(57)【要約】【課題】層間剥離を生じることなく負荷の増大に対応することができ、高い動摩擦係数と良好な静動比を有する湿式摩擦材を提供すること。【解決手段】湿式摩擦材１０は、湿式不織布１４と乾式不織布１６が、ニードルパンチング又は水流絡合方式により絡合一体化され、湿紙不織布１４側から摩擦調整剤が充填され、全体に熱硬化性樹脂が含浸・硬化された基材１２を加熱圧縮成形してなる。湿式不織布１４に摩擦調整剤を充填させることにより、高い摩擦係数が得られる。又、絡合方式により、高い層間強度も維持される。又、摩擦調整剤充填層１８が形成された後、熱硬化性樹脂を含浸・硬化させて加熱圧縮成形して作製した摩擦材１０の気孔率及び気孔径を特定範囲にすることにより、高い摩擦係数と良好な静動比とが得られる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式不織布と湿式不織布が絡合一体化されてなり、
前記湿式不織布側から摩擦調整剤が充填され、
全体に熱硬化性樹脂が含浸・硬化された基材を加熱圧縮成形したことを特徴とする、
湿式摩擦材。
【請求項２】
前記湿式不織布と前記乾式不織布との絡合一体化がニードルパンチング又は水流絡合方式によるものである、請求項１の湿式摩擦材。
【請求項３】
前記乾式不織布が、パラアラミド繊維、メタアラミド繊維、カーボン繊維、ガラス繊維、アクリル酸化繊維、カイノール繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ・アルミナ繊維、又はセルロース繊維を単独で又は２種以上混合させて紡績用カードで薄いシート状にしたものを、ニードルパンチング、ステッチボンド、又は接着で一体化させたものである、請求項１又は２の湿式摩擦材。
【請求項４】
前記湿式不織布が、パラアラミド繊維、メタアラミド繊維、カーボン繊維、ガラス繊維、アクリル酸化繊維、カイノール繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ・アルミナ繊維、又はセルロース繊維単独で又は２種以上混合させて抄紙機でシート状にしたものである、請求項１から３のいずれかの湿式摩擦材。
【請求項５】
前記摩擦調整剤が、けい藻土、グラファイト、活性炭、二硫化モリブデン、シリカ粉末のような無機状粉末物質、又はカシューダスト、フッ素樹脂粉末、球形フェノール樹脂硬化物粉末等のような有機質粉末状物質を単独で又は２種以上併用したものであり、前記基材への充填量が１０〜１００ｇ／ｍ２である、請求項１から４のいずれかの湿式摩擦材。
【請求項６】
前記摩擦調整剤が、前記基材への充填前にエポキシ樹脂のような熱硬化性エマルジョン系樹脂と混合され、前記摩擦調整剤の配合比率が２０〜８０重量％である、請求項１から５のいずれかの湿式摩擦材。
【請求項７】
前記熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂、油・ゴム・エポキシ樹脂等により改質された変性フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、又は不飽和ポリエステル樹脂を、単独で又は２種以上併用たものであり、前記熱硬化性樹脂の含浸量が、前記基材に前記摩擦調整剤を充填完了した中間製造品に対して３〜３０重量％である、請求項１から６のいずれかの湿式摩擦材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の湿式クラッチ又は湿式ブレーキに用いられる湿式摩擦材の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
湿式摩擦材としては、紙を基材とする、いわゆる、ペーパー摩擦材が主に用いられている。ペーパー摩擦材は、パルプに各種の摩擦調整剤などを配合したのち、抄紙を行い、更に、フェノール樹脂などの結合用樹脂を含浸・硬化させて製造されている。このペーパー摩擦材は、高い動摩擦係数を有し、且つ、良好な静動比（最終動摩擦係数μｏと動摩擦係数μｄとの比）を有している。
【０００３】
しかしながら、ペーパー摩擦材は昨今の車両のエンジン出力アップ等による湿式摩擦材への負荷の増大という条件下では、層間剥離（いわゆる、剥がれ）を生じやすく、摩擦材の層間剥離強度を維持するのが難しくなって、負荷の増大には対応しきれなくなっている。この改良として焼結合金、セミメタリック系、エラストマー系等の湿式摩擦材が提案されているが、それらは動摩擦係数が低く、且つ、静動比も劣るという欠点があり、まだ満足できるレベルに至るものは見出せない。
【０００４】
一方、基材に織布や不織布を用いる摩擦材が知られている（例えば、特許文献１〜４参照。）。織布及び不織布は、摩擦材の強度を得るには適した材料である。
