JP6626526B2 - フルオロポリマー布地を備えた積層体 - Google Patents
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Description
合軸受構造から典型的には構成されている。いずれの形態も、金属裏打ちを頼りにして剛
性を付与しており、また、材料を、適当な形状、より一般的にはシリンダに形成すること
を可能にしている。金属ポリマーの2層軸受材料は、直接適用されるまたは接着されるポ
リマーを典型的には頼りにする。3層状の軸受の設計は、接着剤または多孔性金属製中間
層を典型的には頼りにして、ポリマー軸受ライニングを金属裏打ちに付着させる。いずれ
の場合においても、適切な耐荷重性およびトライボロジー特性を付与する重要な部分は、
摺動層の組成である。
または機器の敏感な部分を酸または他の化学物質の腐食作用から保護するために産業にお
いて広く用いられている。1つのかかる用途は、エアまたは電動ダイヤフラムポンプと共
に一般的に用いられる1または2片のポンプダイヤフラムにおけるものである。2片ダイ
ヤフラムにおいて、外側にPTFEが置かれたダイヤフラムは、ゴム部分のみの急な不具
合を引き起こす材料から内側のゴムダイヤフラムを保護するのに一般的に用いられる。い
くつかの他の場合において、PTFEは、ダイヤフラムの構成の唯一の材料を付与する。
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
冷延鋼板から好ましくはなっている、多層滑り軸受材料が記載されている。PTFE化合
物材料から構成される摺動層が、次に中間層に適用される。この滑り軸受材料において、
中間層は、支持材に対する摺動層の頑丈な接着を確立させる機能を有する。まず、支持材
に対する中間層の接着を確実にするために、この公知の滑り軸受材料における金属製支持
材の表面を、湿式化学手段によって好適な方法で前処理する必要がある。最も良好な結果
は、金属製支持体の表面をクロム化することによって達成されると思われる。しかし、こ
のプロセスは、環境問題などを含めた種々の理由で問題がある。そのため、改良された滑
り軸受が必要とされ続けている。
ライボロジー性などの種々の因子に左右される。従来の軸受では、グリースまたはオイル
などのいずれの製造後の潤滑油の注入もなされない摺動層の摩擦特性は、摺動層に存在す
るフルオロポリマーおよび/または充填剤の量に左右される。摺動層は、大部分が、摺動
層の構造的完全性を付与する非フッ素化の熱可塑性ポリマーまたは硬化性樹脂を通常は含
む。しかし、摩擦付与充填剤またはフルオロポリマーの合計量は、30体積%を超えない
。例えば、米国特許出願第2009/0052822号には、押出型軸受が開示されてお
り、その実施形態において、摺動層におけるフルオロポリマーの量を20体積%に、また
、摺動層における別の充填剤の量を8体積%に制限して、摺動層における摩擦付与成分の
合計を28体積%以下としている。そのため、摩擦付与成分の量を増加させることによっ
て滑り軸受を改良する必要がある。
された軸受複合体を製造することができると、有利である。
動層は、ポリマーのファブリックを含むことができる。ポリマーのファブリックは、第1ポリマーP1を含むことができる。摺動層は、溶融加工性マトリクスポリマーをさらに含むことができる。溶融加工性マトリクスポリマーは、第2ポリマーP2を含むことができる。実施形態において、P1またはP2のいずれかが、フルオロポリマーである。
金属基材上に置かれていてよい。摺動層は、ポリマーのファブリックを含むことができる。ポリマーのファブリックは、第1ポリマーP1を含むことができる。摺動層は、マトリクスポリマーをさらに含むことができる。マトリクスポリマーは、第2ポリマーP2を含むことができる。P1またはP2のいずれかは、フルオロポリマーであってよい。実施形態において、積層体は、屈曲を含むことができる。屈曲は、少なくとも0.005mmの屈曲半径を有することができる。
きる。該方法は、金属基材上にポリマーのファブリックのプライを置くことをさらに含むことができる。該方法は、金属基材と対向するプライ上にポリマーシートを置き、スタックを形成することをさに含むことができる。該方法は、スタックを少なくとも0.05MPaの圧力で圧縮することをさらに含むことができる。該方法は、少なくとも100秒の第1持続時間の間、ポリマーシートの少なくともガラス転移温度Tgの温度にスタックを加熱することをさらに含むことができる。
むことができる。該方法は、接着剤シートを金属基材上に適用することをさらに含むこと
ができる。該方法は、接着剤シート上にポリマーのファブリックのプライを置くことをさらに含むことができる。該方法は、金属基材と対向するプライ上にポリマーシートを置き、スタックを形成することをさらに含むことができる。該方法は、スタックを少なくとも約0.05MPaの圧力で圧縮することをさらに含むことができる。該方法は、少なくとも100秒の第1持続時間の間、接着剤シートの少なくとも溶融温度Tmの第1温度までスタックを加熱することをさらに含むことができる。
の特徴および利点が、当業者に明らかとなる。
。摺動層は、ポリマーのファブリックを含むことができる。ポリマーのファブリックは、第1ポリマーP1を含むことができる。摺動層は、溶融加工性マトリクスポリマーをさらに含むことができる。溶融加工性マトリクスポリマーは、第2ポリマーP2を含むことができる。実施形態において、P1またはP2のいずれかが、フルオロポリマーである。
得ることを含む段階を通して形作られた物品に変換される。容易な加工のためには、マト
リクスポリマーを、雛型、例えば、金型または繊維内に流入させて、異常に高い圧力を用
いることなく完全に充填させることを可能にするのに十分低い溶融粘度を達成する必要が
ある。いくつかのポリマーの場合には、このことが、ポリマーの劣化が問題になるような
高い溶融温度を用いるという代償によって達成される。代替的には、分子量が、最も良好
な機械的特性のために最適な値よりも低く制限されなければならない。
〜390℃、325℃〜390℃、275℃〜370℃、275℃〜350℃、300℃
〜370℃、325℃〜350℃の溶融範囲を有することができる。
々の要素が示されていて、積層体は、金属基材102を含む。金属基材102は、いずれ
の構造または形状からなっていてもよい。実施形態において、金属基材は、プレート、シ
ート、織繊維、メッシュ、または金属フォームであってよい。実施形態において、金属基
材102は、鋼、冷延鋼板、例えば、材料番号1.0338(欧州記号番号)、冷延鋼板
