JP2002146041A - 湿式摩擦材 - Google Patents
湿式摩擦材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の湿式摩擦材よりもさらに高い摩擦係数
を有し、μｓ−Ｖ（静摩擦係数−回転数）特性が正勾配
となり、さらに寸法安定性の良好な湿式摩擦材を提供す
る。 【解決手段】 繊維基材と充填剤と結合剤とからなる湿
式摩擦材において、結合剤は下記式（１）及び（２）で
示されるシランカップリング剤の混合物の加水分解液の
硬化物からなるシリコーン樹脂である。 （Ｒ1 ）（Ｒ2 ）n Ｓｉ（ＯＲ3 ）3-n （１） （式中、Ｒ1 は末端に一級アミンを有するアルキルアミ
ノ基を表し、Ｒ2 及びＲ 3 はそれぞれ独立に炭素数１〜
３のアルキル基を表し、ｎは０又は１の整数を表す。） （Ｒ4 ）m Ｓｉ（ＯＲ5 ）4-m （２） （式中、Ｒ4 及びＲ5 はそれぞれ独立に炭素数１〜３の
アルキル基を表し、ｍは１又は２の整数を表す。）
を有し、μｓ−Ｖ（静摩擦係数−回転数）特性が正勾配
となり、さらに寸法安定性の良好な湿式摩擦材を提供す
る。 【解決手段】 繊維基材と充填剤と結合剤とからなる湿
式摩擦材において、結合剤は下記式（１）及び（２）で
示されるシランカップリング剤の混合物の加水分解液の
硬化物からなるシリコーン樹脂である。 （Ｒ1 ）（Ｒ2 ）n Ｓｉ（ＯＲ3 ）3-n （１） （式中、Ｒ1 は末端に一級アミンを有するアルキルアミ
ノ基を表し、Ｒ2 及びＲ 3 はそれぞれ独立に炭素数１〜
３のアルキル基を表し、ｎは０又は１の整数を表す。） （Ｒ4 ）m Ｓｉ（ＯＲ5 ）4-m （２） （式中、Ｒ4 及びＲ5 はそれぞれ独立に炭素数１〜３の
アルキル基を表し、ｍは１又は２の整数を表す。）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両の
自動変速機等において、油中で使用されるクラッチ、ブ
レーキ等の摩擦係合装置に用いる湿式摩擦材に関する。
自動変速機等において、油中で使用されるクラッチ、ブ
レーキ等の摩擦係合装置に用いる湿式摩擦材に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両、例えば自動車の自動変速機は、通
常、金属製基板（コアプレート）の表面に湿式摩擦材を
接着した複数のフリクションプレートと、金属板等の一
枚板からなる摩擦相手材としてのセパレータプレートと
を交互に配した多板クラッチが組み込まれ、潤滑油とし
て使用されるＡＴＦ（オートマチックトランスミッショ
ンフルード）の中で、これらのプレートを相互に圧接、
開放することによって、駆動力を伝達又は遮断するよう
にしている。
常、金属製基板（コアプレート）の表面に湿式摩擦材を
接着した複数のフリクションプレートと、金属板等の一
枚板からなる摩擦相手材としてのセパレータプレートと
を交互に配した多板クラッチが組み込まれ、潤滑油とし
て使用されるＡＴＦ（オートマチックトランスミッショ
ンフルード）の中で、これらのプレートを相互に圧接、
開放することによって、駆動力を伝達又は遮断するよう
にしている。
【０００３】このような油中で使用される摩擦係合装置
に用いる湿式摩擦材としては、「ペーパー摩擦材」と呼
ばれるペーパー系湿式摩擦材が一般的である。この湿式
摩擦材は、天然パルプ繊維、有機合成繊維や無機繊維等
の繊維基材と、充填剤や摩擦調整剤と、結合剤からな
り、一般に、結合剤としてフェノール系樹脂が、充填剤
として珪藻土が用いられている。かかる湿式摩擦材は湿
式多板クラッチのフリクションプレートの両面に貼着さ
れる。そして湿式多板クラッチは通常このフリクション
プレートを４〜５枚備えている。従って、湿式摩擦材は
その２倍の８〜１０枚用いられていることになる。
に用いる湿式摩擦材としては、「ペーパー摩擦材」と呼
ばれるペーパー系湿式摩擦材が一般的である。この湿式
摩擦材は、天然パルプ繊維、有機合成繊維や無機繊維等
の繊維基材と、充填剤や摩擦調整剤と、結合剤からな
り、一般に、結合剤としてフェノール系樹脂が、充填剤
として珪藻土が用いられている。かかる湿式摩擦材は湿
式多板クラッチのフリクションプレートの両面に貼着さ
れる。そして湿式多板クラッチは通常このフリクション
プレートを４〜５枚備えている。従って、湿式摩擦材は
その２倍の８〜１０枚用いられていることになる。
【０００４】ところで、近年の自動車部品は小型化や軽
量化が進められている。湿式多板クラッチも事情は同じ
で、湿式多板クラッチに用いられているフリクションプ
レートの枚数を減らして軸方向寸法の短縮（小型化）や
軽量化を図ることが検討されている。このような背景か
ら湿式摩擦材はより少ない枚数で上記従来の湿式摩擦材
と同等のトルク容量を受け持ち、かつ従来と同等かそれ
以上の摩擦特性、耐熱性、耐久性を有していることが要
求される。
量化が進められている。湿式多板クラッチも事情は同じ
で、湿式多板クラッチに用いられているフリクションプ
レートの枚数を減らして軸方向寸法の短縮（小型化）や
軽量化を図ることが検討されている。このような背景か
ら湿式摩擦材はより少ない枚数で上記従来の湿式摩擦材
と同等のトルク容量を受け持ち、かつ従来と同等かそれ
以上の摩擦特性、耐熱性、耐久性を有していることが要
求される。
【０００５】従来、湿式摩擦材の摩擦係数を高くするた
めに、充填剤にアルミナや窒化ケイ素等を用いることが
