KR100979199B1

KR100979199B1 - 대칭적인 기하학적 형상의 마찰 수정 층을 가지는 마찰재

Info

Publication number: KR100979199B1
Application number: KR1020030061929A
Authority: KR
Inventors: 이-팡 첸; 로버트씨. 램; 펭 동; 불렌트 채브다
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2010-08-31
Also published as: JP4602655B2; EP1396655B1; US20040043243A1; EP1396655A1; JP2004132547A; CN1294226C; DE60309396T2; DE60309396D1; US6875711B2; KR20040021565A; CN1500850A

Abstract

본 발명의 마찰재는 베이스 재질의 첫번째 층과 상기 베이스 재질의 상단면에 실질적으로 대칭인 기하학적 형상을 가지는 적어도 한 형태의 마찰 수정 입자를 가지는 두번째 층을 구비한다. 상기 두번째 층은 약 30 내지 200 마이크론 정도의 평균두께를 가지고, 약 80 내지 100%의 표면영역 범위를 가져, 상단층은 첫번째 층보다 낮은 유체 투과성을 가진다.

Description

대칭적인 기하학적 형상의 마찰 수정 층을 가지는 마찰재{FRICTION MATERIAL WITH FRICTION MODIFYING LAYER HAVING SYMMETRICAL GEOMETRIC SHAPES}

도 1은 규칙적인 기하학적 형상의 마찰 수정 재료의 상단층을 가지는 마찰재의 개략도,

도 2는 베이스 재료 위의 규칙적 형상의 세라이트(celite) 마찰 수정 입자 둥근 디스크를 도시한 SEM이미지,

도 3은 비교 A와 비교 C에 대한 μ-v 슬로프 대 슬립 시간을 도시한 그래프,

도 4a는 비교 A에 대한 낮은 오일 흐름 데이터를 도시한 그래프; 도 4b는 아주 우수한 반-진동 특성을 가지는 예.1에 대한 낮은 오일 흐름 데이터를 도시한 그래프,

도 5a와 5b는 층당 80 마이크론 재료의 예.1의 조각 샘플의 광학적 도면으로, 도 5a는 정면 방향, 도 5b는 후면 방향 도시 도면,

도 6a와 6b는 층당 100 마이크론 재료의 예.1의 조각 샘플의 광학적 도면으로, 도 6a는 정면 방향, 도 6b는 후면 방향 도시 도면이다.

본 발명은 적어도 한 유형의 경화 가능한 수지로 포화된 베이스 재료를 포함하는 첫번째 또는 낮은 층과, 대칭인 기하학적 형상을 가지는 마찰 수정 입자인 적어도 한 유형의 마찰 수정 입자를 포함하는 두번째 또는 상단층을 갖는 마찰재에 관한 것이다. 본 발명의 마찰재는 높은 마찰특성의 계수와 극히 높은 열 저항력을 가진다. 상기 마찰재는 또한 향상된 강도, 마모 저항력과 소음 저항력을 가진다.

연속적 슬립 토크 컨버터와 시프팅 클러치(shifting clutch) 시스템을 가진, 새롭고 진보된 연속 토크 전달 시스템이 자동차 산업에서 개발되었다. 이러한 새로운 시스템은 종종 고 에너지 요건을 수반한다. 따라서, 마찰재 기술은 또한 이러한 진보된 시스템의 증가 에너지 요건에 적합하도록 개발되어야 한다.

특히, 새로운 고성능의 내구력을 가진 마찰재가 요구된다. 이러한 새로운 마찰재는 표면 속도가 약 65m/s에 달하는 높은 속도를 견딜 수 있어야 한다. 또한, 상기 마찰재는 약 1500 psi에 달하는 높은 접촉 라이닝 압력을 견딜 수 있어야 한다. 마찰재가 한정된 윤활 조건에서 유용한 것 또한 중요한다.

마찰재가 진보된 시스템에서 유용하기 위해서는 내구력이 뛰어나고, 높은 열 저항력을 가져야 한다. 마찰재는 고온에서 안정적이어야 할 뿐 아니라, 작동 상태 에서 발생된 고열을 신속히 분산할 수 있어야만 한다.

새로운 시스템의 맞물림과 해제 동안 발생되는 고속은 마찰재가 맞물리는 동안 비교적 일정한 마찰을 유지할 수 있어야 함을 뜻한다. 일 기어에서 다른 기어로 동력 이동하는 동안 트랜스미션 시스템과 제동시 재료의 진동을 최소화하기 위하여 넓은 속도와 온도 범위에서 마찰 접촉이 비교적 일정한 것은 중요하다. 마찰재가 필요한 토크 커브 형상을 가져 마찰 접촉 중 마찰재가 소음이나 삐걱거림에서 자유로운 것은 중요하다.

특히, 트랜스미션과 토크-온-디멘드(torque-on- demand) 시스템은 주로 연료효율과 구동안정성을 위하여 슬립 클러치과 결합한다. 이러한 시스템 내의 슬립 클러치의 역할은 습식 시동 클러치와 같은 차량 발진 장치에서부터 토크 컨버터 클러치에서의 것에 이르기까지 다양하다. 작동 조건에 따라, 슬립 클러치는 세가지 원리 그룹으로 구별할 수 있는 바 : (1) 습식 시동 클러치와 같은 저압과 고 슬립 속도 클러치; (2) 컨버터 클러치와 같은 고압과 저 슬립 속도 클러치; 및 (3) 공전 중립 클러치와 같은 극저압과 저 슬립 속도 클러치가 그것이다.

모든 슬립 클러치 유형에 관계된 주된 성능은 진동 방지와 마찰 접촉의 에너지 조절이다. 진동 발생은 마찰재의 마찰 특성,접촉면의 경도와 거칠기, 오일 필름 보유력과 표면 오일 흐름, 윤활제의 화학적 성질과 상호작용, 클러치 작동 조건, 구동라인 조립체, 하드웨어, 구동라인 오염 등을 포함하여 많은 요소에 기인한다. 마찰 접촉 에너지 조절은 먼저 접촉 온도의 조절과 관련되고, 펌프 성능, 오일 흐름 경로와 제어 방법에 의하여 영향을 받는다. 상기 마찰재 표면 형상 또한 접촉 에너지 조절 효율에 기여한다.

이전에, 온도 안정성을 위하여 마찰재에 석면 섬유들이 포함되었다. 그러나, 위생과 환경문제들 때문에, 석면은 더 이상 사용되지 않는다. 최근 마찰재들은 주입 페이퍼 또는 섬유 재료들에 페놀 또는 페놀-변형 수지로 수정함으로써 석면을 대신하고자 시도하였다. 그러나, 이러한 마찰재들은 발생된 고열을 신속하게 분산 하지 못하고, 최근 개발된 고속 시스템에 사용되지 위하여 필요한 열 저항력과 만족스러운 높은 마찰 성능 계수를 가지지 못한다.

