KR20110028187A - 자동차 브레이크 패드용 마찰재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차 브레이크 패드용 마찰재에 관한 것이다. 본 발명의 자동차 브레이크 패드용 마찰재는 저금속성 마찰재와 비석면계 마찰재의 장점을 최대한 유지하면서 각 마찰재의 단점을 보완하여, 제동성능(마찰계수, 마찰계수 변동, 제동거리), 내마모성, 내페이드성, 고속 효력, 저온 효력 안정성, 진동소음 특성(NVH), 내구성 등을 향상시킨다.
Description
본 발명은 자동차 브레이크 패드용 마찰재에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 기능 중 제동력은 가장 중요한 요소 중 하나이며, 정지거리가 짧은 것을 우수한 브레이크 시스템으로 평가한다. 이러한 우수한 브레이크 시스템을 내페이드성이 우수하다고 한다. 내페이드성은 차량의 중량이나 브레이크 시스템의 크기 등의 다양한 차량 제원에 영향을 받는다.
현재 세계 브레이크 마찰재 시장은 크게 두가지 유형으로 나뉠 수 있으며, 하나는 유럽 주도의 고 마찰계수 및 내페이드성을 중시하는 저금속성(low steel) 마찰재이고, 다른 하나는 북미 및 일본 주도의 진동소음 특성(Noise, Vibration, and Harshness; NVH)을 중시하는 비석면계(Non-Asbestos Organic, NAO) 마찰재이다.
저금속성 마찰재는 모스경도가 높은 연삭재와 내열성이 우수하고 마찰재의 보강재 역할을 하는 금속섬유를 다량 함유하고 있으므로 마찰계수가 높고 내페이드성이 우수한 반면, 디스크에 대한 공격성이 커서 마모가 심한 단점이 있다.
비석면계 마찰재는 유기물의 함량이 많고 모스경도가 비교적 낮은 연삭재가 많이 함유되어 있으므로 마찰계수가 다소 낮은 반면 유기 이착막의 형성이 용이하여 디스크와 패드가 직접 접촉하지 않으므로 마모에 유리하다.
따라서, 저금속성 마찰재와 비석면계 마찰재의 장점을 최대한 유지하면서 각 마찰재의 단점을 보완한 새로운 유형의 마찰재의 개발의 필요성이 요구되고 있다.
본 발명자들은 저금속성 마찰재와 비석면계 마찰재의 장점을 최대한 유지하면서 각 마찰재의 단점을 보완한 자동차 브레이크 패드용 마찰재에 대해 연구하던 중, 종래의 마찰재 성분에 탄소복합재료, 금속합금 및 소결합금을 더 포함하여 마찰재를 제조하였으며, 이렇게 제조된 마찰재가 높은 마찰계수와 내페이드성을 유지하면서 유기 이착막을 적절히 형성하여 우수한 마모특성을 나타냄을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 자동차 브레이크 패드용 마찰재를 제공하고자 한다.
본 발명은 강화섬유 20~50 중량%, 결합제 1~10 중량%, 충전제 10~20 중량%, 윤활제 10~20 중량%, 연마제 5~15 중량%, 탄소복합재료 1~10 중량%, 금속합금 1~10 중량% 및 소결합금 5~15 중량%를 포함하는 자동차 브레이크 패드용 마찰재를 제공한다.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 자동차 브레이크 패드용 마찰재에서, 강화섬유는 마찰재의 물리적 강도를 제공하고 내마모성 향상을 위해 사용된다. 강화섬유로는 금속 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 티탄산칼륨 섬유, 셀룰로이드 섬유, 아크릴 섬유, 구리 섬유 등을 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 자동차 브레이크 패드용 마찰재에서, 결합제는 마찰재의 구성원료를 서로 결합시키는 역할을 하며 마찰재의 강도와 열적 안정성의 증가를 위해 사용된다. 만일 결합제를 너무 소량 사용하면 내부결합력과 강도가 저하되어 브레이크 패드의 마모가 증가하므로 결합제로서의 역할을 다하지 못하고, 너무 과량 사용하면 상대적으로 낮은 융점을 가지므로 고온에서 내열성이 저하되어 고온에서 불안정한 마찰특성을 나타낸다. 결합제로는 페놀수지, 아크릴 고무변성 페놀수지, NBR (acrylonitrile-butadiene rubber) 고무변성 페놀수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 아크릴 고무수지 등을 조합하거나 단독으로 사용할 수 있다.
