JP2013539846A - ブッシュのためのキャストフルオロポリマーフィルム - Google Patents

Abstract

方法には、キャリアの上へ摩擦低減層をキャスティングし、その摩擦低減層を被覆する接着剤層をキャスティングして、多層キャストフィルムを形成することが含まれる。本方法にはさらに、その多層キャストフィルムを支持基材に積層させて、複合体を形成させ、その複合体を成形することも含まれる。その支持基材は、摩擦低減層に対してよりも、接着剤層に対してより近くに配置される。

Description

本開示は、一般的には、ブッシュのためのキャストフルオロポリマーフィルムに関する。

支持基材と滑り上塗層とからなる滑り軸受複合体は一般に公知である。

滑り軸受複合体を使用して、各種の軸受、たとえば自動車産業において使用される滑り軸受ブッシュを形成することができる。そのような滑り軸受ブッシュは、ドア、ボンネット、およびエンジンルームのヒンジ、シート、ステアリングコラム、フライホイール、バランサ軸受などに使用することができる。さらには、それらの滑り軸受複合体から形成された滑り軸受ブッシュは、非自動車的な用途においても使用することができる。

軸受の改良が、継続的に必要とされている。

一つの例示的な実施態様においては、本方法は、キャリアの上へ摩擦低減層をキャスティングし、その摩擦低減層を被覆する接着剤層をキャスティングして、多層キャストフィルムを形成することを含むことができる。その方法にはさらに、その多層キャストフィルムを支持基材に積層して複合体を形成させ、その複合体を成形することもまた含むことができる。その支持基材は、摩擦低減層に対してよりも、接着剤層に対してより近くに配置することができる。

また別の例示的な実施態様においては、方法が、ポリイミドキャリアの第一および第二の側面の上に第一および第二の摩擦低減層をキャスティングし、それらの第一および第二の摩擦低減層を被覆する第一および第二の接着剤層をキャスティングして、第一および第二の多層キャストフィルムを形成することを含むことができる。その方法にはさらに、それらの第一および第二の多層キャストフィルムを第一および第二の支持基材に積層して第一および第二の複合体を形成させ、その複合体を成形することもまた含むことができる。

それぞれの複合体において、その支持基材は、摩擦低減層に対してよりも、接着剤層に対してより近くに配置することができる。

一つのさらなる実施態様においては、方法が、支持基材の表面の上に接着剤層をキャスティングし、その接着剤層を被覆する摩擦低減層をキャスティングして、多層キャストフィルムを有する複合体を形成することを含むことができる。その方法にはさらに、その複合体を成形することもまた含むことができる。

さらにまた別の例示的な実施態様においては、ブッシュに、第一の主表面を有する支持基材、およびその支持基材の第一の主表面に積層させたキャストフルオロポリマーフィルムを含むことができる。そのキャストフルオロポリマーフィルムには、摩擦低減層および接着剤層を含むことができる。その支持基材は、摩擦低減層に対してよりも、接着剤層に対してより近くに配置することができる。

さらなる一つの実施態様においては、ブッシュに、第一の主表面を有する支持基材、およびその支持基材の第一の主表面に積層させたキャストフルオロポリマーフィルムを含むことができる。そのキャストフルオロポリマーフィルムは、摩擦低減層および接着剤層を含むことができる。その支持基材は、摩擦低減層に対してよりも、接着剤層に対してより近くに配置することができる。そのブッシュはさらに、そのキャストフルオロポリマーフィルムを被覆するコーティング層を含むこともできる。

添付の図面を参照することによって、本発明の開示が当業者によりよく理解され、その多くの特徴および利点が明らかになるであろう。

例示的なブッシュの層構造を示す図である。 例示的な多層キャストフィルムを示す図である。 多層キャストフィルムを使用した複合体を形成するための例示的なシステムを示すブロック図である。 多層キャストフィルムを使用した複合体を形成する際の例示的な層構造を示す図である。 ブッシュの各種の実施態様を示す図である。 例示的なヒンジを示す図である。 例示的なヒンジを示す図である。 例示的なヒンジを示す図である。 例示的な自転車のヘッドセットを示す図である。

異なった図面において同一の参照記号を使用して、類似または同一の品目であることを示している。

一つの例示的な実施態様においては、ブッシュには、第一の主表面を有する支持基材と、その支持基材の第一の主表面に積層させたキャストポリマーフィルム、たとえばキャストフルオロポリマーフィルムを含むことができる。そのキャストポリマーフィルムには、摩擦低減層および接着剤層を含むことができる。その支持基材は、摩擦低減層に対してよりも、接着剤層に対してより近くに配置することができる。そのブッシュは、二つの構成要素の間に滑り係合を与えて、それら二つの構成要素の間で伝達される騒音および振動を実質的に低減させることができる。そのキャストフィルムの摩擦低減層は、それらの構成要素の一つの表面と接触状態にあるようにすることができる。

図１は、全体として１００で表される、複合体の各種の層を示す断面を示している。一つの実施態様においては、その複合体１００はブッシュであってよい。別の場合として、その複合体を成形して、その他の各種の構造、たとえばバッキングシートまたはパン、ルーフィングパネルなどとすることもできる。複合体１００には支持基材１０２を含むことができる。その支持基材１０２は、金属支持層とすることができる。その金属支持層としては、金属または金属合金、たとえば、炭素鋼、ばね鋼などの鋼、鉄、アルミニウム、亜鉛、銅、マグネシウム、またはそれらの任意の組み合わせを挙げることができる。

