JPS5891935A - ブレ−キ用成形物の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車、オートバイなどの車両や農耕機器など
の産業用機器に使用されるディスクブレーキ、ドラムブ
レーキなどの部品であるプレーキバッ゛ド及びブレーキ
シュー等の成形物の製造に関するものである。

ブレーキパッド及びブレーキシュー等のブレーキ用部品
は摩擦材の裏板あるいは支持物として鋼板加工品、鉄系
鋳物品、アルミダイキャスト等の金属を接着剤又はリベ
ットにより摩擦材との結合をさせたものが広く用いられ
ている。

しかし、これらの金属と摩擦材を組合わせたブレーキ用
部品の製造は摩擦材の成形、加工と金属の加工及びこれ
らの接着等の工程が煩雑であり、しかもこの様な摩擦材
と金属材料と９結合不良防止の為に結合剤の性質及びそ
の接合方法を充分管理する必要があり、高い熟練度と技
術が要求されている。又、金属を使用する事により得ら
れるブレーキ用部品の重量が大であると言う欠点があり
、省エネルギーという傾向からは好ましくない方法であ
る。

そこでかかる欠点を改良する方法として、フェノール樹
脂類な含浸させたガラスウール織布又は石綿織布を積層
し□たものをアングル状に予備成形し、これを型内に置
き、その表面にフェノール樹脂粉末を散布し、別に石綿
短繊維、カシュー粉末、フェノール系樹脂等からなる予
備成形した摩擦材をその上に重ねて激白で加熱、加圧し
てブレーキシュー組立体を同時成形する方法（特公昭５
Ｂ−１８０１２号）が報告されている。しかし、この方
法では裏板材のプリプレグ化、摩擦材の予備成形、結合
剤の散布などの工程が複雑である。しかも、その成形条
件は１６０℃で約３時間を要し、実用的でない。更に、
予備成形及び成形を行なう場合繊布を用いる島流れが悪
く、しかも予め形に合うように切断しないと賦形性が悪
く、かつ強度のバラツキが大きいという欠点がある。

又、ブレーキパッドの製造方法として、熱硬化性樹脂、
減摩剤、ガラス繊維から成る混合物を片面に凹凸面が形
成される型内で加熱、加圧により成形した裏板と、この
裏板の片面に凹凸恢合するように固着された摩擦材とか
らなるディスクブレーキパッドの製造方法（特公昭５３
−５０８６８号）が報告されている。この方法では裏板
をグラスチック化する為重量は軽（なるが、型内で裏板
を予め成形しておき、しかる後に摩擦材と共に再度、別
の金型にセットしなおして一体化する為に工程が煩雑で
あり、金型も２８［類必要で、しかも凹凸を裏板に設け
なければ接着性に劣ると菖う欠点がある。

更に、他のディスクブレーキパッドの製造方法として裏
１板が圧縮粒状材料の未焼成プリフォーム、摩擦材層か
圧縮粒状材料の未焼成プリフォームの両プリフォームを
屋内に入れ、熱及び圧力を同時にかけてプリフォームを
結合させ、一体化する方法（特公昭５５−１２６１５３
号）がある。

しかし、かかる方法では各プリフォームは同じ樹脂結合
剤を含有しているが、裏板層として圧縮粒状材料を用い
た場合、粒状材料中に含まれる補強材の長さが限定され
、短繊維のみ使用が許される為にブレーキとして必要な
強度が得られす、しかも共にグリ７オームを行なわなけ
れば金蓋にセットできない欠点か有る。又、裏板層と摩
擦材層は同じ結合剤を用いている為、ブレーキの部品と
して各々全く異なる要求性能が必ずしも満足されない。

以上の如く、従来金属をプラスチックに置き換えて一体
あるイマ同時成形する方法が報告されているが、工程的
に煩雑で牟つ成形性摩擦材との接着性、強度等に何らか
の欠点を有しいずれも実用的ではなかった。

