湿式摩擦材の製造方法
【課題】重力の影響を少なくして、所望のμ−Ｖ特性の湿式摩擦材の製造方法を提供する。
【解決手段】抄紙原料１０を抄紙原料タンク１に入れて循環、攪拌してその濃度を一定に保つと共に、その抄紙原料タンク１から抄紙原料１０を供給して所定の形状とし、抄紙原料１０の形状を定め、その特定された抄紙原料１０の形状に対して、上部吸水装置７と下部脱水装置８により、その抄紙原料１０の上面からの吸水及び下面からの脱水を行う。したがって、抄紙原料１０の上部吸水装置７と下部脱水装置８により上面からの吸水及び下面からの脱水を行うものであるから、抄紙原料１０の上面と下面の吸引力と脱水力の設定によって、例えば、抄紙原料１０として摩擦係数μを高くする添加物として入っている珪藻土等を抄紙原料１０の上面側に引き上げ、上面側が高μのμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることができる。
【解決手段】抄紙原料１０を抄紙原料タンク１に入れて循環、攪拌してその濃度を一定に保つと共に、その抄紙原料タンク１から抄紙原料１０を供給して所定の形状とし、抄紙原料１０の形状を定め、その特定された抄紙原料１０の形状に対して、上部吸水装置７と下部脱水装置８により、その抄紙原料１０の上面からの吸水及び下面からの脱水を行う。したがって、抄紙原料１０の上部吸水装置７と下部脱水装置８により上面からの吸水及び下面からの脱水を行うものであるから、抄紙原料１０の上面と下面の吸引力と脱水力の設定によって、例えば、抄紙原料１０として摩擦係数μを高くする添加物として入っている珪藻土等を抄紙原料１０の上面側に引き上げ、上面側が高μのμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抄紙して形成する湿式摩擦材の特性を制御できる湿式摩擦材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
湿式摩擦材として中空のリング状の摩擦板を形成する代表的な方法としては、シート状に抄紙された湿式摩擦材をリング状に打ち抜いて製造する方法がある。この方法では、中央部分と外周の外側部分の抄紙材料がスクラップになってしまい非常に抄紙材料の使用効率が低かった。そこで、湿式摩擦材の製造方法として種々の方法が提案されている。
例えば、湿式摩擦材の最終製品に近い形状の中空リング状に直接形成する方法においては、無駄を極力少なくするためのポット方式或いは浴槽方式もその例である。
【０００３】
前記ポット方式の抄紙原液は、単品の抄紙に必要な分のみ供給して脱水するので、濃度の変化は殆どなく、密度の安定した紙質基材が得られる。しかし、内径治具に長い筒が必要で、脱水から抄紙完了まで筒を動かせないという問題点がある。また、治具が大型化し、取扱いに難があるという問題点もある。
一方、前記浴槽方式では、必要な抄紙原液を一度に掬う量が少ないため、厚い紙質基材を得るには不向きであり、また、槽内の原料の濃度も次第に薄くなるため、濃度の管理が必要となるという問題がある。
【０００４】
そこで、特許文献１では、中空円板状凹溝の抄網部に繊維成分と充填材を含む抄紙原液を供給して抄網部の底部より吸水、脱水する中空円板状の湿式摩擦材の製造方法において、抄紙原液を抄紙原料タンクと原料タンクの間に循環、攪拌してその濃度を一定に保ち、中空円板状凹溝の抄網部を有する抄紙治具と、昇降吸引部とを結合して抄紙原料タンク中を昇降させ、その間に抄網部中にある原液から水分を吸引して抄紙を行い、脱水及び乾燥させる技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３３７９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の製造方法によれば、抄紙原液は常に原料タンクと抄紙原料タンクの間を循環及び攪拌されるので、濃度を常に一定に保つことができ、また、抄紙治具と昇降吸引部を別体にすれば抄紙治具はコンパクトで取り外し可能となる。そして、セット替え等が容易となり、生産性が向上する。
【０００７】
ところが、特許文献１の中空円板状凹溝の抄網部に繊維成分と充填材を含む抄紙原液を供給して抄網部底部より吸水、脱水する中空円板状の湿式摩擦材を製造する方法は、抄紙の際に重力の影響に水分引きの影響が加わり、抄紙原液を撹拌中に抄いても、その抄いた時間内及びその脱水時には、抄紙原液の内の抄紙成分の組成の比重によって下側の位置が比重の大きい物質が高い密度で蓄積し、積層されることになる。特に、摩擦材の基材を抄紙する際、このように下側から水分引きを行うと、上面と下面の成分比率が変化し、下側の成分密度が高くなる傾向にある。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであって、重力の影響を少なくして、所望のμ−Ｖ特性の湿式摩擦材が得られる湿式摩擦材の製造方法の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明にかかる湿式摩擦材の製造方法は、水に摩擦調整用充填材を分散させたスラリー状抄紙原料を抄紙原料タンクに入れて攪拌して、その濃度を一定に保つ撹拌工程と、前記抄紙原料タンクから前記スラリー状抄紙原料が供給され、前記スラリー状抄紙原料を脱水してその形状を定める摩擦材形成工程と、前記摩擦材形成工程で形状が定められた摩擦材料を乾燥する乾燥工程を有し、前記摩擦材形成工程において、前記スラリー状抄紙原料から水分の一部が除去された半スラリー状抄紙原料中の前記摩擦調整用充填材を、水流を制御することにより偏在させる偏在手段を有するものである。
ここでいう「スラリー状抄紙原料」とは、パルプ等の繊維成分と種々の添加剤を水に分散させた粥状の混合物である。
また、ここでいう「半スラリー状抄紙原料」とは、前記スラリー状抄紙原料からの脱水等により水分の一部が除去され、「スラリー状抄紙原料」に比べて粘性が高くなったものである。ここで、上記撹拌工程は、スラリー状抄紙原料を抄紙原料タンクに入れて攪拌し、その濃度を一定に保つ機能を具備するものであれば良い。
また、上記摩擦材形成工程は、前記スラリー状抄紙原料タンクからスラリー状抄紙原料が供給され、このスラリー状抄紙原料が脱水されることで抄紙原料の形状を定めるものである。このときの形状は、円状、正方形状、長方形状、弧状または打ち抜きを行うための所定の幅のみを特定する長さの形状とする等各種形状にすることができる。
更に、前記摩擦材形成工程で形状を定められた摩擦材料を乾燥する乾燥工程は、前記スラリー状抄紙原料から一部脱水された半スラリー状抄紙原料からなる湿式摩擦材料を乾燥できれば良く、公知の工程が使用できる。
【００１０】
請求項２の発明にかかる湿式摩擦材の製造方法は、前記摩擦材形成工程における偏在手段が、前記半スラリー状抄紙原料の上面側に設けた吸水装置であり、前記吸水装置により前記半スラリー状抄紙原料中に含まれる前記摩擦調整用充填材を上面側に偏在させたものである。
そして、上記の吸水装置の吸水方法は、その手段を何ら特定するものではない。その方法として、前記半スラリー状抄紙原料の上面側から水分を吸引除去する手段等の使用が可能である。
ここで、前記摩擦材形成工程での上面からの吸水は、生産性を上げるべく、連続処理が可能なもの、面積的に均一に吸水できるものが望ましい。
【００１１】
請求項３の発明にかかる湿式摩擦材の製造方法は、前記摩擦材形成工程において、前記半スラリー状抄紙原料の下面側に脱水装置を有し、前記半スラリー状抄紙原料の上面からの吸水圧力と下面からの脱水圧力の比が、吸水圧力／脱水圧力＝１／１００〜１／１の範囲内であるものである。
なお、上記の吸水圧力と脱水圧力の比が、吸水圧力／脱水圧力＝１／１００より低過ぎる場合は前記半スラリー状抄紙原料の前記摩擦調整用充填材を上面側に引き上げることが困難である。
また、上記の吸水圧力と脱水圧力の比が、吸水圧力／脱水圧力＝１／１を超えて高過ぎる場合は、前記半スラリー状抄紙原料の前記摩擦調整用充填材が吸水によって除去されてしまう。
そして、上記の脱水装置による脱水方法は、その手段を何ら特定するものではない。その方法として、前記半スラリー状抄紙原料の下面側から水分を吸引除去する手段等の使用が可能である。
ここで、前記摩擦材形成工程での下面からの脱水は、生産性を上げるべく、連続処理が可能なものであればよい。
【００１２】
