JPS6092332A - ブレ−キ用デイスクパツドの製造方法 - 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、レジンモールド系摩擦系の製造方法において
、特に自動車用ブレーキライニング用パッドとして、用
いられる摩擦材に関するものである。

この上記摩擦材の製造方法において、その技術的要素の
配合組成は、主構成とする繊維基材と結合剤として一般
的なフェノール系樹脂とにいかにして充填剤、及び摩擦
調整剤もしくは無機添加剤を均一に分散混合させること
が、従来技術の課題であり、耐摩耗性に優れ、適度な摩
擦係数を安定して有し、フェード特性の良好な摩擦材を
製造すると言う目的を完了せしめる主な要因であるとし
て課題を解決するに関するこの分野の技術であった。

従来レジンモールドは結合剤として、−例として粉末樹
脂を用いる事が多く、これを乾式成形法とも言い、製造
方法は、結合剤２石綿、グラファイト粉末、有機粉末、
無機粉末、その他充填剤などを混合機で混合する。これ
を予備成形したあと熱プレス成形する。熱プレスについ
ては、その初期に数回減圧してガス抜き工程をすること
が必要である。成形品は、加熱炉で焼成し、樹脂の硬化
反応を進める。ここで代表的な組成剤を示すと金属粉末
として、鉄粉又は鉄系短繊維、銅粉又は銅系短繊維があ
り、有機充填剤としてはラバーダスト、カシューダスト
等がある。無機充填剤としては硫酸バリウムが広く用い
られる。

また予備成形機としては圧縮成形機等である。

しかしこの公知の方法では耐摩耗性をある程度増加させ
ることが必要であるが、その結果、摩擦係数および耐フ
ェード性が低下すると言う欠点が存在した。

これ等耐フエード現象を良好ならしめるための諸方策並
びにその技術として特開＋１７１５１＝　１３１３８２
号及び特開昭５７−１１８９４４号がブレーキ用ディス
クパッドに関する摩擦材の製造方法であり特開昭５０−
１１８０４３号、特開昭５６−８３１２３号と特開昭５
７−２０５４７３号等は乾式クラッチフェーシングに用
いる摩擦材としての提案がある。

前者のブレーキ用ディスクパッドに関する製造方法で耐
フエード現象を発生させないという技術課題に対して特
開昭５１−１３１３８２号では、その明細書の記載から
、「加熱溶融のフェノール樹脂１００重量部に対し、粉
末グラファイト３−４３重量部を均一に分散混合し、冷
却固化した後微粉砕して得られるグラファイト混合フェ
ノール系樹脂を結合剤とすることを特徴とするレジンモ
ールド系摩擦材の製造方法」であって、その主要点はグ
ラファイト粉末の粒子径の大きさとその添加量及び均一
分散混合に支障のない樹脂粘度と混合条件等で特にグラ
ファイト粉末の粒子径の大きさは微粉砕化されたものが
特徴でこれが良質の摩擦材を得る進歩性技術であると記
されている。

又同様にブレーキディスクパッドの製造方法のもう一例
の特開昭５７−１１Ｈ４４号ではその記載内容から「金
属材料を主構成要素とするセミメタリック摩擦材で、そ
の金属材料の表面に、熱硬化性樹脂又は熱処理もしくは
化学処理により非熱可塑形に転化し得る熱可塑性樹脂又
は無機系セラミック接着剤中に、常温で安定で高温時に
熱吸収し、かつ熱分解の際に結晶水もしくは、不燃性ガ
ス状物質を放出する成分を含む材料を混合分散させて成
る複合組成物を被覆してなる」ことを特徴とし常温で安
定、高温時に熱吸収し、熱分解時結晶水もしくは不燃性
ガス状物質を放出する成分を含む量が摩擦材総量の中の
主構成要素材を除いた残量の１０〜９０容量％でこれ等
の材料が水酸化アルミニウム又は炭酸カルシウムである
ものが良好な摩擦材を得る要因であると記しである。

