DE10257925A1

DE10257925A1 - Belag mit zweilagiger Struktur und Herstellungsverfahren für denselben

Info

Publication number: DE10257925A1
Application number: DE10257925A
Authority: DE
Inventors: Kunihiro Nomura
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2003-07-17
Also published as: JP3940341B2; JP2003247578A; US20030116398A1

Abstract

Ein Unterlageformmaterial-Herstellungsschritt 21 für einen zweilagigen Belag 1 weist einen Papierherstellungsschritt 22, in dem ein Papier hergestellt wird, das mit einem Bindemittel beschichtet wird und getrocknet wird, um einen Papierbogen 4 zu erhalten; einen Schneidschritt 23, in dem der Papierbogen 4 in eine bandartige Form geschnitten wird; einen Biegeschritt 24, in dem eine Längsfalte in den bandartigen Papierbogen 4 gemacht wird; einen Wickelschritt 25, in dem der gefaltete Papierbogen 4 zu einer Ringform gewickelt wird, um das Unterlageformmaterial 5 zu erhalten; auf. Danach wird im Formatschritt 31 der zweilagige Belag 1 mit mehreren Lufthohlräumen 6 durch Zusammenlaminieren des Frontmaterials 2, das im Frontmaterial-Herstellungsschritt 11 hergestellt wird, und des gefalteten Unterlageformmaterials 5, das im Unterlagematerial-Herstellungsschritt 21 hergestellt wird, und durch einteiliges Wärmeformen der zwei Materialien zusammen, während Druck aufgebracht wird, hergestellt.

Description

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Belag. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Belag mit einer zweilagigen Struktur und ein Herstellungsverfahren für denselben.

2. Hintergrundinformation

Kraftfahrzeugkupplungen verwenden eine Kupplungsscheibe, die diskontinuierlich mit einem Schwungrad in Eingriff steht und durch Reibung Kraft überträgt. Eine herkömmliche Kupplungsscheibe weist beispielsweise zwei ringförmige Reibbeläge und eine dazwischen angeordnete Dämpfungsplatte auf. Bekannte Strukturen für die ringförmigen Reibbeläge umfassen eine zweilagige Struktur, in der ein Frontmaterial und ein Unterlagematerial einteilig miteinander geformt sind. Das Frontmaterial dient als Reibungsfläche. Das Unterlagematerial dient zum Abstützen und Verstärken des Frontmaterials. In einem zweilagigen Reibbelag wird die Reibungsleistung durch das Frontmaterial bewerkstelligt und die Rotationsfestigkeit wird durch das Unterlagematerial bewerkstelligt. Folglich können sowohl eine ausgezeichnete Reibungsleistung als auch eine hohe Rotationsfestigkeit gleichzeitig erreicht werden.
Üblicherweise besteht das in dieser Art Reibbelag verwendete Unterlagematerial aus einem Material wie z. B. einer leichten Legierung oder einer Glasmatte, die in eine Ringform gestanzt wurde. Wenn das Unterlagematerial durch Stanzen hergestellt wird, ist die Ausbeute des Materials der leichten Legierung oder der Glasmatte schlecht. Ferner sind Wärmebeständigkeit und leichteres Gewicht auch Leistungsfaktoren, die für das Unterlagematerial gefordert werden.
Angesichts des obigen besteht ein Bedarf für einen Belag mit einer zweilagigen Struktur und ein Herstellungsverfahren für denselben, das die vorstehend erwähnten Probleme im Stand der Technik beseitigt. Die vorliegende Erfindung wendet sich diesem Bedarf im Stand der Technik sowie anderen Bedürfnissen zu, die für Fachleute aus dieser Offenbarung ersichtlich werden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Unterlagematerials eines Belags mit einer zweilagigen Struktur und einer hohen Porosität, um die Wärmestrahlungsleistung eines Frontmaterials, das als Reibungsmaterial dient, zu verbessern und dadurch die Reibungsleistung und die Wärmebeständigkeit des Belags zu verbessern. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens für den zweilagigen Belag, welches die Ausbeute des zur Herstellung des Unterlagematerials verwendeten Materials verbessert.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1, 15 und 17. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Ein zweilagiger Belag gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Frontmaterial und ein Unterlageformmaterial auf. Das Frontmaterial weist eine Reibungsfläche auf und wird einteilig mit dem Unterlageformmaterial geformt. Das Unterlageformmaterial wird durch Wickeln eines Papierbogens, der kurze Fasern, Fasermassematerial (Pulpmaterial) und ein Bindemittel enthält, in eine Ringform erhalten. Ein Unterlagematerial wird durch einteiliges Formen des Unterlageformmaterials mit dem Frontmaterial hergestellt. Das Unterlagematerial weist eine Porosität von 8 Volumen-% oder mehr auf.