請求項４の発明にかかる湿式摩擦材の製造方法は、前記摩擦材形成工程での前記半スラリー状抄紙原料は、上面からの吸水直前の水分率が８５．０％〜９９．５％の範囲内であり、吸水直後の水分率が７０．０〜９５．０％の範囲内であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の湿式摩擦材の製造方法は、水に擦調整用充填材を分散させたスラリー状抄紙原料を抄紙原料タンクに入れて攪拌して、その濃度を一定に保つ撹拌工程と、前記抄紙原料タンクから前記スラリー状抄紙原料が供給され、前記スラリー状抄紙原料を脱水してその形状を定める摩擦材形成工程と、前記摩擦材形成工程で形状が定められた摩擦材料を乾燥する乾燥工程を有し、前記摩擦材形成工程において、前記スラリー状抄紙原料から水分の一部が除去された半スラリー状抄紙原料の前記摩擦調整用充填材を、水流を制御することにより偏在させる偏在手段を有するものである。
したがって、前記スラリー状抄紙原料から水分の一部が除去された半スラリー状抄紙原料の前記摩擦調整用充填材を、水流を制御することにより偏在させるものであるから、例えば、スラリー状抄紙原料中に摩擦係数μを高くする摩擦調整用充填材として入っている珪藻土等を抄紙原料の上面側に引き上げ、上面側が高μのμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることができる。また、全体的にも任意のμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることもできる。
【００１４】
請求項２の湿式摩擦材の製造方法は、前記摩擦調整用充填材を偏在させる偏在手段が、前記半スラリー状抄紙原料の上面側に設けた吸水装置であるものである。
前記摩擦材形成工程において、前記吸水装置にて前記半スラリー状抄紙原料の水を吸水することにより水流の制御を行ない、前記スラリー状抄紙原料の水分の一部が除去された半スラリー状抄紙原料中の前記摩擦調整用充填材を上面側に偏在させたものであるから、例えば、スラリー状抄紙原料中に摩擦係数μを高くする摩擦調整用充填材として入っている珪藻土等を抄紙原料の上面側に引き上げ、上面側が高μのμ−Ｖ特性の摩擦面を有する湿式摩擦材とすることができる。また、全体的にも任意のμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることもできる。
【００１５】
請求項３の湿式摩擦材の製造方法は、前記摩擦材形成工程において、前記半スラリー状抄紙原料の下面側に脱水装置を有し、前記半スラリー状抄紙原料の上面からの吸水圧力と下面からの脱水圧力の比が、吸水圧力／脱水圧力＝１／１００〜１／１の範囲としたものである。このように脱水圧力に対する吸水圧力比を規定することで半スラリー状抄紙原料中の前記摩擦調整用充填材を所望の位置に偏在させることができる。
そして、上記の脱水装置による脱水方法は、その手段を何ら特定するものではない。その方法として、前記半スラリー状抄紙原料の下面側から水分を吸引除去する手段等の使用が可能である。
ここで、前記摩擦材形成工程での下面からの脱水は、生産性を上げるべく、連続乾燥処理が可能なものであればよい。
しかも、抄紙原料の上面からの吸水及び下面からの脱水により、湿式摩擦材の上面及び下面の密度を任意の密度とすることができる。
【００１６】
請求項４の湿式摩擦材の製造方法は、前記摩擦材形成工程での前記半スラリー状抄紙原料は、上面からの吸水直前の水分率が８５．０％〜９９．５％の範囲であり、吸水直後の水分率が７０．０％〜９５．０％の範囲内であることを特徴とするものである。ここで、上記半スラリー状抄紙原料の水分率は、９９．５％を超えて高過ぎる場合は、前記半スラリー状抄紙原料の前記摩擦調整用充填材が水分の吸水による水流とともに流出してしまう。また、８５．０％より低過ぎる場合は、前記半スラリー状抄紙原料の粘性が高くなりすぎ、前記摩擦調整用充填材の移動がし難くなり所望の偏在が得られ難くなる。また、吸水直後の水分率が７０．０％〜９５．０％の範囲内であれば特定した形状の維持が保ちやすく半スラリー状抄紙原料の扱いが容易になる。
このように前記半スラリー状抄紙原料の上面からの吸水直前及び吸水直後の水分率を調整することにより、効率的に前記摩擦調整用充填材を偏在させた摩擦材料を連続生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施の形態１にかかる湿式摩擦材の製造方法を示す製造工程図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施の形態１にかかる湿式摩擦材の吸水ローラで、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその長さ方向の縦断面を示す要部縦断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１にかかる湿式摩擦材の製造方法による上部吸水装置によって製造した湿式摩擦材の灰分比率を示す説明図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１にかかる湿式摩擦材の製造方法による上部吸水装置によって製造した湿式摩擦材のμ−Ｖ特性を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態において、図中、同一記号及び同一符号は、各々同一または相当する機能部分であるから、ここでは重複する説明を省略する。
【００１９】
［実施の形態１］
図１において、抄紙して湿式摩擦材とするスラリー状抄紙原料１０を収容する抄紙原料タンク１は、所定の容積を有し、電動機１１で回転させる撹拌手段１２で収容しているスラリー状抄紙原料１０を常時または必要に応じて撹拌している。また、抄紙原料タンク１には、循環ポンプ１３が配設されていて、抄紙原料タンク１内に収容されているスラリー状抄紙原料１０が比重の影響を受け難いように、上下方向またはその逆方向に流れを形成し、スラリー状抄紙原料１０を均一に分布された状態を維持している。
【００２０】
また、抄紙原料タンク１には、調整タンク２が外付けとして接続されていて、調整タンク２では、抄紙して湿式摩擦材とする原料を混合し、所定の濃度としている。この調整タンク２においても、必要に応じて、図示しない電動撹拌手段及び循環手段が配設されている。また、調整タンク２には、必要により、抄紙した残渣、例えば、水分、バインダ等を帰還ポンプ２１を介して再使用できるように循環路が形成され、抄紙材料を加えることにより、抄紙原料タンク１に戻している。
【００２１】
抄紙容器３は、抄造容器３１に抄紙コンベア４の端部のリターンローラ４０を配置し、抄紙原料タンク１から供給されるスラリー状抄紙原料１０を抄きながら引き揚げるようになっている。抄紙容器３で抄紙した残渣は、残渣タンク３３に収容される。残渣タンク３３に収容された残渣は、循環路の帰還ポンプ２１を介して再使用できるように調整タンク２に送られる。
なお、抄紙原料タンク１及び調整タンク２及び抄造容器３１は、合体させて抄紙原料タンク１のみとして使用することもできるし、別体とすることもできる。特に、帰還ポンプ２１を介して再使用できるように循環路が形成されたものでは、帰還量に応じて抄紙原材料を補充してスラリー状抄紙原料１０を作成することになる。
【００２２】
抄紙コンベア４は、金属網または合成樹脂網で形成されている抄紙ベルト４Ａが、脱水ローラ４１，４２，４３，４４，４５及び分離ローラ４６、ガイドローラ４７, ４９ａ，４９ｂ及びテンションローラ４８に掛けられている。
脱水ローラ４１，・・・，４５は、抄紙ベルト４Ａの下面側から水分を除去するもので、抄紙した半スラリー状抄紙原料６を後述する偏在手段としての上面から吸水する吸水ローラ７１，７２，７３，７４，７５と対になっている。即ち、脱水ローラ４１，４２，４３，４４，４５及び抄紙ベルト４Ａは、スラリー状抄紙原料１０または水分量が減少した半スラリー状抄紙原料６の下面から脱水する機能を有する本実施の形態の下部脱水装置８を構成している。
【００２３】
分離ローラ４６は、半スラリー状抄紙原料６から脱水されて特定の形状に抄紙された摩擦材料６１を、抄紙ベルト４Ａから乾燥コンベア５に移動させる際に、内部から圧搾空気を供給すると共に、スクレバー５３で抄紙ベルト４Ａから摩擦材料６１を分離案内し、抄紙ベルト４Ａから摩擦材料６１を剥離し、搬送ローラ５１，５２等で構成される乾燥コンベア５の乾燥ベルト５０の上に載置する剥離機構９を構成し、本実施の形態の剥離工程を呈している。このため、分離ローラ４６は摩擦材料６１を抄紙ベルト４Ａから剥がすために図示しない圧搾空気を作るコンプレッサ等が接続されている。なお、この剥離工程は、抄紙したスラリー状抄紙原料１０の脱水の程度によって必要であったり、必要でなかったりするものであり、脱水程度による摩擦材料６１に委ねられており、必ずしも必要とするものではない。
