JPH03140334A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両用オートマチックトランスミッションに
おける湿式クラッチ、マニュアルトランスミッションに
おけるシンクロナイザ−リング。

オートバイ用湿式多板クラッチディスク、湿式ブレーキ
等に有用な湿式摩擦材に間するものである。

［従来の技術］ これまで、湿式摩擦材は紙を基材とするいわゆるペーパ
ー摩擦材が主に用いられている。ペーパー摩擦材は、バ
ルブに各種の摩擦調整剤などを配合したのち抄紙を行い
、更に、フェノール樹脂などの結合用樹脂を含浸し、硬
化させて製造されている。このペーパー摩擦材は、高い
摩擦係数を有し、かつ、良好な最終勤Ｒ擦係数と動摩擦
係数との比（以下、μＯ／μｄ比という）を有している
。

しかしながら、ペーパー摩擦材は昨今の車両のエンジン
出力アップ、車両重量の増加などによる湿式摩擦材への
負荷の増大という条件下では長期間の使用において動摩
擦係数の低下の問題があり対応しきれなくなってきてい
る。この改良として焼結合金系、セミメタリック系、エ
ラストマー系などの湿式摩擦材が提案されているが、そ
れらは動摩擦係数が低く、かつ、μ０／μｄ比も劣ると
いう欠点があり、まだ満足すべきレベルには至るものが
見い出せない。従って、負荷の増大に対応でき、高い動
Ｒ擦係数と良好なμ０／μｄ比を有する湿式摩擦材の開
発が強く望まれている。

［発明が解決しようとする課題］ そこで、本発明者らは、上記の欠点を改良すべく鋭意研
究した結果、摩擦基材として特定の連続気孔率を有する
発泡構造を持つ熱硬化性樹脂を使用することにより、高
い動摩擦係数と良好なμＯ／μｄ比を有し、かつ、負荷
の増大にも充分対応できる湿式摩擦材が得られることを
見い出し、本発明に到達した。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は、ａ原基材として連続した気孔が全
気孔中２０〜７５％であり、好ましくは全気孔の７５％
以上が５〜２００μｍである発泡構造を持つ熱硬化性樹
脂を使用することを特徴とする湿式！Ｉ擦採材提供する
ことにある。更に、この摩擦基材に無機・有機の摩擦調
整剤及び繊維を充填してなる湿式摩擦材を提供すること
にある。

［作用〕 本発明において、摩擦基材として機械的強度及び耐熱性
に優れた熱硬化性樹脂を用いることにより、高負荷条件
下でも長期間対応できるようになり、かつ、その構造を
特定比率の発泡構造にすることにより、最適の柔軟性と
摩擦熱の速やかな拡散が得られると共に高い動Ｒ擦係数
を有し、良好なμＯ／μｄ比が得られるようになるもの
と推定されるｅｊ％週な発泡構造を得るために、本発明
における摩擦基材は熱硬化性樹脂、界面活性剤９発泡剤
及び必要に応じて摩擦調整剤及び繊維よりなる組成物を
発泡・硬化させることによって得られる。

本発明において用いられる熱硬化性樹脂としては、フェ
ノール樹脂、油・ゴム・エポキシ樹脂などにより改質さ
れた変性フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂
、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げ
られ、これらは単独もしくは２種以上の樹脂を併用して
使用することができる。そのなかで、フェノール樹脂、
変性フェノール樹脂が好適である。

本発明における界面活性剤としては、アルコオキシシラ
ンなどのシリコン系界面活性剤、ソルビタン、アルキル
フェノールなどのポリオキシアルキレン付加物などの界
面活性剤があげられ、これらは混合して用いることもで
きる。その使用量は熱硬化性根ｊ￥＋１００重量部に対
して０．　５〜３０！：１部の範囲が好ましいが、種類
により必ずしも一義的ではない。

本発明における発泡剤としては、炭酸ナトリウムなどの
炭酸塩、炭酸水素ナトリウムなどの重炭酸塩、ニトロソ
化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド化合物など
の分解型発泡剤、及び、ヘキサン、トルエンなどの炭化
水素系揮発性有機溶剤、酢酸ブチル、酢酸アミルなどの
エステル類。

