メンテナンスフリー滑り軸受け
本発明は、金属支持体（１）、これに直接的に適用された中間層（２）および中間層（２）に適用された摺動層（３）を含むメンテナンスフリー滑り軸受けに関する。本発明による滑り軸受けは、中間層（２）が、式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）および／または−ＣＯＯＲ（式中、Ｒは、１〜２０個の炭素原子を有する環状または直鎖状の有機ラジカル）の官能基を有する少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーを含むことを特徴とする。
【化１】
【化１】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属支持体、これに直接的に適用された中間層および中間層に適用された摺動層を含むメンテナンスフリー滑り軸受けに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製支持材料、中間層およびこれに適用された摺動層を有する層構造を含むメンテナンスフリー滑り軸受けは、長い間にわたって従来技術から多様な形態で知られており、例えば自動車工学の分野といった広く多様な技術分野において用いられている。
【０００３】
欧州特許出願公開第０ ３９４ ５１８ Ａ１号明細書は、金属製支持材料が、その上にパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）とテトラフルオロエチレンとのコポリマーの層が中間層として適用された冷間圧延鋼から構成されていることが好ましい多層滑り軸受け材料を記載している。ＰＴＦＥ化合物材料から構成される摺動層も同様に中間層に適用される。この滑り軸受け材料において、中間層は、摺動層を支持材料に対して堅固に接着する機能を有する。中間層の支持材料に対する接着を確実とするために、先ず、この公知の滑り軸受け材料における金属製支持材料の表面は、湿式化学的手段による好適な様式で前処理される必要がある。最良の結果が、ここでは金属支持体の表面のクロメート処理により達成される。しかしながら、このプロセスは環境保護の理由から問題であり、従って、中期的に置き換えられるべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術を考慮して、本発明は、金属支持体、これに直接的に適用された中間層および中間層に適用された摺動層を含むメンテナンスフリー滑り軸受けを提供することを目的とし、ここで、摺動層の支持材料に対する優れた接着は長期にわたって確保され、その製造は生態学的に問題のある表面前処理のためのプロセスを使用することなく行われる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、式
【化１】
−ＣＯＯＨおよび／または−ＣＯＯＲ（式中、ラジカルＲは、１〜２０個の炭素原子を有する環状または直鎖状の有機ラジカルである）の官能基が組み込まれた少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーを含む中間層による請求項１のプリアンブルのメンテナンスフリー滑り軸受けによる本発明によって達成される。有機ラジカルＲが、例えば１個の炭素原子のみを含有する場合、官能基
【化２】
は、以下の式：
【化３】
を有することが好ましい。
【０００６】
官能基は、少なくとも１種の変性剤（Ｂ）の添加により熱可塑性ポリマー（Ａ）に組み込まれることが可能である。好適な変性剤は、例えば、マレイン酸およびその誘導体、特にその無水物、イタコン酸およびその誘導体、特にその無水物、および／またはシトラコン酸およびその誘導体、特にその無水物である。ここで、ポリマー（Ａ）対変性剤（Ｂ）の比は、９９．９ｍｏｌ％の（Ａ）：０．１ｍｏｌ％の（Ｂ）〜８０ｍｏｌ％の（Ａ）：２０ｍｏｌ％の（Ｂ）であることが好ましい。メルトボリュームフローレート（融点としての５０℃＞および７ｋｇ負荷下でのＭＶＲ）は、０．１〜１０００ｍｍ３／秒程度である。ＭＶＲはポリマーのメルトフローの指数であり、それ故、分子量のおおよその推定として用いることが可能である。理想的には、ＭＶＲは、５〜５００ｍｍ３／秒程度、特に好ましくは１０〜２００ｍｍ３／秒の範囲である。
【０００７】
本発明の滑り軸受けは、上述のタイプの官能基を有する官能化熱可塑性ポリマーとして本発明により構成された中間層によりもたらされる摺動層の支持材料に対する優れた接着を特徴とする。金属支持体、特に冷間圧延鋼、冷間圧延後に電解亜鉛めっきされた鋼、アルミニウムまたはステンレス鋼の未処理表面に対しても優れている接着のために、生態学的に問題のある、廃棄集約型湿式化学前処理プロセス、特にクロメート処理を省くことが可能である。本出願人らによって実施された研究が示すとおり、官能化熱可塑性フルオロポリマーが積層体の構成要素として同様に記載されている例えば欧州特許第０ ８４８ ０３１Ｂ１号明細書に記載されている表面前処理のための物理的プロセス（例えば、コロナ放電によるプラズマ前処理）はもはや必要ない。本発明の滑り軸受けのこの製造方法は、従って、従来技術と比して著しく経済的に実施することが可能である。
【０００８】
本発明の第１の実施形態は、中間層の少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーとして、官能化熱可塑性フルオロポリマー、特に、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ−エチレン（ＰＦＡ）またはテトラフルオロエチレン−パーフルオロ（メチルビニルエーテル）コポリマー（ＭＦＡ）を提供し、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）が特に好ましい。
【０００９】
中間層は、少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーだけではなく、式：
ＣＦ２＝ＣＦ−Ｏ−Ｒ１
