JPH07313923A

JPH07313923A - 固体潤滑皮膜形成方法

Info

Publication number: JPH07313923A
Application number: JP13522394A
Authority: JP
Inventors: Masato Sagawa; 眞人佐川; Hiroshi Nagata; 浩永田; Osamu Itaya; 修板谷
Original assignee: Intermetallics Co Ltd
Current assignee: Intermetallics Co Ltd
Priority date: 1994-05-25
Filing date: 1994-05-25
Publication date: 1995-12-05
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: JP3435556B2

Abstract

(57)【要約】【構成】固体潤滑皮膜が形成される部品に粘着層を形成
する工程、粉末付着面が形成された部品、固体潤滑剤粉
末及び皮膜形成媒体等からなる混合体に振動又は攪拌処
理を施すことにより粉末付着面が形成された部品の表面
に粉末皮膜を形成する粉末皮膜形成工程とからなる固体
潤滑皮膜形成方法に関するものである。【効果】膜厚が均一で、しかも、膜厚を、数μｍ程度の
薄いものから厚いものまで、用途に応じて適宜変えるこ
とができるとともに、粉末の飛散による歩留りの低下、
労働環境の汚染、部品のひっくりかえし操作等による生
産性の低下、バインダー不足による膜強度の低下、固体
潤滑剤粉末の皮膜内における濃度不足による潤滑効果の
低下等の従来の固体潤滑皮膜形成方法が有する課題を解
決することができ、更に、固体潤滑皮膜形成の自動化を
実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の産業分野で使用
される各種機械、機器、構造物或いは部品等の固体同士
の接触部分に、低摩擦化、耐摩耗性の向上、耐錆性の向
上等のために形成される固体皮膜（以下、このような固
体皮膜を、単に、「固体潤滑皮膜」という。）の形成方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、二硫化モリブデン系、四フッ化エ
チレン樹脂系、グラファイト系或いは窒化ほう素・二硫
化タングステン系等の固体潤滑剤粉末と、固体潤滑剤粉
末を結合させると同時に、各種機械、機器、構造物或い
は部品等の固体潤滑皮膜が形成される下地面に固体潤滑
皮膜を付着させる機能を有するバインダーとを、適当な
溶媒に配合して液状としたもの（このような液状とした
ものを、以下、単に、「塗料」ともいう。）を、上記の
下地面に、スプレー、刷毛塗り、浸漬、タンブリング等
によりコーティングし、その後、自然乾燥、焼き付け等
して固体潤滑皮膜を形成する固体潤滑皮膜形成方法が知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の固体潤
滑皮膜形成方法の問題点は、部品表面に、用途により数
μｍから数１０μｍの皮膜を、均一に形成できないこ
と、また、高歩留りに形成できないこと、更に、このよ
うな皮膜の形成が自動化できないこと、更にまた、この
ような皮膜を公害問題を惹起することなく形成できない
こと等である。

【０００４】従来のはけ塗りによる固体潤滑皮膜形成方
法は、膜厚の均一な皮膜を形成することが難しく、従っ
て、精密部品に対する固体潤滑皮膜形成方法としては不
適当であることは自明であり、また、浸漬法は、多数の
部品を一度にすばやく処理できるので生産性は高いが、
液だれが発生したり、部品同士が重なったところに膜が
形成されなかったり、乾燥時に部品同士がくっつくとい
う問題がある。スプレー法は、従来法の中では精密部品
に最適の方法であり、数１０μｍの固体潤滑膜を比較的
均一に形成できる。しかしながら、スプレー法は、部品
の上面に先ず塗膜を形成した後、部品を裏がえしにひっ
くりかえして反対側の面に塗膜を形成する必要があり、
ひっくりかえし工程等のために生産性が落ちる等の問題
がある。また、スプレー法は、２０μｍ以下の薄い皮膜
の形成が比較的難しく、１０μｍ前後の皮膜を均一に形
成することは極めて困難である。更に、スプレー法は液
だれの問題がある。スプレー中又はスプレー後の硬化処
理中に液だれが発生して膜厚の著しい不均一を引き起こ
したり、皮膜欠陥の原因になる。そしてスプレー法の最
大の問題は多量の溶媒飛散による労働環境の汚染の問題
と、部品以外の空間へのスプレー飛散による塗料歩留り
の低下の問題である。一般に固体潤滑物質の粉末は高価
であるので、歩留り低下は重大な問題となる。

【０００５】最後にタンブラー法は、部品をかご状タン
ブラーに入れ、タンブラーごと固体潤滑粉末を含む液状
の塗料に浸漬するか、スプレーによりこの液状の塗料を
部品に塗付し、タンブラーを回転又は振動させながら温
風により塗料を乾燥硬化させるものである。タンブラー
法の欠点は、第１に温風乾燥中に部品同士がくっつきや
すいことであり、そのために、液状の塗料中の顔料成分
濃度を小さくして塗料粘度を下げる必要があり、また、
塗料中の樹脂等のバインダー成分濃度を下げ、接着力を
小さくおさえることが必要である。このような制限のた
めにタンブラー法では顔料濃度を高くできず、とりわけ
バインダー不足による膜強度低下が大きな問題となる。
実際のタンブラー法の適用は、リング形状、円柱形状等
の平面部の少ない部品にのみ行われており、薄板状部品
等に対しては、部品同士のくっつきの問題のためほとん
ど実施されていない。第２に、部品同士のくっつきのた
めに、均一な膜形成が困難であることである。どうして
も均一な皮膜をこの方法により形成するためには、少し
塗付しては乾燥硬化させ、また、少し塗付しては乾燥硬
化させるというような工程を多数回くりかえして皮膜の
均一化を図る必要がある。これは生産性の低下を招くと
ともに、部品への損傷等の問題が発生することもあり実
用的ではない。

【０００６】上述したいくつかある従来の固体潤滑皮膜
形成方法は、いずれも一長一短があり、膜厚の不均一、
粉体飛散による歩留りの低下、労働環境の汚染、部品の
ひっくりかえし操作や塗付・乾燥のくりかえしによる生
産性の低下、部品のくっつきによる自動化の困難さ、バ
インダー不足による膜強度の低下、固体潤滑剤粉末の皮
膜内における濃度不足による潤滑効果の低下等、いずれ
か１つ又は２つ以上の欠点を有している。

【０００７】本発明の目的は、上述したような従来の固
体潤滑皮膜形成方法が有する課題を解決することにあ
る。即ち、膜厚を数μｍから数１０μｍにわたり、用途
に応じて変えることができるとともに、多数の部品を同
時に又は連続的に処理しても膜厚が均一で、しかも、充
分な量の固体潤滑物質の粉末とこれらの粉末同士及びこ
れらの粉末と部品表面との密着性を向上させるためのバ
インダーを含む皮膜が形成でき、更に、自動化が可能な
固体潤滑皮膜形成方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１には、固体潤滑皮膜が形成される部品に粘着
層を形成する工程、粘着層が形成された部品、固体潤滑
剤粉末及び皮膜形成媒体等からなる混合体に振動又は攪
拌処理を施すことにより粘着層が形成された部品の表面
に粉末皮膜を形成する粉末皮膜形成工程とにより固体潤
滑皮膜形成方法を構成したものであり、第２には、固体
潤滑皮膜が形成される部品に粘着層を形成する工程、粘
着層が形成された部品、固体潤滑剤粉末、バインダー粉
末及び皮膜形成媒体等からなる混合体に振動又は攪拌処
理を施すことにより粘着層が形成された部品の表面に粉
末皮膜を形成する粉末皮膜形成工程とにより固体潤滑皮
膜形成方法を構成したものであり、第３には、固体潤滑
皮膜が形成される部品に粘着層を形成する工程、粘着層
が形成された部品、固体潤滑剤粉末及び皮膜形成媒体等
からなる混合体に振動又は攪拌処理を施すことにより粘
着層が形成された部品の表面に粉末皮膜を形成する粉末
皮膜形成工程、該粉末皮膜が形成された部品を加熱し、
固体潤滑剤粉末或いはバインダー粉末の一部或いは全部
を溶融或いは軟化させる中間熱処理工程、該溶融或いは
軟化した上記粉末に粒子を衝突させて粉末を高密度に凝
集化させる粉末凝集化工程とにより固体潤滑皮膜形成方
法を構成したものであり、第４には、固体潤滑皮膜が形
成される部品に粘着層を形成する工程、粘着層が形成さ
れた部品、固体潤滑剤粉末、バインダー粉末及び皮膜形
成媒体等からなる混合体に振動又は攪拌処理を施すこと
により粘着層が形成された部品の表面に粉末皮膜を形成
する粉末皮膜形成工程、該粉末皮膜が形成された部品を
加熱し、固体潤滑剤粉末或いはバインダー粉末の一部或
いは全部を溶融或いは軟化させる中間熱処理工程、該溶
融或いは軟化した上記粉末に粒子を衝突させて粉末を高
密度に凝集化させる粉末凝集化工程とにより固体潤滑皮
膜形成方法を構成したものである。

【０００９】以下に、本発明の実施例について説明する
が、本発明の趣旨を越えない限り、何ら本実施例に限定
されるものではない。

【００１０】本発明の固体潤滑皮膜形成方法を構成する
重要な工程は、以下の３工程である。（ａ）固体潤滑皮膜が形成される各種機械、機器、構造
物或いは部品等の表面（以下、各種機械、機器、構造物
或いは部品等を、便宜的に、「部品」と称し、また、こ
のような部品の表面を、単に、「部品表面」と称す
る。）に、固体潤滑剤粉末或いはバインダー粉末等の粉
末（固体潤滑剤粉末或いはバインダー粉末等の粉末を総
称して、単に、「粉末」ともいう。）を付着させるため
の粘着層を形成する工程（以下、単に、「粘着層形成工
程」という。）。（ｂ）粘着層が形成された部品、固体潤滑剤粉末或いは
バインダー粉末等からなる粉末及び後述する皮膜形成媒
体等からなる混合体に振動又は攪拌処理を施して、部品
表面に固体潤滑剤粉末或いはバインダー粉末等からなる
粉体皮膜を形成する工程（以下、単に、「粉末皮膜形成
工程」という。）。（ｃ）粘着層物質の処理工程又はバインダー粉末の結合
工程（以下、単に、「後処理工程」という。）。

