KR20190086488A - 마찰재 - Google Patents
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Abstract
미립자 무기 다공성 물질을 포함하고, 상기 미립자 다공성 물질은 그 기공들 내에 흡착된 내부식제를 포함하는, 마찰재.
Description
본 발명은 마찰재에 관한 것으로, 특히 자동차에 적용되는 마찰재에 관한 것이다.
많은 산업 분야에서 부식이 문제가 되어, 2500억 USD가 넘는 연간 손실이 예상되는 결과를 가져온다. 마찰재는 특히 이들이 사용되는 가혹하고 다양한 작동 조건으로 인해 부식되기 쉽다. 자동차 산업은 예를 들어 부식으로 인해 1000억 USD가 넘는 연간 손실을 겪는 것으로 추산된다.
마찰재의 조성은 마찰재 및 적용되는 마찰재 시스템의 원하는 특성에 의존하여, 사용되는 성분 및 그 상대적인 양에 따라 달라질 수 있다. 마찰재 시스템의 분류는 예를 들어 금속, 준금속, 로우-스틸(low-steel), 비-석면 유기물(non-asbestos organic; NAO), NAO/비-스틸 및 세라믹 마찰재들이다. 그러나 일반적으로 마찰재 배합물에는 다음과 같은 성분들이 포함되어 있다: 결합제, 보강 섬유, 필러 및 연마제 및 윤활제와 같은 마찰 첨가제. 부식은 이러한 범주 전반에 걸친 문제이다.
마찰 라이닝(friction lining)의 예가 US5433774에 기재되어 있는데, 성능을 향상시키고 브레이크 페이드(brake fade)를 감소시키기 위해 표준 수지 바인더가 무기 실리케이트-함유 바인더로 대체되어 있다. 부식과 관련된 특별한 문제는 다루어지지 않았다. 마찰재의 다른 예는 US4994506에서 발견될 수 있는데, 비-석면 브레이크 조성물은 보다 용이한 제조, 보다 낮은 소음 및 보다 적은 브레이크 페이드의 목적을 위해 합성 조노트라이트(xonotlite)를 포함한다. 구체적인 부식 문제는 다루어지지 않았다. 비석면 마찰재의 또 다른 예가 US2007/0117881A1에 기재되어 있는데, 2층 마찰재 시스템이 압력판과 일체로 형성되었다. 상기 시스템은, "브레이크 스퀄(brake squeal)"로서 흔히 알려진, 제동 중 소음을 저감하도록 의도되어 있으며, 마찰재 및 그 마찰 커플 표면의 부식 문제를 다루지는 않는다.
부식은 다양한 메카니즘, 예를 들어 갈바닉 부식, 일반 부식 및 피팅(pitting) 메카니즘에 의해 작용하며 프레팅(fretting), 침식, 박리, 탈락, 응력, 균열 및 피로를 포함하여, 많은 인자에 의해 악화될 수 있다.
마찰재는 종종 이러한 다수의 요소에 노출되고, 결과적으로 부식 해결에 있어 다루기 힘든 재료이다. 브레이크로 사용되는 경우, 예를 들어, 마찰 커플, 예를 들어 로터와 브레이크 패드의 표면들 사이의 부식에 기인하여 스틱션(stiction)(정지 마찰) 문제가 발생할 수 있다. 실제, 심한 부식은 표면이 부식층을 통해 화학적으로 부착되는 것을 야기할 수 있고, 따라서 이를 탈착하기 위한 유일한 방법은 스틱션이 극복될 때까지 차량을 가속시키는 것에 의해 접선력(tangential force)을 가하는 것이다.
이는 매우 바람직하지 않은 상황이지만, 최근의 브레이크 시스템에서도 피할 수 없다. 스틱션과 관련된 문제뿐만 아니라, 마찰재의 부식, 특히 브레이크 시스템에서의 마찰재의 부식은 부품을 교체해야 하는 빈도 증가, 페인팅이나 코팅과 같은 비용이 많이 드는 예방적인 유지 보수, 보완할 재료의 과도한 설계, 소음 생성, 그외 바람직한 재료의 사용의 배제, 손상된 장비, 장비 고장의 위험, 독성 물건의 방출 및 눈에 보이는 부식으로 인한 마찰 재료의 심한 열화로 이어질 수 있다.
마찰재의 부식과 관련된 많은 문제뿐만 아니라, 부식을 완화하고자 할 때 다른 고려 사항도 무시될 수 없다. 특히, 마찰 성능(마찰 계수), 마모율 및 소음 발생이 고려되어야만 한다.
일반적으로 브레이크 패드 및 금속 로터를 포함하는 자동차 브레이킹 시스템에서, 부품이 부식될 때 문제가 발생한다. 브레이크 패드 부식과 관련하여, 일반적인 문제점들은 손상된 심미성, 균열, 소음 발생, 퇴색, 효율 감소, 증가되는 제동 거리 및 디스크 상의 스틱션이다. 금속성 디스크/로터 부식과 관련하여, 일반적인 문제점들은 손상된 심미성, 디스크 브레이크 상의 스코어와 그루브 표시, 브레이크 패드 교체의 오염된 장착, 압력 표시, 운전자용 페달 감각 효과, 부품 수명 단축 및 브레이크 패드에 대한 스티킹이다. 스틱션에 관련된 문제점들은 주차 브레이크들에 대하여 특히 심각하다.
전술한 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명은 미립자 무기 다공성 물질을 포함하는 마찰재를 제공하는데, 상기 미립자 다공성 물질은 그 포어들 내에 흡착된 내부식제를 포함한다.
미립자 물질의 기공들 내에 내부식제의 포함은 마찰재 전체적으로 내부식제의 양호한 분산을 용이하게 한다. 게다가, 내부식제를 이러한 방식으로 내부식제를 포함하는 것은 시간 경과에 따라 내부식제의 제어된 방출을 용이하게 한다. 브레이크 패드로서 사용될 때, 이는 마찰재가 사용 중 부식 손상을 거의 또는 완전히 피할 수 있음을 의미한다.
또한, 본 발명은 액체 형태에 기인하여 이전에는 사용될 수 없었던 마찰 표면으로의 내부식제의 전달을 가능하게 한다. 특히, 물유리는 마찰 표면에서 높은 pH 조건을 생성할 수 있는 능력에 기인하여 사용하기에 바람직한 내부식제이고, 따라서 특히 스틸과 같은 금속 및 합금에 대한 부식을 위한 화학 반응을 일으키는 것을 어렵게 한다.