【００２４】
なお、テンションローラ４８は、抄紙コンベア４の抄紙ベルト４Ａに所定のテンションを加えるもので、弾性力で抄紙ベルト４Ａの張力を所定の状態とするものである。
ガイドローラ４７,４９ａ，４９ｂは、抄紙コンベア４の軌道を決定するガイド用であり、必要数配設される。
【００２５】
吸水ローラ７１，７２，７３，７４，７５は、図２に示すように、円筒状の外周に無数の穿孔７ａが形成されており、その全面積に対する穿孔面積、即ち、この穿孔率は所定の値に設定されているが、比重、密度、層の厚さ等によって経験則で決定されている。本実施の形態の吸水ローラ７１，・・・，７５は、ステンレス製で円筒状となっており、外力で容易に湾曲しない強度となっている。吸水ローラ７１，・・・，７５は、図示しない外部で回転力を与えられたＶベルトからなる吸水ベルト７Ａで回転力が伝達されている。そのため、ガイドローラ７６,７７は、Ｖベルトからなる吸水ベルト７Ａによってそれぞれが等速回転を行っている。吸水ローラ７１，７２，７３，７４，７５を有し、水分量が減少した半スラリー状抄紙原料６の上面から吸水する機能の本実施の形態の上部吸水装置７を構成している。
【００２６】
前述したように、上部吸水装置７の吸水ローラ７１，・・・，７５は、穿孔７ａを形成した円筒７ｂと、その円筒７ｂの回転軸となる一方の支軸７ｃ及び吸引側支軸７ｄを有する。円筒７ｂの外周には、９０〜１２０度程度開口する遮蔽板７ｅが設けられている。この遮蔽板７ｅには、開口する下端部、即ち、長さ方向に平行する外周面を有し、支軸７ｃ及び吸引側支軸７ｄを回転軸として、円筒７ｂの上側の面のみを覆っている。したがって、円筒７ｂが回転しても、９０〜１２０度程度の開口を下側に位置する遮蔽板７ｅは、筒状の下側に形成された穿孔７ａのみが機能するように上面を覆う固定位置となっている。なお、本実施の形態の穿孔７ａは円孔、長円孔、＋字状等の孔または網等が使用可能である。
【００２７】
吸引側支軸７ｄには、円筒７ｂの内部で常に下方に吸入口７ｆが位置するように位置決めされた吸引管７ｇが配設されている。また、吸引管７ｇは遮蔽板７ｅと一体に取り付けられていて、遮蔽板７ｅが吸水ローラ７１，・・・，７５の上部位置をカバーしている限り、吸入口７ｆが脱水ローラ７１，・・・，７５の円筒７ｂの最下位置に位置するようになっている。そして、吸引側支軸７ｄの吸引管７ｇの吸入口７ｆの反対側は、図示しない吸引ポンプに接続されており、吸水ローラ７１，・・・，７５の円筒７ｂの内部の水分及び水分を含む空気を排出している。
【００２８】
支軸７ｃは、その円筒７ｂ側の端部に凹部溝７ｈが形成されていて、円筒７ｂの端部に溶接されている補強部材７ｉの内部側に形成した凸部と嵌合している。また、支軸７ｃのキー溝７ｊにはキー７ｋが挿入されていて、Ｖベルトプーリ７ｍが取り付けられている。したがって、Ｖベルトプーリ７ｍが回転すると、支軸７ｃが回転し、凹部溝７ｈ、補強部材７ｉを介して円筒７ｂが回転する。このとき、遮蔽板７ｅは回転することなく定位置で停止したままである。
【００２９】
吸引側支軸７ｄについても、その円筒７ｂ側の端部に補強部材７ｐが溶接されており、その中に吸引管７ｇが挿入されている。吸引管７ｇの端部には、吸気排気管７ｑが接続されており、それがロックナット７ｒで固定されている。また、吸引管７ｇは固定フレーム７ｓに取り付けられており、遮蔽板７ｅと吸引管７ｇ、吸気排気管７ｑが一体に固定されている。
したがって、円筒７ｂが回転すると、補強部材７ｐが吸引側支軸７ｄの周囲を回転し、遮蔽板７ｅは回転することなく定位置で停止したままである。
【００３０】
このように構成された本実施の形態の湿式摩擦材の製造方法は、次のような工程によって製造される。
まず、珪藻土等の摩擦調整充填材を含んだスラリー状抄紙原料１０を抄紙原料タンク１に入れて循環ポンプ１３で循環させ、かつ、撹拌手段１２で攪拌してその濃度を一定に保つ撹拌工程を有する。なお、このとき、抄紙原料タンク１及び調整タンク２及び抄造容器３１は一体として抄紙原料タンク１のみとして使用することもできるし、抄紙原料タンク１と調整タンク２、調整タンク２と抄造容器３１、抄紙原料タンク１と抄造容器３１とを一体としてもよいし、それらを各々別体とすることもできる。特に、帰還ポンプ２１を介して再使用できるように循環路が形成されたものでは、帰還量に応じて抄紙原料を供給できればよい。
【００３１】
また、抄紙原料タンク１内において攪拌されたスラリー状抄紙原料１０が抄紙原料タンク１から供給され、抄紙コンベア４によってスラリー状抄紙原料１０を抄いてその形状を所定の幅のみを特定する長さの形状と定める摩擦材形成工程を有している。即ち、抄造容器３１に抄紙コンベア４の端部のリターンローラ４０を配置し、抄紙原料タンク１から供給されるスラリー状抄紙原料１０を抄きながら引き揚げるようにして、抄紙原料タンク１から供給されるスラリー状抄紙原料１０を抄きながら所定の形状にしている。このとき、抄紙コンベア４の特定の位置に円状または正方形状、長方形状、弧状または打ち抜きを行うための所定の形状を形成するように、可撓性の板状態を配設すれば、特定の形状の湿摩擦材料６１を得ることができる．
【００３２】
そして、その摩擦材形成工程で抄紙コンベア４の抄紙ベルト４Ａによってスラリー状抄紙原料１０から水分の一部が除去された半スラリー状抄紙原料６の上面から吸水ローラ７１，・・・，７５等を有する上部吸水装置７により半スラリー状抄紙原料６の上面側において吸水されることにより、吸水ローラ７１，・・・，７５に向かう半スラリー状抄紙原料６内の水の流れによって、珪藻土等の摩擦調整充填材が抄紙コンベア４の抄紙ベルト４Ａに向かう下面側への移動が抑制される。この際、吸水ローラ７１，・・・，７５の吸引力を調整することで水流が制御され、珪藻土等の摩擦調整充填材を半スラリー状抄紙原料６の上面側等所望の位置に偏在させることができる。したがって、吸水ローラ７１，・・・，７５等を有する上部吸水装置が偏在手段を構成している。
【００３３】
また同時に、下面から脱水を行う脱水ローラ４１，・・・，４５等を有する下部脱水装置８による脱水工程を具備するものである。特に、下部脱水装置８は脱水ローラ４１，・・・，４５によって抄紙コンベア４の抄紙ベルト４Ａを介して脱水するものであるから、抄紙ベルト４Ａの脱水能力によって下部の脱水が決定される。また、上部吸水装置７は吸水ローラ７１，・・・，７５の吸水能力が排気能力によって決定されるから、特に、上部吸水装置７のみを強く作用させたり、逆に、下部脱水装置８を強く作用させたりすることができる。
【００３４】
ここで、本実施の形態ではスラリー状抄紙原料１０から半スラリー状抄紙原料６への脱水は、抄紙ベルト４Ａからの脱水によって行っているが、例えば、入り口側の吸水ローラ７１、７２の吸水を作動させずに脱水ローラ４１、４２によって半スラリー状抄紙原料６を得ることも有り得る。ここで半スラリー状抄紙原料６に対する上面側からの吸水は半スラリー状抄紙原料６の水分率が８５．５％〜９９．５％の範囲になったとき吸水を開始する。半スラリー状抄紙原料６の水分率が８５．５％より低いと半スラリー状抄紙原料６の粘性が高くなりすぎ、珪藻土等の摩擦調整充填材が吸水によって引き起こされる水流による移動がし難くなり偏在させることが難しくなる。また、半スラリー状抄紙原料６の水分率が９９．５％を超えると半スラリー状抄紙原料６中の珪藻土等の摩擦調整充填材が水と一緒に吸水ローラ７１，・・・，７５中に吸収され、所望の位置における摩擦調整充填材の必要量が確保できにくくなる。つまり半スラリー状抄紙原料６の水分率が８５．５％〜９９．５％の範囲内であると半スラリー状抄紙原料６の粘性が適切な状態になり、半スラリー状抄紙原料６中に含まれる珪藻土等の摩擦調整充填材が適度の抵抗を受けながら移動可能な状態になるため、水と一緒に吸水ローラ７１，・・・，７５中に吸収されることが起き難くなり、半スラリー状抄紙原料６中内での偏在を制御し易くなる。
【００３５】
