KR20100073763A - 로스틸계 마찰재 및 이를 포함하는 차량용 브레이크 - Google Patents
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Abstract
로스틸계 마찰재 및 이를 포함하는 차량용 브레이크가 제공된다.
본 발명에 따른 로스틸계 마찰재는 입경이 180∼220㎛인 고체 윤활제와 입경이 0.5∼10㎛인 연마재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 로스틸계 마찰재는 속도 및 제동 감속도에 따른 마찰계수의 변화가 적어 안정적이며, 페이드에 대한 저항력이 우수하여 마찰 특성 면에서 뛰어난 효능을 가질 수 있다.
Description
본 발명은 로스틸계 마찰재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제동 특성과 페이드에 대한 저항성이 향상된 로스틸계 마찰재 및 이를 포함하는 브레이크에 관한 것이다.
브레이크(brake) 마찰재란 차륜 또는 기계의 작동을 마찰재와 대하는 면(드럼 또는 디스크)의 마찰력에 의해 감속 또는 제동 및 전달(clutch)시키는 역할을 하는 것으로서 이때의 운동(주행) 에너지를 마찰로 인하여 발생하는 열 에너지로 전환시키는 장치를 말한다.
이러한 마찰재는 1900년 초에 면직물에 고부 또는 아스팔트를 함침시켜 만든 직조(woven)계가 최초의 마찰재로 사용되었으며, 그 후 1906년부터는 열안전성이 우수한 석면(asbestos)이 주성분으로 이루어진 브레이크 마찰재(라이닝)를 제동장치에 처음으로 사용하였고, 1927년 페놀 수지(phenol resin)가 개발되면서 1960년부터 수지 몰드(resin mold)계의 마찰재가 본격적으로 생산되기 시작하였다.
1980년대 후반 석면이 미국 환경 보호국(EPA)에 의해 발암 물질로 판명(청석면, 황석면)되면서 각종 제품에 규제를 받자 탈석면화를 꾀하기 위해 석면 대체 물질의 개발이 시작되었고, 이러한 비석면 계열 마찰재는 강철 섬유를 포함하고 있지 않은 논스틸(non-steel) 마찰재와 강철 섬유가 내재되어 있는 로스틸(low-steel) 마찰재를 중심으로 꾸준히 개발되어왔다.
이러한 마찰재의 사용 범위는 자동차를 중심으로 하여 산업기계, 철도차륜, 항공기, 선박 등에 널리 사용되고 있으며 그 사용량도 매년 증가하고 있는 추세에 있다.
자동차 브레이크용 마찰재는 일반적으로 약 8∼20종류의 다른 원료로 구성된 복합재료로서 그 구성요소는 크게 약 6 가지 정도로 크게 나누어지며, 일반적으로 마찰재의 구성요소는 기지재(Matrix), 결합제(Binder), 충전재(Filler), 연마재(Abrasive), 윤활제(Lubricant), 마찰 조절제(friction modifier) 등이 있다.
이들 각각의 구성 원료는 자동차 제동시 요구되는 마찰 특성을 얻기 위하여 적정량이 첨가되며 이때 사용된 구성물질의 종류 및 함량은 일반적으로 마찰재 생산업체의 노하우로서 공표하지 않는 것이 상례이다.
상기 자동차 제동시 요구되는 마찰 특성은 크게 안정성과 내구성으로 대별되며, 상기 안정성은 마찰계수, 마찰계수의 안정성, 폐이드(fade)와 리커버리(recovery) 및 기계적 강도 등에 의해 결정되고, 상기 내구성은 마모, 상대면 손상 및 불쾌감 유무 등에 의해 결정된다.
이러한 마찰 특성은 마찰재 구성요소의 원료와 그들의 조성 배합비 및 배합 방법 그리고 그 후의 제조과정에 따라 결정된다.
상기 마찰재 구성요소의 원료는 강도, 경도, 녹는점 등 원료의 특성을 조사하여 각 역할에 충족하는 재료들을 선별하며 크기, 표면 처리, 밀도 등도 선별기준에 영향을 미친다. 조성 배합비는 각 구성요소 간의 분율에 따라 마찰 특성이 변한다. 마찰재의 제조공정은 재료계량, 재료의 혼합, 예비성형(pre-form), 핫프레스(hot-press) 성형, 후경화 공정을 순서대로 하여, 성형 공정의 각 면압과, 처리온도 및 처리시간에 따라 마찰 특성을 조절할 수 있다.
