KR101459073B1 - 브레이크 라이닝 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저렴한 코스트로 다양한 곡률반경을 가지는 브레이크 라이닝을 제조할 수 있는 새로운 구성의 브레이크 라이닝 제조방법에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 브레이크 슈의 외면에 부착되어, 브레이크 드럼의 내면과 밀착됨으로써 제동력을 발생시키는 브레이크 라이닝에 있어서,
(1) 전체 100중량부에 대해 페놀수지 2~10중량부, NBR 5~15중량부, SBR 5~15중량부, CBR 5~10중량부, 아라미드섬유 1~10중량부, 유리섬유 3~15중량부, 암면 3~15중량부, 면섬유 5~8중량부, 바라이트 5~20중량부, 소석회 3~8중량부, 흑연 5~15중량부, 몰리브덴 1~5중량부, 유화안티몬 1~5중량부, 카본블랙 2~10중량부, 유황 1~5중량부, 알루미나 0.5~3중량부, 산화마그네슘 1~5중량부, 산화철 1~3중량부, 산화아연 1~3중량부, 구리 3~10중량부, 황동 3~10중량부, 알루미늄 1~5중량부로 이루어진 원료조성물을 준비하는 단계;
(2)상기 원료조성물을 배합기에 투입하여, 배합기의 내부 분위기 온도를 100℃ 이하로 하고 3kg/㎠의 압력을 가하여 고형물을 만들고, 이 고형물을 분쇄하여 마스터배치를 제조하는 단계;
(3)상기 마스터배치를 금형에 투입하고 가열가압하여 라이닝원판을 제조하는 단계;
(4)상기 라이닝원판을 상기 브레이크 슈의 크기에 맞도록 절단하여 예비 라이닝을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝제조방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 브레이크 슈의 외면에 부착되어, 브레이크 드럼의 내면과 밀착됨으로써 제동력을 발생시키는 브레이크 라이닝에 있어서,
(1) 전체 100중량부에 대해 페놀수지 2~10중량부, NBR 5~15중량부, SBR 5~15중량부, CBR 5~10중량부, 아라미드섬유 1~10중량부, 유리섬유 3~15중량부, 암면 3~15중량부, 면섬유 5~8중량부, 바라이트 5~20중량부, 소석회 3~8중량부, 흑연 5~15중량부, 몰리브덴 1~5중량부, 유화안티몬 1~5중량부, 카본블랙 2~10중량부, 유황 1~5중량부, 알루미나 0.5~3중량부, 산화마그네슘 1~5중량부, 산화철 1~3중량부, 산화아연 1~3중량부, 구리 3~10중량부, 황동 3~10중량부, 알루미늄 1~5중량부로 이루어진 원료조성물을 준비하는 단계;
(2)상기 원료조성물을 배합기에 투입하여, 배합기의 내부 분위기 온도를 100℃ 이하로 하고 3kg/㎠의 압력을 가하여 고형물을 만들고, 이 고형물을 분쇄하여 마스터배치를 제조하는 단계;
(3)상기 마스터배치를 금형에 투입하고 가열가압하여 라이닝원판을 제조하는 단계;
(4)상기 라이닝원판을 상기 브레이크 슈의 크기에 맞도록 절단하여 예비 라이닝을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝제조방법이 제공된다.
Description
본 발명은 브레이크 라이닝 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저렴한 코스트로 다양한 곡률반경을 가지는 브레이크 라이닝을 제조할 수 있는 새로운 구성의 브레이크 라이닝 제조방법에 관한 것이다.
자동차, 전동차, 기타, 선박 등의 수송기계를 비롯하여, 각종 산업기계에 장착되는 제동장치는 브레이크 슈에 라이닝이 부착되어, 이 라이닝이 브레이크 드럼에 밀착되어 제동력이 발생된다.
이러한 브레이크 라이닝은 브레이크 슈의 외면에 접착제로 부착되거나 또는 리벳으로 결합되는데, 일반적으로 열경화성 수지인 페놀수지를 결합제로 하고, 이에 무기섬유 또는 유기섬유를 비롯하여 윤활제, 연마제, 충전제 등을 혼합하여 원료혼합물을 만들고, 이를 금형에 넣고 가열가압하여 제조된다.
