TWI593891B

TWI593891B - 層壓板軸承以及製造此層壓板軸承的方法

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Publication number: TWI593891B
Application number: TW103115225A
Authority: TW
Inventors: 王紅燕; 劉曉燁; 張樹明; 山口十一郎; 徐偉; 朱金鑫
Original assignee: 聖高拜塑膠製品公司
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2017-08-01
Also published as: WO2014182438A1; US20140335336A1; TW201443350A; CN104141689B; CN104141689A

Description

層壓板軸承以及製造此層壓板軸承的方法

本發明係有關一免保養自潤式滑動軸承，其包含一金屬支撐層，一直接和該金屬支撐接觸層的中間層，該中間層係由酸酐接枝聚烯烴組成，以及一直接和該中間層接觸的滑動層，該滑動層係以超高分子量聚乙烯為基本。

包含一層狀結構的免保養滑動軸承，其中該層狀結構具有一金屬支撐層、一中間層以及一滑動層，此免保養滑動軸承被廣泛用於各種技術領域中，例如汽車和自行車工程領域。

歐洲專利EP 0394518 A1描述一多層平面軸承材料，其中該材料的金屬支撐材料傾向由冷軋鋼組成，在冷軋鋼上有一層全氯化烷基乙烯醚和四氯乙烯的共聚物做為中間層；接下來在中間層上有一由聚四氟乙烯化合物材料組成的滑動層。在此平面軸承材料中，該中間層具有確立滑動層堅固地黏著住金屬支撐層的功能。首先為確保中間層黏著住金屬支撐層，於此已知的平面軸承材料中之該金屬支撐材料的表面必須先以合適之濕式化學方法進行前處理。最好的結果似乎是經由對該金屬支撐層的表面進行鉻酸鹽處理而達成。然而此項程序因為各種原因是有問題的，包含環境議題以及其他的問題。因此，改進免保養滑動軸承為持續需要的。

一替代滑動層裡聚四氯乙烯的材料可以是超高分子量聚乙烯，此超高分子量聚乙烯已知具有低摩擦係數、高衝擊強度、耐溶劑性、低吸水性以及減噪減振性。然而因為超高分子量聚乙烯的低表面能量，將它黏著至金屬表面有困難性，而且為改善所用之黏著劑強度，對金屬襯墊的前處理似乎是無可避免。

因此，若能製造一不需對金屬支撐層進行多方面前處理且不會犧牲此金屬支撐層和滑動層間黏著強度的滑動軸承，將是方便有益的。

在一實施例中，一免保養滑動軸承包含一金屬支撐層、一和該金屬支撐層直接接觸之中間黏著層以及一和該中間層直接接觸之滑動層。該中間黏著層包含一如分子式(1)所示之接枝聚烯烴其中的R₁包含一烷基或環烷基，該烷基或環烷基的組成包括一酸酐基團或至少兩個極性官能基；R₂則是氫、一碳到五碳烷基或是苯基。

在另一實施例中，一製造一免保養滑動軸承的程序，該程序包含連接該中間層和該滑動層。該連接能遍佈整個金屬支撐層，該連接能在壓力下且/或是包含引進熱。

本發明之其他特色與優點將在接下來的實施方式中闡述，且可由描述或是本發明的實作中顯現出部分特色與優點。本發明將由文字描述所指以及在此申請專利的方法和裝置來實現與達成。此描述係主要以示例及參考附圖的方式。

1‧‧‧金屬支撐層

2‧‧‧中間黏著層

3‧‧‧超高分子量聚乙烯滑動層

通過參考本文附圖，能使本領域的技術人員更清楚地理解本公開說明及其眾多的特徵和優點。

圖1為一滑動軸承範例圖，並包含一橫切口示意剖面圖。

圖2為依據一實施例之滑動軸承的剝離強度測試實驗結果。

在不同示意圖中使用相同標號，表示是相似或是相同的項目。

以下的圖文敘述是用來協助了解本發明，以下討論將著重於本發明之特定設備與實施例，該討論重點是用來協助描述本發明，但並非用來限制本發明的範圍與應用。

本文所用之術語〝包含〞、〝包括〞、〝具有〞或以上術語之變化，其意在涵蓋非排他性的包含。例如一包含數項特徵的過程、方法、物件或裝置並不僅限於具有該數項特徵，可能更包含其他未明確列出的特徵或包含該過程、方法、物件或裝置所固有的特徵。此外，除非明確地指出相反的情況，“或”在本文是指一個包容性的“或”，而非排他性的“或”，例如，條件A或B的成立可被下列任一項所滿足：A為真(或存在)及B為偽(或不存在)、A為偽(或不存在)及B為真(或存在)，以及A及B皆為真(或存在)。

