JP2003342443A - ブレーキ用フェノール樹脂組成物およびその製造方法 - Google Patents
ブレーキ用フェノール樹脂組成物およびその製造方法Info
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- JP2003342443A JP2003342443A JP2002151957A JP2002151957A JP2003342443A JP 2003342443 A JP2003342443 A JP 2003342443A JP 2002151957 A JP2002151957 A JP 2002151957A JP 2002151957 A JP2002151957 A JP 2002151957A JP 2003342443 A JP2003342443 A JP 2003342443A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械的強度、硬度が高く、靱性に優れ、相手
材を傷つけることなく、高摩擦係数を得ることを可能に
するブレーキ用フェノール樹脂組成物及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 フェノール樹脂と金属化合物とを含有す
るブレーキ用フェノール樹脂組成物であって、フェノー
ル樹脂相に金属化合物が分散混合しているものであるこ
とを特徴とするブレーキ用フェノール樹脂組成物であ
り、前記金属化合物が、金属酸化物、金属炭化物、ある
いは金属窒化物であることが好ましい。
材を傷つけることなく、高摩擦係数を得ることを可能に
するブレーキ用フェノール樹脂組成物及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 フェノール樹脂と金属化合物とを含有す
るブレーキ用フェノール樹脂組成物であって、フェノー
ル樹脂相に金属化合物が分散混合しているものであるこ
とを特徴とするブレーキ用フェノール樹脂組成物であ
り、前記金属化合物が、金属酸化物、金属炭化物、ある
いは金属窒化物であることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーキ用フェノ
ール樹脂組成物及びその製造方法に関するものである。
ール樹脂組成物及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フェノール樹脂は、優れた耐熱性、接着
性を有し、ブレーキ用バインダーとして広く使用されて
いる反面、靭性において欠点を有している。また、自動
車の高速化、大型化に伴い、より過酷な条件下で使用さ
れ、強度、硬度が不足する、あるいは摩擦係数が低いた
め制動距離が延びるといった問題がある。このような諸
性能を改善するため変性フェノール樹脂の研究が盛んに
行われており、油変性フェノール樹脂、カシュー変性フ
ェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、各種ゴム
変性フェノール樹脂が検討されている。これらの変性フ
ェノール樹脂を用いることにより、ブレーキは強靭化さ
れる反面、硬度が低くなり、高温時のフェード現象によ
り摩擦係数が低下し、特性面で未だ十分とはいえない。
また、メラミン変性フェノール樹脂、アルキルベンゼン
変性フェノール樹脂などを用いることにより高温時の摩
擦係数低下は防止できるが、初期の摩擦係数は十分とは
いえない。
性を有し、ブレーキ用バインダーとして広く使用されて
いる反面、靭性において欠点を有している。また、自動
車の高速化、大型化に伴い、より過酷な条件下で使用さ
れ、強度、硬度が不足する、あるいは摩擦係数が低いた
め制動距離が延びるといった問題がある。このような諸
性能を改善するため変性フェノール樹脂の研究が盛んに
行われており、油変性フェノール樹脂、カシュー変性フ
ェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、各種ゴム
変性フェノール樹脂が検討されている。これらの変性フ
ェノール樹脂を用いることにより、ブレーキは強靭化さ
れる反面、硬度が低くなり、高温時のフェード現象によ
り摩擦係数が低下し、特性面で未だ十分とはいえない。
また、メラミン変性フェノール樹脂、アルキルベンゼン
変性フェノール樹脂などを用いることにより高温時の摩
擦係数低下は防止できるが、初期の摩擦係数は十分とは
いえない。
【０００３】上記のような変性フェノール樹脂を用いる
方法のほか、金属酸化物などの金属化合物をブレーキ用
組成物に配合する方法がある（例えば、特開２００１−
３１１０７１号公報、特開２００２−２０７３０号公報
など）。しかし、これらの方法は比較的粒径の大きい金
属化合物を一種又は複数種用いているため、相手材のロ
ーター、ドラムを過剰に摩耗させる場合がある。また、
乾式混合装置を用いてフェノール樹脂と金属化合物とを
混合しているため、金属化合物の分散が不均一になるこ
とがあり、充分な摩擦係数の増加が得られないという問
題があった。
方法のほか、金属酸化物などの金属化合物をブレーキ用
組成物に配合する方法がある（例えば、特開２００１−
３１１０７１号公報、特開２００２−２０７３０号公報
など）。しかし、これらの方法は比較的粒径の大きい金
属化合物を一種又は複数種用いているため、相手材のロ
ーター、ドラムを過剰に摩耗させる場合がある。また、
乾式混合装置を用いてフェノール樹脂と金属化合物とを
混合しているため、金属化合物の分散が不均一になるこ
とがあり、充分な摩擦係数の増加が得られないという問
題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のブレ
ーキ用フェノール樹脂組成物が有するこのような問題点
を解決するため種々検討の結果完成したものであり、機
械的強度、硬度が高く、靱性に優れ、相手材を傷つける
ことなく、高摩擦係数を得ることを可能にするブレーキ
用フェノール樹脂組成物及びその製造方法を提供するも