Da bei diesem zweilagigen Belag die Porosität des Unterlagematerials relativ hoch ist, d. h. 8 Volumen-% oder mehr, weist das Frontmaterial eine ausgezeichnete Wärmestrahlungsleistung auf. Ferner werden die Schwundbeständigkeit und die Festlaufbeständigkeit verbessert. Die hier erwähnte Porosität bezieht sich auf den Prozentsatz an Lufthohlräumen im Belag und ist der Wert, der durch Dividieren der scheinbaren Dichte des Belags durch die wahre Dichte erhalten wird.

Ein zweilagiger Belag gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Belag des ersten Aspekts mit einer scheinbaren Dichte von 1,6 g/cm³ oder weniger. Dieser zweilagige Belag ermöglicht, dass das Gewicht verringert wird, da seine scheinbare Dichte 1,6 g/cm³ oder weniger ist. Die hier erwähnte scheinbare Dichte ist der Wert, der durch Dividieren des Gewichts des Belags durch das Volumen des Belags erhalten wird.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Herstellungsverfahren für ein Unterlageformmaterial bereit, das einteilig mit einem Frontmaterial mit einer Reibungsfläche in einem zweilagigen Belag geformt wird, wobei die folgenden Schritte bereitgestellt werden:
ein Papierherstellungsschritt, in dem ein Papierbogen durch Mischen von kurzen Fasern und Fasermassematerial und Gestalten derselben zu Papier, Beschichten des Papiers mit einem Bindemittel und Trocknen desselben erhalten wird;
ein Schneidschritt, in dem der Papierbogen in eine bandartige Form geschnitten wird;
ein Biegeschritt, in dem eine Längsfalte in den bandartigen Papierbogen gemacht wird; und
ein Wickelschritt, in dem ein Unterlageformmaterial durch Wickeln des gefalteten Papierbogens zu einer Ringform erhalten wird.

Mit diesem Herstellungsverfahren wird der Papierbogen in eine bandartige Form geschnitten und im Wickelschritt zu einer Ringform gewickelt, um ein Unterlageformmaterial zu erhalten, das ein Vorbereitungsmaterial zum Formen des Unterlagematerials ist. Dieses Verfahren beseitigt die Verschwendung von Unterlagematerial, die üblicherweise vorgekommen ist, und verbessert somit die Ausbeute des Unterlagematerials. Da der Papierbogen der Länge nach gefaltet wird, nachdem er in eine bandartige Form geschnitten wurde, wird ferner der gesamte Belag gemäß der Falte gequetscht, wenn das Unterlageformmaterial und das Frontmaterial in einem anschließenden Schritt einteilig miteinander geformt werden. Es ist nicht vollständig erforderlich, eine Falte im Papierbogen zu erzeugen, wenn das Erhalten einer hohen Porosität das einzige Ziel ist. Durch Erzeugen einer Falte, wie es bei dieser Erfindung durchgeführt wird, wird es jedoch möglich, den Belag in einer stabileren Weise herzustellen.

Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt das Herstellungsverfahren für ein Unterlageformmaterial für einen zweilagigen Belag des dritten Aspekts bereit, wobei der Papierherstellungsschritt den Papierbogen derart herstellt, dass dessen Grundgewicht größer als oder gleich 0,025 kg/m² und geringer als oder gleich 0,110 kg/m² ist.

Bei diesem Papierherstellungsschritt kann der Papierbogen im Wickelschritt zufriedenstellend gewickelt werden, da das Grundgewicht des Papierbogens geringer als oder gleich 0,110 kg/m² ist. Da das Grundgewicht unterdessen größer als oder gleich 0,025 kg/m² ist, ist es leicht, den Bogen, welcher ein Fasersubstrat ist, das kurze Fasern und Fasermassematerial enthält, von dem Papierherstellungssieb abzulösen.

Hier ist das Grundgewicht das Gewicht pro Quadratmeter des Papierbogens.

Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag mit den folgenden Schritten bereit:
einem Frontmaterial-Herstellungsschritt, in dem das Frontmaterial hergestellt wird;
einem Herstellungsschritt für ein Unterlageformmaterial wie im dritten oder vierten Aspekt angeführt; und
einem Formschritt, in dem das Unterlageformmaterial und das Frontmaterial zusammenlaminiert und geformt werden, um einen Belag mit einer zweilagigen Struktur zu erhalten.

Bei diesem Herstellungsverfahren wird ein kostengünstiger zweilagiger Belag erhalten, da der zweilagige Belag unter Verwendung eines Unterlageformmaterials hergestellt wird, das mit einer verbesserten Materialausbeute hergestellt wurde.

Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt das Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag des fünften Aspekts bereit, wobei der Formschritt derart gestaltet ist, dass das Formen durchgeführt wird, während der Kompressionsgrad eingestellt wird.

