(57)【要約】      （修正有）【課題】フェノール樹脂の疑似高分子化を抑制し、常温プレス工法で成形しても良好な特性を有する摩擦材を得る。【解決手段】摩擦材は、繊維基材、摩擦調整材、充填材、湿潤剤、及び水酸基当量の異なる複数種類のフェノール樹脂をバインダーとして含む摩擦材原料により製造されている。摩擦材においては、複数種類の前記フェノール樹脂のそれぞれについて樹脂の配合割合と水酸基当量との積を算出し、算出したそれぞれの積の和を複数種類のフェノール樹脂の全配合割合で除したときの水酸基当量が１１２〜１５５ｇ／ｅｑであると好適である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維基材、摩擦調整材、充填材、湿潤剤、及び水酸基当量の異なる複数種類のフェノール樹脂をバインダーとして含む摩擦材原料により製造された摩擦材。
【請求項２】
複数種類の前記フェノール樹脂のそれぞれについて前記フェノール樹脂の配合割合と当該フェノール樹脂の前記水酸基当量との積を算出し、算出したそれぞれの積の和を複数種類の前記フェノール樹脂の全配合割合で除したときの前記水酸基当量が１１２〜１５５ｇ／ｅｑである請求項１に記載の摩擦材。
【請求項３】
複数種類の前記フェノール樹脂の中で前記水酸基当量が最も大きい前記フェノール樹脂の前記水酸基当量が１３５ｇ／ｅｑ以上である請求項１又は２に記載の摩擦材。
【請求項４】
複数種類の前記フェノール樹脂は２種類からなり、
前記水酸基当量が大きい方の前記フェノール樹脂と前記水酸基当量が小さい方の前記フェノール樹脂の含有比率が２：１６〜２：１の範囲内にある請求項１乃至３のいずれか一項に記載の摩擦材。
【請求項５】
前記水酸基当量が大きい方の前記フェノール樹脂の配合割合は、前記摩擦材原料の全体に対して１〜２０重量％である請求項４に記載の摩擦材。
【請求項６】
前記水酸基当量が大きい方の前記フェノール樹脂はアラルキル変性フェノール樹脂である請求項４又は５に記載の摩擦材。
【請求項７】
繊維基材、摩擦調整材、充填材、湿潤剤、及び水酸基当量の異なる複数種類のフェノール樹脂をバインダーとして含む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含む摩擦材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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は、一般的に、繊維基材、摩擦調整材、充填材、湿潤剤、バインダー等を配合して混合された粉末状の摩擦材原料をプレスで押し固めることにより製造される。プレスによる製造方法には、摩擦材原料を加熱して押し固めて成形するホットプレス工法と、摩擦材原料を加熱せずに常温で押し固めて成形する常温プレス工法がある。
【０００３】
摩擦材原料を常温プレス工法で製造するために、摩擦材原料には、水等の湿潤剤が通常３重量％〜６重量％の割合で配合される。また、ホットプレス工法で製造する場合も、摩擦材原料には、摩擦材原料の各成分が有する水分等の不可避な水が最大で２重量％程度含まれる。
【０００４】
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に、摩擦材原料に充填材としての水酸化カルシウムを配合し、摩擦材をアルカリ性にする。
【０００５】
さらに、摩擦材原料中には、水と水酸化カルシウムの他にバインダーとしてのフェノール樹脂が存在する。水酸化カルシウムは一部が水に溶出してカルシウムイオンとなる。カルシウムイオンはフェノール樹脂の水酸基の水素に替わって酸素と結合し、フェノール樹脂をイオン化する。イオン化したフェノール樹脂が単体で存在していると摩擦材原料は高い流動性を持つので、成形性が高まる。その結果、摩擦材原料を常温プレス工法で成形したときでも、ホットプレス工法で成形したときと同様に、例えば適度な気孔率を伴って押し固められ、良好な性能を有する摩擦材を得ることができる。
【０００６】
しかしイオン化したフェノール樹脂は摩擦材原料の混合中に変質し、その結果、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、水分を多く含むほど樹脂の変質する速度が速くなる。例えば、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の割合が１重量％以上になると変質の速度が速くなり、この現象が顕著に現れる。
【０００７】
この原因を図１を用いて説明する。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、フェノール樹脂は、水酸基が反応点となり溶出したカルシウムイオンと結合する。水酸基当量の小さいフェノール樹脂は反応点が多く水酸基当量の大きいフェノール樹脂は反応点が少ない。反応点を多く持つ水酸基当量の小さいフェノール樹脂は水酸基当量の大きいフェノール樹脂と比較してカルシウムイオンと結合しやすい。カルシウムイオンは結合手が２本あるので２個のフェノール樹脂の分子と結合することができ、２個のフェノール樹脂の分子を繋ぐことによりフェノール樹脂間に疑似架橋を形成し、フェノール樹脂をキレート化する。
【０００８】
