(57)【要約】【課題】塗装皮膜の密着性、耐食性に優れた摩擦部材（ブレーキパッド）を製造できる摩擦部材の塗装方法を提供すること。【解決手段】金属製プレッシャプレートと摩擦材とからなる摩擦部材の塗装方法において、該プレッシャプレートの接着面に該摩擦材を重ねて加熱加圧成形して一体化する工程と、該加熱加圧成形工程後に前記プレッシャプレートの被塗面を粗面化する工程と、該粗面化したプレッシャプレートを過熱蒸気により加熱して熱処理する工程と、プレッシャプレートの被塗面に塗料を塗布する工程とを含むことを特徴とする摩擦部材の塗装方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製プレッシャプレートと摩擦材とからなる摩擦部材の塗装方法において、該プレッシャプレートの接着面に該摩擦材を重ねて加熱加圧成形して一体化する工程と、該加熱加圧成形工程後に前記プレッシャプレートの被塗面を粗面化する工程と、該粗面化したプレッシャプレートを過熱蒸気により加熱して熱処理する工程と、プレッシャプレートの被塗面に塗料を塗布する工程とを含むことを特徴とする摩擦部材の塗装方法。
【請求項２】
前記プレッシャプレートの被塗面に塗料を塗布する工程は、熱硬化性樹脂を主成分とする粉体塗料を用いて静電塗布することを特徴とする請求項１記載の摩擦部材の塗装方法。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂が、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ／ポリエステル複合化樹脂のいずれかからなることを特徴とする請求項２記載の摩擦部材の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、鉄道車両、産業機械などのブレーキ用摩擦部材に使用される摩擦部材の塗装方法に関し、特に塗装皮膜、耐食性及び耐候性に優れ、品質の安定した摩擦部材を製造することができる塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキパッドのような摩擦部材の塗装について、「特許文献１」では、プレッシャプレートに熱成形で付着した離型剤、樹脂、汚れ、搬送時にできた打痕、加熱時に劣化した化成皮膜等を除去し、プレッシャプレートと塗装皮膜との密着性を高める方法として、熱成形、加熱後に塗装すべき面（「被塗面」ともいう）にショットブラストを行うこと、あるいはショットブラスト後化成処理を行うことが記載されている。
しかしながら、上記の方法ではショットブラスト後設備的な故障等の何らかの理由で加工品の処理に停滞があった場合、ショットブラスト面の酸化劣化が著しく早いため、そのまま塗装するとプレッシャプレート塗装皮膜間の密着性が大きく低下してしまう。生産の上で塗装前での造り込みも保管中に錆が発生してしまい不可能である。また、処理に停滞なく完成品となったブレーキパッドにおいても塗装面の下地皮膜がないため、化成処理等の下地皮膜があるものと比較した場合、耐食性は劣る。
【０００３】
ショットブラスト後化成処理を行う場合、プレッシャプレート単独ではそれらの処理を行うことは容易であるが、熱成形→加熱後で摩擦材が張り付いた状態でプレッシャプレートの塗装面だけを化成処理することは技術的に困難であり、また、化成処理を行った場合でも既に接着前処理としての表面処理工程で処理されたプレッシャプレートに対して、ショットブラスト→化成処理→水洗→乾燥といった重複した処理を行うこととなる。
【特許文献１】特開２００３−１６６５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、熱成形後、被塗面にショットブラストを行ない、その後の処理に停滞があっても錆が発生することがないような処理手段後に、塗装を行うことにより、塗装皮膜の密着性、耐食性に優れた摩擦部材（ブレーキパッド）を製造できる摩擦部材の塗装方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、下記の手段によって前記の課題を解決した。
（１）金属製プレッシャプレートと摩擦材とからなる摩擦部材の塗装方法において、該プレッシャプレートの接着面に該摩擦材を重ねて加熱加圧成形して一体化する工程と、該加熱加圧成形工程後に前記プレッシャプレートの被塗面を粗面化する工程と、該粗面化したプレッシャプレートを過熱蒸気により加熱して熱処理する工程と、プレッシャプレートの被塗面に塗料を塗布する工程とを含むことを特徴とする摩擦部材の塗装方法。
（２）前記プレッシャプレートの被塗面に塗料を塗布する工程は、熱硬化性樹脂を主成分とする粉体塗料を用いて静電塗布することを特徴とする前記（１）記載の摩擦部材の塗装方法。
