KR102563086B1 - 브레이크 라이닝의 중간층으로서의 댐핑 재료 및 댐핑 재료의 제조 공정 - Google Patents

브레이크 라이닝의 중간층으로서의 댐핑 재료 및 댐핑 재료의 제조 공정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 고무 함량 및 하나의 수지 함량을 갖는 브레이크 라이닝의 댐핑 층 또는 중간층을 위한 댐핑 재료(10)에 관한 것이다. 댐핑 재료(10)에는 거시적으로 이질적으로 구분된 복수의 영역이 형성되고, 상기 영역은 적어도 3 중량 % 내지 최대 50 중량 %의 높은 고무 함량을 갖는 고무 영역(1) 및 적어도 5 중량 %의 높은 수지 함량을 갖는 수지 영역(2)을 포함하고, 이에 의해 고무 영역(1)에 수지가 없고, 수지 영역(2)에는 고무가 없거나, 또는 고무 영역(1)은 5 중량 % 이하의 수지 함량을 갖는다.

Description

브레이크 라이닝의 중간층으로서의 댐핑 재료 및 댐핑 재료의 제조 공정 {Damping Material as Intermediate Layer for a Brake Lining and Process for Making the Damping Material}
본 발명은 브레이크 라이닝 또는 브레이크의 편안함 특성을 향상시키기 위한 브레이크 라이닝용 감쇠층 또는 중간층(하층이라고도 함)용 감쇠 재료에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 또한 감쇠 재료로 제조된 감쇠층 또는 중간층을 갖는 브레이크 라이닝 및 감쇠 재료의 제조 방법에 관한 것이다.
브레이크의 편안함 특성은 오늘날 사용되는 브레이크에 매우 중요하다. 이러한 특성에는 브레이크에 의한 소음 발생과 제동 절차 중 기계적 진동이 포함된다. 두 현상 모두 브레이크 시스템의 유형에 따라 다른 주파수에서 발생할 수 있는 진동 발생과 관련이 있다. 진동을 억제하거나 감쇠하여 두 현상을 최소화하기 위해 마찰층과 브레이크 라이닝의 캐리어 플레이트 사이에 중간층을 삽입할 수 있다. 이러한 맥락에서 중간층은 편안함 특성뿐만 아니라 높은 기계적 강도를 나타내야 한다.
최신 기술은 라이닝 캐리어와 마찰 라이닝으로 구성된 브레이크 슈 또는 브레이크 라이닝뿐만 아니라 마찰에 의해 야기되는 끽끽거리는 소리도 방지하기 위해 마찰 라이닝과 라이닝 캐리어 사이에 배치되는 감쇠 요소로서의 중간층을 포함한다. 이러한 중간층은 제동 중에 발생하는 공진 진동을 감쇠할 수 있다. 이러한 감쇠층은 예를 들어 유럽 특허 출원 EP 0 621 414 A1, U.S. 특허 5,407,034, 독일 특허 출원 DE 10 2013 108 159 A1, DE 42 315 49 A1, 또는 유럽 특허 명세서 EP 0 849 488 B1이며, 다양한 재료 또는 재료 혼합물로 제조될 수 있다. 최신 기술은 또한 위에서 언급한 목적을 위해 디스크 브레이크 라이닝에 감쇠 플레이트를 사용하는 것을 개시한다; 유럽 특허 출원 EP 1 035 345 A2 참조.
더욱이, 최신 기술은 또한, 예를 들어 미국 특허 제9,765,836 B2에 따른 것과 같이 자체적으로 이미 소음 감소 또는 감쇠 특성을 나타내는 마찰 라이닝 또는 마찰 재료를 제안한다.
또한 실제 마찰 라이닝과 라이닝 캐리어 사이의 중간층으로 감쇠층을 사용하는 경우, 기계적 요구 사항이 높을 뿐만 아니라 마찰 라이닝과 중간층 사이에 층 분리가 발생하지 않아야 하며 에지 분리가 없어야 한다는 사실을 고려해야 한다. "에지 분리"라는 용어는 라이닝 캐리어 플레이트로부터 중간층의 부분적 분리를 의미한다.
위에서 언급한 특성과 관련하여 지금까지 달성된 결과는 특히 자동차 및 트럭 산업에서 마찰 라이닝 및 브레이크 라이닝의 사용과 관련하여 계속해서 개선을 요구하고 있다.
이러한 배경 하에, 본 발명의 목적은 성능 특성을 유지하거나 향상시키면서, 특히 지속적인 작동 중 소음 발생 및 기계적 진동 발생을 줄이는 방향으로 편안함 특성의 최적화를 달성할 수 있는 특히 디스크 브레이크를 위한 브레이크 라이닝을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 브레이크 라이닝용 감쇠층 또는 중간층을 위한 본 발명에 따른 감쇠 재료에 의해, 특히 본 발명에 따른 감쇠 재료로 제조되고 실제 마찰 라이닝과 라이닝 캐리어(라이닝 캐리어 플레이트) 사이에 배치되는 감쇠층 및 중간층을 갖는 브레이크 라이닝에 의해 달성된다.
