積層体
技術分野
[0001] 本発明は、層間の接着性に優れた、熱可塑性榭脂組成物と金属との積層体に係り
、特に摺動性、耐熱性、耐表面傷付き性、シャーリング等による切断端部の剥離が少 なぐ耐薬品性が良好で、機械用部材、自動車部品等として好適に使用できる積層 体に関する。
背景技術
[0002] 摺動性、耐熱性、耐表面傷付き性が要求される機械用部材、自動車部品等として 、金属表面を各種の固体潤滑剤を含んだ榭脂で被覆した榭脂被覆金属が使用され ている。被覆する方法としては、ポリイミド系榭脂、ポリアミドイミド系榭脂等の熱硬化 性榭脂を用いて金属面に溶剤コートする方法が一般的である。し力しながら、溶剤コ ート方法では被覆時に使用する溶剤が揮発して環境への影響を生じやすいという問 題があり、溶剤を使用しな 、他の方法が要望されて 、る。
具体的な方法としては、熱硬化性榭脂に代えて、リサイクル性に優れた熱可塑性榭 脂の使用が検討されており、該熱可塑性榭脂の中でも、特に、ポリエーテルエーテル ケトン榭脂ゃポリエーテルケトン樹脂などのポリアリールケトン榭脂は、耐熱性、難燃 性、耐薬品性などに優れているため、航空機部品、自動車部品、機械部品、電気- 電子部品を中心に多く採用されている。
し力しながら、ポリアリールケトン榭脂は、単独では金属と接着しにくいので、金属表 面への積層が困難であった。
通常、該ポリアリールケトン榭脂を金属表面へ積層する方法としては、溶剤にはほと んど溶解しな!、ために溶剤コーティングは極めて困難であり、溶射法 (HVOFプロセ ス、例えば、特許文献 1参照)や、粉体塗装法 (例えば、特許文献 2参照)が検討され ている。
し力しながら、 HVOFプロセスでは、ポリアリールエーテルケトン榭脂を溶射するた めに水素などの燃料ガスと酸素ガスを使用し、内部燃焼を用いるので樹脂の劣化の
おそれや溶射後に残留応力の緩和が必要な場合があり、粉体塗装法ではポリアリー ルエーテルケトン榭脂を金属体表面に積層するために、ポリアリールエーテルケトン 榭脂の粉体を金属体表面に付着させた後、例えば 400°C程度での高温焼き付けが 必要であり、加熱や冷却に時間がかかり、生産効率が良くないので、焼き付け時の生 産コストが高いという問題点がある。また、粉体の融着により榭脂層を形成するため、 榭脂層に内部空隙やピンホールが発生し易い。さらに、アルミニウムでは焼き鈍しが 発生してアルミニウム基材の強度が低下するという問題がある。
[0003] 一方、銅箔やアルミニウム箔などの金属表面への積層が必要な電子回路板基材に おいて、融点が高い結晶性榭脂としての耐熱性を生かすために、ポリアリールケトン 榭脂と、金属との接着が良好なポリエーテルイミド榭脂との混合物が注目されてきた。 例えば、この混合物は銅箔と良好な接着性を示し、回路板基材に有用であることが 開示されている (例えば、特許文献 3参照)。さらに、この混合物を用いた、プリント配 線基板や金属体との積層体及びその製造方法や熱融着性絶縁シートが開示されて いる(例えば、特許文献 4、特許文献 5参照)。
し力しながら、ポリアリールケトン樹脂とポリエーテルイミド榭脂との混合物は、金属と の接着性は良好であるが、耐摩耗性、耐アルカリ性などの耐薬品性、摺動性に限界 があるため、機械部品、自動車部品などの分野では必ずしも充分ではなぐ用途に 限界があった。
[0004] 特許文献 1 :特開 2002— 39203公報
特許文献 2 :特開 2003— 48273公報
特許文献 3:特開昭 59 - 115353号公報
特許文献 4:特開 2002— 212314公報
特許文献 5:特許第 3514667号公報
発明の開示
[0005] 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、機械部品、自動車部品等として好適 で、特に金属体と熱可塑性榭脂層との接着性に優れ、摺動性、耐熱性、耐薬品性が 良好な、熱可塑性榭脂と金属との積層体を提供することを目的とする。
[0006] 本発明者らは、種々鋭意検討を重ねた結果、金属体の少なくとも一つの面に、(A)
熱可塑性ポリイミド榭脂と (B)ポリアリールケトン榭脂を含む金属接触層と、 (B)ポリア リールケトン榭脂を含む表層とを順次積層した積層体が、上記課題を解決し得ること を見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の積層体を提供するものである。
(1)金属体の少なくとも一つの面に、金属接触層と表層とが順次積層された積層体 であって、該金属接触層が (A)熱可塑性ポリイミド榭脂と (B)ポリアリールケトン榭脂 を含む榭脂組成物力 なり、該表層が、ポリアリールケトン榭脂 (B)を含む榭脂組成 物からなることを特徴とする積層体。
(2)金属接触層及び Z又は表層が、更に (C)充填材を含む榭脂組成物力もなる前 記(1)に記載の積層体。
(3)金属接触層及び Z又は表層が、更に (D)固体潤滑剤を含む榭脂組成物力ゝらな る前記(1)又は(2)に記載の積層体。
(4)金属接触層が、(A)熱可塑性ポリイミド榭脂と (B)ポリアリールケトン榭脂を (A) / (B) =95Z5〜5Z95の質量比で含む榭脂組成物 100質量部に対して、(C)充 填材を 0〜: LOO質量部及び Z又は(D)固体潤滑剤を 0〜400質量部の割合で含む 榭脂組成物からなり、表層が、(B)ポリアリールケトン榭脂 100質量部に対して、 (C) 充填材を 0〜: LOO質量部及び Z又は (D)固体潤滑剤を 0〜: LOO質量部の割合で含 む榭脂組成物からなる前記(1)〜(3)の ヽずれか 1項に記載の積層体。
(5)金属接触層が、(A)熱可塑性ポリイミド榭脂と (B)ポリアリールケトン榭脂を (A) / (B) =95Z5〜30Z70の質量比で含む榭脂組成物 100質量部に対して、(C)充 填材を 0〜: LOO質量部及び Ζ又は(D)固体潤滑剤を 0〜: LOO質量部の割合で含む 榭脂組成物からなる前記(1)〜(3)の 、ずれか 1項に記載の積層体。
(6)金属接触層と表層の厚さの比率が、 1Ζ99〜99Ζ1の範囲である前記(1)〜(5 )の 、ずれか 1項に記載の積層体。
(7)金属体の厚さが 0. 01〜50mm、金属接触層の厚さが 0. 1〜800 /ζ πι、表層の 厚さが 1〜: L000 μ mである前記(1)〜(5)の 、ずれか 1項に記載の積層体。
(8) (A)成分の熱可塑性ポリイミド榭脂が下記構造式(1)で表される繰り返し単位を 有するポリエーテルイミド榭脂又は下記構造式(2)で表される繰り返し単位を有する
ポリエーテルイミド榭脂を主成分とするものであり、 (B)成分のポリアリールケトン榭脂 が下記構造式(3)で表される繰り返し単位を有する結晶性ポリエーテルエーテルケト ン榭脂を主成分とするものである前記(1)〜(7)の 、ずれか 1項に記載の積層体。
[0008] [化 1]
[0009] (9) (C)成分の充填材が板状である前記(2)〜(8)の 、ずれか 1項に記載の積層体
(10) (C)成分の充填材の平均粒子径が 0. 01〜200 111の範囲にぁる前記(2)〜( 9)の 、ずれか 1項に記載の積層体。
(11) (C)成分の充填材がマイ力である前記(2)〜(10)の 、ずれか 1項に記載の積 層体。
(12) (D)成分の固体潤滑剤が黒鉛、フッ素榭脂、及び遷移金属硫化物から選ばれ る少なくとも 1種である前記(3)〜(8)のいずれか 1項に記載の積層体。
[0010] 本発明によれば、金属との接着性に優れ、耐熱性、耐溶剤性、耐表面傷付き性、 滑り性、摺動性が良好で、機械用部材、 自動車部品等として好適に使用できる、熱 可塑性榭脂と金属との積層体を提供することができる。
また、低温で形成できるために、金属基材硬さが低下する等の問題により使用でき な力つた金属材料の摺動部品についてもポリアリールケトン榭脂組成物力もなる摺動 層を形成することが可能となる。
さらに、従来の溶剤コート法による榭脂コート等の摺動部品に比べて、溶剤を使用し ないため溶剤の環境への揮発拡散がなく環境負荷が低減できる。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 本発明の積層体は、熱可塑性榭脂と金属との積層体であり、金属体の少なくとも一 つの面に、熱可塑性榭脂組成物からなる金属接触層と表層とが順次積層された積 層体である。
本発明に使用する金属体としては、鉄、クロム、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、アル ミニゥム合金、アルミニウム シリコン合金、マグネシウム、マグネシウム合金、チタン、 チタン合金、銅、銀、金、黄銅、真鍮、青銅、ステンレス鋼、炭素鋼、铸鉄、超合金( 例として、 NCF800、 NCF600)などが挙げられる。また、鉄や炭素鋼に亜鉛、錫、ク ロム、ニッケル、亜鉛 アルミニウムなどのメツキを施した鋼材も使用することができる 。これらのうちで、剛性が高ぐ安価であるという観点から、好ましくは、鉄、铸鉄、炭 素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金である。さらに、鲭を生じにくいと いう観点から、より好ましくはステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金である。
[0012] ステンレス鋼としては、種々の合金組成のものがあり、例えば、 SUS301、 SUS30 1L、 SUS302, SUS302B, SUS303、 SUS303Se、 SUS304, SUS304L, SU S30 J1, SUS30 J2, SUS305, SUS309S, SUS310S, SUS316、 SUS316 L、 SUS317, SUS321、 SUS329J1, SUS329J3L, SUS329J4L, SUS347, S US403、 SUS405, SUS410、 SUS430, SUS434, SUS436L, SUS436J1L, SUS444、 SUS447J1, SUS304cul、 SUSXM7、 SUSXM27, SUSXM15J1、 SUS630、 SUS631、 SUH409, SUH21及び SUH409Lなど力挙げ、られる。
[0013] アルミニウム、アルミニウム合金としては、たとえば、 JIS H2118— 2000、JIS H2
211 - 1999, JIS H4000— 1999、JIS H4040— 1999、 JIS H4080— 1999、 IS H4090— 1990、JIS H4100— 1999、 JIS H4140— 1988、 JIS H5202 - 1999, JIS H5302— 1999【こ示された合金番号や JIS H0001— 1998【こ示さ れた質別記号のものを挙げることができ、具体的には、 A1050、 A1070、 A1080、 A1085、 A1100、 A1200、 A1N00、 A3203、 A2011、 A2014、 A2017、 A202 3、 A2024、 A2219、 A3003、 A3004、 A3104、 A3203、 A4032、 A4043、 A50 05、 A5052, A5056, A5083、 A5086、 A5454, A5652, A5N01、 A6005A、 A6060、 A6061、 A6063、 A6082、 A6N01、 A7005、 A7020、 A7050、 A707 5、 A7N01、 A8021、 A8079、 AC1B、 AC2A、 AC4A、 AC4B、 AC4C、 AC4D 、 AC5Aゝ AC7Aゝ AC8Aゝ AC8B、 AC8C、 AC9Aゝ AC9B、 ADC1、 ADC2、 AD C3、 ADC5、 ADC6、 ADC8, ADC10、 ADC 12, ADC14、 A390、 BA11、 BA1 2等が挙げられる。また、上記金属には圧延、伸展や熱処理を加えたものなども使用 することができる。
金属体の形状は特に限定されないが、例えば、平面体、曲面体、波板体、筒体、管 体、円盤状などが挙げられる。これらのうち、加工が容易なのは平面体であり、平面 体としては、例えば、枚葉体、連続した帯状体 (コイル)などが挙げられる。金属体の 厚さは特に限定されないが、加工の容易さから、通常 0. 01〜50mm程度、好ましく は、 0. 05〜20mm程度、さらに好ましくは 0. l〜15mm程度である。
金属体の表面仕上げは種々の方法により行うことができ、処理された表面としては、 例えば、圧延処理、熱処理、酸洗処理などの処理を施された表面 (例えば、 JIS GO 203 - 2000, JIS G4305— 1999、 AISI規格等に規定される No. 1, No. 2D、 N o. 2B)、さらに研磨された表面 (例えば、上記規格等に規定される No. 3、 No. 4、 # 240、 # 320、 # 400)、冷間圧延と光輝処理を施された表面 (例えば、上記規格 等に規定される BA)、研磨を施された表面 (例えば、上記規格等に規定される、ヘア ラインを意味する HL、無方向ヘアライン研磨仕上げを意味するバイブレーションであ る No. 7、鏡面仕上げである No. 8)などが挙げられる。また、他の表面処理法として は、ブラスト法によるショットブラスト、銀白色ダル調仕上げ、やビーズブラスト、ブラス ト法による梨地肌仕上げ、ブライト仕上げ、化学発色、エンボス、エッチング、下地と
は異なる金属によるメツキ仕上げ (例えば、金、銀、銅、アルミニウム、クロム等によるメ ツキ)などが挙げられる。
[0015] これらのうちで、さらに、 JIS B0601— 1994に規定される表面粗さパラメータの十 点平均粗さ(Rz)が 0. 01〜80 /ζ πι程度の範囲のものが好ましぐさらに好ましくは 0 . 4〜20 μ m程度のものである。 Rzが 0. 01 m以上であると、熱可塑性榭脂と充填 材とを含む金属接触層との接着性が良好となり、 Rzが 80 m以下であると、表面層 の凹凸に対する影響が小さ!、。
また、 JIS B0601— 1994に規定される表面粗さパラメータの最大高さ(Ry)は、通 常 0. 01〜: LOO μ m程度の範囲であり、好ましくは、 0. 5〜25 μ m程度である。 Ryが 0. 01 μ m以上であると、金属体表面と金属接触層との間の接着強度が良好となり、 100 m以下であれば、表面層の凹凸に対する影響が小さい。
同様に、金属体の JIS B0601— 1994に規定される表面粗さパラメータの算術平 均粗さ(Ra)は、通常 0. 001〜10 111程度の範囲でぁり、好ましくは0. 05〜2. 5 μ m程度の範囲である。
