KR20170074984A - 중합체를 기재에 고정시키는 장치 및 방법 - Google Patents

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로빈 엠. 브라이트
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Abstract

베어링 구성요소는 해당 두께만큼 이격되는 제1 주면 및 제2 반대측 주면을 가지는 기재, 및 제1 표면을 따라 연장되고, 다수 중 적어도 2개는 서로 평행하게 연장되는 채널들을 포함하고, 다수의 채널들 중 적어도 하나는 고분자 재료를 기재에 수용하고 고정하도록 구성된다. 베어링 형성 방법은, 두께만큼 이격되는 반대측 주면들을 가지는 기재를 제공하는 단계, 제1 주면에서 제2 주면을 향하여 연장되는 깊이를 가지는 각각의 채널들을 형성하는 단계, 적어도 하나의 채널의 적어도 일부를 채우도록 제1 주면의 적어도 일부에 고분자 재료를 적용하는 단계, 및 고분자 재료 경화 단계를 포함한다.

Description

중합체를 기재에 고정시키는 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD OF ANCHORING A POLYMER TO A SUBSTRATE}
본 개시는 중합체를 기재에 고정시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
소정의 중합체는 기재와 부착되기 어렵다는 것이 일반적으로 알려져 있다. 예를들면, 활주 향상을 위하여 불소중합체가 때로 표면에 적용된다. 그러나, 불소중합체는 비-접착성 성분들로 인하여 표면에 대한 부착에 저항한다.
불소중합체와 같은 비-접착성 중합체를 기재에 부착시키는 현재 방법은 중합체가 흐를 수 있는 포켓 또는 공극을 포함한 화학적으로 에칭된 또는 산세된 (pickled) 기재를 이용하는 것이다. 이러한 화학적으로 에칭된 포켓은 비-선택적 기하구조로 인하여 소정의 용도에 대하여 충분하지 않은 내박리성을 제공한다. 또한, 화학적으로 에칭된 기재는 기재-중합체 계면을 따라 상이한 지점들에서 측정될 때 균일한 내박리성이 결여된다. 이로써 중합체 및 기재 간에 일관되지 않은 접촉이 생기고, 중합체 및 기재 중 하나 또는 모두에 대한 불균일한 마모 및 사용 기간에 따른 바람직하지 않은 성능으로 이어진다.
화학적 에칭에 의해 제공되는 것 이상으로 내박리성이 증가되도록 중합체와 기재 간의 접촉 방법에 대한 요구가 업계에서 계속되었다. 또한 업계에서는 기재-중합체 계면을 따라 더욱 균일한 내박리성에 대한 필요성이 있었다.
실시태양들은 실시예로서 설명되고 첨부 도면에 한정되지 않는다.
도 1은 실시태양에 의한 베어링의 부분 측단면도이다.
도 2는 실시태양에 의한 기재의 부분 측단면도이다.
도 3은 실시태양에 의한 베어링의 예시적 형성 방법을 보이는 사시도이다.
도 4는 실시태양에 의한 기재의 부분 측단면도이다.
도 5는 실시태양에 의한 환형 링의 상측 사시도이다.
도 6은 실시태양에 의한 기재의 측단면도이다.
하기 상세한 설명은 도면들과 함께 본원의 교시의 이해를 위하여 제공된다. 하기 논의는 본 발명의 특정 구현예들 및 실시태양들에 집중될 것이다. 이러한 논의는 본 교시를 설명하기 위한 것이고 본 발명의 범위 또는 적용 가능성을 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그러나, 다른 실시태양들이 본원에 개시된 교시들을 바탕으로 적용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "구성한다(comprises)", "구성하는(comprising)", "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "가진다(has)", 가지는(having)" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 커버하기 위한 것이다. 예를들면, 특징부들의 목록을 포함하는 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이러한 특징부들에만 한정될 필요는 없으며 명시적으로 열거되지 않거나 이와 같은 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 특징부들을 포함할 수 있다. 게다가, 명시적으로 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 의미의 "또는"을 가리키며 배타적인 의미의 "또는"을 가리키지 않는다. 예를들면, 조건 A 또는 B는 다음 중의 어느 하나에 의해 만족된다: A가 참이고 (또는 존재하고) B는 거짓이며 (또는 존재하지 않으며), A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B는 참이며 (또는 존재하며), A와 B 모두가 참 (또는 존재한다)이다.
또한, "하나의 (a)" 또는 "하나의 (an)"은 여기에서 설명되는 요소들과 구성요소들을 설명하는데 사용된다. 이는 단지 편의성을 위해 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 부여하기 위해 행해진다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 읽혀져야 하며, 다르게 의미한다는 것이 명백하지 않다면 단수는 또한 복수를 포함한다. 예를들면, 단일 사항이 본원에 기재되면, 하나 이상의 사항이 단일 사항을 대신하여 적용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 사항이 본원에서 기재되면, 단일 사항이 하나 이상의 사항을 대신할 수 있는 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 재료, 방법 및 실시예들은 예시적인 것일 뿐이고 제한적이지 않다. 본원에 기재되지 않는 한, 특정 재료 및 공정과 관련된 많은 상세 사항들은 통상적이고 기계적 고정 분야의 참고 서적들 및 기타 자료들에서 발견될 수 있다.
도 1을 참고하면, 베어링 (100)은 일반적으로 기재 (102) 및 고분자 재료 (104)를 포함한다. 고분자 재료 (104)는 박리되지 않도록 기재 (102)에 고정된다.
기재 (102)는 적어도 부분적으로 재료 예컨대 금속, 합금, 또는 중합체를 포함한다. 예시적 금속은 강재 및 알루미늄을 포함한다.
실시태양에서, 기재 (102)는 적어도 부분적으로 제2 재료 (미도시)로 도포되거나 아연 도금된다. 예를들면, 특정 실시태양에서, 제2 재료는 적어도 기재 (102) 일부에 적용된다. 더욱 특정한 실시태양에서, 도포된 제2 재료는 기재 (102) 전체 표면을 덮을 수 있다.
기재 (102)는 두께 T로 이격되는 반대측 주면들 (major surface, 106, 108)을 포함한다. 다수의 채널 (110)이 주면 (106)에서 기재 (102) 안으로 연장된다. 각각의 채널 (110)은 두께, T와 평행한 방향으로 주면 (106)에서 주면 (108)으로 측정될 때 깊이, DC 연장된다.
실시태양에서, 적어도 2개의 채널 (110)은 서로 동일한 깊이를 가진다. 추가 실시태양에서, 모든 채널 (110)은 서로 동일한 깊이를 가진다. 또 다른 실시태양에서, 적어도 2개의 채널 (110)은 상이한 깊이로 기재 (102) 내로 연장된다. 추가 실시태양에서, 모든 채널 (110)은 서로 비교할 때 상이한 깊이로 연장된다.