진행 중인 작동 동안 브레이크 라이닝에 대한 원하는 진동의 최소화 또는 억제는 당해 기술 분야에서 알려져 있고 사용되는 감쇠 측정에 의해 결정될 수 있다. 마찰 라이닝 및 브레이크 라이닝의 개발은 바람직하게는 소위 고유 진동수 측정을 사용하는 것을 포함한다. 개발을 효율적으로 진행하기 위해, 라이닝 캐리어와 마찰 라이닝 사이에 감쇠층이 있는 기준 브레이크 라이닝을 사용한다.
본 발명에 따른 이러한 브레이크 라이닝의 본 발명에 따라 바람직한 최소 요건은 가장 중요한 파라미터와 관련하여 다음과 같이 요약될 수 있다:
(1) 전단 강도 > 400 N/cm².
(2) 온도 응력 후 전단 강도 > 250 N/cm².
(3) 고유 진동수 측정 동안, 감쇠는 > 15‰ 값이어야 한다.
(4) 압축률은 150μm 내지 200μm의 값이어야 한다.
(5) 열응력 후에 층 분리가 발생하지 않아야 한다(균열 형성 평가 ≥ 9).
(6) 기계적 응력(균열 형성 평가 ≥ 9) 후에 캐리어 플레이트에서 분리가 발생하지 않아야 한다.
전단 강도(1)는 ISO 6312에 따라 확인된다.
응력 후 전단 강도(2): 여기에서 시험은 (1)과 같이 수행되지만 높은 열 응력 후에 수행된다. 이러한 맥락에서 동적 테스트에는 아래 표와 같은 다음 조건이 적용된다:
n: 제동 절차의 횟수
va: 제동 절차 시작 시 속도
ve: 제동 절차 종료 시 속도
p: 제동 압력
a: 지연(g), 100%는 1g에 해당함, g = 9.81 m/s²
Ta: 제동 절차 시작 시 브레이크 디스크의 온도
(3): 고유 진동수 측정은 표준 DIN ISO 6267에 따라 수행되었다. 감쇠는 제 1 진폭의 감소를 기반으로 결정된다.
(4): 압축률은 ISO 표준 6310에 따라 결정된다. 이러한 맥락에서 압축률은 μm로 표시되었다. 일반적으로 이 값에서는 ±15%의 허용 오차가 허용된다. 새 시스템의 값은 이전 시스템에도 적용된 허용 오차 값 내에 있어야 한다.
(5): 층분리 평가 및 (6) 캐리어 플레이트로부터의 분리 평가: 라이닝의 평가는 시험(2)에서 응력 시험 후에 수행된다. 이러한 맥락에서 손상 평가에는 다음 척도가 적용된다.
1 = 완전한 분리/분리/파괴
2 = 매우 뚜렷함
3 = 명확함
4 = 보통 내지 명확함
5 = 보통
6 = 약간 내지 보통
7 = 약간
8 = 매우 약간
9 = 작은 정도까지
0 = 보이지 않음(10)
카테고리 9 또는 10으로 분류된 경우에만 테스트를 통과한 것으로 간주된다. 이와 관련하여 카테고리 9의 분류에는 두께 50μm의 금속판이 사용된다. 금속판을 형성된 균열 속으로 밀어넣을 수 없는 경우에만 균열이 범주 9로 분류되는 기준을 충족한다.
본 발명에 따르면, 그러한 특성 프로파일은 특별한 탄성 재료로 제조된 감쇠층에 의해서만 달성될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 더욱이, 이러한 탄성 재료는 요구되는 높은 기계적(예: 높은 전단 강도) 및 높은 감쇠 특성의 조합을 달성하기 위해 수지 및 섬유의 사용을 통해 추가로 강화되어야 한다는 것이 밝혀졌다.
