JP2021109439A - 摩擦材料 - Google Patents

Abstract

【課題】多種多様な異なる湿式クラッチ用途において、性能特性が改善された摩擦材料を提供する。【解決手段】摩擦発生層１２は、摩擦発生面１８を提供し、摩擦発生材料３０を含む。摩擦発生材料は、摩擦調節粒子３２を含む。コア層１４は摩擦発生層に隣接しており、コア材料４０を含む。コア材料はコア繊維４２を含む。第３層１６は、コア層が摩擦発生層と第３層との間に配置されるようにコア層に隣接している。第３層は、摩擦発生層の摩擦発生面の反対側に対向する多機能面２０を提供する。第３層は、多機能材料５０を含む。多機能材料には、多機能及び／または、アラミド繊維、炭素繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維、鉱物繊維、及びこれらの組み合わせから選択される織成繊維５２が含まれる。樹脂は、摩擦発生層、コア層、及び第３層のうちの少なくとも１つに存在する。【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照

本願は、２０２０年１月７日に出願された米国仮特許出願第６２／９５７，８８４号に対する優先権及びそのすべての利点を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
本開示の分野

本開示は、一般に、３つの層を含み、変速機内のクラッチアセンブリの摩擦板を含む様々な異なる用途に使用され得る摩擦材料に関する。

自動車パワートレインの幾つかの構成部品は、湿式クラッチを用いて自動車の動力発生機（すなわち、内燃機関、電気モーター、燃料電池など）から駆動ホイールへの動力の伝達を容易にすることがある。動力発生機から下流に配置され、車両発進、ギヤ変速及び他のトルク伝達事象を可能にする変速機は、このような構成部品中の１つである。なんらかの形態の湿式クラッチは、自動車の作動のために、現在利用可能な多くの様々なタイプの変速機の全体を通じて一般に見出すことができる。

湿式クラッチは、２つ以上の対向する回転面の間に選択的な界面摩擦係合を付与することにより潤滑油の存在下でこのような表面を連動させるアセンブリである。係合の時点で、摩擦材料を利用して界面摩擦係合を誘発させる。摩擦材料は、摩擦クラッチ板、バンド、シンクロナイザーリング、または一部の他の部品によって支持される。摩擦界面における潤滑油の存在は、摩擦材料を冷却させ、その摩耗を減少させ、急激なトルク伝達現象（すなわち、変速衝撃）に伴なう不快感を回避するための努力の一環として、トルク伝達が非常に速く行っても、漸進的に進行され得るように、若干の初期スリップが発生するようにする。

自動車パワートレインに見られる様々な湿式クラッチに使用される摩擦材料は、変速機の繰り返しの係合と分離の間に通常的に発生する繰り返し力と高温に耐えることができなければならない。使用中、摩擦材料は、係合（すなわち、１つまたは複数の表面での摩擦係合）全般を通じて比較的一定の摩擦を維持でき、凝集完全性（ｃｏｈｅｓｉｖｅ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を維持できなければならない、そして該当する場合、このような変速機の数千回の係合及び分離のために基板への接着を維持できなければならない。

上記を考慮して、多種多様な異なる湿式クラッチ用途において、性能特性が改善された摩擦材料を開発する機会が残っている。

摩擦発生層、コア層、及び第３層を含む摩擦材料が開示されている。摩擦発生層は、摩擦発生面を提供し、摩擦発生材料を含む。摩擦発生材料は、摩擦調節粒子を含む。コア層は摩擦発生層に隣接しており、コア材料を含む。コア材料はコア繊維を含む。第３層は、コア層が摩擦発生層と第３層との間に配置されるようにコア層に隣接している。第３層は、摩擦発生層の摩擦発生面の反対側に対向する多機能面を提供する。第３層は、多機能材料を含む。多機能材料には、多機能粒子及び／またはアラミド繊維、炭素繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維、鉱物繊維、及びこれらの組み合わせから選択される織成繊維が含まれる。樹脂は、摩擦発生層、コア層、及び第３層のうちの少なくとも１つに存在する。摩擦発生材料と多機能材料は、組成的に同じであるか、または異なる。

摩擦材料の第３層は、多機能面を提供する。有利なことに、多機能面は摩擦を発生し、変速機の繰り返しの係合及び分離の間に典型的に発生する繰り返し力及び高温に耐える。多機能面はまた、基板への強固な接着の形成を促進する。このように、摩擦材料は、多種多様な湿式クラッチ用途に使用することができ、この多種多様な湿式クラッチ用途全体にわたって最適に機能する。

本開示の他の利点は、添付の図面と関連して考えられるとき、以下の詳細な説明を参照してよりよく理解されるようになるので、容易に推察されるであろう。１つまたは複数の図面の個々の構成部品は、一定の縮尺で表示されない場合がある。
摩擦発生層、コア層、及び第３層を含み、それぞれが多機能粒子を含む、摩擦材料の一実施形態の断面図である。 摩擦発生層、コア層、及び第３層を含み、それぞれが織成繊維を含む、摩擦材料の一実施形態の断面図である。 請求項１に記載の摩擦材料を含む摩擦板の断面図である。 変速機内に複数の摩擦板及びセパレータ板（ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｐｌａｔｅｓ）を含むクラッチアセンブリの斜視図である。 図面は本質的に例示的なものであり、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではないことを理解されたい。

図面を参照すると、類似の参照番号は、幾つかの図面全体にわたって対応する部品を示しており、摩擦材料は一般的に１０で示されている。摩擦材料１０は、摩擦発生層１２、コア層１４、及び第３層１６を含む。摩擦発生層１２は、摩擦発生面１８を提供し、第３層１６は、摩擦発生層１２の摩擦発生面１８の反対側に対向する多機能面２０を提供する。コア層１４は摩擦発生層１２に隣接しており、第３層１６は、コア層１４が摩擦発生層１２と第３層１６の間に配置されるように、コア層１４に隣接している。幾つかの実施形態において、摩擦材料１０は、摩擦発生面１８と多機能面２０との間の距離により画定される厚さＴ_１を有し、多くのそのような実施形態において、摩擦発生層１２は、摩擦発生面１８から多機能面２０に向かって、厚さＴ_１の１０、２０、３０、または４０％まで延び、第３層１６は、多機能面２０から摩擦発生面１８に向かって厚さＴ_１の１０、２０、３０、または４０％まで延びる。

本開示全体を通して使用される場合、ｉｎｃｌｕｄｅ（含む）、ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）、及びｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）は、ｃｏｍｐｒｉｓｅ（を含有する）、ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（を含有する）、及びｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（を含有する）と同じであることを理解されたい。
摩擦材料：

図１及び図２は、摩擦発生層１２、コア層１４、及び第３層１６を含む摩擦材料１０の２つの例の断面図である。摩擦材料１０は、多孔質であり、摩擦発生層１２、コア層１４、及び第３層１６のうちの少なくとも１つに存在する樹脂２２を有する。典型的には、樹脂２２は、摩擦発生層１２、コア層１４、及び第３層１６に存在する。摩擦発生層１２、コア層１４、第３層１６、及び樹脂２２のそれぞれについて、以下でより詳細に説明する。
コア層：

図１〜図３に示されるように、摩擦材料１０は、コア層１４を含む。コア層１４は、紙層、基材層として、一次層として、または多孔質層として代替的に記述することができる。コア層１４は、紙または原紙として記述することもできる。幾つかの実施形態において、コア層１４は、０．２ｍｍ〜３．７５ｍｍ、０．２ｍｍ〜１ｍｍ、０．３ｍｍ〜３ｍｍ、０．３ｍｍ〜２ｍｍ、０．３ｍｍ〜１ｍｍ、０．３ｍｍ〜０．９ｍｍ、０．４ｍｍ〜０．８ｍｍ、０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ、０．６ｍｍ〜０．７ｍｍ、または０．２ｍｍ〜０．３５ｍｍの厚さＴ_３を有する。代替的に、コア層１４の厚さＴ_３は、３．７５ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．９ｍｍ未満、０．８ｍｍ未満、０．７ｍｍ未満、０．６ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、または０．４ｍｍ未満であるが、０．１ｍｍを超える。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内のすべての厚さＴ_３の値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。この厚さＴ_３は、樹脂２２の硬化の前または後の厚さを指し得る。