Bei diesem Herstellungsverfahren kann der Grad, in dem der bandartige Papierbogen, der das Unterlageformmaterial bildet, gequetscht wird, durch Einstellen der Kompression während des Formschritts eingestellt werden. Folglich kann das Unterlagematerial des zweilagigen Belags aus einem Zustand geformt werden, in dem Lufthohlräume in der Nähe der Falte im Unterlageformmaterial existieren. Somit kann das Gewicht des Belags verringert werden, da die scheinbare Dichte des Belags klein ist.

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart.

Man nehme nun auf die beigefügten Zeichnungen Bezug, die einen Teil dieser ursprünglichen Offenbarung bilden:
Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines zweilagigen Belags gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Unterlageformmaterials des zweilagigen Belags;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des Unterlageformmaterials des zweilagigen Belags entlang der Linie A-A von Fig. 2;
Fig. 4 ist eine Ansicht eines Herstellungsprozessdiagramms für den zweilagigen Belag;
Fig. 5a und 5b sind Querschnittsansichten zur Darstellung des geschichteten Zustands des Frontmaterials und des Unterlagematerials vor einem Formschritt gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht, die einen geschichteten Zustand des Frontmaterials und des Unterlagematerials nach dem Formschritt darstellt;
Fig. 7a und 7b sind Querschnittsansichten von vergrößerten teilweisen Querschnitten von Fig. 6;
Fig. 8 ist eine Ansicht einer Kurve, die die Beziehung zwischen dem Formdruck und der Porosität darstellt; und
Fig. 9 ist eine Ansicht einer Kurve, die die Beziehung zwischen dem Formdickenstopper und der Porosität darstellt.
Ausgewählte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Es ist für Fachleute aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nur zur Erläuterung und nicht für den Zweck der Begrenzung der Erfindung, die durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird, bereitgestellt wird.

(1) Bestandteilsmerkmale des zweilagigen Belags

Fig. 1 zeigt einen zweilagigen Belag 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der zweilagige Belag 1 ist an einem äußeren Umfangsbereich einer Kupplungsscheibe (nicht dargestellt) montiert und dient zum Reibungseingriff mit einem Schwungrad (nicht dargestellt), indem er gegen dieses gedrückt wird. Der zweilagige Belag 1 ist ein kreisförmiges, ringförmiges Element mit einem Frontmaterial 2 und einem Unterlagematerial 3. Das Frontmaterial wird direkt gegen das Schwungrad gedrückt. Das Unterlagematerial 3 ist an einer Rückfläche des Frontmaterials 2 befestigt und dient als Verstärkungselement.
Das Frontmaterial 2 besteht vorzugsweise aus einem Glasrovingsubstrat, das mit einem Reibungseinstellmittel und einem wärmehärtbaren Harz imprägniert und beschichtet ist. Kautschuke wie z. B. NBR und SBR werden vorzugsweise als Kautschuk des Substrats verwendet. Pulver von anorganischen Substanzen wie z. B. Kalziumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Bariumsulfat und Siliziumdioxid und organischen Substanzen wie z. B. Acajustaub und Kautschukstaub werden als Reibungseinstellmittel verwendet. Das wärmehärtbare Harz ist vorzugsweise ein wärmehärtbares Harz auf Phenolbasis, z. B. ein Resol, Novolak oder denaturiertes Phenolharz. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel wird ein Phenolharz vom Resoltyp verwendet.
Wie in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, wird das Unterlagematerial 3 hergestellt, wenn ein Unterlageformmaterial 5, das aus einem Papierbogen 4 besteht, der in eine bandartige Form geschnitten wurde und zu einer Ringform gewickelt wurde, einteilig mit dem Frontmaterial 2 geformt wird. Der Papierbogen 4 ist ein sehr dünner Bogen, der durch Vermischen von kurzen Fasern und Fasermasse, Gestalten desselben zu einem Bogen von Fasersubstrat unter Verwendung eines Papierherstellungsverfahrens und Beschichten des Bogens mit einem Bindemittel erhalten wird. Es ist nicht absolut erforderlich, ein Fasermassematerial einzuschließen; es ist auch annehmbar, nur kurze Fasern zu verwenden.
Nachdem es einteilig mit dem Frontmaterial 2 geformt wurde, weist das Unterlagematerial 3 viele Lufthohlräume 6 auf, wie in der teilweisen Querschnittsansicht von Fig. 7a gezeigt. Diese Lufthohlräume 6 sind im Unterlagematerial 3 mit einem Volumenprozentsatz von 8% oder mehr enthalten. Die Lufthohlräume 6 bewirken, dass die scheinbare Dichte des zweilagigen Belags 1 1,6 g/cm³ oder geringer ist. Wie später genauer beschrieben, werden die Lufthohlräume 6 auch durch die Kompressionseinstellung erzeugt, die stattfindet, wenn das Frontmaterial 2 und das Unterlageformmaterial 5 einteilig miteinander geformt werden.
Mit Bezug auf Fig. 5a ist es bevorzugt, dass die im Papierbogen 4 enthaltenen kurzen Fasern Glasfasern oder Aramidfasern sind und die häufig verwendeten Fasern einen Faserdurchmesser, der größer als oder gleich 6 µm und geringer als oder gleich 13 µm ist, und eine Faserlänge, die größer als oder gleich 3 mm und geringer als oder gleich 24 mm ist, aufweisen. Das Grundgewicht des Papierbogens 4 ist größer als oder gleich 0,025 kg/m² und geringer als oder gleich 0,110 kg/m².
Die im Papierbogen 4 enthaltene Fasermasse weist natürliche Fasern, synthetische Fasern oder ein Gemisch von einer Vielzahl von diesen auf. Beispiele von verwendeten natürlichen Fasern umfassen Holzfasern und Blattfasern und Beispiele von synthetischen Fasern umfassen Aramid und Polyester. Das im Papierbogen 4 enthaltene Bindemittel ist ein wärmehärtbares Harz auf Phenolbasis, z. B. ein Resol, Novolak oder denaturiertes Phenolharz.
Da das Unterlagematerial 3 mehrere Lufthohlräume 6 enthält, weist der hier beschriebene zweilagige Belag 1 eine kleine scheinbare Dichte auf und ist leichtgewichtig.

