JP2004346988A

JP2004346988A - 湿式ペーパー摩擦材

Info

Publication number: JP2004346988A
Application number: JP2003142883A
Authority: JP
Inventors: Mutsuko Kimura; 睦子木村; Tomonori Yamane; 伴紀山根; Junpei Yoshida; 潤平吉田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Dynax Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Dynax Corp
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2004-12-09
Also published as: US20050034830A1

Abstract

【課題】良好な摩擦特性と高い摩擦係数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、抄紙体が、セルロースパルプ、充填材に加え、２００〜４００ｍｌに濾水度を調整したアラミドパルプ、及び４５０〜７００ｍｌに濾水度を調整したアラミドパルプをそれぞれ抄紙体総量の１０〜３０重量％含み、濾水度を調整したアラミドパルプ全体で抄紙体総量の３０〜５０％重量含み、さらに、表面仕上げ工法により加圧成形前及び加圧成形後の表面粗さが、負荷長さ率をＲｍｒ（Ｃ）（Ｃ：切断レベル％）としたとき、負荷長さ率Ｒｍｒ（３０％）≧５５％となるように調整することにより、高い摩擦係数と耐熱性、機械強度を両立させた。

Description

【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配合や表面仕上げ工法の影響を受けるので、素材の選定、配合量及び工法については、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】
特に、繊維成分は摩擦材の多孔性と柔軟性とを左右し、摩擦特性と強度とに影響を及ぼすものとして重要な役割を担っており、摩擦調整材もまた多孔性、表面形状に影響を及ぼすものとして知られてきた。
例えば、特許文献１には、抄紙体が、セルロースパルプ、充填材に加え、２５０〜４４０ｍｌに濾水度を調整したアラミドパルプをパルプ総量のうち３０〜８０重量％含み、さらに、摩擦調整材として、筒部が網目状の円筒形で平均長さが４〜６μｍの珪藻土を含ませたことを特徴とする湿式ペーパー摩擦材が開示されている。
この湿式ペーパー摩擦材は、抄紙体のパルプ繊維配合比率の範囲と摩擦調整剤中の珪藻土の種類を特定することで、比較的優れた摩擦特性と被圧縮疲労強度を両立させているものである。
【０００４】
【特許文献１】
特公平２０００−０２６８３７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、トルクを伝達する能力をトルク容量といい、設計上の最も基本的な機能である。トルク容量は大きいほど望ましいが、トルク容量を大きくするために摩擦係数を高くした湿式ペーパー摩擦材は、クラッチ、ブレーキ要素における他の機能である耐熱性や機械的強度を損なうことが多く、トルク容量と耐熱性、機械的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の湿式ペーパー摩擦材においても、比較的優れたトルク容量と耐熱性、機械的強度を或る程度兼ね備えてはいるが、十分に満足できるものではなかった。
【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良好な摩擦特性と高い摩擦係数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、抄紙体をなすパルプや摩擦調整材中の珪藻土、表面粗さに着目して改良することにより、優れた摩擦特性、高い摩擦係数及び耐熱性、機械的強度を両立させ、用途限定のない汎用性の高い湿式ペーパー摩擦材を提供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、セルロースパルプ、充填材に加え、２００〜４００ｍｌに濾水度を調整したアラミドパルプ、及び４５０〜７００ｍｌに濾水度を調整したアラミドパルプをそれぞれ抄紙体総量の１０〜３０重量％含み、前記濾水度を調整したアラミドパルプ全体で抄紙体総量の３０〜５０％重量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】
