KR20210081276A - Complex pad for brake of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량 브레이크용 마찰재에 관한 것으로 보다 구체적으로, 차량 브레이크에서 발생하는 미세 먼지의 발생을 방지할 수 있는 차량 브레이크용 마찰재에 관한 것이다.The present invention relates to a friction material for a vehicle brake, and more particularly, to a friction material for a vehicle brake capable of preventing the generation of fine dust generated in the vehicle brake.
산업이 발달하고 기술이 진보되면서 오염물질이 방출되어 대기가 심각하게 오염되고 있다. 배출된 오염물질은 대기 중에서 이송, 확산되는데, 이 중 대기 중에 부유하고 있는 오염 미세먼지는 코나 기관지 등에서 걸러지지 않고 호흡기관 깊숙이 침투해 천식, 기관지염, 알레르기성 비염, 폐 질환 같은 호흡기질환을 일으키거나 눈에 붙어 결막염, 안구건조증 같은 안질환을 유발한다.With the development of industry and advances in technology, pollutants are emitted and the air is seriously polluted. The discharged pollutants are transported and diffused in the air. Among them, the polluted fine dust suspended in the air is not filtered through the nose or bronchial tubes, but penetrates deep into the respiratory tract, causing respiratory diseases such as asthma, bronchitis, allergic rhinitis, and lung disease. It attaches to the eye and causes eye diseases such as conjunctivitis and dry eye.
또한, 미세먼지는 피부 유해성분이 섞여 있을 경우 알레르기성 피부염이 발생하기도 한다. In addition, when fine dust is mixed with harmful substances on the skin, allergic dermatitis may occur.
이러한 미세먼지는 1mm정도에서 0.1㎛ 이하까지 미세하기 때문에 공기의 흐름에 의해서도 이동 가능하여 공해 분진이나 오염물질을 힘들게 분리하더라도 미세한 분진이 다시 정화된 공기와 섞여 외부로 배출되는 문제점이 발생하였다.Since such fine dust is as fine as 1 mm to 0.1 μm or less, it can be moved even by the flow of air, so even if it is difficult to separate polluting dust or pollutants, the fine dust is mixed with the purified air and discharged to the outside.
지구촌의 다른 대도시와 비교했을 때이고 서울의 공기질은 나쁜 편이다. 세계보건기구(WHO)가 2016년 발표한 전 세계 대기오염 통계에 따르면, 서울의 미세먼지(PM 10) 농도는 46㎍/㎥로 주요 선진국의 대도시에 비해 압도적으로 높았다. Compared to other large cities in the world, the air quality of Seoul is on the bad side. According to global air pollution statistics released by the World Health Organization (WHO) in 2016, the concentration of fine dust (PM 10) in Seoul was 46㎍/㎥, overwhelmingly higher than that of large cities in major developed countries.
프랑스 파리와 일본 도쿄가 각각 28㎍/㎥, 베를린은 24㎍/㎥로 서울보다 훨씬 낮았다. 영국 런던의 경우, 서울의 절반에 불과한 22㎍/㎥이었다.Paris, France and Tokyo, Japan each recorded 28㎍/㎥ and Berlin 24㎍/㎥, much lower than Seoul. In the case of London, England, it was 22㎍/㎥, which is only half of Seoul.
초미세먼지 농도 역시 서울은 24㎍/㎥로 파리(18㎍/㎥)나 도쿄, 런던(이상 15㎍/㎥)보다 훨씬 높은 것으로 나타났다. The ultrafine dust concentration in Seoul was also 24㎍/㎥, which was much higher than Paris (18㎍/㎥), Tokyo, and London (more than 15㎍/㎥).
WHO에 따르면 서울의 초미세먼지 농도는 연평균 23.1㎍/㎥, 일평균 최대값은 70㎍/㎥이다. 이는 WHO 권고 기준인 연평균 10㎍/㎥, 일평균 25㎍/㎥를 훨씬 초과한 수치다.According to the World Health Organization (WHO), the average concentration of ultrafine dust in Seoul is 23.1 μg/m3 per year, and the maximum daily average is 70 μg/m3. This is far exceeding the WHO recommended standard of 10㎍/㎥ for an average annual average of 25㎍/㎥ for a day.
미세먼지가 악화될 때마다 원인으로 지목되는 것이 자동차다. 국립환경과학원이 발표한 '대기오염물질 배출량 보고서'에서도 공장 등 사업장(41%)과 건설 및 기계(17%) 등에 이어 4번째로 높은 11%의 비중을 차지한 것으로 나타났다.Whenever fine dust worsens, it is the automobile that is pointed out as the cause. In the 'Air Pollutant Emission Report' released by the National Institute of Environmental Sciences, it was found that it accounted for 11%, the fourth highest after factories and other workplaces (41%) and construction and machinery (17%).
공장이나 발전소 등 산업 시설이 많지 않은 수도권으로 범위를 좁히면 그 비중이 크게 올라간다. If the scope is narrowed down to the metropolitan area where there are not many industrial facilities such as factories or power plants, the proportion increases significantly.
차량의 운행에 의해 발생되는 미세먼지의 원인은 다양하게 존재할 것이지만, 브레이크의 사용 시에, 마찰재가 브레이크 패드와 접착하면서 발생되는 미세 먼지도 그 주요 원인 중 하나에 해당된다고 할 것이다.The causes of fine dust generated by the operation of a vehicle will exist in various ways, but it will be said that fine dust generated when the friction material adheres to the brake pad when the brake is used is one of the main causes.
이에, 미세 먼지의 주범 중 하나로 차량이 문제가 되고, 차량에서 발생되는 미세 먼지의 주요 원인 중 하나로, 브레이크용 마찰재가 해당되는 점을 고려할 때, 해당 브레이크 마찰재가 차량 구성으로의 역할을 우수하게 수행하면서도, 발생되는 미세 먼지의 발생을 방지할 수 있는 제품의 개발이 필요하다.Accordingly, considering that the vehicle is one of the main culprits of fine dust, and that the brake friction material is one of the main causes of fine dust generated in the vehicle, the brake friction material performs an excellent role in the vehicle configuration However, it is necessary to develop a product that can prevent the generation of generated fine dust.
본 발명의 목적은 차량 브레이크용 마찰재를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a friction material for a vehicle brake.
본 발명의 다른 목적은 차량 브레이크용 마찰재에서 발생되는 미세 먼지를 응집 및 포집할 수 있는 차량 브레이크용 마찰재를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a friction material for a vehicle brake capable of aggregating and collecting fine dust generated from the friction material for a vehicle brake.
본 발명의 다른 목적은 차량 브레이크용 마찰재로, 마찰 특성에 영향을 미치지 않아, 차량에 사용 시, 브레이크 작동에 영향을 미치지 않고 마찰재로 인해 발생되는 미세먼지의 생성을 방지할 수 있는 차량 브레이크용 마찰재를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a friction material for a vehicle brake, which does not affect the friction characteristics, so that when used in a vehicle, it does not affect the brake operation and can prevent the generation of fine dust generated by the friction material. is to provide
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 브레이크용 마찰재는 결합재; 강화재; 마찰조절재; 및 충진재를 포함하는 차량 브레이크용 마찰재이며, 상기 마찰재는 아라미드 섬유(Aramid fiber)를 포함하는 필름을 포함하여, 차량의 브레이크 및 마찰재의 사용에 의해 발생되는 미세 먼지를 응집 및 포집할 수 있다.In order to achieve the above object, a friction material for a vehicle brake according to an embodiment of the present invention includes a binder; reinforcement; friction modifier; And a friction material for a vehicle brake including a filler, wherein the friction material includes a film including an aramid fiber, and may aggregate and collect fine dust generated by the use of the vehicle brake and the friction material.
상기 아라미드 섬유를 포함하는 필름은, 상기 마찰재의 내부에 대각 방향으로 삽입되거나, 상기 마찰재의 수직 방향으로 2개 면에 접착되도록 위치할 수 있다.The film including the aramid fiber may be inserted diagonally into the inside of the friction material, or positioned so as to be adhered to two surfaces in a vertical direction of the friction material.
