KR102243542B1 - 브레이크 패드용 마찰재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열경화성 수지를 포함하는 결합재와, 캐슈 고무, NBR, 버미큘라이트, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화칼슘, 운모, 제올라이트 및 규산칼슘를 포함하는 충진재와, 산화마그네슘을 포함하는 연마재와, 인상 흑연 및 인조 흑연을 포함하는 윤활재 및, 티탄산칼륨, 아라미드 펄프, 세라믹 파이버 및 셀루로우스를 포함하는 보강재를 포함하는 브레이크 패드용 마찰재를 개시한다.
Description
본 발명은 차량에 장착되는 브레이크 패드용 마찰재에 관한 것이다.
브레이크 패드용 마찰재는 차량의 제동 장치 중 핵심 부품으로 공기압 또는 유압으로 디스크와 접촉 마찰하여 차량의 운동 에너지를 열에너지로 바꾸어 주행 중인 차량을 감속 및 정지시키고 정지 상태를 유지하는 중요한 역할을 담당한다. 예를 들어, 마찰재는 디스크를 양쪽에서 패드로 압착하여 바퀴의 회전을 구속하여 차량의 제동 기능을 수행할 수 있다. 마찰재는 내마모성, 내열성, 안정적인 속도/온도 제동력, 및 소음 방지 기능이 요구된다. 특히 스포츠카, 레이싱카 또는 튜닝카에 사용되는 디스크는 고속으로 회전하므로, 이를 제동하기 위해서는 높은 마찰 계수를 가지며 고열에서 페이드를 방지하는 마찰재가 필요하다.
본 발명은 제동과정에서 마찰 계수를 안정적으로 유지하며, 페이드를 방지할 수 있고 내마모성을 갖는 브레이크 패드용 마찰재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 브레이크 패드용 마찰재는 열경화성 수지를 포함하는 결합재와, 캐슈 고무, NBR, 버미큘라이트, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화칼슘, 운모, 제올라이트 및 규산칼슘을 포함하는 충진재와, 산화마그네슘을 포함하는 연마재와, 인상 흑연 및 인조 흑연을 포함하는 윤활재와, 티탄산칼륨, 아라미드 펄프, 세라믹 파이버 및 셀루로우스를 포함하는 보강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.
또한, 상기 결합재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 15 ~ 20 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 상기 충진재는 상기 마찰재 전체 중량에 대하여, 상기 캐슈 고무가 6 ~ 8 중량%, 상기 NBR이 7 ~ 9 중량%, 상기 버미큘라이트가 7 ~ 9 중량%, 상기 탄산칼슘이 7 ~ 8 중량%, 상기 황산바륨이 12 ~ 14 중량%, 상기 탄산칼슘이 7 ~ 8 중량%, 상기 수산화칼슘이 1.4 ~ 1.6 중량%, 상기 운모가 1.8 ~ 2.2 중량%, 상기 제올라이트가 2.5 ~ 3.5 중량%, 상기 규산칼슘이 0.9 ~ 1.1 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 상기 연마재는 상기 산화마그네슘이 상기 마찰재 전체 중량에 대하여 3 ~ 4 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 상기 윤활재는 상기 인상 흑연이 상기 마찰재 전체 중량에 대하여 1.3 ~ 1.7 중량%로 포함되며, 상기 인조 흑연이 마찰재 전체 중량에 대하여 11 ~ 13 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 상기 보강재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여, 상기 티탄산칼륨이 0.9 ~ 1.1 중량%, 상기 아라미드 펄프가 3.0 ~ 3.4 중량%, 상기 세라믹 파이버가 3.2 ~ 3.8 중량%, 상기 셀룰로우스가 2.8 ~ 3.2 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 브레이크 패드용 마찰재는 결합재, 충진재, 연마재, 윤활재, 보강재의 구성 성분과 함량 범위에 의하여 제동 과정에서 마찰 계수를 유지하며, 제동 과정에서 생성되는 열에 의한 페이드를 방지할 수 있고, 내마모성이 증가될 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 패드용 마찰재에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 패드용 마찰재는, 구성 성분을 기능별로 분류하면, 마찰재를 이루는 구성 성분들을 결합시키는 결합재, 전반적인 마찰재의 부피를 유지시키기 위한 충진재, 마찰 계수를 높이기 위한 연마재, 마찰재와 디스크의 마모를 줄이는 윤활재 및 구성 성분들 사이의 가교 역할을 하는 보강재를 포함할 수 있다.