본 발명의 자동차 브레이크 패드용 마찰재에서, 충전제는 마찰재의 보강역할 및 마찰계수를 안정화시키는 역할을 한다. 만일 충전제를 과량 사용하면 마찰재의 밀도가 감소되어 내마모성이 저해되고, 여분의 충전제 성분이 결합제와 미결합되어 마찰재의 표면으로부터 쉽게 탈락되는 문제점이 생긴다. 충전제로는 황산바륨 (BaSO4), 탄산칼슘(CaCO3), 질석(vermiculite) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 자동차 브레이크 패드용 마찰재에서, 윤활제는 제동 온도별 마찰계수의 안정성, 내마모성 및 소음특성을 향상시키기 위해 사용된다. 만일 윤활제를 너무 소량 사용하면 제동시 발생되는 마찰열의 상승이 커져서 연속 제동시 브레이크 패드의 제동력이 저하되는 페이드 현상이 발생할 가능성이 커지며, 그에 따른 고온 윤활특성을 상실하여 내열성이 저하될 가능성이 있다. 또한 윤활제를 너무 과량 사용하면 브레이크 패드를 계속 사용함에 따라 마찰재에 함유된 윤활제가 고온 에서 산화물이 되어 연마제화되므로 윤활제의 역할을 상실하게 된다. 윤활제로는 흑연, 코크스, 금속 설파이드 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 자동차 브레이크 패드용 마찰재에서, 연마제는 제동시 디스크 윤활막 제거 및 제동력 향상을 위한 목적으로 사용된다. 만일 연마제를 과량 사용하면 디스크에 대한 대면공격성이 증가하여 상대 디스크의 마모율을 증가시키고 토크 진폭의 증가 및 소음의 발생빈도를 증가시키는 문제가 생긴다. 연마제로는 지르코니아, 알루미나, 실리콘 카바이드 등을 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 자동차 브레이크 패드용 마찰재에서, 탄소복합재료는 내열성이 우수하여 마찰재와 디스크 사이에 이착막을 형성하여 윤활작용을 한다. 또한, 금속합금과 소결합금은 마찰계수를 높이는 역할을 하며, 금속으로는 철, 구리, 텅스텐, 크롬, 망간, 알루미늄 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 특히 소결합금에 사용되는 금속은 치수 정밀도가 요구되는 금속을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자동차 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수는 속도 및 제동감속도 변화에 따라 비석면계 마찰재보다 높게 나타나고, 속도 변화에 따라 저금속성 마찰재보다 다소 낮으면서 안정적인 경향을 나타낸다. 이는 탄소복합재료의 첨가로 마찰재와 디스크 사이에 이착막을 형성하여 윤활작용을 하면서 금속합금과 소결합금이 이를 보상해주기 때문인 것으로 판단된다.
또한, 본 발명의 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수는 비석면계 마찰재보다 높게 나타나는데, 이는 금속섬유가 고 감속도의 페이드 시험에서 기공을 유지할 수 있는 골격으로서의 역할을 가지고 있는 반면, 구리섬유는 쉽게 변형이 생기므로 기 공 확보가 되지 않고 골격으로서의 역할을 다하지 못하기 때문인 것으로 생각된다.