これら JIS B0601— 1994に規定される表面粗さ(Rz、 Ry、 Ra)は市販の表面粗さ 測定装置 (一例として、小坂研究所株式会社製、表面粗さ測定装置、型式 SE3— F
K等)を使用して測定することができる。
[0016] 本発明の積層体を構成する金属接触層は、 (A)熱可塑性ポリイミド榭脂と (B)ポリ ァリールケトン樹脂を含む樹脂組成物力もなる。 (A)成分の熱可塑性ポリイミド榭脂 は、その構造単位に芳香核結合及びイミド結合を含む熱可塑性榭脂であり、具体例 として、ポリエーテルイミド榭脂が挙げられるが、特に制限されるものでない。具体的 には、下記構造式(1)
[0018] で表される繰り返し単位を有するポリエーテルイミド [ゼネラルエレクトリック社製の商 品名「Ultem 1000」(ガラス転移温度 Tg : 216°C)、「Ultem 1010」(ガラス転移温 度:216°C) ]、下記構造式 (2)
[0019] [化 3]
[0020] で表される繰り返し単位を有するポリエーテルイミド [ゼネラルエレクトリック社製の商 品名「Ultem CRS5001」(ガラス転移温度: 226°C) ]が挙げられ、そのほかの具体 例として、ゼネラルエレクトリック社製の商品名「Ultem XH6050J (ガラス転移温度: 247°C)、三井ィ匕学株式会社製の商品名「オーラム PL500AM」(ガラス転移温度: 2 58°C)、などが挙げられる。これらのうちで、好ましくは非晶性のものであり、さらに好 ましくは、上記構造式(1)又は(2)で表される繰り返し単位を有するポリエーテルイミ ド榭脂を主成分とするものである。ここで主成分とは、その含有量が 50質量%を超え る榭脂成分をいう。
該ポリエーテルイミド榭脂の製造方法は特に限定されるものではないが、通常、上 記構造式(1)で表される繰り返し単位を有する非晶性ポリエーテルイミド榭脂は、 4,4 '—[イソプロピリデンビス(p—フエ-レンォキシ)ジフタル酸二無水物と m—フエ-レ
ンジァミンとの重縮合物として、また上記構造式(2)で表される繰り返し単位を有する 非晶性ポリエーテルイミド榭脂は、 4,4'— [イソプロピリデンビス (p—フエ-レンォキシ )ジフタル酸二無水物と p—フエ-レンジァミンとの重縮合物として公知の方法によつ て合成することができる。
また、本発明で用いるポリエーテルイミド榭脂は、必要に応じてアミド基、エステル 基、スルホニル基など共重合可能な基を有する他の単量体単位を含むものであって も力まわない。なお、(A)成分の熱可塑性ポリイミド榭脂は、 1種類を単独で又は 2種 類以上を組み合わせて用いることができる。
[0021] 本発明の積層体において、金属接触層に使用する(B)成分のポリアリールケトン榭 脂は、その構造単位に芳香核結合、エーテル結合及びケトン結合を含む熱可塑性 榭脂であり、その代表例としては、ポリエーテルケトン (ガラス転移温度: 157°C、結晶 融解ピーク温度:373°C)、ポリエーテルエーテルケトン (ガラス転移温度: 143°C、結 晶融解ピーク温度: 334°C)、ポリエーテルエーテルケトンケトン (ガラス転移温度: 15 3°C、結晶融解ピーク温度: 370°C)等があり、また、必要に応じてビフエ-ル構造、ス ルホニル基など共重合可能な構造や基を有する他の繰り返し単位を含むものであつ てもかまわない。本発明においては、下記構造式(3)
[0022] [化 4]
[0023] で表される繰り返し単位を有するポリエーテルエーテルケトン榭脂を主成分とするも のが好適に使用される。ここで主成分とは、その含有量が 50質量%を超える成分の ことをいう。
この繰り返し単位を有するポリエーテルエーテルケトンは、ビクトレックス社製の商品 名「PEEK151G」、「PEEK381G」、「PEEK450G」などとして市販されている。こ れらはいずれもガラス転移温度 143°C、結晶融解ピーク温度 334°Cのものである。な お、(B)成分のポリアリールケトン榭脂は、 1種を単独で又は 2種類以上を組み合わ
せて用いることができる。
[0024] 本発明に係る金属接触層を構成する榭脂組成物にお!ヽて、 (A)成分の熱可塑性 ポリイミド榭脂と (B)成分のポリアリールケトン樹脂の混合質量比は、(A)Z(B) = 95 Z5〜5Z95の範囲力 子ましく、より好ましくは、(A)Z(B) =85Z15〜30Z70の 範囲、さらに好ましくは、(Α)Ζ(Β) =80Ζ20〜45Ζ55の範囲、特に好ましくは 75 Ζ25〜50Ζ50の範囲である。
(Α)成分と (Β)成分の合計 100質量%に対し、(Α)成分が 95質量%以下であると 、(Β)成分のポリアリールケトン樹脂が持つ、優れた耐熱性や低い吸水特性を発揮さ せることができる。また、(Α)成分が 5質量%以上であると、金属接触層と金属体との 接着性が良好となる。
また、(Β)成分として結晶性のポリアリールケトン榭脂を使用する場合、(Α)成分と( Β)成分の合計 100質量%に対し、(Α)成分が 80質量%以下であると、金属接触層 を構成する榭脂組成物の結晶性が高くなり、また結晶化速度も速くなり、耐熱性が良 好である。また、同様の場合、(Α)成分が 55質量%以上であると、結晶性のポリアリ 一ルケトン樹脂の結晶化に伴う体積収縮 (寸法変化)が大きくなりにくぐ金属体との 接着において信頼性が得られる。これらのこと力 、(Β)成分として、結晶性のポリア リールケトン榭脂を用いる場合には、 (Α)成分と (Β)成分との混合質量比は (Α) / ( Β) = 75/25〜55/45とすること力好まし!/、。
[0025] ここで、厚さ 0. 4mmのステンレス鋼板などの比較的硬い金属板の少なくとも一つの 面に、ポリアリールケトン榭脂 (A)とポリエーテルイミド榭脂(B)との榭脂組成物を金 属接触層とし、ポリアリールケトン榭脂(B)を表層として積層して得た積層体において は、金属板と榭脂層との接着は良好であるがカッターナイフでは切断できな 、ので、 シャーリングなどの方法で切断する際、端部に剥離が生じる場合がある。このため、 本発明では金属接触層への充填材の添加が好ましぐ端部の剥離を低減する効果 がある。
[0026] 本発明で用いる(C)成分の充填材としては、公知のものを使用することができ、例 えば、クレー、ガラス、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム、窒化珪素などの充填材、 ガラス繊維ゃァラミド繊維、炭素繊維などの繊維状充填材、鱗片状 (板状)粉体、例
えば、合成マイ力、天然マイ力(マスコバイト、フロゴバイト、セリサイト、スゾライト等)、 焼成された合成マイ力や天然マイ力、ベーマイト、タルク、イライト、カオリナイト、モン モリロナイト、バーミキユライト、スメクタイト、板状アルミナ、鱗片状チタン酸塩 (例えば
、鱗片状チタン酸マグネシウムカリウム、鱗片状チタン酸リチウムカリウム等)などが挙 げられる。これらのなかで、合成マイ力、天然マイ力、焼成された合成マイ力や天然マ イカ、ベーマイト、タルク、イライト、カオリナイト、モンモリロナイト、バーミキユライト、ス メタタイトなどの鱗片状 (板状)粉体、板状アルミナ、鱗片状チタン酸塩が好ましぐ合 成マイ力、天然マイ力がより好ましい。これらの充填材は 1種類を単独で又は 2種類以 上を組み合わせて用いることができる。
この充填材の形状としては、板状が好ましぐ平均粒径が 0. 01〜200 /ζ πι程度、 好ましくは 0. 1〜20 /ζ πι程度、より好ましくは、 1〜10 /ζ πι程度、平均アスペクト比( 粒径 Ζ厚み)は通常 1〜: LOO程度、好ましくは 5〜50程度さらに好ましくは、 10〜30 程度のものが好適に用いられる。
[0027] (C)成分の充填材としては表面処理剤により表面処理されたものを用いてもよ!、。
表面処理剤としては、アミノシラン、エポキシシラン、ビニルシラン、アタリ口キシ基又 はメタクリロキシ基を有するシランィ匕合物などのシランカップリング剤、珪素原子に炭 素数 1〜30の範囲の直鎖、分岐又は環状の炭化水素基が 1又は 2個結合したアルコ キシシラン、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコネート カップリング剤などが挙げられる。表面処理剤の使用量は、通常、充填材 100質量部 に対して 0. 1〜8質量部、好ましくは 0. 5〜3質量部の範囲である。
[0028] 表面処理の方法としては、既知の種々の方法が適用できる。例えば、表面処理剤 を溶解した溶液中で充填材と表面処理剤を接触させた後、溶媒を除去する湿式法、 表面処理剤を溶解した溶液と充填材とを噴霧、撹拌等の方法により接触させて、充 填材表面に表面処理剤をまぶした後、溶媒を除去する半湿式法、熱可塑性榭脂と 充填材及び表面処理剤又は少量の溶媒に溶解させた表面処理剤を混合後、撹拌 するインテグラルブレンド法などが挙げられる。充填材表面に効率よく表面処理剤を 付着させるという観点から、湿式法、半湿式法が好ましい。
溶媒中の表面処理剤の濃度は 0. 1〜80質量%程度の濃度とすることができる。溶
媒としては、例えば、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノール、へキサン等の 除去しやすいものが好ましい。この溶媒は、少量の水や加水分解を促進する少量の 酸成分を含むものであってもよ 、。
上記表面処理方法により、充填材と、溶媒に希釈した又は希釈しない表面処理剤 とを接触混合した後、数時間から数日間空気中に放置し、空気中の水分と接触させ て加水分解を起こさせるとともに、使用した溶媒を蒸発除去することが推奨される。 この蒸発除去の処理は、アルコキシシリル基の加水分解反応や生成したヒドロキシ シリル基を充填材表面のヒドロキシル基と脱水縮合反応させ、かつ、発生したアルコ ールゃ使用した溶媒除去のため、常圧下ないし減圧下に、通常、 80〜150°C程度、 好ましくは 100〜 130°C程度にて行なう。処理時間は通常 4〜200時間程度であり、 好ましくは 24〜: LOO時間程度である。
金属接触層を構成する榭脂組成物に使用する (C)成分の充填材の量は、上述し た (A)成分の熱可塑性ポリイミド榭脂と (B)成分のポリアリールケトン樹脂の合計量 1 00質量部に対して、 0〜: LOO質量部が好ましぐより好ましくは 10〜55質量部、更に 好ましくは 15〜45質量部の範囲である。充填材が 100質量部以下であると、金属接 触層が著しく脆くなることがない。一方、 10質量部以上であると、本発明の積層体を シャーリング等により切断する際に端部の剥がれが少なくなり、金属接触層と金属体 との密着が向上し、且つ、線膨張係数の低減効果による積層体の形状安定性が向 上する。
[0029] 金属接触層を構成する榭脂組成物には、固体潤滑剤を含んでも良い。金属接触 層の固体潤滑剤は金属接触層の摺動性や摩耗性を向上させ、表層が摩耗した場合 に引き続いて摩耗が金属層に達するのを遅らせる効果がある。また、本発明の積層 体に使用する表層フィルムや金属接触層と表層とが積層された積層フィルムの端材 や耳などをリサイクルして使用することにより金属接触層を構成する榭脂組成物中に 固体潤滑剤が混入してもよい。金属接触層や表層を構成する榭脂組成物に含有さ れる固体潤滑剤としては、フッ素榭脂、黒鉛、遷移金属硫化物、六方晶窒化硼素等 の材料が例示される。
[0030] 上記フッ素榭脂としては、分子中にフッ素原子を含有する高分子化合物であれば
特に限定されず、公知のものを使用することができる。このようなものとして、例えば、 (a)分子内に、一(CF CF )一で表わされる繰り返し構造単位を有するポリテトラフル
2 2
ォロエチレン(PTFE); (b)分子内に、―(CF CF )—および—〔CF (CF ) CF〕—で
2 2 3 2 表わされる繰り返し構造単位を有し、好ましくは、 - (CF CF )—で表される繰り返し
2 2
構造単位を 99〜80質量%と—〔CF (CF ) CF〕—で表わされる繰り返し構造単位を
3 2
1〜20質量0 /0とからなる、テトラフルォロエチレン一へキサフルォロプロピレン共重合 体 (FEP); (c)分子内に、一(CF CF )一および一〔CF (OC F ) CF〕一(式中、
2 2 m 2 m+1 2
mは 1〜16の範囲、好ましくは 1〜10の範囲の正の整数)で表される繰り返し構造単 位を有し、好ましくは、 - (CF CF )—で表わされる繰り返し構造単位を 99〜92質量
2 2
%と、一〔CF (OC F ) CF〕一で表わされる繰り返し構造単位を 1〜8質量%とか m 2 m+1 2
らなる、テトラフルォロエチレン パーフルォロアルキルビュルエーテル共重合体(P FA)、(d)分子内に、 - (CF CF )—および—(CH CH )—で表される繰り返し構造
2 2 2 2
単位を有し、好ましくは、 - (CF CF )—で表わされる繰り返し構造単位を 90〜74質
2 2
量%と、 - (CH CH )—で表わされる繰り返し構造単位を 10〜26質量%とからなる
2 2
、テトラフルォロエチレン一エチレン共重合体(ETFE); (e)分子内に、一 (CFC1CF
2
)—および—(CH CH )—で表される繰り返し構造単位を有するクロ口トリフルォロェ
2 2
チレン エチレン共重合体;(f)分子内に、 (CF CH )一で表わされる繰り返し構
2 2
造単位を有するポリフッ化ビ-リデン (PVDF)等が挙げられ、さらに、これらフッ素榭 脂は、この樹脂の本質的な性質を損なわない範囲で他のモノマーに基づく繰り返し 構造単位を含んで 、るものも挙げられる。
上記他のモノマーとしては、テトラフルォロエチレン(ただし、 PFA、 FEP及び ETF Eを除く。)、へキサフルォロプロピレン(ただし、 FEPを除く。)、パーフルォロアルキ ルビ-ルエーテル(ただし、 PFAを除く。)、パーフルォロアルキルエチレン(アルキル 基の炭素数 1〜16)、パーフルォロアルキルァリルエーテル(アルキル基の炭素数 1 〜16)、及び、式: CF =CF[OCF CF (CF ) ] OCF (CF ) Y (式中、 Yはハロゲン
2 2 3 η 2 2 ρ
、 ηは 0〜5の整数、 ρは 0〜2の整数を表す。)で示される化合物等が挙げられる。他 のモノマーに基づく繰り返し構造単位の量は、重合体の 50質量0 /0以下、好ましくは、 0. 01〜45質量0 /0である。