試みられていた。しかし、かかる湿式摩擦材は最終動摩
擦係数μｏが高くなってしまうという特性を有していた
ため、クラッチに用いると変速ショックが出てしまうと
いう問題があった。また、最近ではさらに高い摩擦係数
が要求されるようになってきた。また、一部の湿式摩擦
材には、吸湿・吸水作用により、製品の保管時、或いは
輸送時などに空気中の水分を吸ってしまい、寸法が変化
してしまうという問題がある。
めに、充填剤にアルミナや窒化ケイ素等を用いることが
試みられていた。しかし、かかる湿式摩擦材は最終動摩
擦係数μｏが高くなってしまうという特性を有していた
ため、クラッチに用いると変速ショックが出てしまうと
いう問題があった。また、最近ではさらに高い摩擦係数
が要求されるようになってきた。また、一部の湿式摩擦
材には、吸湿・吸水作用により、製品の保管時、或いは
輸送時などに空気中の水分を吸ってしまい、寸法が変化
してしまうという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、従来
の湿式摩擦材よりもさらに高い摩擦係数を有し、かつ最
終動摩擦係数が高くならないようμｓ−Ｖ（静摩擦係数
−回転数）特性が正勾配となり、さらに寸法安定性の良
好な湿式摩擦材を提供することを目的とする。
の湿式摩擦材よりもさらに高い摩擦係数を有し、かつ最
終動摩擦係数が高くならないようμｓ−Ｖ（静摩擦係数
−回転数）特性が正勾配となり、さらに寸法安定性の良
好な湿式摩擦材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者は、シランカップリング剤が有機ポリマー
と無機、金属材料とからなる複合材料の性能向上に広く
利用されていることに着目し、シランカップリング剤の
加水分解液について鋭意検討を重ねた。シランカップリ
ング剤は、一般式Ｙ−ＳｉＸ3 で示され、Ｙはアミノ
基、エポキシ基、ビニル基、メタクリル基、メルカプト
基に代表される反応性有機官能基を、Ｘはアルコキシ基
に代表される加水分解性基を表す。その作用機構は、加
水分解性基Ｘ、例えば、アルコキシ基が水と反応してシ
ラノール基となり、無機材料表面の水酸基と結合する。
一方、反応性有機官能基Ｙ、例えば、アミノ基が有機ポ
リマーの反応性基と反応して、化学的に結合（共有結
合）する。つまり、シランカップリング剤が無機材料と
有機材料との仲立ちの役目を果たし、物理的強度の向
上、無機物の有機樹脂への親和性向上、高温高湿度下に
おける物理的強度低下の抑制などに効果をあげる。この
うような特性を有するシランカップリング剤をペーパー
系湿式摩擦剤に適用するにあたっては、湿式摩擦材全体
に均一に結合剤を含浸させる必要があるため、微細な多
孔性を有するペーパー基材への浸透性、ぬれ性に特に優
れたものでなければならない。かかる観点からシランカ
ップリング剤の加水分解液について鋭意研究を重ねた結
果、上記一般式式Ｙ−ＳｉＸ3 で示されるシランカップ
リング剤のうち、Ｙがアミノ基、Ｘがアルコキシ基で表
されるものが、ペーパー基材への浸透性、ぬれ性に特に
優れていること、さらには、このようなアミノシランの
加水分解液の硬化物の親水性に起因した吸水・吸湿作用
により、湿式摩擦材の寸法安定性にやや難があり、その
解決手段としてアルキル基を有するシリコンアルコキシ
ドとの併用が有効であることを見出し、本発明を完成し
た。
に、本発明者は、シランカップリング剤が有機ポリマー
と無機、金属材料とからなる複合材料の性能向上に広く
利用されていることに着目し、シランカップリング剤の
加水分解液について鋭意検討を重ねた。シランカップリ
ング剤は、一般式Ｙ−ＳｉＸ3 で示され、Ｙはアミノ
基、エポキシ基、ビニル基、メタクリル基、メルカプト
基に代表される反応性有機官能基を、Ｘはアルコキシ基
に代表される加水分解性基を表す。その作用機構は、加
水分解性基Ｘ、例えば、アルコキシ基が水と反応してシ
ラノール基となり、無機材料表面の水酸基と結合する。
一方、反応性有機官能基Ｙ、例えば、アミノ基が有機ポ
リマーの反応性基と反応して、化学的に結合（共有結
合）する。つまり、シランカップリング剤が無機材料と
有機材料との仲立ちの役目を果たし、物理的強度の向
上、無機物の有機樹脂への親和性向上、高温高湿度下に
おける物理的強度低下の抑制などに効果をあげる。この
うような特性を有するシランカップリング剤をペーパー
系湿式摩擦剤に適用するにあたっては、湿式摩擦材全体
に均一に結合剤を含浸させる必要があるため、微細な多
孔性を有するペーパー基材への浸透性、ぬれ性に特に優
れたものでなければならない。かかる観点からシランカ
ップリング剤の加水分解液について鋭意研究を重ねた結
果、上記一般式式Ｙ−ＳｉＸ3 で示されるシランカップ
リング剤のうち、Ｙがアミノ基、Ｘがアルコキシ基で表
されるものが、ペーパー基材への浸透性、ぬれ性に特に
優れていること、さらには、このようなアミノシランの
加水分解液の硬化物の親水性に起因した吸水・吸湿作用
により、湿式摩擦材の寸法安定性にやや難があり、その
解決手段としてアルキル基を有するシリコンアルコキシ
ドとの併用が有効であることを見出し、本発明を完成し
た。
【０００８】即ち，本発明による湿式摩擦材は、繊維基
材と充填剤と結合剤とからなる湿式摩擦材において、前
記結合剤は下記式（１）及び（２）で示されるシランカ
ップリング剤の混合物の加水分解液の硬化物からなるシ