そこで、本発明者等は裏板あるいは支持物の予備成形工
程の省略、使用する金型数の減少による工程の簡略化及
び摩擦材と裏板の優れた接着性及び軽量で強度に優れた
ブレーキ用成形物を得るべく鋭意検討した結果、レゾ−
４フエノール樹脂、増粘剤、充填剤、補強拐からなるシ
ート状の成形材料（１）を予備成形せずに、硬化前又硬
化後の摩擦材料（２）と組合せて加熱された金型内に充
填し、加熱、加圧成形することにより工程が著しく簡略
化され（工程時間給％に短縮）、摩擦剤と裏板ある（寵
支持物との接着性に優れた成形物が得られ、しかもフェ
ノール樹脂を用いる事により耐熱性が著しく向上した成
形品が得られることを見い出し本発明を完成するに至っ
た。

即ち、本発明はレゾール型フェノール樹脂、増粘剤、充
填剤、補強材からなる未硬化のシート状成形材料（１）
ヲ予備成形せずに、硬化前又は硬化後の摩擦材料（２）
と組合せて加熱された金蓋内に充填し、加熱、加圧成形
することを特徴とするブレーキ用成形物の製造法を提供
する。

本発明に於いて使用されるシート状成形材料〈１）は一
般に不飽和ポリエステルを用いたシート状成形材料（Ｓ
ＭＣ）と全く同じ形態のもので２枚のフィルムにはさま
れたベタツキのない材料であり、レゾール型フェノール
ｗｍ、増粘剤、充填剤、補強材から成るものである。

本発明で用いられるレゾール型フェノール軛脂は一般ニ
フェノール類としてフェノニル、レゾルシノール、キシ
レノール、ハイドロキノン、ビスフェノールＡ、ブチル
フェノール、オクチルフェノール等の１１１以上とホル
ムアルデヒドの如きアルデヒド類をアルカリ性触媒の存
在下で通常の製造条件で反応せしめたものであり、通常
水及び／又はアルコール類を含有した液状の樹脂である
。かかるレゾール屋フェノール樹脂の原料組成は比較的
広い範囲のものであるが、通常アルデヒド類／フェノー
ル類のモル比（以下、これを「Ｆ／ＰＪと略記する。）
で０．８〜３．０１好ましく＋−１ｔｏ〜２．５の範囲
内である。上記フェノール樹脂のｐＨは樹脂自体の安定
性に支障のない限り５〜１２の範囲内が適当であり、こ
の範囲内に於いて成形作業が容易となる。

レゾール型フェノールａｍと組み合わせて使用される増
粘剤は極めて重要な配合成分である。つまり、この場粘
剤本的な性質である増粘特性、ベタツキ、フィルム離型
性及び成形時の流れ性などが決定されるからである。し
かも、硬化剤としての役割を兼ねる為に成形時間の大巾
な短縮か可能である。その為、本発明に於ける増粘剤と
してはアルカリ土類金属の酸化物又は水酸化物かより効
果的であり、特に速やかに増粘して短い熟成時間でベタ
ツキがなく、しかもフィルム離型性の良好な成形材料を
得ることができるＭｇ及びＣａの酸化物又は水酸化物か
ら選ばれる化合物が好ましい。増粘剤の使用量は通常、
樹脂１００重量部に対し０．５へ１．５：ＭＥ量部であ
り、好ましくは１〜１０重量部であるＯ 本発明での充填剤として代表的なものには、水酸化アル
ミニウム、炭酸カルシウム、硫散カルシウム、硫酸バリ
ウム、クレー及びメルクなどが挙げられるが、就中、水
酸化アルミニウムは成形品の難燃性をも向上させること
ができるので好ましい。かかる充填剤の添加蓋は前記樹
脂の粘度によっても多少変化するが、通常＃ｆｉｇ　１
００重量部に対し３０〜２００重量部であり、この際２
００重量部を超えて多量に用いると鐵ｌｍ１１ＩＩＩ強
基材への含浸性が悪くなる。

