KR20170066522A

KR20170066522A - 마찰재 조성물, 마찰재 및 마찰 부재

Info

Publication number: KR20170066522A
Application number: KR1020177011772A
Authority: KR
Inventors: 미츠오 운노; 마사미치 미츠모토
Original assignee: 니혼 브레이크 고오교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2017-06-14
Also published as: WO2016060129A1; CN106795423A; JPWO2016060129A1; US20170284491A1; EP3208326A1; EP3208326A4

Abstract

환경 부하가 높은 구리를 함유하지 않거나, 혹은 구리의 함유량이 0.5질량% 이하여도, 내페이드성, 고온에서의 내마모성이 우수한 마찰재 조성물, 마찰재 및 마찰 부재를 제공한다. 마찰재 조성물을 결합제, 유기 충전재, 무기 충전재 및 섬유 기재를 포함하는 마찰재 조성물로서, 상기 마찰재 조성물 중에 원소로서의 구리를 포함하지 않는, 또는 구리의 함유량이 0.5질량% 이하이며, 평균 입경 10nm~50μm의 γ알루미나, 평균 입경 1~20μm의 돌로마이트, 평균 입경 1~20μm의 탄산칼슘, 평균 입경 1~20μm의 탄산마그네슘, 평균 입경 1~20μm의 이산화망간, 평균 입경 10nm~1μm의 산화아연, 평균 입경 1.0μm 이하의 사삼산화철, 평균 입경 0.5~5μm의 산화세륨, 및 평균 입경 5~50nm의 지르코니아로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 무기 충전재를 함유하는 것으로 한다.

Description

마찰재 조성물, 마찰재 및 마찰 부재{FRICTION MATERIAL COMPOSITION, FRICTION MATERIAL, AND FRICTION MEMBER}

본 발명은, 자동차 등의 제동에 이용되는 디스크 브레이크 패드 등의 마찰재에 적합한 마찰재 조성물에 관한 것으로, 특히 아스베스토를 포함하지 않는 논아스베스토 마찰재 조성물에 관한 것이다. 또, 상기 마찰재 조성물을 이용한 마찰재 및 마찰 부재에 관한 것이다.

자동차 등에는, 그 제동을 위해 디스크 브레이크 패드, 브레이크 라이닝 등의 마찰재가 사용되고 있다. 마찰재는, 디스크 로터, 브레이크 드럼 등의 대면재와 마찰함으로써, 제동의 역할을 하고 있다. 그 때문에, 마찰재에는, 양호한 마찰 계수, 내마모성(마찰재의 수명이 길 것), 강도, 제진성(브레이크 노이즈가 발생하기 어려울 것) 등이 요구된다. 마찰 계수는 차속, 감속도나 브레이크 온도에 의하지 않고 안정적일 것이 요구된다.

마찰재에는, 결합재, 섬유 기재, 무기 충전재 및 유기 충전재 등을 포함하는 마찰재 조성물이 이용되며, 상기 특성을 발현시키기 위해, 일반적으로, 각 성분을 1종 또는 2종 이상을 조합한 마찰재 조성물이 이용된다. 그 중에서도 구리는 섬유나 분말의 형태로 마찰재에 배합되어, 고온에서의 제동 조건 하에서의 마찰 계수의 유지(내페이드성)나 고온에서의 내마모성 개선에 유효한 성분이다. 그러나, 구리를 함유하는 마찰재는, 제동 시에 생성되는 마모분말에 구리를 포함하여, 하천, 호수나 해양 오염 등의 원인이 될 가능성이 시사되어 있으므로, 사용을 제한하는 움직임이 높아지고 있다. 이러한 구리의 사용을 제한하는 움직임 중, 특허문헌 1, 2 등이 제안되어 있다.

일본국 특허공개 2014－025014호 공보 국제 공개 제2012/066968호

특허문헌 1에는, 구리를 함유하지 않는 마찰재의 내페이드성을 향상시키기 위해, 마찰 조정재의 일부에 결합재의 분해 촉매로서, 탄산칼륨, 탄산수소칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 특정량 함유하는 마찰재가 기재되어 있지만, 이들 첨가재는 수용성이 높아, 빗물 등에 노출되는 마찰재의 실용 환경에서는 첨가제의 용출에 의해 내페이드성이 손상된다는 문제가 있었다.