以上説明してきたように本発明の実施形態では、半スラリー状抄紙原料６の上面の吸水及び下面から脱水を行うものであるから、半スラリー状抄紙原料６の上面の吸引力と下面の脱水力、即ち、上部吸水装置７と下部脱水装置８との吸水圧力／脱水圧力の比を適切に設定することによって、例えば、摩擦係数μを高くする摩擦調整充填材として入っている珪藻土等を抄紙原料の上面側に引き上げ、上面側が高μのμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることができる。また、全体的にも任意のμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることもできる。さらに、この半スラリー状抄紙原料６の上面の吸水及び下面からの脱水を経ることによって湿式摩擦材の基材となる摩擦材料６１の形状が特定される。ここで、吸水圧力としては１ｋＰａ〜５０ｋＰａ、脱水圧力としては５０ｋＰａ〜１００ｋＰａの範囲内が好適である。吸水圧力が１ｋＰａより小さいと吸引による水流が弱く摩擦調整用充填材（本実施の形態では珪藻土）を上面に配することが困難であり、５０ｋＰａを越えると吸引による水流とともに摩擦調整用充填材が吸水ローラ中に吸い込まれ易くなる。このことから吸水圧力／脱水圧力の比は１／１００〜１／１の範囲内が好適といえる。
【００３６】
本実施の形態では、更に、吸水・脱水の工程を経て水分が適当に除去されることにより特定形状に保持された摩擦材料６１は、抄紙ベルト４Ａから剥離する剥離機構９を経て乾燥コンベア５に搬送している。即ち、吸水・脱水工程を経た摩擦材料６１は、抄紙ベルト４Ａから剥離する剥離工程を具備している。なお、本実施の形態では吸水とともに脱水も合わせて実施しているが、吸水ローラ７１，・・・，７５の吸水能力を個別に制御することで吸水ローラのみで吸水・脱水工程を行うことも有り得る。ここで、吸水が終了した直後の半スラリー状抄紙原料６の水分率は７０．０％〜９５．０％の範囲内に本実施の形態では設定している。水分率をこの範囲内にすることで半スラリー状抄紙原料６は形状が特定されるとともに、形状保持が可能となり取り扱いも容易となる。この形状が特定された半スラリー状抄紙原料６が摩擦材料６１である。ここで７０．０％より水分を減少させると、より形状の保持と取り扱いも容易となるが、その分摩擦材形成工程に費やされる時間が長くなり生産上不利となる。
【００３７】
更にまた、剥離工程を経た摩擦材料６１は、搬送ローラ５１，５２等で搬送される乾燥ベルト５０に移動され、そこで乾燥される乾燥工程を具備するものである。
したがって、抄紙ベルト４Ａから剥離する剥離機構９は、摩擦材料６１を抄紙ベルト４Ａから剥がすために図示しない圧搾空気を作るコンプレッサ等が接続されている分離ローラ４６及びスクレバー５３によって、摩擦材料６１を型崩れを生じさせることなく、確実に搬送ローラ５１，５２等で搬送される乾燥ベルト５０に移動することができる。
【００３８】
ここで、下部脱水装置８の脱水圧力を６０ｋＰａ〜７０ｋＰａ内に収まるように調整し、上部吸水装置７の吸水圧力を変化させて本実施の形態１にかかる湿式摩擦材の製造方法で製造した湿式摩擦材（乾燥工程を経た摩擦材料６１）の灰分比率、即ち、灰分調査による珪藻土の厚み方向の分布を図３に示す。また、同様に、本実施の形態１にかかる湿式摩擦材の製造方法による上部吸水装置７によって製造した湿式摩擦材のμ−Ｖ特性を図４に示す。ここで灰分とは湿式摩擦材を高温状態にして湿式摩擦材中の有機成分を分解除去したときに残った無機成分の割合を示す。本実施例では湿式摩擦材中の珪藻土の割合を示す。
図３に示すように、上部吸水圧力２ｋＰａから上部吸水圧力５０ｋＰａの間で、湿式摩擦材の全体の灰分分布に比較して摩擦材表層部分（表面から１ｍｍの深さ位置）の珪藻土等の灰分の増加が確認され、珪藻土が上面に偏在していることが明らかになった。
【００３９】
図４に示す湿式摩擦材のμ−Ｖ特性は、回転数０−１０００−０ｒｐｍ、ディスク面圧０．２ＭＰａ、油温１００℃、油量１００ｍＬ／ｍｉｎ（ＡＴＦ＝Ａ）の条件下で性能を評価した。特に、上部吸水圧力２ｋＰａから上部吸水圧力５０ｋＰａの間で、湿式摩擦材のμ−Ｖ特性が良好となり、ジャダー性が良好なものが得られた。
なお、本実施の形態は、上部吸水装置７と下部脱水装置８の上下が逆でも、特に支障はない。この場合は下面側に摩擦調整用充填材が所望量偏在することになる。
【００４０】
このように、上記実施の形態の湿式摩擦材の製造方法は、スラリー状抄紙原料１０を抄紙原料タンク１に入れて循環、攪拌してその濃度を一定に保つと共に、その原料タンク１からスラリー状抄紙原料１０を供給し、スラリー状抄紙原料１０から水分の一部を除去した半スラリー状抄紙原料６に対して、偏在手段としての上部吸水装置７と、脱水及び形状形成手段としての下部脱水装置８により、その半スラリー状抄紙原料６の上面からの吸水及び下面から脱水を行い、この一連の操作によって半スラリー状抄紙原料６に含まれる摩擦調整用充填材を吸水時の水流を利用してその配置位置を自在にするとともに特定形状に形成するものである。
【００４１】
したがって、スラリー状抄紙原料１０の上部吸水装置７と下部脱水装置８により上面からの吸水及び下面から脱水を行うものであるから、スラリー状抄紙原料１０の上面からの吸水と下面の脱水を行う際の吸水圧力／脱水圧力の比を適切に設定することによって、半スラリー状抄紙原料６中の水流を適切な流れに制御でき、例えば、スラリー状抄紙原料１０として摩擦係数μを高くする摩擦調整用充填材として入っている珪藻土等をスラリー状抄紙原料１０の上面側に引き上げ、上面側が高μのμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることができる。また、全体的にも任意のμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることもできる。
【００４２】
さらに、半スラリー状抄紙原料６の水分率を適切な範囲内に調整して半スラリー状抄紙原料６の粘性を上部吸水装置７による吸水によって摩擦調整用充填材として入っている珪藻土等が水流とともに除去されにくい適度な粘性に制御したのち吸水を開始するため、摩擦調整用充填材として入っている珪藻土等を所望の位置に偏在させることができる。また吸水後の水分率を適切な水分率とすることで、特定の形状に形状を保持した状態で摩擦材形成工程から分離可能な半スラリー状抄紙原料６、次いで、摩擦材料６１を形成させることができる。
【００４３】
そして、上記実施の形態の湿式摩擦材の製造方法における摩擦材形成工程のスラリー状抄紙原料１０の上面からの上部吸水装置７による吸水は、吸引力によって脱水乾燥を行うものであるから、連続的に乾燥を行うことができ、生産性の効率を上げることができる。
更に、上記実施の形態の湿式摩擦材の製造方法の上部吸水装置７と下部脱水装置８からなる摩擦材形成工程の半スラリー状抄紙原料の上面からの吸水及び下面からの脱水は、そのスラリー状抄紙原料１０の下面から所定の穿孔率の穿孔によって脱水し、また、スラリー状抄紙原料の１０の上面から所定の穿孔率の穿孔によって吸引吸水を行うものであるから、連続的に脱水乾燥を行うことができ、生産性を上げることができる。しかも、スラリー状抄紙原料の１０の上面からの吸水及び下面からの脱水乾燥により、湿式摩擦材６の上面及び下面の密度を任意の密度とすることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１ 抄紙原料タンク
３ 抄紙容器
４ 抄紙コンベア
４Ａ 抄紙ベルト
５ 乾燥コンベア
６ 半スラリー状抄紙原料
７ 上部吸水装置
８ 下部脱水装置
９ 剥離機構
１０ スラリー状抄紙原料
４１，４２，４３，４４，４５ 脱水ローラ
４６ 分離ローラ
５０ 乾燥ベルト
７１，７２，７３，７４，７５ 吸水ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抄紙して形成する湿式摩擦材の特性を制御できる湿式摩擦材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
湿式摩擦材として中空のリング状の摩擦板を形成する代表的な方法としては、シート状に抄紙された湿式摩擦材をリング状に打ち抜いて製造する方法がある。この方法では、中央部分と外周の外側部分の抄紙材料がスクラップになってしまい非常に抄紙材料の使用効率が低かった。そこで、湿式摩擦材の製造方法として種々の方法が提案されている。
例えば、湿式摩擦材の最終製品に近い形状の中空リング状に直接形成する方法においては、無駄を極力少なくするためのポット方式或いは浴槽方式もその例である。
【０００３】
前記ポット方式の抄紙原液は、単品の抄紙に必要な分のみ供給して脱水するので、濃度の変化は殆どなく、密度の安定した紙質基材が得られる。しかし、内径治具に長い筒が必要で、脱水から抄紙完了まで筒を動かせないという問題点がある。また、治具が大型化し、取扱いに難があるという問題点もある。