실시태양에서, 적어도 하나의 채널 (110)의 DC 는 적어도 0.00001 T, 예컨대 적어도 0.0001 T, 적어도 0.001 T, 또는 0.01 T이다. 추가 실시태양에서, 적어도 하나의 채널의 DC 는 0.99 T 이하, 예컨대 0.75 T 이하, 0.5 T 이하, 0.25 T 이하, 또는 0.1 T이하 이다.
실시태양에서, DC 범위는 100 μm 내지 500 μm, 예컨대 125 μm 내지 475 μm, 150 μm 내지 450 μm, 175 μm 내지 425 μm, 또는 200 μm 내지 400 μm이다.
실시태양에서, 적어도 2개의 채널 (110)은 주면 (106)을 따라 측정될 때 서로 평행하다. 추가 실시태양에서, 모든 채널 (110)은 서로 평행하다.
채널 (110) 각각은 기재 (102)의 주면 (106)을 따라 연장되는 길이, L을 가진다. 실시태양에서, 적어도 하나의 채널 (110)은 기재 (102) 전체 길이를 따라 연장된다. 추가 실시태양에서, 모든 채널 (110)은 기재 (102) 전체 길이를 따라 연장된다.
또 다른 실시태양에서, 기재 (102)의 길이는 적어도 하나의 채널 (110) 길이보다 길다. 예를들면, 기재 (102) 길이는 적어도 1.1 L, 예컨대 적어도 1.2 L, 적어도 1.3 L, 적어도 1.4 L, 적어도 1.5 L, 적어도 2 L, 적어도 3 L, 적어도 4 L, 적어도 5 L, 적어도 10 L, 또는 적어도 20 L이다. 이러한 관점에서, 적어도 하나의 채널 (110)은 기재 전체 길이를 따라 연장되지 않을 수 있다.
실시태양에서, 적어도 2개의 서브-채널들이 단일 평면을 따라 기재 (102)에 연장되어 서브-채널들의 세로줄 (column) 또는 가로줄을 형성한다. 적어도 2개의 서브-채널들은 공동 이등분선을 공유한다. 실시태양에서, 적어도 3개의 서브-채널들이 단일 세로줄을 따라 놓이고, 예컨대 적어도 4개의 서브-채널들이 단일 세로줄을 따라 놓이고, 적어도 5개의 서브-채널들이 단일 세로줄을 따라 놓이고, 적어도 10개의 서브-채널들이 단일 세로줄을 따라 놓이고, 적어도 15개의 서브-채널들이 단일 세로줄을 따라 놓이고, 적어도 20개의 서브-채널들이 단일 세로줄을 따라 놓이고, 적어도 25개의 서브-채널들이 단일 세로줄을 따라 놓이고, 적어도 50개의 서브-채널들이 단일 세로줄을 따라 놓이고, 또는 적어도 100개의 서브-채널들이 단일 세로줄을 따라 놓인다. 실시태양에서, 10,000개 이하의 서브-채널들이 단일 세로줄을 따라 놓이고, 예컨대 5,000개 이하의 서브-채널들이 단일 세로줄을 따라 놓이고, 또는 2,500개 이하의 서브-채널들이 단일 세로줄을 따라 놓인다.
서브-채널들, 예를들면, 채널들 (120, 122)의 인접 세로줄들은, 동일한 개수의 서브-채널들을 가질 수 있다. 대안으로, 서브-채널들의 제1 세로줄은 제1 개수의 서브-채널들을 가질 수 있고 서브-채널들의 제2 세로줄은 서브-채널들의 제1 개수와는 다른 제2 개수의 서브-채널들을 가질 수 있다.
실시태양에서, 채널 (110) 각각은 최대 폭, WMAX, 및 최소 폭, WMIN을 형성한다. 특정 실시태양에서, 적어도 하나의 채널 (110)의 최소 폭은 주면 (106)에 의한 평면을 따라 배치된다. 적어도 하나의 채널 (110)의 최대 폭은 주면 (106, 108) 사이에 놓인 평면을 따라 배치된다.
채널 (110) 각각은 채널 (110)의 최대 폭 대 최소 폭으로 측정되는 폭비를 정의한다. 실시태양에서, 적어도 하나의 채널 (110)의 폭비는 적어도 1.01:1, 예컨대 적어도 1.1:1, 적어도 1.2:1, 적어도 1.3:1, 적어도 1.4:1, 적어도 1.5:1, 적어도 1.6:1, 적어도 1.7:1, 적어도 1.8:1, 적어도 1.9:1, 적어도 2.0:1, 적어도 2.25:1, 적어도 2.5:1, 적어도 2.75:1, 또는 적어도 3.0:1이다. 또 다른 실시태양에서, 폭비는 10:1 이하, 예컨대 9:1 이하, 8:1 이하, 7:1 이하, 6:1 이하, 5:1 이하, 또는 4:1 이하이다.
실시태양에서, 적어도 하나의 채널 (110)은 단면에서 관찰될 때 타원 형상을 가진다. 적어도 하나의 채널 (110)의 적어도 하나의 측벽 (116)은 단면에서 관찰될 때 아치 형태를 가진다. 특정 실시태양에서, 채널 (110)의 베이스 (118)는 평탄하다 (예를들면, 도 2). 또 다른 실시태양에서, 베이스 (118)는 반대측 측벽 (116)의 유각 연결부 (angular junction)를 포함한다. 이러한 관점에서, 베이스 (118)는 상대 각 (relative angle)으로 연결되는 2개의 측벽 (116)을 포함한다 (예를들면, 도 3). 또 다른 실시태양에서, 베이스 (118)는 만곡부를 포함한다 (도 1). 더욱 상세하게는, 베이스 (118)는 외향 만곡된다.
도 2를 참고하면, 실시태양에서, 적어도 하나의 채널 (110)은 단면에서 관찰될 때 대략 다각 형상을 가질 수 있다. 더욱 특정한 실시태양에서, 적어도 하나의 채널 (110)은 단면에서 관찰될 때 대략 사각 형상을 가질 수 있다. 비-제한적 추가 실시태양들에서, 적어도 하나의 채널은: 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 11각형, 12각형, 또는 임의의 기타 적합한 구조에서 선택되는 형상을 가질 수 있다. 채널 형상은 측벽들, 베이스, 및 폐 공간이 형성되도록 기재 (102)의 주면 (106)을 가로질러 연장되는 평면으로 정의된다.
비-제한적 실시태양에서, 단면에서 관찰될 때, 적어도 하나의 채널 (110)은 정다각형에 해당되는 형상을 가질 수 있고, 즉, 채널은 등변 및 등각 배치를 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 단면에서 관찰될 때, 적어도 하나의 채널 (110)은 불규칙 다각형에 해당되는 형상을 가질 수 있고, 즉, 채널은 등변 및 등각 배치 모두를 포함하지 않는다.
