KR20220115942A - 슬라이딩 부재의 제조 방법 - Google Patents

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KR20220115942A
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마사토 바바
히사시 오오기
고우이치 가미오카
다카히로 후지모토
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
스미토모덴코파인폴리머 가부시키가이샤
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Abstract

본 개시의 일양태에 따른 슬라이딩 부재의 제조 방법은, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 슬라이딩 부재의 제조 방법으로서, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 재료를 가공하는 공정과, 상기 가공하는 공정에서 얻어진 가공체에 대하여 전자선을 조사(照射)하는 공정을 포함한다.

Description

슬라이딩 부재의 제조 방법 및 슬라이딩 부재
본 발명은 슬라이딩 부재의 제조 방법 및 슬라이딩 부재에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 12월 13일 출원된 일본 출원 제2019-225660호에 기초한 우선권을 주장하며, 상기 일본 출원에 기재된 모든 기재 내용을 원용하는 것이다.
슬라이딩 부재는, 예컨대 자동차용 엔진 및 다른 산업 기계용 엔진의 베어링, 자동차 분야의 구동 부품, 피스톤 패킹 등에 이용된다. 이와 같은 슬라이딩 부재로서는, 불소 수지, 그 중에서도 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 표층에 사용한 것이 공지이다(일본 특허 공개 제2018-185007호 공보 참조). PTFE를 이용함으로써, 내마모성을 유지하면서 상대재와의 동마찰 계수가 저감되는 것 외에 슬라이딩 부재를 기계적 강도, 내약품성, 슬립 용이성, 내열성, 내후성, 불연성 등도 우수한 것으로 할 수 있다. 즉, PTFE를 이용한 슬라이딩 부재는, 슬라이딩성이 우수하다.
상기 슬라이딩 부재는, PTFE를 주성분으로 하는 재료를 예컨대 압출 성형에 의해 기재에 적층하고, 이 재료에 대하여 무산소 분위기 또한 용융 상태에서 전자선을 조사(照射)함으로써 제조할 수 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2018-185007호 공보
본 개시의 일양태에 따른 슬라이딩 부재의 제조 방법은, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 슬라이딩 부재의 제조 방법으로서, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 재료를 가공하는 공정과, 상기 가공하는 공정에서 얻어진 가공체에 대하여 전자선을 조사하는 공정을 포함한다.
본 개시의 별도의 일양태에 따른 슬라이딩 부재는, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 슬라이딩 부재로서, 전자선의 조사에 의해 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체가 가교하고 있다.
도 1은 본 개시의 일양태에 따른 슬라이딩 부재의 제조 방법을 나타내는 개략 흐름도이다.
도 2는 실시예에 있어서의 가공체를 얻는 순서를 나타내는 모식적 측면도이다.
도 3은 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 DSC 곡선의 일례이다.
[본 개시가 해결하고자 하는 과제]
PTFE를 이용한 슬라이딩 부재에서는, 무산소 분위기 또한 용융 상태에서 전자선을 조사함으로써 적절하게 가교시켜, 그 우수한 특성을 발현시키고 있다. 따라서, 상기 종래의 PTFE를 이용한 슬라이딩 부재를 제조하는 경우, 무산소 분위기 또한 용융 상태로 하기 위한 설비, 필요한 에너지 및 시간의 점에서 그 제조 효율에는 개선의 여지가 있다.
본 개시는 전술한 바와 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로, 슬라이딩성이 우수하며, 제조 효율을 높일 수 있는 슬라이딩 부재의 제조 방법 및 슬라이딩 부재의 제공을 목적으로 한다.
[본 개시의 효과]
본 개시의 슬라이딩 부재의 제조 방법 및 본 개시의 슬라이딩 부재는, 슬라이딩성이 우수하며, 제조 효율을 높일 수 있다.
[본 개시의 실시형태의 설명]
본 발명자들은, 테트라플루오로에틸렌의 중합에 의해 얻어지는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 대신에, 에틸렌과 테트라플루오로에틸렌의 중합에 의해 얻어지는 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE)를 이용함으로써, 전자선의 조사 시에 무산소 분위기 또한 용융 상태로 하지 않아도 슬라이딩성이 우수한 슬라이딩 부재가 얻어지는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 개시의 일양태에 따른 슬라이딩 부재의 제조 방법은, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 슬라이딩 부재의 제조 방법으로서, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 재료를 가공하는 공정과, 상기 가공하는 공정에서 얻어진 가공체에 대하여 전자선을 조사하는 공정을 포함한다.