使用“一”或“一個”來描述本文所描述的元件和部件是為了方便，並給本發明的範圍提供一大致的概念。這樣的描述應理解為包括一個或至少一個，且使用單數形時也可包括複數形，反之亦然，除非是明確指示其數量的情況。例如當一單一項目被描述其中，一個以上之項目可被用來代替該單一項目。同樣的，當一個以上之項目被描述其中，一單一項目可用來替代那一個以上之項目。

除非另有定義，本文所用的所有技術和科學術語與本發明所屬技術領域中的一般技術人員所通常理解的含義相同，所列舉的材料、方法和實施例只是作為本發明的例證，而非意在限制。本文未記載的範圍內，有許多與特定材料及加工過程相關的細節係屬於習用技術，可在教科書及其他與軸承層壓板相關的資料中找到。

本發明係提供一免保養滑動軸承件，該軸承件包含一金屬支撐層、一和該金屬支撐層直接接觸的中間黏著層、以及一和該中間黏著層直接接觸的滑動層。在一實施例中，滑動層和支撐材料間被確保能長期維持優良黏著。在另一實施例中，其製造並不需要會造成生態問題的表面前處理程序。

該軸承件之該中間黏著層包含一如分子式(1)所示之接枝聚烯烴其中的R₁包含一烷基或環烷基，該烷基或環烷基的組成包括一酸酐基團或至少兩個極性官能基；R₂則為氫、一碳到五碳烷基或苯基。在一實施例中，該R₁烷基包含一酸酐基團或至少兩個極性官能基。在另一實施例中，該R₁環烷基包含一酸酐基團或至少兩個極性官能基。在一特定實施例中，R₁可包含下列結構：其中該Rf為CO、C(O)H、C(OH)、COOH、CONH₂、OH或鹵素；X為O或NH；且p為介於1至6間之一整數。

在一首選之實施例中，該接枝聚烯烴係一接枝聚乙烯，例如一酸酐接枝聚乙烯。在一最首選之實施例中，該酸酐接枝聚乙烯係馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)。因此，該中間層所含的黏著劑包括以下結構：其中該R2與前文分子式(1)之所述相同。

本發明之軸承件係以超高分子量聚乙烯層和金屬支撐層間之優良黏著為特色，該優良黏著係由如分子式(1)所示之接枝聚烯烴黏著劑所提供。該優良黏著之特點可為一剝離強度至少約45牛頓/公分，諸如至少約50牛頓/公分、至少約55牛頓/公分、至少約60牛頓/公分、至少65牛頓/公分、至少70牛頓/公分。該剝離強度可高達約85牛頓/公分，諸如約80牛頓/公分、75牛頓/公分、70牛頓/公分、65牛頓/公分或60牛頓/公分。

在一實施例中，該接枝聚烯烴可有一接枝率為不高於15%，諸如不高於10%、不高於7%、不高於5%、不高於4%或不高於3%。此外，該接枝率可為至少0.5%、至少1%、至少2%、至少3%、至少5%或至少8%。

在其他實施例中，該接枝聚烯烴可有一平均分子量M_w為至少約1,000克/莫耳；諸如至少約3,000克/莫耳、至少約5,000克/莫耳、至少約7,000克/莫耳、至少約10,000克/莫耳或至少約50,000克/莫耳。然而在其他實施例中，該接枝聚烯烴之平均分子量可不高於約150,000克/莫耳，諸如不高於約100,000克/莫耳、不高於約50,000克/莫耳、不高於約20,000克/莫耳、不高於約15,000克/莫耳、不高於約10,000克/莫耳、不高於約7,000克/莫耳或不高於約5,000克/莫耳。

在一實施例中，該中間黏著層可包含如分子式(1)所示之接枝聚烯烴的重量百分比為至少90%，諸如至少92%、至少94%、至少96%、至少98%、至少99%、至少99.5%甚或100%。在一特定實施例中，該中間黏著層包含至少98%馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)。

在實施例中，該黏著層的厚度係介於約0.01毫米和約1.5毫米間。比方說，該厚度可至少約0.01毫米，諸如至少約0.03毫米、至少約0.5毫米、至少約0.7毫米或至少約0.9毫米。此外，該厚度可不大於約1.5毫米，諸如不大於約1.3毫米、不大於約1.0毫米、不大於約0.8毫米或不大於約0.6毫米。