(2) Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag

Als nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des zweilagigen Belags 1 beschrieben.
Fig. 4 zeigt einen Herstellungsprozess für den zweilagigen Belag 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieser Herstellungsprozess weist die folgenden Schritte auf: einen Frontmaterial-Herstellungsschritt 11, in dem das Frontmaterial 2 hergestellt wird; einen Unterlagematerial-Herstellungsschritt 21, in dem das Unterlageformmaterial 5 hergestellt wird; und einen Formschritt 31, in dem die zwei Materialien zusammenlaminiert und geformt werden, um den zweilagigen Belag 1 zu erhalten.
Zuerst wird im Frontmaterial-Herstellungsschritt 11 ein Glasrovingsubstrat, das mit einem Reibungseinstellmittel und einem wärmehärtbaren Harz imprägniert und beschichtet ist, getrocknet und gewalzt, um das Frontmaterial 2 herzustellen.
Separat von der Herstellung des Frontmaterials 2 wird das Unterlageformmaterial 5 im Unterlageherstellungsschritt 21 hergestellt. Der Unterlagematerial-Herstellungsschritt 21 weist die folgenden Schritte auf:
einen Papierherstellungsschritt 22, in dem kurze Fasern und Fasermassematerial vermischt und zu einem Papier gestaltet werden, das dann mit einem Bindemittel beschichtet und getrocknet wird, um den Papierbogen 4 zu erhalten;
einen Schneidschritt 23, in dem der Papierbogen 4 in eine bandartige Form geschnitten wird;
einen Biegeschritt 24, in dem eine Längsfalte in den bandartigen Papierbogen 4 gemacht wird; und
einen Wickelschritt 25, in dem der gefaltete Papierbogen 4 in eine Ringform gewickelt wird, um das Unterlageformmaterial 5 zu erhalten.
Beim Papierherstellungsschritt 22 wird der Papierbogen 4 gemäß den folgenden Schritten unter Verwendung von kurzen Fasern und Fasermasse als Rohmaterialien hergestellt.

1 Rohmaterialschritt

Kurze Fasern und Fasermasse werden in Wasser dispergiert und vermischt, um eine Aufschlämmung herzustellen. Die Aufschlämmung wird auf eine Konzentration eingestellt, die für eine Nasspapierherstellung geeignet ist, und zu einem Nasspapierherstellungsschritt gesandt.

2 Nasspapierherstellungsschritt

Die hinsichtlich der Konzentration eingestellte Aufschlämmung wird zu einer Papierherstellungsmaschine geleitet und ein Bogen von Fasersubstrat, das kurze Fasern und Fasermasse enthält, wird auf einem Papierherstellungssieb hergestellt, das in der Papierherstellungsmaschine vorgesehen ist. Der Bogen wird dann in einem Vakuumextraktor entwässert, vom Sieb abgeschält und zum Beschichtungsschritt gesandt.

3 Bindemittel-Abscheidungsschritt

Ein Bindemittel, das aus einem gepulverten wärmehärtbaren Harz besteht, wird auf den entwässerten Fasersubstratbogen gesprüht, der kurze Fasern und Fasermasse enthält. Es ist auch annehmbar, ein Bindemittel aus flüssigem wärmehärtbaren Harz aufzubringen, so dass es den Substratbogen imprägniert.

