JP2013129801A - Method of producing friction material - Google Patents

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Masaaki Kobayashi
雅明 小林
Yasutoshi Kitahara
康利 北原
Yuji Suzuki
裕司 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a friction material with excellent friction performance more efficiently, while preventing viscosity from rapidly increasing during mixture of a raw material for the friction material, the raw material containing a phenolic resin, calcium hydroxide and water.SOLUTION: A method of producing a friction material includes: a mixing step of stirring a raw material for the friction material, the raw material containing a phenolic resin, calcium hydroxide, water, and a chelating agent; and a forming step of forming mixed powder obtained through the mixing step in a desired shape.

Description

本発明は、例えば車両等のディスクブレーキ用パッドに使用する摩擦材の製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a friction material used for a disc brake pad of a vehicle or the like, for example.

車両等のブレーキパッドやブレーキシュー等に使用される摩擦材を常温プレス工法で製造するための要件の1つは、混合した摩擦材原料(粉末)を常温で押し固められるようにすることである。このため当該摩擦材原料には、水などの湿潤剤が通常3重量%〜6重量%の割合で配合される。   One of the requirements for manufacturing friction materials used in brake pads, brake shoes, etc. of vehicles, etc., at room temperature is to be able to press the mixed friction material material (powder) at room temperature. . Therefore, a wetting agent such as water is usually added to the friction material raw material at a ratio of 3 wt% to 6 wt%.

摩擦材をホットプレス工法で製造する場合も、混合した摩擦材原料(粉末)には、摩擦材原料の各成分が有する水分等の不可避な水分が最大で2重量%程度含まれる。   Even when the friction material is manufactured by the hot press method, the mixed friction material raw material (powder) contains about 2% by weight of unavoidable moisture such as water contained in each component of the friction material raw material.

また上述のいずれの工法においても、摩擦材の耐錆性能を確保するため、前記摩擦材原料に水酸化カルシウムを配合させて、摩擦材をアルカリ性にする。   In any of the above-described methods, the friction material is made alkaline by adding calcium hydroxide to the friction material raw material in order to ensure the rust resistance performance of the friction material.

一方、前記摩擦材原料中に、水と水酸化カルシウムの他に、フェノール樹脂がバインダー等として共存すると、混合中にフェノール樹脂が変性して、摩擦材原料の粘度が急激に上昇してしまうことがある。特に、ホットプレス工法用の摩擦材原料の場合、当該摩擦材原料中の水分量が1重量%以上になるとこの現象が顕著に現れる。   On the other hand, in the friction material raw material, in addition to water and calcium hydroxide, if a phenol resin coexists as a binder, the phenol resin is denatured during mixing, and the viscosity of the friction material raw material increases rapidly. There is. In particular, in the case of a friction material material for the hot press method, this phenomenon appears remarkably when the amount of water in the friction material material becomes 1% by weight or more.

これは、図1に示すように、混合中に水酸化カルシウムの一部が水に溶出してイオン化すると、そのカルシウムイオンがフェノール樹脂に作用してキレート化し、フェノール樹脂間に擬似架橋が形成され、フェノール樹脂の擬似高分子化が進むためと考えられている。   As shown in FIG. 1, when a part of calcium hydroxide elutes in water and is ionized during mixing, the calcium ion acts on the phenol resin to chelate, and a pseudo-crosslink is formed between the phenol resins. This is thought to be due to the progress of pseudo-polymerization of phenol resins.

摩擦材原料の粘度が急激に上昇すると、摩擦材原料の一部が混合機の内壁や混合羽根に固着して歩留まりが悪化する虞がある。さらに、摩擦材原料の流動性が低下してポットライフ(可使時間)が短くなるため、成形性も悪化する。
このような問題を解決するための従来の製造方法としては、例えば、特許文献1及び2に示すものが知られている。フェノール樹脂の変性を防ぐため、特許文献1では、フェノール樹脂がゼラチンで包み込まれてマイクロカプセル化されており、特許文献2では、撥水性のあるステアリン酸化合物で水酸化カルシウムをコーティング処理することによって水酸化カルシウムが水に溶け出さないようにしている。
When the viscosity of the friction material raw material increases rapidly, a part of the friction material raw material may adhere to the inner wall or mixing blade of the mixer and the yield may deteriorate. Furthermore, since the fluidity of the friction material material is lowered and the pot life (potential time) is shortened, the moldability is also deteriorated.
As conventional manufacturing methods for solving such problems, for example, those disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known. In order to prevent the modification of the phenol resin, in Patent Document 1, the phenol resin is encapsulated in gelatin and microencapsulated, and in Patent Document 2, by coating calcium hydroxide with a water-repellent stearic acid compound. Calcium hydroxide is prevented from dissolving in water.