フロンなどの揮発性液体が挙げられ、これらは、混合し
て眉いることもできる。その使用量としては、熱硬化性
樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部の範囲が好ま
しいが、この量は発泡剤の種類により必ずしも一義的な
ものではない。

本発明において、必要に応じて摩擦力の安定化及び摩擦
力の向上を目的として摩擦調整剤を用いる。ａｔＩＩｎ
整剤としては、グラファイト、二硫化モリブデン、硫酸
バリウム、シリカ粉末の如き無機質粉末状物質、カシュ
ーダスト、フッ素樹脂粉末９球形フェノール樹脂硬化物
粉末の如き有機質粉末状物質が挙げられる。更に、発泡
構造を支える熱硬化性樹脂の機械的強度を向上させる目
的として、ガラス繊維、カーボン繊維、セラミック繊維
、スチール、ステンレスなどの金ｆｘ繊維、アラミド繊
維などの耐熱性を有する合成繊維をその組成物中に含有
させることが好ましい。

本発明の湿式摩擦材は、熱硬化性樹脂、界面活性剤１発
泡剤及び必要に応じて摩擦調整剤及び繊維よりなる組成
物を、ニーダ−などの混練装置を用い均一に混合したの
ち、加熱雰囲気中において発泡・硬化させたのち、たと
えば、リング状の如き適宜な形に加工し、次に芯板にフ
ェノール樹脂系接着剤などを用いて接着加工を行って得
られる。

本発明における全気孔中の連続した気孔の比率（以下、
連続気孔率という）は、次の方法により求めた。

熱硬化樹脂をその硬化条件に従い単独で硬化させたのち
粉砕した。この粉末を空気比重計９３０型（べ・ンクマ
ンジャパンン＋！２）により真の体積を求め真比重を測
定した。同様に摩擦調整剤及び繊維についても真比重を
求め、それらより硬化後の組成物の真比重（ρｍ）を算
出した。次に、製造した摩擦基材を直径：２０　ｒｎ　
ｒｎ＋　高さ２０ｍｍの円柱に力Ｕ工し、その重さ（Ｗ
　ａ　）及び空気比重計により体積（Ｖｍ）を測定し、
次式より算出した。

Ａ＝６．２８−Ｖｍ Ｂ＝６．２８−Ｗａ／ρｍ 全気孔率　＝Ｂ／６．２８Ｘ１００ 連続気孔率＝Ａ／ＢＸ　］　００ また、気孔径は走査型電子顕微鏡写真よりその径を求め
、５〜２００μｍの範囲の気孔の割合はその分布から算
出した。

本発明の湿式摩擦材は、全気孔率約１０〜５０％及び連
続気孔率が２０〜７０％になるように、使用する発泡剤
、界面活性剤の量１発泡条件及び成形された摩擦基材の
密度などを調整することによって容易に製造することが
できる。

連続気孔率が２０％以下になる場合には動摩擦係数が低
下し、連続気孔率が７０％以上となる場合には、Ｎ械的
強度が低下し、摩耗量が大幅に増大する。また、全気孔
中の７５％以上が気孔径６〜２００μｍの範囲になるよ
うに発泡剤の量を調節する。気孔径５μｍ以下のものが
２５％以上となると動ｇ＊係数が低下し、気孔径２００
μｍ以上のものが全気孔率中の２５％以上になると機械
的強度が低下し、摩耗量が大幅に増大する。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例ル ゾール型フェノール樹脂ＢＲＬ−２７６０　（昭和高分
子社製、粘度３０００ｃｐｓ／２５℃。

不揮発分８０％）１００重量部にソルビタン系ノニオン
界面活性剤（Ｔｗｅｅｎ４０　　正正アトラス社製）５
重量部、ヘキサン１０重ｔｅａ、珪藻土７５重量部、グ
ラファイト５０重量部を添加し、ニーダ−により充分に
混練した。次に、ガラス短繊維（ａ維長５ｍｍ）５重量
部を入れ手早く混練し、更に、フェノール樹脂の硬化剤
として６０％パラトルエンスルホン酸水溶Ｍ１０Ｊｉ量
部を添加し９０秒間混合した。この組成物を輻１５０ｍ
ｍ。