또한, 브레이크 패드용 마찰재 중 금속섬유를 가장 많이 함유하고 있는 저금속성 마찰재가 패드 마모 및 디스크 마모가 가장 많고, 비석면계 마찰재가 패드의 마모수명 및 디스크의 마모량에서 가장 우수하게 나타난다. 일반적으로 비석면계 마찰재는 디스크와 직접적인 마찰에 의한 제동이 아니라 디스크와 패드 사이에 유기 이착막을 형성하여 간접적인 마찰을 일으킨다. 반면 저금속성 마찰재는 디스크와 패드의 직접 마찰로 제동을 한다. 따라서, 비석면계 마찰재가 저금속성 마찰재에 비해 디스크에 대한 공격성 및 패드의 마모가 적은 것으로 판단된다. 이러한 비석면계 마찰재의 특성을 본 발명의 마찰재에 적용하기 위하여 금속섬유의 양을 최소화하고 이를 보상하기 위하여 금속합금과 금속섬유를 추가하면 본 발명의 마찰재는 비석면계와 저금속성 마찰재의 중간 수준으로 평가된다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 자동차 브레이크 패드용 마찰재는 저금속성 마찰재와 비석면계 마찰재의 장점을 최대한 유지하면서 각 마찰재의 단점을 보완한 것으로, 저금속성 마찰재의 높은 마찰계수와 내페이드성을 유지하면서 비석면계 마찰재의 유기 이착막을 적절히 형성하여 우수한 마모특성을 갖는다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
: 브레이크 패드용 마찰재의 제조
하기 표 1에 기재된 성분들을 혼합기에 투입하고 상온에서 4분 동안 혼합하 여 고체분말 형태로 제조하였다. 상기 고체 분말을 300㎏/㎠의 압력으로 가성형시키고 건조시켰다. 그 다음 800㎏/㎠의 압력으로 150℃의 온도에서 3분 동안 압력을 가하여 제품을 성형하였다. 성형된 제품을 클램프를 이용하여 단면적 당 5㎏의 압력을 가하여 고정시켰다. 그 다음 2시간에 걸쳐 250℃까지 온도를 상승시킨 후 4시간 동안 이 온도를 유지하며 열처리하였다. 열처리가 끝난 제품의 표면을 연마하고, 490℃에서 3시간 동안 스코칭하였다. 그 다음 분체도장 및 건조한 후 조립하고 포장하여 브레이크 패드용 마찰재를 제조하였다.
비교예 1
: 비석면계 브레이크 패드용 마찰재의 제조
하기 표 1에 기재된 성분들을 혼합기에 투입하고 상온에서 4분 동안 혼합하여 고체분말 형태로 제조하였다. 상기 고체 분말을 300㎏/㎠의 압력으로 가성형시키고 건조시켰다. 그 다음 500㎏/㎠의 압력으로 160℃의 온도에서 10분 동안 압력을 가하여 제품을 성형하였다. 성형된 제품을 클램프를 이용하여 단면적 당 5㎏의 압력을 가하여 고정시켰다. 그 다음 2시간에 걸쳐 250℃까지 온도를 상승시킨 후 4시간 동안 이 온도를 유지하며 열처리하였다. 열처리가 끝난 제품의 표면을 연마하고, 490℃에서 3시간 동안 스코칭하였다. 그 다음 분체도장 및 건조한 후 조립하고 포장하여 브레이크 패드용 마찰재를 제조하였다.
비교예 2
: 저금속성 브레이크 패드용 마찰재의 제조
하기 표 1에 기재된 성분들을 혼합기에 투입하고 상온에서 4분 동안 혼합하 여 고체분말 형태로 제조하였다. 상기 고체 분말을 300㎏/㎠의 압력으로 가성형시키고 건조시켰다. 그 다음 300㎏/㎠의 압력으로 100℃의 온도에서 1분 동안 압력을 가하여 제품을 성형하였다. 성형된 제품을 클램프를 이용하여 단면적 당 5㎏의 압력을 가하여 고정시켰다. 그 다음 2시간에 걸쳐 250℃까지 온도를 상승시킨 후 4시간 동안 이 온도를 유지하며 열처리하였다. 열처리가 끝난 제품의 표면을 연마하고, 490℃에서 3시간 동안 스코칭하였다. 그 다음 분체도장 및 건조한 후 조립하고 포장하여 브레이크 패드용 마찰재를 제조하였다.
실시예 1 및 비교예 1~2의 마찰재의 구성성분과 성분비를 하기 표 1에 나타내었다.