키어세이(Kearsey) 미국 특허 No. 5,585,166는 다공성 기질층 (셀룰로오스와 합성 섬유들, 충진재와 열경화성 수지)과 다공성 마찰층(열경화성 수지에서 짜여지지 않은 합성 섬유들)을 가지고, 상기 마찰층은 기질층보다 높은 공극률을 가지는 다중층 마찰 라이닝(lining)을 기술하고 있다.

사이즈(Seiz) 미국 특허 No. 5,083,650는 다단계 주입과 수정 과정에 관한 것으로; 즉, 코팅 화합물로 주입된 페이퍼로서, 탄소 입자가 상기 페이퍼에 위치되고, 페이퍼 내의 코팅 화합물이 부분적으로 경화되며, 두번째 코팅 화합물이 부분적으로 경화된 페이퍼에 적용되면, 마침내, 양 코팅 화합물이 경화된다.

본 발명의 출원인인 보그 워너 법인(BorgWarner Inc.)에 의해 공유된, 마찰재를 위해 사용되는 다양한 페이퍼 베이스 섬유 함유 재료가 개발되었다. 이러한 것들이 여기서 참조되어질 수 있다.

특히, 람 에 말(Lam et al)의 미국 특허 No. 5,998,307는 경화 가능한 수지로 주입된 기초 섬유 함유 베이스 재료를 가지는 마찰재에 관한 것으로, 상기 다공성 기초층은 적어도 하나의 섬유 함유 재료로 구성되고, 두번째 층은 기초 층 표면의 적어도 약 3 to 약 90%를 커버하는 탄소 입자로 구성된다.

람 에 말(Lam et al)의 미국 특허 No. 5,858,883은 더 적게 피브릴화 된 아라미드 섬유들, 합성 그래파이트, 및 적어도 한 유형의 충진재의 기초층과 기초층 표면 위의 탄소 입자로 구성되는 두번째 층을 가지는 베이스 재료에 관한 것이다.

람 에 말(Lam et al)의 미국 특허 No. 5,856,224는 경화 가능한 수지로 주입된 베이스를 포함한 마찰재에 관한 것이다. 기초층은 덜 피브릴화 된 아라미드 섬유들, 합성 그래파이트 및 충진재로 구성되고; 두번째 층은 탄소 입자와 보유 보조제로 구성된다.

람 에 말(Lam et al)의 미국 특허 No. 5,958,507은 마찰재의 생산방법에 관한 것으로, 덜 피브릴화 된 아라미드 섬유들로 구성된 섬유 함유 재료의 적어도 하나의 표면 중 약 3 내지 약 90% 가 탄소 입자로 코팅되어 있다.

람(Lam)의 미국 특허 No. 6,001,750은 경화 가능한 수지가 주입된 섬유 함유 베이스 재료로 구성된 마찰재에 관한 것이다. 다공성 기초층은 덜 피브릴화 된 아라미드 섬유들, 탄소 입자, 탄소 섬유들, 충진재 재료, 페놀 노보로이드(novoloid) 섬유들, 및 선택적으로 면 섬유들로 구성된다. 두번째 층은 표면의 약 3 내지 약 90%를 커버하는 탄소 입자로 구성된다.

그러나, 다른 공동 소유된 특허 출원 No. 09/707,274는 기초층의 표면영역의 약 3 내지 약 90%를 커버하는 마찰 수정 입자를 가지는 다공성 기초 섬유 함유 베이스 층을 가진 페이퍼 타입 마찰재에 관한 것이다.

또한, 다양한 페이퍼 타입 섬유 함유 베이스 재료들이 보그 워너(BorgWarner Inc.)와 람 에 알(Lam et al)에 의하여 공동 소유된 미국 특허 No. 5,753,356 와 5,707,905에 기술되어 있는데, 이는 덜 피브릴화 된 아라미드 섬유들, 합성 그래파이트와 충진재로 구성되는 베이스 재료를 기술하고 있다.

다른 공동 소유 특허, 람(Lam), 미국 특허 No. 6,130,176는 덜 피브릴화 된 아라미드 섬유들, 탄소 섬유들, 탄소 입자와 충진재로 구성된 비금속 페이퍼 타입 섬유 함유 베이스 재료에 관한 것이다.

모든 유형의 마찰재들을 대하여, "습식" 적용에 유용하게 사용되기 위해서, 마찰재는 넓고 다양한 수용가능한 특성을 가져야만 한다. 마찰재는 우수한 반-진동 특성을 가져야 하고; 높은 열 저항력을 가지며, 열을 신속하게 분산할 수 있고; 장기간 지속되고, 안정적이며, 일정한 마찰성능을 가져야 한다. 만약 이러한 특성 중 어느 하나라도 만족하지 않는다면, 마찰재의 최적의 성능을 얻을 수 없다.

고 에너지 적용 마찰재를 형성하기 위하여 마찰재에 적합한 주입 수지가 사용되는 것 또한 중요하다. 마찰재는 사용 중 브레이크 유체 또는 트랜스미션 오일이 주입될 때 우수한 전단 강도를 가져야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래보다 향상된 신뢰성과 향상된 특성을 가지는 마찰재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 향상된 "반-진동(anti-shudder)","열점(hot sopt)" 저항력을 가지고, 높은 열 저항력과 높은 마찰 안정성, 내구력 및 강도를 가지는 마찰재를 제공하는 것이다.

본 발명은 베이스 재료와 적어도 한 유형의 수지 재료로 구성되는 첫번째 층과, 상기 베이스 재료의 상단면에 적어도 한 유형의 마찰 수정 입자(friction modifying particles)를 구비하는 두번째 층을 가지는 마찰재에 관한 것이다. 상기 마찰 수정 입자는 적어도 한 유형의 실질적으로 대칭인 기하학적 형상을 가진다. d 일 실시예에서는, 상기 두번째 층은 평균두께가 약 30 내지 약 200 마이크론이어서, 상단층은 첫번째 층보다 낮은 유체 투과성을 가진다. 또한, 바람직한 실시예에서는 마찰 수정 입자는 일반적으로 평면 또는 디스크 형상을 가진다.

상기된 조건을 만족하도록 하기 위하여 많은 마찰재들은 마찰과 열 저항 특성이 실제 작동중 겪는 환경에 유사한 조건에서 평가된다. 상업적으로 사용가능한 마찰재들은 고 에너지 적용에 사용되기에는 적합지 않다는 것이 연구되고 증명되었다.

본 발명에 따르면, 마찰재는 베이스 재료 전체에 경화 가능한 수지가 균일하게 분산되어 있고, 베이스 재료의 상단 또는 외부 표면에는 마찰 수정 재료의 실질적 균일층을 가진다.