特開平3−177482号公報(図1参照)Japanese Patent Laid-Open No. 3-177482 (see FIG. 1) 特開平3−210338号公報(特許請求の範囲参照)JP-A-3-210338 (refer to the claims)

特許文献1の製造方法では、フェノール樹脂のマイクロカプセル化を別途実施する必要があり、特許文献2の製造方法においても、水酸化カルシウムのコーティングという処理を別途実施する必要がある。このため、いずれの製造方法においても作業効率の向上を図るという点において改善する余地が残されていた。   In the manufacturing method of Patent Document 1, it is necessary to separately perform microencapsulation of a phenol resin, and also in the manufacturing method of Patent Document 2, it is necessary to separately perform a process of coating with calcium hydroxide. For this reason, in any of the manufacturing methods, there remains room for improvement in terms of improving work efficiency.

また、フェノール樹脂をマイクロカプセル化するために添加されるゼラチンや、水酸化カルシウムをコーティングするために添加されるステアリン酸化合物が、摩擦材の摩擦性能に悪影響を与える虞もある。   Further, gelatin added to microencapsulate the phenol resin and stearic acid compound added to coat calcium hydroxide may adversely affect the friction performance of the friction material.

従って、本発明の目的は、フェノール樹脂と水酸化カルシウムと水とを含む摩擦材原料の混合時の急激な粘度上昇を抑えながら、より効率的に摩擦性能の良い摩擦材を製造することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to more efficiently produce a friction material with good friction performance while suppressing a sudden increase in viscosity at the time of mixing a friction material material containing a phenol resin, calcium hydroxide, and water. .

本発明に係る摩擦材の製造方法の第1特徴構成は、フェノール樹脂、水酸化カルシウム、水、キレート化剤を含有する摩擦材原料を攪拌する混合工程と、前記混合工程で得られた混合粉を所望の形状に成形する成形工程とを有する点にある。   The first characteristic configuration of the method for producing a friction material according to the present invention includes a mixing step of stirring a friction material material containing phenol resin, calcium hydroxide, water, and a chelating agent, and a mixed powder obtained in the mixing step. And a forming step of forming the desired shape into a desired shape.

〔作用及び効果〕
本構成によれば、図2に示すように、水に溶出した水酸化カルシウムのカルシウムイオンの一部がキレート化剤に捕捉される。このため、図1に示すカルシウムイオンのキレート化が抑制されてフェノール樹脂間に擬似架橋が形成され難くなり、フェノール樹脂の擬似高分子化が抑えられる。
即ち、摩擦剤原料にキレート化剤を添加するだけで、フェノール樹脂と水酸化カルシウムと水とを含む摩擦材原料の混合時の急激な粘度上昇を抑えることができ、歩留まりの悪化やポットライフの短縮化を防止することができる。
そのため、本構成によれば、従来行われていたフェノール樹脂のマイクロカプセル化や、水酸化カルシウムのコーティングといった処理を別途行う必要がなくなり、より効率的に摩擦材を製造することができる。
[Action and effect]
According to this structure, as shown in FIG. 2, a part of calcium ion of calcium hydroxide eluted in water is trapped by the chelating agent. For this reason, chelation of calcium ions shown in FIG. 1 is suppressed, and it is difficult to form pseudo-crosslinks between the phenol resins, and the pseudo-polymerization of the phenol resin is suppressed.
That is, by simply adding a chelating agent to the friction material, it is possible to suppress an abrupt increase in viscosity when mixing the friction material material containing phenol resin, calcium hydroxide and water, resulting in poor yield and pot life. Shortening can be prevented.
Therefore, according to this configuration, it is not necessary to separately perform processes such as the conventional microencapsulation of phenol resin and calcium hydroxide coating, and the friction material can be manufactured more efficiently.

第2特徴構成は、前記キレート化剤が、エチレンジアミン又はエチレンジアミン四酢酸である点にある。   A second characteristic configuration is that the chelating agent is ethylenediamine or ethylenediaminetetraacetic acid.

〔作用及び効果〕
キレート化剤として、エチレンジアミン又はエチレンジアミン四酢酸を使用すれば、少量でも確実にカルシウムイオンを捕捉することができる。このため、摩擦材におけるキレート化剤の含有量が少なくて済むので、摩擦材の摩擦性能に影響を及ぼさないように構成し易い。
[Action and effect]
If ethylenediamine or ethylenediaminetetraacetic acid is used as a chelating agent, calcium ions can be reliably captured even in a small amount. For this reason, since the content of the chelating agent in the friction material is small, it is easy to configure so as not to affect the friction performance of the friction material.