（３）前記熱硬化性樹脂が、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ／ポリエステル複合化樹脂のいずれかからなることを特徴とする前記（２）記載の摩擦部材の塗装方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、（ａ）塗装皮膜の密着性、耐食性に優れた摩擦部材が得られ、（ｂ）熱成形後、被塗面のショットブラストを行い、過熱蒸気処理後に塗装を行うことにより、塗装前での処理の停滞があった時の錆発生が起こることを防ぐことができ、下地被膜生成により摩擦材としての耐食性、密着性といった品質を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態及び実施例を説明する全図において、同一機能を有する構成要素は同一の符号を付けて説明する。
【０００８】
一般にブレーキ用摩擦材の製造は、摩擦材原料の配合、混合、常温における予備成形、熱成形、熱処理、研磨等の仕上げ加工の各工程を経て行われる。
最初に摩擦部材１（ディスクブレーキの摩擦パッド）を例示して各工程について説明する。ここで図１は、プライマー５を塗布されたプレッシャプレート２（以下「Ｐ／Ｐ」という）に接着剤３を介して摩擦材４がプレス成形により一体化された摩擦部材１の断面図である。Ｐ／Ｐの加工は、板金プレス、脱脂処理、プライマー処理及びＰ／Ｐ予熱の各工程を主工程とする。板金プレス工程では、予め選定したＰ／Ｐ素材をプレス加工等により、所定形状のＰ／Ｐに成形加工する。脱脂工程では、プレス加工に際してＰ／Ｐに付着した油脂等を洗浄剤を用いて除去する。
【０００９】
プライマー処理工程では、脱脂処理したＰ／Ｐの表面全体に樹脂系プライマーをスプレー塗布し、乾燥し、１８０〜２００℃で約１時間加熱し、プライマーを硬化させてプライマー層を形成する。前記のプライマー５には、一般的なプライマーを用いることができ、例えばビニル／フェノール系樹脂（ビニル系エラストマーとしてポリビニルアセタール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、共重合ポリアミド）、ニトリルゴム／フェノール系樹脂、シラン系（γ−アミノプロピルトリエトキシシランなど）、ウレタン系プライマーなどが挙げられる。
【００１０】
一方、摩擦材４の予備成形は、原材料の計量、配合、混合及び予備成形を主工程とする。これらの各工程は、従来の摩擦材の製造技術に従うことができる。例えば、耐熱性有機繊維や無機繊維、金属繊維等の補強繊維と、無機充填材、摩擦調整材、固体潤滑材及び熱硬化樹脂結合材等の粉末原料とを、所定の割合で配合し、混合により十分に均質化して出発原料を調製する。上記において、補強繊維としては、例えば芳香族ポリアミド繊維、耐炎化アクリル繊維等の有機繊維や銅繊維、スチール繊維等の金属繊維、チタン酸カリウム繊維やＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ系セラミック繊維等の無機繊維が挙げられる。無機充填材としては、例えば硫酸バリウムや炭酸カルシウム等の無機粒子、バーミキュライトやマイカ等の鱗片状無機物等が挙げられる。熱硬化性樹脂結合材としては、例えばフェノール樹脂（ストレートフェノール樹脂、ゴム等による各種変性フェノール樹脂を含む）、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等を挙げることができる。また、摩擦調整材としては、例えばアルミナやシリカ、マグネシア、ジルコニア、酸化クロム等の無機摩擦調整材、合成ゴムやカシュー樹脂等の有機摩擦調整材を、固体潤滑材としては、例えば黒鉛や二硫化モリブデン等を挙げることができる。摩擦材の組成としては、種々の組成割合を採ることができる。すなわち、これらは、製品に要求される摩擦特性、例えば、摩擦係数、耐摩耗性、振動特性、鳴き特性等に応じて、単独でまたは２種以上を組み合わせて配合すればよい。
【００１１】
次いで、この出発原料を、成形金型に投入し、常温で、面圧１０〜１００ＭＰａ程度の圧力にて成形して、例えば図１に示すような摩擦部材１の予備成形体４ａを作製する。上記の如く処理されたＰ／Ｐ及び摩擦材の予備成形体４ａは熱成形工程に移される。熱成形工程では、先ず、プレス機内に予備加熱されたＰ／Ｐを高温を維持した状態でセットし、その上に予備成形体４ａを載せ、熟成形する。
【００１２】
本発明では、熱成形後、ショットブラスト、過熱蒸気処理を行うことを特徴としている。