규칙적인 기하학적 형상의 마찰 수정 입자의 상단 또는 두번째 층은 베이스 재료의 첫번째 또는 상단 표면에 위치된다. 베이스 재료 위의 상단층으로서의 마찰 수정 재료는 오일 보유력을 향상 및 마찰면을 가로지르는 독특한 오일 흐름 등을 포함하여 마찰재에 많은 유리한 특성을 제공한다.

본 발명의 일면에 따르면, 베이스 재료 층은 마찰 수정 입자의 상단층보다 투과성이 크다. 즉, 본 발명의 일면에 따르면, 상단층은 일반적 방향으로 후의 베이스보다 더 낮은 투과성을 가진다. 상단층의 더 낮은 일반적 유체 투과성은 미소 경질 고체의 규칙적인 산-골(mountain-valley)형태의 표면 토포그래피(topograghy)와 함께 오일이 마찰면에 유지되도록 하고, 마찰면을 가로지르는 오일 흐름 채널을 형성한다. 따라서, 효과적인 표면 냉각 메커니즘과 일정한 표면 윤활이 이루어진다. 이러한 독특한 특성 즉, 독특한 표면 구조는 본 발명의 재료가 슬립 클러치에 적용됨에 있어 내구성을 매우 향상시킨다. 더구나, 마찰 수정 입자의 대칭적 원형 형상은 불규칙적 입자 형상을 가지는 다른 마찰재보다 마모가 훨씬 덜한 마찰재를 제공한다.

본 발명의 다른 일면에 따르면, 본 발명은 적어도 한 유형의 경화 가능한 수지로 포화되는 베이스 재료와 적어도 한 유형의 규칙적인 형상을 가지는 마찰 수정 입자로 구성되는 마찰재에 관한 것이다. 마찰 수정 입자의 규칙적인 형상은 오일 보유력 및 마찰재로의 오일 흐름을 향상시킨다.

본 발명의 일면에 따르면, 규칙적인 형상의 마찰 수정 재료는 둥근 평면 디스크의 세라이트(celite)로 구성된다. 베이스 재료의 상단층으로서 적용될 때, 둥근 평면 디스크와 같은 규칙적인 형상의 마찰 수정 입자는 오일 보유력과 마찰면의 오일 흐름을 향상시키는 독특한 표면 적재 패턴을 제공한다.

본 발명의 일면에 따르면, 상기 베이스 재료는 평균 약 50% 내지 약 85%의 평균 공백 부피를 가진다. 일 실시예에서는, 상기 베이스 재료가 평균 약 5 ㎛의 공극/공백/틈새 지름을 가진다.

또한, 일 실시예에서는, 마찰 수정 입자는 실리카, 세라이트 입자로 구성되고, 다른 실시예에서는, 규조토(diatomaceous earth)로 구성될 수 있다. 본 발명의 특징적 일면에 따르면, 마찰 수정 입자는 규칙적 형상의 세라이트로 구성된다. 본 발명에서 마찰에 사용되는 마찰 수정 재료는 대칭인 기하학적 형상과 같은 바람직 한 형상을 가질 수 있다. 대칭인 기하학적 형상의 마찰 수정 입자는, 대칭적 형상의 마찰 수정 입자가 쌓인 층의 미소 경질 고체의 규칙적인 산-골 유형의 표면 토포그래피에 의해, 마찰면에서 윤활제의 량을 유지하고, 마찰면을 가로질러 오일 흐름 채널을 형성하도록 작용한다. 일 실시예에서, 세라이트는 전형적으로 대칭적인 형상을 가지고 있어 마찰 수정 재료로서 유용하다. 사용상, 상단의 오일 또는 유체의 층, 즉 기하학적 형상의 마찰 수정 입자 층은 표면에 오일 흐름 필름을 유지하고, 따라서 오일 또는 유체가 마찰재로 침투하기 시작하는 것을 더 어렵게 만든다. 상단의 마찰 수정 재료 층은 표면에 유체 윤활제를 유지하고, 마찰재의 오일 유지 성능을 향상시킨다. 본 발명의 마찰재는 따라서 그 표면에 오일이 잔류하도록 한다. 이는 우수한 마찰특성의 계수와 우수한 슬립 내구력 특성을 제공한다.

얼마나 빨리 입자가 마찰재를 통하여 흐르는지 유체 투과율을 측정함으로써, 유체 입자가 본 발명의 상단층을 더 느리게 투과하는 것을 알 수 있는데, 이는 유체를 상단층으로 밀어넣기가 더 힘들기 때문이다.

마찰재는 베이스 재료의 첫번째 또는 상단 표면 위에 규칙적인 기하학적 형상의 마찰 수정 입자의 상단 또는 두번째 층을 더 구비한다. 베이스 재료 위의 상단층으로서의 마찰 수정 재료는 향상된 오일 보유력과 표면 오일 흐름 특성 등 마찰재에 많은 유리한 특성을 제공한다.

다른 실시예에서, 규칙적인 기하학적 형상의 마찰 수정 입자는 금속 산화물,질화물, 탄화물과 같은 다른 마찰 수정 입자를 더 포함하거나, 또 다른 실시예에서, 탄소 입자와 실리카 입자의 혼합와 같은 다른 마찰 수정 입자를 더 포함하는 것은 본 발명이 의도하는 범위내에 있다.

이러한 실시예는 또한 예컨대, 실리카 산화물, 철 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물 등; 실리카 질화물, 철 질화물, 알루미늄 질화물, 티타늄 질화물 등; 실리카 탄화물, 철 탄화물, 알루미늄 탄화물, 티타늄 탄화물 등을 포함할 수 있으며, 이는 본 발명이 의도하는 범위내에 있다.

다양한 베이스 재료가 본 발명의 마찰재에 있어 유용한데, 예컨대 직물 재료들, 짜여진 및/또는 짜여지지 않은 재료들 등으로 구성된 비-석면 베이스 재료들을 포함한다. 적합한 베이스 재료들은 예컨대, 섬유들과 충진재들을 포함한다. 상기 섬유들은 유기 섬유들, 무기 섬유들 및 탄소 섬유들일 수 있다. 상기 유기 섬유들은 피브릴화 된(fibrillated) 및/또는 피브릴화되지 않은(nonfibrillated) 아라미드 섬유들, 아크릴(acrylic) 섬유들, 폴리에스테르(polyester) 섬유들, 나일론(nylon) 섬유들, 폴리아미드(polyamide) 섬유들, 면/셀룰로오즈 섬유들 등과 같은 아라미드(aramid) 섬유들일 수 있다. 상기 충진재들은 예컨대, 실리카, 규조토, 그래파이트, 알루미나(alumina), 캐슈 더스트(cashew dust)등이 사용될 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 베이스 재료는 짜여진 재료들, 짜여지지 않은 재료들 및 페이퍼 재료들로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명에서 유용한 여러 유형의 베이스 재료들의 예들이 상기에 참조한 보그 워너의 미국 특허에 개시되어 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서는 다른 베이스 재료들로 역시 포함될 수 있다.