채널 (110) 모두는 서로 크기 및 형상이 균일하다. 이러한 방식으로, 기재 (102)는 지점에 무관하게 더욱 균일한 박리 강도를 가질 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 실시태양에서, 적어도 하나의 채널 (110)은 협소 (throttled) 개방단 (112)을 가진다. 협소화는 채널 (110)의 폭비로 정량화된다. 상세하게는, 폭비가 커지면, 채널 (110)은 더욱 협소하게 된다. 더욱 협소한 개방단 (112)은 기재 (102) 및 고분자 재료 (104) 간의 내박리성을 증가시킨다. 과한 협소화는 예를들면, 폭비가 25:1 이상인 경우, 채널 (110) 내부의 중합체 용량에 비해 주면 (106)을 따라 중합체를 불필요하게 박화시킴으로써 주면 (106)을 따라 약화된 중합체 구조가 초래되어 내박리성을 약화시킬 수 있다.
채널 밀도는 개방단들에 있는 채널들 표면적을 포함한 기재 (102) 표면적과 비교되는 개방단들 (112)에서 채널들의 표면적으로 정의된다. 실시태양에서, 기재 (102)의 채널 밀도는 적어도 1:100이고, 여기에서 1은 개방단들에서 채널들에 의해 형성되는 개방 표면적이고 10은 개방단들에 있는 채널들에 의해 형성되는 개방 표면적을 포함한 기재 (102) 표면적이다. 특정 실시태양들에서, 평균 채널 밀도는 적어도 1:75, 예컨대 적어도 1:50, 적어도 1:25, 적어도 1:20, 적어도 1:15, 적어도 1:14, 적어도 1:13, 적어도 1:12, 적어도 1:11, 적어도 1:10, 적어도 1:9, 적어도 1:8, 적어도 1:7, 적어도 1:6, 적어도 1:5, 적어도 1:4, 적어도 1:3, 적어도 1:2, 또는 적어도 1:1.5이다. 추가 실시태양에서, 채널 밀도는, 1:1.001 이하, 예컨대 1:1.01 이하, 1:1.05 이하, 1:1.1 이하, 1:1.15 이하, 1:1.2 이하, 1:1.25 이하, 1:1.3 이하, 1:1.35 이하, 1:1.4 이하, 또는 1:1.45 이하일 수 있다.
실시태양에서, 채널 밀도의 범위는 1:001 내지 1:1.5이다.
인접 채널들, 예를들면, 채널들 (120, 122)은, 주면 (106)을 따라 측정되는 거리, DA 만큼 이격된다. 실시태양에서, 채널 최소 폭 (WMIN)에 대한 DA 의 비율은 적어도 0.001:1, 예컨대 적어도 0.01:1, 적어도 0.01:1, 적어도 0.5:1, 또는 적어도 1:1이다. 또 다른 실시태양에서, DA:WMIN 는 100:1 이하, 예컨대 75:1 이하, 50:1 이하, 25:1 이하, 10:1 이하, 또는 5:1 이하이다.
실시태양에서, 제1 쌍의 인접 채널들은 이들 사이 간격이 제2 쌍의 인접 채널들 사이 간격과 같다. 추가 실시태양에서, 인접 채널들 사이 간격은 모든 인접 채널들 사이에서 동일하다. 즉, DA 는 모든 인접 채널들 사이에서 동일하다. 동일한 간격은 기재 (102) 면적에 걸쳐 균일한 내박리성을 개선시킨다.
또 다른 실시태양에서, 제1 쌍의 인접 채널들은 이들 사이 간격이 제2 쌍의 인접 채널들 사이 간격과 다르다.
채널 (110) 각각은 측벽 (116), 베이스 (118), 및 기재 (102) 주면 (106)을 따라 연장되는 평면에 의해 정의되는 개방 부피, VO를 가진다. (예를들면, 점선 (114)으로 정의되는 부피로 도시되는) 인접 채널들 사이에 배치되는 기재 (102) 부분은 채널 (110)에 대한 측방 지지를 제공하는 폐쇄 부피, VC를 정의한다. 실시태양에서, VO 는 20 VC 이하, 예컨대 15 VC 이하, 10 VC 이하, 5VC 이하, 1 VC 이하, 0.5 VC 이하, 또는 0.25 VC 이하이다. 추가 실시태양에서, VO 는 적어도 0.001 VC, 예컨대 적어도 0.005 VC, 적어도 0.01 VC, 적어도 0.015 VC, 또는 적어도 0.02 VC이다.
도 3은 기계적 공정으로 기재 (102) 내부에 채널 (110)을 형성하는 예시적 방법을 보인다.
채널들을 기계적으로 형성하면 화학적 공정, 예컨대 화학적 에칭 또는 산세와 비교할 때 더욱 균일한 채널 배치 및 기하구조가 가능하다. 화학적 에칭은 전형적으로 금속 기재 표면에 도입되는 산성 용액을 이용한다. 산성 용액은 기재와 접촉되고 반응하여 작은 포켓 또는 딤블이 형성된다. 이러한 포켓은 가변적인 상대 크기 및 형상을 가진다. 일부 포켓은 협소한 입구를 가지지만 다른 포켓은 기재 표면을 따라 광폭일 수 있고, 상기 포켓의 상대적 유효성을 크게 감소시킨다. 용액 조성 및 몰 농도를 변경시키면 다른 부분에 비하여 기재 (102)의 소정 부분을 더욱 또는 덜 요철화 (textured)될 수 있다. 추가로, 산성 용액으로는 마스킹 절차 또는 기타 유사한 선택적 에칭 공정 없이는 평면의 주면을 유지하기가 어렵거나 불가능하다.
채널 (110) 형성을 위한 예시적 기계 공정은: 예를들면, 미세-휠, 예컨대 다이아몬드 도포된 미세-휠에 의한 미세-가공, 라우팅 (routing), 절단 (sawing), 스크래핑 (scraping), 드릴링 (drilling); 레이저 에칭 (laser etching); 고압수 분사; 및 전착 가공을 포함한다. 본 개시를 독취한 후, 당업자는 기타 기계적 형성 공정이 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 미세-휠 (200)은 A 방향으로 기재 (102) 일부를 통과한다. 미세-휠 (200)의 깊이는 채널 (110)의 깊이 및 기하구조적 특성을 결정한다. 제1 채널이 형성되면, 미세-휠 (200) 또는 기재 (102) 중 하나 또는 양자는 제1 채널에 인접한 제2 채널 형성을 위하여 이동된다. 이러한 공정은 기재의 적합한 일부가 채널 (110)로 패턴화될 때까지 반복된다.
실시태양에서, 미세-휠 (200)은 제1 방향 (A)으로 통과하여 제1 채널을 형성하고 제2 방향 (미도시)을 통과하여 제2 채널을 형성한다. 제1 및 제2 방향들은 상이할 수 있다. 예를들면, 제1 방향은 제2 방향의 반대일 수 있다. 이는 생산성을 높이고 제작 시간을 줄일 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 미세-휠은 기재 (102)를 따라 단일 방향으로만 이동하여 채널들을 형성할 수 있다. 이는 단일-방향 동작 성능을 가지는 전형적인 휠에서 사용하기에 적합하다.
