KR100732279B1 - 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨, 그것의 제조 방법,및 마찰재 - Google Patents
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Abstract
식 K0.5~0.7Li0.27Ti1.73O3.85~3.95로 표시되는 조성을 가진, 바람직하게는 평균 직경 0.1~100㎛, 직경비 1 내지 10, 및 두께 50~5000㎚이며, 얇은 조각 형태를 갖는 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨인 것을 특징으로 한다. 마찰재는 상기 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨을 마찰마모제로서 1~80중량% 함유하는 것을 특징으로 한다.
마찰마모제, 레피도크로사이트, 티탄산 리튬 칼륨, 마찰재, 브레이크 패드
Description
본 발명은 레피도크로사이트 티탄산 리튬 칼륨(Repidocrocite lithium potassium titanate), 그것의 제조방법 및 마찰재에 관한 것이다.
제동부재(braking members)를 만드는데 사용되는 마찰재로는 이제까지 아스베스토(asbestos)를 유기계 또는 무기계의 결합제에 분산시켜 결착성형한 마찰재가 사용되어 왔다. 그러나, 이는 내열성이 불충분하고, 높은 온도에서는 마찰계수 또는 내마모성 등의 마찰마모특성이 저하되기 때문에, 제동시의 페이드 현상이 상당히 일어나기 쉽다. 제동시에는, 브레이크 디스크(disc)와의 고속으로의 접촉에 의해, 제동 소음이 빈번하게 발생한다. 또한, 아스베스토는 발암성이 확인되었으며 쉽게 먼지를 만들기 때문에, 작업시의 흡입에 있어 환경위생상의 문제로부터 그의 사용이 자제되어 왔으며, 이러한 상황에서 대체품의 개발이 강력하게 요구되고 있다.
이러한 요구에 대하여, 아스베스토와 같이 발암성을 갖지 않는 티탄산 칼륨 섬유를 마찰조정제로서 이용한 마찰재가 제안되어, 주로 승용차의 브레이크 패드로 서 광범위하게 사용되고 있다. 티탄산 칼륨 섬유를 함유하는 마찰재는 접동성(sliding properties)이 뛰어나고, 양호한 제동효과를 발휘하면서도, 브레이크 디스크를 손상시키지 않는 상당히 바람직한 이점을 가지고 있다. 그러나, 내마모성, 특히 고온에서의 내마모성이 충분하지 않고, 마멸이 다소 빠르다는 단점을 나타낸다. 또한, 제동장치의 소음도 충분히 해결되고 있지 않다. 게다가, 티탄산 칼륨 섬유는 섬유형상을 가지고 있기 때문에 용적이 크고 유동성이 떨어지며 마찰재의 제조시점에 있어서 공급로의 벽에 부착하여 통로를 막는다는 문제점을 가지고 있다.
한편, 일본 특허 제 3027577 호에는 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨이 마찰재의 마찰조정제로서 사용된 것이 기재되어 있다. 이 마찰재는 저온에서 고온 영역까지 안정한 마찰마모특성을 발휘한다.
본 발명의 목적은 마찰조정제로서 유용한 신규 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨, 그의 제조방법 및 그것을 함유하는 마찰제를 제공하는 것이다.
본 발명의 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨(이하, 특별히 언급하지 않는 한 "KTLO"로 표시함)은, 식 K0.5~0.7Li0.27Ti1.73O3.85~3.95
로 표시된 조성을 가진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 KTLO는 평균 직경 0.1~100㎛, 직경비 1이하 10미만, 및 두께 50~5000nm이며, 얇은 조각 형태인 것이 바람직하다.
본 발명의 KTLO는 층상구조를 갖고 있으며, 온도에 상관없이 안정한 마찰마모특성을 나타낸다. 게다가, 티탄산 칼륨 섬유와 같은 섬유형태가 아니기 때문에 제조공정에 있어서 공급로를 막을 염려가 없으며, 흡입성 섬유에 의한 노동환경의 악화가 발생하지 않는다.
본 발명의 제조방법은, 본 발명의 KTLO를 제조하는 것이 가능한 방법이며, 식 K0.8Li0.27Ti1.73O4로 표시되는 조성을 갖는 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨의 수성 슬러리(slurry)에 산을 첨가하여 슬러리의 pH를 6~8로 조정한 후, 그 슬러리로부터 고형분을 분리하고, 소성(calcining)하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 마찰재는, 본 발명의 KTLO를 마찰조정제로서 함유하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 마찰재는, 본 발명의 KTLO를 마찰조정제로서 함유하기 때문에, 저온에서 고온 영역에 걸쳐 매우 안정적인 마찰마모특성(내마모성, 마찰계수 등)을 발휘할 수 있다. 수십 시간이 넘는 장시간 사용에 있어서도, 그의 마찰마모특성은 매우 안정적이다.