【００１１】また、上述した重要な工程に、必要に応じ
て適宜付加することによって、更に、固体潤滑皮膜の諸
性能を向上させる付加的工程としては、（ｄ）固体潤滑皮膜或いは粉末の剥離を防止するため
に、上記の（ｂ）の粉末皮膜形成工程により粉体皮膜が
形成された部品に熱処理を施して、粉末の一部或いは全
部を溶融或いは軟化させて、粉末同士の結合力を強める
工程（以下、単に、「中間熱処理工程」という。）、（ｅ）上記の（ｄ）の中間熱処理工程により、粉末の一
部或いは全部が溶融或いは軟化状態にある部品に粒子を
衝突させて、粉末を凝集化、高密度化する工程（以下、
単に、「粉末凝集化工程」ともいう。）がある。

【００１２】以下に、上述した各工程（ａ）〜（ｅ）に
ついて説明するが、先ず最初に、本発明を構成する重要
な工程（ａ）〜（ｃ）について説明する。

【００１３】（ａ）粘着層形成工程本発明の固体潤滑皮膜形成方法においては、先ず、固体
潤滑皮膜を形成する所定の部品表面に、粉末の付着に必
要な粘着層を形成しなければならない。このような粘着
層の形成方法としては、未硬化状態の樹脂やその他の液
状或いは半液状物質等を部品表面に塗布して或いは部品
を未硬化状態の樹脂やその他の液状或いは半液状物質等
に浸漬して、部品表面に粘着力を有する粘着層を形成
し、このような粘着層に粉末を付着させる方法、また、
部品表面を適当な有機溶媒等で溶かして、粘着性を有す
る粘着層を形成する方法等の種々の手段がある。

【００１４】未硬化状態の樹脂やその他の液状或いは半
液状物質等を部品表面に塗布して粘着力を有する粘着層
を形成する方法において、未硬化状態の樹脂やその他の
液状或いは半液状物質等としては、未硬化状態のエポキ
シ、フェノール等の樹脂、各種モノマー或いは水硝子等
を使用することができる。また、これらの粘着層を形成
する物質は、バインダー粉末を使用しない場合には、室
温で或いは加熱により硬化する物質を使用する。しか
し、バインダー粉末を使用する場合には、固体潤滑剤粉
末は、加熱によるバインダー粉末の溶融や焼結によって
皮膜中に結合されるので、粘着層を形成する物質は、必
ずしも硬化しなくてもよいし、加熱により分解又は蒸発
してしまう物質であってもよい。このような未硬化状態
の樹脂やその他の液状或いは半液状物質等による粘着力
を有する粘着層は、粉末皮膜形成工程以前に予め、部品
の表面に浸漬或いは塗布等により形成しておく。

【００１５】（ｂ）粉末皮膜形成工程粘着層が形成された部品は、固体潤滑剤粉末或いはバイ
ンダー粉末等からなる粉末及び粒子等からなる皮膜形成
媒体等が充填された加振装置或いは攪拌装置に投入され
て、部品表面に粉末皮膜が形成されることになる。

【００１６】上述した粘着層が形成された部品及び粉末
等とともに、振動又は攪拌処理が施される皮膜形成媒体
は、粘着層に付着した粉末を打撃し、粉末を粘着層内に
押し込むとともに、粉末の下の粘着層を構成する物質を
粉末の表面に押し出し、更に、押し出された粘着層を構
成する物質に粉末を付着させ、多層に、しかも、高密度
に粉末を部品表面に付着させる機能を有する。更には、
粉末が付着している皮膜形成媒体が部品に衝突すること
により、皮膜形成媒体に付着している粉末が部品に移さ
れという、一種の転写的な作業が行われ、粉末の部品表
面への強力な付着が促進されるという機能を有するもの
である。なお、部品表面に上記のような粘着層が形成さ
れた場合には、粘着層に付着した粉末を皮膜形成媒体が
打撃しても、粉末の下の粘着層を構成する物質が表面に
押し出されなくなった時点で、部品への粉末の付着が停
止する、即ち、粉末皮膜の形成が終了することになる。

【００１７】以下に、上述した皮膜形成媒体について説
明する。皮膜形成媒体は、打撃力を発生して、固体潤滑
剤粉末或いはバインダー粉末等の粉末からなる粉末皮膜
の形成の媒介をする機能を有するが、それ自身は実質的
に粉末皮膜の成分にはならない。

【００１８】皮膜形成媒体は、部品よりも寸法が実質的
に小さく、且つ、粉末よりは寸法が実質的に大きいこと
が重要である。部品より大きい皮膜形成媒体は、部品の
表面に均一な打撃を加えることができず、また、粉末よ
りも小さいと皮膜形成媒体自体が、形成される粉末皮膜
中に捕捉されてしまうことになり好ましくない。但し、
皮膜形成媒体の全体の体積比で７０％以下の範囲であれ
ば、部品よりも大きな皮膜形成媒体が含まれていてもよ
い。

【００１９】打撃力をある程度集中させる方が、粉末の
粘着層への圧入或いは押圧が促進されるために、例え
ば、球状の皮膜形成媒体を使用する場合は、その直径が
０．３ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ま
しい。他の形状の皮膜形成媒体を使用する場合もこれに
準ずることが好ましい。また、皮膜形成媒体が部品より
も小さいとは、皮膜形成媒体の一つ一つを同体積の球で
置き換えたとき、その直径が部品の差し渡しのうち最大
のものよりも小さいことを意味するものである。更に、
粉末に対して、平均寸法で上述したような要件を充たし
ていれば所望の打撃力を発生することができる。即ち、
皮膜形成媒体となる粒子の一部が粉末より小さくても、
平均寸法で皮膜形成媒体が粉末より大きければ所望の打
撃力を発生することができる。但し、これら粉末より細
かい皮膜形成媒体は粉末皮膜中に取り込まれる恐れがあ
るので、できるだけ含まれないことが望ましい。

【００２０】また、上述した皮膜形成媒体の材質は次の
要件を満たしていることが重要である。即ち、粉末皮膜
形成後に皮膜形成媒体を観察して肉眼で認められるよう
な大きな形状変化がなく、且つ、粉末皮膜形成過程にお
いて弾性変形が極端に大きくならないことが重要であ
り、従って、例えば、軟質ゴム等の材質で皮膜形成媒体
を製造することは好ましくない。また、長期的使用によ
る若干の摩耗は避けられないが、割れ、欠け、急激な摩
耗等が発生しないことが重要である。これらの要件を満
たさない材質の皮膜形成媒体を使用すると、部品との衝
突により、皮膜形成媒体が塑性変形を起こしたり或いは
軟質ゴムのように極端に大きな弾性変形を起こしたりす
ることになり、従って、部品に与える打撃力が不足して
所望の粉末皮膜が形成されないことになる。また、割
れ、欠け、急激な摩耗が起こると、皮膜形成媒体の耐用
寿命が短くなり、粉末皮膜が形成された部品の生産性、
作業性或いは経済性等の面から好ましくない。

【００２１】皮膜形成媒体は、鉄、炭素鋼、その他合金
鋼、銅及び銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合
金、その他各種金属、合金製或いはＡｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ
₂，ＴｉＯ₂，ＺｒＯ₂，ＳｉＣ等のセラミックス製、
ガラス、更には、硬質プラスチック等を用いることがで
きる。また、粉末皮膜形成の際に充分な打撃力が加えら
れるのであれば、硬質のゴムも使用することができる。
これら皮膜形成媒体のサイズ、材質等は部品の形状及び
サイズ、使用する粉末の材質等に応じて適宜選択するこ
とができる。更に、複数のサイズ及び材質の皮膜形成媒
体を混合して使用することもできるし、また、皮膜形成
媒体に表面処理、表面皮膜を施して使用することもでき
る。更には、複数の上記材料によって構成された複合皮
膜形成媒体を用いてもよい。

【００２２】打撃力の緩和及び平均化を行い、形成され
る粉末皮膜の均質性、膜厚のばらつきを抑えるために、
木粉、軟質ゴム、軟質プラスチック等軟質の皮膜形成媒
体を前記硬質の皮膜形成媒体に対し適宜混合することも
できるが、このような軟質の皮膜形成媒体は、使用され
る全皮膜形成媒体の体積比の５０％以下であることが好
ましい。これら軟質の皮膜形成媒体は、単独ではほとん
ど有効な打撃力を発生することができないので、上述し
た硬質の皮膜形成媒体と併用されることになる。また、
皮膜形成媒体の表面に硬化した樹脂、未硬化樹脂又は揮
発性液体の皮膜を形成することもできる。このような皮
膜は、一旦は粉末を皮膜形成媒体表面に均一に付着させ
ることを助長し、その後、振動又は攪拌作業中に粉末を
皮膜形成媒体表面から離脱させて部品に粉末を付着させ
る。このような過程により粉末が部品表面により一層均
一に付着する。

【００２３】上述した皮膜形成媒体は、球状、楕円形、
立方体、三角柱、円柱、円錐、三角錐、四角錐、菱面
体、不定型体、その他各種形状のものを使用することが
でき、これら形状の皮膜形成媒体を単独で、或いは、適
宜混合して使用することもできる。

【００２４】（ｃ）後処理工程粉末皮膜が形成された部品に施される後処理工程の１つ
として、このような粉末皮膜が形成された部品に熱処理
を施す工程があるが、このような加熱処理を施す目的
は、粘着層をどのような方法により形成したか、粉末皮
膜を形成する潤滑剤粉末或いはバインダー粉末がどのよ
うなものであるか等により異なる。

【００２５】熱硬化性樹脂液を、部品表面に塗布するこ
とにより或いは部品を熱硬化性樹脂液に浸漬することに
より、部品表面に熱硬化性樹脂の粘着層を形成し、ま
た、粉末皮膜を構成する粉末が固体潤滑剤粉末のみの場
合には、熱処理により熱硬化性樹脂を硬化させて、硬化
された樹脂により固体潤滑剤粉末が結合された状態の固
体潤滑皮膜が形成されることになる。このとき、熱硬化
性樹脂が常温硬化性の場合には、粉末皮膜形成工程中
に、又は、粉末皮膜形成工程後に、室温で放置するだけ
で熱硬化性樹脂の硬化反応が進行する。特に、固体潤滑
剤粉末がテフロン（登録商標）粉末の場合には、テフロ
ン粉末が、焼結又は溶融するまで熱処理を施すこともで
きる。このとき、熱硬化性樹脂が蒸発或いは分解するこ
とがあり、このような場合には、固体潤滑剤のみからな
る固体潤滑皮膜を形成することもできる。

