JPS6183232A - プラズマ重合膜被覆機械部品の製法 - Google Patents
プラズマ重合膜被覆機械部品の製法Info
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- JPS6183232A JPS6183232A JP59205391A JP20539184A JPS6183232A JP S6183232 A JPS6183232 A JP S6183232A JP 59205391 A JP59205391 A JP 59205391A JP 20539184 A JP20539184 A JP 20539184A JP S6183232 A JPS6183232 A JP S6183232A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高硬度で高靭性のプラズマ重合膜で被覆され
た機械部品に関する。
た機械部品に関する。
金属、プラスチック等からなる種々の機械部品、例えば
歯車、ベアリング、切削工具部品、ナラ１−・ポル１−
等には、種々の目的で表面保護膜が設けられたり、表面
改質処理が施されたりする。
歯車、ベアリング、切削工具部品、ナラ１−・ポル１−
等には、種々の目的で表面保護膜が設けられたり、表面
改質処理が施されたりする。
機械部品の耐摩耗性や耐擦傷性を向」ニさせるためには
表面硬度および靭性を高めることが有効である。従来、
金属ｆＲｓ械部品の表面硬度を高める方法として、高周
波焼入れ；浸炭焼入れ；高温でＮ］１３等と反応させた
り、窒素と水素の混合ガスのプラズマで処理したりする
表面窒化；スパッタリングやイオンブレーティングによ
る窒化チタン、炭化ケイ素等の硬度表面膜の形成などが
知られている。°しかじ、これらの方法は、処理に高温
を伴なうため大量のエネルギーを必要とし、省エネルギ
ーおよび経済性の点で不利である。さらに、被処理体が
高温に置かれる結果寸法歪みが生じ易い欠点がある。ま
た、プラスチック製機械部品の場合には、プラスチック
は一般に耐熱性が低いので、金属部品の場合に適用でき
る前述の高温を伴なう表面硬化法は利用することは困難
である。そこで、アクリル系樹脂やシリコーン系樹脂で
コーティングすることにより表面硬度を高める方法が行
われているが、達成できる硬度はそれほど高くはないの
で満足できる硬度が得られる適用範囲は狭く限られてい
る。
表面硬度および靭性を高めることが有効である。従来、
金属ｆＲｓ械部品の表面硬度を高める方法として、高周
波焼入れ；浸炭焼入れ；高温でＮ］１３等と反応させた
り、窒素と水素の混合ガスのプラズマで処理したりする
表面窒化；スパッタリングやイオンブレーティングによ
る窒化チタン、炭化ケイ素等の硬度表面膜の形成などが
知られている。°しかじ、これらの方法は、処理に高温
を伴なうため大量のエネルギーを必要とし、省エネルギ
ーおよび経済性の点で不利である。さらに、被処理体が
高温に置かれる結果寸法歪みが生じ易い欠点がある。ま
た、プラスチック製機械部品の場合には、プラスチック
は一般に耐熱性が低いので、金属部品の場合に適用でき
る前述の高温を伴なう表面硬化法は利用することは困難
である。そこで、アクリル系樹脂やシリコーン系樹脂で
コーティングすることにより表面硬度を高める方法が行
われているが、達成できる硬度はそれほど高くはないの
で満足できる硬度が得られる適用範囲は狭く限られてい
る。
金属製機械部品の場合には、防錆の目的で表面酸化膜を
形成したり、材質として耐食性の高い例えばオーステナ
イト系ステンレス鋼を採用することが行われている。し
かし、表面酸化膜により防錆する方法は、酸化により不
動態を形成し得る金属材料に限られる。また、オーステ
ナイト系ステンレスを採用すると機械部品の表面硬度が
不十分となり、耐摩耗性や耐擦傷性が低下するという問
題がある。
形成したり、材質として耐食性の高い例えばオーステナ
イト系ステンレス鋼を採用することが行われている。し
かし、表面酸化膜により防錆する方法は、酸化により不
動態を形成し得る金属材料に限られる。また、オーステ
ナイト系ステンレスを採用すると機械部品の表面硬度が
不十分となり、耐摩耗性や耐擦傷性が低下するという問
題がある。
上記従来の技術に欠点に対し、本発明が解決しようとす
る課題は次のとおりである。
る課題は次のとおりである。
第１に、金属およびプラスチックの材料の種類に関係な
く任意の機械部品表面に高硬度、高靭性、高防錆性の保
護膜を形成できる方法を提供すること、 第２に、処理に高温が伴なわず、常温で実施できる方法
を提供することである。
く任意の機械部品表面に高硬度、高靭性、高防錆性の保
護膜を形成できる方法を提供すること、 第２に、処理に高温が伴なわず、常温で実施できる方法
を提供することである。
本発明者らは、前記の問題点は特定条件のプラズマ重合
により得ら九るプラズマ重合膜を保護膜として利用する
ことにより解決できることを見出した。
により得ら九るプラズマ重合膜を保護膜として利用する
