JP2000088021A - 接着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プライマーを使用することなく裏板に摩擦材を
強力に接着することができ、また接着剤の無駄や乾燥に
伴う問題がなく、さらに低コストな接着方法を提供す
る。 【解決手段】金属板１に摩擦材２を接着するための方法
であって、金属板表面にリン酸塩皮膜３を形成する工
程、リン酸塩被膜３上に静電塗布により熱硬化性接着剤
粒子を付着させる工程、熱硬化性接着剤粒子４をプレキ
ュアして予備硬化させた状態で摩擦材を熱硬化性接着剤
上に圧着加熱する工程を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は接着方法に関し、更
に詳細には金属板と多孔質材、例えばブレーキパッドの
裏板（金属板）と摩擦材（多孔質材）との接着に好適な
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ブレーキパッドを製造するに際
しては、ブレーキパッドの裏板に摩擦材を接着する工程
が不可欠である。

【０００３】このような例としては特許第２６４２０７
６号公報に記載されているものがある。これはブレーキ
パッドの裏板にプライマー（熱硬化性有機物）を塗布し
た後、硬化処理を施してプライマーを硬化させた後、こ
の上に摩擦材を接着剤で接着するものである。この接着
剤はいわゆるスプレーにより塗布し、乾燥工程を経るこ
とで所定の強度が得られるものである。

【０００４】一方、特開平２−２８３９２４号公報に
は、裏板に粉体の接着剤を静電塗布し、これを加熱しつ
つブレーキライニングを熱プレスしたものが記載されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の従来の
方法では下記のような問題がある。先ず前者のものでは
溶剤入りの接着剤を使用しているため人体に有害であ
り、スプレーにより拡散した場合作業環境の悪化を招来
することとなる。またプライマーの塗布と硬化及び接着
剤の乾燥に時間を要するため生産性に限界がありコスト
高の原因になるとともに、接着層に溶剤が残留して気泡
による内部エネルギーが増大し、接着強度の低下を招来
する。

【０００６】さらに接着剤がスプレーにより周囲に拡散
するため大量の接着剤が回収できないまま空気中に拡散
してしまうという問題がある。また、前者の方法では図
９に示すように、金属板１の表面にプライマー２０、接
着剤２１、摩擦材２の順で形成されている。このプライ
マー２０は、金属板１への塗布後、硬化処理を施されて
完全硬化し、プライマー上の接着剤２１は乾燥のみで硬
化処理が施されていないため、熱成型時そのほとんどが
摩擦材２中に流入し、接着層として残るのはむしろ予め
プライマーとして硬化させておいた皮膜（２０）であ
る。このため、接着層内に界面（プライマーと接着剤
間）が摩擦材付近に存在することとなり、せん断による
凝集破壊を起こす虞れがある。

【０００７】次に、後者のものでは溶剤によって及び／
またはサンドブラストによってクリーニングされたまま
の支持板に粉状接着剤を静電塗布しているため、接着強
度が十分でない問題がある。

【０００８】本発明はかかる従来の問題点を解決するた
めになされたもので、プライマーを使用することなく裏
板に摩擦材を強力に接着することができ、また接着剤の
無駄がない接着方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前述した技術的
課題を解決するために以下のような方法とした。すなわ
ち、金属板１に多孔質材２を接着するための方法であっ
て、金属板表面にリン酸塩皮膜３を形成する工程、リン
酸塩被膜上３に静電塗布により熱硬化性接着剤粒子４を
付着させる工程、熱硬化性接着剤粒子４をプレキュアし
て、予備硬化させた状態で多孔質材を熱硬化性接着剤上
に圧着加熱する工程とを含む。

【００１０】前記リン酸塩皮膜３としては、リン酸鉄皮
膜、リン酸マンガン皮膜、リン酸亜鉛皮膜が例示でき
る。前記熱硬化性接着剤は複合型熱硬化性接着剤が好ま
しく、金属表面と多孔質材料の接着力が十分なものとし
ては、熱可塑性樹脂変性熱硬化性接着剤又はエラストマ
ー変性熱硬化性接着剤を示すことができる。

【００１１】熱可塑性樹脂変性熱硬化性接着剤として
は、ポリビニルブチラール／フェノリック、ポリビニル
ホルマール／フェノリック、ナイロン／フェノリック、
ポリ酢酸ビニル／フェノリック、ロジン／フェノリッ
ク、ナイロン／エポキシ、ポリアミド／エポキシ、アク
リル／エポキシ、アニリン／エポキシ、ポリエステル／
エポキシ等が例示できる。