幾つかの実施形態において、コア層１４は分離型（ｄｉｓｃｒｅｔｅ）であり、エッジ及び／または境界に対してよく画定されている。他の実施形態において、コア層１４は分離型ではなく、エッジ及び／または境界に対してよく画定されている。そのような実施形態において、コア層１４は非分離型（ｉｎｄｉｓｃｒｅｔｅ）であり、以下でより詳細に説明するように、摩擦発生層１２及び／または第３層１６に様々な程度でブレンディング（ｂｌｅｎｄｉｎｇ）または貫通し得る。例えば、コア層１４は、勾配タイプパターンで摩擦発生層１２及び／または第３層１６にブレンディングし得る。

コア層１４は、コア材料４０を含む。コア材料４０は、コア繊維４２を含む。コア繊維４２は、複数の繊維として代替的に記述されてもよい。コア繊維４２は、１つまたは複数の異なる種類の繊維を含み得る。コア繊維４２は、典型的には、コア材料４０のすべての非樹脂構成成分の総重量に基づいて、２０〜１００重量％または２０〜８０重量％の量で存在する。様々な実施形態において、コア繊維４２は、コア材料４０のすべての非樹脂構成成分の総重量に基づいて、２５〜７５、３０〜７０、３５〜６５、４０〜６０、４５〜５５、または４５〜５０重量％の量で存在する。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内のすべてのコア繊維量の値及び値の範囲は、本明細書により明示的に企図される。

幾つかの実施形態において、コア材料４０は、本質的にコア繊維４２（及び樹脂２２）からなるか、またはコア繊維４２（及び樹脂２２）からなる。この目的のために、コア材料４０は、充填剤４４を実質的に含まないか、または充填剤４４を含まないことができる。

コア繊維４２は、種類に限定されず、アラミド繊維、炭素繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維、鉱物繊維、及びこれらの組み合わせから選択することができる。様々な実施形態において、コア繊維４２は、前述のコア繊維の種類の１つまたは組み合わせである。前述したコア繊維の種類の様々な組み合わせのすべての重量範囲及び比率は、様々な非限定的な実施形態において本明細書により明確に企図される。

様々な実施形態において、コア繊維４２は、アラミドを含む。他の実施形態において、コア繊維４２は、アラミドからなるか、または本質的にアラミドからなる。アラミド類の様々な非限定的な例として、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｔｗａｒｏｎ（登録商標）、Ｎｏｍｅｘ（登録商標）、ＮｅｗＳｔａｒ（登録商標）、Ｔｅｉｊｉｎｃｏｎｅｘ（登録商標）などの商標名が挙げられる。一実施形態では、アラミドはポリパラフェニレンテレフタルアミドである。別の実施形態において、アラミドは、２種以上の種類のアラミド類、例えば、第１のポリパラフェニレンテレフタルアミドと、第１のポリパラフェニレンテレフタルアミドとは異なる第２のポリパラフェニレンテレフタルアミドである。様々な好ましい実施形態において、商標名Ｔｗａｒｏｎ（登録商標）またはＫｅｖｌａｒ（登録商標）のアラミド繊維を使用してもよい。もちろん、他の実施形態において、他の商標名のアラミド繊維を使用してもよい。

幾つかの実施形態において、コア繊維４２は、セルロース、例えば、木、綿などからのセルロースを含む。他の実施形態において、コア繊維４２は、セルロースから本質的になるか、またはセルロースからなる。セルロース繊維は、アバカ繊維、バガッセ繊維、竹繊維、コイヤー繊維、綿繊維、フィケ繊維、亜麻繊維、リネン繊維、麻繊維、ジュート繊維、カポック繊維、ケナフ繊維、ピーニャ繊維、松繊維、ラフィア繊維、ラミー繊維、籐繊維、サイザル繊維、木質繊維、及びこれらの組み合わせから選択することができる。幾つかの特定の実施形態において、白樺繊維及び／またはユーカリ繊維など、木材に由来するセルロース繊維が使用される。他の実施形態において、綿繊維などのセルロース繊維が使用される。使用される場合、綿繊維は、典型的には、主繊維コアに取り付けられたフィブリル化ストランドを有し、使用中の摩擦材料１０の層間剥離を防止するのを助ける。

さらに他の実施形態において、コア繊維４２はアクリルを含む。アクリル繊維は、少なくとも８５重量％のアクリロニトリルモノマーから形成されるものなどの１つまたは複数の合成アクリルポリマから形成される。他の実施形態において、コア繊維４２は、アクリルからなるか、またはアクリルから本質的になる。

様々な実施形態において、コア繊維４２は、１μｍ〜５００μｍの直径及び０．１ｍｍ〜２０ｍｍの長さを有する。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の直径のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。コア繊維４２は、織布、不織布、または他の任意の適切な構造であり得る。

様々な実施形態において、コア繊維４２は、４０または５０を超えるカナダ標準濾水度（Ｃａｎａｄｉａｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｆｒｅｅｎｅｓｓ：「ＣＳＦ」）を有する。幾つかの実施形態において、コア層は、構造物に対して依存し得、例えば、基板６２が利用されていない実施形態において、コア繊維４２は、４０〜２５０または４０〜１２５のＣＳＦを有する。他の実施形態において、２５０〜７５０のＣＳＦを有する、より少なくフィブリル化されたコア繊維４２が利用される。さらに他の実施形態において、コア繊維４２は、３００〜７５０または７５０超過のＣＳＦを有する。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内のＣＳＦのすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。

「カナダ標準濾水度」（Ｔ２２７ ｏｍ−８５）という用語は、紙パルプ技術協会（「ＴＡＰＰＩ」）手続きＴ２２７ ｏｍ−８５を用いて試験され、繊維のフィブリル化度（ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ）が繊維の濾水度（ｆｒｅｅｎｅｓｓ）の測定値として記述され得ることを表している。ＣＳＦ試験は、１リットルの水中で３グラムの繊維が懸濁した状態で水切りされる速度を任意に測定する経験的試験手順である。したがって、より少なくフィブリル化された繊維は、他の繊維またはパルプよりも摩擦材料１０からの流体のより高い濾水度またはより高い水切り速度を有する。とりわけ、ＣＳＦ値はショッパー・リグラー（Ｓｃｈｏｐｐｅｒ Ｒｉｅｇｌｅｒ）値に変換できる。ＣＳＦは、コア層１４内のすべてのコア繊維４２のＣＳＦを表す平均値であり得る。そういうわけで、任意の１つの特定のコア繊維４２のＣＳＦが上記の範囲外に出る可能性があるが、アベレージ値はこれらの範囲内に入ることが理解されるべきである。

加えて、コア材料４０は、充填剤４４も含み得る。含有される場合、充填剤４４は、コア材料４０のすべての非樹脂構成成分の総重量に基づいて、最大８０重量％または２０〜８０重量％の量で存在することができる。様々な実施形態において、充填剤４４は、コア材料４０の総重量に基づいて、２５〜７５、３０〜７０、３５〜６５、４０〜６０、４５〜５５、または４５〜５０重量％の量で存在する。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の充填剤量のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。

