(57)【要約】【課題】接着強度及び耐熱性が高い接着層を形成できる接着シート、この接着シートを用いた摩擦材、及びその製造方法を提供する。【解決手段】エポキシ樹脂を主成分とする接着シートであって、エポキシ樹脂に熱処理によってエボナイト化する合成ゴムを含有させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂を主成分とする接着シートであって、前記エポキシ樹脂に熱処理によってエボナイト化する合成ゴムを含有させてある接着シート。
【請求項２】
前記合成ゴムに、硫黄を２０〜５０重量％配合してある請求項１に記載の接着シート。
【請求項３】
金属材とライニング材とを、エポキシ樹脂を主成分とする接着層を介して接合させた摩擦材であって、前記エポキシ樹脂にエボナイト化ゴムを含有させてある摩擦材。
【請求項４】
金属材に、エポキシ樹脂を主成分とする接着シートと、ライニング材とをこの順で積層し、熱成形によって前記金属材と前記ライニング材とを接合する摩擦材の製造方法であって、
前記接着シートは、前記エポキシ樹脂に硫黄を２０〜５０重量％配合した合成ゴムを含有させてあり、熱処理によって前記合成ゴムをエボナイト化させる摩擦材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エポキシ樹脂を主成分とする接着シート、接着シートを用いた摩擦材、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、車両等のブレーキパッドやブレーキシュー等の摩擦材は、金属製のプレートやシュー等の金属材と、摩擦要素であるライニング材とを接合して作製している。金属材とライニング材との接合には、有機溶剤を含んだ樹脂系やゴム系の接着剤が使用されており、作業環境等の観点から有機溶剤を使用しない接着剤について検討が進められている。
【０００３】
このような検討の一環として、これまで、フェノール樹脂を主成分とする接着シート（例えば、特許文献１参照）や、エポキシ樹脂を主成分とする接着シート（例えば、特許文献２参照）が提案されている。このような接着シートは、有機溶剤を含まないため環境衛生上有利となる。また、有機溶剤を含む接着剤に比べて取り扱いが容易であり、塗布・乾燥等の設備も不要になるため、製造コストの観点からも有利となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２９２０８８号公報
【特許文献２】特開２００３−１２８８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記従来のフェノール樹脂を主成分とする接着シートは、硬く、脆いため、ブレーキパッドのプレートの形状に打ち抜いたり、ブレーキシューのシューの形状に沿わせて使用することが難しく、作業性が悪かった。また、フェノール樹脂は、有機溶剤に溶解させてシート化する必要があるため、シート化するのに手間がかかっていた。
【０００６】
一方、エポキシ樹脂を主成分とする接着シートは、シート化するのに有機溶剤を使用せず、取り扱い易いものの、摩擦材等に適用するには、接着強度や耐熱性が不十分であった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、エポキシ樹脂を主成分とする接着シートであって、接着強度及び耐熱性が高い接着層を形成できる接着シート、この接着シートを用いた摩擦材、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る接着シートの第１特徴構成は、エポキシ樹脂を主成分とする接着シートであって、前記エポキシ樹脂に熱処理によってエボナイト化する合成ゴムを含有させた点にある。
【０００９】
本構成のように、熱処理によってエボナイト化する合成ゴムを含有させることにより、熱処理前の接着シートとして柔軟性を付与できる。このため、接着シートを被接着物の形状に沿わせて配置することができる。
そして、接着の際、または接着後の熱処理によって、合成ゴムをエボナイト化させることができる。このため、接着強度、及び耐熱性の高い接着層を形成することができる。
【００１０】
本発明に係る接着シートの第２特徴構成は、前記合成ゴムに硫黄を２０〜５０重量％（質量％ともいう）配合した点にある。
【００１１】
本構成によれば、熱処理によって加硫反応が進行するため、エポキシ樹脂に含有させた合成ゴムを確実にエボナイト化させることができる。
【００１２】
本発明に係る摩擦材の特徴構成は、金属材とライニング材とを、エポキシ樹脂を主成分とする接着層を介して接合させた摩擦材であって、前記エポキシ樹脂にエボナイト化ゴムを含有させた点にある。
【００１３】
本構成によれば、接着層としてのエポキシ樹脂にエボナイト化ゴムを含有させることにより、金属材とライニング材との接着強度、及び耐熱性を高めることができる。
【００１４】