특허문헌 2에는, 구리를 함유하지 않는 마찰재의 고온에서의 내마모성을 향상시키기 위해, 티탄산리튬칼륨과 흑연을 이용한 마찰재가 제안되어 있지만, 브레이크 온도가 500℃를 초과하는 제동 조건에서의 내마모성은 불충분하였다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 환경 부하가 높은 구리를 함유하지 않거나, 혹은 구리를 함유하는 경우여도 마찰재 조성물 전체의 0.5질량% 이하로 한 경우에, 내페이드성과 고온의 내마모성이 우수한 마찰재를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명자들은, 구리를 함유하지 않는 조성에 있어서, 내페이드성 및 고온의 내마모성을 향상시키는 첨가제를 예의 검토한 바, 고온 제동 시에 있어서, 마찰면에, 결합재가 고온에서 분해되어 타르 등의 결합재 분해물이 생성되고, 이것이 마찰면의 표면을 덮음으로써 마찰 계수의 저하가 생겨, 내페이드성이 악화되는 것을 알아내었다. 또, 마찰재에 어떤 종류의 분해 촉매의 작용을 갖는 무기 충전재를 첨가하여 분산시키면, 고온 제동에 있어서, 마찰면의 표면에서 고온에 의해 생성되는 결합재의 분해물(타르)이, 분해 촉매의 작용을 갖는 무기 충전재에 의해 분해되어 제거되고, 고온 제동 시에 있어서도 마찰 계수를 저하시키지 않고 유지하여, 내페이드성을 향상시킬 수 있는 것을 알아냄과 더불어, 상기의 작용을 갖는 분해 촉매의 작용을 갖는 무기 충전재에 대해 연구하여, 평균 입경 10nm~50μm의 γ알루미나, 평균 입경 1~20μm의 돌로마이트, 평균 입경 1~20μm의 탄산칼슘, 평균 입경 1~20μm의 탄산마그네슘, 평균 입경 1~20μm의 이산화망간, 평균 입경 10nm~1μm의 산화아연, 평균 입경 1.0μm 이하의 사삼산화철, 평균 입경 0.5~5μm의 산화세륨, 및 평균 입경 5~50nm의 지르코니아가 상기 작용을 갖는 것을 알아내었다. 또한, 상기의 분해 촉매의 작용을 갖는 무기 충전재는, 수용성이 낮아, 용출의 우려가 없으므로 빗물 등에 노출되는 마찰재의 실용 환경에 있어서도, 상기의 작용을 발휘하여 양호한 내페이드성을 유지할 수 있는 것을 알아내었다.

이 지견에 의거한 본 발명의 마찰재 조성물은, 결합제, 유기 충전재, 무기 충전재 및 섬유 기재를 포함하는 마찰재 조성물로서, 상기 마찰재 조성물 중에 원소로서의 구리를 포함하지 않는, 또는 구리의 함유량이 0.5질량% 이하이며, 평균 입경 10nm~50μm의 γ알루미나, 평균 입경 1~20μm의 돌로마이트, 평균 입경 1~20μm의 탄산칼슘, 평균 입경 1~20μm의 탄산마그네슘, 평균 입경 1~20μm의 이산화망간, 평균 입경 10nm~1μm의 산화아연, 평균 입경 1.0μm 이하의 사삼산화철, 평균 입경 0.5~5μm의 산화세륨, 및 평균 입경 5~50nm의 지르코니아로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 무기 충전재를 함유하는 것이다.

본 발명의 마찰재 조성물에 있어서는, 상기 무기 충전재의 함유량이, 마찰재 조성물 전체에 대해 1~35질량%인 것이 바람직하다. 또, 상기 무기 충전재의 1종이, 평균 입경 10~50μm의 γ알루미나이며, 상기 γ알루미나의 BET 비표면적이 50~300m²/g인 것이 바람직하고, 상기 무기 충전재의 1종이, 평균 입경 1~20μm의 이산화망간이며, 상기 이산화망간의 BET 비표면적이 100~300m²/g인 것이 바람직하다. 또한, 상기 산화아연의 평균 입경이 10~50nm인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 마찰재는, 상기의 본 발명의 마찰재 조성물을 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이며, 본 발명의 마찰 부재는, 상기의 본 발명의 마찰재 조성물을 성형하여 이루어지는 마찰재와 백 메탈(back metal)을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 자동차용 디스크 브레이크 패드 등의 마찰재에 이용하였을 때에, 환경 부하가 높은 구리를 이용하지 않아도, 내페이드성과 500℃를 초과하는 고온의 내마모성이 우수한 마찰재 조성물, 마찰재 및 마찰 부재를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 마찰재 조성물, 이것을 이용한 마찰재 및 마찰 부재에 대해 상세히 서술한다. 또한, 본 발명의 마찰재 조성물은, 아스베스토를 포함하지 않는, 이른바 논아스베스토 마찰재 조성물이다.

