KR101318909B1 - 세라믹 복합재 디스크용 마찰재 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세라믹 복합재 디스크용 마찰재 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실리콘 변성 페놀 수지, 티탄산칼륨 무기섬유, 황동 또는 Fe 금속섬유, 아라미드 유기섬유, 크로뮴철석(chromite)에, Al2O3, SiC, Fe3O4, FeCr2O4, MgO 및 ZrO2, ZrSiO4 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 추가로 함유된 마찰조정재, 및 윤활재를 함유함으로써, 디스크의 대면 공격성이 낮아 효력 안정성이 높고, 고온에서의 내페이드성 및 내마모성과 동시에 제동 시 발생하는 소음의 감소 효과가 우수한 세라믹 복합재 디스크용 마찰재 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 세라믹 복합재 디스크용에 적합한 마찰재 조성물에 관한 것이다.
브레이크 시스템은 디스크 브레이크와 드럼 브레이크로 구분된다. 이중 디스크 브레이크는 엔진 구동축과 연결되어 회전하는 원판형 디스크, 유압을 전달하여 주는 캘리퍼, 및 디스크와 직접 접촉을 통해 차량을 감속 또는 정지시키는 브레이크 패드로 구성된다.
일반적으로 디스크의 재료는 회주철이 사용되나, 이는 고하중 및 고부하 차량에서 크랙의 발생 가능성이 높고 제동성능에 악영향을 끼쳐 운전자의 생명을 위협하는 상황이 초래될 수 있다.
이를 개선하기 위하여 세라믹 디스크가 제시되었으나, 상기 세라믹 디스크에 적합한 브레이크 패드(마찰재)의 개발은 극소수라는 한계가 있다.
한편, 브레이크 패드(마찰재)는 상대재인 디스크와의 마찰을 일으켜 운동 에너지를 열 에너지로 변환시키므로서 주행하는 자동차를 감속시키거나 정지시키는 기능을 한다. 이러한 기능을 갖는 마찰재에 사용되는 원료는 200여가지 이상이며, 개발하려는 마찰재의 특징에 따라 10 내지 30여종의 원료를 선택하여 제조한다.
현재 개발된 마찰재는 유기계 마찰재, 소결합금 마찰재, 세라믹 마찰재 및 카본 마찰재 등이 있다.
이중, 유해성, 가격 경쟁력 및 고온 내마모성 등을 고려하면 세라믹 마찰재를 적용하는 것이 바람직하나 세라믹 마찰재는 소음 발생, 디스크의 대면 공격성 등에 한계가 있다.
본 발명은 디스크, 특히 세라믹 디스크의 대면 공격성이 낮고, 제동 시 발생하는 소음을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 고온에서의 내페이드성 및 내마모성이 우수한 마찰재 조성물을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실리콘 변성 페놀 수지, 티탄산칼륨 무기섬유, 황동 또는 Fe 금속섬유, 아라미드 유기섬유, 크로뮴철석(chromite)에, Al2O3, SiC, Fe3O4, MgO 및 ZrO2, ZrSiO4 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 추가로 함유된 마찰조정재, 및 윤활재를 함유하는 세라믹 복합재 디스크용 마찰재 조성물을 제공한다.
상기 크로뮴철석은 입자크기가 1 내지 50㎛일 수 있다.
상기 크로뮴철석은 Al2O3 13 내지 18중량%, Cr2O3 40 내지 50중량%, FeO 23 내지 30중량%, MgO 8 내지 12중량% 및 SiO2 0.3 내지 1.3중량%를 함유할 수 있다.
상기 실리콘 변성 페놀 수지 1 내지 20중량%; 티탄산칼륨 무기섬유 2 내지 10중량%; 황동 또는 Fe 금속섬유 15 내지 25중량%; 아라미드 유기섬유 3 내지 11중량%; 크로뮴철석(chromite)에, Al2O3, SiC, Fe3O4, FeCr2O4, MgO 및 ZrO2, ZrSiO4 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 추가로 함유된 마찰조정재 40 내지 60중량%; 및 윤활재 9 내지 20중량%를 함유할 수 있다.
상기 조성물에 무기충진재 1 내지 10중량%를 추가로 함유할 수 있다.
본 발명의 마찰재 조성물은 디스크의 대면 공격성이 낮아 효력 안정성이 높고, 고온에서의 내페이드성 및 내마모성이 우수하여 특히 세라믹 디스크에 적용 시 이점이 있다.
