JP2993362B2 - ファイバ含有造粒材料の製造方法 - Google Patents
ファイバ含有造粒材料の製造方法Info
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- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29B9/00—Making granules
- B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Glanulating (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブレーキパッドの摩擦
材や裏板、プレートの穴詰め材、ブレーキピストン等の
ブレーキ部品、クラッチ板等の構成材として用いるファ
イバ含有造粒材料の製造方法に関する。
材や裏板、プレートの穴詰め材、ブレーキピストン等の
ブレーキ部品、クラッチ板等の構成材として用いるファ
イバ含有造粒材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】耐熱性の高い熱硬化性樹脂は従来から種
々の工業材料として用いられてきている。特にフェノー
ル樹脂はブレーキパッドやクラッチ等の摩擦材、ブレー
キピストン、パッドの裏板、プレートの穴詰め材と云っ
た成形部品にも広く利用されている。これらの用途で
は、成形部品の機械的強度や寸法安定性などの種々の要
求特性を満足させるために、通常、ミネラルファイバ、
スチールファイバ、ガラス繊維、セラミックファイバ等
の無機ファイバやこの無機ファイバをアラミド繊維等の
有機ファイバと複合したファイバを熱硬化性樹脂粉末中
に、グラファイト、マイカ、硫酸バリウム、ゴム等の充
填材と共に混合した材料が用いられる。
々の工業材料として用いられてきている。特にフェノー
ル樹脂はブレーキパッドやクラッチ等の摩擦材、ブレー
キピストン、パッドの裏板、プレートの穴詰め材と云っ
た成形部品にも広く利用されている。これらの用途で
は、成形部品の機械的強度や寸法安定性などの種々の要
求特性を満足させるために、通常、ミネラルファイバ、
スチールファイバ、ガラス繊維、セラミックファイバ等
の無機ファイバやこの無機ファイバをアラミド繊維等の
有機ファイバと複合したファイバを熱硬化性樹脂粉末中
に、グラファイト、マイカ、硫酸バリウム、ゴム等の充
填材と共に混合した材料が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したようなファイ
バ含有の粉体原料混合物は、綿状になっているため秤量
や成形時の取扱い性が悪く、粉塵の発生も問題になる。
バ含有の粉体原料混合物は、綿状になっているため秤量
や成形時の取扱い性が悪く、粉塵の発生も問題になる。
【０００４】そこで、原料混合物の造粒技術に着目し
た。粉末を粒状化して取扱うことは上記の問題点の有効
な解決策となる。
た。粉末を粒状化して取扱うことは上記の問題点の有効
な解決策となる。
【０００５】ところが、ファイバ含有原料混合物の粒状
化には下記の問題が伴う。
化には下記の問題が伴う。
【０００６】粉体を造粒する技術は混合造粒法や押し出
し造粒など種々考えられるが、混合造粒法では大量の溶
剤等で原料混合物を加湿する必要があり、また、ファイ
バ含有混合物の場合、形状の一定した造粒材料が得られ
ない。
し造粒など種々考えられるが、混合造粒法では大量の溶
剤等で原料混合物を加湿する必要があり、また、ファイ
バ含有混合物の場合、形状の一定した造粒材料が得られ
ない。
【０００７】また、樹脂を溶かして混練し、造粒する方
法もあるが、この方法では樹脂が硬化するので、得られ
る造粒材料がそれのみでは熱成形ができないものになっ
てしまう。
法もあるが、この方法では樹脂が硬化するので、得られ
る造粒材料がそれのみでは熱成形ができないものになっ
てしまう。
【０００８】これ等のことを考えると、綿状のファイバ
含有混合物に対しては押し出し造粒が適している。特
に、押し出し造粒法の中でも、押し出し板の押し出し孔
から原料粉を加圧して押し出し、その押し出し物を切断
して粒状化する方法は、粒径、粒形状が一定するので好
ましい。しかし、この方法にも改善すべき部分がある。
含有混合物に対しては押し出し造粒が適している。特
に、押し出し造粒法の中でも、押し出し板の押し出し孔
から原料粉を加圧して押し出し、その押し出し物を切断
して粒状化する方法は、粒径、粒形状が一定するので好
ましい。しかし、この方法にも改善すべき部分がある。
【０００９】即ち、押し出し造粒の際には、造粒し易く
するために混合物に流れ性を付与する。従来は、その方
法として水や有機溶剤などの液状物を少量添加して混合
物を加湿しているが、この方法では、造粒後の乾燥が必
要であり、また、添加した液状物による熱硬化性樹脂の
変質も懸念される。
するために混合物に流れ性を付与する。従来は、その方
