KR20220154082A - 마찰재 - Google Patents
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Abstract
디스크 브레이크 패드에 사용되는 NAO(Non-Asbestos-Organic)재의 마찰재 조성물을 성형한 마찰재에 있어서, 구리 성분의 함유량에 관한 법규를 만족하면서, 정지 직전 이상음의 발생을 억제한 마찰재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
디스크 브레이크 패드에 사용되는, 결합재, 섬유 기재, 무기 마찰 조정재, 유기 마찰 조정재, 윤활재를 포함하고, 구리 성분을 포함하지 않는 NAO재의 마찰재 조성물을 성형한 마찰재에 있어서, 상기 마찰재 조성물은, 윤활재로서 평균 입경이 10~1000㎛인 불소계 폴리머 입자를 마찰재 조성물 전체량에 대해 0.5~5중량%와, 무기 마찰 조정재로서 평균 입경이 1~8㎛인 산화 지르코늄을 마찰재 조성물 전체량에 대해 15~35중량% 포함하는 것을 특징으로 한다.
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Description
본 발명은, 디스크 브레이크 패드에 사용되는 NAO(Non-Asbestos-Organic)재의 마찰재 조성물을 성형한 마찰재에 관한 것이다.
종래, 승용차의 제동 장치로서 디스크 브레이크가 사용되고 있고, 그 마찰 부재로서 금속제의 베이스 부재에 마찰재가 부착된 디스크 브레이크 패드가 사용되고 있다.
최근에 있어서는 브레이크의 정적성이 요구되고 있고, 섬유 기재로서 스틸 섬유나 스테인리스 섬유 등의 스틸계 섬유를 포함하지 않고, 브레이크 노이즈의 발생이 적은 NAO재의 마찰재를 사용한 디스크 브레이크 패드가 널리 사용되고 있다.
종래의 NAO재의 마찰재에는, 요구되는 성능을 확보하기 위해, 구리나 구리 합금의 섬유 또는 입자 등이 포함되고, 구리 성분이 필수 성분으로서 마찰재 조성물 전체량에 대해, 5~20중량% 정도 첨가되어 있다.
그러나 최근, 이와 같은 마찰재는 제동시에 마모 분말로서 구리를 배출하고, 이 배출된 구리가 하천, 호수, 해양에 유입되는 것에 의해 수역을 오염시킬 가능성이 있음이 시사되고 있고, 구리 성분을 삭감한 NAO재의 마찰재가 요구되고 있다.
특허문헌 1에는 섬유 기재, 결합재 및 마찰 조정재를 포함하는 마찰재 조성물이고, 해당 마찰재 조성물 중의 구리의 함유량이 0.5질량% 이하고, 불소계 폴리머 입자를 함유하는 마찰재 조성물 및, 해당 마찰재 조성물을 성형하여 얻어지는 마찰재가 기재되어 있다.
특허문헌 1의 발명에 의하면, 제동시에 생성되는 마모 분말 중에 구리가 거의 없기 때문에 환경에 대한 부하가 적고, 또한 안정된 마찰 계수, 내 노이즈성, 및 내마모성의 발현이 가능하고, 특히 냉간 방치 후의 노이즈가 억제된 마찰재를 제공할 수 있다.
한편 최근에는, 경부하의 제동을 반복하여, 마찰재와 상대재의 슬라이딩면에 물이 침입한 후의 차량이 정지하기 직전에 발생하는 이상음(이하, "정지 직전 이상음")의 문제가 현재화 되고 있다.
특허문헌 2에는, 디스크 브레이크 패드에 사용되는, 구리 성분을 포함하지 않는 NAO재의 마찰재 조성물을 성형한 마찰재에 있어서, 상기 마찰재 조성물은, 철 성분을 실질적으로 포함하지 않고, 티탄산염으로서, 비-휘스커상 티탄산염을 마찰재 조성물 전체량에 대해 15~25중량%와, 무기 마찰 조정재로서, 평균 입경이 1.0~4.0㎛인 산화 지르코늄을 마찰재 조성물 전체량에 대해 15~25중량%와, 무기 마찰 조정재로서 벽개성 광물 입자를 마찰재 조성물 전체량에 대해 4~6중량% 포함하는 마찰재가 기재되어 있다.
