KR20010006666A

KR20010006666A - 비석면계 마찰재

Info

Publication number: KR20010006666A
Application number: KR1020000008202A
Authority: KR
Inventors: 고바야시미츠루
Original assignee: 모치즈키 아키히로; 닛신보세키 가부시키 가이샤
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2001-01-26
Also published as: EP1031754A1; EP1031754B1; KR100560379B1; DE60006170T2; BR0000852A; DE60006170D1; US6413622B1

Abstract

비-석면계 마찰재를 섬유기재, 무기충전재, 유기충전재 및 결합재를 포함하는 조성물을 성형 및 경화하여 만들었다. 무기충전재, 일반적으로 규산지르코늄은 0.1 내지 8㎛의 90% 입경, 6 내지 8의 모스 경도를 가지며, 전체 조성물의 0.1 내지 10 부피%를 차지한다. 마찰재는 브레이크 라이닝으로서 유용하고 정상 사용에서 높은 제동 유효성, 작은 속도차, 낮은 제동 유효성의 경시변화를 가지며, 모닝 효과 및 경련적인 저속 제동을 방지할 수 있다.

Description

비석면계 마찰재{NON-ASBESTOS FRICTION MATERIALS}

본 발명은 섬유기재, 무기충전재, 유기충전재 및 결합재를 포함하는 조성물을 성형 및 경화하여 만든 비-석면계 마찰재에 관한 것이다. 더 상세하게는, 저속 제동에서 원하지 않는 경련을 방지할 수 있고, 따라서 버스 또는 트럭과 같은 대형차에 사용되는 마찰재에 매우 적합한 비-석면계 마찰재에 관한 것이다.

본 발명의 배경

특히 버스 및 트럭과 같은 대형차에서, 저속에서 제동 성능 또는 효과의 갑작스런 상승은, 큰 물건을 수반한 차의 갑작스런 멈춤으로 특징되어지는 경련적인 저속 제동은 운전상태를 흔들리게 한다. 이것은 불편한 승차감을 주고, 또한, 때로는 차내에서 떨어짐으로 인한 승객 부상의 원인이 된다. 그러므로, 저속 제동에서 그러한 경련을 막기 위한 방법이 필요하다.

동시에, 일본의 규정은 더 높은 제동 유효성을 증진하는 요구를 이끌어 왔다. 마찰재에서 다음의 개선은 더 좋은 효과를 달성하기 위한 방법으로 제안되어 왔다.

(1) 마찰재에 다량의 금속 가루를 첨가한다.

(2) 마찰재에 다량의 유리섬유를 포함한다(예를 들면 전체 조성물 기준으로 최소 10 부피%).

(3) 마찰재에 사용되는 연마제의 평균입경을 증가시키고, 적당하게 연마제의 함량을 조절한다. 최소 10㎛의 평균입경을 가진 규산지르코늄 또는 산화마그네슘의 사용이 일반적인 예이다.

그러나, 제동 유효성을 증가시키는 각각의 이전-기술 방법은 많은 관련된 문제를 가진다. 예를 들면, 다량의 금속 가루를 마찰재에 첨가하는 것에 의한 첫번째 접근은, "금속 걸림"의 원인이 되어, 브레이크 드럼의 긁힘 및 제동 동안에 경련의 원인이 되는 고르지 않는 제동 작용과 같은 그러한 원하지 않는 효과가 결과된다.

마찰재에 적어도 10 중량%의 유리섬유를 첨가하는 것을 포함하는 두번째 접근은, 제동 유효성을 증가시킨다. 그러나, 이 장점은, 여기서 50 ㎞/h에서의 유효성 및 100 ㎞/h에서의 유효성의 차이의 절대값으로 정의된, "속도차"가 증가하고, 또한, 제동 유효성과 속도차 모두에서 커지고 원하지 않는 경시변화에 의해 상쇄된다.

