JP2014046673A - Slide member - Google Patents

Slide member Download PDF

Info

Publication number
JP2014046673A
JP2014046673A JP2012194223A JP2012194223A JP2014046673A JP 2014046673 A JP2014046673 A JP 2014046673A JP 2012194223 A JP2012194223 A JP 2012194223A JP 2012194223 A JP2012194223 A JP 2012194223A JP 2014046673 A JP2014046673 A JP 2014046673A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluororesin
base material
sliding member
fluororesin layer
sliding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012194223A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Ikeda
一秋 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Original Assignee
Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Fine Polymer Inc filed Critical Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Priority to JP2012194223A priority Critical patent/JP2014046673A/en
Publication of JP2014046673A publication Critical patent/JP2014046673A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a slide member including a base material and a fluororesin layer provided in close contact with a surface of the base material, excellent in adhesiveness between the base material and the fluororesin layer and wear resistance, advantageous even in manufacturing costs and having no problem on slidability.SOLUTION: A slide member includes: a base material having a maximum height Ry of surface roughness of 20 μm or less; and a fluororesin layer provided on a surface of the base material and formed of a fluororesin crosslinked or includes: a base material having a surface etched and a fluororesin layer provided on a surface of the base material and formed of a fluororesin crosslinked.

Description

本発明は、基材とその表面上に密着して設けられたフッ素樹脂層からなる摺動部とを有し、前記基材とフッ素樹脂層間の接着性及び耐摩耗性に優れた摺動部材に関する。   The present invention includes a sliding member having a base material and a sliding portion made of a fluororesin layer provided in close contact with the surface thereof, and having excellent adhesion and wear resistance between the base material and the fluororesin layer. About.

産業分野や医療分野等では、金属等からなる基材上に摺動部を形成してなる摺動部材が広く使用されている。摺動部には、低摩擦性(摩擦係数が低いとの性質、摺動性)とともに耐摩耗性や耐熱性、耐薬品性等が求められる。フッ素樹脂は、低摩擦性に優れているとともに化学的に極めて安定であり耐熱性、耐薬品性に優れるので、摺動部を形成する材質としての使用が期待されている。   In the industrial field, the medical field, and the like, a sliding member formed by forming a sliding part on a base material made of metal or the like is widely used. The sliding portion is required to have wear resistance, heat resistance, chemical resistance, etc. as well as low friction properties (properties with low friction coefficient, sliding properties). Fluorocarbon resin is expected to be used as a material for forming a sliding portion because it is excellent in low friction, chemically extremely stable, and excellent in heat resistance and chemical resistance.

しかし、フッ素樹脂には耐摩耗性が低いとの問題がある。そこで特許文献1では、フッ素樹脂に電離性放射線を照射することにより耐摩耗性を向上させる方法が提案されており、電離性放射線を照射したフッ素樹脂層を有する摺動部材が開示されている。フッ素樹脂には基材との接着性が低いとの問題もある。そこで特許文献2では、基材の表面をフッ素樹脂で被覆し次いで電離性放射線を照射することによって、フッ素樹脂の架橋反応およびフッ素樹脂と基材表面との化学反応を同時に生じさせて両者の強固な接着を達成する方法が開示されている。   However, there is a problem that fluororesins have low wear resistance. Therefore, Patent Document 1 proposes a method for improving wear resistance by irradiating ionizing radiation to a fluororesin, and discloses a sliding member having a fluororesin layer irradiated with ionizing radiation. There is also a problem that the fluororesin has low adhesion to the substrate. Therefore, in Patent Document 2, the surface of the base material is coated with a fluororesin and then irradiated with ionizing radiation, thereby causing a cross-linking reaction of the fluororesin and a chemical reaction between the fluororesin and the surface of the base material at the same time. A method for achieving good adhesion is disclosed.

基材に、その表面を粗くする処理であるブラストを行い基材とフッ素樹脂層との接着力を高める方法も広く行われている。しかしブラストを行った基材表面にフッ素樹脂を塗装した場合、ブラストでは凹凸の制御が難しいため、ブラストにより凸となった部分はフッ素樹脂の膜厚が薄くなり極端な場合では基材の凸部が露出する。特にフッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の場合は膜厚が厚くなるとクラックが発生するので全体を一定以上厚くできないため、この問題が顕著になる。基材の凸部にある薄いフッ素樹脂層を有する摺動部材では、薄い部分が優先的に摺動相手材と接触するので摺動開始後の早い段階で摺動相手材が基材に達し摺動性が損なわれる。   A method of increasing the adhesive force between the base material and the fluororesin layer by performing blasting on the base material to roughen the surface thereof is also widely performed. However, when fluororesin is coated on the surface of the blasted substrate, it is difficult to control the unevenness with blasting. Is exposed. In particular, in the case where the fluororesin is polytetrafluoroethylene (PTFE), cracks occur when the film thickness is increased, so that the entire film cannot be made thicker than a certain value, and this problem becomes remarkable. In a sliding member having a thin fluororesin layer on the convex part of the base material, the thin part preferentially comes into contact with the sliding counterpart material, so the sliding counterpart material reaches the base material and slides at an early stage after the start of sliding. Mobility is impaired.

このような問題を解決するとともに基材とフッ素樹脂との高い接着力及び優れた摺動性を達成するために、特許文献3では、基材の上に、銅メッキ等のブロンズや鉛となじみの良いメッキを施し、その上にブロンズ粉又は鉛粉を敷き詰め半溶融させ、さらにその上にフッ素樹脂を塗布して焼き付けを行う方法が提案されている。この方法による摺動部材ではブロンズや鉛粉により基材との優れた接着性と摺動性の両立が図られている。   In order to solve such problems and achieve high adhesive strength and excellent slidability between the base material and the fluororesin, Patent Document 3 is familiar with bronze and lead such as copper plating on the base material. A method has been proposed in which good plating is applied, bronze powder or lead powder is spread and semi-melted thereon, and a fluororesin is applied thereon and baked. In the sliding member by this method, both excellent adhesiveness and slidability with the base material are achieved by bronze or lead powder.

特許第3566805号公報Japanese Patent No. 3666805 特開2002−225204号公報JP 2002-225204 A 特許第3357561号公報Japanese Patent No. 3357561

ブロンズや鉛の動摩擦係数は、基材として一般的なアルミや鉄、SUSに比べれば低いものの、PTFE等のフッ素樹脂単体からなる膜に比べればはるかに高い。又、ブロンズや鉛は、相手材を傷つけ摩耗させる問題がある。従って特許文献3に開示されている摺動部材は摺動性に問題があった。又特許文献3の方法は、複雑な工程を経て摺動部材を製造するため製造コスト的にも不利である。   The dynamic friction coefficient of bronze and lead is lower than that of general aluminum, iron, and SUS as a base material, but is much higher than that of a film made of a single fluororesin such as PTFE. Moreover, bronze and lead have a problem of damaging and wearing the counterpart material. Therefore, the sliding member disclosed in Patent Document 3 has a problem in slidability. Further, the method of Patent Document 3 is disadvantageous in terms of manufacturing cost because the sliding member is manufactured through a complicated process.

本発明は、基材とその表面に密着して設けられたフッ素樹脂層を有する摺動部材であって、前記基材とフッ素樹脂層間の接着性及び耐摩耗性に優れ、製造コスト的にも有利で摺動性の問題もない摺動部材を提供することを課題とする。   The present invention is a sliding member having a base material and a fluororesin layer provided in close contact with the surface thereof, and is excellent in adhesion and wear resistance between the base material and the fluororesin layer, and also in terms of production cost. It is an object of the present invention to provide a sliding member that is advantageous and has no problem with slidability.

