(57)【要約】【課題】高トルク容量と良好な熱的安定性とを兼ね備えた湿式ペーパー摩擦材を提供すること。【解決手段】抄紙体に熱硬化性樹脂を含浸させて加熱硬化させ、さらに加圧成形して製造される湿式ペーパー摩擦材であって、繊維基材が抄紙体の２０〜８０重量％を占め、セルロースパルプ、アラミドパルプ、及び濾水度が１２０〜２８０ｍｌに調整された単重合アクリルパルプを含み、熱硬化性樹脂として、ストレートフェノール樹脂、アルキル変性フェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、桐油変性フェノール樹脂、カシュー油変性フェノール樹脂、桐油／カシュー油変性フェノール樹脂を２０〜４０重量％含浸させることで、高いトルク容量と耐熱性、機械強度を両立させた。【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て加熱硬化させ、さらに加圧成形して得られる湿式ペーパー摩擦材において、
前記抄紙体が繊維基材及び充填材からなり、
前記繊維基材が、抄紙体の２０〜８０重量％を占め、セルロースパルプ、アラミドパルプ、及び濾水度が１２０〜２８０ｍｌの単重合アクリルパルプを含むことを特徴とする、
湿式ペーパー摩擦材。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂が、ストレートフェノール樹脂、アルキル変性フェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、桐油変性フェノール樹脂、カシュー油変性フェノール樹脂、桐油／カシュー油変性フェノール樹脂の何れか一種又は複数種からなる、請求項１の湿式ペーパー摩擦材。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂が、摩擦材の２０〜４０重量％を占める、請求項１又は２の湿式ペーパー摩擦材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の自動変速機のクラッチ、ブレーキ要素に用いられる湿式ペーパー摩擦材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
湿式ペーパー摩擦材は、パルプをはじめとする繊維基材と摩擦調整材など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、加圧成形することで製造される。湿式ペーパー摩擦材の機能は、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抄紙体の配合、及び含浸する熱硬化性樹脂の影響を受けるので、素材の選定及び配合量については、湿式ペーパー摩擦材の用途に合わせ改良が続けられてきた。
【０００３】
摩擦調整材は多孔性、表面形状に影響を及ぼすものとして重要な役割を担っており、繊維成分は摩擦材の多孔性と柔軟性とを左右し、摩擦特性と耐熱性、機械強度とに影響を及ぼすものとして知られてきた。
主にバインダーとして使用されるフェノール樹脂は、湿式ペーパー摩擦材の機械強度だけでなく摩擦係数及び摩擦係数の速度依存性にも影響を及ぼす。特に「トルク容量」と定義される低速度域の摩擦係数は、樹脂の影響を大きく受けるため、これまでさまざまな油性材料や変性材料による検討が試みられてきた。
例えば、特許文献１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させ、硬化させた湿式摩擦材がある。
【０００４】
【特許文献１】
特公平５−４５８０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
自動変速機のクラッチ、ブレーキ要素において、止めた状態、又は僅かに滑りながらトルクを伝えることはトルク容量として、設計上の最も基本的な機能である。トルク容量が大きいと、例えば、クラッチの径を小さくしたり、枚数を減らしクラッチ要素を小型にすることが可能となる。その反面、摩擦係数が高いためクラッチ、ブレーキが作動する時の単位面積当たりの発熱量が増加する。そのため、摩擦材の耐熱性や機械的強度を損なうことが多く、高いトルク容量と耐熱性、機械強度の双方を満足する湿式ペーパー摩擦材を容易には製造することができなかった。
【０００６】