또한, 본 발명의 마찰재 조성물은 제동 시 발생하는 소음의 감소 효과가 큰 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 크로뮴철석(chromite)의 SEM 사진이고,
도 2는 본 발명의 일례에 따른 크로뮴철석(chromite)의 EDX 분석자료이고,
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 마찰특성을 나타낸 그래프이고,
도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 2'nd 효력(Effectiveness)을 나타낸 그래프이고,
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 1'st 페이드&회복(Fade & Recovery) 성능을 나타낸 그래프이며,
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 소음 성능을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 크로뮴철석(chromite)의 EDX 분석자료이고,
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 마찰특성을 나타낸 그래프이고,
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도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 1'st 페이드&회복(Fade & Recovery) 성능을 나타낸 그래프이며,
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 소음 성능을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 세라믹 복합재 디스크용에 적합한 마찰재 조성물에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 세라믹 복합재 디스크용 마찰재 조성물은 변성 페놀 수지, 보강섬유, 크로뮴철석(chromite)을 함유하는 마찰조정재, 및 윤활재를 함유한다.
변성 페놀 수지는 성형 시 혼합된 원료를 결합하기 위하여 사용되며, 아크릴 고무 변성 페놀수지, NBR 고무 변성 페놀 수지, 실리콘 변성 페놀 수지 등이 사용될 수 있다. 이중 실리콘 변성 페놀 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하기로는 변성도가 10% 정도이고, 9 내지 11중량%의 헥사민(Hexamine)을 갖는 노볼락(Novolac) 수지가 좋다.
또한, 본 발명의 효과를 벗어나지 않는 범위내에서 상기 변성 페놀 수지에 당 분야에서 일반적으로 사용되는 멜라민 수지, 에폭시 수지; 상기 수지를 캐슈 오일, 실리콘 오일, 각종 엘라스토머 등으로 변성시킨 열경화성 수지; 또는 엘라스토머, 불소 중합체 등을 분산시킨 열경화성 수지 등을 혼합 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합될 수 있다.
이러한 변성 페놀 수지는 조성물 총량 100중량%에 대하여 1 내지 20중량%, 바람직하기로는 3 내지 15중량% 사용할 수 있다. 상기 함량이 1중량% 미만이면 기계적 강도 및 내마모성이 저하될 수 있으며, 20중량%를 초과하는 경우에는 고온 내열성이 저하될 수 있다.
보강섬유는 마찰재의 강도를 강화시키기 위한 것으로, 예를 들면 무기섬유, 금속섬유 및 유기섬유 등이 사용될 수 있으며, 바람직하기로는 상기 무기섬유, 금속섬유 및 유기섬유를 혼합 사용하는 것이 좋다.
무기섬유는 티탄산칼륨, 해포석, 암면 등이 사용될 수 있고, 금속섬유는 Fe 섬유, 황동 섬유 등이 사용될 수 있으며, 유기섬유는 아라미드 섬유, 아크릴 섬유, 탄소 섬유가 사용될 수 있다.
이중 티탄산칼륨 무기섬유, 황동 또는 Fe 금속섬유 및 아라미드 유기섬유를 혼합 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 티탄산칼륨 무기섬유는 길이(Fiber length)와 직경(Fiber diameter)이 각각 0.5 내지 20㎛인 단 섬유(Short fiber)이고, pH 9 내지 12이며, 진비중(Real specific density)이 3.4 내지 3.7g/㎤일 수 있다.
상기 황동 또는 Fe 금속섬유는 길이가 2 내지 6mm인 단 섬유일 수 있고, 아리미드 유기섬유는 길이가 1 내지 3mm인 섬유일 수 있다.
이러한 보강섬유는 조성물 총량 100중량%에 대하여 1 내지 50중량% 사용할 수 있다. 상기 함량이 1중량% 미만이면 마찰재의 강도가 부족할 수 있고, 50중량%를 초과하는 경우에는 소음이 악화되거나 제조원가가 상승하여 경제성이 저하될 수 있다.
또한, 고온에서의 내페이드성 및 내마모성을 고려하여 무기섬유, 금속섬유 및 유기섬유를 혼합 사용하는 경우, 무기섬유는 2 내지 10중량%, 금속섬유 15 내지 25중량%, 및 유기섬유 3 내지 11중량% 사용하는 것이 바람직하다.
마찰조정재는 마찰계수 및 마모 등을 적절히 조정하여 고온 내열성 및 마찰안정성을 부여하기 위한 것이다.