ショットブラストは表面の面粗度がＲｚ＝６〜３５μｍレベルになるように行うのが好ましい。熱成形後ショットブラストを行うことにより、離型剤、樹脂、酸化劣化皮膜、不純物を除去し、清浄な面とした後、過熱蒸気雰囲気での熱処理にて不動態化された緻密な酸化被膜を生成させることができる。この被膜は化成処理（リン酸鉄被膜）と同等以上の耐食性を持ち、塗料との親和性にも優れているため、塗装前の好適な下地処理とすることができる。
【００１３】
この過熱蒸気雰囲気での熱処理は塗装前の下地処理として有効であるが、摩擦材に対しても耐フェード性を向上させることができる。
過熱蒸気雰囲気での熱処理条件は摩擦材の効果も含め、２２５〜８００℃、１５〜６０分で可能であるが、好ましくは３００〜４００℃、１５〜６０分である。また、過熱蒸気は脱脂能力もあるため、ショットブラスト後付着してしまった鉱物系油脂、動植物系油脂を除去することもできる。
【００１４】
本発明の塗装は粉体塗装が用いられる。粉体塗装は静電塗装法と流動浸漬法があり、静電塗装法は粉体塗料による静電塗装法の原理は高圧静電発生機で得られる直流高電圧により粉体粒子を帯電させ、静電引力によりアースされた被塗物に付着させる。被塗物に塗着した塗料は焼付炉で加熟され溶融、硬化して連続被膜が形成される。オーバースプレーされた粉体塗料は回収し、再利用する。粉体塗料による静電塗装法は大別して２種類がある。
【００１５】
ａ．静電吹付法
粉体塗料は塗料供給槽より空気によってスプレーガンに送られる。また高圧静電発生機により得られた高電圧（通常−４０ＫＶ〜−９０ＫＶ）により、粉体塗料は負の荷電を帯びる。一方被塗物はアースされており、ガン先端より吐出された粉体塗料は静電引力によって被塗物表面に付着する。この際、負に帯電した粉体粒子は電位の高い部分に強く働いて被塗物上に付着し粉体粒子が厚く付着するにつれて塗膜に負の電荷が堆積し、一定以上の厚さになると静電反発を生じて付着しづらくなる。被塗物に直進しない粉体塗料は一部が裏側に廻り込んで付着する。これらの現象によりある程度の厚さで均一な塗膜が得られると共に膜厚の限界も生ずる。また、摩擦帯電の原理を応用した摩擦帯電方式スプレー塗装は、高圧発生機が不要なことや付き廻り性や入り込み性が良く、静電反発が発生し難いことなどに利点のある塗装方法である。
【００１６】
ｂ．静電浸漬法
粉体塗料を充填する浸漬槽の底板は多孔板から出来ており、一定の間隔で電極が配置されている。槽内の粉体塗料は多孔質の底板より吹き上げられる空気によって流動状態となり、一方、高圧静電発生機より−４０ＫＶ〜−９０ＫＶの高電圧が電極に印加され、イオン化された空気中に浮遊する粉体粒子は負に帯電して槽内を上部に舞い上り、アースされた被塗物に付着する。被塗物に付着しない粒子は重力で落下して再び帯電粒子となって上昇し被塗物へ再付着する。
【００１７】
流動浸漬法は、底部に多孔質の板を置いた流動槽内で粉体をエアー流動させ、浮遊する粉体中に予熱された被塗物を浸漬し、被塗物表面に付着した粉体を熟溶融させることで連続した被膜を形成させる方法である。
特別な機器を必要としないので、設備費用が比較的安価であり、塗料損失が殆どなくまた２５０μｍ〜１０００μｍの高膜厚やエッジカバー性に優れた塗膜が容易に得られるが、被塗物の大きさと形状が制約され、被塗物の予熱（２５０〜３００℃）が必須条件となる。
【００１８】
本発明で使用される粉体塗料組成物は、粒子の平均粒径が１５〜３５μｍであり、かつ５０μｍ以上の粒径の粒子が３０質量％以下である。さらに好ましくは、１００μｍ以上の粒径の粒子が５質量％以下であり、一方、５μｍ以下の粒径の粒子が１５質量％以下である。このように、平均粒径が小さくかつ粒径を均一にすることにより、塗膜厚さが薄く、スコーチ処理性が優れたものになる。
【００１９】
粉体塗料に用いられる粉体塗料用樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ／ポリエステル複合化樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられるが、本発明ではエポキシ樹脂を主成分とする粉体塗料が好ましく用いられる。
エポキシ樹脂の具体例としては、グリシジルエステル樹脂；ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンとの縮合反応物や、ビスフェノールＦとエピクロロヒドリンとの縮合反応物等のグリシジルエーテル型樹脂；脂環式エポキシ樹脂；脂肪族エポキシ樹脂；含ブロムエポキシ樹脂；フェノール−ノボラック型またはクレゾール−ノボラック型のエポキシ樹脂などが挙げられ、好ましくはビスフェノールＡとエピクロロヒドリンとの縮合反応物、またはビスフェノールＦとエピクロロヒドリンとの縮合反応物等のグリシジルエーテル型樹脂である。
【００２０】
