマルションとの間にも、相違がある。シリコーン樹脂類とフェノール樹脂類とが溶液中にある場合、これらは全く硬化しない。それに反して、シリコーン樹脂類とフェノール樹脂類との粉末粒子は部分的に硬化する。シリコーン樹脂類とフェノール樹脂類の部分的硬化は、繊維質基材の良好な含浸を阻害する。
【００７８】
本発明の特定の具体例においては、繊維質基材に、溶媒中のシリコーン樹脂ブレンドを含浸させ、ここで溶媒は、フェノール樹脂とその溶媒とに相溶性があるようなものである。１具体例においては、イソプロパノールは特に適切な溶媒であることが見い出された。しかしながら、様々な他の適切な溶媒の例えばエタノール、メチルエチルケトン、ブタノール、イソプロパノール、トルエン及びその他同様なものを、本発明の実施において利用できることは理解できるはずである。シリコーン樹脂をフェノール樹脂とブレンドしてから、これを使用して繊維質基材に含浸させた場合、得られた摩擦材料は、シリコーン樹脂が存在することで、フェノール樹脂のみを含浸させた繊維質基材よりも弾性が大きくなる。シリコーン−フェノール樹脂をブレンドし含浸させた本発明の摩擦材料に圧力を加えた場合、より均一な圧力分布が得られ、その結果、不均一なライニングの摩耗が生じる可能性が低減する。シリコーン樹脂とフェノール樹脂とを共に混合した後、この混合物を使用して繊維質基材に含浸させる。
【実施例】
【００７９】
本発明の摩擦材料は、特殊な要件を有するシフティングクラッチ用途に特に適している。こうした要件としては、高い摩擦係数特性、耐ホットスポット性、良好な平滑度及び浸透性特性（良好なトルク曲線及び良好なＭμ−Ｖ曲線によって示されるように）、低いライニング損失（低い圧縮永久歪み及び高い強度によって示されるように）、並びにより良好な浸透性を得るための完全繊維質基材内部の大きな孔径（摩擦係数安定性によって示されるように）が挙げられる。
【００８０】
図６及び７は、実質的に内部に分散した摩擦調整粒子の浸透または侵入勾配を有する完全繊維質摩擦材料の上面（フェルト面）を示す本発明の１実施例である実施例１のＳＥＭ（１００倍及び５００倍で）である。図６及び７は、開放されたチャネルが完全繊維質基材中に維持されるように上面が部分的に被覆されていることを示す。
【００８１】
図８は、実施例１の底面（ワイヤ面）を示す５００倍のＳＥＭであり、フィブリル化アラミド繊維３０、炭素繊維３２、綿繊維３４、及び木材−ベースのセルロース繊維３６を示す。いかなる摩擦調整粒子も底面表面に存在しない。
【００８２】
図９は、上面１５、底面１６、及び矢印４０によって示すように約１５０μmの深さまでの摩擦調整粒子の拡散（浸透）勾配を示す、実施例１の断面図である。上面１４から底面１６への摩擦調整粒子の拡散は、完全繊維質基材内部の摩擦調整粒子のより良好な凝集を摩擦材料に提供する。
【００８３】
以下の実施例は、ｉ）完全繊維質基材及びｉｉ）内部に分散した摩擦調整粒子の浸透または侵入勾配を有する完全繊維質基材、及びこのような基材を使用して形成された生成した摩擦材料が従来の摩擦材料に勝る改良であるというさらなる証拠を提供する。本発明の様々な好適な具体例を以下の実施例において説明するが、これは本発明の範囲を限定することを意図したものではない。
【００８４】
実施例Ｉ
表１は、本発明の実施例１並びに比較例Ａ、Ｂ及びＣの配合を示す。
【００８５】
【表１】
2006045505.tif 000002
【００８６】
実施例ＩＩ
実施例１、比較例Ａ、比較例Ｂ、及び比較例Ｃに関する動摩擦係数と比較して、“低エネルギー／高温”の場合の試験レベルと“高エネルギー／高温”の場合の試験レベルとの間の相関を図１０に示す。下記の表２ａ及び２ｂは、低エネルギー領域（表２ａ−レベルＩ−Ｌ）及び高エネルギー領域（表２ｂ−レベルＭ−Ｐ）に関するモジュラス、浸透性、粗さ及びＣＯＦの材料特性を示し、ここで、１は最低であり、４は最高である。
【００８７】
【表２】
2006045505.tif 000003
【００８８】
【表３】
2006045505.tif 000004
【００８９】
実施例ＩＩＩ
実施例１、比較例Ｂ、比較例Ｃ、及び比較例Ｄに関する圧縮分析を図１１に示す。比較例Ｄは、基材表面に対称な摩擦調整材料の二次層を有し、７０％の樹脂ピックアップを有する繊維質基材である。実施例１は、摩擦材料の使用最中のより均一な熱放散に対処する所望の弾性を示す。流体は、多孔質構造を通って迅速に移動できる。さらに、弾性の向上は、摩擦材料中により均一な圧力（または均一な圧力分布）を与え、これによって、不均一なライニングの摩耗または分離板の“ホットスポット”を無くすようにする。本発明のより弾性がある材料はまた、使用中に摩擦材料の永久的変形は全くまたはほとんど無い；すなわち、摩擦材料は、時間と共に厚さを失う傾向がほとんどまたは全く無いことを意味する。