（式中、Ｒ１が、パーフルオロエチル、パーフルオロ−ｎ−プロピルまたはパーフルオロ−ｎ−ブチルラジカル、およびテトラフルオロエチレンである）のパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）のコポリマーをも含むことが好ましい。
【００１０】
中間層の厚さは、金属支持体の表面の粗度プロファイルの最大プロファイルピーク高さと最大プロファイル谷深さとの距離Ｒｍａｘとして定義される金属支持体の粗度に基本的に対応する。このように、先ず、摺動層と金属支持体との間の全領域の接着性ボンドが確実とされるよう、十分に厚い接着性層が金属支持体に確実に適用される。第２に、この接着性層はまた過度に厚くするべきでもない。この場合、層を結合する際に、接着性層の一部が接着性ボンドから押出されてしまうか、または、滑り軸受けがせん断応力を受けるときに、金属支持体表面の粗度プロファイルより上に突出している接着性層の一部内に粘着性破壊が生じてしまうというリスクが存在することとなる。
【００１１】
本発明の特に有利な教示によれば、中間層が、式
【化４】
−ＣＯＯＨおよび／または−ＣＯＯＲの官能基を有する官能化熱可塑性ポリマーの２つの層を含み、金属中間層がこれらの２つの層の間に埋設されている。材料の向上した較正可能性がこのように達成される。金属中間層は、ここで、エキスパンドメタルとして構成されることが可能である。これは、ステンレス鋼、アルミニウムまたは青銅を含むことが好ましい。
【００１２】
滑り軸受けの機械的および一般的な物理特性を向上させるために、中間層は、熱伝導性を高めるおよび／または摩耗特性を改善するための充填材を含有することが好ましい。充填材としては、特にガラスファイバー、炭素繊維あるいはアラミドといった繊維；特にセラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅あるいは炭化ケイ素といった無機材料であって、すべての無機材料は織布、粉末、球体あるいは繊維の形態であり；特にポリイミド（ＰＩ）、ポリアミジミド（ＰＡＩ）、ポリ−フェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）あるいは芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）といった熱可塑性材料；または特に珪灰石あるいは硫酸バリウムといった鉱物材料；またはこれらの混合物を用いることが好ましい。中間層における充填材の好ましい割合は、１〜４０体積％、特に５〜３０体積％である。中間層の厚さは、０．０１〜０．１ｍｍ、特に０．０１〜０．５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１３】
本発明の滑り軸受けにおいて用いられる金属支持体は、様々な性質の表面を有することが可能である。官能化熱可塑性ポリマーを含む中間層の優れた接着特性により、金属支持体は、平滑な面または粗面あるいは構造化表面（例えば、構造のブラッシング、サンドブラスト、エンボス加工により達成される）のいずれかを有することが可能である。表面粗度に関係なく、表面はまた、表面を表面改質（ｓｕｒｆａｃｅ−ｕｐｇｒａｄｅｄ）、特に電解亜鉛めっきすることが可能である。
【００１４】
用いられる材料に関して、金属支持体は、鋼、特に冷間圧延鋼、好ましくは、材料番号１．０３３８あるいは１．０３４７またはマット亜鉛めっき鋼、ステンレス鋼、好ましくは材料番号１．４５１２あるいは１．４７２０、またはアルミニウムまたはこれらの合金から構成することが可能である。
【００１５】
中間層に適用される摺動層は、同様に、フルオロポリマー、特にポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはこれらの混合物を含むことが好ましい。ＰＴＦＥ化合物層として構成された摺動層が特に好ましい。ここで、摺動層は、伝導性を高めるために有孔プラスチックフィルムとして構成されることが可能である。
【００１６】
本発明のメンテナンスフリー滑り軸受けは、摺動層の厚さが０．０１〜１．５ｍｍ、特に０．１〜０．３５ｍｍであるときに優れた滑り特性および長寿命を有する。中間層に適用される摺動層は同様に、熱伝導性を高めるおよび／または摩耗特性を改善するための充填材を含有することが可能である。これらは、特にガラスファイバー、炭素繊維あるいはアラミドといった繊維；特にセラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅あるいは炭化ケイ素といった無機材料であって、すべての無機材料は織布、粉末、球体あるいは繊維の形態であり；特にポリイミド（ＰＩ）、ポリアミジミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）あるいは芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）といった熱可塑性材料；または特に珪灰石あるいは硫酸バリウムといった鉱物材料；またはこれらの混合物であることが好ましい。摺動層における充填材の割合は、１〜４０体積％、特に５〜３０体積％であることが特に好ましい。
【００１７】
本方法の観点において、最初に記載の目的は、中間層および摺動層がその全面にわたって加圧下に加熱されながら支持体に結合されることによる、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のメンテナンスフリー滑り軸受けの製造方法によって達成される。
【００１８】
この方法においては、金属支持体、またならびに中間層および摺動層の両方は、各事例において、連続材料としてロールに巻かれ、加圧下に高温で、積層ローラ装置において互いに結合される。中間層の金属支持体に対するさらに向上した接着を、金属支持体の向上した耐腐食特性と一緒に達成するために、本発明の方法の好ましい実施形態は、中間層の適用の前に、金属支持体の表面を粗面化および／または表面改質（例えば電解亜鉛めっきにより）させる。さらに、金属支持体の表面は、噛み合いが結果的に結合力に好ましい効果を有する可能性により、例えば構造のブラッシング、サンドブラスト、エンボス加工といった機械的構造化により高めることが可能である。
【００１９】
