(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
著しい磨耗および高い摩擦に曝されることが意図される部品の潤滑性を改善するために、少なくとも、
−窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（Ｗ2Ｃ）、および炭化タングステン／炭素（ＷＣ／Ｃ）複合材、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、ならびに水素化非晶質炭素型（ａ：ＣＨ）の材料から選択される硬質材料で作製された１つの層（３）であって、その面のうちの１つの面上に、ピットおよびレリーフの連続を備える層と、
−層（３）の微小溝の内壁上に堆積されたナノ粒子および／またはナノチューブと、
−親油性材料で作製された１つの層（４）と
を備えるフィルムの使用。
【請求項２】
層（３）を構成する硬質材料が、水素化非晶質炭素であることを特徴とする、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
親油性材料が、ＳｉＯｘベースの材料であることを特徴とする、請求項１または２に記載の使用。
【請求項４】
親油性材料が、フッ素化有機シラン化合物（複数可）ベースの材料であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の使用。
【請求項５】
堆積されるナノ粒子が、金属、ケイ素、シリカ、ポリマーおよび／または炭素のナノ粒子から選択されること、ならびに、堆積されるナノチューブが、カーボンナノチューブであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の使用。
【請求項６】
高い摩擦および著しい磨耗に曝されることが意図される部品の潤滑性を改善するために、
ａ）前記部品の少なくとも１つの表面上に、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（Ｗ2Ｃ）、および炭化タングステン／炭素（ＷＣ／Ｃ）複合材、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、ならびに水素化非晶質炭素型（ａ：ＣＨ）の材料から選択される硬質材料で作製された層（２）を堆積させるステップと、
ｂ）テクスチャ加工された層（３）を得るために、ステップａ）において得られた層（２）にレリーフおよびピットの連続を形成するステップと、
ｂ１）ナノ粒子および／またはナノチューブをテクスチャ加工された層（３）上に堆積させるステップと、
ｂ２）ステップｂ１）において得られた層の上面を研磨するステップと、
ｃ）ステップｂ）において得られた層（３）上に、親油性材料で作製された層（４）を堆積させるステップと
により得られるコーティングの使用。
【請求項７】
テクスチャ加工された層（３）が、水素化非晶質炭素で作製されることを特徴とする、請求項６に記載の使用。
【請求項８】
層（４）を構成する親油性材料が、ＳｉＯｘベースの材料であることを特徴とする、請求項６または７に記載の使用。
【請求項９】
層（４）を構成する親油性材料が、フッ素化有機シラン化合物（複数可）ベースの材料であることを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１０】
ステップｂ１）において堆積されるナノ粒子が、金属、ケイ素、シリカ、ポリマーおよび／または炭素のナノ粒子から選択されること、ならびに、ステップｂ１）において堆積されるナノチューブが、カーボンナノチューブであることを特徴とする、請求項６から９のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１１】
著しい磨耗および高い摩擦に曝されることが意図される部品の潤滑性を改善するための方法であって、
ａ）部品（１）の少なくとも１つの表面上に、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（Ｗ2Ｃ）、および炭化タングステン／炭素（ＷＣ／Ｃ）複合材、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、ならびに水素化非晶質炭素型（ａ：ＣＨ）の材料から選択される硬質材料で作製された層（２）を堆積させるステップと、
ｂ）テクスチャ加工された層（３）を得るために、層（２）の自由表面にレリーフおよびピットの連続を形成するステップと、
ｂ１）ナノ粒子および／またはナノチューブをテクスチャ加工された層（３）上に堆積させるステップと、
ｂ２）ステップｂ１）において得られた層の上面を研磨するステップと、