水酸基当量の小さいフェノール樹脂のみが配合された摩擦材原料においては、フェノール樹脂は多くの反応点を有するので、一度キレート化されたフェノール樹脂はまだカルシウムイオンと結合されていない多くの水酸基を有しており、それらの水酸基は別のカルシウムイオンと結合する。そして、フェノール樹脂がカルシウムイオンを介して次々と結合してキレート化を繰り返すことによりフェノール樹脂の見かけ上の分子量は大きくなり、疑似高分子化する。これがフェノール樹脂の変質である。このフェノール樹脂の変質により、摩擦材原料の粘度が上昇すると考えられている。
【０００９】
混合中に摩擦材原料の粘度が上昇すると、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おそれがある。さらに、摩擦材原料の流動性が低下するためポットライフ（摩擦材原料の混合後、プレスにより成形できる時間）が短くなり、成形性も悪化する。
【００１０】
また、粘度上昇を防ぐために摩擦材材料を乾燥させて水分量を減少させ、製造ライン全体をドライ環境にすることも考えられるが、多大なコストを要し現実的ではない上、粉塵の発生やハンドリングの悪化が懸念される。
【００１１】
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質を防ぐため、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平３−１７７４８２号公報（図１参照）
【特許文献２】特開平３−２１０３３８号公報（特許請求の範囲参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、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。
【００１４】
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おそれもある。
【００１５】
上記問題に鑑み、本発明は、フェノール樹脂の疑似高分子化を抑制し、常温プレス工法で成形しても良好な特性を有する摩擦材を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明に係る摩擦材の特徴構成は、繊維基材、摩擦調整材、充填材、湿潤剤、及び水酸基当量の異なる複数種類のフェノール樹脂をバインダーとして含む摩擦材原料により製造された点である。
【００１７】
水酸基当量の異なる複数種類のフェノール樹脂、すなわち水酸基当量の小さいフェノール樹脂と水酸基当量の大きいフェノール樹脂とが混合されて配合された摩擦材原料においては、上述したようにカルシウムイオンによりフェノール樹脂がキレート化しても、それが水酸基当量の大きいフェノール樹脂の場合には、カルシウムイオンと結合されていない水酸基の数が残り少ない。そのため、キレート化がそれ以上促進されず、フェノール樹脂の疑似高分子化が抑制される。また、カルシウムイオンの結合手の１本が別のフェノール樹脂と結合されていないとき、すなわちカルシウムイオンの結合手が余っているときには、カルシウムイオンと結合したフェノール樹脂はイオン化された状態のままで存在している。
【００１８】
このように、水酸基当量の異なる複数種類のフェノール樹脂が配合された摩擦材原料においては、疑似高分子化が抑制されると共に、キレート化したフェノール樹脂はイオン化した状態で存在するため、高い流動性を維持することができる。これにより、常温プレス工法で摩擦材を形成したときであっても、ホットプレス工法で摩擦材を形成したときと同様の摩擦材原料の高密度化が達成できる。また、ホットプレス工法で形成した摩擦材と同等の気孔径分布を有するため、従来の常温プレス工法で形成した摩擦材と比較して耐摩耗性を向上させることができる。そのため、本特徴構成によれば、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、より安価に摩擦材を製造することができる。
【００１９】
本発明に係る摩擦材においては、複数種類の前記フェノール樹脂のそれぞれについて前記フェノール樹脂の配合割合と当該フェノール樹脂の前記水酸基当量との積を算出し、算出したそれぞれの積の和を複数種類の前記フェノール樹脂の全配合割合で除したときの前記水酸基当量が１１２〜１５５ｇ／ｅｑであると好適である。
【００２０】
このような水酸基当量となるように、水酸基当量の異なる複数種類のフェノール樹脂を用いれば、フェノール樹脂のイオン化を妨げることなく疑似高分子化を抑制することができる。その結果、ホットプレス工法だけではなく常温プレス工法においても良好な性能を有する摩擦材を製造することができる。
【００２１】
本発明に係る摩擦材においては、複数種類の前記フェノール樹脂の中で前記水酸基当量が最も大きい前記フェノール樹脂の前記水酸基当量が１３５ｇ／ｅｑ以上であると好適である。
【００２２】
水酸基当量の大きいフェノール樹脂は反応点が少ないので、このようなフェノール樹脂を配合することにより、フェノール樹脂の疑似高分子化を抑制して、常温プレス工法においても良好な特性を有する摩擦材を得ることができる。
【００２３】
本発明に係る摩擦材においては、複数種類の前記フェノール樹脂は２種類からなり、前記水酸基当量が大きい方の前記フェノール樹脂と前記水酸基当量が小さい方の前記フェノール樹脂の含有比率が２：１６〜２：１の範囲内にあると好適である。