ことにより解決できることを見出した。
すなわち、本発明によると、
ハロゲン化アルカン（Ａ）、アルカン（Ｂ）、水素（Ｃ
）およびハロゲン（Ｄ）から、下記（１）〜（］０）（
１）Ａのみ、 （２）ＡおよびＢ、 （３）ＡおよびＣ１ （４）ＡおよびＤ （５）Ａ、ＢおよびＣ１ （６）Ａ、ＢおよびＤ （７）Ａ、ＣおよびＤ （８）Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ、 （９）ＢおよびＤ、または （１０） Ｂ、ＣおよびＤ のいずれかの組合せで選ばれる１種又は２種以上のモノ
マー化合物を含有するガスをプラズマ重合に供して反応
帯域に配置された機械部品表面にプラズマ重合膜を形成
する。ことからなるプラズマ重合膜被覆機械部品の製法
であって、前記ガス中のハロゲン／水素の原子数比が０
．１〜５であり、プラズマ重合の反応帯域におけるプラ
ズマの電子温度が６，０ＯＯＫ以上３０，０ＯＯＫ未満
に制御される方法が提供される。
）およびハロゲン（Ｄ）から、下記（１）〜（］０）（
１）Ａのみ、 （２）ＡおよびＢ、 （３）ＡおよびＣ１ （４）ＡおよびＤ （５）Ａ、ＢおよびＣ１ （６）Ａ、ＢおよびＤ （７）Ａ、ＣおよびＤ （８）Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ、 （９）ＢおよびＤ、または （１０） Ｂ、ＣおよびＤ のいずれかの組合せで選ばれる１種又は２種以上のモノ
マー化合物を含有するガスをプラズマ重合に供して反応
帯域に配置された機械部品表面にプラズマ重合膜を形成
する。ことからなるプラズマ重合膜被覆機械部品の製法
であって、前記ガス中のハロゲン／水素の原子数比が０
．１〜５であり、プラズマ重合の反応帯域におけるプラ
ズマの電子温度が６，０ＯＯＫ以上３０，０ＯＯＫ未満
に制御される方法が提供される。
本発明の製法にモノマーとして用いられる前述の化合物
（Ａ）〜（１））は後述の反応条件下で気体状であれば
いずれも使用できる。本発明に用いられるハロゲン化ア
ルカンはアルカン即ち飽和脂肪族炭化水素の水素原子の
少なくとも１つがフッ素、塩素、臭素又はヨウ素のハロ
ゲン原子により置換されたものであり、好ましくは炭素
原子数１〜４゜より好ましくは１又は２のものでフッ素
および／または塩素により置換されたものである。
（Ａ）〜（１））は後述の反応条件下で気体状であれば
いずれも使用できる。本発明に用いられるハロゲン化ア
ルカンはアルカン即ち飽和脂肪族炭化水素の水素原子の
少なくとも１つがフッ素、塩素、臭素又はヨウ素のハロ
ゲン原子により置換されたものであり、好ましくは炭素
原子数１〜４゜より好ましくは１又は２のものでフッ素
および／または塩素により置換されたものである。
このような化合物としては、例えば、モノフルオロメタ
ン、ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、テ１−ラ
フルオロメタン、モノクロロメタン、ジクロロメタン、
トリクロロメタン、テトクロロメタン、モノフルオロジ
クロロメタン、モノフルオロエタン、トリフルオロ琢エ
タン、テトラフルｌオロエタン、ペンタフルオロエタン
、ヘキサフルオロエタン、ジクロ日エタン、テ１−ラク
ロロエタン、ヘキサクロロエタン、ジフルオロジグロロ
エタン、トリプルオロトリクロロエタン、モノフルオロ
プロパン、トリフルオロメタン、ペンタフルオロプロパ
ン、パーフルオロプロパン、ジクロロプロパン、テトラ
クロロプロパン１、ヘキサクロロプロパン、パークロロ
プロパン、ジフルオロジクロロプロパン、テトラフルオ
ロジクロロプロパン１、モノフルオロｎ−ブタン、トリ
フルオロｎ−ブタン、テトラフルオロｎ−ブタン、オク
タフルオロｎ−ブタン、ジフルオロｎ−ブタン、モノフ
ルオロイソブタン、ジフルオロイソブタン、ペンタフル
オロイソブタン、テトラクロロｎ−ブタン、ジクロロイ
ンブタン、テトラクロロイソブタン、モノフルオロジク
ロロｎ−ブタン、ジフルオロジクロロインブタン、テト
ラフルオロジクロロインブタン等であり、特に好ましい
化合物はトリフルオロメタン、テトラフルオロエタン、
テトラフルオロエタン、ヘキサフルオロエタンである。
ン、ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、テ１−ラ
フルオロメタン、モノクロロメタン、ジクロロメタン、
トリクロロメタン、テトクロロメタン、モノフルオロジ
クロロメタン、モノフルオロエタン、トリフルオロ琢エ
タン、テトラフルｌオロエタン、ペンタフルオロエタン
、ヘキサフルオロエタン、ジクロ日エタン、テ１−ラク
ロロエタン、ヘキサクロロエタン、ジフルオロジグロロ
エタン、トリプルオロトリクロロエタン、モノフルオロ
プロパン、トリフルオロメタン、ペンタフルオロプロパ
ン、パーフルオロプロパン、ジクロロプロパン、テトラ
クロロプロパン１、ヘキサクロロプロパン、パークロロ
プロパン、ジフルオロジクロロプロパン、テトラフルオ
ロジクロロプロパン１、モノフルオロｎ−ブタン、トリ
