DE3702929A1

DE3702929A1 - Laminated composite material

Info

Publication number: DE3702929A1
Application number: DE19873702929
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Ing Wegner; Erich Dipl Chem Dr Hodes
Original assignee: GLYCO METALL WERKE; Glyco Metall Werke Daelen und Loos GmbH
Current assignee: GLYCO METALL WERKE; Glyco Metall Werke Daelen und Loos GmbH
Priority date: 1987-01-31
Filing date: 1987-01-31
Publication date: 1988-08-11

Abstract

In laminated composite material with a functional layer, preferably a slip layer, whose essential component is formed by one or more substances with anti-adhesive properties, for example polytetrafluoroethylene, and with a support layer, for example a steel back, with the use of an aromatic polyether-based thermoplastic fused in between the functional layer and the support layer, the film forming the functional layer is pretreated at least at its surface to be joined to the support layer by an electrical discharge in a plasma under reduced pressure. Polyether ether ketone is preferably to be used as adhesion promoter, in particular if the film forming the functional layer contains essentially PTFE as anti-adhesive component.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schicht-Verbundwerkstoff mit einer Funktionsschicht, vorzugsweise Gleitschicht, deren wesentlicher Bestandteil durch einen oder mehrere Stoffe mit antiadhäsiven Eigenschaften, beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet ist, und mit einer Trägerschicht, beispielsweise einem Stahlrücken, an die die Funktionsschicht mittels einer Haftvermittlerschicht gebunden ist.The invention relates to a layered composite material with a functional layer, preferably a sliding layer, their essential part by one or more Fabrics with anti-adhesive properties, for example Polytetrafluoroethylene (PTFE) is formed, and with a Backing layer, for example a steel back, to the the functional layer by means of an adhesion promoter layer is bound.

Bekannt ist ein Lagerwerkstoff aus Folienmaterial (DE-AS 29 39 754, Prospekt "PAMPUS METALOPLAST"), bei welchem die Folie aus einem Metallgewebe gebildet ist, das in einem speziellen Herstellungsverfahren in eine besonders abrieb feste Folie aus Polytetrafluorethylen (PTFE) eingesintert ist. Durch die Verwendung verschiedenartiger Metallgewebe, z.B. aus Zinnbronzen, Bleibronzen oder anderen korrosions beständigen Werkstoffen, kann dieser bekannte Folienwerkstoff auf bestimmte chemische Beanspruchungen abgestimmt werden. Durch Modifizierung der Füllstoffe in der PTFE-Matrix können darüberhinaus die Gleiteigenschaften dieses Folien werkstoffes, wie u.a. Abriebfestigkeit, Reibwert und Kalt fluß, beeinflußt werden. Es ist auch bekannt, solche Metallgewebe-Kunststoff-Folie auf Stahlblech aufzukleben. Hierzu ist es erforderlich, die Folie auf der mit dem Stahlblech zu verbindenden Seite anzuätzen, um durch einen chemischen Crackprozeß den adhäsiven Charakter des unpolaren PTFE aufzuheben, so eine Benetzung durch den Kunststoff zu ermöglichen und somit eine Verbindung zum Stahlträger herstellen zu können. Für die Herstellung klebefähiger Oberflächen an Folien aus Polytetrafluorethylen sind verschiedene Verfahren bekannt. Beispielsweise ein "Natrium- Ammoniak-Verfahren", wie es in der Firmenschrift der DuPont de Nemours International S.A. "Information Bulletin No. X-75" beschrieben ist. In diesem Verfahren ist eine Lösung von Natriummetall in flüssigem Ammoniak für die Behandlung der Folie erforderlich. Der Umgang mit dieser Lösung ist gefährlich. Außerdem ist die Standzeit dieser Lösung sehr begrenzt. Schließlich ist diese Lösung empfindlich gegen Feuchtigkeit, so daß während des An setzens des Ätzbades wie auch während des ganzen Behandlungs prozesses das Eindringen von Luftfeuchtigkeit vermieden werden muß, was z.B. durch einen Überdruck an Stickstoff auf den Behälter geschehen kann.A bearing material made of foil material (DE-AS 29 39 754, brochure "PAMPUS METALOPLAST"), in which the Foil is formed from a metal mesh, which in one special manufacturing process in a particularly abrasion solid foil made of polytetrafluoroethylene (PTFE) sintered is. By using different types of metal mesh, e.g. made of tin bronze, lead bronze or other corrosion resistant materials, this well-known film material can be tailored to certain chemical loads. By modifying the fillers in the PTFE matrix can also the sliding properties of this film material, such as Abrasion resistance, coefficient of friction and cold river, be influenced. It is also known to be such Glue metal mesh plastic foil to steel sheet. To do this, it is necessary to apply the film to the Sheet steel to be joined to be joined by a chemical cracking process the adhesive character of the non-polar To remove PTFE, such a wetting by the plastic to enable and thus a connection to the steel beam to be able to manufacture. For making adhesive Surfaces on films made of polytetrafluoroethylene known various processes. For example, a "sodium Ammonia process ", as stated in the company 's publication DuPont de Nemours International S.A. "Information Bulletin No. X-75 ". In this procedure is a Solution of sodium metal in liquid ammonia for the Treatment of the film required. Dealing with this Solution is dangerous. In addition, the service life is this Very limited solution. After all, this is the solution sensitive to moisture, so that during the on setting of the etching bath as well as during the whole treatment process prevents the ingress of air humidity must become what e.g. due to an overpressure of nitrogen can happen to the container.