미도시 실시태양에서, 적어도 2개의 미세-휠들은 직렬로 (in tandem) 동작되어 채널 (110)을 형성한다. 미세-휠들은 단일 구동 축으로 체결되고 서로 연결되어 기재 (102)에 걸쳐 일제히 (in unison) 전진된다. 대안으로, 미세-휠들은 독립적으로 구동되고 또는 상이한 상대 속도 또는 공간 배열에서 동작된다.
실시태양에서, 중앙 축이 기재 (102)의 주면 (106)에 평행하게 미세-휠 (200)이 동작된다. 이로써 기재 (102) 내에서 소정의 채널 형상 구조 생성이 가능하다.
또 다른 실시태양에서, 중앙 축이 상대 각도만큼 벗어나도록 미세-휠 (200)은 주면 (106)에 유각을 형성한다. 상대 각도는 적어도 1°, 예컨대 적어도 2°, 적어도 3°, 적어도 4°, 적어도 5°, 적어도 10°, 또는 적어도 20°이다. 상대 각도는 90° 이하이다. 상대 각도를 이용하면 베이스 (118)가 반대측 주면 (108)에 가까이 형성되지 않아도 더욱 깊은 채널들이 형성된다. 즉, 기재 (102) 강도를 약하게 하지 않고도 채널 깊이, DC는 증가될 수 있다.
실시태양에서, 채널들 형성 전 및 후에 측정될 때 주면 (106)은 동일한, 또는 실질적으로 유사한 표면 거칠기, RA를 가질 수 있다. 본원에 기재된 채널 형성 기술은 인접 채널들 사이의 지점들에 있는 기재에 영향을 주지 않도록 수행될 수 있다. 따라서, 추가 표면 품질 예컨대 코팅, 마감, 또는 질감은 바뀌지 않고 유지된다. 이와는 반대로, 화학적 에칭 시 표면 품질을 보전하기 위하여 마스킹 층 또는 기타 유사한 선택적 에칭 공정이 적용될 필요가 있다. 이러한 공정은 엄청나게 고가이고 시간이 소모된다.
실시태양에서, 기재 (102)는 채널 (110) 형성 과정에서 열, 예를들면, 절단 도구에 의한 마찰열에 노출된다. 이러한 열을 흡수하면 기재 (102)는 연화되고 가단성 (malleable)이 초래된다. 도 4는 채널 (110) 형성 후 기재 (102)의 예시적 단면도를 보인다. 연화되면, 기재 (102)의 일부 (130)는 예를들면, 자체 중량으로 감기고 (curl), 아치 부분을 형성한다. 점선 A, B 및 C는 감기기 전의 기재 (102)의 일부 (130)를 나타낸다. 냉각되면, 일부 (130)는 기재 재료의 본래 기계적 특성을 회복한다.
숙련가는 DA:WMIN 비율이 감소할수록, 즉, 채널 밀도가 증가할수록 일부 (130)의 감김 (curling)이 증가한다는 것을 이해할 것이다.
아치형 일부 (130)는 상기와 같이 채널 (110)을 협소화시킨다. 또한, 아치형 일부 (130)는 채널의 부피 (132)를 덮고, 따라서 고분자 재료 및 기재 간의 내박리성을 향상시킨다. 실시태양에서, 제1 채널 (110)의 덮인 부피 (132)는 제2 채널의 덮인 부피 (132)와 같다. 추가 실시태양에서, 모든 채널들의 덮인 부피 (132)들은 동일하다. 또 다른 실시태양에서, 제1 채널의 덮인 부피 (132)는 제2 채널의 덮인 부피 (132)와 다르다. 추가 실시태양에서, 모든 채널들 (110)의 덮인 부피 (132)는 서로 다르다.
도 1을 다시 참고하면, 적합한 개수의 채널 (110)이 형성되면 고분자 재료 (104)가 주면 (106)에서 기재 (102)에 적용된다.
실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 저마찰 재료를 포함한다. 예를들면, 고분자 재료는 건조 (세척, 무윤활) 표면의 강재에 대하여 측정될 때, 0.6 이하, 예컨대 0.55 이하, 0.5 이하, 0.45 이하, 0.4 이하, 0.35 이하, 0.3 이하, 0.25 이하, 0.2 이하, 또는 0.15 이하의 정지 마찰 계수, μs를 가지는 재료를 포함한다. 실시태양에서, 고분자 재료는 건조 (세척, 무윤활) 표면의 강재에 대하여 측정될 때, 적어도 0.02, 예컨대 적어도 0.03, 적어도 0.04, 적어도 0.05, 적어도 0.06, 적어도 0.07, 적어도 0.08, 적어도 0.09, 또는 적어도 0.1의 정지 마찰 계수, μs를 가진다.
특정 실시태양들에서, 고분자 재료 (104)는 하나 이상의 중합체, 예를들면, 하나 이상의 불소중합체를 포함한다.
예시적 중합체는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 불소화 에틸렌-프로필렌 (FEP), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 (ECTFE), 퍼플루오로알콕시 알칸 (PFA), 폴리아세탈, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드 (PI), 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤 (PEEK), 폴리에틸렌 (PE), 폴리술폰, 폴리아미드 (PA), 폴리페닐렌 옥시드, 폴리페닐렌 술피드 (PPS), 폴리우레탄, 폴리에스테르, 액정 중합체 (LCP), 또는 임의의 이들 조합을 포함한다.
고분자 재료 (104)는 충전제로 함침되거나 포화될 수 있다. 예시적 충전제는 유리섬유, 탄소섬유, 규소, PEEK, 방향족 폴리에스테르, 탄소 입자들, 청동, 불소중합체, 열가소성 충전제, 산화알루미늄, 폴리아미드이미드 (PAI), PPS, 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), LCP, 방향족 폴리에스테르, 이황화몰리브덴, 이황화텅스텐, 흑연, 그래핀, 팽창 흑연, 붕소질화물 (boron nitrade), 탈크 (talc), 불화칼슘, 또는 임의의 이들 조합을 포함한다. 추가로, 충전제는 알루미나, 실리카, 이산화티탄, 불화칼슘, 질화붕소, 운모, 규회석, 탄화규소, 질화규소, 지르코니아, 카본 블랙, 안료, 또는 임의의 이들 조합을 포함한다. 충전제는 또한 출원인에 의해 상표 Ekonol®로 판매되는 재료를 포함할 수 있다.