따라서, 본 발명의 마찰재는, 예를 들어, 자동차, 철도차량, 항공기, 각종산업용기기류 등에 사용되는 제동부재용 재료, 예를 들면 클러치 페이싱(clutch facings)용 기기, 브레이크 라이닝(brake lining), 디스크 패드(disc pad) 등의 브레이크용 재료 등으로서 사용될 수 있으며, 제동기능의 향상, 안정화, 사용수명 향상의 개선효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 마찰재가 상기와 같은 우수한 효과를 발휘하는 이유는 분명하지 않지만, 본 발명의 KTLO가 조성: K0.8Li0.27Ti1.73O4의 종래 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨(이하, 특별히 언급하지 않는 한 「KTLO-a」로 표시함)과의 상이점 때문인 것으로 추측되고 있다.
본 발명의 KTLO는 하기의 식으로 표시되는 조성을 갖고 있으며, 칼륨의 함유량이 0.5~0.7몰(mole)이다.
본 발명의 KTLO는 사방정(orthorhombic) 층상구조를 갖고 있으며, 일반적으로 운모, 마이카(mica), 조개껍질의 분쇄편 등과 비슷한 얇은 조각 상태 또는 판상의 형태를 갖고 있다.
본 발명의 KTLO의 평균 직경[(장경+단경)/2], 직경비(장경/단경) 및 두께는 광범위하게 용도에 따라서 적의선택하여 사용할 수 있으나, 이것을 마찰조정제로서 함유하는 마찰재에 양호한 내열성 및 접동특성을 부여하기 위하여, 평균 직경이 통상 0.1~100㎛ 정도, 바람직하게는 1~30㎛ 정도, 직경비가 1 이상 10 미만, 바람직하게는 1 이상 5 미만, 및 두께가 일반적으로 50~5000㎚, 바람직하게는 200~2000㎚가 되는 것을 사용할 수 있다. 또한, 이들의 길이는 전자현미경법에 의하여 측정된 것이다.
본 발명의 KTLO 중에서도 평균 직경이 0.1~100㎛ 정도, 직경비가 1 이상 10 미만, 및 두께가 50~5000㎚이며, 얇은 조각 상태(flake)인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 KTLO는, 예를 들면, KTLO-a의 수성 슬러리에 산을 첨가하여 혼합한 후, 슬러리로부터 고형물을 분리하고, 소성하는 것에 의해 제조될 수 있다.
KTLO-a는, 예를 들면, 티탄원, 칼륨원, 리튬원을 혼합하고, 용매제를 첨가하여 충분히 혼합한 후, 1000~1100℃에서 1~8시간 동안 소성하는 것에 의해 얻을 수 있다.
티탄원은 산화티탄을 함유하는 화합물로부터 임의로 선택할 수 있으며, 구체적으로는, 산화티탄, 루틸 광석(rutile ore), 수산화티탄 습성 케이크(titanium hydroxide wet cake), 함수 티타니아(titania) 등을 들 수 있다. 티탄원은 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 병용할 수 있다. 칼륨원은 가열에 의하여 산화칼륨을 생산하는 화합물로부터 선택할 수 있으며, 구체적인 예로는 산화 칼륨, 탄산 칼륨, 수산화 칼륨, 질산 칼륨 등을 들 수 있다. 칼륨원은 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 병용할 수 있다. 또한, 이 때 칼륨원과 함께 다른 알카리 금속의 산화물, 탄산염, 수산화물, 질산염 등의 1종 또는 2종 이상을 소량 병용할 수 있다. 리튬원은 수산화리튬, 탄산리튬, 플루오르화 리튬 등을 들 수 있다. 리튬원은 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 병용할 수 있다.
티탄원, 칼륨원 및 리튬원의 혼합비율은 Ti:K:Li=1.73:0.8:0.27(몰비)의 비율을 기본으로 하나, 각각 5% 정도는 변화되어도 지장이 없다. 상기비율을 크게 벗어나면, 판상이 아닌 부산물 Li2TiO3, K2Ti6O13이 석출되어 바람직하지 않다.
