JPH1046499A

JPH1046499A - 二層摩擦材料

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Publication number: JPH1046499A
Application number: JP9128947A
Authority: JP
Inventors: Marc A Yesnik; マーク・エイ・イエスニク
Original assignee: Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1997-05-19
Publication date: 1998-02-17
Anticipated expiration: 2017-05-19
Also published as: EP0807766A1; DE69726641T2; CA2202432A1; US6194059B1; JP4166844B2; DE69726641D1; KR100497264B1; KR970075449A; EP0807766B1; CA2202432C

Abstract

(57)【要約】【課題】二層摩擦材料を提供すること。【解決手段】非アスベスト摩擦材料に用いるための二
層繊維質基材であって、二層繊維質基材の総複合厚さの
約２％〜約５０％を占める第２層に結合した第１層を含
み、第２層が耐高温性の高強度繊維、フィラー及び／又
は摩擦調節粒子を含む二層繊維質基材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は二層繊維質基材に関
する。繊維質基材(fibrous base)は湿式製紙プロセス中
に一緒に結合される、第１層と第２層とを有する。この
二層繊維質基材は摩擦材料用途に有用である。

【０００２】本発明の二層摩擦材料は増強された動摩擦
と耐摩耗性の特徴を有する。本発明の二層摩擦材料は高
度な耐久性を有し、従来の単層摩擦材料よりも製造する
ために費用がかからない。

【０００３】

【従来の技術】新規な及び進歩したトランスミッション
系とブレーキ系とが自動車産業によって開発されてい
る。これらの新規な系は高いエネルギー必要量を含むこ
とがしばしばである。それ故、これらの進歩した系の増
大するエネルギー必要量を満たすために摩擦材料テクノ
ロジーも開発されなければならない。

【０００４】特に、新規な高エネルギー型摩擦材料が必
要とされる。この新規な高エネルギー摩擦材料は、表面
速度が約６５ｍ／秒までであるような高速度に耐えるこ
とができなければならない。また、摩擦材料は約１５０
０ｐｓｉまでの高いフェイシングライニング圧力(fac
ing lining pressure)に耐えなければならない。摩擦材
料が限定された潤滑条件下で有用であることも重要であ
る。

【０００５】摩擦材料は、進歩したトランスミッション
系及びブレーキ系に有用であるためには、耐久性であ
り、高い耐熱性を有さなければならない。摩擦材料は高
温において安定に留まらなければならないのみでなく、
運転条件下で発生される高熱を迅速に消散させることも
できなければならない。

【０００６】新規なトランスミッション系及びブレーキ
系のかみ合いと分離(engagement and disengagement)中
に発生する高速度は、摩擦材料がかみ合いを通して比較
的定常な摩擦を維持することができなければならないこ
とを意味する。ギヤーからギヤーへの動力シフト中のブ
レーキ系又はトランスミッション系の材料の“震動(shu
ddering)"を最小にするために、摩擦かみ合いが広範囲
な速度と温度とにわたって比較的定常であることが重要
である。

【０００７】以前には、温度安定性のために摩擦材料中
にアスベスト繊維が包含されていた。例えば、Ａｒｉｅ
ｄｔｅｒ等の米国特許第３，２７０，８４６号はアスベ
ストと共に用いるためのフェノール樹脂とフェノール改
質樹脂を述べている。しかし、現在、健康と環境問題殿
ために、アスベストはもはや用いられていない。最近の
摩擦材料は、含浸紙又は繊維材料をフェノール樹脂又は
フェノール改質樹脂によって修飾することによって、摩
擦材料中にアスベストが存在しないことを克服しようと
試みている。しかし、これらの摩擦材料は発生する高熱
を消散させず、必要な耐熱性を有さず、現在開発中の高
速度系中に用いるために必要とされる高い摩擦係数の性
能を満たしていない。

【０００８】摩擦材料は、摩擦材料が使用中にブレーキ
液又は自動トランスミッション液のような液体によって
“濡らされる”又は含浸される“湿式”用途にしばしば
用いられる。“湿式”摩擦材料の使用中に、流体(flui
d)は最後に摩擦材料から絞り出されるか又は摩擦材料を
含浸している。湿式摩擦材料はそれらの組成と物理的特
徴の両方において、“乾式”摩擦材料から非常に異な
る。

【０００９】摩擦材料が“湿式”用途に有用であるため
には、摩擦材料は非常に多様な受容される特徴を有さな
ければならない。摩擦材料は弾力性又は弾性であり、さ
らに圧縮永久歪み、摩耗及び応力に耐性でなければなら
ず；高度な耐熱性を有し、かつ熱を迅速に消散すること
ができるべきであり；長期間持続する、安定で、一定し
た摩擦性能を有さなければならない。これらの特徴のい
ずれでも満たされなければ、摩擦材料の最適性能は満た
されないことになる。

【００１０】したがって、高エネルギー用途の摩擦材料
の形成に適当な摩擦ライニング又は繊維質基材が用いら
れることも重要である。摩擦材料は、含浸中に湿潤樹脂
(wetresin)で飽和される場合とブレーキ液若しくはトラ
ンスミッションオイルで飽和される場合の両方において
良好な剪断強度を有さなければならない。

【００１１】ある一定の用途では、使用中に高い流体透
過容量が存在するように、摩擦材料が高い多孔度を有す
ることも重要である。したがって、摩擦材料が多孔質で
あることが重要であるのみでなく、摩擦材料は圧縮可能
でもなければならない。摩擦材料中に侵入した流体は、
ブレーキ又はトランスミッションの操作中に加えられる
圧力下で迅速に、摩擦材料から絞り出されるか又は放出
されなければならない、さらにライニング材料は崩壊し
てはならない。ブレーキ又はトランスミッションの操作
中に発生される熱の迅速な消散を容易にするためにも、
摩擦材料が高い熱伝導度を有することも重要である。

【００１２】これらの必要な特徴を満たす摩擦材料はし
ばしば、アラミド型繊維を有する繊維質基材を包含す
る。しかし、繊維質基材に用いられるこれらの繊維その
他の成分は高価であり、摩擦材料の費用を高める。

【００１３】高エネルギー用途に有用であるほど充分な
強度を有する二層状の(two-plies or layers)繊維質基
材を包含するトランスミッション系に用いるための摩擦
材料は、知るかぎりでは、開示されていない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、先行技術
の摩擦材料に比べて、信頼できる改良された性質を有す
る改良された摩擦材料を提供することが、本発明の目的
である。

【００１５】本発明の他の目的は、高い熱伝導度、多孔
度及び強度を有する摩擦材料を提供することである。

【００１６】良好な摩擦材料の必要性を考慮した、広範
囲な研究の結果として、改良された特徴を有する摩擦材
料が今回開発された。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記要求を満たすため
に、操作中に遭遇される条件に類似した条件下で多くの
物質を摩擦抵抗と耐熱性の特性に関して評価した。商業
的に入手可能なブレーキライニングとトランスミッショ
ン材料の両方を研究して、高エネルギー用途に用いるた
めに適さないことが判明した。本発明はブレーキ及びク
ラッチ用途に特に有用である。１態様では、本発明は二
層状の物質を含む繊維質基材を提供する。

【００１８】この二層状繊維質基材は第１層又は下層
と、第１層に隣接した第２層又は上層とを含む。第２層
は耐熱性で高強度の繊維と、例えばフィラー及び／又は
摩擦調節粒子のような、摩擦製紙材料(friction paper-
making material)とを含む。ある種の好ましい実施態様
では、第１層は第２層よりも大きく弾性かつ油吸収性で
ある。

【００１９】本発明の他の態様は、摩擦材料を形成する
ために適した少なくとも１種の樹脂を含浸させた二層繊
維質基材に関する。二層摩擦材料はクラッチ摩擦板、バ
ンド、シンクロナイザーリング及び関連トランスミッシ
ョン摩擦要素(transmissionfriction products)のため
の摩擦材料に特に有用である。

【００２０】繊維質基材に異なる樹脂系を用いて含浸さ
せることができる。ある一定の実施態様では、繊維質基
材にフェノール樹脂又は改質フェノール系(modified ph
enolic-based) 樹脂を含浸させることが有用である。あ
る一定の実施態様において、シリコーン樹脂を相容性溶
媒中でフェノール樹脂とブレンド又は混合し、このシリ
コーン−フェノール樹脂ブレンドを本発明の繊維質基材
を含浸させるために用いる場合に、高エネルギー摩擦材
料が形成されることが今回発見された。このような高エ
ネルギー摩擦材料は高度な摩擦安定性と高度な耐熱性と
を有する。

【００２１】本発明の摩擦材料は、摩擦材料の有効寿命
(useful life)中に不均一なライニング摩耗が生じ、そ
のため、セパレータプレート“ホットスポット”が発生
することを防止する。摩擦材料上に不均一な摩耗が殆ど
存在しない場合には、クラッチ又はブレーキ要素の“定
常状態”を維持し、それ故、する可能性がクラッチ及び
ブレーキのいっそう一定した性能を維持する可能性が大
きくなる。さらに、本発明の摩擦材料は使用中の離層に
耐えるような、良好な剪断強度を有する。

【００２２】二層繊維質基材の層は湿式製紙プロセス中
に一緒に結合される。繊維及び／又はフィラー及び／又
は摩擦粒子を含む第１層又は下層が形成される。繊維及
び／又はフィラー及び／又は摩擦粒子を含む、摩擦材料
の第２層又は上層が第１層の上部に形成される。第２層
は、使用中に最適性能特徴を与える摩擦材料配合物(for
mulation)を有する。ある一定の実施態様では、第２層
は、結合された二層繊維質基材の全体厚さの約２％から
約５０％までを構成することができる。ある一定の実施
態様では、第２層は第１層の組成とは異なる組成を有す
ることができる及び／又は同じ組成を、但し異なる密度
で有することができる。

【００２３】本発明によると、第２層は特定の末端用途
の性能要求を満たすように選択された成分を含有する。
第１層成分は上層の性能を与えるように選択される。結
合される第２層成分と第１層成分との適当な選択は摩擦
材料の特徴に影響を与える。耐久性、摩擦、摩耗、減摩
性、透過性、弾性のような性能特徴及びその他の関連性
能特徴は、本発明の二層材料を用いると強化される。

【００２４】本発明の二層摩擦材料は単層摩擦材料から
は得られない物理的特徴を有する。次に、本発明の二層
摩擦材料を二層材料の摩擦特徴を強化するように選択さ
れた樹脂で飽和させる。本発明の二層材料は単層摩擦材
料に比べて増強された耐久性と高度な摩擦性能とを有す
る。

【００２５】本発明の１実施態様では、二層繊維質基材
を提供する。この繊維質基材は１種類の組成及び／又は
密度の第１層と、第１層に隣接した、異なる組成及び／
又は密度を有する第２層とを有する。各層の厚さ(calip
er)と組成は末端用途が変化を必要とするのに応じて、
変化することができる。二層繊維質基材は末端摩擦用途
のために最適の結果を与える成分を含有する。第２層は
クラッチ又は摩擦ライニング用途において接触領域に隣
接する。第２層における種々な成分の使用は費用効果的
摩擦材料を与え、他の場合には高いコストのために配合
物から除外されたと思われるような成分の最適使用を可
能にする。さらに、第２層は高エネルギー用途に特に有
用である構造体を形成する。さらに、意外なことには、
二層摩擦材料が、増強された摩擦特徴と低下した摩耗と
を有することが判明している。その上、二層摩擦材料は
慣用的な摩擦材料よりも耐久性である。