以下に、本発明が、例を示す図面により例示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明による滑り軸受けを概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明による滑り軸受けのＤＩＮ１８９５に準拠した接着強度テストの実験の結果のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明によるメンテナンスフリー滑り軸受けの構造が図１に示されている。ここで、金属支持体が１により示されており、一方で、２が中間層を示し、および３がこれに適用された摺動層を示す。
【００２２】
本発明によれば、中間層２は、式
【化５】
−ＣＯＯＨおよび／または−ＣＯＯＲ（式中、ラジカルＲは、１〜２０個の炭素原子を有する環状または直鎖状の有機ラジカルである）の官能基を有する少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーを含む。官能基は、少なくとも１種の変性剤（Ｂ）の添加により熱可塑性ポリマー（Ａ）に組み込まれることが可能である。好適な変性剤は、例えば、マレイン酸およびその誘導体、特にその無水物、イタコン酸およびその誘導体、特にその無水物、および／またはシトラコン酸およびその誘導体、特にその無水物である。ここで、ポリマー（Ａ）対変性剤（Ｂ）の比は、９９．９ｍｏｌ％の（Ａ）：０．１ｍｏｌ％の（Ｂ）〜８０ｍｏｌ％の（Ａ）：２０ｍｏｌ％の（Ｂ）であることが好ましい。
【００２３】
中間層２に適用された摺動層３は、本事例においては、ＰＴＦＥ化合物テープとして、特に表面前処理済の、好ましくはエッチされたＰＴＦＥ化合物テープとして構成される。用いられるＰＴＦＥ化合物層３は、機械特性を向上させるために、例えば特にガラスファイバー、炭素繊維あるいはアラミドといった繊維；特にセラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅あるいは炭化ケイ素といった無機材料であって、すべての無機材料は織布、粉末、球体あるいは繊維の形態であり；特にポリイミド（ＰＩ）、ポリアミジミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）あるいは芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）といった熱可塑性材料；または特に珪灰石あるいは硫酸バリウムといった鉱物材料；またはこれらの混合物といった種々の充填材を含有することが可能である。
【００２４】
本発明による滑り軸受けの場合において達成された向上した接着強度は、サンドイッチ積層体を用いる１８０°剥離テストにより測定した。この目的のために、中心層が１層の金属支持体により形成されており、中間層２が金属支持体１の両面に適用されており、かつ、外側摺動層３が中間層２の各々に適用されている５層構造を有する試料を製造した。具体的には、官能化ＥＴＦＥを中間層２のための材料として選択肢、グレード１．０３３８の冷間圧延鋼を金属支持体１として選択し、および２５％の充填材含有量を有するＰＴＦＥ化合物テープを摺動層３として選択した。
【００２５】
サンドイッチを製造した後、試料を２５ｍｍの幅を有する帯に切断し、その後、ＤＩＮ１８９５に準拠する１８０°剥離テストに供して引張強度を測定した。
【００２６】
図２に表されている実験結果が示すとおり、官能化ＥＴＦＥが用いられる場合に、特に室温で、標準的なＥＴＦＥと比して接着強度における顕著な改良を達成することが可能であり、この改良は、高温でも存在していた。本出願人らにより実施されたさらなる研究が示したとおり、フルオロポリマー層の官能化により、材料組成に応じて、約８００％以下の接着強度の増加を達成することが可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属支持体、これに直接的に適用された中間層および中間層に適用された摺動層を含むメンテナンスフリー滑り軸受けに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製支持材料、中間層およびこれに適用された摺動層を有する層構造を含むメンテナンスフリー滑り軸受けは、長い間にわたって従来技術から多様な形態で知られており、例えば自動車工学の分野といった広く多様な技術分野において用いられている。
【０００３】
欧州特許出願公開第０ ３９４ ５１８ Ａ１号明細書は、金属製支持材料が、その上にパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）とテトラフルオロエチレンとのコポリマーの層が中間層として適用された冷間圧延鋼から構成されていることが好ましい多層滑り軸受け材料を記載している。ＰＴＦＥ化合物材料から構成される摺動層も同様に中間層に適用される。この滑り軸受け材料において、中間層は、摺動層を支持材料に対して堅固に接着する機能を有する。中間層の支持材料に対する接着を確実とするために、先ず、この公知の滑り軸受け材料における金属製支持材料の表面は、湿式化学的手段による好適な様式で前処理される必要がある。最良の結果が、ここでは金属支持体の表面のクロメート処理により達成される。しかしながら、このプロセスは環境保護の理由から問題であり、従って、中期的に置き換えられるべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術を考慮して、本発明は、金属支持体、これに直接的に適用された中間層および中間層に適用された摺動層を含むメンテナンスフリー滑り軸受けを提供することを目的とし、ここで、摺動層の支持材料に対する優れた接着は長期にわたって確保され、その製造は生態学的に問題のある表面前処理のためのプロセスを使用することなく行われる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、式
【化１】
−ＣＯＯＨおよび／または−ＣＯＯＲ（式中、ラジカルＲは、１〜２０個の炭素原子を有する環状または直鎖状の有機ラジカルである）の官能基が組み込まれた少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーを含む中間層による請求項１のプリアンブルのメンテナンスフリー滑り軸受けによる本発明によって達成される。有機ラジカルＲが、例えば１個の炭素原子のみを含有する場合、官能基
