JPH06238212A - 塗工ロール及びそれを用いた塗工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 環境及び人体への悪影響が無く、塗工中にガ
ラスフィラメントがガラスロービングから脱落すること
なく、得られる混和物塗工繊維及び塗工後の混和物に変
質を生ずることのない塗工ロール及びそれを用いた塗工
装置を提供する。 【構成】 円筒状部（糸道）３にテーパー４を有する撹
拌羽根２を間隔をおいて設けてなる塗工ロール１及び混
和物を収納する塗工槽と、上記の塗工ロール１とを備え
た塗工装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はクラッチフェーシングの
製造に用いられる繊維などの塗工ロール及びそれを用い
た塗工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、有機溶剤（特に塩素系）の使用に
よる環境及び人体への悪影響が注目されている。このよ
うな状況の中で、自動車の部品として使用されるクラッ
チフェーシングの製造分野においても、基材の連続長繊
維に有機溶剤を使用しない混和物を均一な状態で塗工で
きる装置の開発が強く望まれている。

【０００３】現行のクラッチフェーシング用混和物は、
有機溶剤としてメチルエチルケトン、トリクロルエタン
等を使用し、合成ゴム（アクリロニトリルブタジエンゴ
ム、ブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム等）を溶
解し、それに摩擦調整剤、充てん剤、樹脂などを配合、
混合したものである。

【０００４】上記に示すクラッチフェーシング用混和物
をロール付きの塗工装置に満たし、その中をクラッチフ
ェーシングの基材となる連続長繊維を一定速度で通過さ
せ、乾燥工程終了後混和物を含浸及び付着した、クラッ
チフェーシング用塗工繊維となり、これを成形してクラ
ッチフェーシングを製造していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
方法でクラッチフェーシング用塗工繊維を製造する場
合、前記の有機溶剤を多量に使用することから環境及び
人体への悪影響が心配される。また可燃性の有機溶剤を
使用した場合、作業中及び乾燥中の爆発並びに火災事故
が懸念される。さらに有機溶剤系の混和物は、塗工作業
時に有機溶剤が揮発して混和物の粘度が上昇するので、
有機溶剤を追加し、常に一定の粘度を保たなければなら
ない。この管理が不充分であると、クラッチフェーシン
グ用の連続長繊維に一定の混和物が含浸、付着されず不
良原因となる。

【０００６】一方、混和物の塗工装置においては、基材
の連続長繊維に混和物をよく含浸させるために通常ロー
ルが３本程度セットされているが、連続長繊維がロール
を通過する際に大きなストレスを受け、機械的に繊維を
破断するほど強度を弱める。特に連続長繊維として安価
なガラスロービング（ガラスフィラメントを集束したも
の）を使用した場合にこの傾向は顕著に現れ、塗工中に
多量のガラスフィラメントがガラスロービングから脱落
し、混和物に混入して粘度を上げるばかりでなく混和物
の配合組成も変えてしまう。さらにこの様にして造られ
た塗工繊維を用いて製造したクラッチフェーシングは、
設定値に比べガラスロービングの配合比率が少ないもの
となり、クラッチフェーシングの特性上最も重要なバー
スト強度（回転破壊強度）や摩擦特性が著しく低下す
る。

【０００７】アスベスト代替材料を使用し、製造時に有
機溶剤を用いない摩擦剤の製造法としては基材の繊維状
物質にファイバー状のものを用いた抄造法またはモール
ド法による方法が提案されている（特開昭６１−６３７
９７号公報、特開平３−２１０３３８号公報）。この方
法は繊維状物質と混和物とを混合して製造する方法（一
種のモールド法）であるため、機械強度の低下や品質の
バラツキが生じ易い。その他、水溶媒を用いた摩擦材の
製造法としては、摩擦調整剤を基材に付着し易いように
表面処理したもの（特開平３−６１７３２号公報）等が
あるが、前記した問題を解決するまでには至らない。ま
た現在のところ水溶媒系混和物に適した塗工装置の報告
もない。

【０００８】本発明は、混和物のゴム成分として水溶液
のラテックスゴムを使用することで、クラッチフェーシ
ングを製造する際の安全と環境の改善が可能であり、ま
たラテックスゴム系混和物に適した塗工ロール及びそれ
を用いた塗工装置を使用することで従来の有機溶媒系混
和物を塗工したものより優れた性能を有する、塗工繊維
を製造するための塗工ロール及びそれを用いた塗工装置
を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、円筒状部にテ
ーパーを有する撹拌羽根を間隔をおいて設けてなる塗工
ロール及び混合物を収納する塗工槽と、この塗工ロール
とを備えた塗工装置に関する。

