JPH0649159A - 摩擦材用ノボラック型フェノール樹脂組成物 - Google Patents

摩擦材用ノボラック型フェノール樹脂組成物

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JPH0649159A
JPH0649159A JP20249992A JP20249992A JPH0649159A JP H0649159 A JPH0649159 A JP H0649159A JP 20249992 A JP20249992 A JP 20249992A JP 20249992 A JP20249992 A JP 20249992A JP H0649159 A JPH0649159 A JP H0649159A
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JP
Japan
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phenolic resin
average molecular
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molecular weight
weight
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JP20249992A
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Inventor
Takashi Kobayashi
小林  孝
Kenichi Noguchi
憲一 野口
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Sumitomo Durez Co Ltd
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Sumitomo Durez Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 フェノール類とホルムアルデヒド類と酸性物
質を必須成分として得られるノボラック型フェノール樹
脂において、フェノール樹脂中の1核体成分の含有量が
1重量%以下、2核体成分の含有量が2重量%以下、数
平均分子量が300〜800であり、数平均分子量に対
する重量平均分子量の比が1.0〜2.0である摩擦材用
ノボラック型フェノール樹脂組成物。 【効果】 得られた摩擦材は過酷な条件での制動時にお
いても摩擦係数が安定し、耐摩耗性・機械的強度に優
れ、また鳴き及び臭気が低減され、自動車,鉄道車両,
航空機,産業機械等の制動部品に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は摩擦特性に優れた摩擦材
用ノボラック型フェノール樹脂組成物に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】自動車、産業機械には動力の制動または
伝達のためブレーキライニング、ディスクパッド、クラ
ッチフェーシング等の摩擦材が使用されている。この摩
擦材は、一般にアスベスト、ガラス繊維、アラミド繊
維、金属繊維等の基材とカシューダスト、メラミンダス
ト、ゴムダスト等の有機添加剤及び硫酸バリウム、炭酸
カルシウム、ウォラストナイト、銅粉等の無機添加剤等
をフェノール系の樹脂で結合して作られている。この摩
擦材の評価は、高温時における摩擦係数・摩耗量・鳴き
(制動時に発生する異音)などの摩擦性能、並びに曲げ
強度・剪断強度などの機械的特性などに基づいて行われ
ている。一方、昨今の急速な交通機関の高速化に伴い、
この摩擦材に対して特に過酷な条件下での制動安定性と
鳴きの低減によるフィーリング性の向上、及び分解ガス
による悪臭の低減が強く要求されている。このような状
況下で摩擦材料の評価特性に最も大きく影響する要因は
結合剤の選択によるとされている。この結合剤として
は、耐熱性・耐摩耗性・機械的強度などの面から一般に
フェノール樹脂が使用されている。
【0003】またフェノール樹脂としては前記諸性能を
改善するために変性フェノール樹脂の研究が盛んに行わ
れており、柔軟性に優れる油変性フェノール樹脂・カシ
ュー変性フェノール樹脂・ゴム変性フェノール樹脂・エ
ポキシ変性フェノール樹脂・メラミン変性フェノール樹
脂などが検討されている。しかし、これらの変性フェノ
ール樹脂では、耐熱性が劣るため特に過酷な条件下での
制動安定性が得られず、鳴きが発生し不充分であった。
また、悪臭が発生し環境上の問題点もあった。さらに、
これらの変性フェノール樹脂の場合、未変性フェノール
樹脂と比べ硬化性が遅くなり、成形性・作業性が悪いと
いう難点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の摩擦材
のこのような問題点を解決するため種々の検討の結果な
されたもので、その目的とするところは摩擦特性・作業
性・環境保全性に優れた摩擦材用ノボラック型フェノ−
ル樹脂組成物を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために鋭意検討した結果、1核体及び2核体成
分が大きく影響することを見出し、本発明を完成するに
至った。即ち本発明は、摩擦材用組成物において、フェ
ノール樹脂成分が、フェノール類とホルムアルデヒド類
と酸性物質を必須成分として得られるノボラック型フェ
