(57)【要約】      （修正有）【課題】高い耐熱性を有し、作動状態の間に発生する高熱を急速に放散することができる、先端トランスミッションシステムに有用な摩擦材を提供する。【解決手段】第１最外側面１６の少なくとも一部を形成する基材１２と第１最外側面から離間した第２最外側面１８とを有する堆積物層１４とを有する摩擦材であって、Ａ．前記基材は、基材の総重量を基準にして２０〜８０重量％の量で存在する繊維と２０〜８０重量％の量で存在する充填剤よりなり、；Ｂ．前記堆積物層は、摩擦調整剤２２を含み；及び、Ｃ．前記摩擦材全体にわたって配設された樹脂３４を含む。また、前記堆積物層は、前記第２最外側面から前記第１最外側面に向かう方向に測定されたグレーデッドパターンで前記摩擦材内に配設され、第２最外側面は２〜１１マイクロメートルの表面粗さを有する摩擦材。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１最外側面と、前記第１最外側面から離間した第２最外側面とを有する摩擦材であって、前記摩擦材は、
Ａ．前記第１最外側面の少なくとも一部を形成し、以下のｉ及びｉｉを含む基材；
ｉ．前記基材の総重量を基準にして２０〜８０重量％の量で存在する繊維、
ｉｉ．前記基材の総重量を基準にして２０〜８０重量％の量で存在する充填剤；
Ｂ．前記第二最外側面の少なくとも一部を形成し、摩擦調整剤を含む堆積物層；及び
Ｃ．前記摩擦材全体にわたって配設された樹脂；を含み、
前記堆積物層は、前記第２最外側面から前記第１最外側面に向かう方向に測定されたグレーデッドパターンで前記摩擦材内に配設され、前記第２最外側面に最も近い前記堆積物層の濃度が、前記第１最外側面に最も近い前記堆積物層の濃度よりも大きく；及び
前記堆積物層の少なくとも一部は、環境に露出され、前記第２最外側面が、ＩＳＯ  ２５１７８に従った非接触レーザー測定によって決定されるとき、２〜１１マイクロメートルの表面粗さを有する、摩擦材。
【請求項２】
前記堆積物層が、１０〜３００マイクロメートルの厚さを有する、請求項１に記載の摩擦材。
【請求項３】
前記摩擦調整剤が、以下のものである、請求項１または２に記載の摩擦材：
珪藻土、シリカ、炭素、グラファイト、アルミナ、マグネシア、酸化カルシウム、チタニア、セリア、ジルコニア、コージライト、ムライト、シリマナイト、スポジュメン、ペタライト、ジルコン、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化ハフニウム、窒化ケイ素、窒化チタン、ホウ化チタン、エラストマー粒子、及びそれらの組み合わせを含み、及び／または
前記摩擦材の３０００ｆｔ２を基準にして１〜２０ｌｂｓの量で存在する。
【請求項４】
前記基材が多孔質層であり、前記摩擦調整剤の粒子が前記多孔質層内にグレーデッドパターンで配設されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の摩擦材。
【請求項５】
前記第１最外側面が、金属板への接着のために配設され、前記第２最外側面が環境への露出のために配設され、前記多孔質層が前記第１最外側面に最も近接して配設される下部象限及び前記第２最外側面に最も近接して配設される上部象限をさらに画定し、また前記摩擦調整剤の前記粒子は、前記上部象限から前記下部象限に向かう方向に測定されたグレーデッドパターンで前記上部及び下部象限に配設され、また第２最外側面の最も近くに配設された粒子が、前記第１最外側面の最も近くに配設された粒子の濃度よりも大きい、請求項４に記載の摩擦材。
【請求項６】
前記樹脂が、以下のものである請求項１〜５のいずれか一項に記載の摩擦材：
フェノール樹脂または変性フェノール樹脂；及び／または、
前記基材及び前記堆積物層の総重量を基準にして２０〜６０重量％の量で存在する。
【請求項７】
少なくとも２つの表面を有する金属板と、前記２つの表面のうちの少なくとも１つに硬化及び接合されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の前記摩擦材とを含む摩擦板。
【請求項８】
請求項７に記載の前記摩擦板と分離器板とを含むクラッチアセンブリ。
【請求項９】
請求項８に記載の前記クラッチアセンブリを備えるトランスミッション。
【請求項１０】
第１最外側面と該第１最外側面から離間した第２最外側面とを有する摩擦材を形成する方法であって、前記摩擦材が（１）前記第１最外側面の少なくとも一部を形成する基材であって、（ａ）前記基材の全重量を基準にして２０〜８０重量％の量で存在する繊維、及び（ｂ）前記基材の全重量を基準にして２０〜８０重量％の量で存在する充填剤を含む基材と、（２）前記第２最外側面の少なくとも一部を形成し、かつ摩擦調整剤を含む堆積物層と、（３）前記摩擦材全体にわたって配設された樹脂と、を含み、前記堆積物層がグレーデッドパターンで前記摩擦材内に配設され、前記方法が、
（Ｉ）前記第１最外側面の少なくとも一部を形成するために、前記繊維及び前記充填剤を含む前記基材を形成するステップ、
（ＩＩ）前記堆積物層を形成し、前記第２最外側面の少なくとも一部を形成するために前記摩擦調整剤を前記基材に塗布するステップ、
（ＩＩＩ）前記グレーデッドパターンを形成するために前記摩擦調整剤を含む前記基材に真空を適用するステップ、
（ＩＶ）前記基材及びグレーデッドパターンに配設された前記堆積物層に前記樹脂を含浸させるステップ、
（Ｖ）前記摩擦材を形成するために前記含浸された基材及び堆積物層を前記樹脂で硬化させるステップ、
（ＶＩ）ＩＳＯ  ２５１７８に従って非接触レーザー測定によって決定されるとき、２〜１１マイクロメートルの表面粗さに前記第２最外側面を平滑化するステップ、を含み、
前記グレーデッドパターンが、前記第２最外側面から前記第１最外側面に向かう方向に測定され、前記第２最外側面に最も近くに配設された前記堆積物層の濃度が、前記第１最外側面に最も近くに配設された前記堆積物層の濃度よりも大きく、及び
前記平滑化するステップの後、前記堆積物層の少なくとも一部が環境に露出される、方法。
【請求項１１】
前記真空を適用するステップが、７ＫＰａ未満の圧力で真空を適用するステップとしてさらに定義される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記平滑化するステップが研削するステップとしてさらに定義される、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記堆積物層が１０〜３００マイクロメートルの厚さを有する、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、繊維及び充填剤を含む基材、摩擦調整剤を含む堆積物層、及び摩擦材全体に配設された樹脂を含む摩擦材に関する。より具体的には、本開示は、特定の表面平滑性を有する第２最外側面を有し、トランスミッションのクラッチアセンブリ内の摩擦板に使用することができる摩擦材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車パワートレインのいくつかの構成部品は、湿式クラッチを使用して車輪を駆動するために車両の動力発生機（すなわち、内燃機関、電気モーター、燃料電池など）からホイールに動力の伝達を容易にすることができる。動力発生機から下流に位置され、車両発進、ギヤ変速、及び他のトルク伝達事象を可能にするトランスミッションは、このような構成部品中の１つである。なんらかの形態の湿式クラッチは、自動車の作動のために現在利用可能な多くの様々なタイプのトランスミッションの全般を通じて見出すことができる。湿式クラッチは、自動トランスミッション用トルクコンバータ、自動トランスミッションまたは半自動デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）用の多板湿式クラッチパック、及びトルクコンバータの代用品としておおよそ７〜９個ものギヤを備えた比較的スポーティーな自動トランスミッションに組み込まれ得る湿式発進クラッチに利用され得るが、これらは、いくつかの例示的な用途を挙げてみたに過ぎない。類似の湿式クラッチは、トランスミッション以外に車両パワートレインのどこでも見出すことができる。
【０００３】
湿式クラッチは、潤滑剤の存在下で、表面の間に選択的な界面摩擦係合を付与することによって、２つ以上の対向する回転面を連動させるアセンブリである。摩擦クラッチ板、バンド、シンクロナイザリング（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｒ    ｒｉｎｇ）、またはこれらの係合可能な回転面のうちの１つを提供する一部の他の部品は、典型的に、摩擦材が意図した連動摩擦係合を誘発するように支援する。摩擦界面における潤滑剤の存在は、摩擦材を冷却させ、その摩耗を減少させ、、急激なトルク伝達事象（すなわち、変速衝撃）に伴ない得る不快感を回避しようと努めて、トルク伝達が、非常に速く行っても、漸進的に進行され得るように少しの初期スリップが発生するようにする。しかし、潤滑剤を摩擦界面に維持させることは、燃費に悪影響を及ぼす。これは、摩擦材の表面を一定の温度以下に保つ流量で、通常的には加圧下で、摩擦界面にまたは摩擦界面から潤滑剤をポンピングするのに必要な動力が、最終的に動力発生機から吸い上げられる（ｓｉｐｈｏｎｅｄ）からである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多くの適用の場合に、トランスミッション及びトルクオンデマンドシステム（ｔｏｒｑｕｅ−ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ    ｓｙｓｔｅｍ）は、主としてに燃費と走行快適性の点からスリップクラッチを組み込んでいる。これらのシステム内におけるスリップクラッチの役割は、車両発進装置（例えば、湿式始動動クラッチ）としての役割からトルクコンバータ・クラッチとして役割まで異なる。スリップクラッチは、走行条件によって、３つの原理クラスに区別することができる、すなわち（１）低圧・高スリップ速度クラッチ（例えば湿式始動クラッチ）；（２）高圧・低スリップ速度クラッチ（例えばコンバータクラッチ）；及び（３）極低圧・低スリップ速度クラッチ（例えばニュートラル状態から空ぶかしへ移行するクラッチ）。