더욱이, 본 발명의 추가 목적은 가능한 가장 비용 효율적인 방식으로 상기 언급된 특성을 갖는 재료를 제시하는 동시에 소위 저렴한 표준 재료를 사용할 수 있게 하고 고가의 특수 구성 요소 없이도 대부분 작업을 수행할 수 있는 것이다. 엘라스토머 표준 재료에 관해서는, 본 발명에 따르면, 이들은 표준 엘라스토머이며, 그 중에서 하기 공지된 표준 고무가 바람직하다:
NBR: 니트릴 부타디엔 고무
BR: 부타디엔 고무
IIR: 이소부틸렌 이소프렌 고무
BIIR: 브로모부틸 고무
CIIR: 클로로부틸 고무/염소화 부틸 고무
EPM: 에틸렌-프로필렌 공중합체/에틸렌-프로필렌 고무
EPDM: 에틸렌-프로필렌 디엔 단량체 고무
NR: 천연 고무
SBR: 스티렌-부타디엔 고무
CM: 염소화 폴리에틸렌
IR: 이소프렌 고무
AEM: 에틸렌 아크릴 폴리메틸렌 고무
EAM: 에틸렌 비닐 아세테이트 고무
ACM: 폴리아크릴레이트 고무
이들 표준 엘라스토머는 그 자체로 또는 서로 조합되어 본 발명에 따른 감쇠 재료의 엘라스토머 주성분을 구성한다. 다른 엘라스토머 물질 또는 성분 및/또는 다양한 충전제 및/또는 섬유가 또한 이 엘라스토머 주성분에 첨가될 수 있다. 다른 엘라스토머 성분은 바람직하게는 표준 고무의 범주에 속하는 고무이다. 그러나 여기서, 예를 들어 독일 특허 출원 DE 10 2013 108 159 A1에 기재된 유형의 불소 고무를 사용하는 것도 가능하다. 본 발명에 기술된 바와 같이 특히 바람직한 것은, 단독으로 또는 여기에 언급된 것들 중 다른 엘라스토머 또는 고무와 조합하여, 예를 들어, 일본 도쿄의 Denka Company Ltd.에서 상표명 Denka ER로 판매되는 유형의 아크릴레이트 고무이다. 이들은 일반적으로 플라스틱의 EVAC(에틸렌-비닐 아세테이트) 범주에 속하는 에틸렌-비닐 아세테이트-아크릴산-에스테르 공중합체이다. 이러한 공중합체는 예를 들어 중합체를 경화시키는 역할을 하는 에폭시 및 카르복실과 같은 다른 라디칼 측면에서 다른 여러 유형으로 Denka 사에서 입수할 수 있다(소위 경화 지점). 상기 언급된 엘라스토머는 특히 고온 내성 및 높은 내유성을 특징으로 한다.
본 발명에 따라 또한 다양한 충전제의 혼합물로서 존재할 수 있는 다양한 충전제는 바람직하게는 카본 블랙 및/또는 실리케이트이다.
본 발명에 따라 적합하고 또한 다양한 섬유의 혼합물로서 존재할 수 있는 섬유는 바람직하게는 광물 섬유 및/또는 아라미드 섬유 및/또는 금속 섬유이고, 이에 의해, 본 발명에 기술된 바와 같이, 용어 "금속 섬유"는 또한 금속 울 및 금속 쉐이빙을 포함한다.
따라서, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 충전제 및 섬유는 마찰 라이닝의 제조를 위해 당업계에 공지된 것들이다.
충전제, 특히 섬유를 사용하면 소위 강화 고무 상이 생성된다. 이러한 이유로, 이러한 충전제는 또한 여기에서 활성 충전제로 지칭된다. 이들은 입자 크기가 100 nm 미만이고 고무 상과 상호 작용하거나 또는 높은 종횡비, 즉 가장 작은 폭에 대한 구조의 높이 또는 깊이의 비율(섬유 또는 소판)을 갖는다는 사실을 나타낸다. 섬유 또는 박리된 층(예: 필로실리케이트(phyllosilicate)의 분리된 층)의 경우, 결정적인 요소는 적어도 한 차원에서 크기가 500 μm 미만이어야 한다는 것이다.
이들 외에도, 제형은 또한 특성의 특정 개선을 가져오지 않는 다른 충전제를 포함한다. 이들은 본질적으로 매우 다를 수 있다. 일반적으로 입자 구조가 특징이다. 이들은 혼합물의 다른 구성 요소와 강한 상호 작용을 겪지 않거나 입자 크기가 > 100 nm이므로 비표면적이 너무 작아서 혼합물 구성 요소와의 상호 작용 횟수도 적다.
적합한 충전제의 예는 탄소 입자 및/또는 실리케이트 및 실란으로 이루어진 복합 재료, 특히 실란으로 코팅된 실리케이트 섬유 또는 필로실리케이트이다. 적합한 충전제는 또한 예를 들어 BaSO4, CaCO3, Zn 및/또는 흑연이다.
요약하면, 상(1)(고무 함유)은 예를 들어 표에 표시된 대로 다음과 같은 구성을 갖는다:
놀랍게도, 제동 재료가 소위 2-상 시스템(상(1)/상(2))의 형태로 생산된 경우 브레이크 소음 및 기계적 진동의 감쇠와 관련된 감쇠 특성 측면에서 지금까지 최고의 결과가 달성되었음을 발견했다. 이와 관련하여, 제1 상(상(1))은 본 발명에 따른 고무 입자를 함유하고 바람직하게는 4 mm 미만의 입자 크기를 갖는 미립자 구조를 갖는다.
상(1)의 입자는 감쇠 재료, 특히 침투 네트워크에서 서로 네트워크를 형성할 수 있다. 이를 위해 감쇠 재료의 부피 기준으로 50%를 초과하는 입자 함량이 특히 유리하다. 위에서 언급한 네트워크의 경우 상(1) 재료의 여러 입자가 감쇠 재료에서 서로 또는 서로에 대해 놓여 있을 수 있으며, 감쇠 재료에서 상(1)으로부터 스트랜드 또는 불규칙한 응집 구조를 형성할 수 있다. 네트워크는 유리하게는 동일한 양의 개별 입자와 비교하여 개선된 감쇠 특성을 갖는다.