상기 언급된 세번째 접근에서는, 적어도 10㎛의 평균입경을 가진 규산지르코늄 또는 산화마그네슘과 같은 연마제가 마찰재에 포함된다. 이 해결법은 실제로 제동 유효성을 증진하는데 효과적이나 너무나 많은 결점을 가진다. 원하지 않는 결과는 더 큰 속도차, 고속에서 감소된 유효성, 및 속도차 및 제동 유효성 모두에서 크고 원하지 않는 경시변화를 포함한다. 더욱이, 연마제가 브레이크 드럼을 긁고 이것이 저속 제동 동안에 경련의 원인이 된다.

더욱이, 상기 첨가된 다량으로 인해, 이들 마찰재 (1) 내지 (3)은 만나는 표면상에 필요한 긁힘의 정도보다 더 크게 되어, 브레이크 수명을 짧게 한다.

그러므로, 이전-기술의 마찰재 모두는 심각한 장애를 가진다. 그것들은 그러한 물질의 필요조건이 부족할 뿐만 아니라, 그것들은 저속 제동 동안 원하지 않는 경련을 방지할 수 없다.

본 발명의 요약

그러므로 본 발명의 목적은 정상 사용에서 높은 제동 유효성, 작은 속도차, 및 제동 유효성 및 속도차 모두에서 최소한의 경시변화를 가지고, 모닝 효과를 일으키지 않고, 저속 제동 동안에 경련적인 동작을 방지 할 수 있는 비-석면계 마찰재를 제공하는 것이다. 여기서 사용된 "모닝 효과"란, 찬-온도 작동 동안에 초기 유효성에서부터 제동 유효성이 증가하는 것을 말한다.

본 발명자들은, 제동 유효성을 증진시키기 위한 초기의 시도와는 달리 높은 경도 및 작은 입경을 갖는 무기충전재의 특정량을 마찰재 조성물에 첨가하는 것, 및 바람직하게는 또한 통상량보다 더 적은 잘게 썬 유리 성분을 첨가하는 것이, 정상 사용하에서 좋은 제동 유효성을 부여하지만 저속 제동동안 원하지 않는 경련의 원인이 되지 않는 뛰어난 비-석면계 마찰재를 제공하는 놀랍고 예상하지 않았던 효과를 가진다는 것을 발견하였다.

즉, 본 발명자들은 섬유기재, 무기충전재, 유기충전재 및 결합재를 포함하는 조성물을 성형 및 경화하여 만든 비-석면계 마찰재에서, 전체 조성물 기준으로 0.1 내지 10 부피%의, 0.1 내지 8 ㎛(적어도 10㎛의 입경인 전형적인 예전 기술에 반대됨)의 90% 입경 및 6 내지 8의 모스 경도를 가진 무기충전재의 혼합 및 바람직하게는 전체 조성물 기준으로, 잘게 썬 유리 성분의 통상적인 양인 1 내지 6 부피%보다 낮은 혼합이, 마찰재의 이들 조성 및 다른 조성 사이에서 상승적인 효과를 이끌어낸다는 것을 발견하였다. 이들 효과들로 인하여, 통상 사용(일반적으로 약 50 ㎞/h)에서 높은 제동 유효성, 작은 속도차, 및 고속에서 줄지 않는 제동 유효성을 가지며, 유효성에서 최소한의 경시변화 및 속도차를 나타내며, 모닝 효과를 일으키지 않으며, 저속 제동 동안, 계속적인 사용후에, 최소한의 드럼 표면 거칠기 및 드럼 파손 깊이의 원인이 되는 경련을 방지할 수 있으며, 뛰어난 내구성 및 긴 사용 연한을 가지는 뛰어난 비-석면계 마찰재를 얻을 수 있었다.