ｃ）層（３）上に、親油性材料で作製された層（４）を堆積させるステップと
を含む方法。
【請求項１２】
層（２）を構成する硬質材料が、水素化非晶質炭素であることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
親油性材料が、ＳｉＯｘベースの材料であることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
親油性材料が、フッ素化有機シラン化合物（複数可）ベースの材料であることを特徴とする、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ステップｂ１）において堆積されるナノ粒子が、金属、ケイ素、シリカ、ポリマーおよび／または炭素のナノ粒子から選択されること、ならびに、ステップｂ１）において堆積されるナノチューブが、カーボンナノチューブであることを特徴とする、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い摩擦および著しい磨耗に曝されることが意図される部品の潤滑性を改善するための、超滑性薄層を有するフィルムまたはコーティングの使用に関する。
【０００２】
本発明はまた、高い摩擦および著しい磨耗に曝されることが意図される部品の潤滑性を改善するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
摩擦および磨耗の現象は、金属アセンブリにおいて、特にエンジン型のデバイス、例えばピストン、リング、カムシャフト等において見られるが、摩擦および潤滑が完全に制御されなければならない分野、例えば流体圧ジャッキ、マイクロマシン、型、剃刀の刃等においても見られる。
【０００４】
これらの摩擦および磨耗現象は、著しいエネルギー損失の原因である。
【０００５】
したがって、長年の間、これらの現象を低減することを可能とするコーティングの研究に関心が向けられていた。
【０００６】
現在コーティングとして最も広く使用され、これらの現象に曝される材料は、窒化チタン（ＴｉＮ）および窒化クロム（ＣｒＮ）等の窒化物、炭化チタン（ＴｉＣ）および炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（Ｗ２Ｃ）および炭化タングステン／炭素（ＷＣ／Ｃ）複合材等の炭化物、アルミナ等の酸化物、硫化モリブデン（ＭｏＳ２）等のモリブデンベースの堆積物、ならびにダイヤモンド様カーボン（ＤＬＣ）として知られる炭素ベースのコーティングの全ファミリーである。ＤＬＣはまた、水素化非晶質炭素（ａ：ＣＨ）としても知られる。
【０００７】
ＤＬＣは、その卓越した特性の組合せにより、これらの摩擦および磨耗現象に対抗するための優れた候補であることが証明されている。
【０００８】
実際に、ＤＬＣは、高硬度、低摩擦係数および低磨耗率を同時に有する。これが、耐摩耗性を改善し、様々な機械構成要素間の摩擦を制限するために、機械分野においてＤＬＣ型のコーティングが広く使用されている理由である。
【０００９】
例えば、火花点火エンジンの動く連結部の摩擦を受ける部品に対する機械的応力および熱応力は、極めて激しい。
【００１０】
また、コーティング材料の組成の他に、重要な点は、これらの機械アセンブリの潤滑であり、この潤滑は、部品間の摩擦を制限し、ひいてはエンジンの効率を改善し、さらにこれらの部品の磨耗を制限するために、完全に最適化されなければならない。
【００１１】
したがって、そのようなシステムにより放出される汚染排出物を制限するためには、この潤滑の役割が最も重要である。
【００１２】
さらに、潤滑剤はまた、摩擦に対する、ひいては局所的温度上昇に対する作用を有することだけでなく、様々な部品の摩擦により生成された熱を放出することにより、熱媒体として機能する。これらの部品を潤滑するために使用される潤滑剤は、一般に油性潤滑剤であり、その粘度は変動し得る。
【００１３】
これらのコーティングされた部品に対する磨耗の原因の１つは、特に、潤滑の欠如である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Ｗａｎｇら、「Ｓｔａｂｌｅ  ｈｉｇｈｌｙ  ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ  ａｎｄ  ｏｌｅｏｐｈｉｌｉｃ  ｍｅｓｈｅｓ  ｆｏｒ  ｏｉｌ−ｗａｔｅｒ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ」、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２５３（２００７）、９０５４〜９０６０頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような背景において、本発明は、高い機械的応力および熱応力に曝される部品の潤滑の品質の問題を克服することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的のために、本発明は、著しい磨耗および高い摩擦に曝されることが意図される部品の潤滑性を改善するために、少なくとも、
−窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（Ｗ２Ｃ）、および炭化タングステン／炭素（ＷＣ／Ｃ）複合材、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、ならびに水素化非晶質炭素型（ａ：ＣＨ）の材料から選択される硬質材料で作製された１つの層であって、その面のうちの少なくとも１つの面上に、溝およびレリーフの連続を備える層と、
−親油性材料で作製された１つの層と
を備えるフィルムの使用を提案する。
【００１７】
好ましくは、硬質材料で作製された層は、水素化非晶質炭素で作製された層である。
【００１８】
好ましい一実施形態において、フィルムは、層のピットの内壁上に堆積されたナノ粒子および／またはナノチューブをさらに備える。
【００１９】
さらに、好ましくは、親油性材料は、ＳｉＯｘベースの材料である。
【００２０】
より好ましくは、親油性材料は、フッ素化有機シラン化合物（複数可）ベースの材料である。
【００２１】
また、好ましくは、本発明の好ましい実施形態において、堆積されたナノ粒子は、金属、ケイ素、シリカ、ポリマーおよび／または炭素のナノ粒子から選択され、堆積されたナノチューブは、カーボンナノチューブである。
【００２２】
本発明はまた、高い摩擦および著しい磨耗に曝されることが意図される部品の潤滑性を改善するために、
ａ）前記部品の少なくとも１つの表面上に、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（Ｗ２Ｃ）、および炭化タングステン／炭素（ＷＣ／Ｃ）複合材、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、ならびに水素化非晶質炭素型（ａ：ＣＨ）の材料から選択される硬質材料で作製された層を堆積させるステップと、
ｂ）テクスチャ加工された層を得るために、ステップａ）において得られた層にレリーフおよびピットの連続を形成するステップと、
ｃ）ステップｂ）において得られた層上に、親油性材料で作製された層を堆積させるステップと
により得られるコーティングの使用を提案する。
【００２３】
好ましくは、テクスチャ加工された層は、水素化非晶質炭素で作製された層である。
【００２４】
好ましい一実施形態において、本発明において使用されるコーティングは、ステップａ）、ｂ）およびｃ）に加えて、ステップｂ）の後およびステップｃ）の前に、ナノ粒子および／またはナノチューブをテクスチャ加工された層上に堆積させるステップｂ１）、続いてステップｂ１）において得られた層の上面を研磨するステップｂ２）により得られる。
【００２５】
好ましくは、親油性材料は、ＳｉＯｘベースの材料である。
【００２６】
より好ましくは、親油性材料は、フッ素化有機シラン化合物（複数可）ベースの材料である。
【００２７】
ステップｂ１）においてナノ粒子が堆積される場合、これらのナノ粒子は、金属、ケイ素、シリカ、ポリマーおよび／または炭素のナノ粒子から選択され、ステップｂ１）においてナノチューブが堆積される場合、これらのナノチューブはカーボンナノチューブである。
【００２８】
本発明はまた、著しい磨耗および高い摩擦に曝されることが意図される部品の潤滑性を改善するための方法であって、
ａ）部品の少なくとも１つの表面上に、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（Ｗ２Ｃ）、および炭化タングステン／炭素（ＷＣ／Ｃ）複合材、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、ならびに水素化非晶質炭素型（ａ：ＣＨ）の材料から選択される硬質材料で作製された層を堆積させるステップと、
ｂ）テクスチャ加工された層を得るために、ステップａ）において得られた層の自由表面にレリーフおよびピットの連続を形成するステップと、
ｃ）ステップｂ）において得られたテクスチャ加工された層上に、親油性材料で作製された層を堆積させるステップと
を含む方法を提案する。
【００２９】
