JP2016128719A - 接着層中のｆｅｐまたはｐｆａによる保守不要のスライドベアリング - Google Patents

接着層中のｆｅｐまたはｐｆａによる保守不要のスライドベアリング Download PDF

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Schmitjes Olaf
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Abstract

【課題】金属支持体とスライディング層との間の接着性強度を犠牲にせずに、金属支持体の大規模な前処理を必要としないスライドベアリングを生産する。【解決手段】スライドベアリングは、金属支持体１、接着層２およびスライディング層３を有する。接着層２は、少なくとも２つのフルオロポリマーＰ１およびＰ２のブレンドを含み、Ｐ１はテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）、Ｐ２はパーフルオロアルコキシエチレン（ＰＦＡ）であり得る。Ｐ１及びＰ２のブレンドは、任意の重量比率であり得る。【選択図】図１

Description

本開示は、金属支持体、それへ直接適用されたフルオロポリマーのブレンドを含む接着層、および中間層へ適用されたスライディング層を含む、保守不要のスライドベアリングに関する。
金属支持体材料、中間層、およびそれへ適用されたスライディング層を有する層構造を含む、保守不要のスライドベアリングは、先行技術からの多様な形態において長い時代の間公知であり、様々な技術分野において（例えば自動車工学の分野において）使用されている。
特許文献１は、金属支持体材料が、好ましくはパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）およびテトラフルオロエチレンのコポリマーの層が中間層として適用された冷延鋼板からなる、多層のスライドベアリング材料を記述する。ＰＴＦＥ化合物材料から構成されるスライディング層が次に中間層へ適用される。このスライドベアリング材料中で、中間層は、支持体材料にスライディング層の強固な接着を確立する機能を有する。支持体材料への中間層の接着をまず保証するために、この公知のスライドベアリング材料中の金属支持体材料の表面は、湿式化学手段による好適な様式で前処理されなければならない。最もよい結果は金属支持体の表面のクロメート処理によって達成されるようである。しかしながら、このプロセスは環境問題および他のことを含む多様な理由のために問題がある。それゆえ、改善された保守不要のスライドベアリングの必要性が継続的にある。
したがって、金属支持体とスライディング層との間の接着性強度を犠牲にせずに、金属支持体の大規模な前処理を必要としないスライドベアリングを生産することができたならば、有利であろう。
欧州特許第０３９４５１８Ａ１号明細書
一実施形態において、スライドベアリングは、金属支持体、それへ直接適用された接着層、および接着層へ適用されたスライディング層を含むことができる。接着層は、熱可塑性物質のブレンドを含む。より正確には、ブレンドは少なくとも２つのフルオロポリマーＰ１およびＰ２を含み、Ｐ１はパーフルオロアルコキシエチレン（ＰＦＡ）またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）から選択される。
別の実施形態において、スライドベアリングを生産する方法は、少なくとも２つの熱可塑性フルオロポリマーＰ１およびＰ２をブレンドし、Ｐ１はパーフルオロアルコキシエチレン（ＰＦＡ）またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）から選択されること、ブレンドを加熱すること、金属支持体上にブレンドを適用してそれによって接着層を形成すること、続いてスライディング層と共に接着層をそれらの面積にわたって圧力下および熱の導入により金属支持体に対して連結することを含む。
添付図面の参照によって、本開示はより良好に理解することができ、その多数の特色および利点は当業者に明らかになる。
図式的な断面図中で例示的なスライドベアリングを示す。 実施形態に記載のスライドベアリングに対する接着強度試験の比較グラフを示す。
異なる図面中の同じ参照記号の使用は、類似または同一の事項を指示する。