일 실시예에서는, 상기 마찰재는 다수의 공백 또는 틈새를 가지는 베이스 재 료를 포함할 수 있다. 베이스 재료의 공백의 크기는 약 0.5 ㎛ 내지 약 20 ㎛ 범위일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 베이스 재료는 바람직하게는 약 50 내지 약 60%의 공백 부피를 가지고 있어, 상기 베이스 재료는 "다공성" 짜여진 재료와 비교하여 "촘촘한" 것으로 인정된다. 일 실시예에서, 상기 베이스 재료는 섬유 함유 베이스 재료와 같은 적절한 재료일 수 있다. 상기 마찰재는 적어도 부분적으로 베이스 재료내의 공백을 채우는 수지 재료를 더 포함한다. 상기 수지 재료는 베이스 재료 전체 두께에 실질적으로 균일하게 분포되어 있다.

일 실시예에서, 상기 베이스 재료는 섬유 함유 베이스 재료를 포함하고, 이 섬유 함유 베이스 재료에는 마찰재에 바람직한 세공구조를 제공하기 위하여 더 적게 피브릴화된 섬유들과 탄소 섬유들이 사용될 수 있다. 상기 섬유의 기하학적 형상은 향상된 열적 저항력을 제공할 뿐 아니라, 박판화에 대한 저항력과 소음 저항력을 제공한다. 또한, 일 실시예에서는, 탄소 섬유들과 탄소 입자들이 섬유 함유 베이스 재료에서 열 저항력을 향상시키고, 마찰계수를 일정하게 유지하며, 소음 저항력을 향상시키는 것을 돕는다. 섬유 함유 베이스 재료에는 비교적 낮은 양의 면 섬유들이 상기 마찰재의 클러치 "브레이크-인(break-in)" 특성들을 향상시키기 위하여 포함될 수 있다.

섬유 함유 베이스 재료에 더 적게 피브릴화 된 아라미드 섬유들과 탄소 섬유들의 사용은 마찰재의 고온에 대한 저항력을 향상시킨다. 덜 피브릴화 된 아라미드 섬유들은 일반적으로 코어(core) 섬유에 부착된 소수의 미소섬유(피브릴)만을 가진 다. 덜 피브릴화 된 아라미드 섬유들의 사용은 마찰재에 더 많은 다공성 구조, 즉 전형적 피브릴화 아라미드 섬유가 사용될 때 보다 더 큰 공극이 있는 구조를 제공한다. 상기 다공성 구조는 일반적으로 공극 크기와 유체 투과율에 의하여 결정된다. 일 실시예에서는, 상기 섬유 함유 베이스 재료는 평균 크기 약 2.0 내지 약 25 마이크론 지름 범위의 공극을 뜻한다. 일 실시예에서, 평균 공극의 크기는 약 2.5 내지 약 8 마이크론 지름 범위이고, 상기 마찰재는 적어도 약 50%의 즉시 확보가능한 공기 공백을 가지며, 일 실시예에서는, 적어도 약 60% 또는 그 이상, 어떤 실시예에서 약 85%를 포함 그 이상의 공백을 가진다.

또한, 일 실시예에서, 아라미드 섬유들은 약 0.5 내지 약 10 mm 범위의 길이를 가지고, 약 300이상의 캐내디안 표준 프리니스(Canadian Standard Freeness, CSF)를 가지는 것이 바람직하다. 일 실시예에서는, 또한 약 450 내지 약 550 바람직하게는 약 530 과 그 이상의 CSF를 갖는 덜 피브릴화 된 아라미드 섬유들을 사용하는 것이 바람직하며, 다른 일 실시예에서는, 약 580-650 과 그 이상, 그리고 바람직하게는 약 650과 그 이상인 것이 바람직하다. 대조적으로, 아라미드 펄프와 같은 더 많이 피브릴화 된 섬유들은 약 285-290의 프리니스를 가진다.

"캐내디안 표준 프리니스" (T227 om-85)는 섬유들의 피브릴화 정도가 섬유들의 프리니스의 측정으로 기술될 수 있다는 것을 뜻한다. CSF 시험은 1리터 물속에 3그램의 섬유의 현탁액이 배출될 수 있는 비율을 임의 측정하는 실험적 과정이다. 따라서, 더 적게 피브릴화 된 아라미드 섬유들은 더 많이 피브릴화 된 아라미드 섬유들보다 더 높은 프리니스 또는 마찰재로부터 더높은 비율의 유체를 배출한다. CSF 약 430-650 범위(어떤 실시예에서는 바람직하게는 약 580-640, 또는 바람직하게는 약 620-640)를 가지는 아라미드 섬유들을 포함하는 마찰재는, 종래의 더많이 피브릴화 된 아라미드 섬유들을 함유한 마찰재보다, 우수한 마찰 성능과 더 좋은 재료 특성을 가진다. 높은 캐내디안 프리니스와 함께, 더 긴 섬유 길이는, 마찰재에 높은 강도와 높은 공극률, 향상된 마모 저항성을 제공한다. 덜 피브릴화 된 아라미드 섬유들(CSF 약 530-약 650)은 특히 우수한 장기 내구력과 안정된 마찰계수를 가진다.

다양한 충진재들이 또한 본 발명의 섬유 함유 베이스 재료의 기초층에서 유용하다. 특히, 규조토와 같은 실리카 충진대들이 유용하다. 그러나, 본 발명에서의 사용에 적당한 다른 유형의 충진재들과, 특히 마찰재의 필요사항에 맞추어 선택된 충진재들을 사용할 수 있으며, 이는 본 발명의 범위내에 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 섬유 함유 베이스 재료에는 섬유 함유 재료에 더높은 마찰계수를 제공하기 위하여 면 섬유가 추가될 수 있다. 일 실시예에서 약 5 내지 약 20%, 어떤 실시예에서는 약 10% 면이 섬유 함유 베이스 재료에 추가될 수 있다.

섬유 함유 베이스 재료의 기초층 형성의 일 예로, 약 10 내지 약 50%(중량)의 덜 피브릴화 된 아라미드 섬유; 약 10 내지 약 35%(중량)의 활성 탄소 입자; 약 5 내지 약 20%(중량)의 면 섬유들, 약 2 내지 약 15%(중량)의 탄소 섬유들; 및, 약 10 내지 약 35%(중량)의 충진재 재료로 구성될 수 있다.