材料番号1.0347、マット亜鉛めっき鋼、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を含む。他の実施形
態において、金属基材102は、アルミニウム、合金、またはこれらの任意の組み合わせ
を含むことができる。
な方法で前処理されてよい。かかる処理は、表面の粗化、表面積の増大、表面領域のパタ
ーン化、または別の金属製材料による表面のコーティングを含むことができる。例えば、
金属基材表面は、クロム化、焼結、エンボス加工、または化学処理によって処理されてよ
い。
は合金であってよい。かかる金属または合金として、クロム、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、白金、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、ケイ素、ゲルマニウム、錫、鉛、アンチモン、ビスマス、または
これらの任意の組み合わせを挙げることができる。
リン青銅、ケイ素青銅、黄銅、またはこれらの組み合わせであってよい。
、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、または約1ミクロン未満の表面粗さを有して
いてよい。同様に、金属基材は、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、少な
くとも約400ミクロンの最小表面粗さを有していてよい。特定の実施形態において、表
面粗さは、1〜100ミクロン、例えば、5〜75ミクロン、または10〜50ミクロン
の範囲であってよい。
なくとも約0.15mm、少なくとも約0.2mm、少なくとも約0.25mm、少なく
とも約0.3mm、少なくとも約0.35mm、少なくとも約0.4mm、または少なく
とも約0.45mmの厚さを有していてよい。別の実施形態において、金属基材102の
厚さは、約2mm以下、例えば、約1.8mm以下、約1.6mm以下、約1.4mm以
下、約1.2mm以下、約1mm以下、約0.95mm以下、約0.9mm以下、約0.
85mm以下、約0.8mm以下、約0.75mm以下、約0.7mm以下、約0.65
mm以下、約0.6mm以下、約0.55mm以下、約0.5mm以下、約0.4mm以
下、または約0.3mm以下である。1つの特定の実施形態において、層102の厚さは
、約0.3mm〜約1.5mm、例えば、約0.4mm〜約1.2mm、または0.5m
m〜約1mmの範囲である。
2上に置かれていてよい。摺動層は、埋め込まれたポリマーのファブリックのプライ104を有する。プライは、縦糸1042および横糸1044を含む。実施形態において、縦糸1042および横糸1044は、直交配向にあってよく、すなわち、全ての縦糸方向と横糸方向との間の角度は、約90°である。別の実施形態において、縦糸方向と横糸方向との間の角度は、非直交であってよく、すなわち、該角度は、0°と90°との間である。例えば、一実施形態において、縦糸方向と横糸方向との間の斜角は、約45°であってよい。
有していてよい。実施形態において、いずれの太さも、少なくとも約0.02mm、例え
ば、少なくとも約0.04mm、少なくとも約0.06mm、少なくとも約0.08mm
、少なくとも約0.1mm、少なくとも約0.12mm、少なくとも約0.14mm、ま
たは少なくとも約0.16mmであってよい。別の実施形態において、糸の太さは、約0
.3mm以下、例えば、約0.28mm以下、約0.26mm以下、約0.24mm以下
、約0.22mm以下、約0.2mm以下、または約0.18mm以下であってよい。1
つの特定の実施形態において、糸の太さは、約0.16mm〜約0.18mmの範囲であ
ってよい。
0g/m2、少なくとも約140g/m2、少なくとも約160g/m2、少なくとも約
180g/m2、少なくとも約200g/m2、少なくとも約220g/m2、少なくと
も約240g/m2、少なくとも約260g/m2、少なくとも約280g/m2、また
は少なくとも約300g/m2の重量を有していてよい。別の実施形態において、プライ
は、約500g/m2以下、約480g/m2以下、約460g/m2以下、約440g
/m2以下、約420g/m2以下、約400g/m2以下、約380g/m2以下、約
360g/m2以下、約340g/m2以下、または約320g/m2以下の重量を有し
ていてよい。1つの特定の実施形態において、重量は、約280g/m2〜約340g/
m2の範囲であってよい。
、延伸PTFEを含むことができる。別の実施形態において、プライのフルオロポリマー
のファブリックは、変性ポリテトラフルオロエチレン(MPTFE)、エチレン−テトラフルオロエチレン(ETFE)、パーフルオロアルコキシエチレン(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン(FEP)、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)、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)、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。一実施形態において、フルオロポリマーのファブリックは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)から本質的になる。別の実施形態において、フルオロポリマーのファブリックは、変性ポリテトラフルオロエチレン(mPTFE)から本質的になる。
(PP)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンスルフィ
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)、ポリオキシメ
チレン(POM)、ポリエーテルケトン(PEK)、芳香族ポリエステル(Ekonol
)、またはこれらの任意の組み合わせを含めたポリエチレン(PE)を含むことができる
。
ポリマーもしくは非フルオロポリマー、またはこれらの混合物を含むことができる。マト
リクス108は、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、ポリプロピレン(PP)、
ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンスルフィド(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)、ポリオキシメチレン(P
OM)、ポリエーテルケトン(PEK)、芳香族ポリエステル(Ekonol)、または
