JP4886978B2 - 混合堆積層摩擦材料 - Google Patents

Description

新しい且つ改良型のトランスミッションシステムおよびブレーキシステムは、自動車工業で開発されている。これら新しいシステムは、しばしば、高エネルギー要件を伴う。したがって、摩擦材料技術は、これら改良型システムの増加するエネルギー要件を満たすようにも開発されるべきである。

具体的には、新しい高性能の耐久摩擦材料が必要とされる。新しい摩擦材料は、表面速度が約６５ｍ／秒まである高速に耐えうるべきである。更に、摩擦材料は、約１５００ｐｓｉまでの高フェーシング・ライニング圧に耐えうるべきである。限られた潤滑条件下において摩擦材料が有用であるということも重要である。

摩擦材料は、改良型のトランスミッションシステムおよびブレーキシステムにおいて有用であるために、耐久性であり且つ高耐熱性を有するべきである。摩擦材料は、高温でも安定であるべきであるのみならず、操作条件中に生じている高熱を速やかに放散しうるべきである。

新しいトランスミッションシステムおよびブレーキシステムのエンゲージおよびディスエンゲージの際に生じる高速は、摩擦材料が、エンゲージの間中、比較的一定の摩擦を維持しうるべきであるということを意味している。ブレーキの際の材料の、または一つのギアからもう一つへのパワーシフト中のトランスミッションシステムの「シャダ（shuddering）」を最小限にするためには、摩擦エンゲージは、広範囲の速度および温度にわたって比較的一定であるということが重要である。摩擦材料は、摩擦エンゲージ中に摩擦材料のノイズまたは「スクォーク（squawk）」がないような望ましいトルク曲線形を有するということも重要である。

具体的には、トランスミッションシステムおよびトルク・オンデマンド（torque-on-demand）システムは、主に燃料効率のためにクラッチをすべらせることと、快適に運転することを組み込んでいる。これらシステム内のスリップクラッチの役割は、湿潤始動クラッチなどの車両発進装置と、トルク・コンバータクラッチの場合とで異なる。操作条件により、スリップクラッチは、次の三つの基本的なクラスに区別することができる。（１）湿潤始動クラッチなどの低圧・高スリップ速度クラッチ（Low Pressure and High Slip Speed Clutch）；（２）コンバータクラッチなどの高圧・低スリップ速度クラッチ（High Pressure and Low Slip Speed Clutch）；および（３）ニュートラル−アイドルクラッチなどの極低圧・低スリップ速度クラッチ（Extreme Low Pressure and Low Slip Speed Clutch）。

スリップクラッチの全ての用途についての主な性能問題は、シャダの防止および摩擦界面のエネルギー処理である。シャダの発生は、摩擦材料の摩擦特性、合せ面の硬さおよび荒さ、油膜保留、潤滑剤の化学および相互作用、クラッチ操作条件、ドライブ・ラインアセンブリーおよびハードウェア整合、およびドライブ・ライン汚染を含めた多数の因子に起因することがありうる。摩擦界面エネルギー処理は、主として、界面温度を制御することに関係していて、ポンプ容量、油流路および制御戦略によって影響される。摩擦材料表面設計も、界面エネルギー処理の効率に寄与している。

以前は、石綿繊維は、温度安定性のための摩擦材料に含まれていた。健康および環境上の問題のために、石綿はもう用いられていない。より最近の摩擦材料は、含浸用紙または繊維材料をフェノール樹脂またはフェノール変性樹脂で変性することにより、摩擦材料中に石綿を欠いたことを克服しようと試みている。これら摩擦材料は、しかしながら、生じた高熱を速やかに放散しないし、現在開発されている高速システムで用いるための必要な耐熱性およびここで必要とされる納得のいく高摩擦係数性能を有していない。

本発明は、多段含浸・硬化法、すなわち、紙にコーティング組成物を含浸させ、その紙上に炭素粒子を置き、紙中のコーティング組成物を部分硬化させ、その部分硬化した紙に第二コーティング組成物を適用し、そして最後に、双方のコーティング組成物を硬化させる方法を含む参考文献、Seitz 米国特許第５，０８３，６５０号にまさる改良である。

本発明は、酸化ポリアクリロニトリルを基材とする繊維から誘導される炭素質繊維の使用を含む Smith et al. 米国特許第５，９６５，６５９号にまさる改良である。
他の摩擦材料で、炭素材料と組み合わされた金属繊維は、耐摩耗性の摩擦材料に含まれた。例えば、Fujimaki et al. 米国特許第４，４５１，５９０号は、金属繊維、充填材、炭素粒子、炭素繊維およびフェノール樹脂を有する摩擦材料を記載している。しかしながら、それら金属を基材とする摩擦材料は、使用中に高い流体透過能が可能であるような充分な多孔性および圧縮性を有していない。更に、それら金属を基材とする摩擦材料は、約１５００ｐｓｉ（約１０５ｋｇ／ｃｍ²）までの高フェーシングライニング圧に耐えうるほど充分に弾力性でも弾性でないし、圧縮永久歪に耐性でもない。金属を基材とする摩擦材料は、新しいトランスミッションシステムおよびブレーキシステムのエンゲージおよびディスエンゲージの際に生じる約６５ｍ／秒までの高い表面速度に耐えることもできない。

本発明は、摩擦材料について、ここでの譲受人 BorgWarner Inc. による先の同一所有権の特許にまさる改良でもある。具体的には、米国特許第５，９９８，３０７号は、硬化性樹脂を含浸した基材を有する摩擦材料であって、多孔性第一層が、少なくとも一つの繊維材料と、その第一層の少なくとも約３〜約９０％を被覆している炭素粒子の第二層とを含む摩擦材料に関する。米国特許第５，８５８，８８３号は、より少なくフィブリル化されたアラミド繊維、合成グラファイトおよび充填材の第一層と、その第一層の表面上の炭素粒子の第二層とを有する基材に関する。米国特許第５，８５６，２４４号は、硬化性樹脂を含浸した基材を含む摩擦材料であって、第一層が、より少なくフィブリル化されたアラミド繊維、合成グラファイトおよび充填材；および炭素粒子および保留助剤の第二層を含む摩擦材料に関する。米国特許第５，９５８，５０７号は、摩擦材料を製造する方法であって、より少なくフィブリル化されたアラミド繊維を含む繊維材料の少なくとも一つの表面を、炭素粒子および保留助剤で被覆し、フェノール樹脂またはフェノール変性樹脂を含浸させ、そして硬化させる方法に関する。米国特許第６，００１，７５０号は、硬化性樹脂を含浸した繊維質基材を含む摩擦材料であって、繊維質基材が、より少なくフィブリル化されたアラミド繊維、炭素粒子、炭素繊維、充填材、フェノールノボロイド繊維、そして場合により綿繊維の多孔性第一層と、その表面の約３〜約９０％の表面を被覆する炭素粒子の第二層とを有する摩擦材料に関する。