상기 슬라이딩 부재의 제조 방법은, 불소 수지인 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 슬라이딩 부재의 주성분으로 하기 때문에, 슬라이딩성이 우수한 슬라이딩 부재가 얻어진다. 또한, 상기 슬라이딩 부재의 제조 방법에서는 전자선의 조사 시에 무산소 분위기 또한 상기 가공체를 용융 상태로 할 필요가 없기 때문에, 제조 효율을 높일 수 있다.
상기 전자선을 조사하는 공정에서의 전자선의 조사선량으로서는, 200 k㏉ 이상이 바람직하다. 이와 같이 전자선의 조사선량을 상기 하한 이상으로 함으로써, 얻어지는 슬라이딩 부재의 슬라이딩성을 보다 확실하게 향상시킬 수 있다.
상기 전자선을 조사하는 공정에서의 전자선의 조사선량으로서는, 350 k㏉ 이하가 바람직하다. 이와 같이 전자선의 조사선량을 상기 상한 이하로 함으로써, 얻어지는 슬라이딩 부재의 기계적 강도를 확보하기 쉽다.
상기 전자선을 조사하는 공정의 조건이 무산소 분위기가 아니며, 또한 상기 가공체가 용융 상태가 아니면 좋다. 이와 같이 무산소 분위기가 아니며, 또한 용융 상태가 아닌 조건에서 전자선을 조사함으로써, 보다 확실하게 제조 효율을 높일 수 있다.
상기 전자선을 조사하는 공정의 분위기 온도가 상온이면 좋다. 이와 같이 상기 분위기 온도를 상온으로 함으로써, 가열 또는 냉각을 행하는 설비나 에너지를 필요로 하지 않기 때문에, 더욱 제조 효율을 높일 수 있다.
상기 전자선을 조사하는 공정의 분위기가 공기이면 좋다. 이와 같이 상기 분위기를 공기로 함으로써, 분위기를 조정하는 설비나 에너지를 필요로 하지 않기 때문에, 더욱 제조 효율을 높일 수 있다.
상기 가공하는 공정에서의 가공 방법이 사출 성형이면 좋다. 이와 같이 상기 가공하는 공정에서의 가공 방법을 사출 성형으로 함으로써, 미리 가공체를 원하는 슬라이딩 부재의 형상으로 해 둘 수 있다. 이 때문에, 전자선을 조사하는 공정 후에 원하는 형상으로 가공 또는 조정을 할 필요가 없기 때문에, 더욱 제조 효율을 높일 수 있다.
본 개시의 별도의 일양태에 따른 슬라이딩 부재는, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 슬라이딩 부재로서, 전자선의 조사에 의해 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체가 가교하고 있다.
상기 슬라이딩 부재는, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하기 때문에, 제조 효율이 높다. 또한, 상기 슬라이딩 부재는, 전자선의 조사에 의해 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체가 가교하고 있기 때문에, 슬라이딩성이 우수하다.
시차 주사 열량 측정에 의한 DSC 곡선 상에 상기 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 흡열 곡선 피크가 존재하고, 상기 흡열 곡선 피크가, 미가교의 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 흡열 곡선 피크에 대하여 저온측으로 시프트하고 있고, 그 시프트량으로서는, 11℃ 이상 20℃ 이하가 바람직하다. 이와 같이 상기 시프트량을 상기 범위 내로 함으로써, 상기 슬라이딩 부재의 기계적 강도를 확보하면서, 슬라이딩성을 높일 수 있다.
시차 주사 열량 측정에 의한 DSC 곡선으로 규정되는 미가교의 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 흡열량에 대한 상기 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 흡열량의 비로서는, 0.8 이상 0.9 이하가 바람직하다. 이와 같이 상기 흡열량의 비를 상기 범위 내로 함으로써, 상기 슬라이딩 부재의 기계적 강도를 확보하면서, 슬라이딩성을 높일 수 있다.
여기서, 「주성분」이란, 가장 함유량이 많은 성분을 말하며, 예컨대 함유량이 50 질량% 이상인 성분을 말한다. 또한, 「상온」이란, 가열하거나 냉각하지 않은 자연스러운 온도를 가리키며, 통상 15℃ 이상 35℃ 이하의 온도를 말한다.