【００９０】
実施例ＩＶ
様々な量の樹脂ピックアップを有する実施例Ｉの材料に関する圧縮永久歪み／圧縮対印加圧力の変化を、図１２に示す。樹脂ピックアップ（％ＰＵ）が増大するにつれて、ライニング圧縮が減少する。
【００９１】
実施例Ｖ
様々な完全繊維質基材、実施例１−１、及び対称な形状の摩擦調整粒子の浸透または侵入勾配を有する実施例１−２に関する、様々な試験レベルに対する動摩擦係数を図１３に示す。樹脂ピックアップの変動は３８〜６５％の範囲にわたり、３％の範囲内のＣＯＦ変動を示す。
【００９２】
実施例ＶＩ
実施例１の孔径分布は、比較例Ａ及び比較例Ｂの孔径分布とは異なる。比較例Ａ及びＢの約１０μmと比較して、実施例１の材料は、平均孔径約２５〜約５０μmを有する。実施例１の材料と比較して、比較例Ａ及びＢの材料は、孔径の広い分布及びより多数のより小さな細孔を有する。対数示差Ｈｇ貫入スケールを図１４ａ、１４ｂ及び１４ｃに示し、これは、実施例１の材料並びに比較例Ａ及び比較例Ｂの材料に関してＨｇ貫入対孔径を比較する。実施例１の材料は高度に浸透性であり、多数の大きな細孔を有する。
【００９３】
下記の表３は、実施例１並びに比較例Ａ及びＢ材料に関する浸透性（ｍダルシー）を示す。
【００９４】
【表４】
2006045505.tif 000005
【００９５】
実施例ＶＩＩ
図１５に示すように、実施例１の材料に関する吸油は、比較例Ａ及び比較例Ｂの材料の場合よりも短い。トランスミッションシステムの動作中に、特に高温では、流体は“分解”するかまたは破片粒子を形成する傾向がある。こうした“分解”粒子は、摩擦材料の表面中に堆積物を形成する傾向がある。摩擦材料中のこうした堆積物は、摩擦材料中の細孔の開口部を減少させる。従って、摩擦材料が最初により大きな細孔を有する場合、摩擦材料の耐用寿命の間中、より多くの開放気孔が残存する。
【００９６】
実施例ＶＩＩＩ
様々な樹脂ピックアップを有する様々な材料に関するせん断強度を、図１６に示す。本発明の摩擦材料は、耐層間剥離性を与えるために必要な許容可能なせん断強度を有する。せん断強度がより高いほど、摩擦材料はより良好な機械的強度を有し、このことは、摩擦材料をせん断するためにより大きな圧力が必要であることを意味する。
【００９７】
実施例ＩＸ
図１７に示すように、ホットスポット比較は、第１のホットスポット開始試験において、実施例１の材料は、比較例Ａの材料の少なくとも約４倍耐久性のあることを示す。ホットスポットサイクル試験は、１番目のスポットの出現及び手順１０５６０によるスミアである。本発明の摩擦材料は高い耐久性を有し、向上した耐熱性を摩擦材料に与える。
【００９８】
実施例Ｘ
様々な材料に関する摩擦係数安定性試験を図１８に示し、ここで、５０００サイクルで中点摩擦係数を測定する。サイクル数が増加する時に、本発明の摩擦材料は比較的に安定した摩擦係数を有し、材料は非常に安定であり、ＣＯＦの低下は無いことを示す。
【００９９】
実施例ＸＩ
従来の材料と比較して、実施例１−１及び実施例１−２に関する、５０００サイクルの試験の後の係数フェード（coefficient fade）を図１９に示す。本発明の材料に関して、５０００サイクルの試験の後にＣＯＦレベルの変化はなかった。
【０１００】
実施例ＸＩＩ
従来の材料と比較して、実施例１−１及び実施例１−２に関する、５０００サイクルの試験の後の摩耗によるライニング損失を、図２０に示す。
【０１０１】
実施例ＸＩＩＩ
様々な温度で実施例１−２に関するＬＶＦＡｍｕ−Ｖ曲線を図２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄに示す。データは、８０〜１６０℃の温度範囲で安定なＭｕ−Ｖ曲線形状が存在することを示す。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、クラッチ板、トランスミッションバンド、ブレーキシュー、シンクロナイザーリング、摩擦円板またはシステムプレートと共に使用するための高エネルギー摩擦材料として有用である。
【０１０３】
本発明の好適な具体例及び他の具体例に関する上記の説明は、例示とするためのものであり、請求の範囲及びその内容を限定するためのものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】完全繊維質基材の略図である。
【図２】木材繊維の繊維表面形態を示す走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。
【図３】綿繊維の繊維表面形態を示すＳＥＭである。
【図４】基材中に木材繊維を含む完全繊維質基材と比較した、比較例Ａの材料に関する中点摩擦係数データを示すグラフである。
【図５】様々な材料に関する中点摩擦係数を示すモデル予測である。