【００２６】シリコン樹脂液を粘着層形成物質として用
いた場合、又は、シリコン樹脂粉末をバインダー粉末と
して用いた場合には、加熱温度３００°Ｃ程度以下で
は、これらの液又は粉末はシリコン樹脂の状態のまま形
成された固体潤滑皮膜中に存在して固体潤滑粉末を結合
する結合剤として働く。加熱温度が３００°Ｃ程度以上
になると、シリコン樹脂はガラス化していき、高温にな
るほどガラス化が進む。こうして固体潤滑皮膜はガラス
により結合された高耐熱皮膜になる。

【００２７】粘着層として水硝子を用いた場合には、加
熱によりガラスを結合剤とする固体潤滑皮膜を容易に形
成することができる。また、バインダー粉末としてガラ
ス粉末を使用することにより、加熱後のガラス結合剤成
分が多くなり、固体潤滑粉末が皮膜中に強固に結合され
るようになる。

【００２８】更に、バインダー粉末として金属粉末を使
用すると、金属結合型固体潤滑皮膜が形成ができる。金
属粉末としては、Ｓｕ、Ｐｂ、ハンダ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ−Ｐ合金、Ｆｅ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｕ合金等の比較
的低融点の金属又は合金で形成された粉末が好ましい。
バインダー粉末として、上記のような金属粉末を使用し
た場合には、金属が焼結又は溶融する温度まで加熱する
必要があるが、一般に、これらの温度は大変高温であ
り、且つ、金属粉末と固体潤滑剤粉末の組合せによって
は反応して固体潤滑剤物質が分解又は変質してしまうこ
とがあるので、これらの金属又は合金は、使用する固体
潤滑剤粉末の種類によって注意深く選択されなくてはな
らない。上記の金属結合型固体潤滑皮膜は耐熱性が高
く、且つ、機械的強度が強いので、エンジン等の苛酷な
条件下で使用される部品に固体潤滑皮膜処理を施す場合
に特に最適である。

【００２９】なお、上述したガラス結合型や金属結合型
固体潤滑皮膜の形成において、粉末皮膜形成のために最
初に部品上に形成する粘着層は、加熱時に蒸発したり分
解してしまい、固体潤滑皮膜中には残留しないこともあ
る。このような場合には、ガラスや金属結合物質が、直
接、固体潤滑皮膜と部品下地との結合に与かっているこ
とになる。

【００３０】このように粘着層、固体潤滑剤粉末及びバ
インダー粉末からなる粉末皮膜に熱処理を施すことによ
り、粘着層を構成する物質を蒸発或いは分解して、固体
潤滑剤粉末及びバインダー粉末からなる固体潤滑皮膜を
形成することもできる。また、固体潤滑剤粉末は溶融し
ないが、バインダー粉末が溶融する温度にまで加熱する
ことにより、溶融したバインダー粉末により強固に結合
した固体潤滑剤粉末からなる固体潤滑皮膜を形成するこ
ともできる。更には、固体潤滑粉末としてテフロン粉末
等を使用した場合には、固体潤滑剤粉末及びバインダー
粉末の両方を溶融して固体潤滑皮膜を形成することもで
きる。なお、バインダー粉末を複数の種類の混合バイン
ダー粉末で構成し、特定のバインダー粉末を溶融しない
ように構成することもできる。

【００３１】上述した加熱処理等を含む後処理工程は、
大気中で行うこともできるが、粉末が耐錆性の低い物質
の場合には、真空中或いは不活性ガス中で行うことが好
ましい。

【００３２】（ｄ）中間熱処理工程次に、上述した重要な工程に、必要に応じて適宜付加さ
れる付加的工程の一つである固体潤滑皮膜或いは粉末の
剥離を防止するために、上記の（ｂ）の粉末皮膜形成工
程により粉末皮膜が形成された部品に熱処理を施して、
固体潤滑剤粉末或いはバインダー粉末等の粉末の一部或
いは全部を焼結、溶融或いは軟化させて、粉末同士の結
合力を強める中間熱処理工程について説明する。

【００３３】上述したように、この工程は、粉末が付着
した部品を、粉末の焼結温度又は融点付近或いは融点以
上に加熱して、少なくとも部分的に粉末を焼結、溶融或
いは軟化することにより、或いは、種類の異なる粉末か
らなる混合粉末の場合には、少なくとも一種類の粉末を
焼結、溶融或いは軟化させることにより、粉末が皮膜か
ら離脱するのを防止するとともに、粉末同士の結合を強
めて皮膜を強固にする。また、皮膜中の空隙を溶融した
物質で埋めることにより、空孔の少ない高密度の固体潤
滑皮膜とする。この工程は、次の粉末凝集化工程のため
の準備工程であり、粉末凝集化工程を効果的にするため
の工程である。即ち、もし、この中間熱処理工程を実施
せずに粉末凝集化工程を行うと、粉末の離脱等の問題が
発生することになる。

【００３４】（ｅ）粉末凝集化工程上述した（ｄ）の中間熱処理工程により、粉末の一部或
いは全部が焼結、溶融或いは軟化して、結合がある程度
進んでいる皮膜を有する部品に粒子を衝突させて、固体
潤滑皮膜中の粉末を更に凝集化、高密度化する粉末凝集
化工程について説明する。

【００３５】上述した中間熱処理により、粉末同士の結
合力は増大するが、粉末と部品との結合力或いは粉末同
士が強固に結合した最終皮膜の状態ではなく、言わば、
粉末が仮り固定された状態にある。

【００３６】このような、粉末が仮り固定された状態に
ある部品に、粒子を衝突或いは投射させて、粉末が仮り
固定された状態にある固体潤滑皮膜を圧縮させて、固体
潤滑皮膜を構成する粉末が、より凝集化し、より高密度
化した状態となるような粉末凝集化処理を施す。

【００３７】粉末凝集化工程には、後述する粉末皮膜形
成工程に使用する加振装置と同様の加振装置を用いるこ
とが好ましい。また、粒子としては、上述した皮膜形成
媒体と同様に、各種金属製、セラミックス製、ガラス製
或いは硬質プラスチック製等の粒子が用いられ、粒子
は、粉末が仮り固定された状態にある固体潤滑皮膜に衝
突して、仮り固定された粉末をより凝集化し、より高密
度化することが可能な打撃力を加えるような重さ、大き
さ及び強度を有することが必要である。

【００３８】加振装置により振動している粒子が、固体
潤滑皮膜に衝突して固体潤滑皮膜に打撃力を与え、固体
潤滑皮膜を構成する粉末を，より凝集化し、より高密度
化し、粉末が凝集化した高密度な固体潤滑皮膜が形成さ
れる。また、焼結、溶融或いは軟化された粉末が粒子に
より叩かれることにより、空孔（ボア）が消失するとと
もに、溶融した粉末が固体潤滑皮膜全体に行き渡るの
で、均質な強固な固体潤滑皮膜が形成される。更に、仮
り固定された状態にある固体潤滑皮膜が、粒子により万
遍なく叩かれるので、固体潤滑皮膜の表面が平滑化さ
れ、より平らな表面を持った固体潤滑皮膜が形成される
ことにもなる。

【００３９】上述したように、粉末皮膜形成工程及び仮
り固定された粉末の凝集化工程の両方において、固体潤
滑皮膜に打撃力が加えられるので、より強固で、より平
滑な固体潤滑皮膜を形成することができる。なお、粉末
凝集化工程において、少し加熱することにより、粉末の
凝集化、高密度化を更に促進することができる。

【００４０】次に、本発明の固体潤滑皮膜形成方法に使
用される固体潤滑剤粉末及びバインダー粉末等の粉末の
一般的な形状等の特性について説明する。

【００４１】粉末の粒度は、振動又は攪拌の強度、部品
のサイズ、形成する固体潤滑皮膜の厚さ及び粉末の材質
等により変わる。硬質で変形しにくい粉末の場合は粒度
が小さいことが好ましく、延性に富む金属粉等の場合は
これより大きくてよいが、一般には０．０１〜５００μ
ｍの範囲内であることが好ましく、０．０１〜３００μ
ｍの範囲がより好ましく、０．０１〜１００μｍの範囲
内であることが更に好ましい。また、粒度が小さい粒子
は、粘着層に分散している粉末の間に打撃により押し込
まれ易く、従って、塑性変形による粉末同士或いは部品
との圧着や結合が起こり易いので、粉末の粒度が小さい
ほど、打撃力が小さくて済み、また固体潤滑皮膜の表面
の粗さも小さくなる。

【００４２】粉末は、上述した粘着層を構成する物質、
例えば、未硬化樹脂より固いことが重要であり、この結
果、振動又は攪拌処理中に粉末が未硬化の樹脂等の粘着
層に押し込まれることが可能となり、より強固な固体潤
滑皮膜を形成することができる。一般に、粉末は粒度が
小さいほど粘着層に捕捉されやすい。

【００４３】上述した粉末として、偏平な粉末を使用す
ることができる。ここで、偏平な粉末（以下、単に、
「偏平粉末」という。）とは、実質的に平坦な面をもっ
ており、かかる面が粉末の主たる構成面となっている円
板、平板、わん曲板等である。好ましくは、対向する平
坦面の間隔Ｈとその平坦面の平均直径（同一面積の円に
換算したときの直径）Ｄとの関係が、Ｈ／Ｄ＜１／２で
あり、より好ましくはＨ／Ｄ＜１／４であり、最も好ま
しくはＨ／Ｄ＜１／６のものである。このような偏平粉
末は、粉末皮膜の膜厚を均一化する効果がある。偏平粉
末の直径Ｄは３００μm 以下が好ましく、この寸法を越
えると膜厚の均一度が低下する。より好ましい寸法は１
５０μm 以下、最も好ましくは７０μm 以下である。ま
た、直径Ｄが小さいほど膜厚の均一度が高まるが、あま
り小さすぎると偏平粉末の膜厚均一効果が減少するの
で、偏平粉末の直径Ｄは、０．１μm 以上、好ましく
は、１μm 以上とすることが望ましい。

【００４４】更に、粉末には、粉末同士が凝集しないよ
うに、ブロック化防止材を混入させることが好ましい。
このような作用を有するブロック化防止材としては、カ
ーボンブラック、ミクロンサイズの合成シリカ、テフロ
ン粉末（１μｍ以下）、ステアリン酸亜鉛粉末等を使用
することができる。このようなブロック化防止材を混入
することにより、粉末の凝集が防止できるので、凝集し
た粉末が粉末皮膜中に取り込まれて，粉末皮膜の膜厚が
不均一になるようなことが防止できる。

