(57)【要約】【課題】有機系溶剤及び無機系溶剤を一切必要としないことで、環境保全や作業者の健康に配慮し得るとともに製造コストを削減することができる摩擦材及びその製造方法を提供する。【解決手段】粘度が９００〜６０万ｃｐｓとされた物性値を有し、それ自体が室温で所定の流動性を有する流動性ポリマーを固形ゴムに含ませた混合物（流動性ポリマーの固形ゴムに対する混合比率が重量比で略１０〜７０％のもの）を含浸法又は押出し法にて基材繊維に付着させ、所定形状に形成して成る摩擦材である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定粘度を物性値として有し、それ自体が室温で所定の流動性を有する流動性ポリマーを固形ゴムに含ませた混合物を基材繊維に付着させて成ることを特徴とする摩擦材。
【請求項２】
前記混合物における流動性ポリマーは、粘度が９００〜６０万ｃｐｓとされるとともに、固形ゴムに対する混合比率が、重量比で略１０〜７０％とされたことを特徴とする請求項１記載の摩擦材。
【請求項３】
前記流動性ポリマーは、シリコン油、流動パラフィン、ポリメタアクリレート、プロセスオイル又は液状ゴム、若しくはその混合物から成ることを特徴とする請求項２記載の摩擦材。
【請求項４】
前記流動性ポリマーは、含有する前記固形ゴムの主な成分と同種類の材質から成るものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の摩擦材。
【請求項５】
所定粘度を物性値として有し、それ自体が室温で所定の流動性を有する流動性ポリマーを固形ゴムに含ませた混合物を基材繊維に付着させた後、所定形状に形成することを特徴とする摩擦材の製造方法。
【請求項６】
前記基材繊維に対し、前記混合物を含浸法又は押出し法にて付着させることを特徴とする請求項５記載の摩擦材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のクラッチ装置などに用いられる摩擦材及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のマニュアルトランスミッション用乾式クラッチ装置には、フライホイールに押圧されて摩擦によりエンジンの動力を駆動輪側に伝達するための摩擦材（摩擦用フェーシング）が配設されている。かかる摩擦材は、例えば粉末状のゴムや樹脂などを有機系溶剤に溶かして得られた混合液を含浸槽内に収容しておき、かかる含浸槽にガラス繊維等から成る基材繊維を通過させて、その外周面に含浸被覆させた後、該被覆された線状部材を環状に巻いて所定形状に形成し、熱プレス、キュア及び研磨等の工程を経ることにより得られる（例えば、特許文献１にて開示されている）。
【０００３】
ここで汎用的に使用される有機系溶剤として、例えばメタノール、エタノール、アセトン、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ又はＢＴＸが挙げられる。また、基材繊維に付着させるゴムや樹脂などの条件によっては、有機系溶剤に代えて水などの無機系溶剤を使用することも可能であるが、いずれにしても摩擦材の製造工程においては、有機系或いは無機系の溶剤が必要とされている。
【０００４】
更に、特許文献２には、上記の如き含浸法に代えて、押出機を用いて基材繊維の表面にゴム等を含有した被覆を形成して摩擦材を得る押出し法について開示されている。具体的には、押出機においてガラス繊維等から成る基材繊維を通過させながら、その表面（外周面）に所定粘度のゴム又は樹脂等を吐出した後、所定形状に形成して摩擦材を得ていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２１３５７７号公報
【特許文献２】
特開昭５７−１９５９３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の摩擦材においては、製造工程でゴム等を溶解するための溶剤が必要となってしまい、以下の如き問題があった。即ち、含浸法においては、含浸槽内に収容する被覆液に溶剤を含ませているとともに、押出し法においては、押出機で吐出させるゴム又は樹脂等に対して、予め溶剤を用いて所定粘度とする必要があり、いずれの方法においても有機系又は無機系溶剤が必要とされている。
【０００７】
