KR100765638B1 - Environmental friendly double-layer composition for automotive friction materials and its preparing method - Google Patents

Environmental friendly double-layer composition for automotive friction materials and its preparing method Download PDF

Info

Publication number
KR100765638B1
KR100765638B1 KR1020050072548A KR20050072548A KR100765638B1 KR 100765638 B1 KR100765638 B1 KR 100765638B1 KR 1020050072548 A KR1020050072548 A KR 1020050072548A KR 20050072548 A KR20050072548 A KR 20050072548A KR 100765638 B1 KR100765638 B1 KR 100765638B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
fiber
friction material
double
fibers
Prior art date
Application number
KR1020050072548A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070018159A (en
Inventor
김성진
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020050072548A priority Critical patent/KR100765638B1/en
Publication of KR20070018159A publication Critical patent/KR20070018159A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100765638B1 publication Critical patent/KR100765638B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/149Antislip compositions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/08Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels using fluid or powdered medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02Compositions of linings; Methods of manufacturing
    • F16D69/027Compositions based on metals or inorganic oxides
    • F16D69/028Compositions based on metals or inorganic oxides containing fibres

Abstract

본 발명은 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 브레이크 마찰재용 이중재는 발암물질로 알려진 흡입성 미세 세라믹 섬유의 사용을 배제하고 대신에, 알칼리 산화물 및 알칼리 토금속 성분이 18 중량% 이상 첨가된 아라미드 섬유, 철 섬유, 광물 섬유, 슬래그 울(slag wool)의 혼합물로 강화섬유를 사용함으로써, 국제 환경 규격을 만족하는 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a double material composition for an environmentally friendly brake friction material and a method of manufacturing the same, wherein the double material for the brake friction material excludes the use of inhalable fine ceramic fibers known as carcinogens, and instead, the alkali oxide and alkaline earth metal components are 18% by weight. By using the reinforcing fibers as a mixture of aramid fibers, iron fibers, mineral fibers, slag wool (slag wool) added as described above, the present invention relates to a double material composition for environmentally friendly brake friction material satisfying the international environmental standards and a method for producing the same.

이를 위해 본 발명은 전체 조성물에 대하여, 아라미드 섬유 3 중량%, 철 섬유 25 중량%, 광물 섬유 1.5 중량%, 슬래그 울(slag wool) 5 중량%로 구성되는 강화 섬유와, 결합제 8.5 중량%, 고체 윤활제 12 중량%, 연마제 2 중량%, 충전제 35 중량%, 마찰 조절제 8 중량%를 포함하는 복합재료를 70 ~ 110℃의 온도 및 80 ~ 120MPa의 압력에서 1 ~ 2분 동안 열성형한 후, 200 ~ 300℃에서 5시간 동안 열처리를 수행하고 450 ~ 550℃의 온도에서 2 ~ 4분간 스코치하여 제조한 것을 특징으로 한다. To this end, the present invention is a reinforcing fiber composed of 3% by weight of aramid fiber, 25% by weight of iron fiber, 1.5% by weight of mineral fiber, 5% by weight of slag wool, 8.5% by weight of binder, solid A composite comprising 12 wt% lubricant, 2 wt% abrasive, 35 wt% filler and 8 wt% friction modifier was thermoformed at a temperature of 70-110 ° C. and a pressure of 80-120 MPa for 1-2 minutes, followed by 200 The heat treatment is performed for 5 hours at ˜300 ° C., and the scorch is prepared for 2 to 4 minutes at a temperature of 450 to 550 ° C.

친환경, 브레이크, 마찰재, 이중재, 강화 섬유, 광물 섬유 Eco-Friendly, Brake, Friction Material, Double Material, Reinforcing Fiber, Mineral Fiber

Description

친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물 및 이의 제조방법{Environmental friendly double-layer composition for automotive friction materials and its preparing method}Environmental friendly double-layer composition for automotive friction materials and its preparing method}

도 1은 일반적인 브레이크 마찰재의 구조를 나타내는 개략도,1 is a schematic view showing the structure of a general brake friction material,

도 2는 본 발명에 사용되는 광물 섬유의 주사전자현미경 사진,2 is a scanning electron micrograph of the mineral fiber used in the present invention,

도 3은 종래 사용된 세라믹 섬유의 주사전자현미경 사진이다.3 is a scanning electron micrograph of a ceramic fiber conventionally used.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

100 : 마찰재 110: 상층재100: friction material 110: upper layer material

120: 이중재 130: 접착층120: double material 130: adhesive layer

140: 후면판 150: 소음저감용 쉼140: rear panel 150: noise reduction shim

본 발명은 자동차 브레이크 시스템에 장착되는 드럼 라이닝 또는 브레이크 패드에 사용되는 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물 및 이의 제조방법에 관 한 것으로서, 더욱 상세하게는 알칼리 산화물 및 알칼리 토금속 성분이 18 중량% 이상 첨가된 아라미드 섬유, 철 섬유, 광물 섬유, 슬래그 울(slag wool)의 혼합물로 강화섬유를 사용함으로써, 국제 환경규격을 만족하는 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a double material composition for environmentally friendly brake friction materials used in drum linings or brake pads mounted on an automobile brake system, and a method of manufacturing the same. More specifically, aramid having an alkali oxide and an alkaline earth metal component added at least 18% by weight. By using a reinforcing fiber as a mixture of fibers, iron fibers, mineral fibers, slag wool (slag wool), the present invention relates to a double material composition for environmentally friendly brake friction material and a method of manufacturing the same satisfying international environmental standards.