法として水や有機溶剤などの液状物を少量添加して混合
物を加湿しているが、この方法では、造粒後の乾燥が必
要であり、また、添加した液状物による熱硬化性樹脂の
変質も懸念される。
【００１０】本発明は、上記の問題点を解決したファイ
バ含有造粒材料の製造方法を提供するものである。
バ含有造粒材料の製造方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明のファイバ含有造粒材料は、無機ファイバ、有機フ
ァイバ、金属ファイバの中から選択したファイバ、ゴム
粉末、熱硬化性樹脂粉末及び有機或いは無機の充填材を
混合した原料を、６０℃以上、熱硬化性樹脂の硬化温度
以下に加熱した押し出し板上に未加湿状態で供給し、こ
の供給原料を加圧して押し出し板の押し出し孔から押出
し、さらに、その押出し物を所望サイズ（例えば粒径が
０．１mm以上、３mm以下）に切断する方法で製造する。
発明のファイバ含有造粒材料は、無機ファイバ、有機フ
ァイバ、金属ファイバの中から選択したファイバ、ゴム
粉末、熱硬化性樹脂粉末及び有機或いは無機の充填材を
混合した原料を、６０℃以上、熱硬化性樹脂の硬化温度
以下に加熱した押し出し板上に未加湿状態で供給し、こ
の供給原料を加圧して押し出し板の押し出し孔から押出
し、さらに、その押出し物を所望サイズ（例えば粒径が
０．１mm以上、３mm以下）に切断する方法で製造する。
【００１２】得られた造粒材料は、前記ゴム粉末、熱硬
化性樹脂粉末の熱変形物、熱溶融物がバインダとなって
粒形状を保持している。
化性樹脂粉末の熱変形物、熱溶融物がバインダとなって
粒形状を保持している。
【００１３】なお、ここで用いる熱硬化性樹脂は、６０
℃以上、２００℃以下で流動するもの、具体的には、フ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、メラミ
ン樹脂等が好ましい。
℃以上、２００℃以下で流動するもの、具体的には、フ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、メラミ
ン樹脂等が好ましい。
【００１４】また、ゴム粉末は、アクリロニトリル−ブ
タジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム
（ＳＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコンゴム、
イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ウ
レタンゴム、エチレン−プロプレンゴム（ＥＰＭ）、ブ
チルゴム（ＩＩＲ）等を使用し、熱により軟化する未加
硫のゴムが望ましい。より好ましくは、１００℃でのム
ーニー粘度が２０以上、１５０以下のものがよい。
タジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム
（ＳＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコンゴム、
イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ウ
レタンゴム、エチレン−プロプレンゴム（ＥＰＭ）、ブ
チルゴム（ＩＩＲ）等を使用し、熱により軟化する未加
硫のゴムが望ましい。より好ましくは、１００℃でのム
ーニー粘度が２０以上、１５０以下のものがよい。
【００１５】更に、熱可塑性樹脂とゴム粉末の造粒材料
中に占める含有量は１５Ｖｏｌ％以上、７０Ｖｏｌ％以
下がよい。
中に占める含有量は１５Ｖｏｌ％以上、７０Ｖｏｌ％以
下がよい。
【００１６】このほか、製造方法における押し出し板の
加熱温度は８０℃〜１２０℃、供給原料の加圧力は１kg
／cm2 から１００kg／cm2 が最適である。
加熱温度は８０℃〜１２０℃、供給原料の加圧力は１kg
／cm2 から１００kg／cm2 が最適である。
【００１７】
【作用】本発明の方法で得られる材料は、造粒されてい
るので、粉塵発生の抑制と、取扱い性の向上効果が得ら
れる。
るので、粉塵発生の抑制と、取扱い性の向上効果が得ら
れる。
【００１８】また、流れ性付与のための液状物を添加し
ていないため熱硬化性樹脂の変質が無い。さらに、水に
よる加湿ではゴム、樹脂の変形、溶融が起こらないた
め、粒形状の保持力が弱いが、本発明ではゴム粉末、熱
硬化性樹脂粉末の熱変形物、熱溶融物がバインダとなっ
て優れた形状保持効果を発揮する。加えて、樹脂の熱硬
化が生じていないため、単独材料での成形も可能であ
る。
ていないため熱硬化性樹脂の変質が無い。さらに、水に
よる加湿ではゴム、樹脂の変形、溶融が起こらないた
め、粒形状の保持力が弱いが、本発明ではゴム粉末、熱
硬化性樹脂粉末の熱変形物、熱溶融物がバインダとなっ
て優れた形状保持効果を発揮する。加えて、樹脂の熱硬
化が生じていないため、単独材料での成形も可能であ