充填剤４４は特に限定されるものではなく、当技術分野で知られているものであればどれでもよい。例えば、充填剤４４は、強化充填剤または非強化充填剤であり得る。充填剤４４は、シリカ、珪藻土、グラファイト、炭素、アルミナ、マグネシア、酸化カルシウム、チタニア、セリア、ジルコニア、コージエライト（ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）、ムライト、シリマナイト（ｓｉｌｌｉｍａｎｉｔｅ）、スポジュメン（ｓｐｏｄｕｍｅｎｅ）、ぺタライト（ｐｅｔａｌｉｔｅ）、ジルコン、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化ハフニウム、窒化ケイ素、窒化チタン、ホウ化チタン、及びこれらの組み合わせから選択され得る。様々な実施形態において、充填剤４４は、前述した充填剤４４の種類の１つまたは組み合わせを含む。前述した充填剤４４の種類の様々な組み合わせのすべての重量範囲及び比率は、本明細書によって、様々な非限定的な実施形態において明示的に企図される。様々な実施形態において、充填剤４４は珪藻土である。

充填剤４４は、０．５μｍ〜２５０μｍ、１０μｍ〜２００μｍ、１０μｍ〜１６０μｍ、２０μｍ〜１６０μｍ、または４０μｍ〜１６０μｍの粒子サイズを有し得る。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の粒子サイズのすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。

幾つかの実施形態において、コア材料４０（またはコア層１４）は、セルロース繊維、アラミド繊維及び炭素繊維から選択されるコア繊維４２と、珪藻土粒子及びカーボン粒子から選択される充填剤４４を含有する。

コア材料４０は、当技術分野で知られている添加剤をさらに含有し得る。
摩擦発生層：

図１〜図３に示されるように、摩擦材料１０は、摩擦発生層１２を含む。摩擦発生層１２は、「堆積物層（ｄｅｐｏｓｉｔ）」と呼ばれることもある。摩擦発生層１２は、摩擦発生面１８からコア層１４の内部方向に（多機能面２０に向かって）測定される段階的なパターンで摩擦材料１０に配置され得、摩擦発生層１２の構成成分の濃度は、摩擦発生面１８で最大となる。

多くの実施形態において、摩擦発生層１２は、１０μｍ〜６００μｍ、１２μｍ〜４５０μｍ、１２μｍ〜３００μｍ、１２μｍ〜１５０μｍ、または１４μｍ〜１００μｍの厚さＴ_２を有する。代替的に、摩擦発生層１２の厚さＴ_２は、１５０μｍ未満、１５０μｍ未満、１２５μｍ未満、１００μｍ未満、または７５μｍ未満であるが１０μｍを超える。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の厚さＴ_２のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。厚さＴ_２は、樹脂２２の硬化前または硬化後の摩擦発生層１２の厚さを指し得る。

摩擦発生層１２は、摩擦発生材料３０を含む。摩擦発生材料３０は、摩擦調節粒子３２を含む。摩擦調節粒子３２は、１種以上の異なる種類の粒子を含み得る。摩擦調節粒子３２は、摩擦材料１０に高い摩擦係数を提供する。利用される摩擦調節粒子３２の１つまたは複数の種類は、求められる摩擦特性に応じて変化し得る。

摩擦発生材料３０は、摩擦調節粒子３２から本質的になるか、またはそれからなることができる。

様々な実施形態において、摩擦調節粒子３２は、上記の１つまたは複数の充填剤粒子の種類（充填剤４４）のいずれかから選択される。あるいは、上記の充填剤４４は、以下に記載される摩擦調節粒子の種類（摩擦調節粒子３２）のうちの任意の１つまたは複数から選択され得る。

様々な実施形態において、摩擦調節粒子３２は、シリカ粒子、珪藻土粒子、炭素粒子、グラファイト粒子、アルミナ粒子、マグネシア粒子、酸化カルシウム粒子、チタニア粒子、セリア粒子、ジルコニア粒子、コージエライト粒子、ムライト粒子、シリマナイト粒子、スポジュメン粒子、ペタライト粒子、ジルコン粒子、炭化ケイ素粒子、炭化チタン粒子、炭化ホウ素粒子、炭化ハフニウム粒子、窒化ケイ素粒子、窒化チタン粒子、ホウ化チタン粒子、カシューナッツ粒子、ゴム粒子、及びこれらの組み合わせから選択され得る。

幾つかの実施形態において、摩擦調節粒子３２は、カシューナッツ粒子、シリカ粒子、及び珪藻土粒子から選択される少なくとも１つの粒子タイプを含む。他の実施形態において、摩擦調節粒子３２は、、カシューナッツ粒子、シリカ粒子、及び珪藻土粒子の様々な組み合わせから本質的になるか、またはそれらからなる。

幾つかの実施形態において、摩擦調節粒子３２は、カシューナッツ粒子を含む。さらに他の特定の実施形態において、摩擦調節粒子３２は、カシューナッツ粒子から本質的になるか、またはそれらからなる。もちろん、幾つかのそのような実施形態において、摩擦発生材料３０は、カシューナッツ粒子から本質的になるか、またはカシューナッツ粒子からなる。当業者は、カシューナッツ粒子がカシューナッツ殻油から形成される粒子であることを理解している。カシューナッツ殻油は、カシューナッツ殻液（ＣＮＳＬ）及びその派生物と呼ばれることもある。

幾つかの実施形態において、摩擦調節粒子３２は、珪藻土粒子を含む。もちろん、他の実施形態において、摩擦調節粒子３２は、珪藻土粒子から本質的になるか、または珪藻土粒子からなる。幾つかのそのような実施形態において、摩擦発生材料３０は、珪藻土粒子から本質的になるか、または珪藻土粒子からなる。珪藻土はシリカを含む鉱物である。珪藻土は、比較的高い摩擦係数を示す安価な研磨材である。ＣＥＬＩＴＥ（登録商標）とＣＥＬＡＴＯＭ（登録商標）は、使用できる珪藻土の２つの商標名である。

幾つかの実施形態において、摩擦調節粒子３２は、カシューナッツ粒子と珪藻土粒子との組み合わせを含む。もちろん、他の実施形態において、摩擦調節粒子３２は、、カシューナッツ粒子と珪藻土粒子との組み合わせから本質的になるか、またはそれらからなる。幾つかのそのような実施形態において、摩擦発生材料３０は、カシューナッツ粒子と珪藻土粒子との組み合わせから本質的になるか、またはそれらからなる。

様々な実施形態において、摩擦調節粒子３２は、エラストマー粒子を含む。エラストマー粒子は、弾性や他のゴムのような特性を示す。そのようなエラストマー粒子は、カシューナッツ粒子及びゴム粒子から選択される少なくとも１つの粒子種類であり得る。幾つかの実施形態において、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、及びハロゲン化ゴム（例えば、クロロブチルゴム、ブロモブチルゴム、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム）などを含むゴム粒子が使用される。他の実施形態において、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、及びハロゲン化ゴム（例えば、クロロブチルゴム、ブロモブチルゴム、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム）などから本質的になるか、またはそれらからなるゴム粒子が使用される。

幾つかの特定の実施形態において、エラストマー粒子は、シリコーンゴム粒子を含む。他の特定の実施形態において、エラストマー粒子は、シリコーンゴム粒子から本質的になるか、またはシリコーンゴム粒子からなる。

幾つかの特定の実施形態において、エラストマー粒子は、ニトリルゴム粒子を含む。他の特定の実施形態において、エラストマー粒子は、ニトリルゴム粒子から本質的になるか、またはニトリルゴム粒子からなる。

様々な実施形態において、摩擦調節粒子３２は、１００ｎｍ〜８０μｍ、５００ｎｍ〜３０μｍ、または８００ｎｍ〜２０μｍの平均直径を有する。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の平均直径のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。

摩擦発生材料３０は、摩擦調節繊維３４をさらに含み得る。摩擦調節繊維３４は、異なる繊維の種類を含み得る。様々な実施形態において、摩擦調節繊維３４は、上記のコア繊維の種類（コア繊維）のいずれかから選択される。あるいは、コア繊維４２は、以下に記載される摩擦調節繊維種類（摩擦調節繊維３４）のいずれか１つまたは複数から選択され得る。