상기 마찰재는 브레이크 패드에 의해 마찰재가 마모되며, 상기 마찰재의 마모에 의해 내부에 삽입된 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 노출되는 것이다. In the friction material, the friction material is worn by the brake pad, and the film including the aramid fiber inserted therein is exposed by the abrasion of the friction material.
상기 마찰재는 브레이크 패드에 의해 마모가 일어나는 면의 수직으로 접하는 면 및 반대면에 수직하게 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 접착되고, 상기 수직으로 접하는 면은 마찰재에서 브레이크 패드에 의해 마찰 진행 방향에 위치할 수 있다. In the friction material, a film containing aramid fibers is adhered perpendicularly to the surface and the opposite surface of the surface to be worn by the brake pad, and the vertically contacting surface is located in the friction progress direction by the brake pad in the friction material. can
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
최근 미세 먼지의 발생으로 인해, 대기질에 관한 관심이 높아지고 있는 상황으로, 미세 먼지 발생의 주요원으로 차량에서 발생되는 미세 먼지의 해결을 위해 다양한 방안이 논의되고 있다.Due to the recent generation of fine dust, interest in air quality is increasing, and various methods are being discussed to solve fine dust generated in vehicles as a major source of fine dust generation.
차량의 운행에 의해 발생되는 미세 먼지는 가솔린 및 디젤과 같은 연료의 사용에 의해 발생되는 미세 먼지뿐 아니라, 브레이크, 타이어 마모 및 도로 재 비산먼지 등이 주요한 문제로 발생되고 있다. As for the fine dust generated by the operation of a vehicle, not only fine dust generated by the use of fuels such as gasoline and diesel, but also brake, tire wear and road ash scattering dust are generated as major problems.
이때, 브레이크에 의한 미세 먼지의 발생은, 디스크 로터와 브레이크 패드 간의 마찰에 의한 미세 먼지의 발생으로, 마모 분진이 발생한 후 대기 중으로 비산된다. In this case, the generation of fine dust by the brake is the generation of fine dust due to friction between the disc rotor and the brake pad, and after the wear dust is generated, it is scattered into the atmosphere.
이렇게 발생된 미세 먼지는, 대기 중 미세 먼지 문제의 주요 원인으로 지목되고 있고, 이를 해결하기 위한 방법으로, 덕트 및 포집 시스템을 휠 하우스에 설치하여 물리적으로 비산되는 분진을 포집하는 방식을 이용하고자 하였다. The fine dust generated in this way is pointed out as a major cause of the problem of fine dust in the atmosphere, and as a method to solve this problem, a duct and a collection system are installed in a wheel house to collect physically scattered dust. .
다만, 이러한 방식의 경우, 차량의 가격에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 요인으로 실제 차량에 장착되기 어려운 문제가 있을 뿐 아니라, 최근 차량의 경량화 추세에 역행하는 것으로 기술로의 적용은 어려운 문제가 있다.However, in the case of this method, as a factor that can directly affect the price of the vehicle, there is a problem that it is difficult to be installed in an actual vehicle, and it is difficult to apply the technology as it goes against the recent trend of reducing the weight of the vehicle.
또한, 물리적 방식으로 미세 먼지를 포집하는 경우, 사용자가 일정한 간격으로 덕트 및 포집 시스템을 청소해야되는 불편함이 존재한다. In addition, in the case of collecting fine dust in a physical way, there is an inconvenience in that the user has to clean the duct and the collecting system at regular intervals.
이러한 문제를 방지하고자, 브레이크에서 발생되는 미세 먼지를 포집 및 응집할 수 있는 기술의 개발이 필요하다. In order to prevent this problem, it is necessary to develop a technology that can collect and aggregate fine dust generated from the brake.
본 발명은, 종래 물리적인 미세 먼지 포집 방식에서 벗어나, 화학적인 결합을 이용하여, 미세 먼지를 포집 및 응집하는 방식을 이용하고, 더 나아가, 기존 브레이크에 추가적인 구성을 이용하지 않아, 차량의 경량화 추세에 역행하지 않고, 우수한 미세 먼지 포집 효과를 나타낼 수 있다.The present invention, out of the conventional physical fine dust collecting method, uses a method of collecting and aggregating fine dust by using a chemical bond, and furthermore, does not use an additional configuration for the existing brake, so that the weight of the vehicle is reduced It does not go against this, and it can exhibit an excellent effect of collecting fine dust.
보다 구체적으로 본 발명은 차량 브레이크용 마찰재에 관한 것으로, 결합재; 강화재; 마찰조절재; 및 충진재를 포함하며, 아라미드 섬유(Aramid fiber)를 포함하는 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다. More particularly, the present invention relates to a friction material for a vehicle brake, a binder; reinforcement; friction modifier; And including a filler, characterized in that it comprises a film comprising aramid fibers (Aramid fiber).
상기 마찰재는 직육면체의 형상이고, 상기 아라미드 섬유를 포함하는 필름은, 상기 마찰재의 내부에 대각 방향으로 삽입되거나, 상기 마찰재의 수직 방향으로 2개 면에 접착되도록 위치할 수 있다.The friction material may have a rectangular parallelepiped shape, and the film including the aramid fibers may be diagonally inserted into the friction material or positioned to be adhered to two surfaces in a vertical direction of the friction material.
차량은 디스크 로터 및 브레이크 패드 간의 마찰에 의해 제동된다. 보다 구체적으로, 브레이크 패드는 회전하는 디스크를 압착해 마찰을 일으키고 회전을 감소시켜 자동차에 제동을 걸게 해주는 부품이다. 브레이크는 마찰을 일으키는 부품이기 때문에 마찰이 잘 일어나는 소재로 구성된다. 딱딱한 소재의 마찰재는 약간의 소음을 감수해야 하고, 부드러운 것은 소음은 적지만 마모가 빠르기 때문에 교체 주기가 짧다.The vehicle is braked by friction between the disc rotor and brake pads. More specifically, a brake pad is a component that compresses a rotating disk to generate friction and reduce rotation to apply brake to a vehicle. Since the brake is a friction-generating part, it is composed of a material that is prone to friction. Friction materials made of hard materials have to bear some noise, and soft ones have less noise but wear quickly, so the replacement cycle is short.
상기와 같이 브레이크 패드 내 마찰재는 부드러운 소재 및 딱딱한 소재를 사용하게 되는 경우, 시간의 차이에 불과할 뿐, 마모가 발생하게 된다. As described above, when a soft material and a hard material are used as the friction material in the brake pad, it is only a difference of time and wear occurs.
상기 마찰재는 통상적으로 사용 상태에 따라 일부 차이가 발생되기는 하나, 마모는 모서리 부분에서 우선적으로 일어나게 된다. Although the friction material usually has some differences depending on the use condition, wear occurs preferentially in the edge portion.
이때, 통상적인 마찰재는 마모에 의해 발생되는 분진이 대기 중으로 나가게 되고, 미세 먼지 발생의 주요 원인이다. At this time, dust generated by wear of a conventional friction material is released into the atmosphere, and is a major cause of fine dust generation.
본 발명의 경우에는, 앞서 설명한 바와 같이, 마찰재는 내부에 대각 방향으로 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 위치하고 있어, 마찰재의 모서리 부분에서 마모가 일어나게 되면, 아라미드 섬유가 외부로 노출되게 된다.In the case of the present invention, as described above, the friction material has a film containing aramid fibers in a diagonal direction therein, and when abrasion occurs at the edge of the friction material, the aramid fibers are exposed to the outside.
또는, 본 발명의 경우, 브레이크 패드에 의해 마모가 일어나는 면의 수직으로 접하는 면 및 반대면에 수직하게 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 접착될 수 있다. Alternatively, in the case of the present invention, a film comprising aramid fibers may be adhered to a surface perpendicularly contacting a surface on which abrasion occurs by a brake pad and a surface perpendicular to the opposite surface.
상기 아라미드 섬유는 하기와 같이 섬유의 길이 방향으로 펩티드 결합이 형성되고, 섬유의 수직 방향으로는 수소 결합을 형성하는 것을 특징으로 한다. The aramid fibers are characterized in that peptide bonds are formed in the longitudinal direction of the fibers as follows, and hydrogen bonds are formed in the vertical direction of the fibers.