용매제(fluxes)의 예로는 염화칼륨, 플루오르화 칼륨, 몰리브덴산 칼륨, 텅스텐산 칼륨 등을 들 수 있고, 이 중에서도 염화칼륨이 바람직하다. 용매제의 첨가비율은 상기원료와의 몰비(원료:용매제)로, 3:1~3:15, 바람직하게는 3:3.5~3:10의 비율이 될 수 있다. 용매제의 첨가량이 적은 경우에는 경제적으로는 유리하나, 너무 적으면 판상결정이 붕괴되기 때문에 바람직하지 않다.
소성은 전기로, 머플로(muffle furnace) 등 임의의 방법에 의해 실시될 수 있으나, 대량 생산의 경우에는 조제한 원료를 벽돌상, 원주상 등의 형태의 성형체로 프레스 성형한 뒤, 터널 가마(tunnel kiln)를 이용하여 실시하는 것이 바람직하다. 소성온도는 1000~1100℃ 사이에서 1~24시간 유지하는 것에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 승온, 강온 속도는 특히 제한되는 것은 아니나, 일반적으로 1분에 3~7℃로 하는 것이 바람직하다. 소성온도가 높을 경우, 대형의 판상 물질을 얻을 수 있으나, 1100℃를 초과하면 용융에 의해 판상이 파괴될 수 있기때문에, 대개는 바람직하지 않다. 또한, 유지시간이 길어지는 경우, 입자형상을 대형화할 수 있다. 소성 후에는 조 크러셔(jaw crusher), 빈 밀(bin mill) 등을 이용하여 조분쇄(crush), 미분쇄(ground)를 실시한 후, 수중에서 분산시켜 5~10중량%의 슬러리로서 교반하는 것에 의해 습식분해를 실시하는 것이 가능하다. 게다가, 필요에 따라 분류, 여과, 건조하여 판상의 티탄산 리튬 칼륨을 얻는다.
KTLO-a의 수성 슬러리의 농도는 특히 제한되지는 않으며 넓은 범위에서 적의선택할 수 있으나, 작업성 등을 고려하면 1~30중량% 정도, 바람직하게는 2~15중량% 정도로 할 수 있다.
여기에서 사용되는 산은 특별히 제한되지 않으며 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들어, 황산, 염산, 질산 등의 무기산, 및 초산 등의 유기산 등을 들 수 있다. 산은 필요에 따라 2종 이상을 병용할 수 있다. 수성 슬러리에 대한 산의 첨가량은 수성 슬러리의 pH가 6~8, 바람직하게는 6.5~7.5가 되는 양을 첨가하면 된다. 또한, 수성 슬러리의 pH 측정은 산을 첨가하고 1~5시간 정도 교반한 후에 실시한다. 산은 일반적으로 수용액의 형태로 사용된다. 산 수용액의 농도는 특히 제한되지 않으며 넓은 범위에서 적의선택할 수 있으나, 일반적으로 1~80중량% 정도로 할 수 있다.
수성 슬러리의 pH를 상기 소정의 범위로 조정한 후, 고형분을 슬러리로부터 분리할 때는 여과, 원심분리 등의 일반적인 분리수단을 사용할 수 있다. 분리된 고형분은 필요에 따라 물로 세척한다.
그 다음, 이 고형분을 소성한다. 소성은 일반적으로 400~700℃ 정도의 온도하에서 실시되며, 일반적으로 1~2시간 정도에서 완료한다. 소성 후, 얻어진 분체를 분쇄하거나 체에 통과시켜 분해할 수도 있다.
이상과 같이 하여, 본 발명의 KTLO를 얻을 수 있다. 본 발명에서는 이 KTLO를 마찰조정제로 한 마찰재를 제공한다. 본 발명의 마찰재는 결합재 및 마찰조정제를 필수성분으로 한다.
결합재는 마찰재 분야에서 일반적으로 상용되는 것을 어느것이나 사용할 수 있다. 예를 들어, 페놀 수지, 포름알데히드 수지, 멜라닌 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 방향족 폴리에스테르 수지, 요소(urea) 수지 등의 열경화성 수지; 천연 고무, 니트릴(nitrile) 고무, 부타디엔(butadiene) 고무, 스티렌(styrene) 부타디 엔 고무, 클로로프린(chloroprene) 고무, 폴리이소프렌 고무, 아크릴 고무, 하이스테린 고무, 스티렌프로필렌디엔 공중합체 등의 엘라스토머(elastomers); 폴리아미드(polyamide) 수지, 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide) 수지, 폴리에테르 수지, 폴리이미드(polyimide) 수지, 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone) 수지, 열가소성 액정 폴리에스테르 수지 등의 열가소성 수지 등의 유기질 결합재; 및 알루미나 졸(alumina sol), 실리카 졸(silica sol), 실리콘 수지 등의 무기질 결합재 등을 들 수 있다. 결합재는 1종을 단독으로 사용할 수 있으며, 경우에 따라서는 상용성이 있는 2종 이상을 병용할 수도 있다.