る。
【００１９】また、本発明の方法によれば、押し出し板
の熱で原料中のゴムの軟化、熱硬化性樹脂の溶融が起こ
って押し出しに必要な流れ性が生じるため、液状物によ
る加湿、それによる造粒後の乾燥を必要としない。ま
た、無加湿造粒により、得られる材料の品質低下等も防
止される。
の熱で原料中のゴムの軟化、熱硬化性樹脂の溶融が起こ
って押し出しに必要な流れ性が生じるため、液状物によ
る加湿、それによる造粒後の乾燥を必要としない。ま
た、無加湿造粒により、得られる材料の品質低下等も防
止される。
【００２０】なお、本発明の方法で製造する造粒材料
は、粒径が０．１mm以下であると粉塵が発生し、３mm以
上では成形品製造時に造粒材料が金型に均一に納まら
ず、製品サイズが悪くなって好ましくない。この材料の
最適粒径は０．５mm〜２mmである。
は、粒径が０．１mm以下であると粉塵が発生し、３mm以
上では成形品製造時に造粒材料が金型に均一に納まら
ず、製品サイズが悪くなって好ましくない。この材料の
最適粒径は０．５mm〜２mmである。
【００２１】次に、使用ゴムは、１００℃でのムーニー
粘度が２０以下であると得られる造粒材料の強度が弱
く、１００以上では押し出し造粒時にゴムが十分に軟化
しない。従って、このムーニー粘度については２０〜１
００が好ましい。
粘度が２０以下であると得られる造粒材料の強度が弱
く、１００以上では押し出し造粒時にゴムが十分に軟化
しない。従って、このムーニー粘度については２０〜１
００が好ましい。
【００２２】また、製造時の押し出し板の加熱温度は、
６０℃以下ではゴムの軟化が起こらないため流れ性が不
足し、一方、樹脂の硬化温度以上であると樹脂の硬化反
応が生じるため成形性が悪くなり、どちらも円滑な造粒
に支障が出る。この温度の最適値は８０℃〜１２０℃で
あり、また、この温度範囲で原料に加える圧力の最適値
は１kg／cm2 〜１００kg／cm2 である。この範囲で圧力
を加えれば、押し出し板の孔から孔面積１cm2 当り、
０．１kg／時間〜１０kg／時間の押し出しを行えるの
で、生産能力としては不足がない。
６０℃以下ではゴムの軟化が起こらないため流れ性が不
足し、一方、樹脂の硬化温度以上であると樹脂の硬化反
応が生じるため成形性が悪くなり、どちらも円滑な造粒
に支障が出る。この温度の最適値は８０℃〜１２０℃で
あり、また、この温度範囲で原料に加える圧力の最適値
は１kg／cm2 〜１００kg／cm2 である。この範囲で圧力
を加えれば、押し出し板の孔から孔面積１cm2 当り、
０．１kg／時間〜１０kg／時間の押し出しを行えるの
で、生産能力としては不足がない。
【００２３】このほか、熱硬化性樹の未硬化状態での融
点について６０℃〜２００℃が好ましいとしたのは、融
点が６０℃以下の樹脂を用いると得られる造粒材料の強
度が弱く、また２００℃以上の融点の樹脂を用いると成
形品成形時にゴムの劣化が起こるからである。
点について６０℃〜２００℃が好ましいとしたのは、融
点が６０℃以下の樹脂を用いると得られる造粒材料の強
度が弱く、また２００℃以上の融点の樹脂を用いると成
形品成形時にゴムの劣化が起こるからである。
【００２４】また、熱硬化性樹脂とゴム粉末の造粒材料
中に含める合計含有量について好ましい範囲を挙げたの
は、その量が体積比で１５％未満の場合、つなぎが悪く
て成形品ができず、７０％以上では補強材となるファイ
バ、充填材が少な過ぎて十分な強度をもつ成形品を得難
いからである。
中に含める合計含有量について好ましい範囲を挙げたの
は、その量が体積比で１５％未満の場合、つなぎが悪く
て成形品ができず、７０％以上では補強材となるファイ
バ、充填材が少な過ぎて十分な強度をもつ成形品を得難
いからである。
【００２５】
【実施例】表１に示す配合、組成の原料から成る造粒材
料（発明品１〜５）と、表２に示す配合、組成の原料か
ら成る造粒材料（比較品１〜３）を作った。
料（発明品１〜５）と、表２に示す配合、組成の原料か
ら成る造粒材料（比較品１〜３）を作った。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】これ等の造粒材料は、下記の方法で製造し
た。
た。
【００２９】即ち、ガラス繊維と充填材であるアルミ
ナ、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムと、表１、２に
記したゴム粉末及び熱硬化性樹脂粉末を各表に示す割合
で配合し、アイリッヒミキサで均一に混ぜてそれぞれの
造粒材料用の原料を先ず作り、この原料を図１に示す構
造の不二パウダル製ディスクペレッタで造粒した。
ナ、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムと、表１、２に
記したゴム粉末及び熱硬化性樹脂粉末を各表に示す割合
で配合し、アイリッヒミキサで均一に混ぜてそれぞれの
造粒材料用の原料を先ず作り、この原料を図１に示す構