한편, 마찰 재료의 구성요소 중 기질 역할을 하는 파이버(fiber) 중 스틸 파이버(steel fiber)가 함유된 마찰재를 통상 로스틸 브레이크 마찰재(low-steel type brake lining)라 칭하며 스틸 파이버가 함유되지 않은 마찰재를 논스틸 브레이크 마찰재(non-steel type brake lining)라 칭한다.
이 중 로스틸 브레이크 마찰재는 열적으로 안정하며, 강도 및 마찰계수 등이 우수하나, 디스크에 대한 공격성과 마모량이 크고, 열전도율이 높기 때문에 브레이크 패드 본체와의 단열을 위한 단열재가 필요하다는 단점이 있다.
이러한 단점을 해결하기 위한 종래의 로스틸 마찰재는 결합재로 변형계 페놀 수지를 사용하였으나, 이러한 변형계 페놀 수지는 가격이 비싸다는 단점이 있고, 또한, 고속 주행 중 제동시 마찰 에너지는 대부분 열로 전환되어 마찰재와 디스크의 온도를 상승시켜 마찰계수가 저하되는 페이드 현상과 페이드 현상 후 온도조건 이 상온으로 냉각 중 저하된 마찰계수가 회복되는 현상인 리커버리 현상에 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 제동 특성과 페이드에 대한 저항성이 향상된 로스틸계 마찰재를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 로스틸계 마찰재를 포함하는 차량용 브레이크를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위해서,
입경이 180∼220㎛인 고체 윤활제 및 입경이 0.5∼10㎛인 연마재를 포함하는 로스틸계 마찰재을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 고체 윤활제는 흑연, 삼황화안티몬, 황화아연, 황화구리 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 연마재는 지르코늄 실리케이트, 알루미나, 이산화규소, 산화마그네슘 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 고체 윤활제의 부피%는 13∼15일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 연마재의 부피%는 4∼6일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 로스틸계 마찰재는 섬유 기재, 결합제, 충전재 및 마찰 조절제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 결합제의 부피%는 9∼11일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 충전재의 부피%는 30∼34일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 마찰 조절제의 부피%는 14∼16일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 결합제는 상용 페놀 수지 또는 변형계 페놀 수지일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 섬유 기재는 스틸 섬유, 유기 섬유, 세라믹 섬유, 청동 섬유, 구리 섬유 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 마찰 조절제는 캐슈 분진, 니트릴 부타디엔 고무 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 충전제는 수산화 칼슘, 바라이트 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 해결하기 위하여, 상기 로스틸계 마찰재를 포함하는 차량용 브레이크를 제공한다.
본 발명에 따른 로스틸계 마찰재는 속도 및 제동 감속도에 따른 마찰계수의 변화가 적어 안정적이며, 페이드에 대한 저항력이 우수하여 마찰 특성 면에서 뛰어난 효능을 가질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 연마재와 고체 윤활제는 입경 크기 가 작아 마찰재 내에서 균일하게 분포되어 마찰재의 마찰 특성을 향상시킬 뿐만 아니라, 이로 인하여 결합제와 결합 면적이 증가되어 기존의 값 비싼 변형계 페놀 수지 결합제를 제조단가가 저렴한 상용 페놀 수지 결합제로 대체시킬 수 있게 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에 상당한 이점을 제공할 것이다.
마찰재의 제동특성은 마찰재와 상대재인 로터(rotor) 상이에 형성되는 마찰막(transfer film)의 유무 및 그 두께와 조성에 의해 크게 영향을 받는다. 마찰재를 구성하는 다양한 원료 중에서 연마재(abrasive)와 고체 윤활제는 마찰 특성을 결정하는데 매우 중요한 역할을 하며 이들의 종류 및 함량은 마찰계수와 마모율에 크게 영향을 미친다. 또한, 마찰막 형성의 견지에서 상반된 역할을 하는 고체윤활제와 연마재는 온도구간에 따라 다른 특성을 나타낸다.
