KR20080112308A

KR20080112308A - 극성 작용기들을 함유하는 수지들로 만든 마찰재들

Info

Publication number: KR20080112308A
Application number: KR1020087025298A
Authority: KR
Inventors: 티모시 피. 뉴콤; 펭 동; 브라이언 슈팩
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2008-12-24
Also published as: EP2011143A2; JP2009531524A; CN101448911B; CN101448911A; US20090048369A1; WO2007126970A2; EP2011143A4; WO2007126970A3; EP2011143B1

Abstract

마찰재는 윤활유의 첨가제들과 상호작용하는 적어도 한 종류의 작용기를 갖는 적어도 하나의 수지로 포충된 기초 재료를 가진다.　 바람직한 실시예에서, 상기 수지는 히드록실 또는 알데히드 개질 페놀 수지이다.　 동일한 마찰 개질제 첨가제들 또는 이와 유사한 모방 화합물들과 비교하였을 때, 상기 개질 수지들의 마찰 개질제 첨가제들에 대한 흡착열 또는 상호작용 에너지는 비개질 페놀 수지들의 흡착열보다 크다.

윤활유, 첨가제, 작용기, 마찰재, 히드록실 개질 페놀 수지, 알데히드 개질 페놀 수지

Description

극성 작용기들을 함유하는 수지들로 만든 마찰재들{FRICTION MATERIALS MADE WITH RESINS CONTAINING POLAR FUNCTIONAL GROUPS}

본 발명은 윤활유와 상호작용할 수 있는 적어도 하나의 작용기를 갖는 수지들로 만든 마찰재들에 관한 것이다. 이러한 작용기들은 자동 변속기 유체 중의 극성 또는 방향성 성분에 대해 친화력을 가지며, 이러한 성분들과 상호작용하여 윤활유 막의 조성물과 구조에 영향을 미친다. 이러한 상호작용의 정도는 유체 성분들을 대표하는 프로브 분자(probe molecule), 및 수지의 흡착열을 측정함으로써 정량화될 수 있다.

연속 슬립 토크 컨버터들(continuous slip torque converters)과 변속 클러치들을 가진, 새롭고 진보된 자동변속 시스템들이 자동차 산업계에 의해 개발되고 있다.　 이러한 새로운 시스템들의 개발은 연료 효율을 향상시키기 위한 필요에 따라 추진되고 있다.　 따라서, 마찰재 기술은 이러한 진보된 시스템들에 있어서 증가되는 요구조건들을 충족시키도록 개발되어야 한다.

특히, 중량을 줄이기 위해서 클러치 계면(interface)들의 크기가 감소함에 따라, 상기 마찰재는 현존하는 변속장치들에서 발견되는 것보다 더 극심한 환경에서 기능을 발휘할 수 있어야 한다.　 이러한 환경 속에서, 토크 용량을 유지하기 위해서 가해지는 압력은 일반적으로 증가되어야만 하므로, 마찰 계면 내에서 에너지 밀도를 증가시키며 부수적으로 계면의 온도를 증가시키게 된다.　 그러므로, 신형 변속장치들은 마찰 요소(friction element)와 변속기 유체 모두에 스트레스를 가하는 더 높은 온도에서 작동할 수 있도록 설계되고 있다.　 이러한 계면 환경의 변화는 윤활유에 포함된 마찰 개질제(friction modifier) 시스템의 조기 열화를 초래할 수 있으므로, 마찰면들에 흡착할 수 있는 윤활유의 농도를 감소시키게 된다.　 또한, 이러한 변속장치의 설계 변경은 속도가 감소함에 따라 마찰 증가에 대한 감도가 더 예민해지는 시스템들로 인도한다 (음의 μ-v 경사(negative μ-v slope)).

　페놀 수지들은 클러치 및 브레이크를 위한 마찰재들에 있어서 경제적인 포충제(impregnant)로서 사용된다.　 페놀 수지들은 상기 마찰재에 강력과 견고성을 부여하며, 습식 시스템들에서 윤활유 환경에 대해 불활성이다.　 그러나, 이러한 수지들은 여러 가지 제한성을 가지고 있으며, 가장 주목할만한 예로서, 강력을 부여하기 위해 충분한 농도로 사용하면 상기 마찰재는 사용하기에 너무 딱딱해지거나 깨어지기 쉽게 된다는 것이다.　 일부 고에너지 마찰재들에 있어서, 상기 페놀 수지는 열안정성이 가장 낮은 성분이다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 여러 해 동안 페놀 수지들을 동유, 아마인유, 캐슈 너트 껍질 (cashew nut shell) 오일, 멜라민, 에폭시, 여러 가지 고무류, 금속류, 붕소, 내화성 산화물, 및 최근의 나노 입자들과 같은 부분들(moieties)로 개질시키는 것을 포함하는 페놀수지에 대한 많은 개질 들이 이루어졌다.¹ 일부의 예에서는 상기 페놀 수지는 다른 열고정 포충 수지로 대체될 수가 있다.　 이러한 발명들과 기타 문헌들에서 설명되는 이점들은 상기 수지의 기계적 특성이나 내열성에 대한 개선을 다루고 있다.　

　그러나, 페놀 수지들은 널리 알려져 있으나 종래의 기술에서 다루지 않은 하나의 다른 한계성을 가지고 있으며, 이는 페놀 수지들이 표면 활성을 거의 보이지 않는다는 것이다.　 필요하면, 상기 마찰 복합체(friction composite)에 페놀 수지를 함유시킴으로써 윤활유와 마찰재의 비수지 성분들 사이의 상호작용을 감소시킨다.　　 수지 성분의 량이 증가함에 따라, 마찰 특성들, 특히 음의 μ-v 경사(slope), 는 나빠지게 된다.　 이러한 한계를 극복하기 위해 우리는 상기 페놀 수지의 표면 활성을 증가시키고 마찰 성능을 향상시키도록 적어도 하나의 작용기를 포함하는 수지들을 발명하였다.　 현재, 적어도 하나의 작용기를 갖는 페놀 수지가 향상된 제품을 제공하기 위해 사용될 수 있다는 것을 제안하는 선행 기술은 없다.

본 발명은 적어도 하나의 작용기를 갖는 수지들로 만든 마찰재에 관한 것이다.　 상기 작용기는 극성, 이온성, 또는 전자가 풍부하거나 또는 부족한 부분일 수 있으나, 상기 윤활유의 첨가제들에 대한 친화력을 가져야 한다.　 현재 사용 가능한, 새롭거나 개질된 수지들은 윤활유 마찰 개질제들의 흡착을 위한 활성 부위(active sites)를 제공한다.　 이러한 흡착은 마찰 개질제의 표면-용액 평형에 강한 영향을 주며, 이에 따라 상기 μ-v 경사와 마찰계수에 영향을 주게 된다.　 마찰 개질제들의 흡착은 상호작용 에너지 또는 흡착열로 호칭되는 에너지의 방출을 수반하며, 흡착의 정도를 정량화하기 위해 직접적으로 측정될 수 있다.　 흡착의 정도는 윤활유 내의 첨가제들에 대한 수지의 친화력에 직접적으로 관련된다.　 이러한 흡착열은 플로우-마이크로칼로리미터(flow-microcalorimeter FMC)와 같은 장치를 이용하여 측정되며², 이러한 기법은 잘 정립되어 있다³.

본 발명에 따라 개질된 수지들로 만든 마찰재는 윤활 첨가제들과 강한 상호작용 또는 높은 흡착열을 나타낸다.　 수지들에 대한 유사한 개질은 성능에 영향을 미치는 금속 표면과의 상호작용을 허용할 수도 있다.　