특허문헌 2의 발명에 의하면, 구리 성분의 함유량에 관한 법규를 만족하면서, 정지 직전 이상음의 발생을 억제한 마찰재를 제공할 수 있다.
특허문헌 1의 발명은 발수 작용이 있는 불소계 폴리머 분말을 마찰재 조성물에 배합하는 것에 의해, 마찰재의 기공 내에 수분이 흡수되어 젖는 것을 방지하고, 냉간 방치 후의 노이즈를 방지하는 효과는 있지만, 정지 직전 이상음에 대해서는 검토되지 않았다.
또한, 특허문헌 2의 발명은 정지 직전 이상음의 발생을 억제할 수 있지만, 철 성분을 포함하지 않는 것을 필수 요건으로 하기 때문에, 조성 설계의 자유도가 제한되는 문제가 있다.
[특허문헌]
일본국 특허공개공보 2015-093936호 공보
일본국 특허공개공보 2016-035005호 공보
본 발명은, 디스크 브레이크 패드에 사용되는, NAO재의 마찰재 조성물을 성형한 마찰재에 있어서, 구리 성분의 함유량에 관한 법규를 만족하면서, 정지 직전 이상음의 발생을 억제한 마찰재를 제공하는 것을 과제로 한다.
정지 직전 이상음은 다음과 같은 메커니즘으로 발생하는 것으로 추정되고 있다.
(a) 마찰재에 포함되는 경질의 무기 마찰 조정재에 의한 연마 마모에 의해, 상대재인 디스크 로터가 마모되어, 디스크 로터의 마모 분말이 발생한다. 그리고, 그 마모 분말이 마찰재의 표면을 마모하기 때문에, 마찰재의 마모 분말의 발생이 촉진된다.
(b) 경부하의 제동을 반복하는 것에 의해, 마찰재와 상대재의 슬라이딩면에 존재하는 마모 분말이 전단력을 받아 미세화된다.
(c) 이와 같은 상태에서 마찰재와 상대재의 슬라이딩면에 수분이 침입하고, 더욱 경부하 제동이 반복되면, 미세화된 마모 분말이 물로 반죽되어, 마모 분말 응집체가 생성된다.
(d) 이 마모 분말 응집체 내에 존재하는 디스크 로터의 마모 분말 등의 철 성분을 기점으로 하여 녹이 발생하고, 마모 분말 응집체의 응집력이 강고해진다.
(e) 그러한 마모 분말 응집체가 마찰재와 디스크 로터의 슬라이딩면에 존재하고 있는 상태에서 제동하면, 전단력에 의해 마모 분말 응집체가 붕괴되어, 마찰재와 상대재의 슬라이딩이 일어나고, 그 진동에 의해 저주파 이상음이 발생한다.
본 발명자들은 상기 메커니즘을 바탕으로 예의 검토를 한 결과, 마찰재 조성물에 윤활재로서 특정한 입경의 불소계 폴리머 입자를 특정량과, 무기 마찰 조정재로서 특정한 입경의 산화 지르코늄을 특정량 첨가하는 것에 의해, 마모 분말 응집체의 생성이 억제되고, 그 결과 정지 직전 이상음을 방지할 수 있음을 알아내고, 발명을 완성시켰다.
본 발명은, 디스크 브레이크 패드에 사용되는, 결합재, 섬유 기재, 무기 마찰 조정재, 유기 마찰 조정재, 윤활재를 포함하고, 구리 성분을 포함하지 않는 NAO재의 마찰재 조성물을 성형한 마찰재이고, 이하의 기술을 기초로 하는 것이다.
(1) 디스크 브레이크 패드에 사용되는, 결합재, 섬유 기재, 무기 마찰 조정재, 유기 마찰 조정재, 윤활재를 포함하고, 구리 성분을 포함하지 않는 NAO재의 마찰재 조성물을 성형한 마찰재에 있어서, 상기 마찰재 조성물은, 윤활재로서 평균 입경이 10~1000㎛인 불소계 폴리머 입자를 마찰재 조성물 전체량에 대해 0.5~5중량%와, 무기 마찰 조정재로서 평균 입경이 1~8㎛인 산화 지르코늄을 마찰재 조성물 전체량에 대해 15~35중량% 포함하는 마찰재.