【０００５】
大部分のスリップクラッチ適用に対する主な性能問題は、震動（ｓｈｕｄｄｅｒ）防止及び摩擦材のエネルギー管理である。震動の発生は、摩擦材の摩擦特性、合わせ面（ｍａｔｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）の硬度と粗さ、油膜の保持力、潤滑剤の化学的性質及び相互作用、クラッチの作動状態、ドライブラインアセンブリ及びハードウェア整列、及びドライブライン汚染などを含む、多くの要因に起因している。エネルギー管理は、主に摩擦材の温度制御に関連があり、ポンプ容量、オイル流路及び制御戦略の影響を受ける可能性がある。
【０００６】
新規及び先端トランスミッションシステムが自動車産業により開発されつつある。多くの適用の場合に、摩擦材は、先端トランスミッションシステムに有用であり得るように耐久性があり、高い耐熱性を有していなければならない。典型的には、摩擦材はまた、高温で安定した状態を維持しなければならず、作動状態の間に発生される高熱を急速に放散することができなければならない。
【０００７】
従来の摩擦材は、一般的に、高い表面速度から招来され得る３００〜３５０℃超過の表面温度で確実に機能することができない。この温度を超過する場合、このような摩擦材は、摩擦材の表面に熱的劣化した潤滑剤が蓄積され、実質的に不透過性スラッジ堆積物層が形成され過程である潤滑剤の熱的劣化及びグレイジングを蒙る傾向がある。表面グレイジング摩擦材は、震動及び摩擦界面にまたがって一定していない摩擦係数を含み、様々な複雑化の問題を誘発することができる。十分に低い表面温度を維持するために摩擦材を介して循環させる必要がある潤滑剤の量は、湿式クラッチの構成及び対向する、回転面間の摩擦界面の表面積に依存する。
【０００８】
従来には、温度の安定性のために摩擦材に石綿繊維（ａｓｂｅｓｔｏｓ  ｆｉｂｅｒ）が含まれていた。健康及び環境上の問題によって、石綿はもはや使用されていない。より最近の摩擦材は、含浸紙または繊維をフェノール樹脂またはフェノール変性樹脂で改質することによって、摩擦材における石綿の不在を克服しようとする試みを行ってきた。これらの摩擦材は、発生された高熱を急速に放散しない傾向があり、現在開発中の高速システムで使用するために要求される必要な耐熱性及び満足できる高い摩擦係数性能を有することができない。
【０００９】
典型的に、新規トランスミッションシステムの係合と係合解除時に生成される高速は、摩擦材が係合、すなわち、摩擦係合全体を通じて比較的一定の摩擦を通常的に維持できるものでなければならない。「震動」を最小限に抑えるために、広範囲の速度と温度にわたって摩擦係合が相対的に一定であることがまた重要であり得る。
【００１０】
係合及び係合解除中に望ましい摩擦を提供するために、摩擦調整剤、例えば、摩擦調整粒子を使用してもよい。しかしながら、これらの調整剤が摩擦材の表面に使用されると、それらは滑らかさ及び規則性を欠く表面を提供し、その結果として摩擦の変動性、ホットスポットの潜在的な形成などをもたらす。滑らかさを増すために、このような表面が処理されると、例えば削り取られると、摩擦調整剤も表面から除去され、それによってそのような摩擦材を使用に適さなくさせてしまう。
【００１１】
摩擦係合の間に摩擦材が雑音無しまたは「ガーガー音」（ｓｑｕａｗｋ）無しであるように、摩擦材が望ましいトルク曲線形状を有することがまた重要であり得る。例えば、変速係合（ｓｈｉｆｔｉｎｇ  ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）のトルク曲線において、トルクが開始点よりも曲線終点でより大きければ、その後、震動が発生することもある。反対に、トルク曲線が終点よりも曲線の開始点でより大きければ、その後、震動が発生しないこともある。最小限に抑えた「フェード（ｆａｄｅ）」が望ましい。前述された事項を考慮して、改良された摩擦材を開発することができる機会が残っている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明の他の利点は、添付図面に関連して考慮するとき、下記の詳細な説明を参照することによって、より良く理解されるはずなので、容易に認識されるだろう。１つ以上の図面における個別の構成要素は尺度に合わせて示されていないこともある。
【００１３】
【図１】図１は、基材及び堆積物層を含む摩擦材の一実施形態の断面図である。
【図２】図２は、堆積物層の一実施形態の断面図である。
【図３】図３は、摩擦材及び基板を含む摩擦板の断面図であり、該摩擦材は基材及び堆積物層を含む。
【図４】図４は、基材及び堆積物層を含む摩擦材の別の実施形態の断面図である。
【図５】図５は、堆積物層のグレーデッド（段階的）パターン（ｇｒａｄｅｄ  ｐａｔｔｅｒｎ）の１つの一般的な実施形態を示す摩擦材の断面図であり、摩擦材の様々な他の構成要素は示されていない。
【図６】図６は、一般的な２次元勾配の図示である。
【図７】図７は、実施例に記載されたＸＲＦ（蛍光Ｘ線）結果の棒グラフである。
【図８】図８は、クラッチアセンブリを示す切断部が含まれたトランスミッションの透視図である。
【図９】図９Ａ〜図９Ｃは、中心層として明るい灰色で示されている鉄（Ｆｅ）、及び摩擦材の２つの外部層全体にわたって分散されている仕様として白色で示されているシリコーン（Ｓｉ）を有するＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像のエネルギー分散型分光法（ＥＤＳ）マップである。
【図１０】図１０Ａは、摩擦材及び後工程平滑化後のその最外側面を表す非接触レーザープロフィロメトリー３Ｄ画像である。図１０Ｂは、摩擦材及び後工程平滑化後のその最外側面を表す非接触レーザープロフィロメトリー３Ｄ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
摩擦材は、第１最外側面と、第１最外側面から離間した第２最外側面とを有する。摩擦材は、第１最外側面の少なくとも一部を形成する基材を含む。基材は、基材の総重量を基準にして２０〜８０重量％の量で存在する繊維を含む。基材はまた、基材の全重量を基準にして２０〜８０重量％の量で存在する充填剤を含む。摩擦材はまた、第２最外側面の少なくとも一部を形成し、摩擦調整剤を含む堆積物層を含む。摩擦材は、摩擦材全体に配設された樹脂をさらに含む。堆積物層は、第２最外側面から第１最外側面に向かう方向に測定されたグレーデッドパターンで摩擦材中に配設され、第２最外側面に最も近い堆積物層の濃度は、第１最外側面に最も近い堆積物層の濃度より大きい。さらに、堆積物層の少なくとも一部は環境に露出されており、第２最外側面は、ＩＳＯ  ２５１７８に従った非接触レーザー測定によって決定されるとき、２〜１１マイクロメートルの表面粗さを有する。
【００１５】
本主題開示は、摩擦材（１０）と、摩擦材（１０）及び基板（３２）を含む摩擦板（３０）とを含む。本明細書に記載された摩擦材（１０）は、典型的に、例えば自動車のトランスミッション（４６）の湿式クラッチアセンブリに含まれ得る摩擦板（３０）に使用される。言い換えれば、摩擦材（１０）は、典型的に、当技術分野で知られているように、鋼板のような基板（３２）に接着され、摩擦板（３０）を形成するように設計される。金属板は２つの面を有し、摩擦材（１０）は、例えば、当該技術分野において知られた任意の接着剤を用いて、この２つの面のうちの一方または両方に接着することができる。摩擦板（３０）は、クラッチパックまたはクラッチアセンブリ（４８）を形成するために、分離器板と、使用、販売、または提供され得る。本明細書に記載された摩擦材（１０）及び摩擦板（３０）は、他の車両の適用に使用されることができ、自動車以外の用途を有することが理解されるべきである。
【００１６】
摩擦材（１０）は、基板（３２）（金属板など）に接着するための第１最外側面（１６）を有する。第１最外側面（１６）は、後述する接合面とすることができる。摩擦材（１０）はまた、環境に露出するための第２最外側面（１８）を有する（これは、以下に記載される摩擦発生面であり得る）。
【００１７】
摩擦材：
及び摩擦材（１０）全体に配設された樹脂（２６／３４）を含む。これらのそれぞれは、以下でより詳細に記載される。摩擦材（１０）は単層（ｓｉｎｇｌｅ−ｐｌｙ）で説明され得るが、これは単一層であり、二重２層ではないことを意味する。言い換えれば、摩擦材（１０）は、２層構造で存在することができる２つの別個の層を含まない。
【００１８】
基材：
図１〜図５に示すように、摩擦材（１０）は、基材（１２）を含む。基材（１２）は、代替的に、基材層として、一次層または多孔質層として説明することができる。層がある場合、このような層は、典型的に、分離型ではなく、エッジ及び／または境界に対してよく画定される。その代わりに、このような層は、典型的に、非分離型であり、以下でより詳細に説明されるように、堆積物層（１４）にブレンディング（ｂｌｅｎｄｉｎｇ）され得る。例えば、このような層は、勾配タイプのパターンで堆積物層（１４）にブレンディングされ得る。代替的に、堆積物層（１４）は、以下により詳細に説明されるように、勾配タイプのパターンで基材（１２）にブレンディングされ得る。
【００１９】
基材（１２）の総厚さ（Ｔ２）は、典型的に、０．３〜１、例えば０．３〜０．９、０．４〜０．８、０．５〜０．７、０．６〜０．７、０．４ｍｍ未満、あるいは０．３ｍｍ〜０．９ｍｍ、または０．４〜０．８ｍｍである。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。このような厚さは、金属板に結合する前または後の厚さを指すことができる。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００２０】
繊維：