一方、前記浴槽方式では、必要な抄紙原液を一度に掬う量が少ないため、厚い紙質基材を得るには不向きであり、また、槽内の原料の濃度も次第に薄くなるため、濃度の管理が必要となるという問題がある。
【０００４】
そこで、特許文献１では、中空円板状凹溝の抄網部に繊維成分と充填材を含む抄紙原液を供給して抄網部の底部より吸水、脱水する中空円板状の湿式摩擦材の製造方法において、抄紙原液を抄紙原料タンクと原料タンクの間に循環、攪拌してその濃度を一定に保ち、中空円板状凹溝の抄網部を有する抄紙治具と、昇降吸引部とを結合して抄紙原料タンク中を昇降させ、その間に抄網部中にある原液から水分を吸引して抄紙を行い、脱水及び乾燥させる技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３３７９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の製造方法によれば、抄紙原液は常に原料タンクと抄紙原料タンクの間を循環及び攪拌されるので、濃度を常に一定に保つことができ、また、抄紙治具と昇降吸引部を別体にすれば抄紙治具はコンパクトで取り外し可能となる。そして、セット替え等が容易となり、生産性が向上する。
【０００７】
ところが、特許文献１の中空円板状凹溝の抄網部に繊維成分と充填材を含む抄紙原液を供給して抄網部底部より吸水、脱水する中空円板状の湿式摩擦材を製造する方法は、抄紙の際に重力の影響に水分引きの影響が加わり、抄紙原液を撹拌中に抄いても、その抄いた時間内及びその脱水時には、抄紙原液の内の抄紙成分の組成の比重によって下側の位置が比重の大きい物質が高い密度で蓄積し、積層されることになる。特に、摩擦材の基材を抄紙する際、このように下側から水分引きを行うと、上面と下面の成分比率が変化し、下側の成分密度が高くなる傾向にある。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであって、重力の影響を少なくして、所望のμ−Ｖ特性の湿式摩擦材が得られる湿式摩擦材の製造方法の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明にかかる湿式摩擦材の製造方法は、水に摩擦調整用充填材を分散させたスラリー状抄紙原料を抄紙原料タンクに入れて攪拌して、その濃度を一定に保つ撹拌工程と、前記抄紙原料タンクから前記スラリー状抄紙原料が供給され、前記スラリー状抄紙原料を脱水してその形状を定める摩擦材形成工程と、前記摩擦材形成工程で形状が定められた摩擦材料を乾燥する乾燥工程を有し、前記摩擦材形成工程において、前記スラリー状抄紙原料から水分の一部が除去された半スラリー状抄紙原料中の前記摩擦調整用充填材を、水流を制御することにより偏在させる偏在手段を有するものである。
ここでいう「スラリー状抄紙原料」とは、パルプ等の繊維成分と種々の添加剤を水に分散させた粥状の混合物である。
また、ここでいう「半スラリー状抄紙原料」とは、前記スラリー状抄紙原料からの脱水等により水分の一部が除去され、「スラリー状抄紙原料」に比べて粘性が高くなったものである。ここで、上記撹拌工程は、スラリー状抄紙原料を抄紙原料タンクに入れて攪拌し、その濃度を一定に保つ機能を具備するものであれば良い。
また、上記摩擦材形成工程は、前記スラリー状抄紙原料タンクからスラリー状抄紙原料が供給され、このスラリー状抄紙原料が脱水されることで抄紙原料の形状を定めるものである。このときの形状は、円状、正方形状、長方形状、弧状または打ち抜きを行うための所定の幅のみを特定する長さの形状とする等各種形状にすることができる。
更に、前記摩擦材形成工程で形状を定められた摩擦材料を乾燥する乾燥工程は、前記スラリー状抄紙原料から一部脱水された半スラリー状抄紙原料からなる湿式摩擦材料を乾燥できれば良く、公知の工程が使用できる。
【００１０】
請求項２の発明にかかる湿式摩擦材の製造方法は、前記摩擦材形成工程における偏在手段が、前記半スラリー状抄紙原料の上面側に設けた吸水装置であり、前記吸水装置により前記半スラリー状抄紙原料中に含まれる前記摩擦調整用充填材を上面側に偏在させたものである。
そして、上記の吸水装置の吸水方法は、その手段を何ら特定するものではない。その方法として、前記半スラリー状抄紙原料の上面側から水分を吸引除去する手段等の使用が可能である。
ここで、前記摩擦材形成工程での上面からの吸水は、生産性を上げるべく、連続処理が可能なもの、面積的に均一に吸水できるものが望ましい。
【００１１】
請求項３の発明にかかる湿式摩擦材の製造方法は、前記摩擦材形成工程において、前記半スラリー状抄紙原料の下面側に脱水装置を有し、前記半スラリー状抄紙原料の上面からの吸水圧力と下面からの脱水圧力の比が、吸水圧力／脱水圧力＝１／１００〜１／１の範囲内であるものである。
なお、上記の吸水圧力と脱水圧力の比が、吸水圧力／脱水圧力＝１／１００より低過ぎる場合は前記半スラリー状抄紙原料の前記摩擦調整用充填材を上面側に引き上げることが困難である。
また、上記の吸水圧力と脱水圧力の比が、吸水圧力／脱水圧力＝１／１を超えて高過ぎる場合は、前記半スラリー状抄紙原料の前記摩擦調整用充填材が吸水によって除去されてしまう。
そして、上記の脱水装置による脱水方法は、その手段を何ら特定するものではない。その方法として、前記半スラリー状抄紙原料の下面側から水分を吸引除去する手段等の使用が可能である。
ここで、前記摩擦材形成工程での下面からの脱水は、生産性を上げるべく、連続処理が可能なものであればよい。
【００１２】
請求項４の発明にかかる湿式摩擦材の製造方法は、前記摩擦材形成工程での前記半スラリー状抄紙原料は、上面からの吸水直前の水分率が８５．０％〜９９．５％の範囲内であり、吸水直後の水分率が７０．０〜９５．０％の範囲内であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の湿式摩擦材の製造方法は、水に擦調整用充填材を分散させたスラリー状抄紙原料を抄紙原料タンクに入れて攪拌して、その濃度を一定に保つ撹拌工程と、前記抄紙原料タンクから前記スラリー状抄紙原料が供給され、前記スラリー状抄紙原料を脱水してその形状を定める摩擦材形成工程と、前記摩擦材形成工程で形状が定められた摩擦材料を乾燥する乾燥工程を有し、前記摩擦材形成工程において、前記スラリー状抄紙原料から水分の一部が除去された半スラリー状抄紙原料の前記摩擦調整用充填材を、水流を制御することにより偏在させる偏在手段を有するものである。
したがって、前記スラリー状抄紙原料から水分の一部が除去された半スラリー状抄紙原料の前記摩擦調整用充填材を、水流を制御することにより偏在させるものであるから、例えば、スラリー状抄紙原料中に摩擦係数μを高くする摩擦調整用充填材として入っている珪藻土等を抄紙原料の上面側に引き上げ、上面側が高μのμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることができる。また、全体的にも任意のμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることもできる。
【００１４】
請求項２の湿式摩擦材の製造方法は、前記摩擦調整用充填材を偏在させる偏在手段が、前記半スラリー状抄紙原料の上面側に設けた吸水装置であるものである。
前記摩擦材形成工程において、前記吸水装置にて前記半スラリー状抄紙原料の水を吸水することにより水流の制御を行ない、前記スラリー状抄紙原料の水分の一部が除去された半スラリー状抄紙原料中の前記摩擦調整用充填材を上面側に偏在させたものであるから、例えば、スラリー状抄紙原料中に摩擦係数μを高くする摩擦調整用充填材として入っている珪藻土等を抄紙原料の上面側に引き上げ、上面側が高μのμ−Ｖ特性の摩擦面を有する湿式摩擦材とすることができる。また、全体的にも任意のμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることもできる。
【００１５】
請求項３の湿式摩擦材の製造方法は、前記摩擦材形成工程において、前記半スラリー状抄紙原料の下面側に脱水装置を有し、前記半スラリー状抄紙原料の上面からの吸水圧力と下面からの脱水圧力の比が、吸水圧力／脱水圧力＝１／１００〜１／１の範囲としたものである。このように脱水圧力に対する吸水圧力比を規定することで半スラリー状抄紙原料中の前記摩擦調整用充填材を所望の位置に偏在させることができる。
そして、上記の脱水装置による脱水方法は、その手段を何ら特定するものではない。その方法として、前記半スラリー状抄紙原料の下面側から水分を吸引除去する手段等の使用が可能である。