마찰재에 사용되는 연마재는 로터 표면의 열변성된 마찰막을 제거하고 또한 마찰력을 조절하기 위해 첨가되고, 고체 윤활제는 마찰계수의 안정성, 내마모성, 떨림 현상(judder), 제동거리. 소음특성 등을 조절하기 위해 첨가된다.
이에, 본 발명자는 윤활제와 연마재의 상대량뿐만 아니라 동일한 종류의 연마재와 고체 윤활제를 사용한 경우에도 입경 크기와 형상에 따라 각기 다른 대면 공격성(aggressiveness)과 마모양상을 나타낸다는 점에 착안하여 이에 대한 연구 및 시험을 행하였고, 그 결과에 근거하여 본 발명에 따른 로스틸계 마찰재를 완성하였다.
본 발명에 따른 로스틸계 마찰재는 입경이 180∼220㎛인 고체 윤활제 및 입경이 0.5∼10㎛인 연마재를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 고체 윤활제와 연마재의 입경 크기 범위 내에서 마찰재는 속도 및 제동 감속도에 따른 마찰계수의 변화가 적어 안정적이며, 페이드에 대한 저항력(내페이드성)이 향상된다.
상기 연마재의 입경은 0.5∼10㎛인 것이 바람직한데, 그 이유는 0.5㎛ 미만인 경우에는 연마재와 상대재와의 접촉면적이 증가함에 따라 초기 마찰계수가 증가하여 마찰 안정성이 떨어지고 고온에서 페이드 현상이 발생하기 때문이고, 10㎛를 초과하는 경우에는 연마재가 고르게 분포하지 못하여 연마재의 기능이 떨어지고 대면 공격성이 증가하여 상대재의 마모량을 증가시키기 때문이다.
상기 고체 윤활제의 입경은 180∼220㎛인 것이 바람직한데, 그 이유는 180㎛ 미만인 경우에는 상기 연마재의 공격성을 완화시키는 고체 윤활제의 역할이 미비해지고, 220㎛를 초과하는 경우에는 상기 연마재의 입경과의 차이가 커져 연마재와 혼합시 고르게 분포하지 못하여 마찰특성을 악화시키기 때문이다.
본 발명에서 고체 윤활제는 흑연, 삼황화안티몬, 황화아연, 황화구리 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하나, 마찰재에 사용되는 통상의 고체 윤활제라면 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에서 연마재는 지르코늄 실리케이트(ZrSiO2), 알루미나(Al2O3), 석영(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하나 마찰재에 사용되는 통상의 연마재라면 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에서 상기 고체 윤활제의 부피%는 13∼15이고, 상기 연마재의 부피%는 4∼6인 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 고체 윤활제의 부피 분율이 13부피% 미만인 경우에는 마찰재와 연마재의 마모량이 증가하고, 15부피%를 초과하는 경우에는 마찰 계수가 떨어지는 문제점이 있으며, 상기 연마재의 부피 분율이 4부피% 미만인 경우에는 마찰 계수와 내페이드성이 감소하고, 6부피%를 초과하는 경우에는 상대재가 손상되거나 마모량이 증가하는 문제점이 발생하기 때문이다.
본 발명에서 로스틸계 마찰재는 상기 연마재와 고체 윤활제 이외에 섬유 기재, 결합제, 충전재 및 마찰 조절제를 더 포함한다.
상기 결합제의 부피%는 9∼11인 것이 바람직한데, 그 이유는 결합제의 부피 분율이 9부피% 미만인 경우에는 마찰재 구성요소 간에 충분한 결합력을 부여하기 힘들어 마찰재의 강도가 감소하고, 11부피%를 초과하는 경우에는 소음이 증가하기 때문이다.
상기 충전재의 부피%는 30∼34인 것이 바람직한데, 그 이유는 충전재의 부피 분율이 30부피% 미만인 경우에는 내마모성이 증가하고, 34부피%를 초과하는 경우에는 충전재의 효과가 미비하여 의미가 없기 때문이다.
상기 마찰 조절제의 부피%는 14∼16인 것이 바람직한데, 그 이유는 마찰 조절제의 부피 분율이 14부피% 미만인 경우에는 소음이 증가하고, 16부피%를 초과하는 경우에는 마찰계수가 감소하고 고온특성이 나빠질 우려가 있기 때문이다.