다른 실시예에서, 하나의 특징적 구성이 유용하다는 것이 발견되었는데, 이 는 약 35 내지 약 45%(중량)의 더 적게 피브릴화 된 아라미드 섬유들; 약 10 내지 약 20%(중량)의 활성 탄소 입자; 약 5 내지 약 15%(중량)의 면 섬유들; 약 2 내지 약 20%(중량)의 탄소 섬유들; 및, 약 25 내지 약 35%(중량)의 충진재로 구성된다.

일 실시예에서는, 상기 베이스 재료는 약 15 내지 약 25%의 면, 약 50% 아라미드 섬유들, 약 20% 탄소 섬유들, 약 15% 탄소 입자, 약 15% 세라이트, 및 선택적으로 약 3% 라텍스를 첨가하여 이루어진다.

다른 실시예에서, 상기 베이스 재료는 약 15 내지 약 25%의 면, 약 40 내지 약 50%의 아라미드 섬유들, 약 10 내지 약 20%의 탄소 섬유들, 약 5 내지 약 15%의 탄소 입자, 약 5 내지 약 15%의 세라이트, 및, 선택적으로 약 3% 라텍스를 첨가하여 이루어진다.

상기 베이스 재료가 더 큰 평균 공극 지름과 유체 투과성을 가질 때, 상기 마찰재는 그 다공성 구조를 통하여 유체 흐름이 자동적으로 전달되므로 더 쉽게 쿨러를 운행하거나, 그 전달에 더 적은 열이 발생한다. 트랜스미션 시스템의 작동중, 상기 유체는 특히 높은 온도에서 초과시간 동안 분할되어 "오일 저장고"를 형성하게 된다. 이러한 "오일 저장고"는 공극 개구를 줄인다. 따라서, 마찰재가 최초 큰 공극들로 시작하였을 때, 마찰재의 사용 수명동안 더 많은 오픈된 공극들이 남게 된다.

베이스 재료의 기초층에 상단으로서 마찰 수정 입자의 사용은 베이스 재료에 필요한 3차원 구조를 제공한다.

본 발명의 마찰재는 상단 마찰 수정 입자 층의 3차원적 구조에 의해 그 표면 에 오일 필름을 형성한다. 이는 또한 마찰 특성의 우수한 안정성과 향상된 슬립 내구성을 제공한다. 베이스 재료 상단면의 마찰 수정 입자는 최종 마찰재에 향상된 3차원적 구조를 제공한다.

어떤 실시예에서, 상단층을 형성하는 마찰 수정 입자의 포함 평균 영역은 표면 영역의 약 80 내지 약 100% 범위 내에 있다. 다른 실시예에서, 평균 영역은 약 90 내지 약 100% 범위이다. 상기 마찰 수정 입자는 바람직하게는 평균두께 약 35 내지 약 200 마이크론 정도로 실질적으로 베이스 재료의 상단 표면에 존재한다. 어떤 실시예에서는, 상단층은 바람직하게는 평균두께 약 60 내지 약 100 마이크론을 가지며; 어떤 실시예에서는 약 75 내지 약 85 마이크론이다.

베이스 재료 표면의 마찰 수정 입자 저장층의 균일성은 약 0.15 내지 약 80 마이크론 지름 범위 크기의 입자를 사용함으로써 얻어진다. 어떤 실시예에서는, 상기 입자는 약 12 마이크론의 평균 입자 지름을 가진다. 어떤 실시예에서는, 만약 마찰 수정 입자가 너무 크거나 너무 작으면, 요구되는 최적의 3차원 구조가 얻어지지 않고 따라서 열 분산과 반진동 특성이 최적화 되지 않는 것이 발견되었다.

베이스 재료 위의 마찰 수정 입자의 포함량은 충분히 두꺼워 마찰 수정 입자 층은 마찰 수정 재료 각각의 입자와 각 입자 사이의 공백 또는 간격으로 구성된 3차원적 구조를 가진다. 일 실시예에서, (마찰 수정 입자의)상단층은 (베이스 재료의)아래층 보다 더적은 다공성을 가진다.

다양한 유형의 마찰 수정 입자가 마찰재에 유용하게 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 유용한 마찰 수정 입자는 실리카 입자를 포함한다. 다른 실시예에서는 페놀 수지, 실리콘 수지, 에폭시(epoxy) 수지 및 그 혼합물들과 같은 수지 파우더와 같은 마찰 수정 입자를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서는 탄소화 탄소 파우더 및/또는 입자 및 그 혼합물들; 그리고 그러한 마찰 수정 입자의 혼합물들을 부분적으로 및/또는 전제적으로 포함할 수 있다. 일 실시예에서는,규조토,세라이트^® ,셀라톰^®같은 실리카 입자 및/또는 실리콘 이산화물이 특히 유용하다. 실리카 입자는 베이스 재료에 단단히 붙는 저렴한 무기 재료이다. 상기 실리카 입자는 마찰재에 높은 마찰 계수를 제공한다. 상기 실리카 입자는 또한 베이스 재료에 매끄러운 마찰면을 제공하고, 향상된 "이동 감각(shift feel)"을 제공하며, 진동을 최소화하는 등 마찰재에 향상된 마찰 특성을 제공한다.

일 실시예에서, 본 발명에서의 마찰에 있어 마찰재의 상단층을 이루는 상기 마찰 수정 재료는 불규칙한 형상을 가질 수 있다. 불규칙한 형상의 마찰 수정 입자는 불규칙 형상의 마찰 수정 입자의 표면의 많은 함입부들의 모세관 작용 때문에 베이스 재료의 표면에 요구되는 양의 윤활제를 유지하도록 작용한다. 일 실시예에서는, 세라이트는 불규칙하고 거친 표면을 가지고 있어 마찰 수정 재료로서 세라이트와 같은 실리카 재료가 유용하다.

상기 마찰재는 다른 수지 시스템을 사용하여 주입되어질 수 있다. 일 실시예에서, 이에는 적어도 하나의 페놀 수지, 적어도 하나의 변형 페놀-베이스 수지, 적어도 하나의 실리콘 수지, 적어도 하나의 변형 실리콘 수지, 적어도 하나의 에폭시 수지, 적어도 하나의 변형 에폭시 수지, 및/또는 이들의 혼합물들을 사용하기에 적 합하다. 다른 실시예에서는, 적절한 용매에서 페놀 수지와 섞인 실리콘 수지가 유용하다.

