TW200428369A - Sliding member - Google Patents

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200428369 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一滑動構件，該滑動構件適合用於具有轉 動本體的記錄媒體，像是光碟或磁帶，及其驅動單元或記 錄單元等等。 【先前技術】 在像是V T R、F D或Μ 0這類具有旋轉本體的記錄媒體以 及用於驅動這些媒體來讀取或寫入資料的記錄單元内，至 今，都是在轉動本體以及其支撐部份間放置具有優異滑動 特性的塑膠材料。例如，使用聚四氟乙烯（此後簡稱「P T F Ε」） 以及超高分子量聚乙烯（此後稱為「UHMWPE」）當成可滑 動材料。此外，已知因為這類塑膠材料的多孔薄板擁有優 異的摩擦係數，所以適合當成可滑動材料（例如，請參閱 日本專利案號 JP-A-2001-148175)。 壓感黏合劑層層壓在可滑動材料上，並且提供可供使用 的薄層。不過，若長時間在其上具有壓感黏合劑層的PTFE 或UHMWPE多孔薄板所構成之滑動構件上施加負載，會發生 壓感黏合劑從多孔薄板孔洞滲出的現象。在這種狀況下， 滑動構件與造成移動，像是旋轉的部份（旋轉主體）之間不 會發生滑動，這樣滑動構件就無法展現效能。 【發明内容】 本發明的目的在於提供一種具有良好的滑動特性，且即 使在其上長時間施加負載，亦可抑制壓感黏合劑滲出的滑 動構件。 5 312/發明說明書(補件)/93-06/93109457 200428369 為克服上述問題所進之廣泛及深入研究的結果，已發現 可利用下面說明的特定滑動構件來達成上述目的。本發明 係根據此發現所完成。 本發明之滑動構件包含一可滑動的基板及其一側上提 供的壓感黏合劑層，其中該可滑動基板為塑膠構成的多孔 形式，並且在該可滑動基板與該壓感黏合層之間提供一阻 擋層。 如此，可滑動基板係使用包含塑膠的多孔形式，因此具 有優異的滑動特性。此外，在該可滑動基板與該壓感黏合 層之間提供一阻擋層，可在負載情況下抑制壓感黏合劑從 壓感黏合劑層之移動。 【實施方式】 以下將參考附圖說明本發明的具體實施例。 圖1為顯示本發明之滑動構件的一實施例之橫剖面圖， 其中，透過阻擋層3在可滑動基板1之一側上提供壓感黏 合劑層2。該壓感黏合劑層2可備有分隔板4。 圖2為習知滑動構件的一實施例之橫剖面圖，其中，在 可滑動基板1 一側上直接提供壓感黏合劑層2。

本發明中使用的可滑動基板為包含塑膠的多孔形式。因 為可滑動基板需要具有可相對其他部份滑動的特性，所以 使用具有低摩擦係數的材料。例如，摩擦係數為0 . 2或以 下，0 . 1或以下較佳。具有這種滑動特性的合適塑膠例子 包含有聚四氟乙烯（PTFE)以及超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)。具有低摩擦係數及優異的抗磨損性之UHMWPE 6 312/發明說明書(補件)/93-06/93109457 200428369 較佳。UHMWPE也具有成本低廉的優點。將具有這種滑動特 性的塑膠形成多孔薄板形式，並用來當成可滑動基板。 以下將說明使用UHMWPE的多孔薄板。UHMWPE的分子量 高於500, 000，且超過1，〇〇〇,〇〇〇較佳。這種UHMWPE的例 子包含 Hizex Million (Mitsui Chemicals, Inc·製造）以 及Hostalen GUR (Ticona製造），皆可由市面上購得。