【００２４】
水酸基当量の大きいフェノール樹脂の配合比が少ないと、フェノール樹脂の疑似高分子化が進行し摩擦材原料の粘度が上昇する。また、水酸基当量の大きいフェノール樹脂の配合比が多いと、疑似高分子化は抑制されるもののフェノール樹脂の反応点が足りず、熱処理によるフェノール樹脂の硬化反応が進まないため十分な強度を得ることができない。このような配合比とすれば、フェノール樹脂のイオン化を妨げることなく疑似高分子化を抑制して、常温プレス工法においても良好な特性を有する摩擦材を得ることができる。
【００２５】
本発明に係る摩擦材においては、前記水酸基当量が大きい方の前記フェノール樹脂の配合割合は、前記摩擦材原料の全体に対して１〜２０重量％であると好適である。
【００２６】
水酸基当量の大きいフェノール樹脂の配合割合をこのようにすれば、フェノール樹脂のイオン化を妨げることなく疑似高分子化を抑制して、常温プレス工法においても良好な特性を有する摩擦材を得ることができる。
【００２７】
本発明に係る摩擦材においては、前記水酸基当量が大きい方の前記フェノール樹脂はアラルキル変性フェノール樹脂であると好適である。
【００２８】
アラルキル変性フェノール樹脂は水酸基当量が１７０〜１８０ｇ／ｅｑなので、水酸基当量が１０５ｇ／ｅｑであるストレートタイプフェノール樹脂と混合することにより、フェノール樹脂のイオン化を妨げることなく疑似高分子化を抑制して、常温プレス工法においても良好な特性を有する摩擦材を得ることができる。
【００２９】
本発明に係る摩擦材の製造方法の特徴は、繊維基材、摩擦調整材、充填材、湿潤剤、及び水酸基当量の異なる複数種類のフェノール樹脂をバインダーとして含む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含む点である。
【００３０】
このような特徴とすれば、キレート化の基点（反応点）となるフェノール樹脂の水酸基に水酸基当量の異なるフェノール樹脂が疑似架橋するものの、それ以上の疑似高分子化が抑制され、フェノール樹脂の変質が抑制される。そのため、混合工程が終了した状態で長時間放置しても高い流動性を維持することができ、長時間放置後でも常温プレス工法（成形工程）で摩擦材を形成することができる。このようにして成形した摩擦材は、ホットプレス工法で摩擦材を形成したときと同様の摩擦材原料の高密度化が達成できている。また、このような特徴を有する摩擦材材料を常温プレス工法で成形した摩擦材は、ホットプレス工法で形成した摩擦材と同等の気孔径分布を有するため、従来の常温プレス工法で形成した摩擦材と比較して耐摩耗性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】フェノール樹脂の疑似高分子化の過程を表す説明図である。
【図２】本実施形態に係る摩擦材を常温プレス工法で製造するときのフロー図である。
【図３】本実施形態に係る摩擦材をホットプレス工法で製造するときのフロー図である。
【図４】本実施形態に係る摩擦材の実施例及び比較例の組成と性能評価を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
１．摩擦材の組成
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係る摩擦材は、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等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。
【００３３】
本実施形態に係る摩擦材原料は、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。なお、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。
【００３４】
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，ワラストナイト等の無機繊維、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。
【００３５】
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で摩擦材原料に添加してもよい。含水させる繊維基材（以下、含水繊維とも称する）としては、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にく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にくくなり、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、水を別途噴霧したときより摩擦材原料の全体に水分を浸透させやすくなるため、摩擦材原料をより均一に混合しやすくなる。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。
【００３６】