在一實施例中，該中間黏著層可包含一或多種填料。例如，填料能增加且/或改善導熱性和/或抗磨損性能。該填料可為纖維、無機材料、熱塑性材料、礦物材料或這些的混合物。例如，該填料可為玻璃纖維、碳纖維、聚芳醯胺(aramid)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚苯硫醚(PPS)纖維、陶瓷材料、碳、玻璃、石墨、氧化鋁、硫化鉬、青銅、碳化矽、聚醯亞胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醯胺-亞醯胺(PAI)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯碸(PPSO2)、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、芳香族聚酯(Ekonol)、矽灰石和硫化鋇。該填料可用編織纖維、粉末、球狀或是纖維的形式。

再進一方面來說，該中間黏著層之填料內容物的重量百分比可為至少約0.1%，諸如重量百分比為至少約0.5%、至少約1%、至少約5%、至少約10%、至少約20%或至少約30%。此外，該填料量之重量百分比可不大於約60%，諸如重量百分比係不大於約50%、不大於約40%、不大於約30%或不大於約20%。

該軸承件之該金屬支撐層可為鋁、鋼、不鏽鋼、黃銅、銅或青銅。在一首選實施例中，該金屬支撐層為鋁或鋼。

在一實施例中，該金屬支撐層的厚度可介於約2毫米和約0.01毫米間。比方說，該金屬支撐層之厚度可不大於約2毫米，諸如不大於約1.5毫米、不大於約1.3毫米、不大於約1.0毫米或不大於約0.7毫米。此外，該厚度可至少為0.01毫米，諸如至少約0.05毫米、至少約0.1毫米、至少約0.2毫米、至少約0.3毫米、至少約0.4毫米、至少約0.5毫米、至少約0.7毫米或至少約0.9毫米。

本發明之該軸承件係以超高分子量聚乙烯滑動層和金屬支撐層間之優良黏著為特色，該優良黏著係由該包含如分子式(1)所示之接枝聚烯烴的中間黏著層所造成。由於該優良黏著，即使是一無前處理之表面亦可被使用做為該金屬支撐層，特別是鋁、冷軋鋼、冷軋鍍鋅鋼或不鏽鋼。而造成生態問題且處理繁複之濕式化學前處理程序便可免除使用，特別是鉻酸鹽處理。此外，如歐洲專利EP 0 848 031 B1所述之物理性加工的表面前處理將不再必要，像是藉由電暈放電之電漿前處理。因此本發明之製造該滑動軸承的程序能有和先前相比明顯更低的成本。

該滑動軸承所用之金屬支撐層能有一不同性質的表面。因為該由接枝聚烯烴組成之黏著層的優良黏著特性，該金屬支撐層能有一平滑表面或一粗糙或結構化表面(例如一蜂巢狀結構)。在一首選實施例中，該金屬支撐層面對該黏著層的表面並非粗糙的。在另一首選實施例中，該金屬支撐層面對該黏著層的表面包含一蜂巢狀結構。

對應於該金屬支撐層表面之不同性質，該金屬支撐層面對該黏著層之表面的表面粗度可為至少約0.01微米、至少約0.02微米、至少約0.05微米、至少約0.1微米、至少約0.5微米、至少約1微米、至少約2微米、至少約5微米、至少約10微米、至少約20微米、至少約50微米、至少約100微米、至少約200微米或至少約400微米。

在其他實施例中，該表面粗度Ra可小於約400微米、小於約200微米、小於約100微米、小於約50微米、小於約25微米、小於約20微米、小於約15微米、小於約10微米、小於約5微米、小於約3微米、小於約2微米甚或小於約1微米。

然在另一實施例中，該金屬支撐層具有一表面粗度Ra可在約0.1微米和約400微米的範圍內，諸如自0.5微米至約100微米間或自約1微米至50微米間。

該直接接觸於該中間黏著層上之該滑動層係以超高分子量聚乙烯為基本。在實施例中，該滑動層被設置為可透氣、穿孔的或是多孔的。此類質地結合一填料或潤滑劑改善導熱性。

該超高分子量聚乙烯滑動層之厚度可在約0.01毫米至約1.5毫米之間。在實施例中，該厚度係不大於約1.5毫米，諸如不大於約1.3毫米、不大於約1.0毫米、不大於約0.8毫米或不大於約0.6毫米。在其他實施例中，該超高分子量聚乙烯層之厚度係至少約0.01毫米，諸如至少約0.03毫米、至少約0.5毫米、至少約0.7毫米或至少約0.8毫米。