本 發明中提到的分子量係由黏度測定法所測之測量值。 準備UHMWPE多孔薄板的例子包含萃取法以及燒結法。 在這些方法中，在降低摩擦係數及多孔薄板孔徑之一致性 的觀點上，以日本專利案號J P - B - 5 - 6 6 8 5 5中說明之燒結法 較佳。 以下說明上述專利文件内說明的燒結法。首先，將 UHMWPE粉末填入模型内，加熱至低於UHMIPE熔點的溫度， 然後加壓形成雛型。將雛型放入真空中以去除空氣。之後 在溫度等於或高於UHMWPE熔點的蒸氣中燒結處理雛型，然 後冷卻製備多孔形式的UHMWPE。 以下將更詳細說明燒結方法。將UHMWPE粉末加入模型 中並加熱。加熱的溫度必須低於UHMWPE粉末的熔點。通 常，加熱溫度以在熔點之下2 0 °C的範圍内較佳。而加熱時 間適當地取決於加熱溫度。一般來說，加熱時間以模型内 雛型厚度每公分3 0至6 0分鐘的範圍較佳。 加熱之後，模型内的UHMWPE粉末受壓形成雛型。一般 而言，大約是在0·3χ105至40xl05Pa的壓力下加壓，同 時調整填入模型内UHMWPE粉末的厚度。底下為模型内形成 312/發明說明書(補件)/93-06/93109457 7 200428369 的雛型重量（填入模型内的UHMWPE粉末重量）、雛型的 面積（通常等於模型的底部面積）以及雛型的比重（視每 之間的關係。重量=底部面積X厚度X比重（視密度）。 此，利用加壓將模型内填入的U Η M W P E粉末厚度設定成 值，如此就可決定雛型的比重（視密度）。如此，相同 内填入相同重量的UHMWPE粉末，則填入厚度越厚，所 雛型的比重就越小。在本發明中，就可行性而論，以 填充厚度，使比重（視密度）落在大約0 . 2 3至0 . 7 8的 内（孔隙皮大約在1 5至7 5 % )較佳。 若其他條件都一致的話，燒結方法所獲得的多孔型 比重（視密度）與雛型的比重（視密度）成正比關係。雛 比重（視密度）越高，使用相同材質的多孔型之比重（視 就越高。因此可以說，加壓是決定多孔型比重（視密力 步驟。加壓步驟所獲得的雛型比重（視密度）可設定在 特定範圍内，雖然後續步驟的條件稍微會影響，不過 型式還是具有大約0 . 2 8至0 . 7 4 (孔隙度大約是2 0至 範圍的比重（視密度）。根據下列等式可從雛型或多孔 的比重（視密度）計算出孔隙度：

孔隙度（％) = {1-(視比重V( UHMWPE的真實比重）}x 1 由加壓步驟所獲得的雛型會在真空狀態下進行除氣 處理，藉此去除雛型孔洞内的空氣。所使用的除氣化 係，例如，將雛型取出模型、放入壓力容器内，然後 真空處理。真空通常是在大約13.3至l，330Pa的範H 經過除氣化處理的雛型會在溫度加熱至UHMWPE熔I 312/發明說明書(補件)/93-06/93109457 底部 ?度） 因 預設 模型 得之 調整 範圍 式之 形的 密度） "的 上述 多孑L 7 0%) 型式 00 化 處理 進行 ]内。 或 8 200428369 以上的蒸氣内進行燒結處理。在燒結期間，雛型處於 的除氣化狀態，而蒸氣通常已經加壓。因此，蒸氣就 易進入雛型並迅速傳熱，藉此將雛型燒結。因此在雛 到蒸氣燒結處理而仍舊維持除氣化狀態時，熱會均勻 傳遞到整個雛型。因此，就可獲得孔徑一致並且分佈 的多孔型式。因此，具備此高溫蒸氣的燒結步驟之執 法為：在壓力容器内配置用以導入蒸氣的管子以及用 關此管子的閥門，雛型在容器内進行除氣化處理，在 真空狀態或維持真空狀態時開啟閥門，因此導入高溫$ 燒結所需的時間係根據條件來適當地決定，例如雛 尺寸以及燒結溫度，通常大約是3至6個小時。