Ein anderes Vorbehandlungsverfahren ist das "Natrium- Naphthalin-Verfahren", das dem "Natrium-Ammoniak-Verfahren" ähnelt und in seiner Durchführung umständlich und gefährlich ist.Another pretreatment process is the "sodium Naphthalene process ", which corresponds to the" sodium ammonia process " resembles and cumbersome and dangerous in its implementation is.

Darüberhinaus haben die bisher für die Verbindung von PTFE-Folie mit metallischen Trägerelementen bekannten Kleber auf Epoxidharz-Basis bzw. Phenolharz-Basis wesentlich geringere thermische Beständigkeit als das PTFE, so daß die thermische Belastbarkeit des PTFE nicht ausgenutzt werden kann.In addition, the so far for the connection of Known PTFE film with metallic support elements Adhesive based on epoxy resin or phenolic resin essential lower thermal resistance than the PTFE, so that the thermal resilience of the PTFE is not used can be.

Weitere Verfahren zur Verbindung von Polyfluorcarbon-Folien mit Trägerelementen sind beispielsweise aus US-PS 27 89 063, GB-PS 7 65 284, GB-PS 7 93 731, BE-PS 5 48 516 und US-PS 28 09 130 bekanntgeworden. Jedoch haben alle diese bekannten Verfahren nicht zu einer ausreichenden Bindungsfestigkeit von Polyfluorcarbon-Folien mit metallischen Trägern ge führt. Auch die im Prospekt "PAMPUS METALOPLAST" vorge schlagenen Verbindungsmethoden für die dort beschriebene Metallgewebe-Kunststoff-Folie mit metallischem Träger haben - wie die Praxis inzwischen erwiesen hat - nicht zu aus reichender Bindungsfestigkeit und Bindungssicherheit geführt.Other processes for joining polyfluorocarbon films with carrier elements are for example from US-PS 27 89 063, GB-PS 7 65 284, GB-PS 7 93 731, BE-PS 5 48 516 and US-PS 28 09 130 became known. However, all of these have been known Process fails to achieve sufficient bond strength of polyfluorocarbon films with metallic supports leads. Also featured in the brochure "PAMPUS METALOPLAST" proposed connection methods for the described there Have metal mesh plastic film with a metallic support - as practice has now shown - not too bad sufficient bond strength and bond security.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Schicht-Verbund werkstoff mit einer Funktionsschicht, vorzugsweise Gleit schicht, deren wesentlicher Bestandteil durch einen oder mehrere Stoffe mit antiadhäsiven Eigenschaften gebildet ist, und einer Trägerschicht, insbesondere metallischen Träger schicht, wie einem Stahlrücken, zu schaffen, bei dem auch für hohe Beanspruchung ausreichende Bindungsfestigkeit gewährleistet ist und außerdem die zur Bindung der Funktions schicht an der Trägerschicht benutzte Haftvermittlerschicht keine Beschränkung in der Ausnutzung der thermischen Belastbarkeit der Funktionsschicht bedingt.It is therefore an object of the invention to form a layer composite material with a functional layer, preferably sliding layer, the essential part of which by or several substances with anti-adhesive properties are formed, and a carrier layer, in particular metallic carrier layer, like a steel back, in which too sufficient binding strength for high loads is guaranteed and also to bind the functional layer used on the backing layer no limitation in the utilization of the thermal Resilience of the functional layer conditional.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Funktionsschicht durch eine vorgefertigte und zumindest an der mit der Trägerschicht verbundenen Oberfläche durch eine elektrische Entladung in einem Plasma vorbehandelte Folie gebildet ist und die Haftvermittlerschicht durch einen zwischen der Funktionsschicht und der Trägerschicht einge schmolzenen Thermoplasten auf der Basis von aromatischem Polyether gebildet ist. Durch das funktionelle Zusammen wirken einer Vorbehandlung der mit der Trägerschicht zu verbindenden Oberfläche der für die Funktionsschicht vorge sehenen Folie und die Benutzung eines Thermoplasten auf der Basis von aromatischem Polyether wird eine bisher nicht erreichbare Bindungsfestigkeit zwischen der Funktionsschicht und der Trägerschicht gewährleistet und zugleich auch trotz der Benutzung eines Thermoplasten die thermische Belastbarkeit der Stoffe mit antiadhäsiven Eigenschaften, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) enthaltenden Funktionsschicht ermöglicht. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei herausgestellt, daß die Kombination einer Vorbehandlung der für die Funktionsschicht vorgesehenen Folie durch elektrische Entladung in einem Plasma mit der Benutzung einer Haftvermittlerschicht aus Thermoplast auf Basis von aromatischem Polyether der erfindungsgemäße Schicht-Verbundwerkstoff in ungefährlichem, relativ einfachem und umweltfreundlichem Verfahren herstellbar ist.This object is achieved in that the Functional layer through a prefabricated and at least at the surface connected to the carrier layer by a electrical discharge in a plasma pretreated film is formed and the adhesive layer by one between the functional layer and the carrier layer melted thermoplastics based on aromatic Polyether is formed. Through the functional togetherness act on a pretreatment with the carrier layer connecting surface of the for the functional layer see film and the use of a thermoplastic the basis of aromatic polyether has not been one so far achievable bond strength between the functional layer and the backing layer ensures and at the same time despite the use of a thermoplastic, the thermal Resilience of the fabrics with anti-adhesive properties, in particular containing polytetrafluoroethylene (PTFE) Functional layer enables. To be particularly advantageous it has been found that the combination of a Pretreatment of those provided for the functional layer Foil by electrical discharge in a plasma with the Use of a thermoplastic adhesive layer Aromatic polyether base of the invention Layered composite material in harmless, relatively simple and environmentally friendly process can be produced.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit Schicht-Verbundwerkstoffen, deren Funktionsschicht PTFE als wesentlichen Bestandteil enthält und deren Haftver mittlerschicht durch Polyetheretherketon (PEEK) mit Schmelztemperatur oberhalb 300°C, vorzugsweise bei 334°C, gebildet ist. Solcher Schicht-Verbundwerkstoff gewährleistet Verbindungssicherheit und hohe Verbindungsfestigkeit zwischen der Funktionsschicht und der Trägerschicht, insbesondere auch einem Stahlrücken, im vollständigen Bereich der thermischen Belastbarkeit des PTFE zwischen -200°C und +280°C.The invention is particularly advantageous in connection with Layered composite materials, the functional layer of which is PTFE contains as an essential component and their Haftver middle layer with polyether ether ketone (PEEK) Melting temperature above 300 ° C, preferably at 334 ° C, is formed. Such a layered composite material ensures Connection security and high connection strength between the functional layer and the carrier layer, in particular also a steel back, in the full range of thermal Resilience of the PTFE between -200 ° C and + 280 ° C.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schicht-Verbundwerk stoffes eignet sich erfindungsgemäß ein Verfahren, bei dem eine vorgefertigte Folie, deren wesentlicher Bestandteil durch einen oder mehrere Stoffe mit antiadhäsiven Eigen schaften gebildet ist, zur Bildung der Funktionsschicht vorgesehen und in einem Plasma aus Prozeßgas unter einem reduzierten Druck im Bereich von 10^-3 bar zumindest an ihrer mit der Trägerschicht zu verbindenden Oberfläche einer elektrischen Glimmentladung unterworfen wird, während auf die mit der Funktionsschicht zu verbindende, gereinigte und entfettete Oberfläche der Trägerschicht ein als Haft vermittler benutzter thermoplastischer, aromatischer Polyether in gleichmäßiger Schicht aufgeschmolzen wird und bei dem die Folie mit ihrer durch elektrische Glimmentladung vorbe handelten Oberfläche auf die geschmolzene Haftvermittler schicht aufgelegt und der so gebildete Verbundwerkstoff zusammengepreßt und zur Verfestigung des Haftvermittlers gekühlt wird. For the production of the layer composite material according to the invention, a method is suitable according to the invention in which a prefabricated film, the essential component of which is formed by one or more substances with anti-adhesive properties, is provided to form the functional layer and in a plasma from process gas under a reduced pressure is subjected to an electrical glow discharge in the range of 10 ^-3 bar at least on its surface to be connected to the backing layer, while a thermoplastic, aromatic polyether used as an adhesion promoter is melted in a uniform layer onto the cleaned, degreased surface of the backing layer to be connected is and in which the film with its surface pre-treated by electrical glow discharge is placed on the melted adhesion promoter layer and the composite material thus formed is pressed together and cooled to solidify the adhesion promoter.