【００４５】ところで、粉末皮膜形成後に加熱処理を施
した際に、加熱しすぎて溶融した粉末の粘性が低下しす
ぎると、溶融した粉末が液状となって垂れたり、或い
は、部品の表面の平滑さが損なわれる等の問題が生じる
ことになる。従って、好ましくは、粉末皮膜形成後、所
定の温度に加熱した際に、溶融しない粉末を、該所定の
温度による加熱により溶融する粉末に混合し、溶融し液
状となった粉末が固体潤滑皮膜内に浸透し、溶融した粉
末が液状となって垂れ下がることを防止するとともに、
より強固な固体潤滑皮膜を形成するように構成すること
が好ましい。

【００４６】また、加熱により溶融しない粉末が固体潤
滑皮膜の形状安定材の役割を果たし、部品の表面の平滑
さが損なわれたり、或いは、部品の底部表面に、部品の
支持のために配置された支持部材、例えば、網状支持部
材の網状の跡が付くようなことが防止できる。更に、加
熱後も溶融しない粉末は、固体潤滑皮膜中に分散して、
固体潤滑皮膜の固さを向上させる。加熱により溶融しな
い粉末としては、各種塗装に用いられているＴｉＯ₂や
ベンガラ等無機物顔料或いは種々の金属粉末等がある。

【００４７】次に、上述した各工程の具体的な手段或い
は具体的な装置について、以下に、説明するが、先ず最
初に、粘着層形成手段のうち、一般的に広く適用可能な
未硬化状態の樹脂やその他の液状或いは半液状物質等を
部品表面に塗布して粘着力を有する粘着層を形成する手
段について説明する。

【００４８】図１は、所謂、浸漬方式による粘着層の形
成手段であり、網かごｔ１に収容された部品Ｗを、粘着
層を形成する上述した液状或いは半液状樹脂等の液状物
質が収容された液状物質槽ｔ２に浸漬し、その後、網か
ごｔ１を液状物質槽ｔ２から取り出す。部品Ｗに付着さ
れた液状物質は、自然乾燥或いは送風機から送り出され
る空気により乾燥され、部品Ｗの表面に粘着層が形成さ
れる。

【００４９】図２は、スプレイ方式による粘着層の形成
手段であり、ベルトコンベヤーｔ３により搬送される部
品Ｗは、内壁に螺旋突起ｔ４’が突設された網製の回転
ドラムｔ４に投入され、部品Ｗには、網製の回転ドラム
ｔ４内の入口付近に配設されたスプレイ装置ｔ５の噴霧
口ｔ５’から噴霧された液状物質により液状物質が付着
される。液状物質が付着された部品Ｗは、回転ドラムｔ
４の螺旋突起ｔ４’に沿って上方に移送され、自然乾燥
されるか或いは送風機ｔ６から送りだされる空気により
乾燥された後、回転ドラムｔ４から搬出されてベルトコ
ンベヤーｔ７上に載置される。その後、後述する粉末皮
膜形成装置に搬送される。勿論、ベルトコンベヤーｔ７
を配設することなく、回転ドラムｔ４から搬出された粘
着層が形成された部品Ｗを、回転ドラムｔ４の出口に配
設された粉末皮膜形成装置に、直に、供給することもで
きる。なお、必要に応じて、ヒーターを内蔵した送風機
ｔ６を用いて、液状物質が付着された部品Ｗを、温風に
より適宜乾燥することもできる。

【００５０】ところで、上述したような液状物質槽ｔ２
から取り出した部品Ｗの表面に付着された液状物質が、
部品Ｗの表面に部分的に溜まり、所謂、液溜まりを形成
し、粘着層の厚さが不均一となる一つの原因となってい
る。このような粘着層の厚さが不均一であると、部品Ｗ
の表面に形成される固体潤滑皮膜の厚さが不均一とな
る。

【００５１】以下に、上述したような粘着層の不均一な
厚さを解消し、粘着層の厚さを均一化する手段の一例に
ついて説明する。

【００５２】粘着層を形成するこの実施例においては、
部品と後述する粘着層均し媒体の両方に、粘着層を形成
する液状物質を付着させ、次いで、液状物質が付着され
た部品と同じく液状物質が付着された粘着層均し媒体を
混合した状態で、液状物質が付着された部品と粘着層均
し媒体に振動或いは攪拌処理を施しながら液状物質を乾
燥させて、部品に粘着層を形成するものである。

【００５３】粘着層を形成する液状物質が付着された部
品と、同じく液状物質が付着された粘着層均し媒体とを
混合した状態で、液状物質が付着された部品と、同じく
液状物質が付着された粘着層均し媒体に振動或いは攪拌
処理を施すことにより、粘着層均し媒体が部品にこすり
つけられるので、部品の表面にできた液状物質の液溜ま
り等が除去されるとともに、乾燥過程にある或いは乾燥
後の粘着層が粘着層均し媒体にこすりつけられて粘着層
の厚さの不均一さが解消され、従って、均一な粘着層を
形成することができる。

【００５４】この工程において、粘着層均し媒体にも液
状物質を付着させた理由は、液状物質が付着されていな
い粘着層均し媒体と、液状物質が付着された部品を混合
して振動或いは攪拌処理を施すと、部品に付着した液状
物質が、液状物質が付着されていない粘着層均し媒体に
移し取られ、部品に形成される粘着層が薄くなったり或
いは部品の表面から粘着層が剥離される等の問題が惹起
されるからである。

【００５５】粘着層均し媒体に関しては、上述した皮膜
形成媒体と同様のものを使用することができ、粘着層均
し媒体の材質、大きさ、重さ等については、部品の材
質、大きさ等或いは液状物質の種類等を考慮して、適
宜、選択することができる。勿論、皮膜形成媒体の場合
と同様に、何種類かの粘着層均し媒体を混合して使用す
ることもできる。

【００５６】次に、上述した粘着層形成手段の工程図で
ある図３を用いて、より具体的な粘着層形成手段につい
て説明する。図３において、ｔ８は、粘着層均し媒体ｍ
の供給口ｔ８’を有する樋状或いは筒状の搬送装置であ
り、搬送装置ｔ８には振動装置ｔ９が取着されており、
振動装置ｔ９により搬送装置ｔ８に振動を与えることに
より、粘着層均し媒体ｍを搬送するように構成されてい
る。ｔ１０は、搬送装置ｔ８の途中に配設された部品供
給装置であり、部品供給装置ｔ１０は、搬送装置ｔ８の
部品投入口ｔ１０’に部品Ｗを投入できるように配置さ
れており、ベルトコンベヤー或いは公知の部品供給装置
等で構成することができる。なお、上記の搬送装置ｔ８
をベルトコンベヤー等の搬送手段により構成することも
できる。

【００５７】ｔ１１は、搬送装置ｔ８により搬送されて
くる粘着層均し媒体ｍ及び部品Ｗに粘着層を形成する液
状物質を吹き付けるための噴霧装置であり、噴霧装置ｔ
１１の噴霧口ｔ１１’は、搬送装置１の粘着層均し媒体
ｍ及び部品Ｗの排出口ｔ８”の付近に配設されており、
搬送装置ｔ８の振動により、排出口ｔ８”から飛び出て
くる粘着層均し媒体ｍ及び部品Ｗに万遍なく液状物質を
吹き付けるように構成されている。上記の液状物質の噴
霧に代えて、液状物質の適度な流れを作り、この流れを
部品Ｗと粘着層均し媒体ｍに当てるように構成すること
もできる。

【００５８】ｔ１２は、部品Ｗ及び粘着層均し媒体ｍを
通さない大きさの網み目を有する網製の円筒体ｔ１２’
の内壁に螺旋状突起ｔ１２”が配設された、図示されて
いない適当な駆動手段により回転される回転搬送装置で
あり、回転搬送装置ｔ１２は、円筒体ｔ１２’の軸線が
上向きに傾斜するように配置されている。ｔ１３は、回
転搬送装置ｔ１２の外部近傍に配設された送風装置であ
り、回転搬送装置ｔ１２により搬送されてくる粘着層均
し媒体ｍ及び部品Ｗに付着された液状物質を乾燥させる
ために、粘着層均し媒体ｍ及び部品Ｗに室温風或いは温
風を吹き付けるためのものである。回転搬送装置ｔ１２
が、粘着層均し媒体ｍ及び部品Ｗに付着された液状物質
を自然乾燥するのに十分な長さを有する場合には、この
ような送風装置ｔ１３を省略することもできる。なお、
上述した搬送装置ｔ８の排出口ｔ８”及び噴霧装置４の
噴霧口ｔ１１’は、回転搬送装置ｔ１２の網製円筒体ｔ
１２’の入り口側内部に配設されている。

【００５９】粘着層均し媒体ｍ及び部品Ｗに付着した液
状物質以外の余分な液状物質、例えば、回転搬送装置ｔ
１２の網製円筒体ｔ１２’から滴として落ちる液状物質
等は、適宜回収され再使用されるとともに、また、蒸発
する溶媒や液状物質も回収されリサイクルされて、繰り
返し使用される。

【００６０】ｔ１４は、回転搬送装置ｔ１２から搬出さ
れてくる粘着層が形成された部品Ｗを収容する、粘着層
均し媒体ｍは通すが部品Ｗは通さないような網み目を有
する部品受け装置であり、部品Ｗと粘着層均し媒体ｍの
篩い分けを容易にするために、適当な振動装置ｔ１５に
より振動するように構成されている。ｔ１６は、部品受
け装置ｔ１４の下方に配置された、部品受け装置ｔ１４
により篩い落とされた粘着層均し媒体ｍを収容するため
の収納箱である。なお、収納箱ｔ１６に集められた粘着
層均し媒体ｍは、洗浄工程等を経て、再度、搬送装置ｔ
８の供給口ｔ８’に戻されるように構成することが好ま
しい。ｔ１７は、上述した加振装置Ｖ上に配置された容
器Ｃを有する粉末皮膜形成装置であり、部品受け装置ｔ
１４から搬出される粘着層が形成された部品Ｗが容器Ｃ
に落下するような位置に配設されている。

【００６１】以上のように構成されている粘着層形成装
置の作動について説明する。搬送装置ｔ８の供給口ｔ
８’から供給された粘着層均し媒体ｍは、振動装置ｔ９
の振動により順次搬送され、また、部品Ｗは搬送装置ｔ
８の途中に配設された部品供給装置ｔ１０から部品投入
口ｔ１０’に投入され、適宜、搬送装置ｔ８に供給さ
れ、搬送装置ｔ８上で粘着層均し媒体ｍと部品Ｗが混合
され搬送装置ｔ８の排出口ｔ８”方向に搬送される。