これらの任意の組み合わせを含めたポリエチレン(PE)を含むことができる。マトリク
ス108は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)もしくは変性ポリテトラフルオロ
エチレン(mPTFE)、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)(MF
A)、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(E
CTFE)、またはこれらの任意の混合物を含むこともできる。
、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、織繊維、粉末、
球体、熱可塑性材料、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレ
ンスルフィド(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、またはこれらの任意の組み合わせから選択される。一実施形態において
、充填剤は、グラファイトから本質的になる。
、少なくとも約2体積%、少なくとも約5体積%、少なくとも約10体積%、少なくとも
約12体積%、少なくとも約14体積%、少なくとも約16体積%、または少なくとも約
18体積%の量で存在する充填剤を有する。他の実施形態において、摺動層またはマトリ
クス108における充填剤の量は、摺動層の約30体積%以下、約25体積%以下、約2
0体積%以下、約15体積%以下、約12体積%以下、約10体積%以下、約8体積%以
下、または約6体積%以下である。
、例えば、少なくとも約0.03mm、少なくとも約0.04mm、少なくとも約0.0
5mm、少なくとも約0.06mm、または少なくとも約0.08mmの厚さを有してい
てよい。他の実施形態において、積層前のポリマーマトリクス108は、約0.5mm以
下、例えば、約0.4mm以下、約0.3mm以下、約0.2mm以下、約0.15mm
以下、約0.1mm以下、または約0.08mm以下の厚さを有していてよい。
量は、少なくとも約28体積%、少なくとも約29体積%、少なくとも約30体積%、少
なくとも約32体積%、少なくとも約34体積%、少なくとも約36体積%、少なくとも
約38体積%、または少なくとも約40体積%である。他の実施形態において、フルオロ
ポリマーおよび充填剤の合計量は、摺動層の約70体積%以下、約65体積%以下、約6
0体積%以下、約55体積%以下、約50体積%以下、約48体積%以下、約46体積%
以下、または約44体積%以下である。特定の実施形態において、フルオロポリマーおよ
び充填剤の合計量は、30体積%〜70体積%、例えば、35体積%〜60体積%、また
は40体積%〜55体積%の範囲である。
約0.01mm、例えば、少なくとも約0.05mm、少なくとも約0.1mm、または
少なくとも約0.2mmの厚さを有していてよい。他の実施形態において、摺動層は、約
2.0mm以下、例えば、約1.5mm以下、約1.0mm以下、約0.8mm以下、約
0.5mm以下、約0.4mm以下、または約0.35mm以下の厚さを有していてよい
。
、金属基材102と摺動層との間に設けられていてよい。接着層106は、パーフルオロ
アルコキシエチレン(PFA)、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)コポリマー(MFA)、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−ヘキサフルオロプロピレン(FEP)、およびこれらの任意の組み
合わせを含むことができる。一実施形態において、接着層106は、PFAから本質的に
なる。接着層106は、シートとして適用されても、金属基材102上に押し出されても
よい。
、少なくとも約6ミクロン、少なくとも約8ミクロン、または少なくとも約10ミクロン
の厚さを有していてよい。他の実施形態において、接着層は、約50ミクロン以下、例え
ば、約40ミクロン以下、約35ミクロン以下、約30ミクロン以下、約25ミクロン以
下、約20ミクロン以下、または約15ミクロン以下の積層前の厚さを有していてよい。
剤をさらに含むことができる。他の実施形態において、両方の層106および108が、
同じまたは異なる充填剤を含むことができる。充填剤は、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、織繊維、粉末、球体、熱可塑性材料、ポリイミド
(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンスルフィド(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(L
CP)、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、またはこれらの
任意の組み合わせから選択されてよい。
、少なくとも約3体積%、少なくとも約5体積%、少なくとも約7体積%、少なくとも約
10体積%、少なくとも約12体積%、少なくとも約15体積%、少なくとも約17体積
%、または少なくとも約20体積%の量で層106に存在していてよい。別の実施形態に
おいて、充填剤は、約40体積%以下、例えば、約35体積%以下、約30体積%以下、
約27体積%以下、約25体積%以下、約22体積%以下、約20体積%以下、約17体
積%以下、または約15体積%以下の量で存在していてよい。
くとも約0.4mm、少なくとも約0.5mm、少なくとも約0.6mm、少なくとも約
0.7mm、少なくとも約0.8mm、少なくとも約0.85mm、少なくとも約0.9
mm、または少なくとも約0.95mmの合計厚さを有していてよい。別の実施形態にお
いて、合計厚さは、約2.0mm以下、例えば、約1.8mm以下、約1.6mm以下、
約1.5mm以下、約1.4mm以下、約1.3mm以下、約1.2mm以下、約1.1
5mm以下、または約1.1mm以下である。1つの特定の実施形態において、合計厚さ
は、約0.85mm〜約1.15mmの範囲であってよい。
て、150℃と25℃との間の、摺動層の摩擦係数の熱変化Δ(COF)t、すなわち、
Δ(COF)t=│COF150−COF25│は、0.4未満、例えば、0.3未満、
0.2未満、0.15未満、0.1未満である。特定の実施形態において、Δ(COF)
tは、0.05未満、0.04未満、0.03未満、0.02未満、または0.01未満
でさえある。一実施形態において、Δ(COF)tは、0.01〜0.2、例えば、0.