상기 아라미드 섬유는 섬유의 수직 방향은 길이 방향에 비해 결합이 약해 결합이 쉽게 끊어질 수 있고, 이러한 특징으로 인해, 아라미드 섬유 간의 충돌이 발생하기 쉽게 된다. The aramid fibers have weak bonds in the vertical direction of the fibers compared to the longitudinal direction, so the bonds can be easily broken, and due to this feature, collisions between the aramid fibers are easy to occur.
즉, 아라미드 섬유는 섬유의 길이 방향과 수직 방향에서의 결합력이 상이하여, 길이 방향으로 강한 결합을 유지할 수 있어, 마찰에 의해서도 섬유의 유지가 가능하게 되며, 수직 방향으로 결합이 약해, 아라미드 섬유가 체적을 늘릴 수 있게 되고, 미세 분진의 응집을 용이하게 한다. That is, the aramid fiber has a different binding force in the longitudinal direction and the vertical direction of the fiber, so it can maintain a strong bond in the longitudinal direction, and it is possible to maintain the fiber even by friction, and the bond in the vertical direction is weak, It becomes possible to increase the volume and facilitates the agglomeration of fine dust.
아라미드 섬유와 달리, 길이 방향 및 수직 방향에서 모두 결합력이 강한 경우에는 마찰에 의해서, 섬유의 유지가 가능하게 되나, 수직 방향 또한 결합력이 강해, 섬유 다발로의 형상 유지가 용이하게 되고, 이는 미세 분진의 결합을 위한 표면적을 늘리지 못하는 문제가 발생한다. Unlike aramid fibers, when the bonding force is strong in both the longitudinal direction and the vertical direction, it is possible to maintain the fibers by friction, but the vertical direction also has strong bonding strength, making it easy to maintain the shape of the fiber bundle, which is fine dust There is a problem in that the surface area for bonding cannot be increased.
보다 구체적으로, 본 발명의 아라미드 섬유를 포함하는 필름은, 후술할 제조 방법에 의해 필름 내 열가소성 수지가 녹아 마찰재 내부의 결합력을 높일 수 있고, 아라미드 섬유가 노출되게 된다. More specifically, the film containing the aramid fibers of the present invention, the thermoplastic resin in the film by the manufacturing method to be described later can increase the bonding strength inside the friction material, and the aramid fibers are exposed.
마찰재의 사용에 의해, 마모가 발생하게 되면, 미세 분진이 발생하게 되고, 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 내부에 삽입된 경우에는 마모에 의해 상기 섬유가 외부로 노출되고, 외부 노출로 인해 미세 분진의 포집이 가능하게 된다. By the use of the friction material, when abrasion occurs, fine dust is generated, and when a film containing aramid fibers is inserted therein, the fibers are exposed to the outside by abrasion, and fine dust due to external exposure capture is possible.
다만, 마찰재의 내부에 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 삽입된 구조의 경우에는, 마모 과정에서 내부에 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 노출됨에 따라, 마찰력 저하의 문제가 발생하게 된다. However, in the case of the structure in which the film containing the aramid fiber is inserted into the friction material, as the film containing the aramid fiber is exposed inside during the wear process, a problem of frictional force decrease occurs.
이에, 마찰재의 마찰력 저하를 방지하면서도, 아라미드 섬유에 의한 미세 먼지의 응집 및 포집 효과를 높이기 위해, 본 발명의 마찰재는 2개 면에 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 접착되도록 구성한다. Accordingly, while preventing a decrease in frictional force of the friction material, in order to increase the aggregation and collection effect of fine dust by the aramid fibers, the friction material of the present invention is configured such that the film containing the aramid fibers is adhered to two surfaces.
특히, 도 2과 같이 마찰재에 대해, 마모가 진행되는 방향(300)을 기준으로 하여, 수직 방향에 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 접착되고, 마모되는 면의 반대면에도 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 접착된다. In particular, with respect to the friction material as shown in FIG. 2, based on the
상기 도 2와 같이 마찰재에 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 접착되면, 마모에 의해 발생되는 미세 먼지에 대해, 마모 방향으로 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 접착되어 있음에 따라, 발생한 미세 먼지가 마모 방향으로 이동하게 되면서, 아라미드 섬유를 포함하는 필름에 의해 응집 및 포집 효과를 나타낼 수 있다. When a film containing aramid fibers is adhered to the friction material as shown in FIG. 2, for fine dust generated by abrasion, as the film containing aramid fibers is adhered in the abrasion direction, the generated fine dust moves in the abrasion direction As it moves, it can exhibit agglomeration and trapping effects by a film containing aramid fibers.
도한, 마찰재의 마모에 의해, 마찰면에서 마찰재 소재 이외에 다른 소재가 노출되는 문제가 없어, 마찰력의 저하 문제를 방지할 수 있다. In addition, there is no problem in that other materials other than the friction material material are exposed on the friction surface due to abrasion of the friction material, thereby preventing the problem of a decrease in frictional force.
상기 열가소성 수지(thermoplastic, thermosoftening plastic)은 열을 가했을 때 녹고, 온도를 충분히 낮추면 고체 상태로 되돌아가는 고분자이다. 다수의 열가소성 플라스틱은 약한 분자간 힘으로 상호작용하는 고분자 화합물에 의하여 생성된다. The thermoplastic resin (thermoplastic, thermosoftening plastic) is a polymer that melts when heat is applied and returns to a solid state when the temperature is sufficiently lowered. Many thermoplastics are produced by polymer compounds that interact with weak intermolecular forces.
열경화성 플라스틱과는 달리 열을 가하면 녹고 원래 상태로 돌아가므로 재활용이 가능하며, 대체적인 분자구조는 분자간 약한 상호작용만이 가능한 선형 구조이다. Unlike thermosetting plastics, it melts and returns to its original state when heated, so it can be recycled. The general molecular structure is a linear structure where only weak interactions between molecules are possible.
상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌(PP, Polypropylene), 폴리아미드 6(PA 6, Polyamide 6), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 열가소성 폴리에스터(Polyester), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리이미드(Polyimide), 폴리스티렌(Polystyrene) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 PP 또는 PA 6이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다.The thermoplastic resin is polypropylene (PP, Polypropylene), polyamide 6 (PA 6, Polyamide 6), polycarbonate (Polycarbonate), thermoplastic polyester (Polyester), polyethylene (Polyethylene), polyimide (Polyimide), polystyrene (Polystyrene) ) and mixtures thereof, preferably PP or PA 6, but is not limited to the above examples.
이때, 아라미드 섬유는 섬유의 길이 방향으로 강한 펩티드 결합을 포함하고 있어, 마찰재의 사용 상태에 의해서도 쉽게 결합이 깨지지 않고, 섬유의 형상을 유지할 수 있다. At this time, the aramid fiber contains a strong peptide bond in the longitudinal direction of the fiber, the bond is not easily broken even by the use state of the friction material, and the shape of the fiber can be maintained.
다만, 섬유 간의 결합력을 나타내는 수직 방향의 결합은 상대적으로 약해 쉽게 결합이 깨져 섬유 가닥이 외부로 노출될 수 있도록 한다. However, the bond in the vertical direction indicating the bonding force between the fibers is relatively weak, so that the bond is easily broken so that the fiber strands can be exposed to the outside.
이는 섬유 가닥 내 표면적이 모두 외부 공기로 노출될 수 있음을 의미하고, 넓은 표면적을 확보함에 따라, 미세 먼지의 응집 및 포집이 용이하게 된다. This means that all of the surface area within the fiber strand can be exposed to the outside air, and as a large surface area is secured, the aggregation and collection of fine dust becomes easy.
또한, 앞서 설명한 바와 같이, 아라미드 섬유의 펩티드 결합은, 내부 산소(O)로 인해 부분적인 음 전하가 발생하게 되고, 질소 쪽에 양 전하가 발생하게 된다. In addition, as described above, in the peptide bond of the aramid fiber, a partial negative charge is generated due to internal oxygen (O), and a positive charge is generated on the nitrogen side.