含まれる場合、摩擦調節繊維３４は、種類が特に限定されず、アラミド繊維、炭素繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維、鉱物繊維、及びこれらの組み合わせから選択され得る。様々な実施形態において、摩擦調節繊維３４は、前述の摩擦調節繊維の種類の１つまたは組み合わせである。前述の摩擦調節繊維の種類の様々な組み合わせのすべての重量範囲及び比率は、様々な非限定的な実施形態において本明細書によって明確に企図される。

幾つかの実施形態において、摩擦発生材料３０は、摩擦調節粒子３２を含むが、摩擦調節繊維３４を含まない。幾つかのそのような実施形態において、摩擦発生材料３０は、摩擦調節粒子３２から本質的になるか、または摩擦調節粒子３２からなる。

他の実施形態において、摩擦発生材料３０は、摩擦調節粒子３２と摩擦調節繊維３４の両方を含む。例えば、幾つかの特定の実施形態において、摩擦発生材料３０は、セルロース繊維、珪藻土粒子、及び任意選択でエラストマー粒子を含む。他の特定の実施形態において、摩擦発生材料３０は、セルロース繊維、珪藻土粒子、及びカシューナッツ粒子を含む。

摩擦発生材料３０は、当該技術分野で知られている添加剤をさらに含み得る。

様々な実施形態において、摩擦発生層１２または摩擦発生堆積物層の構成成分（例えば、摩擦調節粒子３２、摩擦調節繊維３４、及び／または任意の添加剤）は、コア層１４の表面の３０００ｆｔ^２当たり０．５〜１００ｌｂｓ（２７８．７１ｍ^２当たり０．２〜４５．４ｋｇ）、コア層１４の表面の３０００ｆｔ^２当たり３〜８０ｌｂｓ（２７８．７１ｍ２当たり１．４ｋｇ〜３６．３ｋｇ）、コア層１４の表面の３０００ｆｔ^２当たり３〜６０ｌｂｓ（２７８．７１ｍ^２当たり１．４ｋｇ〜２７．２ｋｇ）、コア層１４の表面の３０００ｆｔ^２当たり３〜４０ｌｂｓ（２７８．７１ｍ２当たり１．４ｋｇ〜１８．１ｋｇ）、コア層１４の表面の３０００ｆｔ^２当たり３〜２０ｌｂｓ（２７８．７１ｍ^２当たり１．４ｋｇ〜９．１ｋｇ）、コア層１４の表面の３０００ｆｔ^２当たり３〜１２ｌｂｓ（２７８．７１ｍ^２当たり１．４ｋｇ〜５．４ｋｇ）、またはコア層１４の表面の３０００ｆｔ^２当たり３〜９ｌｂｓ（２７８．７１ｍ^２当たり１．４ｋｇ〜４．１ｋｇ）の量で利用される。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の量のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。直上に記載した量は、３０００ｆｔ^２当たりのｌｂｓ単位であり、表面積に基づく重量の測定として製紙業界で慣例的に使用されている単位である。以上では、単位はコア層１４の表面の３０００ｆｔ^２当たりの摩擦発生材料３０の重量を表す。
第３層：

図１〜図３に示されるように、摩擦材料１０は、第３層１６を含む。第３層１６はまた、「堆積物層（ｄｅｐｏｓｉｔ）」と呼ばれることもある。幾つかの実施形態において、第３層１６は、コア層１４上に配置され、別個でかつ明確に画定された層または堆積物層として摩擦材料１０に含まれ得る。他の実施形態において、第３層１６は、コア層１４上に配置され、多機能面２０からコア層１４の内部方向（摩擦発生面１８に向かって）に測定された段階的パターンで摩擦材料１０に含まれ得る、第３層１６の構成成分の密度は、多機能面２０で最大である。

第３層１６は、使用時に摩擦材料１０に可撓性を提供する。すなわち、第３層１６は、多機能性を有する多機能面２０を有することにより、（１）基板６２への接着を促進し、（２）摩擦を発生させるように機能する。したがって、この多機能第３層１６は、多種多様な湿式クラッチ用途における摩擦材料１０の使用を可能にする。

多くの実施形態において、第３層１６は、１０μｍ〜６００μｍ、１２μｍ〜４５０μｍ、１２μｍ〜３００μｍ、１２μｍ〜１５０μｍ、または１４μｍ〜１００μｍの厚さＴ_４を有する。代替的に、第３層１６の厚さＴ_４は、１５０μｍ未満、１５０μｍ未満、１２５μｍ未満、１００μｍ未満、または７５μｍ未満であるが１０μｍを超える。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の厚さＴ_４のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。この厚さＴ_４は、樹脂２２の硬化前または硬化後の厚さを指し得る。

第３層１６は、多機能材料５０を含む。多機能材料５０には、多機能粒子５４及び／またはアラミド繊維、炭素繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維、鉱物繊維、及びこれらの組み合わせから選択される織成繊維５２が含まれる。すなわち、第３層１６は、多機能材料５０が多機能粒子５４を含む実施形態、多機能材料５０が織成繊維５２を含む実施形態、または多機能材料５０が多機能粒子５４と織成繊維５２の両方を含む実施形態から選択される。

幾つかの実施形態において、第３層１６の多機能材料５０は、多機能粒子５４を含む。かかる実施形態において、多機能材料５０は、１つまたは複数の種類の多機能粒子５４を含み得、繊維（織布または不織布）を含まないか実質的に含まない。

幾つかの実施形態において、多機能材料５０は、多機能粒子５４から本質的になるか、または多機能粒子５４からなる。幾つかの実施形態において、第３層１６は、多機能粒子５４から本質的になるか、または多機能粒子５４からなる。

多機能粒子５４は、１種以上の異なる粒子種類を含み得る。様々な実施形態において、多機能粒子５４は、上記の１つまたは複数の充填剤粒子の種類（充填剤４４）及び１つまたは複数の異なる摩擦調節粒子の種類（摩擦調節粒子３２）のいずれかから選択される。あるいは、上記の摩擦調節粒子３２のいずれか１つは、以下に記載される多機能粒子の１つまたは複数の異なる粒子種類から選択され得る。

様々な実施形態において、多機能粒子５４及び／または前記摩擦調節粒子３２は、シリカ粒子、珪藻土粒子、炭素粒子、グラファイト粒子、アルミナ粒子、マグネシア粒子、酸化カルシウム粒子、チタニア粒子、セリア粒子、ジルコニア粒子、コージエライト粒子、ムライト粒子、シリマナイト粒子、スポジュメン粒子、ペタライト粒子、ジルコン粒子、炭化ケイ素粒子、炭化チタン粒子、炭化ホウ素粒子、炭化ハフニウム粒子、窒化ケイ素粒子、窒化チタン粒子、ホウ化チタン粒子、カシューナッツ粒子、ゴム粒子、及びこれらの組み合わせからそれぞれ独立的に選択され得る。

幾つかの実施形態において、多機能粒子５４及び／または摩擦調節粒子３２は、炭素粒子、カシューナッツ粒子、シリカ粒子、珪藻土粒子、及びこれらの組み合わせからそれぞれ独立的に選択される。幾つかのかかる実施形態において、多機能粒子５４及び／または摩擦調節粒子３２は、５００ｎｍ〜３０μｍの平均直径をそれぞれ独立的に有する。

幾つかの実施形態において、多機能粒子５４は、珪藻土粒子を含む。他の実施形態において、多機能粒子５４は、珪藻土粒子から本質的になるか、または珪藻土粒子からなる。もちろん、幾つかのそのような実施形態において、多機能材料５０は、珪藻土粒子から本質的になるか、または珪藻土粒子からなる。