第3特徴構成は、前記キレート化剤が、前記摩擦材原料に含まれる水分中に1重量%以下で含まれる点にある。   A third characteristic configuration is that the chelating agent is contained at 1% by weight or less in the moisture contained in the friction material material.

〔作用及び効果〕
本構成によれば、キレート化剤を含まない摩擦材と殆ど変わらない摩擦性能を備える摩擦材を製造することができる。
[Action and effect]
According to this configuration, it is possible to manufacture a friction material having friction performance almost the same as a friction material that does not contain a chelating agent.

フェノール樹脂のキレート化反応の説明図である。It is explanatory drawing of the chelation reaction of a phenol resin. エチレンジアミン四酢酸(EDTA)のキレート化状態を示す図である(Mは金属イオン)。It is a figure which shows the chelation state of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) (M is a metal ion). 本発明の実施例に係る常温プレス工法のフロー図である。It is a flowchart of the normal temperature press construction method based on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るホットプレス工法のフロー図である。It is a flowchart of the hot press construction method based on the Example of this invention. 本発明の実施例及び比較例の組成と性能評価を示す図である。It is a figure which shows the composition and performance evaluation of the Example and comparative example of this invention.

以下、本発明の実施形態を説明する。
本発明の摩擦材の製造方法によって製造された摩擦材は、例えば車両等のディスクブレーキ用パッドに適用できるが、これに限られるものではない。その他、例えば、ブレーキシュー等、従来公知の摩擦材が適用できるものに適用することができる。製造された摩擦材は、裏板としての金属板などの板状部材と一体化してブレーキパッドとして使用することができる。
Embodiments of the present invention will be described below.
The friction material manufactured by the manufacturing method of the friction material of the present invention can be applied to a disc brake pad of a vehicle or the like, for example, but is not limited thereto. In addition, it can apply to what can apply conventionally well-known friction materials, such as a brake shoe, for example. The manufactured friction material can be integrated with a plate-like member such as a metal plate as a back plate and used as a brake pad.

本発明の摩擦材の製造方法は、摩擦材原料を攪拌する混合工程と、当該混合工程で得られた混合粉を所望の形状に成形する成形工程とを有するものであって、常温プレス工法及びホットプレス工法のいずれにも適用することができる。   The manufacturing method of the friction material of the present invention includes a mixing step of stirring the friction material raw material, and a forming step of forming the mixed powder obtained in the mixing step into a desired shape. It can be applied to any hot press method.

摩擦材原料は、摩擦材を製造する上で混合する全ての材料をいう。摩擦材原料には、後述する繊維基材、摩擦調整材、充填材、湿潤剤、バインダー、キレート化剤等が含まれるが、この他にも摩擦材を製造する際に一般に使用されるものを含有させても良い。尚、以下本明細書において、常温プレス工法用に摩擦材原料を混合したものを常温プレス工法用混合粉といい、ホットプレス工法用に摩擦材原料を混合したものをホットプレス工法用混合粉というものとする。   The friction material raw material refers to all materials mixed in manufacturing the friction material. The friction material raw materials include fiber base materials, friction modifiers, fillers, wetting agents, binders, chelating agents, etc., which will be described later. It may be included. Hereinafter, in the present specification, a mixture of friction material raw materials for a room temperature press method is referred to as a mixed powder for a normal temperature press method, and a mixture of friction material materials for a hot press method is referred to as a mixed powder for a hot press method. Shall.

繊維基材としては、例えば、繊維成分として使用されるものにはアラミド繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、炭素繊維等の有機繊維、ガラス繊維、ロックウ−ル、セラミックス繊維、チタン酸カリウム繊維等の無機繊維、銅、ステンレス、真鍮等の金属繊維が挙げられる。これらを単独または2種類以上組み合わせて使用することができる。繊維基材の配合割合は特に限定されるものではないが、摩擦材原料の3重量%〜5重量%程度となるように添加すればよい。   Examples of fiber base materials include inorganic fibers such as aramid fibers, cellulose fibers, acrylic fibers, and carbon fibers, glass fibers, rock wool, ceramic fibers, and potassium titanate fibers. Examples thereof include metal fibers such as fiber, copper, stainless steel, and brass. These can be used alone or in combination of two or more. The blending ratio of the fiber base material is not particularly limited, but may be added so as to be about 3 wt% to 5 wt% of the friction material raw material.