Dieses Verfahren eignet sich zur rationellen Herstellung des erfindungsgemäßen Schicht-Verbundwerkstoffes. Es ist ungefährlich und einfach und ergibt eine wirksame Modifi zierung der Folienoberfläche zur Verklebung mit der Träger schicht, insbesondere einem Stahlträger. Durch die Kombina tion dieser Vorbehandlung der als Funktionsschicht vorge sehenen Folie mit der Benutzung eines thermoplastischen aromatischen Polyethers als Haftvermittler wird auch der eigentliche Kaschiervorgang sicher und leicht durchführbar.This process is suitable for efficient production of the layered composite material according to the invention. It is harmless and simple and results in an effective modifi Decoration of the film surface for gluing to the carrier layer, especially a steel beam. Through the Kombina tion of this pretreatment as the functional layer see film with the use of a thermoplastic aromatic polyether as adhesion promoter is also the The actual lamination process can be carried out safely and easily.

Für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Schicht-Verbund werkstoffes, der für Gleitlagerzwecke vorgesehen ist, hat es sich überraschend als besonders vorteilhaft herausge stellt, wenn beide Oberflächen der für die Funktionsschicht vorgesehenen Folie einer elektrischen Glimmentladung im Plasma, insbesondere einem Plasma aus Sauerstoff oder einem Sauerstoff enthaltenden Plasma unterworfen werden. Dies gilt insbesondere, wenn die als Funktionsschicht vorge sehene Folie PTFE als wesentlichen Bestandteil enthält. Die Plasmabehandlung führt am PTFE der Folie offenbar zu einer Oxidation der Oberfläche bzw. einer Degradation der Polymerketten. Als Folge hieraus wird die PTFE-Oberfläche der Folie nicht nur mittels aromati schem Polyether, insbesondere Polyetheretherketon, sicher und dauerhaft verklebbar. Es hat sich darüberhinaus auch überraschend gezeigt, daß die Degradation der Polymerketten an der freibleibenden Gleitfläche zu einem erheblich ver besserten Einlaufverhalten der aus solchem Schicht-Verbund werkstoff hergestellten Gleitlager führt. Dies mag darauf zurückzuführen sein, daß durch die bei der Vorbehandlung eintretende Degradation von Polymerketten an der Gleitfläche der aus dem erfindungsgemäßen Schicht-Verbundwerkstoff hergestellten Gleitlager in der Einlaufphase schnellerer Materialübertrag auf den Gegenläufer eintritt, so daß sehr rasch eine Gleitpaarung "Kunststoff gegen Kunststoff" entsteht, die zu einem sehr niedrigen Reibbeiwert führt. Als besonderen Vorteil bietet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit eines kontinuierlichen Vereinigens der als Funktionsschicht vorgesehenen Folie mit der vorgesehenen Trägerschicht, beispielsweise einem Stahlband. Hierzu kann ein kontinuierliches Kaschieren der als Funktionsschicht vorgesehenen Folie auf ein die Trägerschicht bildendes Stahlband vorgesehen werden, bei welchem das Stahlband fortlaufend mit pulverförmigem Haftvermittler bestreut, der Haftvermittler zum Aufschmelzen und Erhitzen auf Kaschiertemperatur fortlaufend im elektromagnetischen Feld beheizt wird und wobei die für die Funktionsschicht vorge sehene Folie mit der im Plasma durch elektrische Glimm entladung vorbehandelten Oberfläche fortlaufend auf die geschmolzene Haftvermittlerschicht aufgebracht und der so gebildete Schicht-Verbundwerkstoff fortlaufend mittels Kaschierwalzen zusammengedrückt und anschließend gekühlt wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:For the production of a layer composite according to the invention material that is intended for plain bearing purposes it surprisingly turned out to be particularly advantageous represents when both surfaces of the for the functional layer provided foil of an electrical glow discharge in the Plasma, especially a plasma made of oxygen or a Plasma containing oxygen are subjected. This applies in particular if the pre-functional layer see film contains PTFE as an essential component. The plasma treatment leads to the PTFE of the film apparently to an oxidation of the surface or Degradation of the polymer chains. As a result, this becomes the PTFE surface of the film is not only using aromati cal polyether, especially polyether ether ketone, safe and permanently bondable. It has also gone beyond Surprisingly shown that the degradation of the polymer chains at the free sliding surface to a ver better running-in behavior from such a layer composite slide bearing made of material. This may be due to this be attributed to that during the pretreatment degradation of polymer chains on the sliding surface that of the layered composite material according to the invention manufactured plain bearings faster in the running-in phase Material transfer occurs to the counter-rotor, so very much quickly a sliding pair "plastic against plastic" arises, which leads to a very low coefficient of friction. The method according to the invention offers a particular advantage the possibility of a continuous unification of the provided as a functional layer film with the intended Carrier layer, for example a steel band. This can continuous lamination of the functional layer provided film on a carrier layer forming Steel strip are provided, in which the steel strip continuously sprinkled with powdered bonding agent, the adhesion promoter to melt and heat up Laminating temperature continuously in the electromagnetic field is heated and the pre for the functional layer see foil with that in the plasma by electrical glow discharge pretreated surface continuously on the melted adhesive layer applied and the layered composite material thus formed continuously by means of Laminating rollers are pressed together and then cooled. An embodiment of the invention is as follows explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Schicht-Verbundwerkstoff in Art eines Schliffbildes und Fig. 1 shows a section of a layered composite material according to the invention in the manner of a micrograph and

Fig. 2 ein Verfahrensschema für die Herstellung eines Schicht-Verbundwerkstoffs nach Fig. 1. FIG. 2 shows a process diagram for the production of a layered composite material according to FIG. 1.

Im Beispiel der Fig. 1 ist die Funktionsschicht 11 des Schicht-Verbundwerkstoffes 10 durch eine Metallgewebe- Kunststoff-Folie gebildet, die eine Dicke von 0,48 mm aufweist. Es kommen jedoch auch dünnere und dickere Folien dieser Art zur Bildung einer Funktionsschicht in Betracht, beispielsweise in einem Bereich zwischen 0,3 mm und 0,7 mm. Die Funktionsschicht 11 enthält ein Metallgewebe 16, das im dargestellten Beispiel aus Zinnbronze besteht. Es kommen jedoch auch andere Metallgewebe, beispielsweise solche aus Bleibronzen oder anderen korrosionsbeständigen Werk stoffen mit Gleiteigenschaften, zumindest Notlaufeigen schaften in Betracht.In the example in FIG. 1, the functional layer 11 of the layer composite material 10 is formed by a metal-woven plastic film which has a thickness of 0.48 mm. However, thinner and thicker films of this type can also be used to form a functional layer, for example in a range between 0.3 mm and 0.7 mm. The functional layer 11 contains a metal mesh 16 , which in the example shown consists of tin bronze. However, there are also other metal fabrics, for example those made of lead bronze or other corrosion-resistant materials with sliding properties, at least emergency running properties.