보다 구체적으로 펩티드 결합에 의한 극성 구조는 하기와 같다:More specifically, the polar structure by the peptide bond is as follows:
상기 펩티드 결합 내에서, 양 전하 및 음 전하가 부분적으로 발생하게 됨에 따라, 마찰재 성분의 마모에 따른 분진의 발생 시, 정전기적 인력에 의해 응집 및 포집을 가능하게 한다. In the peptide bond, as positive and negative charges are partially generated, when dust is generated due to wear of friction material components, aggregation and collection are possible by electrostatic attraction.
또한, 펩티드 결합 내, C-C간의 결합(ψ) 및 C-N의 결합(Φ)은 회전이 가능한 결합으로 상기 결합의 회전에 의해 미세 먼지의 혼합과 브레이크 패드의 마찰 발생 시 다른 재료를 붙잡는 역할을 수행할 수 있고, 회전이 가능한 결합을 포함함에 따라, 섬유가 잘 끊어지지 않고 휘어질 수 있도록 한다. In addition, in the peptide bond, the bond between CC (ψ) and the bond of CN (Φ) are rotatable bonds, which can serve to hold other materials when mixing fine dust and friction of the brake pad by rotation of the bond. and includes a rotatable bond, so that the fibers are not easily broken and can be bent.
상기 충전재는 바라이트(Barite), 카슈(Cashew dust), 고무(Rubber dust), BaSO3, Sb2O3 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 바라이트(Barite)이지만, 마찰재에 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 이러한 충전재는 본 발명의 브레이크 마찰재 전체 중량에 대하여 30 내지 50 부피%를 사용할 수 있는데, 이때, 상기 충전재를 30 부피% 미만으로 사용하면 브레이크 마찰재의 물리적 강도가 저하되는 문제가 있으며, 50 부피%를 초과하여 사용하면 브레이크 마찰재의 기계적 물성이 오히려 감소하는 문제가 발생할 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.The filler is selected from the group consisting of Barite, Cashew dust, Rubber dust, BaSO 3 , Sb 2 O 3 and mixtures thereof, preferably Barite, but a friction material It is not particularly limited as long as it is commonly used in Such a filler may be used in an amount of 30 to 50% by volume based on the total weight of the brake friction material of the present invention. At this time, when the filler is used in an amount of less than 30% by volume, there is a problem in that the physical strength of the brake friction material is lowered, and 50% by volume is used. If used in excess, the mechanical properties of the brake friction material may rather decrease, so it is preferable to use within the above range.
상기 강화제는 금속섬유, 유기섬유, 무기섬유 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 보다 구체적으로 케블라(Kevlar), 세라믹 섬유 또는 이들의 혼합물이 것이 바람직하나 유기계 마찰재에 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지는 않으며, 상기 세라믹 섬유로는 락 울(rock wool), 티탄산 칼륨 (potassium titanate) 등을 들 수 있고, 그 이외에 윌라스토나이트, 세피오라이트, 아타펄가이트 및 인조 광물 섬유와 같은 무기 섬유도 사용 가능하다. The reinforcing agent may be selected from the group consisting of metal fibers, organic fibers, inorganic fibers, and mixtures thereof, and more specifically, Kevlar, ceramic fibers, or mixtures thereof are preferable, but as long as they are commonly used in organic friction materials. It is not particularly limited, and the ceramic fibers include rock wool, potassium titanate, and the like, and in addition, inorganic fibers such as wilastonite, sepiolite, attapulgite and artificial mineral fibers. can also be used
보다 바람직하게, 케블라 및 티탄산 칼륨 (potassium titanate)이지만, 상기 예시에 국한되지 않고 강화제로 사용될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. More preferably, it is Kevlar and potassium titanate, but it is not particularly limited as long as it can be used as a strengthening agent without being limited to the above examples.
상기 강화제는 15 내지 25 부피%로 포함될 수 있으며, 상기 강화제는 마찰재의 뼈대 역할을 하는 것으로, 과거에는 석면을 사용하기도 하였으나, 환경 규제에 의해 사용이 제한되고 있다. The reinforcing agent may be included in an amount of 15 to 25% by volume, and the reinforcing agent serves as a skeleton of a friction material, and although asbestos has been used in the past, its use is limited by environmental regulations.
상기 강화제를 15 부피% 미만으로 포함되는 경우 강화제로 보강 기능이 떨어지는 문제가 있고, 25 부피%를 초과하는 경우 제한된 온도 범위에서만 사용이 가능한 문제가 있다. 즉, 마찰이 지속되면 조기에 최대 작동 온도에 도달하게 되어 마찰 계수를 잃고 마찰재가 타버릴 수 있는 문제가 발생할 수 있다. When the reinforcing agent is included in less than 15% by volume, there is a problem in that the reinforcing function is deteriorated by the reinforcing agent, and when it exceeds 25% by volume, there is a problem that can be used only in a limited temperature range. That is, if friction continues, the maximum operating temperature may be reached prematurely, which may cause a problem in that the friction coefficient may be lost and the friction material may be burned.
상기 강화제는 금속섬유를 함유할 수 있으며, 이때 금속 섬유는 전체 중량에 대하여 3 내지 7 부피%로 포함할 수 있다. 상기 금속섬유는 스틸 섬유 외에 구리, 황동, 알루미늄 등의 비철 섬유로서 절삭법 또는 진동법, 와이어컷법에 의하여 섬유상으로 제조한 것을 사용할 수 있다. 이때, 금속 섬유를 3 부피% 미만이면 충분한 마찰 효과를 얻을 수 없는 문제가 발생할 수 있고, 7 부피% 초과하여 사용하는 경우에는 사용량의 증가에 따른 마찰 증대 효과를 볼 수 없으므로 비경제적인 문제가 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 일반적으로 금속 섬유의 효력 및 효력의 안정성은 섬유의 기재, 결합제, 마찰, 마모조성제의 질과 양의 밸런스로서 조정하며, 높은 마찰계수가 있는 것이나 내페이드성의 개량에는 마찰 전단력이 큰 금속산화물이나 금속질을 적당량 사용한다. The reinforcing agent may contain metal fibers, wherein the metal fibers may be included in an amount of 3 to 7% by volume based on the total weight. The metal fiber may be a non-ferrous fiber such as copper, brass, aluminum, etc., in addition to steel fiber, manufactured in a fibrous form by a cutting method, a vibration method, or a wire-cut method. At this time, if the amount of metal fibers is less than 3% by volume, there may be a problem that a sufficient friction effect cannot be obtained, and if it is used in excess of 7% by volume, the friction increase effect according to the increase in the amount of use cannot be seen. It is recommended to use within the scope. In general, the effectiveness and stability of the effect of metal fibers are adjusted by balancing the quality and quantity of the fiber base, binder, friction, and wear composition. Use the right amount of quality.
상기 결합재는 페놀 수지(phenolic resin), 변형계 페놀 수지 및 이들의 혼합으로 이루어진 것으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 페놀 수지이지만, 유기계 마찰재로 사용될 수 있는 결합재는 제한 없이 모두 사용 가능하다. The binder may be selected from phenolic resins, modified phenolic resins, and mixtures thereof, and is preferably a phenolic resin, but any binder that can be used as an organic friction material may be used without limitation.
상기 결합재는 10 내지 20 부피%로 포함할 수 있으며, 결합재를 10 부피% 미만으로 포함하는 경우, 마찰재의 결합재로 결합 기능이 충분하지 못한 문제가 발생할 수 있고, 초과하여 포함하는 경우 경제성이 떨어지는 문제와 다른 성분이 충분히 포함되지 못해, 마찰재로 효과가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.The binder may be included in an amount of 10 to 20% by volume, and when the binder is included in an amount of less than 10% by volume, a problem of insufficient bonding function as a binder of the friction material may occur, and if it is included in excess, the economical efficiency is lowered and other components may not be sufficiently included, which may cause a problem in which the effectiveness of the friction material is decreased.
