KR102347391B1 - 마찰재 - Google Patents
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Abstract
디스크 브레이크 패드에 사용되는, 결합재, 섬유 기재, 마찰 조정재, 윤활재, pH 조정재, 충전재를 포함하는 NAO재의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재에 있어서, 브레이크의 제동 성능, 내크랙성, 내페이드성의 요구 성능을 만족하는 마찰재를 제공하는 것을 과제로 한다.
과제 해결을 위해서는, 결합재, 섬유 기재, 마찰 조정재, 윤활재, pH 조정재, 충전재를 포함하는 NAO재의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재에 있어서, 상기 마찰재 조성물은, 마찰 조정재로서 알칼리 용출율이 0.1질량% 이상 2.5질량% 이하의 층상 결정 구조의 티탄산염을 마찰재 조성물 전체량에 대해 5~30질량% 함유한다.
과제 해결을 위해서는, 결합재, 섬유 기재, 마찰 조정재, 윤활재, pH 조정재, 충전재를 포함하는 NAO재의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재에 있어서, 상기 마찰재 조성물은, 마찰 조정재로서 알칼리 용출율이 0.1질량% 이상 2.5질량% 이하의 층상 결정 구조의 티탄산염을 마찰재 조성물 전체량에 대해 5~30질량% 함유한다.
Description
본 발명은, 자동차 등의 디스크 브레이크 패드에 사용되는, NAO(Non-Asbestos-Organic)재의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재에 관한 것이다.
종래, 자동차의 제동 장치로서, 디스크 브레이크가 사용되고 있고, 그 마찰 부재로서, 금속제의 베이스 부재에 마찰재가 부착된 디스크 브레이크 패드가 사용되고 있다.
최근에는 브레이크의 정적성이 요구되고 있고, 노이즈 발생이 적기 때문에 NAO재의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재가 널리 사용되고 있다.
NAO재의 마찰재 조성물은, 결합재, 스틸 섬유나 스테인리스 섬유 등의 스틸계 섬유 이외의 섬유 기재, 마찰 조정재, 윤활재, pH 조정재, 충전재를 포함하는 것이다. 최근에는, 마찰 조정재로서 티탄산 칼륨, 티탄산 리튬 칼륨, 티탄산 마그네슘 칼륨 등의 티탄산염이 널리 사용되고 있다.
특허문헌 1에는, 금속 섬유 및 구리 성분을 함유하지 않는 마찰재이고, 복수의 돌출부 형상을 갖는 티탄산 칼륨을 10~35vol%, 모스 경도 7 이상의 연삭재를 3~10vol%, 및 엘라스토머 변성 페놀 수지를 10~30vol% 함유하는 마찰재가 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, 결합재, 유기 충전재, 무기 충전재 및 섬유 기재를 포함하는 마찰재 조성물이고, 해당 마찰재 조성물 중의 구리의 함유량이 구리 원소로 5질량% 이하이고, 구리 및 구리 합금 이외의 금속 섬유의 함유량이 0.5질량% 이하이고, 티탄산염 및 3황화 안티몬을 함유하고, 해당 티탄산염이, 티탄산 리튬 칼륨 또는 티탄산 마그네슘 칼륨이고, 해당 티탄산염의 함유량이 14~20질량%이고, 해당 3황화 안티몬의 함유량이 2~6질량%인 비석면(non asbestos) 마찰재 조성물 및, 해당 마찰재 조성물을 성형한 마찰재가 기재되어 있다.
그러나, 특허문헌 1이나 특허문헌 2의 마찰재는, 브레이크의 제동 성능, 내크랙성, 내페이드성의 요구 성능을 만족하지 못하는 문제가 있다.
또한, 마찰재에 사용되는 티탄산염에는, 터널형 결정 구조의 티탄산염과 층상 결정 구조의 티탄산염이 있고, 터널형 결정 구조의 티탄산염으로서는, 6티탄산 칼륨, 8티탄산 칼륨, 6티탄산 나트륨 등이, 층상 결정 구조의 티탄산염으로서는, 티탄산 리튬 칼륨, 티탄산 마그네슘 칼륨 등이 사용되고 있다.
그리고, 티탄산염은 알칼리를 용출하는 특성을 갖는 것이 알려져 있다.