ここで、前記摩擦材形成工程での下面からの脱水は、生産性を上げるべく、連続乾燥処理が可能なものであればよい。
しかも、抄紙原料の上面からの吸水及び下面からの脱水により、湿式摩擦材の上面及び下面の密度を任意の密度とすることができる。
【００１６】
請求項４の湿式摩擦材の製造方法は、前記摩擦材形成工程での前記半スラリー状抄紙原料は、上面からの吸水直前の水分率が８５．０％〜９９．５％の範囲であり、吸水直後の水分率が７０．０％〜９５．０％の範囲内であることを特徴とするものである。ここで、上記半スラリー状抄紙原料の水分率は、９９．５％を超えて高過ぎる場合は、前記半スラリー状抄紙原料の前記摩擦調整用充填材が水分の吸水による水流とともに流出してしまう。また、８５．０％より低過ぎる場合は、前記半スラリー状抄紙原料の粘性が高くなりすぎ、前記摩擦調整用充填材の移動がし難くなり所望の偏在が得られ難くなる。また、吸水直後の水分率が７０．０％〜９５．０％の範囲内であれば特定した形状の維持が保ちやすく半スラリー状抄紙原料の扱いが容易になる。
このように前記半スラリー状抄紙原料の上面からの吸水直前及び吸水直後の水分率を調整することにより、効率的に前記摩擦調整用充填材を偏在させた摩擦材料を連続生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施の形態１にかかる湿式摩擦材の製造方法を示す製造工程図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施の形態１にかかる湿式摩擦材の吸水ローラで、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその長さ方向の縦断面を示す要部縦断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１にかかる湿式摩擦材の製造方法による上部吸水装置によって製造した湿式摩擦材の灰分比率を示す説明図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１にかかる湿式摩擦材の製造方法による上部吸水装置によって製造した湿式摩擦材のμ−Ｖ特性を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態において、図中、同一記号及び同一符号は、各々同一または相当する機能部分であるから、ここでは重複する説明を省略する。
【００１９】
［実施の形態１］
図１において、抄紙して湿式摩擦材とするスラリー状抄紙原料１０を収容する抄紙原料タンク１は、所定の容積を有し、電動機１１で回転させる撹拌手段１２で収容しているスラリー状抄紙原料１０を常時または必要に応じて撹拌している。また、抄紙原料タンク１には、循環ポンプ１３が配設されていて、抄紙原料タンク１内に収容されているスラリー状抄紙原料１０が比重の影響を受け難いように、上下方向またはその逆方向に流れを形成し、スラリー状抄紙原料１０を均一に分布された状態を維持している。
【００２０】
また、抄紙原料タンク１には、調整タンク２が外付けとして接続されていて、調整タンク２では、抄紙して湿式摩擦材とする原料を混合し、所定の濃度としている。この調整タンク２においても、必要に応じて、図示しない電動撹拌手段及び循環手段が配設されている。また、調整タンク２には、必要により、抄紙した残渣、例えば、水分、バインダ等を帰還ポンプ２１を介して再使用できるように循環路が形成され、抄紙材料を加えることにより、抄紙原料タンク１に戻している。
【００２１】
抄紙容器３は、抄造容器３１に抄紙コンベア４の端部のリターンローラ４０を配置し、抄紙原料タンク１から供給されるスラリー状抄紙原料１０を抄きながら引き揚げるようになっている。抄紙容器３で抄紙した残渣は、残渣タンク３３に収容される。残渣タンク３３に収容された残渣は、循環路の帰還ポンプ２１を介して再使用できるように調整タンク２に送られる。
なお、抄紙原料タンク１及び調整タンク２及び抄造容器３１は、合体させて抄紙原料タンク１のみとして使用することもできるし、別体とすることもできる。特に、帰還ポンプ２１を介して再使用できるように循環路が形成されたものでは、帰還量に応じて抄紙原材料を補充してスラリー状抄紙原料１０を作成することになる。
【００２２】
抄紙コンベア４は、金属網または合成樹脂網で形成されている抄紙ベルト４Ａが、脱水ローラ４１，４２，４３，４４，４５及び分離ローラ４６、ガイドローラ４７, ４９ａ，４９ｂ及びテンションローラ４８に掛けられている。
脱水ローラ４１，・・・，４５は、抄紙ベルト４Ａの下面側から水分を除去するもので、抄紙した半スラリー状抄紙原料６を後述する偏在手段としての上面から吸水する吸水ローラ７１，７２，７３，７４，７５と対になっている。即ち、脱水ローラ４１，４２，４３，４４，４５及び抄紙ベルト４Ａは、スラリー状抄紙原料１０または水分量が減少した半スラリー状抄紙原料６の下面から脱水する機能を有する本実施の形態の下部脱水装置８を構成している。
【００２３】
分離ローラ４６は、半スラリー状抄紙原料６から脱水されて特定の形状に抄紙された摩擦材料６１を、抄紙ベルト４Ａから乾燥コンベア５に移動させる際に、内部から圧搾空気を供給すると共に、スクレバー５３で抄紙ベルト４Ａから摩擦材料６１を分離案内し、抄紙ベルト４Ａから摩擦材料６１を剥離し、搬送ローラ５１，５２等で構成される乾燥コンベア５の乾燥ベルト５０の上に載置する剥離機構９を構成し、本実施の形態の剥離工程を呈している。このため、分離ローラ４６は摩擦材料６１を抄紙ベルト４Ａから剥がすために図示しない圧搾空気を作るコンプレッサ等が接続されている。なお、この剥離工程は、抄紙したスラリー状抄紙原料１０の脱水の程度によって必要であったり、必要でなかったりするものであり、脱水程度による摩擦材料６１に委ねられており、必ずしも必要とするものではない。
【００２４】
なお、テンションローラ４８は、抄紙コンベア４の抄紙ベルト４Ａに所定のテンションを加えるもので、弾性力で抄紙ベルト４Ａの張力を所定の状態とするものである。
ガイドローラ４７,４９ａ，４９ｂは、抄紙コンベア４の軌道を決定するガイド用であり、必要数配設される。
【００２５】
吸水ローラ７１，７２，７３，７４，７５は、図２に示すように、円筒状の外周に無数の穿孔７ａが形成されており、その全面積に対する穿孔面積、即ち、この穿孔率は所定の値に設定されているが、比重、密度、層の厚さ等によって経験則で決定されている。本実施の形態の吸水ローラ７１，・・・，７５は、ステンレス製で円筒状となっており、外力で容易に湾曲しない強度となっている。吸水ローラ７１，・・・，７５は、図示しない外部で回転力を与えられたＶベルトからなる吸水ベルト７Ａで回転力が伝達されている。そのため、ガイドローラ７６,７７は、Ｖベルトからなる吸水ベルト７Ａによってそれぞれが等速回転を行っている。吸水ローラ７１，７２，７３，７４，７５を有し、水分量が減少した半スラリー状抄紙原料６の上面から吸水する機能の本実施の形態の上部吸水装置７を構成している。
【００２６】
前述したように、上部吸水装置７の吸水ローラ７１，・・・，７５は、穿孔７ａを形成した円筒７ｂと、その円筒７ｂの回転軸となる一方の支軸７ｃ及び吸引側支軸７ｄを有する。円筒７ｂの外周には、９０〜１２０度程度開口する遮蔽板７ｅが設けられている。この遮蔽板７ｅには、開口する下端部、即ち、長さ方向に平行する外周面を有し、支軸７ｃ及び吸引側支軸７ｄを回転軸として、円筒７ｂの上側の面のみを覆っている。したがって、円筒７ｂが回転しても、９０〜１２０度程度の開口を下側に位置する遮蔽板７ｅは、筒状の下側に形成された穿孔７ａのみが機能するように上面を覆う固定位置となっている。なお、本実施の形態の穿孔７ａは円孔、長円孔、＋字状等の孔または網等が使用可能である。
【００２７】
吸引側支軸７ｄには、円筒７ｂの内部で常に下方に吸入口７ｆが位置するように位置決めされた吸引管７ｇが配設されている。また、吸引管７ｇは遮蔽板７ｅと一体に取り付けられていて、遮蔽板７ｅが吸水ローラ７１，・・・，７５の上部位置をカバーしている限り、吸入口７ｆが脱水ローラ７１，・・・，７５の円筒７ｂの最下位置に位置するようになっている。そして、吸引側支軸７ｄの吸引管７ｇの吸入口７ｆの反対側は、図示しない吸引ポンプに接続されており、吸水ローラ７１，・・・，７５の円筒７ｂの内部の水分及び水分を含む空気を排出している。
【００２８】