其他 方法的燒結時間大約是48至72小時。由此看來，此 方法是具備高生產效率的生產方法。在燒結之後，將 冷卻以獲得所要的多孔型式。為了避免因為驟冷造成 型式破裂等狀況，讓雛型在室溫之下冷卻是較好的冷 法。 讓多孔型式形成薄板的方法並沒有特別限制。例如 利用車床等加以切割等。所作處理係根據使用目的來 行。例如，將UHMWPE多孔薄板運用於光碟單元中，通 平板環狀形式來處理。而此處理由壓印等方式來進行 UHMWPE多孔薄板的孔隙度較好設定在20至70%的』 内，更好是2 0至5 0 %，最好是3 0至5 0 °/◦。若孔隙度1 2 0 %，則多孔薄板的摩擦係數就會增加。在另一方面， 隙度超過7 0 %，多孔薄板的機械強度會降低。孔隙度 312/發明說明書(補件)/93-06/93109457 上述 很容 型受 迅速 均勻 行方 以開 釋放 i氣。 型的 燒結 燒結 雛型 多孔 卻方 ，可 進 常以 〇 ί圍 ί於 若孔 可藉 9 200428369 由雛形的比重、UHMWPE粉末的顆粒大小或這類 整。此處使用的孔隙度為孔隙對視體積的比例 一般而言，UHMWPE多孔薄板的厚度較好是0 0.50mm，更好是 0.03 至 0.30mm，最好是 0.05 若厚度低於0 . 0 2 m m，機械強度就會降低。在另 厚度超過0 . 5 0 m m，則最後滑動構件的厚度會太 若要進一步降低摩擦係數，UHMWPE多孔型式 劑，像是石夕利康（s i 1 i c ο n e )。此外，為了避免帶 多孔型式可浸泡表面活性劑或抗靜電劑像是導 此外，可在鑄造期間混入碳黑或導電聚合物， 靜電的特性。 阻擋層並未有特別限制，只要由可顯現對用 製成之多孔薄板有適當黏合的材料製成即可。 用像是聚乙烯或聚丙烯這類熱塑性樹脂。這種 通常用於薄板形式。此外，一熱塑性樹脂薄板 性樹脂薄板，或一高強度板，像是聚對苯二曱 聚亞醯，皆可使用於成阻擋層。 將樹脂薄板（阻擋薄板）黏合至多孔薄板來形 層。黏合方法例如讓樹脂薄板與多孔薄板通過 筒，將兩者熱炫在一起的方法。在此狀況，會 薄板開孔部分滲出的材料不適用於阻擋層的材 用於阻擋層的樹脂薄板相對於孔隙度來說有較 時，則阻擋層的材料可能會導致滲出。 因此，較好是使用由，例如具有高熔融黏度 312/發明說明書(補件)/93-06/93109457 因素來調 〇 • 02至 至 0 · 2 0 m m 〇 一方面，若 厚。 可浸泡潤滑 電，UHMWPE 電聚合物。 藉此導入抗 UHMWPE 所 例如，可使 熱塑性樹脂 組，一熱塑 酸乙烯酯或 成阻擋 一對加熱滚 導致從多孔 料。例如， 大的體積 的所製成熱 10 200428369 塑性樹脂薄板，作為阻擋層内用的樹脂薄板。熔體黏度較 好是5至500kPa.s，更好是10至200kPa.s。熔體黏度利 用黏彈性分析儀來測定。為在2 0 0 °C時以1 r a d / s e c頻率 所測出的值。這類具有高熔體黏度的例子包括有交連聚乙 烯。交連聚乙烯可由使用適當劑量的電子束照射普通聚乙 烯就可獲得。當電子束撞擊聚乙烯的分子，分子之間會發 生鍵結，藉此形成具有立體鍵結（交連結構）的分子結構。 使用這種具有高熔體黏度的樹脂的樹脂薄板，即使溫度到 達樹脂的熔點時還是可維持薄板形狀一段時間。因此，當 使用這種薄板作為阻擋層，不會發生阻擋層材料從多孔薄 板的孔洞中滲出的情況。 阻擋層的厚度取決於多孔薄板的孔隙度或厚度，但是通 常在大約 0.01至0.5mm，較好是 0.02至0.05mm之間。 若阻擋層的厚度小於0 . 