상기 결합재는 마찰재에 포함되는 유기 충진재, 무기 충진재 및 섬유 기재 등을 서로 결합시켜 마찰재에 강도를 부여하는 역할을 한다. 또한, 상기 결합재는 마찰재의 구성 성분들을 서로 결합시키는 역할을 수행함으로써 마찰재의 열적 안정성을 증가시킬 수 있다. 상기 결합재는 마찰재에 포함되는 구성 성분들을 서로 결합시키므로, 마찰재에 혼합되는 함량을 조정함으로써 마찰재의 마찰 계수를 조정할 수 있다. 상기 결합재는 마찰재 전체 중량에 대하여 15 ~ 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 결합재의 함량이 너무 작으면 마찰재의 내부 결합력과 강도가 저하되어 브레이크 패드의 마모가 증가할 수 있다. 또한, 상기 결합재의 함량이 너무 많으면 결합재가 상대적으로 낮은 융점을 가지므로 고온에서 내열성이 저하되어 고온에서 불안정한 마찰 특성을 나타낸다.
상기 결합재는 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 상기 결합재는 페놀 수지, 아크릴 고무변성 페놀 수지, NBR 고무변성 페놀 수지, 실리콘 변성 페놀 수지, 알킬 벤젠 변성 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 아크릴 고무 수지, 폴리이미드 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 충진재는 마찰재의 부피를 유지하는 작용을 할 수 있다. 또한, 상기 충진재는 브레이크 패드의 마찰시 소음을 감소 또는 방지할 수 있다. 또한, 상기 충진재는 마찰 과정에서 발생되는 고온에서의 마찰력을 유지시킬 수 있다. 상기 충진재는 무기 충진재 또는/및 유기 충진재를 포함할 수 있다. 상기 무기 충진재는 마찰재의 내열성 악화를 방지하고 내마모성을 향상시켜 마찰재의 크랙을 방지할 수 있다. 상기 유기 충진재는 제동 과정에서 발생되는 마찰재의 브레이크 소음을 감소시킬 수 있다.
상기 충진재는 캐슈 고무(cashew rubber), NBR(nitrile-butadiene rubber), 버미큘라이트(vermiculite), 탄산칼슘(calcium carbonate), 황산바륨(BaSO4), 수산화칼슘(calcium hydroxide), 운모(mica), 제올라이트(zeolite) 및 규산칼슘(calcium silicate)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 황산바륨 및 버미큘라이트는 높은 용융온도를 가지고 있어 마찰재의 내열 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 버미큘라이트는 브레이크의 소음을 감소시킬 수 있다. 상기 운모는 높은 용융 온도를 가지며 브레이크의 소음을 감소시킬 수 있다.
상기 마찰재 전체 중량에 대하여, 캐슈 고무는 6 ~ 8 중량%, NBR은 7 ~ 9 중량%, 버미큘라이트는 7 ~ 9 중량%, 탄산칼슘은 7 ~ 8 중량%, 황산바륨은 12 ~ 14 중량%, 탄산칼슘은 7 ~ 8 중량%, 수산화칼슘은 1.4 ~ 1.6 중량%, 운모는 1.8 ~ 2.2 중량%, 제올라이트는 2.5 ~ 3.5 중량% 및 규산칼슘은 0.9 ~ 1.1 중량%을 포함할 수 있다. 상기 충진재는 위와 같은 성분들의 함량을 조절하여 마찰재 전체 중량에 대하여 소정 함량으로 포함되도록 할 수 있다. 상기 충진재의 함량이 너무 많으면, 마찰재의 밀도가 감소되어 마찰재의 내마모성이 감소될 수 있으며, 여분의 충진재 성분이 결합재와 결합되어 마찰재의 표면으로부터 쉽게 탈락되는 문제가 발생할 수 있다. 상기 충진재의 함량이 너무 작으면 마찰재의 부피가 감소되면서 마찰재의 형상이 변형될 수 있다.
상기 연마재는 마찰재의 마찰 계수를 유지시킬 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 연마재는 제동 과정에서 마찰재와 마찰되는 디스크의 표면에 형성되는 윤활막을 제거하여 디스크와 마찰재 사이의 마찰력을 유지하는 역할을 한다. 상기 연마재는 산화마그네슘(magnesium oxide)을 포함할 수 있다. 상기 산화마그네슘은 마찰재 전체 중량에 대하여 3 ~ 4 중량%을 포함할 수 있다. 상기 연마재는 함량이 너무 많으면 마찰재와 마찰되는 디스크의 마모율을 증가시키고 토크 진폭의 증가 및 소음의 발생 빈도를 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 마찰재의 함량이 너무 작으면 제동 과정에서 마찰 계수가 낮아지며, 충분한 마찰력을 유지할 수 없을 수 있다.