摩擦調整材としては、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，マイカ，ジルコン，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％〜３０重量％程度となるように添加するのがよい。また、これらの摩擦調整材は微量ながら元々水分を含んでいる。
【００３７】
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調整材として配合され、これにより摩擦材をアルカリ性にする。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。
【００３８】
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２重量％〜７重量％程度となるように添加するのがよい。なお、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及び噴霧等によって供給する水の量の総量が、摩擦材原料の２重量％〜７重量％となるようにすればよい。また、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。
【００３９】
水には、例えば界面活性剤や粘性付与剤等を添加してもよい。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、イオン系及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等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、摩擦材原料の０．２重量％〜０．５重量％程度となるように添加すればよい。
【００４０】
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、摩擦材原料の０．２重量％〜０．５重量％程度となるように添加すればよい。
【００４１】
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、混合工程で偏析しやすい原料（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。
【００４２】
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。本実施形態における摩擦材の特徴は、フェノール樹脂として水酸基当量の異なる２種類のフェノール樹脂を用いていることである。一方は一般的なストレートタイプフェノール樹脂で、水酸基当量は１０５ｇ／ｅｑである。そして他方がアラルキル変性フェノール樹脂で、水酸基当量は１７０〜１８０ｇ／ｅｑである。アラルキル変性フェノール樹脂の配合割合は、摩擦材原料の１重量％〜２０重量％程度となるように添加するのがよい。また、アラルキル変性フェノール樹脂とストレートタイプフェノール樹脂の配合比は、２：１６〜２：１の範囲内にあることが望ましい。このような配合比で混合された２種類のフェノール樹脂のトータルの水酸基当量は１１２〜１５５ｇ／ｅｑとなる。
【００４３】
上述した２種類のフェノール樹脂のトータルの水酸基当量は、次のようにして求める。まず、アラルキル変性フェノール樹脂の配合割合とアラルキル変性フェノール樹脂の水酸基当量との積を算出し、ストレートタイプフェノール樹脂の配合割合とストレートタイプフェノール樹脂の水酸基当量との積を算出する。そして、算出したそれぞれの積の和を求め、その和をアラルキル変性フェノール樹脂とストレートタイプフェノール樹脂の合計の配合割合で除したものがトータルの水酸基当量となる。これはいわゆる加重平均である。これを用いると、トータルの水酸基当量が最も小さくなるのは、アラルキル変性フェノール樹脂の水酸基当量が１７０ｇ／ｅｑで且つアラルキル変性フェノール樹脂とストレートタイプフェノール樹脂の配合比が２：１６のときである。このとき、トータルの水酸基当量は１１２ｇ／ｅｑとなる。逆にトータルの水酸基当量が最も大きくなるのは、アラルキル変性フェノール樹脂の水酸基当量が１８０ｇ／ｅｑで且つアラルキル変性フェノール樹脂とストレートタイプフェノール樹脂の配合比が２：１のときである。このとき、トータルの水酸基当量は１５５ｇ／ｅｑとなる。このように、２種類のフェノール樹脂を混合し、そのトータルの水酸基当量が１１２〜１５５ｇ／ｅｑとなり、トータルの水酸基当量がこの範囲内にあるのが望ましい。
【００４４】
ストレートタイプフェノール樹脂とアラルキル変性フェノール樹脂とが混合された摩擦材原料においては、カルシウムイオンによりフェノール樹脂がキレート化しても、それがアラルキル変性フェノール樹脂の場合にはカルシウムイオンと結合されていない水酸基の数が残り少ない。そのため、キレート化がそれ以上促進されず、フェノール樹脂の疑似高分子化が抑制される。また、カルシウムイオンの結合手の１本が別のフェノール樹脂と結合されていないとき、すなわちカルシウムイオンの結合手が余っているときには、カルシウムイオンと結合したフェノール樹脂はイオン化された状態のままで存在している。
【００４５】