のである。
ーキ用フェノール樹脂組成物が有するこのような問題点
を解決するため種々検討の結果完成したものであり、機
械的強度、硬度が高く、靱性に優れ、相手材を傷つける
ことなく、高摩擦係数を得ることを可能にするブレーキ
用フェノール樹脂組成物及びその製造方法を提供するも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
の本発明（１）〜（６）により達成される。 （１）フェノール樹脂と金属化合物とを含有するブレー
キ用フェノール樹脂組成物であって、フェノール樹脂相
に金属化合物が分散混合しているものであることを特徴
とするブレーキ用フェノール樹脂組成物。 （２）前記金属化合物が、金属酸化物、金属炭化物、あ
るいは金属窒化物である上記（１）に記載のブレーキ用
フェノール樹脂組成物。 （３）前記金属酸化物が、シリカである上記（２）に記
載のブレーキ用フェノール樹脂組成物。 （４）前記金属化合物の平均粒径が５〜１０００ｎｍで
ある上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のブレー
キ用フェノール樹脂組成物。 （５）前記金属化合物の配合量が、前記フェノール樹脂
１００重量部に対して０．１〜３０重量部である上記
（１）ないし（４）のいずれかに記載のブレーキ用フェ
ノール樹脂組成物。 （６）上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のブレ
ーキ用フェノール樹脂組成物の製造方法であって、フェ
ノール樹脂の合成を行う際に、金属化合物をその反応
前、反応中、又は反応後に添加して、フェノール類とア
ルデヒド類、及び／又はフェノール樹脂と、金属化合物
とを溶融または溶液状態で混合することを特徴とするブ
レーキ用フェノール樹脂組成物の製造方法。
の本発明（１）〜（６）により達成される。 （１）フェノール樹脂と金属化合物とを含有するブレー
キ用フェノール樹脂組成物であって、フェノール樹脂相
に金属化合物が分散混合しているものであることを特徴
とするブレーキ用フェノール樹脂組成物。 （２）前記金属化合物が、金属酸化物、金属炭化物、あ
るいは金属窒化物である上記（１）に記載のブレーキ用
フェノール樹脂組成物。 （３）前記金属酸化物が、シリカである上記（２）に記
載のブレーキ用フェノール樹脂組成物。 （４）前記金属化合物の平均粒径が５〜１０００ｎｍで
ある上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のブレー
キ用フェノール樹脂組成物。 （５）前記金属化合物の配合量が、前記フェノール樹脂
１００重量部に対して０．１〜３０重量部である上記
（１）ないし（４）のいずれかに記載のブレーキ用フェ
ノール樹脂組成物。 （６）上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のブレ
ーキ用フェノール樹脂組成物の製造方法であって、フェ
ノール樹脂の合成を行う際に、金属化合物をその反応
前、反応中、又は反応後に添加して、フェノール類とア
ルデヒド類、及び／又はフェノール樹脂と、金属化合物
とを溶融または溶液状態で混合することを特徴とするブ
レーキ用フェノール樹脂組成物の製造方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明のブレーキ用フェノ
ール樹脂組成物およびその製造方法について説明する。
本発明のブレーキ用フェノール樹脂組成物は、フェノー
ル樹脂と金属化合物とを含有し、フェノール樹脂相に金
属化合物が分散混合しているものであることを特徴とす
る。また、本発明のブレーキ用フェノール樹脂組成物の
製造方法は、フェノール樹脂の合成を行う際に、金属化
合物をその反応前、反応中、又は反応後に添加して、フ
ェノール類とアルデヒド類、及び／又はフェノール樹脂
と、金属化合物とを溶融または溶液状態で混合すること
を特徴とする。まず、本発明のブレーキ用フェノール樹
脂組成物（以下、「組成物」という）について詳しく説
明する。
ール樹脂組成物およびその製造方法について説明する。
本発明のブレーキ用フェノール樹脂組成物は、フェノー
ル樹脂と金属化合物とを含有し、フェノール樹脂相に金
属化合物が分散混合しているものであることを特徴とす
る。また、本発明のブレーキ用フェノール樹脂組成物の
製造方法は、フェノール樹脂の合成を行う際に、金属化
合物をその反応前、反応中、又は反応後に添加して、フ
ェノール類とアルデヒド類、及び／又はフェノール樹脂
と、金属化合物とを溶融または溶液状態で混合すること
を特徴とする。まず、本発明のブレーキ用フェノール樹
脂組成物（以下、「組成物」という）について詳しく説
明する。
【０００７】本発明の組成物に用いられるフェノール樹
脂としては特に限定されないが、レゾール型フェノール
樹脂、ノボラック型フェノール樹脂などが挙げられる。
これらの中でも、ブレーキ用としてはノボラック型フェ
ノール樹脂が用いられることが多い。前記ノボラック型
フェノール樹脂としては特に限定されないが、通常、フ
ェノール類とアルデヒド類とを、蓚酸、塩酸、硫酸、ト
ルエンスルホン酸などの酸性触媒の存在下で、フェノー
ル類（Ｐ）に対するアルデヒド類（Ｆ）のモル比（Ｆ／
Ｐ）を０．５〜０．９として反応させて得ることができ
る。
脂としては特に限定されないが、レゾール型フェノール
樹脂、ノボラック型フェノール樹脂などが挙げられる。
これらの中でも、ブレーキ用としてはノボラック型フェ
ノール樹脂が用いられることが多い。前記ノボラック型
フェノール樹脂としては特に限定されないが、通常、フ
ェノール類とアルデヒド類とを、蓚酸、塩酸、硫酸、ト
ルエンスルホン酸などの酸性触媒の存在下で、フェノー
ル類（Ｐ）に対するアルデヒド類（Ｆ）のモル比（Ｆ／
Ｐ）を０．５〜０．９として反応させて得ることができ
る。
【０００８】ここで用いられるフェノール類としては特
に限定されないが、例えば、フェノール、オルソクレゾ
