JPH06246208A - 連続長繊維の塗工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続長繊維に水溶媒のラテックスゴムを含む
混和物を塗工する際、環境及び人体への悪影響が無く、
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
ずることがない塗工装置を提供する。 【構成】 混和物１を収納する塗工槽６と、連続長繊維
５を一定速度で該塗工槽６内を通過させて混和物１を含
浸及び付着せしめる上下の位置に設けた２個の塗工ロー
ルを備え、該塗工槽６の底部と下部に設けられた第１塗
工ロール２との間隙４及び第１塗工ロール２とその上部
に設けられた第２塗工ロール３との間隙７を連続長繊維
５の直径の２〜１０倍とし、該第２塗工ロール３の直径
が第１塗工ロール２の直径の０．７〜１．２倍とし、か
つ第１塗工ロール２及び第２塗工ロール３を通過して引
上げられる連続長繊維５同士の間隙９を、該連続長繊維
５の直径の１０倍以上とした連続長繊維５の塗工装置。

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
製造における連続長繊維の塗工装置に関する。

【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】現在のクラッチフェーシング用の混和物
は、有機溶剤としてメチルエチルケトン、トリクロルエ
タンなどを使用し、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な
ど）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。この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
基材の連続長繊維を一定速度で通過させ、次いで乾燥し
て混和物が含浸及び付着したクラッチフェーシング用塗
工繊維とし、これを成形してクラッチフェーシングを製
造していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
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
に、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、乾燥中の爆発や火災事故が懸
念される。更に有機溶剤系混和物は、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
の管理が不十分であると、クラッチフェーシング用連続
長繊維に一定量の混和物が含浸及び付着されず、不良原
因となる。

【０００５】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良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
破断するほどに強度を弱める。特に連続長繊維として安
価なガラスロービング（フィラメントガラスを束にした
もの）を使用した場合にこの傾向は顕著に現われ、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、
混和物の配合組成を変えてしまう。更にこの様にして造
られた塗工基材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小
さいものとなり、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）や摩擦特性の値が著
しく低下する。

【０００６】アスベスト代替材を使用し、製造時に有機
溶媒を用いない摩擦材の製造法としては、基材の繊維状
物質としてファイバー状のものを用いた抄造法やモール
ド法によるものがある（特開昭６１−６３７９７号公
報、特開平３−２１０３３８号公報等）。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、摩擦調整材を基材に付着し易いように表面処理
をしたもの（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っていない。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。

【０００７】本発明は、混和物のゴム成分として水溶媒
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繊維の
塗工装置を提供するものである。

【０００８】本発明は混和物を収納する塗工槽と、連続
長繊維を一定速度で該塗工槽内を通過させて混和物を含
浸及び付着せしめる上下の位置に設けた２個の塗工ロー
ルを備え、該塗工槽の底部と下部に設けられた第１塗工
ロールとの間隙及び第１塗工ロールとその上部に設けら
れた第２塗工ロールとの間隙を連続長繊維の直径の２〜
１０倍とし、該第２塗工ロールの直径が第１塗工ロール
の直径の０．７〜１．２倍であり、かつ第１塗工ロール
及び第２塗工ロールを通過して引上げられる連続長繊維
同士の間隙を１０倍以上とした連続長繊維の塗工装置に
関する。

【０００９】本装置では塗工ロールにより基材の連続長
繊維を塗工槽の内部に移動させ、塗工槽内に収納した混
和物を連続長繊維に含浸、付着（塗工）するものであ
る。塗工ロールは連続長繊維の案内と共に、混和物の塗
工を容易にする。なお連続長繊維の移動方法については
特に制限はないが、通常は塗工槽の出口又は本装置に連
結した乾燥機の出口から連続長繊維を引っ張り塗工ロー
ルを回転させる方法による。塗工の作業能率を向上させ
るためには、連続長繊維を複数列にして塗工槽を通過さ
せればよい。なお本発明における混和物は、摩擦調整
剤、樹脂及びラテックスを含み、必要に応じ加硫剤、分
散剤、増粘剤、可塑剤、界面活性剤及び水溶媒が含まれ
る。

【００１０】基材の連続長繊維としては、ガラス繊維、
炭素繊維、ロックウール、セラミック繊維、フェノール
樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、金属繊維等の１
種又は２種以上の混合繊維が用いられるが、通常は価格
の点からガラスロービングを用いることが好ましい。

