KR20100072547A

KR20100072547A - 브레이크 패드용 마찰재 조성물

Info

Publication number: KR20100072547A
Application number: KR1020080130980A
Authority: KR
Inventors: 박재현
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2010-07-01

Abstract

본 발명은 조성물 총 중량에 대하여, 결합제 7~9 중량%, 연삭제 10~12 중량%, 윤활제 32~34 중량%, 강화섬유 35~37 중량%, 및 충진제 14~29 중량%를 포함하는 브레이크 패드용 마찰재 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 브레이크 패드용 마찰재 조성물은 사용시에, 급제동, 고속 제동, 고온조건 제동 등 사용환경에 관계 없이 안정된 마찰계수의 확보가 가능하여, 안전성이 확실하게 확보되며; 환경친화성, 내페이드성 및 내마모성을 갖추면서도 생산 원가가 낮아 경제성이 매우 우수하다.

브레이크, 마찰재, 내페이드성

Description

브레이크 패드용 마찰재 조성물{Friction materials for brake pad}

본 발명은 자동차용 브레이크 패드용 마찰재 조성물에 관한 것이다.

자동차의 안전성을 확보하기 위한 제동장치 시스템 중에서 브레이크 패드용 마찰재는 제동시 실제 마찰력을 발생시키는 것으로서 브레이크 장치에서 상당히 중요한 역할을 담당하고 있다. 따라서, 안전성 확보, 환경친화성, 경제성 등 여러 가지 요구조건을 만족시킬 수 있어야 한다.

그러나, 상기와 같은 요구조건을 용이하게 충족킬 수 있는 석면, 유리섬유를 비롯한 많은 종류의 소재들은 환경문제로 인하여 그 사용이 제한되고 있는 실정이다.

한편, 유럽형 브레이크 패드용 마찰재로는, 유럽 자동차 사용자들의 제동감에 따라 고마찰계수 브레이크 패드용 마찰재가 요구되므로, 고마찰계수를 갖는 로우 스틸(Low Steel) 마찰재가 사용되고 있다. 그러나, 이러한 고마찰계수 브레이크 패드용 마찰재는 지속적인 제동에 의해 온도가 올라가면 마찰계수가 저하되는 고온 페이드(fade) 현상이 나타나는 문제를 노출하고 있다(도 1, 참조).

그러므로, 이 분야에서 안전성, 환경친화성, 경제성 등의 조건과 함께, 내페 이드성 및 내마모성도 갖춘 브레이크 패드용 마찰재의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 급제동, 고속 제동, 고온조건 제동 등 사용환경에 관계 없이 안정된 마찰계수의 확보가 가능하며; 환경친화성, 내페이드성 및 내마모성을 갖추면서도 생산 원가가 낮아 경제성이 우수한 브레이크 패드용 마찰재 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 조성물 총 중량에 대하여, 결합제 7~9 중량%, 연삭제 10~12 중량%, 윤활제 32~34 중량%, 강화섬유 35~37 중량%, 및 충진제 14~29 중량%를 포함하는 브레이크 패드용 마찰재 조성물을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 브레이크 패드용 마찰재 조성물로 제조된 브레이크 패드를 제공한다.

본 발명의 브레이크 패드용 마찰재 조성물은 조성물 총 중량에 대하여, 결합제 7~9 중량%, 연삭제 10~12 중량%, 윤활제 32~34 중량%, 강화섬유 35~37 중량%, 및 충진제 14~29 중량%를 포함한다.

상기에서 결합제로는 변성페놀수지가 바람직하게 사용되며, 변성페놀수지로는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 특히, 보론변성페놀수지를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 결합제는 7~9 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 7 중량% 미만으로 포함될 경우, 재료간 결합력이 충분하지 못하게 되며, 내열성이 충분히 보강되지 못하는 문제가 발생할 수 있으며, 9 중량%를 초과하여 포함되면 재료간 결합력의 향상이나, 내열성 보강의 효과보다 다른 성분의 함량이 상대적으로 적어지기 때문에 발생하는 문제가 더 커지게 된다.

상기에서 연삭제로는 ZrSiO₄,Fe₃Cr0₄, MgO 등이 바람직하게 사용되며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.

상기 연삭제는 10~12 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 10 중량% 미만으로 포함될 경우, 충분한 마찰력을 유지하기 어려운 문제가 있으며, 12 중량%를 초과하여 포함되면 마찰로 인한 소음 및 브레이크 디스크의 마모가 문제될 수 있다.

상기에서 윤활제로는 인조흑연(Synthetic Graphite), 석유 코크(Petroleum Coke), SBR, MoS2, SnS, CuS, 버미큐라이트(vermiculite) 등이 바람직하게 사용될 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.