[0032] これらフッ素榭脂のうちで、好ましくは、(a)ポリテトラフルォロエチレン (PTFE)、 (b )テトラフルォロエチレン一へキサフルォロプロピレン共重合体(FEP)、(c)テトラフル ォロエチレン パーフルォロアルキルビュルエーテル共重合体(PFA)より選ばれる ものであり、更に好ましくは、(a) PTFEである
[0033] 上記フッ素榭脂の分子量は特に限定されないが、溶融する PTFEの場合には、特 に、溶融粘度が 380°Cにおいて 100万 Pa' s以下のものが好ましい。これらのフッ素 榭脂は、単独で用いても 2種以上を併用してもよ ヽ。
上記フッ素榭脂は、成形用の粉末であっても固体潤滑材用の微粉末であってもよ い。ポリテトラフルォロエチレンの市販品としては、例えば三井 'デュポンフロロケミカ ル社製のテフロン 7Jや TLP—10、旭硝子(株)製のフルオン G163、ダイキン工業( 株)製のポリフロン M15やルブロン L5等が挙げられる。
[0034] 本発明で固体潤滑剤として使用される黒鉛としては、天然鱗片状黒鉛、天然土状 黒鉛、人造黒鉛、熱分解黒鉛等が挙げられ、好ましくは、天然鱗片状黒鉛、人造黒 鉛である。天然鱗片状黒鉛は、外見が板状、うろこ状、葉状、針状を呈するものを大 部分含む天然産の黒鉛である。人造黒鉛はコータスとピッチの混合物等の炭素源を 高温で焼成して得られる塊状物を粉砕して得られるものや気相成長により製造される 結晶化度の高いタイプのものが好ましい。熱分解黒鉛は、コータス等の炭素源を約 2 500°Cないし 3000°Cの高温で焼成して黒鉛化して得られるものである。これら、天然 鱗片状黒鉛、人造黒鉛、熱分解黒鉛は、天然土状黒鉛に比べ二酸化珪素、珪酸塩 化合物等の灰分や不純物、揮発分が少なぐ耐熱性、潤滑性に優れており、また、 榭脂中に配合した場合にも榭脂劣化が起こりにくい。また、本発明で使用される黒鉛 の平均粒径は、レーザー回折法により測定した平均粒径が 1〜: LOO m程度であり、 4〜80 μ m程度のものが好ましぐ 5〜60 μ m程度のものが更に好ましい。
平均粒径が 100 μ m以下であれば榭脂成分中での均一分散や良好な成形フィル ム外観が得やすぐ 1 μ m以上であれば、榭脂成分への配合や混練時に粉体の飛散 等のハンドリングトラブルが起こりにくぐ押出機等を用いて溶融混練する場合、スクリ ユーへのかみこみ不良による計量不安定や、押出物の形状不安定による引き取り性 悪ィ匕などの問題が起きにくい。
本発明に使用する黒鉛中の灰分量は少ない方が好ましぐ通常 2質量%以下、さら に好ましくは、 0. 05〜1質量%である。 2質量%以下の範囲であれば、榭脂成分中 に配合して使用する際、加工時の榭脂成分の熱劣化が起こりにくい。
また、黒鉛中の揮発分は少ない方が好ましぐ通常 2質量%以下、好ましくは 1質量 %以下である。 2質量%以下の範囲であれば、榭脂成分との溶融混練時に発泡が少 なくなる。
これらの黒船の市販品の例としては、株式会社中越黒船工業所の商品名 CPB— 3 (天然鱗片状黒鉛), CPB- 30, CPB- 3000,日本黒鉛工業 (株)の商品名 CP、 特 CP、 CPB、 Timcal社製、 Timrex KS— 44 (人造黒鉛)等が挙げられる。
[0035] 本発明で固体潤滑剤として使用される遷移金属硫ィ匕物としては、二硫化モリブデン 、二硫ィ匕タングステンなどが挙げられ、金属接触層を構成する熱可塑性榭脂、及び
Z又は表層を構成する熱可塑性榭脂中に分散させるために、粉体であることが好ま しい。平均粒径は、 0. 1〜20 m程度が好ましぐより好ましくは、 0. 3〜: L l /z m程 度である。平均粒径が 0. 1 μ m以上であれば、熱可塑性榭脂成分との溶融混練時 に、粉体の飛散等によるハンドリングトラブルが起こりにくぐ 20 m以下であれば、 熱可塑性榭脂成分中への分散不良やフィルム外観不良が起こりにくい。
[0036] 二硫ィ匕モリブデン粉末の具体例として、日本黒鉛工業株式会社製 商品名モリパ ウダ一 A (平均粒径 0. 5 m)、商品名モリパウダー B (平均粒径 3 μ m)、商品名モリ パウダー C (平均粒径 0. 3〜0. 4 m)、住鉱潤滑剤株式会社製、商品名 MOS等が 挙げられる。
二硫ィ匕タングステンの具体例として、日本潤滑剤株式会社製、商品名タンミック A ( 平均粒径 1 μ m)、タンミック B (平均粒径 0. 6 m)等が挙げられる。
六方晶窒化硼素(略号: h— BN)は、金属接触層の榭脂、及び Z又は表層の榭脂 中に分散させるために、粉体であることが好ましい。このものの平均粒径は 0. 01〜1 00 ^ m,好ましくは、 0. 1〜20 /ζ πι、より好ましくは 3— 15 m、である。平均粒径力 0. 1 μ m以上であれば、榭脂成分との溶融混練時に、粉体の飛散等によるハンドリ ングトラブルが起こりにくぐ 100 /z m以下であれば、榭脂成分中への分散不良ゃフィ ルム外観不良が起こりにくい。比表面積は、 0. 1〜: LOOm2/g、好ましく
は、 l〜20m2Zgである。比表面積が 0. lm2Zg以上、及び 100m2Zg以下であ れば分散不良が起こりにくい。
[0037] 本発明で固体潤滑剤として使用される六方晶窒化硼素の具体例として、水島合金 鉄株式会社、 GEスペシャルティ ·マテリアルズ 'ジャパン株式会社等より販売されて いるものが挙げられる。
[0038] これら (D)成分の固体潤滑剤の中で、さらに好ましくは、前記の PTFE、天然鱗片 状黒鉛である。
金属接触層にお 、て使用する上記 (D)成分の固体潤滑剤の量は、上述した (A) 成分の熱可塑性ポリイミド榭脂と (B)成分のポリアリールケトン樹脂の合計量 100質 量部に対して、 0〜: LOO質量部が好ましぐより好ましくは 5〜55質量部、更に好まし くは 10〜45質量部の範囲である。
金属接触層には (D)成分が含まれなくとも、金属体や表層との接着は良好である 力 フィルム成形時の端部のリサイクルに伴い (D)成分が含まれる場合に、(D)成分 力 S 100質量部以下であれば、金属接触層の成形加工性に著 U、低下が起こりにく!/、 金属接触層を構成する榭脂組成物中に、(C)成分と (D)成分を併用する場合、 (A )成分と (B)成分の合計 100質量部に対する (C)成分と (D)成分の合計質量は、 0〜 100質量部、好ましくは、 0〜55質量部である。(C)成分と (D)成分の合計質量が 1 00質量部以下であれば、溶融混練時のサージング等の不具合が起こりにく!/、。 金属接触層を構成する榭脂組成物には、その性質を損なわない程度に、(A)成分 、(B)成分以外の榭脂ゃ (C)成分の充填材、(D)成分の固体潤滑剤以外の各種添 加剤、例えば、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、核剤、着色剤、滑剤、難燃剤 等を適宜配合してもよい。また、(C)成分の充填材及び (D)成分の固体潤滑剤を含 めた各種添加剤の混合方法は、公知の方法を用いることができる。
[0039] 混合の組合せの例として、 (A)成分、(B)成分、及び (C)成分の 3成分の例を下記 に示す。
(I) (A)成分、(B)成分と (C)成分の 3成分を同時に混合,分散させる方法、
(II) (A)成分と (B)成分をあらかじめ混合し、この混合物に (C)成分を混合'分散させ
る方法、
(III) (A)成分又は (B)成分に、(C)成分をあらかじめ混合分散させて、(A)成分と( C)成分の混合物又は (B)成分と (C)成分の混合物を調製し、次 、で (A)成分と (C) 成分の混合物に (B)成分を混合するか、ある!/ヽは (B)成分と (C)成分の混合物に (A )成分を混合する方法、
(IV) (A)成分及び (B)成分それぞれに (C)成分を混合分散させた混合物を調製し、 これらの混合物を更に混合する方法 [この場合、(A)成分に対する (C)成分の比率と (B)に対する(C)成分の比率は同じでも異なって 、てもよ 、。 ]、
(V)複数種の (A)成分及び Z又は複数種の(B)成分を使用する場合、これらのうち の少なくとも 1種に、高濃度に (C)成分を混合分散させた混合物と、配合すべき他の (A)成分及び Z又は (B)成分を混合するか、又は上記混合物と、配合すべき他の( A)成分及び Z又は (B)成分に低濃度に (C)成分を混合分散させた混合物を混合 分散させる方法などが挙げられる。
(D)成分を使用する場合も、上記混合方法に準じて混合分散させることができる。 混合、分散の方法としては、 (A)成分と (B)成分、 (C)成分及び Z又は (D)成分と 所望により用いられる各種添加剤をそれぞれ別々に単軸溶融混練機や二軸溶融混 練機に供給して混合することもでき、複数の供給部を有する溶融混練機を用いて各 成分を逐次的に溶融混練機に供給することもできる。また、あら力じめヘンシェルミキ サー(商品名)、スーパーミキサー、リボンブレンダー、タンブラ一ミキサーなどの混合 機を利用してそれらを予備混合した後、溶融混練機に供給して、具体的には 350°C 〜430°Cの温度で溶融混練することもできる。また、目的により、水性媒体や有機溶 媒に分散せしめて湿式法により混合することも可能である。
さらに、(C)成分及び Z又は (D)成分や各種添加剤を、(A)成分及び Z又は (B) 成分をベース榭脂として高濃度 (代表的な含有量としては 10〜60質量%程度)に混 合したマスターバッチを別途作製しておき、これを使用する榭脂に濃度を調整して混 合し、エーダーや押出機等を用いて機械的にブレンドする方法などが挙げられる。上 記混合方法の中では、マスターバッチを作製し、混合する方法が分散性や作業性の 点から好ましい。
混合された榭脂組成物は、成分の溶融混合分散に続!ヽて直接フィルム状に成形し ても良ぐまた、ー且ストランドないしはシート状に押し出され、カッティングされてペレ ット、顆粒、粉体等の成形加工に適した形態で得てもよい。
本発明において、上記金属接触層の厚さは、特に制限されるものではないが、通 常 0. 1〜800 m程度であり、成形が比較的容易であるという観点から 2〜200 m 程度が好ましい。
[0041] 本発明の積層体を構成する表層は、(B)ポリアリールケトン榭脂又はこれと (C)充 填材を含む榭脂組成物、及び又は (D)固体潤滑剤を含む榭脂組成物からなる。 (B) ポリアリールケトン樹脂は、上記金属接触層において例示したものと同様のものを使 用することができ、そのポリアリールケトン樹脂の種類は、金属接触層において使用さ れるものと同じであっても異なっていてもよい。表層においては、上記構造式(3)で 表される繰り返し単位を有するポリエーテルエーテルケトンを使用することが好ましい 表層にお 、て使用する(C)充填材は、上記金属接触層にお 、て例示したものと同 様のものを使用することができ、その充填材の種類は、金属接触層において使用さ れるものと同じであっても異なっていてもよい。
表層に使用する(C)充填材の量は、(B)ポリアリールケトン榭脂 100質量部に対し て、 0〜: LOO質量部の範囲である。添加する充填材が 100質量部以下であると、表層 が著しく脆くなることがない。この充填材の添カ卩により表層の鉛筆硬度が向上し、線 膨張係数の低減による積層体の形状安定性が向上する。このことから好適な充填材 の添加量は、(B)成分のポリアリールケトン榭脂 100質量部に対して、 10〜55質量 部の範囲が好ましぐより好ましくは、 15〜45質量部の範囲である。
表層に使用する(D)固体潤滑剤は、上記金属接触層において例示したものと同様 のものを使用することができ、その固体潤滑剤の種類は、金属接触層において使用 されるものと同じであっても異なって 、てもよ 、。
[0042] 表層に使用する(D)固体潤滑剤の添加量は、(B)ポリアリールケトン榭脂 100質量 部に対して、 0〜400質量部の範囲がよぐさらに添加する固体潤滑剤が 100質量部 以下であると、表層が著しく脆くなることがなく好ましい。この固体潤滑剤の添加により
表層の摩擦係数が低減できる。このことから好適な固体潤滑剤(D)の添加量は、 (B )成分 100質量部に対して 10〜55質量部の範囲がより好ましぐさらに好ましくは、 1 5〜45質量部の範囲である。
表層を構成する樹脂組成物に、(C)成分と (D)成分を併用する場合、(A)成分と( B)成分の合計 100質量部に対する(C)成分と (D)成分の合計質量は、 0〜: LOO質 量部が好ましぐより好ましくは、 0〜55質量部である。(C)成分と (D)成分の合計質 量が 100質量部以下であれば、溶融混練時のサージング等の不具合が起こりにくい
[0043] 表層を構成する榭脂組成物 [ (B)成分単独の場合も含む。 ]には、必要に応じて、 ( B)成分以外の榭脂ゃ (C)成分の充填材、 (D)成分の固体潤滑剤以外の各種添カロ 剤、例えば、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、核剤、着色剤、滑剤、難燃剤等 を適宜配合してもよい。
(C)成分の充填材、及び Z又は (D)成分の固体潤滑剤や各種添加剤の混合方法 は、公知の方法を用いることができる。混合の組合せの例として、(B)成分、及び (D) 成分からなる 2成分の例を下記に示す。
(VI) (B)成分と (D)成分の 2成分を同時に混合 ·分散させる方法、
(VII) (B)成分に、高濃度に (D)成分を混合分散させた混合物をあらかじめ調製し、 この混合物に更に (B)成分を混合 ·分散させる方法、
(VIII) (B)成分に (D)成分を異なる濃度に混合分散させた複数種の混合物をあらか じめ調製し、これらの混合物を混合する方法、
(IX)複数種の (B)成分及び Z又は複数種の(D)成分を使用する場合、 (B)成分の 少なくとも 1種に、高濃度に (D)成分を混合分散させた混合物と、配合すべき他の (B )成分を混合するか、又は上記混合物と、配合すべき他の (B)成分に低濃度に (D) 成分を混合分散させた混合物を混合 '分散させる方法、
などが挙げられる。混合'分散は、上記金属接触層における方法と同様の方法により 行うことができる。
[0044] 表層の厚さは、特に制限されるものではないが、通常 1〜: LOOO/z m程度であり、成 形が比較的容易であるという観点から 10〜200 mが好ましい。
金属接触層と表層の厚さの比率は、通常、金属接触層の厚さ Z表層の厚さの比が
、 1Z99〜99Z1、好ましくは 10Z90〜90ZlOの範囲である。表層の比率が 1より 高いと摺動性、摩耗性と表層の機械的強度に優れ、金属接触層の比率が 1より高い と金属接触層の機械的強度と接着強度に優れる。
