KR101663975B1

KR101663975B1 - 조합성 접착 슬라이드 층을 가지는 무-보수 슬라이드 베어링

Info

Publication number: KR101663975B1
Application number: KR1020157009069A
Authority: KR
Inventors: 줄리아 치글러; 올라프 슈미트요스; 마크 에이. 아츠
Original assignee: 생―고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 팜푸스 게엠베하
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: WO2014049137A1; CN104641133B; EP2901031B1; EP2901031A1; US20140100144A1; KR20150052305A; CN104641133A; US9803690B2

Abstract

슬라이드 베어링 및 슬라이드 베어링 형성방법이 개시된다. 슬라이드 베어링은 금속 지지체 및 슬라이드 층을 가진다. 다른 층은 슬라이드 층과 접촉되지 않는다. 슬라이드 층은 금속 지지체에 직접 도포된다. 슬라이드 층은 적어도 2종의 중합체들 P1 및 P2의 혼합물을 포함하고, P1은 불소고분자이다. P2는 비-불소화 열가소성 수지 중합체이다.

Description

조합성 접착 슬라이드 층을 가지는 무-보수 슬라이드 베어링{MAINTENANCE-FREE SLIDE BEARING WITH A COMBINED ADHESIVE SLIDING LAYER}

본 발명은 금속 지지체 및 여기에 직접 접하는 슬라이드 층을 포함하는 무-보수 슬라이드 베어링에 관한 것이다.

금속성 지지층 재료, 중간층 및 여기에 도포되는 슬라이드 층을 가지는 층 구조체를 포함하는 무-보수 슬라이드 베어링은 다양한 형태로 선행기술에 오랫동안 알려져 있고 다양한 기술분야, 예를들면 자동차 공학에서 적용된다.

EP 0 394 518 A1에는 바람직하게는 냉간압연강재로 이루어진 금속성 지지층 재료 및 여기에 퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 및 테트라플루오로에틸렌의 공중합체 층이 중간층으로 도포되는 다층 슬라이드 베어링 재료가 기재된다. PTFE 화합물으로 구성되는 슬라이드 층이 다시 중간층에 도포된다. 본 슬라이드 베어링 재료에서, 중간층은 슬라이드 층을 지지층 재료에 접착시키는 기능을 수행한다. 먼저 중간층을 지지층 재료에 부착시키기 위하여, 본 공지 슬라이드 베어링 재료 중 금속성 지지층 재료는 적합한 습식 화학적 수단에 의해 예비 처리되어야 한다. 최적 결과는 금속성 지지체 표면을 크로메이트 처리하여 달성된다. 그러나, 이러한 처리는 환경문제 및 다른 문제들을 포함한 여러 이유들로 문제들을 발생시킨다.

2 층들을 가지는 슬라이드 베어링 재료는 거의 연구되지 않았다. 미국특허출원공개번호 2009/092827은 외면이 폴리아릴에테르케톤 및 불소고분자로 구성되는 취사도구를 개시한다. 그러나, 이러한 조립체는 액체 분산 공정으로 제조되고, 무-보수 슬라이드 베어링에는 적합하지 않은 물품이 된다. 따라서, 무 보수 (maintenance free) 슬라이드 베어링을 개선할 필요성이 계속적으로 존재한다.

따라서, 과도한 금속지지체 예비처리 또는 금속 지지체 및 슬라이드 층 간 중간층 없이 제조될 수 있는 슬라이드 베어링이 바람직할 것이다.

일 양태에서, 슬라이드 베어링은 금속 지지체 및 슬라이드 층을 포함한다. 슬라이드 층은 금속 지지체 상에 압출되어 직접 접촉된다. 슬라이드 층은 적어도 2종의 중합체들을 포함하고 슬라이드 층과 직접 접촉되는 다른 중합체 층을 가지지 않는다.

제2 양태에서, 슬라이드 베어링은 금속 지지체 및 슬라이드 층을 포함한다. 슬라이드 층은 금속 지지체 상에 압출되어 직접 접촉된다. 슬라이드 층은 적어도 2종의 중합체들의 혼합물을 포함한다. 혼합물은 하나의 연속상 (continuous phase)을 포함한다. 혼합물은 하나 이상의 불연속상들을 더욱 포함한다. 또한, 다른 중합체 층은 슬라이드 층과 직접 접촉되지 않는다.

제3 양태에서, 슬라이드 층 형성방법은 2종의 중합체들 P1 및 P2를 배합하는 단계를 포함한다. 본 방법은 블렌드를 가열하여 중합체 에멀션을 형성하는 단계를 더욱 포함한다. 본 방법은 중합체 에멀션을 금속 지지체에 압출하여 슬라이드 층을 형성하는 단계를 포함한다. 슬라이드 층은 고분자 액적들 (polymeric droplets)을 포함한다.

제4 양태에서, 슬라이드 베어링은 금속 지지체 및 슬라이드 층을 포함한다. 슬라이드 층은 금속 지지체와 직접 접촉된다. 슬라이드 층은 비-불소화 열가소성 수지를 포함한다. 비-불소화 수지는 불소고분자 기질에 존재할 수 있다. 불소고분자 기질은 적어도 하나의 불소고분자를 포함한다. 다른 고분자 층은 슬라이드 층과 접촉되지 않는다.

첨부 도면을 참조하면 본 발명은 더욱 양호하게 이해되고 많은 특징 및 이점들이 당업자에게 명백하여 질 것이다.
도 1은 예시적 슬라이드 베어링의 개략 단면도이고;
도 2a, 2b, 2c 및 3a, 3b, 및 3c는 슬라이드 층 샘플의 주사전자현미경 단면 사진이다.
다른 도면에서 동일한 도면 부호는 유사하거나 동일한 부분들을 표시한다.

실시태양에서, 슬라이드 베어링은 금속 지지체, 여기에 직접 도포되는 슬라이드 층을 포함하고, 지지층 재료에 대한 슬라이드 층 접착은 장기간 보장되고 제조과정에서 표면예비처리에 대한 생태학적 문제 발생 공정이 적용되지 않는다.

실시태양에서, 슬라이드 베어링은 2종 이상의 열가소성 중합체들을 포함하는 슬라이드 층을 포함한다. 슬라이드 층은 금속 지지체에 압출되어 이와 직접 접촉된다. 슬라이드 층과 직접 접촉되는 다른 중합체 층이 존재하지 않는다. 슬라이드 층은 적어도 2종의 열가소성 중합체들, P1 및 P2을 포함한다. 제1 중합체 P1은 불소화 중합체이다. P1은 임의의 불소고분자에서 선택된다. 일 실시예에서, P1은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (TFM), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 (FEP), 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE), 테트라플루오로-에틸렌-퍼플루오로(메틸 비닐 에테르) (MFA), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF)에서 선택된다. 다른 실시예에서, P1은 2종 이상의 불소고분자들의 조합이다.