【００６２】搬送装置ｔ８の排出口ｔ８”から搬出され
た粘着層均し媒体ｍと部品Ｗには、噴霧装置ｔ１１によ
り液状物質が吹き付けられ、粘着層均し媒体ｍと部品Ｗ
に液状物質が万遍なく付着される。

【００６３】液状物質が付着された粘着層均し媒体ｍと
部品Ｗは、回転搬送装置ｔ１２に送られ、回転搬送装置
ｔ１２の回転により、粘着層均し媒体ｍ及び部品Ｗが攪
拌されながら、粘着層均し媒体ｍと部品Ｗに付着された
液状物質が乾燥される。この工程において、粘着層均し
媒体ｍ及び部品Ｗが攪拌されることにより、液状物質が
付着した部品Ｗが、粘着層均し媒体ｍによりこすりつけ
られるので、部品Ｗの表面上の液状物質の液溜まり等が
除去されるとともに、乾燥中の液状物質或いは乾燥後の
粘着層も粘着層均し媒体ｍにより万遍なくこすりつけら
れるので、液状物質或いは粘着層の不均一な部分が除去
され、均一な厚さを有する平滑な粘着層を有する部品Ｗ
が得られる。

【００６４】均一な厚さを有する粘着層が形成された部
品Ｗは、粘着層均し媒体ｍとともに、回転搬送装置ｔ１
２から搬出され、次いで、部品Ｗと粘着層均し媒体ｍの
篩い分けを行う振動している網製の部品受け装置ｔ１４
上に移行し、粘着層均し媒体ｍは部品受け装置ｔ１４の
網み目を通過し、下方に配置された収納箱ｔ１６に収容
され、その後、粘着層が形成された粘着層均し媒体ｍ
は、粘着層の除去工程に送られ、再利用される。一方、
部品受け装置ｔ１４により粘着層均し媒体ｍが篩い落と
され、残った粘着層が形成された部品Ｗは、加振装置Ｖ
上に配置された粉末及び皮膜形成媒体等の混合体Ｔが収
容されている容器Ｃに投入され、粉末皮膜形成工程が開
始される。

【００６５】図４は粘着層形成装置の別の実施例を示す
工程図であり、本実施例においては、粘着層均し媒体ｍ
及び部品Ｗを通さない網み目を有する網かごｔ１８を、
ベルトコンベヤー等の搬送帯ｔ１９上に載置し、網かご
ｔ１８には粘着層均し媒体供給装置ｔ２０により粘着層
均し媒体ｍを投入し、また、部品供給装置ｔ２１により
部品Ｗを投入する。

【００６６】粘着層均し媒体ｍ及び部品Ｗが投入された
網かごｔ１８を、液状物質槽ｔ２２に浸漬し、粘着層均
し媒体ｍ及び部品Ｗに液状物質を付着させる。次いで、
液状物質槽ｔ２２から出た網かごｔ１８に収容されてい
る液状物質が付着された粘着層均し媒体ｍ及び部品Ｗ
は、搬送帯ｔ１９の下部に配設された振動装置ｔ２３に
より振動されている搬送帯ｔ１９により振動処置が施さ
れるとともに、液状物質が自然乾燥或いは送風装置ｔ２
４により乾燥される。その後、図示されないロボット等
の自動機により、網かごｔ１８に収容されている均一な
粘着層が形成された部品Ｗ及び粘着層均し媒体ｍが、網
かごｔ１８から上述した網製の部品受け装置ｔ１４上に
移行され、粘着層均し媒体ｍは部品受け装置ｔ１４の網
み目を通過し、下方に配置された収納箱ｔ１６に収容さ
れ、また、粘着層が形成された部品Ｗは、加振装置Ｖ上
に配置された、固体潤滑剤粉末或いはバインダー粉末等
の粉末及び皮膜形成媒体等の混合体Ｔが収容されている
容器Ｃに投入されて粉末皮膜形成工程が開始される。図
３に示された実施例と同様に、液状物質、溶媒或いは粘
着層均し媒体ｍは、リサイクルして、繰り返し使用され
る。

【００６７】粘着層形成装置としては、連続処理により
部品Ｗに粘着層を形成するように構成した上記の実施例
に限定されることなく、バッチ処理により部品Ｗに粘着
層を形成することもできる。また、適当な振動装置によ
り振動している網状のコンベヤー上に、直に、部品Ｗ及
び粘着層均し媒体ｍを載置し、移送途中で網状のコンベ
ヤーに載置された部品Ｗ及び粘着層均し媒体ｍに液状物
質を噴霧するとともに、コンベヤーの振動により部品Ｗ
及び粘着層均し媒体ｍを振動させながら、送風装置によ
り液状物質を乾燥することもできる。その後、粘着層均
し媒体ｍは通すが、部品Ｗは通さない大きさの網み目を
有するコンベヤーに、粘着層が形成された部品Ｗ及び粘
着層均し媒体ｍを移し、粘着層均し媒体ｍを篩い落と
し、コンベヤー上に残った粘着層が形成された部品Ｗ
を、加振装置Ｖ上に配置された粉末及び皮膜形成媒体等
の混合体Ｔが収容されている容器Ｃに投入するように構
成することもできる。

【００６８】なお、図１に示されている網かごｔ１に部
品Ｗとともに、粘着層均し媒体ｍを入れ、液状物質槽ｔ
２に浸漬し、その後、網かごｔ１を液状物質槽ｔ２から
取り出した後、粘着層均し媒体ｍ及び液状物質が付着し
た部品Ｗに振動或いは攪拌処理を施して、部品Ｗに均一
な厚さの粘着層を形成するように構成することもでき
る。

【００６９】次に、粘着層が形成された部品、粉末及び
皮膜形成媒体等の混合体を振動させる加振装置について
説明する。

【００７０】粉末皮膜形成工程において使用される加振
装置は、一例として図５に示されているように、加振装
置Ｖ上に配置された容器Ｃに、表面に粘着層が形成され
た部品Ｗ、固体潤滑剤粉末或いはバインダー等の粉末及
び皮膜形成媒体等の混合体Ｔを入れ、加振装置Ｖにより
容器Ｃに振動を与えて、部品Ｗの表面に粉末皮膜を形成
するものである。上記の容器Ｃは、硬質合成樹脂或いは
金属等の硬質材で形成されており、一例として図５に示
されているように、上部に開口部ｃ１を有する碗状に形
成されており、また、容器Ｃの底部ｃ２の中央部を上方
に膨出させることにより、開口部ｃ１付近に達する柱状
部ｃ３が突設されている。

【００７１】図５において、Ｆは加振装置Ｖの機台であ
り、機台Ｆには、コイルスプリングｖ１，ｖ２を介して
振動板ｖ３が配置されており、振動板ｖ３上に突設され
た垂直軸ｖ４の上端部に容器Ｃの柱状部ｃ３が取着され
ている。また、振動板ｖ３の下面にはモーターｖ５が取
着されており、モーターｖ５の出力軸ｖ６には重錘ｖ７
が偏心して取着されている。従って、モーターｖ５を回
転させることにより、偏心した重錘ｖ７が回転されるの
で、振動板ｖ３上に取着された垂直軸ｖ４を介して容器
Ｃが加振されることになる。

【００７２】上述した粉末皮膜形成工程においては、表
面に粘着層が形成された部品に直接に或いは皮膜形成媒
体を介して付着された粉末は、皮膜形成媒体により叩か
れて、粘着層に圧接或いは圧入され強固に付着するとと
もに、皮膜形成媒体により叩かれることにより、粉末で
覆われた粘着層を構成する物質が粉末の表面に押し出さ
れ、更に、押し出された粘着層を構成する物質の上に，
皮膜形成媒体に付着している粉末が，皮膜形成媒体が部
品に衝突することにより部品側に移行し部品への粉末の
付着が進行する。そして、部品が皮膜形成媒体により叩
かれても粘着層を構成する物質が粉末の表面に押し出さ
れて来なくなったところで、実質的な粉末の粘着層工
程、即ち、粉末皮膜形成が終了することになる。

【００７３】図６には、加振装置Ｖとして、螺旋管路を
有する加振装置Ｖが示されている。ｖ８は、加振装置Ｖ
の基台であり、また、ｖ９は、有底の外筒であり、基台
ｖ８と外筒ｖ９とは、適当数のコイルスプリングｖ１０
で連結されている。ｖ１１は、外筒ｖ９の底部の下面ｖ
９’に取着された加振モーターであり、加振モーターｖ
１１の出力軸には加振体ｖ１２が取着されている。ｖ１
３は、螺旋管路本体であり、螺旋管路本体ｖ１３の最上
部の螺旋管路ｖ１３’からは、上向きの略直線状に延び
る排出管路ｖ１４が連設されており、排出管路ｖ１４の
出口ｖ１４’は、粉末皮膜が形成された部品Ｗ、皮膜形
成媒体及び粉末等の排出口を形成する。出口ｖ１４’の
下方には、皮膜形成媒体及び粉末等は通過することがで
きるが、粉末皮膜が形成された部品Ｗは通過することが
できない程度の大きさの網み目を有する、皮膜形成媒体
及び粉末等から粉末皮膜が形成された部品Ｗを選別する
網状ベルトコンベヤーｖ１５が配設されている。

【００７４】ｖ１６は、螺旋管路本体ｖ１３の最下部の
螺旋管路ｖ１３”から上方に延びる粉末供給管路であ
り、粉末供給管路ｖ１６の上端開口ｖ１６’は、粉末な
どの投入口を形成する。ｖ１７は、粉末供給管路ｖ１６
の途中に連設された回収管路であり、回収管路ｖ１７の
端部の開口ｖ１７’は、上述した排出管路ｖ１４の出口
ｖ１４’と網状ベルトコンベヤーｖ１５を対峙して配置
されている。ｖ１８は、同じく、粉末供給管路ｖ１６の
途中に連設された部品供給管路であり、部品供給管路ｖ
１８の端部の開口は、部品Ｗの投入口ｖ１８’を形成し
ている。

【００７５】上述したような螺旋管路本体ｖ１３等に
は、皮膜形成媒体及び固体潤滑剤粉末或いはバインダー
等の粉末が充填されており、螺旋管路本体ｖ１３等は、
上述した加振モーターｖ１１を駆動し、加振モーターｖ
１１の出力軸に取着されている加振体ｖ１２を回転させ
ることにより振動されている。