また、金属接触層と表層を合わせて共押出により積層フィルムとして成形し、冷却 前又は冷却後に金属体と積層する場合に、上記厚さ比率の範囲であれば、各層が 安定して成形できる。一方、摺動性と摩耗性に優れる表層比率が高いと積層体の寿 命が長くなる。この観点から、より好ましくは、金属接触層の厚さ Ζ表層の厚さの比が 、 10Ζ90〜70Ζ30である。
[0045] 本発明の積層体においては、本発明の主旨を超えない範囲で、金属接触層と表層 の間に、金属接触層や表層と同じ成分を含む層や、他の成分よりなる層を介在させ た積層構造を有するものであってもよ 、。
[0046] 本発明の積層体を構成する金属接触層及び表層の成形方法としては、射出成形 法、押出成形法、圧縮成形法、カレンダー成形法等の公知の方法が挙げられる。例 えば、押出部先端の断面形状が長方形や長方形類似形状のダイ、具体的には Τダ ィ、 Iダイなどフィルム押出用のダイスより押出されたフィルム状の榭脂組成物を冷却 体に接触させて冷却する押出キャスト法、カレンダ一法等を採用することができ、特 に限定されるものではないが、フィルムの製膜性、安定生産性等の面から、 Τダイや I ダイなどフィルム押出用のダイスと冷却体を用いる押出キャスト法が好ま 、。上記冷 却体としては、表面の材質が金属やゴム、繊維などよりなり、形態はロールやベルト、 シームレスベルトなどが挙げられる。
これらのうちで、冷却装置が単純で取り扱い易いという理由から、冷却体としてロー ルを用いることが好ましい。その一例として、押出機より溶融した榭脂組成物が導管 を経てダイに送り込まれ、ダイの先端よりフィルム状に押出され、冷却用の金属ロー ルとゴムロールに挟まれてフィルム状に形状固定.冷却され、続いて、金属ロール側 に巻き付いて冷却されて、巻き取り機に送られる。フィルムは必要に応じて、金属ロー ルと卷き取り機の間にさらに他のロールや、冷却エアーにより冷却される。
[0047] 押出キャスト法での成形温度は、組成物の流動特性や製膜性等によって適宜調整
される力 概ねガラス転移温度ないしは融点以上、 430°C以下、好ましくは、 350-4 00。C、さらに好ましくは 380〜395。Cである。
ロール等の冷却体の表面温度は、通常、各層を構成する榭脂成分のガラス転移温 度ないしは融点以下の温度である。金属接触層を形成する場合、冷却体の表面温 度は、通常 30〜175°C程度、好ましくは 90〜140°Cの範囲である。 30°C以上である と、冷却体表面に空気中の水分が凍って付着することを避けることができ、 175°C以 下であると、冷却体との接触により形成された形状が変化することを防ぐことができる 。表層を形成する場合、冷却体の表面温度は、通常 30〜155°C程度、好ましくは 90 〜 141°C程度の範囲である。 30°C以上であると、冷却体表面に空気中の水分が凍 つて付着することを避けることができ、 175°C以下であると、冷却体との接触により形 成された形状が変化することを防ぐことができる。冷却体上面に熱電対や温度指示 体を接触させる接触法、赤外線温度計など光や電磁波を用いる非接触法などで測 定することができる。
冷却体の表面温度の好適範囲は、冷却体の温度制御機構や、オイル、水などの循 環冷媒等熱媒体の温度を適切に選択することにより制御することができる。
本発明の積層体を製造する際の金属体、金属接触層及び表層の積層方法は、特 に限定されないが、例えば、上記金属体と、あら力じめフィルム状に成形した金属接 触層と表層を重ね合わせて圧力をかけながら加熱して積層するプレス成形、金属体 と、あら力じめフィルム状に成形した金属接触層と表層を同時に又は別々に加熱ロー ル接触や赤外線、熱風などにより加熱した後に重ね合わせ、ロールやプレスにより圧 力をかけて密着させる方法、金属接触層を構成する榭脂組成物と、表層を構成する 榭脂組成物をそれぞれ別々の押出機で溶融混練してそれぞれ別々のダイ又は多層 のダイ内で積層し、フィルム状に押し出して冷却せずにそのまま金属体表面に載せ て、金属体とともに加熱プレス又は加熱ロールに挟んで積層する方法、又は金属接 着層と表層を積層フィルムとして押し出してー且冷却した後、金属体と加熱プレス又 は加熱ロールに挟んで積層する方法などが挙げられる
積層温度は、各層に使用される榭脂成分の融解温度や、ガラス転移温度、充填材 や固体潤滑剤の量比により適宜選択される力 通常 350〜390°C、好ましくは 360〜
370°Cである。また、金属接触層と表層との積層フィルムを使用する場合は、 210〜 390°C、好ましくは 230〜280°Cの範囲である。 210°C以上で接着強度が良好となり 、 390°C以下では榭脂成分の急激な劣化を避けることができる。
加熱の時間は、積層方法と積層温度と求められる接着強度により適宜選択される 力 通常 0. 01秒以上、好ましくは 0. 1秒〜 500分の範囲である。 0. 01秒以上時間 の選択で接着強度の向上に効果があり、 500分以下の短い時間の選択で榭脂成分 の劣化を避けることができる。
圧力は、積層装置、温度、時間と求められる接着強度、金属体の強度により適宜選 択される力 通常 0. IMPa以上、好ましくは lMPa〜100MPaである。また、プレス 成形により積層する場合、好ましくは 2〜: LOMPaの範囲である。 0. IMPa以上で接 着強度を高める効果が得られ、 lOOMPa以下で、金属接着層や表層の異常な変形 を避けることができる。
[0049] 上記積層の際に使用する金属体は連続したコイル、帯板やカットされた板の状態で よぐ金属接触層、表層もそれぞれ連続した巻きやカットされた枚葉の形態で積層に 供してよい。
また、金属体と金属接触層との接着向上のため、アミノシラン、エポキシシランなどの シランカップリング剤などの使用も可能である。
本発明の積層体の用途としては、回転摺動ゃ往復摺動部分を有する機械部品、自 動車部品、スラスト軸受けやジャーナル軸受け等の各種軸受け、自動車エンジンル ーム内部品や隔壁、ドア摺動部品、ブレーキ部品、エネルギー発生機器部品、熱遮 蔽板、エアーコンプレッサーの斜板、シユー、各種機器の筐体などが挙げられる。 実施例
[0050] 以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する力 本発明はこれらの例によ つて何ら限定されるものではない。なお、本明細書中に表示されるフィルムについて の種々の測定値及び評価は次のようにして行った。ここで、フィルムの押出機からの 流れ方向を縦方向、その直交方向を横方向と呼ぶ。
[0051] (1)切断端部の剥離状態
金属部分の厚さが lmm以下の積層体については、生野機械株式会社製のシヤー
リング (刃渡り約 1000mm、足踏み式)を用い、積層体を幅 3cm、長さ 20cmの短冊 状に 3枚切断し、長辺端部に生じる剥離の有無を目視にて観察し、以下の 4ランクに 分けて評価した。なお、固定刃側の切断端部と可動刃側の切断部の剥離発生状態 が異なる場合は、剥離の長さや幅が大きい方の端部の剥離状態を評価し、さらに、 上記短冊状試験片切断後の残りの部分の切断端部剥離状態も観察し、剥離の長さ や幅が大きければそのものを評価結果とした。
ランク 1 :端部の剥離が生じていないか、又は剥離幅の最大値が 0. 5mm以下。 ランク 2 :剥離幅の最大値が 0. 5mm超、かつ lmm以下。
ランク 3 :剥がれが端部全体に生じており、剥離幅は少なくとも部分的に lmm超。 ランク 4 :シャーリングによる切断後、室温にて 2日間状態調節中に、剥がれが端部か ら剥離幅 lmmを超えて徐々に広がり、積層面の少なくとも 10%が剥離する状態。
[0052] (2)切れ目周囲の剥離状態
金属体部分の厚さが lmmを超える積層体については、シャーリングにて切断でき ないので、カッターナイフにて榭脂面に 2cm間隔の平行な直線状の切れ目を 3本入 れ、さらにそれらの直線の中心付近にそれらの直線と直角方向に幅 2cmの直線上の 切れ目を平行に 3本入れ、剥離の状態を目視にて観察した。また、切れ目の部分に カッターナイフ先端を差し込んで切れ目部分の剥離を試みた。切れ目部分に生じる 剥離の有無を目視にて観察し、以下の 4ランクに分けて評価した。
ランク 1 :切れ目の剥離が生じていないか、又は剥離幅の最大値が 0. 5mm以下。 ランク 2 :切れ目の剥離幅の最大値が 0. 5mm超、かつ lmm以下。
ランク 3:剥がれが切れ目全体に生じており、剥離幅は少なくとも部分的に lmm超。 ランク 4 :カッターナイフによる切断後、室温にて 2日間状態調節中に、剥がれが切れ 目部分力も剥離幅 lmmを超えて徐々に広がり、積層面の少なくとも 10%が剥離する 状態。
[0053] (3)剥離強度
金属部分の厚さが lmm以下の積層体については、得られた積層体を上記シヤーリ ングにより、幅 3cm、長さ 20cmの短冊状に切断し、熱可塑性榭脂面の長さ 20cmの 両辺端部より内側に 5mmの位置にカッターナイフで直線状の切れ目を作製し、さら
に、長さ 3cmの片方の辺より内側に約 3〜5cmの位置に長さ 3cmの辺にほぼ並行に カッターナイフで切れ目を作製し、その位置を積層体面の上下に繰り返し折り曲げて 剥離強度測定用の剥離箇所を作製し、試験片とした。
また、金属体部分の厚さが lmmを超える積層体については、シャーリングによる切 断を行わず、積層体榭脂面に、カッターナイフにて 2cm間隔の平行な直線状の切れ 目を 5本入れ、さらにそれらの直線の端部から 2〜3cmの位置にそれらの直線と直角 方向に直線上の切れ目を 1本入れ、切れ目の部分にカッターナイフ先端を差し込ん で剥離箇所の作製を試みた。剥離箇所作製操作中に榭脂層部分が折れたり破断し たものは材料破壊 (「材破」と略記する。 )と判断した。
さらに、接着強度測定の目的で剥離部分の榭脂層を引っ張るために、幅 18mmの セロハンテープを剥離部分に貼り付けて、引っ張りしろを設けた。具体的には、幅 18 mmのセロハンテープ(商品名 -チバンセロテープ、型番: CT405A— 18)を長さ約 33cmに切り取り、両端部約 1. 5cmを残して粘着面を内側にして中央で 2つに折つ て貼り合わせ、両端部を、上記剥離部分に貼り付け、幅 18mm、長さ約 15cmの引つ 張りしろとした。
剥離箇所力 熱可塑性榭脂層ないしは上記セロハンテープで積層体の面と垂直な 方向に引っ張り、剥離箇所を広げた。剥離箇所が広がったものは、引っ張り試験機に て 50mmZ分の速度で 180度方向に引っ張り、剥離強度を測定した。広げる操作中 にフィルムが破れたものは材料強度より剥離強度が強 ヽと判断し、材料破壊 (「材破」 と略記する。)と判断した。
(4)摩擦係数測定
JIS K 7125— 1987に準じ、静摩擦係数と動摩擦係数を測定した。
(5)鉛筆硬度
IS K 3312— 1994に準じ、鉛筆硬度を測定した。
(6)積層体に使用した金属体の表面粗さ
小坂研究所株式会社製、表面粗さ測定装置、型式 SE3— FK、を使用し、 JIS BO 601— 1994に規定される表面粗さパラメータを測定した。測定したパラメータは、十 点平均粗さ (Rz)、最大高さ (Ry)、算術平均粗さ (Ra)である。
(7)耐溶剤性
積層体を室温にて 4時間クロ口ホルム中に浸漬し、表面外観の変化を目視にて観 察し、未浸漬の試料と比較して、以下の 5ランクに分けて評価した。
ランク 1 :外観変化が無い。
ランク 2:表面の光沢が変化する。
ランク 3:表面荒れが部分的に生じる。
ランク 4:表面荒れが全体に生じる。
ランク 5:少なくとも部分的に溶解する。
[0055] 実施例 1
(1)金属接触層に使用するフィルムの作製
非晶性ポリエーテルイミド榭脂 [ゼネラルエレクトリック社製、商品名: Ultem 1000 、ガラス転移温度 Tg : 216°C] (以下、単に PEI— 1と略記することがある) 2. 016kg ( PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 28質量%)、ポリエーテルイミド 榭脂 [ゼネラルエレクトリック社製、 Ultem CRS5001、 Tg : 226°C] (以下、単〖こ PEI —2と略記することがある) 2. 304kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量 に対し 32質量0 /0)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂 [ビタトレックス社製、 PEEK450 G、 Tg : 143°C、融点 Tm: 334°C] (以下、単に PEEK— 1と略記することがある) 2. 8 8kg (PEI—l、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 40質量%)、及び充填材 として合成マイ力(平均粒径:6 m、アスペクト比: 25) 2. 8kg (PEI— 1、 PEI— 2及 び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 38. 9質量部、略号 C1)力もなる成分をサイド フィード付き二軸押出機を用いて設定温度 380°Cで混練し、ストランド状に押出し、 カッティングしてペレットとした。
このペレットを、 180°Cで 12時間熱風乾燥した後、 Tダイを接続した口径 40mmの 単軸押出機を使用し、 380°Cにてフィルム状に押出し、設定温度 160°Cの循環オイ ルにて温度調節された金属キャストロールの表面に接触させ、その反対側からシリコ ーンゴムロールにて押しつけて急冷製膜することにより、厚さ 100 mの金属接触層 用のフィルム(略号を S 1とする。 )を得た。
[0056] (2)表層に使用するフィルムの作製
上記の PEEK— 1 7. 2kg (100質量部)及び充填材として合成マイ力(CI) 2. 8k g (PEEK— 1 100質量部に対し 38. 9質量部)からなる成分をサイドフィード付き二 軸押出機を用いて設定温度 390°Cで混練し、ストランド状に押出し、カッティングして ペレットとした。
このペレットを、 180°Cで 12時間熱風乾燥した後、 Tダイを接続した口径 40mmの 単軸押出機を使用し、 390°Cにてフィルム状に押出し、設定温度 130°Cの循環オイ ルにて温度調節された金属キャストロールの表面に接触させ、その反対側からシリコ ーンゴムロールにて押しつけて急冷製膜することにより、厚さ約 110 mの表層用の フィルム(略号を T1とする。)を得た。