【化２】
は、以下の式：
【化３】
を有することが好ましい。
【０００６】
官能基は、少なくとも１種の変性剤（Ｂ）の添加により熱可塑性ポリマー（Ａ）に組み込まれることが可能である。好適な変性剤は、例えば、マレイン酸およびその誘導体、特にその無水物、イタコン酸およびその誘導体、特にその無水物、および／またはシトラコン酸およびその誘導体、特にその無水物である。ここで、ポリマー（Ａ）対変性剤（Ｂ）の比は、９９．９ｍｏｌ％の（Ａ）：０．１ｍｏｌ％の（Ｂ）〜８０ｍｏｌ％の（Ａ）：２０ｍｏｌ％の（Ｂ）であることが好ましい。メルトボリュームフローレート（融点としての５０℃＞および７ｋｇ負荷下でのＭＶＲ）は、０．１〜１０００ｍｍ３／秒程度である。ＭＶＲはポリマーのメルトフローの指数であり、それ故、分子量のおおよその推定として用いることが可能である。理想的には、ＭＶＲは、５〜５００ｍｍ３／秒程度、特に好ましくは１０〜２００ｍｍ３／秒の範囲である。
【０００７】
本発明の滑り軸受けは、上述のタイプの官能基を有する官能化熱可塑性ポリマーとして本発明により構成された中間層によりもたらされる摺動層の支持材料に対する優れた接着を特徴とする。金属支持体、特に冷間圧延鋼、冷間圧延後に電解亜鉛めっきされた鋼、アルミニウムまたはステンレス鋼の未処理表面に対しても優れている接着のために、生態学的に問題のある、廃棄集約型湿式化学前処理プロセス、特にクロメート処理を省くことが可能である。本出願人らによって実施された研究が示すとおり、官能化熱可塑性フルオロポリマーが積層体の構成要素として同様に記載されている例えば欧州特許第０ ８４８ ０３１Ｂ１号明細書に記載されている表面前処理のための物理的プロセス（例えば、コロナ放電によるプラズマ前処理）はもはや必要ない。本発明の滑り軸受けのこの製造方法は、従って、従来技術と比して著しく経済的に実施することが可能である。
【０００８】
本発明の第１の実施形態は、中間層の少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーとして、官能化熱可塑性フルオロポリマー、特に、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ−エチレン（ＰＦＡ）またはテトラフルオロエチレン−パーフルオロ（メチルビニルエーテル）コポリマー（ＭＦＡ）を提供し、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）が特に好ましい。
【０００９】
中間層は、少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーだけではなく、式：
ＣＦ２＝ＣＦ−Ｏ−Ｒ１
（式中、Ｒ１が、パーフルオロエチル、パーフルオロ−ｎ−プロピルまたはパーフルオロ−ｎ−ブチルラジカル、およびテトラフルオロエチレンである）のパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）のコポリマーをも含むことが好ましい。
【００１０】
中間層の厚さは、金属支持体の表面の粗度プロファイルの最大プロファイルピーク高さと最大プロファイル谷深さとの距離Ｒｍａｘとして定義される金属支持体の粗度に基本的に対応する。このように、先ず、摺動層と金属支持体との間の全領域の接着性ボンドが確実とされるよう、十分に厚い接着性層が金属支持体に確実に適用される。第２に、この接着性層はまた過度に厚くするべきでもない。この場合、層を結合する際に、接着性層の一部が接着性ボンドから押出されてしまうか、または、滑り軸受けがせん断応力を受けるときに、金属支持体表面の粗度プロファイルより上に突出している接着性層の一部内に粘着性破壊が生じてしまうというリスクが存在することとなる。
【００１１】
本発明の特に有利な教示によれば、中間層が、式
【化４】
−ＣＯＯＨおよび／または−ＣＯＯＲの官能基を有する官能化熱可塑性ポリマーの２つの層を含み、金属中間層がこれらの２つの層の間に埋設されている。材料の向上した較正可能性がこのように達成される。金属中間層は、ここで、エキスパンドメタルとして構成されることが可能である。これは、ステンレス鋼、アルミニウムまたは青銅を含むことが好ましい。
【００１２】
滑り軸受けの機械的および一般的な物理特性を向上させるために、中間層は、熱伝導性を高めるおよび／または摩耗特性を改善するための充填材を含有することが好ましい。充填材としては、特にガラスファイバー、炭素繊維あるいはアラミドといった繊維；特にセラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅あるいは炭化ケイ素といった無機材料であって、すべての無機材料は織布、粉末、球体あるいは繊維の形態であり；特にポリイミド（ＰＩ）、ポリアミジミド（ＰＡＩ）、ポリ−フェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）あるいは芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）といった熱可塑性材料；または特に珪灰石あるいは硫酸バリウムといった鉱物材料；またはこれらの混合物を用いることが好ましい。中間層における充填材の好ましい割合は、１〜４０体積％、特に５〜３０体積％である。中間層の厚さは、０．０１〜０．１ｍｍ、特に０．０１〜０．５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１３】
本発明の滑り軸受けにおいて用いられる金属支持体は、様々な性質の表面を有することが可能である。官能化熱可塑性ポリマーを含む中間層の優れた接着特性により、金属支持体は、平滑な面または粗面あるいは構造化表面（例えば、構造のブラッシング、サンドブラスト、エンボス加工により達成される）のいずれかを有することが可能である。表面粗度に関係なく、表面はまた、表面を表面改質（ｓｕｒｆａｃｅ−ｕｐｇｒａｄｅｄ）、特に電解亜鉛めっきすることが可能である。