실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 승온에서, 예를들면, 고분자 재료 (104)가 용이하게 흐르고 변형될 수 있는 온도에서 기재 (102)에 적용된다. 고분자 재료 (104)는 코팅 기술, 예를들면, 물리적 또는 기상 증착, 분무, 도금, 분말 코팅으로, 또는 기타 화학적 또는 전기화학적 기술을 통해 기재 (102)에 도포된다. 특정 실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 예를들면, 압출 코팅을 포함한 롤-투-롤 코팅 공정으로 적용될 수 있다. 예를들면, 고분자 재료 (104)는 용융 또는 반-용융 상태로 가열되고 슬롯 다이를 통해 기재 (102)의 주면 (106)으로 압출된다. 또 다른 실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 주조 또는 몰딩될 수 있다. 주조 및 몰딩은 사출 기술 또는 가압 조건에서, 예를들면, 대기압 이상의 압력에서 진행될 수 있다. 대안으로, 주조 및 몰딩은 가압 또는 사출 기술 없이 구현될 수 있다.
고분자 재료 (104)는 주면 (106)을 향하여 압축 또는 압연된다. 압축 또는 압연은 승온에서 진행될 수 있고, 즉, 고분자 재료 (104)는 열간 프레스 또는 압연될 수 있다. 롤러는 고분자 재료 (104)를 따라 적어도 하나의 채널 (104)의 길이와 평행한 방향으로 통과한다. 대안으로, 롤러는 고분자 재료 (104)를 따라 적어도 하나의 채널 (104)의 길이에 대하여 상대 각을 가지는 방향으로 통과한다. 예를들면, 압연은 채널 길이와 수직하게 진행된다. 또 다른 실시예에서, 압연은 채널 길이에 대하여45° 각에서 진행된다.
도포 공정 과정에서, 고분자 재료 (104)는 채널 (110)의 개방 공극 내부로 도입된다. 실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 채널들 중 적어도 하나의 적어도 75%, 예컨대 채널들 중 적어도 하나의 적어도 80%, 채널들 중 적어도 하나의 적어도 85%, 채널들 중 적어도 하나의 적어도 90%, 채널들 중 적어도 하나의 적어도 95%, 채널들 중 적어도 하나의 적어도 96%, 채널들 중 적어도 하나의 적어도 97%, 채널들 중 적어도 하나의 적어도 98%, 또는 채널들 중 적어도 하나의 적어도 98%를 차지한다. 추가 실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 채널들 (110) 중 적어도 하나의 전체, 또는 거의 전체, 부피를 차지한다.
추가 실시태양들에서, 고분자 재료 (104)는 각각의 채널의 적어도 75%, 예컨대 각각의 채널의 적어도 80%, 각각의 채널의 적어도 85, 각각의 채널의 적어도 90%, 각각의 채널의 적어도 95%, 각각의 채널의 적어도 96%, 각각의 채널의 적어도 97%, 각각의 채널의 적어도 98%, 또는 각각의 채널의 적어도 99%를 차지한다. 추가 실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 각각의 채널 (110)의 전체, 또는 거의 전체, 부피를 차지할 수 있다.
채널들과 적합한 체결이 달성되고 충분한 고분자 재료 (104)가 기재 (102)에 적용된 후, 고분자 재료 (104)는 경화된다. 숙련가는 경화는 표준 주변 조건들 또는 고분자 재료의 특정 유형에 더욱 호의적인 조건에서 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 적어도 기재 (102) 일부와 직접 접촉된다. 추가 실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 전체 주면 (106)을 따라 기재와 직접 접촉된다. 또 다른 실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 적어도 하나의 채널 (110)의 측벽 (116) 및 베이스 (118)를 따라 기재 (102)와 직접 접촉된다. 또 다른 실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 전체 주면 (106) 및 모든 채널 (110)의 측벽 (116) 및 베이스 (118)를 따라 기재 (102)와 직접 접촉된다. 기재 및 고분자 재료 간 직접 접촉되는 실시태양들에서 기재 및 고분자 재료 사이에 접착제 및 중간층이 부재이다. 상기 실시태양들에서, 고분자 재료 및 기재 사이 내박리성은 채널들의 기하구조적 구성에 달라질 수 있다.
또 다른 실시태양에서, 베어링 (100)은 기재 및 고분자 재료 사이에 배치되는 접착제 (미도시) 또는 중간층 (미도시)을 더욱 포함한다. 더욱 특정한 실시태양에서, 접착제는 중간층들 사이에 배치되고, 각각의 중간층은 기재 및 고분자 층 중 하나에 인접한다.
특정 실시태양들에서, 베어링 (100)은 형상화 또는 달리 조작되어 환형 링 (300)을 형성한다 (도 5). 실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 기재 (102) 내측에 반경방향으로 배치된다. 또 다른 실시태양에서, 고분자 재료 (104)는 기재 (102) 외측에 반경방향으로 배치된다 (도 5).
실시태양에서, 환형 링 (300)은 고분자 재료 (104)가 기재 (102)에 적용되기 전에 형상화될 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 환형 링 (300)은 고분자 재료 (104)가 기재 (102)에 적용된 후 형상화 한다.
환형 링 (300)은 원주방향 갭 (302)을 포함한다. 특정 실시태양들에서, 갭 (302)은, 예를들면, 링 (300)의 제1 및 제2 원주방향 단들 (204, 306)을 함께 붙여서 닫힌다. 원주방향 단들 (204, 306)의 부착은, 예를들면, 용접, 예를들면, 스폿 용접으로 구현된다. 감온성 고분자 재료를 이용하는 실시태양들에서, 고분자 재료(들)에 대한 손상을 방지하고 고분자 재료 용융을 피하기 위하여 용접은 기재를 따라 구현된다.
환형 링 (300)은 중앙 개구 (308)를 형성하고 여기에 축 (310) 또는 기타 기계 요소가 삽입될 수 있다. 예를들면, 환형 링 (300)은 고속 분야 예컨대 산업 기계 및 자동차에서, 또는 저속 분야 예컨대 도어 힌지에서 적용될 수 있다.
도 6은 기재 (102)가 제1 주면 (106)에서 연장되는 적어도 하나의 채널 (110) 및 제2 주면 (108)에서 연장되는 적어도 하나의 채널 (124)을 포함하는 다른 실시태양을 도시한 것이다. 채널(들) (124)은 채널(들) (110)와 비교할 때 임의의 유사한 특징부 또는 구조적 구성을 가질 수 있다. 예를들면, 채널(들) (124)은 채널 (110) 측벽 (116)과 유사한 2개의 측벽 (126) 및 채널 (110) 베이스 (118)와 유사한 베이스 (128)를 포함할 수 있다.
실시태양에서, 채널 (110, 124)은 베이스 (118, 128)가 주면 (106, 108)에 대하여 상이한 수직 위치에서 종료되도록 기재 (102) 내부로 연장된다. 이러한 관점에서, 채널(들) (110, 124)의 베이스 (118, 128) 각각은 서로 상이한 평면들을 따라 놓인다. 더욱 상세하게는, 실시태양에서, 채널(들) (110)의 베이스 (118)는 제1 평면을 따라 놓이고, 채널(들) (124)의 베이스 (128)는 제2 평면을 따라 놓이고, 제1 및 제2 평면들은 서로 벗어난다. 제1 및 제2 평면들은 평행할 수 있고, 즉, 이들은 교차하지 않는다.