본 발명에서 상기 결합제는 상용 페놀 수지(straight phenolic resin) 또는 변형계 페놀 수지인 것이 바람직하나 마찰재에 통상적으로 사용되는 결합제이면 특 별히 제한되지 않는다. 특히 본 발명에서는 연마재와 고체 윤활제의 입경을 상기와 같이 제한하여 결합제와 마찰재 구성요소 간의 결합 면적을 증가시키게 함으로써 변형계 페놀 수지뿐만 아니라 제조 비용이 저렴한 상용 페놀 수지의 사용을 가능하게 하였다.
본 발명에서 상기 섬유 기재는 스틸 섬유, 유기 섬유, 세라믹 섬유, 청동 섬유, 구리 섬유 또는 이들의 혼합물인 것인 바람직하나 로스틸계 마찰재에 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지는 않는다.
유기 섬유의 예로써는 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 아라미드 펄프, 폴리 이미드 섬유, 폴리 아미드 섬유, 페놀 섬유, 셀룰로오스 또는 아크릴 섬유 등을 들 수 있으며, 세라믹 섬유로는 락 울(rock wool), 티탄산 칼륨 등을 들 수 있고, 그 이외에 윌라스토나이트, 세피오라이트, 아타펄가이트 및 인조 광물섬유와 같은 무기 섬유도 사용가능하다.
본 발명에서 상기 마찰 조절제는 케슈 분진(cashew dust), 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하나 마찰재에 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않는다.
상기 충전제는 수산화 칼슘(CaOH), 바라이트(barite) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하나 마찰재에 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 상기 로스틸계 마찰재는 혼합, 예비성형, 핫프레스(hot-press) 성형, 후경화 공정을 거쳐 제조한다. 상기 제조 방법을 보다 자세히 설명하 면, 먼저 헨쉘 믹서, 로디지 믹서 또는 아리리히 믹서와 같은 적합한 혼합기에서 상기 마찰재 조성물을 균일하게 배합하고 배합물을 몰드(mold)에서 예비성형한다. 다음으로, 상기 예비성형물을 130 내지 200℃의 온도 및 10 내지 100MPa의 압력에서 2 내지 15분의 시간 동안 핫프레스 성형한 후 상기 핫프레스 성형물을 2 내지 48시간 동안 140 내지 250℃에서 열처리에 의해 후경화시킨 다음, 도장 및 소성하고, 필요에 따라 표면 연마처리하여 로스틸계 마찰재를 제조한다.
본 발명의 차량용 디스크는 상기 로스틸계 마찰재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 로스틸계 마찰재는 자동차, 대형 트럭, 철도차량 및 각종 형태의 산업용 기계에서 브레이크 라이닝, 클러치 페이싱, 디스크 패드, 페이퍼 클러치 페이싱 및 브레이크 슈를 포함하는 광범위한 용도에서 사용될 수 있다.
이하, 실시예 및 시험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이들 실시예 및 시험예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예 및 시험예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
실시예
실시예 1
로스틸계
마찰재
본 발명에서는 하기 표 1과 같은 조성과 조성 비율(부피 분율)을 갖는 로스틸계 마찰재를 실시예 1로 하였다.
| 구성 요소 | 부피% | 비 중 | |
| 결합제 | 상용 페놀 수지 | 10.60 | 1.3 |
| 섬유 기재 |
케블라(Kevlar) | 5.90 | 1.4 |
| 락 울(Rock wool) | 8.20 | 2.32 | |
| 구리 조각(Cut copper) | 1.10 | 8.65 | |
| 청동 섬유(Bronze fiber) | 1.10 | 8 | |
| 스틸 울(steel wool) | 5.10 | 7.5 | |
| 유기 마찰 조절제 |
케슈 분진(Cashew dust) | 8.50 | 1.28 |
| NBR | 7.00 | 0.96 | |
| 연마재 | 지르코늄 실리케이트(ZrSiO2) | 5.60 | 4.43 |
| 고체 윤활제 |
흑연(Graphite) | 11.30 | 2.6 |
| 루보리드(Luborid) | 3.30 | 3.05 | |
| 충전재 |
수산화 칼슘(CaOH) | 4.00 | 2.2 |
| 바라이트(Barite) | 28.30 | 4.3 | |
실시예 1에서는 표 1에 나타난 바와 같이 유기 섬유로 폴리 아미드 수지 계열인 케블라TM를 사용하였으며, 세라믹 섬유로 락 울을 사용하였고, 금속 섬유로 구리 조각, 청동 섬유 및 스틸 울을 사용하였다. 또한, 결합제로 상용 페놀 수지를 사용하였다.