図１〜図５に示すように、基材（１２）は、繊維（２０）を含む。繊維は、典型的には、基材（１２）の総重量を基準にして、２０〜８０重量％の量で存在する。様々な実施形態において、繊維は、基材（１２）の総重量を基準にして、２５〜７５、３０〜７０、３５〜６５、４０〜６０、４５〜５５、または４５〜５０重量％の量で存在する。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００２１】
繊維（２０）の種類は特に限定されず、綿繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、及びそれらの組み合わせから選択することができる。他の実施形態において、繊維（２０）は前述された繊維の種類の１つまたは組み合わせである。前述された繊維の種類の様々な組み合わせのすべての重量範囲及び比率は、様々な非限定的な実施形態において本明細書において明確に企図される。
【００２２】
様々な実施形態において、繊維（２０）は、上記に説明されたもののうちの任意のもの、例えばＡＢ同種重合体、ＡＡＢＢ重合体などであるか、これらを含むか、これらからなるか、またはこれらから本質的になるとしてさらに画定されてもよい。アラミド繊維に関して、当技術分野で知られているように、アラミドは一般的に、アミン基とカルボン酸ハライド基との間の反応によって調製され得る。単純なＡＢ同種重合体は、ｎＮＨ２−Ａｒ−ＣＯＣｌ→−（ＮＨ−Ａｒ−ＣＯ）ｎ−＋ｎＨＣｌのように見える。アラミドの様々な非限定的な例は、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）、トワロン（Ｔｗａｒｏｎ）、ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）、ニュースター（Ｎｅｗ  Ｓｔａｒ）及びテイジンコーネックス（Ｔｅｉｊｉｎｃｏｎｅｘ）を含み、これらはＡＡＢＢ重合体である。ノーメックス、テイジンコーネックス及びニュースターは、主にメタ連結を含み、ポリメタフェニレンイソフタルアミド（ＭＰＩＡ）である。ケブラー及びトワロンは、いずれも最も単純な形態のＡＡＢＢパラポリアミドである、ｐ−フェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）である。ＰＰＴＡは、ｐ−フェニレンジアミン（ＰＰＤ）及びテレフタロイルジクロライド（ＴＤＣまたはＴＣｌ）の生成物である。１種以上のアラミドが使用され得る。一実施形態において、アラミドは、ポリパラフェニレンテレフタルアミドである。別の実施形態において、アラミドは、２種以上のアラミド、例えば、第１のポリパラフェニレンテレフタルアミド及び第１のものと異なる第２のポリパラフェニレンテレフタルアミドであるか、これを含む。一実施形態において、トワロン製品などが使用される。他の実施形態において、ケブラーが使用される。さらに他の実施形態において、他のアラミドが使用される。
【００２３】
特定の実施形態において、炭素繊維の存在は、熱抵抗を増加させ、安定した摩擦係数を維持し、そして鳴き音抵抗（ｓｑｕｅａｌ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を増加させるのに役立つ。炭素繊維は、摩擦材（１０）が望ましい耐熱性を有するように良好な熱伝導を提供することができる。他の実施形態において、アラミド繊維及び炭素繊維の使用は、摩擦材（１０）が高温に耐える能力を向上させる。
【００２４】
他の実施形態において、セルロース繊維は、摩擦材（１０）の表面の滑らかさに寄与し、それによって作動中に摩擦材（１０）をより安定させる。特定の実施形態において、セルロース繊維は、平らで広い表面を有する繊維を含む。平らで幅広のセルロース繊維は、基材（１２）を構成する個々の繊維の表面により多くの摩擦調整剤を保持することができる。いくつかの実施形態において、白樺繊維及び／またはユーカリ繊維などの、木材に由来するセルロース繊維が使用される。セルロース繊維はまた、経済的なコストで摩擦材の「慣らし（ｂｒｅａｋ−ｉｎ）」特性を向上させることができる。
【００２５】
さらなる実施形態において、綿繊維は摩擦材（１０）に剪断強度を与えるのを助ける。綿繊維は、典型的には、主繊維コアに付着したフィブリル化ストランドを有し、使用中の摩擦材の層間剥離を防止するのを助ける。さらに他の実施形態において、アクリル繊維は、少なくとも８５重量％のアクリロニトリルモノマーから形成されるものなどの１つまたは複数の合成アクリルポリマーであり得るか、またはそれらから形成され得る。
【００２６】
様々な実施形態において、２種以上の繊維（２０）が使用されるとき、繊維（２０）のそれぞれは、繊維（２０）の合計組合わせ重量を基準にして１〜９９重量％の任意の量で存在してもよい（または、使用される全ての繊維（２０）の総重量が、基材（１２）の総重量を基準にして２０〜８０重量％である限り、基材（１２）の総重量を基準にして１〜８０重量％）。例えば、任意の１種以上の個別繊維（２０）は、基材（１２）の総重量を基準にして、１、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、または８０重量％の量で利用することができる。いくつかの実施形態において、２種の繊維（２０）が使用され、この場合、第１種の繊維（２０）は、基材（１２）の総重量を基準にして、５〜５０、１０〜４５、１５〜４０、２０〜３５、３５〜３０、２０〜４０、２０〜３５、２０〜３０、２０〜２５、２５〜４０、２５〜３５、２５〜３０重量％の量で使用され、第２種の繊維（２０）は、上記のように、繊維の総重量％が基材（１２）の総重量を基準にして、２０〜８０重量％になるようにするバランス量（ｂａｌａｎｃｅ  ａｍｏｕｎｔ）で使用される。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００２７】
追加の実施形態において、基材（１２）は、２５〜５０重量％、特定の実施形態において２０〜３０重量％のセルロース繊維と組み合わせた場合、５０〜７５重量％、特定の実施形態において６５〜７０重量％のアラミド繊維を含む。他の実施形態において、基材（１２）は、５０〜７５重量％、特定の実施形態において６５〜７０重量％、２５〜５０重量％、特定の実施形態において２０〜３０重量％のセルロース繊維、及び０〜１５重量％、特定の実施形態において５〜１０重量％の炭素繊維を含む。
【００２８】
様々な実施形態において、繊維（２０）は、１μｍ〜５００μｍの直径及び２ｍｍ〜２０ｍｍの長さを有することができる。繊維は、織布、不織布、または任意の他の適切な構造であり得る。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。繊維（２０）は、代替的に、複数の繊維（２０）として記載され得る。
【００２９】
様々な実施形態において、繊維（２０）は０．５〜１０ｍｍの長さ及び３００超過のカナダ標準濾水度（Ｃａｎａｄｉａｎ    Ｓｔａｎｄａｒｄ    Ｆｒｅｅｎｅｓｓ）（ＣＳＦ）を有する。他の実施形態において、４５０〜５５０、例えば５３０〜５５０のＣＳＦを有するより少なくフィブリル化された繊維（２０）が利用される。他の実施形態において、繊維（２０）は５８０〜６５０のＣＳＦまたは６５０超過のＣＳＦを有する。反対に、アラミドパルプのようなより多くフィブリル化された繊維は、２８５〜２９０の濾水度を有する。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００３０】
用語「カナダ標準濾水度」（Ｔ２２７  ｏｍ−８５）は、繊維のフィブリル化の程度が、繊維の濾水度の測定値として記載され得ることを記載する。ＣＳＦ試験は、１リットルの水中の３グラムの繊維の懸濁液が排水され得る比率の任意的の尺度を与える経験的手続きである。したがって、より少なくフィブリル化された繊維（２０）が、他の繊維（２０）またはパルプよりも摩擦材（１０）からの流体のより高い濾水度またはより高い排水率を有する。４３０〜６５０のＣＳＦを有する繊維（２０）を含む摩擦材（１０）は、より多くフィブリル化された繊維（２０）を含む摩擦材（１０）より優れた摩擦性能を提供し、より優れた材料特性を有することができる。カナダ標準濾水度が高いことと共に、繊維長さが長いほど、高い気孔率及び良好な耐摩耗性を備えた摩擦材（１０）が提供される傾向がある。繊維（２０）がより少なくフィブリル化されたものほど（５３０〜６５０のＣＳＦ）は、良好な長期耐久性及び安定した摩擦係数を示すことができる。
【００３１】
加えて、基材（１２）は例えば、０〜１、２、もしくは３％、またはそれらの任意の範囲の量でラテックスを含んでもよい。
【００３２】
充填剤：
このような繊維（２０）に加えて、図１〜５に示すように、基材（１２）はまた、基材（１２）の総重量を基準にして、２０〜８０重量％の量で存在する充填剤（２４）を含む。様々な実施形態において、充填剤（２４）は、基材（１２）の総重量に対して、２５〜７５、３０〜７０、３５〜６５、４０〜６０、４５〜５５、または４５〜５０重量％の量で存在する。基材（１２）さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００３３】
充填剤（２４）は、特に限定されず、当技術分野において公知された任意のものであり得る。例えば、充填剤（２４）は、補強充填剤または非補強充填剤であり得る。充填剤（２４）は、シリカ、珪藻土、グラファイト及びこれらの組み合わせから選択され得る。様々な実施形態において、充填剤（２４）は珪藻土である。充填剤（２４）は、シリカを含まなくてもよい。
【００３４】
他の実施形態において、充填剤（２４）は、シリカ、炭素、グラファイト、アルミナ、マグネシア、酸化カルシウム、チタニア、セリア、ジルコニア、コージエライト（ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）、ムライト、シリマナイト（ｓｉｌｌｉｍａｎｉｔｅ）、スポジュメン（ｓｐｏｄｕｍｅｎｅ）、ペタライト（ｐｅｔａｌｉｔｅ）、ジルコン、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化ハフニウム、窒化ケイ素、窒化チタン、ホウ化チタン及びこれらの組み合わせであるか、これらを含むか、本質的にこれらからなるか、またはこれらからなる。例えば、このような実施形態は、グラファイトを含むことができるが、シリカ及び／または珪藻土を含まれないことができる。様々な追加の実施形態において、充填剤（２４）は、珪藻土であるか、これを含むか、本質的にこれからなるか、またはこれからなる。珪藻土はシリカを含む鉱物である。もちろん、充填剤（２４）のすべての粒子は、珪藻土であり得るか、または珪藻土、炭素、グラファイト及びアルミナの様々な組み合わせのような異なる種類の粒子の組み合わせを含むことができる。充填剤（２４）の１つまたは複数の種類は、求められる物理的特性に応じて変化し得る。
