專利名稱：：濕摩擦材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在油中、特別是在ATF(自動變速器油，AutomaticTransmissionFluid)中使用的濕摩擦材料。
背景技術(shù)：
：自動變速汽車的變速箱通常裝有多片離合器，該多片離合器交替配置在把濕摩擦材料粘接在金屬制基板(芯板)的表面上的多片摩擦片和由一塊金屬板等構(gòu)成的作為被摩擦材料的自動變速器的分離片之間，在作為潤滑油使用的ATF中，通過使這些片相互壓力接觸或者分開，來傳遞或者切斷驅(qū)動力。作為濕摩擦材料使用橡膠類摩擦材料或者以紙作為基體材料的所謂的紙摩擦材料等。制造紙摩擦材料一般是在紙漿中配入各種摩擦調(diào)整劑等后進(jìn)行濕式抄紙，然后浸入酚醛樹脂等粘接用樹脂中并使其固化。該紙摩擦材料具有高的動摩擦系數(shù)。在最近的汽車制造業(yè)中，由于追求節(jié)能和減輕重量，促進(jìn)了使用的各種零件的輕重量化和高效率化。另一方面，汽車發(fā)動機(jī)也存在高轉(zhuǎn)速化和高輸出功率化的傾向。在自動變速箱中，為了對應(yīng)于汽車發(fā)動機(jī)的高轉(zhuǎn)速化和高輸出功率化，也要求提高濕摩擦材料的摩擦系數(shù)和進(jìn)一步改善濕摩擦材料的耐熱性、耐久性。即，要求濕摩擦材料即使在高溫、高負(fù)荷的條件下也要有高的耐熱性，而且強烈要求進(jìn)一步進(jìn)行改善來提高濕摩擦材料的摩擦系數(shù)。為了改善這些問題，例如在專利文獻(xiàn)1所述的濕摩擦材料中，嘗試了使用無紡布提高材料的強度?？墒腔w材料本身價格昂貴，而且由于僅僅通過摩擦調(diào)整劑本身粘接在表面上造成粘接強度本身不是很高，所以存在使用時摩擦系數(shù)逐漸降低的缺點。此外在專利文獻(xiàn)2中提出的方案是浸入混合分散了中間相浙青粉末的熱固性樹脂，此后在高溫下處理，使中間相浙青和熱固性樹脂碳化，作為抄紙件的基體材料，可以保持高的強度和多孔性?？墒?，用這樣的做法制成的摩擦材料與通常的紙摩擦材料相比，摩擦系數(shù)大幅度降低。碳成分在控制摩擦力方面是有用的物質(zhì)，能夠以各種方式被使用。在專利文獻(xiàn)3中記載了使用碳納米纖維的摩擦材料，并記載了作為該摩擦材料的用途除了可以用于車輛的盤式制動器以外，還可以在離合器摩擦片等中使用。此外作為其效果，記載了提高了旋轉(zhuǎn)破壞強度，這與本發(fā)明的目的在于提高在油中使用的摩擦材料的摩擦系數(shù)、耐熱性(耐熱斑(heatspot)性)在技術(shù)內(nèi)容上不同。專利文獻(xiàn)1日本專利公開公報特開2004-217790號專利文獻(xiàn)2日本專利公開公報特開平11-5840號專利文獻(xiàn)3日本專利公開公報特開2004-217828號
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種濕摩擦材料，該濕摩擦材料具有高的摩擦系數(shù)，摩擦材料的總厚度變化量小，耐熱性(耐熱斑性)優(yōu)良。本發(fā)明人為了解決上述課題進(jìn)行了專心的研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用平均長度與直徑比(aspectratio)為10以上的纖維狀物質(zhì)，并且使該纖維狀物質(zhì)在濕摩擦材料中含有6075質(zhì)量％，可以顯著提高耐熱性。S卩，本發(fā)明(1)提供一種濕摩擦材料，由熱固性樹脂浸入到含有纖維狀物質(zhì)的基體材料中后進(jìn)行加熱固化而成，所述纖維狀物質(zhì)的平均長度與直徑比為10以上，而且在所述基體材料中含6075質(zhì)量％的所述纖維狀物質(zhì)。根據(jù)(1)所述的濕摩擦材料，所述纖維狀物質(zhì)從纖維素、金屬纖維、陶瓷纖維、芳香族聚酰胺纖維、碳纖維或它們的混合物中選擇。根據(jù)⑵所述的濕摩擦材料，所述碳纖維從碳納米管、碳納米纖維、氣相生長碳纖維和它們的混合物中選擇。本發(fā)明能夠提供一種摩擦材料，通過在濕摩擦材料的基體材料中含有6070質(zhì)量％的平均長度與直徑比為10以上的纖維狀物質(zhì)，在被摩擦板表面沒有被稱為熱斑的灼傷，具有優(yōu)良的耐熱性。