또한, 연마재로 입경이 1㎛의 지르코늄 실리케이트를 사용하였으며, 고체 윤활제는 흑연(입경 200㎛)과 루보리드TM를 사용하였다.
상기 표 1의 마찰재 구성요소를 준비한 후, 1200rpm 이상의 로디지 믹서에서 균일하게 혼합하고, 상온에서 면압 400Kgf/㎝2를 가하여 2분 동안 예비성형하였다. 상기 예비 성형물을 180℃의 온도에서 면압 300Kgf/㎝2 가하여 6분 동안 핫 프레스 성형한 후, 200℃에서 2시간, 240℃에서 4시간 동안 후경화하여 로스틸계 마찰재를 제조하였다.
비교예 1
로스틸계
마찰재
본 발명에서는 하기 표 2와 같은 조성과 조성 비율(부피 분율)을 갖는 로스틸계 마찰재를 비교예 1로 하였다.
| 구성 요소 | 부피% | 비 중 | |
| 결합제 | 자일록(Xyloke) | 10.60 | 1.3 |
| 섬유 기재 |
케블라(Kevlar) | 5.90 | 1.4 |
| 락 울(Rock wool) | 8.20 | 2.32 | |
| 구리 조각(Cut copper) | 1.10 | 8.65 | |
| 청동 섬유(Bronze fiber) | 1.10 | 8 | |
| 스틸 울(steel wool) | 5.10 | 7.5 | |
| 유기 마찰 조절제 |
케슈 분진(Cashew dust) | 8.50 | 1.28 |
| NBR | 7.00 | 0.96 | |
| 연마재 | 지르코늄 실리케이트(ZrSiO2) | 5.60 | 4.43 |
| 고체 윤활제 |
흑연(Graphite) | 11.30 | 2.6 |
| 루보리드(Luborid) | 3.30 | 3.05 | |
| 충전재 |
수산화 칼슘(CaOH) | 4.00 | 2.2 |
| 바라이트(Barite) | 28.30 | 4.3 | |
비교예 1의 조성은 실시예 1의 조성(표 1 참조)과 다른 부분은 동일하나 표 2에 나타난 바와 같이 결합제로 변형계 페놀 수지인 자일록을 사용한 점과 연마재로 입경이 75㎛의 지르코늄 실리케이트를 사용한 점, 그리고 고체 윤활제로 입경이 200㎛의 흑연을 사용한 점에서 차이가 있다.
비교예 1의 마찰재의 제조 방법은 실시예 1의 제조 방법과 동일하나 표 2의 구성요소를 사용한 점에서만 차이가 있다.
시험예
마찰성능시험
마찰성능시험은 1/5 크기의 차대동력계(1/5 scale dynamometer)를 이용하여 수행하였으며, 회주철 디스크와 실시예 1 또는 비교예 1의 마찰재를 장착하여 시험을 수행하였다. 속도 및 제동 감속도에 따른 마찰계수 및 온도증가에 따른 마찰계수의 변화를 보기 위하여 검증된 시험방법인 JASO 406C-P1을 변형한 시험방법을 고안하여 마찰성능(효력 시험 및 페이드 & 리커버리 시험)을 시험하였다.
표 3은 상기 시험의 절차 및 조건을 나타낸 것이다.