본 발명에서는 다양한 수지들이 유용하게 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 수지는 페놀 또는 페놀 베이스 수지로 구성되어, 바람직하게는 상기 포화 재료는 마찰재의 매 100 부품(중량으로)당 약 45 내지 약 65 부품(중량으로)으로 구성된다. 수지 혼합물이 베이스 재료에 적용되고, 상기 베이스 재료에 수지 혼합물이 주입된 후, 주입된 베이스 재료는 마찰재 형성을 위하여 설정된 시간동안 필요 온도로 가열된다. 일 실시예에서, 이러한 가열은 약 300℉의 온도에서 포화상태 페놀 수지를 경화한다. 실리콘 수지와 같은 다른 수지들이 포화상태에 있을 때, 이러한 가열은 약 400℉의 온도에서 실리콘 수지를 경화한다. 그 후, 경화된 마찰재는 적절한 수단에 의해 필요한 기질에 부착된다.

다양한 유용한 수지들에는 페놀 수지와 페놀-베이스 수지가 포함된다. 수지 혼합물에 에폭시, 부타디엔(butadiene), 실리콘, 텅(tung) 오일, 벤젠, 캐슈 넛 오일 등과 같은 다른 변형 성분들을 포함하는 다양한 페놀-베이스 수지가 본 발명에 유용하다는 것을 생각할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 페놀-변형 수지들에서, 상기 페놀 수지는 일반적으로 수지 혼합물의 약 50% (중량) 또는 그 이상 (주어진 용매를 포함하여)이 존재한다. 그러나, 어떤 실시예에서는 실리콘-페놀 혼합물 (용매와 다른 실행 산을 포함하여)의 중량에서 실리콘 수지 베이스 중량이 약 5 내지 약 80%(중량), 어떤 과정에서는 약 15 내지 약 55%, 어떤 실시예에서는 약 15 내지 약 25%(중량)을 포함하는 수지 혼합을 포함하는 혼합물일때, 마찰재는 향상될 수 있다는 것이 발견되었다.

본 발명에서 유용한 페놀과 유용한 페놀-실리콘 수지의 예는 상기 참조한 보그 워너(BorgWarner) 미국 특허들에 충분히 개시되어 있다. 본 발명에서 유용한 실리콘 수지들은 예컨대, 열 경화 실리콘 밀봉제와 실리콘 고무들을 포함한다. 다양한 실리콘 수지들이 본 발명에 유용하게 사용될 수 있다. 한 수지는, 특히, 크실렌(xylene)과 세틸아세톤(cetylacetone) (2,4-pentanedione)을 포함한다. 상기 실리콘 수지는 약 362℉ (183℃)의 끊는점을 가지고, 68℉에서 증기압 mm, Hg: 21, 증기 밀도는 4.8 (공기=1), 물에는 거의 불용성이며, 고유 중량은 약 1.09, 퍼센트 휘발성은, 중량으로, 0.1보다 작은 5% 증발율 (ether=1), 펜스키-마르텐스 방법(Pensky-Martens method)을 사용한 인화점(flash point)은 약 149℉ (65℃)이다.

다른 실리콘 수지들도 본 발명에 사용될 수 있다. 다른 유용한 수지 혼합물은 예컨대 약 55 내지 약 60% 페놀 수지; 약 20 내지 약 25% 에틸알콜(ethyl alcohol); 약 10 내지 약 14% 페놀; 약 3 내지 약 4% 메틸알콜(methyl alcohol); 약 0.3 내지 약 0.8% 포름알데히드(formaldehyde); 및, 약 10 내지 약 20% 물: 로 구성(중량%)되는 적절한 페놀 수지를 포함한다. 다른 적절한 페놀-베이스 수지는 약 50 내지 약 55% 페놀/포름알데히드 수지; 약 0.5% 포름알데히드; 약 11% 페놀; 약 30 내지 약 35% 이소프로페놀(isopropanol); 및, 약 1 내지 약 5% 물로 구성(중량%)된다.

다른 유용한 수지는 잔류물 (용매 및 다른 진행 보조제 제외)에 약 5 내지 약 25 퍼센트(중량), 바람직하게는 약 10 내지 약 15 퍼센트(중량)의 에폭시 화합물 페놀 수지를 포함한 에폭시 변형 페놀 수지인 것이 밝혀졌다. 일 실시예에서, 상기 에폭시-페놀 수지 화합물은 페놀 수지 자체보다 마찰재에 더 높은 열 저항력을 제공한다.

일 실시예에서는, 수지 혼합물은 필요량의 수지와 마찰 수정 입자로 구성되어, 상기 베이스 재료에 의한 수지의 목표 수집이 전체 실리콘-페놀 수지에 대하여 약 25 내지 약 70%, 다른 실시예에서는 약 40 내지 약 65%, 및 어떤 실시예에서는, 약 60 내지 적어도 65%(중량)인 것이 바람직하다. 상기 베이스 재료에 수지가 포화된 후, 상기 수지 접합제를 경화하고 마찰재를 형성하기 위하여 상기 베이스 재료는 일정 시간동안(일 실시예에서는 약 1/2 시간동안) 300-400℃ 온도 범위에서 경화된다. 상기 마찰재의 최종 두께는 상기 베이스 재료의 초기 두께에 의존한다.

준비된 수지 혼합물과 준비된 베이스 재료 모두에 유용한 다른 성분구성과 진행 보조제를 포함하는 것을 생각할 수 있으며, 이는 본 발명의 범위내에 있다.

일 실시예에서, 상기 수지 혼합물은 서로에 대해 상용성(compatible)인 용매내의 상기 실리콘 수지와 상기 페놀 수지 모두를 포함할 수 있다. 이러한 수지는 (바람직한 실시예에서) 균일한 혼합물을 형성하기 위하여 함께 혼합되고, 그 후 상기 베이스 재료를 포화시키기 위하여 사용된다. 일 실시예에서, 만약 상기 베이스 재료에 페놀 수지가 주입되고, 그 후 실리콘 수지가 첨가되거나 그 반대의 경우에는 동일한 효과가 없다. 실리콘-페놀 수지 용액의 혼합물과 실리콘 수지 파우더 및/또는 페놀 수지 파우더의 유탁액 사이에도 또한 차이가 있다. 실리콘 수지와 페놀 수지는 용액형태일때, 이들은 결코 경화되지 않는다. 이와 대조적으로, 실리콘 수지와 페놀 수지의 파우더 입자는 부분적으로 경화된다. 상기 실리콘 수지와 상기 페놀 수지의 부분적인 경화는 상기 베이스 재료의 포화를 방해한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 베이스 재료는 상기 페놀 수지와 그 용매에 상용성인 용매내의 실리콘 수지의 혼합물이 주입된다. 일 실시예에서, 이소프로파놀 (isopropanol)이 특히 적합한 용매인 것으로 밝혀졌다. 그러나, 에탄올, 메틸-에틸 케톤, 부타놀, 이소프로파놀(isopropanol), 톨루엔 등과 같은 다양한 다른 적합한 용매가 본 발명의 실행에 있어 사용될 수 있다. 페놀 수지와 혼합되어 베이스 재료에 포화되는 실리콘 수지의 존재는 페놀 수지만으로 주입된 베이스 재료보다 결과적으로 마찰재가 좀더 탄성적이도록 한다. 본 발명의 실리콘-페놀 수지 혼합 주입 마찰재에 압력이 주어질 때, 좀더 고른 압력 분포가 있게 하여 고르지 않은 라이닝(lining) 마모가 생길 가능성을 줄여준다. 실리콘 수지와 페놀 수지 마찰 수정 입자가 혼합된 후, 이 혼합물은 베이스 재료에 주입되는데 사용된다.