好ましくは、ステップａ）において堆積された層を構成する硬質材料は、水素化非晶質炭素である。
【００３０】
好ましい一実施形態において、本発明の方法は、ステップｂ）の後およびステップｃ）の前に、ナノ粒子および／またはナノチューブを、ステップｂ）において得られたテクスチャ加工された層上に堆積させるステップｂ１）、続いてステップｂ１）において得られた層の上面を研磨するステップｂ２）をさらに含む。
【００３１】
好ましくは、本発明の方法において、親油性材料は、ＳｉＯｘベースの材料である。
【００３２】
より好ましくは、親油性材料は、フッ素化有機シラン化合物（複数可）ベースの材料である。
【００３３】
好ましくは、ステップｂ１）においてナノ粒子が堆積される場合、これらのナノ粒子は、金属、ケイ素、シリカ、ポリマーおよび／または炭素のナノ粒子から選択され、ステップｂ１）においてナノチューブが堆積される場合、これらのナノチューブはカーボンナノチューブである。
【００３４】
以下に記載され、図面を参照して示される説明的記述を読めば、本発明はより良く理解され、本発明の他の利点および特徴がより明確となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の方法、すなわち本発明による使用の好ましい実施形態の各ステップを示す概略図である。
【図２】本発明において使用される硬質材料の表面のテクスチャ加工パターンを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
摩擦に曝され著しい磨耗を受ける部品は、一般に、それ自体耐摩擦性および耐摩耗性である硬質材料でコーティングされる。
【００３７】
したがって、本発明において、「硬質材料」という表現は、既知の材料であって、一般に、特にその磨耗が低減されなければならない摩擦に曝される部品をコーティングするために使用される材料を意味すると理解される。これらの硬質材料は、現在、窒化チタン（ＴｉＮ）および窒化クロム（ＣｒＮ）等の窒化物、炭化チタン（ＴｉＣ）および炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（Ｗ２Ｃ）、および炭化タングステン／炭素（ＷＣ／Ｃ）複合材等の炭化物、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の酸化物、硫化モリブデン（ＭｏＳ２）等のモリブデンベースの堆積物、ならびにダイヤモンド様カーボン（ＤＬＣ）として知られる炭素ベースのコーティングの全ファミリーである。
【００３８】
ＤＬＣ型の材料はまた、水素化非晶質炭素（ａ：ＣＨ）としても知られる。それらの材料は、高硬度、低摩擦係数および低磨耗率を同時に有する。これが、その耐摩耗性を改善し、様々な機械構成要素間の摩擦を制限するために、摩擦および磨耗に曝される部品用のコーティングとしてそれらの材料が機械分野において広く使用されている理由である。
【００３９】
薄層で構成される、特にＤＬＣ型のこれらのコーティングは、さらに、機械部品間の接触部の潤滑効率を改善するために、表面テクスチャ処理され得る。
【００４０】
コーティングの表面は、例えば図２に示されるように、穴およびレリーフを画定する一連のパターンを備える場合、テクスチャ加工されていると呼ばれる。
【００４１】
以降、図２では形成されるピットの形状は矩形型であるが、ピットおよびレリーフの形態は一次パラメータではなく、このことから、円錐、円筒または立方体等、多種多様な構造が画定および生成され得ることに留意しなければならない。
【００４２】
本明細書において穴とも呼ばれるピットおよびレリーフの連続により形成されるパターンの重要なパラメータは、互いに独立して、以下の計３つである：
−各レリーフの幅を画定し、１μｍから１００μｍの間（これらを含む）で変動し得る、パラメータａ、
−レリーフの高さを画定し、ひいてはピットの深さに対応し、３０ｎｍから２μｍの間（これらを含む）で変動し得る、パラメータｈ、および
−ピットの幅を画定する、パラメータｂ）。
【００４３】
このパラメータｂは、図２に示される矩形パターン以外のパターンを形成するために、例えば円錐形状または別の形状のピットを形成するために、高さまたは深さｈに沿って変動し得る。
【００４４】
本発明において、この硬質層の厚さは、好ましくは１μｍから２０μｍの間（これらを含む）である。最も好ましくは、この厚さは５μｍである。
【００４５】
上述の厚さは、堆積される硬質層の、そのテクスチャ加工前の厚さである。
【００４６】
実際に、テクスチャ加工後、硬質層は、微小ピットに対応するより薄い厚さの領域を備える。
【００４７】
本発明の場合、捕捉される流体は、部品間の摩擦を制限し、これらの部品の磨耗を制限するために使用される潤滑剤である。