(3)積層体の作製
下力も上に向力つて下記の順番に重ね合わせたものを、高性能高温真空プレス成 形機 (北川精機 (株)製、成型プレス、型式: VH1— 1747)内にセットし、設定最高温 度 360°C、設定最高温度保持時間 20分、プレス成形機の設定圧力 9. 7MPa (接着 部の圧力は約 3. 9MPa)にてプレス成形し、積層体を得た。
(i)両面を 35 μ mの銅箔で覆った一辺が約 30cmの正方形で、厚さ 1. 6mmのクッシ ヨン紙 (三菱製紙株式会社製、商品名: RAボード RAB N 0016)、
(j)一辺が約 30cmの正方形で、厚さ 2mmのステンレス鋼板、
(k)縦 30cm、横 25cmの長方形で、厚さ 50 μ mのポリイミドフィルム(宇部興産 (株) 製、商品名:ユーピレックス 50S、厚さ 50 /ζ πι)、
(L)一辺が 22cmの正方形で、厚さ 0. 4mmのステンレス鋼板(SUS304、クロ口ホル ム洗浄により脱脂済み、略号 Al)、
(m)—辺が 24cmの正方形の金属接触層用フィルム(略号 SI)、
(n)一辺が 24cmの正方形の表層用フィルム(略号 T1)、
(o)上記 (k)と同様のポリイミドフィルム、
(P)上記 (j)と同様のステンレス板、
(q)上記 (i)と同様の銅箔で覆ったクッション紙。
上記 (i)〜(q)は、重ね合わせる前に少量のエタノールをしみこませたワイビング紙 で表面の汚れや異物を取り除き、さらに、上記 (k)〜(o)は、重ね合わせる前に、 目
視検査により表裏の異物を確認し、少量のエタノールをしみこませたワイビングクロス
(帝人 (株)製、商品名:ミクロスタ一一 CP)を用いてその異物をふき取った後、再度 目視検査を行 、、異物が除去できたことを確認した後に重ね合わせた。
使用した金属体 A1の表面粗さパラメータは、 Raが 0. 18 μ m、 Ryが 1. 5 m、 Rz が 1. であった。
[0058] 得られた積層体の断面を顕微鏡にて観察し、各層の厚さを測定したところ、金属体 0. 4mm,金属接触層 96 /ζ πι、表層 107 mであった。この値より金属接触層と表層 の比率は 47 : 53と算出した。この積層体を上記シャーリングにて切断し、端部の剥離 状況を目視観察したところ、ランク 1であった。静摩擦係数は 0. 235であり、動摩擦 係数は 0. 163であった。剥離強度を測定するため端部に剥離箇所を作製しようとし たが、剥離せず、カッターナイフで切れ目を入れ、積層体を面の上下に数回折り曲 げて剥離箇所を作製したが剥離箇所は広がらず、指先で熱可塑性榭脂層を引っ張 つて剥がそうとしたところ、熱可塑性榭脂層が切れたので、材料破壊 (以下、「材破」と 略記する。)と判定した。鉛筆硬度は Hであった。また、上記の方法により耐溶剤性を 評価したところ外観変化は見られず、ランクは 1であった。
[0059] 実施例 2
金属接触層用フィルムの構成成分のうち、 PEI— 1を 4. 4kg (PEI— 1、 PEI— 2及 び PEEK— 1の合計質量に対し 55質量%)、 PEI— 2を使用せず、 PEEK— 1を 3. 6 kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 45質量%)、に変更し、合 成マイ力(C1)を下記の方法により作製した表面処理マイ力 2kg (PEI— 1、 PEI— 2 及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 25質量部)に変更し、フィルム厚さを 35 μ mとした以外は実施例 1と同様の操作を行い、金属接触層用フィルム(略号を S2とす る。)を得た。
表面処理マイ力は、以下の方法により作製した。ヘンシェルミキサー(商品名)に、 市販のマイ力(平均粒子径: 10 m、アスペクト比: 20) 2kgを入れ、その上から、水 分約 3質量%のイソプロピルアルコール 160gに溶解した表面処理剤へキシルトリメト キシシラン (東京化成工業株式会社製、試薬グレード) 40g (合成マイ力 100質量部 に対して 2質量部)を溶解して得た 20質量%溶液 200gを振りかけ、ミキサー上部に
蓋をした。窒素を供給しながらミキサーを 10分間作動させて撹拌混合した。このもの を、ステンレス製のバットに広げ、室内にて 4日間放置した後、 120°Cのオーブン中で 48時間加熱処理し、室温まで冷却して表面処理されたマイ力(略号を C2とする。)を 得た。さらに、この操作を 10回繰り返して、約 20kgの表面処理マイ力を得た。
表層用フィルムの構成成分のうち、 PEEK— 1の量を 7. 6kg (100質量部)に、合成 マイ力(C1)を上記表面処理マイ力(C2) 2. 4kg (PEEK- 1 100質量部に対し 31 . 6質量部)に変更し、フィルム厚さを 40 mとした以外は実施例 1と同様の操作を行 い、表層用フィルム(略号を T2とする。)を得た。
金属体を厚さ 0. 4mmの SUS301 二分の一 H材(略号を A2とする。)に変更し、 金属接触層用フィルムを上記 S2、表層用フィルムを上記 T2に変更した以外は実施 例 1と同様のプレス成形を行い、積層体を得た。金属体 A2の表面粗さパラメータは、 RaO. 08 μ m、 Ryl. 0 m、 RzO. 92 μ mであった。
得られた積層体の各層の厚さは、金属体 0. 4mm,金属接触層 33 m、表層 38 mであった。このものの評価結果を表 1に示す。
実施例 3
金属接触層用フィルムの構成成分のうち、 PEI— 1を 3. 04kg (PEI— 1、 PEI— 2及 びPEEK—1の合計質量に対し40質量%)、PEI— 2を1. 9kg (PEI—l、 PEI— 2及 び PEEK— 1の合計質量に対し 25質量0 /0)、 PEEK— 1を 2. 66kg (PEI— 1、 PEI —2及び PEEK— 1の合計質量に対し 35質量%)、に変更し、合成マイ力(C1)を上 記表面処理マイ力(C2) 2. 4kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量 部に対し 31. 6質量部)に変更し、フィルム厚さを 80 mとした以外は実施例 1と同様 の操作を行い、金属接触層用フィルム(略号を S3とする。)を得た。
表層用フィルムの構成成分を PEEK— 1のみとして合成マイ力を配合せず、二軸押 出機を使用せず 180°Cにて 12時間乾燥後、口径 40mmの単軸押出機に直接、供 給してフィルムとして押出し、フィルム厚さを 30 mとした以外は実施例 1と同様の操 作を行い、表層用フィルム(略号を T3とする。)を得た。
金属体を厚さ 0. 5mmの SUS304 (略号を A3とする。)に変更し、金属接触層用フ イルムを上記 S3、表層用フィルムを上記 T3に変更した以外は実施例 1と同様のプレ
ス成形を行い、積層体を得た。金属体 A3の表面粗さパラメータは、 RaO. m、 R yl. 67 μ Rzl. 37 πιで teつた。
得られた積層体の各層の厚さは、金属体 0. 5mm,金属接触層 76 m、表層 27 mであった。このものの評価結果を表 1に示す。
[0061] 比較例 1
表層用フィルムの構成成分を PEEK— 1 10kg (100質量部)のみとして、合成マイ 力の配合と溶融混練を行わず、そのまま押出成形を行った以外は実施例 1と同様の 操作を行い、厚さ 110 /z mの表層用フィルム(略号を TR1とする。)を得た。
金属接触層用フィルムを使用せず、表層用フィルムを上記 TR1に変更した以外は 実施例 1と同様のプレス成形を行い、積層体を得た。得られた積層体の各層の厚さ は、金属体 0. 4mm、表層 106 μ mであった。
この積層体を実施例 1と同様のシャーリングにて切断し、端部の剥離状況を目視観 察したところ、ランク 3であり、さらに 23°C、湿度 50%の恒温室内にて 2日間状態調節 中に、剥がれが端部から剥離幅 lmmを超えて徐々に積層面全体に広がり、積層面 の約 60%が剥離したので、ランク 4と判定した。さらに、 2日経過後には接着面の約 8 0%が剥離したので接着不良と判定した。剥がれた TR1層の厚さは 106 μ mであつ た。接着不良のため、それ以外の評価は行わな力つた。
[0062] 比較例 2
金属接触層用フィルムを上記 S1とし、表層用フィルムを使用しない点以外は実施 例 1と同様のプレス成形を行い、積層体を得た。得られた積層体の各層の厚さは、金 属体 0. 4mm,金属接触層 96 mであった。このものの評価結果を表 1に示す。
[0063] 比較例 3
上記ステンレス板 A1の表面をショットブラストにより粗面化した (略号を RA1とする) 。表面粗さパラメータ Raは 1. 4 m、 Ryは 14. 9 m、 Rzは 10. 7 μ mであった。上 記 PEEK— 1に着色用カーボンブラック 0. 2質量%を溶融混練により配合したペレツ トを平均粒径約 0. lmmに粉砕し(略号を PEEK— 1P)、上記 RA1上に塗布し、 42 0°Cに設定されたオーブン中にて 60分加熱し、 PEEK— 1Pを溶融させたのち、 6時 間かけてオーブンを室温まで冷却した。このものの静摩擦係数は、 0. 262であり、動
摩擦係数は 0. 198であった。
[0064] 実施例 4
金属接触層用フィルムの構成成分のうち、 PEI— 1を 3. 28kg (PEI— 1、 PEI— 2及 びPEEK—1の合計質量に対し40質量%)、PEI— 2を2. 87kg (PEI— 1、 PEI— 2 及び PEEK— 1の合計質量に対し 35質量0 /0)、 PEEK— 1を 2. 05kg (PEI— 1、 PE 1— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 25質量%)、に変更し、合成マイ力(C1)を下 記の方法により作製した表面処理マイ力 1. 8kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1 の合計 100質量部に対し 22質量部)に変更し、フィルム厚さを 50 mとした以外は 実施例 1と同様の操作を行い、金属接触層用フィルム(略号を S4とする。)を得た。 表面処理合成マイ力は、以下の方法により作製した。ヘンシェルミキサー(商品名) に、市販の合成マイ力(平均粒子径: 6 m、アスペクト比: 25) 2kgを入れ、その上か ら、水分約 3質量%のイソプロピルアルコール 160gに溶解した表面処理剤フエ-ルト リメトキシシラン (東京化成工業株式会社製、試薬グレード) 40g (マイ力 100質量部 に対して 2質量部)を溶解して得た 20質量%溶液 200gを振りかけ、ミキサー上部に 蓋をした。窒素を供給しながらミキサーを 10分間作動させて撹拌混合した。このもの を、ステンレス製のバットに広げ、室内にて 4日間放置した後、 120°Cのオーブン中で 48時間加熱処理し、室温まで冷却して表面処理された合成マイ力(略号を C3とする 。)を得た。さら〖こ、同様の操作を 30回繰り返して、約 60kgの表面処理合成マイ力を 得た。
表層用フィルムの構成成分のうち、 PEEK— 1の量を 8. 2kg (100質量部)に、合成 マイ力(C1)を上記 S4に使用したものと同様の表面処理合成マイ力(C3) 1. 8kg (P EEK— 1 100質量部に対し 22質量部)に変更し、フィルム厚さを 70 μ mとした以外 は実施例 1と同様の操作を行い、表層用フィルム(略号を T4とする。)を得た。
金属接触層用フィルムを上記 S4、表層用フィルムを上記 T4に変更した以外は実 施例 1と同様のプレス成形を行い、積層体を得た。得られた積層体の各層の厚さは、 金属体 0. 4mm、金属接触層 46 μ m、表層 66 μ mであった。このものの評価結果を 表 2に示す。
[0065] 実施例 5
金属接触層用フィルムの構成成分のうち、 PEI— 1を 2. 25kg (PEI— 1、 PEI— 2及 びPEEK—1の合計質量に対し30質量%)、PEI— 2を2. 25kg (PEI— 1、 PEI— 2 及び PEEK— 1の合計質量に対し 30質量0 /0)、 PEEK— 1を 3. Okg (PEI— 1、 PEI 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 40質量%)に変更し、合成マイ力 (C1)を上記 表面処理合成マイ力(C3) 2. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質 量部に対し 33. 3質量部)に変更し、フィルム厚さを 50 mとした以外は実施例 1と同 様の操作を行い、金属接触層用フィルム(略号を S5とする。)を得た。
表層用フィルムの構成成分のうち、 PEEK— 1の量を 7. 5kg (100質量部)に、合成 マイ力(C1)を上記 S4に使用したものと同様の表面処理合成マイ力(C3) 2. 5kg (P EEK- 1 100質量部〖こ対し 33. 3質量部)に変更し、フィルム厚さを 50 μ mとした 以外は実施例 1と同様の操作を行い、表層用フィルム(略号を T5とする。)を得た。 金属体を厚さ 0. 3mmの SUS316 (略号を A4とする。)に変更し、金属接触層用フ イルムを上記 S5、表層用フィルムを上記 T5に変更した以外は実施例 1と同様のプレ ス成形を行い、積層体を得た。金属板 A4の表面粗さパラメータは、 RaO. m、 R yl. 87 μ Rzl. 15 ^( 111で&)った。
得られた積層体の各層の厚さは、金属体 0. 3mm、金属接触層 45 m、表層 47 mであった。このものの評価結果を表 2に示す。
実施例 6
金属接触層用フィルムの構成成分のうち、 PEI— 1を 4. 4kg (PEI— 1、 PEI— 2及 び PEEK— 1の合計質量に対し 55質量%)、 PEI— 2を使用せず、 PEEK— 1を 3. 6 kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 45質量%)に変更し、合成 マイ力(C1)を上記表面処理合成マイ力(C3) 2kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 25質量部)に変更し、フィルム厚さを 28 mとした以外は 実施例 1と同様の操作を行い、金属接触層用フィルム(略号を S6とする。)を得た。 上記の PEEK— 1 8kg (100質量部)及び固体潤滑剤としてポリテトラフルォロェ チレン榭脂 (旭硝子株式会社製、グレード名 フルオン PTFE L— 169J、略号: D1 ) 2kg (PEEK- 1 100質量部に対し 25質量部)を、サイドフィード付きの二軸押出 機を用いて設定温度 390°Cで混練してストランド状に押出し、カッティングしてペレツ