Das Metallgewebe 16 ist in eine PTFE-Matrix 14 eingesintert, wobei Glasfasern 15 in die PTFE-Matrix eingelagert sind.The metal mesh 16 is sintered into a PTFE matrix 14 , with glass fibers 15 being embedded in the PTFE matrix.

In abgewandelter Ausführungsform könnte auch eine Kunst stoffmatrix aus linearem aromatischem Polyester vorgesehen sein, in die Polytetrafluorethylen als wesentlicher, die Gleiteigenschaften bestimmender Bestandteil der Funktions schicht 11 eingelagert ist.In a modified embodiment, a plastic matrix made of linear aromatic polyester could also be provided, in which polytetrafluoroethylene is incorporated as an essential component of the functional layer 11 which determines the sliding properties.

Zur Verbindung der Funktionsschicht 11 mit der aus Stahl blech bestehenden Trägerschicht 12 ist eine Haftvermittler schicht 13 vorgesehen, die im dargestellten Beispiel aus Polyetheretherketon (PEEK) mit Schmelztemperatur bei 334°C besteht. Die Dicke dieser Haftvermittlerschicht 13 beträgt im dargestellten Beispiel etwa 0,1 mm und somit etwa 20% der Dicke der Funktionsschicht 11. Wahlweise könnte die Dicke der Haftvermittlerschicht 13 in einem Bereich von etwa 0,05 bis 0,15 mm vorgesehen werden, wenn dies für den einen oder anderen Anwendungs fall zweckmäßig und vorteilhaft erscheint.To connect the functional layer 11 with the carrier layer 12 made of sheet steel, an adhesion promoter layer 13 is provided, which in the example shown consists of polyether ether ketone (PEEK) with melting temperature at 334 ° C. The thickness of this adhesion promoter layer 13 in the example shown is approximately 0.1 mm and thus approximately 20% of the thickness of the functional layer 11 . Optionally, the thickness of the adhesive layer 13 could be provided in a range of approximately 0.05 to 0.15 mm if this appears to be expedient and advantageous for one or the other application.

Die Herstellung des Schichtverbundwerkstoffs 10 gemäß Fig. 1 erfolgt im vorliegenden Beispiel nach dem folgenden Verfahren: In the present example, the layered composite material 10 according to FIG. 1 is produced by the following method:

In dem in Betracht gezogenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Herstellung des Schichtverbundwerkstoffs 10 in mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden, getrennten Stufen, zwischen denen das jeweilige Zwischenprodukt über mehr oder weniger lange Zeiträume gelagert werden kann.In the exemplary embodiment under consideration, the layered composite material 10 is produced in several chronologically successive, separate stages, between which the respective intermediate product can be stored over more or less long periods of time.

Zunächst wird ein die spätere Funktionsschicht 11 bildendes Band 20 aus mit Kunststoff ausgefülltem Metallgewebe in einer Verfahrensstufe hergestellt, die nicht Gegenstand der Erfindung ist. In diesem Band 20 ist ein Metallgewebe aus gute Gleiteigenschaften aufweisende Legierung mit einem oder mehreren Kunststoffen mit antiadhäsiven Eigenschaften, beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) umschichtet. Das Band 20 wird aufgewickelt auf eine Spule 21 und in die aus Fig. 2 ersichtlichen weiteren Verfahrensstufen ein geführt.First, a band 20 forming the later functional layer 11 is produced from metal mesh filled with plastic in a process step which is not the subject of the invention. In this band 20 , a metal fabric made of an alloy with good sliding properties is coated with one or more plastics with anti-adhesive properties, for example polytetrafluoroethylene (PTFE). The tape 20 is wound on a spool 21 and in the further process stages shown in FIG .