상기 윤활재는 제동 과정에서 마찰재의 마찰 계수를 안정화시키고 내마모성을 향상시킬 수 있다. 상기 윤활재는 흑연(graphite)을 포함한다. 상기 흑연은 인상 흑연(flaky graphite)과 인조 흑연(artificial graphite)을 포함할 수 있다. 상기 인상 흑연은 마찰재 전체 중량에 대하여 1.3 ~ 1.7 중량%로 포함될 수 있다. 상기 인조 흑연은 마찰재 전체 중량에 대하여 11 ~ 13 중량%로 포함될 수 있다. 상기 윤활재의 함량이 너무 작으면 마찰재의 제동 과정에서 마찰열이 상승하여 연속 제동시 마찰재의 제동력이 저하되는 페이드 현상이 발생할 가능성이 있다. 따라서, 상기 마찰재는 고온 윤활 특성을 상실하여 내열성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 윤활재의 함량이 너무 많으면, 제동 과정에서 윤활재가 고온에서 산화물로 되면서 윤활재의 역할을 상실할 수 있다.
상기 보강재는 섬유 형태로 형성되며, 구성 성분들을 서로 엉기게 하여 마찰재의 강도를 증가시키는 역할을 한다. 상기 보강재는 우수한 내열성을 가질 수 있다. 상기 보강재는 마찰재의 강도를 향상시켜 급제동 과정에서 마찰재가 디스크와의 마찰에 의해 파괴되지 않도록 할 수 있다. 상기 보강재는 티탄산칼륨(potassium titanate), 아라미드 펄프(aramid pulp), 세라믹 파이버(ceramic fiber) 및 셀루로우스(cellulose)를 포함할 수 있다. 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여, 티탄산칼륨은 0.9 ~ 1.1 중량%, 아라미드 펄프는 3.0 ~ 3.4 중량%, 세라믹 파이버는 3.2 ~ 3.8 중량% 및 셀룰로우스는 2.8 ~ 3.2 중량%를 포함한다. 상기 보강재는 함량이 너무 작으면, 원료끼리 서로 충분히 엉기지 못해 마찰재의 강도가 저하될 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 브레이크 패드용 마찰재에 대해 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다.
Claims (6)
- 열경화성 수지를 포함하는 결합재와,
캐슈 고무, NBR, 버미큘라이트, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화칼슘, 운모, 제올라이트 및 규산칼슘을 포함하는 충진재와,
산화마그네슘을 포함하는 연마재와,
인상 흑연 및 인조 흑연을 포함하는 윤활재와,
티탄산칼륨, 아라미드 펄프, 세라믹 파이버 및 셀루로우스를 포함하는 보강재를 포함하며,
상기 보강재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여, 상기 티탄산칼륨이 0.9 ~ 1.1 중량%, 상기 아라미드 펄프가 3.0 ~ 3.4 중량%, 상기 세라믹 파이버가 3.2 ~ 3.8 중량%, 상기 셀룰로우스가 2.8 ~ 3.2 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재. - 제 1 항에 있어서,
상기 결합재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 15 ~ 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재. - 제 1 항에 있어서,
상기 충진재는 상기 마찰재 전체 중량에 대하여, 상기 캐슈 고무가 6 ~ 8 중량%, 상기 NBR이 7 ~ 9 중량%, 상기 버미큘라이트가 7 ~ 9 중량%, 상기 탄산칼슘이 7 ~ 8 중량%, 상기 황산바륨이 12 ~ 14 중량%, 상기 탄산칼슘이 7 ~ 8 중량%, 상기 수산화칼슘이 1.4 ~ 1.6 중량%, 상기 운모가 1.8 ~ 2.2 중량%, 상기 제올라이트가 2.5 ~ 3.5 중량%, 상기 규산칼슘이 0.9 ~ 1.1 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재. - 제 1 항에 있어서,
상기 연마재는 상기 마찰재 전체 중량에 대하여 상기 산화마그네슘이 3 ~ 4 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재. - 제 1 항에 있어서,
상기 윤활재는 상기 마찰재 전체 중량에 대하여 상기 인상 흑연이 1.3 ~ 1.7 중량%, 상기 인조 흑연이 11 ~ 13 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재. - 삭제
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