본 발명의 마찰재의 우수한 특성의 이유는 잘 이해되지 않는다. 그러나, 높은 경도와 특정한 90% 입경을 가진 무기충전재가 바람직하게는 소량의 잘게 썬 유리성분으로 일정하게 혼합한 상태에서 마찰재 조성물을 성형한 것은 성분이 최대한의 능력을 나타내게 한다는 것이 근접한 설명이다. 이것은 단지 큰 평균입경을 가진 연마제를 함유하는 예전-기술의 마찰재와 다르거나, 높은 유리섬유 성분을 가지거나, 정상 사용에서 높은 제동 유효성을 가지거나, 또한 작은 속도차를 가진 마찰재는, 고속에서 제동 효과가 떨어지지 않으며, 시간에 따르는 유효성 및 속도차에서 최소한의 변화를 가지며, 계속적인 사용후에, 저속 제동 동안, 최소한의 드럼 표면 거칠기 및 드럼 파손 깊이의 원인이 되는 경련을 방지할 수 있으며, 뛰어난 내구성 및 긴 사용 연한을 가지는 마찰재를 얻을 수 있게 하였다.

따라서, 본 발명은 섬유기재, 무기충전재, 유기충전재 및 결합재를 포함하는 조성물을 성형 및 경화하여 만든 비-석면계 마찰재를 제공하며, 여기서 무기충전재는 0.1 내지 8 ㎛의 90% 입경, 6 내지 8의 모스 경도 및 전체 조성물의 0.1 내지 10 부피%를 차지한다.

추가적으로 본 발명은 섬유기재, 무기충전재, 유기충전재 및 결합재를 포함하는 조성물을 성형 및 경화하여 만든 비-석면계 마찰재를 제공하며, 여기서 마찰재는 일본 자동차 공학 협회 표준 JASO C-407-87에 따르는 저온 저속 제동 시험에 의해 결정된 바, 5 ㎞/h에서의 제동 유효성(TP1) 및 30 ㎞/h에서의 제동 유효성(TP2) 사이에서 차이율을 가지며, (TP1-TP2)/TP1×100으로 표시되며, 최대 40%이다.

본 발명의 상세한 설명

본 발명의 비-석면계 마찰재는 섬유기재, 무기충전재, 유기충전재 및 결합재를 주로 포함하는 조성물을 성형 및 경화하여 만들 수 있다. 그러나, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 이들 성분중의 무기 충전재의 양 및 유형이, 특정한 모스 경도 및 특정한 90% 입경을 가진 특정한 비율의 무기 충진재가 조성물내에 조제되도록 선택되는 것이 중요하다. 더욱이, 조성물이 섬유기재로서 통상적인 양보다 적은 양의 잘게 썬 유리성분을 포함하는 것이 추천된다.

무기충전재는 0.1 내지 8 ㎛의 90% 입경과 6 내지 8의 모스경도를 가져야 하며, 전체 마찰재 조성물의 0.1 내지 10 부피%를 차지해야 한다. 90% 입경은 바람직하게는 0.3 내지 6 ㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 4 ㎛이고, 가장 바람직하게는 0.5 내지 3 ㎛이다. 모스 경도는 바람직하게는 7 내지 8 이다. 무기 충전재의 함량은 전체 조성물 기준으로, 바람직하게는 3 내지 9 부피%이며, 가장 바람직하게는 4 내지 8 부피%이다. 무기충전재가, 이러한 각각의 범위 미만의 90% 입경, 모스 경도 및 양을 갖는 조성물로 만들어진 마찰재는 증진된 제동 유효성을 달성하기가 불가능하다. 반대로, 무기충전재가 상기 각각의 범위보다 더 큰 90% 입경, 모스 경도 또는 양을 갖는 무기충전재의 사용은, 마찰재가 저속 제동동안 경련의 원인이 되게 한다. 본 발명의 목적 및 장점은 이런 경우 모두에서 달성될 수 없다.

여기서 사용되는, 용어 "90% 입경"은 누적 입경 분포의 90%에서의 입경을 말한다.

무기충전재 입자의 형상은 구형 또는 거의 구형 형상이 바람직하나 중요하지는 않다. 입자는 필요하다면 표면 처리 할 수 있다.

상기 범위내의 평균 입경 및 모스 경도를 가진 그러한 무기 충전재의 예시되는 예는, 마그네시아, 산화지르코늄, 황산지르코늄, 규산지르코늄, α-석영(모스 경도, 7) 및 산화크롬을 포함한다. 이들은 홀로 또는 그것의 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 바람직한 무기충전재는 규산지르코늄(모스 경도, 7.5)이다.