【００３５】
様々な実施形態において、基材（１２）は、充填剤（２４）の一部として、またはそれから独立的にグラファイトをさらに含む。例えば、いくつかの実施形態において、基材（１２）は、基材（１２）の総重量を基準にして、２０重量％以下の量でグラファイトをさらに含むことができる。グラファイトが含まれる場合、これは、基材（１２）の総重量を基準にして０を超過し、典型的に、２０重量％未満の量で含まれるであろう。様々な実施形態において、グラファイトは、基材（１２）の総重量を基準にして、１〜２０、２〜１９、３〜１８、４〜１７、５〜１６、６〜１５、７〜１４、８〜１３、９〜１２、１０〜１１、５〜１０、５〜１５、５〜１９、１０〜１５、１０〜１９、または１５〜１９の重量％の量で存在する。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００３６】
他の実施形態において、グラファイトは、充填剤（２４）自体に対して前述された任意の量で、例えば、基材（１２）の総重量を基準にして、３１〜４９、３２〜４８、３３〜４７、３４〜４６、３５〜４５、３６〜４４、３７〜４３、３８〜４２、３９〜４１、３０〜４５、３０〜４０、３０〜３５、３５〜４９、３５〜４５、３５〜４０、４０〜４９、４０〜４５、または４５〜４９重量％の量で含まれる。言い換えれば、グラファイトは、充填剤（２４）自体であることができ、したがって充填剤（２４）自体が存在することができる前述された任意の量で存在することができる。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。用語「本質的になる」は、１つ以上の前述された充填剤（２４）を含む実施形態及び１つ以上の前述された充填剤（２４）を同時には含まない実施形態を記載することができる。
【００３７】
充填剤（２４）の役割は、典型的に、摩擦材（１０）の細孔サイズに影響を及ぼし、また弾性／圧縮にも影響を及ぼす可能性があり、それぞれ以下でより詳細に記載される。例えば、充填剤（２４）の個々の粒子のサイズがより大きい場合、摩擦材（１０）が形成されるとき、粒子が密に共にパッキング（ｐａｃｋｉｎｇ）されない。これは、より大きい細孔サイズの形成につながる傾向がある。逆に、充填剤（２４）の個々の粒子のサイズがより小さい場合、摩擦材（１０）が形成されるとき、粒子がより密にパッキングされる。これは、より小さい細孔サイズの形成につながる傾向がある。
【００３８】
様々な実施形態において、充填剤（２４）は、後述する摩擦調整剤（２２）のうちの任意の１つ以上から選択され得る。代替的に、下記の摩擦調整剤（２２）のうちの任意の１つは、前述された充填剤（２４）のうちの任意の１つ以上から選択され得る。充填剤（２４）は、種類、使用量及び位置に応じて、摩擦調整剤（２２）として作用するか、またはそれと特性を共有することができ、及び／または摩擦調整剤（２２）が、充填剤（２４）として作用するか、それと特性を共有することができる。
【００３９】
充填剤（２４）及び／または摩擦調整剤（２２）は、０．５〜８０ミクロン、例えば０．５〜２０ミクロンの粒子サイズを有することができる。粒子サイズは、例えば、熱の放散を最大化するために、摩擦材（１０）の３次元構造を注文製作するのに使用され得る。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００４０】
堆積物層：
図１〜図５に示すように、摩擦材（１０）はまた、堆積物層（１４）を含む。典型的には、堆積物層（１４）は、第２最外側面（１８）から第１最外側面（１６）に向かう方向に測定されたグレーデッドパターンで摩擦材（１０）に配設され、この場合、第２最外側面（１８）に最も近い位置に配設された堆積物層（１４）の濃度は、第１最外側面（１６）に最も近い位置に配設された堆積物層（１４）の濃度よりも大きい。２次元グレーデッドパターンの一般的な例を図５に示す。グレーデッドパターンは、代替的に、勾配または勾配パターンとして記述することもできる。本開示のグレーデッドパターンは、２次元または３次元であり得る。
【００４１】
堆積物層（１４）は、以下により詳細に記載されるように、摩擦調整剤（２２）を含むものとして代替的に記載されてもよい。したがって、摩擦材（１０）は、本明細書のどこにでも記載されているように、摩擦調整剤（２２）の粒子がグレーデッドパターンまたは勾配パターンで配設されているものとしてさらに説明することができる。言い換えれば、堆積物層（１４）が、広い意味で、グレーデッドパターンまたは勾配パターンで配設されてもされなくてもよいように、摩擦材は、グレーデッドパターンで配設されている粒子自体であり得る。
【００４２】
堆積物層（１４）はまた、第２最外側面（１８）と比較して下側の向きで配設されていると代替的に説明され得ると企図される。言い換えれば、堆積物層（１４）及び／または摩擦調整剤（２２）の粒子は、以下により詳細に記載されるように、平滑化または研磨の前またはその前と後の両方のいずれかで、第２最外側面（１８）の（平面の）下方の特定の深さに配設されてもよい。例えば、堆積物層（１４）は、平滑化または研削の前に、第２最外側面（１８）から５〜２０μｍの深さに配設されてもよい。典型的には、平滑化または研削の後、堆積物層の少なくとも一部は環境に露出される（すなわち、かつ第２最外側面（１８）上にまたはそれと共に配設される）。
【００４３】
グレーデッドパターンは、連続的（例えば、中断されない、及び／または一貫して変化する）または段差状に、例えば、不連続的または１つ以上の段差で変化する。用語「グレーデッドパターン」は、典型的に、堆積物層（１４）の量の段階的な変化を表す。一実施形態において、グレーデッドパターンは、最大増加率の方向を指し示し、その大きさが最大変化率であるベクトル場としてさらに定義することができる。別の実施形態において、グレーデッドパターンはさらに、摩擦材（１０）または基材（１２）上の点における一連の２次元ベクトルとして定義され、その成分は水平方向及び垂直方向の導関数によって与えられる。各点において、ベクトルは最大可能増加の方向を指し示すことができ、ベクトルの長さはその方向の変化率に対応する。
【００４４】
典型的には、グレーデッドパターンは、摩擦材（１０）の形成中に、堆積物層（１４）及び／または摩擦調整剤（２２）の粒子を基材（１２）／摩擦材（１０）の内部に引き下げるための特定の強さの真空の適用を介して形成される。いかなる特定の理論にも拘束されることを意図するものではないが、この過程において、堆積物層（１４）及び／または摩擦調整剤（２２）の粒子が下方に引き寄せられて、グレーデッドパターンまたは勾配パターンが形成される。これに応じて、典型的に、第２最外側面（１８）により接近した領域では、第１最外側面（１６）に向かってさらに下方と比べてより高い濃度の堆積物層（１４）及び／または摩擦調整剤（２２）の粒子が存在する。
【００４５】
基材（１２）と堆積物層（１４）との組み合わせは、典型的に、原紙（ｒａｗ  ｐａｐｅｒ）として説明され得るものを形成する。典型的には、用語「原紙」は、樹脂（２６／３４）（硬化したか、硬化しなかったか）が含まれない実施形態を記載する。
【００４６】
原紙の面は、代替的に、摩擦発生面（１８）として説明され得る。堆積物層（１４）の少なくとも一部は環境に露出している。言い換えれば、堆積物層（１４）の少なくとも一部は、摩擦発生面（１８）の一部として、または摩擦発生面（１８）として説明することができる。
【００４７】
摩擦調整剤：
図１〜図５に示すように、堆積物層（１４）は、摩擦調整剤（２２）を含む。用語「摩擦調整剤」は、様々な化合物の粒子であるか、これを含むことができる。例えば、摩擦調整剤（２２）は、シリカ、珪藻土、ゴム、グラファイト、カシューナッツ及びこれらの組み合わせから選択され得る。様々な実施形態において、摩擦調整剤（２２）は、シリカ及び／または珪藻土であるか、これらを含むか、これらから本質的になるか、またはこれらからなる。他の実施形態において、摩擦調整剤（２２）は、シリカ、炭素、グラファイト、アルミナ、マグネシア、酸化カルシウム、チタニア、セリア、ジルコニア、コージエライト、ムライト、シリマナイト、スポジュメン、ペタライト、ジルコン、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化ハフニウム、窒化ケイ素、窒化チタン、ホウ化チタン及びこれらの組み合わせであるか、これらを含むか、本質的にこれらからなるか、またはこれらからなる。様々な追加の実施形態において、摩擦調整剤（２２）は、珪藻土であるか、これを含むか、これから本質的になるか、またはこれからなる。珪藻土はシリカを含む鉱物である。珪藻土は、相対的に高い摩擦係数を示す安価な研磨材料である。他の実施形態において、珪藻土、及び／または二酸化ケイ素のようなシリカ粒子が利用される。シリカ粒子は、繊維に強く結合し得る安価な有機材料である。勿論、摩擦調整剤（２２）のすべての粒子が珪藻土であり得るか、または代替的に珪藻土、炭素、グラファイト及びアルミナの種々の組み合わせのような異なる種類の粒子の組み合わせを含むことができる。ＣＥＬＩＴＥ（登録商標）及びＣＥＬＡＴＯＭ（登録商標）は、使用され得る珪藻土の２つの商標名である。用語「本質的になる」は、前述された摩擦調整剤（２２）のうちの１つ以上を含む実施形態及び１つ以上の前述された摩擦調整剤（２２）を同時に含まない実施形態を記載することがある。例えば、このような実施形態は、グラファイトを含むことができるが、シリカ及び／または珪藻土が含まれないことができる。他の実施形態において、摩擦調整剤（２２）は、シリカ粒子、樹脂粉末、例えばフェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂及びこれらの混合物、部分的及び／または完全炭化された炭素粉末及び／または粒子、並びにこれらの組み合わせから選択される。様々な実施形態において、摩擦調整剤（２２）は、摩擦材（１０）に高い摩擦係数を提供する。利用される摩擦調整剤（２２）の１つの種類またはそれ以上の種類は、求められる摩擦特性に応じて変化し得る。いくつかの種類の摩擦調整剤（２２）はまた、滑らかな摩擦面を有する摩擦材（１０）を提供することができ、摩擦材（１０）に良好な「シフトフィール」（ｓｈｉｆｔ  ｆｅｅｌ）及び摩擦特性を提供して、例えばトランスミッション（４６）に使用される場合、任意の「震動」が最小化され得る。
