JPH04339888A - 湿式摩擦材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の自動変速機など
で油中に浸した状態で使用されるクラッチ、ブレーキな
どに適用できる湿式摩擦材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の湿式摩擦材は繊維基材と添
加剤などの混合物を水中で抄紙して抄紙体を形成した後
、抄紙体に結合剤を含浸させて熱硬化させることで製造
している。この方法で形成される摩擦材は主成分の基材
繊維の特性によって耐熱性や耐摩耗性などが左右される
。そこでこれらの特性を向上させるため、基材繊維を木
材パルプ以外に有機繊維や無機繊維を適宜配合する試み
がなされている。たとえば、特公昭６０−２３７７４号
公報には、繊維基材の一成分に芳香族ポリアミド繊維を
含み添加剤、摩擦調整剤を加えて抄紙し、この抄紙体に
フェノール系の結合剤を含浸させ熱硬化させて成形した
摩擦材が開示されている。また特開昭６２−１０６１３
３号公報には、全基材繊維の量に対して５〜５０重量％
のフィブリル化したアクリル繊維と充填剤を配合して抄
紙し、抄紙体を熱硬化性樹脂の結合剤で硬化させた摩擦
材の開示がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように摩擦材の
耐熱性や耐摩耗性を高めるために繊維基材の成分に芳香
族ポリアミド繊維を用いると、その添加量に比例して摩
擦材の耐熱性や耐摩耗性は向上する。ところが芳香族ポ
リアミド繊維の添加量が摩擦材の重量に対して３０％を
超えると芳香族ポリアミド繊維のクリープ挙動に基づく
へたりなどの変形や、変形に起因する摩擦面の気孔の減
少といった経時変化により摩擦性能が低下し易い。また
芳香族ポリアミド繊維の添加量が前記の３０％未満であ
っても高負荷圧の条件で使用される場合においては、上
記と同様の現象が認められる。

【０００４】一方フィブリル化したアクリル繊維を基材
繊維の主成分として配合するとアクリル繊維がフィブリ
ル化しているので添加剤や他の基材繊維との接着性が向
上して摩擦材の強度は高まるが、芳香族ポリアミド繊維
に比べて耐熱性や耐摩耗性の向上に関しては充分な効果
が期待できない。本発明は上記の事情に鑑みてなされた
もので、芳香族ポリアミド繊維に基づく変形や経時変化
を抑制して耐熱性、耐摩耗性の向上した湿式摩擦材とす
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の湿式摩擦材は、
基材繊維と、添加剤の混合物を抄紙した抄紙体に結合剤
を含浸させて硬化して形成される湿式摩擦材であって、
該基材繊維中にはフィブリル化した熱可塑性繊維と芳香
族ポリアミド繊維とを含み、該フィブル化した熱可塑性
繊維と該芳香族ポリアミド繊維とが重量比で１：１０〜
３：１０の割合で含まれていることを特徴とする。

【０００６】この湿式摩擦材は、基材繊維と添加剤とで
形成された抄紙体が結合剤で結合されて形成されている
。抄紙体を構成する基材繊維には、フィブリル化した熱
可塑性繊維と芳香族ポリアミド繊維とを含みその重量比
率が１：１０〜３：１０の範囲の割合で用いられる。 フィブリル化した熱可塑性繊維と芳香族ポリアミド繊維
の比が１：１０の範囲より熱可塑性繊維が少ないと配合
された芳香族ポリアミド繊維の変形防止や経時変化を防
止できない、またその比が３：１０の範囲を熱可塑性繊
維が超えると耐熱性が低下するので好ましくない。

【０００７】基材繊維としては、通常芳香族ポリアミド
繊維が１５〜８０％、好ましくは３０〜６５％、フィブ
リル化した熱可塑性繊維が５〜３０％、その他のパルプ
材が０〜６０％の混合物を抄紙の形成に供される。この
フィブリル化した熱可塑性繊維は、抄紙時に繊維がフィ
ブリル化している特性に基づき他の芳香族ポリアミド繊
維やパルプと容易に機械的に絡み合って抄紙体を形成す
る。そして抄紙体に結合剤が含浸されて熱硬化させる熱
処理条件で容易に軟化溶融して基材繊維に溶着接着し結
合剤と共に配合成分を強固に接合させることができる。 このためフィブリル化した熱可塑性繊維は芳香族ポリア
ミド繊維を強固に補強して、芳香族ポリアミド繊維のク
リープ挙動に基づく変形などの欠陥を抑制することが可
能となる。これは基材繊維中の芳香族ポリアミド繊維の
量に左右されずに湿式摩擦材の変形や経時変化を最小限
にすることができる。

【０００８】そのためフィブリル化した熱可塑性繊維は
、結合剤の硬化温度に近い軟化開始温度が１５０〜２０
０℃のものが好ましい。フィブリル化した熱可塑性繊維
としては、たとえば、ポリプロピレン繊維、アクリル繊
維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維などの熱可塑性繊
維のフィブリル化させたものが使用できる。フィブリル
化は熱可塑性繊維を叩解したり、膨潤剤で膨潤させた後
加圧して押し潰すことなどのより容易に形成できる。 またフィブリル化した熱可塑性繊維の繊維長は、０．１
〜３ｍｍ、繊維径は１〜１０μｍのものが基材繊維の抄
紙時の混合分散が容易となるので好ましい。