常温プレス工法用混合粉の場合、これら繊維基材は、予め含水させた状態として摩擦材原料に添加してもよい。当該含水繊維としては、含水有機繊維を使用するのが好ましい。含水繊維を摩擦材原料に添加することで噴霧する水の量を減らすことができるため、混合機の内壁に噴霧した水を付着し難くすることができる。その結果、摩擦材原料が混合機の内壁に付着し難くなり、摩擦材の収率の悪化や当該混合機の清掃に労力を要するという不都合が発生するのを未然に防止することができる。また、混合工程を行なうに際して含水繊維を添加して攪拌すると、水を噴霧したときより摩擦材原料の全体に水分を浸透させ易くなるため、摩擦材原料をより均一に混合し易くなる。その結果、より粉塵の発生を抑制でき、かつ偏析の少ない均質性に優れた摩擦材を製造することができる。   In the case of the mixed powder for the room temperature press method, these fiber base materials may be added to the friction material raw material in a pre-hydrated state. It is preferable to use a water-containing organic fiber as the water-containing fiber. Since the amount of water to be sprayed can be reduced by adding water-containing fibers to the friction material material, it is possible to make it difficult for the sprayed water to adhere to the inner wall of the mixer. As a result, the friction material material becomes difficult to adhere to the inner wall of the mixer, and it is possible to prevent the occurrence of inconvenience that the yield of the friction material is deteriorated and that labor is required for cleaning the mixer. Further, when water-containing fibers are added and stirred during the mixing step, it becomes easier for water to penetrate into the entire friction material material than when water is sprayed, and therefore the friction material material is more easily mixed. As a result, it is possible to produce a friction material that can further suppress the generation of dust and is excellent in homogeneity with little segregation.

摩擦調整剤としては、例えばカシューダスト、ゴムダスト等のフリクションダスト、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、黒鉛、二硫化モリブデン、セラミック、銅粉、真ちゅう粉、亜鉛粉、アルミニウム粉、発泡バーミキュライト等が挙げられる。これらを単独または2種類以上組み合わせて使用することができる。摩擦調整剤の配合割合は特に限定されるものではないが、摩擦材原料の3重量%〜30重量%程度となるように添加すればよい。   Examples of friction modifiers include friction dust such as cashew dust and rubber dust, calcium carbonate, barium sulfate, magnesium oxide, graphite, molybdenum disulfide, ceramic, copper powder, brass powder, zinc powder, aluminum powder, and foamed vermiculite. It is done. These can be used alone or in combination of two or more. The blending ratio of the friction modifier is not particularly limited, but may be added so as to be about 3% to 30% by weight of the friction material raw material.

充填材としては、水酸化カルシウム(消石灰)を使用する。水酸化カルシウムは、例えばブレーキディスクロータとの錆固着対策として、摩擦材原料にpH調整剤として配合される。水酸化カルシウムの配合割合は特に限定されるものではないが、摩擦材原料の2重量%〜25重量%程度となるように添加すればよい。   As the filler, calcium hydroxide (slaked lime) is used. Calcium hydroxide is blended as a pH adjuster in the friction material material, for example, as a countermeasure against rust adhesion with the brake disc rotor. The blending ratio of calcium hydroxide is not particularly limited, but may be added so as to be about 2% to 25% by weight of the friction material raw material.

常温プレス工法用混合粉の湿潤剤としては、好ましくは水を使用する。水の配合割合は、特に限定されるものではないが、摩擦材原料の3重量%〜6重量%程度となるように添加すればよい。尚、繊維基材として含水繊維を使用した場合は、含水繊維に含まれる水および噴霧などによって供給する水の量の総量が、摩擦材原料の3重量%〜6重量%となるようにすればよい。このとき、摩擦材原料に添加する水の全てを含水繊維によって供給するように構成してもよい。   As the wetting agent of the mixed powder for the room temperature press method, water is preferably used. The blending ratio of water is not particularly limited, but may be added so as to be about 3% to 6% by weight of the friction material raw material. When water-containing fibers are used as the fiber base material, the total amount of water contained in the water-containing fibers and the amount of water supplied by spraying is 3% to 6% by weight of the friction material raw material. Good. At this time, you may comprise so that all the water added to a friction material raw material may be supplied with a water-containing fiber.