在實施例中，該超高分子量聚乙烯滑動層可進一步包含一或多種填料、色素和/或染料。例如，該填料可增加且/或改善導熱性和/或抗磨損性能。使用之填料的非限制性範例可為碳、玻璃、石墨、氧化鋁、硫化鉬、青銅、碳化矽、聚醯亞胺(PI)、聚醯胺-亞醯胺(PAI)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯碸(PPSO2)、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚碸(PES)、聚醚酮(PEK)和芳香族聚酯(Ekonol)、玻璃纖維、碳纖維和聚芳醯胺(aramid)、矽灰石和硫化鋇。在一首選實施例中，該填料係為碳、石墨或芳香族聚酯。該填料可用編織纖維、粉末、球狀或是纖維的形式。

在進一步的實施例中，該超高分子量聚乙烯層的填料量佔該超高分子量聚乙烯層總重的重量百分比為至少約0.1%，諸如重量百分比至少約0.5%、至少約1%、至少約5%、至少約10%、至少約20%或至少約30%。此外，該填料量佔該超高分子量聚乙烯層總重的重量百分比可不大於約60%，諸如重量百分比不大於約50%、不大於約40%、不大於約30%或不大於約20%。

在其他實施例中，該超高分子量聚乙烯的平均分子量M_w可至少為約1百萬，諸如至少為約1.5百萬、至少約2百萬或至少約3百萬。

在實施例中，本發明之該軸承材料可有一中間黏著層和超高分子量聚乙烯滑動層之厚度比在約1：10至約2：1之一範圍內，諸如1：5至1：1或1：3至1：1。

在一進一步的實施例中，該軸承材料可有一金屬支撐層厚度和整個層壓板厚度之厚度比在約1：10至1：2之一範圍內，諸如1：5至1：2或1：3至1：2。

在實施例中，本發明之該免保養滑動軸承之製造可由提供一金屬支撐層、一黏著層和一超高分子量聚乙烯層，並將該中間黏著層置於該金屬支撐層和該超高分子量聚乙烯層中間，而後在多樣程序階段中施加壓力和/或熱處理而連結起來。

在一首選實施例中，該超高分子量聚乙烯層和該黏著層係以片狀材料的形式，並在該金屬支撐層之一表面上被共擠壓。

在另一首選實施例中，該金屬支撐層、該黏著層和該超高分子量聚乙烯層係各以片狀材料形式提供，並在同一點上連結一起與層壓。在此程序中，該金屬支撐層和該中間黏著層以及該超高分子量聚乙烯滑動層係在一層壓滾筒裝置中個別自捲筒滾出作為連續材料，然後在壓力和升溫下和其他層連結一起。一層壓溫度可在約攝氏150度至約攝氏230度之一範圍內，且一施用之壓力可在約0.1兆帕和約10兆帕間，諸如在約0.5兆帕和約5兆帕間或在約1兆帕和約3兆帕間。

然在另一實施例中，該接枝聚烯烴黏著材料系直接施加在加熱前之該金屬支撐層上再熱軋，其後該超高分子量聚乙烯材料直接施加在該黏著層上再熱軋。該加熱金屬支撐層之溫度可在約攝氏150度至約攝氏230度。

為達成更進一步地改善該中間層對該金屬支撐層的黏著性，以及改善該金屬支撐層的腐蝕性，該程序之一實施例在施加中間層前，提供該金屬支撐層之該表面為粗加工和/或表面升級(如電鍍鋅)。此外，該金屬支撐層之該表面能藉由機械式結構增加，例如由刷毛、噴砂或一結構壓紋(如蜂巢狀結構)。

圖1為一免保養滑動軸承範例的結構。此處之該金屬支撐層標示為1，該中間黏著層標示為2，該超高分子料聚乙烯滑動層標示為3。在一實施例中，該改良的黏著強度能由用一夾層板做180度剝離測試來測定。

在一實施例中，本發明之該軸承層壓板係實施於一組件中。該組件包含一第一元件，其所述第一元件可為一空腔，和一第二元件，其所述第二元件可為一位於該第一元件內之一延伸體。該軸承層壓板係位於所述第一元件和所述第二元件之間。

本發明之該層壓板的許多不同形式和實施例是可能的。這些形式和實施例之一部分已描述於本文中。閱讀本說明書後，本領域之技術人員將會理解，這些形式和實施例僅作為例證，而非本發明範圍的限制。符合下面列出項目中的任何一項或多項亦可為本發明的實施例。