상기 윤활제는 32~34 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 32 중량% 미만으로 포함될 경우, 마찰력 조절 및 보호피막 형성 기능이 충분히 발휘되기 어려우며, 34 중량%를 초과하여 포함되면 마찰력을 약화시켜 제동거리가 길어지는 문제를 야기할 수 있다.

상기에서 강화섬유로는 스틸파이버(Steel Fiber), 코퍼파이버(Cu Fiber), 블래스파이버(Brass Fiber), 케블라(kevlar, Du pont사) 등이 바람직하게 사용될 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.

상기 강화섬유는 35~37 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 35 중량% 미만으로 포함될 경우, 마찰재의 강도를 유지하기 어렵고, 37 중량%를 초과하여 포함되면 강도유지 효과의 향상보다 다른 성분의 함량이 상대적으로 적어지기 때문에 발생하는 문제가 더 커지게 된다.

상기 충진제로는 FeS, 스폰지 Fe(sponge Fe), CaCO₃등이 바람직하게 사용될 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.

상기 충진제는 14~29 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 14 중량% 미만으로 포함될 경우, 내마모성 향상을 도모하기 어렵고, 29 중량%를 초과하여 포함되면 내마모성 효과의 향상보다 다른 성분의 함량이 상대적으로 적어지기 때문에 발생하는 문제가 더 커지게 된다.

상기 브레이크 패드용 마찰재 조성물의 특징은 결합제의 함량을 줄이고, 강화섬유와 연삭제의 함량을 증가시켜 마찰계수를 높이면서 윤활제의 함량을 적정화 시킨 것이다.

이하, 본 발명을 실시예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.

실시예 1: 브레이크 패드용 마찰재의 제조

조성물 총 중량에 대하여, 결합제 7~9 중량%, 연삭제 10~12 중량%, 윤활제 32~34 중량%, 강화섬유 35~37 중량%, 및 충진제 14~29 중량%를 믹서내에서 혼합하였다. 상기 혼합된 재료를 상온에서 300~400 ㎏/㎝의 압력으로 가성형한 후, 150~160℃의 온도 범위에서 열성형을 하였다. 이후, 상기 열성형된 마찰재를 200~230℃의 온도에서 열처리하여 브레이크 패드용 마찰재를 제조하였다.

시험예: 온도상승에 따른 내페이드 특성 측정

상기 실시예 1에서 제조된 마찰재와 기존에 사용되고 있는 스포티지 유럽용 패드의 온도 상승에 따른 마찰계수 변화를 AMS 페이드 테스트 모드로 관성다이나모메타로 측정하였다.

시험결과 스포티지 유럽용 패드는 온도상승에 따라 현저한 마찰계수 저하(페이드 현상)를 나타냈으나, 본 발명의 마찰재는 온도상승에 따라 상당히 완하된 마찰계수 저하(페이드 현상)를 나타냈다. 또한, AMS 최저마찰계수도 0.35 이상을 유지하였다(도 2 참조).

도 1은 고마찰계수 브레이크 패드용 마찰재(유럽형 브레이크 패드용 마찰재)에서 나타나는 고온 페이드 현상을 나타낸 그래프이다.

도 2는 본 발명의 시험예에 따라 실시된 실시예 1의 마찰재와 종래의 스포티지 유럽용 마찰재의 온도상승에 따르는 마찰계수 저하(페이드 현상) 테스트 결과를 나타낸 그래프이다.

Claims

조성물 총 중량에 대하여, 결합제 7~9 중량%, 연삭제 10~12 중량%, 윤활제 32~34 중량%, 강화섬유 35~37 중량%, 및 충진제 14~29 중량%를 포함하는 브레이크 패드용 마찰재 조성물.
청구항 1항에 있어서, 상기 결합제가 변성페놀수지인 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재 조성물.
청구항 2항에 있어서, 상기 변성페놀수지가 보론변성페놀수지인 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재 조성물.
청구항 1항에 있어서, 상기 연삭제가 ZrSiO₄,Fe₃Cr0₄및 MgO로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재 조성물.
청구항 1항에 있어서, 상기 윤활제가 인조흑연(Synthetic Graphite), 석유 코크(Petroleum Coke), SBR, MoS2, SnS, CuS, 및 버미큐라이트(vermiculite)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재 조성물.
청구항 1항에 있어서, 상기 강화섬유가 스틸파이버(Steel Fiber), 코퍼파이버(Cu Fiber), 블래스파이버(Brass Fiber) 및 케블라(kevlar, Du pont사)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재 조성물.
청구항 1항에 있어서, 상기 충진제가 FeS, 스폰지 Fe(sponge Fe) 및 CaCO₃로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재 조성물.
청구항 1항의 브레이크 패드용 마찰재 조성물로 제조된 브레이크 패드.