一実施形態において、スライドベアリングは、金属支持体、それへ直接適用された接着層、および接着層へ適用されたスライディング層を含むことができ、その中で支持体材料へのスライディング層の接着は長い期間にわたって保証され、およびその生産は表面前処理のために生態学的に問題のあるプロセスの使用なしで行なわれる。
一実施形態において、スライドベアリングは、熱可塑性ポリマーのポリマーブレンドを含む接着層を含むことができる。ブレンドは少なくとも２つの熱可塑性フルオロポリマーＰ１およびＰ２を含み、Ｐ１はパーフルオロアルコキシエチレン（ＰＦＡ）またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）から選択される。Ｐ２はＰ１とは異なり、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）、修飾されたテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ｍＦＥＰ）、パーフルオロアルコキシエチレン（ＰＦＡ）、修飾されたパーフルオロアルコキシエチレン（ｍＰＦＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロ−エチレン−パーフルオロ（メチルビニルエーテル）（ＭＦＡ）、修飾されたポリテトラフルオロエチレン（ＴＦＭ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、およびポリエーテルケトン（ＰＥＫ）から選択されたポリマーであり得る。
Ｐ１およびＰ２のブレンドは任意の重量比率であり得る。例えば、Ｐ１：Ｐ２の重量比率は約１：９９、約５：９５、約１０：９０、約１５：８５、約２０：８０、約２５：７５、約３０：７０、約３５：６５、約４０：６０、約４５：５５、または約５０：５０であり得る。
別の実施形態において、接着層は少なくとも３つのフルオロポリマーＰ１、Ｐ２およびＰ３を含むことができ、Ｐ１はパーフルオロアルコキシエチレン（ＰＦＡ）であり、Ｐ２はテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）である。Ｐ３はＰ１およびＰ２とは異なる。Ｐ３は修飾されたテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ｍＦＥＰ）から選択されたポリマー、修飾されたパーフルオロアルコキシエチレン（ｍＰＦＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロ−エチレン−パーフルオロ（メチルビニルエーテル）（ＭＦＡ）、修飾されたポリテトラフルオロエチレン（ＴＦＭ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）およびポリエーテルケトン（ＰＥＫ）であり得る。
複数の実施形態において、各々の接着層のポリマーは様々な重量パーセンテージで提供することができる。例えば、Ｐ１は、接着層の少なくとも約１重量％、少なくとも約２重量％、少なくとも約５重量％、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約３０重量％、少なくとも約４０重量％または少なくとも約５０重量％を構成することができる。他の実施形態において、Ｐ２は、接着層の少なくとも約１重量％、少なくとも約２重量％、少なくとも約５重量％、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約３０重量％、少なくとも約４０重量％または少なくとも約５０重量％を構成することができる。さらに他の実施形態において、Ｐ３または任意の次のポリマーは、接着層の少なくとも約１重量％、少なくとも約２重量％、少なくとも約５つの重量％、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約３０重量％、少なくとも約４０重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約６０重量％、少なくとも約７０重量％、少なくとも約８０重量％、少なくとも約９０重量％または少なくとも約９５重量％を構成することができる。