본 발명의 상기 마찰재는 베이스 재료의 상단표면에 마찰 수정 입자 층을 포함하여 우수한 반-진동 특성, 높은 저항력, 높은 마찰계수, 높은 내구력, 우수한 마모 저항력 및 향상된 브레이크-인(break-in) 특성을 가진다.

도 1은 베이스 재료(12)와 실질적으로 상기 베이스 재료(12)를 덮는 규칙적인 기하학적 형상의 표면 마찰 수정 재료 층(14)을 가지는 마찰재(10)의 개략도를 도시하고 있다.

본 발명의 마찰재에 사용되는 상기 마찰 수정 재료 층은 마찰재에 우수한 반-진동 특성을 제공한다. 도시된 실시예에서, 베이스 재료의 고온 합성 섬유와 공극률은 향상된 열 저항력을 제공한다.

도 2에 도시된 예 1은 베이스 재료의 상단 표면의 마찰 수정 입자 층을 도시한 본 발명의 마찰재이다. 둥근 디스크 세라이트 층은 향상된 오일 보유력과 표면 오일 흐름을 제공한다.

이하의 예들은 본 발명의 마찰재내의 마찰 수정 입자의 경사도가 종래 마찰재를 향상시키는 것을 더 분명히 보여준다. 상기 마찰재는 필요한 마찰계수, 열 저항력과 내구력 특성을 가진다. 본 발명의 다양한 바람직한 실시예가 이하 예들에 기술되어 있으나, 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

[예 I]

슬립 내구력 시험이 행해졌다. 도 3은 예 1에 대하여 슬로프 대 슬립 시간을 도시하고 있다; 비교 A는 약 20 내지 약 40% 세라이트와 페이퍼의 기본 중량에 대하여 약 1 내지 10%의 상단 또는 두번째 층으로서의 세라이트를 포함하며, 비교C는 약 40 내지 약 60% 세라이트와 40 내지 약 60 % 유기 섬유들의 단일층 재료로 구성된다. 대조적으로, 본 발명의 예 1은 베이스 재료의 표면에 더 효율적인 침적된 마찰 수정 입자를 보유하고 있다. 예 1의 마찰재 상단 표면의 단지 무시 가능한 적은 양의 마찰 수정 입자만이 베이스, 또는 기초층에 침투한다. 상기 대칭적 형상의 마찰 수정 입자 "산과 골" 유형의 3차원 구조의 유리한 층을 형성하기 위하여 베이스 재료에 쌓여진다. 이러한 3차원 구조는 우수한 오일 흐름 또는 윤활, 유리한 향상된 μ-v 슬로프와 향상된 내구력 등을 포함한 본 발명의 마찰재를 위한 향상된 마찰 성능을 형성한다. 대칭적 형상의 마찰 수정 입자가 마찰면에 유지되고 지지 섬유들과 충진재가 베이스 재료에 잔류함에 의하여, 새로운 재료는 더 나은 3차원 구 조와 더 나은 특성을 가지는 것을 확신할 수 있다.

도 3은 비교 C, 비교 A 와 예 1에 대한 슬로프 대 슬립 시간 그래프를 도시하고 있다. 상기 홈을 가진 재료에 대한 상기 슬로프 대 슬립 시간은 예 1이 더 긴 수명을 가진다는 것을 보여주고 있다. -1 x 10^-5의 슬로프(μ-speed)는 산업에서 수용할만 하다. 그보다 낮은 레벨의 슬로프를 가지는 제품은 요구되는 마찰특성의 계수를 가지지 않는다. 상기 예 1 재료는 오일 흐름이 요구되는 상태 내에 있도록 하고 향상된 열분산이 가능하게 한다.

[예 II]

도 4a 와 4b는 낮은 오일 흐름에 대하여 비교 A 와 예 1 에 대하여 행해진 "E" 클러치 벤치 시험의 결과를 도시하고 있다. 양 예들은 향상된 반-진동 특성을 가지고, 양쪽 모두 소음 없는 향상된 재료이다.

도 4a 와 4b 비교 C에 대한 상승하는 토크 커브 대 예 1에 대한 하강하는 토크 커브를 도시하고 있다. 상기 비교 C 커브는, 예 1 커브가 전체 속도 범위에서 양의μ-v 슬로프를 나타내는 것에 반하여, 전체 속도 범위에서 음의 μ-v 슬로프를 가진다. 양의 μ-v 슬로프가, 바람직하고 유연한 클러치 작동(맞물림 또는 슬립)을 위하여 필요하다.

도 4에 도시된 상태는 시프팅 클러치에 대하여 아주 특별하다. 이러한 클러치는 긴 샤프트에 연결되고, 낮은 윤활상태에서 작동한다. 이러한 작동상태는 까다롭고(고 에너지, 낮은 윤활 맞물림), 진동에 민감하다(긴 샤프트 연결 때문에). 이 러한 클러치에 대한 상승하는 토크 커브는 도 4a에 도시된 바와 같이 소음과 진동을 유발한다. 이러한 차량 또는 다이노(Dyno) 시험은 이 상태의 토크 진동을 쉽게 드러낸다. 본 발명의 예 1은 도 4b에 도시된 바와 같이 이러한 장애가 어떻게 회복되는지 보여준다.

[예 III 와 예 IV]

도 5a와 5b는 약 80 ㎛ 정도의 침적층의 두께를 도시하고 있다. 뚜렷한 침적 입자 층도 또한 나타나 있다. 각 층의 80 ㎛ 컷(cut)에 대하여 상단층의 전방과 후방에서의 도시에서 황색/갈색을 나타내고 있는바, 이는 정확히 침적 층 색이다. 도면 (5a - 5b)에서 두번째 층의 전면 방향 도시는 베이스 재료의 녹색을 드러내고 있다. 전방과 후방 도시의 상단과 두번째 층 이미지의 조합에 의하여 침적 층 두께가 약 80 ㎛(컷의 두께)라는 것이 명확히 나타난다.

도 6a와 6b에서, 상단층은 황색/갈색을 나타내고 있고(세라이트 입자와 수지로 구성된 마찰면이기 때문에 항상 이러함), 반면 후방 도시는 녹색을 나타내고 있다(이는 베이스 재료의 색이다). 전방과 후방 도시의 색차는 100㎛ (각 층 컷당)가 침적 층의 두께보다 큰 것을 나타내고 있다.