그런데 브레이크 라이닝은 기계종류별로 규격이 다르기 때문에, 브레이크 라이닝의 규격에 따라 금형을 종류별로 다양하게 제작하여야 한다. 따라서 브레이크 라이닝의 제작시에 금형제작비가 많이 발생된다. 특히, 수입차량 등과 같이 수요량이 소량인 경우에는 라이닝의 금형비가 브레이크 라이닝의 가격을 크게 상승시키는 원인으로 작용되므로 상당히 비경제적이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 브레이크 라이닝의 곡률반경에 따라 금형을 종류별로 제조하지 않고도 다양한 곡률반경을 갖는 브레이크 라이닝을 저렴한 코스트로 제조할 수 있는 새로운 구성의 브레이크 라이닝 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, (1) 전체 100중량부에 대해 페놀수지 2~10중량부, NBR 5~15중량부, SBR 5~15중량부, CBR 5~10중량부, 아라미드섬유 1~10중량부, 유리섬유 3~15중량부, 암면 3~15중량부, 면섬유 5~8중량부, 바라이트 5~20중량부, 소석회 3~8중량부, 흑연 5~15중량부, 몰리브덴 1~5중량부, 유화안티몬 1~5중량부, 카본블랙 2~10중량부, 유황 1~5중량부, 알루미나 0.5~3중량부, 산화마그네슘 1~5중량부, 산화철 1~3중량부, 산화아연 1~3중량부, 구리 3~10중량부, 황동 3~10중량부, 알루미늄 1~5중량부로 이루어진 원료조성물을 준비하는 단계; (2)상기 원료조성물을 배합기에 투입하여, 배합기의 내부 분위기 온도를 100℃ 이하로 하고 3kg/㎠의 압력을 가하여 고형물을 만들고, 이 고형물을 분쇄하여 마스터배치를 제조하는 단계; (3)상기 마스터배치를 금형에 투입하고 가열가압하여 라이닝원판을 제조하는 단계; (4)상기 라이닝원판을 상기 브레이크 슈의 크기에 맞도록 절단하여 예비 라이닝을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 (4)단계 이후에는 (5)상기 예비 라이닝을 상기 브레이크 슈의 외면과 동일한 곡률반경을 갖는 기준면이 구비된 지그에 장착하여 가열가압한 다음, 냉각시켜서 상기 예비 라이닝을 벤딩하는 단계;가 추가된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 (3)단계에서는 150~200℃로 하여, 150~300 kg/㎠의 압력으로 3~30분 정도 가열가압한다.
이상과 같은 본 발명에 의해 제조되는 브레이크 라이닝은 NBR, SBR, CBR가 결합제로 사용되기 때문에, 연성을 가진다. 따라서 브레이크 슈에 접착제로 접착하여 사용하는 경우에는 라이닝원판을 제조하여 이를 브레이크 슈의 크기에 맞게 절단하여 예비 라이닝을 제조한 다음, 이 예비 라이닝을 브레이크 슈에 부착시키기만 하면 되므로, 다양한 규격의 브레이크를 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 브레이크 라이닝을 브레이크 슈에 리벳팅하여 사용하는 경우에는 상기 예비 라이닝을 열처리하여 브레이크 슈의 곡률반경에 맞도록 절곡시키는데, 이와 같이 하면, 함유된 페놀수지가 경화되어 예비 라이닝이 브레이크 슈의 곡률반경에 맞게 절곡된다.
따라서 브레이크 라이닝의 곡률반경에 따라 금형을 종류별로 제작하지 않아도 되므로 제조업체는 금형비용이 절감된다. 또한, 이와 같이 금형비용이 절감되어 브레이크 라이닝의 코스트가 저하되므로 소비자입장에서 저렴한 가격으로 브레이크를 구입할 수 있으므로 경제적이다.
도 1은 본 발명에 따른 브레이크 라이닝의 제조공정도.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 제조방법을 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명은 브레이크 슈의 외면에 부착되는 브레이크 라이닝의 제조방법에 관한 것으로서, 다음과 같은 방법으로 이루어진다.