【００１１】本発明において、混和物は放置すると摩擦
調整剤や充てん剤の比重の重い成分が沈降してくるの
で、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。例えば断面形状が塗工ロールの外周と同
心円状の円弧を有するＵ字状にすれば、混和物中の摩擦
調整剤等が沈降し難くなるので好ましい。

【００１２】塗工槽内に設置する塗工ロールの形状も特
に制限はないが、連続長繊維に混和物が塗工し易く、連
続長繊維を傷めることがなく、混和物に配合されたラテ
ックスゴムを破壊するほどの剪断力が加わらない形状が
好ましい。例えば円筒ロールの表面にゆるやかな突起を
設けたもの、大円筒ロールの外周に直径が大円筒ロール
の直径の１／４０〜１／１０の複数の小円筒ロールを取
り付けたもの等は、混和物を良く混合できるので、混和
物中の摩擦調整剤等の沈降を防止でき、かつ連続長繊維
を傷つけることも少ないので好ましい。大円筒ロールの
外周に取り付ける小円筒ロールの直径が小さいと撹拌す
る能力が不足するため好ましくない。反対に大き過ぎる
と撹拌する能力は十分であるが、大円筒ロールとの段差
が大きくなるので連続長繊維が傷つき易くなる。また小
円筒ロールは独自に回転できるようにすれば更に撹拌が
十分になるので好ましい。

【００１３】第２塗工ロールの直径は第１塗工ロールの
直径の０．７〜１．２倍とされ、０．７倍未満では混和
物中の摩擦調整剤等が沈降し、１．２倍を越えると塗工
槽の容積を大きくしなければならず、また第２塗工ロー
ルの位置のバランスがとりずらくなると共に第１塗工ロ
ール及び第２塗工ロールから引上げられる連続長繊維同
士が接触して絡み合ったりするおそれがある。

【００１４】また第１塗工ロール及び第２塗工ロールの
設置場所が異なる（上下になる）ため、２個の各塗工ロ
ールの連続長繊維を同じスピードで塗工すると混和物の
含浸量及び付着量が異なってしまう。従って２個の塗工
ロールのスピードを変えて各々の塗工ロールを通過する
連続長繊維の混和物中での浸漬時間を一定にして含浸す
ることが好ましいが、予め混和物を過剰に付着させてお
き、しごき装置などでコントロールしても差し支えな
い。

【００１５】第１塗工ロール及び第２塗工ロールを通過
して引上げられる連続長繊維同士の間隙は、該連続長繊
維の直径の１０倍以上とし、１０倍未満であると連続長
繊維同士が接触して絡み合ったりするおそれがある。な
お上限については特に制限はないが、５０倍未満であれ
ば混和物中の摩擦調整剤等が沈降し難くなるので好まし
い。

【００１６】塗工槽内における塗工ロールの設置場所
は、混和物の停滞する場所が少なく、混和物を均一に流
動することができ、摩擦調整剤等の沈降が少ない所で、
連続長繊維に混和物が塗工し易く、連続長繊維を傷める
ことがなく、混和物に配合されたラテックスゴムを破壊
するほどの剪断力が加わらない場所が好ましい。

【００１７】塗工槽の底部と第１塗工ロールの外周との
間隙の最短距離（最短間隙）及び第１塗工ロールとその
上部の第２塗工ロールとの間隙は、使用する連続長繊維
の直径の２〜１０倍の範囲とされ、その５倍までが好ま
しい範囲である。連続長繊維の直径は、例えばロービン
グのような場合にはその繊維束を円筒形状に近似させた
場合の直径であり、撚糸の場合にはその外形である。最
短間隙が１０倍を越えると混和物中の摩擦調整剤等が沈
降し易くなる。

【００１８】なお最短間隙は連続長繊維におけるこぶ状
の接続部（繊維同士をつないだ接続部分）が通過できる
範囲であればよく、最短間隙が小さくなるほど脱落した
連続長繊維の破断片が該連続長繊維に付着する確立が高
くなり、破断片の塗工槽内における蓄積が避けられるの
で好ましい。しかしあまり小さすぎて連続長繊維の直径
の２倍未満になると、混和物に剪断力が強くかかるよう
になり、このためラテックスゴムが破壊されるという欠
点が生じる。

【００１９】本発明において使用する混和物中の摩擦調
整剤は、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５〜３０
０μｍ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３０〜２５０ポアズが好ましい。