＼ 又、必！！に応じ内部離製剤をシート状成形材料に添加
しても良く、例えば金属石ケン類、ホスフェート類、長
鎖脂肪酸又はその塩類が使用できる。かかる離型剤の使
用量は前記樹脂１００重量部に対し１〜１０重量部が適
当である。

さらに、本発明で用いる補強材としては、チョツプドス
トランドマット、ガラスチョップ、コンテニアスマット
、ロービングもしくはクロスの如きガラス繊維もしくは
炭素繊維、ボロン繊維、石綿、ウィスカーなどの無機繊
維あるいまビニロン、ポリアミドなどの有機繊維が挙げ
られる。

そしてシート状成形材料中における上記補強材の含有率
は通常、１０〜７０重量％であり、好ましくは２０〜７
０重量％である。

以上に述べた各種の原料を用いたシート状成形材料の製
造は一般に不飽和ポリエメテル樹脂に適用されるような
ＳＭＣｌ１１！造機を用いて行なうことができる。次い
で、このＳＭＣ製造機を用いて得られたシート状成形材
料は通常、常温で放置されるか、あるいは３０〜６０℃
に加温して熟成される。

かくして得られた熟成後のシート成形材料は成形時に適
当な寸法に切断され、成形時に用いられたフィルムが剥
がされて摩擦材とともに金型にセットされ、次いで加圧
、加熱されて成形品とされるが、この際の圧力は２０〜
１８０〜／ａｘ”が好ましく、又、金型温度は１００〜
１８０℃が好・ましい。

従来の７エノール樹脂をガラスクロスに含浸後、溶剤な
飛ばしたプリプレグを用いる方法と比較すると、本発明
ではシート状成形材料を用いる事により加圧の際の流動
性か良いことから成形品と同形状に材料を切断する必要
がなく、又、予備成形の必要もない。即ち、適当な寸法
に切断して金型内に規定の重量だけセットすれば良い。

尚、前記せる増粘剤、即ちＭｇ、Ｃａの水酸化物又は酸
化物か硬化剤として作用する為硬化が早ぐ約５分（１５
０℃）で成形する事ができ、途中でのガス抜きも必要と
しない。

又、従来の粒状材料との比較では、本発明のシート状成
形材料は補強材の種類か全く異なるメ長繊維が使用でき
るためブレーキ用として満足できる十分な機械的強度を
与えることができる。加えて粒状材料に比べ金型のオス
、メス屋の位置にかかわらずセットが簡単に行える。

更に、従来の不飽和ポリエステル樹脂を使用したシート
状成形材料はブレーキ用として耐熱性（熱間強度）Ｋ欠
点があるが、本発明のフェノール樹脂を使用したシート
状成形材料は耐熱性が著しく向上し、ブレーキ用として
実用的である。又、摩擦材料として通常、フェノール１
Ｍ脂やアスベストが用いられる為に化学的結合による十
分な摩擦材料との接着力が得られる。

本発明で使用される摩擦材料としては、ブレーキに用い
られる一般的な摩擦材料で良く、例えば結合剤としてレ
ゾール又はノボ２ツク型のフェノール＊ａｉｒ、基材と
して石綿、ガラス繊維などの各種繊維、摩擦調整剤、充
填剤等からなるものである。

本発明に於けるシート状成形材料と摩擦材料とＫよるブ
レーキ成形物の成形は次の二法で行なう事ができる。（
１）硬化前の生の摩擦材料と好ましくは適当に切断し重
ね合わせたシート状成形材料（裏板あるいは支持体用）
を組合せて金型内にセットし、加熱し、加圧□し、同時
成形を行なう。