その支持基材１０２に対して多層キャストフィルム１０４を積層させることができる。その多層キャストフィルム１０４には、摩擦低減層１０６、接着剤層１０８、および場合によっては中間ポリマー層１１０を含むことができる。摩擦低減層１０６としては、フルオロポリマーたとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素化エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）、ポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシポリマー、またはそれらの任意の組み合わせを挙げることができる。一つの実施態様においては、その摩擦低減層１０６が、約０．４以下、たとえば約０．２以下、さらには約０．１５以下の摩擦係数を有することができる。

さらに、摩擦低減層１０６には、充填剤たとえば、摩擦低減性充填剤を含むことができる。摩擦低減層１０６の中で使用することが可能な充填剤の例としては以下のものを挙げることができる：ガラス繊維、炭素繊維、ケイ素、グラファイト、ＰＥＥＫ、二硫化モリブデン、芳香族ポリエステル、炭素粒子、青銅、フルオロポリマー、熱可塑性プラスチック充填剤、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ＰＰＳ、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＯ２）、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー（ＬＣＰ）を含む）、および鉱物質粒子たとえばウォラストナイトおよび硫酸バリウム、またはそれらの任意の組み合わせ。ＬＣＰとは、部分的に配向される芳香族ポリエステルであって、液相中において高度に配向された領域を形成することが可能である。充填剤は、ビーズ、繊維、粉体、メッシュ、またはそれらの任意の組み合わせの形態をとることができる。一つの具体例においては、その摩擦低減層が、微小板形状の充填剤、たとえばグラファイト、窒化ホウ素、マイカ、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。それらの微小板形状の充填剤は、摩擦低減層１０６に沿って配向することができる。とりわけ、その微小板形状の充填剤の厚み方向を、摩擦低減層１０６の厚み方向と実質的に平行になるようにすることができる。

接着剤層１０８としては、以下のものを含む接着剤を挙げることができる：フルオロポリマー、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテル／ポリアミドコポリマー、エチレン酢酸ビニル、またはそれらの任意の組み合わせ。接着剤層１０８の中に含まれるフルオロポリマー例としては、溶融加工が可能なフルオロポリマー、たとえば、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、またはそれらの任意の組み合わせを挙げることができる。さらに、その接着剤は、−Ｃ＝Ｏ、−Ｃ−Ｏ−Ｒ、−ＣＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ、−ＣＦ_２＝ＣＦ−ＯＲ、またはそれらの任意の組み合わせから選択される少なくとも１種の官能基を含むことができるが、ここでＲは、１〜２０個の炭素原子を含む環状または直鎖状の有機基である。

一つの実施態様においては、その接着剤層１０８が、約０．５ミル以下、たとえば約０．４ミル以下、たとえば約０．３ミル、さらには約０．２ミル以下の厚みを有していることができる。一つの具体的な実施態様においては、その接着剤層１０８が、少なくとも約０．１ミルの厚みを有することができる。

中間ポリマー層１１０としては、フルオロポリマーたとえば、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＦＡ、またはそれらの任意の組み合わせを挙げることができる。一つの例においては、その中間ポリマー層１１０には、フルオロポリマーのブレンド物、たとえばＰＴＦＥとＰＦＡとのブレンド物を含むことができる。さらに、中間ポリマー１１０には、充填剤、たとえば摩擦低減性充填剤、顔料、臭気発生性充填剤、騒音発生性充填剤、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。

一つの実施態様においては、中間ポリマー層１１０の中に顔料を含ませて、摩耗の深さが視覚的にわかるようにしてもよい。たとえば、中間ポリマー層１１０に赤色顔料を含ませることができる。ブッシュが摩耗するにつれて、その表面の色を次第に赤く変化させることができる。ブッシュを視覚的に観察することによって、ブッシュの交換の必要性を容易に決めることが可能である。

また別の実施態様においては、臭気発生性充填剤を中間ポリマー層１１０の中に加えて、ブッシュの交換の必要性を示させることもできる。たとえば、露出すると刺激臭を発生する充填剤を中間ポリマー層１１０に含ませておくと、ブッシュを視覚的に検査するために停止させることなく、ブッシュの交換必要性を決める方法が得られる。

さらにまた別の実施態様においては、騒音発生性充填剤を中間ポリマー層１１０の中に加えて、ブッシュの交換の必要性を占めさせることもできる。たとえば、中間ポリマー層１１０には、中間ポリマー層１１０が露出したときに、動きに応じて耳に聞こえるような徴候を示す充填剤を含ませておくと、ブッシュを視覚的に検査するために停止させることなく、ブッシュの交換必要性を決める方法が得られる。

一つのさらなる実施態様においては、充填剤のタイプと量、ポリマーのタイプ、またはその他適切なアプローチ方法を変化させることによって、摩擦低減層１０６および中間ポリマー層１１０の潤滑特性を改質することが可能である。たとえば、ブッシュの摩耗面に近い層たとえば摩擦低減層１０６が低い摩擦係数を有することが可能で、それに対して、支持基材に近い層たとえば中間ポリマー層１１０が低い摩耗速度を有することが可能であれば、それによって、通常の操作では低い摩擦表面を与える一方で、ブッシュの使用寿命が終わり近くになると、反対側の表面が支持基材と接触することを防ぐことができる。