リコーン樹脂であること、を特徴としている。 （Ｒ1 ）（Ｒ2 ）n Ｓｉ（ＯＲ3 ）3-n （１） （式中、Ｒ1 は末端に一級アミンを有するアルキルアミ
ノ基を表し、Ｒ2 及びＲ 3 はそれぞれ独立に炭素数１〜
３のアルキル基を表し、ｎは０又は１の整数を表す。） （Ｒ4 ）m Ｓｉ（ＯＲ5 ）4-m （２） （式中、Ｒ4 及びＲ5 はそれぞれ独立に炭素数１〜３の
アルキル基を表し、ｍは１又は２の整数を表す。） ここで、前記シランカップリング剤の混合物において、
前記式（１）及び（２）で示されるシランカップリング
剤の少なくとも一方は３個の加水分解性基を有するもの
であることが好ましい。また、前記シランカップリング
剤の混合物において、前記式（１）で示されるシランカ
ップリング剤のモル数に対して前記式（２）で示される
シランカップリング剤のモル数の比が０．１〜１０とな
るように配合されることが好ましい。また、前記シラン
カップリング剤の混合物の加水分解液において、水の添
加量は、シランカップリング剤の有する加水分解性基の
半数が加水分解可能な量以上で、かつシランカップリン
グ剤の有する加水分解性基の全数が加水分解可能な量の
２倍以下とするのが好ましい。また、前記充填剤は珪藻
土及びモース硬度８〜９．５のフィラーのうち少なくと
も一方を含むものが好ましい。また、前記珪藻土は略円
盤状のものが好ましい。また、前記フィラーはアルミナ
が好ましい。
材と充填剤と結合剤とからなる湿式摩擦材において、前
記結合剤は下記式（１）及び（２）で示されるシランカ
ップリング剤の混合物の加水分解液の硬化物からなるシ
リコーン樹脂であること、を特徴としている。 （Ｒ1 ）（Ｒ2 ）n Ｓｉ（ＯＲ3 ）3-n （１） （式中、Ｒ1 は末端に一級アミンを有するアルキルアミ
ノ基を表し、Ｒ2 及びＲ 3 はそれぞれ独立に炭素数１〜
３のアルキル基を表し、ｎは０又は１の整数を表す。） （Ｒ4 ）m Ｓｉ（ＯＲ5 ）4-m （２） （式中、Ｒ4 及びＲ5 はそれぞれ独立に炭素数１〜３の
アルキル基を表し、ｍは１又は２の整数を表す。） ここで、前記シランカップリング剤の混合物において、
前記式（１）及び（２）で示されるシランカップリング
剤の少なくとも一方は３個の加水分解性基を有するもの
であることが好ましい。また、前記シランカップリング
剤の混合物において、前記式（１）で示されるシランカ
ップリング剤のモル数に対して前記式（２）で示される
シランカップリング剤のモル数の比が０．１〜１０とな
るように配合されることが好ましい。また、前記シラン
カップリング剤の混合物の加水分解液において、水の添
加量は、シランカップリング剤の有する加水分解性基の
半数が加水分解可能な量以上で、かつシランカップリン
グ剤の有する加水分解性基の全数が加水分解可能な量の
２倍以下とするのが好ましい。また、前記充填剤は珪藻
土及びモース硬度８〜９．５のフィラーのうち少なくと
も一方を含むものが好ましい。また、前記珪藻土は略円
盤状のものが好ましい。また、前記フィラーはアルミナ
が好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。本発明の湿式摩擦材は、繊維基材と充填
剤と結合剤とからなる湿式摩擦材において、結合剤とし
てシランカップリング剤の混合物の加水分解液の硬化物
からなるシリコーン樹脂を用いたものである。ここで、
繊維基材としては、木材パルプ等の天然パルプ繊維、ア
ラミド等の有機合成繊維、ガラス、炭素等の無機繊維
等、従来から使用されているものを用いることができ
る。
的に説明する。本発明の湿式摩擦材は、繊維基材と充填
剤と結合剤とからなる湿式摩擦材において、結合剤とし
てシランカップリング剤の混合物の加水分解液の硬化物
からなるシリコーン樹脂を用いたものである。ここで、
繊維基材としては、木材パルプ等の天然パルプ繊維、ア
ラミド等の有機合成繊維、ガラス、炭素等の無機繊維
等、従来から使用されているものを用いることができ
る。
【００１０】また、充填剤として珪藻土及びモース硬度
８〜９．５のフィラーのうち少なくとも一方を用いるの
が好ましい。ここで、充填剤として用いる珪藻土は略円
盤状のものが好ましい。これは、円盤状の珪藻土を用い
ることによって、湿式摩擦材の表面平滑性が向上して相
手摩擦面との接触が良くなり、その結果、摩擦係数が高
くなるものと推定される。なお、円盤状の珪藻土は、そ
の直径が５〜５０μｍ程度のものが好ましい。また、モ
ース硬度８〜９．５のフィラーとしては、窒化ケイ素、
アルミナ、アルミニウムシリカ等を用いる。上記各充填
剤は各々単独で使用しても、任意に組み合わせて使用し
ても良好な結果を得ることができるが、円盤状の珪藻土
とアルミナとの組み合わせが最も優れている。なお、上
記充填剤は摩擦調整剤としての機能も併せもつ。
８〜９．５のフィラーのうち少なくとも一方を用いるの
が好ましい。ここで、充填剤として用いる珪藻土は略円
盤状のものが好ましい。これは、円盤状の珪藻土を用い
ることによって、湿式摩擦材の表面平滑性が向上して相
手摩擦面との接触が良くなり、その結果、摩擦係数が高
くなるものと推定される。なお、円盤状の珪藻土は、そ
の直径が５〜５０μｍ程度のものが好ましい。また、モ
ース硬度８〜９．５のフィラーとしては、窒化ケイ素、
アルミナ、アルミニウムシリカ等を用いる。上記各充填
剤は各々単独で使用しても、任意に組み合わせて使用し
ても良好な結果を得ることができるが、円盤状の珪藻土