更に、種々の基材は、より少なくフィブリル化されたアラミド繊維、合成グラファイトおよび充填材を含む基材を記載している同一所有権の BorgWarner Inc. 米国特許第５，７５３，３５６号および同５，７０７，９０５号に記載されている。別の同一所有権の特許第６，１３０，１７６号は、より少なくフィブリル化されたアラミド繊維、炭素繊維、炭素粒子および充填材を含む非金属繊維質基材に関する。

また別の同一所有権の、現在は許可された特許出願第０９／７０７，２７４号は、多孔性第一層と、その第一層の表面の約３〜約９０％を被覆しているシリカ粒子の第二層とを有する摩擦材料に関する。好ましい側面において、摩擦調整粒子は、シリカ粒子、樹脂粉末、炭素粉末または粒子および／または部分炭化粉末または粒子、およびそれらの混合物の少なくとも一つを含む。

摩擦材料が「湿潤」用途で有用であるためには、その摩擦材料は、広範囲の許容しうる特性を有するべきである。摩擦材料は、弾力性または弾性でなお、圧縮歪、摩耗および応力に耐性であるべきであり；高耐熱性を有し且つ速やかに熱を放散しうるべきであり；そして長期持続性の、安定で首尾一貫した摩擦性能を有するべきである。これら特性のいずれかが満たされない場合、摩擦材料の最適性能は得られない。

高エネルギー適用摩擦材料を成形するためには、繊維質基材と一緒に適当な含浸用樹脂を用いるということも重要である。その摩擦材料は、含浸中に湿潤樹脂で飽和した場合も、使用中にブレーキ液またはトランスミッション油で飽和した場合も、良好な剪断強さを有するべきである。

若干の用途の下では、摩擦材料は、使用中に高い流体透過能が存在するように高い多孔性を有するということも重要である。したがって、摩擦材料は、多孔性であるということが重要であるのみならず、圧縮性でもあるべきである。摩擦材料中に透過した流体は、ブレーキまたはトランスミッションの操作中に加えられる圧力下において速やかに摩擦材料から圧搾されるまたは放出されることができるべきであり、その上、摩擦材料は、圧潰されてはならない。摩擦材料は、ブレーキまたはトランスミッションの操作中に生じる熱を速やかに放散するのにも役立つ高い熱伝導性を有するということも重要である。

知られている限りでは、トランスミッションシステムで用いるための摩擦材料であって、シリカ材料および炭素粒子の混合物を含む摩擦調整粒子の第二層の少なくとも一部分の被覆を上に付着又は堆積している第一層を含む繊維質基材を含む摩擦材料は開示されていない。

したがって、本発明の目的は、先行技術の場合と比較して、信頼性のあ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である。
本発明のもう一つの目的は、改良された摩擦係数特性、「圧縮弾性率」、「ホットスポット」耐性、高耐熱性、高摩擦安定性および耐久性、多孔性、強度および弾性を有する摩擦材料を提供することである。

より良い摩擦材料への要求を考慮した広範な探求の結果として、本発明により、改良された特性を有する摩擦材料が開発された。本発明の湿潤摩擦材料は、摩擦材料が、使用中にブレーキ液またはオートマチック・トランスミッション液などの液体で「湿潤」または「含浸」している「湿潤」用途において有用である。「湿潤」摩擦材料の使用中に、その流体は、最後には、摩擦材料から圧搾されるしまたは摩擦材料に含浸している。湿潤摩擦材料は、それらの組成においても、物理的特性においても、「乾燥」摩擦材料とは大きく異なる。

上に論じられた要件を達成するために、多数の材料の摩擦および耐熱特性について、操作中に遭遇するのと同様の条件下において評価した。商業的に入手可能なブレーキライニングおよびトランスミッション材料の双方を調べたが、高エネルギー用途で用いるのに適していないことが判明した。

本発明は、無石綿繊維質基材であって、第一層と、その第一層上に付着又は堆積(deposited)した摩擦調整粒子を含む第二層とを含む繊維質基材に関する。
本発明は、単独のアラミド繊維および／またはより少なくフィブリル化されたアラミド繊維の組合せ、綿繊維、炭素繊維、炭素粒子および少なくとも一つの充填材、そして場合によりその他の成分のを含む繊維質基材を含む第一層で特に有用である。若干の例において、より少なくフィブリル化されたアラミド繊維は、多孔性繊維質基材を生じる。炭素繊維は、摩擦材料が所望の耐熱性を有するような良好な熱伝導を有する摩擦材料を提供する。炭素粒子も、良好なまたは滑らかなシフト「感覚」および本質的にノイズまたは「スクォーク」のないブレーキおよびクラッチ操作などの良好な摩擦特性を有する摩擦材料を提供する。比較的少量の綿繊維の存在は、摩擦材料の初期使用中に生じるシャダがほとんどまたは全くないような所望の「ブレークイン（break-in）」特性を有する摩擦材料を提供する。

本発明は、ブレーキおよびクラッチ用途において特に有用である。本発明は、繊維質基材（fibrous vase material）であって、その繊維質基材の少なくとも一つの表面上に付着又は堆積した最適量の炭素質材料および摩擦調整材料の混合物を含む繊維質基材を提供する。若干の好ましい態様において、このような材料の混合物を、繊維質基材を製造する工程中に繊維質基材上に付着又は堆積させる。

一つの側面において、本発明は、単独のアラミド繊維および／または少なくとも一つのより少なくフィブリル化されたアラミド繊維の組合せ、綿繊維、炭素繊維、炭素粒子および少なくとも一つの充填材、そして場合によりその他の成分を含む繊維質基材を含む第一層を有する摩擦材料に関する。

炭素質材料および摩擦調整材料の混合物は、摩擦材料が所望の耐熱性を有するような良好な熱伝導を有する摩擦材料を提供する。その混合物中の炭素質材料は、更に、良好なまたは滑らかなシフト「感覚」および本質的にノイズまたは「スクォーク」のないブレーキおよびクラッチ操作などの良好な摩擦特性を有する摩擦材料を提供する。若干の態様において、比較的少量の綿繊維の存在は、摩擦材料の初期使用中に生じるシャダがほとんどまたは全くないような所望の「ブレークイン」特性を有する摩擦材料を提供する。

炭素質材料および摩擦調整粒子の第二層または上層を、第一層上に付着又は堆積して、繊維質基材を成形している。第二層において有用である種々の炭素質材料には、炭素粒子、グラファイト、炭素繊維等が含まれる。繊維質基材上の第二層において有用な種々の摩擦調整粒子には、セライト、珪藻土（diatonic earth）、エラストマー、充填材、ケイ素、セラトム（celatom）等が含まれる。具体的には、珪藻土、セライト、セラトムおよび／または二酸化ケイ素などのシリカ粒子が特に有用である。表面摩擦調整粒子は、繊維質基材の約０．２〜約２０重量％、好ましくは、約２〜１０重量％、最も好ましくは、約３〜５重量％で存在する。