일반적으로 자동차의 기능 중 제동력은 가장 중요 요소 중 하나인데, 제동력을 발휘함에 있어서 브레이크 마찰재는 그 상태에 따라 큰 차이를 나타내게 되는 바, 이러한 자동차의 제동을 위해 사용되는 브레이크용 마찰재는 결합제, 강화섬유, 연마제, 고체 윤활제, 충전제 등으로 구성된 다상 복합재료로서 일반적으로 10종 이상의 원료를 포함하고 있다.In general, the braking force is one of the most important factors among the functions of the vehicle, the brake friction material in the braking force is showing a large difference depending on the state, the brake friction material used for braking of the vehicle is a binder, reinforced fiber , A multiphase composite material composed of an abrasive, a solid lubricant, a filler, and the like, and generally contains 10 or more kinds of raw materials.

상기 브레이크 마찰재용 이중재는 도 1에 나타낸 바와 같이, 마찰재(100)의 상층재(110)와 후면판(140) 사이에 위치하며, 내열성 및 접착력 향상을 목적으로 사용된다. The dual material for the brake friction material is located between the upper layer material 110 and the rear plate 140 of the friction material 100, as shown in Figure 1, is used for the purpose of improving heat resistance and adhesion.

상기 이중재(120)는 마찰재(100)의 상층재(110) 조성과 마찬가지로 결합제, 강화섬유, 연마제, 고체 윤활제, 충전제 등 10종 이상의 원료를 또한 포함하고 있다.The double member 120 may also include 10 or more kinds of raw materials such as binders, reinforcing fibers, abrasives, solid lubricants, fillers, and the like, as the upper layer 110 of the friction material 100.

그런데, 종래의 이중재는 도 3에 보이는 바와 같이, 내열 향상을 위해 강화섬유로서 일정한 조성비를 갖는 내화 세라믹 섬유를 포함하여 사용하는 것이 일반적이었으나, 흡입성 미세 세라믹 섬유가 발암성 물질로 알려짐에 따라 북미 환경규제(CAL Prop 65) 및 유럽 환경규제(EU 2001/41/EC)를 통해 18 중량% 이하의 알칼리 산화물(Na2O + K2O + CaO + MgO + BaO) 성분을 포함한 내화 세라믹 섬유의 사용을 점진적으로 금지시키고 있다. By the way, as shown in Figure 3, the conventional double material, it was common to use a refractory ceramic fiber having a constant composition ratio as a reinforcing fiber to improve heat resistance, but as the inhalable fine ceramic fiber is known as a carcinogenic material North America Through the environmental regulations (CAL Prop 65) and the European environmental regulations (EU 2001/41 / EC) of fire-resistant ceramic fibers containing up to 18% by weight of alkali oxides (Na 2 O + K 2 O + CaO + MgO + BaO) The use is gradually banned.

특히, 이러한 세라믹 섬유는 대부분 2.5 ~ 3 마이크론의 직경을 지닌 흡입성 미세 섬유로서, 마찰재 제조업자의 폐암을 유발시킬 수 있는 인체 유해 물질로 판명됨으로써, 대체 섬유를 이용한 이중재 개발이 시급한 실정이다. In particular, these ceramic fibers are mostly inhalable microfibers having a diameter of 2.5 to 3 microns, and proved to be harmful to humans that may cause lung cancer of friction material manufacturers, and thus, development of dual materials using replacement fibers is urgently needed.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 이중재로서 갖추어야 할 물성 및 내열 특성을 유지시키면서 발암 물질인 흡입성 미세 세라믹 섬유를 광물 섬유로 대체하고 아라미드 섬유, 철 섬유, 슬래그 울(slag wool)로 구성되는 강화 섬유의 상대 조성비를 최적화하여 국제 환경규격을 만족하는 브레이크 마찰재용 이중재를 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, while replacing the inhalable fine ceramic fibers of carcinogen with mineral fibers while maintaining the physical properties and heat resistance properties to be provided as a double material, aramid fibers, iron fibers, slag wool The object of the present invention is to provide a double material for brake friction material that satisfies international environmental standards by optimizing the relative composition ratio of reinforcing fibers composed of (slag wool).