とアルミナとの組み合わせが最も優れている。なお、上
記充填剤は摩擦調整剤としての機能も併せもつ。
【００１１】本発明において、結合剤の基となるシラン
カップリング剤の加水分解液は、主原料であるシランカ
ップリング剤と、水、必要に応じて溶剤を反応釜に仕込
み、室温乃至は比較的低温下（溶剤（低級アルコール）
の沸点以下、例えば４０〜５０℃程度）で、一定時間
（例えば３〜５時間程度）混合攪拌することにより得ら
れる。
カップリング剤の加水分解液は、主原料であるシランカ
ップリング剤と、水、必要に応じて溶剤を反応釜に仕込
み、室温乃至は比較的低温下（溶剤（低級アルコール）
の沸点以下、例えば４０〜５０℃程度）で、一定時間
（例えば３〜５時間程度）混合攪拌することにより得ら
れる。
【００１２】そして、シランカップリング剤としては、
ペーパー基材に対する浸透性・ぬれ性に優れる下記式
（１）で示されるシランカップリング剤と湿式摩擦材の
寸法安定性に寄与する下記式（２）で示されるシランカ
ップリング剤との混合物を使用する。 （Ｒ1 ）（Ｒ2 ）n Ｓｉ（ＯＲ3 ）3-n （１） （式中、Ｒ1 は末端に一級アミンを有するアルキルアミ
ノ基を表し、Ｒ2 及びＲ 3 はそれぞれ独立に炭素数１〜
３のアルキル基を表し、ｎは０又は１の整数を表す。） （Ｒ4 ）m Ｓｉ（ＯＲ5 ）4-m （２） （式中、Ｒ4 及びＲ5 はそれぞれ独立に炭素数１〜３の
アルキル基を表し、ｍは１又は２の整数を表す。） 具体的には、式（１）で示されるシランカップリング剤
には１分子中に３個のアルコキシ基を有するアミノシラ
ンとして、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３
−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−（アミ
ノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシランなど
が挙げられ、これらの１種又は２種以上の混合物を用い
ることができる。また、１分子中に２個のアルコキシ基
を有するアミノシランとして、３−アミノプロピルメチ
ルジメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエト
キシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）３−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチ
ル）３−アミノプロピルメチルジエトキシシランなどが
挙げられ、これらの１種又は２種以上の混合物を用いる
ことができる。また、式（２）で示されるシランカップ
リング剤には、３官能性のメチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシランなど、２官能性のジメチルジ
メトキシシラン、ジメチルジエトキシシランなどが挙げ
られ、これらの単量体又はその低縮合物（例えば２〜５
量体程度）の１種又は２種以上の混合物を用いることが
できる。
ペーパー基材に対する浸透性・ぬれ性に優れる下記式
（１）で示されるシランカップリング剤と湿式摩擦材の
寸法安定性に寄与する下記式（２）で示されるシランカ
ップリング剤との混合物を使用する。 （Ｒ1 ）（Ｒ2 ）n Ｓｉ（ＯＲ3 ）3-n （１） （式中、Ｒ1 は末端に一級アミンを有するアルキルアミ
ノ基を表し、Ｒ2 及びＲ 3 はそれぞれ独立に炭素数１〜
３のアルキル基を表し、ｎは０又は１の整数を表す。） （Ｒ4 ）m Ｓｉ（ＯＲ5 ）4-m （２） （式中、Ｒ4 及びＲ5 はそれぞれ独立に炭素数１〜３の
アルキル基を表し、ｍは１又は２の整数を表す。） 具体的には、式（１）で示されるシランカップリング剤
には１分子中に３個のアルコキシ基を有するアミノシラ
ンとして、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３
−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−（アミ
ノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシランなど
が挙げられ、これらの１種又は２種以上の混合物を用い
ることができる。また、１分子中に２個のアルコキシ基
を有するアミノシランとして、３−アミノプロピルメチ
ルジメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエト
キシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）３−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチ
ル）３−アミノプロピルメチルジエトキシシランなどが
挙げられ、これらの１種又は２種以上の混合物を用いる
ことができる。また、式（２）で示されるシランカップ
リング剤には、３官能性のメチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシランなど、２官能性のジメチルジ
メトキシシラン、ジメチルジエトキシシランなどが挙げ
られ、これらの単量体又はその低縮合物（例えば２〜５
量体程度）の１種又は２種以上の混合物を用いることが
