JPH07158672A

JPH07158672A - ブレーキ・パッドの製造法

Info

Publication number: JPH07158672A
Application number: JP30816693A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Oya; 和行大矢; Norio Sayama; 憲郎佐山
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】新規な耐熱性プライマーを使用してなる鉄、
ステンレスなどの裏金に強固に接着した耐熱性のブレー
キ・パッドの製造法である。【構成】 (1).多官能性シアン酸エステル、該シアン酸
エステルプレポリマー又は該(1) と(2).単官能性或いは
多官能性マレイミドとの組成物(A) 85〜40重量部、ポリ
アミドイミド樹脂前駆体或いはポリアミドイミド樹脂
(B) 10〜55重量部および無機充填剤(C) 2.5 〜20重量部
を有機溶媒に溶解・分散してなる耐熱性プライマー(I)
をディスクパッドの裏金に塗布・乾燥した後、この上に
該Ａを必須成分とする耐熱性接着剤(II)を塗布・乾燥
し、その上に摩擦材予備成形体を重ね、温度 180〜250
℃で加圧加熱して摩擦材予備成形体を硬化させると共に
該裏金に接着させ、さらに温度 250〜320 ℃で20〜0.5
時間熱処理することからなる高温接着強度を向上させた
ブレーキ・パッドの製造法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な耐熱性プライマ
ーを使用してなる鉄、ステンレスなどの裏金に強固に接
着した耐熱性のブレーキ・パッドの製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等のエンジンの高出力化、燃費の
向上などの性能面やデザインなどの面からブレーキやク
ラッチなどもより高性能でより小さいものが要求される
ようになってきている。例えば、ディスクブレーキ等に
おいては使用時の温度は従来より極めて高温 (例えば、
鋳鉄ローター最高温度約 800℃) に短時間さらされても
使用可能で、かつ安全性の点からこの高温時においても
耐フェード性を有し、かつ長寿命であることが要求され
るように成ってきている。また、アスベスト系からノン
・アスベスト系への繊維質補強材の代替も緊急の課題と
なっている。

【０００３】これらの要求に応えるために、摩擦材の研
究開発も進行している。ところが、摩擦材が高温に晒さ
れると、これを鉄やステンレスなどの基板に接着する接
着剤層も従来よりも高温に晒され、さらに、実用時に
は、高温と常温との熱サイクルに耐えることが必要とな
る。また、実用化が始まっているセミメタリック系摩擦
材は熱伝導率が高いために、ディスク温度が約 600℃弱
の時に、接着層は 300℃を超える場合もあった。ところ
が、従来の接着剤は、耐熱性が不十分であったり、熱サ
イクル中に特にパッド周囲からの剥離が生じるなどの課
題があった。これらの解決策として、従来のフェノール
樹脂系接着剤においては、モノマー成分を極力除去した
ものを使用する方法、その他が種々の方法が研究され、
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温時にお
いて鉄、ステンレスなどの裏金との高い接着力を保持
し、かつ長寿命の接着剤を用いる耐熱性に優れたブレー
キパッドを提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
(1).多官能性シアン酸エステル、該シアン酸エステルプ
レポリマー又は該(1) と(2).単官能性或いは多官能性マ
レイミドとの組成物(A)85〜40重量部、ポリアミドイミ
ド樹脂前駆体或いはポリアミドイミド樹脂(B) 10〜55重
量部および無機充填剤(C) 2.5〜20重量部を有機溶媒に
溶解・分散してなる耐熱性プライマー(I) をディスクパ
ッドの裏金に塗布・乾燥した後、この上に該Ａを必須成
分とする耐熱性接着剤(II)を塗布・乾燥し、その上に摩
擦材予備成形体を重ね、温度 180〜250 ℃で加圧加熱し
て摩擦材予備成形体を硬化させると共に該裏金に接着さ
せ、さらに温度 250〜320 ℃で20〜0.5 時間熱処理する
ことからなる高温接着強度を向上させたブレーキ・パッ
ドの製造法であり、好ましくは、該耐熱性プライマー
(I) が、該A 85〜50重量部、該B 15〜45重量部および該
C 3〜10重量部であること、該耐熱性プライマー(I)
が、該A を予め溶解した溶液と該B を予め溶解した溶液
とを混合し、該C を混合・分散することにより製造した
ものであるブレーキ・パッドの製造法である。