フルオロｎ−ブタン、テトラフルオロｎ−ブタン、オク
タフルオロｎ−ブタン、ジフルオロｎ−ブタン、モノフ
ルオロイソブタン、ジフルオロイソブタン、ペンタフル
オロイソブタン、テトラクロロｎ−ブタン、ジクロロイ
ンブタン、テトラクロロイソブタン、モノフルオロジク
ロロｎ−ブタン、ジフルオロジクロロインブタン、テト
ラフルオロジクロロインブタン等であり、特に好ましい
化合物はトリフルオロメタン、テトラフルオロエタン、
テトラフルオロエタン、ヘキサフルオロエタンである。
本発明に用いられるアルカンすなわち飽和脂肪族炭化水
素は、好ましくは炭素原子数１〜１０、より好ましくは
１〜４のものであり、例えば、メタン、エタン、プロパ
ン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン
、ノナン、デカンおよびこれらの異性体が挙げられ、特
に好ましいものはメタン、エタン、プロパン、ｎ−ブタ
ンおよびイソブタンである。
素は、好ましくは炭素原子数１〜１０、より好ましくは
１〜４のものであり、例えば、メタン、エタン、プロパ
ン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン
、ノナン、デカンおよびこれらの異性体が挙げられ、特
に好ましいものはメタン、エタン、プロパン、ｎ−ブタ
ンおよびイソブタンである。
また、本発明の製法に用いられるハロゲンは、フッ素、
塩素、臭素および１つ素であり、フッ素および塩素が好
ましい。
塩素、臭素および１つ素であり、フッ素および塩素が好
ましい。
本発明の製法においては、プラズマ重合に供されるガス
は、前記（１）〜（１０）のいずれかの組合せで（Ａ）
〜（Ｄ）の化合物の１種又は２種以上を含有する。この
ガス中のハロゲン／水素の原子数は０．１〜５でなけれ
ばならず、好ましくは０．２〜２である。
は、前記（１）〜（１０）のいずれかの組合せで（Ａ）
〜（Ｄ）の化合物の１種又は２種以上を含有する。この
ガス中のハロゲン／水素の原子数は０．１〜５でなけれ
ばならず、好ましくは０．２〜２である。
この比が０．１未満であると得られるプラズマ重合膜は
高密度、高硬度であるが靭性が低いためもろい。また、
前記の比が５より大きいと重合速度が低下し、所要の厚
さのプラズマ重合膜髪得るのに長時間を要する。したが
って、例えば、モノマーとしてテトラフルオロメタンと
メタンを用いる場合は体積比（標準状態）で１＝１０〜
５：１で使用するのが適当であり、ヘキサフルオロエタ
ンとメタンを用いる場合は体積比（標準状態）で３．３
：１〜１：１５で使用するのが適当である。２種以」−
のモノマー化合物を組合せて用いる場合は、混合ガスと
して反応器に導入してもよいし、別々に導入して反応器
内で混合させてもよい。
高密度、高硬度であるが靭性が低いためもろい。また、
前記の比が５より大きいと重合速度が低下し、所要の厚
さのプラズマ重合膜髪得るのに長時間を要する。したが
って、例えば、モノマーとしてテトラフルオロメタンと
メタンを用いる場合は体積比（標準状態）で１＝１０〜
５：１で使用するのが適当であり、ヘキサフルオロエタ
ンとメタンを用いる場合は体積比（標準状態）で３．３
：１〜１：１５で使用するのが適当である。２種以」−
のモノマー化合物を組合せて用いる場合は、混合ガスと
して反応器に導入してもよいし、別々に導入して反応器
内で混合させてもよい。
本発明の製法においては、プラズマ重合反応中の反応帯
域、具体的には例えば基体の表面から垂直方向に１〜３
ｃ’ｍ離れた領域におけるプラズマの電子温度が６，
０ＯＯＫ以上３０，０ＯＯＫ未満でなければならず、好
ましくはｉｏ、ｏｏｏ〜２８，０ＯＯＫである。この電
子温度が６，０ＯＯＫ未満であると、表面に凹凸のある
プラズマ重合膜が生ずる。また、電子温度が３０，０Ｏ
ＯＫ以上であると、高密度、高硬度であるが靭性の低い
プラズマ重合膜が生ずる。
域、具体的には例えば基体の表面から垂直方向に１〜３
ｃ’ｍ離れた領域におけるプラズマの電子温度が６，
０ＯＯＫ以上３０，０ＯＯＫ未満でなければならず、好
ましくはｉｏ、ｏｏｏ〜２８，０ＯＯＫである。この電
子温度が６，０ＯＯＫ未満であると、表面に凹凸のある
プラズマ重合膜が生ずる。また、電子温度が３０，０Ｏ
ＯＫ以上であると、高密度、高硬度であるが靭性の低い
プラズマ重合膜が生ずる。
ここで電子温度とは、特開昭５４−３３５５７４号に開
示されたプラズマ特性測定用探針を用いる方法により測
定されるものであり、プラズマ励起のための放電電力、
放電電流、モノマーを含むガス圧、該ガスの流量、電極
の構造、処理する機械部品の位置等を変えることで所望
の値に調節することができる。
示されたプラズマ特性測定用探針を用いる方法により測
定されるものであり、プラズマ励起のための放電電力、
放電電流、モノマーを含むガス圧、該ガスの流量、電極
の構造、処理する機械部品の位置等を変えることで所望
の値に調節することができる。
本発明の製法における他の条件は通常のプラスマ重合と