【００７６】このような皮膜形成媒体及び粉末等が充填
され、振動状態にある螺旋管路本体ｖ１３等に、部品供
給管路ｖ１８の部品Ｗの投入口ｖ１８’から、表面に粘
着層が形成された部品Ｗを投入する。投入された部品Ｗ
は、粉末供給管路ｖ１６を経て下降して螺旋管路本体ｖ
１３の最下部の螺旋管路ｖ１３”に達し、その後、螺旋
管路本体ｖ１３に沿って上昇する。その後、部品Ｗは、
排出管路ｖ１４の出口ｖ１４’から皮膜形成媒体及び粉
末等とともに、網状ベルトコンベヤーｖ１５上に排出さ
れるが、表面に粘着層が形成された部品Ｗには、螺旋管
路本体ｖ１３等に沿って移送される間に、上述したよう
な粉末皮膜形成原理に基づいて粉末皮膜が形成される。

【００７７】粉末皮膜が形成された部品Ｗ、皮膜形成媒
体及び粉末等は、排出管路ｖ１４の出口ｖ１４’から搬
出されるが、網状ベルトコンベヤーｖ１５の網み目を通
過することができない粉末皮膜が形成された部品Ｗは、
網状ベルトコンベヤーｖ１５により皮膜形成媒体及び粉
末等から選別されて網状ベルトコンベヤーｖ１５上に載
置され、次いで、網状ベルトコンベヤーｖ１５により後
続処理工程に搬送される。また、網状ベルトコンベヤー
ｖ１５の網み目を通過した皮膜形成媒体及び粉末等は、
回収管路ｖ１７の端部の開口ｖ１７’に入り、螺旋管路
本体ｖ１３に戻される。

【００７８】部品Ｗへの粉末皮膜形成工程を連続して行
う連続運転中には、加振装置Ｖの螺旋管路本体ｖ１３等
に存在する固体潤滑剤粉末或いはバインダー等の粉末
は、部品Ｗに粉末皮膜として付着されて消費されるの
で、螺旋管路本体ｖ１３等に存在する粉末が常に略一定
となるように、粉末を一定速度で、粉末供給管路ｖ１６
の上端開口ｖ１６’から連続的に供給する。このように
して、部品Ｗへの粉末皮膜形成を連続して行う場合にお
いて、粉末皮膜の厚さや品質を一定に保つことができ
る。

【００７９】図７には、加振装置Ｖとして、攪拌板を有
する加振装置Ｖが示されている。ｖ１９は、加振装置Ｖ
の基台ｖ２０に載置された容器であり、容器ｖ１９内に
は、モーターｖ２１により回転される攪拌羽根ｖ２２が
配置されている。従って、容器ｖ１９内に、粘着層が形
成された部品Ｗ，皮膜形成媒体及び粉末等を投入し、そ
の後、モーターｖ２１を駆動して攪拌羽根ｖ２２を回転
させることにより、上述したような粉末皮膜形成原理に
基づいて粉末皮膜が形成されることになる。

【００８０】次に、中間熱処置工程及び後処理工程にお
いて、１例として使用される熱処理炉について説明す
る。

【００８１】熱処理炉としては、箱型の通常の熱処理炉
を使用し、所謂、バッチ式に、粉末皮膜が形成された部
品の熱処理を行うこともできるが、図８には熱処理装置
Ｈの一例が示されており、熱処理装置Ｈは、図８に示さ
れているように、両側に入口及び出口が配設されたヒー
ターｈ１が内蔵された熱処理炉ｈ２を使用し、熱処理炉
ｈ２内に、粉末皮膜が形成された部品を搬送するベルト
コンベヤーｈ３を配設することにより、連続的に熱処理
を行うことができるように構成されている。なお、ｈ
１’は、ヒーターｈ１の温度制御可能な電源である。

【００８２】ヒーターｈ１としては、通常の抵抗加熱式
の他に、赤外線放射式の加熱方式も使用することができ
る。後者の場合には、例えば、部品Ｗの片面のみを先ず
加熱処理して、次に、部品Ｗをひっくり返して他面を加
熱処理することができる。このようにして、部品Ｗの重
力により、加熱中に、部品Ｗを支持している支持部材の
跡が、部品Ｗに付くことが防止できる。

【００８３】次に、上述した本発明の重要な工程である
（ａ）粘着層形成工程のうちの未硬化状態の樹脂やその
他の液状或いは半液状物質等による粘着層形成工程、
（ｂ）粉末皮膜形成工程、（ｃ）加熱処理等の後処理工
程及び必要に応じて適宜選択的に採用される（ｄ）中間
熱処理工程、（ｅ）粉末凝集化工程の組合せについて説
明する。なお、上記の組合せにおいては、後処理工程と
して、加熱処理が施される場合を例に説明する。

【００８４】（１）先ず最初の組合せは、上述した重要
な工程のみからなるものである。即ち、上述したような
粘着層工程により部品の表面に粘着層を形成した後、粘
着層が形成された部品を、固体潤滑剤粉末或いはバイン
ダー等の粉末、皮膜形成媒体等が入った加振装置に供給
して部品に粉末皮膜を形成する。その後、粉末皮膜が形
成された部品に加熱処理を施して、硬化された固体潤滑
皮膜を有する部品が形成される。このような工程のみか
らなる固体潤滑皮膜形成方法は、処理工程が少ないので
簡単な、低コストの固体潤滑皮膜の形成に使用される。

【００８５】（２）次の組合せは、（ａ）粘着層形成工
程＋（ｂ）粉末皮膜形成工程＋（ｄ）中間熱処理工程＋
（ｅ）粉末凝集化工程＋（ｃ）加熱工程の組合せであ
る。即ち、粘着層形成工程により部品の表面に粘着層を
形成した後、粘着層が形成された部品を、粉末、皮膜形
成媒体等が入った加振装置に供給して部品に粉末皮膜を
形成する。その後、粉末皮膜が形成された部品を加熱
し、固体潤滑剤粉末及びバインダー粉末の一部、例え
ば、バインダー粉末或いは粉末全体を焼結、溶融或いは
軟化させ、固体潤滑皮膜を仮結合させる。次いで、加振
装置により振動している皮膜形成媒体と同様の粒子が、
上記の溶融或いは軟化している粉末皮膜に衝突して、粉
末皮膜に打撃力を与え、粉末をより凝集化し、より高密
度化した粉末皮膜が形成される。その後、粉末皮膜が形
成された部品に加熱処理を施して、硬化された固体潤滑
皮膜を有する部品Ｗ得られる。このような、上述した重
要な工程に、中間熱処理工程及び粉末凝集化工程を付加
することにより、耐蝕性に富んだ比較的薄い、しかも、
表面のより平滑な固体潤滑皮膜を形成することができ
る。

【００８６】（３）次の組合せは、（ａ）粘着層形成工
程＋（ｂ）粉末皮膜形成工程＋（ｄ）中間熱処理工程＋
（ｂ）粉末皮膜形成工程＋（ｃ）加熱工程からなる組合
せである。この組合せにおいては、粘着層形成工程によ
り部品の表面に粘着層を形成した後、粘着層が形成され
た部品を、粉末、皮膜形成媒体等が入った加振装置に供
給して部品に粉末皮膜を形成する。その後、粉末皮膜が
形成された部品を加熱し、上述したように粉末の一部或
いは全部を溶融或いは軟化させる中間熱処理工程と粉末
の一部或いは全部が溶融或いは軟化された部品、粉末及
び皮膜形成媒体等からなる混合体に振動又は攪拌処理を
施すことにより部品の表面に粉末皮膜を再度形成する粉
末皮膜形成工程とを１回或いは複数回実施し、最後に、
上述した加熱工程を実施するものである。このように、
２回以上の粉末皮膜形成処理を施すことにより、例え
ば、１層目の粉末皮膜に発生した空孔等の欠陥が、２層
目の粉末皮膜により除去される等の効果により、きわめ
て欠陥の少ない、耐蝕性に富んだ、しかも、厚い固体潤
滑皮膜を形成することができる。

【００８７】（４）更に次の組合せは、（ａ）粘着層形
成工程＋（ｂ）粉末皮膜形成工程＋（ｄ）中間熱処理工
程＋（ｂ）粉末皮膜形成工程＋（ｄ）中間熱処理工程＋
（ｅ）粉末凝集化工程＋（ｃ）加熱工程の組合せであ
る。この組合せは、上述した（３）の２回以上の粉末皮
膜形成工程の後に、中間熱処理処理を施し、２回以上の
粉末皮膜形成処理により形成された粉末の一部或いは全
部を溶融或いは軟化させ、その後、加振装置により振動
している皮膜形成媒体と同様の粒子が、溶融或いは軟化
している粉末皮膜に衝突して粉末皮膜に打撃力を与え、
粉末のより凝集化し、より高密度化した粉末皮膜が形成
される。その後、粉末皮膜が形成された部品に加熱処理
を施して、硬化された固体潤滑皮膜を有する部品が得ら
れる。このような組合せによる固体潤滑皮膜形成方法に
より、更に、耐蝕性に富んだ、厚い固体潤滑皮膜を形成
することができる。

【００８８】本発明の実施例として、上記の４つの組合
せが示されているが、何ら、このような組合せに限定さ
れることなく、固体潤滑皮膜が形成される部品の用途、
使用条件等に応じて種々の組合せを採用することができ
る。

【００８９】次に、一例として、（ａ）粘着層形成工程
＋（ｂ）粉末皮膜形成工程＋（ｄ）中間熱処理工程＋
（ｂ）粉末凝集化工程＋（ｃ）加熱工程が連結された固
体潤滑皮膜形成装置を、図９を用いて説明する。なお、
粘着層の形成工程までは、図３を用いて説明した装置と
同じであるので、説明は省略する。

【００９０】図９においては、図５に示されている容器
Ｃを振動させる加振装置Ｖに代えて、図６に示されてい
る螺旋管路を有する加振装置Ｖ１が使用されており、加
振装置Ｖ１により粉末皮膜が形成された部品Ｗは、加振
装置Ｖ１からの排出後、網状ベルトコンベヤーｖ２３に
より粉末及び皮膜形成媒体から選別され、中間熱処理装
置Ｈｉに搬送される。なお、図９においては、網状ベル
トコンベヤーｖ２３が中間熱処理装置Ｈｉのベルトコン
ベヤーを兼用している。