보다 낮은 부식의 장점은, 특히 스틸 섬유 또는 기타 금속성 부품들을 포함하는 브레이크 패드와 로터 간의 금속-금속 접촉이 보통 스틱션 및 다른 부식-관련 이상을 겪을 자동차 브레이크 적용에서 클 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 전술한 마찰재를 포함하는 브레이크 패드를 제공한다.
본 발명의 다른 양태는 금속 로터 및 본 발명의 브레이크 패드를 포함하는 브레이킹 시스템을 제공하는 것이다. 금속 로터는 스틸과 같은 합금이 될 수 있다. 바람직하게는 상기 브레이킹 시스템은 자동차 브레이크 시스템이다. 부식과 관련된 문제점들은 자동차에서, 특히 도로에 뿌려진 염(salt)이 부식 속도를 가속할 수 있는 겨울철에 심각하다. 본 발명의 브레이킹 시스템은 주변 온도 및 고온에서 뿐만 아니라 겨울철을 모사하는 조건에서 양호하게 수행하는 것으로 밝혀졌다.
바람직한 실시예에서, 상기 브레이킹 시스템은 전자식 주차 브레이킹 시스템이다. 현재 이용 가능한 전자 주차 브레이킹 시스템은 스틱션을 일으키기 쉬운데, 전자 주자 브레이킹 시스템에서 브레이크 패드로서 본 발명의 마찰재의 포함은 스틱션과 관련된 전술한 문제점을 피할 수 있다. 이는 부품 수명을 연장하고 브레이킹 시스템의 수명 전체적으로 제동 성능을 향상시킬 수 있는 가능성을 제공한다.
본 발명은 또한 마찰재를 제조하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 다음을 포함한다:
a. 미립자 무기 다공성 물질을 다른 출발 물질과 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계, 여기서 상기 미립자 무기 다공성 물질은 그것의 기공들 내에 흡착된 내부식제를 포함함;
b. 상기 혼합물을 몰드 내에 배치하는 단계;
c. 상기 몰드 내에서 상기 혼합물을 10 to 70 MPa의 압력으로 처리하는 단계.
바람직하게는, 상기 혼합 단계는 산업 표준에 따른 건식 혼합 단계이다. 건식 혼합은, 조성물에 액체를 포함할 때 발생하는 것으로 일반적으로 예상되는 마찰재의 가압 및/또는 경화 동안 균열을 피하기 위해, 마찰재의 제조에 널리 사용된다. 그러나, 본 발명은 다른 성분들과의 혼합에 앞서 액체 내부식제를 미립자 무기 다공성 물질의 기공들 내에 포함시킴으로써 마찰재에 액체 내부식제를 포함할 수 있다. 내부식제의 포화 수준은 마찰재의 강도와 내부식제의 내부식 효과의 균형을 맞추도록 신중하게 제어된다.
바람직하게는, 본 발명의 방법은 내부식제로 미립자 무기 다공성 물질을 함침시키는 예비 단계를 포함한다.
함침되는 미립자 무기 다공성 물질과 함께 혼합되는 다른 출발 성분들은 일반적으로 마찰재 성분들로 사용된다. 적절한 성분들 및 적절한 상대적인 양의 예들은 아래에서 보다 상세하게 설명된다.
본 발명의 물건 및 방법은 마찰재의 제조의 용이성 또는 강도나 인성을 손상시키지 않으면서, 특히 브레이크 적용에 대한, 마찰재의 부식을 감소시키는 문제를 극복한다.
도 1은 실시예 2에 대한 테스트 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 2에 대한 테스트 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 2에 대한 테스트 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 2에 대한 테스트 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 2에 대한 테스트 결과를 나타낸 것이다.
미립자 다공성 물질
본 발명의 마찰재는 내부식제로 함침된 미립자 무기 다공성 물질을 포함한다.
적절한 미립자 다공성 물질은 칼슘 실리케이트, 1차 실리케이트(primary silicate), 무기 섬유 볼, 질석(vermiculite), 할리자이트(hallysite), 제올라이트, 다공성 산화철 및 운모상 산화철을 포함한다. .
이 물질들은 다양한 특성에 기인하여 내부식제용으로 적절한 담체들이다. 예를 들어, 다공성일 뿐만 아니라 이 물질들은 800 ℃ 또는 그 이상의 온도까지 내열성이 있으므로 마찰재에서 열화를 방지하는 데 중요하다. 마찰재는 예를 들어 제동 중에는 크고 급격한 온도 변화에 견딜 수 있어야 한다.
이러한 물질들은 또한 이들의 높은 비표면적에 기인하여 적합할 수 있다. 비표면적은 BET(Brunauer-Emmett-Teller) 표면적으로서 m2/g으로 측정되며, 예를 들어, ISO 9277:2010 테스트 방법에 따라 결정된다. 이는 기공 내부의 표면적을 포함하고 흡착되는 내부식제를 유지하기 위한 미립자 무기 다공성 물질의 능력을 나타낸다. 상기 미립자 다공성 물질은 30 내지 50 m2/g의 BET 값을 가질 수 있다.
상기 미립자 무기 다공성 물질은 바람직하게는 5 ㎛ 내지 1 mm, 5 ㎛ 내지 300 ㎛와 같은 5 ㎛ 내지 3 mm의 수평균 입자 사이즈를 갖는다. 이 입자 사이즈 범위는 바람직할 수 있는데, 더 작은 입자들은 내부식제를 흡착하기에 충분히 큰 기공들을 갖지 않을 것이고, 더 큰 입자들은 제조동안 마찰재용 성분들의 혼합시에 적절히 분포하지 않을 수 있기 때문이다.
미립자 다공성 물질이 칼슘 실리케이트, 1차 실리케이트, 질석, 할리자이트, 제올라이트, 다공성 산화철 및 운모상 산화철로부터 선택될 때, 수 평균 직경은 바람직하게는 5 ㎛ 내지 300 ㎛이고, 보다 바람직하게는 수평균 입자 사이즈는 35 ~ 85 ㎛가 될 수 있다. 이들 물질의 수평균 입자 사이즈는 예를 들어 레이저 회절법에 의해 결정될 수 있다.
본 발명에서 미립자 다공성 물질로서 무기 섬유 볼이 사용될 때, 섬유 볼의 중량 평균 입자 사이즈는 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mm, 보다 바람직하게는 0.6 내지 1 mm이다. 이는 예를 들어 체질(sieving) 및 계량(weighing) 기술을 통해 계산될 수 있다.