【図６】侵入勾配で実質的に内部に分散した摩擦調整粒子の浸透または侵入勾配を有する完全繊維質摩擦材料の上面（フェルト面）を示す本発明の１実施例である実施例１のＳＥＭ（１００倍で）である。
【図７】侵入勾配で実質的に内部に分散した摩擦調整粒子の浸透または侵入勾配を有する完全繊維質摩擦材料の上面（フェルト面）を示す本発明の１実施例である実施例１のＳＥＭ（５００倍で）である。
【図８】いかなる摩擦調整粒子も無いことを示す、実施例１の底面（ワイヤ面）を示すＳＥＭ（５００倍で）である。
【図９】約１５０μmの深さまでの摩擦調整粒子の拡散（浸透）勾配を示す、実施例１の断面図である。
【図１０】実施例１、比較例Ａ、比較例Ｂ、及び比較例Ｃに関する動摩擦係数と比較して、“低エネルギー／高温”の場合の試験レベルと“高エネルギー／高温”の場合の試験レベルとの間の相関を示すグラフである。
【図１１】実施例１、比較例Ｂ、比較例Ｃ、及び比較例Ｄに関する圧縮分析を示すグラフである。
【図１２】様々な量の樹脂ピックアップを有する実施例Ｉの材料に関する圧縮永久歪み／圧縮対印加圧力の変化を示すグラフである。
【図１３】様々な完全繊維質基材、様々な量の樹脂ピックアップを有する実施例１−１、及び対称な形状の摩擦調整粒子の浸透または侵入勾配を有する実施例１−２に関する、様々な試験レベルに対する動摩擦係数を示すグラフである。
【図１４】図１４ａは、実施例１の材料に関してＨｇ貫入対孔径を比較する対数示差Ｈｇ貫入スケールである。図１４ｂは、比較例Ａの材料に関してＨｇ貫入対孔径を比較する対数示差Ｈｇ貫入スケールである。図１４ｃは、比較例Ｂの材料に関してＨｇ貫入対孔径を比較する対数示差Ｈｇ貫入スケールである。
【図１５】実施例１の材料、比較例Ａ及び比較例Ｂの材料に関する吸油を示すグラフである。
【図１６】様々な樹脂ピックアップを有する実施例１の材料及び比較例Ｄに関するせん断強度を示すグラフである。
【図１７】実施例１の材料及び比較例Ａの材料に関するホットスポット比較試験を示すグラフである。
【図１８】様々な材料に関する、５０００サイクル耐久性試験における摩擦係数安定性を示すグラフである。
【図１９】従来の材料と比較して、実施例１−１及び実施例１−２に関する、５０００サイクルの試験の後の係数フェードを示すグラフである。
【図２０】従来の材料と比較して、実施例１−１及び実施例１−２に関する、５０００サイクルの試験の後の摩耗によるライニング損失を示すグラフである。
【図２１】図２１ａは、様々な温度で実施例１−２に関するｔＬＶＦＡｍｕ−Ｖ曲線を示すグラフである。図２１ｂは、様々な温度で実施例１−２に関するｔＬＶＦＡｍｕ−Ｖ曲線を示すグラフである。図２１ｃは、様々な温度で実施例１−２に関するｔＬＶＦＡｍｕ−Ｖ曲線を示すグラフである。図２１ｄは、様々な温度で実施例１−２に関するｔＬＶＦＡｍｕ−Ｖ曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０５】
１０    完全繊維質基材
１２    リファイニングされた繊維
１４    網目構造
１５    上面
１６    底面
１８    細孔
２０    摩擦調整粒子
３０    フィブリル化アラミド繊維
３２    炭素繊維
３４    綿繊維
３６    木材−ベースのセルロース繊維
４０    勾配
【図１】
2006045505.tif 000006
【図４】
2006045505.tif 000007
【図５】
2006045505.tif 000008
【図１０】
2006045505.tif 000009
【図１１】
2006045505.tif 000010
【図１２】
2006045505.tif 000011
【図１３】
2006045505.tif 000012
【図１４】
2006045505.tif 000013
【図１５】
2006045505.tif 000014
【図１６】
2006045505.tif 000015
【図１７】
2006045505.tif 000016
【図１８】
2006045505.tif 000017
【図１９】
2006045505.tif 000018
【図２０】
2006045505.tif 000019
【図２１】
2006045505.tif 000020
【図２】
2006045505.tif 000021
【図３】
2006045505.tif 000022
【図６】
2006045505.tif 000023
【図７】
2006045505.tif 000024
【図８】
2006045505.tif 000025
【図９】
2006045505.tif 000026
【外国語明細書】
2006045505000001.pdf
2006045505000002.pdf
2006045505000003.pdf
2006045505000004.pdf