【０００９】基材繊維としては、上記の芳香族ポリアミ
ド繊維、フィブリル化した熱可塑性繊維以外にリンタパ
ルプ、木材パルプ、合成パルプ、有機繊維、無機繊維な
どを配合して使用することができる。抄紙体の他の構成
成分である添加剤は、摩擦材の摩擦特性を調整するもの
で、たとえば、充填剤、摩擦調整剤として知られるシリ
カ、クレイ、ウォラストナイト、マイカ、タルク、ケイ
ソウ土、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カシュー
ダスト、グラファイト等が単数または複数組み合わせて
使用できる。これらの添加剤の量としては、通常無機添
加剤が１０〜４９％、摩擦調整剤が０〜２０％、の範囲
で添加される。

【００１０】基材繊維と添加剤とで抄紙でされた抄紙体
は、結合剤が含浸され硬化されて摩擦材となる。ここで
使用する結合剤としては熱硬化性の樹脂でフェノール樹
脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂などが用いられる。使
用量は抄紙体に対して２０〜５０％で通常液状として含
浸量を調整する。含浸された結合剤は、フィブリル化し
た繊維の軟化温度近傍の温度（１８０〜２５０℃）で熱
硬化されて摩擦材が成形される。この摩擦材はさらにフ
ェーシングなどに加工されて使用される。

【００１１】

【作用】本発明の湿式摩擦材では、基材繊維中にフィブ
リル化した熱可塑性繊維が芳香族ポリアミド繊維に対し
て特定の割合で含まれている。この抄紙体では芳香族ポ
リアミド繊維にフィブリル化した熱可塑性繊維が絡み合
い、かつフィブリル化した熱可塑性繊維の軟化温度以上
の熱処理を受けて形成されている。このため得られる摩
擦材中ではフィブリル化した熱可塑性繊維が芳香族ポリ
アミド繊維のバインダーとして働き芳香族ポリアミド繊
維を強固に補強するので、従来芳香族ポリアミド繊維を
多く含む場合の摩擦材と比較してクリープ特性に基づく
変形や目詰まりなどの経時劣化などが抑制できる。

【００１２】したがって、この湿式摩擦材は耐熱性、耐
摩耗性に富んだ特性をもつことができる。

【００１３】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。表１
に示す組成で湿式摩擦材を作製した。 （実施例１）基材繊維として、木材パルプ２５重量％、
パルプ状の芳香族ポリアミド繊維３０重量％、フィブリ
ル化したアクリル繊維５重量％を、添加剤として珪藻土
３０重量％、摩擦調整剤（カシューダスト）１０重量％
との混合物を多量の水中に分散混合し、湿式抄紙法で抄
紙して抄紙体を形成した。

【００１４】この抄紙体に結合剤としてレゾール系フェ
ノール樹脂液を含浸し、風乾した後２００℃の熱風乾燥
炉で結合剤を硬化させた。なお、この結合剤の含浸量は
硬化処理後の含有量が３０重量％となるような濃度のメ
タノールで希釈したフェノール樹脂溶液に調整して使用
した。次いで予め２００℃に熱せられた１軸加圧プレス
機にて必要な厚さになるように加圧成形することで湿式
摩擦材のフェーシングを形成した。さらにこのフェーシ
ングを必要形状に切削加工して芯金に接着した。このよ
うにして得た湿式摩擦材について摩擦性能試験（ＳＡＥ
　　Ｎｏ２）をおこなったところ、表１に示すように２
５０００サイクルの耐久性を有していた。また試験後の
フェーシング部のへたり量は、初期の厚さの１１％であ
った。

【００１５】なお、ＳＡＥ　　Ｎｏ２の試験条件は、摩
擦材面数：４面、フェーシング面積：２８ｃｍ２　／面
、回転数（Ｎ）：３６００ｒｐｍ、慣性量（Ｉ）：２．
５ｋｇ−ｃｍ／ｓｅｃ２　、押し付け力（Ｐ）：１０．
０ｋｇ／ｃｍ２　、試験温度（ｔ）：１２０℃、摩擦材
の吸収エネルギー／サイクル：４．２ｋｃａｌである。

【００１６】

【表１】 （比較例１）木材パルプ３０重量％、パルプ状の芳香族
ポリアミド繊維３０重量％、珪藻土３０重量％、摩擦調
整剤１０重量％としてフィブリル化したアクリル繊維を
使用せず実施例１と同様の工程を経て湿式摩擦材を作製
した。