実質的に同じでよい。プラズマ重合中の真空度は］ Ｘ
ｌ０−３〜１−Ｔｏｒｒでよく、反応器に流入するモノ
マーを含むガスの流量は、例えば内容積１００Ｑの反応
器の場合には０．１〜］０Ｏｃｃ（ＳＴＰ）／ｍｊｎで
よい。前記のガスには、アルゴン、ヘリウム、キセノン
、ネオン等の不活性ガスをキャリアガス等として混合し
て反応器に導入することができる。
実質的に同じでよい。プラズマ重合中の真空度は］ Ｘ
ｌ０−３〜１−Ｔｏｒｒでよく、反応器に流入するモノ
マーを含むガスの流量は、例えば内容積１００Ｑの反応
器の場合には０．１〜］０Ｏｃｃ（ＳＴＰ）／ｍｊｎで
よい。前記のガスには、アルゴン、ヘリウム、キセノン
、ネオン等の不活性ガスをキャリアガス等として混合し
て反応器に導入することができる。
プラズマ重合中の処理される機械部品の温度には特に制
約はなく、好ましくは０〜３００℃である。
約はなく、好ましくは０〜３００℃である。
プラズマの発生に用いる放電方式には特に制限はなく、
例えば直流放電、低周波放電、高周波放電、マイクロ波
放電のいずれでもよい。また、プラズマ重合反応に用い
る反応装置も特に制限されず、内部電極方式、無電極方
式のいずれでもよく、電極やコイルの形状、マイクロ波
放電の場合キャビティやアンテナの構造にも制約はない
。プラズマ重合等に用いられる公知の装置を利用するこ
とができる。
例えば直流放電、低周波放電、高周波放電、マイクロ波
放電のいずれでもよい。また、プラズマ重合反応に用い
る反応装置も特に制限されず、内部電極方式、無電極方
式のいずれでもよく、電極やコイルの形状、マイクロ波
放電の場合キャビティやアンテナの構造にも制約はない
。プラズマ重合等に用いられる公知の装置を利用するこ
とができる。
」二記本発明の製法によると、実質的に炭素（Ｃ）、水
素（１１）、ハロゲン（Ｘ）および酸素（０）のみから
なリ、これらの元素の原子数の比が次式：ＣＩ・ＯＨＯ
・００５−０・２Ｘ０・００５−０・２００・００５−
０・３で表わされるとおりであり、二重結合を有する炭
素原子に結合する水素原子（＝Ｃ−１１）の数と１１結
合のみを有する炭素原子に結合する水素原子の３．５ｇ
／ａ＆であるアモルファスなプラズマ重合膜が機械部品
表面上１０人〜１μｍの厚さで得られる。得られる膜中
の酸素は、反応器から被覆された機械部品を取出して大
気と接触させた時に、膜中の残留活性ラジカルが大気中
の酸素と反応するためと推測される。
素（１１）、ハロゲン（Ｘ）および酸素（０）のみから
なリ、これらの元素の原子数の比が次式：ＣＩ・ＯＨＯ
・００５−０・２Ｘ０・００５−０・２００・００５−
０・３で表わされるとおりであり、二重結合を有する炭
素原子に結合する水素原子（＝Ｃ−１１）の数と１１結
合のみを有する炭素原子に結合する水素原子の３．５ｇ
／ａ＆であるアモルファスなプラズマ重合膜が機械部品
表面上１０人〜１μｍの厚さで得られる。得られる膜中
の酸素は、反応器から被覆された機械部品を取出して大
気と接触させた時に、膜中の残留活性ラジカルが大気中
の酸素と反応するためと推測される。
前記の二重結合を有する炭素原子に結合する水素原子の
数と単結合のみを有する炭素原子に結合する水素原子の
数との比はプラズマ重合膜の赤外吸収スペクトルをフー
リエ・トランスフオーム・赤外スペクトル（ＦＴＴＳ）
法で測定し、２８４（１−３０００ｃｍ−’３０１０−
３０４０ｃｍ−’にある吸収ピーク（＝ Ｃ−Ｉ＋に対
応）の面積の比として定義される。また、炭素に対する
ハロゲンおよび酸素の原子数比Ｘ、 ／ Ｃ５Ｏ／Ｃは
例えばＸ線光電子スペクトル法（ＥＳＣＡ）により測定
でき、炭素に対する水素の原子数比Ｈ／Ｃは例えば元素
分析装置を用いて測定される。
数と単結合のみを有する炭素原子に結合する水素原子の
数との比はプラズマ重合膜の赤外吸収スペクトルをフー
リエ・トランスフオーム・赤外スペクトル（ＦＴＴＳ）
法で測定し、２８４（１−３０００ｃｍ−’３０１０−
３０４０ｃｍ−’にある吸収ピーク（＝ Ｃ−Ｉ＋に対
応）の面積の比として定義される。また、炭素に対する
ハロゲンおよび酸素の原子数比Ｘ、 ／ Ｃ５Ｏ／Ｃは
例えばＸ線光電子スペクトル法（ＥＳＣＡ）により測定
でき、炭素に対する水素の原子数比Ｈ／Ｃは例えば元素
分析装置を用いて測定される。
上記のプラズマ重合膜は構成元素のうち炭素分が著しく
多くて残りの水素、ハロゲンおよび酸素が僅少である点
が特徴である。しかもほとんどすべての炭素原子が）ｌ
ｔ結合のみを有してダイヤモンドのような三次元的構造
をつくり上げていると考えられる。
多くて残りの水素、ハロゲンおよび酸素が僅少である点
が特徴である。しかもほとんどすべての炭素原子が）ｌ
ｔ結合のみを有してダイヤモンドのような三次元的構造
をつくり上げていると考えられる。
そのために、このプラズマ重合膜は極めて高密度、高硬
度であるが、それでいてアモルファスであるために靭性
も高い。
度であるが、それでいてアモルファスであるために靭性
も高い。
本発明の製法は、重合速度すなわちプラズマ重合膜の成