しかしながら、織布を用いた摩擦材では、自動変速機油中での使用においては動摩擦係数が低い欠点がある。不織布を用いた摩擦材では、製品として要求される最終完成摩擦材の厚みが０．６ｍｍ以上になる場合に、基材の目付け量を管理しにくく、また、最終完成摩擦材の気孔率、気孔径を管理しにくいために、動摩擦係数を高く且つ摩耗量を小さくすることが困難であるという欠点がある。
又、乾式不織布間に織布を介在させ、不織布と織布とを３次元絡合させた三層構造からなる湿式摩擦材がある（例えば、特許文献５参照。）。この湿式摩擦材は、昨今の車両のエンジン出力アップ等による負荷が増大する条件下においては、層間剥離強度を維持して高耐久性であるという長所を持つ。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５９−１４０９２９号公報
【特許文献２】
特開平２−３６３９２号公報
【特許文献３】
特開平５−７８６４８号公報
【特許文献４】
特開平５−１３８７９０号公報
【特許文献５】
特許第２７６７１９７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、車両の小型化が推進され、湿式クラッチ及び湿式ブレーキには摩擦面積又は枚数の減少が必要とされている中で、従来通りのユニットとしての特性を維持するには、上記湿式摩擦材の摩擦係数及び熱安定性は十分なものではなかった。従って、層間剥離を生じることなく負荷の増大に対応でき、高い動摩擦係数と良好な静動比を有する湿式摩擦材の開発が強く望まれている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、乾式不織布に湿式不織布を積層し、絡合一体化させた不織布を基材として用いることにより、層間剥離を生じることなく負荷の増大に対応でき、高い摩擦係数及び高い熱安定性を有する湿式摩擦材が得られることを見出すに至った。
従って、本発明は、乾式不織布と湿式不織布が絡合一体化されてなり、前記湿式不織布側から摩擦調整剤が充填され、全体に熱硬化性樹脂が含浸・硬化された基材を加熱圧縮成形した湿式摩擦材によって前記の課題を解決するものである。
【０００８】
【作用】
本発明では、乾式不織布に湿式不織布を積層し、絡合一体化させてなる基材を用いることにより、層間剥離を生じることなく負荷の増大に対応でき、高い摩擦係数及び高い熱安定性を有する湿式摩擦材が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本発明の湿式摩擦材１０は、湿式不織布１４と乾式不織布１６が、ニードルパンチング又は水流絡合方式により絡合一体化され、湿紙不織布１４側から摩擦調整剤が充填され、全体に熱硬化性樹脂を含浸・硬化された基材１２を加熱圧縮成形してなる。
【００１０】
このように、湿式不織布１４に摩擦調整剤を充填させることにより、高い摩擦係数が得られる。又、上述した絡合方式により、高い層間強度も維持される。又、摩擦調整剤充填層１８が形成された後、熱硬化性樹脂を含浸・硬化させて加熱圧縮成形して作製した摩擦材１０の気孔率及び気孔径を特定範囲にすることにより、高い摩擦係数と良好な静動比とが得られるようになる。
【００１１】
本発明における乾式不織布としては、パラアラミド繊維、メタアラミド繊維、カーボン繊維、ガラス繊維、アクリル酸化繊維、カイノール繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ・アルミナ繊維、セルロース繊維等の繊維を用い、単独で又は２種以上混合させて、紡績用カード等で繊維を薄いシート状にし、ニードルパンチング、ステッチボンド、接着などで一体化させたものを使用する。
【００１２】
本発明における湿式不織布としては、パラアラミド繊維、メタアラミド繊維、カーボン繊維、ガラス繊維、アクリル酸化繊維、カイノール繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ・アルミナ繊維、セルロース繊維等の繊維を用い、単独で又は２種以上混合させ、抄紙機を利用してシート状にしたものを使用する。
【００１３】
本発明における摩擦調整剤としては、けい藻土、グラファイト、活性炭、二硫化モリブデン、シリカ粉末のような無機状粉末物質、カシューダスト、フッ素樹脂粉末、球形フェノール樹脂硬化物粉末等のような有機質粉末状物質が挙げられる。基材への充填時には、これらを単独で又は２種以上を併用して使用することができ、充填量は１０〜１００ｇ／ｍ２であることが好ましい。又、摩擦調整剤  は、摩擦材基材への充填前にエポキシ樹脂のような熱硬化性エマルジョン系樹脂と混合しておく。このとき、摩擦調整剤の配合比率は２０〜８０重量％であることが好ましい。
【００１４】