本発明の摩擦材料は、改良された「ホットスポット」耐性、「滑らかなシフト」に望まれる摩擦特性、高耐熱耐久性、弾性、改良された強度および多孔性を有する。
種々の摩擦調整粒子は、繊維質基材上の第二層として有用である。具体的には、珪藻土、セライト、セラトムおよび／または二酸化ケイ素などのシリカ粒子が特に有用である。表面摩擦調整粒子は、繊維質基材の約０．２〜約３０重量％、好ましくは、約２〜１０重量％、最も好ましくは、約３〜５重量％で存在する。

第二層において有用な別のタイプの特に適当な表面摩擦材料は、多孔性炭素材料である。若干の態様において、炭素粒子は特に有用である。更に、一つの具体的な態様において、第二層は、第一層の表面上に付着又は堆積した好ましい比率のケイ素粒子および炭素粒子の混合物を含む。若干の態様において、第二層は、摩擦調整粒子の全重量に基づく約２０重量％〜約３５重量％のシリカ粒子および約６５重量％〜８０重量％の炭素粒子を含む。

したがって、若干の側面において、本発明は、少なくとも一つの硬化性樹脂を含浸した繊維質基材を含む摩擦材料であって、その繊維質基材が、高繊維含量多孔性第一層を含み、第二層が、その第一層の少なくとも一つの表面上に摩擦調整粒子を含む摩擦材料に関する。若干の態様において、第二層は、繊維質基材の重量に基づく約５重量％〜約１５重量％の摩擦調整粒子を含む。

本発明のもう一つの側面は、摩擦材料を製造する方法であって、高繊維含量繊維質基材を成形し；その繊維質基材の少なくとも一つの表面の約３％〜約３０％を、炭素粒子およびシリカ粒子の混合物を含む摩擦調整粒子であって、繊維質基材の重量に基づく約０．２〜約２０重量％で存在する摩擦調整粒子で被覆し；被覆された繊維質基材に、フェノール樹脂、フェノールベースの樹脂、またはフェノール・シリコーン樹脂混合物を含浸させ；そしてその後、含浸した繊維質基材を、所定の温度で所定の時間硬化させることを含む方法に関する。

繊維質基材は、異なった樹脂系を用いて含浸させることができる。若干の態様において、繊維を基材とする材料にフェノール樹脂または変性（modified）フェノールベースの樹脂を含浸させることは有用である。若干の態様において、シリコーン樹脂を相溶性溶媒中のフェノール樹脂とブレンドまたは混合し、そのシリコーン・フェノール樹脂ブレンドを用いて、本発明の繊維質基材に含浸させる場合、特に有用な高性能の耐久性摩擦材料が成形される。

本発明の摩擦材料は、改良された摩擦係数特性および高い熱安定性を有する。本発明の摩擦材料は、望ましい圧縮弾性率および望ましい耐久性も有する。更に、その摩擦材料は、摩擦材料の使用中により均一な放熱を可能にする改良された弾性および改良された多孔性を有する。トランスミッションまたはブレーキ中の流体は、摩擦材料の多孔性構造を介して速やかに移動することができる。更に、増加した弾性は、一様でないライニング摩耗およびセパレータープレート「ホットスポット」が排除されるように、より均一な圧力または摩擦材料上の一様な圧力分布を与える。

摩擦材料の構造が多孔性であればあるほど、放熱は有効である。使用中の摩擦材料のエンゲージの際の摩擦材料出入油流は、摩擦材料が多孔性である場合、一層速やかに生じる。

本発明は、無石綿繊維質基材であって、第一層と、その第一層上に付着又は堆積した摩擦調整粒子の混合物を含む第二層とを含む繊維質基材に関する。
一つの具体的な態様において、第一層は、繊維および充填材を含む。更に、若干の態様において、より少なくフィブリル化されたアラミド繊維を繊維質基材中に有して、望ましい細孔構造を摩擦材料に与え、順次、増加した耐熱性を摩擦材料に与えることは有用である。繊維幾何学形状は、増加した耐熱性を与えるのみならず、離層抵抗およびスクォークまたはノイズ抵抗も与える。若干の態様において、第一層中の炭素繊維の存在は、耐熱性を増加させ、一定の摩擦係数を維持し、スクォーク抵抗を増加させるのを助ける。

具体的な態様において、繊維質基材は、約８０〜約９０重量％の比較的高レベルの綿または他のセルロースタイプの繊維と組み合わされた場合、約１０〜約２０重量％、若干の態様においては約１５重量％のアラミド繊維を有する。

他の具体的な態様において、繊維質基材は、約４０〜約５０重量％の炭素繊維と組み合わされた場合、約５０〜約６０重量％、若干の態様においては約５５重量％のアラミド繊維を有する。

炭素繊維を繊維質基材中に用いて良好な熱伝導を与える場合、摩擦材料は望ましい耐熱性を有する。具体的な態様において、繊維質基材は、約５〜約２０重量％、若干の態様においては約１０〜約１５重量％の炭素繊維を有する。

他の具体的な態様において、より少なくフィブリル化されたアラミド繊維および炭素繊維の繊維質基材中での使用は、高熱に耐える摩擦材料の能力を改良する。より少なくフィブリル化されたアラミド繊維は、概して、コア繊維に付いたフィブリルを僅かしか有していない。より少なくフィブリル化されたアラミド繊維の使用は、一層多孔性の構造を有する、すなわち、典型的なフィブリル化されたアラミド繊維を用いる場合よりも多く且つ大きい細孔が存在する摩擦材料を提供する。多孔性構造は、概して、細孔度および液体透過性によって規定される。好ましい態様において、繊維質基材は、直径約２．０〜約２５ミクロンの平均サイズの細孔を規定している。若干の態様において、平均細孔度は、直径約２．５〜約８ミクロンであり、摩擦材料は、少なくとも約５０％、若干の態様においては少なくとも約６０％またはそれを超える容易に入手可能な空気孔率を有した。

摩擦材料が、より高い平均流量細孔直径および透過性を有する場合、その摩擦材料は、摩擦材料の多孔性構造中のいたるところへのより良いオートマチック・トランスミッション液流動のために、クーラーまたはトランスミッションで生じたより少ない熱を流すと考えられる。トランスミッションシステムの操作中に、摩擦材料の表面上の油付着又は油堆積層は、特に高温において、オートマチック・トランスミッション液の分解のために、時間経過中に展開する傾向がある。繊維上の油付着又は堆積層は、細孔開口部を減少させる。したがって、摩擦材料が、最初により大きい細孔で出発した場合、摩擦材料の有効寿命中に、より多くの開口細孔が残っている。更に、シリコーン樹脂を少なくとも部分的に含浸した態様において、シリコーン樹脂は、その弾性特性のために、摩擦材料中の繊維がなお一層多くの開口構造を有することを可能にする。