ノール樹脂であって、フェノール樹脂中の1核体成分の
含有量が1重量%以下であり、且つ2核体成分の含有量
が2重量%以下であることを特徴とする摩擦材用ノボラ
ック型フェノール樹脂組成物に関するものである。
【0006】以下、本発明について具体的に説明する。
フェノール樹脂中の1核体成分は、未反応の遊離モノマ
ー及び2−メチロールフェノール類、4−メチロールフ
ェノール類などであるが、遊離モノマーが大部分であ
る。フェノール樹脂中の2核体成分は、2,2'−ジヒド
ロキシジフェニルメタン類、2,4'−ジヒドロキシジフ
ェニルメタン類及び4,4'−ジヒドロキシジフェニルメ
タン類などである。上記フェノール樹脂中の1核体成分
の含有量は、1重量%以下が望ましく、1重量%を上回
ると硬化した摩擦材中に低分子分が多く残るため、成形
後の特にアフターキュアー時に遊離モノマーが揮発し成
形品に亀裂が生じ成形性が悪くなり、摩擦特性に悪影響
を与える。またフェノール樹脂中の2核体成分の含有量
は、2重量%以下が望ましく、2重量%を上回ると制動
時特に高温下にさらされた時に2核体成分が揮発分解
し、摩擦材表面の摩擦係数を低下させるとともに摩擦係
数の変動により鳴きが発生し、さらには揮発分解した成
分が悪臭を放ち環境を悪化させる。
【0007】本発明において、ノボラック型フェノール
樹脂の数平均分子量は、好ましくは300〜800であ
る。数平均分子量が300未満では、フェノール樹脂の
融点が低下し固結が生じやすくなる。また、800を上
回ると樹脂の流動性が低下し不均一となり、機械的強度
が低下する。また、このノボラック型フェノール樹脂の
数平均分子量に対する重量平均分子量の比は、好ましく
は1.0〜2.0である。この比が 1.0未満では、樹脂
の流動性が高過ぎて得られた摩擦材の気孔率が小さくな
り摩擦係数が低下する。また、 2.0を上回ると得られ
た摩擦材中の樹脂の硬化度にバラツキが生じ、安定した
摩擦係数が得られなくなる。
【0008】ここでフェノール類としては、フェノー
ル、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコー
ル、ハイドロキノン、ビスフェノールA、ビスフェノー
ルF、プロペニルフェノール、ブチルフェノール、オク
チルフェノール、ノニルフェノールなどが単独又は併用
して使用される。またアルデヒド類としては、ホルムア
ルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセ
トアルデヒド、ベンズアルデヒドなどが単独又は併用し
て使用される。また触媒として用いられる酸性物質とし
ては、蓚酸、塩酸、硝酸、パラトルエンスルホン酸、酢
酸亜鉛、炭酸亜鉛、酢酸など一般にノボラック型フェノ
ール樹脂を製造する際に用いられる有機酸、無機酸又は
それ等の金属塩が単独又は併用して使用される。本発明
のノボラック型フェノール樹脂は、これらのフェノール
類、ホルムアルデヒド類及び触媒を反応釜に仕込み後、
加熱し付加縮合させた後脱水反応することにより得られ
る。特に脱水反応において減圧下で反応生成物の温度を
220〜300℃まで昇温させて得られる。
【0009】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。しか
し本発明はこれらの実施例によって限定されるものでは
ない。また、実施例及び比較例に記載されている「部」
及び「%」は、すべて「重量部」及び「重量%」を示
す。 《実施例1》冷却器と撹拌機付きの反応容器に、フェノ
−ル1500部、37%ホルマリン711部、次いで蓚
酸15部を仕込んだ。徐々に昇温して温度95℃に達し
てから180分間還流反応を行った。次いで60Torrの
減圧下で脱水反応を行い、温度が150℃に到達した時
より窒素ガスを吹込みながら脱水を続け、加熱を継続し
て内温を230℃にし、この温度で更に4時間継続し
た。次いで20Torrの減圧下で真空脱水を1時間行った
後、反応容器より排出して常温で固形のノボラック型フ
ェノ−ル樹脂1150部を得た。 《実施例2》冷却器と撹拌機付きの反応容器に、フェノ
−ル1200部、クレゾ−ル300部、37%ホルマリ
ン693部、次いで25%塩酸水5部を仕込んだ。徐々
に昇温して温度95℃に達してから180分間還流反応
を行った。次いで60Torrの減圧下で脱水反応を行い、
温度が150℃に到達した時より窒素ガスを吹込みなが
ら脱水を続け、加熱を継続して内温を230℃にし、こ
の温度で更に4時間継続した。次いで20Torrの減圧下
で真空脱水を1時間行った後、反応容器より排出して常
温で固形のクレゾ−ル変性ノボラック型フェノール樹脂
1180部を得た。
【0010】《実施例3》冷却器と撹拌機付きの反応容
器に、ビスフェノ−ルA1500部、37%ホルマリン
511部、次いで蓚酸15部を仕込んだ。徐々に昇温し
て温度95℃に達してから180分間還流反応を行っ
た。次いで60Torrの減圧下で脱水反応を行い、温度が
150℃に到達した時より窒素ガスを吹込みながら脱水
を続け、加熱を継続して内温を230℃にし、この温度
で更に4時間継続した。次いで20Torrの減圧下で真空
脱水を1時間行った後、反応容器より排出して常温で固
形のノボラック型フェノ−ル樹脂1350部を得た。 《実施例4》冷却器と撹拌機付きの反応容器に、フェノ
−ル1500部、37%ホルマリン906部、次いで蓚
酸15部を仕込んだ。徐々に昇温して温度95℃に達し
てから180分間還流反応を行った。次いで60Torrの