4 Trocknungsschritt

Nachdem das Bindemittel auf den Fasersubstratbogen, der kurze Fasern und Fasermasse enthält, aufgebracht ist, wird der Bogen in einem Ofentrockner grob getrocknet. Dann wird der Bogen mit einem Oberflächentrockner weiter getrocknet und der Papierbogen 4 wird erhalten.

5 Untersuchungsschritt

Bevor der getrocknete Papierbogen 4 zum Wickelschritt 25 gesandt wird, wird er auf Defekte und das korrekte Grundgewicht untersucht. Insbesondere wird das Grundgewicht untersucht, um sicherzustellen, dass es größer als oder gleich 0,025 kg/m² und geringer als oder gleich 0,110 kg/m² ist. Wenn die Untersuchung feststellt, dass das Grundgewicht außerhalb des von den vorstehend erwähnten Werten definierten Bereichs liegt, wird die Konzentration der im Rohmaterialschritt verwendeten Aufschlämmung neu eingestellt.
Im Schneidschritt 23 wird der aus dem Papierherstellungsschritt 22 erhaltene Papierbogen 4 mit einer Streifenschneidmaschine in eine bandartige Form geschnitten. Die Breite des resultierenden Bandes ist derart, dass eine vorgeschriebene Dicke für das Unterlagematerial 3 erhalten wird, wenn das Band im Formschritt 31 (später erörtert) gequetscht wird.
Im Biegeschritt 24 wird eine Längsfalte in den bandartigen Papierbogen 4 gemacht. Die Falte wird derart gemacht, dass, nachdem der Papierbogen im Wickelschritt 25 (später erörtert) gewickelt ist, das Unterlageformmaterial 5 eine V-förmige oder W-förmige radiale Querrichtung aufweist, wie in Fig. 3a und Fig. 3b gezeigt.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 4 wird im Wickelschritt 25 der gefaltete bandartige Papierbogen 4 auf den vorgeschriebenen Durchmesser des Unterlagematerials 3 gewickelt und wird zum Unterlageformmaterial 5. Kurz gesagt, die Dicke des Unterlagematerials 3 wird durch die Breite des im Schneidschritt 23 erhaltenen bandartigen Papierbogens 4 eingestellt und der Durchmesser des Unterlagematerials 3 wird durch die Anzahl von Wicklungen des bandartigen Papierbogens 4 eingestellt.
Wie in Fig. 5a und 5b gezeigt, werden im Formschritt 31 das im Frontmaterial-Herstellungsschritt 11 hergestellte Frontmaterial 2 und das im Unterlagematerial- Herstellungsschritt 21 hergestellte Unterlageformmaterial 5 durch Aufbringen von Druck in der Richtung des Pfeils X unter Verwendung einer Warmformungspresse einteilig zusammenlaminiert und geformt. Folglich wird der in Fig. 6 gezeigte zweilagige Belag 1 erhalten. Wenn das einteilige Formen durchgeführt wird, wird das Unterlageformmaterial 5 beispielsweise gemäß der V-förmigen Falte und in der Richtung des in Fig. 5a gezeigten Pfeils X gequetscht, bis es die vorgeschriebene Dicke des Unterlagematerials 3 erreicht.
Um das vollständige Quetschen der in Fig. 5a gezeigten V- förmigen Falte zu vermeiden, wird der Pressdruck der Warmformungspresse während des Warmformens verringert oder ein Dickenstopper wird in die Form der Warmformungspresse eingesetzt, bevor das Warmformen durchgeführt wird. Wie in Fig. 7a gezeigt, werden somit die Mehrzahl von Lufthohlräumen 6 in der Nähe der Stelle ausgebildet, wo die Falten waren, bevor das Formen durchgeführt wurde. Wenn das Unterlageformmaterial 5 eine W-förmige Falte aufweist, wie in Fig. 5b gezeigt, können die in Fig. 7b gezeigten mehreren Lufthohlräume 6 in derselben Weise ausgebildet werden.
Das hier beschriebene Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag erreicht eine bessere Ausbeute aus dem Material, das zur Herstellung des Unterlagematerials 3 verwendet wird, als herkömmliche Verfahren, da das Unterlageformmaterial 5, das das Vorbereitungsmaterial ist, das geformt wird, um das Unterlagematerial 3 herzustellen, im Unterlagematerial-Herstellungsschritt 21 hergestellt wird, der mit dem Wickelschritt 23 versehen ist. Somit wird der relativ kostengünstige zweilagige Belag 1 erhalten, da der zweilagige Belag 1 unter Verwendung des Unterlageformmaterials 5 hergestellt wird, dessen Materialausbeute verbessert wurde. Da der Biegeschritt 24 eine Längsfalte in den bandartigen Papierbogen 4 macht, wird der Belag während des Formschritts 31 auch gemäß der Falte gequetscht, was es möglich macht, eine stabile Herstellung zu erzielen.
Außerdem kann man durch Einstellen der Kompression den Grad einstellen, in dem der bandartige Papierbogen 4, der das Unterlageformmaterial 5 bildet, während des Formens gequetscht wird, und das Unterlagematerial 3 des zweilagigen Belags 1 kann aus einem Zustand geformt werden, in dem die Lufthohlräume 6 in der Nähe der Falte im Unterlageformmaterial 5 existieren. Somit kann das Gewicht des Unterlagematerials 3 verringert werden, da die scheinbare Dichte des Belags klein ist. Da die Porosität des Unterlagematerials 3 hoch ist, wird auch die Wärmestrahlungsleistung verbessert und somit werden die Schwundbeständigkeit und die Festlaufbeständigkeit verbessert.