［마찰재 조성물］

본 발명의 마찰재 조성물은, 구리를 함유하지 않거나, 혹은 구리를 함유하는 경우여도 마찰재 조성물 전체의 0.5질량% 이하로 하는 마찰재 조성물이며, 바람직하게는 구리를 함유하지 않는 마찰재 조성물이다. 이 때문에, 제동 시에 마모분말이 생성되어도, 하천, 호수나 해양 오염의 원인이 되지 않는다.

(본 발명에서 이용하는 분해 촉매의 작용을 갖는 무기 충전재)

본 발명에 있어서는, 구리를 함유하지 않는 조성에 있어서의 내페이드성, 고온에 있어서의 내마모성을 향상시키기 위해, 평균 입경 10nm~50μm의 γ알루미나, 평균 입경 1~20μm의 돌로마이트, 평균 입경 1~20μm의 탄산칼슘, 평균 입경 1~20μm의 탄산마그네슘, 평균 입경 1~20μm의 이산화망간, 평균 입경 10nm~1μm의 산화아연, 평균 입경 1.0μm 이하의 사삼산화철, 평균 입경 0.5~5μm의 산화세륨, 및 평균 입경 5~50nm의 지르코니아로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 무기 충전재를 함유한다. 이들 무기 충전재의 입경 및 평균 입경은, 레이저 회절식 입도 분포계를 이용하여 계측할 수 있다.

이들 무기 충전재는, 분해 촉매의 작용을 갖고 있으며, 이들 무기 충전재를 마찰재 조성물에 첨가하여, 마찰재 중에 가능한 균일하게 분산시킴으로써, 고온 제동에 있어서, 마찰면의 표면에서 고온에 의해 생성되는 결합재의 분해물(타르)을, 이들 무기 충전재가 분해하여 제거하므로, 고온 제동 시에 있어서도 마찰 계수를 저하시키지 않고 유지하여, 내페이드성을 향상시킬 수 있다.

이들 분해 촉매의 작용을 갖는 무기 충전재의 함유량은, 마찰재 조성물 전체의 1~35질량%인 것이 바람직하고, 1~30질량%인 것이 보다 바람직하며, 1~15질량%인 것이 더욱 바람직하다. 이들 무기 충전재의 함유량을 1~35질량%의 범위로 함으로써, 고온에 있어서의 내마모성이 특히 우수하며, 마찰재의 그 외 성분의 함유량 밸런스의 점에서도 바람직하다.

이들 분해 촉매의 작용을 갖는 무기 충전재 중, γ알루미나는 비표면적이 크고, 촉매 작용이 크므로 특히 바람직하다. γ알루미나를 이용하는 경우, γ알루미나의 평균 입경은, 내페이드성의 관점에서 10~50μm가 보다 바람직하다. 또, γ알루미나의 BET 비표면적은, 내페이드성의 관점에서 50~300m²/g인 것이 바람직하고, 150~300m²/g인 것이 보다 바람직하다.

이산화망간 및 산화아연도 높은 촉매 작용을 갖고 있으므로, 분해 촉매의 작용을 갖는 무기 충전재로서 적합한 것이다. 이산화망간을 이용하는 경우, 내페이드성의 관점에서, 평균 입경이 1~20μm이며, BET 비표면적이 100~300m²/g인 것이 바람직하다. 산화아연을 이용하는 경우, 산화아연의 평균 입경은, 내페이드성의 관점에서, 평균 입경이 10nm~1μm인 것이 바람직하고, 10~50nm가 보다 바람직하다.

평균 입경 1~20μm의 돌로마이트, 평균 입경 1~20μm의 탄산칼슘, 평균 입경 1~20μm의 탄산마그네슘, 평균 입경 1.0μm 이하의 사삼산화철, 평균 입경 0.5~5μm의 산화세륨, 평균 입경 5~50nm의 지르코니아도 분해 촉매의 작용을 갖고 있으며, 고온 제동에 있어서, 마찰면의 표면에서 고온에 의해 생성되는 결합재의 분해물(타르)을 분해 제거하는 작용을 갖는다.