입자 크기는 상(1) 입자의 제조 방법에서 비롯된다. 분쇄 공정을 통해 생산된다. 이때, 직경 4mm의 다공판을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 분쇄실에서 수거통으로 이송되는 모든 입자의 최대 직경이 4mm일 수 있음을 의미한다.
상(1)의 고무 함량은 상(1)의 중량에 대해, 바람직하게는 3 중량% 내지 50 중량%, 특히 5 중량% 내지 25 중량%, 특히 바람직하게는 15 중량%이다.
상(1)(강화 고무 상)에 포함된 충전제 또는 충전제 혼합물 및/또는 섬유 또는 섬유 혼합물은 충전제의 경우 바람직하게는 4 nm 내지 200 nm, 및 섬유의 경우 0.75 mm 내지 1.2 mm(섬유 길이)의 입자 크기를 갖는다.
상(2)(매트릭스 상)은 수지 또는 수지 혼합물, 선택적으로 추가 충전제, 선택적으로 추가 섬유 또는 섬유 혼합물을 포함한다. 요약하면, 상(2)은 예를 들어 표에 표시된 대로 다음과 같은 구성을 갖는다:
상(2)에 사용된 수지는 이 상에서 바람직하게는 5 중량% 내지 50 중량%의 함량에 이른다. 기본적으로, 마찰 라이닝과 함께 사용되는 것으로 알려진 모든 수지, 수지 혼합물 또는 결합제, 예를 들어 페놀-포름알데히드 수지 또는 폴리아크릴로니트릴이 본 발명에 적합하다. 이는 상(2)뿐만 아니라 상(1)에서도 마찬가지이다.
여기서, 섬유의 함량은 바람직하게는 10 내지 90중량%이다. 여기서 바람직한 섬유는 금속 섬유이다. 이들은 특히 32 중량%의 함량을 구성한다. 아라미드 섬유는 바람직하게는 1 중량% 내지 6 중량%의 함량으로 존재한다. 모든 중량 백분율 값은 상(2)의 총 중량을 기준으로 한다.
감쇠 재료의 생산을 위한 상(1) 대 상(2)의 부피비는 바람직하게는 50:50 내지 70:30에서 90:10 사이의 모든 가능한 값이다(부피%로 표시). 상(1)의 함량은 상(1)으로만 구성된 감쇠 재료 또는 브레이크 라이닝에서 위에서 언급한 네트워크 또는 응집 구조를 형성할 정도로 높게 선택되는 것이 유리하다. 여기에는 특히 상(1)의 침투 네트워크가 포함된다. 이론적으로, 거의 동일한 크기를 갖는 입자의 경우, 이 네트워크는 부피 함량이 74부피%를 초과할 때만 형성된다. 크기가 다른 입자의 경우 값이 클수록 입자 직경의 분포가 클수록 값이 커진다. 동시에, 상(2)은 유리하게도 여전히 감쇠 재료의 높은 강도를 보장하기 위해 안정적인 매트릭스를 형성할 수 있어야 한다. 이것은 특히 이러한 부피 백분율의 경우이다.
상(2)은 또한 바람직하게는 충전제를 함유하고, 이는 차례로 상(2)에서 바람직하게는 0 중량% 내지 50 중량%의 함량으로 존재한다. 상(2)의 구성 요소에 대해 표시된 중량 백분율은 모두 상(2)의 총 중량에 대한 것이다.
바람직한 충전제 및/또는 섬유는 상(1) 및 상(2)에 대해 동일하며, 바람직하게는 고무 및 일반적으로 고무를 강화하는 미립자 및 활성 충전제가 상(1)에만 첨가되고, 수지 시스템은 상(2)에만 첨가된다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 상(1)은 또한 5 중량% 이하의 수지 또는 수지 혼합물을 함유할 수 있다. 상(1)의 수지 함량은 상(2)(수지 상)보다 항상 적다. 바람직한 실시예에서, 상(1)(고무 상)은 임의의 수지 함량이 없거나(하기 정의된 바와 같이) 거의 없다.
상(2)은 바람직하게 상(1), 즉 상(1)의 입자를 상(2)으로 구성된 매트릭스에 매립되는 방식으로 둘러싼다. 그러나 이러한 맥락에서, 이들이 둘러싸이는 정도는 대부분 100% 미만으로 상당히 작아서, 상(1)의 입자는 여전히 서로 접촉하고 있다. 본 발명에 따른 2-상 감쇠 재료의 구조는 광학 현미경으로 그리고 육안으로도 명확하게 볼 수 있다.
상(2)은 감쇠 재료에 네트워크 또는 매트릭스를 형성할 수 있다. 이 네트워크는 유리하게는 위에서 설명된 상(1)의 네트워크에 보완적이다.
우수한 감쇠 특성은 주로 상(1)에 기인하는 반면, 필요한 높은 기계적 안정성은 상(2)에 의해 영향을 받는다.