표 3을 참조하면, 상기 시험 과정은 다음과 같다. 먼저, 새로 만들어진 마찰재가 상대재(로터) 표면에 균일하게 접촉되게 하기 위하여 프리버니싱(Preburnishing)을 하였다. 비교예 1과 실시예 1의 상기 프리버니시 시험 결과를 도 1과 도 2에 나타내었다. 다음으로, 제동 감속도(Braking Deceleration)에 대한 마찰 계수의 변화를 알아보기 위해서 첫 번째 효력(1st Effectiveness) 시험을 수행한 후 상기 첫 번째 효력 시험에 대한 영향을 제거하기 위해 리버니싱(Reburnishing)을 한 후 첫 번째 페이드 & 리커버리(1st Fade & Recovery) 시험을 수행하였다.
이후 두 번째 리버니싱을 한 후 두 번째 페이드 & 리커버리(2nd Fade & Recovery) 시험을 수행하였고, 다시 세 번째 리버니싱을 한 후 두 번째 효력 시험을 수행하였다.
| 속도 (km/h) |
지속 시간 (sec) |
IBT(℃) | 제동 감속도(g) | 반복 횟수 |
참고 | ||
| 프리버니시 (Preburnish) |
65 | - | 120 | 0.3 | 200 | 일정 토크 (Constant Torque) |
|
| 1st 효력 시험 (1st Effectiveness) |
50 | - | 80 | 0.1∼0.6 | 6 or more at each speed |
일정 압력 (Constant Pressure) |
|
| 100 | 0.1∼0.8 | ||||||
| 130 | 0.1∼0.8 | ||||||
| 1st 리버니시 (Reburnish) |
65 | - | 120 | 0.3 | 40 | 일정 토크 (Constant Torque) |
|
| 1st 페이드&리커버리 |
기준선 점검 (Base line check) |
50 | - | 100 | 0.3 | 3 | 일정 토크 (Constant Torque) |
| 페이드 시험 (Fade test) |
100 | - | 100 at first brake application | 0.45 | 10 | 일정 토크-일정 시간 (Constant Torque-Duration time) |
|
| 리커버리 시험 (Recovery test) |
50 | 50 | - | 0.35 | 12 | ||
| 2nd 리버니시 | 1st 리버니시와 동일 | ||||||
| 2nd 페이드&리커버리 | 1st 페이드&리커버리와 동일 | ||||||
| 3rd 리버니시 | 1st 리버니시와 동일 | ||||||
| 2nd 효력 시험 | 1st 효력 시험과 동일 | ||||||
상기 IBT는 초기 제동 온도(initial brake temperature)를 의미하고, 반복 횟수(interation)는 시험 중 제동 횟수를 의미하고, 지속 시간(duration time)은 시험 중 제동이 완전히 된 후 다시 속도를 올릴 때까지의 시간 간격을 의미한다.
(1) 효력 시험 결과
도 3은 비교예 1의 첫 번째 효력 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 비교예 1의 두 번째 효력 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 제동 감속도가 증가할수록 마찰 계수가 감소하는 경향을 보이며 속도가 증가할 때 또한 마찰 계수가 감소율이 증가함을 알 수 있다. 비교예 1의 제동 감속도에 따른 마찰 계수의 차이는 최대값이 약 0.21이고, 최소값은 약 0.12이었다. 또한, 속도가 증가함에 따라 최대 약 0.1 정도의 마찰 계수의 차이를 보였다. 즉, 비교예 1은 다양한 상황에서 전체적으로 마찰 계수가 약 0.30∼0.62 정도의 범위에서 존재한다는 것을 알 수 있다.
도 5는 실시예 1의 첫 번째 효력 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1의 두 번째 효력 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 실시예 1은 효력 시험에서 비교예 1과는 달리 제동 속도가 증가할수록 마찰 계수가 감소하는 경향을 보이지 않으며 또한 마찰 계수의 변화 폭이 비교예 1보다 작음을 알 수 있다. 상기 실시예 1의 마찰 계수의 변화의 폭은 최대값이 약 0.16이었고 최소값이 0.05이었다. 전체적으로 마찰 계수가 약 0.35∼0.57의 범위 내에 있으며 그 범위가 비교예 1보다 좁아 마찰성능이 안정적인 것을 알 수 있다.
(2)
페이드
&
리커버리
시험 결과
도 7은 비교예 1의 첫 번째 페이드 & 리커버리 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 비교예 1의 두 번째 페이드 & 리커버리 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 7과 도 8을 참조하면, 비교예 1의 경우 페이드 시험에서 약 0.1 정도의 마찰 계수의 감소를 보였으며, 뒤이어 리커버리 시험에서 마찰 계수가 회복되는 것을 알 수 있다.