このように、ストレートタイプフェノール樹脂とアラルキル変性フェノール樹脂とが混合されて配合された摩擦材原料においては、疑似高分子化が抑制されると共に、キレート化したフェノール樹脂はイオン化した状態で存在するため、高い流動性を維持することができる。これにより、常温プレス工法で摩擦材を形成したときであっても、ホットプレス工法で摩擦材を形成したときと同様の摩擦材原料の高密度化が達成できる。また、ホットプレス工法で形成した摩擦材と同等の気孔径分布を有するため、従来の常温プレス工法で形成した摩擦材と比較して耐摩耗性を向上させることができる。
【００４６】
ただし、アラルキル変性フェノール樹脂の配合割合は多ければ多いほど良いというわけではない。アラルキル変性フェノール樹脂の配合割合が多すぎると結合するフェノール樹脂の反応点が不足し、熱処理によるフェノール樹脂の硬化反応が進まないため十分な強度を得ることができない。そのため、アラルキル変性フェノール樹脂の配合割合やストレートタイプフェノール樹脂との配合比は上述した範囲にあることが望ましい。
【００４７】
本実施形態においては、水酸基当量の高い方のフェノール樹脂としてアラルキル変性フェノール樹脂を用いたがこれだけに限られるものではない。上述した配合割合や配合比、トータルの水酸基当量を充足するものであれば、例えばカシュー変性フェノール樹脂（水酸基当量：１３５〜１４５ｇ／ｅｑ）のように水酸基当量が１３５〜１８０ｇ／ｅｑの範囲内にある他のフェノール樹脂を用いても良い。
【００４８】
また、本実施形態においては、水酸基当量の異なる２種類のフェノール樹脂を用いたが、上述した配合割合や配合比、トータルの水酸基当量を充足する限りにおいて、３種類以上のフェノール樹脂を用いて摩擦材を形成しても良い。
【００４９】
２．摩擦材の製造方法
次に、本実施形態に係る摩擦材の製造方法について説明する。本実施形態に係る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。以下、図面を用いて詳細に説明する。
【００５０】
（常温プレス工法）
図２に、本実施形態に係る摩擦材を常温プレス工法で製造するときのフロー図を示す。図２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）等を含む摩擦材原料のそれぞれを計量する。このとき、アラルキル変性フェノール樹脂とストレートタイプフェノール樹脂とは上記範囲内の配合比で予め混合されている。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。
【００５１】
なお、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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
（ホットプレス工法）
ここでは、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３に、本実施形態に係る摩擦材をホットプレス工法で製造するときのフロー図を示す。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）、バインダー（フェノール樹脂）等を含む摩擦材原料のそれぞれを計量する。このとき、アラルキル変性フェノール樹脂とストレートタイプフェノール樹脂とは上記範囲内の配合比で予め混合されている。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。
【００５６】
なお、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、混合工程で偏析しやすい原料（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も良い。
【００５７】
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）。なお、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。
【００５８】
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。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。なお、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。
【実施例】
【００５９】
次に、本実施形態に係る摩擦材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４の「混合粉配合」に示す配合比で計量した後、レディゲミキサに投入して１０分間混合した（混合工程）。なお、ハイオルソタイプフェノール樹脂は樹脂の赤色変化を防止する特性を有しており、水酸基当量はストレートタイプフェノール樹脂と同等なので、ここではストレートタイプフェノール樹脂同様、水酸基当量の小さいフェノール樹脂として扱うものとする。
【００６０】