第1項一層壓板包含一金屬支撐層；一和該金屬支撐層直接接觸之中間黏著層，該黏著層包含一如分子式(1)所示之接枝聚烯烴

其中R₁包含一烷基或環烷基，該烷基或環烷基的組成包括一酸酐基團或至少兩個極性官能基，R₂則為氫、一碳到五碳烷基或苯基；以及一和該中間黏著層直接接觸之超高分子量聚乙烯層，其中該超高分子量聚乙烯層在室溫下的一平均剝離強度係為至少約55牛頓/公分。

第2項一軸承件係由一層壓板所形成，該層壓板包含一金屬支撐層；一和該金屬支撐層直接接觸之中間黏著層，該黏著層包含一如分子式(1)所示之接枝聚烯烴

其中R₁包含一烷基或環烷基，該烷基或環烷基的組成包括一酸酐基團或至少兩個極性官能基，R₂則為氫、一碳到五碳烷基或苯基；以及一和該中間黏著層直接接觸之超高分子量聚乙烯層。

第3項如第2項所述之該層壓板或軸承件，其中該超高分子量聚乙烯層於室溫下之一平均剝離強度為至少約45牛頓/公分，諸如至少約50牛頓/公分、至少約55牛頓/公分、至少約60牛頓/公分、至少約65牛頓/公分或至少約70牛頓/公分。

第4項如第1或2項所述之該層壓板或該軸承件，其中該接枝聚烯烴係為接枝聚乙烯。

第5項如第1或2項所述之該層壓板或該軸承件，其中R1包含其中Rf為CO、C(O)H、C(OH)、COOH、CONH₂、OH或鹵素；X為O或NH；且p為1至6。

第6項如第5項所述之該層壓板或軸承件，其中之該接枝聚烯烴係為酸酐接枝聚乙烯。

第7項如第6項所述之該層壓板或軸承件，其中之該酸酐接枝聚乙烯係為一馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)。

第8項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該接枝聚烯烴有一接枝率為不大於15%，諸如不大於10%、不大於7%、不大於5%、不大於4%或不大於3%。

第9項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該接枝聚烯烴有一接枝率為至少0.5%，諸如至少1%、至少2%、至少3%、至少5%或至少8%。

第10項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該接枝聚烯烴之一平均分子量M_w為至少約1,000克/莫耳，諸如至少約3,000克/莫耳、至少約5,000克/莫耳、至少約7,000克/莫耳或至少約10,000克/莫耳。

第11項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該接枝聚烯烴之一平均分子量M_w為不大於約50,000克/莫耳，諸如不大於約20,000克/莫耳、不大於約15,000克/莫耳、不大於約10,000克/莫耳、不大於約7,000克/莫耳或不大於約5,000克/莫耳。

第12項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該超高分子量聚乙烯之一平均分子量M_w為至少1.5百萬克/莫耳，諸如至少2.0百萬克/莫耳或至少3.0百萬克/莫耳。

第13項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該金屬支撐層之一厚度為至少約0.01毫米，諸如至少約0.1毫米、至少約0.2毫米、至少約0.3毫米、至少約0.4毫米、至少約0.5毫米、至少約0.7毫米或至少約0.9毫米。

第14項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該金屬支撐層之一厚度為不大於約2毫米，諸如不大於約1.5毫米、不大於約1.3毫米、不大於約1.0毫米或不大於約0.7毫米。

第15項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該黏著層之一厚度為至少約0.01毫米，諸如至少約 0.03毫米、至少約0.5毫米、至少約0.7毫米或至少約0.9毫米。

第16項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該黏著層之一厚度為不大於約1.5毫米，諸如不大於約1.3毫米、不大於約1.0毫米、不大於約0.8毫米或不大於約0.6毫米。

第17項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該超高分子量聚乙烯層之一厚度為至少約0.01毫米，諸如至少約0.03毫米、至少約0.5毫米、至少約0.7毫米或至少約0.8毫米。

第18項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該超高分子量聚乙烯層之一厚度為不大於約1.5毫米，諸如不大於約1.3毫米、不大於約1.0毫米、不大於約0.8毫米或不大於約0.6毫米。

第19項如第1或2項所述之該層壓板或軸承材料，其中該中間黏著層和該超高分子量聚乙烯層間之一厚度比在約1：10至約2：1之一範圍內。諸如1：5至1：1或1：3至1：1。

第20項如第1或2項所述之該層壓板或軸承材料，其中該金屬支撐層之一厚度和整個層壓板之一厚度的比率在約1：10至1：2之一範圍內。

第21項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該金屬支撐層為鋁、鋼、不鏽鋼、黃銅、銅或青銅。

第22項如第21項所述之該層壓板或軸承件，其中該金屬為鋁。

第23項如第1或2項所述之該層壓板，其中該金屬支撐層面對該黏著層之一表面非為粗糙的。

第24項如第23項所述之該層壓板，其中該金屬支撐層面對該黏著層之該表面有一表面粗度Ra小於約10微米，諸如小於約5微米、小於約3微米、小於約1微米或小於約0.5微米。