본 발명은 세라믹 디스크에 함유된 탄소섬유에 의해 과량 사용되던 마찰조정재의 사용량을 감소하고자, 크로뮴철석(chromite)을 필수성분으로 함유한다.
크로뮴철석의 화학성분은 FeCr2O4으로 순수한 것은 68중량%의 Cr2O3을 함유하나 일반적으로 FeO 및 Cr2O3의 일부가 치환된다.
본 발명에서 사용되는 크로뮴철석은 일례로, Al2O3 13 내지 18중량%, Cr2O3 40 내지 50중량%, FeO 23 내지 30중량%, MgO 8 내지 12중량%, SiO2 0.3 내지 1.3중량%로 구성된다. 또한, Moh's hardness는 5 내지 6이고, 진비중(Real specific density)은 4.5 내지 4.8g/㎤이고, 겉보기 밀도(apparent density)는 2.6 내지 2.7g/㎤이고, 입자 크기는 1 내지 50㎛이며, 내열온도는 약 2,000℃인 것을 사용한다.
본 발명은 고온 내열성 및 마찰안정성의 효과를 증대시키기 위하여 상기 크로뮴철석에, Al2O3, SiC, Fe3O4, MgO, ZrO2, 및 ZrSiO4로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 혼합 사용할 수 있다.
이러한 마찰조정재는 조성물 총량 100중량%에 대하여 40 내지 60중량% 함유할 수 있다. 상기 함유량이 40중량% 미만이면 마찰안정성이 저하될 수 있으며, 60중량%를 초과하는 경우에는 고온 내열성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 크로뮴철석은 조성물 총량 100중량%에 대하여 1 내지 10중량% 함유할 수 있다. 상기 함유량이 1중량% 미만이면 마찰조정재로서의 역할 수행이 어려우며 10중량%를 초과하는 경우에는 내페이드성, 내마모성이 낮고 및 소음 발생 가능성이 높아질 수 있다.
윤활재는 마찰력을 조절하는 역할을 수행한다. 상기 윤활재는 구체적으로 인조흑연, MoS2, SnS, FeS 및 CaF2로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
이러한 윤활재는 조성물 총량 100중량%에 대하여 9 내지 20중량% 함유할 수 있다. 함유량이 9중량% 미만이면 마찰력 조절 및 보호 피막 형성 기능이 충분히 발휘되기 어려우며, 20중량%를 초과하는 경우에는 마찰력을 약화시켜 제동거리가 길어질 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 성분 이외에 무기충진재를 추가로 함유할 수 있다. 상기 무기충진재는 마찰재의 부피를 증가시키고, 내마모 및 마찰성능을 개선하는 역할을 한다. 상기 무기충진재는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 황산바륨, 탄산칼슘 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
이러한 무기충진재는 상기와 같은 역할 수행을 위하여 조성물 총량 100중량%에 대하여 1 내지 10중량% 함유할 수 있다.
이외에도 본 발명의 마찰재 조성물은 목적으로 하는 효과를 벗어나지 않는 범위내에서 당 분야에서 일반적으로 사용되는 첨가제를 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
1 내지 9 및
비교예
1 내지 3
하기 표 1의 성분 및 함량을 사용하여 혼합하고, 예비 성형하였다. 이후에, 상기 예비 성형재와 전처리된 백킹 플레이트(Backing plate)를 고온압축(Hot pressing)하였다. 상기 고온압축은 150℃, 7분, 성형 면압 500㎏f/㎠으로 실시하였다.
상기 성형된 제품은 약 200℃에서 7시간 동안 열처리한 후 연마, 도장 등의 추가공정을 거쳐 브레이크 패드를 제조하였다.
