KR101130838B1

KR101130838B1 - 브레이크 패드용 마찰재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101130838B1
Application number: KR1020100007034A
Authority: KR
Inventors: 백남오; 이상윤; 조원래; 이원규
Original assignee: 백남오; 에코얀주식회사
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2012-03-28
Also published as: KR20100135167A

Abstract

본 발명은 아라미드섬유 또는 탄소섬유로 형성된 다수의 섬유사 부재를 보강재로 사용하여 제조된 브레이크 패드용 마찰재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 베이스층, 전술한 베이스층의 상부면에 직립되며, 그 상단측이 마찰면과 면접되는 다수의 섬유사 부재 및 전술한 섬유사 부재의 상단측이 노출되도록 상기 섬유사 부재 사이에 충전되는 충전재를 포함하여 이루어진다.
전술한 브레이크 패드용 마찰재는 제동거리를 감소시키며, 내마모성 및 내열성이 우수하고, 낮은 소음성을 나타낸다.

Description

브레이크 패드용 마찰재 및 그 제조방법 {FRICTION MATERIAL FOR BRAKE PAD AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 보강재의 기능을 하는 아라미드섬유 또는 탄소섬유로 형성된 다수의 섬유사 부재를 마찰면에 대해 수직으로 형성하여 브레이크 패드용 마찰재의 수명과 성능을 향상시킨 브레이크 패드용 마찰재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베이스층, 전술한 베이스층의 상부면에 직립되며, 그 상단측이 마찰면과 면접되는 다수의 섬유사 부재 및 전술한 섬유사 부재의 상단측이 노출되도록 상기 섬유사 부재 사이에 충전되는 충전재를 포함하여 이루어진다.

본 발명은 보강재의 기능을 하는 아라미드섬유 또는 탄소섬유로 형성된 다수의 섬유사 부재를 마찰면과 수직으로 형성하여 브레이크 패드용 마찰재의 수명과 성능을 향상시킨 브레이크 패드용 마찰재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에는 주행에 필요한 동력을 발생시키는 장치로 가솔린 엔진이나 디젤엔진 등의 내연기관이 설치되고, 이러한 내연기관에서 발생되는 동력의 힘(토크)을 구동바퀴에 전달하거나 차단하는 클러치와, 차량의 주행상태에 따라 구동력을 증감시키는 변속기가 동력전달 장치로 설치된다.

또한, 주행중인 차량의 속도를 감속시키거나 정지시켜 주는 제동장치를 구비하게 되는데, 이러한 제동장치로는 여러 종류가 사용되며, 기본적으로 운전자의 조작력을 링크나 유압을 이용하여 증대시킨 후에 전달하는 조작기구와, 그 힘들 받아 제동력을 발생하는 본체로 이루어져 있으며, 보통의 경우 마찰력을 이용하여 자동차의 운동에너지를 열에너지로 바꾼 후에 열에너지를 공기중으로 방산하는 방식으로 제동작용이 이루어지는 마찰식 브레이크가 주로 사용되고 있다.

전술한 마찰식 브레이크는 차륜과 일체로 회전하는 원판형의 디스크 양쪽에서 브레이크 패드를 이용하여 제동력을 발생시키는데, 이러한 브레이크 패드는 평평한 백플레이트에 마찰재를 고정부착한 것으로, 디스크 브레이크 캘러퍼 내에 내장되어 있다.

마찰재는 분말상의 마찰재 조성물을 가열가압하여 성형하고, 그 성형물을 백 플레이트에 압축하는 단계에서 고정 부착하게 되며, 이러한 과정을 통해 형성된 마찰재는 브레이크 작동과정에서 디스크와의 마찰력에 의해 점차 마모되어 일정 주기마다 브레이크 패드의 마찰재를 교환해야 하는데, 마찰재의 교체시기를 지나칠 경우 마찰재와 접촉하는 디스크의 수명도 같이 짧아지는 문제점이 있다.