本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、表面粗度の最大高さRyを20μm以下とした基材上に、密着して架橋されたフッ素樹脂層を設けることにより、又は、エッチング処理された基材の表面上に、密着して架橋されたフッ素樹脂層を設けることにより、前記基材とフッ素樹脂層間の高い接着性が得られるとともに耐摩耗性にも優れ、さらに容易に製造できて製造コスト的にも有利で摺動性の問題もない摺動部材が得られることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventor has provided a fluorine resin layer that is closely and cross-linked on a substrate having a maximum surface roughness Ry of 20 μm or less, or By providing an intimately cross-linked fluororesin layer on the surface of the etched base material, high adhesion between the base material and the fluororesin layer can be obtained, and the wear resistance is excellent. The present inventors have found that a sliding member that can be manufactured, is advantageous in terms of manufacturing cost, and does not have a problem of slidability can be obtained.

請求項1に記載の発明(以後、第1の発明と言うことがある)は、最大高さRyが20μm以下である基材と、その表面上に設けられたフッ素樹脂層を有し、前記フッ素樹脂層を構成するフッ素樹脂が架橋されていることを特徴とする摺動部材である。ここで摺動部材とは、耐摩耗性を有する摺動面を有し摺動部分に用いられる部材を言う。耐摩耗性を有するとは、具体的には、後述のスラスト摩耗試験(リングオンディスク式摩耗評価、JIS K−7218に準拠)の結果が0.8MPa以上であることを言う。なお、0.8MPaは、摺動材として多用されている超高分子量ポリエチレンのシートの耐摩耗性に相当する。   The invention according to claim 1 (hereinafter sometimes referred to as the first invention) includes a base material having a maximum height Ry of 20 μm or less, and a fluororesin layer provided on the surface thereof, The sliding member is characterized in that the fluororesin constituting the fluororesin layer is crosslinked. Here, the sliding member refers to a member having a sliding surface having wear resistance and used for a sliding portion. Specifically, having wear resistance means that the result of a later-described thrust wear test (ring-on-disk wear evaluation, conforming to JIS K-7218) is 0.8 MPa or more. Note that 0.8 MPa corresponds to the wear resistance of the ultrahigh molecular weight polyethylene sheet that is frequently used as a sliding material.

この発明は、基材の表面粗度の最大高さRyが20μm以下であることを特徴とする。最大高さRyとは、基材の表面の粗さの最大高さを表わす値であり、JIS B 0601−1994で規定される測定値である。最大高さRyが20μm以下であるので、基材の表面は平滑でありブラスト等の粗面化処理はされていない。最大高さRyは、好ましくは10μm以下である。   This invention is characterized in that the maximum height Ry of the surface roughness of the substrate is 20 μm or less. The maximum height Ry is a value representing the maximum height of the surface roughness of the substrate, and is a measurement value defined in JIS B 0601-1994. Since the maximum height Ry is 20 μm or less, the surface of the substrate is smooth and is not subjected to roughening treatment such as blasting. The maximum height Ry is preferably 10 μm or less.

又この発明は、金属等からなる基材と密着してフッ素樹脂層が設けられており、かつそのフッ素樹脂層を形成するフッ素樹脂が架橋されていることを特徴とする。架橋されたフッ素樹脂から形成されるフッ素樹脂層は、基材上にフッ素樹脂を塗布してフッ素樹脂層を形成した後、電離放射線を照射してフッ素樹脂を架橋することにより形成することができる。フッ素樹脂層の形成後に架橋を行うことで基材とフッ素樹脂層間の接着力を確保することができる。   Further, the present invention is characterized in that a fluororesin layer is provided in close contact with a base material made of metal or the like, and the fluororesin forming the fluororesin layer is crosslinked. A fluororesin layer formed from a cross-linked fluororesin can be formed by coating a fluororesin on a substrate to form a fluororesin layer, and then irradiating with ionizing radiation to crosslink the fluororesin. . By performing crosslinking after the formation of the fluororesin layer, the adhesive force between the base material and the fluororesin layer can be ensured.

又、フッ素樹脂が架橋されていることにより優れた耐摩耗性が得られる。架橋によりフッ素樹脂の耐磨耗性が向上している点でも摺動部材として好適なものとなる。フッ素樹脂が架橋されていない場合は耐摩耗性が不十分となり摺動部材としての有用性が低くなる。   Further, excellent wear resistance can be obtained by crosslinking the fluororesin. It is also suitable as a sliding member in that the abrasion resistance of the fluororesin is improved by crosslinking. When the fluororesin is not crosslinked, the wear resistance is insufficient and the usefulness as a sliding member is lowered.

さらにこの発明の摺動部材は、摺動部がフッ素樹脂により形成されているので摺動性(低い摩擦係数)や耐薬品性に優れる。この発明の摺動部材では、基材及びフッ素樹脂層ともその表面は平滑であるので、前記のブラストをした摺動部材や特許文献3に記載の摺動部材等で生じる問題、すなわち基材の凸部では摺動性が損なわれやすいとの問題は生ぜずに安定的に優れた摺動性を保つことができる。   Furthermore, the sliding member of the present invention is excellent in slidability (low friction coefficient) and chemical resistance because the sliding portion is made of a fluororesin. In the sliding member of the present invention, since the surfaces of both the base material and the fluororesin layer are smooth, the problem caused by the blasted sliding member or the sliding member described in Patent Document 3, that is, the base material It is possible to stably maintain excellent slidability without causing a problem that the slidability is easily impaired at the convex portion.

本発明の摺動部材は、基材の表面上に密着してフッ素樹脂層を形成し電離放射線の照射等によりフッ素樹脂を架橋する方法により製造することができる。特許文献3に記載の方法におけるメッキ工程や半溶融等の他の工程は不要である。従って工程はシンプルで製造は容易であり製造コスト的にも有利である。   The sliding member of the present invention can be produced by a method in which a fluororesin layer is formed in close contact with the surface of a substrate and the fluororesin is crosslinked by irradiation with ionizing radiation. Other processes such as a plating process and semi-melting in the method described in Patent Document 3 are unnecessary. Therefore, the process is simple, the production is easy, and the production cost is advantageous.

請求項2に記載の発明(以後、第2の発明と言うことがある)は、基材とその表面上に設けられたフッ素樹脂層を有し、前記基材表面にエッチング処理が施され、かつ前記フッ素樹脂層を構成するフッ素樹脂が架橋されていることを特徴とする摺動部材である。   The invention according to claim 2 (hereinafter sometimes referred to as the second invention) has a base material and a fluororesin layer provided on the surface thereof, and the base material surface is subjected to an etching treatment, And the fluororesin which comprises the said fluororesin layer is bridge | crosslinked, It is a sliding member characterized by the above-mentioned.

この発明の摺動部材は、基材の表面にエッチング処理が施されていることを特徴とする。エッチング処理とは、化学薬品(腐食液、エッチング液)などの腐食作用を利用した塑形ないし表面加工の方法を意味する。エッチング液として電解液を用い通電しながら表面加工を行う電界エッチングも含まれる。例えば、基材がアルミニウムからなる場合は、特公昭59−12759号公報に記載されているような電界エッチングにより、基材表面にエッチング処理を施すことができる。   The sliding member of the present invention is characterized in that the surface of the base material is etched. The etching process means a plastic forming or surface processing method using a corrosive action such as a chemical (corrosive liquid, etching liquid). It also includes electric field etching in which surface processing is performed while energizing using an electrolytic solution as an etching solution. For example, when the substrate is made of aluminum, the surface of the substrate can be etched by electric field etching as described in JP-B-59-12759.