페놀 수지는 높은 열안정성과 저렴한 비용 때문에 마찰재에 사용된다.　　 그러나, 상기 페놀 수지의 표면은 윤활유 첨가제들을 흡착시키지 않으며, 일부 마찰재 성분들에 잘 결합되지 않는다.　 이러한 문제점들은 상기 페놀 수지가 화학적으로 불활성이며 다른 물질들 또는 극성 화합물들과 상호작용을 잘 하지 않기 때문에 일어난다. 극성, 이온성, 또는 전자가 풍부하거나 부족한 부분들로 개질된 페놀 수지들과 같은 더 많은 극성 수지들의 사용은 결합 및 첨가제의 흡착에 더 유리한 표면을 제공할 것이다.　 또한, 증가된 표면 극성은 금속 표면들과 강하게 상호작용하는 물질이 되도록 하여 동마찰 계수와 정마찰 계수 모두를 증가시키게 된다.　 이러한 수지들은 개질의 정도를 최대화하기 위해 포화 전에 화학적으로 개질되거나, 상기 마찰재의 표면에 개질을 집중시키기 위해 포화 후에 화학적으로 개질될 수가 있다.　

본 발명에서 커버되는 상기 마찰재들의 일예는 알데히드 개질 페놀 수지이다.　 여기서, 알데히드기는, 상기 수지가 상기 마찰재 복합체에 도입된 후에, 페놀 고리 상의 미반응의 올소(ortho) 및 파라(para) 부위들을 통해 경화된 수지에 직접적으로 결합된다.　 상기 알데히드기의 밀도는 6개의 탄소-탄소 결합들의 체인 길이(chain length)를 갖는 재료의 중량에 대해 2.5% 내지 3%이다.　 이러한 개질은 원료들의 마찰 개질제들의 흡착 능력을 증진시킨다.　 이 경우, 최종 마찰재 복합체의 친화력은 10배 증가되었다.

도 1은 윤활유 성분들에 대한 수지의 친화력을 측정하기 위한 플로우-마이크로칼로리미터 법을 나타낸다.　　

　도 2는 종래의 페놀 수지로 포충되었을 때 윤활유 성분들에 대한 마찰재의 친화력 감소를 나타낸다.

도 3은 윤활유 성분들에 대한 종래의 페놀 수지의 친화력과 극성 작용기로 설계된 수지의 친화력을 비교한다.

도 4는 종래의 페놀 수지가 극성 작용기들을 갖는 대표적인 수지로 대체되었을 때 윤활유 성분들에 대한 마찰재의 친화력의 향상을 비교한 것이다.

도 5는 종래의 페놀 수지가 알데히드 개질 수지로 대체되었을 때 윤활유 성분들에 대한 마찰재의 친화력의 측정치가 10배 증가했음을 나타낸다.

도 6은 수지 A (100 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 저 에너지(low energy) 마찰재의 동적 중간점 마찰계수와 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 동적 중간점 마찰계수를 비교한다.

　도 7은 수지 A (100 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 저 에너지 마찰재의 변속 맞물림(shifting engagement) 중의 시간에 대한 마찰계수의 변동을 나타내는 토크 흔적들(torque traces)과 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 변속 맞물림(shifting engagement) 중의 시간에 대한 마찰계수의 변동을 나타내는 토크 흔적들을 비교한다.

도 8은 수지 A (100 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 중 에너지(moderate energy) 마찰재의 동적 중간점 마찰계수와 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 동적 중간점 마찰계수를 비교한다.

도 9는 수지 A (100 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 중 에너지 마찰재의 변속 맞물림 중의 시간에 대한 마찰계수의 변동을 나타내는 토크 흔적들과 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 변속 맞물림 중의 시간에 대한 마찰계수의 변동을 나타내는 토크 흔적들을 비교한다.

도 10은 수지 B (200 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 저 에너지 마찰재의 동적 중간점 마찰계수와 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 동적 중간점 마찰계수를 비교한다.

도 11은 수지 B (200 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 저 에너지 마찰재의 변속 맞물림 중의 시간에 대한 마찰 계수의 변동을 나타내는 토크 흔적들과 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 변속 맞물림 중의 시간에 대한 마찰계수의 변동을 나타내는 토크 흔적들을 비교한다.

도 12는 수지 C (110 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 중 에너지 마찰재의 동적 중간점 마찰계수와 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 동적 중간점 마찰계수를 비교한다.

도 13은 수지 C (110 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 중 에너지 마찰재의 변속 맞물림 중의 시간에 대한 마찰계수의 변동을 나타내는 토크 흔적들과 종래의 페놀 수지로 만든 마찰재의 변속 맞물림 중의 시간에 대한 마찰계수의 변동을 나타내는 토크 흔적들을 비교한다.

도 14는 개질의 정도와 흡착의 증가를 보이는 그래프이다.　

본 발명은 수지의 극성과 화학구조가 μ-v 형상과 정마찰계수에 어떻게 영향을 미치는가를 가르치고 있다. 윤활유 첨가제들에 대해 친화력을 갖는 작용기들을 포함하는 수지 또는 개질 수지는, 종래의 마찰 수지들에 비해, 마찰재 표면과 첨가제의 상호작용을 증진시킨다.　 이러한 수지의 설계는 마찰 계면에서의 첨가제의 흡착 평형에 영향을 주어 마찰 변수들을 최적화한다.　 증가된 첨가제의 친화력을 측정하기에 편리한 방법은 FMC를 이용하는 것이다³. 상기 FMC 기법이 어떻게 작용하는가를 보이는 그림이 도 1에 도시된다.　 열처리된 수지가 시료 용기 내로 도입된다. 그 다음에 윤활유 내의 첨가제들을 대표하는 프로브 분자의 용액을 상기 수지 위로 흘려 보낸다.　 상기 수지가 프로브 분자에 대해 친화력을 가지고 있으면, 상기 프로브 분자가 상기 수지의 표면에 흡착됨에 따라 열이 발생된다.　 흡착열의 량은 윤활유 첨가제들에 대한 상기 수지의 친화력에 직접적으로 관련된다. 상기 FMC의 이론과 운용에 관한 상세한 내용은 문헌에 나타나 있다³.　 이 작업의 대부분에서는, 헵탄(heptane)과 같은 비극성 용제에 아미노데칸(aminodecane)을 용해시킨 0.2% 용액이 사용되었다.　 그러나, 이와 다른 농도들, 프로브 분자들, 및 용제들이 사용될 수도 있으며 사용되었다.

페놀 수지는 마찰계수 특성들에 부정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.　 불포화 마찰재는 윤활제 첨가제들에 대해 높은 친화력을 가지고 있다.　 그러나, 일단 페놀 수지로 포충되면, 이 친화력은 극적으로 감소된다.　 이는 도 2에 도시되고 있다.　 FMC 측정들은 순수한 페놀 수지가 윤활유 첨가제들에 대해 전혀 친화력을 갖지 않음을 보이고 있다 (흡착열은 0).

우리의 개념은 첨가제 흡착을 촉진시켜서 결과적으로 μ-v 특성을 향상시키는 활성화된 수지를 상기 페놀 수지에 가함으로써 페놀 수지를 개질시키는 것이다.　 도 3은 종래의 페놀 수지의 흡착열과 우리가 설계한 극성기를 포함하는 수지들 중의 하나의 흡착열을 비교한 것이다.　 이러한 수지들이 상기 마찰재에 도입되면, 이로 만들어진 복합물은 종래의 페놀 수지로 만들어진 대응하는 복합물보다 윤활유 첨가제들에 대한 더 높은 친화력을 갖게 된다.　 이에 대한 대표적인 예를 도 4에서 보이고 있다.　