제2 중합체, P2는, 비-불소화 열가소성 중합체이다. P2는 임의의 비-불소화 열가소성 중합체일 수 있다. 실시예에서, P2는 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르케톤 (PEK), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 방향족 폴리에스테르 (APE), 폴리에테르술폰 (PES)에서 선택된다. 다른 실시예에서, P2는 2종 이상의 비-불소화 열가소성 중합체들의 조합이다.

불소화 중합체, P1, 및 비-불소화 열가소성 중합체, P2는, 임의의 중량비로 존재할 수 있다. 예를 들면, P1:P2의 중량비는 약 1:99, 약 5:95, 약 10:90, 약 15:85, 약 20:80, 약 25:75, 약 30:70, 약 35:65, 약 40:60, 약 45:55, 약 50:50, 약 55:45, 약 60:40, 약 65:35, 약 30:70, 약 25:75, 약 20:80, 약 15:85, 약 10:90, 약 5:95, 약 1:99이다. 특정 실시예에서, P1은 P2의 중량 이상으로 존재한다. 예를 들면, 상기 중량비 P1:P2는 약 99:1, 약 98:2, 약 97:3, 약 96:4, 약 95:5, 약 94:6, 약 93:7, 약 92:8, 또는 약 91:9이다.

실시예에서, 슬라이드 층의 각각의 중합체는 다양한 중량%로 존재할 수 있다. 예를들면, P1은 접착층의 적어도 약 1 wt%, 적어도 약 2 wt%, 적어도 약 5 wt%, 적어도 약 10 wt%, 적어도 약 20 wt%, 적어도 약 30 wt%, 적어도 약 40 wt%, 또는 적어도 약 50 wt%로 포함될 수 있다. 다른 실시예에서, P2는 슬라이드 층의 적어도 약 1 wt%, 적어도 약 2 wt%, 적어도 약 5 wt%, 적어도 약 10 wt%, 적어도 약 20 wt%, 적어도 약 30 wt%, 적어도 약 40 wt%, 또는 적어도 약 50 wt%로 포함될 수 있다.

또 다른 실시태양에서, 슬라이드 층의 중합체들은 소정의 중량%를 초과하지 않는다. 예를들면, P1의 중량%는 슬라이드 층의 약 95 wt% 이하, 약 90 wt% 이하, 약 80 wt% 이하, 약 70 wt% 이하, 약 60 wt% 이하, 약 50 wt% 이하, 약 40 wt% 이하, 약 30 wt% 이하, 약 20 wt% 이하, 약 10 wt% 이하, 약 5 wt% 이하, 약 2 wt% 이하, 약 1 wt% 이하이다.

또 다른 실시태양에서, P2의 중량%는 슬라이드 층의 약 95 wt% 이하, 약 90 wt% 이하, 약 80 wt% 이하, 약 70 wt% 이하, 약 60 wt% 이하, 약 50 wt% 이하, 약 40 wt% 이하, 약 30 wt% 이하, 약 20 wt% 이하, 약 10 wt% 이하, 약 5 wt% 이하, 약 2 wt% 이하, 약 1 wt% 이하이다.

임의의 하나의 중합체 P1 또는 P2는 개질화 또는 관능화 될 수 있다. 적어도 하나의 열가소성 중합체 개질화는 미-개질 열가소성 수지의 마찰, 레올로지 또는 접착 특성을 향상시키는 관능기 도입을 포함한다. 실시태양들에서, 개질 중합체는 관능기, 예컨대 다음 식으로 표기되는 케토기, 알콕시기, 히드록실기, 카르복실기, 또는 카르복실 에스테르기를 포함한다:

식 중

라디칼 R은 1 내지 20개의 탄소원자를 가지는 환형 또는 선형 유기 잔기이다.

적어도 하나의 개질제 (M) 첨가에 의해 열가소성 중합체 (P)에 관능기를 결합시킨다. 적합한 개질제는, 예를들면, 말레산 및 이의 유도체, 특히 이의 무수물 (1), 이타콘산 및 이의 유도체, 특히 이의 무수물 (2), 및/또는 시트라콘산 및 이의 유도체, 특히 이의 무수물 (3)이다. 기타 개질제는 메틸아크릴산 및 이의 유도체 (4) 또는 이성질체 크로톤산 및 이의 유도체 (5)를 포함하고, 식 중 (4) 및 (5)에서 R은 수소, 1 내지 20개의 탄소원자를 가지는 환형 또는 선형 유기잔기이다.

여기에서, 중합체 (P) 대 개질제 (M) 비율은 99.9 mol% (P): 0.1 mol% (M) 내지 80 mol% (P): 20 mol% (M)이다.

예를들면, 중합체 (P) 및 개질제 (M)의 비율을 변경시키면 본원에 전체가 통합되는 DIN EN ISO 1133에 기재된 바와 같이 MFI (용융지수)가 변화된다. MFI는 특정 온도 및 하중에서 10 분 이내에 소정 치수의 오리피스를 통과하여 압출되는 중합체 중량으로 결정된다. 일반적으로, 하중은 5 kg이고 온도는 피-특정 재료의 대략 융점이다. 예를들면, PFA 융점은 대략 372°C이고 FEP 또는 ETFE의 융점은 대략 297 °C이다.

실시태양에서, 슬라이드 층의 MFI는 1 내지 100 g/10 분, 예컨대 2 내지 50 g/10 분, 또는 3 내지 25 g/10 분이다.

실시태양들에서, 관능화 중합체는 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 (FEP), 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE), 테트라플루오로-에틸렌-퍼플루오로(메틸 비닐 에테르) (MFA), 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (TFM), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 (ECTFE)을 포함한 임의의 불소중합체로부터 제조된다.

또 다른 실시태양에서, 슬라이드 층은 적어도 하나의 관능화 열가소성 중합체뿐 아니라 다음 식의 퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)의 공중합체를 포함할 수 있다: CF₂=CF-O-R₁, 식 중 R₁ 은 퍼플루오로에틸, 퍼플루오로-n-프로필 또는 퍼플루오로-n-부틸 라디칼, 및 테트라플루오로에틸렌이다.

또 다른 실시태양에서, 슬라이드 층은 상기된 2개의 관능화 열가소성 중합체를 포함한다.

하나의 특정 실시태양에서, 슬라이드 층은 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA) 및 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)을 포함한다. PFA 및 PEEK는 슬라이드 층에서 중량비가 약 5:95 내지 약 95:5, 예컨대 약 10:90 내지 약 90:10, 예컨대 약 20:80 내지 약 80:20, 예컨대 약 30:70 내지 약 70:30, 예컨대 약 40:60 내지 약 60:40, 또는 예컨대 약 50:50로 존재한다.