エッチング処理では、基材の表面の不純物を選択的に溶解して、基材の表面に径が数十〜数百μm程度の凹形状(微細な凹部)を形成することができる。基材の表面の微細な凹部にフッ素樹脂が入り込むことによりアンカー効果が発生し接着強度を高めることができる。エッチング処理によれば、前記のブラストをした摺動部材や特許文献3に記載の摺動部材等で生じる問題、すなわち基材の凸部では摺動性が損なわれやすいとの問題は生ぜずに安定的に優れた摺動性を保つことができる。   In the etching treatment, impurities on the surface of the base material can be selectively dissolved to form a concave shape (fine concave portion) having a diameter of several tens to several hundreds of μm on the surface of the base material. When the fluororesin enters the fine recesses on the surface of the substrate, an anchor effect is generated and the adhesive strength can be increased. According to the etching process, there is no problem that occurs with the blasted sliding member or the sliding member described in Patent Document 3, that is, the problem that the slidability is easily impaired at the convex portion of the base material. Stable and excellent slidability can be maintained.

又第2の発明は、第1の発明と同様に金属等からなる基材と密着してフッ素樹脂層が設けられること、そのフッ素樹脂層を形成するフッ素樹脂が架橋されていることを特徴とする。基材の表面にエッチング処理が施されておりかつフッ素樹脂が架橋されておれば基材とフッ素樹脂層間の優れた接着性が得られる。従って、本発明の摺動部材は基材とフッ素樹脂層間の接着性に優れたものであり、フッ素樹脂の架橋による化学的接着とエッチング処理によるアンカー効果(物理的接着)を併用して優れた接着性を得るものである。   Further, the second invention is characterized in that, as in the first invention, a fluororesin layer is provided in close contact with a base material made of metal or the like, and the fluororesin forming the fluororesin layer is crosslinked. To do. If the surface of the substrate is etched and the fluororesin is crosslinked, excellent adhesion between the substrate and the fluororesin layer can be obtained. Therefore, the sliding member of the present invention is excellent in adhesion between the base material and the fluororesin layer, and is excellent in combination with chemical adhesion by crosslinking of fluororesin and anchor effect (physical adhesion) by etching treatment. Adhesion is obtained.

請求項3に記載の発明は、負荷長さ率tpが80%以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の摺動部材である。負荷長さ率tpとは、板(基材等)の平坦部と凹部の比率を示すものであり、JIS B 0601−1994に準拠して測定することができる。例えば理論的には、凹部のない平坦な板の場合は、負荷長さ率tpは100%となり、ブラスト処理をした板のように、表面が曲線状の山谷の繋がりであって平坦部のない板の場合は0%となる。   The invention according to claim 3 is the sliding member according to claim 1 or 2, wherein the load length ratio tp is 80% or less. The load length ratio tp indicates the ratio between the flat portion and the concave portion of the plate (base material or the like), and can be measured according to JIS B 0601-1994. For example, theoretically, in the case of a flat plate without a concave portion, the load length ratio tp is 100%, and the surface is connected with a curved valley and has no flat portion like a blasted plate. In the case of a plate, it is 0%.

エッチング処理の程度(エッチングの指標)は、負荷長さ率tpを用いて表すことができる。エッチング処理を施した板の場合、負荷長さ率tpが低くなるほど平坦部が少なく凹部が多くなることから、アンカー効果をより多く得ることができるようになり、接着力を強化することができる。負荷長さ率tpの好ましい範囲は用途により変動するが、負荷長さ率tpが80%以下の場合接着力を強化するとの効果を発揮できる。60%以下であればその効果がより明確に発揮されるので好ましい。   The degree of etching treatment (etching index) can be expressed using the load length ratio tp. In the case of a plate that has been subjected to etching treatment, the lower the load length ratio tp, the fewer the flat portions and the greater the number of recesses, so that more anchor effect can be obtained and the adhesive strength can be enhanced. The preferable range of the load length ratio tp varies depending on the application, but when the load length ratio tp is 80% or less, the effect of strengthening the adhesive force can be exhibited. If it is 60% or less, since the effect is exhibited more clearly, it is preferable.

第1の発明と同様に第2の発明も、フッ素樹脂が架橋されていることにより耐摩耗性が大幅に向上しておりこの点でも摺動部材として好適なものとなる。又摺動部がフッ素樹脂により形成されているので摺動性(低い摩擦係数)や耐薬品性に優れる摺動部材となる。   Similar to the first invention, the second invention also has a significantly improved wear resistance due to the cross-linking of the fluororesin, which makes it suitable as a sliding member. Further, since the sliding portion is formed of a fluororesin, the sliding member is excellent in slidability (low coefficient of friction) and chemical resistance.

本発明の摺動部材は、基材の表面にエッチングを施しその表面上に密着してフッ素樹脂層を形成した後、電離放射線の照射等によりフッ素樹脂を架橋することにより製造することができる。特許文献3に記載の方法におけるメッキ工程や半溶融等の他の工程は不要である。従って、工程もシンプルで製造は容易であり製造コスト的にも有利である。   The sliding member of the present invention can be produced by etching the surface of the base material, forming a fluororesin layer in close contact with the surface, and then crosslinking the fluororesin by irradiation with ionizing radiation or the like. Other processes such as a plating process and semi-melting in the method described in Patent Document 3 are unnecessary. Therefore, the process is simple, the production is easy, and the production cost is advantageous.

請求項4に記載の発明は、碁盤目試験による基材とフッ素樹脂層間の接着力が90/100以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の摺動部材である。   The invention according to claim 4 is characterized in that the adhesive strength between the base material and the fluororesin layer is 90/100 or more by a cross-cut test, and the slide according to any one of claims 1 to 3 is characterized. It is a moving member.

ここで碁盤目試験とは、JIS−K−5400(1998年度版)に記載された試験法であり、具体的には、フッ素樹脂層(表層)に100個の碁盤目状の傷をつけ、その上にテープを貼り付けた後引き剥がすとの試験を行い、引き剥がされずに残った碁盤目数をカウントする試験法である。90/100以上とは、前記の引き剥がしを100回繰り返した後、100個の碁盤目中の90以上が引き剥がされずに残っていることを意味する。   Here, the cross cut test is a test method described in JIS-K-5400 (1998 version), and specifically, 100 cross cuts are made on the fluororesin layer (surface layer). This is a test method in which a test is performed to peel off the tape after the tape has been applied thereon, and the number of grids remaining without being peeled off is counted. 90/100 or more means that 90 or more of 100 grids remain without being peeled after 100 times of the above peeling.

第1の発明も第2の発明も基材とフッ素樹脂層間の接着力に優れた摺動部材であるが、中でも碁盤目試験による接着力が90/100以上であるものが好ましい。なおここでいう接着力とは、摺動部材の使用前の初期接着力すなわち使用等による劣化を経ていない場合の接着力である。   Both the first invention and the second invention are sliding members excellent in the adhesive strength between the base material and the fluororesin layer, and those having an adhesive strength by a cross-cut test of 90/100 or more are particularly preferable. Here, the adhesive force is an initial adhesive force before use of the sliding member, that is, an adhesive force in a case where the sliding member has not been deteriorated due to use or the like.

請求項5に記載の発明は、前記フッ素樹脂層を形成するフッ素樹脂が、PTFE、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン・テトラフルオロエチレン系共重合体(ETFE)及びポリビニリデンフロライド(PVdF)から選ばれることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の摺動部材である。   According to a fifth aspect of the present invention, the fluororesin forming the fluororesin layer is made of PTFE, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA). The sliding member according to any one of claims 1 to 4, wherein the sliding member is selected from ethylene tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) and polyvinylidene fluoride (PVdF).

フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン系重合体やその共重合体等を使用でき、より具体的な例としては請求項4中に列挙された上記の樹脂を挙げることができる。又、2種類以上のフッ素樹脂を併用したものや、フッ素樹脂以外の異種成分を添加した樹脂組成からなるものも、本発明の趣旨(接着性、耐摩耗性等)を損ねない範囲で使用することができる。異種成分としては例えばガラス、カーボン、金属、金属酸化物、セラミックス、耐熱性有機材料、鉱物等を挙げることができる。   As the fluororesin, a tetrafluoroethylene-based polymer or a copolymer thereof can be used, and more specific examples include the above-described resins recited in claim 4. In addition, those using two or more kinds of fluororesins in combination and those composed of a resin composition to which a different component other than fluororesin is added are used within a range that does not impair the gist (adhesiveness, wear resistance, etc.) of the present invention. be able to. Examples of the different component include glass, carbon, metal, metal oxide, ceramics, heat resistant organic material, and mineral.