支軸７ｃは、その円筒７ｂ側の端部に凹部溝７ｈが形成されていて、円筒７ｂの端部に溶接されている補強部材７ｉの内部側に形成した凸部と嵌合している。また、支軸７ｃのキー溝７ｊにはキー７ｋが挿入されていて、Ｖベルトプーリ７ｍが取り付けられている。したがって、Ｖベルトプーリ７ｍが回転すると、支軸７ｃが回転し、凹部溝７ｈ、補強部材７ｉを介して円筒７ｂが回転する。このとき、遮蔽板７ｅは回転することなく定位置で停止したままである。
【００２９】
吸引側支軸７ｄについても、その円筒７ｂ側の端部に補強部材７ｐが溶接されており、その中に吸引管７ｇが挿入されている。吸引管７ｇの端部には、吸気排気管７ｑが接続されており、それがロックナット７ｒで固定されている。また、吸引管７ｇは固定フレーム７ｓに取り付けられており、遮蔽板７ｅと吸引管７ｇ、吸気排気管７ｑが一体に固定されている。
したがって、円筒７ｂが回転すると、補強部材７ｐが吸引側支軸７ｄの周囲を回転し、遮蔽板７ｅは回転することなく定位置で停止したままである。
【００３０】
このように構成された本実施の形態の湿式摩擦材の製造方法は、次のような工程によって製造される。
まず、珪藻土等の摩擦調整充填材を含んだスラリー状抄紙原料１０を抄紙原料タンク１に入れて循環ポンプ１３で循環させ、かつ、撹拌手段１２で攪拌してその濃度を一定に保つ撹拌工程を有する。なお、このとき、抄紙原料タンク１及び調整タンク２及び抄造容器３１は一体として抄紙原料タンク１のみとして使用することもできるし、抄紙原料タンク１と調整タンク２、調整タンク２と抄造容器３１、抄紙原料タンク１と抄造容器３１とを一体としてもよいし、それらを各々別体とすることもできる。特に、帰還ポンプ２１を介して再使用できるように循環路が形成されたものでは、帰還量に応じて抄紙原料を供給できればよい。
【００３１】
また、抄紙原料タンク１内において攪拌されたスラリー状抄紙原料１０が抄紙原料タンク１から供給され、抄紙コンベア４によってスラリー状抄紙原料１０を抄いてその形状を所定の幅のみを特定する長さの形状と定める摩擦材形成工程を有している。即ち、抄造容器３１に抄紙コンベア４の端部のリターンローラ４０を配置し、抄紙原料タンク１から供給されるスラリー状抄紙原料１０を抄きながら引き揚げるようにして、抄紙原料タンク１から供給されるスラリー状抄紙原料１０を抄きながら所定の形状にしている。このとき、抄紙コンベア４の特定の位置に円状または正方形状、長方形状、弧状または打ち抜きを行うための所定の形状を形成するように、可撓性の板状態を配設すれば、特定の形状の湿摩擦材料６１を得ることができる．
【００３２】
そして、その摩擦材形成工程で抄紙コンベア４の抄紙ベルト４Ａによってスラリー状抄紙原料１０から水分の一部が除去された半スラリー状抄紙原料６の上面から吸水ローラ７１，・・・，７５等を有する上部吸水装置７により半スラリー状抄紙原料６の上面側において吸水されることにより、吸水ローラ７１，・・・，７５に向かう半スラリー状抄紙原料６内の水の流れによって、珪藻土等の摩擦調整充填材が抄紙コンベア４の抄紙ベルト４Ａに向かう下面側への移動が抑制される。この際、吸水ローラ７１，・・・，７５の吸引力を調整することで水流が制御され、珪藻土等の摩擦調整充填材を半スラリー状抄紙原料６の上面側等所望の位置に偏在させることができる。したがって、吸水ローラ７１，・・・，７５等を有する上部吸水装置が偏在手段を構成している。
【００３３】
また同時に、下面から脱水を行う脱水ローラ４１，・・・，４５等を有する下部脱水装置８による脱水工程を具備するものである。特に、下部脱水装置８は脱水ローラ４１，・・・，４５によって抄紙コンベア４の抄紙ベルト４Ａを介して脱水するものであるから、抄紙ベルト４Ａの脱水能力によって下部の脱水が決定される。また、上部吸水装置７は吸水ローラ７１，・・・，７５の吸水能力が排気能力によって決定されるから、特に、上部吸水装置７のみを強く作用させたり、逆に、下部脱水装置８を強く作用させたりすることができる。
【００３４】
ここで、本実施の形態ではスラリー状抄紙原料１０から半スラリー状抄紙原料６への脱水は、抄紙ベルト４Ａからの脱水によって行っているが、例えば、入り口側の吸水ローラ７１、７２の吸水を作動させずに脱水ローラ４１、４２によって半スラリー状抄紙原料６を得ることも有り得る。ここで半スラリー状抄紙原料６に対する上面側からの吸水は半スラリー状抄紙原料６の水分率が８５．５％〜９９．５％の範囲になったとき吸水を開始する。半スラリー状抄紙原料６の水分率が８５．５％より低いと半スラリー状抄紙原料６の粘性が高くなりすぎ、珪藻土等の摩擦調整充填材が吸水によって引き起こされる水流による移動がし難くなり偏在させることが難しくなる。また、半スラリー状抄紙原料６の水分率が９９．５％を超えると半スラリー状抄紙原料６中の珪藻土等の摩擦調整充填材が水と一緒に吸水ローラ７１，・・・，７５中に吸収され、所望の位置における摩擦調整充填材の必要量が確保できにくくなる。つまり半スラリー状抄紙原料６の水分率が８５．５％〜９９．５％の範囲内であると半スラリー状抄紙原料６の粘性が適切な状態になり、半スラリー状抄紙原料６中に含まれる珪藻土等の摩擦調整充填材が適度の抵抗を受けながら移動可能な状態になるため、水と一緒に吸水ローラ７１，・・・，７５中に吸収されることが起き難くなり、半スラリー状抄紙原料６中内での偏在を制御し易くなる。
【００３５】
以上説明してきたように本発明の実施形態では、半スラリー状抄紙原料６の上面の吸水及び下面から脱水を行うものであるから、半スラリー状抄紙原料６の上面の吸引力と下面の脱水力、即ち、上部吸水装置７と下部脱水装置８との吸水圧力／脱水圧力の比を適切に設定することによって、例えば、摩擦係数μを高くする摩擦調整充填材として入っている珪藻土等を抄紙原料の上面側に引き上げ、上面側が高μのμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることができる。また、全体的にも任意のμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることもできる。さらに、この半スラリー状抄紙原料６の上面の吸水及び下面からの脱水を経ることによって湿式摩擦材の基材となる摩擦材料６１の形状が特定される。ここで、吸水圧力としては１ｋＰａ〜５０ｋＰａ、脱水圧力としては５０ｋＰａ〜１００ｋＰａの範囲内が好適である。吸水圧力が１ｋＰａより小さいと吸引による水流が弱く摩擦調整用充填材（本実施の形態では珪藻土）を上面に配することが困難であり、５０ｋＰａを越えると吸引による水流とともに摩擦調整用充填材が吸水ローラ中に吸い込まれ易くなる。このことから吸水圧力／脱水圧力の比は１／１００〜１／１の範囲内が好適といえる。
【００３６】
本実施の形態では、更に、吸水・脱水の工程を経て水分が適当に除去されることにより特定形状に保持された摩擦材料６１は、抄紙ベルト４Ａから剥離する剥離機構９を経て乾燥コンベア５に搬送している。即ち、吸水・脱水工程を経た摩擦材料６１は、抄紙ベルト４Ａから剥離する剥離工程を具備している。なお、本実施の形態では吸水とともに脱水も合わせて実施しているが、吸水ローラ７１，・・・，７５の吸水能力を個別に制御することで吸水ローラのみで吸水・脱水工程を行うことも有り得る。ここで、吸水が終了した直後の半スラリー状抄紙原料６の水分率は７０．０％〜９５．０％の範囲内に本実施の形態では設定している。水分率をこの範囲内にすることで半スラリー状抄紙原料６は形状が特定されるとともに、形状保持が可能となり取り扱いも容易となる。この形状が特定された半スラリー状抄紙原料６が摩擦材料６１である。ここで７０．０％より水分を減少させると、より形状の保持と取り扱いも容易となるが、その分摩擦材形成工程に費やされる時間が長くなり生産上不利となる。
【００３７】
更にまた、剥離工程を経た摩擦材料６１は、搬送ローラ５１，５２等で搬送される乾燥ベルト５０に移動され、そこで乾燥される乾燥工程を具備するものである。
したがって、抄紙ベルト４Ａから剥離する剥離機構９は、摩擦材料６１を抄紙ベルト４Ａから剥がすために図示しない圧搾空気を作るコンプレッサ等が接続されている分離ローラ４６及びスクレバー５３によって、摩擦材料６１を型崩れを生じさせることなく、確実に搬送ローラ５１，５２等で搬送される乾燥ベルト５０に移動することができる。
【００３８】
ここで、下部脱水装置８の脱水圧力を６０ｋＰａ〜７０ｋＰａ内に収まるように調整し、上部吸水装置７の吸水圧力を変化させて本実施の形態１にかかる湿式摩擦材の製造方法で製造した湿式摩擦材（乾燥工程を経た摩擦材料６１）の灰分比率、即ち、灰分調査による珪藻土の厚み方向の分布を図３に示す。また、同様に、本実施の形態１にかかる湿式摩擦材の製造方法による上部吸水装置７によって製造した湿式摩擦材のμ−Ｖ特性を図４に示す。ここで灰分とは湿式摩擦材を高温状態にして湿式摩擦材中の有機成分を分解除去したときに残った無機成分の割合を示す。本実施例では湿式摩擦材中の珪藻土の割合を示す。