01〜0.15、または0.011〜0.10の範囲である。
ば、軸受およびトレランスリングの高摩擦環境において、特定の用途を見出している。
は、第1主面、第2主面、および縁部を有することができる。摺動層は、第1表面に接着
されていてよい。摺動層は、Δ(COF)t=│COF150−COF25│<0.4の
摩擦の熱安定性を有することができる。
トを示す。一実施形態において、摺動層は、150℃と250℃との間に最大摩擦係数C
OFmaxを有する。したがって、シフトは、Σ(COF)=COFmax−COF25
によって求められ得る。一実施形態において、Σ(COF)は、0.1超、例えば、0.
15超、0.2超、0.25超、0.3超である。1つの特定の実施形態において、Σ(
COF)は、0.35超、例えば、0.4超である。別の実施形態において、Σ(COF
)は、0.1〜0.5、例えば、0.2〜0.45、例えば、0.22〜0.4の範囲で
ある。
耐荷重性基材は、第1主面および第2主面を有することができる。摺動層は、第1表面に
接着されていてよい。摺動層は、摩擦係数シフトΣ(COF)=COFmax−COF2
5>0.1を有することができる。
た積層プロセスによって作製され得、金属基材102、ポリマーのファブリックを含むプライ104、マトリクスポリマーシート108、および任意選択的な層106がアセンブリングされて、積層前スタックを形成する。
MPa、例えば、少なくとも約0.5MPa、少なくとも約1.0MPa、少なくとも約
1.2MPa、少なくとも約1.5MPa、少なくとも約1.6MPa、少なくとも約1
.7MPa、少なくとも約1.8MPa、少なくとも約1.9MPa、少なくとも約2.
0MPa、少なくとも約2.05MPa、少なくとも約2.10MPa、または少なくと
も約2.15MPaに圧縮される。別のプロセス例において、圧力は、約4.0MPa以
下、例えば、約3.5MPa以下、約3.0MPa以下、約2.5MPa以下、約2.4
MPa以下、約2.35MPa以下、約2.30MPa以下、約2.25MPa以下、ま
たは約2.20MPa以下に圧縮される。
温度Tgに加熱される。別のプロセス例において、圧縮された積層前スタックは、接着剤
106の少なくとも溶融温度Tmに加熱される。例えば、圧縮された積層前スタックは、
少なくとも約320℃、例えば、少なくとも約330℃、少なくとも約340℃、少なく
とも約350℃、少なくとも約360℃、少なくとも約370℃、少なくとも約375℃
、少なくとも約380℃、少なくとも約385℃、少なくとも約390℃、少なくとも約
395℃、少なくとも約400℃、または少なくとも約405℃に加熱されてよい。別の
プロセス例において、圧縮された積層前スタックは、約420℃以下、例えば、約415
℃以下、約410℃以下、約405℃以下、約400℃以下、約395℃以下、約390
℃以下、または約385℃以下に加熱されてよい。
少なくとも約110秒、例えば、少なくとも約120秒、少なくとも約130秒、少なく
とも約140秒、または少なくとも145秒の持続時間の間、上記のように圧縮および加
熱されてよい。第1持続時間は、約250秒以下、例えば、約220秒以下、約200秒
以下、約180秒以下、約170秒以下、約160秒以下、または約150秒以下であっ
てよい。
スタックは、約100℃以下、例えば、約90℃以下、約80℃以下、約70℃以下、約
60℃以下、約50℃以下、約40℃以下、約35℃以下、または約30℃以下に冷却さ
れてよい。冷却は、少なくとも0.0001℃/s(秒)および10℃/s以下の冷却速
度で行われてよい。1つのプロセス例において、冷却速度は、8℃/s以下、例えば、6
℃/s以下、4℃/s以下、2℃/s以下、1℃/s以下、0.8℃/s以下、0.6℃
/s以下、0.5℃/s以下、0.4℃/s以下、0.3℃/s以下、0.2℃/s以下
、または0.1℃/s以下であってよい。
ルオロポリマー(FP)からなる摺動層は、摩擦係数が低いが、引張強度も低い。高性能
ポリマー(HPP)がFP内に添加されて、FP、例えば、PTFEの割合が低減され、
HPP、例えばPEEKによって置き換えられると、強度/安定度の両方だけでなく摩擦
係数も増加する。斜交平行領域は、グラフの左側に、FPに充填され得るHPPの近似量
を記載している。第2斜交平行領域は、グラフの右側に、HPPに充填され得るFPの近
似量を記載している。しかし、間のブランク領域は、禁制領域を示している、なぜなら、
これら混合物を有する安定な摺動層が、マトリクスポリマー、すなわち、FPまたはHP
Pの充填容量が約20〜30体積%に制限されるときには作製され得ないからである。実
線は、FPをマトリクス材料(左側)としてまたはHPPをマトリクス材料(右側)とし
て用いた摺動層の混合体に関する曲線の例示的な走行を示す。破線は、近似の縁部の値を
接続しているが、実際の値は知られていない。
におけるグラフの下の軸は、グラフにおける比較例(S1〜S4)の位置を示し、S1が
100%PEEK、S2が100%PTFE、S3が75体積%PTFE中25体積%P
EEK、S4が100%PFAである。JF01は、PFAに埋め込まれたPEEK繊維