【００９１】網状ベルトコンベヤーｖ２３上に載置され
た粉末皮膜が形成された部品Ｗは、中間熱処理装置Ｈｉ
のヒーターｈ４により、粉末の一部或いは全部が溶融或
いは軟化するまで加熱され、その後、連結コンベヤーｖ
２４を経て、皮膜形成媒体と同様の粒子が収納されてい
る螺旋管路を有する加振装置Ｖ２に投入され、粉末凝集
化処理が施される。なお、ｈ４’は、ヒーターｈ４の電
源である。その後、加振装置Ｖ２により粉末凝集化処理
が施された部品Ｗは、網状ベルトコンベヤーｖ２５によ
り粒子から選別され、加熱処置装置Ｈｆに搬送される。
なお、上記の網状ベルトコンベヤーｖ２３と同様に、網
状ベルトコンベヤーｖ２５が加熱処理装置Ｈｆのベルト
コンベヤーを兼用している。網状ベルトコンベヤーｖ２
５上に載置された粉末皮膜が形成された部品Ｗは、加熱
処理装置Ｈｆのヒーターｈ５により、粉末皮膜に存在す
る樹脂等が硬化或いは除去され、固体潤滑皮膜が形成さ
れた最終部品Ｗとなる。なお、ｈ５’は、ヒーターｈ５
の電源である。そして、最終部品Ｗは、適当な収納箱Ｂ
に収納される。

【００９２】次に、より具体的な本発明の実施例につい
て説明する。

【００９３】部品をエポキシ樹脂液に浸漬することによ
り粘着層を形成し、次いで、テフロン、ＭｏＳ₂、グラ
ファイト等の固体潤滑剤粉末と皮膜形成媒体からなる混
合体に振動を与えて粉末皮膜形成処理を施して粉末皮膜
を形成し、次いで、１８０°Ｃで加熱処理を施してエポ
キシ樹脂を硬化させて、硬化した固体潤滑皮膜を形成し
た。この固体潤滑皮膜方法は、固体潤滑皮膜の簡便な安
価な形成方法であり、各種機械部品やゴム製オーリング
等の表面に固体潤滑皮膜を形成する方法として有用であ
る。

【００９４】なお、上述した実施例或いは後述する実施
例において使用されるテフロンに代表される四フッ化エ
チレン等のフッ素系樹脂の中には、四フッ化エチレン以
外にも潤滑効果を向上させる樹脂があり、このような樹
脂を、必要に応じて適宜、使用することができる。特
に、フッ素系樹脂の中でも固体潤滑剤粉末としてはポリ
テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が優れている。

【００９５】部品をエポキシ樹脂液に浸漬することによ
り粘着層を形成し、次いで、固体潤滑剤粉末としてのテ
フロン粉末と皮膜形成媒体からなる混合体に振動を与え
て粉末皮膜形成処理を施して粉末皮膜を形成し、次い
で、３５０°Ｃで加熱処理を施してエポキシ樹脂を硬化
させるとともに、テフロン粉末を溶融して固体潤滑皮膜
を形成した。テフロン粉末を溶融し、テフロン粉末同士
が結合されるので、より強固な固体潤滑皮膜が形成でき
る。

【００９６】部品をエポキシ樹脂液に浸漬することによ
り粘着層を形成し、次いで、固体潤滑剤粉末としてのテ
フロン粉末、バインダー粉末としてのパーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）粉末と皮膜形成
媒体からなる混合体に振動を与えて粉末皮膜形成処理を
施して粉末皮膜を形成し、次いで、２５０〜３５０°Ｃ
で加熱処理を施して固体潤滑皮膜を形成した。２５０〜
３００°ＣではＰＦＡのみが溶融し、また、３００°Ｃ
以上ではＰＦＡとテフロンの両方が溶融し、共に、強固
な皮膜が形成された。

【００９７】部品をエポキシ樹脂液に浸漬することによ
り粘着層を形成し、次いで、固体潤滑剤粉末としてのテ
フロン粉末、バインダーとしてのＰＦＡ粉末とＡｌ、Ｔ
ｉ、マイカ、ＴｉＯ₂等の３５０°Ｃでは溶けない粉末
及び皮膜形成媒体からなる混合体に振動を与えて粉末皮
膜形成処理を施して粉末皮膜を形成し、次いで、３５０
°Ｃで加熱処理を施してテフロン粉末とＰＦＡ粉末を溶
融して固体潤滑皮膜を形成した。溶融したテフロン粉末
及びＰＦＡ粉末が、溶融しないＡｌ、Ｔｉ、マイカ、Ｔ
ｉＯ₂等の粉末中に浸透するために、溶融したテフロン
粉末及びＰＦＡ粉末の液垂れの発生がなく、従って、平
滑で、しかも、強固な固体潤滑皮膜が形成できる。

【００９８】部品をシリコン樹脂液又は水硝子に浸漬す
ることにより粘着層を形成し、次いで、ＭｏＳ₂、グラ
ファイト等の固体潤滑剤粉末、バインダーとしてのシリ
コン樹脂、硝子粉末、必要に応じて、Ａｌ、Ｔｉ、マイ
カ、ＴｉＯ₂等の粉末及び皮膜形成媒体からなる混合体
に振動を与えて粉末皮膜形成処理を施して粉末皮膜を形
成し、次いで、５００°Ｃ以上の温度で加熱処理を施し
て、シリコン樹脂液、水硝子、シリコン樹脂、硝子粉末
を硝子化して固体潤滑皮膜を形成した。このような固体
潤滑皮膜形成方法により耐熱性に優れた高強度の固体潤
滑皮膜が形成できる。

【００９９】部品をエポキシ樹脂液又はポリビニルアル
コール液に浸漬することにより粘着層を形成し、次い
で、テフロン、ＭｏＳ₂、グラファイト等の固体潤滑剤
粉末、バインダーとしてＳｎ，Ｐｎ，Ａｌ等の低融点金
属粉末と皮膜形成媒体からなる混合体に振動を与えて粉
末皮膜形成処理を施して粉末皮膜を形成し、次いで、低
融点金属粉末の少なくとも１つが焼結又は溶融する温度
で加熱処理を施して、低融点金属粉末が連結した状態の
固体潤滑皮膜を形成した。このような固体潤滑皮膜形成
方法により耐熱性に優れた高強度の固体潤滑皮膜が形成
できる。

【０１００】次に、オ−リングに固体潤滑皮膜を形成す
る実施例について説明する。

【０１０１】内径５ｍｍと内径３０ｍｍのニトリルゴム
製オ−リング（以下、単に、「リング」という。）を各
２０個を用意した。各リングを、図１に示したタイプの
かごに入れ、イソプロピルアルコールに１〜３回浸漬
し、表面をよく洗浄した。次に、各リングを、エポキシ
樹脂（ポリサルファイド変性型）を５％濃度にＭＥＫ
（メチルエチルケトン）で希釈した溶液に３０秒間浸漬
した。浸漬している間中、溶液及び各リングには超音波
振動を加え、部品表面と溶液のなじみをよくさせた。浸
漬後は各リングにおよそ８０°Ｃの温風を送り、乾燥ム
ラが生じないように風の向きを変えながらＭＥＫを蒸発
させた。ＭＥＫが蒸発した後の各リング表面には、エポ
キシ（ポリサルファイド型）の１μｍ以下の粘着層が形
成されていた。

【０１０２】次に表面に粘着層が形成されたリングを、
図５に示したタイプの振動容器に入れた。振動容器は、
２．８リットルの容積を有するものを使用し、中には平
均直径１ｍｍのセラミックス製（アルミナ−シリカ混合
型）ボールを１リットル分、皮膜形成媒体として入れ
た。更に、平均粒度０．３μｍの四フッ化エチレン微粉
末を固体潤滑剤粉末として２０ｇ入れ、３０分間加振
（振動数３６００ｃ．ｐ．ｍ．、振幅１〜２ｍｍ）を加
え、セラミックス製ボール表面に四フッ化エチレン微粉
末を万遍なく行き渡らせておいた。各リングを入れた振
動容器に約３分間の振動を加えた後、リングを取り出し
た。各リング表面には、平均３μｍの四フッ化エチレン
微粉末が圧縮された層ができた。次に、各リングに８０
°Ｃで４時間の加熱処理を施した。加熱処理後の四フッ
化エチレン粉体層は、リングとの密着性に優れ、潤滑性
にも優れていた。

【０１０３】上記工程を繰り返し、内径が３０ｍｍのオ
−リング１０００個を作製し、自動組み立て機に入れ、
直径３０ｍｍのシャフト挿入試験を行った。その結果、
表面処理をしないオ−リングを使用した場合には、シャ
フトとオ−リングの間でかみ込みが起こる不良が５％発
生していたが、本発明の固体潤滑皮膜をつけたオ−リン
グの不良は０％になった。また、組立後の運転試験で
も、本発明の固体潤滑皮膜をつけたオ−リングは、耐摩
耗率の激減が確認され、オ−リングの寿命が５倍以上に
なることが確認された。

【０１０４】また、エポキシ樹脂としてビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂を５％濃度にキシレンで希釈した溶液
を浸漬液とし、他は上述した工程と同一工程で本発明の
固体潤滑皮膜を形成した。その結果、同じ膜厚の固体潤
滑皮膜を作ることができ、シャフトの自動組み立て工程
時の不良率は０％になることが確認されたが、オ−リン
グと固体潤滑膜の密着性が、ポリサルファイド変性型エ
ポキシ樹脂を利用した場合よりもやや劣るようで、オ−
リングの寿命向上は固体潤滑皮膜がない場合と比較して
３倍程度にとどまった。

【０１０５】次に、ボールべアリング用樹脂リテーナー
に固体潤滑皮膜を形成する実施例について説明する。

【０１０６】内径が１５ｍｍのボールベアリング用フェ
ノール樹脂製リテーナー（ボールの固定ガイドで、以
下、単に、「リテーナー」という。）を２００個準備し
た。リテーナーを、図３に示したタイプの自動機に入
れ、本発明の固体潤滑皮膜を形成した。粘着層均し媒体
として、直径１ｍｍのセラミックス（ジルコニア製）ボ
ールを用い、また、液状物質として、エポキシ（ビスフ
ェノールＡ型）樹脂を２．５％濃度にＭＥＫで希釈した
溶液を使用した。粘着層形成装置内の送風は、５０°Ｃ
の温風を用い、加振装置として容積４リットルの容器内
に１リットル分の直径０．８ｍｍのｓｕｓ−３１６製ボ
ール、１．５リットル分の直径１ｍｍのセラミックス製
（溶融酸化アルミニウム系）ボールを入れ、固体潤滑剤
粉末として平均粒度２μｍの四フッ化エチレン樹脂粉末
を５０ｇ、平均粒度５μｍのアクリル樹脂粉末を５０ｇ
入れた。粉体皮膜形成工程を終えたリテーナーは、１５
０°Ｃで４時間加熱処理を施し溶融、硬化させた。