長速度が大きいとの利点を有し、その速度はメタンのみ
のプラズマ重合の場合の３倍以」二である。また、この
製法により得られる」二重のプ１ン ラズマ重合膜は高い硬度（ビルカース硬度１０００４以
ＩＩ− 上）と高い靭性を兼ね備えているという利点を有する。
長速度が大きいとの利点を有し、その速度はメタンのみ
のプラズマ重合の場合の３倍以」二である。また、この
製法により得られる」二重のプ１ン ラズマ重合膜は高い硬度（ビルカース硬度１０００４以
ＩＩ− 上）と高い靭性を兼ね備えているという利点を有する。
そのため、種々の機械部品の表面保護膜、表面強化膜等
として有用である。
として有用である。
さらに、この膜は通常のプラズマ重合膜と同様に酸、ア
ルカリ、有機溶媒に対し高い化学的安定性を示す。
ルカリ、有機溶媒に対し高い化学的安定性を示す。
本発明の製法の好ましい実施態様においては、プラズマ
重合の反応帯域におけるハロゲン化水素（ＨＸ）と水素
（＋１２）ノ濃度比が０．１〜５００、好まシくハ１〜
１００となるように制御される。この実施態様によれば
形成されるプラズマ重合膜の品質の均一性および再現性
が向上する。前記のハロゲン化水素と水素の濃度比は、
反応帯域のガスを差動排気によって四重極質量分析器に
導びき、ハロゲン化水素分子のｍ／ｅ （例えばＩＩＦ
： ２０ ）１ｃＩ ： ３６）に、対応するピー
ク面積と水素分子のｍ／ｅ（２）に対応するピーク面積
の比として定義される。重合反応中にこの濃度比は、前
記質量分析器を用いてモニターでき、例えばモノマーを
含むガスの流量を変化させることにより所望の範囲に制
御できる。
重合の反応帯域におけるハロゲン化水素（ＨＸ）と水素
（＋１２）ノ濃度比が０．１〜５００、好まシくハ１〜
１００となるように制御される。この実施態様によれば
形成されるプラズマ重合膜の品質の均一性および再現性
が向上する。前記のハロゲン化水素と水素の濃度比は、
反応帯域のガスを差動排気によって四重極質量分析器に
導びき、ハロゲン化水素分子のｍ／ｅ （例えばＩＩＦ
： ２０ ）１ｃＩ ： ３６）に、対応するピー
ク面積と水素分子のｍ／ｅ（２）に対応するピーク面積
の比として定義される。重合反応中にこの濃度比は、前
記質量分析器を用いてモニターでき、例えばモノマーを
含むガスの流量を変化させることにより所望の範囲に制
御できる。
−１２＝
本発明の製法に用いられる処理すべき機械部品およびそ
の表面としては、例えば、内燃機関用摺動部材の表面、
例えばシリンダー内面、ピストンの摺動面；ディスクブ
レーキ表面；歯車、軸受。
の表面としては、例えば、内燃機関用摺動部材の表面、
例えばシリンダー内面、ピストンの摺動面；ディスクブ
レーキ表面；歯車、軸受。
回転軸、切削用具（バイト、ドリル、エンドミル。
リーマ等）、磁気テープのガイドドラム、ギヤカッター
、ポンプの弁、ポンプの摺動部材、メカニカルシール、
ベアリング等の表面７真空用あるいは高圧用バルブのシ
ール面：タービン翼表面；ネジ、ナツトの表面；チェー
ン、カム、リンク、管フランジ、管継手等の表面を挙げ
ることができる。
、ポンプの弁、ポンプの摺動部材、メカニカルシール、
ベアリング等の表面７真空用あるいは高圧用バルブのシ
ール面：タービン翼表面；ネジ、ナツトの表面；チェー
ン、カム、リンク、管フランジ、管継手等の表面を挙げ
ることができる。
これら機械部品の材料としては、例えばＦｅ、 Ｃｏ。
Ｎｉ、 ＡＩ、 Ｃｕ、 Ｓｎ、 Ｔｉ、 Ｖ、 Ｃｒ
、 Ｚｎ、 Ｍｎ、 Ｚｒ、 Ｎｂ。
、 Ｚｎ、 Ｍｎ、 Ｚｒ、 Ｎｂ。
Ｍｏ、 Ｒｎ、 Ｐｈ、 Ｐｄ、 Ａｇ、 Ｉｎ、 Ｓ
ｂ、 Ｔｅ、 Ｔａ、 ｗ、 Ｒｅ。
ｂ、 Ｔｅ、 Ｔａ、 ｗ、 Ｒｅ。
Ｐｔ、 Ａｕ、 Ｐｂ、 Ｂｉ、 Ｕ等の金属； Ｆｅ
２Ｏ３１Ｆｅ３Ｏ４ｔＡ ］、２０３ ｖ Ｓ ｎ ０
２ ｔ Ｒｅ ２０３ｇ Ｔ ］、０２ ＋ Ｔ ｊ、
２０３ ） ｌ−ｊＴ ｉ２０３ ｔｌｌｌｏｌ、 Ｖ
２Ｏ３，ＶＯ２，ＥｕＯ等の金属酸化物；ｚｎ３Ｎ２＋
ＡＩＮ、 ＴａＮ、 ＴｉＮ、 Ｆｅ２Ｎ、 Ｃｕ３Ｎ
、 ＮｂＮ、 ＶＮ等の金属窒化物； ’ｒｅｃ、 Ｔ
ｉｃＩ Ｆｅ５Ｃ，Ｃ＋＋２Ｃ２，ＮｂＣ，ｕ２ｃｇ
Ｍｏ２Ｃ。
２Ｏ３１Ｆｅ３Ｏ４ｔＡ ］、２０３ ｖ Ｓ ｎ ０
２ ｔ Ｒｅ ２０３ｇ Ｔ ］、０２ ＋ Ｔ ｊ、
２０３ ） ｌ−ｊＴ ｉ２０３ ｔｌｌｌｏｌ、 Ｖ
２Ｏ３，ＶＯ２，ＥｕＯ等の金属酸化物；ｚｎ３Ｎ２＋
ＡＩＮ、 ＴａＮ、 ＴｉＮ、 Ｆｅ２Ｎ、 Ｃｕ３Ｎ
、 ＮｂＮ、 ＶＮ等の金属窒化物； ’ｒｅｃ、 Ｔ
ｉｃＩ Ｆｅ５Ｃ，Ｃ＋＋２Ｃ２，ＮｂＣ，ｕ２ｃｇ
Ｍｏ２Ｃ。
ＶＣ，Ｍｎ３Ｃ，ＭｏＣ等の金属炭化物；ステンレス鋼
、黄銅、青銅、ジュラルミン、高速度鋼（ハイス）、高
張力鋼（ハイテン）、コバール、耐熱鋼、窒化鋼、洋銀
等の合金；Ｓ］０゜ｌ ”’３Ｎ４１ Ｓａｃ、ダイア
モンド等のセラミックス；ポリエチレン、ポリスチレン
、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリカーボネート、ＡＲ８胡脂１ポ
リプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
ポリテトラフルオロエチレン、アセチルセルロース、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリトリフルオルクロルエチレン
、ポリアミド、ポリウレタン、ポリオキシメチレン等の
有機高分子化合物；シリコーン、ポリスタノキサン、ポ
リホスファゼン、ポリビニルフェロセン等の無機高分子
化合物を挙げることができる。これらのいずれの材料の
場合でも機械部品表面に対する接着性の高いプラズマ重
合膜が形成される。
、黄銅、青銅、ジュラルミン、高速度鋼（ハイス）、高
張力鋼（ハイテン）、コバール、耐熱鋼、窒化鋼、洋銀
等の合金；Ｓ］０゜ｌ ”’３Ｎ４１ Ｓａｃ、ダイア
モンド等のセラミックス；ポリエチレン、ポリスチレン
、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリカーボネート、ＡＲ８胡脂１ポ
リプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
ポリテトラフルオロエチレン、アセチルセルロース、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリトリフルオルクロルエチレン
、ポリアミド、ポリウレタン、ポリオキシメチレン等の
有機高分子化合物；シリコーン、ポリスタノキサン、ポ
リホスファゼン、ポリビニルフェロセン等の無機高分子
化合物を挙げることができる。これらのいずれの材料の
場合でも機械部品表面に対する接着性の高いプラズマ重
合膜が形成される。
本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明の
範囲をこれらに限定しようとするものではない。以下に
おいては比較例と特記した以外は全ての実験が本発明の
実施例である。
範囲をこれらに限定しようとするものではない。以下に
おいては比較例と特記した以外は全ての実験が本発明の
実施例である。
実施例］
実験Ｉ−１〜１２において、図１に示すベルジャ型反応
器を用いて、ｌＩｃ−Ｃｏ系超硬バイ１−の表面にプラ
ズマ重合膜を形成する実験を行った。実験夏−７〜１３
は比較例であり、特に実験ｌ−１３は、プラズマ重合膜
を形成しないバイ１−に関する。
器を用いて、ｌＩｃ−Ｃｏ系超硬バイ１−の表面にプラ
ズマ重合膜を形成する実験を行った。実験夏−７〜１３
は比較例であり、特に実験ｌ−１３は、プラズマ重合膜
を形成しないバイ１−に関する。
図１において、平行平板型電極２，２′が反応器１内に
設けられ、これらの電極は反応器外の電源３に接続され
ている。反応器１の底にはモノマーを含むガスを供給す
る管５が接続され、この管５にはガス流量調節バルブ７
が設けられている。
設けられ、これらの電極は反応器外の電源３に接続され
ている。反応器１の底にはモノマーを含むガスを供給す
る管５が接続され、この管５にはガス流量調節バルブ７
が設けられている。
反応器の底の別の位置には排気管４が接続され、この管
４には排気速度調節用バルブ６が設けられている。反応
器１の側壁には器内圧力をモニターするための圧力計８
が備わっている。
４には排気速度調節用バルブ６が設けられている。反応
器１の側壁には器内圧力をモニターするための圧力計８
が備わっている。
本発明の方法の実施においては、２つの電極２゜２′の
間に処理すべきバイト９を配置し、このバイト９から２
ｃｍ離れた位置に特開昭５４−１３５５７４号に記載の
探針をプラズマの電子温度を測定するために配置した。
間に処理すべきバイト９を配置し、このバイト９から２
ｃｍ離れた位置に特開昭５４−１３５５７４号に記載の
探針をプラズマの電子温度を測定するために配置した。
各実験において、電極２，２′に１０ｋｌ（ｚの交流を
印加してプラズマを発生させ、該プラズマの電子温度が
所望値となるように、放電電力、ガス流量およびガス圧
を調節した。なお、バイトは特に加熱しなかった。
印加してプラズマを発生させ、該プラズマの電子温度が
所望値となるように、放電電力、ガス流量およびガス圧
を調節した。なお、バイトは特に加熱しなかった。
各実験についてのプラズマ重合条件、すなわちモノマー
化合物およびその流量、圧力、放電電流、および電子温
度を表ＩＡに示す。
化合物およびその流量、圧力、放電電流、および電子温
度を表ＩＡに示す。
バイト表面に形成されたプラズマ重合膜の厚さく光学的
厚さ）は、プラズマ重合の際にバイトに隣接させて置い
たシリコンウェーハ表面に堆積した膜をエリプソメータ
により測定し、その測定値をバイト表面上のプラズマ重
合膜の厚さと推定した。
厚さ）は、プラズマ重合の際にバイトに隣接させて置い
たシリコンウェーハ表面に堆積した膜をエリプソメータ
により測定し、その測定値をバイト表面上のプラズマ重
合膜の厚さと推定した。
得られた被覆バイトを精密自動旋盤に装着し、５Ｋ４Ｆ