【００２６】本発明の種々な実施態様において、第１層
又は下層は例えば少なくとも１種類の繊維と少なくとも
１種類のフィラー物質とを含む組成物を含む。第２層又
は上層は第１層とは異なる組成物を有する。第２層は例
えば耐熱性で高強度の繊維と、フィラー及び摩擦粒子を
有する。第２層の成分は最適性能の特徴を与える。

【００２７】本発明の他の実施態様では、第１層と第２
層とは同じ組成物を含むことができるが、但し、異なる
基本重量及び／又は密度を有する。特に好ましい実施態
様では、第１層は低い密度を有し、第２層は高い密度を
有する。このような実施態様では、第１層と第２層とは
両方とも１種類以上の繊維、フィラー及び摩擦粒子を含
むことができる。

【００２８】種々な好ましい実施態様では、約７０〜９
０（より好ましくは７５〜８５）ポンド／３０００平方
フィートの範囲内の基本重量を有する繊維質基材の層は
一般に低密度を有し、約３０〜５０（より好ましくは３
５〜４５）ポンド／３０００平方フィートの範囲内の基
本重量を有する繊維質基材の層は一般に高密度を有す
る。他の好ましい実施態様では、約５２５以上（好まし
くは約５５０以上）のカナダ標準ろ水度（ＣＦＮ）を有
する繊維（例えば、綿及び／又はアラミド繊維又はパル
プ）を含む繊維質基材の層が一般に低密度を有する。こ
れに反して、約４７５以下（好ましくは約４５０以下）
のＣＦＮを有する繊維を含む層は一般に高密度を有す
る。

【００２９】種々な種類の繊維質又は未加工パルプ物質
が本発明に有用である。適当に(partially)に有用な繊
維質物質は綿繊維、ガラス繊維、炭素繊維及び／又は一
般に芳香族ポリカーボンアミド(polycarbonamide)物質
と呼ばれる、例えばアラミドフロック(aramid floc)及
び／又はパルプ繊維のようなアラミドポリアミド繊維か
ら構成することができる。種々な紙配合物が本発明に有
用であり、その他の繊維質物質も繊維質基材配合物に存
在することができると理解すべきである。例えば、綿は
約３５０℃の比較的低い温度で燃焼する。それ故、摩擦
材料は製紙プロセス中に繊維質基材に用いられる成分に
基づいて予想される熱安定性の範囲を有する。比較的高
い割合の綿を含む繊維質基材は、例えばアラミドパルプ
のような比較的高い熱安定性成分を含有する繊維質基材
よりも熱安定性でないと考えられる。このような成分の
範囲と割合は摩擦材料の末端用途と、このような摩擦材
料が中程度のエネルギー必要条件又は高エネルギー必要
条件のいずれにさらされるかに依存する。

【００３０】本発明の二層繊維質基材には種々なフィラ
ーが有用であると理解すべきである。特に、例えば珪藻
土及び／又はシリカのようなシリカフィラーが特に有用
である。しかし、他の種類のフィラーが本発明に用いる
ために適しており、フィラーの選択は二層摩擦材料の特
定の末端用途の必要条件に依存すると考えられる。

【００３１】好ましい実施態様では、第２層は例えばア
ラミドパルプ、炭素及びガラス繊維のような繊維と、例
えば珪藻土及び／又はシリカのようなフィラーと、例え
ば窒化ケイ素及びその他の摩擦粒子のような加工助剤と
を含む。窒化ケイ素を繊維質基材中に混入すると、得ら
れる摩擦材料の摩擦特性の動学的係数が改良されること
が、意外にも判明した。このことは、窒化ケイ素の繊維
はクラッチ又はブレーキ部品に対して破壊性(abrasiven
ess)であるため摩擦材料中に含めるのに不適切であるの
で、特に意外である。好ましい実施態様では、窒化ケイ
素粒子は約０．５〜約１．５μのサイズの平均粒径を有
する。ある一定の実施態様では、約１μの平均粒径を有
する窒化ケイ素粒子が格別に良好に作用することが判明
している。窒化ケイ素粒子の１種類はＳｉ₃Ｎ₄として得
られる。窒化ケイ素粒子は約３％〜約１５％の低いレベ
ルで用いた場合にも動力学的摩擦係数を高める。種々な
好ましい実施態様において、窒化ケイ素組成物は約４％
〜約６％を占めることができる。

【００３２】初期摩擦係数が低い場合には、摩擦材料の
多くの使用回数又はサイクル後まで、摩擦材料がその望
ましい一定の摩擦係数に達しないことを理解すべきであ
る。本発明は高い初期摩擦係数を有する二層摩擦材料を
提供する。さらに、動摩擦係数が静摩擦係数に近い場合
には、クラッチ運転において１つのギヤーから他のギヤ
ーへの滑らかな転移が生じる。本発明は摩擦材料に窒化
ケイ素粒子を添加することによって意外に良好な静摩擦
係数対動摩擦係数比に達する。

【００３３】さらに、例えば摩擦粒子及び加工助剤のよ
うな他の成分が繊維質基材に有用であることが考えられ
る。これらの摩擦粒子成分は例えばカシューシェルナッ
ツ液（ＣＳＮＬ）粒子及び／又はゴム型若しくはエラス
トマーポリマー粒子を包含する。特に好ましい実施態様
では、エラストマーポリマー粒子は約７０％〜約７５％
のエラストマー物質（例えば、イソプレン及び／又は窒
化物ゴム物質）を含み、残部は加工助剤である。エラス
トマー粒子は付加的な摩擦ライニング耐摩耗性を与える
ために有用である。ゴム型粒子は摩擦材料が適合部品(m
ating part)（例えば、セパレータプレートやクラッ
チ）により密接に密着することを可能にし、それ故、セ
パレータプレート間の“見かけの(apparent)”接触面積
に対して“実際の(real)"接触面積を増加させる。摩擦
粒子は二層摩擦材料のエネルギー容量を高める。

【００３４】さらに、炭素繊維は種々な実施態様におい
て有用である。炭素繊維は摩擦材料マトリックスの補強
要素として作用する。炭素繊維は耐摩耗性とライニング
耐圧縮性とを強化する。摩擦ライニング材がこれらの２
特性を示すときに、摩擦材料を通しての流体キャピラリ
ー流動が改良される。耐圧縮性の強化は摩擦材料が圧壊
する機会を防止又は減少するので、キャピラリー流動は
維持され、時には改良される。種々な実施態様では、炭
素繊維は約２０％〜約４０％の範囲内で、好ましくは約
３０％で存在することができ、残りの上層又は第２層は
約６０％〜約８０％、好ましくは約７０％のアラミド繊
維を含む。

【００３５】種々な実施態様では、例えば、架橋フェノ
ール−ホルムアルデヒドポリマーを含むノボロイド繊維
のような、他の成分を包含することが有用である。ある
一定の実施態様では、１種類の繊維が比較的短い長さ
（平均長さ約０．２ｍｍ）を有し、他の種類の繊維は比
較的長い長さ（平均繊維長さ約３ｍｍ）を有する、ノボ
ロイド繊維の組合せが特に有用であることが判明してい
る。如何なる理論によっても縛られることを望むわけで
はないが、比較的短い繊維が繊維としてよりも粒子とし
て作用し、それ故、結合剤型物質のように作用すると考
えられる。ノボロイド繊維のような短い粒子が摩擦紙(f
riction paper)に改良された強度を与える。比較的長い
繊維は、加圧下での摩擦時に摩擦材料の圧壊を防止する
ことによって、摩擦材料に強度と構造を与える。何らか
の特定の理論に固定されることを望むわけではないが、
摩擦材料中に存在するフェノール樹脂に化学的に類似す
るノボロイド繊維が摩擦材料中に存在するフェノール樹
脂と結合して、摩擦材料に機械的かつ化学的強度を与え
ることを助けると考えられる。

【００３６】ある一定の実施態様では、第１層又は下層
は綿繊維と、例えば珪藻土のようなフィラー物質とを含
む。好ましい実施態様では、第１層は、第１層の重量に
基づく重量％で、約５０％〜約７５％の綿繊維と約２５
％〜約５０％のフィラー物質とを含む。特に好ましい実
施態様では、第１層は約６０％の綿と約４０％のフィラ
ー物質とを含む。

【００３７】他の好ましい実施態様では、第１層は綿、
ガラス繊維及びフィラー物質を含む。このような好まし
い実施態様では、第１層は、第１層の重量に基づく重量
％で、約４０％〜約５０％、最も好ましくは約４５％の
綿繊維と、約１０％〜約２０％、最も好ましくは約１５
％のガラス繊維と、約３０％〜約５０％、最も好ましく
は約４０％ののフィラー物質とを含む。

【００３８】ある一定の他の実施態様では、繊維質基材
の第２層又は上層のための水性スラリー配合物の重量に
基づいたおおよその重量％で、４〜約９０％のアラミド
フロック又は繊維と；約０〜約５０％の綿繊維と；約０
〜約７０％の炭素繊維と；約０〜約１０％のガラス繊維
と；約５〜約７０％のフィラー物質と；約３〜約５０％
の窒化ケイ素粉末粒子と；約０〜約３０％のエラストマ
ーポリマー粒子と；約０〜約４０％のシリカ粒子と；約
０〜約３％のラテックス加工助剤とから、二層繊維質基
材の第２層が形成されることができる。

【００３９】ある一定の他の実施態様では、繊維質基材
の第２層は好ましくはおおよその重量％で：２０〜約４
０％のアラミドフロック又は繊維と；１５〜約３５％の
珪藻土と；１０〜約３０％のシリカ粒子と；５〜約２５
％のエラストマーポリマー粒子と；約３〜約２０％のガ
ラス繊維とを含む。

【００４０】ある一定の他の実施態様では、繊維質基材
の第２層は好ましくはおおよその重量％で：３０〜約５
０％の綿繊維と；３％〜約１０％のアラミドフロック又
は繊維と；１０〜約２０％のフィラー物質と；３〜約１
０％の窒化ケイ素粒子と；１５〜約２５％のエラストマ
ーポリマー粒子と；０〜約２０％のガラス繊維と；０〜
約２５％のノボロイド繊維とを含む。

【００４１】本発明の二層繊維質基材の製造方法は、第
１層又は下層材料の成分を加えて、実質的に均質なブレ
ンドを形成することを含む。紙が均質なブレンドから繊
維質基材に形成される。

【００４２】第２層又は上層を構成する成分を一緒に混
合して、実質的な均質なブレンドを形成し、第１層の上
部に付着させる。第２層を第１層の上部に付着させるた
めの種々な方法を本発明によって用いることができると
理解すべきである。