(2) 상기 불소계 폴리머 입자가 폴리테트라플루오로에틸렌인 상기 (1)에 기재된 마찰재.
본 발명에 의하면, 디스크 브레이크 패드에 사용되는, NAO재의 마찰재 조성물을 성형한 마찰재에 있어서, 구리 성분의 함유량에 관한 법규를 만족하면서, 정지 직전 이상음의 발생을 억제할 수 있는 마찰재를 제공할 수 있다.
<실시예>
본 발명에서는 마찰재 조성물에, 평균 입경이 10~1000㎛인 비교적 큰 불소계 폴리머 입자를 마찰재 조성물 전체량에 대해 0.5~5중량%와, 평균 입경이 1~8㎛인 비교적 작은 산화 지르코늄을 마찰재 조성물 전체량에 대해 15~35중량%를 조합하여 첨가한다.
평균 입경이 10~1000㎛인 불소계 폴리머 입자를 마찰재 조성물 전체량에 대해 0.5~5중량% 첨가하는 한편, 상기 불소계 폴리머 입자보다 평균 입경이 작은 평균 입경이 1~8㎛인 산화 지르코늄을 마찰재 조성물 전체량에 대해 15~35중량% 첨가하면, 불소계 폴리머 입자가 산화 지르코늄의 연삭 작용에 의해 미세화되어, 불소계 폴리머 입자의 미세 분말이 마찰재의 마모 분말에 균일하게 분산된다.
그 결과, 마모 분말이 수분과 어울리기 어려워져, 마모 분말 응집체의 생성이 억제되고, 정지 직전 이상음의 발생을 방지할 수 있다.
불소계 폴리머 입자의 바람직한 평균 입경은 20~100㎛, 바람직한 함유량은 마찰재 조성물 전체량에 대해 0.8~3중량%이고, 산화 지르코늄의 바람직한 평균 입경은 2~5㎛, 바람직한 함유량은 마찰재 조성물 전체량에 대해 20~30중량%이다.
본 발명에서 사용하는 불소계 폴리머 입자로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP) 등을 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이중에서도, 내열성의 관점에서 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 분말을 단독으로 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 있어서 평균 입경은, 레이저 회절 입도 분포법에 의해 측정한 50% 입경의 수치를 사용했다.
본 발명의 마찰재는, 상기한 평균 입경이 10~1000㎛인 불소계 폴리머 입자, 평균 입경이 1~8㎛인 산화 지르코늄 이외에, 통상 마찰재에 사용되는 결합재, 섬유 기재, 윤활재, 무기 마찰 조정재, 유기 마찰 조정재, pH 조정재, 충전재 등을 포함하는 마찰재 조성물로 이루어진다.
결합재로서는, 스트레이트 페놀 수지, 캐슈 오일 변성 페놀 수지, 아크릴 고무 변성 페놀 수지, 실리콘 고무 변성 페놀 수지, 니트릴 고무(NBR) 변성 페놀 수지, 페놀·아랄킬 수지(아랄킬 변성 페놀 수지), 불소 폴리머 분산 페놀 수지, 실리콘 고무 분산 페놀 수지 등의 마찰재에 통상 사용되는 결합재를 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
결합재의 함유량은 마찰재 조성물 전체량에 대해 5~10중량%로 하는 것이 바람직하고, 6~8중량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
섬유 기재로서는, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 섬유, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 섬유, 아크릴 섬유 등의 마찰재에 통상 사용되는 유기 섬유를 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
섬유 기재의 함유량은 마찰재 조성물 전체량에 대해 1~10중량%로 하는 것이 바람직하고, 2~4중량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
윤활재로서는, 상기한 평균 입경이 10~1000㎛인 불소계 폴리머 입자 이외에, 석유 코크스, 탄성 흑연화 카본, 인조 흑연 입자, 천연 흑연 입자 등의 탄소질계 윤활재나, 이황화 몰리브덴, 황화 아연, 황화 철, 황화 주석, 복합 금속 황화물 등의 금속 황화물계 윤활재를 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