本発明の目的は、従来のレジンモールド系の摩擦材にお
いて特に相反する性能である耐摩耗性及び摩擦係数を共
に向上させ、耐フエード現象の起きないフェード特性の
改良された安定した摩擦材の製造方法を提供するもので
ある。

前記したこれ等の相反する現象及び耐フエード現象につ
いて徹底究明した結果、摩擦材基材とフェノール樹脂及
びグラファイト粉末とフェノール樹脂、カシューダスト
とフェノール樹脂、カシューダストとグラファイト粉末
等の組合せによってその結合と分散状態が完全ではなく
、不十分である事を見出した。

すなわち粉末状のグラファイトと粉末状のフェノール系
樹脂、もしくは粉末状カシューダストを乾式法で混合分
散するのみで加圧、加熱したものは十分な結合状態は得
られず、摩擦材の表面からグラファイト粉末粒子が脱離
し又はカシューダスト粉末粒子が早期に脱離し易く、そ
れが滑剤的に摺動面に働き、摩擦係数を低下させ、且つ
高温時のフェード現象誘発の原因であると解した。

ここでフェード現象についてさらにのべると、ブレーキ
の可動時のフェード現象はバインダー樹脂としてのフェ
ノール樹脂、もしくはカシューダストレジンが制動時の
熱附加により、溶融され、さらにガス化されることによ
って起きるものが主因である。

さらに本発明の課題として、バインダーとしてのフェノ
ール樹脂、及びグラファイトそしてカシューダスト等の
均一分散混合された状態にするには、これ等の粒子の粒
径を均一化することが望ましいが前記カシューダストは
他のものに比べて粒径の大きさが比較的大きいがために
完全な均一分散混合することが出来ず、乾式混合時には
、他の添加粒子よりも多少浮く傾向がありこの混合物が
製品化され、ブレーキ用ディスクパ、アトとされた時点
に於て、その摺動表面で、高温加熱されることから、カ
シューダスト自体がもつと微粉砕化出来るか、又は耐熱
性向上が出来るか、と言う問題が生起し、これをいかに
解決するかが本発明者に課せられた課題の１つであった
。

又もう１つの他の課題は前記カシューゲストは粒状で粒
径も他の添加剤に比べ大きいため、混合物内で均一分散
７昆合することが出来ず、遍析しやすいため、製品性能
（特に効き、゛フェード）のバラツキの要因となってい
る。

なおこの上述の遍析なる意味について言及すると元来遍
析なる言葉は鋳物用語とみうけられるがこの前記の場合
に於て木明細書に於ては、基材繊維、フェノール樹脂、
カシューダスト、グラファイト、無機添加剤等の配合剤
を混合して後、振動等によって、粒子径の大きいカシュ
ーダストが前記混合物中で沈降し、該混合物中の組成を
異にする傾向を代名していうものである。

本発明１士上述の課題に対してカシューダストの組成配
合、工程等を考慮し、カシューダストの精製時の反応条
件を種々変更して実験を行って見るとある程度、耐熱性
の向上の数値は改良されるきざしがあるが、まだまだ十
分ではなくブレーキ用ディスクパッドに実用化されるに
至らないものであった。

そこで技術手段として他の方法としてカシューダストの
遍析傾向をいかに防１卜するかを考えその結果カシュー
ダスＩ・の表端面から繊維素による繊維突起を一体的に
もうけることを思いつき、他の基材である繊維（アスベ
スト等）との絡み性を付加することで長年の問題点を解
決出来たもので本発明の進歩性ある技術が誕生したもの
である。

尚従来技術の内で同様な目的をもつ（耐フエード特性の
向上策）車輌用乾式及び湿式クラッチフェーシングの分
野では例えば特開昭５７−２０５４７３号では、その明
細書の記載から、「無機質繊維及び／又は無機質粒子、
ポリメタフェニレンイソフタルアミドのパルプ状物質、
特定の固体潤滑剤、及び芳香族ポリアミド系繊維を配合
し熱硬化性樹脂で結合した摩擦材は温度の変化による摩
擦係数の急激な変化が少ないこと、ブレーキライニング
やクラッチフェーシングとして使用した際、異常音発生
がないこと、機械的強度例えば曲げ強度やクラッチフェ
ーシングに於ける回転破壊強度等が優れている。」とあ
る。

