(57)【要約】【課題】摩擦機能が良好で、熱的安定性が高い湿紙摩擦材の提供。【解決手段】抄紙体に熱硬化性樹脂を含浸させ、さらに加熱圧縮して得られる湿式摩擦材において、抄紙体が単重合アクリロニトリル繊維をフィブリル化したパルプを５〜８０重量％含むことを特徴とする。この湿紙摩擦材は、熱的安定性が高く、クラッチ・ブレーキとしての長期間の摩擦仕事においても、摩擦係数が安定したものとなる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄紙体に熱硬化性樹脂を含浸させ、さらに加熱圧縮して得られる湿式摩擦材において、
前記抄紙体が単重合アクリロニトリル繊維をフィブリル化したパルプを５〜８０重量％含むことを特徴とする、
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、車両の摩擦・摺動要素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】
湿式摩擦材は、パルプをはじめとする繊維基材と摩擦調整材等の混合物を水中に分散させた後に抄紙し、乾燥後に熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱硬化、加熱圧縮することで製造される。湿式摩擦材の機能は、このような抄紙体の主成分である繊維基材、充填材及び摩擦調整材等の影響を受けるため、素材の選定及び配合量については、湿式摩擦材の用途に合わせ改良が続けられてきた。抄紙体の主成分である繊維基材の構成成分としては、天然繊維・合成繊維、無機繊維・摩擦調整材粉末が用いられている。
【０００３】
構成成分中でも、合成繊維の種類選定は、摩擦材の熱的安定性及び摩擦係数の安定性を左右する要因のひとつとして重要である。合成繊維の中でも、芳香族ポリアミド繊維をフィブリル化したパルプは、上述の条件を充たし、抄紙体の成形性も良好ではあるが、非常に高価な材料であるとともに、含浸するフェノール等の熱硬化性樹脂との馴染み性に課題が残る。そこで、芳香族ポリアミド繊維よりも安価であり、含浸する樹脂の補強効果が高く、且つ、熱的安定性及び安定した摩擦係数を実現する繊維及びパルプの選定が求められていた。そこで、フェノール樹脂等熱硬化性樹脂との馴染みが良く、熱溶融しないという特徴を持つアクリル繊維をフィブリル化したパルプが検討されてきた。
例えば、特公平５−４５８０８号公報には、ポリアクリロニトリル系の共重合アクリル繊維をフィブリル化したパルプ（以下、「共重合アクリルパルプ」という。）と充填材とを配合した抄紙体に、熱硬化性樹脂を含浸し、硬化させたことを特徴とする湿式摩擦材が開示されている。
しかしながら、このような一般的な共重合アクリルパルプは、特に、耐熱性・耐薬品性が弱く、湿式摩擦材の加工工程において寸法収縮を起こし、精度良く加工することが困難であったり、摩擦材作動時には摩擦熱やオートマチックトランスミッションフルード（以下、「ＡＴＦ」という。）中の化学薬品によって、著しい強度低下を起こす等の問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】
湿式摩擦材には、高い摩擦係数及び高い熱的安定性が要求される。湿式摩擦材を構成する抄紙体素材の熱的安定性が高い程、それを用いた湿式摩擦材に、より高次元の熱的安定性が期待できる。熱的安定性が高い繊維として無機繊維が挙げられるが、そのフィブリル化においては有機繊維のようには細分化できず、繊維間の絡み合いが弱く、抄紙体としての強度が期待できない。
また、芳香族ポリアミド繊維を元にしたパルプは、良好な熱的安定性及び良好な抄紙性を有するが、セルロースパルプに比し高価であるとともに、含浸するフェノール樹脂との馴染み性はセルロースパルプに劣る。
湿式摩擦材用として芳香族ポリアミド繊維殻なるパルプよりも安価な共重合アクリルパルプを用いることが、特公平５−４５８０８号に述べられている。しかし、上記の共重合アクリルパルプは、抄紙体に含まれる水分を飛ばすための乾燥工程やフェノール樹脂を含浸し、硬化させる工程において、主に熱に起因する収縮を生じさせる。そのため、抄紙体に反りや歪みを発生させ加工に支障をきたすという問題がある。
また、共重合モノマーとして酢酸ビニルやアクリル酸メチル等を使用しているため、摺動中の摩擦熱による熱分解を起こしやすく、熱的安定性の高い材料を安価に得ることができなかった。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、熱的安定性及び耐薬品性に優れたアクリロニトリルだけからなる化学組成の単重合アクリルパルプを使用することで、熱的安定性の高い湿式摩擦材を得ることに成功したものである。
【０００５】
【課題を解決する手段】
上記課題を解決するものとして、本発明は、熱的安定性が高く、クラッチ・ブレーキとしての長期間の摩擦仕事においても、摩擦係数が安定している湿式摩擦材に最適な単重合アクリルパルプを見出し、その単重合アクリルパルプを５〜８０重量％含むことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の湿式摩擦材は、単重合アクリルパルプを５〜８０重量％含むことを特徴とする。
通常、アクリル繊維とは、特公平５−４５８０８号公報に述べられているようなアクリロニトリル以外の共重合モノマーを７〜１５％共重合させた共重合体よりなる繊維である。