【００４８】
摩擦調整剤（２２）は、基材（１２）に３次元面を提供することができる。様々な実施形態において、摩擦調整剤（２２）は粒子形態である。例えば、摩擦調整粒子の均一性は、０．５〜８０ミクロン、例えば０．５〜２０ミクロンの範囲及びサイズの粒子を使用することによって達成され得る。様々な実施形態において、摩擦調整剤（２２）の粒子は、１００ｎｍ〜８０μｍ、５００ｎｍ〜３０μｍ、または８００ｎｍ〜２０μｍのアベレージ直径を有する。いくつかの実施形態において、摩擦調整粒子サイズが大きすぎるか小さすぎる場合、最適な三次元構造が達成されない。その結果、熱放散が最適ではない。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、これ以内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００４９】
種々の実施形態において、摩擦調整剤（２２）は、弾性でゴム様の特性を示すエラストマー粒子である。様々な適切なエラストマー粒子は、カシューナッツシェルオイル、ゴム及びこれらの組み合わせから誘導された粒子である。いくつかの実施形態において、エラストマー粒子は、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム（「ＳＢＲ」）、ブチルゴム、及びハロゲン化ゴム、例えば、クロロブチルゴム、ブロモブチルゴム、ポリクロロプレンゴム及びニトリルゴムなどを含む、これらから本質的になるか、またはこれらからなるゴム粒子である。いくつかの実施形態において、エラストマー粒子は、シリコーンゴムを含むか、本質的にこれからなるか、またはこれからなることができる。他の実施形態において、エラストマー粒子は、ニトリルゴムを含む、本質的にこれからなる、またはこれからなる。別の実施形態において、エラストマー粒子は、カシューナッツ粒子またはカシューナッツシェルオイルから誘導された粒子を含むか、本質的にこれらからなるか、またはこれらからなるエラストマー粒子を含む。用語「本質的になる」は、１種以上の前述された化合物を含む実施形態及び１種以上の他の種の前述された化合物が含まれない実施形態を記載することができる。
【００５０】
様々な実施形態において、エラストマー粒子は、４０μｍ未満、代替的に２μｍ〜４０μｍ、代替的に５μｍ〜３０μｍ、代替的に５μｍ〜１５μｍのアベレージ直径を有する。有利には、４０μｍ未満のアベレージ直径を有する摩擦発生層のエラストマー粒子は、典型的に、圧縮を向上させし、予想外にも、向上した静摩擦係数（ＣＯＦ）を有する摩擦材（１０）を生成することができる。さらに、様々な実施形態において、エラストマー粒子は、２００℃以上、代替的に３００℃以上、代替的に４００℃以上の熱安定性を有する（そして当業者によって理解されるように、熱安定性の上限値を有する）。用語「熱安定性」は、エラストマー粒子が溶融されないか、軟化されないか、分解されないことを記載する。エラストマー粒子の熱安定性は、典型的に、熱重量分析分析法（「ＴＧＡ」）によって決定される。ＴＧＡを介して分析されたエラストマー粒子のサンプルが重量を失い始める温度は、エラストマー粒子が熱安定性を失う温度である。
【００５１】
様々な実施形態において、摩擦調整剤（２２）は、基材（１２）及び堆積物層（１４）の合計の８０ｋｇ〜９０ｋｇを基準にして２ｋｇ〜５ｋｇの量で利用される。他の実施形態において、摩擦材（１０）の量は、基材（１２）及び堆積物層（１４）の合計の８０ｋｇ〜９０ｋｇを基準にして、２．５〜４．５、３〜４、または３．５〜４ｋｇである。さらに他の実施形態において、摩擦材（１０）の量は、基材（１２）及び堆積物層（１４）の合計の８１〜８９、８２〜８８、８３〜８７、８４〜８６、または８５〜８６ｋｇに基づいている。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、これ以内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００５２】
さらなる実施形態では、摩擦調整剤（２２）は、摩擦材（１０）の表面の３０００ｆｔ２当たり３〜２０ｌｂｓ（２７８．７１ｍ２当たり１．４〜９．１ｋｇ）、代替的に摩擦材（１０）の表面積の３０００ｆｔ２当たり３〜１２ｌｂｓ（２７８．７１ｍ２当たり１．４ｋｇ〜５．４ｋｇ）、代替的に摩擦材（１０）の表面積の３０００ｆｔ２当たり３〜９ｌｂｓ（２７８．７１ｍ２当たり１．４ｋｇ〜４．１ｋｇ）、及び代替的に摩擦材（１０）の表面積の３０００ｆｔ２当たり６ｌｂｓ（２７８．７１ｍ２当たり２．７ｋｇ）の量で利用される。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。直ぐ上に記載した量は、３０００ｆｔ２当たりｌｂｓの単位であり、これは、製紙業界で薄層の所与の表面積に基づく重量の測定値として慣例的に使用されている単位である。上記では、単位は、基材（１２）および堆積物（１４）の表面積の３０００ｆｔ２ごとの摩擦調整剤（２２）の重量を表し、これは摩擦発生表面（１８）として記載することがある。
【００５３】
樹脂：
図１〜図５に示すように、摩擦材（１０）はまた、摩擦材（１０）全体に配設されるか、分散された樹脂（２６／３４）を含む。言い換えれば、樹脂（２６／３４）は、摩擦材（１０）全体にわたって均一であるかまたは不均一に分散され得る。様々な実施形態において、樹脂（２６／３４）は基材（１２）全体にわたって均一または不均一に分散されており、堆積物層（１４）、充填剤（複数）（２４）、及び／または摩擦調整剤（複数）（２２）の１つ以上を部分的または全体的にカプセル化することができる。図面において、符号２６は未硬化の樹脂を示す。また図面において、符号３４は部分硬化または完全硬化樹脂を指す。
【００５４】
樹脂（２６／３４）は当技術分野に公知された任意のものでよく、硬化するかまたは硬化可能であり得る。代替的に、樹脂（２６）は硬化しない種類のものであり得る。様々な実施形態において、摩擦材（１０）の形成段階に応じて、樹脂（３４）は部分的に硬化するか、全体的に硬化するか、または全体的よりも少なく硬化し得る。代替的に、樹脂（２６）を全く硬化しせいこともある。樹脂（２６／３４）は、製造工程のどの段階が見直されるかに応じて、硬化するか、未硬化するか、または部分的に硬化し得る。
【００５５】
様々な実施形態において、樹脂（２６／３４）は、摩擦材（１０）に構造的強度を提供するのに適した任意の熱硬化性樹脂であり得る。利用され得る種々の樹脂としては、フェノール樹脂、フェノール系樹脂及びフェノール変性樹脂が挙げられる。フェノール樹脂は、芳香族アルコール、典型的にフェノールとアルデヒド、典型的にホルムアルデヒドとの縮合によって生成される熱硬化性樹脂のクラスである。フェノール系樹脂は、典型的には。任意の溶媒または加工助剤を除いて、すべての樹脂の総重量を基準にして、少なくとも５０重量％のフェノール樹脂を含む熱硬化性樹脂ブレンドである。種々のフェノール系樹脂は、エポキシ、ブタジエン、シリコーン、桐油（ｔｕｎｇ  ｏｉｌ）、ベンゼン、カシューナッツオイルなどのような変性成分（ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ  ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ）を含むことができることが理解されるべきである。フェノール変性樹脂において、フェノール樹脂は、一般的に、５０重量％以上（存在する任意の溶媒を除く）で存在する。しかしながら、１つ以上の実施形態において、樹脂（２６／３４）は、シリコーン−フェノール樹脂混合物の混合物の重量を基準にして（溶媒及び他の加工助剤を除く）、例えば、５〜８０重量％のシリコーン樹脂を含むことができる。使用することができるフェノール樹脂及びフェノール−シリコーン樹脂の例は、米国特許第５，９９８，３０７号に記載されており、これは、様々な非限定的な実施形態において、その全体が本明細書に明示的に組み込まれる。
【００５６】
使用され得るシリコーン樹脂は、熱硬化性シリコーンシーラント（ｓｅａｌａｎｔ）及びシリコーンゴムを含むことができる。Ｄ単位及びＴ単位（ＤＴ樹脂）またはＭ単位及びＱ単位（ＭＱ樹脂）また組み合わせ（ＭＤＴ、ＭＴＱ、ＱＤＴなどの樹脂）を含むもののような種々のシリコーン樹脂がまた使用され得る。さらに他の実施形態において、残余（溶媒及び他の加工助剤を除く）フェノール樹脂と共に、５〜２５重量％のエポキシ化合物を含むエポキシ変性フェノール樹脂がまた使用され得る。
【００５７】
様々な実施形態において、樹脂（２６／３４）は、基材（１２）及び堆積物層（１４）の総重量を基準にして２５〜８０重量％の量で存在する。例えば、樹脂（２６／３４）は、基材（１２）及び堆積物層（１４）の総重量を基準にして、２５〜７５、２５〜７０、３０〜７５、３０〜７０、または３０〜５５、または３５〜６５の重量％の量で存在することができる。この値は、代替的に樹脂「ピックアップ（ｐｉｃｋ  ｕｐ）」として記載され得る。上記量の重量基準は、代替的に繊維（２０）及び摩擦調整剤（２２）の合計重量を基準にしてもよい。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。一旦硬化されると、樹脂（３４）は摩擦材（１０）に強度及び剛性を付与し、適切な潤滑剤の流動及び保持のために所望の気孔率を維持しながら繊維（２０）、充填剤粒子（２４）などを接着させる。