「시차 주사 열량 측정에 의한 DSC 곡선 상의 흡열 곡선 피크」란, DSC 곡선에 있어서, 흡열량의 절대값이 최대가 되는 온도(도 3의 P)를 가리킨다. 또한, 「DSC 곡선으로 규정되는 흡열량」이란, 도 3에 나타내는 바와 같이, 흡열 곡선 피크 부근의 DSC 곡선과 베이스라인(BL)으로 둘러싸이는 면적(S)에 상당한다. 또한, 「미가교의 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체」는, 전자선 조사한 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체로부터 용제에 녹여 회수할 수 있다.
[본 발명의 실시형태의 상세]
이하, 본 발명에 따른 슬라이딩 부재의 제조 방법 및 슬라이딩 부재의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
〔슬라이딩 부재의 제조 방법〕
본 개시의 일양태에 따른 슬라이딩 부재의 제조 방법은, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 슬라이딩 부재의 제조 방법이다. 상기 슬라이딩 부재의 제조 방법은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 재료를 가공하는 공정(S1)과, 가공하는 공정(S1)에서 얻어진 가공체에 대하여 전자선을 조사하는 공정(S2)을 포함한다.
<가공하는 공정>
가공하는 공정(S1)에서는, 전술한 바와 같이 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 재료를 가공한다.
상기 재료의 주성분인 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE)는, 에틸렌(C2H4)과 테트라플루오로에틸렌(C2F4)이 중합한 불소 수지이다. ETFE는, PTFE와 비교하여도 기계적 강도나 내약품성이 우수하다.
상기 재료에 있어서의 ETFE의 함유량의 하한으로서는, 가공 후의 가공체에 대하여 60 질량%가 바람직하고, 85 질량%가 보다 바람직하고, 98 질량%가 더욱 바람직하다. 또한, 상기 ETFE의 함유량으로서는 100 질량%, 즉 가공 후의 가공체가 ETFE만인 것이 특히 바람직하다. 상기 ETFE의 함유량이 상기 하한 미만이면, 얻어지는 슬라이딩 부재의 슬라이딩성이 저하할 우려가 있다.
ETFE는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에 있어서, 다른 공중합성 모노머에 유래하는 중합 단위를 포함하여도 좋다. 상기 중합 단위로서는, 예컨대 퍼플루오로(알킬비닐에테르), 헥사플루오로프로필렌, (퍼플루오로알킬)에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌 등을 들 수 있다. 상기 중합 단위의 함유 비율의 상한으로서는, 예컨대 3 몰%로 할 수 있다.
상기 재료는, 다른 임의 성분을 함유하여도 좋다. 이 임의 성분으로서는, 예컨대 고정 윤활제, 강화제 등을 들 수 있다. 이와 같이 고정 윤활제, 강화제 등을 함유함으로써, 슬립 용이성을 향상시킬 수 있다. 상기 고정 윤활제로서는, 예컨대 이황화몰리브덴 등을 들 수 있다. 또한, 상기 강화제로서는, 예컨대 글래스 파이버(유리 섬유), 구형 유리 등의 유리 필러, 탄소 섬유, 탄산칼슘, 탈크, 실리카, 알루미나, 수산화알루미늄 등의 무기 충전제 등을 들 수 있다.
상기 재료를 가공하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 압출 성형, 사출 성형 외에 분체 도장, 기재에의 용착이나 접착 등을 이용할 수 있다.
가공하는 공정(S1)에서의 가공 방법으로서는, 사출 성형이 바람직하다. 종래의 PTFE를 이용한 슬라이딩 부재에서는, 제조 시에 용융 상태로 하기 때문에 변형되기 쉽고, 이 변형을 억지하기 위해 기재의 표면에 적층하여 제조된다. 이 때문에, 사출 성형에 의해 PTFE를 주성분으로 하는 재료만으로 슬라이딩 부재를 구성하기 어렵다. 이에 대하여, 상기 슬라이딩 부재의 제조 방법에서는 ETFE를 주성분으로서 이용하기 때문에, 제조 시에 상기 가공체를 용융 상태로 할 필요가 없어, 가공체가 변형되기 어렵다. 따라서, 상기 슬라이딩 부재의 제조 방법에서는 미리 가공체를 원하는 슬라이딩 부재의 부품 형상으로 해 둘 수 있다. 또한, 상기 슬라이딩 부재의 제조 방법에서는 전자선을 조사하는 공정에서의 변형을 억지할 수 있기 때문에, 전자선을 조사하는 공정 후에 원하는 형상으로 가공 또는 조정을 할 필요가 없어, 더욱 제조 효율을 높일 수 있다.