ール、メタクレゾール、パラクレゾール、キシレノー
ル、パラターシャリーブチルフェノール、パラオクチル
フェノール、パラフェニルフェノール、ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＦ、レゾルシンなどのフェノール類
が挙げられ、通常、フェノール、クレゾールが多く用い
られる。また、同様にアルデヒド類としても特に限定さ
れないが、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、ブチルアルデヒド、アクロレイン等のアルデヒド
類、あるいはこれらの混合物であり、これらのアルデヒ
ド類の発生源となる物質あるいはこれらのアルデヒド類
の溶液を使用することもできるが、通常はホルムアルデ
ヒドが多く用いられる。このようにして得られたノボラ
ック型フェノール樹脂の形態は特に限定されず、液状、
固形、粉末いずれの形状のものでも使用することができ
る。
に限定されないが、例えば、フェノール、オルソクレゾ
ール、メタクレゾール、パラクレゾール、キシレノー
ル、パラターシャリーブチルフェノール、パラオクチル
フェノール、パラフェニルフェノール、ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＦ、レゾルシンなどのフェノール類
が挙げられ、通常、フェノール、クレゾールが多く用い
られる。また、同様にアルデヒド類としても特に限定さ
れないが、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、ブチルアルデヒド、アクロレイン等のアルデヒド
類、あるいはこれらの混合物であり、これらのアルデヒ
ド類の発生源となる物質あるいはこれらのアルデヒド類
の溶液を使用することもできるが、通常はホルムアルデ
ヒドが多く用いられる。このようにして得られたノボラ
ック型フェノール樹脂の形態は特に限定されず、液状、
固形、粉末いずれの形状のものでも使用することができ
る。
【０００９】なお、本発明の組成物において、フェノー
ル樹脂としてノボラック型フェノール樹脂を用いる場合
は、通常、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを配
合する。ヘキサメチレンテトラミンの配合量は特に限定
されないが、ノボラック型フェノール樹脂１００重量部
に対して、３〜２０重量部であることが好ましく、さら
に好ましくは７〜１７重量部である。ヘキサメチレンテ
トラミンの配合量が前記下限値未満ではノボラック型フ
ェノール樹脂の硬化が不十分になることがあり、また、
前記上限値を超えると、ヘキサメチレンテトラミンの分
解により発生するガスが、ブレーキの成形品にふくれ、
亀裂などを発生させることがある。
ル樹脂としてノボラック型フェノール樹脂を用いる場合
は、通常、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを配
合する。ヘキサメチレンテトラミンの配合量は特に限定
されないが、ノボラック型フェノール樹脂１００重量部
に対して、３〜２０重量部であることが好ましく、さら
に好ましくは７〜１７重量部である。ヘキサメチレンテ
トラミンの配合量が前記下限値未満ではノボラック型フ
ェノール樹脂の硬化が不十分になることがあり、また、
前記上限値を超えると、ヘキサメチレンテトラミンの分
解により発生するガスが、ブレーキの成形品にふくれ、
亀裂などを発生させることがある。
【００１０】本発明の組成物で用いられる金属化合物と
しては特に限定されないが、例えば、金属酸化物、金属
炭化物、金属窒化物、金属フッ化物などが挙げられる。
これらの中でも、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物
が好ましい。前記金属酸化物としては特に限定されない
が、例えば、酸化珪素、二酸化珪素（シリカ）、酸化亜
鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸
化イットリウム、酸化鉄等が挙げられる。また、前記金
属炭化物としては特に限定されないが、例えば、炭化珪
素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化クロム、炭化タング
ステン等が挙げられる。そして、前記金属窒化物として
は特に限定されないが、例えば、窒化珪素、窒化アルミ
ニウム、窒化ホウ素等が挙げられる。これらの中でも、
酸化珪素、二酸化珪素（シリカ）、酸化アルミニウム等
の金属酸化物は、フェノール樹脂相への分散性が比較的
良好であり、相手材に対する攻撃性も小さく好ましい。
さらに、特にシリカを用いた場合は、目的とする粒度分
布、分散度を有するものを容易に調製することができ、
これにより、ブレーキ材の特性を制御することができる
ので好ましいものである。
しては特に限定されないが、例えば、金属酸化物、金属
炭化物、金属窒化物、金属フッ化物などが挙げられる。
これらの中でも、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物
が好ましい。前記金属酸化物としては特に限定されない
が、例えば、酸化珪素、二酸化珪素（シリカ）、酸化亜
鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸
化イットリウム、酸化鉄等が挙げられる。また、前記金
属炭化物としては特に限定されないが、例えば、炭化珪
素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化クロム、炭化タング
ステン等が挙げられる。そして、前記金属窒化物として
は特に限定されないが、例えば、窒化珪素、窒化アルミ
ニウム、窒化ホウ素等が挙げられる。これらの中でも、
酸化珪素、二酸化珪素（シリカ）、酸化アルミニウム等
の金属酸化物は、フェノール樹脂相への分散性が比較的
良好であり、相手材に対する攻撃性も小さく好ましい。