【００５８】
多孔質層：
追加の実施形態において、基材（１２）は多孔質層としてさらに画定され、摩擦調整剤（２２）の粒子は、多孔質層内にまたは全体に配設される。多孔質層は、第２最外側面（１８）及び第１最外側面（１６）を含むことができる。第１最外側面（１６）は、前述された接合面であり得る。多孔質層は、第１最外側面（１６）に最も近接して配設された上部象限（３８）及び第２最外側面（１８）に最も近接して配設された下部象限（４０）をさらに画定することができる。摩擦調整剤（２２）の粒子は、多孔質層の上部象限（３８）に配設され得る。
【００５９】
摩擦材の物理的特性：
図１〜図５に示すように、摩擦材（１０）は、典型的に、細孔（３６）、複数の細孔（３６）を画定する。細孔（３６）は、各々細孔サイズを有する。アベレージまたは平均細孔サイズは、典型的に、分布として表示される。細孔サイズは、ＡＳＴＭ  Ｄ４４０４−１０を用いて決定することができる。様々な実施形態において、メジアン細孔サイズは、代替的に摩擦材（１０）のすべての細孔サイズの範囲は、ＡＳＴＭ  Ｄ４４０４−１０を用いて決定した場合、０．５μｍ〜５０μｍ、１μｍ〜５０μｍ、５μｍ〜５０μｍ、１０μｍ〜４５μｍ、１５μｍ〜４０μｍ、２０μｍ〜３５μｍ、２５μｍ〜３０μｍ、３０μｍ〜３５μｍ、５μｍ〜１５μｍ、５μｍ〜１０μｍ、１０μｍ〜１５μｍ、１０μｍ〜２０μｍ、５μｍ〜２０μｍ、５μｍ〜７μｍ、７μｍ〜１０μｍ、または７μｍ〜１５μｍである。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００６０】
他の実施形態において、摩擦材（１０）は、ＡＳＴＭ  Ｄ４４０４−１０を用いて決定されるとき、６０％〜８５％の気孔率を有する。摩擦材（１０）の気孔率は、代替的に、空気に開放されている総摩擦材（１０）の百分率または、空気であるか、固体ではない容積を基準にして、総摩擦材（１０）の百分率として記載することができる。様々な実施形態において、摩擦材（１０）は、ＡＳＴＭ  Ｄ４４０４−１０を用いて決定した時、６０〜８０、６０〜７５、６０〜７０、６０〜６５、６５〜８５、６５〜７５、６５〜７０、７０〜８５、７０〜８０、７０〜７５、７５〜８５、７５〜８０、または８０〜８５％の気孔率を有する。さらに他の実施形態において、摩擦材（１０）は、ＡＳＴＭ  Ｄ４４０４−１０を用いて決定される時、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、７８、６９、または７０％の気孔率を有する。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００６１】
様々な実施形態において、摩擦材（１０）は、使用中により均一な熱放散を可能にする改善された弾性／圧縮性及び／または気孔率と共に改善された震動防止特性を示す。トランスミッション内の流体は、摩擦材（１０）の細孔（３６）を通って急速に移動することができる。また、改善された弾性／圧縮性及び／または気孔率は、摩擦材（１０）にさらに均一な圧力または一定の圧力分布を提供して、その結果、不均一なライニングの摩耗または「ホットスポット（ｈｏｔ  ｓｐｏｔ）」が最小限に抑えられる。
【００６２】
摩擦材（１０）の構造がより多孔質であるほど、熱がより効率的に放散される。摩擦材（１０）が多孔質である場合、使用中に摩擦材（１０）の係合の間に摩擦材（１０）に出入りするオイル流動は、より急速に発生する。例えば、摩擦材（１０）がより高い平均流動細孔直径及び気孔率を有する場合、摩擦材（１０）の細孔（３６）全体にわたる自動トランスミッション流体のより良好な流れによって、摩擦材（１０）がより低温で作動するか、トランスミッション内により少ない熱が発生する可能性が大きくなる。トランスミッションシステムの作動中に、特に高温において、自動トランスミッション流体の破損によって、時間が経つにつれて摩擦材（１０）上にオイルデポジット（ｏｉｌ  ｄｅｐｏｓｉｔ）が発生する傾向がある。オイルデポジットは、細孔（３６）のサイズを減少させる傾向がある。したがって、摩擦材（１０）がより大きい細孔（３６）で形成される場合、オイルデポジット後の残存する／結果生成された細孔サイズがより大きくなる。摩擦材（１０）の気孔率は、繊維、樹脂、充填剤、充填剤粒子サイズ、及び原紙重量の選択に基づいてさらに調整され得る。
【００６３】
様々な実施形態において、摩擦材（１０）は、高い気孔率を有することによって使用中に高い流体透過能力になることができる。このような実施形態において、摩擦材（１０）が多孔質だけでなく圧縮性であることが重要であり得る。例えば、摩擦材（１０）に浸透された流体は、典型的に、トランスミッションの作動中に加えられる圧力下で摩擦材（１０）から急速に圧搾または放出され得るべきであるが、摩擦材（１０）は典型的に崩壊されてはいけない。また、摩擦材（１０）が高い熱伝導性を有して、トランスミッションの作動中に発生された熱が急速に放散されるようにすることが重要である。
【００６４】
樹脂がない摩擦材（１０）の総厚さ（Ｔ１）は、典型的に、０．３〜１．６、０．４〜１．５、０．５〜１．４、０．６〜１．３、０．７〜１．２、０．８〜１．１、または０．９〜１ｍｍである。この厚さは、金属板に接合される前の厚さを指称し、キャリパー（ｃａｌｉｐｅｒ）の厚さと指称され得る。この厚さ（Ｔ１）は、典型的に、堆積物層（例えば、樹脂がない原紙）を含む繊維／基材の厚さである。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００６５】
金属板に結合された後、摩擦材（１０）の総厚さ（Ｔ３）は、典型的に、０．３〜１．２、０．４〜１．１、０．５〜１、０．６〜０．９、または０．７〜０．８ｍｍである。この厚さ（Ｔ３）は、典型的に、堆積物層及び樹脂を含む繊維／基材の厚さであり、金属板に結合された後に測定される。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００６６】
さらに他の実施形態において、摩擦材（１０）は、２ＭＰａにおいて、６〜８％、６〜７％、または７〜８％の圧縮を有する。圧縮は、摩擦材（１０）が金属板上に配設されたとき（すなわち、下方の、摩擦板の一部のとき）または摩擦材（１０）が金属板上に配設されていないときに測定され得る摩擦材（１０）の材料特性である。典型的には、圧縮は、摩擦材（１０）が或る特定の荷重下で圧縮される距離（例えば、ｍｍ）の測定値である。例えば、荷重がかかる前の摩擦材（１０）の厚さを測定することができる。次いで、荷重がかかってもよい。続いて、或る一定時間荷重をかけた後の摩擦材（１０）の新しい厚さが次いで測定される。摩擦材（１０）が荷重を受けているときに新しい厚さが測定される。圧縮は、摩擦材（１０）のバウンスバック／リバウンド特性とは異なる。典型的には、圧縮は、（荷重をかける前の厚さ）：（荷重を一定時間かけた後の厚さ）の比として報告される。前述された圧縮範囲では、６〜８％を生成するために使用される負荷は２ＭＰａである。この６〜８％の圧縮は、荷重が加えられる前の元の厚さと比較したときに、荷重が加えられた後の厚さの６〜８％の損失として代替的に報告され得る。当業者には理解されるように、圧縮は典型的に弾性に関連している。摩擦材（１０）がより弾性的であるほど、圧縮後に観察される戻りが多くなる。これは典型的には、より少ないライニングロス及びより少ないホットスポットの形成につながり、両方どちらも望ましい。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００６７】
摩擦材（１０）の圧縮は、繊維、樹脂、充填剤、充填剤粒子サイズ、及び原紙重量の選択に基づいてさらに調整され得る。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００６８】
様々な実施形態において、摩擦材（１０）／摩擦板（３０）は、当業者によって理解されるように、基板（３２）との接合後の摩擦材（１０）の厚さ（硬化樹脂（３４）を含む）と比較して、基板（３２）との接合前の繊維及び充填剤（２４）（樹脂（２６／３４）なし；また「原紙」としても知られる）の厚さを測定した後に決定されるとき、１０〜３０％または１０〜２０％、例えば１１〜１９、１２〜１８、１３〜１７、１４〜１６、または１５％の圧縮率（％）を示す。様々な実施形態において、圧縮は、前記で最初に導入されたように、Ｔ１及びＴ３を使用して計算され得る。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００６９】
さらに他の実施形態において、本開示の摩擦材（１０）は、例えば、摩擦板（３０）を形成するのに使用される場合、樹脂（３４）の硬化及び金属板への接合後、０．４〜１．２ｍｍの最終ライニング厚さを有する。他の実施形態において、この厚さは０．５〜１．１、０．６〜１、０．７〜０．９、または０．８〜０．９ｍｍである。これは、前記で最初に導入されたように、Ｔ３として代替的に説明され得る。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００７０】
なおさらなる実施形態において、本開示の摩擦材（１０）は、例えば、摩擦板（３０）を形成するのに使用される場合、１０、５０、１００、２００、５００、１０００、または２０００サイクル後に当業者によって理解されるように、いかなるホットスポット及び／またはヒートステイン（ｈｅａｔ  ｓｔａｉｎ）を示さない。ここで、サイクルは当業者によって理解される。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００７１】
加えて、堆積物層（１４）の少なくとも一部は環境に露出され、第２最外側面（１８）は、ＩＳＯ  ２５１７８に従って非接触レーザー測定によって決定されるとき、２〜１１マイクロメートルの表面粗さを有する。様々な実施形態において、第２最外側面（１８）は、ＩＳＯ  ２５１７８に従って非接触レーザー測定によって決定されるとき、３、４、５、６、７、８、９、または１０マイクロメートルの表面粗さを有する。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００７２】