図２は、多層構造２００の、また別の例示的な実施態様の断面を示している。多層構造２００には、除去可能なキャリア２０２および多層キャストフィルム２０４を含むことができる。その多層キャストフィルム２０４は、支持基材に積層し、除去可能なキャリア２０２から外すことが可能である。その多層構造には、場合によっては、多層キャストフィルム２０６を含むこともできる。そのキャリア２０２は、キャストフィルムのシンター温度（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）では熱的に安定であって、ポリマーまたは金属を含むことができる。一つの実施態様においては、そのキャリア２０２をアルミニウムシートとすることができる。また別の実施態様においては、そのキャリアを、ポリイミドシート、またはシリコーンコーティングされた布帛、たとえばガラス布とすることができる。一つの例においては、多層キャストフィルム２０４には、キャリア２０２と接触状態にある摩擦低減層２０８、その多層構造上の外側表面を形成する接着剤層２１０、およびそれらの間の１層または複数の中間ポリマー層２１２Ａ、２１２Ｂ、および２１２Ｃを含むことができる。同様にして、多層キャストフィルム２０６には、キャリア２０２と接触状態にある摩擦低減層２１４、その多層構造上の外側表面を形成する接着剤層２１６、およびそれらの間の１層または複数の中間ポリマー層さらなる中間ポリマー層２１８Ａ、２１８Ｂ、および２１８Ｃを含むことができる。摩擦低減層２０８および２１４が摩擦低減層１０６と類似であり、接着剤層２１２および２１６が接着剤層１０８と類似であり、そして中間ポリマー層２１８Ａ、２１８Ｂ、および２１８Ｃが中間ポリマー層１１０と類似であるようすることができる。

話題をブッシュを成形するための方法に変えると、多層キャストフィルムは、キャリアの上にポリマー分散体をキャスティングすることによって形成することができる。そのキャリアは、加工条件たとえばキャストフィルムのシンター温度には耐えることができる。一つの具体例においては、そのキャリアをポリイミドキャリアとすることができる。キャストポリマーの分散体を乾燥させて、溶媒を除去し、加熱してポリマーを互いに溶融させてポリマー層とすることができる。場合によっては、そのポリマー層をカレンダー加工することもできる。さらには、そのポリマー層をシンターさせて、ポリマー層の多孔度を低下させることもできる。このプロセスは、これらに続く層にも繰り返すことができる。一つの具体的な実施態様においては、その接着剤層をシンターなしで添加してもよい。一般的には、摩擦低減層を、第一の層としてキャリアに塗布し、接着剤層を、最後の層としてキャリアに塗布して、その接着剤層が、それ以降の積層の際に暴露されて支持基材と接触状態になるようにするであろう。

その多層キャストフィルムを支持基材に積層して、複合体シートを形成することができる。図３には、支持基材に対して多層キャストフィルムを積層するための、全体として３００で表される例示的なシステムを示している。システム３００には、多層キャストフィルムフィードロール３０２、ならびに支持基材フィードロール３０４および３０６を含むことができる。その多層キャストフィルムフィードロール３０２は、キャリアの両側に多層キャストフィルムを供給することができ、支持基材フィードロール３０４および３０６はそれぞれ支持基材を供給することができる。システム３００にはさらに、多層キャストフィルムと支持基材とを合わせて積層して２枚の複合体シートを形成するための、積層機３０８たとえばオーブンまたはホットロールを含むもこともできる。

図４は、積層の際に一時的に形成される層４００の配列を示している。配列４００には、キャリア４０２、そのキャリア４０２の上に被覆された多層キャストフィルム４０４、そのキャリア４０２の下に被覆された多層キャストフィルム４０６を含むことができる。基材４０８は、その多層キャストフィルム４０４の上に重ねることが可能であり、基材４１０は、その多層キャストフィルム４０６の下に重ねることが可能である。

図３に戻ると、複合体シートをキャリアから分離させて、複合体シート引取りロール３１０および３１２に引き取ることができる。さらに、キャリアも、キャリア引取りロール３１４に引き取ることができる。キャリアは再使用してさらなる多層キャストフィルムを形成することができ、複合体シートをさらなる加工に送ることもできる。

一つのまた別の実施態様においては、フルオロポリマー接着剤を含むポリマー分散体を、支持基材の上にキャスティングすることができる。その分散体を乾燥させて溶媒を除去して、接着剤層を形成することができる。場合によっては、中間ポリマー分散体を接着剤層の上にキャスティングし、乾燥させて中間ポリマー層を形成することもできる。さらに、摩擦低減性ポリマー分散体を、接着剤層または中間層の上に塗布することもできる。摩擦低減性ポリマー分散体を乾燥させて溶媒を除去して摩擦低減性ポリマー層を形成させ、それによって、接着剤層、摩擦低減層、および場合によっては中間ポリマー層を含む多層キャストポリマーフィルムを有する複合体シートを形成することができる。

一つの実施態様においては、支持基材をフィードスプールによって供給することができ、そして多層キャストフィルムの塗布を連続プロセスで実施することができる。その複合体は、引取りスプールに引き取ることができる。複合体は、その引取りスプールから、切断または成形装置に供給することができる。別の場合として、複合体をインラインの切断または成形装置に供給することも可能であり、この場合は、引取りスプール上への引取りを必要としない。

複合体シートは切断してストリップまたはブランクとすることが可能で、それらを成形して、ブッシュとすることができる。たとえば、積層品をロール加工およびフランジ加工して半製品の所望の形状のブッシュを形成することによって、ブランクからブッシュを形成することができる。一つの実施態様においては、ブッシュが、円筒状の形状の部分を有するようにすることができる。また別の実施態様においては、ブッシュが、円錐状の形状を有するようにすることもできる。さらには、ブッシュが、１端または複数の端部にフランジ付きの部分を有するようすることもできる。さらに、滑り層を、ブッシュの内側表面上、またはブッシュの外側表面上に置くこともできる。別の場合として、複合体シートを切断して、他の適切な構造体、たとえばベーキングシートまたはルーフィングパネルに成形することもできる。

