JP2022541949A - 湿式摩擦紙を製造する方法および湿式摩擦紙 - Google Patents

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Abstract

本発明は、湿式摩擦紙を製造する方法と、少なくとも１種の繊維からなる少なくとも１つの繊維画分と、少なくとも１種のフィラーの画分と、フェノール樹脂系バインダーの画分と、を含有する、湿式紙と、に関する。製造を簡素化し、湿式摩擦紙の特性を改善するために、繊維画分、フィラーの画分およびフェノラートとして溶解されるバインダーの画分は、製紙プロセスにおいて一緒に処理されて、湿式摩擦紙を形成する。

Description

本発明は、湿式摩擦紙を製造する方法と、少なくとも１種の繊維からなる少なくとも１つの繊維画分と、少なくとも１種のフィラーの画分と、フェノール樹脂系バインダーの画分と、を含有する、湿式紙と、に関する。
特許文献１により、多孔性繊維母材、不活性フィラーおよびフェノール樹脂で作られる摩擦ライニング材などの湿式摩擦紙が公知であり、この場合、繊維母材は水性スラリーへ処理され、フェノール樹脂はエマルジョンの形に処理され、フィラーはストック液へと処理される。ストック液は、製紙プロセスの形式で長網ワイヤ中に散布され、ローラー処理され、乾燥される。乾燥プロセス中、フェノール樹脂は熱影響下で硬化される。
英国公開特許第２２０５５９２号
本発明の目的は、湿式摩擦紙を製造する方法、湿式摩擦紙、ならびにその用途を案出することである。詳細には、本発明の目的は、湿式摩擦紙の製造を簡素化し、その特性を改善することである。
この目的は、請求項１、請求項９および請求項１０の主題によって達成される。請求項１に従属する請求項は、請求項１の主題の有利な実施形態を表す。
提案された方法は、湿式摩擦紙、または特に自動車の摩擦、クラッチおよび／またはブレーキ装置用の層状摩擦材料の製造に使用される。湿式摩擦紙は、少なくとも１種の繊維、例えばアラミド繊維、カーボン繊維、リンター繊維などのコットン繊維の繊維画分と、例えばセライトなどの珪藻土、グラファイト、コークスなどの少なくとも１つのフィラーの画分と、例えばフェノールレゾールなどのフェノール樹脂系バインダーの画分と、を含有する。さらに、シリコン樹脂、シラン、凝集剤、保持剤、摩擦粒子などの画分が提供され得る。
湿式摩擦紙は、製紙プロセスにおいて製造される。これは、例えば、パルプまたは懸濁液などのスラリーが繊維画分および少なくとも１つのフィラーから形成されることを意味する。繊維は、例えば、数ミリメートルの長さの、短く切断された形状である。高水分含有パルプはまた、場合によっては他の樹脂成分と共に、フェノール樹脂成分がフェノラートとして存在するバインダー成分を含有しており、フェノール樹脂は、高アルカリ性溶液、例えば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム溶液中に溶解されている。
パルプは、それ自体周知の製紙プロセスにおいて、湿式摩擦紙へと処理される。例えば、パルプは、長網ワイヤ上に配置され、湿式プレスユニットでローラー処理され、適切な厚さにされる。その後、パルプは、必要であれば、さらなるローラー処理によって乾燥させる。この場合、乾燥段階では、対応するローラーは、残存溶剤、例えば水を蒸発させるために、湿潤段階のローラーより高温にされ得る。
本発明により、フェノール樹脂のフェノラートとしてパルプ中に溶解して存在するフェノール樹脂の画分が沈殿される。この目的のために、アルカリ性パルプのｐＨは、酸を添加することによって低下され、例えばパルプが中和され、その結果、フェノラートが不溶性フェノール樹脂に変換され、沈殿される。例えば、５％硫酸などの希酸が、沈殿剤として使用され得る。沈殿プロセスは、好ましくは常温または製紙プロセスの周囲温度で、湿潤段階で実行される。
沈殿プロセス、好ましくは保持剤の使用によって、沈殿されるフェノール樹脂粒子の均一分布が、長網ワイヤ上にあるパルプの領域全体にわたって達成できる。このように、製紙プロセスの加圧およびローラー処理プロセスと完成した湿式摩擦紙の乾燥後は、フェノール樹脂粒子の横方向分布が、２つの表面間の厚さ全体にわたって達成され得ることによって、湿式摩擦紙からなる相互摩擦素材の摩擦の質は、全耐用期間にわたって、事実上一定した摩擦特性を有する。
さらに、フェノール樹脂粒子などの沈殿したバインダー粒子の粒子サイズは、沈殿剤の所定の添加率によって調整することができる。特に、例えば、０．５ｋｇ／ｓで沈殿剤を添加することによって、２マイクロメートル未満の特に小粒径のフェノール樹脂、特にフェノールレゾールを得ることができ、これらは、繊維または繊維画分の繊維構造に浸透して、均一な分布で繊維に付着する。
適切な凝集剤および／または保持剤を添加することにより、好適なゼータ電位が設定され得ることによって、高い転換率の凝集、フェノール樹脂の事実上１００％の添加、が実現され得る。
フェノール樹脂などのバインダーの硬度、ひいてはその耐摩耗強さ、弾性、耐熱性などは、製紙プロセスの乾燥段階において調整され得る。この場合、ローラーにて均一な温度を設定することもできるし、あるいは乾燥段階において、上昇するか、または下降する温度プロファイルをローラー毎に段階的に設定することもできる。
湿式摩擦紙を製造するための有利な組成物は、例えば、以下を含有することができる。
－４０～６０重量％の繊維画分、具体的には、アラミド繊維、リンター繊維およびカーボン繊維の混合物、
－３０～４０重量％のバインダーの画分、具体的には、アルカリ性溶液中にフェノラートとして存在するフェノール樹脂、
－２０～４０重量％のフィラーの画分、具体的には、セライト。
特に有利な組成物は、例えば、以下を含有する。
－２６重量％のアラミド繊維、
－６重量％のリンター繊維、
－９重量％のカーボン繊維、
－３０重量％のフェノール樹脂（フェノールレゾールなど。高アルカリ性溶液中にてフェノラートとして存在し、後に沈殿させる）、
－２９重量％のセライト。
上記の目的は、特に提案された方法により製造された湿式摩擦紙によっても達成される。湿式摩擦紙は、対向する２つの表面間で、樹脂粒子の均一分布を有する。バインダーの画分から形成されるバインダー粒子の粒子サイズは２マイクロメートル未満であることが好ましい。
製紙プロセスが完了した後、湿式摩擦紙はシート形状またはロール形状である。この湿式摩擦紙からの摩擦ライニングの製造は、径方向または軸方向に効果を有する摩擦ライニングとしての後の用途に応じて、径方向または軸方向の摩擦面を有するリングまたはリングセグメントの形状にパンチングまたは切断などすることにより、行われる。製紙プロセスに続き、または乾燥段階において、摩擦ライニングまたは湿式摩擦紙の表面の形状を、意図された摩擦面上に、例えば異なる加圧強度によって与え得る。別法として、またはこれに加えて、用途特定的に必要な穴を設けることもできる。
本発明において、湿式摩擦紙から製造される摩擦ライニング、ブレーキライニングなどが本発明に含まれ、特許出願の一部とみなされ得ることは言うまでもない。