前記従来技術は、概して繊維質の基材自体にフィリブリ
ル化（粘性細毛ｋＰｉ繊Ｍ）にすることで対樹脂含浸性
が良くなるというものであるが、これ等は一つの方法で
あることには違いはないが、このクラッチフェーシング
と言う摩擦材の製品と本発明のブレーキ用ディスクパッ
ドとは明らかに与えられた設計、製品完了条件が相違し
、クラッチフェーシングに比べて、本発明のブレーキ用
ディスクパッドの方が数段きびしい条件（加重、衝撃、
耐熱など）であることは間違いなく、又製品の基礎材料
、配合組成、製造工程、試験条件などほとんど相違する
ので技術的に本発明に採用出来るものではなく、本発明
の思想とは異にするものである。

本発明に使用されるフェノール系樹脂の最も適当なもの
は、ノボラック形フェノール樹脂であるが、その変性フ
ェノール樹脂でも良く、ノボラック形メラミン変性フェ
ノール樹脂、ノボラック形クレゾール変性フェノール樹
脂などの変性タイプが良い。しかし又レゾール形フェノ
ール樹脂でも使用出来得るものである。

繊維素としての基材については、石綿（アスベスト）が
最適であるが、他の無機質繊維、たとえばガラス繊維、
金属短繊維等も使用出来良好である。

又摩擦調整向上剤及び無機添加剤として使用出来得るも
のはカシューダスト、グラファイト、ドロマイト粉末、
ドーソナイト、硅酸カルシウム、石こう粉末、カオリン
粉末、タルク、雲母、酸化マグネシウム、水酸化マグネ
シウム、ガラス粉末、各種金属粉末、シリカ粉末、アル
ミナ粉末、じキ紋石粉末、パーライト粉末、氷晶石粉末
、炭酸力ルシュウム、窒化硅素などが挙げられる。

０ 本発明の技術的手段として、又発明の必須要件として、
摩擦材用摩擦調整剤であるところのカシューダストレジ
ンに適当な昂−のグラスファイバー繊維、カーボンファ
イバー繊却、ポリアミド繊維、スチールファイバー繊Ｍ
１、真ちゅうファイバー繊維の中から好ましくは選ばれ
た一種又は一種以上の繊維を直接添加して均一に拓１合
し、加熱溶融分散せしめ、しかるべきのちヘキサテＩ・
ラミン等の硬化剤を少量加えて硬化させ所定の粒度に粉
砕させて得るものである。本発明はあらかじめ行なわれ
るこの前記工程によって、得られる繊維素内含及び表面
にも毛羽立ちされた状態のカシューダストレジン粉末が
他の混合剤と混合された場合に遍析なる現象が起きるの
を防１１−することを幾多の実験によって具現化させ考
案したものであり、この前記工程の処置を行なったとこ
ろに本発明の特色が存在する。そして得られた前記粒子
の表面に毛羽立ちされた繊維と一体に構成されたカシュ
ーダストレジンは、その後摩擦材とくにブレーキ用ディ
スクパッドの組成配合に於て一般公１ 知の混合工程で各基材、充填剤、添加剤とともに配合し
て後、予備成型、加熱加圧成型などされてしかる後に製
品化されるものであり、この得られた新規な摩擦材は、
耐フェード特性を良好にし、しかも従来の欠点を解消し
たものである。

以下摩擦調整剤の製造及び摩擦材の製造方法を実施例で
示すものである。

（実施例１） （１）あらかじめ行なう摩擦調整剤の製造方法について
、 まずカシューナツト放液にホルムアルデヒドを配合し、
適当な酩又はアルカリ触媒にて縮合反応させて液状カシ
ューダストレジンを合成し、この液状カシュー樹脂にグ
ラスファイバー繊維の極細タイプ（繊維平均長１．２＋
ｎｍ）をカシュー樹脂１００重量部に対してｌＯ重量部
添加配合し均一に混合した後、ヘキサテＩ・ラミンを少
量配合し、加熱して、液状カシュー樹脂を得、これを別
容器に配して冷却固化させた。さらにこの固化されたカ
シュー樹脂のかたまりを粉砕機で粉砕し、粒子２ 径平均１５０ミクロンにした、一体化されたｍ　Ａｌｌ
。