이를 위해 본 발명은 전체 조성물에 대하여, 아라미드 섬유 3 중량%, 철 섬유 25 중량%, 광물 섬유 1.5 중량%, 슬래그 울(slag wool) 5 중량%로 구성되는 강화 섬유와, 결합제 8.5 중량%, 고체 윤활제 12 중량%, 연마제 2 중량%, 충전제 35 중량%, 마찰 조절제 8 중량%를 포함하는 복합재료를 70 ~ 110℃의 온도 및 80 ~ 120MPa의 압력에서 1 ~ 2분 동안 열성형한 후, 200 ~ 300℃에서 5시간 동안 열처리를 수행하고 450 ~ 550℃의 온도에서 2 ~ 4분간 스코치하여 제조한 것을 특징으로 한다. To this end, the present invention is a reinforcing fiber composed of 3% by weight of aramid fiber, 25% by weight of iron fiber, 1.5% by weight of mineral fiber, 5% by weight of slag wool, 8.5% by weight of binder, solid A composite comprising 12 wt% lubricant, 2 wt% abrasive, 35 wt% filler and 8 wt% friction modifier was thermoformed at a temperature of 70-110 ° C. and a pressure of 80-120 MPa for 1-2 minutes, followed by 200 The heat treatment is performed for 5 hours at ˜300 ° C., and the scorch is prepared for 2 to 4 minutes at a temperature of 450 to 550 ° C.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the features of the present invention for achieving the above object are as follows.

본 발명에 따른 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물은 전체 조성물에 대하여, 아라미드 섬유 3 중량%, 철 섬유 25 중량%, 광물 섬유 1.5 중량%, 슬래그 울(slag wool) 5 중량%로 구성되는 강화 섬유와, 결합제 8.5 중량%, 고체 윤활제 12 중량%, 연마제 2 중량%, 충전제 35 중량%, 마찰 조절제 8 중량%를 포함하는 복합재료로 이루어진 것을 특징으로 한다. Double material composition for environmentally friendly brake friction material according to the present invention is a reinforcing fiber composed of 3% by weight of aramid fiber, 25% by weight of iron fiber, 1.5% by weight of mineral fiber, 5% by weight of slag wool, A composite material comprising 8.5 wt% binder, 12 wt% solid lubricant, 2 wt% abrasive, 35 wt% filler, and 8 wt% friction modifier.

또한, 친환경 브레이크 마찰재용 이중재의 제조방법은 전체 조성물에 대하여, 아라미드 섬유 3 중량%, 철 섬유 25 중량%, 광물 섬유 1.5 중량%, 슬래그 울(slag wool) 5 중량%로 구성되는 강화 섬유와, 결합제 8.5 중량%, 고체 윤활제 12 중량%, 연마제 2 중량%, 충전제 35 중량%, 마찰 조절제 8 중량%를 포함하는 복합재료를 70 ~ 110℃의 온도 및 80 ~ 120MPa의 압력에서 1 ~ 2분 동안 열성형한 후, 200 ~ 300℃에서 5시간 동안 열처리를 수행하고 450 ~ 550℃의 온도에서 2 ~ 4분간 스코치하여 제조한 것을 특징으로 한다. In addition, the manufacturing method of the double material for the environmentally friendly brake friction material, the reinforcing fiber composed of 3% by weight of aramid fiber, 25% by weight of iron fiber, 1.5% by weight of mineral fiber, 5% by weight of slag wool, A composite material comprising 8.5 wt% binder, 12 wt% solid lubricant, 2 wt% abrasive, 35 wt% filler, and 8 wt% friction modifier for 1 to 2 minutes at a temperature of 70 to 110 ° C. and a pressure of 80 to 120 MPa After thermoforming, heat treatment was performed at 200 to 300 ° C. for 5 hours, and then prepared by scorching at a temperature of 450 to 550 ° C. for 2 to 4 minutes.

이하, 본 발명에 따른 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물 및 이의 제조방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a double material composition for an environmentally friendly brake friction material according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail.

전체 조성물에 대하여, 아라미드 섬유 3 중량%, 철 섬유 25 중량%, 광물 섬유 1.5 중량%, 슬래그 울(slag wool) 5 중량%로 구성되는 강화 섬유와, 결합제 8.5 중량%, 고체 윤활제 12 중량%, 연마제 2 중량%, 충전제 35 중량%, 마찰 조절제 8 중량%를 포함하는 복합재료로 이루어진 것을 특징으로 한다. Reinforcement fiber consisting of 3% by weight of aramid fiber, 25% by weight of iron fiber, 1.5% by weight of mineral fiber, 5% by weight of slag wool, 8.5% by weight of binder, 12% by weight of solid lubricant, It is characterized by consisting of a composite material comprising 2% by weight of abrasive, 35% by weight of filler, 8% by weight of friction modifier.

이러한 이중재의 성분 함량에 대한 수치 한정 이유를 설명하면 다음과 같다. The reason for the numerical limitation on the component content of such a double member is as follows.

1) 아라미드 섬유 3 중량%1) 3% by weight of aramid fiber

아라미드 섬유는 마찰재에 첨가되는 대표적인 유기질 강화섬유로서, 예비성형체(perform)의 강도 증가와 마찰계수의 안정성 및 내마모성을 향상시키기 위해 사용된다.Aramid fiber is a representative organic reinforcing fiber added to the friction material, it is used to increase the strength of the preform, and to improve the stability and wear resistance of the friction coefficient.