이들 물질들의 표면 극성은 또한, 특히 내부식제가 액체 또는 용액일 때, 운반되는 내부식제의 극성과 양립할 수 있는 장점이 될 수 있다.
이들 물질들의 기공 사이즈는 실온에서 혼합하는 하에서 내부식제의 액체 용액에 침투하기에 충분히 커야 한다. 예를 들어, 최소 기공 사이즈는 적어도 0.01 ㎛가 될 수 있다. 기공 사이즈는 핫 프레싱(hot pressing)동안 입자 내에 액체를 유지하기에 충분히 작아야 한다. 예를 들어 최대 기공 사이즈는 5 마이크론 이하가 될 수 있다. 기공 사이즈는 ISO 16901-2:2006을 이용하여 측정될 수 있다.
흡유치(oil absorption value)는 이러한 물질들에 의해 흡착될 수 있는 내부식제의 최대 수준과 관련이 있다. 흡유치는 ISO 787-5:1980에 따라 결정될 수 있다. 무기 다공성 물질의 흡유치는 적합하게는 100-500 범위, 바람직하게는 200-400, 예를 들어 약 300이다. 다공성 칼슘 실리케이트 입자는 100-300%의 흡유 용량을 가질 수 있다. 이 흡유 용량은 ASTM D281-31을 사용하여 측정된다.
게다가, 미립자 다공성 물질은 바람직하게는 건강 및 안전 요건을 충족해야 한다.
칼슘 실리케이트가 특히 바람직하며, 예를 들어 PROMAXON®으로 상업적으로 알려진 합성 조노트라이트이다. 조노트라이트는 화학식 Ca6Si6O17(OH)2를 갖는다. 이 물질의 모폴로지는 이것이 액체 및 고체 물질의 이상적인 담체인 것이다. 단단한 외측 쉘과 결합된 내부 다공성의, 바늘 모양의 구조는 이 기능을 가능하게 한다. 칼슘 실리케이트는 화학적 호환성에 기인하여 내부식제가 알칼리 실리케이트일 때 특히 유리하며, 내부식제를 기공들 내부로 침투시키기 위한 용이한 처리를 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 미립자 무기 다공성 물질은 칼슘 실리케이트 물질이다. 칼슘 실리케이트 미립자 다공성 물질들은 1540℃ 만큼 높은 용융 온도를 가지고 있어, 이들은 예를 들어 브레이크 패드와 같은 고온을 받는 마찰재에 포함되기에 대단히 적합하다.
본 발명에서 사용에 적합한 다른 타입의 미립자 무기 다공성 물질은 무기 섬유 볼이다. 여기서 사용되는 바와 같이 무기 섬유 볼은 "볼"을 형성하는 짜여진 또는 얽혀진 무기 섬유, 즉 응집된 무기 섬유이다. 이 무기 섬유 볼 또는 응집체는 또한 그래뉼로서 언급될 수 있다. 섬유 볼은 서로 얽히지 않은 느슨한 또는 분산된 섬유와는 상이하다.
무기 섬유 볼의 무기 섬유의 길이 및 직경은 넓은 범위에서 다를 수 있다. 바람직하게는 무기 섬유 볼을 형성하는 무기 섬유의 무기 섬유 중량 평균 길이는 125 내지 175 ㎛와 같은 100 내지 300 ㎛이다. 동일한 섬유의 중량 평균 직경은 바람직하게는 5 내지 10 ㎛와 같은 4 내지 15 ㎛이다.
중량 평균 섬유 볼 직경은 바람직하게는 1.5 mm를 초과하지 않는다. 선택적으로, 섬유 볼은 0.5 mm 내지 1.5 mm, 바람직하게는 0.6 mm 내지 1 mm 범위의 중량 평균 직경을 갖는다.
섬유 볼 사이즈는 체(sieve)를 사용함으로써 결정된다. 특정 메쉬를 갖는 체에 남겨진 섬유 볼의 각각의 질량이 결정된다. 얻어진 데이터로부터, 섬유 볼 사이즈의 중량 평균이 계산된다.
내부식제의 담체로서 섬유 볼 사용의 장점은 예를 들어 제동에 사용될 때 마찰재의 소음 및 진동 불쾌감(harshness)이 저감될 수 있다는 것이다.
무기 섬유 볼은 혼합기에서 제조될 수 있다. 혼합 공정에서, 느슨한 무기 섬유들은 서로에 대하여 교반되거나 또는 감겨져 무기 섬유 볼을 형성하기 위한 응집이 발생한다. 혼합기는 바람직하게는 원 운동을 제공한다. 바람직하게는 상기 공정은 결과물인 섬유 볼의 견고함(firmness)을 향상시키기 위해, 혼합기 내에서 무기 섬유를 액체와 혼합하는 단계 및 얻어진 혼합물을 건조하는 단계를 포함한다. 섬유 볼의 기계적 강도를 향상시키기 위하여 바인더가 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 미립자 무기 다공성 물질은 실질적으로 구형의 입자 모폴로지를 갖는다.
바람직하게는, 상기 미립자 무기 다공성 물질은 대략 35-85 ㎛의 입자 사이즈를 갖는다.
바람직하게는, 상기 미립자 무기 다공성 물질은 외적으로 마이크로-기공 및 내적으로 매크로-기공을 포함한다. 이 특별한 구조는 내부식제의 제어된 방출을 가능하게 하고 다른 기공 구조들과 비교할 때 더 높은 정도의 포화를 돕는다. 예를 들어 Promaxon®-D와 같은 상표명 Promaxon® 하에서 판매되는 제품은 적합한 미립자이다.
일부 실시예들에서, 미립자 무기 다공성 물질은 5 ㎛ 내지 300 ㎛의 수평균 입자 사이즈를 갖는 입자들을 포함한다. 적합한 물질은 칼슘 실리케이트, 1차 실리케이트, 질석, 할리자이트, 제올라이트, 다공성 산화철 및 운모상 산화철 중 어느 하나이다. 특히 적합한 것은 PROMAXON®과 같은 칼슘 실리케이트이다.
일부 실시예들에서, 미립자 무기 다공성 물질은 0.5 내지 1.5 mm의 중량 평균 입자 사이즈를 갖는 입자들을 포함한다. 적합한 물질들은 무기 섬유 볼, 특히 스톤 울과 같은 인공 유리 섬유로부터 제조된 것들이다.