또 다른 실시태양에서, 채널 (110, 124)은 주면 (106, 108)에 평행한 방향으로 기재 (102)를 가로지르는 동일 평면에 놓이도록 기재 (102) 내로 연장된다.
추가적인 고분자 재료는 주면 (106)에 적용되는 것과 유사한 방식으로 기재 (102)의 주면 (108)을 따라 적용된다. 압연 또는 압축으로 고분자 재료와 채널들 (124)의 체결이 개선된다.
숙련가는 본원에 기술된 실시태양들에 의한 베어링 및 환형 링은 화학적 에칭 및 산세 공정을 적용하는 체결 방법과 비교할 때 더욱 큰 내박리성을 보인다는 것을 이해할 것이다. 또한, 베어링 및 환형 링은 다양한 지점들에서 측정될 때 더욱 균일한 내박리성을 가진다. 이로써 베어링 또는 환형 링을 따라 더욱 균일한 마모 프로파일이 촉진되고 고분자 재료는 연장된 수명으로 양호하게 작동될 수 있다.
많은 상이한 양태들 및 실시태양들이 가능하다. 일부 이들 양태들 및 실시태양들이 하기된다. 본 명세서를 읽은 후, 숙련가는 양태들 및 실시태양들이 단지 설명 목적이고 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다. 실시태양들은 하기 나열된 임의의 하나 이상의 실시태양들에 의한다.
실시태양 1. 베어링 구성요소 (component)로서,
해당 두께만큼 이격되는 제1 주면 및 제2 반대측 주면을 가지는 기재; 및
제1 표면을 따라 연장되고, 다수 중 적어도 2개는 서로 평행하게 연장되는 채널들을 포함하고,
다수의 채널들 중 적어도 하나는 고분자 재료를 기재에 수용하고 고정하도록 구성되는, 베어링 구성요소.
실시태양 2. 구성요소로서,
해당 두께만큼 이격되는 제1 주면 및 제2 반대측 주면을 가지는 기재, 이때 기재는 각각이 제1 주면에서 제2 주면을 향하여 연장되고 깊이를 가지는 다수의 채널들을 포함하고, 채널들은 채널 최대 폭에 대한 채널 깊이의 비율로 측정되는 종횡비를 가지고, 채널들 중 적어도 하나의 종횡비는 적어도 1:1이고; 및
다수의 채널들 중 적어도 하나 내에 배치되고, 기재의 제1 주면의 적어도 일부를 덮는 고분자 재료를 포함하는, 구성요소.
실시태양 3. 베어링으로서,
해당 두께만큼 이격되는 제1 주면 및 제2 반대측 주면을 가지고; 제1 주면을 따라 연장되는 다수의 채널들을 가지고, 다수의 채널들 중 적어도 2개는 서로 평행하게 연장되는, 기재; 및
다수의 채널들 중 적어도 하나 내에 배치되고, 기재의 제1 주면의 적어도 일부를 덮는 고분자 재료를 포함하는, 베어링.
실시태양 4. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료는 기재의 제1 주면의 적어도 일부와 직접 접촉되는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 5. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료는 기재의 제1 주면 전체와 직접 접촉되는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 6. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료 및 기재 사이의 체결은 접착제가 없는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 7. 실시태양들 1-5 중 어느 하나에 있어서, 기재의 적어도 일부 및 고분자 재료 사이에 배치되는 접착제를 더욱 포함하는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 8. 실시태양들 1-5 및 7 중 어느 하나에 있어서, 기재의 적어도 일부 및 고분자 재료 사이에 배치되는 중간층을 더욱 포함하는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 9. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 각각의 채널은 반대측 측벽들을 포함하고, 제1의 반대측 측벽은 제1 평면을 따라 놓이고, 제2의 반대측 측벽은 제2 평면을 따라 놓이고, 제1 평면 및 제2 평면은 교차하지 않는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 10. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 채널 각각은 깊이를 형성하고, 적어도 하나의 채널의 깊이는 100 μm 내지 500 μm인, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 11. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 모든 채널들은 동일한 깊이를 가지는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 12. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 채널은 적어도 부분적으로 다이아몬드 미세-휠에 의해 형성되는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 13. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 채널은 적어도 부분적으로 레이저에 의해 형성되는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 14. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 채널은 적어도 부분적으로 전착 가공 (EDM)에 의해 형성되는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 15. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 각각의 채널은 채널 최대 폭에 대한 채널 깊이의 비율로 측정되는 종횡비를 가지고, 적어도 하나의 채널의 종횡비는 적어도 1:1, 예컨대 적어도 1.1:1, 적어도 1.2:1, 적어도 1.3:1, 적어도 1.4:1, 적어도 1.5:1, 적어도 1.6:1, 적어도 1.7:1, 적어도 1.8:1, 적어도 1.9:1, 적어도 2.0:1, 적어도 2.25:1, 적어도 2.5:1, 적어도 2.75:1, 또는 적어도 3.0:1인, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 16. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 각각의 채널은 채널 최대 폭에 대한 채널 깊이의 비율로 측정되는 종횡비를 가지고, 적어도 하나의 채널의 종횡비는 10.0:1 이하, 예컨대 9.0:1 이하, 또는 8.0:1 이하인, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 17. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 각각의 채널은 채널 최소 폭에 대한 채널 최대 폭의 비율로 측정되는 폭비를 가지고, 적어도 하나의 채널의 폭비는 적어도 1.1:1, 예컨대 적어도 1.2:1, 적어도 1.3:1, 적어도 1.4:1, 적어도 1.5:1, 적어도 1.6:1, 적어도 1.7:1, 적어도 1.8:1, 적어도 1.9:1, 적어도 2.0:1, 적어도 2.25:1, 적어도 2.5:1, 적어도 2.75:1, 또는 적어도 3.0:1인, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 18. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 각각의 채널은 채널 최소 폭에 대한 채널 최대 폭의 비율로 측정되는 폭비를 가지고, 적어도 하나의 채널의 폭비는 10.0:1 이하, 예컨대 9.0:1 이하, 또는 8.0:1 이하인, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 19. 실시태양들 17 및 18 중 어느 하나에 있어서, 각각의 채널의 최소 폭은 제1 주면에 형성되는 평면을 따라 위치하는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 20. 실시태양들 17-19 중 어느 하나에 있어서, 각각의 채널의 최대 폭은 제1 주면 및 제2 주면 사이에 위치하는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 21. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 단면에서 관찰될 때, 적어도 하나의 채널은 대략 다각 형상을 가지는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 22. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 단면에서 관찰될 때, 적어도 하나의 채널은 대략 사각 형상을 가지는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 23. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 단면에서 관찰될 때, 적어도 하나의 채널은 제2 주면에서 가장 가까운 채널 부분에 의해 형성되는 둥근 바닥 부분을 가지는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 24. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 단면에서 관찰될 때, 모든 채널들은 제2 주면에서 가장 가까운 채널 부분에 의해 형성되는 둥근 바닥 부분을 가지는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 25. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 채널은 제1 주면의 전체 길이를 따라 연장되는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 26. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 모든 채널들은 제1 주면의 전체 길이를 따라 연장되는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 27. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 기재의 제2 주면을 따라 배치되는 다수의 제2 채널들을 더욱 포함하는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 28. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료는 불소중합체, 예컨대 PTFE, FEP, PCTFE, PFA, PEEK, LCP, PA, PI, 또는 PE를 포함하는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 29. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료는 Ekonol-충전되는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 30. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 기재는 금속, 예컨대 강재 또는 알루미늄을 포함하는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 31. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 기재는 아연 코팅을 더욱 포함하는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 32. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 기재 및 고분자 층 간의 접착 강도는 접착제 또는 산세를 이용한 유사한 기재 및 고분자 층 간의 접착 강도보다 큰, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 33. 선행 실시태양들 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 채널은 협소한 개방 단을 포함하는, 구성요소 또는 베어링.