この場合成形県件は１２０〜２００℃、好ましくは１５
０〜１８０℃で５分〜１０分が適当である。（１）半硬
化あるいは完全硬化させた摩擦材料と好ましくは適当に
切断し重ね合わせたシート状成形材料（裏板あるいは支
持体用）を組み合わせて鱈内にセットし、加熱、加圧し
て一体成形を行なう。成形条件ヲ垣１）の場合と同じで
ある。

かくシ【得られたブレーキ用成形物は摩擦材と裏板ある
いま支持体とか一体となった接着性に優れ、機械的強度
、耐熱性に優れた実用上全く問題のないものであり、従
来のものに比べて着しい成形工程の簡略化と軽量化が実
現できるものである。従って、かかる成形物はオートバ
イ用ブレーキ、自動車用ブレーキあるいは員業用機械、
回転機械類のブレーキ等に有用なものである。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、部及
び％は特に断わらない限り、全て重量規準とする。

〈参考例１（シート状成形材料の製造）〉レゾール屋液
状フェノール樹脂：ダイスリツク５０１（大日本インキ
化学工業■製）　２９％増粘剤及び硬化剤：　ＭｇＯ２
＃ 充　　填　　剤；水酸化アルミニウム　　　　２９ｗ補
　　強　　材＝２５關チョツプドストラン　４０Ｍトガ
ラス 上記配合で通常のＳＭＣ製造機を用い、常法によりシー
ト化し、その後熟成しベタツキのない流動性のあるシー
ト状成形材料（ＳＭＣ−１）を作製した。骸成形材料を
金型に入る様に短貴状に粗く裁断した。

〈参考例２（シート状成形材料の製造）〉参考例１に於
いて補強材をガラスローピングクロス（５７０１／ｍ”
　）に、充填剤を炭酸カルシウムに代えてシート状成形
材料（ＳＭＣ−２）を作製した。

〈参考例３（摩擦材料の製造）〉 レゾー／１４液状フェノール樹脂ニゲライオ−７エンＴ
Ｄ−７９９（大日本インキ化学工業■裂）　１５％補　
　強　　材　二石ＩＩ　　　　　　　　　　　　　５６
＃摩擦調整剤　：カシューダスト　　　　　　１７〃充
　　填　　剤　：硫酸バリウム　　　　　　　１２＃上
記配合で混合したものを押出し機で平板状に冷間押出し
した摩擦材料（摩擦材料１）を短冊状に切断した。

〈参考例４（摩擦材料）〉 参考例３の樹脂をノボ２ツク厘粉末状フェノール樹脂プ
ライオーフェン５５１０（大日本インキ化学工業■製）
Ｋ代えて摩擦材料（摩擦材料２）を作製した。

実施例１） 短冊状の摩擦材料−１（参考例３）１０．９とシート状
成−トバイ用ブレーキシュー組立体の金型に適当に投入
し、その後１５０℃で５分間成形した。得られた成形物
はライニング部の摩擦材料及び支持体部のシート状成形
材料が金型の角々迄完全に充填され、ノンフィル、ボイ
ドのない優れた同時成形物であった。得られた成形物の
１量は５７ｇであった。その圧縮強度は常温で１０２０
ｋｌ！、２００℃熱間で８４０時であり、実用上十分な
強度であった。ライニング部と支持体部の接着強度は常
温及び熱間２００℃での剥離試験でライニング部の破壊
を生じたものの、画部分の剥離がない程度に大であり、
使用上全く問題の無いものであった。工程時間はｊＩ！
擦材切材切断分、シート状成形材料の切断に２分、セッ
ト及びプレスの時間８分で合計１人の作業者で１１分で
あった。

実施例２） −２（参考例２）５１ｊとを重ね合わせ、オートバイ用
プレー中シエー組立体の金ＷＫ適当１硬〔、その後１５
０”Ｃで５分間成形をした。得られた成形物はライニン
グ部の摩擦材料及び支持体部のシート状成形材料が自書
９金型の角々迄完全に充填され、ノンフィル、ボイドの
ない優れた同時成形物であった。得られた成形物の重量
は６０ｇであった。その圧縮強度は常温で１１００１１
１．熱間２００℃で９００時あり、実用上十分な強度で
あった。ライニング部と支持体部の接着強度は実施例１
と同様であった。尚、１分 握時間も実施例１）と同様に、１’にあった。