이러한 두쌍의 도면(5a-b 와 6a-b)은 침적 층 두께가 약 80 ㎛정도가 되는 것을 명시하고 있다. 침적 층과 베이스 재료 사이에서 대조적으로 드러난 색깔은 침적 층 존재의 더 명확한 증거가 된다.

[예 V]

마찰 수정 입자의 침적은 상단층의 투과율을 감소시키는 짙은 표면층을 형성 한다. 일 실시예에서, 본 발명의 마찰재는 첫번째 또는 베이스 재료 층의 일반적 투과율보다 일반적 방향(즉, 상단층에 의하여 결정된 평면에 대하여 수직인 방향) 으로 더 낮은 투과율을 가진다.

상단층의 미소 경질 고체의 규칙적 산-골 유형 표면 포토그래피와 함께 더 낮은 일반 유체 투과성은 오일이 마찰면에 잔류하도록 하고, 마찰면을 따라 오일 흐름 채널을 형성한다. 이에 의해 효과적인 표면 냉각 메커니즘과 일정한 표면 윤활이 이루어질 수 있다. 이러한 독특한 표면 구조에 의한 독특한 특성은 본 발명의 마찰재가 슬립 클러치 적용에 있어 뛰어나 내구력을 나타내도록 한다. 게다가, 상기 수정 입자의 대칭적 원형 형상은 다른 불규칙한 입자의 형상보다 매우 적은 연마 마모를 제공한다.

본 발명은 클러치 플레이트, 변속기 밴드(transmission bands), 브레이크 슈(brake shoes), 싱크로나이저 링(synchronizer rings), 마찰 디스크, 또는 시스템 플레이트에 사용되는 고 에너지 마찰재로서 유용하다. .

상기에서는 본 발명의 바람직하고 대체적인 실시예를 설명하였으나, 이는 예시에 불과하고 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

Claims

베이스 재료와 적어도 한 유형의 수지 재료로 구성되는 첫번째 층과, 상기 베이스 재료의 상단 표면에 적어도 한 유형의 마찰 수정 입자를 구비하는 두번째 층으로 구성되고, 상기 마찰 수정 입자는 적어도 한 유형의 대칭인 기하학적 형상을 가지고, 상기 두번째 층은 30 내지 200 마이크론의 평균두께를 가지며, 이때 상기 두번째 층은 상기 첫번째 층보다 낮은 유체 투과성을 가지는 것을 특징으로 하는 마찰재로서,

상기 두번째 층은 상기 첫번째 층보다 방사상 방향으로 더 낮은 투과율을 가지고, 일반적인 방향으로 더 낮은 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 마찰 수정 입자 층은 60 내지 100 마이크론의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 마찰재.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 마찰 수정 입자는 0.1 내지 80 마이크론 크기의 평균 지름을 가지는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 마찰 수정 입자는 0.5 내지 20 마이크론 크기의 평균지름을 가지는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 베이스 재료는 50 내지 85%의 평균 공백 부피를 가지는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 마찰 수정 입자는 실리카 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 7 항에 있어서, 상기 마찰 수정 입자는 세라이트 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 7 항에 있어서, 상기 마찰 수정 입자는 규조토로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 마찰 수정 입자는 탄소 입자와 실리카 입자의 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 8 항에 있어서, 상기 세라이트는 일반적으로 평판 또는 디스크 형상인 것을특징으로 하는 마찰재.
제 8 항에 있어서, 상기 세라이트 입자는 2 내지 20 마이크론 범위의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 마찰 수정 입자는 금속 산화물로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 마찰 수정 입자는 질화물로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 마찰 수정 입자는 탄화물로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 베이스 재료는 섬유 함유 베이스 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 베이스 재료는 짜여지지 않은 섬유 함유 재료인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 베이스 재료는 짜여진 섬유 함유 재료인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 베이스 재료는 15 내지 25 중량% 면, 40 내지 50 중량% 아라미드 섬유, 10 내지 20 중량% 탄소 섬유들, 5 내지 15 중량% 탄소 입자, 및 5 내지 15 중량% 세라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 19 항에 있어서, 상기 마찰재의 두번째 층은 상기 섬유 함유 베이스 재료 내의 섬유들과 충진재들에 침적된 실리카 마찰 수정 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 17 항에 있어서, 상기 섬유 함유 베이스 재료는 5 내지 10 마이크론의 평균 크기의 공극을 가지는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 베이스 재료는 10 내지 50 중량%의 더 적게 피브릴화 된 아라미드 섬유; 10 내지 35 중량%의 활성 탄소 입자; 5 내지 20 중량%의 면 섬유들, 2 내지 15 중량%의 탄소 섬유들; 및 10 내지 35 중량%의 충진재 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 수지는 적어도 하나의 페놀 수지, 적어도 하나의 변형 페놀 수지, 적어도 하나의 실리콘 수지, 적어도 하나의 실리콘 변형 수지, 적어도 하나의 에폭시 수지, 적어도 하나의 에폭시 변형 수지, 및 이들의 혼합물로 구 성되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 1 항에 있어서, 상기 수지는 적어도 하나의 페놀 수지와 적어도 하나의 실리콘 수지의 혼합물로 구성되고, 이때 상기 수지 혼합물 중 실리콘 수지는 상기 수지 혼합물의 중량에 대하여 5 내지 80 중량% 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 23 항에 있어서, 상기 페놀 수지는 용매 재료 내에 있고, 상기 실리콘 수지는 상기 페놀 수지의 용매 재료에 상용성인 용매 재료 내에 있는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 24 항에 있어서, 상기 실리콘과 페놀 수지 혼합물에 존재하는 실리콘 수지의 양은 상기 혼합물의 중량에 대하여 20 내지 25 중량% 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 24 항에 있어서, 상기 실리콘과 페놀 수지 혼합물에 존재하는 상기 실리콘 수지의 양은 상기 혼합물의 중량에 대하여 15 내지 25 중량% 범위인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 23 항에 있어서, 상기 변형 페놀 수지는 적어도 하나의 에폭시 페놀 수지 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 28 항에 있어서, 상기 에폭시 페놀 수지 내에 존재하는 상기 에폭시 수지의 양은 상기 에폭시 페놀 수지의 중량에 대하여 5 내지 25 중량% 범위인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 28 항에 있어서, 상기 에폭시 페놀 수지 내에 존재하는 에폭시 수지의 양은 상기 에폭시 페놀 수지의 중량에 대하여 10 내지 15 중량% 범위인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제 25 항에 있어서, 상기 상용성인 용매는 에탄올, 메틸-에틸 케톤, 부타놀, 이소프로파놀 또는 톨루엔인 것을 특징으로 하는 마찰재.