追加の非限定的な実施形態：
他の実施形態において、摩擦材（１０）は炭素繊維（複数）が含まれない。さらなる実施形態において、摩擦材（１０）はシリカが含まれない。代替的に、摩擦材（１０）はグラファイトが含まれなくてもよい。同様に、摩擦材（１０）は、前記で詳細に記載されている前述された充填剤（２４）及び／または摩擦調整剤（２２）のうちの任意の１つ以上が含まれなくてもよい。摩擦材（１０）は、摩擦材（１０）を形成するためにいくつかの繊維（２０）が利用される限り、前述されたもののうち任意のもののようないくつかの種類の繊維（２０）（例えば特定のサイズか、またはフィブリル化されたもの）を含有しなくてもよい。
【００７３】
さらなる非限定的な実施形態において、摩擦材（１０）は、潤滑剤の存在下で、対向した合わせ面（例えば、分離器板の表面）との界面摩擦係合を経験する摩擦発生（または、界面とも呼ばれる）表面（１８）を含む。（硬化）樹脂（２６／３４）と接着されている摩擦調整剤（２２）を含む基材（１２）及び堆積物層（１４）は、摩擦発生面（１８）及びそれに隣接して位置する。繊維（２０）は、摩擦調整剤（２２）の粒子を保持し、これらを摩擦発生面（１８）またはその近傍に配設したままに維持させる相互連結されたウェブ（ｗｅｂ）を形成する発散フィブリルを含むことができる。繊維（２０）の一部及び／または摩擦調整剤（２２）の粒子は、摩擦係合中に対向した合わせ面と接触するようにするために、摩擦発生面（１８）に露出することができる。摩擦調整剤（２２）の粒子を摩擦発生面（１８）またはその近傍に維持させるウェブの能力は、安定した摩擦係数を有する摩擦材（１０）を提供することができる。さらに、いくつかの例では、それらが熱分解の影響を受けやすい繊維（２０）はアンチグレージング（ａｎｔｉ−ｇｌａｚｉｎｇ）効果を有することができる。繊維（２０）の熱分解は、摩擦発生面（１８）から表面−堆積物層（１４）グレーズ材料を剥ぎ取り、そして新しい繊維（２０）を持続的に露出させることによって、グレージングに対して耐性になる助けになることができる。
【００７４】
さらに他の実施形態において、摩擦材（１０）は、摩擦発生面（１８）と対向した接合面（１６）との間の距離によって画定される厚さを有することができる。反対方向に面する接合面（１６）は、基材（３２）または他の材料（例えば、金属板）との接合が達成されることを意図している摩擦材（１０）の表面である。摩擦発生面（１８）から対向した接合面（１６）に向かって延びる摩擦安定性領域は、バランス量の繊維（２０）と摩擦調整剤（２２）の粒子とを含むことができる。摩擦安定性領域は、摩擦発生面（１８）から摩擦材（１０）の厚さの４０％以下、２０％以下、１０％以下、または５％以下の深さまで延びることができる。例えば、摩擦材（１０）が０．２５ｍｍ〜２ｍｍの厚さである場合、摩擦安定性領域は、摩擦発生面（１８）から０．０１２５ｍｍ（０．２５ｍｍの５％）〜０．８０ｍｍ（２ｍｍの４０％）以下の深さまで内部方向に延びることができる。摩擦安定性領域下部の残余摩擦材（１０）は、摩擦安定性領域と同一の一般構造を有するか、それと異なる構造を有することができる。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００７５】
様々な実施形態において、摩擦材（１０）は、当業者に公知された任意の適切な技術によって基板（３２）に接合されている。基板（３２）のいくつかの例は、クラッチ板、シンクロナイザリング、及びトランスミッションバンドを含むが、これらに限定されるものではない。摩擦材（１０）は、摩擦発生面（１８）及び反対方向を向く結合面（１６）を含むことができる。摩擦発生面（１８）は、潤滑剤の存在下で対向する回転面との選択的な摩擦摩擦係合を経験することができ、反対方向を向く結合面（１６）は、接着剤の助けでまたは他の適した接合技術によって基板（３２）との接合付着を達成する。潤滑剤は、例えば自動トランスミッション流体のような任意の適した潤滑流体であり得る。摩擦材（１０）上の潤滑剤の流速は、燃費を向上させるためのものであって、摩擦発生面（１８）での温度が、長時間にわたって３５０℃を超過するように管理され得る。様々な実施形態において、摩擦材（１０）は３５０℃超過５００℃以下で順調に機能するが、このような高温環境にのみ制限されるのではなく、所望の場合、摩擦発生面（１８）での温度が３５０℃未満に維持されるように設計された湿式クラッチに使用され得る。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００７６】
さらに他の実施形態において、摩擦材（１０）は、摩擦材（１０）の摩擦安定性領域を支持する基材繊維材料を含む。基材繊維材料は、いくつかの実施形態において、０．２５ｍｍ〜２ｍｍ（例：Ｔ１）であり得る基材繊維材料の厚さを画定する上部面及び下部面（例えば、前述された接合面（１６）及び摩擦発生面（１８））を有する。摩擦安定性領域を形成する繊維（２０）及び摩擦調整剤（２２）の粒子は、基材繊維材料と高度に混ぜ合わされ、基材繊維材料の上部面が摩擦材（１０）の摩擦発生面（１８）と一般的に一致するようになるか、別の実施形態において、繊維（２０）及び摩擦調整剤（２２）の粒子は、基材繊維材料と部分的に混ぜ合わされ、７０μｍ以下、５０μｍ以下、２０μｍ以下、または１０μｍ以下の厚さの表面層を形成することによって、基材繊維材料の上部面が摩擦発生面（１８）と一致しないようになることができる。摩擦材（１０）の種々の特性は、繊維（２０）及び摩擦調整剤（２２）の粒子が基材繊維材料の上部面にどの程度浸透または蓄積されるかを決定することができる。このような特性は、基材繊維材料の気孔率、摩擦安定性領域に含まれた繊維（２０）及び摩擦調整剤（２２）の粒子の量を含む。様々な実施形態において、基材繊維材料の下部面は、基板（３２）に隣接して位置され、典型的に、摩擦材（１０）の反対側に面する接合面（１６）と一致する。（硬化）樹脂（２６／３４）は、基材繊維材料の上部面の上に位置する摩擦安定性領域の任意の部分だけでなく、基材繊維材料の全体にわたって均一に分布され、接着性、剛性及び構造的支持を提供することができる。摩擦材（１０）中の（硬化）樹脂（２６／３４）の典型的な重量％は、様々な実施形態において、１５〜５０重量％である。さらなる非限定的な実施形態において、前述された範囲の端点を含み、その区間内のすべての値及び値の範囲が本明細書において明確に企図される。
【００７７】
他の実施形態において、摩擦材（１０）の摩擦安定性領域は、摩擦発生面（１８）の規則的な再生が可能になるように構築され得る、この結果として摩擦界面の温度が３５０℃を超過する場合、摩擦材（１０）が意図された摩擦性能を長期間にわたって維持することが可能になる。基材繊維材料のバルク構造は、繊維（２０）及び充填剤（２４）の配列によって提供され得る。
【００７８】
さらに他の実施形態において、本開示は、米国特許第６，６３０，４１６号及び／または米国特許出願公開第２０１３／００３７３７３号に記載されたような任意の１つ以上の要素、方法ステップなどを含むことができる。これら文献の各々は、様々な非限定的な実施形態において、その全体が本明細書に明示的に援用される。代替的、本明細書に記載された任意の１つ以上の要素は、本明細書に組み込まれた前述された文献のうちの一方または両方に記載された説明を使用して変更されるか、またはさらに記載され得る。
【００７９】
他の実施形態において、摩擦材（１０）及び／または基材（１２）、堆積物層（１４）、または樹脂（２６／３４）、または前述された任意の他の構成要素のうちの任意のものは、金属繊維、炭素繊維、炭素粒子、炭化された炭素粒子、樹脂粉末、及び／またはこれらの組み合わせが含まれなくてもよい。
【００８０】
さらなる実施形態において、堆積物層（１４）の摩擦調整剤（２２）及び基材（１２）の充填剤（２４）は、両方とも珪藻土であり、当業者によって理解されるような同一の形態を有する。このような実施形態において、摩擦調整剤（２２）及び充填剤（２４）の量は同一であるかまたは異なっていてもよい。
【００８１】
摩擦板：
図３に示すように、本開示はまた、前記で先立って紹介したような基板（３２）（例えば金属板）を含む摩擦板（３０）を提供する。基板（３２）は（少なくとも）２つの面（４２、４４）を有し、摩擦材（１０）は、典型的に、これらの面（４２、４４）のうちの一方または両方に接合される。典型的に、摩擦板（３０）は、摩擦材（１０）が片面または両面（４２、４４）に接着または接合される場合、形成される。片面または両面（４２、４４）に対する摩擦材（１０）の接着または接合は、当技術分野で知られている任意の接着剤または手段、例えばフェノール樹脂または前述された任意の樹脂（２６／３４）によって達成され得る。本開示はまた、当業者によって選択されるような摩擦板（３０）及び分離器板を含むクラッチアセンブリを提供する。本開示はまた、クラッチアセンブリ（４８）を含むトランスミッション（４６）を提供する。トランスミッション（４６）は、自動トランスミッションまたは手動トランスミッションであり得る。
【００８２】
本開示はまた、摩擦材（１０）及び基材（３２）を含む摩擦板（３０）自体、ならびに摩擦板（３０）及び分離器板を含むクラッチアセンブリ（４８）を提供する。本開示はまた、クラッチアセンブリ（４８）を含むトランスミッション（４６）を提供する。
【００８３】
摩擦材の形成方法：