【０００６】以下、本発明の構成について説明する。本
発明のＡ成分は、多官能性シアン酸エステル、そのプレ
ポリマー等を必須成分としてなるものであり、シアナト
樹脂（特公昭41-1928 号、同45-11712号、同44-1222
号、ドイツ特許第1190184 号等）、シアン酸エステル−
マレイミド樹脂、シアン酸エステル−マレイミド−エポ
キシ樹脂（特公昭54-30440号等、特公昭52-31279号、US
P-4110364 など）、シアン酸エステル−エポキシ樹脂
（特公昭46-41112号）などで公知である。

【０００７】具体的には、1,3-又は1,4-ジシアナトベン
ゼン、1,3,5-トリシアナトベンゼン、1,3-,1,4-,1,6-,
1,8-,2,6-又は2,7-ジシアナトナフタレン、1,3,6-トリ
シアナトナフタレン、4,4'−ジシアナトビフェニル、ビ
ス（4-シアナトフェニル）メタン、2,2-ビス（4-シアナ
トフェニル）プロパン、2,2-ビス（3,5-ジクロロ-4- シ
アナトフェニル）プロパン、2,2-ビス（3,5-ジブロモ-4
- シアナトフェニル）プロパン、ビス（4-シアナトフェ
ニル）エーテル、ビス（4-シアナトフェニル）チオエー
テル、ビス（4-シアナトフェニル）スルホン、トリス
（4-シアナトフェニル）ホスファイト、トリス（4-シア
ナトフェニル）ホスフェート、および末端ＯＨ基含有ポ
リカーボネートオリゴマーとハロゲン化シアンとの反応
によりえられるシアン酸エステル（USP-4026913 ）、ノ
ボラックとハロゲン化シアンとの反応により得られるシ
アン酸エステル (USP-4022755 、USP-3448079)などが挙
げられる。

【０００８】また、マレイミド成分としては、N-マレイ
ミド基を分子中に１個又は２個以上含有する有機化合
物、そのプレポリマーなどであり、本発明では、特にモ
ノマーの状態で使用するのが好ましい。マレイミド成分
は、高温下の熱処理によって、耐熱性を向上させるもの
であり、その使用量は(A) 成分中の 5〜60重量％、好ま
しくは15〜50重量％である。また、エポキシ樹脂とは分
子中に２個以上のエポキシ基を含有する有機化合物、そ
のプレポリマーなどである。具体的にはビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスグリ
シドキシベンゼン、1,1,1-トリ(4−クリジジルフェニ
ル) エタン、その他の多官能エポキシ樹脂が挙げられ
る。その使用量は(A) 成分中の30重量％以下、好ましく
は 5〜20重量％である。

【０００９】また、本発明ではＡ成分を硬化させるため
の硬化触媒、接着層の被接着物への濡れ性を改良するた
めの界面活性剤、その他を適宜添加できるものである。
Ａ成分の硬化触媒としては、有機金属塩類、有機金属キ
レート化合物、無機金属塩類、有機過酸化物などが挙げ
られ、具体的には、ナフテン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、
オクチル酸亜鉛、オレイン酸錫、ジブチル錫マレート、
ナフテン酸マンガン、ナフテン酸コバルト、アセチルア
セトン鉄、アセチルアセトンマンガン、イソプロピルト
リイソステアリルチタネート、チタニウムステアレー
ト、過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド、カ
プリルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、パラ
クロロベンゼイルパーオキサイド、ジ-tert-ブチル−ジ
−パーフタレートなどが挙げられる。これら硬化触媒の
使用量は、一般的な触媒量の範囲で十分であり、例えば
0.01〜5 重量％の量で使用される。