(3) Arbeitsbeispiel

Fig. 8 und Fig. 9 zeigen, wie die Porosität des Unterlagematerials 3 des zweilagigen Belags 1 in einem Fall, in dem der Druck während des Pressformens eingestellt wird, bzw. in einem Fall, in dem ein Dickenstopper in die Form der Warmformungspresse eingesetzt wird, variiert.
Wie in Fig. 8 gezeigt, fällt die Porosität unterhalb 5%, wenn der Formdruck 150 bis 200 kg/cm² beträgt, aber die hohe Porosität, d. h. 8% oder höher, wird erhalten, wenn der Formschritt mit einem Formdruck von 100 kg/cm² oder weniger durchgeführt wird.
Obwohl Lufthohlräume von fast Null ausgebildet werden, wenn das Formen bei einem Formdruck von 200 kg/cm² ohne Einsetzen eines Dickenstoppers in die Form der Warmformungspresse durchgeführt wird, kann der Belag ebenso so hergestellt werden, dass er eine stabile Porosität und eine scheinbare Dichte aufweist, indem der Formdickenstopper derart eingestellt wird, dass die gewünschte Porosität erhalten wird, und die Kompression bei einem Formdruck von 200 kg/cm² beendet wird.
Insbesondere wie in Fig. 9 gezeigt, kann eine hohe Porosität von 8% oder mehr durch Einsetzen eines Formdickenstoppers von 3 mm oder mehr erhalten werden.
Da das Unterlageformmaterial 5 Umfangsfalten aufweist, wie im radialen Querschnitt von Fig. 5 gezeigt, wird der Belag gemäß den Falten während des Formens gequetscht. Folglich wird eine stabile Herstellung erzielt, während eine hohe Porosität aufrechterhalten wird.

EFFEKTE DER ERFINDUNG

Der zweilagige Belag der vorliegenden Erfindung verschwendet nicht das Material, das zur Herstellung des Unterlagematerials verwendet wird, in der Weise wie herkömmliche zweilagige Beläge, da das Unterlageformmaterial, das ein Vorbereitungsmaterial ist, das zur Herstellung des Unterlagematerials geformt wird, durch Schneiden eines Papierbogens in eine bandartige Form und Wickeln desselben zu einer Ringform erhalten wird. Folglich wird die Ausbeute des zur Herstellung des Unterlagematerials verwendeten Materials verbessert und ein kostengünstiger zweilagiger Belag wird erhalten. Ferner kann durch Einstellen der Kompression während des einteiligen Formschritts die Porosität des Unterlagematerials erhöht werden und die Wärmebeständigkeit kann verbessert werden. Kurz gesagt, die vorliegende Erfindung macht es möglich, solche Leistungsfaktoren wie Leichtgewichtigkeit und Wärmebeständigkeit zu verbessern, während die Rotationsfestigkeit des Belags unter Verwendung einer zweilagigen Struktur mit einem Frontmaterial und einem Unterlagematerial aufrechterhalten wird.
Zusammenfassend weist ein Unterlageformmaterial- Herstellungsschritt 21 für einen zweilagigen Belag 1 einen Papierherstellungsschritt 22, in dem ein Papier hergestellt wird, das mit einem Bindemittel beschichtet wird und getrocknet wird, um einen Papierbogen 4 zu erhalten; einen Schneidschritt 23, in dem der Papierbogen 4 in eine bandartige Form geschnitten wird; einen Biegeschritt 24, in dem eine Längsfalte in den bandartigen Papierbogen 4 gemacht wird; einen Wickelschritt 25, in dem der gefaltete Papierbogen 4 zu einer Ringform gewickelt wird, um das Unterlageformmaterial 5 zu erhalten, auf. Danach wird im Formschritt 31 der zweilagige Belag 1 mit mehreren Lufthohlräumen 6 durch Zusammenlaminieren des Frontmaterials 2, das im Frontmaterial-Herstellungsschritt 11 hergestellt wird, und des gefalteten Unterlageformmaterials 5, das im Unterlagematerial-Herstellungsschritt 21 hergestellt wird, und durch einteiliges Wärmeformen der zwei Materialien zusammen, während Druck aufgebracht wird, hergestellt.
Wie hierin verwendet, beziehen sich die folgenden Richtungsbegriffe "vorwärts, rückwärts, oberhalb, abwärts, vertikal, horizontal, unterhalb und quer" sowie irgendwelche anderen ähnlichen Richtungsbegriffe auf jene Richtungen einer Vorrichtung, die mit der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Folglich sollten diese Begriffe, wie zum Beschreiben der vorliegenden Erfindung verwendet, relativ zu einer mit der vorliegenden Erfindung ausgestatteten Vorrichtung interpretiert werden.
Die Begriffe des Grades wie z. B. "im Wesentlichen", "etwa" und "ungefähr", wie hierin verwendet, bedeuten eine angemessene Menge einer Abweichung des modifizierten Begriffs, so dass das Endergebnis nicht signifikant verändert wird. Diese Begriffe sollten als eine Abweichung von mindestens ± 5% des modifizierten Begriffs einschließend aufgefasst werden, wenn diese Abweichung die Bedeutung des Worts, das sie modifiziert, nicht aufheben würde.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-387755 und der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-264251. Die gesamten Offenbarungen der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-387755 und der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-264251 werden hiermit durch den Hinweis hierin aufgenommen.
Obwohl nur ausgewählte Ausführungsbeispiele gewählt wurden, um die vorliegende Erfindung zu erläutern, ist es für Fachleute aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen hierin vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen. Ferner ist die vorangehende Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele nur zur Erläuterung und nicht für den Zweck der Begrenzung der Erfindung, die durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist, vorgesehen.