更に、若干の態様において、アラミド繊維は、約０．５〜約１０ｍｍの長さおよび約３００を超える フリーネス（ＣＳＦ）を有するということが望まれる。したがって、若干の態様において、アラミド繊維は、約３５０〜約６５０のフリーネス（ＣＳＦ）を有することができる。若干の他の態様において、約４５０〜約５５０、好ましくは、約５３０およびそれを超えるＣＳＦ、そして他の若干の態様において、約５８０〜６５０およびそれを超える、好ましくは、約６５０およびそれを超えるＣＳＦを有する、より少なくフィブリル化されたアラミド繊維を用いることが望まれる。対照的に、アラミドパルプなどの、より多くフィブリル化された繊維は、約２８５〜２９０のフリーネスを有する。

「フリーネス（ＣＳＦ）」（Ｔ２２７ｏｍ−８５）は、繊維のフィブリル化の度合いを、繊維のフリーネスの測定値として記載しうるということを意味する。ＣＳＦ試験は、１リットルの水中の３グラムの繊維の懸濁液を流出させることができる速度の任意の尺度を与える実験法である。したがって、より少なくフィブリル化されたアラミド繊維は、他のアラミド繊維またはパルプよりも、高いフリーネスまたは摩擦材料からの高い流体流出速度を有する。約４３０〜６５０（若干の態様において、好ましくは、約５８０〜６４０、または好ましくは、約６２０〜６４０）のＣＳＦを有するアラミド繊維を含む摩擦材料は、慣用的により多くフィブリル化されたアラミド繊維を含有する摩擦材料よりも、優れた摩擦性能を与え、より良い材料特性を有する。より長い繊維長さは、高い Canadian フリーネスとともに、高い強度、高い多孔性および良好な耐摩耗性を有する摩擦材料を提供する。より少なくフィブリル化されたアラミド繊維（約５３０〜約６５０のＣＳＦ）は、特に良好な長期耐久性および安定な摩擦係数を有する。

本発明の考えられる範囲内にある更に他の態様には、繊維質基材中の合成グラファイトが含まれ、他のタイプのグラファイト材料よりも多くの三次元構造を繊維質基材に与える。合成グラファイトは、石油コークスおよびコールタール・ピッチバインダーなどの原材料のグラファイト化によって作られる。それら原料を混合し、そして焼付炭素体を多結晶質グラファイト製品に変換する特殊なグラファイト化炉において約２，８００℃〜約３，０００℃の温度に加熱する。合成グラファイト（高熱伝導性を有する）は、他のタイプのグラファイトよりも速やかに熱を放散する能力を有する摩擦材料を提供する。若干の態様において、合成グラファイトのサイズおよび幾何学形状は、約２０〜約５０ミクロンサイズ範囲内であるということが好適である。これら若干の態様において、グラファイト粒度が大きすぎるまたは小さすぎる場合、最適の三次元構造は存在しないので、耐熱性は最適ほどではないということが発見された。具体的な態様において、約２０〜約４０重量％のグラファイトが、繊維質基材配合物中に含まれる。

少量の少なくとも一つのタイプの充填材も、本発明の繊維質基材の第一層中で有用である。例えば、珪藻土などのシリカ充填材が有用である。しかしながら、他のタイプの充填材は、本発明で用いるのに適しているということ、しかも選択される充填材は、摩擦材料の具体的な要件に依存するということが考えられる。具体的には、比較的少量の、好ましくは、約３〜約１５重量％の充填材は、特に有用な第一層を提供することが現在判っている。

炭素繊維が第一層中に存在している若干の態様において、綿繊維は含有されないことが好適である。綿繊維不含の他の態様において、繊維質基材の第一層中の約４０〜５０重量％のような比較的多量の綿繊維は、経済的費用における摩擦材料のクラッチ「ブレークイン」特性を改良する。このような態様において、綿繊維を本発明の繊維質基材に加えて、より高い摩擦係数を繊維材料に与える。若干の態様において、約４０〜約５０％、若干の態様においては約４５％の綿を、繊維質基材に加えることもできる。

少なくとも一つのタイプのラテックスタイプ材料は、繊維質基材中に含まれうる。具体的な態様において、繊維質基材は、約０〜約３重量％、若干の態様においては約２重量％のラテックスタイプ材料を有することができる。

繊維質基材の第一層のための配合物の一例は、約４０〜約６０重量％のより少なくフィブリル化されたアラミド繊維；約５〜約２０重量％の炭素繊維；約１０〜約２０重量％の綿繊維；約３〜約１５重量％の炭素粒子；約３〜約１５重量％の充填材；および約０〜約３重量％のラテックスタイプ材料を含む。

高繊維含量繊維質基材の第一層のための配合物のもう一つの例は、約５０〜約６０重量％のアラミド繊維；約４０〜約１０重量％の綿繊維；約５〜約１５重量％の炭素繊維；約２０〜約３０重量％のグラファイト粒子；および約５〜約１５重量％の充填材を含む。

高繊維含量繊維質基材の第一層のための配合物の更にもう一つの例は、約５０〜約６０重量％のアラミド繊維；約〜約１５重量％の炭素繊維；約２０〜約３０重量％のグラファイト；および約５〜約１５重量％のシリカ充填材を含む。

種々の充填材も、本発明の繊維質基材の第一層において有用である。具体的には、珪藻土などのシリカ充填材が有用である。しかしながら、他のタイプの充填材は、本発明で用いるのに適しているということ、しかも選択される充填材は、摩擦材料の具体的な要件に依存するということが考えられる。

若干の態様において、綿繊維を本発明の繊維質基材に加えて、より高い摩擦係数を繊維材料に与える。若干の態様において、約５〜約２０％、若干の態様においては約１０％の綿を、繊維質基材に加えることもできる。

上に記載のような、米国特許第６，１３０，１７６号参考文献によって取り込まれる繊維質基材の第一層についての配合物の一例は、約１０〜約５０重量％のより少なくフィブリル化されたアラミド繊維；約１０〜約３５重量％の活性炭素粒子；約５〜約２０重量％の綿繊維；約２〜約１５重量％の炭素繊維；および約１０〜約３５重量％の充填材を含む。若干の態様において、一つの具体的な配合物は、約３５〜約４５重量％のより少なくフィブリル化されたアラミド繊維；約１０〜約２０重量％の活性炭素粒子；約５〜約１５重量％の綿繊維；約２〜約１０重量％の炭素繊維；および約２５〜約３５重量％の充填材を含んで有用であることが判明した。

炭素質材料および摩擦調整粒子の混合物を含む第二層は、第一層上に付着又は堆積して繊維質基材を成形する。繊維質基材の第一層上の第二層としての摩擦調整粒子の混合物の使用は、高耐熱性およびきわめて耐久性の繊維質基材を提供する。

繊維質基材の第一層上の炭素質材料および摩擦調整材料の混合物の使用は、更に、繊維質基材に三次元構造を与える。
驚くべきことに、シリカ粒子および炭素粒子の組合せは、好ましい比率で存在する場合、繊維質基材の第二層として特に有用であるということが判明した。