図５Ａ〜５Ｆは、ブランクから形成することが可能ないくつかのブッシュの形状を示している。図５Ａは、ロール加工によって形成することが可能な円筒状のブッシュを示している。図５Ｂは、ロール加工およびフランジ加工によって形成することが可能なフランジ付きブッシュを示している。図５Ｃは、テーパー部分をロール加工し、末端をフランジ加工することによって形成することが可能なテーパー付き円筒部分を有するフランジ付きブッシュを示している。図５Ｄは、フランジ付きブッシュを貫通して取り付けたシャフトピンを用いてハウジングの中に取り付けたフランジ付きブッシュを示している。図５Ｅは、二面フランジ付きブッシュを貫通して取り付けたシャフトピンを用いてハウジングの中に取り付けた二面フランジ付きブッシュを示している。図５Ｆは、ロール加工およびフランジ加工ではなく、スタンピング加工および冷間深絞り加工を使用して形成することが可能なＬ形のブッシュを示している。

一つの具体例においては、ブッシュをヒンジにおいて使用することが可能である。たとえば、図６および７には、たとえば自動車のドアヒンジ、ボンネットヒンジ、エンジンルームヒンジなどの例示的なヒンジ６００を示している。ヒンジ６００には、内側ヒンジ部分６０２および外側ヒンジ部分６０４を含むことができる。ヒンジ部分６０２および６０４は、リベット６０６および６０８と、ブッシュ６１０および６１２とによって結合することができる。ブッシュ６１０および６１２は、先に説明したような振動減衰型のブッシュとすることができる。図７は、ヒンジ６００の断面を示していて、リベット６０８およびブッシュ６１２をさらに詳しく示している。

図８には、たとえば自動車のドアヒンジ、ボンネットヒンジ、エンジンルームヒンジなどの、また別の例示的なヒンジ８００を示している。ヒンジ８００には、ピン８０６およびブッシュ８０８によって結合された第一のヒンジ部分８０２および第二のヒンジ部分８０４を含むことができる。ブッシュ８０８は、先に説明したような振動減衰型のブッシュとすることができる。

また別の例においては、ヘッドセットにおいてブッシュを使用することができる。たとえば、図９には、２輪式の乗り物、たとえば自転車のための例示的なヘッドセット９００を示している。ハンドルチューブ９０２は、ヘッドチューブ９０４の中に挿入することができる。ブッシュ９０６および９０８をハンドルチューブ９０２とヘッドチューブ９０４との間に設けて、芯合わせを維持し、ハンドルチューブ９０２とヘッドチューブ９０４との間の接触を防止することができる。さらに、シール９１０および９１２によって、ブッシュの滑り面がゴミやその他の粒子状物質に触れるのを防ぐことができる。

一つの実施態様においては、多層キャストフィルムを使用すると、削りだし（ｓｋｉｖｅｄ）ポリマーフィルムよりも著しい利点を得ることができる。一般的には、削りだしポリマーフィルムは、ビレットから製造されるが、そのビレットは大量の粒状のポリマーをシンターさせて単一の塊とすることによって製造される。ビレットへの加工では、そのシンター温度では不安定であったりあるいはシンター工程の際にガスを発生したりする可能性がある、ある種の充填剤の使用が制限されることがあり得る。キャストフィルムを使用すると、シンター時間を顕著に短縮し、ある種の充填剤からガスの発生させないようにすることができる。さらに、キャストフィルムは、削りだしフィルムに比較して、改良された機械的性質、たとえば引張強さおよび耐破損性を有することができる。さらに、キャストフィルムの潤滑特性も、ビレットの固体のポリマーの塊の中にあるよりは、よりよく調節することができる。その結果として、キャストフィルムを使用すれば、ばらつきがより少ない製品を製造することができ、多層キャストフィルムの異なった層の間で潤滑特性を変化させることができる。

一つのさらなる実施態様においては、多層キャストフィルムを使用することによって、ポリマー−金属複合体を使用するよりも著しい利点を得ることができる。ポリマー−金属複合体は、粒状のポリマーを金属のメッシュとカレンダー加工するか、またはポリマー分散体を用いて多孔質の金属をコーティングし、そのポリマー−金属複合体をシンターさせることによって形成することができる。多層キャストフィルムでは、たとえば層によって潤滑特性を変化させて、潤滑特性をよりよく調節することが可能となり、またより薄い製品を製造することが可能となる。

さらにまた別の例においては、ブッシュに、第一の主表面を有する支持基材、およびその支持基材の第一の主表面に積層させたキャストフルオロポリマーフィルムを含ませる。そのキャストフルオロポリマーフィルムは摩擦低減層および接着剤層を含むことができるが、その支持基材は、摩擦低減層に対してよりも、接着剤層に対してより近くに配置することができる。そのブッシュにはさらに、そのキャストフルオロポリマーフィルムを被覆するコーティング層を含むこともできる。

一つの実施態様においては、そのコーティング層が潤滑剤を含む。潤滑剤は以下のものから選択することができる：オイル、ワックス、グリース、ポリテトラフルオロエチレン、グラファイト、ナノダイヤモンド、デトネーションナノダイヤモンド、二硫化モリブデン、炭素粒子、鉱物質、またはそれらの任意の組み合わせ。

また別の実施態様においては、そのコーティング層が、部分的に硬化させた熱硬化性樹脂を含む。部分的に硬化させた熱硬化性樹脂には、未硬化の熱硬化性樹脂前駆体が含まれる。部分的に硬化させる熱硬化性樹脂は以下のものから選択することができる：エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、またはそれらの任意の組み合わせ。

さらにまた別の実施態様においては、そのコーティング層に充填剤を含むことができる。

いくつかの実施態様においては、そのコーティング層が、少なくとも約０．５ミクロン、たとえば少なくとも約１ミクロン、少なくとも約２ミクロン、少なくとも約４ミクロン、少なくとも約８ミクロン、少なくとも約１０ミクロン、少なくとも約２０ミクロン、少なくとも約１００ミクロン、さらには少なくとも約５００ミクロンの厚みを有することができる。