윤활재의 함유량은, 상기한 평균 입경이 10~1000㎛인 불소계 폴리머 입자와 합하여 마찰재 조성물 전체량에 대해 5~13중량%로 하는 것이 바람직하고, 6~11중량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
무기 마찰 조정재로서는, 상기한 평균 입경이 1~8㎛인 산화 지르코늄 이외에, 질석, 금운모, 백운모, 사삼산화철, 규산 칼슘, 산화 마그네슘, 규산 지르코늄, γ알루미나, α알루미나, 탄화 규소, 비-휘스커상(판상, 인편상, 주상, 복수의 철부를 갖는 부정 형상)의 티탄산염(6티탄산 칼륨, 8티탄산 칼륨, 티탄산 리튬 칼륨, 티탄산 마그네슘 칼륨) 등의 입상 무기 마찰 조정재나, 규회석, 세피올라이트, 현무암 섬유, 유리 섬유, 생체 용해성 인조 광물 섬유, 암면 등의 섬유 형태 무기 마찰 조정재를 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
무기 마찰 조정재의 함유량은, 상기한 평균 입경이 1~8㎛인 산화 지르코늄과 합하여, 마찰재 조성물 전체량에 대해 40~75중량%로 하는 것이 바람직하고, 45~70중량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
유기 마찰 조정재로서는, 캐슈 더스트, 타이어 트레드 고무의 분쇄 분말이나, 니트릴 고무, 아크릴 고무, 실리콘 고무, 부틸 고무 등의 가황 고무 분말 또는 미가황 고무 분말 등의 마찰재에 통상 사용되는 유기 마찰 조정재를 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
유기 마찰 조정재의 함유량은 마찰재 조성물 전체량에 대해 4~10중량%로 하는 것이 바람직하고, 6~8중량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
pH 조정재로서 수산화 칼슘 등의 통상 마찰재에 사용되는 pH 조정재를 사용할 수 있다. pH 조정재의 함유량은, 마찰재 조성물 전체량에 대해 1~4중량%로 하는 것이 바람직하고, 2~3중량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
마찰재 조성물의 잔부로서는, 황산 바륨, 탄산 칼슘 등의 충전재를 사용한다.
본 발명의 디스크 브레이크 패드에 사용되는 마찰재는, 소정량 배합한 마찰재 조성물을, 혼합기를 사용하여 균일하게 혼합하는 혼합 공정, 얻어진 마찰재 원료 혼합물과, 별도로, 미리 세정, 표면처리 하고, 접착재를 도포한 백 플레이트를 중첩하여 열성형용 금형에 투입하고, 가열 가압하여 성형하는 가열 가압 성형 공정, 얻어진 성형품을 가열하여 결합재의 경화 반응을 완료시키는 열처리 공정, 도료를 도장하는 도장 공정, 도료를 베이킹하는 도장 베이킹 공정, 마찰면을 형성하는 연마 공정을 거쳐 제조된다.
필요에 따라, 가열 가압 성형 공정 전에, 마찰재 원료 혼합물을 조립하는 조립 공정, 마찰재 원료 혼합물을 혼련하는 혼련 공정, 마찰재 원료 혼합물 또는 조립 공정에서 얻어진 조립물, 혼련 공정에서 얻어진 혼련물을 예비 성형용 금형에 투입하고, 예비 성형물을 성형하는 예비 성형 공정이 실시되고, 가열 가압 성형 공정의 후에 스코칭(scorching) 공정이 실시된다.
<실시예>
이하, 실시예 및 비교예를 제시하여, 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1~17 및 비교예 1~8의 마찰재의 제조 방법]
표 1, 표 2, 표 3에 나타내는 조성의 마찰재 조성물을 LOEDIGE MIXER로 5분간 혼합하고, 성형 금형 내에서 30MPa로 10초간 가압하여 예비 성형을 했다. 이 예비 성형물을, 미리 세정, 표면 처리, 접착재를 도포한 강철제의 백 플레이트 상에 중첩하고, 열성형용 금형 내에서 성형 온도 150℃, 성형 압력 40MPa의 조건하에서 10분간 성형한 후, 200℃에서 5시간 열처리(후경화)를 하고, 연마하여 마찰면을 형성하고, 승용차용 디스크 브레이크 패드를 제작했다(실시예 1~17, 비교예 1~8).