일부 실시예들에서, 미립자 무기 다공성 물질은 입자 사이즈들의 혼합을 포함한다. 이러한 실시예들에서, 무기 섬유 볼과 칼슘 실리케이트, 1차 실리케이트, 질석, 할리자이트, 제올라이트, 다공성 산화철 및 운모상 산화철과 같은 더 작은 물질들 양자 모두가 조합에 사용될 수 있다. 특히 바람직한 것은 칼슘 실리케이트 입자 및 무기 섬유 볼의 조합이다.
내부식제
내부식제는 미립자 다공성 물질의 기공들 내에 흡착된다. 이 상호작용에 의해, 마찰 결합 표면으로의 내부식제의 제어된 이송이 가능하다.
바람직한 내부식제는 알칼리 실리케이트를 포함한다. 알칼리 실리케이트는 전형적으로 일반식 SiO2/M2O를 가지며, 여기서 M은 알칼리 금속이다. 본 발명의 방법에 사용하기 적합한 알칼리 실리케이트는 "물유리"로 알려진 형태가 될 수 있는데, 이는 알칼리 실리케이트의 수용액이다. 물유리의 형태에서, 내부식제는 알칼리 실리케이트의 용액이다. SiO2:M2O 비는 알칼리도를 결정한다. 알칼리 형태가 본 발명에서 활용되는 것이 바람직하다.
물유리 또는 다른 액체 내부식제를 미립자 다공성 물질의 기공 내부에 포함시킴으로써, 이전에는 가능하지 않았던 마찰재에 물유리 또는 다른 액체 내부식제를 제공하는 것이 가능하다. 특히, 마찰재는 전형적으로 건식 혼합 공정으로 제조되는데, 이는 이전에는 액체 형태로 공급되는 일부 내부식제의 사용을 배제하였다. 본 발명에서, 이는, 내부식제를 건조 마찰재 성분 프리믹스로 도입될 수 있는 다공성 미립자 내로 분배하는 편리한 방법을 가능하게 하므로, 유리하다.
마찰재는 마찰재용 출발 물질 첨가에 기초한 전체 마찰재의 비율로서 적어도 0.5 wt% 알칼리 실리케이트를 함유하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 마찰재는 적어도 2 wt% 알칼리 실리케이트와 같은 적어도 1 wt% 알칼리 실리케이트를 포함한다. 보다 낮은 함량은 알칼리 실리케이트가 없는 마찰재와 비교할 때 부식, 효율 및 마모에서 현저한 향상을 나타내기 어려울 수 있다. 마찰재는 바람직하게는 전체 마찰재의 비율로서 10 wt%를 초과하지 않는 알칼리 실리케이트를 함유한다. 보다 바람직하게는 마찰재는 8 wt%를 초과하지 않는 알칼리 실리케이트와 같은 9 wt%를 초과하지 않는 알칼리 실리케이트를 함유한다. 보다 높은 함량은 마찰재의 과도한 마모를 유발할 수 있고, 이는 바람직하지 못하게 높은 수준의 마찰 및 마모로 이어질 수 있다. 최종 마찰재에서, 예를 들어 물유리 내에, 용매로서 사용된 물은 예를 들어 수화수(water of hydration)로서 기공들 내에 보유될 수 있거나, 또는 물의 일부 또는 전부는 제조 공정 중에 증발될 수 있다. 최종 생성물에서 건조 SiO2/M2O 수준을 기초로 한 알칼리 실리케이트의 수준은 바람직하게는 0.2% 내지 5중량%, 바람직하게는 0.4 내지 3중량%이다.
알칼리 실리케이트가 마찰재의 비율로서 0.5 wt% to 10 wt%의 함량으로 포함될 때, 알칼리 실리케이트는, 알칼리 실리케이트를 함유하지 않는 마찰재와 비교할 때, 마찰재의 부식 및 마찰 성능을 향상시킬 수 있고 마모율을 저감할 수 있다.
미립자 무기 다공성 물질과 관련하여, 액체 내부식제는 5 내지 200% w/w, 바람직하게는 10-100 % w/w, 보다 바람직하게는 25-75 % w/w의 포화를 나타낼 수 있다. 이 함량은 미립자 무기 다공성 물질의 중량에 대한 상대적인 것이며, 예를 들어, 25 %w/w의 내부식제가 미립자 무기 다공성 물질의 기공에 흡착되는 경우, 내부식제 : 미립자 무기 다공성 물질의 비는 25 : 100이다. 포화 수준은 오일 흡수 테스트 ISO 787-5:1980에 상응하는 방법을 이용하여 다공성 물질의 미리 정해진 질량에 의해 흡수될 수 있는 내부식제 용액의 질량을 결정함으로써 측정될 수 있다.
다공성 물질에 관하여, 다공성 물질 및 내부식제의 혼합 건조 중량에 대한 내부식제의 건조 중량의 퍼센트로 표현되면, 내부식제는 1.5 내지 50 wt%, 바람직하게는 3 내지 45 wt%, 보다 바람직하게는 13 내지 45 wt%, 또는 13 내지 35 wt%, 또는 14 내지 28 wt%의 함량으로 존재할 수 있다. 건조 중량 측정에는 물리적으로 또는 화학적으로 결합된 물이 배제된다.
알칼리 실리케이트는 내부식제로 바람직한데, 그 이유는 이들이 추가 처리 단계들을 요구하지 않으면서 마찰재에서 사용하기에 충분히 불활성이기 때문이다. 또한, 미립자 다공성 물질이 칼슘 실리케이트 물질일 때, 알칼리 실리케이트는 칼슘 실리케이트와 화학적으로 상용성이 있어, 내부식성의 알칼리 실리케이트가 미립자 다공성 물질에 흡수되는 것을 용이하게 만든다.
알칼리 실리케이트는 마찰 표면의 pH를 증가시킬 수 있어, 부식에 대한 운동 및 열역학 조건을 덜 유리하게 만든다.
알칼리 실리케이트들 중에서, 나트륨 실리케이트 및 칼륨 실리케이트가 바람직하다. 나트륨 실리케이트 및 칼륨 실리케이트는 물유리로 알려진 수용액으로 이용가능하다. 물유리는 환경, 동물 또는 사람들에게 유해할 수 있으며 그 제조 시에 에너지를 사용할 수 있는 다른 어떠한 용매도 필요로 하지 않는 환경적 장점이 있다. 또한, 수용액 형태의 알칼리 실리케이트는 마찰재의 제조에 편리하다.