【００４８】
本発明において使用される潤滑剤は、一般に、油性潤滑剤である。
【００４９】
したがって、本発明において、「潤滑剤親和性」という用語は、「親油性」を意味し、この２つの用語は交換可能に使用される。
【００５０】
しかしながら、テクスチャ加工された表面および潤滑剤の使用にもかかわらず、潤滑剤は所望の幾何学的領域に適用されないことが多いため、火花点火エンジンの可動性連結システムの部品等の強い摩擦に曝される部品は、非常に急速に磨耗する。
【００５１】
したがって、本発明の目的は、その表面が潤滑剤を「引き込む」ようにするために、応力下領域において、硬質材料で作製された、より好ましくは水素化非晶質炭素で作製されたコーティングを機能化すること（摩擦学的堆積）である。
【００５２】
これを行うために、２つの方法が使用される。
【００５３】
１つは、部品の表面の一部またはその全表面上の硬質材料で作製された層の堆積物の表面を、テクスチャ加工することである。
【００５４】
このステップは、硬質材料で作製されたコーティングの表面に、正確なサイズ、分布および密度の微小貯蔵部（ピット）を形成するステップである。
【００５５】
しかし、本発明の核心は、上述の第１の手段と組み合わされる第２の手段の組合せにある。この第２の手段は、硬質材料の表面のテクスチャ加工中に事前に形成された微小貯蔵部の内側を含む、硬質材料で作製されたテクスチャ加工された表面上に、親油性コーティングを堆積させることである。
【００５６】
そのようなコーティング構造は、摩擦学的用途にとって特に興味深い。実際に、例えばＰＥＣＶＤ（プラズマ化学気相堆積）により堆積された親油性層、例えばポリマー層またはフィルムは、潤滑剤の保持を可能とするが、ＤＬＣ型材料等の硬質材料の堆積とは異なり、その摩損に対する耐性については評価が低い。
【００５７】
しかしながら、驚くべきことに、使用中、親油性表面層の存在によって、潤滑剤は、テクスチャ処理により形成された微小貯蔵部を含む、そのようにしてコーティングされた表面全体を湿潤するが、急速に摩滅することにより、すなわち部品が慣らされるとすぐに、親油性層が消失することが観察されている。
【００５８】
ゆえに、硬質材料の層上に摩擦が生じる。したがって、潤滑剤は、微小貯蔵部内に押し付けられて引き込まれ、親油性材料で作製された層は、これらの空隙の底部に存在する。
【００５９】
本発明において、堆積される親油性層の厚さは、好ましくは、５ｎｍから２００ｎｍの間である。最も好ましくは、この厚さは１００ｎｍである。
【００６０】
テクスチャ加工された硬質材料のみで作製されたコーティングと比較した利点には、以下の３つがある。
−第一に、接触圧が特に高い熱機械的応力領域において、特に潤滑が効果的である。
−第二に、テクスチャ加工中に形成された微小貯蔵部内に潤滑剤を捕捉することにより、摩擦条件の変化、例えば部品の摺動速度の変化、ヘルツ条件と等しい接触圧の変化等の最中であっても、潤滑剤の一定した源を有することが可能となる。
−第三に、この種の応力下での著しい摩損により生成された磨耗屑が、これらの貯蔵部に捕捉され、したがって摩擦領域内での第３の物体の形成が制限される。実際に、この屑は、部品の激しい損壊の一因となる、極めて硬質で研磨性の堆積物を形成する硬質粒子であることが多い。
【００６１】
換言すると、従来技術によるテクスチャ加工された硬質材料コーティングと比較した主な利点は、潤滑剤が、親油性コーティングのおかげで、テクスチャ加工により形成された微小貯蔵部内に位置し捕捉されるという点である。単純な表面テクスチャ加工は、例えばカム／歯止め接触の場合等のように、ヘルツ条件が変動的である場合、潤滑の点ではるかに効果が低い。
【００６２】
親油性層を形成するために使用される材料は、この目的に好適ないかなる材料であってもよい。炭化水素材料は、脂肪性物質との濡れ親和性を有する材料の一例である。これらの材料は、ゾル−ゲル法、またはガス経路等の様々な方法により薄層として堆積され得る。有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）技術は、使用可能な堆積法の１つである。
【００６３】
具体的には、親油性材料は、テクスチャ加工により得られたピット内に優先的に潤滑剤を保持するように機能する。実際には、親油性材料と潤滑剤との間に、９０°未満、好ましくは７０°未満の接触角を有することが必要である。例えば、ＳｉＯｘ（準化学量論的なシリカ）型の材料は、市販のモーターオイルに対して約２０°の接触角を有し、同様に、ＳｉＯＣ材料は、市販のモーターオイルに対して約４０°の接触角を有し、したがってそれらが親油性であることを示している。
【００６４】