このうち、有機系溶剤は、環境保全の観点や作業者の健康への配慮等から、近時においてその使用を制限することが要求されるに至っているのが実情である。一方、水等の無機系溶剤の場合、その使用を制限することが求められてはいないものの、製造工程における後工程において、付着した溶剤を蒸発させる工程が必要であり、且つ、廃水処理工程も必要とされ、環境保全や製造コストの削減等の観点から、摩擦材の製造過程におけるエネルギー消費を抑えるという要求に応えられなくなってしまう。尚、溶剤を蒸発させる工程が必要となる不具合は、有機系溶剤を使用した場合においても同様である。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、有機系溶剤及び無機系溶剤を一切必要としないことで、環境保全や作業者の健康に配慮し得るとともに製造コストを削減することができる摩擦材及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、所定粘度を物性値として有し、それ自体が室温で所定の流動性を有する流動性ポリマーを固形ゴムに含ませた混合物を基材繊維に付着させて成ることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の摩擦材において、前記混合物における流動性ポリマーは、粘度が９００〜６０万ｃｐｓとされるとともに、固形ゴムに対する混合比率が、重量比で略１０〜７０％とされたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の摩擦材において、前記流動性ポリマーは、シリコン油、流動パラフィン、ポリメタアクリレート、プロセスオイル又は液状ゴム、若しくはその混合物から成ることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の摩擦材において、前記流動性ポリマーは、含有する前記固形ゴムの主な成分と同種類の材質から成るものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、所定粘度を物性値として有し、それ自体が室温で所定の流動性を有する流動性ポリマーを固形ゴムに含ませた混合物を基材繊維に付着させた後、所定形状に形成することを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の摩擦材の製造方法において、前記基材繊維に対し、前記混合物を含浸法又は押出し法にて付着させることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る摩擦材は、自動車のマニュアルトランスミッション用乾式クラッチ装置には、フライホイールに押圧されて摩擦によりエンジンの動力を駆動輪側に伝達するための摩擦用フェーシングから成るものであり、図１に示すように、含浸又は押出し工程Ｓ１、巻取成形工程Ｓ２、熱成形工程Ｓ３、バリ取り工程Ｓ４、キュア工程Ｓ５及び研磨工程Ｓ６を経て製造される。
【００１６】
まず、Ｓ１にて含浸法を採用した場合について説明する。かかる含浸法においては、図２に示すように、流動性ポリマー及び固形ゴムなどの混合物４を収容した含浸槽３を予め用意しておく。この含浸槽３内の混合物４は、所定の流動性を有した流動性ポリマーに固形ゴムを含んで成り、その他に粉末樹脂や摩擦向上材が微少量含まれている。尚、含有する固形ゴムとしては、従来より汎用的に用いられているＳＢＲやＮＢＲ等を使用するのが好ましい。
【００１７】
流動性ポリマーは、所定粘度（９００〜６０万ｃｐｓ程度が好ましい）を物性値として有し、それ自体が室温で所定の流動性を有したポリマーから成るものである。即ち、本実施形態で用いられる流動性ポリマーは、それ自体が所定粘度を物性値としているため、従来の如く溶剤を用いて粘度を調整する必要がなく、当該溶剤（有機系及び無機系を含む）を一切不要とすることができるのである。
【００１８】
また、流動性ポリマーは、上記粘度で示すように比較的柔らかいものが使用されるため、固形ゴムや粉末樹脂などの原材料との混合の際に生じる発熱を抑制することができるとともに、当該原材料の硬化の進行やスコーチなど摩擦材としての性能に悪影響を与える現象の発生も抑制することができる。更に、流動性ポリマーの柔らかさ故、原材料との混合に要する労力（駆動手段にて混合する場合においては当該駆動手段の動力）を削減でき、発熱を更に抑制することができる。
【００１９】
ここで、流動性ポリマーは、原材料として含有する固形ゴムの主な成分と同種類の材質から成るものを使用するのが好ましい。固形ゴムとしては、天然ゴム、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＩＩＲ、ＥＰＤＭ、ＣＲ、ＮＢＲ、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムを使用することができ、これと対応してそれぞれの成分と同種類の材質から成る流動性ポリマーを使用すれば、これらの混合性が良好となるとともに、製品となった後での摩擦材において固形ゴムとは異なった成分をあまり含有しないので、当該摩擦材の品質を向上させることができる。以下の表１に固形ゴムと流動性ポリマーとの好ましい組み合わせについて例示する。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