또 다른 실시태양에서, 슬라이드 층은 동량 또는 그 이상의 PFA를 포함한다. 따라서, PEEK:PFA 중량비는 약 1:99 내지 약 50:50, 예컨대 약 2:98 내지 약 50:50, 약 3:97 내지 약 50:50, 약 4:96 내지 약 50:50, 약 5:95 내지 약 50:50, 약 10:90 내지 약 50:50, 약 15:85 내지 약 50:50, 약 20:80 내지 약 50:50, 약 25:75 내지 약 50:50, 약 30:70 내지 약 50:50, 약 35:65 내지 약 50:50, 약 40:60 내지 약 50:50, 또는 약 45:55 내지 약 50:50이다.

실시태양에서, 슬라이드 베어링은 비-관능화 열가소성 중합체와 비교할 때 상기 유형의 관능기를 가지는 관능화 열가소성 중합체를 포함한 슬라이드 층에서의 적어도 2종의 고분자들에 의한 지지층 재료에 대한 슬라이드 층의 접착력에 특징이 있다. 이러한 접착력은, 예를들면, 180°-T-박리-시험으로 결정되고 본원에서 더욱 설명될 것이다.

슬라이드 베어링의 기계적 및 총괄적 물성을 개선하기 위하여, 슬라이드 층은 충전제를 함유할 수 있다. 충전제는 열전도도 및/또는 내구성을 증가 및/또는 개선시킨다. 충전제는 섬유, 무기 재료, 열가소성 재료, 광물 재료, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 예를들면, 섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 아라미드를 포함한다. 무기 재료는 세라믹 재료, 탄소, 유리, 흑연, 산화알루미늄, 몰리브덴 황화물, 청동, 및 탄화규소를 포함한다. 무기 재료는 직물, 분말, 구체 또는 섬유 형태일 수 있다. 예시적 열가소성 재료는 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 폴리에테르술폰 (PES), 폴리에테르케톤 (PEK), 및 방향족 폴리에스테르 (Ekonol)를 포함한다. 예시적 광물 재료는 규회석 (wollastonite) 및 황산바륨을 포함한다.

슬라이드 층 중 충전제 비율은 약 1 내지 약 40부피%, 예컨대 약 5 내지 약 30부피%, 약 10 내지 약 25부피%, 또는 약 20 내지 약 25부피%이다.

지지체에 도포되는 슬라이드 층은 포접 화합물(inclusion compound)로서 매립 불소중합체(embedded fluoropolymer)를 포함할 수 있다. 이러한 화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리아미드 (PA), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 또는 이들의 혼합물로부터 제조될 수 있다. 특정 실시태양에서, 슬라이드 층은 PTFE 포접 화합물을 포함할 수 있다.

다른 실시태양들에서, 슬라이드 층은 공기-투과성, 기공성 또는 다공성으로 형성된다. 이러한 조직이 충전제 또는 윤활제와 조합되어 열전도도를 개선시킨다.

실시태양에서, 슬라이드 베어링은 적합한 두께에서 우수한 활주 특성 및 장기 수명을 가진다. 슬라이드 층 두께는 약 0.01 mm 내지 약1.5 mm, 예컨대 0.1 mm 내지 약 1.0 mm, 또는 약 0.1 mm 내지 약 0.5 mm, 또는 약 0.1 mm 내지 약 0.35 mm이다.

일 실시태양에서, 금속 지지체는 냉간압연강재이다. 다른 실시태양에서, 금속 지지체는 냉간압연, 연속하여 아연 전기도금된 강재, 알루미늄, 또는 스테인리스 강재이다. 생태학적 문제 및 폐기 처분되는 습식 화학적 예비처리 공정, 특히 크로메이트 처리는 생략될 수 있다.

예를들면, 관능화 열가소성 불소중합체는 적층체로 기술되는 EP 0 848 031 B1에 기재된 접착제의 표면 예비처리를 위한 물리적 공정 (예를들면 코로나 방전에 의한 플라즈마 예비처리)은 더 이상 필요하지 않다. 따라서 슬라이드 베어링 제조공정은 선행기술 대비 상당히 낮은 비용으로 생태학적 영향을 줄이면서 수행될 수 있다.

금속 지지체는 임의의 구조체 또는 형태일 수 있다. 실시태양들에서, 금속 지지체는 판, 시트, 직물, 메쉬 또는 발포 금속일 수 있다. 실시태양에서, 금속 지지체는 강재, 냉간압연강재 재료 No. 1.0338, 냉간압연강재 재료 No. 1.0347, 매트 아연-도금 강재, 스테인리스 강재 재료 No. 1.4512, 스테인리스 강재 재료 No. 1.4720, 스테인리스 강재 재료 No. 1.4310, 알루미늄, 합금, 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다.

다른 실시태양에서, 금속 지지체는 피복을 가진다. 피복은 다른 금속 또는 합금의 층일 수 있다. 실시태양에서, 피복은 적어도 하나의 다음 금속을 함유하는 금속 또는 합금이다: 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 망간, 철, 루테늄, 오스뮴, 코발트, 로듐, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 백금, 구리, 은, 금, 아연, 카드뮴, 수은, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 실리콘, 게르마늄, 주석, 납, 안티몬, 및 비스무트.

또 다른 실시태양에서, 피복은 구리 합금, 구리-주석 합금, 구리-아연 합금, 청동, 인청동, 규소청동, 황동, 또는 임의의 이들의 조합일 수 있다.

추가 실시태양에서, 슬라이드 베어링에 사용되는 금속 지지체는 다양한 특성의 표면을 가질 수 있다. 중합체의 혼합물을 포함하는 접착층의 개선된 접착성으로 인하여, 금속 지지체는 평탄 표면, 거친 또는 구조화 표면 (예를들면, 구조체 브러싱, 샌드블라스팅, 엠보싱으로 획득)일 수 있다. 표면 거칠기와 무관하게, 표면은 개질되어 도금 표면, 예컨대 아연 전기도금 표면을 형성할 수 있다.

예를들면, 금속 지지체의 표면 거칠기는 적어도 약 0.01 미크론, 적어도 약 0.02 미크론, 적어도 약 0.05 미크론, 적어도 약 0.1 미크론, 적어도 약 0.5 미크론, 적어도 약 1 미크론, 적어도 약 2 미크론, 적어도 약 5 미크론, 적어도 약 10 미크론, 적어도 약 20 미크론, 적어도 약 50 미크론, 적어도 약 100 미크론, 적어도 약 200 미크론, 또는 적어도 약 400 미크론일 수 있다.

다른 실시태양에서, 표면 거칠기는 약 400 미크론 이하, 약 200 미크론 이하, 약 100 미크론 이하, 약 50 미크론 이하, 약 25 미크론 이하, 약 20 미크론 이하, 약 15 미크론 이하, 약 10 미크론 이하, 약 5 미크론 이하, 약 3 미크론 이하, 약 2 미크론 이하, 또는 약 1 미크론 이하일 수 있다.

또 다른 실시태양에서, 금속 지지체의 표면 거칠기는 약 0.1 미크론 내지 약 400 미크론, 약 0.5 미크론 내지 약 100 미크론, 또는 약 1 미크론 내지 약 50 미크론이다.