さらに、親油性材料は、非極性であるＤＬＣとは異なり、極性潤滑剤との接触に有利な極性を発現し得る。
【００６５】
本発明内において使用される親油性材料の特に好ましい一例は、例えばＦ（ＣＦ２）ｎ−ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＨ）３等の、好ましくはフッ素化されたシラン型の有機材料である。そのような材料は、Ｗａｎｇら、「Ｓｔａｂｌｅ  ｈｉｇｈｌｙ  ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ  ａｎｄ  ｏｌｅｏｐｈｉｌｉｃ  ｍｅｓｈｅｓ  ｆｏｒ  ｏｉｌ−ｗａｔｅｒ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ」、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２５３（２００７）、９０５４〜９０６０頁に記載されている。
【００６６】
他の親油性材料は、例えばＴｅｆｌｏｎフィルム（ＣＦ）等、当技術分野の当業者の知識に従って想定され得る。
【００６７】
本発明の１つの発展によれば、ステップｃ）の前に、ナノ構造化の原理に従い、ピットの底部にナノ粒子および／またはナノチューブを堆積させるステップであるステップｂ１）を提供することが有利である。前記ナノ粒子および／または前記ナノチューブは、ＣＶＤにより堆積させることができ、また、元素周期表のＶＩＩＩＢおよびＩＢの列からの金属から選択される、またはこれらの金属の酸化物から選択される金属で構成され得る。想定され得る他のナノ粒子は、シリカ、ポリマー（ポリスチレン、ポリカーボネート）、シリカおよび／または炭素のナノ粒子である。想定され得るナノチューブは、カーボンナノチューブである。
【００６８】
具体的には、ナノ粒子および／またはナノチューブの堆積に基づくナノテクスチャ加工は、テクスチャ加工物に油を特異的に引き込ませ、これらの油に対する湿潤を促進する。換言すると、このナノテクスチャ加工は、油スポンジのように機能する。
【００６９】
本発明の方法においてステップｂ）が使用される場合、好都合には、ステップｃ）において行われる親油性層の堆積は、層（４）の親油性機能と、湿潤を促進するナノテクスチャ加工との相乗効果を誘引するように、ナノ粒子および／またはナノチューブを完全には被覆しない。したがって、例えば、ＳｉＯＣ単独は油に対し４０°の接触角を有するが、ＳｉＯＣがナノ構造上に堆積されると、接触角は２０°に変化する。
【００７０】
また、関連する堆積プロセスに依存して、ステップｂ１）はステップｃ）の後であってもよい。
【００７１】
本発明をより良く理解するために、ここで、純粋に例示的および非制限的な例として、一実施形態を説明する。
【実施例１】
【００７２】
本発明によるコーティングの堆積
本発明において使用されるフィルムを堆積するための方法の様々なステップを、図１に概略的に示す。
【００７３】
まず、スチールベースの、処理される基板、つまり強い摩擦および著しい磨耗に曝されることが意図される部品が、堆積のために洗浄および調製される。
【００７４】
この基板は、図１において１で示されている。
【００７５】
次いで、本発明による方法の第１のステップは、化学気相堆積（ＣＶＤ）により、硬質材料で作製された厚さ５μｍの層、ここでは水素化非晶質炭素の層を堆積させるステップである。この堆積物はまた、物理気相堆積（ＰＶＤ）により堆積されてもよい。
【００７６】
硬質材料のコーティングの主な特性は、摩擦学的性質、つまり、約１５ＧＰａから約２５ＧＰａの間、好ましくは約２０ＧＰａの硬度、１００Ｃ６型スチールに面する潤滑条件下において０．１未満、好ましくは０．０５未満の摩擦係数である。摩擦係数は、ピンオンディスク式摩擦試験において測定される。図１において２で示されるコーティングの厚さは、用途に依存して、１μｍから１０μｍの間（これらを含む）である。
【００７７】
次いで、ステップ２は、硬質材料の層をテクスチャ加工するために、前述のようなサイズ、アスペクト比および開口度を有する基本的パターンを有するＤＬＣ型の層２を、異方的にエッチングするステップである。
【００７８】
このテクスチャ加工は、例えば、マスクを使用した乾式エッチング（プラズマエッチング）により得ることができる。このマスクは、格子（例えば金属グリッド）の直接的な適用により、フォトリソグラフィー（光感受性）により、レーザを使用した直接書き込み（光感受性）により、製造することができる。エッチング後、マスクを手作業で、または化学的に、例えば樹脂用溶媒を用いて除去する。エッチング残渣は、乾式および／または湿式化学経路で洗浄する。