であり、JF02は、PEEKに埋め込まれたPTFE繊維である。
施形態を含む項の列挙である:
該金属基材上に置かれた摺動層と
を含む積層体であって、該摺動層が
第1ポリマーP1を含むポリマーのファブリックと、
第2ポリマーP2を含む溶融加工性マトリクスポリマーと
を含み、P1またはP2のいずれかが、フルオロポリマーである、積層体。
金属基材と;
該金属基材上に置かれた摺動層とを含み、該摺動層が
第1ポリマーP1を含むポリマーのファブリックと、
第2ポリマーP2を含むマトリクスポリマーと
を含み、P1またはP2のいずれかが、フルオロポリマーであり;該積層体が、少なく
とも0.005mmの屈曲半径を有する任意の屈曲を含む、物品。
項に記載の積層体または物品。
オロエチレン(ETFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン(FE
P)、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含む、項3
に記載の積層体または物品。
くとも約6ミクロン、少なくとも約8ミクロン、または少なくとも約10ミクロンの厚さ
を有する、項3または4に記載の積層体または物品。
ン以下、約30ミクロン以下、約25ミクロン以下、約20ミクロン以下、または約15
ミクロン以下の厚さを有する、項3〜5の一項に記載の積層体または物品。
いずれか一項に記載の積層体または物品。
いずれか一項に記載の積層体または物品。
項1〜7のいずれか一項に記載の積層体または物品。
、項1〜6または8のいずれか一項に記載の積層体または物品。
層体または物品。
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)、変性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)からなる群から選択される、上記項のいずれか一項に記載の積層体
または物品。
ポリテトラフルオロエチレン(TFM)から本質的になる、項12に記載の積層体または
物品。
、ポリフェニレンスルフィド(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)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルケトン(PEK)、お
よびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、項7〜13のいずれか一項に
記載の積層体または物品。
℃、325℃〜390℃、275℃〜370℃、275℃〜350℃、300℃〜370
℃、325℃〜350℃の溶融範囲を有する、上記項のいずれか一項に記載の積層体また
は物品。
記載の積層体または物品。
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、織繊維、粉末、球体、熱可塑性材料、ポリイミド(PI)、ポリ
アミドイミド(PAI)、ポリフェニレンスルフィド(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、またはこれらの任意の組み合わ
せから選択される、項18に記載の積層体または物品。
2体積%、少なくとも約5体積%、少なくとも約10体積%、少なくとも約12体積%、
少なくとも約14体積%、少なくとも約16体積%、または少なくとも約18体積%で存
在する、項17〜19の一項に記載の積層体または物品。
、約20体積%以下、約15体積%以下、約12体積%以下、約10体積%以下、約8体
積%以下、または約6体積%以下で存在する、項17〜20の一項に記載の積層体または
物品。
%、少なくとも約29体積%、少なくとも約30体積%、少なくとも約32体積%、少な
くとも約34体積%、少なくとも約36体積%、少なくとも約38体積%、または少なく
とも約40体積%である、上記項のいずれか一項に記載の積層体または物品。
5体積%以下、約60体積%以下、約55体積%以下、約50体積%以下、約48体積%
以下、約46体積%以下、または約44体積%以下である、上記項のいずれか一項に記載
の積層体または物品。
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、または約1ミクロン未満の表面粗さを有する、上記項のいずれか一項に記載の積層体
または物品。
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ミクロンの表面粗さを有する、上記項のいずれか一項に記載の積層体また
は物品。
347、マット亜鉛めっき鋼、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、またはこれ
らの任意の組み合わせを含む、上記項のいずれか一項に記載の積層体または物品。
層体または物品。
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、白金、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、ケイ素、ゲルマニウム、錫、鉛、アンチモン、およびビスマスからなる群