此外該摩擦材料不降低動摩擦系數(shù)，還具有磨損量少的效果。具體實施例方式本發(fā)明使用平均長度與直徑比為10以上的纖維狀物質(zhì)。在此敘述的平均長度與直徑比是纖維長度/纖維直徑。該平均長度與直徑比可以利用使用粒度分布圖像解析裝置(例如RapidVUE貝克曼庫爾特公司(〃夕>二一>夕一社)制造)的流動方式(flowsystem)圖像解析法、電子顯微鏡照片等來測量。在本發(fā)明中使用的纖維狀物質(zhì)的平均長度與直徑比為10以上，優(yōu)選的是50以上。由于所述平均長度與直徑比為10以上，所以利用纖維狀物質(zhì)與其它材料的親和性、形成物理的連接，能夠制成更硬的基體材料，可以大幅度改善基體材料的耐久性。只要是所述平均長度與直徑比為10以上，不特別限定上限，從制造纖維狀物質(zhì)方面或能夠得到纖維狀物質(zhì)的觀點出發(fā)，該平均長度與直徑比為25000以下，優(yōu)選的是為5000以下。此外，該纖維狀物質(zhì)的平均纖維長度一般為13000μm,優(yōu)選的是10800μm。在本發(fā)明中使用的纖維狀物質(zhì)作為濕摩擦材料的基體材料使用。作為該纖維狀物質(zhì)可以使用在該
技術(shù)領(lǐng)域：
中通常使用的纖維狀物質(zhì)，具體而言，可以舉出的有纖維素、金屬纖維、陶瓷纖維、芳香族聚酰胺纖維、碳纖維或它們的混合物。此外，優(yōu)選的是在濕摩擦材料的基體材料中含有碳纖維。該碳纖維優(yōu)選的是使用碳納米管、碳納米纖維、氣相生長碳纖維和它們的混合物。由于這些碳纖維散熱效果好，作為摩擦材料是好的。本發(fā)明的濕摩擦材料的基體材料特別限于在含有6075質(zhì)量％范圍的上述纖維狀物質(zhì)是有效的。在纖維狀物質(zhì)的百分率在60%以下的情況下，由于粉末成分多，摩擦基體材料整體的強度降低，耐熱性、耐久性降低。如果纖維狀物質(zhì)的百分率在75%以上，則由于雖然基體材料本身的強度提高，但控制摩擦力的物質(zhì)的百分率變少，所以因不能對摩擦?xí)r產(chǎn)生的熱量進(jìn)行處理等原因，使摩擦系數(shù)降低，磨損量增加。除了上述纖維狀物質(zhì)以外，本發(fā)明的基體材料還包括其它粉末狀填充材料。作為這樣的粉末狀填充材料可以舉出的有硅藻土、活性碳、石墨、二硫化鉬這樣的無機(jī)粉末狀填充材料；檟如樹粉(力〉-一夕‘7卜)、氟樹脂粉末、球狀酚醛樹脂固化劑這樣的有機(jī)粉末狀填充材料，可以單獨或把它們中的兩種以上組合使用。這些物質(zhì)在濕摩擦材料中起到摩擦調(diào)整劑的作用，具有提高或降低摩擦系數(shù)的作用。這些粉末狀填充劑是平均長度與直徑比小于10的球狀粉末，區(qū)別于上述纖維狀物質(zhì)。在本發(fā)明的濕摩擦材料中含2540質(zhì)量％的粉末狀填充材料。作為在本發(fā)明中使用的熱固性樹脂，可以使用在濕摩擦材料中使用的公知的熱固性樹脂，例如可以舉出的有酚醛樹脂；用油、橡膠、環(huán)氧樹脂等改性的變性酚醛樹脂；三聚氰胺樹脂；環(huán)氧樹脂；聚酰亞胺樹脂以及不飽和聚酯樹脂等，可以單獨使用或同時使用兩種以上的上述樹脂。其中，優(yōu)選使用酚醛樹脂、變性酚醛樹脂，特別優(yōu)選使用甲階酚醛樹脂型酚醛樹脂(^’/一義型7工)一義樹脂)。相對于100質(zhì)量份的基體材料，熱固性樹脂的浸入量為2050質(zhì)量份，優(yōu)選的是3040質(zhì)量份。制作本發(fā)明的濕摩擦材料的基體材料的方法沒有特別的限定，例如采用的方法有把纖維素、芳香族聚酰胺纖維等纖維狀物質(zhì)和硅藻土等粉末狀填充材料的混合物分散到水中形成漿液，使從該漿液抄造的紙干燥，制成基體材料。實施例實施例1把40質(zhì)量份的纖維素紙漿、15質(zhì)量份的芳香族聚酰胺紙漿、3質(zhì)量份的VGCF(注冊商標(biāo))(氣相生長碳纖維，平均長度與直徑比為10500，昭和電工株式會社制造)、5質(zhì)量份的克諾爾(力〃7—>)碳纖維(平均長度與直徑比為20100，日本克諾爾公司(日本力〃7—&社)制造)、27質(zhì)量份的硅藻土(平均長度與直徑比為10以下的粉末)以及10質(zhì)量份的活性碳(平均長度與直徑比為10以下的粉末)混合進(jìn)行抄紙，制成摩擦基體材料。