【００１４】
用いられる材料に関して、金属支持体は、鋼、特に冷間圧延鋼、好ましくは、材料番号１．０３３８あるいは１．０３４７またはマット亜鉛めっき鋼、ステンレス鋼、好ましくは材料番号１．４５１２あるいは１．４７２０、またはアルミニウムまたはこれらの合金から構成することが可能である。
【００１５】
中間層に適用される摺動層は、同様に、フルオロポリマー、特にポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはこれらの混合物を含むことが好ましい。ＰＴＦＥ化合物層として構成された摺動層が特に好ましい。ここで、摺動層は、伝導性を高めるために有孔プラスチックフィルムとして構成されることが可能である。
【００１６】
本発明のメンテナンスフリー滑り軸受けは、摺動層の厚さが０．０１〜１．５ｍｍ、特に０．１〜０．３５ｍｍであるときに優れた滑り特性および長寿命を有する。中間層に適用される摺動層は同様に、熱伝導性を高めるおよび／または摩耗特性を改善するための充填材を含有することが可能である。これらは、特にガラスファイバー、炭素繊維あるいはアラミドといった繊維；特にセラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅あるいは炭化ケイ素といった無機材料であって、すべての無機材料は織布、粉末、球体あるいは繊維の形態であり；特にポリイミド（ＰＩ）、ポリアミジミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）あるいは芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）といった熱可塑性材料；または特に珪灰石あるいは硫酸バリウムといった鉱物材料；またはこれらの混合物であることが好ましい。摺動層における充填材の割合は、１〜４０体積％、特に５〜３０体積％であることが特に好ましい。
【００１７】
本方法の観点において、最初に記載の目的は、中間層および摺動層がその全面にわたって加圧下に加熱されながら支持体に結合されることによる、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のメンテナンスフリー滑り軸受けの製造方法によって達成される。
【００１８】
この方法においては、金属支持体、またならびに中間層および摺動層の両方は、各事例において、連続材料としてロールに巻かれ、加圧下に高温で、積層ローラ装置において互いに結合される。中間層の金属支持体に対するさらに向上した接着を、金属支持体の向上した耐腐食特性と一緒に達成するために、本発明の方法の好ましい実施形態は、中間層の適用の前に、金属支持体の表面を粗面化および／または表面改質（例えば電解亜鉛めっきにより）させる。さらに、金属支持体の表面は、噛み合いが結果的に結合力に好ましい効果を有する可能性により、例えば構造のブラッシング、サンドブラスト、エンボス加工といった機械的構造化により高めることが可能である。
【００１９】
以下に、本発明が、例を示す図面により例示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明による滑り軸受けを概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明による滑り軸受けのＤＩＮ１８９５に準拠した接着強度テストの実験の結果のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明によるメンテナンスフリー滑り軸受けの構造が図１に示されている。ここで、金属支持体が１により示されており、一方で、２が中間層を示し、および３がこれに適用された摺動層を示す。
【００２２】
本発明によれば、中間層２は、式
【化５】
−ＣＯＯＨおよび／または−ＣＯＯＲ（式中、ラジカルＲは、１〜２０個の炭素原子を有する環状または直鎖状の有機ラジカルである）の官能基を有する少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーを含む。官能基は、少なくとも１種の変性剤（Ｂ）の添加により熱可塑性ポリマー（Ａ）に組み込まれることが可能である。好適な変性剤は、例えば、マレイン酸およびその誘導体、特にその無水物、イタコン酸およびその誘導体、特にその無水物、および／またはシトラコン酸およびその誘導体、特にその無水物である。ここで、ポリマー（Ａ）対変性剤（Ｂ）の比は、９９．９ｍｏｌ％の（Ａ）：０．１ｍｏｌ％の（Ｂ）〜８０ｍｏｌ％の（Ａ）：２０ｍｏｌ％の（Ｂ）であることが好ましい。
【００２３】
中間層２に適用された摺動層３は、本事例においては、ＰＴＦＥ化合物テープとして、特に表面前処理済の、好ましくはエッチされたＰＴＦＥ化合物テープとして構成される。用いられるＰＴＦＥ化合物層３は、機械特性を向上させるために、例えば特にガラスファイバー、炭素繊維あるいはアラミドといった繊維；特にセラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅あるいは炭化ケイ素といった無機材料であって、すべての無機材料は織布、粉末、球体あるいは繊維の形態であり；特にポリイミド（ＰＩ）、ポリアミジミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）あるいは芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）といった熱可塑性材料；または特に珪灰石あるいは硫酸バリウムといった鉱物材料；またはこれらの混合物といった種々の充填材を含有することが可能である。
【００２４】
本発明による滑り軸受けの場合において達成された向上した接着強度は、サンドイッチ積層体を用いる１８０°剥離テストにより測定した。この目的のために、中心層が１層の金属支持体により形成されており、中間層２が金属支持体１の両面に適用されており、かつ、外側摺動層３が中間層２の各々に適用されている５層構造を有する試料を製造した。具体的には、官能化ＥＴＦＥを中間層２のための材料として選択肢、グレード１．０３３８の冷間圧延鋼を金属支持体１として選択し、および２５％の充填材含有量を有するＰＴＦＥ化合物テープを摺動層３として選択した。