(1) 원료혼합물을 준비하는 단계
페놀수지, NBR, SBR, CBR, 아라미드섬유, 유리섬유, 암면, 면섬유, 바라이트, 소석회, 흑연, 몰리브덴, 유화안티몬, 카본블랙, 유황, 알루미나, 산화마그네슘, 산화철, 산화아연, 구리, 황동, 알루미늄을 적당한 비율로 계량하여 원료혼합물을 준비한다.
상기 페놀수지와 NBR(acrylonitrile-butadiene rubber), SBR(styrene-butadiene rubber), CBR(cis-1,4-polytutadiene rubber)은 결합제로서, 상기 원료들을 결합시키는 역할을 하는데, 특히 페놀수지는 라이닝의 강도와 열적안정성을 증가시킨다. 그리고 NBR, SBR 및 CBR은 라이닝에 유연성을 부여한다.
바람직하게는 전체 조성물 100중량부에 대해 페놀수지는 2~10중량부로 사용된다. 페놀수지가 2중량부 미만으로 사용되면 각 원료 간 결합력이 충분하지 못하여 라이닝의 강도가 저하되며, 10중량부를 초과하여 사용되면 원료간 결합력은 향상될 것이나 상대적으로 다른 원료들의 혼합량이 저하되어 그에 따른 문제가 발생되므로 바람직하지 않다.
또한, 전체조성물 100중량부에 대해 NBR 5~15중량부, SBR 5~15증량부, CBR 5~10중량부 사용된다. 이들이 각각 상기 수준을 초과하여 사용되면 상대적으로 페놀수지의 사용량이 감소되어, 라이닝의 강도와 내마모성도 감소되므로 바람직하지 않다. 라이닝이 휠체어와 같이 의료용 제품의 제동장치에 사용되는 경우에는 NBR, SBR, CBR 중의 일부가 생고무(CN)으로 대체될 수도 있다.
상기 아라미드섬유, 유리섬유, 암면, 면섬유는 보강제로서, 라이닝의 물리적 강도와 내마모성을 향상시킨다. 바람직하게는 전체 조성물 100중량부에 대해 아라미드섬유 1~10중량부, 유리섬유 3~15중량부, 암면 3~15중량부, 면섬유 3~8 중량부 사용된다,
상기 바라이트(baryte)와 소석회는 라이닝의 보강 및 내마모성을 향상시키고, 마찰계수를 안정화시키는 기능을 한다. 바람직하게는 전체 조성물 100중량부에 대해 바라이트 5~20중량부, 소석회 3~8중량부 사용된다. 이들이 각각 상기 수준 미만으로 사용되면 이들 원료들에 의한 내마모성 향상을 기대하기 곤란하며, 이들이 상기 수준을 초과하여 사용되면 상대적으로 다른 원료들의 사용량이 감소되기 때문에 바람직하지 않다.
상기 흑연, 몰리브덴, 유화안티몬, 카본블랙은 윤활제로서의 역할을 한다. 바람직하게는 전체조성물 100중량부에 대해 흑연 5~15중량부, 몰리브덴 1~5중량부, 유화안티몬 1~5중량부, 카본블랙 2~10중량부 사용된다. 이들 원료들이 각각 상기 수준 미만으로 사용되면 제동시에 마찰력이 과도하게 상승되어 브레이크 라이닝의 제동력이 저하되며, 상기 원료들이 상기 수준을 초과하여 사용되면 윤활제인 이들원료들이 고온에서 산화되어 연마제로 변질되기 때문에 윤활제로서의 기능을 상실하게 되므로 바람직하지 않다.
그리고 유황은 상기 고무성분들을 가황시키기 위해 사용된다. 바람직하게는 전체조성물 100중량부에 대해 유황은 1~5중량부 사용된다.
상기 알루미나, 산화마그네슘, 산화철, 산화아연은 연마제로서의 역할을 한다. 바람직하게는 전체조성물 100중량부에 대해 알루미나 0.5~3중량부, 산화마그네슘 1~5중량부, 산화철 1~3중량부, 산화아연 1~3중량부로 사용된다. 이들 원료들이 각각 상기 수준 미만으로 사용되면 라이닝이 충분한 마찰력을 유지하기 곤란하며, 상기 수준을 초과하여 사용되면 라이닝이 브레이크 드럼에 마찰될 때 발생되는 마찰소음이 증가되고 및 브레이크 디스크의 마모율도 증가되어 디스크의 수명이 단축되는 문제가 발생된다.