나트륨 실리케이트가 특히 바람직하다. 식 SiO2/Na2O의 나트륨 실리케이트는 낮은 가격, 즉시 이용가능성 및 높은 용해 속도에 기인하여 본 발명에서 사용되기 적합하다.
바람직하게는 알칼리실리케이트는 3.5를 초과하지 않는, 바람직하게는 3.25를 초과하지 않는 SiO2:Na2O 비를 갖는 나트륨 실리케이트이다. SiO2:Na2O 비는 바람직하게는 적어도 1.60, 보다 바람직하게는 적어도 3.00이다. 이러한 비들은 마찰 결과물이 브레이크 패드로서 사용될 때 브레이크 패드 및 디스크의 마모의 양을 저감할 수 있다.
마찰재로의 통합 이전에, 미립자 무기 다공성 물질은 바람직하게는 건조되어 수분(예를 들어 물) 함량이, 미립자 무기 다공성 물질, 내부식제 및 수분의 전체 중량에 대한 중량 퍼센트로 표현하여, 10 wt% 이하, 바람직하게는 5 wt% 이하, 보다 바람직하게는 3 wt% 이하, 그리고 가장 바람직하게는 2 wt% 이하가 되도록 한다. 수분을 제거함으로써, 마찰재의 강도가 향상되는데, 이는 가열 단계들을 포함할 수 있는 마찰재의 제조 중에 방출되는 스팀이 마찰재에 크랙을 형성하여 마찰재를 약화시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 마찰재의 인성은 생성될 수 있는 스팀의 양을 감소시킴으로써 향상될 수 있다.
건조 단계는 능동적, 즉 내부식제로 함침된 미립자 무기 다공성 물질을 가열 및/또는 제습 환경에 적용하거나, 또는 수동적, 즉 수분이 자연적으로 증발되는 것 중 하나일 수 있다. 따라서, 바람직하게는 내부식제는 마찰재를 형성하기 위한 다른 성분들과 혼합되기 직전에 낮은 수분 함량을 갖는 고체 형태이다. 미립자 무기 다공성 물질은 마찰재 전체적으로 내부식제의 양호한 분산을 가능하게 하고 용이한 처리를 가능하게 한다.
마찰재
마찰재는 매트릭스에 분산되고 본 발명에 따른 내부식제로 함침된 본 발명의 다공성 무기 미립자 물질을 포함한다.
본 발명은 대체로 마찰재에 적용 가능하다. 바람직한 마찰재 제제들은 일반비-석면 유기물(non-asbestos organic; NAO), 로우-금속(low-met) 및 로우-스틸(low-steel)으로 일반적으로 알려져 있다. 바람직하게는 마찰재는 NAO(비-석면 유기물) 타입 마찰재이다. 상기 재료는 적절하게는 유기 바인더를 함유한다.
예시적인 NAO 마찰재는 내부식제로 함침된 다공성 무기 미립자 물질에 추가로, 부피 %v/v로, 다음을 포함할 수 있다:
1-30%
3-15%와 같은 광물 섬유
0-3%
0-1%와 같은 스틸 섬유
1-40%
10-30%와 같은 연마제
1-20%
5-12%, 또는 그라파이트일 때 5-15%와 같은 고체 윤활제
5-45%
5-25% 바인더와 같은, 바람직하게는 10-20%의 바인더
0-10%
바람직하게는 3-7%의 아라미드 섬유
1-20%
바람직하게는 3-10%의 무기 및 유기 필러
마찰재는 "로우 금속" NAO 마찰재가 될 수 있는데, 즉, 이는 예를 들어 0 내지 30 wt%, 바람직하게는 0-10%의 낮은 함량의, 스틸 섬유 또는 파우더와 같은 금속 성분을 함유할 수 있다.
예시적인 로우 스틸 마찰재는 내부식제로 함침된 다공성 무기 미립자 물질에 추가하여, 부피 %v/v로, 다음을 포함할 수 있다:
0.5-1.5 %
피블릴화된(fibrillated) 유기 섬유
8-15%
그라파이트
8-20%
무기 필러
4-10%
스틸 섬유
11-14%
페놀 수지
0.5-10%
연마제
3-8%
고무
4-12%
고체 윤활제
10-15%
페트롤 코크스(petrol coke)
4-8%
광물 섬유.
마찰재는 "비-스틸" NAO 마찰재, 즉, 스틸 성분이 없는 NAO 마찰재가 될 수 있다. 비-스틸 마찰재는 황동, 구리, 알루미늄 및 아연과 같은 다른 금속들을 함유할 수 있다.
매트릭스는 비-석면 무-구리(copper-free) 매트릭스가 될 수 있다. 특히 자동차 브레이크로부터 구리를 줄이고 결국에는 제거하기 위한 현재 및 미래의 규제 요건을 충족하기 위해 무-구리 매트릭스가 바람직하다.
매트릭스는 로우-스틸 또는 비-스틸 매트릭스가 될 수 있다. 이는 매트릭스가 스틸 섬유를 함유하지 않거나 단지 낮은 함량으로 함유하는 것을 의미한다. 특히, 매트릭스는 20 wt% 이하의 스틸 섬유, 바람직하게는 15 wt% 이하의 스틸 섬유, 보다 바람직하게는 10 wt% 이하, 예를 들어, 3 wt% 이하, 가장 바람직하게는 1 wt% 이하의 스틸 섬유를 함유할 수 있다. 매트릭스는 스틸 섬유가 없을 수 있다(비-스틸 매트릭스). 마찰재의 부식, 먼지, 소음 및 진동 불쾌감 및 중량을 저감하기 위해 매트릭스 내의 스틸 섬유의 함양을 최소화하는 것이 바람직하다.
바람직하게는 매트릭스는 윤활제, 연마제, 유기 바인더, 강화 섬유 및 필러를 포함한다. 매트릭스 내의 연마제는 바람직하게는 마찰재 내의 MMVF와 다른 물질이다.
적합한 연마제는 석영, 알루미나, 지르코늄 실리케이트, 산화 지르코늄 및 산화 크롬을 포함하여, 금속 산화물 및 실리케이트를 포함한다. 연마제는 요구되는 경도에 따라 선택될 수 있다. 마찰재에서 연마재의 함량은 마찰재의 1 내지 20, 바람직하게는 5 내지 17, 보다 바람직하게는 8 내지 14 vol%가 될 수 있다.