幾つかの実施形態において、多機能粒子５４は、カシューナッツ粒子を含む。他の実施形態において、多機能粒子５４は、カシューナッツ粒子から本質的になるか、またはカシューナッツ粒子からなる。もちろん、幾つかのそのような実施形態において、多機能材料５０は、カシューナッツ粒子またはカシューナッツ殻油に由来する粒子から本質的になるか、またはそれらからなる。

幾つかの実施形態において、多機能粒子５４は、珪藻土粒子及びカシューナッツ粒子を含む。他の実施形態において、多機能粒子５４は、珪藻土粒子及びカシューナッツ粒子から本質的になるか、またはそれらからなる。もちろん、幾つかのそのような実施形態において、多機能材料５０は、珪藻土粒子及びカシューナッツ粒子から本質的になるか、または珪藻土粒子からなる。

様々な実施形態において、多機能粒子５４は、エラストマー粒子を含む。多機能粒子５４がエラストマー粒子を含む場合、摩擦調節粒子３２に関して上述したエラストマー粒子種類の任意の組み合わせが含まれ得る。例えば、多機能粒子５４は、カシューナッツ粒子及びゴム粒子から選択される少なくとも１つの粒子種類であり得る。

様々な実施形態において、多機能粒子５４は、１００ｎｍ〜８０μｍ、５００ｎｍ〜３０μｍ、または８００ｎｍ〜２０μｍの平均直径を有する。幾つかのかかる実施形態において、前記多機能粒子５４及び／または摩擦調節粒子３２は、５００ｎｍ〜３０μｍの平均直径をそれぞれ独立的に有する。

追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の平均直径のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。

幾つかの実施形態において、第３層１６は、織成繊維５２を含む多機能材料５０を含む。織成繊維５２が少なくともいくらかの規則的な交絡を含むので、織成繊維５２は織布と呼ばれている。すなわち、織成繊維５２は、それらがランダムに交絡した以上のものであるため、織布と呼ばれている。幾つかの実施形態において、織成繊維５２は織布と呼ばれている。なぜならば織成繊維５２は開放され、ストランドにされ、そのストランドが繊維へ織られるかまたは編まれて、単一の凝集体を形成する繊維の組織化されたな交絡を形成するからである。幾つかの特定の実施形態において、第３層１６は、織成繊維５２を含み、これは繊維へ織られるかまたは編まれるもので、不織成繊維を実質的に含まないか、含まない。

第３層１６の多機能材料５０に織成繊維５２が含まれる場合、織成繊維５２は、アラミド繊維、炭素繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維、及び鉱物繊維のうちの少なくとも１種から選択される。多機能材料５０は、アラミド繊維、炭素繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維、及び鉱物繊維のうちの少なくとも１種から選択される追加の不織成繊維をさらに含み得る。

幾つかの実施形態において、多機能材料５０は、織成繊維５２から本質的になるか、または多機能粒子５４からなる。幾つかの実施形態において、多機能層１６は、織成繊維５２から本質的になるか、または多機能粒子５４からなる。

多機能材料５０が織成繊維５２を含む実施形態において、織成繊維５２は、上記のコア繊維の種類（コア繊維４２）のいずれかから選択され得る。同様に、多機能材料５０が追加の不織成繊維を含む実施形態において、追加の不織成繊維は、上記のコア繊維の種類（コア繊維）４２のいずれかから選択され得る。

多くの実施形態において、多機能材料５０は織成のセルロース繊維を含む。そのような実施形態において、織成繊維５２は、アバカ繊維、バガッセ繊維、竹繊維、コイヤー繊維、綿繊維、フィケ繊維、亜麻繊維、リネン繊維、麻繊維、ジュート繊維、カポック繊維、ケナフ繊維、ピーニャ繊維、松繊維、ラフィア繊維、ラミー繊維、籐繊維、サイザル繊維、木質繊維、及びこれらの組み合わせから選択される繊維を含む。幾つかの特定の実施形態において、織成繊維５２はセルロース繊維を含み、セルロース繊維は綿繊維を含む。幾つかの特定の実施形態において、織成繊維５２は、綿繊維から本質的になるか、または綿繊維からなる。セルロース繊維は、基板６２への改良された接合及び改良された耐層間剥離性（すなわち、凝集破壊及び接着破壊の低減）を提供する。多機能面２０は、摩擦材料１０の基板６２への接着と、強固な接着形成を促進する。

さらに他の特定の実施形態において、織成繊維５２は炭素繊維を含む。他の実施形態において、織成繊維５２は、炭素繊維から本質的になるか、または炭素繊維からなる。織成炭素繊維は、摩擦材料１０に対して耐熱性の増加、基板６２に対して接合の改良、耐層間剥離性、及び鳴き音抵抗すなわちノイズ抵抗（ｓｑｕｅａｌ ｏｒ ｎｏｉｓｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を提供することができる。

さらに他の特定の実施形態において、織成繊維５２は、アラミド繊維を含む。他の実施形態において、織成繊維５２は、アラミド繊維から本質的になるか、または炭素繊維からなる。

もちろん、幾つかの実施形態において、多機能材料５０は、織成繊維５２から本質的になるか、または多機能粒子５４からなる。他の実施形態において、多機能材料５０は、織成繊維と不織成繊維との組み合わせを含む。

多機能材料５０は、当技術分野で知られている添加剤をさらに含み得る。

様々な実施形態において、第３層１６の構成成分（例えば、多機能粒子５４、織成繊維５２、及び／または任意の添加剤）は、コア層１４の第２表面の３０００ｆｔ^２当たり０．５〜１００ｌｂｓ（２７８．７１ｍ^２当たり０．２〜４５．４ｋｇ）、コア層１４の第２表面の３０００ｆｔ^２当たり３〜８０ｌｂｓ（２７８．７１ｍ^２当たり１．４ｋｇ〜３６．３ｋｇ）、コア層１４の第２表面の３０００ｆｔ^２当たり３〜６０ｌｂｓ（２７８．７１ｍ^２当たり１．４ｋｇ〜２７．２ｋｇ）、コア層１４の第２表面の３０００ｆｔ^２当たり３〜４０ｌｂｓ（２７８．７１ｍ^２当たり１．４ｋｇ〜１８．１ｋｇ）、コア層１４の第２表面の３０００ｆｔ^２当たり、３〜２０ｌｂｓ（２７８．７１ｍ^２当たり１．４ｋｇ〜９．１ｋｇ）、コア層１４の第２表面の３０００ｆｔ^２当たり３〜１２ｌｂｓ（２７８．７１ｍ^２当たり１．４ｋｇ〜５．４ｋｇ）、またはコア層の第２表面の３０００ｆｔ^２当たり３〜９ｌｂｓ（２７８．７１ｍ^２当たり１．４ｋｇ〜４．１ｋｇ）１４の量で利用される。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の量のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。直上に記載した量は、３０００ｆｔ^２当たりのｌｂｓ単位であり、表面積に基づく重量の測定として製紙業界で慣例的に使用されている単位である。上記の単位は、コア層１４の第２表面の３０００ｆｔ^２当たりの多機能材料５０の重量を表す。

幾つかの実施形態において、第３層１６の多機能材料５０及び摩擦発生層１２の摩擦発生材料３０は、組成的に同一である。図１は、組成的に同一のコア層１４、及び摩擦発生層１２及び第３層１６を含む摩擦材料１０の一実施形態の断面図である。対照的に、図２は、組成的に異なるコア層１４、及び摩擦発生層１２及び第３層１６を含む摩擦材料１０の別の実施形態の断面図である。