| 원료 | 실시예 1(중량%) | 비교예 1(중량%) | 비교예 2(중량%) | |
| 강화섬유 | 아라미드 | 9 | 15 | 5 |
| 티탄산칼륨 | ||||
| 스틸 | 5 | - | 20 | |
| 구리 | 15 | 20 | 10 | |
| 결합제 | 페놀 수지 | 6 | 7 | 5 |
| 충전제 | 황산바륨(BaSO4) | 14 | 15 | 23 |
| 탄산칼슘(CaCO3) | ||||
| 질석(vermiculite) | ||||
| 윤활제 | 흑연 | 14 | 24 | 18 |
| 코크스 | ||||
| 금속 설파이드 | ||||
| 연마제 | 지르코니아(ZrO2) | 4 | 7 | 3 |
| 알루미나 | - | 2 | 2 | |
| 실리콘 카바이드 | 3 | - | 4 | |
| 탄소복합재료 | 5 | - | - | |
| 금속합금 | 5 | - | - | |
| 소결합금 | 10 | - | - | |
| 기타 첨가제 | 10 | 10 | 10 | |
| 총계 | 100 | 100 | 100 | |
실험예 1
: 브레이크 패드용 마찰재의 마찰특성 시험
1. 마찰계수
실시예 1, 비교예 1 및 2의 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수를 토크일정 제어방식으로 평가하였다.
본 실험 전에, 마찰재와 디스크의 균일한 접촉을 위하여 버니쉬(burnish)를 먼저 실시하였다[속도: 65㎞/h, 브레이크 횟수: 200회, 제동감속도: 0.35G, 온도: 80℃]. 그 다음 속도 및 제동감속도 변화에 따른 마찰계수의 변화를 승용차 브레이크 평가시험법인 브레이크 동력계(brake dynamometer) 시험장치를 이용하여 측정하였다[속도: 50㎞/h, 100㎞/h, 130㎞/h, 브레이크 횟수: 8/8/8회, 제동감속도: 0.1~0.8G, 온도: 80℃]. 마찰계수는 하기 수학식 1로 계산하였다.
※ A : 휠 실린더 면적(wheel cylinder area),
T : 제동 토크(braking torque),
P : 제동 압력(braking pressure),
R : 타이어 유효회전반경(tire effective radius).
버니쉬 조건으로 측정된 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수의 변화는 도 1에 나타내었고, 속도 및 제동감속도 변화에 따른 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수의 변화는 도 2에 나타내었으며, 속도 변화에 따른 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수의 변화는 도 3에 나타내었다.
도 1에 나타난 바와 같이, 버니쉬 조건으로 측정된 본 발명의 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수는 비석면계 마찰재보다 높고 저금속성 마찰재보다 낮게 나타났다.
또한 도 2에 나타난 바와 같이, 속도 및 제동감속도 변화에 따른 본 발명의 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수는 비석면계 마찰재보다 높게 나타났다.
또한 도 3에 나타난 바와 같이, 속도 변화에 따른 본 발명의 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수는 저금속성 마찰재보다 다소 낮으면서 안정적인 경향을 나타내었다. 이는 탄소복합재료의 첨가로 마찰재와 디스크 사이에 이착막을 형성하여 윤활작용을 하면서 금속합금과 소결합금이 이를 보상해주기 때문인 것으로 판단된다.
2. 페이드 특성
실시예 1, 비교예 1 및 2의 브레이크 패드용 마찰재의 페이드 특성을 확인하기 위하여, 가혹제동 조건[속도: 130㎞/h로 가속 후 0㎞/h로 완전제동, 제동 조건: 0.6G의 감속으로 45초 마다 11회 연속 제동]으로 시험하였다. 브레이크 패드와 디스크의 마모량은 마찰계수 시험 전·후 각각 6점의 두께를 ㎜ 단위로 소수점 3자리까지 마이크로미터(micrometer)로 측정하고 평균치의 차이에 의해 계산하였다. 페이드는 저온에서 고온으로의 온도 변화에 따른 마찰계수의 지속적인 유지성을 나타내는 것으로, 페이드시 최저 마찰계수가 높을수록 유리하다.
페이드 시험 후 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수의 변화는 도 4에 나타내었으며, 마찰계수 시험 후 브레이크 패드용 마찰재의 브레이크 패드와 디스크의 마 모량은 도 5에 나타내었다.
도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수는 비석면계 마찰재보다 높게 나타났다. 이는 금속섬유가 고 감속도의 페이드 시험에서 기공을 유지할 수 있는 골격으로서의 역할을 가지고 있는 반면, 구리섬유는 쉽게 변형이 생기므로 기공 확보가 되지 않고 골격으로서의 역할을 다하지 못하기 때문인 것으로 생각된다.
또한 도 5에 나타난 바와 같이, 브레이크 패드용 마찰재 중 금속섬유를 가장 많이 함유하고 있는 저금속성 마찰재가 패드 마모 및 디스크 마모가 가장 많았다.