【００１２】またエラストマー変性熱硬化性接着剤とし
ては、ＮＢＲ／フェノリック、クロロプレン／フェノリ
ック、シリコーン／フェノリック、ポリウレタン／フェ
ノリック、ＮＢＲ／エポキシ、ポリウレタン／エポキシ
等が例示できる。

【００１３】なお、フェノール樹脂はレゾール又はヘキ
サミン含有のノッボラックが使用できる。また粉体接着
剤の静電塗布工程としては、外部静電方式（コロナ帯電
ガン）や内部帯電方式（トリボ帯電ガン）を使用するこ
とができる。

【００１４】このような帯電によって熱硬化性接着剤粒
子４を付着させることで接着剤の回収率を９０％程度と
することができ、従来の溶剤型スプレーを使用した場合
の回収率３０％に比較して大幅な改善がみられた。

【００１５】さらに、粒子（粉）状の接着剤を使用した
ことで溶剤が不要となり、環境汚染の防止、接着剤の乾
燥工程に伴う時間や強度の低下を防止することができ
る。さらにまた、粒子状の接着剤を金属板１に塗布する
に先立ち、金属板１にリン酸塩皮膜を形成しているた
め、表面のエネルギー、接着面積が増大し、金属板１と
リン酸塩皮膜間及びリン酸塩被膜と接着剤間の分子同士
の引っ張り合いにより強力な接着力が得られる。

【００１６】上記のように接着剤を熱可塑性樹脂変性、
エラストマー変性のものとすることによって熱成形時
に、摩擦材中への接着剤流入の規制が容易となり、最終
製品としての適正接着剤厚みの確保、摩擦材との投錨効
果の成立が達成される。

【００１７】またそれらの適度な粘性の維持によって接
着層の確保、投錨効果の成立が容易となり、接着剤加熱
条件の範囲を広げることも可能となる。本発明は特に車
両用ブレーキのブレーキパッドに応用するのが好適であ
るが、これらに限らず、金属と多孔質材とを接着するも
のには構造用非構造用を問わず広く応用が可能である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の接着方法を図１か
ら図８に示される実施形態について更に詳細に説明す
る。

【００１９】以下の実施形態は車両のブレーキに使用す
るブレーキパッドの製法に応用したものであって裏板
（プレッシャープレート）である金属板１の表面に多孔
質材（多孔質の摩擦層）を接着するものである。図７は
この発明の実施形態による工程を示す図である。

【００２０】まず図１に示すように、化成処理によって
金属板１の表面にリン酸鉄皮膜３を形成する。このリン
酸鉄皮膜３を形成することで表面エネルギーが増大し接
着面積も増大する（工程１１）。

【００２１】続いて図２に示すように、ポリビニル変性
フェノール樹脂である熱硬化性接着剤粒子４をリン酸鉄
皮膜３上に形成する（工程１２）。この形成方法として
は外部帯電方式と内部帯電方式とがある。

【００２２】図６に示す装置は外部帯電方式を実施する
ものである。熱硬化性接着剤粒子４はコロナ帯電ガンと
呼ばれる筒状体５内を高速で通過する。この筒状体５の
下方には電極７が配置されている。

【００２３】前記電極７は高圧電源６のマイナス側に接
続されており、高圧電源６のプラス側は金属板１に接続
されている。この構造によって前記電極７近傍にはコロ
ナ放電現象が発生し、空気中に放出された高速の電子が
電極７付近の空気分子に捕捉されて、低速のマイナスイ
オンとなる。この領域を通過する熱硬化性接着剤粒子４
はマイナスイオンと衝突してマイナス極性に帯電し、電
界８に誘導されてプラスに帯電している金属板１に付着
する。このため、熱硬化性接着剤粒子４は無駄なく金属
板１に付着するとともに、溶剤を含まないため環境の悪
化を招来することはない。

【００２４】一方、内部帯電方式では、熱硬化性接着剤
粒子４を高速で通過させる筒状体を用意し、この筒状体
内部に高速で空気を送給し、この際に生ずる摩擦で熱硬
化性接着剤粒子４を帯電させるようにする。