도 9는 실시예 1의 첫 번째 페이드 & 리커버리 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 실시예 1의 두 번째 페이드 & 리커버리 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 9와 도 10을 참조하면, 실시예 1의 경우 페이드 시험에서 마찰 계수의 최대 감소가 0.07로 비교예 1에 비하여 평균적으로 적으며, 리커버리 현상은 비교예 1과 비슷한 성향을 보임을 알 수 있다.
상기 마찰성능 시험결과를 참조할 때, 속도 및 제동 감속도에 따른 마찰 계수의 변화가 비교예 1에 비하여 본 발명에 따른 실시예 1이 적고, 페이드에 대한 저항성 또한 본 발명에 따른 실시예 1이 향상되었음을 알 수 있다.
결론적으로, 본 발명에 따른 실시예 1과 같이 고체 윤활제와 연마재의 입경을 조절함으로써 속도 및 제동 감속도에 따른 마찰 계수의 변화가 적어 마찰 특성이 안정적이며, 페이드에 대한 저항성 향상된 마찰재를 제조할 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 1은 비교예 1의 프리버니시 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1의 프리버니시 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 1의 첫 번째 효력 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 비교예 1의 두 번째 효력 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 1의 첫 번째 효력 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1의 두 번째 효력 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 비교예 1의 첫 번째 페이드 & 리커버리 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 비교예 1의 두 번째 페이드 & 리커버리 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 실시예 1의 첫 번째 페이드 & 리커버리 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 실시예 1의 두 번째 페이드 & 리커버리 시험 결과를 나타낸 것이다.
Claims (14)
- 입경이 180∼220㎛인 고체 윤활제 및 입경이 0.5∼10㎛인 연마재를 포함하는 로스틸계 마찰재.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고체 윤활제는 흑연, 삼황화안티몬, 황화아연, 황화구리 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 로스틸계 마찰재.
- 제 1 항에 있어서, 상기 연마재는 지르코늄 실리케이트, 알루미나, 이산화규소, 산화마그네슘 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 로스틸계 마찰재.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고체 윤활제의 부피%는 13∼15인 것을 특징으로 하는 로스틸계 마찰재.
- 제 1 항에 있어서, 상기 연마재의 부피%는 4∼6인 것을 특징으로 하는 로스틸계 마찰재.
- 제 1 항에 있어서, 섬유 기재, 결합제, 충전재 및 마찰 조절제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로스틸계 마찰재.
- 제 6 항에 있어서, 상기 결합제의 부피%는 9∼11인 것을 특징으로 하는 로스틸계 마찰재.
- 제 6 항에 있어서, 상기 충전재의 부피%는 30∼34인 것을 특징으로 하는 로스틸계 마찰재.
- 제 6 항에 있어서, 상기 마찰 조절제의 부피%는 14∼16인 것을 특징으로 하는 로스틸계 마찰재.
- 제 6 항에 있어서, 상기 결합제는 상용 페놀 수지 또는 변형계 페놀 수지인 것을 특징으로 로스틸계 마찰재.
- 제 6 항에 있어서, 상기 섬유 기재는 스틸 섬유, 유기 섬유, 세라믹 섬유, 청동 섬유, 구리 섬유 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 로스틸계 마찰재.
- 제 6 항에 있어서, 상기 마찰 조절제는 캐슈 분진, 니트릴 부타디엔 고무 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 로스틸계 마찰재.
- 제 6 항에 있어서, 상기 충전제는 수산화 칼슘, 바라이트 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 로스틸계 마찰재.
- 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 로스틸계 마찰재를 포함하는 차량용 브레이크.
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- 2008-12-23 KR KR1020080132518A patent/KR101035240B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|---|---|---|
| KR101337430B1 (ko) * | 2012-05-09 | 2013-12-06 | 고려대학교 산학협력단 | 풍력발전기용 요 브레이크 유기계 마찰재 |
| CN104315050A (zh) * | 2014-08-28 | 2015-01-28 | 安徽省中力车辆制动系统制造有限公司 | 新型无石棉少金属刹车片 |
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