請求項6に記載の発明は、基材が金属又は放熱体から形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の摺動部材である。   A sixth aspect of the present invention is the sliding member according to any one of the first to fifth aspects, wherein the base material is formed of a metal or a radiator.

基材を形成する材料としては、アルミニウム、鉄、銅、SUS等の金属、ガラス、樹脂等を挙げることができ、摺動部材の用途に応じて最適なものが選択される。基材として熱伝導率が高く放熱性に優れるものを用いることにより、摺動部材の使用中に発生する摩擦熱を放熱体に効果的に伝導させて除去し、温度上昇を抑制することができる。その結果、耐摩耗性を向上できるので好ましい。   Examples of the material for forming the base material include metals such as aluminum, iron, copper, and SUS, glass, resin, and the like, and an optimum material is selected according to the use of the sliding member. By using a base material having high thermal conductivity and excellent heat dissipation, it is possible to effectively conduct and remove the frictional heat generated during the use of the sliding member to the heat dissipator, thereby suppressing the temperature rise. . As a result, the wear resistance can be improved, which is preferable.

本発明の摺動部材は、半導体製造装置用の摺動部材、医療機器用の摺動部材、産業用機械や民生用の製品等に使用される摺動部材として好適に用いられる。   The sliding member of the present invention is suitably used as a sliding member for semiconductor manufacturing equipment, a sliding member for medical equipment, an industrial machine, a consumer product, and the like.

半導体製造装置用の摺動部材では、耐薬品性やイオン溶出を防ぐとの観点から、フッ素樹脂としてPTFEやPFAが多用されているが、ウエハートレー等の場合、摺動する部分の磨耗粉の発生が問題となっている。しかし、本発明の摺動部材は耐摩耗性が高いので磨耗粉の発生を大幅に抑えることができる。又本発明の摺動部材は、基材とフッ素樹脂層が優れた接着性でダイレクトに接着しておりプライマー等を使用していない。従って従来の半導体製造装置で問題となっていたプライマー中に含まれる様々な接着成分からのイオン等の溶出がないので好ましい。   In the sliding member for semiconductor manufacturing equipment, PTFE and PFA are often used as fluororesin from the viewpoint of preventing chemical resistance and ion elution. Occurrence is a problem. However, since the sliding member of the present invention has high wear resistance, generation of wear powder can be significantly suppressed. In the sliding member of the present invention, the base material and the fluororesin layer are directly bonded with excellent adhesiveness, and no primer or the like is used. Therefore, it is preferable because there is no elution of ions and the like from various adhesive components contained in the primer, which has been a problem in conventional semiconductor manufacturing apparatuses.

医療機器用の摺動部材としては、カテーテルの配管等を挙げることができる。医療機器用の摺動部材を構成するフッ素樹脂としてはPTFEが、身体親和性がよいので多用されている。医療機器用の摺動部材にも、半導体装置用の場合と同様、摺動部で磨耗粉が発生しないことやSUS等の金属からなる基材との接着部からの異物の溶出がないことが求められる。しかし本発明の摺動部材は、フッ素樹脂がPTFEの場合でも耐摩耗性が高いので磨耗粉の発生を大幅に抑えることができ、又基材との接着はダイレクトでプライマー等を使用していないので異物の溶出の問題もない。従って本発明の摺動部材は、医療機器用の摺動部材としても好ましく用いられる。   Examples of the sliding member for medical equipment include catheter piping. PTFE is frequently used as a fluororesin that constitutes a sliding member for medical devices because of its good body affinity. As in the case of semiconductor devices, the sliding members for medical equipment should not generate wear powder at the sliding parts or have any foreign substances eluted from the bonded parts with the base material made of metal such as SUS. Desired. However, since the sliding member of the present invention has high wear resistance even when the fluororesin is PTFE, generation of wear powder can be greatly suppressed, and adhesion to the substrate is direct and no primer is used. So there is no problem of elution of foreign matter. Therefore, the sliding member of the present invention is preferably used as a sliding member for medical equipment.

本発明の摺動部材は、フッ素樹脂からなる従来の摺動部材と同様の低い摩擦係数を有するとともに、従来の摺動部材よりもさらに優れた耐摩耗性を有するので、産業用機械や民生用の製品等に使用される無潤滑軸受等、高い耐摩耗性が求められる用途に好適に用いられる。産業用機械や民生用の製品等に使用される摺動部材としては、巻き軸受やブッシュ等の各種滑り軸受、スライダー等を挙げることができる。又、自動車等で使用されるピストンリングやピストンスカート、サスペンション部品等の様にリング状に摺動する部分にも本発明の摺動部材を使用できる。   The sliding member of the present invention has a low coefficient of friction similar to that of a conventional sliding member made of a fluororesin, and further has wear resistance superior to that of the conventional sliding member. It is suitably used for non-lubricated bearings used in products such as those requiring high wear resistance. Examples of the sliding member used in industrial machines and consumer products include various sliding bearings such as a winding bearing and a bush, a slider, and the like. Also, the sliding member of the present invention can be used in a portion that slides in a ring shape, such as a piston ring, piston skirt, suspension part, etc. used in an automobile or the like.

さらにパッキン、糸、電線、ワイヤー等の金属線、チェーン等の線状のものが通る各種ガイド、リール、ローラー、トレー等にも本発明の摺動部材を使用できる。紡績工場等で用いられる高速で流れる糸を受けるガイドに本発明の摺動部材を使用すると、糸の傷つきが防止できるとともにガイドのヘタリを抑制できるので好ましい。   Furthermore, the sliding member of the present invention can also be used for various guides, reels, rollers, trays, and the like through which metal wires such as packing, threads, electric wires and wires, and linear materials such as chains pass. It is preferable to use the sliding member of the present invention for a guide that receives a yarn that flows at a high speed, such as used in a spinning factory, because it can prevent the yarn from being damaged and suppress the settling of the guide.

本発明の摺動部材は、さらに又、ベアリングリテーナー、ギヤ、コンプレッサーのスクロール部品等の異形物に用いることもできる。これらの場合はオイルレス化などの効果が期待できるので好ましい。   The sliding member of the present invention can also be used for deformed objects such as bearing retainers, gears, and scroll parts of compressors. In these cases, an effect such as oil-less operation can be expected, which is preferable.

本発明の摺動部材は、基材とフッ素樹脂層間の接着性及び耐摩耗性に優れ、製造コスト的にも有利で摺動性の問題もない。従って、半導体製造装置や医療機器用の摺動部材として又産業分野で使用される摺動部材として好適に用いられる。   The sliding member of the present invention is excellent in adhesiveness and abrasion resistance between the base material and the fluororesin layer, is advantageous in terms of production cost, and has no problem of sliding property. Therefore, it can be suitably used as a sliding member for semiconductor manufacturing equipment and medical equipment and as a sliding member used in the industrial field.

実施例、比較例で行ったスラスト摩耗試験(リングオンディスク式摩耗評価)を概念的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows notionally the thrust abrasion test (ring-on-disk type abrasion evaluation) performed by the Example and the comparative example.

次に、本発明を実施するための形態を具体的に説明する。なお、本発明はこの形態に限定されるものではなく本発明の趣旨を損なわない限り他の形態へ変更することができる。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated concretely. In addition, this invention is not limited to this form, It can change into another form, unless the meaning of this invention is impaired.