実施例３） 短冊状の摩擦材料−２（参考例２）１０ｔＩとシート状
成形材料ＳＭＣ−２５１Ｊ９とを重ね合わせ、オートバ
イ用プレー中シュー組立体の金ｌｌ１Ｋ投入し、その後
１５０℃で５に優れた同時成形物であった。成形物の重
量は６０Ｊであった。又、その圧ｊＩｉＩＩｊ１１度は
１１５０ｋ１１．２００℃熱間で９２０ゆあり、実用上
十分な強度であった。ライニング部と支持体部の接着強
度は実施例１と同様であった。肖、工程時間も実施例１
）と同様に１１分であった。

実施例４） 短冊状の摩擦材料−１１０ｇをライニング用金型にセッ
トし、１５０℃で５分間成形し、硬化した弓状の摩擦材
成形物（ライニング）を得た。得られた２イニングとシ
ート状成形材料（８ＭＣ−２）５１ｇと重ね合わせてオ
ートバイ用組立体の金型に投入し、１５０℃で５分間成
形した。

得られた成形物はライニング部とシート状成形材料で成
形された支持体部が完全に一体化されたものであった。

成形物の重量は６０１であった。その圧縮強度は常温で
１１３０〜、熱間２００℃で９１０ｋＩＩあり、実用上
十分な強度であつた。ライニング部と支持体部の接着強
度は実施例１と同様であった。尚、工程時間は摩擦材切
断に１分、セット及びライニング成形に６分、シート状
成形材料の切断に２分、ライニングとシート状成形材料
を組み合わせてセット及びプレスの時間８分で合計１人
の作業者で１７分であった。

実施例５） 短冊状の摩擦材料−２１０９’５ｒニライニング用金型
にセットし、１５０℃で５分間成形し、硬化した弓状の
摩擦材成形物（ライニング）を得た。得られたライニン
グとシート状成形材料８ＭＣ−２５１，Ｆとを重ね合わ
せて、オートバイ用組立体の金型に投入し、１５０℃で
５分間成形した。

得られた成形物はライニング部と７−ト状成形材料で成
形された支持体部が完全に一体化されたものであった。

成形物の重量は６０ｇであった。その圧縮強度は常温で
１１７０ゆ、熱間２００℃で９４０ｋＩｉあり、実用上
十分な強度であつた。ライニング部と支持体部の接着強
度は実施例１と同様であった。尚、工程時間は実施例４
）と同様に１７分であった。

比較例１） 短冊状の摩擦材料−１１０１をライニング用金型にセッ
トし、１５０℃で５分間成形し、硬化した弓状の摩擦材
成形物（ライニング）を得た。次に、別に製造された５
８．９のアルミダイキャスト族の支持体と上部ライニン
グとをエポキシ変性フェノールを用いて６０分で加熱接
着し、２イニングと支持体の一体化したオートバイ用ブ
レーキ成形豐を得た。得られた成形物の重量は６９ｇで
あった。その圧縮強度は常温で１２００に９、熱間２０
０℃で１２００に＆あり、実用化されているオートバイ
用ブレーキ成形物と同一のものである。このアルミダイ
キャスト製支持体使用の成形物の工程時間は作業ｊｉ１
人当り、接着作業工程を含め４５分もかかった。

特許出願人二大日本インキ化学工業株式会社＃　　二朝
日石綿工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レゾール派フェノール樹脂、増粘剤、充填剤及び補強材
   からなる未硬化のシート状成形材料（１１を予備成形せ
   ずに、硬化前又は硬化後の摩擦材料（２）と組合せて金
   型内に充填し、加熱、加圧成形することを特徴とするブ
   レーキ用成形物の製造法。