から選択される金属を含む合金である、項27に記載の積層体または物品。
イ素青銅、黄銅、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、項27に記載の
積層体または物品。
、少なくとも約0.1mm、または少なくとも約0.2mmの厚さを有する、上記項のい
ずれか一項に記載の積層体または物品。
下、約0.8mm以下、約0.5mm以下、約0.4mm以下、または約0.35mm以
下の厚さを有する、上記項のいずれか一項に記載の積層体または物品。
約380g/m2以下、約360g/m2以下、約340g/m2以下、または約320g/m2以下の重量を有する、上記項のいずれか一項に記載の積層体または物品。
らの組み合わせである、項42に記載の物品。
42または43に記載の物品。
金属基材を付与することと;
該金属基材上にポリマーのファブリックのプライを置くことと;
該金属基材と対向する該プライ上にポリマーシートを置き、スタックを形成することと
;
該スタックを少なくとも0.05MPaの圧力で圧縮することと;
少なくとも100秒の第1持続時間の間、該ポリマーシートの少なくともガラス転移温
度Tgの温度に該スタックを加熱することと
を含む方法。
金属基材を付与することと;
該金属基材上に接着剤シートを適用することと;
該接着剤シート上にポリマーのファブリックのプライを置くことと;
該金属基材と対向する該プライ上にポリマーシートを置き、スタックを形成することと
;
該スタックを少なくとも約0.05MPaの圧力で圧縮することと;
少なくとも100秒の第1持続時間の間、該接着剤シートの少なくとも溶融温度Tmの
第1温度まで該スタックを加熱することと
を含む方法。
却速度で第2温度に冷却することをさらに含む、項45または46に記載の方法。
約0.3MPa、少なくとも約0.4MPa、少なくとも約0.5MPa、少なくとも約
0.6MPa、少なくとも約0.8MPa、または少なくとも約1.0MPaである、項
45〜47のいずれか一項に記載の方法。
以下、約2.0MPa以下、約1.5MPa以下、約1.2MPa以下、約1.1MPa
以下、約0.9MPa以下、または約0.7MPa以下である、項45〜48のいずれか
一項に記載の方法。
とも130秒、少なくとも140秒、または少なくとも145秒である、項45〜49の
いずれか一項に記載の方法。
0秒以下、170秒以下、160秒以下、または150秒以下である、項45〜50のい
ずれか一項に記載の方法。
下、1.2℃/s以下、1.0℃/s以下、0.8℃/s以下、0.6℃/s以下、0.
5℃/s以下、0.4℃/s以下、0.3℃/s以下、0.2℃/s以下、または0.1
℃/s以下である、項47〜51のいずれか一項に記載の方法。
、変性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)、変性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)、ポリフェニレンスルフィド(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)、変性ポリテトラフルオロエチレン(mPTFE)、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)、ポリエーテルケトン(PEK)、およびこれらの任意の組み合
わせからなる群から選択される、項46〜52のいずれか一項に記載の方法。
の方法。
項54に記載の方法。
リテトラフルオロエチレン(mPTFE)を含む、項56に記載の方法。
リテトラフルオロエチレン(mPTFE)から本質的になる、項59に記載の方法。
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、織繊維、粉末、球体、熱可塑性材料、ポリイミド(PI)、ポリ
アミドイミド(PAI)、ポリフェニレンスルフィド(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、またはこれらの任意の組み合わ
せから選択される、項61に記載の方法。
、少なくとも約29体積%、少なくとも約30体積%、少なくとも約32体積%、少なく
とも約34体積%、少なくとも約36体積%、少なくとも約38体積%、または少なくと
も約40体積%である、項45〜64のいずれか一項に記載の方法。
5体積%以下、約60体積%以下、約55体積%以下、約50体積%以下、約48体積%
以下、約46体積%以下、または約44体積%以下である、項45〜65のいずれか一項
に記載の方法。
04mm、少なくとも約0.05mm、少なくとも約0.06mm、少なくとも約0.0
7mm、少なくとも約0.08mm、少なくとも約0.09mm、または少なくとも約0
.1mmの厚さを有する、項45〜69のいずれか一項に記載の方法。
.16mm以下、約0.14mm以下、約0.12mm以下、約0.1mm以下、約0.