本発明の摺動部材は、例えば次のようにして製造することができる。先ず、所定の形状を有する基材が形成され、必要に応じてエッチング等の表面処理を行う。その後、その表面すなわち摺動部となる部分にフッ素樹脂を被覆してフッ素樹脂層を形成する。フッ素樹脂の被覆を施す方法としては、フッ素樹脂のフィルムを被せる方法、粉体塗装する方法、フッ素樹脂ディスパージョン(フッ素樹脂の粉体を分散媒中に均一に分散した液体)を塗布して分散媒を乾燥して除去する方法等を挙げることができる。粉体塗装する方法としては、例えばフッ素樹脂粉末を静電塗装する方法やフッ素樹脂粉末をスプレーする方法を挙げることができる。   The sliding member of the present invention can be manufactured, for example, as follows. First, a base material having a predetermined shape is formed, and surface treatment such as etching is performed as necessary. Thereafter, a fluororesin is coated on the surface, that is, the portion to be the sliding portion, to form a fluororesin layer. As a method of coating the fluororesin, a method of covering with a fluororesin film, a method of powder coating, a fluororesin dispersion (a liquid in which a fluororesin powder is uniformly dispersed in a dispersion medium) is applied and dispersed. Examples thereof include a method of removing the medium by drying. Examples of the powder coating method include a method of electrostatic coating of fluororesin powder and a method of spraying fluororesin powder.

フッ素樹脂ディスパージョンを塗布する方法は、均一な厚みのフッ素樹脂層を容易に形成できる点で好ましい方法である。フッ素樹脂がPTFEの場合では、フッ素樹脂ディスパージョンを塗布する方法が通常採用される。溶剤に可溶なフッ素樹脂の場合は、フッ素樹脂溶液を塗布して溶剤を乾燥して除去する方法も採用できるが、PTFEは溶剤に不溶なためこの方法を適用できない。   The method of applying the fluororesin dispersion is a preferable method in that a fluororesin layer having a uniform thickness can be easily formed. When the fluororesin is PTFE, a method of applying a fluororesin dispersion is usually employed. In the case of a fluororesin that is soluble in a solvent, a method of applying a fluororesin solution and drying and removing the solvent can also be adopted, but this method cannot be applied because PTFE is insoluble in a solvent.

フッ素樹脂ディスパージョンを塗布する方法による場合、分散媒としては水と乳化剤、水とアルコール、水とアセトン、または水とアルコールとアセトンの混合溶媒などが用いられる。フッ素樹脂ディスパージョンを塗布した後は、風乾あるいは熱風乾燥することにより分散媒を乾燥して除去する。分散媒の乾燥、除去によりフッ素樹脂粉末からなる塗布膜が形成される。   In the case of applying the fluororesin dispersion, water and an emulsifier, water and alcohol, water and acetone, or a mixed solvent of water, alcohol and acetone are used as the dispersion medium. After applying the fluororesin dispersion, the dispersion medium is dried and removed by air drying or hot air drying. A coating film made of fluororesin powder is formed by drying and removing the dispersion medium.

粉体塗装、静電塗装、フッ素樹脂ディスパージョンの塗布等によりフッ素樹脂粉末からなる塗布膜が形成された後、フッ素樹脂の融点以上に加熱する焼成が行われ、フッ素樹脂粉末間が融着しフッ素樹脂層が形成される。焼成は、好ましくは350〜400℃の温度範囲で行われる。乾燥工程を特に設けず焼成の工程で分散媒の除去を行うことも可能である。   After a coating film made of fluororesin powder is formed by powder coating, electrostatic coating, fluororesin dispersion coating, etc., firing is performed to a temperature higher than the melting point of the fluororesin, and the fluororesin powder is fused. A fluororesin layer is formed. Firing is preferably performed in a temperature range of 350 to 400 ° C. It is also possible to remove the dispersion medium in the firing step without providing a drying step.

フッ素樹脂層の厚みは、通常1μm〜数百μmである。工業製品には必ず製造公差があるので、製造公差以上の厚みがない場合は片あたりにより基材と摺動相手材の接触が生じる。この問題を防ぐためには、摺動部材のフッ素樹脂層は厚い方が好ましい場合が多い。ただし、フッ素樹脂がPTFEの場合、ディスパージョンの塗布によりフッ素樹脂層が形成されるので、その厚みは通常10μm程度が限界であり、厚い塗布を可能にする特殊なディスパージョンを使用する場合でも30μmが限界である。従って、フッ素樹脂がPTFEの場合は、フッ素樹脂層の厚みは1〜30μmであり、好ましくは1〜10μmである。   The thickness of the fluororesin layer is usually 1 μm to several hundred μm. Since industrial products always have manufacturing tolerances, if the thickness does not exceed the manufacturing tolerances, contact between the base material and the sliding counterpart material occurs depending on the piece. In order to prevent this problem, it is often preferable that the fluororesin layer of the sliding member is thick. However, when the fluororesin is PTFE, the fluororesin layer is formed by applying the dispersion. Therefore, the thickness is usually limited to about 10 μm, and even when using a special dispersion that enables thick coating, it is 30 μm. Is the limit. Therefore, when the fluororesin is PTFE, the thickness of the fluororesin layer is 1 to 30 μm, preferably 1 to 10 μm.

フッ素樹脂の架橋の方法としては電離性放射線を照射する方法を挙げることができる。前記のようにして形成されたフッ素樹脂層の表面に電離性放射線を照射してフッ素樹脂の架橋が行われる。フッ素樹脂と基材の組合せとして適当なものを選定すると、この架橋の際にフッ素樹脂層と基材間の密着性も向上する。   Examples of the method for crosslinking the fluororesin include a method of irradiating ionizing radiation. The surface of the fluororesin layer formed as described above is irradiated with ionizing radiation to crosslink the fluororesin. When an appropriate combination of the fluororesin and the substrate is selected, the adhesion between the fluororesin layer and the substrate is also improved during this crosslinking.

電離性放射線の照射により架橋を施す際には、無酸素雰囲気下、具体的には酸素濃度100ppm以下好ましくは5ppm以下の雰囲気にフッ素樹脂層を置き、フッ素樹脂の結晶融点〜400℃程度の温度範囲、好ましくは結晶融点より0〜30℃高い温度範囲に保ちながらフッ素樹脂層の表面に電離性放射線を照射することが好ましい。雰囲気の温度が低すぎるとフッ素樹脂の架橋反応は起こりにくく、雰囲気温度が高すぎる場合、特に400℃を越えるとフッ素樹脂の熱分解が促進されて材料特性が低下するため好ましくない。   When crosslinking is performed by irradiation with ionizing radiation, a fluororesin layer is placed in an oxygen-free atmosphere, specifically in an atmosphere having an oxygen concentration of 100 ppm or less, preferably 5 ppm or less, and the crystal melting point of the fluororesin is about 400 ° C. It is preferable to irradiate the surface of the fluororesin layer with ionizing radiation while maintaining the temperature range, preferably a temperature range of 0 to 30 ° C. higher than the crystal melting point. If the temperature of the atmosphere is too low, the crosslinking reaction of the fluororesin is unlikely to occur, and if the atmosphere temperature is too high, especially when the temperature exceeds 400 ° C., thermal decomposition of the fluororesin is promoted and the material properties are deteriorated.

照射線量の範囲は、通常1kGy〜1500kGy、好ましくは100kGy〜1000kGyである。照射線量が1kGy未満であると架橋反応が不十分で特性の向上が期待できず1500kGyを越えるとフッ素樹脂の分解が生じやすくなり好ましくない。フッ素樹脂層の形成と電離放射線照射を同時に実施してもよい。   The range of irradiation dose is generally 1 kGy to 1500 kGy, preferably 100 kGy to 1000 kGy. When the irradiation dose is less than 1 kGy, the crosslinking reaction is insufficient and improvement in characteristics cannot be expected, and when it exceeds 1500 kGy, the fluororesin is easily decomposed, which is not preferable. The formation of the fluororesin layer and the irradiation with ionizing radiation may be performed simultaneously.