さらに他の実施形態において、接着層のためのブレンドのうちのいくつかのポリマーは特定の重量パーセンテージを超えない。例えば、Ｐ１の重量パーセンテージは、接着層の約５０重量％を超えず、約４０重量％を超えず、約３０重量％を超えず、約２０重量％を超えず、約１０重量％を超えず、約５重量％を超えず、約２重量％を超えず、約１重量％を超えない。他の実施形態において、Ｐ２の重量パーセンテージは、接着層の約５０重量％を超えず、約４０重量％を超えず、約３０重量％を超えず、約２０重量％を超えず、約１０重量％を超えず、約５重量％を超えず、約２重量％を超えず、約１重量％を超えない。さらに他の実施形態において、Ｐ３または任意の次のポリマーの重量パーセンテージは、接着層の約９５重量％を超えず、約９０重量％を超えず、約８０重量％を超えず、約７０重量％を超えず、約６０重量％を超えず、約５０重量％を超えず、約４０重量％を超えず、約３０重量％を超えず、約２０重量％を超えず、約１０重量％を超えず、約５重量％を超えず、約２重量％を超えず、または約１重量％を超えない。
ポリマーＰ１、Ｐ２、Ｐ３または任意の次のポリマーのうちの任意の１つを修飾または官能基化することができる。少なくとも１つの熱可塑性ポリマーの修飾は、修飾されてない熱可塑性物質の接着性強度を改善する官能基の取り込みを含む。複数の実施形態において、修飾されたポリマーは、以下の式
Figure 2016128719
 （式中、基Ｒは、１〜２０の炭素原子を有する環状または直線状の有機残基である）
によって図示されるようなケト基、アルコキシ基、水酸基、カルボキシル基またはカルボキシルエステル基等の官能基を含む。
官能基は少なくとも１つの修飾剤（Ｍ）の添加によって熱可塑性ポリマー（Ｐ）の中へ取り込むことができる。好適な修飾剤は、例えば、マレイン酸およびその誘導体、特にその無水物（１）、イタコン酸およびその誘導体、特にその無水物（２）、ならびに／またはシトラコン酸およびその誘導体、特にその無水物（３）である。他の修飾剤はメチルアクリル酸およびその誘導体（４）またはその異性体クロトン酸および誘導体（５）を含み、（４）および（５）中のＲは、水素、１〜２０の炭素原子を有する環状または直線状の有機残基であり得る。
Figure 2016128719
ここで、ポリマー（Ｐ）：修飾剤（Ｍ）の比率は、（Ｐ）の９９．９ｍｏｌ％：（Ｍ）の０．１ｍｏｌ％〜（Ｐ）の８０ｍｏｌ％：（Ｍ）の：２０ｍｏｌ％であり得る。
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １１３３（その全体が本明細書に援用される）によって規定されるように、ポリマー（Ｐ）と修飾剤（Ｍ）の比率の変動は、ＭＦＩ（メルトフローインデックス）の変化を提供する。ＭＦＩは、規定された温度で定義された寸法のオリフィスを介して押出し、１０分以内にロードすることができるポリマーの質量によって決定される。一般に、ロードは５ｋｇであり、温度は特徴づけられる材料のおよそ融点である。例えば、ＰＦＡはおよそ３７２℃の融点を有し、ＦＥＰまたはＥＴＦＥはおよそ２９７℃の融点を有する。
複数の実施形態において、接着剤のＭＦＩは、１〜１００ｇ／１０分（２〜５０ｇ／１０分または３〜２５ｇ／１０分等）であり得る。
複数の実施形態において、官能基化されたポリマーは、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）、パーフルオロアルコキシエチレン（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロ−エチレン−パーフルオロ（メチルビニルエーテル）（ＭＦＡ）、修飾されたポリテトラフルオロエチレン（ＴＦＭ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）を含む、任意のフルオロポリマーから選択することができる。
接着層は、少なくとも１つの官能基化された熱可塑性ポリマーだけでなく、式ＣＦ２＝ＣＦ−Ｏ−Ｒ１（式中、Ｒ１は、パーフルオロエチル、パーフルオロ−ｎ−プロピルまたはパーフルオロ−ｎ−ブチルラジカル、およびテトラフルオロエチレンである）のパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）のコポリマーも構成することができる。
一実施形態において、スライドベアリングは、官能基化されていない熱可塑性ポリマーと比較した時に、上述のタイプの官能基を有する官能基化された熱可塑性ポリマーを含む接着層によってもたらされる支持体材料へのスライディング層の改善された接着を特徴とすることができる。