실시태양 34. 베어링 형성 방법으로서,
해당 두께만큼 이격되는 제1 주면 및 제2 반대측 주면을 가지는 기재를 제공하는 단계;
제1 주면에서 제2 주면을 향하여 연장되는 깊이를 가지는 각각의 채널들을 형성하는 단계;
적어도 하나의 채널의 적어도 일부를 채우도록 제1 주면의 적어도 일부에 고분자 재료를 적용하는 단계; 및
고분자 재료 경화 단계를 포함하는, 베어링 형성 방법.
실시태양 35. 베어링 형성 방법으로서,
해당 두께만큼 이격되는 제1 주면 및 제2 반대측 주면을 가지는 기재를 제공하는 단계;
제1 주면에서 제2 주면을 향하여 연장되는 깊이를 가지는 각각의 채널들을 형성하는 단계;
환형 링을 형성하도록 기재를 형상화하는 단계;
적어도 하나의 채널의 적어도 일부를 채우도록 제1 주면에 고분자 재료를 적용하는 단계; 및
고분자 재료 경화 단계를 포함하는, 베어링 형성 방법.
실시태양 36. 실시태양들 34 및 35 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은 화학적 공정으로 수행되지 않는, 방법.
실시태양 37. 실시태양들 34-36 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은 화학적 에칭으로 수행되지 않는, 방법.
실시태양 38. 실시태양들 34-37 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 단계는 기계적 공정으로 수행되는, 방법.
실시태양 39. 실시태양들 34-38 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은
미세-가공에 의해 수행되는, 방법.
실시태양 40. 실시태양들 34-39 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은 적어도 부분적으로: 기재에서 다이아몬드 미세-휠을 이용하여 재료를 제거하여 수행되는, 방법.
실시태양 41. 실시태양들 34-40 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은 적어도 부분적으로: 기재를 레이저 에칭하여 수행되는, 방법.
실시태양 42. 실시태양들 34-41 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은 적어도 부분적으로: 기재에 가압 유체를 분무하여 수행되는, 방법.
실시태양 43. 실시태양들 34-42 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은 적어도 부분적으로: 전착 가공 (EDM)으로 수행되는, 방법.
실시태양 44. 실시태양들 34-43 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은 적어도 2개의 채널들이 서로 실질적으로 평행하게 배향되도록 수행되는, 방법.
실시태양 45. 실시태양들 34-44 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은 적어도 2개의 채널들이 서로 평행하게 배향되도록 수행되는, 방법.
실시태양 46. 실시태양들 34-45 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은 모든 채널들이 서로 평행하게 배향되도록 수행되는, 방법.
실시태양 47. 실시태양들 34-46 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은, 단면에서 관찰될 때, 적어도 하나의 채널이 대략 다각 형상을 가지도록 수행되는, 방법.
실시태양 48. 실시태양들 34-47 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은, 단면에서 관찰될 때, 적어도 하나의 채널이 대략 사각 형상을 가지도록 수행되는, 방법.
실시태양 49. 실시태양들 34-48 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은, 단면에서 관찰될 때, 적어도 하나의 채널이 제2 주면에 가장 가까운 채널 부분에서 형성되는 둥근 바닥 부분을 가지도록 수행되는, 방법.
실시태양 50. 실시태양들 34-49 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료를 적용하는 공정은 기재 및 고분자 재료 사이에 중간층을 배치하지 않고 수행되는, 방법.
실시태양 51. 실시태양들 34-50 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료를 적용하는 공정은 고분자 재료가 기재 및 적어도 하나의 채널 일부와 직접 접촉되도록 수행되는, 방법.
실시태양 52. 실시태양들 34-51 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료를 적용하는 공정은 채널들이 고분자 재료에 의해 적어도 75% 채워지도록, 예컨대 적어도 80% 채워지도록, 적어도 85% 채워지도록, 적어도 90% 채워지도록, 적어도 95% 채워지도록, 적어도 96% 채워지도록, 적어도 97% 채워지도록, 적어도 98% 채워지도록, 또는 적어도 99% 채워지도록 수행되는, 방법.
실시태양 53. 실시태양들 34-52 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료를 적용하는 공정은 채널들이 고분자 재료에 의해 완전히 채워지도록 수행되는, 방법.
실시태양 54. 실시태양들 34-53 중 어느 하나에 있어서, 기재는 금속, 예컨대 강재 또는 알루미늄을 포함하는, 방법.
실시태양 55. 실시태양들 34-54 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료는 불소중합체, 예컨대 PTFE, FEP, PCTFE, PFA, PEEK, LCP, PA, PI, 또는 PE를 포함하는, 방법.
실시태양 56. 실시태양들 34-55 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료는 Ekonol-충전되는, 방법.
실시태양 57. 실시태양들 34-56 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은 채널 최대 폭에 대한 채널 깊이의 비율로 측정되는 각각의 채널의 종횡비를 가지고, 적어도 하나의 채널의 종횡비가 적어도 1:1, 예컨대 적어도 1.1:1, 적어도 1.2:1, 적어도 1.3:1, 적어도 1.4:1, 적어도 1.5:1, 적어도 1.6:1, 적어도 1.7:1, 적어도 1.8:1, 적어도 1.9:1, 적어도 2.0:1, 적어도 2.25:1, 적어도 2.5:1, 적어도 2.75:1, 또는 적어도 3.0:1가 되도록 수행되는, 방법.
실시태양 58. 실시태양들 34-57 중 어느 하나에 있어서, 채널들 형성 공정은 채널 최대 폭에 대한 채널 깊이의 비율로 측정되는 각각의 채널의 종횡비를 가지고, 적어도 하나의 채널의 종횡비가 10.0:1 이하, 예컨대 9.0:1 이하, 또는 8.0:1 이하인, 방법.