특허문헌 3에는 티탄산염의 알칼리 용출율에 관해 다음과 같은 기재가 있다.
"티탄산염 화합물의 알칼리 용출율은 15질량% 이하이면 좋고, 바람직하게는 0.1~15질량%, 더욱 바람직하게는 0.1~10질량%, 특히 바람직하게는 0.1~6질량%이다. 이와 같은 티탄산염 화합물을 사용하는 것에 의해 페이드 현상을 억제하고, 내마모성을 향상시킬 수 있다. 티탄산염 화합물의 마멸 파괴에 의해 생기는 알칼리 성분이, 유기 성분의 분해 가스나 트랜스퍼 필름(이착막)의 생성에 작용하고 있는 것으로 추측된다."
한편, 알칼리 용출율이란, 80℃의 수중에서 티탄산염 화합물로부터 수중에 용출된 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 질량비를 말한다.
특허문헌 3에는 티탄산염의 알칼리 용출율의 수치에 관해, 층상 결정 구조의 티탄산염과 터널형 결정 구조의 티탄산염을 구별하지 않고 기재되어 있지만, 알칼리가 용출되기 어려운 터널형 결정 구조의 티탄산염과, 알칼리가 용출되기 쉬운 층상 결정 구조의 티탄산염에서는 알칼리 용출율의 수치가 상이한 것이 알려져 있다.
현재, 일반적으로 마찰재에 사용되고 있는 티탄산염의 알칼리 용출율은, 터널형 결정 구조의 티탄산염에서 2.0질량% 미만이고, 층상 결정 구조의 티탄산염에서 2.6질량% 이상이다.
특허문헌 3과 특허문헌 4에 기재되어 있는 티탄산염의 결정 구조와 알칼리 용출율의 수치는 표 1과 같다.
| 문헌 | 티탄산염의 명칭 | 결정 구조 | 알칼리 용출율 |
| 인용문헌3 | 8티탄산 칼륨 | 터널형 결정 구조 | 0.2질량% |
| 티탄산 마그네슘 칼륨 | 층상 결정 구조 | 5.3질량% | |
| 6티탄산 칼륨 | 터널형 결정 구조 | 0.1질량% | |
| 인용문헌4 | 6티탄산 나트륨 | 터널형 결정 구조 | 0.1질량% |
| 8티탄산 칼륨 | 터널형 결정 구조 | 0.2질량% | |
| 6티탄산 칼륨 | 터널형 결정 구조 | 0.2질량% | |
| 티탄산 마그네슘 칼륨 | 층상 결정 구조 | 2.7질량% | |
| 티탄산 리튬 칼륨 | 층상 결정 구조 | 2.6질량% |
표 1로부터는, 종래는 층상 결정 구조의 티탄산염으로서, 알칼리 용출율이 2.6질량% 미만인 것은 사용되지 않은 것을 이해할 수 있다. 또한, 티탄산염의 알칼리 용출율을 저감하면, 고온 고부하 제동시에 있어서, 알칼리 성분에 의한 유기물의 분해 촉진 효과가 저하되고, 내페이드성이 저하되는 것으로 생각되고 있기 때문에, 알칼리 용출율을 저감한 층상 결정 구조의 티탄산염의 사용은 지금까지 검토되지 않았었다.
본 발명은, 디스크 브레이크 패드에 사용되는, 결합재, 섬유 기재, 마찰 조정재, 윤활재, pH 조정재, 충전재를 포함하는 NAO재의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재에 있어서, 브레이크의 제동 성능, 내크랙성, 내페이드성의 요구 성능을 만족하는 마찰재를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 예의 검토를 거듭한 결과, 디스크 브레이크 패드에 사용되는, 결합재, 섬유 기재, 마찰 조정재, 윤활재, pH 조정재, 충전재를 포함하는 NAO재의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재에 있어서, 층상 결정 구조의 티탄산염의 알칼리 용출율을 0.1질량% 이상 2.5질량% 이하, 바람직하게는 0.5질량% 이상 1.5질량% 이하로 하고, 그와 같은 층상 결정 구조의 티탄산염을 마찰 조정재로서 마찰재 조성물에 특정량 함유시키는 것에 의해, 브레이크의 제동 성능, 내크랙성, 내페이드성의 요구 성능을 만족할 수 있고, 나아가 마찰 조정재로서 단사정의 산화 지르코늄과, 섬유 기재로서 피브릴화된 유기 섬유를 마찰재 조성물에 특정량 함유시키는 것에 의해, 브레이크의 제동 성능, 내크랙성, 내페이드성이 더욱 향상되는 것을 지견 했다.