鋼を切削する作業を行った。４時間の切削作業後の切削
寸法誤差及び４分間の切削作業後のクレータ摩耗を測定
した。これらの結果を表１Ｂに示す。
鋼を切削する作業を行った。４時間の切削作業後の切削
寸法誤差及び４分間の切削作業後のクレータ摩耗を測定
した。これらの結果を表１Ｂに示す。
表１Ｂ
実施例２
実験Ｎｏ、ｎ−１〜１２においては、プラズマ重合膜の
基体として超硬バイトの代りに直径１抛■の円柱状焼入
軸受鋼を用いた以外は、それぞれ実験Ｎｏ。
基体として超硬バイトの代りに直径１抛■の円柱状焼入
軸受鋼を用いた以外は、それぞれ実験Ｎｏ。
Ｉ−１〜１２と同じ条件で前記軸受表面をプラズマ重合
膜で被覆した。実験Ｎｏ、ｎ−７〜１３は比較例であり
、Ｎｏ、ＩＴ−１３は非処理の円柱状焼入軸受に関する
。
膜で被覆した。実験Ｎｏ、ｎ−７〜１３は比較例であり
、Ｎｏ、ＩＴ−１３は非処理の円柱状焼入軸受に関する
。
得られた被覆焼入軸受鋼柱を、サバン式摩耗試験機を用
いて、平板状焼入れ軸受鋼に対して滑らせて摩耗特性を
調べた。即ち、非付着域における比摩耗量（単位荷重（
Ｉｋｇ）、貼位滑り長さく１ｍｍ）当りの摩耗体積）お
よびｐｖ値（圧力をｉｋｇ／ｍｍ２に保った場合の比摩
耗量が急激に増加し始める時の滑り速度（ｍ／ｓ）に圧
力（１ｋｇ／ｍｍ２）を乗じて得られる値）を求めた。
いて、平板状焼入れ軸受鋼に対して滑らせて摩耗特性を
調べた。即ち、非付着域における比摩耗量（単位荷重（
Ｉｋｇ）、貼位滑り長さく１ｍｍ）当りの摩耗体積）お
よびｐｖ値（圧力をｉｋｇ／ｍｍ２に保った場合の比摩
耗量が急激に増加し始める時の滑り速度（ｍ／ｓ）に圧
力（１ｋｇ／ｍｍ２）を乗じて得られる値）を求めた。
これらの結果を表２に示す。
実施例３
実験ｍ−］〜１２においては、それぞれ実験■刊〜１２
と同様にしてプラズマ重合膜被覆した焼入れ軸受鋼柱を
製造した。得られた被覆軸受鋼柱に３．５％食塩水を８
時間噴霧した後に実施例２と同様にしてｐｖ値を測定し
た。この結果を第２表に示す。
と同様にしてプラズマ重合膜被覆した焼入れ軸受鋼柱を
製造した。得られた被覆軸受鋼柱に３．５％食塩水を８
時間噴霧した後に実施例２と同様にしてｐｖ値を測定し
た。この結果を第２表に示す。
なお、実験ｍ−７〜１３は比較例であり、実験■−１３
は非処理の焼入れ軸受鋼柱に関する。
は非処理の焼入れ軸受鋼柱に関する。
表 ２
〔発明の効果〕
本発明の製法により得られるプラズマ重合膜被覆機械部
品は、被覆膜が硬度、靭性、耐酸・アルカリ性等が高い
ために、耐摩耗性、耐擦傷性および耐食性に優れている
。さらに、被覆のプラズマ重合膜の摩擦係数が／］１さ
いため表面の潤滑性が高いという利点もある。本発明の
製法は処理すべき機械部品を特に高温にさらさずに常温
で行われるので、製品に寸法歪みが生じたりしないし、
プラスチックなど耐熱性の低い材料からなる機械部品に
も適用することができる。したがって、種々の材料の任
意の機械部品に適用可能である。
品は、被覆膜が硬度、靭性、耐酸・アルカリ性等が高い
ために、耐摩耗性、耐擦傷性および耐食性に優れている
。さらに、被覆のプラズマ重合膜の摩擦係数が／］１さ
いため表面の潤滑性が高いという利点もある。本発明の
製法は処理すべき機械部品を特に高温にさらさずに常温
で行われるので、製品に寸法歪みが生じたりしないし、
プラスチックなど耐熱性の低い材料からなる機械部品に
も適用することができる。したがって、種々の材料の任
意の機械部品に適用可能である。
図１は本発明の製法を実施するのに用いる装置を表す概
念図である ■・・・反応器、２，２′・・・電極、３・・・電源、
４・・排気管、５・・モマノーガス供給管代理人 弁理
士 岩見谷 周 志 図面の１か（内容に災２なし） 図１ 手糸売７市正書 （自発） 昭和５８年１１月５日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第２０５３９１号
２、発明の名称 プラズマ重合膜被覆機械部品の製法
住 所 東京都 中央区 築地 二丁目１１番２４
号名 称 （４１７）日本合成ゴム株式会社代表者
青光 久
念図である ■・・・反応器、２，２′・・・電極、３・・・電源、
４・・排気管、５・・モマノーガス供給管代理人 弁理
士 岩見谷 周 志 図面の１か（内容に災２なし） 図１ 手糸売７市正書 （自発） 昭和５８年１１月５日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第２０５３９１号
２、発明の名称 プラズマ重合膜被覆機械部品の製法
住 所 東京都 中央区 築地 二丁目１１番２４
号名 称 （４１７）日本合成ゴム株式会社代表者
青光 久
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ハロゲン化アルカン（Ａ）、アルカン（Ｂ）、水素
（Ｃ）およびハロゲン（Ｄ）から、下記（１）〜（１０