さらに、特にシリカを用いた場合は、目的とする粒度分
布、分散度を有するものを容易に調製することができ、
これにより、ブレーキ材の特性を制御することができる
ので好ましいものである。
【００１１】前記金属化合物の粒径としては特に限定さ
れないが、平均粒径が５〜１０００ｎｍであることが好
ましく、特に１０〜５００ｎｍであることが好ましい。
これにより、ローター、ドラム等の相手材を過剰に摩耗
させることなく、充分な摩擦係数の向上を図ることがで
きる。平均粒径が前記下限値未満では、金属化合物粒子
による引っ掻き摩擦効果が発現されず、充分な摩擦係数
が得られないことがある。一方、前記上限値を超える
と、相手材を傷つけたり、過度に摩耗させたりすること
がある。
れないが、平均粒径が５〜１０００ｎｍであることが好
ましく、特に１０〜５００ｎｍであることが好ましい。
これにより、ローター、ドラム等の相手材を過剰に摩耗
させることなく、充分な摩擦係数の向上を図ることがで
きる。平均粒径が前記下限値未満では、金属化合物粒子
による引っ掻き摩擦効果が発現されず、充分な摩擦係数
が得られないことがある。一方、前記上限値を超える
と、相手材を傷つけたり、過度に摩耗させたりすること
がある。
【００１２】本発明の組成物における前記金属化合物の
配合量は特に限定されないが、フェノール樹脂１００重
量部に対して、０．１〜３０重量部であることが好まし
く、特に０．３〜１１重量部が好ましい。金属化合物の
配合量が前記下限値未満であると、充分な摩擦係数が得
られないことがある。また、前記上限値を越えると、フ
ェノール樹脂の硬化性が阻害されることがあり、成形性
に影響することがある。
配合量は特に限定されないが、フェノール樹脂１００重
量部に対して、０．１〜３０重量部であることが好まし
く、特に０．３〜１１重量部が好ましい。金属化合物の
配合量が前記下限値未満であると、充分な摩擦係数が得
られないことがある。また、前記上限値を越えると、フ
ェノール樹脂の硬化性が阻害されることがあり、成形性
に影響することがある。
【００１３】本発明の組成物において用いられる前記金
属化合物の形態としては特に限定されないが、金属化合
物の粉体をそのまま用いてもよいし、水や有機溶媒など
に分散させたエマルジョン、スラリー、あるいはコロイ
ド溶液としたものを用いることもできる。これらの中で
も、例えば金属化合物としてシリカを用いる場合は、シ
リカ粒子のコロイド溶液であるシリカゾルを用いると、
シリカ粒子の二次凝集を防止することができ、フェノー
ル樹脂相に分散させるときに必要な撹拌混合エネルギー
を低減できるので好ましい。
属化合物の形態としては特に限定されないが、金属化合
物の粉体をそのまま用いてもよいし、水や有機溶媒など
に分散させたエマルジョン、スラリー、あるいはコロイ
ド溶液としたものを用いることもできる。これらの中で
も、例えば金属化合物としてシリカを用いる場合は、シ
リカ粒子のコロイド溶液であるシリカゾルを用いると、
シリカ粒子の二次凝集を防止することができ、フェノー
ル樹脂相に分散させるときに必要な撹拌混合エネルギー
を低減できるので好ましい。
【００１４】本発明の組成物は、前記フェノール樹脂相
に金属化合物が分散混合しているものであることを特徴
とする。これにより、フェノール樹脂に対する金属化合
物の分散性を良好なものにすることができ、組成物をブ
レーキに使用した場合に、金属化合物粒子による摩擦係
数の向上を、より効果的に発現させることができる。な
お、フェノール樹脂としてノボラック型フェノール樹脂
を用いる場合は、フェノール樹脂と金属化合物との混合
物に、さらにヘキサメチレンテトラミンを配合して、ブ
レーキ用の組成物とすることができる。
に金属化合物が分散混合しているものであることを特徴
とする。これにより、フェノール樹脂に対する金属化合
物の分散性を良好なものにすることができ、組成物をブ
レーキに使用した場合に、金属化合物粒子による摩擦係
数の向上を、より効果的に発現させることができる。な
お、フェノール樹脂としてノボラック型フェノール樹脂
を用いる場合は、フェノール樹脂と金属化合物との混合
物に、さらにヘキサメチレンテトラミンを配合して、ブ
レーキ用の組成物とすることができる。
【００１５】次に、本発明の組成物の製造方法について
説明する。本発明の組成物の製造方法は、フェノール樹
脂相に金属化合物を分散混合させるものであり、具体的
には、フェノール樹脂の合成を行う際に、金属化合物を
その反応前、反応中、又は反応後に添加して、フェノー
ル類とアルデヒド類、及び／又はフェノール樹脂と、金
属化合物とを溶融または溶液状態で混合することを特徴
とする。
説明する。本発明の組成物の製造方法は、フェノール樹
脂相に金属化合物を分散混合させるものであり、具体的
には、フェノール樹脂の合成を行う際に、金属化合物を
その反応前、反応中、又は反応後に添加して、フェノー
ル類とアルデヒド類、及び／又はフェノール樹脂と、金
属化合物とを溶融または溶液状態で混合することを特徴
とする。
【００１６】フェノール樹脂の合成を行う際に、金属化
合物をその反応前に混合する方法としては特に限定され
ないが、例えば、フェノール樹脂合成の原料として用い
るフェノール類、アルデヒド類が液状成分である場合
は、これらの成分に金属化合物を混合したものを用いる
ことができる。また、反応溶媒として用いる有機溶媒あ
るいは水の中に金属化合物を混合して用いてもよい。混
合方法としては特に限定されないが、ディスパーザー、
ホモミキサーなど通常の分散混合装置を用いて行うこと
ができる。
合物をその反応前に混合する方法としては特に限定され
ないが、例えば、フェノール樹脂合成の原料として用い
るフェノール類、アルデヒド類が液状成分である場合
は、これらの成分に金属化合物を混合したものを用いる
ことができる。また、反応溶媒として用いる有機溶媒あ
るいは水の中に金属化合物を混合して用いてもよい。混
合方法としては特に限定されないが、ディスパーザー、
ホモミキサーなど通常の分散混合装置を用いて行うこと
ができる。