본 발명은, 디스크 브레이크 패드에 사용되는, 결합재, 섬유 기재, 마찰 조정재, 윤활재, pH 조정재, 충전재를 포함하는 NAO재의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재이고, 이하의 기술을 기초로 하는 것이다.
(1) 디스크 브레이크 패드에 사용되는, 결합재, 섬유 기재, 마찰 조정재, 윤활재, pH 조정재, 충전재를 포함하는 NAO재의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재이고, 상기 마찰재 조성물은, 마찰 조정재로서 알칼리 용출율이 0.1질량% 이상 2.5질량% 이하의 층상 결정 구조의 티탄산염을 마찰재 조성물 전체량에 대해 5~30질량% 함유하는 마찰재.
(2) 상기 층상 결정 구조의 티탄산염의 알칼리 용출율이 0.5질량% 이상 1.5질량% 이하인 상기 (1)에 기재된 마찰재.
(3) 상기 층상 결정 구조의 티탄산염이 티탄산 마그네슘 칼륨인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 마찰재.
(4) 상기 마찰재 조성물은, 마찰 조정재로서 단사정의 산화 지르코늄을 마찰재 조성물 전체량에 대해 5~25질량%와, 섬유 기재로서 피브릴화된 유기 섬유를 마찰재 조성물 전체량에 대해 1~5질량% 함유하는 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 마찰재.
본 발명에 의하면, 디스크 브레이크 패드에 사용되는, 결합재, 섬유 기재, 마찰 조정재, 윤활재, pH 조정재, 충전재를 포함하는 NAO재의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재에 있어서, 브레이크의 제동 성능, 내크랙성, 내페이드성의 요구 성능을 만족하는 마찰재를 제공할 수 있다.
본원 발명에서는, 디스크 브레이크 패드에 사용되는, 결합재, 섬유 기재, 마찰 조정재, 윤활재, pH 조정재, 충전재를 포함하는 NAO재의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재에 있어서, 마찰 조정재로서, 알칼리 용출율이 0.1질량% 이상 2.5질량% 이하의 층상 결정 구조의 티탄산염을 마찰재 조성물 전체량에 대해 5~30질량% 함유하는 마찰재 조성물을 사용한다.
층상 결정 구조의 티탄산염은, 터널형 결정 구조의 티탄산염과 비교하여, 상대재의 슬라이딩면에 안정된 피막을 형성하기 쉽다. 그와 같은 층상 결정 구조의 티탄산염을 마찰재 조성물에 대해 5~30질량% 첨가하는 것에 의해, 브레이크의 제동 성능의 요구 성능을 만족할 수 있다.
또한, 알칼리 용출율이 0.1질량% 이상 2.5질량% 이하의 층상 결정 구조의 티탄산염을 사용하는 것에 의해, 가열 가압 성형시에 결합재인 열경화성 수지의 경화 반응이 저해되지 않고, 그 결과, 마찰재의 기계적 강도가 증가하고, 고온 고부하시의 내크랙성이 향상된다.
층상 결정 구조의 티탄산염의 알칼리 용출율은 0.5~1.5질량%의 범위가 특히 바람직하다.
층상 결정 구조의 티탄산염으로서는, 티탄산 마그네슘 칼륨, 티탄산 리튬 칼륨에서 선택되는 1종 또는 2종의 조합을 사용할 수 있다. 내페이드성을 더욱 향상시키기 위해, 내열성이 높은 티탄산 마그네슘 칼륨을 단독으로 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 마찰 조정재로서, 단사정의 산화 지르코늄을 마찰재 조성물 전체량에 대해 5~25질량%와, 섬유 기재로서, 피브릴화된 유기 섬유를 마찰재 조성물 전체량에 대해 1~5질량% 첨가하는 것에 의해, 내페이드성을 더욱 향상시킬 수 있다.
단사정의 산화 지르코늄은 고온시에 부피 수축을 동반한 정방정으로 상전이 하는 특성을 갖고 있다.