若干の態様において、有用な摩擦調整粒子には、シリカ粒子と、部分炭化および／または完全炭化炭素粒子との所望の混合物が含まれる。例えば、第二層は、（ｉ）珪藻土粒子と、（ii）完全炭化炭素粒子または部分炭化粒子およびそれらの混合物との混合物を含むことができる。

若干の態様において、第二層混合物は、シリカ粒子および炭素粒子を、約４部のシリカ粒子対約１部の炭素粒子の比率で含む。他の態様において、その比率は、約２部のシリカ粒子対約１部の炭素粒子である。例えば、珪藻土、Celite（登録商標）、Celatom（登録商標）および／または二酸化ケイ素などのシリカ粒子は、特に有用である。それらシリカ粒子は、繊維材料に強く結合する安価な有機材料である。シリカ粒子は、摩擦材料に高い摩擦係数を与える。シリカ粒子は、更に、平滑な摩擦表面を有する摩擦材料を提供し、そしていずれの「シャダ」も最小限にするような良好な「シフト感覚」および摩擦特性を摩擦材料に与える。炭素粒子は、比較的高価であるが、特に有益なホットスポット耐性および高い摩擦安定性および耐久性を摩擦材料に与える。

繊維質基材の表面上の炭素質材料および摩擦調整粒子の混合物の第二層の均一性は、好ましくは、約０．５〜約８０ミクロン、好ましくは、約０．５〜約２０ミクロンである一定範囲およびサイズの粒子を用いることによって達せられる。これら若干の態様において、摩擦調整粒子サイズが大きすぎるまたは小さすぎる場合、最適の三次元構造は得られないので、放熱は最適ほどではないということが発見された。

好ましい態様において、第一層上の炭素質材料および摩擦調整粒子の混合物の量は、摩擦紙の約０．２〜約２０重量％、若干の態様において、約２〜約１５重量％、若干の好ましい態様において、約２〜約５重量％である。好ましい態様において、第一層表面上の混合物の被覆面積は、表面積の約３〜約９０％の範囲内である。

摩擦材料を製造する好ましい方法は、繊維質基材の第一層を形成する成分を混合することを含む。繊維質基材の第一層の少なくとも一つの表面を、炭素質材料および摩擦調整粒子の混合物の第二層で被覆する。次に、上に被覆された混合物を含むその繊維質基材に、少なくとも一つのフェノール樹脂またはフェノールベースの樹脂を含浸させる。含浸し、被覆された繊維質基材を、所定の温度で所定の時間硬化させて、摩擦材料を成形する。

本発明の摩擦材料を含浸させるいろいろな方法を用いることができる。繊維質基材に、好ましくは、１００重量部の摩擦材料につき約４５〜約６５重量部の含浸用樹脂材料が含まれるように、フェノール樹脂またはフェノールベースの樹脂を含浸させる。繊維質基材に樹脂を含浸させた後、その含浸した繊維質基材を所望の温度に所定長さの時間加熱して、摩擦材料を成形する。加熱は、フェノール樹脂を約３００°Ｆの温度で硬化させる。シリコーン樹脂などの他の樹脂が存在する場合、加熱は、約４００°Ｆの温度でシリコーン樹脂を硬化させる。その後、含浸し且つ硬化した摩擦材料を、適当な手段によって所望の支持体に付着又は堆積させる。

繊維質基材に含浸させるのに有用ないろいろな樹脂には、フェノール樹脂およびフェノールベースの樹脂が含まれる。エポキシ、ブタジエン、シリコーン、キリ油、ベンゼン、カシューナット油等のような他の変性用成分を樹脂ブレンド中に含む種々のフェノールベースの樹脂が、本発明で有用であると考えられるということは理解されるはずである。フェノール変性樹脂の場合、フェノール樹脂は、概して、（存在する溶媒を全て除く）樹脂ブレンドの約５０重量％でまたはそれを超えて存在する。しかしながら、摩擦材料は、若干の態様において、含浸剤樹脂ブレンドが、（溶媒および他の加工用酸を除く）シリコーン・フェノール混合物の重量に基づき、約５〜約８０重量％、若干の目的には約１５〜約５５重量％、若干の態様において、約１５〜約２５重量％のシリコーンを含有する場合、改良されうるということが判明した。

本発明において有用なフェノール樹脂および有用なフェノール・シリコーン樹脂の例は、本明細書中に完全に援用される、上に挙げられた BorgWarner の米国特許に開示されている。本発明において有用なシリコーン樹脂には、例えば、熱硬化性シリコーンシーラントおよびシリコーンゴムが含まれる。種々のシリコーン樹脂は、本発明で有用である。一つの樹脂は、具体的には、キシレンおよびアセチルアセトン（２，４−ペンタンジオン）を含む。そのシリコーン樹脂は、約３６２°Ｆ（１８３℃）の沸点、６８°Ｆで２１ｍｍＨｇの蒸気圧、４．８の蒸気密度（空気＝１）、無視しうる水への溶解度、約１．０９の比重、５重量％の揮発物パーセント、０．１未満の蒸発速度（エーテル＝１）、Pensky-Martens 法を用いた１４９°Ｆ（６５℃）の引火点を有する。他のシリコーン樹脂を本発明で利用することができるということは理解されるはずである。他の有用な樹脂ブレンドには、例えば、次が含まれる。適当なフェノール樹脂は、約５５〜約６０重量％のフェノール樹脂；約２０〜約２５重量％のエチルアルコール；約１０〜約１４重量％のフェノール；約３〜約４重量％のメチルアルコール；約０．３〜約０．８重量％のホルムアルデヒド；および約１０〜約２０重量％の水を含む。もう一つの適当なフェノールベースの樹脂は、約５０〜約５５重量％のフェノール／ホルムアルデヒド樹脂；約０．５重量％のホルムアルデヒド；約１１重量％のフェノール；約３０〜約３５重量％のイソプロパノール；および約１〜約５重量％の水を含む。

もう一つ有用な樹脂は、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するエポキシ変性フェノール樹脂であって、（溶媒および他の加工用酸を除く）残部がフェノール樹脂であるものであるということも判明した。そのエポキシ・フェノール樹脂化合物は、若干の態様において、フェノール樹脂単独より高い耐熱性を摩擦材料に与える。

若干の態様において、繊維質基材による樹脂の目標含浸量は、全シリコーン・フェノール樹脂の約３５〜約６５重量％、若干の態様において、約６０〜少なくとも６５重量％であるのが好適である。繊維質基材に樹脂を含浸させた後、その繊維質基材を、３００〜４００℃の温度で一定時間（若干の態様において、約１／２時間）硬化させて、樹脂結合剤を硬化させ且つ摩擦材料を成形する。摩擦材料の最終厚みは、繊維質基材の初期厚みに依存し、若干の態様において、好ましくは、約０．０１４”〜約０．０４０”である。

更に、樹脂ブレンドを製造する場合および含浸用繊維質基材を製造する場合の双方に有用であることが知られている他の成分および加工用酸は、摩擦材料中に含まれうるということが考えられる。