【０１０７】その結果、リテーナー表面に平均８μｍの
固体潤滑皮膜が形成できた。このリテーナーを使用し、
ベアリングを組み立てたところ、初期摩擦係数が半減
し、その後の摩擦係数が２０％以上減少し、寿命が２倍
以上になることがわかった。ベアリング内の他の部品
（リテーナー以外のシール用ゴムパッキン、メタルパッ
キン）にも同様の処理を行った結果、同じく摩擦係数の
減少と寿命の向上に効果があることがわかった。

【０１０８】次に、ウレタンゴムパッキンに固体潤滑皮
膜を形成する実施例について説明する。

【０１０９】外径３０ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ３ｍｍ
のカーエアコン用ゴムパッキンを１００個準備した。上
述したリテーナーに用いた装置と同じ装置を使用し、固
体潤滑皮膜を形成した。但し、固体潤滑剤粉末として平
均粒度５μｍの四フッ化エチレン粉末を８０ｇ入れた。
粉体皮膜形成後のゴムパッキンは８０°Ｃで６時間熱処
理を行い、粘着層の硬化を行った。その結果、ゴムパッ
キン表面には平均８μｍの膜厚が均一な皮膜が形成でき
た。このカーエアコン内に使用されているゴムパッキン
は、従来は１０００時間程度の連続運転試験でパッキン
がシール面と融着したり、パッキン表面に粘着性が発生
し、シール性に不良が出たり、動作不良を起こすトラブ
ルがあった。しかし、本発明の固体潤滑皮膜が形成され
たゴムパッキンでは、上記のような融着、粘着等による
トラブルは、１００００時間連続運転を行っても何ら発
生しなかった。

【０１１０】次に、エンジニアリングプラスチックギア
（以下、単に、「ギア」という。）に固体潤滑皮膜を形
成する実施例について説明する。

【０１１１】外歯の外径が２０ｍｍで内径が３ｍｍのナ
イロン系樹脂製ギア及び外歯の外径が２５．５ｍｍで内
径が５．５ｍｍのエポキシ系樹脂製ギアを、各２０個用
意した。各ギアを、ポリイミド系樹脂を３％濃度にＭＥ
Ｋで希釈した溶液に浸漬した。浸漬後、各ギアを直径２
ｍｍのジルコニア製ボールの中に入れ良く攪拌した。攪
拌中にＭＥＫは蒸発し、ギアの表面には、０．１〜２μ
ｍ程度の薄いポリイミド樹脂系未硬化樹脂層が形成され
ていた。

【０１１２】次に、各ギアを、内径が３６ｍｍのホース
を直径３５０ｍｍに４層に巻いた螺旋管路を有する加振
容器の下から次々に入れた。加振容器には、容積の６５
％に直径１．０ｍｍのセラミックスと平均長さ２ｍｍの
不定形セラミックス片を入れておいた。また、加振容器
中には、平均粒径３μｍ、アスペクト比２０の二硫化モ
リブデン固体潤滑剤粉末と、平均粒径３μｍの四フッ化
エチレン粉末（ブロックポリメイゼント製）を４：５の
比率で合計６０ｇ入れてよく分散させておいた。また、
両固体潤滑剤粉末の表面には、ポリイミド系樹脂用のカ
ップリング処理を施しておいた。加振容器に振動数１８
００ｃ．ｐ．ｍ．、振幅１〜５ｍｍの振動を加えたとこ
ろ、加振容器の上方の開放口から１分後に次々に粉体層
が形成されたギアが出てきた。次に、各ギアを２５０°
Ｃで３０分間処理した。この結果、平均膜厚３μｍの固
体潤滑皮膜ができた。

【０１１３】各ギアを、プリンター又はコピー機に組み
込み、運転を行ったところ、次の効果が確認できた。（１）従来は、最初の数百回の運転（初期運転）時に大
きな負荷が発生し、運転が遅くなったり、停止するトラ
ブルがあったが、このようなトラブルがなくなった。（２）従来は、１０００時間の連続運転後にギアのかみ
合わせ部分の摩耗による運転異常が３０〜６０％見られ
たが、１５００時間の連続運転後も運転異常が全く見ら
れなかった。（１）の効果は、初期摩擦係数の低下により説明でき
る。（２）の効果は、運転中の摩擦係数の低下に加え
て、耐熱性のあるポリイミド樹脂が固体潤滑剤とともに
ある結果、運転中の発熱に伴う焼き付きや摩耗等が著し
く減少したためと考えられる。

【０１１４】次に、耐錆ポンプ用部品（ベーン）（以
下、単に、「部品」という。）に、固体潤滑皮膜を形成
する実施例について説明する。

【０１１５】２０×２０×３ｍｍの大きさの部品（四フ
ッ化エチレン樹脂製）を２５個用意した。次に、各部品
を、ＰＦＡ粉末（平均粒度０．３μｍ）がよく分散し
た、フッ素系樹脂を５％濃度にＭＥＫで希釈した溶液に
浸漬させた後、よく乾燥させた。乾燥後、各部品表面に
は、０．３〜１μｍのフッ素系未硬化樹脂層の中にＰＦ
Ａ系樹脂粉末が分散された皮膜ができた。

【０１１６】次に、各部品を、上述したエンジニアリン
グプラスチックギアに固体潤滑皮膜を形成する実施例と
同じ加振装置に入れた。容器中には、直径２ｍｍのスチ
ール製ボールを容器の容積の５０％入れた。また、容器
の中には、β型炭化ケイ素ウイスカー（直径０．３〜
１．４μｍ、アスペクト比１０〜４０）とＰＦＡ粉末
（平均粒度０．８μｍ）を３：２の割合で混合した粉末
を４０ｇ入れておいた。加振容器に振動数３６００ｃ．
ｐ．ｍ．、振幅０．５〜３ｍｍの振動を加えながら、容
器内に部品を次々に投入した。１分後に粉体層が形成さ
れた部品が次々に出てきた。次に、各部品を３１０°Ｃ
で１時間熱処理を行い、フッ素系樹脂の硬化、ＰＦＡの
溶融、硬化を行った。その結果、平均１０μｍの炭化ケ
イ素ウイスカーを多量に含むフッ素系樹脂固体潤滑皮膜
ができた。

【０１１７】各部品を耐錆ポンプに組み込み、連続運転
を行った。その結果、以下のことが明らかになった。（１）ベーンの寿命が従来の５倍以上になった。（２）ポンプ動作時の気密性が上がり、排気量が１０％
増えた。（３）ベーンの摩耗に伴う摩耗した粉末の排出がなくな
り、汚染が減った。（４）シリンダー部の寿命も従来の５倍以上になった。

【０１１８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【０１１９】膜厚が均一で、しかも、膜厚を、数μｍ程
度の薄いものから厚いものまで、用途に応じて適宜変え
ることができるとともに、粉末の飛散による歩留りの低
下、労働環境の汚染、部品のひっくりかえし操作等によ
る生産性の低下、バインダー不足による膜強度の低下、
固体潤滑剤粉末の皮膜内における濃度不足による潤滑効
果の低下等の従来の固体潤滑皮膜形成方法が有する課題
を解決することができ、更に、固体潤滑皮膜形成の自動
化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明方法の実施に使用される一例とし
ての粘着層形成装置の概略図である。

【図２】図２は本発明方法の実施に使用される他の粘着
層形成装置の概略図である。

【図３】図３は本発明方法の実施に使用される他の粘着
層形成装置の工程図である。

【図４】図４は本発明方法の実施に使用される更に他の
粘着層形成装置の工程図である。

【図５】図５は本発明方法の実施に使用される一例とし
ての加振装置の一部断面を含む正面図である。

【図６】図６は本発明方法の実施に使用される他の加振
装置の一部断面を含む正面図である。

【図７】図７は本発明方法の実施に使用される更に他の
加振装置の一部断面を含む正面図である。

【図８】図８は本発明方法の実施に使用される熱処理装
置の概略図である。

【図９】図９は本発明方法の実施に使用される固体潤滑
皮膜形成装置の一例を示す工程図である。

【符号の説明】

Ｃ・・・・容器Ｈｆ・・・加熱処理装置Ｈｉ・・・中間熱処理装置Ｖ・・・・加振装置Ｗ・・・・部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者板谷修京都府京都市西京区松室追上町22番地の１エリーパート２ 401号インターメタリックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体潤滑皮膜が形成される部品に粘着層を
形成する工程、粘着層が形成された部品、固体潤滑剤粉
末及び皮膜形成媒体等からなる混合体に振動又は攪拌処
理を施すことにより粘着層が形成された部品の表面に粉
末皮膜を形成する粉末皮膜形成工程とからなることを特
徴とする固体潤滑皮膜形成方法。
【請求項２】固体潤滑皮膜が形成される部品に粘着層を
形成する工程、粘着層が形成された部品、固体潤滑剤粉
末、バインダー粉末及び皮膜形成媒体等からなる混合体
に振動又は攪拌処理を施すことにより粘着層が形成され
た部品の表面に粉末皮膜を形成する粉末皮膜形成工程と
からなることを特徴とする固体潤滑皮膜形成方法。
【請求項３】固体潤滑皮膜が形成される部品に粘着層を
形成する工程、粘着層が形成された部品、固体潤滑剤粉
末及び皮膜形成媒体等からなる混合体に振動又は攪拌処
理を施すことにより粘着層が形成された部品の表面に粉
末皮膜を形成する粉末皮膜形成工程、該粉末皮膜が形成
された部品を加熱し、固体潤滑剤粉末或いはバインダー
粉末の一部或いは全部を溶融或いは軟化させる中間熱処
理工程、該溶融或いは軟化した上記粉末に粒子を衝突さ
せて粉末を高密度に凝集化させる粉末凝集化工程とから
なることを特徴とする固体潤滑皮膜形成方法。
【請求項４】固体潤滑皮膜が形成される部品に粘着層を
形成する工程、粘着層が形成された部品、固体潤滑剤粉
末、バインダー粉末及び皮膜形成媒体等からなる混合体
に振動又は攪拌処理を施すことにより粘着層が形成され
た部品の表面に粉末皮膜を形成する粉末皮膜形成工程、
該粉末皮膜が形成された部品を加熱し、固体潤滑剤粉末
或いはバインダー粉末の一部或いは全部を溶融或いは軟
化させる中間熱処理工程、該溶融或いは軟化した上記粉
末に粒子を衝突させて粉末を高密度に凝集化させる粉末
凝集化工程とからなることを特徴とする固体潤滑皮膜形
成方法。