長さ１５０ｒｎｍ、高さ１００ｍｍの型の中に入れ７０
℃２時間加熱し発泡・硬化させブロック状摩擦基材を製
造した。この時の物性は、密度０．６ｇ／ｃｃ＋　全気
孔率２５％、連続気孔率４０％。

全気孔中５〜２００μｍの範囲となる気孔の割合は９０
％であった。

次に、このブロック状Ｒ擦基材をスライサーにより厚さ
０．５ｍｍにスライスし、更に、旋盤を用い外径１３３
ｍｍ、内径１１３ｍｍのリング状に加工した。別にリン
グ状芯鉄板の両面にフェノール樹脂系接着剤ＢＬＳ−２
１１７Ａ　（昭Ｐ［７高分子社製）を塗布し、６０℃２
０分加熱乾燥した。

この接着剤を塗布したリング状芯鉄板の両面に厚さＯ，
！５ｍｍに加工したリング状摩擦基材を貼合わせ、２０
０℃４０分・実圧３０ｋｇ／ｃｍ２で加熱プレス接着を
行い、目的の湿式摩擦材を得た。

摩擦特性は、ＳＡＥ＃２試験機を用いて実施し、その条
件を表１に示す。

モーターを３６００ｒｐｒｒ＋で２０秒間回転させたの
ち、クラッチをエンゲージし慣性吸収させ１０秒間俸止
させ、このサイクルを１とした。このサイクルを２００
回繰り返したのち動Ｒ擦係数を測定したところ０．１４
４と高い値を示した。

更に、テストを続行し１００００回繰り返したのち再び
動ｌＪ［係数を測定したところ０．１４２とほとんど変
化はなく、安定しに特性が得られた。

また、１００００回後の摩耗量は２０μｍと少なく、μ
Ｏ／μｄ比は０．９５と小さく良好な値であった。

実施例２ フェノール樹脂ＢＲＬ−２７６０１００重量部にエポキ
シ樹脂エピコート１ｏＯ１（油化シェル社製）４０重量
耶、セロソルブアセテート２０重量部を加え、１００℃
まで昇温したのち、１００℃で２０分間保持した。その
のち、冷却してエポキシ変性フェノール樹脂を合成した
０合成したエポキシ変性フェノール樹脂１００重量部を
とり、Ｔｗｅｅｎ４０　５重量部以下実施例１と同様の
方法に従い摩擦基材を製造した。

この時の物性は密度０．７２ｇ／ｃｃ、全気孔率１４％
、連続気孔率２６％、全気孔中の５〜２００μｍの範囲
となる気孔の割合は７９％であった。更に、実施例１と
同様の方法に従い目的の湿式ＩＸ擦採材得た。

このＩｌ擦特性を測定したところ、２００サイクル後の
動摩擦係数は０．１５５、Ｉ　００００サイクル後の動
摩擦係数０．１５０．ｇ純量８μｍ。

μ０／μｄ比１．０９と良好な値を示した。

実施例３ エポキシ樹脂エビコー）８２８（油化シェル社＄％）１
００重量部にＴｗｅｅｎ２０（正正アトラス社＄１）　
０．　５重量部、トルエン７重量部を加え１０５℃まで
加熱し、更に、珪藻土７５Ｊｉｊｉ部。

グラファイト２５重量部、硫酸バリウム５１１量部。

カーボンファイバーＭ−１０７Ｔ（クレハ化学社製、　
！ｉ１！を長０．７ｍｍ）ＩＮＩ！、部、バラトルエン
スルホニルヒドラジド０．５重量部と添加し、充分に混
合した。次に、９５℃まで冷却し温水２重量部を添加し
混合したのち硬化剤としてジエチレントリアミン６重量
部を入れ、手早く混合したのち実施例１で用いた型の中
に流し入れ発泡・硬化させ摩擦基材を製造した。

この物性は、密度０゜４８ｇ／ｃｃ、全気孔率３８％、
連続気孔率３１％、全気孔中５〜２００μｍの範囲とな
る気孔数の割合は８７％であった。

更に、実施例１と同様の方法に従い目的の湿式摩擦材を
得た。

この時の摩擦特性は、２００サイクル後の動摩擦係数０
．１３９．１０００サイクル後の動摩擦係数０．１３８
．摩耗量１８μｍ、　　μ０／μｄ比１．１１と良好な
値であった。