で表面毛羽立てられた新規なカシュー樹脂Ｉ・レジン（
摩擦調整剤）を得た。

（２）あらかじめ行なう摩擦調整剤の製造方法について
まずカシューナツト放液にホルムアルデヒドを配合し、
適当な酸又はアルカリ触媒にて綜合反応させて液状カシ
ューダストレジンを合成し、この液状カシュー樹脂に真
ちゅう繊維の極細タイプ（繊維平均長１．２ｍｍ）をカ
シュー樹脂ｉｏｏ重量部に対して３０重量部添加配合し
均一に７１．！合した後、ホルムアルデヒドと酸硬化剤
、又はヘキサテトミンを少量配合し、加熱して、液状カ
シュー樹脂を得、これを別容器に配して冷却固化させた
、さらにこの固化されたカシュー樹脂のかたまりを粉砕
機で粉砕し、粒子径平均１５０ミクロンにした一体化さ
れた繊維で表面毛羽立てられた新規なカシューダストレ
ジン（摩擦調整剤）を得た。

（３）次に摩擦材の製造方法として３８重量部の石綿を
Ｖ型混合機にて十分解綿し、実施例１の（１）　３ で得られた摩擦調整剤のＦａ維素含有毛羽立ちされたカ
シューゲストレジンを１５重量部と結合剤としてのノボ
ラックハリフェノール樹脂を１０重量部とグラファイト
粉末８重量部と無機添加剤としての銅粉末を１０重量部
と硫酸バリウムを１４重量部とラバーダストを５重量部
を添加し、均一に分散するまで十分に混合撹拌し成形混
合組成物を得た。この組成物を所定量秤取りし、常温に
セットされた金型に圧縮成形機にて加圧予備成形を行な
い予備的な形状を得る。その後金型温度１４０℃〜１６
０℃、成形圧力４００〜−１成形時間５分にセットされ
た圧縮成形機にて最初数回ガス抜きを行ないつつ後加工
し、加熱成形する。さらにその後１８０　’Ｃ〜２００
℃雰囲気中で成形品を４時間熱処理を行ない、冷却後表
面研摩を行って耐フェード特性の良好な摩擦材を得た。

尚最も好ましい配合例の範囲は下記の通りである。

ア　ス　ベ　ス　ト　３５〜４５重量％フ　ェ　ノ　−
ル樹脂　８〜１２重量％４ （＋）で得られた カシューダストレジ７　８〜１８重昂％グ　ラ　フ　ァ
　イ　ト　６〜１０　重量２悠無　機　添　加　剤　２
０〜３５重量％（実施例２）３８重量部の石綿をＶ型混
合機にて十分解綿し、実施例１の（２）で得られた摩擦
調整剤の繊維素含有毛羽立ちされたカシューダストレジ
ンを１７．７重量部と結合剤としてのノボラック形フェ
ノール樹脂を１０重量部とグラフγイト粉末８重量部と
無機添加剤としての銅粉末を５．９重量部と硫酸バリウ
ムを１５．４重量部とラバーダストを５重量部を添加し
、均一に分散するまで十分に混合撹拌し成形混合組成物
を得た。

この組成物を所定量秤取りし、常温にセットされた金型
に圧縮成形機にて加圧予備成形を行ない予備的な形状を
得る。その後金型温度摂氏１４０°Ｃ〜１６０℃、成形
圧力４００〜−１成形時間５分にセットされた圧縮成形
機にて最初数回ガス抜きを行ないつつ後加工し、加熱成
形する。さらにその後１８０℃〜２００°Ｃ雰囲気中で
成形品を４時間熱処理を行ない、冷却後表面研摩を行っ
て耐フエード特性の良好な摩擦材を得た。