095mm以下、約0.09mm以下、約0.085mm以下、約0.08mm以下、約
0.075mm以下、約0.07mm以下、約0.065mm以下、または約0.06m
m以下の厚さを有する、項45〜70のいずれか一項に記載の方法。
、少なくとも約0.12mm、少なくとも約0.16mm、少なくとも約0.20mm、
少なくとも約0.24mm、少なくとも約0.28mm、少なくとも約0.32mm、ま
たは少なくとも約0.36mmの厚さを有する、項45〜71のいずれか一項に記載の方
法。
約0.55mm以下、約0.5mm以下、約0.45mm以下、約0.4mm以下、約0
.38mm以下、約0.34mm以下、約0.3mm以下、約0.26mm以下、または
約0.22mm以下の厚さを有する、項45〜72のいずれか一項に記載の方法。
いずれか一項に記載の方法。
み合わせを含む、項76に記載の方法。
以下の例において、冷延鋼基材に、PFAシート、フルオロポリマーのファブリック、およびPE
EKポリマーシートを置いた。フルオロポリマーのファブリックを、2つのタイプのPTFE繊維、すなわち、Gore−Rastex(登録商標)、CCC216(37/37スレッド/cm;あや織り3/1)またはTeflon−Gewebe TC117(24/22スレッド/cm)から選択した。PFAを接着剤として選択した。アセンブリを、0.3MPaと0.5MPaとの間の圧力および350℃と410℃との間の温度で100〜200秒間積層した。後に、積層体を水によって40℃まで迅速に冷却した。全ての実験において、フルオロポリマーのファブリック、積層体の内層である。
0.075mmの厚さを有するPEEK層(Vestakeep 0FH81)を、0
.25mmの厚さを有するPTFEポリマーのファブリック(Gore−Rastex(登録商標)CCC216;37/37スレッド/cm;あや織り3/1)上に設けた。30ミクロン厚のPFAシートを、PEEK層に対向するポリマー上に設けた。冷延鋼基材(0.23mm厚)を、PEEK層に対向するPFAシート上に設けた。アセンブリを下記の手順に従って積層した。
0.075mmの厚さを有するPEEK層(Vestakeep 0FH81)を、0
.25mmの厚さを有するPTFEポリマーのファブリック(Gore−Rastex(登録商標)CCC216;37/37スレッド/cm;あや織り3/1)上に設けた。30ミクロン厚のPFAシートを、PEEK層に対向するポリマーのファブリック上に設けた。アルミニウム基材を、PEEK層に対向するPFAシート上に設けた。アセンブリを下記の手順に従って積層した。
0.100mmの厚さを有するPEEK層(Vestakeep 0FH80)を、0
.27mmの厚さを有するPTFEポリマーのファブリック(Teflon−Gewebe TC117;24/22スレッド/cm)上に設けた。30ミクロン厚のPFAシートを、PEEK層に対向するポリマーのファブリック上に設けた。冷延鋼基材(0.23mm厚)を、PEEK層に対向するPFAシート上に設けた。アセンブリを下記の手順に従って積層した。
0.100mmの厚さを有するPEEK層(Vestakeep 0FH80)を、0
.27mmの厚さを有するPTFEポリマーのファブリック(Teflon−Gewebe TC117;24/22スレッド/cm)上に設けた。30ミクロン厚のPFAシートを、PEEK層に対向するポリマーのファブリック上に設けた。アルミニウム基材を、PEEK層に対向するPFAシート上に設けた。アセンブリを下記の手順に従って積層した。
実施例2のサンプルを従来製品の比較例1(GGB Bearing Technol
ogy製GGB HI−EX(登録商標))と比較した。比較例1の摺動層の分析により
、青銅充填剤含量が約13.3重量%、グラファイト充填剤含量が約0.5重量%、PT
FE含量が約8重量%、残りがPEEK(78.2重量%)であることが示された。
m/sのジャーナル速度で約2時間試験した。摩擦係数平均値の平均の比較により、実施
例2が比較例1よりも44%低い摩擦を維持したことが示された。
引張および圧縮特性を、従来のサンプルS1〜S4ならびに2つのサンプル:PFAマ
トリクス中にPEEK繊維を含むサンプル(JF01)およびPEEKマトリクス中にP
TFE繊維を含むサンプル(JF02);について評価した。比較サンプルS1は、10
0%PEEK(Aptiv 1000−250G)であり、S2は、100%PTFE(
Daikin M12)であり、S3は、75%PTFEおよび25%PEEKであり、
S4は、100%PFAである。
方向)および積層方向を横切る方向における引張強度を測定し、400MPaでサンプル
を圧縮した後の層の厚さの損失を測定した。
トリクス材料S1に対して引張強度の改良を示している。JF01に関しては、この複合
材料は、圧縮特性を維持しながらも、その唯一のマトリクス材料S4に対して縦方向の引
張強度の改良を示している。
とされるわけではないこと、特定のアクティビティの一部が必要とされない場合があるこ
と、および1以上のさらなるアクティビティが、記載のものに加えて実施される場合があ
ることに注意されたい。さらにまた、アクティビティが列挙されている順序は、必ずしも
、これらが実施される順序ではない。
、以下の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく種々の改変
および変更がなされ得ることを認識する。したがって、明細書および図は、制限的な意味
よりもむしろ説明的であるとみなされるべきであり、かかる改変の全てが本発明の範囲内
に含まれることが意図される。
includes)」、「含む(including)」、「有する(has)」、「有
する(having)」、またはこれらの任意の他の変形例は、本明細書において用いら
れているとき、非排他的な包含をカバーすることが意図される。例えば、特徴の列挙を含
むプロセス、方法、物品または装置は、必ずしもこれらの特徴のみに限定されないが、明
確に列挙されていないまたはかかるプロセス、方法、物品もしくは装置に固有の他の特徴
を含む場合がある。さらに、反対であることが明確に記述されていない限り、「または(
or)」は、包含的な「または」を称し、排他的な「または」を称するのではない。例えば
、条件AまたはBは、以下のいずれか1つによって満たされる:Aが真(または存在する
)かつBが偽(または存在しない)、Aが偽(または存在しない)かつBが真(または存
在する)、ならびにAおよびBの両方が真(または存在する)。
よび構成成分を記載するのに使用される。これは、単に便宜上なされることであり、また