우리의 개질은 처리의 수준 (필요한 활성 부위의 수), 활성기의 구조 (어떻게 계면에 접근할 수 있는가) 및 각 부위의 화학적 활성을 고려한다.　 앞서 설명한 알데히드 개질 수지의 사용은 윤활유들에 대한 상기 재료의 친화력을 10배 증가시킨다.　 이 데이터를 도 5에서 보이고 있다.　

　하나의 양상에 있어서, 본 발명은 적어도 한 종류의 작용기를 갖는 수지로 포충시킨 기초 재료를 포함하는 마찰재에 관한 것이다.　 바람직한 실시예들에 있어서, 상기 수지는 적어도 하나의 극성 작용기를 갖는 페놀 모노머들을 포함하며, 예를 들어, 페놀 수지는 탄화수소 체인을 통해 페놀 고리들에 직접 결합된, 많은 수의 표면 히드록실기를 갖는다.　 상기 체인의 길이와 구조, 및 작용기들의 밀도는 상기 개질된 수지가 극성 분자들과 상호작용하는 표면 상에 충분한 반응 부위들을 갖도록 변경될 수가 있다.　 본 발명에서 커버되는 개질들의 예들은 알데히드, 아민, 알코올, 에스테르, 케톤, 할로겐 화합물, 산들, 무수산들 및 금속염들이다.　　 알케인(alkane), 알켄(alkene), 방향족, 및 분기되고 가교결합된 구조들은 상기 개질들에 포함될 수도 있다.

　상기에서 논의된 요건들을 충족시키기 위해, 많은 개질 수지들이 준비되었으며, 윤활유 첨가제들에 대한 친화력이 측정되었다.　 또한, 이러한 수지들로 만들어진 마찰재들은 작동 중에 만나게 되는 조건들과 유사한 조건하에서 마찰에 대해 평가되었다. 상업적으로 사용될 수 있는 마찰재들이 대조시료(control)로 사용되었다.

상기 개질 수지들은 하나 이상의 높은 극성 작용기가 도입된 유기 화합물을 포함한다.　　 상기 극성 작용기들은 산 작용기, 알코올 작용기, 케톤 작용기, 알데히드 작용기 또는 에스테르 결합을 포함한다.　

상기 재료들의 부류들(classes)의 구체적인 예들은 다음과 같다:

상기 산들은 산 작용기를 포함하는 폴리머들이다. 이들은, 예를 들면 아크릴산(acrylic acid), 메타크릴산(methacrylic acid), 시트라콘산(citraconic acid), 및 푸마린산(fumaric acid)으로 구성된 것과 같은 카복실산(carboxylic acid)을 포함한다.　

　상기 알코올은 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol)과 같은 물질들이다.

　상기 케톤들은 비닐 피롤리돈(vinyl pyrrolidone) 폴리머와 같은 물질들에 수용성을 부여하는 케톤기를 포함한다.

상기 알데히드들은 화학적으로 케톤들에 매우 유사하며, 체인의 내보다는 체인의 끝에 위치한 이중 결합된 산소를 가진다.　 측쇄에 위치한 알데히드기는 수 매체(aqueous media) 안에서 어떠한 폴리머의 용해도를 증진시킬 것이다.

상기 에스테르들은, 예를 들면 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetate)와 같은 에스테르 작용기를 갖는다.　

상기 산 작용기는 산을 포함하는 모노머들을 상기 수지에 도입될 수 있다. 모노머들을 포함하는 유용한 산은, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산(itaconic acid), 푸마린산, 시트라콘산, 포스포에틸 메타크릴산염(phospoethyl methacrylate) 등과 같은 카복실 산 작용기를 갖는 모노머들을 포함한다.　 상기 개 질 수지들을 만들기 위해 많은 종류의 모노머들과 이들의 혼합물들이 사용될 수 있다.　 예를 들어, 메틸 아크릴레이트(methyl acrylate), 에틸 아크릴레이트(ethyl acrylate), 프로필 아크릴레이트(propyl acrylate), 이소프로필 아크릴레이트(isopropyl acrylate), 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate), 이소부틸 아크릴레이트(isobutyl acrylate), 2차 부틸 아크릴레이트(secondary butyl acrylate) 등을 포함하는 아크릴 에스테르 모노머들.　

　본 발명은 상기 수지로 포충된 마찰재의 표면이 2차 화학적 개질들에 이용될 수 있는 마찰재를 더 제공한다.　

　수지 혼합물의 준비 및 섬유 기초 재료들의 준비에 있어서 유용한 것으로 알려진 기타 성분들 및 처리 보조제들도 포함될 수 있으며, 본 발명의 예기되는 범위에 속한다.　

도 1. 윤활유 성분들에 대한 수지의 친화력을 측정하기 위한 플로우-마이크로칼로리미터 법의 설명(흡수열).　　

도 2. 종래의 페놀 수지로 포충되었을 때 윤활유 성분들에 대한 마찰재의 친화력 감소.

도 3. 윤활유 성분들에 대한 종래의 페놀 수지의 친화력과 극성 작용기들로 설계된 수지의 친화력의 비교.

도 4. 종래의 페놀 수지가 극성 작용기들을 갖는 대표적인 수지로 대체되었을 때 마찰재의 윤활유 성분들에 대한 친화력의 향상의 비교.

도 6. 수지A (100 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질 된 페놀 수지)로 만든 저 에너지 마찰재와 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 동적 중간점 마찰계수들의 비교.

도 7. 수지A (100 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 저 에너지 마찰재와 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 변속 맞물림 중의 시간에 대한 마찰계수의 변동을 나타내는 토크 흔적들의 비교.

도 8. 수지A (100 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 중 에너지 마찰재와 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 동적 중간점 마찰계수들의 비교.

도 9. 수지A (100 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 중 에너지 마찰재와 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 변속 맞물림 중의 시간에 대한 마찰계수의 변동을 나타내는 토크 흔적들의 비교.

도 10. 수지B (200 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 저 에너지 마찰재와 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 동적 중간점 마찰계수들의 비교.

도 11. 수지B (200 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 저 에너지 마찰재와 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 변속 맞물림 중의 시간에 대한 마찰계수의 변동을 나타내는 토크 흔적들의 비교.

도 12. 수지 C (110 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 중 에너지 마찰재와 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 동적 중간점 마찰계수들의 비교.

도 13. 수지C (110 mJ/g의 표면 친화력을 갖는 히드록실기를 포함하도록 개질된 페놀 수지)로 만든 중 에너지 마찰재와 종래의 페놀 수지로 만든 동일한 마찰재의 변속 맞물림 중의 시간에 대한 마찰계수의 변동을 나타내는 토크 흔적들의 비교.

기초 재료들

예를 들어, 포지 재료들(fabric materials), 직물 및/또는 부직포 재료들을 포함하는 비석면 섬유 기초 재료들을 포함하는 여러 가지 기초 재료들이 본 발명의 마찰재에 유용하다. 적합한 섬유 기초 재료들은, 예를 들어 섬유들 및 충전재들(fillers)을 포함한다. 상기 섬유들은 유기 섬유들, 무기 섬유들 및 탄소 섬유들일 수 있다. 상기 유기 섬유들은 피브릴화 및/또는 비피브릴화 아라미드 섬유들과 같은 아라미드 섬유들, 아크릴 섬유들, 폴리에스테르 섬유들, 나일론 섬유들, 폴리아미드 섬유들, 면/셀룰로오스 섬유들 등일 수 있다.　 상기 충전재는, 예를 들어 실리카, 규조토, 흑연, 알루미나, 캐슈 더스트(cashew dust) 등일 수 있다.　 특히, 규조토와 같은 실리카 충전재들이 유용하다.　 그러나, 다른 종류의 충전재들이 본 발명에서 적합하게 사용될 수 있으며, 충전재의 선택은 마찰재의 특정 요구들에 의존한다는 것이 고려되어야 한다.