상기 평균 입경 및 모스 경도를 가진 무기충전재에 더하여, 본 발명의 마찰재는 또한 통상 마찰재로 사용되는 다른 무기충전재를 포함할 수 있다. 예시되는 예로는 이황화 몰리브텐, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화칼슘, 불화칼슘, 활석, 산화철, 운모, 황화철, 금속 분말 및 질석을 포함한다. 그러한 다른 무기충전재는 홀로 또는 그것의 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 마찰재 조성물중의 이들 다른 무기충전재의 양은 바람직하게는 0.1 내지 70 부피%이고, 더욱 바람직하게는 3 내지 50 부피%이고 가장 바람직하게는 5 내지 30 부피%이다.

상기된 특정한 90% 입경 및 모스 경도를 가진 무기충전재에 따라서, 본 발명의 마찰재는 또한 섬유기재로서 잘게 썬 유리 성분의 특정량을 바람직하게 포함한다.

잘게 썬 유리성분은 2 내지 5 ㎜, 특히 2.5 내지 3.5 ㎜의 섬유길이, 5 내지 12 ㎛, 특히 7 내지 11 ㎛ 의 섬유직경, 및 50 내지 500, 특히 100 내지 400의 성분당 섬유의 수를 가지는 것이 바람직하다.

잘게 썬 유리성분의 양은 전체 조성물 기준으로, 바람직하게는 1 내지 6 부피%, 더욱 바람직하게는 2 내지 6 부피%이고, 가장 바람직하게는 2 내지 4 부피%이다. 너무 적은 잘게 썬 유리성분의 첨가는 낮은 제동 유효성 및 나쁜 증진된 효과의 결과를 가져와, 크래킹 및 균열에 이르게 된다. 반대로, 너무 많은 잘게 썬 유리 성분은 속도차를 증가시킨다.

잘게 썬 유리 성분에 더하여, 본 발명의 마찰재는 또한 통상 사용되는 다른 섬유기재를 포함할 수 있다. 예시되는 예로는 금속분말(예를 들면, 철, 구리, 황동, 청동, 알루미늄), 세라믹 섬유, 티탄산칼륨 섬유, 탄소 섬유, 암면, 규회석, 해포석, 애터펄자이트 및 인조 광물 섬유와 같은 무기충전재; 및 아라미드 섬유, 셀룰로오스 펄프, 아라미드 펄프 및 아크릴 섬유와 같은 유기충전재를 포함한다. 어느 하나 또는 그것의 둘 이상의 조합이 사용될 수 있다. 그러한 섬유 기재는 스테이플 파이버 또는 분말 형태로 사용될 수 있다. 이들 다른 섬유 기재의 양은, 전체 마찰재 조성을 기준으로, 바람직하게는 5 내지 30 부피%이고, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 부피%이다.

본 발명에 사용될 수 있는 적당한 유기충전재의 예는 카슈 분말, 재생 타이어 분말,고무 분말, 흑연, 니트릴 고무 분말(가황물) 및 아크릴 고무 분말(가황물)을 포함한다. 이것들은 하나 또는 그것의 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 유기 충전재는 전체 마찰재 조성물 기준으로, 바람직하게는 0.5 내지 60 부피%이고, 특히 5 내지 35 부피%의 양으로 첨가된다.

본 조성물에 사용되는 결합재는, 마찰재로 통상 사용되는 어떤 공지된 결합재일 수 있다. 적당한 예는 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 여러 고무-변형된 페놀 수지, 니트릴 고무, 아크릴 고무 및 실리콘 고무를 포함한다. 이것들은 하나 또는 그것의 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 결합재는 바람직하게는 7 내지 40 부피%이고, 특히 10 내지 25 부피%의 양으로 첨가된다.