【００４３】第１図は二層繊維質基材を形成するための
１方法の概略線図を示す。第１混合又は分配手段１０が
繊維質基材２４の第１層又は下層１２を形成するための
成分を供給する。第１層１２を形成するための成分は、
第１層１２を保持又は運搬する適当な面１１上に供給さ
れる。種々な面が本発明によって使用可能であることを
理解すべきである。第２分配手段２０は一般に、第２層
又は上層２２を形成するための成分を第１層又は下層１
２上に供給する。適当な分配手段１０と２０が第１層１
２と第２層２２との一般的に均一な層を供給して二層材
料２４を形成するために、ヘッダボックス(header box)
ローラー手段又はその他の適当な装置を含むことができ
ることを理解すべきである。

【００４４】種々な実施態様では、第１層及び／又は第
２層を構成する成分は適当な樹脂物質を包含することが
できると考えられる。このような実施態様では、二層材
料２４を次に適当な乾燥手段３０によって乾燥させて、
二層材料から過剰な水分を除去する及び／又は二層材料
中に存在する樹脂を硬化させる。ある一定の実施態様で
は、乾燥手段３０がヒートロール、赤外線加熱手段又は
他の適当な加熱手段を含むことができると考えられる。
第１層又は第２層を構成する成分が樹脂を含まない場合
には、二層繊維質基材を形成してから、図１のファント
ム(phantom)に示すように、適当な含浸手段４０によっ
て適当な樹脂又は樹脂組合せで飽和させる又は含浸させ
ることができると理解すべきである。含浸済みの二層材
料を次に他の適当な乾燥手段５０によって乾燥させて、
過剰な水分を除去する及び／又はこの樹脂を使用するこ
とができる。

【００４５】第２図は一般的に、第１層又は下層と第２
層又は上層とを含む二層繊維質基材２４を示す。図２に
示す実施態様は一般的な説明のために表示するものであ
る。第２層が好ましくは二層繊維質基材の厚さの約２％
〜約５０％を占めることができることを理解すべきであ
る。好ましい実施態様では、第２層は二層繊維質基材の
厚さの約１０％〜約５０％を占め、ある一定の実施態様
では、好ましくは約１０％〜約２０％を占める。

【００４６】本発明の二層材料の使用中に本質的に離層
問題が生じないほど、第２層が第１層に充分に結合する
ことが、意外にも発見されている。

【００４７】本発明の摩擦材料は充分な界面強度を有
し、例えばクラッチプレートのような適当な基体に容易
に結合するか又はブレーキライニング材として用いられ
る。

【００４８】本発明によると、二層繊維質基材を飽和さ
せるために種々な種類の樹脂が有用である。繊維質基材
を飽和させるために用いられる樹脂の種類が得られる摩
擦材料の性能に影響することができる。樹脂が示す靭性
度は、試験時に摩擦材料がその結合性を維持することが
できるか否かによって表すことができる。摩擦材料の物
理的及び摩擦的特徴が末端使用製品の予想耐用期間(exp
ected service period)中に完全に留まることが重要で
ある。脆い樹脂で含浸された摩擦材料は、摩擦材料マト
リックスの開放気泡構造(open porous structure)を圧
壊させるように作用する重い荷重下では亀裂を生じる可
能性がある。他方では、エラストマー樹脂で含浸された
摩擦材料は所望の摩擦係数及びトルクを与えるが、摩擦
材料マトリックスを完全に維持するために必要な耐摩耗
性及び強度を有することができない。したがって、理想
的な樹脂配合物は高い強度を有し、しかも可撓性であ
る。高い靭性を有する樹脂は最適の摩擦性能を与える。
本発明に有用な種々な樹脂は、フェノール樹脂とフェノ
ール系樹脂を含有する。例えばエポキシ、ブタジエン、
シリコーン、桐油、ベンゼン、カシューシェルナッツ油
等のような、他の改質成分を樹脂ブレンド中に包含する
種々なフェノール系樹脂が本発明に有用であると考えら
れることを理解すべきである。フェノール改質樹脂中に
は、フェノール樹脂が一般に樹脂ブレンドの約５０重量
％以上（存在する溶媒は含まず）で存在する。しかし、
含浸剤樹脂ブレンドが、シリコーン−フェノール混合物
（溶媒及び他の加工助剤を除外する）に基づいて、ある
一定の実施態様では、約５〜約８０重量％、ある種の目
的のためには、約１５〜約５５重量％、ある特定の実施
態様では約１５〜約２５重量％のシリコーン樹脂を含有
する場合に、摩擦材料が改良されうることが判明してい
る。

【００４９】本発明に有用なシリコーン樹脂は例えば熱
硬化性シリコーンシーラント及びシリコーンゴムを包含
する。種々なシリコーン樹脂が本発明によって有用であ
る。ある種類の樹脂は特にキシレンとアセチルアセトン
（２，４−ペンタンジオン）とを含む。シリコーン樹脂
は約３６２゜Ｆ（１８３℃）の沸点、６８゜Ｆ（２０
℃）における蒸気圧、２１ｍｍＨｇ、４．８の蒸気密度
（空気＝１）、無視できる水溶性、約１．０９の比重、
揮発性物質５重量％、０．１未満の蒸発率（エーテル＝
１）、Ｐｅｎｓｋｙ−Ｍａｒｔｅｎｓ方法による引火点
約１４９゜Ｆ（６５℃）を有する。他のシリコーン樹脂
も本発明によって使用可能であることを理解すべきであ
る。他の有用な樹脂ブレンドは例えば適当なフェノール
樹脂を包含し、この適当なフェノール樹脂は重量％で、
約５５〜約６０％のフェノール樹脂と；約２０〜約２５
％のエチルアルコールと；約１０〜約１４％のフェノー
ルと；約３〜約４％のメチルアルコールと；約０．３〜
約０．８％のホルムアルデヒドと；約１０〜約２０％の
水とを包含する。他の適当なフェノール系樹脂は重量％
で、約５０〜約５５％のフェノール／ホルムアルデヒド
樹脂と；約０．５％のホルムアルデヒドと；約１１％の
フェノールと；約３０〜約３５％のイソプロパノール
と；約１〜約５％の水とを包含する。

【００５０】他の有用な樹脂は、約５〜約２５重量％、
好ましくは約１０〜約１５重量％のエポキシ化合物を含
有し、残部（溶媒及び他の加工助剤を除外する）がフェ
ノール樹脂であるエポキシ改質フェノール樹脂であるこ
とも判明している。ある一定の実施態様では、エポキシ
−フェノール樹脂化合物はフェノール樹脂単独よりも大
きい耐熱性を摩擦材料に与える。

【００５１】さらに、樹脂ブレンドの製造と含浸用の繊
維質に基づく物質(impregnating fibrous-based materi
al)の製造の両方に有用であると分かっている、他の成
分と加工助剤とを摩擦材料に含めることができると考え
られる。

【００５２】特に、フェノール樹脂とシリコーン樹脂と
を用いる実施態様では、シリコーン樹脂とフェノール樹
脂とを一緒にブレンドする場合に、新規な化合物が形成
されない。樹脂は別々に硬化し、新規な化合物が形成さ
れない。

【００５３】シリコーン樹脂とフェノール樹脂の両方
は、相互に相容性である溶媒中に存在する。これらの樹
脂を一緒に混合して（ある一定の好ましい実施態様で
は）均質なブレンドを形成して、繊維質基材を含浸させ
るために用いる。繊維質基材にフェノール樹脂を含浸さ
せ、次にその後にシリコーン樹脂を加える場合には又は
この逆の場合にも、同じ効果が得られない。シリコーン
−フェノール樹脂溶液の混合物と、シリコーン樹脂粉末
及び／又はフェノール樹脂粉末のエマルジョンとの間に
も相違がある。シリコーン樹脂とフェノール樹脂とが溶
液状態で存在する場合には、それらは完全に硬化しな
い。これに反して、シリコーン樹脂とフェノール樹脂と
の粉末粒子は不完全に硬化する。シリコーン樹脂とフェ
ノール樹脂の不完全な硬化は繊維質基材の良好な含浸を
妨げる。

【００５４】繊維質基材に、フェノール樹脂とその溶媒
とに相容性である溶媒中のシリコーン樹脂のブレンドを
含浸させる。１実施態様では、イソプロパノールが特に
適した溶媒であることが判明している。しかし、例えば
エタノール、メチル−エチルケトン、ブタノール、イソ
プロパノール、トルエン等のような、他の種々な適当な
溶媒を本発明の実施に用いることができることを理解す
べきである。フェノール樹脂にブレンドし、種々な基材
を含浸させるために用いる場合に、シリコーン樹脂の存
在は得られた摩擦材料をフェノール樹脂のみを含浸させ
た繊維質基材よりも弾性にさせる。シリコーン−フェノ
ール樹脂をブレンドし、含浸させた本発明の摩擦材料に
圧力を加える場合には、よりいっそう均一な圧力分布が
得られ、これは不均一なライニング摩耗が生じる可能性
を減ずる。シリコーン樹脂とフェノール樹脂とを一緒に
混合した後に、この混合物を繊維質基材を含浸させるた
めに用いる。

【００５５】物質を含浸させるための種々な方法を本発
明によって実施することができる。好ましくは、含浸用
樹脂物質が摩擦材料１００重量部につきの約３０〜約６
５重量部を占めるように、繊維質基材にフェノール樹脂
又は改質フェノール樹脂を含浸させる。繊維質基材が樹
脂によって含浸された後に、含浸済み繊維質基材を所定
の長さの時間、所望の温度に加熱して、摩擦材料を形成
する。この加熱はフェノール樹脂を約３００〜３５０゜
Ｆ（１４８．９〜１７６．７℃）の温度において硬化さ
せる。例えばシリコーン樹脂のような他の樹脂が存在す
る場合には、加熱は約４００゜Ｆ（２０４．４℃）の温
度においてシリコーン樹脂を硬化させる。その後に、含
浸され、硬化された摩擦材料を所望の基体に適当な手段
によって付着させる。

【００５６】下記実施例は、本発明の二層繊維質基材と
二層摩擦材料とが慣用的な摩擦材料を凌駕する改良であ
ると言うさらなる証拠を提供する。種々な好ましい実施
態様を下記実施例に述べるが、これらは本発明の範囲を
限定するように意図されない。

【００５７】湿式(wet)摩擦環境で用いられる潤滑剤の
種類が二層摩擦材料の特性に影響することも理解すべき
である。静摩擦、動摩擦（したがって、静摩擦／動摩擦
比）、粘度、粘度指数、酸化安定性、極限圧力容量(ext
reme pressure capacity)等を包含する、生成二層摩擦
材料の種々な特性の性能に、潤滑剤は影響を与える。二
層摩擦材料と所望の基体との界面と、機械的及び化学的
ファクターとが摩擦材料の性能に影響を及ぼす。本発明
の二層摩擦材料は種々な潤滑剤と共に使用可能である。
最適成分と、成分の範囲との選択は摩擦材料が暴露され
る条件とこのような系に用いられる潤滑剤の種類とを評
価することによって決定することができる。

【００５８】

【実施例】実施例Ｉ二層繊維質摩擦材料の種々な組成物を形成し、約３０％
〜３５％ピックアップレベルまでフェノール樹脂で飽和
させ、硬化させて、二層摩擦材料を形成した。下記物質
を以下の表１に示すように実施例１に用いた。