シリコーン樹脂およびフェノール樹脂は両方とも、互いに相溶性である溶媒中に存在する。これら樹脂を（好ましい態様において）互いに混合して、均質ブレンドを形成後、繊維質基材に含浸させるのに用いる。繊維質基材にフェノール樹脂を含浸後、シリコーン樹脂をその後に加える場合、またはその逆も、同じ作用は存在しない。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および／またはフェノール樹脂粉末のエマルジョンとの間にも違いがある。シリコーン樹脂およびフェノール樹脂が溶液中にある場合、それらは全く硬化しない。対照的に、シリコーン樹脂およびフェノール樹脂の粉末粒子は部分硬化する。シリコーン樹脂およびフェノール樹脂の部分硬化は、繊維質基材の良好な含浸を阻害する。

本発明の若干の態様において、繊維質基材に、フェノール樹脂およびその溶媒と相溶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。一つの態様において、イソプロパノールは、特に適当な溶媒であることが判明した。しかしながら、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種々の他の適当な溶媒を、本発明の実施において利用することができるということは理解されるはずである。シリコーン樹脂の存在は、フェノール樹脂とブレンドされ且つ繊維質基材に含浸させるのに用いられる場合、得られた摩擦材料を、フェノール樹脂のみを含浸した繊維質基材よりも弾性にさせる。本発明のシリコーン・フェノール樹脂ブレンド含浸摩擦材料に圧力を加える場合、より一様な圧力分布が存在し、順次、一様でないライニング摩耗の可能性を減少させる。シリコーン樹脂およびフェノール樹脂を互いに混合後、その混合物を用いて、繊維質基材に含浸させる。

本発明の摩擦材料１０を製造する一つの好ましい態様を、図１６に示す。繊維質基材１２は、上方または上面１６および下方または底面１８を有する下方層１４を含む。下方層１４が湿潤している間に、摩擦調整粒子２０を、湿潤下方層１４の上面１６上に付着又は堆積させる。

若干の態様において、湿潤層１４の上面１６上の摩擦調整粒子２０の付着又は堆積前に、層１４の下方面１８上に真空圧を用いることも有用である（示されていない）。
繊維質基材の第一層上の炭素質材料および摩擦調整粒子の混合物の第二層は、良好なシャダ防止特性、高い耐久性、良好な耐摩耗性および改良されたブレークイン特性を有する摩擦材料を提供するということが判明した。

スリップクラッチ界面技術要件（Slip Clutch Interface Technology Requirements）：本発明の摩擦材料を、特殊な要件を満たすスリッピングクラッチ用途のために設計した。これら要件には、高い機械的強度、耐熱性、耐久性、安定性およびシャダ抵抗性が含まれる。本発明の摩擦材料は、高い多孔性、高い機械的強度に独特の材料構造、高温伝導性、およびシャダ防止摩擦調節剤の特性を有する。これら材料特性は、滑らかなスリップトルク出力および長期摩擦安定性の必要条件である。

望まれるスリップトルク応答および長期耐久性のためのスリップクラッチ材料要件には、良好な曲線形および長期摩擦安定性が含まれる。良好な曲線形は、高い材料多孔性および高い摩擦調節剤含量に依存する。長期摩擦安定性は、高い多孔性（艶出防止）および高温成分に依存する。

繊維質基材構造は、多孔質の高温合成繊維網状構造を含有して、高度の放熱および摩擦安定性を与える。摩擦調整粒子は、繊維質基材上に付着又は堆積して、「シャダ防止」特性を与える。

次の実施例は、摩擦調整粒子で被覆された繊維質基材および得られた本発明の摩擦材料が、慣用的な摩擦材料にまさる改良であるという証拠を更に提供する。本発明の種々の好ましい態様を、次の実施例に記載するが、しかしながら、それらは、発明の範囲を制限するものではない。

実施例Ｉ
トルク曲線形は、本発明の摩擦材料が、速度、高エネルギーおよび高温用途に特に有用であるということを示している。安定なトルク曲線は、摩擦材料にノイズがないということも示している。

表１は、比較例ＡおよびＢ、および実施例１および２のための配合物を示している。表Ｉは、更に、示された実施例についての、厚さ、多孔性、乾燥および湿潤引張および灰分の特性を示している。それら新しい材料は、最適量の炭素繊維を有する第一層を含み、第二層は、炭素およびセライトと、場合によりラテックスなどの保留助剤の混合物を含む。その第二層では、好ましい態様において、炭素粒子対シリカの比率は約１対４〜約１対２である。

実施例II
μＰＶＴトルク曲線は、本発明の材料についての追加の情報を与える。
図１ａおよび１ｂは、比較例Ａについての種々のレベルおよび速度における１１０℃（図１ａ）および５０℃（図１ｂ）でのトルク曲線（μＰＶＴ）である。

図２ａおよび２ｂは、比較例Ｂについての種々のレベルおよび速度における１１０℃（図２ａ）および５０℃（図２ｂ）でのトルク曲線（μＰＶＴ）である。
図３ａおよび３ｂは、実施例１についての種々のレベルおよび速度における１１０℃（図３ａ）および５０℃（図３ｂ）でのトルク曲線（μＰＶＴ）である。

図４ａおよび４ｂは、実施例２についての種々のレベルおよび速度における１１０℃（図４ａ）および５０℃（図４ｂ）でのトルク曲線（μＰＶＴ）である。
実施例III
実施例IIIは、初期摩擦係数μｉ、動的係数（μｄ）および最終摩擦係数（μ０）、および示される速度についてのμ０／μｄの比率を示すＳ１２μ−ＰＶＴ試験を示す。

図５ａ〜５ｄは、比較例Ａについてのアプライ・フェーシング圧（apply facing pressure）ｋＰＡへの初期（μｉ）（図５ａ）、動的（μｄ）（図５ｂ）および最終（μ０）（図５ｃ）の摩擦係数、および最終／動的の摩擦係数比率（μ０）／（μｄ）（図５ｄ）を比較するグラフである。

図６ａ〜６ｄは、比較例Ｂについてのアプライ・フェーシング圧ｋＰＡへの初期（μｉ）（図６ａ）、動的（μｄ）（図６ｂ）および最終（μ０）（図６ｃ）の摩擦係数、および最終／動的の摩擦係数比率（μ０）／（μｄ）（図６ｄ）を比較するグラフである。

図７ａ〜７ｄは、実施例１についてのアプライ・フェーシング圧ｋＰＡへの初期（μｉ）（図７ａ）、動的（μｄ）（図７ｂ）および最終（μ０）（図７ｃ）の摩擦係数、および最終／動的の摩擦係数比率（μ０）／（μｄ）（図７ｄ）を比較するグラフである。

図８ａ〜８ｄは、実施例２についてのアプライ・フェーシング圧ｋＰＡへの初期（μｉ）（図８ａ）、動的（μｄ）（図８ｂ）および最終（μ０）（図８ｃ）の摩擦係数、および最終／動的の摩擦係数比率（μ０）／（μｄ）（図８ｄ）を比較するグラフである。