図３に示すように、上部吸水圧力２ｋＰａから上部吸水圧力５０ｋＰａの間で、湿式摩擦材の全体の灰分分布に比較して摩擦材表層部分（表面から１ｍｍの深さ位置）の珪藻土等の灰分の増加が確認され、珪藻土が上面に偏在していることが明らかになった。
【００３９】
図４に示す湿式摩擦材のμ−Ｖ特性は、回転数０−１０００−０ｒｐｍ、ディスク面圧０．２ＭＰａ、油温１００℃、油量１００ｍＬ／ｍｉｎ（ＡＴＦ＝Ａ）の条件下で性能を評価した。特に、上部吸水圧力２ｋＰａから上部吸水圧力５０ｋＰａの間で、湿式摩擦材のμ−Ｖ特性が良好となり、ジャダー性が良好なものが得られた。
なお、本実施の形態は、上部吸水装置７と下部脱水装置８の上下が逆でも、特に支障はない。この場合は下面側に摩擦調整用充填材が所望量偏在することになる。
【００４０】
このように、上記実施の形態の湿式摩擦材の製造方法は、スラリー状抄紙原料１０を抄紙原料タンク１に入れて循環、攪拌してその濃度を一定に保つと共に、その原料タンク１からスラリー状抄紙原料１０を供給し、スラリー状抄紙原料１０から水分の一部を除去した半スラリー状抄紙原料６に対して、偏在手段としての上部吸水装置７と、脱水及び形状形成手段としての下部脱水装置８により、その半スラリー状抄紙原料６の上面からの吸水及び下面から脱水を行い、この一連の操作によって半スラリー状抄紙原料６に含まれる摩擦調整用充填材を吸水時の水流を利用してその配置位置を自在にするとともに特定形状に形成するものである。
【００４１】
したがって、スラリー状抄紙原料１０の上部吸水装置７と下部脱水装置８により上面からの吸水及び下面から脱水を行うものであるから、スラリー状抄紙原料１０の上面からの吸水と下面の脱水を行う際の吸水圧力／脱水圧力の比を適切に設定することによって、半スラリー状抄紙原料６中の水流を適切な流れに制御でき、例えば、スラリー状抄紙原料１０として摩擦係数μを高くする摩擦調整用充填材として入っている珪藻土等をスラリー状抄紙原料１０の上面側に引き上げ、上面側が高μのμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることができる。また、全体的にも任意のμ−Ｖ特性の湿式摩擦材とすることもできる。
【００４２】
さらに、半スラリー状抄紙原料６の水分率を適切な範囲内に調整して半スラリー状抄紙原料６の粘性を上部吸水装置７による吸水によって摩擦調整用充填材として入っている珪藻土等が水流とともに除去されにくい適度な粘性に制御したのち吸水を開始するため、摩擦調整用充填材として入っている珪藻土等を所望の位置に偏在させることができる。また吸水後の水分率を適切な水分率とすることで、特定の形状に形状を保持した状態で摩擦材形成工程から分離可能な半スラリー状抄紙原料６、次いで、摩擦材料６１を形成させることができる。
【００４３】
そして、上記実施の形態の湿式摩擦材の製造方法における摩擦材形成工程のスラリー状抄紙原料１０の上面からの上部吸水装置７による吸水は、吸引力によって脱水乾燥を行うものであるから、連続的に乾燥を行うことができ、生産性の効率を上げることができる。
更に、上記実施の形態の湿式摩擦材の製造方法の上部吸水装置７と下部脱水装置８からなる摩擦材形成工程の半スラリー状抄紙原料の上面からの吸水及び下面からの脱水は、そのスラリー状抄紙原料１０の下面から所定の穿孔率の穿孔によって脱水し、また、スラリー状抄紙原料の１０の上面から所定の穿孔率の穿孔によって吸引吸水を行うものであるから、連続的に脱水乾燥を行うことができ、生産性を上げることができる。しかも、スラリー状抄紙原料の１０の上面からの吸水及び下面からの脱水乾燥により、湿式摩擦材６の上面及び下面の密度を任意の密度とすることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１ 抄紙原料タンク
３ 抄紙容器
４ 抄紙コンベア
４Ａ 抄紙ベルト
５ 乾燥コンベア
６ 半スラリー状抄紙原料
７ 上部吸水装置
８ 下部脱水装置
９ 剥離機構
１０ スラリー状抄紙原料
４１，４２，４３，４４，４５ 脱水ローラ
４６ 分離ローラ
５０ 乾燥ベルト
７１，７２，７３，７４，７５ 吸水ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に摩擦調整用充填材を分散させたスラリー状抄紙原料を抄紙原料タンクに入れて攪拌して、その濃度を一定に保つ撹拌工程と、
前記抄紙原料タンクから前記スラリー状抄紙原料が供給され、供給された前記スラリー状抄紙原料を脱水してその形状を定める摩擦材形成工程と、
前記摩擦材形成工程で形状が定められた摩擦材料を乾燥する乾燥工程を有する湿式摩擦材の製造方法において、
前記摩擦材形成工程は、前記スラリー状抄紙原料から水分の一部が除去された半スラリー状抄紙原料中の前記摩擦調整用充填材を、水流を制御することにより偏在させる偏在手段を有することを特徴とする湿式摩擦材の製造方法。
【請求項２】
前記偏在手段は、前記半スラリー状抄紙原料の上面側に設けた吸水装置であり、前記吸水装置により前記半スラリー状抄紙原料の前記摩擦調整用充填材を上面側に偏在させたことを特徴とする請求項１に記載の湿式摩擦材の製造方法。
【請求項３】
前記摩擦材形成工程において、前記半スラリー状抄紙原料の下面側に脱水装置を有し、
前記半スラリー状抄紙原料の上面からの吸水圧力と下面からの脱水圧力の比が、吸水圧力／脱水圧力＝１／１００〜１／１の範囲内としたことを特徴とする請求項２に記載の湿式摩擦材の製造方法。
【請求項４】
前記摩擦材形成工程での前記半スラリー状抄紙原料は、上面からの吸水直前の水分率が８５．５％〜９９．５％の範囲内であり、吸水直後の水分率が７０．０％〜９５．０％の範囲内であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の湿式摩擦材の製造方法。
【請求項１】
水に摩擦調整用充填材を分散させたスラリー状抄紙原料を抄紙原料タンクに入れて攪拌して、その濃度を一定に保つ撹拌工程と、
前記抄紙原料タンクから前記スラリー状抄紙原料が供給され、供給された前記スラリー状抄紙原料を脱水してその形状を定める摩擦材形成工程と、
前記摩擦材形成工程で形状が定められた摩擦材料を乾燥する乾燥工程を有する湿式摩擦材の製造方法において、
前記摩擦材形成工程は、前記スラリー状抄紙原料から水分の一部が除去された半スラリー状抄紙原料中の前記摩擦調整用充填材を、水流を制御することにより偏在させる偏在手段を有することを特徴とする湿式摩擦材の製造方法。
【請求項２】
前記偏在手段は、前記半スラリー状抄紙原料の上面側に設けた吸水装置であり、前記吸水装置により前記半スラリー状抄紙原料の前記摩擦調整用充填材を上面側に偏在させたことを特徴とする請求項１に記載の湿式摩擦材の製造方法。
【請求項３】
前記摩擦材形成工程において、前記半スラリー状抄紙原料の下面側に脱水装置を有し、
前記半スラリー状抄紙原料の上面からの吸水圧力と下面からの脱水圧力の比が、吸水圧力／脱水圧力＝１／１００〜１／１の範囲内としたことを特徴とする請求項２に記載の湿式摩擦材の製造方法。
【請求項４】
前記摩擦材形成工程での前記半スラリー状抄紙原料は、上面からの吸水直前の水分率が８５．５％〜９９．５％の範囲内であり、吸水直後の水分率が７０．０％〜９５．０％の範囲内であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の湿式摩擦材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−９７３６０（Ｐ２０１２−９７３６０Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４３１５７（Ｐ２０１０−２４３１５７）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００１００７８０）アイシン化工株式会社 (171)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００１００７８０）アイシン化工株式会社 (171)
【Ｆターム（参考）】
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