그 때문에, 고온 고부하시, 산화 지르코늄은 상전이 하여 부피가 수축하여, 매트릭스로부터 탈락하기 쉬워진다.
탈락한 산화 지르코늄이 마찰면에 공급되어, 산화 지르코늄의 연삭 작용에 의해, 층상 결정 구조의 티탄산염의 마멸 파괴가 촉진되어, 티탄산으로부터 알칼리 성분이 방출된다.
또한, 피브릴화된 유기 섬유를 첨가하는 것에 의해, 마찰재에 적당한 흡수성이 부여되어, 대기중의 수분이 마찰재의 내부에 흡수되기 쉬워진다.
마찰재 내부에 흡수된 수분에 의해 층상 결정 구조의 티탄산염의 알칼리 성분이 용출되기 쉬워진다.
알칼리 용출율이 비교적 낮은 층상 결정 구조의 티탄산염을 사용한 경우에도, 상기한 작용의 시너지효과에 의해, 고온 고부하 제동시에 있어서 충분한 알칼리 성분을 마찰면에 공급할 수 있고, 유기물의 분해를 촉진할 수 있다. 그 결과, 내페이드성이 향상된다.
단사정의 산화 지르코늄은, 평균 입경이 1.0~3.0㎛인 것을 사용하는 것에 의해, 내마모성을 향상시키고, 대면 공격성을 저감할 수 있다.
한편, 평균 입경은, 레이저 회절 입도 분포법에 의해 측정한 50% 입경의 수치이다.
피브릴화된 유기 섬유로서는, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 조합을 사용할 수 있다. 내크랙성을 더욱 향상시키기 위해, 보강 효과가 높은 아라미드 섬유를 단독으로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 마찰재는, 상기한 층상 결정 구조의 티탄산염, 단사정의 산화 지르코늄, 피브릴화된 유기 섬유 이외에, 통상 마찰재에 사용되는 결합재, 섬유 기재, 마찰 조정재, 윤활재, pH 조정재, 충전재를 포함하는 마찰재 조성물로 이루어진다.
결합재로서는, 스트레이트 페놀 수지, 페놀 수지를 캐슈 오일, 아크릴 고무, 실리콘 고무 등의 각종 엘라스토머로 변성한 수지, 페놀류와 아랄킬에테르류와 알데히드류를 반응시켜 얻어지는 아랄킬 변성 페놀 수지, 페놀 수지에 각종 엘라스토머나 불소 폴리머를 분산시킨 열경화성 수지 등의 마찰재에 통상 사용되는 결합재를 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
결합재의 함유량은, 충분한 기계적 강도, 내마모성을 확보하기 위해, 마찰재 조성물 전체량에 대해 7~15질량%로 하는 것이 바람직하고, 8~12질량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
섬유 기재로서는, 상기한 피브릴화된 유기 섬유 이외에, 구리 섬유, 청동 섬유, 황동 섬유, 알루미늄 섬유, 알루미늄 합금 섬유 등의 금속 섬유 등을 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
금속 섬유를 사용하는 경우, 섬유 기재의 함유량은 상기 피브릴화된 유기 섬유와 함께 마찰재 조성물 전체량에 대해 2~20질량%로 하는 것이 바람직하고, 3~15질량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
무기계의 마찰 조정재로서는, 상기 층상 결정 구조의 티탄산염, 단사정의 산화 지르코늄 이외에, 안정화 산화 지르코늄, 규산 지르코늄, 산화 마그네슘, α-알루미나, γ-알루미나, 활석, 운모, 질석, 아연 입자, 구리 입자, 황동 입자, 알루미늄 입자, 알루미늄 합금 입자, 터널형 결정 구조의 티탄산염 등의 입자 형태의 무기 마찰 조정재나, 규회석, 세피올라이트, 현무암 섬유, 유리 섬유, 생체 용해성 세라믹 섬유, 암면 등의 섬유 형태의 무기 마찰 조정재를 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
무기계의 마찰 조정재의 함유량은 상기 층상 결정 구조의 티탄산염, 단사정의 산화 지르코늄과 함께 마찰재 조성물 전체량에 대해 30~70질량%로 하는 것이 바람직하고, 40~60질량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
유기계의 마찰 조정재로서는, 캐슈 더스트, 타이어 트레드 고무의 분쇄 분말이나, 니트릴 고무, 아크릴 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무 등의 가황 고무 분말 또는 미가황 고무 분말 등의 마찰재에 통상 사용되는 유기 마찰 조정재를 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
유기 마찰 조정재의 함유량은 마찰재 조성물 전체량에 대해 3~8질량%로 하는 것이 바람직하고, 4~7질량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
윤활재로서는, 황화 아연, 2황화 몰리브덴, 황화 주석, 황화 철, 복합 금속 황화물 등의 금속 황화물계 윤활재나, 인조 흑연, 천연 흑연, 박편상 흑연, 석유 코크스, 탄성 흑연화 카본, 산화 폴리아크릴로니트릴 섬유 분쇄 분말 등의 탄소질계 윤활재 등의 마찰재에 통상 사용되는 윤활재를 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
윤활재의 함유량은 마찰재 조성물 전체량에 대해 3~8질량%로 하는 것이 바람직하고, 4~6질량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
pH 조정재로서 수산화 칼슘 등의 통상 마찰재에 사용되는 pH 조정재를 사용할 수 있다.