금속 표면은 아연-전기도금 처리되어 조면화, 강화 또는 코팅된다. 이러한 처리는 접착층 도포전에 수행된다. 다른 실시태양에서, 기계적 조직화로 금속 지지체 표면 영역이 증가된다. 조직화는 브러싱-마감, 샌드 블라스팅, 에칭, 다공화, 산세 (pickling), 천공화, 프레싱, 말기 (curling), 오므리기 (deep drawing), 요철제거 (decambering), 증분시트성형 (incremental sheet forming), 아이어닝 (ironing), 레이저 절삭, 압연, 해머링 (hammering), 엠보싱, 언더커팅, 및 임의의 이들의 조합을 포함한다. 예를들면, 구조체의 엠보싱을 통하여, 물림 (intermeshing) 가능성을 높이고, 이는 형성된 결합력에 긍정적인 효과를 제공한다.

실시태양에서, 슬라이드 베어링 제조방법은 중합체 블렌드를 형성하기 위한 적어도 2종의 불소중합체 P1 및 P2 혼합단계를 포함하고, P1은 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA) 또는 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 (FEP)에서 선택된다. 본 방법은 중합체 블렌드 가열단계 및 접착층 형성을 위하여 블렌드를 금속 지지체에 도포하는 단계를 포함한다. 본 방법은 슬라이드 층을 접착층에 결합시키는 단계를 더욱 포함한다. 지지체 상부에서 접착층 및 슬라이드 층 결합단계는 가압 및/또는 가열 하에서 진행된다.

일 방법에서, 금속 지지체 및 슬라이드 층 모두는 각각 연속 재료로서 롤에서 풀린다. 접착 중합체는 금속 지지체에 도포되고 적층 롤러 장치에서 층들은 다른 층과 가압 및 승온 조건에서 결합된다. 금속 지지체 부식 특성 개선과 함께 금속 지지체에 대한 접착층의 더욱 개선된 접착강도를 달성하기 위하여, 금속 지지체 표면에 대한 조면화 및/또는 표면-강화(upgraded) 공정이 제공될 수 있다. 다른 실시태양들에서, 본 방법은 금속 표면을 피복하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시태양에서, 슬라이드 층은 적어도 2종의 중합체들의 혼합물을 포함하고, 혼합물은 하나의 연속상 및 적어도 하나의 불연속상을 포함한다.

하나의 실시태양에서, 불연속상은 연속상에서 액적들 형태이다. 액적들의 일차 종횡비는 적어도 약 2:1, 적어도 약 3:1, 적어도 약 4:1, 또는 적어도 약 5:1이다. 일차 종횡비란 서로 직교 관계에 있는 제2 최장 치수에 대한 최장 치수의 비율이다.

또 다른 실시태양에서, 액적들의 이차 종횡비는 적어도 약 1:1, 적어도 약 2:1, 적어도 약 3:1, 또는 적어도 약 4:1이다. 이차 종횡비란 서로 직교 관계에 있는 제3 최장 치수에 대한 제2 최장 치수의 비율이다.

하나의 실시태양에서, 적어도 50 %의 액적들의 일차 치수는 약 30 미크론 이하, 약 25 미크론 이하, 약 20 미크론 이하, 약 18 미크론 이하, 약 15 미크론 이하, 약 13 미크론 이하, 또는 약 10 미크론 이하이다.

또 다른 실시태양에서, 적어도 50 %의 액적들의 이차 치수는 약 20 미크론 이하, 약 18 미크론 이하, 약 15 미크론 이하, 약 13 미크론 이하, 약 10 미크론 이하, 약 8 미크론 이하, 약 5 미크론 이하, 또는 약 3 미크론 이하이다.

또 다른 실시태양에서, 적어도 50 %의 액적들의 삼차 치수는 약 20 미크론 이하, 약 18 미크론 이하, 약 15 미크론 이하, 약 13 미크론 이하, 약 10 미크론 이하, 약 8 미크론 이하, 약 5 미크론 이하, 약 3 미크론 이하이다.

하나의 특정 실시태양에서, 액적들은 슬라이드 층에 걸쳐 불균일 크기 분포를 가진다. 슬라이드 층에서 불균일 크기 분포는 슬라이드 층 중심에서 슬라이드 층 모서리로 일차 치수의 경사가 있을 때 형성된다. 예를들면, 하나의 실시태양에서, 중심 영역, 예를들면, 슬라이드 층 중심선 50 미크론 이내에 있는 액적들의 평균 액적 크기는, 모서리 영역, 즉 슬라이드 층 표면 또는 모서리 50 미크론 이내에 있는 액적들보다 크다. 일 실시예에서, 중심 영역에서 평균 액적 크기는 7 미크론이고 모서리 영역에서 평균 액적 크기는 1 미크론으로 점차 작아진다.

다른 실시태양에서, 불연속상은 비-불소화 중합체를 포함한다. 중합체는 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르케톤 (PEK), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 방향족 폴리에스테르 (APE), 폴리에테르술폰 (PES), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택된다.

또 다른 실시태양에서, 연속상은 불소고분자를 포함한다. 불소고분자는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (TFM), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 (FEP), 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE), 테트라플루오로-에틸렌-퍼플루오로(메틸 비닐 에테르) (MFA), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택된다. 또 다른 실시태양에서, 불연속상은 2종의 중합체들의 혼합물일 수 있다.

불연속 또는 연속상의 임의의 중합체들은 개질 또는 관능화 될 수 있다. 더욱 상세하게는, 관능화 중합체는 중합체에 통합되는 관능기들을 가질 수 있다. 관능기들은 다음에서 선택된다.

식중 R은 1 내지 20개의 탄소원자를 가지는 환형 또는 선형 유기기에서 선택된다.

다른 실시태양에서, 연속상은 충전제를 더욱 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 불연속상을 형성하는 액적들은 충전제를 포함한다. 하나의 실시태양에서, 연속상은 충전제를 포함하고 불연속상은 동일 또는 상이한 충전제를 포함한다. 충전제는 임의의 통상 사용되는 재료 또는 충전제로서 본원에 기재되는 재료일 수 있다.

하나의 특정 실시태양에서, 슬라이드 층은 연속상으로서 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA) 및 불연속상으로서 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)을 가진다.

또 다른 실시태양에서, 슬라이드 층은 불소고분자 기질에서의 비-불소화 열가소성 수지를 가질 수 있다. 불소고분자 기질은 본원에서 기재되는 하나 이상의 불소고분자를 포함한다. 일 실시예에서, 불소고분자 기질의 하나 이상의 불소고분자는 불소고분자 기질 및 비-불소화 열가소성 수지의 총 중량의 적어도 약 50 wt%로 구성된다. 다른 실시예에서, 불소고분자는 적어도 약 60 wt%, 예컨대 적어도 약 65 wt%, 적어도 약 70 wt%, 적어도 약 75 wt%, 적어도 약 80 wt%, 적어도 약 85 wt%, 적어도 약 90 wt%, 또는 적어도 약 95 wt%로 구성된다. 또 다른 실시태양에서, 불소고분자 기질의 하나 이상의 불소고분자는 불소고분자 기질 및 비-불소화 열가소성 수지의 총 중량의 약 95 wt% 이하, 예컨대 약 90 wt% 이하, 약 80 wt% 이하, 약 70 wt% 이하, 또는 약 60 wt% 이하로 구성된다.