できる。
【００１３】式（１）及び（２）で示されるシランカッ
プリング剤の少なくともどちらか一方には３個の加水分
解性基を有するシランカップリング剤を用いる。式
（１）及び（２）で示されるシランカップリング剤の加
水分解性基の数がどちらも２の場合、硬化物の耐熱性が
不十分となり、好ましくない。式（１）で示されるシラ
ンカップリング剤のモル数に対して、式（２）で示され
るシランカップリング剤のモル数の比が０．１〜１０の
範囲で配合することが好ましい。モル数の比が０．１未
満の場合、硬化物の親水性に起因した吸湿・吸水作用に
より、湿式摩擦剤の寸法安定性が悪くなり、好ましくな
い。一方、モル数の比が１０を超えた場合、基材ペーパ
ーへの浸透性・ぬれ性が悪くなり、湿式摩擦材の物理的
強度が低下するので好ましくない。
プリング剤の少なくともどちらか一方には３個の加水分
解性基を有するシランカップリング剤を用いる。式
（１）及び（２）で示されるシランカップリング剤の加
水分解性基の数がどちらも２の場合、硬化物の耐熱性が
不十分となり、好ましくない。式（１）で示されるシラ
ンカップリング剤のモル数に対して、式（２）で示され
るシランカップリング剤のモル数の比が０．１〜１０の
範囲で配合することが好ましい。モル数の比が０．１未
満の場合、硬化物の親水性に起因した吸湿・吸水作用に
より、湿式摩擦剤の寸法安定性が悪くなり、好ましくな
い。一方、モル数の比が１０を超えた場合、基材ペーパ
ーへの浸透性・ぬれ性が悪くなり、湿式摩擦材の物理的
強度が低下するので好ましくない。
【００１４】添加する水の量は、シランカップリング剤
が有する加水分解性基（アルコキシ基）の半数が加水分
解可能な量以上で、かつ、その全数が加水分解可能な量
の２倍以下、さらに好ましくはシランカップリング剤が
有する加水分解性基（アルコキシ基）の半数が加水分解
可能な量以上で、かつ、その全数が加水分解可能な量以
下である。これより水が少ない場合には、加水分解液中
に未反応のアルコキシ基が多数残存して硬化性が悪くな
り、生産性ひいては省エネルギーの観点から好ましくな
い。一方、添加する水の量が多いと、加水分解液中に余
剰の水が残存し、この余剰の水が加熱硬化の際、樹脂成
分濃度が内部から表層に向かって濃くなるという現象を
引き起す原因となり、硬化物含有量が摩擦材の厚さ方向
において不均一となって、物理的強度や摩擦特性に悪影
響を及ぼす。水の添加量が加水分解性基（アルコキシ
基）の全数が加水分解可能な量の２倍を越えると、加水
分解液中に余剰の水が多量に残存して、上記した現象が
顕著となり好ましくない。水の添加量が加水分解性基
（アルコキシ基）の全数が加水分解可能な量を越える
と、加水分解液中に余剰の水が残存するため、上記した
現象は起こるがその程度は許容できる範囲にある。水の
添加量を加水分解性基（アルコキシ基）の全数が加水分
解可能な量以下とすれば、加水分解液中に残存する水の
量が少なく、均一な摩擦材が得られるので、より好まし
い。
が有する加水分解性基（アルコキシ基）の半数が加水分
解可能な量以上で、かつ、その全数が加水分解可能な量
の２倍以下、さらに好ましくはシランカップリング剤が
有する加水分解性基（アルコキシ基）の半数が加水分解
可能な量以上で、かつ、その全数が加水分解可能な量以
下である。これより水が少ない場合には、加水分解液中
に未反応のアルコキシ基が多数残存して硬化性が悪くな
り、生産性ひいては省エネルギーの観点から好ましくな
い。一方、添加する水の量が多いと、加水分解液中に余
剰の水が残存し、この余剰の水が加熱硬化の際、樹脂成
分濃度が内部から表層に向かって濃くなるという現象を
引き起す原因となり、硬化物含有量が摩擦材の厚さ方向
において不均一となって、物理的強度や摩擦特性に悪影
響を及ぼす。水の添加量が加水分解性基（アルコキシ
基）の全数が加水分解可能な量の２倍を越えると、加水
分解液中に余剰の水が多量に残存して、上記した現象が
顕著となり好ましくない。水の添加量が加水分解性基
（アルコキシ基）の全数が加水分解可能な量を越える
と、加水分解液中に余剰の水が残存するため、上記した
現象は起こるがその程度は許容できる範囲にある。水の
添加量を加水分解性基（アルコキシ基）の全数が加水分
解可能な量以下とすれば、加水分解液中に残存する水の
量が少なく、均一な摩擦材が得られるので、より好まし
い。
【００１５】溶剤は必ずしも必須成分ではないが、出発
混合溶液中のシランカップリング剤と水とを均質に混合
するために通常は使用され、メタノール、エタノール、
プロパノール等の低級アルコールで出発混合溶液中のシ
ランカップリング剤の濃度を８０重量％以下に薄めるの
が好ましい。これを越える濃度では、加水分解により生
成したシラノール基の縮合反応が進行し、加水分解液の
貯蔵安定性が損なわれる場合がある。
混合溶液中のシランカップリング剤と水とを均質に混合
するために通常は使用され、メタノール、エタノール、
プロパノール等の低級アルコールで出発混合溶液中のシ
ランカップリング剤の濃度を８０重量％以下に薄めるの
が好ましい。これを越える濃度では、加水分解により生
成したシラノール基の縮合反応が進行し、加水分解液の
貯蔵安定性が損なわれる場合がある。
【００１６】本発明の湿式摩擦材を製造するには、まず
抄紙体を形成しておく。この抄紙体は、木材パルプ等の
天然パルプ繊維、アラミド等の有機合成繊維、ガラス等
の無機繊維等の繊維基材と、珪藻土等の充填剤や摩擦調