본 발명에 따른 감쇠 재료 또는 감쇠층의 우수한 특성을 보장하기 위해, 본 발명에 따른 제조 방법을 고수할 필요가 있다. 얻어진 감쇠 재료는 소위 제품별 특성화라고 하는 생산 공정을 특징으로 한다.
상(1)(고무 상, 특히 강화됨)을 생성하기 위해, 충전제 및/또는 섬유 및 임의적으로 수지는 예를 들어 반죽기에서 고무에 혼입되거나 반죽된다. 이 공정에서, 반죽기 또는 반죽 작업은 충전제 및/또는 섬유의 분산을 생성하고 또한 상기 언급된 성분의 균일한 분포를 달성한다.
활성 충전제와 비활성 충전제를 구분할 수 있다. 고무 상을 강화하는 활성 충전제 또는 충전제는 예를 들어 카본 블랙 입자 및 특히 실리케이트/실란 시스템을 포함한다. 다른 활성 충전제의 예는 실란으로 코팅된 실리케이트 섬유 또는 필로실리케이트이다.
비활성 충전제의 예로는 BaSO4, CaCO3, Zn 또는 흑연이 있다.
반죽 공정과 혼합 공정 사이에는 근본적인 구별이 있어야 한다. 반죽 공정에서 구성 요소는 충전제의 분산 및 분포가 달성될 수 있는 방식으로 고무의 유리 전이 온도 이상으로 처리된다. 이것은 혼합 공정으로 달성될 수 없다. "분쇄 단계"는 적어도 하나의 반죽 단계 후에 또는 반죽 작업이 수행된 후에 이루어진다.
상(1)의 입자는 반죽 후에 수행되는 분쇄 공정에 의해 생성된다. 이와 관련하여, 상(1)의 모든 구성요소에 대한 바람직한 입자 크기는 4mm보다 작다. 분쇄 공정은 예를 들어 16mm 천공 체를 사용하여 650rpm에서 나이프 밀을 사용하는 사전 분쇄를 포함할 수 있다. 사전 분쇄 후에 크로스 비터 밀(cross beater mill)을 사용하여 예를 들어 4mm 정사각형 체를 사용하여 4000rpm에서 미세 분쇄할 수 있다. 분쇄 덕분에, 상(1)은 입자 형태로 존재한다.
그 다음에는 상(2), 특히 수지로 구성된 매트릭스의 상-1 입자가 분포되는 상(1 및 2)에 대한 혼합 공정이 뒤따른다. 이 과정에서, 분쇄 과정에서 생성된 입자는 대부분 원래 크기를 유지한다. 혼합 공정 초기에, 상(2)의 원료는 아직 균일한 상을 구성하지 않는다. 모든 원료는 여전히 분말 또는 섬유 다발 형태로 존재한다. 혼합 공정은 상(2)의 다양한 원료와 상(1)의 입자로 구성된 뱃치를 생성한다. 혼합 단계 동안, 특히 섬유 다발은 여전히 분리되어 있다.
혼합물은 Eirich사 제조의 믹서(Eirich 인텐시브 믹서)를 사용하여, 예를 들어 실온 내지 50℃ 범위의 혼합 온도, 5m/s 내지 40m/s의 스피닝 속도에서, 최저 속도 수준 1 또는 2에서, 그리고 1분 내지 30분의 혼합 시간 동안 생성된다.
여기서 반죽 공정과 혼합 공정의 근본적인 차이는 상당하다. 반죽 공정은 승압 및 승온(T > 100°C)에서 수행된다. 이것은 분산될 충전제가 이미 고무에 통합되어 있고 고무로 둘러싸여 있는 상을 생성한다. 순수한 혼합 공정의 경우 압력이 없다. 일반적으로, 혼합은 실온에서도 이루어진다. 구성 성분이 분포되어 있지만, 충전제는 아직 고무 상에 매립되지 않는다. 결과적으로, 혼합물은 혼합 과정 후에 뱃치로 존재한다. 반죽 후의 결과는 분산이라고 볼 수 있다.
상(1 및 2)은 감쇠 재료(재료 층 또는 필름 형태) 생산을 위한 후속 프레싱 공정 동안 서로 상호 작용한다. 압축 과정 동안, 상(2)의 수지는 상(2)의 나머지 입자 및 최대 4mm 크기의 상(1) 입자를 액화하고 둘러싼다. 이러한 맥락에서, 상(1)의 입자가 여전히 서로 접촉 상태를 유지할 수 있도록, 이들이 둘러싸이는 정도는 대부분 100% 미만인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 브레이크 라이닝의 제조 공정은 연속적으로 작동하는 프레스에서 일어날 수 있다. 여기서, 전술한 감쇠 재료로 이루어진 마찰 라이닝 혼합물 및 감쇠층은 예를 들어 2개의 스테이션에서 프레싱 몰드에 충전된다. 예를 들어, 여기에서 프레싱 온도는 100°C 내지 200°C일 수 있고, 프레싱 시간은 60초 내지 420초일 수 있고, 프레싱 압력은 3bar 내지 200bar일 수 있다. 이러한 맥락에서, 마찰 재료 대 중간층 재료의 비율은 바람직하게는 30%:1 중량% 내지 2%:1 중량%이다.