他の実施形態において、第３層１６の多機能材料５０及び摩擦発生層１２の摩擦発生材料３０は、組成的に異なる。

本開示全体を通じて使用されるような「から本質的になる」（ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）という用語は、特定の構成成分クラス（例えば、多機能粒子５４）の指定された構成成分（例えば、珪藻土粒子）または構成成分および摩擦材料１０に含まれるすべての特定の構成成分クラスの総重量に基づいて、特定の構成成分クラスの他のすべての同様の構成成分（例えば、ゴム粒子）の５、４、３、２、１、０．５、０．１、０．０５、または０．０１重量％未満を含む実施形態を表すことが理解されるべきである。

非限定的な例として、「珪藻土粒子から本質的になる多機能粒子５４」という用語は、上記のように、珪藻土粒子と、摩擦材料１０の多機能材料５０（または代替基準としての第３層１６）に含まれる多機能粒子５４の総重量に基づいて、５、４、３、２、１、０．５、０．１、０．０５、または０．０１重量％未満の他の多機能粒子５４とを含む多機能粒子５４を表す。

本開示全体を通じて使用されるような「本質的になる」という用語はまた、特定の材料（例えば、多機能材料５０）中の指定された構成成分（単数または複数）（例えば、珪藻土粒子）及び材料３０、４０、または５０（樹脂を除く）中のすべての構成成分の総重量に基づいて、特定の材料中の他の構成成分（例えば、追加の繊維、粒子、添加剤など）の５、４、３、２、１、０．５、０．１、０．０５、または０．０１重量％未満を含む実施形態を表すものと理解されるべきである。

非限定的な例として、「珪藻土粒子から本質的になる多機能材料５０」は、上記のように、珪藻土粒子及び多機能材料５０（樹脂２２を除く）中のすべての構成成分の総重量に基づいて、第３層５０に含まれる他のすべての構成成分の５、４、３、２、１、０．５、０．１、０．０５、または０．０１重量％未満を含む多機能材料５０を表す。

さらなる非限定的な例として、「珪藻土粒子から本質的になる第３層１６」は、上記のように、珪藻土粒子及び第３層１６（樹脂２２を除く）中のすべての構成成分の総重量に基づいて、第３層１６に含まれる他のすべての構成成分の５、４、３、２、１、０．５、０．１、０．０５、または０．０１重量％未満を含む第３層１６を表す。
樹脂：

図１〜図３に示されるように、樹脂２２が摩擦材料１０内に存在し得る。樹脂２２は、摩擦材料１０内に均一または不均一に分散させることができる。例えば、樹脂２２は、コア層１４、摩擦発生層１２、及び第３層１６のうちの少なくとも１つに分散させることができる。換言すれば、コア層１４、摩擦発生層１２、及び第３層１６のうちの少なくとも１つは、樹脂２２を含み得る。さらに別の例として、コア層１４、摩擦発生層１２、及び第３層１６のうちの少なくとも１つは、１つまたは複数の異なる種類の樹脂２２を含み得る。様々な実施形態において、樹脂２２は、コア層１４全体にわたって均一にまたは不均一に分散され、摩擦発生層１２及び第３層１６のうちの１つまたは複数を部分的または全体的にカプセル化してもよい。図において、参照符号２２は未硬化樹脂を指し、参照符号２３は硬化樹脂を指す。

樹脂２２は、当技術分野で知られている任意のものであり得、硬化可能であり得る。代替的に、樹脂２２は、硬化しない種類のものであり得る。様々な実施形態において、摩擦材料１０の形成の段階に応じて、樹脂２２、２３は、未硬化、部分的に硬化、または完全に硬化され得る。

幾つかの実施形態において、樹脂２２は、摩擦材料１０に構造的強度を与えるのに適した任意の熱硬化性樹脂であり得る。利用され得る様々な樹脂２２には、フェノール樹脂及びフェノールベース樹脂が含まれる。フェノール樹脂は、芳香族アルコール、典型的にはフェノールと、アルデヒド、典型的には、ホルムアルデヒドとの縮合によって製造される熱硬化性樹脂の一種である。フェノール基樹脂は、全樹脂の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％のフェノール樹脂を典型的に含み、あらゆる溶媒または加工酸を除く熱硬化性樹脂ブレンドである。様々なフェノール基樹脂は、エポキシ、ブタジエン、シリコーン、桐油（ｔｕｎｇ ｏｉｌ）、ベンゼン、カシューナッツ油などの改質構成成分を含み得ることが理解されるべきである。幾つかの実施形態において、５〜８０重量％のシリコーン樹脂を、フェノール樹脂またはフェノール樹脂と他の異なる樹脂の組み合わせに起因する残部の重量％と共に含むシリコーン改質フェノール樹脂が使用される。他の実施形態において、５〜８０重量％のエポキシ樹脂を、フェノール樹脂またはフェノール樹脂と他の異なる樹脂の組み合わせに起因する残部の重量％と共に含むエポキシ改質フェノール樹脂が使用される。

１つ以上の実施形態において、樹脂２２は、すべての樹脂の総重量に基づいて、例えば、５〜１００または５〜８０重量％のシリコーン樹脂を含み、あらゆる溶媒または加工酸を除く。使用され得るシリコーン樹脂は、熱硬化性シリコーン及びエラストマーシリコーンを含む。Ｄ、Ｔ、Ｍ、及びＱユニット（例えば、ＤＴ樹脂、ＭＱ樹脂、ＭＤＴ樹脂、ＭＴＱ樹脂、ＱＤＴ樹脂…）を含むものなどの様々なシリコーン樹脂も使用することができる。

様々な実施形態において、樹脂２２は、摩擦材料１０内のすべての非樹脂構成成分の総重量に基づいて、２０〜８０、２０〜９０、または２５〜６０重量％の量で存在する。例えば、樹脂２２は、摩擦材料１０内のすべての非樹脂構成成分の総重量に基づき、２５〜７５、２５〜７０、３０〜７５、３０〜７０、または３０〜５５、または３５〜６５、重量％の量で存在し得る。この値は、樹脂の「目標含浸率（ピックアップ）」として代替的に記述されてもよい。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の樹脂量のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。

いったん硬化すると、硬化した樹脂２３は、摩擦材料１０に強度及び剛性を与え、適切な潤滑油の流れ及び保持のために所望の空隙率を維持しながら、層１２、１４、１６の構成成分を互いに接着させ、また以下に説明するように、摩擦材料１０を基板６２に接合させる。
摩擦材料の物理的性質：

図１〜図５に示されるように、摩擦材料１０は、複数の細孔２４を含む。細孔２４のそれぞれは、細孔サイズを有する。

細孔２４は、摩擦材料１０全体にわたって均一にまたは不均一に分散させることができる。例えば、コア層１４、摩擦発生層１２、及び第３層１６のうちの少なくとも１つは、細孔２４（多孔質である）を含み得る。幾つかの例では、コア層１４、摩擦発生層１２、及び第３層１６のうちの少なくとも１つは、異なる空隙率、アベレージ細孔サイズ、及び／またはメジアン細孔サイズを有する。他の例では、コア層１４、摩擦発生層１２、及び第３層１６は、ほぼ同じ空隙率のアベレージ細孔サイズ、及び／またはメジアン細孔サイズを有する。

メジアン細孔サイズは、米国材料試験協会（「ＡＳＴＭ」）の試験方法Ｄ４４０４−１０を用いて決定してもよい。様々な実施形態において、摩擦材料１０のメジアン細孔サイズは、ＡＳＴＭの試験方法Ｄ４４０４−１０を用いて決定されるように、０．５〜５０、１〜５０、２〜５０、２〜４５、２〜３０、２〜１５、または３〜１０μｍである。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内のメジアン細孔サイズのすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。

