JP7351439B1 - 湿式摩擦材用接着剤組成物および湿式摩擦板 - Google Patents
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Abstract
Description
[2]上記炭素数1以上6以下のカルボン酸の含有量は、当該湿式摩擦材用接着剤組成物の固形分に対して、0.1質量%以上10質量%である、項目[1]に記載の湿式摩擦材用接着剤組成物。
[3]上記炭素数1以上6以下のカルボン酸は、酢酸を含む、項目[1]または[2]に記載の湿式摩擦材用接着剤組成物。
[4]上記アルコール系溶剤は、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、およびtert-ブチルアルコールから選択される少なくとも1つを含む、項目[1]~[3]のいずれかに記載の湿式摩擦材用接着剤組成物。
[5]ニッケルを実質的に含まない、項目[1]~[4]のいずれかに記載の湿式摩擦材用接着剤組成物。
[6]コバルトを実質的に含まない、項目[1]~[5]のいずれかに記載の湿式摩擦材用接着剤組成物。
[7]メタノールトレランス(25℃)が、1000%以上である、項目[1]~[6]のいずれかに記載の湿式摩擦材用接着剤組成物。
[8]金属基材と、当該金属基材に、項目[1]~[7]のいずれかに記載の湿式摩擦材用接着剤組成物を介して接着された摩擦材と、を備える湿式摩擦板。
本実施形態の湿式摩擦材用接着剤組成物(以下、「接着剤組成物」とも称する)は、レゾール型フェノール樹脂と、ポリビニルブチラールと、炭素数1以上6以下のカルボン酸と、アルコール系溶剤とを含む。以下に、各成分について説明する。
本実施形態の接着剤組成物に用いられるレゾール型フェノール樹脂は、フェノール樹脂とアルデヒド類とを塩基性触媒の存在下で反応させて得られるレゾール型フェノール樹脂である。
本実施形態の接着剤組成物に用いられるポリビニルブチラールは、酸触媒の存在下、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドでブチラール化することにより得られるエラストマーである。ポリビニルブチラールの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリビニルブチラールの取り扱い性等の観点から、好ましくは1.0×104~1.0×105であり、より好ましくは2.0×104~8.0×104であり、さらに好ましくは3.3×104~5.5×104である。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定されたポリスチレン換算によるものをいう。
本実施形態の接着剤組成物は、炭素数1以上6以下のカルボン酸を含む。炭素数1以上6以下のカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、得られる接着剤組成物の接着強度の改善と、取扱い性および入手容易性の観点から、酢酸を用いることが好ましい。上記カルボン酸を含むことにより、接着強度がさらに向上した接着剤組成物を得ることができる。
本実施形態の接着剤組成物は、上記成分がアルコール系溶剤に溶解または分散された液状物として提供される。本実施形態の接着剤組成物の溶剤として用いられるアルコール類としては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、およびtert-ブチルアルコールが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、取扱い性の簡便性の観点から、メタノールが好ましく用いられる。
本実施形態の接着剤組成物は、鉄塩を含んでもよい。鉄塩としては、第二鉄塩、または第三鉄塩が挙げられる。好ましくは、鉄塩は、硫酸鉄(II)、または硫酸鉄(III)等の硫酸塩である。硫酸塩の具体例としては、硫酸鉄(II)、硫酸鉄(II)7水和物、硫酸鉄(III)アンモニウムが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(その他の成分)
本実施形態に係る接着剤組成物は、上述のアルコール系溶媒中に、上述した成分を、公知の方法を用いて混合することにより得られる。
なお、メタノールトレランスは、以下のようにして測定できる。
まず、500mlのメスシリンダーに10mlの接着剤組成物を測り取り、25℃に保ち撹拌しながら、徐々にメタノールを添加して行う。接着剤組成物とメタノールの混合溶液が白濁した時点のメタノールの添加量(体積)から次式により算出する。
メタノールトレランス(%)=(メタノール添加量(ml)/接着剤組成物10ml)×100
なお、粘度は、JIS Z8803に準拠して、E型粘度計(東機産業社製)を用いて測定される。
本実施形態の接着剤組成物は、湿式摩擦板を作製するために好適に使用される。湿式摩擦板は、金属基材(鋼板)と摩擦板とを、本実施形態の接着剤組成物を用いて接着することにより作製される。より詳細には、湿式摩擦板は、金属基材に本実施形態の接着剤組成物を塗布し、この金属基材の接着剤組成物が塗布された面上に、摩擦材を配置して接着させることにより製造される。本実施形態の接着剤組成物は、塗工性および作業性に優れるため、上記の工程が首尾よく実施できる。またこのようにして得られた湿式摩擦板は、摩擦板と金属基材とが強固に接着されているため、優れた強度を有する。
(実施例1)
撹拌装置、還流冷却器及び温度計を備えた反応装置に、フェノール100重量部、37%ホルマリン水溶液151重量部(F/Pモル比=1.7)、トリエチルアミン5重量部を添加し、還流条件下で40分間反応させた。その後、91kPaの減圧条件下で脱水を行いながら系内の温度が70℃に達したところでメタノールを40重量部加えて、80℃で2時間反応させ、重量平均分子量1382のレゾール型フェノール樹脂を得た。これにメタノールを120重量部、ポリビニルブチラール樹脂30重量部、酢酸4.5重量部を加えて溶解させて混合し、遊離フェノール1.5%、不揮発分50%の接着剤組成物を得た。