本発明によれば、抄紙体が、セルロースパルプ、充填材に加え、２００〜４００ｍｌに濾水度を調整したアラミドパルプと、４５０〜７００ｍｌに濾水度を調整したアラミドパルプを抄紙体総量のうち各１０〜３０重量％含み、前記濾水度を調整したアラミドパルプ全体で抄紙体総量の３０〜５０％重量含むことで、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、セルロースパルプ、充填材に加え、濾水度を調整したアラミドパルプと形状を特定した摩擦調整材の混合物を配合して抄紙した抄紙体に、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、抄紙体として濾水度を２００〜４００ｍｌ、４５０〜７００ｍｌに調整した２種類のアラミドパルプを抄紙体総量の各１０〜３０重量％含み、濾水度を調整したアラミドパルプ全体の配合量を抄紙体総量の３０〜５０重量％とし、さらに、表面仕上げ工法により表面粗さを調整することにより、高い摩擦係数と耐熱性、機械強度の両立に成功したものである。
【００１１】
前記抄紙体を構成するアラミドパルプは、「濾水度」が調整される。「濾水度」とは、パルプの水切れの程度を表す指標であり、繊維の叩解の度合いを示す。「パルプのろ水度」の試験方法はＪＩＳＰ８１２１に規定されており、「カナダ標準ろ水度試験方法」と「ショッパーろ水度試験方法」とがある。本発明では、「カナダ標準ろ水度試験方法」を採用している。
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が多くなる。アラミドパルプの枝分かれの度合いが多くなることにより、抄紙時の濾水時間を調整でき表面の凹凸の少ない抄紙体が得られ、またその骨格である繊維同士の絡みが多くなることで、摩擦材表面における相手面との接触が増し、良好な摩擦特性が得られる。
【００１２】
抄紙体を構成するアラミドパルプとして、濾水度が小さいもののみを用いると、枝分かれ状態の繊維が多いためにその多くの繊維の交点に多くの樹脂が付着することとなり、湿式ペーパー摩擦材に必要な柔軟性を得られず、相手面との当たりが悪くなるとともに気孔径が小さくなり、良好な摩擦特性と耐熱性が得られない。
【００１３】
抄紙体を構成するアラミドパルプとして、濾水度が大きいもののみを用いると、抄紙時の濾水時間が早くなるため抄紙体表面に凹凸が形成されやすく、湿式ペーパー摩擦材表面の地合が悪くなり、相手面との当たりが悪化し、良好な摩擦特性が得られないとともに機械的強度が低下する。
【００１４】
抄紙体を構成する濾水度を調整したアラミドパルプの量が抄紙体総量の３０重量％より小さくなると、パルプを主とする繊維で形成している抄紙体の多孔構造においては、荷重が繰返し掛かる繊維部分が疲労し破断し易くなるので、湿式ペーパー摩擦材が使用中に潰れたり剥離する虞がある。
【００１５】
抄紙体を構成する濾水度を調整したアラミドパルプ総量が５０重量％より大きくなると、繊維の密度が高まり湿式ペーパー摩擦材としての柔軟性が損なわれ、相手面への当たりが悪くなり、良好な摩擦特性を得られない。
【００１６】
なお、この抄紙体において、摩擦調整剤は、抄紙体総量に対し３０〜６０重量％で配合されることが好ましい。摩擦調整剤としては、前記珪藻土の他に、各種グラファイト粉粒体、活性炭、無機繊維等が含まれる。
【００１７】
さらに、この抄紙体に、配合量が２５〜４５重量％となるように熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱硬化させ、さらに加圧成形して仕上げる。熱硬化性樹脂はレゾール系フェノール樹脂を用いるのがよい。
【００１８】
湿式摩擦材の表面粗さを小さくすると、相手面との接触点及び接触面積が増えて摩擦係数が高くなる。これは、主に、境界潤滑領域での境界潤滑膜の剪断力が、接触の増加により大きくなるためである。
【００１９】
湿式摩擦材は、例えば、表面研磨等の処理方法により表面の硬質な樹脂層を除去し、負荷長さ率をＲｍｒ（Ｃ）（Ｃ：切断レベル％）としたとき、負荷長さ率Ｒｍｒ（３０％）≧５５％となるように表面粗さを調整すれば、接触点及び接触面積が増えるので、高い摩擦係数を得ることができる。
一方、表面粗さが負荷長さ率Ｒｍｒ（３０％）＜５５％の場合は、十分な接触状態が得られず高い摩擦係数も得られない。
【００２０】