実施例IV
実施例IVは、高速ステップレベル試験を示している。図９ａは、オートマチック・トランスミッション液「Ｂ」を用いて高速ステップレベル「ホットスポット」試験を実施するための試験条件を示すグラフである。

図９ｂは、比較例Ａ、比較例Ｂ、実施例１および実施例２についての高速ステップレベル「ホットスポット」試験結果のグラフである。
実施例Ｖ
実施例Ｖは、トランスミッション液「Ｂ」を用いた高速ステップレベル試験の結果を示しているが、本発明のこれら実施例は、より少ない厚み減少およびより良い摩擦係数レベルを示す。図１０ａは、実施例１、実施例２および比較例Ｂについての中間摩擦係数を示すグラフである。

図１０ｂは、実施例１、実施例２および比較例Ｂについてのピストン・ディスプレースメント（ｍｍ）を示すグラフである。更に、本発明の実施例は、比較材料より多くのサイクルに耐えた。

図１０ｃは、実施例１、実施例２および比較例Ｂについての初期摩擦係数を示すグラフである。
図１０ｄは、実施例１、実施例２および比較例Ｂについての最終摩擦係数を示すグラフである。

実施例VI
実施例VIは、Ｓ１８高速耐久性試験の結果を示している。図１１は、実施例１、実施例２、比較例Ａおよび比較例Ｂについての高速耐久性試験を示すグラフであるが、本発明の実施例２は、１２００サイクルを超えて実施した。

実施例VII
実施例VIIは、６０００ｒｐｍにおけるインチでのプレート摩耗の結果を示している。図１２は、実施例１、実施例２、比較例Ｄ、比較例Ｅ、比較例Ｅ、比較例Ｆおよび比較例Ｇについて６０００ｒｐｍでのプレート摩耗（インチ）を示すグラフであるが、これら比較材料は、異なった第一層および第二層を有する。

実施例VIII
実施例VIIIは、比較例Ｂおよび比較例Ｃ、および実施例１および実施例２についての物理的性質を示している。

図１３は、これら材料の０〜２ＭＰＡおよび２〜９ＭＰＡについての圧縮弾性率を示している。弾性率が低いほど、材料の弾性は高くなるということに注目すべきである。本発明の材料は、きわめて望ましい弾性を有する。

実施例VIV
実施例VIVは、オートマチック・トランスミッション液「Ｂ」を用いたμ−ｖ耐久性試験を示している。

図１４ａは、実施例１について、摩擦係数（μ）をスリップ速度（ｒｐｍ）に比較することによる、１、５、１０、１５、２０、２５および３０回のサイクルを示すμ−Ｖ耐久性関係（定速法）を示すグラフである。

図１４ｂは、実施例１についての勾配対サイクルを示すグラフである。
図１５ａは、実施例２について、摩擦係数（μ）をスリップ速度（ｒｐｍ）に比較することによる、１、５、１０、１５、２０、２５および３０回のサイクルを示すμ−Ｖ耐久性関係（定速法）を示すグラフである。

図１５ｂは、実施例２についての勾配対サイクルを示すグラフである。

本発明は、クラッチ・プレート、トランスミッション・バンド、ブレーキ・シュー、シンクロナイザ・リング、摩擦ディスクまたはシステムプレートで用いるための高エネルギー摩擦材料として有用である。

本発明の好ましい態様および別の態様についての上の説明は、詳しく説明するためのものであり、請求の範囲の範囲および内容を制限するものではない。

図１ａおよび１ｂは、比較例Ａについての種々のレベルおよび速度における１１０℃（図１ａ）および５０℃（図１ｂ）での）である。 図２ａおよび２ｂは、比較例Ｂについての種々のレベルおよび速度における１１０℃（図２ａ）および５０℃（図２ｂ）でのトルク曲線（μＰＶＴ）である。 図３ａおよび３ｂは、実施例１についての種々のレベルおよび速度における１１０℃（図３ａ）および５０℃（図３ｂ）でのトルク曲線（μＰＶＴ）である。 図４ａおよび４ｂは、実施例２についての種々のレベルおよび速度における１１０℃（図４ａ）および５０℃（図４ｂ）でのトルク曲線（μＰＶＴ）である。 図５ａ〜５ｄは、比較例Ａについてのアプライ・フェーシング圧ｋＰＡへの初期（μｉ）（図５ａ）、動的（μｄ）（図５ｂ）および最終（μ０）（図５ｃ）の摩擦係数、および最終／動的の摩擦係数比率（μ０）／（μｄ）（図５ｄ）を比較するグラフである。 図６ａ〜６ｄは、比較例Ｂについてのアプライ・フェーシング圧ｋＰＡへの初期（μｉ）（図６ａ）、動的（μｄ）（図６ｂ）および最終（μ０）（図６ｃ）の摩擦係数、および最終／動的の摩擦係数比率（μ０）／（μｄ）（図６ｄ）を比較するグラフである。 図７ａ〜７ｄは、実施例１についてのアプライ・フェーシング圧ｋＰＡへの初期（μｉ）（図７ａ）、動的（μｄ）（図７ｂ）および最終（μ０）（図７ｃ）の摩擦係数、および最終／動的の摩擦係数比率（μ０）／（μｄ）（図７ｄ）を比較するグラフである。 図８ａ〜８ｄは、実施例２についてのアプライ・フェーシング圧ｋＰＡへの初期（μｉ）（図８ａ）、動的（μｄ）（図８ｂ）および最終（μ０）（図８ｃ）の摩擦係数、および最終／動的の摩擦係数比率（μ０）／（μｄ）（図８ｄ）を比較するグラフである。 図９ａは、オートマチック・トランスミッション液「Ｂ」を用いて高速ステップレベル「ホットスポット」試験を実施するための試験条件を示すグラフである。 図９ｂは、比較例Ａ、比較例Ｂ、実施例１および実施例２についての高速ステップレベル「ホットスポット」試験結果のグラフである。 図１０ａは、実施例１、実施例２および比較例Ｂについての中間摩擦係数を示すグラフである。 図１０ｂは、実施例１、実施例２および比較例Ｂについてのピストン・ディスプレースメント（ｍｍ）を示すグラフである。 図１０ｃは、実施例１、実施例２および比較例Ｂについての初期摩擦係数を示すグラフである。 図１０ｄは、実施例１、実施例２および比較例Ｂについての最終摩擦係数を示すグラフである。 図１１は、実施例１、実施例２、比較例Ａおよび比較例Ｂについての高速耐久性試験を示すグラフである。 図１２は、実施例１、実施例２、比較例Ｄ、比較例Ｅ、比較例Ｅ、比較例Ｆおよび比較例Ｇについて６０００ｒｐｍでのプレート摩耗（インチ）を示すグラフである。 図１３は、実施例１、実施例２、比較例Ｂおよび比較例Ｃについての圧縮弾性率を示すグラフである。 図１４ａは、実施例１について、摩擦係数（μ）をスリップ速度（ｒｐｍ）に比較することによる、１、５、１０、１５、２０、２５および３０回のサイクルを示すμ−Ｖ耐久性関係（定速法）を示すグラフである。