예시적 무-보수 슬라이드 베어링 구조체를 도 1에 도시한다. 여기에서, 금속 지지체는 1로 표기하고, 2는 여기에 도포된 슬라이드 층을 표시한다.

실시태양에서, 슬라이드 층 (2)은 금속 지지체 (1)에 압출되고 이와 직접 접촉된다. 슬라이드 층 (2)과 접촉되는 다른 중합체 층은 없다.

실시태양에서, 슬라이드 층 (2)은 중합체 혼합물 층을 포함하고 이는 열가소성 중합체들의 중합체 혼합물을 포함한다. 슬라이드 층은 적어도 2종의 열가소성 중합체들, P1 및 P2를 포함한다. 제1 중합체 P1은 불소화 중합체이다. P1은 임의의 불소고분자에서 선택된다. 일 실시예에서, P1은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (TFM), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 (FEP), 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE), 테트라플루오로-에틸렌-퍼플루오로(메틸 비닐 에테르) (MFA), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF)에서 선택된다. 다른 실시예에서, P1은 2종 이상의 불소고분자들의 조합이다.

제2 중합체, P2는, 비-불소화 열가소성 중합체이다. P2는 임의의 비-불소화 열가소성 중합체이다. 실시예에서, P2는 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르케톤 (PEK), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 방향족 폴리에스테르 (APE), 폴리에테르술폰 (PES)에서 선택된다. 다른 실시예에서, P2는 2종 이상의 비-불소화 열가소성 중합체들의 조합이다.

중합체들은 관능기들을 포함하도록 더욱 개질화 된다. 개질 불소고분자는 다음의 관능기들을 가진다:

식 중 라디칼 R은 1 내지 20개의 탄소원자를 가지는 환형 또는 선형 유기 잔기이다. 관능기는 적어도 하나의 개질제 (M) 첨가에 의해 열가소성 중합체 (P)에 결합된다. 적합한 개질제는, 예를들면, 말레산 및 이의 유도체, 특히 이의 무수물, 이타콘산 및 이의 유도체, 특히 이의 무수물, 및/또는 시트라콘산 및 이의 유도체, 특히 이의 무수물이다.

슬라이드 층 (2) 은 기계적 특성 개선을 위한 다양한 충전제, 예를들면 섬유, 무기 재료, 열가소성 재료, 또는 광물 재료, 또는 이들의 혼합물을 함유한다. 예시적 섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 아라미드를 포함한다. 예시적 무기 재료는 세라믹 재료, 탄소, 유리, 흑연, 산화알루미늄, 몰리브덴 황화물, 청동, 및 탄화규소를 포함한다. 무기 재료는 직물, 분말, 구체 또는 섬유 형태일 수 있다. 예시적 열가소성 재료는 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 폴리에테르술폰 (PES), 폴리에테르케톤 (PEK), 및 방향족 폴리에스테르 (Ekonol)를 포함한다. 예시적 광물 재료는 규회석 (wollastonite) 및 황산바륨을 포함한다.

실시태양에서, 샌드위치 적층체를 이용하여 180° 박리 테스트로 접착강도 개선 정도를 측정할 수 있다.

실시예들

180°-T-박리-테스트

180°-T-박리 테스트는 본원에 전체가 통합되는 DIN EN 1895에 기재된다. 5-층 구조의 시편 스트립을 준비한다. 적층 구조는: 강재 받침, 접착제, 슬라이드 층, 접착제, 강재 받침이다. 스트립 폭은 25 mm이다. 클램프를 반대측 강재 립 말단에 고정시킨다. 강재 받침을 잡아당겨 강재 받침 분리에 필요한 박리력를 측정한다.

도 2 및 3은 Carl Zeiss의 주사전자현미경 (SEM) LEO VP 435을 이용한 압출된 슬라이드 층의 단면사진을 보인다. 슬라이드 층은 중량비 90:10의 PFA 및 PEEK의 혼합물이다. 도 2a, 2b, 및 2c는 다양한 배율로 압출 방향에 교차하는 측을 보인다. 도 3a, 3b, 및 3c는 다양한 배율로 압출 방향에 평행한 측을 보인다.

보이는 바와 같이, 균일 재료를 형성하기 위하여 PEEK는 PFA와 혼합되지 않거나 불량하게 배합된다. PEEK 섬들이 긴 액적들로서 PFA 기질에 분산된다. 액적들은 압출 층의 중심에서보다 모서리 측에서 더욱 작다. 사진은 압출 과정에서 모서리에서 발생되는 용융 전단으로 인한 액적들의 불균일 크기 분포를 보인다.

슬라이드 베어링은 금속 지지체; 금속 지지체 상에 압출되어 이와 직접 접촉되는 적어도 2종의 중합체들을 포함하는 슬라이드 층을 포함한다. 실시예에서, 슬라이드 층과 직접 접촉되는 다른 중합체 층을 가지지 않는다. 다른 실시예에서, 슬라이드 베어링의 중합체들은 열가소성 수지들을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 중합체는 불소화 열가소성 수지를 포함한다.

실시예에서, 불소화 열가소성 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (TFM), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 (FEP), 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE), 테트라플루오로-에틸렌-퍼플루오로(메틸 비닐 에테르) (MFA), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택된다.

또 다른 실시예에서, 불소화 열가소성 수지는 당해 불소화 열가소성 수지에 포함된 관능기들을 가지는 관능화 중합체일 수 있다. 관능기들은 다음에서 선택된다:

식 중 R은 1 내지 20개의 탄소원자를 가지는 환형 또는 선형 유기기에서 선택된다.

또 다른 실시예에서, 슬라이드 베어링은 또한 비-불소화 열가소성 수지인 중합체를 포함한다. 비-불소화 열가소성 수지는 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르케톤 (PEK), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 방향족 폴리에스테르 (APE), 폴리에테르술폰 (PES), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택된다.

다른 실시예에서, 불소화 열가소성 수지는 슬라이드 층에 비-불소화 열가소성 함량 이상으로 존재한다.