他の実施形態において、摩擦材料１０は、ＡＳＴＭ試験方法Ｄ４４０４−１０を用いて決定されるように、５％〜９０％または２５％〜８５％の空隙率を有する。摩擦材料１０の空隙率は、空気に開放されている摩擦材料１０の百分率として記述されてもよい。代替的に、細孔サイズは、空気であるかまたは固体ではない容積に基づいて、摩擦材料１０の百分率として記述されてもよい。様々な実施形態において、摩擦材料１０は、ＡＳＴＭ試験方法Ｄ４４０４−１０を用いて決定されるように、３０〜８０、または４０〜７５％の空隙率を有する。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の空隙率のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。幾つかの実施形態において、摩擦発生層１２は、ＡＳＴＭ試験方法Ｄ４４０４−１０を用いて決定されるように、第３層１６よりも低い空隙率を有する。幾つかの実施形態において、第３層１６は、ＡＳＴＭ試験方法Ｄ４４０４−１０を用いて決定されるように、コア層１４よりも低い空隙率を有する。他の実施形態において、第３層１６は、ＡＳＴＭ試験方法Ｄ４４０４−１０を用いて決定されるように、コア層１４よりも高い空隙率を有する。

摩擦材料１０がより多孔質であるほど、より効率的に熱が放散される。使用中の摩擦材料１０の係合中に摩擦材料１０に出入りするオイルの流れは、摩擦材料１０が多孔質であるときに、より迅速に起こる。例えば、摩擦材料１０がより高い平均流量細孔直径及び空隙率を有する場合、摩擦材料１０の細孔２４全体にわたる自動変速機の流体の流れがより良好であるため、摩擦材料１０がより低温になりやすく、すなわち変速機における発熱がより少なくなる。変速機の作動中、摩擦材料１０上のオイル堆積物層（ｏｉｌ ｄｅｐｏｓｉｔｓ）は、特に高温で、自動変速機流体の分解に起因して時間とともに進行する傾向がある。オイル堆積物層は、細孔２４のサイズを減少させる傾向がある。したがって、摩擦材料１０がより大きな細孔２４を有するように形成される場合、オイル堆積後に残る／結果生じる細孔サイズはより大きくなる。摩擦材料１０の空隙率は、繊維（３４、４２、５２）、樹脂２２、摩擦調節粒子３２、充填剤４４、多機能粒子５４、層（１２、１４、１６）の組成、及び原紙の重量の選択に基づいてさらに修正することができる。

様々な実施形態において、摩擦材料１０は、使用中に高い流体透過容量があるように高い空隙率を有する。そのような実施形態では、摩擦材料１０が多孔質であるだけでなく圧縮性でもあることが重要であり得る。例えば、摩擦材料１０に浸透した流体は、典型的には、変速機の作動中に加えられる圧力下で摩擦材料１０から迅速に圧搾または放出されなければならないが、摩擦材料１０は、典型的には、崩壊してはならない。摩擦材料１０が、変速機の作動中に発生する熱を急速に放散させるのを助けるために高い熱伝導率を有することも重要であり得る。

摩擦材料１０の初期厚さＴ_１は、典型的には、０．３〜４、０．４〜３、０．４〜２、０．４〜１．６、０．４〜１．５、０．５〜１．４、０．６〜１．３、０．７〜１．２、０．８〜１．１、または０．９〜１、ｍｍである。この厚さＴ_１は、基板６２に接合する前の厚さを指し、キャリパー（ｃａｌｉｐｅｒ）の厚さと呼ばれる得る。この厚さＴ_１は、未硬化樹脂が存在する摩擦材料１０の厚さ、または樹脂２２が存在しない原紙の厚さを指すことができる。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の厚さＴ_１のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。

基板６２に接合して樹脂２３が硬化した後、摩擦材料１０の総厚さＴ_５は、典型的には、０．３〜３．７５、０．４〜３、０．４〜２、０．４〜１．６、０．４〜１．５、０．５〜１．４、０．６〜１．３、０．７〜１．２、０．８〜１．１、または０．９〜１ｍｍである。この厚さＴ_５は、典型的には、基板６２に接合した後に測定される。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の総厚さＴ_５のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。

さらに他の実施形態において、摩擦材料１０は、２ＭＰＡにおいて、２〜３０、４〜１５、または６〜８％の圧縮を有する。圧縮は、摩擦材料１０が基板６２上に配置されたときに（すなわち、後述するように、摩擦板６０の一部であるときに測定される）、または摩擦材料１０が基板６２上に配置されていないときに測定され得る摩擦材料１０の材料特性である。典型的には、圧縮は、摩擦材料１０が或る特定の荷重下で圧縮される距離（例えば、ｍｍ）の測定値である。例えば、荷重が加えられる前の摩擦材料１０の厚さが測定される。次に、摩擦材料１０に荷重を加える。指定された時間荷重を加えた後の摩擦材料１０の新たな厚さを測定する。とりわけ、摩擦材料１０のこの新しい厚さは、摩擦材料１０がまだ荷重下にあるときに測定される。当業者には理解されるように、圧縮は典型的には弾性に関連している。摩擦材料１０がより弾性的であるほど、圧縮後に観察される戻りが多くなる。これは典型的には、より少ないライニングロスにつながり、より少ないホットスポットの形成につながり、どちらも望ましい。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の圧縮のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。

様々な実施形態において、摩擦材料１０は、典型的には金属である基板６２に接合されている。基板６２の幾つかの例には、クラッチ板、シンクロナイザーリング、及びトランスミッションバンドが含まれるが、これらに限定されない。摩擦材料１０は、摩擦発生面１８及び反対側に対向する多機能面２０を含む。摩擦発生面１８は、潤滑油の存在下で対向する回転面と選択的な界面摩擦係合を経験する。多機能面２０は、多機能性を有することにより、（１）基板６２への接着を促進し、（２）摩擦を発生させるように機能する。

基板６２に接合されると、多機能面２０は、接着剤または一部の他の適切な接着技術の助けを借りてまたは借りずに、基板６２への接合取付けを達成する。以下に説明される、１つの例示的な実施形態において、摩擦材料１０は、摩擦板６０において使用され、多機能面２０は、摩擦材料１０と基板６２との間の強固な接合を促進する。

それは、もし多機能面２０が基板６２に接着されていなければ、多機能面２０は、対向する回転面と界面摩擦係合を経験し得る。幾つかの実施形態において、摩擦発生面１８及び多機能面２０が摩擦を発生させるように摩擦材料１０が利用される。幾つかの非限定的例において、ポリマー担体で硬化されかつ共成形された摩擦材料１０を含む摩擦板（図示せず）は、摩擦発生面１８及び多機能面２０の少なくとも一部が露出されて摩擦を発生させるように製造される。

潤滑油は、自動変速機流体などの任意の適切な潤滑流体あり得る。摩擦材料１０上の潤滑油の流量は、燃料効率を改善しようと努力して、摩擦発生面１８及び／または多機能面２０における温度が長期間３５０℃を超えることが可能なように管理され得る。様々な実施形態において、摩擦材料１０は、３５０℃以上５００℃まで十分に機能するが、そのような高温環境だけに限定されず、摩擦材料１０を摩擦発生面１８での温度を３５０°Ｃ未満に維持するように設計された湿式クラッチに、必要に応じて、使用され得る。追加の非限定的な実施形態において、前述した範囲の端点を含みかつ両端点区間内の動作温度のすべての値及び値の範囲は、本明細書によって明示的に企図される。
摩擦板：

図３に示されるように、本開示はまた、上で最初に導入されたように、摩擦材料１０及び基板６２（例えば、金属板）を含む摩擦板６０も提供する。基板６２は、少なくとも２つの表面６４、６６を有し、摩擦材料１０は、典型的には、これらの表面６４、６６の一方または両方に接合されている。摩擦材料１０を表面６４、６６の一方または両方へ接合または接着することは、例えば、前述したフェノール樹脂または任意の樹脂２２、２３など、当技術分野で知られている任意の接着剤または手段によって達成することができる。