本発明に係る摩擦材の製造方法は、金属材に、エポキシ樹脂を主成分とする接着シートと、ライニング材とをこの順で積層し、熱成形によって前記金属材と前記ライニング材とを接合する摩擦材の製造方法であって、前記接着シートは前記エポキシ樹脂に硫黄を２０〜５０重量％配合した合成ゴムを含有させてあり、熱処理によって前記合成ゴムをエボナイト化させる点に特徴を有する。
【００１５】
本手段によれば、金属材とライニング材とを簡便に接合させることができるため、金属材とライニング材との接着強度、及び耐熱性が高い摩擦材を、容易に作製することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る接着シートは、エポキシ樹脂を主成分とする接着シートであって、そのエポキシ樹脂に熱処理によってエボナイト化する合成ゴムを含有させたものである。すなわち、本発明者らは、有機物でありながら硬度が高いエボナイト化ゴムに着目し、エポキシ樹脂にエボナイト化ゴムを含有させることにより、エポキシ樹脂中において無機充填剤として働くと共に、従来の無機充填剤に比べてエポキシ樹脂との親和性が高まることを見出した。この接着シートを用いれば、接着強度が高く、耐熱性の高い接着層を形成することができる。しかも、合成ゴムがエボナイト化するのは、接着の際、または接着の後の熱処理によってであるため、接着シートは、被接着物に配置する際には柔軟性を有しており、任意の形状に変形させることができる。
【００１７】
本発明に係る接着シートを主成分として構成するエポキシ樹脂は、特に限定されないが、ジャパンエポキシレジン製のエポキシ樹脂１００３等が例示される。そのエポキシ樹脂の分子量は、特に制限はない。また、エポキシ樹脂には硬化剤を、例えば１０〜４０重量％程度含有させることができる。硬化剤としては、住友ベークライト製のスミライトレジンＰＲ−ＨＲ−６等が例示され、いずれの硬化剤を含有させるかについては、任意に選択可能である。尚、本発明における主成分とは、接着シートを構成する成分のうち最も多いものであり、その含有量を限定するものではない。接着シートにおけるエポキシ樹脂の含有量は、例えば、５５〜９０重量％が好ましい。
【００１８】
エポキシ樹脂には、熱処理によってエボナイト化する合成ゴムを含有させる。合成ゴムとしては、硫黄を２０〜５０重量％配合したものが好ましい。このような合成ゴムであれば、熱処理によって加硫反応を進行させて、確実にエボナイト化させることができる。合成ゴムは、接着シートに対し、例えば、５〜４０重量％含有させることができる。合成ゴムの種類は、特に限定はされず、例えば、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等、従来公知の合成ゴムを適用することができる。また、合成ゴムには、無機フィラー、可塑剤、加硫促進剤等、従来公知の添加剤を含有させることもできる。尚、本発明において、エボナイト化した合成ゴムとは、デュロメータ硬さタイプＤによるゴム硬度が９０以上のものをいい、エボナイト化が完了しているか否かは問わない。
【００１９】
また、接着シートには、さらに、ロックウール、ワラストナイト、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機充填剤等を０．１〜１０重量％程度含有させることもできる。
【００２０】
このような接着シートは、例えば、エポキシ樹脂に、予め硫黄と各種添加剤とを所定量配合して混練した合成ゴムと、無機充填剤等とを所定量混合し、ロール等にてシート状に作製することができる。この際、接着シートの厚みは、特に限定されないが、薄くなり過ぎるとハンドリング性が悪くなる虞がある。また、厚くなり過ぎると被接着物同士を接合させる際に、その隙間から接着シートの組成物がはみ出る虞がある。このため、接着シートの厚みは、０．６〜１．５ｍｍとすることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る接着シートは、例えば、車両等のブレーキパッド、ブレーキシュー等の摩擦材に適用することができる。すなわち、本発明に係る接着シートを用いた摩擦材は、例えば、プレート、シュー等の金属材に、本発明の接着シートと、摩擦要素であるライニング材とをこの順で積層し、熱成形によって、接着シートを金属材とライニング材とを接合する接着層とすることにより作製することができる。そして、接着の際の熱成形による熱処理または接着後の熱処理によってエポキシ樹脂に含有させた合成ゴムをエボナイト化させることができるため、金属材とライニング材との接着強度、及び耐熱性が高い摩擦材とすることができる。
【００２２】
金属材としては、車両等のブレーキパッド、ブレーキシュー等に用いられる金属製のプレート、シュー等、従来公知の金属材が例示される。
ライニング材としては、特に限定されないが、例えば、金属系繊維、無機系繊維、樹脂系繊維等の繊維基材や金属チップ等の基材に、摩擦調整剤、充填剤、結合剤等を混合したもの等、一般的に使用されるものが適用できる。