また別の実施態様においては、そのコーティング層が、約５０００ミクロン以下、たとえば約２０００ミクロン以下、約１５００ミクロン以下、約１０００ミクロン以下、約８００ミクロン以下、約５００ミクロン以下、約２００ミクロン以下、約１００ミクロン以下、約８０ミクロン以下、約５０ミクロン以下、約４０ミクロン以下、約２０ミクロン以下、さらには約１０ミクロン以下の厚みを有することができる。

コーティング層を含む実施態様が、使用時におけるブッシュまたは軸受の対向面（ｃｏｕｎｔｅｒｓｕｒｆａｃｅ）をコンディショニングするのに役立つであろう。これは、使用時において対向面の上に生成する転移膜（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｉｌｍ）を安定化させることによって起きる。その転移膜が、摩擦をさらに軽減するか、または軸受またはブッシュの層の上の対向面の摩耗作用を最小限にする。対向面をコンディショニングすることによって摩耗速度および／または摩擦係数をこのように低減させると、軸受またはブッシュの長期間にわたる使用が最適化される。

コーティング層は、基材物質の積層工程の途中またはその後に塗布することができる。たとえば、成形または形成工程の後に、コーティング層を軸受およびブッシュに対して塗布することができる。別の場合として、軸受またはブッシュの組立のすぐ前または組立後にコーティング層を塗布することもできる。

いくつかの好適なコンディショニング物質は、サブミクロン充填剤の形態の固体潤滑剤である。そのようなサブミクロン充填剤としては、デトネーションナノダイヤモンド（ＤＮＤ）を挙げることができる。いくつかの実施態様においては、そのサブミクロン充填剤をコーティング層の中に分散させることができる。たとえば、サブミクロン充填剤を、ＰＴＦＥ、またはＰＴＦＥを含む樹脂の中に分散させることができる。

また別の実施態様においては、そのコーティング層には、使用時において硬化する物質を含むことができる。この場合、摩擦熱が軸受を加熱し、コーティング層がその対向面に付着し、硬化する。

使用可能な物質は、部分的に硬化させたポリマーたとえば部分的に硬化させた熱硬化性樹脂である。一つの実施態様においては、その部分的に硬化させた熱硬化性樹脂には、未硬化の熱硬化性樹脂が含まれる。たとえば、未硬化または部分的に硬化された樹脂、たとえば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、またはそれらの任意の組み合わせを使用することができる。

一つのさらなる実施態様においては、部分硬化または未硬化の樹脂としては、潤滑剤たとえばＰＴＦＥ、サブミクロン充填剤たとえばＤＮＤ、または本明細書に記載されるかまたは慣用されているその他の潤滑剤を挙げることができる。

さらに、コーティング層には、コンディショニング剤を含むこともできる。コンディショニング剤が対向面と反応して、転移膜が結合または付着するのを助ける。一つの実施態様においては、金属でできている対向面に対しては、そのコンディショニング剤を、化学物質たとえば、リン酸塩、有機リン酸塩、またはＥＤＴＡのようなキレート化剤とすることができる。

サンプル１は、充填されたＰＴＦＥを含むビレットから製造された削りだしフィルムである。

サンプル２は、ポリイミドキャリアの上にＰＴＦＥをキャスティングすることによって製造されたキャストフィルムである。

それらのサンプルの機械的性質を、ＡＳＴＭ Ｄ１７０８およびＤ８８２に従って測定した。表１にそれらの結果を示す。

削りだしフィルム（サンプル１）に比較して、キャストフィルム（サンプル２）は改良された機械的性質を示している。さらに、サンプル２では、縦方向と幅方向の差がより小さい。

上で一般的な記述または実施例において記載された動作（ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ）がすべて必要という訳ではないこと、特定の動作の一部が必要とされなくてもよいこと、および記載されたものに加えてさらなる一つまたは複数の動作が実施されてもよいことに注意されたい。さらに、列記されている動作の順序が必ずしも、それらが実施される順序でなくてもよい。

上述の明細書においては、特定の実施態様に関連させて概念を記載してきた。しかしながら、当業熟練者ならば、以下の特許請求項に言及された本発明の範囲から離れることなく、各種の修正および変更を加えることが可能であることは認識するであろう。したがって、本明細書および図面は、限定を意図しているというよりは説明を意図したものとみなされるべきであって、そのような修正はすべて、本発明の範囲の中に包含されるものとする。

本明細書で使用するとき、「含む（「ｃｏｍｒｉｓｅｓ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｈａｓ」、「ｈａｖｉｎｇ」、またはそれらのその他の各種変化形）」という用語では、非排他的に包含されることが意図されている。たとえば、一連の側面を含むプロセス、方法、物品または装置は、必ずしもそれらの側面だけに限定されるものではなく、明言的に列記されていないか、またはそのようなプロセス、方法、物品または装置に固有のその他の側面を含んでいてもよい。さらに、そうではないと明確に記載されていない限りにおいて、「または（ｏｒ）」は、包含的ＯＲ（ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ−ｏｒ）を指していて、排他的ＯＲ（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ｏｒ）を指すものではない。たとえば、条件ＡまたはＢは以下のいずれか一つを満足させる：Ａが真であり（存在する）且つＢが偽である（存在しない）か、Ａが偽であり（存在しない）且つＢが真である（存在する）か、または、ＡおよびＢの両方が真である（存在する）。