整剤を、所定の割合で水中に分散させたスラリー液から
通常の方法で抄造し乾燥したもので、特に限定されたも
のではない。この抄紙体に上記シランカップリング剤の
混合物の加水分解液を基材１００重量部に対して２０〜
１２０重量部含浸し、乾燥した後、約１００〜３００℃
の温度で１５〜３０分加熱し硬化させ、湿式摩擦材を得
る。次に、所定の形状に打ち抜き、熱プレスにて接着剤
を塗布した基板（コアプレート）と一体化し、フリクシ
ョンプレートを得ることができるが、特に限定されるも
のではなく、他の方法でもよい。
抄紙体を形成しておく。この抄紙体は、木材パルプ等の
天然パルプ繊維、アラミド等の有機合成繊維、ガラス等
の無機繊維等の繊維基材と、珪藻土等の充填剤や摩擦調
整剤を、所定の割合で水中に分散させたスラリー液から
通常の方法で抄造し乾燥したもので、特に限定されたも
のではない。この抄紙体に上記シランカップリング剤の
混合物の加水分解液を基材１００重量部に対して２０〜
１２０重量部含浸し、乾燥した後、約１００〜３００℃
の温度で１５〜３０分加熱し硬化させ、湿式摩擦材を得
る。次に、所定の形状に打ち抜き、熱プレスにて接着剤
を塗布した基板（コアプレート）と一体化し、フリクシ
ョンプレートを得ることができるが、特に限定されるも
のではなく、他の方法でもよい。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、これらは例示であり、本発明の範囲を限定す
るものではない。
明するが、これらは例示であり、本発明の範囲を限定す
るものではない。
【００１８】（抄紙体の調整）繊維基材成分としてセル
ロース繊維３５重量％、アラミド繊維２０重量％を用
い、充填剤として珪藻土４５重量％の混合物を水中に分
散させたスラリー液から抄紙したものを乾燥して抄紙体
Ａを得た。また、充填剤に円盤状の珪藻土２５重量％、
アルミナ２０重量％を用いる以外は同様の方法で処理し
て抄紙体Ｂを得た。なお、参考のため、ここで用いた円
盤状の珪藻土の拡大写真を図１に示す。
ロース繊維３５重量％、アラミド繊維２０重量％を用
い、充填剤として珪藻土４５重量％の混合物を水中に分
散させたスラリー液から抄紙したものを乾燥して抄紙体
Ａを得た。また、充填剤に円盤状の珪藻土２５重量％、
アルミナ２０重量％を用いる以外は同様の方法で処理し
て抄紙体Ｂを得た。なお、参考のため、ここで用いた円
盤状の珪藻土の拡大写真を図１に示す。
【００１９】（加水分解液の調整）３−アミノプロピル
トリエトキシシラン２２１重量部とジメチルジエトキシ
シラン１４８重量部にエタノール１５６重量部、水９０
重量部を加え、４０℃で５時間反応させ、加水分解液Ａ
を得た。また、３−アミノプロピルトリエトキシシラン
２２１重量部にエタノール９３重量部、水５４重量部を
加え、４０℃で５時間反応させ、加水分解液Ｂを得た。
トリエトキシシラン２２１重量部とジメチルジエトキシ
シラン１４８重量部にエタノール１５６重量部、水９０
重量部を加え、４０℃で５時間反応させ、加水分解液Ａ
を得た。また、３−アミノプロピルトリエトキシシラン
２２１重量部にエタノール９３重量部、水５４重量部を
加え、４０℃で５時間反応させ、加水分解液Ｂを得た。
【００２０】〔実施例１〕加水分解液Ａをエタノールで
希釈し、抄紙体Ａに含浸後、乾燥し、１５０℃で３０分
間加熱して硬化させ、抄紙体１００重量部に対して結合
剤４０重量部の湿式摩擦材を得た。次に、外径１３０ｍ
ｍ、内径１００ｍｍのリング状に打ち抜き、２００℃に
加熱した金型中で４．９ＭＰａ（５０ｋｇ／ｃｍ2 ）以
上の圧力で３０秒間保持することにより、リング状の金
属製コアプレートと一体化し、直径１３０ｍｍ、厚さ
２．３ｍｍのフリクションプレートを得た。
希釈し、抄紙体Ａに含浸後、乾燥し、１５０℃で３０分
間加熱して硬化させ、抄紙体１００重量部に対して結合
剤４０重量部の湿式摩擦材を得た。次に、外径１３０ｍ
ｍ、内径１００ｍｍのリング状に打ち抜き、２００℃に
加熱した金型中で４．９ＭＰａ（５０ｋｇ／ｃｍ2 ）以
上の圧力で３０秒間保持することにより、リング状の金
属製コアプレートと一体化し、直径１３０ｍｍ、厚さ
２．３ｍｍのフリクションプレートを得た。
【００２１】〔実施例２〕加水分解液Ａをエタノールで
希釈し、抄紙体Ｂに含浸後、乾燥し、１５０℃で３０分
間加熱して硬化させ、抄紙体１００重量部に対して結合
剤４０重量部の湿式摩擦材を得た。以下、実施例１と同
様の方法で直径１３０ｍｍ、厚さ２．３ｍｍのフリクシ
ョンプレートを得た。
希釈し、抄紙体Ｂに含浸後、乾燥し、１５０℃で３０分
間加熱して硬化させ、抄紙体１００重量部に対して結合
剤４０重量部の湿式摩擦材を得た。以下、実施例１と同
様の方法で直径１３０ｍｍ、厚さ２．３ｍｍのフリクシ
ョンプレートを得た。
【００２２】〔比較例１〕レゾール型の液状未変成フェ
ノール樹脂をエタノールで希釈し、抄紙体Ａに含浸後、
乾燥し、１５０℃で３０分間加熱して硬化させ、抄紙体
１００重量部に対して結合剤４０重量部の湿式摩擦材を
得た。以下、実施例１と同様の方法で直径１３０ｍｍ、
厚さ２．３ｍｍのフリクションプレートを得た。
ノール樹脂をエタノールで希釈し、抄紙体Ａに含浸後、
乾燥し、１５０℃で３０分間加熱して硬化させ、抄紙体
１００重量部に対して結合剤４０重量部の湿式摩擦材を
得た。以下、実施例１と同様の方法で直径１３０ｍｍ、
厚さ２．３ｍｍのフリクションプレートを得た。