【００２０】使用する樹脂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。

【００２１】使用するラテックスゴムは架橋性ラテック
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
が用いられる。

【００２２】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チ
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％以下加えるのが好
ましい。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、とく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。

【００２３】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。また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く、その使用量は混和物に対して
１〜２０重量％が好ましい。

【００２４】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。 実施例１ 図１は本発明の実施例になる連続長繊維の塗工装置を示
す図であり、塗工槽６の底部と塗工槽６内に設置した直
径が１５０ｍｍの円筒形の第１塗工ロール２との間隙４
及び該第１塗工ロール２とその上部の直径が１２０ｍｍ
の円筒形の第２塗工ロール３との間隙７をそれぞれ９ｍ
ｍ（使用連続長繊維５の３倍）に設定し、これらの間隙
にそれぞれ連続長繊維５を通し、混和物１を連続長繊維
５に含浸、付着させるものである。この塗工槽６の底部
は断面形状が第１塗工ロール２の外周と同心円状の円弧
を有するＵ字状になっている。なお第１塗工ロール２の
外周表面には直径が大円筒ロール２ａの直径の１／３０
の小円筒ロール２ｂが多数取り付けてあり、また第２塗
工ロール３の外周表面には直径が大円筒ロール３ａの直
径の１／２４の小円筒ロール３ｂが多数取り付けてあ
る。更に第２塗工ロール３の軸は第１塗工ロール２の軸
の上部延長部より３０ｍｍ程連続長繊維５の繰り出し側
にずらし、塗工した繊維８同士が接触して絡み合った
り、接着しないようにした。

【００２５】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
型のノボラックフェノール樹脂（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。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。

【００２６】次に連続長繊維５として外径（直径）が３
ｍｍのガラスロービングを用い、該連続長繊維５を３０
本前記した図１の塗工装置における塗工槽６の底部と第
１塗工ロール２との間隙４及び該第１塗工ロール２と第
２塗工ロール３との間隙７にそれぞれ通した。ついで塗
工槽６内に上記で得た混和物１を入れ、毎分１ｍの速度
で塗工槽６の出口から連続長繊維５を矢印方向に引っ張
り、塗工装置に連設した温度１００℃の熱風循環式縦型
連続炉１０を通過させ、２０００ｍの混和物塗工繊維を
得た。なお塗工した繊維８は両者の間隙９が４５ｍｍあ
った為、繊維同士が接触して絡み合ったり、接触するこ
とはなかった。

【００２７】塗工終了後の塗工槽６内の混和物１は、ラ
テックスゴムの変質による異常やガラスロービングから
脱落したフィラメントガラスの沈降、摩擦調整剤の沈降
などがなく、また塗工ロールへのフィラメントガラスの
付着もなかった。

【００２８】実施例２ 混和物及び連続長繊維は実施例１と同一のものを用い
た。塗工槽の底部と第１塗工ロールとの間隙及び第１塗
工ロールと第２塗工ロールとの間隙を１５ｍｍ（連続長
繊維の径の５倍）にした以外は実施例１と同様の方法及
び条件で混和物塗工繊維を得た。なお塗工した繊維同士
が接触して絡み合ったり、接着することがなく、塗工終
了後の塗工槽内の混和物や塗工ロールの状態は実施例１
の場合と同じであった。

【００２９】実施例３ 混和物及び連続長繊維は実施例１と同一のものを用い
た。塗工槽の底部と第１塗工ロールとの間隙及び第１塗
工ロールと第２塗工ロールとの間隙を２７ｍｍ（連続長
繊維の径の９倍）にした以外は、実施例１と同様の方法
及び条件で混和物塗工繊維を得た。なお塗工した繊維同
士が接触して絡み合ったり、接着することがなく、塗工
終了後の塗工槽内の混和物や塗工ロールの状態は実施例
１の場合と同じであった。

【００３０】比較例１ 図２に示すように、第１塗工ロール１１及び第２塗工ロ
ール１２の直径をいずれも１５０ｍｍとし、かつ第１塗
工ロール１１の軸の上部延長上に第２塗工ロール１２の
軸が位置するように設置し、また第１塗工ロール１１と
第２塗工ロール１２の外周表面に取り付けた小円筒ロー
ル１１ｂ及び１２ｂの直径は、いずれも大円筒ロール１
１ａ及び１２ａの直径の１／３０とした塗工装置を用い
た以外は、実施例１と同様の方法及び条件で混和物塗工
繊維を得た。塗工終了後の塗工槽６内の混和物１や塗工
ロールの状態は実施例１の場合と同じであったが、乾燥
中、熱風循環式縦型連続炉１０の熱風によって塗工した
繊維８同士が絡み合ったり、接着した。