水には、例えば界面活性剤や粘性付与剤などを添加してもよい。
水に界面活性剤を添加すれば、摩擦材原料を混合する際に、添加された界面活性剤の界面活性作用によって当該摩擦材原料の各成分をより確実に混合することができる。当該界面活性剤は、イオン系および非イオン系の何れを使用してもよい。界面活性剤としては、アルキル硫酸エステルナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、アルキルアミンオキシドなど、公知のものを使用することができる。これらを単独または2種類以上組み合わせて使用することができる。界面活性剤の配合割合は特に限定されるものではないが、0.2重量%〜0.5重量%程度となるように添加すればよい。
また、水に粘性付与剤を添加すれば水に粘性を付与することができるため、例えば混合工程時に摩擦材原料の粉塵が発生し、作業環境が悪化するのを確実に防止することができる。また、粘性付与剤を添加することで、摩擦材の強度を向上させることができる。当該粘性付与剤としてはポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ソーダ、メチルセルローズ及びこれらの混合物等が使用できる。これらを単独または2種類以上組み合わせて使用することができる。粘性付与剤の配合割合は特に限定されるものではないが、0.2重量%〜0.5重量%程度となるように添加すればよい。
For example, a surfactant or a viscosity imparting agent may be added to the water.
If a surfactant is added to water, each component of the friction material raw material can be more reliably mixed by the surface active action of the added surfactant when the friction material raw material is mixed. The surfactant may be either ionic or nonionic. As the surfactant, known ones such as sodium alkyl sulfate ester, polyoxyethylene alkyl ether, and alkylamine oxide can be used. These can be used alone or in combination of two or more. The blending ratio of the surfactant is not particularly limited, but may be added so as to be about 0.2 wt% to 0.5 wt%.
In addition, if a viscosity imparting agent is added to water, viscosity can be imparted to water, so that it is possible to reliably prevent, for example, dust from the friction material from being generated during the mixing step and the working environment from deteriorating. Moreover, the strength of the friction material can be improved by adding a viscosity imparting agent. As the viscosity imparting agent, polyethylene oxide, sodium polyacrylate, methyl cellulose, a mixture thereof and the like can be used. These can be used alone or in combination of two or more. The blending ratio of the viscosity-imparting agent is not particularly limited, but may be added so as to be about 0.2 wt% to 0.5 wt%.

ホットプレス工法用混合粉には、特に具体的な湿潤剤を配合させる必要はないが、摩擦材原料の各成分が有する水分や、混合工程で偏析し易い原料(例えば、ダスト類や金属繊維等)を粘性のある水溶液で前処理することで含まれる水分といった不可避な水分が、合わせて最大で2重量%程度含まれる。   Although it is not necessary to add a specific wetting agent to the mixed powder for the hot press method, the moisture contained in each component of the friction material and the raw material that easily segregates in the mixing process (for example, dusts, metal fibers, etc.) ) Is preliminarily treated with a viscous aqueous solution, and unavoidable moisture such as moisture contained in total is contained in a maximum of about 2% by weight.

バインダーとしては、好ましくはフェノール樹脂を使用する。フェノール樹脂は、通常ノボラック型のフェノール樹脂を使用できる。フェノール樹脂の配合割合は特に限定されるものではないが、摩擦材原料の5重量%〜20重量%程度となるように添加すればよい。   As the binder, a phenol resin is preferably used. As the phenol resin, a novolac type phenol resin can be usually used. The blending ratio of the phenol resin is not particularly limited, but may be added so as to be about 5% by weight to 20% by weight of the friction material raw material.

キレート化剤としては、カルシウムイオンをキレート捕捉することが可能であれば特に限定されるものではないが、例えば、エチレンジアミン(EDA)等のジアミン類、2,2´−ビピリジル等の複素環式化合物、アセチルアセトン等のβ−ジケトン類、クエン酸等のヒドロキシカルボン酸類、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等が挙げられる。特に、エチレンジアミン(EDA)及びエチレンジアミン四酢酸(EDTA)は、カルシウムイオンとより強く結合して確実に捕捉するため、たとえ少量でも、摩擦材原料の混合時の急激な粘度上昇を効果的に抑えることができて好適である。   The chelating agent is not particularly limited as long as it can capture and capture calcium ions. For example, diamines such as ethylenediamine (EDA), and heterocyclic compounds such as 2,2′-bipyridyl , Β-diketones such as acetylacetone, hydroxycarboxylic acids such as citric acid, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), and the like. In particular, ethylenediamine (EDA) and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) bind more strongly to calcium ions and reliably capture them, so that even if a small amount is used, the rapid increase in viscosity during mixing of the friction material is effectively suppressed. This is preferable.

キレート化剤の配合割合は特に限定されるものではないが、摩擦材原料の混合粉中に含まれる水分に対して最大で約1重量%となるように添加すればよい。キレート化材は、少量でもキレート化抑制機能を発揮して混合粉のポットライフを延長することができる。また、キレート化剤の添加量は多ければ良いというものではなく、多すぎると常温プレス工法の粘性流動性を阻害する上、最終製品の摩擦材の摩擦性能に影響を及ぼす虞があるため、摩擦材原料の混合粉中に含まれる水分に対して1重量%以下が好ましい。   The mixing ratio of the chelating agent is not particularly limited, but it may be added so as to be about 1% by weight at the maximum with respect to the water contained in the mixed powder of the friction material. Even in a small amount, the chelating material can exhibit a chelation suppressing function and extend the pot life of the mixed powder. In addition, if the amount of chelating agent added is not too much, too much will inhibit the viscous fluidity of the room temperature press method and may affect the friction performance of the friction material of the final product. It is preferably 1% by weight or less based on the moisture contained in the mixed powder of the raw material.