【００２５】
サンドイッチを製造した後、試料を２５ｍｍの幅を有する帯に切断し、その後、ＤＩＮ１８９５に準拠する１８０°剥離テストに供して引張強度を測定した。
【００２６】
図２に表されている実験結果が示すとおり、官能化ＥＴＦＥが用いられる場合に、特に室温で、標準的なＥＴＦＥと比して接着強度における顕著な改良を達成することが可能であり、この改良は、高温でも存在していた。本出願人らにより実施されたさらなる研究が示したとおり、フルオロポリマー層の官能化により、材料組成に応じて、約８００％以下の接着強度の増加を達成することが可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属支持体（１）、これに直接的に適用された中間層（２）および前記中間層（２）に適用された摺動層（３）を含むメンテナンスフリー滑り軸受けであって、中間層（２）が、式
【化１】
−ＣＯＯＨおよび／または−ＣＯＯＲ（式中、ラジカルＲは、１〜２０個の炭素原子を有する環状または直鎖状の有機ラジカルである）の官能基を有する少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーを含むことを特徴とするメンテナンスフリー滑り軸受け。
【請求項２】
前記中間層（２）の前記少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーが、官能化熱可塑性フルオロポリマー、特に、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシエチレン（ＰＦＡ）またはテトラフルオロ−エチレン−パーフルオロ（メチルビニルエーテル）コポリマー（ＭＦＡ）であって、特に好ましくはエチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）であることを特徴とする、請求項１に記載の滑り軸受け。
【請求項３】
少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーを含む前記中間層（２）が、式：
ＣＦ２＝ＣＦ−Ｏ−Ｒ１
（式中、Ｒ１が、パーフルオロエチル、パーフルオロ−ｎ−プロピルまたはパーフルオロ−ｎ−ブチルラジカルである）のパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）とテトラフルオロ−エチレンとのコポリマーをさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の滑り軸受け。
【請求項４】
前記中間層（２）の厚さが、前記金属支持体（１）の表面の粗度プロファイルの最大プロファイルピーク高さと最大プロファイル谷深さとの距離として定義される前記金属支持体（１）の粗度に基本的に対応することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項５】
前記中間層（２）が、式
【化２】
−ＣＯＯＨおよび／または−ＣＯＯＲの官能基を有する前記官能化熱可塑性ポリマーの２つの層を含み、金属中間層がこれら２つの層の間に埋設されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項６】
前記金属中間層がエキスパンドメタルとして構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の滑り軸受け。
【請求項７】
前記金属中間層が、ステンレス鋼、アルミニウムまたは青銅を含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の滑り軸受け。
【請求項８】
前記中間層（２）が、熱伝導性を高めるおよび／または摩耗特性を改善するための充填材を含有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項９】
前記中間層（２）が、特にガラスファイバー、炭素繊維あるいはアラミドといった繊維；特にセラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅あるいは炭化ケイ素といった無機材料であって、すべての無機材料は織布、粉末、球体あるいは繊維の形態であり；特にポリイミド（ＰＩ）、ポリアミジミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）あるいは芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）といった熱可塑性材料；または特に珪灰石あるいは硫酸バリウムといった鉱物材料；またはこれらの混合物を充填材として含有することを特徴とする、請求項８に記載の滑り軸受け。
【請求項１０】
前記充填材の割合は１〜４０体積％、特に５〜３０体積％であることを特徴とする、請求項８または９に記載の滑り軸受け。
【請求項１１】
前記中間層（２）が、０．０１〜０．１ｍｍ、特に０．０１〜０．０５ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１２】
前記金属支持体（１）が平滑な表面を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１３】
前記金属支持体（１）が粗面を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１４】
前記金属支持体（１）が、表面改質された、特に電解亜鉛めっきされた表面を有することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１５】
前記金属支持体（１）が、鋼、特に冷間圧延鋼、特に材料番号１．０３３８あるいは１．０３４７、またはマット亜鉛めっき鋼、ステンレス鋼、好ましくは材料番号１．４５１２あるいは１．４７２０のもの、またはアルミニウムまたはこれらの合金を含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１６】