가공하는 공정(S1)에서 얻어지는 가공체의 형상으로서는, 슬라이딩 부재로서 이용되는 부품이나 피륙의 형상 등, 얻어지는 슬라이딩 부재의 용도나 가공 방법에 따라 적절하게 선택되지만, 전술한 바와 같이 제조 효율의 관점에서 부품 형상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가공체는, ETFE를 주성분으로 하는 재료만으로 구성된 단체(單體)로 하여도 좋고, 기재의 표면에 ETFE를 포함하는 표층이 적층된 구성의 적층체로 하여도 좋다. 상기 가공체를 적층체로 하는 경우, 그 기재로서는, 금속, 세라믹스, 고무 재료, 내열성 수지 등을 이용할 수 있다. 상기 금속으로서는, 알루미늄, 철, 구리, 스테인레스 등을 들 수 있다. 상기 세라믹스로서는, 산화알루미늄, 질화규소, 탄화규소, 탄화텅스텐 등을 들 수 있다. 상기 고무 재료로서는, 불소 고무, 실리콘 고무, 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다. 상기 내열성 수지로서는, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지 등을 들 수 있다. 또한, 상기 표층으로서는, 전술한 ETFE를 주성분으로 하는 재료로 구성할 수 있다. 또한, 상기 표층은 상기 기재 전체를 덮는 것이어도 좋지만, 그 일부에 적층되는 것이어도 좋다.
<전자선을 조사하는 공정>
전자선을 조사하는 공정(S2)에서는, 전술한 바와 같이 가공하는 공정(S1)에서 얻어진 가공체에 대하여 전자선을 조사한다.
전자선은 상기 가공체를 구성하는 ETFE에 조사된다. 이 전자선의 조사에 의해 ETFE의 가교가 진행되어, 얻어지는 슬라이딩 부재의 슬라이딩성을 높일 수 있다.
상기 전자선을 조사하는 조건은, 무산소 분위기가 아니며, 또한 상기 가공체가 용융 상태가 아니다. 이와 같이 무산소 분위기가 아니며, 또한 용융 상태가 아닌 조건에서 전자선을 조사함으로써, 무산소 분위기 또한 용융 상태로 하기 위한 설비, 에너지 및 시간을 경감할 수 있기 때문에, 보다 확실하게 제조 효율을 높일 수 있다.
특히 전자선을 조사하는 공정(S2)의 분위기 온도가 상온이면 좋다. 이와 같이 상기 분위기 온도를 상온으로 함으로써, 가열 또는 냉각을 행하는 설비나 에너지를 필요로 하지 않는다. 또한, 상기 가공체의 열에 의한 변형을 억지할 수 있기 때문에, 전자선을 조사한 후에 상기 가공체의 형상의 조정을 행할 필요가 없다. 이 때문에, 상기 슬라이딩 부재의 제조 방법의 제조 효율을 더욱 높일 수 있다.
또한, 상기 전자선을 조사하는 공정의 분위기가 공기이면 좋다. 이와 같이 상기 분위기를 공기로 함으로써, 분위기를 조정하는 설비나 에너지를 필요로 하지 않기 때문에, 더욱 제조 효율을 높일 수 있다.
전자선을 조사하는 공정(S2)에서의 전자선의 조사선량의 하한으로서는, 200 k㏉가 바람직하고, 220 k㏉가 보다 바람직하고, 240 k㏉가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 전자선의 조사선량의 상한으로서는, 350 k㏉가 바람직하고, 320 k㏉가 보다 바람직하다. 상기 전자선의 조사선량이 상기 하한 미만이면, 얻어지는 슬라이딩 부재의 슬라이딩성이 충분히 향상되지 않을 우려가 있다. 반대로, 상기 전자선의 조사선량이 상기 상한을 넘으면, 얻어지는 슬라이딩 부재의 기계적 강도가 저하할 우려가 있다.