【００５９】表１全ての二層紙（実施例Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦ）は綿
６０％とセライト４０％との第１層を有する。比較例１．綿６０％、セライト４０％の１層基本重量＝１２５、厚さ＝０．０９” 実施例Ａ．第２層：アラミドフロック及び／又は繊維５％基本重量＝１５０、厚さ＝０．０２２” 実施例Ｂ．第２層：アラミドフロック及び／又は繊維５％及び窒化ケイ素１．２％基本重量＝１５０、厚さ＝０．０２３” 実施例Ｃ．第２層：アラミドフロック及び／又は繊維第１層基本重量＝１８５−１８９、第２層基本重量＝２４−２７、総基本重量＝２１２−２１７、厚さ＝０．０３０” 実施例Ｄ．第２層：アラミドフロック及び／又は繊維９０％及び窒化ケイ素１０％第１層基本重量＝１８３−１８５、第２層基本重量＝１６−２６、総基本重量＝２０１−２０９、厚さ＝０．０２８” 実施例Ｅ．第２層の配合物＃１：アラミドフロック及び／又は繊維３％、セライト２５％、シリカ粒子２０％、摩擦粒子−イソプレン型エラストマー粒子１５％及びガラス粒子１０％第１層基本重量＝１４８、第２層基本重量＝３２−４０、総基本重量＝１８０−１８８、厚さ＝０．０２５” 実施例Ｆ．第２層：アラミドフロック及び／又は繊維７０％及び炭素繊維３０％第１層基本重量＝１６７−１７０、第２層基本重量＝２５−２６、総基本重量＝１９３−１９５、厚さ＝０．０２８” 比較例２．第１層：綿５５％、アラミドパルプ２５％、セライト４５％基本重量＝１９４−２０６

【００６０】物質の相対潤滑剤透過特性についての情報
を得るために、油透過時間を記録した。これらの時間
は、一般的に物質の油吸収特性を表す。これらの試験に
関してプレート当たり、Ｅｘｘｏｎ１９７５Ｔｙｐｅ
“Ｈ”自動トランスミッション液の３〜４滴を用いた。

【００６１】下記に述べる摩擦試験において不充分に機
能した物質は、約２００秒以上の高い油滴下時間を有す
る傾向があった。第２セットのサンプルは、アッセンブ
リの中へ及びアッセンブリを通して不良な潤滑剤流動を
示す第１セットサンプルに比較して、やや高い油滴下時
間を有する。第２セットのサンプルは、異なる繊維及び
粒子の形態で処理した。この改良された第２層の形態
は、またアッセンブリ中への油流動をやや減じた。選択
した物質に関する特定の油滴下時間は、以下の表２に示
す。

【００６２】表２油滴下データ平均時間標準完全充填物質（秒）偏差サイクル数＊第１ラウンド比較例１．２８４．７４２．８６０実施例Ａ８８．９１０．１１０５０実施例Ｂ４６．７１１．４１０５０第２ラウンド実施例Ｃ１１４．１２６．５１０５０実施例Ｄ６３．０１２．１４００実施例Ｅ１９８．２３８．９６９実施例Ｆ９６．４９．９３００＊試験規格(test specifications)の方法５２８Ａを参照のこと。

【００６３】試験物質の第１セット（比較例１、実施例
ＡとＢ）は繊維と、繊維と粒子との組合せとを比較す
る。対照の単層紙（比較例１）は綿のみとセライトとか
ら構成された。これらの２成分は、これらの油吸収容量
と経済的利点とから選択された。

【００６４】実施例Ａの物質は綿とセライトのベースを
上層としてのアラミド繊維と共に用い、このかなり高価
な繊維を接触点に集中させたものである。アラミド繊維
を用いる利点は、高い耐熱性と、プレートあたりのコス
ト軽減と、油保持を可能にする開放構造を有する二層紙
の形成とを包含する。

【００６５】実施例Ｂは、摩擦係数の増大に寄与する窒
化ケイ素の好ましい性能特徴に加えて、上記アラミド繊
維の利点を利用するために、繊維と粒子との組合せを含
む。第２層用途へのこの成分の使用はその比較的高いコ
ストのために特に適当である。下記の表３に示す低速度
摩擦装置(Low Velocity Friction Apparatus)（ＬＶＦ
Ａ）を実施して、二層材料の摩擦性能を評価し、等級付
けした。実施例Ｂは実施例Ａに比べて摩擦の規模を僅か
に変化させて実施した。この試験は種々な物質を用いて
性能の変化を本質的に明らかにした。しかし、実施例Ａ
とＢは比較例２よりもやや低いライニング摩耗を生じ
た。

【００６６】表３ＬＶＦＡデータ−１２０ｐｓｉＥｘｘｏｎ１９７５潤滑タンブル鋼セパレータプレートライニング摩耗試験した物質静摩擦動摩擦ｍｉｌ比較例１０．１０２０．１４４０．３実施例Ａ０．１０６０．１４７０．２実施例Ｂ０．１０１０．１４４０．４比較例２０．１０３０．１４９１．４

【００６７】完全充填試験から得られたデータは、窒化
ケイ素粒子を含有する二層摩擦材料の使用に関連した性
能改良を示す。第２層への窒化ケイ素粒子添加は動摩擦
を０．１１９から０．１２８へ高めるが、ライニング摩
耗を増加させない。完全充填摩擦と摩耗結果の要約を下
記表４に示す。

【００６８】表４完全充填実験データＥｘｘｏｎ１９７５潤滑１０５０サイクル後の平均充填損失物質動摩擦ｍｉｌ比較例１ＮＡ（５０サイクル後に停止）重度な損傷実施例Ａ０．１１９１２．１実施例Ｂ０．１２８１２．３比較例２０．１１７１０．０

【００６９】ＬＶＦＡ試験を実施して、二層材料の摩擦
性能を評価し、等級付けした。摩擦及び摩耗データの要
約を以下の表５に示す。

【００７０】表５ＬＶＦＡデータ−１２０ｐｓｉＥｘｘｏｎ１９７５潤滑タンブル鋼セパレータプレートライニング摩耗試験した物質静摩擦動摩擦ｍｉｌ実施例Ｃ０．１０８０．１３４０．３実施例Ｄ０．１０６０．１３９０．５実施例Ｅ０．０９６０．１３６０．２比較例２０．１０３０．１４９１．４

【００７１】アラミド繊維の上層を有する実施例Ｃと実
施例Ａ（表３と表５を参照）サンプルは、それぞれ、
０．１３４と０．１４７の動摩擦係数で機能した。実施
例Ｃに示すように、より高い、より均一なアラミド繊維
濃度は比較例２サンプルよりも低い動摩擦係数を生じ
る。この第２層配合物に窒化ケイ素粒子を混入すると、
動摩擦は０．１３４から０．１３９へやや上昇した。窒
化ケイ素を添加した試験と炭素繊維を添加した試験とは
同様に機能した。実施例Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦの紙
の全てに関して、ライニング摩耗は低かった。

【００７２】以下の表６に示す完全充填試験では、実施
例Ｃが全１０５０サイクルを実施した。全ての物質が摩
耗した。

【００７３】表６完全充填実験データＥｘｘｏｎ１９７５潤滑データ１０５０サイクル後の平均充填損失試験した物質動摩擦ｍｉｌ実施例Ｃ０．１２３３７．８実施例ＤＮＡ（４００サイクル後に３１．６０．１１２）実施例ＥＮＡ（５０サイクル後に重度な損傷０．１４７）実施例ＦＮＡ（３００サイクル後に７１．３０．１３０）比較例２０．１５１２４．０

【００７４】費用節約の見地から、カストマイズド紙(c
ustomized paper)を製造するためのツールとして二層摩
擦材料を用いることが有利である。飽和された二層摩擦
材料は離層の問題を示さなかった。二層摩擦材料は上層
に配置された特定成分の摩擦及び摩耗性能を評価するた
めの手段を提供する。

【００７５】窒化ケイ素の存在は動摩擦係数を高める
が、アセンブリ摩耗を増大させなかった。ＬＶＦＡデー
タは、配合物＃１を含む上層が比較例２物質よりも軽度
なライニング摩耗及び軽度な摩擦で機能することを示
す。

【００７６】実施例ＩＩ実施例ＩＩは、二層摩擦材料が湿式製紙プロセス中に一
緒に結合される異なる組成物の２層によって形成される
ことができることを示す。各層の成分が絡み合って、摩
擦材料として使用するために充分な界面強度を有する二
層繊維質基材を形成することが判明している。以下の表
７に示すように、下記実施例にフェノール樹脂を飽和さ
せた。

【００７７】表７実施例Ｇ．第１層：綿１０％、セライト４０％第２層：配合物＃１（４０％ＡｃｔｕａｌＰｉｃｋｕｐ）第１基本重量＝約１６０、第２基本重量＝約４５、総基本重量＝１９３〜１９６、厚さ＝０．０３２” 実施例Ｈ．第１層：綿４５％、セライト４０％、ガラス繊維１５％第２層：配合物＃１（４０％ＡｃｔｕａｌＰｉｃｋｕｐ）第１基本重量＝約１６０、第２基本重量＝約４５、総基本重量＝１９０〜２０１、厚さ＝０．０３３〜０．０３５” 実施例Ｉ．第１層：綿６０％、セライト４０％第２層：配合物＃１（４１％ＡｃｔｕａｌＰｉｃｋｕｐ）第１基本重量＝約８９、第２基本重量＝約４１、総基本重量＝１３０〜１４０、厚さ＝０．０２２０〜０．０２３５” 比較例３．配合物＃１（４３％ＡｃｔｕａｌＰｉｃｋｕｐ）の単層総基本重量＝２０５〜２２５、厚さ＝０．０３２〜０．０４０” 比較例４．配合物＃１（３５％ＡｃｔｕａｌＰｉｃｋｕｐ）の単層総基本重量＝１３５比較例５．配合物＃１（４０％ＡｃｔｕａｌＰｉｃｋｕｐ）の単層総基本重量＝１３５

【００７８】全ての試験サンプルは、特に記載した以外
は、フェノール樹脂によって４０％ピックアップレベル
まで飽和させた。クラッチ型アセンブリを用いた摩擦及
び摩耗評価を行った。完全充填試験を方法５２８Ａ又は
４２８Ｃに従って実施した。５２８Ａ方法は図面(drawi
ng)＃９５４０７において定義された４５度方法によ
る、静摩擦値の記録を規定しない。さもなくば、２つの
完全充填方法が同じであることになる。

【００７９】（ａ）装置方向と（ｂ）装置横断方向とに
おける原紙を用いた湿式及び乾式引張り試験を行った。
クロスヘッド(cross head)速度は０．５インチ／分に設
定し、チャート(chart)速度は１インチ／分に設定し
た。