이러한 점으로부터, 본 발명에 있어서는, 분해 촉매의 작용을 갖는 무기 충전재로서, 평균 입경 10nm~50μm의 γ알루미나, 평균 입경 1~20μm의 돌로마이트, 평균 입경 1~20μm의 탄산칼슘, 평균 입경 1~20μm의 탄산마그네슘, 평균 입경 1~20μm의 이산화망간, 평균 입경 10nm~1μm의 산화아연, 평균 입경 1.0μm 이하의 사삼산화철, 평균 입경 0.5~5μm의 산화세륨, 및 평균 입경 5~50nm의 지르코니아로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 무기 충전재를 함유한다.

(결합재)

결합제는, 마찰재용 조성물에 포함되는 유기 충전재, 무기 충전재 및 섬유 기재 등을 일체화하여, 강도를 부여하는 것이다. 본 발명의 마찰재용 조성물에 포함되는 결합재로서는, 특별히 제한은 없으며, 통상, 마찰재의 결합재로서 이용되는 열경화성 수지를 이용할 수 있다.

상기 열경화성 수지로서는, 예를 들면, 페놀 수지 ; 아크릴엘라스토머 분산 페놀 수지 및 실리콘엘라스토머 분산 페놀 수지 등의 각종 엘라스토머 분산 페놀 수지 ; 아크릴 변성 페놀 수지, 실리콘 변성 페놀 수지, 캐슈 변성 페놀 수지, 에폭시 변성 페놀 수지 및 알킬벤젠 변성 페놀 수지 등의 각종 변성 페놀 수지 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 특히, 양호한 내열성, 성형성 및 마찰 계수를 부여하므로, 페놀 수지, 아크릴 변성 페놀 수지, 실리콘 변성 페놀 수지, 알킬벤젠 변성 페놀 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 마찰재 조성물 중에 있어서의, 결합재의 함유량은, 마찰재 조성물 전체의 5~20질량%인 것이 바람직하고, 5~10질량%인 것이 보다 바람직하다. 결합재의 함유량을 5~20질량%의 범위로 함으로써, 마찰재의 강도 저하를 보다 억제할 수 있으며, 또, 마찰재의 기공률이 감소하여, 탄성률이 높아지는 것에 의한 울림 등의 음진(音振) 성능 악화를 보다 억제할 수 있다.

(유기 충전제)

유기 충전재는, 마찰재의 음진 성능이나 내마모성 등을 향상시키기 위한 마찰 조정제로서 포함되는 것이다. 본 발명의 마찰재 조성물에 포함되는 유기 충전재로서는, 상기 성능을 발휘할 수 있는 것이면 특별히 제한은 없으며, 통상, 유기 충전재로서 이용되는, 캐슈 더스트나 고무 성분 등을 이용할 수 있다.

상기 캐슈 더스트는, 캐슈 너트 껍질액을 경화시킨 것을 분쇄하여 얻어지는, 통상, 마찰재에 이용되는 것이면 된다.

상기 고무 성분으로서는, 예를 들면, 타이어 고무, 아크릴 고무, 이소프렌 고무, NBR(니트릴부타디엔 고무), SBR(스티렌부타디엔 고무), 염소화부틸 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용한다.

본 발명의 마찰재 조성물 중에 있어서의, 유기 충전재의 함유량은, 마찰재 조성물 전체의 1~20질량%인 것이 바람직하고, 1~10질량%인 것이 보다 바람직하며, 3~8질량%인 것이 특히 바람직하다. 유기 충전재의 함유량을 1~20질량%의 범위로 함으로써, 마찰재의 탄성률이 높아지는 것, 울림 등의 음진 성능의 악화를 피할 수 있으며, 또 내열성의 악화, 열 이력에 의한 강도 저하를 피할 수 있다.

(무기 충전재)

무기 충전재는, 마찰재의 내열성의 악화를 피하기 위해서나, 내마모성을 향상시키기 위해, 마찰 계수를 향상시키는 목적으로 첨가되는 마찰 조정제로서 포함되는 것이다. 본 발명의 마찰재용 조성물은, 상기의 촉매 작용을 갖는 무기 충전재 외에, 통상, 마찰재에 이용되는 무기 충전재를 병용할 수 있다.