トとした。
このペレットを用い、フィルム厚さを 60 mとした以外は実施例 1と同様の操作を行 い、表層用フィルム(略号を T6とする。)を得た。
金属接触層用フィルムを上記 S6、表層用フィルムを上記 T6に変更した以外は実 施例 1と同様のプレス成形を行 ヽ、積層体を得た。
得られた積層体の各層の厚さは、金属体 0. 4mm、金属接触層 24 m、表層 55 mであった。このものの評価結果を表 2に示す。
[0067] 実施例 7
金属接触層用フィルムの構成成分のうち、 PEI— 1を 3. 2kg (PEI— 1、 PEI— 2及 びPEEK—1の合計質量に対し40質量%)、PEI— 2を2. 4kg (PEI— 1、 PEI— 2及 び PEEK— 1の合計質量に対し 30質量0 /0)、 PEEK— 1を 2. 4kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 30質量%)に変更し、合成マイ力 (C1)を上記表 面処理合成マイ力(C3) 2kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に 対し 25質量部)に変更し、フィルム厚さを 24 mとした以外は実施例 1と同様の操作 を行い、金属接触層用フィルム(略号を S7とする。)を得た。
上記の PEEK— 1 8. 33kg (100質量部)及び固体潤滑剤としてフッ素榭脂を鱗 片状黒鉛 (日本黒鉛株式会社製、商品名 特 CP、顕微鏡下での平均粒径測定値は 、略号: D2) l. 67kg (PEEK- 1 100質量部に対し 20質量部)に変更し、サ イドフイード付きの二軸押出機を用いて設定温度 390°Cで混練してストランド状に押 出し、カッティングしてペレットとした。
このペレットを用い、押出温度を 390°Cとし、フィルム厚さを 100 mとした以外は実 施例 1と同様の操作を行い、表層用フィルム(略号を T7とする。)を得た。
金属接触層用フィルムを上記 S7、表層用フィルムを上記 T7に変更した以外は実 施例 1と同様のプレス成形を行 ヽ、積層体を得た。
得られた積層体の各層の厚さは、金属体 0. 4mm、金属接触層 20 m、表層 96 mであった。このものの評価結果を表 2に示す。
[0068] 実施例 8
金属接触層用フィルムの構成成分のうち、 PEI— 1を 3kg (PEI— 1、 PEI— 2及び P
EEK—lの合計質量に対し 30質量0 /0)、 PEI— 2を 3kg (PEI—l、 PEI— 2及び PEE K 1の合計質量に対し 30質量0 /0)、 PEEK— 1を 4kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEE K 1の合計質量に対し 40質量%)とし、合成マイ力(C1)を上記表面処理マイ力 (C 2) 1. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 15質量部)と し、固体潤滑剤を上記フッ素榭脂(Dl) l. 5kg (PEI— 1、PEI— 2及び PEEK— 1の 合計 100質量部に対し 15質量部)、及び上記黒鉛 (D2) lkg (PEI— 1、 PEI— 2及 び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 10質量部)を、サイドフィード付きの二軸押出 機を用いて設定温度 390°Cで混練してストランド状に押出し、カッティングしてペレツ トとした。
このペレットを用い、押出温度を 390°Cとし、フィルム厚さを 50 mとした以外は実 施例 1と同様の操作を行い、金属接触層用フィルム(略号を S8とする。)を得た。 上記の PEEK— 1 10kg (100質量部)、上記表面処理合成マイ力(C3) lkg (PE EK- 1 100質量部に対し 10質量部)、固体潤滑剤として上記フッ素榭脂 (Dl) 2kg (PEEK- 1 100質量部に対し 20質量部)、及び上記鱗片状黒鉛 (D2) lkg (PEE K- l 100質量部に対し 10質量部)を、サイドフィード付きの二軸押出機を用いて 設定温度 390°Cで混練してストランド状に押出し、カッティングしてペレットとした。 このペレットを用い、フィルム厚さを 35 mとした以外は実施例 1と同様の操作を行 い、表層用フィルム(略号を T8とする。)を得た。
金属接触層用フィルムを上記 S8、表層用フィルムを上記 T8に変更した以外は実 施例 1と同様のプレス成形を行 ヽ、積層体を得た。
得られた積層体の各層の厚さは、金属体 0. 4mm,金属接触層 45 m、表層 31 μ mであった。このものの評価結果を表 2に示す。
実施例 9
(共押出による積層フィルムの作製)
上記 PEI—1を 2. 8kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 28質 量%)、 PEI— 2を 3kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 30質量 %)、 PEEK—1を 4. 2kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 42 質量%)、及び上記表面処理マイ力(C2) 2. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1
の合計 100質量部に対し 25質量部)をサイドフィード付き二軸押出機を用いて設定 温度 380°Cで混練し、ストランド状に押出し、カッティングしてペレットとした。
このペレットを 180°Cで 8時間熱風乾燥し、 390°Cに設定した口径 30mm φの単軸 押出機を接続したマルチマ-ホールド式のダイ (設定温度 390°C)より金属接触層と して押し出した。
また、上記 PEEK— 1のペレットを 180°Cで 8時間熱風乾燥したのち 390°Cに設定 した口径 40mm φの単軸押出機を接続した上記マルチマ-ホールドダイ (設定温度 390°C)より表層として押し出した。
金属接触層と表層の厚さ比は 16: 84となるように溶融樹脂の吐出量を調整した。こ の共押出フィルムすなわち積層フィルムの金属接触層側を 125°Cのキャスティング口 ールにて急冷し、表層側にシリコンゴムロールを押し当てた。さらに、金属ロールの反 対側に設置された約 35°Cの水で冷却される硬質クロムメツキロールを押しつけてシリ コンゴムロールを冷却した。次いでこの共押出フィルムを巻き取って積層体を得た。こ のものの厚さが 50 mとなるように、押出機からの溶融樹脂の吐出量とライン速度を 調整した。作製した積層フィルムの断面を顕微鏡により拡大して観察し、各層の厚さ を測定したところ、金属接触層の厚さは 8 m、表層の厚さは 42 mであった。この 積層フィルムの略号を「ST9」とする。
(金属体との積層)
金属接触層用フィルム(S1)と表層用フィルム (T1)を上記積層フィルム(ST9)に変 更し、積層フィルムの金属接触層を金属体 (A1)に接触するように (A1)上に重ね、 プレス積層時の設定最高温度を 250°C、設定最高温度保持時間を 30分に変更した ほかは実施例 1と同様の操作によりプレス成形し、積層体を得た。
この積層体の評価結果を表 3に示す。
実施例 10
(金属接触層に使用する樹脂組成物の作製)
金属接触層の構成成分のうち、 PEI— 1を 6kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1 の合計質量に対し 60質量%)、 PEI— 2を使用せず、 PEEK— 1を 4kg (PEI— 1、 P EI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 40質量%)、表面処理マイ力(C2) l. 5kg (
PEI—1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 15質量部)、及び固体潤 滑剤として上記フッ素榭脂(Dl) l. 5kg (PEI- 1, PEI— 2及び PEEK— 1の合計 1 00質量部に対し 15質量部)を、サイドフィード付きの二軸押出機を用いて設定温度 3 90°Cで混練してストランド状に押出し、カッティングしてペレットとした (略号を K101と する。)。
表層構成成分として、上記の PEEK— 1 10kg (100質量部)、上記表面処理合成 マイ力(C3) 0. 8kg (PEEK- 1 100質量部に対し 8質量部)、及び固体潤滑剤とし て上記フッ素榭脂(D1) 2. 5kg (PEEK- 1 100質量部に対し 25質量部)を、サイド フィード付きの二軸押出機を用いて設定温度 390°Cで混練してストランド状に押出し 、カッティングしてペレットとした (略号を K102とする。 )0
(共押出による積層フィルムの作製)
上記 K101のペレットを 180°Cで 8時間熱風乾燥し、 390°Cに設定した口径 30mm Φの単軸押出機を接続したマルチマ-ホールド式のダイ (設定温度 390°C)より金属 接触層として押し出した。
また、上記 K102のペレットを 180°Cで 8時間熱風乾燥したのち 390°Cに設定した 口径 40mm φの単軸押出機を接続した上記マルチマ-ホールドダイ (設定温度 390 °C)より表層として押し出した。
金属接触層と表層の厚さ比は 14 : 86となるように溶融樹脂の吐出量を調整した。こ の共押出フィルムすなわち積層フィルムの金属接触層側を 125°Cのキャスティング口 ールにて急冷し、表層側にシリコンゴムロールを押し当てた。さらに、金属ロールの反 対側に設置された約 35°Cの水で冷却される硬質クロムメツキロールを押しつけてシリ コンゴムロールを冷却した。次いでこの共押出フィルムを巻き取って積層体を得た。こ のものの厚さが 105 /z mとなるように、押出機からの溶融樹脂の吐出量とライン速度 を調整した。作製した積層フィルムの断面を顕微鏡により拡大して観察し、各層の厚 さを測定したところ、金属接触層の厚さは 15 m、表層の厚さは 90 mであった。こ の積層フィルムの略号を「ST10」とする。
(金属体との積層)
積層フィルム(ST9)を(ST10)に変更したほかは、実施例 9と同様のプレス成形操
作を行い、積層体を得た。この積層体の評価結果を表 3に示す。
実施例 11
金属接触層の構成成分のうち、 PEI— 1を 6kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1 の合計質量に対し 60質量0 /0)、 PEI— 2を 1. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1 の合計質量に対し 15質量0 /0)、 PEEK— 1を 2. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK —1の合計質量に対し 25質量%)、表面処理合成マイ力(C3)を 1. 5kg (PEI— 1、 P EI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 15質量部)、及び固体潤滑剤である 上記黒鉛(D2)を lkg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 1 0質量部)を、サイドフィード付きの二軸押出機を用いて設定温度 390°Cで混練して ストランド状に押出し、カッティングしてペレットとした (略号を Ki l lとする。 )0
表層構成成分のうち、上記 PEEK— 1 10kg (100質量部)、上記表面処理合成マ イカ(C3) 1. Okg (PEEK- 1 100質量部に対し 10質量部)、固体潤滑剤として上 記フッ素榭脂 (Dl) 2kg (PEEK— 1 100質量部に対し 20質量部)、及び上記黒鉛 ( D2) lkg (PEEK- 1 100質量部に対し 10質量部)を、サイドフィード付きの二軸押 出機を用いて設定温度 390°Cで混練してストランド状に押出し、カッティングしてペレ ットとした (略号を K112とする。 )0
(共押出による積層フィルムの作製)
上記 Ki l lのペレットを 180°Cで 8時間熱風乾燥したのち、 390°Cに設定した口径 30mm φの単軸押出機を接続したマルチマ-ホールド式のダイ (設定温度 390°C) より金属接触層として押し出した。
また、上記 K112のペレットを 180°Cで 8時間熱風乾燥したのち、 390°Cに設定した 口径 30mm φの単軸押出機を接続した上記マルチマ-ホールドダイ (設定温度 390 °C)より表層として押し出した。
金属接触層と表層の厚さ比は 57 :43となるように溶融樹脂の吐出量を調整した。こ の共押出フィルムすなわち積層フィルムの金属接触層側を 125°Cのキャスティング口 ールにて急冷し、表層側にシリコンゴムロールを押し当てた。さらに、金属ロールの反 対側に設置された約 35°Cの水で冷却される硬質クロムメツキロールを押しつけてシリ コンゴムロールを冷却した。次いでこの共押出フィルムを巻き取って積層体を得た。こ
のものの厚さが 70 mとなるように、押出機からの溶融榭脂の吐出量とライン速度を 調整した。作製した積層フィルムの断面を顕微鏡により拡大して観察し、各層の厚さ を測定したところ、金属接触層の厚さは 40 m、表層の厚さは 30 mであった。この 積層フィルムの略号を「ST11」とする。
(金属体との積層)
積層フィルム(ST9)を ST11に変更したほかは、実施例 9と同様のプレス成形操作 を行い、積層体を得た。この積層体の評価結果を表 3に示す。
実施例 12