적합한 윤활제는 그라파이트와 같은 고체 윤활제 및 황화 안티몬, 황화 주석, 황화 구리 및 황화 납과 같은 금속 황화물을 포함한다. 윤활제는 마찰재의 1 내지 20, 바람직하게는 5 내지 17, 보다 바람직하게는 8 내지 14 vol%의 함량으로 포함될 수 있다.
적합한 유기 바인더 원료 물질은 페놀 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 축합 다핵 방향족 수지, 실리콘 변성 수지, 페놀 실록산 수지, 시아네이트 에스테르 수지, 에폭시 변성 수지, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알키드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄, 셀룰로오스 에스테르, 폴리비닐 수지, 폴리스티렌 수지, 니트로 셀룰로오스, 염소화 고무, 스티렌 부타디엔 고무 및 폴리이미드 수지와 같은 열경화성 유기 바인더제를 포함하고 또한 경화제, 가교제 및 용매를 포함할 수 있다. 특히 바람직한 바인더는 페놀-포름알데히드(노블락) 계열 수지와 같은 페놀 수지이다. 바인더는 또한 에폭시 수지와 같은 강화제(toughener)를 포함할 수 있다.
바람직하게는 매트릭스는 바인더로 작용하는 유기 열경화성 수지를 포함한다. 특히 적합한 유기 열경화성 수지는 페놀 포름알데히드 수지와 같은 페놀 수지를 포함한다.
유기 바인더는 마찰재의 5 내지 45 vol%, 바람직하게는 5 내지 25 vol%, 보다 바람직하게는 10 내지 20 vol%의 함량으로 존재할 수 있다.
필러는 유기물, 무기물 또는 유기물과 무기물의 혼합물이 될 수 있다. 필러는 마찰재의 부피를 증가시키기 위해 첨가된다. 적절한 필러는 프릭션 더스트(friction dust), 고무 크럼(rubber crumb), 티탄산칼륨(예를 들어 : 위스커 또는 섬유 형태), 황산바륨, 탄산칼슘, 마이카, 티탄산 알칼리금속, 삼산화 몰리브덴, 캐슈 더스트(cashew dust), 규선석(sillimanite), 멀라이트(mullite), 산화마그네슘, 실리카 및 산화철을 포함한다. 필러는 마찰재의 일부 특성을 변경하는 역할을 할 수 있는데, 예를 들어 이들은 열 안정성 또는 소음 감소를 향상시킬 수 있다. 사용되는 구체적인 필러 또는 필러들은 또한 마찰재의 다른 구성물에 따라 달라질 수 있다. 마이카, 캐슈 더스트 및 고무 더스트는 소음 억제제로 알려져 있다. 바람직한 필러는 BaSO4와 같은 같은 중정석(barite), 페트롤 코크스, Ca(OH)2, 마이카, 철 파우더, 고무 크럼 마찰재 더스트 및 티탄산칼륨(예를 들어 위스커 또는 섬유 형태)을 포함한다.
적합한 강화 섬유가 매트릭스에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 매트릭스는 인공 유리 섬유(man-made vitreous fibres; MMVF), 특히 스톤 울 섬유, 기타 타입의 광물 섬유 및/또는 Kevlar(RTM)와 같은 아라미드 섬유를 포함할 수 있다. 섬유들은 예를 들어 영률을 증가시키고 마찰재의 인성을 증가시키기 위해 첨가될 수 있다. 적합한 MMVF는 5-10㎛ 범위의 수 평균 섬유 직경, 50-1000 ㎛ 범위, 바람직하게는 100-750 ㎛ 범위의 길이를 가지며, 예를 들어 1% wt 미만, 바람직하게는 0.5% wt 미만의 낮은 샷(shot) 함량을 갖는다. 적합한 MMVF의 예들은 Roxul 제품 라인의 Lapinus Fibers, 예를 들어 Roxul 1000 RB 280 및 RB 205와 같은 Roxul 1000 Rock Brake 제품으로부터 입수가능하다.
상기 마찰재는 다음 단계들에 따라 제조된다:
a. 미립자 무기 다공성 물질을 다른 출발 물질과 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계, 여기서 상기 미립자 무기 다공성 물질은 그것의 기공들 내에 흡착된 내부식제를 포함함;
b. 상기 혼합물을 몰드 내에 배치하는 단계;
c. 상기 몰드 내에서 상기 혼합물을 10 to 70 MPa의 압력으로 처리하는 단계.
바람직하게는 혼합 단계는 건식 혼합 단계이다. 건식 혼합은 마찰재에 대하여 산업 표준에 기인하여 바람직하다. 또한, 습식 혼합 공정은 제조 중 수분의 증발에 기인하여 취성 마찰재로 이어질 수 있다. 본 발명은 액체 내부식제를 미립자 무기 다공성 물질 내에 포함시킴으로써 상기 문제를 회피한다.
가압 단계는 핫 프레스 또는 콜드 프레스가 될 수 있다. 바람직하게는 조건들은 120 내지 180℃, 바람직하게는 150 내지 170℃의 온도 및 20 내지 40 MPa의 압력이다.
선택적으로, 후속적인 경화 단계가 이용된다. 이는 예를 들어 수지 바인더를 경화하도록 될 수 있다. 경화는 온도가 주위 온도에서 적어도 150℃, 바람직하게는 적어도 180℃, 예를 들어, 200℃ 이상에서 250℃까지, 바람직하게는 215℃까지의 경화 온도까지 상승하는 단계적 공정으로 이루어질 수 있고, 이어서 경화 온도에서 2-8 시간과 같은 수 시간, 바람직하게는 4-6 시간 동안 유지하고, 냉각 단계가 이어진다.
상기 방법은 바람직하게는 내부식제를 미립자 무기 다공성 물질의 기공들 내에 함침시키는 예비 단계를 포함한다. 미립자 무기 다공성 물질은 내부식제 내에서 그 자체 중량의 5% 내지 200%를 담지할 수 있다. 바람직하게는 미립자 무기 다공성 물질은 내부식제 내에서 그 자체 중량의 25 내지 70%를 담지한다. 이러한 내부식제의 양은 마 찰재의 가공용이성 및 인성 및 강도를 유지하면서 마찰재 표면으로의 내부식제의 최적의 제어된 이송을 제공할 수 있다. 함침은 미립자 무기 다공성 물질을 내 부식제와 액체 형태로 접촉시키면서, 예를 들어, 유동층 혼합기(fluid bed mixer) 상에 분무하여 혼합하거나, 히어링(hearing) 유무에 관계없이 모든 액체가 흡수될 때까지 저 전단 믹서(low shear mixer)에서 혼합함으로써 수행될 수 있고, 예를 들어 1-60분, 예를 들어 5-20분 동안 수행될 수 있다.