상기 아라미드 섬유의 함량이 상기 함량을 벗어나는 경우에는 결합제와의 강화효과가 감소되어 마찰재의 강도를 저감시키고, 결합제와 공유되지 않은 여분의 강화섬유가 고온에서 쉽게 탈락될 수 있는 문제점이 있어 바람직하지 못하다.When the content of the aramid fiber is out of the content, the reinforcing effect with the binder is reduced to reduce the strength of the friction material, and there is a problem that extra reinforcing fibers not shared with the binder can be easily dropped at high temperatures, which is not preferable. .

2) 철 섬유 25 중량%2) 25% by weight of iron fiber

철 섬유는 유기질 섬유와 대별되는 금속계 섬유로서, 마찰재의 내마모성, 열전도도 및 강화성능을 향상시키기 위해 사용된다. 특히, 철 섬유는 고온 제동력 상실현상(fade) 및 제동력 회복(recovery)의 견지에서 매우 우수한 특성을 나타내고 있다.Iron fiber is a metal fiber that is roughly distinguished from organic fiber, and is used to improve wear resistance, thermal conductivity and reinforcement performance of friction materials. In particular, iron fibers exhibit very good properties in terms of high temperature braking force loss and braking force recovery.

상기 철 섬유의 함량이 상기 함량을 벗어나는 경우에는 고온 제동력이 감소하고, 상대 디스크와의 응착현상으로 인해 디스크의 마모를 가속하며, 또한 제동소음의 발생빈도를 증가시키는 문제점이 있어 바람직하지 못하다.When the content of the iron fiber is out of the content, the high temperature braking force is decreased, and the wear of the disk is accelerated due to the adhesion phenomenon with the counterpart disc, and the increase of the occurrence frequency of the braking noise is not preferable.

3) 광물 섬유 1.5 중량%3) 1.5 wt% mineral fiber

광물 섬유는 도 2에 보이는 바와 같은 형상으로 이루어져 있는 바, 세라믹 섬유를 대체할 수 있는 강화섬유로서, 고온 마찰계수의 안정성 및 강도를 향상시키기 위해 사용된다.Mineral fiber has a shape as shown in Figure 2, as a reinforcing fiber to replace the ceramic fiber, it is used to improve the stability and strength of the high temperature friction coefficient.

상기 광물 섬유의 함량이 상기 함량을 벗어나는 경우에는 마찰재의 내열특성이 감소하고, 강화효과에 거의 영향을 미치지 않은 여분의 광물 섬유가 제동소음을 유발할 수 있는 문제점이 있어 바람직하지 못하다.When the content of the mineral fiber is out of the content, the heat resistance characteristic of the friction material is reduced, and there is a problem that the excess mineral fiber which hardly affects the reinforcing effect may cause braking noise.

4) 슬래그 울(slag wool) 5 중량%4) 5% by weight slag wool

슬래그 울은 세라믹 섬유의 일종으로서, 광물 섬유와 마찬가지로 마찰재의 내열성을 향상시키기 위해 사용된다.Slag wool is a kind of ceramic fiber and is used to improve the heat resistance of the friction material like mineral fiber.

상기 슬래그 울의 함량이 상기 함량을 벗어나는 경우에는 고온 마찰계수의 안정성이 저해되고, 제동소음을 유발할 수 있는 문제점이 있어 바람직하지 못하다. When the content of the slag wool is out of the content, the stability of the high temperature friction coefficient is inhibited, and there is a problem that may cause braking noise, which is not preferable.

이와 같은 본 발명에 따른 강화 섬유 중, 특히 광물 섬유는 종래의 세라믹 섬유와 마찬가지로 고온 내열성이 우수하나, 석영(SiO2) 35 ~ 45 중량%, 알루미나(Al2O3) 20 ~ 25 중량%, 산화칼슘(CaO) 15 ~ 20 중량%, 산화마그네슘(MgO) 5 ~ 10 중량% 및 기타 미량의 금속(예를 들면, TiO2나 Fe와 같은 공지의 광물 섬유)을 포함하는 함량을 지니고 있어 알칼리 산화물 및 알칼리 토금속(Na2O + K2O + CaO + MgO + BaO) 성분이 18 중량% 이상을 함유하고 있다.Among the reinforcing fibers according to the present invention, in particular, mineral fibers are excellent in high temperature heat resistance as in the conventional ceramic fibers, but 35 to 45% by weight of quartz (SiO 2 ), 20 to 25% by weight of alumina (Al 2 O 3 ), Alkali having a content of 15 to 20% by weight of calcium oxide (CaO), 5 to 10% by weight of magnesium oxide (MgO) and other trace metals (for example, known mineral fibers such as TiO 2 or Fe) Oxides and alkaline earth metals (Na 2 O + K 2 O + CaO + MgO + BaO) contain at least 18% by weight.

이는 국제 환경 규격을 만족하는 친환경적인 조성물이다. It is an environmentally friendly composition that meets international environmental standards.