金属支持体の前処理していない表面に対して、特に冷延鋼板、冷延後に電解亜鉛めっきされた鋼、アルミニウムまたはステンレス鋼に対してでさえ改善された接着があるために、生態学的に問題のある、処分集約型の湿式化学前処理プロセス（特にクロメート処理）を省くことができる。
本出願人によって実行された研究が示したように、官能基化された熱可塑性フルオロポリマーがラミネートの構成要素として同様に記載される例えばＥＰ０８４８０３１Ｂ１中で記載されるような、接着剤の表面前処理のための物理的プロセス（例えばコロナ放電によるプラズマ前処理）は、もはや必要でない。したがって、スライドベアリングを生産するプロセスは、先行技術と比較して、有意に低い価格および少ない生態学的影響で実行することができる。
金属支持体は任意の構造または形状であり得る。複数の実施形態において、金属支持体は、プレート、シート、織地、メッシュまたは金属発泡体であり得る。複数の実施形態において、金属支持体は、鋼、冷延鋼板材料番号１．０３３８、冷延鋼板材料番号１．０３４７、つや消し亜鉛めっきされた鋼、ステンレス鋼材料番号１．４５１２、ステンレス鋼材料番号１．４７２０、ステンレス鋼材料番号１．４３１０、アルミニウム、合金またはその任意の組み合わせを含む。
他の実施形態において、金属支持体はコーティングを有することができる。コーティングは他の金属または合金の層であり得る。複数の実施形態において、コーティングは、以下の金属の少なくとも１つを含有する金属または合金である。クロミウム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、シリコン、ゲルマニウム、スズ、鉛、アンチモニー、およびビスマス。
さらに他の実施形態において、コーティングは、銅合金、銅−スズ合金または銅−亜鉛合金、青銅、リン青銅、ケイ素青銅、真鍮またはその任意の組み合わせであり得る。
一実施形態において、スライドベアリングにおいて使用される金属支持体は、変動する性質の表面を有することができる。フルオロポリマーのブレンドを含む接着層の改善された接着特性があるために、金属支持体は、平滑表面または粗表面もしくは構造化表面（例えば構造のブラッシング、サンドブラスティング、エンボシングによって達成されるように）のいずれかを有することができる。表面粗度にかかわらず、表面を修飾してめっき表面（電解亜鉛めっきされた表面等）も形成することができる。
接着層の厚みは、金属支持体の表面の粗度プロファイルの最大プロファイルピーク高さと最大プロファイル谷深さとの間の距離Ｒｍａｘとして定義される金属支持体の粗度に、実質的に対応させることができる。この方法において、スライディング層と金属支持体との間の全面積での接着性結合が保証されるように、十分に厚い接着層が金属支持体へ適用されることを保証することができる。接着層はあまりにも厚くなるべきでもない。この事例において、接着層の部分が、層の連結に際して接着性結合から搾り出され得るリスク、またはスライドベアリングが剪断応力へさらされる時、密着性破裂が、金属支持体表面の粗度プロファイルの上に突出する接着層の部分内で起こり得るリスクがあるだろう。
例えば、金属支持体の表面粗度は、少なくとも約０．０１ミクロン、少なくとも約０．０２ミクロン、少なくとも約０．０５ミクロン、少なくとも約０．１ミクロン、少なくとも約０．５ミクロン、少なくとも約１ミクロン、少なくとも約２ミクロン、少なくとも約５ミクロン、少なくとも約１０ミクロン、少なくとも約２０ミクロン、少なくとも約５０ミクロン、少なくとも約１００ミクロン、少なくとも約２００ミクロンまたは少なくとも約４００ミクロンである。
他の実施形態において、表面粗度は、約４００ミクロン未満、約２００ミクロン未満、約１００ミクロン未満、約５０ミクロン未満、約２５ミクロン未満、約２０ミクロン未満、約１５ミクロン未満、約１０ミクロン未満、約５ミクロン未満、約３ミクロン未満、約２ミクロン未満、またはさらに約１ミクロン未満である。
さらに他の実施形態において、金属支持体は、約０．１ミクロン〜約４００ミクロン、約０．５ミクロン〜約１００ミクロン、または約１ミクロン〜約５０ミクロンの範囲中の表面粗度を有することができる。