実施例４ フェノール樹脂ＢＲＬ−２７６０１００重量部にエポキ
シ化ポリブタジェンＥ−１０００−８（５石化学社製）
２０！ｊｌ郡を添加し、以下実施例２と同様の方法に従
いゴム変性フェノール樹脂を合成し、更に、実施例２と
同様の方法に従い摩擦基材及び目的の湿式摩擦材を製造
した。特性は表２に示す。

実施例５ エポキシ化ポリブタジェンＥ−１０００−８の添加量を
４０重ｆ１ｋｇＢとした以外は実施例４と同様の方法に
従った。特性は表２に示す。

実施例６ エポキシ樹脂エビコー）１００１の添加量を２０重量部
とした以外は実施例２と同様の方法に従った。特性は表
２に示す。

実施例７ 桐油変性フェノール樹脂ＢＬＳ−３１２２（昭和高分子
社製、粘度４　Ｑ　Ｏｃ　ｐ　Ｓ　＋　不揮発分６０％
）１３３重量部を用い、Ｔｗｅｅｎ４０　５重量部以下
は実施例１と同様の方法に従った。特性は表２に示す。

比較例１ 市販ベーパー湿式摩擦材において、表１に示す条件に従
い摩擦特性を測定したところ、２００サイクル後の動り
ｌ擦係数は０．１４０を示したが、１００００サイクル
後では０．１１４まで低下しこの低下率は約２０％であ
った。また、μＯ／μｄ比は１．１０と良好な値であっ
たが、摩耗量は９５μｍと本発明品に比べほぼ３倍の量
となフた。

比較例２ 市販エラストマー湿式摩擦材において摩擦特性を測定し
たところ、２００サイクル後の動摩擦係数は０．１０７
と比較例１の市販ペーパー摩擦材に比較しても約４０％
低くなっていた。１００００サイクル後の動摩擦係数は
０．１０６．摩耗量は４μｍと耐久性は良好な結果を示
すが、本来必要とされる高い動摩擦係数は得られなかっ
た。

比較例３ 発泡剤としてヘキサン１５重量部、エタノール５重量部
とした以外は実施例１と同様の方法に従った。

得られた摩擦基材の連続気孔率は１００％で、この摩擦
特性を測定したところ、２００サイクル後の動Ｒ擦係数
は０．１３５を示したが、摩耗量は】】５μｍとすでに
多量の摩耗が発生し以後の試験の続行は不可能であった
。

比較例４ 実施例１の組成においてヘキサンを削除し、それ以外は
実施例１と同様の方法に従った。

得られた摩擦基材の全気孔率中５〜２００μｍの範囲と
なる気孔数の割合は６８％で残りの気孔の大きさはすべ
て５μｍ以下であった。このＫＷ特性を測定したところ
、２００サイクル後の動摩擦係数は０．０８５と極めて
低くなフた。その他の特性は表２に示す。

比較例５ 実施例Ｉの組成においてＴｗｅｅｎ４０　０゜１重量部
とした以外は実施例１と同様の方法に従った。

得られた摩擦基材の連続気孔率は１５％であった。この
摩擦特性を測定したところ、２００サイクル後の動Ｈ擦
係数は０．０９６と極めて低いものであった。その他の
特性は表２に示す。

表１．５ＡＥ＃２試験条件 ［発明の効果］ 本発明による湿式摩擦材は、優れた動摩擦係数を有し、
かつ、高負荷条件下においても優れた耐久性と良好なμ
０／μｄ比を有しているので、自動車用クラッチ、湿式
ブレーキなどに極めて有用なものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、摩擦基材として連続した気孔が全気孔率の２０〜７
   ０％である発泡構造を持つ熱硬化性樹脂を使用すること
   を特徴とする湿式摩擦材。 ２、全気孔率の７５％以上が５〜２００μｍの気孔径で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の湿式
   摩擦材。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項の湿式摩擦材に
   無機・有機の摩擦調整剤及び繊維を充填してなる複合材
   料を使用することを 特徴とする湿式摩擦材。