【００２３】
本発明の接着シートは、ブレーキパッドに使用する場合には、例えば、接着シートから型式ごとに打ち抜いてパッドに配置する。また、ブレーキシューに使用する場合には、例えば、短冊状に切り出した接着シートを円弧状のシューに沿わせて配置する。そして、接着シートの上にライニング材を配置して、１４０〜１８０℃で５〜２０分間熱成形することによって、金属材とライニング材とを接合させることができ、さらに、１６０〜２１０℃で３０〜１２０分間熱処理することによって、合成ゴムをエボナイト化させることができる。尚、熱成形は、油圧プレスによる型成形や、バネ拘束によるクランプ成形等が使用できる。
【実施例】
【００２４】
以下に、本発明に係る接着シートを用いた実施例を示し、本発明をより詳細に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２５】
接着シートは表１に示す組成で作製した。すなわち、まず、ＮＢＲ（ＪＳＲ製Ｎ２３０ＳＨ）を用い、これに、硫黄（細井化学工業製２００Ｍｅｓｈ）、シリカ（トクヤマ製トクシールＧＵ）、可塑剤としてのアジピン酸系ポリエステル（旭電化工業製アデカサイザーＰ３００）、亜鉛華（酸化亜鉛、正同化学工業製ＡＺＯ）、加硫促進剤としてのジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド（大内新興化学工業製ノクセラーＤＭ）をそれぞれの比率で配合し、合成ゴムを調製した。
次に、エポキシ樹脂として、ジャパンエポキシレジン製のエポキシ樹脂１００３を用い、これに、合成ゴムと、充填剤として、ワラストナイトまたは硫酸バリウムとを混合した後、ロールにてシート化し、接着シートを作製した。
【００２６】
作製した接着シートを打ち抜き、ブレーキパッド用の金属製のプレートとライニング材との間に配置して、１６０℃で１０分間一体熱成形し、次いで２００℃で２時間熱処理を行い、接着シートのハンドリング性、はみ出し、接着強度、耐熱性について評価した。また、比較例として、表２に示すように、従来の溶剤タイプの接着剤（横浜ゴム製ハマタイトＡ−３４４−Ｂ）を用いた場合（比較例１）及び組成を変えた接着シートを用いた場合（比較例２〜１１）についても同様に評価した。
【００２７】
【表１】
2010222488.tif 000002
【００２８】
【表２】
2010222488.tif 000003
【００２９】
接着シートのハンドリング性は、打ち抜き時の打ち抜き刃具へのからみ具合や、シートを重ねたりする時の作業性等から総合的に判断した。
接着シートのはみ出しは、一体成形後に目視で確認し、評価した。
接着強度は、せん断力をＪＩＳ Ｄ ４４１５に準じて測定し、その測定結果から評価した。尚、摩擦材には、せん断力が約４０ｋｇ／ｃｍ2以上必要であり、４０ｋｇ／ｃｍ2以上を○として評価した。
耐熱性は、サンプルを高温槽内に配置し、常温から２２０℃まで１時間かけて昇温し、２２０℃で１．５時間維持した後、１時間かけて常温まで下げるというヒートサイクルを１００サイクル実施した後、その状態を目視で評価した。
エボナイト化しているか否かについては、デュロメータ硬さによるゴム硬度を測定することによって調べた。
【００３０】
その結果、表１に示すように、合成ゴム（ＮＢＲ）に対する硫黄の配合比率が２０．８〜４９．８重量％の場合（実施例１〜１５）では、ゴム硬度は９２〜９７であり、いずれの場合もエボナイト化しているものと判断した。そして、この場合では、主成分となるエポキシ樹脂の配合比率を変えても（５５〜９０重量％）、接着強度、耐熱性は問題ないことが分かった。
また、接着シートの厚みについては、０．５ｍｍまで薄くなるとハンドリング性が低下し、１．７ｍｍまで厚くなると成形圧が１０ＭＰａでもはみ出しが確認された。このため、接着シートの厚みは、本実施例においては、ハンドリング性、はみ出し共に問題のない０．６〜１．５ｍｍが好ましいことが分かった。
【００３１】
一方、表２に示すように、合成ゴム（ＮＢＲ）に対する硫黄の配合比率が０．４〜１８．５重量％の場合（比較例２〜５）では、ゴム硬度は５２〜６２であり、エボナイト化していないものと判断した。この場合では、接着強度、耐熱性共に不十分であった。
また、合成ゴムを含有させる代わりに、充填剤の配合比率を高めた場合（比較例６〜１１）でも、接着強度、耐熱性共に不十分であった。
【００３２】
以上により、エポキシ樹脂を主成分とする接着シートにおいて、接着強度、耐熱性が共に向上することは、単に合成ゴムや無機充填剤を含有させたものとは異なり、エポキシ樹脂にエボナイト化ゴムを含有させたことによる独特の効果であることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係る接着シートは、柔軟性を有し、接着層形成後は接着強度、耐熱性に優れるため、例えば、車両用等の摩擦材等に適用可能である。