【００８０】摩擦材料に関して、キャピラリー流動試験
と液体透過試験とを実施した。これらの測定値は、潤滑
剤を含有し、熱を伝達する摩擦材料の能力を表す。

【００８１】（Ａ）二層摩擦材料対単層摩擦材料：動摩擦評価（２００ポンド基本重量）完全充填試験＃５２８単層アセンブリと二層アセンブリとによる試験から同様
な摩擦及び摩耗性能が生じる。１０５０サイクル後に動
摩擦は約０．１４の平均値であった。実験動摩擦係数を
以下の表８に記載する。試験した３種類の物質の全てに
関してサイクル数２００から１０５０までの摩擦消失(f
riction fade)％は平均約８％であった。下層に綿とセ
ライトとを有する実施例Ｇは、動摩擦消失の最低％
（５．３％）を有する。綿とセライトの下層に加えたガ
ラス繊維を含むアセンブリ（実施例Ｈ）はやや高い摩擦
消失（８．６％）を生じた。最高消失は比較例３サンプ
ルによって測定された（１０．５％）。図３は、比較例
３、実施例Ｇ及び実施例Ｈに関してサイクル数が増加す
るときの動摩擦の変化を示す。

【００８２】アセンブリ充填摩耗（２００ポンド基本重
量）完全充填試験＃５２８以下の表８に見られるように、二層材料によるアセンブ
リはやや高いライニング摩耗を示した。比較例３（単層
物質）は＋０．７ｍｉｌ摩耗値を生じた。下層にガラス
繊維を含む及び含まない二層紙（実施例ＧとＨ）の摩耗
は、それぞれ７．５ｍｉｌと１２．０ｍｉｌである。下
層中のガラス繊維は紙マトリックスをやや剛性にした。
加圧に対する摩擦材料除去度はまだ測定されていない。
しかし、試験後に、単層アセンブリと二層アセンブリと
は同様な物理的外観を有する。

【００８３】摩滅(abrasion)、ブレークアウト、グレー
ジング(glazing)及び離層の外観等級を下記表９に示
す。３種類の摩擦材料の全てが“１”のグレージング等
級を与えられた。下層にガラス繊維を包含する実施例Ｈ
によるアセンブリはやや高い表面摩滅を生じた。

【００８４】表８完全充填実験データ／１０５０サイクル方法５２８／フェノール樹脂４０％Ｐ．Ｕ．クラッチアセンブリ高速度平均ピーク損失物質動摩擦ｍｉｌ比較例３０．１３７＋０．７実施例Ｇ０．１４４１２．０実施例Ｈ０．１３８７．５比較例４０．１３５停止＠サイクル６００比較例５０．１３３停止＠サイクル５５０実施例Ｉ０．１３１９．０

【００８５】表９ライニング外観等級２００ポンド基本重量／５２８完全充填試験クラッチアセンブリ物質摩滅ブレークアウトグレージング離層比較例３００１０実施例Ｅ００１０実施例Ｈ１０１０

【００８６】（Ｂ）高基本重量材料対低基本重量材
料低基本重量（１３５ポンド基本重量）上記表８に見られるように、低い基本重量（１３５ポン
ド）の単層摩擦材料（比較例４と比較例５）による試験
は５２８方法によって実施された試験の６００サイクル
後に中断された。３５％と４０％の樹脂ピックアップレ
ベルの低基本重量紙は異常な摩擦係数のために停止し
た。図４は、比較例３、比較例４、比較例５及び実施例
Ｉの２００ポンドと１３５ポンド基本重量の摩擦材料の
摩擦対サイクル数の性能変化を示す。

【００８７】１３５ポンドの基本重量の二層摩擦材料も
製造した。この物質は上層に配合物＃１を有し、綿とセ
ライトとの下層を有する（実施例Ｉ）。この物質は０．
１３１動摩擦係数と９ｍｉｌの摩耗で試験を完了するこ
とができた。低基本重量摩擦材料は低い動摩擦係数で機
能した。

【００８８】１３５ポンド基本重量と２００ポンド基本
重量の両物質の密度を下記式を用いて算出した。低基本
重量物質と高基本重量物質とを最終密度４３を有するア
センブリに形成した。

【００８９】Ｄ＝ＢＷ*１／ＦＬＴ*（１＋ＰＵ）*０．００４式中、Ｄ＝ライニングの密度ＢＷ＝ポンド／３０００平方フィートでの原料物質の基
本重量ＦＬＴ＝インチでの最終ライニング厚さ（飽和され、硬
化され、圧縮された後）ＰＵ＝樹脂ピックアップ、原料物質から飽和済み物質へ
の重量増加％

【００９０】（Ｃ）紙キャピラリー流動原紙を樹脂飽和し、硬化した後に、全ての摩擦材料は増
加する孔径(pore sizediameter)を有する。下記表１０
を参照。二層材料は単層材料よりも大きい孔度直径を有
する。この大きい平均孔径は接触領域における潤滑剤利
用可能性を高めることを助ける。

【００９１】高基本重量（２００ポンド）物質は、未加
工時又は樹脂飽和及び硬化時に、低基本重量（１３５ポ
ンド）の同じ物質に比べて比較的大きい平均孔径を有す
る。未加工の２００ポンド基本重量の比較例３物質は
３．００１６μ平均孔径を有する。基本重量が１３５ポ
ンド物質（比較例４）に減少すると、平均孔度は２．１
６７０μに減少する。しかし、ひと度圧縮されたなら
ば、両方の基本重量物質は同じ２．４５μ平均孔径を有
するようになる。

【００９２】下層にガラス繊維を有する及び有さない二
層材料（それぞれ、実施例ＧとＨ）は一致して単層材料
よりも大きい平均孔径を有する。下層組成物中のガラス
繊維濃度を変化させることは孔径に影響を及ぼさない。
しかし、個々に異なる平均孔径を有する２層を種々に一
緒にすることは、一緒にした２層平均孔度を変化させる
有効な方法である。

【００９３】キャピラリー流動のデータは（ａ）物質を
樹脂で飽和させ、硬化させたときに、及び（ｂ）２層材
料を用いるときに、単層材料に比べて平均孔径が増加す
ることを示す。物質を樹脂で飽和させ、硬化させた後
に、圧縮すると、平均孔径は減少する。

【００９４】表１０キャピラリー流動分析摩擦材料あたり５回測定注釈：平均孔度：（Ａ）原紙、（Ｂ）飽和させ（４０％）、硬化させた紙、（Ｃ）飽和させ（４０％）、硬化させ、圧縮した紙。未加工摩擦材料孔度μ 標準偏差比較例３（Ａ）３．００１６０．２９３４（Ｂ）４．０８６２０．１０４４（Ｃ）２．４４３３０．０７４６実施例Ｇ（Ａ）４．０１６００．３１４３（Ｂ）４．６１４３０．１７５８（Ｃ）実施例Ｈ（Ａ）３．５９５３０．２５６６（Ｂ）５．０５８１０．２４４１（Ｃ）２．８２１８０．１７１７比較例４（Ａ）２．６１７００．２７８１（Ｂ）３．５２２７（３５％ＰＵ）０．１０４４（Ｃ）３．２８５４（４４％ＰＵ）０．１５１３実施例Ｉ（Ａ）３．０５１２０．１５２０（Ｂ）３．７９７００．２６６５（Ｃ）２．７３９６０．３６５５

【００９５】（Ｄ）ガラス繊維を含む及び含まない下層圧縮永久歪み試験圧縮永久歪み試験を実施して、実験物質中の“ｋ”ファ
クターの存在を実証した。“ｋ”ファクターは式Ｆ
（ｘ）＝−ｋｘで定義される力定数(force constant)で
あり、式中、ｘはばねが圧縮される又は伸長される距離
である。Ｄ．ＨａｌｌｉｄａｙとＲ．Ｒｅｓｎｉｃｋ、
“ＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｏｆＰｈｙｓｉｃ
ｓ”，ＪｏｈｎＷｉｌｅｙａｎｄＳｏｎｓ社，１
９７４。下層組成物中にガラス繊維を用いると、二層材
料の“ｋ”ファクターは変化する。

【００９６】原紙−インストロンに関する引張り試験摩擦材料の乾式及び湿式引張り強度は取り扱い及び樹脂
飽和中に重要である。低引張り強度の摩擦材料は樹脂飽
和浴中でずたずたになる。下記表１１は単層材料と二層
材料との相対的強度を示す。摩擦材料がアルコールで濡
れると、３０％〜４０％の引張り強度低下が測定され
る。

【００９７】２００ポンド基本重量比較例３摩擦材料
は、装置及びＸ−装置方向引張り強度において、１３５
ポンド基本重量物質に比べて５０％高い。下層に綿とセ
ライトとを含む二層２００ポンド基本重量物質（実施例
Ｇ）は、単層生成物質と同じ引張り強度を示す。

【００９８】二層物質が下層に含まれたガラス繊維を有
する場合には（実施例Ｈ）、引張り強度が４０％低下す
る。この物質は装置方向に比べてＸ−装置方向において
かなり低い引張り強度（６６％）を有する。

【００９９】表１１インストロン引張り試験／原紙５回測定の平均値−乾式及び湿式試験引張り強度（ポンド）標準偏差未加工摩擦材料乾式湿式乾式湿式比較例３装置方向８．２１４．９７０．４００．１５Ｘ−装置方向５．４８３．４３０．２００．１６実施例Ｇ装置方向７．８４４．９００．８８０．５０Ｘ−装置方向４．９０２．８００．３５０．１２実施例Ｈ装置方向５．１５２．９００．６５０．３７Ｘ−装置方向１．７３２．３４０．２４０．４６比較例４装置方向４．１６２．７２０．３６０．１３Ｘ−装置方向２．８３１．９５０．４３０．１４

【０１００】（Ｅ）原紙の層接着力２層紙の層接着力は、シート面に対して直角に力を加え
るときの層間剥離に対する層の抵抗として定義される。
このパラメータは未加工摩擦材料の等級付けに特に有用
である。層接着力は殆ど任意のポリマー物質によってシ
ートを飽和させることによって高められることができ
る。３ファクターがラテックス飽和紙の層接着力に影響
を及ぼすことができる：（１）シート中の層の量と種
類、（２）繊維に対するポリマーの接着力、及び（３）
シート中の繊維の配置。フェノール樹脂が硬化されるま
で、カテックスが二層材料への付加的な層接着力を与え
ることができる。

【０１０１】上記実施例ＩＩは、単層物質と二層物質と
が同じような完全充填摩擦性能を生じることを示す。し
かし、低基本重量摩擦材料は低い動摩擦係数を生じる。

【０１０２】摩擦材料の基本重量を減ずると、ライニン
グ耐久性が低下する。低基本重量で試験するときに、二
層物質は単層物質よりも耐久性である。

【０１０３】摩擦材料組成が変化すると、平均孔径も変
化する。二層物質の第１層の組成を変化させると、孔径
が増大して、クラッチアセンブリの潤滑が改良される。

【０１０４】二層物質を用いることによって単層物質に
比べて費用節約が生じる。好ましい実施態様では比較的
薄くすることができる第２層によりエキゾチックで高価
な物質を用いることができる。クラッチの摩擦及び／又
は摩耗性能を顕著に改良する成分を第２層に集中させる
ことができる。

【０１０５】実施例ＩＩＩある種のクラッチ用途では、高エネルギー容量を有する
物質が要求される。通常、高い摩擦係数はこのような物
質からの高い耐熱性ほど重要ではない。配合物にエラス
トマー粒子を用いることによって摩擦材料のエネルギー
容量を高めることができる。飽和される樹脂としてのシ
リコーンと共に二層摩擦材料を用いると、摩擦係数は増
大し、摩耗は減少する。比較例と実施例Ｉの配合物を下
記表１２に示す。