다른 실시예들에서, 상기 기초 재료는 섬유 직물 재료들, 섬유 부직포 재료 들, 및 복합 재료들을 포함할 수 있다.　 또한, 본 발명에 유용한 여러 종류의 섬유 기초 재료들의 예들이 많은 보르그워너(BorgWarner) 미국 특허들에 개시되어 있다. 그러나 본 발명의 다른 실시예들이 다른 섬유 기초 재료들을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

예들

다음의 예들은 본 발명에 따른 상기 마찰재가 종래의 마찰재들에 비해 개선되었다는 추가적인 증거를 제공한다.　시험 결과들은 상기 개질 수지들이 마찰계수에 바람직한 영향을 미치는 것을 보인다. 상기 개질 수지들의 흡착열은 비개질 수지들에 비해 현저히 높다.　본 발명의 여러 가지 바람직한 실시예들이 다음의 예들에서 설명되지만, 본 발명의 범위를 제한하고자 의도하는 것은 아니다.

본 발명은, 포충제로서 비개질 페놀 수지를 사용하는 대신에, 마찰재의 처방에 극성 작용기들을 갖는 페놀 수지로 포충시킨 마찰재를 제공한다.

예 1

수지 A로 포화된 저 에너지 마찰재: 100 mJ/g의 표면 친화력(0.2% 아미노데칸에 대한 흡착열)을 갖는 히드록실기들을 함유하기 위해 개질된 페놀 수지.　 이 수지가 마찰 복합체에 도입되었고, 마찰수준과 마찰 μ-v 특성이 시험되었다.　 상기 마찰 특성들은 종래의 페놀 수지로 포화된 동일한 마찰재의 마찰 특성들과 대조되었다.　수지 A와 종래의 페놀 수지로 만들어진 재료들의 동적 중간점 마찰계수에 대한 챠트들을 도 6에 보이고 있다. 수지 A와 종래의 페놀 수지로 만들어진 재료들 모두에 대한　　 개선된　μ-v 특성을 보이는, 브레이크-인 사이클(break-in cycle)로 부터 취한 토크 흔적의 챠트들을 도 7에 보이고 있다.　 두 경우 모두에서 종래의 수지 시스템에 비해 개선이 있었다.

예 2

수지 A로 포화된 중 에너지 마찰재: 100 mJ/g의 표면 친화력(0.2% 아미노데칸에 대한 흡착열)을 갖는 히드록실기를 함유하기 위해 개질된 페놀 수지. 이 수지가 마찰 복합체에 도입되고 마찰 수준과 마찰 μ-v 특성이 시험되었다.　상기 마찰 특성들은 종래의 페놀 수지로 포화된 동일한 마찰재의 특성들과 대조되었다. 수지 A와 종래의 페놀 수지로 만들어진 재료들의 동적 중간점 마찰계수의 챠트들이 도 8에 도시된다. 수지 A와 종래의 페놀 수지로 만들어진 재료들 모두에 대한　　 개선된　μ-v 특성을 보이는, 브레이크-인 사이클(break-in cycle)로부터 취한 토크 흔적의 챠트들을 도 9에 보이고 있다.　두 경우 모두에서 종래의 수지 시스템에 비해 개선이 있었다.

예 3

수지 B로 포화된 저 에너지 마찰재: 200 mJ/g의 표면 친화력(0.2% 아미노데칸에 대한 흡착열)을 갖는 히드록실기를 함유하기 위해 개질된 페놀 수지. 이 수지는 마찰 복합체에 도입되었고 마찰 수준과 마찰 μ-v 특성이 시험되었다.　 상기 마찰 특성들은 종래의 페놀 수지로 포화된 동일한 마찰재의 특성들과 대조되었다. 수지 A와 종래의 페놀 수지로 만들어진 재료들의 동적 중간점 마찰계수의 챠트들이 도 10에 도시된다. 수지 A와 종래의 페놀 수지로 만들어진 재료들 모두에 대한　　 개선된　μ-v 특성을 보이는, 브레이크-인 사이클(break-in cycle)로부터 취한 토크 흔적의 챠트들을 도 11에 보이고 있다.　두 경우 모두에서 종래의 수지 시스템에 비해 개선이 있었다.

예 4

수지 C로 포화된 중 에너지 마찰재: 110 mJ/g의 표면 친화력 (0.2% 아미노데칸에 대한 흡착열)을 갖는 히드록실 기를 함유하기 위해 개질된 페놀 수지. 이 수지는 마찰 복합체에 도입되었고 마찰 수준과 마찰 μ-v 특성이 시험되었다.　 상기 마찰 특성들은 종래의 페놀 수지로 포화된 동일한 마찰재의 특성들과 대조되었다. 수지 A와 종래의 페놀 수지로 만들어진 재료들의 동적 중간점 마찰계수에 대한 챠트들이 도 12에 도시된다. 수지 A와 종래의 페놀 수지로 만들어진 재료들 모두에 대한　　 개선된　μ-v 특성을 보이는, 브레이크-인 사이클(break-in cycle)로부터 취한 토크 흔적의 챠트들을 도 13에 보이고 있다.　 두 경우 모두에서 종래의 수지 시스템에 비해 개선이 있었다.

예 5

극성기들을 함유하도록 개질된 페놀 수지인 수지 D로서, 상기 극성기는

10탄소-탄소 단위들보다 더 큰 탄소 체인을 갖는 페놀 골격폴리머(backbone polymer)에 연결되며, 240mJ/g의 표면 친화력(0.2% 아미노데칸에 대한 흡착열)을 갖는 것. 저 에너지 마찰재에 도입되었을 때에, 최종 복합체는 종래의 페놀 수지로 만들어진 재료에 비하여 윤활유 첨가제들에 대한 친화력이 거의 2배(126 mJ/g - 220 mJ/g) 증가되었음을 보인다.

예 6

극성기들을 함유하기 위해 개질된 페놀 수지인 수지 E 로서, 상기 극성기는 10탄소-탄소 단위들보다 더 큰 탄소 체인을 갖는 페놀 골격 폴리머에 연결되며, 200 mJ/g의 표면 친화력(0.2% 아미노데칸에 대한 흡착열)을 갖는 것.

예 7

알데히드기들을 함유하기 위해 개질된 페놀 수지인 수지 F 로서 3400 mJ/g의 표면 친화력(0.2% 아미노데칸에 대한 흡착열)을 갖는 것.　 여기에서, 상기 알데히드기들은, 상기 수지가 마찰재 복합체에 도입된 후에, 페놀 고리의 미반응 올소 및 파라 부위들을 통해 열처리된 수지에 직접 결합된다.　 상기 알데히드기들의 밀도는 6 탄소-탄소결합들의 체인 길이를 갖는 재료의 중량에 대해 2.5% 내지 3%이다.

예 8

상업적으로 이용 가능한 수지는 페놀 작용기를 가지고 있지만 페놀 수지는 아니며, 3800 mJ/g의 표면 친화력(0.2% 아미노데칸에 대한 흡착열)을 갖는다.　