실시예에서, 슬라이드 층은 충전제를 더욱 포함한다. 충전제는 이산화규소, 산화알루미늄, 이산화티탄, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화붕소, 탄산알루미늄, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 알루미늄, 규산알루미늄, 규산칼슘, 규산마그네슘, 규산 마그네슘 알루미늄, 벤토나이트, 카올린, 운모, 활석, 탄화규소, 몰리브덴 황화물, 청동, 규회석, 황산바륨, 유리섬유, 유리 비드, 유리 플레이크 (glass flake), 탄소섬유, 탄소 나노튜브, 알루미나 섬유, 탄화규소 섬유, 세라믹 섬유, 세라믹 재료, 석고 섬유, 탄소, 흑연, 아라미드, 나일론, 직물, 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 방향족 폴리에스테르 (Ekonol), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택된다.

충전제는 슬라이드 층에 적어도 약 1 vol%, 적어도 약 5 vol%, 적어도 약 10 vol%, 적어도 약 15 vol%, 적어도 약 20 vol%, 적어도 약 25 vol%, 적어도 약 30 vol%, 적어도 약 35 vol%, 적어도 약 40 vol%, 적어도 약 50 vol%, 적어도 약 60 vol%, 적어도 약 70 vol%, 적어도 약 80 vol%, 또는 적어도 약 90 vol%로 존재한다.

다른 실시예에서, 슬라이드 베어링의 금속 지지체는 강재, 스테인리스 강재, 알루미늄, 청동, 냉간압연 강재 No. 1.0338, 냉간압연 강재 No. 1.0347, 매트 아연-도금 강재, 스테인리스 강재 No. 1.4512, 스테인리스 강재 No. 1.4720, 스테인리스 강재 No. 1.4310, 합금, 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다.

실시예에서, 슬라이드 베어링의 금속 지지체 표면 거칠기는 약 400 미크론 이하, 약 200 미크론 이하, 약 100 미크론 이하, 약 50 미크론 이하, 약 25 미크론 이하, 약 20 미크론 이하, 약 15 미크론 이하, 약 10 미크론 이하, 약 5 미크론 이하, 약 3 미크론 이하, 약 2 미크론 이하, 약 1 미크론 이하이다.

또 다른 실시예에서, 슬라이드 베어링은 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA) 및 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)의 비율이 약 5:95 내지 약 95:5, 예컨대 약 10:90 내지 약 90:10, 예컨대 약 20:80 내지 약 80:20, 예컨대 약 30:70 내지 약 70:30, 예컨대 약 40:60 내지 약 60:40, 또는 예컨대 약 50:50인 슬라이드 층을 가진다.

다른 실시예에서, 슬라이드 베어링은 금속 지지체, 금속 지지체 상에 압출되어 이와 직접 접촉되는 적어도 2종의 중합체의 혼합물을 포함하는 슬라이드 층을 포함한다. 혼합물은 하나의 연속상 및 적어도 하나의 불연속상을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 다른 중합체 층은 슬라이드 층과 직접 접촉되지 않는다.

다른 실시예에서, 불연속상은 연속상에서 액적들을 구성한다. 액적들의 일차 종횡비는 적어도 약 2:1, 적어도 약 3:1, 적어도 약 4:1, 또는 적어도 약 5:1이다. 다른 실시예에서, 액적들의 이차 종횡비는 적어도 약 1:1, 적어도 약 2:1, 적어도 약 3:1, 또는 적어도 약 4:1이다.

또 다른 실시예에서, 적어도 50 %의 액적들의 일차치수는 약 30 미크론 이하, 예컨대 약 25 미크론 이하, 약 20 미크론 이하, 약 18 미크론 이하, 약 15 미크론 이하, 약 13 미크론 이하, 또는 약 10 미크론 이하이다.

관련 실시예에서, 적어도 50 %의 액적들의 이차치수는 약 20 미크론 이하, 예컨대 약 18 미크론 이하, 약 15 미크론 이하, 약 13 미크론 이하, 약 10 미크론 이하, 약 8 미크론 이하, 약 5 미크론 이하, 또는 약 3 미크론 이하이다.

다른 실시예에서, 액적들의 삼차치수는 약 20 미크론 이하, 예컨대 약 18 미크론 이하, 약 15 미크론 이하, 약 13 미크론 이하, 약 10 미크론 이하, 약 8 미크론 이하, 약 5 미크론 이하, 또는 약 3 미크론 이하이다.

실시예에서, 슬라이드 베어링은 액적들을 가지는 슬라이드 층을 포함하고, 액적들은 슬라이드 층에 걸쳐 불균일 크기 분포를 가진다.

다른 실시예에서, 불연속상은 중합체들을 포함한다. 중합체들은 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르케톤 (PEK), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 방향족 폴리에스테르 (APE), 폴리에테르술폰 (PES), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택된다.

다른 실시예에서, 연속상은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (TFM), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 (FEP), 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE), 테트라플루오로-에틸렌-퍼플루오로(메틸 비닐 에테르) (MFA), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택되는 중합체를 포함한다.

또 다른 실시예에서, 슬라이드 층의 중합체는 관능기들을 가지는 관능화 중합체를 포함한다. 관능기는 중합체에 통합된다. 관능기들은 다음에서 선택된다:

다른 실시예에서, 연속상은 충전제를 더욱 포함한다. 충전제는 이산화규소, 산화알루미늄, 이산화티탄, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화붕소, 탄산알루미늄, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 알루미늄, 규산알루미늄, 규산칼슘, 규산마그네슘, 마그네슘 규산알루미늄, 벤토나이트, 카올린, 운모, 활석, 탄화규소, 몰리브덴 황화물, 청동, 규회석, 황산바륨, 유리섬유, 유리 비드, 유리 플레이크, 탄소섬유, 탄소 나노튜브, 알루미나 섬유, 탄화규소 섬유, 세라믹 섬유, 세라믹 재료, 석고 섬유, 탄소, 흑연, 아라미드, 나일론, 직물, 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 방향족 폴리에스테르 (Ekonol), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택된다.

연속상 중 충전제는 슬라이드 층에 적어도 약 1 vol%, 예컨대 적어도 약 5 vol%, 적어도 약 10 vol%, 적어도 약 15 vol%, 적어도 약 20 vol%, 적어도 약 25 vol%, 적어도 약 30 vol%, 적어도 약 35 vol%, 적어도 약 40 vol%, 적어도 약 50 vol%, 적어도 약 60 vol%, 적어도 약 70 vol%, 적어도 약 80 vol%, 또는 적어도 약 90 vol% 존재한다.

다른 실시예에서, 슬라이드 층은 연속상으로서 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA) 및 불연속상으로서 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)을 가진다.

또 다른 실시예에서, 중합체 액적들을 함유하는 슬라이드 층 형성방법은 적어도 2종의 중합체들 P1 및 P2 배합 단계를 포함한다. 방법은 블렌드를 가열하여 중합체 에멀션을 형성하는 단계를 더욱 포함하고; 방법은 중합체 에멀션을 금속 지지체에 압출하여 슬라이드 층을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.

실시예에서, P1은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (TFM), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 (FEP), 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE), 테트라플루오로-에틸렌-퍼플루오로(메틸 비닐 에테르) (MFA), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택된다.