본 발명의 비-석면계 마찰재의 제조 방법은, 먼저 성형 분말을 공급하기 위하여 헨쉘(Henshel) 믹서, 리디지(Ridige) 믹서 또는 에리히(Eirich) 믹서와 같은 적당한 믹서로 상기 성분들을 균일하게 혼합하고, 그 분말을 틀에서 예비성형한다. 다음에 예비성형물은 2 내지 15 분 동안, 130 내지 200 ℃의 온도 및 100 내지 400 ㎏/㎠에서 성형된다.

얻어진 성형품은 2 내지 48 시간동안 140 내지 250℃에서 열처리에 의해 후경화되고, 요망하는 크기까지 필요한 대로 절단, 규격화, 가루로 만들고 그 밖의 방법으로 처리되어 최종제품을 얻는다.

본 발명의 한 구체예에서, 마찰재는, 일본 자동차 공학 협회 표준 JASO C-407-87(트럭 및 버스 제동 장치용 동력계 시험방법)에 따르는 저온 저속 제동 시험에 의해 결정된 바, 5 ㎞/h에서의 제동 유효성 TP1 및 30 ㎞/h에서의 제동 유효성 TP2를 가진다. (TP1-TP2)/TP1×100으로 표시된, 5 ㎞/h에서의 제동 유효성 TP1 및 30 ㎞/h에서의 제동 유효성 TP2 사이에서 차이율은, 최대 40%이며, 바람직하게는 최대 30%이며, 더욱 바람직하게는 최대 20%이고, 가장 바람직하게는 최대 15%이어야 한다. 차이율의 하한은 적어도 0%의 값이 바람직할지라도 중요하지 않다. 너무 많은 차이율은, 저속에서 브레이크 작동하는 동안 갑자기 제동 유효성이 상승하는, 경련하는 저속 제동이 될 수 있다.

일반적으로, JASO C407-87에 따르는 저온 저속 제동 성능 시험은 약 10℃의 온도에서 수행된다. 10 ℃에서 측정된 차이율(TP1-TP2)/TP1×100은 바람직하게는 최대 20%이고, 가장 바람직하게는 0 내지 15% 이다. 비교 근거로서 제시되는, 100 ℃에서 측정된 차이율 (TP1-TP2)/TP1×100은 바람직하게는 최대 10%이고, 특히 0 내지 7% 이다.

JASO C407-87에 따르는 저온 저속 제동 성능 시험에서, 제동 토크 T 및 제동 유압 P는 모의된 빈차 관성 및 네가지 세트의 조건하: 5㎞/h 또는 30㎞/h의 초기 제동 속도와 짝으로 된 10℃ 또는 100℃(비교 근거)의 예비-제동 브레이크 온도에서 측정되었다. 이들 결과는 제동 유효성의 상승을 계산하기 위하여 순서대로 사용되었고, 여기서는 T/P로 정의된, 차례로 저속에서의 제동 유효성(즉, 5 ㎞/h에서의 T/P - 30 ㎞/h에서의 T/P에 의해 주어진 유효성의 차이)의 상승 및 유효성의 차이율을 계산하는데 사용하였다. 제동 온도는 브레이크 어셈블리에 설치된 온도 센서로 측정하였다.

바람직하게는, 본 발명의 마찰재는 하기에 나타낸 식으로 표시되는, 90 내지 150 %, 및 특히 90 내지 120 %의, JASO C-407-87(트럭 및 버스 제동 장치용 동력계 시험방법)에 따르는 모의된 일정하중 관성에서 수행된 정상-사용 제동 성능 시험에서, 제 1차 (설치-투입 전) 효과 시험에서 최종(제 5차) 효과 시험까지의 속도차의 경시변화를 가진다. 더욱이, 하기에 나타난 식으로 표시되는, 제동 유효성의 경시변화는 50 ㎞/h에서, 바람직하게는 90 내지 110 %, 특히 95 내지 105 %, 및 100 ㎞/h에서, 바람직하게는 90 내지 105 %, 특히 97 내지 103 %이다.