金属接触層用フィルムの構成成分のうち、 PEI— 1を 3kg (PEI— 1、 PEI— 2及び P EEK—1の合計質量に対し 30質量0 /0)、 PEI— 2を 3kg (PEI—l、 PEI— 2及び PEE K 1の合計質量に対し 30質量0 /0)、 PEEK— 1を 4kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEE K—1の合計質量に対し 40質量%)に変更し、合成マイ力を使用せず、二軸押出機 による混練を行わず、充分撹拌して 180°C、 8時間乾燥したのち、直接口径 40mm の単軸押出機に供給し、厚さを 50 mとしたほかは実施例 1と同様の操作を行い、 金属接触層用フィルムを得た (略号を S12とする。 )0表層用フィルムの構成成分を P EEK- 1 10kgとし、合成マイ力を使用せず、二軸押出機による混練を行わず、 18 0°C、 8時間乾燥したのち、直接口径 40mmの単軸押出機に供給し、厚さを 50 /z mと したほかは実施例 1と同様の操作を行い、表層用フィルムを得た(略号を T12とする。 )。金属体を厚さ 4mm、縦 16cm、横 16cmの铸鉄板 (略号を A5とする。)とし、積層 方法を下記のように変更した以外は、実施例 1と同様の操作により積層体を得た。金 属体 (A5)は、ショットブラストにより表面処理されたものであり、その表面粗さパラメ一 タ Raは 1. 07 μ m、 Ryは 11. 1 m、 Rzは 8. 5 μ mであった。この積層体の評価結 果を表 4に示す。
(積層体の作製)
下力も上に向力つて下記の順番に重ね合わせたものを、高性能高温真空プレス成 形機 (北川精機 (株)製、成型プレス、型式: VH1— 1747)内にセットし、設定最高温 度 360°C、設定最高温度保持時間 30分、プレス成形機の設定圧力 5. 2MPa (接着 部の圧力は約 3. 9MPa)にてプレス成形し、積層体を得た。
(i 1)一辺が約 30cmの正方形で、厚さ 1. 5mmのステンレス鋼板、
(j - 1)両面を 35 μ mの銅箔で覆った一辺が約 20cmの正方形で、厚さ 1. 6mmのク ッシヨン紙 (三菱製紙 (株)製、商品名: RAボード RAB N 0016)、
(k—1)一辺が 16cmの正方形で、厚さ 4mmの铸鉄板 (クロ口ホルム洗浄により脱脂 済み、表面処理面を上、略号 A5)、
(1- 1)一辺が 18cmの正方形の上記金属接触用フィルム(略号 S12)、
(m— 1)一辺が 18cmの正方形の上記表層用フィルム(略号 T12)、
(n- 1)一辺が 20cmの正方形で厚さ 50 μ mのポリイミドフィルム(宇部興産 (株)製、 商品名:ユーピレックス 50S、厚さ 50 μ m)、ポリイミドフィルム、
(o— 1)厚さ 125 /z mのポリイミドフィルム(東レ'デュポン (株)製、商品名:カプトン 50
0H)ゝ
(P— 1)上記 (n— 1)と同様のポリイミドフィルム、
(q- 1)一辺が 20cmの正方形で厚さ 5mmのステンレス板(SUS304)、
(r- 1)一辺が 18cmの正方形で上記 (i 1)と同様の、銅箔で覆ったクッション紙。 上記 (i 1)〜 (r 1)は、重ね合わせる前に少量のエタノールをしみこませたワイピ ング紙で表面の汚れや異物を取り除き、さらに、上記 (k 1)は表面の埃や異物をゴ ム製ブロア一を用いて除去し、上記 (l—l)〜(p— l)は、重ね合わせる前に、 目視検 查により表裏の異物を確認し、少量のエタノールをしみこませたワイビングクロス (帝 人 (株)製、商品名:ミクロスタ一一 CP)を用いてその異物をふき取った後、再度目視 検査を行い、異物が除去できたことを確認した後に重ね合わせた。
実施例 13
金属接触層用フィルムの構成成分のうち、 PEI— 1を 5. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及 び PEEK— 1の合計質量に対し 55質量%)、 PEI— 2を使用せず、 PEEK— 1を 4. 5 kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 45質量%)、合成マイ力を 使用せず、固体潤滑剤(D1) 0. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100 質量部に対し 5質量部)、固定潤滑剤(D2) 0. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 5質量部)、二軸押出機の押出温度と単軸押出機の押出 温度を 390°C、及び厚さを 25 mに変更した以外は実施例 1と同様の操作により金
属接触層用フィルムを得た (略号を S13とする。 )0表層用フィルムの構成成分を PE EK- 1 10kg、合成マイ力を使用せず、固体潤滑剤(D1) 2. 5kg (PEEK— 1 10 0質量部に対して 25質量部)、表層厚さを 60 /z mに変更した以外は、実施例 1と同 様の操作により表層用フィルムを得た(略号を T13とする。 )0金属接触層用フィルム を上記(S13)とし、表層用フィルムを上記 (T13)とし、金属体を厚さ 6mmの铸鉄板( 略号を A6とする。)としたほかは実施例 12と同様の操作を行い、積層体を得た。金 属体 (A6)は、ショットブラストにより表面処理されたものであり、その表面粗さパラメ一 タ Raiま 0. 56 μ m、 Ryiま 5. 8 μ、 Rziま 4. 9 μ mであった。この積層体の評価結果を 表 4に示す。
[0074] 実施例 14
金属接触層用フィルムの構成成分のうち、 PEI— 1を 3kg (PEI— 1、 PEI— 2及び P EEK—1の合計質量に対し 30質量0 /0)、 PEI— 2を 3kg (PEI—l、 PEI— 2及び PEE K 1の合計質量に対し 30質量0 /0)、 PEEK— 1を 4kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEE K 1の合計質量に対し 40質量%)、充填材として表面処理合成マイ力 lkg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 10質量部)、固体潤滑剤として (D1) 0. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 5質量部) 、固定潤滑剤(D2) lkg (PEI—l、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 10質量部)、二軸押出機の押出温度と単軸押出機の押出温度を 390°C、及び金属 接触層厚さを 30 mに変更したほかは実施例 1と同様の操作により金属接触層用フ イルムを得た (略号を S 14とする。 )0表層用フィルムの構成成分を PEEK— 1 10kg 、充填材として表面処理合成マイ力 lkg (PEEK— 1 100質量部に対して 10質量部 )、固体潤滑剤 (Dl) 2kg (PEEK- 1 100質量部に対して 20質量部)と (D2) lkg ( PEEK- 1 100質量部に対して 10質量部)、表層厚さを 40 μ mとしたほかは実施 例 1と同様の操作により表層用フィルムを得た(略号を T14とする。 )0金属体を上記 A6とし、金属接触層を上記 S14とし、表層を上記 T14に変更した以外は、実施例 12 と同様の操作を行い、積層体を得た。この積層体の評価結果を表 4に示す。
[0075] 実施例 15
金属接触層用フィルムの構成成分のうち、 PEI— 1を 4kg (PEI— 1、 PEI— 2及び P
EEK—lの合計質量に対し 40質量0 /0)、 PEI— 2を 3kg (PEI—l、 PEI— 2及び PEE K 1の合計質量に対し 30質量0 /0)、 PEEK— 1を 3kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEE K—1の合計質量に対し 30質量%)、充填材として表面処理合成マイ力 1. 5kg (PEI —1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 15質量部)、固体潤滑剤とし て(Dl) l. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 15質量 部)、二軸押出機の押出温度と単軸押出機の押出温度を 390°C、及び金属接触層 厚さを 28 mに変更したほかは、実施例 1と同様の操作を行い、金属接触用フィル ムを得た(略号を S 15とする。 )0表層用フィルムの構成成分を PEEK— 1 10kg,充 填材として表面処理合成マイ力 lkg (PEEK- 1 100質量部に対して 10質量部)、 固体潤滑剤 (Dl) 2kg (PEEK- 1 100質量部に対して 20質量部)、表層厚さを 60 μ mとしたほかは、実施例 1と同様の操作を行い表層用フィルムを得た(略号を T15 とする。)。金属体を厚さ 10mmの铸鉄(略号を A7とする。)、金属接触層表層用フィ ルムを上記 S15とし、表層用フィルムを上記 T15に変更したほかは、実施例 12と同 様の操作を行い、積層体を得た。
金属体 (A7)は、ショットブラストにより表面処理されたものであり、その表面粗さパラメ ータ Raは 0. 83 μ m、 Ryは 8. 5 μ、 Rzは 6. 6 μ mであった。この積層体の評価結果 を表 4に示す。
実施例 16
金属接触層用フィルムの構成成分のうち、 PEI— 1を 3kg (PEI— 1、 PEI— 2及び P EEK—1の合計質量に対して 30質量%)、 PEI— 2を3kg (PEI—l、 PEI— 2及びP EEK—1の合計質量に対して 30質量%)、 PEEK— ^4kg (PEI—l、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対して 40質量%)、充填材として表面処理合成マイ力 2. 5 kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対して 25質量部)、二軸 押出機の押出温度と単軸押出機の押出温度を 390°C、金属接触用フィルム厚さを 4 0 mに変更したほかは、実施例 1と同様の操作を行い金属接触用フィルムを得た( 略号を S16とする。;)。表層用フィルムの構成成分を PEEK— 1 10kg (100質量部) 、充填材として表面合成マイ力 0. 5kg (PEEK- 1 100質量部に対して 5質量部)、 固体潤滑剤として、上記黒鉛 (D2) 0. 5kg (PEEK- 1, 100質量部に対して 5質量
部)とポリテトラフルォロエチレン榭脂 (ダイキン工業株式会社製、商品名 ポリフロン TFE L 5、略号を D3とする。) 2kg (PEEK— 1 100質量部に対して 20質量部) 、表層用フィルム厚さを 70 mとしたほかは実施例 1と同様の操作を行い、表層用フ イルムを得た (略号を T16とする。 ) 0金属体を上記 A6とし、金属接触層用フィルムを 上記 S16とし、表層用フィルムを上記 T16に変更したほかは、実施例 12と同様の操 作を行い、積層体を得た。この積層体の評価結果を表 4に示す。
実施例 17
表層構成成分として、上記の PEEK— 1 10kg (100質量部)、上記表面処理合成 マイ力(C3) lkg (PEEK- 1 100質量部に対し 10質量部)、及び固体潤滑剤として 上記フッ素榭脂(Dl) 2kg (PEEK— 1 100質量部に対し 20質量部)と、上記黒鉛( D2) 0. 5kg (PEEK- 1 100質量部に対し 5質量部)を、サイドフィード付きの二軸 押出機を用いて設定温度 390°Cで混練してストランド状に押出し、カッティングしてぺ レットとした(略号を K172とする。 ) 0
金属接触層の構成成分のうち、 PEI— 1を 3. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 35質量0 /0)、 PEI— 2を 3kg (PEI—l、 PEI— 2及び PEEK— 1 の合計質量に対し 30質量0 /0)、 PEEK— 1を 3. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK 1の合計質量に対し 35質量%)として、これらのペレットを充分混合撹拌した後、 1 80°Cで 8時間熱風乾燥したのち、 390°Cに設定した口径 30mm φの単軸押出機を 接続したマルチマ-ホールド式のダイ (設定温度 390°C)より金属接触層として押し 出した。
また、上記 K172のペレットを 180°Cで 8時間熱風乾燥したのち、 390°Cに設定した 口径 30mm φの単軸押出機を接続した上記マルチマ-ホールドダイ (設定温度 390 °C)より表層として押し出した。
金属接触層と表層の厚さ比は 24 : 76となるように溶融樹脂の吐出量を調整した。こ の共押出フィルムすなわち積層体の金属接触層側を 125°Cのキャスティングロール にて急冷し、表層側にシリコンゴムロールを押し当てた。さらに、金属ロールの反対側 に設置された約 35°Cの水で冷却される硬質クロムメツキロールを押しつけてシリコン ゴムロールを冷却した。次いでこの共押出フィルムを巻き取って積層体を得た。このも
のの厚さが 34 mとなるように、押出機力 の溶融樹脂の吐出量とライン速度を調整 した。作製した積層フィルムの断面を顕微鏡により拡大して観察し、各層の厚さを測 定したところ、金属接触層の厚さは 8 μ m、表層の厚さは 26 μ mであった。この積層 フィルムの略号を「ST17」とする。
金属接触用フィルムと表層用フィルムを上記積層フィルム(ST17)に変更し、金属 体を上記 A6に変更したほかは、実施例 12と同様のプレス成形操作を行い、積層体 を得た。この積層体の評価結果を表 5に示す。
実施例 18
金属接触層の構成成分のうち、 PEI— 1を 5. 8kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 58質量%)、 PEI— 2を使用せず、 PEEK— 1を 4. 2kg (PEI— 1 、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計質量に対し 42質量%)、表面処理合成マイ力(C3) 1. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 15質量部)、及 び固体潤滑剤である上記フッ素榭脂 (Dl) 1kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の 合計 100質量部に対し 10質量部)を、サイドフィード付きの二軸押出機を用いて設定 温度 390°Cで混練してストランド状に押出し、カッティングしてペレットとした (略号を K 181とする。;)。