第25項如第1及2項所述之該層壓板或軸承件，其中該金屬支撐層面對該黏著層之一表面包含一蜂巢狀結構表面雕花。

第26項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該金屬支撐層面對該黏著層之一表面為一粗糙表面。

第27項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該超高分子量聚乙烯層進一步包含一填料、色素和/或染料。

第28項如第27項所述之該層壓板或軸承件，其中該填料量之重量百分比為至少約0.1%，諸如至少約0.5%、至少約1%、至少約5%、至少約10%、至少約20%或至少約30%。

第29項如第27項所述之該層壓板或軸承件，其中該填料量之重量百分比為不大於約60%，諸如不大於約50%、不大於約40%、不大於約30%或不大於約20%。

第30項如第27項所述之該層壓板或軸承件，其中該填料為纖維、無機材料、熱塑膠材料、礦物材料或它們的混合。

第31項如第30項所述之該層壓板或軸承件，其中該纖維包含玻璃纖維、碳纖維、聚四氟乙烯(PTFE)纖維、聚苯硫醚(PPS)纖維或聚芳醯胺(aramid)。

第32項如第30項所述之該層壓板或軸承件，其中該無機材料包含陶瓷材料、碳、玻璃、石墨、氧化鋁、硫化鉬、青銅或碳化矽。

第33項如第30項所述之該層壓板或軸承件，其中該填料為石墨、碳、聚四氟乙烯(PTFE)或芳香族聚酯(Ekonol)。

第34項如第30項所述之該層壓板或軸承件，其中該無機材料係以編織纖維、粉末、球狀或是纖維的形式。

第35項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該中間黏著層基本上由接枝聚烯烴構成。

第36項如第35項所述之該層壓板或軸承件，其中該中間黏著層基本上由馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)構成。

第37項如第1或2項所述之該層壓板或軸承件，其中該中間黏著層進一步包含一填料。

第38項如第37項所述之該層壓板或軸承件，其中該填料量之重量百分比為至少約0.1%，諸如至少約0.5%、至少約1%、至少約5%、至少約10%、至少約20%或至少約30%。

第39項如第37項所述之該層壓板或軸承件，其中該填料量之重量百分比為不大於約60%，諸如不大於約 50%、不大於約40%、不大於約30%、不大於約20%。

第40項如第37項所述之該層壓板或軸承件，其中該填料為纖維、無機材料、熱塑膠材料、礦物材料或它們的混合。

第41項如第37項所述之該層壓板或軸承件，其中該纖維包含玻璃纖維、碳纖維或聚芳醯胺(aramid)。

第42項如第37項所述之該層壓板或軸承件，其中該無機材料包含陶瓷材料、碳、玻璃、石墨、氧化鋁、硫化鉬、青銅或碳化矽。

第43項如第37項所述之該層壓板或軸承件，其中該無機材料係以編織纖維、粉末、球狀或是纖維的形式。

第44項一製造一層壓板的方法，該方法包括：提供一金屬支撐層、一黏著層以及一超高分子量聚乙烯層；藉由將該黏著層置放於該金屬支撐層和該超高分子量聚乙烯層中間，而連接該金屬支撐層、該黏著層以及該超高分子量聚乙烯層；以及於各不同程序階段施用壓力且/或熱處理。其中該黏著層包含一酸酐接枝聚烯烴，且該軸承複合物之該超高分子量聚乙烯層的剝離強度為至少55牛頓/公分。

第45項如第44項所述之該方法，其中該超高分子量聚乙烯層和該黏著層係以片狀材料的形式，並在該金屬支撐層之一表面上被共擠壓。

第46項如第44項所述之該方法，其中該金屬支撐層和該超高分子量聚乙烯層係各自以片狀材料的形式，並在同一點連結以及層壓。

第47項如第44項所述之該方法，其中該黏著膜係直接施加於該金屬表面支撐層上並熱軋，此後，該超高分子量聚乙烯層直接施加於該黏著層上並熱軋。

第48項如第44項所述之該方法，進一步包含在該金屬支撐層面對該黏著層之一表面上引進一蜂巢狀表面結構。

第49項如第44項所述之該方法，其中該酸酐接枝聚烯烴係為馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)。