가공하는 공정(S1)에서 얻어지는 가공체의 형상이 슬라이딩 부재로서 이용되는 부품 형상이며, 전자선을 조사하는 공정(S2)에서 전자선을 조사하는 조건이 용융 상태가 아닌 경우는, 이 전자선 조사에 의해 원하는 슬라이딩 부재를 얻을 수 있다. 한편, 전술한 경우 이외라면, 필요에 따라 전자선을 조사하는 공정 후에 원하는 형상으로 가공 또는 조정이 행해진다.
<이점>
상기 슬라이딩 부재의 제조 방법은, 불소 수지인 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 슬라이딩 부재의 주성분으로 하기 때문에, 슬라이딩성이 우수한 슬라이딩 부재가 얻어진다. 또한, 상기 슬라이딩 부재의 제조 방법에서는 전자선의 조사 시에 무산소 분위기 또한 상기 가공체를 용융 상태로 할 필요가 없기 때문에, 제조 효율을 높일 수 있다.
〔슬라이딩 부재〕
본 발명의 별도의 일양태에 따른 슬라이딩 부재는, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 슬라이딩 부재이다. 상기 슬라이딩 부재는, 전자선의 조사에 의해 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체가 가교하고 있다.
상기 슬라이딩 부재는, 예컨대 자동차용 엔진 및 다른 산업 기계 엔진의 베어링, 자동차 분야의 구동 부품, 피스톤 패킹 등에 이용된다. 상기 슬라이딩 부재는, 예컨대 전술한 본 발명의 슬라이딩 부재의 제조 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
상기 슬라이딩 부재는, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE)를 주성분으로 하는 재료만으로 구성된 단체로 하여도 좋고, 기재의 표면에 ETFE를 포함하는 표층이 적층된 구성의 적층체로 하여도 좋다. 상기 슬라이딩 부재를 적층체가 아니라 단체로 하는 경우, ETFE를 주성분으로 하는 재료로서는, 전술한 슬라이딩 부재의 제조 방법에서 서술한 재료를 고형화한 것으로 할 수 있다. 또한, 상기 슬라이딩 부재를 적층체로 하는 경우, 기재 및 표층으로서는, 전술한 슬라이딩 부재의 제조 방법에서 서술한 기재 및 표층으로 할 수 있다.
상기 슬라이딩 부재의 한계 PV값의 하한으로서는, 500 ㎫·m/min이 바람직하고, 700 ㎫·m/min이 보다 바람직하다. 상기 한계 PV값이 상기 하한 미만이면, 상기 슬라이딩 부재의 슬라이딩성이 부족할 우려가 있다. 한편, 상기 한계 PV값의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 3000 ㎫·m/min으로 할 수 있다. 「한계 PV값」이란, 면간 접촉 압력(P)과 속도(V)의 곱이며, JIS-K-7218:1986의 「플라스틱의 슬립 마모 시험 방법」에 준거하여 측정되는 값이다. 한계 PV값에 가까운 조건에서는, 마찰 계수 및 마모량이 함께 커져, 재료가 그 기능을 유지하는 것이 어려워진다. 이 때문에, 한계 PV값은, 슬라이딩 부재의 슬라이딩성을 판단하는 지표로서 이용된다. 또한, 한계 PV값의 측정 조건은, JIS-B-0601:2001에 기초한 상대 재료의 표면 거칠기(Ra=0.28 ㎛)로 하여, 면간 접촉 압력(P)을 10 ㎫로 고정하고, 속도를 변화시키는 조건으로 한다. 또한, 슬라이딩 부재의 시험편으로서는, 1변이 45 ㎜인 정방 형상이며 두께 4.5 ㎜인 냉간 압연 강판(SPCC재) 기재에 1변이 50 ㎜인 정방 형상이며 두께 50 ㎛인 ETFE 필름을 용착시킨 것을 이용한다.
상기 슬라이딩 부재의 동마찰 계수의 상한으로서는, 0.15가 바람직하고, 0.1이 보다 바람직하다. 상기 동마찰 계수가 상기 상한을 넘으면, 상기 슬라이딩 부재의 슬라이딩성이 부족할 우려가 있다. 상기 슬라이딩 부재의 동마찰 계수의 하한으로서는, 특별히 한정되지 않고, 0이어도 좋다.