アクリロニトリル以外の共重合モノマーとしては、酢酸ビニルやアクリル酸メチル等が使用されるが、これらの共重合モノマーはいずれも耐熱性が低く、従って、この共重合体アクリル繊維をフィブリル化して得られる共重合アクリルパルプは、加工時の熱処理や摩擦材作動時の摩擦熟によって容易に熱収縮や熱分解を起こすものである。
また、これらの共重合モノマーは酸やアルカリによって加水分解を起こしやすい性質がある。このため、共重合アクリルパルプは、樹脂加工時やＡＴＦ中での作動時にこれらの薬品の影響を受けて繊維強度が低下し、従って、湿式摩擦材の強度や耐久性が低下する。
一方、単重合アクリルパルプは、共重合モノマーを含まず、熱的安定性及び耐薬品性に優れたアクリロニトリルだけからなる化学組成の単重合アクリル繊維をフィブリル化して作られるため、耐熱・耐薬品性に極めて優れている。
なお、抄紙体総重量に対する単重合アクリルパルプの含有量が５％未満であると、樹脂との馴染み性が十分に得られず、熱的安定性が向上しない。
一方、抄紙体総重量に対する単重合アクリルパルプの含有量が８０％を超えると、抄紙体の熱収縮が大きくなり、加工をする上で支障をきたす。
従来の共重合アクリルパルプで発生した抄紙体及び湿式摩擦材の加工工程における熱収縮の問題及び共重合アクリルパルプを含んだ湿式摩擦材における耐久使用中の摩擦係数低下の問題は、単重合アクリルパルプを抄紙体に使用することで解決できるものである。
【０００７】
【実施例】
以下、表１に示す実施例と比較例により、本発明を具体的に説明する。
【表１】
2004035803.tif 000002
（実施例１）
セルロースパルプ２０重量％、芳香族ポリアミドパルプ２５重量％、単重合アクリルパルプ５重量％、珪藻土無機粉体を含む摩擦調整剤５０重量％を配合した混合物の抄紙体に、熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱硬化させて加圧成形し、鋼板の芯金両面に、熱硬化性樹脂を用いて接着し、湿式クラッチ板を作製した。
【０００８】
（実施例２）
セルロースパルプ２０重量％、芳香族ポリアミドパルプ１５重量％、単重合アクリルパルプ１５重量％、珪藻土無機粉体を含む摩擦調整剤５０重量％を配合した混合物の抄紙体に、熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱硬化させて加圧成形し、鋼板の芯金両面に、熱硬化性樹脂を用いて接着し、湿式クラッチ板を作製した。
【０００９】
（実施例３）
セルロースパルプ２０重量％、芳香族ポリアミドパルプ５重量％、単重合アクリルパルプ２５重量％、珪藻土無機粉体を含む摩擦調整剤５０重量％を配合した混合物の抄紙体に、熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱硬化させて加圧成形し、鋼板の芯金両面に、熱硬化性樹脂を用いて接着し、湿式クラッチ板を作製した。
なお、比較例１〜４の組成は、表１に示すとおりである。
まず、図１は、湿式ペーパー摩擦材加工過程での熱収縮性を示すもので、本発明の湿式摩擦材が熱収縮性の問題を解決していることがわかる。
【００１０】
以上のようにして得られた湿式クラッチ板について、以下に述べる試験方法により、その高速耐久摩擦試験及び被圧縮強度試験を行った。
＜耐久摩擦試験条件＞
試験機：ＳＡＥ　Ｎｏ．２摩擦試験機
摩擦面：６面
慣性量：０．０１５０ｋｇ−ｍ−ｓ２
摩擦回数：５０００回
回転数：７３００ｒｐｍ
油　温：ｌ００℃
面　圧：７２０ｋＰａ
【００１１】
以上の試験を表１の実施例１，２，３及び比較例１，２，３，４で行った結果、図２に示すように、アクリルパルプを配合していない比較例１及び共重合アクリルパルプを配合した比較例２，３，４と比較して、単重合アクリルパルプを使用した湿式摩擦材の方が、耐久摩擦試験中の摩擦係数の低下が小さく良好な結果を示した。
【００１２】
また、単重合アクリルパルプの抄紙体への充填量が多い程、上記の耐久摩擦試験中の摩擦係数の低下が小さく、良好な結果を示した。
【００１３】
さらに、図３に示すように湿式摩擦材新品と上記摩擦試験を実施後の湿武摩擦材表面の多孔性の変化を調べるために、オートマチックトランスミッションフルード４μＬを滴下しその浸透速度を比較すると、単重合アクリルパルプを充填した湿式摩擦材の方が、摩擦試験前後での変化が少なく、形状の安定性において良好であることが確認された。
【００１４】
＜被圧縮疲労強度評価条件＞
試験機：繰り返し圧縮試験機
油　温：１２０℃
面　圧：１０ＭＰａ
【００１５】
図４に示すように、共重合アクリルパルプよりもフィブリル化が進んでいない比較例１及び熱収縮が大きく、且つ、引張り強度が低く、熱安定性が低い比較例２よりも、単重合アクリルパルプを使用した本実施例２の湿式摩擦材の方が、高い疲労剥離強度を示した。
【００１６】
【発明の効果】
以上の結果から明らかなように、単重合アクリルパルプを用いた本発明の湿式摩擦材は、共重合アクリルパルプ使用摩擦材の欠点を克服し、高価なアラミドパルプに置換可能な良好な摩擦機能を湿式摩擦材にもたらすものであり、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】湿式ペーパー摩擦材加工過程での熱収縮性を示す図表。
【図２】耐久摩擦試験中の摩擦係数経時変化率を示す図表。
【図３】耐久試験前後の油浸透速度を示す図表。
【図４】被圧縮疲労強度評価結果を示す図表。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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