）（１）Ａのみ、 （２）ＡおよびＢ、 （３）ＡおよびＣ、 （４）ＡおよびＤ （５）Ａ、ＢおよびＣ、 （６）Ａ、ＢおよびＤ （７）Ａ、ＣおよびＤ （８）Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ、 （９）ＢおよびＤ、または （１０）Ｂ、ＣおよびＤ のいずれかの組合せで選ばれる１種又は２種以上のモノ
マー化合物を含有するガスをプラズマ重合に供して反応
帯域に配置された機械部品表面にプラズマ重合膜を形成
することからなるプラズマ重合膜被覆機械部品の製法で
あって、前記ガス中のハロゲン／水素の原子数比が０．
１〜５であり、プラズマ重合の反応帯域におけるプラズ
マの電子温度が６，０００Ｋ以上３０，０００Ｋ未満に
制御される方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59205391A JPS6183232A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | プラズマ重合膜被覆機械部品の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59205391A JPS6183232A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | プラズマ重合膜被覆機械部品の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6183232A true JPS6183232A (ja) | 1986-04-26 |
Family
ID=16506041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59205391A Pending JPS6183232A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | プラズマ重合膜被覆機械部品の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6183232A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5108667A (en) * | 1989-08-30 | 1992-04-28 | Revlon, Inc. | Process for the treatment of polymer cosmetic molds |
| US5160689A (en) * | 1990-11-16 | 1992-11-03 | Revlon Consumer Products Corporation | Apparatus and method for manufacturing cosmetic products |
| US5526546A (en) * | 1993-04-23 | 1996-06-18 | Revlon Consumer Products Corporation | Surface treated applicators having bristles coated with an etched layer ions produced by an ion-producing gas plasma |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP59205391A patent/JPS6183232A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5108667A (en) * | 1989-08-30 | 1992-04-28 | Revlon, Inc. | Process for the treatment of polymer cosmetic molds |
| US5160689A (en) * | 1990-11-16 | 1992-11-03 | Revlon Consumer Products Corporation | Apparatus and method for manufacturing cosmetic products |
| US5526546A (en) * | 1993-04-23 | 1996-06-18 | Revlon Consumer Products Corporation | Surface treated applicators having bristles coated with an etched layer ions produced by an ion-producing gas plasma |
| US5667878A (en) * | 1993-04-23 | 1997-09-16 | Revlon Consumer Products Corporation | Surface treated applicators and related methods |
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