【００１７】フェノール樹脂の合成を行う際に、金属化
合物をその反応中に混合する方法としては特に限定され
ないが、例えば、反応中のフェノール樹脂に金属化合物
をそのまま添加する方法、あるいは、あらかじめ水又は
有機溶媒に混合しておいた金属化合物を添加する方法な
どが挙げられる。添加した金属化合物は反応装置に設け
られた撹拌装置により系中に分散混合させることができ
る。なお、金属化合物の添加は特に限定されないが、フ
ェノール樹脂の脱水工程前に行うことが好ましい。
合物をその反応中に混合する方法としては特に限定され
ないが、例えば、反応中のフェノール樹脂に金属化合物
をそのまま添加する方法、あるいは、あらかじめ水又は
有機溶媒に混合しておいた金属化合物を添加する方法な
どが挙げられる。添加した金属化合物は反応装置に設け
られた撹拌装置により系中に分散混合させることができ
る。なお、金属化合物の添加は特に限定されないが、フ
ェノール樹脂の脱水工程前に行うことが好ましい。
【００１８】また、フェノール樹脂の合成を行う際に、
金属化合物をその反応後に混合する方法としては特に限
定されないが、例えば、反応が終了した後冷却固化させ
たフェノール樹脂を適度な粒度に粉砕したものを、金属
化合物とともに加圧式混練装置を用いて加圧下で混練す
る方法が挙げられる。混練する際は、フェノール樹脂が
溶融する温度で行うことにより、溶融状態のフェノール
樹脂相の中に金属化合物を混合させることができる。こ
こで用いられる加圧式混練装置としては特に限定されな
いが、ロール式混練機、加圧ニーダー、二軸押出機、単
軸押出機などを用いることができる。
金属化合物をその反応後に混合する方法としては特に限
定されないが、例えば、反応が終了した後冷却固化させ
たフェノール樹脂を適度な粒度に粉砕したものを、金属
化合物とともに加圧式混練装置を用いて加圧下で混練す
る方法が挙げられる。混練する際は、フェノール樹脂が
溶融する温度で行うことにより、溶融状態のフェノール
樹脂相の中に金属化合物を混合させることができる。こ
こで用いられる加圧式混練装置としては特に限定されな
いが、ロール式混練機、加圧ニーダー、二軸押出機、単
軸押出機などを用いることができる。
【００１９】前記加圧式混練装置を用いる方法のほか、
フェノール樹脂を溶剤に溶解または溶剤中で溶融させ、
金属化合物とともに分散混合装置を用いて混合し、その
後、用いた溶剤を除去する方法が挙げられる。ここで用
いられる分散混合装置としては特に限定されないが、通
常の撹拌装置、ホモミキサー、ディスパーザー、ビーズ
ミル、Ｔ．Ｋ．フィルミックス（特殊機化工業（株）
製）などの高速攪拌装置、高圧ホモジナイザーなどの高
圧衝突装置、あるいは超音波撹拌装置などが挙げられ
る。これらの分散混合装置は、フェノール樹脂溶液の粘
度、混合する金属化合物の性状や配合量などにより適宜
選択して用いることができる。
フェノール樹脂を溶剤に溶解または溶剤中で溶融させ、
金属化合物とともに分散混合装置を用いて混合し、その
後、用いた溶剤を除去する方法が挙げられる。ここで用
いられる分散混合装置としては特に限定されないが、通
常の撹拌装置、ホモミキサー、ディスパーザー、ビーズ
ミル、Ｔ．Ｋ．フィルミックス（特殊機化工業（株）
製）などの高速攪拌装置、高圧ホモジナイザーなどの高
圧衝突装置、あるいは超音波撹拌装置などが挙げられ
る。これらの分散混合装置は、フェノール樹脂溶液の粘
度、混合する金属化合物の性状や配合量などにより適宜
選択して用いることができる。
【００２０】以上に説明した製造方法は、フェノール樹
脂の合成を行う際に、金属化合物をその反応前、反応
中、又は反応後に添加して、フェノール類とアルデヒド
類、及び／又はフェノール樹脂と、金属化合物とを溶融
または溶液状態で混合するものであり、フェノール樹脂
相に金属化合物が精度よく分散混合した組成物を得るこ
とができる。これにより、例えばフェノール樹脂と金属
化合物とを各々微粒子化したものを、乾式混合装置等を
用いて単純に混合して組成物を製造した場合と比較し
て、フェノール樹脂に対する金属化合物の分散性を良好
なものにすることができる。この結果、組成物をブレー
キに使用した場合に、金属化合物粒子による摩擦係数の
向上を、より効果的に発現させることができる。
脂の合成を行う際に、金属化合物をその反応前、反応
中、又は反応後に添加して、フェノール類とアルデヒド
類、及び／又はフェノール樹脂と、金属化合物とを溶融
または溶液状態で混合するものであり、フェノール樹脂
相に金属化合物が精度よく分散混合した組成物を得るこ
とができる。これにより、例えばフェノール樹脂と金属
化合物とを各々微粒子化したものを、乾式混合装置等を
用いて単純に混合して組成物を製造した場合と比較し
て、フェノール樹脂に対する金属化合物の分散性を良好
なものにすることができる。この結果、組成物をブレー
キに使用した場合に、金属化合物粒子による摩擦係数の
向上を、より効果的に発現させることができる。
【００２１】また、フェノール樹脂としてノボラック型
フェノール樹脂を用いる場合は、このようにして得られ
たフェノール樹脂と金属化合物との混合物に、さらにヘ
キサメチレンテトラミンを粉砕混合などにより添加し
て、ブレーキ用の組成物とすることができる。
フェノール樹脂を用いる場合は、このようにして得られ
たフェノール樹脂と金属化合物との混合物に、さらにヘ
キサメチレンテトラミンを粉砕混合などにより添加し
て、ブレーキ用の組成物とすることができる。
【００２２】本発明の組成物をブレーキ用として用いる
場合は、通常の方法が採用できる。すなわち、前記組成
物を粉砕したものを繊維基材、無機充填材などとともに
混合し、これを所定の型で成形し、得られた成形品をさ
らに焼成することにより、目的とするブレーキを得るこ
とができる。
場合は、通常の方法が採用できる。すなわち、前記組成
物を粉砕したものを繊維基材、無機充填材などとともに
混合し、これを所定の型で成形し、得られた成形品をさ
らに焼成することにより、目的とするブレーキを得るこ