第50項一組件包括：一第一元件，其所述第一元件係一空腔；和一第二元件，其所述第二元件為一位於該第一元件內之一延伸體；一軸承係位於所述第一元件和所述第二元件之間；且其所述軸承係由一層壓板形成，該層壓板包括一金屬支撐層；一和該金屬支撐層直接接觸之中間黏著層，該黏著層包含一如分子式(1)所示之一接枝聚烯烴，

其中R₁包含一烷基或環烷基，該烷基或環烷基包含一酸酐基團或至少兩個極性官能基，R₂則為氫、一碳到五碳烷基或苯基。

第51項如第50項所述之該組件，其中該超高分子量聚乙烯層之一平均剝離強度為至少約45牛頓/公分，諸如至少約50牛頓/公分、至少約55牛頓/公分、至少約60牛頓/公分、至少約65牛頓/公分或至少約70牛頓/公分。

第52項如第50項所述之該組件，其中該接枝聚烯烴係為接枝聚乙烯。

第53項如第50項所述之該組件，其中R1包含其中Rf為CO、C(O)H、C(OH)、COOH、CONH₂、OH或鹵素；X為O或NH；且p為1至6。

第54項如第50項所述之該組件，其中該接枝聚烯烴係為酸酐接枝聚乙烯。

第55項如第54項所述之該組件，其中該酸酐接枝聚乙烯係為馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)。

第56項一組件包括：一第一元件，其所述第一元件係一空腔；和一第二元件，其所述第二元件為一位於該第一元件內之一延伸體；一軸承係位於所述第一元件和所述第二元件之間；且其所述軸承係由一層壓板形成，該層壓板包括一金屬支撐層；一和該金屬支撐層直接接觸之中間黏著層，該黏著層包含馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)；以及一和該中間層直接接觸之超高分子量聚乙烯層，其中該超高分子量聚乙烯層包含一填料，該填料係選自包含石墨、碳和芳香族聚酯(Ekonol)之一群中，其中該超高分子量聚乙烯層之一平均剝離強度係為約45牛頓/公分。

實例

本發明以下面非限制性之實施例說明。

表格1和圖2顯示三個使用不同金屬襯墊之實施例的剝離強度測試結果：E1)鋼襯墊；E2)具蜂巢狀結構之鋁襯墊；E3)無蜂巢狀結構之鋁襯墊。除非涉及加入蜂巢狀表面結構，該金屬襯墊之表面皆為未處理(無機械粗化或酸蝕處理)。在E1)、E2)、和E3)各實施例中之黏著層包含100重量百分比之馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)且有一厚度為0.3毫米。該超高分子量聚乙烯層有一厚度為0.3毫米，且金屬支撐層有一厚度為0.5毫米。

表格1和圖2進一步顯示比較例C1和C2的剝離強度測試結果，包括由眾所周知但不屬於本發明所述之接枝聚烯烴所製成之黏著層，例如改性聚醯胺(modified PA)(比較例C1)和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(比較例C2)。在兩比較例中之該金屬襯墊皆為鋼。

所有實驗中之剝離強度測試皆依美國材料與試驗協會認證之ASTM D3330測試標準所述之180度剝離測試進行量測，並於此引入其全部。試樣之測試條具有一三層結構：金屬襯墊、黏著層和滑動層。該測試條之寬度為25毫米。

如實施例結果所示，所有實施例包含馬來酸酐接枝聚乙烯為黏著劑以便連結該金屬支撐層和超高分子量聚乙烯層，都顯示令人驚訝、介於62至69牛頓/公分間的高剝離強度值，據此具蜂巢狀表面結構之鋁顯示了最高的剝離強度。

相比之下，改性聚醯胺和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物所產生的超高分子量聚乙烯層和金屬襯墊間之黏性為無法接受，且剝離強度為一低得多之值。

摩擦測試

在具有鋼襯墊之襯套上進行摩擦測試，其中，在層壓前，該鋼襯墊之厚度為0.4毫米，該黏著層之厚度為0.3毫米，以及該純超高分子量聚乙烯層之厚度為0.3毫米。在層壓後，該整個層壓板的厚度為0.8毫米。該摩擦測試係以不同之壓力速度值(PV值)進行。

根據本發明，滑動軸承能精製成大量的各式形狀與尺寸。最小的軸承，又稱微軸承，其高度只有數個微米，相較其他應用之軸承高度可高達500毫米。

本發明之滑動軸承可包含平面軸承、環型軸承、軸襯套、球關節軸承(半球)、普通軸承、軸向軸承、止推軸承、線性軸承、軸承罩、碗型軸承、凸緣軸承以及它們的組合。

本發明之該軸承的優點是免保養。該〝免保養〞一詞係描述軸承不需像早期車門內之軸承予以上油。然而，該免保養軸承的使用壽命超越該軸承所併用之產品的使用壽命或是應用於相同目標之傳統軸承的使用壽命。