【００３１】比較例２ 図３に示すように、第１塗工ロール１３の直径を１５０
ｍｍ及び第２塗工ロール１４の直径を７５ｍｍとし、か
つ第１塗工ロール１３の軸の上部延長上に第２塗工ロー
ル１４の軸が位置するように設置し、また第１塗工ロー
ル１３の外周表面に取り付けた小円筒ロール１３ｂの直
径は、大円筒ロール１３ａの直径の１／３０とし、第２
塗工ロール１４の外周表面に取り付けた小円筒ロール１
４ｂの直径は、大円筒ロール１４ａの直径の１／１５と
した塗工装置を用いた以外は、実施例１と同様の方法及
び条件で混和物塗工繊維を得た。なお塗工した繊維８同
士が絡み合ったり、接着することはなかったが、塗工終
了後の塗工槽６内の混和物１は、第１塗工ロール１３付
近で摩擦調整剤の沈降が確認された。

【００３２】比較例３ 塗工槽の底部と第１塗工ロールとの間隙及び第１塗工ロ
ールと第２塗工ロールとの間隙を４．５ｍｍ（連続長繊
維の径の１．５倍）にした以外は実施例１と同様の方法
及び条件で混和物塗工繊維を得た。なお塗工した繊維同
士が接触して絡み合ったり、接着することはなかった
が、塗工終了後の塗工槽内の混和物は、ラテックスゴム
が破壊して発生したと思われるゲル状物質が多数確認で
きた。また塗工ロールにはガラスロービングから脱離し
たフィラメントが多量に付着していた。

【００３３】

【発明の効果】本発明の装置を使用すれば、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、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。本発明の繊維の塗工装置はラテックスゴム系
混和物の塗工に適した優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例になる連続長繊維の塗工装置を
示す概略図である。

【図２】比較例１における連続長繊維の塗工装置を示す
概略図である。

【図３】比較例２における連続長繊維の塗工装置を示す
概略図である。

【符号の説明】

１ 混和物 ２ 第１塗工ロール、２ａ 大円筒ロール、２ｂ 小
円筒ロール ３ 第２塗工ロール、３ａ 大円筒ロール、３ｂ 小
円筒ロール ４ 間隙 ５ 連続長繊維 ６ 塗工槽 ７ 間隙 ８ 塗工した繊維 ９ 間隙 １０ 熱風循環式縦型連続炉 １１ 第１塗工ロール、１１ａ 大円筒ロール、１１ｂ
小円筒ロール １２ 第２塗工ロール、１２ａ 大円筒ロール、１２ｂ
小円筒ロール １３ 第１塗工ロール、１３ａ 大円筒ロール、１３ｂ
小円筒ロール １４ 第２塗工ロール、１４ａ 大円筒ロール、１４ｂ
小円筒ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 淘一 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 混和物を収納する塗工槽と、連続長繊維
   を一定速度で該塗工槽内を通過させて混和物を含浸及び
   付着せしめる上下の位置に設けた２個の塗工ロールを備
   え、該塗工槽の底部と下部に設けられた第１塗工ロール
   との間隙及び第１塗工ロールとその上部に設けられた第
   ２塗工ロールとの間隙を連続長繊維の直径の２〜１０倍
   とし、該第２塗工ロールの直径が第１塗工ロールの直径
   の０．７〜１．２倍とし、かつ第１塗工ロール及び第２
   塗工ロールを通過して引上げられる連続長繊維同士の間
   隙を、該連続長繊維の直径の１０倍以上とした連続長繊
   維の塗工装置。
2. 【請求項２】 塗工槽の底部が断面Ｕ字状で、塗工ロー
   ルの外周と同心円状の円弧を有する請求項１記載の連続
   長繊維の塗工装置。
3. 【請求項３】 塗工ロールが、大円筒ロールの外周に大
   円筒ロールの直径の１／４０〜１／１０の直径の複数の
   小円筒ロールを取り付けたものである請求項１又は２記
   載の連続長繊維の塗工装置。