바람직하게는, 미립자 무기 다공성 물질은 내부식제로 함침된 후 및 마찰재의 다른 성분과 혼합하기 전에 건조 단계를 받는다. 건조 단계는 능동적, 예를 들어 온도를 높이거나 및/또는 습도를 낮추거나, 수동적, 즉 수분이 자연 증발하도록 하는 것이 될 수 있다. 이 단계는 마찰재 제조 공정의 핫 프레스 단계동안 방출되는 스팀의 양을 저감함으로써 마찰재의 강도를 향상시킬 수 있다.
실시예
실시예 1
PROMAXON®-D로 상업적으로 알려진 미립자 다공성 칼슘 실리케이트 물질이 0, 50, 100, 150 및 200 w/w%의 함량으로 Crystal 0075 물유리로 함침되었다. 다시 말해, 일정 양의 물유리가 미립자 다공성 칼슘 실리케이트 물질에 흡수되어 그것이 그 자체 중량의 0%, 50%, 100%, 150% 또는 200%의 물유리를 담지하였다. 물유리에서 SiO2:Na2O 비는 3.22였다. 부피%로 7%의 함침된 미립자 다공성 물질이 다음 레시피에 따른 다른 성분들과 혼합되었고, NAO, 비-스틸 마찰재들을 형성하기 위해 몰드 내에서 160℃ 및 28 MPa 에서 가압 처리되었다.
상기 조성물은 후속하여 5시간에 걸쳐 210℃까지 승온하고, 210 ℃에서 4시간 동안 유지시킨 후, 2시간에 걸쳐 실온까지 냉각하여 경화되었다.
또한 미립자 무기 다공성 물질 PROMAXON®-D를 배제한 참고 샘플이 제조되었다.
마찰재들은 마찰, 마모 및 부식 성능에 대하여 평가되었다.
마찰재들은 스틸 로터로 테스트하기 위해 브레이크 패드로서 준비되었다. 수행된 테스트들은 Krauss ECER90 글로벌 사양 마찰 성능이었다.
마찰재들(브레이크 패드들) 및 로터들의 마모는 SAE J2707 마모에 적용된 테스트 방법에 따라 측정되었다.
스틱션 수준을 결정하기 위해 마찰재 및 로터의 부식이 ASTM B117을 기초로 테스트되었다. 테스트는 5중량% NaCl 및 MgCl (1:1 중량)의 수성 부식액으로 브레이크 패드 및 물질을 전처리하고, 이어서 브레이크 디스크에 클램핑하고 40℃, 100% 상대 습도의 항온항습 챔버에 24시간 동안 투입한 다음, 실온, 70% 상대 습도의 상기 챔버에서 72시간 동안 건조시켰다. 테스트 샘플들은 이후 스틱션에 대해 검사되고 디스크 및 패드의 표면은 박리 후 부식에 대해 검사된다.
(미립자 무기 다공성 물질이 없는) 참고 샘플은 테스트동안 매우 강한 스틱션을 나타내었다. 브레이크 패드 표면의 80 %가 부식으로 커버되었다.
미립자 무기 다공성 물질을 갖지만 기공들에 함침된 내부식제가 없는 샘플에서는, 테스트 결과 무거운 스틱션이 나타났다. 패드와 디스크 사이의 표면의 80%가 부식으로 커버되었다.
물유리의 그 자체 중량의 25%를 담지하는미립자 무기 다공성 물질을 포함하는 샘플에서, 매체 스틱션이 발생하였고 패드와 디스크 사이 표면의 40%가 부식으로 커버되었다. 이는 참고 샘플과 0% 내부식제가 있는 샘플보다 명확한 향상이다.
물유리의 그 자체 중량의 25%를 담지하는 미립자 무기 다공성 물질을 포함하는 샘플에서, 어떠한 스틱션도 발생하지 않았고 패드와 디스크 사이 표면의 단지 20%가 부식으로 커버되었다. 이는 앞선 샘플들에 비해 보다 명확한 향상이다.
물유리의 그 자체 중량의 100%를 담지하는 미립자 무기 다공성 물질을 포함하는 샘플에서, 어떠한 스틱션도 발생하지 않았고 패드와 디스크 사이 표면의 단지 10%가 부식으로 커버되었다. 이는 앞선 샘플들에 비해 보다 명확한 향상이다.
50 w/w% 및 100 w/w% 물유리로 함침된 미립자 다공성 칼슘 실리케이트 물질을 포함하는 마찰재들에 대하여 최적의 결과들이 얻어졌다.
실시예 2
실시예 1의 공정 조건을 이용하여 출발 물질들을 혼합하고 브레이크 패드를 형성하도록 몰드 내에서 혼합물을 가압하여 마찰재들이 제조되었다. 제형은 하기에 따라 로우-금속 제제였다:
미립자 무기 다공성 물질은 PROMAXON®-D로 상업적으로 알려진 칼슘 실리케이트이었다. 이는 마찰재의 다른 성분과 혼합하기 전에 Crystal 0075 물유리(실시예 1과 동일한 조성의 물유리)로 함침되었다. 다공성 물질에서 물유리의 포화도가 다른 6개의 샘플이 준비되었다: 다공성 물질은 물유리에서 그 자체 무게의 0%, 25%, 50%, 75%, 100% 및 125%를 담지하였다. 상이한 포화 수준에서 성능을 비교하기 위해 브레이크 패드 형태의 샘플 마찰재들이 준비되었다.
자동차 브레이킹 시스템을 시뮬레이션하기 위해 브레이크 패드는 스틸 로터로 테스트되었다.
테스트는 글로벌 사양 마찰 성능을 위한 Krauss ECE R90 annex(일정한 토크) 유럽 인증 테스트 절차에 따라 각각의 샘플에 대한 마찰 계수를 결정하기 위해 수행되었다.
브레이크 패드와 로터의 마모는 SAE J2707 마모 절차의 개정 버전에 따라 테스트되었다.
도면들에 사용된 코드들의 숫자는 물유리의 비율을 나타낸다.
도 1, 2 및 3은 실시예 2에 대한 테스트 결과를 나타낸다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 나트륨 실리케이트 액체 용액 함량의 증가에 따라 평균 마찰 수준, 평균 냉간 마찰 수준 및 평균 페이드 마찰 수준이 증가하였다. 이 3개의 마찰 섹션들은 브레이크 패드의 개발에 중요하다.