| 구분 (중량%) |
수지 | 보강섬유 (A) |
마찰조정재 (B) | 윤활재 (C) | 무기 충진재 (D) |
|||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | ||
| 실시예1 | 10 | 5 | 17 | 5 | 7 | 13 | 10 | 15 | - | - | - | 5 | 5 | - | - | - | 8 | - |
| 실시예2 | 10 | 5 | 17 | 5 | 11 | 9 | 10 | 15 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 실시예3 | 10 | 5 | 17 | 5 | 5 | 10 | 15 | 15 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 실시예4 | 10 | 5 | 17 | 5 | 7 | - | - | - | 13 | 10 | 15 | - | - | - | - | - | - | - |
| 실시예5 | 10 | 5 | 17 | 5 | 7 | 10 | 10 | 10 | 8 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 실시예6 | 10 | 5 | 17 | 5 | 7 | 13 | 10 | 15 | - | - | - | - | - | 5 | 5 | - | - | - |
| 실시예7 | 10 | 5 | 17 | 5 | 7 | 13 | 10 | 15 | - | - | - | 3 | 3 | 4 | - | - | - | - |
| 실시예8 | 10 | 5 | 17 | 5 | 7 | 13 | 10 | 15 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 8 |
| 실시예9 | 10 | 5 | 17 | 5 | 7 | 13 | 10 | 15 | - | - | - | - | - | - | - | - | 5 | 5 |
| 비교예1 | 10 | 5 | 17 | 5 | - | 10 | 10 | 10 | 15 | - | - | 5 | 5 | - | - | - | 8 | - |
| 비교예2 | 10 | - | 17 | 10 | 7 | 13 | 10 | 15 | - | - | - | 5 | 5 | - | - | - | 8 | - |
| 비교예3 | 10 | 17 | - | 10 | 7 | 13 | 10 | 15 | - | - | - | 5 | 5 | - | - | - | 8 | - |
| 수지: 실리콘 변성 페놀 수지 A-1: 티탄산칼륨 무기섬유, A-2: 황동 또는 Fe 금속섬유, A-3: 아라미드 유기섬유 B-1: 크로뮴철석: 입자크기가 1~50㎛이고, Cr2O3의 함량이 40 내지 50 중량%임 B-2: Al2O3, B-3: SiC, B-4: Fe3O4, B-5: MgO, B-6: ZrO2, B-7: ZrSiO4 C-1: 인조흑연, C-2: MoS2, C-3: SnS, C-4: FeS, C-5: CaF2 D-1: 황산바륨 D-2: 탄산칼슘 |
||||||||||||||||||
실험예
상기 실시예 및 비교예의 마찰재의 물리적 특성(비중, 경도, 접착강도)을 평가하고, 상기 마찰재를 이용하여 시편을 제조하여 마찰특성 및 소음평가를 수행하였다. 그 결과는 하기 표 2 및 3에 나타내었다.
상기 시험편은 50(L)×20(W)×10(T)mm 크기로 제작하여 1/5 Scale Dynamometer(동력계)를 이용하여 시험하였으며. 0.3kgfms2의 관성상태에서 하기의 시험용 세라믹 디스크(상대재)를 사용하였다.
또한, 제동온도 측정을 위하여 디스크와 맞닿는 시편의 중앙부에 K-Type의 열전대(Thermocouple)를 설치하였다.
또한, 제동 시 발생하는 소음을 측정하기 위하여 외부 소음이 차단된 챔버내에서 FFT(fast Fourier transform)를 측정할 수 있는 장비가 부착된 마이크로폰을 사용하였다. 이때 시험평가의 신뢰성을 높이기 위하여 항온, 항습 장치가 연결된 블로워를 이용하여 일정한 풍속의 공기를 유입시켰다.
시험평가모드는 일반적으로 사용되는 JASO C 406-P1를 사용하였으며, 각 시험조건에 따라 효력시험(Effectiveness Test), 페이드&회복 시험(Fade&Recovery Test)등을 시험하였다. 그리고, 시험시의 마찰계수, 소음 등을 측정하고 시험 전후의 시험편의 두께편차에 의한 마모량, 상대재의 표면 거칠기를 측정하여 마찰성능을 평가하였다.