Claims (10)

  1. 少なくとも１種の繊維からなる少なくとも１つの繊維画分と、少なくとも１種のフィラーの画分と、フェノール樹脂系バインダーの画分と、を含有する、湿式摩擦紙を製造する方法であって、前記繊維画分、前記フィラーの画分、およびフェノラートとして溶解される前記バインダーの画分が、製紙プロセスにおいて一緒に処理されて、前記湿式摩擦紙を形成することを特徴とする、方法。
  2. 前記繊維画分が懸濁液へと処理され、前記少なくとも１種のフィラーの画分および前記バインダーの画分が互いに混合され、長網ワイヤ上に配置され、乾燥および硬化されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. パルプが最初に前記繊維画分および前記少なくとも１種のフィラーから製造され、次に前記バインダーが添加され、その後、沈殿されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
  4. 前記バインダーがアルカリ性のフェノラート溶液として前記パルプと混合され、次に、沈殿剤、好ましくは希硫酸によって沈殿されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
  5. 沈殿されたバインダー粒子の粒子サイズが、前記沈殿剤の所定の添加率および前記沈殿剤の種類によって調整されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
  6. 前記バインダーが、前記製紙プロセスの乾燥段階において所定の硬度に至ることを特徴とする、請求項２から５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記バインダーの前記硬度が、所定の温度プロファイルによって調整されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
  8. ３０～６０重量％の繊維画分、具体的には、アラミド繊維、リンター繊維およびカーボン繊維の混合物と、２０～４０重量％のバインダーの画分、具体的には、フェノール樹脂と、２０～４０重量％のフィラーの画分、具体的には、セライトと、が使用されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 特に、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法により製造された湿式摩擦紙であって、前記湿式摩擦紙の２つの対向する表面間の樹脂粒子の分布が均一であることを特徴とする、湿式摩擦紙。
  10. 前記バインダーの画分から形成された前記バインダー粒子の粒子サイズが１マイクロメートル未満であることを特徴とする、請求項９に記載の湿式摩擦紙。
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