【００２３】〔比較例２〕加水分解液Ｂをエタノールで
希釈し、抄紙体Ａに含浸後、乾燥し、１５０℃で３０分
間加熱して硬化させ、抄紙体１００重量部に対して結合
剤４０重量部の湿式摩擦材を得た。以下、実施例１と同
様の方法で直径１３０ｍｍ、厚さ２．３ｍｍのフリクシ
ョンプレートを得た。
希釈し、抄紙体Ａに含浸後、乾燥し、１５０℃で３０分
間加熱して硬化させ、抄紙体１００重量部に対して結合
剤４０重量部の湿式摩擦材を得た。以下、実施例１と同
様の方法で直径１３０ｍｍ、厚さ２．３ｍｍのフリクシ
ョンプレートを得た。
【００２４】（評価試験）寸法安定性評価 実施例１、２及び比較例１、２に示した各フリクション
プレートを温度２３℃、湿度６０％に調整した恒温恒湿
槽内に７日間放置し、その厚さ変化を測定した。その結
果を図２に示す。図２から分かるように、実施例１及び
２は比較例２に比べ、厚さ変化が少なく寸法安定性に優
れていることが分かる。
プレートを温度２３℃、湿度６０％に調整した恒温恒湿
槽内に７日間放置し、その厚さ変化を測定した。その結
果を図２に示す。図２から分かるように、実施例１及び
２は比較例２に比べ、厚さ変化が少なく寸法安定性に優
れていることが分かる。
【００２５】μｓ−Ｖ特性試験 実施例１、２及び比較例１、２に示した湿式摩擦材につ
いて、摩擦性能試験機（ＳＡＥ Ｎｏ．２）を用いて、
下記の試験条件にて湿式摩擦材のμｓ−Ｖ特性を評価し
た。その結果を図３及び図４に示す。
いて、摩擦性能試験機（ＳＡＥ Ｎｏ．２）を用いて、
下記の試験条件にて湿式摩擦材のμｓ−Ｖ特性を評価し
た。その結果を図３及び図４に示す。
【００２６】 回転数：０．７２，２，５，１０，１５，２０ｒｐｍ 面圧：７８５ｋＰａ イナーシャ：０．３４３Ｎ・ｍ・ｓ2 摩擦面数：６面 油量：油浴７００ｍｌ 油温：４０℃（図３）、１００℃（図４） 摩擦面積：４７．３８ｃｍ2 ／面
【００２７】図３及び図４から分かるように、実施例
１、２の湿式摩擦材は比較例１の湿式摩擦材に比べ、μ
ｓの値が高く、また高温下でもμｓの値がほとんど低下
しておらず温度依存性が非常に少ない。また、実施例２
の湿式摩擦材は比較例２のそれに比べ、μｓの値が高い
ことが分かる。また、実施例１、２の湿式摩擦材はμｓ
−Ｖ特性が正勾配、つまり回転数の増加に伴って摩擦係
数が増加している（比較例１、２も同様）。
１、２の湿式摩擦材は比較例１の湿式摩擦材に比べ、μ
ｓの値が高く、また高温下でもμｓの値がほとんど低下
しておらず温度依存性が非常に少ない。また、実施例２
の湿式摩擦材は比較例２のそれに比べ、μｓの値が高い
ことが分かる。また、実施例１、２の湿式摩擦材はμｓ
−Ｖ特性が正勾配、つまり回転数の増加に伴って摩擦係
数が増加している（比較例１、２も同様）。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の湿式摩擦材
によれば、従来の湿式摩擦材（結合剤としてフェノール
樹脂を用いたもの）に比べて高い摩擦係数をもち、かつ
μｓ−Ｖ特性が正勾配となり、さらに寸法安定性も良好
なものとすることができる。
によれば、従来の湿式摩擦材（結合剤としてフェノール
樹脂を用いたもの）に比べて高い摩擦係数をもち、かつ
μｓ−Ｖ特性が正勾配となり、さらに寸法安定性も良好
なものとすることができる。
【図１】円盤状の珪藻土の拡大写真。
【図２】厚さ変化量を比較したグラフ。
【図３】油温４０℃でのμｓ−Ｖ特性の比較を示すグラ
フ。
フ。
【図４】油温１００℃でのμｓ−Ｖ特性の比較を示すグ
ラフ。
ラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｋ 3/14 ５２０ Ｃ０９Ｋ 3/14 ５２０Ｌ ５２０Ｍ ５３０ ５３０Ｆ Ｆ１６Ｄ 13/62 Ｆ１６Ｄ 13/62 Ａ 69/02 69/02 Ｃ (72)発明者 八木 博和 静岡県袋井市愛野2345番地 エヌエスケ ー・ワーナー株式会社内 Ｆターム(参考） 3J056 AA60 BA01 BE17 CA16 EA13 EA21 EA24 EA26 EA30 GA05 GA12 3J058 BA76 FA29 GA33 GA34 GA54 GA85 GA92 GA93 GA94 4F071 AA67 AB18 AB26 AE17 AH07 DA01 DA17 DA19 4J002 AH002 CL062 CP091 DE147 DJ037 DL006 FA042 FA046 FD017 GN00
Claims (7)
- 【請求項１】繊維基材と充填剤と結合剤とからなる湿式
摩擦材において、前記結合剤は下記式（１）及び（２）
で示されるシランカップリング剤の混合物の加水分解液
の硬化物からなるシリコーン樹脂であることを特徴とす
る湿式摩擦材。 （Ｒ1 ）（Ｒ2 ）n Ｓｉ（ＯＲ3 ）3-n （１） （式中、Ｒ1 は末端に一級アミンを有するアルキルアミ
ノ基を表し、Ｒ2 及びＲ 3 はそれぞれ独立に炭素数１〜
３のアルキル基を表し、ｎは０又は１の整数を表す。） （Ｒ4 ）m Ｓｉ（ＯＲ5 ）4-m （２） （式中、Ｒ4 及びＲ5 はそれぞれ独立に炭素数１〜３の
アルキル基を表し、ｍは１又は２の整数を表す。） - 【請求項２】前記シランカップリング剤の混合物におい
て、前記式（１）及び（２）で示されるシランカップリ
ング剤の少なくとも一方は３個の加水分解性基を有する