실시태양 59. 실시태양들 34-58 중 어느 하나에 있어서,
제2 주면에서 제1 주면을 향하여 기재에 제2 다수의 채널들을 형성하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
실시태양 60. 실시태양들 34 및 36-59 중 어느 하나에 있어서, 환형 링을 형성하도록 기재 및 고분자 재료를 형상화 하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
실시태양 61. 실시태양들 35 및 60 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료는 기재 내측에서 반경방향으로 배치되는, 방법.
실시태양 62. 실시태양들 35 및 54 중 어느 하나에 있어서, 고분자 재료는 기재 외측에서 반경방향으로 배치되는, 방법.
실시태양 63. 실시태양들 35 및 60-62 중 어느 하나에 있어서,
환형 링의 제1 및 제2 원주방향 단들을 함께 부착하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
실시태양 64. 실시태양 63에 있어서, 제1 및 제2 원주방향 단들 부착은 용접으로 수행되는, 방법.
실시태양 65. 실시태양 64에 있어서, 제1 및 제2 원주방향 단들의 용접은 기재 상에서 수행되는, 방법.
실시태양 66. 실시태양들 64 및 65 중 어느 하나에 있어서, 용접은 고분자 재료를 고분자 재료의 융점까지 노출시키지 않는, 방법.
상기되는 모든 특징부들이 요구되지는 않으며, 특정한 특징부의 일부는 요구되지 않을 수 있으며, 하나 이상의 특징부들이 기술된 것들에 추가하여 제공될 수 있다. 게다가, 특징부들이 기술되는 순서가 반드시 이들이 구현되는 순서일 필요는 없다.
명백성을 위하여 개별 실시태양들에서 기재된 소정의 특징부들은 단일 실시태양의 조합으로도 제공된다. 반대로, 간결성을 위하여 단일 실시태양에 기술된 다양한 특징부들은, 개별적 또는 임의의 부조합으로도 제공될 수 있다.
장점들, 다른 이점들, 및 문제점들에 대한 해결방안이 특정한 실시태양들과 관련하여 상기되었다. 그러나, 장점들, 이점들, 문제들에 대한 해결방안, 및 임의의 장점, 이점, 또는 해결방안을 발생하게 하거나 더 현저하게 할 수 있는 임의의 특징(들)이 청구항들의 일부 또는 전부의 중요하거나, 요구되거나, 또는 필수적인 특징으로 해석되지 말아야 한다.
명세서 및 본원에 개시된 실시태양들은 다양한 실시태양들 구조에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위할 목적으로 제공된다. 명세서 및 설명들은 본원에 기재된 구조 또는 방법들을 이용하는 모든 요소들 및 장치 및 시스템의 특징부들에 대한 전적이고 종합적인 설명으로 기능하지 않을 수 있다. 개별 실시태양들은 단일 실시태양의 조합으로도 제공되고, 반대로, 간결성을 위하여 단일 실시태양에 기재된 다양한 특징부들은, 개별적 또는 임의의 부조합으로도 제공될 수 있다. 또한, 범위 값들에 대한 언급은 범위에 속하는 각각 및 모든 값들을 포함한다. 본 명세서를 읽은 후 당업자들에게 많은 기타 실시태양들이 명백할 수 있다. 기타 실시태양들이 적용될 수 있고 본 발명에서 유래될 수 있고, 따라서 구조적 치환, 논리적 치환, 또는 다른 변형은 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 가능하다. 따라서, 본 발명은 제한적이 아닌 단지 예시적으로 간주된다.

Claims (15)

  1. 베어링 구성요소 (component)로서,
    해당 두께만큼 이격되는 제1 주면 및 제2 반대측 주면을 가지는 기재; 및
    제1 표면을 따라 연장되고, 다수 중 적어도 2개는 서로 평행하게 연장되는 채널들을 포함하고,
    다수의 채널들 중 적어도 하나는 고분자 재료를 기재에 수용하고 고정하도록 구성되는, 베어링 구성요소.
  2. 베어링으로서,
    해당 두께만큼 이격되는 제1 주면 및 제2 반대측 주면을 가지고; 제1 주면을 따라 연장되는 다수의 채널들을 가지고, 다수의 채널들 중 적어도 2개는 서로 평행하게 연장되는, 기재; 및
    다수의 채널들 중 적어도 하나 내에 배치되고, 기재의 제1 주면의 적어도 일부를 덮는 고분자 재료를 포함하는, 베어링.
  3. 제1항 및 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 기재의 제2 주면을 따라 배치되는 다수의 제2 채널들을 더욱 포함하는, 구성요소 또는 베어링.
  4. 베어링 형성 방법으로서,
    해당 두께만큼 이격되는 제1 주면 및 제2 반대측 주면을 가지는 기재를 제공하는 단계;
    제1 주면에서 제2 주면을 향하여 연장되는 깊이를 가지는 각각의 채널들을 형성하는 단계;
    적어도 하나의 채널의 적어도 일부를 채우도록 제1 주면의 적어도 일부에 고분자 재료를 적용하는 단계; 및
    고분자 재료 경화 단계를 포함하는, 베어링 형성 방법.
  5. 제4항에 있어서, 채널들 형성 공정은 미세-가공에 의해 수행되는, 방법.
  6. 제4항에 있어서, 채널들 형성 공정은 적어도 부분적으로 다이아몬드 미세-휠을 이용하여 기재에서 재료를 제거하여 수행되는, 방법.
  7. 제4항에 있어서, 고분자 재료를 적용하는 공정은 기재 및 고분자 재료 사이에 중간층을 배치하지 않고 수행되는, 방법.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 고분자 재료를 적용하는 공정은 고분자 재료가 기재 및 적어도 하나의 채널 일부와 직접 접촉되도록 수행되는, 방법.
  9. 제4항에 있어서, 제2 주면에서 제1 주면을 향하여 기재에 다수의 제2 채널들을 형성하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
  10. 제4항 내지 제7항 및 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 환형 링을 형성하도록 기재 및 고분자 재료를 형상화 하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 환형 링의 제1 및 제2 원주방향 단들을 함께 부착하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
  12. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 각각의 채널의 최소 폭은 제1 주면에 형성되는 평면을 따라 위치하는, 구성요소, 베어링, 또는 방법.
  13. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 단면에서 관찰될 때, 적어도 하나의 채널은 제2 주면에 가장 가까운 채널 부분에 형성되는 둥근 바닥 부분을 가지는, 구성요소, 베어링, 또는 방법.
  14. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 적어도 하나의 채널은 제1 주면의 전체 길이를 따라 연장되는, 구성요소, 베어링, 또는 방법.
  15. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 적어도 하나의 채널은 협소 (throttled) 개방단을 포함하는, 구성요소, 베어링, 또는 방법.
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