그 후, 라이닝 캐리어 플레이트가 캐비티에 배치된다. 이와 관련하여, 관련된 미러 플레이트, 스탬프 및 프로파일 플레이트는 바람직하게는 130℃와 190℃ 사이의 온도를 갖는다. 프레싱 시간은 바람직하게는 1분 내지 6분이다. 특정 압력은 예를 들어 6N/mm² 및 145N/mm²이다.
라이닝은 계속해서 경화된다. 이 과정은 오븐에서 정지된 방식으로 수행할 수 있다. 경화 온도는 예를 들어 실온 내지 300℃일 수 있고, 경화 시간은 30분 내지 24시간일 수 있다.
라이닝은 마찬가지로 연속 절차로, 예를 들어 실온 내지 700℃ 범위의 경화 온도 및 5분 내지 30분의 경화 시간으로 경화될 수 있다.
요약하면, 본 발명에 따른 감쇠 재료 제형의 바람직한 특징은 다음과 같이 구체화될 수 있다:
1) 고무 상(상(1))은 바람직하게는 수지를 함유하지 않거나 또는 고무 상의 수지 함량은 ≤ 5 중량%이다.
2) 고무 상은 고무의 공유 가교를 일으키는 다른 유기 가교 화학 물질을 포함하지 않는다.
3) 전체 혼합물에는 - 고무를 제외하고 - 분해 온도가 130°C 미만인 성분이 포함되어 있지 않다.
4) 강화 충전제는 고무 상에 통합된다. 이들은 반죽 과정에서 산재 및 분산되어야 한다.
매트릭스(상(2))에는 - 매트릭스를 형성하는 수지 외에 - 본질적으로 활성 및 비활성 충전제 및/또는 섬유가 다시 한 번 포함된다.
또한, 상(1)의 함량도 관련이 있다. 여기서, 완성된 감쇠 재료의 중량에 대해, > 50 중량%, 특히 60 중량% 내지 70 중량%의 함량을 사용하는 것이 바람직하다.
NBR 고무 및 상기 언급된 아크릴레이트 고무를 함유하는 본 발명에 따른 감쇠층에 대해 특히 유리한 결과가 달성될 수 있음이 밝혀졌다. 본 발명에 따라 적합한 고무는 종종 표준 고무일 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 감쇠 재료는 또한 예를 들어 특수 중합체를 사용한 용액과 비교하여 명백한 비용 이점을 수반한다.
본 발명에 따른 중간층 또는 감쇠층은 하나의 층 또는 다중 층으로 구성될 수 있다. 바람직하게는 하나의 층을 갖는다. 그 두께는 라이닝 캐리어의 구성 및 마찰 라이닝의 기능에 따라 달라진다. 그러나, 원칙적으로는 약 2mm 내지 4mm에 달한다.
감쇠층은 바람직하게는 접착층에 의해 및/또는 스터드를 사용하여 라이닝 캐리어 플레이트에 접합된다.
감쇠층과 마찰 라이닝 사이의 우수한 접착력은 감쇠층을 접착한다. 최종 프레싱 절차 전에 감쇠층의 수지와 마찰 라이닝 층의 수지가 아직 반응을 마치지 않았다. 따라서, 2개의 층은 확산층을 형성할 수 있다. 이 확산층에서 수지의 반응은 공유 결합을 생성하여 전체적으로 강한 결합에 기여한다. 동일한 이유로, 층들은 바람직하게 프레싱 몰드 내로 매끄럽게 채워지지 않는다. 매끄럽기보다는 거친 표면 구조로 인해, 상이 서로 접촉하는 표면적이 증가한다. 이것은 마찬가지로 서로 상의 결합을 증가시킨다. 즉, 감쇠 재료 및 마찰 재료에 대한 혼합물은 바람직하게는 서로의 상부에 적층되고, 그 다음, 설명된 바와 같이, 하나의 작업 단계에서 함께 압착된다.
본 발명의 가장 중요하고 바람직한 주제, 특징 및 양태는 아래에 정리될 것이다:
본 발명은 무엇보다도 바람직하게는 적어도 하나의 고무 및 하나의 수지를 함유하는 브레이크 라이닝의 감쇠층 또는 중간층을 위한 감쇠 재료를 포함하고, 복수의 거시적이고 불균일하게 구획된 영역(상(1))이 감쇠 재료에 형성되고, 상기 영역은 적어도 3% 내지 최대 50중량%의 높은 고무 함량을 갖는 고무 영역 및 5중량% 이상의 높은 수지 함량을 갖는 수지 영역(상(2))을 포함하고, 고무 영역은 바람직하게는 수지가 없거나 또는 ≤ 5 중량%의 수지 함량을 가지며, 수지 영역은 고무가 없다.
"불균일하게 구분된 영역"이라는 용어는 특히 불규칙한 윤곽 또는 불규칙한 외부 경계를 갖는 영역을 나타낸다. 이러한 맥락에서, 개별 영역의 윤곽 또는 외부 경계는 바람직하게 서로 크게 다르다.