【０１０６】表１２比較例６．配合物＃２の単層：綿４６％；セライト１７％；アラミド繊維６％；窒化ケイ素粒子６％；摩擦粒子：ニトリルゴム型エラストマーポリマー５％；ＣＮＳＬ５％；非常に硬質のＣＮＳＬ１５％；ラテックス２％滴加。総基本重量．１３３〜１３５、厚さ＝０．０２５” 比較例６ａ．４３％フェノール樹脂によって飽和。比較例６ｂ．３５％フェノール樹脂によって飽和。比較例７．配合物＃１Ａの単層：イソプレン型粒子の代わりにニトリルゴム型粒子を含むこと以外は、配合物１に同じ。総基本重量．約１３５、厚さ＝０．０２１〜０．０２２” 比較例７ａ．４５％フェノール樹脂によって飽和。比較例７ｂ．３４％フェノール樹脂によって飽和。比較例７ｃ．４７％シリコーン樹脂によって飽和。実施例Ｉ．第１層：綿６０％、セライト４０％第２層：配合物＃１総基本重量．１３〜１４０、厚さ＝０．０２２〜０．０２３５” 実施例Ｉａ．５６％シリコーン樹脂によって飽和。実施例Ｉｂ．４３％シリコーン樹脂によって飽和。比較例３．配合物＃１の単層総基本重量．１３５、厚さ＝０．０２１〜０．０２３”

【０１０７】比較例７配合物にはフェノール樹脂（比較
例７ａ、７ｂ）と、シリコーン樹脂（比較例７ｃ）とに
よって、別々に飽和させた。比較例３と実施例ＩａとＩ
ｂはシリコーン樹脂によって飽和させた。

【０１０８】３種類の異なる摩擦粒子を含有する高エネ
ルギー摩擦材料比較例６を製造した。この物質はフェノ
ール樹脂によって飽和させた。

【０１０９】全ての物質は１３５ポンド基本重量であ
り、クラッチアセンブリの製造に用いた。これらのアセ
ンブリを方法５２８Ｃ又は５２７Ｃによって摩擦及び摩
耗特性に関して評価した。

【０１１０】完全充填試験−中程度エネルギー方法５２
８Ｃ（Ａ）フェノール樹脂イソプレン型摩擦粒子の代わりにニトリル摩擦粒子を用
いて（比較例７と同様に）単層物質を製造すると、耐久
性はやや増強される。３５％ピックアップにおける比較
例３物質（イソプレン型粒子を有する）６００サイクル
に耐えたが、同じピックアップレベルの比較例７物質は
８５０サイクルに耐えた。摩擦及び摩耗データの要約を
下記表１３に示す。表面外観データと動摩擦％データと
は下記表１４に見いだすことができる。

【０１１１】表１３完全充填試験−１０５０サイクルでの実験データ方法５２８Ｃ−１３５ポンド基本重量物質Ｅｘｘｏｎ１９７５型“Ｈ”潤滑摩擦材料低速度動摩擦* 高速度動摩擦** 充填損失ｍｉｌ比較例６ａ．０．１３８０．１４６７．０比較例６ｂ．ＮＡ０．１３２３６．０比較例７ａ．０．１２５０．１２３４．０比較例７ｂ．ＮＡ０．１３３＠１２．０＠サイクル８５０サイクル８５０比較例７ｃ．０．１４２０．１５１０．０実施例Ｉａ．０．１６２０．１７５５．０実施例Ｉｂ．０．１５９０．１７２６．０比較例３− ０．１４７０．１５５０．０シリコーン４５％比較例３− ＮＡ０．１３３＠停止フェノール４０％サイクル５５０比較例３− ＮＡ０．１３５＠停止フェノール３５％サイクル６００実施例Ｉ− ＮＡ０．１３１９．０フェノール４１％ * 低速度動摩擦（静摩擦）は図面＃９５４０７に述べられている４５度方法に従って記録したものである。 ** 高速度動摩擦は、係合(engagement)後０．２秒間に記録した。

【０１１２】表１４完全充填試験−充填表面外観データ方法５２８Ｃ−１３５ポンド基本重量物質Ｅｘｘｏｎ１９７５型“Ｈ”潤滑摩擦材料摩滅ブレークアウトグレージング離層消失％** 比較例６ｂ．２０２００．０比較例６ａ．５０３０１３．７比較例７ａ．２１２０８．１比較例７ｂ．４＠０＠４＠０＠ＮＡサイクル850 サイクル850 サイクル850 サイクル850 比較例７ｃ．００１０１６．１実施例Ｉａ．００１０８．４実施例Ｉｂ．００１０８．０比較例３．００１０１０．４比較例３− ４＠サイ０＠サイ２＠サイ０＠サイＮＡフェノール４４％クル650 クル650 クル650 クル650 比較例３− ５＠サイ０＠サイ３＠サイ０＠サイＮＡフェノール３５％クル650 クル650 クル650 クル650 実施例Ｉ− １０３０５．８フェノール４１％ ** サイクル２００から１０５０までの高速度動摩擦消失％

【０１１３】高い４５％ピックアップにおいて比較例７
物質によって製造したアセンブリは５２８Ｃ型試験を上
首尾に完了することができた。ニトリル型エラストマー
摩擦粒子を包含する、この物質は０．１２３の最終動摩
擦を有し、僅か４．０ｍｉｌの充填損失を示した。比較
例７物質は８．１％動摩擦消失を示して試験された。摩
滅とグレージングとは“２”に評価され、ブレークアウ
トは“１”であり、離層は“０”であった。これに比べ
て、４４％フェノール樹脂ピックアップによる単層物質
（比較例３）は５５０サイクル後に停止された。単層物
質では樹脂ピックアップが３５％から４４％に増加して
も、本質的に改良は生じない。イソプレンエラストマー
粒子を配合物＃１Ａにおいてニトリルエラストマー粒子
と置換し、樹脂ピックアップを増大させると、物質に付
加的なエネルギー容量が与えられる。

【０１１４】比較例７物質を４７％ピックアップレベル
でシリコーン樹脂によって飽和させた。この物質は０．
１５１の最終動摩擦係数を有し、１６．１％の動摩擦消
失を示した。充填損失は０．０ｍｉｌであった。試験後
に、表面外観は良好であった。摩滅、ブレークアウト及
び離層は全て“０”に評価され、グレージングは“１”
であった。配合物＃１Ａにおいてニトリルエラストマー
摩擦粒子と共にシリコーン樹脂を用いると、ライニング
の耐摩耗性と摩擦係数は増強され、アセンブリ表面外観
の等級は改良される。

【０１１５】１３５ポンド基本重量の単層物質（比較例
３）は、上記表１３に見られるように、４０％又は３５
％のフェノール樹脂ピックアップによっても５２８Ｃ試
験を上首尾に完成することができなかった。これらの試
験は大体６００サイクル後に停止された。

【０１１６】しかし、上層として配合物＃１を有し、４
１％フェノール樹脂ピックアップした二層物質（実施例
Ｉ）は、上記表１３に見られるように、最終動摩擦係数
０．１３１、５．８％の摩擦消失及び９．０ｍｉｌの充
填損失を示して、試験を上首尾に完成することができ
た。

【０１１７】単層物質（比較例３）をフェノール樹脂に
よって４５％ピックアップで飽和させる場合には、上記
表１３に見られるように、最終動摩擦は０．１５５に増
大し、１０．４％の摩擦消失及び０ｍｉｌの充填損失が
生じた。アセンブリ表面グレージングは“１”に評価さ
れ、摩滅、ブレークアウト及び離層は全て“０”に評価
された。シリコーン樹脂の使用は、これらの試験条件下
で、単層摩擦材料の摩擦及び摩耗性能を改良した。

【０１１８】上層に配合物＃１を有する二層物質（実施
例Ｉ）に４３％と５６％のピックアップレベルでシリコ
ーン樹脂を飽和させた。両方の試験が約５．５ｍｉｌの
充填損失と８．２％の摩擦消失と共に約０．１７４の最
終動摩擦レベルを示した。試験後に、ライニングの表面
状態は良好であった。グレージングのみが“１”に評価
され、摩滅、ブレークアウト及び離層は全て“０”に評
価された。この二層物質は単層物質よりも大きい摩擦を
生じた。この場合にも、シリコーンを含む配合物＃１物
質はフェノール樹脂飽和物質よりも大きい摩擦を示して
機能した。

【０１１９】図５は比較例３と実施例Ｉとに関して耐久
性と摩擦とを高めるように変更を加えた配合物のサイク
ル数対摩擦曲線を示す。曲線の相違は、エラストマ
ー４１９８粒子、シリコーン樹脂及び二層物質の効果を
示す。

【０１２０】実施例ＩＶ摩擦材料密度の変化はアセンブリの摩擦及び摩耗性能に
影響する。単層物質と、異なる密度の組合せによる二層
物質とを評価した。評価した二層物質の密度組合せは、
以下の表１５に示すように、第１層と第２層とが同じ密
度を有する（実施例Ｊ）、第１層が高い密度を有し、第
２層が低い密度を有する（実施例Ｋ）、及び第１層が低
い密度を有し、第２層が高い密度を有する（実施例Ｌ）
であった。

【０１２１】二層摩擦材料の第１層（下層）と第２層
（上層）の両方に同じ物質の配合物を用いた。但し、高
密度層を含む実施例はより高度に“機械的に”精製され
た綿物質を含有する。綿繊維の精製は繊維のフィブリル
化を高め、カナダ標準ろ水度（ＣＦＮ）を低下する。Ｃ
ＦＮ（ＴＡＰＰＩによって認可されたＴ２２７ｏｍ−９
４試験方法によって試験した）は、繊維物質の精製度又
はフィブリル化が増加するにつれて、低くなる。密度は
フィブリル化度が増加すると（即ち、ＣＦＮが低下する
と）増大する。“標準”又は基準の綿繊維が約５５０の
平均ＣＦＮを有し、特別な“精製”綿繊維が約４５０の
平均ＣＦＮを有することを理解すべきである。したがっ
て、標準綿繊維（５５０ＣＦＮ）は繊維質基材のかなり
低密度のシート又は層を生成し、精製綿繊維は繊維質基
材のかなり高密度のシート又は層を生成する。

【０１２２】あらゆる場合に、紙の総基本重量は約２０
０ポンドを目標とし、このうち、第１層と第２層とはそ
れぞれ１６０ポンドと４０ポンドであった。フェノール
飽和樹脂(saturating resin)は５０〜５５％ピックアッ
プになるように用いた。全ての試験は方法４９８に従
い、Ｅｘｘｏｎ１９７５型“Ｈ”で潤滑して実施した。

【０１２３】下記の実施例Ｊ、Ｋ及びＬにおける摩擦材
料は次のような配合物＃３を含有する：配合物＃３：綿
３６．８％；アラミドパルプ４．８％；セライト１３．
６％；窒化ケイ素粒子４．８％；摩擦粒子：ニトリルエ
ラストマーポリマー粒子４．０％、ＣＮＳＬ４．０％、
非常に硬質なＣＮＳＬ１２．０％；ノボロイド繊維；３
ｍｍ長さ１０％、０．２ｍｍ長さ１０％。