상기 무기 충전재로서는, 예를 들면, 황화주석, 이황화몰리브덴, 황화철, 삼황화안티몬, 황화비스무트, 황화아연, 수산화칼슘, 산화칼슘, 탄산나트륨, 황산바륨, 코크스, 흑연, 운모, 버미큘라이트, 황산칼슘, 탈크, 클레이, 제올라이트, 규산지르코늄, 멀라이트, 크로마이트, 산화티탄, 산화마그네슘, 실리카, 티탄산칼륨, 티탄산리튬칼륨, 티탄산마그네슘칼륨, 티탄산나트륨을 이용할 수 있다. 또, 상기의 특정 입경 이외의 γ알루미나, 돌로마이트, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 이산화망간, 산화아연, 사삼산화철, 산화세륨, 지르코니아 등을 이용할 수 있다. 이들 무기 충전재는 단독으로, 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 마찰재 조성물 중에 있어서의, 상기 분해 촉매의 작용을 갖는 무기 충전재를 포함하는 무기 충전재 전체의 함유량은, 마찰재 조성물 전체의 30~80질량%인 것이 바람직하고, 40~70질량%인 것이 보다 바람직하며, 50~60질량%인 것이 특히 바람직하다. 무기 충전재의 함유량을 30~80질량%의 범위로 함으로써, 내열성의 악화를 피할 수 있으며, 마찰재의 그 외 성분의 함유량 밸런스의 점에서도 바람직하다.

(섬유 기재)

섬유 기재는, 마찰재에 있어서 보강 작용을 나타내는 것이다.

본 발명의 마찰재 조성물은, 통상, 섬유 기재로서 이용되는, 무기 섬유, 금속 섬유, 유기 섬유, 탄소계 섬유 등을 이용할 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 무기 섬유로서는, 세라믹 섬유, 생분해성 세라믹 섬유, 광물 섬유, 유리 섬유, 실리케이트 섬유 등을 이용할 수 있으며, 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 이들, 무기 섬유 중에서는, SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO, FeO, Na₂O 등을 임의의 조합으로 함유한 생분해성 광물 섬유가 바람직하고, 시판품으로서는 LAPINUS FIBERS B.V제의 Roxul 시리즈 등을 들 수 있다.

상기 금속 섬유로서는, 통상, 마찰재에 이용되는 것이면 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 니켈, 마그네슘, 실리콘 등의 구리 및 구리합금 이외의 금속 단체 또는 합금 형태의 섬유나, 주철 섬유 등의 금속을 주성분으로 하는 섬유를 들 수 있다.

또한, 본 발명품은, 환경 유해성이 높은 구리 및 구리합금을 실질적으로 함유하지 않으며, 원소로서의 구리의 함유량이 마찰재 조성물 전체의 0.5중량% 이하이고, 바람직하게는 함유량 0질량%이다.

상기 유기 섬유로서는, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 섬유, 아크릴 섬유, 페놀 수지 섬유 등을 이용할 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 탄소계 섬유로서는, 내염화 섬유, 피치계 탄소 섬유, PAN계 탄소 섬유, 활성탄 섬유 등을 이용할 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 마찰재 조성물에 있어서의, 섬유 기재의 함유량은, 마찰재 조성물 전체의 5~40질량%인 것이 바람직하고, 5~20질량%인 것이 보다 바람직하며, 5~15질량%인 것이 특히 바람직하다. 섬유 기재의 함유량을 5~40질량%의 범위로 함으로써, 마찰재로서의 최적인 기공률이 얻어지며, 울림을 방지할 수 있으며, 적정한 재료 강도가 얻어지고, 내마모성을 발현하여, 성형성을 좋게 할 수 있다.

［마찰재］

본 실시형태의 마찰재는, 본 발명의 마찰재 조성물을 일반적으로 사용되고 있는 방법으로 성형하여 제조할 수 있으며, 바람직하게는 가열 가압 성형하여 제조된다. 상세하게는, 예를 들면, 본 발명의 마찰재 조성물을 로디게 믹서(「로디게」는 등록상표), 가압 니더, 아이리히 믹서(「아이리히」는 등록상표) 등의 혼합기를 이용하여 균일하게 혼합하고, 이 혼합물을 성형 금형으로 예비 성형하여, 얻어진 예비 성형물을 성형 온도 130~160℃, 성형 압력 20~50MPa, 성형 시간 2~10분간의 조건으로 성형하여, 얻어진 성형물을 150~250℃로 2~10시간 열처리함으로써 제조된다. 또한, 필요에 따라 도장, 스코치 처리, 연마 처리를 더 행함으로써 제조된다.