減圧下で脱水反応を行い、温度が150℃に到達した時
より窒素ガスを吹込みながら脱水を続け、加熱を継続し
て内温を260℃にし、この温度で更に4時間継続し
た。次いで20Torrの減圧下で真空脱水を3時間行った
後、反応容器より排出して常温で固形のノボラック型フ
ェノ−ル樹脂1550部を得た。
【0011】《比較例1》冷却器と撹拌機付きの反応容
器に、フェノ−ル1500部、37%ホルマリン806
部、次いで蓚酸15部を仕込んだ。徐々に昇温して温度
95℃に達してから180分間還流反応を行った。次い
で60Torrの減圧下で脱水反応を行い、温度230℃ま
で加熱した。次いで20Torrの減圧下で真空脱水を3時
間行った後、反応容器より排出して常温で固形のノボラ
ック型フェノ−ル樹脂1350部を得た。 《比較例2》冷却器と撹拌機付きの反応容器に、フェノ
−ル1500部、37%ホルマリン840部、次いで蓚
酸15部を仕込んだ。徐々に昇温して温度95℃に達し
てから180分間還流反応を行った。次いで60Torrの
減圧下で脱水反応を行い、温度が150℃に到達した後
反応容器より排出して常温で固形のノボラック型フェノ
−ル樹脂1450部を得た。
【0012】《比較例3》冷却器と撹拌機付きの反応容
器に、フェノ−ル1500部、37%ホルマリン776
部、次いで蓚酸15部を仕込んだ。徐々に昇温して温度
95℃に達してから180分間還流反応を行った。次い
で60Torrの減圧下で脱水反応を行い、温度が200℃
まで加熱した。更に温度200〜210℃、真空度20
Torrで1時間真空脱水を行った後、反応容器より排出て
常温で固形のノボラック型フェノ−ル樹脂1420部を
得た。 《比較例4》冷却器と撹拌機付きの反応容器に、フェノ
−ル1500部、37%ホルマリン1035部、次いで
蓚酸15部を仕込んだ。徐々に昇温して温度95℃に達
してから180分間還流反応を行った。次いで60Torr
の減圧下で脱水反応を行い、温度が200℃まで加熱し
た。更に温度200〜210℃、真空度20Torrで1時
間真空脱水を行った後、反応容器より排出て常温で固形
のノボラック型フェノ−ル樹脂1500部を得た。
【0013】実施例1、2、3、4及び比較例1、2、
3、4で得られた8種類のノボラック型フェノ−ル樹脂
について、高速液体クロマトグラフィ−による1核体成
分含有量、2核体成分含有量、数平均分子量、重量平均
分子量、分散度指数、及び東京都三点比較臭袋法による
臭気濃度を測定し、その結果を表1に示す。
【表1】
【0014】(臭気濃度の測定法)各フェノール樹脂
0.1gを各々別々にセラミックボードにのせ、ついで
300℃に保持されたセラミックの燃焼管に各々別々に
挿入し、同時に清浄空気をキャリアーガスとして1L/
分の流量で10分間送り、10Lの清浄なサンプル袋に
分解ガスをキャリアーガスと共に補集した。このガスを
東京都三点比較臭袋法に順じ、30倍、100倍、30
0倍、1000倍、3000倍に希釈した後、6人の測
定者がこの希釈ガスを嗅ぎ、臭気を感じる最高希釈倍率
から臭気濃度を統計的に計算して求めた。
【0015】次に、前記8種類のノボラック型フェノ−
ル樹脂を各々別々に硬化剤と共に粉砕して粉末とし、表
2に示す配合割合で仕込み混合した。
【表2】 この配合物を温度160℃、圧力200kg/cm2 で10
分成形した後200℃で5時間焼成して摩擦材を作成し
た。これらのJIS D 4411に準じて摩擦試験を行い、その
結果を表3及び表4に示す。
【0016】
【表3】
【0017】
【表4】
【0018】
【発明の効果】本発明によるノボラック型フェノール樹
脂組成物を使用することにより、過酷な条件での制動時
においても摩擦係数が安定し、耐摩耗性・機械的強度に
優れ、また鳴き及び臭気が低減され、自動車,鉄道車
両,航空機,産業機械等の制動部品に好適である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 摩擦材用組成物において、フェノール樹
    脂成分が、フェノール類とホルムアルデヒド類と酸性物
    質を必須成分として得られるノボラック型フェノール樹
    脂であって、フェノール樹脂中の1核体成分の含有量が
    1重量%以下であり、且つ2核体成分の含有量が2重量
    %以下であることを特徴とする摩擦材用ノボラック型フ
    ェノール樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 ノボラック型フェノール樹脂の数平均分
    子量が300〜800であり、且つ数平均分子量に対す
    る重量平均分子量の比が1.0〜2.0であることを特徴
    とする請求項1記載の摩擦材用ノボラック型フェノール
    樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 1核体成分の含有量が1重量%以下であ
    り、2核体成分の含有量が2重量%以下であって、数平
    均分子量が300〜800であり、数平均分子量に対す
    る重量平均分子量の比が1.0〜2.0であることを特徴
    とする摩擦材用ノボラック型フェノール樹脂。
JP20249992A 1992-07-29 1992-07-29 摩擦材用ノボラック型フェノール樹脂組成物 Pending JPH0649159A (ja)

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