도 2는 나트륨 실리케이트 액체 용액 함량의 증가에 따른 패드 및 로터 마모의 거동을 나타낸다. 이들 모두 효과가 부정적이되는 특정 시점까지 향상을 나타낸다. 디스크와 패드 마모 사이의 비율은 25 내지 70%의 나트륨 실리케이트 액체 용액 함량의 퍼센트에 최적화되어 있다.
마찰 및 마모 결과가 도 3에 도시되어 있다.
μF1 및 μF2 섹션에서, 액체 용액의 함량이 높아지면, 페이드 마찰 수준이 높아지고 μF2 이후의 모든 마찰 세그먼트 레벨이 높아지는 것이 분명하다.
미립자 무기 다공성 물질이 내부식제 용액의 자체 중량의 125% 이상을 담지하는 경우, 결과는 더 이상 향상되지 않는다.
디스크 마모 관점에서 볼 때, 50% 액체 용액 함침까지 향상이 있음이 명백하다. 50% 이후에는 악화된다.
실시예 1의 내부식 테스트와 결합하여 이러한 결과로부터, 우리는 최적의 함침율은:
25, 50 및 75%, 즉, 미립자 무기 다공성 물질이 내부식제 자체 중량의 25 내지 75%를 담지할 때 최적의 결과를 얻는다는 결론을 내렸다.
이론에 의해 구속되는 것을 바랄 것도 없이, 이러한 결과에 4가지 인자들의 조합이 영향을 미친다는 것이 믿어진다.
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마찰재 처리. 함침 함량이 높을수록, 핫 프레싱 후에 마찰재에 크랙이 발생할 가능성이 높아진다.
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부식 및 스틱션 개선에 대한 영향
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마찰 성능에서의 영향
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디스크 마모에서의 영향.
결론
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높은 내열성을 갖는 무기 다공성 물질은 액체 용액에 대한 캐리어로 이용될 수있다.
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내식부제의 액체 용액은 마찰재 산업의 효율성에 대한 큰 잠재력을 갖는다.
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침투량은 5% (w/w)에서 포화 수준까지이다. Promaxon®-D의 특정 경우에는 5% 내지 200%이다.
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최적의 함침은 재료 세그먼트(NAO, 로우-금속 또는 준-금속)에 의존하며, Promaxon D의 경우 25 내지 70%이다.
Claims (23)
- 미립자 무기 다공성 물질을 포함하고, 상기 미립자 다공성 물질은 그것의 기공들 내에 흡착된 부직방지제를 포함하는, 마찰재.
- 제1항에 있어서,
상기 내부식제는 예를 들어 수용액 형태의, 알칼리 실리케이트, 바람직하게는 나트륨 실리케이트, 칼륨 실리케이트 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 마찰재. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 미립자 무기 다공성 물질은 Ca6Si6O17(OH)2와 같은 칼슘 실리케이트 구조를 포함하는, 마찰재. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미립자 무기 다공성 물질은 실질적으로 구형을 갖는 입자들을 포함하는, 마찰재.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미립자 무기 다공성 물질은 5 ㎛ 내지 300 ㎛의 수평균 입자 사이즈를 갖는, 마찰재. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미립자 무기 다공성 물질은, 활성제의 부재 하에 계산될 때, 적어도 40 m2/g의 BET 비표면적을 갖는, 마찰재. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미립자 무기 다공성 물질은, 활성제의 부재 하에 결정될 때, 100 내지 500 범위, 바람직하게는 150 내지 300 범위의 흡유 수(oil absorption number)를 갖는, 마찰재. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부식제는, 미립자 무기 다공성 물질의 건조 중량과 내부식제 내의 건조 물질의 질량의 조합에 대한 내부식제 내의 건조 물질의 질량의 백분율로 표현될 때, 1.5 내지 50 wt%의 함량으로 존재하는, 마찰재. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미립자 무기 다공성 물질은 상기 마찰재 전체에 걸쳐 균질하게 분산되어 있는, 마찰재. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
5 내지 45중량%, 바람직하게는 10-20중량% 범위의 함량으로, 예를 들어, 열경화성 수지의, 유기 바인더를 추가로 포함하는, 마찰재. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유를 추가로 포함하는, 마찰재.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
인공 유리 섬유(MMVF)를 추가로 포함하는, 마찰재. - 제12항에 있어서,
상기 마찰재 내에 상기 MMVF가 1 내지 30중량%, 바람직하게는 3 내지 15중량% 범위의 함량으로 존재하는, 마찰재. - 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 MMVF는 스톤 울 섬유를 포함하는, 마찰재. - 제14항에 있어서,
상기 스톤 울 섬유는 5 to 10 ㎛ 범위의 수 평균 직경 및 50 to 1000 ㎛, 바람직하게는 100 to 750 ㎛ 범위의 수 평균 섬유 길이를 갖는, 마찰재. - 제1항 내지 제15항 중 어느, 한 항에 있어서,
필러, 윤활제, 연마제 및 MMVF 이외의 섬유를 추가로 포함하는, 마찰재. - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미립자 무기 다공성 물질 및 그 구조 내에 흡착된 알칼리 실리케이트는 마찰재의 1 to 10 중량%, 바람직하게는 2 내지 5중량%를 구성하는, 마찰재. - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미립자 무기 다공성 물질은 섬유 볼을 포함하는, 마찰재. - 제18항에 있어서,
상기 섬유 볼들은 인공 유리 섬유를 포함하는, 마찰재. - 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 마찰재를 포함하는 브레이크 패드.
- 로터 및 제18항의 브레이크 패드를 포함하고, 상기 로터 및 브레이크 패드는 제동시 접촉하도록 구성되며, 바람직하게는 상기 로터는 금속성이고, 보다 바람직하게는 전자식 주차 브레이킹 시스템인, 차량 브레이킹 시스템.
- 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 마찰재를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
a) 미립자 무기 다공성 물질을 다른 출발 물질과 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계, 여기서 미립자 무기 다공성 물질은 그것의 기공들 내에 흡착된 내부식제를 포함함;
b) 상기 혼합물을 몰드 내에 배치하는 단계;
c) 상기 몰드 내에서 상기 혼합물을 10 to 70 MPa의 압력으로 처리하는 단계;
를 포함하는, 방법. - 제22항에 있어서,
내부식제로 미립자 무기 다공성 물질을 함침하는 초기 단계를 추가로 포함하고, 바람직하게는 상기 내부식제는 수용액의 형태인, 방법.
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