フッ素樹脂の架橋に用いられる電離性放射線としては、電子線、高エネルギーイオン線等の荷電粒子線、ガンマ線、X線等の高エネルギー電磁波、中性子線等が挙げられる。電子線発生装置は比較的安価で又大出力の電子線が得られるとともに架橋度の制御が容易である。従って、電離性放射線としては電子線が好ましい。   Examples of the ionizing radiation used for crosslinking the fluororesin include charged particle beams such as electron beams and high energy ion beams, high energy electromagnetic waves such as gamma rays and X rays, and neutron beams. The electron beam generator is relatively inexpensive and can produce a high-power electron beam and can easily control the degree of crosslinking. Therefore, an electron beam is preferable as the ionizing radiation.

基材として用いられる熱伝導率が高く放熱性に優れる材料としては、鉄(熱伝導率:0.18Cal/℃・cm・秒)、SUS、アルミニウム(熱伝導率:0.53Cal/℃・cm・秒)等が好ましい材料として挙げることができる。又熱伝導率:0.07Cal/℃・cm・秒のセラミック(煉瓦)等も使用できる。さらに、フッ素樹脂の焼成(380℃、数十分)に耐え得る耐熱性を有するポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルホン等の耐熱性プラスチックに熱伝導率を向上させるためのフィラーを添加して熱伝導率を高めたものも使用できる。   Materials having high thermal conductivity and excellent heat dissipation used as a base material include iron (thermal conductivity: 0.18 Cal / ° C. · cm · sec), SUS, aluminum (thermal conductivity: 0.53 Cal / ° C. · cm). (Second) etc. can be mentioned as preferable materials. Further, ceramic (brick) having a thermal conductivity of 0.07 Cal / ° C. · cm · sec can also be used. Furthermore, a filler for improving thermal conductivity is added to heat-resistant plastics such as polyimide, polyether ether ketone, and polyether sulfone having heat resistance that can withstand baking of a fluororesin (380 ° C., several tens of minutes). The one with higher thermal conductivity can also be used.

(1)サンプル作製
基材として、韓国DAEHO社製3003アルミ板(厚み1mm)を用い、次に示す表面処理のいずれかを行った。
・脱脂のみ(表1中では基材処理「なし」と示す。)
・ブラスト:サンドブラスト加工(アルミナNo.80を使用し、エア圧0.5MPaで行った。表1中では「ブラスト」と示す。)
・エッチング:電解エッチング加工(塩化アンモニウムの電解液を使用し、電気量は23C/cmで行った。表1中では「エッチング」と示す。)
(1) Sample preparation As a substrate, a 3003 aluminum plate (thickness 1 mm) manufactured by Korea DAEHO was used, and any of the following surface treatments was performed.
Degreasing only (Indicated in Table 1 as “None” for substrate treatment)
Blasting: Sand blasting (Alumina No. 80 was used and performed at an air pressure of 0.5 MPa. In Table 1, “blasting” is shown.)
Etching: Electrolytic etching process (Ammonium chloride electrolyte was used and the amount of electricity was 23 C / cm 2. In Table 1, “Etching” is shown.)

上記のようにして準備した基材の表面上に、ダイキン社製フッ素樹脂ディスパージョンPTFE(EK−3700)を塗布し、乾燥後380℃で焼成することにより厚さ30μmのPTFE膜を得た。   On the surface of the base material prepared as described above, a fluororesin dispersion PTFE (EK-3700) manufactured by Daikin Co., Ltd. was applied, dried and baked at 380 ° C. to obtain a PTFE film having a thickness of 30 μm.

このようにして得られたPTFE膜に以下に示す条件で電子線照射を行ってフッ素樹脂を架橋しサンプルを作製した。得られたサンプルについて下記の方法で、初期接着力、老化後接着力、基材表面粗度Ra、Ry、Rz及び負荷長さ率tpの測定を行った。これらの結果を表1に示す。
[電子線照射の条件]
使用機器:日新電機社製サガトロン(加速電圧1.13MeV)
酸素濃度:5PPM、雰囲気温度:340℃
The PTFE membrane thus obtained was irradiated with an electron beam under the conditions shown below to crosslink the fluororesin to produce a sample. The obtained sample was measured for the initial adhesive strength, post-aging adhesive strength, substrate surface roughness Ra, Ry, Rz, and load length ratio tp by the following methods. These results are shown in Table 1.
[Conditions for electron beam irradiation]
Equipment used: Sagatron manufactured by Nissin Electric Co., Ltd. (acceleration voltage 1.13 MeV)
Oxygen concentration: 5 PPM, ambient temperature: 340 ° C.

[初期接着力の測定]
JIS−K5400(1998年度版)に規定された碁盤目試験にて接着力(耐剥離性)を評価した。具体的にはフッ素樹脂層上に100個の碁盤目状の傷をつけ、その上にテープを貼り付けた後引き剥がすこと(テープ剥離)を100回繰り返して行い、引き剥がされずに残った碁盤目数をカウントした。例えば、50/100という表記であれば、テープ剥離100回繰り返した後100個の碁盤目のうち50個が残ったことを意味する。
[Measurement of initial adhesive strength]
The adhesive strength (peeling resistance) was evaluated by a cross-cut test defined in JIS-K5400 (1998 version). Specifically, 100 grids of scratches are made on the fluororesin layer, and tape is peeled off after being taped thereon (tape peeling) 100 times. The number of eyes was counted. For example, the notation 50/100 means that 50 of the 100 grids remain after 100 times of tape peeling.

[老化後接着力の測定]
サンプルを70℃以上のヱスビー社製おでんの素の液に1000時間浸漬した後、上記の初期接着力の評価と同様にして接着力を測定した。
[Measurement of adhesive strength after aging]
After immersing the sample in an oden solution made by Sasubi Co., Ltd. at 70 ° C. or higher for 1000 hours, the adhesive strength was measured in the same manner as the evaluation of the initial adhesive strength.

[基材表面粗度Ra、Ry、Rz、及び負荷長さ率tp]
東京精密社製サーフコムを使用し、測定距離8mmで、JIS B 0601−1994で規定される表面粗度[Ra:算術平均粗さ、Ry:最大高さ、Rz:10点平均粗さ]を測定し、Ra、Ry及びRzを得た。又、キーエンス社製レーザ顕微鏡VK−9510を使用し、JIS B 0601−1994に準拠して、負荷長さ率tp(%)を測定した。
[Substrate surface roughness Ra, Ry, Rz, and load length ratio tp]
Measure surface roughness [Ra: arithmetic average roughness, Ry: maximum height, Rz: 10-point average roughness] specified by JIS B 0601-1994, using a surfcom manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., at a measurement distance of 8 mm. Ra, Ry and Rz were obtained. Further, a load length ratio tp (%) was measured in accordance with JIS B 0601-1994 using a laser microscope VK-9510 manufactured by Keyence Corporation.

Figure 2014046673
Figure 2014046673

表1の結果が示すように、ブラスト処理を行っても電子線照射を施さない場合(サンプルNo.3)は、基材とフッ素樹脂層間の接着力は、老化前の段階(初期接着力)から低い。一方、電子線照射を施した場合(サンプルNo.1、2、4)や電子線照射を施さなくてもエッチング処理を施した場合(サンプルNo.5)は、老化前の段階(初期接着力)では優れた接着特性を示している。   As shown in the results in Table 1, when electron beam irradiation is not performed even after blasting (sample No. 3), the adhesive strength between the base material and the fluororesin layer is the stage before aging (initial adhesive strength). Low. On the other hand, when the electron beam irradiation was performed (sample No. 1, 2, 4) or when the etching process was performed without applying the electron beam irradiation (sample No. 5), the stage before the aging (initial adhesive strength) ) Shows excellent adhesive properties.