とができる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。しか
し本発明はこれらの実施例によって限定されるものでは
ない。また、実施例及び比較例に記載されている「部」
及び「％」は、すべて「重量部」及び「重量％」を示
す。
し本発明はこれらの実施例によって限定されるものでは
ない。また、実施例及び比較例に記載されている「部」
及び「％」は、すべて「重量部」及び「重量％」を示
す。
【００２４】１．フェノール樹脂組成物の製造
実施例１
入口温度１５０℃、出口温度１６０℃に制御された二軸
押出機へ、ノボラック型フェノール樹脂（住友ベークラ
イト（株）製・ＰＲ−５３１９５）１０００部、シリカ
粒子Ａ（日産化学（株）製・メタノールシリカゾル、平
均粒径１５ｎｍ、固形分３０％）１００部を、単位時間
当たりの供給比率が等しくなるよう供給し、出口より常
温で固形のフェノール樹脂混合物１０３０部を得た。得
られた混合物１０００部に対してヘキサメチレンテトラ
ミン１１０部を加え、粉砕混合し、粉末のフェノール樹
脂組成物１０９７部を得た。
押出機へ、ノボラック型フェノール樹脂（住友ベークラ
イト（株）製・ＰＲ−５３１９５）１０００部、シリカ
粒子Ａ（日産化学（株）製・メタノールシリカゾル、平
均粒径１５ｎｍ、固形分３０％）１００部を、単位時間
当たりの供給比率が等しくなるよう供給し、出口より常
温で固形のフェノール樹脂混合物１０３０部を得た。得
られた混合物１０００部に対してヘキサメチレンテトラ
ミン１１０部を加え、粉砕混合し、粉末のフェノール樹
脂組成物１０９７部を得た。
【００２５】実施例２
加圧ニーダーにノボラック型フェノール樹脂（住友ベー
クライト（株）製・ＰＲ−５３１９５）１０００部を仕
込み、１５０℃に昇温し、溶融させた。シリカ粒子Ｂ
（トクヤマ（株）製・レオロシールＭＴ−１０、平均粒
径３００ｎｍ、固形分１００％）３０部を加え、シリカ
粒子が均一に分散するのを確認し、更に３０分間の混練
を行い、加圧ニーダーより取出して常温で固形のフェノ
ール樹脂混合物１０３０部を得た。得られた混合物１０
００部に対してヘキサメチレンテトラミン１１０部を加
え、粉砕混合し、粉末のフェノール樹脂組成物１０９７
部を得た。
クライト（株）製・ＰＲ−５３１９５）１０００部を仕
込み、１５０℃に昇温し、溶融させた。シリカ粒子Ｂ
（トクヤマ（株）製・レオロシールＭＴ−１０、平均粒
径３００ｎｍ、固形分１００％）３０部を加え、シリカ
粒子が均一に分散するのを確認し、更に３０分間の混練
を行い、加圧ニーダーより取出して常温で固形のフェノ
ール樹脂混合物１０３０部を得た。得られた混合物１０
００部に対してヘキサメチレンテトラミン１１０部を加
え、粉砕混合し、粉末のフェノール樹脂組成物１０９７
部を得た。
【００２６】実施例３
撹拌装置、還流冷却器及び温度計を備えた反応装置にノ
ボラック型フェノール樹脂（住友ベークライト（株）製
・ＰＲ−５３１９５）１０００部、メタノール１０００
部を仕込み、８０℃に昇温、溶融させた。シリカ粒子Ｃ
（日産化学（株）製ＥＧ−ＳＴ−ＺＬ、平均粒径９０ｎ
ｍ、固形分２０％）１５０部を加え、１時間攪拌を行っ
た後、２００℃まで昇温、脱溶剤し、常温で固形のフェ
ノール樹脂混合物１０３０部を得た。得られた混合物１
０００部に対してヘキサメチレンテトラミン１１０部を
加え、粉砕混合し、粉末のフェノール樹脂組成物１０９
７部を得た。
ボラック型フェノール樹脂（住友ベークライト（株）製
・ＰＲ−５３１９５）１０００部、メタノール１０００
部を仕込み、８０℃に昇温、溶融させた。シリカ粒子Ｃ
（日産化学（株）製ＥＧ−ＳＴ−ＺＬ、平均粒径９０ｎ
ｍ、固形分２０％）１５０部を加え、１時間攪拌を行っ
た後、２００℃まで昇温、脱溶剤し、常温で固形のフェ
ノール樹脂混合物１０３０部を得た。得られた混合物１
０００部に対してヘキサメチレンテトラミン１１０部を
加え、粉砕混合し、粉末のフェノール樹脂組成物１０９
７部を得た。
【００２７】実施例４
実施例３と同様の反応装置にフェノール１０００部を加
え、攪拌開始後にシリカ粒子Ｂ１５０部を加えた。次い
で蓚酸１０部を加え、１００℃に昇温後、３７％ホルマ
リン６００部を１時間かけて添加した。更に１時間の還
流反応を実施後、減圧脱水を行い、２００℃に到達した
ところで反応装置より取り出し、常温で固形のフェノー
ル樹脂混合物１０３０部を得た。得られた混合物１００
０部に対してヘキサメチレンテトラミン１１０部を加
え、粉砕混合し、粉末のフェノール樹脂組成物１０９７
部を得た。
え、攪拌開始後にシリカ粒子Ｂ１５０部を加えた。次い
で蓚酸１０部を加え、１００℃に昇温後、３７％ホルマ
リン６００部を１時間かけて添加した。更に１時間の還
流反応を実施後、減圧脱水を行い、２００℃に到達した
ところで反応装置より取り出し、常温で固形のフェノー
ル樹脂混合物１０３０部を得た。得られた混合物１００
０部に対してヘキサメチレンテトラミン１１０部を加
え、粉砕混合し、粉末のフェノール樹脂組成物１０９７
部を得た。
【００２８】実施例５
シリカ粒子Ｂのかわりに、シリカ粒子Ｄ（（株）龍森製
・ＳＯ−Ｃ３、平均粒径１０００ｎｍ、固形分１００
％）３０部を用いた以外は、実施例２と同様にして粉末
のフェノール樹脂組成物１０９７部を得た。
・ＳＯ−Ｃ３、平均粒径１０００ｎｍ、固形分１００
％）３０部を用いた以外は、実施例２と同様にして粉末
のフェノール樹脂組成物１０９７部を得た。
【００２９】実施例６
シリカ粒子Ｃのかわりに、アルミナ粒子（日産化学
（株）製・アルミナゾル−１００、平均粒径１００ｎ
ｍ、固形分１０％）３００部を用いた以外は、実施例３
と同様にして粉末のフェノール樹脂組成物１０９７部を
得た。
（株）製・アルミナゾル−１００、平均粒径１００ｎ
ｍ、固形分１０％）３００部を用いた以外は、実施例３
と同様にして粉末のフェノール樹脂組成物１０９７部を
得た。
【００３０】比較例１
ノボラック型フェノール樹脂（住友ベークライト（株）
製・ＰＲ−５３１９５）１０００部にヘキサメチレンテ