図１４ｂは、実施例１についての勾配対サイクルを示すグラフである。
図１５ａは、実施例２について、摩擦係数（μ）をスリップ速度（ｒｐｍ）に比較することによる、１、５、１０、１５、２０、２５および３０回のサイクルを示すμ−Ｖ耐久性関係（定速法）を示すグラフである。

図１５ｂは、実施例２についての勾配対サイクルを示すグラフである。
図１６は、高繊維含量繊維質基材およびそれで摩擦材料を製造する方法の略図である。

Claims (20)

1. 少なくとも一つの硬化性樹脂を含浸した繊維質基材を含む摩擦材料であって、該繊維質基材が、多孔性第一層と、該多孔性第一層の上の第二層とを含み、該多孔性第一層は、アラミド繊維、合成グラファイト粒子、及びシリカ充填材を含み、該第二層は、該第一層の少なくとも一つの表面上の炭素質材料および摩擦調整粒子の混合物を含み、ここで、該摩擦調整粒子は、約０．５〜約２０μｍの範囲の平均サイズを有し、該炭素質材料は、約０．５〜約６ｍｍの範囲の平均長さおよび約１〜約１５μｍの範囲の平均直径を有する炭素繊維を含み、該第二層は、該炭素繊維以外に繊維を含まない、摩擦材料。
2. 第二層が、繊維質基材の重量に基づく約５重量％〜約３５重量％の炭素質材料および摩擦調整粒子の混合物を含む請求項１に記載の摩擦材料。
3. 摩擦調整粒子が、炭素粒子およびシリカ粒子の混合物を含む請求項１に記載の摩擦材料。
4. 炭素質材料および摩擦調整粒子の混合物が、繊維質基材の重量に基づく約０．２重量％〜約２０重量％で存在し、炭素質材料および摩擦調整粒子の該混合物が、第一層の表面積の約３％〜約３０％を被覆している請求項３に記載の摩擦材料。
5. 炭素粒子とシリカ粒子の混合物が、摩擦調整粒子の全重量に基づく約２０重量％〜約３５重量％のシリカ粒子と、約６５重量％〜約８０重量％の炭素粒子を含む請求項３に記載の摩擦材料。
6. 摩擦調整粒子が、（ｉ）珪藻土粒子と、（ｉｉ）完全炭化炭素粒子または部分炭化粒子およびそれらの混合物との混合物を含む請求項３に記載の摩擦材料。
7. 繊維質基材が、約２．０μｍ〜約２５μｍの平均サイズの細孔直径を規定している請求項１に記載の摩擦材料。
8. 多孔質の第一層が、少なくとも約５０％の容易に入手可能な空気孔率を有する請求項１に記載の摩擦材料。
9. アラミド繊維が、約３５０〜約６５０のフリーネス（ＣＳＦ）を有する請求項１に記載の摩擦材料。
10. アラミド繊維が、約０．５ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内の平均繊維長さを有する請求項１に記載の摩擦材料。
11. シリカ充填材が珪藻土を含む請求項１に記載の摩擦材料。
12. 多孔質第一層が、約５０重量％〜約６０重量％のアラミド繊維；約４０重量％〜約１０重量％の綿繊維；約５重量％〜約１５重量％の炭素繊維；約２０重量％〜約３０重量％のグラファイト粒子；および約５重量％〜約１５重量％のシリカ充填材を含む請求項１に記載の摩擦材料。
13. フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、またはフェノール樹脂およびシリコーン樹脂の混合物の少なくとも一つの約３５重量％〜約４０重量％の樹脂を含浸していて、ここにおいて、該混合物中のシリコーン樹脂の量が、該混合物の重量に基づく約５重量％〜約８０重量％であり、ここにおいて、該フェノール樹脂が溶媒物質中に存在し、そして該シリコーン樹脂が、該フェノール樹脂の溶媒物質と相溶性である溶媒物質中に存在している請求項１に記載の摩擦材料。
14. アラミド繊維が、約４３０〜約６５０のフリーネス（ＣＳＦ）を有する請求項１に記載の摩擦材料。
15. アラミド繊維が、約０．５ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内の平均繊維長さを有する請求項１４に記載の摩擦材料。
16. 多孔質第一層が、約５０重量％〜約６０重量％のより少なくフィブリル化されたアラミド繊維；約５重量％〜約２０重量％の炭素繊維；約２０重量％〜約３０重量％のグラファイト粒子；および約３重量％〜約１５重量％の充填材を含む請求項１に記載の摩擦材料。
17. 摩擦材料を製造する方法であって、
    アラミド繊維、合成グラファイト粒子、シリカ充填材を含む多孔性第一層を成形し、
    該多孔性第一層の少なくとも一つの表面の約３％〜約３０％を、炭素質材料および摩擦調整粒子の混合物で被覆して繊維質基材を成形し、該炭素質材料は、約０．５〜約６ｍｍの範囲の平均長さを有する炭素繊維を含み、該混合物は、該炭素繊維以外に繊維を含まず、該炭素質材料及び摩擦調整粒子の混合物は、該繊維質基材の重量に基づく約０．２重量％〜約２０重量％で存在し、そして
    該繊維質基材に、フェノール樹脂、フェノールベースの樹脂、またはフェノール・シリコーン樹脂混合物を含浸させ、その後、該含浸した繊維質基材を、所定の温度で所定の時間硬化させることを含む方法。
18. 摩擦材料を製造する方法であって、
    アラミド繊維、合成グラファイト粒子、シリカ充填材を含む多孔性第一層を成形し、
    該多孔性第一層の少なくとも一つの表面の約３％〜約９０％を、炭素質材料および摩擦調整材料の混合物で被覆して繊維質基材を成形し、該炭素質材料は、約０．５ｍｍ〜約６ｍｍの平均長さおよび約１μｍ〜約１５μｍのサイズの平均直径を有する炭素繊維を含み、該混合物は、該炭素繊維以外に繊維を含まず、該炭素繊維は、該繊維質基材の重量に基づく約１０重量％〜約３０重量％で存在し、
    該繊維質基材に、フェノール樹脂またはフェノールベース樹脂混合物を含浸させ、そしてその後、
    該含浸した繊維質基材を、所定の温度で所定の時間硬化させる工程を含む方法。
19. 多孔性第一層が、少なくとも約３００のフリーネス（ＣＳＦ）を有するアラミド繊維と、一つまたはそれを超える次のもの、すなわち、綿繊維又は炭素繊維とを含む請求項１８に記載の方法。
20. アラミド繊維が、少なくとも約４３０〜約６５０のフリーネス（ＣＳＦ）を有する、請求項１９に記載の方法。

Images