以下、本発明の摩擦材の製造方法に係る常温プレス工法、及びホットプレス工法について説明する。
(常温プレス工法)
図3に示すように、先ず上述の繊維基材、摩擦調整材、充填材(水酸化カルシウム)、湿潤剤(水)、バインダー(フェノール樹脂)、キレート化剤等を含む摩擦材原料のそれぞれを計量する。次いで、計量したこれらの摩擦材原料をヘンシェルミキサあるいはレディゲミキサ等の混合機に投入し、常温にて例えば10分程度混合して常温プレス工法用混合粉を作製する(混合工程)。このとき、当該混合機が昇温しないように公知の冷却手段によって冷却しながら混合するようにしても良い。
Hereinafter, the room temperature press method and the hot press method according to the method of manufacturing the friction material of the present invention will be described.
(Normal temperature press method)
As shown in FIG. 3, first, each of the above-mentioned fiber base material, friction modifier, filler (calcium hydroxide), wetting agent (water), binder (phenol resin), chelating agent, etc. Weigh. Next, these weighed friction material materials are put into a mixer such as a Henschel mixer or a Redige mixer, and mixed at room temperature for about 10 minutes, for example, to produce a mixed powder for a room temperature press method (mixing step). At this time, mixing may be performed while cooling by a known cooling means so that the mixer does not increase in temperature.

尚、水は、例えば混合が終了した後続けて一度に投入してもよいし、何度かに分割してあるいは少量ずつ連続して投入してもよい。また、水を摩擦材原料に投入して、混合する際に摩擦材原料が造粒されるようにしてもよい。また、キレート化剤は、予め水やフェノール樹脂中に混合しておいても良く、添加方法は特に限定されない。   In addition, for example, water may be continuously added after mixing is completed, or it may be divided several times or continuously in small amounts. Further, the friction material material may be granulated when water is added to the friction material material and mixed. In addition, the chelating agent may be previously mixed in water or a phenol resin, and the addition method is not particularly limited.

裏板(金属製プレート等)については、適当な表面処理を施した後、作製した常温プレス工法用混合粉を載置する側に接着剤を塗布して乾燥させる。   About a back board (metal plate etc.), after giving an appropriate surface treatment, an adhesive agent is apply | coated and dried on the side which mounts the produced mixed powder for normal temperature press methods.

次いで、乾燥させた裏板に、秤量した所定量の常温プレス工法用混合粉を載置して、常温プレスを実施する(成形工程)。このとき、成形圧力を50MPa〜200MPa(好ましくは100MPa)とし、成形時間を5秒〜60秒(好ましくは15秒)とすると良い。   Next, a predetermined amount of the mixed powder for room temperature pressing method is placed on the dried back plate, and room temperature pressing is performed (molding process). At this time, the molding pressure may be 50 MPa to 200 MPa (preferably 100 MPa), and the molding time may be 5 seconds to 60 seconds (preferably 15 seconds).

次いで、クランプ処理(例えば、180℃、1MPa、10分)を行う。その後、150℃〜250℃、5分〜180分の熱処理(好ましくは、230℃、3時間)を行い、さらに研磨、ロット刻印の諸工程を行う。   Next, a clamping process (for example, 180 ° C., 1 MPa, 10 minutes) is performed. After that, heat treatment (preferably 230 ° C., 3 hours) is performed at 150 ° C. to 250 ° C. for 5 minutes to 180 minutes, and further, various steps of polishing and lot marking are performed.

(ホットプレス工法)
ここでは、図4に基づいて、上述の常温プレス工法と異なる工程を主として説明を行う。
図4に示すように、先ず上述の繊維基材、摩擦調整材、充填材(水酸化カルシウム)、バインダー(フェノール樹脂)、キレート化剤等を含む摩擦材原料のそれぞれを計量する。次いで、計量したこれらの摩擦材原料をヘンシェルミキサあるいはレディゲミキサ等の混合機に投入し、常温にて例えば10分程度混合してホットプレス工法用混合粉を作製する(混合工程)。このとき、当該混合機が昇温しないように公知の冷却手段によって冷却しながら混合するようにしても良い。
(Hot press method)
Here, based on FIG. 4, the process different from the above-mentioned room temperature press method will be mainly described.
As shown in FIG. 4, first, each of the above-mentioned fiber base material, friction modifier, filler (calcium hydroxide), binder (phenolic resin), chelating agent, and other friction material raw materials are weighed. Next, these weighed friction material materials are put into a mixer such as a Henschel mixer or a Redige mixer, and mixed at room temperature for about 10 minutes, for example, to produce a mixed powder for a hot press method (mixing step). At this time, mixing may be performed while cooling by a known cooling means so that the mixer does not increase in temperature.