トラミン１１０部を加え、粉砕混合し、粉末のフェノー
ル樹脂組成物１０９７部を得た。
製・ＰＲ−５３１９５）１０００部にヘキサメチレンテ
トラミン１１０部を加え、粉砕混合し、粉末のフェノー
ル樹脂組成物１０９７部を得た。
【００３１】比較例２
ノボラック型フェノール樹脂（住友ベークライト（株）
製・ＰＲ−５３１９５）１０００部にヘキサメチレンテ
トラミン１１０部、シリカ粒子Ｂ３０部を加え、粉砕混
合し、粉末のフェノール樹脂組成物１１２７部を得た。
製・ＰＲ−５３１９５）１０００部にヘキサメチレンテ
トラミン１１０部、シリカ粒子Ｂ３０部を加え、粉砕混
合し、粉末のフェノール樹脂組成物１１２７部を得た。
【００３２】２．ブレーキ材の作製
実施例１〜８及び比較例１〜２で得られた１０種類のフ
ェノール樹脂組成物、繊維基材としてアラミド繊維、及
び無機充填材として炭酸カルシウムと硫酸バリウムとを
用い、表１に示す配合割合で仕込み混合して、ブレーキ
材用混合物とした。このブレーキ材用混合物を温度１６
０℃、圧力２００ｋｇ／ｃｍ2で１０分間成形し、１０
０×１００×１５ｍｍの成形品を得た。得られた成形品
をさらに２００℃で５時間焼成して、ブレーキ材を作製
した。
ェノール樹脂組成物、繊維基材としてアラミド繊維、及
び無機充填材として炭酸カルシウムと硫酸バリウムとを
用い、表１に示す配合割合で仕込み混合して、ブレーキ
材用混合物とした。このブレーキ材用混合物を温度１６
０℃、圧力２００ｋｇ／ｃｍ2で１０分間成形し、１０
０×１００×１５ｍｍの成形品を得た。得られた成形品
をさらに２００℃で５時間焼成して、ブレーキ材を作製
した。
【００３３】
【表１】
【００３４】表の注：使用した材料
（１）アラミド繊維：ドライパルプ 繊維長２ｍｍ
（２）炭酸カルシウム：平均粒径 ２０μｍ
（３）硫酸バリウム：平均粒径 ２０μｍ
【００３５】３．ブレーキ材の評価
前記方法により作製したブレーキ材を評価用試料とし、
以下の評価を行った。結果を表２に示す。
以下の評価を行った。結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】表の注：評価方法
（１）ロックウェル硬度：ＪＩＳ Ｋ ７２０２「プラ
スチックのロックウェル硬さ試験方法」により測定し
た。 （２）常態曲げ強度、弾性率：ＪＩＳ Ｋ ７２０３
「硬質プラスチックの曲げ試験方法」により測定した。 （３）摩擦係数：ＪＡＳＯ Ｃ ４０６ に基づき、１
／１０スケールダイナモテスターにより測定した。測定
条件は、制動初速度５０ｋｍ／ｈ、減速度０．３Ｇ、制
動回数１０００回とし、制動温度は１００℃、２００
℃、３００℃の３水準で行った。 （４）相手材のプレート摩耗量：上記摩擦係数の測定終
了時点における、相手材のプレート摩耗量を測定した。
スチックのロックウェル硬さ試験方法」により測定し
た。 （２）常態曲げ強度、弾性率：ＪＩＳ Ｋ ７２０３
「硬質プラスチックの曲げ試験方法」により測定した。 （３）摩擦係数：ＪＡＳＯ Ｃ ４０６ に基づき、１
／１０スケールダイナモテスターにより測定した。測定
条件は、制動初速度５０ｋｍ／ｈ、減速度０．３Ｇ、制
動回数１０００回とし、制動温度は１００℃、２００
℃、３００℃の３水準で行った。 （４）相手材のプレート摩耗量：上記摩擦係数の測定終
了時点における、相手材のプレート摩耗量を測定した。
【００３８】実施例１〜６は、フェノール樹脂相に金属
化合物が分散混合している本発明の組成物である。これ
らの組成物を用いたブレーキ材は、ロックウェル硬度測
定結果より、いずれも高硬度であることがわかる。ま
た、曲げ強度、曲げ弾性率測定結果から、弾性率が低い
割に強度が高く、靭性に優れたものであることがわか
る。さらに、摩擦係数の測定結果より、いずれの温度水
準においても摩擦係数が高く、特に、実施例１〜３及び
６は、用いた金属化合物の粒径や配合量が最適であった
ので、相手攻撃性が小さく、プレート摩耗量を少なくす
ることができた。一方、比較例１は、金属化合物を配合
しなかったものであるが、硬度、曲げ強度、摩擦係数の
いずれもが低下した。また、比較例２は、フェノール樹
脂と金属化合物とを乾式混合させたものであるが、金属
化合物の分散性が不充分であり、強度、摩擦係数が小さ
く、プレート摩耗量が大きいものとなった。
化合物が分散混合している本発明の組成物である。これ
らの組成物を用いたブレーキ材は、ロックウェル硬度測
定結果より、いずれも高硬度であることがわかる。ま
た、曲げ強度、曲げ弾性率測定結果から、弾性率が低い
割に強度が高く、靭性に優れたものであることがわか
る。さらに、摩擦係数の測定結果より、いずれの温度水
準においても摩擦係数が高く、特に、実施例１〜３及び
６は、用いた金属化合物の粒径や配合量が最適であった
ので、相手攻撃性が小さく、プレート摩耗量を少なくす
ることができた。一方、比較例１は、金属化合物を配合
しなかったものであるが、硬度、曲げ強度、摩擦係数の
いずれもが低下した。また、比較例２は、フェノール樹
脂と金属化合物とを乾式混合させたものであるが、金属
化合物の分散性が不充分であり、強度、摩擦係数が小さ
く、プレート摩耗量が大きいものとなった。
【００３９】
【発明の効果】本発明は、フェノール樹脂相に金属化合
物が分散混合しているものであることを特徴とするブレ
ーキ用フェノール樹脂組成物であり、従来のものと比較
して、フェノール樹脂と金属化合物との分散性をより向
上させることができたものである。本発明のブレーキ用
フェノール樹脂組成物を用いることにより、機械的強
度、硬度が高く、靱性に優れ、相手材を傷つけることな
く、高摩擦係数を有するブレーキ材を得ることができ
る。
物が分散混合しているものであることを特徴とするブレ
ーキ用フェノール樹脂組成物であり、従来のものと比較
して、フェノール樹脂と金属化合物との分散性をより向
上させることができたものである。本発明のブレーキ用
フェノール樹脂組成物を用いることにより、機械的強
度、硬度が高く、靱性に優れ、相手材を傷つけることな