본 발명은 클러치 판들, 변속기 밴드들, 브레이크 슈들, 동조기(synchronizer) 링들, 마찰 디스크들 또는 시스템 플레이트들(system plates)로 사용되는 고 에너지 마찰재로서 유용하다. 본 발명의 바람직한 실시예들과 대체적인 실시예들의 상기의 설명들은 설명을 위한 것이며, 다음의 청구항들의 범위와 내용을 제한하려 하는 것이 아니다.

참고자료들

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오제키, 신이치 (Ohzeki, Shinichi).　 불포화 오일 개질 페놀 수지들, 및 바인더들에 대한 양호한 열고정성을 갖는 그들의 조성물들 (Unsaturated oil-modified phenolic resins and their compositions with good curability for binders).　　 일본 공개 특허 공보 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho) (2000),　　 5 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 2000044642　 A　 20000215　 CAN 132:138588　 AN 2000:108171　　　　

팡, 케 (Fang, Ke) 렌, 융제 (Ren, Yongjie) 장, 양 (Zhang, Yang).　 고품질 마찰재를 위한 페놀 수지 (Phenolic resin for high-quality friction material).　　　 베이징 화궁 다쉐 쉐바오 (Beijing Huagong Daxue Xuebao)　 (1999), 26(4),　33-35.　 CODEN: BHDKFA　 ISSN:1007-2640.　 CAN 133:74652　 AN 2000:103025　　　　

모리타, 카츠야 (Morita, Kazuya). 마찰재들을 위한 컴파운드 고무접합 열고정 수지-포충사들의 제조　 (Manufacture of compound rubber-adhered thermosetting resin-impregnated threads for friction materials).　 일본 공개 특허 공보 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho) (2000),　　6 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 2000038458　 A　 20000208　 CAN 132:123798　 AN 2000:88374　　　　

타지마, 마사오 (Tajima, Masao) 후지, 토모아키 (Fujii, Tomoaki) 하세가와, 마코토(Hasegawa, Makoto) 하카, 타카히로 (Haga, Takahiro).　 고반응성 개질 페놀 수지들을 함유하는 조성물들, 이들의 몰딩들, 섬유 보강 수지판들, 마찰재들, 발포체들, 접착제들, 내부식성 코팅들, 및 방염제들 (Compositions containing highly reactive modified phenolic resins, their moldings, fiber-reinforced resin boards, friction materials, foams, adhesives, anticorrosive coatings, and fireproofing agents).　 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho) (2000),　36 pp.　 CODEN: JKXXAF JP　 2000001599　 A　 20000107　 CAN 132:65508　 AN 2000:20194　　　　

코타니, 나오키 (Kotani, Naoki) 미즈노, 마사히토 (Mizuno, Masahito).　 향 상된 내수성을 갖는 마찰재들 (Friction materials with improved water resistance).　　　 일본 공개 특허 공보 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)(1999),　　　　4 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 11286676　 A　 19991019　 Heisei.　　 CAN 131:287491　 AN 1999:665237　　　　

왕, 하이칭 (Wang, Haiqing) 리, 리 (Li, Li) 순, 이 (Sun, Yi) 양, 수징 (Yang, Shujing) 순, 위푸 (Sun, Yupu) 왕, 청궈 (Wang, Chengguo) 야오, 융챵 (Yao, Yongqiang).　 저 마찰계수를 갖는 마찰재들의 제조 (Preparation of friction materials with low friction coefficient).　 페이진수쾅 (Feijinshukuang)　 (1999),　　 (3),　48-49, 43.　 CODEN: FEIJDJ　 ISSN:0253-2298.　 CAN 131:229928　 AN 1999:381058　　　　

래디식, 에이. (Radisic, A.) 발림베, 피, 에스. (Valimbe, P. S.) 마호트라, 브이. 엠. (Malhotra, V. M.)　 열고정 폴리머들로부터 형성된 복합물들의 열기계적 성질들에 미치는 첨가제들의 영향 (Effects of additives on thermomechanical properties of composites formed from thermoset polymers).　 재료 연구 학회 심포지움 회보　 (Materials Research Society Symposium Proceedings)　 (1999),　542 (고체 프리폼 및 첨가제 제조) (Solid Freeform and Additive Fabrication),　 13-18.　 CODEN: MRSPDH　 ISSN:0272-9172.　 CAN 131:130651　 AN 1999:364810　　　　

두안, 선쉬 (Duan, Shenxiu) 청, 루이젠 (Cheng, Ruizhen).　 마찰증가 스프레이 오일의 처방 및 제조 (Formulation and manufacture of friction-increasing spray oil).　 파밍 주안리 선칭 궁카이 숴밍수 (Faming Zhuanli Shenqing Gongkai Shuomingshu)　 (1998),　3 pp.　 CODEN: CNXXEV　 CN　 1170753　 A　 19980121　 CAN 130:284355　 AN 1999:277883　　　　

시에, 렌화 (Xie, Renhua) 딩, 중위 (Ding, Zongyu) 선, 하이핑 (Shen, Haiping) 루어, 거메이 (Luo, Gemei).　 개질 페놀 수지들이 석유 피치 탄소 섬유로부터 만든 복합 마찰재들의 성능에 미치는 영향 (Effects of modified phenolic resins on the performances of composite friction materials made from petroleum pitch carbon fiber).　 시유 리엔지 위 화궁　 (Shiyou Lianzhi Yu Huagong)　 (1999),　30(1),　 30-32.　 CODEN: SLYHEE　 ISSN:1005-2399.　 CAN 130:297272　 AN 1999:103101　　　　

왕, 하이칭 (Wang, Haiqing) 리, 리 (Li, Li) 순, 이 (Sun, Yi) 양, 수징 (Yang, Shujing) 순, 위린 (Sun, Yulin) 왕, 청궈 (Wang, Chengguo) 야오, 융챵 (Yao, Yongqiang).　 개질 페놀 기반/하이브리드 섬유 마찰재의 연구 (Study of modified phenolic basis/hybrid fiber friction material).　 수랴오 궁예 (Suliao Gongye)　 (1998),　26(6),　 22-24.　 CODEN: SUGOF9　 ISSN:1005-5770.　 CAN 130:210270　 AN 1998:808325　　　　

이케다, 타카시 (Ikeda, Takashi). 경화제들 및 바인더들에 유용한 트리아진, 페놀, 및 알데히드로부터 페놀 수지 조성물의 제조 (Phenolic resin composition and manufacture from triazine, phenol, and aldehyde useful for hardeners and binders).　 유럽 특허 출원 (Eur. Pat. Appl.)　 (1998),　 16 pp.　 CODEN: EPXXDW　 EP　 877040　 A1　 19981111　 CAN 129:344040　 AN 1998:742184　　　　

루, 이핑 (Lu, Yiping) 두, 양 (Du, Yang) 처, 젠페이 (Che, Jianfei) 마, 웨이화(Ma, Weihua) 송, 예 (Song, Ye). 페놀 수지의 강화 개질 및 마찰재들에 있어서 이들의 응용 (Toughening modification of phenolic resin and its application in friction materials). 페이진수쾅 (Feijinshukuang)　 (1998),　　 (3),　54-56.　 CODEN: FEIJDJ　 ISSN:0253-2298.　 CAN 129:317142　 AN 1998:578808　　　　

카토, 타카도리 (Kato, Takanori) 하토리, 미노루 (Hattori, Minoru) 오노, 유조(Ono, Yuzo) 마에다, 마사노부 (Maeda, Masanobu) 카츠오카, 히로토시 (Katsuoka, Hirotoshi) 키쿠치, 마코토 (Kikuchi, Makoto) 오노, 마나부 (Ono, Manabu) 바바, 아키오 (Baba, Akio). 페놀 수지들과 레졸신들을 함유하는 마찰재 조성물들　 (Friction material compositions containing phenolic resins and resorcins).　　　 일본 공개 특허 공보 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)　(1997),　　　　4 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 09302333　 A　 19971125　 Heisei.　　 CAN 128:62590　 AN 1997:754489　　　　