| 실시예 | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| 결합재 | 스트레이트 페놀 수지 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 |
| 섬유 기재 | 아라미드 섬유 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| 윤활재 | 황화 아연 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 흑연 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 8㎛) | ||||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 10㎛) | 1.0 | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 20㎛) | 1.0 | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 40㎛) | 1.0 | 0.5 | 0.8 | 3.0 | 5.0 | |||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 100㎛) | 1.0 | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 1000㎛) | 1.0 | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 1200㎛) | ||||||||||
| 무기 마찰 조정재 | 규산 지르코늄 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 판상 6티탄산 칼륨 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | |
| 금운모 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | |
| 사삼산화철 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 산화 지르코늄(평균 입경 0.5㎛) | ||||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 1㎛) | ||||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 2㎛) | ||||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 3㎛) | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | |
| 산화 지르코늄(평균 입경 5㎛) | ||||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 8㎛) | ||||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 10㎛) | ||||||||||
| 생체 용해성 무기 섬유 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 유기 마찰 조정재 | 캐슈 더스트 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
| 타이어 트레드 고무 분쇄 분말 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
| pH 조정재 | 수산화 칼슘 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| 충전재 | 황산 바륨 | 19.0 | 19.0 | 19.0 | 19.0 | 19.0 | 19.5 | 19.2 | 17.0 | 15.0 |
| 합계(중량%) | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
| 평가 결과 | 제품 외관 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 정지시 이상음 | 우수 | 우수 | 우수 | 양호 | 가 | 가 | 양호 | 우수 | 우수 | |
| 브레이크 제동 성능 | 가 | 양호 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 양호 | 가 | |
| 노이즈 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | |
| 실시예 | |||||||||
| 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | ||
| 결합재 | 스트레이트 페놀 수지 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 |
| 섬유 기재 | 아라미드 섬유 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| 윤활재 | 황화 아연 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 흑연 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 8㎛) | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 10㎛) | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 20㎛) | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 40㎛) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 100㎛) | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 1000㎛) | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 1200㎛) | |||||||||
| 무기 마찰 조정재 | 규산 지르코늄 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 판상 6티탄산 칼륨 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | |
| 금운모 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | |
| 사삼산화철 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 산화 지르코늄(평균 입경 0.5㎛) | |||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 1㎛) | 25.0 | ||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 2㎛) | 25.0 | ||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 3㎛) | 15.0 | 20.0 | 30.0 | 35.0 | |||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 5㎛) | 25.0 | ||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 8㎛) | 25.0 | ||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 10㎛) | |||||||||
| 생체 용해성 무기 섬유 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 유기 마찰 조정재 | 캐슈 더스트 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
| 타이어 트레드 고무 분쇄 분말 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
| pH 조정재 | 수산화 칼슘 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| 충전재 | 황산 바륨 | 19.0 | 19.0 | 19.0 | 19.0 | 29.0 | 24.0 | 14.0 | 9.0 |
| 합계(중량%) | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
| 평가 결과 | 제품 외관 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 정지시 이상음 | 양호 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | |
| 브레이크 제동 성능 | 양호 | 양호 | 우수 | 우수 | 양호 | 우수 | 우수 | 우수 | |
| 노이즈 | 우수 | 우수 | 양호 | 가 | 우수 | 양호 | 양호 | 가 | |
| 비교예 | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
| 결합재 | 스트레이트 페놀 수지 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 |
| 섬유 기재 | 아라미드 섬유 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| 윤활재 | 황화 아연 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 흑연 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 8㎛) | 1.0 | ||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 10㎛) | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 20㎛) | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 40㎛) | 0.3 | 6.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 100㎛) | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 1000㎛) | |||||||||
| 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(평균 입경 1200㎛) | 1.0 | ||||||||
| 무기 마찰 조정재 | 규산 지르코늄 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 판상 6티탄산 칼륨 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | |
| 금운모 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | |
| 사삼산화철 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 산화 지르코늄(평균 입경 0.5㎛) | 25.0 | ||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 1㎛) | |||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 2㎛) | |||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 3㎛) | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 13.0 | 38.0 | |||
| 산화 지르코늄(평균 입경 5㎛) | |||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 8㎛) | |||||||||
| 산화 지르코늄(평균 입경 10㎛) | 25.0 | ||||||||
| 생체 용해성 무기 섬유 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 유기 마찰 조정재 | 캐슈 더스트 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
| 타이어 트레드 고무 분쇄 분말 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
| pH 조정재 | 수산화 칼슘 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| 충전재 | 황산 바륨 | 19.0 | 19.0 | 19.7 | 14.0 | 19.0 | 19.0 | 31.0 | 6.0 |
| 합계(중량%) | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
| 평가 결과 | 제품 외관 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 불가 | 양호 | 양호 | 불가 |
| 정지시 이상음 | 우수 | 불가 | 불가 | 우수 | - | 우수 | 가 | - | |
| 브레이크 제동 성능 | 불가 | 우수 | 우수 | 불가 | - | 우수 | 불가 | - | |
| 노이즈 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | - | 불가 | 우수 | - | |
얻어진 마찰재에 있어서, 제품 외관, 정지 직전 이상음, 브레이크의 제동 성능, 노이즈를 평가했다.