造の不二パウダル製ディスクペレッタで造粒した。
【００３０】図１のディスクペレッタは、投入した原料
１を転動するローラ２で加圧して押し出し板３の押し出
し孔４から押し出し、この押し出し物をチョッパ５で所
定長さに切断する。押し出し孔４の孔径は各表に示すサ
イズとし、チョッパ５による切断長さはその孔径とほぼ
同一になるようにした。これにより、得られる造粒材料
６の平均粒径は孔径とほぼ同じになる。
１を転動するローラ２で加圧して押し出し板３の押し出
し孔４から押し出し、この押し出し物をチョッパ５で所
定長さに切断する。押し出し孔４の孔径は各表に示すサ
イズとし、チョッパ５による切断長さはその孔径とほぼ
同一になるようにした。これにより、得られる造粒材料
６の平均粒径は孔径とほぼ同じになる。
【００３１】造粒時の原料加圧力は、表１、２に示す値
とした。また、押し出し板３は、発明品１〜５及び比較
品２、３の造粒では６０℃に加熱したが、比較品１につ
いては加熱せずに造粒を試みた。
とした。また、押し出し板３は、発明品１〜５及び比較
品２、３の造粒では６０℃に加熱したが、比較品１につ
いては加熱せずに造粒を試みた。
【００３２】その結果、比較品１については押し出し板
３が目詰まりし、造粒材料が得られなかった。この比較
品１を除いて、他のものは全て加湿無しでの造粒が行
え、加湿、乾燥の手間と時間並びに設備を省くことがで
きた。また、造粒後の材料は取扱いによる粉塵の発生が
なく、秤量も簡便な擦り切りによる秤量が可能であっ
た。
３が目詰まりし、造粒材料が得られなかった。この比較
品１を除いて、他のものは全て加湿無しでの造粒が行
え、加湿、乾燥の手間と時間並びに設備を省くことがで
きた。また、造粒後の材料は取扱いによる粉塵の発生が
なく、秤量も簡便な擦り切りによる秤量が可能であっ
た。
【００３３】次に、発明品１〜５の各造粒材料を個別に
ピストン成形用の金型に投入し、１８０℃で１０分間圧
縮成形を行い、その後、２００℃で３時間硬化してピス
トンを作った。得られたピストンは、発明品１〜５のど
の材料を用いたものも従来のの鉄製ピストンに比べて同
等の強度が得られ、重量は約半分で軽量化の効果が著し
かった。
ピストン成形用の金型に投入し、１８０℃で１０分間圧
縮成形を行い、その後、２００℃で３時間硬化してピス
トンを作った。得られたピストンは、発明品１〜５のど
の材料を用いたものも従来のの鉄製ピストンに比べて同
等の強度が得られ、重量は約半分で軽量化の効果が著し
かった。
【００３４】比較品２についても同様の方法でピストン
を作ったが、この場合には、造粒材料の平均粒径が大き
過ぎる（５mm）ため、金型に対する材料の納まりが不均
一になり、これが原因で完成したピストンのサイズが規
格値から外れていた。
を作ったが、この場合には、造粒材料の平均粒径が大き
過ぎる（５mm）ため、金型に対する材料の納まりが不均
一になり、これが原因で完成したピストンのサイズが規
格値から外れていた。
【００３５】また、比較品３の造粒材料についても、同
一条件でピストンの製造を試みたが、これは樹脂の含有
量が少な過ぎ、１８０℃、１０分間の熱成形後もピスト
ンには仕上がらなかった。
一条件でピストンの製造を試みたが、これは樹脂の含有
量が少な過ぎ、１８０℃、１０分間の熱成形後もピスト
ンには仕上がらなかった。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば、加湿乾燥が不要であるので、生産性が向上
し、熱硬化性樹脂の変質等も回避できる。
によれば、加湿乾燥が不要であるので、生産性が向上
し、熱硬化性樹脂の変質等も回避できる。
【００３７】また、この方法で得られる本発明の造粒材
料は、品質及び形状保持の信頼性に優れ、かつそれのみ
での成形が可能であり、成形品の品質向上に役立つ。ま
た、その粒径を０．１〜０．３mmとしたので粉塵の発生
が無く、金型に対する納まりも良くなって成形品の高精
度化の効果ももたらす。
料は、品質及び形状保持の信頼性に優れ、かつそれのみ
での成形が可能であり、成形品の品質向上に役立つ。ま
た、その粒径を０．１〜０．３mmとしたので粉塵の発生
が無く、金型に対する納まりも良くなって成形品の高精
度化の効果ももたらす。
【００３８】なお、本発明の造粒材料は、ブレーキやク
ラッチ部品の材料として特に適しているが、他の用途の
プラスチック成形部品にも応用できる。
ラッチ部品の材料として特に適しているが、他の用途の
プラスチック成形部品にも応用できる。
【図１】本発明の方法の実施に用いた造粒用ディスクペ
レッタの断面図
レッタの断面図