Claims

1. Zweilagiger Belag umfassend:
ein Frontmaterial (2) mit einer Reibungsfläche; und
ein Unterlagematerial (3) mit einem Unterlageformmaterial (5), das durch Wickeln eines Papierbogens (4), der kurze Fasern, Fasermassematerial und ein Bindemittel enthält, zu einer Ringform erhalten wird, wobei das Unterlageformmaterial einteilig mit dem Frontmaterial geformt wird, wobei das Unterlagematerial eine Porosität von 8 Volumen-% oder mehr aufweist.

2. Zweilagiger Belag nach Anspruch 1, wobei die scheinbare Dichte 1,6 g/cm³ oder geringer ist.

3. Zweilagiger Belag nach Anspruch 2, wobei der Papierbogen ein Grundgewicht von größer als oder gleich 0,025 kg/m² und kleiner als oder gleich 0,110 kg/m² aufweist.

4. Zweilagiger Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Frontmaterial (2) ein Glasrovingsubstrat umfasst, das mit einem Reibungseinstellmittel und einem wärmehärtbaren Harz imprägniert und beschichtet ist.

5. Zweilagiger Belag nach Anspruch 4, wobei das Glasrovingsubstrat einen Kautschuk enthält.

6. Zweilagiger Belag nach Anspruch 5, wobei der Kautschuk aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus NBR und SBR besteht.

7. Zweilagiger Belag nach Anspruch 4, wobei das Reibungseinstellmittel organische und/oder anorganische Substanzen umfasst.

8. Zweilagiger Belag nach Anspruch 7, wobei die anorganischen Substanzen aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kalziumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Bariumsulfat und Siliziumdioxid besteht.

9. Zweilagiger Belag nach Anspruch 7, wobei die organischen Substanzen aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Acajoustaub und Kautschukstaub besteht.

10. Zweilagiger Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die kurzen Fasern einen Faserdurchmesser von größer als oder gleich 6 µm und kleiner als oder gleich 13 µm und eine Faserlänge von größer als oder gleich 3 mm und kleiner als oder gleich 24 mm aufweisen.

11. Zweilagiger Belag nach Anspruch 1, wobei die kurzen Fasern aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Glasfasern oder Aramidfasern besteht.

12. Zweilagiger Belag nach Anspruch 1, wobei der Papierbogen ein Grundgewicht von größer als oder gleich 0,025 kg/m² und kleiner als oder gleich 0,110 kg/m² aufweist.

13. Zweilagiger Belag nach Anspruch 12, wobei das Frontmaterial ein Glasrovingsubstrat umfasst, das mit einem Reibungseinstellmittel und einem wärmehärtbaren Harz imprägniert und beschichtet ist.

14. Zweilagiger Belag nach Anspruch 13, wobei das Reibungseinstellmittel organische und/oder anorganische Substanzen umfasst.