前記中間層（２）に適用された前記摺動層（３）がポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトンまたはこれらの混合物を含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１７】
前記摺動層（３）がＰＴＦＥ化合物層として構成されていることを特徴とする、請求項１６に記載の滑り軸受け。
【請求項１８】
前記摺動層（３）が、有孔および／または通気性プラスチックフィルムとして構成されていることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１９】
前記摺動層（３）が、０．０１〜１．５ｍｍ、特に０．１〜０．３５ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項２０】
前記摺動層（３）が、熱伝導性を高めるおよび／または摩耗特性を改善するための充填材を含有していることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項２１】
前記充填材が、特にガラスファイバー、炭素繊維あるいはアラミドといった繊維；特にセラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅あるいは炭化ケイ素といった無機材料であって、すべての無機材料は織布、粉末、球体あるいは繊維の形態であり；特にポリイミド（ＰＩ）、ポリアミジミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）あるいは芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）といった熱可塑性材料；または特に珪灰石あるいは硫酸バリウムといった鉱物材料；またはこれらの混合物であることを特徴とする、請求項２０に記載の滑り軸受け。
【請求項２２】
前記充填材の割合が１〜４０体積％、特に５〜３０体積％であることを特徴とする、請求項２０または２１に記載の滑り軸受け。
【請求項２３】
中間層（２）および摺動層（３）が、その全面にわたって加圧下に加熱されながら金属支持体（１）に結合されることを特徴とする、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のメンテナンスフリー滑り軸受けの製造方法。
【請求項２４】
前記中間層（２）の適用の前に、前記金属支持体（１）の表面が粗面化および／または表面改質（例えば電解亜鉛めっきにより）されることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項１】
金属支持体（１）、これに直接的に適用された中間層（２）および前記中間層（２）に適用された摺動層（３）を含むメンテナンスフリー滑り軸受けであって、中間層（２）が、式
【化１】
−ＣＯＯＨおよび／または−ＣＯＯＲ（式中、ラジカルＲは、１〜２０個の炭素原子を有する環状または直鎖状の有機ラジカルである）の官能基を有する少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーを含むことを特徴とするメンテナンスフリー滑り軸受け。
【請求項２】
前記中間層（２）の前記少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーが、官能化熱可塑性フルオロポリマー、特に、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシエチレン（ＰＦＡ）またはテトラフルオロ−エチレン−パーフルオロ（メチルビニルエーテル）コポリマー（ＭＦＡ）であって、特に好ましくはエチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）であることを特徴とする、請求項１に記載の滑り軸受け。
【請求項３】
少なくとも１種の官能化熱可塑性ポリマーを含む前記中間層（２）が、式：
ＣＦ２＝ＣＦ−Ｏ−Ｒ１
（式中、Ｒ１が、パーフルオロエチル、パーフルオロ−ｎ−プロピルまたはパーフルオロ−ｎ−ブチルラジカルである）のパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）とテトラフルオロ−エチレンとのコポリマーをさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の滑り軸受け。
【請求項４】
前記中間層（２）の厚さが、前記金属支持体（１）の表面の粗度プロファイルの最大プロファイルピーク高さと最大プロファイル谷深さとの距離として定義される前記金属支持体（１）の粗度に基本的に対応することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項５】
前記中間層（２）が、式
【化２】
−ＣＯＯＨおよび／または−ＣＯＯＲの官能基を有する前記官能化熱可塑性ポリマーの２つの層を含み、金属中間層がこれら２つの層の間に埋設されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項６】
前記金属中間層がエキスパンドメタルとして構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の滑り軸受け。
【請求項７】
前記金属中間層が、ステンレス鋼、アルミニウムまたは青銅を含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の滑り軸受け。
【請求項８】
前記中間層（２）が、熱伝導性を高めるおよび／または摩耗特性を改善するための充填材を含有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項９】
前記中間層（２）が、特にガラスファイバー、炭素繊維あるいはアラミドといった繊維；特にセラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅あるいは炭化ケイ素といった無機材料であって、すべての無機材料は織布、粉末、球体あるいは繊維の形態であり；特にポリイミド（ＰＩ）、ポリアミジミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）あるいは芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）といった熱可塑性材料；または特に珪灰石あるいは硫酸バリウムといった鉱物材料；またはこれらの混合物を充填材として含有することを特徴とする、請求項８に記載の滑り軸受け。