【００２５】このようにして形成された熱硬化性接着剤
粒子４をプレキュアして樹脂が完全硬化に至る前の段階
の半硬化の状態とし（工程１３）、熱硬化性接着剤粒子
の表面張力を減少させる（図３）。プレキュアによって
熱硬化性接着剤粒子４のガラス転移点で接着剤の表面張
力が裏板の表面張力より減少し良好なぬれ特性が得られ
る。また、リン酸鉄皮膜３と熱硬化性接着剤粒子４間の
界面エネルギーは従来のプライマーと接着剤間の界面エ
ネルギーに比較して小さいため物理特性が安定してい
る。

【００２６】この状態で予備成型された摩擦材２を、Ｂ
ステージレベルまで予備硬化した熱硬化性接着剤上に圧
着加熱する（工程１４、１６）。このときプレキュアに
よって熱硬化性接着剤の溶融粘度の増大及びある程度の
高分子化が図られていることから、多孔質である摩擦材
２への熱硬化性接着剤の流入が抑制され強固な接着剤層
が形成される（図８）。熱成形後の加熱により熱硬化性
接着剤は完全硬化し、摩擦材２と熱硬化性接着剤粒子４
との投錨効果の発生、接着剤凝集力の形成、各界面張力
の極小安定化が生じるため、摩擦材２は裏板上に完全に
接着される（工程１５）。

【００２７】従来の方法では、接着層内に界面（プライ
マーと接着剤間）が摩擦材付近に存在することとなり、
せん断による凝集破壊を起こす虞れがあったが、本発明
では界面が生じないため強度低下を起こすことはない。

【００２８】本発明の方法によって形成される接着層
は、図８に示すように、図９の従来例における有機皮膜
と接着層との厚みを足したものと同等になる。このため
ボス穴９から侵入する水分に対しては従来と同等の防錆
効果が期待できる。また、金属板１にはリン酸鉄皮膜３
が形成されているため製造中における防錆効果も期待で
きる。

【００２９】以上述べたように、本発明ではプライマー
（有機皮膜）を使用しないため、プライマー自体のコス
トは勿論、プライマー焼き付けのエネルギーコストもか
からない。

【００３０】また、帯電によって熱硬化性接着剤粒子４
を付着させることで接着剤の回収率を９０％程度にする
ことができ、従来の溶剤型スプレーを使用した場合の回
収率３０％に比較して大幅に改善された。

【００３１】さらに、粒子（粉）状の接着剤（４）を使
用したことで溶剤が不要となり、環境汚染の防止、接着
剤の乾燥工程に伴う時間や強度の低下を防止することが
できた。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プライマ
ーを使用することなく裏板に摩擦材を強力に接着するこ
とができる。

【００３３】また接着剤として溶剤を用いないため、環
境の悪化や乾燥中の強度低下がなく、さらに生産性が良
好で生産エネルギーも僅かで済むため低コストで実施で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である接着方法の第１段階
を示す図である。

【図２】本発明の一実施形態である接着方法の第２段階
を示す図である。

【図３】本発明の一実施形態である接着方法の第３段階
を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態である接着方法の第４段階
を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態である接着方法の第５段階
を示す図である。

【図６】本発明の一実施形態である接着方法の熱硬化性
接着剤粒子の付着装置の概略を示す図である。

【図７】本発明の一実施形態である接着方法の工程を示
す図である。

【図８】本発明の一実施形態である接着方法における接
着層及び接着状態を示す図である。

【図９】従来の接着方法を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 金属板 ２ 摩擦材 ３ リン酸鉄皮膜 ４ 熱硬化性接着剤粒子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属板に多孔質材を接着するための方法で
   あって、 金属板表面にリン酸塩皮膜を形成する工程、リン酸塩被
   膜上に静電塗布により熱硬化性接着剤粒子を付着させる
   工程、熱硬化性接着剤粒子をプレキュアして予備硬化さ
   せた状態で、多孔質材を熱硬化性接着剤上に圧着加熱す
   る工程、とを含むことを特徴とする接着方法。
2. 【請求項２】前記熱硬化性接着剤は、熱可塑性樹脂変性
   熱硬化性接着剤である請求項１に記載の接着方法。
3. 【請求項３】前記熱硬化性接着剤は、エラストマー変性
   熱硬化性接着剤である請求項１に記載の接着方法。