한편, 상기 강화 섬유에 결합제, 고체 윤활제, 연마제, 충전제, 마찰 조절제가 함유되어 있는 바, 상기 결합제는 일반적으로 수지조성물에서 많이 사용되는 성분이 사용될 수 있는데 본 발명에서는 페놀수지로서, 마찰재의 구성원료를 서로 결합시키는 역할을 수행함으로써 마찰재의 강도와 열적 안정성의 증가를 위해 사용된다. 특히, 고온 제동시 결합제가 열분해되는 경우에는 마찰력의 상실현상(fade)이 나타내므로 마찰재에는 교차결합밀도를 증가시킨 내열성 페놀수지를 사용하고 있다.Meanwhile, the binder contains a binder, a solid lubricant, an abrasive, a filler, and a friction modifier in the reinforcing fiber, and the binder may be a component generally used in a resin composition. In the present invention, as a phenol resin, a member of a friction material It is used to increase the strength and thermal stability of the friction material by performing the role of bonding to each other. In particular, when the binder is thermally decomposed at high temperature braking, a loss of frictional force (fade) is exhibited. Therefore, a heat resistant phenol resin having increased crosslink density is used for the friction material.

상기 결합제의 함량이 8.5중량%를 벗어나는 경우에는 마찰재의 구성원료에 대한 결합력이 감소되어 마찰재의 강도를 감소시키고, 미결합된 페놀수지에 의해 고온 제동력을 감소시킬 수 있는 문제점이 있어 바람직하지 못하다. When the content of the binder exceeds 8.5% by weight, the bonding force to the member of the friction material is reduced, thereby reducing the strength of the friction material, and it is not preferable because there is a problem that can reduce the high temperature braking force by the unbonded phenol resin.

또한, 상기 고체 윤활제는 황화아연, 흑연, 코우크스의 혼합물로서, 제동온도별 마찰계수의 안정성, 내마모성 및 소음특성을 향상시키기 위해 사용된다.In addition, the solid lubricant is a mixture of zinc sulfide, graphite, coke, is used to improve the stability, wear resistance and noise characteristics of the friction coefficient according to the braking temperature.

상기 고체 윤활제의 함량이 12중량%를 벗어나는 경우에는 마찰계수의 안정성을 저해하고, 마찰계수의 감소에 따른 제동력 저하를 초래하는 문제점이 있어 바람직하지 못하다.When the content of the solid lubricant is out of 12% by weight, it is not preferable because there is a problem of inhibiting the stability of the friction coefficient and causing a decrease in braking force due to the decrease of the friction coefficient.

또한, 상기 연마제는 알루미나로서, 마찰력을 조절하고 로터표면의 열변성된 마찰막을 제거하는 역할을 수행한다.In addition, the abrasive is alumina, and serves to control the friction and to remove the heat-modified friction film of the rotor surface.

상기 연마제의 함량이 2중량%를 초과하면 디스크에 대한 대면공격성이 증가하여 상대 디스크의 마모율을 증가시키고 토크 진폭의 증가 및 소음의 발생빈도를 증가시키는 문제점이 있어 바람직하지 못하다.If the content of the abrasive is more than 2% by weight, it is not preferable because the surface attack resistance to the disk is increased to increase the wear rate of the counterpart disk, increase the torque amplitude and increase the frequency of noise.

또한, 상기 충전제는 황산바륨과 수산화칼슘의 혼합물로서, 황산바륨의 경우에는 비활성 물질로서 마찰재의 밀도를 증가시키며 수산화칼슘의 경우에는 마찰재의 산성도를 조절하기 위해 사용된다.In addition, the filler is a mixture of barium sulfate and calcium hydroxide, in case of barium sulfate is used to increase the density of the friction material as an inert material, and in the case of calcium hydroxide to control the acidity of the friction material.

상기 충전제의 함량이 35중량%를 벗어나는 경우에는 마찰재의 밀도가 감소되어 내마모성이 저해되고, 여분의 충전제 성분이 결합제와 미결합되어 마찰재의 표면으로부터 쉽게 탈락되는 문제점이 있어 바람직하지 못하다.If the content of the filler is more than 35% by weight, the friction material density is reduced and wear resistance is impaired, and the excess filler component is unbound with the binder, which is not preferable because of the problem of easily falling off from the surface of the friction material.

또한, 상기 마찰 조절제는 고무분말로서, 마찰재의 윤활성을 도모하여 마찰계수를 조절하기 위해 사용된다.In addition, the friction regulator is a rubber powder, is used to adjust the coefficient of friction by promoting the lubricity of the friction material.

상기 마찰 조절제의 함량이 8중량%를 벗어나는 경우에는 소음특성을 저해하고, 마찰계수가 감소하고 고온 제동특성이 저해되는 문제점이 있어 바람직하지 못하다.When the content of the friction regulator is more than 8% by weight, it is undesirable because there is a problem that inhibits the noise characteristics, decreases the coefficient of friction and inhibits the high temperature braking characteristics.

이러한 조성으로 본 발명의 친환경 브레이크 마찰재용 이중재를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다. Referring to the method of manufacturing a double material for an environmentally friendly brake friction material of the present invention with such a composition as follows.