【００１０】本発明のＢ成分のポリアミドイミド樹脂前
駆体或いはポリアミドイミド樹脂とは、通常、トリメリ
ット酸、その酸無水物、酸クロライド等の有機酸と芳香
族ジアミンとを主成分とし、これを反応させて得られる
通常、オリゴマー或いはプレポリマー体であるポリアミ
ド酸を部分的に脱水縮合させて、分子量を増加させると
共に一部のアミド結合(-NHCO-)とガルボキシル基(-COO
H) とを反応させて５員環のイミド結合としたもの、お
よび上記のイミド環を形成するカルボキシル基の一部
に、有機基をエステル、アミドなど結合させて封止した
ものなどが挙げられる。代表的には、Amoco Chemical社
製のセミイミド化物であるAIポリマー (商品名) 、熱可
塑型のアミドイミド樹脂であるTORLON (商品名) が挙げ
られる。

【００１１】なお、本発明のＢ成分は、単独で熱処理し
た場合、ポリアミドイミドとなるものである。得られる
ポリアミドイミドの耐熱性は主に芳香族ジアミンの種類
により決定される。また、脱水縮合により生成される５
員環のイミド結合の量は、同一の有機酸と芳香族ジアミ
ンとを用いても、その使用モル比によっては生成量が異
なり、完全には形成されないことが多く、その主鎖の構
成単位は異なったものとなる。さらに、芳香族の多塩基
酸、芳香族ジアミンの一部を脂肪属、脂環属などのもの
とすることによって、耐熱性の低下はあるが、溶剤溶解
性は向上したものとなる。本発明においては、これらも
必要とする耐熱性のレベルを考慮して適宜、使用でき
る。

【００１２】本発明のＣ成分の無機充填剤としては、粉
末、鱗片状、繊維状などの種々の無機充填剤があり、例
えば、天然雲母、フッ素化天然雲母、合成雲母、合成フ
ッ素化雲母などのマイカ、β−ウォラストナイト、コー
ディエライト、テトラポット状の酸化亜鉛ウィスカー、
ガラス粉末、焼成シリカ、六方晶窒化アルミニウム、六
方晶窒化硼素、酸化マグネシウム、アルミナなども挙げ
られ、特に、分散溶液として使用するので分散状態が安
定な粒子径の範囲を選択するのが好適である。

【００１３】本発明の耐熱性プライマーは上記成分Ａ、
Ｂ、Ｃを必須成分として製造する。まず、その比率は重
量で、A/B/C=(88-40)/(10-58)/(2-20)、好ましくは A/B
/C=(80-55)/(15-40)/(3-10) の範囲から選択する。プラ
イマーはＡ、Ｂ成分の共通溶媒を用い、通常、Ａ成分の
高濃度溶液、Ｂ成分の適度な粘度の溶液を製造し、両溶
液をＡ、Ｂ成分が所定の比率となる量比で混合し、適
宜、所望の粘度となるように希釈する方法で容易に調製
可能である。また、Ａ成分をキシレンなどに溶解した溶
液を使用して、空気中の水分の吸収性などが少ない溶液
とすること、ケトンを併用することによって、溶剤の除
去を容易とすることなど実施可能であり、所望により適
宜使用するのが好ましい。

【００１４】ここに、溶媒としては、上記Ａ又はＢ成分
の溶媒で、かつ、Ａ、Ｂ成分と反応しないものである。
具体的には、Ｂ成分の溶媒としてはジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンなどが
挙げられが、特にN-メチルピロリドンが好ましい。ま
た、Ａ成分の溶媒としては、ケトン類、エステル類、芳
香族炭化水素類、および上記したＢ成分の溶剤などが挙
げられる。