さらに、不定冠詞の「ａ」および「ａｎ」が、本明細書において記述される構成成分および構成要素（ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）を記述するために採用されている。これは単に利便性のために使用されているのであって、本発明の範囲の一般的な意義を与えるためのものである。この記述は、一つまたは少なくとも一つを含むと読み取るべきであり、他の意味を有することが明白でない限りにおいて、その単数形には複数の形も含まれている。

特定の実施態様に関連させて、便益性、その他の利点、および課題の解決法を上に記述してきた。しかしながら、各種の便益性、利点、または解決法をもたらす、あるいはより顕著とさせる可能性のある、便益性、利点、課題の解決法、および各種の特性が、特許請求項のいずれかまたは全てにおいて、必須であったり、必要であったり、または本質的な特性であったりすると解釈してはならない。

明細書を読めば、当業者ならば、本明細書において明確さのために、個別の実施態様の文脈に関連させて記載された幾つかの特色は、一つの実施態様の中の組合せの形で提供されてもよいと認識するであろう。逆に、簡潔さのために一つの実施態様の文脈に関連させて記載された各種の特色は、個別に、あるいは各種のサブ組合せの形で提供されてもよい。さらに、範囲の形で記述された数値を参照する場合には、その範囲の中のありとあらゆる数値が含まれる。

Claims (90)