Die Spule 21 mit dem Band 20 wird in eine Plasmakammer 22 eingebracht, und zwar über eine Elektrode 23, gegenüber liegend zu einer zweiten Elektrode 24, mit seinem freien Ende an eine Haspel 25 eingelegt. Die Plasmakammer 22 wird dann verschlossen und mittels Vakuumpumpe evakuiert. Anschließend erfolgt bei weiterhin laufender Vakuumpumpe mittels eines einstellbaren Ventils 26 die Einleitung von Prozeßgas, beispielsweise Stickstoff, Argon, vorzugs weise jedoch Sauerstoff. Auf diese Weise wird in der Plasmakammer ein Arbeitsdruck eingestellt, der in der Regel bei etwa 100 Pa = 1 · 10^-3 bar liegt. An einer elektrischen Betriebseinrichtung 27 wird sodann ein elektrisches Feld zwischen den beiden Elektroden 23 und 24 eingeschaltet, wobei die zwischen den beiden Elektroden 23 und 24 herrschen de elektrische Spannung bei 220 V liegen kann. Es zündet sodann zwischen den beiden Elektroden 23 und 24 eine elektrische Glimmentladung. Je nach Art des zu behandelnden Bandes 20, insbesondere abhängig von dem im Band 20 vorge sehenen Kunststoff, mit antiadhäsiven Eigenschaften wird die elektrische Glimmentladung auf eine Leistung zwischen 50 und 400 Watt eingestellt. Sobald sich eine stabile Glimmentladung eingerichtet hat, wird der Transport des Bandes von der Spule 21 zur Haspel 25 eingeschaltet, und zwar derart, daß die Behandlungsdauer jeder Stelle des Bandes 20 zwischen drei Minuten und 10 Minuten, vorzugs weise bei etwa 5 Minuten, beträgt. Auch die Behandlungsdauer ist abhängig von der Art des Bandes bzw. der Art des im Band benutzten Kunststoffs mit antiadhäsiven Eigenschaften. Der Vorschub des Bandes 20 kann kontinuierlich oder auch schrittweise erfolgen.The spool 21 with the band 20 is introduced into a plasma chamber 22 , specifically via an electrode 23 , opposite to a second electrode 24 , with its free end inserted into a reel 25 . The plasma chamber 22 is then closed and evacuated by means of a vacuum pump. Subsequently, while the vacuum pump is still running, an adjustable valve 26 is used to introduce process gas, for example nitrogen, argon, but preferably oxygen. In this way, a working pressure is set in the plasma chamber, which is usually about 100 Pa = 1 · 10 ^-3 bar. An electrical field between the two electrodes 23 and 24 is then switched on at an electrical operating device 27 , and the electrical voltage prevailing between the two electrodes 23 and 24 can be 220 V. An electrical glow discharge then ignites between the two electrodes 23 and 24 . Depending on the type of band 20 to be treated, in particular depending on the plastic provided in band 20 , with anti-adhesive properties, the electrical glow discharge is set to a power between 50 and 400 watts. As soon as a stable glow discharge has set up, the transport of the strip from the spool 21 to the reel 25 is switched on, in such a way that the treatment time of each point of the strip 20 is between three minutes and 10 minutes, preferably around 5 minutes. The duration of treatment also depends on the type of tape or the type of plastic used in the tape with anti-adhesive properties. The belt 20 can be fed continuously or in steps.

Während des gesamten Behandlungsvorganges wird ein Gasdurch satz durch die Plasmakammer aufrechterhalten. Wenn das gesamte Band 20 von seiner Spule 21 auf die Aufnahmespule 25 geführt worden ist, wird die Plasmakammer 22 belüftet und das Band 20 mit der Haspel 25 entnommen.A gas flow through the plasma chamber is maintained throughout the treatment process. When the entire band 20 has been guided from its spool 21 onto the take-up spool 25 , the plasma chamber 22 is ventilated and the band 20 with the reel 25 is removed.

Die Plasmabehandlung führt an dem Kunststoff mit antiadhäsi ven Eigenschaften, insbesondere an dem PTFE des Bandes 20, offenbar zu einer Oxidation der Bandoberfläche bzw. einer Degradation der Polymerketten. Als Folge hieraus wird die Kunststoff-Metallgewebe-Folie nicht nur in einem Bandver fahren verklebbar, sondern es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Degradation von Polymerketten in der Gleitfläche zu einem erheblich verbesserten Einlaufver halten bei aus solchem Verbundwerkstoff hergestellten Gleitlagern führt. Dies läßt sich dadurch erklären, daß offenbar in der Einlaufphase solcher Gleitlager ein schnellerer Materialübertrag auf den Gegenläufer eintritt, so daß sehr rasch eine Gleitpaarung "Kunststoff gegen Kunststoff" entsteht, die sich durch sehr niedrigen Reibbeiwert auszeichnet. The plasma treatment on the plastic with anti-adhesive properties, in particular on the PTFE of the band 20 , apparently leads to an oxidation of the band surface or a degradation of the polymer chains. As a result, the plastic-metal mesh film is not only glued in a Bandver drive, but it has surprisingly been found that the degradation of polymer chains in the sliding surface leads to a significantly improved Einlaufver in plain bearings made of such a composite material. This can be explained by the fact that apparently in the run-in phase of such plain bearings a faster transfer of material to the counter-rotor occurs, so that a "plastic versus plastic" sliding pair is created which is characterized by a very low coefficient of friction.

Die gleichzeitige Plasmabehandlung beider Oberflächen des Bandes ist in dem Schema der Fig. 2 dadurch angedeutet, daß das Band 20 sowohl in Abstand von der Elektrode 23 als auch in Abstand von der Elektrode 24 zwischen beiden Elektroden hindurchgeführt wird. Für diese gleichzeitige Plasmabehandlung beider Bandoberflächen kann die Glimment ladung mit Wechselstrom ausgeführt werden.The simultaneous plasma treatment of both surfaces of the strip is indicated in the diagram in FIG. 2 in that the strip 20 is passed between the two electrodes both at a distance from the electrode 23 and at a distance from the electrode 24 . For this simultaneous plasma treatment of both strip surfaces, the glow discharge can be carried out with alternating current.