【００１０】なお本発明において、撹拌羽根の形状につ
いては特に制限はないが、図２の（ａ）及び（ｂ）に示
すように断面形状がＬ字状又は円弧状であれば混和物の
撹拌効果に優れるので好ましい。また撹拌羽根の設置位
置についても特に制限はないが、図３及び図４に示すよ
うに、半回転で円筒状部（以下糸道とする）３の１ピッ
チ分ずれ、さらに半回転でもとの位置に戻るように設置
することが好ましい。即ち正弦曲線になるように設置す
ることが好ましい。

【００１１】撹拌羽根の数については特に制限はない
が、４枚以上あれば撹拌効率が向上し、さらに繊維が踊
って撹拌羽根に触れた場合、糸道に戻り易くなる。また
糸道の部分の両側の撹拌羽根にはテーパーを設けること
が必要とされ、テーパーがない場合は繊維が撹拌羽根に
引っかかり、糸道に戻ることができない。なお塗工槽に
収納する混和物は摩擦調整剤及び樹脂を含み、必要に応
じ充てん剤、ラテックス、加硫剤、分散剤及び増粘剤が
含まれる。

【００１２】塗工槽は混和物の停滞する場所が少なく、
混和物が均一に流動し、摩擦調整剤、充てん剤等の沈降
が少ない形状にするのが好ましい。例えば断面形状がＵ
字状であり、その底部に塗工ロールを設置すれば混和物
中の摩擦調整剤等の沈降を防止できるので好ましい。

【００１３】本発明において糸道となる円筒状部は、表
面が滑らかであれば、連続長繊維、例えばガラスフィラ
メントが損傷し、混和物中にガラスロービングの混入を
防止することができるので好ましい。

【００１４】本発明において使用する混和物中の摩擦調
整剤としては、例えばカーボンブラック、黒鉛、カシュ
ーダストであり、充てん剤としては、硫酸バリウム、酸
化チタン、炭酸カルシウム、シリカ等であり、いずれも
粒径は５〜３００μｍのものが好ましい。粒径が小さい
とチキソ性が顕著に現われ、混和物全体の粘度を上昇さ
せ、塗工繊維の製造時に支障を来す。反対に粒径の大き
過ぎるものが配合されると、混和物を塗工した繊維を巻
き取る工程で付着していた該大粒径のものが脱落して配
合比率のバラツキが増大し、また混和物中での沈降も問
題となる。なお、混和物の粘度は３０〜２５ポアズが好
ましい。

【００１５】樹脂としては、特に制限はないが、熱硬化
性樹脂又は耐熱性樹脂が好ましい。これらの樹脂として
はフェノール樹脂、変性フェノール樹脂、メラミン樹
脂、尿素樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹
脂、エポキシ樹脂等があり、その形態は固形、粉末、液
状の何れでもよい。樹脂の量はクラッチフェーシングに
した場合に固形分として１０〜５０重量％含有するよう
な量が好ましい。樹脂の量が少ないと連続長繊維と摩擦
調整剤及び充てん剤との結合が弱くなる。また多過ぎる
とクラッチフェーシングの摩擦係数及び摩耗率の調整が
困難になる。

【００１６】必要に応じて使用するラテックスとして
は、架橋性ラテックスゴムが用いられる。ラテックスの
ゴム成分としては、ニトリルブタジエンゴム、アクリル
ゴム等がある。ラテックスゴムのラテックス量として
は、クラッチフェーシング中に固形分として５〜２０重
量％含有する量を加えるのが好ましい。加硫剤としては
コロイド硫黄や沈降硫黄が用いられ、必要に応じて加硫
助剤として亜鉛華、加硫促進剤として例えば大内新興社
製のノクセラーシリーズなどが使用される。

【００１７】ラテックスゴムは水溶性高分子樹脂からな
る分散剤、増粘剤及び可塑剤と共に用いられる。水溶性
高分子樹脂としては、一般にメチルセルローズ、カルボ
キシメチルセルローズ、ポリビニルピロリドン、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルエチ
ルエーテル等がある。分散剤及び増粘剤の量はクラック
フェーシング中に１０重量％以下含有する量を加えるの
が好ましく、混和物中には１０重量％以下である。量が
多いとクラッチフェーシングの摩擦係数及び高温での機
械強度が低下する。一方少ないと摩擦調整剤及び充てん
剤の分散効果及び混和物の増粘効果が期待できず、特に
添加するラテックスの安定性が失われ、ゴム溶液が凝集
する。

【００１８】可塑剤としては、水溶性高分子樹脂に相溶
し、摩擦特性に影響しない物質例えばグリコール類が好
ましい。可塑剤は混和物を塗工し、乾燥したプリプレグ
の成形加工を容易にするためのものであり、最終製品
（クラッチフェーシング）には極力存在しないようにす
るのが好ましい。特に好ましい材料は、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール等
の低級グリコールである。その量は分散剤及び増粘剤の
量にもよるが、分散剤及び増粘剤に対し８０〜２０重量
％が好ましい。