本開示はまた、摩擦材を形成する方法を提供する。様々な実施形態において、本方法は、（Ｉ）第１最外側面（１６）の少なくとも一部を形成するために繊維（２０）及び充填剤（２４）を含む基材を形成するステップと、（ＩＩ）堆積物層（１４）を形成し、第２最外側面（１８）の少なくとも一部を形成するために摩擦調整剤（２２）を基材（１２）に塗布するステップと、（ＩＩＩ）摩擦調整剤（２２）を含む基材（１２）に真空を適用してグレーデッドパターンを形成するステップと、（ＩＶ）基材（１２）及びグレーデッドパターンに配設された堆積物層（１４）に樹脂（２６、３４）を含浸させるステップと、（Ｖ）含浸された基材（１２）及び堆積物層（１４）中の樹脂（２６、３４）を硬化させて摩擦材（１０）を形成するステップと、（ＶＩ）ＩＳＯ  ２５１７８に従って非接触レーザー測定によって決定されるとき第２最外側面（１８）を２〜１１マイクロメートルの表面粗さに平滑化するステップと、を含み、グレーデッドパターンは、第２最外側面（１８）から第１最外側面（１６）に向かう方向に測定され、第２最外側面（１８）に最も近接して配設された堆積物層（１４）の濃度は、第１最外側面（１６）に最も近接して配設された堆積物層（１４）の濃度よりも大きく、堆積物層（１４）の少なくとも一部が平滑化するステップの後に環境に露出される。
【００８４】
基材（１２）を形成するステップ（Ｉ）は、当技術分野において公知された任意の方法によって達成され得る。同様に、摩擦調整剤（２２）を塗布するステップ（ＩＩ）は、当技術分野において公知された任意の方法によって達成され得る。さらに、含浸させるステップ（ＩＶ）及び硬化させるステップ（Ｖ）はまた、当技術分野において公知された任意の方法によって達成され得る。
【００８５】
真空を適用するステップに関連して、摩擦材（１０）及びグレーデッドパターンを形成するのに十分な任意の圧力で真空を適用することができる。例えば、真空を適用するステップは、７、６、５、４、３、２または１ＫＰａ未満の圧力で真空を適用することとしてさらに定義され得る。いくつかの実施形態において、平滑化するステップは、さらに研磨として定義される。他の実施形態において、平滑化するステップはさらに、熱処理及び／または押圧として定義される。
【００８６】
様々な実施形態において、基材（１２）にフェノール樹脂またはフェノール系樹脂（２６、３４）で含浸させることができ、次いで所定時間所望の温度に加熱され、摩擦材（１０）を形成することができる。加熱は、１７７〜２３２℃（３５０〜４５０°Ｆ）の温度でフェノール樹脂（２６、３４）を硬化させる。シリコーン樹脂のような他の樹脂（２６、３４）が存在する場合、加熱は１７７〜２３２℃（３５０〜４５０°Ｆ）の温度でシリコーン樹脂を硬化させる。その後、含浸された硬化された摩擦材（１０）は、適切な手段によって所望の基板（３２）に接着され得る。
【実施例】
【００８７】
本開示を代表する摩擦材の２つの実施例（実施例１及び２）が、本開示を代表するものではない摩擦材の２つの比較例（比較例１及び２）と共に、形成される。形成後、実施例１及び２ならびに比較例１及び２を評価して、蛍光Ｘ線分光分析（ＸＲＦ）により摩擦材の表面上の堆積物の量を決定する。
【００８８】
実施例１及び２ならびに比較例１及び２の組成物を以下の表１に提示し、ここで基材中の構成要素は基材の総重量を基準にして重量％で提示され、堆積物層の構成要素は、基材の表面積の３０００ｆｔ２を基準にしてポンド（ｌｂｓ）で提示される。
【００８９】
【表１】
2019210463.tif 000003
【００９０】
利用される樹脂の量は、典型的に、当該技術分野において「樹脂ピックアップ」として記載される。表１に提示された樹脂の量は、基材及び堆積物層を合わせた総重量を基準にした重量％である。
【００９１】
繊維は、セルロース及びアラミド繊維を含む。
【００９２】
充填剤は、炭素繊維、珪藻土、シリカ、及びグラファイトを含む。
【００９３】
摩擦調整剤は、珪藻土及びシリカを含む。
【００９４】
ＸＲＦ分析の結果を図７に提示する。結果は、比較例１が表面上に約２７，０００カウントの非常に少量のケイ素を有することを示している。結果はまた、比較例２が表面上に約３３，０００カウントの非常に多量のケイ素を有することを示している。比較例１は、堆積物層または摩擦調整剤が添加されていないので、これらは予想される。さらに、比較例２は、顕著な勾配が形成されないように低真空を使用して形成される。実施例１は、比較例２よりも強い真空を使用して形成される。結果は、少量のシリコンが約３２，０００カウントの表面上に存在することを示す。実施例２は、実施例１及び比較例２よりも強い真空を使用して形成される。結果は、さらに少ない量のケイ素が約３１，０００カウントの表面上に存在することを示す。これらの結果は、真空の使用が、堆積物層のある量のケイ素を摩擦材中に引き込み、これによって摩擦材中に堆積物層の勾配またはグレーデッドパターンを形成することを示している。
【００９５】
図９Ａ〜図９Ｃは、中央層として明るい灰色で示される鉄（Ｆｅ）、及び摩擦材の２つの外部層全体に分散された仕様として白色で示されるシリコーン（Ｓｉ）を有するＳＥＭ画像のエネルギー分散分光法（ＥＤＳ）マップである。図９Ａは、基材上に堆積物層が存在しない比較例１を表わしている。図９Ｂは、基材内に部分的に移行した堆積物層を有する、実施例１を表わしている。図９Ｃは、堆積物層が基材内に完全に移行して統合された状態の実施例２を表わしている。言い換えれば、図９Ｃは、グレーデッドパターンで摩擦材中に配設された堆積物層を有する摩擦材を示す。
【００９６】
堆積物層の深さを浅くすること及び／またはグレーデッドパターンを形成することは、摩擦材の性能に多くの好ましい影響を与える可能性がある。例えば、堆積物層は繊維とのより良好な接着性を有し、それによって頑丈でより耐久性のある摩擦材を生成することができる。代替的に、グレーデッドパターン及び／または堆積物層の深さを浅くすることは、平滑化または研削のような後処理技術の利用可能性を見込むことができる。堆積物層が基材の最上部にある場合、研磨は、典型的に、堆積した材料に対しては、堆積物層が研削中に次いで除去されてしまうから、実行可能な技術ではない。加えて、平滑化または研削などの後処理は、所望される場合、活性堆積物層と共に滑らかで均一な表面をもたらすことができる。
【００９７】
堆積物層の深さをグレーデッドパターンで浅くする場合、後処理は、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように実行可能な選択肢である。図１０Ａは、研削のような後工程の平滑化を施していない摩擦材及びその最外側面を表す非接触レーザープロフィロメトリー３Ｄ画像である。図１０Ｂは、後工程の平滑化後の摩擦材及びその最外側面を表す非接触レーザープロフィロメトリー３Ｄ画像である。図１０Ｂでは、ピークは最外側面から除去され、その結果、接触面積は平滑化された最外側面の方が大きい。図１０Ｂに示される摩擦材の最外側面の接触面積の増加は、改善された摩擦特性をもたらす。
【００９８】
本開示の全般を通じて説明された実施形態のすべての組み合わせは、このような開示が上記の１つの段落またはセクションに逐語的に記載されていなくても、１つ以上の非限定的な実施形態において本明細書により明確に企図される。言い換えれば、明確に企図される実施形態は、本開示の任意の部分から選択及び組み合わされた前述された任意の１つ以上の要素を含むことができる。
【００９９】
前述された値のうちの１つ以上は、変化量が本開示の範囲内に留まる限り、±５％、±１０％、±１５％、±２０％、±２５％などばらつくことがあり得る。マーカッシュグループ（Ｍａｒｋｕｓｈ  ｇｒｏｕｐ）の各構成因子から他のすべての構成因子と独立的に予期せぬ結果を得ることができる。各々の構成因子は、添付された特許請求の範囲内の特定の実施形態に対して個別的に、そして組み合わせて依拠されることができ、かつこれらの実施形態に対して適切な裏付けを提供する。独立項及び単一従属及び多重従属との両方の従属項のすべての組み合わせの対象が本明細書において明確に企図される。本開示は、限定の用語ではなく説明の用語を含む例示的なものである。本開示の多くの修正形態及び変形形態が上記の教示に照らして可能であり、本開示は、本明細書に具体的に記載されるものとは異なる方法で実施され得る。
【０１００】
本開示内容の様々な実施形態を説明することにおいて、依拠される任意の範囲及び下位範囲は、独立的にかつ総括的に、添付された特許請求の範囲内に収まっていること、及びその中の全部及び／または一部の値を含むすべての範囲を、たとえこのような値が本明細書に明確に書かれていなくても、説明し、企図することを理解すべきである。当業者は、列挙された範囲及び下位範囲が、本開示の様々な実施形態を十分に説明し、これを可能にし、このような範囲及び下位範囲がそれに関連する１／２、１／３、１／４、１／５などにさらに区分され得ることを容易に認識する。単なる１例として、「０．１〜０．９の」範囲は、下位１／３、すなわち０．１〜０．３、中位１／３、すなわち０．４〜０．６、及び上位１／３、すなわち０．７〜０．９でさらに区分されることができ、これは、個別的に、総括的に、添付された特許請求の範囲内に収まり、添付された特許請求の範囲内の特定の実施形態に対して個別的に及び／または、総括的に依拠されることができ、これの実施形態に対して適切な裏付けを提供する。加えて、「少なくても」、「超過」、「未満」、「以下」などのような範囲を画定または修正する言語に関連して、このような言語は、下位範囲及び／または上限または下限を含むことが理解されるべきである。別の例として、「少なくとも１０」の範囲は、本質的に、少なくとも１０〜３５の下位範囲、少なくとも１０〜２５の下位範囲、２５〜３５の下位範囲などを含み、各々の下位範囲は、添付された特許請求の範囲内の特定の実施形態に対して個別的に及び／または総括的に依拠されることができ、これらの実施形態に対して適切な裏付けを提供する。最後に、開始された範囲内の個別的な数字は添付された特許請求の範囲内で特定の実施形態に対して依拠されることができ、このような実施形態に対して適切な裏付けを提供することができる。例えば、「１〜９」の範囲は、３のような様々な個々の整数とともに、４．１などの小数点（または分数）を含む個別的な数字を含み、これらは、添付された特許請求の範囲内で特定の実施形態に対して依拠されることができ、このような実施形態に対して適切な裏付けを提供することができる。
【図１】
2019210463.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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