表層構成成分として、上記の PEEK— 1 10kg ( 100質量部)、充填材としての表 面処理合成マイ力を使用せず、及び固体潤滑剤として上記フッ素榭脂(D1) 2. 5kg (PEEK— 1 100質量部に対し 25質量部)を、サイドフィード付きの二軸押出機を用 V、て設定温度 390°Cで混練してストランド状に押出し、カッティングしてペレットとした (略号を K182とする。 )0
上記 K181のペレットを 180°Cで 8時間熱風乾燥し、 390°Cに設定した口径 30mm Φの単軸押出機を接続したマルチマ-ホールド式のダイ (設定温度 390°C)より金属 接触層として押し出した。
また、上記 K182のペレットを 180°Cで 8時間熱風乾燥したのち、 390°Cに設定した 口径 40mm φの単軸押出機を接続した上記マルチマ-ホールドダイ (設定温度 390 °C)より表層として押し出した。
金属接触層と表層の厚さ比が 14 : 86となるように溶融樹脂の吐出量を調整した。こ
の共押出フィルムすなわち積層体の金属接触層側を 125°Cのキャスティングロール にて急冷し、表層側にシリコンゴムロールを押し当てた。さらに、金属ロールの反対側 に設置された約 35°Cの水で冷却される硬質クロムメツキロールを押しつけてシリコン ゴムロールを冷却した。次いでこの共押出フィルムを巻き取って積層体を得た。このも のの厚さが 105 mとなるように、押出機力もの溶融樹脂の吐出量とライン速度を調 整した。作製した積層フィルムの断面を顕微鏡により拡大して観察し、各層の厚さを 測定したところ、金属接触層の厚さは 15 μ m、表層の厚さは 90 mであった。この積 層フィルムの略号を「ST18」とする。
金属接触用フィルムと表層用フィルムを上記積層フィルム(ST18)に変更し、プレス による積層温度を 250°Cに変更したほかは、実施例 12と同様のプレス成形操作を行 い、積層体を得た。この積層体の評価結果を表 5に示す。
実施例 19
金属接触層の構成成分のうち、 PEI— 1を 6kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1 の合計質量に対し 60質量0 /0)、 PEI— 2を 1. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1 の合計質量に対し 15質量0 /0)、 PEEK— 1を 2. 5kg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK —1の合計質量に対し 25質量%)、表面処理合成マイ力(C3) l . 5kg (PEI - 1 , PE I— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 15質量部)、及び固体潤滑剤を (D2) lkg (PEI— 1、 PEI— 2及び PEEK— 1の合計 100質量部に対し 10質量部)を、サイ ドフィード付きの二軸押出機を用いて設定温度 390°Cで混練してストランド状に押出 し、カッティングしてペレットとした (略号を K191とする。 )0
表層構成成分として、上記の PEEK— 1 10kg ( 100質量部)、充填材として表面 処理合成マイ力(C3) 0. 5kg (PEEK- 1 100質量部に対し 5質量部)、及び固体 潤滑剤として上記フッ素榭脂 (Dl) 2kg (PEEK- 1 100質量部に対し 20質量部)と 上記黒鉛 (D2) 0. 5kg (PEEK- 1 100質量部に対し 5質量部)を、サイドフィード 付きの二軸押出機を用いて設定温度 390°Cで混練してストランド状に押出し、カッテ イングしてペレットとした(略号を K192とする。)。
上記 K191のペレットを 180°Cで 8時間熱風乾燥し、 390°Cに設定した口径 30mm Φの単軸押出機を接続したマルチマ-ホールド式のダイ (設定温度 390°C)より金属
接触層として押し出した。
また、上記 K192のペレットを 180°Cで 8時間熱風乾燥したのち、 390°Cに設定した 口径 30mm φの単軸押出機を接続した上記マルチマ-ホールドダイ (設定温度 390 °C)より表層として押し出した。
金属接触層と表層の厚さ比が 57 :43となるように溶融樹脂の吐出量を調整、全体 の厚さが 70 mとなるように、押出機からの溶融樹脂の吐出量とライン速度を調整し たほかは実施例 10と同様の操作を行 、積層フィルムを得た。作製した積層フィルム の断面を顕微鏡により拡大して観察し、各層の厚さを測定したところ、金属接触層の 厚さは 34 m、表層の厚さは 26 mであった。この積層フィルムの略号を「ST19」と する。
金属接触用フィルムと表層用フィルムを上記積層フィルム(ST19)に変更し、金属 体を上記 A6に変更し、プレスによる積層温度を 250°Cに変更したほかは、実施例 12 と同様のプレス成形操作を行い、積層体を得た。この積層体の評価結果を表 5に示 す。
[0080] 実施例 20
金属接触用フィルムと表層用フィルムを上記積層フィルム(ST18)に変更し、金属 体をショットブラストにより表面処理を施した厚さ 8mmのアルミニウム板 (材質〖お IS H4000— 1999に示された A1100、挂素と鉄の合計含有量 0. 7%。略号を A8とす る。 )に変更し、プレスによる積層温度を 240°Cに変更したほかは実施例 12と同様の 操作を行い、積層体を得た。金属体 (A8)は、ショットブラストにより表面処理されたも のであり、その表面粗さパラメータ Raは 0. 74 μ m、 Ryは 7. 5 m、 Rzは 6. 1 μ mで あった。この積層体の評価結果を表 5に示す。
[0081] 実施例 21
金属接触用フィルムと表層用フィルムを上記積層フィルム(ST19)に変更し、金属 体をショットブラストにより表面処理を施した厚さ 6mmのアルミニウム 珪素合金板( 材質 ¾JIS H4000— 1999に示された A4043、挂素含有量 5. 5%。略号を と する。 )に変更し、プレスによる積層温度を 240°Cに変更したほかは実施例 12と同様 の操作を行い、積層体を得た。金属体 (A9)の表面粗さパラメータ Raは 0. 85 ^ m,
Ryは 9. は 7. 2 mであった。この積層体の評価結果を表 5に示す。
[表 1] 実施例 比較例 単 位 1 2 3 1 2 金属本 A1 A2 A3 A1 A1 種 類 - SUS304 SUS301 SUS304 SUS304 SUS301 厚 さ mm 0.4 0.4 0.5 0.4 0.4 表面粗さ Ra jU m 0.18 0.08 0.17 0.18 0.18 表面粗さ Ry m 1.5 1.0 1.67 1.5 1.5 表面粗さ Rz μ m 1.4 0.92 1.37 1.4 1.4 金属 j 触層用フィルム S1 S2 S3 - S1 厚 さ U m 100 35 80 - 100 熱可塑性ポリイミド樹脂
質量% 28 55 40 - 28 (PEI- 1 )
熱可塑性ポリイミド榭脂
配 質量% 32 - 25 ― 32 (PB-2)
ポリアリールケトン樹脂
質量% 40 45 35 - 40 (PEEK- 1 )
口 合成マイ力 (C1 ) 質量部 38.9 - - - 38.9 表面処理マイ力 (C2) 質量部 - 25 31.6 - - 表面処理合成マイ力 (C3) 質量部 - 固体潤滑剤(D1 ) 質量部 - - - - - 固体潤滑剤 (D2) 質量部 - - - - - 表層用フィルム T1 T2 T3 TR1 - 厚 さ μ m 110 40 30 1 10 - ポリアリールケトン樹脂
配 質量% 100 100 100 100
(PEEK— 1 )
合成マイ力 (C1 ) 質量部 38.9 - - - - 口 表面処理マイ力 (C2) 質量部 - 31.6 - - - 金属—フィルム積層時
°C一分 360-20 360-20 360-20 360-20 360-20
£高温度とその保持時間
金属体の厚さ mm 0.4 0.4 0.5 0.4 0.4 金属接触層の厚さ m 96 33 76 - 96 積 表層の厚さ fl m 107 38 27 106 層 金属接触層/表層 厚さ比 ― 47/53 46/54 74/26 0/100 100/0 体 切断端部の剥離状態 ランク 1 1 2 4 1 の 金属体と樹脂層の剥離強度 kg 20mm 材破 材破 材破 不良 材破 特 静摩擦係数 ― 0.235 0.233 0.242 - 0.338 性 動摩擦係数 ― 0.163 0.165 0.173 - 0.205 鉛筆硬度 ― H H F - F 耐溶剤性 ランク 1 1 1 - 2
[0083] [表 2]
[0084] [表 3]
実施例 比較例 単 位 9 10 1 1 3 金属体 A1 A1 A1 RA1 種 類 ― SUS304 SUS304 SUS304 SUS304 厚 さ mm 0.4 0.4 0.4 0.4 表面粗さ Ra μ m 0.18 0.18 0.18 1.4 表面粗さ Ry U m 1.5 1.5 1.5 14.9 表面粗さ Rz μ m 1.4 1.4 1.4 10.7 積層フィルム ST9 ST10 ST1 1 ― 全体厚さ μ m 50 105 70 - 金属接触層厚さ 8 15 40 - 熱可塑性ポリイミド榭脂
金 質量% 28 60 60 - (P曰一 1 )
熱可塑性ポリイミド樹脂
質量1 ½ 30 - 15 一 (PEI- 2)
ポリアリールケトン樹脂
接 質量% 42 40 25 - (PEEK— 1 )
触 表面処理マイ力 (C2) 質量部 25 - ― - 層 表面処理合成マイ力 (C3) 質量部 一 15 15 - 配 固体潤滑剤 (D1 ) 質量部 - 15 - - 口 固体潤滑剤 (D2) 質 i部 - - 10 - 表層厚さ U m 42 90 30 - ポリアリ一ルケトン樹脂
表 質量% 100 100 100 - (PEEK- 1 )
層 表面処理合成マイ力 (C3) 質量部 - 8 10 - 配 固体潤滑剤 (D1 ) 質量部 - 25 20 - 口 固体潤滑剤 (D2) 質量部 - - 10 - 金属一フィルム積層時
°C一分 250-30 250-30 250-30 - 最高温度とその保持時間
金属体の厚さ mm 0.4 0.4 0.4 - 金属接触層の厚さ U m 6 1 1 35 - 積 表層の厚さ μ m 39 86 26 - 金属接触層 表層 厚さ比 ― 13/87 1 1/89 57/43 - 体 切断部の剥離状態 ランク 2 1 1 3 の 金属体と樹脂屠の剥離強度 kg/20mm 材破 材破 材破 材破 特 静摩擦係数 ― 0.243 0.185 0.183 0.262 性 動摩擦係数 一 0.174 0.163 0.161 0.198 鉛筆硬度 ― F H H F 耐溶剤性 ランク 1 1 1 1
[0085] [表 4]
[0086] [表 5]
実施例
単 位 17 18 19 20 21 金属ィ本 A6 A5 A6 A8 A9 種 類 ― ft鉄 錶鉄 鉄 AI AI合金 厚 さ mm 6 4 6 8 6 表面粗さ Ra U m 0.56 1.07 0.56 0.74 0.85 表面粗さ Ry μ m 5.8 11.1 5.8 7.5 9.1 表面粗さ Rz μ m 4.9 8.5 4.9 6.1 7.2 穰層フィルム ST17 ST18 ST19 ST18 ST19 全体の厚さ U m 50 105 70 105 70 金属接触層厚さ jU m 8 15 40 15 40 熱可塑性ポリイミド樹脂
金 質 i% 35 58 60 58 60 (PEI- 1 )
熱可塑性ポリイミド樹脂
属 質量 ¾ 30 - 15 - 15 (PEI- 2)
ポリアリ一ルケトン樹脂
接 質量% 35 42 25 42 25 (PEEK— 1 )
触 表面処理マイ力 (C2) 質 £部 - - - - - 層 表面処理合成マイ力 (C3) 質量部 - 15 15 15 15 配 固体潤滑剤 (D1 ) 質量部 - 10 - 10 - 口 固体潤滑剤 (D2) 質量部 一 - 10 - 10 表層厚さ μ m 26 90 30 90 30 ポリアリ一ルケトン樹脂
表 質 i% 100 100 100 100 100 (PEEK— 1 )
層 表面処理合成マイ力 (C3) 質量部 10 - 5 - 5 配 固体潤滑剤(D1 ) 質量部 20 25 20 25 20 口 固体潤滑剤 (D2) 質量部 5 - 5 - 5 金属とフィルム積層時の
°C_分 250-30 250-30 250-30 240-30 240-30 最高温度とその保持時間
金属体の厚さ mm 6 4 6 8 6 金属接触層の厚さ U m 5 10 34 1 1 35 積 表層の厚さ μ m 21 85 26 85 25 層 金属接触層 表層 厚さ比 19/81 11/89 57/43 11 89 54/46 体 切れ目周囲の剥離状態 ランク 1 1 1 1 1 の 金属体と樹脂層の剥離強度 kg/20mm 材破 材破 材破 材破 材破 特 静摩擦係数 ― 0.244 0.186 0.183 0.184 0.183 性 動摩擦係数 ― 0.174 0.163 0.164 0.164 0.165 鉛筆硬度 F H H H H 耐溶剤性 ランク 1 1 1 1 1 表 1及び 2より、実施例 1乃至 8の積層体は、シャーリングによる切断の端部に剥離 が生じに《本発明の効果が明らかである。
表 3より、実施例 9乃至 11の積層体は、シャーリングによる切断の端部に剥離が生 じにくぐ本発明の効果が明らかである。
表 4より、実施例 12乃至 16の積層体は、カッターナイフによる切れ目周囲に剥離が 生じにくぐ本発明の効果が明らかである。
表 5より、実施例 17乃至 21の積層体は、カッターナイフによる切れ目周囲に剥離が 生じにくぐ本発明の効果が明らかである。
産業上の利用可能性
本発明の積層体は、摺動性、耐熱性、耐薬品性、ハンダ耐熱性、寸法安定性等に 優れることから、各種の用途に好適に用いられ、その用途としては、自動車エンジン ルーム内部品や隔壁、ドアの摺動部品、ブレーキ部品、ェアーコンップレッサー部品
、軸受け、ブッシュ、エネルギー発生機器部品、電池部品、燃料電池部品、熱遮蔽 板、各種機器の筐体、電磁波遮蔽板、航空宇宙機器の保護板などが挙げられる。