또한, 종래에 사용되던 마찰재의 경우 첨가되는 보강재가 일정한 간격과 방향성을 갖지 않아 마찰강도가 떨어지고, 교환주기가 짧기 때문에 불편할 뿐만 아니라 경제성도 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 아라미드섬유 또는 탄소섬유로 형성된 다수의 섬유사 부재를 마찰면과 수직으로 면접되도록 마찰재 내에 수직으로 형성하여 마찰강도 및 교환주기를 향상시킨 브레이크 패드용 마찰재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 마찰력이 향상되어 브레이크의 제동거리를 감소시키고, 내마모성이 우수하며, 소음의 발생이 적은 브레이크 패드용 마찰재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 베이스층, 상기 베이스층의 상부면에 직립되며, 그 상단측이 마찰면과 면접되는 다수의 섬유사 부재 및 상기 섬유사 부재의 상단측이 노출되도록 상기 섬유사 부재 사이에 충전되는 충전재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명에 바람직한 특징에 따르면, 상기 섬유사 부재는 아라미드 섬유 또는 탄소섬유로 형성되는 것으로 한다.

본 발명에 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 섬유사 부재 사이에는 직립된 상기 섬유사 부재의 결속력를 보강하기 위한 다수의 보강사 부재가 상?하측에 수평방향으로 각각 연결 형성되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 보강사 부재는 아라미드 섬유 또는 탄소섬유로 형성되는 것으로 한다.

또한, 본 발명의 목적은 두개의 베이스층에 다수의 섬유사 부재의 양단을 동일한 간격으로 연결하는 베이스층연결단계, 섬유사 부재로 연결된 베이스층을 열경화성 수지에 함침한 후에 냉각하는 함침단계, 함침단계를 거친 베이스층을 섬유사 부재의 수직방향으로 절단하여 두개의 마찰재틀을 제조하는 절단단계, 상기 마찰재틀을 금형에 넣고 섬유사 부재 사이에 충전재를 충전하는 충전단계 및 충전재가 충전된 충전체를 냉각후 탈형하는 냉각탈형단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재의 제조방법을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 베이스층연결단계와 상기 함침단계 사이에는 상기 섬유사 부재의 결속력을 보강하기 위해 상기 섬유사 부재 사이에 다수의 보강사 부재를 상?하측에 각각 수평방향으로 연결 형성하는 보강사연결단계가 더 포함되는 것으로 한다.

본 발명에 따른 브레이크 패드용 마찰재 및 그 제조방법은 아라미드섬유 또는 탄소섬유로 형성된 다수의 섬유사 부재를 마찰면과 수직으로 면접되도록 마찰재 내에 수직으로 형성하여 마찰강도 및 교환주기가 향상되는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 아라미드섬유 또는 탄소섬유로 형성된 다수의 섬유사 부재를 보강재로 사용하여 마찰력향상, 브레이크의 제동거리 감소, 소음감소 및 내마모성이 향상되는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 패드용 마찰재를 제조하기 위한 섬유사 부재로 연결된 베이스층을 나타낸 사시도 이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 패드용 마찰재를 제조하기 위한 마찰재틀을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 패드용 마찰재를 제조하기 위해 보강사 부재로 결속된 섬유사 부재가 연결된 베이스층을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 패드용 마찰재를 제조하기 위한 마찰재틀을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 브레이크 패드용 마찰재를 나타낸 사시도이다.
도 6는 본 발명에 따른 브레이크 패드용 마찰재의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 브레이크 패드용 마찰재는 베이스층(10), 전술한 베이스층(10)의 상부면에 직립되며, 그 상단측이 마찰면과 면접되는 다수의 섬유사 부재(20) 및 전술한 섬유사 부재(20)의 상단측이 노출되도록 전술한 섬유사 부재(20) 사이에 충전되는 충전재(40)를 포함하여 이루어진다.

전술한 베이스층(10)은 열가소성 합성수지로 형성되며, 마찰재(3) 내에 다수의 섬유사 부재(20)가 수직으로 형성될 수 있도록 하는 역할을 하는데, 베이스층(10)을 형성하는 과정에서 베이스층(10)의 원료인 열가소성 합성수지가 냉각되어 경화되기 전에 섬유사 부재(10)의 말단이 베이스층에 접하도록 한 상태에서 베이스층(10)을 냉각시키는 방법으로 베이스층(10)과 섬유사 부재(20)를 결합한다.

이때, 베이스층(10)에 형성되는 다수의 섬유사 부재(20)는 일정한 간격으로 형성된다.