상기 마찰 조절재는 지르코늄 실리케이트(ZrSiO2), 운모(Mica), 사산화삼철(Fe3O4) 및 이들의 혼합으로 이루어진 것으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 지르코늄 실리케이트이지만, 마찰 조절재로 통상적으로 사용되는 것은 제한 없이 모두 사용 가능하다. The friction modifier may be selected from those consisting of zirconium silicate (ZrSiO 2 ), mica (Mica), ferric tetraoxide (Fe 3 O 4 ) and mixtures thereof, and is preferably zirconium silicate, but is typically used as a friction modifier Anything used can be used without limitation.
상가 마찰 조절재는 3 내지 7 부피%로 포함하며, 3 부피% 미만으로 포함되는 경우, 마찰계수와 내페이드성이 감소하고, 7 부피%를 초과하는 경우에는 상대재가 손상되거나 마모량이 증가하는 문제점이 발생하기 때문이다.The additive friction modifier contains 3 to 7% by volume, If it is included in less than 3% by volume, the friction coefficient and fade resistance decrease, and when it exceeds 7% by volume, the counterpart material is damaged or the amount of wear increases. because it occurs
상기 마찰재는 윤활재를 추가로 포함할 수 있고, 상기 윤활재는 흑연(Griphite), 금속 유화물, CaF2 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 바람직하게는 흑연 및 금속 유화물이지만 윤활재로 통상적으로 사용되는 것은 제한 없이 모두 사용 가능하다. The friction material may further include a lubricant, and the lubricant may be selected from the group consisting of graphite, metal emulsions, CaF 2 and mixtures thereof, but preferably graphite and metal emulsions, but usually as a lubricant Anything used can be used without limitation.
상기 금속 유화물은 MoS2 또는 WS2이지만, 바람직하게는 MoS2이고, 로타 보호 및 마모 절감을 위해 포함될 수 있다.The metal emulsion is MoS 2 or WS 2 , but preferably MoS 2 , and may be included for rotor protection and wear reduction.
상기 윤활재는 마찰계수 및 마모율을 조정하기 위해 첨가되는 구성성분으로 마찰계수와 마모율을 낮추기 위한 것으로 흑연 및 MoS2를 각각 3 내지 7 부피%로 포함될 수 있으며, 3 부피% 미만 또는 7 부피% 초과로 포함하는 경우 윤활재로 효과를 나타낼 수 없다. The lubricant is a component added to adjust the friction coefficient and wear rate, and to lower the friction coefficient and wear rate, graphite and MoS 2 may be included in 3 to 7% by volume, respectively, and less than 3% by volume or more than 7% by volume If it is included, it cannot be effective as a lubricant.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 마찰재의 내부에 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 삽입된 경우에 대한, 차량 브레이크용 마찰재의 제조 방법은 1) 결합재; 강화재; 마찰조절재; 및 충진재를 혼합하여 마찰재 혼합 조성물을 제조하는 단계; 2) 상기 마찰재 혼합 조성물을 금형 내 50% 부피로 주입하는 단계; 3) 상기 마찰재 혼합 조성물이 주입된 금형에 아라미드 섬유(Aramid fiber) 및 열가소성 수지를 포함하는 필름을 적층하는 단계; 4) 상기 필름이 적층된 금형에 마찰재 혼합 조성물을 추가로 주입하여 채우는 단계; 5) 상기 마찰재 혼합 조성물 및 필름이 포함된 금형을 가압하는 단계; 및 6) 상기 가압 공정 이후, 경화하는 단계를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a method for manufacturing a friction material for a vehicle brake for a case in which a film containing aramid fibers is inserted into the friction material according to another embodiment of the present invention includes: 1) a binder; reinforcement; friction modifier; and mixing the filler to prepare a friction material mixture composition; 2) injecting the friction material mixture composition into the mold at 50% volume; 3) laminating a film including an aramid fiber and a thermoplastic resin on a mold in which the friction material mixture composition is injected; 4) filling the mold on which the film is laminated by additionally injecting a friction material mixture composition; 5) pressing the mold containing the friction material mixture composition and the film; and 6) after the pressing process, curing.
보다 구체적으로, 상기 1) 단계는 결합재; 강화재; 마찰조절제; 및 충진재를 혼합하여 마찰재 혼합 조성물을 제조하는 단계로, 상기 예시된 조성물 이외에 윤활재와 같이 마찰재에 포함될 수 있는 구성을 혼합하는 단계이다. More specifically, the 1) step is a binder; reinforcement; friction modifiers; and mixing the filler to prepare a friction material mixture composition, in addition to the composition exemplified above, mixing components that may be included in the friction material such as a lubricant.
즉, 마찰재 내에 포함되는 구성을 혼합하여 혼합 조성물로 제조하는 단계로, 통상적으로 마찰재는 상기와 같은 혼합 조성물을 금형에 넣고 가압하는 단계로 제조하게 된다. That is, the friction material is prepared by mixing the components contained in the friction material into a mixed composition. Typically, the friction material is prepared by putting the mixed composition as described above in a mold and pressing the mixture.
본 발명의 경우에는 상기 1) 단계 이후, 이를 금형 내 50%의 부피비로 채워 넣는다. In the case of the present invention, after step 1), it is filled in at a volume ratio of 50% in the mold.
보다 구체적으로, 상기 2) 단계는 마찰재 혼합 조성물을 50%의 부피비로 채우는 단계로, 채워진 마찰재 혼합 조성물은 직육면체 형상의 금형에 단면이 직각 삼각형의 형태로 채워지게 된다. More specifically, step 2) is a step of filling the friction material mixture composition at a volume ratio of 50%, and the filled friction material mixture composition is filled in a rectangular parallelepiped mold in the form of a right triangle in cross section.
직육면체의 금형에 마찰재 혼합 조성물을 채워, 단면이 직각 삼각형인 형태로 채우게 되며, 금형의 전체 부피의 50%만 채운다. The friction material mixture composition is filled in the mold of a rectangular parallelepiped, and the cross section is filled in the form of a right triangle, and only 50% of the total volume of the mold is filled.
이후, 상기 마찰재 혼합 조성물이 주입된 금형에 아라미드 섬유(Aramid fiber) 및 열가소성 수지를 포함하는 필름을 적층한다. Thereafter, a film including an aramid fiber and a thermoplastic resin is laminated on the mold in which the friction material mixture composition is injected.
보다 구체적으로 상기 3) 단계는 단면이 직각 삼각형의 형태로 채워진 마찰재 혼합 조성물의 일면에 아라미드 섬유 및 열가소성 수지를 포함하는 필름을 적층시키는 것이다. More specifically, step 3) is to laminate a film including aramid fibers and a thermoplastic resin on one surface of the friction material mixture composition filled in the form of a right-angled triangle in cross section.
상기 2) 단계에서 금형 내 50%의 부피비로 채워진 마찰재 혼합 조성물은 금형 내에서 단면이 직각 삼각형인 형태로 채워진 채로, 유지하게 되고, 이때 평평한 면이 최외층에 형성된다. In step 2), the friction material mixture composition filled in the mold at a volume ratio of 50% is filled and maintained in the form of a right-angled triangle in the mold, and at this time, a flat surface is formed in the outermost layer.
상기 마찰재 혼합 조성물이 채워진 곳에 아라미드 섬유 및 열가소성 수지를 포함하는 필름을 적층시킨다. A film including aramid fibers and a thermoplastic resin is laminated on the place filled with the friction material mixture composition.
이후, 상기 4) 상기 필름이 적층된 금형에 마찰재 혼합 조성물을 추가로 주입하여 채우는 단계로, 직육면체의 금형 내부에 마찰재 혼합 조성물을 가득 채워지게 되고, 금형 내 마찰재 혼합 조성물이 가득 채워지고 나면, 상기 금형 내부의 대각 방향으로 직사각형 형태의 필름이 위치하게 되는 것을 특징으로 한다. Then, in the 4) step of filling the mold with the film laminated by additionally injecting the friction material mixture composition, the cuboidal mold is filled with the friction material mixture composition, and after the friction material mixture composition in the mold is filled, the It is characterized in that the film in a rectangular shape is positioned in a diagonal direction inside the mold.