なお、「負荷長さ率Ｒｍｒ」とは、ＪＩＳによって規定されている、粗さ形状パラメータ（ＪＩＳＢ０６０１−２００１）であって、測定曲線を平均線に平行な切断レベルで切断したとき、切断レベルを超えて＋側に飛び出た凸部の底辺の長さの総和と評価長さとの比率を百分率（％）で表したものである。切断レベルは、最大高さに対する百分率で設定される。
表面粗さを小さくする方法としては、前記表面研磨以外には、高温条件下でペーパー摩擦材を成形したり、含浸させる樹脂を変える等の方法がある。
【００２１】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
セルロースパルプ１０重量％、濾水度を３００ｍｌに調整したアラミドパルプ２０重量％、濾水度を６００ｍｌに調整したアラミドパルプ２０重量％、１〜３μｍの大きさの円筒状珪藻土２８重量％を含む摩擦調整剤５０重量％を配合した混合物の抄紙体に、３０重量％となるように熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱硬化させた後加圧成形し、鋼板の芯金に、熱硬化性樹脂を用いて接着し、表面研磨処理を行い、表面粗さを負荷長さ率Ｒｍｒ（３０％）：７０％に仕上げた湿式クラッチ板を作製した。
【００２２】
（比較例１）
セルロースパルプ３６重量％、濾水度を３００ｍｌに調整したアラミドパルプ７重量％、濾水度を６００ｍｌに調整したアラミドパルプ７重量％、１〜３μｍの大きさの円筒状珪藻土２８重量％を含む摩擦調整剤５０重量％を配合した混合物の抄紙体に、３０重量％となるように熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱硬化させた後加圧成形し、鋼板の芯金に、熱硬化性樹脂を用いて接着し、表面研磨処理を行い、表面粗さを負荷長さ率Ｒｍｒ（３０％）：６０％に仕上げた湿式クラッチ板を作製した。
【００２３】
（比較例２）
セルロースパルプ５重量％、濾水度を３００ｍｌに調整したアラミドパルプ３５重量％、濾水度を６００ｍｌに調整したアラミドパルプ３５重量％、１〜３μｍの大きさの円筒状珪藻土２８重量％を含む摩擦調整剤２５重量％を配合した混合物の抄紙体に、３０重量％となるように熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱硬化させた後加圧成形し、鋼板の芯金に、熱硬化性樹脂を用いて接着し、表面研磨処理を行い、表面粗さを負荷長さ率Ｒｍｒ（３０％）：６０％に仕上げた湿式クラッチ板を作製した。
【００２４】
（比較例３）
セルロースパルプ１０重量％、濾水度を３００ｍｌに調整したアラミドパルプ２０重量％、濾水度を６００ｍｌに調整したアラミドパルプ２０重量％、１〜３μｍの大きさの円筒状珪藻土２８重量％を含む摩擦調整剤５０重量％を配合した混合物の抄紙体に、３０重量％となるように熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱硬化させた後加圧成形し、鋼板の芯金に、熱硬化性樹脂を用いて接着し、表面研磨処理を行い、表面粗さを負荷長さ率Ｒｍｒ（３０％）：４０％に仕上げた湿式クラッチ板を作製した。
【００２５】
このようにして得られた湿式摩擦クラッチ板について、その摩擦特性評価及び耐熱性、被圧縮強度評価を行った結果を表１に示す。
【表１】

【００２６】
表１より、摩擦係数が高いのは実施例１と比較例１であるが、比較例１は耐熱性及び強度が劣るため寿命が短かく、また、比較例２と比較例３は、耐熱性及び強度はあるが摩擦係数が低い結果となった。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、湿式ペーパー摩擦材の抄紙体に含まれるアラミドパルプの濾水度及び配合率を調整することで、良好な摩擦特性と高い摩擦係数、耐熱性及び被圧縮強度を満足する湿式ペーパー摩擦材を提供することができる。

Claims

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、セルロースパルプ、充填材に加え、２００〜４００ｍｌに濾水度を調整したアラミドパルプ、及び４５０〜７００ｍｌに濾水度を調整したアラミドパルプをそれぞれ抄紙体総量の１０〜３０重量％含み、前記濾水度を調整したアラミドパルプ全体で抄紙体総量の３０〜５０％重量含むことを特徴とする、
湿式ペーパー摩擦材。
加圧成形前及び加圧成形後の表面粗さが、負荷長さ率をＲｍｒ（Ｃ）（Ｃ：切断レベル％）としたとき、負荷長さ率Ｒｍｒ（３０％）≧５５％である、請求項１の湿式ペーパー摩擦材。