1. キャリアの上に摩擦低減層をキャスティングする工程と、
   前記摩擦低減層を被覆する接着剤層をキャスティングして多層キャストフィルムを形成する工程と、
   前記多層キャストフィルムを支持基材に対して、前記支持基材が、前記摩擦低減層に対してよりも前記接着剤層に対してより近くなるように積層して、複合体を形成する工程と、
   前記複合体を成形する工程と
   を含む、方法。
2. 前記摩擦低減層をキャスティングする工程が、ポリマー分散体を前記キャリアに塗布する工程、前記ポリマー分散体を乾燥させてポリマー層を形成する工程、および前記ポリマー層をシンターさせる工程を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記接着剤層をキャスティングする工程より前に、前記摩擦低減層を被覆する追加のポリマー層をキャスティングする工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記追加のポリマー層が、フルオロポリマーを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記キャリアが、ポリイミドキャリアである、請求項１に記載の方法。
6. 前記多層キャストフィルムを前記支持基材に積層させた工程の後に、前記多層キャストフィルムから前記キャリアを除去する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記複合体を成形する工程が、ロール加工およびフランジ加工を含む、請求項１に記載の方法。
8. 成形工程が、ブッシュを成形する工程を含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記摩擦低減層をキャスティングする工程および前記接着剤層をキャスティングする工程が、前記キャリアのそれぞれの側に対称な層をキャスティングして、前記キャリアの両側の上に第一および第二の多層キャストフィルムを形成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記支持基材に対して前記多層キャストフィルムを積層させる工程が、第一の支持基材を前記第一の多層キャストフィルムに積層させて第一の複合体を形成する工程と、第二の支持基材を前記第二の多層キャストフィルムに積層させて第二の複合体を形成する工程とを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記摩擦低減層が、フルオロポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレン−プロピレン、ポリビニリデンフルオリド、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレンクロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシポリマー、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記摩擦低減層が、摩擦低減性充填剤を含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記摩擦低減性充填剤が、ガラス繊維、炭素繊維、ケイ素、グラファイト、ポリエーテルエーテルケトン、二硫化モリブデン、芳香族ポリエステル、炭素粒子、青銅、フルオロポリマー、熱可塑性プラスチック充填剤、鉱物質充填剤、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項１３に記載の方法。
15. 前記芳香族ポリエステルが、液晶ポリマーである、請求項１４に記載の方法。
16. 前記充填剤が、配向された微小板状の充填剤である、請求項１３に記載の方法。
17. 前記接着剤層が、フルオロポリマー、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリレート、ポリエーテル／ポリアミドコポリマー、エチレン酢酸ビニル、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
18. 前記接着剤層が、フルオロポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
19. 前記接着剤層の前記フルオロポリマーが、ペルフルオロアルコキシポリマーを含む、請求項１８に記載の方法。
20. ポリイミドキャリアの第一および第二の側面の上に第一および第二の摩擦低減層をキャスティングする工程と、
    前記第一および第二の摩擦低減層を被覆する第一および第二の接着剤層をキャスティングして、第一および第二の多層キャストフィルムを形成する工程と、
    前記第一および第二の多層キャストフィルムを第一および第二の支持基材に対して、それぞれの支持基材が、前記対応する摩擦低減層に対してよりも前記対応する接着剤層に対してより近くなるように積層して、第一および第二の複合体を形成する工程と、
    前記複合体を成形する工程と、
    を含む、方法。
21. 前記摩擦低減層をキャスティングする工程が、ポリマー分散体を前記キャリアに塗布する工程、前記ポリマー分散体を乾燥させてポリマー層を形成する工程、および前記ポリマー層をシンターさせる工程を含む、請求項２０に記載の方法。
22. 実質的に同時に前記第一および第二の摩擦低減層を、塗布し、乾燥させ、シンターさせる、請求項２０に記載の方法。
23. 前記接着剤層をキャスティングする工程より前に、それぞれの摩擦低減層を被覆する追加のポリマー層をキャスティングする工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
24. 前記多層キャストフィルムを前記支持基材に積層させた工程の後に、前記多層キャストフィルムから前記キャリアを除去する工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
25. 前記接着剤層が、フルオロポリマー、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリレート、ポリエーテル／ポリアミドコポリマー、エチレン酢酸ビニル、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるポリマーを含む、請求項２０に記載の方法。
26. 前記複合体を成形する工程が、ロール加工およびフランジ加工を含む、請求項２０に記載の方法。
27. 前記第一および第二の複合体を切断する工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
28. 第一の主表面を有する支持基材と、
    前記支持基材の前記第一の主表面に積層させたキャストフルオロポリマーフィルムであって、前記キャストフルオロポリマーフィルムが、摩擦低減層および接着剤層を含み、前記支持基材が、前記摩擦低減層に対してよりも前記接着剤層に対してより近くに配置されている、キャストフルオロポリマーフィルムと、
    を含むブッシュ。
29. 前記摩擦低減層が、フルオロポリマーを含む、請求項２８に記載のブッシュ。
30. 前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレン−プロピレン、ポリビニリデンフルオリド、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレンクロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシポリマー、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項２９に記載のブッシュ。
31. 前記摩擦低減層が、摩擦低減性充填剤を含む、請求項２９に記載のブッシュ。
32. 前記摩擦低減性充填剤が、ガラス繊維、炭素繊維、ケイ素、グラファイト、ポリエーテルエーテルケトン、二硫化モリブデン、芳香族ポリエステル、炭素粒子、青銅、フルオロポリマー、熱可塑性プラスチック充填剤、鉱物質充填剤、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項３１に記載のブッシュ。
33. 前記芳香族ポリエステルが、液晶ポリマーである、請求項３２に記載のブッシュ。
34. 前記充填剤が、配向された微小板状の充填剤である、請求項３１に記載のブッシュ。
35. 前記配向された微小板状の充填剤の厚みの方向が、前記摩擦低減層の厚みの方向と実質的に平行である、請求項３４に記載のブッシュ。
36. 前記摩擦低減層が、約０．４以下の摩擦係数を有する、請求項２８に記載のブッシュ。
37. 前記摩擦低減層が、約０．２以下の摩擦係数を有する、請求項３６に記載のブッシュ。
38. 前記摩擦低減層が、約０．１５以下の摩擦係数を有する、請求項３７に記載のブッシュ。
39. 前記接着剤層が、フルオロポリマー、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリレート、ポリエーテル／ポリアミドコポリマー、エチレン酢酸ビニル、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるポリマーを含む、請求項２８に記載のブッシュ。
40. 前記接着剤層の前記フルオロポリマーが、ペルフルオロアルコキシポリマーを含む、請求項２８に記載のブッシュ。
41. 前記接着剤層が、約０．５ミル以下の厚みを有する、請求項２８に記載のブッシュ。
42. 前記接着剤層が、約０．４ミル以下の厚みを有する、請求項４１に記載のブッシュ。
43. 前記接着剤層が、約０．３ミル以下の厚みを有する、請求項４２に記載のブッシュ。
44. 前記キャストフルオロポリマーフィルムが、前記摩擦低減層と前記接着剤層との間に１層または複数のフルオロポリマー層を含む、請求項２８に記載のブッシュ。