（比較例１） 実施例１の（１）及び（２）で得られたカシューダスト
（繊維で毛羽立ちされた）のかわりに繊維素無添加のカ
シューダストレジン１３．６重量部、硫酸バリウム１５
．４重量部添加し、他は実施例１と同じ配合、製造条件
で製造して摩擦材を得た。

上記実施例１、実施例２及び比較例の各製法にて得られ
た摩擦材に下記に示す種々の試験を行った結果を第１図
〜第２図に示す。第１図は実施例１、実施例２及び比較
例１から得られており、混合物を所定の重都打取りし、
その中に含まれる有機ダストの量を加熱減量によって知
るための予備成形品の加熱減量関係線図である。第２図
は実施例１、実施例２及び比較例１から得られた摩擦材
のフルサイズダイナモによるフェード時の摩擦係数値を
見た一般性能試験の関係線図である。第１図、第２図に
おいて、○印は実施例１、Δ印は　Ｄ 実施例２．０印は比較例１で得られたそれぞれの摩擦材
の結果を示す。

ここで用いた試験方法を下記に示す。

１）摩耗率 摩擦材料試験機 ＳＡＥ　Ｊ６６１ａに準する。

２）摩擦係数 ＪＡＳＯ６９１４の乗用車ブレーキ装置ダイナモメータ
−試験に準する。

３）フェード ＪＡＳＯ６９１４の乗用車ブレーキ装置ダイナモメータ
−試験に準する。

以上前記したことから第１図は木発明の実施例１及び実
施例２より得られる摩擦材は、従来技術である比較例１
に比べて、加熱減量の変化、すなわち有機物（特にカシ
ューダスト）の変化が少ない結果であることから、カシ
ューダストの量が影響を与える摩擦特性の安定した摩擦
材であることがわかる。

第２図は本発明の実施例１、実施例２より得ら７ ６ れた摩擦材は、従来技術である比較例１に比べて、フェ
ード高温現象時に於ても急激な摩擦係数値の低下を起こ
さない、特性良好な摩擦材であることがわかる。

即ち、レジンモールド系摩擦材に特に要求される特性で
あるフェード特性は、本発明の実施例によって得られる
摩擦材の方が、従来法の摩擦材より良質で優れたもので
あることを示しており上述の製造方法技術を広く当業界
に提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によって得られる摩擦材の予備成形品
混合物と従来法によって得られる摩擦材の予備成形品混
合物とを所定の重量秤量し、その中に含まれる有機ダス
トの量を加熱減量によって知るための予備成形品の加熱
減量関係線図である。 第２図は、木発明によって得られる摩擦材と従来法によ
って得られる摩擦材のフルサイズダイナモによるフェー
ド時の摩擦係数値を見た一般性能８ 試験の関係線図である。 なお、第１図、第２図において、Ｏ印は実施例１、Δ印
は実施例２．０印は比較例１で得られたそれぞれの摩擦
材の結果を示す。 特許出願人　アイシン化工株式会社 代表者　栗木清二 ９ 第１１ン１ 戒飛イ固婁辷　（ケ］ 回　款

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石綿ｍａを基材とし、これに無機添加剤および摩擦調整
   剤を添加し、さらに結合剤としての熱硬化性樹脂で結合
   せしめた摩擦材において、あらかじめ摩擦調整剤である
   カシューゲスＩ・レジンに適当量のグラスファイバーｍ
   ＃Ｉ、カーボンファイバーｍａ、ポリアミドｍ維、スチ
   ールファイバー繊維、真ちゅうファイバー繊維の中から
   選ばれた一種又は一種以上のｍ維を添加して均一に混合
   、溶融分散し、これにヘキサテトラミン等の硬化剤を加
   えて硬化させ所定の粒度に粉砕せしめ、得られた組成物
   を摩擦調整剤の一部として配合添加させることを特徴と
   するブレーキ用ディスクパッドの製造方法。