特許文献１の湿式摩擦材においても、共重合アクリルパルプが、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すので、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イッド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を有していた。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑み、主に自動変速機のクラッチ・ブレーキを用途とする高トルク容量と良好な熱的安定性とを兼ね備えた湿式ペーパー摩擦材を提供することを目的とするものであり、従来の湿式摩擦材の組成のうち、抄紙体をなす摩擦調整材中の繊維基材、樹脂に着目して改良することにより優れた摩擦特性と耐熱性、機械強度を両立させ、用途限定のない汎用性の高い高トルク容量湿式ペーパー摩擦材を開発することに成功したものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、抄紙体に熱硬化性樹脂を含浸させて加熱硬化させ、さらに加圧成形して得られる湿式ペーパー摩擦材において、前記抄紙体が繊維基材及び充填材からなり、前記繊維基材が、抄紙体総量のうち２０〜８０重量％を占め、セルロースパルプ、アラミドパルプ、及び濾水度が１２０〜２８０ｍｌの単重合アクリルパルプを含むことを特徴とする湿式ペーパー摩擦材によって、前記の課題を解決した。
【０００９】
【作用】
本発明においては、繊維基材が、抄紙体総量のうち２０〜８０重量％を占め、セルロースパルプ、アラミドパルプ、及び濾水度が１２０〜２８０ｍｌの単重合アクリルパルプを含むことで、トルク容量、耐熱性、及び機械強度に優れた湿式ペーパー摩擦材を提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の湿式ペーパー摩擦材は、性状を特定した繊維基材や充填材を配合して製作した抄紙体に熱硬化性樹脂を含浸させ加熱硬化、成形加工して製造される湿式ペーパー摩擦材であって、繊維基材としてセルロースパルプ、アラミドパルプ、単重合アクリルパルプ、及びその他の繊維を抄紙体総量のうち２０〜８０重量％含み、単重アクリルパルプの濾水度を１２０〜２８０ｍｌに調整し、さらに、熱硬化性樹脂としてストレートフェノール樹脂、アルキル変性フェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、桐油変性フェノール樹脂、カシュー油変性フェノール樹脂、桐油／カシュー油変性フェノール樹脂を前記抄紙体に対して２０〜４０重量％含浸させることで高いトルク容量と耐熱性、機械強度を両立させたものである。
【００１１】
繊維基材としてセルロースパルプ、アラミドパルプ、単重合アクリルパルプ、及びその他の繊維を抄紙体総量のうち２０〜８０重量％含有する。
アラミドパルプは、良好な熱的安定性及び抄紙性を有するが、セルロースパルプに比較して高価であるとともにフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂との馴染み性は劣る。また、セルロースパルプはアラミドパルプと比べて樹脂との馴染み性も良く安価であるものの熱的安定性や機械強度は劣る。一方、単重合アクリルパルプはフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂との馴染み性も良く、熱溶融しないという特徴をもっているため、アラミドパルプやセルロースパルプと合わせて使用することで、良好な熱的安定性と機械強度を比較的安価に得ることができる。これら繊維基材を総抄紙体の８０重量％より多くすると平滑な材料表面が得られず、２０重量％未満では機械強度が低下する。
【００１２】
抄紙体を構成する単重合アクリルパルプの濾水度は、１２０〜２８０ｍｌに調整される。
濾水度は繊維の叩解の度合いであり、濾水度が小さい程繊維の叩解が進み繊維一本一本の枝分かれの度合いが多くなる。アクリルパルプの枝分かれの度合いが多くなることにより、繊維同士の絡みが多くなり、フェノール樹脂を含浸硬化した後に十分な機械強度が得られる。
【００１３】
抄紙体を構成する単重合アクリルパルプとして、濾水度が１２０ｍｌより小さいものを用いると枝分かれ状態の繊維が多過ぎるために孔が小さくなりすぎるため、摩擦摺動中に目詰まりを生じやすくなり、耐熱性を低下させる。
抄紙体を構成するアラミドパルプとして濾水度が２８０ｍｌより大きくなると繊維同士の絡みが少なくなるため十分な機械強度が得られない。
【００１４】
熱硬化性樹脂として、ストレートフェノール樹脂、アルキル変性フェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、桐油変性フェノール樹脂、カシュー油変性フェノール樹脂、桐油／カシュー油変性フェノール樹脂の何れか一種又は複数種を用いて、前記抄紙体に対して２０〜４０重量％含浸させる。