15. Herstellungsverfahren für ein Unterlageformmaterial (5) umfassend die Schritte:
Erhalten eines Papierbogens (4) durch Mischen von kurzen Fasern und Fasermassematerial und Gestalten der kurzen Fasern und des Fasermassematerials zu Papier, Beschichten des Papiers mit einem Bindemittel und Trocknen des Papiers, um den Papierbogen herzustellen;
Schneiden des Papierbogens (4) in eine Bandform;
Falten des Bandform-Papierbogens in der Längsrichtung; und
Wickeln des gefalteten Papierbogens zu einer Ringform, um das Unterlageformmaterial (5) zu erhalten.

16. Herstellungsverfahren für ein Unterlageformmaterial nach Anspruch 15, wobei der Papierbogen (4), der durch Mischen von kurzen Fasern und Fasermassematerial und Gestalten der kurzen Fasern und des Fasermassematerials zu Papier, Beschichten des Papiers mit einem Bindemittel und Trocknen des Papiers, um den Papierbogen herzustellen, erhalten wird, ein Grundgewicht von größer als oder gleich 0,025 kg/m² und kleiner als oder gleich 0,110 kg/m² aufweist.

17. Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag umfassend die Schritte:
Herstellen eines Frontmaterials (2);
Erhalten eines Papierbogens (4) durch Mischen von kurzen Fasern und Fasermassematerial und Gestalten der kurzen Fasern und des Fasermassematerials zu Papier, Beschichten des Papiers mit einem Bindemittel und Trocknen des Papiers, um den Papierbogen (4) herzustellen;
Schneiden des Papierbogens (4) in eine Bandform;
Falten des Bandform-Papierbogens in der Längsrichtung;
Wickeln des gefalteten Papierbogens in eine Ringform, um ein Unterlageformmaterial (5) zu erhalten;
Formen des Unterlageformmaterials (5) und des Frontmaterials (2), um das Unterlageformmaterial und das Frontmaterial zusammen zu laminieren, um einen Belag mit einer zweilagigen Struktur zu erhalten.

18. Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag nach Anspruch 17, wobei das Formen des Unterlageformmaterials (5) und des Frontmaterials (2), um das Unterlageformmaterial und das Frontmaterial zusammen zu laminieren, um einen Belag mit einer zweilagigen Struktur zu erhalten, durchgeführt wird, während der Kompressionsgrad eingestellt wird.

19. Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag nach Anspruch 18, wobei sich ein Unterlagematerial (3) mit einer Porosität von mindestens 8% aus dem Formen des Unterlageformmaterials und des Frontmaterials ergibt.

20. Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag nach Anspruch 19, wobei die zweilagige Struktur eine scheinbare Dichte von 1,6 g/cm³ oder weniger aufweist.

21. Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag nach Anspruch 17, wobei die kurzen Fasern einen Faserdurchmesser von mehr als oder gleich 6 µm und weniger als oder gleich 13 µm und eine Faserlänge von mehr als 3 mm und weniger als oder gleich 24 mm aufweisen.

22. Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag nach Anspruch 21, wobei die kurzen Fasern aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Glasfasern oder Aramidfasern besteht.

23. Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag nach Anspruch 17, wobei der Papierbogen ein Grundgewicht von größer als oder gleich 0,025 kg/m² und kleiner als oder gleich 0,110 kg/m² aufweist.

24. Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag nach Anspruch 17, wobei das Herstellen des Frontmaterials folgendes umfasst
Imprägnieren und Beschichten eines Glasrovingsubstrats mit einem Reibungseinstellmittel und einem wärmehärtbaren Harz, und
Trocknen und Walzen des Glasrovingsubstrats.

25. Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag nach Anspruch 17, wobei das Erhalten des Papierbogens ferner umfasst
Dispergieren und Mischen der kurzen Fasern und des Fasermassematerials in einer wässerigen Lösung, um eine Aufschlämmung herzustellen,
Anordnen der Aufschlämmung auf einem Papierherstellungssieb, um einen Substratbogen herzustellen,
Entwässern des Substratbogens,
Beschichten des Substratbogens mit dem Bindemittel mit einem Bindemittel aus gepulvertem wärmehärtbaren Harz, und Trocknen des Substratbogens, um den Papierbogen herzustellen.

26. Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag nach Anspruch 25, wobei das Erhalten des Papierbogens ferner umfasst
Untersuchen des Papierbogens, um sicherzustellen, dass der Papierbogen ein Grundgewicht von mehr als oder gleich 0,025 kg/m² und weniger als oder gleich 0,110 kg/m² aufweist, und Einstellen einer Konzentration der Aufschlämmung, wenn das Grundgewicht außerhalb des Bereichs liegt.

27. Herstellungsverfahren für einen zweilagigen Belag nach Anspruch 17, wobei das Falten des Bandform-Papierbogens das Unterlageformmaterial mit einer V-förmigen oder W-förmigen radialen Querrichtung versieht.