다른 실시예에서, P2는 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르 케톤 (PEK), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 폴리에테르술폰 (PES), 방향족 폴리에스테르 (Ekonol), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택된다.

다른 실시예에서, P1은 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA)이고 P2는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)이다.

일 실시예에서, P1은 블렌드의 적어도 약 1 wt%, 예컨대 적어도 약 2 wt%, 적어도 약 5 wt%, 적어도 약 10 wt%, 적어도 약 20 wt%, 적어도 약 30 wt%, 적어도 약 40 wt%, 또는 적어도 약 50 wt%로 구성된다. 다른 실시예에서, P2는 블렌드의 약 50 wt% 이하, 약 40 wt% 이하, 약 30 wt% 이하, 약 20 wt% 이하, 약 10 wt% 이하, 약 5 wt% 이하, 약 2 wt% 이하, 또는 약 1 wt% 이하이다.

또 다른 실시예에서, P1 및 P2의 wt% 비율은 약 99:1, 약 95:5, 약 90:10, 약 85:15, 약 80:20, 약 75:25, 약 70:30, 약 65:35, 약 60:40, 약 55:45, 또는 약 50:50이다.

다른 실시예에서, 방법은 충전제를 블렌드에 첨가하는 단계를 더욱 포함한다. 충전제는 이산화규소, 산화알루미늄, 이산화티탄, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화붕소, 탄산알루미늄, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 알루미늄, 규산알루미늄, 규산칼슘, 규산마그네슘, 마그네슘 규산알루미늄, 벤토나이트, 카올린, 운모, 활석, 탄화규소, 몰리브덴 황화물, 청동, 규회석, 황산바륨, 유리섬유, 유리 비드, 유리 플레이크, 탄소섬유, 탄소 나노튜브, 알루미나 섬유, 탄화규소 섬유, 세라믹 섬유, 세라믹 재료, 석고 섬유, 탄소, 흑연, 아라미드, 나일론, 직물, 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 방향족 폴리에스테르 (Ekonol), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택된다.

충전제는 블렌드에 적어도 약 1 vol%, 적어도 약 5 vol%, 적어도 약 10 vol%, 적어도 약 15 vol%, 적어도 약 20 vol%, 적어도 약 25 vol%, 적어도 약 30 vol%, 적어도 약 35 vol%, 적어도 약 40 vol%, 적어도 약 50 vol%, 적어도 약 60 vol%, 적어도 약 70 vol%, 적어도 약 80 vol%, 또는 적어도 약 90 vol% 함량으로 첨가된다.

다른 실시예에서, 방법은 중합체 에멀션 압출 전에 금속 지지체 표면 조면화 (roughening) 단계를 더욱 포함한다. 또 다른 실시예에서, 방법은 중합체 에멀션 압출 전에 코팅 금속으로 금속 지지체 표면을 코팅하는 단계를 더욱 포함한다. 코팅 금속은 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 망간, 루테늄, 오스뮴, 코발트, 로듐, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 백금, 구리, 은, 금, 아연 또는 카드뮴에서 선택된다.

코팅 공정은 전기도금, 무전해도금, 클래딩, 아연도금, 용융아연도금, 기상증착, 스퍼터 증착에서 선택될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 방법은 중합체 에멀션 압출 전에 금속 지지체 조직화 단계를 더욱 포함한다. 조직화는 브러싱-마감, 샌드 블라스팅, 에칭, 다공화, 산세 (pickling), 천공화, 프레싱, 말기 (curling), 오므리기 (deep drawing), 요철제거 (decambering), 증분시트성형 (incremental sheet forming), 아이어닝 (ironing), 레이저 절삭, 압연, 해머링 (hammering), 엠보싱, 언더커팅, 및 임의의 이들의 조합에서 선택된다.

또 다른 실시예에서, 슬라이드 베어링은 금속 지지체, 금속 지지체와 직접 접촉되고 불소고분자 기질 중에 비-불소화 열가소성 수지를 포함하는 슬라이드 층을 포함한다. 불소고분자 기질은 적어도 하나의 불소고분자를 포함한다. 실시예에서, 다른 고분자 층은 슬라이드 층과 접촉되지 않는다.

실시예에서, 불소고분자는 비-불소화 열가소성 수지 및 불소고분자 기질의 총 중량의 적어도 약 50 wt%로 존재한다. 다른 실시예에서, 함량은 적어도 약 60 wt%, 적어도 약 70 wt%, 적어도 약 80 wt%, 또는 적어도 약 90 wt%이다.

실시예에서, 비-불소화 열가소성 수지는 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르케톤 (PEK), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 방향족 폴리에스테르 (APE), 폴리에테르술폰 (PES), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택된다.

다른 실시예에서, 불소고분자는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (TFM), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 (FEP), 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE), 테트라플루오로-에틸렌-퍼플루오로(메틸 비닐 에테르) (MFA), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택된다.

또 다른 실시예에서, 불소고분자는 불소고분자에 결합되는 관능기들을 가지는 관능화 중합체를 포함하고 관능기들은 다음에서 선택된다:

슬라이드 베어링은 매우 상이한 형태 및 크기로 제조될 수 있다. 피코 베어링이라고도 불리는 최소형의 베어링은 높이가 수 μm이고 기타 용도의 베어링이 500 mm까지인 것과 대비된다.

슬라이드 베어링은 평면 베어링, 환형 베어링, 부싱, 볼조인트 베어링 (반구체), 미끄럼 베어링, 축 베어링, 트러스트 베어링, 선형 베어링, 베어링 통 (shell), 베어링 컵 및 이들의 조합을 포함한다.

베어링은 무-보수인 것이 바람직하다. 용어 “무-보수”란 초기 차 문짝의 베어링의 경우와 같은 그리스 처리가 필요하지 않은 베어링을 의미한다. 또한, 무-보수 베어링 수명은 이러한 베어링이 결합되는 제품 평균 수명 또는 동일 목적으로 적용되는 종래 베어링 수명보다 길다.

슬라이드 베어링은 중금속 산업에서 자동차 및 자전거, 심지어는 제빵산업, 휴대용컴퓨터/ 이동식 전화기 힌지, 태양광 분야 및 기타 등의 베어링에 걸쳐 광범위한 상업 분야에서 적용된다.

일반적인 설명 또는 예들로 이상에서 설명된 행위들 모두가 필요한 것은 아니며, 구체적인 행위의 일부는 필요하지 않을 수 있고, 하나 이상의 추가적인 행위가 설명된 것에 부가되어 실행될 수도 있다는 것을 알아야 한다. 행위들이 열거된 순서가, 반드시 이들이 실행되는 순서는 아니다.