상기 5) 상기 마찰재 혼합 조성물 및 필름이 포함된 금형을 가압하는 단계로, 보다 구체적으로 200 내지 250℃ 및 80 내지 150bar의 조건으로 가압하여, 상기 아라미드 섬유 및 열가소성 수지를 포함하는 필름 내 열가소성 수지를 녹여 마찰재 혼합 조성물과의 결합력을 높이게 된다. 5) In the step of pressing the mold containing the friction material mixture composition and the film, more specifically, by pressing under the conditions of 200 to 250 ° C and 80 to 150 bar, the thermoplastic resin in the film containing the aramid fiber and the thermoplastic resin It is dissolved to increase the bonding strength with the friction material mixture composition.
상기 5) 단계는 고온 조건 하에서 가압하는 단계로, 마찰재 혼합 조성물 간의 결합을 발생시켜 마찰재로 제조하는 단계이지만, 본 발명에서는 특히 아라미드 섬유 및 열가소성 수지를 포함하는 필름 내 열가소성 수지를 녹여 마찰재 혼합 조성물과의 결합력을 높이게 된다. Step 5) is a step of pressurizing under high-temperature conditions, which is a step of producing a friction material by generating a bond between the friction material mixture composition, but in the present invention, in particular, the friction material mixture composition and the friction material mixture composition by dissolving the thermoplastic resin in the film including the aramid fiber and the thermoplastic resin increase the bonding strength of
상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌(PP, Polypropylene), 폴리아미드 6(PA 6, Polyamide 6), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 열가소성 폴리에스터(Polyester), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리이미드(Polyimide), 폴리스티렌(Polystyrene) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 PP 또는 PA 6이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다.The thermoplastic resin is polypropylene (PP, Polypropylene), polyamide 6 (PA 6, Polyamide 6), polycarbonate (Polycarbonate), thermoplastic polyester (Polyester), polyethylene (Polyethylene), polyimide (Polyimide), polystyrene (Polystyrene) ) and mixtures thereof, preferably PP or PA 6, but is not limited to the above examples.
마지막으로, 상기 6) 상기 가압 공정 이후, 경화하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 6) 단계는 잔여 수지의 용융 및 마찰재의 제조를 완료하는 단계이다. Finally, 6) after the pressing process, it may include a step of curing. Step 6) is a step of completing the melting of the residual resin and manufacturing of the friction material.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 마찰재의 2면에 대해 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 접착되는 경우는, 1') 결합재; 강화재; 마찰조절재; 및 충진재를 혼합하여 마찰재 혼합 조성물을 제조하는 단계; 2') 금형의 2개 면에 아라미드 섬유(Aramid fiber) 및 열가소성 수지를 포함하는 필름을 위치시키는 단계; 3') 상기 마찰재 혼합 조성물을 아라미드 섬유 및 열가소성 수지를 포함하는 필름이 위치된 금형에 주입하는 단계; 4') 상기 마찰재 혼합 조성물 및 필름이 포함된 금형을 가압하는 단계; 및 5') 상기 가압 공정 이후, 경화하는 단계를 포함할 수 있다. When the film including the aramid fiber is adhered to the two surfaces of the friction material according to another embodiment of the present invention, 1') a binder; reinforcement; friction modifier; and mixing the filler to prepare a friction material mixture composition; 2') placing a film comprising an aramid fiber and a thermoplastic resin on two sides of a mold; 3') injecting the friction material mixture composition into a mold in which a film including aramid fibers and a thermoplastic resin is positioned; 4') pressing the mold containing the friction material mixture composition and the film; And 5') after the pressing process, it may include a step of curing.
앞서의 제조 방법과 달리, 금형 내 마찰재 혼합 조성물을 주입하기 전에, 아라미드 섬유 및 열가소성 수지를 포함하는 필름을 위치시키고, 마찰재 혼합 조성물을 주입하고, 가압 및 경화하여 마찰재로 제조할 수 있다. Unlike the previous manufacturing method, before injecting the friction material mixture composition in the mold, a film including aramid fibers and a thermoplastic resin is positioned, the friction material mixture composition is injected, and the friction material mixture composition is pressed and cured to prepare a friction material.
또한, 상기 제조 방법과 달리, 금형 내에 마찰재 혼합 조성물을 주입하고, 1차 가압 및 경화시켜 마찰재를 제조한 후, 상기 제조된 마찰재의 2개 면에 아라미드 섬유 및 열가소성 수지를 포함하는 필름을 위치시키고, 2차 가압 및 경화시켜 마찰재로 제조할 수 있다. In addition, unlike the manufacturing method, a friction material mixture composition is injected into a mold, and a friction material is prepared by first pressing and curing, and then a film containing aramid fibers and a thermoplastic resin is placed on two surfaces of the prepared friction material, and , it can be manufactured as a friction material by secondary pressure and hardening.
상기 제조 방법은 통상의 기술자에 의해 선택된 방법으로 진행될 수 있으며, 제조 방법에 제한되지 않고, 마찰재의 2개 면에 대해 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 접착되어, 마찰재의 마모에 의해 발생되는 미세 먼지를 응집 및 포집할 수 있다면 제한 없이 모두 적용 가능하다.The manufacturing method may be carried out by a method selected by a person skilled in the art, and is not limited to the manufacturing method, and a film containing aramid fibers is adhered to two surfaces of the friction material to remove fine dust generated by abrasion of the friction material. All are applicable without limitation as long as it can agglomerate and collect.
본 발명의 차량 브레이크용 마찰재 및 이의 제조 방법에 의하면, 차량 브레이크용 마찰재에서 발생되는 미세 먼지를 응집 및 포집할 수 있다.According to the friction material for a vehicle brake and a method for manufacturing the same of the present invention, it is possible to aggregate and collect fine dust generated from the friction material for a vehicle brake.
또한, 차량 브레이크용 마찰재로, 마찰 특성에 영향을 미치지 않아, 차량에 사용 시, 브레이크 작동에 영향을 미치지 않고 마찰재로 인해 발생되는 미세먼지의 생성을 방지할 수 있다.In addition, as a friction material for a vehicle brake, it does not affect the friction characteristics, so that when used in a vehicle, it is possible to prevent the generation of fine dust generated by the friction material without affecting the brake operation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰재의 단면에 관한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰재의 단면에 관한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰재에 관한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰재의 미세먼지 배출 질량 측정 결과이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 아라미드 섬유의 미세먼지 응집에 관한 사진이다.1 is a conceptual diagram of a cross-section of a friction material according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a cross-section of a friction material according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph of a friction material according to an embodiment of the present invention.
4 is a measurement result of fine dust emission mass of a friction material according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph of fine dust agglomeration of aramid fibers according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
제조예 1Preparation Example 1
아라미드 섬유를 포함하는 필름(CFRTPC)의 제조Preparation of Films Containing Aramid Fibers (CFRTPC)
아라미드 섬유를 일정한 간격으로 배치하고, PA6으로 코팅하여 시트 형태로 제조하였다. Aramid fibers were arranged at regular intervals, and coated with PA6 to prepare a sheet form.
제조예 2 Preparation 2
차량 브레이크용 마찰재의 제조Manufacture of friction material for vehicle brake
필러, 페놀 수지, 강화제, 연마제 및 윤활제를 하기와 같은 부피비로 혼합하여 마찰재 혼합 조성물을 제조하였다. A friction material mixture composition was prepared by mixing a filler, a phenol resin, a reinforcing agent, an abrasive, and a lubricant in the following volume ratios.
상기 필러는 충진재로 바라이트(Barite), 카슈(Cashew dust), 고무(Rubber dust), BaSO3, Sb2O9 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 상기 예시에 제한되지 않고 사용이 가능하다.The filler may be selected from the group consisting of barite, cashew dust, rubber dust, BaSO 3 , Sb 2 O 9 and mixtures thereof as a filler, and is not limited to the above examples. This is possible.
강화제는 티탄산 칼륨 (potassium titanate), 케블라(Kevlar), 스틸 울(Steel wool) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.The reinforcing agent may be selected from the group consisting of potassium titanate, Kevlar, steel wool, and mixtures thereof, but is not limited to the above examples and may be used without limitation.