Wie aus dem unteren Teil der Fig. 2 ersichtlich, wird die Haspel 25 mit dem im Plasma behandelten Band 30 in eine Kaschiervorrichtung eingesetzt, der auch das als Rücken material vorgesehene Stahlband 31 fortlaufend zugeführt wird. Der die Vorbehandlung des Stahlbandes betreffende Verfahrensteil ist nicht Gegenstand der vorliegenden Er findung. Dieser Verfahrensteil kann im wesentlichen Wärme behandlungsschritte für das Stahlband zur Einstellung gewünschter Härte sowie die Oberflächenbehandlungen bezüg lich Reinigung und Entfetten einschließen. Das so vorbe handelte Stahlband 31 wird fortlaufend unter einem Zuführungs trichter 32 für pulverförmigen Haftvermittler und einem Rakel 33 zur Einstellung gleichmäßiger Verteilung über die Breite des Bandes und Einstellung gewünschter Auftragdicke des Haftvermittler-Pulvers vorbeigeführt. Nach dem Aufbringen des Haftvermittler-Pulvers wird das Stahlband 31 durch Heizeinrichtungen geführt, die im dargestellten Beispiel durch Infrarot-Strahler 34 angedeutet sind. Stattdessen kommen aber auch bevorzugt Hochfrequenz-Heizeinrichtungen oder Mittelfrequenz-Heizeinrichtungen in Betracht. Der pulverförmige Haftvermittler wird mit dieser Heizeinrichtung 34 aufgeschmolzen und auf eine Temperatur gebracht, die zwischen 20 bis 50 K oberhalb der Schmelztemperatur des jeweiligen Haftvermittlers liegt. Das an seiner Oberseite mit dem aufgeschmolzenen Haftvermittler belegte Stahlband 31 wird dann in die Kaschierstation 35 geführt. As can be seen from the lower part of FIG. 2, the reel 25 with the band 30 treated in the plasma is inserted into a laminating device, to which the steel band 31 provided as the back material is continuously fed. The process part relating to the pretreatment of the steel strip is not the subject of the present invention. This part of the process can essentially include heat treatment steps for the steel strip to set the desired hardness, as well as the surface treatments for cleaning and degreasing. The steel strip 31 thus pre-traded is continuously passed under a feed hopper 32 for powdered adhesion promoter and a doctor blade 33 for setting uniform distribution over the width of the strip and setting desired application thickness of the adhesion promoter powder. After the adhesion promoter powder has been applied, the steel strip 31 is guided through heating devices which are indicated by infrared emitters 34 in the example shown. Instead, high-frequency heating devices or medium-frequency heating devices are also preferred. The powdery adhesion promoter is melted with this heating device 34 and brought to a temperature which is between 20 to 50 K above the melting temperature of the respective adhesion promoter. The steel strip 31 covered on its upper side with the melted adhesion promoter is then guided into the laminating station 35 .

Das in der Plasmakammer 22 vorbehandelte und evtl. zwischen gelagerte Kunststoff-Metallgewebe-Band 30 wird von seiner Haspel 25, auf die es in der Plasmakammer 22 gewickelt worden ist, über eine erste Vorschubeinrichtung 36 geführt, die in Fig. 2 durch eine Walze angedeutet ist. Von dort wird es durch eine in Fig. 2 durch ein Walzenpaar angedeutete Bandführungseinrichtung 37 geführt und aus dieser in die Kaschierstation 35 gebracht. Die Kaschierstation 35 ent hält im dargestellten Beispiel ein Paar von Kaschier walzen 38, durch die das Band 30 und das mit dem aufge schmolzenen Haftvermittler belegte Stahlband 31 gemeinsam hindurchgeführt und miteinander verbunden werden.The pretreated in the plasma chamber 22 and possibly between stored plastic-metal fabric tape 30 is guided by its reel 25 , on which it has been wound in the plasma chamber 22 , via a first feed device 36 , which is indicated in FIG. 2 by a roller is. From there it is guided through a belt guide device 37 indicated in FIG. 2 by a pair of rollers and brought from there into the laminating station 35 . The laminating station 35 ent holds a pair of laminating rollers 38 in the example shown, through which the band 30 and the steel strip 31 occupied with the melted adhesion promoter 31 are passed through and joined together.

Im dargestellten Beispiel wird Polyether-Etherketon (PEEK) mit Schmelztemperatur von 334°C als Haftvermittler benutzt. Das auf der zu beschichtenden Oberfläche des Stahlbandes 31 aufgebrachte und gleichmäßig verteilte Pulver aus diesem Polyether-Etherketon wird aufgeschmolzen und darüber hinaus auf eine Massetemperatur von 360° bis 380°C gebracht.In the example shown, polyether ether ketone (PEEK) with a melting temperature of 334 ° C. is used as an adhesion promoter. The evenly distributed powder of this polyether ether ketone applied to the surface of the steel strip 31 to be coated is melted and further brought to a melt temperature of 360 ° to 380 ° C.