別の実施形態において、接着層は、上記のように少なくとも２つのフルオロポリマーＰ１およびＰ２または少なくとも３つのフルオロポリマーを有する官能基化された熱可塑性ポリマーの２つの層を含むことができる。金属中間層を２つの層の間に埋め込むことができる。材料の改善された校正可能性（ｃａｌｉｂｒａｔａｂｉｌｉｔｙ）はこのように達成することができる。本明細書において金属中間層は展伸金物として構成することができる。金属中間層はステンレス鋼、アルミニウムまたは青銅を含むことができる。
スライドベアリングの機械的特性および一般的な物理的特性を改善するために、接着層はフィラーを含有することができる。フィラーは熱伝導率および／または摩耗特性を増加および／または改良することができる。フィラーは、繊維、無機材料、熱可塑性材料、鉱物材料またはその混合物であり得る。例えば、繊維はガラス繊維、炭素繊維およびアラミドを含むことができる。無機材料は、セラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅および炭化ケイ素を含むことができる。無機材料は、織地、粉末、球または繊維の形態であり得る。熱可塑性材料の例は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）および芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）を含むことができる。鉱物材料の例は珪灰石および硫酸バリウムを含むことができる。
中間層中のフィラーの割合は、体積で約１〜約４０％（体積で約５〜約３０％、体積で約１０〜約２５％またはさらに体積で約２０〜約２５％等）であり得る。中間層の厚みは約０．００１ｍｍ〜０．４ｍｍ（０．０１〜０．０５ｍｍ等）の範囲中であり得る。
接着層へ適用されるスライディング層は、フルオロポリマー（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはその混合物等）を含むことができる。特定の実施形態において、スライディング層はＰＴＦＥ化合物層を含むことができる。複数の実施形態において、スライディング層は、空気透過性、有孔性または多孔性であるように構成することができる。フィラーまたは潤滑剤と組み合わせたかかるテクスチャーは熱伝導率を改善する。
一実施形態において、スライドベアリングは適切な厚みで優れたスライディング特性および長い寿命を有する。スライディング層の厚みは、約０．０１ｍｍ〜約１．５ｍｍの間（０．１ｍｍ〜約１．０ｍｍの間、または約０．１ｍｍ〜約０．５ｍｍの間、またはさらに約０．１ｍｍ〜約０．３５ｍｍの間等）である。
さらに他の実施形態において、接着層へ適用されたスライディング層も、同じく熱伝導率および／または摩耗特性の増加および／または改善のためにフィラーを含有することができる。フィラーは、繊維、無機材料、熱可塑性材料、もしくは鉱物材料またはその混合物を含むことができる。繊維の例はガラス繊維、炭素繊維およびアラミドを含むことができる。無機材料の例は、セラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅および炭化ケイ素を含むことができる。無機材料は、織地、粉末、球または繊維の形態であり得る。熱可塑性材料の例は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）および芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）を含むことができる。鉱物材料の例は珪灰石および硫酸バリウムを含むことができる。
スライディング層中のフィラーの割合は、体積で約１〜約４０％（体積で約５〜約３０％、または体積で約１０〜約２５％等）であり得る。
一実施形態において、スライドベアリングを生産するプロセスは、少なくとも２つのフルオロポリマーＰ１およびＰ２をブレンドし、Ｐ１をパーフルオロアルコキシエチレン（ＰＦＡ）またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）から選択してポリマーブレンドを形成することを含むことができる。方法は、ポリマーブレンドを加熱し、金属支持体上にブレンドを適用して接着層を形成することを含むことができる。方法は、接着層上にスライディング層を連結することをさらに含むことができる。接着層およびスライディング層をそれらの面積にわたって支持体に対して連結することは、圧力下および／または熱の導入によることができる。