pH 조정재는, 마찰재 조성물 전체량에 대해 2~6질량%로 하는 것이 바람직하고, 2~3질량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
충전재로서는, 황산 바륨, 탄산 칼슘 등을 사용한다.
또한, 마찰재에 포함되는 구리 성분에 관해서는, 미국의 캘리포니아주, 워싱턴주에서는, 2021년 이후, 구리 성분을 5.0질량% 이상 함유하는 마찰재를 사용한 마찰 부재의 판매 및 신차에 대한 장착을 금지하고, 2025년 이후, 구리 성분을 0.5질량% 이상 함유하는 마찰재를 사용한 마찰 부재의 판매 및 신차에 대한 장착을 금지하는 법안이 가결되었기 때문에, 구리를 포함하는 섬유나 입자 등의 구리 성분은 이들의 법규에 적합하도록 마찰재 조성물에 첨가하는 것이 바람직하고, 구리 성분은 마찰재 조성물에 첨가하지 않는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 마찰재는, 소정량 배합한 마찰재 조성물을, 혼합기를 사용하여 균일하게 혼합하는 혼합 공정, 얻어진 마찰재 원료 혼합물과, 별도로, 미리 세정, 표면 처리하고, 접착재를 도포한 백 플레이트를 중첩하여 열성형용 금형에 투입하고, 가열 가압하여 성형하는 가열 가압 성형 공정, 얻어진 성형품을 가열하여 결합재의 경화 반응을 완료시키는 열처리 공정, 스프레이 도장이나 정전 분체 도장에 의해 도료를 도장하는 도장 공정, 도료를 베이킹하는 도장 베이킹 공정, 회전 숫돌에 의해 마찰면을 형성하는 연마 공정을 거쳐 제조된다.
한편, 가열 가압 성형 공정 후에, 도장 공정, 도료 베이킹을 겸한 열처리 공정, 연마 공정의 순으로 제조하는 경우도 있다.
필요에 따라, 가열 가압 성형 공정 전에, 마찰재 원료 혼합물을 조립하는 조립 공정, 마찰재 원료 혼합물을 혼련하는 혼련 공정, 마찰재 원료 혼합물 또는 조립 공정에서 얻어진 조립물, 혼련 공정에서 얻어진 혼련물을 예비 성형용 금형에 투입하고, 예비 성형물을 성형하는 예비 성형 공정이 실시되고, 가열 가압 성형 공정 후에 스코칭(scorching) 공정이 실시된다.
<실시예>
이하, 실시예 및 비교예를 제시하여, 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1~19 및 비교예 1~4의 마찰재의 제조 방법]
표 2~표 4에 나타내는 조성의 마찰재 조성물을 LOEDIGE MIXER로 5분간 혼합하고, 성형 금형 내에서 30MPa로 10초간 가압하여 예비 성형을 했다. 이 예비 성형물을, 미리 세정, 표면 처리, 접착재를 도포한 강철제의 백 플레이트 상에 중첩하고, 열성형용 금형 내에서 성형 온도 150℃, 성형 압력 40MPa의 조건하에서 10분간 성형한 후, 200℃에서 5시간 열처리(후경화)를 하고, 연마하여 마찰면을 형성하여, 승용차용 디스크 브레이크 패드를 제작했다(실시예 1~19, 비교예 1~4).