【００１９】上記の他にさらに必要に応じて界面活性剤
が使用される。使用する目的は、摩擦調整剤及び充てん
剤の分散効果及び分散剤の安定性を増強するためであ
り、効果的な界面活性剤としてはアニオン系及びノニオ
ン系が好ましい。使用量は混和物に対し１〜２重量％が
好ましい。

【００２０】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。以下の実施
例及び比較例に用いる混和物には次のものを使用した。
摩擦調整剤、充てん剤及び加硫剤として、酸化亜鉛、硫
酸バリウム、カーボンブラック、黒鉛、シリカ粉、けい
酸カルシウム、カシュー変性フリクションダスト及び微
粉イオウをＶ型ブレンダーで均一に混合したものを使用
した。樹脂としては、熱硬化型のノボラツクフェノール
樹脂（ヘキサミン７重量％含有）及びメチル化メラミン
樹脂をＶ型ブレンダーで均一に混合したものを使用し
た。ラテックスゴムとしては、ＮＢＲラテックス（固形
分４５重量％）を水で希釈し調整した。分散剤及び増粘
剤は、ポリビニルアルコールを水で希釈し調整したもの
を使用し、また可塑化剤は、エチレングリコールを用い
た。

【００２１】上記した成分を均一に混合して規定配合の
混和物を得た。なお混合の際、ラテックスゴムが変質し
ないように室温で大きな剪断力を加えないで行った。

【００２２】次に上記混和物を入れた塗工槽内で、図１
の（ａ）及び（ｂ）に示すように断面形状がＬ字状で幅
が２０ｍｍ及び奥行（高さ）が１０ｍｍで、端部にテー
パー４を設けた１６枚の撹拌羽根２と幅が１５ｍｍで表
面が滑らかな糸道３を有する半径ｒが５０ｍｍの塗工ロ
ール１を用いて、１ｍ／分の速度でガラスロービングを
糸道３上を滑らしながら引っ張り、ガラスロービングを
塗工した後、１００℃に昇温した熱風循環式縦型連続炉
を通過させ、２０００ｍの混和物塗工繊維を得た。

【００２３】なお塗工途中においては糸道３から外れ撹
拌羽根２に絡み付くガラスロービングはなく、塗工槽内
にガラスフィラメントの混入は見られなかった。また塗
工槽内には糸道沿いに若干沈殿物が見られたものの、混
和物塗工繊維に付着した混和物の組成に変化はみられな
かった。さらに混和物塗工繊維には混和物が充分含浸
し、ガラスフィラメントの破損が少ないため混和物塗工
繊維に付着した混和物含浸量の変化も少なかった。

【００２４】実施例２ 断面形状が図２の（ａ）に示すようなＬ字状で１６枚の
撹拌羽根を図３及び図４に示すように半回転で糸道３の
１ピッチ分ずれ、さらに次の半回転でもとの位置に戻る
ように設置、即ち正弦曲線になるように設置した塗工ロ
ール６を用い、実施例１と同様の工程を経て２０００ｍ
の混和物塗工繊維を得た。なお撹拌羽根５の幅、奥行、
塗工ロールの半径ｒ及び糸道３の幅は図１に示すものと
同じ寸法にした。

【００２５】なお塗工途中においては糸道から外れ撹拌
羽根５に絡み付くガラスロービングはなく、塗工槽内に
ガラスフィラメントの混入は見られなかった。また塗工
槽内の混和物溶液に分離、沈殿は見られなかった。さら
に混和物塗工繊維には混和物が充分含浸し、ガラスフィ
ラメントの破損が少ないため混和物塗工繊維に付着した
混和物含浸量の変化も少なかった。

【００２６】実施例３ 撹拌羽根の断面形状を図２の（ｂ）に示すような円弧状
とし、該撹拌羽根を実施例２と同様に正弦曲線になるよ
うに設置した塗工ロールを用い、実施例１と同様の工程
を経て２０００ｍの混和物塗工繊維を得た。なお撹拌羽
根の幅、奥行、塗工ロールの半径及び糸道の幅は図１に
示すものと同じ寸法にした。

【００２７】なお塗工途中においては糸道から外れ撹拌
羽根に絡み付くガラスロービングはなく、塗工槽内にガ
ラスフィラメントの混入は見られなかった。また塗工槽
内の混和物溶液に分離、沈殿は見られなかった。さらに
混和物塗工繊維には混和物が充分含浸し、ガラスフィラ
メントの破損が少ないため混和物塗工繊維に付着した混
和物含浸量の変化も少なかった。

【００２８】実施例４ 塗工ロールの半径を１００ｍｍとした以外は、実施例２
で用いた塗工ロールと同寸法及び同構造の塗工ロールを
用い、実施例１と同様の工程を経て２０００ｍの混和物
塗工繊維を得た。