또한, 상기 구리, 황동, 알루미늄은 라이닝의 마찰계수를 높이며, 열전도성을 상향시키는 기능을 한다. 바람직하게는 전체조성물 100중량부에 대해 구리 3~10중량부, 황동 3~10중량부, 알루미늄 1~5중량부 사용된다.
(2) 마스터배치(master batch) 제조단계
상기 원료혼합물을 배합기(Kneader Mixer 또는 Banbury Mixer)에 넣고 혼합한 후, 배합기의 내부 분위기 온도는 100℃ 이하로 하고, 3kg/㎠의 압력을 가하여 고형물을 만든다. 이 고형물을 분쇄기로 분쇄하여 5mm 이하의 입도를 갖는 분말상의 마스터배치를 제조한다.
이와 같이 마스터배치를 제조하여 사용하면 상기 원료조성물을 그대로 사용하여 제품을 성형하는 경우에 비해, 물성이 고른 고제품의 제품을 제조할 수 있는 장점이 있다.
(3) 라이닝원판 제조단계
상기 (2)단계에서 제조된 마스터배치를 하부금형의 캐비티에 넣고, 상부금형으로 가압하여 라이닝원판을 제조한다. 이때 금형온도를 150~200℃로 하여, 150~300 kg/㎠의 압력으로 3~30분 정도 가열가압한다. 본 단계에서는 평판형상을 갖거나 또는 소정의 곡률반경으로 만곡된 금형이 사용되어도 무방하며, 따라서 라이닝원판은 평판 또는 만곡된 형상으로 제조된다.
(4) 예비 라이닝 제조단계
상기 (3)단계에서 제조된 라이닝원판을 브레이크 슈의 크기에 맞게 절단하여 예비 라이닝을 제조한다. 이와 같이 제조되는 예비 라이닝은 함유된 고무성분들에 의해 다소의 연성을 가진다.
이와 같이 본 발명에서 제조되는 예비 라이닝이 연성을 갖기 때문에, 브레이크 슈에 라이닝을 접착제로 접착하여 브레이크를 제조하는 경우에는 상기 예비 라이닝이 그대로 사용된다.
즉, 예비 라이닝을 브레이크 슈의 외면에 접착제로 접착하여 브레이크를 제조한다. 이와 같이 하면, 예비 라이닝이 브레이크 슈의 외면을 따라 절곡되어 브레이크 슈에 밀착되어 부착된다.
한편, 브레이크 슈에 리베팅되는 타입의 라이닝을 제조하는 경우에는 상기 (3)단계에 이후에 다음과 같은 단계가 추가로 더 행하여진다.
(5) 예비 라이닝 벤딩단계
본 단계는 브레이크 슈의 외면과 동일한 곡률반경을 갖는 기준면이 형성된 지그를 이용하여 이루어진다. 상기 (4)단계에서 제조된 예비 라이닝을 지그에 장착하여 지그의 기준면에 가압한다. 전술한 바와 같이, 예비 라이닝이 연성을 가지기 때문에, 예비 라이닝을 지그의 기준면에 가압하면 예비 라이닝이 벤딩(bending), 즉, 절곡된다.
그리고 150~160℃로 20분 정도 열처리한 후, 냉각시킨다. 이와 같이 하면, 예비 라이닝에 함유된 페놀수지가 경화되어 상기 브레이크 슈의 외면과 동일한 곡률반경을 갖는 라이닝이 제조된다.
상기 지그의 기준면은 합성수지판이나 합성수지파이프를 다양한 곡률반경을 갖도록 벤딩하여 형성되며, 지그는 공지되는 다양한 클램프나 실린더 등을 이용하여 예비 라이닝을 상기 기준면에 가압할 수 있는 구성을 가지면 족하다. 이러한 지그는 기준면이 합성수지판이나 합성수지파이프를 절곡하여 형성되므로 제조비용이 저렴하며, 기준면만 교체하여 다양한 곡률반경을 갖는 라이닝을 제조할 수 있으므로 경제적이다.