| 실시예 | |||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| 결합재 | 스트레이트 페놀 수지 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 |
| 섬유 기재 | 피브릴화 아라미드 섬유 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 피브릴화 셀룰로오스 섬유 | 3.0 | ||||||||||
| 피브릴화 폴리아크릴로니트릴 섬유 | |||||||||||
| 윤활재 | 2황화 몰리브덴 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 흑연 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 무기 마찰 조정재 | 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 3.0%) | ||||||||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 2.5%) | 20.0 | ||||||||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 1.5%) | 20.0 | ||||||||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 1.0%) | 20.0 | 10.0 | 5.0 | 30.0 | 20.0 | ||||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 0.5%) | 20.0 | ||||||||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 0.1%) | 20.0 | ||||||||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 0.05%) | |||||||||||
| 티탄산 리튬 칼륨(알칼리 용출율 1.0%) | 20.0 | 10.0 | |||||||||
| 단사정 산화 지르코늄(평균 입경 2.0㎛) | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | |
| 규산 지르코늄 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 운모 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |
| 유기 마찰 조정재 | 캐슈 더스트 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
| 타이어 트레드 고무 분쇄 분말 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
| pH 조정재 | 수산화 칼슘 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| 충전재 | 황산 바륨 | 27.0 | 27.0 | 27.0 | 27.0 | 27.0 | 27.0 | 27.0 | 42.0 | 17.0 | 27.0 |
| 합계 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
| 실시예 | ||||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | ||
| 결합재 | 스트레이트 페놀 수지 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 |
| 섬유 기재 | 피브릴화 아라미드 섬유 | 1.5 | 1.0 | 2.0 | 4.0 | 5.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| 피브릴화 셀룰로오스 섬유 | ||||||||||
| 피브릴화 폴리아크릴로니트릴 섬유 | 1.5 | |||||||||
| 윤활재 | 2황화 몰리브덴 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 흑연 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 무기 마찰 조정재 | 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 3.0%) | |||||||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 2.5%) | ||||||||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 1.5%) | ||||||||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 1.0%) | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | |
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 0.5%) | ||||||||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 0.1%) | ||||||||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 0.05%) | ||||||||||
| 티탄산 리튬 칼륨(알칼리 용출율 1.0%) | ||||||||||
| 단사정 산화 지르코늄(평균 입경 2.0㎛) | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 4.0 | 5.0 | 25.0 | 26.0 | |
| 규산 지르코늄 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 운모 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |
| 유기 마찰 조정재 | 캐슈 더스트 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
| 타이어 트레드 고무 분쇄 분말 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
| pH 조정재 | 수산화 칼슘 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| 충전재 | 황산 바륨 | 27.0 | 29.0 | 28.0 | 26.0 | 25.0 | 43.0 | 42.0 | 22.0 | 21.0 |
| 합계 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
| 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| 결합재 | 스트레이트 페놀 수지 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 |
| 섬유 기재 | 피브릴화 아라미드 섬유 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| 피브릴화 셀룰로오스 섬유 | |||||
| 피브릴화 폴리아크릴로니트릴 섬유 | |||||
| 윤활재 | 2황화 몰리브덴 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 흑연 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 무기 마찰 조정재 | 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 3.0%) | 20.0 | |||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 2.5%) | |||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 1.5%) | |||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 1.0%) | 4.0 | 31.0 | |||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 0.5%) | |||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 0.1%) | |||||
| 티탄산 마그네슘 칼륨(알칼리 용출율 0.05%) | 20.0 | ||||
| 티탄산 리튬 칼륨(알칼리 용출율 1.0%) | |||||
| 단사정 산화 지르코늄(평균 입경 2.0㎛) | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | |
| 규산 지르코늄 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 운모 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |
| 유기 마찰 조정재 | 캐슈 더스트 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
| 타이어 트레드 고무 분쇄 분말 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
| pH 조정재 | 수산화 칼슘 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| 충전재 | 황산 바륨 | 27.0 | 27.0 | 43.0 | 16.0 |
| 합계 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
이들의 디스크 브레이크 패드의 제동 성능, 내크랙성, 내페이드성에 대해 표 5의 조건으로 평가를 했다. 평가 기준을 표 5에, 평가 결과를 표 6~표 8에 나타낸다.