【０１２４】下記表１５に記載した多孔度データはＧｕ
ｒｌｅｙデンシトメータを用いて１枚の紙に空気の比容
(specific volume of air)を通過させるために要する時
間の長さの尺度であった。

【０１２５】下記表１５に示したＭｕｌｌｅｎデータ
は、試験標本によって覆われた標準オリフィス下のゴム
ダイアグラム(rubber diagram)によって制御された液体
に一定速度で圧力を加えた場合の紙の破裂強さを測定す
る試験方法である。この試験方法はＴＡＰＰＩ方法Ｔ−
４０３の補外(extrapolation)である。

【０１２６】表１５乾式湿式密度引張り引張り多孔度 Mullen 未加工飽和実施例Ｊ 6000 5000 3 12 20.88 42.9 総基本重量（第１層＋第２層）＝２０１、厚さ＝０．０３８５”第１層： 5500 4000 2 9 19.63 基本重量＝１５９．５、厚さ＝０．０３２５”実施例Ｋ総基本重量（第１層＋ 5800 4700 3 12 24.5 48.5 第２層）＝１９６、厚さ＝０．０３２”第１層： 5000 4000 2 9 21.83 基本重量＝１５５．５、厚さ＝０．０２８５”実施例Ｌ 6900 5800 4 14 21.1 42.9 総基本重量（第１層＋第２層）＝２０４、厚さ＝０．０３８５”第１層： 5800 4500 3 11 20.5 基本重量＝１６４、厚さ＝０．０３２”

【０１２７】両層において同じ密度と同じ物質の配合物
を有する二層物質は、２０００ｒｐｍ（０〜１００サイ
クル）と４８００ｒｐｍ（１０１〜２１００サイクル）
の両方のかみ合い(engagement)速度で同じ動摩擦値を生
じる（実施例Ｊ）。図６は、実施例Ｊの二層アセンブリ
による試験からの摩擦対サイクル数曲線を説明する。総
充填損失は２．８ｍｉｌであった。

【０１２８】図７と８は、密度変化を示す二層物質を示
す。図７は実施例Ｋの静摩擦係数と動摩擦係数とを示
す。総充填損失は０．２ｍｉｌであった。

【０１２９】図８は実施例Ｌの静摩擦係数と動摩擦係数
とを示す。総充填損失は２．２ｍｉｌであった。二層物
質の第１層又は第２層の密度の変化は摩擦及び摩耗性能
を変化させる。多孔度データによって示される、最も好
ましい性能は、図８に示すように、それぞれ、低密度と
高密度の第１層と第２層とによって得られる（実施例
Ｌ）。

【０１３０】実施例Ｌは２０００ｒｐｍかみ合い中の改
良された静摩擦係数と動摩擦係数及びやや高い摩擦係数
を示す。この物質によると、アセンブリの耐摩耗性も非
常に良好である。図６〜８は、評価した二層物質密度組
合せ（実施例Ｊ、Ｋ及びＬ）の摩擦対サイクル数曲線を
示す。

【０１３１】二層物質は単層物質よりも良好に機能す
る。最良の二層物質は低密度の第１層と高密度の第２層
との組合せを有する。この二層物質は単層物質よりもや
や大きい耐摩耗性を示した。二層物質による試験からの
動摩擦係数は、単層物質からの動摩擦係数に比べて、異
なるかみ合い速度における変動が少なかった。

【０１３２】実施例Ｖ摩擦及び摩耗試験を方法５００４Ａに従ってＥｘｘｏｎ
１９７５型“Ｈ”ＡＴＦによって実施した。全ての結果
は単層摩擦材料又は二層摩擦材料を用いて得られた。選
択した改質シリコーン樹脂と非改質シリコーン樹脂とを
これらの２種類の摩擦材料によって評価した。試験した
物質は下記表１６に示す。実施例ＭとＮの両方は次のよ
うな配合物＃４を含有する：配合物＃４：アラミドパル
プ３２％、セライト２６％、シリカ１６％、摩擦粒子：
ニトリル型エラストマー粒子１６％、ガラス繊維１０
％。

【０１３３】表１６実施例Ｍ．配合物＃４の単層基本重量＝１１５〜１２５実施例Ｎ．配合物＃４の２層基本重量＝１１５〜１２５第１層基本重量＝８０ポンド／平方フィート−低密度第２層基本重量＝４０ポンド／平方フィート−高密度

【０１３４】改質シリコーン樹脂で飽和されたサンプル
は、非改質シリコーン樹脂で飽和されたサンプルに比べ
て、ほぼ２倍の剪断強度を有する。改質シリコーン樹脂
で飽和されたサンプルは、フェノール樹脂又は他の“脆
い”種類の樹脂を混合された場合に、強化する(increas
e)。

【０１３５】改質シリコーン樹脂は非改質樹脂よりも高
い剪断強度を有するとしても、改質シリコーン樹脂は非
改質シリコーン樹脂に比べて同じか又はやや高い永久歪
み値(set value)を生じる。これらの摩擦材料配合物に
関して高い剪断強度と高い非改質シリコーン圧縮永久歪
み抵抗(compression set resistance)との間に相関関係
は殆ど存在しないと思われる。平均孔径は低架橋樹脂で
飽和されたサンプルでは、高架橋樹脂に比べてやや大き
くなる傾向がある。

【０１３６】４５０゜Ｆ（２３２．２℃）硬化にさらさ
れたシリコーン樹脂で飽和された二層物質によって印象
的な摩擦及び摩耗性能が示された。この物質は僅か０．
８ｍｉｌの充填損失と９％の摩擦消失とを示した。しか
し、４００゜Ｆ（２０４．４℃）において硬化された同
じ物質は、２１．０ｍｉｌの充填摩耗と１３％の摩擦消
失とを示して試験された。したがって、シリコーン樹脂
を用いた場合には、良好な充填損失性能と摩擦性能とが
存在し、これは樹脂の適切な硬化を表す。

【０１３７】二層繊維質基材を下記の種々なシリコーン
樹脂で飽和させた。図９に見られるように、この物質は
約５９２℃においてその第１ＴＧＡピークを有し、５
５．４６重量％残渣を有する。全てが下記表１７に示す
ような樹脂によって６０重量％〜６５重量％ピックアッ
プまで飽和された物質であった。

【０１３８】表１７樹脂（１）ＭＴＶシリコーンゴム、樹脂／ポリマー比＝
５０：５０−３０分間．＠４００゜Ｆ（２０４．４℃）−シリコーン樹脂（２）３０分間＠４５０゜Ｆ（２３２．２℃）−改
質シリコーン重量平均分子量＝１０，０００、架橋度＝
１．３樹脂（３）３０分間＠４５０゜Ｆ（２３２．２℃）−改
質シリコーン重量平均分子量＝１０，０００、架橋度＝
１．４樹脂（４）３０分間＠４５０゜Ｆ（２３２．２℃）−２
０：８０−シリコーン／フェノール樹脂ブレンド樹脂（５）ＭＴＶシリコーンゴム、樹脂／ポリマー比＝
５０：５０〜３０分間。＠４５０゜Ｆ（２３２．２℃）−シリコーン樹脂（６）３０分間＠４５０゜Ｆ（２３２．２℃）−改
質シリコーン重量平均分子量＝１０，０００、架橋度＝
１．４樹脂（７）３０分間＠４００゜Ｆ（２０４．４℃）−改
質シリコーン重量平均分子量＝５０００，０００、架橋
度＝１．４樹脂（８）３０分間＠４５０゜Ｆ（２３２．２℃）−改
質シリコーン重量平均分子量＝５０００，０００、架橋
度＝１．４樹脂（９）シリコーンゴム、樹脂／ポリマー比＝７０：
３０樹脂（１０）シリコーンゴム、樹脂／ポリマー比＝９
０：１０樹脂（１１）シリコーンゴム、樹脂／ポリマー比＝５：
９５

【０１３９】耐熱性摩擦材料：実施例Ｍ−配合物＃４の
単層と実施例Ｎ−配合物４の２層（これらは種々なシリ
コーンとシリコーン／フェノール樹脂ブレンドとで飽和
させた）の物理的試験データを下記表１８に示す。

【０１４０】表１８物質の物理的特性シリコーン樹脂比較飽和用樹脂剪断強度引張り強度圧縮緩和平均孔径 lb/in² lb/in ＠１５００ μ (非 il/in²） lb/in²) 単層物質実施例Ｍ樹脂１ 183、 208、 201 20、 22、 21 圧縮＝0.4581" 3.3378 永久歪み＝0.1067" 3.1466 樹脂９ 226、 236、 234 27、 26、 27 圧縮＝0.4240" 3.3378 永久歪み＝0.1142" 2.9611 樹脂１１ 84、 90、 85 11、 10、 10 圧縮＝0.4792" 3.5825 永久歪み＝0.1718" 3.1183 二層物質実施例Ｎ樹脂１ 172、 162、 146 23、 22、 23 圧縮＝0.3666" 2.8875 永久歪み＝0.0630" 3.3010 樹脂２ 417、 373、 358 45、 45、 44 圧縮＝0.3449" 3.7316 永久歪み＝0.1081" 3.5069 樹脂３ 355、 355、 330 43、 42、 43 圧縮＝0.3432" 2.7773 永久歪み＝0.1460" 2.7956 樹脂４ 406、 442、 412 52、 44、 55 圧縮＝0.2251" 2.8180 永久歪み＝0.0524" 2.3375 樹脂５ 188、 226、 213 28、 29、 29 圧縮＝0.4181" 3.2174 永久歪み＝0.1056" 2.7459 樹脂６ 374、 332、 357 41、 45、 43 圧縮＝0.3490" 2.6725 永久歪み＝0.1436" 2.5462 樹脂７ 379、 401、 388 43、 44、 42 圧縮＝0.3642" 2.5392 永久歪み＝0.1864" 2.8858 樹脂８ 336、 344、 359 41、 43、 42 圧縮＝0.3878" 2.9224 永久歪み＝0.1919" 2.7483

【０１４１】摩擦及び摩耗データはＳＡＥ方法５００４
Ａに従って、Ｅｘｘｏｎ１９８７５型“Ｈ”ＡＴＦ潤滑
して得られたものである。結果の要約は下記表１９に記
載する。