く、高摩擦係数を有するブレーキ材を得ることができ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ１６Ｄ 69/02 Ｆ１６Ｄ 69/02 Ａ
// Ｆ１６Ｄ 69/00 69/00 Ｒ
Ｆターム(参考） 3J058 FA01 GA04
4J002 CC031 CC041 CC051 CC061
DB006 DB016 DD036 DE046
DE096 DE106 DE116 DE136
DE146 DF006 DF016 DJ006
DJ016 DK006 GN00
4J033 CA01 CA02 CA11 CA12 CA13
CA19 CC04
Claims (6)
- 【請求項１】 フェノール樹脂と金属化合物とを含有す
るブレーキ用フェノール樹脂組成物であって、フェノー
ル樹脂相に金属化合物が分散混合しているものであるこ
とを特徴とするブレーキ用フェノール樹脂組成物。 - 【請求項２】 前記金属化合物が、金属酸化物、金属炭
化物、あるいは金属窒化物である請求項１に記載のブレ
ーキ用フェノール樹脂組成物。 - 【請求項３】 前記金属酸化物が、シリカである請求項
２に記載のブレーキ用フェノール樹脂組成物。 - 【請求項４】 前記金属化合物の平均粒径が５〜１００
０ｎｍである請求項１ないし３のいずれかに記載のブレ
ーキ用フェノール樹脂組成物。 - 【請求項５】 前記金属化合物の配合量が、前記フェノ
ール樹脂１００重量部に対して０．１〜３０重量部であ
る請求項１ないし４のいずれかに記載のブレーキ用フェ
ノール樹脂組成物。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載のブ
レーキ用フェノール樹脂組成物の製造方法であって、フ
ェノール樹脂の合成を行う際に、金属化合物をその反応
前、反応中、又は反応後に添加して、フェノール類とア
ルデヒド類、及び／又はフェノール樹脂と、金属化合物
とを溶融または溶液状態で混合することを特徴とするブ
レーキ用フェノール樹脂組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002151957A JP2003342443A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | ブレーキ用フェノール樹脂組成物およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002151957A JP2003342443A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | ブレーキ用フェノール樹脂組成物およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003342443A true JP2003342443A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29769398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002151957A Pending JP2003342443A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | ブレーキ用フェノール樹脂組成物およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003342443A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006022198A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 熱硬化性樹脂組成物とその製造方法 |
| WO2006134972A1 (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-21 | Akebono Brake Industry Co., Ltd. | フェノール樹脂複合材料及びその製造方法 |
| WO2013077444A1 (ja) * | 2011-11-25 | 2013-05-30 | 株式会社アドヴィックス | 摩擦材 |
| WO2016009754A1 (ja) * | 2014-07-14 | 2016-01-21 | 住友ベークライト株式会社 | 導電性樹脂の製造方法、導電性樹脂、導電性ペースト及び電子部材 |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002151957A patent/JP2003342443A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006022198A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 熱硬化性樹脂組成物とその製造方法 |
| WO2006134972A1 (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-21 | Akebono Brake Industry Co., Ltd. | フェノール樹脂複合材料及びその製造方法 |
| WO2013077444A1 (ja) * | 2011-11-25 | 2013-05-30 | 株式会社アドヴィックス | 摩擦材 |
| JP2013112712A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Advics Co Ltd | 摩擦材 |
| WO2016009754A1 (ja) * | 2014-07-14 | 2016-01-21 | 住友ベークライト株式会社 | 導電性樹脂の製造方法、導電性樹脂、導電性ペースト及び電子部材 |
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