속도차의 경시 변화 백분율 = (제 5차 시험중 속도차)/(제 1차 시험중 속도차)×100

효과의 경시 변화 백분율 = (제 5차 시험중 50 또는 100 ㎞/h에서의 T/P)/(체 1차 시험중 50 또는 100 ㎞/h에서의 T/P)×100

JASO C407-87에 따르는 일정하중 관성에서 수행된 정상-사용 제동 성능 시험의 제 1차(설치-투입 전)부터 제 5차(다섯번째) 효과 시험후에, 독일 표준 DIN 4769에 따라 거칠기 성분에서의 10점을 평균(RzD)으로 나타낸, 드럼 표면 거칠기는 바람직하게는 15 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10 ㎛이하, 및 가장 바람직하게는 1 내지 7 ㎛이다. 새 드럼의 표면으로부터 마손된 깊이에서의 10점을 평균으로 나타내는, 드럼 마손 깊이는 바람직하게는 20 ㎛이하, 더욱 바람직하게는 15 ㎛ 이하, 및 가장 바람직하게는 5 내지 13 ㎛이하이다.

JASO C407-87에 따르는 일정하중 관성 정상-사용 제동 성능 시험에서, 제동 라이닝은 대형차 뒷바퀴 브레이크 어셈블리에 설치된다. 브레이크 동력계를 사용하여, 제동 토크 T 및 브레이크 유압 P는, JASO C407-87에 따라, 모의된 일정하중(총 차 무게, 20 미터톤)하에, 제 1차(설치-투입 전)부터 최종(제 5차)유효시험까지 제동 성능 실험을 수행하여 측정하였다. 결과의 데이타를 제동 유효성 T/P를 계산하는데 사용하였다.

본 발명의 마찰재를 사용하여, 자동차 브레이크 슈 어셈블리는, 깨끗하고, 표면 처리되고, 접착제로 코팅된 스틸 또는 주철 브레이크 슈 플레이트상에 최종품을 놓은 것에 의해 제조될 수 있다. 다음에 브레이크 슈 및 최종품은 가압하의 이 상태에서 함께 유지된 다음, 열의 가함으로써 결합된다. 버스 및 트럭용 브레이크 슈 어셈블리는 깨끗하고, 표면 처리된 스틸 또는 주철 브레이크상에 최종제품을 리벳으로 고정시켜 제조될 수 있다.

본 발명의 비-석면계 마찰재는 자동차에 사용하에 매우 적당하다. 특별히, 마찰재가 버스 및 트럭과 같은 대형차에 설치 되었을 때, 저속 제동동안에 지금까지 문제가 있었던 경련이 발생하지 않는다. 또한 본 발명의 마찰재는 디스크 브레이크 및 드럼 브레이크안의 디스크 패드, 브레이크 슈 및 브레이크 라이닝과 같은 관련된 적용에 잘 사용하기 위해 그것들을 제공한다.

실시예

본 발명의 실시예 및 비교예는 하기 예시를 통하여 주어지나, 본 발명에 제한 되지는 않는다.

실시예 1-4 및 비교예 1-4

표 1 에 나타낸 마찰재 조성물을 배합하고, 그 후 리니지 믹서로 균일하게 혼합하여 10분 동안 100㎏/㎠의 압력하에 가압성형을 예비성형하였다. 각 예비성형물을 145℃의 온도 및 180㎏/㎠의 압력에서 원하는 시간만큼 성형하였고, 그 후 180℃에서 5 시간의 열처리로 전처리하여, 각각의 8개 실시예에서 대형 트럭용 뒷바퀴 브레이크 라이닝을 얻었다.

1) 범-용 규산지르코늄: 모스 경도, 7.5; 90% 입경, 10㎛.

2) 미립 규산지르코늄: 모스 경도, 7.5; 90% 입경, 1.5㎛.

3) 잘게 썬 유리성분 : 섬유 길이, 3㎜; 섬유경, 9㎛; 성분 당 섬유의 수, 100

실시예에서 얻어진 브레이크 라이닝은 JASO C407-87:(1) 모의된 빈차 관성 저온 저속 제동 성능 시험, 및 (2) 모의된 일정하중 관성 정상-사용 제동 성능 시험에 따르는 두 동력계 시험에 사용된다.