전술한 섬유사 부재(20)는 아라미드섬유 또는 탄소섬유를 방적하여 형성되며, 베이스층(10)의 상부면에 직립되고, 그 상단측이 마찰재(3)와 접하는 마찰면에 노출되기 때문에, 마찰재(1)의 마찰력 및 내마모성을 증가시키는 역할을 한다.

전술한 섬유사 부재(20)는 전술한 충전재(40) 사이에 일정한 간격으로 형성되어 충전재(40) 성분의 결속력을 향상시켜주는 골재로 사용되기 때문에, 마찰재(3)의 내마모성을 증가시켜 주는 역할을 한다.

전술한 섬유사 부재(20)가 직립형성된 베이스층(10)의 외표면에는 열경화성 합성수지 조성물을 코팅하여 섬유사 부재(20)의 형태가 유지될 수 있도록 하였다.

또한, 전술한 섬유사 부재(20)로는 섬유사 부재(20) 사이에는 직립된 섬유사 부재(20)의 결속력를 보강하기 위한 다수의 보강사 부재(30)가 상?하측에 수평방향으로 각각 연결 형성된 것이 사용될 수도 있는데, 전술한 다수의 보강사 부재(30)는 전술한 섬유사 부재(20) 간의 결속력 및 전술한 섬유사 부재(20)와 전술한 충전재(40)의 결속력을 증가시키는 역할을 한다.

전술한 보강사 부재(30)는 전술한 섬유사 부재(20)와 동일한 성분인 아라미드섬유 또는 탄소섬유를 방적하여 형성된다.

전술한 충전재(40)는 열경화성 수지 10 내지 40 중량부 및 강화재 20 내지 60 중량부를 포함하여 이루어지는데, 전술한 충전재(40)는 전술한 섬유사 부재(20) 사이에 충전되며, 강화재 성분이 함유되어 있어 마찰재(3)의 마찰강도를 높여주는 역할을 한다.

이때, 전술한 열경화성 수지는 페놀-포름알데히드수지, 멜라민포름알데히드수지, 에폭시수지, 우레아포름알데히드수지 및 가교결합된알카리수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어지며, 전술한 강화재는 산화알루미늄, 황동칩, 알루미늄, 규회석, 돌로마이트, 황산바륨, 마아블화이트, 중정석, 점토, 활석, 고무, 캐슈분진, 운모 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 브레이크 패드용 마찰재의 제조방법은 두개의 베이스층(10)에 다수의 섬유사 부재(20)의 양단을 동일한 간격으로 연결하는 베이스층연결단계(S101), 섬유사 부재(20)로 연결된 베이스층(10)을 열경화성 수지에 함침한 후에 냉각하는 함침단계(S103), 함침단계(S103)를 거친 베이스층(10)을 섬유사 부재(20)의 수직방향으로 절단하여 두개의 마찰재틀(2,2')을 제조하는 절단단계(S105), 전술한 마찰재틀(2,2')을 금형에 넣고 섬유사 부재(20) 사이에 충전재(40)를 충전하는 충전단계(S107) 및 충전재(40)가 충전된 충전체를 냉각 후 탈형하는 냉각탈형단계(S109)를 포함하여 이루어진다.

전술한 베이스층연결단계(S101)는 두개의 베이스층(10)에 섬유사 부재(20)의 양단을 동일한 간격으로 연결하는 단계로, 베이스층(10)을 형성하는 과정에서 베이스층(10)의 원료인 열가소성 합성수지가 냉각되어 경화되기 전에 섬유사 부재(20)의 말단을 베이스층(10)에 접하도록 한 상태에서 베이스층(10)을 냉각시키는 방법으로 베이스층(10)과 섬유사 부재(20)를 결합하는 단계다.

두개의 베이스층(10) 사이를 연결하는 섬유사 부재(20)의 길이는 제조하고자 하는 브레이크 패드용 마찰재(3) 두께의 두 배 정도가 바람직하다.

전술한 베이스층연결단계(S101)에서 양단이 베이스층(10)에 연결되는 섬유사 부재(20)는 베이스층(10)에 수직으로 형성되며, 마찰재(3)의 내마모성을 향상시켜주고, 전술한 냉각탈형단계(S109) 이후에 마찰재(3) 표면으로 노출되어 마찰재(3)의 마찰강도를 높여주고, 충전재(40)의 결속력을 향상시켜주는 역할을 한다.