［마찰 부재］

본 실시형태의 마찰 부재는, 상기의 본 실시형태의 마찰재를 마찰면이 되는 마찰재로서 이용하여 이루어진다. 상기 마찰 부재로서는, 예를 들면, 하기의 구성을 들 수 있다.

(1) 마찰재만의 구성

(2) 백 메탈과, 상기 백 메탈 상에 마찰면이 되는 본 발명의 마찰재 조성물로 이루어지는 마찰재를 갖는 구성

(3) 상기 (2)의 구성에 있어서, 백 메탈과 마찰재의 사이에, 백 메탈의 접착 효과를 높이기 위한 표면 개질을 목적으로 한 프라이머층, 및, 백 메탈과 마찰재의 접착을 목적으로 한 접착층을 더 개재시킨 구성

상기 백 메탈은, 마찰 부재의 기계적 강도의 향상을 위해, 통상, 마찰 부재로서 이용하는 것이며, 재질로서는, 금속 또는 섬유 강화 플라스틱 등, 구체적으로는, 철, 스테인리스, 무기 섬유 강화 플라스틱, 탄소 섬유 강화 플라스틱 등을 들 수 있다. 프라이머층 및 접착층은, 통상, 브레이크 슈 등의 마찰 부재에 이용되는 것이면 된다.

본 실시형태의 마찰재 조성물은, 내페이드성, 내마모성 등이 우수하므로, 자동차 등의 디스크 브레이크 패드나 브레이크 라이닝 등의 페이싱재로서 특히 유용하지만, 마찰 부재의 언더코팅재로서 성형하여 이용할 수도 있다. 또한, 「페이싱재」란, 마찰 부재의 마찰면이 되는 마찰재이며, 「언더코팅재」란, 마찰 부재의 마찰면이 되는 마찰재와 백 메탈의 사이에 개재되는, 마찰재와 백 메탈의 접착부 부근의 전단 강도, 내크랙성 향상 등을 목적으로 한 층이다.

[실시예]

이하, 본 발명의 마찰재 조성물, 마찰재 및 마찰 부재에 대해, 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 조금도 이들로 제한되는 것은 아니다.

［실시예 1~39 및 비교예 1~2］

(디스크 브레이크 패드의 제작)

표 1~4에 나타내는 배합 비율에 따라 재료를 배합하여, 실시예 1~39 및 비교예 1~2의 마찰재 조성물을 얻었다. 이 마찰재 조성물을 로디게 믹서(주식회사 마츠보제, 상품명 : 로디게 믹서 M20)로 혼합하여, 얻어진 혼합물을 성형 프레스(오지기계공업 주식회사제)로 예비 성형하였다. 또한, 표 중의 배합 비율은 질량%이다. 얻어진 예비 성형물을 성형 온도 140~160℃, 성형 압력 30MPa, 성형 시간 5분간의 조건으로, 성형 프레스(산키세이코 주식회사제)를 이용하여 철제의 백 메탈(히다치오토모티브시스템즈 주식회사제)과 함께 가열 가압 성형하였다. 얻어진 성형품을 200℃에서 4.5시간 열처리하여, 로터리 연마기를 이용해 연마하고, 500℃의 스코치 처리를 행하여, 실시예 1~17 및 비교예 1~2의 디스크 브레이크 패드를 얻었다. 또한, 실시예 및 비교예에서는, 백 메탈의 두께 6mm, 마찰재의 두께 11mm, 마찰재 투영 면적 52cm²의 디스크 브레이크 패드를 제작하였다.

또한, 실시예 및 비교예에 있어서 사용한 촉매 활성 소재는 하기와 같다.