실험예 2
: 브레이크 패드용 마찰재의 마모 시험
본 발명의 브레이크 패드용 마찰재의 유효 마모수명을, 버니쉬[속도: 65㎞/h, 브레이크 횟수: 200회, 제동감속도: 0.35G, 온도: 80℃] 실시 후 토크일정 제어방식으로 브레이크 동력계 시험장치를 이용하여 측정하였다. 브레이크 패드용 마찰재의 마모수명은 일정 수준 이상의 마모량으로부터 전체 마찰재를 사용할 때까지의 기간을 예측하여 결정하는데, 이를 유효수명이라 한다. 브레이크 패드용 마찰재의 유효수명은 하기 수학식 2로 계산하였다.
※ 유효수명 : 브레이크 패드용 마찰재의 마모가 주행거리와 선형적이라고 가정하여 유효두께만큼 마모하는데 걸리는 주행거리를 말함,
유효두께 : 실제 마찰재의 두께 중 기능을 수행할 수 있는 일정 두께를 말하며, 버니쉬 단계의 마모량과 하층재가 장착되어 있는 사용 한계를 제외한 양을 말함.
마모 시험 후 브레이크 패드용 마찰재의 브레이크 패드의 마모수명 및 디스크의 마모량은 도 6에 나타내었다.
도 6에 나타난 바와 같이, 비석면계 마찰재가 패드의 마모수명 및 디스크의 마모량에서 가장 우수하게 나타났다. 일반적으로 비석면계 마찰재는 디스크와 직접적인 마찰에 의한 제동이 아니라 디스크와 패드 사이에 유기 이착막을 형성하여 간접적인 마찰을 일으킨다. 반면 저금속성 마찰재는 디스크와 패드의 직접 마찰로 제동을 한다. 따라서, 비석면계 마찰재가 저금속성 마찰재에 비해 디스크에 대한 공격성 및 패드의 마모가 적은 것으로 판단된다. 이러한 비석면계 마찰재의 특성을 본 발명의 마찰재에 적용하기 위하여 금속섬유의 양을 최소화하고 이를 보상하기 위하여 금속합금과 금속섬유를 추가하였다. 따라서, 본 발명의 마찰재는 비석면계와 저금속성 마찰재의 중간 수준으로 평가되었다.
본 발명의 자동차 브레이크 패드용 마찰재는 저금속성 마찰재의 높은 마찰계수와 내페이드성을 유지하면서 비석면계 마찰재의 유기 이착막을 적절히 형성하여 우수한 마모특성을 갖는다.
도 1은 버니쉬 조건으로 측정된 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수의 변화를 나타낸 도이다 (NAO: 비석면계 마찰재, LS: 저금속성 마찰재, FM: 본 발명의 마찰재).
도 2는 속도 및 제동감속도 변화에 따른 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수의 변화를 나타낸 도이다 (NAO: 비석면계 마찰재, LS: 저금속성 마찰재, FM: 본 발명의 마찰재).
도 3은 속도 변화에 따른 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수의 변화를 나타낸 도이다 (NAO: 비석면계 마찰재, LS: 저금속성 마찰재, FM: 본 발명의 마찰재).
도 4는 페이드 시험 후 브레이크 패드용 마찰재의 마찰계수의 변화를 나타낸 도이다 (NAO: 비석면계 마찰재, LS: 저금속성 마찰재, FM: 본 발명의 마찰재).
도 5는 마찰계수 시험 후 브레이크 패드용 마찰재의 브레이크 패드와 디스크의 마모량을 나타낸 도이다 (NAO: 비석면계 마찰재, LS: 저금속성 마찰재, FM: 본 발명의 마찰재).
도 6은 마모 시험 후 브레이크 패드용 마찰재의 브레이크 패드의 마모수명 및 디스크의 마모량을 나타낸 도이다 (NAO: 비석면계 마찰재, LS: 저금속성 마찰재, FM: 본 발명의 마찰재).
Claims (6)
- 강화섬유 20~50 중량%, 결합제 1~10 중량%, 충전제 10~20 중량%, 윤활제 10~20 중량%, 연마제 5~15 중량%, 탄소복합재료 1~10 중량%, 금속합금 1~10 중량% 및 소결합금 5~15 중량%를 포함하는 자동차 브레이크 패드용 마찰재.