(1) 저온, 저속 제동 성능시험

제동 토크 T 및 제동 유압 P는 모의된 빈차 관성 및 네가지 세트의 조건하: 5㎞/h 또는 30㎞/h의 초기 제동 속도와 짝으로 된 10℃ 또는 100℃의 예비-제동 브레이크 온도에서, JASO C407-87에 따라 측정되었다. 이 결과를 제동 유효성 T/P를 계산하는데 사용하였다. 다음에 제동 유효성 데이타를 다양한 온도에서 저-속도 제동 유효성이 증가하는 정도를 계산하는데 사용하였다; 즉, 5 ㎞/h 에서의 T/P (TP1) - 30 ㎞/h 에서의 T/P (TP2). 더욱이, 유효성의 격차비, (TP1-TP2)/TP1×100를 계산하였다. 그 결과를 표 2에 포시하였다.

표 2에 나타낸 결과는 비교예 1 내지 4에서, 5 ㎞/h에서 제동 유효성이 점진적으로 30 ㎞/h까지에 걸쳐 증가하기 때문에, 저속 제동 동안에 경련이 상승되는 것을 나타낸다. 더욱이, 10℃ 및 100℃ 사이의 제동 유효성의 격차는 크다(모닝 효과 발생). 또한 이들 비교예중의 유효성 격차비는 매우 커서, 10℃에서 57.3 내지 60.5% 및 100℃에서 46.1 내지 58.6%에 걸쳐 있다.

반대로, 본 발명에 따르는 실시예 1 내지 4에서는, 저속(5㎞/h)에서의 제동 유효성이 증가하는 것이 적기 때문에 경련적인 저속 제동을 막아준다. 10℃ 내지 100℃사이의 제동 유효성의 격차는 적다(모닝 효과가 발생 안함). 더욱이, 유효성의 격차비가 매우 작아, 10℃에서 7.7 내지 11.1% 및 100℃에서 2.7 내지 5.4%에 걸쳐 있다.

(2) 모의된 일정하중 관성에서 정상-사용 제동 성능 시험

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에서 제작된 브레이크 라이닝을 각각 교대로 대형 트럭 뒷바퀴 브레이크 어셈블리에 설치하였다. 제 1차 (받침대-투입 전)부터 최종(제 5차)까지 제동 성능 시험은 브레이크 동력계로 모의된 일정하중(GVW=20t)하에 수행되었다. 이 시험에서 측정된 제동 토크 T 및 제동 유압 P는 제동 유효성 T/P를 제동 유효성을 계산하는데 사용하였다. 다음의 1 내지 5의 시험은 드럼 표면의 거칠기 및 드럼 마손 깊이를 하기에 기술한대로 측정하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.

드럼 표면 거칠기

독일 표준 DIN-4769에 따라서 지정된 대로 거칠기 성분의 10점을 평균(RzD)으로 나타내었다.

드럼 마손 깊이

새드럼의 표면으로부터 마손의 깊이의 10점을 평균으로 나타내었다.

다음에, 상기에서 50 ㎞/h에서의 제동 유효성 및 100 ㎞/h에서의 제조 유효성사이의 격차의 절대값으로 정의한, 속도차를 결과의 T/P 값으로부터 계산하였다. 속도차에서의 경시 변화 및 제동 유효성에서의 경시변화를 하기에 나타낸 식으로부터 계산하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.

속도차의 경시 변화 백분율 = (제 5차 시험중 속도차)/(제 1차 시험중 속도차×100

효과의 경시 변화 백분율 = (다섯번째 시험중 50 또는 100 ㎞/h에서의 T/P)/(제 1차 시험중 50 또는 100 ㎞/h에서의 T/P)×100

표 3에 있는 결과들로부터 명백한 바와 같이, 각각의 비교예에서 속도차는 컸고, 제동 유효성은 고속(100 ㎞/h)에서 상당히 감소하였으며, 제동 유효성에서의 경시변화는 컸고 (특히 50 ㎞/h에서), 드럼 마손은 상당하였다.