상기와 같은 조성으로 이루어진 복합재료를 70 ~ 110℃의 온도 및 80 ~ 120MPa의 압력에서 1 ~ 2분 동안 열성형한 후, 200 ~ 300℃에서 5시간 동안 열처리를 수행하고 450 ~ 550℃의 온도에서 2 ~ 4분간 스코치하여 제조하게 된다.The composite material having the composition described above is thermoformed at a temperature of 70 to 110 ° C. and a pressure of 80 to 120 MPa for 1 to 2 minutes, and then heat treated at 200 to 300 ° C. for 5 hours and at a temperature of 450 to 550 ° C. It is prepared by scouring for 2 to 4 minutes.

이때, 상기 열성형 온도가 70℃ 미만이면 결합제에 의한 경화가 이루어지지 않으며 110℃를 초과하면 결합제의 과경화가 이루어져 결합강도를 감소시키게 된다. At this time, if the thermoforming temperature is less than 70 ℃ hardening by the binder is not made, if it exceeds 110 ℃ over-hardening of the binder is made to reduce the bonding strength.

또한, 상기 열성형 압력이 50MPa 미만이면 마찰재의 성형밀도가 감소하고 120MPa을 초과하면 원하는 마찰재의 압축율 및 기공도를 얻을 수 없다.In addition, if the thermoforming pressure is less than 50MPa, the molding density of the friction material is reduced, and if it exceeds 120MPa, the desired compression ratio and porosity of the friction material cannot be obtained.

또한, 상기 열성형 시간이 1분 미만이면 결합제의 흐름이 충분치 않아 충분한 경화가 이루어지지 않으며 2분을 초과하면 과경화에 의해 결합강도를 감소시키게 된다.In addition, if the thermoforming time is less than 1 minute, the flow of the binder is not sufficient, and sufficient curing is not achieved. If the thermoforming time exceeds 2 minutes, the bond strength is reduced by over curing.

또한, 상기 열처리 온도가 200℃ 미만이면 균일한 경화상태를 얻을 수 없으며 300℃를 초과하면 과열되어 구성원료가 열변형될 수 있다.In addition, if the heat treatment temperature is less than 200 ℃ can not obtain a uniform curing state, if it exceeds 300 ℃ overheating may be a member heat deformation.

또한, 상기 열처리 시간이 5시간 미만이면 완전경화가 이루어지지 않는다.In addition, when the heat treatment time is less than 5 hours, complete curing is not performed.

또한, 상기 스코치 온도가 450℃ 미만이면 마찰재 표면에 열이력을 충분히 공급할 수 없으며 550℃를 초과하면 과도 열이력에 의해 마찰특성을 저해시킬 수 있다. In addition, if the scorch temperature is less than 450 ℃ can not supply sufficient thermal history to the friction material surface, if it exceeds 550 ℃ it may inhibit the friction characteristics by the excessive thermal history.

또한, 상기 스코치 시간이 2분 미만이면 마찰재 표면전반에 균일하게 열이력을 공급할 수 없으며 4분을 초과하면 과도 열이력에 의해 마찰특성을 저해시킬 수 있다.In addition, when the scorch time is less than 2 minutes, it is impossible to uniformly supply the heat history to the entire surface of the friction material. When the scorch time exceeds 4 minutes, the friction property may be inhibited by the excessive heat history.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 통해 더욱 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

하기의 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이에 한정되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.The following examples are only intended to illustrate the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예, 비교예Example, Comparative Example

표 1에 나타내는 조성으로 각 성분을 배합하고, 2000 rpm 이상의 로디지 믹서에서 균일하게 혼합하였다. Each component was mix | blended with the composition shown in Table 1, and it mixed uniformly in the lodge mixer at 2000 rpm or more.

각 혼합물을 90℃의 온도 및 100 MPa의 압력에서 1분 동안 열성형한 후, 250℃에서 5시간 동안 열처리를 수행하였다. Each mixture was thermoformed at a temperature of 90 ° C. and a pressure of 100 MPa for 1 minute, followed by heat treatment at 250 ° C. for 5 hours.

열처리 후 500℃의 온도에서 3분간 스코치하여 최종적으로 실시예와 비교예를 얻었다.After heat treatment, the mixture was scorched at a temperature of 500 ° C. for 3 minutes to obtain Examples and Comparative Examples.

Figure 112005043743358-pat00001
Figure 112005043743358-pat00001

시험예Test Example

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 마찰재에 대하여 하기의 방법에 의해 물성 시험(경도, 압축량, 비중, 전단강도, 기공율)과 브레이크 다이나모 알파인 시험을 수행하였으며 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. Physical properties (hardness, compression amount, specific gravity, shear strength, porosity) and brake dynamo-alpine test were performed on the friction materials prepared in Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Table 2 below.

(1) 물성 시험(1) Property test

물성 시험은 실시예와 비교예에서 제조된 마찰재의 물성을 비교 평가하기 위해 수행되었다. The physical property test was carried out to compare and evaluate the physical properties of the friction material prepared in Examples and Comparative Examples.

경도, 압축량, 비중, 전단강도, 기공율의 측정은 한국산업규격(KS R 0080)에 의거하여 수행하였다.Hardness, compression, specific gravity, shear strength and porosity were measured according to Korean Industrial Standard (KS R 0080).