【００２９】なお塗工途中においては糸道から外れ羽根
に絡み付くガラスロービングはなく、塗工槽内にガラス
フィラメントの混入は見られなかった。また塗工槽内の
混和物溶液に分離、沈殿は見られなかった。さらに混和
物塗工繊維には混和物が充分含浸し、ガラスフィラメン
トの破損が少ないため混和物塗工繊維に付着した混和物
含浸量の変化も少なかった。

【００３０】比較例１ 撹拌羽根を設けず、図５に示すように半径ｒが５０ｍｍ
の円筒状の塗工ロール７を用い、実施例１と同様の工程
を経て２０００ｍの混和物塗工繊維を得た。なお塗工槽
内の混和物溶液に分離、沈殿が見られた。またガラスロ
ービングには混和物が含浸されてはいるが、沈殿物が生
じたため、配合組成通りに混和物が付着せず、有機物が
多く、無機物が少ない組成で付着していた。

【００３１】比較例２ 図６に示すように半径ｒが５０ｍｍでロールの長さ方向
全体に断面形状がＬ字状で奥行が１０ｍｍの撹拌羽根８
を設けた塗工ロール９を用い、実施例１と同様の工程を
経て２０００ｍの混和物塗工繊維を得た。

【００３２】なお塗工槽内の混和物溶液に分離、沈殿は
見られなかったが、該混和物溶液中にガラスロービング
から脱離したフィラメントが混入し、混和物のＮＶ（不
揮発成分）値を変えてしまい、さらに塗工ロールに付着
していた。また混和物塗工繊維はＮＶが変化したため、
混和物の付着量が変わり、組成も変化していた。

【００３３】比較例３ 図７に示すように断面形状がＬ字状で幅が２０ｍｍ及び
奥行が１０ｍｍでテーパーを設けない撹拌羽根９と幅が
２０ｍｍで表面が滑らかな糸道３を有する半径ｒが５０
ｍｍの塗工ロール１０を用い、実施例１と同様の工程を
経て２０００ｍの混和物塗工繊維を得た。

【００３４】なお塗工途中、糸道３から外れたガラスロ
ービングが撹拌羽根９に引っかかり、その後糸道３に戻
ることがなく、撹拌羽根９の部分で解繊され塗工され
た。そのためガラスロービングに強いしごきのかかった
ものがあり、混和物溶液中にガラスロービングから脱離
したフィラメントが混入し、ＮＶが変化した。

【００３５】

【発明の効果】本発明の塗工ロール及びそれを用いた塗
工装置を使用すれば、有機溶媒を用いないラテックスゴ
ムを配合した混和物を連続長繊維に塗工してクラッチフ
ェーシング用の混和物塗工繊維を製造する場合、環境及
び人体への悪影響が無く、塗工中にガラスフィラメント
がガラスロービングから脱落することなく、得られる混
和物塗工繊維及び塗工後の混和物に変質を生ずることが
ないなどの優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例になる塗工ロールの
正面図、（ｂ）はその側面図である。

【図２】本発明の塗工ロールに用いられる撹拌羽根の形
状を示す断面図であり、（ａ）はＬ字状及び（ｂ）は円
弧状の撹拌羽根を示す。

【図３】本発明の他の実施例になる塗工ロールの正面図
である。

【図４】図３に示す塗工ロールの展開図である。

【図５】撹拌羽根を設けない塗工ロールの正面図であ
る。

【図６】円筒状部がなく、長さ方向全体に撹拌羽根を設
けた塗工ロールの正面図である。

【図７】テーパーを設けず、端部が垂直な構造の撹拌羽
根を有する塗工ロールの正面図である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年２月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【符号の説明】 １ 塗工ロール ２ 撹拌羽根 ３ 糸道 ４ テーパー ５ 撹拌羽根 ６ 塗工ロール ７ 塗工ロール ８ 撹拌羽根 ９ 塗工ロール １０ 塗工ロール

フロントページの続き (72)発明者 安田 雅昭 茨城県日立市東町四丁目13番１号 日立化 成工業株式会社茨城研究所内 (72)発明者 田代 了嗣 茨城県日立市東町四丁目13番１号 日立化 成工業株式会社茨城研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状部にテーパーを有する撹拌羽根を
   間隔をおいて設けてなる塗工ロール。
2. 【請求項２】 撹拌羽根の断面形状がＬ字状又は円弧状
   である請求項１記載の塗工ロール。
3. 【請求項３】 撹拌羽根の位置が少しずつずれて設けら
   れ、かつ塗工ロール半回転で円筒状の部分が１ピッチ分
   ずれ、さらに次の半回転で元の位置に戻るようにした請
   求項１又は請求項２記載の塗工ロール。
4. 【請求項４】 混和物を収納する塗工槽と、請求項１、
   ２又は３記載の塗工ロールとを備えた塗工装置。