１つのプロセスにおいて、金属支持体およびスライディング層の両方は、各々の事例において連続的な材料としてロールに巻きとられる。接着性ポリマーを金属支持体へ適用し、これらの層はラミネート用ローラ装置において圧力下および高温で互いに連結される。金属支持体の改善された腐食特性と共に、金属支持体に対する接着層のさらに改善された接着を達成するために、プロセスの実施形態は、粗くしたおよび／または向上された表面の金属支持体の表面を提供する。他の実施形態において、方法は金属表面をコートすることを含むことができる。
金属の表面を電解亜鉛めっきによって処理して、表面を粗くするか、向上させるか、またはコートする。これは接着層の適用の前に行う。他の実施形態において、金属支持体の表面面積は機械的に構造化することによって増加させることができる。構造化は、ブラシ−フィニッシング、サンドブラスティング、エッチング、穿孔、ピクリング、パンチング、プレス、カーリング、深絞り、デキャンバリング、段階的シート成形、しごき加工、レーザー切断、ローリング、打ち延ばし、エンボシング、アンダーカッティングおよびその任意の組み合わせを含むことができる。例えば、構造のエンボシングは噛み合いを可能にし、それはもたらされる結合力に対してポジティブな効果がある。
例示的な保守不要のスライドベアリングの構造を図１中に示す。ここで、金属支持体は１によって示され、一方２は接着層を示し、３はそれへ適用されるスライディング層を示す。
一実施形態において、中間層２は熱可塑性ポリマーのポリマーブレンドを含む接着層を含む。ブレンドは少なくとも２つの熱可塑性フルオロポリマーＰ１およびＰ２を含み、Ｐ１はパーフルオロアルコキシエチレン（ＰＦＡ）またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）から選択される。Ｐ２はＰ１とは異なり、フルオロポリマーまたは修飾されたフルオロポリマーであり得る。修飾されたフルオロポリマーは、以下の式
Figure 2016128719
 （式中、基Ｒは、１〜２０の炭素原子を有する環状または直線状の有機残基である）
によって図示されるような官能基を有する。官能基は少なくとも１つの修飾剤（Ｍ）の添加によって熱可塑性ポリマー（Ｐ）の中へ取り込むことができる。好適な修飾剤は、例えば、マレイン酸およびその誘導体、特にその無水物、イタコン酸およびその誘導体、特にその無水物、ならびに／またはシトラコン酸およびその誘導体、特にその無水物である。
接着層２に適用されたスライディング層３は、特に表面に前処理した（好ましくはエッチングした）ＰＴＦＥ化合物テープとして、ＰＴＦＥ化合物テープであり得る。使用されるＰＴＦＥ化合物層３は、機械的特性を改善する様々なフィラー（例えば繊維、無機材料、熱可塑性材料、鉱物材料、またはその混合物）を含有することができる。繊維の例はガラス繊維、炭素繊維およびアラミドを含むことができる。無機材料の例は、セラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅および炭化ケイ素を含むことができる。無機材料は、織地、粉末、球または繊維の形態であり得る。熱可塑性材料の例は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）および芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）を含むことができる。鉱物材料の例は珪灰石および硫酸バリウムを含むことができる。
一実施形態において、改善された接着性強度は、サンドイッチラミネートを使用して、１８０°剥離試験によって決定することができる。
１８０°−Ｔ−剥離試験
１８０°−Ｔ−剥離試験は、ＤＩＮ ＥＮ １８９５（その全体が本明細書に援用される）中に記載される。５層構造を有する試料のストリップを調製する。層のセットアップは以下のとおりである。鋼裏張り、接着剤、スライディング層、接着剤、鋼裏張り。ストリップの幅は２５ｍｍである。クランプを１つの端部で反対の鋼の縁へ添付する。鋼裏張りを引き離し、鋼裏張りの分離のための剥離力を測定する。
１つの実験において、純粋なＦＥＰまたは純粋なＰＦＡを有するストリップを接着層のための材料として選択する。他の実験において、様々な比率のＦＥＰおよびＰＦＡのブレンドを接着層のための材料として選択する。グレード１．０３３８の冷延鋼板を金属裏張りとして選択し、２５％のフィラー含有物を有するＰＴＦＥ化合物テープをスライディング層として選択する。