키쿠치, 마코토 (Kikuchi, Makoto) 하토리, 미노루 (Hattori, Minoru) 오노, 유조(Ono, Yuzo) 마에다, 마사노부 (Maeda, Masanobu) 카츠오카, 히로토시 (Katsuoka, Hirotoshi) 카토, 타카토리 (Kato, Takanori) 오노, 마나부 (Ono, Manabu). 저소음 마찰재들을 위한 페놀 수지 조성물들 (Phenolic resin compositions for low noise friction materials).　 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)(1997),　　　　7 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 09302332　 A　 19971125　 Heisei.　　 CAN 128:62589　 AN 1997:754488　　　　

시아오, 둥정 (Xiao, Dongzheng) 우, 정야오 (Wu, Zhengyao) 양, 웨이 (Yang, Wei).　　 새로운 마찰재의 연구　- 페놀 수지의 개질 및 응용 (Study of a new friction material - the modification and application of phenolic resin).　 수랴오 궁예 (Suliao Gongye)(1996),　24(2),　73-76.　 CODEN: SUGOF9　 ISSN:1005-5770.　 CAN 127:308025　 AN 1997:685408　　　　

우치다, 미츠루 (Uchida, Mitsuru) 후지, 토모아키 (Fujii, Tomoaki).　 고반응성 개질 페놀 수지 조성물들과 마찰재들을 위한 이들의 내열 및 내마모 몰딩들 (Highly reactive modified phenolic resin compositions and their heat- and wear-resistant moldings for friction materials).　　 일본 공개 특허 공보 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho) (1997),　　 12 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 09095597　 A　 19970408　 Heisei.　　 CAN 127:18585　 AN 1997:383590　　　　

하야시, 타모츠 (Hayashi, Tamotsu). 개선된 페이딩 저항성을 가진 마찰재들　 (Friction materials with improved fading resistance).　 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho) (1997),　　 7 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 09048967　 A　 19970218　 Heisei.　　 CAN 126:252240　 AN 1997:276891　　　　

우치다, 미츠루 (Uchida, Mitsuru) 후지, 토모아키 (Fujii, Tomoaki).　 고반응성 개질 페놀 수지 마찰재들 및 이들의 제조 (Highly reactive modified phenolic resin friction materials and their manufacture).　 일본 공개 특허 공 보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho) (1997),　　　11 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 09031441　 A　 19970204　 Heisei.　　 CAN 126:226057　 AN 1997:250126　　　　

구, 청중 (Gu, Chengzhong) 후, 푸쩡 (Hu, Fuzeng) 후, 핀 (Hu, Pin) 우, 수친 (Wu, Xuqin). 붕소 개질 마찰재의 개발　 (Development of the boron-modified friction material).　 페이진수쾅 (Feijinshukuang)(1996),　　 (3),　54-57.　 CODEN: FEIJDJ　 ISSN:0253-2298.　 CAN 126:239274　 AN 1997:139527　　　　

이케타, 히사시 (Ikeda, Hisashi) 쿠니토모, 히데오 (Kunitomo, Hideo).　　 트리아진 재질 페놀 수지 조성물들 (Triazine-modified phenolic resin compositions).　　　 일본 공개 특허 공보 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho) (1996),　　　11 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 08311142　 A　 19961126　 Heisei.　　 CAN 126:118586　 AN 1997:118526　　　　

아사미, 마사카츠 (Asami, Masakatsu). 마찰재들과 마모제들의 습윤제들을 위한 폴리아미드 개질 액상 페놀 수지 조성물들 (Polyamide-modified liquid phenolic resin compositions for wetters of abrasives and friction materials). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho) (1996),　 4 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 08157689　 A　 19960618　 Heisei.　　 CAN 125:175511　 AN 1996:557450　　　　

히라타, 코지 (Hirata, Koji) 야나기사와, 켄이치 (Yanagisawa, Kenichi).　　 동적 가교 결합된 강력 페놀 합금 수지들 (Dynamically crosslinked strong phenolic alloy resins). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)　(1995),　　　　6 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 07331030　 A　 19951219　 Heisei.　　 CAN 124:234106　 AN 1996:178989　　　　

로스, 데이비드 더블유. 에이치. 주니어 (Roth, David W. H., Jr.) 다스, 사잘 (Das, Sajal). 시아네이트 개질 페놀 수지들의 제조 공정　 (Process for production of cyanate-modified phenolic resins).　 미국 (U.S.)　 (1996),　　17 pp.　 CODEN: USXXAM　 US　 5483013　 A　 19960109　 CAN 124:147239　 AN 1996:87561　　　　

렌, 정마오 (Ren, Zengmao) 예, 룬시 (Ye, Runxi). 페닐아민 개질 페놀 수지 접착제에 관한 연구　 (Study on phenylamine-modified phenolic resin adhesive).　　　 중궈 쟈오니엔지 (Zhongguo Jiaonianji)　 (1994),　3(4),　 31-4.　 CODEN: ZJIAEA　 ISSN:1004-2849.　 CAN 123:315531　 AN 1995:804066　　　　

하추토리, 미노루 (Hatsutori, Minoru) 마에다, 마사노부 (Maeda, Masanobu) 리무로, 시게루 (Iimuro, Shigeru). 자동차 브레이크들 또는 클러치들을 위한 저소음 마찰재 조성물들　 (Low-noise friction material compositions for automobile brakes or crutches). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)(1995),　　　　 4 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 07041567　 A　 19950210　 Heisei.　　 CAN 122:316568　 AN 1995:605565　　　　

무토, 타모추 (Muto, Tamotsu). 마찰재 조성물들 및 초음파 모터들을 위한 마찰재들의 형성 (Friction material compositions and formation of friction materials for ultrasound motors). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)　(1994),　　　　5 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 06271776　 A　 19940927　 Heisei.　　 CAN 122:292755　 AN 1995:538276　　　　

스페너, 진-레온 (Spehner, Jean-Leon) 에케르트, 아르민 (Eckert, Armin).　　 마찰재들을 위한 부식 방지 코팅들 (Corrosion-protective coatings for friction materials).　　　 독일 오펜. (Ger. Offen.)　 (1994),　5 pp.　 CODEN: GWXXBX　 DE　 4314432　 A1　 19941110　 CAN 122:242445　 AN 1995:520327　　　　

미사와, 노리오 (Misawa, Norio). 실리콘 개질 페놀 수지 기반 마찰재들　 (Silicone-modified phenolic resin-based friction materials). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho) (1994),　 4 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 06306186　 A　 19941101　 Heisei.　　 CAN 122:241828　 AN 1995:513610　　　　

야나기사와, 켄이치 (Yanagisawa, Kenichi) 히라타, 코지 (Hirata, Koji).　　 니트릴 고무들을 함유하는 강화 페놀 수지 조성물들(Tough phenolic resin compositions containing nitrile rubbers). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)(1994),　　　 6 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 06212056　 A　 19940802　 Heisei.　　 CAN 122:162508　 AN 1995:169605　　　　