酢酸の添加量を、9.0重量部に変更した以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を得た。
4.5重量部の酢酸に加え、1.5重量部の硫酸鉄(II)を添加したこと以外は、実施例1と同様にして、接着剤組成物を得た。
撹拌装置、還流冷却器及び温度計を備えた反応装置に、フェノール100重量部、37%ホルマリン水溶液151重量部(F/Pモル比=1.7)、トリエチルアミン5重量部を添加し、還流条件下で40分間反応させた。その後、91kPaの減圧条件下で脱水を行いながら系内の温度が70℃に達したところでメタノールを40重量部加えて、80℃で2時間反応させ、重量平均分子量1382のレゾール型フェノール樹脂を得た。これにメタノールを120重量部、ポリビニルブチラール樹脂30重量部を加えて溶解させて混合し、遊離フェノール1.5%、不揮発分50%の湿式摩擦材用接着剤組成物を得た。
撹拌装置、還流冷却器及び温度計を備えた反応装置に、フェノール100重量部、37%ホルマリン水溶液117重量部(F/Pモル比=1.2)、30%アンモニア水溶液4重量部を添加し、還流条件下で40分間反応させた。その後、91kPaの減圧条件下で脱水を行いながら系内の温度が70℃に達したところでメタノールを20重量部加えて、80℃で1時間反応させた。次いで、メタノールを80重量部を加えることにより、不揮発分50%のレゾール型フェノール樹脂を得た。
得られたレゾール型フェノール樹脂100重量部と、ポリビニルブチラール樹脂12重量部と、メタノール12重量部を溶解させて混合し、接着剤組成物を得た。
撹拌装置、還流冷却器及び温度計を備えた反応装置に、フェノール100重量部、37%ホルマリン水溶液117重量部(F/Pモル比=1.2)、30%アンモニア水溶液4重量部を添加し、還流条件下で40分間反応させた。その後、91kPaの減圧条件下で脱水を行いながら系内の温度が70℃に達したところでメタノールを20重量部加えて、80℃で1時間反応させた。次いで、メタノールを80重量部を加えることにより、不揮発分50%のレゾール型フェノール樹脂を得た。
得られたレゾール型フェノール樹脂100重量部と、ポリビニルブチラール樹脂13重量部と、レゾルシンを2重量部と、メタノール15重量部を溶解させて混合し、固形分全体に対してレゾルシンを3質量%含む接着剤組成物を得た。
実施例1~3および比較例1~3で得られた接着剤組成物を、以下の物性について測定し、性能を評価した。
溶剤溶解性を、メタノールトレランスを測定することにより評価した。メタノールトレランスの値が大きいほど、樹脂組成物のメタノールに対する溶解性が高いことを示す。
メタノールトレランスの測定:まず、500mlのメスシリンダーに10mlの接着剤組成物を測り取り、25℃に保ち撹拌しながら、徐々にメタノールを添加した。接着剤組成物とメタノールの混合溶液が白濁した時点のメタノールの添加量(体積)から次式により算出した。結果を表1に示す。
メタノールトレランス(%)=(メタノール添加量(ml)/接着剤組成物10ml)×100
粘度の測定:JIS Z8803に準拠して、E型粘度計(東機産業社製)を用いて、接着剤組成物の粘度を測定した。結果を表1に示す。
接着剤組成物の接着強度を、250℃の温度下で接着した場合、および300℃の温度下で接着した場合の非剥離面積率を測定することにより評価した。非剥離面積率の値が大きいほど、接着強度が高いことを示す。
非剥離面積率の測定(接着温度250℃):酸洗鋼板に、上述の接着剤組成物を塗布し、アラミド基材にフェノール樹脂を含浸・硬化させて作製した含浸紙を熱プレス(250℃、10MPa)で接着し、90℃折り曲げた時に接着面が剥離していない面積を測定し、折り曲げる前の接着面積に対する割合(%)を算出した。結果を表1に示す。
非剥離面積率の測定(接着温度300℃):酸洗鋼板に、上述の接着剤組成物を塗布し、アラミド基材にフェノール樹脂を含浸・硬化させて作製した含浸紙を熱プレス(300℃、10MPa)で接着し、90℃折り曲げた時に接着面が剥離していない面積を測定し、折り曲げる前の接着面積に対する割合(%)を算出した。結果を表1に示す。
Claims (8)
- レゾール型フェノール樹脂、
ポリビニルブチラール、
炭素数1以上6以下のカルボン酸、および
アルコール系溶剤、
を含む湿式摩擦材用接着剤組成物。 - 前記炭素数1以上6以下のカルボン酸の含有量は、当該湿式摩擦材用接着剤組成物の固形分に対して、0.1質量%以上10質量%である、請求項1に記載の湿式摩擦材用接着剤組成物。
- 前記炭素数1以上6以下のカルボン酸は、酢酸を含む、請求項1に記載の湿式摩擦材用接着剤組成物。
- 前記アルコール系溶剤は、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、およびtert-ブチルアルコールから選択される少なくとも1つを含む、請求項1に記載の湿式摩擦材用接着剤組成物。
- ニッケルを実質的に含まない、請求項1に記載の湿式摩擦材用接着剤組成物。
- コバルトを実質的に含まない、請求項1に記載の湿式摩擦材用接着剤組成物。
- メタノールトレランス(25℃)が、1000%以上である、請求項1に記載の湿式摩擦材用接着剤組成物。
- 金属基材と、
前記金属基材に、請求項1乃至7のいずれかに記載の湿式摩擦材用接着剤組成物を介して接着された摩擦材と、を備える湿式摩擦板。
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