본 발명에 기재된 바와 같이, 고무 또는 수지가 존재하지 않거나 관련 다른 영역에서 검출될 수 없는 경우, 고무 영역(상(1))에는 수지가 없고 수지 영역(상(2))에는 고무가 없고, 또는 고무 또는 수지가 해당 다른 영역에서 육안 또는 광학 현미경으로 검출될 수 없는 경우, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 명확한 (날카로운) 영역 경계 또는 상 경계 등으로 표시되는 상황이다.
"~이 없는"이라는 용어의 본 발명에 따른 이러한 의미에 대해 고려될 수 있는 또 다른 지정은 관련 영역 또는 상에 관련된 다른 구성요소가 "없거나 또는 거의 없다"는 것이다. 예를 들어, 아주 소량의 다른 구성 요소만이 예를 들어 확산됨으로써 다른 영역으로 들어가는 경우와 같은 경우이다. 소량은 예를 들어 수지 또는 고무가 다른 영역의 1중량% 미만을 구성하는 경우이다.
감쇠 재료의 단면도에서, 고무 영역 중 적어도 하나는 길이가 적어도 4mm일 수 있다.
감쇠 재료의 단면도에서, 수지 영역 중 적어도 하나는 길이가 적어도 1mm일 수 있다.
감쇠 재료의 고무 영역(상(1))은 바람직하게는 중량 기준으로 5중량% 내지 25%의 고무 함량을 갖는다.
감쇠 재료의 고무 영역은 바람직하게는 NBR 고무 또는 위에서 언급한 EVAC 고무를 유일한 고무로 포함하거나 다른 고무와 혼합하여 포함한다.
감쇠 재료의 고무 영역은 바람직하게는 30 중량% 내지 60 중량%의 섬유 함량 및/또는 15 중량% 내지 40 중량%의 충전제 함량을 갖는다.
감쇠 재료의 수지 영역(상(2))은 바람직하게는 10중량% 내지 35중량%의 수지 함량 및/또는 10중량% 내지 70중량%의 섬유 함량을 갖는다.
수지 영역은 바람직하게는 감쇠 재료에 고무 영역을 매립시킨다.
수지 영역 및 고무 영역의 구성성분은 바람직하게는 관련 영역에 균일하게 분포된다.
감쇠 재료는 50중량% 내지 70중량%의 고무 영역으로 구성될 수 있다.
감쇠 재료는 바람직하게는 50부피% 내지 90부피%의 고무 영역으로 구성된다.
감쇠 재료는 특히 바람직하게는 65 부피% 내지 80 부피%의 고무 영역으로 구성된다.
더욱이, 본 발명은 라이닝 캐리어 및 마찰층을 갖는 브레이크 라이닝을 포함하며, 이에 의해 전술한 설명에 따른 감쇠 재료로 제조된 감쇠층 또는 중간층이 라이닝 캐리어와 마찰층 사이에 배열된다.
마지막으로, 본 발명은 또한 하기 방법 단계를 포함하는, 전술한 바와 같은 감쇠 재료의 제조 방법에 관한 것이다:
a) 고무 사전 혼합 단계
(i) 고무, 충전제 및/또는 섬유, 선택적으로 수지 또는 수지 혼합물을 포함하는 고무 영역을 위한 출발 물질을 제공하는 단계,
(ii) 단계(i)의 출발 물질을 1회 이상 반죽하는 단계,
(iii) 단계(ii)에서 얻은 화합물을 4mm 미만의 입자 크기로 분쇄하는 단계,
b) 수지를 혼합하고 수지 혼합물에 단계(iii)의 입자를 분포시키는 단계,
(iv) 수지 또는 수지 혼합물을 포함하는 수지 영역에 대한 원료를 제공하는 단계,
(v) 단계(iii)의 입자를 단계(iv)의 원료와 혼합하는 단계,
(vi) 단계(v)에서 얻은 화합물을 압축하여 원하는 감쇠 재료를 형성하는 단계.
라이닝 생산의 범위 내에서, 단계(v)에서 얻은 화합물은 마찰층에 감쇠층을 생성하기 위해 직접 사용될 수 있다. 이 과정에서, 마찰층을 위한 화합물 및 혼합물이 위에서 설명한 대로 서로 적층되고 함께 압착된다.
도 1은 육안 또는 광학 현미경으로 볼 수 있는 본 발명에 따른 감쇠 재료(10)의 (표면의) 거시적 구조의 개략적인 확대도를 도시한다. 여기에서 상(1), 즉 강화 고무 상이 검은색(1)으로 표시되는 반면, 상(1)이 매립된 매트릭스 상(2)(수지 및 추가 섬유 및 충전제로 구성됨)은 흰색(2)으로 표시된다.