老化後の段階(老化後接着力)でも、電子線照射と基材へのエッチング処理を共に施した場合(サンプルNo.4)は、はがれゼロと優れた特性を示している。しかし、電子線照射を施したが基材の表面処理を施さなかった場合(サンプルNo.1)、電子線照射とブラスト処理を共に施した場合(サンプルNo.2)、エッチング処理を施したが電子線照射を施さなかった場合(サンプルNo.5)では、老化により接着力が低下しており、特にサンプルNo.1及びサンプルNo.5の低下が大きい。すなわち、電子線照射と基材へのエッチング処理を共に施すことにより、優れた接着力が得られ、老化によっても低下しないことが示されている。   Even at the stage after aging (adhesive strength after aging), when both electron beam irradiation and etching treatment to the base material were performed (sample No. 4), no peeling occurred and excellent characteristics were exhibited. However, when the electron beam irradiation was performed but the substrate surface treatment was not performed (Sample No. 1), when the electron beam irradiation and the blast treatment were both performed (Sample No. 2), the etching treatment was performed. In the case where the electron beam irradiation was not performed (sample No. 5), the adhesive force was lowered due to aging. 1 and sample no. The drop of 5 is large. That is, it has been shown that an excellent adhesive force can be obtained by performing both electron beam irradiation and etching treatment on the base material, and does not deteriorate even with aging.

煮炊き用に用いる炊飯器内釜、酸性もしくはアルカリ溶液中で使用する半導体ウエハートレー、ピストンリングやピストンスカートへのコーティング等に用いられる摺動部材には、老化後も接着力が優れていることが望まれる。従って、電子線照射と基材へのエッチング処理を共に施すことが好ましい。一方、摺動部材の用途によっては、老化後の接着力が特に必要ない場合がある。例えば、ドライ状態で用いる糸や電線等のガイドやリール、ローラーで等の用途である。従ってこれらの用途には、上記のサンプルNo.1、No.2、No.5も使用が可能である。   The sliding member used for cooking in a rice cooker used for cooking, semiconductor wafer trays used in acidic or alkaline solutions, coating on piston rings and piston skirts, etc. should have excellent adhesion even after aging desired. Therefore, it is preferable to perform both electron beam irradiation and etching treatment on the substrate. On the other hand, depending on the application of the sliding member, the adhesive force after aging may not be particularly necessary. For example, it is used for guides such as yarns and electric wires used in a dry state, reels, and rollers. Therefore, for these applications, the above sample No. 1, no. 2, no. 5 can also be used.

[耐磨耗性の評価]
JIS K−7218に準拠して、スラスト摩耗試験(リングオンディスク式摩耗評価)によりフッ素樹脂コーティングの耐摩耗性を評価した。スラスト摩耗試験とは、図1に示すように、試験サンプル上に金属の円筒(相手軸)を載せ、所定の荷重(圧力:P)を加えた状態で、試験サンプルを所定の速度(回転速度:V)で回転させ、試験サンプルの摩耗状態を測定する試験である。ここでは、相手軸として外径/内径=11.5/7.4のS45C円筒を用い、ドライ(グリースレス)の潤滑条件で摩耗を測定し、回転速度(V)1,800rpmの条件で圧力(P)を変化させて急激な摩耗が発生する圧力(MPa)を求めた。その結果を表2に示す。なお、比較例として、一般的に摺動材として多用されている材料であるポリアセタール(POM)、超高分子量ポリエチレン(超高分子量PE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)のシートも準備し、同じ条件でスラスト摩耗試験を行い急激な摩耗が発生する圧力(MPa)を求めた。その結果を表3に示す。
[Evaluation of wear resistance]
In accordance with JIS K-7218, the abrasion resistance of the fluororesin coating was evaluated by a thrust wear test (ring-on-disk wear evaluation). As shown in FIG. 1, the thrust wear test is a state in which a metal cylinder (mating shaft) is placed on a test sample and a predetermined load (pressure: P) is applied to the test sample at a predetermined speed (rotational speed). : V), and the wear state of the test sample is measured. Here, an S45C cylinder with an outer diameter / inner diameter = 11.5 / 7.4 is used as the mating shaft, wear is measured under dry (greaseless) lubrication conditions, and pressure is measured under a rotational speed (V) of 1,800 rpm. The pressure (MPa) at which rapid wear occurs by changing (P) was determined. The results are shown in Table 2. As comparative examples, polyacetal (POM), ultra high molecular weight polyethylene (ultra high molecular weight PE), polyphenylene sulfide (PPS), and polyether ether ketone (PEEK), which are commonly used as sliding materials, are used. A sheet was also prepared, and a thrust abrasion test was performed under the same conditions to obtain a pressure (MPa) at which rapid abrasion occurred. The results are shown in Table 3.

Figure 2014046673
Figure 2014046673

Figure 2014046673
Figure 2014046673

表2、表3の結果が示すように、エッチング処理を施したが電子線照射を施さなかった場合(サンプルNo.5)は、耐摩耗性が、摺動材として多用されている材料であるPOM、超高分子量PE、PPS、PEEKよりもはるかに低く摺動部材としては好ましくない。フッ素樹脂が架橋されていないためである。電子線照射を施し基材の表面処理を施さない場合(サンプルNo.1)及び電子線照射と基材へのエッチング処理を共に施した場合(サンプルNo.4)では、優れた耐摩耗性が得られている。一方、電子線照射と基材へのブラスト処理を共に施した場合(サンプルNo.2)の耐摩耗性は、サンプルNo.1、No.4より劣る。ブラスト処理を行っているので基材の凹凸により、摺動時に摺動相手材と基材がすぐに接触してしまうためである。表1及び表2の結果から、老化試験後の接着力と耐摩耗性の両特性を満足するのは、サンプルNo.4のみであることが示されている。No.4は、エッチングと電子線照射の併用により接着力が大幅に強化され、凸部がないため耐摩耗性を低下させる弊害もほとんど出ていない。   As shown in the results of Tables 2 and 3, when the etching process was performed but the electron beam irradiation was not performed (Sample No. 5), the wear resistance is a material frequently used as a sliding material. It is much lower than POM, ultra high molecular weight PE, PPS, and PEEK, and is not preferable as a sliding member. This is because the fluororesin is not crosslinked. In the case where the surface treatment of the base material is not performed with the electron beam irradiation (sample No. 1) and the case where both the electron beam irradiation and the etching treatment to the base material are performed (sample No. 4), excellent wear resistance is obtained. Has been obtained. On the other hand, the wear resistance when both the electron beam irradiation and the blasting treatment on the base material (sample No. 2) are performed is as follows. 1, no. Inferior to 4. This is because the blast treatment is performed, and the sliding counterpart material and the base material come into contact with each other at the time of sliding due to the unevenness of the base material. From the results shown in Tables 1 and 2, it was determined that Sample No. 1 satisfied both the adhesive strength and the wear resistance after the aging test. It is shown that only 4. No. In No. 4, the adhesive force is remarkably enhanced by the combined use of etching and electron beam irradiation, and since there is no convex portion, there is almost no adverse effect of reducing the wear resistance.