또한, 전술한 섬유사 부재(20) 사이에는 직립된 섬유사 부재(20)의 결속력를 보강하기 위한 다수의 보강사 부재(30)가 상?하측에 수평방향으로 각각 연결 형성될 수도 있다.

전술한 함침단계(S103)는 섬유사 부재로 연결된 베이스층(1,1')을 열경화성 수지에 함침하고 냉각하는 단계로, 이때, 열경화성 수지 조성물은 용융된 상태이며, 열경화성 수지 조성물에 함침된 후에 상온으로 냉각하게 되면 섬유사 부재로 연결된 베이스층(1,1')에 열경화성 수지 조성물로 이루어진 코팅층이 형성된다.

이러한 함침단계(S103)를 거치게 되면, 전술한 충전단계(S107)에서 충전재(40)를 충전하더라도 섬유사 부재(20)가 휘거나 눕지 않고, 마찰면에 대해 직립방향을 유지할 수 있게 된다.

전술한 열경화성 수지는 페놀-포름알데히드수지, 멜라민포름알데히드수지, 에폭시수지, 우레아포름알데히드수지 및 가교결합된알카리수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

전술한 절단단계(S105)는 전술한 함침단계(S103)를 거친 섬유사 부재로 연결된 베이스층(1,1')을 섬유사 부재(20)에 대해 수직방향으로 절단하여 마찰재틀(2,2')을 제조하는 단계다.

전술한 충전단계(S107)는 전술한 마찰재틀(2,2')을 금형에 넣고 섬유사 부재 (20)사이에 충전재(40)를 충전하는 단계로, 전술한 충전재(40)는 열경화성 수지 10 내지 40 중량부 및 강화재 20 내지 60 중량부를 포함하여 이루어지는데, 이러한 충전재(40)가 섬유사 부재(20) 사이에 충전되면 충전체가 형성된다.

전술한 냉각탈형단계(S109)는 충전재(40)를 충전하여 형성된 충전체를 냉각한 후에 탈형하는 단계로, 충전재(40)가 충전되어 형성된 충전체를 금형 내에 냉각수를 이용하여 냉각한 후에, 금형에서 탈형하는 단계다.

전술한 베이스층연결단계(S101), 함침단계(S103), 절단단계(S105), 충전단계 (S107) 및 냉각탈형단계(S109)를 통해 이루어지는 브레이크 패드용 마찰재의 제조방법은 아라미드섬유 및 탄소섬유로 형성된 섬유사 부재(20)가 마찰재(3) 내에 수직으로 형성되며, 마찰면으로 사용되는 절단부위에 노출되어 마찰력이 증대된 브레이크 패드용 마찰재(3)를 제공한다.

또한, 아라미드섬유 및 탄소섬유로 형성된 섬유사 부재(20)가 전술한 충전재(40) 내에 골재형태로 형성되어, 충전재(40)의 결속력을 증가시켜 마찰재(3)의 내 마모성을 증가시키게 된다.

1, 1' ; 섬유사 부재로 연결된 베이스층
2, 2' ; 마찰재틀
3 ; 마찰재
10 ; 베이스층
20 ; 섬유사 부재
30 ; 보강사 부재
40 ; 충전재

Claims

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두개의 베이스층에 다수의 섬유사 부재의 양단을 동일한 간격으로 연결하는 베이스층연결단계;
섬유사 부재로 연결된 베이스층을 열경화성 수지에 함침한 후에 냉각하는 함침단계;
함침단계를 거친 베이스층을 섬유사 부재의 수직방향으로 절단하여 두개의 마찰재틀을 제조하는 절단단계;
상기 마찰재틀을 금형에 넣고 섬유사 부재 사이에 충전재를 충전하는 충전단계; 및
충전재가 충전된 충전체를 냉각후 탈형하는 냉각탈형단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재의 제조방법.
청구항 5에 있어서,
상기 베이스층연결단계와 상기 함침단계 사이에는 상기 섬유사 부재의 결속력을 보강하기 위해 상기 섬유사 부재 사이에 다수의 보강사 부재를 상?하측에 각각 수평방향으로 연결 형성하는 보강사연결단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재의 제조방법.