そして、混合粉のポットライフ性を確認するために、混合直後（０時間後），混合から８時間後，２４時間後の混合粉をそれぞれ常温プレス工法及びホットプレス工法で摩擦材を成形した（成形工程）。常温プレス工法用混合粉については、成形温度が室温，成形圧力１００ＭＰａ，成形時間１５秒という条件でプレスした後、クランプで加圧（温度１８０℃，圧力１ＭＰａ，時間１０分）し、最後に熱処理（温度２３０℃，時間３時間）を行って硬化させて摩擦材を得た。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，成形時間１０分という条件でプレスした後、熱処理（温度２３０℃，時間３時間）を行って硬化させて摩擦材を得た。こうして得られた摩擦材のそれぞれについて気孔率の測定（成形性），摩擦性能，摩耗性能を評価した。
【００６１】
気孔率測定においては、気孔率が８．０〜１２．０のときに良好な気孔率を有すると判定した。一般に摩擦材はブレーキディスクに押しつけられると摩耗し、摩耗粉が気孔内に取り込まれ排出されるため、摩擦材表面に摩耗粉が残らずに摩擦性能を維持することができる。しかし、気孔率が大きければいいというものではない。気孔率が大きい、すなわち気孔の数が多いほど摩擦材は柔らかくなるため摩擦性能は向上するが摩耗量が多くなり摩耗性能が低下する。逆に気孔率が小さい、すなわち気孔の数が少ないほど摩擦材は硬くなるためブレーキディスクに押しつけられたときに面当たりが悪くなり摩擦性能が低下するが、逆に摩耗性能は向上する。従って、摩擦性能と摩耗性能のバランスを考慮して気孔率が適当な範囲内にあることが摩擦材の性能にとって重要である。摩擦性能評価においては、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。平均摩擦係数が０．３５より大きいときに良好な摩擦性能を有すると判定した。摩耗性能評価においては、比較例１（熱成形品）の摩耗量を１．０としたときに摩耗量が１．２より少ないときに良好な摩耗性能を有すると判定した。そして、実施例１〜６の総合的な判定として、不良と判定された項目がない実施例については摩擦材として良好な性能を有するとして「○」、不良と判定された項目が１個である実施例については摩擦材としてやや良好な性能を有するとして「△」、不良と判定された項目が２個以上である実施例については摩擦材として良好な性能を有していないとして「×」とそれぞれ判定した。なお、図４において、不良の項目については網掛け表示がされている。
【００６２】
図４に示すように、いずれの摩擦材においても経時と共に気孔率は増加する傾向である。ストレートタイプフェノール樹脂のみが配合されアラルキル変性フェノール樹脂が配合されていない比較例１と比較例２においては、比較例１の２４時間後，比較例２の８時間後と２４時間後において気孔率が１２．０を上回り、良好な範囲を逸脱した。摩擦性能は比較例１と比較例２のいずれのポットライフの実施例においても０．３５を上回って良好であり、気孔率が大きくなるにつれて摩擦性能は向上した。一方、摩耗性能は比較例１の２４時間後，比較例２の８時間後と２４時間後において１．２以上で不良となった。このように、ストレートタイプフェノール樹脂のみが配合された摩擦材では、良好な性能が得られないことがわかる。
【００６３】
逆にアラルキル変性フェノール樹脂のみが配合されている実施例６（常温プレス成形品）においては、流動性が良すぎて成形してもほとんど気孔が形成されないため、混合直後のものが気孔率５．７、混合から２４時間経過後に成形したものにおいても気孔率７．９となり不良であった。摩擦性能は０時間後と８時間後において不良であったが、摩耗性能は２４時間経過後でも良好であった。実施例６は、不良と判定された項目が５個なので、総合判定では「×」とした。このように、アラルキル変性フェノール樹脂のみが配合された摩擦材原料で成形した摩擦材では、良好な性能が得られないことがわかる。
【００６４】
実施例１〜５においては、アラルキル変性フェノール樹脂と、ストレートタイプフェノール樹脂及びハイオルソタイプフェノール樹脂のいずれか一方が配合されている。図４に示すように、アラルキル変性フェノール樹脂の配合割合は１〜６重量％であり、アラルキル変性フェノール樹脂とストレートタイプフェノール樹脂またはハイオルソタイプフェノール樹脂の配合比は、実施例１，実施例３では２：４、実施例２では２：１６、実施例４では２：２、実施例５では２：１といずれも上述した要件を充足している。
【００６５】
実施例１〜５においては、成形性はいずれも良好な範囲にあった。摩擦性能は、実施例５の０時間後だけが不良で残りは良好であった。摩耗性能は、実施例２の２４時間後だけが不良で残りは良好であった。これらをまとめると、実施例１，実施例３，実施例４は、不良と判定された項目が０個なので、総合判定では「○」とした。実施例２と実施例５は、不良と判定された項目が１個なので、総合判定では「△」とした。このように、アラルキル変性フェノール樹脂と、ストレートタイプフェノール樹脂及びハイオルソタイプフェノール樹脂のいずれか一方が配合された摩擦材原料で成形した摩擦材では、気孔率，摩擦性能，摩耗性能のいずれにおいても良好な性能が得られるがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
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及びその製造方法に利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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