마찰조정제로는 상기 화학식 1에 표시된 본 발명의 KTLO를 사용한다.
본 발명의 마찰재는 섬유상 물질을 함유할 수 있다. 섬유상 물질로는 종래에 이 분야에서 사용되는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 아라미드(aramid) 섬유 등의 수지 섬유; 강철 섬유 및 황동 섬유 등의 금속섬유; 탄소섬유, 유리섬유, 세라믹섬유, 암면(rock wool) 및 나무 펄프 등을 들 수 있다. 이들 섬유상 물질은 1종을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 또한, 이들 섬유상 물질에는 분산성, 결합재와의 밀착성 향상 등을 위하여, 아미노실란(aminosilane)계, 에폭시실란(epoxysilane)계, 비닐실란(vinylsilane)계 등의 실란계 커플링(coupling)제, 티타네이트(titanate)계 커플링제, 인산에스테르 등으로 표면처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 마찰재는 그 바람직한 특성을 파괴하지 않는 범위에서 종래에 이 분야에서 상용된 마찰조정제를 함유할 수 있다. 이러한 마찰조정제로는, 예를 들면, 황을 첨가한 또는 황을 첨가하지 않은 천연 또는 합성 고무 분말, 캐슈(cashew) 수지분말, 레진 더스트(resin dust), 고무 더스트 등의 유기물분말; 카본 블랙(carbon black), 흑연분말, 이황화몰리브덴, 황산바륨, 탄산칼슘, 점토(clay), 운모, 활석, 규조토(diatomite), 안티고라이트(antigorite), 세피올라이트(sepiolite), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 제올라이트(geolite), 삼티탄산나트륨(sodium trititanate), 육티탄산나트륨(sodium hexatitanate), 육티탄산칼륨(potassium hexatitanate), 팔티탄산칼륨(potassium octatitanate) 등의 무기물분말; 구리, 알루미늄, 아연, 철 등의 금속분말; 및 알루미나, 실리카, 산화크롬, 산화티탄, 산화철 등의 산화물분말 등을 들 수 있다. 이들 종래의 마찰조정제는 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 필요에 따라 2종 이상을 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 마찰재는 방청제(rust-preventive agent), 윤활제 (lubricant agent), 연삭제(abrasive agent) 등의 1종 또는 2종이상을 함유할 수 있다.
본 발명의 마찰재에 대한 각 성분의 배합비율은 사용하는 결합재의 종류, 필요에 따라 결합하는 섬유상 물질, 종래의 마찰조정제, 그 외의 첨가제 등의 종류, 얻으려고 하는 마찰재에 요구되는 접동특성이나 기계적특성, 용도 등 다양한 조건에 따라 넓은 범위에서 적의선택될 수 있으나, 일반적으로 마찰재 전체 양에 대하여 결합재를 5~60중량%(바람직하게는 10~40중량%), 마찰조정제(종래의 마찰조정제도 포함)를 1~80중량%(바람직하게는 3~50중량%), 섬유상 물질을 60중량%까지(바람직하게는 1~40중량%), 그 외의 첨가제를 60중량%까지로 할 수 있다.
본 발명의 마찰재는 결합재 및 마찰조정제와 함께 섬유상 물질을 필수성분으 로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 마찰재는 공지의 마찰재의 제조방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들면, 필요에 따라 결합재 내에 섬유상 물질을 분산시킨 후, 마찰조정제 및 임의로 배합시킨 그 외의 성분을 혼합하거나 또는 별도로 첨가하여 혼합하고, 얻어진 혼합물을 금형에 주입하여 가압가열로서 결착성형할 수 있다.
또한, 결합재를 2축압출기에서 용융혼합하고 사이드 호퍼(side hopper)로 부터 마찰조정제, 임의로 배합한 섬유상 물질, 그 외의 성분을 혼합하거나 또는 별도로 첨가하여, 압출성형한 후, 원하는 형상으로 기계가공할 수 있다.