0 1 mm，可能會發生多孔薄板的開口 破裂的情況。另一方面，若厚度超過0. 5 m m，則造成最後 滑動構件增大過多的問題。 壓感黏合劑層由多種壓感黏合劑所構成。壓感黏合劑並 無特別限制，可使用習知對壓力敏感的壓感黏合劑，像是 壓克力壓感黏合劑、橡膠基壓感黏合劑或矽基壓感黏合 劑。所使用的壓感黏合劑的種類可根據黏合物或阻擔層的 種類來適當地選取。 壓感黏合劑層可由，例如，在基板，像是聚對苯二曱酸 乙稀酯薄膜，兩面上形成具有壓感黏合劑層的雙面壓感薄 板，然後將阻擋層黏合到雙面壓感薄板的一側上，所形成。 11 312/發明說明書(補件)/93-06/93109457 200428369 壓感黏合劑層可利用將壓感黏合劑直接塗敷上阻擋層而形 成。壓感黏合劑層也可利用將分隔板上形成的壓感黏合劑 層轉移到阻擋層來形成。接觸壓感黏合劑的阻擋層表面可 經過處理，像是電暈放電，增加黏合性，以便讓壓感黏合 劑層牢固地黏著於阻擋層。 壓感黏合劑層的厚度並無特別限制。當壓感黏合劑層係 利用將雙面壓感薄板黏合到阻擋層所形成，壓感黏合劑層 的厚度較好是大約0. 01至0. 3mm，更好是0. 03至0. 1 mm， 不論壓感黏合劑層是由塗敷或轉移方式所形成。若壓感黏 合劑層的厚度小於0 . 0 1 m m，充分黏合住記錄媒體、驅動單 元、記錄單元等將無法達成。另一方面，若厚度超過 0.3mm，則最後滑動構件厚度將會過厚。 在操控性的觀點，分隔板可壓覆在壓感黏合劑層上。分 隔板可由壓感黏合劑層的種類來選取，並無特別限制。例 如，可使用在其上塗敷有具有釋放性材料，像是矽氧樹脂， 的聚對苯二甲酸乙烯酯。也可使用壓感黏合劑像是聚乙烯 或聚丙烯難以黏合的塑膠薄膜。 本發明將藉由隨後之實施例詳細說明，惟其應不被認為 其係限制性者。 (實施例1 ) 可滑動基板的製備： UHMWPE粉末（分子量：5, 0 0 0, 0 0 0，熔點：1 35°C )被填入 模型内，並在1 2 5 °C上加熱加壓以製備雛型。雛型進一步 在常壓蒸氣内以1 6 Ot加熱燒結，然後冷卻獲得圓柱多孔 12 312/發明說明書(補件)/93-06/93109457 200428369 形式（孔隙率：3 5 %)。使用車床將此圓柱多孔形式切割為厚 度為0. 1 Omm的薄板形式，以獲得UHMWPE多孔薄板，此可 用來當成可滑動基板。 阻擋層的形成： 藉由將低密度聚乙烯薄板（厚度：0 . 0 3 m m)照射電子束形 成交連，獲得阻擋層。阻擋層（交連低密度聚乙烯）具有 3 0 k P a · s的熔體黏度（用黏彈性分析儀在溫度2 0 0 °C以1 r a ά / s e c的頻率所測定）。 上述方式獲得的UHMWPE多孔薄板以及阻擋層，以 0.5m/min的速率通過一對加熱至135°C的橡膠滾筒，藉此 在可滑動基板上形成阻擋層。 壓感黏合劑層的形成： 塗佈溶液的準備方式為：將重量1 . 2份的過氧化苯甲 醯、重量100份的曱苯加入重量100份的石夕基壓感黏合劑 (KR1 0 1 - 1 0 » Shin-Etsu Chemical Co. , Ltd.製造此塗 佈溶液被塗敷到厚度0 . 0 2 5 m m的聚對苯二曱酸乙烯酯薄膜 兩面上，並以1 3 0 °C的溫度加熱乾燥1 0分鐘，來製備雙面 壓感膠帶。雙面壓感膠帶的每個壓感黏合劑層具有〇.〇3mm 的厚度。分隔板被黏合至壓感黏合劑層之一。此分隔層為 厚度0.05mm的聚丙烯薄板。 可滑動基板及雙面壓感膠帶以〇.5m/min的速度通過橡 膠滾筒之間，如此可滑動基板的阻擋層會面對雙面壓感膠 帶的壓感黏合層（無黏合分隔板面），使其互相黏結。