、本発明の範囲の一般的な意味を付与するためのものである。この記載は、1つまたは少
なくとも1つを含むと読まれるべきであり、また、単数形は、別のことを意味することが
明らかでない限り、複数形も含む。
載した。しかし、課題に対するかかる利益、他の利点、および解決手段、ならびに任意の
利益、他の利点、または解決手段を生じさせ得るまたはこれらがより明白になり得る他の
特徴は、任意または全ての特許請求の範囲の厳密な、必要とされる、または必須の特徴で
あるとして解釈されてはならない。
脈で記載されていること、および単一の実施形態において組み合わされて提供されてもよ
いことを認識する。逆に、明確のために、単一の実施形態の文脈で記載されている種々の
特徴が、別々にまたは任意のサブ組み合わせにおいて提供されてもよい。さらに、範囲で
記述されている値に対する言及は、該範囲内の各値およびあらゆる値を含んでいる。
Claims (14)
- 金属基材と;
前記金属基材上に置かれた摺動層と
を含む積層体であって、前記摺動層が
第1ポリマーP1を含むポリマーのファブリックと、
第2ポリマーP2を含む溶融加工性マトリクスポリマーと
を含み、P1またはP2のいずれかが、フルオロポリマーであり、フルオロポリマーおよび充填剤の合計量が、前記摺動層の少なくとも30体積%であり、前記ポリマーのファブリックが、前記溶融加工性マトリクスポリマーに埋め込まれた縦糸および横糸を有し、少なくとも約100スレッド/10cmの縦糸スレッドカウントを有する、前記積層体。 - 積層体を含む物品であって、前記積層体が:
金属基材と;
前記金属基材上に置かれた摺動層と
を含み、前記摺動層が
第1ポリマーP1を含むポリマーのファブリックと、
第2ポリマーP2を含む溶融加工性マトリクスポリマーと
を含み、P1またはP2のいずれかが、フルオロポリマーであり;前記積層体が、少なくとも0.005mmの屈曲半径を有する任意の屈曲を含み、フルオロポリマーおよび充填剤の合計量が、前記摺動層の少なくとも30体積%であり、前記ポリマーのファブリックが、前記溶融加工性マトリクスポリマーに埋め込まれた縦糸および横糸を有し、少なくとも約100スレッド/10cmの縦糸スレッドカウントを有する、前記物品。 - 前記金属基材と前記摺動層との間に接着層をさらに含む、請求項1または2のいずれか一項に記載の積層体または物品。
- P1がフルオロポリマーを含み、P2が非フルオロポリマーを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層体または物品。
- P1が非フルオロポリマーを含み、P2がフルオロポリマーを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層体または物品。
- P1が、フルオロポリマーの繊維を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層体または物品。
- 前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、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)、変性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)からなる群から選択される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の積層体または物品。
- 前記非フルオロポリマーが、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンスルフィド(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)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルケトン(PEK)、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項4および5のいずれか一項に記載の積層体または物品。
- 前記摺動層が、少なくとも1種の充填剤をさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の積層体または物品。
- 前記ポリマーのファブリックが、約600スレッド/10cm以下の縦糸スレッドカウントを有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の積層体または物品。
- 前記物品が、軸受またはブッシングを含む、請求項2〜10のいずれか一項に記載の物品。
- 前記軸受またはブッシングが、1つのフランジまたは2つのフランジを含む、請求項11に記載の物品。
- 積層体を製造する方法であって、前記方法が:
金属基材を付与すること;
前記金属基材上にポリマーのファブリックを含む摺動層のプライを置くこと;
前記金属基材と対向する前記プライ上にポリマーシートを置き、スタックを形成すること;
前記スタックを少なくとも0.05MPaの圧力で圧縮すること;及び
少なくとも100秒の第1持続時間の間、前記ポリマーシートの少なくともガラス転移温度Tgの温度にスタックを加熱すること
を含み、前記摺動層がフルオロポリマーを含み、フルオロポリマーおよび充填剤の合計量が、前記摺動層の少なくとも30体積%であり、前記ポリマーのファブリックが、前記ポリマーシートに埋め込まれた縦糸および横糸を有し、少なくとも約100スレッド/10cmの縦糸スレッドカウントを有する、前記方法。 - 積層体を製造する方法であって、前記方法が:
金属基材を付与すること;
前記金属基材上に接着剤シートを適用すること;
前記接着剤シート上にポリマーのファブリックを含む摺動層のプライを置くこと;
前記金属基材と対向する前記プライ上にポリマーシートを置き、スタックを形成すること;
前記スタックを少なくとも約0.05MPaの圧力で圧縮すること;及び
少なくとも100秒の第1持続時間の間、前記接着剤シートの少なくとも溶融温度Tmの第1温度まで前記スタックを加熱すること
を含み、前記摺動層がフルオロポリマーを含み、フルオロポリマーおよび充填剤の合計量が、前記摺動層の少なくとも30体積%であり、前記ポリマーのファブリックが、前記ポリマーシートに埋め込まれた縦糸および横糸を有し、少なくとも約100スレッド/10cmの縦糸スレッドカウントを有する、前記方法。
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