本発明において用いられる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、油・ゴム・エポキシ樹脂等により改質された変性フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられ、これらは単独又は２種以上の樹脂を併用して使用することができる。熱硬化性樹脂の含浸量は、摩擦材基材に摩擦調整剤を充填完了した中間製造品に対して３〜３０重量％であることが好ましい。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例１）
パラアラミド繊維（繊維長５１ｍｍ、繊維径１２μｍ）を目付量が２２０ｇ／ｍ２になるように、ニードルパンチングマシンを用いて絡合一体化させて、乾式不織布を製作した。別に、パラアラミド繊維（繊維長１２ｍｍ、繊維径１２μｍ）を抄紙機を用いて目付量が３５０ｇ／ｍ２になるように抄紙処理を行って上層用湿式不織布を作製した。次に、この乾式不織布表面に上層用湿式不織布を重ね合わせ、ニードルパンチングマシンを用いて、目付量が２５０ｇ／ｍ２になるように絡合一体化させ基材を作製した。摩擦材基材１２は、図１に示されるように、湿式不織布１４及び乾式不織布１６からなる。
【００１６】
次に、活性炭３０重量％、カシューダスト３０重量％、エポキシエマルジョン樹脂４０重量％の割合でミキサーにより撹拌混合した組成物をロールコータを用いて基材表面に４０ｇ／ｍ２（摩擦調整剤量は２４ｇ／ｍ２）充填し、１８０℃で８分間乾燥させ、摩擦調整剤充填層１８を形成した。
【００１７】
次に、この中間製造品全体に市販のフェノール樹脂を中間製造品に対して２５重量％になるように含浸させ、２２０℃で１０分間硬化させた。さらに、図２に示されるようにこのシート状中間製造品２０からプレスと金型を用いて、外径１３３ｍｍ、内径１１３ｍｍのリング形状品２２を打ち抜いた。別に用意したリング状芯鉄板の両面に接着剤を塗布し、６０℃で２０分間乾燥させた。この接着剤を塗布したリング状芯鉄板の両面に、摩擦調整剤充填層１８が表面となるようにリング状形状品２２を貼り合わせ、２５０℃、３分間、実面圧１００ｋｇ／ｍ２で加熱プレスを行って湿式摩擦板を得た。
【００１８】
この湿式摩擦板の摩擦特性をＳＡＥ＃２試験機で、層間剥離強度を繰返し圧縮疲労試験機で測定した。その条件を表１及び２に示す。
【表１】
2004217790.tif 000003
【表２】
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【００１９】
摩擦試験では、モータを１，８００ｒｐｍで２０秒間回転させた後、摩擦板と摩擦相手板とを空圧ピストンで係合させ、慣性吸収させて１０秒間停止させ、このサイクルを２００回繰返した。その後、摩擦係数を測定したところ、動摩擦係数は０．２２０、静摩擦係数は０．２１０と高い値を示した。さらにテストを続行して５，０００回繰返したところ、動摩擦係数は０．２０５、静摩擦係数は０．２０１と変化が少なく安定した特性が得られた。又、５，０００回後の摩耗量は１５μｍと少なく、静動比は０．９０と小さく良好な値であった。
【００２０】
繰返し圧縮疲労試験では、実面圧１００ｋｇ／ｃｍ２で摩擦相手板を摩擦板に  ２秒間押し付けてから、１０秒間加圧除去して、このサイクルを１とした。このテストを続行して、１０，０００回毎に摩擦材層間剥離の有無を確認して圧縮量を測定した。２００，０００回テストを行っても摩擦材層間剥離は見られず、圧縮量も２０μｍと小さく良好であった。
【００２１】
（比較例１）
パラアラミド繊維（繊維長５１ｍｍ、繊維径１２μｍ）を乾式不織布目付量が２５０ｇ／ｍ２になるように、ニードルパンチングマシンを用いて絡合一体化させて基材とした。上層用湿式不織布の積層は行わず、摩擦調整剤充填以降の処理は実施例１と同一にして摩擦板を製作し、同様の試験を実施した。
２００回後の動摩擦係数は０．１８４、静摩擦係数は０．１８０、５，０００回後の動摩擦係数は０．１７９、静摩擦係数は０．１７５と変化が少なく安定はしているものの、実施例１において得られたレベルには至らなかった。繰返し圧縮疲労試験では、２００，０００回テストを行っても摩擦材層間剥離は見られず、圧縮量も１６μｍと小さく良好であった。
【００２２】
【発明の効果】
以上の結果から明らかなように、乾式不織布に湿式不織布を絡合一体化させてなる本発明の湿式摩擦材は、層間剥離を生じることなく負荷の増大に対応でき、高い摩擦係数及び高い熱安定性を有するものであり、今後多くの湿式摩擦用途への適用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の摩擦材の断面図。
【図２】シート状中間製造品及びリング形状品の斜視図。
【符号の説明】
１０：湿式摩擦材
１２：基材
１４：湿式不織布
１６：乾式不織布
１８：摩擦調整剤充填層
【図１】
2004217790.tif 000005
【図２】
2004217790.tif 000006