또한, 필요에 따라서 결합재 내에 섬유상 물질을 분산시키고, 연속적으로 마찰조정제 및 임의로 배합된 그 외의 성분을 첨가하여 얻어진 혼합물을 물 등에 분산 시켜, 체에 거르고 탈수시켜 시트(sheet)상으로 만든 후, 프레스기로 가압가열하여 결착성형하고, 얻어진 성형체에 적의절삭, 연마가공 등을 실시하여 원하는 형상으로 만들 수 있다.
도 1은 디스크 패드(disc pad) A~E의 디스크 패드 온도와 마찰율과의 관계를 표시한 그래프이다.
도 2는 디스크 패드 A~D의 디스크 패드 온도와 마찰계수와의 관계를 표시한 그래프이다.
이하, 실시예, 비교예 및 시험예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 실시예에 있어서, 「부」및「%」는 각각 「중량부」및「중량%」를 의미한다.
[실시예 1]
(1) KTLO-a의 합성
산화티탄 67.01㎏, 탄산칼륨 26.78㎏, 염화칼륨 12.04㎏ 및 수산화리튬 5.08㎏을 혼합하고, 바인더(binder)로서 물 10리터를 첨가하여 다시 혼합하고, 수압프레스기(Yamamoto Tekkosho Co., Ltd.)에서 프레스압 14.7MPa로 블럭(block)상으로 성형하였다. 이 블럭을 전기로 내(Advantech Tokyo Co., Ltd.)에서 1050℃로 1시간 소성한 후 서서히 냉각하고, 얻어진 소성물을 분쇄하여 평균 직경 22㎛, 평균 두께 2㎛, 직경비 3의 백색분말을 제조했다. 이 백색분말의 X선회절 차트는 ICDD 카드 25-1353(KXLiXTi2-0.5XO8)와 일치했다. 또한, ICP-AES 분석에 의해 K0.8Li0.27Ti1.73O4의 조성이라는 것을 확인하였다.
(2) 본 발명의 KTLO(K0.6Li0.27Ti1.73O3.9)의 합성
상기에서 얻어진 KTLO-a의 10.9% 수성 슬러리 79.2리터를 조제하고, 여기에 10% 황산수용액 4.7㎏을 첨가하여 2시간 교반한 다음, 수성 슬러리의 pH를 7.0으로 조제하였다. 이 수성 슬러리를 원심분리하여 분취한 케이크(고형물)를 110℃에서 5시간 건조하고, 전기로에서 600℃로 12시간 건조하였다. 서서히 냉각시킨 후, 얻어 진 소성물을 20메쉬(mesh)의 망에 통과시켜, 평균 직경 22㎛, 평균 두께 2㎛, 직경비 3의 백색분말을 제조했다. 이 백색분말은 ICP-AES분석에 의해 K0.6Li0.27Ti1.73
O3.9의 조성인 것을 확인하였다. 또한, 이것의 융점은 약 1186℃였다. 상기 결과로부터 본 발명의 KTLO가 KTLO-a와 다른 화합물이라는 것이 명백하였다.
(3) 본 발명의 KTLO(K0.5Li0.27Ti1.73O3.85)의 합성
상기에서 얻어진 KTLO-a의 10.9% 수성 슬러리 79.2리터를 조제하고, 10% 황산수용액 6.3㎏을 첨가하여 2시간 교반하고 수성 슬러리의 pH를 6.0으로 제조하였다. 이 수성 슬러리를 원심분리하여 분취한 케이크(고형분)를 110℃에서 5시간 건조하고, 전기로에서 600℃로 12시간 소성하였다. 서서히 냉각시킨 후, 얻어진 소성물을 20메쉬의 망에 통과시켜, 평균 직경 22㎛, 평균 두께 2㎛, 직경비 3의 백색분말을 제조하였다. 이 백색분말은 ICP-AES 분석에 따라 K0.5Li0.27Ti1.73O
3.85의 조성인 것을 확인하였다. 상기의 결과로부터 본 발명의 KTLO가 KTLO-a와는 다른 화합물인 것이 명백하였다.