尚、上記の如く、粘度が９００〜６０万ｃｐｓとされ、且つ、固形ゴムに対する混合比率が重量比で略１０〜７０％とした混合物における流動性ポリマーであれば、種々の材質のものを使用することができる。流動性ポリマーにおける固形ゴムに対する混合比率が１０％未満であると、得られる混合物が硬すぎて機材繊維への付着（含浸法及び押出法のいずれにおいても）が困難となる一方、７０％を超えると固形ゴムの混合比率が低すぎて、同時に添加される樹脂や摩擦向上材が脱落してしまうという不具合を生じてしまうからである。
【００２２】
尚、上記粘度及び混合比率であれば、流動性ポリマーを例えばシリコン油、流動パラフィン、ポリメタアクリレート、プロセスオイル又は液状ゴム（上記の如く原材料の固形ゴムの主成分と同様でないものを含む）或いはこの混合物とすることができる。これにより、汎用的な材料を流動性ポリマーとして使用できるので、製造コストが嵩んでしまうのを抑制することができる。
【００２３】
そして、上記の如き混合物４を収容した含浸槽３内に対し、ガラス繊維等から成る基材繊維２を通過させ、その外周面に混合物４を含浸被覆させて被覆ヤーン５を形成し得るようになっている。かかる基材繊維２は、ガラス繊維のみから成るもの、或いは当該ガラス繊維に有機繊維や金属線の少なくとも一方を撚り合わせたものであってもよく、図２に示すように、ロール部材１に巻かれつつ必要量だけ含浸槽３側へ引っ張られるようになっている。
【００２４】
次に、Ｓ１にて押出し法を採用した場合について説明する。かかる押出し法においては、例えば図３で示すように、混合物４を投入可能な投入口７、基材繊維２を導入可能な導入口８、当該基材繊維２の外周面が被覆された被覆ヤーン５を導出する導出口９、及び投入口７から投入された混合物４を導出口９側へ押し出すべく外周にスクリュが形成された押出手段１０を主に備えた押出し機６が使用される。
【００２５】
投入口７から投入される混合物４、及び導入口８から導入される基材繊維２は、含浸法の場合と同様のものとされる。そして、押出手段１０を回転駆動させつつ投入口７から混合物４を投入するとともに、ロール部材１側から導入口８を介して基材繊維２を導入すると、押出し機６内における導出口９側で基材繊維２の外周面に混合物４が被覆することとなり、その被覆された被覆ヤーン５が導出口９から導出される。
【００２６】
上記の如く、含浸又は押出し工程Ｓ１において、所定粘度（９００〜６０万ｃｐｓ）を物性値として有し、それ自体が室温で所定の流動性を有する流動性ポリマーを固形ゴムに含ませた混合物４を基材繊維２に付着させているので、有機系溶剤及び無機系溶剤を一切必要とせず、環境保全や作業者の健康に配慮し得るとともに、その後の溶剤の蒸発工程を不要とすることができるため、製造コストを削減することができる。
【００２７】
含浸又は押出し工程Ｓ１にて形成された被覆ヤーン５は、図示しない巻き取り機にて環状に巻き取られて円板状に予備成形され（Ｓ２）、該予備成形にて円板状に巻き取られたものが、その上下面をプレスされつつ加熱成形される（Ｓ３）。その後、バリを取り除くためのバリ取り工程（Ｓ４）、架橋及び硬化のためのキュア工程（Ｓ５）、研磨工程（Ｓ６）を経て、所定形状に形成された摩擦材（摩擦用フェーシング）が得られる。
【００２８】
以上、本実施形態に係る摩擦材の製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されず、混合物を上記の如き流動性ポリマーを使用して溶剤を不要とすれば、他の製造工程にて製造するようにしてもよい。また、摩擦材は、本実施形態の如く自動車のマニュアルトランスミッション用乾式クラッチ装置に配設されるものに限らず、種々の摩擦材として適用することができる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。係る実施例は本発明を例示的に示すものであり、本発明を制限するものではない。
【００３０】
（実施例１）
摩擦向上材（６７重量％）の一部と流動性ポリマー（５．２重量％）との混合物をゴムロールや各種ミキサ、ニーダーで固形ゴム（７．８重量％）に練り込み、均一になったところで残りの摩擦向上材と粉末樹脂（２０重量％）とを加え、更に混合した。そして、流動性ポリマーを固形ゴムに対して４０重量％配合した。
【００３１】
（実施例２）