상기 슬라이딩 부재를 시차 주사 열량 측정하면, DSC 곡선 상에 상기 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 흡열 곡선 피크가 존재한다(도 3 참조). 상기 흡열 곡선 피크는, 미가교의 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 흡열 곡선 피크에 대하여 저온측으로 시프트하고 있다. 그 시프트량의 하한으로서는, 11℃가 바람직하고, 12℃가 보다 바람직하고, 13℃가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 시프트량의 상한으로서는, 20℃가 바람직하고, 18℃가 보다 바람직하다. 상기 시프트량이 상기 하한 미만이면, 슬라이딩성이 불충분해질 우려가 있다. 반대로, 상기 시프트량이 상기 상한을 넘으면, 기계적 강도가 저하할 우려가 있다.
시차 주사 열량 측정에 의한 DSC 곡선으로 규정되는 미가교의 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 흡열량에 대한 상기 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 흡열량의 비의 하한으로서는, 0.8이 바람직하고, 0.83이 보다 바람직하다. 한편, 상기 흡열량의 비의 상한으로서는, 0.9가 바람직하고, 0.89가 보다 바람직하고, 0.88이 더욱 바람직하다. 상기 흡열량의 비가 상기 하한 미만이면, 기계적 강도가 저하할 우려가 있다. 한편, 상기 흡열량의 비가 상기 상한을 넘으면, 슬라이딩성이 불충분해질 우려가 있다.
<이점>
상기 슬라이딩 부재는, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하기 때문에, 제조 효율이 높다. 또한, 상기 슬라이딩 부재는, 전자선의 조사에 의해 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체가 가교하고 있기 때문에, 슬라이딩성이 우수하다.
[그 외의 실시형태]
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 개시의 범위는, 상기 실시형태의 구성에 한정되는 것이 아니며, 청구범위에 의해 나타나며, 청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
상기 실시형태에서는, 전자선을 조사하는 공정에서의 전자선을 조사하는 조건이 무산소 분위기가 아니며, 또한 가공체가 용융 상태가 아닌 경우를 설명하였지만, 상기 조건은 무산소 분위기 또한 용융 상태로 할 수도 있다. 또는, 무산소 분위기이기는 하지만 용융 상태가 아닌 조건이나, 반대로 무산소 분위기가 아니지만 용융 상태인 조건으로 할 수도 있다.
실시예
이하, 본 개시의 슬라이딩 부재의 제조 방법 및 슬라이딩 부재를 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하지만, 본 개시는 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.
[No.1]
도 2에 나타내는 바와 같이, 냉간 압연 강판(SPCC재)의 기재(1)와, ETFE 필름(2)을 중합하였다. 기재(1)는 1변이 45 ㎜인 정방 형상이며 두께 4.5 ㎜, ETFE 필름(2)은 1변이 50 ㎜인 정방 형상이며 두께 50 ㎛로 하였다. 또한, ETFE 필름(2)의 표면에, 함께 단책형의 PTFE 필름(3) 및 SUS판(4)을 중첩하고, 이들 전체를 기재(1) 및 SUS판(4)에 접촉하도록 한쌍의 용접 지그(5)로 끼웠다. 이 상태로 한쌍의 용접 지그(5) 사이를, 도 2에 나타내는 바와 같이, 한쌍의 나사(6)로 체결하여, 기재(1) 및 ETFE 필름(2) 사이에 3 N·m의 압착력이 되도록 나사(6)를 체결하였다.
전술한 바와 같이 용접 지그(5)를 고정한 후, 300℃에서 1.5 시간 보온하여, ETFE 필름(2)을 기재(1)에 용착시켰다. 그리고, 용접 지그(5), PTFE 필름(3) 및 SUS판(4)을 제거하여, 기재(1)의 표면에 ETFE 필름(2)이 적층된 가공체를 얻었다. No.1에서는, 이 가공체를 슬라이딩 부재로 하였다. 즉, No.1은 비가교 ETFE 필름 용착 철판이다.
[No.2∼No.13]
No.1과 동일하게 하여 가공체를 얻었다. 이 가공체의 ETFE 필름(2)에, 표 1에 나타내는 조사량의 전자선을 조사하였다. 전자선을 조사한 조건은 공기 분위기에서, 가열 및 냉각을 수반하지 않는 상온으로 하였다. 이와 같이 하여 No.2∼No.13의 슬라이딩 부재를 얻었다. No.2∼No.13은 가교 ETFE 필름 용착 철판이다.