ここで図４を参照すると、摩擦板６０は、クラッチパックまたはクラッチアセンブリ７０（例えば、湿式クラッチアセンブリ）を形成するために、使用され、販売され、またはセパレータ板６８を備えていてもよい。本開示はまた、摩擦材料１０及び基板６２を含む摩擦板６０自体、ならびに摩擦板６０及びセパレータ板６８を含むクラッチアセンブリ７０を提供する。

ここで引き続き図４を参照すると、本開示はまた、クラッチアセンブリ７０を含む変速機７２を提供する。変速機７２は、自動変速機または手動変速機であり得る。

本開示全体を通じての前述の実施形態のすべての組み合わせは、そのような開示が上記の単一の段落またはセクションに逐語的に記載されていない場合でも、１つまたは複数の非限定的な実施形態において明示的に企図される。言い換えれば、明示的に企図された実施形態は、本開示の任意の部分から選択され、組み合わされた上記の任意の１つまたは複数の要素を含み得る。

分散（ｖａｒｉａｎｃｅ）が本開示の範囲内にある限り、上記の値の１つまたは複数は、例えば±５％、±１０％、±１５％、±２０％、±２５％だけばらついても構わない。その他のすべてのメンバー（構成物）から独立したマーカッシュ（Ｍａｒｋｕｓｈ）グループ（群）の各構成物から予期しない結果が得られる可能性がある。各構成物は、個別的に及び／または組み合わせて添付された特許請求の範囲内で特定の実施形態に依存され得、このような実施形態のための適切なサポートを提供することができる。独立請求項及び従属請求項のすべての組み合せの主題は、単一従属及び複数従属の両方ともで、本明細書において明示的に企図されている。本開示内容は、限定するのではなく説明に使用される用語を含んだ例示的なものである。前記の教示に照らして見て、本開示内容の多くの修正形態及び変形形態が可能であり、本開示内容は、本明細書で具体的に説明される以外の方法で実施され得る。

本開示内容の様々な実施形態を独立的にかつ総括的に説明することにおいて、依存される任意の範囲及びサブ範囲は、添付された特許請求の範囲内に含まれることを理解すべきであり、ここに全部及び／または一部の値を含むすべての範囲を、たとえこのような値が本明細書に明示的に記載されていなくても、説明し、考慮することを理解すべきである。当業者は、列挙された範囲及びサブ範囲が本開示内容の様々な実施形態を十分に説明し、可能にすることを容易に認識するはずであり、これらの範囲及びサブ範囲は、さらに関連する２等分、３等分、４等分、５等分などに区分してさらに記述され得る。ほんの一例のように、「０．１〜０．９」の範囲は、個別的にかつ総称的に、添付された特許請求の範囲内にある３等分の下位、すなわち０．１〜０．３、３等分の中間、すなわち０．４〜０．６、３等分の上位、すなわち０．７〜０．９にさらに記述され得、個別的に及び／または総括的に添付された特許請求の範囲内で特定の実施形態に依存され得、このような実施形態のためのサポートを提供することができる。また、「少なくとも」、「より大きい（超過）」、「未満」、「僅かに」などのような範囲を定義するとか修正する表現に関して、そのような表現は、サブ範囲及び／または上限または下限を含むことを理解すべきである。別の例として、「少なくとも１０」の範囲は、本質的に、少なくとも１０〜３５のサブ範囲、少なくとも１０〜２５のサブ範囲、２５〜３５のサブ範囲などを含み、各サブ範囲は、以下のものを含み得る。個別的に及び／または総括的に添付された特許請求の範囲内で特定の実施形態に依存され得、このような実施形態のための適切なサポートを提供することができる。最終的に、開示された範囲内の個別的な数字は、添付された特許請求の範囲内の特定の実施形態に依存され得、このような実施形態のための適切なサポートを提供することができる。例えば、「１〜９」の範囲は、４．１などの小数点（または分数）を含む個別的な数字だけでなく、３のような様々な個々の整数を含み、これらは添付された特許請求の範囲内で特定の実施形態に依存されることができ、このような実施形態のための適切な支援を提供することができる。

Claims (13)

1. 摩擦材料であって、
   摩擦発生面を提供し、摩擦発生材料を含有する摩擦発生層であって、前記摩擦発生材料が摩擦調節粒子を含有する、摩擦発生層と、
   前記摩擦発生層に隣接するコア層であって、前記コア層がコア材料を含有し、前記コア材料がコア繊維を含有する、コア層と、
   前記コア層に隣接する第３層であって、これにより前記コア層が前記摩擦発生層と前記第３層との間に配置され、前記第３層が前記摩擦発生層の前記摩擦発生面の反対側に対向する多機能面を提供し、前記第３層が多機能材料を含有し、前記多機能材料が、
   多機能粒子、及び／または
   アラミド繊維、炭素繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維、鉱物繊維、及びこれらの組み合わせから選択される織成繊維；を含む、第３層とを含み、
   樹脂が、前記摩擦発生層、前記コア層、及び前記第３層の少なくとも１つに存在し、
   前記摩擦発生材料及び前記多機能材料は、組成的に同じであるか、または異なる、摩擦材料。
2. 前記摩擦調節粒子及び／または前記多機能粒子は、シリカ粒子、珪藻土粒子、炭素粒子、グラファイト粒子、アルミナ粒子、マグネシア粒子、酸化カルシウム粒子、チタニア粒子、セリア粒子、ジルコニア粒子、コージエライト粒子、ムライト粒子、シリマナイト粒子、スポジュメン粒子、ペタライト粒子、ジルコン粒子、炭化ケイ素粒子、炭化チタン粒子、炭化ホウ素粒子、炭化ハフニウム粒子、窒化ケイ素粒子、窒化チタン粒子、ホウ化チタン粒子、カシューナッツ粒子、ゴム粒子、及びこれらの組み合わせからそれぞれ独立的に選択さる、請求項１に記載の摩擦材料。
3. 前記摩擦調節粒子及び／または前記多機能粒子が、５００ｎｍ〜３０μｍの平均直径をそれぞれ独立的に有する、請求項１〜２のいずれか一項に記載の摩擦材料。
4. 前記摩擦調節粒子が、前記摩擦材料の３０００ｆｔ^２に基づいて０．５〜１００ｌｂｓの量で前記摩擦発生材料中に存在しかつ、または、前記多機能粒子が、前記摩擦材料の３０００ｆｔ^２に基づいて０．５〜１００ｌｂｓの量で前記多機能材料中に存在する請求項１〜３のいずれか一項に記載の摩擦材料。
5. 前記多機能材料が前記多機能粒子及び前記樹脂から本質的になる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の摩擦材料。
6. 摩擦材料であって、
   前記摩擦発生層が、１０〜６００μｍの厚さを有し、
   前記コア層が、０．２ｍｍ〜３．７５ｍｍの厚さを有し、及び／または
   前記第３層が、１０〜６００μｍの厚さを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の摩擦材料。
7. 摩擦材料であって、
   米国材料試験協会の試験方法Ｄ４４０４−１０を用いて決定されるように、
   前記第３層が前記コア層よりも低い空隙率を有しかつ、または
   前記摩擦発生層が前記第３層よりも低い空隙率を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の摩擦材料。
8. 前記多機能材料が、不織成繊維を含まない、請求項１〜７のいずれか一項に記載の摩擦材料。
9. 前記摩擦発生材料及び前記多機能材料は、組成的に同じである、請求項１に記載の摩擦材料。
10. 織成繊維を含み、前記織成繊維は、セルロース繊維を含み、前記セルロース繊維は、綿繊維を含み、かつ／または前記織成繊維は、炭素繊維を含む、請求項１に記載の摩擦材料。
11. 基板と、硬化されかつ前記基板に接合された、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の前記摩擦材料と、を含む摩擦板。
12. ポリマー担体で硬化されかつ共成形される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の前記摩擦材料を含む、摩擦板。
13. 請求項９または１０に記載の前記摩擦板を備える湿式クラッチアセンブリ。
    

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