이와 같이 벤딩단계를 거쳐 제조된 라이닝은 브레이크 슈의 외면에 리벳팅하여 장착된다. 전술한 바와 같이, 라이닝이 브레이크 슈에 접착제로 접착되는 경우에는 상기 예비 라이닝이 브레이크 슈의 외면을 따라 만곡되어 브레이크 슈에 밀착되는 상태로 부착되나, 라이닝이 브레이크 슈에 리벳팅되는 경우에 상기 예비 라이닝을 그대로 사용하면, 예비 라이닝이 브레이크 슈에 밀착되지 못하고 브레이크 슈에서 이격되기 때문에, 전술한 바와 같이, 브레이크 슈의 곡률반경에 대응되도록 예비 라이닝을 벤딩하여 사용하는 것이다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명은 라이닝원판을 제조하고, 이 라이닝원판을 절단하여 예비 라이닝을 제조하여, 예비 라이닝을 그대로 사용하든가, 또는 예비 라이닝을 브레이크 슈의 곡률반경에 대응되는 곡률반경을 갖도록 벤딩함으로써, 라이닝을 종류별로 제조하기 위한 금형을 종류별로 구비하지 않고도 다양한 곡률반경을 갖는 라이닝을 용이하게 제조할 수 있는 것이다.
Claims (3)
- 브레이크 슈의 외면에 부착되어, 브레이크 드럼의 내면과 밀착됨으로써 제동력을 발생시키는 브레이크 라이닝에 있어서,
(1) 전체 100중량부에 대해 페놀수지 2~10중량부, NBR 5~15중량부, SBR 5~15중량부, CBR 5~10중량부, 아라미드섬유 1~10중량부, 유리섬유 3~15중량부, 암면 3~15중량부, 면섬유 5~8중량부, 바라이트 5~20중량부, 소석회 3~8중량부, 흑연 5~15중량부, 몰리브덴 1~5중량부, 유화안티몬 1~5중량부, 카본블랙 2~10중량부, 유황 1~5중량부, 알루미나 0.5~3중량부, 산화마그네슘 1~5중량부, 산화철 1~3중량부, 산화아연 1~3중량부, 구리 3~10중량부, 황동 3~10중량부, 알루미늄 1~5중량부로 이루어진 원료조성물을 준비하는 단계;
(2)상기 원료조성물을 배합기에 투입하여, 배합기의 내부 분위기 온도를 100℃ 이하로 하고 3kg/㎠의 압력을 가하여 고형물을 만들고, 이 고형물을 분쇄하여 마스터배치를 제조하는 단계;
(3)상기 마스터배치를 금형에 투입하고 가열가압하여 라이닝원판을 제조하는 단계;
(4)상기 라이닝원판을 상기 브레이크 슈의 크기에 맞도록 절단하여 예비 라이닝을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝제조방법.
- 제1항에 있어서,
(5)상기 예비 라이닝을 상기 브레이크 슈의 외면과 동일한 곡률반경을 갖는 기준면이 구비된 지그에 장착하여 가열가압한 다음, 냉각시켜서 상기 예비 라이닝을 벤딩하는 단계;가 상기 (4)단계 이후에 더 추가된 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (3)단계에서는 150~200℃로 하여, 150~300 kg/㎠의 압력으로 3~30분 가열가압하는 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 제조방법.
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|---|---|---|---|
| KR20140004876A KR101459073B1 (ko) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | 브레이크 라이닝 제조방법 |
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|---|---|
| KR101459073B1 true KR101459073B1 (ko) | 2014-11-12 |
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| KR (1) | KR101459073B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4743635A (en) * | 1984-12-13 | 1988-05-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Friction material and method of making such material |
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| JP3611576B2 (ja) | 1994-01-21 | 2005-01-19 | フェロド リミテッド | Ａｌ合金回転子に用いるための摩擦材料を含んでなるディスクブレーキ |
| JP4653294B2 (ja) | 1999-09-16 | 2011-03-16 | アウディ アクチエンゲゼルシャフト | 繊維束で強化された複合材料 |
-
2014
- 2014-01-15 KR KR20140004876A patent/KR101459073B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
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