【０１４２】表１９試験方法５００４Ａ−Ｅｘｘｏｎ１９７５型“Ｈ”ＡＴＦシリコーン樹脂比較飽和用樹脂Ａ−サイクルＢ−サイクルＣ−サイクル摩耗ｕｉｕｆｕｉｕｆｕｉｕｆインチ単層物質実施例Ｍ樹脂１Ex.M-1 0.168 0.165 0.133 0.145 0.139 0.159 -0.0024 消失* 0.0% +3.8% -17.4% -7.1% +3.7% -0.6% (T136) 樹脂９Ex.M-2 0.177 0.169 0.145 0.139 0.161 0.155 0.0012 消失 -2.2% +7.0% -20.8% -15.2% -4.6% -1.3% (T230) 樹脂１１Ex.M-３ 0.159 0.153 0.095 0.147 NA NA 0.0276 @550 @550 消失* -2.5% +2.0% -33.1% -14.5% (T231) 二層物質実施例Ｎ樹脂１ 0.187 0.174 0.168 0.152 0.178 0.161 0.0210 消失 -2.1% +6.1% -12.0% -13.1% +3.5% 0.0% (T225) 樹脂２ 0.166 0.155 0.144 0.127 NA NA 0.0029 @1650 @1650 消失 +5.7% +6.2% -3.4% -9.9% (T183) 樹脂３ 0.164 0.155 0.136 0.129 NA NA 0.0132 @1950 @1950 消失 +3.8% +6.9% -16.6% -10.4% (T222) 樹脂４ 0.118 0.129 0.110 0.122 0.130 0.136 0.0059 消失 -2.5% +2.4% -16.7% -4.7% +2.4% +0.7% (T223) 樹脂５ 0.171 0.151 0.155 0.145 0.150 0.155 0.0008 消失 -2.3% 0.0% -9.4% -7.1% +4.2% +2.0% (T216) 樹脂６ 0.163 0.158 0.135 0.128 NA NA 0.0149 @1550 @1550 消失 +5.2% +12.9% -19.6% -13.5% (T224) 樹脂７ 0.164 0.155 0.108 0.126 NA NA 0.0189 @750 @750 消失 -7.9% +4.0% -28.0% -16.0% (T185) 樹脂８ 0.171 0.161 0.122 0.127 NA NA -0.0057 @850 @850 消失 -1.2% +3.9% -26.5% -21.1% (T226)

【０１４３】二層物質試験を種々な樹脂、シリコーン樹
脂及びシリコーン／フェノール樹脂を用いて評価した。
４００゜Ｆ（２０４．４℃）ではなく４５０゜Ｆ（２３
２．２℃）に硬化させたシリコーン物質は、４００゜Ｆ
（２０４．４℃）に硬化させた同じ物質による２１．０
ｍｉｌの充填損失に比べて、０．８ｍｉｌの充填損失を
生じた。シリコーン／フェノール樹脂混合物で飽和させ
た二層物質は５．９ｍｉｌの摩耗を生じた。

【０１４４】２種類のＴＭＡ（熱機械的分析）試験を実
施した：第１試験は寸法のずれ(dimensional displacem
ent)を測定しながら、１０℃／分で加熱して７５０゜Ｆ
（３９８．９℃）まで加熱することを含み（方法
“Ａ”）、第２試験は周囲温度から５００℃までの５回
の熱サイクルと、次に７５０℃までの最終温度上昇とを
包含した（方法“Ｂ”）。

【０１４５】表２０物質の加熱比較シリコーン樹脂比較飽和用樹脂ＴＭＡ−方法“Ａ” ＴＭＡ−方法“Ｂ” ３０℃〜７５０℃ ３０℃〜５００℃、次に７５０℃ 第１ピーク第２ピーク第１ピーク第２ピーク単層物質実施例Ｍ樹脂１ +44.57u -23.72u +43.05u -14.6u @273.4℃ @507.4℃ @274.5℃ @513.82℃ 樹脂９ +26.81u -15.99u -40.3u @270.0℃ @520.1℃ @742.6℃ 樹脂１1 +40.83u -10.37u +53.5u +583.9u @294.9℃ @443.1℃ @326.2℃ @592.3℃ 二層物質実施例Ｎ樹脂１ +48.80u -23.15u +40.1u +474.1u @280.7℃ @505.9℃ @287.9℃ @734.3℃ 樹脂２ +30.30u +23.8u +40.3u +265.6u @271.4℃ @551.8℃ @287.7℃ @552.0℃ 樹脂３ +23.78u +12.8u +13.8u @270.1℃ @266.2℃ @555.5℃ 樹脂４ +22.62u -44.22u +540.2u @282.2℃ @491.1℃ @576.7℃ 樹脂５ +44.69u -12.24u +29.2u -24.9u @287.9℃ @487.9℃ @291.2℃ @503.7℃ 樹脂６ +23.61u +19.9u -18.6u @275.4℃ @271.7℃ @598.5℃ 樹脂７ +2.73u -20.89u -63.5u +248.0u @257.6℃ @427.2℃ @619.0℃ @740.5℃ 樹脂８ -7.86u -43.47u +14.9u +458.4u @257.6℃ @491.6℃ @287.2℃ @739.0℃ ＊レベルＡ：ｕｉ＝３６００ｒｐｍ、ｕｍ＝１８５０ｒｐｍ、ｕｆ＝７４０ｒｐｍ及びｕｓ＝０．７２ｒｐｍにおける摩擦；レベルＢ：ｕｉ＝３６００ｒｐｍ、ｕｍ＝１８５０ｒｐｍ、ｕｆ＝７４０ｒｐｍ及びｕｓ＝０．７２ｒｐｍにおける摩擦；レベルＣ：ｕｉ＝３６００ｒｐｍ、ｕｍ＝１８００ｒｐｍ、ｕｆ＝７４０ｒｐｍ及びｕｓ＝０．７２ｒｐｍにおける摩擦。

【０１４６】図９は、実施例Ｎの熱重量分析（ＴＧＡ）
を示す。ＴＧＡ曲線は耐熱性強化(increase heat resis
tance)を示す高温を表示する。重量変化％は３５．１５
％であった。重量損失が迅速でなければないほど、摩擦
材料は大きい耐熱性を有する。

【０１４７】

【産業上の利用可能性】本発明はクラッチプレート、ト
ランスミッション帯、ブレーキシュー、シンクロナイザ
ーリング、摩擦ディスク又は系プレートに用いるための
エネルギー摩擦材料として有用である。好ましい実施態
様及び代替え実施態様についての上記説明は、例示であ
るように意図され、特許請求項の範囲及び内容を限定す
るようには意図されないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】二層摩擦材料の形成方法を示す一般的概略図。

【図２】二層摩擦材料を一般的に示す、図１のライン２
−２に沿った断面図。

【図３】比較例３と、実施例ＧとＨに関してサイクル数
が増加するときの動摩擦係数を比較するグラフ。

【図４】比較例３、４及び５と実施例１とに関してサイ
クル数が増加するときの動摩擦係数を比較するグラフ。

【図５】比較例３と、実施例Ｉとに関してサイクル数が
増加するときの動摩擦係数を比較するグラフ。

【図６】実施例Ｊに関してサイクル数が増加するときの
静摩擦係数と動摩擦係数とを比較するグラフ。

【図７】実施例Ｋに関してサイクル数が増加するときの
静摩擦係数と動摩擦係数とを比較するグラフ。

【図８】実施例Ｌに関してサイクル数が増加するときの
静摩擦係数と動摩擦係数とを比較するグラフ。

【図９】実施例Ｎに関して、温度が上昇するときの重量
損失％、派生的重量(derivative weight)の変化（％／
℃）、及び残留量と％を示すＴＧＡグラフ。

【符号の説明】

１０．混合及び分配手段１２．第１層２０．第２手段２２．第２層２４．二層繊維質基材３０．乾燥手段４０．含浸手段５０．乾燥手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非アスベスト摩擦材料に用いるための二
層繊維質基材であって、二層繊維質基材の総複合厚さの
約２％〜約５０％を占める第２層に結合した第１層を含
み、第２層が耐高温性の高強度繊維、フィラー及び／又
は摩擦調節粒子を含む二層繊維質基材。
【請求項２】第１層が第２層又は上層とは異なる、組
成、密度、又は組成と密度を有する、請求項１記載の二
層繊維質基材。
【請求項３】第１層が、第１層の重量に基づいて、約
５０％〜約７５％の綿と、約２５％〜５０％のフィラー
物質とを含む、請求項１記載の二層繊維質基材。
【請求項４】第１層が第１層の重量に基づいて約４０
％〜約５０％の綿と、約３０％〜約５０％のフィラー物
質と、約１０％〜約２０％のガラス繊維とを含む、請求
項１記載の二層繊維質基材。
【請求項５】第２層が任意にアラミドパルプと組合さ
れたアラミド繊維と窒化ケイ素粒子；又は任意にアラミ
ドパルプと組合されたアラミド繊維と炭素繊維から選択
される、請求項１記載の二層繊維質基材。
【請求項６】第２層が、第２層の重量に基づいた重量
％で、約２０％〜約４０％のアラミド繊維又はパルプ又
はこれらの組合せと；約１５％〜約３５％のフィラー物
質と；約１０％〜約３０％のシリカ粒子と；約５％〜約
２５％の弾性ポリマー粒子と；約３％〜約２０％のガラ
ス繊維とを含む、請求項１記載の二層繊維質基材。
【請求項７】第１層と第２層とがそれぞれ、各層の重
量に基づいた重量％で、約３０％〜約５０％の綿と；約
３％〜約１０％のアラミド繊維又はパルプ又は繊維とパ
ルプとの組合せと；１０％〜約２０％のフィラー物質
と；約３％〜約１０％の窒化ケイ素粒子と；約１５％〜
約２５％の摩擦粒子と；約０％〜約２０％のガラス繊維
と；約０％〜約２５％のノボロイド繊維又は粒子又はこ
れらの組合せとを含み；第１層が約５２５以上のカナダ
標準ろ水度を有する綿繊維を含み、第２層が約４７５以
下のカナダ標準ろ水度を有する綿繊維を含む、請求項１
記載の二層繊維質基材。
【請求項８】摩擦粒子が約３％〜約５％の弾性ポリマ
ー粒子と、約１０〜約２０％のカシューシェルナッツ液
体粒子とを含む、請求項７記載の二層繊維質基材。
【請求項９】ノボロイド繊維が約５〜約１５％の、約
３ｍｍの平均長さを有する繊維と、約５〜約１５％の、
約０．２ｍｍの平均長さを有する繊維とを含む、請求項
７記載の二層繊維質基材。
【請求項１０】第１層と第２層とが約２０％〜約４０
％のアラミド繊維又はパルプ又は繊維とパルプとの組合
せと；約１５％〜約３５％のフィラー物質と；約１０％
〜約３０％のシリカ粒子と；約５％〜約２５％の弾性ポ
リマー粒子と；約３％〜約２０％のガラス繊維とを含
み；第１層が約７０〜約９０ポンド／３０００平方フィ
ートの基本重量を有し、第２層が約３０〜約５０ポンド
／３０００平方フィートの基本重量を有する、請求項１
記載の二層繊維質基材。
【請求項１１】フェノール樹脂若しくは改質フェノー
ル樹脂、エポキシフェノール改質樹脂、シリコーン樹脂
若しくは改質シリコーン樹脂、又はフェノール樹脂若し
くは改質フェノール樹脂とシリコーン樹脂若しくは改質
シリコーン樹脂とのブレンドによって含浸された、請求
項１記載の二層繊維質基材を含む非アスベスト摩擦材料
であって、約３５重量％〜約６５重量％の樹脂を含む摩
擦材料。
【請求項１２】油吸収性繊維及び／又はフィラー物質
を含む第１層を形成する工程と；耐熱性で高強度の繊維
及び／又は摩擦調節物質を含む第２層を第１層に接着さ
せる工程とを含む、非アスベスト摩擦材料の製造方法。