바바, 아키오 (Baba, Akio) 이노에, 미추히로 (Inoe, Mitsuhiro) 이토, 타쿠지 (Ito, Takuji) 하라, 야스히로 (Hara, Yasuhiro) 쿠리타, 타카아키 (Kurita, Takaaki) 토, 하루아키 (To, Haruaki). P-치환 페놀 개질 페놀 수지들의 고무 분산의 제조 (Preparation of rubber dispersions of p-substituted phenol-modified phenolic resins). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)　(1994),　　　　4 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 06100646　 A　 19940412　 Heisei.　　 CAN 121:206846　 AN 1994:606846　　　　

바바, 아키오 (Baba, Akio) 이노에, 미추히로 (Inoe, Mitsuhiro) 이토, 타쿠지 (Ito, Takuji) 하라, 야스히로 (Hara, Yasuhiro) 쿠리타, 타카아키 (Kurita, Takaaki) 토, 하루아키 (To, Haruaki). P-치환 페놀들로 개질된 페놀 수지들의 제조 (Manufacture of phenolic resins modified with p-substituted phenols). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)　(1993),　　　　 4 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 05320293　 A　 19931203　 Heisei.　　 CAN 120:324493　 AN 1994:324493　　　　

미사와, 노리오 (Misawa, Norio) 유아사, 토시히코 (Yuasa, Toshihiko).　　 저주파소음을 감소시키는 마찰재들 (Friction materials with reduced low-frequency noises). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)　(1994),　　　　5 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 06009945　 A　 19940118　 Heisei.　　 CAN 120:300848　 AN 1994:300848　　　　

리, 춘 (Li, Qun) 리, 민준 (Li, Minjun) 판, 구핑 (Pan, Guping) 등 (et al).　　 마찰 브레이크들을 위한 동유 개질 페놀 수지들의 제조 (Manufacture of tung oil-modified phenolic resins for friction brakes).　 파밍 주안리 성칭 궁카이 숴밍수　 (Faming Zhuanli Shenqing Gongkai Shuomingshu)(1993),　　　9 pp.　 CODEN: CNXXEV　 CN　 1069037　 A　 19930217　 CAN 120:78928　 AN 1994:78928　　　　

수브라마니암, 엔. (Subramaniam, N.) 블룸, 프랭크 디. (Blum, Frank D.) 다라니, 엘. 알. (Dharani, L. R.) 마찰 복합물들에서 수분 및 기타 오염물질의 영향 (Effects of moisture and other contaminants in friction composites).　　　 폴 리머 엔지니어링과 과학 (Polymer Engineering and Science)　 (1993), 33(18), 1204-11.　 CODEN: PYESAZ　 ISSN:0032-3888.　 CAN 119:227439　 AN 1993:627439　　　　

주, 궈왕 (Zhu, Guowang) 야오, 안유 (Yao, Anyou) 저우, 궈화 (Zhou, Guohua).　 유리섬유 보강 수지 마찰재들에 대한 시험의 연구 (Study of tests on glass fiber-reinforced resin friction materials).　 우한 궁예 다쉐 쉐바오　 (Wuhan Gongye Daxue Xuebao)　 (1992),　14(1),　38-43.　 CODEN: WGDXEY　 ISSN:1000-2405.　 CAN 119:161385　 AN 1993:561385　　　　

선, 윙차이 (Shen, Yungcai) 첸, 셴린 (Qian, Xianglin). 동유 개질 페놀 수지 결합 [석면 기반] 마찰재들　 (Tung oil-modified phenolic resin-bonded [asbestos-based] friction materials).　　　 화둥 화궁 쉐위안 쉐바오 (Huadong Huagong Xueyuan Xuebao)　 (1992), 18(3),　 340-5.　 CODEN: HHKPDM　 ISSN:0253-9683.　 CAN 119:99152　 AN 1993:499152　　　　

나가이, 야스히로 (Nagai, Yasuhiro) 하루야마, 쇼타로 (Haruyama, Shotaro) 아오키, 히로시 (Aoki, Hiroshi) 오가와 요시미 (Ogawa, Yoshimi) 오사카베, 칸지 (Osakabe, Kanji). 마찰재들을 위한 내열 페놀 수지 조성물들　 (Heat-resistant phenolic resin compositions for friction materials). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho) (1992),　　4 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 04320412　 A　 19921111　 Heisei.　　 CAN 119:29255　 AN 1993:429255　　　　

마가리오, 아키라 (Magario, Akira). 내마모 마찰재들　 (Wear-resistant friction materials). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)　(1992),　　　　4 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 04366195　 A　 19921218　 Heisei.　　 CAN 118:130602　 AN 1993:130602　　　　

나카노, 요시토모 (Nakano, Yoshitomo) 카다, 마수미 (Kada, Masumi) 히라야마, 코 (Hirayama, Ko). 마찰재들을 위한 페놀 수지 조성물들　 (Phenolic resin compositions for friction materials). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)(1992),　　　　 5 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 04100849　 A　 19920402　 Heisei.　　 CAN 117:112846　 AN 1992:512846　　　　

린, 융웨이 (Lin, Yongwei) 황, 이 (Huang, Yi) 리우, 창중 (Liu, Changzhong) 시, 메이링 (Shi, Meiling) 장, 딩촨 (Zhang, Dingquan) 장, 위안민 (Zhang, Yuanmin). 캐슈 너트 오일 및 멜라민 개질 페놀 수지의 특성들 (Properties of cashew nut oil- and melamine-modified phenolic resin).　 페이진수쾅　 (Feijinshukuang)(1990),　　 (3),　53-5, 52.　 CODEN: FEIJDJ　 ISSN:0253-2298.　 CAN 116:60675　 AN 1992:60675　　　　

타시로, 료지 (Tashiro, Ryoji) 쿠도, 시게루 (Kudo, Shigeru) 키무라, 케이지(Kimura, Keiji). 클러치 페이싱의 제조　 (Manufacture of clutch facing). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)　(1990),　　　 7 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 02283923　 A　 19901121　 Heisei.　　 CAN 115:73249　 AN 1991:473249　　　　

고드프레이, 크리스토퍼 그렌빌 (Godfrey, Christopher Grenville) 맥코믹, 브라이언 하비 (McCormick, Bryan Harvey). 페놀 수지-폴리(비닐 알킬 에테르) 혼합 바인더들을 함유하는 마찰 조성물들과 이들의 사용　 (Friction compositions containing phenolic resin-poly(vinyl alkyl ether) blend binders and their uses).　　　 유럽 특허 출원 (Eur. Pat. Appl.)　 (1991),　8 pp.　 CODEN: EPXXDW　 EP　 409495　 A1　 19910123　 CAN 114:230324　 AN 1991:230324　　　　

타케이, 쿄스케 (Takei, Kyosuke). 고무 개질 캐슈 함유 클러치 마찰재 (Rubber-modified cashew-containing clutch frictional material). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)　(1991),　　　　 4 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 03028535　 A　 19910206　 Heisei.　　 CAN 114:187264　 AN 1991:187264　　　　

나카무라, 노리쿄 (Nakamura, Norikyo) 쿠마가이, 히로부미 (Kumagai, Hirobumi) 후쿠다, 지로 (Fukuda, Jiro). 용제형 카복시 함유 클로로프렌 탄성체 기반 접착제들　 (Solvent-type carboxy-containing chloroprene elastomer-based adhesives). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)　(1989),　　　　3 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 01118585　 A　 19890511　 Heisei.　　 CAN 112:57782　 AN 1990:57782　　　　

타시로, 아키추구 (Tashiro, Akitsugu) 코바야시, 유지 (Kobayashi, Yuji) 무코야마, 요시유키 (Mukoyama, Yoshiyuki) 키무라, 케이지 (Kimura, Keiji).　 클러치 페이싱 재료들을 위한 니트릴 고무 기반 바인더들 (Nitrile rubber-based binders for clutch facing materials). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)(1988),　　　　 6 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 63284230　 A　 19881121　 Showa.　　 CAN 111:59412　 AN 1989:459412　　　　