此時的平均長度與直徑比為10以上的物質(zhì)的成分量為整個摩擦基體材料的63質(zhì)量％。然后把在市場上銷售的酚醛樹脂BKS_2700(昭和高分子株式會社制造)浸入到上述抄紙件中，使得相對于所述100質(zhì)量份的抄紙件浸入40質(zhì)量份的酚醛樹脂BKS-2700，在220°C下固化10分鐘。從該薄片狀中間制品，使用沖壓機(jī)和模具沖制成環(huán)形件。把粘接劑涂覆在另外準(zhǔn)備的環(huán)形芯鐵板的兩面上，在60°C下干燥20分鐘。在涂覆了粘接劑的環(huán)形芯鐵板的兩面上貼上環(huán)形件，使填充劑涂覆層成為表面，在250°C、3分鐘、實際面壓力為200kg/cm2的條件下進(jìn)行加熱按壓粘接，得到濕摩擦材料板。用SAE#2試驗機(jī)測量了該濕摩擦材料板的摩擦特性，反復(fù)用壓縮試驗機(jī)測量了層間剝離強度。該測量條件表示在表1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>在摩擦試驗中，使電動機(jī)以3600rpm轉(zhuǎn)動20秒鐘后，使離合器結(jié)合，并使離合器吸收慣性，經(jīng)過10秒鐘電動機(jī)停止，把轉(zhuǎn)數(shù)ISOOrpm附近的摩擦系數(shù)定義為動摩擦系數(shù)，對該值進(jìn)行評價。使該循環(huán)反復(fù)200次后，測量的動摩擦系數(shù)為0.135。此時，沒有發(fā)現(xiàn)在被摩擦板表面上有被稱為熱斑的灼傷。此外，磨損量為極少的3μm。再使循環(huán)延長至反復(fù)5000次后，磨損量為很少的8μm,沒有發(fā)現(xiàn)被摩擦板表面有熱斑。此時的摩擦系數(shù)為0.133，沒有發(fā)現(xiàn)與初始的不同。實施例23除了表2所示的配比以外，與實施例1進(jìn)行相同的試驗。摩擦試驗的結(jié)果顯示，實施例23保持良好的摩擦系數(shù)，而且磨損量少，此外也沒有發(fā)現(xiàn)熱斑。比較例12除了表2所示的配比以外，與實施例1進(jìn)行相同的試驗。其結(jié)果為比較例1為一般的摩擦材料配比的例子，在反復(fù)進(jìn)行5000循環(huán)的試驗后，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)被摩擦板有熱斑，磨損量也大幅度增加到60μm。此外，在比較例2中，摩擦基體材料中的纖維狀物質(zhì)的百分率增加到80%，比較例2的摩擦系數(shù)大幅度降低，而且產(chǎn)生了熱斑。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求一種濕摩擦材料，由熱固性樹脂浸入到含有纖維狀物質(zhì)的基體材料中后進(jìn)行加熱固化而成，其特征在于，所述纖維狀物質(zhì)的平均長度與直徑比為10以上，而且在所述基體材料中含60～75質(zhì)量％的所述纖維狀物質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕摩擦材料，其特征在于，所述纖維狀物質(zhì)從纖維素、金屬纖維、陶瓷纖維、芳香族聚酰胺纖維、碳纖維或它們的混合物中選擇。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濕摩擦材料，其特征在于，所述碳纖維從碳納米管、碳納米纖維、氣相生長碳纖維和它們的混合物中選擇。全文摘要本發(fā)明的課題是提供一種濕摩擦材料，該濕摩擦材料具有高的摩擦系數(shù)，摩擦材料的總厚度變化量少，耐熱性(耐熱斑性)優(yōu)良。為了解決上述課題，本發(fā)明提供的所述濕摩擦材料，由熱固性樹脂浸入到含有纖維狀物質(zhì)的基體材料中后進(jìn)行加熱固化而成，其中，所述纖維狀物質(zhì)的平均長度與直徑比為10以上，而且在所述基體材料中含60～75質(zhì)量％的所述纖維狀物質(zhì)。文檔編號C09K3/14GK101835867SQ20088011337公開日2010年9月15日申請日期2008年10月2日優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日發(fā)明者小堤利彥申請人:昭和高分子株式會社