【００１５】裏金 (バック・プレート) に本発明の耐熱
性プライマーをデッピング、スプレー、刷毛塗り、その
他方法にて塗布し、風乾、加熱・乾燥して溶剤を除去す
る。溶剤除去の条件は、A(1)成分が B-stage状態となる
までの範囲から適宜選択し、加熱乾燥、減圧乾燥など使
用できる。加熱乾燥の温度は、160 ℃以下、好ましくは
155℃以下から選択する。また、プライマー層の厚みは
均一な密着と溶剤除去の容易さなどから、通常、 5〜40
μｍ、好ましくは 5〜20μｍの範囲である。

【００１６】次に、上記で形成したプライマーの上に、
摩擦材との耐熱性の接着層を形成する。この耐熱性の接
着層を形成する接着剤組成物としては、上記した耐熱性
プライマーに用いたＡ成分を必須とする熱硬化性樹脂組
成物が好ましい。また、裏金と直接の接着しないことか
ら、応力緩和などのための成分を特に必要とせず、例え
ば、非結晶性の飽和ポリエステル樹脂、NBR 、その他の
従来接着剤用として公知の成分、上記のＢ成分、ポリエ
ーテルイミドなどの成分は特に必要としない。次に、上
記で形成したプライマーの上に、接着剤組成物を塗布
し、乾燥して接着層を形成する。加熱乾燥の温度は、16
0 ℃以下から選択し、また、接着剤層の厚みは均一な密
着と溶剤除去の容易さなどから、通常、10〜50μｍ、好
ましくは20〜40μｍの範囲である。

【００１７】上記で製造した接着層付きのバック・プレ
ートを金型に配置し、予め仮成形により製造した摩擦材
料用の仮成形体を乗せ、加熱・加圧して裏金付きのブレ
ーキ・パッドを製造する。加熱硬化は、 180〜250 ℃、
好ましくは 170℃〜190 ℃の範囲で 2時間以下、好まし
くは 0.1〜1 時間の範囲から選択する。また、耐熱性を
向上させるために、熱処理する。熱処理は温度 250〜33
0 ℃で24〜0.5 時間の範囲から選択する。さらに、接着
乃至硬化時に通常、 0.5〜500kg/cm²、好ましくは 1〜1
00 kg/cm²で加圧する。

【００１８】本発明のブレーキ・パッドは、鉄、ステン
レスなどの裏金に摩擦材を接着固定してなるものであ
り、摩擦材としては、アスベスト以外の繊維補強材を使
用したノン・アスベストブレーキ用摩擦材が好適であ
り、例えば補強基材としてスチール・ファイバーなどを
主体として用いたセミメタリック摩擦材などが挙げら
れ、通常、この場合は断熱層 (二層材）を介したものと
して使用され、本発明においては、摩擦材予備成形体
(仮成形体) として使用する。

【００１９】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。な
お、実施例の「部」及び「％」は特に断らないかぎり重
量基準である。実施例１トリメリット酸とジアミノジフェニルメタンとを 160℃
/4時間以上重縮合反応して得たポリアミドイミド樹脂
(商品名;AI-10ポリマー、Amoco Chemical社製)の粉末
(平均粒子径 300μｍ) をN-メチルピロリドン (以下、N
MP と記す) に溶解し、濃度 30％の溶液 (以下、AI-10
と記す) とした。2,2-ビス(4−シアナトフェニル）プ
ロパンを 150℃で 4時間予備反応させたもの 70部、純
度99％の N,N'-ビスマレイミドフェニルメタン 25部及
びノボラック型エポキシ樹脂 5部を加え、NMP/メチルエ
チルケトン (以下、MEK と記す)=7/3 の混合溶剤に溶解
し、濃度 60％の溶液 (以下、BT-2360 と記す) とし
た。