Claims (6)

最大高さRyが20μm以下である基材とその表面上に設けられたフッ素樹脂層を有し、前記フッ素樹脂層を構成するフッ素樹脂が架橋されていることを特徴とする摺動部材。   A sliding member comprising a base material having a maximum height Ry of 20 μm or less and a fluororesin layer provided on the surface thereof, wherein the fluororesin constituting the fluororesin layer is crosslinked. 基材とその表面上に設けられたフッ素樹脂層を有し、前記基材表面にエッチング処理が施され、かつ前記フッ素樹脂層を構成するフッ素樹脂が架橋されていることを特徴とする摺動部材。   A slide having a base material and a fluororesin layer provided on the surface thereof, the surface of the base material being etched, and the fluororesin constituting the fluororesin layer being cross-linked Element. 負荷長さ率tpが80%以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の摺動部材。   The sliding member according to claim 1 or 2, wherein a load length ratio tp is 80% or less. 碁盤目試験による基材とフッ素樹脂層間の接着力が90/100以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の摺動部材。   The sliding member according to any one of claims 1 to 3, wherein an adhesive force between the base material and the fluororesin layer by a cross-cut test is 90/100 or more. 前記フッ素樹脂層を形成するフッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン・テトラフルオロエチレン系共重合体及びポリビニリデンフロライドから選ばれることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の摺動部材。   The fluororesin forming the fluororesin layer may be polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer, and polytetrafluoroethylene copolymer. The sliding member according to any one of claims 1 to 4, wherein the sliding member is selected from vinylidene fluoride. 基材が金属又は放熱体から形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の摺動部材。   The sliding member according to any one of claims 1 to 5, wherein the base material is formed of a metal or a radiator.
JP2012194223A 2012-09-04 2012-09-04 Slide member Pending JP2014046673A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012194223A JP2014046673A (en) 2012-09-04 2012-09-04 Slide member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012194223A JP2014046673A (en) 2012-09-04 2012-09-04 Slide member

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014046673A true JP2014046673A (en) 2014-03-17

Family

ID=50606795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012194223A Pending JP2014046673A (en) 2012-09-04 2012-09-04 Slide member

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014046673A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015194249A (en) * 2014-03-24 2015-11-05 Ntn株式会社 Cage for rolling bearing and rolling bearing
JP2015194250A (en) * 2014-03-24 2015-11-05 Ntn株式会社 Cage for rolling bearing and rolling bearing
WO2015166656A1 (en) * 2014-04-30 2015-11-05 日本特殊陶業株式会社 Separation membrane structure and separation membrane structure module
JP2016186354A (en) * 2015-03-27 2016-10-27 Ntn株式会社 Bearing for main motor
WO2016181674A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 住友電工ファインポリマー株式会社 Adhesive reinforcing sheet, sliding member and method for producing adhesive reinforcing sheet
JP2017032141A (en) * 2015-08-03 2017-02-09 Ntn株式会社 Slide member, rolling bearing and holder
WO2018003800A1 (en) * 2016-06-28 2018-01-04 京セラ株式会社 Fiber guide
US10465750B2 (en) 2014-02-03 2019-11-05 Ntn Corporation Sliding member, rolling bearing, and cage
WO2021117467A1 (en) * 2019-12-13 2021-06-17 住友電気工業株式会社 Method for manufacturing sliding member, and sliding member
WO2021117287A1 (en) * 2019-12-12 2021-06-17 住友電気工業株式会社 Sliding member and method for producing same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10122040A (en) * 1996-10-18 1998-05-12 Ntn Corp Piston for internal combustion engine
JPH10318129A (en) * 1997-05-16 1998-12-02 Sanden Corp Piston of swash type compressor
JP2010155443A (en) * 2009-01-05 2010-07-15 Sumitomo Electric Fine Polymer Inc Method for manufacturing cross-linked fluororesin composite material
JP2011074938A (en) * 2009-09-29 2011-04-14 Sumitomo Electric Fine Polymer Inc Sliding component and method of manufacturing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10122040A (en) * 1996-10-18 1998-05-12 Ntn Corp Piston for internal combustion engine
JPH10318129A (en) * 1997-05-16 1998-12-02 Sanden Corp Piston of swash type compressor
JP2010155443A (en) * 2009-01-05 2010-07-15 Sumitomo Electric Fine Polymer Inc Method for manufacturing cross-linked fluororesin composite material
JP2011074938A (en) * 2009-09-29 2011-04-14 Sumitomo Electric Fine Polymer Inc Sliding component and method of manufacturing the same

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10465750B2 (en) 2014-02-03 2019-11-05 Ntn Corporation Sliding member, rolling bearing, and cage
JP2015194250A (en) * 2014-03-24 2015-11-05 Ntn株式会社 Cage for rolling bearing and rolling bearing
JP2015194249A (en) * 2014-03-24 2015-11-05 Ntn株式会社 Cage for rolling bearing and rolling bearing
JPWO2015166656A1 (en) * 2014-04-30 2017-04-20 日本特殊陶業株式会社 Separation membrane structure and separation membrane structure module
WO2015166656A1 (en) * 2014-04-30 2015-11-05 日本特殊陶業株式会社 Separation membrane structure and separation membrane structure module
JP2016186354A (en) * 2015-03-27 2016-10-27 Ntn株式会社 Bearing for main motor
JPWO2016181674A1 (en) * 2015-05-14 2018-03-01 住友電工ファインポリマー株式会社 Adhesive reinforcing sheet, sliding member, and manufacturing method of adhesive reinforcing sheet
WO2016181674A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 住友電工ファインポリマー株式会社 Adhesive reinforcing sheet, sliding member and method for producing adhesive reinforcing sheet
JP2017032141A (en) * 2015-08-03 2017-02-09 Ntn株式会社 Slide member, rolling bearing and holder
WO2018003800A1 (en) * 2016-06-28 2018-01-04 京セラ株式会社 Fiber guide
JPWO2018003800A1 (en) * 2016-06-28 2019-04-04 京セラ株式会社 Fiber guide
CN109689550A (en) * 2016-06-28 2019-04-26 京瓷株式会社 Fiber guide
WO2021117287A1 (en) * 2019-12-12 2021-06-17 住友電気工業株式会社 Sliding member and method for producing same
CN114502371A (en) * 2019-12-12 2022-05-13 住友电气工业株式会社 Sliding member and method for manufacturing same
CN114502371B (en) * 2019-12-12 2023-09-26 住友电气工业株式会社 Sliding member and method for manufacturing same
JP7409395B2 (en) 2019-12-12 2024-01-09 住友電気工業株式会社 Sliding member and its manufacturing method
WO2021117467A1 (en) * 2019-12-13 2021-06-17 住友電気工業株式会社 Method for manufacturing sliding member, and sliding member
CN114787253A (en) * 2019-12-13 2022-07-22 住友电气工业株式会社 Method for manufacturing sliding member and sliding member

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014046673A (en) Slide member
US20150307800A1 (en) Sliding member
JP6115817B2 (en) Positive displacement pump
US8146924B2 (en) Low-compression force metal gaskets
WO2017022795A1 (en) Foil bearing
JP2011074938A (en) Sliding component and method of manufacturing the same
JP6934745B2 (en) Sliding parts and manufacturing method of sliding parts
JP2018179079A (en) Slide member and manufacturing method of slide member
JP2002225204A (en) Modified fluororesin coated material and method for producing the same
JP2011105012A (en) Reformed fluororesin covering material and method of producing the same
JP2011208803A (en) Sliding member
US9339951B2 (en) Resin-releasing jig
JP6560107B2 (en) Sliding member
JP2011208802A (en) Sliding member
JP2015067645A (en) Mixed resin composition, mixed resin molding, and mixed resin coated material
JP2004331814A (en) Modified fluororesin composition and modified fluororesin molded product
WO2021117467A1 (en) Method for manufacturing sliding member, and sliding member
JP2012043535A (en) Electric wire cable
JP6690101B2 (en) Method for manufacturing fluororesin coated body
WO2021117287A1 (en) Sliding member and method for producing same
WO2009122920A1 (en) Painting member
JP2002114939A (en) Coating material for sliding use and method coating the same
JP2002301795A (en) Composite material for slider
JP2014227899A (en) Oil pump
JP2022141510A (en) Molding and method for producing molding

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20150320

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151221

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160229

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160914