【請求項１０】
前記充填材の割合は１〜４０体積％、特に５〜３０体積％であることを特徴とする、請求項８または９に記載の滑り軸受け。
【請求項１１】
前記中間層（２）が、０．０１〜０．１ｍｍ、特に０．０１〜０．０５ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１２】
前記金属支持体（１）が平滑な表面を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１３】
前記金属支持体（１）が粗面を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１４】
前記金属支持体（１）が、表面改質された、特に電解亜鉛めっきされた表面を有することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１５】
前記金属支持体（１）が、鋼、特に冷間圧延鋼、特に材料番号１．０３３８あるいは１．０３４７、またはマット亜鉛めっき鋼、ステンレス鋼、好ましくは材料番号１．４５１２あるいは１．４７２０のもの、またはアルミニウムまたはこれらの合金を含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１６】
前記中間層（２）に適用された前記摺動層（３）がポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトンまたはこれらの混合物を含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１７】
前記摺動層（３）がＰＴＦＥ化合物層として構成されていることを特徴とする、請求項１６に記載の滑り軸受け。
【請求項１８】
前記摺動層（３）が、有孔および／または通気性プラスチックフィルムとして構成されていることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項１９】
前記摺動層（３）が、０．０１〜１．５ｍｍ、特に０．１〜０．３５ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項２０】
前記摺動層（３）が、熱伝導性を高めるおよび／または摩耗特性を改善するための充填材を含有していることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の滑り軸受け。
【請求項２１】
前記充填材が、特にガラスファイバー、炭素繊維あるいはアラミドといった繊維；特にセラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅あるいは炭化ケイ素といった無機材料であって、すべての無機材料は織布、粉末、球体あるいは繊維の形態であり；特にポリイミド（ＰＩ）、ポリアミジミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）あるいは芳香族ポリエステル（Ｅｋｏｎｏｌ）といった熱可塑性材料；または特に珪灰石あるいは硫酸バリウムといった鉱物材料；またはこれらの混合物であることを特徴とする、請求項２０に記載の滑り軸受け。
【請求項２２】
前記充填材の割合が１〜４０体積％、特に５〜３０体積％であることを特徴とする、請求項２０または２１に記載の滑り軸受け。
【請求項２３】
中間層（２）および摺動層（３）が、その全面にわたって加圧下に加熱されながら金属支持体（１）に結合されることを特徴とする、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のメンテナンスフリー滑り軸受けの製造方法。
【請求項２４】
前記中間層（２）の適用の前に、前記金属支持体（１）の表面が粗面化および／または表面改質（例えば電解亜鉛めっきにより）されることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１０−５２５２４５（Ｐ２０１０−５２５２４５Ａ）
【公表日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０３３６４（Ｐ２０１０−５０３３６４）
【出願日】平成１９年１０月１０日（２００７．１０．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０６０７３６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１２８５７９
【国際公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（５０８２９８２３７）サン−ゴバン パフォーマンス プラスチックス パンプス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (7)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１０日（２００７．１０．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０６０７３６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１２８５７９
【国際公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（５０８２９８２３７）サン−ゴバン パフォーマンス プラスチックス パンプス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (7)
【Ｆターム（参考）】
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