橡膠 滾筒的溫度為6 0 °C ，然後將所得之薄板衝壓成直徑1 0 mm 13 312/發明說明書(補件)/93-06/93109457 200428369 的碟片來獲得所要的滑動構件。 (比較實施例1 ) 除了未在UHMWPE多孔薄板上形成阻擋層以外，以和實 施例1相同的方式獲得滑動構件。 (比較實施例2 ) 除了以無孔UHMWPE薄板用作為可滑動基板以外，以和 實施例1相同的方式獲得滑動構件。 上述獲得的滑動構件以下列方式評估，所獲得的結果顯 示在下表内。 (摩擦係數） 利用Bowden-Leben型摩擦試驗機在滑動率150mm/ m i η、以直徑1 2 m m的球作為接觸表面以及2 0 0 g的負載之條 件下，使用聚對苯二曱酸乙烯酯當成對照材料來測量摩擦 係數。 (壓感黏合劑的滲出） 在溫度6 0 °C下，在滑動構件上施加6 0 0 N / c in2的負載6 0 分鐘。然後切割滑動構件並且顯微觀察壓感黏合劑的移動 程度。所做評估係評估壓感黏合劑是否擴及可滑動基板的 表面。在壓感黏合劑擴及可滑動基板表面的情況下判定為 「有」滲出，在壓感黏合劑未擴及可滑動基板表面的情況 下判定為「未」滲出。 14 312/發明說明書(補件)/93·06/93109457 200428369 表 摩擦係數 壓感黏合劑的滲出 實施例1 0.08 未 比較實施例1 0.08 有 比較實施例2 0.20 未 從上述表明顯得知，實施例的滑動構件具有低摩擦係 數，因此具有良好的滑動特性。此外，實施例的滑動構件 並無壓感黏合劑滲出。另一方面，比較實施例的滑動構件 無法同時滿足因低摩擦係數之滑動特性及避免壓感黏合擠 出的滲出。 對於熟悉此技藝者，可對本發明之形態及細節内容進行 修改。而這此修改係包含在隨附之申請專利範圍的精神與 範圍内。 本申請案係對應於2 0 0 3年4月9曰提出的曰本專利申 請案第2 0 0 3 - 1 0 5 1 9 6號，其所揭示之内容係全部引用編入 於此。 【圖式簡單說明】 圖1為顯示本發明滑動構件的一實施例之橫剖面圖。 圖2為習知滑動構件的一實施例之橫剖面圖。 (元件符號說明） 1 可滑動基板 2 壓感黏合劑層 3 阻擋層 4 分隔板 15 312/發明說明書(補件)/93-06/93109457

Claims (1)

1. 200428369 拾、申請專利範圍： 1. 一種滑動構件，包含一可滑動基板及提供於其一面上 之一壓感黏合劑層，其中 該可滑動基板為包含一塑膠之多孔形式，且一阻擋層被 提供於上述可滑動基板及上述壓感黏合劑層之間。 2. 如申請專利範圍第1項之滑動構件，其中，該可滑動 基板具有一 0 . 2或以下的摩擦係數。 3. 如申請專利範圍第1項之滑動構件，其中，該可滑動 基板係一包含一超高分子量聚乙烯之多孔形式。 4. 如申請專利範圍第3項之滑動構件，其中，該超高分 子量聚乙烯具有一 500, 000或以上的分子量。 5 .如申請專利範圍第3項之滑動構件，其中，該多孔形 式具有一 2 0至7 0 %的孔隙度。 6. 如申請專利範圍第1項之滑動構件，其中，該阻擋層 包含一熱塑性樹脂。 7. 如申請專利範圍第1項之滑動構件，其中，該熱塑性 樹脂具有一 5至5 0 0 k P a · s的熔體黏度。 8 .如申請專利範圍第7項之滑動構件，其中，該熱塑性 樹脂係一交連聚乙稀。 9 .如申請專利範圍第1項之滑動構件，其中，該阻擋層 具有一 0.01至0.5mm的厚度。 16 31：2/發明說明書(補件)/93-06/93109457