| 브레이크의 제동 성능 | 내크랙성 | 내페이드성 | 노이즈 | |
| JASO C406 준거 제2제동 성능 시험 평균 마찰 계수 |
JASO C427 준거 온도별 마모 시험 제동전 온도: 400℃ 마찰재가 절반의 두께가 될 때까지 반복 제동 |
JASO C406 준거 재1페이드 시험 최소 마찰 계수 |
JASO C404 준거 노이즈 발생률 |
|
| ◎ | 0.45이상 | 시험후의 마찰재 표면에 육안으로 확인할 수 있는 크랙, 균열 없음 |
0.32이상 | 1.0% 미만 |
| ○ | 0.42이상 0.45미만 | 시험후의 마찰재 표면에 미세한 크랙이 있음 (0.1mm의 시크니스 게이지가 들어가지 않음) |
0.30이상 0.32미만 | 1.0%이상 1.5%미만 |
| △ | 0.39이상 0.42미만 | 시험후의 마찰재 표면에 작은 크랙이 있음 (0.1mm의 시크니스 게이지가 들어가고, 0.5mm의 시크니스 게이지가 들어가지 않음) |
0.28이상 0.30미만 | 1.5%이상 2.0%미만 |
| Х | 0.39미만 | 시험후의 마찰재 표면에 큰 크랙이 있음 (0.5mm의 시크니스 게이지가 들어감) |
0.28미만 | 2.0%이상 |
| 실시예 | |||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| 평가 결과 | 제동 성능의 안정성 | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | △ | △ | ◎ |
| 내크랙성 | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | △ | |
| 내페이드성 | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | ○ | △ | △ | ◎ | |
| 노이즈 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
| 혼합품의 상태(파이버볼의 유무) | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | |
| 실시예 | ||||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | ||
| 평가 결과 | 제동 성능의 안정성 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 내크랙성 | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
| 내페이드성 | ◎ | △ | ○ | ◎ | ◎ | △ | ○ | ◎ | ◎ | |
| 노이즈 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | △ | |
| 혼합품의 상태(파이버볼의 유무) | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 있음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | |
| 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| 평가 결과 | 제동 성능의 안정성 | Х | ○ | Х | Х |
| 내크랙성 | ○ | ◎ | ◎ | ○ | |
| 내페이드성 | Х | Х | Х | △ | |
| 노이즈 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
| 혼합품의 상태(파이버볼의 유무) | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | |
각 표로부터, 본 발명의 조건을 만족하는 마찰재가, 브레이크의 제동 성능, 내크랙성, 내페이드성이 양호한 것을 알 수 있다.
본 발명에 의하면, 디스크 브레이크 패드에 사용되는, NAO재의 마찰재 조성물을 성형한 마찰재에 있어서, 구리 성분의 함유량에 관한 법규를 만족하면서, 브레이크의 제동 성능, 내크랙성, 내페이드성의 요구 성능을 만족하는 마찰재를 제공할 수 있어, 매우 실용적 가치가 높다.
Claims (4)
- 디스크 브레이크 패드에 사용되는, 결합재, 섬유 기재, 마찰 조정재, 윤활재, pH 조정재, 충전재를 포함하는 NAO재의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재이고, 상기 마찰재 조성물은, 마찰 조정재로서 알칼리 용출율이 0.1질량% 이상 2.5질량% 이하의 층상 결정 구조의 티탄산염을 마찰재 조성물 전체량에 대해 5~30질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 마찰재.
- 제1항에 있어서,
상기 층상 결정 구조의 티탄산염의 알칼리 용출율이 0.5질량% 이상 1.5질량% 이하인 것을 특징으로 하는 마찰재. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 층상 결정 구조의 티탄산염이 티탄산 마그네슘 칼륨인 것을 특징으로 하는 마찰재. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 마찰재 조성물은, 마찰 조정재로서 단사정의 산화 지르코늄을 마찰재 조성물 전체량에 대해 5~25질량%와, 섬유 기재로서 피브릴화된 유기 섬유를 마찰재 조성물 전체량에 대해 1~5질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 마찰재.
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