이데모리, 켄지로 (Idemori, Kenjiro) 쿠시마, 야스히로 (Kushima, Yasuhiro) 니시다, 켄지 (Nishida, Kenji) 노나카, 케이조 (Nonaka, Keizo). 마찰재들을 위한 페놀 수지-고무 혼합물들　 (Phenolic resin-rubber blends for friction materials). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)(1988),　　　　 11 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 63241060　 A　 19881006　 Showa.　　 CAN 110:136630　 AN 1989:136630　　　　

허우, 팅수 (Hou, Tingshu) 장, 엔센 (Zhang, Enxian). 자동차 브레이크 라이닝들을 위한 바인더들로서 SBR-개질 페놀 수지들의 제조　 (Manufacture of SBR-modified phenolic resins as binders for automobile brake linings).　 파밍 주안리 성칭 궁카이 숴밍수　 (Faming Zhuanli Shenqing Gongkai Shuomingshu)　 (1987),　　　6 pp.　 CODEN: CNXXEV　 CN　 86104223　 A　 19871230　 CAN 110:76681　 AN 1989:76681　　　　

달리아, 이온 (Dalea, Ion) 버둘리아, 마리아 (Burdulea, Maria) 마탸신, 마르타(Matyasin, Marta).　 부타디엔 공중합물 고무들 및 페놀 수지들에 기반한 도로 표시들 (Road markings based on butadiene copolymer rubbers and phenolic resins).　　　 루마니아 (Rom.)　 (1987),　 3 pp.　 CODEN: RUXXA3　 RO　 93571　 B1　 19871231　 CAN 109:151620　 AN 1988:551620　　　　

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브로드스키, 필립 에이치. (Brodsky, Philip H). 방향족 아민 개질 노볼락 수지와 방향족 카복실 화합물의 마찰 입자들을 갖는 브레이크 라이닝 조성물들　 (Brake lining compositions having friction particles of an aromatic amine modified novolac resin and an aromatic carboxylic compound).　　 미국 (U.S.)　 (1978),　　　13 pp.　 CODEN: USXXAM　 US　 4101500　 19780718　 CAN 90:39877　 AN 1979:39877　　　　

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카와사키, 카츠아키 (Kawasaki, Kazuaki) 카네코, 요시카추 (Kaneko, Yoshikazu) 타카무라, 겐이치 (Takamura, Kenichi). 마찰재들을 위한 수지 조성물 들　 (Resin compositions for frictional materials). 일본 공개 특허 공보　 (Jpn. Kokai Tokkyo Koho)　(1974),　　　　3 pp.　 CODEN: JKXXAF　 JP　 49005497　 19740118　 Showa.　　 CAN 83:60470　 AN 1975:460470　　　　

2. 본 작업을 위해 우리는 마이크로스칼 모델 3 플로우-마이크로칼로리미터 (Microscal Model 3 Flow-microcalorimeter)를 사용함.

3. 그로스첵, 제이. 제이. (Groszek, J.J.), 윤활 과학 기술 (Lubric. Sci. Technol.), 1966, 9, 67.

Claims

수지와 적어도 하나의 표면 활성 작용기를 포함하는, 마찰 응용들에 유익한 조성물에 있어서, 상기 조성물은 윤활유들에 함유된 첨가제들을 대표하는 극성 분자로 프로브되었을 때에 측정 가능한 열흡착을, 열처리될 때에, 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항에 있어서,

상기 극성 분자는 1차, 2차 및 3차 아민(amines), 카복실 산(carboxylic acids), 케톤(ketones), 알데히드(aldehydes), 에스테르(esters), 알코올(alcohols), 글리콜(glycols), 및 3 내지 60의 탄소 원자들의 알킬 체인들을 갖는 술폰산염(sulfonate)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.　
제1항에 있어서,

상기 열흡착은 비극성 용제 속의 프로브 분자의 농도가 0.01 내지 10%일 때 표준 플로우-마이크로칼로리미터(flow-microcalorimeter)를 사용하여 측정 가능한 것을 특징으로 하는 조성물.　
제1항에 있어서,

상기 표면 활성 작용기는 상기 수지가 열처리된 후 상기 수지에 화학적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 조성물.　
제1항에 따른 조성물로 포충된 기초 재료를 포함하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 수지는 제 1항의 조성물에 따른 적어도 한 종류의 작용기를 갖는 적어도 한 종류의 페놀 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제6항에 있어서,

상기 페놀 수지는 히드록실기들로 개질되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제6항에 있어서,

상기 페놀 수지는 알데히드기들로 개질되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제6항에 있어서,

상기 페놀 수지는 탄화수소 체인을 통해 페놀 고리들에 직접 결합되는 많은 수의 표면 히드록실기들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제9항에 있어서,

상기 탄화수소 체인의 길이는 상기 페놀 수지가 극성 분자들과 적절히 상호 작용하도록 상기 작용기들의 길이와 밀도를 변경되게 하는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 작용기는 반응 부위인 것을 특징으로 하는 마찰재.　
제5항에 있어서,

상기 작용기는 적어도 하나의 화학적 반응 부위인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 작용기는 이온성 또는 극성 부위인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 작용기는 하나 이상의 높은 극성의 작용기들을 도입하는 적어도 하나의 유기 화합물인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 작용기는 산인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 작용기는 알코올인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 작용기는 케톤인 것을 특징으로 하는 마찰재.　
제5항에 있어서,

상기 작용기는 알데히드인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 작용기는 에스테르인 것을 특징으로 하는 마찰재.
기초 재료의 외부 표면을 더 극성화시키고 마찰재의 첨가제 흡착을 증진시키는, 적어도 하나의 난연성 물질로 포충된 기초 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제20항에 있어서,

상기 난연성 물질은 포스포네이트(phosphonate) 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제21항에 있어서,

상기 난연성 물질은 인산 N-메틸롤 포스포네이트 (N-methylol phosphonate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제20항에 있어서,

상기 난연성 물질은 고형분을 기준으로 약 35 내지 40%(페놀 단위당 약 하나의 포스포네이트)가 존재하는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 기초 재료는 제직된 섬유 재료인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 기초 재료는 약 5 내지 75%의 면 섬유들, 약 5 내지 75%의 아라미드 섬유들, 및 약 5 내지 75%의 탄소 섬유들을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 기초 재료는 평균 기공 직경이 약 0.5 내지 200㎛인 것을 특징으로 하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 기초 재료는 약 5 내지 75 중량%의 적게 피브릴화된 아라미드 섬유, 약 5 내지 75 중량%의 면 섬유, 약 5 내지 75 중량%의 탄소 섬유, 및 약 5 내지 75 중량%의 충전재를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰재.
클러치 페이싱 형태로 된, 제5항에 따르는 마찰 요소.
브레이크 슈 라이닝 형태로 된, 제5항에 따르는 마찰 요소.
동조기의 형태로 된, 제5항에 따르는 마찰 요소.
제5항에 있어서,

상기 체인의 길이와 상기 작용기들의 밀도는 상기 페놀 수지가 극성 분자들과 적절히 상호작용하도록 변경되는 것을 특징으로 하는 마찰재.
제5항에 있어서,

상기 체인의 길이는 3 내지 90 탄소이며, 상기 작용기의 밀도는 상기 폴리머 체인의 단위들의 수에 기초하여 30%보다 큰 것을 특징으로 하는 마찰재.