１ 原料 ２ ローラ ３ 押し出し板 ４ 押し出し孔 ５ チョッパ ６ 造粒材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 105:06 (56)参考文献 特開 平７−80830（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−179207（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29B 9/00 - 9/16 B01J 2/00 - 2/30 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＰＣＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (2)
- 【請求項１】無機ファイバ、有機ファイバ、金属ファイ
バの中から選択したファイバ、ゴム粉末、熱硬化性樹脂
粉末及び有機或いは無機の充填材を混合した原料を、６
０℃以上、熱硬化性樹脂の硬化温度以下に加熱した押し
出し板上に未加湿状態で供給し、この供給原料を加圧し
て押し出し板の押し出し孔から押出し、さらに、その押
出し物を所望サイズに切断することから成るファイバ含
有造粒材料の製造方法。 - 【請求項２】 前記押し出し板の加熱温度を８０℃〜１
２０℃、供給原料の加圧力を１kg／cm2 〜１００kg／cm
2 とする請求項１記載のファイバ含有造粒材料の製造方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6088614A JP2993362B2 (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | ファイバ含有造粒材料の製造方法 |
| EP95105505A EP0681116B2 (en) | 1994-04-26 | 1995-04-12 | Method of manufacturing disk brake pad |
| DE69512957T DE69512957T3 (de) | 1994-04-26 | 1995-04-12 | Verfahren zur Herstellung von Scheibenbremsbelägen |
| US08/425,433 US5641444A (en) | 1994-04-26 | 1995-04-20 | Method of manufacturing disk brake pad |
| KR1019950009959A KR100211296B1 (ko) | 1994-04-26 | 1995-04-26 | 디스크 브레이크 패드의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6088614A JP2993362B2 (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | ファイバ含有造粒材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07290447A JPH07290447A (ja) | 1995-11-07 |
| JP2993362B2 true JP2993362B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=13947697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6088614A Expired - Fee Related JP2993362B2 (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | ファイバ含有造粒材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2993362B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009227706A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Nippon Brake Kogyo Kk | 摩擦材組成物及びこれを用いた摩擦材 |
| US7648659B2 (en) | 2003-12-25 | 2010-01-19 | Nisshinbo Industries, Inc. | Method of pelletizing friction material and method of manufacturing preliminarily formed material for friction material |
| JP2011063819A (ja) * | 2010-12-28 | 2011-03-31 | Nippon Brake Kogyo Kk | 摩擦材組成物及びこれを用いた摩擦材 |
| CN102294838A (zh) * | 2011-08-20 | 2011-12-28 | 周宇峰 | 秸秆木碳压制成型机 |
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