반대로, 본 발명에 따르는 실시예1 내지 4에서, 정상 사용하에 제동 유효성(50 ㎞/h)은 컸고, 속도차는 작았으며, 고속에서 제동 유효성은 단지 작은 쇠퇴를 겪었고, 속도차에서의 경시변화는 작았으며, 제동 유효성에서의 경시변화는 작았고, 드럼 마손은 낮았다.

그러므로, 본 발명의 비-석면계 마찰재는 다음의 현저하고 전례없는 성능 특성을 가진다.

(1) 모닝 현상이 없음. 즉, 100℃ 및 10℃사이의 제동 유효성의 격차는 적다. 특히, 추운 겨울 날씨의 아침 동안에 제동 유효성의 상승을 막을 수 있었다.

(2) 5 ㎞/h 및 30 ㎞/h에서의 제동 유효성의 격차는 작았다. 그러므로, 저속에서 제동 유효성이 갑자기 증가되는 원인이 되는 저속 제동 동안에 경련이 발생하지 않았다.

(3) 작은 속도차. 100 ㎞/h 에서의 제동 유효성 및 50 ㎞/h 에서의 제동 유효성 사이의 절대값 차이는 작고, 고속에서 제동 유효성의 기울기가 감소되었다.

(4) 제동 유효성 및 속도차의 경시변화는 모두 작았다.

(5) 계속적인 사용후에 드럼 표면 거칠기 및 드럼 마손 깊이는 모두 작으므로, 내구성이 우수해지고 사용연한이 길어진다.

본 발명의 마찰재는 저속 제동 동안에 경련의 원인이 되지 않기 때문에, 그것들은 버스 및 트럭과 같은 대형차의 사용에 매우 적당하다.

일본 특허 출원 No. 11-042504는 여기에 참고문헌으로 포함되어 있다.

어떤 바람직한 구체예가 기술되어 있을지라도, 많은 변경 및 변화가 상기 기술의 견해로부터 만들어 질 수 있다. 그러므로 본 발명을 이해하기 위해서는 첨부한 청구항의 범위를 벗어나지 않는 한 상세하게 기술된 것보다 다른 방법으로 실행 될 수 있다.

Claims

무기충전재가 0.1 내지 8 ㎛의 90% 입경, 6 내지 8의 모스 경도를 가지며, 전체 조성물의 0.1 내지 10 부피%를 차지하는 것을 특징으로 하는 섬유기재, 무기충전재, 유기충전재 및 결합재로 이루어진 조성물을 성형 및 경화하여 만든 비-석면계 마찰재.
제 1 항에 있어서, 무기충전재가 마그네시아, 산화지르코늄, 황산지르코늄, 규산지르코늄, α-석영 및 산화크롬 및 그것의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 비-석면계 마찰재.
제 1 항에 있어서, 섬유 기재가 전체 조성물의 1 내지 6 부피%를 차지하는 양으로 잘게 썬 유리성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 비-석면계 마찰재.
마찰재가 일본 자동차 공학 협회 표준 JASO C-407-87에 따르는 저온 저속 제동 시험에 의해 결정된 바, 5 ㎞/h에서의 제동 유효성 TP1 및 30 ㎞/h에서의 제동 유효성 TP2를 가지며, (TP1-TP2)/TP1×100으로 나타낸 제동 유효성 TP1 및 TP2사이의 차이율이 최대 40%인 것을 특징으로 하는 섬유기재, 무기충전재, 유기충전재 및 결합재를 함유하는 조성물을 성형 및 경화하여 만든 비-석면계 마찰재.
제 4 항에 있어서, 10 ℃에서 측정된 차이율 (TP1-TP2)/TP1×100이 최대 30%인 것을 특징으로 하는 비-석면계 마찰재.
제 4 항에 있어서, 100 ℃에서 측정된 차이율 (TP1-TP2)/TP1×100이 최대 20%인 것을 특징으로 하는 비-석면계 마찰재.