具体的には、東都化成社製の「エポトート  ＹＤ９０３Ｎ、ＹＤ１２８、ＹＤ１４、ＰＮ６３９、ＣＮ７０１、ＮＴ１１４、ＳＴ−５０８０、ＳＴ−５１００、ＳＴ−４１００Ｄ」、ダイセル化学社製の「ＥＩＴＰＡ３１５０」、チバ・ガイギー社製の「アルダイトＣＹ１７９、ＰＴ８１０、ＰＴ９１０、ＧＹ６０８４」、ナガセ化成社製の「テコナールＥＸ７１１」、大日本インキ社製の「エピクロン  ４０５５ＲＰ、Ｎ６８０、ＨＰ４０３２、Ｎ−６９５、ＨＰ７２００Ｈ」、油化シェルエポキシ社製の「エピコート１００１、１００２、１００３、１００４、１００７」、ダウ・ケミカル社製の「ＤＥＲ６６２」、日本化薬社製の「ＥＰＰＮ２０１、２０２、ＥＯＣＮ１０２０、１０２Ｓ」などが挙げられる。
【００２１】
エポキシ樹脂の硬化剤としては、ブロックドイソシアネート系、トリグリシジルイソシアヌレート（ＴＧＩＣ）系のもが挙げられる。特に好ましくは、ブロックドイソシアネート系の化合物である。
【００２２】
本発明の塗料組成物に、適宜配合される顔料又は体質顔料として、酸化チタン、ベンガラ、酸化鉄、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリドン系顔料、アゾ系顔料等の着色顔料や、タルク、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム等の体質顔料、或いは、クロム系顔料、リン酸塩系顔料、モリブデン系顔料等の防錆顔料などが挙げられる。
また、所望により、適宜配合されるレベリング剤（表面調整剤）としては、ジメチルシリコーンやメチルシリコーンなどのシリコーン類、アクリルオリゴマー等があり、具体的には、東芝シリコーン社製の「ＣＦ−１０５６」、モンサント化成社製の「モダフロー」、ＢＡＳＦ社製の「アクロナール４Ｆ」、ＢＹＫｃｈｅｍｉｅ社製の「ＢＹＫ−３６０Ｐ」、楠本化成社製の「チィスパロンＰＬ５４０」などが挙げられる。
【００２３】
本発明では、過熱蒸気処理面への塗装は液体、粉体（コロナ荷電方式、トリボ帯電方式）共、通常の条件で問題なく塗布でき、塗料とのぬれ性はショットブラストによる表面凹凸のため、平滑面で過熱蒸気処理された場合よりも更に良好なものとなる。
以上のように、要約すれば、熱成形後、粗面化し、過熱蒸気雰囲気下での熱処理後塗装することにより、密着性、耐食性の優れた塗装被膜を生成することができる。塗料は粉体塗料が好ましい。
【実施例】
【００２４】
以下において、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例により限定されるものではない。
実施例１及び比較例１
図２に示す実施例１、比較例１の処理工程により摩擦部材を作成し、評価を行った。
【００２５】
実施例１の過熱蒸気処理は酸素濃度０．３％未満、４００℃×３０分で行ない、光学顕微鏡にて２〜３μｍの緻密な酸化被膜が生成されていることを確認した。
比較例１は、熱成形、加熱後、被塗面をショットブラストする方法で作成した。
ショットブラストは、実施例１及び比較例１共、Ｒｚ＝２０〜３０μｍ（１０点平均粗さ）とした。塗装は密着性に差の出やすい粉体塗装（トリボ帯電方式）とし、エポキシ樹脂系の粉体塗料を使い、厚み＝３０μｍにて作成した。
評価は以下の塩水噴霧試験で行ない、結果を第１表に示す。実施例１は比較例１より耐食性、密着性で優れていることが確認できた。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
（試験方法）
塗装面にクロスカットを入れ塩水噴霧（ＪＩＳ規格）７２時間後、セロハンテープをクロスカット部に密着させ、１０分後セロハンテープを剥離し、下記評価基準にて評価した。
（試験結果）
クロスカット部より片側２ｍｍ以内の剥れ：○
クロスカット部より片側５ｍｍ以内の剥れ：△
クロスカット部より片側５ｍｍ以上の剥れ：×
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、自動車、鉄道車両、産業機械などのブレーキ用摩擦材の製造工程において、耐食性、密着性に優れ、均一な品質の製品が得られる摩擦部材の塗装方法として実施が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】摩擦部材（ブレーキパッド）の層構成（断面）を示す模式図である。
【図２】実施例１及び比較例１における摩擦部材の塗装方法における各工程のフローシートを示す。
【符号の説明】
【００３０】
１    摩擦部材
２    プレッシャプレート
３    接着剤
４    摩擦材
４ａ  予備成形体
５    プライマー
【図１】
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【図２】
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