(2) 브레이크 다이나모 알파인 시험(2) brake dynamo alpine test

알파인 시험은 국제적으로 평가되는 시험방법으로서, 유럽 알프스의 정상에서 톨게이트까지 약 15km의 연속된 커브와 내리막 길에서의 페이드 (열이력에 따른 마찰력 상실)로 인한 열화 성능을 평가하기 위한 시험의 일종이다. Alpine test is an internationally assessed test method that evaluates deterioration performance due to fade (loss of friction due to thermal history) about 15km of continuous curve from the top of the European Alps to the toll gate and downhill road. .

본 시험은 실시예와 비교예에서 제조된 마찰재를 대상으로 이중재로서의 열차단 효과를 비교 평가하기 위해 제동시 브레이크 액 온도를 측정하였다. In this test, the brake fluid temperature during braking was measured to compare and evaluate the thermal barrier effect as a double material for the friction materials prepared in Examples and Comparative Examples.

Figure 112005043743358-pat00002
Figure 112005043743358-pat00002

상기 결과에서 볼 수 있듯이, 물성 시험 결과, 종래의 세라믹 섬유를 사용한 이중재의 비교예와 대체물인 광물 섬유를 사용한 이중재의 실시예에 대한 물성은 매우 유사한 결과를 얻을 수 있었다. As can be seen from the above results, the physical property test results show that the physical properties of the comparative example of the double member using the conventional ceramic fiber and the embodiment of the double member using the mineral fiber as a substitute are very similar.

브레이크 다이나모 알파인 시험 결과, 비교예와 실시예의 최대 브레이크 액의 온도가 유사함으로써, 종래 세라믹 섬유를 사용한 이중재와 동등 수준의 열차단 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. As a result of the brake dynamo-alpine test, it was confirmed that the temperature of the maximum brake fluid of the comparative example and the example showed similar heat shielding characteristics to the double member using the conventional ceramic fiber.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물 및 이의 제조방법은 발암물질인 흡입성 미세 세라믹 섬유를 배제하고 알칼리 산화물 및 알칼리 토금속 성분이 18 중량%이상 첨가된 광물 섬유, 아라미드 섬유, 철 섬유, 슬래그 울(slag wool)의 최적 강화섬유로 구성하여 국제 환경규격을 만족하며 이중재로서 갖추어야 하는 물성 및 내열 특성을 유지할 수 있는 효과가 있다. As described above, the dual material composition for eco-friendly brake friction material and the method of manufacturing the same according to the present invention exclude mineral fiber, aramid fiber, in which alkali oxide and alkaline earth metal components are added at least 18% by weight, excluding inhalable fine ceramic fibers as carcinogens. It is composed of iron fiber and slag wool, which is an optimal reinforcing fiber, which satisfies the international environmental standard, and has the effect of maintaining the physical and heat resistance properties to be provided as a double material.

Claims (8)

전체 조성물에 대하여, 아라미드 섬유 3 중량%, 철 섬유 25 중량%, 광물 섬유 1.5 중량%, 슬래그 울(slag wool) 5 중량%로 구성되는 강화 섬유와, 결합제 8.5 중량%, 고체 윤활제 12 중량%, 연마제 2 중량%, 충전제 35 중량%, 마찰 조절제 8 중량%를 포함하는 복합재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물.Reinforcement fiber consisting of 3% by weight of aramid fiber, 25% by weight of iron fiber, 1.5% by weight of mineral fiber, 5% by weight of slag wool, 8.5% by weight of binder, 12% by weight of solid lubricant, Eco-friendly brake friction material comprising a composite material comprising 2% by weight of abrasive, 35% by weight of filler, 8% by weight of friction modifier. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 결합제는 페놀수지인 것을 특징으로 하는 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물.The binder is an eco-friendly brake friction material, characterized in that the phenolic resin. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 고체 윤활제는 황화아연, 흑연, 코우크스의 혼합물인 것을 특징으로 하는 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물.The solid lubricant is a double material composition for environmentally friendly brake friction material, characterized in that the mixture of zinc sulfide, graphite, coke. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 연마제는 알루미나인 것을 특징으로 하는 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물.The abrasive material is an environmentally friendly double friction composition for brake friction material, characterized in that the alumina. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 충전제는 황산바륨, 수산화칼슘의 혼합물인 것을 특징으로 하는 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물.The filler is a double material composition for environmentally friendly brake friction material, characterized in that the mixture of barium sulfate, calcium hydroxide. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 마찰 조절제는 고무 분말인 것을 특징으로 하는 친환경 브레이크 마찰재용 이중재 조성물.The friction modifier is a double material composition for environmentally friendly brake friction material, characterized in that the rubber powder. 전체 조성물에 대하여, 아라미드 섬유 3 중량%, 철 섬유 25 중량%, 광물 섬유 1.5 중량%, 슬래그 울(slag wool) 5 중량%로 구성되는 강화 섬유와, 결합제 8.5 중량%, 고체 윤활제 12 중량%, 연마제 2 중량%, 충전제 35 중량%, 마찰 조절제 8 중량%를 포함하는 복합재료를 70 ~ 110℃의 온도 및 80 ~ 120MPa의 압력에서 1 ~ 2분 동안 열성형한 후, 200 ~ 300℃에서 5시간 동안 열처리를 수행하고 450 ~ 550℃의 온도에서 2 ~ 4분간 스코치하여 제조한 것을 특징으로 하는 친환경 브레이크 마찰재용 이중재의 제조방법.Reinforcement fiber consisting of 3% by weight of aramid fiber, 25% by weight of iron fiber, 1.5% by weight of mineral fiber, 5% by weight of slag wool, 8.5% by weight of binder, 12% by weight of solid lubricant, A composite material comprising 2 wt% abrasive, 35 wt% filler, and 8 wt% friction modifier was thermoformed for 1 to 2 minutes at a temperature of 70 to 110 ° C. and a pressure of 80 to 120 MPa, followed by 5 at 200 to 300 ° C. Method of producing a double material for environmentally friendly brake friction material, characterized in that by performing a heat treatment for a time and scorch for 2 to 4 minutes at a temperature of 450 ~ 550 ℃.
KR1020050072548A 2005-08-09 2005-08-09 Environmental friendly double-layer composition for automotive friction materials and its preparing method KR100765638B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050072548A KR100765638B1 (en) 2005-08-09 2005-08-09 Environmental friendly double-layer composition for automotive friction materials and its preparing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050072548A KR100765638B1 (en) 2005-08-09 2005-08-09 Environmental friendly double-layer composition for automotive friction materials and its preparing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070018159A KR20070018159A (en) 2007-02-14
KR100765638B1 true KR100765638B1 (en) 2007-10-10