연마제는 지르코늄 실리케이트(ZrSiO2), 운모(Mica), 사산화삼철(Fe3O4) 및 이들의 혼합으로 이루어진 것으로부터 선택될 수 있으나 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 모두 사용 가능하다. The abrasive may be selected from zirconium silicate (ZrSiO 2 ), mica (Mica), triiron tetraoxide (Fe 3 O 4 ), and mixtures thereof, but is not limited to the above examples and may be used without limitation.
윤활제는 흑연(Graphite), MoS2 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 모두 사용 가능하다.The lubricant may be selected from the group consisting of graphite, MoS 2 and a mixture thereof, but is not limited to the above examples and may be used without limitation.
상기 제조된 마찰재 혼합 조성물은, 직육면체의 금형 내 50%의 부피비로 채워지며, 이때 채워진 형상은 단면이 직각삼각형의 형태로 채웠다. The prepared friction material mixture composition was filled with a volume ratio of 50% in the mold of a rectangular parallelepiped, and the filled shape was filled in the form of a right-angled triangle in cross section.
상기 마찰재 혼합 조성물이 채워진 금형에 아라미드 섬유(Aramid fiber) 및 PA6을 포함하는 필름을 마찰재 혼합 조성물의 일면에 적층시켰다. A film including aramid fiber and PA6 was laminated on one surface of the friction material mixture composition in a mold filled with the friction material mixture composition.
이후, 마찰재 혼합 조성물로 금형을 가득 채우고, 225℃에서 100bar로 가압하여 마찰재의 형태를 고정하고, 8시간 동안 경화시켜 마찰재를 제조하였다(이하 HF라 함). Thereafter, the mold was filled with the friction material mixture composition, pressurized at 225° C. at 100 bar to fix the shape of the friction material, and cured for 8 hours to prepare a friction material (hereinafter referred to as HF).
제조된 마찰재는 도 1과 같이 단면을 확인하면, 내부 대각 방향으로 아라미드 섬유를 포함하는 필름(100)이 배치된 것이며, 도 3은 제조예 2에서 제조된 마찰재의 단면을 확인한 것으로, CFRTPC 필름이 적층된 것을 확인할 수 있다.When the cross-section of the prepared friction material is checked as shown in FIG. 1 , the
제조예 3Preparation 3
차량 브레이크용 마찰재의 제조Manufacture of friction material for vehicle brake
아라미드 섬유(Aramid fiber) 및 PA6을 포함하는 필름을 적층시킨 것을 제외하고 제조예 2와 동일한 방식으로 마찰재를 제조하고, 제조된 마찰재에 대해, 마찰면의 마찰 진행 방향과 수직되는 부분 및 상기 마찰면의 반대면에 상기 필름을 각각 접착하여 차량 브레이크용 마찰재를 제조하였다(이하 HF2라 함)A friction material was prepared in the same manner as in Preparation Example 2 except that a film containing aramid fiber and PA6 was laminated, and with respect to the prepared friction material, a portion perpendicular to the friction progress direction of the friction surface and the friction surface A friction material for vehicle brake was prepared by attaching the film to the opposite side of each (hereinafter referred to as HF2).
비교예comparative example
아라미드 섬유(Aramid fiber) 및 PA6을 포함하는 필름을 적층시킨 것을 제외하고 제조예 2와 동일한 방식으로 마찰재를 제조하였다(이하 HH라 함).A friction material was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that a film containing aramid fiber and PA6 was laminated (hereinafter referred to as HH).
실험예 1Experimental Example 1
미세 먼지 배출 억제 효과 확인Check the effect of suppressing fine dust emission
미세 먼지의 배출 억제 효과를 확인하기 위해, 통상적인 제동 온도인 100℃ 내외에서 미세 먼지 배출 질량을 측정하였다. In order to confirm the effect of suppressing the emission of fine dust, the mass of fine dust emission was measured at around 100° C., which is a typical braking temperature.
상기 제조예 2 및 비교예의 마찰재를 이용하여 미세 먼지를 측정하였다. 차량의 브레이크 제동 시와 동일한 조건으로 마찰재를 구성하고, 이후 미세먼지 측정기를 이용하여 미세 먼지 발생 정도를 측정하였다.Fine dust was measured using the friction material of Preparation Example 2 and Comparative Example. The friction material was constructed under the same conditions as when braking the vehicle, and then the degree of fine dust generation was measured using a fine dust meter.
도 4는 제조예 2 및 비교예의 마찰재를 이용한 경우의 미세 먼지 배출 질량을 확인한 것으로, 비교예에 비해, 제조예 2에서 2㎛ 영역에서 2배 이상 낮은 미세 먼지 농도를 확인할 수 있다. Figure 4 confirms the fine dust emission mass when the friction material of Preparation Example 2 and Comparative Example is used, and compared to Comparative Example, it can be confirmed that the concentration of fine dust in Preparation Example 2 is twice or more lower in the 2㎛ area.
즉, 미세먼지의 사이즈가 2㎛인 경우 최대의 배출 억제 효과를 확인할 수 있고, 1㎛ 보다 작은 영역에서도 억제 효과가 나타남을 확인할 수 있다. That is, when the size of fine dust is 2㎛, the maximum emission suppression effect can be confirmed, and it can be confirmed that the suppression effect appears even in an area smaller than 1㎛.
보다 정확한 확인을 위해, 도 5는 아라미드 섬유에의 미세먼지 응집 및 포집 효과를 확인한 것으로, 마찰 방향으로 아라미드 섬유에 미세먼지가 응집 및 포집된 것을 확인할 수 있다.For more accurate confirmation, Figure 5 confirms the aggregation and collection effect of fine dust on the aramid fiber, and it can be confirmed that the fine dust is aggregated and collected on the aramid fiber in the friction direction.
또한, 제조예 3의 마찰재를 추가하고, 이에 대한 미세 먼지 배출 정도를 확인한 실험은 도 5와 같다. 도 6에 따르면, 내부에 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 삽입된 경우(HF)와 마찰 방향으로 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 접착된 경우(HF2)도 동등한 수준에서 미세 먼지의 응집 및 포집 효과를 나타냄을 확인하였다. In addition, an experiment in which the friction material of Preparation Example 3 was added and the degree of fine dust emission was confirmed is shown in FIG. 5 . According to FIG. 6, when a film containing aramid fibers is inserted inside (HF) and when a film containing aramid fibers is adhered in the friction direction (HF2), the aggregation and collection effect of fine dust is exhibited at the same level was confirmed.
실험예 2Experimental Example 2
마찰력 저감 여부 확인Check whether friction is reduced
상기 제조예 및 비교예의 마찰재에 대해 마찰 계수를 측정하여, 마찰 진행 정도에 의한 마찰력 저하 문제를 확인하였다. The friction coefficient was measured for the friction materials of the Preparation Examples and Comparative Examples, and the problem of frictional force decrease due to the degree of friction was confirmed.
마찰 계수의 실험 방법으로는, 1/5 scale dynamometer 마찰시험기를 이용하여 브레이크 디스크 및 브레이크 패드를 실제사이즈의 1/5 크기로 제작 후 장착하여 실험을 진행하였다. Dynamometer의 마찰력 측정방식은 브레이크 디스크와 패드에 고정되어 설치한 inertia(관성 측정장치)를 이용하여 제동 시 가해지는 힘과 실제 측정되는 관성의 차를 이용하여 마찰력을 측정하였다.As a test method for the coefficient of friction, a 1/5 scale dynamometer friction tester was used to fabricate brake discs and brake pads to 1/5 of the actual size, and then install and test. The friction force measurement method of the dynamometer uses an inertia (inertia measuring device) fixed to the brake disc and pad to measure the friction force using the difference between the force applied during braking and the actual measured inertia.