도 2는 전단 시험 후의 제1 실시예에서 본 발명에 따른 감쇠 재료(20)의 구조를 도시한다. 여기에서, 재료의 70부피%는 검은색 강화 고무 상(1)으로 구성되고, 고무 상(1)이 매립된 매트릭스 상(2)(흰색으로 표시)의 30부피%로 구성된다. 고무 상(1)은 매트릭스 상(2)에 대해 명확한 영역 경계를 표시한다.
도 3은 도시 및 설명에 있어서 도 2에 대응하고, 이에 의해, 이 경우에, 제2 실시예의 감쇠 재료(30)는 고무 상(1)의 50부피% 및 매트릭스 상 또는 수지 상(2)의 50부피%로 구성된다. 영역 경계 또는 상 경계도 여기에서 명확하게 정의된다.
도 1 내지 도 3은 고무 상(1)이 본 발명에 기재된 바와 같은 수지 성분을 함유하지 않거나 대부분 함유하지 않는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한다.
1 상
2 매트릭스 상
10 감쇠 재료
20 감쇠 재료
30 감쇠 재료

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 고무 함량 및 하나의 수지 함량을 갖는 브레이크 라이닝의 감쇠층 또는 중간층용 감쇠 재료로서, 감쇠 재료(10, 20, 30)에 복수의 불균일하게 구획된 영역이 형성되고, 상기 영역은 각각 영역(1)의 중량에 대해, 적어도 3중량% 내지 50중량%의 높은 고무 함량, 20중량% 내지 90중량%의 섬유 함량 및 0중량% 내지 50중량%의 충전제 함량을 갖는 고무 영역(1)을 포함하고, 각각 영역(2)의 중량에 대해, 5중량% 내지 50중량%의 높은 수지 함량, 10중량% 내지 90중량%의 섬유 함량 및 0중량% 내지 50중량%의 충전제 함량을 갖는 수지 영역(2)을 포함하고, 고무 영역(1)은 0 이상 1중량% 미만의 수지를 포함하며, 수지 영역(2)은 0 이상 1중량% 미만의 고무를 포함하고,
    상기 감쇠 재료는 다음 방법 단계:
    a) 고무 사전 혼합 단계
    (i) 고무, 충전제 및/또는 섬유를 포함하는 고무 영역(1)을 위한 출발 물질을 제공하는 단계,
    (ii) 단계(i)의 출발 물질을 1회 이상 반죽하는 단계,
    (iii) 단계(ii)에서 얻은 화합물을 4mm 미만의 입자 크기로 분쇄하는 단계,
    b) 수지를 혼합하고 수지 혼합물에 단계(iii)으로부터의 입자를 분포시키는 단계,
    (iv) 수지 또는 수지 혼합물, 섬유 및/또는 충전제를 포함하는 수지 영역(2)의 원료를 제공하는 단계,
    (v) 단계(iii)로부터의 입자를 단계(iv)로부터의 원료와 혼합하는 단계,
    (vi) 단계(v)에서 얻어진 화합물을 압축하여 원하는 감쇠 재료(10, 20, 30)를 형성하는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 고무 예비 혼합물 및 수지 혼합물로부터 수득될 수 있는, 감쇠 재료.
  2. 제1항에 있어서,
    고무 영역(1)은 각각 영역(1)의 중량에 대해, 5중량% 내지 25중량%의 고무 함량, 30중량% 내지 60중량%의 섬유 함량, 15중량% 내지 40중량%의 충전제 함량 및 0중량% 내지 50중량%의 수지 함량을 갖는, 감쇠 재료.
  3. 제1항에 있어서,
    수지 영역(2)은 각각 영역(2)의 중량에 대해, 10중량% 내지 35중량%의 수지 함량, 10중량% 내지 70중량%의 섬유 함량 및 15중량% 내지 40중량%의 충전제 함량을 갖는, 감쇠 재료.
  4. 제1항에 있어서,
    고무 영역(1)은 감쇠 재료(10, 20, 30)에서 네트워크를 형성하는, 감쇠 재료.
  5. 제1항에 있어서,
    수지 영역(2)은 감쇠 재료(10, 20, 30)에서 네트워크를 형성하는, 감쇠 재료.
  6. 제1항에 있어서,
    고무 영역(1)은 NBR 고무 또는 에틸렌-비닐 아세테이트 아크릴레이트를 기반으로 하는 고무를 유일한 고무로서 포함하거나 또는 다른 고무와 혼합하여 포함하는, 감쇠 재료.
  7. 제1항에 있어서,
    수지 영역(2)은 고무 영역(1)을 감쇠 재료(10, 20, 30)에 매립시키는, 감쇠 재료.
  8. 제1항에 있어서,
    수지 영역(2) 및 고무 영역(1)의 관련 구성성분은 관련 영역에 균일하게 분포되는, 감쇠 재료.
  9. 제1항에 있어서,
    감쇠 재료(10, 20, 30)는 고무 영역(1)의 50부피% 내지 90부피%로 구성되는, 감쇠 재료.
  10. 삭제
  11. 브레이크 라이닝 캐리어와 마찰 라이닝 사이에 배치되는 브레이크 라이닝을 위한 감쇠층 또는 중간층으로서 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 감쇠 재료의 사용 방법.
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