Das im dargestellten Beispiel auf das Stahlband 31 zu kaschierende Kunststoff-Metallgewebe-Band enthält als wesentlichen Kunststoffbestandteil Polytetrafluorethylen PTFE). Das vorbehandelte Band 30 wird mit seiner mit dem Stahlband 31 zu verklebenden Fläche auf die aufgeschmolzene und auf einer Temperatur zwischen 360 und 380°C gehaltene Polyether-Etherketon-Schicht aufgelegt und mittels der Kaschierwalzen 38 fortlaufend aufgepreßt. Der hierbei ausgeübte Druck beträgt zwischen 140 und 700 kN/m². Das die Kaschierstation 35 verlassende Schicht-Verbundwerkstoff- Band wird nach Abkühlen auf eine Spule aufgewickelt und kann bis zur Verarbeitung zu Gleitlagern zwischengelagert werden. The plastic-metal fabric tape to be laminated on the steel tape 31 in the example shown contains, as an essential plastic component, polytetrafluoroethylene (PTFE). The pretreated tape 30 is placed with its surface to be bonded to the steel tape 31 onto the melted polyether ether ketone layer, which is kept at a temperature between 360 and 380 ° C., and is continuously pressed on by means of the laminating rollers 38 . The pressure exerted here is between 140 and 700 kN / m ² . The layered composite tape leaving the laminating station 35 is wound up on a spool after cooling and can be temporarily stored until it is processed into plain bearings.

10 Composite material
11 functional layer
12 carrier layer
13 adhesion promoter layer
14 PTFE matrix
15 glass fibers
16 metal mesh
20 volume
21 coil
22 plasma chamber
23 electrode
24 electrode
25 reel
26 valve
27 Factory equipment
30 plastic-metal mesh tape
31 steel band
32 feed funnels
33 squeegees
34 infrared emitters
35 laminating station
36 feed device
37 tape guide device
38 laminating rollers

Claims

1. Layered composite material with a functional layer, preferably a sliding layer, the essential constituent of which is formed in part by one or more substances with anti-adhesive properties, for example polytetrafluoroethylene (PTFE), and with a carrier layer, for example steel back, to which the functional layer is bound by means of an adhesion promoter layer , characterized in that the functional layer ( 11 ) has a prefabricated film which is pretreated at least on the surface to be connected to the carrier layer ( 12 ) by an electrical discharge in a plasma under reduced pressure, and the adhesion promoter layer ( 13 ) by a layer between the functional layer ( 11 ) and the carrier layer ( 12 ) are melted thermoplastics based on aromatic polyether.

2. Layer composite material according to claim 1, characterized in that the thermoplastic, aromatic polyether of the adhesion promoter layer ( 13 ) has a melting temperature above, preferably about 50 K above half the upper limit temperature of the thermal resistance of the substances contained in the functional layer having.

3. Layer composite material according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the adhesion promoter layer ( 13 ) carries about 20% of the thickness of the functional layer ( 11 ) be.

4. Layer composite material according to one of claims 1 to 3, characterized in that with a thickness of the functional layer ( 11 ) between about 0.3 mm and 0.7 mm, the thickness of the adhesive layer ( 13 ) between about 0.05 mm and 0.1 mm.

5. Layered composite material according to one of claims 1 to 3, characterized in that the adhesive layer ( 13 ) made of polyether ether ketone (PEEK) with melting temperature above 300 ° C, preferably at 334 ° C, is formed.

6. A method for producing a layer composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that a prefabricated film, the essential component of which is formed by one or more substances with anti-adhesive properties, is provided to form the functional layer and in a plasma from process gas under a reduced pressure in the range of 10 ^-3 bar, at least on its surface to be connected to the carrier layer, is subjected to an electrical glow discharge, while on the surface to be bonded, cleaned and degreased surface of the carrier layer, a thermoplastic used as an adhesion promoter, aromatic polyether is melted in a uniform layer, and that the film, with its surface pretreated by electrical glow discharge, is placed on the melted adhesion promoter layer and the composite material thus formed is pressed together and cooled to solidify the adhesion promoter.

7. The method according to claim 6, characterized in that for pretreatment to form the functional layer provided a plasma is used, which consists of Oxygen exists or at least oxygen is essential contains component.

8. The method according to claim 6 or 7, characterized in net that the pre-formed to form the functional layer see film on both surfaces by electrical Glow discharge pretreated in plasma from process gas becomes.

9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized net through the application of an electric field the strength of 220V, 50-600W and a treatment time from 3-10 min. for the pretreatment of the for formation the functional layer provided by electrical Glow discharge.

10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized characterized that on a cleaned, as a carrier provided and degreased steel band on one side powdered polyether ether ketone (PEEK) with enamel temperature above 300 ° C, preferably at 334 ° C, across the belt surface, for example using a squeegee evenly distributed and melted and that for the formation of the functional layer provided film after pretreatment by electrical Glow discharge with its pretreated surface which carries the melted polyether ether ketone Surface of the steel strip is placed and pressed.

11. The method according to claim 10, characterized in that the melted polyether ether ketone (PEEK) to Laying on for the formation of the functional layer provided film to a temperature between 20 to Is heated 50 K above its melting temperature.

12. The method according to any one of claims 6 to 10, characterized characterized by continuous lamination of the for Formation of the functional layer provided film one intended for the formation of the carrier layer Steel belt, the steel belt continuously with powder sprinkled with the form of a bonding agent, the bonding agent for melting and heating to laminating temperature is continuously heated in the electromagnetic field and that the film continues on that on the steel belt formed melted adhesive layer applied and the layered composite thus formed continuously compressed by means of laminating rollers and is then cooled.