- 제 1항에 있어서, 상기 강화섬유는 금속 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 티탄산칼륨 섬유, 셀룰로이드 섬유, 아크릴 섬유 및 구리 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상 조합한 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 패드용 마찰재.
- 제 1항에 있어서, 상기 결합제는 페놀수지, 아크릴 고무변성 페놀수지, NBR (acrylonitrile-butadiene rubber) 고무변성 페놀수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지 및 아크릴 고무수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 패드용 마찰재.
- 제 1항에 있어서, 상기 충전제는 황산바륨(BaSO4), 탄산칼슘(CaCO3) 및 질석 (vermiculite)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 패드용 마찰재.
- 제 1항에 있어서, 상기 윤활제는 흑연, 코크스 및 금속 설파이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 패드용 마찰재.
- 제 1항에 있어서, 상기 연마제는 지르코니아, 알루미나 및 실리콘 카바이드로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상 조합한 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 패드용 마찰재.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101341393B1 (ko) * | 2011-12-15 | 2014-01-02 | (주)조인크로스 | 표면 마찰력을 높여 미끄럼을 방지하는 브레이크 패드 및 그 제조 방법 |
| CN108728041A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-02 | 齐鲁工业大学 | 一种汽车刹车片用少金属环保型摩擦材料及其制备方法 |
| WO2018216986A1 (ko) * | 2017-05-22 | 2018-11-29 | 주식회사 엘지화학 | 브레이크 패드 마찰재용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 제조된 브레이크 패드 마찰재 |
| KR20180127919A (ko) * | 2017-05-22 | 2018-11-30 | 주식회사 엘지화학 | 브레이크 패드 마찰재용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 제조된 브레이크 패드 마찰재 |
| KR20200036609A (ko) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 주식회사 엘지화학 | 브레이크 패드 마찰재용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 제조된 브레이크 패드 마찰재 |
| CN113502030A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-10-15 | 浙江杭摩欧亿汽车零部件有限公司 | 一种汽车盘中鼓驻车制动蹄的摩擦材料及其制备方法 |
-
2009
- 2009-09-11 KR KR1020090086159A patent/KR20110028187A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101341393B1 (ko) * | 2011-12-15 | 2014-01-02 | (주)조인크로스 | 표면 마찰력을 높여 미끄럼을 방지하는 브레이크 패드 및 그 제조 방법 |
| WO2018216986A1 (ko) * | 2017-05-22 | 2018-11-29 | 주식회사 엘지화학 | 브레이크 패드 마찰재용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 제조된 브레이크 패드 마찰재 |
| KR20180127919A (ko) * | 2017-05-22 | 2018-11-30 | 주식회사 엘지화학 | 브레이크 패드 마찰재용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 제조된 브레이크 패드 마찰재 |
| CN110214237A (zh) * | 2017-05-22 | 2019-09-06 | 株式会社Lg化学 | 用于制动衬块摩擦材料的树脂组合物和由该树脂组合物制成的制动衬块摩擦材料 |
| JP2020514453A (ja) * | 2017-05-22 | 2020-05-21 | エルジー・ケム・リミテッド | ブレーキパッド摩擦材用樹脂組成物および前記樹脂組成物で製造されたブレーキパッド摩擦材 |
| CN110214237B (zh) * | 2017-05-22 | 2020-10-27 | 株式会社Lg化学 | 用于制动衬块摩擦材料的树脂组合物和由该树脂组合物制成的制动衬块摩擦材料 |
| US11002329B2 (en) | 2017-05-22 | 2021-05-11 | Lg Chem, Ltd | Resin composition for brake pad friction materials and brake pad friction materials made of the resin composition |
| CN108728041A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-02 | 齐鲁工业大学 | 一种汽车刹车片用少金属环保型摩擦材料及其制备方法 |
| KR20200036609A (ko) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 주식회사 엘지화학 | 브레이크 패드 마찰재용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 제조된 브레이크 패드 마찰재 |
| CN113502030A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-10-15 | 浙江杭摩欧亿汽车零部件有限公司 | 一种汽车盘中鼓驻车制动蹄的摩擦材料及其制备方法 |
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