【００２０】上記で得たAI-10 とBT-2360 とを混合し、
これにチタン系表面処理剤処理した合成マイカ (商品
名:MK-100,コープケミカル (株) 製) を全固形分の 5重
量％となるように添加し、固形分濃度 50％で、BT-236
0/PAI-1/MK-100=73/22/5である溶液 (以下、PR-1と記
す) を調製した。上記で調製したPR-1をサンドブラスト
処理した鉄製のディスクブレーキ・パッド用の裏金 (穴
なし) に塗布し、風乾後、150 ℃で乾燥して厚さ 15μ
ｍのプライマー層を形成した。一方、上記で調製した B
T-2360の固形分に対して 0.5％の2-エチル−4-メチルイ
ミダゾール (以下、2E4MZ と記す) を加えて接着剤組成
物とし、これを上記のプライマーの上に塗布し、風乾
後、155 ℃で乾燥してプライマー層を含む全厚さ50μｍ
の接着剤層を形成した。

【００２１】金型に、上記で得た接着層付き裏金、その
上にセミメタリック・ディスクブレーキ用摩擦材予備成
形物を置き、温度 180℃にて圧力を 400kg/cm²とし15分
間加圧成形して、セミメタリック・ディスクブレーキ用
摩擦材予備成形物および接着層の成分を一次硬化させ
た。得られた一体化物を金型より取り出して、温度 280
℃で 8時間熱処理してセミメタリック・ディスクブレー
キ・パッドを製造した。得られたセミメタリック・ディ
スクブレーキ・パッドを用い、初期および 300℃,1時間
の加熱と常温への冷却を１サイクルとして、50サイクル
した後の 300℃に於ける接着強度を測定した結果を表１
に示した。

【００２２】実施例２実施例１において、AI-10 ポリマーに替えて、ポリアミ
ドイミド樹脂 (商品名; TORLON 4000T,Amoco Chemical
社製、以下「PAI 」と記す) を用いる他は同様とした結
果を表１に示した。

【００２３】比較例１実施例１において、実施例１で用いたプライマー組成物
溶液 (PR-1) のみで接着層を形成する他は同様とした。
接着強度を測定した結果を表１に示した。比較例２実施例１において、実施例１で用いたBT-2360 の固形分
に対して 0.5％の2E4MZ を加えて接着剤組成物のみで接
着層を形成する他は同様とした。接着強度を測定した結
果を表１に示した。

【００２４】

【表１】接着強度の測定方法は、 JASCO C 437に準じた。

【００２５】

【発明の効果】以上の発明の詳細な説明および実施例な
どから明瞭なように、本発明のブレーキ・パッドの製造
法によれば、高温サイクルにおいても接着力の劣化が小
さいものが製造できるものであり、安全性の高い高性能
のディスクブレーキ用パッドを提供することを可能とな
り、その工業上の意義は極めて高いものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 (1).多官能性シアン酸エステル、該シア
ン酸エステルプレポリマー又は該(1) と(2).単官能性或
いは多官能性マレイミドとの組成物(A) 85〜40重量
部、ポリアミドイミド樹脂前駆体或いはポリアミドイミ
ド樹脂(B) 10〜55重量部および無機充填剤(C) 2.5 〜2
0重量部を有機溶媒に溶解・分散してなる耐熱性プライ
マー(I) をディスクパッドの裏金に塗布・乾燥した後、
この上に該Ａを必須成分とする耐熱性接着剤(II)を塗布
・乾燥し、その上に摩擦材予備成形体を重ね、温度 180
〜250 ℃で加圧加熱して摩擦材予備成形体を硬化させる
と共に該裏金に接着させ、さらに温度 250〜320 ℃で20
〜0.5 時間熱処理することからなる高温接着強度を向上
させたブレーキ・パッドの製造法
【請求項２】該耐熱性プライマー(I) が、該A 85〜50
重量部、該B 15〜45重量部および該C 3〜10重量部であ
る請求項１記載のブレーキ・パッドの製造法
【請求項３】該耐熱性プライマー(I) が、該A を予め
溶解した溶液と該Bを予め溶解した溶液とを混合し、該C
を混合・分散することにより製造したものである請求
項１記載のブレーキ・パッドの製造法