尚、ホットプレス工法では、摩擦材原料を計量した後、必要に応じて、混合工程で偏析し易い原料(例えば、ダスト類や金属繊維等)を粘性のある水溶液で前処理するようにして良い。   In the hot press method, after the friction material raw material is weighed, a raw material that easily segregates in the mixing step (for example, dusts or metal fibers) may be pretreated with a viscous aqueous solution, if necessary. .

次いで、ホットプレス工法用混合粉の所定量を秤量して予備成形(常温、10MPa)を実施した後、裏板に載置してホットプレスを実施する(成形工程)。尚、当該裏板については、上記常温プレス工法の場合と同様に、適当な表面処理を施した後、予備成形後のホットプレス工法用混合粉を載置する側に接着剤を塗布して乾燥させたものを使用する。   Next, a predetermined amount of the mixed powder for the hot press method is weighed and preformed (normal temperature, 10 MPa), and then placed on the back plate and hot pressed (molding step). As for the back plate, as in the case of the room temperature press method, after applying an appropriate surface treatment, an adhesive is applied to the side on which the mixed powder for the hot press method after the pre-forming is placed and dried. Use what you let.

ホットプレスを実施する際は、成形温度を140℃〜200℃(好ましくは160℃)とし、成形圧力を10MPa〜30MPa(好ましくは20MPa)とし、成形時間を3分〜15分(好ましくは10分)とすると良い。尚、ホットプレス工法では、クランプ処理を実施する必要はない。   When carrying out hot pressing, the molding temperature is 140 ° C. to 200 ° C. (preferably 160 ° C.), the molding pressure is 10 MPa to 30 MPa (preferably 20 MPa), and the molding time is 3 minutes to 15 minutes (preferably 10 minutes). ) In the hot press method, it is not necessary to perform a clamping process.

本発明の摩擦材の製造方法の実施例について説明する。
常温プレス用及びホットプレス用の摩擦材原料の各成分を、図5に示す配合割合で計量した後、レディゲミキサに投入して10分間混合した(混合工程)。
Examples of the method for producing a friction material according to the present invention will be described.
Each component of the friction material raw material for room temperature press and hot press was weighed at a blending ratio shown in FIG. 5 and then put into a Redige mixer and mixed for 10 minutes (mixing step).

混合後に混合粉を排出し、混合機内壁への材料固着性を評価した。評価方法はナイロンブラシで混合機内壁面を擦って固着具合を評価した。材料固着なしを「○」、若干材料固着ありを「△」、材料固着ありを「×」で示した。   After mixing, the mixed powder was discharged, and the material fixing property to the inner wall of the mixer was evaluated. The evaluation method evaluated the adhering condition by rubbing the inner wall surface of the mixer with a nylon brush. “◯” indicates that the material is not fixed, “Δ” indicates that the material is fixed, and “X” indicates that the material is fixed.

また、混合粉のポットライフ性として混合粉を常温で保管し、8時間後及び24時間後の粉の状態を手で揉みながら目視にて確認し、塊状になった部分がないかどうかを評価した。塊がない場合を「○」、若干の塊があれば「△」、明らかな塊があれば「×」として評価した。   In addition, as a pot life property of the mixed powder, the mixed powder is stored at room temperature, and the state of the powder after 8 hours and 24 hours is visually checked while it is squeezed by hand to evaluate whether there is a lump. did. The case where there was no lump was evaluated as “◯”, the case where there was a lump, “Δ”, and the case where there was a clear lump was evaluated as “x”.

プレス(成形工程)を実施した。ホットプレス工法用混合粉については、成形温度160℃、成形圧力20MPa、及び成形時間10分という条件で成形してプレス性を評価した。また常温プレス工法用混合粉については、成形圧力100MPa、及び成形時間15秒という条件で成形してプレス性を評価した。   A press (molding process) was performed. The mixed powder for the hot press method was molded under the conditions of a molding temperature of 160 ° C., a molding pressure of 20 MPa, and a molding time of 10 minutes, and the pressability was evaluated. Moreover, about the mixed powder for normal temperature press construction methods, it shape | molded on the conditions of the shaping | molding pressure of 100 Mpa, and the shaping | molding time of 15 second, and evaluated pressability.

ホットプレス工法の場合、金型から成形品を取り出し、成形品の側面にクラックが発生したものを「×」として評価した。常温プレス工法の場合、金型から成形品を取り出すときに欠け等がない状態で取り扱うことができれば「○」、少しでも欠けたりしてハンドリング性に影響がある場合は「×」とした。   In the case of the hot press method, the molded product was taken out from the mold, and the case where a crack occurred on the side surface of the molded product was evaluated as “x”. In the case of the room temperature press method, “◯” was given if it could be handled without any chipping when the molded product was taken out of the mold, and “X” was given if it was chipped even a little and the handling property was affected.