滑動軸承被應用於一廣泛的商業工業中，自重金屬工業至汽車、自行車工業，乃至於烘培業、筆電/行動電話的鉸鏈、太陽能應用之軸承，還有更多。

請注意，並非所有上述一般描述及實例的活動都是必需的，特定活動的一部分可以不需要，並且在所述的活動之外，也可以另外進行一或多個的活動。此外，活動列出的順序不一定是它們被執行的順序。

如前文所述，本發明之概念已藉由所參考之特定實施例來描述說明。本領域之技術人員將會理解，在不脫離本說明書專利所宣稱之範圍內可做各類的修飾和變化。因此，本說明書的圖文規格描述是說明性的而非限制性的，且所有此類的修飾皆被包含在本發明之範圍內。

上面已經描述了特定實施例的好處、優點和問題的解決方案。然而，這些好處、優點、問題的解決方案和可能導致任何好處、優點或解決方案出現或變得更明顯的任何特徵，不會被被解釋為本文專利範圍之一或全部的一個關鍵的、必需的或必要的特徵。

1‧‧‧金屬支撐層

2‧‧‧中間黏著層

3‧‧‧超高分子量聚乙烯滑動層

Claims

一種由層壓板製造成的軸承件，該層壓板包括：金屬支撐層；和金屬支撐層直接接觸的中間黏著層，該中間黏著層係包含如分子式(1)所示之接枝聚烯烴其中R₁包含一烷基或環烷基，該烷基或環烷基組包括酸酐基團或至少兩個極性官能基組；R₂則為氫、一碳到五碳烷基或苯基；以及超高分子量聚乙烯層，該超高分子量聚乙烯層和該中間黏著層直接接觸。
如申請專利範圍第1項所述之軸承件，其中該超高分子量聚乙烯於室溫下之平均剝離強度至少為45牛頓/公分。
如申請專利範圍第1項所述之軸承件，其中該超高分子量聚乙烯於室溫下之該平均剝離強度至少為55牛頓/公分。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之軸承件，其中該接枝聚烯烴係酸酐接枝聚烯烴。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之軸承件，其中該接枝聚烯烴係具有接枝率為至少約0.5%，且不高於約15%。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之軸承件，其中該黏著層之厚度係為至少0.01毫米，且不大於1.5毫米。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之軸承件，其中該超高分子量聚乙烯層之厚度係為至少約0.01毫米，且不大於約1.5毫米。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之軸承件，其中該中間黏著層和該超高分子量聚乙烯層兩者之厚度比在約1：10到約2：1的範圍內。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之軸承件，其中該金屬支撐層包含鋁、鋼、不鏽鋼、黃銅、銅或青銅。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之軸承件，其中該超高分子量聚乙烯層之組成進一步包括填料、色素和/或染料。
如申請專利範圍第10項所述之軸承件，其中該填料包含石墨、碳、聚四氟乙烯或是聚苯酯，該填料量之重量百分比為至少0.1%且不大於60%，該重量百分比之計算係根據該超高分子量聚乙烯層的總重。
一種層壓板，其包括；金屬支撐層；和金屬支撐層直接接觸的中間黏著層，該黏著層係包含如分子式(1)所示之接枝聚烯烴其中R₁包含烷基或環烷基，該烷基或環烷基組包括酸酐基團或至少兩個極性官能基組；R₂則為氫、一碳到五碳烷基或苯基；以及超高分子量聚乙烯層，該超高分子量聚乙烯層和中間黏著層直接接觸。其中該超高分子量聚乙烯於室溫下之平均剝離強度為至少55牛頓/公分。
如申請專利範圍第12項所述之層壓板，其中該接枝聚烯烴係為酸酐接枝聚烯烴。
如申請專利範圍第12或13項所述之層壓板，其中該接枝聚烯烴之接枝率為至少約0.5%且不高於約15%。
一種製造層壓板的方法，該層壓板包括：提供金屬支撐層、黏著層以及超高分子量聚乙烯層；藉由將該黏著層置放於該金屬支撐層和該超高分子量聚乙烯層中間，而連接該金屬支撐層、該黏著層以及該超高分子量聚乙烯層；以及於各不同程序階段施用壓力且/或熱處理，其中該黏著層包含酸酐接枝聚烯烴，而且該軸承複合物之該超高分子量聚乙烯層的剝離強度為至少55牛頓/公分。