摩擦向上材（６７重量％）の一部と流動性ポリマー（１．３重量％）との混合物をゴムロールや各種ミキサ、ニーダーで固形ゴム（１１．７重量％）に練り込み、均一になったところで残りの摩擦向上材と粉末樹脂（２０重量％）とを加え、更に混合した。そして、流動性ポリマーを固形ゴムに対して１０重量％配合した。
【００３２】
（実施例３）
摩擦向上材（６７重量％）の一部と流動性ポリマー（９．１重量％）との混合物をゴムロールや各種ミキサ、ニーダーで固形ゴム（３．９重量％）に練り込み、均一になったところで残りの摩擦向上材と粉末樹脂（２０重量％）とを加え、更に混合した。そして、流動性ポリマーを固形ゴムに対して７０重量％配合した。
【００３３】
（比較例１）
固形ゴム（１３重量％）と摩擦向上材（６７重量％）の一部とを、溶剤を一切使用せず、ゴムロールや各種ミキサ、ニーダーで混合し、均一になったところで粉末樹脂（２０重量％）と残りの摩擦向上材とを加え、再度混合した。
【００３４】
（比較例２）
摩擦向上材（６７重量％）の一部と流動性ポリマー（０．６５重量％）との混合物をゴムロールや各種ミキサ、ニーダーで固形ゴム（１２．３５重量％）に練り込み、均一になったところで残りの摩擦向上材と粉末樹脂（２０重量％）とを加え、更に混合した。そして、流動性ポリマーを固形ゴムに対して５重量％配合した。
【００３５】
（比較例３）
摩擦向上材（６７重量％）の一部と流動性ポリマー（１０．４重量％）との混合物をゴムロールや各種ミキサ、ニーダーで固形ゴム（２．６重量％）に練り込み、均一になったところで残りの摩擦向上材と粉末樹脂（２０重量％）とを加え、更に混合した。流動性ポリマーを固形ゴムに対して８０重量％配合した。
【００３６】
上記実施例１〜３及び比較例１〜３における基材繊維への付着性に対する実験結果について以下の表２に示す。かかる表２からも分かるように、流動性ポリマーの固形ゴムに対する配合比率は、１０〜７０重量％が基材繊維への付着性の観点から最も好ましい。尚、比較例１においては、混合時の発熱によって材料が固まってしまい、均一な混合物を得ることもできず、基材繊維への付着が困難であり、比較例２においては、基材繊維に良好に付着させるほどの可撓性は乏しく、基材繊維への付着が困難であった。また、比較例３においては、ゴムが柔らかくなりすぎて、その形状を維持できず、基材繊維への付着が困難であった。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
【発明の効果】
請求項１及び請求項５の発明によれば、所定粘度を物性値として有し、それ自体が室温で所定の流動性を有する流動性ポリマーを固形ゴムに含ませた混合物を基材繊維に付着させているので、有機系溶剤及び無機系溶剤を一切必要とせず、環境保全や作業者の健康に配慮し得るとともに、溶剤の蒸発工程を不要とすることができるため、製造コストを削減することができる。
【００３９】
請求項２の発明によれば、流動性ポリマーの粘度及び固形ゴムに対する混合比率が適切に設定されているので、基材繊維に対する固形ゴムの付着性を良好とすることができる。
【００４０】
請求項３の発明によれば、基材繊維に対する固形ゴムの付着性を良好とすることができるとともに、汎用的な材料を流動性ポリマーとして使用できるので、製造コストが嵩んでしまうのを抑制することができる。
【００４１】
請求項４の発明によれば、流動性ポリマーが、含有する固形ゴムの主な成分と同種類の材質から成るので、これらの混合を良好とするとともに、製品となった後の摩擦材において固形ゴムとは異なった成分をあまり含有しないので、当該摩擦材の品質を向上させることができる。
【００４２】
請求項６の発明によれば、基材繊維に対して流動性ポリマー及び固形ゴムの混合物を含浸法又は押出し法にて付着させるので、汎用的な既存の設備を用いて、有機系溶剤及び無機系溶剤を一切必要とせず、環境保全や作業者の健康に配慮し得るとともに、溶剤の蒸発工程を不要とすることができるため、製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る摩擦材の製造方法を示すフローチャート
【図２】本発明の実施形態に係る摩擦材の製造方法で適用される含浸法による摩擦材の製造工程を示す模式図
【図３】本発明の実施形態に係る摩擦材の製造方法で適用される押出し法による摩擦材の製造工程を示す模式図
【符号の説明】
１…ロール部材
２…基材繊維
３…含浸槽
４…混合物
５…被覆ヤーン
６…押出し機
７…投入口
８…導入口
９…導出口
１０…押出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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