미세먼지 배출량 측정 방법으로는, 앞서 설명한 1/5 scale dynamometer에 공기 주입구와 공기 흡입구를 뚫어놓은 스테인레스(stainless) 재질 밀폐용기를 제작 후 설치하였다. 공기 흡입구의 끝 단에 흡기 팬을 설치하여 실제 주행상황과 유사한 공기의 유동을 만들었으며, 공기 주입구에는 HEPA filter(H13 grade)를 부착하여 인입 공기에 대한 미세먼지 측정량 오차를 최소화 하였다. 미세먼지 측정기 OPC(Optical Particle Counter, GRIMM 1.109)는 공기 흡입구에 설치하였다. 해당시스템에서, 1/5 scale dynamometer 마찰부위에서 발생한 마모분진이 공기 유동에 의해 흡입부로 이동하게 되고, 흡입부에 설치한 OPC probe에서 실시간으로 발생한 미세먼지를 측정하였다. 실험에 사용한 데이터는 제동 시 발행하는 시간대별 미세먼지 발생량 중 가장 많이 발생되는 시점을 측정하여 적용하였다. As a method of measuring the amount of fine dust, a stainless steel airtight container with an air inlet and an air inlet in the 1/5 scale dynamometer described above was manufactured and installed. An intake fan was installed at the end of the air inlet to create a flow of air similar to the actual driving situation, and a HEPA filter (H13 grade) was attached to the air inlet to minimize the error in the measurement of fine dust for the incoming air. A fine dust measuring instrument OPC (Optical Particle Counter, GRIMM 1.109) was installed at the air intake. In this system, abrasion dust generated in the 1/5 scale dynamometer friction part is moved to the suction part by the air flow, and the generated fine dust was measured in real time by the OPC probe installed in the suction part. The data used in the experiment were applied by measuring the point at which the most generation of fine dust was generated during braking.
상기 실험에 의한 결과는 하기 표 2 및 도 7과 같다. The results of the above experiments are shown in Table 2 and FIG. 7 below.
상기 표 2에 따르면, HH 및 HF2는 마찰계수에 변화가 없는 것을 확인할 수 있으나, HH는 미세먼지 배출량이 HF 및 HF2에 비해 커서, 미세 먼지 방출의 문제가 있다고 할 것이다. 또한, HF는 HF2와 비교하여 미세 먼지 방출량이 적게 나타나, 마찰재에서 발생되는 미세 먼지의 응집 및 포집 효과가 나타났으나, 마찰 계수가 변화되는 것을 확인하여, 마찰력의 저하 문제가 발생함을 확인하였다. According to Table 2, it can be seen that HH and HF2 have no change in the friction coefficient, but HH has a larger fine dust emission than HF and HF2, so there is a problem of fine dust emission. In addition, HF showed less fine dust emission compared to HF2, which showed agglomeration and collection effect of fine dust generated from the friction material, but it was confirmed that the friction coefficient was changed, and thus the problem of lowering the friction force occurred. .
이는 도 7과 같이, 내부에 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 삽입된 경우, 상기 필름이 노출되면, 노출 부위에 분진이 쌓이게 되어, 실질적인 마찰 효과가 나타나지 않아, 마찰력 저하 문제를 발생한다고 할 것이다. This is, as shown in FIG. 7, when a film containing aramid fibers is inserted inside, when the film is exposed, dust is accumulated on the exposed portion, and a substantial friction effect does not appear, causing a frictional force decrease problem.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the
100: 아라미드 섬유를 포함하는 필름
200: 아라미드 섬유를 포함하는 필름
300: 마모 진행 방향100: film comprising aramid fibers
200: film comprising aramid fibers
300: wear progress direction
Claims (11)
상기 마찰재는 아라미드 섬유(Aramid fiber)를 포함하는 필름을 포함하여, 차량의 브레이크 및 마찰재의 사용에 의해 발생되는 미세 먼지를 응집 및 포집할 수 있는
차량 브레이크용 마찰재.binder; reinforcement; friction modifier; And it is a friction material for vehicle brake comprising a filler,
The friction material includes a film including aramid fiber, which can aggregate and collect fine dust generated by the use of the vehicle's brake and friction material.
Friction material for vehicle brakes.
상기 아라미드 섬유를 포함하는 필름은,
상기 마찰재의 내부에 대각 방향으로 삽입되거나,
상기 마찰재의 수직 방향으로 2개 면에 접착되도록 위치하는 것인
차량 브레이크용 마찰재.According to claim 1,
A film comprising the aramid fiber,
Inserted in a diagonal direction into the inside of the friction material, or
Which is positioned to be adhered to the two surfaces in the vertical direction of the friction material
Friction material for vehicle brakes.
상기 마찰재는 브레이크 패드에 의해 마찰재가 마모되며,
상기 마찰재의 마모에 의해 내부에 삽입된 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 노출되는 것인
차량 브레이크용 마찰재.3. The method of claim 2,
The friction material is worn by the brake pad,
That the film containing the aramid fiber inserted therein is exposed by the abrasion of the friction material
Friction material for vehicle brakes.
상기 마찰재는 브레이크 패드에 의해 마모가 일어나는 면의 수직으로 접하는 면 및 반대면에 수직하게 아라미드 섬유를 포함하는 필름이 접착되고,
상기 수직으로 접하는 면은 마찰재에서 브레이크 패드에 의해 마찰 진행 방향에 위치하는
차량 브레이크용 마찰재.3. The method of claim 2,
In the friction material, a film containing aramid fibers is adhered perpendicularly to the face and the opposite face of the face on which wear occurs by the brake pad,
The vertically contacting surface is located in the friction progress direction by the brake pad in the friction material.
Friction material for vehicle brakes.
상기 아라미드 섬유는 내부 극성 구조를 포함하고 있어 미세 먼지와 정전기적 인력으로 결합하는
차량 브레이크용 마찰재According to claim 1,
The aramid fiber contains an internal polar structure, so it can be combined with fine dust by electrostatic attraction.
Friction material for vehicle brakes
상기 결합재는 페놀 수지(phenolic resin), 변형계 페놀 수지 및 이들의 혼합으로 이루어진 것으로부터 선택되는
차량 브레이크용 마찰재.According to claim 1,
The binder is selected from the group consisting of phenolic resins, modified phenolic resins, and mixtures thereof.
Friction material for vehicle brakes.
상기 마찰 조절재는 지르코늄 실리케이트(ZrSiO2), 운모(Mica), 사산화삼철(Fe3O4) 및 이들의 혼합으로 이루어진 것으로부터 선택되는
차량 브레이크용 마찰재.According to claim 1,
The friction modifier is selected from the group consisting of zirconium silicate (ZrSiO 2 ), mica (Mica), triiron tetraoxide (Fe 3 O 4 ), and mixtures thereof.
Friction material for vehicle brakes.
상기 강화재는 금속섬유, 유기섬유, 무기섬유 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는
차량 브레이크용 마찰재.According to claim 1,
The reinforcing material is selected from the group consisting of metal fibers, organic fibers, inorganic fibers, and mixtures thereof.
Friction material for vehicle brakes.
상기 충진재는 바라이트(Barite), 카슈(Cashew dust), 고무(Rubber dust), BaSO3, Sb2O9 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는
차량 브레이크용 마찰재.According to claim 1,
The filler is selected from the group consisting of barite (Barite), cashew (Cashew dust), rubber (Rubber dust), BaSO 3 , Sb 2 O 9 and mixtures thereof
Friction material for vehicle brakes.
상기 마찰재는 윤활재를 추가로 포함하는
차량 브레이크용 마찰재.According to claim 1,
The friction material further comprises a lubricant
Friction material for vehicle brakes.
상기 윤활재는 흑연, 금속 유화물, CaF2 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는
차량 브레이크용 마찰재.11. The method of claim 10,
The lubricant is selected from the group consisting of graphite, metal emulsions, CaF 2 and mixtures thereof.
Friction material for vehicle brakes.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190172785 | 2019-12-23 | ||
| KR20190172785 | 2019-12-23 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210081276A true KR20210081276A (en) | 2021-07-01 |
Family
ID=76860392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200179150A KR20210081276A (en) | 2019-12-23 | 2020-12-21 | Complex pad for brake of vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130042381A (en) | 2011-10-18 | 2013-04-26 | 현대자동차주식회사 | Complex pad for brake of vehicle |
-
2020
- 2020-12-21 KR KR1020200179150A patent/KR20210081276A/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20130042381A (en) | 2011-10-18 | 2013-04-26 | 현대자동차주식회사 | Complex pad for brake of vehicle |
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