【００１５】
一般的に、桐油変性フェノール樹脂、カシュー油変性フェノール樹脂、桐油／カシュー油変性フェノール樹脂等は、低速域の摩擦係数を引き上げる効果があることが知られている。その反面このような油性変性材を使用すると、耐熱性や機械的強度が損なわれるという問題がある。一方、ストレートフェノールは、低速域の摩擦係数を引き上げる効果は小さいものの、十分な耐熱性と機械的強度を有するため、上記の変性材と合わせて使用することで高い摩擦係数と耐熱性、機械強度を両立させることができる。これらの樹脂の含浸量が抄紙体の２０重量％未満であると機械的強度が得られず、４０重量％以上であると耐熱性が低下する。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例により具体的に説明する。
（実施例）
セルロースパルプ１０重量％、アラミドパルプ１０重量％、単重合アクリルパルプ３０重量％、珪藻土等の充填材を５０重量％配合した抄紙体に、油性変性を加えたストレートフェノール樹脂を摩擦材の３０重量％含浸・加熱硬化させ、芯金に接着しクラッチディスクを作製した。
【００１７】
（比較例）
比較例として、セルロースパルプ３０重量％、アラミドパルプ３０重量％、珪藻土３０重量％、そのカーボン系充填材を１０重量％配合した抄紙体に、ストレートフェノール樹脂を摩擦材の３５重量％含浸・加熱硬化させ、芯金に接着したクラッチディスクを使用した。
【００１８】
このようにして得られた湿式摩擦クラッチ板について、以下に述べる試験方法により、トルク容量、耐熱性、及び機械強度の評価を行った。
＜トルク容量評価条件＞
試験機：ＳＡＥ  Ｎｏ．２摩擦試験機
性能取得条件：摩擦面：６面
油温：８０℃
面圧：０．５ＭＰａ、１．０ＭＰａ、２．０ＭＰａ
回転数：０．７２、１、５、１０、２５、５０、７５、１００ｒｐｍ
以上の試験を行った結果、実施例の湿式ペーパー摩擦材は、トルク容量を示す低速での摩擦係数が高く、且つ摩擦係数の速度特性も良好であった。
【００１９】
＜高速耐久評価条件＞
試験機：ＳＡＥ  Ｎｏ．２摩擦試験機
性能取得条件：摩擦面：６面
油温：１００℃
面圧：０．７８５ＭＰａ
回転数：７１００ｒｐｍ
慣性量：０．０１Ｋｇ・ｍ／ｓ２
潤滑油量：３６０ｍｌ／ｍｉｎ
以上の試験を行った結果、図２，３に示すように、実施例の湿式ペーパー摩擦材は、耐熱性を示す摩擦係数の低下が小さく、且つ試験後の摩耗量も比較例に比べ小さく良好であった。
【００２０】
＜圧縮強度評価条件＞
試験機：繰返し圧縮強度試験機
評価条件：摩擦面：２面
油温：１２０℃
面圧：１０．０ＭＰａ
サイクル：荷重２ｓｅｃ、除荷４ｓｅｃ
以上の試験を行った結果、図４に示すように、実施例の湿式ペーパー摩擦材は、比較例に比べ良好な機械強度を示した。
【００２１】
図１乃至図４より、実施例は比較例に比して、トルク容量が大きく、十分な耐熱性と機械強度を示した。
以上の結果から、繊維基材としてセルロースパルプ、アラミドパルプ、単重合アクリルパルプ、及びその他の繊維を抄紙体総量のうち２０〜８０重量％含み、単重アクリルパルプの濾水度を１２０〜２８０ｍｌに調整し、さらに、熱硬化性樹脂としてストレートフェノール樹脂、アルキル変性フェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、桐油変性フェノール樹脂、カシュー油変性フェノール樹脂、桐油／カシュー油変性フェノール樹脂を前記抄紙体に対して２０〜４０重量％含浸させた摩擦材とし、高トルク容量と耐熱性、機械強度を両立させたことで、高トルク湿式ペーパー摩擦材として多くの湿式摩擦用途への適用が期待される。
【００２２】
【発明の効果】
本発明においては、繊維基材が、抄紙体総量のうち２０〜８０重量％を占め、セルロースパルプ、アラミドパルプ、及び濾水度が１２０〜２８０ｍｌの単重合アクリルパルプを含むことで、湿式ペーパー摩擦材のトルク容量、耐熱性、及び機械強度を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】トルク容量評価結果を示す図表。
【図２】耐久評価結果を示す図表。
【図３】耐久評価結果を示す図表。
【図４】圧縮強度評価結果を示す図表。
【図１】
2004332830.tif 000002
【図２】
2004332830.tif 000003
【図３】
2004332830.tif 000004
【図４】
2004332830.tif 000005