図２中に提示した実験結果が示すように、ＦＥＰおよびＰＦＡのブレンドは純粋な基材よりも有意に高い剥離強度を有する。純粋なＰＦＡは８０Ｎ／インチの剥離強度を有するが、純粋なＦＥＰは７０Ｎ／インチの剥離強度を有する。予想外に、５０／５０のＦＥＰおよびＰＦＡのブレンドは１６０Ｎ／インチの剥離強度をもたらす。さらに意外なことは、ＦＥＰおよびＰＦＡの比率の変動が剥離強度に影響を与えるということである。３０重量％のＰＦＡおよび７０重量％のＦＥＰのブレンドは１８０Ｎ／インチの剥離強度をもたらす。これらの結果は接着性強度の有意な改善である。比較において、従来の接着ポリマーとして標準的なＥＴＦＥは１３０Ｎ／インチの剥離強度を有する。
スライドベアリングは、非常に異なる形状およびサイズで大量に調製され得る。最も小さなベアリング（ピコベアリングとも呼ばれる）は、最大５００ｍｍまでであり得る他の適用のためのベアリングと比較して、わずか数μｍの高さである。
スライドベアリングは、プレーンベアリング、環状ベアリング、ブッシング、ボールジョイントベアリング（半球）、プレーンベアリング、アキシアルベアリング、スラストベアリング、リニアベアリング、ベアリングシェル、ベアリングカップおよびそれらの組み合わせを含むことができる。
ベアリングが保守不要であることは有利である。「保守不要」という用語は、初期の車両ドアのベアリングのための事例でのように、グリースの必要がないベアリングを記載する。さらに、保守不要のベアリングの寿命は、これらのベアリングが取り込まれる製品の平均寿命または同じ目的のために適用される従来のベアリングの寿命を超える。
スライドベアリングは、重金属産業から自動車バイク産業にわたる市販の産業の広範囲の領域、製パン産業、ラップトップ／携帯電話ヒンジ、太陽エネルギー適用のためのベアリング、およびさらにその他に適用される。
概要または実施例における上記の作用のすべてが要求されるとは限らないこと、特定の作用の一部は要求されなくてもよいこと、および１つまたは複数のさらなる作用が記載されたものに加えて実行されてもよいことに注目されたい。なおさらに、作用がリストされる順序は、必ずしもそれらが実行される順序ではない。
前述の明細書において、概念は特定の実施形態を参照して記載された。しかしながら、当業者は、請求項において以下に記載されるような本発明の範囲から逸脱せずに、様々な修飾および変化を行なうことができることを認識する。したがって、明細書および図は制限的な意味よりむしろ例示的な意味で考慮されるべきであり、かかる修飾はすべて発明の範囲内に含まれることが意図される。
本明細書において使用される時、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、または任意の他のこれらの変化形は、非排他的包含を網羅するように意図される。例えば、特色のリストを含むプロセス、方法、物品または装置は、必ずしもそれらの特色にのみ限定されないが、かかるプロセス、方法、物品または装置の明示的にリストされない他の特色または固有の他の特色を含み得る。さらに、相反する明示的な記載がない限り、「または」は、「包含的なまたは」を指し、「排他的なまたは」を指さない。例えば、条件ＡまたはＢは以下のいずれか１つを満たす。Ａは真であり（または存在する）かつＢは偽である（または存在しない）、Ａは偽であり（または存在しない）かつＢは真である（または存在する）、ならびにＡおよびＢの両方は真である（または存在する）。
さらに、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」の使用を用いて、本明細書において記載される要素および成分を記載する。これは単に便宜上および本発明の範囲の一般的な意味を与えるために行なわれる。この記述は１つまたは少なくとも１つを含むように解釈されるべきであり、単数であることを明らかに意味しない限り、単数は複数も含む。
利益、他の利点および問題に対する解決は、特定の実施形態に関して上記された。しかしながら、利益、利点、問題に対する解決、および任意の利益、利点または解決を生じさせ得るか、もしくはより顕著させ得る任意の特色（複数可）は、請求項のいずれかまたはすべての決定的な、必要な、または必須の特色として解釈されるべきでない。