(4) 본 발명의 KTLO(K0.7Li0.27Ti1.73O3.95)의 합성
상기에서 얻어진 KTLO-a의 10.9% 수성 슬러리 79.2리터를 제조하고, 10% 황산수용액 1.2㎏을 첨가하여 2시간 교반하고 수성 슬러리의 pH를 8.0으로 조정하였다. 이 수성 슬러리를 원심분리하여 분취한 케이크(고형물)을 110℃에서 5시간 건조하고, 전기로에서 600℃로 12시간 소성하였다. 천천히 냉각시킨 후, 얻어진 소성물을 20메쉬의 망에 통과시켜, 평균 직경 22㎛, 평균 두께 2㎛, 직경비 3의 백색분 말을 제조하였다. 이 백색분말은 ICP-AES 분석에 의해 K0.7Li0.27Ti1.73O
3.95의 조성인 것을 확인하였다. 상기의 결과로부터 본 발명의 KTLO가 KTLO-a와는 다른 화합물인 것이 명백하였다.
[실시예 2]
실시예 1에서 얻어진 KTLO 20부, 아라미드 섬유(상품명:Kevlar pulp, 평균 섬유길이 3㎜) 10부, 페놀 수지(결합재) 20부 및 황산바륨 50부를 혼합하고, 29.4MPa의 압력으로 상온에서 1분간 예비성형한 후, 14.7MPa의 압력하 및 170℃의 온도하에서 5분간, 금형에 의해 결착성형을 실시하고, 계속해서 180℃에서 3시간 열처리하였다. 성형물을 금형에서 분리한 뒤, 연마가공을 하여 디스크 패드 A~C(JIS D 4411 시험편)를 제조하였다.
[비교예 1]
KTLO를 대신하여, KTLO-a를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 디스크 패드 D를 제조하였다.
[비교예 2]
KTLO와 아라미드 섬유 30부를 대신하여, 육티탄산칼륨섬유(단면지름:5~10㎛, 아스펙트비 5)를 30부 사용하는 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 디스크 패드 E를 제조하였다.
[시험예 1] 마찰마모시험(frictional wear test)
디스크 패드 A~E에 대하여, JIS D 4411「자동차용 브레이크 라이닝」의 기준에 맞추어 일정한 속력으로 마찰마모시험(디스크 마찰면: FC25 쥐색 주철, 면압:0.98MPa, 마찰속도 7m/sec)을 실시하여, 마모율(cm3/㎏ㆍm) 및 마찰계수(μ) 를 측정하였다. 측정결과는 도 1 및 도 2에 표시하였다.
또한, 디스크 패드 A~E에 함유되어 있는 마찰조정제는 하기에 표시된 바와 같다.
ㆍ디스크 패드 A : KTLO(K0.5Li0.27Ti1.73O3.85)
ㆍ디스크 패드 B : KTLO(K0.6Li0.27Ti1.73O3.9)
ㆍ디스크 패드 C : KTLO(K0.7Li0.27Ti1.73O3.95)
ㆍ디스크 패드 D : KTLO-a(K0.8Li0.27Ti1.73O4)
ㆍ디스크 패드 E : 육티탄산칼륨 섬유(K2Ti6O13)
도 1 및 도 2에 표시된 바와 같이, 본 발명의 KTLO를 이용한 디스크 패드 A~C는 디스크 패드 D 및 E에 비하여 디스크 온도 300℃ 이상에서 마모율이 적으며, 내마모성이 뛰어난 것을 알 수 있다. 또한, 마찰계수도 온도변화에 대하여 비교적 안정한 것을 알 수 있다.
본 발명은 마찰조정제로서 유용한 새로운 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨을 제공한다.
본 발명의 마찰재는 본 발명의 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨을 마찰조정제로 포함하는 것에 의해 저온에서부터 고온에 걸쳐 상당히 안정된 마찰마모특성을 가지며 장시간 사용에 있어서도 마찰마모특성이 안정된 마찰재로 사용할 수 있다.
Claims (4)
- 식 K0.5~0.7Li0.27Ti1.73O3.85~3.95로 표시되는 조성을 가지는 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨(Repidocrocite lithium potassium titanate).
- 제 1항에 있어서, 상기 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨은 평균 직경 0.1~100㎛, 직경비 1 내지 10, 두께 50~5000㎚이며, 얇은 조각 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨.
- 식 K0.8Li0.27Ti1.73O4로 표시되는 조성을 가진 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨의 수성 슬러리에 산을 첨가하는 단계;상기 슬러리의 pH를 6~8로 조정하는 단계; 및슬러리로부터 고형물을 분리하여 소성하는 단계;를 포함하는 제 1항 또는 제 2항에 의한 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨의 제조방법.
- 마찰조정제로서, 제 1항 또는 제 2항에 의한 레피도크로사이트형 티탄산 리튬 칼륨을 1~80중량% 함유하는 것을 특징으로하는 마찰재.
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