상기한 명세서에서, 개념들은 구체적인 실시예에 관해 설명되었다. 그러나, 당업자 중 하나는, 다양한 수정들 및 변경들이 이하의 특허청구범위에 제시된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면들은 제한적인 의미보다는 예시적인 의미로 평가되어야 하며, 모든 그러한 수정들은 본 발명의 범위 이내에 포함되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용된 바와 같은, "포함한다", "포함하는", "포함한다", "포함하는", "가진다", "가지는", 또는 이들의 임의의 다른 변형과 같은 용어들은 비-배제적인 포함을 커버하도록 의도된다. 예를 들어, 특징들의 목록을 포함하는 과정, 방법, 물품 또는 장치는 반드시 단지 그러한 특징들에 제한되는 것이 아니라, 과정, 방법, 물품 또는 장치에 대한 고유의 또는 표현적으로 열거되지 않은 다른 특징들을 포함할 수도 있다. 나아가, 표현적으로 반대로 진술되지 않는 한, "또는"은 포함적인 또는으로 언급되며 배제적인 또는으로 언급되지 않는다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 다음 중 임의의 하나에 의해 만족된다: A는 진실이고(또는, 존재하며) B는 거짓이다(또는, 존재하지 않는다), A는 거짓이고(또는, 존재하지 않고) B는 진실이다(또는, 존재한다), A 및 B 둘 모두 진실이다(또는 존재한다).

또한, "하나(a)" 또는 "하나(an)"의 사용이 여기서 설명되는 요소들 및 구성요소들을 설명하기 위해 채택된다. 이는 단지 편의를 위한 것이며, 본 발명의 범위에 대한 일반적인 의미를 제공하기 위한 것이다. 이러한 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하도록 읽혀야 하며, 단수형은 또한, 그 밖의 다른 것을 의미하는 것으로 명백해지지 않는 이상, 다수를 포함한다.

이익들, 다른 장점들, 및 문제들에 대한 해결책들 구체적인 실시예들에 관해 이상에서 설명되었다. 그러나, 임의의 이익, 장점 또는 해결책이 더욱 명백하게 일어나거나 더욱 명백하게 되도록 하는 원인이 될 수 있는, 이익들, 다른 장점들, 문제들에 대한 해결책 및 임의의 특징(들)은, 임의의 또는 모든 특허청구범위에 대한 중대한, 요구되는 또는 본질적인 특징으로 해석되어서는 안된다.

본 명세서들 읽은 후에, 숙련된 장인들은, 명확함을 위해 분리된 실시예들의 맥락에서 여기서 설명되며 특정의 특징들은 또한 단일 실시예의 조합으로 제공될 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 역으로, 간결함을 위해 단일 실시예의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들, 또한 분리되어 제공되거나 임의의 부수적인 조합으로 제공될 수 있을 것이다. 나아가 범위에 관해 진술된 값들에 대한 참조는 그 범위 이내의 각각의 및 모든 값을 포함한다.

Claims

슬라이드 베어링으로서,
상기 슬라이드 베어링은
금속 지지체;
상기 금속 지지체 상에 압출되어 이와 직접 접촉되는 슬라이드 층을 포함하고,
상기 슬라이드 층은
관능화 열가소성 중합체를 포함하는 적어도 2종의 중합체들의 혼합물을 포함하는, 슬라이드 베어링.
제1항에 있어서, 상기 적어도 2종의 중합체들 각각은 열가소성 중합체를 포함하는, 슬라이드 베어링.
제2항에 있어서, 상기 관능화 열가소성 중합체는 불소화 열가소성 중합체를 포함하는, 슬라이드 베어링.
제3항에 있어서, 상기 불소화 열가소성 중합체는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (TFM), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 (FEP), 퍼플루오로알콕시에틸렌 (PFA), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE), 테트라플루오로-에틸렌-퍼플루오로(메틸 비닐 에테르) (MFA), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택되는, 슬라이드 베어링.
제4항에 있어서, 상기 불소화 열가소성 중합체는, 다음에서 선택되는 하나 이상의 관능기들을 포함하는, 슬라이드 베어링.

식 중 R은 1 내지 20개의 탄소원자를 가지는 환형 또는 선형 유기기에서 선택된다.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 적어도 2종의 중합체들의 혼합물은 비-불소화 열가소성 중합체를 포함하는, 슬라이드 베어링.
제6항에 있어서, 상기 비-불소화 열가소성 중합체는 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르케톤 (PEK), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 방향족 폴리에스테르 (APE), 폴리에테르술폰 (PES), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택되는, 슬라이드 베어링.
제6항에 있어서, 상기 적어도 2종의 중합체들의 혼합물은 불소화 열가소성 중합체 및 비-불소화 열가소성 중합체를 포함하고, 상기 불소화 열가소성 중합체는 상기 슬라이드 층에서 상기 비-불소화 열가소성 중합체의 양보다, 중량비에 있어서, 더 많은 함량으로 존재하는, 슬라이드 베어링.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 슬라이드 층은 충전제를 더욱 포함하는, 슬라이드 베어링.
제9항에 있어서, 상기 충전제는 이산화규소, 산화알루미늄, 이산화티탄, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화붕소, 탄산알루미늄, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 알루미늄, 규산알루미늄, 규산칼슘, 규산마그네슘, 규산마그네슘 알루미늄, 벤토나이트, 카올린, 운모, 활석, 탄화규소, 몰리브덴 황화물, 청동, 규회석, 황산바륨, 유리섬유, 유리 비드, 유리 플레이크, 탄소섬유, 탄소 나노튜브, 알루미나 섬유, 탄화규소 섬유, 세라믹 섬유, 세라믹 재료, 석고 섬유, 탄소, 흑연, 아라미드, 나일론, 직물, 폴리이미드 (PI), 폴리아미디미드 (PAI), 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 폴리페닐렌 술폰 (PPSO2), 액정고분자 (LCP), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 방향족 폴리에스테르 (Ekonol), 또는 임의의 이들의 조합에서 선택되는, 슬라이드 베어링.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 금속 지지체는 400 미크론 이하의 표면 거칠기를 갖는, 슬라이드 베어링.
슬라이드 베어링으로서,
금속 지지체;
상기 금속 지지체 상에 압출되어 이와 직접 접촉되는, 적어도 2종의 중합체의 혼합물을 포함하는 슬라이드 층을 포함하고, 상기 혼합물은 하나의 연속상 및 적어도 하나의 불연속상을 포함하는, 슬라이드 베어링.
제12항에 있어서, 상기 불연속상은 상기 연속상에서 액적들을 구성하는, 슬라이드 베어링.
제13항에 있어서, 상기 액적들의 일차 종횡비는 적어도 2:1인, 슬라이드 베어링.
중합체 액적들을 함유하는 슬라이드 층 형성방법으로서,
적어도 2종의 중합체들 P1 및 P2을 배합하는 (blending) 단계;
상기 블렌드를 가열하여 중합체 에멀션을 형성하는 단계;
상기 중합체 에멀션을 금속 지지체 상에 직접 압출하여 슬라이드 층을 형성하는 단계를 포함하는, 중합체 액적들을 함유하는 슬라이드 층 형성방법.
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