本明細書を読了した後には、当業者は、明確にするために分離した実施形態のコンテキストで本明細書において記載される特定の特色が、単一の実施形態における組み合わせでも提供され得ることを認識するだろう。反対に、簡潔さのために単一の実施形態のコンテキストで記載される様々な特色は、分離してまたは任意の小組み合わせでも提供され得る。さらに、範囲中に明示される値への参照は、その範囲内の各々の値およびすべての値を含む。
本発明は、スライドベアリングに適用可能である。
１ 金属支持体
２ 接着層
３ スライディング層

Claims (15)

  1. 金属支持体と、
    接着層が少なくとも２つのフルオロポリマーＰ１およびＰ２のブレンドの接着剤を含み、Ｐ１がテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）であり、Ｐ２がパーフルオロアルコキシエチレン（ＰＦＡ）であり、Ｐ１が少なくとも５０重量％の量で存在し、Ｐ２が少なくとも３０重量％の量で存在する、金属支持体に直接適用された接着層と、
    スライディング層と
    を含む、スライドベアリング。
  2. 前記Ｐ１およびＰ２が、約５０：５０の重量％比率である、請求項１に記載のスライドベアリング。
  3. 前記Ｐ２がポリマーの中へ取り込まれる官能基を有する官能基化されたポリマーであり、前記官能基がカルボキシ、エーテル、ヒドロキシル、カルボン酸、およびカルボン酸エステルから選択され、前記エーテルおよび前記エステルは、Ｒ基を含み、前記Ｒ基は、炭素原子数が１〜２０個の環状または直線状の有機基から選択される、請求項１に記載のスライドベアリング。
  4. 前記支持体がコーティングをさらに含む、請求項１に記載のスライドベアリング。
  5. 前記コーティングが、クロミウム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、シリコン、ゲルマニウム、スズ、鉛、アンチモニー、およびビスマスからなる群から選択される金属を含む金属または合金である、請求項４に記載のスライドベアリング。
  6. 前記コーティングが、銅合金、銅−スズ合金、銅−亜鉛合金、青銅、リン青銅、ケイ素青銅、真鍮およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項４に記載のスライドベアリング。
  7. 前記金属支持体が、鋼、冷延鋼板材料番号１．０３３８、冷延鋼板材料番号１．０３４７、つや消し亜鉛めっきされた鋼、ステンレス鋼材料番号１．４５１２、ステンレス鋼材料番号１．４７２０、ステンレス鋼材料番号１．４３１０、アルミニウム、合金、またはそれらのいずれかの組み合わせを含む、請求項１に記載のスライドベアリング。
  8. 前記スライディング層が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）またはそれらの混合物を含む、請求項１に記載のスライドベアリング。
  9. 前記スライディング層がＰＴＦＥ化合物層である、請求項１に記載のスライドベアリング。
  10. 前記スライディング層がＰＥＥＫ化合物層である、請求項１に記載のスライドベアリング。
  11. 前記スライディング層が少なくとも１つのフィラーを含む、請求項１に記載のスライドベアリング。
  12. 前記少なくとも１つのフィラーが、繊維、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド、無機材料、セラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅、炭化ケイ素、織地、粉末、球もしくは繊維、熱可塑性材料、特にポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）、鉱物材料、珪灰石、硫酸バリウム、またはそれらの混合物から選択される、請求項１１に記載のスライドベアリング。
  13. 前記スライディング層中の少なくとも１つのフィラーの割合が、体積で約１〜約４０％である、請求項１１に記載のスライドベアリング。
  14. 前記接着層が、２つの層の間に埋め込まれた金属中間層を有する２つの層を含む、請求項１に記載のスライドベアリング。
  15. 前記金属中間層が展伸金物として構成される、請求項１４に記載のスライドベアリング。
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