·γ알루미나 1 : 미즈사와화학공업 주식회사 「GP－20」(평균 입경 27μm, BET 비표면적 180m²/g)

·γ알루미나 2 : 칸토덴카공업 주식회사제 γ알루미나(평균 입경 50nm, BET 비표면적 115m²/g)

·돌로마이트 : 요시자와석회공업 주식회사제 돌로마이트(평균 입경 7μm)

·탄산칼슘 : 타케하라화학공업 주식회사제 「선라이트 300」(평균 입경 5μm)

·탄산마그네슘 : 코노시마화학공업 주식회사제 「중질 탄산마그네슘」(평균 입경 10μm)

· 이산화망간 : 일본중화학공업 주식회사제 「활성화 이산화망간」(평균 입경 1μm, BET 비표면적 260m²/g)

·산화아연 1 : 도호아연 주식회사제 「긴레이 A」(평균 입경 0.3μm)

·산화아연 2 : 칸토덴카공업 주식회사제 산화아연(평균 입경 15nm, BET 비표면적 35m²/g)

·사삼산화철 : 토다공업 주식회사제「BP303C」(평균 입경 0.3μm, BET 비표면적 5m²/g)

·산화세륨 : 주식회사 타이세이제 「타이세론 HY」(평균 입경 1.2μm)

·지르코니아 : 칸토덴카공업 주식회사제 지르코니아(평균 입경 10nm, BET 비표면적 150m²/g)

(내페이드성의 평가)

내페이드성은, 자동차 공업 규격 JASO C406에 의거해 측정하여, 제1 페이드에 있어서의 합계 10회의 제동 중에 발생하는 마찰 계수 중, 가장 작아지는 값을 평가하였다.

(고온에서의 내마모성의 평가)

고온에서의 내마모성은, 자동차 기술회 규격 JASO C427에 의거해 측정하여, 브레이크 온도 500℃, 차속 50km/h, 감속도 0.3G의 제동 1000회 상당의 마찰재의 마모량을 평가하여, 고온에서의 내마모성으로 하였다. 또한, 상기 마찰 계수, 내마모성의 평가는 다이너모미터를 이용하여, 관성 7kgf·m·sec²로 평가를 행하였다. 또, 벤틸레이티드 디스크 로터((주)키리우제, 재질 FC190), 일반적인 핀 슬라이드식의 콜릿타입의 캘리퍼를 이용하여 실시하였다.

실시예 1~39는, 구리를 함유하는 비교예 2와 동등 이상의 내페이드성, 고온에서의 내마모성을 나타내었다. 또, 실시예 1~39는, 촉매 채용을 갖는 무기 충전재를 함유하지 않으며, 또한 구리를 함유하지 않는 비교예 1에 대해 우수한 내페이드성, 고온에서의 내마모성을 나타내는 것은 분명하다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 마찰재 조성물은, 종래품과 비교하여, 환경 부하가 높은 구리를 이용하지 않아도, 내페이드성이나 고온의 내마모성이 우수하므로, 상기 마찰재 조성물은 승용차용 브레이크 패드 등의 마찰재 및 마찰 부재에 적합하다.

Claims

결합제, 유기 충전재, 무기 충전재 및 섬유 기재를 포함하는 마찰재 조성물로서,
상기 마찰재 조성물 중에 원소로서의 구리를 포함하지 않는, 또는 구리의 함유량이 마찰재 조성물 전체에 대해 0.5질량% 이하이며,
평균 입경 10nm~50μm의 γ알루미나, 평균 입경 1~20μm의 돌로마이트, 평균 입경 1~20μm의 탄산칼슘, 평균 입경 1~20μm의 탄산마그네슘, 평균 입경 1~20μm의 이산화망간, 평균 입경 10nm~1μm의 산화아연, 평균 입경 1.0μm 이하의 사삼산화철, 평균 입경 0.5~5μm의 산화세륨, 및 평균 입경 5~50nm의 지르코니아로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 무기 충전재를 함유하는 마찰재 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 무기 충전재의 함유량이 마찰재 조성물 전체에 대해 1~35질량%인, 마찰재 조성물.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 무기 충전재의 1종이, 평균 입경 10~50μm의 γ알루미나이며, 상기 γ알루미나의 BET 비표면적이 50~300m²/g인, 마찰재 조성물.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무기 충전재의 1종이, 평균 입경 1~20μm의 이산화망간이며, 상기 이산화망간의 BET 비표면적이 100~300m²/g인, 마찰재 조성물.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화아연의 평균 입경이 10~50nm인, 마찰재 조성물.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 마찰재 조성물을 성형하여 이루어지는 마찰재.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 마찰재 조성물을 성형하여 이루어지는 마찰재와 백 메탈(back metal)을 이용하여 형성되는 마찰 부재.