<평가 방법>
얻어진 No.1∼No.13의 슬라이딩 부재에 대해서, 한계 PV, 인장 강도, 인장 신도, 인장 탄성률, 인열 강도 및 동마찰 계수에 대해서 평가를 행하였다. 이하에 평가 방법을 나타낸다. 또한, 각 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(한계 PV)
한계 PV의 측정은, JIS-K-7218:1986의 「플라스틱의 슬립 마모 시험 방법」에 준거하여, 링 온 디스크식 마모 시험(시험 장치: A&D사 제조 EFM-III 1010)을 이용하여 행하였다. 링형 상대재로서는, S45C를 재질로 하는 원통(외직경: 11.6 ㎜, 내직경: 7.4 ㎜)을 이용하여, JIS-B-0601:2001에 기초한 표면 거칠기를 0.28 ㎛로 하였다. 시험 조건으로서는, 드라이(오일 없음)로, 압력을 10 ㎫의 일정값으로 유지하며, 속도를 상승시키는 조건으로 하였다.
(인장 강도, 인장 신도 및 인장 탄성률)
인장 강도, 인장 신도 및 인장 탄성률의 측정은, JIS-K-7161-1:2014의 「플라스틱-인장 특성을 구하는 방법-제1부: 통칙」에 기초하여 행하였다.
(인열 강도)
인열 강도의 측정은, JIS-K-7128-1:1998의 「플라스틱-필름 및 시트의 인열 강도」에 기초하여 행하였다.
(동마찰 계수)
동마찰 계수는, 전술한 한계 PV의 측정에 있어서 링형 상대재인 원통에 생기는 반동 토크에 의해 측정하였다.
Figure pct00001
표 1의 결과로부터, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 함으로써, 무산소 분위기가 아니며, 또한 가공체가 용융 상태가 아닌 조건에서 전자선을 조사하여도, 한계 PV가 크며, 또한 동마찰 계수가 낮은 슬라이딩성이 우수한 슬라이딩 부재가 얻어지는 것을 알았다.
또한, 특히 전자선의 조사선량이 200 k㏉ 이상 350 k㏉ 이하인 No.6∼No.9의 슬라이딩 부재에서, 한계 PV가 크며, 인장 강도 등의 기계적 강도가 저하하기 어렵다. 따라서, 전자선의 조사선량을 상기 범위로 함으로써, 슬라이딩 부재의 기계적 강도를 확보하면서, 슬라이딩성을 높일 수 있는 것을 알았다.
1 : 기재
2 : ETFE 필름
3 : PTFE 필름
4 : SUS판
5 : 용접 지그
6 : 나사
P : 피크
BL : 베이스라인
S : 면적(흡열량)

Claims (10)

  1. 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 슬라이딩 부재의 제조 방법으로서,
    에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 재료를 가공하는 공정과,
    상기 가공하는 공정에서 얻어진 가공체에 대하여 전자선을 조사(照射)하는 공정
    을 포함하는 슬라이딩 부재의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전자선을 조사하는 공정에서의 전자선의 조사선량이 200 k㏉ 이상인 것인 슬라이딩 부재의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전자선을 조사하는 공정에서의 전자선의 조사선량이 350 k㏉ 이하인 것인 슬라이딩 부재의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자선을 조사하는 공정의 조건이 무산소 분위기가 아니며, 또한 용융 상태가 아닌 것인 슬라이딩 부재의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전자선을 조사하는 공정의 분위기 온도가 상온인 것인슬라이딩 부재의 제조 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 전자선을 조사하는 공정의 분위기가 공기인 것인 슬라이딩 부재의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가공하는 공정에서의 가공 방법이 사출 성형인 것인 슬라이딩 부재의 제조 방법.
  8. 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 주성분으로 하는 슬라이딩 부재로서,
    전자선의 조사에 의해 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체가 가교하고 있는 것인 슬라이딩 부재.
  9. 제8항에 있어서, 시차 주사 열량 측정에 의한 DSC 곡선 상에 상기 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 흡열 곡선 피크가 존재하고,
    상기 흡열 곡선 피크가, 미가교의 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 흡열 곡선 피크에 대하여 저온측으로 시프트하고 있고, 그 시프트량이 11℃ 이상 20℃ 이하인 것인 슬라이딩 부재.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 시차 주사 열량 측정에 의한 DSC 곡선으로 규정되는 미가교의 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 흡열량에 대한 상기 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 흡열량의 비가 0.8배 이상 0.9배 이하인 것인 슬라이딩 부재.
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