Family

ID=41629958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050072548A KR100765638B1 (en) 2005-08-09 2005-08-09 Environmental friendly double-layer composition for automotive friction materials and its preparing method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100765638B1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101417013B1 (en) * 2007-10-15 2014-07-09 현대모비스 주식회사 Environmentally favorable break friction material
KR101035240B1 (en) * 2008-12-23 2011-05-19 고려대학교 산학협력단 A low-steel type friction material and a brake for vehicle comprising the low-steel type friction material
KR101041031B1 (en) * 2008-12-23 2011-06-15 고려대학교 산학협력단 A Hybrid friction material and a brake for vehicle comprising the hybrid friction material
KR102060191B1 (en) 2017-05-22 2019-12-27 주식회사 엘지화학 Resin composition for brake pads friction materials and brake pads friction materials made of the resin composition
WO2018216986A1 (en) * 2017-05-22 2018-11-29 주식회사 엘지화학 Resin composition for brake pad friction material and brake pad friction material manufactured using the resin composition
KR102395758B1 (en) * 2018-09-28 2022-05-06 주식회사 엘지화학 Resin composition for brake pads friction materials and brake pads friction materials made of the resin composition
DE102020113510A1 (en) * 2020-05-19 2021-11-25 Tmd Friction Services Gmbh Damping material for a damping or intermediate layer for brake linings and a method for producing the damping material

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002020730A (en) 2000-07-12 2002-01-23 Akebono Brake Ind Co Ltd Non-asbestos friction material

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002020730A (en) 2000-07-12 2002-01-23 Akebono Brake Ind Co Ltd Non-asbestos friction material

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070018159A (en) 2007-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101318515B1 (en) Non-asbestos friction material composition, and friction material and friction member using same
EP2166058B1 (en) Friction material composition, and friction material produced therewith
EP2641956B1 (en) Non-asbestos friction-material composition, and friction material and friction member using same
KR100765638B1 (en) Environmental friendly double-layer composition for automotive friction materials and its preparing method
JP6281755B1 (en) Friction material composition, and friction material and friction member using the same
KR20130133168A (en) Non-asbestos friction material composition, and friction material and friction member using same
JP6977778B2 (en) Friction member, friction material composition for underlayment material and friction material
EP3085985B1 (en) Composition for friction material
JP6425894B2 (en) Friction material composition, friction material using friction material composition and friction member
JP5263454B2 (en) Non-asbestos friction material composition, friction material and friction member using the same
JPWO2020158735A1 (en) Friction material composition, friction material and friction member
JP6490936B2 (en) Friction material composition, friction material and friction member using the friction material composition
KR20090019982A (en) Non-asbestos organic composition for friction materials and its manufacturing method
JP6490941B2 (en) Friction material composition, friction material and friction member
KR101035240B1 (en) A low-steel type friction material and a brake for vehicle comprising the low-steel type friction material
WO2020255279A1 (en) Friction member, friction material composition, friction material, and vehicle
JP2019059941A (en) Friction material composition, and friction material and member using the same
JP2019048989A (en) Friction material composition, and friction material and friction member using the same
JP6445299B2 (en) Friction material composition, friction material using friction material composition, and friction member
JP2023073058A (en) Friction material composition, friction material and friction member
JP2020050881A (en) Friction material composition, friction material and friction member using friction material composition
JP2020051438A (en) Friction member, friction material composition, friction material and vehicle
JP2019044189A (en) Friction material composition, and friction material and friction member using friction material composition
JPH11209744A (en) Abrading material composition and abrading material using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120928

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130927

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140929

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150930

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180928

Year of fee payment: 12