【００１７】この摩擦材を用い実施例１と同様の条件で
ＳＡＥ　　Ｎｏ２　　試験をおこなった。実施例１に比
べて耐久性は１００００サイクルと短く、かつ摩擦特性
が著しく劣化して耐久限界に達した。試験後のフェーシ
ング部は表面気孔が殆どなく目詰まり状態であった。こ
の時のへたり量は１８％で実施例１より大きかった。し
たがってこの実施例１と比較例１を比べると、木材パル
プと芳香族ポリアミド繊維を含む基材繊維系においても
、フィブリル化アクリル繊維の配合により湿式摩擦材は
耐久性能が向上し、へたり量が少なくなっていることを
示している。 （実施例２）パルプ状の芳香族ポリアミド繊維５５重量
％、珪藻土３０重量％、摩擦調整剤５重量％、フィブリ
ル化したアクリル繊維１０重量％の混合物を実施例１と
同様の工程を経て湿式摩擦材を作製した。

【００１８】この摩擦材を用い実施例１と同様の条件で
ＳＡＥ　　Ｎｏ２　　試験をおこなったところ３５００
０サイクルの耐久性を示した。この時のフェーシングの
へたり量は１３％であった。 （比較例２）パルプ状の芳香族ポリアミド繊維６５重量
％、珪藻土３０重量％、摩擦調整剤５重量％としフィブ
リル化したアクリル繊維を使用せず実施例１と同様の工
程を経て湿式摩擦材を作製した。

【００１９】この摩擦材を用い実施例１と同様の条件で
ＳＡＥ　　Ｎｏ２　　試験をおこなったところ８０００
サイクルで摩擦特性が著しく劣化し、耐久限界に達した
。試験後のフェーシング部は表面気孔が殆どなく目詰ま
り状態であった。この時のへたり量は２１％と高く、芳
香族ポリアミド繊維のクリープによる性能劣化が確認さ
れた。

【００２０】したがって、実施例２と比較例２を比べる
と芳香族ポリアミド繊維の基材繊維系においては、フィ
ブリル化アクリル繊維の配合により湿式摩擦材は耐久性
能が一段と向上し、へたり量が少なくなっていることを
示している。 （実施例３）木材パルプ５０重量％、パルプ状の芳香族
ポリアミド繊維１０重量％、珪藻土３０重量％、摩擦調
整剤５重量％、フィブリル化したアクリル繊維５重量％
の混合物を多量の水中に分散混合し、実施例１と同様の
工程を経て湿式摩擦材を作製した。

【００２１】この摩擦材を用い負荷圧を３０ｋｇ／ｃｍ
２　とした他は実施例１の条件でＳＡＥ　　Ｎｏ２　　
試験をおこなったところ、１００００サイクルにてフェ
ーシング部の熱損による耐久限界に達した。この時のフ
ェーシングのへたり量は１４％であった。 （比較例３）木材パルプ５５重量％、パルプ状の芳香族
ポリアミド繊維１０重量％、珪藻土３０重量％、摩擦調
整剤５重量％の混合物を実施例１と同様の工程を経て湿
式摩擦材を作製した。

【００２２】この摩擦材を用い実施例３と同様の条件で
ＳＡＥ　　Ｎｏ２　　試験をおこなったところ３０００
サイクルで摩擦特性が著しく劣化し、耐久限界に達した
。試験後のフェーシング面は極度の熱損と目詰まりが生
じ、へたり量は２０％であった。したがって実施例３と
比較例３を比べると、木材パルプ量を多く含み芳香族ポ
リアミド繊維の量が少ない基材繊維系においてもフィブ
リル化アクリル繊維の配合により湿式摩擦材は耐久性能
が一段と向上し、へたり量が少なくなっていることを示
している。

【００２３】図１に本発明の芳香族ポリアミド繊維に対
するフィブリル化熱可塑性繊維の添加割合の有効範囲を
表すグラフを示す。一点破線の間の範囲であれば本発明
の目的は達成できる。

【００２４】

【発明の効果】この湿式摩擦材では基材繊維にフィブリ
ル化した熱可塑性繊維を特定量配合することで、基材繊
維中の芳香族ポリアミド繊維の含有量に左右されず得ら
れる湿式摩擦材の耐変形性に優れる。また芳香族ポリア
ミド繊維の含有により摩擦材は耐熱性、耐久性、耐変形
性に優れる。このため従来芳香族ポリアミド繊維を多量
に含有させた場合に表れる摩擦材の変形等の弊害を抑制
できる。

【００２５】すなわち、フィブリル化した熱可塑性繊維
が抄紙体中で他の基材繊維に絡み合い、含浸された結合
剤の熱硬化時に容易に軟化溶融して、基材繊維に対して
バインダーの作用を示し摩擦材を強固に結合する。この
ため本発明の湿式摩擦材では、従来の類似の組成のもの
に比べて変形や剥離などの不具合を解消することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】は芳香族ポリアミド繊維の添加量に対するフィ
ブリル化熱可塑性繊維の添加割合の範囲を示すグラフで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基材繊維と、添加剤の混合物を抄紙し
   た抄紙体に結合剤を含浸させて硬化して形成される湿式
   摩擦材であって、該基材繊維中にはフィブリル化した熱
   可塑性繊維と芳香族ポリアミド繊維とを含み、該フィブ
   ル化した熱可塑性繊維と該芳香族ポリアミド繊維とが重
   量比で１：１０〜３：１０の割合で含まれていることを
   特徴とする湿式摩擦材。