| 물리적 특성 | 비교예 1 | 비교예 2 | 실시예 1 | 실시예2 | 측정방법 |
| 비중 (g/㎤) | 3.231 | 3.143 | 3.346 | 3.306 | KS R 1099 |
| 경도 (HRS) | 103-111 | 93-98 | 102-109 | 95-102 | KS R 1072 |
| 접착강도 (kgf/㎠) | 73 | 69 | 75 | 74 | KS R 1070 |
| 마찰특성 | 비교예1 | 비교예 2 | 실시예 1 | 실시예2 | 비고 | |||
| 평균 마찰계수(μ) | 0.409 | 0.466 | 0.415 | 0.399 | - | |||
| 효력 (μ) |
2'nd | 50㎞/h | 0.3g | 0.47 | 0.568 | 0.446 | 0.433 | - |
| 0.6g | 0.437 | 0.48 | 0.417 | 0.403 | - | |||
| 100㎞/h | 0.3g | 0.471 | 0.571 | 0.468 | 0.449 | - | ||
| 0.6g | 0.409 | 0.463 | 0.457 | 0.424 | - | |||
| 130㎞/h | 0.3g | 0.406 | 0.547 | 0.402 | 0.415 | - | ||
| 0.6g | 0.282 | 0.392 | 0.381 | 0.375 | - | |||
| 1'st Fade (μ) |
최고 | 0.434 | 0.494 | 0.40 | 0.407 | - | ||
| 최저 | 0.23 | 0.301 | 0.375 | 0.314 | - | |||
| 마모량(㎜) | 0.512 | 1.823 | 0.375 | 0.491 | 성능시험 전후 | |||
| 소음 발생 횟수(회) | 6 | 4 | 0 | 3 | 70dB이상 및 15kHz이하 |
|||
하기 도 3 내지 6은 상기 표 2의 데이터를 보다 구체화한 것으로, 도 3은 마찰특성이고, 도 4는 2'nd 효력(Effectiveness)이고, 도 5는 1'st 페이드&회복(Fade&Recovery) 성능이며, 도 6은 소음 성능을 나타낸 그래프이다.
상기 표 3 및 도 3 내지 6과 같이, 본 발명의 실시예 1은 비교예 1에 대비하여 평균 마찰계수는 동등수준이나 2'nd 효력의 경우 100㎞/h, 0.6g에서는 11.7%, 130㎞/h, 0.6g에서는 35%로 고속-고감 속도에서 우수한 성능을 보여주었다. 또한, 속도별, 감속도별 편차 및 1'st Fade에서 최저 마찰계수의 경우 63%로 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 마모량은 비교예 1에 대비 27% 정도가 개선되었으며 소음 발생 측면에서도 개선된 효과를 나타내었다.
실시예 2는 비교예 1에 비해 전반적으로 개선된 효과를 보였으나, 실시예 1에 비해서는 내페이드성, 내마모성 및 소음 발생 측면에서 다소 낮은 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다. 바람직하기로는 상기 마찰조정재에 함유되는 크로뮴철석의 함량이 조성물 총량에 대하여 10중량%이하인 것이 바람직하다.
이상과 같이 본 발명에 따른 마찰재 조성물은 제동 효력 안정성, 내페이드성 및, 내마모성이 우수하면서 동시에 제동 시 발생하는 소음의 감소 효과가 크다는 것을 확인할 수 있었다.
Claims (5)
- 삭제
- 실리콘 변성 페놀 수지,
티탄산칼륨 무기섬유,
황동 또는 Fe 금속섬유,
아라미드 유기섬유,
입자크기가 1 내지 50㎛인 크로뮴철석(chromite)에, Al2O3, SiC, Fe3O4, MgO 및 ZrO2, ZrSiO4 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 추가로 함유된 마찰조정재, 및
윤활재를 함유하는 세라믹 복합재 디스크용 마찰재 조성물.
- 청구항 2에 있어서, 상기 크로뮴철석은 Al2O3 13 내지 18중량%, Cr2O3 40 내지 50중량%, FeO 23 내지 30중량%, MgO 8 내지 12중량% 및 SiO2 0.3 내지 1.3중량%를 함유한 것인 세라믹 복합재 디스크용 마찰재 조성물.
- 청구항 2에 있어서, 상기 실리콘 변성 페놀 수지 1 내지 20중량%; 티탄산칼륨 무기섬유 2 내지 10중량%; 황동 또는 Fe 금속섬유 15 내지 25중량%; 아라미드 유기섬유 3 내지 11중량%; 크로뮴철석(chromite)에, Al2O3, SiC, Fe3O4, MgO 및 ZrO2, ZrSiO4 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 추가로 함유된 마찰조정재 40 내지 60중량%; 및 윤활재 9 내지 20중량%를 함유하는 세라믹 복합재 디스크용 마찰재 조성물.
- 청구항 2에 있어서, 상기 조성물에, 무기충진재 1 내지 10중량%를 추가로 함유하는 세라믹 복합재 디스크용 마찰재 조성물.
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11148071A (ja) * | 1997-11-14 | 1999-06-02 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 摩擦材用組成物 |
| KR20100091750A (ko) * | 2009-02-11 | 2010-08-19 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 브레이크 마찰재 및 그 제조 방법 |
| WO2010140265A1 (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | 日立化成工業株式会社 | 摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材 |
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