평가 기준을 표 4, 표 5에, 평가 결과를 표 1, 표 2, 표 3에 나타낸다.
| 제품 외관 | ||
| 평가 방법 | 제품의 외관을 눈으로 확인 | |
| 평가 항목 | 주름, 크랙의 유무 | |
| 평가 기준 | 양호 | 주름, 크랙 없음 |
| 불가 | 주름, 크랙 있음 | |
| 정지 직전 이상음 | 브레이크 제동 성능 | 노이즈 | ||
| 평가 방법 | 실제 차량 시험 버닝 초속도 30km/h, 감속도 0.1G, 3,000회 제동 ↓ 하룻밤 방치 ↓ 0.5~3.0MPa(0.5피치), 초속도 10km/h, 전진 후퇴 각 2회 |
JASO C406 「승용차 브레이크 장치 동력계 시험 방법」 제2효력 시험 차량 속도 130km/h, 감속도 0.3G |
JASO C402 (승용차 상용 브레이크 실제 차량 시험 방법) 준거 |
|
| 평가 항목 | 정지시의 이상음 (관능 평가) |
마찰 계수의 평균값 | 브레이크 노이즈 발생률 | |
| 평가 기준 | 우수 | 귀기울이지 않으면 발생하지 않음 (미미한 스침 소리 레벨) |
0.40 이상 | 0% |
| 양호 | 귀기울이지 않으면 발생하지 않음 (발생해도 허용 가능한 레벨) |
0.37 이상 0.40 미만 | 0% 초과, 5% 미만 | |
| 가 | 발생하지만 허용 가능한 레벨 | 0.34 이상 0.37 미만 | 5% 이상, 10% 미만 | |
| 불가 | 불쾌한 음이 발생 | 0.34 미만 | 10% 이상 | |
| -- | 제품에 주름, 크랙이 있어서 미평가 | 제품에 주름, 크랙이 있어서 미평가 | 제품에 주름, 크랙이 있어서 미평가 | |
각 표로부터, 본 발명의 조성을 만족하는 조성물은, 제품 외관, 브레이크의 제동 성능, 노이즈의 효과를 해치지 않고, 정지 직전 이상음 발생의 억제에 있어서 양호한 평가 결과가 얻어진 것을 알 수 있다.
본 발명에 의하면, 디스크 브레이크 패드에 사용되는, NAO재의 마찰재 조성물을 성형한 마찰재에 있어서, 구리 성분의 함유량에 관한 법규를 만족하면서, 정지 직전 이상음의 발생을 억제한 마찰재를 제공할 수 있어, 매우 실용적 가치가 높다.
Claims (2)
- 디스크 브레이크 패드에 사용되는, 결합재, 섬유 기재, 무기 마찰 조정재, 유기 마찰 조정재, 윤활재를 포함하고, 구리 성분을 포함하지 않는 NAO재의 마찰재 조성물을 성형한 마찰재에 있어서,
상기 마찰재 조성물은, 윤활재로서 평균 입경이 10~1000㎛인 불소계 폴리머 입자를 마찰재 조성물 전체량에 대해 0.5~5중량%와, 무기 마찰 조정재로서 평균 입경이 1~8㎛인 산화 지르코늄을 마찰재 조성물 전체량에 대해 15~35중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰재. - 제1항에 있어서,
상기 불소계 폴리머 입자가 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)인 것을 특징으로 하는 마찰재.
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