45. 追加のフルオロポリマー層が、前記ブッシュを交換する時間の信号を発するための信号充填剤を含む、請求項４４に記載のブッシュ。
46. 前記信号が、臭気、色の変化、騒音の増大、またはそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項４５に記載のブッシュ。
47. 前記ブッシュが、円筒状の形状部分を有する、請求項２８に記載のブッシュ。
48. 前記ブッシュが、円錐状の形状を有する、請求項２８に記載のブッシュ。
49. 前記ブッシュが、一端にフランジ付き部分を有する、請求項２８に記載のブッシュ。
50. 前記ブッシュが、他の末端に第二のフランジ付き部分を有する、請求項４９に記載のブッシュ。
51. 前記摩擦低減層が、前記ブッシュの内側表面の上にある、請求項２８に記載のブッシュ。
52. 前記摩擦低減層が、前記ブッシュの外側表面の上にある、請求項２８に記載のブッシュ。
53. 支持基材の表面の上に接着剤層をキャスティングする工程と、
    前記接着剤層を被覆する摩擦低減層をキャスティングして、多層キャストフィルムを有する複合体を形成する工程と、
    前記複合体を成形する工程と、
    を含む、方法。
54. 前記摩擦低減層をキャスティングする工程より前に、前記接着剤層を被覆する中間ポリマー層をキャスティングする工程をさらに含む、請求項５３に記載の方法。
55. フィードスプールから前記支持基材を供給する工程であって、前記接着剤層のキャスティングおよび前記摩擦低減層のキャスティングが連続ラインプロセスにおいて起きる工程をさらに含む、請求項５３に記載の方法。
56. 前記複合体を成形する工程より前に、引取りスプールの上に前記支持基材を引き取る工程をさらに含む、請求項５５に記載の方法。
57. キャリアの上に摩擦低減層をキャスティングする工程と、
    前記摩擦低減層を被覆する接着剤層をキャスティングして多層キャストフィルムを形成する工程と、
    前記多層キャストフィルムを支持基材に対して、前記支持基材が、前記摩擦低減層に対してよりも前記接着剤層に対してより近くなるように積層して、複合体を形成する工程と、
    前記複合体を成形する工程と、
    を含む、方法。
58. ポリイミドキャリアの第一および第二の側面の上に第一および第二の摩擦低減層をキャスティングする工程と、
    前記第一および第二の摩擦低減層を被覆する第一および第二の接着剤層をキャスティングして、第一および第二の多層キャストフィルムを形成する工程と、
    前記第一および第二の多層キャストフィルムを第一および第二の支持基材に対して、それぞれの支持基材が、前記対応する摩擦低減層に対してよりも前記対応する接着剤層に対してより近くなるように積層して、第一および第二の複合体を形成する工程と、
    前記複合体を成形する工程と、
    を含む、方法。
59. 支持基材の表面の上に接着剤層をキャスティングする工程と、
    前記接着剤層を被覆する摩擦低減層をキャスティングして、多層キャストフィルムを有する複合体を形成する工程と、
    前記複合体を成形する工程と、
    を含む、方法。
60. 前記摩擦低減層をキャスティングする工程が、ポリマー分散体を前記キャリアに塗布する工程と、前記ポリマー分散体を乾燥させてポリマー層を形成する工程と、前記ポリマー層をシンターさせる工程とを含む、請求項１または２０に記載の方法。
61. 前記接着剤層をキャスティングする工程より前に、前記摩擦低減層を被覆する追加のポリマー層をキャスティングする工程をさらに含む、請求項１、２０、または５３に記載の方法。
62. 前記追加のポリマー層が、フルオロポリマーを含む、請求項６１に記載の方法。
63. 前記キャリアが、ポリイミドキャリアである、請求項１または２０に記載の方法。
64. 前記多層キャストフィルムを前記支持基材に積層させた工程の後に、前記多層キャストフィルムから前記キャリアを除去する工程をさらに含む、請求項１または２０に記載の方法。
65. 前記複合体を成形する工程が、ロール加工およびフランジ加工を含む、請求項１、２０、または５３に記載の方法。
66. 成形工程が、ブッシュを成形する工程を含む、請求項１、２０、または５３に記載の方法。
67. 前記摩擦低減層が、フルオロポリマー、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレン−プロピレン、ポリビニリデンフルオリド、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレンクロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシポリマー、およびそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１、２０、または５３に記載の方法。
68. 前記摩擦低減性充填層が、摩擦低減性充填剤、たとえばガラス繊維、炭素繊維、ケイ素、グラファイト、ポリエーテルエーテルケトン、二硫化モリブデン、芳香族ポリエステル、炭素粒子、青銅、フルオロポリマー、熱可塑性プラスチック充填剤、鉱物質充填剤、およびそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１１に記載の方法。
69. 前記芳香族ポリエステルが、液晶ポリマーである、請求項１３に記載の方法。
70. 前記充填剤が、配向された微小板状の充填剤である、請求項１３に記載の方法。
71. 前記配向された微小板状の充填剤の厚みの方向が、前記摩擦低減層の厚みの方向と実質的に平行である、請求項７０に記載のブッシュ。
72. 前記接着剤層が、フルオロポリマー、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリレート、ポリエーテル／ポリアミドコポリマー、エチレン酢酸ビニル、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるポリマーを含む、請求項１、２０、または５３に記載の方法。
73. 前記接着剤層が、フルオロポリマー、たとえばペルフルオロアルコキシポリマーを含む、請求項１、２０、または５３に記載の方法。
74. 実質的に同時に前記第一および第二の摩擦低減層を、塗布し、乾燥させ、シンターさせる、請求項２０に記載の方法。
75. 前記第一および第二の複合体を切断する工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
76. 前記摩擦低減層をキャスティングする工程より前に、前記接着剤層を被覆する中間ポリマー層をキャスティングする工程をさらに含む、請求項５３に記載の方法。
77. フィードスプールから前記支持基材を供給する工程であって、前記接着剤層のキャスティングおよび前記摩擦低減層のキャスティングが連続ラインプロセスにおいて起きる工程をさらに含む、請求項５３に記載の方法。
78. 前記複合体を成形する工程より前に、引取りスプールの上に前記支持基材を引き取る工程をさらに含む、請求項５５に記載の方法。
79. 第一の主表面を有する支持基材と
    前記支持基材の前記第一の主表面に積層させたキャストフルオロポリマーフィルムであって、前記キャストフルオロポリマーフィルムが、摩擦低減層および接着剤層を含み、前記支持基材が、前記摩擦低減層に対してよりも前記接着剤層に対してより近くに配置されている、キャストフルオロポリマーフィルムと、
    を含む、請求項１、２０、または５３に記載の方法によって形成されたブッシュ。
80. 前記摩擦低減層が、約０．４以下、約０．２以下、または約０．１５以下の摩擦係数を有する、請求項２８に記載のブッシュ。
81. 前記接着剤層が、約０．５ミル以下、約０．４ミル以下、または約０．３ミル以下の厚みを有する、請求項２８に記載のブッシュ。
82. 前記キャストフルオロポリマーフィルムが、前記摩擦低減層と前記接着剤層との間に１層または複数のフルオロポリマー層を含む、請求項２８に記載のブッシュ。
83. 追加のフルオロポリマー層が、前記ブッシュを交換する時間の信号を発するための信号充填剤を含む、請求項４４に記載のブッシュ。
84. 前記信号が、臭気、色の変化、騒音の増大、またはそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項４５に記載のブッシュ。
85. 第一の主表面を有する支持基材と、
    前記支持基材の前記第一の主表面に積層させたキャストフルオロポリマーフィルムであって、前記キャストフルオロポリマーフィルムが、摩擦低減層および接着剤層を含み、前記支持基材が、前記摩擦低減層に対してよりも前記接着剤層に対してより近くに配置されている、キャストフルオロポリマーフィルムと、
    前記キャストフルオロポリマーフィルムを被覆するコーティング層と、
    を含むブッシュ。
86. 前記コーティング層が、潤滑剤を含む、請求項８５に記載のブッシュ。
87. 前記潤滑剤が、オイル、ワックス、グリース、ポリテトラフルオロエチレン、グラファイト、ナノダイヤモンド、デトネーションナノダイヤモンド、二硫化モリブデン、炭素粒子、鉱物質、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項８６に記載のブッシュ。
88. 前記コーティング層が、部分的に硬化させた熱硬化性樹脂を含む、請求項８５に記載のブッシュ。
89. 前記部分的に硬化させた熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項８８に記載のブッシュ。
90. 前記コーティング層が、充填剤を含む、請求項８５に記載のブッシュ。

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