最後に、成形品を230℃、3時間の条件下で硬化させた(加熱工程)。ホットプレス成形品はフリー状態で加熱処理し、常温プレス成形品はクランプで加圧(1MPa)しながら加熱処理した。   Finally, the molded product was cured at 230 ° C. for 3 hours (heating step). The hot press-molded product was heat-treated in a free state, and the room temperature press-molded product was heat-treated while being pressed with a clamp (1 MPa).

こうして作製した摩擦材に対して摩擦性能試験を実施した。摩擦性能試験はJASO C406に従って実施し、一般使用温度(100℃)における平均摩擦係数を測定した。摩擦係数の値が0.35以上であれば、良好な摩擦力を有するものとして「○」とし、0.35〜0.32であれば、通常の摩擦力を有するものとして「△」とし、0.32未満であれば、十分な摩擦力を有していないとして「×」と評価した。尚、比較例2は混合直後から混合粉の一部に塊状のものがあったため、その後のプレス、加熱処理、摩擦性能試験を実施しなかった。   A friction performance test was performed on the friction material thus manufactured. The friction performance test was conducted according to JASO C406, and the average friction coefficient at a general use temperature (100 ° C.) was measured. If the value of the friction coefficient is 0.35 or more, it is “◯” as having good frictional force, and if it is 0.35 to 0.32, it is “△” as having normal frictional force, If it was less than 0.32, it was evaluated as “x” because it did not have sufficient frictional force. In Comparative Example 2, since a part of the mixed powder was immediately after mixing, a subsequent press, heat treatment, and friction performance test were not performed.

図5に示すように、本発明の実施例1〜8では、混合機内への材料固着性、ポットライフ性、及びプレス性で良好な結果が得られた。また、キレート化剤添加量が1重量%以下である実施例1〜3、5〜7の摩擦材は、良好な摩擦性能を備えていた。キレート化剤添加量がそれぞれ1.2重量%、及び1.1重量%である実施例4及び実施例8の摩擦材については、他の実施例よりも摩擦性能が多少劣るものの、車両等のブレーキパッドやブレーキシュー等として使用可能な通常の摩擦力を備えるものであった。   As shown in FIG. 5, in Examples 1 to 8 of the present invention, good results were obtained in terms of material adhesion to the mixer, pot life, and pressability. Further, the friction materials of Examples 1 to 3 and 5 to 7 in which the addition amount of the chelating agent was 1% by weight or less had good friction performance. For the friction materials of Examples 4 and 8 in which the addition amount of the chelating agent is 1.2% by weight and 1.1% by weight, respectively, although the friction performance is somewhat inferior to the other examples, It had a normal frictional force that could be used as a brake pad or brake shoe.

一方、キレート化剤を含まない比較例1及び比較例2については、いずれの摩擦材も良好な摩擦性能を有するが、混合機内への材料固着性、ポットライフ性、及びプレス性については本発明の実施例1〜8よりも劣るものであった。   On the other hand, for Comparative Example 1 and Comparative Example 2 that do not contain a chelating agent, all the friction materials have good friction performance, but the material fixing property in the mixer, the pot life property, and the press property are the present invention. It was inferior to Examples 1-8.

本発明の摩擦材の製造方法は、例えば車両等のディスクブレーキ用パッドに使用する摩擦材の製造に利用することができる。   The method for manufacturing a friction material of the present invention can be used for manufacturing a friction material used for a disc brake pad of a vehicle, for example.

Claims (3)

フェノール樹脂、水酸化カルシウム、水、キレート化剤を含有する摩擦材原料を攪拌する混合工程と、
前記混合工程で得られた混合粉を所望の形状に成形する成形工程とを有する摩擦材の製造方法。
A mixing step of stirring the friction material raw material containing phenol resin, calcium hydroxide, water, chelating agent;
And a molding step of molding the mixed powder obtained in the mixing step into a desired shape.
前記キレート化剤が、エチレンジアミン又はエチレンジアミン四酢酸である請求項1に記載の摩擦材の製造方法。   The method for producing a friction material according to claim 1, wherein the chelating agent is ethylenediamine or ethylenediaminetetraacetic acid. 前記キレート化剤が、前記摩擦材原料に含まれる水分中に1重量%以下で含まれる請求項1又は2に記載の摩擦材の製造方法。   The method for producing a friction material according to claim 1 or 2, wherein the chelating agent is contained in water contained in the friction material raw material at 1 wt% or less.
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