【００７９】
次いで、図１において３で示されるテクスチャ加工された層が得られる。
【００８０】
層３の表面のテクスチャ加工をさらに改善するために、図１において示されるステップ２’を行ってもよい。このステップは任意選択的である。このステップは、ナノ粒子５をテクスチャ加工された層３上に堆積させることからなり、この堆積物は、層３のテクスチャ加工の形状に従う。
【００８１】
これらのナノ粒子は、好ましくは、５０ｎｍから５００ｎｍの間（これらを含む）の直径を有し、実施例に依存して無作為な形状を有するが、主として球状であり、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｌ等の金属で作製された、またはケイ素で作製されたナノ粒子である。
【００８２】
次いで、構造化パターンの部分ａにわたる平坦性を取り戻すため、ナノ粒子の堆積物の上面を研磨する。
【００８３】
最後に、本発明による方法の第３のステップは、層３上または層５上に、ＳｉＯｘ型の親油性材料で作製され、１００μｍの厚さを有する、図１において４で示される層を堆積させるステップである。
【００８４】
親油性材料で作製された層４もまた、テクスチャ加工された層３のテクスチャ加工パターンの形状に従う。
【００８５】
この層４は、様々な方法で、例えば液相または真空下での堆積により堆積させることができる。この層は、層２上の流体の湿潤を確実とするために十分高い表面エネルギーを有さなければならない。実際には、５０ｍＮ／ｍを超える表面エネルギーによって、潤滑剤が、ＤＬＣとの接触よりも優先的に親油性材料と接触した状態となることが可能となると考えられる。好ましくは、８０ｍＮ／ｍを超える表面エネルギーが望ましい。
【００８６】
このようにして、本発明において、著しい磨耗および強い摩擦に曝されることが意図される部品の潤滑性を改善するために使用されるコーティングが得られた。
【００８７】
コーティングは、硬質材料、ここでは水素化非晶質炭素で作製された、テクスチャ加工された薄層３を備えるフィルムであり、この層３は、テクスチャ加工され、親油性材料、ここではＳｉＯｘで作製された層４によっても被覆され、または、硬質材料、ここではテクスチャ加工された水素化非晶質炭素で作製された薄層３を備えるフィルムであり、この層３自体は、親油性材料で作製された層４でそれ自体コーティングされているナノ粒子の層５でコーティングされている。
【００８８】
この本発明のコーティングまたはフィルムは、本説明において記載されたナノ粒子および／またはナノチューブと組み合わせられているか否かによらず、硬質材料、ならびに、本説明において言及されたすべての硬質および親油性材料で構成される材料のみに限定されない。
【００８９】
したがって、本発明において使用される別のコーティングまたはフィルムは、親油性材料で作製された層４で被覆された、硬質材料で作製されたテクスチャ加工された薄層３を備えるコーティングであり、この層４は、それ自体、ナノ粒子および／またはナノチューブの層５で被覆されている。
【００９０】
また、本発明において使用される別のコーティングは、部品の慣らし後のコーティングであり、すなわち、前述したようなコーティングの１つであるが、層３または層５の表面全体を被覆せず、層３または層５を形成する穴の内壁のみを被覆するコーティングである。
【００９１】
このコーティングは、流体圧ジャッキ、マイクロマシン、型、剃刀の刃、エンジン部品、手術用インプラント等に適用することができる。
【００９２】
したがって、本発明において使用されるコーティングは、コーティングと呼ぶことによって、当業者には、このコーティングが多層フィルムで構成され、そのうちの１層は層（３）であり、第２の層は層（４）であること、ならびに、任意選択で、層（３）の溝の壁上に堆積されたナノ粒子および／またはナノチューブを備えることが明らかである。
【００９３】
したがって、同様に、実施例１においては、本発明において使用されるコーティングまたはフィルムを堆積させるための方法のステップが記載されているが、当業者には、この方法の様々なステップはまた、著しい磨耗および高い（強い）摩擦に曝されることが意図される部品の潤滑性を改善するための方法の様々なステップであることが明らかである。
【符号の説明】
【００９４】
１  基板
２  コーティング
３  テクスチャ加工された層
４  親油性材料で作製された層
５  ナノ粒子および／またはナノチューブの層
【図１】
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【図２】
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