ものである請求項１に記載の湿式摩擦材。 - 【請求項３】前記シランカップリング剤の混合物におい
て、前記式（１）で示されるシランカップリング剤のモ
ル数に対して前記式（２）で示されるシランカップリン
グ剤のモル数の比が０．１〜１０となるように配合され
てなる請求項１又は２に記載の湿式摩擦材。 - 【請求項４】前記シランカップリング剤の混合物の加水
分解液において、水の添加量は、シランカップリング剤
の有する加水分解性基の半数が加水分解可能な量以上
で、かつシランカップリング剤の有する加水分解性基の
全数が加水分解可能な量の２倍以下である請求項１〜３
のいずれか１項に記載の湿式摩擦材。 - 【請求項５】前記充填剤は珪藻土及びモース硬度８〜
９．５のフィラーのうち少なくとも一方を含む請求項１
〜４のいずれか１項に記載の湿式摩擦材。 - 【請求項６】前記珪藻土は略円盤状のものである請求項
５に記載の湿式摩擦材。 - 【請求項７】前記フィラーはアルミナである請求項５又
は６に記載の湿式摩擦材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000346043A JP2002146041A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 湿式摩擦材 |
| US09/985,066 US6586373B2 (en) | 2000-11-02 | 2001-11-01 | Wet friction material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000346043A JP2002146041A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 湿式摩擦材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002146041A true JP2002146041A (ja) | 2002-05-22 |
Family
ID=18819977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000346043A Pending JP2002146041A (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-14 | 湿式摩擦材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002146041A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007146926A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Nsk Warner Kk | ロックアップクラッチ |
| US7326742B2 (en) | 2002-10-16 | 2008-02-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Wet type friction material |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000328043A (ja) * | 1999-05-14 | 2000-11-28 | Nsk Warner Kk | 湿式摩擦材 |
| JP2001040332A (ja) * | 1999-05-21 | 2001-02-13 | Toyota Motor Corp | 摩擦材料 |
| JP2002201294A (ja) * | 2000-11-06 | 2002-07-19 | Nsk Warner Kk | 湿式摩擦材 |
-
2000
- 2000-11-14 JP JP2000346043A patent/JP2002146041A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000328043A (ja) * | 1999-05-14 | 2000-11-28 | Nsk Warner Kk | 湿式摩擦材 |
| JP2001040332A (ja) * | 1999-05-21 | 2001-02-13 | Toyota Motor Corp | 摩擦材料 |
| JP2002201294A (ja) * | 2000-11-06 | 2002-07-19 | Nsk Warner Kk | 湿式摩擦材 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7326742B2 (en) | 2002-10-16 | 2008-02-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Wet type friction material |
| JP2007146926A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Nsk Warner Kk | ロックアップクラッチ |
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Legal Events
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